JP2020076726A - 地図情報システム - Google Patents
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Abstract
Description
前記地図情報システムは、
車両の運転を支援する運転支援制御に用いられる地図情報を含む地図データベースと、
前記車両が目標範囲を走行する際に許容される前記運転支援制御の許容レベルを決定する運転支援レベル決定装置と
を備える。
前記地図情報は、前記地図情報の確からしさを絶対座標系における位置毎に示す評価値と関連付けられる。
介入操作は、前記運転支援制御の実行中に前記運転支援制御に介入するために前記車両のドライバによって行われる操作である。
前記車両の運転環境を示す運転環境情報は、前記介入操作が行われたことを示す情報を含む。
前記運転支援レベル決定装置は、
前記運転環境情報に基づいて、前記介入操作が行われた位置である介入操作位置を示す介入操作情報を取得し、
前記地図情報に基づいて、前記目標範囲内の点又は区間毎に前記評価値を取得し、
前記評価値と前記介入操作位置とに基づいて、前記許容レベルを前記目標範囲内の点又は区間毎に決定する。
1−1.運転支援制御
図1は、本実施の形態に係る車両1を説明するための概念図である。車両1には、情報取得装置20と運転支援制御装置100が搭載されている。
[LV−B]地図情報MAPを利用した限定的な運転支援制御(例:アダプティブクルーズコントロール+車線維持支援制御)。
[LV−C]地図情報MAPを利用した運転支援制御。運転支援制御装置100は操舵制御を行う。ドライバは、ハンドルから手を離していてもよい(hands-off)。ドライバは、車両1の周囲の状況を監視することが要求される。ドライバは、必要に応じて手動運転を行う。
[LV−D]地図情報MAPを利用した運転支援制御。運転支援制御装置100が、操舵制御、加速制御、及び減速制御を行う。ドライバは、車両1の周囲の状況を監視しなくてもよい(eyes-off)。但し、緊急時には、運転支援制御装置100は、ドライバに対して手動運転を開始するよう要求する「移行要求(transition demand)」を発行する。ドライバは、移行要求に応答して、所定時間以内に手動運転を開始する。
[LV−E]地図情報MAPを利用した運転支援制御。運転支援制御装置100が、操舵制御、加速制御、及び減速制御を行う。ドライバは、車両1の周囲の状況を監視しなくてもよい。緊急時には、運転支援制御装置100は、自動的に、車両1を安全な場所に退避させる。
図3は、本実施の形態に係る地図情報システム10の構成を概略的に示すブロック図である。地図情報システム10は、地図情報MAPを管理及び利用するシステムである。より詳細には、地図情報システム10は、地図データベースMAP_DB、情報取得装置20、データベース管理装置30、及び運転支援レベル決定装置40を含んでいる。地図情報システム10は、更に、上述の運転支援制御装置100を含んでいてもよい。
地図情報MAPは、絶対座標系における位置(絶対位置)と関連付けられた情報である。本実施の形態によれば、地図情報MAPは、更に、地図情報MAPの“確からしさ”を絶対座標系における位置毎に示す「評価値P」と関連付けられる。確からしさ(certainty)は、確度(accuracy)や信頼度(reliability)と言い換えることもできる。評価値Pは、スコアと言い換えることもできる。
運転支援制御の実行中、車両1のドライバは「介入操作」を行う場合がある。介入操作は、運転支援制御に介入するためにドライバによって行われる操作である。例えば、運転支援レベルLV−Cの運転支援制御(操舵制御)の場合の介入操作は、ドライバによる操舵操作を含む。他の例として、運転支援レベルLV−Dの運転支援制御(操舵制御、加速制御、及び減速制御)の場合の介入操作は、ドライバによる操舵操作、アクセル操作、及びブレーキ操作のうち少なくとも1つを含む。介入操作は、ステアリングホイールを把持したり、ペダルに足を置くといった準備動作を含んでいてもよい。
以上に説明されたように、本実施の形態に係る運転支援レベル決定装置40は、目標範囲内の運転支援制御の許容レベルALVを自動的に決定する。特に、運転支援レベル決定装置40は、地図情報MAPの評価値Pに基づいて、許容レベルALVを決定する。何故なら、地図情報MAPの評価値Pが高いほど、その地図情報MAPを用いた運転支援制御の精度が高くなるからである。地図情報MAPの評価値Pが考慮されるため、許容レベルALVが適切に決定される。その結果、車両1のドライバの利便性が向上する。また、不適切な運転支援制御が抑制されるため、安全性が向上する。
2−1.運転支援制御装置の構成例
図10は、本実施の形態に係る運転支援制御装置100の構成例を示すブロック図である。運転支援制御装置100は、車両1に搭載されており、周辺状況センサ110、車両位置センサ120、車両状態センサ130、通信装置140、HMI(Human Machine Interface)ユニット150、走行装置160、及び制御装置170を備えている。
情報取得装置20は、運転環境情報200を取得する。図10に示されるように、周辺状況センサ110、車両位置センサ120、車両状態センサ130、通信装置140、及び制御装置170が、情報取得装置20を構成している。
2−3−1.第1の構成例
図12は、データベース管理装置30の第1の構成例を示すブロック図である。第1の構成例では、地図データベースMAP_DBは、車両1(運転支援制御装置100)にインストールされている。より詳細には、地図データベースMAP_DBは、記憶装置180に格納されている。記憶装置180は、制御装置170の記憶装置172と同じであってもよい。制御装置170(プロセッサ171)は、運転環境情報200に基づいて、地図データベースMAP_DBの管理を行う。すなわち、制御装置170がデータベース管理装置30として機能する。
図13は、データベース管理装置30の第2の構成例を示すブロック図である。第2の構成例では、データベース管理装置30は、車両1の外部の外部装置300によって実現される。外部装置300は、例えば、管理サーバである。
図14は、データベース管理装置30の第3の構成例を示すブロック図である。第3の構成例では、第2の構成例の場合と同様に、地図データベースMAP_DBは外部装置300に格納されている。一方、データベース管理装置30は、車両1の制御装置170によって実現される。つまり、制御装置170(プロセッサ171)は、外部装置300側の地図データベースMAP_DBをリモートで操作する。
データベース管理装置30の機能は、車両1の制御装置170(プロセッサ171)と外部装置300のプロセッサ320とに分散されていてもよい。
2−4−1.第1の構成例
図15は、運転支援レベル決定装置40の第1の構成例を示すブロック図である。第1の構成例では、地図データベースMAP_DBは、車両1(運転支援制御装置100)にインストールされている。より詳細には、地図データベースMAP_DBは、記憶装置180に格納されている。記憶装置180は、制御装置170の記憶装置172と同じであってもよい。制御装置170(プロセッサ171)は、運転支援レベル決定装置40として機能する。
図16は、運転支援レベル決定装置40の第2の構成例を示すブロック図である。第2の構成例では、運転支援レベル決定装置40は、車両1の外部の外部装置300によって実現される。外部装置300の構成は、上述の図13で示された構成と同じである。
図17は、運転支援レベル決定装置40の第3の構成例を示すブロック図である。第3の構成例では、第2の構成例の場合と同様に、地図データベースMAP_DBは外部装置300に格納されている。一方、運転支援レベル決定装置40は、車両1の制御装置170によって実現される。
運転支援レベル決定装置40の機能は、車両1の制御装置170(プロセッサ171)と外部装置300のプロセッサ320とに分散されていてもよい。
図18は、本実施の形態に係るデータベース管理装置30による介入操作情報IORの登録を示すフローチャートである。運転支援制御の実行中あるいは完了後、データベース管理装置30は、情報取得装置20から運転環境情報200を取得する(ステップS310)。
次に、運転支援レベル決定装置40による運転支援制御の許容レベルALVの決定方法について説明する。許容レベルALVの決定方法としては、様々な例が考えられる。
図19は、許容レベルALVの決定方法の第1の例を示すフローチャートである。第1の例は、既出の図5及び図6で示された例に相当する。
図20は、許容レベルALVの決定方法の第2の例を示すフローチャートである。第2の例は、既出の図8で示された例に相当する。第1の例と重複する説明は適宜省略する。
図21は、許容レベルALVの決定方法の第3の例を示すフローチャートである。第2の例は、既出の図9で示された例に相当する。第1、第2の例と重複する説明は適宜省略する。
図22は、許容レベルALVの決定方法の第4の例を示すフローチャートである。第1の例と重複する説明は適宜省略する。
複数種類の地図情報MAPの組み合わせが運転支援制御に用いられる場合もある。この場合、複数種類の地図情報MAPのそれぞれの評価値Pが用いられ、同じ点あるいは区間に対して複数の許容レベルALVが得られる。閾値THの設定は、複数種類の地図情報MAP間で異なっていてもよい。運転支援レベル決定装置40は、複数の許容レベルALVを統合して、最終的な許容レベルALVを決定する。例えば、運転支援レベル決定装置40は、複数の許容レベルALVのうち最低のものを選択する。
次に、本実施の形態に係る地図情報MAPの様々な例を説明する。地図情報MAPは、一般的な道路地図やナビゲーション地図だけでなく、様々な観点の地図情報を含んでいる。図23に示される例では、地図情報MAPは、静止物地図情報BG_MAP、地形地図情報TE_MAP、特徴物地図情報FE_MAP、及び軌道地図情報TR_MAPを含んでいる。以下、各地図情報MAPについて詳しく説明する。
図24は、静止物地図情報BG_MAPの一例を説明するための概念図である。静止物地図情報BG_MAPは、静止物に関する地図情報MAPであり、静止物の位置を示す。静止物とは、壁やガードレール等の不動の道路構造物である。静止物は、背景(background)と言うこともできる。
図25は、地形地図情報TE_MAPの一例を説明するための概念図である。地形地図情報TE_MAPは、地形(terrain)に関する地図情報MAPであり、位置[X,Y]における路面の高さ(高度)Zを示す。
図26は、特徴物地図情報FE_MAPの一例を説明するための概念図である。特徴物地図情報FE_MAPは、特徴物に関する地図情報MAPであり、特徴物の位置を示す。特徴物としては、白線(lane marking)や縁石といった線状物体、標識や看板といった面状物体、ポールや電信柱といった円柱物体が挙げられる。
図29は、軌道地図情報TR_MAPの一例を説明するための概念図である。軌道地図情報TR_MAPは、車両1の軌道TRに関する地図情報MAPである。より詳細には、軌道地図情報TR_MAPは、障害物が存在しない状況において車両1が走行すべき軌道TRの位置を示す。
その他の地図情報MAPとして、信号機の位置を示す信号機地図情報、路面標示の位置を示す路面標示地図情報、等が考えられる。路面標示としては、停止線、一時停止線、横断歩道等が例示される。
本実施の形態に係るデータベース管理装置30は、地図情報MAPの更新を行う。以下、データベース管理装置30による地図情報更新処理について説明する。
図30は、地図情報更新処理を示すフローチャートである。図30に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。
運転環境情報200の誤差が大きい位置が存在する場合がある。例えば、ノイズにより周辺状況情報210の誤差が増加する。他の例として、自己位置推定の誤差ELが大きい位置では、車両位置情報220の誤差も増加する。誤差の大きい運転環境情報200を用いて地図情報更新処理を行うと、かえって評価値Pが低下してしまうおそれがある。
第2の変形例では、地図情報更新処理に適さない運転環境情報200があらかじめ排除される。例えば、急操舵が多発した区間において取得された運転環境情報200は、地図情報更新処理に適さない。他の例として、雨天時に取得された運転環境情報200は、地図情報更新処理に適さない。
(b)車両1の走行軌跡の曲率が閾値を越える(根拠情報:車両位置情報220)
(c)車両1の走行軌跡が不連続になる(根拠情報:車両位置情報220)
(d)降雨、降雪(根拠情報:周辺状況情報210(カメラ撮像情報、ライダー計測情報))
(e)夜間、逆光(根拠情報:周辺状況情報210(カメラ撮像情報))
(f)カメラレンズの汚れ発生(根拠情報:周辺状況情報210(カメラ撮像情報))
(g)ライダー点群の密度が閾値未満である(根拠情報:周辺状況情報210(ライダー計測情報))
(h)ライダーの汚れ発生(根拠情報:周辺状況情報210(ライダー計測情報))
データベース管理装置30は、既存の地図情報MAPのうち評価値Pが低い部分を削除してもよい。例えば、データベース管理装置30は、既存の地図情報MAPから、評価値Pが所定値以下である部分を削除対象として抽出する。そして、データベース管理装置30は、既存の地図情報MAPから削除対象を削除する。これにより、地図情報MAPの品質を一定レベルに保つことが可能となる。
データベース管理装置30は、既存の地図情報MAPのうち評価値Pが低い位置についてだけ、地図情報更新処理を行ってもよい。例えば、データベース管理装置30は、既存の地図情報MAPから、評価値Pが所定値以下である領域を更新対象領域として抽出する。そして、データベース管理装置30は、更新対象領域の運転環境情報200に基づいて、地図情報更新処理を行う。これにより、少ない計算量で地図情報MAPの評価値Pを効率的に向上させることが可能となる。
あるタイミングにおいて実環境に大きな変化が発生する場合がある。例えば、道路工事や天変地異によって、道路の形状が大きく変化する。そのような変化タイミングの後に地図情報更新処理が繰り返し行われると、変化発生領域における評価値Pが徐々に低下していくと考えられる。そこで、データベース管理装置30は、評価値Pの履歴を蓄積する。評価値Pが所定回数連続で減少した領域が存在する場合、データベース管理装置30は、当該領域を変化発生領域とみなす。そして、データベース管理装置30は、変化発生領域における地図情報MAPを削除する。これにより、地図情報MAPの品質の低下を抑制することが可能となる。
上述の通り、運転支援レベル決定装置40は、車両1が目標範囲を走行する際に許容される運転支援レベルである許容レベルALVを決定する。運転支援制御装置100は、運転支援レベル決定装置40によって決定された許容レベルALVの運転支援制御を行う。このとき、運転支援制御装置100(制御装置170)は、HMIユニット150の表示装置に許容レベルALVを表示してもよい。
10 地図情報システム
20 情報取得装置
30 データベース管理装置
40 運転支援レベル決定装置
100 運転支援制御装置
110 周辺状況センサ
120 車両位置センサ
130 車両状態センサ
140 通信装置
150 HMIユニット
160 走行装置
170 制御装置
171 プロセッサ
172 記憶装置
180 記憶装置
200 運転環境情報
210 周辺状況情報
220 車両位置情報
230 車両状態情報
240 配信情報
300 外部装置
310 記憶装置
320 プロセッサ
330 通信装置
IOR 介入操作情報
MAP 地図情報
MAP_DB 地図データベース
Claims (10)
- 車両の運転を支援する運転支援制御に用いられる地図情報を含む地図データベースと、
前記車両が目標範囲を走行する際に許容される前記運転支援制御の許容レベルを決定する運転支援レベル決定装置と
を備え、
前記地図情報は、前記地図情報の確からしさを絶対座標系における位置毎に示す評価値と関連付けられ、
介入操作は、前記運転支援制御の実行中に前記運転支援制御に介入するために前記車両のドライバによって行われる操作であり、
前記車両の運転環境を示す運転環境情報は、前記介入操作が行われたことを示す情報を含み、
前記運転支援レベル決定装置は、
前記運転環境情報に基づいて、前記介入操作が行われた位置である介入操作位置を示す介入操作情報を取得し、
前記地図情報に基づいて、前記目標範囲内の点又は区間毎に前記評価値を取得し、
前記評価値と前記介入操作位置とに基づいて、前記許容レベルを前記目標範囲内の点又は区間毎に決定する
地図情報システム。 - 請求項1に記載の地図情報システムであって、
前記評価値が同じである条件において、前記介入操作位置における前記許容レベルは、前記介入操作位置ではない通常位置における前記許容レベル以下である
地図情報システム。 - 請求項2に記載の地図情報システムであって、
前記運転支援レベル決定装置は、
前記評価値が閾値未満である位置における前記許容レベルを、第1レベルに設定し、
前記評価値が前記閾値以上である位置における前記許容レベルを、前記第1レベルよりも高い第2レベルに設定し、
前記介入操作位置における前記閾値を、前記通常位置と比較して増加させる
地図情報システム。 - 請求項2に記載の地図情報システムであって、
前記運転支援レベル決定装置は、
前記通常位置における前記評価値を維持し、前記介入操作位置における前記評価値を減少させることによって、補正評価値を取得し、
前記補正評価値が閾値未満である位置における前記許容レベルを、第1レベルに設定し、
前記補正評価値が前記閾値以上である位置における前記許容レベルを、前記第1レベルよりも高い第2レベルに設定する
地図情報システム。 - 請求項1に記載の地図情報システムであって、
前記地図データベースを管理するデータベース管理装置を更に備え、
前記データベース管理装置は、
前記運転環境情報から前記介入操作情報を取得し、
前記介入操作位置における前記評価値が減少するように前記地図データベースを更新し、
前記運転支援レベル決定装置は、
前記評価値が閾値未満である位置における前記許容レベルを、第1レベルに設定し、
前記評価値が前記閾値以上である位置における前記許容レベルを、前記第1レベルよりも高い第2レベルに設定する
地図情報システム。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の地図情報システムであって、
前記運転環境情報及び前記地図情報に基づいて、前記許容レベルの前記運転支援制御を行う運転支援制御装置
を更に備える
地図情報システム。 - 請求項6に記載の地図情報システムであって、
更に、前記車両に搭載された表示装置を備え、
前記運転支援レベル決定装置は、前記車両が走行する目標ルートに沿った前記許容レベルを決定し、
前記運転支援制御装置は、現在位置あるいは現在時刻からの前記許容レベルの推移を前記表示装置に表示する
地図情報システム。 - 請求項7に記載の地図情報システムであって、
前記運転支援制御装置は、前記目標ルート及び前記許容レベルの前記推移を地図に重畳して前記表示装置に表示する
地図情報システム。 - 車両の運転を支援する運転支援制御に用いられる地図情報を含む地図データベースが格納される記憶装置と、
1又は複数のプロセッサと
を備え、
前記地図情報は、前記地図情報の確からしさを絶対座標系における位置毎に示す評価値と関連付けられ、
介入操作は、前記運転支援制御の実行中に前記運転支援制御に介入するために前記車両のドライバによって行われる操作であり、
前記車両の運転環境を示す運転環境情報は、前記介入操作が行われたことを示す情報を含み、
前記1又は複数のプロセッサは、
前記運転環境情報に基づいて、前記介入操作が行われた位置である介入操作位置を示す介入操作情報を取得し、
前記地図情報に基づいて、目標範囲内の点又は区間毎に前記評価値を取得し、
前記評価値と前記介入操作位置とに基づいて、前記車両が前記目標範囲を走行する際に許容される前記運転支援制御の許容レベルを、前記目標範囲内の点又は区間毎に決定する
地図情報システム。 - 請求項9に記載の地図情報システムであって、
前記評価値が同じである条件において、前記介入操作位置における前記許容レベルは、前記介入操作位置ではない通常位置における前記許容レベル以下である
地図情報システム。
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