JP2020106980A - 車両制御装置、車両制御方法及び車両制御システム - Google Patents

車両制御装置、車両制御方法及び車両制御システム Download PDF

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克弘 坂井
誠 河原田
Makoto Kawarada
誠 河原田
彰英 橘
Akihide Tachibana
彰英 橘
智行 栗山
Tomoyuki Kuriyama
智行 栗山
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Abstract

【課題】自動運転車両が通信ネットワークを介して走行制御の条件に関する指示を受信できないときがあっても、自動運転車両を制御可能な車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置３は、自律走行可能な自動運転車両２と通信可能に構成される通信部３１と、自動運転車両２と車両制御装置３間の通信状況を表す情報に基づいて、自動運転車両２と車両制御装置３間の通信が途切れる可能性が有るか否か判定する判定部３５１と、自動運転車両２と車両制御装置３間の通信が途切れる可能性が有る場合に、自動運転車両２と車両制御装置３間の通信が途切れるよりも前に自動運転車両２の走行制御に関する条件を指示する走行指示を、通信部３１を介して自動運転車両２へ送信する走行指示部３５２とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、自動運転車両を制御する車両制御装置、車両制御方法及び車両制御システムに関する。
従来より、ドライバを必要とせず、自律走行可能な自動運転車両と、通信ネットワークを介して自動運転車両と通信可能に接続されるサーバとを連携させて、自動運転車両を制御する技術が研究されている。例えば、自動運転車両に対して、通信ネットワークを介してサーバから配車情報を送信することで、自動運転車両を配車情報で指定される位置へ向かわせ、あるいは、自動運転車両が、自車の現在位置を通信ネットワークを介してサーバへ送信することで、サーバが自動運転車両を追跡する技術が提案されている（例えば、特許文献1を参照）。
米国特許第９５４７３０７号
自動運転車両の通信環境によっては、自動運転車両とサーバとが通信できないことがある。このような場合、自動運転車両は、サーバからの指示を受信できないので、自車の行動を決定できなくなり、走行に支障が生じるおそれがある。
そこで、本発明は、自動運転車両が通信ネットワークを介して走行制御に関する条件の指示を受信できないときがあっても、自動運転車両を制御可能な車両制御装置を提供することを目的とする。
本発明の一つの形態として、車両制御装置が提供される。この車両制御装置は、自律走行可能な自動運転車両と通信可能に構成される通信部と、自動運転車両と車両制御装置間の通信状況を表す情報に基づいて、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有るか否か判定する判定部と、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る場合に、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れるよりも前に自動運転車両の走行制御に関する条件を指示する走行指示を、通信部を介して自動運転車両へ送信する走行指示部とを有する。
この車両制御装置において、通信状況を表す情報は、自動運転車両の現在位置であり、車両制御装置は、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る通信途絶領域を表す地図情報と、自動運転車両が走行する予定の走行ルートとを記憶する記憶部をさらに有し、判定部は、車両の現在位置から所定範囲において走行ルートが通信途絶領域に含まれる場合、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有ると判定することが好ましい。
あるいは、この車両制御装置において、通信状況を表す情報は、自動運転車両と車両制御装置間の通信を中継する装置から自動運転車両が受信する信号の強度または品質を表す信号状態値であり、判定部は、信号状態値で表される信号の強度または品質が、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る条件を満たす場合、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有ると判定することが好ましい。
本発明の他の形態によれば、自律走行可能な自動運転車両と、その自動運転車両の走行を制御する車両制御装置とを含む車両制御システムが提供される。この車両制御システムにおいて、車両制御装置は、自動運転車両と通信可能に構成される通信部と、自動運転車両と車両制御装置間の通信状況を表す情報に基づいて、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有るか否か判定する判定部と、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る場合に、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れるよりも前に自動運転車両の走行制御に関する条件を指示する走行指示を、通信部を介して自動運転車両へ送信する走行指示部とを有し、自動運転車両は、受信した走行指示に従って自動運転車両が走行するように自動運転車両を制御する走行制御部を有する。
この車両制御システムにおいて、車両制御装置の走行指示部は、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る場合に、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れるよりも前に、複数の走行指示を、通信部を介して自動運転車両へ送信し、自動運転車両は、受信した複数の走行指示を自動運転車両に乗車するユーザに通知するユーザインターフェース部をさらに有し、自動運転車両の走行制御部は、受信した複数の走行指示のうち、ユーザインターフェース部を介してユーザにより選択された走行指示に従って、自動運転車両が走行するように自動運転車両を制御することが好ましい。
あるいは、この車両制御システムにおいて、車両制御装置の走行指示部は、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る場合に、複数の走行指示のそれぞれに優先度を設定し、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れるよりも前に、複数の走行指示のそれぞれを、その走行指示について設定された優先度とともに、通信部を介して自動運転車両へ送信し、自動運転車両の走行制御部は、受信した複数の走行指示のなかから、自動運転車両の周囲の状況に応じて適用可能な走行指示を選択し、選択した走行指示のうち、優先度が最も高い走行指示に従って、自動運転車両が走行するように自動運転車両を制御することが好ましい。
本発明の他の形態によれば、車両制御方法が提供される。この車両制御方法は、自律走行可能な自動運転車両の走行を制御し、かつ、自動運転車両と通信可能に接続される車両制御装置により、自動運転車両と車両制御装置間の通信状況を表す情報に基づいて、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有るか否か判定し、車両制御装置により、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る場合に、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れるよりも前に自動運転車両の走行制御に関する条件を指示する走行指示を、自動運転車両へ送信する、ことを含む。
本発明のさらに他の形態によれば、車両制御装置が提供される。この車両制御装置は、
自律走行可能な自動運転車両と通信可能に構成される通信部と、自動運転車両が走行する予定の走行ルート及び自動運転車両の現在位置と、その走行ルートについての交通状況を表す情報に基づいて、自動運転車両が所定の交通状況に遭遇する可能性が有るか否か判定する判定部と、自動運転車両が所定の交通状況に遭遇する可能性が有る場合に、自動運転車両が所定の交通状況に遭遇するよりも前に自動運転車両の走行制御に関する条件を指示する走行指示を、通信部を介して自動運転車両へ送信する走行指示部とを有する。
本発明に係る車両制御装置は、自動運転車両が通信ネットワークを介して走行制御に関する条件の指示を受信できないときがあっても、自動運転車両を制御できるという効果を奏する。
一つの実施形態による車両制御装置が実装された車両制御システムの概略構成図である。 車両制御処理のシーケンス図である。 車両制御システムに含まれる車両の走行に関する制御系の概略構成図である。 車両制御装置の一例である、サーバの概略構成図である。 車両制御処理に関する、サーバのプロセッサの機能ブロック図である。 走行指示の送信タイミングの一例を示す図である。 車両制御処理の動作フローチャートである。
以下、図を参照しつつ、車両制御装置、及び、車両制御装置を含む車両制御システムについて説明する。
この車両制御装置は、自律走行が可能な自動運転車両と通信ネットワークを介して通信可能に構成される。そしてこの車両制御装置は、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性がある場合に、その通信が途切れるよりも前に、その通信が途切れている期間における自動運転車両の走行制御に関する条件の指示を、通信ネットワークを介して自動運転車両へ送信する。これにより、自動運転車両は、通信が途切れて走行制御に関する条件の指示を受信できないときがあっても、自車の行動を決定することができ、そのため、走行に支障が生じることを防止できる。
なお、自動運転車両の走行制御に関する条件の指示（以下、単に走行指示と呼ぶ）には、例えば、自動運転車両が走行すべき車線（例えば、走行車線、追い越し車線あるいは登坂車線など）を指定する指示、指定された速度だけ減速させる指示、上限または下限の車速を指定する指示、現在の車速を維持させる指示、停車可能な位置に停車または緊急停車させる指示、前方を走行する他の車両との車間距離を所定距離に保たせる指示、及び、乗車中のユーザ（以下、乗員と呼ぶことがある）による手動運転とする指示等が含まれる。さらに、走行指示には、自動運転車両に既に通知されている、直近の走行指示に従って走行させる指示、自動運転車両において完全に自律的に走行制御させる指示が含まれていてもよい。さらにまた、走行指示には、その走行指示が有効となる期限を示す情報、例えば、車両２が走行指示を受信してからその走行指示が有効となる期間（以下、有効期間と呼ぶ）、または、走行指示が有効となる走行区間（以下、有効区間と呼ぶ）を表す情報が含まれてもよい。なお、走行指示の有効期間または有効区間が示されない場合には、その走行指示は、次の走行指示が受信されるまで有効とされてもよい。
また、走行指示は、複数の走行制御に関する条件が含まれる１以上の走行モードの何れかを指定するものでもよい。例えば、走行モードとして、通常モードと安全モードと超安全モードの３種類が用意されていてもよい。そして走行指示として、その３種類の走行モードの何れかが指定されてもよい。通常モードは、例えば、車速の上限を法定速度とし、自動運転車両が走行可能な車線を全ての車線とする走行モードである。また、安全モードは、車速の上限を(法定速度-20km/h)である速度とし、自動運転車両が走行可能な車線を追越車線以外の車線とする走行モードである。さらに、超安全モードは、例えば、車速の上限を10km/hとし、自動運転車両が走行可能な車線を最も左の車線または路肩とする走行モードである。なお、これらの走行モードには、車速の上限及び走行可能な車線以外の条件、例えば、車間距離に関する条件が含まれていてもよい。さらに、走行モードには、その走行モードに含まれる複数の走行制御に関する条件の何れかが適用される、自動運転車両の周囲の状況または自動運転車両自身の状態についての適用条件が含まれてもよい。例えば、通常モード及び安全モードには、上記のような車速の上限及び走行可能な車線に関する条件以外に、自動運転車両の進行方向において自動運転車両に最も近い信号機までの距離が所定距離以下となったときに路側機から信号機の点灯状態を表す情報を取得できない場合、自動運転車両を停車させる指示がさらに含まれてもよい。また、通常モードには、前方を走行する車両までの車間距離が所定距離以下となると走行する車線を変更する指示がさらに含まれてもよい。
図１は、一つの実施形態による車両制御装置が実装された車両制御システムの概略構成図である。車両制御システム１は、自動運転車両である車両２と、車両制御装置の一例であるサーバ３とを有する。なお、図１では、１台の車両２が図示されているが、車両制御システム１に含まれる車両２の台数は１台に限られず、複数の車両２が車両制御システム１に含まれてもよい。車両２とサーバ３とは、光通信回線などで構成される通信ネットワーク４及び通信ネットワーク４とゲートウェイ（図示せず）を介して接続される無線基地局５を介して互いに通信可能となっている。すなわち、無線基地局５は、車両２とサーバ３間の通信を中継する。
車両２は、例えば、タクシーサービスあるいはライドシェアサービスに利用される車両であってもよく、あるいは、特定のユーザのみが使用可能な車両であってもよい。あるいはまた、車両２は、荷物を輸送するための車両であってもよい。車両２は、乗車中のユーザが降車する位置あるいは乗車予定のユーザが乗車する位置といった移動目的地までの走行ルートに沿って自律的に走行する。なお、走行ルートは、車両２が有するナビゲーションシステムにより、車両２において設定されてもよく、あるいは、サーバ３から通信ネットワーク４及び無線基地局５を介して車両２に送信されてもよい。また、車両２は、サーバ３から通信ネットワーク４及び無線基地局５を介して受信した、走行指示に従って走行する。さらに、車両２は、所定の周期ごとに、車両２とサーバ３間の通信状況を表す情報を、無線基地局５及び通信ネットワーク４を介してサーバ３へ送信する。車両２とサーバ３間の通信状況を表す情報には、例えば、車両２が有する測位装置により測定された車両２の現在位置、及び、無線基地局５から受信する無線信号の信号状態を表す値が含まれる。あるいは、車両２は、移動目的地または走行ルート上のチェックポイント（例えば、右折または左折することが要求される交差点、または、移動目的地までの距離が所定距離（例えば、100m〜1km）となる地点など）といった特定の場所に車両２が到達する度に、車両２とサーバ３間の通信状況を表す情報を、無線基地局５及び通信ネットワーク４を介してサーバ３へ送信してもよい。また、車両２は、乗車したユーザにより移動目的地が設定されると、その移動目的地を、無線基地局５及び通信ネットワーク４を介してサーバ３へ送信してもよい。さらにまた、車両２が有するナビゲーションシステムにより走行ルートが設定された場合には、車両２は、例えば、その走行ルートが設定されたとき、あるいは、設定された走行ルートに従って走行を開始したときに、その走行ルートを、無線基地局５及び通信ネットワーク４を介してサーバ３へ送信してもよい。
サーバ３は、車両２から受信した、車両２の位置に基づいて、車両２を追跡する。そしてサーバ３は、例えば、所定のタイミングにおいて、オペレータによる操作入力に従って、あるいは、車両２の走行ルート上の状況に従って、車両２に対する走行指示を作成し、作成した走行指示を通信ネットワーク４及び無線基地局５を介して車両２へ送信する。
所定のタイミングは、例えば、車両２が設定された走行ルートに沿って移動を開始するタイミング、特定の道路（例えば、高速道路または自動車専用道路など）または特定の施設（例えば、駐車場など）に進入し、あるいは特定の道路または特定の施設から退出するタイミング、あるいは、車両２が走行ルート上のチェックポイントまで所定距離の位置に到達するタイミングとすることができる。
さらに、サーバ３は、車両２との通信が途切れる可能性がある場合に、その通信が途切れるよりも前に、その通信が途切れている期間に適用可能な車両２に対する走行指示を作成し、作成した指示を通信ネットワーク４及び無線基地局５を介して車両２へ送信する。
また、サーバ３は、交通状況を表す交通情報を報知する他のサーバ（図示せず）と、通信ネットワーク４を介して通信可能であってもよい。そしてサーバ３は、交通情報を報知する他のサーバから、車両２の走行ルート及びその周辺の交通情報を、通信ネットワーク４を介して取得してもよい。
さらに、車両制御システム１は、無線基地局５及び通信ネットワーク４を介してサーバ３と互いに通信可能な１以上の携帯端末（図示せず）をさらに有していてもよい。そのような携帯端末は、例えば、車両２を利用するユーザが所持する携帯電話とすることができる。携帯端末は、ユーザの操作にしたがって、ユーザの識別情報、ユーザの乗車予定位置及び降車予定位置などを含む配車要求を、無線基地局５及び通信ネットワーク４を介してサーバ３へ送信する。この場合、サーバ３は、受信した配車要求に含まれる乗車予定位置及び降車予定位置を含む配車指示を、通信ネットワーク４及び無線基地局５を介して車両２へ通知して、車両２にその乗車予定位置へ向かわせ、その乗車予定位置にてユーザを乗車させた後、降車予定位置へ向かわせてもよい。
図２は、車両制御処理に関するシーケンス図である。なお、図２に示されるシーケンス図において、車両２とサーバ３間の通信は、上記のように、通信ネットワーク４及び無線基地局５を介して行われる。
車両２は、通信状況を表す情報をサーバ３へ送信する（ステップＳ１０１）。サーバ３は、車両２から受信した、通信状況を表す情報に基づいて、車両２とサーバ３間の通信が途切れる可能性が有るか否か判定し、その通信が途切れる可能性が有ると判定すると走行指示を作成する（ステップＳ１０２）。そしてサーバ３は、作成した走行指示を車両２へ送信する（ステップＳ１０３）。車両２は、受信した走行指示に従って走行する（ステップＳ１０４）。
図３は、車両２の走行に関する制御系の概略構成図である。車両２は、無線端末２１と、ユーザインターフェース２２と、測位装置２３と、電子制御ユニット（Electronic Control Unit, ECU）２４とを有する。無線端末２１、ユーザインターフェース２２及び測位装置２３は、例えば、車両２内に設けられた、Controller Area Network(CAN)などの規格に準拠した車内ネットワークを介してECU２４と通信可能に接続される。車両２は、さらに、車両２の周囲領域を撮影してその周囲領域が表された車外画像を生成する車外カメラ（図示せず）、車両２の周囲の情報を得るためのレーダあるいはLIDERセンサといった車外センサ（図示せず）、地図情報を記憶するストレージ装置（図示せず）、及び、車両２の現在地から移動目的地までの走行ルートを、ダイクストラ法といった所定の経路探索手法に従って求めるナビゲーションシステム（図示せず）を有してもよい。
無線端末２１は、通信部の一例であり、例えば、アンテナと、無線信号の変調及び復調といった、無線通信に関連する各種の処理を実行する信号処理回路とを有する。そして無線端末２１は、無線基地局５からダウンリンクの無線信号を受信し、また、アップリンクの無線信号を無線基地局５へ送信する。すなわち、無線端末２１は、無線基地局５から受信したダウンリンクの無線信号から、サーバ３から車両２へ伝送される信号（例えば、走行指示など）を取り出してECU２４へわたす。また無線端末２１は、ECU２４から受け取ったサーバ３へ送信される信号（例えば、車両２の現在位置、走行ルートなど）を含むアップリンクの無線信号を生成し、その無線信号を送信する。さらに、無線端末２１は、所定の周期ごとに、無線端末２１が受信する無線信号の状態を表す値（以下、単に信号状態値と呼ぶ）をECU２４へ出力してもよい。なお、信号状態値は、例えば、Received Signal Strength Indicator(RSSI)またはReference Signal Received Power(RSRP)といった、無線端末２１が無線基地局５から受信した無線信号の強度を表す信号、あるいは、Signal to Interference plus Noise Ratio(SINR)またはビットエラーレートといった、無線端末２１が無線基地局５から受信した無線信号の品質を表す信号とすることができる。この場合、無線信号の強度が高いほど、あるいは、無線信号の品質が良いほど、信号状態値は、無線端末２１と無線基地局５間の通信状況が良好であることを表す。
ユーザインターフェース２２は、ユーザインターフェース部の一例であり、車両２に乗車しているユーザに対して様々な情報（例えば、車両２の現在位置周囲の地図及び走行ルート、降車予定位置までの距離または降車予定位置への予想到着時刻など）を表示する。さらに、ユーザインターフェース２２は、車両２に乗車しているユーザからの操作に応じた操作信号を生成し、その操作信号をECU２４へ出力する。そのために、ユーザインターフェース２２は、車両２の車室内に設置され、例えば、液晶ディスプレイといった表示装置と、１以上の操作ボタンを有する入力装置とを有する。あるいは、ユーザインターフェース２２は、タッチパネルディスプレイといった、表示装置と入力装置とが一体化された装置であってもよい。
測位装置２３は、測位部の一例であり、所定の周期ごとに車両２の位置を測定する。そのために、測位装置２３は、例えば、グローバル・ポジショニング・システム(GPS)信号を受信する受信機と、GPS信号から車両２の位置を算出する演算回路とを有していてもよい。また、測位装置２３は、ナビゲーションシステムに組み込まれていてもよい。そして測位装置２３は、車両２の位置を測定する度に、その測定値をECU２４へ出力する。
ECU２４は、走行制御部の一例であり、車両２を自動運転制御するとともに車両２の各部を制御する。そのために、ECU２４は、例えば、車両２の各部と通信するための通信インターフェース２４１と、メモリ２４２と、プロセッサ２４３とを有する。
通信インターフェース２４１は、ECU２４を車内ネットワークに接続するためのインターフェース回路を有する。すなわち、通信インターフェース２４１は、車内ネットワークを介して、無線端末２１、ユーザインターフェース２２及び測位装置２３と接続される。そして通信インターフェース２４１は、無線端末２１から、配車指示または走行指示といった、サーバ３から受信した信号をプロセッサ２４３へわたす。同様に、通信インターフェース２４１は、ユーザインターフェース２２から受け取った操作信号、測位装置２３から受信した、車両２の現在位置の測定値、あるいは、車外カメラから受信した車外画像をプロセッサ２４３へわたす。また通信インターフェース２４１は、プロセッサ２４３から受け取った、車両２の現在位置といった、サーバ３へ送信される信号を無線端末２１へ出力する。さらに、通信インターフェース２４１は、プロセッサ２４３から受け取った、ユーザインターフェース２２に表示される情報を含む信号を、ユーザインターフェース２２へ出力する。
メモリ２４２は、記憶部の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ２４２は、ECU２４のプロセッサ２４３により実行される各種の処理において使用されるデータ、例えば、車両２の現在位置、走行ルート、配車指示に含まれるユーザの乗車予定位置及び降車予定位置、及び、走行指示などを記憶する。さらに、メモリ２４２は、車外画像または地図情報などを記憶してもよい。
プロセッサ２４３は、１個または複数個のＣＰＵ(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ２４３は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。そしてプロセッサ２４３は、車両２が配車指示を受信すると、車両２の現在位置及びその配車指示に含まれる乗車予定位置をナビゲーションシステムに通知して、ナビゲーションシステムに、車両２の現在位置から乗車予定位置までの走行ルートを探索させる。また、車両２にユーザが乗車すると、測位装置２３により測定されたユーザが乗車したときの車両２の位置及び配車指示に含まれる降車予定位置をナビゲーションシステムに通知して、ナビゲーションシステムに、ユーザが乗車したときの車両２の位置から降車予定位置までの走行ルートを探索させる。なお、上記のように、プロセッサ２４３は、サーバ３から通信ネットワーク４等を介して走行ルートを受信してもよい。
プロセッサ２４３は、探索された走行ルートに沿って車両２が走行するように、車両２を自動運転制御する。その際、プロセッサ２４３は、サーバ３から受信した走行指示の有効期間または有効区間において、その走行指示に従って車両２を自動運転制御する。例えば、走行指示が特定の車線を走行することを指定する指示であれば、プロセッサ２４３は、車外画像に対して車線検出処理を実行して車外画像に表された指定された車線を検出することで、車両２が指定された車線を走行するよう、車両２の操舵輪を制御する。また、走行指示が車速の上限値を指示するものであれば、プロセッサ２４３は、車両２の車速がその上限値以下に維持されるよう、車両２のパワートレイン及びブレーキ機構を制御する。さらに、走行指示が停車を指示するものであれば、プロセッサ２４３は、路肩または現在位置から所定範囲内の駐車場に車両２を停車させるよう、車両２の操舵輪、パワートレイン及びブレーキ機構を制御する。さらにまた、走行指示が車両２に乗車中のユーザによる手動運転を指示するものであれば、プロセッサ２４３は、ユーザによる、ステアリング、アクセルまたはブレーキペダルなどの操作に従って、車両２の走行を制御する。なお、走行指示の有効期間が設定されている場合、プロセッサ２４３は、その走行指示の受信時刻からの経過時間が設定された有効期間内であれば、その走行指示は有効であると判定すればよい。同様に、走行指示の有効区間が設定されている場合、プロセッサ２４３は、その走行指示の受信時における車両２の位置から車両２の現在位置までの移動距離が設定された有効区間内であれば、その走行指示は有効であると判定すればよい。
また、プロセッサ２４３は、所定の周期（例えば、30秒、1分あるいは5分）ごとに、測位装置２３により得られた車両２の現在位置の測定値、車外画像、及び、信号状態値の少なくとも何れかを、車両２の識別情報とともに、無線端末２１を介してサーバ３へ送信する。さらに、プロセッサ２４３は、ナビゲーションシステムにより求められた走行ルートを、車両２の識別情報とともに、無線端末２１を介してサーバ３へ送信してもよい。
図４は、車両制御装置の一例である、サーバ３の概略構成図である。サーバ３は、通信インターフェース３１と、ユーザインターフェース３２と、ストレージ装置３３と、メモリ３４と、プロセッサ３５とを有する。通信インターフェース３１、ユーザインターフェース３２、ストレージ装置３３及びメモリ３４は、プロセッサ３５と信号線を介して接続されている。
通信インターフェース３１は、通信部の一例であり、サーバ３を通信ネットワーク４に接続するためのインターフェース回路を有する。そして通信インターフェース３１は、車両２の無線端末２１と、通信ネットワーク4及び無線基地局５を介して通信可能に構成される。すなわち、通信インターフェース３１は、車両２の無線端末２１から無線基地局５及び通信ネットワーク４を介して受信した、車両２の現在位置を表す信号などをプロセッサ３５へわたす。また通信インターフェース３１は、プロセッサ３５から受け取った、車両２への配車指示または走行指示などを通信ネットワーク４及び無線基地局５を介して車両２へ送信する。
ユーザインターフェース３２は、例えば、キーボード及びマウスといった入力装置と、液晶ディスプレイといった表示装置とを有する。あるいは、ユーザインターフェース３２は、タッチパネルディスプレイといった、表示装置と入力装置とが一体化された装置を有していてもよい。ユーザインターフェース３２は、例えば、プロセッサ３５から受け取った、車両２の現在位置をその現在位置周囲の地図とともに表示する。さらに、ユーザインターフェース３２は、プロセッサ３５から受け取った、車両２の車外画像、車両２の走行制御に関する情報（例えば、車両２に送信済みの走行指示の内容）、車両２の走行ルート、または、車両２の走行ルート周辺の道路の交通状況（例えば、渋滞の有無、渋滞の長さ、事故の有無、落下物または故障車の有無、工事による車線規制など）を表す情報を表示してもよい。さらに、ユーザインターフェース３２は、車両２に対して適用可能な走行指示の候補を表示してもよい。
またユーザインターフェース３２は、オペレータによる入力装置の操作に応じた操作信号（例えば、車両２に適用する走行指示を表す信号）を生成し、その操作信号をプロセッサ３５へわたす。
ストレージ装置３３は、記憶部の一例であり、例えば、ハードディスク装置または光記録媒体及びそのアクセス装置を有する。そしてストレージ装置３３は、車両２の識別情報、車両２とサーバ３間の通信状況を表す情報（例えば、車両２の現在位置及び信号状態値）、及び、車両２の走行ルートを記憶する。また、ストレージ装置３３は、地図情報を記憶する。なお、地図情報には、車両２とサーバ３間の通信が途切れる可能性が有る領域（以下、通信途絶領域と呼ぶ）を表す情報が含まれてもよい。さらにまた、ストレージ装置３３は、車両制御処理を実行するためのコンピュータプログラムを記憶してもよい。
メモリ３４は、記憶部の他の一例であり、例えば、不揮発性の半導体メモリ及び揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ３４は、車両制御処理を実行中に生成される各種データなどを記憶する。
プロセッサ３５は、制御部の一例であり、１個または複数個のＣＰＵ(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ３５は、論理演算ユニットあるいは数値演算ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。そしてプロセッサ３５は、車両制御処理を実行する。
図５は、車両制御処理に関連するプロセッサ３５の機能ブロック図である。プロセッサ３５は、指示要否判定部３５１と、走行指示部３５２とを有する。プロセッサ３５が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ３５上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ３５が有するこれらの各部は、プロセッサ３５に設けられる、専用の演算回路であってもよい。
指示要否判定部３５１は、判定部の一例であり、車両２に対して走行指示を送信すべきか否かを判定する。本実施形態では、指示要否判定部３５１は、車両２とサーバ３間の通信が途切れる可能性が有るか否か判定し、その通信が途切れる可能性が有ると、車両２に対して走行指示を送信すべきと判定する。
例えば、指示要否判定部３５１は、車両２から受信した信号状態値が、車両２とサーバ３間の通信が途切れる可能性が有ることを表す通信途絶条件を満たす場合、車両２に対して走行指示を送信すべきと判定する。通信途絶条件は、例えば、信号状態値が、RSSI、RSRPまたはSINRといった、高いほど信号状態が良好であることを表す値である場合には、最新の信号状態値が所定の閾値未満となることである。この場合、所定の閾値は、例えば、車両２とサーバ３間の通信を維持可能な信号状態値の下限値あるいはその下限値に所定のマージンを加えた値に設定される。また、信号状態値が、ビットエラーレートのように、低いほど信号状態が良好であることを表す値である場合には、最新の信号状態値が所定の閾値以上となることである。この場合、所定の閾値は、例えば、車両２とサーバ３間の通信を維持可能な信号状態値の上限値あるいはその上限値から所定のマージンを減じた値に設定される。また、指示要否判定部３５１は、直近に受信した複数個の信号状態値に基づいて、線形予測フィルタあるいはカルマンフィルタといった予測フィルタを適用することで、信号状態値の将来の変化を予測してもよい。そして指示要否判定部３５１は、現在から所定時間（例えば、3分、5分あるいは10分）先までに、信号状態値の予測値が通信途絶条件を満たす場合に、車両２に対して走行指示を送信すべきと判定してもよい。
あるいはまた、指示要否判定部３５１は、車両２の現在位置及び地図情報を参照して、車両２の現在位置が、地図情報に表された通信途絶領域に含まれる場合、車両２とサーバ３間の通信が途切れる可能性が有るとして、車両２に対して走行指示を送信すべきと判定してもよい。さらに、指示要否判定部３５１は、車両２の現在位置及び地図情報とともに、車両２の走行ルートを参照して、車両２の現在位置から所定範囲（例えば、現在位置を中心とする半径1km〜3kmの範囲）において車両２の走行ルートの少なくとも一部が通信途絶領域に含まれる場合に、車両２とサーバ３間の通信が途切れる可能性が有るとして、車両２に対して走行指示を送信すべきと判定してもよい。
これにより、指示要否判定部３５１は、車両２とサーバ３間の通信が途切れる可能性が有る場合に、その通信が実際に途切れるよりも前に、サーバ３が、車両２に対して走行指示を送信することを可能とすることができる。
指示要否判定部３５１は、車両２に対して走行指示を送信すべきと判定すると、その判定結果を走行指示部３５２へ通知する。
走行指示部３５２は、指示要否判定部３５１から、車両２に対して走行指示を送信すべきとの判定結果を受け取ると、走行指示を作成する。
例えば、走行指示部３５２は、車両２に対して走行指示を送信すべきとの判定結果を受け取ると、車両２に対する走行指示を与えることを促すメッセージをユーザインターフェース３２に表示させる。オペレータは、そのメッセージを確認すると、車両２の現在位置、走行ルート、地図情報及び交通状況などを参照して、直後の一定期間において車両２に適用すべき走行指示の内容を決定し、その内容を表す操作をユーザインターフェース３２に対して行えばよい。さらに、オペレータは、走行指示の有効期間または有効区間を設定してもよい。その際、車両２がサーバ３間の通信が途切れてから再度通信可能となるまでの期間または区間中、走行指示が有効となるように、走行指示の有効期間または有効区間が設定されることが好ましい。例えば、オペレータは、車両２とサーバ３間の通信が途切れる理由が車両２の走行ルートに起因していることを地図情報から判断できる場合、オペレータは、その原因が解消されるまでの期間（または区間）を走行指示の有効期間（または有効区間）に設定すればよい。例えば、車両２がトンネルを通過する場合、オペレータは、車両２がそのトンネルを通過するまでの区間を有効区間に設定すればよい。そして走行指示部３５２は、ユーザインターフェース３２から受け取った操作信号に表される内容の走行指示を作成すればよい。
あるいは、ストレージ装置３３に、道路の種類及び構造を表す道路情報（一般道、高速道、車線数、トンネル内等）及び交通状況（渋滞の有無、車線規制の有無等）の少なくとも一方と走行指示の内容との対応関係を表した参照テーブルが記憶されていてもよい。この場合、走行指示部３５２は、その参照テーブルを参照して、車両２の現在位置から所定範囲内の車両２の走行ルート上の道路情報及び交通状況に対応する走行指示の内容を特定してもよい。そして走行指示部３５２は、特定した内容を含む走行指示を作成してもよい。なお、走行指示部３５２は、例えば、地図情報を参照することで、車両２の現在位置から所定範囲内の車両２の走行ルート上の道路情報を得ることができる。また、走行指示部３５２は、例えば、サーバ３と通信ネットワーク４を介して通信可能に接続される、交通情報を報知する他のサーバ（図示せず）から、車両２の現在位置から所定範囲内の車両２の走行ルート周辺の交通状況を表す情報を得ることができる。そして、例えば、参照テーブルにおいて、トンネル内の道路に対して、走行車線を走行する指示が対応付けられている場合において、車両２の現在位置から所定範囲内の車両２の走行ルート上の道路がトンネル内の道路である場合、走行指示部３５２は、走行車線を走行する指示を走行指示として作成すればよい。あるいは、走行指示部３５２は、参照テーブルを参照して、車両２の現在位置から所定範囲内の車両２の走行ルート上の道路情報及び交通状況に対応する走行指示の内容を特定し、特定した内容を、車両２に適用する走行指示の候補として、ユーザインターフェース３２に表示させてもよい。
走行指示部３５２は、作成した走行指示を、通信インターフェース３１、通信ネットワーク４及び無線基地局５を介して車両２へ送信する。
図６は、走行指示の送信タイミングの一例を示す図である。車両２は、走行ルート６００に沿って走行している。走行ルート６００上の地点６０１での車両２とサーバ３間の通信状況は良好であり、信号状態値６１１は、通信途絶状況を満たしていなかったとする。この場合、地点６０１では、車両２に対する走行指示は送信されなくてもよい。一方、走行ルート６００上の地点６０２での車両２とサーバ３間の通信状況は劣化し、信号状態値６１２は、通信途絶状況を満たしているとする。この場合、車両２が地点６０２から先へ進むことで、車両２とサーバ３間の通信が途切れる可能性がある。そこで、サーバ３から車両２へ、走行指示が送信される。そのため、走行ルート６００上で地点６０２よりも後の区間６０３において、車両２とサーバ３間の通信が実際に途切れても、ECU２４は、区間６０３に進入する前に走行指示を受信しているので、区間６０３の走行中、その走行指示に従って車両２を走行させればよい。
図７は、車両制御処理の動作フローチャートである。サーバ３のプロセッサ３５は、例えば、所定の周期ごとに、以下に示される動作フローチャートに従って、車両制御処理を実行する。
プロセッサ３５の指示要否判定部３５１は、車両２の現在位置、及び、信号状態値など、車両２とサーバ３間の通信状況を表す情報を、車両２から無線基地局５及び通信ネットワーク４を介して取得する（ステップＳ２０１）。そして指示要否判定部３５１は、車両２とサーバ３間の通信状況を表す情報に基づいて、車両２とサーバ３間の通信が途切れる可能性が有るか否か判定する（ステップＳ２０２）。車両２とサーバ３間の通信が途切れる可能性が無ければ（ステップＳ２０２−Ｎｏ）、プロセッサ３５は、車両制御処理を終了する。
一方、車両２とサーバ３間の通信が途切れる可能性が有る場合（ステップＳ２０２−Ｙｅｓ）、プロセッサ３５の走行指示部３５２は、車両２に対する走行指示を作成し、作成した走行指示を、通信インターフェース３１、通信ネットワーク４及び無線基地局５を介して車両２へ送信する（ステップＳ２０３）。そしてプロセッサ３５は、車両制御処理を終了する。
以上に説明してきたように、この車両制御装置は、自動運転車両と車両制御装置間の通信状況を表す情報を自動運転車両から取得し、その情報に基づいて、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有るか否か判定する。そして車両制御装置は、自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有ると判定した場合に、実際に自動運転車両と車両制御装置間の通信が途切れるよりも前に、自動運転車両に対して走行指示を送信する。これにより、自動運転車両は、通信が途切れて走行指示を受信できない期間においても、自車の行動を決定することができ、そのため、走行に支障が生じることを防止できる。
なお、変形例によれば、車両２の乗員が、受信した走行指示を確認してその走行指示を承認するか否かを判定してもよい。この場合には、車両２のECU２４は、無線端末２１を介して受信した走行指示の内容を、車両２のユーザインターフェース２２に表示させてもよい。そして乗員は、ユーザインターフェース２２を介して、受信した走行指示を承認するか否かを表す操作を行う。ユーザインターフェース２２を介して、受信した走行指示を承認する操作が行われた場合、ECU２４は、その走行指示に従って、車両２の走行を制御すればよい。一方、ユーザインターフェース２２を介して、受信した走行指示を否認する操作が行われた場合、ECU２４は、受信した走行指示には従わず、自律的に車両２の走行を制御すればよい。
他の変形例によれば、サーバ３のプロセッサ３５の走行指示部３５２は、車両２に対して走行指示を送信すべきとの判定結果を受け取ると、ユーザインターフェース３２を介したオペレータの操作に従って複数の走行指示を作成し、作成した複数の走行指示を、通信インターフェース３１、通信ネットワーク４及び無線基地局５を介して車両２へ送信してもよい。一方、車両２のECU２４は、無線端末２１を介して受信した複数の走行指示のそれぞれの内容を、車両２のユーザインターフェース２２に表示させてもよい。そしてECU２４は、ユーザインターフェース２２を介して車両２の乗員により選択された走行指示に従って、車両２の走行を制御してもよい。
この場合、複数の走行指示のそれぞれに優先度が付されてもよい。優先度は、サーバ３のユーザインターフェース３２を介してオペレータにより付されてもよく、あるいは、走行指示部３５２がそれぞれの走行指示の内容に応じて優先度を付してもよい。この場合、例えば、ストレージ装置３３に、取り得る走行指示の内容のそれぞれと優先度との対応関係を表す参照テーブルが予め記憶されていてもよい。そして走行指示部３５２は、その参照テーブルを参照して、オペレータの操作により指定された複数の走行指示のそれぞれに対して優先度を付せばよい。なお、この場合、車両２の安全性が高い走行指示ほど、優先度が高くなるように、各走行指示に対する優先度は設定されてもよい。
車両２のECU２４は、受信した複数の走行指示のそれぞれの内容とともに優先度を、車両２のユーザインターフェース２２に表示させてもよい。あるいは、ECU２４は、受信した複数の走行指示の何れかに従って車両２の走行を制御してもよい。その際、ECU２４は、受信した複数の走行指示のなかから、車両２の周囲の状況に応じて適用可能な走行指示を選択し、選択した走行指示のうちの最も優先度が高い走行指示を、適用する走行指示として選択してもよい。例えば、受信した複数の走行指示が、それぞれ、走行車線を走行させる指示、車速の上限値を指定する指示、及び、前方を走行する車両との車間距離を指定する指示であるとする。また、これらの走行指示のうち、走行車線を走行させる指示に対する優先度が最も高く、一方、車速の上限値を指定する指示に対する優先度が最も低いとする。この場合において、ECU２４は、車外センサにより得られた情報に基づいて走行車線上に障害物を検知すると、車両２は走行車線の走行を継続できないので、ECU２４は、車速の上限値を指定する指示、及び、前方を走行する車両との車間距離を指定する指示を選択する。そして、車速の上限値を指定する指示に対する優先度よりも、前方を走行する車両との車間距離を指定する指示に対する優先度の方が高いので、ECU２４は、前方を走行する車両との車間距離を指定する指示に従って車両２の走行を制御すればよい。
さらに他の変形例によれば、サーバ３のプロセッサ３５の指示要否判定部３５１は、車両２とサーバ３間の通信状況以外の情報に基づいて、車両２に対する走行指示を送信すべきか否かを判定してもよい。例えば、指示要否判定部３５１は、車両２が走行ルートに沿って走行を続けたときに、所定の交通状況に遭遇するか否か判定し、所定の交通状況に遭遇すると判定した場合に、車両２に対する走行指示を送信すべきと判定してもよい。所定の交通状況は、例えば、渋滞が発生している状況、事故が生じている状況、車線規制が行われている状況、あるいは道路上に落下物または故障車などの障害物が存在する状況とすることができる。この場合、指示要否判定部３５１は、例えば、サーバ３が、交通状況を報知する他のサーバから通信ネットワーク４を介して受信した交通状況に関する情報を参照して、車両２の現在位置から所定範囲内の走行ルート上に所定の交通状況が生じているか否かを判定すればよい。そして指示要否判定部３５１は、車両２の現在位置から所定範囲内の走行ルート上に所定の交通状況が生じている場合、車両２に対する走行指示を送信すべきと判定すればよい。
なお、この場合には、走行指示部３５２は、オペレータが適切な走行指示を選択できるように、車両２の現在位置から所定範囲内の走行ルート上において生じている交通状況を表す情報を、サーバ３のユーザインターフェース３２に表示させてもよい。
この変形例によれば、自動運転車両が所定の交通状況に遭遇するよりも前に、車両制御装置は、その交通状況に応じた適切な走行指示を自動運転車両に送信できる。そのため、自動運転車両は、所定の交通状況に遭遇しても、より安全に走行することができる。
また、上記のサーバ３のプロセッサ３５で実行される車両制御処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムは、例えば、光記録媒体あるいは磁気記録媒体といった記録媒体に記録されて配布されてもよい。
以上のように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。
１ 車両制御システム
２ 車両
２１ 無線端末
２２ ユーザインターフェース
２３ 測位装置
２４ ECU
２４１ 通信インターフェース
２４２ メモリ
２４３ プロセッサ
３ サーバ（車両制御装置）
４ 通信ネットワーク
５ 無線基地局
３１ 通信インターフェース
３２ ユーザインターフェース
３３ ストレージ装置
３４ メモリ
３５ プロセッサ
３５１ 指示要否判定部
３５２ 走行指示部

Claims (8)

  1. 車両制御装置であって、
    自律走行可能な自動運転車両と通信可能に構成される通信部と、
    前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信状況を表す情報に基づいて、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有るか否か判定する判定部と、
    前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る場合に、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れるよりも前に前記自動運転車両の走行制御に関する条件を指示する走行指示を、前記通信部を介して前記自動運転車両へ送信する走行指示部と、
    を有する車両制御装置。
  2. 前記通信状況を表す情報は、前記自動運転車両の現在位置であり、
    前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る通信途絶領域を表す地図情報と、前記自動運転車両が走行する予定の走行ルートとを記憶する記憶部をさらに有し、
    前記判定部は、前記車両の現在位置から所定範囲において前記走行ルートが前記通信途絶領域に含まれる場合、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有ると判定する、請求項１に記載の車両制御装置。
  3. 前記通信状況を表す情報は、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信を中継する装置から前記自動運転車両が受信する信号の強度または品質を表す信号状態値であり、
    前記判定部は、前記信号状態値で表される前記信号の強度または品質が、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る条件を満たす場合、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有ると判定する、請求項１に記載の車両制御装置。
  4. 自律走行可能な自動運転車両と、車両制御装置とを含む車両制御システムであって、
    前記車両制御装置は、
    前記自動運転車両と通信可能に構成される通信部と、
    前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信状況を表す情報に基づいて、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有るか否か判定する判定部と、
    前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る場合に、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れるよりも前に前記自動運転車両の走行制御に関する条件を指示する走行指示を、前記通信部を介して前記自動運転車両へ送信する走行指示部と、を有し、
    前記自動運転車両は、受信した前記走行指示に従って前記自動運転車両が走行するように前記自動運転車両を制御する走行制御部を有する、
    車両制御システム。
  5. 前記走行指示部は、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る場合に、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れるよりも前に、複数の前記走行指示を、前記通信部を介して前記自動運転車両へ送信し、
    前記自動運転車両は、受信した複数の前記走行指示を前記自動運転車両に乗車するユーザに通知するユーザインターフェース部をさらに有し、
    前記自動運転車両の前記走行制御部は、受信した複数の前記走行指示のうち、前記ユーザインターフェース部を介して前記ユーザにより選択された走行指示に従って、前記自動運転車両が走行するように前記自動運転車両を制御する、請求項４に記載の車両制御システム。
  6. 前記走行指示部は、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る場合に、複数の前記走行指示のそれぞれに優先度を設定し、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れるよりも前に、複数の前記走行指示のそれぞれを、当該走行指示について設定された前記優先度とともに、前記通信部を介して前記自動運転車両へ送信し、
    前記自動運転車両の前記走行制御部は、受信した複数の前記走行指示のなかから、前記自動運転車両の周囲の状況に応じて適用可能な前記走行指示を選択し、選択した前記走行指示のうち、前記優先度が最も高い走行指示に従って、前記自動運転車両が走行するように前記自動運転車両を制御する、請求項４に記載の車両制御システム。
  7. 自律走行可能な自動運転車両の走行を制御し、かつ、前記自動運転車両と通信可能に接続される車両制御装置により、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信状況を表す情報に基づいて、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有るか否か判定し、
    前記車両制御装置により、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れる可能性が有る場合に、前記自動運転車両と前記車両制御装置間の通信が途切れるよりも前に前記自動運転車両の走行制御に関する条件を指示する走行指示を、前記自動運転車両へ送信する、
    車両制御方法。
  8. 車両制御装置であって、
    自律走行可能な自動運転車両と通信可能に構成される通信部と、
    前記自動運転車両が走行する予定の走行ルート及び前記自動運転車両の現在位置と、前記走行ルートについての交通状況を表す情報に基づいて、前記自動運転車両が所定の交通状況に遭遇する可能性が有るか否か判定する判定部と、
    前記自動運転車両が前記所定の交通状況に遭遇する可能性が有る場合に、前記自動運転車両が前記所定の交通状況に遭遇するよりも前に前記自動運転車両の走行制御に関する条件を指示する走行指示を、前記通信部を介して前記自動運転車両へ送信する走行指示部と、
    を有する車両制御装置。
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