JP2020504694A - 自律運転車両下方の監視のためのシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、自律運転車両下方の領域を監視するための方法及びシステムに関する。当該方法は、自律運転車両が停止している場合に、センサを用いて当該自律運転車両下方の地表の第１の形状を捕捉するステップと、自律運転車両がスイッチオフされる前に、地表の形状をメモリに記憶するステップと、自律運転車両が移動を開始する前に、センサを用いて当該自律運転車両下方の地表の第２の形状を捕捉するステップと、電子プロセッサを用いて第１の形状と第２の形状とを比較するステップと、を含む。当該方法は、自律運転車両下方の地表の第１の形状と自律運転車両下方の地表の第２の形状とが一致する場合に、当該自律運転車両の自律運転を有効化するステップを含む。

Description

背景技術
自律運転車両には、車両の周囲を監視する外部センサを有している。物体がセンサによって検出されると、自律運転車両内の制御システムは、自動化された操縦機能、停止機能及び操舵機能を提供することができる。しかしながら、外部センサの視野は限られており、通常の場合、自律運転車両の下にある物体は検出されない。さらに、これらのシステムは、物体を検出し追跡するために高度のシステムリソースと、処理時間とを要する可能性がある。

概要
一実施形態によれば、自律運転車両下方の領域を監視する方法が提供される。この方法は、自律運転車両が停止している場合に、センサを用いて当該自律運転車両下方の地表の第１の形状を捕捉するステップと、自律運転車両がスイッチオフされる前に、地表の形状をメモリに記憶するステップと、自律運転車両が移動を開始する前に、センサを用いて当該自律運転車両下方の地表の第２の形状を捕捉するステップと、電子プロセッサを用いて第１の形状を第２の形状と比較するステップと、を含む。この方法は、自律運転車両下方の地表の第１の形状と自律運転車両下方の地表の第２の形状とが一致する場合に、当該自律運転車両の自律運転を有効化するステップを含む。

他の実施形態においては、自律運転車両下方の領域を監視するためのシステムが提供される。このシステムは、自律運転車両下方に拡張する視野を有するセンサと、通知装置に通信可能に接続されるように構成された入出力インタフェースと、センサ及び入出力インタフェースに通信可能に接続された電子プロセッサと、を備えている。この電子プロセッサは、自律運転車両が停止している場合に、センサを用いて当該自律運転車両下方の地表の第１の形状を捕捉し、自律運転車両がスイッチオフされる前に、地表の形状を電子制御ユニットのメモリに記憶し、自律運転車両がスイッチオンされる場合に、センサを用いて当該自律運転車両下方の地表の第２の形状を捕捉するように構成されている。この電子プロセッサは、また、第１の形状を第２の形状と比較し、第１の形状と第２の形状とが一致する場合に、当該自律運転車両の自律運転を有効化するように構成されている。

他の態様、特徴及び実施形態は、詳細な説明及び添付の図面を考慮することによって明らかになるであろう。

一実施形態による、自律運転車両下方に位置する領域を監視するためのシステムが装備された自律運転車両のブロック図。 一実施形態による、図１のシステムの電子制御ユニットのブロック図。 一実施形態による、図１の自律運転車両を動作させる方法のフローチャート。

詳細な説明
任意の実施形態を詳細に説明する前に、本開示は、以下において説明し又は添付の図面に図示した構造の詳細及び構成要素の配置構成に本開示の用途を限定することを意図したものではないことを理解されたい。それらの実施形態は、他の構成も実現することができ、また、種々の手法により実施又は実行することが可能である。

種々の実施形態を実現するために、ハードウェア及びソフトウェアに基づく複数の装置、並びに、複数の異なる構造的構成要素が使用されてもよい。さらに、それらの実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、及び、電子構成要素又はモジュールを含むことができるが、しかしながら、考察を目的として、構成要素の大部分がハードウェアのみによって実現されているかのように図示及び説明されている場合もある。しかしながら、当業者であれば、この詳細な説明を読むことによって、少なくとも１つの実施形態において、電子工学に基づく本発明の態様を１つ以上のプロセッサによって実行可能な（例えば、非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶された）ソフトウェアとして実施することができることを認識するであろう。例えば、本明細書に記載の「制御ユニット」及び「コントローラ」は、１つ以上の電子プロセッサ、非一時的なコンピュータ可読媒体を含む１つ以上のメモリモジュール、１つ以上の入出力インタフェース、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及び、様々な構成要素を接続する様々なコネクション（例えばシステムバス）を含むことができる。

図１は、一実施形態による自律運転車両１００の下方にある領域を監視するための監視システム１０５が装備されている自律運転車両１００を示している。ここでは四輪車として図示されているが、この自律運転車両１００には、様々な種類及び設計の車両が含まれる。例えば、自律運転車両１００には、自動車、オートバイ、トラック、バス、セミトラクターなどが含まれると考えられる。図示の例においては、監視システム１０５は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１０、センサ１１５（例えば、レーダセンサ、ライダセンサ、超音波センサ、赤外線センサなど）、及び、通知装置１２０を含む（これらは、以下においてさらに詳細に説明する）。

電子制御ユニット１１０は、センサ１１５及び通知装置１２０と通信を行うように接続されている。電子制御ユニット１１０は、種々のメカニズム又はプロトコルを介して、センサ１１５及び通知装置１２０と通信するように構成されてもよい。例えば、電子制御ユニット１１０と、センサ１１５とを、直接的に有線接続することができ、通信バスを通して有線接続することができ、又は、（例えば無線ネットワークを介して）無線接続することができる。電子制御ユニット１１０と、通知装置１２０とは、上記に類似した接続により接続されてもよいし、（例えばインターネットなどの）広域ネットワークやセルラネットワークなどを介して接続されてもよい。以下において説明するように、電子制御ユニット１１０は、自律運転車両１００の周辺に関するセンサ１１５からの情報を受信し、通知装置１２０へ送信するための通知を生成するように構成されている。

通知装置１２０は、様々な異なる種類のものであってもよく、様々な異なる技術を使用してもよい。一例においては、通知装置１２０は、自律運転車両１００内に取り付けられ、自律運転車両１００のユーザによって見ることができる（例えば、コンソール、シートバック内、ルーフなどに取り付けられている）。このケースにおいては、通知装置１２０は、ディスプレイ画面、スピーカ、又は、ユーザへの聴覚的、視覚的若しくは触覚的な通知を生成するための他の機構を含んでいてもよい。他の例においては、通知装置１２０は、車両１００とは別個であってもよく、他の機能を有してもよく、さらに電子制御ユニット１１０と通信するように構成されてもよい。例えば、通知装置１２０は、自律運転車両１００のユーザの携帯通信装置であってもよい。さらに他の例においては、通知装置１２０は、自律運転車両１００の性能を制御、調整又は監視する遠隔監視サービスにあるコンピュータ端末であってもよい。いくつかの実施形態においては、通知装置１２０は、ユーザからのメッセージ（例えば「オールクリア」メッセージ）を受信するための入力機構を含み、自律運転車両１００の電子制御ユニット１１０にメッセージを送り返すように構成されてもよい。

図２は、一実施形態による監視システム１０５の電子制御ユニット１１０のブロック図である。電子制御ユニット１１０は、電子制御ユニット１１０内の構成要素及びモジュールに対する、電力、動作制御及び保護を提供する複数の電気的及び電子的な構成要素を含む。電子制御ユニット１１０は、特に、電子プロセッサ２１０（例えば、プログラマブル電子マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は、類似の装置など）、メモリ２１５、及び、入出力インタフェース２２０を含む。「メモリ２１５」との用語には、様々なタイプの不揮発性メモリを含む、任意のタイプの非一時的な機械可読メモリが含まれる。メモリ２１５は、内部及び外部メモリ、ハードドライブ、ディスクなどを含んでもよい。いくつかの実施形態においては、電子制御ユニット１１０は、付加的な構成要素、より少ない構成要素、又は、異なる構成要素を含む。例えば、電子制御ユニット１１０は、各々が電子制御ユニット１１０の特定のステップ又は機能を実行するように構成された、いくつかの独立した電子制御ユニット又はモジュールによって実施されてもよい。

電子プロセッサ２１０は、メモリ２１５、入出力インタフェース２２０、及び、電子制御ユニット１１０の他の構成要素と協働して、本明細書において論じるプロセス及び方法を実行するように構成されている。例えば、電子プロセッサ２１０は、メモリ２１５からの検索を実施し、特に、センサ１１５からのセンサデータの受信、通知装置１２０のための通知の生成、及び、自律運転車両１００の自律的制御の有効化／無効化に関する命令を実行するように構成されている。入出力インタフェース２２０は、電子プロセッサ２１０のための入出力機能を実行するように構成されている。例えば、入出力インタフェース２２０は、センサ１１５及び通知装置１２０と通信するように構成されている。

図３は、一実施形態による自律運転車両１００を動作させる方法のフローチャートである。図示の方法においては、電子プロセッサ２１０は、まず、自律運転車両が「停止」しているかどうかを判定する（ステップ３０５）。これは、自律運転車両が以下の状況のいずれかの状態にあるかどうかを判定することを含み得る。即ち、駐車中、停止中、又は、運転停止中のいずれかである。これらの状況は、自律運転車両１００の位置、自律運転車両１００が移動していない時間量、所定の目的地への到着などを含んだ、自律運転車両１００の様々な運転パラメータに基づいて判定されてもよい。いくつかの実施形態においては、「停止」しているとの判定は、特定の条件のうちの１つのもとにおいてのみ行われる。例えば、いくつかの実施形態においては、電子プロセッサ２１０は、自律運転車両１００が駐車している場合にのみ（例えば、パーキングギアになっている場合のみ）自律運転車両が「停止」していることを示すフラグを設定する。他の実施形態においては、電子プロセッサ２１０は、自律運転車両１００が特定の時間周期よりも長い間動いていない（例えば、停止している）場合にのみ、自律運転車両１００が「停止」していることを示すフラグを設定する。さらに他の実施形態においては、電子プロセッサ２１０は、自律運転車両１００が電源オフの過程（例えばパワーダウンシーケンス）にあるときにのみ、自律運転車両１００が「停止」していることを示すフラグを設定する。

電子プロセッサ２１０が、自律運転車両１００が停止していることを判定した場合、電子プロセッサ２１０は、センサ１１５を用いて自律運転車両１００下方の地表の第１の形状を捕捉する（ステップ３１０）。この形状は、センサ１１５を用いて地表を走査することによって得られてもよい。例えば、センサ１１５は、一連の無線周波数反射を用いて地表の様々な地点までの距離をセンシングし、これらの反射に基づいて地形図を生成することができる。いくつかの実施形態においては、センサ１１５は、自律運転車両１００下方の複数の地点での当該自律運転車両１００の高度をセンシングするライダスキャナ又は高解像度レーダスキャナを含む。いくつかの実施形態においては、センサ１１５は超音波センサを含み、電子プロセッサ２１０は、超音波を用いて自律運転車両１００下方の様々な地点での地表までの距離を判定する。これらの実施形態においては、電子プロセッサ２１０は、超音波センサによって受信された超音波反射に基づいて地形マップを生成することができる。他の実施形態においては、センサ１１５は赤外線カメラを含み、電子プロセッサ２１０は、自律運転車両１００下方の温度変化を検出する。この温度変化は、自律運転車両１００下方における生物の存在を示している可能性がある。他の実施形態においては、センサ１１５はまた、自律運転車両１００の周辺周りの地表を走査することができ、地形図における周辺周りの地表を含むことができる。次いで、電子プロセッサ２１０は、地表の形状をメモリ２１５に記憶する（ステップ３１５）。

電子プロセッサ２１０は、自律運転車両１００が移動を開始しようとしているかどうかを判定する（ステップ３２０）。いくつかの実施形態においては、これは、自律運転車両１００がいつスイッチオンに切り替えられたか（例えば、車両のエンジンがいつかけられたか）を判定することを含む。他の実施形態においては、これは、自律運転車両１００がドライブギアに切り替わっているかどうかを判定すること、又は、自律運転車両１００が移動しようとしていることを示す他の指標を判定することを含む。例えば、いくつかの実施形態においては、自律運転車両１００内の他の車両コントローラが、自律運転車両１００が移動しようとしていることを示す信号を、電子プロセッサ２１０に送信する。自律運転車両１００が移動を開始する前に、電子プロセッサ２１０は、自律運転車両１００下方の地表の第２の形状を捕捉する（ステップ３２５）。この第２の形状は、第１の形状を捕捉するのに使用されたのと同等の技術又は異なる技術を使用することによって捕捉されてもよい。

次いで、電子プロセッサ２１０は、第１の形状を第２の形状と比較する（ステップ３３０）。これは、形状間の１つ以上の差異を判定することを含み得る。例えば、電子プロセッサ２１０は、第１の形状を第２の形状に重ね合わせて、当該形状内のどの領域又はどの地点が同一でないかを識別することができる。このようにして、電子プロセッサ２１０は、第１の形状が第２の形状と一致するかどうかを判定する（ステップ３３５）。いくつかの実施形態においては、電子プロセッサ２１０は、当該差異が所定の閾値を超えているかどうかを判定する。このケースにおいては、電子プロセッサ２１０は、この差異が閾値を超えている場合には、当該形状に差異があるものとしてのフラグを立てる。いくつかの実施形態においては、電子プロセッサ２１０は、第１の形状と第２の形状との間で検出された差異の量を示す差分スコアを判定する。このケースにおいては、電子プロセッサ２１０は、当該差分スコアが所定の閾値を超えているかどうかを判定する。

第１の形状が第２の形状と一致していない場合には、電子プロセッサ２１０は、自律運転車両１００の自律運転を無効化する（ステップ３４０）。いくつかの実施形態においては、電子プロセッサ２１０は、差分スコアが閾値よりも小さい場合にのみ自律運転を無効化する。さらに電子プロセッサ２１０は、また、自律運転が無効化されたことを示す通知を通知装置１２０に送信することができる（ステップ３４５）。いくつかの実施形態においては、この通知は、自律運転車両１００下方の物体の存在についての検査のための入力要求を含む。それとは逆に、第１の形状が第２の形状と一致する場合、電子プロセッサ２１０は、自律運転車両１００の自律運転を有効化する（ステップ３５０）。いくつかの実施形態においては、自律運転が、形状における差異に基づき電子プロセッサ２１０によって事前に無効化されているならば、電子プロセッサ２１０は、形状が一致した場合に、自律運転を再び有効化する。一度自律運転が無効化されると、電子プロセッサ２１０は、方法３００の実行を継続することができる。このケースにおいては、方法３００の後続する反復において形状が一致すると、それに続いて電子プロセッサ２１０は、自律運転を有効化することができる。

しかしながら、いくつかの実施形態においては、形状が一致しない場合に、電子プロセッサ２１０は、自律運転を有効化する前に、「オールクリア」信号を待つことができる。例えば、自律運転車両１００の乗客は、自律運転が無効化されたことについての通知を受信することができる（ステップ３４５参照）。上述したように、この通知は、自律運転車両１００下方の物体の存在についての検査のための入力要求を含み得る。乗客は、それに続いて、通知装置１２０上か又は自律運転車両１００が物体から離れていることを示す他の入力機構上で選択を入力することができる。例えば、乗客は、自律運転車両１００の下方を検査して、物体が存在していることを判定することができるが、自律運転車両１００又は物体自体に対して危険にさらされることはない。これは、自律運転車両１００によって、人、ペット、足などが轢かれることを防止する。次いで、通知装置１２０は、乗客からの入力に基づいてオールクリア信号を電子プロセッサ２１０に送信する。

他の実施形態においては、電子プロセッサ２１０は、自律運転車両１００用監視サービスなどの外部ソースからオールクリア信号を受信するように構成されてもよい。例えば、一例においては、センサ１１５が、自律運転車両１００下方の領域の写真又はビデオを捕捉するように構成されたカメラを含む。電子プロセッサ２１０は、検査のために写真又はビデオを監視サービスに転送することができる。写真又はビデオに物体がない場合には、電子プロセッサ２１０は、監視サービスからオールクリア信号を受信することができる。

オールクリア信号が受信された場合、電子プロセッサ２１０は、自律運転車両１００の自律運転を再度有効化し得る。一度、自律運転車両１００が動きを再開すると、電子プロセッサ２１０はリセットされ、自律運転車両１００が停止している次回のために本方法を再開することができる。

様々な特徴、利点及び実施形態は、以下の特許請求の範囲に記載されている。

Claims (16)

1. 自律運転車両下方の領域を監視する方法であって、
   前記自律運転車両が停止している場合に、センサを用いて当該自律運転車両下方の地表の第１の形状を捕捉するステップと、
   前記自律運転車両がスイッチオフされる前に、前記地表の前記第１の形状をメモリに記憶するステップと、
   前記自律運転車両が移動を開始する前に、前記センサを用いて当該自律運転車両下方の前記地表の第２の形状を捕捉するステップと、
   電子プロセッサを用いて前記第１の形状と前記第２の形状とを比較するステップと、
   前記自律運転車両下方の地表の前記第１の形状と前記自律運転車両下方の地表の前記第２の形状とが一致する場合に、当該自律運転車両の自律運転を有効化するステップと、
   を含む方法。
2. 前記自律運転車両下方の地表の前記第１の形状と前記自律運転車両下方の地表の前記第２の形状とが異なっている場合に、当該自律運転車両の自律運転を無効化するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記自律運転車両下方の地表の前記第１の形状と前記自律運転車両下方の地表の前記第２の形状とが異なっている場合に、自律運転が無効化されたことの通知を生成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記自律運転が無効化されたことの通知を生成するステップは、前記自律運転車両のユーザ及び前記自律運転車両用の遠隔監視サービスからなるグループから選択された少なくとも１つに前記通知を送信するステップを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記自律運転が無効化されたことの通知を生成するステップは、前記自律運転車両下方の物体について検査するためのメッセージを生成するステップを含む、請求項３に記載の方法。
6. 電子プロセッサにおいて、前記自律運転車両が物体から離れていることを示す信号を受信するステップと、前記自律運転車両が物体から離れていることを示す信号が受信される場合に、当該自律運転車両の自律運転を有効化するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記電子プロセッサを用いて前記第１の形状と前記第２の形状とを比較するステップは、前記第１の形状と前記第２の形状との間で検出された差異の量を示す差分スコアを判定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記電子制御ユニットを用いて前記第１の形状と前記第２の形状とを比較するステップは、前記差分スコアを閾値と比較するステップを含み、前記差分スコアが閾値よりも小さい場合に、前記自律運転車両の自律運転を有効化する、請求項７に記載の方法。
9. 自律運転車両下方の領域を監視するためのシステムであって、
   前記自律運転車両下方に拡張する視野を有するセンサと、
   通知装置に通信可能に接続されるように構成された入出力インタフェースと、
   前記センサ及び前記入出力インタフェースに通信可能に接続された電子プロセッサ及びメモリを有する電子制御ユニットと、
   を備え、
   前記電子制御ユニットは、
   前記自律運転車両が停止している場合に、センサを用いて当該自律運転車両下方の地表の第１の形状を捕捉し、
   前記自律運転車両がスイッチオフされる前に、前記地表の前記形状を前記電子制御ユニットのメモリに記憶し、
   前記自律運転車両がスイッチオンされる場合に、前記センサを用いて当該自律運転車両下方の前記地表の第２の形状を捕捉し、
   前記自律運転車両下方の前記地表の前記第１の形状を、前記自律運転車両下方の前記地表の前記第２の形状と比較し、
   前記第１の形状と前記第２の形状とが一致する場合に、当該自律運転車両の自律運転を有効化するように構成されている、システム。
10. 前記電子制御ユニットは、さらに、前記第１の形状と前記第２の形状とが異なる場合に前記自律運転車両の前記自律運転を無効化するように構成されている、請求項９に記載のシステム。
11. 前記電子制御ユニットは、さらに、前記第１の形状と前記第２の形状とが異なる場合に、前記自律運転が無効化されたことの指標を生成するように構成されている、請求項９に記載のシステム。
12. 前記電子制御ユニットは、さらに、前記自律運転車両のユーザ及び前記自律運転車両用の遠隔監視サービスからなるグループから選択された少なくとも１つに前記指標を送信するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記電子制御ユニットは、さらに、前記自律運転車両下方の物体について検査するためのメッセージを生成するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記電子制御ユニットは、さらに、前記自律運転車両が物体から離れていることを示す信号を受信し、前記自律運転車両が物体から離れていることを示す信号が受信される場合に、当該自律運転車両の自律運転を有効化するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
15. 前記電子制御ユニットは、さらに、前記第１の形状と前記第２の形状との間で検出された差異の量を示す差分スコアを判定するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
16. 前記電子制御ユニットは、さらに、前記差分スコアを閾値と比較し、前記差分スコアが閾値よりも小さい場合に、前記自律運転車両の自律運転を有効化するように構成されている、請求項１５に記載のシステム。

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