JP2021084527A - 演算装置、車載装置、自動運転システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第2の態様による車載装置は、自動運転が中断された位置である中断位置の情報、および自動運転が中断された後の手動運転の情報である手動運転情報を記録する記録部と、前記手動運転情報を用いて進行方向の変更に関する地点である制御点を抽出する抽出部と、前記制御点に基づいて、車両の進行方向を変更する軌道の生成を可能とする知識情報を作成する作成部と、前記知識情報を用いて車両の軌道を作成する軌道生成部と、を備える。
本発明の第3の態様による自動運転システムは、複数の車両のそれぞれに搭載される車載装置、および前記車載装置と通信するサーバを含む自動運転システムにおいて、前記車載装置は、自動運転が中断された位置である中断位置の情報、およびいずれかの車両において自動運転が中断された後の手動運転の情報である手動運転情報を前記サーバに送信する車載通信部を備え、前記サーバは、前記中断位置の情報、および前記手動運転情報を前記車載装置から受信するサーバ通信部と、前記手動運転情報から進行方向の変更に関する地点である制御点を抽出する抽出部と、前記制御点に基づいて、車両の進行方向を変更する軌道の生成を可能とする知識情報を作成する作成部と、前記知識情報、および前記知識情報を用いて生成した車両の軌跡を示す情報の少なくとも一方をいずれかの車両の前記車載装置に送信する送信部とを備える。
以下、図1〜図11を参照して、車載装置およびサーバを含む自動運転システムの第1の実施の形態を説明する。
本実施の形態において、構成や動作を説明する車載装置が搭載される車両を「自車両」と呼ぶ。自車両に乗車している人間を「ユーザ」と呼ぶ。本実施の形態では、緯度と経度の組合せを「絶対座標」と呼ぶ。また本実施の形態では「経路」とは車両が通行する道路を特定可能な程度の分解能を有する経路情報であり、たとえば自車両が走行する順番でノードやリンクの識別子を並べたものである。
図1は、本実施の形態における自動運転システムSのハードウエア構成を示す図である。自動運転システムSは、複数の車両にそれぞれ搭載される車載装置10と、それぞれの車載装置10と通信するサーバ20とを含んで構成される。それぞれの車載装置10は、以下に説明する共通する構成を有する。ただしそれぞれの車載装置10が、以下に説明する構成以外を有することによりそれぞれの車載装置10の構成が異なってもよい。なお以下では、車載装置10およびサーバ20のそれぞれは1つの装置として説明するが、車載装置10およびサーバ20のそれぞれが複数の装置から構成されてもよい。
図2は、自動運転システムSが有する機能をブロックとして表す機能ブロック図である。ただし図2では、データも図示している。車載装置10はその機能として、駆動指令部111、記録部112、経路生成部113、軌道生成部114、自動制御部115、および中断情報送信部116を備える。駆動指令部111は、ユーザによる操作、および自動制御部115の動作指令に基づき自車両の駆動源、制動装置、および操舵装置を駆動させる。ユーザによる操作とは、ステアリングホイールの回転、アクセルペダルの踏み込み、およびブレーキペダルの踏み込みなどである。
車載記憶部15には、知識DB151と、高精度地図152と、中断情報153とが格納される。サーバ記憶部25には、知識DB251と、高精度地図252とが格納される。知識DB151と知識DB251の構成は同一なので、以下では両者を代表して知識DB151の構成を説明する。
図5は、自動運転によりノードN950からノードN959まで走行する状況を示す図である。車載装置10の軌道生成部114は、図5において実線で示す軌道R1を算出し、軌道R1に沿って車両を制御した。しかしユーザは自動運転による車線変更が遅いと判断し、又は、センサ16が取得する情報などから自動制御部115にて自動運転を終了することが適切と判断し、絶対位置が(φ801、λ801)である地点P1にてユーザがステアリングホイールを操作して車線変更を行った。その後ユーザは、図5において一点鎖線で示す軌跡R2を辿ってノードN959に到達した。
図6は、自動制御部115の処理を表すフローチャートである。以下に説明する各ステップの実行主体は車載装置10のCPU11である。自動制御部115には、経路生成部113が算出した経路情報が予め入力されて図6に示す処理が開始される。
図10は、第1の実施の形態における第2の動作例を示す図である。図10では、第1ノードがノードN950、第2ノードがノードN959である場面を示しており、車両は図示下方から上方に向かって走行する。図10の中央部分で左右の道路が合流する。軌道生成部114は実線で示す軌道R1を算出し、軌道R1に沿って車両を制御した。しかしユーザが自ら自動運転を終了し、又はセンサ情報等から自動運転が終了した後、ユーザは合流地点を避けるようにステアリングホイールを操作し、一点鎖線で示す軌跡R2を辿ってノードN959に到達した。中断情報送信部116は、この中断情報153をサーバ20に送信し、サーバ20はこの中断情報153に基づき二点鎖線で示す軌道R3を生成可能な知識情報、すなわち知識DB251の新たなレコードを生成する。
ここでは、知識DB151のあるレコード、すなわちいずれかの知識情報の生成に関する中断情報153を送信する車両を「第1車両」と呼ぶ。また知識情報の生成に関する手動運転情報を送信する車両を「第2車両」と呼び、サーバ20からある知識情報を受信する車両を「第3車両」と呼ぶ。図5に示した動作例では、自車両の自動運転が中断され、その後のユーザの手動運転の情報が送信されて知識情報が作成されたので、自車両は第1車両と第2車両の両方に該当する。図5に示した動作例において、自車両がルートR2またはルートR3を示す知識情報をサーバ20から受信すれば、自車両は第3車両にも該当する。ただし自車両がその知識情報を受信しなければ、その知識情報に関しては自車両は第3車両ではない。
(1)演算装置であるサーバ20は、第1車両に搭載される車載装置10から自動運転が中断された位置である中断位置の情報、すなわち中断情報153の中断位置1531を受信し、第2車両に搭載される車載装置から中断位置の領域における第2車両における手動運転の情報である手動運転情報、すなわち中断情報153の走行情報1535に含まれる情報を受信するサーバ通信部24を備える。サーバ20は、中断位置の領域における手動運転情報から進行方向の変更に関する地点である制御点を抽出する抽出部217と、制御点に基づいて、車両の進行方向を変更する軌道の生成を可能とする知識情報を作成する作成部218とを備える。サーバ通信部24はさらに、知識情報、および知識情報を用いて生成した車両の軌跡を示す情報の少なくとも一方を第3車両の車載装置10に送付する。第3車両は、第1車両および第2車両のいずれかと同一、または第1車両および第2車両のいずれとも異なり、第1車両は、第2車両と同一、または第2車両とは異なる。そのためこの知識DB251を受信した車載装置10は、同一地点において自動運転が実現できる。換言するとサーバ20は、過去に自動運転が中断された地点で自動運転を可能とする知識情報を提供できる。なおサーバ20から知識DB251を受信する車載装置10は、中断情報153を送信した車載装置10に限定されない。すなわち第3車両と第1車両は同一でなくてもよい。そのため、その中断情報153を送信していない車載装置10を搭載する他の車両にとっては、初めて走行する場所で、かつ本来は自動運転が困難であるにもかかわらず、自動運転が実現できる。また前述のように、第2車両と第1車両とが同一でなくてもよい。
上述した第1の実施の形態では、サーバ20は接続される全ての車載装置10に知識DB251の全体を送信した。しかしサーバ20はそれぞれの車載装置10に対して送信する対象となる知識DB251のレコードを決定する対象決定部をさらに備え、それぞれの車載装置10に対して知識DB251の一部のみを送信してもよい。
(6)サーバ通信部24は、車載装置10から、中断情報153の一部として車種、および日時の情報を受信する。知識DB251の各レコードである知識情報には、第1車両および第2車両の車種1512、日時1513、および中断位置1514の情報が含まれる。サーバ20は、第3車両の車種と知識情報に含まれる車種との比較、現在の日時と知識情報に含まれる日時との比較、および第3車両の位置と知識情報に含まれる中断位置との比較、の少なくとも1つに基づき知識情報を送信する対象である送信対象車載装置を決定する対象決定部219を備える。そのためそれぞれの車載装置10において使用に適した知識情報だけをサーバ20から第3車両である車載装置10に送信するので、通信量が抑制され、かつそれぞれの車載装置10における知識DB151の検索が効率化される。
上述した第1の実施の形態では、知識DB151の各レコードには第1ノードおよび第2ノードが含まれた。しかしそれぞれのノードの代わりに絶対位置の情報を格納してもよいし、車両の進行方向をさらに格納してもよい。また中断情報送信部116は、中断情報153に要因ID1532を含めなくてもよい。
上述した第1の実施の形態では、サーバ20は、車載装置10から中断情報153を受信するたびに知識DB251のレコードを生成した。しかしサーバ20は、所定時間ごとにまとめて、いわゆるバッチ処理により知識DB251のレコードを生成してもよい。この場合にサーバ20は、第1ノードと第2ノードの組合せが同一の中断情報153が複数存在する場合には、それぞれの走行座標の平均値を用いてグループ化することができる。
車載装置10は、サーバ20に送信する中断情報153に、前方に存在する車列の情報や外部から取得した交通情報などの付帯情報を含めてもよい。付帯情報を含む中断情報153を受信したサーバ20は、生成した知識DB251のレコードに付帯情報を格納するためのフィールドをさらに設けて、付帯情報を格納する。なお車載装置10は、軌道の生成において知識情報に含まれる付帯情報を考慮してもよい。
上述した第1の実施の形態では、サーバ20は、車載装置10に知識DB251を送信した。しかしサーバ20は車載装置10に知識DB251を送信する代わりに軌道を算出して軌道を示す情報を車載装置10に送信してもよい。
上述した第1の実施の形態では、車載装置10は中断情報153に車種および日時を含めてサーバ20に送信した。しかし車載装置10は中断情報153に車種および日時の少なくとも一方を含めなくてもよい。この場合には、知識DB251には中断情報153に含まれない車種および日時の少なくとも一方のフィールドを有さない。また軌道生成の処理では、図7のステップS611において、中断情報153に含まれない車種および日時の少なくとも一方が検索の条件から削除される。
上述した第1の実施の形態では、知識DB251には自動運転制御点1417のフィールドが設けられた。しかし知識DB251は、自動運転制御点1417のフィールドを備えなくてもよい。第1の実施の形態で説明したように、自動運転制御点1417の座標は走行座標1517の作成に必要であるが、車載装置10は走行座標1517を用いれば自動運転制御点1518を参照することなく走行が可能だからである。
上述した第1の実施の形態では、それぞれの車載装置10の構成は同一であった。しかしそれぞれの車載装置10の構成および動作が以下に説明するように異なっていてもよい。
(7)車載装置10は、旧規格車載装置10Bと新規格車載装置10Aとに分類される。新規格車載装置10Aが備える車載通信部14は、5Gに対応する新規格車載通信部14Aである。旧規格車載装置10Bが備える車載通信部14は、5Gよりも古い通信規格のみに対応する旧規格車載通信部14Bである。旧規格車載通信部14Bは、新規格車載通信部14Aを経由して、中断位置の情報および手動運転情報をサーバ20に送信する。そのため、サーバ20または基地局は、多数の車載装置10から中断情報153を収集し、多数の車載装置10に知識DB251を配信することができる。
上述した第1の実施の形態では、制御点は車両の軌跡が車両区画線と交差する地点であった。しかし制御点は、車両が進行方向の変更を開始する地点であってもよい。
上述した第1の実施の形態では、サーバ20のオペレータにより抽出部217および作成部218の動作モードが第1モードと第2モードのいずれかにあらかじめ設定されるとして説明した。しかし、抽出部217および作成部218は第1モードと第2モードの両方で演算を行い、知識DB251を2つ作成してもよい。この場合にはさらにサーバ20は、車載装置10が指定する動作モードで作成した知識DB251を車載装置10に送信してもよい。
サーバ20に接続されるいずれかの車載装置10は、中断情報153に中断位置1531および走行情報1535のいずれかのみを含んでもよい。換言すると中断情報153に走行情報1535を含めないことで第2車両に該当し得なくてもよいし、中断情報153に中断位置1531を含めないことで第1車両に該当し得なくてもよい。さらにいずれかの車載装置10は、サーバ20から知識情報を受信せず、第3車両に該当し得なくてもよい。
上述したそれぞれの車載装置10において使用に適した知識情報として、知識情報に含まれる車種との比較、現在の日時と知識情報に含まれる日時との比較、及び第3車両の位置と知識情報に含まれる中断位置との比較の少なくとも1つに基づき、送信対象となる知識情報が複数存在する場合、それら知識情報を最適化した教師データとしての知識情報を車載装置10に送信しても良い。これにより、第3車両の車載装置10にとってより適した、また第3車両に乗車する人間にとって違和感のない自動運転を継続させることができる。
図15を参照して、自動運転システムの第2の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、サーバではなく車載装置が知識DBを作成する点で、第1の実施の形態と異なる。なお本実施の形態では、サーバは存在しなくてもよい。本実施の形態における車載装置のハードウエア構成は第1の実施の形態と同様なので説明を省略する。
(8)車載装置10−2は、自動運転が中断された位置である中断位置の情報、および自動運転が中断された後の手動運転の情報を記録する記録部112と、手動運転情報から進行方向の変更を開始する制御点を抽出する抽出部117と、制御点に基づいて、自動運転の制御のための自動運転制御点を作成し、自動運転制御点において進行方向を変更する軌道の生成を可能とする知識情報を作成する作成部118と、知識情報を用いて車両の軌道を作成する軌道生成部114と、を備える。そのため、通信が行えない環境であっても、車載装置10−2は一度は自動運転が中断された位置であっても再度の走行においては自動運転が中断されない。
自動運転システムの第3の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、自動運転が中断される経路を生成しない点で、第1の実施の形態と異なる。本実施の形態における車載装置およびサーバのハードウエア構成は第1の実施の形態と同様なので説明を省略する。
10A…新規格車載装置
10B…旧規格車載装置
14…車載通信部
14A…新規格車載通信部
14B…旧規格車載通信部
20…サーバ
24…サーバ通信部
25…サーバ記憶部
112…記録部
113…経路生成部
114、214…軌道生成部
116…中断情報送信部
117、217…抽出部
118、218…作成部
151、251…知識DB
152、252…高精度地図
153…中断情報
219…対象決定部
本発明の第2の態様による車載装置は、手動により車両の進行方向が変更され、かつ前記車両の自動運転が中断された位置である中断位置の情報、および自動運転が中断された後の前記車両による手動運転での走行を記録した情報であり、前記車両の速度または前記車両のステアリング角度を含む手動運転情報を記録する記録部と、前記中断位置に基づいて、前記車両の進行方向の変更に関する地点である制御点を抽出する抽出部と、前記制御点に基づいて、前記車両の進行方向を変更する軌道の生成を可能とする知識情報を作成する作成部と、前記知識情報を用いて前記車両の軌道を作成する軌道生成部と、を備える。
本発明の第3の態様による自動運転システムは、複数の車両のそれぞれに搭載される車載装置、および前記車載装置と通信するサーバを含む自動運転システムにおいて、前記車載装置は、前記車載装置を搭載する第1車両の進行方向が手動により変更され、かつ前記第1車両の自動運転が中断された位置である中断位置の情報、および前記中断位置の領域における第2車両による手動運転での走行を記録した情報であり、前記第2車両の速度または前記第2車両のステアリング角度を含む手動運転情報を前記サーバに送信する車載通信部を備え、前記サーバは、前記中断位置の情報、および前記手動運転情報を前記車載装置から受信するサーバ通信部と、前記中断位置に基づいて、第3車両の進行方向の変更に関する地点である制御点を抽出する抽出部と、前記制御点に基づいて、前記第3車両の進行方向を変更する軌道の生成を可能とする知識情報を作成する作成部と、前記知識情報、および前記知識情報を用いて生成した前記第3車両の軌跡を示す情報の少なくとも一方を前記第3車両の前記車載装置に送信する送信部とを備え、前記第3車両は、前記第1車両および前記第2車両のいずれかと同一、または前記第1車両および前記第2車両のいずれとも異なり、前記第1車両は、前記第2車両と同一、または前記第2車両とは異なる。
本発明の第4の態様による演算装置は、第1車両に搭載される車載装置から、手動により前記第1車両の進行方向が変更され、かつ前記第1車両の自動運転が中断された位置である中断位置の情報を受信し、前記第1車両に搭載される車載装置から前記中断位置における前記第1車両による手動運転での走行を記録した情報であり、前記第1車両のステアリング角度を含む手動運転情報を受信するサーバ通信部と、前記中断位置に基づいて、第2車両の進行方向の変更に関する地点である制御点を抽出する抽出部と、前記制御点を通過する軌跡上の前記手動運転情報を含む、前記第2車両の進行方向を変更する軌道の生成を可能とする知識情報を作成する作成部とを備え、前記サーバ通信部はさらに、前記知識情報、および前記知識情報を用いて生成した前記第2車両の軌跡を示す情報の少なくとも一方を前記第2車両の車載装置に送信する。
Claims (9)
- 第1車両に搭載される車載装置から自動運転が中断された位置である中断位置の情報を受信し、第2車両に搭載される車載装置から前記中断位置の領域における前記第2車両における手動運転の情報である手動運転情報を受信するサーバ通信部と、
前記中断位置の領域における手動運転情報から進行方向の変更に関する地点である制御点を抽出する抽出部と、
前記制御点に基づいて、車両の進行方向を変更する軌道の生成を可能とする知識情報を作成する作成部とを備え、
前記サーバ通信部はさらに、前記知識情報、および前記知識情報を用いて生成した車両の軌跡を示す情報の少なくとも一方を第3車両の車載装置に送付し、
前記第3車両は、前記第1車両および前記第2車両のいずれかと同一、または前記第1車両および前記第2車両のいずれとも異なり、
前記第1車両は、前記第2車両と同一、または前記第2車両とは異なる、演算装置。 - 請求項1に記載の演算装置において、
前記作成部は、自動運転の制御のための自動運転制御点を作成し、前記自動運転制御点において車両の進行方向を変更する軌道の生成を可能とする知識情報を作成する演算装置。 - 請求項1に記載の演算装置において、
前記作成部は、第1モードおよび第2モードの少なくとも2つのモードで動作可能であり、
前記作成部は、前記第1モードでは、前記制御点をそのまま自動運転制御点とし、前記第2モードでは、前記制御点を進行方向に対して第1距離だけ手前に移動させて前記自動運転制御点を作成する演算装置。 - 請求項3に記載の演算装置において、
前記第1距離は、前記制御点における法定の制限速度、および必要な車線変更の回数に基づき決定される演算装置。 - 請求項1に記載の演算装置において、
前記制御点は、進行方向の変更を開始する地点、および車両の軌跡が車両区画線と交差する地点のいずれかである演算装置。 - 請求項1に記載の演算装置において、
前記サーバ通信部は、前記第1車両、前記第2車両、および前記第3車両の前記車載装置から、車種、および日時の情報をさらに受信し、
前記知識情報には、前記第1車両および前記第2車両の車種、日時、および前記中断位置の情報が含まれ、
前記車載装置であって、前記第3車両の車種と前記知識情報に含まれる車種との比較、現在の日時と前記知識情報に含まれる日時との比較、および前記第3車両の位置と前記知識情報に含まれる中断位置との比較、の少なくとも1つに基づき前記知識情報を送信する対象である送信対象車載装置を決定する対象決定部をさらに備える演算装置。 - 自動運転が中断された位置である中断位置の情報、および自動運転が中断された後の手動運転の情報である手動運転情報を記録する記録部と、
前記手動運転情報を用いて進行方向の変更に関する地点である制御点を抽出する抽出部と、
前記制御点に基づいて、車両の進行方向を変更する軌道の生成を可能とする知識情報を作成する作成部と、
前記知識情報を用いて車両の軌道を作成する軌道生成部と、を備える車載装置。 - 複数の車両のそれぞれに搭載される車載装置、および前記車載装置と通信するサーバを含む自動運転システムにおいて、
前記車載装置は、
自動運転が中断された位置である中断位置の情報、およびいずれかの車両において自動運転が中断された後の手動運転の情報である手動運転情報を前記サーバに送信する車載通信部を備え、
前記サーバは、
前記中断位置の情報、および前記手動運転情報を前記車載装置から受信するサーバ通信部と、
前記手動運転情報から進行方向の変更に関する地点である制御点を抽出する抽出部と、
前記制御点に基づいて、車両の進行方向を変更する軌道の生成を可能とする知識情報を作成する作成部と、
前記知識情報、および前記知識情報を用いて生成した車両の軌跡を示す情報の少なくとも一方をいずれかの車両の前記車載装置に送信する送信部とを備える、自動運転システム。 - 請求項8に記載の自動運転システムにおいて、
前記車載装置は、旧規格車載装置と新規格車載装置とに分類され、
前記新規格車載装置が備える前記車載通信部は、5Gに対応する新規格車載通信部であり、
前記旧規格車載装置が備える前記車載通信部は、5Gよりも古い通信規格のみに対応する旧規格車載通信部であり、
前記旧規格車載通信部は、前記新規格車載通信部を経由して、前記中断位置の情報および前記手動運転情報を前記サーバに送信する、自動運転システム。
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