JP2022107937A - 車両制御システムおよび車両制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リアルタイム性を向上させた汎用地図に基づき、自車両が優先して走行すべき推奨車線の情報を含む走行経路の情報を生成する。【解決手段】自動運転を実行する車両制御システム１による車両制御方法であって、車両制御システム１が、第１の地図サーバ４から車両２の走行制御用の地図のデータを取得する車両制御装置３と、第２の地図サーバ６から各道路区間を構成する車線の情報を含むナビゲーション用の地図のデータを取得し、車両の走行経路の情報を車両制御装置３に提供する携帯端末５と、を備え、車両制御装置３は、車両２の位置情報を携帯端末５に送信し、携帯端末５は、車線の情報および車両制御装置３から受信した車両２の位置情報に基づき、車両２が優先して走行すべき推奨車線の情報を含む走行経路の情報を生成し、その走行経路の情報を車両制御装置３に送信する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の自動運転時に地図の情報に基づき車両を制御する車両制御システムおよび車両制御方法に関する。

従来、車載ナビゲーション装置は、ＧＮＳＳ（global navigation satellite system）等から取得した自車両の位置座標に基づき、内蔵した地図データにおける自車両の現在位置を特定する。また、車載ナビゲーション装置は、自車両の現在位置からユーザに指定された目的地までの走行経路を探索し、その探索した走行経路を地図画面に重ねてディスプレイに表示する。

一方、スタンドアローンの車載ナビゲーション装置では、内蔵された地図データの更新が車両の販売店やメンテナンス業者によって行われるため、頻繁に（例えばリアルタイムで）地図の更新を行うことは難しく、また、地図の更新のための作業コストも嵩むという問題がある。

そこで、地図の更新効率とリアルタイム性とを向上させることを目的として、通信可能に接続した携帯端末から最新の地図データをリアルタイムで受信する車載ナビゲーション装置が知られている（特許文献１参照）。

近年、自動運転を実行する車両制御システムでは、車載ナビゲーション装置に内蔵された汎用地図をナビゲーションに使用し、その一方で、汎用地図と比べてより詳細な情報を含む高精度地図を地図サーバ等から取得することにより、それを車両の走行制御に用いることが知られている（特許文献２参照）。

特開２０１６－１０５０８０号公報 特開２００６－２６６８６５号公報

上記特許文献２に記載された従来技術では、車載ナビゲーション装置に内蔵された汎用地図は、地図サーバ等から取得される高精度地図に比べてリアルタイム性に劣る。また、汎用地図は、各道路区間を構成する車線の情報を含まないため、汎用地図を用いて設定される走行経路にも車線の情報は含まれない。

また、上記特許文献１に記載された従来技術では、最新の汎用地図のデータを携帯端末からリアルタイムで取得することができるが、この汎用地図にも各道路区間を構成する車線の情報は含まれない。

つまり、特許文献１、２に記載された従来技術では、汎用地図を用いて、自車両が優先して走行すべき車線の情報を含む走行経路を設定することは全く想定されていない。したがって、従来の車両制御システムでは、汎用地図に基づき車線の情報を含まない走行経路を、車線の情報を含む高精度地図に連携させるため、地図の連携のための処理負荷が高い。

本発明は、以上の背景を鑑み、リアルタイム性を向上させた汎用地図に基づき、自車両が優先して走行すべき推奨車線の情報を含む走行経路の情報を生成可能とする車両制御システムおよび車両制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、車両制御システム（１）による自動運転時に地図の情報に基づき車両（２）を制御する車両制御方法であって、前記車両制御システムは、前記車両に搭載され、第１の地図サーバ（４）から走行制御用の地図のデータを取得し、前記走行制御用の地図に基づき前記車両の走行制御を行う車両制御装置（３）と、前記車両制御装置と通信可能に接続され、第２の地図サーバ（６）からナビゲーション用の地図のデータを取得し、前記ナビゲーション用の地図における前記車両の走行経路の情報を前記車両制御装置に提供する携帯端末（５）と、を備え、前記ナビゲーション用の地図には、各道路区間を構成する車線の情報が含まれ、前記車両制御装置は、前記車両の位置情報を前記携帯端末に送信し、前記携帯端末は、前記車線の情報および前記車両制御装置から受信した前記車両の位置情報に基づき、前記車両が優先して走行すべき推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報を生成し、前記推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報を前記車両制御装置に送信する。

この態様によれば、地図サーバから受信することによりリアルタイム性を向上させたナビゲーション用の地図（すなわち、汎用地図）に基づき、自車両が優先して走行すべき車線の情報を含む走行経路の情報を生成することが可能となる。

上記の態様において、前記携帯端末は、前記車両の位置情報を前記車両制御装置から順次受信し、前記車両の最新の位置情報に基づき前記推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報を更新し、前記更新された走行経路の情報を前記車両制御装置に送信するとよい。

この態様によれば、車両の最新の位置に応じてより適切な走行経路が設定される。

上記の態様において、前記走行制御用の地図のデータには、前記ナビゲーション用の地図のデータに含まれない時間変化の大きい情報が含まれ、前記時間変化の大きい情報は、信号情報、周辺車両情報、及び歩行者情報のうちの少なくとも１つを含むとよい。

この態様によれば、車両のナビゲーションおよび走行制御において、情報量（すなわち、データ容量）が比較的小さいナビゲーション用の地図（すなわち、汎用地図）と、情報量が比較大きい走行制御用の地図（すなわち、高精度地図）とを効果的に利用することができる。

上記の態様において、前記車両制御装置は、前記推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報に基づき、前記第１の地図サーバに前記走行制御用の地図のデータの送信を要求するとよい。

この態様によれば、車両が優先して走行すべき車線を含む走行経路の情報に基づき、必要なエリアに関する走行制御用の地図のデータを効率的に取得することが可能となる。

上記の態様において、前記携帯端末は、前記推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報に基づき、前記走行経路の終点への前記車両の到達時間を算出し、前記到達時間を前記車両制御装置に送信するとよい。

この態様によれば、車両制御装置は、携帯端末から走行経路の終点（すなわち、目的地）への到達時間を容易に取得することができる。この場合、携帯端末は、推奨車線の情報を含む走行経路の情報に基づき到達時間を算出するため、その算出値の精度が向上する。

上記の態様において、前記携帯端末は、前記車両制御装置から前記車両の走行に用いられるバッテリの残量または燃料の残量を計測するセンサ（１９）の情報を取得し、前記センサの情報に基づき前記走行経路を決定するとよい。

この態様によれば、車両の走行に用いられるバッテリの残量または燃料の残量に応じて、より適切な走行経路を設定することが可能となる。

本発明の他の態様は、自動運転時に地図の情報に基づき車両（２）を制御する車両制御システム（１）であって、前記車両に搭載され、第１の地図サーバ（４）から走行制御用の地図のデータを取得し、前記走行制御用の地図に基づき前記車両の走行制御を行う車両制御装置（３）と、前記車両制御装置と通信可能に接続され、第２の地図サーバ（６）からナビゲーション用の地図のデータを取得し、前記ナビゲーション用の地図における前記車両の走行経路の情報を前記車両制御装置に提供する携帯端末（５）と、を備え、前記ナビゲーション用の地図には、各道路区間を構成する車線の情報が含まれ、前記車両制御装置は、前記車両の位置情報を前記携帯端末に送信し、前記携帯端末は、前記車線の情報および前記車両制御装置から受信した前記車両の位置情報に基づき、前記車両が優先して走行すべき推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報を生成し、前記推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報を前記車両制御装置に送信する。

この態様によれば、地図サーバから受信することによりリアルタイム性を向上させたナビゲーション用の地図（すなわち、汎用地図）に基づき、自車両が優先して走行すべき車線の情報を含む走行経路の情報を生成することが可能となる。

以上の構成によれば、リアルタイム性を向上させた汎用地図に基づき、自車両が優先して走行すべき推奨車線の情報を含む走行経路の情報を生成可能とする車両制御システムおよび車両制御方法を提供することができる。

実施形態に係る車両制御システムの構成示す機能ブロック図 携帯端末の構成を示す機能ブロック図 自動運転時の車両制御システムの動作を示すタイムチャート 携帯端末によるルート生成処理の流れを示すフロー図

以下、図面を参照して、実施形態に係る車両制御システムおよびその車両制御方法について説明する。

図１に示すように、車両制御システム１は、車両２に搭載された車両制御装置３と、車両制御装置３に車両２の走行制御用の地図データを提供する第１地図サーバ４と、車両制御装置３と通信可能に接続され、車両制御装置３に車両２のルート（走行経路）の情報を提供する携帯端末５と、携帯端末５に車両２のナビゲーション用の地図データを提供する第２地図サーバ６と、を主として備える。

車両２は、車両制御システム１により、運転者の操作を必要とせずに自律走行（自動運転）を行うことが可能である。車両２には、車両制御装置３に加え、推進装置１１、ブレーキ装置１３、ステアリング装置１５、外界センサ１７、車両センサ１９、通信装置２１、ＧＮＳＳ受信機２３、及びＨＭＩ２５が設けられている。それらの装置や機器は、図示しないＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信ネットワークによって互いに信号伝達可能に接続されている。また、それらの装置や機器の少なくとも一部は、車両制御システム１を構成し得る。

推進装置１１は、車両２に駆動力を付与する公知の装置であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関および電動機の少なくとも一方を有する。また、推進装置１１には、内燃機関用の燃料タンクや、電動機用のバッテリが必要に応じて付設される。ブレーキ装置１３は、車両２に制動力を付与する公知の装置である。ステアリング装置１５は、車輪の舵角を変えるための公知の装置である。推進装置１１、ブレーキ装置１３、及びステアリング装置１５は、車両制御装置３によって制御される。

外界センサ１７は、車両２の周辺からの電磁波や音波等を捉えて、車外の物体等を検出するセンサである。外界センサ１７は、公知の構成を有するソナー、車外カメラ（例えば、車両２の前方を撮影するカメラ）、ミリ波レーダ、及びレーザライダ等の１以上のセンサを含み得る。外界センサ１７による検出結果は、車両制御装置３に出力される。

車両センサ１９は、車両２の状態を測定するセンサである。車両センサ１９は、車両２の速度を検出する車速センサ、車両２の加速度を検出する加速度センサ、車両２の鉛直軸回りの角速度を検出するジャイロセンサ、車両２の向きを検出する方位センサ、車体の傾きを検出する傾きセンサ、及び車輪の回転速度を検出する車輪速センサ等の１以上のセンサを含む。さらに、車両センサ１９は、内燃機関用の燃料タンクにおける燃料の残量を検出するセンサや、電動機用のバッテリの残量を検出するセンサを含み得る。

通信装置２１は、公知の通信規格に基づき外部の装置（例えば、携帯端末５や第１地図サーバ４などの情報処理装置）と無線通信を行うための通信回路やアンテナを有する。ただし、通信装置２１は、公知の通信ケーブルを介して外部の装置と有線通信を行うことも可能である。また、通信装置２１は、車両制御装置３をインターネット等のネットワークに接続するルータを含む。通信装置２１は、周囲の基地局やアクセスポイントを介して、外部の装置と接続することにより、外部の装置との間で各種データの送受信を行うことができる。なお、通信装置２１は、複数の外部の装置との間でそれぞれ通信を行う複数の通信装置から構成されてもよい。

ＧＮＳＳ受信機２３は、全地球航法衛星システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＮＳＳ）を構成する複数の衛星から信号（以下、「ＧＮＳＳ信号」と称する）を受信する。ＧＮＳＳ受信機２３は、受信したＧＮＳＳ信号を車両制御装置３に出力する。

なお、車両２には、ステアリングホイール、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、パーキングブレーキレバー、及びウィンカーレバー等の公知の運転操作子が必要に応じて設けられる。さらに、車両２には、ステアリングホイールの操作量を検出する舵角センサ、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ、及びブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ等の公知の運転操作センサが必要に応じて設けられる。

ＨＭＩ２５は、車両２の乗員（通常は、携帯端末５のユーザを含む）に対して表示や音声によって各種情報を報知すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ２５は、例えば、液晶や有機ＥＬ等を含み、乗員による入力操作を受け付けるタッチパネルや、ブザーやスピーカ等の音発生装置等を含む。

ＨＭＩ２５は、携帯端末５への出入力を媒介するインターフェースとしても機能する。即ち、ＨＭＩ２５が乗員による目的地の入力操作を受け付けると、携帯端末５が目的地までのルートの生成を開始する。また、ＨＭＩ２５は、乗員に対してルートの案内を行う際に、車両２の現在位置や、携帯端末５によって生成された目的地までのルートを表示することができる。

次に、車両制御装置３について説明する。車両制御装置３は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを含む一又は複数の電子制御装置（ＥＣＵ）によって構成される。車両制御装置３は、プロセッサがプログラムに従って演算処理を実行することで、各種の車両制御を実行する。車両制御装置３は、１つのハードウェアとして構成されてもよく、複数のハードウェアからなるユニットとして構成されてもよい。車両制御装置３の各機能部の少なくとも一部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のハードウェアによって実現されてもよく、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。

車両制御装置３は、図１に示すように、外界認識部３０と、自動運転制御部３１（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ－Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ：ＡＤＡＳ）と、地図位置特定部３２（Ｍａｐ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＭＰＵ）と、プローブ情報取得部３３とを有する。これらの構成要素は、別々の電子制御装置によって構成され、互いに、ゲートウェイ（セントラルゲートウェイ、ＣＧＷ）を介して接続されていてもよい。或いは、これらの構成要素は、一体の電子制御装置によって構成されていてもよい。

外界認識部３０は、外界センサ１７の検出結果に基づいて車両の周辺に存在する物標を認識し、物標の位置や大きさに関する情報を取得する。外界認識部３０が認識する物標には、車両の走行路上に設けられた区画線、車線、路端、路肩、及び障害物等が含まれる。

区画線は、車両走行方向に沿って表示された線である。車線は、一又は複数の区画線によって区画された領域である。路端は、道路の端部である。路肩は、車幅方向の端部に位置する区画線と路端の間の領域である。障害物は、例えば、防壁（ガードレール）、電柱、周辺車両、歩行者等を含む。

外界認識部３０は、車外カメラによって撮影された画像を解析することによって、車両２の周辺に存在する物標の車両に対する位置を認識する。例えば、外界認識部３０は、三角測量方式やモーションステレオ方式等の公知の方式によって、車体を基準として真上から見たときの車両２から物標までの距離、及び方向を認識するとよい。更に、外界認識部３０は、車外カメラによって撮影された画像を解析し、公知の手法に基づいて、各物標の種類（例えば、区画線、車線、路端、路肩、障害物等）を判定する。

自動運転制御部３１は、行動計画部４１と、走行制御部４２と、モード設定部４３とを含む。

行動計画部４１は、車両２の走行を制御するための行動計画を作成する。行動計画部４１は、作成した行動計画に対応する走行制御信号を走行制御部４２に出力する。

走行制御部４２は、行動計画部４１からの走行制御信号に基づいて、推進装置１１、ブレーキ装置１３、及びステアリング装置１５を制御する。すなわち、走行制御部４２は、行動計画部４１が作成した行動計画に従って、車両２を走行させる。

モード設定部４３は、ＨＭＩ２５への入力に基づいて、手動運転モードと自動運転モードとの間で車両２の運転モードを切り換える。手動運転モードにおいて、走行制御部４２は、乗員による運転操作子（例えば、ステアリングホイール、アクセルペダル及び／又はブレーキペダル）に対する入力操作に応じて推進装置１１、ブレーキ装置１３、及びステアリング装置１５を制御し、車両２を走行させる。一方で、自動運転モードでは、乗員による運転操作子に対する入力操作は必要なく、走行制御部４２が、推進装置１１、ブレーキ装置１３、及びステアリング装置１５を制御し、車両２を自律的に走行させる。つまり、自動運転モードの運転自動化レベルは、手動運転モードの運転自動化レベルよりも高い。

地図位置特定部３２は、地図取得部５１と、地図記憶部５２と、自車位置特定部５３と、地図連携部５４とを有する。

地図取得部５１は、第１地図サーバ４にアクセスし、第１地図サーバ４から高精度な地図情報を含むダイナミックマップのデータを取得する。ダイナミックマップは、走行制御用の地図として用いられる。例えば、地図取得部５１は、携帯端末５が生成したルートに対応するエリアの最新のダイナミックマップのデータを、第１地図サーバ４から取得するとよい。なお、地図取得部５１が取得する地図データは、ダイナミックマップのデータには限定されず、少なくともナビゲーション用の地図データよりも高精度な地図データであればよい。

ダイナミックマップのデータは、ルートの生成に用いられるナビゲーション用の地図のデータと比べてより詳細な地図データであって、静的情報、準静的情報、準動的情報、及び動的情報を含む。静的情報は、ナビゲーション用の地図のデータよりも高精度な３次元地図データを含む。準静的情報は、ナビゲーション用の地図のデータよりも詳細な交通規制情報、道路工事情報、及び広域気象情報を含む。準動的情報は、ナビゲーション用の地図のデータよりも詳細な事故情報、渋滞情報、及び狭域気象情報を含む。動的情報は、ナビゲーション用の地図のデータには含まれない信号情報、周辺車両情報、及び歩行者情報等のように、静的情報と比べて時間的変化の大きい情報を含む。信号情報には、ルート上に存在する信号機に関する情報（例えば、点灯タイミング）が含まれる。周辺車両情報には、車両２の周辺に存在する他の車両に関する情報（例えば、位置、移動方向、速度など）に関する情報が含まれる。歩行者情報には、車両２の周辺に存在する歩行者に関する情報（例えば、位置、移動方向、人物属性など）が含まれる。なお、車両２の走行制御用の地図のデータとしては、必ずしも静的情報、準静的情報、準動的情報、及び動的情報の全てが常時用いられる必要はなく、少なくとも高精度地図として静的情報が用いられればよい。

ダイナミックマップの静的情報は、走行路における各道路区間の車線に関する情報（例えば、車線の本数）や走行路における区画線に関する情報（例えば、区画線の種別）を含む。例えば、静的情報の区画線は、ナビゲーション用の地図のデータにおけるノードよりも小さい距離ごとに配置された複数のノードと、隣接するノード同士を接続するリンクとによって表現される。

その他、静的情報の車道（各道路区間を含む）もまた、所定の間隔で配置された複数のノードと、隣接するノード同士を接続するリンク（以下、車道リンク）とによって表現される。車道ノードは、道路の左側端に設定された区画線のノードと道路の右側端に設定された区画線のノードとの中間に作成される。車道リンクのノードは、道路に沿って所定間隔ごとに設けられている。

静的情報は、更に路肩縁に関する情報を含む。路肩縁は車両の走行する車道端であって、車道と歩道とが設けられているときには、その境界を意味する。静的情報の路肩縁は路肩縁に沿って、概ね区画線のノードと同様の間隔で配置された複数のノードと、隣接するノード同士を接続するリンクとによって表現される。

地図記憶部５２は、ＨＤＤやＳＳＤ等の記憶装置を含み、自動運転モードにおける車両の自律的な走行に必要な各種情報を保持している。地図記憶部５２は、地図取得部５１によって第１地図サーバ４から取得されたダイナミックマップのデータを記憶している。

自車位置特定部５３は、ＧＮＳＳ受信機から出力されるＧＮＳＳ信号に基づいて、自車位置である車両２の位置（緯度、経度）を特定する。自車位置特定部５３は、その自車位置の情報（車両２の位置情報）を携帯端末５に対して送信する。

また、自車位置特定部５３は、車両センサ（ＩＭＵ等）による検出結果を用い、デッドレコニング（例えば、オドメトリ）によって車両２の移動量（車両の移動距離及び移動方向。以下ＤＲ移動量）を算出する。自車位置特定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ信号が受信できないときに、ＤＲ移動量に基づいて、自車位置を特定することができる。本実施形態では、自車位置特定部５３は、ＤＲ移動量に基づいてＧＮＳＳ信号から特定される自車位置を補正することにより、自車位置の特定精度を向上させる。

車両制御装置３で特定される自車位置は、携帯端末５がＧＮＳＳ受信機２３と同様の機能（例えば、ＧＰＳ機能）によって取得可能な自端末の位置と比べてより高精度である。したがって、携帯端末５は、車両２で特定された自車位置を取得することにより、車内に持ち込まれた自端末の位置から推定される車両２の位置と比べてより高精度な車両２の位置を利用することができる。また、携帯端末５のユーザが車両２に搭乗しない（すなわち、携帯端末５が車内に持ち込まれない）場合にも、携帯端末５は、車両２の位置の情報を問題なく取得できるという利点もある。

地図連携部５４は、携帯端末５から受信するルートの情報に基づいて、地図記憶部５２に保持された高精度地図（静的情報）における対応するルートを抽出する。

車両２に自律走行を開始する旨の指示が行われると、行動計画部４１は、地図連携部５４によって抽出された高精度地図におけるルートの情報に基づいて、大域的な行動計画（例えば、車線変更、合流、分岐等）を計画する。ただし、行動計画部４１は、携帯端末５から受信するナビゲーション用の地図におけるルートの情報に基づいて、大域的な行動計画を計画してもよい。その後、車両２が自律走行を開始すると、行動計画部４１が大域的な行動計画と、自車位置特定部５３によって特定された自車位置や、外界認識部３０によって認識された物体、地図記憶部５２によって保持された高精度地図等に基づいて、より詳細な行動計画（例えば、危険回避等）を立案し、その案に基づいて、走行制御部４２が車両の走行を制御する。

プローブ情報取得部３３は、ＧＮＳＳ信号に基づいて自車位置特定部５３によって特定された自車の位置と、外界センサ１７、車両センサ１９、及び運転操作センサ（舵角センサ、アクセルセンサ、及びブレーキセンサ等）のうち少なくとも１つのセンサによって検出されたデータとを関連付けて、プローブ情報として取得し保持する。プローブ情報取得部３３は、外界センサ１７によって取得した周辺情報（例えば、車外カメラによって取得した車両前方を撮影した動画）を取得し保持する。プローブ情報取得部３３は、取得したプローブ情報を適宜、第１地図サーバ４に送信する。プローブ情報取得部３３は、プローブ情報を携帯端末５に適宜送信することもできる。

＜第１地図サーバ＞
次に、第１地図サーバ４について説明する。図１に示すように、第１地図サーバ４は、ネットワーク（本実施形態では、インターネット）を介して車両制御装置３に接続されている。第１地図サーバ４は、CPU等のプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び、ＨＤＤやＳＳＤ等の記憶装置を備えたコンピュータである。

第１地図サーバ４の記憶装置には、ダイナミックマップのデータが記憶されている。第１地図サーバ４のダイナミックマップのデータは、車両制御装置３の地図記憶部５２に記憶されているダイナミックマップのデータよりも広域のエリアに対応するデータである。つまり、車両制御装置３の地図記憶部５２に記憶されているダイナミックマップのデータは、車両２のルートに応じて必要とされる一部のエリアに対応するデータで足りる。第１地図サーバ４のダイナミックマップのデータは、地図上の各エリアに対応した複数のブロックデータ（部分地図データ）を含む。各ブロックデータは、地図上の緯度方向及び経度方向に区画された矩形領域に対応したデータであるとよい。

第１地図サーバ４は、車両制御装置３（地図取得部５１）から通信装置２１を介してデータの要求を受け付けると、その要求されたデータに対応するダイナミックマップを車両制御装置３に送信する。送信されるデータには、渋滞情報や、気象情報等が含まれているとよい。

図１に示すように、第１地図サーバ４は、ダイナミックマップ記憶部６１と、ブロックデータ送信部６２と、プローブ情報管理部６３と、プローブ情報記憶部６４とを備える。

ダイナミックマップ記憶部６１は、記憶装置によって構成され、車両２が走行可能なエリアをカバーするダイナミックマップを記憶している。ブロックデータ送信部６２は、車両２からの特定のブロックデータの送信要求を受け付け、その送信要求に対応したブロックデータを車両に送信する。

プローブ情報管理部６３は、車両２から適宜送信されるプローブ情報を受信する。プローブ情報記憶部６４は、プローブ情報受信部によって取得されたプローブ情報を記憶、保持する。プローブ情報管理部６３は、プローブ情報記憶部６４によって保持されたプローブ情報に基づいて、適宜統計処理等を行い、ダイナミックマップのデータを更新する更新処理を行う。なお、車両２からのプローブ情報が携帯端末５に適宜送信されることにより、プローブ情報管理部６３が、携帯端末５を介して車両２からのプローブ情報を受信してもよい。これにより、通信装置２１による無線通信の処理負荷が軽減される。

＜携帯端末＞
携帯端末５は、車両２のユーザによって携帯されるスマートフォン、タブレットＰＣ、及びノートＰＣなどの公知のハードウェア構成を有する情報処理装置である。携帯端末５は、図２に示すように、通信部７１、制御部７２、記憶部７３、及び表示・入力部７４を有する。

通信部７１は、公知の通信規格に基づき無線通信を行うための通信回路やアンテナを有する。通信部７１は、車両２の通信装置２１と無線で直接的に接続するか、または通信装置２１とインターネット等を介して接続することにより、車両制御装置３との間でデータの送受信を行う。ただし、通信部７１は、公知の通信ケーブルを介して通信装置２１と有線通信可能なように接続することもできる。また、通信部７１は、インターネット等を介して第２地図サーバ６と通信可能に接続する。

制御部７２は、地図取得部８１及び車両連携部８２を有する。

地図取得部８１は、第２地図サーバ６からナビゲーション用の地図のデータ８６を取得する。地図取得部８１によって取得されたナビゲーション用の地図のデータ８６は、記憶部７３に格納される。ナビゲーション用の地図のデータは、少なくとも車両２のルート設定が可能な範囲を含む広域のエリアに対応する地図データである。なお、地図取得部８１は、車両２が走行可能な全てのエリアに対応する地図データを予め第２地図サーバ６から取得してもよい。

車両連携部８２は、車両２の車両制御装置３と連携することにより、車両２の自律走行を補助するための処理を行う。特に、車両連携部８２は、車両２のルートの情報を含む地図データを車両制御装置３に提供する。

制御部７２は、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを含む。地図取得部８１および車両連携部８２等の制御部７２による各機能は、プロセッサがプログラムに従って演算処理を実行することで実現される。

記憶部７３は、ＨＤＤやＳＳＤ等の記憶装置を含む。記憶部７３には、車両制御装置３との連携処理を行うためのプログラムである車両連携アプリケーション８７がインストールされる。制御部７２は、車両連携アプリケーション８７に基づく連携処理を実行することにより、車両２のルートの情報を生成し、それを車両２に提供することができる。

表示・入力部７４は、タッチパネルディスプレイを含む。表示・入力部７４には、ユーザに対する種々の情報が表示される。また、ユーザは、表示・入力部７４を介して携帯端末５に関する各種設定や、動作指示を行うことができる。

＜第２地図サーバ＞
第２地図サーバ６は、図１に示すように、ネットワーク（本実施形態では、インターネット）を介して携帯端末５に接続されている。第２地図サーバ６は、CPU等のプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び、ＨＤＤやＳＳＤ等の記憶装置を備えたコンピュータである。

第２地図サーバ６の汎用マップ記憶部６７には、ナビゲーション用の地図のデータが記憶されている。ナビゲーション用の地図は、例えばＧｏｏｇｌｅマップやＡｐｐｌｅマップなどの汎用の地図である。本実施形態では、第２地図サーバ６は、車両制御システム１の構成要素として示されているが、第２地図サーバ６は、車両制御システム１専用に設けられる必要はなく、車両制御システム１とは独立して管理される共用の地図サーバであってもよい。上述の第１地図サーバ４についても同様である。

次に、図３を参照して車両制御システム１の動作について説明する。図３には、車両２が始動してから目的地に到着するまでのタイムチャートが示されている。

乗員が車両２に乗り込み、車両２を始動させると、これと同時に車両制御装置３（自動運転制御部３１、地図位置特定部３２を含む）ならびに車両２に搭載されたその他の装置や機器が起動する。地図位置特定部３２は、衛星からのＧＮＳＳ信号およびＤＲ移動量に基づいて、自車位置（車両２の位置）の特定を開始する。特定された車両２の位置の情報は、携帯端末５に順次送信される。

また、携帯端末５のユーザ（ここでは、乗員）は、携帯端末５を操作して車両連携アプリケーション８７を起動させる。なお、車両連携アプリケーション８７は、携帯端末５が車両制御装置３と無線通信を開始したときに、ユーザの操作によらずに自動で起動してもよい。

その後、ユーザが携帯端末５において目的地の入力を行うと、携帯端末５は、ナビゲーション用の地図データに基づいて、車両２の現在地から目的地までのルートを生成する処理を行う。車両２の現在位置は、車両制御装置３から受信した車両２の最新の位置の情報に基づくものである。なお、ユーザは、ＨＴＩ２５を用いて目的地を入力してもよい。その場合、携帯端末５は、ＨＴＩ２５において入力された目的地の情報を車両制御装置３から取得することができる。

携帯端末５は、取得した車両２の現在位置および目的地の情報に基づき、ルートを生成する処理を実行する。携帯端末５は、生成したルートの情報を車両制御装置３（地図位置特定部３２）に送信する。このルートの情報は、ナビゲーション用の地図の情報に基づくものである。後に詳述するように、携帯端末５が探索したルートには、車両２が優先して走行すべき車線の情報（以下、推奨車線という。）が含まれる。

地図位置特定部３２は、携帯端末５からルートの情報を受信すると、そのルートに対応するダイナミックマップのブロックデータを送信するように、第１地図サーバ４に要求する。

第１地図サーバ４は、地図位置特定部３２からの要求を受け付けると、携帯端末５によって設定されたルートと、車両２の現在位置とに基づいて、対応するブロックデータを生成し、これを車両制御装置３に送信する。このように、車両制御システム１では、推奨車線の情報を含む走行経路の情報に基づき、必要なエリアに関するダイナミックマップのデータを効率的に取得することができる。なお、第１地図サーバ４は、車両制御装置３（地図位置特定部３２）から車両２の最新の位置の情報を取得し、これを車両２の現在位置として用いることができる。

地図位置特定部３２はブロックデータを受信すると、ブロックデータから、車両周辺のダイナミックマップに係るデータを取得（展開）する。その後、地図位置特定部３２（地図連携部５４）は、地図連携処理を行って、ブロックデータ内の携帯端末５によって設定された出発地（車両２の現在位置）から目的地までのルートに対応する高精度地図上の経路を自動運転制御部３１に出力する。

携帯端末５によって設定されたナビゲーション用の地図におけるルートには、推奨車線を含めた車線の情報が含まれる。これにより、地図連携処理では、ナビゲーション用の地図に設定されたルートにおける車線と、高精度地図（ダイナミックマップ）に設定されるルートにおける車線とを容易に対応づけられる。したがって、車両制御装置３では、車線の情報を含まない地図に設定されたルートと、高精度地図に設定されるルートとを対応づける（すなわち、新たに推奨車線を決定する必要が生じる）場合に比べて、地図連携処理における処理負荷が軽減される。

その後、自動運転制御部３１（行動計画部４１）は、高精度地図上のルートに従って、大域的な行動計画を作成する。

そこで、ＨＭＩ２５に走行を指示する入力が行われると、地図位置特定部３２は自車位置を特定し、自動運転制御部３１は、特定された自車位置や、外界認識部３０によって認識された物体の位置等に基づいて、より詳細な行動計画を順次作成し、作成された行動計画に従って、走行制御部４２が車両２を制御し走行させる。

車両２が走行を開始すると、プローブ情報取得部３３は、プローブ情報の取得を開始する。車両が走行している間、プローブ情報取得部３３は取得したプローブ情報を適宜、自動運転時のプローブ情報として、第１地図サーバ４に送信する。第１地図サーバ４は、自動運転時のプローブ情報を受信すると、そのプローブ情報を自動運転時プローブ情報として記憶、保持するとともに、適宜、自動運転時プローブ情報に基づいて、ダイナミックマップを更新する。

車両が目的地に到着すると、自動運転制御部３１が車両を停止させる停止処理を行い、ＨＭＩ２５に目的地に到着した旨の通知が表示される。

なお、携帯端末５のユーザは、必ずしも車両２の乗員である必要はない。その場合、携帯端末５は、予め目的地および車両２の位置情報を取得してルートを生成する処理を実行し、生成したルートの情報を車両制御装置３に送信しておくことができる。

次に、図４を参照して携帯端末５によるルート生成処理の詳細について説明する。まず、携帯端末５は、ユーザ（または乗員）によって入力された目的地の情報と、車両２の現在位置の情報とを適宜取得する（ＳＴ１０１、ＳＴ１０２）。

その後、携帯端末５は、目的地の情報と車両２の現在位置の情報とに基づき、ナビゲーション用の地図において車両２が走行可能なルートを探索する（ＳＴ１０３）。このルートの探索には公知の経路探索技術が用いられる。

携帯端末５によって探索されるルートには、各道路区間に対して推奨車線の情報が付加される。この推奨車線の情報は、各道路区間にそれぞれ含まれる各車線の優先度または優先順位を含む。また、推奨車線の情報には、各道路区間において、車両２が走行すべき車線として複数の車線の中から選択された１つの車線のみに関する情報が含まれてもよい。

例えば、携帯端末５は、車両２が右折や左折を必要とする地点、車両２が通過する交差点付近の車線の構成（例えば、右折または左折専用車線の有無）、各道路区間の制限速度や平均車速、各車線における過去の渋滞に関する情報（例えば、占有率や交通量）、及び有料道路の出入口の配置などの情報に基づき、各道路区間に含まれる複数の車線における推奨車線を決定することができる。なお、対象の道路区間が１つの車線のみを含む場合、当該車線が推奨車線として決定される。

なお、携帯端末５は、ステップＳＴ１０３のルートの探索において、各ルートにおける車両２の走行距離、各区間における推定車速、及び日時（曜日、時間帯）などの情報に基づき、目的地への車両２の到達時間（または到達時刻）を算出することができる。車両２の到達時間の情報は、後に生成されるルート情報に必要に応じて付加される。これにより、車両制御装置３は、携帯端末５から目的地への到達時間を容易に取得することができる。

続いて、携帯端末５は、車両制御装置３から車両２の電動機用のバッテリの残量の情報を取得しているか否かを判定し（ＳＴ１０４）、バッテリの残量の情報を取得していない場合（Ｎｏ）には、ユーザによって予め設定されたルート選定条件（例えば、最短時間、最短距離、最小燃費、及びシステム推奨条件などのうちから選択された条件）に基づき、最適な１つのルートを決定する（ＳＴ１０５）。

一方、携帯端末５は、バッテリの残量の情報（センサの情報）を取得している場合（ＳＴ１０４のＹｅｓ）には、バッテリ残量をルート決定の優先条件に設定し（ＳＴ１０６）、この優先条件に基づき最適な１つのルートを決定する（ＳＴ１０５）。その場合、例えば、ユーザによってルート設定条件が「最短時間」である場合、現在のバッテリ残量で車両２が目的地まで到達可能な範囲において最短時間のルートが決定される。

なお、ステップＳＴ１０４では、バッテリの残量に代えて、またはバッテリの残量と共に燃料の残量の情報を取得しているか否かを判定してもよい。その場合、ステップＳＴ１０５では、バッテリ残量および燃料の残量の少なくとも一方がルート決定の優先条件に設定される。このように、携帯端末５では、車両２の走行に用いられるバッテリの残量や燃料の残量に応じて、より適切なルートを設定することが可能となる。

その後、携帯端末５は、ナビゲーション用の地図のデータにルートの情報を付加したルート情報を生成する（ＳＴ１０７）。さらに、携帯端末５は、そのルート情報を車両制御装置３に対して送信する（ＳＴ１０８）。

このように、車両制御システム１では、ナビゲーション用の地図（すなわち、汎用地図）のデータを第２地図サーバ６から受信することによりリアルタイム性を向上させることができ、また、そのナビゲーション用の地図に基づき、推奨車線の情報を含むルートの情報を生成することが可能となる。その結果、車両制御装置３における地図連携処理における処理負荷が軽減される。

また、携帯端末５は、車両２が目的地に到達するまでの間に上記ルート生成処理を繰り返し実行することにより、ルート情報を更新することが可能である。その場合、ステップＳＴ１０２で取得される車両２の現在位置の情報は、車両２が走行している車線における最新の位置に基づくため、より適切なルートが生成される。

また、車両制御システム１によれば、情報量（すなわち、データ容量）が比較的小さいナビゲーション用の地図（すなわち、汎用地図）と、情報量が比較大きい走行制御用の地図（すなわち、高精度地図）とを効果的に利用することができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、車両２には、公知の車載ナビゲーション装置が搭載されてもよい。その場合、携帯端末５は、車載ナビゲーション装置の機能の少なくとも一部を代替する処理を行うことができる。

１ ：車両制御システム
２ ：車両
３ ：車両制御装置
４ ：第１地図サーバ
５ ：携帯端末
６ ：第２地図サーバ
１１：推進装置
１３：ブレーキ装置
１５：ステアリング装置
１７：外界センサ
１９：車両センサ
２１：通信装置
２３：ＧＮＳＳ受信機
３０：外界認識部
３１：自動運転制御部
３２：地図位置特定部
３３：プローブ情報取得部
４１：行動計画部
４２：走行制御部
４３：モード設定部
５１：地図取得部
５２：地図記憶部
５３：自車位置特定部
５４：地図連携部
６１：ダイナミックマップ記憶部
６２：ブロックデータ送信部
６３：プローブ情報管理部
６４：プローブ情報記憶部
６７：汎用マップ記憶部
７１：通信部
７２：制御部
７３：記憶部
７４：入力部
８１：地図取得部
８２：車両連携部
８６：データ
８７：車両連携アプリケーション

Claims (7)

1. 車両制御システムによる自動運転時に地図の情報に基づき車両を制御する車両制御方法であって、
   前記車両制御システムは、
   前記車両に搭載され、第１の地図サーバから走行制御用の地図のデータを取得し、前記走行制御用の地図に基づき前記車両の走行制御を行う車両制御装置と、
   前記車両制御装置と通信可能に接続され、第２の地図サーバからナビゲーション用の地図のデータを取得し、前記ナビゲーション用の地図における前記車両の走行経路の情報を前記車両制御装置に提供する携帯端末と、を備え、
   前記ナビゲーション用の地図には、各道路区間を構成する車線の情報が含まれ、
   前記車両制御装置は、前記車両の位置情報を前記携帯端末に送信し、
   前記携帯端末は、
   前記車線の情報および前記車両制御装置から受信した前記車両の位置情報に基づき、前記車両が優先して走行すべき推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報を生成し、
   前記推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報を前記車両制御装置に送信する、車両制御方法。
2. 前記携帯端末は、
   前記車両の位置情報を前記車両制御装置から順次受信し、
   前記車両の最新の位置情報に基づき前記推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報を更新し、
   前記更新された走行経路の情報を前記車両制御装置に送信する、請求項１に記載の車両制御方法。
3. 前記走行制御用の地図のデータには、前記ナビゲーション用の地図のデータに含まれない時間変化の大きい情報が含まれ、
   前記時間変化の大きい情報は、信号情報、周辺車両情報、及び歩行者情報のうちの少なくとも１つを含む、請求項１または請求項２に記載の車両制御方法。
4. 前記車両制御装置は、前記推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報に基づき、前記第１の地図サーバに前記走行制御用の地図のデータの送信を要求する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両制御方法。
5. 前記携帯端末は、前記推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報に基づき、前記走行経路の終点への前記車両の到達時間を算出し、前記到達時間を前記車両制御装置に送信する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の車両制御方法。
6. 前記携帯端末は、前記車両制御装置から前記車両の走行に用いられるバッテリの残量または燃料の残量を計測するセンサの情報を取得し、前記センサの情報に基づき前記走行経路を決定する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両制御方法。
7. 自動運転時に地図の情報に基づき車両を制御する車両制御システムであって、
   前記車両に搭載され、第１の地図サーバから走行制御用の地図のデータを取得し、前記走行制御用の地図に基づき前記車両の走行制御を行う車両制御装置と、
   前記車両制御装置と通信可能に接続され、第２の地図サーバからナビゲーション用の地図のデータを取得し、前記ナビゲーション用の地図における前記車両の走行経路の情報を前記車両制御装置に提供する携帯端末と、を備え、
   前記ナビゲーション用の地図には、各道路区間を構成する車線の情報が含まれ、
   前記車両制御装置は、前記車両の位置情報を前記携帯端末に送信し、
   前記携帯端末は、
   前記車線の情報および前記車両制御装置から受信した前記車両の位置情報に基づき、前記車両が優先して走行すべき推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報を生成し、
   前記推奨車線の情報を含む前記走行経路の情報を前記車両制御装置に送信する、車両制御システム。

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