JP2022174596A - 自動運転システム、自動運転制御方法、及び自動運転制御プログラム - Google Patents

自動運転システム、自動運転制御方法、及び自動運転制御プログラム Download PDF

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Abstract

Figure 2022174596000001
【課題】自動運転車両に遠隔支援を提供する遠隔支援系の異常が発生した際に、自動運転車両を適切に制御する。
【解決手段】自動運転システムは、遠隔支援の対象である自動運転車両を制御する。特定位置情報は、遠隔支援が必要とされる可能性のある特定位置を示す。自動運転システムは、自動運転車両に遠隔支援を提供する遠隔支援系の異常の有無を判定する。遠隔支援系の異常が検出された場合、自動運転システムは、特定位置情報に基づいて、自動運転車両の現在位置から目的地までの目標ルート上のいずれかの特定位置を限界位置として設定する。更に、自動運転システムは、現在位置から限界位置までの目標ルートの中に含まれるように目標退避位置を設定する。そして、自動運転システムは、目標退避位置に停止するように自動運転車両を制御する。
【選択図】図8

Description

本開示は、遠隔支援の対象である自動運転車両を制御する技術に関する。
特許文献1は、車両の遠隔運転を行う遠隔運転制御装置を開示している。遠隔運転制御装置は、車両と通信を行うことにより車両の遠隔運転を行う。
特開2018-077649号公報
自動運転車両の走行を遠隔で支援する遠隔支援技術について考える。遠隔支援は、遠隔支援装置と自動運転車両との間の通信を必要とする。「遠隔支援系」は、自動運転車両に遠隔支援を提供するための構成や機能を含む。例えば、遠隔支援系は、遠隔支援装置、通信ネットワーク、自動運転車両に搭載された通信装置、等を含む。遠隔支援系の少なくとも一部において異常が発生した場合、自動運転車両に対する遠隔支援の提供が不可能となる、あるいは、遠隔支援の精度が低下する。
本開示の1つの目的は、自動運転車両に遠隔支援を提供する遠隔支援系の異常が発生した際に、自動運転車両を適切に制御することができる技術を提供することにある。
第1の観点は、遠隔支援の対象である自動運転車両を制御する自動運転システムに関連する。
自動運転システムは、
1又は複数のプロセッサと、
遠隔支援が必要とされる可能性のある特定位置を示す特定位置情報を格納する1又は複数の記憶装置と
を備える。
1又は複数のプロセッサは、
自動運転車両に遠隔支援を提供する遠隔支援系の異常の有無を判定し、
遠隔支援系の異常が検出された場合、特定位置情報に基づいて、自動運転車両の現在位置から目的地までの目標ルート上のいずれかの特定位置を限界位置として設定し、
現在位置から限界位置までの目標ルートの中に含まれるように目標退避位置を設定し、
目標退避位置に停止するように自動運転車両を制御する。
第2の観点は、遠隔支援の対象である自動運転車両を制御する自動運転制御方法に関連する。
特定位置情報は、遠隔支援が必要とされる可能性のある特定位置を示す。
自動運転制御方法は、
自動運転車両に遠隔支援を提供する遠隔支援系の異常の有無を判定する処理と、
遠隔支援系の異常が検出された場合、特定位置情報に基づいて、自動運転車両の現在位置から目的地までの目標ルート上のいずれかの特定位置を限界位置として設定する処理と、
現在位置から限界位置までの目標ルートの中に含まれるように目標退避位置を設定する処理と、
目標退避位置に停止するように自動運転車両を制御する処理と
を含む。
第3の観点は、コンピュータによって実行され、遠隔支援の対象である自動運転車両を制御する自動運転制御プログラムに関連する。
特定位置情報は、遠隔支援が必要とされる可能性のある特定位置を示す。
自動運転制御プログラムは、
自動運転車両に遠隔支援を提供する遠隔支援系の異常の有無を判定する処理と、
遠隔支援系の異常が検出された場合、特定位置情報に基づいて、自動運転車両の現在位置から目的地までの目標ルート上のいずれかの特定位置を限界位置として設定する処理と、
現在位置から限界位置までの目標ルートの中に含まれるように目標退避位置を設定する処理と、
目標退避位置に停止するように自動運転車両を制御する処理と
をコンピュータに実行させる。
本開示によれば、遠隔支援系の異常が検出された場合、遠隔支援が必要とされる可能性のある特定位置を考慮して目標退避位置が設定される。具体的には、目的地までの目標ルート上のいずれかの特定位置が限界位置として設定される。そして、自動運転車両の現在位置から限界位置までの目標ルートの中に含まれるように目標退避位置が設定される。
目標退避位置は、自動運転車両の現在位置の近傍である必要はなく、限界位置の手前であればよい。従って、自動運転車両が余裕を持って停車することができるように目標退避位置を設定することができる。このことは、自動運転車両及び周囲の車両の安全性の観点から好ましい。
また、現在位置の近傍で自動運転を終了する必要はなく、目標退避位置までは自動運転を継続することが可能となる。このことは、自動運転の継続性の観点から好ましい。
更に、目標ルート上のいずれかの特定位置が限界位置として設定されるため、自動運転車両が目的地まで走行しなければならない場合と比較すると、自動運転車両が通過する特定位置の数は減少する。自動運転車両が通過する特定位置の数が減少するため、遠隔支援が必要となる確率は全体として低下する。よって、遠隔支援系の異常による影響は少なくとも低減される。
本開示の実施の形態に係る遠隔支援システムを示す概念図である。 本開示の実施の形態に係る遠隔支援の概要を説明するための概念図である。 本開示の実施の形態に係る特定位置の一例を説明するための概念図である。 本開示の実施の形態に係る退避処理の一例を説明するための概念図である。 本開示の実施の形態に係る停車候補エリアの一例を説明するための概念図である。 本開示の実施の形態に係る高優先度エリアと低優先度エリアの一例を説明するための概念図である。 本開示の実施の形態に係る遠隔支援系の異常発生時の処理を説明するための概念図である。 本開示の実施の形態に係る遠隔支援系の異常発生時の処理の一例を説明するための概念図である。 本開示の実施の形態に係る遠隔支援系の異常発生時の処理の他の例を説明するための概念図である。 本開示の実施の形態に係る自動運転システムの構成例を示すブロック図である。 本開示の実施の形態に係る運転環境情報の一例を示すブロック図である。 本開示の実施の形態に係る自動運転システムによる処理例を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態に係るステップS300の第1の例を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態に係るステップS300の第2の例を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態に係るステップS300の第3の例を示すフローチャートである。
添付図面を参照して、本開示の実施の形態を説明する。
1.遠隔支援の概要
図1は、本実施の形態に係る遠隔支援システムを示す概念図である。遠隔支援システムは、自動運転車両1、遠隔支援装置2、及び通信ネットワーク3を含んでいる。
自動運転車両1は、自動運転可能な車両である。ここでの自動運転としては、ドライバが必ずしも100%運転に集中しなくてもよいことを前提としたもの(いわゆるレベル3以上の自動運転)を想定している。自動運転車両1は、ドライバを必要としないレベル4以上の自動運転車両であってもよい。自動運転車両1が、本実施の形態における遠隔支援の対象である。
遠隔支援装置2は、自動運転車両1の遠隔支援を行うための装置であり、遠隔オペレータによって操作される。自動運転車両1と遠隔支援装置2は、通信ネットワーク3を介して互いに通信可能に接続されている。遠隔支援装置2は、通信ネットワーク3を介して自動運転車両1と通信を行い、自動運転車両1の走行を遠隔で支援する。より詳細には、遠隔オペレータが、遠隔支援装置2を操作して、自動運転車両1の走行を遠隔で支援する。遠隔支援装置2は、遠隔オペレータによる自動運転車両1の遠隔支援を補助する装置であるとも言える。
通信ネットワーク3は、無線基地局、無線通信ネットワーク、有線通信ネットワーク、等を含んでいる。無線通信ネットワークとしては、例えば、5Gネットワークが例示される。
図2は、本実施の形態に係る遠隔支援の概要を説明するための概念図である。自動運転システム10は、自動運転車両1を制御する。自動運転中、自動運転システム10は、各種の車両処理を実行する。自動運転中の代表的な車両処理としては、次のようなものが挙げられる。
(1)認識処理:自動運転システム10は、認識センサを用いて、自動運転車両1の周辺の状況を認識する。例えば、自動運転システム10は、カメラを用いて、信号機の信号表示(例:青信号、黄信号、赤信号、右折信号、等)を認識する。
(2)行動判断処理:自動運転システム10は、認識処理の結果に基づいて、行動を実行するか否かを判断する。行動としては、発進、停止、右折、左折、車線変更、等が例示される。
(3)タイミング判断処理:自動運転システム10は、上記行動を実行する実行タイミングを判断する。
典型的には、遠隔オペレータによる遠隔支援が必要な状況は、自動運転が困難な状況である。例えば、図3に示されるような交差点において、遠隔支援が必要となる可能性がある。
例えば、交差点に設置された信号機に日光が当たっているとき、信号表示の認識精度が低下する可能性がある。認識処理によって信号表示を正確に判別することができない場合、自動運転システム10は、信号認識について遠隔支援を必要とする。また、信号表示を判別することができない場合、どのような行動をどのタイミングで実行すべきか判断することも困難である。よって、自動運転システム10は、行動判断処理及びタイミング判断処理についても遠隔支援を必要とする。
信号表示が判別されたとしても、実際に行動を実行してもよいか否か判断することが難しい状況も考えられる。例えば、自動運転システム10から見た信号表示が「右折可能」となった後にもかかわらず、対向車両が交差点に進入してきたり、対向車両や先行車両が交差点内に滞留していたりする場合がある。そのような場合、自動運転システム10は、停止したまま、行動判断処理やタイミング判断処理について遠隔支援を要求してもよい。
更に他の例として、自動運転車両1の前方に工事区間が存在する場合、車線変更を行うか否かの判断が難しい状況も考えられる。この場合、自動運転システム10は、行動判断処理について遠隔支援を要求してもよい。
自動運転システム10は、自動運転車両1の遠隔運転(遠隔操作)を遠隔オペレータに要求してもよい。本実施の形態における「遠隔支援」とは、認識処理、行動判断処理、及びタイミング判断処理の少なくとも一つの支援だけでなく、遠隔運転(遠隔操作)も含む概念である。
遠隔支援が必要であると判断した場合、自動運転システム10は、通信ネットワーク3を介して遠隔支援装置2に遠隔支援要求REQを送信する。遠隔支援要求REQは、遠隔オペレータに対して自動運転車両1の遠隔支援を要求する情報である。遠隔支援装置2は、受け取った遠隔支援要求REQを遠隔オペレータに通知する。遠隔支援要求REQに応答して、遠隔オペレータは、自動運転車両1の遠隔支援を開始する。
遠隔支援の最中、自動運転システム10は、通信ネットワーク3を介して遠隔支援装置2に車両情報VCLを送信する。車両情報VCLは、自動運転車両1の状態、周辺の状況、自動運転システム10による車両処理の結果、等を示す。遠隔支援装置2は、自動運転システム10から受け取った車両情報VCLを遠隔オペレータに提示する。例えば、図2に示されるように、遠隔支援装置2は、自動運転車両1に搭載されたカメラによって撮像された画像情報IMGを表示装置に表示する。
遠隔オペレータは、車両情報VCLを参考にしながら、自動運転車両1の遠隔支援を行う。オペレータ指示INSは、遠隔オペレータによって入力される自動運転車両1に対する指示である。遠隔支援装置2は、遠隔オペレータからオペレータ指示INSの入力を受け付ける。そして、遠隔支援装置2は、通信ネットワーク3を介して自動運転車両1にオペレータ指示INSを送信する。自動運転システム10は、遠隔支援装置2からオペレータ指示INSを受け取り、受け取ったオペレータ指示INSに従って自動運転車両1を制御する。
2.遠隔支援系の異常発生時の処理
2-1.遠隔支援系の異常
本実施の形態において、「遠隔支援系4」とは、自動運転車両1に遠隔支援を提供するための構成や機能を意味する。例えば、遠隔支援系4は、遠隔支援装置2、通信ネットワーク3、自動運転車両1に搭載された通信装置、等を含む(図1参照)。自動運転車両1に搭載された通信装置としては、通信ECU(Electronic Control Unit)、通信モジュール、送受信回路、等が例示される。
以下、自動運転車両1に遠隔支援を提供する遠隔支援系4の少なくとも一部において「異常(abnormality)」が発生した場合について考える。
例えば、遠隔支援系4の異常は、遠隔支援系4の機能が失われる「機能失陥(functional failure)」を含む。遠隔支援系4の機能失陥の一例は、通信途絶である。例えば、通信ネットワーク3においてトラブルが発生した場合、通信途絶が発生する可能性がある。遠隔支援系4の機能失陥の他の例は、遠隔支援装置2の故障(ダウン)である。遠隔支援系4の機能失陥の更に他の例は、自動運転車両1に搭載された通信装置の故障である。遠隔支援系4の機能失陥が発生した場合、自動運転車両1に遠隔支援を提供することができなくなる。
遠隔支援系4の異常は、遠隔支援系4の機能が低下する「性能低下(performance degradation)」を含んでいてもよい。遠隔支援系4の性能低下の一例は、通信速度やスループットの著しい低下である。遠隔支援系4の性能低下の他の例は、通信遅延の著しい増大である。遠隔支援系4の性能低下の更に他の例は、自動運転車両1に搭載された通信ECUにおける内部通信速度や計算速度の低下である。遠隔支援系4の性能低下が発生した場合、遠隔支援の精度が低下するおそれがある。
2-2.退避処理
遠隔支援系4の異常が発生した場合、自動運転車両1に対する遠隔支援の提供が不可能となる、あるいは、遠隔支援の精度が低下する。そこで、遠隔支援系4の異常が検出された場合、自動運転システム10は、自動運転車両1を安全に退避させる「退避処理」を実行する。
図4は、本実施の形態に係る退避処理の一例を説明するための概念図である。「目標退避位置PE」は、退避処理によって自動運転車両1を停止させる際の目標停止位置である。好ましくは、目標退避位置PEは、道路上の安全な位置に設定される。図4に示される例では、目標退避位置PEは、路肩に設定されている。自動運転システム10は、目標退避位置PEに向かって走行して目標退避位置PEに停止するように自動運転車両1を制御する。例えば、自動運転システム10は、自動運転車両1が現在位置から目標退避位置PEに向かって走行して目標退避位置PEに停止するような目標トラジェクトリTRを生成する。そして、自動運転システム10は、目標トラジェクトリTRに自動運転車両1が追従するように自動運転車両1の走行を制御する。
退避処理において目標退避位置PEとして利用可能なエリアは、予め定められていてもよい。退避処理において目標退避位置PEとして利用可能なエリアを、以下、「停車候補エリアAC」と呼ぶ。
図5は、停車候補エリアACの一例を説明するための概念図である。停車候補エリアACを説明するために、まず、「停車禁止エリアAX」について説明する。停車禁止エリアAXは、車両の駐停車が禁止されているエリアであり、道路交通法等によってあらかじめ定められている。図5に示される例では、停車禁止エリアAXは、横断歩道及びその周辺の所定幅のエリアを含んでいる。停車禁止エリアAXは、交差点及びその周辺の所定幅のエリアを含んでいてもよい。その他、消防設備の前のエリア等も停車禁止エリアAXに含まれる。
停車候補エリアACは、道路上の停車禁止エリアAX以外のエリアの中から選ばれる。典型的には、停車候補エリアACは、停車禁止エリアAX以外のエリアの一部である。例えば、停車候補エリアACは、停車した自動運転車両1の安全確保の観点から選ばれる。図5に例示されるように、停車候補エリアACは、道路端に比較的近いエリアであってもよい。好適には、停車候補エリアACは、路肩や路側帯を含むように設定される。
図6に示されるように、停車候補エリアACには優先度が設定されてもよい。高優先度エリアACHは、優先度が比較的高い停車候補エリアACであり、低優先度エリアACLは、優先度が比較的低い停車候補エリアACである。図6に示される例では、直線区間は高優先度エリアACHに設定され、カーブ区間は低優先度エリアACLに設定されている。
停車候補エリアAC及び停車禁止エリアAXは、例えば、地図情報にあらかじめ登録される。退避処理では、自動運転システム10は、停車候補エリアACに含まれるように目標退避位置PEを設定することが好ましい。停車候補エリアACに優先度が設定されている場合、自動運転システム10は、なるべく優先度の高い停車候補エリアACに含まれるように目標退避位置PEを設定する。
2-3.退避余裕区間
上述の通り、遠隔支援系4の異常が検出された場合、自動運転システム10は、退避処理を行う。但し、遠隔支援系4の異常を検出した直後に自動運転車両1を緊急停止させる必要は必ずしもない。何故なら、遠隔支援が必要ない状況では、自動運転システム10は自動運転を通常通り継続することができるからである。つまり、遠隔支援系4の異常が検出されたからといって、無理な車線変更や急減速を焦って行う必要はない。本実施の形態によれば、自動運転システム10は、遠隔支援が必要とされる可能性も考慮して、目標退避位置PEを設定する。
自動運転車両1に対する遠隔支援が必要とされる可能性のある位置を、以下、「特定位置PS」と呼ぶ。例えば、特定位置PSは、図3で示されるような交差点である。他の例として、特定位置PSは、自動運転が可能な領域であるODD(Operational Design Domain)以外の位置であってもよい。更に他の例として、特定位置PSは、工事区間、渋滞区間、事故発生位置、等を含んでいてもよい。典型的には、特定位置PSは、地図情報にあらかじめ登録される。あるいは、渋滞区間や事故発生位置といった特定位置PSの情報は、リアルタイムに取得されてもよい。
図7は、遠隔支援系4の異常が検出されたタイミングにおける自動運転の状況の一例を示している。自動運転車両1の現在位置及び目的地は、それぞれ、符号「P1」及び「DST」で示されている。自動運転車両1の現在位置P1から目的地DSTまでの目標ルートRTは、自動運転システム10により設定される。自動運転システム10は、目標ルートRTに沿って目的地DSTに向かうように自動運転車両1を制御している。
遠隔支援系4の異常が検出された時点で、目的地DSTまでの目標ルートRT上に特定位置PSが存在している。図7に示される例では、目標ルートRT上に複数の特定位置PS1、PS2、PS3が存在している。自動運転システム10は、目標ルートRT上のいずれかの特定位置PSを「限界位置PL」に設定する。現在位置P1から限界位置PLまでの目標ルートRTの区間を、以下、「退避余裕区間XE」と呼ぶ。自動運転システム10は、退避余裕区間XEの中から目標退避位置PEを選択する。つまり、自動運転システム10は、退避余裕区間XEの中に含まれるように目標退避位置PEを設定する。
図8は、限界位置PL及び退避余裕区間XEの一例を説明するための概念図である。図8に示される例では、限界位置PLは、目標ルートRT上で現在位置P1に最も近い第1特定位置PS1である。退避余裕区間XEは、現在位置P1から第1特定位置PS1までの区間である。目標退避位置PEは、その退避余裕区間XEの中から選択される。目標退避位置PEは、現在位置P1の近傍である必要はなく、第1特定位置PS1(限界位置PL)の手前であればよい。従って、自動運転車両1が余裕を持って停車することができるように目標退避位置PEを設定することができる。言い換えれば、余裕を持って退避処理を行うことが可能となる。このことは、自動運転車両1及び周囲の車両の安全性の観点から好ましい。
また、図8に示される例では、自動運転車両1は、いずれの特定位置PSも通過することなく目標退避位置PEに停止する。よって、遠隔支援が必要となる状況は発生しない。これにより、遠隔支援が必要であるのに遠隔支援を受けることができないといった事態を未然に回避することが可能となる。
図9は、限界位置PL及び退避余裕区間XEの他の例を説明するための概念図である。限界位置PLは、現在位置P1に最も近い第1特定位置PS1だけに限られない。例えば、現在位置P1が第1特定位置PS1のすぐ手前である場合、第1特定位置PS1の次の第2特定位置PS2が限界位置PLとして設定されてもよい。退避余裕区間XEは、現在位置P1から第2特定位置PS2までの区間である。目標退避位置PEは、その退避余裕区間XEの中から選択される。これにより、第1特定位置PS1の手前で停車するために無理な車線変更や急減速を行う必要がなくなる。つまり、余裕を持って退避処理を行うことが可能となる。
図9に示される例では、自動運転車両1は、第1特定位置PS1を通過する必要がある。第1特定位置PS1は遠隔支援が必要とされる可能性のある位置であり、第1特定位置PS1において必ず遠隔支援が必要となるわけではない。第1特定位置PS1において遠隔支援が必要とされなければ、自動運転車両1は、通常の自動運転により第1特定位置PS1を通過することができる。仮に第1特定位置PS1において遠隔支援が必要となったとしても、遠隔支援系4の異常が「性能低下」であれば、遅いながらも遠隔支援は可能である。この場合も、自動運転車両1は第1特定位置PS1を通過することができる。その後、自動運転車両1は、第2特定位置PS2を通過する前に目標退避位置PEに停止する。自動運転車両1が目的地DSTまで走行しなければならない場合と比較すると、自動運転車両1が通過する特定位置PSの数は減少する。通過する特定位置PSの数が減少するため、遠隔支援が必要となる確率は全体として低下する。よって、遠隔支援系4の異常による影響は少なくとも低減される。
2-4.効果
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、遠隔支援系4の異常が検出された場合、遠隔支援が必要とされる可能性のある特定位置PSを考慮して目標退避位置PEが設定される。具体的には、目的地DSTまでの目標ルートRT上のいずれかの特定位置PSが限界位置PLとして設定される。そして、自動運転車両1の現在位置P1から限界位置PLまでの目標ルートRT(退避余裕区間XE)の中に含まれるように目標退避位置PEが設定される。
目標退避位置PEは、現在位置P1の近傍である必要はなく、限界位置PLの手前であればよい。従って、自動運転車両1が余裕を持って停車することができるように目標退避位置PEを設定することができる。言い換えれば、余裕を持って退避処理を行うことが可能となる。このことは、自動運転車両1及び周囲の車両の安全性の観点から好ましい。
また、現在位置P1の近傍で自動運転を終了する必要はなく、目標退避位置PEまでは自動運転を継続することが可能となる。このことは、自動運転の継続性の観点から好ましい。
更に、目標ルートRT上のいずれかの特定位置PSが限界位置PLとして設定されるため、自動運転車両1が目的地DSTまで走行しなければならない場合と比較すると、自動運転車両1が通過する特定位置PSの数は減少する。自動運転車両1が通過する特定位置PSの数が減少するため、遠隔支援が必要となる確率は全体として低下する。よって、遠隔支援系4の異常による影響は少なくとも低減される。
目標ルートRT上で現在位置P1に最も近い第1特定位置PS1が限界位置PLに設定されてもよい。この場合、自動運転車両1は、いずれの特定位置PSも通過することなく目標退避位置PEに停止する。よって、遠隔支援が必要となる状況は発生しない。これにより、遠隔支援が必要であるのに遠隔支援を受けることができないといった事態を未然に回避することが可能となる。
以下、本実施の形態に係る自動運転システム10について更に詳しく説明する。
3.自動運転システムの例
3-1.構成例
自動運転システム10は、自動運転車両1を制御する。典型的には、自動運転システム10は、自動運転車両1に搭載されている。あるいは、自動運転システム10の少なくとも一部は、自動運転車両1の外部の外部装置に配置され、リモートで自動運転車両1を制御してもよい。つまり、自動運転システム10は、自動運転車両1と外部装置とに分散的に配置されてもよい。
図10は、本実施の形態に係る自動運転システム10の構成例を示すブロック図である。自動運転システム10は、センサ群20、走行装置30、通信装置40、及び制御装置100を含んでいる。
センサ群20は、自動運転車両1に搭載されている。センサ群20は、車両状態センサ、認識センサ、位置センサ、等を含んでいる。車両状態センサは、自動運転車両1の状態を検出する。車両状態センサとしては、車速センサ、ヨーレートセンサ、横加速度センサ、操舵角センサ、等が例示される。認識センサは、自動運転車両1の周囲の状況を検出する。認識センサとしては、カメラ、ライダー(LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging)、レーダ、等が例示される。位置センサは、自動運転車両1の位置及び方位を検出する。位置センサとしては、GPS(Global Positioning System)センサが例示される。
走行装置30は、自動運転車両1に搭載されている。走行装置30は、操舵装置、駆動装置、及び制動装置を含んでいる。操舵装置は、車輪を転舵する。例えば、操舵装置は、パワーステアリング(EPS: Electric Power Steering)装置を含んでいる。駆動装置は、駆動力を発生させる動力源である。駆動装置としては、エンジン、電動機、インホイールモータ、等が例示される。制動装置は、制動力を発生させる。
通信装置40は、自動運転車両1の外部と通信を行う。例えば、通信装置40は、通信ネットワーク3を介して遠隔支援装置2と通信を行う(図1、図2参照)。通信装置40は、管理サーバと通信を行ってもよい。通信装置40は、周囲のインフラとの間でV2I通信(路車間通信)を行ってもよい。通信装置40は、周辺車両との間でV2V通信(車車間通信)を行ってもよい。通信装置40は、通信ECU(Electronic Control Unit)、通信モジュール、送受信回路、等を含む。
制御装置100は、自動運転車両1を制御する。制御装置100は、1又は複数のプロセッサ110(以下、単にプロセッサ110と呼ぶ)と1又は複数の記憶装置120(以下、単に記憶装置120と呼ぶ)を含んでいる。プロセッサ110は、各種処理を実行する。例えば、プロセッサ110は、CPU(Central Processing Unit)を含んでいる。記憶装置120は、各種情報を格納する。記憶装置120としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、等が例示される。制御装置100は、1又は複数のECUを含んでいてもよい。制御装置100の一部は、自動運転車両1の外部の情報処理装置であってもよい。
自動運転制御プログラムPROGは、自動運転車両1を制御するためのコンピュータプログラムである。プロセッサ110が自動運転制御プログラムPROGを実行することにより、制御装置100による各種処理が実現される。自動運転制御プログラムPROGは、記憶装置120に格納される。あるいは、自動運転制御プログラムPROGは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。
3-2.運転環境情報
運転環境情報200は、自動運転車両1の運転環境を示す。運転環境情報200は、記憶装置120に格納される。
図11は、運転環境情報200の一例を示すブロック図である。運転環境情報200は、地図情報210、特定位置情報220、退避エリア情報230、車両状態情報240、周辺状況情報250、車両位置情報260、及び配信情報270を含んでいる。
地図情報210は、一般的なナビゲーション地図を含む。地図情報210は、レーン配置、道路形状、等を示していてもよい。地図情報210は、信号、標識、等の位置情報を含んでいてもよい。プロセッサ110は、地図データベースから、必要なエリアの地図情報を取得する。地図データベースは、自動運転車両1に搭載されている所定の記憶装置に格納されていてもよいし、外部の管理サーバに格納されていてもよい。後者の場合、プロセッサ110は、管理サーバと通信を行い、必要な地図情報を取得する。
特定位置情報220は、自動運転車両1に対する遠隔支援が必要とされる可能性のある特定位置PSを示す。例えば、特定位置情報220は、あらかじめ作成される。特定位置情報220は、地図情報210に含まれていてもよい。後述されるように、特定位置情報220は、リアルタイムに追加されてもよい。
退避エリア情報230は、停車候補エリアAC及び停車禁止エリアAXの位置を示す(図5参照)。退避エリア情報230は、停車候補エリアACの優先度を示していてもよい(図6参照)。退避エリア情報230は、あらかじめ作成される。退避エリア情報230は、地図情報210に含まれていてもよい。
車両状態情報240は、自動運転車両1の状態を示す情報である。プロセッサ110は、車両状態センサから車両状態情報240を取得する。
周辺状況情報250は、自動運転車両1の周囲の状況を示す情報である。プロセッサ110は、認識センサを用いて周辺状況情報250を取得する。例えば、周辺状況情報250は、カメラによって撮像される画像情報IMGを含む。周辺状況情報250は、更に、自動運転車両1の周囲の物体に関する物体情報を含んでいる。物体としては、歩行者、自転車、他車両(先行車両、駐車車両、等)、道路構成(白線、縁石、ガードレール、壁、中央分離帯、路側構造物、等)、標識、障害物、等が例示される。物体情報は、自動運転車両1に対する物体の相対位置及び相対速度を示す。
車両位置情報260は、自動運転車両1の位置を示す情報である。プロセッサ110は、位置センサによる検出結果から車両位置情報260を取得する。また、プロセッサ110は、物体情報と地図情報210を利用した周知の自己位置推定処理(Localization)により、高精度な車両位置情報260を取得してもよい。
配信情報270は、道路交通情報、工事区間情報、交通規制情報、等を含む。プロセッサ110は、通信装置40を介して情報提供サーバあるいは路側インフラから配信情報270を受け取る。
プロセッサ110は、配信情報270に基づいて、工事区間、渋滞区間、事故発生位置、等を把握することができる。この場合、プロセッサ110は、工事区間、渋滞区間、事故発生位置、等を特定位置情報220に追加してもよい。
3-3.車両走行制御、自動運転制御
プロセッサ110は、自動運転車両1の走行を制御する「車両走行制御」を実行する。車両走行制御は、操舵制御、加速制御、及び減速制御を含む。プロセッサ110は、走行装置30(操舵装置、駆動装置、制動装置)を制御することによって車両走行制御を実行する。具体的には、プロセッサ110は、操舵装置を制御することによって操舵制御を実行する。また、プロセッサ110は、駆動装置を制御することによって加速制御を実行する。また、プロセッサ110は、制動装置を制御することによって減速制御を実行する。
また、プロセッサ110は、運転環境情報200に基づいて、自動運転制御を行う。より詳細には、プロセッサ110は、地図情報210等に基づいて、目的地DSTまでの目標ルートRTを設定する。そして、プロセッサ110は、運転環境情報200に基づいて、自動運転車両1が目標ルートRTに沿って目的地DSTに向かうように車両走行制御を行う。
より詳細には、プロセッサ110は、運転環境情報200に基づいて、自動運転車両1の走行プランを生成する。走行プランは、現在の走行車線を維持する、車線変更を行う、障害物を回避する、等を含む。更に、プロセッサ110は、走行プランに従って自動運転車両1が走行するために必要な目標トラジェクトリTRを生成する。目標トラジェクトリTRは、目標位置及び目標速度を含んでいる。そして、プロセッサ110は、自動運転車両1が目標ルートRT及び目標トラジェクトリTRに追従するように車両走行制御を実行する。
3-4.遠隔支援に関連する処理
自動運転の最中、プロセッサ110は、遠隔オペレータによる遠隔支援が必要か否かを判断する。典型的には、遠隔オペレータによる遠隔支援が必要な状況は、自動運転が困難な状況である。例えば、上述の認識処理、行動判断処理、及びタイミング判断処理の少なくとも一つが困難である場合、プロセッサ110は、遠隔オペレータによる遠隔支援が必要であると判断する。
遠隔支援が必要であると判断した場合、プロセッサ110は、通信装置40を介して、遠隔支援要求REQを遠隔支援装置2に送信する。遠隔支援要求REQは、遠隔オペレータに対して自動運転車両1の遠隔支援を要求する。
また、プロセッサ110は、通信装置40を介して、車両情報VCLを遠隔支援装置2に送信する。車両情報VCLは、運転環境情報200の少なくとも一部を含む。例えば、車両情報VCLは、カメラによって撮像される画像情報IMGを含む。車両情報VCLは、物体情報を含んでいてもよい。車両情報VCLは、車両状態情報240や車両位置情報260を含んでいてもよい。車両情報VCLは、認識処理、行動判断処理、及びタイミング判断処理の結果を含んでいてもよい。
更に、プロセッサ110は、通信装置40を介して、オペレータ指示INSを遠隔支援装置2から受け取る。オペレータ指示INSは、遠隔オペレータによって入力される自動運転車両1に対する指示である。オペレータ指示INSを受け取った場合、プロセッサ110は、受け取ったオペレータ指示INSに従って車両走行制御を行う。
4.遠隔支援系の異常発生時の処理フロー
図12は、本実施の形態に係る自動運転システム10による処理例を示すフローチャートである。特に、図12は、遠隔支援系4の異常発生時に関連する処理フローを示している。
4-1.ステップS100
ステップS100において、プロセッサ110は、自動運転車両1に遠隔支援を提供する遠隔支援系4の異常の有無を判定する。例えば、遠隔支援系4は、遠隔支援装置2、通信ネットワーク3、及び自動運転システム10の通信装置40を含む。
遠隔支援系4の異常は、遠隔支援系4の機能が失われる「機能失陥」を含む。例えば、プロセッサ110は、遠隔支援装置2との通信状況(例:スループット、通信速度)を監視する。遠隔支援装置2との通信が途絶した場合、プロセッサ110は、遠隔支援装置2あるいは通信ネットワーク3において機能失陥が発生したと判断する。他の例として、自動運転システム10の通信装置40(例:通信ECU)は自己診断機能を有している。その自己診断機能により、プロセッサ110は、通信装置40の機能失陥を検出することができる。
遠隔支援系4の異常は、遠隔支援系4の機能が低下する性能低下を含んでいてもよい。例えば、プロセッサ110は、遠隔支援装置2との通信状況(例:スループット、通信速度、通信遅延)を監視する。スループットあるいは通信速度が閾値を下回った場合、プロセッサ110は、遠隔支援系4の性能低下が発生したと判断する。他の例として、通信遅延が閾値を超えた場合、プロセッサ110は、遠隔支援系4の性能低下が発生したと判断する。
遠隔支援系4の異常が検出されない場合(ステップS100;No)、今回のサイクルにおける処理は終了する。一方、遠隔支援系4の異常が検出された場合(ステップS100;Yes)、処理は、ステップS200に進む。
4-2.ステップS200
ステップS200において、プロセッサ110は、現在位置P1から目的地DSTまでの目標ルートRT上に特定位置PSが存在するか否かを判定する。目標ルートRTは、プロセッサ110によって設定され、把握されている。特定位置PSは、特定位置情報220から得られる。よって、プロセッサ110は、特定位置情報220に基づいて、目標ルートRT上に特定位置PSが存在するか否かを判定することができる。
目標ルートRT上に特定位置PSが存在する場合(ステップS200;Yes)、処理は、ステップS300に進む。一方、目標ルートRT上に特定位置PSが存在しない場合(ステップS200;No)、処理は、ステップS400に進む。
4-3.ステップS300
ステップS300において、プロセッサ110は、目標ルートRTと特定位置情報220に基づいて、目標ルートRT上のいずれかの特定位置PSを限界位置PLとして設定する。その後、処理は、ステップS500に進む。以下、ステップS300のいくつかの例を説明する。
4-3-1.第1の例
図13は、ステップS300の第1の例を示すフローチャートである。
ステップS310において、プロセッサ110は、目標ルートRT上で現在位置P1に最も近い第1特定位置PS1を取得する。現在位置P1は、車両位置情報260から得られる。特定位置PSは、特定位置情報220から得られる。プロセッサ110は、特定位置情報220と車両位置情報260に基づいて、第1特定位置PS1を取得することができる。
ステップS340において、プロセッサ110は、第1特定位置PS1を限界位置PLとして設定する。
第1の例によれば、いずれの特定位置PSも通過することなく自動運転車両1を停止させることが可能となる。
4-3-2.第2の例
図14は、ステップS300の第2の例を示すフローチャートである。ステップS310は、第1の例の場合と同様である。
ステップS330において、プロセッサ110は、第1特定位置PS1が許容条件を満たすか否かを判定する。許容条件は、無理な車線変更や急減速を行うことなく自動運転車両1を停止させることができるか、という観点から設定される。
例えば、許容条件は、次の条件(A)、(B)のうち少なくとも一方を含む。
条件(A):現在位置P1と第1特定位置PS1との間の距離が所定の距離閾値以上である。
条件(B):第1特定位置PS1の手前で自動運転車両1を停止させる際に必要な車両制御量が制御量閾値以下である。ここで、車両制御量としては、減速度及び操舵量が例示される。
自動運転車両1の現在位置P1は、車両位置情報260から得られる。自動運転車両1の現在の車速は車両状態情報240から得られる。自動運転車両1の運動性能は、予め情報として与えられる。プロセッサ110は、現在位置P1、第1特定位置PS1、現在の車速、運動性能、等に基づいて、第1特定位置PS1が許容条件を満たすか否かを判定する。
第1特定位置PS1が許容条件を満たす場合(ステップS330;Yes)、処理は、ステップS340に進む。ステップS340において、プロセッサ110は、第1特定位置PS1を限界位置PLとして設定する。
一方、第1特定位置PS1が許容条件を満たさない場合(ステップS330;No)、処理は、ステップS350に進む。ステップS350において、プロセッサ110は、特定位置情報220に基づいて、目標ルートRT上で第1特定位置PS1とは異なる第2特定位置PS2を取得する。例えば、第2特定位置PS2は、現在位置P1から見て第1特定位置PS1の次の特定位置PSである(図9参照)。その後、処理は、ステップS360に進む。
ステップS360において、プロセッサ110は、第2特定位置PS2を限界位置PLとして設定する。
第2の例によれば、無理な車線変更や急減速を行うことなく自動運転車両1を停止させることが可能となる。
4-3-3.第3の例
図15は、ステップS300の第3の例を示すフローチャートである。ステップS310は、第1の例の場合と同様である。
ステップS320において、プロセッサ110は、遠隔支援系4の異常が機能失陥か性能低下かを判定する。
遠隔支援系4の異常が機能失陥である場合(ステップS320;Yes)、処理は、ステップS340に進む。ステップS340において、プロセッサ110は、第1特定位置PS1を限界位置PLとして設定する。
一方、遠隔支援系4の異常が性能低下である場合(ステップS320;No)、処理は、ステップS330に進む。ステップS330以降は、第2の例の場合と同様である。
第3の例によれば、遠隔支援系4の異常が性能低下である場合、目標退避位置PEの選択範囲を拡げることが可能となる。つまり、遠隔支援系4の異常が性能低下である場合、目標退避位置PEに課される条件を緩和することが可能となる。
4-4.ステップS400
ステップS400において、プロセッサ110は、目的地DSTを限界位置PLとして設定する。その後、処理は、ステップS500に進む。
4-5.ステップS500
ステップS500において、プロセッサ110は、限界位置PLに基づいて目標退避位置PEを設定する。具体的には、プロセッサ110は、現在位置P1から限界位置PLまでの目標ルートRTの区間を退避余裕区間XEとして取得する。そして、プロセッサ110は、その退避余裕区間XEの中から目標退避位置PEを選択する。つまり、プロセッサ110は、退避余裕区間XEの中に含まれるように目標退避位置PEを設定する。
尚、プロセッサ110は、自動運転車両1の現在位置P1、車速、運動性能、等に基づいて、自動運転車両1が現実的に停止できるように目標退避位置PEを設定する。
目標退避位置PEを設定する際、プロセッサ110は、更に退避エリア情報230を参考にしてもよい。退避エリア情報230は、停車候補エリアAC及び停車禁止エリアAXの位置を示している。プロセッサ110は、停車禁止エリアAXを避けて、退避余裕区間XEに含まれる停車候補エリアACの中で目標退避位置PEを設定する。退避エリア情報230は、停車候補エリアACの優先度を示していてもよい。その場合、プロセッサ110は、なるべく優先度の高い停車候補エリアACに含まれるように目標退避位置PEを設定する。
4-6.ステップS600
ステップS600において、プロセッサ110は、自動運転車両1が目標退避位置PEに向かって走行して目標退避位置PEに停止するように車両走行制御を行う。例えば、プロセッサ110は、自動運転車両1が現在位置P1から目標退避位置PEに向かって走行して目標退避位置PEに停止するような目標トラジェクトリTRを生成する。そして、自動運転システム10は、目標トラジェクトリTRに自動運転車両1が追従するように車両走行制御を行う(図4参照)。
1 自動運転車両
2 遠隔支援装置
3 通信ネットワーク
4 遠隔支援系
10 自動運転システム
20 センサ群
30 走行装置
40 通信装置
100 制御装置
110 プロセッサ
120 記憶装置
200 運転環境情報
210 地図情報
220 特定位置情報
230 退避エリア情報
240 車両状態情報
250 周辺状況情報
260 車両位置情報
270 配信情報
DST 目的地
P1 現在位置
PE 目標退避位置
PL 限界位置
PS 特定位置
RT 目標ルート
XE 退避余裕区間
PROG 自動運転制御プログラム

Claims (7)

  1. 遠隔支援の対象である自動運転車両を制御する自動運転システムであって、
    1又は複数のプロセッサと、
    前記遠隔支援が必要とされる可能性のある特定位置を示す特定位置情報を格納する1又は複数の記憶装置と
    を備え、
    前記1又は複数のプロセッサは、
    前記自動運転車両に前記遠隔支援を提供する遠隔支援系の異常の有無を判定し、
    前記遠隔支援系の前記異常が検出された場合、前記特定位置情報に基づいて、前記自動運転車両の現在位置から目的地までの目標ルート上のいずれかの前記特定位置を限界位置として設定し、
    前記現在位置から前記限界位置までの前記目標ルートの中に含まれるように目標退避位置を設定し、
    前記目標退避位置に停止するように前記自動運転車両を制御する
    自動運転システム。
  2. 請求項1に記載の自動運転システムであって、
    前記1又は複数のプロセッサは、更に、
    前記特定位置情報に基づいて、前記目標ルート上で前記現在位置に最も近い第1特定位置を取得し、
    前記第1特定位置を前記限界位置として設定する
    自動運転システム。
  3. 請求項1に記載の自動運転システムであって、
    前記1又は複数のプロセッサは、更に、
    前記特定位置情報に基づいて、前記目標ルート上で前記現在位置に最も近い第1特定位置を取得し、
    前記第1特定位置が許容条件を満たすか否かを判定し、
    前記第1特定位置が前記許容条件を満たさない場合、前記特定位置情報に基づいて、前記目標ルート上で前記第1特定位置と異なる第2特定位置を取得し、
    前記第2特定位置を前記限界位置として設定し、
    前記許容条件は、
    前記現在位置と前記第1特定位置との間の距離が距離閾値以上であること、及び
    前記第1特定位置の手前で前記自動運転車両を停止させる際に必要な車両制御量が制御量閾値以下であること
    のうち少なくとも一方を含む
    自動運転システム。
  4. 請求項1に記載の自動運転システムであって、
    前記1又は複数のプロセッサは、更に、
    前記特定位置情報に基づいて、前記目標ルート上で前記現在位置に最も近い第1特定位置を取得し、
    前記遠隔支援系の前記異常が機能失陥である場合、前記第1特定位置を前記限界位置として設定する
    自動運転システム。
  5. 請求項1に記載の自動運転システムであって、
    前記1又は複数のプロセッサは、更に、
    前記特定位置情報に基づいて、前記目標ルート上で前記現在位置に最も近い第1特定位置を取得し、
    前記遠隔支援系の前記異常が性能低下である場合、前記第1特定位置が許容条件を満たすか否かを判定し、
    前記第1特定位置が前記許容条件を満たさない場合、前記特定位置情報に基づいて、前記目標ルート上で前記第1特定位置と異なる第2特定位置を取得し、
    前記第2特定位置を前記限界位置として設定し、
    前記許容条件は、
    前記現在位置と前記第1特定位置との間の距離が距離閾値以上であること、及び
    前記第1特定位置の手前で前記自動運転車両を停止させる際に必要な車両制御量が制御量閾値以下であること
    のうち少なくとも一方を含む
    自動運転システム。
  6. 遠隔支援の対象である自動運転車両を制御する自動運転制御方法であって、
    特定位置情報は、前記遠隔支援が必要とされる可能性のある特定位置を示し、
    前記自動運転制御方法は、
    前記自動運転車両に前記遠隔支援を提供する遠隔支援系の異常の有無を判定する処理と、
    前記遠隔支援系の前記異常が検出された場合、前記特定位置情報に基づいて、前記自動運転車両の現在位置から目的地までの目標ルート上のいずれかの前記特定位置を限界位置として設定する処理と、
    前記現在位置から前記限界位置までの前記目標ルートの中に含まれるように目標退避位置を設定する処理と、
    前記目標退避位置に停止するように前記自動運転車両を制御する処理と
    を含む
    自動運転制御方法。
  7. コンピュータによって実行され、遠隔支援の対象である自動運転車両を制御する自動運転制御プログラムであって、
    特定位置情報は、前記遠隔支援が必要とされる可能性のある特定位置を示し、
    前記自動運転制御プログラムは、
    前記自動運転車両に前記遠隔支援を提供する遠隔支援系の異常の有無を判定する処理と、
    前記遠隔支援系の前記異常が検出された場合、前記特定位置情報に基づいて、前記自動運転車両の現在位置から目的地までの目標ルート上のいずれかの前記特定位置を限界位置として設定する処理と、
    前記現在位置から前記限界位置までの前記目標ルートの中に含まれるように目標退避位置を設定する処理と、
    前記目標退避位置に停止するように前記自動運転車両を制御する処理と
    を前記コンピュータに実行させる
    自動運転制御プログラム。
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