JP2024040595A - 情報処理装置、情報処理装置の制御方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】様々なデバイスに対応した位置情報及び空間情報を共有できる時空間フォーマットを用いた情報処理装置を提供する。【解決手段】移動体が衝突因子と衝突する可能性のあるエリアである衝突危険エリアに近づいたことを判定する判定手段と、前記移動体が前記衝突危険エリアに近づいたと判定した場合、前記衝突因子の情報を該衝突因子が存在する空間に関連付けられた固有識別子に紐づけて保存した固有識別子リストを取得するリスト取得手段と、前記固有識別子リストに保存された前記衝突因子の情報に基づき、衝突危険性の高さに応じて、前記移動体の前記衝突因子との衝突を回避する制御を行う衝突回避制御手段と、を有する。【選択図】図14
Description
本発明は、情報処理装置、情報処理装置の制御方法、及びコンピュータプログラム等に関するものである。
近年、世界では自律走行モビリティや空間認識システムなどの技術革新に伴い、異なる組織や社会の構成員の間でデータやシステムをつなぐ全体像(以下、デジタルアーキテクチャ)の開発競争が激化している。日本においてもデジタルアーキテクチャの開発が急務となっている。
デジタルアーキテクチャを活用することで、自律走行モビリティや空間認識システムはより多くの情報を取得することができるようになるとともに、自己以外の外部デバイス及びシステムと連携してより大きな課題を解決することができるようになる。これを実現するためには、現実世界の空間とデジタル情報を結び付ける技術が必要である。
従来から、現実世界の空間とデジタル情報を結び付ける技術として、時空間データ管理システムがある。特許文献1では、システムがユーザの提供する時空間管理データに従って単一のプロセッサが時空間領域を時間及び空間で分割して、複数の時空間分割領域を生成することが記載されている。また特許文献1では、システムが時空間分割領域の時間及び空間の近傍性を考慮して、複数の時空間分割領域の各々を一意に識別するための、一次元の整数値で表現される識別子を割り当てることが記載されている。また特許文献1では、システムが識別子が近い時空間分割領域のデータが記憶装置上で近くに配置されるように、時系列データの配置を決定することが記載されている。
しかしながら、特許文献1では、時空間分割領域の生成ルールへの言及がなく、生成された領域に関するデータを識別子で把握できるのはそれを生成したプロセッサ内でのみである。
また、特許文献1では、異なるユーザが時空間分割領域の情報を使用するための具体的な使用方法に関しても言及されていない。
よって、異なる組織や社会の構成員(以下、ユーザ)の間で当該データを共有して使用するためには、予めデータの構造を理解したうえで、各ユーザが既存のシステムを該データ構造を扱えるように再構築する必要があり、大規模な作業が発生する可能性がある。
本発明は、様々なデバイスに対応した位置情報及び空間情報を共有できる時空間フォーマットを用いた情報処理装置の提供を1つの目的とする。
本発明の1側面としての情報処理装置は、移動体が衝突因子と衝突する可能性のあるエリアである衝突危険エリアに近づいたことを判定する判定手段と、前記移動体が前記衝突危険エリアに近づいたと判定した場合、前記衝突因子の情報を該衝突因子が存在する空間に関連付けられた固有識別子に紐づけて保存した固有識別子リストを取得するリスト取得手段と、前記固有識別子リストに保存された前記衝突因子の情報に基づき、衝突危険性の高さに応じて、前記移動体の前記衝突因子との衝突を回避する制御を行う衝突回避制御手段と、を有する。
本発明によれば、様々なデバイスに対応した位置情報及び空間情報を共有できる時空間フォーマットを用いた情報処理装置を提供することが出来る。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。尚、各図において、同一の部材または要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。尚、実施形態においては自律移動体の制御に適用した例について説明するが、移動体はユーザが移動体の移動に関して少なくとも1部を操作可能なものであっても良い。即ち、例えばユーザに対して移動経路等に関する各種表示等を行い、その表示を参照してユーザが移動体の運転操作の一部を行う構成であっても良い。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態にかかる自律移動体制御システムの全体構成例を示す図である。
図1に示すように、本実施形態の自律移動体制御システム(制御システムと略すこともある。)は、システム制御装置10、ユーザインターフェース11、自律移動体12、経路決定装置13、変換情報保持装置14、センサノード15等を備える。尚、ここで、ユーザインターフェース11はユーザ端末装置を意味する。システム制御装置10は、情報処理装置の一例である。
図1は本発明の第1の実施形態にかかる自律移動体制御システムの全体構成例を示す図である。
図1に示すように、本実施形態の自律移動体制御システム(制御システムと略すこともある。)は、システム制御装置10、ユーザインターフェース11、自律移動体12、経路決定装置13、変換情報保持装置14、センサノード15等を備える。尚、ここで、ユーザインターフェース11はユーザ端末装置を意味する。システム制御装置10は、情報処理装置の一例である。
尚、本実施形態では、図1に示される各装置はインターネット16を介して、後述される夫々のネットワーク接続部によって接続されている。しかし、例えば、LAN(Local Area Network)等の他のネットワークシステムを用いてもかまわない。
又、システム制御装置10、ユーザインターフェース11、経路決定装置13、変換情報保持装置14等の一部は同一装置として構成しても構わない。
又、システム制御装置10、ユーザインターフェース11、経路決定装置13、変換情報保持装置14等の一部は同一装置として構成しても構わない。
システム制御装置10、ユーザインターフェース11、自律移動体12、経路決定装置13、変換情報保持装置14、センサノード15は夫々、コンピュータとしてのCPUや、記憶媒体としてのROM、RAM、HDD等からなる情報処理装置を含んでいる。各装置の機能及び内部構成の詳細については後に説明する。
次に、前記自律移動体制御システムによって提供されるサービスアプリケーションソフトウェア(以下、アプリと略す。)について説明する。尚、説明にあたっては、先ず、ユーザが位置情報を入力する際にユーザインターフェース11に表示される画面イメージを図2(A)、(B)を用いて説明する。続いて、ユーザが自律移動体12の現在位置を閲覧する際のユーザインターフェース11に表示される画面イメージを図3(A)、図3(B)を用いて説明する。これらの説明により、前記自律移動体制御システムにおいて、どのようにしてアプリの操作がされるのかを例を用いて説明する。
尚、本説明において、便宜上、地図表示は二次元の平面で説明するが、本実施形態において、ユーザは「高さ」も含めた3次元的な位置指定が可能であり、「高さ」情報を入力することもできる。即ち、本実施形態によれば3次元地図を生成することができる。
図2(A)はユーザが位置情報を入力する際の入力画面の例を示す図、図2(B)は使用する自律移動体を選択するための選択画面の例を示す図である。ユーザがユーザインターフェース11の表示画面を操作して、インターネット16にアクセスし、自律移動体制御システムの例えば経路設定アプリを選択すると、システム制御装置10のWEBページが表示される。
WEBページに先ず表示されるのは、自律移動体12を移動させる際に、出発地、経由地、到着地を設定するための出発地、経由地、到着地の入力画面40である。入力画面40には使用する自律移動体(モビリティ)の一覧を表示させるための一覧表示ボタン48があり、ユーザが一覧表示ボタン48を押下すると、図2(B)で示すようにモビリティの一覧表示画面47が表示される。ユーザは先ず、一覧表示画面47において使用する自律移動体(モビリティ)を選択する。一覧表示画面47においては例えばM1~M3のモビリティが選択可能に表示されているが、数はこれに限定されない。
ユーザがM1~M3のいずれかのモビリティをクリック操作等によって選択すると、自動的に図2(A)の入力画面40に戻る。又、一覧表示ボタン48には、選択されたモビリティ名が表示される。その後ユーザは出発地として設定する場所を「出発地」の入力フィールド41に入力する。又、ユーザは経由地として設定する場所を「経由地1」の入力フィールド42に入力する。尚、経由地は追加可能となっており、経由地の追加ボタン44を1回押下すると、「経由地2」の入力フィールド46が追加表示され、追加する経由地を入力することができる。
経由地の追加ボタン44を押下する度に、「経由地3」、「経由地4」のように、入力フィールド46が追加表示され、追加する経由地を複数地点入力することができる。又、ユーザは到着地として設定する場所を「到着地」の入力フィールド43に入力する。尚、図には示していないが、入力フィールド41~43、46等をクリックすると、文字を入力するためのキーボード等が一時的に表示され、所望の文字を入力可能になっている。
そして、ユーザは決定ボタン45を押下することにより、自律移動体12の移動経路を設定することができる。図2の例では、出発地として”AAA”、経由地1として”BBB”、到着地として”CCC”と設定している。入力フィールドに入力する文言は、例えば住所等であっても良いし、緯度/経度情報や店名や電話番号などの、特定の位置を示すための位置情報を入力できるようにしても良い。
図3(A)は自律移動体の現在位置を確認するための画面の例を示す図、図3(B)は自律移動体の現在位置を確認する際の地図表示画面の例を示す図である。
図3(A)の50は確認画面であり、図2(A)のような画面で自律移動体12の移動経路を設定した後に、不図示の操作ボタンの操作をすることによって表示される。確認画面50では、自律移動体12の現在位置が例えば現在地56のように、ユーザインターフェース11のWEBページに表示される。従ってユーザは容易に現在位置を把握できる。
図3(A)の50は確認画面であり、図2(A)のような画面で自律移動体12の移動経路を設定した後に、不図示の操作ボタンの操作をすることによって表示される。確認画面50では、自律移動体12の現在位置が例えば現在地56のように、ユーザインターフェース11のWEBページに表示される。従ってユーザは容易に現在位置を把握できる。
又、ユーザは更新ボタン57を押下することにより、画面表示情報を更新して最新状態を表示することができる。又、ユーザは経由地/到着地変更ボタン54を押下することにより、出発地、経由地、到着地を変更することができる。即ち、「出発地」の入力フィールド51、「経由地1」の入力フィールド52、「到着地」の入力フィールド53に夫々再設定したい場所を入力することで変更することができる。
図3(B)には、図3(A)の地図表示ボタン55を押下した場合に、確認画面50から切り替わる地図表示画面60の例が示されている。地図表示画面60では、現在地62の位置を地図上で表示することによって、自律移動体12の現在地をよりわかりやすく確認する。又、ユーザが戻るボタン61を押下した場合には、図3(A)の確認画面50に表示画面を戻すことができる。
以上のように、ユーザはユーザインターフェース11の操作により、自律移動体12を所定の場所から所定の場所まで移動するための移動経路を容易に設定できる。尚、このような経路設定アプリは、例えばタクシーの配車サービスや、ドローンの宅配サービスなどにも適用することができる。
次に図1における各装置10~15の構成例と機能例に関して図4を用いて詳細に説明する。図4は、図1の各装置の内部構成例を示したブロック図である。
図4において、ユーザインターフェース11は操作部11-1、制御部11-2、表示部11-3、情報記憶部(メモリ/HD)11-4、ネットワーク接続部11-5を備える。操作部11-1は、タッチパネルやキーボタンなどで構成されており、データの入力のために用いられる。表示部11-3は例えば液晶画面などであり、経路情報やその他のデータを表示するために用いられる。
図4において、ユーザインターフェース11は操作部11-1、制御部11-2、表示部11-3、情報記憶部(メモリ/HD)11-4、ネットワーク接続部11-5を備える。操作部11-1は、タッチパネルやキーボタンなどで構成されており、データの入力のために用いられる。表示部11-3は例えば液晶画面などであり、経路情報やその他のデータを表示するために用いられる。
図2、図3において示したユーザインターフェース11の表示画面は表示部11-3に表示される。ユーザは表示部11-3に表示されたメニューを用いて、経路の選択、情報の入力、情報の確認等を行うことができる。つまり操作部11-1及び表示部11-3はユーザが実際に操作をするための操作用のインターフェースを提供している。尚、操作部11-1と表示部11-3を別々に設ける代わりに、タッチパネルによって操作部と表示部を兼用しても良い。
制御部11-2は、コンピュータとしてのCPUを内蔵し、ユーザインターフェース11における各種アプリの管理や、情報入力、情報確認などのモード管理を行い、通信処理を制御する。又、システム制御装置内の各部における処理を制御する。
情報記憶部(メモリ/HD)11-4は、例えばCPUが実行するためのコンピュータプログラム等の、必要な情報を保有しておくためのデータベースである。ネットワーク接続部11-5は、インターネットやLAN、無線LANなどを介して行われる通信を制御する。尚、ユーザインターフェース11は例えばスマートフォンのようなデバイスであっても良いし、タブレット端末のような形態であっても良い。
このように、本実施形態のユーザインターフェース11は、システム制御装置10のブラウザ画面に前記出発地、経由地、到着地を入力画面40を表示し、ユーザによる出発地点、経由地点、到着地点といった位置情報の入力が可能である。更に又、前記ブラウザ画面に前記確認画面50及び地図表示画面60を表示することで、自律移動体12の現在位置を表示することができる。
図4における、経路決定装置13は、地図情報管理部13-1、制御部13-2、位置/経路情報管理部13-3、情報記憶部(メモリ/HD)13-4、ネットワーク接続部13-5を備える。地図情報管理部13-1は、広域の地図情報を保有しており、指定された所定の位置情報に基づいて地図上のルートを示す経路情報を探索するとともに、探索結果の経路情報を位置/経路情報管理部13-3に送信する。
前記地図情報は地形や緯度/経度/高度といった情報を含む3次元の地図情報であると共に、車道、歩道、進行方向、交通規制といった道路交通法に関わる規制情報なども併せて含む。又、例えば時間帯によって一方通行となる場合や、時間帯によって歩行者専用道路となるものなど、時間によって変化する規制情報も、それぞれの時間情報とともに含んでいる。制御部13-2は、コンピュータとしてのCPUを内蔵し、経路決定装置13内の各部における処理を制御する。
位置/経路情報管理部13-3は、ネットワーク接続部13-5を介して取得した自律移動体の位置情報を管理するとともに、地図情報管理部13-1に前記位置情報送信し、地図情報管理部13-1から取得した前記探索結果としての前記経路情報を管理する。制御部13-2は、外部システムの要求に従って、位置/経路情報管理部13-3で管理されている前記経路情報を所定のデータ形式に変換するとともに、外部システムに送信する。
以上のように、本実施形態においては、経路決定装置13は、指定された位置情報に基づいて道路交通法等に則した経路を探索し、経路情報を所定のデータ形式で出力できるように構成されている。
図4における、変換情報保持装置14は、位置/経路情報管理部14-1、固有識別子管理部14-2、制御部14-3、フォーマットデータベース14-4、情報記憶部(メモリ/HD)14-5、ネットワーク接続部14-6を備える。位置/経路情報管理部14-1は、ネットワーク接続部14-6を通して取得した所定の位置情報を管理するとともに、制御部14-3の要求に従って前記位置情報を制御部14-3に送信する。制御部14-3は、コンピュータとしてのCPUを内蔵し、変換情報保持装置14内の各部における処理を制御する。
制御部14-3は、位置/経路情報管理部14-1から取得した前記位置情報と、フォーマットデータベース14-4で管理されているフォーマットの情報に基づいて、前記位置情報を前記フォーマットで規定された固有識別子に変換する。そして、固有識別子管理部14-2に送信する。前記フォーマットについては後に詳しく説明するが、所定の位置を起点とした空間に識別子(以下、固有識別子)を割り振り、固有識別子によって空間を管理するものである。本実施形態においては、所定の位置情報を基に、対応する固有識別子や空間内の情報を取得することができる。
固有識別子管理部14-2は、制御部14-3にて変換した前記固有識別子を管理するとともにネットワーク接続部14-6を通じて送信する。フォーマットデータベース14-4は、前記フォーマットの情報を管理するとともに、制御部14-3の要求に従って、前記フォーマットの情報を制御部14-3に送信する。
又、ネットワーク接続部14-6を通じて取得した前記空間内の情報を前記フォーマットを用いて管理する。変換情報保持装置14は、外部の機器、装置、ネットワークにより取得された前記空間に関する情報を、固有識別子と紐づけて管理する。又、外部の機器、装置、ネットワークに対して固有識別子及びそれに紐づく前記空間に関する情報を提供する。
以上のように、変換情報保持装置14は、所定の位置情報を基に、固有識別子と空間内の情報を取得し、その情報を自身に接続された外部の機器、装置、ネットワークが共有できる状態に管理、提供する。
又、変換情報保持装置14は、システム制御装置10に指定された前記位置情報を、前記固有識別子に変換し、システム制御装置10に提供する。
又、変換情報保持装置14は、システム制御装置10に指定された前記位置情報を、前記固有識別子に変換し、システム制御装置10に提供する。
図4において、システム制御装置10は固有識別子管理部10-1、制御部10-2、位置/経路情報管理部10-3、情報記憶部(メモリ/HD)10-4、ネットワーク接続部10-5を備える。位置/経路情報管理部10-3は、地形情報と緯度/経度情報の対応付けをした簡易的な地図情報を保持するとともに、ネットワーク接続部10-5を通して取得した所定の位置情報及び経路情報を管理する。
また位置/経路情報管理部10-3は、前記経路情報を所定の間隔で区切るとともに、区切った場所の緯度/経度といった位置情報を生成することもできる。固有識別子管理部10-1は、前記位置情報及び前記経路情報を前記固有識別子に変換した情報を管理する。制御部10-2は、コンピュータとしてのCPUを内蔵し、システム制御装置10の前記位置情報、前記経路情報、前記固有識別子の通信機能の制御を司り、システム制御装置10内の各部における処理を制御する。
又、制御部10-2は、ユーザインターフェース11にWEBページを提供するとともに、WEBページから取得した所定の位置情報を、経路決定装置13に送信する。又、経路決定装置13から所定の経路情報を取得し、経路情報の各位置情報を変換情報保持装置14に送信する。そして、変換情報保持装置14から取得した固有識別子に変換された経路情報を自律移動体12に送信する。
以上のように、システム制御装置10はユーザの指定する所定の位置情報の取得、位置情報及び経路情報の送受信、位置情報の生成、固有識別子を用いた経路情報の送受信を行えるように構成されている。
又、システム制御装置10は、ユーザインターフェース11に入力された前記位置情報に基づいて、自律移動体12が自律移動を行うのに必要な前記経路情報を収集するとともに、自律移動体12に固有識別子を用いた経路情報を提供する。尚、本実施形態では、システム制御装置10と経路決定装置13、変換情報保持装置14は例えばサーバーとして機能している。
図4において、自律移動体12は検出部12-1、制御部12-2、方向制御部12-3、情報記憶部(メモリ/HD)12-4、ネットワーク接続部12-5、駆動部12-6を備える。検出部12-1は、例えば複数の撮像素子を有し、複数の撮像素子から得られた複数の撮像信号の位相差に基づき測距を行う機能を有する。又、周辺の地形・建物の壁などの障害物といった検出情報(以下、検出情報)を取得し、検出情報と地図情報に基づき自己位置を推定する自己位置推定機能を有する。
又、検出部12-1は、GPS(Global Positioning System)などの自己位置検出機能と、例えば地磁気センサなどの方向検出機能を有する。更に、取得した前記検出情報と自己位置推定情報と方向検出情報を基に、前記制御部12-2はサイバー空間の3次元マップを生成することができる。
ここで、サイバー空間の3次元マップとは、現実世界の地物位置と等価な空間情報を、デジタルデータとして表現可能なものである。このサイバー空間の3次元マップ内には、現実世界に存在する自律移動体12や、その周辺の地物情報が、デジタルデータとして空間的に等価な情報として保持されている。従って、このデジタルデータを用いることで、効率的な移動が可能である。
以下図5を例として、本実施形態で用いるサイバー空間の3次元マップについて説明する。図5(A)は、現実世界における自律移動体12とその周辺の地物情報として存在する柱99の空間的位置関係を示した図、図5(B)は自律移動体12と柱99を、P0を原点とする任意のXYZ座標系空間にマッピングした状態を示した図である。
図5(A)、(B)において、自律移動体12の位置は、自律移動体12に搭載された不図示のGPS等によって取得された緯度経度の位置情報から、自律移動体12内の位置α0として特定される。又、自律移動体12の向き及び移動速度は不図示の電子コンパス等によって取得された方位αYと自律移動体12に移動方向12Yの差分によって特定される。
又、柱99の位置は、予め測定された位置情報から頂点99-1の位置として特定される。また自律移動体12の測距機能によって、自律移動体12のα0から頂点99-1までの距離を取得することが可能である。図5(A)においては移動方向12YをXYZ座標系の軸としてα0を原点とした場合に、頂点99-1の座標(Wx,Wy,Wz)として示される。
サイバー空間の3次元マップでは、この様に取得された情報がデジタルデータとして管理され、図5(B)のような空間情報としてシステム制御装置10、経路決定装置13等で再構成することが可能である。図5(B)においては、自律移動体12と柱99を、P0を原点とする任意のXYZ座標系空間にマッピングした状態を示している。P0を現実世界の所定の緯度経度に設定し、現実世界の方位北をY軸方向に取ることで、この任意のXYZ座標系空間で自律移動体12を、P1と柱99をP2として表現することができる。
具体的には、α0の緯度経度とP0の緯度経度から、この空間におけるα0の位置P1を算出できる。又、同様に柱99をP2として算出できる。この例では、自律移動体12と柱99の2つをサイバー空間の3次元マップで表現しているが、勿論もっと多数あっても同様に扱うことが可能である。
以上のように、3次元空間に現実世界の自己位置や物体をマッピングしたものが3次元マップである。
以上のように、3次元空間に現実世界の自己位置や物体をマッピングしたものが3次元マップである。
図4に戻り、自律移動体12は、機械学習を行った物体検出の学習結果データを、例えば情報記憶部(メモリ/HD)12-4に記憶しており、機械学習を用いて撮影画像から物体検出することができる。尚、前記検出情報に関しては、ネットワーク接続部12-5を経由して、外部のシステムから取得して、3次元マップに反映することもできる。尚、制御部12-2は、コンピュータとしてのCPUを内蔵し、自律移動体12の移動、方向転換、自律走行機能の制御を司り、自律移動体12内の各部における処理を制御する。
方向制御部12-3は、駆動部12-6による移動体の駆動方向を変更することで、自律移動体12の移動方向の変更を行う。駆動部12-6は、モータなどの駆動装置からなり、自律移動体12の推進力を発生させる。自律移動体12は前記3次元マップ内に前記自己位置及び検出情報、物体検出情報を反映し、周辺の地形・建物・障害物・物体から一定の間隔を保った経路を生成し、自律走行を行うことができる。
尚、経路決定装置13は主に道路交通法に関わる規制情報を考慮した経路生成を行う。一方、自律移動体12は経路決定装置13による経路において、周辺障害物の位置をより正確に検出し、自分のサイズに基づき、それらに接触せずに移動するための経路生成を行う。又、自律移動体12の情報記憶部(メモリ/HD)12-4には自律移動体自身のモビリティ形式を格納することも出来る。このモビリティ形式とは例えば法的に識別された移動体の種別であり、例えば自動車、自転車、ドローンなどの種別を意味する。このモビリティ形式に基づいて、後述するフォーマット経路情報の生成を行うことが出来る。
ここで本実施形態における自律移動体12の本体構成について図6を用いて説明する。図6は実施形態に係る自律移動体12のメカ的な構成例を示す斜視図である。尚、本実施形態においては、自律移動体12は、車輪を有する走行体の例を説明するがこの限りではなく、ドローンなどの飛行体であっても良い。
図6において、自律移動体12には検出部12-1、制御部12-2、方向制御部12-3、情報記憶部(メモリ/HD)12-4、ネットワーク接続部12-5、駆動部12-6が搭載されており、各部は互いに電気的に接続されている。駆動部12-6、方向制御部12-3は自律移動体12に少なくとも2つ以上配備されている。
方向制御部12-3は軸の回転駆動により駆動部12-6の方向を変更することで、自律移動体12の移動方向を変更し、駆動部12-6は、軸の回転により自律移動体12の前進、後退を行う。尚、図6を用いて説明した構成は1例であって、これに限定するものではなく、例えば移動方向の変更をオムニホイール等を用いて行っても良い。
尚、自律移動体12は例えばSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術を用いた移動体である。又、検出部12-1により検出した検出情報や、インターネット16を介して取得した外部システムの検出情報を基に、指定された所定の経路を自律移動できるように構成されている。
自律移動体12は細かく指定された地点をトレースするようなトレース移動も可能であるし、大まかに設定された地点を通過しながらその間の空間においては自身で経路情報を生成し、移動することも可能である。
また、上述の通り、自律移動体12は、自車の向き及び移動速度、位置情報など自車の動作に関する情報をネットワーク接続部12-5を通して、システム制御装置10に送信する。さらにシステム制御装置10は、自律移動体12から受信した自律移動体12の動作に関する情報を、ネットワーク制御部10-5を通して、変換情報保持装置14へ送信する。変換情報保持装置14は、システム制御装置10から受信した自律移動体12の向き及び移動速度、位置情報など自律移動体12の動作に関する情報を、フォーマットデータベース14-4に保存する。本実施形態では、自律移動体12以外のその他の移動体についても、自律移動体12と同様に、自身の向き及び移動速度、位置情報など自身の動作に関する情報が変換情報保持装置14に送信される。そのためフォーマットデータベース14-4には、固有識別子で管理された空間に存在する移動体の向き、移動速度、位置情報が保存されている状態になる。これらの情報がどのように保存されているかは、図11(A)、図11(B)、図12を参照して後述する。後述の第2の実施形態では、これらの情報が保存されている状態を前提とし、死角事故軽減に係る制御システムを説明する。
以上のように、本実施形態の自律移動体12は、システム制御装置10により提供された前記固有識別子を用いた経路情報に基づき自律移動を行うことができる。
図4に戻り、センサノード15は、例えばロードサイドカメラユニットのような映像監視システムなどの外部システムであり、検出部15-1、制御部15-2、情報記憶部(メモリ/HD)15-3、ネットワーク接続部15-4を備える。検出部15-1は、例えばカメラのような自身が検出可能なエリアの検出情報を取得するとともに、物体検出機能、測距機能、物体認識機能、撮影方向情報、自己位置情報、物体を認識した時刻を有する。
制御部15-2は、コンピュータとしてのCPUを内蔵し、センサノード15の検出、データ保管、データ送信機能の制御を司り、センサノード15内の各部における処理を制御する。又、検出部15-1で取得した検出情報を情報記憶部(メモリ/HD)15-3に保管するとともに、ネットワーク接続部15-4を通じて変換情報保持装置14に送信する。
以上のように、センサノード15は、検出部15-1で検出した画像情報、検出した物体の特徴点情報、位置情報などの検出情報を情報記憶部15-3に保存及び通信できるように構成されている。又、センサノード15は、自身が検出可能なエリアの前記検出情報を、前記変換情報保持装置14に提供する。
次に、図4における各制御部の具体的なハードウェア構成に関して説明する。
図7は、制御部10-2、制御部11-2、制御部12-2、制御部13-2、制御部14-2、制御部15-2の具体的なハードウェア構成例を示すブロック図である。
図7は、制御部10-2、制御部11-2、制御部12-2、制御部13-2、制御部14-2、制御部15-2の具体的なハードウェア構成例を示すブロック図である。
図7において、21は情報処理装置の演算・制御を司るコンピュータとしてのCPUである。22はRAMであり、CPU21の主メモリとして、及び実行プログラムの領域や該プログラムの実行エリアならびにデータエリアとして機能する。23はCPU21の動作処理手順を記憶しているROMである。
ROM23は情報処理装置の機器制御を行うシステムプログラムである基本ソフト(OS)を記録したプログラムROMと、システムを稼働するために必要な情報等が記録されているデータROMとを備える。尚、ROM23の代わりに、後述のHDD29を用いても良い。24はネットワークインターフェース(NETIF)であり、インターネット16を介して情報処理装置間のデータ転送を行うための制御や接続状況の診断を行う。25はビデオRAM(VRAM)であり、LCD26の画面に表示させるための画像を展開し、その表示の制御を行う。26はディスプレイ等の表示装置(以下、LCDと記す)である。
27は外部入力装置28からの入力信号を制御するためのコントローラ(以下、KBCと記す)である。28は利用者が行う操作を受け付けるための外部入力装置(以下、KBと記す)であり、例えばキーボードやマウス等のポインティングデバイスが用いられる。29はハードディスクドライブ(以下、HDDと記す)であり、アプリケーションプログラムや各種データ保存用に用いられる。本実施形態におけるアプリケーションプログラムとは、本実施形態における各種処理機能を実行するソフトウェアプログラム等である。
30はCDDであり、例えばCDROMドライブ、DVDドライブ、Blu-Ray(登録商標)ディスクドライブ等の、取り外し可能なデータ記録媒体としてのリムーバブル・メディア31とデータを入出力するためのものである。CDD30は、外部入出力装置の一例である。CDD30は、上述したアプリケーションプログラムをリムーバブル・メディアから読み出す場合等に用いられる。
31はCDD30によって読み出しされる、例えば、CDROMディスク、DVD、Blu―Rayディスク等のリムーバブル・メディアである。
31はCDD30によって読み出しされる、例えば、CDROMディスク、DVD、Blu―Rayディスク等のリムーバブル・メディアである。
尚、リムーバブル・メディアは、光磁気記録媒体(例えば、MO)、半導体記録媒体(例えば、メモリカード)等であっても良い。尚、HDD29に格納するアプリケーションプログラムやデータをリムーバブル・メディア31に格納して利用することも可能である。20は上述した各ユニット間を接続するための伝送バス(アドレスバス、データバス、入出力バス、及び制御バス)である。
次に、図2、図3で説明したような経路設定アプリ等を実現するための自律移動体制御システムにおける制御動作の詳細について図8~図10を用いて説明する。
図8は本実施形態に係る自律移動体制御システムが実行する処理を説明するシーケンス図であり、図9は、図8の続きのシーケンス図であり、図10は、図9の続きのシーケンス図である。
図8は本実施形態に係る自律移動体制御システムが実行する処理を説明するシーケンス図であり、図9は、図8の続きのシーケンス図であり、図10は、図9の続きのシーケンス図である。
図8~図10は、ユーザがユーザインターフェース11に前記位置情報を入力してから自律移動体12の現在位置情報を受け取るまでの、各装置が実行する処理を示している。尚、各装置内の制御部内のコンピュータがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって図8~図10のシーケンスの各ステップの動作が行われる。
先ず、ステップS201において、ユーザがユーザインターフェース11でシステム制御装置10が提供するWEBページにアクセスする。ステップS202において、システム制御装置10はWEBページの表示画面に図2で説明したような位置入力画面を表示させる。ステップS203において、図2で説明したように、ユーザは自律移動体(モビリティ)を選択し、出発/経由/到着地点を示す位置情報(以下、位置情報)を入力する。
前記位置情報は、例えば建物名や駅名や住所など、特定の場所を指定するワード(以下、位置ワード)でも良いし、前記WEBページに表示された地図の特定の位置をポイント(以下、ポイント)として指定する手法でも良い。
ステップS204において、システム制御装置10は選択された自律移動体12の種別情報と、入力された前記位置情報を保存する。この時、前記位置情報が前記位置ワードの場合は、前記位置ワードを保存し、前記位置情報が前記ポイントの場合は、位置/経路情報管理部10-3に保存してある前記簡易的な地図情報を基に、ポイントに該当する緯度/経度を探索し、緯度/経度を保存する。
次に、ステップS205において、システム制御装置10はユーザによって指定された自律移動体12のモビリティ形式(種別)から、移動できる経路の種別(以下、経路種別)を指定する。そして、ステップS206において、前記位置情報とともに経路決定装置13に送信する。
前記モビリティ形式とは法的に区別された移動体の種別であり、例えば自動車、自転車、ドローンなどの種別を意味する。又、経路の種別とは、例えば自動車であれば一般道や高速道路、自動車専用道路等であり、自転車であれば所定の歩道、一般道の路側帯、自転車専用レーンなどである。
ステップS207において、経路決定装置13は、受信した前記位置情報を、所有する地図情報に出発/経由/到着地点として入力する。前記位置情報が前記位置ワードの場合は、位置ワードにより地図情報で探索し、該当する緯度/経度情報を使用する。前記位置情報が緯度/経度情報の場合はそのまま地図情報に入力して使用する。
続いて、ステップS208で、経路決定装置13は出発地点から経由地点を経由して到着地点までの経路を探索する。この時、探索する経路は前記経路種別に則った経路を検索する。そして、ステップS209で、経路決定装置13は探索の結果として、出発地点から経由地点を経由して到着地点までの経路(以下、経路情報)をGPX形式(GPS eXchange Format)で出力し、システム制御装置10に送信する。
GPX形式のファイルは、ウェイポイント(順序関係を持たない地点情報)、ルート(時間情報を付加した順序関係を持つ地点情報)、トラック(複数の地点情報の集合体:軌跡)の3種類で主に構成されている。
各地点情報の属性値としては緯度/経度、子要素として標高やジオイド高、GPS受信状況・精度などが記載される。GPXファイルに必要な最小要素は、単一ポイントの緯度/経度情報で、それ以外の情報の記述は任意である。前記経路情報として出力するのは前記ルートであり、順序関係を持つ緯度/経度からなる地点情報の集合体である。尚、経路情報は上記を満足できれば他の形式であっても良い。
ここで、前記変換情報保持装置14のフォーマットデータベース14-4で管理しているフォーマットの構成例に関して図11(A)、図11(B)、図12を参照して詳しく説明する。
図11(A)は地球の緯度/経度情報を示す図であり、図11(B)は図11(A)の所定の空間100を示す斜視図である。又、図11(B)において所定の空間100の中心を中心101とする。図12は空間100内の空間情報を模式的に示した図である。
図11(A)は地球の緯度/経度情報を示す図であり、図11(B)は図11(A)の所定の空間100を示す斜視図である。又、図11(B)において所定の空間100の中心を中心101とする。図12は空間100内の空間情報を模式的に示した図である。
図11(A)、図11(B)において、フォーマットは、地球の空間を緯度/経度/高さを起点とした範囲によって決定される3次元の空間に分割し、夫々の空間に固有識別子を付加して管理可能とするものである。例えばここでは所定の3次元の空間として空間100を表示する。空間100は、北緯20度、東経140度、高さHを中心101に規定され、緯度方向の幅をD、経度方向の幅をW、高さ方向の幅をTと規定された分割空間である。又、地球の空間を前記緯度/経度/高さを起点とした範囲によって決定される空間に分割した1つの空間である。
図11(A)においては便宜上、空間100のみを表示しているが、フォーマットの規定においては前述のとおり空間100と同じように規定された空間が緯度/経度/高さ方向に並んで配置されているものとする。そして配置された各分割空間は夫々緯度/経度によって水平位置を定義されているとともに、高さ方向にも重なりを持ち、高さによって高さ方向の位置を定義されているものとする。
尚、図11(B)において前記緯度/経度/高さの起点として、前記分割空間の中心101を設定しているが、これに限定するものではなく、例えば空間の角部や、底面の中心を前記起点としても良い。
又、形状も略直方体であればよく、地球のような球体表面上に敷き詰める場合を考えた時は、直方体の底面よりも天面のほうをわずかに広く設定したほうが、より隙間なく配置できる。
又、形状も略直方体であればよく、地球のような球体表面上に敷き詰める場合を考えた時は、直方体の底面よりも天面のほうをわずかに広く設定したほうが、より隙間なく配置できる。
図12において前記空間100を例にすると、前記フォーマットデータベース14-4には空間100の範囲に存在又は進入可能な物体の種別と時間に関する情報(空間情報)が夫々固有識別子と関連付けてフォーマット化されて保存されている。又、フォーマット化された空間情報は、過去から未来といった時系列に保管されている。
即ち、変換情報保持装置14は、緯度/経度/高さによって定義される3次元の空間に存在又は進入可能な物体の種別に関する空間情報を固有識別子と関連付けてフォーマット化しフォーマットデータベース14-4に保存している。
前記空間情報は、変換情報保持装置14に通信可能に接続された外部システム(例えばセンサノード15)などにより入力された情報に基づき更新され、変換情報保持装置14に通信可能に接続された他の外部システムに情報共有される。
前記空間情報は、変換情報保持装置14に通信可能に接続された外部システム(例えばセンサノード15)などにより入力された情報に基づき更新され、変換情報保持装置14に通信可能に接続された他の外部システムに情報共有される。
なお、自律移動体12について上述したように、自律移動体12は自車の向き及び移動速度、位置情報など自車の動作に関する情報を送信するが、これらの情報がどのように保存されているかについてここで説明する。
図14は、フォーマットデータベース14-4にどのようにデータが保存されているかを説明する図である。図14(A)は、固有識別子に紐づけられて保存される情報の一例を示す表を示す図である。図14(B)は、センサーノード15が空間を撮影する様子の一例を示す概略斜視図である。
センサーノード15は、固有識別子001(以下「ID001」ともいう)、固有識別子002(以下「ID002」ともいう)、及び固有識別子003(以下「ID003」ともいう)が割り振られた空間を撮影可能に配置されている。
センサーノード15は、自転車1202を自転車と認識する。またセンサーノード15は、測距機能によって、自転車1202がセンサーノード15からどの程度離れた位置に存在しているか、すなわちセンサーノード15から自転車1202までの距離を認識している。さらにセンサーノード15は、自己位置情報、撮影方向情報も有しているため、距離と合わせて演算することにより、自転車1202がID002及びID003が割り振られた空間に存在していることを把握できる。
センサーノード15は、撮影したフレームごとに物体認識処理を行うため、前フレームとの位置の差分から、撮影画像内の移動体の向き、移動速度を計算することができる。表1203は、センサーノード15が認識した情報をまとめた表である。本制御システムでは、表1203のように各固有識別子ごとに、認識物体として自動車、バイク、自転車、及び人の項目を用意している。その固有識別子が割り振られた空間に、その物体が存在しない場合は-1が入力される。その固有識別子が割り振られた空間に、その物体が存在する場合は向いている方向と速度が入力される。表1203において、方向は、北を0度として反時計回りに1周を360度とした角度で表される。表1203において、速度は、秒速[m/s]で表される。センサーノード15は、撮影フレームごとに物体認識を行い、表1203のようにデータをまとめ、ネットワーク接続部15-4を通じて変換情報保持装置14にデータを送信する。
なお、センサーノード15は、どの位置に何の物体があるかという物体認識だけを行い、物体認識結果をネットワーク接続部15-4を通じて変換情報保持装置14に送信するようにしてもよい。この場合、変換情報保持装置14は、受信した物体認識結果を、フォーマットデータベース14-4に合わせて表1203の様な形で固有識別子管理部14-2に格納するようにしてもよい。
以上のように、本実施形態では、緯度/経度/高さによって定義される3次元の空間に存在又は進入可能な物体の種別と時間に関する情報(以下、空間情報)を固有識別子と関連付けてフォーマット化してデータベースに保存している。そしてフォーマット化された空間情報によって時空間を管理可能としている。
図8に戻り、改めて自律移動体制御システムが実行する処理の続きを説明していく。ステップS210において、システム制御装置10は、受信した前記経路情報内の各地点情報間の間隔を確認する。そして、地点情報の間隔と前記フォーマットで規定する分割空間の起点位置同士の間隔とを整合したものを、位置点群データ(以下、位置点群データ)として作成する。
この時、前記地点情報の間隔が前記分割空間の起点位置同士の間隔より小さい場合、システム制御装置10は分割空間の起点位置間隔に合わせて前記経路情報内の地点情報を間引いたものを位置点群データとする。又、前記地点情報の間隔が前記分割空間の起点位置同士の間隔より大きい場合、システム制御装置10は経路情報から逸脱しない範囲で地点情報を補間して位置点群データとする。
次に、図9のステップS211に示すように、システム制御装置10は、前記位置点群データの各地点情報の緯度/経度情報を、変換情報保持装置14に経路の順番に送信する。又、ステップS212において、変換情報保持装置14は受信した緯度/経度情報に該当する固有識別子をフォーマットデータベース14-4から探索し、ステップS213において、システム制御装置10に送信する。
ステップS214において、システム制御装置10は受信した固有識別子を元の位置点群データと同じ順に並べ、固有識別子を用いた経路情報(以下、フォーマット経路情報)として保管する。このように、ステップS214においては、システム制御装置10は、変換情報保持装置14のデータベースから空間情報を取得し、取得した空間情報と、移動体の種別情報に基づき前記移動体の移動経路に関する経路情報を生成している。
ここで、前記経路情報から前記位置点群データを生成し、固有識別子を用いた経路情報に変換する過程を、図13(A)、図13(B)、図13(C)を参照して詳細に説明する。図13(A)は経路情報を地図情報で表示したイメージ図、図13(B)は位置点群データを用いた経路情報を地図情報で表示したイメージ図、図13(C)は固有識別子を用いた経路情報を地図情報で表示したイメージ図である。
図13(A)において、120は経路情報、121は自律移動体12が通過できない移動不可領域、122は自律移動体12が移動可能な移動可能領域である。前記ユーザが指定した出発地点、経由地点、到着地点の位置情報をもとに、前記経路決定装置13により生成された経路情報120は、前記出発地点、経由地点、到着地点を通過し、かつ地図情報上で移動可能領域122上を通る経路として生成されている。
図13(B)において、123は前記経路情報上の複数の位置情報である。前記経路情報120を取得したシステム制御装置10は、経路情報120上に、所定の間隔で配置した前記位置情報123を生成する。前記位置情報123は夫々緯度/経度/高さで表すことができ、これら位置情報123を本実施形態では位置点群データと呼ぶ。そして、システム制御装置10はこれら位置情報123の各点の緯度/経度/高さを1つずつ前記変換情報保持装置14に送信し、固有識別子に変換する。
図13(C)において、124は前記位置情報123を1つずつ固有識別子に変換し、固有識別子が規定する空間範囲を四角い枠で表現した位置空間情報である。前記位置情報を固有識別子に変換することで、位置空間情報124が得られる。これにより、前記経路情報120が表現していた経路を、連続した位置空間情報124に変換して表現する。尚、各位置空間情報124には、前記空間の範囲に存在又は進入可能な物体の種別と時間に関する情報が紐づけられている。この連続した位置空間情報124を本実施形態ではフォーマット経路情報と呼ぶ。
図9に戻り、改めて自律移動体制御システムが実行する処理の続きを説明する。ステップS214の次に、ステップS215において、システム制御装置10は前記フォーマット経路情報の各固有識別子に紐づけられた前記空間情報を変換情報保持装置14からダウンロードする。
そしてステップS216で、システム制御装置10は、前記空間情報を、自律移動体12の前記サイバー空間の3次元マップに反映できる形式に変換して、所定空間内の複数物体(障害物)の位置を示す情報(以下、コストマップ)を作成する。前記コストマップは、前記フォーマット経路情報のすべての経路の空間に関して初めに作成しても良いし、一定領域で区切った形で作成し、順次更新していく方法で作成しても良い。
次に、ステップS217において、システム制御装置10は、前記フォーマット経路情報と前記コストマップを、自律移動体12に割り当てられた固有識別番号に紐づけて保管する。自律移動体12は所定時間間隔で、自己の前記固有識別番号をネットワークを介して監視(以下、ポーリング)しており、ステップS218において、紐づけられたコストマップをダウンロードする。自律移動体12はステップS219において、前記フォーマット経路情報の各固有識別子の緯度/経度情報を、自己が作成したサイバー空間の3次元マップに対して経路情報として反映させる。
次に、ステップS220において、自律移動体12は前記コストマップをルート上の障害物情報としてサイバー空間の3次元マップに反映する。前記コストマップが一定間隔で区切った形で作成されている場合は、前記コストマップが作成された領域を移動した後に、次の領域のコストマップをダウンロードし、コストマップを更新する。
ステップS221において、自律移動体12は、前記経路情報に沿って前記コストマップで入力された物体(障害物)を回避しながら移動する。即ち、コストマップに基づき移動制御を行う。この時、ステップS222において、自律移動体12は物体検出を行いながら移動し、前記コストマップとの差異があれば物体検出情報を用いてコストマップを更新しつつ移動する。
又、ステップS223において、自律移動体12はコストマップとの差異情報を、対応する固有識別子とともにシステム制御装置10に送信する。固有識別子と、コストマップとの差異情報を取得したシステム制御装置10は、図10のステップS224において、変換情報保持装置14に空間情報を送信し、ステップS225で、変換情報保持装置14は該当する固有識別子の空間情報を更新する。ここで更新する空間情報の内容は、コストマップとの差異情報をそのまま反映するわけではなく、システム制御装置10にて抽象化されてから変換情報保持装置14に送信される。前記抽象化の詳細な内容に関しては後述する。
前記フォーマット経路情報に基づき移動している自律移動体12は、ステップS226において、各固有識別子に紐づけられた分割空間を通過するごとにシステム制御装置10に対して現在自身が通過している空間に紐づけられた固有識別子を送信する。又は前記ポーリング時に、自身の前記固有識別番号に紐づけても良い。システム制御装置10は、自律移動体12から受け取る、空間の固有識別子情報を基に、フォーマット経路情報上の自律移動体12の現在位置を把握する。
前記ステップS226を繰り返すことで、システム制御装置10は前記フォーマット経路情報の中で、自律移動体12が現在どこにいるのかを把握することができる。尚、自律移動体12が通過した空間の固有識別子に関して、システム制御装置10は保持することをやめてもよく、それにより前記フォーマット経路情報の保持データ容量を削減することもできる。
ステップS227において、システム制御装置10は把握した自律移動体12の現在位置情報を基に、図2及び図3で説明した確認画面50及び地図表示画面60を作成し、WEBページの表示画面に表示する。自律移動体12により、現在位置を示す前記固有識別子がシステム制御装置10に送信されるたびに、システム制御装置10は前記確認画面50及び地図表示画面60を更新する。
一方、ステップS228において、センサノード15は検出範囲の検出情報を保存するとともに、ステップS229において前記検出情報を抽象化して、ステップS230において前記空間情報として変換情報保持装置14に送信する。前記抽象化とは、例えば物体が存在しているか否か、物体の存在状態に変化があったか否かといった情報であり、物体に関する詳細情報ではない。
物体に関する詳細情報はセンサノード内のメモリに保管される。そして、ステップS231において、変換情報保持装置14は、抽象化された検出情報である前記空間情報を、空間情報に対応する位置の固有識別子に紐づけて保管する。これにより、フォーマットデータベース内の1つの固有識別子に前記空間情報が格納されたことになる。
又、センサノード15とは異なる外部システムが前記空間情報を活用する場合、外部システムは変換情報保持装置14内の前記空間情報を基に、変換情報保持装置14を経由してセンサノード15内の前記検出情報を取得して活用する。この時、変換情報保持装置14は外部システムとセンサノード15の通信規格をつなぐ機能も有する。
上記のような空間情報の格納をセンサノード15に限らず複数デバイス間で行うことで、変換情報保持装置14は比較的軽量なデータ量にて複数のデバイスのデータをつなぐ機能を有する。尚、ステップS215、S216においてシステム制御装置10がコストマップを作成の際に詳細な物体情報を必要とする場合は、空間情報の詳細な検出情報を保管している外部システムから詳細情報をダウンロードして使用すれば良い。
ここで、自律移動体12の前記フォーマット経路情報の経路上において、センサノード15が前記空間情報を更新したとする。この時、ステップS232でセンサノード15は前記検出情報を取得し、ステップS233で抽象化された空間情報を生成して、ステップS234で変換情報保持装置14に送信する。変換情報保持装置14は、ステップS235で前記空間情報をフォーマットデータベース14-4に格納する。
システム制御装置10は、管理する前記フォーマット経路情報における前記空間情報の変化を所定の時間間隔で確認しており、変化があればステップS236で空間情報をダウンロードする。そして、ステップS237で自律移動体12に割り当てられた固有識別番号に紐づけられたコストマップを更新する。自律移動体12はステップS238において、ポーリングにてコストマップの更新を認識し、自己が作成したサイバー空間の3次元マップに反映する。
以上のように、複数デバイスで共有された空間情報を活用することで、自律移動体12は自己が認識できないルート上の変化を事前に認識でき、その変化に対応することができる。
上記一連のシステムを遂行し、ステップS239で自律移動体12が到着地点に到着した場合には、ステップS240で固有識別子を送信する。
上記一連のシステムを遂行し、ステップS239で自律移動体12が到着地点に到着した場合には、ステップS240で固有識別子を送信する。
これにより固有識別子を認識したシステム制御装置10は、ステップS241で、到着表示をユーザインターフェース11に表示し、アプリを終了する。
本実施形態によれば、以上のようにしてデジタルアーキテクチャのフォーマット及びそれを用いた自律移動体制御システムを提供することができる。
本実施形態によれば、以上のようにしてデジタルアーキテクチャのフォーマット及びそれを用いた自律移動体制御システムを提供することができる。
図11(A)、(B)、図12で説明したように、前記フォーマットデータベース14-4には空間100の範囲に存在又は進入可能な物体の種別と時間に関する情報(空間情報)が過去から未来といった時系列に保管されている。又、前記空間情報は、変換情報保持装置14に通信可能に接続された外部センサなどから入力された情報に基づき更新され、変換情報保持装置14に接続可能な他の外部システムに情報共有されている。
これらの空間情報の1つとして、空間内の物体の種別情報がある。ここでの空間内の物体の種別情報は例えば道路における車道、歩道、自転車専用道路等、地図情報より取得可能な情報である。また他には車道におけるモビリティの進行方向や交通規制等の情報も同様に種別情報と定義することが出来る。更に空間自体に種別情報を定義することも出来る。
(第2の実施形態)
本実施形態では、第1の実施形態の自律移動体制御システムを用いた死角事故軽減に係る制御システムについて説明する。本システムの制御は、図4に示したシステム制御装置10がメインの制御を実行して実現される。以下では、本システムを死角事故軽減システムと呼ぶ。
本実施形態では、第1の実施形態の自律移動体制御システムを用いた死角事故軽減に係る制御システムについて説明する。本システムの制御は、図4に示したシステム制御装置10がメインの制御を実行して実現される。以下では、本システムを死角事故軽減システムと呼ぶ。
図15は、死角事故について説明する図である。死角事故とは、自動車の運転者又は車載カメラでは認識できない死角からバイク、自転車、人などの衝突因子が予期せず自車の進行路上に侵入し衝突するという事故を指している。死角事故は、いろいろなパターンがあるが、本実施形態では典型的な死角事故である図15のパターンを例に説明する。本実施形態では、交差点を、自律移動体12が後述する衝突因子と衝突する可能性のあるエリアである衝突危険エリアの一例として説明するが、交差点以外を衝突危険エリアとしてもよい。
図15(A)は、事故が発生する前を示しており、図15(B)は、事故が発生したところを示している。図15(A)では交差点で右折待ちをしている自車1301が、対向車1302が右折するタイミングで自車1301も右折を開始する様子を示している。
自車1301には前方車載カメラが搭載されており、その視界を視界1304で表している。図15(A)の時点では、バイク1303は対向車1302の死角に隠れて自車1301の前方車載カメラでは捉えられていない。そして図15(B)では、自車1301は進行して自車1305となり、対向車1302は進行して対向車1306となる。図15(B)では、自車1305が右折をしようとしたところ対向車1306の陰からバイク1307が急に出現し、検出が遅れて自車1305と衝突してしまっている。
図15のような事故を減らすために、本実施形態の死角事故軽減システムでは前述の自立移動体制御システムの情報を用いて運転者や車載カメラでは検出できない死角から飛び出してくる衝突因子を検出する。
衝突因子の検出にあたり、自車周辺のすべての情報を変換情報保持装置14から取得すると、あまりに広範囲かつ膨大な情報量になってしまい、衝突因子の検索に時間を要してしまう。そこで、本実施形態の死角事故軽減システムでは情報を取得する範囲を設定している。
図16は、死角事故軽減システムにおいて衝突因子の検索範囲を説明する図である。図16は、図16における右側から左側に向けて走行している自車1401が次の交差点で右折をしようとし始めたタイミングで、自車1401の周辺を上空から見た概略図である。自車1401は、図4に示した自律移動体12の一例である。
図16に示す状態で、自車1401の前方車載カメラが前方の交差点をとらえたとき、自車1401はエリア1405、エリア1410、エリア1411、エリア1408及びエリア1409を設定する。これらのエリアは、自車1401が将来右折のために交差点に差し掛かった際に、自車1401の進行路上に侵入してくる可能性のあるバイク、自転車及び人などの移動体が現在存在する可能性が最も高いエリアである。エリア1405、エリア1410、エリア1411、エリア1408及びエリア1409は、衝突危険エリアである交差点に応じて定めた衝突因子エリアの一例である。自車1401の前方車載カメラは、図4に示した自律移動体12の検出部12-1に含まれるカメラの一例である。自車1401の進行路上に侵入してくる可能性のある移動体が現在存在する可能性が最も高いエリアは、図4に示したシステム制御装置10の情報記憶部(メモリ/HD)12-4に保存されている地図情報に設定され、保存される。各エリアのシステム制御装置10内での具体的な設定方法は後述する。
始めに、エリア1405の設定範囲の概念を説明する。エリア1405は、主にバイクの検出を行うためのエリアである。将来自車1401と衝突する可能性のあるバイクは、現在対向車線の交差点より左側にしか存在しない。従ってエリア1405の右側の端は交差点である。また、バイクは道路を走行してくるため、エリア1405の図16での上下方向幅は対向車線の道幅となる。
また、エリア1405の左端については、以下のように設定することができる。自車1401はまだ交差点の手前(図16での右側)にいるため、将来自車1401と衝突する可能性のあるバイクも交差点より手前(図16での左側)を走行していることになる。図16の時刻において自車1401は交差点までの距離と自車1401の速度とから、交差点までTm[秒]の時間がかかる位置にいるとする。この場合、将来自車1401と衝突する可能性のあるバイクも交差点までTm[秒]の時間がかかる位置にいることになる。ただし、バイクの速度は現時点では不明のため、本実施形態では、バイクの速度は0~走行中の道路の最高速度の2倍の範囲であると想定する。バイクの速度の上限を道路の最高速度の2倍にしているのは、最高速度を守らず走行しているバイクも検出するためであり、この2倍というのは、安全を見込んだ安全係数である。従って、本実施形態では、現在時刻において将来自車1401と衝突する可能性のあるバイクは数1の範囲のどこかにいることが推定される。
(数1)
交差点の位置から、交差点の手前側(図16での左側)に(Tm[秒]×走行道路の最高速度[m/秒]×2)[m]の位置までの範囲
(数1)
交差点の位置から、交差点の手前側(図16での左側)に(Tm[秒]×走行道路の最高速度[m/秒]×2)[m]の位置までの範囲
さらにフォーマットデータベース14-4のデータから将来自車1401と衝突する可能性のあるバイクを検出するためには、このフォーマットデータベース14-4の更新遅れを加味する必要がある。以下に、このフォーマットデータベース14-4の更新遅れについて説明する。
このフォーマットデータベース14-4に情報を入れるためには、センサーノード15がバイクを撮影し、物体認識によりバイクを認識し、データを生成してフォーマットデータベース14-4で保存されるという処理が必要となる。そのため、フォーマットデータベース14-4に保存されている情報は、現在時刻の情報より古い情報が保存されることになる。
図17は、フォーマットデータベース14-4が現在保持している情報を地図化した図である。図17(A)は、現在の現実世界の様子を示している。現在の自車1501、対向車1502、バイク1503の位置関係は図17(A)に示す通りである。このとき、フォーマットデータベース14-4に保存されているデータは、図17(B)のように現在時刻から更新時刻を引いた時間差Ts[秒]前の情報になっている。本実施形態においては、この時間差Ts[秒]を1秒としている。従って、フォーマットデータベース14-4では自車1501、対向車1512、バイク1513はそれぞれ1秒前の位置で保存されている。従って、フォーマットデータベース14-4のデータ更新時間を考慮したエリア1405の左端は、前述したエリア1405の左端位置よりさらに数2の距離だけ、図16での左側へ延ばした位置となる。
(数2)
(Ts[秒]×走行道路の最高速度[m/秒]×2)[m]
(数2)
(Ts[秒]×走行道路の最高速度[m/秒]×2)[m]
本実施形態では、数1の範囲を数2の距離だけ延長した長さを、図16の長さ1404として設定する。ここで、実際に長さ1404を求めてみる。走行道路の最高速度とは各道路で決められている30km/hや40km/hといった制限速度を秒速に直したものである。つまり、最高速度は、制限速度が30km/hの場合は約8.3m/h、制限速度が40km/hの場合は約11.1m/sである。安全係数は2とする。自車1401は交差点まで3[秒]の時間がかかる位置にいるとする。この場合、図16の走行道路の制限速度が40km/hであるときは、長さ1404は数3となる。
(数3)
(3[秒]×11.1[m/秒]×2)+(1[秒]×11.1[m/秒]×2)
=88.8[m]
(数3)
(3[秒]×11.1[m/秒]×2)+(1[秒]×11.1[m/秒]×2)
=88.8[m]
この場合には、数3に基づき、交差点から、交差点の手前側(図16での左側)の道路沿いに88.8mのところまでをエリア1405とする。本実施形態によれば、エリア1405の左端を数3の値に設定することで、将来自車1401と衝突する可能性のあるバイクのほぼすべてを抽出することが可能になる。
次に、エリア1410、及びエリア1411の設定方法を説明する。エリア1410、及びエリア1411は、自転車を検出するエリアである。自転車の最高速度は時速40km/h程度と仮定する。前述と同様に計算すると、将来交差点で自車1401と衝突する可能性のある自転車が、現在交差点から離れている最大距離は数4となる。
(数4)
(3[秒]×11.1[m/秒])+(1[秒]×11.1[m/秒])
=44.4[m]
(数4)
(3[秒]×11.1[m/秒])+(1[秒]×11.1[m/秒])
=44.4[m]
本実施形態においては、図16に示す長さ1406、及び長さ1407のそれぞれを、数4で求めた約44.4mに設定している。このように設定することで、将来自車1401と衝突する可能性のある自転車のほぼすべてを抽出することが可能になる。
次に、エリア1408、及びエリア1409の設定方法方を説明する。エリア1408、及びエリア1409は、歩行者を検出するエリアである。歩行者の走る速度は100mを10秒程度であると仮定する。このため、将来交差点で自車1401と衝突する可能性のある歩行者が、現在交差点から離れている最大距離は10mとなる。このため、本実施形態においては、図16に示す長さ1412、及び長さ1413のそれぞれを、約10mに設定している。このように設定することで、将来自車1401と衝突する可能性のある歩行者のほぼすべてを抽出することが可能になる。
以上、エリアの概念について説明してきた。エリアとして情報記憶部(メモリ/HD)12-4に保存しているのは、エリアの各頂点である。しかし、実際には、道がカーブしている場合もある。このため、エリアに基づいて、そのエリアに該当する固有識別子のリストを作成する場合、情報記憶部(メモリ/HD)12-4に保存してある地図情報をもとに、道路に合わせて範囲をフィッティングさせるのが望ましい。この点について、以下に説明する。
エリアから固有識別子リストを作成する方法として、ここでは上述の自律移動体制御システムを使用した死角事故軽減システムにおいて必要な固有識別子を探索する方法について説明する。
図14(A)の表1203で示した通り、固有識別子のそれぞれは、複数の静的情報及び動的情報と紐づけられている。そのため死角事故軽減システムで指定するすべての範囲内の情報すべてを送信すると通信量が増え、本システムの処理負荷が増える。そのため、必要な情報を有する範囲を探索し固有識別子リストを作成する必要がある。ここでは、死角事故軽減システムでバイクの検出を行うためのエリア1405を探索する方法について、図19を参照して説明する。
図19は、交差点を上空から見下ろす形で表記するとともに、各空間に割り当てられた固有識別子を示す図である。図19では、道路を実線で示し、各固有識別子が割り当てられた空間を破線で区切って示している。図19では、道路の中央線も破線で示している。
実線で区切られた内側のエリアであるエリア1801は車が走行する車道であり、その外側のエリアは歩道である。すべての空間は同じサイズで区切られており、右下から左上に向けてID071からID150の連続した固有識別子が付与されている。現実には、鉛直方向に複数の空間が配置され、そのそれぞれにも固有識別子が付与されているが、図19では表示を省略している。
図19では、交差点のエリアの空間に固有識別子ID104が割り当てられている。図18(A)は、自車1802が交差点に進入した状態を示している。対向車1803及び対向車1804は、自車1802の走行車線に対する対向車を走行する車である。またバイク1805は、対向車1803及び対向車1804の死角となって自車1802から見えない位置に存在するバイクである。
次に、エリア探索方法について、図20を参照して説明する。図20は、エリア探索の処理を示すフローチャートである。
ステップS1901においてシステム制御装置10は、自車1802が交差点に進入したことを検出する。自車1802が交差点に進入したことの検出方法としては、自律移動体12である自車1802の検出部12-1の前方カメラで交差点に進入したことを検出し、この旨をシステム制御装置10が受信してもよい。また、自車1802が交差点に進入したことの検出方法としては、自律移動体12である自車1802の検出部12-1のGPSを用いて取得した自己位置情報と走行時の地図情報を比較して検出してもよい。システム制御装置10は、自律移動体12としての自車1802から、自車1802が交差点に進入した旨を受信することで、自車1802が交差点に進入したことを検出する。システム制御装置10は、自車1802が交差点に進入したことを検出した場合はステップS1902の処理を実行する。システム制御装置10は、自車1802が交差点に進入したことを検出しない場合はステップS1901の処理を実行する。ステップS1901の処理は、移動体が衝突因子と衝突する可能性のあるエリアである衝突危険エリアに近づいたことを判定する判定手段の一例である。
ステップS1902においてシステム制御装置10は、自車1802が交差点に進入してきた進行方向を算出し、固有識別子で進行方向を表現する。自車1802の進行方向を算出する方法としては、検出部12-1で検出した自己位置情報から算出しても良いし、センサノード15で自車1802を検出し方向を算出しても良い。固有識別子で進行方向を表現する方法としては、システム制御装置10の制御部10-2で自車1802の交差点の位置情報と自車1802が交差点に進入してくるまでに通過したエリア情報とを固有識別子に変換して表現する。
ステップS1903においてシステム制御装置10は、ネットワーク接続部10-5を通じて変換情報保持装置14へ交差点からエリア1405の範囲の動的情報の有無を問い合わせる。この時のシステム制御装置10が問い合わせ時に送受信するデータフォーマット等について図18を参照して説明する。
図18は、システム制御装置10が送受信するデータフォーマットの一例を示す図である。データ1701は、システム制御装置10が問い合わせを行う際に送信するデータのデータフォーマットで作成されたデータの一例である。データ1702は、システム制御装置10が受信するデータのデータフォーマットで作成されたデータの一例である。
システム制御装置10が問い合わせ時に送信するデータのデータフォーマットは次の通りである。データ1701は、その先頭に、交差点の位置を固有識別子に変換した情報を格納する。データ1701は、固有識別子に続いて、自車1802がその交差点に進入してきた際に通過してきた道路の固有識別子を少なくとも連続した2つ以上のデータとして格納する。システム制御装置10は、このようなデータ1701変換情報保持装置14へ送信する。
ステップS1904において変換情報保持装置14は、システム制御装置10から受信した自車1802の進行方向情報から、自車1802の進行方向を示すベクトルであるベクトル1810を算出する。
ステップS1905において変換情報保持装置14は、交差点に隣接する空間の固有識別子を探索する。このとき、変換情報保持装置14は、隣接する空間の固有識別子を探索する際に、ベクトル1810と逆のベクトル成分を持つ方向の固有識別子は探索しない。つまり変換情報保持装置14は、ベクトル1810と同じベクトル成分を持つ方向のみ探索を行う。ベクトル1810と逆のベクトル成分を持つ方向の空間に存在する動的情報は、自車1802が交差点に到達したときには、すでに交差点を過ぎ去っていると考えられる。
ステップS1906において変換情報保持装置14は、固有識別子管理部14-2内で管理している情報から、探索した固有識別子が示す空間が車道であるか否かを確認する。変換情報保持装置14は、その空間が車道でない場合は、ステップS1908の処理を実行し、その空間の固有識別子で管理されたデータの中に動的情報があるかの検索は実行しない。変換情報保持装置14は、その空間が車道である場合は、ステップS1907の処理を実行する。
ステップS1907において変換情報保持装置14は、その空間の固有識別子で管理されたデータの中に有る動的情報を確認する。またステップS1907において変換情報保持装置14は、データの中に有る動的情報をその固有識別子に紐づけ、動的情報と固有識別子の位置情報を固有識別子リストに格納する。
図19の例の場合、変換情報保持装置14は、ID104の固有識別子が示す空間から探索を始め、ID105、ID106、ID107と探索を実施し車道であることを確認し、動的情報の有無を確認する。その後、変換情報保持装置14は、ID108は車道ではなく歩道であることを確認すると、その後ID109の方向への探索は実施しない。このような探索によって作成された固有識別子リストは、衝突危険エリアの空間の衝突因子の情報を始めに保存し、順に衝突危険エリアから移動体の進行方向と同じ方向に離れる空間の衝突因子の情報を保存したリストの一例である。
ステップS1908において変換情報保持装置14は、必要なエリア全ての検索が終わったかどうかを判断する。変換情報保持装置14は、必要なエリア全ての検索が終わった場合は、S1909の処理を実行する。変換情報保持装置14は、必要なエリア全ての検索が終わっていない場合は、S1905の処理を実行する。
ステップS1909において変換情報保持装置14は、固有識別子リストをシステム制御装置10に送信する。データ1702は、固有識別子リストの一例である。固有識別子リストは、データ1702のように、固有識別子とその中に動的情報が有る場合のその動的情報を紐づけて格納する。固有識別子リストは、固有識別子の中に動的情報がない場合は、その固有識別子と0を格納する。図18の例では、動的情報として文字列を用いているが、文字列ではなくてもよく、動的情報を特定できる識別子であれば記号や数字を用いても構わない。ステップS1909においてシステム制御装置10が固有識別子リストを受信して取得する処理は、衝突因子の情報を該衝突因子が存在する空間に関連付けられた固有識別子に紐づけて保存した固有識別子リストを取得するリスト取得手段の一例である。
本実施形態によれば、上述のように固有識別子リストを作成することで、自車と衝突する可能性のある衝突因子について死角に位置するものも含め、動的情報で知り得ることができる。このため、本実施形態によれば、死角事故軽減システムで衝突因子を判断するために必要な情報を取得することができる。また本実施形態によれば、固有識別子リストにおいて衝突因子の判断に不要な情報は省くことができるので、通信量を削減し処理負荷を削減することが可能になる。
次に上述のようにして作成した各エリア毎の固有識別子リストから、システム制御装置10の制御部10-2が、自車と衝突する可能性があるバイク、自転車、歩行者などの衝突因子を検出する方法を説明する。
各エリアで検出する衝突因子は異なる。エリア1405の固有識別子リストの場合は、バイクを検出する。エリア1410及びエリア1411の固有識別子リストの場合は、自転車を検出する。エリア1408及びエリア1409の固有識別子リストの場合は歩行者を検出する。
図21は、固有識別子リストから衝突因子を検出する処理を示すフローチャートである。死角事故軽減システムは、各エリア毎に生成された固有識別子リストは個々に並列処理で検索することができる。図21では、1つの固有識別子リストの検索処理の方法を説明する。
上述のように自律移動体12の交差点への侵入に応じて作成された固有識別子リストは、システム制御装置10の情報記憶部10-4に保存される。この固有識別子リストの更新をトリガにして割り込み処理が実行され、図21のフローチャートに示す処理が実行される。ステップS2001においてシステム制御装置10は、固有識別子リストが更新されたことを検知すると、ステップS2002の処理を実行する。
ステップS2002においてシステム制御装置10は、固有識別子リスト内から検索したい衝突因子の動的情報の方向情報を取得する。上述したが固有識別子リストには図14(A)の表1203内の動的情報がリスト化されている。
ステップS2003においてシステム制御装置10は、衝突因子の向いている向きを確認する。システム制御装置10は、衝突因子が交差点の方向を向いているならば、交差点に進入する可能性があるとしてステップS2004の処理を実行する。システム制御装置10は、衝突因子が交差点の方向を向いていないならば、交差点への侵入はないとしてステップS2012の処理を実行する。
ステップS2004においてシステム制御装置10は、衝突因子の速度を確認する。システム制御装置10は、衝突因子の速度が0、つまり止まっているのであれば、交差点への侵入はないとしてステップS2012の処理を実行する。システム制御装置10は、衝突因子の速度が0ではなく動いているのであれば、交差点に進入する可能性があるとしてステップS2005の処理を実行する。
上述の通り、システム制御装置10が固有識別子リストを生成した時点で情報記憶部10-4には交差点の位置情報である緯度、経度が保存してある。また固有識別子リストの固有識別子情報には、衝突因子が存在する空間に割り当てられた固有識別子(注目固有識別子)の位置情報である緯度、経度が保存してある。ステップS2005においてシステム制御装置10は、これらの交差点の位置情報及び注目固有識別子の位置情報を用いて、衝突因子から交差点までの距離Dを算出する。
ステップS2006においてシステム制御装置10は、数5により、衝突因子が交差点に到着するまでにかかる予測時間である衝突因子予測時間Tfを算出する。
(数5)
Tf=D/S-Ts
(数5)
Tf=D/S-Ts
数5において、DはステップS2005で算出した衝突因子から交差点までの距離、Sはフォーマットデータベース14-4から取得した衝突因子の速度、Tsは現在時刻と固有識別子の更新時刻との時間差である。距離Dは現在時刻よりも時間差Tsだけさかのぼった時刻での情報を用いて算出した値であるため、距離D/速さSで求めた時間からTsを引くことで、衝突因子予測時間Tfを求める。
ステップS2007及びステップS2008においてシステム制御装置10は、ステップS2006で求めた衝突因子予測時間Tfと、自車が交差点に到着する予測時間である自車予測時間Tmの大小関係を判断する。すなわち、システム制御装置10は、TfとTmとの差により自車と衝突因子とが衝突する可能性があるかの判定を行っている。
ステップS2007においてシステム制御装置10は、TfとTmとの差の絶対値(|Tf-Tm|)が第1しきい値T1より小さいかを判断する。システム制御装置10は、TfとTmとの差の絶対値が第1しきい値T1より小さい場合は、ステップS2009の処理を実行する。本実施形態ではT1を例えば3秒に設定している。システム制御装置10は、TfとTmとの差の絶対値が第1しきい値T1より小さい場合は、衝突する可能性が高いと判断する。システム制御装置10は、TfとTmとの差の絶対値が第1しきい値T1より小さくない場合は、ステップS2008の処理を実行する。
ステップS2009においてシステム制御装置10は、今回の固有識別子が割り当てられた空間に存在する衝突因子が自車である自律移動体12に衝突する危険性が高いため、自車である自律移動体12に警告を送信する。自律移動体12の制御部12-2は、システム制御装置10からの警告を受信すると、駆動部12-6を制御して、自律移動体12の右折を一時停止する。なお、制御部12-2は、システム制御装置10からの警告を受信すると、自律移動体12の運転者に対して右折の一時停止を実行したことを通知する処理を実行する場合もある。なお、制御部12-2は、システム制御装置10からの警告を受信すると、自律移動体12の運転者に対して右折の一時停止を強く警告する処理を実行する場合もある。この場合の警告は、運転者に向けて警告表示や警告音出力を実行する。
ステップS2008においてシステム制御装置10は、TfとTmとの差の絶対値(|Tf-Tm|)が第2しきい値T2より小さいかを判断する。第2しきい値T2は、第1しきい値T1よりも大きい。システム制御装置10は、TfとTmとの差の絶対値が第2しきい値T2より小さい場合は、ステップS2010の処理を実行する。本実施形態ではT2を例えば10秒に設定している。システム制御装置10は、TfとTmとの差の絶対値が第2しきい値T2より小さい場合は、衝突する可能性があると判断する。システム制御装置10は、TfとTmとの差の絶対値が第2しきい値T2より小さくない場合は、ステップS2011の処理を実行する。
ステップS2010においてシステム制御装置10は、今回の固有識別子が割り当てられた空間に存在する衝突因子が自車である自律移動体12に衝突する可能性があるため、自車である自律移動体12に注意を送信する。自律移動体12の制御部12-2は、システム制御装置10からの注意を受信すると、自律移動体12の検知制御や駆動制御のレスポンス性能等に応じて、自律移動体12を停止すべきか否かを判断する。制御部12-2は、自律移動体12の性能がそれほど良くない場合は、駆動部12-6を制御して、自律移動体12の右折を一時停止する。制御部12-2は、自律移動体12の性能が良い場合は、運転者に向けて注意表示や注意音出力を実行する処理にとどめ、自律移動体12の右折を一時停止する処理は実行しない場合がある。なお、制御部12-2は、自律移動体12の右折を一時停止した場合は、、自律移動体12の運転者に対して右折の一時停止を実行したことを通知する処理を実行する場合もある。なお、制御部12-2は、システム制御装置10からの注意を受信すると、自律移動体12の運転者に対して右折の一時停止を注意する処理を実行する場合もある。この場合の注意は、運転者に向けて注意表示や注意音出力を実行する。
ステップS2011においてシステム制御装置10は、自車である自律移動体12に、衝突因子が近づいている旨の通知を送信する。自律移動体12の制御部12-2は、システム制御装置10からの衝突因子が近づいている旨の通知を受信すると、衝突因子が近づいているものの衝突する距離ではないと判断して、駆動部12-6を制御して、自律移動体12を速やかに右折させる。なお、制御部12-2は、システム制御装置10からの衝突因子が近づいている旨の通知を受信すると、自律移動体12の運転者に対して衝突因子が近づいていることを通知する処理を実行する場合もある。なお、制御部12-2は、システム制御装置10からの衝突因子が近づいている旨の通知を受信すると、自律移動体12の運転者に対して衝突因子が近づいているので速やかに右折するように報知する処理を実行する場合もある。この場合の報知は、運転者に向けて報知表示や報知音出力を実行する。
システム制御装置10は、ステップS2019の処理による警告、ステップS2010の処理による注意、又はステップS2011の処理による通知が完了したら、ステップS2012の処理を実行する。ステップS2019の処理による警告、ステップS2010の処理による注意、及びステップS2011の処理は、衝突危険性の高さに応じて、移動体の衝突因子との衝突を回避する制御を行う衝突回避制御手段の一例である。ステップS2019の処理による警告、ステップS2010の処理による注意、及びステップS2011の処理は、移動体に衝突危険性の高さに応じた通知を行うことの一例である。
ステップS2012においてシステム制御装置10は、固有識別子リスト内で検索すべき固有識別子がまだ残っているかを確認する。システム制御装置10は、検索すべき固有識別子がまだ残っている場合は、ステップS2002の処理を実行する。システム制御装置10は、検索すべき固有識別子が残っていない場合は、処理を終了する。
本実施形態では、図21の処理の開始から終了までで数百[ms]の処理時間を想定している。図21の処理が終了した後であってもm固有識別子リストが更新されるたびに何度も図21の処理が起動される。
(第3の実施形態)
上述の第2の実施形態では、所定のエリアから固有識別子リストを生成し、固有識別子リストから衝突因子を求めるようにした。しかしながら自車が高速で移動しているときや、前方車載カメラの認識が遅れたりすると、衝突因子の検出が遅れてしまう。また第2の実施形態では、固有識別子リストを作成する際、交差点から固有識別子の動的情報を取得していった。本発明の第3の実施形態では、固有識別子リストの作成開始点を変更することにより高速に衝突因子を検索する方法について説明する。第3の実施形態では、対向車両の速度情報に応じて固有識別子リストを作成する開始点を変更することにより、第2の実施形態よりも早く衝突因子を検出する方法を提供する。
上述の第2の実施形態では、所定のエリアから固有識別子リストを生成し、固有識別子リストから衝突因子を求めるようにした。しかしながら自車が高速で移動しているときや、前方車載カメラの認識が遅れたりすると、衝突因子の検出が遅れてしまう。また第2の実施形態では、固有識別子リストを作成する際、交差点から固有識別子の動的情報を取得していった。本発明の第3の実施形態では、固有識別子リストの作成開始点を変更することにより高速に衝突因子を検索する方法について説明する。第3の実施形態では、対向車両の速度情報に応じて固有識別子リストを作成する開始点を変更することにより、第2の実施形態よりも早く衝突因子を検出する方法を提供する。
図22は、第3の実施形態において衝突因子を検出する処理を示すフローチャートである。図23は、第3の実施形態において衝突因子を検出する処理を示すフローチャートであって、図22に続く図である。図22及び図23の処理は、自車である自律移動体12の前方車載カメラが1枚のフレームを撮影する毎に実行される。
ステップS2117において自車である自律移動体12は、図22及び図23の処理が開始されると同時に対向車の走行速度を測定する。本実施形態においては、自律移動体12は、前方車載カメラで対向車を認識した後、像面位相差AFを応用した技術で対向車までの測距を行うことができる。自律移動体12は、この測距をフレーム毎に実施し、対向車までの距離の変化を求めることで、対向車の走行速度を測定する。なお、自車が動いている場合は、自律移動体12は、自車の走行速度との差分を計算することで対向車の走行速度を測定することができる。対向車の走行速度の測定は、既知の如何なる方法を用いてもよい。対向車の走行速度を求める方法は本実施形態の本質ではないため詳細な説明は割愛する。本実施形態では、対向車の走行速度をフレーム毎に求めることにより、対向車線を走行する車やバイクのおおよその速度を把握することができる。自律移動体12は、ステップS2117で測定した対向車の走行速度をシステム制御装置10に送信する。なお、自律移動体12は、前方車載カメラによる撮像画像をシステム制御装置10に送信し、システム制御装置10が対向車の走行速度を測定してもよい。
ステップS2118においてシステム制御装置10は、固有識別子の更新時刻と現在時刻との差を算出する。具体的には、まずシステム制御装置10の制御部10-2はネットワーク制御部10-5を通して変換情報保持装置14のフォーマットデータベース14-4にアクセスする。このアクセスにより制御部10-2は、フォーマットデータベース14-4に保存されている、自車周辺の動的情報の更新時刻を取得する。制御部10-2は、取得した更新時刻と自車周辺の現在時刻との差である時間差Tsを算出し、情報記憶部10-4に保存しておく。
自車である自律移動体12は、前方車載カメラの撮像画像内に交差点が存在するかを認識する。ステップS2101においてシステム制御装置10は、自車が交差点を認識しているかの情報を自車から受信することで、前方車載カメラが交差点を認識しているかを判断する。なお、自車である自律移動体12は、前方車載カメラによる撮像画像をシステム制御装置10に送信し、システム制御装置10が受信した撮像画像内に交差点が存在するかを認識する処理を実行してもよい。交差点の認識には情報記憶部10-4に保存されている地図と検出部12-1のGPS情報を利用し、交差点の100m前になったとき、交差点を認識したとしてもよい。システム制御装置10は、前方車載カメラが交差点を認識していなければ、処理を終了する。システム制御装置10は、前方車載カメラが交差点を認識していれば、ステップS2102の処理を実行する。
ステップS2102においてシステム制御装置10は、認識した交差点の緯度,経度を算出する。具体的には、自車である自律移動体12の前方車載カメラを使用して交差点までの距離を取得し、自車位置から交差点の緯度、経度を求めることができる。交差点までの距離は対向車の速度を取得したときと同様に前方車載カメラの像面位相差AFを応用した技術により測距することができる。また、別の方法として、自車である自律移動体12の検出部12-1が有するGPSにより算出した自車の緯度、経度の位置情報と、情報記憶部10-4に保存されてある地図に基づいて、次の交差点の位置座標を算出してもよい。
ステップS2103においてシステム制御装置10は、自車が交差点に到着するまでにかかる予測時間である到着予測時間Tmを求める。システム制御装置10は、ステップS2102で求めた交差点までの距離と自車の走行速度より、到着予測時間Tmを求めることができる。
本実施形態によれば、特に、以下に説明する構成によって、高速な衝突因子の検索を実現する。ステップS2104においてシステム制御装置10は、ステップS2117で求めた対向車の走行速度から検索開始点を取得する。第2の実施形態では交差点の位置の空間から探索を開始した。第3の実施形態では、自車に衝突する可能性の高い衝突因子が現在存在していることが推定される空間から探索を開始する。
本実施形態では、交差点の位置座標、動的情報の更新時刻と現在時刻との時間差Ts、自車が交差点に到着する到着予測時間Tm及び対向車の走行速度Stを用いて、自車に衝突する可能性の高い衝突因子が現在存在している空間を推定する。この推定した空間の座標が、Tm経過後に交差点に到着する衝突因子が現在走行していると考えられる空間の座標であり、検索開始点である。交差点の位置座標は、ステップS2102の処理で求めた。動的情報の更新時刻と現在時刻との時間差Tsは、ステップS2118の処理で求めた。自車が交差点に到着するまでにかかる時間である到着予測時間Tmは、ステップS2103の処理で求めた。対向車の走行速度Stは、ステップS2117の処理で求めた。
具体的には、検索開始点を、交差点の位置座標から対向車線の道沿いに数6で示す距離だけ離れた位置に設定する。
(数6)
(Tm+Ts)×St
(数6)
(Tm+Ts)×St
図24は、第3の実施形態における検索開始点を説明する図である。エリア2201は、図16のエリア1405と同じエリアである。図24では、エリア2201を拡大して下側に示している。エリア2201は、エリア2203及びエリア2204からなる。エリア2201は、マーク2202を有する。マーク2202は、エリア2203とエリア2204の境界に位置する。マーク2202は、図22のステップS2104で取得した検索開始点を示している。マーク2202は、移動体が衝突危険エリアに到着したときに衝突危険エリアに到着する衝突因子が、現在存在する可能性のある空間の一例である。このマーク2202が示す検索開始点は、対向車がほぼ同じ速度で走行しているという条件のもと、自車が交差点に到着した際に衝突する可能性がある衝突因子が現在走行している推定位置である。数6において、到着予測時間Tmに、動的情報の更新時刻と現在時刻との時間差Tsを加算しているのは、検索対象が変換情報保持装置14のフォーマットデータベース14-4の情報を使用するためである。フォーマットデータベース14-4の更新時間にはタイムラグがあるため、本実施形態では、その時間差も考慮にいれた点を検索開始点としている。このように算出した探索開始点にある固有識別子からフォーマットデータベース14-4を参照し衝突因子が存在しているかを確認する。
ステップS2119においてシステム制御装置10は、ステップS2104で取得した検索開始点から交差点に向かって固有識別子のリストA(以下「固有識別子リストA」という)を作成する。リストの作成方法は、第2の実施形態と同様であるので、詳しい説明は省略する。
ステップS2120においてシステム制御装置10は、ステップS2104で取得した検索開始点から交差点の反対方向に向かって固有識別子のリストB(以下「固有識別子リストB」という)を作成する。リストの作成方法は、第2の実施形態と同様であるので、詳しい説明は省略する。
ステップS2119の処理で作成した固有識別子リストAの範囲と、ステップS2120の処理で作成した固有識別子リストBの範囲について、図24を参照して説明する。
システム制御装置10は、マーク2202の探索開始点から矢印2205の方向に固有識別子内の動的情報を検出し、固有識別子リストAに格納していく。固有識別子リストAは、FIFO構造になっており、最初に保存したものが最初に読み出せるようになっている。結果としてエリア2203の領域にある固有識別子の動的情報が固有識別子リストAにリスト化される。
システム制御装置10は、マーク2202の探索開始点から矢印2206の方向に固有識別子内の動的情報を検出し、固有識別子リストBに格納していく。固有識別子リストBは、FIFO構造になっており、最初に保存したものが最初に読み出せるようになっている。結果としてエリア2204の領域にある固有識別子の動的情報が固有識別子リストBにリスト化される。固有識別子リストA及び固有識別子リストBがFIFO構造であることは、固有識別子リストに初めに保存された衝突因子の情報から順に該衝突因子の情報に基づき、衝突危険性の高さに応じて、衝突を回避する制御を行うことの一例である。
図22の説明に戻る。ステップS2121においてシステム制御装置10は、固有識別子リストAの先頭の固有識別子のデータを取得する。具体的には、図14の表1203にある動的情報を取得する。続くステップS2002からステップS2011までは、図21のステップS2002からステップS2011の処理と同じであるため、説明は割愛する。
ステップS2105においてシステム制御装置10は、固有識別子リストA及び固有識別子リストBに未確認の固有識別子がないかを確認する。システム制御装置10は、両方のリストに記載されている固有識別子の動体情報がすべて確認されている場合は、処理を終了する。システム制御装置10は、両方のリストに記載されている固有識別子の動体情報がすべて確認されていない場合は、ステップS2121の処理を実行する。
ステップS2121においてシステム制御装置10は、固有識別子リストAのデータと固有識別子リストBのデータとを交互に処理するように、固有識別子のデータを取得する。システム制御装置10は、前回のステップS2121で固有識別子リストAの先頭の固有識別子のデータを取得した場合は、今回のステップS2121では固有識別子リストBの先頭の固有識別子のデータを取得する。システム制御装置10は、前回のステップS2121で固有識別子リストBの先頭の固有識別子のデータを取得した場合は、今回のステップS2121では固有識別子リストAの先頭から2番目の固有識別子のデータを取得する。システム制御装置10は、固有識別子リストAと固有識別子リストBを交互に確認していくことにより、検索開始地点であるマーク2202に近い固有識別子から確認することができ、衝突因子を見つけ出す時間を短縮することができる。
以上説明した第2の実施形態及び第3の実施形態によれば、自律移動体制御システムを使用した死角事故軽減システムを提供することができる。
以上の説明のように、本発明の各実施形態によれば、デジタルアーキテクチャのフォーマット及びそれを用いた自律移動体制御システムが安全性を考慮したうえでより効率的に提供される。
尚、上述の各実施形態においては自律移動体に制御システムを適用した例について説明した。しかし、本発明の移動体は、AGV(Automatic Guided Vehicle)やAMR(Autonomous Mobile Robot)などの自律移動体に限らない。例えば自動車、列車、船舶、飛行機、ロボット、ドローンなどの移動をする移動装置であればどのようなものであってもよい。また、本発明の制御システムは一部がそれらの移動体に搭載されていても良いし、搭載されていなくても良い。また、移動体をリモートでコントロールする場合にも本発明を適用することができる。
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
尚、本実施形態は、以下の構成の組み合わせを含む。
(構成1)
移動体が衝突因子と衝突する可能性のあるエリアである衝突危険エリアに近づいたことを判定する判定手段と、
前記移動体が前記衝突危険エリアに近づいたと判定した場合、前記衝突因子の情報を該衝突因子が存在する空間に関連付けられた固有識別子に紐づけて保存した固有識別子リストを取得するリスト取得手段と、
前記固有識別子リストに保存された前記衝突因子の情報に基づき、衝突危険性の高さに応じて、前記移動体の前記衝突因子との衝突を回避する制御を行う衝突回避制御手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
(構成2)
前記固有識別子リストは、前記衝突危険エリアに応じて定めた衝突因子エリア内に存在する前記衝突因子の情報が保存されたリストである、
ことを特徴とする構成1に記載の情報処理装置。
(構成3)
前記固有識別子リストは、前記衝突危険エリアの空間の前記衝突因子の情報を始めに保存し、順に前記衝突危険エリアから前記移動体の進行方向と同じ方向に離れる空間の前記衝突因子の情報を保存したリストである、
ことを特徴とする構成1又は2に記載の情報処理装置。
(構成4)
前記固有識別子リストは、
前記移動体が前記衝突危険エリアに到着したときに前記衝突危険エリアに到着する前記衝突因子が、現在存在する可能性のある空間の前記衝突因子の情報を始めに保存し、
順に該現在存在する可能性のある空間から離れる空間の前記衝突因子の情報を保存したリストである、
ことを特徴とする構成1又は2に記載の情報処理装置。
(構成5)
前記衝突回避制御手段は、前記固有識別子リストに初めに保存された前記衝突因子の情報から順に該衝突因子の情報に基づき、衝突危険性の高さに応じて、衝突を回避する制御を行う、
ことを特徴とする構成1から4のいずれか一つに記載の情報処理装置。
(構成6)
前記衝突回避制御手段は、前記移動体に衝突危険性の高さに応じた通知を行う、
ことを特徴とする構成1から5のいずれか一つに記載の情報処理装置。
(方法1)
移動体が衝突因子と衝突する可能性のあるエリアである衝突危険エリアに近づいたことを判定する判定工程と、
前記移動体が前記衝突危険エリアに近づいたと判定した場合、前記衝突因子の情報を該衝突因子が存在する空間に関連付けられた固有識別子に紐づけて保存した固有識別子リストを取得するリスト取得工程と、
前記固有識別子リストに保存された前記衝突因子の情報に基づき、衝突危険性の高さに応じて、前記移動体の前記衝突因子との衝突を回避する制御を行う衝突回避制御工程と、
を有することを特徴とする情報処理装置の制御方法。
(プログラム1)
構成1乃至6のいずれか1つに記載の各手段としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
(構成1)
移動体が衝突因子と衝突する可能性のあるエリアである衝突危険エリアに近づいたことを判定する判定手段と、
前記移動体が前記衝突危険エリアに近づいたと判定した場合、前記衝突因子の情報を該衝突因子が存在する空間に関連付けられた固有識別子に紐づけて保存した固有識別子リストを取得するリスト取得手段と、
前記固有識別子リストに保存された前記衝突因子の情報に基づき、衝突危険性の高さに応じて、前記移動体の前記衝突因子との衝突を回避する制御を行う衝突回避制御手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
(構成2)
前記固有識別子リストは、前記衝突危険エリアに応じて定めた衝突因子エリア内に存在する前記衝突因子の情報が保存されたリストである、
ことを特徴とする構成1に記載の情報処理装置。
(構成3)
前記固有識別子リストは、前記衝突危険エリアの空間の前記衝突因子の情報を始めに保存し、順に前記衝突危険エリアから前記移動体の進行方向と同じ方向に離れる空間の前記衝突因子の情報を保存したリストである、
ことを特徴とする構成1又は2に記載の情報処理装置。
(構成4)
前記固有識別子リストは、
前記移動体が前記衝突危険エリアに到着したときに前記衝突危険エリアに到着する前記衝突因子が、現在存在する可能性のある空間の前記衝突因子の情報を始めに保存し、
順に該現在存在する可能性のある空間から離れる空間の前記衝突因子の情報を保存したリストである、
ことを特徴とする構成1又は2に記載の情報処理装置。
(構成5)
前記衝突回避制御手段は、前記固有識別子リストに初めに保存された前記衝突因子の情報から順に該衝突因子の情報に基づき、衝突危険性の高さに応じて、衝突を回避する制御を行う、
ことを特徴とする構成1から4のいずれか一つに記載の情報処理装置。
(構成6)
前記衝突回避制御手段は、前記移動体に衝突危険性の高さに応じた通知を行う、
ことを特徴とする構成1から5のいずれか一つに記載の情報処理装置。
(方法1)
移動体が衝突因子と衝突する可能性のあるエリアである衝突危険エリアに近づいたことを判定する判定工程と、
前記移動体が前記衝突危険エリアに近づいたと判定した場合、前記衝突因子の情報を該衝突因子が存在する空間に関連付けられた固有識別子に紐づけて保存した固有識別子リストを取得するリスト取得工程と、
前記固有識別子リストに保存された前記衝突因子の情報に基づき、衝突危険性の高さに応じて、前記移動体の前記衝突因子との衝突を回避する制御を行う衝突回避制御工程と、
を有することを特徴とする情報処理装置の制御方法。
(プログラム1)
構成1乃至6のいずれか1つに記載の各手段としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
尚、上記実施形態における制御の一部又は全部を上述した実施形態の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介して制御システム等に供給するようにしてもよい。そしてその制御システム等におけるコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
尚、上記実施形態における制御の一部又は全部を上述した実施形態の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介して制御システム等に供給するようにしてもよい。そしてその制御システム等におけるコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
10:システム制御装置
11:ユーザインターフェース
12:自律移動体
13:経路決定装置
14:変換情報保持装置
15:センサノード
16:インターネット
11:ユーザインターフェース
12:自律移動体
13:経路決定装置
14:変換情報保持装置
15:センサノード
16:インターネット
Claims (8)
- 移動体が衝突因子と衝突する可能性のあるエリアである衝突危険エリアに近づいたことを判定する判定手段と、
前記移動体が前記衝突危険エリアに近づいたと判定した場合、前記衝突因子の情報を該衝突因子が存在する空間に関連付けられた固有識別子に紐づけて保存した固有識別子リストを取得するリスト取得手段と、
前記固有識別子リストに保存された前記衝突因子の情報に基づき、衝突危険性の高さに応じて、前記移動体の前記衝突因子との衝突を回避する制御を行う衝突回避制御手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。 - 前記固有識別子リストは、前記衝突危険エリアに応じて定めた衝突因子エリア内に存在する前記衝突因子の情報が保存されたリストである、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記固有識別子リストは、前記衝突危険エリアの空間の前記衝突因子の情報を始めに保存し、順に前記衝突危険エリアから前記移動体の進行方向と同じ方向に離れる空間の前記衝突因子の情報を保存したリストである、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記固有識別子リストは、前記移動体が前記衝突危険エリアに到着したときに前記衝突危険エリアに到着する前記衝突因子が、現在存在する可能性のある空間の前記衝突因子の情報を始めに保存し、順に該現在存在する可能性のある空間から離れる空間の前記衝突因子の情報を保存したリストである、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記衝突回避制御手段は、前記固有識別子リストに初めに保存された前記衝突因子の情報から順に該衝突因子の情報に基づき、衝突危険性の高さに応じて、衝突を回避する制御を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記衝突回避制御手段は、前記移動体に衝突危険性の高さに応じた通知を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 移動体が衝突因子と衝突する可能性のあるエリアである衝突危険エリアに近づいたことを判定する判定工程と、
前記移動体が前記衝突危険エリアに近づいたと判定した場合、前記衝突因子の情報を該衝突因子が存在する空間に関連付けられた固有識別子に紐づけて保存した固有識別子リストを取得するリスト取得工程と、
前記固有識別子リストに保存された前記衝突因子の情報に基づき、衝突危険性の高さに応じて、前記移動体の前記衝突因子との衝突を回避する制御を行う衝突回避制御工程と、
を有することを特徴とする情報処理装置の制御方法。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の各手段としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
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