JP6488428B1 - 自律車両のためのフォールバック軌道システム - Google Patents

Abstract

車両（１００）を制御する方法は、１次コンピューティングシステム（１１０）によって、ある位置からの、ミッション目標を達成するための標準軌道および車両を安全に停止するためのフォールバック軌道を生成することを含む。標準軌道およびフォールバック軌道は、上記位置と分岐点との間で同一であり、分岐点の後、標準軌道とフォールバック軌道とは分岐する。フォールバック軌道は送信され、２次コンピューティングシステム（２１０）によって受信される。２次コンピューティングシステムは、フォールバック軌道に従って車両を制御しながら１次コンピューティングシステムからの更新軌道を待機する。車両がフォールバック軌道上の閾値点に到達し、２次コンピューティングシステムによって未だ更新軌道が受信されていない場合、２次コンピューティングシステムは、車両を安全に停止するためにフォールバック軌道に従って車両の制御を継続する。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
［0001］ 本出願は、参照によってその開示が本願に組み込まれる、２０１６年１月８日に出願された米国特許出願第１４／９９１，１５０号の継続出願である２０１６年１２月７日に出願された米国特許出願第１５／３７１，５９５号の継続出願である。また本出願は、参照によってその開示が本願に組み込まれる、２０１６年１月８日に出願された米国特許出願第１４／９９１，１５０号の継続出願でもある。

［0002］ たとえば人間の運転者を必要としない車両などの自律車両は、１つの場所から別の場所への乗員または品物の搬送を支援するために用いられ得る。そのような車両は、乗員がたとえばピックアップ位置または目的位置など何らかの初期入力を提供し、車両自体がその位置へ操縦する完全自律モードで動作し得る。その間の乗員および車両の安全は重要事項である。したがって、これらの車両は多くの場合、緊急時に基本的に可能な限り確実かつ迅速に車両にブレーキをかけさせるフォールバックシステムを有する。

［0003 本開示の１つの態様は、車両を制御する方法を提供する。方法は、１次コンピューティングシステムによって、ミッション目標を達成するために車両に関する位置からの標準軌道を生成することを含む。標準軌道は、車両の外部環境における物体を検出するように構成された車両の知覚システムから１次コンピューティングシステムによって受信した情報に基づいて生成される。方法は、１次コンピューティングシステムによって、車両を安全に停止するために車両に関する位置からのフォールバック軌道を生成することも含む。フォールバック軌道は、車両の知覚システムから１次コンピューティングシステムによって受信した情報に基づいて生成される。標準軌道およびフォールバック軌道は、上記位置と分岐点との間で同一であり、分岐点の後、標準軌道とフォールバック軌道とは分岐する。方法は、１次コンピューティングシステムによってフォールバック軌道を２次コンピューティングシステムへ送信すること、２次コンピューティングシステムによってフォールバック軌道を受信すること、２次コンピューティングシステムによって、フォールバック軌道に従って車両を制御すること、２次コンピューティングシステムによって、フォールバク軌道に従って車両を制御しながら１次コンピューティングシステムからの更新軌道を待機すること、および、車両がフォールバック軌道上の閾値点に到達し、２次コンピューティングシステムによって未だ更新軌道が受信されていない場合、２次コンピューティングシステムによって、車両を安全に停止するためにフォールバック軌道に従って車両の制御を継続することも含む。

［0004］ １つの例において、方法は、閾値点に到達した後に更新軌道を受信した場合、２次コンピューティングシステムによって、更新軌道を無視することも含む。他の例において、方法は、２次コンピューティングシステムによって、閾値点に到達した後、センサによって物体が検出されたことを示すセンサからのデータを受信すること、および、センサからのデータの受信に応答して、２次コンピューティングシステムによって、車両を即時に停止するために車両のブレーキをかけることも含む。この例において、センサは知覚システムの一部ではなく、２次コンピューティングシステムの専用センサである。他の例において、分岐位置は、フォールバック軌道に沿った時間に対応し、その間に、１次コンピューティングシステムは、１次コンピューティングシステムの通常動作中の更新フォールバック軌道を送信しなければならない。他の例において、方法は、フォールバック軌道を受信する前に、２次コンピューティングシステムによって、１次コンピューティングシステムによって生成された第１の標準軌道から第１のフォールバック軌道が分岐する第１の分岐位置を有する第１のフォールバック軌道を受信すること、２次コンピューティングシステムによって、第１のフォールバック軌道に従って車両を制御すること、および、第１の分岐位置に到達する前に、２次コンピューティングシステムによって、フォールバック軌道を更新軌道として受信することも含む。この例において、方法は、２次コンピューティングシステムによって、フォールバック軌道に従って車両を制御するために標準軌道を更新軌道に置き換えることも含む。他の例において、閾値点は、フォールバック軌道が受信された時の車両の位置から所定の閾値距離にある車両の物理的位置に対応する。他の例において、閾値点は、２次コンピューティングシステムによってフォールバック軌道を受信した時間から所定の閾値時間後の時点に対応する。他の例において、閾値点は、標準軌道とフォールバック軌道との分岐点に対応する。

［0005］ 本開示の他の態様は、車両を制御するためのシステムを提供する。システムは、１または複数のプロセッサを有する１次コンピューティングシステムを含む。１次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサは、ミッション目標を達成するために車両に関する位置からの標準軌道を生成するように構成される。標準軌道は、車両の外部環境における物体を検出するように構成された車両の知覚システムから１次コンピューティングシステムによって受信した情報に基づいて生成される。１次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサは、車両を安全に停止するために車両に関する位置からのフォールバック軌道を生成するようにも構成される。フォールバック軌道は、車両の知覚システムから１次コンピューティングシステムによって受信した情報に基づいて生成される。標準軌道およびフォールバック軌道は、上記位置と分岐位置との間で同一であり、分岐位置の後、標準軌道とフォールバック軌道とは分岐する。１または複数のプロセッサは、２次コンピューティングシステムへフォールバック軌道を送信するようにも構成される。システムは、１または複数のプロセッサを有する２次コンピューティングシステムも含む。２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサは、フォールバック軌道を受信し、フォールバック軌道に従って車両を制御し、車両を制御しながら１次コンピューティングシステムからの更新軌道を待機し、車両がフォールバック軌道上の閾値点に到達し、２次コンピューティングシステムによって未だ更新軌道が受信されていない場合、車両を安全に停止するためにフォールバック軌道に従って車両の制御を継続するように構成される。

［0006］ １つの例において、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサは、閾値点に到達した後で更新軌道を受信した場合、更新軌道を無視するようにも構成される。他の例において、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサは、閾値に到達した後、センサによって物体が検出されたことを示すセンサからのデータを受信し、センサからのデータの受信に応答して、車両を即時に停止するために車両のブレーキをかけるようにも構成される。この例において、システムはセンサも含み、センサは知覚システムの一部ではなく、２次コンピューティングシステムの専用センサである。他の例において、分岐位置は、フォールバック軌道に沿った時間に対応し、その間に、１次コンピューティングシステムは、１次コンピューティングシステムの通常動作中の更新フォールバック軌道を送信しなければならない。他の例において、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサは更に、フォールバック軌道を受信する前に、１次コンピューティングシステムによって生成された第１の標準軌道から第１のフォールバック軌道が分岐する第１の分岐位置を有する第１のフォールバック軌道を受信し、第１のフォールバック軌道に従って車両を制御し、第１の分岐位置に到達する前に、フォールバック軌道を更新軌道として受信するように構成される。この例において、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサは更に、フォールバック軌道に従って車両を制御するために、標準軌道を更新軌道に置き換えるように構成される。他の例において、システムは、車両および知覚システムも含む。

［0007］ 本開示の更なる態様は、方法を提供する。方法は、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサによって、１次コンピューティングシステムから、車両を安全に停止するために車両に関する位置からのフォールバック軌道を受信することを含む。車両の位置から分岐位置までのフォールバック軌道の一部は、車両の位置から分岐位置までの標準軌道の一部と同一である。標準軌道は、車両がミッション目標を達成することを可能にし、分岐位置の後、標準軌道とフォールバック軌道とは分岐する。方法は、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサによって、ミッション目標を達成するためにフォールバック軌道の一部に従って車両を制御すること、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサによって、車両を制御しながら１次コンピューティングシステムからの更新軌道を待機すること、および、車両がフォールバック軌道上の閾値点に到達し、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサによって未だ更新軌道が受信されていない場合、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサによって、車両を安全に停止するためにフォールバック軌道に従って車両の制御を継続することも含む。

［0008］ １つの例において、方法は、閾値点に到達した後で更新軌道を受信した場合、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサによって、更新軌道を無視することも含む。

［0009］本開示の態様に係る車両例の機能図である。 ［0010］本開示の態様に係る詳細地図情報の表現例である。 ［0011］本開示の態様に係る車両の外観図の例である。 ［0012］本開示の態様に係る車両の内部図の例である。 ［0013］本開示の態様に係る車両のコンソールの例である。 ［0014］典型的な実施形態に係るシステム例の機能図である。 ［0015］本開示の態様に係る図６のシステムの絵図である。 ［0016］本開示の態様に係る交差点の鳥瞰図の例である。 ［0017］本開示の態様に係る１次および２次軌道の表現を有する交差点の鳥瞰図の別例である。 ［0018］本開示の態様に係る図９の１次および２次軌道の別の図である。 ［0019］本開示の態様に係るフロー図の例である。

［0020］ 本技術の態様は、１次コンピューティングシステムの故障時に２次コンピューティングシステムに頼る自律車両に関する。これらの車両は非常に複雑であり、安全に機能するために大量のソフトウェアおよびセンサを必要とする。これらのシステムの故障時、車両は、人間の介在なしで安全な位置へ至ることができなければならない。

［0021］ 上記を容易にするために、車両は、１次および２次コンピューティングシステムを有してよい。１次コンピューティングシステムは極めて複雑であり、高度な知覚および計画システムを含み得る。知覚システムは、車両の環境における物体を検出および識別するように構成された複数のセンサを含んでよい。計画システムは、たとえば特定の目的位置に到達することによって車両がミッション目標を達成するための今後の経路または軌道を生成するために、詳細地図情報と関連して知覚システムからのデータを用いてよい。

［0022］ ２次コンピューティングシステムは幾分複雑性が少なくてよい。例として、２次コンピューティングシステムは、１次コンピューティングシステムから受信した情報に基づいて車両を操縦できる程度に高度であるが、１次コンピューティングシステムの高度な知覚および計画システムを有さなくてよい。この点に関して、２次コンピューティングシステムは、車両の進行方向および速度を通信および制御してよい。そのために、２次コンピューティングシステムは、１次コンピューティングシステムからの位置情報、およびたとえば車輪の位置、ブレーキの状況などを示す情報など車両の状態に関連する他のシステムからの情報を受信し、またはこれにアクセスしてよい。これによって２次コンピューティングシステムは、後述するように特定の軌道を辿ることが可能である。

［0023］ １次および２次コンピューティングシステムは、ミッション目標を達成するために協働してよい。たとえば１次コンピューティングシステムは、車両のための軌道を２次コンピューティングシステムへ提供してよい。それに応じて、２次コンピューティングシステムは、今後の経路に従って車両を操縦してよい。

［0024］ ただし、１次コンピューティングシステムによって生成され、２次コンピューティングシステムへ提供された軌道は、フォールバック軌道であってよい。この点に関して、フォールバック軌道は実際に、安全な位置へ車両を寄せ、車両を停止することを含んでよい。

［0025］ １次コンピューティングシステムは、フォールバック軌道を生成するのと同時に、車両をミッション目標へ向かって移動させる標準軌道も生成してよい。ある程度の短期間、フォールバック軌道および標準軌道は同一であってよい。この短期間の後、軌道は互いに急速に分岐してよい。

［0026］ 重複する短期間は、２次コンピューティングシステムが１次コンピューティングシステムからの更新をいつ受信する予定であるか、および車両がどの程度迅速に自身の進行方向または速度を現実的に変更できるかに基づいて選択され得る。たとえば、ある所定の間隔で１次コンピューティングシステムが２次コンピューティングシステムへ軌道を送信してよい場合、標準軌道およびフォールバック軌道は、少なくともこの所定の間隔またはこの所定の間隔の２倍に対応すべきである。そうすることにより、２次コンピューティングシステムが１次コンピューティングシステムからの更新軌道を受信する予定である場合、２次コンピューティングシステムは、少なくともある程度の時間が過ぎるまで標準軌道に従って車両を制御してよい。更新軌道を受信すると、２次コンピューティングシステムはその後、新たな更新軌道を受信するまで更新軌道に従って車両を制御し、これはミッション目標が達成されるまで同様である。

［0027］ しかし、車両がフォールバック軌道に沿った（たとえば時間または空間における）特定の点に到達した後、２次コンピューティングシステムが未だ更新軌道を受信していない場合、２次コンピューティングシステムは、フォールバック軌道に従って車両の制御を継続する。この閾値点は、フォールバック軌道が標準軌道から分岐し始めるフォールバック軌道上の時間または空間的点に対応してよい。勿論、閾値点は、フォールバック軌道と標準軌道との分岐点より幾分前または短時間後であってもよい。この点に関して、１次コンピューティングシステムが故障した場合でも、２次コンピューティングシステムは、新たな軌道に切り換える必要はなく、最後に受信した軌道を用いて車両の制御を継続するだけである。この軌道はフォールバック軌道であるので、２次コンピューティングシステムは、車両を安全に停止するために操縦する。

［0028］ また、閾値点を通過した後、更新を受信した場合、２次コンピューティングシステムは、この更新軌道を信頼せず、単に無視するように構成され得る。これによって、２次コンピューティングシステムが、故障した１次コンピューティングシステムから受信した不良なデータにおいて動作すること、または、たとえば車両がフォールバック軌道に従って脇へ寄せ始めている場合など、車両が既に標準軌道から逸れている場合に、実行不可能または危険な軌道を辿ろうと試みることが防がれる。

［0029］ いくつかの例において、２次コンピューティングシステムは、基礎的知覚システムを含んでよい。この知覚システムは、１次コンピューティングシステムの知覚システムのセンサの１つ、または２次コンピューティングシステムのための専用センサを含んでよい。たとえば前方レーダは、車両の真正面にある物体を監視するために用いられ得る。ただし、２次コンピューティングシステムを可能な限り単純に保つために、このセンサは、車両からの特定の距離内で物体が検出された場合に可能な限り強くブレーキをかけるための最後の手段として車両によって用いられるにすぎない。ただし、不要な時にこの動作を回避するために、センサは、たとえば物体および／または車両の距離および速度に基づいて、多数の様々な種類の物体をフィルタするように構成され得る。

［0030］ 本明細書で説明される特徴を用いると、１次コンピューティングシステムが故障した時に、ミッション目標を達成することから、適切な位置で車両を停止するために車両を安全にナビゲートすることへの移行は完全にシームレスである。１つの軌道しか送信されないことにより、システムは著しく単純化される。軌道間での切換えがなく、または２次コンピューティングシステムが、切換えが行われた時に軌道間の分岐を操作できるほど複雑である必要がない。また、１次および２次コンピューティングシステムが、車両の速度および進行方向を制御するための個別の制御インタフェースを有する必要も回避される。

［0031］ また、以下で詳述するように、本明細書で説明される特徴は、様々な代替例を考慮に入れるものである。
システム例

［0032］ 図１に示すように、本開示の態様に係る車両１００は、様々な部品を含む。本開示の特定の態様は、特定の種類の車両に関して特に有用であるが、車両は、自動車、トラック、バイク、バス、レクリエーション用車両などを含むがこれに限定されない任意の種類の車両であってよい。車両は、１次コンピューティングシステム１１０および２次コンピューティングシステム２１０を含む１または複数のコンピューティングデバイスを有してよい。１次コンピューティングシステムは、１または複数のプロセッサ１２０、メモリ１３０、および汎用コンピューティングデバイスに通常存在する他の構成要素を含む、たとえばコンピューティングデバイス１１２などのコンピューティングデバイスを含む。同様に、２次コンピューティングシステムは、１または複数のプロセッサ２２０、メモリ２３０、および汎用コンピュータに通常存在する他の構成要素を含むコンピューティングデバイス２１２を含む。

［0033］ メモリ１３０、２３０は、プロセッサ１２０、２２０によって実行あるいは使用され得る命令１３２、２３２およびデータ１３４、２３４を含む、１または複数のプロセッサによってアクセス可能な情報を格納する。メモリ１３０、２３０は、プロセッサによってアクセス可能な情報を格納することができる任意の種類であってよく、コンピューティングデバイス可読媒体、またはたとえばハードドライブ、メモリカード、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＶＤまたは他の光学ディスク、および他の書込可能および読取専用メモリなど、電子デバイスの支援によって読み取られ得るデータを格納する他の媒体を含む。システムおよび方法は、上記の様々な組み合わせを含んでよく、それによって命令およびデータの様々な部分が様々な種類の媒体に格納される。

［0034］ 命令１３２、２３２は、プロセッサによって（たとえば機械コードなどのように）直接または（たとえばスクリプトなどのように）間接的に実行される命令の任意のセットであってよい。たとえば命令は、コンピューティングデバイスコードとしてコンピューティングデバイス可読媒体に格納され得る。この点に関して、「命令」および「プログラム」という用語は、本明細書において同じ意味で用いられ得る。命令は、プロセッサによる直接処理のための目的コード形式で、または、必要に応じて解釈または事前にコンパイルされる独立ソースコードモジュールの集合またはスクリプトを含む他の任意のコンピューティングデバイス言語で格納され得る。命令の機能、方法、およびルーチンは、以下で更に詳しく説明される。

［0035］ データ１３４、２３４は、命令１３２、２３２に従ってプロセッサ１２０、２２０によって取得、格納、または修正され得る。たとえば、特許請求対象である主題事項は任意の特定のデータ構造に限定されないが、データは、コンピューティングデバイスレジスタにおいて、複数の様々なフィールドおよびレコード、ＸＭＬ文書、またはフラットファイルを有する表としてリレーショナルデータベースに格納され得る。データは、任意のコンピューティングデバイス可読形式でフォーマット化されてもよい。

［0036］ １または複数のプロセッサ１２０、２２０は、たとえば市販のＣＰＵなど任意の従来プロセッサであってよい。あるいは１または複数のプロセッサは、たとえばＡＳＩＣまたは他のハードウェアベースのプロセッサなどの専用デバイスであってよい。図１は、コンピューティングデバイス１１２（およびコンピューティングデバイス２１２）のプロセッサ、メモリ、および他の要素を同じブロック内にあるものとして機能的に図示するが、プロセッサ、コンピューティングデバイス、またはメモリは実際、同じ物理的筐体に格納されてもされなくてもよい複数のプロセッサ、コンピューティングデバイス、またはメモリを含んでよい。例として、内部電子ディスプレイ１５２は、高帯域幅または他のネットワーク接続を介してコンピューティングデバイス１１０とインタフェース接続し得る自身のプロセッサまたは中央処理ユニット（ＣＰＵ）、メモリなどを有する専用コンピューティングデバイスによって制御され得る。いくつかの例において、このコンピューティングデバイスは、ユーザのクライアントデバイスと通信することができるユーザインタフェースコンピューティングデバイスであってよい。同様に、メモリ１３０（または２３０）は、コンピューティングデバイス１１２（または２１２）の筐体とは別の筐体にあるハードドライブまたは他の記憶媒体であってよい。したがって、プロセッサまたはコンピューティングデバイスへの言及は、並行して動作してもしなくてもよいプロセッサまたはコンピューティングデバイスまたはメモリの集合への言及を含むことが理解される。

［0037］ コンピューティングデバイス１１２は、たとえば上述したプロセッサおよびメモリなど、コンピューティングデバイスに関連して通常用いられる構成要素の全てとともに、ユーザ入力装置１５０（たとえばマウス、キーボード、タッチスクリーン、および／またはマイクロフォン）および様々な電子ディスプレイ（たとえばスクリーンを有するモニタ、または情報を表示するように動作可能な他の任意の電子デバイス）を含んでよい。この例において、車両は、情報またはオーディオビジュアル体験を提供するための内部電子ディスプレイ１５２および１または複数のスピーカ１５４を含む。この点に関して、内部電子ディスプレイ１５２は、車両１００の車室内にあってよく、車両１００内の乗員に情報を提供するためにコンピューティングデバイス１１０によって用いられ得る。

［0038］ １つの例において、コンピューティングシステム１１０は、車両１００に組み込まれる自律運転コンピューティングシステムの一部であってよい。よって、コンピューティングシステム１１０、一例としてコンピューティングデバイス１１２は、車両を場所または目標付近へナビゲートするための計画または軌道を生成する計画システム１６８であってよく、またはこれを含んでよい。そのために、コンピューティングシステム１１０は、（車両の位置を決定するための）位置決めシステム１７０および（車両の環境における物体を検出するための）知覚システム１７２を含んでよい。また、これらのシステムはコンピューティングシステム１１０に組み込まれるものとして示されるが、実際は、これらのシステムはコンピューティングシステム１１０と別であってもよい。たとえば位置決めシステムは、コンピューティングシステム１１０と完全に別であってよい。この場合、以下で説明するように、２次コンピューティングシステムは、位置決めシステムの出力を用いて軌道を辿ることが可能である。

［0039］ 例として、コンピューティングデバイス１１２は、詳細な地図情報から得たデータを用いて、車両を目的位置へナビゲートする方法を完全に自律的に決定してよい。この点に関して、データ１３２は、車道の形状および高度、レーンマーカ、交差点、横断歩道、制限速度、交通信号灯、建物、標識、リアルタイム交通情報、植生、または他の物体および情報を識別する高精細地図などの地図情報を格納してよい。レーンマーカは、たとえば実線または点線の二重または単一車両境界線、実線または点線の車両境界線、反射鏡などの特徴を含んでよい。所与の車線は、左右の車両境界線、または車線の境界を定める他のレーンマーカに関連してよい。したがって、多くの車線は、１つの車両境界線の左端およびもう１つの車両境界線の右端によって境界を定められ得る。

［0040］ 図２は、交差点２０２を含む車道の一部に関する詳細地図情報２００の例である。この例において、詳細地図情報２００は、車両境界線２１０、２１２、２１４、交通信号灯２２０、２２２、２２４、２２６、横断歩道２３０、２３２、および歩道２４０の形状、位置、および他の特徴を識別する情報を含む。各車線は、車両がそれぞれの車線において一般に進行すべき方向を示すレール２５０、２５２、２５４、２５６に関連し得る。たとえば車両は、車両境界線２１０および２１２の間の車線を走行する時、レール２５２を辿ってよい。

［0041］ 詳細地図情報は、本明細書において画像ベースの地図として図示されるが、全体が画像ベース（たとえばラスタ）である必要はない。たとえば、詳細地図情報は、たとえば道路、車線、交差点、およびこれらの特徴間の接続などの情報の１または複数のロードグラフまたはグラフネットワークを含んでよい。各特徴はグラフデータとして格納され、たとえば地理的位置、およびその特徴が他の関連特徴に結び付けられるか否かなどの情報に関連付けされてよく、たとえば一時停止標識は道路および交差点などに結び付けられ得る。いくつかの例において、関連データは、特定のロードグラフ特徴の効率的な探索を可能にするためにロードグラフのグリッドベースインデクスを含んでよい。

［0042］ コンピューティングデバイス１１２は、たとえば特定の目的位置に到着することによって車両がミッション目標を達成するための今後の経路または軌道を生成するために、位置決めシステム１７０、知覚システム１７２、および詳細地図情報からのデータを用いてよい。これらの軌道は、車両が今後特定の時間に到達すべき特定の位置または地点を含んでよいが、時間を伴わない地点のセット、方向のセット（左折、右折、直進など）、システムが見るべきものを示す画像のセットなども含んでよい。集合的に、これらの位置が、車両の今後の軌道を形成する。軌道に加えて、コンピューティングデバイス１１２は、軌道に従って車両を操縦するため、あるいは今後特定の時間に特定の位置に到達するために、車両の様々なシステムを制御するための対応する命令を生成してよい。コンピューティングシステム１１０はその後、軌道および対応する命令をコンピューティングシステム２１０へ送信してよい。

［0043］ また、コンピューティングシステム２１０も車両１００に組み込まれた自律運転コンピューティングシステムの一部であってよいが、コンピューティングシステム１１０よりも幾分複雑性が少なくてよい。例として、コンピューティングシステム２１０は、コンピューティングシステム１１０から受信した軌道および対応する命令に基づいて車両を操縦できる程度に高度であるが、コンピューティングシステム１１０の高度な知覚および計画システムを有さなくてよい。この点に関して、コンピューティングシステム２１０は、車両の進行方向および速度を制御するために車両の他の様々なシステムと通信してよい。そのために、２次コンピューティングシステムは、コンピューティングシステム１１０の位置決めシステム１７０からの位置情報、およびたとえば車輪の位置、ブレーキの状況などを示す情報など車両の状態に関する他のシステムからの情報を取得し、またはこれにアクセスしてよい。これによってコンピューティングシステム２１０は、後述するように特定の軌道を辿ることができる。

［0044］ たとえばコンピューティングデバイス２１０は、コンピューティングデバイス２１２によって、メモリ２３０の命令２３４および他の受信入力に従って車両１００の移動、速度などを自律的に制御するために、（車両のブレーキを制御するための、または場合によっては車両のブレーキを単に含み得る）減速システム１６０、（車両の加速を制御するための、または場合によってはエンジンへの動力制御を単に含み得る）加速システム１６２、（車輪の向きおよび車両の方向を制御するための）ステアリングシステム１６４、（方向指示器を制御するための）シグナリングシステム１６６、および動力システム１７４（たとえばバッテリおよび／またはガソリンまたはディーゼルエンジン）との間で情報を送受信してよい。この点に関して、コンピューティングシステム２１０は、車両の乗員からの継続的または定期的入力の必要なく車両を制御することができる。また、これらのシステムは、コンピューティングデバイス２１０の外部にあるものとして示されるが、車両１００を制御するための自律運転コンピューティングシステムとしてコンピューティングデバイス２１０に組み込まれてもよい。

［0045］ コンピューティングデバイス２１０は、コンピューティングシステム１１０から受信した所与の軌道に対応する命令に従って様々な部品を制御することによって車両の方向および速度を制御してよい。そのために、コンピュータ１１０は、（たとえば加速システム１６２によってエンジンへ供給される燃料または他のエネルギを増加させることによって）車両を加速させ、（たとえば減速システム１６０によってエンジンへ供給される燃料を減少させ、ギアチェンジし、および／またはブレーキをかけることによって）減速させ、（たとえばステアリングシステム１６４によって車両１００の前輪または後輪を回転させることによって）方向転換させ、車両に（たとえばシグナリングシステム１６６の方向指示器を点灯することによって）そのような転換を合図させてよい。したがって、加速システム１６２および減速システム１６２は、車両のエンジンと車両の車輪との間の様々な部品を含むドライブトレインの一部であってよい。また、これらのシステムを制御することによって、コンピュータ２１２は、車両を自律的に操縦するために車両のドライブトレインを制御してもよい。例として、コンピューティングデバイス２１２は、車両の速度を制御するために、減速システム１６０および加速システム１６２とインタラクトしてよい。同様に、ステアリングシステム１６４は、車両１００の方向を制御するためにコンピューティングデバイス１１０によって用いられ得る。たとえば、車両１００が、たとえば自動車またはトラックのように路上での使用のために構成される場合、ステアリングシステムは、車両を回転させるために車輪の角度を制御するための部品を含んでよい。シグナリングシステム１６６は、たとえば必要に応じて方向指示器またはブレーキライトを点灯することによって車両の意図を他の運転者または車両に合図するために、コンピューティングデバイス２１２によって用いられ得る。

［0046］ 図３Ａ〜図３Ｄは、車両１００の外観図の例である。図示されるように、車両１００は、たとえばヘッドライト３０２、フロントガラス３０３、テールライト／方向指示灯３０４、後面ガラス３０５、ドア３０６、サイドミラー３０８、タイヤおよび車輪３１０、および方向指示／駐車灯３１２など、一般的車両の多くの特徴を含む。ヘッドライト３０２、テールライト／方向指示灯３０４、および方向指示／駐車灯３１２は、シグナリングシステム１６６に関連してよい。ライトバー３０７もまたシグナリングシステム１６６に関連してよい。

［0047］ 図４は、ドア３０６の開口部を通した車両１００の内部図の例である。この例において、乗員用の２つの座席４０２と、それらの間のコンソール４０４とがある。座席４０２のすぐ前には、収納ビンエリア４０８および内部電子ディスプレイ１５２を有するダッシュボード構成４０６がある。見て分かるように、車両１００は、乗員がドライブトレインを介して車両の操舵、加速、および／または減速を直接制御する半自律またはマニュアル運転モードを可能にするハンドル、ガス（加速）ペダル、またはブレーキ（減速）ペダルを含まない。以下で更に詳しく説明するように、ユーザ入力は、ユーザ入力装置１５０のマイクロフォン（不図示）、コンソール４０４の特徴、および利用可能である場合、無線ネットワーク接続１５６に限定される。この点に関して、内部電子ディスプレイ１５２は、単に乗員へ情報を提供するものであってよく、ユーザ入力のためのタッチスクリーンまたは他のインタフェースを含む必要はない。他の実施形態において、内部電子ディスプレイ１５２は、乗員によってたとえば目的地などの情報を入力するためのタッチスクリーンまたは他のユーザ入力デバイスを含んでよい。同様に、車両は、乗員がマニュアルまたは半自律運転モードで車両を制御するために用いることができる操舵、加速、および制動入力を含んでよい。

［0048］ 図５は、コンソール４０４を上から見た図である。コンソール４０４は、車両１００の特徴を制御するための様々なボタンを含む。たとえばコンソール４０４は、たとえばドア３０６を施錠および開錠するためのボタン５０２、ドア３０６の窓を開閉するためのボタン５０４、車両の室内灯を点灯するためのボタン５０６、座席４０２の暖房機能を制御するためのボタン５０８、およびスピーカ１５４の音量を制御するためのボタン５１０など、一般的な車両に設けられ得るボタンを含む。

［0049］ また、コンソール４０４は、利用可能である場合、無線ネットワーク接続を介して遠隔コンシェルジュとの通信を開始するためのボタン５１１も含む。ボタン５１２および５１４もまたユーザ入力装置１５０の一部であってよく、この場合、乗員が、たとえば車両での移動を開始または終了するためにコンピュータ１１０と通信することを可能にする。この点に関して、ボタン５１２は、押下されると車両１００を短時間で停止させる緊急停止ボタンとして機能してよい。乗員は、ガスペダルまたはブレーキペダルによる車両１００の加速または減速の直接制御を有さないので、ボタン５１２は、乗員が安心し、非常時に迅速に対応することを可能にするために重要な緊急停止ボタンであってよい。

［0050］ ボタン５１４は、多機能ボタンであってよい。たとえばボタン５１４は、３つの異なる状態を有してよい。第１の状態において、ボタン５１４は非アクティブであってよく、すなわち、押下されると、車両のコンピュータ１１０は、車両の移動の制御に関する任意の特定の動作を取ることによって応答しない。第２の状態において、車両が移動を開始する準備ができている場合、ボタン５１４は、ユーザが目的地または降車位置への移動を開始するために用いる「発進」ボタンに変化してよい。車両１００が動くと、ボタン５１４は第３の状態へ変化し、ここでボタン５１４は、非緊急停止を開始するために乗員が用いる「停車」ボタンである。この点に関して、コンピュータ１１０は、緊急停止ボタン５１２を用いた場合のように急停止させるのではなく、車両を停車するために妥当な場所を決定することによって応答してよい。

［0051］ したがって、ナビゲーション目的での乗員のコンピュータ１１０との通信は、ボタン５１４、緊急停止ボタン５１２、乗員のクライアントコンピューティングデバイスとの短距離無線通信システム（たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥ）、および車両のコンピュータへ情報を中継する遠隔サーバへ乗員のクライアントコンピューティングデバイスから情報を送信することに限定され得る。いくつかの例において、乗員は、上述したようなマイクロフォンを通す音声コマンドを介して車両のコンピュータ１１０へ情報を提供してよい。ただし、乗員は、電話呼出し、乗員のクライアントコンピューティングデバイス上のアプリケーション、マイクロフォン、および／またはコンシェルジュボタン５１１を介してコンシェルジュと通信してよく、コンシェルジュは、コンシェルジュワークステーションを介して、車両の特定の態様を制御するための命令を提供してよい。

［0052］ 車両１００の１または複数のコンピューティングデバイス１１０は、他のコンピューティングデバイスとの間で情報を受信または転送してもよい。図６および図７はそれぞれ、ネットワーク６６０を介して接続された複数のコンピューティングデバイス６１０、６２０、６３０、６４０、およびストレージシステム６５０を含むシステム例６００の絵図および機能図である。簡略化のために少数の車両およびコンピューティングデバイスのみが描かれるが、一般的なシステムはこれより大幅に多い数を含んでよい。

［0053］ 図６に示すように、コンピューティングデバイス６１０、６２０、６３０、６４０の各々は、１または複数のプロセッサ、メモリ、データ、および命令を含んでよい。そのようなプロセッサ、メモリ、データ、および命令は、コンピューティングデバイス１１０の１または複数のプロセッサ１２０、メモリ１３０、データ１３２、および命令１３４と同様に構成され得る。

［0054］ ネットワーク６６０および間にあるノードは、たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥ、インターネット、ワールドワイドウェブ、イントラネット、仮想プライベートネットワーク、広域ネットワーク、ローカルネットワーク、１または複数の企業に固有の通信プロトコルを用いたプライベートネットワーク、イーサネット、ＷｉＦｉおよびＨＴＴＰ、および上記の様々な組み合わせなど、短距離通信プロトコルを含む様々な構成およびプロトコルを含んでよい。そのような通信は、たとえばモデムおよび無線インタフェースなど、他のコンピューティングデバイスとの間のデータ送信を可能にする任意のデバイスによって容易になり得る。

［0055］ １つの例において、１または複数のコンピューティングデバイス１１０は、たとえば他のコンピューティングデバイスとの間でデータを受信、処理、および送信することを目的としてネットワークの様々なノードと情報を交換する負荷分散サーバファームなど、複数のコンピューティングデバイスを有するサーバを含んでよい。たとえば１または複数のコンピューティングデバイス２１０は、ネットワーク６６０を介して車両１００の１または複数のコンピューティングデバイス１１０または車両１００Ａの同様のコンピューティングデバイスおよびクライアントコンピューティングデバイス６２０、６３０、６４０と通信することができる１または複数のサーバコンピューティングデバイスを含んでよい。たとえば車両１００および１００Ａは、サーバコンピューティングデバイスによって様々な場所へ配車され得る車両隊の一部であってよい。この点に関して、隊の車両は、車両のそれぞれの位置決めシステムによって提供されるサーバコンピューティングデバイス位置情報を定期的に送信してよく、１または複数のサーバコンピューティングデバイスは、車両の位置を追跡してよい。

［0056］ また、サーバコンピューティングデバイス６１０は、たとえばユーザ６２２、６３２、６４２などのユーザへ情報を送信し、たとえばコンピューティングデバイス６２０、６３０、６４０のディスプレイ６２４、６３４、６４４などのディスプレイに提示するためにネットワーク６６０を用いてよい。この点に関して、コンピューティングデバイス６２０、６３０、６４０はクライアントコンピューティングデバイスであると考えられ得る。

［0057］ 図７に示すように、各クライアントコンピューティングデバイス６２０、６３０、６４０は、ユーザ６２２、６３２、６４２による使用が意図されたパーソナルコンピューティングデバイスであってよく、１または複数のプロセッサ（たとえば中央処理ユニット（ＣＰＵ））、データおよび命令を格納するメモリ（たとえばＲＡＭおよび内部ハードドライブ）、たとえばディスプレイ６２４、６３４、６４４などのディスプレイ（たとえばスクリーンを有するモニタ、タッチスクリーン、プロジェクタ、テレビ、または情報を表示するために動作可能な他のデバイス）、およびユーザ入力デバイス６２６、６３６、６４６（たとえばマウス、キーボード、タッチスクリーン、またはマイクロフォン）を含む、パーソナルコンピューティングデバイスと関連して通常用いられる構成要素の全てを有する。クライアントコンピューティングデバイスは、ビデオストリームを記録するためのカメラ、スピーカ、ネットワークインタフェースデバイス、およびこれらの要素を互いに接続するために用いられる構成要素の全ても含んでよい。

［0058］ クライアントコンピューティングデバイス６２０、６３０、および６４０の各々は、フルサイズパーソナルコンピューティングデバイスを備えてよく、あるいは、たとえばインターネットなどのネットワークを介してサーバとデータを無線で交換することができるモバイルコンピューティングデバイスを備えてもよい。一例として、クライアントコンピューティングデバイス６２０は、モバイルフォン、またはたとえばインターネットまたは他のネットワークを介して情報を取得することができる無線対応ＰＤＡ、タブレットＰＣ、装着式コンピューティングデバイスまたはシステム、またはネットブックなどのデバイスであってよい。他の例において、クライアントコンピューティングデバイス６３０は、図７において頭部装着型コンピューティングシステムとして示される装着式コンピューティングシステムであってよい。例として、ユーザは、小型キーボード、キーパッド、マイクロフォン、カメラによる視覚信号、またはタッチスクリーンを用いて情報を入力してよい。

［0059］ いくつかの例において、クライアントコンピューティングデバイス６４０は、たとえばユーザ６２２および６３２などのユーザへコンシェルジュサービスを提供するために管理者によって用いられるコンシェルジュワークステーションであってよい。たとえばコンシェルジュ６４２は、以下で更に詳しく説明するように、車両１００および１００Ａの安全な動作およびユーザの安全を保証するために、それぞれのクライアントコンピューティングデバイスまたは車両１００または１００Ａによって電話呼出しまたはオーディオ接続を介してユーザと通信するためにコンシェルジュワークステーション６４０を用いてよい。図６および図７には単一のコンシェルジュワークステーション６４０のみが示されるが、一般的なシステムにおいて任意の数のそのようなワークステーションが含まれ得る。

［0060］ ストレージシステム６５０は、以下で更に詳しく説明するように様々な種類の情報を格納してよい。この情報は、本明細書で説明される特徴の一部または全部を実行するために、たとえば１または複数のサーバコンピューティングデバイス６１０などのサーバコンピューティングデバイスによって取得またはアクセスされ得る。たとえば情報は、１または複数のサーバコンピューティングデバイスに対しユーザを識別するために用いられ得る、たとえばクレデンシャル（たとえば従来の単一因子認証の場合におけるユーザ氏名およびパスワード、およびたとえばランダム識別子、生体認証など多因子認証において一般的に用いられる他の種類のクレデンシャル）などのユーザアカウント情報を含んでよい。ユーザアカウント情報は、たとえばユーザの氏名、連絡先情報、ユーザのクライアントコンピューティングデバイス（同一ユーザアカウントで複数のデバイスが用いられる場合、複数も可）の識別情報などの個人情報、およびユーザに関する１または複数の固有信号も含んでよい。

［0061］ またストレージシステム６５０は、位置間のルートを生成および評価するためのルーティングデータも格納してよい。たとえばルーティング情報は、第１の位置にある車両が第２の位置へ到達するために要する時間を推定するために用いられ得る。この点に関して、ルーティング情報は、必ずしも上述した詳細地図情報ほど具体的ではないが、道路、およびたとえば方向（一方通行、双方通行など）、方位（北、南など）、制限速度など、および予想される交通状況を識別する交通情報などの道路に関する情報を含む地図情報を含んでよい。メモリ１３０と同様、ストレージシステム２５０は、たとえばハードドライブ、メモリカード、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＶＤ、ＣＤ‐ＲＯＭ、書込可能および読取専用メモリなど、サーバコンピューティングデバイス６１０によってアクセス可能な情報を格納することができる任意の種類のコンピュータ化ストレージであってよい。また、ストレージシステム６５０は、同じまたは様々な地理的位置に物理的に存在し得る複数の様々なストレージデバイスにデータが格納される分散型ストレージシステムを含んでよい。ストレージシステム６５０は、図６に示すようにネットワーク６６０を介してコンピューティングデバイスに接続されてよく、および／またはコンピューティングデバイス１１０、６１０、６２０、６３０、６４０のいずれかに直接接続され、または組み込まれるなどであってよい。

［0062］ 上記で説明し図に示した動作に加えて、様々な動作がここで説明される。以下の動作は、後述する順序のとおりに実行される必要はないことを理解すべきである。むしろ、様々なステップは様々な順序で、または同時に扱われてよく、ステップが追加または省略されてもよい。

［0063］ １つの態様において、ユーザは、クライアントコンピューティングデバイスへ車両を要求するためのアプリケーションをダウンロードしてよい。たとえばユーザ６２２および６３２は、電子メール内のリンクを介して、ウェブサイトから直接、またはアプリケーションストアから、アプリケーションをクライアントコンピューティングデバイス６２０および６３０へダウンロードしてよい。たとえばクライアントコンピューティングデバイスは、ネットワークを介してたとえば１または複数のサーバコンピューティングデバイス６１０へアプリケーション要求を送信し、それに応じてアプリケーションを受信してよい。アプリケーションは、クライアントコンピューティングデバイスにローカルにインストールされ得る。

［0064］ ユーザはその後、自身のクライアントコンピューティングデバイスを用いてアプリケーションにアクセスし、車両を要求してよい。例として、たとえばユーザ６３２などのユーザは、クライアントコンピューティングデバイス６３０を用いて、１または複数のサーバコンピューティングデバイス６１０へ車両の要求を送信してよい。要求は、ピックアップ位置またはエリアおよび／または目的位置またはエリアを識別する情報を含んでよい。例として、そのような位置は、街路アドレス、位置座標、目的地点などによって識別され得る。それに応じて、１または複数のサーバコンピューティングデバイス６１０は、たとえば利用状況および位置に基づいて、車両を識別し、ピックアップ位置へ配車してよい。この配車は、ユーザ（および／またはユーザのクライアントコンピューティングデバイス）、ピックアップ位置、および目的位置またはエリアに車両を割り当てるために、ユーザ（および／またはユーザのクライアントデバイス）を識別する情報を車両へ送信することを伴ってよい。

［0065］ 車両１００が車両を配車する情報を受信すると、車両の１または複数のコンピューティングデバイス１１０は、上述した様々な特徴を用いて車両をピックアップ位置まで操縦してよい。車両がユーザのクライアントデバイスに接近すると、車両のコンピュータはユーザのクライアントデバイスおよびユーザを認証してよい。ユーザが認証されると、車両のコンピューティングデバイスは、車両のドアを自動的に開錠し、ユーザが車両に入ることを可能にし得る。車両の１または複数のコンピューティングデバイス１１０は、内部電子ディスプレイ１５２にウェルカム画面を表示してもよい。このウェルカム画面は、（乗員となった）ユーザに、車両の使用方法に関する命令を提供してよい。たとえば命令は、必要に応じてドア３０６を閉めて、自身のシートベルトを留めることを乗員に要求することを含んでよい。座席、ドア、およびシートベルトに関連するセンサは、乗員が応じたかを決定するために用いられ得る。乗員が命令に応じると、乗員はボタン５１４を押下またはアクティブ化してよい。それに応じて、コンピュータ１１０は、目的位置へのルートに沿って自律的に車両を制御するために必要なシステムを起動してよい。

［0066］ 自律運転システムによって車両が自律的に運転される間、コンピューティングシステム１１０および２１０は、たとえば乗員をピックアップするピックアップ位置への操縦、乗員を降車させる目的地への操縦などのミッション目標を達成するために協働し得る。たとえば上述したように、コンピューティングシステム１１０は、軌道および軌道を辿るための対応する命令を生成してよい。コンピューティングシステム１１０はその後、この情報をコンピューティングシステム２１０へ送信してよい。それに応じてコンピューティングシステム２１０は、軌道および対応する命令に従って車両を操縦してよい。

［0067］ たとえば図８は、現在、自律運転システムによって車両１１０が自律的に操縦されている交差点８０２を含む車道８００の一部を示す。車両１００は交差点８０２に接近しており、たとえば１または複数のコンピューティングデバイス１１０によって上述したような自律運転モードで制御され得る。この例において、交差点８０２は、詳細地図情報２００の交差点２０２に対応しており、車両は、目的地へ向かうルートを辿るために一般にレール２５０（図８には示されない）を辿る。この例において、車両境界線８１０、８１２、および８１４はそれぞれ車両境界線２１０、２１２、および２１４の形状、位置、および他の特徴に対応する。同様に、横断歩道８３０および８３２はそれぞれ横断歩道２３０および２３２の形状、位置、および他の特徴に対応し、歩道８４０は歩道２４０に対応し、交通信号灯８２２、８２４、および８２６はそれぞれ交通信号灯２２２、２２４、および２２６の形状、位置、および他の特徴に対応する。

［0068］ 車両の知覚システム１７２は、車両の環境における物体を継続的に検出および識別してよい。たとえば車両のコンピューティングデバイス１１０は、車両境界線８１０、８１２、および８１４、横断歩道８３０および８３２、歩道８４０、および交通信号灯８２２、８２４、および８２６を検出および識別してよい。これらの「静的」特徴に加えて、車両の知覚システムは、たとえば車両８５０〜８５８および歩行者８６０、８６２など様々な他の物体も検出、追跡、および識別してよい。すなわち知覚システム１７２は、短期間これらの物体を観察することによって、これらの物体の一般形状および向きとともに速度を決定してよい。

［0069］ この情報は、位置決めシステム１７０からの車両の現在の地理的位置を識別する位置情報とともに、車両の軌道を生成するためにコンピューティングシステム１１０のコンピューティングデバイス１１２へ提供され得る。上述したように、そのためにコンピューティングデバイス１１２は、関連詳細地図情報も取得してよい。車両の所与の地理的位置から、コンピューティングシステム１１０は２つの異なる軌道を生成してよく、実際にそれらの一方のみが、これに作用されるコンピューティングシステム２１０へ送信される。第１の軌道は、車両を継続的にミッション目標の達成に向かわせることができる標準軌道であってよく、第２の軌道は、フォールバック軌道であってよい。安全のため、第２のフォールバック軌道および対応する命令のみがコンピューティングシステム２１０へ送信され得る。

［0070］ この点に関して、フォールバック軌道は実際、車両を安全位置へ寄せ、車両を停止することを含んでよい。したがってこのフォールバック軌道は、たとえば２０秒前後など先まで、ある程度の公称距離を延長させ得る。例として、フォールバック軌道は、車両が時速２５マイルで走行している場合、約７秒以内に車両が脇へ寄って停止することを含んでよい。これは、車両がこれを実現するために大体どの程度の時間を要するかに対応する。図９の例９００に示すように、（点線で示す）フォールバック軌道９１０は、車両１００の現在速度に対して５秒以内に車両が脇へ寄って停止することを可能にする。

［0071］ 上述したように、コンピューティングシステム１１０は、車両をミッション目標へ移動させる標準軌道も生成してよい。（点線で示す）標準軌道９２０は、車両がレール２５０に沿って継続的に目的地へ向かうことを可能にする。明確性のために、フォールバック軌道９１０および標準軌道９２０の両方の個別の図が図１０の例１０００に示される。

［0072］ ある程度の短期間、フォールバック軌道および標準軌道は同一であってよい。たとえば図９および図１０から分かるように、フォールバック軌道９１０および標準軌道９２０は、地点９３０と９４０との間で互いに重なり合い同一である。この例において、地点９３０および９４０は、特定の時間に車両が到達する位置を表す。したがって、軌道９１０および９２０の両方について、車両は、時間Ｔ１に地点９３０（実際は軌道９１０および９２０両方の開始地点）にある。同様に、いずれの軌道を辿っても、車両１００は時間Ｔ２に地点９３０に到達する。したがって、同じ軌道を有することに加えて、これらの（地点９３０と９４０との間の）重複部分は、同一の対応する命令に関連し得る。すなわち、車両が様々な時間に到達する物理的位置に加えて、加速、減速、操舵などを制御するための命令は、地点９３０と９４０との間、両方の軌道に関して同じであってよい。

［0073］ この重複する短期間の後、フォールバック軌道と標準軌道とは互いに急速に分岐し得る。例として、短期間は、およそ数百ミリ秒、またはたとえば０．３秒であってよい。この点に関して、地点９４０の後、軌道９１０は車両１００を車道から路肩領域へ移動させ、減速して停止させる。対照的に、軌道９２０は、車両をレール２５０に沿って継続的に目的地へ向かわせる。

［0074］ 重複する短期間は、２次コンピューティングシステムが１次コンピューティングシステムからの更新をいつ受信する予定であるか、および車両がどの程度迅速に自身の進行方向または速度を現実的に変更できるかに基づいて選択され得る。たとえば、コンピューティングシステム１１０が、およそ毎秒１０回（すなわち０．１秒ごとに）軌道をコンピューティングシステム２１０へ送信し得る場合、標準およびフォールバック軌道は、少なくともこの長さまたはこの時間の２倍に対応すべきである。そうすることによって、コンピューティングシステム２１０がコンピューティングシステム１１０からの更新軌道を受信する予定である場合、コンピューティングシステム２１０は、少なくともある程度の時間が過ぎるまで、標準軌道および対応する命令に従って車両を制御してよい。上述したように、これは、メモリ２３０の命令２３４および対応する命令に従って車両１００の移動、速度などを制御するために、減速システム１６０、加速システム１６２、ステアリングシステム１６４、（方向指示器を制御するための）シグナリングシステム１６６、および動力システム１７４と通信することを含んでよい。更新軌道を受信すると、コンピューティングシステム２１０はその後、新たな更新軌道および対応する命令を受信するまで、更新軌道および対応する命令に従って車両を制御し、これはミッション目標が達成されるまで同様である。

［0075］ しかし、車両がフォールバック軌道に沿った特定の（たとえば時間または空間的）点に到達した後、コンピューティングシステム２１０が更新軌道を受信していない場合、コンピューティングシステム２１０は、フォールバック軌道に従って車両の制御を継続する。この閾値点は、フォールバック軌道がコンピューティングシステム２１０によって受信された時間からの所定の閾値期間を測定することによって決定され得る。同様に、閾値点は、フォールバック軌道がコンピューティングシステム２１０によって受信された時の車両の位置からの所定の閾値距離を測定することによって決定され得る。また閾値点は、フォールバック軌道が標準軌道から分岐し始めるフォールバック軌道上の時間または空間的点、すなわち図９の例９００における地点９４０に対応してもよい。

［0076］ いくつかの例において、閾値点は、たとえば車両の速度または操舵角に基づいてコンピューティングシステム１１０および／または２１０によって動的に決定され得る。たとえば閾値点は、車両がフォールバック軌道に従って停止する必要がある場合の方向へ車輪を回転させるのではなく車両が直進した場合、より早く生じ得る。同様に、閾値点は、車両が時速５マイルで移動する場合よりも時速２０マイルで移動する場合、時速５マイルの車両を停止する方が要する時間が短いため、より早く生じ得る。勿論、閾値点は、このように車両の速度および操舵角のみではなく、詳細地図情報または知覚システムからのセンサデータによって識別されるような道路の特性にも依存し得る。

［0077］ 勿論、閾値点は、フォールバック軌道と標準軌道との分岐点より後にあるフォールバック軌道上の（時間または空間的）点に対応してもよい。この点に関して、コンピューティングシステム２１０は、軌道間の少量の分岐を許容し、更新軌道が受信されると最初の軌道に戻ってもよい。ただし、相当量の分岐の後、最初の軌道（または新たに更新されたフォールバック軌道）へ戻ることは危険であり得る。

［0078］ コンピューティングデバイス２１０によって（フォールバック軌道および標準軌道の両方ではなく）フォールバック軌道のみが受信されるので、コンピューティングシステム１１０が故障した場合でも、コンピューティングシステム２１０は、新たな軌道および新たな対応する命令に切り換える必要がなく、上述したように最後に受信したフォールバック軌道および対応する命令を用いて車両の制御を継続するだけである。この軌道はフォールバック軌道であるので、コンピューティングシステム２１０は、車両を安全に停止するように操縦する。

［0079］ また、この閾値期間を過ぎた後で更新が受信された（すなわち更新を遅れて受信した）場合、２次コンピューティングシステムは、この更新軌道を信頼せず、単純にこれを無視するように構成され得る。これによって、２次コンピューティングシステムが、故障した１次コンピューティングシステムから受信した不良なデータにおいて動作することが防がれる。

［0080］ いくつかの例において、２次コンピューティングシステムは、基礎的知覚システムを含んでよい。この知覚システムは、１次コンピューティングシステムの知覚システムのセンサの１つまたは２次コンピューティングシステムの専用センサを含んでよい。たとえば、前方レーダは、車両の真正面の物体を監視するために用いられ得る。ただし、２次コンピューティングシステムを可能な限り単純に保つために、このセンサは、車両からの特定の距離内で物体が検出された場合に可能な限り強くブレーキをかけるための最後の手段として車両によって用いられるにすぎない。ただし、不要な時にこの動作を回避するために、センサは、たとえば物体および／または車両の距離および速度に基づいて、多くの様々な種類の物体をフィルタするように構成され得る。

［0081］ 図１１は、たとえばコンピューティングシステム２１０などの２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサによって実行され得る上述した様々な態様のフロー図の例１１００である。この例において、ブロック１１０２において、車両を安全に停止するために車両の位置からのフォールバック軌道が２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサによって受信される。車両の位置から分岐位置までのフォールバック軌道の一部は、車両の位置から分岐位置までの標準軌道の一部と同一である。標準軌道は、車両がミッション目標を達成することを可能にするものであり、分岐位置の後、標準軌道とフォールバック軌道とは分岐する。ブロック１１０４において、車両は、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサによって、ミッション目標を達成するためにフォールバック軌道の一部に従って制御される。２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサは、ブロック１１０６において車両を制御しながら、１次コンピューティングシステムからの更新軌道を待機する。車両がフォールバック軌道上の閾値点に到達し、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサによって未だ更新軌道が受信されていない場合、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサは、ブロック１１０８において車両を安全に停止させるためにフォールバック軌道に従って車両の制御を継続する。ブロック１１１０において、閾値点に到達した後で更新軌道が受信された場合、２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサは、更新軌道を無視する。

［0082］ 例外が明記されない限り、上記の代替例は相互排他的なものではなく、固有の利益を実現するために様々な組み合わせで実行され得る。上述した特徴のこれらのおよび他の変形例および組み合わせは、特許請求の範囲によって定義される主題事項から逸脱することなく利用することができ、実施形態の上記説明は、特許請求の範囲によって定義される主題事項を限定するものではなく例示的なものとして受け取るべきである。また、本明細書で説明される例の規定は、「たとえば・・・など」、「含む」などとして表される節と同様、特許請求の範囲の主題事項を特定の例に限定するものとして解釈されてはならず、多数の可能な実施形態の１つのみを示すことが意図される。また、様々な図面における同じ参照番号は、同じまたは類似の要素を示し得るものである。

Claims (20)

1. 車両を制御する方法であって、
   １次コンピューティングシステムによって、ミッション目標を達成するために車両に関する位置からの標準軌道を生成することであって、前記標準軌道は、前記車両の外部環境における物体を検出するように構成された前記車両の知覚システムから前記１次コンピューティングシステムによって受信した情報に基づいて生成される、標準軌道を生成することと、
   前記１次コンピューティングシステムによって、前記車両を安全に停止するために前記車両の前記位置からのフォールバック軌道を生成することであって、前記フォールバック軌道は、前記車両の前記知覚システムから前記１次コンピューティングシステムによって受信した前記情報に基づいて生成され、前記標準軌道および前記フォールバック軌道は、前記位置と分岐点との間で同一であり、前記分岐点の後、前記標準軌道と前記フォールバック軌道とは分岐する、フォールバック軌道を生成することと、
   前記１次コンピューティングシステムによって、前記フォールバック軌道を２次コンピューティングシステムへ送信することと、
   前記２次コンピューティングシステムによって、前記フォールバック軌道を受信することと、
   前記２次コンピューティングシステムによって、前記フォールバック軌道に従って前記車両を制御することと、
   前記２次コンピューティングシステムによって、前記フォールバック軌道に従って前記車両を制御しながら、前記１次コンピューティングシステムからの更新軌道を待機することと、
   前記車両が前記フォールバック軌道上の閾値点に到達し、前記２次コンピューティングシステムによって未だ更新軌道が受信されていない場合、前記２次コンピューティングシステムによって、前記車両を安全に停止するために前記フォールバック軌道に従って前記車両の制御を継続することと
   を備える方法。
2. 前記閾値点に到達した後で更新軌道を受信した場合、前記２次コンピューティングシステムによって、前記更新軌道を無視することを更に備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記２次コンピューティングシステムによって、前記閾値点に到達した後、センサによって物体が検出されたことを示す前記センサからのデータを受信することと、
   前記センサからの前記データの受信に応答して、前記２次コンピューティングシステムによって、前記車両を即時に停止するために前記車両のブレーキをかけることと
   を更に備える、請求項１に記載の方法。
4. 前記センサは前記知覚システムの一部ではなく、前記２次コンピューティングシステムの専用センサである、請求項３に記載の方法。
5. 前記分岐点は、前記フォールバック軌道に沿った時間に対応し、その間に、前記１次コンピューティングシステムは、前記１次コンピューティングシステムの通常動作中の更新フォールバック軌道を送信しなければならない、請求項１に記載の方法。
6. 前記フォールバック軌道を受信する前に、２次コンピューティングシステムによって、前記１次コンピューティングシステムから、前記１次コンピューティングシステムによって生成された第１の標準軌道から第１のフォールバック軌道が分岐する第１の分岐位置を有する前記第１のフォールバック軌道を受信することと、
   前記２次コンピューティングシステムによって、前記第１のフォールバック軌道に従って前記車両を制御することと、
   前記第１の分岐位置に到達する前に、前記２次コンピューティングシステムによって、前記フォールバック軌道を更新軌道として受信することと
   を更に備える、請求項１に記載の方法。
7. 前記２次コンピューティングシステムによって、前記フォールバック軌道に従って前記車両を制御するために、前記標準軌道を前記更新軌道に置き換えることを更に備える、請求項６に記載の方法。
8. 前記閾値点は、前記フォールバック軌道が受信された時の前記車両の位置から所定の閾値距離にある前記車両の物理的位置に対応する、請求項１に記載の方法。
9. 前記閾値点は、前記２次コンピューティングシステムによって前記フォールバック軌道を受信した時間から所定の閾値時間後の時点に対応する、請求項１に記載の方法。
10. 前記閾値点は、前記標準軌道と前記フォールバック軌道との分岐点に対応する、請求項１に記載の方法。
11. 車両を制御するためのシステムであって、
    前記車両の外部環境における物体を検出するように構成された前記車両の知覚システムから１次コンピューティングシステムによって受信した情報に基づいて、ミッション目標を達成するために車両の位置からの標準軌道を生成し、
    前記車両の前記知覚システムから前記１次コンピューティングシステムによって受信した前記情報に基づいて、前記車両を安全に停止するための前記車両の前記位置からのフォールバック軌道を生成し、ここにおいて前記標準軌道および前記フォールバック軌道は前記位置と分岐位置との間で同一であり、前記分岐位置の後、前記標準軌道と前記フォールバック軌道とは分岐する、
    前記フォールバック軌道を２次コンピューティングシステムへ送信する
    ように構成された１または複数のプロセッサを有する１次コンピューティングシステムと、
    前記フォールバック軌道を受信し、
    前記フォールバック軌道に従って前記車両を制御し、
    前記車両を制御しながら前記１次コンピューティングシステムからの更新軌道を待機し、
    前記車両が前記フォールバック軌道上の閾値点に到達し、前記２次コンピューティングシステムによって未だ更新軌道が受信されていない場合、前記車両を安全に停止するために、前記フォールバック軌道に従って前記車両の制御を継続する
    ように構成された１または複数のプロセッサを有する２次コンピューティングシステムと
    を備えるシステム。
12. 前記２次コンピューティングシステムの前記１または複数のプロセッサは更に、前記閾値点に到達した後で更新軌道を受信した場合、前記更新軌道を無視するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記２次コンピューティングシステムの前記１または複数のプロセッサは更に、
    前記閾値点に到達した後、センサによって物体が検出されたことを示す前記センサからのデータを受信し、
    前記センサからの前記データの受信に応答して、前記車両を即時に停止するために前記車両のブレーキをかけるように構成される、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記センサを更に備え、前記センサは前記知覚システムの一部ではなく、前記２次コンピューティングシステムの専用センサである、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記分岐点は、前記フォールバック軌道に沿った時間に対応し、その間に、前記１次コンピューティングシステムは、前記１次コンピューティングシステムの通常動作中の更新フォールバック軌道を送信しなければならない、請求項１１に記載のシステム。
16. 前記２次コンピューティングシステムの前記１または複数のプロセッサは更に、
    前記フォールバック軌道を受信する前に、前記１次コンピューティングシステムから、前記１次コンピューティングシステムによって生成された第１の標準軌道から第１のフォールバック軌道が分岐する第１の分岐位置を有する前記第１のフォールバック軌道を受信し、
    前記第１のフォールバック軌道に従って前記車両を制御し、
    前記第１の分岐位置に到達する前に、前記フォールバック軌道を更新軌道として受信するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
17. 前記２次コンピューティングシステムの前記１または複数のプロセッサは更に、前記フォールバック軌道に従って前記車両を制御するために、前記標準軌道を前記更新軌道に置き換えるように構成される、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記車両および前記知覚システムを更に備える、請求項１１に記載のシステム。
19. ２次コンピューティングシステムの１または複数のプロセッサによって、１次コンピューティングシステムから、車両を安全に停止するために前記車両の位置からのフォールバック軌道を受信することであって、前記車両の前記位置から分岐位置までの前記フォールバック軌道の一部は、前記車両の前記位置から前記分岐位置までの標準軌道の一部と同一であり、前記標準軌道は、前記車両がミッション目標を達成することを可能にし、前記分岐位置の後、前記標準軌道と前記フォールバク軌道とは分岐する、フォールバック軌道を受信することと、
    前記２次コンピューティングシステムの前記１または複数のプロセッサによって、前記ミッション目標を達成するために前記フォールバック軌道の前記一部に従って前記車両を制御することと、
    前記２次コンピューティングシステムの前記１または複数のプロセッサによって、前記車両を制御しながら、前記１次コンピューティングシステムからの更新軌道を待機することと、
    前記車両が前記フォールバック軌道上の閾値点に到達し、前記２次コンピューティングシステムの前記１または複数のプロセッサによって未だ更新軌道が受信されていない場合、前記２次コンピューティングシステムの前記１または複数のプロセッサによって、前記車両を安全に停止するために前記フォールバック軌道に従って前記車両の制御を継続することと
    を備える方法。
20. 前記閾値点に到達した後で前記更新軌道を受信した場合、前記２次コンピューティングシステムの前記１または複数のプロセッサによって、前記更新軌道を無視することを更に備える、請求項１９に記載の方法。