JP6851508B2 - 自動運転システム、自動運転方法および自動運転プログラム - Google Patents
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Description
(1)自動運転車両は、自車両にカメラ、レーザ、あるいはレーダといった多数のセンサを搭載する。自動運転車両は、センサを用いて自車両の周囲を検知および観察して、自車両を中心として、周囲における他の車両、人、あるいは構造物といった障害物の有無を判別する。
(2)自動運転車両は、自車両の車速パルスあるいは走行速度および受信したGPS(Global Positioning System)信号と、ナビゲーション地図データとをマップマッチングさせることにより、現在位置を把握しつつ走行する。
自動運転車両は、車線の中央ラインに沿って走行する。
特許文献2には、轍を検出し、自動運転モードに移行する技術が開示されている。
特許文献3には、轍を検出し、走行安定性を確保できる技術が開示されている。
特許文献4には、カーブ走行時に道路上の轍に応じて車両が安定するように走行制御する技術が開示されている。
***構成の説明***
図1を用いて、本実施の形態に係る自動運転システム500の概要を説明する。
自動運転システム500は、自動運転車両10と、路側機30とを備える。自動運転システム500は、GPS、Galileo、GLONASS(Global Navigation Satellite System)等のGNSS(Global Navigation Satellite System)衛星220からの測位情報410を含んだ衛星信号を受信する。また、自動運転システム500は、準天頂衛星210からの位置補正情報420および測位情報410を含んだ衛星信号を受信する。準天頂衛星210はGNSS衛星の一つである。また、準天頂衛星210は、位置補正情報420を送信するGPS、Galileo、GLONASS等の他のGNSS衛星であっても良い。
自動運転車両10は、道路を自動運転により走行する。自動運転車両10は、車載機100を搭載する。自動運転車両10は、準天頂衛星210およびGNSS衛星220といった測位衛星から測位情報410および位置補正情報420を受信し、進行方向の自車位置を把握する。また、自動運転車両10は、車両に搭載されているカメラ、レーザ、およびレーダといったセンサにより横方向、すなわち道路の横断方向の自車位置を把握する。
路側機30は、準天頂衛星210からの位置補正情報420を路車間通信により自動運転車両10に伝送する。通常、準天頂衛星210は、自動運転車両10が自己位置を補正するための位置補正情報420を自動運転車両10に送信する。しかし、全ての自動運転車両10に準天頂衛星210からの位置補正情報420を受信する受信機が搭載されているわけではない。よって、路側機30は、準天頂衛星210から位置補正情報420を受信し、路車間通信により自動運転車両10に伝送する機能を有する。
図2では、道路の幅方向、すなわち道路の横断方向の中央線である車線リンク51を点線で表している。また、図3では、実線で表した車線リンク51の両側に、轍52が発生している様子を一点鎖線で表している。
ダイナミックマップを使って渋滞情報あるいは規制情報を加味した自動運転走行を実施する場合は、自動運転車両10は、ダイナミックマップの地図データに格納されている車線リンク51と呼ばれる道路中央線の上を走行する。多くの自動運転車両10が道路中央線を50cm以下、好ましくは25cm以下、更に好ましくは10cm以下の高精度な位置決め精度で走行するため、自動運転車両10の走行により轍52が同じ位置に作られることを防止する必要がある。
自動運転システム500は、上述の通り、自動運転車両10に搭載された車載機100と、路側機30を備える。
図4に示すように、車載機100および路側機30の各装置は、コンピュータである。車載機100および路側機30の各装置は、プロセッサ910を備えるとともに、記憶装置920、通信装置950、および受信機960といった他のハードウェアを備える。図4では、プロセッサ910、記憶装置920、通信装置950、および受信機960は、車載機100および路側機30の各装置において同じ符号を付している。これは説明を簡単にするためであり、車載機100および路側機30は、プロセッサ、記憶装置、通信装置、および受信機をそれぞれ備えている。なお、本実施の形態では、受信機960は路側機30のみに備えられている。しかし、後述する実施の形態3では、受信機960は車載機100にも備えられている。
記憶装置920は、メモリと補助記憶装置を備える。
プロセッサ910は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
路側機30は、機能要素として、情報送信部310と記憶部320を備える。記憶部320には、オフセット値321が記憶されている。オフセット値321はオフセット情報ともいう。
記憶部130および記憶部320は、各装置の記憶装置920に備えられる。
プロセッサ910は、演算処理を行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ910の具体例は、CPU、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)である。
補助記憶装置は、データを保管する記憶装置である。補助記憶装置の具体例は、HDDである。また、補助記憶装置は、SD(登録商標)メモリカード、CF、NANDフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVDといった可搬記憶媒体であってもよい。なお、HDDは、Hard Disk Driveの略語である。SD(登録商標)は、Secure Digitalの略語である。CFは、CompactFlash(登録商標)の略語である。DVDは、Digital Versatile Diskの略語である。
受信機960は、準天頂衛星210からの位置補正情報420を受信する。位置補正情報420は、具体的には、L6信号である。すなわち、受信機960は、準天頂衛星210からL6信号を受信する受信機である。
自動運転プログラムは、上記の各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程を、コンピュータに実行させる。また、自動運転方法は、自動運転システム500が自動運転プログラムを実行することにより行われる方法である。
自動運転プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよい。また、自動運転プログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
車載機100は、自動運転車両10が走行する車両位置が道路の横断方向の中央より道路の横断方向にオフセット値321ずれるように自動運転を実施する。
道路構造化情報131は、道路の白線を含む道路の構造に関する情報が、線形化、すなわちベクトルデータ化された情報である。道路構造化情報131は、ダイナミックマップ静的情報として記憶部130に記憶されている。道路の白線とは、具体的には、センターライン、路肩線、側道線、停止線、あるいは横断歩道といったものである。
位置標定部110は、GNSS衛星220からの測位情報410を受信する。この測位情報410は、具体的には、L1,L2,L5信号またはE1(L1信号相当),E5(L5信号相当),E6信号である。すなわち、位置標定部110は、GNSS衛星220からのL1,L2,L5信号を受信する受信機である。
位置標定部110は、準天頂衛星210からの位置補正情報420を受信する。この位置補正情報420は、具体的には、L6信号である。すなわち、位置標定部110は、準天頂衛星210からL6信号を受信する受信機である。
位置標定部110は、準天頂衛星210から送信された位置補正情報420とGNSS衛星220から受信した測位情報410を用いて、測位情報410に含まれる測位誤差(クロック誤差、GNSS衛星バイアス誤差、GNSS衛星軌道誤差、電離層遅延、大気遅延等)を補正し、50cm以下好ましくは25cm以下、更に好ましくは10cm以下の高精度な位置標定を行うことで、自動運転車両10の車両位置Pを標定する。
なお、位置補正情報420は、例えば測位補強情報の規格として定義される、RTCM SC−104「RTCM STANDARD 10403.2」のSSRメッセージ(RTK−PPP方式;リアルタイムキネマティック精密単独測位)の情報圧縮形式「Compact SSR」に準拠したものであるのが良い。しかしながらこれに限られたものではなく、他の形式の位置補正情報であっても良い。
制御部120は、位置標定部110で標定した車両位置Pが、道路の隣接するセンターライン間の中央ラインに沿うように車両の操舵制御を行う。道路の隣接するセンターライン間の中央ラインとは車線の中央ラインである。道路の隣接するセンターライン間の中央ラインを走行誘導ライン、あるいは走行ラインともいう。もしくは、制御部120は、位置標定部110で標定した車両位置Pが、センターラインと側道線の間の中央ラインに沿うように車両の操舵制御を行う。センターラインと側道線の間の中央ラインとは、車線の中央ラインである。センターラインと側道線の間の中央ラインを走行ラインまたは車線リンクともいう。
情報送信部310は、車載機100に対して位置補正情報350を送信する。なお、車載機100が、準天頂衛星から直接、位置補正情報350を受信する場合もある。
図5を用いて、本実施の形態に係る自動運転処理S100について説明する。
ステップS110において、準天頂衛星210から位置補正情報420が送信される。
ステップS120において、路側機30が、受信機960を用いて、準天頂衛星210から位置補正情報420を受信する。
図6に示すように、情報送信部310は、位置補正情報420にオフセット値321を付与する場合、すなわちオフセット有りと、オフセット値321を付与しない場合、すなわちオフセット無しを交互に選択してもよい。あるいは、情報送信部310は、オフセット有りとオフセット無しをランダムに選択してもよい。あるいは、路側機30の記憶部320は、値が異なる複数のオフセット値321を記憶してもよい。情報送信部310は、複数のオフセット値321からランダムにオフセット値を選択し、車載機100に送信してもよい。オフセット値321は、50cmから100cmの範囲内に設定されている。
ステップS150において、車載機100の位置標定部110は、測位情報410と位置補正情報420を用いて自動運転車両10の車両位置Pを標定する。
ステップS160において、車載機100の制御部120は、路側機30の情報送信部310から送信されたオフセット値321に基づいて、車両位置Pを道路の横断方向にオフセット値321ずらして自動運転を実施する。
図7の自動運転処理S100aは、ステップS110からステップS140までの処理は、図5の自動運転処理S100と同様である。つまり、車載機100は、通信装置950を介して、路側機30から位置補正情報420とオフセット値321とを受信する。
ステップS160aにおいて、車載機100の制御部120は、位置標定部110から修正車両位置P’を入力し、修正車両位置P’を用いて自動運転を実施する。
本実施の形態では、車載機100の位置標定部110と制御部120の機能、および、路側機30の情報送信部310の機能がソフトウェアで実現される。変形例として、車載機100の位置標定部110と制御部120の機能、および、路側機30の情報送信部310の機能がハードウェアで実現されてもよい。
車載機100および路側機30の各装置は、電子回路909、記憶装置920、通信装置950、および受信機960を備える。
電子回路909は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、ASIC、または、FPGAである。GAは、Gate Arrayの略語である。ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略語である。FPGAは、Field−Programmable Gate Arrayの略語である。
車載機100の位置標定部110と制御部120の機能、および、路側機30の情報送信部310の機能は、各装置において、1つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。
別の変形例として、車載機100の位置標定部110と制御部120の機能、および、路側機30の情報送信部310の機能の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
本実施の形態に係る自動運転システム500によれば、路側機は、ダイナミックマップ静的情報に基づき、車両が車線の車線リンクに沿って、車線リンクから横断方向にずれて走行するように、オフセット値を送信する。車載機は、結果的に本来の走行ラインからオフセットした位置を走行するように車両を制御する。これによって、自動走行に伴う道路の轍の発生を防ぐことができる。
本実施の形態では、実施の形態1と異なる点について説明する。なお、実施の形態1と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態における自動運転システム500の構成は、実施の形態1で説明した図4と同様である。
本実施の形態では、路側機30の情報送信部310が、位置補正情報420をオフセット値321で修正する態様について説明する。
ステップS110からステップS120は実施の形態1と同様である。つまり、路側機30は準天頂衛星210から位置補正情報420を受信する。
ステップS130bにおいて、路側機30の情報送信部310は、オフセット値321を用いて、位置補正情報420を修正補正情報420bとして修正する。情報送信部310は、位置補正情報420により補正された位置が道路の横断方向にオフセット値321ずれるように位置補正情報420を修正する。情報送信部310は、修正補正情報420bを送信する。
ステップS140bにおいて、車載機100は、通信装置950を用いて、路側機30から修正補正情報420bを受信する。
ステップS150bにおいて、車載機100の位置標定部110は、路側機30から送信された修正補正情報420bを用いて自動運転車両10の車両位置Pを標定する。
ステップS160bにおいて、車載機100の制御部120は、位置標定部110から車両位置Pを入力し、車両位置Pを用いて自動運転を実施する。
本実施の形態では、実施の形態1および2と異なる点について説明する。なお、実施の形態1および2と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態に係る自動運転システム500cでは、車載機100が準天頂衛星210から位置補正情報420を受信する受信機960を備える。
本実施の形態では、車載機100が準天頂衛星210から直接、位置補正情報420を受信する態様について説明する。
ステップS110は実施の形態1と同様である。準天頂衛星210から位置補正情報420が送信される。
ステップS120cにおいて、車載機100は、受信機960を用いて、準天頂衛星210から位置補正情報420を受信する。
ステップS130cにおいて、路側機30の情報送信部310は、オフセット値321を車載機100に送信する。
ステップS140cにおいて、車載機100は、通信装置950を用いて、路側機30からオフセット値321を受信する。
あるいは、ステップS150aおよびステップS160aと同様の処理でもよい。つまり、車載機100の位置標定部110は、測位情報410と位置補正情報420を用いて自動運転車両10の車両位置Pを標定する。また、位置標定部110は、情報送信部310から送信されたオフセット値321に基づいて車両位置Pを道路の横断方向にオフセット値321ずらし、道路の横断方向にオフセット値321ずらした修正車両位置P’を出力する。そして、車載機100の制御部120は、位置標定部110から修正車両位置P’を入力し、修正車両位置P’を用いて自動運転を実施する。
なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明の範囲、本発明の適用物の範囲、および本発明の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。
Claims (9)
- 道路を自動運転により走行する自動運転車両に搭載された車載機と、
オフセット値を記憶する路側機と
を有し、
前記車載機は、
準天頂衛星から送信された位置補正情報を用いて前記自動運転車両の車両位置を標定する位置標定部と、
前記路側機に記憶されている前記オフセット値と前記車両位置とに基づいて、前記車両位置が前記道路の横断方向の中央より前記道路の横断方向にオフセット値ずれている自動運転を実施する制御部と
を備えた自動運転システム。 - 前記路側機は、
前記オフセット値を送信する情報送信部を備え、
前記制御部は、
前記路側機の前記情報送信部から前記オフセット値を受信し、前記位置標定部から前記車両位置を入力し、前記車両位置を前記道路の横断方向に前記オフセット値ずらして自動運転を実施する請求項1に記載の自動運転システム。 - 前記路側機は、
前記オフセット値を送信する情報送信部を備え、
前記位置標定部は、
前記路側機の前記情報送信部から送信された前記オフセット値に基づいて前記車両位置を前記道路の横断方向に前記オフセット値ずらし、前記道路の横断方向に前記オフセット値ずらした車両位置を出力し、
前記制御部は、
前記位置標定部から前記オフセット値ずらした車両位置を入力し、前記車両位置を用いて自動運転を実施する請求項1に記載の自動運転システム。 - 前記自動運転システムは、
準天頂衛星から送信された位置補正情報を受信する受信機を備え、
前記路側機は、
前記オフセット値を用いて、前記位置補正情報により補正された位置が前記道路の横断方向に前記オフセット値ずれるように前記位置補正情報を修正補正情報として修正し、前記修正補正情報を送信する情報送信部を備え、
前記位置標定部は、
前記路側機から送信された修正補正情報を用いて前記自動運転車両の車両位置を標定し、
前記制御部は、
前記位置標定部から前記車両位置を入力し、前記車両位置を用いて自動運転を実施する請求項1に記載の自動運転システム。 - 前記車載機は、
前記準天頂衛星から送信された位置補正情報を受信する受信機を備え、
前記位置標定部は、
前記位置補正情報を用いて前記自動運転車両の車両位置を標定する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の自動運転システム。 - 前記路側機は、値が異なる複数のオフセット値を記憶する記憶部を備え、
前記情報送信部は、
前記複数のオフセット値からランダムにオフセット値を選択する請求項2から4のいずれか1項に記載の自動運転システム。 - 前記オフセット値は、50cmから100cmの範囲内に設定された請求項1から6のいずれか1項に記載の自動運転システム。
- 道路を自動運転により走行する自動運転車両に搭載された車載機と、路側機とを有する自動運転システムの自動運転方法において、
前記路側機が、オフセット値を記憶し、
前記車載機の位置標定部が、準天頂衛星から送信された位置補正情報を用いて前記自動運転車両の車両位置を標定し、
前記車載機の制御部が、前記路側機に記憶されている前記オフセット値と前記車両位置とに基づいて、前記車両位置が前記道路の横断方向の中央より前記道路の横断方向にオフセット値ずれている自動運転を実施する自動運転方法。 - 道路を自動運転により走行する自動運転車両に搭載された車載機と、路側機とを有する自動運転システムの自動運転プログラムにおいて、
準天頂衛星から送信された位置補正情報を用いて前記自動運転車両の車両位置を標定する位置標定処理と、
前記路側機に記憶されているオフセット値と前記車両位置とに基づいて、前記車両位置が前記道路の横断方向の中央より前記道路の横断方向にオフセット値ずれている自動運転を実施する制御処理と
をコンピュータに実行させる自動運転プログラム。
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