JP6861238B2 - 自動運転車の車線変更軌跡を確定するための方法 - Google Patents

Description

本願は、主に自動運転車の操作に関する。具体的に、本願は自動運転車の車線変更軌跡を計画することに関する。

自動運転モードで走行する（例えば、ドライバーレス）車両は、乗員、特に運転者を幾つかの運転に関する役割から解放可能である。車両は、自動運転モードで走行される場合に、車載センサを使用して各位置までナビゲーションすることにより、ヒューマンマシンインタラクションが最も少ない場合、又は乗客が一人もいない場合などに車両を運転することを許可することができる。

車線変更は、自動運転場面の一つである。車線を変更することは、常に自動運転における挑戦的な操作である。自動運転車の平滑軌跡を如何に計画し案内するかは挑戦的な課題である。明らかなオーバーシュートが発生せずに短時間内に車線を変更する効果的な方法が足りない。

本願の一局面は、自動運転車を動作させるための機械実施方法に関する。当該方法は、自動運転車（ＡＤＶ）の周囲の走行環境を記述する感知データに基いて、前記自動運転車に車線を元車線から目標車線へ変更させる第一軌跡を確定するステップと、前記元車線の車線配置と前記自動運転車の現在状態に基いて、車線変位補正を算出するステップであって、前記車線配置は、前記感知データに基いて確定されるものである、ステップと、前記車線変位補正に基いて、少なくとも前記第一軌跡の起点を補正して第二軌跡を生成するステップと、前記第二軌跡に基いて、車線を前記元車線から前記目標車線へ変更するように前記自動運転車を制御するステップであって、車線変位補正操作を実行するステップを含む。

本願の他の局面は、指令が記憶された非一時的な機械可読媒体に関する。前記指令がプロセッサにより実行されると、自動運転車を動作させる処理を前記プロセッサに実行させ、前記処理は、自動運転車（ＡＤＶ）の周囲の走行環境を記述する感知データに基いて、前記自動運転車に車線を元車線から目標車線へ変更させる第一軌跡を確定するステップと、前記元車線の車線配置と前記自動運転車の現在状態に基いて、車線変位補正を算出するステップであって、前記車線配置は、前記感知データに基いて確定されるものである、ステップと、前記車線変位補正に基いて、少なくとも前記第一軌跡の起点を補正して第二軌跡を生成するステップと、前記第二軌跡に基いて、車線を前記元車線から前記目標車線へ変更するように前記自動運転車を制御するステップであって、車線変位補正操作を実行するステップを含む。

本願のもう一つの局面は、プロセッサと、前記プロセッサに接続されて指令を記憶するメモリと、を備えるデータ処理システムに関する。前記指令が前記プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに処理を前記プロセッサに実行させ、前記処理は、自動運転車（ＡＤＶ）の周囲の走行環境を記述する感知データに基いて、前記自動運転車に車線を元車線から目標車線へ変更させる第一軌跡を確定するステップと、前記元車線の車線配置と前記自動運転車の現在状態に基いて、車線変位補正を算出するステップであって、前記車線配置は、前記感知データに基いて確定されるものである、ステップと、前記車線変位補正に基いて、少なくとも前記第一軌跡の起点を補正して第二軌跡を生成するステップと、前記第二軌跡に基いて、車線を前記元車線から前記目標車線へ変更するように前記自動運転車を制御するステップであって、車線変位補正操作を実行するステップを含む。

本発明の実施形態は、図面の各図において限定的ではなく例示的な形態で示され、図面における同じ図面符号が類似した素子を示す。

一実施形態によるネットワークシステムを示すブロック図である。

一実施形態による自動運転車の例示を示すブロック図である。

一実施形態による自動運転車に使用される感知／計画システムの例示を示すブロック図である。 一実施形態による自動運転車に使用される感知／計画システムの例示を示すブロック図である。

一実施形態による車線変更運転場面を示す図である。

特定の実施形態による車線変更運転場面を示す図である。 特定の実施形態による車線変更運転場面を示す図である。

一実施形態による車線変更フローの例示を示すフローチャートである。

一実施形態による車線変位補正を確定するフローを示すフローチャートである。

一実施形態によるデータ処理システムを示すブロック図である。

以下、説明の詳細を参照しながら本願の様々な実施形態及び態様を説明し、図面には、上記様々な実施形態が示される。以下の説明及び図面は、本願を例示するためのものであり、限定するものとして解釈されるべきではない。本願の様々な実施形態を全面的に理解するために、多くの特定の詳細を説明する。ところが、いくつかの場合には、本願の実施形態に対する簡単な説明を提供するために、周知又は従来技術の詳細について説明していない。

本明細書において、「一実施形態」又は「実施形態」とは、当該実施形態に組み合わせて説明された特定の特徴、構造又は特性が本願の少なくとも一実施形態に含まれてもよいと意味する。「一実施形態では」という表現は、本明細書全体において同一の実施形態を指すとは限らない。

一実施形態によれば、自動運転車（ＡＤＶ）の自動運転の計画段階において、ＡＤＶに車線を元車線（例えば、現在車線）から目標車線（例えば、目的地車線）へ変更させる必要があると確定する。元車線におけるＡＤＶの現在位置から目標車線（例えば、目標車線の中心線）まで第一軌跡を生成する。元車線におけるＡＤＶの現在位置から目標車線の中心線の目標点まで第一軌跡を形成する。そして、少なくとも元車線及び／又は目標車線の車線配置及びＡＤＶの現在状態（例えば、位置、速度、進行方向など）に基づいて車線変位補正を算出する。車線変位補正に基づいて、少なくとも第一軌跡の起点を補正して第二軌跡を生成する。一実施形態において、車線変位補正に基づいて、第一軌跡の起点を元車線の進行方向に対して横方向に変位させる。

その後に、制御段階において、第二軌跡を使用して、車線を元車線から目標車線へ変更するようにＡＤＶを制御する。制御段階において、一実施形態によれば、制御モジュールは計画段階からの第二軌跡を受信する。制御モジュールは、第二軌跡に基いて各種の制御指令（例えば、アクセル指令、ブレーキ指令、操舵指令）を発して、車線を元車線から目標車線へ変更するようにＡＤＶを制御するように配置される。制御モジュールは、第二軌跡に応じて、少なくともＡＤＶの現在位置に対する第二軌跡の起点のずれを検出することができ、これは、計画段階において算出された車線変位補正により示されてもよい。従って、制御モジュールは、第二軌跡の起点とＡＤＶの現在位置との間の差又は誤差に基いて操舵制御指令を発してＡＤＶの進行方向を補正することができる。当該配置において、制御モジュールは、当該誤差をドリフトエラーとする。制御モジュールは、付加的な操舵制御指令を発することにより、誤差を補償し、更に車線変更の時間を補正する。

一実施形態において、元車線及び／又は目標車線の車線幅、ＡＤＶの速度に基いて、車線変更の所望時間又は予期時間及び計画モジュールにより実行される計画周期の連続時間における少なくとも一つの車線変位補正の確定を完成する。例えば、計画モジュールが車線変更時間の短縮を希望すれば、計画モジュールは、車線変位補正に基いて少なくとも軌跡の起点を目標車線に向けて横方向に変位させることができる。制御モジュールは、補正された軌跡が受信されると、ＡＤＶが右へドリフトしたと検出する。制御モジュールは、応答として、操舵制御指令を生成し、又は計画された操舵指令の操舵角度を補正して、ＡＤＶを目標車線に向けて旋回させ、或いは更に目標車線へ旋回させる。これにより、ＡＤＶが車線をより早く変更することができる。同様に、計画モジュールが車線変更を遅くするように希望すれば、計画モジュールは、少なくとも軌跡の起点を目標車線からずらし、且つ、制御モジュールは、操舵指令を生成してＡＤＶの進行方向を目標車線から離れるように補正することにより、更に車線変更を遅くさせることができる。

図１は、本願の一実施形態による自動運転車のネットワーク構造を示すブロック図である。図１を参照し、ネットワーク構造１００には、ネットワーク１０２を介して一つ又は複数のサーバ１０３〜１０４に通信接続される自動運転車１０１が備えられる。一つの自動運転車が示されたが、複数の自動運転車がネットワーク１０２を介して互いに接続され、及び／又はサーバ１０３〜１０４に接続可能である。ネットワーク１０２は、例えば、有線又は無線のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネットのようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、セルラーネットワーク、衛星ネットワーク又はそれらの組み合わせのような任意のタイプのネットワークであってもよい。サーバ１０３〜１０４は、例えば、ネットワーク又はクラウドサーバ、アプリサーバ、バックエンドサーバ又はそれらの組み合わせのような任意のタイプのサーバ又はサーバグループであってもよい。サーバ１０３〜１０４は、データ解析サーバ、コンテンツサーバ、交通情報サーバ、地図／興味点（ＭＰＯＩ）サーバ又は位置サーバなどであってもよい。

自動運転車は、自動運転モードとして配置可能な車両であり、前記自動運転モードにおいて運転者からの入力が非常に少なく又はない場合に車両が環境をナビゲーションし通過する。このような自動運転車はセンサシステムを備えてもよい。前記センサシステムは、車両の走行環境に関する情報を検出するように配置される一つ又は複数のセンサを備える。前記車両と関連するコントローラとは、検出された情報を使用して前記環境をナビゲーションし通過する。自動運転車１０１は、手動モード、オートマチック運転モード、又は一部の自動運転モードで走行することができる。

一実施形態において、自動運転車１０１には、感知／計画システム１１０と、車両制御システム１１１と、無線通信システム１１２と、ユーザインターフェースシステム１１３と、センサシステム１１５とが含まれるが、それらに限定されない。自動運転車１０１には、通常の車両に備えられている幾つかの常用的な部品、例えばエンジン、車輪、ハンドル、変速機などが更に備えられてもよい。前記部品は、車両制御システム１１１及び／又は感知／計画システム１１０により複数種の通信信号及び／又は指令を使用して制御可能である。当該複数種の通信信号及び／又は指令は、例えば、加速信号又は指令、減速信号又は指令、操舵信号又は指令、ブレーキ信号又は指令などである。

部品１１０〜１１５は、インターコネクタ、バス、ネットワーク或いはそれらの組み合わせにより互いに通信接続することができる。例えば、部品１１０〜１１５は、コントローラローカルエリアネットワーク（ＣＡＮ）バスを介して互いに通信接続することができる。ＣＡＮバスは、ホストコンピュータなしのアプリケーションでマイクロコントローラ及びデバイスが相互に通信できるように設計された車両バス規格である。これは、もともと自動車内の多重電気配線のために設計されたメッセージベースのプロトコルであるが、他の多くの環境でも使用される。

ここで、図２を参照し、一実施形態において、センサシステム１１５は、一つ又は複数のカメラ２１１、全地球位置決めシステム（ＧＰＳ）ユニット２１２、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）２１３、レーダユニット２１４及び光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）ユニット２１５を含むが、それらに限定されない。ＧＰＳユニット２１２は送受信機を含むことができる。前記送受信機は、操作により自動運転車の位置に関する情報を提供可能である。ＩＭＵユニット２１３は、慣性加速度に基いて自動運転車の位置及び方位変化を検知することができる。レーダユニット２１４は、無線電気信号を利用して自動運転車のローカル環境におけるオブジェクトを感知するシステムとして表すことができる。幾つかの実施形態において、オブジェクトの感知以外、レーダユニット２１４は、付加的にオブジェクトの速度及び／又は進行方向も感知することができる。ＬＩＤＡＲユニット２１５は、レーザを使用して自動運転車の位置する環境におけるオブジェクトを感知することができる。他のシステム部品以外に、ＬＩＤＡＲユニット２１５は、一つ又は複数のレーザ光源、レーザスキャナ及び一つ又は複数の検出器を更に含んでも良い。カメラ２１１は、自動運転車の周囲環境の画像を採集する一つ又は複数の装置を含んでも良い。カメラ２１１は、静止物カメラ及び／又はビデオカメラであってもよい。カメラは、例えば、回転及び／又は傾斜のプラットフォームにカメラを取り付けることによって、機械的に移動されてもよい。

センサシステム１１５には、例えばソナーセンサ、赤外線センサ、操舵センサ、アクセルセンサ、ブレーキセンサ及びラジオセンサ（例えば、マイクロフォン）のような他のセンサが含まれてもよい。ラジオセンサは、自動運転車の周囲の環境から音声を取得するように配置されてもよい。操舵センサは、ハンドル、車両の車輪又はそれらの組み合わせの操舵角を検出するように配置されてもよい。アクセルセンサとブレーキセンサは、車両のアクセル位置とブレーキ位置をそれぞれ検出する。ある場合に、アクセルセンサとブレーキセンサは、集積型のアクセル／ブレーキセンサとして集積されてもよい。

一実施形態において、車両制御システム１１１は、操舵ユニット２０１、アクセルユニット２０２（加速ユニットとも呼ばれる）とブレーキユニット２０３を含むが、それらに限定されない。操舵ユニット２０１は、車両の方向又は進行方向を調整するために用いられる。アクセルユニット２０２は、モータ又はエンジンの速度を制御するために用いられ、モータ又はエンジンの速度は、更に車両の速度と加速度を制御するために用いられる。ブレーキユニット２０３は、摩擦を提供して車両の車輪又はタイヤを減速させることにより車両を減速させる。なお、図２に示された部品はハードウェア、ソフトウェア或いはそれらの組み合わせで実施することができる。

図１に戻し、無線通信システム１１２は、自動運転車１０１と装置、センサ、他の車両などのような外部システムとの通信を許す。例えば、無線通信システム１１２は、一つ又は複数の装置と直接的に無線通信しても良く、或いは通信ネットワークを経由して無線通信し、例えばネットワーク１０２を経由してサーバ１０３〜１０４と通信してもよい。無線通信システム１１２は、如何なるセルラー通信ネットワーク又は無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、例えばＷｉＦｉ（登録商標）を使用して他の部品又はシステムと通信することができる。無線通信システム１１２は、例えば赤外線リンク、ブルートゥース（登録商標）などを使用して装置（例えば、乗客の携帯装置、表示装置、車両１０１内のスピーカ）と直接的に通信する。ユーザインターフェースシステム１１３は、車両１０１内に実施される周辺機器の部分であっても良く、例えばキーボード、タッチパネル表示装置、マイクロフォン及びスピーカなどを含む。

自動運転車１０１の機能のうちの一部又は全部は、特に自動運転モードで操作される場合に、感知／計画システム１１０により制御し又は管理されることができる。感知／計画システム１１０は、センサシステム１１５、制御システム１１１、無線通信システム１１２及び／又はユーザインターフェースシステム１１３から情報を受信し、受信された情報を処理し、開始点から目標点までの路線又は経路を計画した後に、計画と制御情報に基づいて車両１０１を運転するように、必要なハードウェア（例えば、プロセッサ、メモリ、記憶デバイス）とソフトウェア（例えば、操作システム、計画と路線設定プログラム）を含む。その代わりに、感知／計画システム１１０は、車両制御システム１１１と一体に集積されてもよい。

例えば、乗客であるユーザは、例えばユーザインターフェースを介してトリップの開始位置と目的地を指定することができる。感知／計画システム１１０は、トリップに関連するデータを取得する。例えば、感知／計画システム１１０は、ＭＰＯＩサーバから位置と路線情報を取得することができる。前記ＭＰＯＩサーバは、サーバ１０３〜１０４の一部であってもよい。位置サーバは位置サービスを提供し、ＭＰＯＩサーバは地図サービスとある位置のＰＯＩを提供する。その代わりに、このような位置とＭＰＯＩ情報は、感知／計画システム１１０の不揮発性記憶装置にローカルキャッシュされてもよい。

自動運転車１０１が路線に沿って移動する場合に、感知／計画システム１１０は、交通情報システム又はサーバ（ＴＩＳ）からリアルタイムの交通情報を取得することもできる。なお、サーバ１０３〜１０４は、第三者エンティティに操作されてもよい。その代わりに、サーバ１０３〜１０４の機能は、感知／計画システム１１０と一体に集積されてもよい。リアルタイム交通情報、ＭＰＯＩ情報と位置情報、及びセンサシステム１１５により検出又は感知されたリアルタイムのローカル環境データ（例えば、障害物、オブジェクト、付近の車両）に基いて、感知／計画システム１１０は、最適な路線を計画し且つ計画された路線に従って例えば制御システム１１１を介して車両１０１を運転することにより、所定の目的地まで安全的且つ効率的に到達可能である。

サーバ１０３は、様々なクライアントに対してデータ解析サービスを実行するデータ解析システムであってもよい。一実施形態において、データ解析システム１０３は、データ採集器１２１と、機器学習エンジン１２２とを含む。データ採集器１２１は、複数種の車両（自動運転車、又は人間の運転者により運転される通常の車両）から運転統計データ１２３を採集する。運転統計データ１２３には、異なるタイミングで車両のセンサにより採集された、発出された運転指令（例えば、アクセル指令、ブレーキ指令、操舵指令）を示す情報及び車両の応答（例えば、速度、加速度、減速度、方向）を示す情報が含まれる。運転統計データ１２３は、異なるタイミングにおける走行環境を記述する情報、例えば、路線（出発位置と目的地の位置を含む）、ＭＰＯＩ、天気状況及び道路状況を更に含んでも良い。

運転統計データ１２３に基いて、機器学習エンジン１２２は、各種の目的のために用いられるルールセット、アルゴリズム及び／又は予測モデル１２４を生成し訓練する。一実施形態において、アルゴリズム１２４には、車線配置と車両の現在状態に基いて車線変更軌跡を調整するための車線変位誤差又は補正を算出するアルゴリズムが含まれる。そして、アルゴリズム１２４は、リアルタイムな自動運転においてドリフト補正に用いられるように、ＡＤＶにアップロードされてもよい。

図３Ａと図３Ｂは、一実施形態による自動運転車と共に使用される感知／計画システムの例示を示すブロック図である。システム３００は、図１の自動運転車１０１の一部として実施されても良く、感知／計画システム１１０、制御システム１１１とセンサシステム１１５を含むが、それらに限定されない。図３Ａ〜図３Ｂを参照し、感知／計画システム１１０には、位置決めモジュール３０１、感知モジュール３０２、予測モジュール３０３、決定モジュール３０４、計画モジュール３０５、制御モジュール３０６、路線設定モジュール３０７及び車線変更変位補正モジュール３０８が含まれるが、それらに限定されない。

モジュール３０１〜３０８のうち一部又は全部は、ソフトウェア、ハードウェア或いはそれらの組み合わせで実施されてもよい。例えば、これらのモジュールは、不揮発性記憶装置３５２にインストールされ、メモリ３５１にロードされ、且つ一つ又は複数のプロセッサ（図示しない）により実行されてもよい。なお、これらのモジュールのうち一部又は全部は、図２の車両制御システム１１１の一部又は全部のモジュールに通信可能に接続され、或いはそれらと一体に集積されてもよい。モジュール３０１〜３０８のうち一部は、一体に集積モジュールとして集積可能である。

位置決めモジュール３０１は、自動運転車３００の現在位置を確定し（例えば、ＧＰＳユニット２１２を利用し）、ユーザのトリップ又は路線に関する如何なるデータを管理する。位置決めモジュール３０１（地図／路線モジュールと呼ばれる）は、ユーザのトリップ又は路線に関連する如何なるデータを管理する。ユーザは、例えばユーザインターフェースを経由して登録してトリップの開始位置と目的地を指定することができる。位置決めモジュール３０１は、自動運転車３００における地図及び路線情報３１１のような他の要素と通信してトリップに関するデータを取得する。例えば、位置決めモジュール３０１は、位置サーバと地図／ＰＯＩ（ＭＰＯＩ）サーバから位置と路線情報を取得することができる。位置サーバは位置サービスを提供し、ＭＰＯＩサーバは地図サービスとある位置のＰＯＩを提供することにより、地図及び路線情報３１１の一部としてキャッシュされることができる。自動運転車３００が路線に沿って移動する際に、位置決めモジュール３０１は、交通情報システム又はサーバからリアルタイムな交通情報を取得することもできる。

感知モジュール３０２は、センサシステム１１５により提供されたセンサデータと、位置決めモジュール３０１により取得された測位情報に基づいて、周囲の環境への感知を確定する。感知情報は、ドライバーにより運転されている車両周囲において通常のドライバーが感知すべきものを示すことができる。感知は、例えばオブジェクトの形態を採用する車線構成（例えば、直線車線又は湾曲車線）、信号機信号、他の車両の相対位置、歩行者、建築物、横断歩道、又は他の交通関連標識（例えば、止まれ標識、ゆずれ標識）を含むことができる。

感知モジュール３０２は、１つ以上のカメラによって取得された画像を処理及び解析して、自動運転車の環境内のオブジェクト及び／又は特徴を認識するコンピュータビジョンシステム又はコンピュータビジョンシステムの機能を含むことができる。上記オブジェクトは、交通信号、道路境界、他の車両、歩行者及び／又は障害物などを含むことができる。コンピュータビジョンシステムは、オブジェクト認識アルゴリズム、ビデオトラッキング、及び他のコンピュータビジョン技術を使用することができる。いくつかの実施形態では、コンピュータビジョンシステムは、環境地図を描き、オブジェクトを追跡し、オブジェクトの速度などを推定することができる。感知モジュール３０２は、レーダ及び／又はＬＩＤＡＲのような他のセンサによって提供される他のセンサデータに基づいてオブジェクトを検出することもできる。

オブジェクトごとについて、予測モジュール３０３は、この場合にオブジェクトがどのように動くかを予測する。この予測は、地図及び路線情報３１１と交通ルール３１２のセットに基いて、当該タイミングで走行環境が感知された感知データに従って実行される。例えば、オブジェクトが反対方向における車両であって且つ現在の走行環境に交差点が含まれている場合に、予測モジュール３０３は、車両が直進する、又はカーブ走行する可能性を予測する。感知データにより交差点において信号機がないと示された場合に、予測モジュール３０３は、車両が交差点に入る前に完全に駐車する必要があると予測可能である。感知データにより車両が現在に左折車線又は右折車線に位置すると示された場合に、予測モジュール３０３は、車両が左折又は右折の可能性が大きいと予測可能である。

オブジェクトごとに対して、決定モジュール３０４は、オブジェクトをどのように対応するかを決定する。例えば、特定のオブジェクト（例えば、交差のルートにおける他の車両）及びオブジェクトを記述するメタデータ（例えば、速度、方向、操舵角）について、決定モジュール３０４は上記オブジェクトと遇うときに如何に対応するか（例えば、追い越し、道譲り、停止、追い抜き）を決定する。決定モジュール３０４は、交通ルール又は運転ルール３１２のようなルールセットに基づいてそのような決定を行うことができ、上記ルールセットは不揮発性記憶装置３５２に記憶されることができる。

路線設定モジュール３０７は、起点から目的地までの一つ又は複数の路線又は経路を提供するように配置される。（例えばユーザから受け取られた）開始位置から目標位置までの所定のトリップについて、路線設定モジュール３０７は、路線と地図情報３１１を取得し、開始位置から目標位置までの全ての走行可能な路線又は経路を確定する。路線設定モジュール３０７は、開始位置から目標位置までの各路線が確定された地形図による参照線を生成することができる。参照線は、例えば他の車両、障碍物又は交通状況からの干渉を受けない理想的な路線又は経路である。つまり、道路において他の車両、歩行者又は障害物がない場合に、ＡＤＶは参照線に従って精確的に又は緊密的に追随すべきである。そして、地形図を決定モジュール３０４及び／又は計画モジュール３０５に提供する。決定モジュール３０４及び／又は計画モジュール３０５は、他のモジュールにより提供された他のデータ（例えば、位置決めモジュール３０１からの交通状況、感知モジュール３０２により感知された走行環境及び予測モジュール３０３により予測された交通状況）に基いて、全ての走行可能な路線を検査して最適路線のうちの何れか一つを選択し更新する。タイミングにおける特定の走行環境に従って、ＡＤＶを制御するための実際の経路又は路線は、路線設定モジュール３０７から提供された参照線と異なり又は近い可能性がある。

計画モジュール３０５は、感知されたオブジェクトのそれぞれに対する決定に基づいて、路線設定モジュール３０７により提供された参照線を基礎として、自動運転車に対して経路又は路線及び運転パラメータ（例えば、距離、速度及び／又は操舵角度）を計画する。言い換えれば、所定のオブジェクトについて、決定モジュール３０４は、当該オブジェクトに対してなにをするかを決定し、計画モジュール３０５はどのようにするかを確定する。例えば、所定のオブジェクトについて、決定モジュール３０４は前記オブジェクトを追い越すことを決定することができ、計画モジュール３０５は前記オブジェクトの左側か右側に追い越すことを確定することができる。計画と制御データは、計画モジュール３０５により生成され、車両３００が次の移動循環（例えば、次の路線／経路区間）においてどのように移動するかを記述する情報を含む。例えば、計画と制御データは、車両３００が３０マイル／時間（ｍｐｈ）の速度で１０メートルだけ移動し、その後に２５ｍｐｈの速度で右側の車線に変更するように示すことができる。

計画と制御データに基づいて、制御モジュール３０６は、計画と制御データにより限定された路線又は経路に応じて、適当な指令又は信号を車両制御システム１１１に送信することにより自動運転車を制御し運転するようにする。前記計画と制御データは、経路又は路線に沿って異なるタイミングで適当な車両設置又は運転パラメータ（例えば、アクセル、ブレーキと操舵指令）を使用することにより車両を路線又は経路の第一の点から第二の点まで運転するのに十分な情報を有する。

一実施形態において、計画段階は、複数の計画周期（運転周期とも呼ばれる）（例えば、１００ミリ秒（ｍｓ）ないし２００ミリ秒（ｍｓ）の時間間隔毎）に実行される。各計画周期又は運転周期について、計画データと制御データに基いて一つ又は複数の制御指令を発する。つまり、１００ｍｓ毎に、計画モジュール３０５は次の路線区間又は経路区間を計画し、例えば、目標位置とＡＤＶが目標位置まで到着するのに必要な時間とが含まれる。その代わりに、計画モジュール３０５は、具体的な速度、方向及び／又は操舵角などを更に規定することもできる。一実施形態において、計画モジュール３０５は、次の予定時間帯（例えば、５秒）に対して路線区間又は経路区間を計画する。各計画周期について、計画モジュール３０５は、前の周期において計画された目標位置に基いて、現在の周期（例えば、次の５秒）に用いる目標位置を計画する。そして、制御モジュール３０６は、現在の周期における計画データと制御データに基いて、一つ又は複数の制御指令（例えば、アクセル、ブレーキ、操舵の制御指令）を生成する。

なお、決定モジュール３０４と計画モジュール３０５は、集積モジュールとして集積することができる。決定モジュール３０４／計画モジュール３０５は、自動運転車の運転経路を確定するように、ナビゲーションシステム又はナビゲーションシステムの機能を具備することができる。例えば、ナビゲーションシステムは、自動運転車が下記の経路に沿って移動することを実現する一連の速度と進行方向を確定することができる。前記経路において、自動運転車を最終の目的地まで走行させる車線による経路に沿って進行させると共に、感知された障害物を実質的に回避する。目的地は、ユーザインターフェースシステム１１３を経由して行われたユーザ入力に基づいて設定されてもよい。ナビゲーションシステムは、自動運転車が運転していると同時に動的に運転経路を更新することができる。ナビゲーションシステムは、自動運転車のための運転経路を確定するように、ＧＰＳシステムと一つ又は複数の地図からのデータを合併することができる。

一実施形態によれば、車線を元車線から目標車線へ変更する必要がある場合に、計画モジュール３０５は、車線変更変位補正モジュール３０８を呼び出して、例えば車線変更変位補正アルゴリズム３１４により車線変位補正を確定し算出することができる。各種の車両の多くの運転統計データに基づいて車線変更変位補正アルゴリズム３１４を生成することができる。なお、図１のアルゴリズム１２４の一部とするアルゴリズム３１４は、例えばサーバ１０３のデータ解析システムにより生成することができる。計画段階において、車線変位補正により少なくとも車線変更軌跡の起点を変位可能である。このような変位された車線変更軌跡により、制御段階において制御モジュール３０６が一つ又は複数の操舵制御指令を発し、ドリフト補正に類似する補正動作を実行させて、変位／ドリフトエラーを補償し、更に車線変更のイベントを速くし又は遅くすることができる。従って、平滑な車線変更軌跡を生成する本発明の実施形態には、車線変更を速くし又は遅くするように、計画段階において車線変更軌跡を計画し、及び制御段階において変位補正を行うことが含まれる。注意すべきなのは、車線変更変位補正モジュール３０８の機能は、計画モジュール３０５及び／又は制御モジュール３０６の一部として集積されてもよい。

図３Ａ〜図３Ｂに戻して参照し、一実施形態によれば、特定の運転周期において、例えば決定モジュール３０４から、ＡＤＶの車線を元車線から目標車線へ変更する要求を受信する。これは、この場合に走行環境を考慮した上で車線を変更する必要があると確定される。計画モジュール３０５は、車線変更の要求に応じて、元車線から目標車線までの第一車線変更軌跡を計画し生成する。第一車線変更軌跡は、一般的に元車線におけるＡＤＶの現在位置から目標車線の中心線までの点である。軌跡は一般的に、接続すると連続曲線を形成する、分布が相対的に均一である一連又は一つのシーケンスの軌跡点が含まれる。軌跡点のそれぞれは、軌跡点データに関連付けられる。軌跡点データには、ＡＤＶの所望位置（例えば、ｘ、ｙ座標）、ＡＤＶの予期速度、ＡＤＶの予期進行方向及び／又はＡＤＶの加速度／減速度が含まれる。制御モジュール３０６は、このような軌跡を参照軌跡として使用して適当な制御指令を発することにより、軌跡にできるだけ近く追跡してＡＤＶを運転するようにする。

一実施形態において、第一車線変更軌跡が生成されると、計画モジュール３０５は、車線変更変位補正モジュール３０８を呼び出して、車線配置とＡＤＶの現在状態に基いて車線変位補正又は補正値を確定し算出する。車線配置には、元車線、目標車線及び／又は元車線の車線幅などを記述する情報が含まれる。ＡＤＶの現在状態には、ＡＤＶの現在位置、速度及び／又は進行方向が含まれる。計画モジュール３０５は、車線変位補正に基いて少なくとも第一軌跡の起点を変位させ、例えば横方向に起点を変位させることにより（例えば、元車線の縦方向に対して左か右に変位する）、第二軌跡を生成する。

一実施形態において、車線変更変位補正モジュール３０８には、変位比算出装置３２１と変位補正算出装置３２２とが備えられる。変位比算出装置３２１は、元車線又は目標車線の車線幅（元車線と目標車線の車線幅が同一とする）と車線変更距離との間の変位比を算出するように配置される。変位補正算出装置３２２は、変位比と計画周期の連続時間（計画頻度）に基いて車線変位補正を算出するように配置される。下記の内容において、このような算出の詳細を更に説明する。注意すべきなのは、変位比算出装置３２１と変位補正算出装置３２２は一つのモジュールに集積されてもよい。

そして、第二軌跡は制御モジュール３０６に提供される。少なくとも第一軌跡の起点及び第一軌跡がＡＤＶの現在位置に基づいて生成されるため、制御モジュール３０６は、ＡＤＶの現在位置が第二軌跡の開始位置で示される予期位置からずれたと検出可能である。この場面において、制御モジュール３０６はこのようなずれがドリフトエラーであるとする。制御モジュール３０６は、応答として、横方向における誤差補正又はドリフトエラー補正に類似する車線変位補正を実行する。一実施形態において、制御モジュール３０６は、付加的な操舵制御指令を発し、或いは計画された操舵指令の操舵角度を補正することにより、ＡＤＶの向き、又は目標車線から離れる進行方向又は進行方向の変化率を補正することができる。このような補正により、目標車線への進入を加速し又は減速するようにＡＤＶの車線を変更することができる。

ここで、図４を参照する。本例示において、ＡＤＶ４００に車線を元車線である車線４１１から目標車線である車線４１２へ変更させる必要があると確定される。計画モジュール３０５は、応答として、元車線４１１の現在位置４０１から目標車線４１２の目標位置４０２までの車線変更軌跡４１５を計画し生成する。軌跡４１５を生成する場合、最適化を行って軌跡を平滑化することができ、例えば、多項式関数により現在位置４０１から目標位置４０２までの平滑曲線をフィッテングすることができる。

また、一実施形態によれば、計画モジュール３０５は、車線変更変位補正モジュール３０８を呼び出して車線変位補正を確定し算出することができる。また、車線変更変位補正モジュール３０８は、計画モジュール３０５と集積されてもよい。一実施形態において、変位比算出装置３２１は、車線配置とＡＤＶ４００の現在状態に基づいて車線変位比を算出するように配置される。車線配置には、少なくとも元車線４１１と目標車線４１２の車線幅が含まれる。多くの場合に、元車線４１１と目標車線４１２との両者が同一の車線幅を有するとしてもよい。従って、車線幅は、元車線４１１の中心線と目標車線４１２の中心線との間の距離を示すことができる。その代わりに、例えばセンサ（例えば、カメラ）から取得されたセンサデータに基づいて、元車線４１１の中心線と目標車線４１２の中心線との距離を測定することができる。ＡＤＶ４００の現在状態には、少なくともＡＤＶ４００の現在速度及び／又は現在位置が含まれる。

一実施形態において、車線変位比は、元車線４１１の中心線と目標車線４１２の中心線間の横方向距離Ｘと、現在位置４０１と目標位置４０２間の縦方向距離Ｙとの比を指す。ＡＤＶ４００の現在速度Ｖを考慮した上で、ＡＤＶ４００の現在速度Ｖと、現在位置４０１から目標位置４０２まで到達する所望の車線変更時間Ｔとに基づいて、縦方向距離Ｙを取得することができる。即ち、Ｙ＝Ｔ＊Ｖである。従って、変位比算出装置３２１により以下のように車線変位比Ｒを算出可能である。
Ｒ＝Ｘ／Ｙ＝Ｘ／（Ｔ＊Ｖ）。

一実施形態において、ＡＤＶの現在速度Ｖが１０メートル／秒（ｍ／ｓ）よりも小さい場合に、車線変位比を算出するために、ＡＤＶの速度を１０ｍ／ｓに指定する。従って、車線変更変位のために算出された最小速度が少なくとも１０ｍ／ｓに制限される。一実施形態において、所望の車線変更時間Ｔの範囲は、ほぼ２秒〜５秒である。具体的な実施形態において、所望の車線変更時間としてＴ＝４秒である。

一実施形態によれば、車線変位比Ｒが確定されると、変位補正算出装置３２２を呼び出して、車線変位比に基づいて車線変位補正Ｓを算出する。計画周期に関する計画頻度Ａに基づいて車線変位補正Ｓを算出することができる。前記のように、計画周期又は運転周期において軌跡計画過程を実行する。従って、ほぼ１００ミリ秒（ｍｓ）（ほぼ１０Ｈｚに対応する）毎に計画過程を一回実行する。一実施形態において、以下のように車線変位補正Ｓを算出可能である。
Ｓ＝Ｒ／Ａ＝Ｘ＊（１／Ａ）／（Ｔ＊Ｖ）

車線変位補正Ｓが確定されると、車線変位補正Ｓに基づいて、少なくとも車線変更軌跡の起点を横方向で変位させることにより車線変更時間を調整することができる。例えば、車線変更時間を短縮する（例えば、車線変更を速くする）必要があれば、少なくとも車線変更軌跡の起点が図５Ａに示されたように目標車線４１２に向けて変位してもよい。その代わりに、図５Ｂに示されたように、車線変位補正に基づいて軌跡の全体を横方向に変位させる。そして、変位された車線変更軌跡を制御モジュール３０６に提供可能である。

変位し又は補正された車線変更軌跡に応じて、制御モジュール３０６は、ＡＤＶ４００のドリフトエラーに類似する横方向のずれを検出可能である。前記のように、制御モジュール３０６は、計画モジュール３０５により生成された軌跡を参照として、ＡＤＶを軌跡にできるだけ近く追跡するように制御する。軌跡が横方向に変位されると、制御モジュール３０６はＡＤＶの現在位置が軌跡から著しく「ずれた」と検出する。制御モジュール３０６は当該誤差がドリフトエラーであるとしてもよい。従って、制御モジュール３０６は、このような誤差を補償して補正するために、別の操舵制御指令を発し又は計画された操舵制御指令の操舵角度を増加して、ＡＤＶの進行方向を補正することにより、ＡＤＶを軌跡に近く移動させるように試し、即ちドリフトエラーを補正する。

一実施形態において、制御モジュール３０６は、軌跡の変位方向に向けてＡＤＶの進行方向を補正するように一つ又は複数の操舵制御指令を生成することにより、ＡＤＶを軌跡の変位方向に応じて移動させる。例えば、車線変更軌跡が目標車線４１２（例えば、左に向ける）に向けて変位した場合に、制御モジュール３０６は、ドリフトエラーが目標車線４１２（例えば、右に向ける）から離れる車線変位補正に対応するとする。従って、制御モジュール３０６は、ＡＤＶを左へ移動するように操舵制御指令を生成する。これにより、速く且つ平滑な車線変更過程が提供される。その一方、車線変更軌跡が目標車線４１２からずれた場合に、ＡＤＶの現在位置が現在に軌跡と目標車線との間にある（例えば、軌跡の左側にある）ため、制御モジュール３０６は、それを目標車線に向ける（例えば、左に向ける）ドリフトエラーとする。従って、制御モジュール３０６は、ＡＤＶを運転して目標車線から離れるように一つ又は複数の操舵制御指令を生成することにより、ドリフトエラーを補正する（例えば、ＡＤＶを右へ旋回させる）ことを試す。これにより、遅い車線変更過程が提供される。

図６は、本発明の一実施形態による自動運転車の車線変更を実行するフローの例示を示すフローチャートである。フロー６００は、処理ロジックにより実行可能である。処理ロジックには、ソフトウェア、ハードウェア又はそれらの組合わせが含まれてもよい。例えば、フロー６００は、計画モジュール３０５、制御モジュール３０６及び／又は車線変更変位補正モジュール３０８により実行可能である。図６を参照し、操作６０１において、処理ロジックは、ＡＤＶの周囲の走行環境を記述する感知データに基いて、車線を元車線から目標車線へ変更するためのＡＤＶの第一軌跡を確定する。操作６０２において、処理ロジックは、車線配置とＡＤＶの現在状態に基いて車線変位補正を算出する。車線配置には、少なくとも元車線及び／又は目標車線の車線幅を示す情報が含まれる。ＡＤＶの現在状態には、少なくともＡＤＶの現在位置及び／又は速度が含まれる。一実施形態において、処理ロジックは、車線幅、所望の車線変更時間とＡＤＶの現在速度に基いて車線変位比を算出する。車線変位比と計画周期に基いて、車線変位補正を算出する。

操作６０３において、車線変位補正に基いて少なくとも車線変更軌跡の起点を補正する。例えば、車線変位補正に基いて、少なくとも横方向に軌跡の起点を変位させる。その代わりに、横方向に軌跡の全体を変位させる。操作６０４において、処理ロジックは、補正された軌跡に基いて、車線変位補正操作を実行して車線を元車線から目標車線へ変更することを含むようにＡＤＶを制御する。車線変位補正操作には、操舵制御指令を発してＡＤＶの進行方向を補正し、更に車線変更過程を速くし又は遅くすることが含まれる。例えば、軌跡が左へ変位された場合に、車両が軌跡の右側にあるため、処理ロジックは、車両が右へドリフトしたと解釈可能である。従って、処理ロジックは、車両の進行方向を補正するように操舵制御指令を発することにより、軌跡へより近くなるように車両を左へ移動させる。制御段階において実行されるこのようなドリフト補正により、車線変更の速度と時間が変更される。

図７は、一実施形態による車線変位補正を確定するフローを示すフローチャートである。フロー７００は、図６の操作６０２の一部として実行可能である。図７を参照し、操作７０１において、処理ロジック（例えば、計画モジュール３０５）は、車線配置に基いて元車線及び／又は目標車線の車線幅Ｘを確定する。車線配置は、ＡＤＶの周囲の走行環境を記述する感知データに基いて確定される。上記のように、多くの場合に、元車線と目標車線との車線幅が同一であると想定する。言い換えれば、本文において車線変更のために用いられる車線幅という専門用語は、元車線の中心線と目標車線の中心線との間の距離を指す。操作７０２において、処理ロジックはＡＤＶの現在状態に基いてＡＤＶの現在速度Ｖを確定する。操作７０３において、処理ロジックは、車線幅、ＡＤＶの現在速度と所望の車線変更時間Ｔに基いて、変位比Ｒ（Ｒ＝Ｘ／（Ｔ＊Ｖ））を算出する。操作７０４において、処理ロジックは、変位比に基いて、計画頻度Ａを考慮した上で車線変位補正Ｓを（Ｓ＝Ｘ＊（１／Ａ）／（Ｔ＊Ｖ））算出する。

なお、以上に例示及び説明された構成要素の一部又は全ては、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせで実現されることができる。例えば、このような構成要素は、永続性記憶装置にインストールされ記憶されたソフトウェアとして実現されてもよく、上記ソフトウェアは、本願にわたって記載されたプロセス又は動作を実現するように、プロセッサ（図示せず）でメモリにロードして実行されてもよい。あるいは、このような構成要素は、集積回路（例えば、特定用途向け集積回路又はＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）のような専用ハードウェアにプログラミング又は埋め込まれた実行可能なコードとして実現されてもよく、上記実行可能なコードはアプリケーションからの対応するドライバー及び／又はオペレーティングシステムを介してアクセスすることができる。さらに、このような構成要素は、ソフトウェア構成要素が一つ以上の特定のコマンドによってアクセス可能なコマンドセットの一部として、プロセッサ又はプロセッサコアにおける特定のハードウェアロジックとして実現されることができる。

図８は、本願の一実施形態と共に使用可能なデータ処理システムの例を示すブロック図である。例えば、システム１５００は、上記プロセス又は方法のいずれかを実行する上記データ処理システムのいずれか（例えば、図１の感知及び計画システム１１０、又はサーバ１０３〜１０４のいずれか）を表すことができる。システム１５００は、複数の異なる構成要素を含むことができる。これらの構成要素は、集積回路（ＩＣ）、集積回路の一部、ディスクリート型電子デバイス、又は回路基板（例えば、コンピュータシステムのマザーボード若しくはアドインカード）に適するその他のモジュールとして実現されることができ、又は、他の形態でコンピュータシステムのシャーシ内に組み込まれる構成要素として実現されることができる。

なお、システム１５００は、コンピュータシステムの複数の構成要素の高レベルビューを示すことを意図している。しかしながら、理解すべきことは、特定の実施例において付加的構成要素が存在してもよく、また、その他の実施例において示された構成要素を異なる配置にすることが可能である。システム１５００は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、携帯電話、メディアプレヤー、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、スマートウォッチ、パーソナルコミュニケーター、ゲーム装置、ネットワークルーター又はハブ、無線アクセスポイント（ＡＰ）又はリピーター、セット・トップボックス、又はこれらの組み合わせを表すことができる。さらに、単一の機器又はシステムのみが示されたが、「機器」又は「システム」という用語は、本明細書で説明されるいずれか一種以上の方法を実現するための、単独で又は共同で１つ（又は複数）のコマンドセットを実行する機器又はシステムのいずれかの組み合わせも含まれると解釈されるものとする。

一実施形態では、システム１５００は、バス又はインターコネクト１５１０を介して接続される、プロセッサ１５０１と、メモリ１５０３と、装置１５０５〜１５０８とを含む。プロセッサ１５０１は、単一のプロセッサコア又は複数のプロセッサコアが含まれる単一のプロセッサ又は複数のプロセッサを表すことができる。プロセッサ１５０１は、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）などのような、一つ以上の汎用プロセッサを表すことができる。より具体的には、プロセッサ１５０１は、複雑コマンドセットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小コマンドセットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長コマンド語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、又はその他のコマンドセットを実行するプロセッサ、又はコマンドセットの組み合わせを実行するプロセッサであってもよい。プロセッサ１５０１は更に、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、セルラー又はベースバンドプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサ、グラフィックプロセッサ、通信プロセッサ、暗号化プロセッサ、コプロセッサ、組込みプロセッサ、又はコマンドを処理可能な任意の他のタイプのロジックのような、一つ以上の専用プロセッサであってもよい。

プロセッサ１５０１は、超低電圧プロセッサのような低電力マルチコアプロセッサソケットであってもよく、上記システムの様々な構成要素と通信するための主処理ユニット及び中央ハブとして機能することができる。このようなプロセッサは、システムオンチップ（ＳｏＣ）として実現されることができる。プロセッサ１５０１は、本明細書で説明される動作及びステップを実行するためのコマンドを実行するように構成される。システム１５００は、さらに所望によるグラフィックサブシステム１５０４と通信するグラフィックインターフェースを含むことができ、グラフィックサブシステム１５０４は、表示コントローラ、グラフィックプロセッサ、及び／又は表示装置を含むことができる。

プロセッサ１５０１は、メモリ１５０３と通信することができ、メモリ１５０３は、一実施形態では、所定量のシステムメモリを提供するための複数のメモリ装置によって実現されることができる。メモリ１５０３は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、又はその他のタイプの記憶装置のような、一つ以上の揮発性記憶（又はメモリ）装置を含むことができる。メモリ１５０３は、プロセッサ１５０１又はその他の任意の装置により実行されるコマンドシーケンスを含む情報を記憶することができる。例えば、様々なオペレーティングシステム、デバイスドライバ、ファームウェア（例えば、ベーシックインプット／アウトプットシステム又はＢＩＯＳ）、及び／又はアプリケーションの実行可能なコード及び／又はデータは、メモリ１５０３にロードされ、プロセッサ１５０１により実行されることができる。オペレーティングシステムは、例えば、ロボットオペレーティングシステム（ＲＯＳ）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）社のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステム、アップル社のＭａｃＯＳ（登録商標）／ｉＯＳ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ（登録商標）社のＡｎｄｒｏｉｄ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、又はその他のリアルタイム若しくは組込みオペレーティングシステムのような、任意のタイプのオペレーティングシステムであってもよい。

システム１５００は、さらに、ネットワークインターフェース装置１５０５、所望による入力装置１５０６、及びその他の所望によるＩ／Ｏ装置１５０７を含む装置１５０５〜１５０８のようなＩ／Ｏ装置を含むことができる。ネットワークインターフェース装置１５０５は、無線送受信機及び／又はネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）を含むことができる。上記無線送受信機は、ＷｉＦｉ送受信機、赤外線送受信機、ブルートゥース送受信機、ＷｉＭａｘ送受信機、無線携帯電話送受信機、衛星送受信機（例えば、全地球位置決めシステム（ＧＰＳ）送受信機）、又はその他の無線周波数（ＲＦ）送受信機、又はこれらの組み合わせであってもよい。ＮＩＣは、イーサネット（登録商標）カード（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ｃａｒｄ）であってもよい。

入力装置１５０６は、マウス、タッチパネル、タッチスクリーン（表示装置１５０４と統合されてもよい）、ポインター装置（例えば、スタイラス）、及び／又はキーボード（例えば、物理キーボード又はタッチスクリーンの一部として表示された仮想キーボード）を含むことができる。例えば、入力装置１５０６は、タッチスクリーンと接続するタッチスクリーンコントローラを含むことができる。タッチスクリーン及びタッチスクリーンコントローラは、例えば、様々なタッチ感応技術（コンデンサ、抵抗、赤外線、及び表面音波の技術を含むが、これらに限定されない）のいずれか、並びにその他の近接センサアレイ、又は、タッチスクリーンと接触する一つ以上の点を決定するためのその他の素子を用いて、それらの接触及び移動又は間欠を検出することができる。

Ｉ／Ｏ装置１５０７は、音声装置を含むことができる。音声装置は、音声認識、音声複製、デジタル記録、及び／又は電話機能のような音声サポート機能を促進するために、スピーカ及び／又はマイクロフォンを含んでもよい。その他のＩ／Ｏ装置１５０７は、さらに、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、パラレルポート、シリアルポート、プリンタ、ネットワークインターフェース、バスブリッジ（例えば、ＰＣＩーＰＣＩブリッジ）、センサ（例えば、加速度計のようなモーションセンサ、ジャイロスコープ、磁力計、光センサ、コンパス、近接センサなど）、又はこれらの組み合わせを含むことができる。装置１５０７は、さらに結像処理サブシステム（例えば、カメラ）を含むことができ、上記結像処理サブシステムは、写真及びビデオ断片の記録のようなカメラ機能を促進するための、電荷結合素子（ＣＣＤ）又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）光学センサのような光学センサを含むことができる。特定のセンサは、センサハブ（図示せず）を介してインターコネクト１５１０に接続されることができ、キーボード又はサーマルセンサのようなその他の装置はシステム１５００の具体的な配置又は設計により、組込みコントローラ（図示せず）により制御されることができる。

データ、アプリケーション、一つ以上のオペレーティングシステムなどの情報の永続性記憶を提供するために、プロセッサ１５０１には、大容量記憶装置（図示せず）が接続されることができる。様々な実施形態において、より薄くて軽量なシステム設計を可能にしながら、システムの応答性を向上するために、このような大容量記憶装置は、ソリッドステート装置（ＳＳＤ）によって実現されることができる。しかしながら、その他の実施形態において、大容量記憶装置は、主にハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を使用して実現することができ、より小さい容量のＳＳＤ記憶装置をＳＳＤキャッシュとして機能することで、停電イベントの間にコンテキスト状態及び他のそのような情報の不揮発性記憶を可能にし、それによりシステム動作が再開するときに通電を速く実現することができる。また、フラッシュデバイスは、例えば、シリアルペリフェラルインターフェース（ＳＰＩ）を介してプロセッサ１５０１に接続されることができる。このようなフラッシュデバイスは、上記システムのＢＩＯＳ及びその他のファームウェアを含むシステムソフトウェアの不揮発性記憶のために機能することができる。

記憶装置１５０８は、コンピュータ読取可能な媒体１５０９（機械可読記憶媒体又はコンピュータ可読媒体ともいう）を含むことができ、上記コンピュータ読取可能な媒体１５０９には、本明細書で記載されたいずれか一種以上の方法又は機能を具体化する一つ以上のコマンドセット又はソフトウェア（例えば、モジュール、ユニット、及び／又はロジック１５２８）が記憶されている。処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８は、計画モジュール３０５、制御モジュール３０６及び／又は車線変更変位補正モジュール３０８などの上記構成要素のいずれかを表すことができる。処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８は、さらに、データ処理システム１５００、メモリ１５０３、及びプロセッサ１５０１による実行中に、メモリ１５０３内及び／又はプロセッサ１５０１内に完全的に又は少なくとも部分的に存在してもよく、データ処理システム１５００、メモリ１５０３、及びプロセッサ１５０１も機械アクセス可能な記憶媒体を構成する。処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８は、さらに、ネットワークによってネットワークインターフェース装置１５０５を経由して送受信されてもよい。

コンピュータ可読記憶媒体１５０９は、以上に説明されたいくつかのソフトウェア機能を永続的に記憶するために用いることができる。コンピュータ可読記憶媒体１５０９は、例示的な実施形態において単一の媒体として示されるが、「コンピュータ可読記憶媒体」という用語は、上記一つ以上のコマンドセットが記憶される単一の媒体又は複数の媒体（例えば、集中型又は分散型データベース、及び／又は関連するキャッシュとサーバ）を含むと解釈されるものとする。また、「コンピュータ可読記憶媒体」という用語は、コマンドセットを記憶又は符号化できる任意の媒体を含むと解釈されるものであり、上記コマンドセットは機械により実行され、本願のいずれか一種以上の方法を上記機械に実行させるためのものである。それゆえに、「コンピュータ可読記憶媒体」という用語は、ソリッドステートメモリ、光学媒体及び磁気媒体、又はその他の任意の非一時的な機械可読媒体を含むが、これらに限定されないと解釈されるものとする。

本明細書に記載の処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８、構成要素及びその他の特徴は、ディスクリートハードウェア構成要素として実現されてもよく、又はハードウェア構成要素（例えば、ＡＳＩＣＳ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ又は類似の装置）の機能に統合されてもよい。さらに、処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８は、ハードウェア装置におけるファームウェア又は機能性回路として実現されてもよい。さらに、処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８は、ハードウェア装置とソフトウェア構成要素の任意の組み合わせで実現されてもよい。

なお、システム１５００は、データ処理システムの様々な構成要素を有するものとして示されているが、構成要素を相互接続する任意の特定のアーキテクチャ又は方式を表すことを意図するものではなく、そのような詳細は、本願の実施形態と密接な関係がない。また、より少ない構成要素又はより多くの構成要素を有するネットワークコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、携帯電話、サーバ、及び／又はその他のデータ処理システムも、本願の実施形態と共に使用することができることを理解されたい。

上記具体的な説明の一部は、既に、コンピュータメモリにおけるデータビットに対する演算のアルゴリズムと記号表現で示される。これらのアルゴリズムの説明及び表現は、データ処理分野における当業者によって使用される、それらの作業実質を所属分野の他の当業者に最も効果的に伝達する方法である。本明細書では、一般的に、アルゴリズムは、所望の結果につながるセルフコンシステントシーケンスと考えられる。これらの動作は、物理量の物理的処置が必要なものである。

しかしながら、念頭に置くべきことは、これらの用語及び類似の用語の全ては、適切な物理量に関連付けられるものであり、これらの量を標識しやすくするためのものに過ぎない。以上の説明で他に明示的に記載されていない限り、本明細書の全体にわたって理解すべきことは、用語（例えば、添付された特許請求の範囲に記載のもの）による説明とは、コンピュータシステム、又は類似の電子計算装置の動作又はプロセスを指し、上記コンピュータシステム又は電子計算装置は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリにおける物理（電子）量として示されたデータを制御するとともに、上記データをコンピュータシステムメモリ又はレジスタ又はこのようなその他の情報記憶装置、伝送又は表示装置において同様に物理量として示された別のデータに変換する。

本願の実施形態は、本明細書の動作を実行するための装置にも関する。このようなコンピュータプログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶される。機械可読媒体は、機械（例えば、コンピュータ）により読み取り可能な形式で情報を記憶するための任意のメカニズムを含む。例えば、機械可読（例えば、コンピュータ可読）媒体は、機械（例えば、コンピュータ）可読記憶媒体（例えば、読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリ装置）を含む。

上述した図面において説明されたプロセス又は方法は、ハードウェア（例えば、回路、専用ロジックなど）、ソフトウェア（例えば、非一時的なコンピュータ可読媒体に具現化されるもの）、又は両方の組み合わせを含む処理ロジックにより実行されることができる。上記プロセス又は方法は、以上で特定の順序に応じて説明されたが、上記動作の一部が異なる順序で実行されてもよいことを理解されたい。また、一部の動作は、順番ではなく並行して実行されてもよい。

本願の実施形態は、いずれの特定のプログラミング言語を参照することなく記載されている。理解すべきことは、本明細書に記載の本願の実施形態の教示を実現するために、様々なプログラミング言語を使用することができる。

上記明細書において、本願の実施形態は、既にその具体的な例示的な実施形態を参照しながら記載された。明らかなように、添付された特許請求の範囲に記載された本願のより広い趣旨及び範囲を逸脱しない限り、本発明に対して様々な変更を行うことができる。それゆえに、本明細書及び図面は、限定的な意味でなく、例示的な意味で理解されるべきである。

Claims (18)

1. 自動運転車を動作させるための機械実施方法であって、
   自動運転車（ＡＤＶ）の周囲の走行環境を記述する感知データに基いて、前記自動運転車を元車線から目標車線へ変更させる第一軌跡を確定するステップと、
   前記元車線の車線配置と前記自動運転車の現在状態に基いて、車線変位補正を算出するステップであって、前記車線配置は、前記感知データに基いて確定されるものである、ステップと、
   前記車線変位補正に基いて、少なくとも前記第一軌跡の起点を補正して第二軌跡を生成するステップと、
   前記自動運転車の現在位置と前記第二軌跡の起点との差に基いてドリフトエラーを比較するステップと、
   前記ドリフトエラーに基いて操舵制御指令を生成して前記自動運転車の進行方向を補正して前記元車線から前記目標車線へ変更するように前記自動運転車を制御するステップを含む、方法。
2. 前記車線変位補正に基いて、少なくとも前記第一軌跡の起点を補正するステップは、前記車線変位補正に基いて、前記自動運転車の現在位置から横方向に前記第一軌跡の起点を変位するステップを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記操舵制御指令は、前記第一軌跡の起点の変位方向に向けて前記自動運転車の進行方向を変更するように配置される請求項１に記載の方法。
4. 前記元車線の車線配置と前記自動運転車の現在状態に基づいて、車線変位補正を算出するステップは、
   前記車線配置に基づいて前記元車線の車線幅Ｘを確定するステップと、
   前記自動運転車の現在状態に基づいて前記自動運転車の現在速度Ｖを確定するステップと、
   前記元車線の車線幅と前記自動運転車の現在速度に基づいて変位比を算出するステップを含み、
   前記車線変位補正は前記変位比に基づいて算出される請求項１に記載の方法。
5. 前記元車線から前記目標車線への車線変更を完成する予期時間Ｔを確定するステップと、
   前記車線変更を完成する予期時間に基づいて、前記変位比を更に算出するステップを更に含む請求項４に記載の方法。
6. 所定計画頻度Ａに基づいて配置される複数の計画周期毎に前記第一軌跡を生成するように実行し、及び前記所定計画頻度に基づいて前記車線変位補正を更に算出する請求項５に記載の方法。
7. 次式
   Ｓ＝Ｘ＊（１／Ａ）／（Ｔ＊Ｖ）
   に基づいて前記車線変位補正Ｓを算出する請求項６に記載の方法。
8. 指令が記憶された非一時的な機械可読媒体であって、
   前記指令がプロセッサにより実行されると、自動運転車を動作させる処理を前記プロセッサに実行させ、前記処理は、
   自動運転車（ＡＤＶ）の周囲の走行環境を記述する感知データに基いて、前記自動運転車を元車線から目標車線へ変更させる第一軌跡を確定するステップと、
   前記元車線の車線配置と前記自動運転車の現在状態に基いて、車線変位補正を算出するステップであって、前記車線配置は、前記感知データに基いて確定されるものである、ステップと、
   前記車線変位補正に基いて、少なくとも前記第一軌跡の起点を補正して第二軌跡を生成するステップと、
   前記自動運転車の現在位置と前記第二軌跡の起点との差に基いてドリフトエラーを比較するステップと、
   前記ドリフトエラーに基いて操舵制御指令を生成して前記自動運転車の進行方向を補正して前記元車線から前記目標車線へ変更するように前記自動運転車を制御するステップを含む、機械可読媒体。
9. 前記車線変位補正に基いて、少なくとも前記第一軌跡の起点を補正するステップは、前記車線変位補正に基いて、前記自動運転車の現在位置から横方向に前記第一軌跡の起点を変位するステップを含む請求項８に記載の機械可読媒体。
10. 前記操舵制御指令は、前記第一軌跡の起点の変位方向に向けて前記自動運転車の進行方向を変更するように配置される請求項８に記載の機械可読媒体。
11. 前記元車線の車線配置と前記自動運転車の現在状態に基づいて、車線変位補正を算出するステップは、
    前記車線配置に基づいて前記元車線の車線幅Ｘを確定するステップと、
    前記自動運転車の現在状態に基づいて前記自動運転車の現在速度Ｖを確定するステップと、
    前記元車線の車線幅と前記自動運転車の現在速度に基づいて変位比を算出するステップを含み、
    前記車線変位補正は前記変位比に基づいて算出される請求項８に記載の機械可読媒体。
12. 前記処理は、
    前記元車線から前記目標車線への車線変更を完成する予期時間Ｔを確定するステップと、
    前記車線変更を完成する予期時間に基づいて、前記変位比を更に算出するステップを更に含む請求項１１に記載の機械可読媒体。
13. 所定計画頻度Ａに基づいて配置される複数の計画周期毎に前記第一軌跡を生成するように実行し、及び前記所定計画頻度に基づいて前記車線変位補正を更に算出する請求項１２に記載の機械可読媒体。
14. 次式
    Ｓ＝Ｘ＊（１／Ａ）／（Ｔ＊Ｖ）
    に基づいて前記車線変位補正Ｓを算出する請求項１３に記載の機械可読媒体。
15. データ処理システムであって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサに接続されて指令を記憶するメモリと、を備え、
    前記指令が前記プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに処理を前記プロセッサに実行させ、前記処理は、
    自動運転車（ＡＤＶ）の周囲の走行環境を記述する感知データに基いて、前記自動運転車を元車線から目標車線へ変更させる第一軌跡を確定するステップと、
    前記元車線の車線配置と前記自動運転車の現在状態に基いて、車線変位補正を算出するステップであって、前記車線配置は、前記感知データに基いて確定されるものである、ステップと、
    前記車線変位補正に基いて、少なくとも前記第一軌跡の起点を補正して第二軌跡を生成するステップと、
    前記自動運転車の現在位置と前記第二軌跡の起点との差に基いてドリフトエラーを比較するステップと、
    前記ドリフトエラーに基いて操舵制御指令を生成して前記自動運転車の進行方向を補正して前記元車線から前記目標車線へ変更するように前記自動運転車を制御するステップを含む、システム。
16. 前記車線変位補正に基いて、少なくとも前記第一軌跡の起点を補正するステップは、前記車線変位補正に基いて、前記自動運転車の現在位置から横方向に前記第一軌跡の起点を変位するステップを含む請求項１５に記載のシステム。
17. 前記操舵制御指令は、前記第一軌跡の起点の変位方向に向けて前記自動運転車の進行方向を変更するように配置される請求項１５に記載のシステム。
18. コンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータプログラムがプロセッサにより実行されると、請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の方法を実現させるコンピュータプログラム。

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