JP6892508B2

JP6892508B2 - 走行制御システム

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Publication number: JP6892508B2
Application number: JP2019524740A
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Inventors: 健太前田; 絢也高橋
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Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2021-06-23
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Description

本発明は、複数の観測主体による観測情報を統合する観測情報統合装置、および統合した観測情報を用いて安価に自動走行を実現する走行制御装置を含む走行制御システムに関する。

従来、路上に設置された装置から通信等を用いて自車位置補正のための情報を受信し、車両に搭載されたセンサや地図情報を用いて安全かつ実用的な速度で車両の走行制御を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、路側装置（道路に設置されたカメラ等）から得られた自車位置の信用度に基づき、自車両の位置を補正する技術が開示されている。また、特許文献２には、車両に搭載されたカメラ等による前方認識の精度によって、前方認識結果を用いて走行制御するか、地図を用いるか、地図を用いる場合には地図の信頼度に応じて速度を決定し、安全性を高めつつ走行制御を継続させる技術が開示されている。

特開２００８−２４９６６６号公報特開２０１６−１６２２９９号公報

特許文献１、特許文献２に所載の従来技術は、二つの技術の組み合わせによって、自車両における前方認識の精度や検出範囲が小さい場合にも、路側装置から走行制御のための観測情報を補間することで、安全性は確保しつつ実用的な速度で走行可能である。しかしながら、路側装置から得られる情報の精度は路側装置の種類等によってばらつきがあり、必ずしも信頼度の値が得られるとは限らない。路側装置の信頼度を判定せずに観測情報を用いて速度を決定した場合、観測情報の誤差によって物体を回避するための急ブレーキや急ハンドルにつながる可能性がある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、路側装置から取得した自車位置や物体位置の誤差を適切に判定する観測情報統合装置と、誤差に応じて安全かつ実用的な速度で走行する走行制御装置を含む走行制御システムを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る走行制御システムは、観測情報統合装置と走行制御装置とを含み、観測情報統合装置は、自車両、他車両、路上の観測装置の少なくとも１つの観測主体から外界における観測情報を収集及び統合する情報統合手段と、前記観測情報の信頼度を算出する信頼度算出手段と、前記観測情報および前記信頼度を通信により前記走行制御装置に送信する観測情報送信手段と、を備えることを特徴としており、走行制御装置は、操作者の操作を取得する操作取得手段と、前記自車両周辺の外界情報を取得する外界情報取得手段と、前記自車両の走行状態である車両情報を取得する車両情報取得手段と、前記観測情報統合装置から前記信頼度を含む前記観測情報を通信により取得し、前記外界情報を前記観測情報統合装置に通信により送信する通信手段と、前記操作、前記外界情報、前記車両情報、前記観測情報の少なくとも一つに基づき前記自車両の走行可能範囲を管理する走行範囲管理手段と、前記操作、前記走行可能範囲、前記外界情報、前記車両情報、前記観測情報及び前記走行範囲に基づき前記自車両の走行を制御する走行制御手段と、を備えることを特徴としている。

本発明によれば、自車両の前方認識情報と観測情報を統合して認識領域を広げることで、安全性を確保しつつ、自車両搭載センサのみを用いた場合に比べて速度上昇により実用的な速度での走行が可能となる。また、前方認識情報と観測情報の偏差に基づき適切に速度を決定するため、急ブレーキや急ハンドルのリスクを低減することが可能となる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置の実施例１を搭載した車両の全体構成を示した説明図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置の実施例１の全体構成を示した説明図である。自車両２１における外界情報検出範囲６２の定義を示した説明図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置の実施例１の構成を示したブロック図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置における情報統合手段５２の実施例１の挙動を示した説明図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置における情報統合手段５２の実施例１の挙動を示した説明図である。信頼度算出手段５３の挙動の一例を示した説明図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置における走行制御手段７の実施例１の挙動を示した説明図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置における走行制御手段７の実施例１の挙動を示した説明図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置における走行制御手段７の実施例１の挙動を示した説明図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置における走行制御手段７の実施例１の挙動を示した説明図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置における走行制御手段７の実施例１の挙動を示した説明図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置における走行制御手段７の実施例１の挙動を示した説明図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置における走行制御手段７の実施例１の挙動を示した説明図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置における走行制御手段７の実施例１の挙動を示した説明図である。本発明に係る走行制御装置の実施例２の構成を示したブロック図である。本発明に係る走行制御装置の実施例３の構成を示したブロック図である。本発明に係る走行制御装置の実施例３の挙動を示した説明図である。本発明に係る走行制御装置の実施例３の挙動を示した説明図である。本発明に係る走行制御装置の実施例３の挙動を示した説明図である。本発明に係る走行制御装置の実施例３の別形態の構成を示した説明図である。本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置の別案の実施例を示した説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（実施例１）
まず初めに、本発明の観測情報統合装置及び走行制御装置の一例である実施例１について図１乃至図１５を用いて説明する。

図１は、本発明に係る走行制御装置の実施例１を搭載した制御対象としての車両（自車両と言うことがある）２１の全体構成を示した説明図である。ＦＬ輪は左前輪、ＦＲ輪は右前輪、ＲＬ輪は左後輪、ＲＲ輪は右後輪をそれぞれ意味する。

車両２１は、外界を認識するセンサ２２、２３、２４、２５の情報に基づき、車両２１の進行方向を制御するためのステアリング制御機構３０、ブレーキ制御機構３３、スロットル制御機構４０への指令値を演算する車両走行制御装置２１を備える。また、当該車両２１は、走行制御装置１からの指令値に基づき上記ステアリング制御機構３０を制御する操舵制御装置２８と、当該指令値に基づき上記ブレーキ制御機構３３を制御し、各輪のブレーキ力配分を調整する制動制御装置３５と、当該指令値に基づきスロットル制御機構４０を制御し、エンジンのトルク出力を調整する加速制御装置３９と、自車両２１の走行計画等を表示する表示装置４４と、を備える。

外界を認識するセンサ２２、２３、２４、２５として、例えば１８０゜視野角を持った魚眼カメラを２２〜２５それぞれに設置することで、自車両２１の周囲に存在する車両、自転車、歩行者、障害物等の物体と相対距離及び相対速度を検出することができる。また、当該車両２１は、路車間または車車間の通信を行う通信装置４３を備える。尚、本実施例１では、センサ構成の一例として上記センサの組み合わせを示しているが、それに限定するものではなく、超音波センサ、ステレオカメラ、赤外線カメラなどとの組み合わせでもよく、車両２１の天井に周囲３６０゜をセンシング可能なレーザレーダを搭載しても良い。上記センサ信号（上記センサから出力される信号）が、走行制御装置１に入力される。

走行制御装置１は、図１に詳細に示していないが、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力装置を有する。上記ＲＯＭには、図２を用いて説明する車両走行制御のフローが記憶されている。詳細は後述するが、走行制御装置１は、生成した走行計画に従って車両走行を制御するための各アクチュエータ（ステアリング制御機構３０、ブレーキ制御機構３３、スロットル制御機構４０）の指令値を演算する。各アクチュエータ３０、３３、４０の制御装置（操舵制御装置２８、制動制御装置３５、加速制御装置３９）は、走行制御装置１の指令値を通信により受信し、当該指令値に基づき各アクチュエータ３０、３３、４０を制御する。

次に、車両２１のブレーキの動作について説明する。ドライバが車両２１を運転している状態では、ドライバがブレーキペダル３２を踏む踏力を、ブレーキブースタ（不図示）で倍力し、マスタシリンダ（不図示）によって、その力に応じた油圧を発生させる。発生した油圧は、ブレーキ制御機構３３を介して、各輪に設けられたホイルシリンダ３６ＦＬ、３６ＦＲ、３６ＲＬ、３６ＲＲに供給される。ホイルシリンダ３６ＦＬ〜３６ＲＲは、不図示のシリンダ、ピストン、パッド、ディスクロータ等から構成されており、マスタシリンダから供給された作動液によってピストンが推進され、ピストンに連結されたパッドがディスクロータに押圧される。尚、ディスクロータは、車輪とともに回転している。そのため、ディスクロータに作用したブレーキトルクは、車輪と路面との間に作用するブレーキ力となる。以上により、ドライバのブレーキペダル操作に応じて、各輪に制動力が発生させることができる。なお、本発明を搭載した車両において、ブレーキブースタやマスタシリンダを搭載する必要は必ずしもなく、ブレーキペダル３２とブレーキ制御機構３３
を直結させ、ドライバがブレーキペダル３２を踏めば直接ブレーキ制御機構３３が動作する機構であっても良い。

制動制御装置３５は、図１に詳細に示していないが、走行制御装置１と同様に、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力装置を有する。制動制御装置３５には、前後加速度、横加速度、ヨーレートを検出可能なコンバインセンサ３４と、各輪に設置された車輪速センサ３１ＦＬ、３１ＦＲ、３１ＲＬ、３１ＲＲと、後述する操舵制御装置２８を介したハンドル角検出装置４１からのセンサ信号、上述の走行制御装置１からのブレーキ力指令値などが入力されている。また、制動制御装置３５の出力は、ポンプ（不図示）、制御バルブを有するブレーキ制御機構３３に接続されており、ドライバのブレーキペダル操作とは独立に、各輪に任意の制動力を発生させることができる。走行制御装置１が、制動制御装置３５にブレーキ指令（値）を通信することで、車両２１に任意のブレーキ力を発生させることができ、ドライバの操作が生じない自動運転においては自動的に制動を行う役割を担っている。但し、本実施例は、上記制動制御装置に限定されるものではなく、ブレーキバイワイヤ等のほかのアクチュエータを用いてもよい。

次に、車両２１のステアリングの動作について説明する。ドライバが車両２１を運転している状態では、ドライバがハンドル２６を介して入力した操舵トルクとハンドル角をそれぞれ操舵トルク検出装置２７とハンドル角検出装置４１で検出し、それらの情報に基づいて、操舵制御装置２８は、モータ２９を制御してアシストトルクを発生させる。尚、操舵制御装置２８も、図１に詳細に示していないが、走行制御装置１と同様に、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力装置を有する。上記ドライバの操舵トルクとモータ２９によるアシストトルクの合力により、ステアリング制御機構３０が可動し、前輪（ＦＬ輪、ＦＲ輪）が切られる。一方で、前輪の切れ角に応じて、路面からの反力がステアリング制御機構３０に伝わり、路面反力としてドライバに伝わる構成となっている。なお、本発明を搭載した車両において、操舵トルク検出装置２７を搭載する必要は必ずしもなく、ドライバがハンドル２６を操作する際には操舵制御装置２８が動作せず、アシストトルクが発生しない（いわゆるオモステの）機構であっても良い。

操舵制御装置２８は、ドライバのステアリング操作とは独立に、モータ２９によりトルクを発生させ、ステアリング制御機構３０を制御することができる。従って、走行制御装置１は、操舵制御装置２８に操舵力指令（値）を通信することで、前輪を任意の切れ角に制御することができ、ドライバの操作が生じない自動運転においては自動的に操舵を行う役割を担っている。但し、本実施例は、上記操舵制御装置に限定されるものではなく、ステアバイワイヤ等のほかのアクチュエータを用いてもよい。

次に、車両２１のアクセルの動作について説明する。ドライバのアクセルペダル３７の踏み込み量はストロークセンサ３８で検出され、加速制御装置３９に入力される。尚、加速制御装置３９も、図１に詳細に示していないが、走行制御装置１と同様に、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力装置を有する。加速制御装置３９は、上記アクセルペダル３７の踏み込み量に応じてスロットル開度を調節し、エンジンを制御する。以上により、ドライバのアクセルペダル操作に応じて車両２１を加速させることができる。また、加速制御装置３９は、ドライバのアクセル操作とは独立にスロットル開度を制御することができる。従って、車両走行制御装置２１は、加速制御装置３９に加速指令（値）を通信することで、車両２１に任意の加速度を発生させることができ、ドライバの操作が生じない自動運転においては自動的に加速を行う役割を担っている。なお、本発明を搭載した車両はエンジン車である必要は必ずしもなく、主要駆動装置が電気モータであっても良い。この場合、加速制御装置３９は、上記アクセルペダル３７の踏み込み量に応じてモータトルク指令値を算出し、インバータ装置（不図示）が前記モータトルク指令値を実現するように電流制御を行う。

なお、以上の説明では、車両にハンドル２６、アクセルペダル３７、ブレーキペダル３２を搭載した車両を述べたが、これら入力装置が設置されていない車両であっても良い。この場合、本車両はドライバの操作が生じない完全自動運転車、遠隔で走行指令を受けて走行する遠隔運転車などとなる。

図２は本発明に係る観測情報統合装置５１及び自車両２１の実施例１の設置イメージを示した説明図である。観測情報統合装置５１は、例えば自車両２１の外部（ここでは『路側』と定義する）に設置されたクラウドコンピュータであり、任意の建物内や、道路の側面に設置されたボックス内などに設置される。自車両２１、観測情報統合装置５１はそれぞれ通信装置４３、通信手段５４を備えている。詳細は後述するが、自車両２１からは少なくとも、自車両２１の自車位置情報等である車両情報１１、及び自車両２１に搭載されたセンサ２２〜２５が検出した物体等の情報である外界情報１２が通信を介して観測情報統合装置５１に送信される。

図２に示す通り、観測情報統合装置５１は自車両だけでなく、交差点や建物の入り口等に設置された定点観測カメラ６１等からの観測情報、通信装置４３を有する他車両７１の位置や外界検出情報等、収集可能な情報を収集する。検出した情報は観測情報１４として自車両２１や他車両７１等に送信する。観測情報１４としては、例えば道路上に存在する歩行者や自転車等の移動体７２、７３（自車両が検出した移動体を７２、定点観測カメラや他車両等が検出した移動体を７３と定義する）及び路面ペイント７４（白線等）などがある。

自車両２１、他車両７１及び定点観測カメラ６１などの観測主体はそれぞれ観測情報検出範囲もっており、図２においてそれぞれ、自車両２１の外界情報検出範囲６２、定点観測カメラ６１の画角６３、他車両７１の外界情報検出範囲６４として図示している。この範囲の外に存在する移動体７５や路面ペイント７６等は観測情報統合装置５１に取得されない。図２から、自車両２１の外界情報検出範囲６２に比べ、観測情報統合装置５１が収集可能な外界情報検出範囲６２、６４及び観測情報検出範囲６３を合わせた領域が広く、自車両２１はより遠方の物体位置を取得可能である。具体的には、自車両の外界情報検出範囲６２では移動体７２しか検出できないが、観測情報統合装置５１によって移動体７２及び移動体７３が検出可能となっている。

図３は、自車両２１の外界情報検出範囲６２の定義を示した図である。ここではセンサ２２乃至２５がいずれも１８０゜検知可能な魚眼カメラである場合のイメージ図を示す。それぞれのカメラの検出範囲６５を半円形の領域で示す。一部他のカメラと重なっている部分もあるが、全体として自車両の周囲３６０゜の領域をほぼカバーしている。少なくとも一つのカメラの画角内であるような領域を図２において楕円形の破線で示しており、この領域を外界情報検出範囲６２として定義する。

図４は、本発明に係る観測情報統合装置及び走行制御装置の実施例１の構成の一部を示すブロック図である。図４に示される実施例１では、走行制御装置１は、少なくとも、操作取得手段２、外界情報取得手段３、車両情報取得手段４、通信手段５、走行範囲管理手段６、走行制御手段７から構成されている。

操作取得手段２は、ドライバの操作１１を取得し、走行制御装置内の記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等：不図示）に記憶する。操作１１の具体例としては、ドライバがハンドル２６を介して入力した操舵トルクとハンドル角、ドライバのアクセルペダル３７の踏み込み量、ドライバのブレーキペダル３２を踏む踏力等がある。また、ドライバの意志や選択内容の入力、もしくはドライバに対する情報呈示のためのデバイスとして、タッチパネル式ディスプレイ、ボタン、スイッチ等を備えても良い。

外界情報取得手段３は、センサ２２乃至２５の少なくとも１つによって外界情報１２を取得する。そして、取得した外界情報１２から、自車両２１周辺の物体（障害物等）の位置情報、大きさ、前記障害物が移動体である場合にはその移動体の位置、速度情報等を求める。また、道路標識、路面ペイント、信号機などを検出した場合、その位置や種別を求める。カメラ２２の画像データを用いる場合には、複数の物体に対して、同時にその種類を識別して、情報を取得することが可能である。特に、２つのカメラを用いたステレオカメラでは、移動体や障害物の相対距離、相対速度を検出することもできるため、優位である。得られた外界情報１２を、前記記憶装置に記憶する。

車両情報取得手段４は、自車両２１の現在位置特定および動作状態量取得を行い、前記記憶装置に記憶する。現在位置特定の処理（自車両２１の位置及び進行角を特定する処理）は、例えばＧＰＳ（不図示）による現在位置取得を行う。進行角は、移動中であれば、位置情報の時間経過により取得可能であり、またＧＰＳを前後に２つ取り付けることで、停止中であっても車両の進行角を取得可能である。一方、動作状態量取得処理において取得する動作状態量の具体例としては、コンバインセンサ３４から取得した速度、前後加速度、横方向加速度、ヨーレート、ヨー角等がある。

通信手段５は、通信装置４３を介して観測情報統合装置５１から観測情報１４及び各観測情報の信頼度５５を取得し、記憶装置に記憶する。同時に、前記記憶装置に記憶された外界情報１２及び車両情報１３を、観測情報統合装置５１に向けて送信する。外界情報１２及び観測情報１４として、少なくとも自車両周辺に検出された移動体７２、７３、路面ペイント７４、標識情報（不図示）等を送受信する。また、車両情報１３として、少なくとも自車両２１の現在位置および進行角を送信する。通信の方法としては、路車間通信専用の通信方式（電波ビーコン、光ビーコン等）、セルラ回線（４Ｇ回線）等を用いる。

走行範囲管理手段６は、操作１１、外界情報１２、車両情報１３及び通信手段５を介して取得した観測情報１４及び信頼度５５に基づき、自車両２１の走行可能範囲１０（不図示）を生成し、前記記憶装置に記憶する。走行可能範囲１０として、例えば地図情報を用いる。地図情報は、自車両２１が走行する予定の道路形状、交通法規、ランドマーク等に関する情報であり、自車両２１の走行計画を生成し、前記走行計画に従って自車両２１の走行を制御する際に利用するものである。例えば、自車両２１がある交差点で右左折動作を行う場合、自車両２１が右左折する交差点に関する情報を取得する。交差点・道路情報としては、例えば、交差点の道路の車線数、道路幅、道路の交差角、車線幅、中央分離帯幅、横断歩道幅、横断歩道の交差点からのセットバック量、信号の有無などが挙げられる。あるいは、外界情報１２が自車両２１周辺の物体の位置を点群として得られるならば、その点群を統合した情報を走行可能範囲１０として定義してもよい。

走行範囲管理手段６の内部に、走行範囲拡張手段を構成しても良い。詳細は実施例４で後述するが、外界情報１２、車両情報１３及び通信手段５を介して取得した観測情報１４及び信頼度５５に基づき、走行可能範囲１０を生成する。自車両２１が初めて走行する場合は、車両情報１３を用いて自車両２１の現在位置および進行角を取得し、外界情報１２と観測情報１４の少なくとも１つから取得した自車両２１近傍の障害物、ランドマーク、路面の白線等の位置を、地上を基準とする絶対座標に変換する。座標変換したこれら情報を自車両２１の走行可能範囲１０として統合する。２回目以降に走行する場合は、前回走行までに生成した走行可能範囲１０に基づき、自車両２１の現在位置および進行角を推定または修正してから、外界情報１２及び観測情報１４を絶対座標に変換する。

走行制御手段７は、操作１１、外界情報１２、車両情報１３、観測情報１４、信頼度５５、走行可能範囲１０の少なくとも１つを用いて走行計画を演算し、前記走行計画に基づき、車両２１の動作を決定する。そして、前記動作を実現するように、車両２１に搭載された各アクチュエータの制御指令値を算出する。この走行制御装置２１がアクチュエータを直接制御する構成である場合は、各アクチュエータを動作させるための物理量を算出する。例えば自動車間距離制御システムの場合、先行車との車間距離の設定、最高速度の設定などに従って、車両の加速度指令値を算出し、当該加速度指令値を実現するように、エンジンスロットルやブレーキ圧を制御する。自動運転システムに実施例１を適用する場合、前記走行計画は、自車両２１が走行予定の軌道および速度であり、前記走行計画を満たすための操舵角指令値、車両の加速度指令値を演算する。

走行制御手段７は、さらに第一速度算出部８及び第二速度算出部９を備える。詳細は後述するが、観測情報１４が得られない条件では操作１１、外界情報１２、車両情報１３および走行範囲１０を用いて第一速度を算出し、自車両２１の目標速度に設定する。一方、観測情報１４が得られている領域では、操作１１、外界情報１２、車両情報１３、走行範囲１０に加えて観測情報１４を用いて第二速度を算出し、自車両２１の目標速度に設定する。

観測情報統合装置５１は、少なくとも、情報統合手段５２、信頼度算出手段５３、通信手段５４から構成されている。

情報統合手段５２は、後述する通信手段５４により取得した自車両２１の外界情報１２及び車両情報１３、１つ又は複数の観測主体から取得した検知情報１５を観測情報統合装置内部の記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等：不図示）に記憶する。そして、記憶した外界情報１２、車両情報１３及び検知情報１５から移動体７２、７３、路面ペイント７４、標識（不図示）等の物体の位置、向きを同一の座標系に変換する。複数の観測主体から取得した同一の物体に関する検知情報を統合して観測情報１４を生成する。検知情報１５は、定点観測カメラ６１や他車両７１などの観測主体から通信で取得しても良いし、観測情報統合装置５１にカメラ等のセンシング装置を直接接続して検知情報を取得する構成であっても良い。

図５及び図６を用いて、情報統合手段５２の動作の一例を説明する。ここでは、自車両２１からの外界情報１２、自車両２１の位置に近接する場所に設置された定点観測カメラ６１からの検知情報１５を取得したと想定する。この時、情報統合手段には、図５に示すように、自車両２１及び定点観測カメラ６１からの情報が別々に受信される。

自車両２１からの外界情報１２は、外界情報検出範囲６２内に存在する移動体７２や路面ペイント７４などの情報を含んでいる。また、定点観測カメラ６１からの検知情報１５には、が書く６３の範囲内に存在する移動体７３や路面ペイント７４などの情報を含んでいる。これら情報は、図６（Ａ）に示すように、それぞれ観測主体を基準とする相対座標系で取得されている。例えば自車両２１からの外界情報１２は、自車両２１の重心点や後輪車軸中心などを基準とする直交座標８１、８２を用いた座標系で表現されており、定点観測カメラ６１からの検知情報１５は、カメラの焦点位置などを基準とする直交座標系８３、８４を用いた座標系で表されている。

観測主体によって異なる座標系の情報を同じ座標系に統合するため、図６（Ｂ）に示すように、自車両２１の位置９１、９２及び進行角９３、定点観測カメラ６１の位置９４、９５及び向き９６をそれぞれ地表の所定の地点を原点とする絶対座標系８５、８６を取得する。自車両２１の位置及び進行角については車両情報１３より取得する。また、定点観測カメラ６１の位置および向きの情報は、設計値を取得する、カメラ本体にＧＰＳを搭載するなどの方法により取得する。自車両２１の外界情報１２、定点観測カメラ６１の検知情報１５をそれぞれ絶対座標系８５、８６に変換することで、図６（Ｃ）に示すような観測情報１４が得られる。

信頼度算出手段５３は、情報統合手段５２により統合された観測情報１４において、複数の観測主体により検出した同一物体の位置の偏差に基づき、信頼度５５を算出する。

図７を用いて、信頼度算出の一例を説明する。本図では、自車両２１の外界情報検出範囲６２と、定点観測カメラ６１の画角６５に重なる領域があり、それぞれ移動体７２、７３が検出されている場面を想定する。移動体７２、７３が画像マッチング等を用いて同一移動体であることが判明した場合、移動体７２と７３の間に位置偏差７７が生じる可能性がある。これは例えば自車両２１に搭載されたカメラ２２のキャリブレーションエラー、定点観測カメラ６１の検出誤差等、様々な要因がありうる。

信頼度算出手段５３は、この位置偏差７７に基づき信頼度５５を算出する。信頼度５５の数値の算出法は複数の手法が適用可能である。例えば、信頼度５５を０〜１に正規化した連続数とし、位置偏差７７が０のときには信頼度１、位置偏差７７が所定値以上であれば信頼度０とし、０〜１の間は位置偏差に関して線形関数で補間することも可能である。また、移動体７２、７３の位置の時系列を等時間サンプルごとに記憶し、所定時間内における位置偏差７７の標準偏差を求め、前記標準偏差が小さいほど信頼度５５の値を大きく設定することも可能である。さらに、それぞれの観測主体の検知情報１５の信頼度を検知位置に関連づけて記憶したルックアップテーブルを用いて信頼度を算出しても良い。この場合、例えば定点観測カメラ６１は遠方ほど位置誤差が大きくなる特性の場合に、遠方の位置ほど信頼度が小さくなるルックアップテーブルを予め設定しておくことが一例である。

通信手段５４は、通信を介して、観測情報１４及び信頼度５５を自車両２１に送信するとともに、自車両２１から外界情報１２及び車両情報１３を取得し、情報統合手段５２に渡す。通信手法は先述した通り、電波ビーコン、光ビーコン、セルラ回線等さまざまな手法が適用可能である。

図８乃至図１６を用いて、本発明の観測情報統合装置及び走行制御装置の実施例１の動作の一例を説明する。なお、図示の都合から、ここではカメラ２２のみを外界情報検出範囲６２として描画している。また、本説明において、観測情報統合装置５１が取得する検知情報１５は定点観測カメラ６１を想定するが、本実施例においては定点観測カメラ６１に限らず、他車両７１含め、路側に存在するあらゆるセンシング装置が適用可能である。

図８は、自車両２１が道路上を走行する際の、自車両２１の速度変化の一例を示した説明図である。ここでは自車両の左側に実線の路面ペイント８１、右側に破線の路面ペイント８２がある。走行可能範囲１０は、自車両２１の目標走行軌道として、路面ペイント８１、８２の中央に一点鎖線の通り設定されている。ここでは自車両２１の前方に取り付けられたカメラ２１の画角が外界情報検出範囲６２として図示されている。また、路側には定点観測カメラ６１が一台設置されており、その画角６３も図示されている。

図８下部のグラフは、走行制御手段７内部で算出されている第一速度１０１、第二速度１０２、最終的な自車両２１の速度１０３の進行方向位置ごとの変化を示す。自車両２１の位置ごとに速度変化を説明する。

まず、自車両２１が位置１００（ａ）にいる場合、外界情報検出範囲６２が定点観測カメラの画角６３と重なっていない。自車両２１の周辺に特に障害物が存在しない場合、外界情報１２の検知範囲の広さに基づき、第一速度１０１と等しい速度１０３で走行する。また、外界情報検出範囲６２内に障害物が検出されている場合は、障害物位置に基づき速度を低下する。

次に、自車両２１が位置１００（ｂ）にいる場合、外界情報検出範囲６２と定点観測カメラの画角６３が重なる領域が生じる。この時、自車両２１が検知可能な範囲は外界情報検出範囲６２と画角６３の和集合として定義される観測情報１４であり、検知可能な範囲の面積、特に自車両２１の前方の領域の長さが拡大している。検知可能な範囲が広がったことで、自車両２１は安全性を損なうことなく、第一速度１０１より高い第二速度１０２で走行可能となる。ただし、急激な速度変化は乗り心地悪化等を招くことから、位置１００（ｂ）に達した後、自車両２１の速度１０３は図示の通りなめらかに上昇し、所定時間をかけて第二速度１０２に達する。

位置１００（ｂ）から位置１００（ｃ）にかけては、自車両２１が進行するごとに外界情報検出範囲６２と定点観測カメラの画角６３との重なり領域が大きくなり、観測情報１４の範囲は相対的に減少する。したがって、第二速度１０２は徐々に低下し、それに伴って最終的な速度１０３も減少する。そして、観測情報１４の前方の領域の長さが外界情報検出範囲６２と等しくなると、速度１０３は再び第一速度１０１と等しくなる。このように、観測情報１４の領域の大きさ、特に自車両２１前方方向の長さが大きいほど、自車両の速度１０３を上昇させることが可能となる。

ここで、「自車両２１前方方向の長さ」の定義を、図９を用いて説明する。図９は自車両２１の外界情報検出範囲６２が定点観測カメラ６１の画角６３と重なる位置関係にある場合を示す。この時、自車両２１の外界情報検出範囲６２のみの場合、第一速度１０１は、自車両の前面から、進行方向に沿って、最初に外界情報検出範囲６２が途切れる場所までの距離１１１に基づき算出する。一方、第二速度１０２は、外界情報検出範囲６２と画角６３の和集合である観測情報１４に対し、同様に進行方向距離１１２に基づき算出する。これら距離１１１、１１２が大きいほど速度を上昇させる。従って、この場合は第一速度より第二速度が大きくなる。

図１０は、外界情報１２と、定点観測カメラ６１による検知情報１５に偏差が生じている、すなわち信頼度５５が低い場合の走行制御手段７の挙動を示す説明図である。自車両２１と定点観測カメラ６１の位置関係は図９と同様である。この時、自車両２１の外界情報１２に存在する移動体７２と、定点観測カメラ６１の検知情報１５に存在する移動体７３は同一物体でありながら、情報統合手段５２による座標変換の結果、図１０に示す通り位置に偏差７７が生じている。この場合、信頼度算出手段５３は先述の通り、偏差７７が大きいほど信頼度５５を低く算出する。

ここでは一例として、偏差が０の時に信頼度１、偏差が所定値（例えば３ｍ）を超えると信頼度０となり、間は線形補間、すなわち偏差が１．５、であれば信頼度０．５というように算出する。この際の、自車両２１の速度１０３の変化を図１０の下部のグラフに示す。信頼度が１、すなわち偏差が０の時、自車両２１の速度は１０３（ａ）のように、観測情報１４の検知範囲の広さに基づき、第一速度１０１に比べて速度上昇する。一方、信頼度が０．５、すなわち偏差が所定値の半分ほど生じている場合、自車両２１の速度は１０３（ｂ）のように、第一速度１０１に比べて尚上昇するものの、上昇幅は小さい。そして、信頼度が０、すなわち偏差が所定値以上の時、自車両２１の速度は１０３（ｃ）のように第一速度１０１と一致する。このように、走行制御手段７は観測情報１４の検知範囲の広さだけでなく、観測情報の信頼度も用いて速度を変更する。

図１１は、自車両２１の前方に存在する物体１２１の位置による速度の違いを示した説明図である。自車両２１と定点観測カメラ６１の位置関係は図９と同様である。移動体１２１の位置がそれぞれ、自車両２１から近い順に１２１（ａ）、１２１（ｂ）、１２１（ｃ）である場合の自車両２１の速度を、図１１下部の棒グラフに示す。

まず、移動体が１２１（ａ）に居る場合、移動体が外界情報検出範囲６２内に存在するため、第一速度１０１と第二速度１０２は等しく、結果として車体速度１０３は第一速度１０１に等しい。次に、移動体が１２１（ｂ）に居る場合、１２１（ａ）に比べて自車両２１から移動体までの距離が離れるため、第一速度１０１は上昇する。但し、なお移動体が外界情報検出範囲６２内（ほぼ境界領域）に存在するため、第一速度１０１と第二速度１０２は等しく、結果として車体速度１０３は第一速度１０１に等しい。さらに移動体が１２１（ｃ）に居る場合、移動体は外界情報検出範囲６２の外に存在する。この時、走行制御手段７は、外界情報検出範囲６２の境界領域に見えない移動体が存在する可能性を考慮するため、第一速度１０１は１２１（ｂ）の場合とほぼ同じとなる。一方、定点観測カメラ６１の画角６３には移動体が存在し、外界情報検出範囲６２よりも遠方に存在するため、第二速度１０２は第一速度１０１より高い値が算出され、結果として車体速度１０３は第一速度１０１より大きく第二速度１０２に等しくなる。このように、走行制御手段７は自車両前方に存在する物体の位置に応じて速度を変更する。

ここまでの説明では、走行可能範囲１０が直線である場合について述べたが、走行可能範囲１０は必ずしも直線であるとは限らない。この場合、走行制御手段７は、走行可能範囲１０に沿った領域上に存在する物体に対して速度を算出する。

図１２を用いて、走行可能範囲１０が曲線の場合の挙動について説明する。ここでは説明の都合上、観測情報１４としてカメラ２２による外界情報１２のみを図示しているが、路側の検知情報が統合された場合も同様である。また、自車両の前方領域を直線状に囲った領域を破線１２２で表している。移動体１２１の位置がそれぞれ１２１（ａ）、１２１（ｂ）である場合の自車両２１の速度を、図１２下部の棒グラフに示す。

まず、前方の移動体が１２１（ａ）に存在する場合、当該移動体は自車両の前方領域１２２内であるが、走行可能範囲１０に沿った領域、すなわち路面ペイント８１、８２に挟まれた領域からは外れている。この場合、自車両２１は走行可能範囲１０に沿った領域に移動体が存在しないと判定し、走行可能範囲１０に沿って外界情報検出範囲６２の境界領域までの距離に基づき、速度１０１を決定する。一方、前方の移動体が１２１（ｂ）に存在する場合、当該移動体は自車両の前方領域１２２の外であるが、走行可能範囲１０に沿った領域、すなわち路面ペイント８１、８２に挟まれた領域内に存在する。この場合、自車両２１は走行可能範囲１０に沿って移動体までの距離を算出し、速度１０１を決定する。したがって、移動体が位置１２１（ａ）の場合に比べて、位置１２１（ｂ）に居る時の方が速度１０３は小さくなる。

以上までの説明では、第一速度１０１に比べて第二速度１０２が等しいか大きい場合について述べたが、第二速度１０２の方が第一速度１０１より小さくなる場合もありうる。このことを、図１３を用いて説明する。

図１３は、自車両２１の前方に他車両７１が存在する場合の、自車両２１の速度の比較を示した説明図である。自車両２１と定点観測カメラ６１の位置関係は図９と同様であるが、説明の都合上、カメラ２２の外界情報検出範囲６２を小さく描画している。他車両７１の位置として、自車両２１から近い順に７１（ａ）、７１（ｂ）、７１（ｃ）の３通りを図示している。

まず、他車両が７１（ａ）の位置にいる場合、他車両は外界情報検出範囲６２の内部にいるため、第一速度１０１と第二速度１０２は等しく、したがって、速度１０３も第一速度１０１と等しくなる。次に、外界情報検出範囲６２の境界領域（一点鎖線１３１）より遠方、かつ所定距離先（一点鎖線１３２）より手前にいる場合、外界情報検出範囲６２の範囲外であるため、第一速度１０１は外界情報検出範囲６２の大きさに基づく速度で走行する。一方、定点観測カメラ６１は他車両７１（ｂ）の姿をとらえており、観測情報１４として他車両７１（ｂ）の位置は得られる。この場合、他車両７１（ｂ）の走行方法次第では、図１３下部に示す棒グラフのように、第一速度１０１より第二速度１０２が小さくなり、結果として速度１０３が第一速度１０１より下がる。

上記の事象が発生する状況の一例として、他車両７１（ｂ）が赤信号で止まっており、自車両２１も他車両７１（ｂ）の後ろに停車することが明白な状況の場合が挙げられる。この場合、乗員にとっての乗り心地を考慮して、十分手前から軽いブレーキで減速するために速度１０３が第一速度１０１より下がる可能性がある。

さらに、他車両が所定距離先（一点鎖線１３２）より奥の７１（ｃ）の位置にいる場合、他車両は十分遠方に存在するため、観測情報１４の検知範囲の広さが外界情報検出範囲６２を上回るため、第一速度１０１に比べて第二速度１０２は上昇し、結果として速度１０３も第一速度１０１より高くなる。このように、原則として自車両前方の障害物までの距離が遠いほど速度は上昇するが、前方の障害物が境界領域（一点鎖線１３１）より遠方、かつ所定距離先（一点鎖線１３２）より手前にいる場合には関係が逆転することもある。

これまでの説明では、路側の観測主体が定点観測カメラ６１一台のみの場合について説明してきたが、路側の観測主体が複数、すなわち観測情報１４において同一物体に関する位置情報が３つ以上存在することがありうる。この場合、３つの位置情報の偏差がそれぞれ異なるため、どの観測情報を用いて走行制御を行うか、適切に選択する必要がある。以下、図１４及び１５を用いて情報選択の方法を説明する。

図１４は、自車両２１の前方に１つの移動体が存在し、カメラ２２、２台の定点観測カメラ６１（ａ）、６１（ｂ）の計３つの観測主体によってその位置が検出されている場面を示す。この場面で、３つの観測主体による移動体の位置がほぼ一致する場合、観測情報１４の範囲は自車両２１、定点観測カメラ６１（ａ）、定点観測カメラ６１（ｂ）の領域の和集合となり、移動体近傍通過後の速度は一点鎖線１０２（ａ）のように速度上昇する。しかし、図１４に示すように、自車両２１のカメラ２２が検出した移動体７２と、定点観測カメラ６１（ａ）が検出した移動体７３（ａ）がほぼ同じ場所に検出されているが、定点観測カメラ６１（ｂ）が検出した移動体７３（ｂ）は他の２つの観測主体の検出結果との偏差が生じている。この場合、移動体７３（ｂ）の位置情報は不正確とみなせるため、定点観測カメラ６１（ｂ）の検知情報を用いず、移動体７２及び７３（ａ）の位置に基づき自車両２１の速度１０３を決定する。その結果、図１４下部に示す速度変化のグラフの通り、移動体７２の近傍を通過する際に第一速度と第二速度はほぼ一致して減速しており、しかも定点観測カメラ６１（ｂ）の検知情報を使用しないことから観測情報の領域が縮小され、移動体近傍通過後も第一速度と第二速度は一致し続ける。

図１５は、図１４同様の場面で、３つの観測主体により検出した移動体７２、７３（ａ）、７３（ｂ）がいずれも異なる位置に検出されている場合を示す。この場合、どの２つの観測情報をとっても偏差が生じているため、走行制御手段７は第二速度をほぼ第一速度と等しい速度に設定することになる。この時、さらに安全性と乗員にとっての安心感を確保するため、自車両２１に最も近い場所に検出されている移動体（この場合は７３（ａ））を回避対象の移動体としてもよい。図１５においては、移動体７３（ａ）が自車両２１から最も近い移動体であり、それは外界情報１２が検出した移動体７２より近い位置に存在する。この場合、図１５の下部の速度グラフに示すように、移動体７２を対象とする第一速度１０１に比べ、移動体７３（ａ）を対象とする代に速度１０２のほうが低くなり、結果として自車両２１はより速度を落とすことになる。

このように、本実施例１の観測情報統合装置５１及び走行制御装置１によれば、自車両含む複数の観測主体からの検知情報を統合することで、自車両の外界情報検出範囲６２を超える領域の物体を検出可能となる。その結果、外界情報のみを用いた場合に比べて、安全性を確保しつつ、速度を上昇して自動運転の実用性を高めることが可能である。また、外界情報１２と観測情報１４との偏差に基づき信頼度５５を算出し、信頼度５５に基づき速度上昇量を適切に決定することで、路側の観測主体の検出精度が低い場合にも安全性と実用性を両立する適切な速度制御を実現する走行制御装置を提供することが可能となる。

なお、上記説明では、観測情報統合装置５１が路側に存在する場合について述べたが、観測情報統合装置５１が自車両２１内部に搭載され、通信装置４３を介して、定点観測カメラ６１や他車両７１からの観測情報を受信する構成であっても良い。この場合、観測情報統合装置５１は走行制御装置１同様に、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力装置を有する。上記ＲＯＭには、上述した観測情報統合アルゴリズムが記憶されており、本アルゴリズムはＣＰＵやＲＡＭを用いて演算され、演算結果は車両内の通信ネットワークを介して走行制御装置１に伝送される。

（実施例２）
次に、本発明の一例である実施例２について、図１６を用いて説明する。なお、実施例１と同様の部分は説明を省略する。

実施例１では、観測情報統合装置５１と走行制御装置１を別々の装置として構成する内容を説明したが、実際には路側において必ずしも観測情報統合装置５１を設置できるとは限らない。そこで、走行制御装置１が直接、路側の観測主体から検知情報を取得し、走行制御手段７が実施例１における観測情報統合装置５１と同様の機能を実現する構成であっても良い。

図１６は、本発明に係る走行制御装置の実施例２の構成の一部を示すブロック図である。図１６に示される実施例２では、走行制御装置１は、少なくとも、操作取得手段２、外界情報取得手段３、車両情報取得手段４、通信手段５、走行範囲管理手段６、走行制御手段７から構成される。操作取得手段２、外界情報取得手段３、車両情報取得手段４、走行範囲管理手段６の構成および動作は、実施例１と同様であるため説明を省略する。

通信手段５は、通信装置４３を介して、定点観測カメラ６１や他車両７１などの路側の観測主体から観測情報１４を取得し、走行制御装置内の記憶装置に記憶する。図には明記していないが、ここでは検知情報１５同様、複数の観測主体からの観測情報を取得しても良い。外界情報１２及び観測情報１４として、少なくとも自車両周辺に検出された移動体７２、７３、路面ペイント７４、標識情報（不図示）等を送受信する。通信の方法としては、路車間通信専用の通信方式（電波ビーコン、光ビーコン等）、セルラ回線（４Ｇ回線）等を用いる。

走行制御手段７は、操作１１、外界情報１２、車両情報１３、観測情報１４、走行可能範囲１０の少なくとも１つを用いて走行計画を演算し、前記走行計画に基づき、車両２１の動作を決定する。そして、前記動作を実現するように、車両２１に搭載された各アクチュエータの制御指令値を算出する。走行制御手段７は、さらに第一速度算出部８及び第二速度算出部９を備える。これらの機能は実施例１と同様である。

実施例１における観測情報統合装置５１の機能は走行制御手段７が担う。すなわち、通信手段５により取得した１つ又は複数の観測主体からの観測情報１４を走行制御装置内の記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等：不図示）に記憶する。そして、記憶した外界情報１２、車両情報１３及び観測情報１４から移動体、路面ペイント、標識等の物体の位置、向きを同一の座標系に変換する。複数の観測主体から取得した同一の物体に関する観測情報を統合する。これらの具体的な挙動は、実施例１において図５及び図６を用いて説明した内容と同様であるため説明を省略する。

実施例１と実施例２は装置の構成が異なるが、実施例２の発明を搭載した車両の具体的な挙動は、実施例１において図７乃至図１５を用いて説明した挙動と同様であるため説明を省略する。

このように、本実施例２の走行制御装置１によれば、観測情報統合装置５１を設置していない場所において、走行制御装置１が路側に存在する一つまたは複数の観測主体からの観測情報を収集し、走行制御装置１内部で統合することで、実施例１同様に自車両の外界情報検出範囲６２を超える領域の物体を検出可能となる。その結果、実施例１同様の効果を実現する走行制御装置を提供することが可能となる。

（実施例３）
次に、本発明の一例である実施例３について、図１７乃至図２０を用いて説明する。なお、実施例１あるいは実施例２と同様の部分は説明を省略する。

実施例１及び実施例２では、外界情報１２と観測情報１４の間に偏差が生じた際に、第二速度の上昇を抑圧する構成となっている。これは、観測情報１４が必ずしも正確とは限らないことから、観測情報１４に誤差が生じていることを判定するための手段である。しかしながら、走行制御装置としての実用性を鑑みれば、観測情報１４を最大限活用してより多くの場所で第二速度を第一速度より上昇させることが望ましい。そこで、外界情報１２と観測情報１４の間に生じた偏差を場所に関連付けて記憶し、その偏差の表れ方が一定である場合、観測情報１４の情報を補正することで偏差を低減し、第二速度の上昇を実現する構成であってもよい。

図１７は、本発明に係る走行制御装置の実施例３の構成の一部を示すブロック図である。図１７に示される実施例３では、実施例２同様に、実施例１における観測情報統合装置５１の機能を走行制御手段７が担う構成となっている。走行制御装置１は、少なくとも、操作取得手段２、外界情報取得手段３、車両情報取得手段４、通信手段５、走行範囲管理手段６、走行制御手段７、偏差記憶手段２０１から構成される。また、詳細は後述するが、補正情報送信手段２０２を備えても良い。操作取得手段２、外界情報取得手段３、車両情報取得手段４、通信手段５、走行範囲管理手段６の構成および動作は、実施例２と同様であるため説明を省略する。

偏差記憶手段２０１は、外界情報１２と観測情報１４の偏差を位置に関連付けて記憶する。図１８及び図１９を用いて、偏差記憶手段２０１の挙動の一例を説明する。

図１８（Ａ）は、自車両２１のカメラ２２および定点観測カメラ６１の検知領域が重なっている場所で、それぞれ同一の物体７２、７３を検知している場合を示す説明図である。ここでは過去２回、この場所で物体が検出されており、１回目はそれぞれ７２（ａ）、７３（ａ）の場所（自車両２１から見て左側路側）に物体を検知し、２回目はそれぞれ７２（ｂ）、７３（ｂ）の場所（自車両２１から見て右側路側）に物体を検知した。それぞれの場所において、外界情報１２と観測情報１４に偏差が生じており、自車両２１から見て左側路側では、カメラ２２が検知した移動体７２（ａ）に対して、定点観測カメラ６１が検知した移動体７３（ａ）は自車両から見て手前側に偏差が生じている。一方、自車両２１から見て左側路側では、移動体７３（ｂ）は逆に奥側に偏差が生じている。

図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）のような状況において、偏差記憶手段２０１に記憶する補正情報２０３を示す。本図は定点観測カメラの検知範囲上に、場所ごとに偏差方向と偏差量を表す矢印によって補正情報を模式的に表示している。すなわち、定点観測カメラ６１から見て、手前部分に検知された物体は、検知された位置をカメラから見て左方向に補正する。一方、左奥の場所では右方向に補正する。このような補正情報を走行制御装置内の記憶装置に記憶する。なお、実際に走行制御装置内の記憶装置に保存される情報は、場所、偏差方向、偏差量のデータセットである。

図１９は、記憶された補正情報２０３に基づき、次に当該場所を走行した際に定点観測カメラ６１の観測情報を補正する様子を示した説明図である。走行制御装置１内の記憶装置には、図１８（Ｂ）で説明した補正情報が記憶されている。いま、補正情報が関連付けられた場所に到達し、カメラ２２および定点観測カメラ６１がそれぞれ移動体７２、７３を検知している。この時、定点観測カメラ６１からの観測情報は、走行制御手段７内の補正部２１１において補正される。具体的には、移動体７３は定点観測カメラ６１の画角３内における左奥に検知されており、補正部２２１は補正情報２０３に基づき、この場所における移動体７３の場所を定点観測カメラ６１から見て右側に、すなわち自車両２１から見て奥側に補正する。その結果、この場合は移動体７３がカメラ２２による検知位置７２とほぼ位置した。

上記の状況で、自車両の速度は図１９下部に示す速度グラフを参照すると、補正前の状態であれば、速度は１０３（ｂ）のように第一速度１０１とほぼ一致する。これは、外界情報１２と観測情報１４に偏差が生じているため、上昇量が抑えられることが理由である。一方、補正後においては速度は１０３（ａ）のように速度上昇する。これは、自車両から検知範囲限界までの距離が外界情報検出範囲２２１に比べて観測情報検知範囲２２２のほうが長いうえ、補正をしたことで外界情報１２と観測情報１４に偏差が小さくなり、第二速度が第一速度に比べて上昇したためである。

以上までの説明では、路側の観測主体からの観測情報が毎回同じような偏差を持つことを前提として補正情報２０３を生成したが、路側の観測情報が常に同じような誤差を持つとは限らず、時間によって、あるいは物体の種類によって誤差の生じ方が変化する可能性がある。従って、走行制御手段７は、過去の観測情報の補正情報２０３のばらつきを算出し、ばらつきが小さい観測情報のみを用いて速度を算出する構成であっても良い。

図２０を用いて、ばらつきが小さい観測情報の選択の一例を説明する。図２０（Ａ）は、ある場所において２台の定点観測カメラ６１（ａ）、６１（ｂ）が設置されており、自車両２１が当該箇所を走行する場面を示す。この時、自車両２１の外界情報検知範囲６２と、それぞれの定点観測カメラの画角６３（ａ）、６３（ｂ）は重なり領域があり、和集合をとると、自車両２１の予定走行領域１２２内では３つの検知範囲が統合されて遠方まで見えるようになっている。ここでは、この場所は過去に３回通過したことがあり、今回が４回目の通過であるとする。

それぞれの定点観測カメラについて、過去３回の補正情報２０３の一例を図２０（Ｂ）に示す。本図の見方は、２０３（ａ１）〜２０３（ａ３）が、定点観測カメラ６１（ａ）の過去３回の補正情報を、２０３（ｂ１）〜２０３（ｂ３）が、定点観測カメラ６１（ｂ）の過去３回の補正情報を表す。補正情報２０３内の矢印は、自車両２１の予定走行領域１２２と重なる部分で、観測情報をどちらの方向に補正するかを表している。矢印の方向に着目すると、定点観測カメラ６１（ａ）は過去３回いずれもカメラから見て左方向に同程度に補正が行われていることがわかる。一方、定点観測カメラ６１（ｂ）は過去３回それぞれで補正の方向および補正量がばらついている。

上記の状況において、走行制御手段７が算出する速度の推移を図２０（Ｃ）のグラフに示す。自車両から外界情報検出範囲の限界までの距離２２１に比べ、観測情報を統合した検出範囲までの距離２２２（ｂ）が長くなっている。したがって、外界情報と観測情報に偏差がなければ、第一速度１０１に比べて第二速度１０２は上昇し、結果、速度も１０３（ｂ）のように上昇するという場面である。この時、定点観測カメラ６１（ａ）の偏差は一定しているため、補正情報２０３（ａ１）〜２０３（ａ３）を用いて観測情報１４を補正する。この時、過去数回の補正情報の平均に基づき補正しても良いし、最新の補正情報２０３（ａ３）に基づき補正しても良い。一方、定点観測カメラ６１（ｂ）の偏差はばらついているため、速度制御手段７はこの情報を使わずに第二速度を算出する。すなわち、観測情報を統合した検出範囲までの距離は２２２（ａ）と短くなり、結果として速度１０３（ａ）のように、第一速度１０１からの上昇量は減少する。

補正情報送信手段２０２は、偏差記憶手段２０１に記憶された補正情報２０３を、当該観測主体や管理者等に向けて送信する。これにより、路側の観測主体のキャリブレーションのずれや故障などを、当該観測主体の管理者等が把握することが可能となる。また、観測情報を用いる他車両と補正情報２０３を共有することも可能である。

以上までの説明では、過去に検知した外界情報１２と観測情報１４の偏差を記憶し、偏差に基づき補正情報を生成していたが、路側の観測主体から補正情報が直接取得できれば、この補正情報を直接利用して走行制御手段７の補正部２１１が補正を行うことが可能であり、補正情報２０３を通信等を用いて直接取得する構成であってもよい。この場合、走行制御装置１の構成は図２１に示すようなブロック図となる。

図２１において、補正情報取得手段２０４は、観測主体の補正情報２０３を通信等により取得する。本役割は、観測主体から観測情報１４と補正情報２０３が同時に得られる構成であれば、通信手段５が兼ねても良い。あるいは、本発明の走行制御装置を搭載した他車両との車車間通信により、他車両が所持している補正情報２０３を受信してもよい。さらには、別の管理主体から補正情報２０３を取得しても良い。例えば道路管理者から光ビーコン等の路車間通信を用いて、路側に設置された各観測主体の補正情報を一括して取得する形であっても良い。

なお、この補正情報は、実施例１において観測情報統合装置内で算出する信頼度５５のような情報であっても良い。例えば、路側の観測主体が定点観測カメラの場合、昼と夜、順光と逆光など、条件によってカメラの検知能力が異なる。この場合、定点観測カメラから現在の環境認識の信頼度を所定の値として受信し、走行制御手段７は、前記信頼度の値が高い観測情報のみを選択して速度を算出することも可能である。

このように、本実施例３の走行制御装置１によれば、路側に存在する観測主体からの観測情報１４と、自車両２１に搭載されたセンサ２２乃至２５が検知した外界情報１２の間に偏差が生じるとき、過去の偏差情報を記憶して補正情報を作成可能である。その結果、次回同じ場所を走行した際には路側の観測情報を利用できるようになり、安全性を確保しつつ速度向上可能な領域を広げる走行制御装置を提供することが可能となる。

以上、説明した実施例１乃至３において、偏差は物体７２、７３の位置偏差に基づき算出していたが、路側の観測主体が自車両２１自体の位置を検出できる場合、自車両２１が当該観測主体の検知領域を通過した際の自車両２１の車両情報１３にける自車位置と、観測情報１４における自車両２１の位置を比較し、この位置偏差に基づき速度を決定しても良い。例えば、図２２に示すように、定点観測カメラ６１の画角６３内に自車両２１が存在するような位置関係を想定する。この時、自車両の車両情報１３に基づき算出した自車位置２１（ａ）と、定点観測カメラ６１が検知した自車両の位置２１（ｂ）に偏差２３１が生じている場合、図２２下部の棒グラフのように、自車位置の偏差２３１が大きいほど速度１０３を落とすという挙動を行うことが可能である。

また、以上説明した実施例１乃至３において、走行制御として自動車の自動運転を例にとって説明したが、走行制御は自動運転に限定されるものではない。自動車間距離制御（アクティブクルーズコントロール）、レーンキープ、自動運転レベル２、自動運転レベル３、無人自動運転など、さまざまな形態の走行制御に適用可能である。

以上の実施例１乃至実施例３では、自動車を例にとって説明したが、本発明は、自律移動するあらゆる装置に適用可能である。例えば、自律移動を行う建設機械（鉱山ダンプなど）、自律移動モビリティ（無人自動運転バス、一人乗り小型自動車、ゴルフカート、バイク、倒立振子型モビリティなど）、自律移動ロボットなどへも適用可能である。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１走行制御装置
２操作取得手段
３外界情報取得手段
４車両情報取得手段
６走行範囲管理手段
７走行制御手段
８第一速度算出部
９第二速度算出部
１０走行可能範囲
１１操作
１２外界情報
１３車両情報
１４観測情報（自車両外から取得）
１５検知情報（観測情報統合装置が取得した情報）
２１制御対象（自車両）
２２〜２５センサ
２６ハンドル
２８操舵制御装置
３２ブレーキペダル
３５制動制御装置
３７アクセルペダル
３９加速制御装置
４３通信装置
４４表示装置
５１観測情報統合装置
５２情報統合手段
５３信頼度算出手段
５４通信手段
５５信頼度
２０１偏差記憶手段
２０２補正情報送信手段
２０３補正情報
２０４補正情報取得手段
２１１補正部

Claims

観測情報統合装置と走行制御装置とを含む走行制御システムであって、
前記観測情報統合装置は、
自車両、他車両、路上の観測装置の少なくとも１つの観測主体から外界における観測情報を収集及び統合する情報統合手段と、
前記観測情報の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
前記観測情報および前記信頼度を通信により前記走行制御装置に送信する観測情報送信手段と、
を備え、
前記走行制御装置は、
操作者の操作を取得する操作取得手段と、
前記自車両周辺の外界情報を取得する外界情報取得手段と、
前記自車両の走行状態である車両情報を取得する車両情報取得手段と、
前記観測情報統合装置から前記信頼度を含む前記観測情報を通信により取得し、前記外界情報を前記観測情報統合装置に通信により送信する通信手段と、
前記操作、前記外界情報、前記車両情報、前記観測情報の少なくとも一つに基づき前記自車両の走行可能範囲を管理する走行範囲管理手段と、
前記操作、前記走行可能範囲、前記外界情報、前記車両情報および前記観測情報に基づき前記自車両の走行を制御する走行制御手段と、
を備え、
前記走行制御手段は、
前記観測情報が存在しない領域では、前記観測情報を除いて算出する第一速度に基づき前記自車両の速度を決定し、前記観測情報が存在する領域では、前記外界情報および前記観測情報を統合した統合観測情報を用いて算出する第二速度に基づき前記自車両の速度を決定し、
前記統合観測情報の観測可能範囲が広いほど、前記第一速度に比べて前記第二速度を上昇し、
前記信頼度が小さいほど、または、前記観測情報における複数の前記観測主体から取得した同一物体の位置情報の偏差が大きいほど前記第二速度の上昇を抑圧する
ことを特徴とする走行制御システム。
操作者の操作を取得する操作取得手段と、
自車両周辺の外界情報を取得する外界情報取得手段と、
前記自車両の走行状態である車両情報を取得する車両情報取得手段と、
他車両、路上の観測装置の少なくとも１つの観測主体から外界における観測情報を通信により取得する通信手段と、
前記自車両の走行可能範囲を管理する走行範囲管理手段と、
前記操作、前記走行可能範囲、前記外界情報、前記観測情報および前記車両情報に基づき前記自車両の走行を制御する走行制御手段と、
を備える走行制御装置であって、
前記走行制御手段は、
前記観測情報が存在しない領域では、前記観測情報を除いて算出する第一速度に基づき前記自車両の速度を決定し、前記観測情報が存在する領域では、前記外界情報および前記観測情報を統合した統合観測情報を用いて算出する第二速度に基づき前記自車両の速度を決定し、
前記統合観測情報の観測可能範囲が広いほど、前記第一速度に比べて前記第二速度を上昇し、前記外界情報と前記観測情報に同一物体が存在する場合に、前記外界情報と前記観測情報の偏差が大きい領域では前記第二速度の上昇を抑圧する
ことを特徴とする走行制御装置。
操作者の操作を取得する操作取得手段と、
自車両周辺の外界情報を取得する外界情報取得手段と、
前記自車両の走行状態である車両情報を取得する車両情報取得手段と、
他車両、路上の観測装置の少なくとも１つの観測主体から外界における観測情報を通信により取得する通信手段と、
前記自車両の走行可能範囲を管理する走行範囲管理手段と、
前記操作、前記走行可能範囲、前記外界情報、前記観測情報および前記車両情報に基づき前記自車両の走行を制御する走行制御手段と、
を備える走行制御装置であって、
前記走行制御手段は、
前記観測情報が存在しない領域では、前記観測情報を除いて算出する第一速度に基づき前記自車両の速度を決定し、前記観測情報が存在する領域では、前記外界情報および前記観測情報を統合した統合観測情報を用いて算出する第二速度に基づき前記自車両の速度を決定し、
前記統合観測情報の観測可能範囲において、前記自車両前方に検出した物体と前記自車両との距離が、前記外界情報の観測可能範囲の限界である第一距離未満の場合は第二速度を第一速度と等しい値に設定し、前記距離が、前記第一距離以上かつ前記第一距離より所定距離だけ長い第二距離未満の場合は第二速度を第一速度以下に設定し、前記距離が、前記第二距離以上の場合は第二速度を第一速度以上に設定する
ことを特徴とする走行制御装置。
前記走行制御手段は、
前記統合観測情報の観測可能範囲において、前記自車両前方に検出した物体と前記自車両との距離が広いほど、前記第二速度を上昇する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の走行制御装置。
前記走行制御手段は、
前記統合観測情報の観測可能範囲において、前記走行範囲管理手段に基づき算出した前記自車両の目標走行軌道に沿った領域上に検出した物体と前記自車両との距離が広いほど、前記第二速度を上昇する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の走行制御装置。
前記走行制御手段は、
前記統合観測情報において同一物体が３つ以上存在する場合、前記外界情報との偏差の小さい前記観測情報に基づき第二速度を決定する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の走行制御装置。
前記走行制御手段は、
前記統合観測情報において同一物体が複数存在する場合、前記自車両に最も近い位置に検出した物体の位置情報に基づき第二速度を決定する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の走行制御装置。
前記走行制御装置は、
前記偏差を前記自車両の位置に関連づけて記憶する偏差記憶手段をさらに備え、記憶された前記偏差である補正情報に基づき前記観測情報を修正し、修正後の前記偏差に基づき速度を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の走行制御システム。
前記走行制御装置は、
前記補正情報を過去複数分記憶し、前記補正情報のばらつきが所定値以上である位置における観測情報を除いて前記第二速度を決定する
ことを特徴とする請求項８に記載の走行制御システム。
前記走行制御装置は、
前記偏差記憶手段に記憶された前記補正情報を通信により送信する補正情報送信手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項８に記載の走行制御システム。
前記走行制御装置は、
前記観測情報の観測位置に関連づけて設定された観測誤差に関する情報を通信により取得する補正情報取得手段をさらに備え、前記観測誤差に基づき前記観測情報を修正し、修正後の前記偏差に基づき速度を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の走行制御システム。
前記走行制御装置は、
前記偏差を前記自車両の位置に関連づけて記憶する偏差記憶手段をさらに備え、記憶された前記偏差である補正情報に基づき前記観測情報を修正し、修正後の前記偏差に基づき速度を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の走行制御装置。
前記走行制御装置は、
前記補正情報を過去複数分記憶し、前記補正情報のばらつきが所定値以上である位置における観測情報を除いて前記第二速度を決定する
ことを特徴とする請求項１２に記載の走行制御装置。
前記走行制御装置は、
前記偏差記憶手段に記憶された前記補正情報を通信により送信する補正情報送信手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１２に記載の走行制御装置。
前記走行制御装置は、
前記観測情報の観測位置に関連づけて設定された観測誤差に関する情報を通信により取得する補正情報取得手段をさらに備え、前記観測誤差に基づき前記観測情報を修正し、修正後の前記偏差に基づき速度を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の走行制御装置。
前記走行制御装置は、
前記車両情報から算出した前記自車両の位置と、前記観測情報における前記自車両の位置の偏差を算出し、前記偏差が大きいほど前記第二速度の上昇を抑圧する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の走行制御装置。