JP6981224B2 - 車両制御装置、方法およびプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、車両の動作を制御する車両制御装置、方法およびプログラムに関する。
車両が備える各種センサの検出結果等に基づいて、車両の位置や走行状態、車両外の物体等を認識し、認識結果に基づいて車両の走行を制御する自動運転システムが各種提案されている。特許文献１は、自車両のリスクポテンシャルが低い軌道を表す第１の制御信号に基づいて自動運転制御を行う車両制御装置を開示している。特許文献１の車両制御装置においては、センサや通信機能の異常等によって、第１の制御信号に異常があると判定した場合、外部の物体との相対位置、速度を表す第２の制御信号に基づいて、自動運転を行う。このように、相異なる制御信号を用いて、自動運転の信頼性を補完する。
センサに異常が発生していない場合であっても、所定の環境下ではセンサの信頼性が低下し車両制御の信頼性も低下するおそれがある。特許文献１においては、このような場合の車両制御の信頼性低下を抑制することはできない。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、センサに異常が発生していない場合における、車両制御の信頼性低下を抑制する車両制御装置、方法およびプログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一局面は、車両の動作を制御する車両制御装置であって、車両の位置を含む走行状態または車両の周囲の物体の状況を特定するための１つ以上の情報を取得する情報取得部と、車両が置かれた環境を検出する環境検出部と、情報取得部が取得する情報および環境検出部の検出結果に基づいて、情報について信頼性を判定し、情報と信頼性とに基づいて、車両の動作を制御するための制御指示を生成して出力する動作制御部とを備える、車両制御装置である。
これにより、情報取得部が取得する情報の信頼性を環境に応じて考慮した動作制御が可能となり、車両制御の信頼性低下を抑制することができる。
また、動作制御部は、信頼性が低下していると判定した情報がある場合、制御指示の生成を行わないようにしてもよい。
これにより、情報の信頼性が低下している場合、動作制御の品質低下が発生する前に動作制御を中止することができる。
また、動作制御部は、信頼性が低下していると判定した情報がある場合、制御指示の生成に、信頼性が低下していると判定した情報を利用しないようにしてもよい。
これにより、情報の信頼性が低下している場合であっても、動作制御の品質低下を抑制しつつ動作制御を継続することができる。
また、動作制御部は、情報の信頼性に応じて、情報を利用した相異なる処理を行ってもよい。
これにより、情報の信頼性が低下している場合であっても、動作制御の品質低下を抑制しつつ動作制御を継続することができる。
また、情報取得部が取得する情報は、車両が備えるカメラによるカメラ撮影データを含み、環境検出部が、夜間であること、および、車両がトンネル内を走行中であることの少なくとも一方を検出した場合、動作制御部は、カメラ撮影データの信頼性が低下していると判定してもよい。
これにより、カメラ撮影データの信頼性を好適に判定することができる。
また、情報取得部が取得する情報は、車両が備える光レーダー機器による光レーダー受信データを含み、環境検出部が、降雨中または降雪中であることを検出した場合、動作制御部は光レーダー受信データの信頼性が低下していると判定してもよい。
これにより、光レーダー受信データの信頼性を好適に判定することができる。
また、情報取得部が取得する情報は、車両が記憶する地図データを含み、環境検出部は、車両の走行中の道路において工事中であることを検出した場合、動作制御部は地図データの信頼性が低下していると判定してもよい。
これにより、地図データの信頼性を好適に判定することができる。
また、情報取得部が取得する情報は、車両が備えるＧＰＳセンサによるＧＰＳ受信データを含み、環境検出部は、車両が太陽フレアの影響下にあることを検出した場合、動作制御部はＧＰＳ受信データの信頼性が低下していると判定してもよい。
これにより、ＧＰＳ受信データの信頼性を好適に判定することができる。
本発明の他の局面は、車両の動作を制御する車両制御装置のコンピューターが実行する車両制御方法であって、車両の位置を含む走行状態または車両の周囲の物体の状況を特定するための１つ以上の情報を取得する情報取得ステップと、車両が置かれた環境を検出する環境検出ステップと、情報取得ステップにおいて取得する情報および環境検出ステップにおける検出結果に基づいて、情報について信頼性を判定し、情報と信頼性とに基づいて、車両の動作を制御するための制御指示を生成して出力する動作制御ステップとを含む、車両制御方法である。
これにより、情報取得部が取得する情報の信頼性を環境に応じて考慮した動作制御が可能となり、車両制御の信頼性低下を抑制することができる。
本発明のさらに他の局面は、車両の動作を制御する車両制御装置のコンピューターに実行させる車両制御プログラムであって、プログラムは、コンピューターに、少なくとも、車両の位置を含む走行状態または車両の周囲の物体の状況を特定するための１つ以上の情報を取得する情報取得ステップと、車両が置かれた環境を検出する環境検出ステップと、情報取得ステップにおいて取得する情報および環境検出ステップにおける検出結果に基づいて、情報について信頼性を判定し、情報と信頼性とに基づいて、車両の動作を制御するための制御指示を生成して出力する動作制御ステップとを実行させる、車両制御プログラムである。
これにより、情報取得部が取得する情報の信頼性を環境に応じて考慮した動作制御が可能となり、車両制御の信頼性低下を抑制することができる。
以上のように、本発明によれば、センサ等に異常が発生していない場合であっても、車両の環境を検出し、センサ等から得られる情報の信頼性を判定し、信頼性に基づいて動作制御を行うことで、信頼性低下を抑制することができる車両制御装置、方法およびプログラムを提供することができる。
（概要）
本発明に係る車両制御装置は、センサ等の情報と車両の置かれた環境に基づいて判定されるその情報の信頼性とに基づいて車両制御を行う。そのため、センサ等に異常が発生していない場合であっても、センサ等から得られる情報の信頼性を考慮した動作制御を行うことで、自動運転等の車両制御の信頼性低下を抑制することができる。
本発明に係る車両制御装置は、センサ等の情報と車両の置かれた環境に基づいて判定されるその情報の信頼性とに基づいて車両制御を行う。そのため、センサ等に異常が発生していない場合であっても、センサ等から得られる情報の信頼性を考慮した動作制御を行うことで、自動運転等の車両制御の信頼性低下を抑制することができる。
（実施形態）
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
＜構成＞
図１に、本実施形態における車両制御装置１００とその周辺各部の機能ブロック図を示す。車両制御装置１００は、車両に搭載される、例えば自動運転ＥＣＵであり、情報取得部１１０と、環境検出部１２０と、動作制御部１３０と、制御指示生成部１４０とを含む。
図１に、本実施形態における車両制御装置１００とその周辺各部の機能ブロック図を示す。車両制御装置１００は、車両に搭載される、例えば自動運転ＥＣＵであり、情報取得部１１０と、環境検出部１２０と、動作制御部１３０と、制御指示生成部１４０とを含む。
情報取得部１１０は、車両の位置、速度等の走行状態や、車両の周囲の物体の状況を特定するための各種情報を取得する。これらの情報は、例えば車両に搭載されたカメラ２０１が撮影した車両周囲のカメラ撮影データや、ミリ波レーダー２０２、光レーダー（Ｌｉｄａｒ）２０３によって発せられ対象物から反射して受信されたミリ波レーダー受信データ、光レーダー受信データや、地図情報記憶部２０４が記憶している地図データや、ＧＰＳセンサ２０５が受信したＧＰＳ情報に基づく位置情報である。情報取得部１１０はこれらの情報を取得し、必要に応じて補正等の加工を行う。
環境検出部１２０は、車両が置かれている環境を検出する。環境検出部１２０は、例えば車両に搭載されたレインセンサ３０１、日射センサ３０２の出力に基づいて、車両周辺の気象を検出する。また、環境検出部１２０は、車両外部のサーバー３０３あるいは放送局またはビーコン局３０４からの無線情報によって、例えば現在の日付時刻、工事情報、道路情報、気象、あるいは、太陽フレアの発生状況等を取得する。
動作制御部１３０は、物体検出部１３１と、車両位置推定部１３２と、信頼性判定部１３３と、動作決定部１３４とを含む。物体検出部１３１は、例えば情報取得部１１０が取得したカメラ撮影データ、ミリ波レーダー受信データ、光レーダー受信データに基づいて、車両周辺の物体の有無、位置、速度等の状況を検出する。車両位置推定部１３２は、例えば情報取得部１１０が取得した地図データ、位置情報に基づいて、車両の位置、速度等の状況を推定する。信頼性判定部１３３は、環境検出部１２０の検出結果に基づいて、情報取得部１１０が取得した情報の信頼性を判定する。動作決定部１３４は、信頼性判定部１３３の判定結果、物体検出部１３１の検出結果および車両位置推定部１３２の推定結果に基づいて、自動運転等における車両の動作を決定する。物体検出部１３１、車両位置推定部１３２も、信頼性判定部１３３の判定結果を処理に利用してもよい。
制御指示生成部１４０は、動作決定部１３４が決定した車両の動作に基づいて制御指示を生成する。制御指示は、例えば車両のブレーキ４０１、ステアリング４０２、エンジンまたはモータ４０３にそれぞれ制動力、操舵力、駆動力を指示する情報であり、制御指示生成部１４０は生成した制御指示をこれらの各部に出力する。
＜処理＞
本実施形態に係る車両制御装置１００が実行する処理を説明する。図２は、車両制御装置１００の処理を示すフローチャートである。本フローは、例えば、ユーザーが自動運転機能を有効にしたことを契機に開始される。
本実施形態に係る車両制御装置１００が実行する処理を説明する。図２は、車両制御装置１００の処理を示すフローチャートである。本フローは、例えば、ユーザーが自動運転機能を有効にしたことを契機に開始される。
（ステップＳ１０１）：情報取得部１１０は、車両の位置、速度等の走行状態や、車両の周囲の物体の状況を特定するための各種情報を取得する。
（ステップＳ１０２）：環境検出部１２０は、車両が置かれている環境を検出する。
（ステップＳ１０３）：動作制御部１３０の信頼性判定部１３３は、ステップＳ１０１において情報取得部１１０が取得した情報のそれぞれについて、ステップＳ１０２において環境検出部１２０が検出した環境に基づいて、信頼性が低下しているおそれがあるか否かを判定する。以下に、各情報種別について、信頼性が低下する環境要因の例を表１に示す。
表１に示すように、カメラ撮影データは、視界が暗くなる夜間やトンネル内では信頼性が低下すると考えられる。また光レーダー受信データは、光の経路の障害となる雨、雪が降っているときは信頼性が低下すると考えられる。また地図データは、道路等の形状が更新されている可能性が高い工事中の道路や土地計画が更新された地域では信頼性が低下すると考えられる。またＧＰＳ情報は、電離層が乱れる太陽フレア発生時には信頼性が低下すると考えられる。
信頼性判定部１３３は、表１に示したような、情報とその信頼性が低下する環境との対応付けを表すデータに基づいて判定を行うことができる。このようなデータは、情報種別ごとに環境を対応付けてもよいし、環境種別ごとに情報を対応付けてもよい。また、このようなデータは、外部から提供され、更新可能であってもよい。信頼性は、ある／ないの２値で判定してもよいし、例えば雨に対して降雨量のような程度を表す閾値を設けるように、環境種別ごとに閾値を設けて複数の程度を設定し、程度に応じて３値以上のスコアで判定するようにしてもよい。表１に示した対応付けは一例であって、対応付けはこれに限定されない。
（ステップＳ１０４）：ステップＳ１０３において、信頼性判定部１３３が、いずれかの情報についても、その信頼性が低下していないと判定した場合、ステップＳ１０５に進み、いずれかの情報について、その信頼性が低下していると判定した場合、ステップＳ１０６に進む。
（ステップＳ１０５）：本ステップでは、各情報を利用して、例えば自動運転のための車両動作決定を行う。上述のように、物体検出部１３１は、例えば情報取得部１１０が取得したカメラ撮影データ、ミリ波レーダー受信データ、光レーダー受信データに基づいて、車両周辺の物体の有無、位置、速度等の状況を検出する。車両位置推定部１３２は、例えば情報取得部１１０が取得した地図データ、位置情報に基づいて、車両の位置、速度等の状況を推定する。動作決定部１３４は、信頼性判定部１３３の判定結果、物体検出部１３１の検出結果および車両位置推定部１３２の推定結果に基づいて、車両の動作を決定する。制御指示生成部１４０は決定された車両の動作を実行するための制御指示を生成して出力する。本ステップの実行後、再びステップＳ１０１に戻り、本フローチャートの処理を繰り返すことで運転制御を継続することができる。
（ステップＳ１０６）：本ステップでは、物体検出部１３１、車両位置推定部１３２、あるいは動作決定部１３４において、ステップＳ１０５における処理に比べて、信頼性が低下していると判定された情報を利用した処理を抑制する。その例を以下に示す。
（例１）自動運転中である場合は、自動運転を中止する。これにより、自動運転の信頼性が低下する前に、自動運転を中止することができる。この場合、図示しない報知部を用いて自動運転を中止する旨をユーザーに通知してもよい。あるいは、自動運転を開始していない場合は、自動運転が不可である旨をユーザーに通知してもよい。また、信頼性が低下していると判定された情報を利用しない処理のみでも実現可能な、例えば一部の運転アシスト機能のみ動作させてもよい。
（例２）自動運転中である場合は、信頼性が低下していると判定された情報を用いずに自動運転を継続する。自動運転処理において、例えば異なる情報を用いたアルゴリズムを複数独立的に実行し、それぞれの結果に対して多数決や重み付け評価によって動作決定を行い、一部の情報を用いなくても、自動運転を継続できるような処理を行っている場合、本例を採用することができる。このような場合、信頼性が低下していると判定された情報を用いず、信頼性が低下していないと判定された情報のみを用いることで、動作決定の信頼性を高めるか、少なくとも信頼性低下を抑制することができる。なお、動作決定を行うことが困難となるほど多くの情報の信頼性が低下している場合は、例１と同様、自動運転を中止してもよいし、信頼性が低下していると判定された情報を利用しない処理のみでも実現可能な一部の運転アシスト機能のみ動作させてもよい。
（例３）信頼性が低下していると判定された情報も処理に用いて自動運転を継続する。ただし、信頼性が低下していると判定された情報を用いて処理した結果については、重み付け評価の重みを小さくして用いる等、信頼性に応じて異なる処理、扱いを行う。これによって動作決定の信頼性を高めるか、あるいは少なくとも信頼性の低下を抑制することができる。なお、信頼性が低下していると判定された情報を車両の動作決定に用いず、他の処理には用いてもよい。例えば、車両周辺の物体の有無、位置、速度等の状況、車両の位置、速度等の状況、およびこれらに基づいて決定した動作決定について、信頼性が低下していると判定された情報を用いない場合の計算結果と、用いた場合の計算結果との比較を行って、信頼性低下の判定の妥当性を検証し、上述の表１が示すような情報と環境（あるいはその閾値）との対応付けデータを更新してもよい。また、信頼性が低下していると判定されている間に取得された情報を記憶しておき、信頼性が回復した後の処理において過去値や初期値等の参考値として用いてもよい。
本ステップのように、信頼性が低下していると判定された情報を利用した処理を抑制することによって、自動運転の品質低下を回避することができる。また、その結果、計算量を低減できた場合、プロセッサの負荷、発熱量や消費電力を低減することができる。本ステップの実行後、再びステップＳ１０１に戻り、本フローチャートの処理を繰り返すことで運転制御を継続することができる。
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されず、適宜変更して実施可能である。例えば、情報取得部１１０が取得する情報や環境検出部１２０の構成やこれらが検出する環境の種別や取得、検出の方法は限定されない。また、車両が備えるセンサ自体が、他のセンサの検出結果に基づいて、自センサの信頼性を判定してもよい。例えば、カメラ２０１は、レインセンサ３０１、日射センサ３０２の出力に基づいてカメラ撮影データの信頼性を判定し、判定結果をカメラ撮影データとともに車両制御装置１００に出力してもよい。
＜効果＞
以上のように、本発明によれば、センサ等に異常が発生していない場合であっても、車両の環境を検出し、センサ等から得られる情報の信頼性を判定し、信頼性に応じた車両制御を行うことができ、環境に応じた車両制御を好適に行うことができる。
以上のように、本発明によれば、センサ等に異常が発生していない場合であっても、車両の環境を検出し、センサ等から得られる情報の信頼性を判定し、信頼性に応じた車両制御を行うことができ、環境に応じた車両制御を好適に行うことができる。
なお、本発明は、車両制御装置として捉えるだけでなく、制御部および記憶部を有する車両制御装置が備えるコンピューターが上述の各部の機能を実行する車両制御方法やその処理を記載した車両制御プログラムとして捉えることも可能である。
本発明は、車両等の制御に有用である。
１００ 車両制御装置
１１０ 情報取得部
１２０ 環境検出部
１３０ 動作制御部
１３１ 物体検出部
１３２ 車両位置推定部
１３３ 信頼性判定部
１３４ 動作決定部
１４０ 制御指示生成部
２０１ カメラ
２０２ ミリ波レーダー
２０３ 光レーダー
２０４ 地図情報記憶部
２０５ ＧＰＳセンサ
３０１ レインセンサ
３０２ 日射センサ
３０３ サーバー
３０４ 放送局／ビーコン局
４０１ ブレーキ
４０２ ステアリング
４０３ エンジン／モータ
１１０ 情報取得部
１２０ 環境検出部
１３０ 動作制御部
１３１ 物体検出部
１３２ 車両位置推定部
１３３ 信頼性判定部
１３４ 動作決定部
１４０ 制御指示生成部
２０１ カメラ
２０２ ミリ波レーダー
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２０４ 地図情報記憶部
２０５ ＧＰＳセンサ
３０１ レインセンサ
３０２ 日射センサ
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４０１ ブレーキ
４０２ ステアリング
４０３ エンジン／モータ
Claims (10)
- 車両の動作を制御する車両制御装置であって、
前記車両の位置を含む走行状態または前記車両の周囲の物体の状況を特定するための１つ以上の情報を取得する情報取得部と、
道路の工事状況および太陽フレアの発生状況を少なくとも含む前記車両が置かれた環境を検出する環境検出部と、
前記情報取得部が取得する情報および前記環境検出部の検出結果に基づいて、前記情報について信頼性を判定し、前記情報と前記信頼性とに基づいて、前記車両の動作を制御するための制御指示を生成して出力する動作制御部とを備える、車両制御装置。 - 前記動作制御部は、信頼性が低下していると判定した前記情報がある場合、前記制御指示の生成を行わない、請求項１に記載の車両制御装置。
- 前記動作制御部は、信頼性が低下していると判定した前記情報がある場合、前記制御指示の生成に、前記信頼性が低下していると判定した前記情報を利用しない、請求項１に記載の車両制御装置。
- 前記動作制御部は、前記情報の信頼性に応じて、前記情報を利用した相異なる処理を行う、請求項１に記載の車両制御装置。
- 前記情報取得部が取得する情報は、前記車両が備えるカメラによるカメラ撮影データを含み、前記環境検出部が、夜間であること、および、前記車両がトンネル内を走行中であることの少なくとも一方を検出した場合、前記動作制御部は、前記カメラ撮影データの信頼性が低下していると判定する、請求項１に記載の車両制御装置。
- 前記情報取得部が取得する情報は、前記車両が備える光レーダー機器による光レーダー受信データを含み、前記環境検出部が、降雨中または降雪中であることを検出した場合、前記動作制御部は前記光レーダー受信データの信頼性が低下していると判定する、請求項１に記載の車両制御装置。
- 前記情報取得部が取得する情報は、前記車両が記憶する地図データを含み、前記環境検出部は、前記車両の走行中の道路において工事中であることを検出した場合、前記動作制御部は前記地図データの信頼性が低下していると判定する、請求項１に記載の車両制御装置。
- 前記情報取得部が取得する情報は、前記車両が備えるＧＰＳセンサによるＧＰＳ受信データを含み、前記環境検出部は、前記車両が太陽フレアの影響下にあることを検出した場合、前記動作制御部はＧＰＳ受信データの信頼性が低下していると判定する、請求項１に記載の車両制御装置。
- 車両の動作を制御する車両制御装置のコンピューターが実行する車両制御方法であって、
前記車両の位置を含む走行状態または前記車両の周囲の物体の状況を特定するための１つ以上の情報を取得する情報取得ステップと、
道路の工事状況および太陽フレアの発生状況を少なくとも含む前記車両が置かれた環境を検出する環境検出ステップと、
前記情報取得ステップにおいて取得する情報および前記環境検出ステップにおける検出結果に基づいて、前記情報について信頼性を判定し、前記情報と前記信頼性とに基づいて、前記車両の動作を制御するための制御指示を生成して出力する動作制御ステップとを含む、車両制御方法。 - 車両の動作を制御する車両制御装置のコンピューターに実行させる車両制御プログラムであって、
前記プログラムは、前記コンピューターに、少なくとも、
前記車両の位置を含む走行状態または前記車両の周囲の物体の状況を特定するための１つ以上の情報を取得する情報取得ステップと、
道路の工事状況および太陽フレアの発生状況を少なくとも含む前記車両が置かれた環境を検出する環境検出ステップと、
前記情報取得ステップにおいて取得する情報および前記環境検出ステップにおける検出結果に基づいて、前記情報について信頼性を判定し、前記情報と前記信頼性とに基づいて、前記車両の動作を制御するための制御指示を生成して出力する動作制御ステップとを実行させる、車両制御プログラム。
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