JP7009490B2 - 自動運転車両のための制御主導型の３ポイントターン計画 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、主に自動運転車両を動作させることに関する。より具体的に、本発明の実施形態は自動運転車両のための３ポイントターン技術に関する。

自動運転モード（例えば、ドライバーレス）で走行している車両は、乗員、特に運転手を運転関連責務から解放することができる。車両は、自動運転モードで走行しているとき、搭載されたセンサを使用して様々な場所にナビゲートすることができ、ヒューマンコンピュータインタラクションが最小限に抑えられた場合、又は乗客がいない状況などで車両を走行させることができる。

運動計画及び制御は、自動運転における重要な操作である。３ポイントターン（ｔｈｒｅｅ－ｐｏｉｎｔ ｔｕｒｎ）が必要な場合、例えば、停止したり後退したりせずに連続したＵターンをするのに十分な幅がない道路内でＵターンする場合、車両は前方へ方向転換する必要があり、ほとんどの国では、車両は車線の境界に向かって左前方に方向転換する必要がある。その後、車両は境界から離れるように後退方向へ方向転換する。最後に、車両は前進して目標車線に進入する。このような３ポイントターン経路を計画することは複雑である。自動運転車両の３ポイントターンを計画し制御するための効率的な方法がまだ見つかっていない。

第１態様では、本発明は、自動運転車両を動作させるためのコンピュータ実施方法を提供し、当該方法は、自動運転車両（ＡＤＶ）に対する３ポイントターン要求に応答して、ＡＤＶに関連付けられる最大前進方向曲がり角（ｍａｘｉｍｕｍ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｕｒｎｉｎｇ ａｎｇｌｅ）に基づいて、ＡＤＶの現在位置から前進方向曲がり経路（ｆｏｒｗａｒｄ ｔｕｒｎｉｎｇ ｐａｔｈ）を生成するステップであって、ここで、前進方向曲がり経路を生成するステップは、フルステアリングコマンドを適用することによって、ＡＤＶの最大前進方向曲がり角に基づいて前進方向曲率を確定することと、ＡＤＶの現在位置から前進方向曲率に基づいて前進方向曲がり経路を確定することと、その時点での運転環境を感知する感知情報に基づいて、前進方向曲がり経路のための前進速度プロファイルを計算することとを含むステップと、ＡＤＶに関連付けられる最大後退方向曲がり角（ｍａｘｉｍｕｍ ｂａｃｋｗａｒｄ ｔｕｒｎｉｎｇ ａｎｇｌｅ）に基づいて、前進方向曲がり経路の終点から後退方向曲がり経路（ｂａｃｋｗａｒｄ ｔｕｒｎｉｎｇ ｐａｔｈ）を生成するステップと、前進方向曲がり経路と後退方向曲がり経路とに基づいて、３ポイントターンを行うようにＡＤＶを制御するステップとを含む。

第２態様では、本発明は、命令が格納されている非一時的機械可読媒体を提供し、当該命令はプロセッサにより実行されるとプロセッサに動作を実行させ、当該動作は、自動運転車両（ＡＤＶ）に対する３ポイントターン要求に応答して、ＡＤＶに関連付けられる最大前進方向曲がり角に基づいて、ＡＤＶの現在位置から前進方向曲がり経路を生成するステップであって、ここで、前進方向曲がり経路を生成するステップは、フルステアリングコマンドを適用することによって、ＡＤＶの最大前進方向曲がり角に基づいて前進方向曲率を確定することと、ＡＤＶの現在位置から前進方向曲率に基づいて前進方向曲がり経路を確定することと、その時点での運転環境を感知する感知情報に基づいて、前進方向曲がり経路のための前進速度プロファイルを計算することとを含むステップと、ＡＤＶに関連付けられる最大後退方向曲がり角に基づいて、前進方向曲がり経路の終点から後退方向曲がり経路を生成するステップと、前進方向曲がり経路と後退方向曲がり経路とに基づいて、３ポイントターンを行うようにＡＤＶを制御するステップとを含む。

第３態様では、本発明は、プロセッサと、命令を格納するためにプロセッサに接続されるメモリと、を備えるデータ処理システムを提供し、当該命令はプロセッサにより実行されるとプロセッサに動作を実行させ、当該動作は、自動運転車両（ＡＤＶ）に対する３ポイントターン要求に応答して、ＡＤＶに関連付けられる最大前進方向曲がり角に基づいて、ＡＤＶの現在位置から前進方向曲がり経路を生成するステップであって、ここで、前進方向曲がり経路を生成するステップは、フルステアリングコマンドを適用することによって、ＡＤＶの最大前進方向曲がり角に基づいて前進方向曲率を確定することと、ＡＤＶの現在位置から前進方向曲率に基づいて前進方向曲がり経路を確定することと、その時点での運転環境を感知する感知情報に基づいて、前進方向曲がり経路のための前進速度プロファイルを計算することとを含むステップと、ＡＤＶに関連付けられる最大後退方向曲がり角に基づいて、前進方向曲がり経路の終点から後退方向曲がり経路を生成するステップと、前進方向曲がり経路と後退方向曲がり経路とに基づいて、３ポイントターンを行うようにＡＤＶを制御するステップとを含む。

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の素子を示す。

一実施形態に係るネットワークシステムを示すブロック図である。

一実施形態に係る自動運転車両の一例を示すブロック図である。

一実施形態に係る自動運転車両と組み合わせて使用される感知・計画システムの一例を示すブロック図である。 一実施形態に係る自動運転車両と組み合わせて使用される感知・計画システムの一例を示すブロック図である。

一実施形態に係る３ポイントターンの運転シナリオを示す図である。

一実施形態に係る制御モジュールの一例を示すブロック図である。

一実施形態に係る３ポイントターンの処理フローを示すブロック図である。

一実施形態に係る自動運転車両のための３ポイントターン経路を生成するプロセスを示すフローチャートである。

一実施形態に係る自動運転車両のための３ポイントターンの一部として方向転換経路を生成するプロセスを示すフローチャートである。

一実施形態に係るデータ処理システムを示すブロック図である。

以下に説明される詳細を参照しながら本発明の様々な実施形態及び態様を説明し、添付図面には上記の各実施形態が示される。以下の説明及び図面は、本発明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。本発明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。なお、本発明の実施形態を簡潔的に説明するように、周知又は従来技術の詳細について説明していない場合もある。

本明細書において、「一実施形態」又は「実施形態」とは、当該実施形態に基づいて説明された特定の特徴、構造又は特性が本発明の少なくとも一実施形態に含まれてもよいと意味する。「一実施形態において」という表現は、本明細書の全体において全てが同一の実施形態を指すとは限らない。

従って、制御主導型の３ポイントターンシステムを利用して３ポイントターン経路を生成し、スムーズで正確な３ポイントターンを行うように車両を制御する。一実施形態によれば、自動運転車両（ＡＤＶ）に対する３ポイントターン要求に応答して、ＡＤＶの現在位置と進行方向から前進方向曲がり経路を生成する。前進方向曲がり経路を生成する際には、フルステアリングコマンド（例えば、最大又は１００％のステアリングコマンド）を適用することによって、ＡＤＶの最大前進方向曲がり角に基づいて前進方向曲率を確定する。ＡＤＶの現在位置から前進方向曲率に基づいて前進方向曲がり経路を確定する。そして、その時点での車両の周囲の運転環境を感知する感知情報に基づいて、前進方向曲がり経路のための前進速度プロファイルを計算する。

更に、ＡＤＶに関連付けられる最大後退方向曲がり角に基づいて、前進方向曲がり経路の終点から後退方向曲がり経路を生成する。ＡＤＶの最大前進方向曲がり角及び最大後退方向曲がり角は、車両の物理的特性などの車両の種類に基づいて予め確定されてもよい。そして、例えば、前進方向曲がり経路と後退方向曲がり経路とを結ぶことにより、前進方向曲がり経路と後退方向曲がり経路とに基づいて３ポイントターン経路を生成する。次に、当該３ポイントターン経路を利用してＡＤＶを３ポイントターンするように運転する。

同様に、一実施形態によれば、後退方向曲がり経路を生成する際に、フルステアリングコマンドが適用されると仮定することによって、ＡＤＶの最大後退方向曲がり角に基づいて後進曲率を計算する。前進方向曲がり経路の終点から後退方向曲率に基づいて後退方向曲がり経路を確定する。次に、運転環境を感知する感知情報に基づいて、後退方向曲がり経路のための後退速度プロファイルを計算する。前進方向曲がり経路と後退方向曲がり経路の生成プロセスは同様であり、それらの進行方向が異なり、前者が前進方向、後者が後退方向である。

即ち、フルステアリングコマンド又は１００％のステアリングコマンドを適用すると仮定して、ＡＤＶの最大曲率又は最大方向転換角に基づいて前進方向曲がり経路を生成する。その背後にある理論的根拠は、安全な３ポイントターン又は可能な単一の連続Ｕターンをするためには、車両は通常に可能な限り急なカーブ（例えば最大方向転換角）をすることである。従って、同様の状況下で運転者は、ステアリングホイールを最大操舵角で回転して、Ｕターンを行う。次に速度プロファイルを計算する。このようなプロセスは制御段階で実行され、当該制御段階は計画段階とそれに続く制御プロセスにおいて通常の経路計画とは異なる。制御主導型の３ポイントターン計画の有益な効果の１つは、そのようなプロセスが車線又は道路の形状を考慮せずに自由空間内で実行できることである。

図１は、本発明の一実施形態に係る自動運転車両のネットワーク構成を示すブロック図である。図１に示すように、ネットワーク構成１００は、ネットワーク１０２を介して１つ又は複数のサーバ１０３～１０４に通信可能に接続される自動運転車両１０１を含む。一台の自動運転車両のみが示されているが、複数の自動運転車両が、ネットワーク１０２を介して、互いに接続されるか、及び／又はサーバ１０３～１０４に接続されてもよい。ネットワーク１０２は、任意のタイプのネットワーク、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であってもよい。サーバ１０３～１０４は、任意のタイプのサーバ又はサーバクラスタであってもよく、例えば、ネットワーク又はクラウドサーバ、アプリケーションサーバ、バックエンドサーバ、又はそれらの組み合わせが挙げられる。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、マップ・ポイントオブインタレスト（ＭＰＯＩ）サーバ又は位置サーバなどであってもよい。

自動運転車両とは、自動運転モードになるように構成可能な車両を指し、前記自動運転モードにおいて、車両が運転手からの入力がほとんど又は全くない場合に環境を通過するようにナビゲートされる。このような自動運転車両は、車両の運転環境に関する情報を検出するように配置される１つ又は複数のセンサを備えるセンサシステムを備えていてもよい。前記車両及びその関連コントローラは、検出された情報を使用して前記環境を通過するようにナビゲートする。自動運転車両１０１は、手動モード、全自動運転モード、又は部分自動運転モードで動作することができる。

一実施形態において、自動運転車両１０１は、感知・計画システム１１０、車両制御システム１１１、無線通信システム１１２、ユーザインターフェースシステム１１３及びセンサシステム１１５を含むが、それらに限定されない。自動運転車両１０１は更に、エンジン、車輪、ステアリングホイール、変速機などの一般車両に含まれるいくつかの共通構成要素を備えていてもよい。前記構成要素は、車両制御システム１１１及び／又は感知・計画システム１１０によって複数種の通信信号及び／又はコマンドで制御されることができ、これらの複数種の通信信号及び／又はコマンドは、例えば加速信号又はコマンド、減速信号又はコマンド、ステアリング信号又はコマンド、ブレーキ信号又はコマンドなどが挙げられる。

構成要素１１０～１１５は、インターコネクト、バス、ネットワーク、又はそれらの組み合わせを介して互いに通信可能に接続することができる。例えば、構成要素１１０～１１５は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バスを介して互いに通信可能に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。それは、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に基づくプロトコルであるが、他の多くの環境にも用いられる。

ここで図２を参照すると、一実施形態において、センサシステム１１５は、１つ又は複数のカメラ２１１、全地球測位システム（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・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、自動運転車両の位置に関する情報を提供するように動作可能な送受信機を備えていてもよい。ＩＭＵユニット２１３は、慣性加速度に基づいて自動運転車両の位置及び向きの変化を検知することができる。レーダユニット２１４は、自動運転車両のローカル環境内のオブジェクトを検知するために無線信号を利用するシステムを表すことができる。いくつかの実施形態において、オブジェクトを検知することに加えて、レーダユニット２１４は更に、オブジェクトの速度及び／又は進行方向を検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両が位置する環境内のオブジェクトを検知することができる。ＬＩＤＡＲユニット２１５は、他のシステム構成要素のほかに、１つ又は複数のレーザ源、レーザスキャナ及び１つ又は複数の検出器を更に備えていてもよい。カメラ２１１は、自動運転車両の周囲の環境における画像を取り込むための１つ又は複数の装置を備えていてもよい。カメラ２１１は、スチルカメラ及び／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取り付けることによって機械的に移動可能なものであってもよい。

センサシステム１１５は、ソナーセンサ、赤外線センサ、ステアリングセンサ、スロットルセンサ、ブレーキセンサ及びオーディオセンサ（例えば、マイクロホン）などの他のセンサを更に含むことができる。オーディオセンサは、自動運転車両の周囲の環境から音を取得するように構成されてもよい。ステアリングセンサは、ステアリングホイール、車両の車輪又はそれらの組み合わせの操舵角（ｓｔｅｅｒｉｎｇ ａｎｇｌｅ）を検知するように構成されてもよい。スロットルセンサ及びブレーキセンサはそれぞれ車両のスロットル位置及びブレーキ位置を感知する。場合によっては、スロットルセンサとブレーキセンサを統合型スロットル／ブレーキセンサとして一体化することができる。

一実施形態において、車両制御システム１１１はステアリングユニット２０１、スロットルユニット２０２（加速ユニットともいう）及びブレーキユニット２０３を含むが、それらに限定されない。ステアリングユニット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。スロットルユニット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及び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、摩擦を与えることによって車両の車輪又はタイヤを減速させることで、車両を減速させる。なお、図２に示された構成要素は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。

図１を再び参照して、無線通信システム１１２は、自動運転車両１０１と、デバイス、センサ、他の車両などの外部システムとの間の通信を可能にするものである。例えば、無線通信システム１１２は、直接又は通信ネットワークを介して、１つ又は複数のデバイスと無線通信することができ、例えば、ネットワーク１０２を介してサーバ１０３～１０４と通信することができる。無線通信システム１１２は、任意の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）を使用することができ、例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）を使用して別の構成要素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、デバイス（例えば、乗員のモバイルデバイス、表示装置、車両１０１内のスピーカ）と直接通信することができる。ユーザインターフェースシステム１１３は、車両１０１内に実現された周辺装置の部分（例えば、キーボード、タッチスクリーン表示装置、マイクロホン及びスピーカなどを含む）であってもよい。

自動運転車両１０１の機能の一部又は全部は、特に自動運転モードで動作しているときに、感知・計画システム１１０によって制御又は管理することができる。感知・計画システム１１０は、必要なハードウェア（例えば、プロセッサ、メモリ、記憶装置）及びソフトウェア（例えば、オペレーティングシステム、計画・ルーティングプログラム）を備え、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、受信した情報を処理し、出発地から目的地までのルート又は経路を計画し、その後、計画及び制御情報に基づいて車両１０１を走行させる。あるいは、感知・計画システム１１０を車両制御システム１１１と一体に統合することができる。

例えば、乗員としてのユーザは、例えば、ユーザインターフェースを介して、旅程の出発地位置及び目的地を指定することができる。感知・計画システム１１０は、旅程関連データを取得する。例えば、感知・計画システム１１０は、ＭＰＯＩサーバから位置及びルート情報を取得することができ、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及び特定の位置のＰＯＩを提供する。あるいは、そのような位置及びＭＰＯＩ情報は、感知・計画システム１１０の永続性記憶装置にローカルキャッシュされることができる。

自動運転車両１０１がルートに沿って移動している間、感知・計画システム１１０は交通情報システム又はサーバ（ＴＩＳ）からリアルタイム交通情報を取得していてもよい。なお、サーバ１０３～１０４は第三者機関によって操作されてもよい。あるいは、サーバ１０３～１０４の機能は、感知・計画システム１１０と一体に統合されてもよい。リアルタイム交通情報、ＭＰＯＩ情報及び位置情報、並びにセンサシステム１１５によって検出又は検知されたリアルタイムローカル環境データ（例えば、障害物、オブジェクト、周辺車両）に基づいて、感知・計画システム１１０は、指定された目的地までに安全かつ効率的に到着するように、最適なルートを計画し、計画されたルートに従って、例えば、制御システム１１１によって車両１０１を運転する。

サーバ１０３は、様々な顧客に対してデータ解析サービスを行うための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、データコレクタ１２１と、機械学習エンジン１２２とを備える。データコレクタ１２１は、様々な車両（自動運転車両又は人間の運転手によって運転される一般車両）から運転統計データ１２３を収集する。運転統計データ１２３は、発された運転命令（例えば、スロットル、ブレーキ、ステアリング命令）及び車両のセンサによって異なる時点で取得された車両の応答（例えば、速度、加速、減速、方向）を示す情報を含む。運転統計データ１２３は更に、異なる時点における運転環境を記述する情報、例えば、ルート（出発地位置及び目的地位置を含む）、ＭＰＯＩ、道路状況、天気状況などを含んでもよい。

機械学習エンジン１２２は、運転統計データ１２３に基づいて、様々な目的でルールセット、アルゴリズム及び／又は予測モデル１２４を生成又は訓練する。一実施形態において、アルゴリズム１２４は、特定の種類の車両に関連付けられる最大方向転換角に対応する最大ステアリングコマンドを適用するという仮定に基づいて前進方向曲がり経路及び後退方向曲がり経路を生成するためのアルゴリズムを含み得る。その後、アルゴリズム１２４を自動運転中にリアルタイムで利用するためにＡＤＶにアップロードすることができる。

図３Ａ及び図３Ｂは、一実施形態に係る自動運転車両と組み合わせて使用される感知・計画システムの一例を示すブロック図である。システム３００は、図１の自動運転車両１０１の一部として実現されてもよく、感知・計画システム１１０、制御システム１１１及びセンサシステム１１５を含むが、これらに限定されない。図３Ａ～図３Ｂに示すように、感知・計画システム１１０は、測位モジュール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及びルーティングモジュール３０７を含むが、それらに限定されない。

モジュール３０１～３０７のうちの一部又は全部は、ソフトウェア、ハードウェア又はそれらの組み合わせで実現されていてもよい。例えば、これらのモジュールは、永続性記憶装置３５２にインストールされ、メモリ３５１にロードされ、１つ又は複数のプロセッサ（図示せず）によって実行されていてもよい。なお、これらのモジュールの一部又は全部は、図２の車両制御システム１１１のモジュールの一部又は全部と通信可能に接続されるか、又は一体に統合されていてもよい。モジュール３０１～３０７の一部は、集積モジュールとして一体化されていてもよい。

測位モジュール３０１は、自動運転車両３００の現在の位置（例えば、ＧＰＳユニット２１２を利用して）を特定し、ユーザの旅程又はルートに関連する如何なるデータを管理する。測位モジュール３０１（地図・ルートモジュールともいう）は、ユーザの旅程又はルート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介してログインして、旅程の出発地位置及び目的地を指定することができる。測位モジュール３０１は、自動運転車両３００の地図・ルート情報３１１のような他の構成要素と通信して、旅程関連データを取得する。例えば、測位モジュール３０１は、位置サーバ及びマップ・ポイントオブインタレスト（ＭＰＯＩ）サーバから位置及びルート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、地図サービス及び特定位置のＰＯＩを提供し、これらは地図・ルート情報３１１の一部としてキャッシュすることができる。自動運転車両３００がルートに沿って移動するとき、測位モジュール３０１は交通情報システム又はサーバからリアルタイム交通情報を得ることも可能である。

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、測位モジュール３０１により取得された測位情報とに基づいて、周囲環境への感知を確定する。感知情報は、一般運転手が運転手により運転されている車両の周囲で感知すべきものを表すことができる。感知とは、例えばオブジェクトの形式で、車線配置、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）などを含むことができる。車線構成は、例えば、車線の形状（例えば、直線又は湾曲）、車線の幅、道路内の車線数、一方向又は二方向車線、合流車線又は分流車線、退出車線など、１つ又は複数の車線を記述する情報を含む。

感知モジュール３０２は、１つ又は複数のカメラによって取り込まれた画像を処理及び解析して、自動運転車両の環境内のオブジェクト及び／又は特徴を認識するための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。前記オブジェクトは、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んでいてもよい。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において、コンピュータビジョンシステムは、環境地図の描画、オブジェクトの追跡、及びオブジェクトの速度の推定などができる。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。

各オブジェクトについて、予測モジュール３０３は、その場合にオブジェクトがどのように挙動するかを予測する。この予測は、地図・ルート情報３１１と交通ルール３１２のセットを考慮した時点で運転環境を感知する感知データに基づいて実行される。例えば、オブジェクトが反対方向の車両であり、かつ現在の運転環境が交差点を含む場合、予測モジュール３０３は、車両が直進するか又は方向転換するかを予測する。感知データが、交差点に信号機がないことを示す場合、予測モジュール３０３は、交差点に入る前に車両が完全に停止する必要があると予測する可能性がある。感知データが、車両が現在左折専用車線又は右折専用車線にあることを示す場合、予測モジュール３０３は、車両がそれぞれ左折又は右折する可能性がより高いと予測することが可能である。

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処置するかを決定する。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、方向転換角）について、決定モジュール３０４は前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などの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、前記ルールセットは永続性記憶装置３５２に格納されていてもよい。

ルーティングモジュール３０７は、出発地から目的地までの１つ又は複数のルート又は経路を提供するように構成される。ルーティングモジュール３０７は、出発地位置から目的地位置までの特定の旅程（例えば、ユーザから受信された特定の旅程）について、地図・ルート情報３１１を取得し、出発地位置から目的地位置までのすべての可能なルート又は経路を確定する。ルーティングモジュール３０７は、出発地位置から目的地位置までの各ルートを確定する地形図形態の基準線を生成することができる。基準線とは、他の車両、障害物又は交通状況などからの如何なる干渉を受けていない理想的なルート又は経路をいう。つまり、道路に他の車両、歩行者又は障害物がない場合、ＡＤＶは基準線に精確的に又は密接的に従うべきである。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（例えば測位モジュール３０１からの交通状況、感知モジュール３０２により感知された運転環境及び予測モジュール３０３により予測された交通状況）に応じて、全ての走行可能なルートを検査して最適ルートのうちの一つを選択及び変更する。その時点における特定の運転環境に応じて、ＡＤＶを制御するための実際の経路又はルートは、ルーティングモジュール３０７によって提供された基準線に近いか又は異なっていてもよい。

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、計画モジュール３０５は、ルーティングモジュール３０７によって提供された基準線をベースとし、自動運転車両に対して経路又はルート並びに運転パラメータ（例えば、距離、速度及び／又は方向転換角）を計画する。言い換えれば、特定のオブジェクトについて、決定モジュール３０４は該オブジェクトに対して何をするかを決定し、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、特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抜くか否か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を左側から追い抜くか又は右側から追い抜くかを確定することができる。計画及び制御データは、計画モジュール３０５により生成され、車両３００が次の移動周期（例えば、次のルート／経路区間）にはどのように移動するかを記述する情報を含む。例えば、計画及び制御データは、車両３００に時速３０マイル（ｍｐｈ）で１０ｍ移動し、次に２５マイル（ｍｐｈ）の速度で右車線に変更することを示すことができる。

制御モジュール３０６は、計画及び制御データに基づいて、計画及び制御データにより定義されたルート又は経路に応じて適当なコマンド若しく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両を制御及び運転する。前記計画及び制御データは、経路又はルートに沿って異なる時点で適切な車両構成又は運転パラメータ（例えば、スロットル、ブレーキ、及びステアリング制御コマンド）を使用して、車両をルート又は経路の第１の点から第２の点まで走行させるのに十分な情報を含む。

一実施形態において、計画段階は、例えば、時間間隔が１００ミリ秒（ｍｓ）の周期など、複数の計画周期（運転周期ともいう）で実行される。計画周期又は運転周期のそれぞれについて、計画及び制御データに基づいて１つ又は複数の制御コマンドを発する。即ち、１００ｍｓごとに、計画モジュール３０５は、次のルートセグメント又は経路区間（例えば、目標位置及びＡＤＶが目標位置に到着するのに必要な時間が含まれる）を計画する。あるいは、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指定することができる。一実施形態において、計画モジュール３０５は、次の所定期間（例えば、５秒）のルートセグメント又は経路区間を計画する。計画周期のそれぞれに対し、計画モジュール３０５は、前の周期で計画された目標位置に基づいて、現在の周期（例えば、次の５秒）のための目標位置を計画する。制御モジュール３０６は、次に、現在の周期における計画及び制御データに基づいて１つ又は複数の制御コマンド（例えば、スロットル、ブレーキ、ステアリング制御コマンド）を生成する。

なお、決定モジュール３０４及び計画モジュール３０５は、集積モジュールとして一体化されてもよい。決定モジュール３０４／計画モジュール３０５は、自動運転車両の運転経路を決定するための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含んでいてもよい。例えば、ナビゲーションシステムは、自動運転車両の以下の経路に沿った移動を達成するための一連の速度及び進行方向を確定することができる。前記経路では、自動運転車両が最終的な目的地に通じる走行車線ベースの経路に沿って前進するとともに、感知した障害物を実質的に回避できる。目的地は、ユーザインターフェースシステム１１３を介したユーザ入力に従って設定することができる。ナビゲーションシステムは、自動運転車両が走行している間に運転経路を動的に更新することができる。ナビゲーションシステムは、自動運転車両のための運転経路を確定するために、ＧＰＳシステム及び１つ又は複数の地図からのデータを取り入れることができる。

上述のように、通常、計画モジュール３０５は経路を生成することを担当し、制御モジュール３０６は経路を表す計画及び制御データに従って制御コマンドを発行することを担当する。一実施形態によれば、制御モジュール３０６は、３ポイントターンを実行及び完成させるために、車両が最も急なカーブをする仮定（即ち、車両に関連する最大方向転換角）に基づいて３ポイントターン経路を生成することを担当し得る。特定の車両の最大方向転換角は車両の種類に応じた設計仕様の一部として予め決定されているので、制御モジュール３０６は、そのような３ポイントターン経路計画を実行することができる。従って、方向転換経路の曲率又は形状は、車両設計仕様（例えば、車両の最大方向転換角及び／又は最大曲率）に基づいて確定されることができる。次に、当該経路は、計画モジュール３０５によって解析され最適化される（例えば経路の速度プロファイル確定などを含む）。

図４は、３ポイントターンをするための典型的な運転シナリオを示す。図４を参照すると、車両４００が３ポイントターンを試みると、車両４００は、車線４１０の車線境界４１１に向かって前進方向曲がり経路４０１に従って左へ方向転換するように移動する。車両が道路の右側を走行している大部分の管轄領域では、前進方向曲がり経路４０１は左前方への方向転換経路である。次いで、車両４００は、後退方向曲がり経路４０２（例えば、右後方への方向転換経路）に従って車線境界４１２に向かって後方へ移動する。その後、車両４００は実質的に直進経路４０３に沿って移動して目標車線に入り、３ポイントターンを完了する。

図５は、一実施形態に係る制御モジュールの一例を示すブロック図である。図５を参照すると、制御モジュール３０６は、前進方向曲がり（ＦＴ）経路生成器５０１、後退方向曲がり（ＢＴ）経路生成器５０２、３ポイントターン（ＴＴ）経路生成器５０３を含むが、これらに限定されない。それらは、ソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせで実施されてもよい。例えば、モジュール５０１～５０３は、メモリにロードされ、且つ１つ又は複数のプロセッサ（図示せず）により実行されてもよい。ＦＴ経路生成器５０１は、車両に関連付けられる最大ＦＴ方向転換角５１１に基づいて１つ又は複数のＦＴ経路を生成することを担当する。ＢＴ経路生成器５０２は、車両に関連付けられる最大ＢＴ方向転換角５１２に基づいて１つ又は複数のＢＴ経路を生成することを担当する。ＴＴ経路生成器５０３は、ＦＴ経路生成器５０１及びＢＴ経路生成器５０２によって生成されたＦＴ経路及びＢＴ経路に基づいてＴＴ経路を生成することを担当する。

次に図４～図６を参照すると、一実施形態によれば、例えば決定モジュール３０４からＡＤＶ４００に対する３ポイントターン要求を受信する。それに応答して、制御モジュール３０６（例えば、ＦＴ経路生成器５０１）は、ＡＤＶ４００の現在位置及び進行方向から前進方向曲がり経路４０１を生成する。前進方向曲がり経路４０１を生成する際には、制御モジュール３０６は、フルステアリングコマンド（例えば、最大又は１００％のステアリングコマンド）を適用する際のＡＤＶの最大前進方向曲がり角５１１に基づいて前進方向曲率を確定する。最大前進方向曲がり角５１１は、ＡＤＶ４００に関連付けられる車両プロファイル３１３の一部として（例えば、車両の設計仕様の一部として）指定され得る。例えば、車両は、その物理的寸法又は車両の構造設計を考慮すれば、最大で３０°の前進方向曲がり角で最も急なカーブしかすることができない。車両が３ポイントターンを行う期間中に通常に最も急なカーブを行うと仮定すれば、車両の最大前進方向曲がり角５１１が与えられると、最も急な前進方向曲がり経路が確定され得る。

ＡＤＶの現在位置から前進方向曲率に基づいて前進方向曲がり経路４０１を確定する。前進方向曲がり経路４０１は経路情報５２１の一部として計画モジュール３０５に提供される。計画モジュール３０５は、例えば感知モジュール３０２によって提供された感知情報などに基づいて前進方向曲がり経路４０１を解析する。計画モジュール３０５は、その時点での車両の周囲の運転環境を感知する感知情報に基づいて、前進方向曲がり経路４０１のための前進速度プロファイル５２２を計算する。前進方向曲がり経路４０１及び関連付けられる速度プロファイル５２２に基づいて、制御モジュール３０６は、前進方向曲がり経路４０１に従って車両４００を駆動するための適切な制御コマンドを発行する。

ＡＤＶの最大前進方向曲がり角５１１及び最大後退方向曲がり角５１２は、車両の物理的特性などの車両の種類に基づいて予め確定されてもよい。そして、例えば、前進方向曲がり経路と後退方向曲がり経路とを結ぶことにより、前進方向曲がり経路と後退方向曲がり経路とに基づいて３ポイントターン経路を生成する。次に、当該３ポイントターン経路を利用してＡＤＶを３ポイントターンするように運転する。速度プロファイルとは、経路に沿った点における速度及び進行方向を記述する情報を指す。経路に複数の点が含まれていると考慮し、各点については速度プロファイルの速度と進行方向を用いて説明する。速度プロファイルに基づいて、制御モジュール３０６は、車両を加速、減速、及び／又は方向転換させるために、スロットル、ブレーキ及びステアリングコマンドなどの適切な制御コマンド５２３を車両プラットフォーム５２４に発行することができる。

同様に、ＡＤＶ４００に関連付けられる最大後退方向曲がり角に基づいて、前進方向曲がり経路４０１の終点から後退方向曲がり経路４０２を生成するために上記のプロセスを実行することができる。制御主導型の経路計画は、ただ反対方向において、前進方向曲がり経路４０１に対する計画と同様である。一実施形態によれば、後退方向曲がり経路４０２を生成する際に、フルステアリングコマンドが適用されるという仮定に基づいて、ＡＤＶの最大後退方向曲がり角に基づいて後退方向曲率を計算する。前進方向曲がり経路の終点から後退方向曲率に基づいて後退方向曲がり経路４０２を確定する。次に、運転環境を感知する感知情報に基づいて、後退方向曲がり経路のための後退速度プロファイル５２２を計算する。

即ち、フルステアリングコマンド又は１００％のステアリングコマンドを適用すると仮定して、ＡＤＶの最大曲率又は最大方向転換角に基づいて前進方向曲がり経路４０１を生成する。その背後にある理論的根拠は、安全な３ポイントターン又は可能な単一の連続Ｕターンをするためには、車両は通常に可能な限り急カーブすることである。従って、同様の状況下で運転者は、ステアリングホイールを最大操舵角で回転して、Ｕターンを行う。次に速度プロファイルを計算する。このようなプロセスは制御段階で実行され、当該制御段階は計画段階とそれに続く制御プロセスにおいて通常の経路計画とは異なる。制御主導型の３ポイントターン計画の有益な効果の１つは、そのようなプロセスが車線又は道路の形状を考慮せずに自由空間内で実行できることである。更に、経路計画は制御モジュールで実行されるので、ラテラル計算（ｌａｔｅｒａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ）を実行する必要はなく、ラテラル計算は通常に計画モジュールで実行され、時間がかかる。

図７は、一実施形態に係る自動運転車両のための３ポイントターン経路を生成するプロセスを示すフローチャートである。プロセス７００は、処理ロジックによって実行されてもよく、前記処理ロジックがソフトウェア、ハードウェア又はそれらの組み合わせを含んでもよい。例えば、プロセス７００は、計画モジュール３０５及び／又は制御モジュール３０６により実行されてもよい。図７を参照すると、動作７０１において、処理ロジックは、ＡＤＶに対する３ポイントターン要求を受信する。それに応答して、動作７０２において、処理ロジックは、ＡＤＶに関連付けられる最大前進方向曲がり角に基づいて前進方向曲がり経路を生成する[A1]。３ポイントターン要求に応じて、前進方向曲がり経路は、ＡＤＶの現在位置と進行方向から開始される。

動作７０３において、処理ロジックは、ＡＤＶに関連付けられる最大後退方向曲がり角及び後退方向曲率に基づいて後退方向曲がり経路を生成する。後退方向曲がり経路は、前進方向曲がり経路の終点（例えば、終点の位置及び進行方向）から開始される。即ち、後退方向曲がり経路の始点は、前進方向曲がり経路の終点である。動作７０４において、処理ロジックは、車両を目標車線に進入するように運転するために、後退方向曲がり経路の終点から直進経路を生成する。３ポイントターンのシナリオにおける目標車線は、車両が３ポイントターンを行った後に進入しようとする車線を指す。動作７０５において、処理ロジックは、前進方向曲がり経路、後退方向曲がり経路及び直進経路に従って３ポイントターンを行うように車両を制御する。

図８は、一実施形態に係る方向転換経路を生成するプロセスを示すフローチャートである。プロセス８００は、動作７０２又は動作７０３に係る動作の一部として実行されてもよい。図８を参照すると、動作８０１において、処理ロジックは、車両が方向転換することができる最大方向転換角及び最大曲率を確定する。最大方向転換角及び最大曲率は、車両の設計仕様の一部として事前定義されてもよい。各種の車両は、異なる構造設計又は寸法又はサイズを有することができる。その結果、その最大方向転換角が異なる場合がある。動作８０２において、フルステアリングコマンド又は１００％のステアリングコマンドが適用されると仮定して、処理ロジックは、ＡＤＶの最大方向転換角及び最大曲率に基づいて方向転換経路を作成する。動作８０３において、その時点での運転環境を感知する感知情報に応じて、方向転換経路に従って速度プロファイルを生成する。動作８０４において、処理ロジックは、最大ステアリングコマンドを適用することによって、方向転換経路及び速度プロファイルに従って車両を運転する[A2]。

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、又はそ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るとともに格納されるソフトウェアとして実現されてもよく、前記ソフトウェアは、本発明にわたって記載されたプロセス又は動作を実施するように、プロセッサ（図示せず）を介して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、前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。また、このような構成要素は、ソフトウェア構成要素が１つ又は複数の特定の命令によってアクセス可能な命令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９は、本発明の一実施形態と一緒に使用可能なデータ処理システムの一例を示すブロック図である。例えば、システム１５００は、上述した前記プロセス又は方法のいずれかを実行するデータ処理システムのいずれか（例えば、図１の感知・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、いくつかの異なる構成要素を備えていてもよい。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可能である。

なお、システム１５００は、コンピュータシステムのいくつか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、特定の実施例においては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は示された構成要素を異なる配置にすることも可能であることを理解されたい。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、又はそれらの組み合わせを表すことができる。また、単一の機械又はシステムのみが示されたが、「機械」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１つ又は複数の方法を実行するための、１つ（又は複数）の命令セットを単独で又は共同で実行する機械又はシステムの任意の組み合わせも含まれることを理解されたい。

一実施形態において、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、デバイス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、１つ又は複数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、複雑命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、又はその他の命令セットを実行するプロセッサ、又は命令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１つ又は複数の専用プロセッサであってもよい。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、又は命令を処理可能な任意の他のタイプのロジックが挙げられる。

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、前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命令を実行するように構成される。システム１５００は、更に任意選択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／又は表示装置を含んでいてもよい。

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、一実施形態において、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、１つ又は複数の揮発性記憶（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命令シーケンスを含む情報を格納することができる。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、更に、ネットワークインターフェースデバイス１５０５、任意選択入力デバイス１５０６、及びその他の任意選択Ｉ／Ｏデバイス１５０７を含むデバイス１５０５～１５０８のようなＩ／Ｏデバイスを含むことができる。ネットワークインターフェースデバイス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。前記無線送受信機は、ＷｉＦｉ（登録商標）送受信機、赤外線送受信機、ブルートゥース（登録商標）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、全地球測位システム（ＧＰＳ）送受信機）、又はその他の無線周波数（ＲＦ）送受信機、又はそ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）カードであってもよい。

入力デバイス１５０６は、マウス、タッチパネル、タッチスクリーン（表示装置１５０４と一体に統合されてもよい）、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、入力デバイス１５０６は、タッチスクリーンと接続され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、及び表面弾性波の技術を含むが、そ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１つ又は複数の点を確定するためのその他の素子を用いて、それらの接触、移動又は中断を検出することができる。

Ｉ／Ｏデバイス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／又はマイクロホンを含んでもよい。その他のＩ／Ｏデバイス１５０７は、更に、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－ＰＣＩブリッジ）、センサ（例えば、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、光センサ、コンパス、近接センサなどのモーションセンサ）、又はそれらの組み合わせを含むことができる。装置１５０７は、更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、前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。いくつかのセンサは、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の具体的な構成又は設計により、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、１つ又は複数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、より薄くてより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、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、前記システムソフトウェアは前記システムのＢＩＯＳ及びその他のファームウェアを含む。

記憶装置１５０８は、コンピュータアクセス可能な記憶媒体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、前記コンピュータアクセス可能な記憶媒体１５０９には、本明細書で記載されたいずれか１つ又は複数の方法又は機能を具現化する１つ又は複数の命令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）が格納されている。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などの前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、更に、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、更に、ネットワークによってネットワークインターフェースデバイス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格納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、前記１つ又は複数の命令セットが格納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。「コンピュータ可読記憶媒体」という用語は、更に、命令セットを格納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、前記命令セットは機械により実行され、本発明のいずれか１つ又は複数の方法を前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機械可読媒体を含むが、そ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又は類似のデバイス）の機能に統合されてもよい。更に、処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８は、ハードウェアデバイス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いてもよい。また、処理モジュール／ユニット／ロジック１５２８は、ハードウェアデバイス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、本発明の実施形態とは密接な関係がない。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、本発明の実施形態と一緒に使用可能であることを理解されたい。

上述した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により示された。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。これらの操作は、物理量の物理的処置が必要とされるものである。

しかしながら、念頭に置くべきなのは、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なのは、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、又は類似の電子式計算装置の動作及び処理を指し、前記コンピュータシステム又は電子式計算装置は、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、前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。

本発明の実施形態は、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、非一時的コンピュータ可読媒体に格納される。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格納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。前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、前記操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、一部の操作は、順番ではなく並行して実行されてもよい。

本発明の実施形態は、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発明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。

本明細書において、本発明の実施形態は、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発明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 (22)

1. 自動運転車両を動作させるためのコンピュータ実施方法であって、
   出発地から目的地までのルートによる基準線に基づいて、運転環境に対する感知情報に応じて、自動運転車両が基準線に沿って走行する走行経路及び運転パラメータを計画する計画工程と、
   前記計画工程において計画された前記走行経路及び運転パラメータに基づいて、前記自動運転車両が自動運転するように制御するための制御コマンドを前記自動運転車両に送信する制御工程と、含み、
   前記制御工程において、３ポイントターンの経路計画及び走行制御を実行し、
   前記３ポイントターンの経路計画は、前進方向曲がり経路生成ステップと後退方向曲がり経路生成ステップとを含み、
   前記前進方向曲がり経路生成ステップは、前記自動運転車両に対する３ポイントターン要求に応答して、前記自動運転車両に関連付けられる最大前進方向曲がり角に基づいて、前記自動運転車両の現在位置から前進方向曲がり経路を生成するステップであって、
   フルステアリングコマンドを適用することによって、前記自動運転車両の前記最大前進方向曲がり角に基づいて前進方向曲率を確定することと、
   前記自動運転車両の現在位置から前記前進方向曲率に基づいて前記前進方向曲がり経路を確定することと、
   その時点での運転環境を感知する感知情報に基づいて、前記前進方向曲がり経路のための速度プロファイルとなる前進速度プロファイルを計算することであって、速度プロファイルは、経路に沿った点における速度及び進行方向を記述する情報であることとを含み、
   前記後退方向曲がり経路生成ステップは、前記自動運転車両に関連付けられる最大後退方向曲がり角に基づいて、前記前進方向曲がり経路の終点から後退方向曲がり経路を生成するステップであり、
   前記３ポイントターンの走行制御は、前記前進方向曲がり経路と前記後退方向曲がり経路とに基づいて、３ポイントターンを行うように前記自動運転車両を制御するステップを含むコンピュータ実施方法。
2. 前記後退方向曲がり経路の終点から目標車線への前進経路を生成するステップと、
   前記前進方向曲がり経路、前記後退方向曲がり経路、及び前記前進経路を連結して３ポイントターン経路を形成するステップであって、前記自動運転車両は前記３ポイントターン経路に従って３ポイントターンを行うように運転されるステップと、を更に含む請求項１に記載の方法。
3. 車線変更方法により、前記自動運転車両が位置する前記後退方向曲がり経路の終点の車線から前記３ポイントターンの目標車線への前記前進経路を形成する、請求項２に記載の方法。
4. ３ポイントターンを行うように前記自動運転車両を制御するステップは、前記最大前進方向曲がり角又は前記最大後退方向曲がり角に従って最大ステアリングコマンドを適用することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記最大前進方向曲がり角及び前記最大後退方向曲がり角は、前記自動運転車両の種類に関連付けられる車両プロファイルに基づいて確定される、請求項１に記載の方法。
6. 前記最大前進方向曲がり角と前記最大後退方向曲がり角とは異なる、請求項５に記載の方法。
7. 後退方向曲がり経路を生成するステップは、
   フルステアリングコマンドを適用することによって、前記自動運転車両の前記最大後退方向曲がり角に基づいて後退方向曲率を計算することと、
   前記前進方向曲がり経路の終点から前記後退方向曲率に基づいて前記後退方向曲がり経路を確定することと、
   前記運転環境を感知する感知情報に基づいて、前記後退方向曲がり経路のための速度プロファイルとなる後退速度プロファイルを計算することとを含む請求項１に記載の方法。
8. 命令が格納されている非一時的機械可読媒体であって、前記命令はプロセッサにより実行されると、前記プロセッサに動作を実行させ、前記動作は、
   出発地から目的地までのルートによる基準線に基づいて、運転環境に対する感知情報に応じて、自動運転車両が基準線に沿って走行する走行経路及び運転パラメータを計画する計画工程と、
   前記計画工程において計画された前記走行経路及び運転パラメータに基づいて、前記自動運転車両が自動運転するように制御するための制御コマンドを前記自動運転車両に送信する制御工程と、含み、
   前記制御工程において、３ポイントターンの経路計画及び走行制御を実行し、
   前記３ポイントターンの経路計画は、前進方向曲がり経路生成ステップと後退方向曲がり経路生成ステップとを含み、
   前記前進方向曲がり経路生成ステップは、自動運転車両に対する３ポイントターン要求に応答して、前記自動運転車両に関連付けられる最大前進方向曲がり角に基づいて、前記自動運転車両の現在位置から前進方向曲がり経路を生成するステップであって、
   フルステアリングコマンドを適用することによって、前記自動運転車両の前記最大前進方向曲がり角に基づいて前進方向曲率を確定することと、
   前記自動運転車両の現在位置から前記前進方向曲率に基づいて前記前進方向曲がり経路を確定することと、
   その時点での運転環境を感知する感知情報に基づいて、前記前進方向曲がり経路のための速度プロファイルとなる前進速度プロファイルを計算することであって、速度プロファイルは、経路に沿った点における速度及び進行方向を記述する情報であることとを含み、
   前記後退方向曲がり経路生成ステップは、前記自動運転車両に関連付けられる最大後退方向曲がり角に基づいて、前記前進方向曲がり経路の終点から後退方向曲がり経路を生成するステップであり、
   前記３ポイントターンの走行制御は、前記前進方向曲がり経路と前記後退方向曲がり経路とに基づいて、３ポイントターンを行うように前記自動運転車両を制御するステップを含む非一時的機械可読媒体。
9. 前記動作は、
   前記後退方向曲がり経路の終点から目標車線への前進経路を生成するステップと、
   前記前進方向曲がり経路、前記後退方向曲がり経路、及び前記前進経路を連結して３ポイントターン経路を形成するステップであって、前記自動運転車両は前記３ポイントターン経路に従って３ポイントターンを行うように運転されるステップとを更に含む請求項８に記載の機械可読媒体。
10. 車線変更方法により、前記自動運転車両が位置する前記後退方向曲がり経路の終点の車線から前記３ポイントターンの目標車線への前記前進経路を形成する、請求項９に記載の機械可読媒体。
11. ３ポイントターンを行うように前記自動運転車両を制御するステップは、前記最大前進方向曲がり角又は前記最大後退方向曲がり角に従って最大ステアリングコマンドを適用することを含む、請求項８に記載の機械可読媒体。
12. 前記最大前進方向曲がり角及び前記最大後退方向曲がり角は、前記自動運転車両の種類に関連付けられる車両プロファイルに基づいて確定される、請求項８に記載の機械可読媒体。
13. 前記最大前進方向曲がり角と前記最大後退方向曲がり角とは異なる、請求項１２に記載の機械可読媒体。
14. 後退方向曲がり経路を生成するステップは、
    フルステアリングコマンドを適用することによって、前記自動運転車両の前記最大後退方向曲がり角に基づいて後退方向曲率を計算することと、
    前記前進方向曲がり経路の終点から前記後退方向曲率に基づいて前記後退方向曲がり経路を確定することと、
    前記運転環境を感知する感知情報に基づいて、前記後退方向曲がり経路のための速度プロファイルとなる後退速度プロファイルを計算することとを含む請求項８に記載の機械可読媒体。
15. プロセッサと、命令を格納するために前記プロセッサに接続されるメモリと、を備えるデータ処理システムであって、
    前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに動作を実行させ、前記動作は、
    出発地から目的地までのルートによる基準線に基づいて、運転環境に対する感知情報に応じて、自動運転車両が基準線に沿って走行する走行経路及び運転パラメータを計画する計画工程と、
    前記計画工程において計画された前記走行経路及び運転パラメータに基づいて、前記自動運転車両が自動運転するように制御するための制御コマンドを前記自動運転車両に送信する制御工程と、含み、
    前記制御工程において、３ポイントターンの経路計画及び走行制御を実行し、
    前記３ポイントターンの経路計画は、前進方向曲がり経路生成ステップと後退方向曲がり経路生成ステップとを含み、
    前記前進方向曲がり経路生成ステップは、自動運転車両に対する３ポイントターン要求に応答して、前記自動運転車両に関連付けられる最大前進方向曲がり角に基づいて、前記自動運転車両の現在位置から前進方向曲がり経路を生成するステップであって、
    フルステアリングコマンドを適用することによって、前記自動運転車両の前記最大前進方向曲がり角に基づいて前進方向曲率を確定することと、
    前記自動運転車両の現在位置から前記前進方向曲率に基づいて前記前進方向曲がり経路を確定することと、
    その時点での運転環境を感知する感知情報に基づいて、前記前進方向曲がり経路のための速度プロファイルとなる前進速度プロファイルを計算することであって、速度プロファイルは、経路に沿った点における速度及び進行方向を記述する情報であることとを含み、
    前記後退方向曲がり経路生成ステップは、前記自動運転車両に関連付けられる最大後退方向曲がり角に基づいて、前記前進方向曲がり経路の終点から後退方向曲がり経路を生成するステップであり、
    前記３ポイントターンの走行制御は、前記前進方向曲がり経路と前記後退方向曲がり経路とに基づいて、３ポイントターンを行うように前記自動運転車両を制御するステップを含むデータ処理システム。
16. 前記動作は、
    前記後退方向曲がり経路の終点から目標車線への前進経路を生成するステップと、
    前記前進方向曲がり経路、前記後退方向曲がり経路、及び前記前進経路を連結して３ポイントターン経路を形成するステップであって、前記自動運転車両は前記３ポイントターン経路に従って３ポイントターンを行うように運転されるステップとを更に含む請求項１５に記載のシステム。
17. 車線変更方法により、前記自動運転車両が位置する前記後退方向曲がり経路の終点の車線から前記３ポイントターンの目標車線への前記前進経路を形成する、請求項１６に記載のシステム。
18. ３ポイントターンを行うように前記自動運転車両を制御するステップは、前記最大前進方向曲がり角又は前記最大後退方向曲がり角に従って最大ステアリングコマンドを適用することを含む、請求項１５に記載のシステム。
19. 前記最大前進方向曲がり角及び前記最大後退方向曲がり角は、前記自動運転車両の種類に関連付けられる車両プロファイルに基づいて確定される、請求項１５に記載のシステム。
20. 前記最大前進方向曲がり角と前記最大後退方向曲がり角とは異なる、請求項１９に記載のシステム。
21. 後退方向曲がり経路を生成するステップは、
    フルステアリングコマンドを適用することによって、前記自動運転車両の前記最大後退方向曲がり角に基づいて後退方向曲率を計算することと、
    前記前進方向曲がり経路の終点から前記後退方向曲率に基づいて前記後退方向曲がり経路を確定することと、
    前記運転環境を感知する感知情報に基づいて、前記後退方向曲がり経路のための速度プロファイルとなる後退速度プロファイルを計算することとを含む請求項１５に記載のシステム。
22. 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１～７のいずれか一項に記載の方法を実現する、コンピュータプログラム。

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