JP7146118B2 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、車両制御装置及び車両制御方法に関するものである。

例えば、特許文献１に記載された移動体制御システムは、車両を自動運転する制御装置と、制御装置が車両の自動運転を継続できなくなった場合にこの車両を遠隔制御する遠隔制御装置とを含む。車両と遠隔制御装置との通信には、第３世代移動通信システム（３Ｇ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、及び第５世代移動通信システム（５Ｇ）といった無線ネットワークが利用される。

国際公開第２０１９／０７７７３９号

特許文献１に記載されているような従来の移動体制御システムが利用可能な無線ネットワークの帯域は、同一地域下、つまり同一基地局の通信エリア下において有限である。そのため、無線ネットワークの帯域が不足することによって車両の遠隔制御に必要な通信品質が確保できない場合、遠隔制御装置が車両を遠隔制御できないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、車両の遠隔制御に必要な通信品質を確保することを目的とする。

この発明に係る車両制御装置は、遠隔制御センタと通信し、第１車両を遠隔制御する遠隔制御情報を遠隔制御センタから受信する通信部と、通信部の通信品質を検出する通信品質検出部と、遠隔制御情報を用いて第１車両を運転制御する遠隔運転制御部と、第１車両の前方を走行している先行車両に追従して走行するよう第１車両を運転制御する追従運転制御部と、第１車両の運転制御を遠隔運転制御部又は追従運転制御部へ切り換える制御切換部とを備え、制御切換部は、第１車両の運転制御を遠隔運転制御部に行わせている最中に通信品質検出部により検出される通信品質が予め定められた通信品質未満になった場合、第１車両を含む予め定められた範囲内を走行している第２車両であって遠隔運転制御から追従運転制御に切り換え可能な第２車両の有無を通信部を介して遠隔制御センタに問い合わせ、該当する第２車両ありという応答があった場合に第１車両の運転制御を引き続き遠隔運転制御部に行わせ、該当する第２車両なしという応答があった場合に第１車両の運転制御を追従運転制御部に行わせるものである。

この発明によれば、遠隔制御センタが第１車両を遠隔制御している最中に第１車両の通信品質が低下した場合、遠隔制御センタが第１車両周辺を走行している第２車両を遠隔運転制御から追従運転制御に切り換えさせるようにしたので、第１車両が利用可能な通信帯域が回復し、第１車両の遠隔制御に必要な通信品質を確保できる。

実施の形態１に係る車両制御システムの全体構成図である。 実施の形態１に係る車両制御装置の構成例を示すブロック図である。 自車両の運転制御切換が必要になった場合の車両制御装置の動作例を示すフローチャートである。 図３Ａに示されるフローチャートの続きである。 遠隔制御センタから自車両に遠隔追従切換指示がきた場合の車両制御装置の動作例を示すフローチャートである。 第１のユースケースにおける運転制御切換前の車両制御システムの全体構成図である。 第１のユースケースにおける運転制御切換後の車両制御システムの全体構成図である。 第２のユースケースにおける運転制御切換前の車両制御システムの全体構成図である。 第２のユースケースにおける運転制御切換後の車両制御システムの全体構成図である。 実施の形態１に係る車両制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 実施の形態１に係る車両制御装置のハードウェア構成の別の例を示す図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る車両制御システムの全体構成図である。図示例の車両制御システムは、複数の車両１００～１０７と、複数の車両１００～１０７を遠隔制御可能な第１遠隔制御センタ１１０、第２遠隔制御センタ１１１及び第３遠隔制御センタ１１２とを含む。車両１００～１０７に付与された数値は、車両を遠隔制御する遠隔制御センタの番号を示している。〔１〕の数値が付与された車両１００，１０１，１０５，１０７は、第１遠隔制御センタ１１０が遠隔制御する。第１遠隔制御センタ１１０は、第２基地局１２１、有線ネットワーク１３０、第１基地局１２０、及び無線ネットワーク１４０を経由して車両１００，１０１，１０５，１０７と通信することで、車両１００，１０１，１０５，１０７の遠隔制御を実現する。〔２〕の数値が付与された車両１０２，１０４は、第２遠隔制御センタ１１１が遠隔制御する。第２遠隔制御センタ１１１は、第３基地局１２２、有線ネットワーク１３０、第１基地局１２０、及び無線ネットワーク１４０を経由して車両１０２，１０４と通信することで、車両１０２，１０４の遠隔制御を実現する。〔３〕の数値が付与された車両１０３，１０６は、第３遠隔制御センタ１１２が遠隔制御する。第３遠隔制御センタ１１２は、第３基地局１２２、有線ネットワーク１３０、第１基地局１２０、及び無線ネットワーク１４０を経由して車両１０３，１０６と通信することで、車両１０３，１０６の遠隔制御を実現する。図示例では、遠隔制御対象の車両１００～１０７が走行している地域の無線ネットワーク１４０を、第１基地局１２０が管轄している。つまり、第１基地局１２０の通信エリア内に車両１００～１０７が存在する。

第１遠隔制御センタ１１０、第２遠隔制御センタ１１１、及び第３遠隔制御センタ１１２のそれぞれには、遠隔操作端末を操作するオペレータが１人以上存在する。遠隔操作端末は、例えば、運転席、アクセル、ブレーキ、ステアリング、メータ類、及び表示装置等を有する。遠隔操作端末は、遠隔制御対象の車両から送信される情報に基づいてメータ類を制御すると共に、遠隔制御対象の車両から送信される車外撮像画像を表示装置に表示する。オペレータは、メータ類及び表示装置を見ながらアクセル、ブレーキ及びステアリング等を操作する。遠隔操作端末は、アクセル等の操作内容に基づいて遠隔操作情報を生成する。遠隔制御センタは、遠隔操作端末が生成した遠隔操作情報を遠隔制御対象の車両へ送信する。

図２は、実施の形態１に係る車両制御装置１０の構成例を示すブロック図である。車両制御装置１０は、車両１００～１０７のそれぞれに搭載される。この車両制御装置１０は、通信部１１、通信品質検出部１２、自動運転制御部１３、遠隔運転制御部１４、追従運転制御部１５、制御切換部１６、入力部１７、及び出力部１８を備える。

入力部１７には、自車両に搭載されている車内カメラ１、車外カメラ２、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）センサ３、地図記憶部４、及び車内ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５からの各種情報が入力される。車内カメラ１は、自車両の車室内を撮像し、撮像した画像を用いて乗員の状態を検出し、検出結果を入力部１７へ入力する。車外カメラ２は、車外を撮像し、撮像した画像を用いて先行車両等を検出し、検出結果を入力部１７へ入力する。ＧＰＳセンサ３は、自車両の位置を検出し、検出結果を入力部１７へ入力する。地図記憶部４は、地図情報を記憶しており、自車両が走行している道路周辺の地図情報を入力部１７へ出力する。車内ＥＣＵ５は、自車両に搭載されたＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）等のセンサが検出した先行車両等の情報、及びＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の情報等を、入力部１７へ入力する。

通信部１１は、車外ネットワーク６を経由して、自車両を遠隔制御する遠隔制御センタと通信する。自車両を遠隔制御する遠隔制御センタが第１遠隔制御センタ１１０である場合、車外ネットワーク６は、無線ネットワーク１４０、第１基地局１２０、有線ネットワーク１３０、及び第２基地局１２１である。また、通信部１１は、車外ネットワーク６を経由して、自車両周辺の他車両と通信してもよい。この場合、車外ネットワーク６は、車車間通信である。

通信品質検出部１２は、通信部１１と遠隔制御センタとの通信品質を検出し、検出した通信品質を制御切換部１６へ出力する。通信品質は、例えば、最大遅延時間である。

制御切換部１６は、入力部１７から受け付けた各種情報、通信部１１から受け付けた各種情報、又は通信品質検出部１２から受け付けた通信品質の情報等を用いて、自車両の運転制御を、自動運転制御部１３、遠隔運転制御部１４、及び追従運転制御部１５のうちのいずれかに切り換える。または、制御切換部１６は、上記の情報等を用いて、自車両の運転制御を、自動運転制御部１３、遠隔運転制御部１４、追従運転制御部１５、及び運転者の手動運転のうちのいずれかに切り換える。また、制御切換部１６は、自動運転制御部１３、遠隔運転制御部１４、及び追従運転制御部１５による運転制御に必要な情報を、入力部１７及び通信部１１を介して取得し、自動運転制御部１３、遠隔運転制御部１４、及び追従運転制御部１５へ出力する。また、制御切換部１６は、必要に応じて、自車両の運転制御が自動運転、遠隔運転若しくは追従運転のいずれであるかを示す情報、又は、入力部１７が受け付けた各種情報のうちの自車両の遠隔制御に必要な情報を、通信部１１を介して遠隔制御センタへ送信する。自車両の遠隔制御に必要な情報とは、例えば、車外カメラ２が撮像した車外撮像画像、ＧＰＳセンサ３が検出した自車両の位置、及び車内ＥＣＵ５が検出したＣＡＮ情報等である。また、制御切換部１６は、必要に応じて、自車両の位置情報及び経路情報等を通信部１１を介して他車両へ送信する。

自動運転制御部１３は、制御切換部１６を経由して入力部１７から受け付けた各種情報を用いて、自車両の自動運転制御を行う。例えば、自動運転制御部１３は、自車両の乗員により設定された目的地の情報、ＧＰＳセンサ３から入力された自車両の位置情報、地図記憶部４から入力された地図情報、並びに、車外カメラ２及び車内ＥＣＵ５から入力された自車両の周辺に存在する他車両の相対距離及び相対速度の情報を用いて、自車両の走行計画を生成する。そして、自動運転制御部１３は、走行計画に基づいて、ステアリング、ブレーキ及びアクセル等を制御する走行制御装置７への指令値を演算し、出力部１８を経由して走行制御装置７へ出力する。これらの指令値が走行制御装置７に与えられることで、自車両の自律走行が実現される。

遠隔運転制御部１４は、制御切換部１６を経由して通信部１１から受け付けた遠隔制御情報に基づいて、ステアリング、ブレーキ及びアクセル等を制御する走行制御装置７への指令値を演算し、出力部１８を経由して走行制御装置７へ出力する。これらの指令値が走行制御装置７に与えられることで、遠隔制御センタのオペレータによる自車両の遠隔制御が実現される。

追従運転制御部１５は、制御切換部１６を経由して車外カメラ２又は車内ＥＣＵ５から入力された、自車両の周辺に存在する他車両の相対距離及び相対速度の情報を用いて、自車両の前方を走行している先行車両、つまり追従対象車両を検出する。また、通信部１１が車車間通信を行うことによって自車両の周囲に存在する他車両の位置情報及び経路情報等を受信し、追従運転制御部１５が、これらの情報を用いて追従対象車両を検出してもよい。また、通信部１１が遠隔制御センタから追従対象車両の情報を受信してもよい。追従運転制御部１５は、自車両が追従対象車両に追従するように、ステアリング、ブレーキ及びアクセル等を制御する走行制御装置７への指令値を演算し、出力部１８を経由して走行制御装置７へ出力する。これらの指令値が走行制御装置７に与えられることで、自車両の先行車両に対する追従走行が実現される。

出力部１８は、自動運転制御部１３、遠隔運転制御部１４、及び追従運転制御部１５から受け付けた各種の指令値を、走行制御装置７へ出力する。走行制御装置７は、自車両のステアリング、ブレーキ及びアクセル等を制御するものである。

次に、車両制御装置１０の動作を説明する。
図３Ａ及び図３Ｂは、自車両の運転制御切換が必要になった場合の車両制御装置１０の動作例を示すフローチャートである。車両制御装置１０は、自車両の遠隔制御が必要となった場合に、図３Ａ及び図３Ｂに示されるフローチャートの動作を開始する。制御切換部１６は、例えば、自車両の自動運転制御が継続できなくなることを自動運転制御部１３から事前に通知された場合、又は車内カメラ１が検出する乗員の状態に基づいて運転者の手動運転が継続困難な状態になったことを検出した場合、図３Ａ及び図３Ｂに示されるフローチャートの動作を開始する。

ステップＳＴ１において、制御切換部１６は、予め定められた自車両の運転制御の優先順位に基づいて、自動運転制御から遠隔運転制御、追従運転制御、又は遠隔制御センタへの問合せのうちのいずれに切り換えるかを判定する。

遠隔運転制御の優先順位が最も高い場合（ステップＳＴ１“遠隔”）、制御切換部１６は、ステップＳＴ２以降において遠隔運転制御への切り換えを行う。センタ問合せの優先順位が最も高い場合（ステップＳＴ１“センタ問合せ”）、制御切換部１６は、ステップＳＴ１０の動作を行う。追従運転制御の優先順位が最も高い場合（ステップＳＴ１“追従”）、制御切換部１６は、ステップＳＴ１２以降において追従運転制御への切り換えを行う。

制御切換部１６は、ステップＳＴ２において、通信部１１を介して遠隔制御センタへ遠隔制御要求を送信する。ステップＳＴ３において、通信品質検出部１２は、通信部１１と遠隔制御センタとの通信の品質を検出し、検出した通信品質を制御切換部１６へ出力する。制御切換部１６は、通信品質検出部１２により検出された通信品質が、予め定められた通信品質以上であるか否かを判定する。予め定められた通信品質とは、遠隔制御センタが自車両を遠隔制御するために必要な通信品質（例えば、最大遅延時間）である。通信品質検出部１２により検出された通信品質が予め定められた通信品質以上である場合（ステップＳＴ３“ＹＥＳ”）、制御切換部１６は、ステップＳＴ４において、通信部１１を介して遠隔制御センタへ遠隔制御開始要求を送信する。一方、通信品質検出部１２により検出された通信品質が予め定められた通信品質未満である場合（ステップＳＴ３“ＮＯ”）、制御切換部１６は、ステップＳＴ８の動作を行う。

ステップＳＴ５において、通信部１１は、遠隔制御センタから遠隔制御開始応答を受信する。通信部１１が遠隔制御開始応答を受信した場合、ステップＳＴ６において、制御切換部１６は、自車両の運転制御を自動運転制御部１３から遠隔運転制御部１４へ切り換える。遠隔運転制御部１４が遠隔運転制御を開始すると、制御切換部１６は、入力部１７から受け付けた各種情報のうち、遠隔制御センタが遠隔制御に用いる情報を、通信部１１を介して遠隔制御センタへ送信する。また、遠隔運転制御部１４が遠隔運転制御を開始すると、通信部１１は、自車両を遠隔制御するための遠隔制御情報を遠隔制御センタから受信し、制御切換部１６へ出力する。制御切換部１６は、遠隔制御情報を通信部１１から受け付けて遠隔運転制御部１４へ出力する。遠隔運転制御部１４は、この遠隔制御情報に基づいて走行制御装置７への指令値を演算し、演算した指令値を出力部１８を経由して走行制御装置７へ出力する。

ステップＳＴ７において、通信品質検出部１２は、遠隔運転制御中に、通信部１１と遠隔制御センタとの通信の品質を検出し、検出した通信品質を制御切換部１６へ出力する。制御切換部１６は、通信品質検出部１２により検出された通信品質が、上記予め定められた通信品質以上であるか否かを判定する。通信品質検出部１２により検出された通信品質が予め定められた通信品質以上である場合（ステップＳＴ７“ＹＥＳ”）、制御切換部１６は、遠隔運転制御部１４に遠隔運転制御を継続させる。一方、通信品質検出部１２により検出された通信品質が予め定められた通信品質未満である場合（ステップＳＴ７“ＮＯ”）、制御切換部１６は、ステップＳＴ８の動作を行う。

ステップＳＴ８において、制御切換部１６は、自車両を含む予め定められた範囲内を走行している他車両であって、遠隔運転制御から追従運転制御へ切換可能な他車両の有無を、通信部１１を介して遠隔制御センタに問合せる。予め定められた範囲内とは、同一基地局の通信エリア内である。

例えば、図１において、制御切換部１６は、自車両が車両１０４である場合、第１基地局１２０の通信エリア内を走行している車両１００～１０３，１０５～１０７のうち、遠隔運転制御から追従運転制御へ切換可能な車両の有無を、車両１０４を遠隔制御する第２遠隔制御センタ１１１に問合せる。車両１０４は「第１車両」に相当し、車両１００～１０３，１０５～１０７は「第２車両」に相当する。第１遠隔制御センタ１１０、第２遠隔制御センタ１１１、及び第３遠隔制御センタ１１２は、車両１００～１０７の運転制御が自動運転、遠隔運転又は追従運転のいずれであるかを示す情報を、車両１００～１０７のそれぞれから受信し、一元管理している。第２遠隔制御センタ１１１は、遠隔運転制御から追従運転制御へ切換可能な車両の有無について車両１０４から問合せがあった場合、遠隔運転制御中の車両１０２に対して、遠隔運転制御から追従運転制御へ切り換える指示を送信する。そして、第２遠隔制御センタ１１１は、車両１０２から、追従運転制御への切換完了通知又は切換不可通知を受信する。

また、第２遠隔制御センタ１１１は、車両１０４から上記問合せがきたことを、第１遠隔制御センタ１１０及び第３遠隔制御センタ１１２に通知する。この通知を受けた第１遠隔制御センタ１１０及び第３遠隔制御センタ１１２は、遠隔制御中の車両１００，１０１，１０３，１０５，１０７に対して、遠隔運転制御から追従運転制御へ切り換える指示を送信する。そして、第１遠隔制御センタ１１０及び第３遠隔制御センタ１１２は、車両１００，１０１，１０３，１０５，１０７のそれぞれから、追従運転制御への切換完了通知又は切換不可通知を受信する。第１遠隔制御センタ１１０及び第３遠隔制御センタ１１２は、少なくとも１台の車両から切換完了通知を受信した場合、その旨を第２遠隔制御センタ１１１に通知する。

車両１００～１０３，１０５～１０７のうちの少なくとも１台の車両が切換完了通知を送信した場合、第２遠隔制御センタ１１１は、第１基地局１２０の通信エリア内を走行している車両１００～１０３，１０５～１０７のうち、遠隔運転制御から追従運転制御へ切換可能な車両があることを、車両１０４に通知する。一方、車両１００～１０３，１０５～１０７のすべてが切換不可通知を送信した場合、第２遠隔制御センタ１１１は、遠隔運転制御から追従運転制御へ切換可能な車両がないことを、車両１０４に通知する。

第１基地局１２０の通信エリア内を走行している車両１００～１０３，１０５～１０７のうちの少なくとも１台の車両が遠隔運転制御から追従運転制御へ切り換えることにより、この車両の遠隔制御のために占有されていた第１基地局１２０の通信帯域が開放される。これにより、第１基地局１２０の通信帯域が回復し、第２遠隔制御センタ１１１による車両１０４の遠隔制御に必要な通信品質が確保される。

ステップＳＴ９において、制御切換部１６は、自車両を含む予め定められた範囲内を走行している他車両であって、遠隔運転制御から追従運転制御へ切換可能な他車両の有無を、通信部１１を介して遠隔制御センタから受信する。該当する他車両があることを、通信部１１が遠隔制御センタから受信した場合（ステップＳＴ９“ＹＥＳ”）、制御切換部１６は、ステップＳＴ３の動作を行う。一方、該当する他車両がないことを、通信部１１が遠隔制御センタから受信した場合（ステップＳＴ９“ＮＯ”）、制御切換部１６は、ステップＳＴ１２以降において追従運転制御への切り換えを行う。

ステップＳＴ１０において、制御切換部１６は、通信部１１を介して遠隔制御センタへ問合せする。ステップＳＴ１１において、通信部１１は、遠隔制御センタから問合せに対する応答を受信し、受信結果を制御切換部１６へ出力する。遠隔制御センタが自車両に対して遠隔運転制御を行うように指示した場合（ステップＳＴ１１“遠隔”）、制御切換部１６は、ステップＳＴ３以降において遠隔運転制御への切り換えを行う。一方、遠隔制御センタが自車両に対して追従運転制御を行うように指示した場合（ステップＳＴ１１“追従”）、制御切換部１６は、ステップＳＴ１２以降において追従運転制御への切り換えを行う。

ステップＳＴ１２において、制御切換部１６は、自車両の運転制御を自動運転制御部１３から追従運転制御部１５へ切り換える。追従運転制御部１５は、制御切換部１６を経由して車外カメラ２又は車内ＥＣＵ５から入力された情報を用いて、自車両の前方を走行している追従対象車両を検出する。または、追従運転制御部１５は、通信部１１が車車間通信により他車両から受信した情報を用いて、自車両の前方を走行している追従対象車両を検出する。追従運転制御部１５は、追従対象車両を検出できた場合（ステップＳＴ１３“ＹＥＳ”）、自車両が追従対象車両に追従するように走行制御装置７への指令値を演算し、演算した指令値を出力部１８を経由して走行制御装置７へ出力する（ステップＳＴ１４）。一方、追従運転制御部１５は、追従対象車両を検出できなかった場合（ステップＳＴ１３“ＮＯ”）、ステップＳＴ１２の動作を繰り返す。なお、追従運転制御部１５がステップＳＴ１２，ＳＴ１３の動作を所定回数繰り返しても追従対象車両を検出できなかった場合、制御切換部１６は、自車両を路肩等へ停止させるように自動運転制御部１３に対して指示してもよい。

追従運転制御部１５は、追従運転制御中、自車両が走行する予定の経路と追従対象車両が走行する予定の経路とが異なる等の理由で、自車両が追従対象車両に追従できなくなった場合（ステップＳＴ１５“ＮＯ”）、ステップＳＴ１２において別の追従対象車両を検出する動作を行う。追従運転制御部１５は、自車両が追従対象車両に追従できる場合（ステップＳＴ１５“ＹＥＳ”）、追従運転制御を継続する。

図４は、遠隔制御センタから自車両に遠隔追従切換指示がきた場合の車両制御装置１０の動作例を示すフローチャートである。遠隔追従切換指示は、図３ＡのステップＳＴ８において遠隔制御センタが第２車両に対して送信する、遠隔運転制御から追従運転制御へ切り換える指示である。通信部１１は、遠隔制御センタから遠隔追従切換指示を受信した場合、この指示を受信した旨を制御切換部１６へ通知する。

ステップＳＴ２１において、制御切換部１６は、自車両の運転制御を遠隔運転制御から追従運転制御へ切り換える旨を、遠隔運転制御部１４及び追従運転制御部１５へ通知する。この通知を受けた追従運転制御部１５は、ステップＳＴ２１，ＳＴ２２，ＳＴ２３において、図３ＢのステップＳＴ１２，ＳＴ１３，ＳＴ１４と同様の動作を行う。制御切換部１６は、追従運転制御部１５が追従運転制御を開始した場合（ステップＳＴ２３）、通信部１１を介して遠隔制御センタへ切換完了通知を送信する（ステップＳＴ２４）。自車両が遠隔運転制御から追従運転制御へ切り換えることにより、自車両の遠隔運転制御のために占有されていた基地局の通信帯域が開放される。これにより、この基地局の通信エリア内を走行している他車両の遠隔制御に必要な通信品質が確保される。

なお、追従運転制御部１５が追従対象車両を検出できなかった場合（ステップＳＴ２２“ＮＯ”）、制御切換部１６は、通信部１１を介して遠隔制御センタへ切換不可通知を送信する（ステップＳＴ２５）。

次に、実施の形態１に係る車両制御システムのユースケースを２例、説明する。第１のユースケースは、通信品質が低い場合の例であり、第２のユースケースは、オペレータが不足している場合の例である。

図５は、第１のユースケースにおける運転制御切換前の車両制御システムの全体構成図である。第１のユースケースでは、車両１０２が第２遠隔制御センタ１１１に対して遠隔制御要求を行う。前提として、車両１００，１０１，１０３，１０４，１０５，１０７は、無線ネットワーク１４０を経由して、第１遠隔制御センタ１１０、第２遠隔制御センタ１１１、又は第３遠隔制御センタ１１２により遠隔制御されている。車両１０２，１０６は、自動運転制御により自律走行している。

車両１０２に搭載された車両制御装置１０は、何らかの原因で自動運転制御が継続できなくなることを検出したため、予め定められた運転制御の優先順位に従い、遠隔運転制御への切り換えを試みる。車両１０２の車両制御装置１０では、遠隔運転制御に必要な通信品質として「最大遅延時間１０００ｍｓ未満」が予め定められていたが、通信品質検出部１２が実際に検出した最大遅延時間が１０００ｍｓを超過したため、制御切換部１６は、無線ネットワーク１４０の通信品質が遠隔運転制御に必要な通信品質に満たなかったと判定する。そのため、車両１０２の車両制御装置１０は、第２遠隔制御センタ１１１に対し、第１基地局１２０の通信エリア内を走行している車両１００～１０７のうち、遠隔運転制御から追従運転制御へ切換可能な車両の有無を問合せる。

図６は、第１のユースケースにおける運転制御切換後の車両制御システムの全体構成図である。車両１０２から問合せを受けた第２遠隔制御センタ１１１からの遠隔追従切換指示、及びこの問合せを受けた旨の通知を受けた第１遠隔制御センタ１１０及び第３遠隔制御センタ１１２からの遠隔追従切換指示に従い、車両１０３，１０５，１０７が遠隔運転制御から追従運転制御へ切り換えた。これにより、車両１０２の車両制御装置１０は、遠隔制御に必要な通信品質を確保できるようになったため、自動運転制御から遠隔運転制御へ切り換える。

図７は、第２のユースケースにおける運転制御切換前の車両制御システムの全体構成図である。第２のユースケースでは、車両１０２が第２遠隔制御センタ１１１に対して遠隔制御要求を行う。前提として、車両１０１，１０４は、無線ネットワーク１４０を経由して、第１遠隔制御センタ１１０及び第２遠隔制御センタ１１１により遠隔制御されている。車両１０３，１０５，１０７は、それぞれ、先行車両に追従している。車両１０６は、自動運転制御により自律走行している。第１遠隔制御センタ１１０にはオペレータ１５０が４人、第２遠隔制御センタ１１１にはオペレータ１５１が１人、第３遠隔制御センタ１１２にはオペレータ１５２が３人いる。また、第１基地局１２０の通信帯域は十分に足りている。

車両１０２に搭載された車両制御装置１０は、何らかの原因で自動運転制御が継続できなくなることを検出したため、予め定められた運転制御の優先順位に従い、遠隔運転制御への切り換えを試みる。しかし、車両１０２を遠隔制御する第２遠隔制御センタ１１１にはオペレータ１５１が１人しか存在しておらず、このオペレータ１５１はすでに車両１０４を遠隔制御している。そのため、第２遠隔制御センタ１１１には、車両１０２の遠隔制御に割り当てるオペレータ１５１が存在しない状態であった。そのため、第２遠隔制御センタ１１１は、遠隔運転制御中の車両１０４に対して遠隔追従切換指示を送信する。

図８は、第２のユースケースにおける運転制御切換後の車両制御システムの全体構成図である。車両１０４の前方に車両１０２が存在するため、車両１０４の車両制御装置１０は、第２遠隔制御センタ１１１からの遠隔追従切換指示に従い、遠隔運転制御から追従運転制御へ切り換えた。これにより、第２遠隔制御センタ１１１のオペレータ１５１は、車両１０４の遠隔制御を終了し、車両１０２の遠隔制御を開始することができる。第２のユースケースの車両制御システムは、オペレータ１５１を再配置することで、より少ない人数で効率的な遠隔制御を実現する。

最後に、実施の形態１に係る車両制御装置１０のハードウェア構成を説明する。
図９及び図１０は、実施の形態１に係る車両制御装置１０のハードウェア構成例を示す図である。車両制御装置１０における通信部１１の機能は、通信装置２０３により実現される。車両制御装置１０における通信品質検出部１２、自動運転制御部１３、遠隔運転制御部１４、追従運転制御部１５、制御切換部１６、入力部１７、及び出力部１８の機能は、処理回路により実現される。即ち、車両制御装置１０は、上記機能を実現するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアとしての処理回路２００であってもよいし、メモリ２０２に格納されるプログラムを実行するプロセッサ２０１であってもよい。

図９に示されるように、処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路２００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。通信品質検出部１２、自動運転制御部１３、遠隔運転制御部１４、追従運転制御部１５、制御切換部１６、入力部１７、及び出力部１８の機能を複数の処理回路２００で実現してもよいし、各部の機能をまとめて１つの処理回路２００で実現してもよい。また、通信装置２０３の機能を処理回路２００で実現してもよい。

図１０に示されるように、処理回路がプロセッサ２０１である場合、通信品質検出部１２、自動運転制御部１３、遠隔運転制御部１４、追従運転制御部１５、制御切換部１６、入力部１７、及び出力部１８の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ２０２に格納される。プロセッサ２０１は、メモリ２０２に格納されたプログラムを読みだして実行することにより、各部の機能を実現する。即ち、車両制御装置１０は、プロセッサ２０１により実行されるときに、図３Ａ、図３Ｂ及び図４のフローチャートで示されるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ２０２を備える。また、このプログラムは、通信品質検出部１２、自動運転制御部１３、遠隔運転制御部１４、追従運転制御部１５、制御切換部１６、入力部１７、及び出力部１８の手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。

ここで、プロセッサ２０１とは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、処理装置、演算装置、又はマイクロプロセッサ等のことである。
メモリ２０２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、又はフラッシュメモリ等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスク又はフレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）又はＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等の光ディスクであってもよい。

なお、通信品質検出部１２、自動運転制御部１３、遠隔運転制御部１４、追従運転制御部１５、制御切換部１６、入力部１７、及び出力部１８の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、車両制御装置１０における処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述の機能を実現することができる。

以上のように、実施の形態１に係る車両制御装置１０は、通信部１１と、通信品質検出部１２と、遠隔運転制御部１４と、追従運転制御部１５と、制御切換部１６とを備える。通信部１１は、遠隔制御センタと通信し、自車両を遠隔制御する遠隔制御情報を遠隔制御センタから受信する。通信品質検出部１２は、通信部１１の通信品質を検出する。遠隔運転制御部１４は、遠隔制御情報を用いて自車両を運転制御する。追従運転制御部１５は、自車両の前方を走行している先行車両に追従して走行するよう自車両を運転制御する。制御切換部１６は、自車両の運転制御を遠隔運転制御部１４又は追従運転制御部１５へ切り換える。この制御切換部１６は、自車両の運転制御を遠隔運転制御部１４に行わせている最中に通信品質検出部１２により検出される通信品質が予め定められた通信品質未満になった場合（図３ＡのステップＳＴ７“ＮＯ”）、自車両を含む予め定められた範囲内を走行している他車両であって遠隔運転制御から追従運転制御に切り換え可能な他車両の有無を通信部１１を介して遠隔制御センタに問合せる。制御切換部１６は、該当する他車両ありという応答があった場合、自車両の運転制御を引き続き遠隔運転制御部１４に行わせ、該当する他車両なしという応答があった場合に自車両の運転制御を追従運転制御部１５に行わせる。遠隔制御センタが自車両周辺を走行している他車両を遠隔運転制御から追従運転制御に切り換えさせるため、自車両が利用可能な通信帯域が回復する。そのため、車両制御装置１０は、自車両の遠隔制御に必要な通信品質を確保でき、遠隔運転制御を継続できる。

また、実施の形態１の制御切換部１６は、自車両の運転制御を遠隔運転制御部１４に行わせる前に通信品質検出部１２により検出される通信品質が予め定められた通信品質未満である場合（ステップＳＴ３“ＮＯ”）、自車両を含む予め定められた範囲内を走行している他車両であって遠隔運転制御から追従運転制御に切り換え可能な他車両の有無を通信部１１を介して遠隔制御センタに問合せる。制御切換部１６は、該当する他車両ありという応答があった場合、自車両の運転制御を遠隔運転制御部１４に行わせ、該当する他車両なしという応答があった場合に自車両の運転制御を追従運転制御部１５に行わせる。遠隔制御センタが自車両周辺を走行している他車両を遠隔運転制御から追従運転制御に切り換えさせるため、自車両が利用可能な通信帯域が回復する。そのため、車両制御装置１０は、自車両の遠隔制御に必要な通信品質を確保でき、遠隔運転制御を開始できる。

また、実施の形態１の制御切換部１６は、自車両の運転制御を遠隔運転制御部１４に行わせている最中に遠隔制御センタから送信された遠隔運転制御から追従運転制御に切り換える指示を通信部１１が受信した場合、先行車両が存在する場合に自車両の運転制御を追従運転制御部１５に行わせると共に、遠隔制御センタに切り換え完了を通知する。一方、制御切換部１６は、先行車両が存在しない場合、自車両の運転制御を引き続き遠隔運転制御部１４に行わせると共に、遠隔制御センタに切り換え不可と通知する。自車両の車両制御装置１０が遠隔運転制御から追従運転制御に切り換えることにより、他車両が遠隔制御に必要な通信品質を確保できるようになり、他車両が遠隔運転制御を行うことができる。

なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、又は実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係る車両制御装置は、遠隔制御センタからの遠隔制御情報を用いて車両を遠隔制御するようにしたので、車両等の自律移動が可能な移動体を遠隔制御する制御装置等に用いるのに適している。

１ 車内カメラ、２ 車外カメラ、３ ＧＰＳセンサ、４ 地図記憶部、５ 車内ＥＣＵ、６ 車外ネットワーク、７ 走行制御装置、１０ 車両制御装置、１１ 通信部、１２ 通信品質検出部、１３ 自動運転制御部、１４ 遠隔運転制御部、１５ 追従運転制御部、１６ 制御切換部、１７ 入力部、１８ 出力部、１００～１０７ 車両、１１０ 第１遠隔制御センタ、１１１ 第２遠隔制御センタ、１１２ 第３遠隔制御センタ、１２０ 第１基地局、１２１ 第２基地局、１２２ 第３基地局、１３０ 有線ネットワーク、１４０ 無線ネットワーク、１５０，１５１，１５２ オペレータ、２００ 処理回路、２０１ プロセッサ、２０２ メモリ、２０３ 通信装置。

Claims (4)

1. 遠隔制御センタと通信し、第１車両を遠隔制御する遠隔制御情報を前記遠隔制御センタから受信する通信部と、
   前記通信部の通信品質を検出する通信品質検出部と、
   前記遠隔制御情報を用いて前記第１車両を運転制御する遠隔運転制御部と、
   前記第１車両の前方を走行している先行車両に追従して走行するよう前記第１車両を運転制御する追従運転制御部と、
   前記第１車両の運転制御を前記遠隔運転制御部又は前記追従運転制御部へ切り換える制御切換部とを備え、
   前記制御切換部は、前記第１車両の運転制御を前記遠隔運転制御部に行わせている最中に前記通信品質検出部により検出される通信品質が予め定められた通信品質未満になった場合、前記第１車両を含む予め定められた範囲内を走行している第２車両であって遠隔運転制御から追従運転制御に切り換え可能な第２車両の有無を前記通信部を介して前記遠隔制御センタに問い合わせ、該当する第２車両ありという応答があった場合に前記第１車両の運転制御を引き続き前記遠隔運転制御部に行わせ、該当する第２車両なしという応答があった場合に前記第１車両の運転制御を前記追従運転制御部に行わせることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記制御切換部は、前記第１車両の運転制御を前記遠隔運転制御部に行わせる前に前記通信品質検出部により検出される通信品質が前記予め定められた通信品質未満である場合、前記予め定められた範囲内を走行している第２車両であって遠隔運転制御から追従運転制御に切り換え可能な第２車両の有無を前記通信部を介して前記遠隔制御センタに問い合わせ、該当する第２車両ありという応答があった場合に前記第１車両の運転制御を前記遠隔運転制御部に行わせ、該当する第２車両なしという応答があった場合に前記第１車両の運転制御を前記追従運転制御部に行わせることを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記制御切換部は、前記第１車両の運転制御を前記遠隔運転制御部に行わせている最中に前記遠隔制御センタから送信された遠隔運転制御から追従運転制御に切り換える指示を前記通信部が受信した場合、前記先行車両が存在する場合に前記第１車両の運転制御を前記追従運転制御部に行わせると共に前記遠隔制御センタに切り換え完了を通知し、前記先行車両が存在しない場合に前記第１車両の運転制御を引き続き前記遠隔運転制御部に行わせると共に前記遠隔制御センタに切り換え不可と通知することを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
4. 遠隔制御センタと通信し、第１車両を遠隔制御する遠隔制御情報を前記遠隔制御センタから受信する通信部と、
   前記通信部の通信品質を検出する通信品質検出部と、
   前記遠隔制御情報を用いて前記第１車両を運転制御する遠隔運転制御部と、
   前記第１車両の前方を走行している先行車両に追従して走行するよう前記第１車両を運転制御する追従運転制御部と、
   前記第１車両の運転制御を前記遠隔運転制御部又は前記追従運転制御部へ切り換える制御切換部とを備える車両制御装置の車両制御方法であって、
   前記制御切換部が、前記第１車両の運転制御を前記遠隔運転制御部に行わせている最中に前記通信品質検出部により検出される通信品質が予め定められた通信品質未満になった場合、前記第１車両を含む予め定められた範囲内を走行している第２車両であって遠隔運転制御から追従運転制御に切り換え可能な第２車両の有無を前記通信部を介して前記遠隔制御センタに問い合わせ、該当する第２車両ありという応答があった場合に前記第１車両の運転制御を引き続き前記遠隔運転制御部に行わせ、該当する第２車両なしという応答があった場合に前記第１車両の運転制御を前記追従運転制御部に行わせることを特徴とする車両制御方法。

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