JP7154006B2 - Vehicle control device and vehicle control system - Google Patents
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本発明は、車両制御装置及び車両制御システムに関する。 The present invention relates to a vehicle control device and a vehicle control system .
近年、車両に搭載したカメラ、ライダ(LiDAR:Light Detection And Ranging)などの各種センサにより自車両周辺の状況を取得しながら自立走行する車両(自動運転車両)が開発されている。 In recent years, vehicles (self-driving vehicles) have been developed that run independently while acquiring the surrounding conditions of the vehicle using various sensors such as cameras and lidars (LiDAR: Light Detection And Ranging) mounted on the vehicle.
この種の自動運転車両が自動運転にて走行するためには、正確な道路情報を有した地図データが必要とされる(例えば、特許文献1を参照)。正確な道路情報とは、例えば、道路幅、車線、標識等の詳細な位置情報等を含むものである。
Map data with accurate road information is required for this type of self-driving vehicle to run in self-driving mode (see
特許文献1には、ノードおよびリンク情報を含む第1地図と、車線の境界を示す情報や車線の中央を示す情報を含む第2地図と、を有し、第1地図で車両の走行経路を探索し、第2地図で自動運転の行動計画を生成する。そして、第1地図と第2地図の情報鮮度を比較して自動運転を実施できるか否かを判定することが記載されている。
特許文献1に記載された発明では、第1地図と第2地図とは用途が異なるため、第2地図は第1地図と同じ領域について有することが前提となっている。この第2地図は、高精度化した地図であり、特許文献1に記載されているように自動運転の制御に用いられるため、詳細な情報が必要となる。しかしながら、全国各地について高精度地図を整備するには多大なコストがかかってしまう。
In the invention described in
本発明が解決しようとする課題としては、自動運転に利用することができる地図の作成コストを低減することが一例として挙げられる。 One example of the problem to be solved by the present invention is to reduce the cost of creating a map that can be used for automatic driving.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、車両の走行に利用する地図の地図データ構造であって、前記地図は、道路ネットワークデータを有する第1領域と、前記第1領域よりも高精度化された道路ネットワークデータを有する第2領域と、から構成されていることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
以下、本発明の一実施形態にかかる地図データ構造を説明する。本発明の一実施形態にかかる地図データ構造は、道路ネットワークデータを有する第1領域と、前記第1領域よりも高精度化された道路ネットワークデータを有する第2領域と、から構成されている。このようにすることにより、地図中の高精度化が必要な領域のみを第2領域とすることで、自動運転に利用することができる地図の作成コストを低減することができる。 A map data structure according to an embodiment of the present invention will be described below. A map data structure according to an embodiment of the present invention is composed of a first area having road network data and a second area having road network data with higher accuracy than the first area. By doing so, only the area in the map that requires high accuracy is designated as the second area, so that the cost of creating a map that can be used for automatic driving can be reduced.
また、第1領域と第2領域とを接続するための接続データを有してもよい。このようにすることにより、第1領域と第2領域とを連結して連続性を保つことができる。 It may also have connection data for connecting the first area and the second area. By doing so, the continuity can be maintained by connecting the first area and the second area.
また、接続データは、第1領域の終端部のノードと、第2領域の終端部のノードと、の接続情報を含んでいてもよい。このようにすることにより、第1領域と第2領域とを接続することができる。 Also, the connection data may include connection information between the terminal node of the first area and the terminal node of the second area. By doing so, the first region and the second region can be connected.
また、第2領域は、少なくとも交差点を含む領域であってもよい。このようにすることにより、自動運転車両の自動運転に対して高精度な制御が必要と考えられる交差点において、高精度化された地図を利用することができる。 Also, the second area may be an area including at least an intersection. By doing so, it is possible to use a highly accurate map at an intersection where highly accurate control is considered necessary for automatic driving of an automated vehicle.
また、本発明の一実施形態にかかる地図データ記憶装置は、上述した地図データ構造を記憶している。このようにすることにより、地図データを自動運転車両等に配信するサーバ装置等に地図データを記憶させることができる。 A map data storage device according to an embodiment of the present invention stores the map data structure described above. By doing so, the map data can be stored in a server device or the like that distributes the map data to the automatic driving vehicle or the like.
本発明の第一実施例にかかる地図データ構造および地図データ記憶装置を図1~図7を参照して説明する。サーバ装置1は、図1に示したように、インターネット等のネットワークNを介して自動運転車両Cに搭載されている車両制御装置3と通信可能となっている。
A map data structure and a map data storage device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. As shown in FIG. 1, the
地図データ記憶装置としてのサーバ装置1の機能的構成を図2に示す。サーバ装置1は、制御部11と、通信部12と、記憶部13と、を備えている。
FIG. 2 shows the functional configuration of the
制御部11は、サーバ装置1のCPU(Central Processing Unit)が機能し、サーバ装置1の全体制御を司る。制御部11は、車両制御装置3からの要求に応じて記憶部13に記憶されている地図データ13aから必要な領域の地図データを読み出して通信部12を介して車両制御装置3に配信する。
The
通信部12は、サーバ装置1のネットワークインターフェース等が機能し、車両制御装置3が出力した要求情報等を受信する。また、制御部11が地図データ13aから読み出した地図データを車両制御装置3に送信する。
The
記憶部13は、サーバ装置1のハードディスク等の記憶装置が機能し、地図データ13aが記憶されている。地図データ13aについての詳細は後述する。
The
自動運転車両Cは、車両制御装置3及びセンサ4を備えている。車両制御装置3は、センサ4が検出した結果及び、車両制御装置3が有する地図データ33aに基づいて自動運転車両Cを自律的に走行(自動運転)させる。
An automatically driven vehicle C includes a
図3に車両制御装置3の機能的構成を示す。車両制御装置3は、制御部31と、通信部32と、記憶部33と、を備えている。
FIG. 3 shows the functional configuration of the
制御部31は、センサ4が検出した結果及び記憶部33に記憶された地図データ33aに基づいて自動運転車両Cのハンドルやアクセル、ブレーキ等を制御して自動運転車両Cを自律的に走行させる。つまり、外界認識部としてのセンサ4の検出結果(認識結果)を取得する。また、サーバ装置1に対して走行経路となる領域の地図データの配信を通信部32を介して要求し、サーバ装置1から配信された地図データを記憶部33に地図データ33aとして記憶させる。
The
通信部32は、制御部31が出力した要求情報等をサーバ装置1に送信する。また、サーバ装置1から配信された地図データを受信する。
The
地図データ記憶装置としての記憶部33は、地図データ33aが記憶されている。地図データ33aは、自動運転車両Cが自律的に走行可能な程度の情報が含まれている地図である。
The
地図データ33aについて図4及び図5を参照して説明する。なお、地図データ13aも同様の構成である。図4は、従来からある周知のナビゲーション装置等に利用される地図におけるネットワーク(道路ネットワーク)である。図4では、ノードN01~N08と各ノードを接続するリンクから構成されている。これらのノードは、例えばノードID、座標点、接続リンク数、接続リンクID等からなるノードテーブルとして構成されている。また、リンクは、例えば始点として接続されるノードID、終点として接続されるノードID、道路の幅員情報、車線数等からなるリンクテーブルとして構成されている。
The
地図データ33aは、基本的には図4に示したようなリンクについて上下線や車線まで個別に分けない道路ネットワークであるが、例えば図4のノードN02やノードN03といった交差点の周辺の領域は、ノードN02やノードN03といった単一のノードではなく、図5に示したような、より詳細で高精度化された車線ネットワークとなっている。ここで、車線ネットワークは、上述したように道路ネットワークのリンク等について車線単位まで詳細化して含まれる情報量を増加させたものである。したがって、車線ネットワークは、道路ネットワークに含まれる下位概念である。即ち、図4の領域Aや領域Bが高精度化された第2領域となり、領域Aと領域B以外の領域が第1領域となる。以下では、第2領域として領域Aについて説明するが、領域Bについても同様である。
The
図5に、第2領域である高精度化された道路ネットワークの例として領域Aのネットワーク構成を示す。図5に示したように、領域A内は、片側2車線の対面通行の道路同士の交差点であり、図5において左右方向に延在している道路には右折レーンが設けられている。領域A内は、図5に符号a~符号abまでに示したように、例えば車線の分岐点や交差点で右左折する地点等をノードとして規定している。したがって、領域A内ではノードやリンクが図4に示した道路ネットワークよりも更に細分化されてネットワークを構成している。これらのネットワーク構成は、第1領域と同様に、ノードテーブルやリンクテーブル等として構成すればよいが、例えばリンクテーブルには、車線番号、車線種類、車線中央位置、右側線種/左側線種等の第1領域には無い項目が含まれていてもよい。 FIG. 5 shows the network configuration of area A as an example of the second area, which is a highly accurate road network. As shown in FIG. 5, the area A is an intersection of two-lane two-way roads, and right-turn lanes are provided on the roads extending in the horizontal direction in FIG. Within the area A, as indicated by symbols a to ab in FIG. 5, for example, lane branching points and intersection points are defined as nodes. Therefore, within the area A, the nodes and links constitute a network that is more subdivided than the road network shown in FIG. Similar to the first area, these network configurations may be configured as node tables, link tables, and the like. may include items that are not in the first area of .
さらには、第2領域として有するデータには、第1領域に含まれない道路上に存在する地物に関する情報を含んでもよい。道路上に存在する地物とは、例えば看板や、建物、信号、ポール、電柱等である。これらの情報もテーブルとして構成し、複数の地物IDに対して、地物の名称、地物の輪郭を示す座標点列、および地物が存在するノードID等が対応付けられていてもよい。このような情報も高精度化されたことにより第2領域が有することとなった情報である。 Furthermore, the data held as the second area may include information on features existing on the road that are not included in the first area. The features existing on the road are, for example, signboards, buildings, traffic lights, poles, utility poles, and the like. This information may also be configured as a table, and a plurality of feature IDs may be associated with the name of the feature, the coordinate point sequence indicating the outline of the feature, the node ID where the feature exists, and the like. . Such information is also information that the second area has as a result of higher precision.
ここで、第1領域と、第2領域(領域A)とは、図5に示した接続部C1~C4に示したようにして接続することができる。接続部C1は、第1領域が上下線や車線毎にリンクがない場合である。接続部C1は、図4のノードN01とノードN02間のリンクの接続例である。この場合においては、第1領域のリンクの終端と、第2領域(領域A)のリンクの終端と、にそれぞれノードを設け、それらを接続するリンクを新たに設けている。接続部C1の場合、第1領域側は、リンクが1本であるので、その終端にノードN02_N1を設ける。一方、第2領域側は、リンクが上下線と車線に対応して4本あるので、それぞれの終端にノードN02_L1~ノードN02_L4を設ける。このノードN02_N1とノードN02_L1~ノードN02_L4は接続用のノードであるので、これらのノード間を接続する新たに設けたリンクは便宜的なものであり、各ノードの接続関係が分かる態様であればよい。 Here, the first region and the second region (region A) can be connected as shown by the connection portions C1 to C4 shown in FIG. The connecting portion C1 is a case where the first area has no links for each of the up and down lines and lanes. A connecting portion C1 is a connection example of a link between the node N01 and the node N02 in FIG. In this case, nodes are provided at the end of the link in the first area and the end of the link in the second area (area A), respectively, and a new link is provided to connect them. In the case of the connection portion C1, since there is one link on the first area side, a node N02_N1 is provided at the end thereof. On the other hand, on the second area side, there are four links corresponding to up/down lines and lanes, so nodes N02_L1 to N02_L4 are provided at the respective ends. Since the node N02_N1 and the nodes N02_L1 to N02_L4 are nodes for connection, the newly provided links connecting these nodes are for convenience, and it is sufficient if the connection relationship of each node can be understood. .
これらのノードの接続関係は、例えば図6に示したテーブルで表現することができる。図6に示したテーブルは、任意に定めた車線リンクIDと、車線リンクID毎の始点ノードと、終点ノードと、を規定している。例えば車線リンクIDがC1_L1は、始点として第1領域側のノードN02_N1、終点として第2領域側のノードN02_L1が規定されている。即ち、この図6に示したテーブルが第1領域と第2領域とを接続する接続データとなる。 The connection relationship of these nodes can be represented by the table shown in FIG. 6, for example. The table shown in FIG. 6 defines arbitrarily determined lane link IDs, and the start node and end node for each lane link ID. For example, the lane link ID C1_L1 defines the node N02_N1 on the first area side as the starting point and the node N02_L1 on the second area side as the ending point. That is, the table shown in FIG. 6 becomes connection data for connecting the first area and the second area.
次に、図5の接続部C2は、第1領域が上下線毎にリンクはあるが車線毎にリンクがない場合である。接続部C2は、図4のノードN02とノードN06間のリンクの接続例である。この場合におけるノードN06は、上下線に分かれてノードN06_1、ノードN06_2となっているとする。この接続部C2の場合も接続部C1と同様に、第1領域のリンクの終端と、第2領域のリンクの終端と、にそれぞれノードを設け、それらを接続するリンクを新たに設けている。接続部C2の場合、第1領域側は、リンクが上下線合わせて2本であるので、それぞれの終端にノードN02_N61、ノードN02_N62を設ける。一方、第2領域側は、リンクが上下線と車線に対応して4本あるので、それぞれの終端にノードN02_L5~ノードN02_L8を設ける。 Next, the connecting portion C2 in FIG. 5 is a case where the first area has links for each up and down line but no link for each lane. A connecting portion C2 is a connection example of a link between the node N02 and the node N06 in FIG. It is assumed that the node N06 in this case is divided into a node N06_1 and a node N06_2 by dividing into an upper and a lower line. In the case of this connection portion C2, as in the case of the connection portion C1, nodes are provided at the end of the link in the first area and the end of the link in the second area, respectively, and a new link is provided to connect them. In the case of the connecting portion C2, since there are two links in total on the first area side, the nodes N02_N61 and N02_N62 are provided at the respective ends. On the other hand, on the second area side, there are four links corresponding to up/down lines and lanes, so nodes N02_L5 to N02_L8 are provided at the respective ends.
この接続部C2の場合も、基本的に図6と同様にテーブルで表現することができる。接続部C2の接続関係を図7のテーブルに示す。図7のテーブルは図6と同様の項目で構成されている。 The connection portion C2 can also be basically represented by a table in the same manner as in FIG. The connection relationship of the connection portion C2 is shown in the table of FIG. The table in FIG. 7 consists of items similar to those in FIG.
上記以外に、上りのみ車線毎にリンクがあるが、下りは無い場合等、第1領域と第2領域とで接続するリンクが合わない場合は上記図6や図7に示したテーブルと同じ要領でテーブルを作成して接続データを生成すればよい。 In addition to the above, if the link connecting the first area and the second area does not match, such as when there is a link for each lane only for uphill but no downlink, the procedure is the same as in the tables shown in FIGS. 6 and 7 above. to create a table and generate connection data.
即ち、本実施例にかかる地図データ構造は、図5~図7に示したような構成となっている。 That is, the map data structure according to this embodiment has a configuration as shown in FIGS. 5 to 7. FIG.
また、第1領域側が上下線毎または車線毎に分かれてリンクが構成されていて、第2領域におけるリンクの車線等の構成と同じ場合は、そのまま接続すればよい(接続部C3、接続部C4)。或いは、第1領域が上下線や車線毎にリンクがない場合であっても、リンクテーブル等に含まれる車線数等に基づいて第1領域側のリンクやノードを第2領域と接続できるように生成するような前処理を行ってから接続してもよい。 In addition, if the links are configured by dividing the first area side into up and down lines or lanes, and if the configuration of the lanes of the links in the second area is the same as that of the links in the second area, they can be connected as they are (connection portion C3, connection portion C4 ). Alternatively, even if the first area does not have links for each up/down line or lane, the links or nodes on the first area side can be connected to the second area based on the number of lanes or the like contained in the link table or the like. The connection may be made after performing preprocessing such as generation.
本実施例によれば、地図データ13aは、第1領域と、第1領域よりも高精度化された車線ネットワークデータとなっている第2領域である領域A、領域Bと、から構成されている。このようにすることにより、地図中の高精度化が必要な領域のみを第2領域とすることで、自動運転に利用することができる地図の作成コストを低減することができる。
According to this embodiment, the
また、第2領域は、少なくとも交差点を含む領域である。このようにすることにより、自動運転車両の自動運転に対して高精度な制御が必要と考えられる交差点において、高精度化された地図を利用することができる。 Also, the second area is an area including at least an intersection. By doing so, it is possible to use a highly accurate map at an intersection where highly accurate control is considered necessary for automatic driving of an automated vehicle.
また、第1領域と第2領域とを接続するための接続データとして図6や図7に示したテーブルを有している。図6や図7に示したテーブルは、第1領域の終端部のノードと、第2領域の終端部のノードと、の接続情報を含んでいる。このようにすることにより、第1領域と第2領域とを連結して連続性を保つことができる。 Further, it has the tables shown in FIGS. 6 and 7 as connection data for connecting the first area and the second area. The tables shown in FIGS. 6 and 7 contain connection information between the terminal node of the first area and the terminal node of the second area. By doing so, the continuity can be maintained by connecting the first area and the second area.
また、サーバ装置1や車両制御装置3は、上述した地図データ13aを記憶している。このようにすることにより、地図データ13aを自動運転車両等に配信するサーバ装置等に地図データを記憶させることができる。
Further, the
なお、上述した実施例では、第2領域としては、交差点の周囲としているが、交差点の部分のみとしてもよいし、図5のように分岐点であるノードbやノードaaを含む領域としてもよい。また、交差点から何m等一定距離の範囲の領域としてもよい。また、これらの領域の設定方法を交差点毎に適宜選択することで、地図データとしては複数の領域設定方法が混在していてもよい。 In the above-described embodiment, the second area is the area around the intersection, but it may be only the area around the intersection, or it may be an area including node b and node aa, which are branch points, as shown in FIG. . Moreover, it is good also as the area|region of the range of fixed distance, such as how many meters, from an intersection. Further, by appropriately selecting these area setting methods for each intersection, a plurality of area setting methods may be mixed as map data.
また、第2領域は、交差点に限らず、高速道路のジャンクション等の合流や分岐がある領域、GPS(Global Positioning System)等の外部から現在位置を認識するための信号が取得困難な領域、市街地、繁華街、商業施設等の交通量や人通りが多い領域或いは、駐車場等の複雑な運転制御が必要となる領域としてもよい。 In addition, the second area is not limited to intersections, but also areas where there are confluences and branches such as junctions of expressways, areas where it is difficult to acquire signals for recognizing the current position from the outside such as GPS (Global Positioning System), urban areas , busy streets, commercial facilities, and other areas with heavy traffic and pedestrian traffic, and parking lots and other areas that require complex driving control.
また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の地図データ構造を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 Moreover, the present invention is not limited to the above embodiments. That is, those skilled in the art can carry out various modifications according to conventionally known knowledge without departing from the gist of the present invention. As long as it still has the map data structure of the present invention even with such modification, it is of course included in the scope of the present invention.
1 サーバ装置(地図データ記憶装置)
3 車両制御装置(地図データ記憶装置)
13a 地図データ(地図データ構造)
33 記憶部(地図データ記憶装置)
33a 地図データ(地図データ構造)
A、B 領域(第2領域)
1 server device (map data storage device)
3 Vehicle control device (map data storage device)
13a Map data (map data structure)
33 storage unit (map data storage device)
33a Map data (map data structure)
A, B area (second area)
Claims (4)
前記記憶部に記憶された前記地図データに基づいて前記車両を走行させる制御部と、を備え、
前記地図データは、
道路ネットワークデータを有する第1領域と、
前記第1領域の道路ネットワークデータを車線単位まで詳細化した車線ネットワークデータを有する第2領域と、
前記第1領域と前記第2領域とを接続するための接続データと、から構成され、
前記第1領域は、前記地図において前記第2領域以外の領域であり、
前記接続データは、
前記第1領域の終端部のノードに応じて設けられた第1領域側ノードと、
前記第2領域の終端部のノードに応じて設けられた第2領域側ノードと、
前記第1領域側ノードと前記第2領域側ノードとを接続するリンクと、を含み、
1つの前記第1領域側ノードに対応する複数の前記第2領域側ノードが設定されている場合、前記リンクは、1つの前記第1領域側ノードと、複数の前記第2領域側ノードのそれぞれとを接続する複数の車線リンクを含むことを特徴とする車両制御装置。 a storage unit for storing map data of a map used for driving the vehicle;
a control unit that drives the vehicle based on the map data stored in the storage unit;
The map data is
a first region having road network data;
a second area having lane network data obtained by refining the road network data of the first area into lane units ;
and connection data for connecting the first area and the second area,
The first area is an area other than the second area on the map ,
The connection data is
a first area side node provided corresponding to the node at the terminal end of the first area;
a second area side node provided corresponding to the node at the terminal end of the second area;
a link connecting the first area side node and the second area side node;
When a plurality of said second area side nodes corresponding to one said first area side node are set, said link is for each of said one said first area side node and said plurality of said second area side nodes. A vehicle control device comprising a plurality of lane links connecting to and from each other .
前記第1領域は、前記地物に関する情報を含まないことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両制御装置。 the second area includes information about features existing on roads of the map;
3. The vehicle control device according to claim 1, wherein the first area does not contain information about the feature.
地図の地図データを記憶し、前記車両制御装置と通信可能なサーバ装置と、を備え、
前記車両制御装置は、
前記サーバ装置から前記地図データを取得する通信部と、
前記通信部によって取得された前記地図データに基づいて前記車両を走行させる制御部と、を備え、
前記地図データは、
道路ネットワークデータを有する第1領域と、
前記第1領域の道路ネットワークデータを車線単位まで詳細化した車線ネットワークデータを有する第2領域と、
前記第1領域と前記第2領域とを接続するための接続データと、から構成され、
前記第1領域は、前記地図において前記第2領域以外の領域であり、
前記接続データは、
前記第1領域の終端部のノードに応じて設けられた第1領域側ノードと、
前記第2領域の終端部のノードに応じて設けられた第2領域側ノードと、
前記第1領域側ノードと前記第2領域側ノードとを接続するリンクと、を含み、
1つの前記第1領域側ノードに対応する複数の前記第2領域側ノードが設定されている場合、前記リンクは、1つの前記第1領域側ノードと、複数の前記第2領域側ノードのそれぞれとを接続する複数の車線リンクを含むことを特徴とする車両制御システム。 a vehicle control device for running a vehicle;
a server device that stores map data of a map and can communicate with the vehicle control device;
The vehicle control device includes:
a communication unit that acquires the map data from the server device ;
a control unit that drives the vehicle based on the map data acquired by the communication unit;
The map data is
a first region having road network data;
a second area having lane network data obtained by refining the road network data of the first area into lane units ;
and connection data for connecting the first area and the second area,
The first area is an area other than the second area on the map ,
The connection data is
a first area side node provided corresponding to the node at the terminal end of the first area;
a second area side node provided corresponding to the node at the terminal end of the second area;
a link connecting the first area side node and the second area side node;
When a plurality of said second area side nodes corresponding to one said first area side node are set, said link is for each of said one said first area side node and said plurality of said second area side nodes. A vehicle control system comprising a plurality of lane links connecting to and from .
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