JP7180565B2 - 信号解釈システム及び車両制御システム - Google Patents
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Description
前記信号解釈システムは、
信号機が設置された対象領域に対する前記車両の行動パターンを少なくとも設定する1又は複数のプロセッサと、
1又は複数の記憶装置と
を備える。
前記1又は複数の記憶装置には、
前記信号機の点灯状態を示す信号状態情報と、
前記信号機の前記点灯状態と前記行動パターンとの間の対応関係を示す対応パターン情報と、
前記行動パターンの遷移を許可あるいは禁止するルールを示すルール情報と
が格納される。
前記1又は複数のプロセッサは、
前記対応パターン情報を参照して、前記信号状態情報で示される前記点灯状態に対応付けられた前記行動パターンを暫定行動パターンとして取得し、
前記暫定行動パターンが前回の前記行動パターンから異なるものに遷移する場合、前記ルール情報で示される前記ルールと整合するように前回の前記行動パターンから前記暫定行動パターンへの遷移を補正することによって、今回の前記行動パターンを設定する。
前記信号解釈システムは、
信号機が設置された対象領域に対する前記車両の行動パターンを少なくとも設定する1又は複数のプロセッサと、
1又は複数の記憶装置と
を備える。
前記1又は複数の記憶装置には、
前記信号機の点灯状態を示す信号状態情報と、
前記信号機の前記点灯状態と前記行動パターンとの間の対応関係を示す対応パターン情報と、
前記車両の周囲の周辺車両の前記対象領域に対する車両挙動を示す周辺車両情報と
が格納される。
前記1又は複数のプロセッサは、
前記対応パターン情報を参照して、前記信号状態情報で示される前記点灯状態に対応付けられた前記行動パターンを暫定行動パターンとして取得し、
前記周辺車両の前記車両挙動と整合するように前記暫定行動パターンを補正することによって、前記行動パターンを設定する。
前記1又は複数のプロセッサは、前記行動パターンに基づいて前記自動運転中の前記車両の走行計画を生成し、前記走行計画に従って走行するように前記車両を制御する。
1-1.信号解釈システム
図1は、第1の実施の形態の概要を説明するための概念図である。車両1の前方に信号機SG(交通信号機)が設置されている。車両1は、信号機SGの点灯状態(信号表示)に従って走行する。車両1が信号機SGの点灯状態を考慮して走行すべき領域は、以下「対象領域TA」と呼ばれる。つまり、対象領域TAとは、信号機SGが設置された領域であり、その信号機SGの点灯状態に支配される領域である。対象領域TAとしては、交差点とその周辺、踏切とその周辺、横断歩道とその周辺、等が例示される。
[行動パターンPG]進んでもよい
[行動パターンPY]安全に停止することができない場合は進んでもよい
[行動パターンPR]停止位置を越えてはいけない、あるいは、停止位置の前で停止する
[行動パターンPSL]徐行、つまり、一定速度以下の低速度で進んでもよい
[行動パターンPST]一時停止した後に進んでもよい
[行動パターンPX]不明(信号機SGの点灯状態が不明)
信号機SGの点灯状態を解釈するために、信号機SGの点灯状態と行動パターンとの対応関係があらかじめ定義される。以下、信号機SGの点灯状態と行動パターンとの対応関係に関する様々な例を説明する。尚、重複する説明は適宜省略する。
図3は、信号機SGの点灯状態LGに対応付けられた行動パターンを説明するための概念図である。点灯状態LGは、「青信号」に相当する。つまり、信号機SGの青色の円形の灯火部分が点灯している。
図5は、点灯状態LYに対応付けられた行動パターンを説明するための概念図である。点灯状態LYは、「黄信号」に相当する。つまり、信号機SGの黄色の円形の灯火部分が点灯している。
図6は、点灯状態LRに対応付けられた行動パターンを説明するための概念図である。点灯状態LRは、「赤信号」に相当する。つまり、信号機SGの赤色の円形の灯火部分が点灯している。
図7は、点灯状態LA1に対応付けられた行動パターンを説明するための概念図である。点灯状態LA1では、上記の点灯状態LR(図6参照)に加えて、右折を許可する右向き矢印信号が点灯している。
図8は、点灯状態LA2に対応付けられた行動パターンを説明するための概念図である。点灯状態LA2では、上記の点灯状態LR(図6参照)に加えて、直進を許可する上向き矢印信号と左折を許可する左向き矢印信号が点灯している。
図9は、点灯状態LB1に対応付けられた行動パターンを説明するための概念図である。点灯状態LB1は、「黄点滅信号」に相当する。つまり、信号機SGの黄色の円形の灯火部分が点滅している。
図10は、点灯状態LB2に対応付けられた行動パターンを説明するための概念図である。点灯状態LB2は、「赤点滅信号」に相当する。つまり、信号機SGの赤色の円形の灯火部分が点滅している。
図11は、点灯状態LR’に対応付けられた行動パターンを説明するための概念図である。点灯状態LR’は、例外を含む赤信号に相当する。具体的には、赤信号であっても安全であれば左折が許可される。これは、例えば米国における「赤信号であっても安全であれば右折が許可されること」に相当する。
図12は、点灯状態LWに対応付けられた行動パターンを説明するための概念図である。点灯状態LWは、車両用信号機の点灯状態と歩行者用信号機の点灯状態の組み合わせである。具体的には、車両用信号機は青信号であり、歩行車用信号機は赤信号である。歩行者用信号機が赤信号であるため、車両用信号機はまもなく青信号から黄信号に変わることが予測される。よって、各行動パターンは、黄信号に相当する上記の点灯状態LY(図5参照)の場合と同じに設定される。
図13は、点灯状態LXに対応付けられた行動パターンを説明するための概念図である。点灯状態LXは、信号機SGの点灯状態が不明であることを意味する。点灯状態LXの原因としては、次のような例が考えられる。
(a)信号機SGの点灯状態(例えば色)がうまく特定できなかった
(b)信号機SGがトラック等によって隠されて見えなかった
(c)故障あるいは停電により信号機SGが点灯していなかった
信号機SGが設置される対象領域TAは、交差点に限定されない。図14及び図15に示される例では、対象領域TAは、線路の踏切及びその周辺である。
図16は、本実施の形態に係る信号解釈システム10の機能構成例を示すブロック図である。信号解釈システム10は、行動パターン設定部20を備えている。行動パターン設定部20は、信号機SGが設置された対象領域TAに対する車両1の行動パターンを少なくとも設定する。行動パターン設定部20は、同じ対象領域TAに対する対向車両2や交差車両3の行動パターンを設定してもよい(図3、図5、図7、図8等参照)。信号機SGが設置された対象領域TAに対する行動パターンを設定する処理は、以下「行動パターン設定処理」と呼ばれる。
以下、本実施の形態に係る信号解釈システム10の具体的な構成例について説明する。
図18は、本実施の形態に係る信号解釈システム10の第1の構成例を示すブロック図である。第1の構成例では、信号解釈システム10は、車両1に搭載された車載装置100によって実現される。
図20は、本実施の形態に係る信号解釈システム10の第2の構成例を示すブロック図である。第2の構成例では、信号解釈システム10は、車両1の外部の外部装置200によって実現される。外部装置200は、例えば、管理サーバである。
信号解釈システム10の機能は、車載装置100のプロセッサ150と外部装置200のプロセッサ250とに分散されていてもよい。処理に必要な情報は、車載装置100の記憶装置160、外部装置200の記憶装置260、記憶装置300、記憶装置400に分散されていてもよい。必要な情報は、通信により、車載装置100と外部装置200とで共有される。
本実施の形態に係る車両制御システムは、上述の信号解釈システム10を含んでおり、信号解釈システム10によって設定された行動パターンに基づいて車両1を制御する。より詳細には、1つのプロセッサ(プロセッサ150あるいはプロセッサ250)、あるいは、複数のプロセッサ(プロセッサ150及びプロセッサ250)は、信号解釈システム10によって設定された行動パターンに基づいて、自動運転中の車両1の走行計画を生成する。そして、1又は複数のプロセッサ(150、250)は、走行計画に従って車両1が走行するように、車両1を制御する。車両1の制御(自動運転制御)は、操舵制御、加速制御、及び減速制御のうち少なくとも1つを含む。車載装置100のプロセッサ150は、走行装置130(操舵装置、駆動装置、制動装置)を適宜作動させることによって、操舵制御、加速制御、及び減速制御のうち必要な車両走行制御を行う。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、信号解釈システム10は、信号状態情報SST、対応パターン情報PAT、及び補正情報CRCに基づいて、信号機SGが設置された対象領域TAに対する車両1の行動パターンを設定する。より詳細には、信号解釈システム10は、対応パターン情報PATを参照して、信号状態情報SSTで示される点灯状態に対応付けられた行動パターンを暫定行動パターンとして取得する。更に、信号解釈システム10は、補正情報CRCに基づいて暫定行動パターンを補正することによって、行動パターンを最終的に設定する。
2-1.概要
図21は、第2の実施の形態に係る信号解釈システム10の機能構成例を示すブロック図である。第1の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。本実施の形態によれば、補正情報CRCは、ルール情報RULを含んでいる。ルール情報RULは、「行動パターンの遷移(変化)」に関するルールを示す。より詳細には、ルール情報RULは、行動パタンの遷移を許可あるいは禁止するルールを示す。
以下、本実施の形態に係る信号解釈システム10の適用例を説明する。
図24~図26は、第1の適用例を説明するための概念図である。
図27~図29は、第2の適用例を説明するための概念図である。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、補正情報CRCは、行動パターンの遷移を許可あるいは禁止するルールを示すルール情報RULを含んでいる。信号解釈システム10は、ルール情報RULで示されるルールと整合するように前回の行動パターンから暫定行動パターンへの遷移を補正することによって、今回の行動パターンを設定する。これにより、対象領域TAに対する行動パターンをより適切に設定することが可能となる。
第3の実施の形態は、第2の実施の形態の変形例である。信号機SGの点灯状態の誤認識は、フリッカーや擬似点灯によって発生し得る。但し、点灯状態の誤認識が短時間で終わり、直ぐに正常認識に回復する場合がある。第3の実施の形態は、そのような短時間の誤認識にも柔軟に対応できるようなルール情報RULを提供する。既出の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。
図30は、本実施の形態に係るルール情報RULの一例を説明するための概念図である。第2の実施の形態の場合(図22参照)と同様に、基本的には、行動パターンPGから行動パターンPYへの遷移は許可され、行動パターンPYから行動パターンPGへの遷移は禁止される。
図31は、本実施の形態に係る信号解釈システム10の適用例を説明するための概念図である。タイミングT1における信号機SGの点灯状態は、点灯状態LG(青信号)である。その後のタイミングT2において、点灯状態が点灯状態LY(黄信号)と誤認識される。但し、誤認識の継続時間は、一時許可時間tp未満である。タイミングT3において、点灯状態は、点灯状態LG(青信号)に戻る。タイミングT4において、点灯状態は、点灯状態LY(黄信号)となる。
本実施の形態によれば、基本的には禁止される行動パターンの遷移を一時的に許可する一時許可時間tpが設定される。これにより、信号機SGの点灯状態の誤認識が短時間だけ発生した場合であっても、行動パターンを適切に設定することが可能となる。本実施の形態では、短時間の誤認識という文脈を考慮して適切な行動パターンを設定していると言える。
第4の実施の形態は、第2の実施の形態の変形例である。信号機SGの点灯状態が、短時間だけ不明な点灯状態LXとなり、その後直ぐに正常に回復する場合がある。第4の実施の形態は、そのような場合にも柔軟に対応できるようなルール情報RULを提供する。既出の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。
図32は、本実施の形態に係るルール情報RULの一例を説明するための概念図である。本実施の形態によれば、不明な点灯状態LXに対応付けられた行動パターンPX(図13参照)への遷移に関して、「無反応時間tn」が設けられる。無反応時間tnの間、行動パターンは行動パターンPXに遷移することなく、元のまま維持される。すなわち、信号機SGの点灯状態が不明な点灯状態LXに変化してから無反応時間tnが経過するまで、行動パターンが行動パターンPXに遷移することが禁止される。信号機SGの点灯状態が不明な点灯状態LXに変化してから無反応時間tnが経過すると、行動パターンは行動パターンPXに遷移する。
図33は、本実施の形態に係る信号解釈システム10の適用例を説明するための概念図である。タイミングT1における信号機SGの点灯状態は、点灯状態LG(青信号)である。その後のタイミングT2において、点灯状態が不明な点灯状態LXとなる。但し、点灯状態LXの継続時間は、無反応時間tn未満である。タイミングT3において、点灯状態は、点灯状態LG(青信号)に戻る。
本実施の形態によれば、信号機SGの点灯状態が不明な点灯状態LXに変化してから無反応時間tnが経過するまで、行動パターンが行動パターンPXに遷移することが禁止される。これにより、短時間の不明な点灯状態LXが行動パターンに影響を与えることを防止し、行動パターンを安定化させることが可能となる。
図34は、第5の実施の形態に係る信号解釈システム10の機能構成例を示すブロック図である。既出の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。信号機SGが有する点灯状態の種類は、信号機SGの種類によって異なり得る。よって、信号機SGの種類毎に異なるルール情報RUL(RUL1,RUL2・・・)が用意される。
6-1.概要
図39は、第6の実施の形態に係る信号解釈システム10の機能構成例を示すブロック図である。第1の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。本実施の形態に係る信号解釈システム10は、周辺車両分析部30を更に備えている。周辺車両分析部30は、プロセッサ150(図18参照)あるいはプロセッサ250(図20参照)の機能ブロックである。
以下、本実施の形態に係る信号解釈システム10の適用例を説明する。
図41は、第1の適用例を説明するための概念図である。対象領域TAは交差点である。その交差点に設置された信号機SGの点灯状態が、点灯状態LR(赤信号)から点灯状態LG(青信号)に変化した直後の状況を考える。この状況において、交差方向に進行する交差車両4がまだ交差点内に残存している。この場合、車両1が直ぐに交差点内に進入することは、安全の観点から好ましくない。つまり、信号機SGの点灯状態だけに基づいて車両1の行動パターンを設定することは、必ずしも適切ではない。
図42は、第2の適用例を説明するための概念図である。対象領域TAは交差点である。信号状態情報SSTで示される信号機SGの点灯状態は、不明な点灯状態LXである。その一方で、対向車線の対向車両5が、交差点に向けて発進、あるいは、交差点の中を進行している。これは、対向車線に対する信号機(図示されない)の点灯状態が点灯状態LG(青信号)であることを意味している。よって、信号機SGの点灯状態も同じく点灯状態LG(青信号)であると推定される。
図43は、第3の適用例を説明するための概念図である。対象領域TAは交差点である。信号状態情報SSTで示される信号機SGの点灯状態は、不明な点灯状態LXである。その一方で、車両1と同じ車線に存在する隣接車両6が、停止線の前で停止している。よって、信号機SGの点灯状態は点灯状態LR(赤信号)であると推定される。
図44は、第4の適用例を説明するための概念図である。対象領域TAは、時差式信号が設置された交差点である。時差式信号は、例えば、信号機地図情報を利用することによって把握することができる。信号機地図情報は、信号機SGの「絶対座標系における位置」と「種類」とを関連付けて示す。カメラ撮像情報IMGに基づいて検出される信号機SGの絶対座標系における位置は、位置情報POSとカメラ撮像情報IMGから算出可能である。そして、信号機地図情報を参照することによって、当該信号機SGの種類(時差式信号)を把握することができる。
図45は、第5の適用例を説明するための概念図である。対象領域TAは交差点である。停電あるいは故障により、その交差点に設置された全ての信号機が非点灯状態にある状況を考える。信号状態情報SSTで示される信号機SGの点灯状態は、不明な点灯状態LXである。この状況において、対向車両2及び交差車両3の少なくとも1つが停止線の前で停止している。この場合、車両1は、一時停止した後に注意して進んでもよいと考えられる。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、補正情報CRCは、対象領域TAに対する周辺車両の車両挙動を示す周辺車両情報SUVを含んでいる。信号解釈システム10は、周辺車両の車両挙動と整合するように暫定行動パターンを補正することによって、行動パターンを設定する。これにより、対象領域TAに対する行動パターンをより適切に設定することが可能となる。
第6の実施の形態と他の実施の形態とを組み合わせることも可能である。つまり、補正情報CRCは、ルール情報RULと周辺車両情報SUVの両方を含んでいてもよい。
2 対向車両
3 交差車両
10 信号解釈システム
20 行動パターン設定部
30 周辺車両分析部
100 車載装置
110 センサ群
120 通信装置
130 走行装置
140 制御装置
150 プロセッサ
160 記憶装置
200 外部装置
220 通信装置
240 制御装置
250 プロセッサ
260 記憶装置
300 記憶装置
400 記憶装置
SG 信号機
TA 対象領域
CRC 補正情報
ENV 運転環境情報
MAP 地図情報
PAT 対応パターン情報
RES 結果情報
RUL ルール情報
SST 信号状態情報
SUV 周辺車両情報
Claims (4)
- 自動運転を行う車両に適用される信号解釈システムであって、
信号機が設置された対象領域に対する前記車両の行動パターンを少なくとも設定する1又は複数のプロセッサと、
1又は複数の記憶装置と
を備え、
前記1又は複数の記憶装置には、
前記信号機の点灯状態を示す信号状態情報と、
前記信号機の前記点灯状態と前記行動パターンとの間の対応関係を示す対応パターン情報と、
前記行動パターンの遷移を許可あるいは禁止するルールを示すルール情報と
が格納され、
前記1又は複数のプロセッサは、
前記対応パターン情報を参照して、前記信号状態情報で示される前記点灯状態に対応付けられた前記行動パターンを暫定行動パターンとして取得し、
前記暫定行動パターンが前回の前記行動パターンから異なるものに遷移する場合、前記ルール情報で示される前記ルールと整合するように前回の前記行動パターンから前記暫定行動パターンへの遷移を補正することによって、今回の前記行動パターンを設定し、
前回の前記行動パターンから前記暫定行動パターンへの前記遷移が前記ルールに従っている場合、前記1又は複数のプロセッサは、前記暫定行動パターンを今回の前記行動パターンとして設定し、
前回の前記行動パターンから前記暫定行動パターンへの前記遷移が前記ルールに違反する場合、前記1又は複数のプロセッサは、前記遷移を棄却し、今回の前記行動パターンとして前回の前記行動パターンを維持し、
前記点灯状態は、第1点灯状態と第2点灯状態とを含み、
前記対応パターン情報において前記第1点灯状態に対応付けられた前記行動パターンは、第1行動パターンを含み、
前記対応パターン情報において前記第2点灯状態に対応付けられた前記行動パターンは、第2行動パターンを含み、
前記ルールは、前記第1行動パターンから前記第2行動パターンへの遷移を禁止することを含み、
前記点灯状態が前記第1点灯状態から前記第2点灯状態に変化する場合、前記1又は複数のプロセッサは、前記第1行動パターンから前記第2行動パターンへの前記遷移を棄却して、前記第1行動パターンを維持する
信号解釈システム。 - 自動運転を行う車両に適用される信号解釈システムであって、
信号機が設置された対象領域に対する前記車両の行動パターンを少なくとも設定する1又は複数のプロセッサと、
1又は複数の記憶装置と
を備え、
前記1又は複数の記憶装置には、
前記信号機の点灯状態を示す信号状態情報と、
前記信号機の前記点灯状態と前記行動パターンとの間の対応関係を示す対応パターン情報と、
前記行動パターンの遷移を許可あるいは禁止するルールを示すルール情報と
が格納され、
前記1又は複数のプロセッサは、
前記対応パターン情報を参照して、前記信号状態情報で示される前記点灯状態に対応付けられた前記行動パターンを暫定行動パターンとして取得し、
前記暫定行動パターンが前回の前記行動パターンから異なるものに遷移する場合、前記ルール情報で示される前記ルールと整合するように前回の前記行動パターンから前記暫定行動パターンへの遷移を補正することによって、今回の前記行動パターンを設定し、
前回の前記行動パターンから前記暫定行動パターンへの前記遷移が前記ルールに従っている場合、前記1又は複数のプロセッサは、前記暫定行動パターンを今回の前記行動パターンとして設定し、
前回の前記行動パターンから前記暫定行動パターンへの前記遷移が前記ルールに違反する場合、前記1又は複数のプロセッサは、前記遷移を棄却し、今回の前記行動パターンとして前回の前記行動パターンを維持し、
前記点灯状態は、第3点灯状態と第4点灯状態とを含み、
前記対応パターン情報において前記第3点灯状態に対応付けられた前記行動パターンは、第3行動パターンを含み、
前記対応パターン情報において前記第4点灯状態に対応付けられた前記行動パターンは、第4行動パターンを含み、
前記ルールは、前記第3行動パターンから前記第4行動パターンへの遷移を許可し、前記第4行動パターンから前記第3行動パターンへの遷移を一時許可時間だけ許可し、前記一時許可時間の経過後は前記第4行動パターンから前記第3行動パターンへの前記遷移を禁止することを含み、
前記点灯状態が前記第3点灯状態から前記第4点灯状態に変化する場合、前記1又は複数のプロセッサは、前記第3行動パターンから前記第4行動パターンへの前記遷移を実行し、
前記点灯状態が前記第3点灯状態から前記第4点灯状態に変化した後、前記一時許可時間が経過するまでに、前記点灯状態が前記第4点灯状態から前記第3点灯状態に直接戻った場合、前記1又は複数のプロセッサは、前記第4行動パターンから前記第3行動パターンへの前記遷移を実行し、
前記点灯状態が前記第3点灯状態から前記第4点灯状態に変化し、更に前記一時許可時間が経過した後に、前記点灯状態が前記第4点灯状態から前記第3点灯状態に直接戻った場合、前記1又は複数のプロセッサは、前記第4行動パターンから前記第3行動パターンへの前記遷移を棄却して、前記第4行動パターンを維持する
信号解釈システム。 - 請求項1又は2に記載の信号解釈システムであって、
前記点灯状態は、第5点灯状態と、不明を意味する第6点灯状態を含み、
前記対応パターン情報において前記第5点灯状態に対応付けられた前記行動パターンは、第5行動パターンを含み、
前記対応パターン情報において前記第6点灯状態に対応付けられた前記行動パターンは、第6行動パターンを含み、
前記ルールは、前記第5行動パターンから前記第6行動パターンへの遷移を無反応時間だけ禁止することを含み、
前記点灯状態が前記第5点灯状態から前記第6状態に変化してから前記無反応時間が経過するまで、前記1又は複数のプロセッサは、前記第5行動パターンから前記第6行動パターンへの前記遷移を棄却して、前記第5行動パターンを維持し、
前記点灯状態が前記第5点灯状態から前記第6状態に変化してから前記無反応時間が経過すると、前記1又は複数のプロセッサは、前記第5行動パターンから前記第6行動パターンへの前記遷移を実行する
信号解釈システム。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の信号解釈システムを含む車両制御システムであって、
前記1又は複数のプロセッサは、前記行動パターンに基づいて前記自動運転中の前記車両の走行計画を生成し、前記走行計画に従って走行するように前記車両を制御する
車両制御システム。
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