JPWO2018061425A1 - センサ故障検出装置およびそのための制御方法 - Google Patents

Abstract

センサ故障検出装置は、入力回路と、出力回路と、を有し、車両に設置可能である。入力回路は、車両に配置されたセンサに接続されるように設定され、かつ、参照情報及び車両の位置情報が入力されるように設定される。出力回路は、入力回路に入力された、センサによる検出結果と参照情報と位置情報との間に所定の関係がある場合、センサが故障したことを出力する。

Description

本発明は、故障検出技術に関し、特にセンサの故障発生を検出するセンサ故障検出装置およびそのための制御方法に関する。

車両の自動運転のために、一般的に車載センサが使用される。この車載センサは、自動運転の前に、自動運転に使用できる状態にあるか否かを判定されるべきである。そのため、例えば、路面に埋め込まれたマーカを検出したことを起点とした自律航法による相対移動履歴と、最新の地図データから取得した車線の形状点情報とを比較することによって、自動運転するか否かが判定される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１６２１７５号公報

本発明は、センサの故障の発生を簡易に検出する技術を提供する。

本発明の一態様のセンサ故障検出装置は、車両に設置可能なセンサ故障検出装置であって、入力回路と、出力回路と、を有する。入力回路は、車両に配置されたセンサに接続されるように設定され、かつ、参照情報及び車両の位置情報が入力されるように設定される。出力回路は、入力回路に入力された、センサによる検出結果と参照情報と位置情報との間に所定の関係がある場合、センサが故障したことを出力する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体（非一過性の記録媒体を含む）、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、複数のセンサが使用される状況においても、各センサの故障の発生を簡易に検出できる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る車両の構成を示す図である。 図２は、図１の故障検出装置による故障検出処理の概要を示す図である。 図３は、図１の故障検出装置による故障検出の処理手順を示すフローチャートである。 図４は、図１の故障検出装置による故障検出の別の処理手順を示すフローチャートである。 図５は、図１の故障検出装置による故障検出のさらに別の処理手順を示すフローチャートである。 図６は、図１の故障検出装置による故障検出のさらに別の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態２に係る検出部の構成を示す図である。 図８は、図７の検出部による故障検出処理の概要を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態２に係る故障検出装置による故障検出の処理手順を示すフローチャートである。

本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の技術における問題点を簡単に説明する。車両には複数種類のセンサがさまざまな箇所に搭載される。そのため、各センサに対して個別に故障が発生しているか否かを検出する方が望ましい。また、センサの故障の発生を検出するために、路面にマーカを埋め込むような新たな設備投資はない方が好ましい。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施の形態１は、自動運転を実行可能な車両に搭載されたセンサの故障を検出するための故障検出装置に関する。センサは、車両の周囲に存在する障害物等の物体を検出し、車両は、検出された物体を回避するように自動運転を実行する。つまり、自動運転を実行する車両では、人間の感覚の代わりに、センサの検出結果を使用して車両の周囲の状況を認識する。センサには、ノイズ等の影響によって物体の位置を検出できない場合や、故障によって異常な値を出力する場合がある。このようなセンサの検出結果を自動運転に使用することは好ましくない。そのため、センサの検出結果の信頼性が低いことや、センサが故障していることを検出することが必要になる。

一方、車両には、複数のセンサが搭載されるとともに、搭載されるセンサの種類も複数種類に及ぶ。各センサは、物体を検出可能な範囲（以下、「検索範囲」という）が互いに異なるように設定される。なお、所定のセンサの検索範囲は別のセンサの検索範囲と一部重複してもよい。これにより、各センサが正常に動作している場合であっても各センサの検出結果は他のセンサの検出結果と異なるので、各センサの検出結果と他のセンサの検出結果を比較して、センサの検出結果の信頼性が低いことや、センサが故障していることを検出することは好ましくない。また、複数のセンサにおいて信頼性が低くなったり、故障が発生していたりする場合もある。そのため、センサの検出結果の信頼性が低いことや、センサが故障していることは、センサ毎に検出されるべきである。

これに対応するために本実施の形態では、予め設置位置が知られている物体（例えば信号機）の位置情報および物体の種別に関する情報（以下、「参照情報」と総称する）が地図情報に含まれている。故障検出装置は、地図情報から参照情報を取得するとともに、センサの検出結果と参照情報とを比較することによって、センサの信頼性が低いことや、センサが故障していることを検出する。なお、参照情報は、地図情報ではなく、路車間通信において受信した信号に含まれていてもよい。また、過去の検出結果が参照情報として使用されてもよい。

図１は、本発明の実施の形態１に係る車両２００の構成を示す。車両２００は、センサ１０、測位部１２、センサ処理部１４、蓄積部１６、記憶部１８、受信部２０、自動運転制御部２２、故障検出装置１００を含む。また、故障検出装置（センサ故障検出装置）１００は、第１取得部３０、第２取得部３２、検出部３４、通知部３６を含む。検出部３４は、導出部４０、判定部４２を含む。なお、第１取得部３０と第２取得部３２とはまとめて入力回路３３として構成することもできる。

センサ１０は、ステレオカメラ（カメラ装置の撮像素子）、ＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ、または、Ｌａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）、ミリ波レーダ、超音波ソナー、赤外線レーザセンサ等である。前述のごとく、車両２００には複数のセンサ１０が搭載され、かつ当該複数のセンサ１０は複数種類に及ぶが、ここでは１つのセンサ１０のみを示す。センサ１０には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。センサ１０は、測定結果をセンサ処理部１４に出力する。

測位部１２は、車両２００の位置、速度、進行方向等を測位する。位置は、緯度、経度によって示される。測位部１２は、例えば、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機であるが、ジャイロセンサ等の自律航法の装置であってもよく、それらの組合せであってもよい。測位部１２は、測位した位置、速度、進行方向等（以下、「位置情報」と総称する）をセンサ処理部１４、自動運転制御部２２、第２取得部３２に出力する。

センサ処理部１４は、センサ１０からの測定結果を入力するとともに、測位部１２からの位置情報を入力する。センサ処理部１４は、これらをもとに、センサ１０において検出した物体が存在する位置を特定する。例えば、センサ処理部１４は、センサ１０からの測定結果をもとに、車両２００の進行方向に対する物体の相対的な位置を特定する。また、センサ処理部１４は、位置情報における位置と進行方向とをもとに、物体の相対的な位置を、緯度と経度で示される位置に変換する。

また、センサ処理部１４は、検出結果をもとに物体の種類を特定してもよい。例えば、センサ処理部１４は、複数種類の物体の形状に関する情報を予め記憶しており、測定結果によって示される形状に最も近い形状を選択する。さらに、センサ処理部１４は、選択された形状に対する物体を特定する。センサ処理部１４は、物体の位置と種類に関する情報を検出結果として自動運転制御部２２、第１取得部３０に出力する。

第１取得部３０は、センサ処理部１４からの検出結果、つまりセンサ１０による検出結果を取得する。すなわち、入力回路３３の第１取得部３０は、車両２００に配置されたセンサ１０に接続されるように設定され、かつ、参照情報が入力されるように設定される。第１取得部３０は、検出結果を蓄積部１６、検出部３４に出力する。蓄積部１６は、第１取得部３０からの検出結果を入力し、検出結果を蓄積する。つまり、蓄積部１６は、第１取得部３０において過去に取得した検出結果を蓄積する。記憶部１８は、地図情報、例えばＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）の地図情報を記憶する。地図情報には、参照情報が含まれる。参照情報には、少なくとも物体の種類と、その物体が設置されている位置情報とが含まれる。すなわち、記憶部１８には物体の種類と、その物体が設置された位置情報とが記憶されている。受信部２０は、路車間通信、車車間通信に対応しており、図示しない路側機、車載器からの信号を受信する。ここでは、例えば、路側機からの信号を受信する。路側機は、例えば、信号機に設置されており、路側機からの信号には、路側機が配置された位置、つまり信号機が設置された位置に関する情報が含まれる。この情報が「参照情報」に相当する。

第２取得部３２は、測位部１２からの位置情報を入力する。第２取得部３２は、蓄積部１６、記憶部１８、受信部２０のうちの少なくとも１つにおいて、位置情報の近傍に存在する参照情報が含まれるかを調査する。近傍は、センサ１０によって物体を検出可能な範囲（以下、「探索範囲」という）程度となるように設定される。なお、探索範囲の広さは、センサ１０の種類毎に異なるように設定されてもよい。第２取得部３２は、近傍に含まれる参照情報が蓄積部１６に蓄積されている場合、蓄積部１６から参照情報を取得する。また、第２取得部３２は、近傍に含まれる参照情報が記憶部１８に記憶されている場合、記憶部１８から参照情報を取得する。さらに、第２取得部３２は、近傍に含まれる参照情報が受信部２０において受信されている場合、受信部２０から参照情報を取得する。このような参照情報は、第１取得部３０において取得される検出結果と比較すべき情報である。第２取得部３２は、参照情報を検出部３４に出力する。

検出部３４は、第１取得部３０からの検出結果を入力するとともに、第２取得部３２からの参照情報を入力する。検出部３４は、参照情報と検出結果とをもとに、センサ１０における故障の発生を検出する。ここでは、図２を使用しながら、この処理を具体的に説明する。図２は、故障検出装置１００による故障検出処理の概要を示す。これは、車両２００が道路３００に沿って図面の上向きに走行している場合を示す。また、車両２００の進行方向に存在する物体を検出するために、図示しないセンサ１０が車両２００の前方に配置される。センサ１０は、検出範囲３１０に配置される物体を検出可能であり、検出範囲３１０を含むように前述の近傍が設定される。

図示のごとく、各々一定の大きさを有した領域が、重複しないように、複数規定される。例えば、１つの領域は「Ｘ０１−Ｙ０１」のように示される。１つの領域の大きさは、センサ１０における測定誤差として許容できるサイズとして決められる。つまり、１つの領域の大きさは、センサ１０の測定精度として定められる。ここで、１つの領域の大きさは、センサ１０の種類毎に異なるように定められてもよい。

このような状況において検出範囲３１０内には、物体として信号機３２０が設置される。信号機３２０が設置された位置は、参照情報３３０において示される。ここで、参照情報３３０は領域「Ｘ０７−Ｙ０１」を示す。一方、信号機３２０をセンサ１０が検出した場合の検出結果３４０は、領域「Ｘ１１−Ｙ０１」を示しており、参照情報３３０の領域とは異なる。図１に戻る。

検出部３４の導出部４０は、参照情報３３０において示される領域と、検出結果３４０において示される領域が一致するか否かを確認する。一致する場合とは、参照情報３３０と検出結果３４０とが誤差の範囲内で一致することに相当する。導出部４０は、一致する場合、センサ１０の信頼度を増加させる。一方、導出部４０は、一致しない場合、センサ１０の信頼度を減少させる。例えば、信頼度の増減は、「＋１」、「−１」を単位としてなされる。このように、導出部４０は、参照情報３３０と検出結果３４０とをもとに、センサ１０の信頼度を導出する。

判定部４２は、導出部４０において導出した信頼度がしきい値よりも低下した場合に、センサ１０において故障が発生したことを判定する。一方、判定部４２は、信頼度がしきい値以上である場合に、センサ１０が正常に動作していると判定する。判定部４２は、故障あるいは正常の判定結果を通知部３６に出力する。なお、導出部４０と検出部３４の処理は、１つの信号機３２０に対して、蓄積部１６、記憶部１８、受信部２０のうちの１つの参照情報３３０を使用して、１回だけ実行されればよい。また、導出部４０と検出部３４の処理は、１つの信号機３２０に対して、蓄積部１６の参照情報３３０、記憶部１８の参照情報３３０、受信部２０の参照情報３３０のそれぞれを使用して３回実行されてもよい。

通知部３６は、検出部３４において検出した故障の発生を自動運転制御部２２に通知する。すなわち、通知部３６は、入力回路３３の第１取得部３０および第２取得部３２の少なくとも１つに入力された、センサ１０による検出結果と参照情報との間に所定の関係がある場合、センサ１０が故障したことを出力する。なお、通知部３６は、正常であることを自動運転制御部２２に通知してもよい。さらに、通知部３６は、導出部４０において導出した信頼度も自動運転制御部２２に通知してもよい。

自動運転制御部２２は、測位部１２からの位置情報を入力するとともに、センサ処理部１４からの検出結果を入力する。自動運転制御部２２は、検出結果によって示された物体を回避しながら、位置情報をもとに車両２００の走行経路を決定する。その際、自動運転制御部２２は、センサ１０の故障の発生を通知部３６から通知された場合、センサ１０の検出結果を反映させずに、車両２００の走行経路を決定する。また、自動運転制御部２２は、通知部３６から通知されたセンサ１０の信頼度が低い場合、センサ１０の検出結果の影響を小さくしながら、車両２００の走行経路を決定してもよい。自動運転制御部２２における車両２００の走行経路の決定には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ、その他のＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）で実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

なお、故障検出装置１００の第１取得部３０、第２取得部３２、検出部３４、通知部３６は、それぞれ第１取得回路、第２取得回路、検出回路、通知回路としてハードウエアの回路として構成することもできる。また、第１取得部３０および第２取得部３２はまとめて入力回路３３としてハードウエアの回路として構成することもできる。また、通知部３６は、出力回路としてハードウエアの回路として構成することもできる。また、検出部３４は、制御回路としてハードウエアの回路として構成することもできる。また、受信部２０は、通信回路としてハードウエアの回路として構成することもできる。また、蓄積部１６は、蓄積回路としてハードウエアの回路として構成することもできる。

入力回路３３は、車両２００に配置されたセンサ１０に接続されるように設定され、かつ、参照情報及び車両２００の位置情報が入力されるように設定される。また、入力回路３３に入力された、センサ１０による検出結果と参照情報と位置情報との間に所定の関係がある場合、出力回路（通知部３６）が、センサ１０が故障したことを出力する。入力回路３３は、車両２００に配置された測位部１２に接続されるように設定され、測位部１２より車両２００の位置情報を入力されるように設定される。

制御回路（検出部３４）が、入力回路３３に入力された、センサ１０による検出結果と参照情報と位置情報との間に所定の関係がある場合、出力回路（通知部３６）が、センサが故障したことを出力する、との制御を行う。

制御回路（検出部３４）はプロセッサを有し、プロセッサにおいて所定のプログラムを実行することで、入力回路３３に入力された、センサ１０による検出結果と、参照情報と位置情報との間に所定の関係がある場合、出力回路（通知部３６）が、センサ１０が故障したことを出力する、との制御を行う。

以上の構成による故障検出装置１００の動作を説明する。図３は、故障検出装置１００による故障検出の処理手順を示すフローチャートである。第２取得部３２が測位部１２から位置情報を取得する。そして、取得した位置情報の位置において、地図情報が利用可能である場合（Ｓ１０のＹ）、第２取得部３２は、地図情報から、取得した位置情報に対応する検出範囲３１０における参照情報３３０を取得する（Ｓ１２）。参照情報３３０が検出範囲３１０内に存在する場合（Ｓ１４のＹ）、第１取得部３０は、検出結果３４０を取得する（Ｓ１６）。参照情報３３０と検出結果３４０とが一致する場合（Ｓ１８のＹ）、導出部４０は信頼度を上げる（Ｓ２０）。参照情報３３０と検出結果３４０とが一致しない場合（Ｓ１８のＮ）、導出部４０は信頼度を下げる（Ｓ２２）。信頼度がしきい値未満である場合（Ｓ２４のＹ）、判定部４２はセンサ１０を故障と判定する（Ｓ２６）。信頼度がしきい値未満でない場合（Ｓ２４のＮ）、判定部４２はセンサ１０を正常と判定する（Ｓ２８）。地図情報が利用可能でない場合（Ｓ１０のＮ）、あるいは参照情報３３０が検出範囲３１０内に存在しない場合（Ｓ１４のＮ）、処理は終了される。

図４は、故障検出装置１００による故障検出の別の処理手順を示すフローチャートである。路車間通信が利用可能である場合（Ｓ５０のＹ）、第２取得部３２は、受信した信号から参照情報３３０を取得する（Ｓ５２）。参照情報３３０が検出範囲３１０内に存在する場合（Ｓ５４のＹ）、第１取得部３０は、検出結果３４０を取得する（Ｓ５６）。参照情報３３０と検出結果３４０とが一致する場合（Ｓ５８のＹ）、導出部４０は信頼度を上げる（Ｓ６０）。参照情報３３０と検出結果３４０とが一致しない場合（Ｓ５８のＮ）、導出部４０は信頼度を下げる（Ｓ６２）。信頼度がしきい値未満である場合（Ｓ６４のＹ）、判定部４２はセンサ１０を故障と判定する（Ｓ６６）。信頼度がしきい値未満でない場合（Ｓ６４のＮ）、判定部４２はセンサ１０を正常と判定する（Ｓ６８）。路車間通信が利用可能でない場合（Ｓ５０のＮ）、あるいは参照情報３３０が検出範囲３１０内に存在しない場合（Ｓ５４のＮ）、処理は終了される。

図５は、故障検出装置１００による故障検出のさらに別の処理手順を示すフローチャートである。過去に取得した検出結果３４０が利用可能である場合（Ｓ１００のＹ）、第２取得部３２は、過去の検出結果３４０から参照情報３３０を取得する（Ｓ１０２）。参照情報３３０が検出範囲３１０内に存在する場合（Ｓ１０４のＹ）、第１取得部３０は、検出結果３４０を取得する（Ｓ１０６）。参照情報３３０と検出結果３４０とが一致する場合（Ｓ１０８のＹ）、導出部４０は信頼度を上げる（Ｓ１１０）。参照情報３３０と検出結果３４０とが一致しない場合（Ｓ１０８のＮ）、導出部４０は信頼度を下げる（Ｓ１１２）。信頼度がしきい値未満である場合（Ｓ１１４のＹ）、判定部４２はセンサ１０を故障と判定する（Ｓ１１６）。信頼度がしきい値未満でない場合（Ｓ１１４のＮ）、判定部４２はセンサ１０を正常と判定する（Ｓ１１８）。過去に取得した検出結果３４０が利用可能でない場合（Ｓ１００のＮ）、あるいは参照情報３３０が検出範囲３１０内に存在しない場合（Ｓ１０４のＮ）、処理は終了される。

図６は、故障検出装置１００による故障検出のさらに別の処理手順を示すフローチャートである。検出部３４は、地図情報を利用した故障診断を実行する（Ｓ１５０）。検出部３４は、路車間通信を利用した故障診断を実行する（Ｓ１５２）。検出部３４は、過去の検出結果３４０を利用した故障診断を実行する（Ｓ１５４）。

本実施の形態によれば、参照情報と検出結果とをもとに故障の発生を通知するので、センサ毎に処理を実行できる。また、センサ毎に処理が実行されるので、各センサの故障の発生を簡易に検出できる。また、参照情報を地図情報に含ませて予め記憶しておくので、記憶部から参照情報を抽出するだけの処理で参照情報を取得できる。また、記憶部から参照情報を抽出するだけの処理で参照情報が取得されるので、参照情報の取得を容易にできる。

また、受信した信号から参照情報を取得するので、参照情報が更新されても、最新の参照情報を取得できる。また、参照情報が更新されても最新の参照情報が取得されるので、参照情報が更新される場合にも対応できる。また、過去に取得した検出結果を参照情報として使用するので、参照情報の用意を不要にできる。また、参照情報の用意が不要になるので、故障検出装置のセットアップを容易にできる。また、参照情報と検出結果との比較結果をもとに信頼度を調節して故障の発生を判定するので、判定精度を向上できる。また、信頼度を自動運転制御部２２等に通知することで、信頼度に対応した自動運転制御等を実現することができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２を説明する。実施の形態２は、実施の形態１と同様に、自動運転を実行可能な車両に搭載されたセンサの故障を検出するための故障検出装置に関する。実施の形態２に係る故障検出装置も、地図情報から参照情報を取得するとともに、センサの検出結果と参照情報とを比較することによって、センサの信頼性が低いことや、センサが故障していることを検出する。ここで、参照情報によって示される物体とセンサの間に障害物が存在する場合、センサによって物体は検出されない。実施の形態２では、このような場合も考慮してセンサの信頼性が低いことや、センサが故障していることを検出する。実施の形態２に係る故障検出装置１００は、図１と同様のタイプである。ここではこれまでとの差異を中心に説明する。

図７は、本発明の実施の形態２に係る検出部３４の構成を示す。検出部３４は、導出部４０、判定部４２、障害物特定部５０を含む。障害物特定部５０は、第１取得部３０において取得した検出結果が、第２取得部３２において取得した参照情報が対象としている物体（例えば、信号機３２０、信号機３２０に設置されている路側機など）とは異なる物体を対象としているか否かを特定する。障害物特定部５０での処理を説明するために、ここでは、図８を使用する。図８は、検出部３４による故障検出処理の概要を示す。図８は図２と同様に示されるが、車両２００と信号機３２０との間に障害物３５０が存在する。そのため、第１取得部３０からの検出結果３４０は、障害物３５０に対応する。そのため、検出結果３４０が対象とする障害物３５０は、参照情報３３０が対象とする信号機３２０とは異なる。図７に戻る。

障害物特定部５０は、検出結果３４０に含まれた物体の情報を確認し、参照情報３３０が対象とする物体と同一であるか否かを特定する。同一である場合、導出部４０、判定部４２は、これまでと同様の処理を実行する。一方、異なる場合、障害物特定部５０は、障害物３５０の存在を特定し、障害物３５０の存在を導出部４０に通知する。導出部４０は、障害物特定部５０から、障害物３５０の存在を通知された場合、前述の信頼度を加減する処理を中止する。そのため、判定部４２において、センサ１０における故障の発生が検出されることもない。つまり、検出部３４は、第１取得部３０において取得した検出結果３４０が、第２取得部３２において取得した参照情報３３０とは異なる物体を対象としている場合、センサ１０における故障の発生を非検出とする。

以上の構成による故障検出装置１００の動作を説明する。図９は、本発明の実施の形態２に係る故障検出装置１００による故障検出の処理手順を示すフローチャートである。ここでは、一例として記憶部１８から参照情報３３０を取得するが、蓄積部１６あるいは受信部２０から参照情報３３０を取得する場合も同様である。地図情報が利用可能である場合（Ｓ２００のＹ）、第２取得部３２は、地図情報から参照情報３３０を取得する（Ｓ２０２）。参照情報３３０が検出範囲３１０内に存在する場合（Ｓ２０４のＹ）、第１取得部３０は、検出結果３４０を取得する（Ｓ２０６）。

障害物が検出されていなく（Ｓ２０８のＮ）、参照情報３３０と検出結果３４０とが一致する場合（Ｓ２１０のＹ）、導出部４０は信頼度を上げる（Ｓ２１２）。参照情報３３０と検出結果３４０とが一致しない場合（Ｓ２１０のＮ）、導出部４０は信頼度を下げる（Ｓ２１４）。信頼度がしきい値未満である場合（Ｓ２１６のＹ）、判定部４２はセンサ１０を故障と判定する（Ｓ２１８）。信頼度がしきい値未満でない場合（Ｓ２１６のＮ）、判定部４２はセンサ１０を正常と判定する（Ｓ２２０）。地図情報が利用可能でない場合（Ｓ２００のＮ）、あるいは参照情報３３０が検出範囲３１０内に存在しない場合（Ｓ２０４のＮ）、あるいは障害物が検出された場合（Ｓ２０８のＹ）、処理は終了される。

本発明の実施の形態２に係る故障検出装置１００の動作において、導出された信頼度が、所定のしきい値よりも低い場合、出力回路（通知部３６）が、センサ１０が故障したことを出力してもよい。この場合、参照情報と検出結果との比較結果をもとに信頼度を調節して故障の発生を判定するので、判定精度を向上できる。

出力回路（通知部３６）は、センサ１０が故障したことを出力することに加え、信頼度を出力してもよい。この場合、信頼度を通知するので、信頼度を使用させることができる。

制御部（検出部３４）の導出部４０は、参照情報を基に、センサ１０で検出が予定される予定検出結果を導出してもよい。予定検出結果とは、参照情報から予定される検出結果（または参照情報から予想される検出結果）である。また、センサ１０による検出結果と、予定検出結果との類似度が所定値以下の場合、出力回路（通知部３６）が、センサ１０が故障したことを出力してもよい。

類似度の所定値を、第１の所定値とし、センサ１０による検出結果と、予定検出結果との類似度が、第１の所定値より小さい第２の所定値以下で、かつ、第２の所定値より小さい第３の所定値より大きい場合、出力回路（通知部３６）は、センサ１０が故障したことを出力しないようにしてもよい。この場合、参照情報が対象としている物体とは異なる物体を対象としている場合でも、誤って故障と判定するおそれを抑制できる。

本実施の形態によれば、物体との間に障害物が存在する場合に、信頼度の増減を実行しないので、障害物の影響を低減できる。また、参照情報とは異なる物体を対象としている場合でも、誤って故障と判定するおそれを抑制できる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの構成要素あるいは処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明の一態様のセンサ故障検出装置は、車両に設置可能なセンサ故障検出装置であって、入力回路と、出力回路と、を有する。入力回路は、車両に配置されたセンサに接続されるように設定され、かつ、参照情報が入力されるように設定される。出力回路は、入力回路に入力された、センサによる検出結果と参照情報との間に所定の関係がある場合、センサが故障したことを出力する。

この態様によると、参照情報と検出結果とをもとに故障の発生を出力するので、各センサの故障の発生を簡易に検出できる。

センサ故障検出装置は、更に、制御回路を有してもよい。制御回路が、入力回路に入力された、センサによる検出結果と参照情報との間に所定の関係がある場合、出力回路が、センサが故障したことを出力する、との制御を行う。

制御回路はプロセッサを有してもよい。プロセッサにおいて所定のプログラムを実行することで、入力回路に入力された、センサによる検出結果と、参照情報との間に所定の関係がある場合、出力回路が、センサが故障したことを出力する、との制御を行う。

入力回路は、センサによる前記検出結果が入力される第１取得部と、参照情報が入力される第２取得部と、を有してもよい。

出力回路は、外部の自動運転制御装置に接続されるように設定されてもよい。

センサは、以下の（１）〜（６）の内の少なくとも１つであってもよい。
（１）カメラ装置の撮像素子
（２）ミリ波レーダ
（３）ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）
（４）ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）
（５）超音波ソナー
（６）赤外線レーザセンサ
参照情報は、地図情報に含まれていてもよい。また、センサ故障検出装置は、地図情報を記憶する記憶部を、更に有してもよい。この場合、参照情報を地図情報に含ませて予め記憶しておくので、参照情報の取得を容易にできる。

センサ故障検出装置は、外部と通信するように設定された通信回路を、更に有してもよい。また、参照情報は、通信回路を経由して入力回路に入力されるように設定されてもよい。この場合、受信した信号から参照情報を取得するので、参照情報が更新される場合にも対応できる。

センサ故障検出装置は、センサについて、以前に取得された検出結果を蓄積する蓄積回路を、更に有してもよい。また、参照情報は、蓄積回路に蓄積されたセンサについて以前に取得された検出結果を、少なくとも含んでもよい。この場合、過去に取得した検出結果を参照情報として使用するので、参照情報の用意を不要にできる。

センサによる検出結果と参照情報とを基に、センサの信頼度を導出してもよい。また、導出された信頼度が、所定のしきい値よりも低い場合、出力回路が、センサが故障したことを出力してもよい。この場合、参照情報と検出結果との比較結果をもとに信頼度を調節して故障の発生を判定するので、判定精度を向上できる。

出力回路は、センサが故障したことを出力することに加え、信頼度を出力してもよい。この場合、信頼度を通知するので、信頼度を使用させることができる。

参照情報を基に、センサで検出が予定される予定検出結果を導出してもよい。また、センサによる検出結果と、予定検出結果との類似度が所定値以下の場合、出力回路が、センサが故障したことを出力してもよい。

類似度の所定値を、第１の所定値とし、センサによる検出結果と、予定検出結果との類似度が、第１の所定値より小さい第２の所定値以下で、かつ、第２の所定値より小さい第３の所定値より大きい場合、出力回路は、センサが故障したことを出力しないようにしてもよい。この場合、参照情報が対象としている物体とは異なる物体を対象としている場合でも、誤って故障と判定するおそれを抑制できる。

実施の形態１および２に係る車両２００は自動運転を実行している。しかしながらこれに限らず例えば、車両２００は、自動運転を実行しなくてもよい。その場合、車両２００は、検出結果をもとに運転者に警告を出力する。本変形例によれば、故障検出装置１００の適用範囲を拡大できる。

実施の形態１および２において、第２取得部３２は、蓄積部１６、記憶部１８、受信部２０のそれぞれからの参照情報を取得する。しかしながらこれに限らず例えば、第２取得部３２は、蓄積部１６、記憶部１８、受信部２０のうちの１つ、あるいは２つからの参照情報を取得してもよい。本変形例によれば、構成を簡易にできる。

実施の形態１および２において、検出部３４の導出部４０は、参照情報３３０において示される領域と、検出結果３４０において示される領域が一致するか否かを確認している。その際、領域を特定するために緯度と経度が使用される。しかしながらこれに限らず例えば、緯度と経度に加えて高度が使用されてもよい。本変形例によれば、物体の高さに関する情報も使用するので、検出精度をさらに向上できる。

本発明は、複数のセンサが使用される状況においても各センサの故障の発生を簡易に検出できるので、センサ故障検出装置、そのための制御方法等として有用である。

１０ センサ
１２ 測位部
１４ センサ処理部
１６ 蓄積部（蓄積回路）
１８ 記憶部
２０ 受信部（通信回路）
２２ 自動運転制御部
３０ 第１取得部
３２ 第２取得部
３３ 入力回路
３４ 検出部（制御回路）
３６ 通知部（出力回路）
４０ 導出部
４２ 判定部
５０ 障害物特定部
１００ 故障検出装置（センサ故障検出回路）
２００ 車両
３００ 道路
３１０ 検出範囲
３２０ 信号機
３３０ 参照情報
３４０ 検出結果
３５０ 障害物

本発明の一態様のセンサ故障検出装置は、車両に設置可能なセンサ故障検出装置であって、入力回路と、出力回路と、を有する。入力回路は、車両に配置されたセンサに接続されるように設定され、かつ、参照情報及び車両の位置情報が入力されるように設定される。参照情報は、少なくとも物体の種類と、物体が設置されている位置情報とを含む。出力回路は、入力回路に入力された、センサによる検出結果と参照情報と位置情報との間に所定の関係がある場合、センサが故障したことを出力する。

Claims (16)

1. 車両に設置可能なセンサ故障検出装置であって、
   前記車両に配置されたセンサに接続されるように設定され、かつ、参照情報及び前記車両の位置情報が入力されるように設定された入力回路と、
   出力回路と、を備え、
   前記入力回路に入力された、前記センサによる検出結果と前記参照情報と前記位置情報との間に所定の関係がある場合、前記出力回路が、前記センサが故障したことを出力する、
   センサ故障検出装置。
2. 請求項１に記載のセンサ故障検出装置であって、
   更に、制御回路を備え、
   前記制御回路が、
   前記入力回路に入力された、前記センサによる検出結果と前記参照情報と前記位置情報との間に所定の関係がある場合、前記出力回路が、前記センサが故障したことを出力する、
   との制御を行う、
   センサ故障検出装置。
3. 請求項２に記載のセンサ故障検出装置であって、
   前記制御回路はプロセッサを備え、
   前記プロセッサにおいて所定のプログラムを実行することで、
   前記入力回路に入力された、前記センサによる検出結果と、前記参照情報と前記位置情報との間に所定の関係がある場合、前記出力回路が、前記センサが故障したことを出力する、
   との制御を行う、
   センサ故障検出装置。
4. 請求項１に記載のセンサ故障検出装置であって、
   前記入力回路は、
   前記センサによる前記検出結果が入力される第１取得部と、
   前記参照情報及び前記位置情報が入力される第２取得部と、
   備える、
   センサ故障検出装置。
5. 請求項１に記載のセンサ故障検出装置であって、
   前記出力回路は、外部の自動運転制御装置に接続されるように設定される、
   センサ故障検出装置。
6. 請求項１に記載のセンサ故障検出装置であって、
   前記センサは、以下の（１）〜（６）の内の少なくとも１つである、センサ故障検出装置：
   （１）カメラ装置の撮像素子、
   （２）ミリ波レーダ、
   （３）ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、
   （４）ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）、
   （５）超音波ソナー、
   （６）赤外線レーザセンサ。
7. 請求項１に記載のセンサ故障検出装置であって、
   前記参照情報は、少なくとも物体の種類と、前記物体が設置されている位置情報とを含む、
   センサ故障検出装置。
8. 請求項７に記載のセンサ故障検出装置であって、
   前記物体の種類と、前記物体が設置された前記位置情報とを記憶する記憶部を、更に備える、
   センサ故障検出装置。
9. 請求項１に記載のセンサ故障検出装置であって、
   前記入力回路は、前記車両に配置された測位部に接続されるように設定され、前記測位部より前記車両の前記位置情報を入力されるように設定された
   センサ故障検出装置。
10. 請求項１に記載のセンサ故障検出装置であって、
    外部と通信するように設定された通信回路を、更に備え、
    前記参照情報は、前記通信回路を経由して前記入力回路に入力される、
    センサ故障検出装置。
11. 請求項１に記載のセンサ故障検出装置であって、
    前記センサについて、以前に取得された検出結果を蓄積する蓄積回路を、更に備え、
    前記参照情報は、前記蓄積回路に蓄積された前記センサについて以前に取得された前記検出結果を、少なくとも含む、
    センサ故障検出装置。
12. 請求項１に記載のセンサ故障検出装置であって、
    前記センサによる前記検出結果と前記参照情報とを基に、前記センサの信頼度を導出し、
    導出された前記信頼度が、所定のしきい値よりも低い場合、前記出力回路が、前記センサが故障したことを出力する、
    センサ故障検出装置。
13. 請求項１２に記載のセンサ故障検出装置であって、
    前記出力回路は、前記センサが故障したことを出力することに加え、前記信頼度を出力する、
    センサ故障検出装置。
14. 請求項１に記載のセンサ故障検出装置であって、
    前記参照情報を基に、前記センサで検出が予定される予定検出結果を導出し、
    前記センサによる前記検出結果と、前記予定検出結果との類似度が所定値以下の場合、
    前記出力回路が、前記センサが故障したことを出力する、
    センサ故障検出装置。
15. 請求項１４に記載のセンサ故障検出装置であって、
    前記類似度の前記所定値を、第１の所定値とし、
    前記センサによる前記検出結果と、前記予定検出結果との類似度が、前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下で、かつ、第２の所定値より小さい第３の所定値より大きい場合、
    前記出力回路は、前記センサが故障したことを出力しない、
    センサ故障検出装置。
16. 車両に配置されたセンサに接続されるように設定され、かつ、参照情報が入力されるように設定された入力回路と、出力回路と、を備えるセンサ故障検出装置のための制御方法であって、
    前記入力回路に入力された、前記センサによる検出結果と、前記参照情報との間に所定の関係がある場合、前記出力回路が、前記センサが故障したことを出力する、
    センサ故障検出装置のための制御方法。

Images