WO2018092539A1 - 電子制御装置 - Google Patents

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WO2018092539A1
WO2018092539A1 PCT/JP2017/038634 JP2017038634W WO2018092539A1 WO 2018092539 A1 WO2018092539 A1 WO 2018092539A1 JP 2017038634 W JP2017038634 W JP 2017038634W WO 2018092539 A1 WO2018092539 A1 WO 2018092539A1
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WO
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reconfiguration
electronic control
control device
travel plan
evaluation
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/038634
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English (en)
French (fr)
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遼一 稲田
辰也 堀口
広津　鉄平
坂本　英之
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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Publication date
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Priority to US16/462,468 priority patent/US11125572B2/en
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/165—Anti-collision systems for passive traffic, e.g. including static obstacles, trees
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/3407—Route searching; Route guidance specially adapted for specific applications
    • G01C21/3415—Dynamic re-routing, e.g. recalculating the route when the user deviates from calculated route or after detecting real-time traffic data or accidents
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/3446—Details of route searching algorithms, e.g. Dijkstra, A*, arc-flags, using precalculated routes
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0088—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours

Definitions

  • the present invention relates to an electronic control device.
  • An electronic control device that performs automatic driving of a vehicle performs processing for calculating a travel plan for traveling at an optimum route and speed to a destination in addition to processing for recognizing a sign or an obstacle.
  • processing for calculating a travel plan for traveling at an optimum route and speed to a destination in addition to processing for recognizing a sign or an obstacle.
  • Dynamic reconfiguration is a technique for changing the configuration of an arithmetic circuit in a reconfigurable circuit that is in operation. By using this dynamic reconfiguration and changing the arithmetic circuit according to the situation, even a small-scale reconfigurable circuit can have a large arithmetic power.
  • Patent Document 1 There is Patent Document 1 as background art in this field.
  • the control unit 13 controls the dynamic reconfiguration control unit 16 based on information from the sensor 18 in the vehicle to reconfigure the circuit of the image processing hardware 11, and always responds to the driving environment.
  • the controller 13 controls the external device 19 such as a headlamp and a brake based on the information subjected to the image processing as described above.
  • An object of the present invention is to realize an electronic control device capable of calculating an optimum travel plan even during dynamic reconfiguration of an arithmetic circuit configuration.
  • the present invention is configured as follows.
  • a controller that outputs a travel plan parameter and a reconfiguration instruction, a memory that stores data, and a plurality of evaluation calculation units that perform a travel evaluation calculation using the travel plan parameter output from the controller. Having the reconfigurable circuit having the reconfigurable circuit, and when the reconfiguration instruction is output from the controller, the reconfigurable circuit divides the plurality of evaluation operation units into a plurality of times The reconfiguration process is performed separately.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of an electronic control device and peripheral circuits in Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the timing chart at the time of the evaluation calculation part reconstruction in Example 2.
  • Example 1 In the first embodiment of the present invention, an example of an electronic control device capable of continuing a travel plan calculation even during dynamic reconfiguration in a vehicle will be described.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an electronic control device and peripheral circuits according to the first embodiment.
  • the electronic control device 1 includes the contents set by the automatic driving setting unit 2, the sensor values output from the plurality of sensors 3, the information output from the communication device 4, and the vehicle position information acquisition unit 5.
  • the travel plan to the destination is calculated using the vehicle position information output from the map and the map information stored in the map information storage unit 6.
  • the electronic control unit 1 outputs a control command value for realizing the calculated travel plan to the plurality of vehicle control units 7.
  • vehicle control device 7 include an engine, a transmission, a brake, a steering device, and an electronic control device for controlling them.
  • the automatic driving setting unit 2 is a device for setting a destination, a route, a traveling speed, and the like when the vehicle passenger is in automatic driving.
  • the automatic driving setting unit 2 has an input device (not shown) for the passenger to set. Examples of the input device include a physical input device such as a button and a touch panel, a gesture input device using a camera or an infrared sensor, a voice input device, and the like.
  • the automatic operation setting unit 2 outputs information input by the passenger via the input device to the electronic control device 1.
  • Sensor 3 is a sensor for acquiring outside world information and vehicle state information, and corresponds to, for example, a camera, a radar, an ultrasonic sensor, an acceleration sensor, a yaw rate sensor, a wheel speed sensor, and the like.
  • the sensor 3 outputs the acquired information to the electronic control device 1 as a sensor value.
  • the communication device 4 communicates with the outside of the vehicle, for example, another vehicle or an infrastructure system, and outputs information outside the vehicle to the electronic control device 1.
  • the vehicle position information acquisition unit 5 is a device that acquires the position of the host vehicle using radio waves from positioning satellites such as GPS (Global Positioning System).
  • the vehicle position information acquisition unit 5 outputs the acquired own vehicle position information to the electronic control device 1.
  • the vehicle position information acquisition unit 5 may acquire the vehicle position information using a positioning system other than GPS.
  • the map information stored in the map information storage unit 6 is map data used in automatic driving, and includes road width, number of lanes, slope, curve curvature, intersection shape, speed limit information, and the like.
  • the map information is stored outside the electronic control device 1, but may be stored inside the electronic control device 1.
  • the electronic control device 1 has a reconfigurable circuit 10, a controller 20, and a memory 40 inside.
  • the reconfigurable circuit 10 is a circuit that can change the configuration of an internal circuit, and corresponds to, for example, an FPGA (Filled Programmable Gate Array) or a CPLD (Complex Programmable Logic Device).
  • the reconfigurable circuit 10 includes a surrounding state recognition unit 11, a risk map generation unit 12, a travel plan evaluation unit 13, and a reconfiguration control unit 16.
  • the surrounding situation recognition unit 11 Based on the sensor value output from the sensor 3 and the information output from the communication device 4, the surrounding situation recognition unit 11 provides the situation around the host vehicle, for example, the contents of the signs and the signal situation, Recognize the situation of pedestrians.
  • the surrounding situation recognition unit 11 outputs the surrounding recognition information to the risk map generation unit 12.
  • the risk map generation unit 12 uses the own vehicle position information output from the vehicle position information acquisition unit 5, the map information stored in the map information storage unit 6, and the peripheral recognition information output from the peripheral state recognition unit 11. Then, a risk map 41 used for travel plan evaluation is generated. Details of the risk map 41 will be described later with reference to FIG.
  • the risk map generation unit 12 stores the generated risk map 41 in the memory 40.
  • the processing of the surrounding situation recognition unit 11 and the risk map generation unit 12 is performed by the reconfigurable circuit 10, but these processing may be performed by the controller 20. Further, these processes may be performed by another processing device inside the electronic control device 1 or a processing device outside the electronic control device 1.
  • the travel plan evaluation unit 13 includes a plurality of evaluation calculation units 141 to 14N that are independent of each other.
  • the number of evaluation operation units 141 to 14N is N.
  • the evaluation calculation units 141 to 14N have a vehicle model (not shown) and a risk map holding area 15 inside. In the risk map holding area 15, a part of the risk map 41 used for travel plan evaluation is stored.
  • the evaluation calculation units 141 to 14N use the own vehicle position information output from the vehicle position information acquisition unit 5, the travel plan parameters 251 to 25N output from the controller 20, and the internal vehicle model, and use the travel model of the vehicle. And the running speed of the vehicle is calculated. Thereafter, the evaluation calculation units 141 to 14N use the calculated vehicle travel trajectory and vehicle travel speed, the target point information 23 output from the controller 20, the risk map information stored in the risk map holding area, and the like to use the travel plan parameters 251 to 25N is evaluated, and the evaluation results 261 to 26N are output to the controller 20. Details of the evaluation contents will be described later.
  • each of the evaluation calculation units 141 to 14N has the risk map holding area 15.
  • the number of the evaluation calculation units and the risk map holding areas 15 is not necessarily the same as the evaluation calculation unit. It is not necessary to have a one-to-one correspondence with the number of 141 to 14N, and the risk map holding area 15 may be shared by a plurality of evaluation calculation units 141 to 14N. However, a plurality of risk map holding areas 15 are necessary.
  • the reconfiguration control unit 16 reconfigures the evaluation calculation units 141 to 14N.
  • the reconfiguration control unit 16 uses the circuit data 421 to 42 X in the memory 40 that matches the reconfigured circuit data information 29 as circuit data 43 from the memory 40. read out. Then, based on the circuit configuration data 43, the reconfiguration control unit 16 reconfigures an evaluation calculation unit corresponding to the reconfiguration target calculation unit information 28 among the evaluation calculation units 141 to 14N. After the reconfiguration is completed, the reconfiguration control unit 16 outputs a reconfiguration completion signal 30 to the controller 20.
  • the controller 20 includes an operation state control unit 21, a travel plan parameter generation / selection unit 24, and a parameter conversion unit 32 therein.
  • the driving state control unit 21 determines the current driving state based on the automatic driving setting information output by the automatic driving setting unit 2, the own vehicle position information output by the vehicle position information acquisition unit 5, and the map information. Determine the target point in the travel plan.
  • the determined driving state 22 (signal indicating the driving state) is output to the route parameter generation / selection unit 24, and the determined target point 23 is output to the travel plan evaluation unit 13.
  • the driving state 22 includes, for example, a straight traveling state, a right curve state, a left curve state, a right turn state, a left turn state, a front vehicle following state, and the like.
  • the route to the destination set by the automatic driving setting unit 2 is divided into several sections, and a travel plan for each section is calculated. Represents the target coordinate position in each section.
  • the processing of the operation state control unit 21 is performed by the controller 20, but this processing may be performed by the reconfigurable circuit 10. Further, this processing may be performed by another processing device inside the electronic control device 1 or a processing device outside the electronic control device 1. Furthermore, it is also possible to arrange the operating state control unit 21 outside the controller 20 instead of inside the controller 20.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 generates travel plan parameters 251 to 25N and outputs them to the evaluation calculation units 141 to 14N.
  • the travel plan parameters 251 to 25N are information for calculating the travel trajectory and travel speed of the vehicle. For example, the steering amount of the host vehicle, the acceleration / deceleration of the host vehicle, the coordinate position of the host vehicle, and the like. Applicable.
  • FIG. 2 is a table showing an example of the steering amount and acceleration / deceleration of the host vehicle as travel plan parameters.
  • the vehicle steering amount and the vehicle acceleration / deceleration are defined every ⁇ t seconds until n ⁇ t seconds.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 selects the best travel plan parameter based on the calculation results 261 to 26N output from the evaluation calculation units 141 to 14N, and selects the selected travel plan parameter as the optimum travel plan parameter. 31 is output to the parameter conversion unit 32.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 instructs the reconfiguration control unit 16 to reconfigure the instruction 27, the reconfiguration target calculation unit information 28, the reconfiguration to reconfigure the evaluation calculation units 141 to 14N. Processing for outputting the component circuit data information 29 is also performed.
  • the parameter conversion unit 32 calculates a command value of each vehicle control device 7 based on the optimum travel plan parameter 31 output from the travel plan parameter generation / selection unit 24, and performs vehicle control using the calculated command value as a control command value. Output to the device 7.
  • the memory 40 has a risk map 41 and circuit data 421 to 42X inside.
  • X pieces of circuit data 421 to 42X are stored in the memory 40, but this number is merely an example.
  • the risk map 41 and the circuit data 421 to 42X are stored in the same memory 40.
  • the risk map 41 and the circuit data 421 to 42X may be stored separately in a plurality of memories. .
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the risk map.
  • (A) on the left side of FIG. 3 shows the current situation around the own vehicle, and there is one vehicle in front of the own vehicle and two vehicles (other vehicles) in the opposite lane (shown in dark color)) To do.
  • a risk map current shown in FIG.
  • a portion with an obstacle such as a vehicle has a high risk (black), and a portion without an obstacle on the roadway has a low risk (white (a grid shape)).
  • a portion where vehicle travel is prohibited such as a sidewalk also has a large risk (black).
  • the risk map generation unit 12 creates a future risk map by prediction.
  • the reason why the future risk map is created is to determine whether or not it collides with an obstacle at the future vehicle position in the travel plan evaluation.
  • the risk map generation unit 12 predicts the future position of the surrounding object based on the moving speed of the object around the host vehicle, and creates a future risk map based on the future position.
  • the risk map after M seconds from the present is shown, but it is predicted that both the vehicle ahead and the vehicle in the opposite lane will move for M seconds, so the position of high risk (black) Is different from the current risk map.
  • the number of risk maps is determined by the time interval and maximum time of travel plan parameters. As shown in FIG. 2, when the travel plan parameter is defined for n ⁇ t seconds every ⁇ t seconds, it is also necessary to create the risk map up to n ⁇ t seconds ahead every ⁇ t seconds. Therefore, the number of risk maps generated in this case is n.
  • the evaluation calculation units 141 to 14N calculate the travel plan evaluation result based on the following formula (1). In addition, it is judged that it is a more optimal travel plan parameter, so that the calculation result of Formula (1) is small. Therefore, in this example, the travel plan parameter generation / selection unit 24 selects the travel plan parameter having the smallest evaluation result as the optimum travel plan parameter 31.
  • Evaluation result H1 + H2 + H3 (1)
  • H1 in the formula (1) is a risk evaluation value during traveling. H2 and H3 will be described later.
  • the risk is calculated for each time interval ( ⁇ t seconds in FIG. 2) of the travel plan parameter, and the evaluation value is calculated by integrating the risk in each time zone.
  • This risk evaluation is performed using risk map information stored in the risk map holding area 15 in the evaluation calculation units 141 to 14N.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of risk evaluation in the travel plan evaluation calculation.
  • the risk map information of the vehicle position is all in a low risk (white) state, so the risk at this time is small.
  • H2 in the above formula (1) is an evaluation value of the travel time until the point indicated by the target point information 23 is reached. The shorter the running time, the smaller the value of H2.
  • H3 in the above formula (1) is an evaluation value of riding comfort during traveling.
  • the ride comfort is evaluated using, for example, the longitudinal acceleration of the vehicle and the lateral acceleration of the vehicle in each time zone during traveling. The better the ride, the smaller the value of H3.
  • the risk H1, travel time H2, and ride comfort H3 during the travel are comprehensively evaluated.
  • the value of the evaluation result is smaller for a travel plan parameter that does not collide with an obstacle during travel, has a travel time as short as possible, and provides a good ride comfort during travel.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the size of the risk map holding area 15 in each driving state.
  • (a) of FIG. 5 is a figure in which the driving
  • FIG. 5B is a diagram in which the driving state 22 is in a straight traveling state
  • FIG. 5C is a diagram in which the driving state 22 is in a right curve state.
  • the risk map non-use area shaded part which is a part located on the right side of the own vehicle in the risk map is not used. Therefore, the size of the risk map holding area 15 in the left curve state is sufficient only in the left part excluding the risk map non-use area.
  • the driving state 22 is a straight traveling state
  • the vehicle does not draw a trajectory that moves greatly in the lateral direction (a direction perpendicular to the traveling direction).
  • portions of the risk map that are located largely on the right and left sides of the host vehicle are not used. Therefore, the size of the risk map holding area 15 in the straight traveling state is sufficient only in the central portion excluding the risk map non-use area.
  • the size of the risk map holding region 15 is sufficient only in the right side portion excluding the risk map non-use region.
  • a large risk map holding area that can cope with all driving states by dynamically reconfiguring the evaluation calculation units 141 to 14N according to the driving state and optimizing the size of the risk map holding area 15.
  • the circuit area of the evaluation calculation units 141 to 14N can be reduced as compared with the case of having 15.
  • the number of the evaluation calculation units 141 to 14N can be increased even with the same circuit area, and the calculation power relating to the travel plan evaluation can be increased.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a timing chart when the evaluation calculation unit is reconfigured according to the first embodiment.
  • period 1 is a period during which normal processing is performed without reconfiguration of the evaluation calculation units 141 to 14N.
  • the driving state 22 in this period is a straight traveling state, and the travel plan parameter generation / selection unit 24 first outputs P111 as the travel plan parameter 251 to the evaluation calculation unit 141.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 also outputs P211 to PN11 as independent travel plan parameters 251 to 25N to the other evaluation calculation units 142 to 14N.
  • the evaluation calculation units 141 to 14N evaluate each travel plan parameter and output a corresponding evaluation result to the travel plan parameter generation / selection unit 24.
  • R111 of the evaluation result 261 is an evaluation result for the travel plan parameter P111
  • RN11 of the evaluation result 26N is an evaluation result for the travel plan parameter PN11.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 changes the values of the travel plan parameters 251 to 25N (P112 to PN12) and outputs them to the evaluation calculation units 141 to 14N.
  • the evaluation calculation units 141 to 14N evaluate the travel plan parameters 251 to 25N (P112 to PN12) and output the corresponding evaluation results 261 to 26N (R112 to RN12) to the travel plan parameter generation / selection unit 24. To do.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 evaluates the results 261 to 26N (R111 to R11L,... RN11 to RN1L) obtained from the evaluation calculation units 141 to 14N. Is used to select the travel plan parameter with the best evaluation result among the travel plan parameters 251 to 25N (P111 to P11L,... PN11 to PN1L) as the optimum travel plan parameter 31. In the example of FIG. 6, the travel plan parameter P11L is selected as the optimum travel plan parameter 31.
  • the next driving state is a right curve state, and this right curve state is divided into a first period 2 and a next period 3.
  • Period 2 is set as a route update period.
  • the driving state 22 is switched from the straight traveling state to the right curve state.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 reconfigures a part of the evaluation calculation units 141 to 14N.
  • M pieces of evaluation calculation units 141 to 14M are reconfigured during the period 2.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 activates the reconfiguration instruction 27 and notifies the reconfiguration control unit 16 of the start of the reconfiguration.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 sets the reconstruction target calculation unit information 28 to the number of the evaluation calculation unit to be reconfigured, and outputs it to the reconstruction control unit 16.
  • the values of the reconstruction target calculation unit information 28 are the evaluation calculation units 141 to 14M.
  • the travel plan parameters 251 to 25M are not output from the travel plan parameter generation / selection unit 24 to the evaluation calculation units 141 to 14M that perform reconfiguration.
  • the travel plan parameters 25M + 1 to 25N are output from the travel plan parameter generation / selection unit 24 to the evaluation calculation units 14M + 1 to 14N.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 outputs circuit data information for reconfiguration as reconfiguration circuit data information 29 to the reconfiguration control unit 16.
  • circuit data A among the circuit data 1 to X is set in the circuit data reconfiguration circuit data information 29 in order to reconfigure the evaluation calculation unit to a circuit configuration corresponding to the right curve state.
  • the reconfiguration control unit 16 receives a reconfiguration instruction 27, reconfiguration target calculation unit information 28, and reconfiguration circuit data information 29 output from the travel plan parameter generation / selection unit 24, and stores the reconfiguration circuit data information 29 from the memory 40.
  • the corresponding circuit data 43 is read out.
  • the circuit data 43 is circuit data A.
  • the reconfiguration control unit 16 reconfigures the evaluation calculation units 141 to 14M corresponding to the reconfiguration target calculation unit information 28.
  • the outputs of the evaluation calculation units 141 to 14M are indefinite values.
  • the reconfiguration control unit 16 outputs a reconfiguration completion signal 30 to the travel plan parameter generation / selection unit 24.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 receives the output of the reconstruction completion signal 30 and lowers the reconstruction instruction 27. Thereby, the reconstruction process in the period 2 is completed.
  • the other evaluation calculation units evaluate the travel plan parameters as usual.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 selects the optimum travel plan parameter 31 based on the evaluation results 26M + 1 to 26N output from the evaluation calculation units 14M + 1 to 14N.
  • the optimum travel plan parameter 31 in period 2 is PN2L.
  • period 3 following period 2, the operating state 22 is in a right curve state.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 reconfigures the evaluation calculation units 14M + 1 to 14N that have not been reconfigured in the period 2.
  • the travel plan parameters 25M + 1 to 25N are not output from the travel plan parameter generation / selection unit 24 to the evaluation calculation units 14M + 1 to 14N that perform reconfiguration.
  • the reconfiguration method is as described in the period 2.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 starts the reconfiguration instruction 27 and sets the reconfiguration target calculation unit information 28 in the evaluation calculation units 14M + 1 to 14N.
  • the reconfigured circuit data information 29 is set in the circuit data A.
  • the reconfiguration control unit 16 receives a reconfiguration instruction 27, reconfiguration target calculation unit information 28, and reconfiguration circuit data information 29 output from the travel plan parameter generation / selection unit 24, and stores the reconfiguration circuit data information 29 from the memory 40.
  • Corresponding circuit data A is read from the circuit data 43.
  • the reconfiguration control unit 16 performs reconfiguration on the evaluation calculation units 14M + 1 to 14N corresponding to the reconfiguration target calculation unit information 28. During the reconfiguration, the outputs of the evaluation calculation units 14M + 1 to 14N are indefinite values. After the reconfiguration is normally completed, the reconfiguration control unit 16 outputs a reconfiguration completion signal 30 to the travel plan parameter generation / selection unit 24.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 receives the output of the reconstruction completion signal 30 and lowers the reconstruction instruction 27. Thereby, the reconstruction process in the period 3 is completed.
  • the other evaluation calculation units evaluate the travel plan parameters as usual.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 selects the optimal travel plan parameter 31 based on the evaluation results 261 to 26M output from the evaluation calculation units 141 to 14M.
  • the optimum travel plan parameter 31 in the period 3 is PM3L.
  • the evaluation calculation units 141 to 14N are reconfigured by dividing into two times, but may be further reconfigured by dividing into many times.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 does not output the travel plan parameter to the evaluation calculation unit that has been reconfigured during the period. Since the evaluation calculation unit can operate normally after the configuration is completed, as soon as the reconfiguration is completed, the travel plan parameters 251 to 25M or 25M + 1 to the evaluation calculation units 141 to 14M or 14M + 1 to 14N that have been reconfigured. 25N may be input to start the evaluation calculation of the travel plan parameter.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 is configured to determine the evaluation operation units 141 to 14M or 14M + 1 to 14N that have completed the reconfiguration, and output the evaluation result almost simultaneously with the end of the reconfiguration, and the evaluation result It is also possible for the travel plan parameter generation / selection unit 24 to output a travel plan parameter to the evaluation calculation unit that has been output.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 divides the evaluation calculation units 141 to 14N into a plurality of times via the reconfiguration control unit 16. And reconfigure.
  • the evaluation of the travel plan is continued in the remaining evaluation calculation units even while a part of the evaluation calculation units 141 to 14N is being reconfigured. be able to.
  • the first embodiment it is not necessary to perform an alternative process such as outputting the travel plan evaluated last time again, and the situation around the own vehicle is being reconfigured during a part of the evaluation calculation units 141 to 14N. Even when there is a change, it is possible to immediately change the travel plan according to the situation, and it is possible to calculate the optimal travel plan even during dynamic reconfiguration of the arithmetic circuit configuration A control device can be realized.
  • Example 2 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
  • the second embodiment is a modification of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the electronic control device and peripheral circuits in the second embodiment.
  • symbol is provided to the element same as the component in Example 1, and description of these same elements is abbreviate
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24a reads one of the circuit data 421 to 42X as circuit data 43 from the memory 40 when reconfiguring the evaluation calculation units 141 to 14N, and generates a travel plan parameter generation / This is held inside the selector 24a.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24a outputs the circuit data 43 held therein as the reconfiguration circuit data 33 to the reconfiguration control unit 16a instead of the reconfiguration circuit data information 29 shown in FIG.
  • the reconfiguration control unit 16a in FIG. 7 is based on the reconfiguration circuit data 33 output from the travel plan parameter generation / selection unit 24a when the reconfiguration instruction 27 is output from the travel plan parameter generation / selection unit 24. Then, the evaluation calculation unit set in the reconstruction target calculation unit information 28 is reconfigured.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a timing chart when the evaluation calculation unit is reconfigured in the second embodiment.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24a first obtains circuit data 43 for reconfiguring the evaluation calculation units 141 to 14M from the memory 40 in order to reconfigure the evaluation calculation units 141 to 14M. read out.
  • the content of the circuit data 43 is circuit data A.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24a holds this data inside after the circuit data 43 has been read. Then, the travel plan parameter generation / selection unit 24a activates the reconfiguration instruction 27 and outputs the reconfiguration target calculation unit information 28 and the reconfiguration circuit data 33 to the reconfiguration control unit 16a.
  • the contents of the reconfigured circuit data 33 are the circuit data A read from the memory 40 earlier.
  • the reconfiguration control unit 16a raises the reconfiguration completion signal 30.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 a confirms the rise of the reconstruction completion signal 30 and then lowers the reconstruction instruction 27. Thereby, the reconfiguration processing of the evaluation calculation units 141 to 14M is completed.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 a activates the reconfiguration instruction 27 for reconfiguration of the evaluation calculation units 14M + 1 to 14N, and the reconfiguration target calculation unit information 28 is sent to the reconfiguration control unit 16a.
  • the reconstructed circuit data 33 is output.
  • the contents of the reconfigured circuit data 33 are the circuit data A as in the period 2.
  • the process of reading the circuit data A from the memory 40 does not occur in the period 3.
  • the reconfiguration control unit 16a reconfigures the evaluation operation units 14M + 1 to 14N, and raises the reconfiguration completion signal 30 after the reconfiguration is completed.
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24 a confirms the rise of the reconstruction completion signal 30 and then lowers the reconstruction instruction 27. Thereby, the reconfiguration processing of the evaluation calculation units 14M + 1 to 14N is completed.
  • the circuit data 43 read from the memory 40 is held in the travel plan parameter generation / selection unit 24a, and the travel plan parameter generation / selection unit 24a performs the reconfiguration control unit 16a. Transmit circuit data.
  • the update process of the risk map 41 can be performed at an early stage.
  • the evaluation operation units 141 to 14M or 14M + 1 to 14N that have completed the reconfiguration are configured to output the evaluation results almost simultaneously with the completion of the reconfiguration, and the evaluation results are
  • the travel plan parameter generation / selection unit 24a may be configured to output the travel plan parameter to the output evaluation calculation unit.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
  • Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
  • each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor.
  • Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • SSD Solid State Drive
  • the above-described example is an example in which the present invention is applied to vehicle control, but can be applied to other than vehicle control (for example, a ship, a robot, etc.).
  • the number of evaluation operation units 141 to 14M to be reconfigured first can be arbitrarily set depending on the target to be applied. Furthermore, it can be changed according to the type of control operation.

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Abstract

演算回路構成の動的再構成中であっても、最適な走行計画を計算することが可能な電子制御装置を実現する。 運転状態２２が変化した際に、走行計画パラメータ生成／選択部２４は再構成制御部１６を介して評価演算部１４１～１４Ｎを、１４１～１４Ｍと１４Ｍ＋１～１４Ｎとの２つに分割し、複数回でそれぞれを再構成する。評価演算部１４１～１４Ｍが再構成中のときは、評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎが評価演算を行い、評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎが再構成中のときは、評価演算部１４１～１４Ｍが評価演算を行う。これにより、評価演算部１４１～１４Ｎの一部を再構成している最中も残りの評価演算部にて走行計画の評価を継続することができる。

Description

電子制御装置
　本発明は電子制御装置に関する。
　車両の自動運転を行う電子制御装置は、標識や障害物を認識する処理の他に、目的地まで最適な経路および速度で走行するための走行計画を計算する処理を行う。障害物を回避しつつ、乗り心地や移動時間を考慮した上で最適な走行計画を計算するためには、多大な演算を行う必要があり、その実現のために大きな演算力を持つ演算器が必要となる。
　この演算器の演算力を向上させる技術として、動的再構成を用いる方法が知られている。動的再構成とは、動作中の再構成可能回路内の演算回路構成を変更する技術である。この動的再構成を用いて、状況に応じて演算回路を変更することにより、小規模な再構成可能回路でも大きな演算力を有することができる。
　この分野の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１には、「制御部１３は、車内のセンサ１８からの情報にもとづいて動的再構成制御部１６を制御し画像処理ハードウエア１１の回路を再構成して、常に運転環境に応じた画像処理を可能とする。制御部１３は、前述のように画像処理された情報にもとづいて前照灯、ブレーキなどの外部装置１９を制御する」と記載されている。
特開２００５－３５３９６号公報
　特許文献１に記載の技術では、動的再構成を行うことで、運転状態に応じて再構成可能回路内の画像処理回路の構成や処理パラメータを変更している。
　しかし、動的再構成中は、その回路での演算を行うことができないため、出力を停止させるか、あるいは前回の計算値をそのまま出力するなどの代替処理が必要となる。このような代替処理を走行計画演算で行うと、動的再構成中に新たな障害物が発見された場合に車両軌道の変更が遅くなり、障害物と衝突する可能性が増すほか、急ハンドルや急減速などの運転を行わなければならなくなる虞がある。
　本発明の目的は、演算回路構成の動的再構成中であっても、最適な走行計画を計算することが可能な電子制御装置を実現することである。
　上記目的を達成するために、本発明は次のように構成される。
　電子制御装置において、走行計画パラメータ及び再構成指示を出力するコントローラと、データを格納するメモリと、上記コントローラから出力される上記走行計画パラメータを用いて、走行評価演算を行う複数の評価演算部を有する再構成可能な再構成可能回路と、を備え、上記コントローラから上記再構成指示が出力されると、上記再構成可能回路は、上記複数の評価演算部を複数に分割し、分割した回数に分けて再構成処理を行わせる。
　本発明によれば、演算回路構成の動的再構成中であっても、最適な走行計画を計算することが可能な電子制御装置を実現することができる。
　上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の実施例１における電子制御装置および周辺回路の構成例を示す図である。 走行計画パラメータとして自車の操舵量と加減速度を示した例を示す表である。 リスクマップの一例を表した図である。 走行計画評価における演算リスク評価の一例を表した図である。 各運転状態におけるリスクマップ保持領域の大きさを表した例を示す図である。 実施例１における評価演算部再構成時のタイミングチャート例を示す図である。 実施例２における電子制御装置および周辺回路の構成例を表した図である。 実施例２における評価演算部再構成時のタイミングチャートの例を示す図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
　（実施例１）
　本発明の実施例１では、車両において、動的再構成中でも走行計画演算を継続可能な電子制御装置の例を示す。
　図１は、実施例１における電子制御装置および周辺回路の構成例を示す図である。
　図１において、電子制御装置１は、自動運転設定部２で設定された内容と、複数のセンサ３から出力されたセンサ値と、通信装置４から出力された情報と、車両位置情報取得部５から出力された自車位置情報と、地図情報格納部６に格納された地図情報とを用いて、目的地までの走行計画を演算する。
　そして、電子制御装置１は、複数の車両制御装置７に対して、演算した走行計画を実現するための制御指令値を出力する。これら車両制御装置７としては、例えばエンジン、トランスミッション、ブレーキ、操舵装置やこれらを制御するための電子制御装置などが該当する。
　自動運転設定部２は、車両の搭乗者が自動運転時の目的地、ルート、走行速度などを設定する装置である。自動運転設定部２は、搭乗者が設定を行うための入力装置（図示せず）を有する。この入力装置には、例えば、ボタンやタッチパネルといった物理的な入力装置、カメラや赤外線センサを用いたジェスチャ入力装置、音声入力装置などが該当する。
　自動運転設定部２は、入力装置を介して搭乗者が入力した情報を電子制御装置１に出力する。
　センサ３は、外界情報や車両状態情報を取得するためのセンサであり、例えばカメラやレーダー、超音波センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、車輪速度センサなどが該当する。このセンサ３は、取得した情報をセンサ値として電子制御装置１に出力する。
　通信装置４は、車両外部、例えば、他車両やインフラシステムと通信を行い、車両外部の情報を電子制御装置１に対して出力する。
　車両位置情報取得部５は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）などの測位用衛星からの電波を用いて、自車両の位置を取得する装置である。車両位置情報取得部５は、取得した自車位置情報を電子制御装置１に対して出力する。
　なお、車両位置情報取得部５は、ＧＰＳ以外の測位システムを用いて自車位置情報を取得しても良い。
　地図情報格納部６に格納された地図情報は、自動運転で使用する地図データであり、道路の道幅、車線数、勾配、カーブの曲率、交差点の形状、制限速度情報などが含まれる。なお、図１において、地図情報は電子制御装置１の外部に保存されているが、電子制御装置１内部に格納されていても良い。
　電子制御装置１は、内部に再構成可能回路１０と、コントローラ２０と、メモリ４０とを有している。再構成可能回路１０は、内部回路の構成を変更可能な回路であり、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｌｅｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）やＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）が該当する。
　再構成可能回路１０は、内部に周辺状況認識部１１と、リスクマップ生成部１２と、走行計画評価部１３と、再構成制御部１６とを有している。
　周辺状況認識部１１は、センサ３から出力されたセンサ値と通信装置４から出力された情報をもとに、自車周辺の状況、例えば、標識の内容や信号の状況、周囲の他車両や歩行者の状況を認識する。
　そして、周辺状況認識部１１は、周辺認識情報をリスクマップ生成部１２に出力する。
　リスクマップ生成部１２は、車両位置情報取得部５が出力する自車位置情報と、地図情報格納部６に格納される地図情報と、周辺状況認識部１１が出力する周辺認識情報とを用いて、走行計画評価に使用するリスクマップ４１を生成する。このリスクマップ４１の詳細については、図３を用いて後述する。リスクマップ生成部１２は、生成したリスクマップ４１をメモリ４０内に保存する。
　なお、本実施例１では、周辺状況認識部１１及びリスクマップ生成部１２の処理を再構成可能回路１０で実施しているが、これらの処理をコントローラ２０で実施しても良い。また、これらの処理を電子制御装置１内部の他の処理装置、あるいは電子制御装置１外部の処理装置で実施しても良い。
　走行計画評価部１３は、互いに独立した複数の評価演算部１４１～１４Ｎを有している。なお、本実施例１では、評価演算部１４１～１４Ｎの数をＮ個としている。
　また、この評価演算部１４１～１４Ｎは、内部に車両モデル（図示せず）とリスクマップ保持領域１５を有している。リスクマップ保持領域１５には、リスクマップ４１のうち、走行計画評価に使用する一部が保存される。
　評価演算部１４１～１４Ｎは、車両位置情報取得部５から出力される自車位置情報と、コントローラ２０から出力される走行計画パラメータ２５１～２５Ｎと、内部の車両モデルを用いて、車両の走行軌道や車両の走行速度などを算出する。その後、評価演算部１４１～１４Ｎは、算出した車両走行軌道および車両走行速度、コントローラ２０から出力される目標地点情報２３、リスクマップ保持領域に保存したリスクマップ情報などを用いて走行計画パラメータ２５１～２５Ｎを評価し、評価結果２６１～２６Ｎをコントローラ２０に対して出力する。この評価内容の詳細については後述する。
　なお、本実施例１では、各評価演算部１４１～１４Ｎがそれぞれリスクマップ保持領域１５を有している構成となっているが、必ずしも評価演算部とリスクマップ保持領域１５の数が評価演算部１４１～１４Ｎの数と１対１である必要は無く、複数の評価演算部１４１～１４Ｎでリスクマップ保持領域１５を共有する構成にしても良い。ただし、リスクマップ保持領域１５は複数個必要である。
　再構成制御部１６は、評価演算部１４１～１４Ｎの再構成を実施する。コントローラ２０から再構成指示２７が出力されたとき、再構成制御部１６は、メモリ４０内の回路データ４２１～４２Ｘの中から再構成回路データ情報２９に合致するものを回路データ４３としてメモリ４０から読み出す。そして、その回路構成データ４３に基づいて、再構成制御部１６は、評価演算部１４１～１４Ｎのうち、再構成対象演算部情報２８に該当する評価演算部を再構成する。再構成が完了した後、再構成制御部１６はコントローラ２０に対して再構成完了信号３０を出力する。
　コントローラ２０は、内部に運転状態制御部２１と、走行計画パラメータ生成／選択部２４と、パラメータ変換部３２とを有する。
　運転状態制御部２１は、自動運転設定部２が出力する自動運転設定情報と、車両位置情報取得部５が出力する自車位置情報と、地図情報とをもとに現在の運転状態を判断し、走行計画における目標地点を決定する。
　そして、判断した運転状態２２（運転状態を示す信号）を経路パラメータ生成／選択部２４に対して出力し、決定した目標地点２３を走行計画評価部１３に対して出力する。
　運転状態２２には、例えば、直進状態、右カーブ状態、左カーブ状態、右折状態、左折状態、前車追従状態などがある。また、本実施例１においては、自動運転設定部２で設定された目的地までのルートをいくつかの区間に区切り、各区間の走行計画を算出する方法となっており、前述の目標地点２３は各区間における目標座標位置を表す。
　なお、本実施例１では、運転状態制御部２１の処理をコントローラ２０で実施しているが、この処理を再構成可能回路１０で実施しても良い。また、この処理を電子制御装置１内部の他の処理装置、あるいは電子制御装置１外部の処理装置で実施しても良い。さらに、運転状態制御部２１をコントローラ２０の内部ではなく、コントローラ２０の外部に配置することも可能である。
　走行計画パラメータ生成／選択部２４は、走行計画パラメータ２５１～２５Ｎを生成し、それらを評価演算部１４１～１４Ｎに対して出力する。この走行計画パラメータ２５１～２５Ｎとは、車両の走行軌道および走行速度を算出するための情報であり、例えば、ある時間における自車の操舵量や自車の加減速度、自車の座標位置などが該当する。
　図２は、走行計画パラメータとして自車の操舵量と加減速度を示した例を示す表である。図２に示した例では、Δｔ秒ごとに自車操舵量と自車加減速度をｎΔｔ秒後まで規定している。また、走行計画パラメータ生成／選択部２４は、評価演算部１４１～１４Ｎから出力される演算結果２６１～２６Ｎに基づいて、最も良い走行計画パラメータを選択し、選択した走行計画パラメータを最適走行計画パラメータ３１としてパラメータ変換部３２に対して出力する。
　走行計画パラメータ生成／選択部２４は、上記の処理の他に、評価演算部１４１～１４Ｎを再構成するために、再構成制御部１６に再構成指示２７、再構成対象演算部情報２８、再構成回路データ情報２９を出力する処理も行う。
　パラメータ変換部３２は、走行計画パラメータ生成／選択部２４から出力された最適走行計画パラメータ３１に基づいて、各車両制御装置７の指令値を計算し、計算した指令値を制御指令値として車両制御装置７に出力する。
　メモリ４０は、内部にリスクマップ４１と回路データ４２１～４２Ｘを有する。本実施例１では、メモリ４０内にＸ個の回路データ４２１～４２Ｘを格納しているが、この個数はあくまで一例である。
　また、本実施例１では、同一メモリ４０内にリスクマップ４１と回路データ４２１～４２Ｘを格納しているが、複数のメモリにリスクマップ４１と回路データ４２１～４２Ｘを分けて格納しても良い。
　図３は、リスクマップの一例を示した図である。図３の左側の（ａ）は、現在の自車周辺の状況を示しており、自車の前方に１台、反対車線に２台の車両（他車）（濃い色で示す））が存在する。この状態をリスクマップで表すと、図３の（ｂ）に示すリスクマップ（現在）のようになる。車両などの障害物がある部分はリスク大（黒色）となり、車道で障害物の無い部分はリスク低（白色（升目状））となる。また、歩道など車両走行が禁止されている部分もリスク大（黒色）となる。
　リスクマップ生成部１２では、現在の状態のほかに、予測によって未来のリスクマップも作成する。未来のリスクマップを作成するのは、走行計画評価において、未来の自車位置において障害物と衝突するか否かを判定するためである。リスクマップ生成部１２は、自車周辺の物体の移動速度により、周辺物体の未来位置を予測し、その未来位置に基づいて未来のリスクマップを作成する。図３の（ｃ）の例では、現在からＭ秒後のリスクマップを示しているが、自車前方および反対車線の車両ともに、Ｍ秒間移動すると予測されるため、リスク高（黒色）の位置が現在のリスクマップとは異なる。
　このリスクマップの枚数は、走行計画パラメータの時間間隔と最大時間によって決まる。図２のように、走行計画パラメータがΔｔ秒ごとにｎΔｔ秒間規定されている場合、リスクマップも同様にΔｔ秒ごとにｎΔｔ秒先のものまで作成する必要がある。そのため、この場合に生成されるリスクマップの枚数はｎ枚となる。
　＜走行計画評価演算＞
　評価演算部１４１～１４Ｎで実施される走行計画評価演算の一例を説明する。
　評価演算部１４１～１４Ｎでは、以下に示す式（１）に基づいて走行計画評価結果の演算を実施する。なお、式（１）の計算結果が小さいほど、より最適な走行計画パラメータであると判断される。そのため、この例の場合、走行計画パラメータ生成／選択部２４は、評価結果が最も小さい走行計画パラメータを最適走行計画パラメータ３１として選択する。
　評価結果＝Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３　　　・・・（１）
　式（１）の中のＨ１は、走行中のリスク評価値である。Ｈ２及びＨ３は後述する。
　このリスク評価では、走行計画パラメータの時間間隔（図２におけるΔｔ秒）ごとにリスクを計算し、各時間帯でのリスクを積算することで評価値を計算する。このリスク評価には、評価演算部１４１～１４Ｎ内のリスクマップ保持領域１５に格納されたリスクマップ情報を用いて行う。
　図４は、走行計画評価演算におけるリスク評価の一例を表した図である。なお、図４における自車周辺の状況は、図３の状態と同様である。図４の左側の（ａ）は、ｔ＝０秒後の状態を表した図である。ｔ＝０秒後の状態では、自車位置のリスクマップ情報はすべてリスク低（白色）の状態であるため、このときのリスクは小となる。
　図４の右側の（ｂ）は、ｔ＝ｘΔｔ秒後の状態を示した図である。自他車共に進行方向に向けて直進を行っており、ｔ＝０秒後のマップとは状態が異なっている。このｔ＝ｘΔｔ秒後では、自車は前方を走行している車両と接触しており、自車位置の一部がリスク高（黒色）の状態となっている。そのため、このときのリスクは高となる。
　このように、自車両が障害物と衝突するような走行軌道をとる走行計画パラメータの場合には、Ｈ１の値が大きくなる。そのため、そのような走行計画パラメータは最適走行計画パラメータ３１として選択されない。
　上記式（１）の中のＨ２は、目標地点情報２３が示す地点に至るまでの走行時間の評価値である。走行時間が短いほどＨ２の値は小さくなる。
　上記式（１）の中のＨ３は、走行中の乗り心地の評価値である。この乗り心地の評価は、例えば、走行中の各時間帯での車両の前後加速度、車両の横加速度などを用いて評価する。乗り心地が良いほど、Ｈ３の値は小さくなる。
　このように、走行計画パラメータの評価では、走行中のリスクＨ１、走行時間Ｈ２、乗り心地Ｈ３を総合的に評価する。走行中に障害物と衝突せず、走行時間がなるべく短く、走行中の乗り心地が良い結果が得られる走行計画パラメータほど評価結果の値が小さくなる。
　＜走行計画評価部の再構成＞
　評価演算部１４１～１４Ｎの再構成を行う際、大きく変更となるのはリスクマップ保持領域１５の部分である。図５は、各運転状態におけるリスクマップ保持領域１５の大きさを表した例を示す図である。図５において、図５の（ａ）は運転状態２２が左カーブ状態の図である。
　また、図５の（ｂ）は運転状態２２が直進状態の図であり、図５の（ｃ）は運転状態２２が右カーブ状態の図である。
　図５の（ａ）に示すように、運転状態２２が左カーブ状態の場合、自車両は現在位置から右方向に大きく移動するような軌道は描かないと考えられる。つまり、リスクマップのうち、自車両から大きく右側に位置する部分であるリスクマップ不使用領域（斜線部分）は使用しない。そのため、左カーブ状態におけるリスクマップ保持領域１５の大きさは、リスクマップ不使用領域を除いた左側の部分のみで十分となる。
　図５の（ｂ）に示すように、運転状態２２が直進状態の場合、自車両は横方向（進行方向とは直角の方向）には大きく移動するような軌道は描かないと考えられる。つまり、リスクマップのうち、自車両から大きく右側および左側に位置する部分（リスクマップ不使用領域の部分）は使用しない。そのため、直進状態におけるリスクマップ保持領域１５の大きさは、リスクマップ不使用領域を除いた中央部分のみで十分となる。
　図５の（ｃ）に示すように、運転状態が右カーブ状態の場合、自車両は現在位置から左方向に大きく移動するような軌道は描かないと考えられる。そのため、左カーブ状態、直進状態と同様に、リスクマップ保持領域１５の大きさは、リスクマップ不使用領域を除いた右側部分のみで十分となる。
　このように、運転状態に応じて評価演算部１４１～１４Ｎの動的再構成を行い、リスクマップ保持領域１５の大きさを最適化することで、全運転状態に対応可能な大きなリスクマップ保持領域１５を有する場合と比べて評価演算部１４１～１４Ｎの回路面積を小さくできる。それにより、同じ回路面積でも評価演算部１４１～１４Ｎの数を増やすことができ、走行計画評価に関する演算力を高めることができる。
　図６は、本実施例１における評価演算部再構成時のタイミングチャートの例を示す図である。
　図６において、期間１は、評価演算部１４１～１４Ｎの再構成は行われず、通常通りの処理が行われている期間である。この期間の運転状態２２は直進状態であり、走行計画パラメータ生成／選択部２４は、評価演算部１４１に対して、まず走行計画パラメータ２５１としてＰ１１１を出力している。
　また、走行計画パラメータ生成／選択部２４は、それ以外の評価演算部１４２～１４Ｎにも独立した走行計画パラメータ２５１～２５ＮとしてＰ２１１～ＰＮ１１を出力している。評価演算部１４１～１４Ｎは、各走行計画パラメータの評価を行い、対応した評価結果を走行計画パラメータ生成／選択部２４に対して出力する。例えば、評価結果２６１のＲ１１１は、走行計画パラメータＰ１１１に対する評価結果であり、評価結果２６ＮのＲＮ１１は、走行計画パラメータＰＮ１１に対する評価結果である。
　その後、走行計画パラメータ生成／選択部２４は、走行計画パラメータ２５１～２５Ｎの値を変更し（Ｐ１１２～ＰＮ１２）、評価演算部１４１～１４Ｎに対して出力する。評価演算部１４１～１４Ｎは、各走行計画パラメータ２５１～２５Ｎ（Ｐ１１２～ＰＮ１２）の評価を行い、対応した評価結果２６１～２６Ｎ（Ｒ１１２～ＲＮ１２）を走行計画パラメータ生成／選択部２４に対して出力する。
　規定回数（１～Ｌ）だけ評価が完了した後、走行計画パラメータ生成／選択部２４は、評価演算部１４１～１４Ｎから入手した評価結果２６１～２６Ｎ（Ｒ１１１～Ｒ１１Ｌ、・・・ＲＮ１１～ＲＮ１Ｌ）を用いて、走行計画パラメータ２５１～２５Ｎ（Ｐ１１１～Ｐ１１Ｌ、・・・ＰＮ１１～ＰＮ１Ｌ）の中で最も評価結果の良い走行計画パラメータを最適走行計画パラメータ３１として選択する。図６の例では、走行計画パラメータＰ１１Ｌを最適走行計画パラメータ３１として選択している。
　次の運転状態は、右カーブ状態であり、この右カーブ状態を最初の期間２と、次の期間３とに分けている。期間２は、経路更新期間として設定している。
　期間２では、運転状態２２が直進状態から右カーブ状態に切り替わっている。これを受けて、走行計画パラメータ生成／選択部２４は評価演算部１４１～１４Ｎの一部を再構成する。
　図６の例では、期間２の間に評価演算部１４１～１４ＭまでのＭ個を再構成している。再構成を行うために、走行計画パラメータ生成／選択部２４は、再構成指示２７を立ち上げ、再構成制御部１６に再構成の開始を伝達する。また、走行計画パラメータ生成／選択部２４は、再構成対象演算部情報２８を再構成する評価演算部の番号に設定し、再構成制御部１６に出力する。この例の場合では、再構成対象演算部情報２８の値は、評価演算部１４１～１４Ｍとなる。
　再構成を行う評価演算部１４１～１４Ｍに対しては、走行計画パラメータ生成／選択部２４から、走行計画パラメータ２５１～２５Ｍは出力していない。評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎに対しては、走行計画パラメータ生成／選択部２４から走行計画パラメータ２５Ｍ＋１～２５Ｎが出力される。
　その他、走行計画パラメータ生成／選択部２４は、再構成を行うための回路データ情報を再構成回路データ情報２９として、再構成制御部１６に出力する。この例では、評価演算部を右カーブ状態に対応する回路構成に再構成するために、回路データ再構成回路データ情報２９に回路データ１～Ｘのうちの回路データＡを設定している。
　再構成制御部１６は、走行計画パラメータ生成／選択部２４が出力する再構成指示２７、再構成対象演算部情報２８、再構成回路データ情報２９を受け付け、メモリ４０から再構成回路データ情報２９に該当する回路データ４３を読み出す。この例の場合、回路データ４３は回路データＡとなる。その後、再構成制御部１６は再構成対象演算部情報２８に該当する評価演算部１４１～１４Ｍに対して再構成を実施する。
　再構成実施中は、評価演算部１４１～１４Ｍの出力は不定値となる。評価演算部１４１～１４Ｍの再構成が正常に完了した後、再構成制御部１６は、再構成完了信号３０を走行計画パラメータ生成／選択部２４に対して出力する。
　走行計画パラメータ生成／選択部２４は、再構成完了信号３０の出力を受け付け、再構成指示２７を立ち下げる。これにより期間２における再構成処理は完了となる。
　期間２において、評価演算部１４１～１４Ｍの再構成が行われている間も他の評価演算部（評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎ）は、通常通り走行計画パラメータの評価を行う。走行計画パラメータ生成／選択部２４は、評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎが出力する評価結果２６Ｍ＋１～２６Ｎをもとに、最適走行計画パラメータ３１を選択する。図６の例では、期間２での最適走行計画パラメータ３１はＰＮ２Ｌとなっている。
　期間３では、期間２に引き続き、運転状態２２は右カーブ状態である。このとき、走行計画パラメータ生成／選択部２４は、期間２で再構成を行わなかった評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎに対して再構成を実施する。期間３では、再構成を行う評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎに対しては、走行計画パラメータ生成／選択部２４から、走行計画パラメータ２５Ｍ＋１～２５Ｎは出力していない。
　再構成の方法は期間２で説明したとおりであり、走行計画パラメータ生成／選択部２４は再構成指示２７を立ち上げると共に、再構成対象演算部情報２８を評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎに設定し、再構成回路データ情報２９を回路データＡに設定する。
　再構成制御部１６は、走行計画パラメータ生成／選択部２４が出力する再構成指示２７、再構成対象演算部情報２８、再構成回路データ情報２９を受け付け、メモリ４０から再構成回路データ情報２９に該当する回路データＡを回路データ４３から読み出す。
　その後、再構成制御部１６は再構成対象演算部情報２８に該当する評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎに対して再構成を実施する。再構成実施中は、評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎの出力は不定値となる。再構成が正常に完了した後、再構成制御部１６は再構成完了信号３０を走行計画パラメータ生成／選択部２４に対して出力する。
　走行計画パラメータ生成／選択部２４は再構成完了信号３０の出力を受け付け、再構成指示２７を立ち下げる。これにより、期間３における再構成処理は完了となる。
　期間３において、評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎの再構成が行われている間も他の評価演算部（評価演算部１４１～１４Ｍ）は通常通り走行計画パラメータの評価を行う。走行計画パラメータ生成／選択部２４は、評価演算部１４１～１４Ｍが出力する評価結果２６１～２６Ｍをもとに、最適走行計画パラメータ３１を選択する。図６の例では、期間３での最適走行計画パラメータ３１はＰＭ３Ｌとなっている。
　なお、図６の例では、評価演算部１４１～１４Ｎを２回に分割して再構成しているが、さらに多数回に分割して再構成しても良い。
　また、図６の例では、期間２および期間３において、走行計画パラメータ生成／選択部２４はその期間中に再構成が完了した評価演算部に対して走行計画パラメータを出力していないが、再構成完了後には評価演算部は通常通り動作が可能であるため、再構成が完了次第、再構成していた評価演算部１４１～１４Ｍ又は１４Ｍ＋１～１４Ｎに対して走行計画パラメータ２５１～２５Ｍ又は２５Ｍ＋１～２５Ｎを入力し、走行計画パラメータの評価演算を開始しても良い。
　つまり、走行計画パラメータ生成／選択部２４は、再構成を終了した評価演算部１４１～１４Ｍ又は１４Ｍ＋１～１４Ｎを判断し、再構成終了とほぼ同時に、評価結果を出力するように構成し、評価結果が出力された評価演算部に対して、走行計画パラメータ生成／選択部２４が、走行計画パラメータを出力するように構成することも可能である。
　このように構成すれば、制御周期内に同時に動作可能な評価演算部の数を増加でき、評価できるパラメータを多くすることができる。その結果、より最適な車両の動作制御が可能となる。
　以上のように、本実施例１によれば、運転状態２２が変化した際に、走行計画パラメータ生成／選択部２４は再構成制御部１６を介して評価演算部１４１～１４Ｎを複数回に分割して再構成する。
　評価演算部１４１～１４Ｎの再構成を複数回に分割することで、評価演算部１４１～１４Ｎの一部を再構成している最中も残りの評価演算部にて走行計画の評価を継続することができる。
　そのため、本実施例１によれば、前回評価した走行計画を再度出力するなどの代替処理を行う必要がなくなり、評価演算部１４１～１４Ｎの一部についての再構成中に自車周辺の状況が変化した際にも、状況に応じて走行計画の変更を即座に実施することが可能となり、演算回路構成の動的再構成中であっても、最適な走行計画を計算することが可能な電子制御装置を実現することができる。
　（実施例２）
　次に、本発明の実施例２について説明する。実施例２は、実施例１の変形例である。
　図７は、実施例２における電子制御装置および周辺回路の構成例を表した図である。なお、実施例１における構成部分と同一の要素には同一の符号を付与しており、それら同一要素の説明は省略する。
　図７において、走行計画パラメータ生成／選択部２４ａは、評価演算部１４１～１４Ｎの再構成を行う際、メモリ４０から回路データ４２１～４２Ｘのいずれかを回路データ４３として読み出し、走行計画パラメータ生成／選択部２４ａ内部に保持する。
　そして、走行計画パラメータ生成／選択部２４ａは、図１に示した再構成回路データ情報２９の代わりに、内部に保持した回路データ４３を再構成回路データ３３として再構成制御部１６ａに出力する。
　図７における再構成制御部１６ａは、走行計画パラメータ生成／選択部２４から再構成指示２７が出力された際、走行計画パラメータ生成／選択部２４ａから出力された再構成回路データ３３をもとに、再構成対象演算部情報２８で設定された評価演算部の再構成を行う。
　図８は、本実施例２における評価演算部再構成時のタイミングチャートの例を示す図である。
　図８において、期間２では走行計画パラメータ生成／選択部２４ａは、評価演算部１４１～１４Ｍの再構成のために、まずメモリ４０から評価演算部１４１～１４Ｍを再構成するための回路データ４３を読み出す。この例では、回路データ４３の内容は回路データＡとする。
　走行計画パラメータ生成／選択部２４ａは回路データ４３の読み出し完了後、このデータを内部に保持する。そして、走行計画パラメータ生成／選択部２４ａは再構成指示２７を立ち上げ、再構成制御部１６ａに対して再構成対象演算部情報２８、再構成回路データ３３を出力する。ここで、再構成回路データ３３の内容は、先ほどメモリ４０から読み出した回路データＡとなる。
　再構成制御部１６ａは、再構成対象演算部情報２８で設定された評価演算部１４１～１４Ｍの再構成が完了すると、再構成完了信号３０を立ち上げる。走行計画パラメータ生成／選択部２４ａは、再構成完了信号３０の立ち上がりを確認後、再構成指示２７を立ち下げる。これにより、評価演算部１４１～１４Ｍの再構成処理が完了する。
　期間３において、走行計画パラメータ生成／選択部２４ａは、評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎの再構成のために、再構成指示２７を立ち上げ、再構成制御部１６ａに対して再構成対象演算部情報２８、再構成回路データ３３を出力する。
　ここで、再構成回路データ３３の内容は期間２と同様に回路データＡとなる。なお、期間２で、走行計画パラメータ生成／選択部２４ａの内部に回路データＡが保持されているため、期間３では、メモリ４０から回路データＡを読み出す処理は発生しない。
　その後は、再構成制御部１６ａが評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎの再構成を実施し、再構成完了後に再構成完了信号３０を立ち上げる。走行計画パラメータ生成／選択部２４ａは、再構成完了信号３０の立ち上がりを確認後、再構成指示２７を立ち下げる。これにより、評価演算部１４Ｍ＋１～１４Ｎの再構成処理が完了する。
　以上のように、本実施例２では、メモリ４０から読み出した回路データ４３を走行計画パラメータ生成／選択部２４ａ内部に保持し、走行計画パラメータ生成／選択部２４ａから再構成制御部１６ａに対して回路データを伝送する。
　これにより、メモリ４０のアクセス回数が実施例１と比べて減少するため、他のメモリアクセス、例えば、リスクマップ４１の更新処理などを早期に行うことが可能となる。
　したがって、実施例１と同様に、演算回路構成の動的再構成中であっても、最適な走行計画を計算することが可能な電子制御装置を実現することができる。
　実施例２においても、実施例１と同様に、再構成を終了した評価演算部１４１～１４Ｍ又は１４Ｍ＋１～１４Ｎは、再構成終了とほぼ同時に、評価結果を出力するように構成し、評価結果が出力された評価演算部に対して、走行計画パラメータ生成／選択部２４ａが、走行計画パラメータを出力するように構成することも可能である。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
　また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウエアで実現しても良い。
　また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
　上述した例は、本発明を車両制御に適用した場合の例であるが、車両制御以外にも適用可能である（例えば、船舶、ロボット等）。
　また、上述した例において、最初に再構成する評価演算部１４１～１４Ｍの数は、適用する対象により、任意に設定することができる。さらに、制御動作の種類に応じて変更することも可能である。
　また、上述した例は、車両が直線道路走行から、右カーブ道路走行に切り替わる場合を説明したが、一般道走行から高速道路走行への変化、高速道路走行から一般道走行への変化、停止から走行への変化、走行から停止への変化等にも本発明は適用可能である。
　１・・・電子制御装置、２・・・自動運転設定部、３・・・センサ、４・・・通信装置、５・・・車両位置情報取得部、６・・・地図情報格納部、７・・・車両制御装置、１０・・・再構成可能回路、１３・・・走行計画評価部、１５・・・リスクマップ保持領域、１６、１６ａ・・・再構成制御部、２０・・・コントローラ、２１・・・運転状態制御部、２２・・・運転状態、２４、２４ａ・・・走行計画パラメータ生成／選択部、２５１～２５Ｎ・・・走行計画パラメータ、２６１～２６Ｎ・・・評価結果、３３・・・再構成回路データ、４０・・・メモリ、４１・・・リスクマップ、４３・・・回路データ、１４１～１４Ｎ・・・評価演算部

Claims (10)

  1. 　走行計画パラメータ及び再構成指示を出力するコントローラと、
    　データを格納するメモリと、
    　上記コントローラから出力される上記走行計画パラメータを用いて、走行評価演算を行う複数の評価演算部を有する再構成可能な再構成可能回路と、
    　を備え、上記コントローラから上記再構成指示が出力されると、上記再構成可能回路は、上記複数の評価演算部を複数に分割し、分割した回数に分けて再構成処理を行わせることを特徴とする電子制御装置。
  2. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　上記再構成可能回路は、同一の回路データを上記複数の評価演算部に供給することを特徴とする電子制御装置。
  3. 　請求項２に記載の電子制御装置において、
    　上記メモリは上記回路データを格納し、上記再構成回路は、上記メモリから読み出した回路データを上記複数の評価演算部に供給することを特徴とする電子制御装置。
  4. 　請求項２に記載の電子制御装置において、
    　上記回路データは、上記コントローラから上記再構成回路に伝送されることを特徴とする電子制御装置。
  5. 　請求項１に記載の電子制御装置において、
    　上記複数の評価演算部のうち、同一の期間内に再構成を行う評価演算部と、他の期間内に再構成を行う評価演算部とに分割され、上記コントローラは、再構成を行っていない評価演算部にのみ、上記走行計画パラメータを出力することを特徴とする電子制御装置。
  6. 　請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の電子制御装置において、
    　運転状態を判断する運転状態制御部を備え、上記コントローラは、上記運転状態制御部が判断した運転状態に基づいて、上記再構成指示を出力することを特徴とする電子制御装置。
  7. 　請求項６に記載の電子制御装置において、
    　上記分割した回数は、２回であることを特徴とする電子制御装置。
  8. 　請求項５に記載の電子制御装置において、
    　上記コントローラは、上記同一の期間内又は上記他の期間内にて、再構成が終了した評価演算部を判断し、再構成が終了した評価演算部に対して上記走行計画パラメータを出力することを特徴とする電子制御装置。
  9. 　請求項６に記載の電子制御装置において、
    　上記運転状態制御部は、上記コントローラの内部に配置されていることを特徴とする電子制御装置。
  10. 　請求項１から９のうちのいずれか一項に記載の電子制御装置において、
    　上記電子制御装置は、車両の自動運転制御に用いられる車両制御装置であることを特徴とする電子制御装置。
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