WO2022259644A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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WO2022259644A1
WO2022259644A1 PCT/JP2022/008424 JP2022008424W WO2022259644A1 WO 2022259644 A1 WO2022259644 A1 WO 2022259644A1 JP 2022008424 W JP2022008424 W JP 2022008424W WO 2022259644 A1 WO2022259644 A1 WO 2022259644A1
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vehicle
guidance
radio
information
control device
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PCT/JP2022/008424
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English (en)
French (fr)
Inventor
憲太 森島
哲也 山田
Original Assignee
日立Astemo株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/04—Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems

Definitions

  • the present invention relates to, for example, a vehicle control device that performs low-speed automatic driving control of an automobile.
  • Patent Document 1 proposes a method of transmitting high-precision map information up to a stop area (frame) to guide an approaching vehicle.
  • a stop area frame
  • Patent Document 1 proposes a method of transmitting high-precision map information up to a stop area (frame) to guide an approaching vehicle.
  • a vehicle control device for solving the above problems is a wireless receiving section for receiving radio waves transmitted from a plurality of wireless transmitters from a plurality of wireless receiving antennas mounted on a vehicle, and the wireless receiving section receives the radio waves.
  • a position information acquisition unit that obtains position information of the radio transmitter using the radio wave direction information; and a guidance area estimation unit that sets a diagonal line of a rectangular area from the position information and estimates a guidance area from the diagonal line. It is characterized by having
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration example of a vehicle control device
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a method of estimating a guidance region by a guidance region estimation unit
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a method of estimating a guidance region by a guidance region estimation unit
  • FIG. 10 is a diagram showing an example in which an entry-permitted side and an entry-inhibited side are set in a guidance area
  • the figure which shows a modification. 4 is a flowchart for explaining a vehicle control method; The figure which shows the other Example in this embodiment. The figure explaining a prior art.
  • the vehicle control device of this embodiment for example, automatically drives the vehicle at a low speed, and controls the vehicle to enter, stop, or pass through narrow areas such as urban areas and private land.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a vehicle control device according to an embodiment.
  • a vehicle control device 101 is mounted on a vehicle (own vehicle) 100 .
  • the vehicle control device 101 is an ECU (Electronic Control Unit).
  • ECU is an abbreviation for electronic control unit, and is an electronic control circuit having a microcomputer as a component.
  • the vehicle control device 101 includes a CPU (Central Processing Unit) 111, a memory 112, a nonvolatile memory 113, an interface 114, and the like.
  • CPU Central Processing Unit
  • the CPU 111 includes at least one processor and/or circuit.
  • the memory 112 includes, for example, RAM (random access memory).
  • the nonvolatile memory 113 includes, for example, flash memory and ROM (Read Only Memory).
  • the CPU 111 uses the memory 112 as a work memory to execute program codes (instructions) stored in the nonvolatile memory 113 . Thereby, the CPU 111 can execute the processing described below.
  • the own vehicle 100 includes a plurality of antennas (radio receiving antennas) 102 for receiving radio signals from radio transmitters, various sensors 103 for recognizing the external world such as sonar and cameras, and an actuator 127 for performing low-speed automatic traveling.
  • a plurality of antennas 102 are attached to a total of three locations, i.e., the front and rear parts of the vehicle body of the vehicle 100 and an intermediate position between them.
  • the camera is attached so as to be able to image the front through the windshield.
  • the actuator 127 includes a travel actuator that adjusts the travel speed of the host vehicle 100, a brake actuator that adjusts the braking force of the brake, and a steering actuator that operates the steering wheels. It is configured to control speed, braking force and steered wheels.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration example of the vehicle control device.
  • a vehicle control device 101 receives radio waves from a beacon 201 through a plurality of antennas 102, creates high-precision map information, and controls self-vehicle 100 to automatically run at low speed based on the high-precision map information.
  • the beacon 201 is a wireless transmitter, such as a BLE (Bluetooth Low Energy) beacon, that transmits radio waves including identification information (ID information).
  • ID information identification information
  • the Bluetooth Direction Finding function of Bluetooth standard 5.1 may be used.
  • the vehicle control device 101 exhibits various internal functions as the CPU 111 executes software programs stored in the nonvolatile memory 113 .
  • Vehicle control device 101 has, as its internal functions, radio receiver 121, position information acquisition section 122, target fusion section 123, guidance area estimation section 124, route estimation section 125, and control section 126. is doing.
  • the radio receiver 121 receives radio waves containing azimuth information from the plurality of antennas 102 .
  • the position information acquisition unit 122 obtains angle information from the phase difference between the antennas 102 and obtains relative position information (position information) of the beacon 201 .
  • the position information acquisition unit 122 can acquire the coordinate position information of the beacon 201 by receiving radio waves from the beacon 201 with the antenna 102 .
  • the position information acquisition unit 122 can detect the direction of the beacon 201 with respect to the antennas 102 by receiving radio waves at each antenna 102 .
  • the position information acquisition unit 122 uses trigonometry to determine the distance from each antenna 102 to the beacon 201. , the narrow angle between each antenna 102 with the beacon 201 in between can be determined.
  • a beacon 201 is installed on a fixed object such as the ground or a curb. At least two beacons 201 are arranged in pairs at diagonal positions in a preset rectangular area.
  • the target fusion unit 123 integrates the position information acquired by the position information acquisition unit 122 and the environment information obtained from the signals of the various sensors 103 to generate high-precision map information.
  • the guidance area estimation unit 124 estimates the guidance area to which the vehicle 100 is guided based on the ID information obtained from each of the beacons 201 and the coordinate positions of the beacons 201 . A method of estimating the guidance area will be described later. In this embodiment, a configuration example in which high-precision map information is generated by the target fusion unit 123 is explained. may be used to generate high-precision map information.
  • the route estimation unit 125 estimates the route of the vehicle 100 according to the constraints of the estimated guidance area.
  • Control unit 126 obtains an actuator control amount for causing host vehicle 100 to travel along the route estimated by route estimating unit 125 .
  • the actuators drive, for example, an accelerator pedal, a brake pedal, and a steering wheel, respectively, and the actuator control amount includes the control amount of each actuator.
  • the guidance area 312 is a rectangular area larger than the own vehicle 100, and is a narrow area where the own vehicle 100 can enter at a low speed and stop or pass.
  • the guidance area 312 has a shape similar to the rectangular area 302 enlarged, for example, and the rectangular area 302 is set at a position inward from each of the front, rear, left, and right sides by a predetermined distance.
  • a first beacon 201 a and a second beacon 201 b are installed at both ends of the diagonal line 301 of the rectangular area 302 in the guidance area 312 .
  • the coordinates of the diagonal line 301 of the rectangular area 302 are obtained from the coordinates of the first beacon 201 a and the second beacon 201 b , and the guidance area 312 can be obtained from the rectangular area 302 .
  • two types of rectangular areas 302 are estimated only by defining diagonal lines, as shown in FIG. , a first beacon 201a and a second beacon 201b that output different ID signals. For example, it is possible to define a rectangle whose short side is the right side of the diagonal when viewing the first beacon 201a from the second beacon 201b, and to uniquely determine the orientation of the rectangle.
  • the guidance region estimation unit 124 sets the diagonal line 301 of the rectangular region 302, and sets the guidance region 312 from the diagonal line 301. do.
  • the ID information of the first beacon 201a as information for setting a rectangular area 302, of two sides sandwiching a diagonal line 301 from the first beacon 201a, the right side of the diagonal line 301 is a long side 302a with a radius Rb, and the left side is a radius Ra. Also includes information for the short side 302b of .
  • the ID information of the second beacon 201b includes information that, of the two sides across the diagonal from the second beacon 201b, the long side 302c is on the right side of the diagonal line 301 and the short side 302d is on the left side of the diagonal line. is If information on the lengths of the long sides 302a, 302c and the short sides 302b, 302d can be obtained, the position of the other corner P1 can be obtained, and the orientation of the rectangular area 302 can be uniquely determined. .
  • the ID information of the beacon 201 can be input to the beacons 201a and 201b using a terminal device such as a smart phone.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example in which an entry-permitted side and an entry-inhibited side are set in the guidance area.
  • the ID information of the first beacon 201a and the second beacon 201b may include an entry permitted side A that allows the vehicle 100 to enter the guidance area 312 and an entry prohibited side that the vehicle 100 cannot enter.
  • Information for edge B can be included.
  • an entry-permitted side A that allows the vehicle 100 to enter the guidance area 312 and an entry-impossible side B that the vehicle 100 cannot enter are defined for the four sides that define the guidance area 312. ID information to be used.
  • the long side 312c and the short side 312d are set as the entry-permitted side A
  • the long side 312a and the short side 312b are set as the entry-inhibited side B
  • the short side 312b and the short side 312d are set as the entry-permitted side A
  • the short side 312b, the long side 312c, and the short side 312d are set as the entry-permitted side A.
  • all of the long sides 312a and 312c and the short sides 312b and 312d may be set as the entry-permitted side A.
  • the information on the entry-permitted side A and the entry-inhibited side B is input to the route estimation unit 125 as constraints on the estimated guidance area, and is used by the route estimation unit 125 for route estimation.
  • the route estimating unit 125 is used for estimating a route in which the vehicle 100 enters the guidance area 312 without crossing the prohibited side B but passing through only the permitted side A.
  • Fig. 6 is a diagram showing an example of the guidance area, showing an example in which the vehicle passes through an area sandwiched between gateposts where it is necessary to acquire a precise vehicle position.
  • a pair of gateposts 402 provided on the fence 401 is slightly larger than the width of the vehicle 100, and has such a narrow gap that it cannot pass unless the left and right door mirrors of the vehicle 100 are folded.
  • a pair of beacons 201 a and 201 b are fixed to the road surface, and a guidance area 312 is set for the vehicle 100 to pass between the pair of gateposts 402 .
  • the signals of the beacons 201a and 201b include coordinate information indicating the positions of the beacons 201a and 201b, and sides 312d and 312b along the passage width direction between the pair of gateposts 402 as the entry-permitted side A, and along the traveling direction. ID information that designates the sides 312a and 312c as the non-enterable side B is included.
  • the vehicle control device 101 estimates the guidance area 312 based on the signals of the beacons 201a and 201b, and acquires the precise position of the vehicle relative to the guidance area 312. Then, the vehicle 100 passes through the entry-permitted side A without contacting the entrance-prohibited side B and enters the guidance area 312, and estimates the route through which the vehicle 100 passes between the gateposts 402. - ⁇ Then, control is performed to automatically drive the vehicle 100 along the estimated route at low speed.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the guidance area, showing an example of stopping the own vehicle in an empty space.
  • An empty space 412 adjacent to the building 411 has such a size that the vehicle 100 cannot be stopped unless the left and right door mirrors of the vehicle 100 are folded.
  • a pair of beacons 201a and 201b are fixed to the ground of the empty space 412, and a guidance area 312 is set for the vehicle 100 to enter the empty space 412 and stop.
  • the signals of the beacons 201a and 201b include coordinate information indicating the positions of the beacons 201a and 201b, and the outer sides 312c and 312d along the length direction and width direction of the empty space 412, respectively, as entry-permitted sides A. ID information that designates the side sides 312a and 312b as the non-enterable side B is included.
  • the vehicle control device 101 estimates the guidance area 312 based on the signals of the beacons 201a and 201b, and acquires the precise position of the vehicle relative to the guidance area 312. Then, the route through which the vehicle 100 enters the guidance area 312 through the entrance-permitted side A without contacting the entrance-impossible side B and stops the vehicle 100 in the guidance area 312 is estimated. Then, control is performed to automatically drive the vehicle 100 along the estimated route at low speed. Therefore, even in a narrow space such as the empty space 412, it is possible to accurately recognize the relative position to the own vehicle 100 and automatically stop the own vehicle 100.
  • FIG. 8 is a diagram showing the principle of a method for determining the position of a radio transmitter from multiple antennas.
  • a plurality of antennas 102 are installed in the own vehicle 100 .
  • the plurality of antennas 102 are separately arranged at the front portion, the rear portion, and the intermediate position of the vehicle 100, respectively.
  • the heights are provided at different positions.
  • the radio waves from the beacon 201 are received by each antenna 102, the angle between them and the vehicle reference axis is obtained from the phase difference of the radio waves of each antenna 102, and the relative position of the beacon 201 is obtained with high accuracy using trigonometry. can be done. That is, since the mutual separation distance of each antenna 102 in the own vehicle 100 is known, for example, by detecting the direction of the beacon 201 with respect to the vehicle center line 100a and the vehicle horizontal line 100b, which are vehicle reference axes, by each antenna 102, the beacon 201's exact relative position can be calculated.
  • FIG. 9 is a diagram showing a modification.
  • the two beacons 201a and 201b are used to set a planar guidance area.
  • a method of setting a three-dimensional non-guiding area using a beacon 201c having area height information in ID information will be described.
  • the car 100 cannot pass under the beam 423.
  • Two or more beacons 201a and 201c are installed in this area to define a non-guiding area 313 to prevent vehicles from being guided through.
  • the ID information transmitted from the beacon 201c includes information on the height h1 from the road surface 421 to the beam 423.
  • FIG. The non-guiding area 313 constitutes a virtual cube having a rectangular surface along the road surface 421 and four rectangular surfaces rising vertically from each side.
  • the position information acquisition unit 122 of the vehicle control device 101 acquires the position information of the beacons 201a and 201c. Then, high-precision map information is generated based on the ID information including the height information of the beacon 201c.
  • the guidance area estimation unit 124 sets a three-dimensional non-guidance area 313 into which the vehicle cannot enter, using the ID information about the area heights of the beacons 201a and 201c.
  • the route estimation unit 125 estimates a route L that avoids the non-guidance area 313 . As described above, in the modified example, areas such as the beam 423 where there is a problem with traffic depending on the vehicle type are specified, and height information is added to the transmission information from the beacon 201 to specify a three-dimensional area. to enable.
  • FIG. 10 is a flow chart for explaining the vehicle control method.
  • This flow chart shows an example of control during running in the vicinity of a rectangular area during low-speed automatic running.
  • the own vehicle 100 monitors radio waves from the beacon 201 with the wireless receiver 121 while periodically switching the antenna 102 during low-speed automatic driving.
  • a periodical monitoring operation is performed by executing the start of S501 in a preset program cycle.
  • S502 the presence or absence of a signal from the first beacon 201a is checked.
  • the process moves to S503 to check whether there is a signal from the second beacon 201b. Then, when there is a signal from the second beacon 201b, the respective coordinates are obtained based on the ID information of the beacons 201a and 201b in S504, and the rectangular area 302 and the guidance area 312 are obtained. If there is no signal from the second beacon 201b, the process returns to S502.
  • the information on the entrance-permitted side A and the entrance-inhibited side B of the guidance area 312 is obtained from the ID information of each of the beacons 201a and 201b.
  • the automatic traveling route of the vehicle 100 is estimated, and in S507, it is checked whether the route can enter and exit the guidance area 312 without contacting the non-enterable side B.
  • the position information of the beacon 201 is adjusted by the inputs of the various sensors 103 and the target fusion unit 123, and the rectangular area 302 indicated by the beacon 201 is obtained by the guidance area estimation unit 124. Then, in accordance with the constraints of the guidance area 312 (entry permitted side A, entry prohibited side B) obtained from the rectangular area 302, the course estimation unit 125 obtains a route for entering the guidance area 312, and controls to follow the route. A control signal is sent from the unit 126 to the actuator 127 to steer the own vehicle 100 .
  • FIG. 11 is a diagram showing another example of this embodiment. 11 shows an example in which a plurality of stop frames H-1 to H-9 are arranged side by side, and the own vehicle 100 travels along the route L.
  • FIG. 11 shows an example in which a plurality of stop frames H-1 to H-9 are arranged side by side, and the own vehicle 100 travels along the route L.
  • An identification number is assigned to each stopping frame so that the individual stopping frame can be identified, and the ID information of the beacons 201a and 201b has the information of the identification number.
  • the guidance region estimating unit 124 identifies individual stop frames based on the unique identification numbers assigned to each of the stop frames H-1 to H-9 contained in the radio waves of the beacons 201a and 201b.
  • the route estimating unit 125 can create a route so as to stop the own vehicle 100 with respect to the specified stop frame. Therefore, it becomes possible to designate each stop frame by the beacons 201a and 201b, and to guide the vehicle to an unknown stop position.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the conventional technology, and is an image diagram for explaining a method of stopping the own vehicle at a designated position using an ultrasonic sensor.
  • the ultrasonic sensors are installed at the four corners of the vehicle 100A.
  • the ultrasonic sensor has a narrow detection range S1, and in order to create a high-precision map for guiding to the guidance area 442, the vehicle 100A is caused to approach and depart an obstacle multiple times to obtain the position information of the obstacle. It is necessary.
  • Ultrasonic sensors have shapes that are difficult to recognize, such as fences, and as shown in FIG. may not match the height of the detection range S1, and the obstacle may not be detected.
  • the vehicle control device 101 of this embodiment receives the directions of radio waves transmitted from the beacons 201 with a plurality of antennas 102, calculates the relative positions by trigonometry, and divides the two beacons 201 of different types into rectangular regions 302. on the diagonal 301 of the to define a rectangle. Then, a guidance area 312 is defined by extending the rectangular area outward by a designated value, and an entrance-permitted side A of the guidance area 312 is designated based on the ID information of the beacon 201 . As a result, the guidance area of the vehicle can be quickly and accurately recognized, and the vehicle can be made to enter and stop or pass through a narrow area formed by gateposts and obstacles by low-speed automatic travel control.
  • Reference Signs List 100 own vehicle 101 vehicle control device 102 antenna (radio receiving antenna) 103 various sensors 121 radio receiver (radio receiving section) 122 Position information acquisition unit 123 Target fusion unit 124 Guidance area estimation unit 125 Course estimation unit 126 Control unit 127 Actuator 201 Beacon ( radio transmitter), 201a...first beacon, 201b...second beacon, 301...diagonal line, 302...rectangular area, 312...guidance area

Abstract

本発明の課題は、自車の迅速で精密な位置決めにより、低速自動運転による狭隘領域への誘導、ビーコンによる停止枠毎の指定で、詳細不明な停止位置への車両の誘導が可能となる車両制御装置を得ることである。本発明の車両制御装置１０１は、複数のビーコン２０１から発信される電波を、自車１００に搭載された複数のアンテナ１０２から受信する無線受信部１２１と、無線受信部で受信した電波の方位情報を用いてビーコンの位置情報を求める位置情報取得部１２２と、位置情報から矩形領域３０２の対角線３０１を設定し、対角線から誘導領域３１２を推定する誘導領域推定部１２４を備える。

Description

車両制御装置
　本発明は、例えば自動車の低速自動走行制御を行う車両制御装置に関する。
　従来、自動車の低速自動走行制御では、車載カメラとソナーを用いて、車両の位置決めと、周辺の障害物への接触の回避を行っている。低速自動走行制御により車両を狭隘な場所に誘導する場合、車載カメラには、距離精度と死角に弱点がある。そして、ソナーは、計測可能なレンジが狭いため、低速自動走行用の精密マップを生成するためには、目標とする停止位置への接近・離脱を複数回繰り返して測り直しが必要である。また、ソナーは、フェンスなどの認識の苦手な形状があり、精密マップの生成への対応が難しかった。
　特許文献１では、接近した自動車に対して、停止エリア(枠)までの高精度マップ情報を送信しガイドする方法を提案している。しかしながら、マップ情報上の自車位置配置には誤差があり、障害物からの距離に余裕のない場合の通過は考慮されていない。
特開2020-80142号公報
　例えば都市部や私有地では、低速自動走行制御により、車両を門柱や障害物による狭隘な領域に進入させて停車又は通過させる必要がある。そのような事態において、迅速に、精度よく車両の進入可能領域を認識する手段が求められている。
　上記課題を解決する本発明の車両制御装置は、複数の無線発信機から発信される電波を、車両に搭載された複数の無線受信アンテナから受信する無線受信部と、該無線受信部で受信した前記電波の方位情報を用いて前記無線発信機の位置情報を求める位置情報取得部と、前記位置情報から矩形領域の対角線を設定し、前記対角線から誘導領域を推定する誘導領域推定部と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、自車の迅速で精密な位置決めにより、低速自動運転による狭隘領域への誘導、ビーコンによる停止枠毎の指定で、詳細不明な停止位置への車両の誘導が可能となる。本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、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。
実施例における車両制御装置の構成を示した図。 車両制御装置の機能構成例を示すブロック図。 誘導領域推定部による誘導領域の推定方法を説明する図。 誘導領域推定部による誘導領域の推定方法を説明する図。 誘導領域に進入許可辺と進入不可辺とを設定した例を示す図。 誘導領域の一例を示す図。 誘導領域の一例を示す図。 無線発信機の位置を複数のアンテナから求める方法の原理を示す図。 変形例を示す図。 車両制御方法を説明するフローチャート。 本実施形態における他の実施例を示す図。 従来技術を説明する図。
　本実施形態の車両制御装置は、例えば自動車を低速で自動走行させ、都市部や私有地などの狭隘な領域に車両を進入させて停車又は通過させる制御を行うものである。
　図１は、実施例における車両制御装置の構成を示した図である。
　車両制御装置１０１は、車両（自車）１００に搭載される。本実施例では、車両制御装置１０１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。ＥＣＵは、エレクトロニックコントロールユニットの略称であり、マイクロコンピュータを構成部品として有する電子制御回路である。車両制御装置１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１、メモリ１１２、不揮発性メモリ１１３及びインターフェース１１４等を含む。
　ＣＰＵ１１１は、少なくとも１つのプロセッサ及び／又は回路を含む。メモリ１１２は、例えば、ＲＡＭ（Random access memory）を含む。不揮発性メモリ１１３は、例えば、フラッシュメモリ及びＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。ＣＰＵ１１１は、メモリ１１２をワークメモリとして用いて、不揮発性メモリ１１３に格納されているプログラムコード（インストラクション）を実行する。これにより、ＣＰＵ１１１は、以降で説明する処理を実行することができる。
　自車１００は、無線発信機からの無線信号を受信する複数のアンテナ（無線受信アンテナ）１０２と、ソナーやカメラなどの外界認識用の各種センサ１０３と、低速自動走行を行うためのアクチュエータ１２７とを有している。例えば、複数のアンテナ１０２は、自車１００の車体の前部と後部及びその中間位置の合計３箇所に取り付けられており、ソナーは、車体の前部と後部の左右両側に取り付けられており、カメラは、フロントガラス越しに前方を撮像可能に取り付けられている。アクチュエータ１２７は、自車１００の走行速度を調整する走行アクチュエータと、ブレーキの制動力を調整する制動アクチュエータと、操舵輪を操作する操舵アクチュエータを備えており、車両制御装置１０１から指示に応じて走行速度と制動力と操舵輪を制御するように構成されている。
（車両制御装置の構成）
　図２は、車両制御装置の機能構成例を示すブロック図である。
　車両制御装置１０１は、複数のアンテナ１０２によってビーコン２０１からの電波を受信して、高精度マップ情報を作成し、高精度マップ情報に基づいて自車１００を低速自動走行させる制御を行う。ビーコン２０１は、例えばＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）ビーコンなどの、識別情報（ＩＤ情報）を含む電波を発信する無線発信機である。ＢＬＥビーコンの場合には、Bluetooth規格5.1のBluetooth Direction Finding機能を用いても良い。
　車両制御装置１０１は、不揮発性メモリ１１３に記憶されているソフトウエアプログラムをＣＰＵ１１１が実行することにより種々の内部機能を発揮する。車両制御装置１０１は、その内部機能として、無線受信機１２１と、位置情報取得部１２２と、物標フュージョン部１２３と、誘導領域推定部１２４と、進路推定部１２５と、制御部１２６とを有している。無線受信機１２１は、複数のアンテナ１０２から方位情報を含む電波を受信する。
　位置情報取得部１２２は、アンテナ１０２間の位相差から角度情報を求め、ビーコン２０１の相対位置の情報（位置情報）を求める。位置情報取得部１２２は、ビーコン２０１からの電波をアンテナ１０２で受信することにより、ビーコン２０１の座標位置情報を取得することができる。位置情報取得部１２２は、各アンテナ１０２において電波を受信することによって、アンテナ１０２に対するビーコン２０１の方角を検知することができる。
　位置情報取得部１２２は、２つのアンテナ１０２の間の距離と、各アンテナ１０２から１つのビーコン２０１に向かうそれぞれの方角とを用いて、三角法により各アンテナ１０２からビーコン２０１までのそれぞれの距離と、ビーコン２０１を間に挟んだ各アンテナ１０２の間の狭角を求めることができる。ビーコン２０１は、地面や縁石などの固定物に設置されている。ビーコン２０１は、少なくとも２個が予め設定された矩形領域の対角の位置に対をなして配置される。
　物標フュージョン部１２３は、位置情報取得部１２２により取得した位置情報と、各種センサ１０３の信号から得られる環境情報を統合して高精度マップ情報を生成する。
　誘導領域推定部１２４は、複数のビーコン２０１からそれぞれ取得したＩＤ情報と、各ビーコン２０１の座標位置とに基づいて、自車１００が誘導される誘導領域を推定する。誘導領域の推定方法については後述する。なお、本実施形態では、物標フュージョン部１２３によって高精度マップ情報を生成する構成例について説明しているが、物標フュージョン部１２３を省略して、位置情報取得部１２２において位置情報のみを用いて高精度マップ情報を生成しても良い。
　進路推定部１２５は、推定された誘導領域の制約に従い自車１００の進路を推定する。制御部１２６は、進路推定部１２５によって推定された進路に沿って自車１００を走行させるためのアクチュエータ制御量を求める。アクチュエータは、例えばアクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイールをそれぞれ駆動するものであり、アクチュエータ制御量には、各アクチュエータの制御量が含まれる。
　図３および図４は、誘導領域推定部による誘導領域の推定方法を説明する図である。
　誘導領域３１２は、自車１００よりも大きな矩形の領域であり、自車１００を低速で進入させて、停車、もしくは通過させることができる狭隘な領域である。誘導領域３１２は、例えば相似状に矩形領域３０２を拡大させた形状を有しており、前後左右の各辺から所定距離だけ内側に入り込んだ位置に、矩形領域３０２が設定される。誘導領域３１２には、矩形領域３０２の対角線３０１の両端に、第１ビーコン２０１ａと第２ビーコン２０１ｂが設置される。第１ビーコン２０１ａと第２ビーコン２０１ｂの座標から矩形領域３０２の対角線３０１の座標が求められ、矩形領域３０２から誘導領域３１２を求めることができる。
　互いに同じＩＤ信号を出力する２つの第１ビーコン２０１ａを配置すると、対角線の規定だけでは、図４（ａ）のように、２種類の矩形領域３０２が推定されてしまうことから、本実施例では、互いに異なるＩＤ信号を出力する第１ビーコン２０１ａと第２ビーコン２０１ｂを配置している。例えば、第２ビーコン２０１ｂから第１ビーコン２０１ａを見た対角線の右側の辺が短辺になる矩形であると定義し、矩形の向きを一意に決定することができる。
　誘導領域推定部１２４は、第１ビーコン２０１ａと第２ビーコン２０１ｂから出力される信号に含まれているＩＤ情報に基づいて、矩形領域３０２の対角線３０１を設定し、対角線３０１から誘導領域３１２を設定する。第１ビーコン２０１ａのＩＤ情報には、矩形領域３０２を設定する情報として、第１ビーコン２０１ａから対角線３０１を挟む２辺のうち、対角線３０１の右側が半径Ｒｂの長辺３０２ａとなり、左側が半径Ｒａの短辺３０２ｂとなる情報も含まれている。同様に第２ビーコン２０１ｂのＩＤ情報には、第２ビーコン２０１ｂから対角線を挟む２辺のうち、対角線３０１に対して右側が長辺３０２ｃ、対角線に対して左側が短辺３０２ｄとなる情報も含まれている。長辺３０２ａ、３０２ｃと、短辺３０２ｂ、３０２ｄの長さの情報を取得することができれば、他の角部Ｐ１の位置を求めることができ、矩形領域３０２の向きを一意に決定することができる。ビーコン２０１のＩＤ情報は、スマートフォンなどの端末機器により、ビーコン２０１ａ、２０１ｂに入力することが可能である。
　図５は、誘導領域に進入許可辺と進入不可辺とを設定した例を示す図である。
　例えば、誘導領域が仮想停止枠である場合に、第１ビーコン２０１ａおよび第２ビーコン２０１ｂのＩＤ情報に、誘導領域３１２に自車１００が進入可能な進入許可辺Ａと、進入不可能な進入不可辺Ｂの情報を含ませることができる。各ビーコン２０１から発信される電波には、誘導領域３１２を画定する４つの辺について、自車１００が誘導領域３１２に進入可能な進入許可辺Ａと、進入が不可能な進入不可辺Ｂを規定するＩＤ情報が含まれている。
　図５（ａ）に示す例では、長辺３１２ｃと短辺３１２ｄを進入許可辺Ａとし、長辺３１２ａと短辺３１２ｂを進入不可辺Ｂとして設定している。図５（ｂ）に示す例では、短辺３１２ｂと短辺３１２ｄを進入許可辺Ａとして設定し、図５（ｃ）に示す例では、短辺３１２ｄのみを進入許可辺Ａとし、図５（ｄ）に示す例では、短辺３１２ｂと長辺３１２ｃと短辺３１２ｄを進入許可辺Ａとして設定している。また、図示していないが、長辺３１２ａ、３１２ｃ、短辺３１２ｂ、３１２ｄの全ての辺を進入許可辺Ａとして設定してもよい。
　進入許可辺Ａと進入不可辺Ｂの情報は、推定された誘導領域の制約条件として、進路推定部１２５に入力され、進路推定部１２５において進路の推定に用いられる。進路推定部１２５では、自車１００が、進入不可辺Ｂを横断せずに進入許可辺Ａのみを通過して誘導領域３１２に進入する進路の推定に用いられる。
　図６は、誘導領域の一例を示す図であり、精密な自車位置を取得する必要がある門柱に挟まれた領域を自車が通過する例を示している。
　塀４０１に設けられた一対の門柱４０２は、自車１００の横幅よりも若干大きく、例えば自車１００の左右のドアミラーを折り畳んだ状態でなければ通過できない程度の狭い間隔を有している。路面には、一対のビーコン２０１ａ、２０１ｂが固定されており、自車１００が一対の門柱４０２の間を通過するための誘導領域３１２が設定されている。ビーコン２０１ａ、２０１ｂの信号には、ビーコン２０１ａ、２０１ｂの位置を示す座標の情報と、一対の門柱４０２の間の通路幅方向に沿った辺３１２ｄ、３１２ｂを進入許可辺Ａとし、進行方向に沿った辺３１２ａ、３１２ｃを進入不可辺ＢとするＩＤ情報が含まれている。
　車両制御装置１０１は、ビーコン２０１ａ、２０１ｂの信号に基づいて誘導領域３１２を推定し、誘導領域３１２に対する精密な自車位置を取得する。そして、進入不可辺Ｂに接触せずに進入許可辺Ａを通過して誘導領域３１２に進入し、自車１００が門柱４０２の間を通り抜ける進路を推定する。そして、推定した進路に沿って自車１００を低速自動走行させる制御を行う。
　図７は、誘導領域の一例を示す図であり、空きスペースに自車を停止させる例を示している。
　建屋４１１に隣接した空きスペース４１２は、自車１００の左右のドアミラーを折り畳んだ状態でなければ停止できないような広さを有している。空きスペース４１２の地面には、一対のビーコン２０１ａ、２０１ｂが固定されており、自車１００が空きスペース４１２に進入して停止するための誘導領域３１２が設定されている。ビーコン２０１ａ、２０１ｂの信号には、ビーコン２０１ａ、２０１ｂの位置を示す座標の情報と、空きスペース４１２の長さ方向と幅方向に沿った外側の辺３１２ｃ、３１２ｄをそれぞれ進入許可辺Ａとし、建屋側の辺３１２ａ、３１２ｂを進入不可辺ＢとするＩＤ情報が含まれている。
　車両制御装置１０１は、ビーコン２０１ａ、２０１ｂの信号に基づいて誘導領域３１２を推定し、誘導領域３１２に対する精密な自車位置を取得する。そして、進入不可辺Ｂに接触せずに進入許可辺Ａを通過して誘導領域３１２に進入し、自車１００を誘導領域３１２に停止させる進路を推定する。そして、推定した進路に沿って自車１００を低速自動走行させる制御を行う。したがって、空きスペース４１２のような狭隘な場合でも、自車１００との相対位置を精密に認識し、自車１００を自動停止させることが可能になる。
　図８は、無線発信機の位置を複数のアンテナから求める方法の原理を示している図である。
　自車１００には、複数のアンテナ１０２が設置されている。複数のアンテナ１０２は、例えば図８（ａ）に示すように、車両１００の前部と後部と中間位置にそれぞれ分かれて配置されている。そして、図８（ｂ）に示すように、高さをそれぞれ異なる位置に設けている。
　ビーコン２０１からの電波を各アンテナ１０２で受信し、アンテナ１０２ごとの電波の位相差から、車両基準軸との間の角度を求め、三角法を用いてビーコン２０１の相対位置を高精度で求めることができる。つまり、自車１００における各アンテナ１０２の互いの離間距離は既知であるので、例えば車両基準軸である車両中心線１００ａおよび車両水平線１００ｂに対するビーコン２０１の方角を各アンテナ１０２で検知することによって、ビーコン２０１の正確な相対位置を算出することができる。
　図９は、変形例を示す図である。
　上述の実施例では、２つのビーコン２０１ａ、２０１ｂによって平面的な誘導領域を設定する場合について説明した。この変形例では、ＩＤ情報に領域高さの情報を有するビーコン２０１ｃを用いて、立体状の非誘導領域を設定する方法について説明する。
　例えば、図９（ａ）に示すように、天井４２２から梁４２３が下方に張り出しており、地上から梁４２３までの高さｈ１が自車１００の車高ｈ２よりも低い領域がある場合、自車１００は梁４２３の下を通行することができない。かかる領域に２個以上のビーコン２０１ａ、２０１ｃを設置して非誘導領域３１３として規定し、車両が誘導されて通行するのを防止する。ビーコン２０１ｃから送信されるＩＤ情報には、路面４２１から梁４２３までの高さｈ１の情報が含まれている。非誘導領域３１３は、路面４２１に沿った矩形面と、各辺から垂直に立ち上がる４枚の矩形面を有する仮想立方体を構成する。
　車両制御装置１０１の位置情報取得部１２２では、ビーコン２０１ａ、２０１ｃの位置情報を取得する。そして、ビーコン２０１ｃの高さ情報を含むＩＤ情報に基づき、高精度マップ情報が生成される。誘導領域推定部１２４では、ビーコン２０１ａとビーコン２０１ｃの領域高さについてのＩＤ情報を用いて、車両が進入不可能な立体状の非誘導領域３１３を設定する。進路推定部１２５では、非誘導領域３１３を回避して走行する経路Ｌを推定する。このように、変形例では、梁４２３など、車種によっては通行に問題がある場所に対して領域指定を行い、ビーコン２０１からの送信情報に、高さ情報を加えることで３次元領域の指定を可能にする。
　図１０は、車両制御方法を説明するフローチャートである。
　本フローチャートは、低速自動走行中の矩形領域近傍の走行時の制御例を示す。
　自車１００は、低速自動走行中、周期的にアンテナ１０２を切り替えながら無線受信機１２１によってビーコン２０１からの電波を監視している。Ｓ５０１の開始が予め設定されたプログラムサイクルで実行されることで、周期的な監視動作が行われる。Ｓ５０２で第１ビーコン２０１ａからの信号の有無をチェックし、受信が無ければ、Ｓ５１０に移行して終了する。
　第１ビーコン２０１ａからの信号の受信があった場合は、Ｓ５０３に移行し、第２ビーコン２０１ｂからの信号の有無をチェックする。そして、第２ビーコン２０１ｂからの信号があった場合には、Ｓ５０４で各ビーコン２０１ａ、２０１ｂのＩＤ情報に基づいてそれぞれの座標を取得し、矩形領域３０２と誘導領域３１２を求める。第２ビーコン２０１ｂからの信号がない場合には、Ｓ５０２に戻る。
　Ｓ５０５では、各ビーコン２０１ａ、２０１ｂのＩＤ情報から誘導領域３１２の進入許可辺Ａと進入不可辺Ｂの情報を取得する。Ｓ５０６で自車１００の自動走行の進路推定を行い、Ｓ５０７でその進路が進入不可辺Ｂに接触せずに、誘導領域３１２を出入りできるものであるかをチェックする。
　そして、進入不可辺Ｂに自車１００が接触することになる場合は、Ｓ５０６に戻り、進路推定を再度実行する。推定した進路に対して進入不可辺Ｂへの接触がないと判断された場合は、Ｓ５０８で制御部１２６からの指示に従い自動走行を続ける。Ｓ５１０で処理を終了する。なお、周期的にビーコンからの信号の受信チェックは行われるので、自動走行途中にも自車１００からの誘導領域３１２の座標は更新・修正される。
　ビーコン２０１の位置情報は、各種センサ１０３の入力と物標フュージョン部１２３によって調整され、誘導領域推定部１２４によってビーコン２０１の示す矩形領域３０２が求められる。そして、矩形領域３０２から求められる誘導領域３１２の制約（進入許可辺Ａ、進入不可辺Ｂ）に従い、進路推定部１２５によって、誘導領域３１２に進入するための経路を求め、経路に沿うように制御部１２６からアクチュエータ１２７に制御信号が送られ、自車１００が操縦される。
　図１１は、本実施形態における他の実施例を示す図である。図１１では、複数の停止枠Ｈ－１～Ｈ－９が横並びに配置されており、経路Ｌに沿って自車１００を走行させる例を示している。
　上記の実施例では、狭小な誘導領域への通過や停止について述べたが、図１１に示す例では、各停止枠Ｈ－１～Ｈ－９に対し、無線ビーコン２０１ａ、２０１ｂをそれぞれ設置し、個別の停止枠を識別できるように、停止枠毎に識別番号を割り振り、その識別番号の情報を、ビーコン２０１ａ、２０１ｂのＩＤ情報に持たせている。
　誘導領域推定部１２４は、ビーコン２０１ａ、２０１ｂの電波が有する、各停止枠Ｈ－１～Ｈ－９に割り振られた一意の識別番号に基づいて、個別の停止枠を識別する。進路推定部１２５は、指定の停止枠に対し、自車１００を停止させるように進路を作成することが可能となる。したがって、ビーコン２０１ａ、２０１ｂによる停止枠毎の指定が可能となり、詳細不明な停止位置への車両の誘導が可能となる。
　図１２は、従来技術を説明する図であり、超音波センサを用いて自車を指定位置に停止させる方法を説明するイメージ図である。
　超音波センサは、車両１００Ａの四隅に設置されている。超音波センサは、検出範囲Ｓ１が狭く、誘導領域４４２に誘導するための高精度マップを作成するには、車両１００Ａを複数回、障害物に接近離脱させて、障害物の位置情報を取得することが必要である。超音波センサは、フェンスなどの認識が苦手な形状があり、また、図１２（ｂ）に示すように、家４３１の出窓４３２や花壇４３３のように、高さｈ３、ｈ４が、超音波センサの検出範囲Ｓ１の高さと一致せず、障害物を検知できないこともある。
　本実施例の車両制御装置１０１は、ビーコン２０１から発信される電波の方角を複数のアンテナ１０２で受信して、三角法により相対位置を求め、互いに種類の異なる２つのビーコン２０１を、矩形領域３０２の対角線３０１上に配置して、矩形を定義する。そして、矩形領域を指定値分だけ外側に広げた誘導領域３１２を定義し、ビーコン２０１のＩＤ情報に基づいて誘導領域３１２の進入許可辺Ａを指定する。これにより、迅速に、精度よく車両の誘導領域を認識することができ、低速自動走行制御により、車両を門柱や障害物による狭隘な領域に進入させて停車又は通過させることができる。
　以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態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、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態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。
１００・・・自車、１０１・・・車両制御装置、１０２・・・アンテナ（無線受信アンテナ）、１０３・・・各種センサ、１２１・・・無線受信機（無線受信部）、１２２・・・位置情報取得部、１２３・・・物標フュージョン部、１２４・・・誘導領域推定部、１２５・・・進路推定部、１２６・・・制御部、１２７・・・アクチュエータ、２０１・・・ビーコン（無線発信機）、２０１ａ・・・第１ビーコン、２０１ｂ・・・第２ビーコン、３０１・・・対角線、３０２・・・矩形領域、３１２・・・誘導領域

Claims (5)

  1. 　複数の無線発信機から発信される電波を、車両に搭載された複数の無線受信アンテナから受信する無線受信部と、
    　該無線受信部で受信した前記電波の方位情報を用いて前記無線発信機の位置情報を求める位置情報取得部と、
    　前記位置情報から矩形領域の対角線を設定し、前記対角線から誘導領域を推定する誘導領域推定部と、
    　を備えることを特徴とする車両制御装置。
  2. 　前記位置情報取得部は、２つの無線受信アンテナの間の距離と、該２つの無線受信アンテナから１つの無線発信機に向かうそれぞれの方角とを用いて、三角法により前記２つの無線受信アンテナから前記１つの無線発信機までの距離を求めることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
  3. 　前記誘導領域推定部は、前記電波のＩＤ情報を用いて、前記誘導領域を画定する４つの辺の中から、前記車両が前記誘導領域に進入可能な進入許可辺を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
  4. 　前記誘導領域推定部は、前記無線発信機の前記電波が有する領域高さについてのＩＤ情報を用いて、前記車両が進入不可能な立体状の非誘導領域を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
  5. 　前記誘導領域推定部は、前記無線発信機の前記電波が有する、車両の停止枠毎に割り振られた一意の識別番号に基づいて、個別の停止枠を識別することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
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