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  • 特許-経路生成装置、及び自動運転システム 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-08
(45)【発行日】2022-11-16
(54)【発明の名称】経路生成装置、及び自動運転システム
(51)【国際特許分類】
   G01C 21/34 20060101AFI20221109BHJP
   G01C 21/30 20060101ALI20221109BHJP
   G08G 1/00 20060101ALI20221109BHJP
   B60W 40/02 20060101ALI20221109BHJP
   B60W 30/095 20120101ALI20221109BHJP
【FI】
G01C21/34
G01C21/30
G08G1/00 X
B60W40/02
B60W30/095
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2018077736
(22)【出願日】2018-04-13
(65)【公開番号】P2019184493
(43)【公開日】2019-10-24
【審査請求日】2021-04-12
(73)【特許権者】
【識別番号】509186579
【氏名又は名称】日立Astemo株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002572
【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】綿引 智章
(72)【発明者】
【氏名】中嶌 隆夫
(72)【発明者】
【氏名】志野 達弥
(72)【発明者】
【氏名】出川 勝彦
【審査官】武内 俊之
(56)【参考文献】
【文献】特開2017-083446(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01C 21/34
G01C 21/30
G08G 1/00
B60W 40/02
B60W 30/095
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
GNSSシステムから取得された車両の絶対位置座標を取得するとともに、前記絶対位置座標を基準として前記車両の相対位置を推定する自車位置推定部と、
第1経路情報を受信して、前記第1経路情報を高精度地図データとマッチングすることにより前記第1経路情報を第2経路情報にデータ変換する経路情報変換部と、
前記相対位置、前記高精度地図データ、及び前記第2経路情報に基づき地図情報を出力する地図情報出力部と
を備え、
前記経路情報変換部は、前記第1経路情報が新たに得られた場合において、前記第1経路情報の一部を構成する第1データ列が得られた場合に、前記第1データ列を、新たに得られた前記第1経路情報のうち前記第1データ列以外の部分である第2データ列に先行して前記第2経路情報に変換し、
前記経路情報変換部は、新たに得られた前記第1経路情報に関し、前記第2データ列も含めてデータ受信が完了した場合に、データ変換済の部分も含め前記第1経路情報に対し再度データ変換を実行する
ことを特徴とする経路生成装置。
【請求項2】
前記第1データ列は、前記車両の現在位置の近傍の位置に関するデータである、請求項1に記載の経路生成装置。
【請求項3】
前記第1データ列は、少なくとも複数のリンクデータと、複数のノードデータとに対応するデータである、請求項2に記載の経路生成装置。
【請求項4】
車両の自動運転を制御する第1制御部と、
自動運転のための高精度地図データ、及び前記車両の経路データを生成する第2制御部と
を備え、
前記第2制御部は、
GNSSシステムから取得された車両の絶対位置座標を取得するとともに、前記絶対位置座標を基準として前記車両の相対位置を推定する自車位置推定部と、
第1経路情報を受信して、前記第1経路情報を高精度地図データとマッチングすることにより前記第1経路情報を第2経路情報にデータ変換する経路情報変換部と、
前記相対位置、前記高精度地図データ、及び前記第2経路情報に基づき地図情報を出力する地図情報出力部と
を備え、
前記経路情報変換部は、前記第1経路情報が新たに得られた場合において、前記第1経路情報の一部を構成する第1データ列が得られた場合に、前記第1データ列を、新たに得られた前記第1経路情報のうち前記第1データ列以外の部分である第2データ列に先行して前記第2経路情報に変換する
前記経路情報変換部は、新たに得られた前記第1経路情報に関し、前記第2データ列も含めてデータ受信が完了した場合に、データ変換済の部分も含め前記第1経路情報に対し再度データ変換を実行する
ことを特徴とする、自動運転システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の経路に関する情報を生成する経路生成装置、及び自動運転システムに関する。
【背景技術】
【0002】
現在、車両を自動運転する技術が盛んに開発されている。自動運転制御においては、車両(自車)が進むべき経路情報を、その走行レーン等も含めて高精度に生成し、その経路情報に従い、車両を目的地まで自動運転する(例えば、特許文献1参照)。一例としては、ナビゲーションシステムから概略的な経路情報を受信し、この概略的な経路情報を高精度地図データとデータマッチングすることで高精度な経路情報が生成され得る。
【0003】
ナビゲーションシステムから提供される概略的な経路情報は、自動運転システムの起動時、又は車両の進行状況に従って変更(リルート)される場合において、ナビゲーションシステムから高精度地図生成用のECUに提供される。その場合、既に得られた古いルートに関する高精度経路データがあったとしても、新たに得られた経路情報を再度高精度地図データとデータマッチングして新たに高精度経路データを再生成する必要がある。新規に得られる経路情報は、所定の距離単位(例えば7km単位)で受信されるが、データ量の多さから高精度経路データを再生成するのには時間が掛かり、結果として処理が間に合わず、リルート時には古い経路情報に従って走行を継続しなければならないことが生じ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第2016/042978号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、新たに経路情報が得られた場合においても、自動運転を円滑に実行することを可能にした経路生成装置及び自動運転システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するため、本発明に係る経路生成装置は、GNSSシステムから取得された車両の絶対位置座標を取得するとともに、前記絶対位置座標を基準として前記車両の相対位置を推定する自車位置推定部と、第1経路情報を受信して、前記第1経路情報を高精度地図データとマッチングすることにより前記第1経路情報を第2経路情報にデータ変換する経路情報変換部と、前記相対位置、前記高精度地図データ、及び前記第2経路情報に基づき地図情報を出力する地図情報出力部とを備える。前記経路情報変換部は、前記第1経路情報が新たに得られた場合に、前記第1経路情報の一部を構成する第1データ列が得られた場合に、前記第1データ列を、新たに得られた前記第1経路情報のうち前記第1データ列以外の部分である第2データ列に先行して前記第2経路情報に変換する。
【0007】
また、本発明に係る自動運転システムは、車両の自動運転を制御する第1制御部と、自動運転のための高精度地図データ、及び前記車両の経路データを生成する第2制御部とを備える。前記第2制御部は、GNSSシステムから取得された車両の絶対位置座標を取得するとともに、前記絶対位置座標を基準として前記車両の相対位置を推定する自車位置推定部と、第1経路情報を受信して、前記第1経路情報を高精度地図データとマッチングすることにより前記第1経路情報を第2経路情報にデータ変換する経路情報変換部と、前記相対位置、前記高精度地図データ、及び前記第2経路情報に基づき地図情報を出力する地図情報出力部とを備える。前記経路情報変換部は、前記第1経路情報が新たに得られた場合に、前記第1経路情報の一部を構成する第1データ列が得られた場合に、前記第1データ列を、新たに得られた前記第1経路情報のうち前記第1データ列以外の部分である第2データ列に先行して前記第2経路情報に変換する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、新たに経路情報が得られた場合においても、自動運転を円滑に実行することを可能にした経路生成装置及び自動運転システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】第1の実施の形態に係る自動運転システムの構成を説明するブロック図である。
図2】第1の実施の形態の自動運転システムの動作の概要を説明する概略図である。
図3】先行経路変換の概要を説明する概略図である。
図4】経路情報変換部17の構成の一例を説明するブロック図である。
図5】第1の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して本実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った実施形態と実装例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。
【0011】
本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。
【0012】
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施の形態に係る自動運転システムの構成を説明するブロック図である。この自動運転システムは、経路生成装置としての高精度マップECU10(HD MAP ECU、第2制御部)と、自動運転に関する各種制御を司る自動運転ECU20(AD ECU、第1制御部)と、通信モジュール30とを備えて構成される。高精度マップECU10は、自動運転の対象とされる車両(図示せず)に搭載され、その経路に関する情報を生成する経路生成装置として機能する演算制御部である。
【0013】
高精度マップECU10と自動運転ECU20とは、例えば周知の通信規格であるイーサネット(Ethernet)により接続され得る。また、自動運転ECU20及び通信モジュール30は、図示しない外部機器と、例えばCAN、LIN、MOST、FlexRay等の通信規格、又はこれらの組合せにより接続可能とされている。列記された通信規格は一例であり、これに限定されるものではない。
【0014】
自動運転ECU20は、自動運転のためのIVI(In-Vehicle Infotainment)経路情報を高精度マップECU10に向けて出力するともに、IVI経路情報及び高精度地図データに基づいて高精度マップECU10において生成されるより詳細な経路情報を利用して自動運転制御を実行する制御部である。IVI経路情報は、車両に搭載されたナビゲーションシステム(図示せず)において生成され、現在地と目的地との間の経路に沿った複数の地点の緯度及び経度に関する情報等を含む。
【0015】
高精度マップECU10は、一例として、ジャイロ/加速度センサ11と、GNSSレシーバ12と、地図更新部13と、高精度地図データ記憶部14と、自車位置推定部15と、地図情報出力部16と、経路情報変換部17とを含む。
【0016】
ジャイロ/加速度センサ11は、車両の角速度、加速度、及び/又は速度を計測する検知器である。GNSSレシーバ12は、GNSSシステムから車両の絶対位置座標を取得する受信機である。地図更新部13は、外部から通信モジュール30を介して高精度地図の更新データを受信して、高精度地図データを更新する。高精度地図データ記憶部14は、更新された高精度地図データを記憶するデータ保持部である。
【0017】
自車位置推定部15(ロケータ)は、GNSSレシーバ12が取得した車両の絶対位置座標に基づき、車両の現在の絶対位置を推定するとともに、ジャイロ/加速度センサ11が取得した角速度、加速度、車速などの情報を用いて、絶対位置座標を基準として車両の相対位置を推定する。そして、自車位置推定部15は、算出した車両の位置を高精度地図データ記憶部14に記憶された高精度地図データを用いて補正するマップマッチング処理を実行し、補正した車両の位置を、車両の方位、及びセンサの検知情報とともに地図情報出力部16及び自動運転ECU20に出力する。なお、自車位置推定部15は、自動運転ECU20から、自動運転対象の車両に関する車両情報や、車両に搭載されたカメラで撮影された撮像情報(カメラ認識結果)も受信し、相対位置の推定に用いることもできる。
【0018】
地図情報出力部16は、高精度地図データ記憶部14から読み出された高精度地図データ、自車位置推定部15で推定された車両の相対位置、及び経路情報変換部17で得られた詳細経路情報に従い、自動運転用の高精度地図情報を生成し、自動運転ECU20に向けて出力する。自動運転用の高精度地図情報は、例えば車両の位置(自車位置)、レーン情報、看板や標識の情報、カーブ情報、勾配情報等を含む。
【0019】
経路情報変換部17は、図2に概略的に示すように、自動運転ECU20から取得されたIVI経路情報(第1経路情報)と、高精度地図データ記憶部14から得られた高精度地図データに含まれるリンク/ノードデータとの間でデータマッチングを行い、その結果に従って、IVI経路情報よりも高精度な経路情報である詳細経路情報(第2経路情報)を生成し、自動運転ECU20に出力する。経路情報変換部17は、更に自車位置推定部15から車両の位置に関する情報も取得し、詳細経路情報に車両の位置に関する情報を反映させる。
【0020】
経路情報変換部17は、経路の変更が指示された場合において、その経路変更(リルート)により更新されたIVI経路情報に基づき、当該リルート後の詳細経路情報を、更新されたIVI経路情報に基づいて生成する。この際、経路情報変換部17は、リルート後の経路を自動運転に円滑に反映させるため、次に説明する先行経路変換処理を実行する。
【0021】
図3を用いて、先行経路変換処理の概要を説明する。
図3の符号(a)のように、リルートが行われると、リルート後の経路に関するIVI経路情報が自動運転ECU20において取得される。IVI情報は、経路に沿った複数の地点の緯度及び経度に関する点列データを含んでいる。現在地から目的地までの全ての点列データ、又は経路情報を形成する一単位のデータ(例えば7km分のデータ)を一括して経路変換した場合には、その経路変換処理に時間を要し、リルート後の経路の分岐点に到達するまでに経路変換処理を完了することができず、結果としてリルート前の古い経路で走行を継続しなければならない場合が生じ得る。一例として、7km分のデータを一括してデータ変換して新規の詳細経路データを得ようとすると、その変換処理に数秒を要し、経路の分岐点までに処理が間に合わないことが起こり得る。
【0022】
そこで、本実施の形態では、リルート後のIVI経路情報のうちの一部のデータ(先行経路データ)に関してのみ、先行して経路変換を行い、先行詳細経路情報を生成する。先行経路データは、例えば、車両の現在位置の近傍であって、その運行方向に含まれる複数のリンク、及び複数のノードのデータを含むデータとすることができる。複数のリンク及びノードのデータに関して経路変換が完了し、その新しい経路のデータが自動運転ECU20において得られれば、新たな経路に沿って自動運転の制御を円滑に継続することができる。残余のIVI経路情報は、当該先行詳細経路情報による車両の運行の間にデータ変換することができる。
【0023】
図4のブロック図を参照して、経路情報変換部17の構成の詳細を説明する。経路情報変換部17は、一例として、高精度地図データ受信部21、IVI経路情報受信部22、自車位置推定データ受信部23、リンク/ノードデータ生成部24、データマッチング処理部25、詳細経路情報生成部26、新規経路データ取得判定部27、先行経路データ判定部28を備えることができる。
【0024】
高精度地図データ受信部21は、高精度地図データ記憶部14から高精度地図データを受信して一時記憶する機能を有する。また、IVI経路情報受信部22は、自動運転ECU20からIVI経路情報を受信して一時記憶する機能を有する。自車位置推定データ受信部23は、車両の位置に関するデータを自車位置推定部15から受信し、一時記憶する機能を有する。
【0025】
リンク/ノードデータ生成部24は、高精度地図データの中から、リンクデータ及びノードデータを抽出し、リンク/ノードデータとして生成する機能を有する。
データマッチング処理部25は、このリンク/ノードデータとIVI経路情報との間でデータマッチングを行う機能を有する。また、詳細経路情報生成部26は、データマッチングの結果に従い、高精度地図データ及びIVI経路情報に従って、詳細経路情報を生成する機能を有する。
【0026】
新規経路データ取得判定部27は、新規な経路情報が得られているか否かを判定する機能を有する。新規な経路情報が得られるか否かの判定は、自動運転ECU20から、その旨の指示信号が受信されるか否かにより判定してもよいし、又はIVI経路情報受信部22において受信される情報に従って判定してもよい。
【0027】
先行経路データ判定部28は、新規経路データ取得判定部27において、新規な経路情報が得られていると判定された場合、新規の経路情報の中から、車両の現在位置の近傍における経路のデータを判定し、これを先行経路データとして抽出する機能を有する。
抽出された先行経路データは、データマッチング処理部25に入力され、当該先行経路データに基づく詳細経路情報が生成される。先行経路データ(第1データ列)は、新規の経路情報のうち先行経路データ以外の部分(第2データ列)に先行してデータ変換の対象とされる。
【0028】
図5のフローチャートを参照して、新規な経路情報が得られた場合における本システムの動作を説明する。
経路の変更(リルート)により、新規な経路データが取得されていることが新規経路データ取得判定部27において判定されると(S1)、IVI経路情報受信部22において、当該新規な経路データの入力が開始される(S2)。
【0029】
先行経路データ判定部28は、先行経路データを構成するN個以上の点列データが受信されたか否かを判定し(S3)、受信がされたと判定される場合には(Yes)、受信済の点列データにつき、上述の先行経路変換を実行する(S4)。先行経路変換が完了することにより得られた先行詳細経路情報は、自動運転ECU20に出力され、新たな経路情報に従った自動運転の用に供される。なお、S3での点列データの「N個」は、複数のリンク及び複数のノードのデータが含まれ得る数に設定することができ、道路状況や道路の混雑状況、車両の運行速度等により適宜設定することができる。
【0030】
先行詳細経路情報が得られた後も、IVI経路情報の受信は継続される。その後、IVI経路情報に含まれるすべての点列データの受信が完了したと判定されると(S5)、全ての点列データにつきデータ変換が再度実行される(S6)。ここでのデータ変換は、経路変換処理が完了していない部分(上述の先行経路変換の対象とされなかった、先行経路データよりも目的地側の部分)に加え、経路変換処理が完了済みの先行経路データについても再度行われる。経路変換処理が完了済みの先行経路データに関しては、演算負荷が少ないため、演算時間は短くすることができる。経路変換処理が完了済みの先行経路データについても再度計算が行われることにより、より現状の道路状況に即した経路変換を行うことが可能になる。
【0031】
以上説明したように、この第1の実施の形態の自動運転システムによれば、経路の変更(リルート)がなされた場合でも、先行経路変換が行われることにより、迅速に必要な経路変更データを得ることができ、自動運転の制御を円滑に行うことが可能になる。
【0032】
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態に係る自動運転システムを説明する。この第2の実施の形態は、全体構成や基本的な動作は第1の実施の形態と同一であるが、図5のS5、S6における動作が第1の実施の形態とは異なっている。この第2の実施の形態では、S5において新たに得られた経路データの全ての点列データの受信が完了した場合において、経路変換演算が終了していない部分(上述の先行経路変換の対象とされなかった部分)のみに関し経路変換処理が行われ、演算済みの先行経路データに関する再度の計算は省略される。この第2の実施の形態の場合、第1の実施の形態に比べ演算負荷が少なくなるという利点がある。
【0033】
<本発明の変形例について>
本発明は上記実施形態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、上記実施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。また、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。
【0034】
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ェアで実現してもよい。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よい。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カード等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【0035】
10…高精度マップECU、20…自動運転ECU、30…通信モジュール、11…ジャイロ/加速度センサ、12…GNSSレシーバ、13…地図更新部、14…高精度地図データ記憶部、15…自車位置推定部、16…地図情報出力部、17…経路情報変換部、21…高精度地図データ受信部、22…IVI経路情報受信部、23…自車位置推定データ受信部、24…リンク/ノードデータ生成部、25…データマッチング処理部、26…詳細経路情報生成部、27…新規経路データ取得判定部、28…先行経路データ判定部。
図1
図2
図3
図4
図5