JP7734278B2 - 車両の前後方向運動を自動的にコントロールする方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前後方向運動を自動的にコントロールする方法に関し、周囲センサ装置の検出信号を参照して車両の周囲及びそこにある物体が検知され、信号機で規制される交差点にある交通信号機の状態は、交差点の通過のために車両が交通信号機を考慮するために判定される。

国際公開第２０１２／１６６１７０Ａ１号明細書より、自律的な動作モードで車両を制御する方法が公知である。この方法は、
－第１の制御ストラテジーをベースとしてプロセッサにより車両の動作が制御される工程、
－車両の１つ又は複数のセンサの視界をベースとしてセンサフィールドが識別される工程、
－選択された１つ又は複数のセンサのセンサデータが受信される工程、
－センサデータをベースとして１つ又は複数のセンサのセンサ感知の変化が識別され、センサ感知の変化は、センサフィールドの内部の物体を認識する能力の低下を含む工程、
－その変化をベースとして第２の制御ストラテジーが決定される工程、
－第２の制御ストラテジーをベースとしてプロセッサにより車両の動作が制御される工程を含む。

本発明の課題は、車両の前後方向運動を自動的にコントロールする方法を提供することにある。

この課題は、本発明に基づき、請求項１に示されている特徴を有する方法によって解決される。

本発明の有利な実施形態は、従属請求項の対象である。

車両の前後方向運動を自動的にコントロールする方法は、周囲センサ装置の検出信号を参照して車両の周囲及びそこにある物体が検知され、車両が信号機で規制される交差点を通過するために、車両が考慮すべき交差点の交通信号機の状態が判定される。本発明によると、交差点に車両が接近したとき、交通信号機に対する周囲センサ装置の視界が前方車両によって遮られ得ることが認識され、交通信号機に対する周囲センサ装置の視界が前方車両によって遮られ得ることが認識されると、交通信号機に対して相対的な、及び前方車両に対して相対的な、車両の現在の位置に依存して、前後方向運動の自動的なコントロールの基礎とされる、車両によって下回ることのない、前方車両に対する車両の最低間隔が判定される。

本方法が適用されることで、特に自動化された走行動作で走行する車両の周囲センサ装置の交通信号機に対する視界が、前方車両によって、たとえばトラックによって遮られることをほぼ排除することができる。

特に本方法は、交差点領域に存在し、センサの影を作って交通信号機への視界を遮るように特別に高い及び／又は幅の広い前方車両に対する最適化された対処を提供する。そのようなケースでは、先行車両に対する車両の最低間隔が適合化されることにより、センサの影から比較的急に現れる交通信号機が車両にとって想定外ではなくなり、急ブレーキをかけずにすむようになる。したがって、センサの影から急に現れる交通信号機は、本方法を適用することで計算済みのリスクとなる。

本方法の実施形態では、最低間隔は、車両と前方車両との間の最低間隔に達したときに周囲センサ装置が前方車両によって遮られない開けた視界を交通信号機に対して有するように決定される。すなわち、車両は、車両との最低間隔を維持して走行するか、交通信号機に対する開けた視界を周囲センサ装置が有し、かつ状況に応じて交通信号機に反応できるように最低間隔を順守しながら車両の後方で停止する。

本方法の発展形態では、前方車両が車両の周囲センサ装置に対して作るセンサの影が判定され、このセンサの影を参照して、交通信号機に対するセンサ装置の開けた視界があるか否かを判定する。このときセンサの影とは、周囲センサ装置にとっての視界遮断であると理解される。

更に、本方法の考えられる実施形態は、センサの影の中で、交通信号機の最も可能性の高い位置が仮定として、特にワーストケースとして決定されることを意図する。このとき、交通信号機の最も可能性の高い位置は、交通信号機が実際にそこに存在していた場合に、車両が比較的快適に反応できるような最低間隔を判定するために想定される。

考えられる別の実施形態では、最も可能性の高い位置にある交通信号機の状態として、特に車両にとってのワーストケースとして赤色が想定される。このような想定により、車両が快適な停止操作によって交通信号機で停車するのを具体化することができる。

そのために１つの発展形態では、車両が現在の走行速度に依存して快適な停止距離を仮定に応じて判定し、この停止距離が、交通信号機の最も可能性の高い位置に対する最低間隔として設定されることが意図される。特に、赤色を表示している交通信号機に対して車両が咄嗟に反応する必要があり、急激なブレーキ操作が開始され、それによって車両の乗員が安全でなくなる可能性をほぼ排除できるような停止距離が、仮定に応じて判定される。

本方法の考えられる実施形態において、車両に関連する交通信号機の位置が、たとえば存在している地図データを参照して既知である場合、最低間隔は、交通信号機のこの既知の位置に限定される。すなわち、そのようなケースでは更なる判定は行われず、交通信号機の既知の位置に関して、この最低間隔に合わせた前後方向運動のコントロールが行われる。

以下では、本発明の実施例を、図面に基づき詳細に説明する。

車両と、前方車両によって遮られている交通信号機とを含む交通状況を模式的に示す。 前方車両に対する判定された最低間隔を有する車両を含む、別の交通状況を模式的に示す。 最低間隔の判定に関する概要を模式的に示す。

いずれの図においても、相互に対応する部分には、同一の参照符号を付している。

図１は、車両１と、その前方を走行する、例えばトラック２として具象化されている前方車両２とを含む、交差点Ｋでの交通状況を示している。

図２には、車両１が前方車両２に対して判定された最低間隔ｘｖを有している別の交通状況が示されており、図３には、最低間隔ｘｖの判定に関する概要が示されている。

交差点Ｋは信号機で規制されており、交通信号機３が車道の縁に立っており、これと同調する別の交通信号機４がいわゆる街灯柱に懸架されている。

車両１は自動化された走行動作で走行しており、例示として著しく簡略化して示された周囲センサ装置５の検出信号を参照して、車両１の周囲、特に前方に位置する周囲、及びそこにある物体が検知される。

周囲センサ装置５の検出信号を参照して、交差点Ｋを通過するときに配慮されるべき交通信号機３、４の状態が認識される。

図１～３に示す実施例では、車両１は、バスでもあり得る比較的大型の車両２の後方から、信号機で規制される交差点Ｋに向かって走行している。

車両１が、図１に示すように、狭すぎる間隔ａで前方車両２の後方を走行していると、周囲センサ装置５は前方車両２によって、交通信号機３、４への視界を阻まれる。このとき前方車両２によって、車道の縁にある交通信号機３だけでなく、上方にある別の交通信号機４への視界も遮られる場合があり、センサの影Ｓとも呼ぶ視界遮断部Ｓが、図１及び２ではハッチングの付された面によって示されている。

その結果として、車両１が、赤色を表示している交通信号機３、４に向かって比較的速い走行速度で近づき、前方車両２のほうは交差点Ｋをまだ通過できる状態だったという状況もあり得る。そのため、特に自動化された走行動作では、走行している車両１がダイナミックなブレーキング、すなわち比較的強いブレーキ操作を開始して、赤色を表示している交通信号機３、４のところで車両１を停止させることを強いられ、それによって車両１の乗員が驚く、及び／又は怪我をするおそれがある。

前方車両２の視界遮断部Ｓから交通信号機４が現れるときに、周囲センサ装置５と、特に別の交通信号機４との間の角度が大きすぎるということも起こり得る。そのために、別の交通信号機４も周囲センサ装置５の検出範囲外になる。

そのような状況において、比較的快適な自動化された走行動作が車両１でほぼ可能になるように、以下、車両１の前後方向運動をコントロールする方法について説明する。

この方法は、信号機で規制される交差点Ｋに車両１が近づき、交通信号機３、４の状態を交差点Ｋの通過時に車両１が考慮しなければならない場合、交差点Ｋへの車両１の接近時に、そのつど前方車両２が交通信号機３、４に対する周囲センサ装置５の視界を遮っているか否かが認識される。

交通信号機３、４に対する周囲センサ装置５の視界が前方車両２によって遮られていることが認識されると、図３に詳しく示すように、交通信号機３、４に対する、及び前方車両２に対する車両１の現在の相対位置に依存して、前方車両２に対する車両１の最低間隔ｘｖが判定される。

交通信号機３が周囲センサ装置５の検出範囲内にあることを可能にし、それにより交通信号機３の状態を検出できるようにするには、第１の区間ｙｓと第２の区間ｘｓとの比率が、第３の区間ｙｖと第４の区間ｘｖとの比率よりも大きいことが必要である。

このとき第１の区間ｙｓは、前方車両２の中心線と、交通信号機３の内側の角部との間の間隔を表し、それに対して第２の区間ｘｓは、車両１の周囲センサ装置５と、第１の区間ｙｓの延長線との間の直線距離を表す。

第３の区間ｙｖは、周囲センサ装置５から、前方車両２の外側の角部まで延在し、第４の区間ｘｖは、車両１と前方車両２との間の最低間隔ｘｖを表す。

このようなアプローチは、上方に配置されている別の交通信号機４についても、及び左側に配置されている図示しない交通信号機についても同様に適用可能である。街灯柱に配置されている別の交通信号機４については、別の交通信号機４の最低高さが重要となる。ワーストケースにおいては低いところに懸架されるこの別の交通信号機４は、たとえばセミトレーラーによって遮られるからである。

交通信号機３の相対的な位置は、高解像度の地図によって、又は交通信号機３の事前の視認によって導き出すことができる。更に、前方車両２の相対的な位置と走行速度は、レーダー、ライダー、及び／又はカメラをベースとする検出信号を通じて、アシストシステムによって計算される。すなわち順守されるべき最低間隔ｘｖは、ｙｖ＊ｘｓ／ｙｓよりも大きく／これに等しく、このとき車両１が相応に加速又は減速される。

このような高解像度の地図は、交通信号機３、４の位置を高い精度で含んでおり、車両１の位置も同様に特定される。そこから周囲センサ装置５の視界ビームを算出することができ、これを用いれば、関連する交通信号機３、４を検知できるはずである。算出されたこの視界ビームが前方車両２に当たると、ないしは前方車両２が特に走行速度と加速度に関して今と同じ動きをするという想定のもとで、この視界ビームが前方車両２又はその予測位置と交わると、車両１は相応に反応することができるので、視界ビームが相応の交通信号機３、４を検出する。

前方車両２に関して、視界遮断部Ｓ、すなわち前方車両２が車両１の周囲センサ装置５に対して作っているセンサの影Ｓが、車両１によって判定され、特に計算される。

次に、センサの影Ｓの中で、潜在的な交通信号機３の最も可能性の高い位置が判定され、車両１には、すなわち車両側のシステムにはそこに交通信号機３はないという証左がないので、これがワーストケースの想定として援用される。

更に、交通信号機３の状態が赤色であると想定される。そのような状況も、同じく車両１にとってワーストケースとなるからである。これを受けて車両１の周囲センサ装置５は、仮定的に最も近くにあるこの交通信号機３を、それが前方車両２によって遮られなくなってセンサの影Ｓから出たときに、認識することができる。次に、交通信号機３が状態として赤色を示すと、車両１は比較的快適な停止操作によって交通信号機３の手前で停車することができる。それを可能にするためには、車両１がその走行速度に依存して、交通信号機３までの停止距離をわかっていなければならず、この停止距離を追加的に最低間隔ｘｖとして、前後方向運動のコントロールに関して調整しなくてはならない。このようにして、車両１が前方車両２に接近しすぎて、突然そこに現われた赤色の交通信号機３に驚くという事態をほぼ回避することができる。

車両１に関連する交通信号機３、４の位置が、たとえば車両側に存在する地図データを参照して既知である場合、仮定の範囲を交通信号機３、４の地図データに基づくその位置に限定することができる。

これに加えて交差する道路の認識も、交差点Ｋを示す指標として、仮定の範囲を同じく限定することができる。

交通信号機３、４のある交差点Ｋがエントリーされているナビゲーションマップは、個々の交通信号機３、４の位置の厳密な記載がなくても、車両１において、交差点Ｋに達する前に、場合により周囲センサ装置５の視界を少なくとも部分的に遮る前方車両２に対する適切な最低間隔ｘｖを早期に順守し、そのようにして少なくとも交通信号機３に対する周囲センサ装置５の開けた視界を可能にすることが可能になる。

地図情報が存在しなくても、本方法を同じく適用することができる。交通信号機３、４までの車両１の距離が比較的大きく、これへの視界は遮られていないが、前方車両２に接近することによって消失した場合、以前に見積もられた車両１の位置を利用して、高度に正確な地図データがある場合と同じように視界ビームを計算することができる。

国際公開第２０１２／１６６１７０（Ａ１）号明細書

Claims (11)

1. 車両（１）の前後方向運動を自動的にコントロールする方法であって、周囲センサ装置（５）の検出信号を参照して前記車両（１）の周囲及びそこにある物体が検知され、前記車両（１）が信号機で規制される交差点（Ｋ）を通過するために、前記車両（１）が考慮すべき前記交差点（Ｋ）の交通信号機（３、４）の状態が判定される方法において、
   前記交差点（Ｋ）に前記車両（１）が接近したとき、前記交通信号機（３、４）に対する前記周囲センサ装置（５）の視界が前方車両（２）によって遮られ得ることが認識され、
   前記交通信号機（３、４）に対する前記周囲センサ装置（５）の視界が前記前方車両（２）によって遮られ得ることが認識されると、前記交通信号機（３、４）に対する、及び前記前方車両（２）に対する前記車両（１）の現在の相対位置に依存して、前後方向運動の自動的なコントロールの基礎とされる、前記車両（１）によって下回ることのない、前記前方車両（２）に対する前記車両（１）の最低間隔（ｘｖ）が判定され、
   前記前方車両（２）が前記車両（１）の前記周囲センサ装置（５）に対して作るセンサの影（Ｓ）が判定され、
   前記判定された前記センサの影（Ｓ）の中で、前記交通信号機（３）の最も可能性の高い位置が仮定として決定され、
   前記最も可能性の高い位置にある前記交通信号機（３）の状態として赤色が想定される
   ことを特徴とする方法。
2. 前記最低間隔（ｘｖ）は、前記車両（１）と前記前方車両（２）との間の前記最低間隔（ｘｖ）に達したときに前記周囲センサ装置（５）が前記前方車両（２）によって遮られない開けた視界を前記交通信号機（３、４）に対して有するように決定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記車両（１）は現在の走行速度に依存して快適な停止距離を前記仮定に応じて判定し、この停止距離が、前記交通信号機（３）の最も可能性の高い位置に対する前記最低間隔（ｘｖ）として設定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記車両（１）に関連する前記交通信号機（３）の位置が既知である場合、前記最低間隔（ｘｖ）は、前記交通信号機（３）のこの既知の位置に限定されることを特徴とする、請求項１～３のうちいずれか一項に記載の方法。
5. 車両（１）の前後方向運動を自動的にコントロールする方法であって、周囲センサ装置（５）の検出信号を参照して前記車両（１）の周囲及びそこにある物体が検知され、前記車両（１）が信号機で規制される交差点（Ｋ）を通過するために、前記車両（１）が考慮すべき前記交差点（Ｋ）の交通信号機（３、４）の状態が判定される方法において、
   前記交差点（Ｋ）に前記車両（１）が接近したとき、前記交通信号機（３、４）に対する前記周囲センサ装置（５）の視界が前方車両（２）によって遮られ得ることが認識され、
   前記交通信号機（３、４）に対する前記周囲センサ装置（５）の視界が前記前方車両（２）によって遮られ得ることが認識されると、前記交通信号機（３、４）に対する、及び前記前方車両（２）に対する前記車両（１）の現在の相対位置に依存して、前後方向運動の自動的なコントロールの基礎とされる、前記車両（１）によって下回ることのない、前記前方車両（２）に対する前記車両（１）の最低間隔（ｘｖ）が判定され、
   前記前方車両（２）が前記車両（１）の前記周囲センサ装置（５）に対して作るセンサの影（Ｓ）が判定され、
   前記判定された前記センサの影（Ｓ）の中で、前記交通信号機（３）の最も可能性の高い位置が仮定として決定され、
   前記車両（１）は現在の走行速度に依存して快適な停止距離を前記仮定に応じて判定し、この停止距離が、前記交通信号機（３）の最も可能性の高い位置に対する前記最低間隔（ｘｖ）として設定される
   ことを特徴とする方法。
6. 前記最低間隔（ｘｖ）は、前記車両（１）と前記前方車両（２）との間の前記最低間隔（ｘｖ）に達したときに前記周囲センサ装置（５）が前記前方車両（２）によって遮られない開けた視界を前記交通信号機（３、４）に対して有するように決定されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記車両（１）に関連する前記交通信号機（３）の位置が既知である場合、前記最低間隔（ｘｖ）は、前記交通信号機（３）のこの既知の位置に限定されることを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法。
8. 車両（１）の前後方向運動を自動的にコントロールする方法であって、周囲センサ装置（５）の検出信号を参照して前記車両（１）の周囲及びそこにある物体が検知され、前記車両（１）が信号機で規制される交差点（Ｋ）を通過するために、前記車両（１）が考慮すべき前記交差点（Ｋ）の交通信号機（３、４）の状態が判定される方法において、
   前記交差点（Ｋ）に前記車両（１）が接近したとき、前記交通信号機（３、４）に対する前記周囲センサ装置（５）の視界が前方車両（２）によって遮られ得ることが認識され、
   前記交通信号機（３、４）に対する前記周囲センサ装置（５）の視界が前記前方車両（２）によって遮られ得ることが認識されると、前記交通信号機（３、４）に対する、及び前記前方車両（２）に対する前記車両（１）の現在の相対位置に依存して、前後方向運動の自動的なコントロールの基礎とされる、前記車両（１）によって下回ることのない、前記前方車両（２）に対する前記車両（１）の最低間隔（ｘｖ）が判定され、
   前記車両（１）に関連する前記交通信号機（３）の位置が既知である場合、前記最低間隔（ｘｖ）は、前記交通信号機（３）のこの既知の位置に限定される
   ことを特徴とする方法。
9. 前記最低間隔（ｘｖ）は、前記車両（１）と前記前方車両（２）との間の前記最低間隔（ｘｖ）に達したときに前記周囲センサ装置（５）が前記前方車両（２）によって遮られない開けた視界を前記交通信号機（３、４）に対して有するように決定される
   ことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記前方車両（２）が前記車両（１）の前記周囲センサ装置（５）に対して作るセンサの影（Ｓ）が判定されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
11. 前記判定された前記センサの影（Ｓ）の中で、前記交通信号機（３）の最も可能性の高い位置が仮定として決定されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。