JP2018534187A - 自律走行車両へのアクセス及び運転制御 - Google Patents

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Abstract

自律走行車両の使用を制御するための方法及び装置は、ビデオカメラから乗員のデータを取得する内部乗員センシングシステムを備える。乗員センシングコントローラは映像を受信しかつ車両にいる乗員の顔の数を検出するように構成される。さらに乗員センシングコントローラは検出した顔のそれぞれの映像データからデモグラフィック情報を特定し、次に車両位置、顔の数及び乗員のデモグラフィック情報をデータとして車両に記憶する。乗員センシングコントローラはデモグラフィック情報から自律走行車両における乗員の年齢を特定し、自律走行車両におけるすべての乗員は特定の年齢未満であることをデモグラフィック情報が示す場合に、年齢に応じて目的地への走行又は自律走行車両の動作を制限する。さらに、乗員センシングコントローラは自律走行車両における許可を得ている特定の個人を認識し、かつ、許可を得ている識別済みの特定の個人に対して自律走行車両の利用を制限することができる。

Description

関連出願
本願は、2015年9月4日に出願された米国特許仮出願第62/214,416号の利益を主張し、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
背景
本発明は、自律走行車両へのアクセス及び使用を制御するための方法及び装置に関する。
自律走行車両が知られており、実社会の車道上で試験されているが、自律走行車両へのアクセス及び制御に関して問題が存在する。いくつかの例においては、児童又は若年者が自律走行車両で走行しようとする場合があり、そこで問題となるのは、児童又は若年者の年齢と並んで、児童又は若年者が走行して向かおうとする目的地である。実施形態は、そのような問題に対する措置の提供を対象とする。
概要
一実施形態においては、本発明は、映像データを含む乗員のデータを取得する乗員センシングコントローラを有する内部乗員センシングシステムを備える自律走行車両の使用を制御するための方法を提供する。本方法は、車両における乗員の映像データを取得する少なくとも1つのビデオカメラを動作させるステップと、映像データを乗員センシングコントローラに供給するステップと、車両にいる乗員の顔の数を検出するステップとを含む。本方法は、検出した顔のそれぞれの映像データからデモグラフィック(人口統計学的属性)情報(demographic information)を特定するステップと、車両位置、顔の数、及び、乗員のデモグラフィック情報をデータとして自律走行車両に記憶するステップと、デモグラフィック情報から自律走行車両における乗員の年齢を特定するステップと、自律走行車両におけるすべての乗員は特定の年齢未満であることをデモグラフィック情報が示す場合、年齢に応じて目的地への走行又は自律走行車両の操作を制限するステップとを含む。
別の実施形態は、映像データを含む乗員のデータを取得する内部乗員センシングシステムを備える自律走行車両の使用を制御するための方法を提供する。本方法は、内部乗員センシングシステムの少なくとも1つのビデオカメラを操作して車両における乗員の映像データを取得するステップと、内部乗員センシングシステムの乗員センシングコントローラに映像データを供給するステップと、車両にいる少なくとも一人の乗員の顔を認識するステップとを含む。認識される乗員は許可を得ている特定の個人であり、自律走行車両が使用するルート及び目的地は許可を得ている特定の個人に提供される。許可を得ている特定の個人が異なれば、許可を得た使用ルート及び目的地が異なり、かつ、許可される使用時間が異なる。
別の実施形態は、自律走行車両へのアクセス及び操作のための車両制御システムを提供する。車両制御システムは車両コントローラと、映像データを含む乗員のデータを取得する内部乗員センシングシステムとを備える。内部乗員センシングシステムは、車両における乗員の映像データを取得する少なくとも1つのビデオカメラと、映像データを受信する乗員センシングコントローラとを備える。乗員センシングコントローラは、車両にいる乗員の顔の数を検出し、検出した顔のそれぞれの映像データからデモグラフィック情報を特定し、車両位置、顔の数、及び、乗員のデモグラフィック情報をデータとして車両に記憶するように構成されている。また、乗員センシングコントローラは、デモグラフィック情報から自律走行車両における乗員の年齢を特定し、車両コントローラに乗員の年齢を含むデモグラフィック情報を供給するように構成されている。さらに、自律走行車両におけるすべての乗員が特定の年齢未満であることを示すデモグラフィック情報に応答して、車両コントローラは、特定の年齢に応じて目的地への走行又は自律走行車両の動作を制限するように構成されている。
他の実施形態は、詳細な説明及び添付の図面を検討することによって明らかになるであろう。
いくつかの実施形態による自律走行車両の斜視図である。 いくつかの実施形態による自律走行車両のための制御システムのブロック図であり、内部乗員センシングシステムを含む。 いくつかの実施形態による電子車両コントローラのブロック図である。 いくつかの実施形態による自律走行車両のダッシュボードの正面図である。 他の実施形態による自律走行車両のダッシュボードの正面図である。 自律走行車両へのアクセス及び制御についてのフローチャートである。 顔認識を用いる自律走行車両へのアクセス及び制御についてのフローチャートである。 自律走行車両の目的地までの制御に関するフローチャートである。
詳細な説明
本発明のすべての実施形態を詳細に説明する前に、本発明はその用途において、以下の説明に記載し、又は、以下の図面に示す構成要素の構造及び配置についての詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、かつ、様々な態様で実施又は実行することができる。
また、本明細書において用いる表現及び用語は、説明を目的としており、限定とはみなされるべきでないことを理解されたい。本明細書において、「含む(including)」、「備える(comprising)」又は「有する(having)」、及び、それらの変形を用いる場合、その後に列記される項目及びその等価物並びに追加の項目を包含することを意味する。「取り付けられる(mounted)」、「接続される(connected)」及び「結合される(coupled)」という用語は、広く用いられており、直接的及び間接的な取付け、接続及び結合を包含する。さらに、「接続される」及び「結合される」は、物理的又は機械的な接続又は結合に限定されるものではなく、直接的であるか間接的であるかを問わず、電気的な接続又は結合を含んでもよい。また、電子的な通信及び通知は、有線接続、無線接続等を含む任意の既知の手段を用いて行われてもよい。
ハードウェア及びソフトウェアに基づく複数の装置及び複数の異なる構造コンポーネントを用いて実施形態を実装する場合があることにも留意されたい。さらに、ハードウェア、ソフトウェア、及び、電子コンポーネント又は電子モジュールを含み得る実施形態が考察を目的として、あたかも大部分のコンポーネントがハードウェアのみの形で実装されるかのように図示又は説明される場合があることを理解されたい。しかし、当業者であればこの詳細な説明の読解に基づいて少なくとも1つの実施形態においては、実施形態の電子ベースの態様が1つ以上のプロセッサによって実行可能なソフトウェアに実装され得る(例えば、非一時的コンピュータ可読媒体に記憶される)ことを理解している。従って、ハードウェア及びソフトウェアに基づく複数の装置、並びに、複数の異なる構造コンポーネントを用いて実施形態を実装してもよいことに留意されたい。例えば、本明細書で説明する「処理装置」及び「コントローラ」は、1つ以上のプロセッサ等の標準的な処理要素と、非一時的コンピュータ可読媒体を含む1つ以上のメモリモジュールと、1つ以上の入出力インタフェースと、これらのコンポーネントを接続する様々な接続部(例えば、システムバス)とを含んでもよい。
図1に自律走行車両20、例えば、無人車両を示す。自律走行車両20は、許可を得ている特定の個人の指紋を検出するために自律走行車両20の外部に取り付けられた指紋センサ22を含む。従って、一実施形態においては、事前に選択された人が自律走行車両20へのアクセスを取得する。自律走行車両20は、複数の方向にある物体を見つけるために車両のフードの上面に取り付けられたレーザ識別検出・測距(ライダ)センサ24を含む。さらに、図1に前方を向くレーダセンサ26と、後方を向くレーダセンサ28とを示す。さらなるセンサを図1には図示していない。
図2に自律走行車両20の自律走行車両制御システム30を示す。自律走行車両制御システム30は、通信バス34を介して入力を処理し、かつ、車両20を制御する電子車両コントローラ32を含む。いくつかの実施形態においては、車両通信バス34は、コントローラ・エリア・ネットワーク(CAN)バス、Flex−Rayバス、又は、イーサネット・バスのうちの1つである。他の通信プロトコルも考えられる。図2の矢印は、通信バス34を介した通信を示すことを目的としている。
電子車両コントローラ32は、通信バス34を介して外部ビデオカメラシステム36と通信する。外部ビデオカメラシステム36は、車両20を中心とする全方向で映像データを取得する1つ以上のビデオカメラを有する。さらに、レーダセンサ26,28と、追加のレーダセンサ(図示せず)とを含むレーダシステム38は、車両通信バス34を介して車両20の周囲の局地的領域にある物体に関するレーダ情報を電子車両コントローラ32に供給する。ライダセンシングシステム40は、ライダセンサ24を含む。超音波センシングシステム44は、自律走行車両の外側にある物体の存在をセンシングするように方向付けられた1つ以上の超音波センサを含む。ライダセンシングシステム40及び超音波センシングシステム44は、車両通信バス34を介して電子車両コントローラ32と通信するために設けられている。
自律走行車両制御システム30は、自律走行車両20の速度及び方向(フォワード/リバース)を検出する車両速度・方向センサ48を含む。ステアリング角度センサ50は、車両のステアリング角度をセンシングし、かつ、この角度を電子車両コントローラ32に供給する。トラクションセンサ54は、車両20の牽引力をセンシングし、かつ、牽引力情報を電子車両コントローラ32に供給する。最後に、制動センサ58は、車両の制動をセンシングし、かつ、車両通信バス34を介して電子車両コントローラ32に制動情報を供給する。
図2に示すデータベース60は、電子車両コントローラ32のデータ、並びに、電子車両コントローラ32及び他のシステムのプロセッサによって実行されるプログラムを格納する。さらに、いくつかの実施形態においては、データベース60は、デジタルロードマップ情報を格納する。
図2に示す車両制御システム30は、外部通信システム64を含む。外部通信システムは、セルラデータ、ビークル・ツー・エブリシング(vehicle−to−everything、V2X)、及び、Wi−Fiからなる群の1つ以上の方式を用いて無線通信を可能にするハードウェア要素及びソフトウェア要素を含む。従って、外部通信システム64は、ビークル・ツー・ビークル(vehicle−to−vehicle、V2V)及びビークル・ツー・インフラストラクチャ(vehicle to infrastructure、V2I)により、又は、車道上に設けられた案内ビーコンと通信するように構成されている。外部通信システム64は、高周波(RF)送受信機又は他の無線装置である。
さらに、図2に示す車両制御システム30は、全地球測位信号(GPS)ナビゲーションシステム68を含む。GPSナビゲーションシステム68は、GPS信号を受信し、かつ、座標即ち車両20の位置を特定するように構成されている。GPSナビゲーションシステム68は、GPS信号を用いて車両の位置を特定するためのハードウェア及びソフトウェアを含む。さらに、GPSナビゲーションシステム68は、選択目的地までのルートの特定又はプロットを支援する。
さらに、図2に示す車両制御システム30は、指紋センシングシステム70を含む。指紋センシングシステム70は指紋センサ22と組み合わせることによって、センシングした指紋が記憶されている指紋と一致した場合に、許可を得ている様々な特定の個人に自律走行車両20へのアクセス、即ち、乗車許可を与える。他の乗車許可システム、例えば、キーフォブ及び外部ビデオカメラシステム36から受信した画像を処理することによる顔認識も考えられる。別の実施形態においては、車両20の外部に固定されたキーパッドがパスワードに応答して乗車許可を与える。別の実施形態においては、スマートフォンを有効にしてアクセス信号を車両20に提供し、乗車許可を与える。スマートフォンはパスワードで保護されるか、別の態様でアクセス信号を選択的に提供するようにプログラミングされる。アクセス信号又はキーパッドへのパスワード入力に応答して、車両20の1つ以上のドアが開錠される。
車両制御システム30は、車両運転制御装置80を含む。図2に示すように、車両運転制御装置80は、ステアリング制御装置82と、横滑り防止装置84と、車両速度制御装置88と、車両制動装置90とを含む。ステアリング制御装置82、横滑り防止装置84、車両速度制御装置88、及び、車両制動装置90は、車両通信バス34を介して相互間及び電子車両コントローラ32と通信する他、自律走行車両20の動作モードを制御する。さらに、複数の他の車両システム98は、相互間及び電子車両コントローラ32と通信する。
図2に示すヒューマンマシンインタフェース(HMI)94は、自律走行車両20の乗員と車両制御システム30のシステム及びコントローラすべてとの間のインタフェースを提供する。HMI94は車両通信バス34に結合され、乗員からの入力を受信し、電子車両コントローラ32からデータを受信し、かつ、このデータに基づいて乗員に警報及び他の情報を提供するように構成されている。HMI94は、例えば、グラフィカルユーザインタフェース(GUI)を有するボタン及び/又はタッチスクリーン表示部を含む好適な入出力メカニズムを含む。さらに、車両20の乗員から処理についての音声命令を受信する内部マイク・音声認識システム96が設けられている。
図2に示す他の車両システム98について検討する。他の車両システム98は、映像・音響エンターテーメントコンテンツを車両20の乗員に提供するように構成されたハードウェア(例えば、表示画面)及びソフトウェアを有するエンターテーメントシステムを含む。いくつかの実施形態においては、エンターテーメントコンテンツは、外部通信システム64によりストリーミングされる映像コンテンツを含む。
一実施形態においては、図2に示す内部乗員センシングシステム100は、乗員センシングコントローラ102とならんでHMI94、内部マイク・音声認識システム96、及び、内部ビデオカメラシステム104により形成されている。内部ビデオカメラシステム104は、自律走行車両20内にいる乗員のビデオ画像を取得する。
一実施形態においては、内部乗員センシングシステム100の乗員センシングコントローラ102は、内部ビデオカメラシステム104及び内部マイク・音声認識システム96と統合されて単一の装置になっている。他の実施形態においては、乗員センシングコントローラ102は内部及び外部のデジタルビデオカメラを含むマルチカメラシステムの一部である。いくつかの実施形態においては、内部乗員センシングシステム100は、2つ以上の内部デジタルビデオカメラを含む。内部ビデオカメラシステム104は、一実施形態においてはデジタルビデオカメラである。内部ビデオカメラシステム104は、車両内部及び自律走行車両20の乗員を表示するように配置される。乗員センシングコントローラ102は、内部ビデオカメラシステム104から送られる画像又は映像データを受信し、かつ、処理するように構成されている。内部マイク・音声認識システム96のマイクは、車両20の内部に配置されるとともに、(音声を含む)音をセンシング又は検出し、音響信号又は音声信号を音声データに変換し、かつ、音声データを乗員センシングコントローラ102に供給するように構成されている。乗員センシングコントローラ102は、内部マイク・音声認識システム96から音声データを受信し、かつ、処理するように構成されている。内部マイク・音声認識システム96は、独立しているか、又は、別の車両システム(例えば、ハンズフリーのセルラシステム)の一部であってもよい。
図3に示すように、一実施形態においては、乗員センシングコントローラ102は、電子処理装置110(例えば、マイクロプロセッサ又は他の好適なプログラミング可能な装置)と、非一時的メモリ114(例えば、コンピュータ可読記憶媒体)と、入出力インタフェース118とを含む。一実施形態においては、入出力インタフェース118は、電子処理装置110を有効にして図2に示す様々な装置と通信する。入出力インタフェース118は、通信バス34若しくは有線、無線による電気的接続又は光接続を提供し、これにより、図2に示したシステム、コントローラ及び装置は、ネットワーク通信プロトコルを用いて通信することができる。
非一時的メモリ114は、プログラム記憶領域(例えば、リードオンリメモリ(ROM))と、データ記憶領域(例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM))と、別の非一時的コンピュータ可読媒体とを含むことができる。電子処理装置110は、メモリ114に記憶されたソフトウェアを実行する。ソフトウェアは、本明細書に説明する方法を実行する命令及びアルゴリズムを含んでもよい。
図3に示す入出力インタフェース118は、図2に示す装置及びシステムを含む、乗員センシングコントローラ102の外部のシステムとの間で入力を受信し、かつ、出力を提供する。いくつかの実施形態においては、乗員センシングコントローラ102は、電力、動作制御及び保護を内部乗員センシングシステム100内のコンポーネント及びモジュールに提供する複数の電気コンポーネント及び電子コンポーネントを含む。乗員センシングコントローラ102は、より多いか、より少ないか、又は、異なるコンポーネントを含んでもよいことを理解されたい。さらに、一実施形態においては、電子車両コントローラ32は、乗員センシングコントローラ102と類似の構造を有するが、異なる車両御プログラムを実行する。
図4は、実質的な完全自律走行車両20の内部前方部130の部分的斜視図である。内部前方部130は、ダッシュボード132と、フロントガラス134と、ルーフ136とを含む。完全自律走行車両20には、ハンドル及びペダルはない。内部ビデオカメラシステム104の内部ビデオカメラ140は、ルーフ136に取り付けられており、映像データ及び画像を自律走行車両20の内部から取得する。さらに、図4には、ヒューマンマシンインタフェース94、例えばタッチスクリーンを示す。
図5は、自律走行車両20の内部前方部130の部分的斜視図である。内部前方部130は、ダッシュボード132と、フロントガラス134と、ルーフ136とを含む。内部ビデオカメラシステム104の内部ビデオカメラ140は、ルーフ136に取り付けられており、車両20の内部から映像データ及び画像を取得する。さらに、図5には、ヒューマンマシンインタフェース94と、バックミラー142と、ハンドル144とを示す。図5に示す車両20は、選択される動作モードに応じて自律的に、又は、運転席にいる搭乗者若しくは乗員がハンドル144を用いることによって、動作することができる。従って、他により年長の乗員が自律走行車両20内に存在するか否かにかかわらず、ハンドル144の前にいる乗員が車両制御システム30を操作する際に重要な乗員となる。
自律走行車両のパラメータ
最初の段階では、自律走行車両20を動作させる前に、権限を有する管理者が車両の動作パラメータを選択する。権限を有する管理者は、車両の所有者若しくは私有車の賃借人、又は、レンタカーの場合における管理者である。さらに、権限を有する管理者は、乗員の年齢、身元又は他の特徴に基づいて、利用者グループが車両を動かすのを制限することができる。権限を有する管理者は、車両の外部通信システム64に接続している自宅のコンピュータ、タブレット、スマートフォン等を介して車両20に遠隔アクセスすることを含む様々な方法を用いて利用者グループの権利を設定することができる。従って、管理者から受信した遠隔入力は、利用者及び利用者の年齢層を識別する。あるいは、管理者は、HMI94を用いてそのまま車両において利用者グループの権利を設定してもよい。権限を有する管理者は、車両20のパラメータを変更するためにパスワード又は他のアクセス権を有する必要がある。
まず、管理者は、「児童」、「若年者」、「十歳代の若年者」及び「成人」に対する年齢の範囲を選択する。より少ないか又はより多くの年齢の分類も考えられる。
「児童」については、乗員がすべて特定の年齢未満、例えば4歳乃至7歳以下の児童である場合、管理者は、自律走行車両20の動作を停止させることを選択する。さらに、若年者又は十歳代の若年者が割り当てられた特定のルートを用いて特定の目的地又は地理的区域まで走行することのみができるように、管理者は、パラメータを設定してもよい。さらに、ユーザーが最低年齢を超えている場合に、管理者は、無制限のパラメータを設定してもよい。また、管理者は、年齢層/利用者の身元に基づいて、(車両がハンドル及びペダルを有する場合には)車両の手動運転制御を制限してもよい。
特定の乗員、例えば管理者の血縁者が識別されている実施形態においては、管理者は、特定のルート及び目的地を、識別した利用者に許可しかつ割り当ててもよい。例えば、一実施形態においては、管理者は、若年者が目的地、例えば職場、学校、並びに、選択した友人及び/又は血縁者の自宅まで走行することを許可する。場所について許可する他、管理者は、異なる目的地への走行に自律走行車両20を利用することができる異なる時間パラメータを設定することができる。従って、管理者は、許可を得ている特定の個人ごとに事前に選択した複数の目的地を選択する。
管理者は、様々なアラートも選択する。アラートは、遠隔地で管理者が携帯するスマートフォン又は他のモバイル通信装置により受信される。選択したアラートは、許可を得ている年齢の乗員であって、車両20の手動運転制御を得ようとする者を含んでもよい。従って、運転制御を得ようとする乗員が許可を得ていると車両制御システム30が判断した場合、車両制御システムは、乗員が手動運転制御を得ることを許可し、かつ、アラートを提供する。
さらに、車両パラメータは、1)乗員が自律走行中に車両から不意に離れた場合、2)予想外の乗員が走行中に車両に乗った場合、及び/又は、3)乗員が車内で適正に拘束装置を利用しておらず、着席していない場合、車両を停車させ、かつ、アラートを所有者に送信するように構成され得る。さらに、いくつかの実施形態においては、車両パラメータは、内部ビデオカメラシステム104からの映像データのストリーミング及び内部マイク・音声認識システム96からの音声信号のストリーミングを含み、これにより権限を有する管理者はモバイル通信装置を用いて遠隔地で表示及び視聴を行う。さらに、管理者は、車両スピーカで乗員と直接話してもよい。さらに自律走行中に、管理者は、車両20からのGPS信号により車両位置を確認し、かつ、記憶するとともに、乗員が車内に存在するか否かを確認する。
一実施形態においては、自律走行車両は、上記のアラート及び通信機能によってプログラミングされることによって、管理者は、自律走行車両にいる、認識されかつ許可を得ている特定の個人、例えば識別済みの児童を目的地に運ぶことができる。
自律走行車両の許可
図6は、自律走行車両20の許可及び使用に関するフローチャート200である。図6に示す実施形態においては、自律走行車両20へのアクセス(ステップ202)は、キーフォブ作動のセンシング、車両に取り付けられた指紋センサ22による指紋のセンシング、キーパッド作動のセンシング、スマートフォンからのアクセス信号のセンシング、及び、別の実施形態においては、外部ビデオカメラシステム36により取得され、かつ、適当なコントローラにより処理された映像データに由来する、許可を得ている特定の個人の顔認識からなる群のうちの少なくとも1つに応答して提供される。
適正な車両への乗車を検出すると、内部ビデオカメラシステム104は、自律走行車両20内にいるすべての乗員の顔について、映像データ及び/又はメタデータを取得する(ステップ206)。乗員センシングコントローラ102は、機械学習による乗員検出アルゴリズムを用いて、乗員の顔の数、検出されたそれぞれの乗員の姿勢及び位置を特定する。
検出されたそれぞれの顔について、分類器アルゴリズムを実行する乗員センシングコントローラ102により、デモグラフィック情報及びマーカが推定及び判断される(ステップ210)。デモグラフィック情報を特定するステップは、所定の乗員の顔の映像データ又はビデオ画像を用いて乗員の年齢を分類するステップを含む。いくつかの実施形態においては、デモグラフィック情報を特定するステップは乗員の性別、民族、及び/又は、人種を分類するステップを含む。いくつかの実施形態においては、他の分類情報が取得される。従って、デモグラフィック情報、特に乗員の年齢は、個々の乗員ごとに特定される。
いくつかの実施形態においては、乗員センシングコントローラ102は、経時的に乗員を追跡する際の分類器の推定を向上させるように構成されている。照明、乗員の動き、及び、乗員の衣類等の影響は、経時的に変化し、これにより、乗員センシングコントローラ102は、異なる個体群統計学的推定を経時的に行う場合がある。乗員センシングコントローラ102は、機械学習アルゴリズムを用いて傾向を認識し、又は、外れ値を除外することによって、推定を向上させる。このように継続的に向上させることにより、最も信頼できるメタデータを確保する。
その後、乗員センシングコントローラ102は、自律走行車両20内の乗員が児童のみかを判断する(ステップ214)。最も年長の乗員が児童である場合、車両は、乗員センシングコントローラ102、電子車両コントローラ32、若しくは、別のコントローラ、又は、組み合わせた複数のコントローラにより動作を停止する(ステップ218)(以下、「コントローラ」は車両20に設けられた複数のコントローラ、制御装置、又はシステムのうちの1つ以上に対応する)。さらに、コントローラは、児童が車両を運転し、又は、目的地を選択することができないことについてHMI94に設けられた視覚表示部により乗員にメッセージを提供し(ステップ222)、及び/又は、音声メッセージ出力を車内スピーカに提供する。一実施形態においては、児童が車両を制御しようとしているというアラートが管理者に提供される。その後、プログラムは元に戻って顔を検出することによりプロセスを反復する(ステップ206)。
児童でない乗員がいる場合(ステップ214)、乗員センシングコントローラ102は、正当な利用者がいるか否かを判断する(ステップ230)。一実施形態においては、正当な利用者は若年者又は成人である。別の実施形態においては、正当な利用者は、成人のみでなければならない。年齢によるさらなる分類、例えば「若い青年」又は「十歳代の若年者」が考えられる。
正当な乗員が車両にいない場合(ステップ230)、自律走行車両の使用を許可しないことを示すメッセージを乗員に提供する(ステップ232)。その後、乗員センシングコントローラ102は、顔の検出(ステップ206)に戻る。
正当な乗員がいる場合(ステップ230)、コントローラは、音声メッセージ及び/又はHMI94の視覚表示部で乗員に目的地を要求する。その後、乗員は、内部マイク・音声認識システム96によりセンシングされるように口頭で、又は、HMI94でタッチ入力により目的地を提供する(ステップ234)。
コントローラは、GPSナビゲーションシステム68を利用して自律走行車両がある場所を特定し、かつ、地図を利用して入力目的地までのルートを計算する(ステップ238)。さらに、その場所における車両20の物理的向き及び車両位置が、磁気センサ及び/又はGPS信号により特定される。
その後、コントローラは、正当な乗員、例えば若年者又は成人に対して目的地への走行は許可されているかを判断する(ステップ242)。目的地が許可されていない場合、コントローラは、車両20内で音声メッセージを提供し、及び/又は、HMI94の視覚表示部は、乗員が特定の目的地まで走行することは許可されていないことを示す(ステップ246)。目的地が有効でないという表示を提供した後、コントローラは、元に戻って別の目的地を要求する(ステップ234)。
目的地が許可されているとコントローラが判断すると、コントローラは、自律走行車両20を制御して有効な選択目的地に向かう(ステップ250)。自律動作の詳細を以下に詳述する。
顔認識による車両の許可
図7は、顔認識に基づいて自律走行車両20を許可及び使用する別の実施形態に関するフローチャート200である。図7に示す実施形態においては、自律走行車両20へのアクセス(ステップ304)は、キーフォブの作動のセンシング及び/又は車両20に取り付けられた指紋センサ22による指紋のセンシングに応答して提供される。上記のように、いくつかの実施形態においては、車両20へのアクセスはスマートフォン又は顔認識を用いて提供される。
適正な車両への乗車を検出すると、内部ビデオカメラシステム104は、自律走行車両20内にいるすべての乗員について検出された顔(ステップ308)の映像データ及び/又はメタデータを取得する。乗員センシングコントローラ102は、機械学習による乗員検出アルゴリズムを用いて乗員の顔の数、検出された各乗員の姿勢及び位置を特定する。より重要なのは、乗員センシングコントローラ102が検出済みの様々な顔の特徴を、許可を得ている複数の車両利用者の記憶されている顔と比較することである。従って、顔認識は、車両20(ステップ312)に対する許可を得ている識別済みの特定の個人に関する情報を提供する。乗員が検出されなかった場合には、乗員の顔が内部ビデオカメラシステム104により再び検出され、乗員の映像データは、許可を得ている複数の利用者の映像データと再度比較される。
許可を得ている特定の個人に関する情報を提供する以外に、管理者は、特定の個人が車両20で走行することを許可されているか、あるいは、許可されていない目的地、ルート、又は、区域を予め選択する。一実施形態においては、限定した目的地の一覧、例えば自宅、職場、友人の家、及び、学校が許可を得ている個人に対して提供される。さらに、車両を走行に用いることができる日の時間帯が管理者により選択される。
乗員として認識され(ステップ312)、許可を得ている識別済みの特定の個人がいる場合、コントローラは、音声メッセージ及び/又はHMI94の視覚表示部で乗員に目的地を要求し、その後、許可を得ている識別済みの乗員は、内部マイク・音声認識システム96によりセンシングされるように口頭で、又は、HMI94でのタッチ入力により目的地を提供する(ステップ316)。
その後、コントローラは、許可を得ている識別済みの乗員、例えば若年者、十歳代の若年者、又は、成人に入力目的地への走行が許可されているか否かを判断する(ステップ320)。目的地が認められていない場合、コントローラは、車両20内で音声メッセージを提供し、及び/又は、HMI94の視覚表示部は、乗員が特定の目的地に走行することは許可されていないことを示す(ステップ324)。その後、コントローラは、元に戻って別の目的地を要求する(ステップ316)。
コントローラが、目的地を認め、又は、目的地が許可されていると特定した場合(ステップ320)、コントローラは、GPSナビゲーションシステム68を利用して自律走行車両20の位置を特定し、かつ、記憶されている地図を利用して入力目的地までのルートを計算する(ステップ328)。いくつかの実施形態においては、許可を得ている乗員が利用するには望ましくない区域を通って延在しているルートは、選択肢として提供されない。従って、表示される1つ以上の許可ルートは、必ずしも選択目的地への最速ルートであるわけではない。次に、許可を得ている乗員は、目的地までのルートを選択する(ステップ332)。その後、自律走行車両20は、目的地に向かう(ステップ336)。
さらに別の実施形態においては、外部ビデオカメラシステム36により取得された映像データから許可を得ている特定の個人に対して行う顔認識は、適当なコントローラにより処理される。外部ビデオカメラシステムから送られる映像データから車両20で走行しようとする利用者を判断するそのような顔認識装置により、図7のステップ316に進むこともできる。顔の検出及び乗員の認証が最初に行われ、乗車を可能にする。
いくつかの実施形態においては、許可を得ている複数の個人が同時に車両20の乗員になっている。例えば、車両20は、乗員のうちのいずれかが利用可能な任意の目的地まで走行する。未認識の乗員及び認識済みの乗員についてのアラートは、車両20の位置とともに選択的に管理者に提供される。
自律走行車両の運転操作
図8は、自律走行車両20を目的地まで走行させる運転操作を示すフローチャート400である。目的地を設定し、それが承認又は許可されると、乗員は、自律走行車両20を発進させ(ステップ402)、選択目的地への走行を開始する。一実施形態においては、自律走行車両は、以下のように動作する。
一実施形態においては、HMI94に表示されるルートを選択することにより(ステップ402)自律走行車両20を発進させるときに、最低限の人の介在が必要である。車両制御システム30は、選択目的地まで走行する。乗員は、HMI94に表示される停車制御機能又は音声命令を利用して緊急事態又は他の状況で停車する。動作中に、電子車両コントローラ32は、車両位置を特定する(ステップ404)。車両位置は、GPSナビゲーションシステム68から送られる座標、及び、いくつかの例では外部通信システム64により受信された情報も処理する電子車両コントローラ32により特定される。
その後、電子車両コントローラ32は、車両の速度及び方向を特定する(ステップ408)。この速度及び方向は、車両速度・方向センサ48により特定される。直近の方向を特定し、かつ、把握するステアリング角度センサ50が設けられている。さらに、車両速度における変化を把握して加速/減速が特定される。
電子車両コントローラ32は、自律走行車両周囲の状況及び物体を特定する(ステップ412)。このことは、付近の車両等の物体、道路の車線、路肩、及び、他の情報の映像を取得する外部ビデオカメラシステム36により支援される。車両20の周囲の状況を特定するステップは、一時停止の標識、赤信号、及び、他の走行状況を他のセンサから送られる映像データ又は情報から識別するステップを含む。さらに、レーダシステム38、ライダセンシングシステム40及び超音波センシングシステム44は、自律走行車両20付近にある物体の存在、位置及び速度を検出する。物体としては、様々な車両とならんで交通障壁、トンネル及び壁が挙げられる。外部通信システム64は、ビークル・ツー・ビークル(V2V)により、付近の車両と通信し、かつ、ビークル・ツー・インフラストラクチャにより、車道に沿って設けられた案内ビーコンと通信して、付近の車両の位置、速度及び方向並びに他の構造物の位置を特定する。
他の車両、車道、及び、静止状態の構造物を含む状況の判断に応じて、電子車両コントローラ32は、車両速度制御装置88及びステアリング制御装置82を用いて自律走行車両20の速度及び走行方向を制御する(ステップ416)。いくつかの条件下においては、車両制動装置90が動作して自律走行車両20を停車又は減速させる。このように、自律走行車両20は、自身が事前に特定しかつ記憶した目的地に向かうルートを走行する。
電子車両コントローラ32は、車両20が目的地又はその付近にあるか否かを特定する(ステップ420)。車両20が目的地又はその付近にない場合、電子車両コントローラ32により実行されるプログラムは、元に戻って再び車両位置を特定するか又は更新し(ステップ404)、車両位置を記憶し、かつ、その後のステップを実行する。このようにして、自律走行車両は、目的地まで走行する。
車両20は目的地又はその付近にあると電子車両コントローラ32が判断した場合(ステップ420)、プログラムは、駐車場検索の実行に進む(ステップ424)。駐車場検索は、外部ビデオカメラシステム36から送られる画像及び/又はHMI94により乗員から提供され、駐車スペースが利用できる若しくは利用できる可能性が高い駐車場構造物又は付近の他の区域を示す手動入力を用いるステップを含む様々な方法を含む。利用可能な駐車場を見つけると、電子車両コントローラ32は、大抵の場合、超音波センシングシステム44により供給されたデータに基づいて車両の駐車を行う(ステップ428)。
上記のように電子車両コントローラ32が自律走行車両20の制御を行うときに、ステアリング制御装置82、横滑り防止装置84、車両速度制御装置88、車両制動装置90を備える他の電子コントローラ、及び/又は、車両システム98が、電子車両コントローラ32の動作を支援するか、実行してもよい。
本発明の実施形態は、完全自律走行車両に実装され、特定の年齢未満の1人以上の若年児童に長距離の走行を許可する可能性を実現する。例えば、車両運転者の年齢に基づく検出は、自力で車両を運転する児童に対する安全対策として用いられ得る。さらに、乗員センシングコントローラ102は、児童が車両20の制御装置を操作する状況にある場合に車両の管理者にアラートを提供するように構成されている。
いくつかの実装例においては、上記のシステムは少なくとも1つのコントローラを用いて制御される。電子車両コントローラ32は、1つ以上の処理装置(例えば、プロセッサ、特定用途向け集積回路(「ASIC」)等)、非一時的コンピュータ可読媒体を含む1つ以上のメモリモジュール、及び、1つ以上の入出力インタフェースを含むことができる。いくつかの実装例においては、電子車両コントローラ32は、1つ以上の内部センサ又は内部システムも含むことができる。さらに、図2に示した様々なコンポーネント、例えばステアリング制御装置82及び横滑り防止装置84は、通信バス34を介して相互に直接的に通信し、又は、いくつかの例においては、同一のプロセッサ又は複数のプロセッサを備え、かつ、これらにより制御される。
図2に示した様々なコンポーネントは、専ら例示及び説明を目的としており、本発明を限定するものではない。例えば、電子車両コントローラ32は、車両運転制御装置80の一部であるか、又は、メインプロセッサとなり得る。車両運転制御装置80のコンポーネントは、いくつかの実施形態においては、他のコンポーネントと一体である。一実施形態においては、車両速度制御装置88は、横滑り防止装置84と組み合わせられる。従って、プロセッサは、適当な制御プログラム又は制御アルゴリズムを実行することにより、安定性の制御及び速度制御の両方の動作を実行する。
本明細書で論じられる「若年者」という用語は、有効な車両運転免許を有する年齢未満、又は、およそ14歳乃至16歳未満で児童よりは年齢の高い任意の個人を含むことを意図している。一実施形態においては、「若年者」の年齢範囲は、およそ7歳乃至15歳である。「児童」という用語は、実施形態に応じて6歳乃至8歳未満の任意の個人を含むことを意図している。別の実施形態においては、「児童」は、およそ7歳未満である。別の実施形態においては、「十歳代の若年者」は、17歳から21歳の間であり、成人は、21歳である。
一実施形態においては、乗員センシングコントローラ102は、機械学習機能を実行するように構成されている。データベース60は、乗員センシングコントローラ102により実行可能な1つ以上の学習エンジンを格納しており、内部ビデオカメラシステム104及びマイク・音声認識システム96から受信した乗員のデータを処理し、かつ、車両20の乗員に関する個体群統計学的メタデータを開発する。一般に、機械学習は、系統的なプログラミングをしなくてもコンピュータアプリケーションが学習する機能を指す。具体的には、機械学習を実行するコンピュータアプリケーション(学習エンジンと呼ばれることもある)は、訓練データに基づいてアルゴリズムを開発するように構成されている。例えば、教師あり学習を行うために、訓練データは、例示的な入力データ及び対応する所望の(例えば、現実的な)出力データを含み、学習エンジンは、入力データを訓練データに含まれる出力データにマッピングするモデルを漸進的に開発する。機械学習は、決定木の学習、相関ルール学習、人工ニューラルネットワーク、帰納論理プログラミング、サポートベクトルマシン、クラスタリング、ベイジアンネットワーク、強化学習、表現学習、類似度・計量学習、スパース辞書学習、及び、遺伝性アルゴリズムを含むが、これらに限定されない様々な種類の方法及びメカニズムを用いて実行され得る。
レンタカーの自律走行車両20を対象とする実施形態においては、車両の走行又は動作は動作範囲及び燃料又は充電の供給により制限される。
このように、本発明は、特に、乗員の年齢に基づいて様々な乗員による、又は、認識され許可を得ている特定の個人による自律走行車両20へのアクセス及び使用を制御する方法及び装置を提供する。本発明の様々な特徴及び利点が以下の特許請求の範囲に記載されている。

Claims (20)

  1. 映像データを含む乗員のデータを取得する乗員センシングコントローラを有する内部乗員センシングシステムを備える自律走行車両の使用を制御するための方法であって、
    前記自律走行車両における乗員の前記映像データを取得する少なくとも1つのビデオカメラを動作させるステップと、
    前記映像データを前記乗員センシングコントローラに供給するステップと、
    前記車両にいる乗員の顔の数を検出するステップと、
    検出した前記顔のそれぞれの前記映像データからデモグラフィック情報を特定するステップと、
    車両位置、前記顔の数、及び、乗員の前記デモグラフィック情報をデータとして前記自律走行車両に記憶するステップと、
    前記デモグラフィック情報から前記自律走行車両における乗員の年齢を特定するステップと、
    前記自律走行車両におけるすべての乗員は特定の年齢未満であることを前記デモグラフィック情報が示す場合、年齢に応じて目的地への走行又は前記自律走行車両の操作を制限するステップと、
    を含む、方法。
  2. 乗員の前記データは、メタデータであり、前記自律走行車両は、完全自律走行車両であり、
    すべての乗員が少なくとも特定の年齢でありかつ前記完全自律走行車両に適正に着席していると前記内部乗員センシングシステムが判断した場合にのみ、前記完全自律走行車両は、管理者により予め定められた複数の事前選択された目的地のうちの1つである選択目的地まで走行するように動作する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記自律走行車両は、レンタカーであり、前記自律走行車両の走行又は動作は、前記自律走行車両の動作範囲及び燃料若しくは充電の供給により制限される、請求項1に記載の方法。
  4. 前記デモグラフィック情報から、前記車両の乗員が成人であると特定した場合、前記目的地を要求するステップと、
    成人である乗員から前記目的地を受信するステップと、
    前記目的地までの前記自律走行車両の走行又は動作を提供することは許可されているか否かを特定するステップと、
    許可されている場合、前記目的地までのルートを特定し、かつ、前記自律走行車両を前記目的地まで動作させるステップと、
    許可されていない場合、前記目的地が有効でないという表示を提供するステップと、
    前記デモグラフィック情報から、前記車両の最年長の乗員が6歳乃至8歳より年長でありかつ14歳乃至16歳未満の年齢範囲にある年齢を有している若年者であると特定した場合、前記目的地を要求するステップと、
    若年者である乗員から前記目的地を受信するステップと、
    前記目的地までの前記自律走行車両の走行又は動作を提供することが許可されているか否かを特定するステップと、
    許可されている場合、前記目的地までの前記ルートを特定し、かつ、前記自律走行車両を前記目的地まで動作させるステップと、
    許可されていない場合、前記目的地が有効でないという前記表示を提供するステップと、
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  5. 若年者の前記年齢範囲は、約7歳乃至約15歳である、請求項4に記載の方法。
  6. 前記自律走行車両は、私有車であり、前記方法は、
    キーフォブの作動のセンシング、指紋センサによる指紋のセンシング、キーパッドの作動のセンシング、スマートフォンからのアクセス信号のセンシング、及び、映像データに由来する、許可を得ている特定の個人の顔認識の提供からなる群のうちの少なくとも1つに応答して、前記自律走行車両へのアクセスを提供するステップを含み、
    前記目的地及び前記自律走行車両の動作は、遠隔入力又は前記自律走行車両のヒューマンマシンインタフェースを用いた入力により管理者から既に受信した入力によって乗員ごとに事前選択されている、請求項1に記載の方法。
  7. 前記自律走行車両における乗員が前記自律走行車両の手動運転制御を得ようとしていることを特定するステップと、
    前記乗員は車両運転年齢にあることを前記デモグラフィック情報が示す場合に、前記乗員が前記自律走行車両の前記手動運転制御を得ることを許可するステップと、
    遠隔地にいる権限を有する管理者に前記乗員が前記自律走行車両の前記手動運転制御を得ているというアラートを提供するステップと、
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  8. 乗員が自律走行中に前記車両を不意に離れた場合、乗員が自律走行中に前記車両に不意に乗車した場合、及び、乗員が前記車両に適正に着席していない場合、前記権限を有する管理者にアラートを提供するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記車両の車両位置を特定するためにGPS信号を受信するステップと、
    前記車両位置及び前記顔の数をメタデータとして遠隔地のモバイル通信装置に供給するステップと、
    前記GPS信号及びマップ情報に基づいて目的地までのルートを特定するステップと、
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  10. 別の乗員を伴うことなく一人の若年の児童が前記自律走行車両にいると前記デモグラフィック情報から特定される場合、前記目的地の選択及び前記自律走行車両の動作は停止する、請求項1に記載の方法。
  11. 前記自律走行車両には、ハンドルがない、請求項1に記載の方法。
  12. 映像データを含む乗員のデータを取得する内部乗員センシングシステムを備える自律走行車両の使用を制御するための方法であって、
    前記内部乗員センシングシステムの少なくとも1つのビデオカメラを操作して前記車両における乗員の前記映像データを取得するステップと、
    前記内部乗員センシングシステムの乗員センシングコントローラに前記映像データを供給するステップと、
    前記車両にいる少なくとも一人の乗員の顔を認識するステップであって、認識される前記乗員は許可を得ている特定の個人であり、前記自律走行車両が使用するルート及び目的地は前記許可を得ている特定の個人に提供され、許可を得ている特定の個人が異なれば、使用する許可を得たルート及び目的地が異なり、かつ、許可される使用時間が異なる、ステップと、
    を含む、方法。
  13. 前記車両の乗員が前記許可を得ている特定の個人であると認識した場合に目的地を選択するステップと、
    前記許可を得ている特定の個人からルート及び目的地を受信するステップと、
    前記目的地までの前記自律走行車両の走行又は動作の提供が、前記許可を得ている特定の個人に許可されているか否かを特定するステップと、
    許可されている場合、前記自律走行車両を前記目的地まで動作させるステップと、
    をさらに含む、請求項12に記載の方法。
  14. 前記自律走行車両における前記許可を得ている特定の個人が前記自律走行車両の手動運転制御を得ようとしていることを特定するステップと、
    前記許可を得ている特定の個人が前記自律走行車両の前記手動運転制御を得ることを許可するステップと、
    遠隔地にいる権限を有する管理者に前記許可を得ている特定の個人が前記自律走行車両の前記手動運転制御を得ているというアラートを提供するステップと、
    をさらに含む、請求項12に記載の方法。
  15. 乗員が自律走行中に前記自律走行車両を不意に離れた場合、乗員が自律走行中に前記自律走行車両に不意に乗車した場合、及び、乗員が前記自律走行車両に適正に着席していない場合、前記権限を有する管理者にアラートを提供するステップをさらに含む、請求項14に記載の方法。
  16. 自律走行車両へのアクセス及び自律走行車両の操作のための車両制御システムであって、
    車両コントローラと、
    映像データを含む乗員のデータを取得する内部乗員センシングシステムと、
    を備え、
    前記内部乗員センシングシステムは、
    前記車両における乗員の前記映像データを取得する少なくとも1つのビデオカメラと、
    前記映像データを受信する乗員センシングコントローラと、
    を備え、
    前記乗員センシングコントローラは、
    前記車両にいる乗員の顔の数を検出し、
    検出した前記顔の数のそれぞれの前記映像データからデモグラフィック情報を特定し、
    車両位置、前記顔の数、及び、乗員の前記デモグラフィック情報をデータとして前記車両に記憶し、
    前記デモグラフィック情報から前記自律走行車両における乗員の年齢を特定し、
    前記車両コントローラに乗員の年齢を含む前記デモグラフィック情報を供給する
    ように構成されており、
    前記車両コントローラは、
    前記自律走行車両におけるすべての乗員が特定の年齢未満であることを示す前記デモグラフィック情報に応答して、前記特定の年齢に応じて目的地への走行又は前記自律走行車両の動作を制限するように構成されている、
    車両制御システム。
  17. 前記自律走行車両の内部へのアクセスを提供する指紋センサを含む指紋センシングシステムをさらに備える、請求項16に記載の車両制御システム。
  18. 前記車両コントローラは、
    前記車両の最年長の乗員が若年者であることを示す前記デモグラフィック情報を受信すると、目的地を要求し、
    若年者である乗員から目的地を受信し、
    前記目的地までの前記自律走行車両の走行又は動作を提供することは許可されているか否かを特定し、
    許可されている場合、前記目的地までのルートを特定し、かつ、前記自律走行車両を前記目的地まで動作させ、
    許可されていない場合、前記目的地が有効でないという表示を提供する
    ように構成されている、請求項16に記載の車両制御システム。
  19. GPS信号を受信するGPSナビゲーションシステムを備え、
    前記GPSナビゲーションシステムは、前記自律走行車両の前記車両位置を特定するように構成されており、
    前記車両コントローラは、前記GPS信号及びマップ情報に基づいて前記目的地までのルートを特定するように構成されている、請求項16に記載の車両制御システム。
  20. 自律走行車両へのアクセス及び自律走行車両の操作のための車両制御システムであって、
    車両コントローラと、
    映像データを含む乗員のデータを取得する内部乗員センシングシステムと、
    を備え、
    前記内部乗員センシングシステムは、
    前記車両における乗員の前記映像データを取得する少なくとも1つのビデオカメラと、
    前記映像データを受信する乗員センシングコントローラと、
    を備え、
    前記乗員センシングコントローラは、前記車両にいる少なくとも1つの乗員の顔を認識するように構成されており、
    認識される前記乗員は、許可を得ている特定の個人であり、前記自律走行車両が使用するルート及び目的地は、前記許可を得ている特定の個人に提供され、許可を得ている特定の個人が異なれば、使用する許可を得たルート及び目的地が異なり、かつ、許可される使用時間が異なる、車両制御システム。
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