JP6765063B2 - 遠隔型自動走行システム、無線通信方法、移動体装置及びプログラム - Google Patents

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Description

本開示は、移動体装置（例えば車両）を遠隔で自動走行させる遠隔型自動走行システム、無線通信方法及びプログラムと、遠隔型自動走行システムによる遠隔の自動走行の対象となる移動体装置とに関する。
ＩＴＳ（Intelligent Transport System：高度道路交通システム）は、道路交通の安全性、輸送効率、快適性の向上等を目的に、最先端の情報通信技術（ＩＴ:Information Technology）等を用いて、人と道路と移動体装置（例えば車両）とを一体のシステムとして構築する新しい道路交通システムの総称である。ＩＴＳに関して、近年の情報通信技術の発展とデータ利活用の進展を背景に、移動体装置（例えば車両）の自動走行システムの実現に向けた様々な検討が加速している（例えば非特許文献１参照）。
非特許文献１の中では、安全運転支援システム及び自動走行システムが定義付けされており、システムによる車両内ドライバー機能の代替として、情報提供型のシステムとレベル１からレベル４までの４段階のレベルが階層化された自動制御活用型のシステムとが記載されている。この中で、特にレベル４は完全自動走行を示し、加速・操舵・制動を全てシステムが行い、ドライバーが全く関与しない状態であると定義されている。言い換えると、レベル４の完全自動走行（運転）では、車両内にドライバーが存在する必要性を要しない。
また、非特許文献１の中では、レベル４のような完全自動走行の他に、レベル４に相当するものとして、緊急時には車両外の遠隔地にいるドライバーに相当する者による遠隔からの走行制御を行えるようにする遠隔型自動走行システムの考え方も検討されている。この遠隔型自動走行システムでは、移動体装置（例えば車両）に設置された１台以上のカメラの撮像映像を遠隔操縦地の制御装置（遠隔コックピット）に伝送することを要するが、撮像映像のデータ伝送に許容される遅延時間は例えば１０ｍｓ（ミリ秒）オーダの短い時間が要求される。
遠隔操作により車両を運転する先行技術としては、例えば特許文献１が知られている。特許文献１では、車両は、車両内に設置された車輪速度センサ、各種センサ及び各種カメラにより得られた車両の走行状態に関するデータを制御センターに送り、遠隔操作者は、送られたデータに基づいて車両を遠隔操作するための指令信号を制御センターから車両内の車載遠隔制御装置に送る。この制御センターと車載遠隔制御装置との間の無線通信において、広域通信システムと狭域通信システムという２つの異なる種類の無線通信システムを用いる。
高度情報通信ネットワーク社会推進戦略本部、「官民ＩＴＳ構想・ロードマップ２０１６」、２０１６年５月２０日、首相官邸、［平成２８年１０月２０日検索］、インターネット＜URL: http://www.kantei.go.jp/jp/singi/it2/kettei/pdf/20160520/2016_roadmap.pdf＞
特開２００４−２９５３６０号公報
特許文献１によれば、広域通信システムと狭域通信システムのうちいずれか一方による通信が行えない異常事態に陥ったとしても、もう一方の無線通信システムを用いることで、制御センターからの制御信号を車両に送り届けることができるため、車両を遠隔で走行させることは可能である。
しかし、特許文献１では、上述した非特許文献１に開示されたレベル４（完全自動走行システム）に相当する遠隔型自動走行システムの概念は考慮されていない。このため、特許文献１を含む従来の技術を用いても、上述した非特許文献１に開示された遠隔型車両システムを実現するにあたり、車両に設置された１台以上のカメラの撮像映像を遠隔コックピットに伝送するために、撮像映像のデータ伝送に許容される遅延時間（例えば１０ｍｓオーダ）への短縮化は困難である。
また、現実に複数台の車両が街中等を走行する場面を想定すると、１台の車両から送られる複数台のカメラの撮像映像のデータ伝送速度は、例えば１０Ｍｂｐｓ以上の高速なデータ伝送速度となる可能性が高い。このため、このような撮像映像のデータ伝送を比較的セル範囲の大きなマクロセルを提供可能なマクロセル基地局で収容（処理）する場合、マクロセル内を走行する複数台の車両から送られるデータ伝送量の増大により、マクロセル基地局におけるマクロセルのシステム容量（つまり、マクロセル内で取り扱われるデータ容量の合計値）が不足する可能性がある。
本開示の目的は、移動体装置内に設置された１台以上のカメラの撮像映像のデータ伝送の許容遅延時間の増大を抑制し、マクロセル基地局におけるマクロセルのシステム容量の不足を回避する遠隔型自動走行システム、無線通信方法、移動体装置及びプログラムを提供することである。
本開示は、遠隔で自動走行を指示する遠隔操作端末との間で通信可能に接続される移動体装置であって、少なくとも１つのカメラと、前記移動体装置の環境情報を取得する取得部と、前記移動体装置の環境情報に基づいて、前記移動体装置がクリティカルな状態であるか否かを判断する判断部と、前記移動体装置がクリティカルな状態であるとの前記判断部の判断結果に従い、第１通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、マクロセルを提供可能な第１無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信し、前記移動体装置がノンクリティカルな状態であるとの前記判断部の判断結果に従い、第２通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、それぞれスモールセルを提供可能な複数の第２無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する通信部と、を備える、移動体装置を提供する。
また、本開示は、少なくとも１つのカメラを有し、コンピュータである移動体装置に、前記移動体装置を遠隔で自動走行させる遠隔操作端末との間を通信可能に接続する処理と、前記移動体装置の環境情報を取得する処理と、前記移動体装置の環境情報に基づいて、前記移動体装置がクリティカルな状態であるか否かを判断する処理と、前記移動体装置がクリティカルな状態であるとの判断結果に従い、第１通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、マクロセルを提供可能な第１無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する処理と、前記移動体装置がノンクリティカルな状態であるとの前記判断部の判断結果に従い、第２通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、それぞれスモールセルを提供可能な複数の第２無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する処理を実行する処理と、を実現させるための、プログラムを提供する。
また、本開示は、少なくとも１つのカメラを有する移動体装置と遠隔操作端末とが通信可能に接続され、前記移動体装置は、前記移動体装置の環境情報を取得する取得部と、前記移動体装置の環境情報に基づいて、前記移動体装置がクリティカルな状態であるか否かを判断する判断部と、前記移動体装置がクリティカルな状態であるとの前記判断部の判断結果に従い、第１通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、マクロセルを提供可能な第１無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する通信部と、を備え、前記遠隔操作端末は、前記移動体装置から送信された前記カメラの撮像映像のデータに応じて、前記移動体装置を遠隔で自動走行させるための制御信号を、前記第１無線基地局を介して前記移動体装置に送信し、前記移動体装置がノンクリティカルな状態であるとの前記判断部の判断結果に従い、第２通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、それぞれスモールセルを提供可能な複数の第２無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する、遠隔型自動走行システムを提供する。
また、本開示は、少なくとも１つのカメラを有する移動体装置と遠隔操作端末とが通信可能に接続された遠隔型自動走行システムにおける無線通信方法であって、前記移動体装置は、前記移動体装置の環境情報を取得する処理と、前記移動体装置の環境情報に基づいて、前記移動体装置がクリティカルな状態であるか否かを判断する処理と、前記移動体装置がクリティカルな状態であるとの判断結果に従い、第１通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、マクロセルを提供可能な第１無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する処理を実行し、前記遠隔操作端末は、前記移動体装置から送信された前記カメラの撮像映像のデータに応じて、前記移動体装置を遠隔で自動走行させるための制御信号を、前記第１無線基地局を介して前記移動体装置に送信する処理を実行し、前記移動体装置がノンクリティカルな状態であるとの前記判断部の判断結果に従い、第２通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、それぞれスモールセルを提供可能な複数の第２無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する処理を実行する、無線通信方法を提供する。
本開示によれば、移動体装置内に設置された１台以上のカメラの撮像映像のデータ伝送の許容遅延時間の増大を抑制でき、マクロセル基地局におけるマクロセルのシステム容量の不足を回避できる。
本実施の形態の遠隔型自動走行システムのシステム構成の一例を示す図 本実施の形態の車両のハードウェア構成の一例を詳細に示すブロック図 本実施の形態の車両制御部のソフトウェア構成の一例を詳細に示すブロック図 本実施の形態の遠隔型自動走行システムのユースケースの一例を示す説明図 図４に示す車両ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３内に設置されたそれぞれのカメラの撮像映像のデータ通信例を示す説明図 本実施の形態の遠隔型自動走行システムの動作手順の一例を詳細に説明するフローチャート 本実施の形態の遠隔型自動走行システムの使用例を示すテーブル
＜本実施の形態の内容に至る経緯＞
先ず、本発明に係る遠隔型自動走行システム、無線通信方法、移動体及びプログラムを具体的に開示した実施の形態（以下、「本実施の形態」という）を説明する前に、本実施の形態の内容に至る経緯について説明する。
上述したように、非特許文献１の遠隔型自動走行システムでは、移動体装置（例えば車両）に設置された１台以上のカメラの撮像映像を遠隔操縦地の制御装置（遠隔コックピット）に伝送することを要する。撮像映像のデータ伝送に許容される遅延時間は、例えば１０ｍｓ（ミリ秒）オーダの短い時間が要求される。
遠隔による自動走行の対象となる車両において、撮像映像のデータ（以下、「映像信号」と称することもある）を圧縮処理（エンコード）しても、１台の車両内の１台のカメラの映像信号について数Ｍｂｐｓ（例えば３Ｍｂｐｓ程度）のデータ伝送速度が必要である。このため、１台の車両内に複数台のカメラが設置されることを想定すると、車両側で各カメラの映像信号を束ねて圧縮処理しても、１台の車両からカメラの映像信号を送信する際に１０Ｍｂｐｓ程度以上の高速なデータ伝送速度が要求される。このような映像信号の伝送を、比較的セル半径の大きなマクロセルを提供可能な無線基地局（以下、「マクロセル基地局」という）で収容（処理）すると、マクロセル基地局におけるマクロセルのシステム容量が不足する可能性がある。
このようなマクロセルのシステム容量が不足することを回避するため、マクロセルに比べてセル半径が小さいスモールセルを高面密度で置局する方法も考えられる。しかし、スモールセルを提供可能な無線基地局（以下、「スモールセル基地局」という）の有線バックホール回線（つまり、スモールセル基地局と有線網等のコアネットワークとの間の回線）の敷設工事を要することになる。従って、スモールセル基地局の設置に関して煩雑な手続きが必要となる等、スモールセル基地局の設置場所の確保の柔軟性も欠けてしまう。
ここで、スモールセル基地局を高面密度に設置し、スモールセル基地局間で無線マルチホップ通信を用いて、車両を遠隔で自動走行させる遠隔操作端末（以下、「遠隔コックピット」ともいう）に映像信号を伝送することは、スモールセルのシステム容量（言い換えると、セル内のデータ伝送量の合計値）の面密度を高めること、及び個々のスモールセル基地局に有線バックホール回線の敷設を要さない点で効果的ではある。しかし、無線マルチホップ通信を用いた遠隔型自動走行システムにおいて、中継局としてのスモールセル基地局の数が多くなると、車両からの映像信号が遠隔コックピットに伝達されるまでの許容遅延時間が１０ｍｓのオーダを達成することが困難となる。
また、遠隔型自動走行システムにおいて、大容量の映像信号の伝送を常時ＬＴＥ（Long Term Evolution）等のセルラーシステム（言い換えると、セルラー系無線規格）を利用して行うと、データの伝送量が膨大になり、通信料金も高額となる可能性もある。
そこで、以下の本実施の形態では、移動体装置内に設置された１台以上のカメラの撮像映像のデータ伝送の許容遅延時間の増大を抑制し、マクロセル基地局におけるマクロセルのシステム容量の不足を回避する遠隔型自動走行システムの例を説明する。
以下、適宜図面を参照しながら、本発明に係る遠隔型自動走行システム、無線通信方法、移動体及びプログラムを具体的に開示した本実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。また、以下の本実施の形態では、遠隔型自動走行システム１００において、車両からカメラ映像データが送信されるにあたり、無線伝送路や有線伝送路の通信部分の遅延時間の低遅延時間化に加えて、映像の符号化や復号に要する遅延時間も数ｍｓ（ミリ秒）程度に低減することが求められるが、後者の映像の符号化や復号に要する遅延時間の低減については公知技術により実現可能であるため、本実施の形態では映像の符号化や復号に要する遅延時間の実現は達成可能との前提に立って説明する。また、無線伝送路での遅延時間に比較して有線伝送路での遅延時間は公知技術により小さく抑えることができる前提に立って説明する。
＜遠隔型自動走行システムの概要＞
先ず、本実施の形態の遠隔型自動走行システム１００の概要について、図１を参照して説明する。
図１は、本実施の形態の遠隔型自動走行システム１００のシステム構成の一例を示す図である。
図１に示すように、遠隔型自動走行システム１００は、遠隔による自動走行の対象となる移動体装置（例えば図１紙面左方向に向かって公道ＰＨを走行する車両１）と、車両１に対して遠隔での自動走行を指示する遠隔操作端末（例えば遠隔コックピットＲＣＰ）とを含む構成である。車両１の内部構成の詳細については図２及び図３を参照して後述する。本実施の形態では、車両１は、後述する遠隔コックピットＲＣＰの制御下において遠隔で自動走行され、複数台の車載カメラ（例えば４台の車載カメラＦＲＣ１，ＦＲＣ２，ＤＲＣ１，ＲＲＣ１）が設置される。
車両１は、マクロセル基地局ＣＮＤ１と通信装置ＣＴ１とコアネットワークＣＮＷと通信装置ＣＴ２とを介して、遠隔コックピットＲＣＰとの間でデータ通信が可能に接続される。言い換えると、遠隔コックピットＲＣＰは、通信装置ＣＴ２とコアネットワークＣＮＷと通信装置ＣＴ１とマクロセル基地局ＣＮＤ１とを介して、車両１との間でデータ通信が可能に接続される。車両１からマクロセル基地局ＣＮＤ１に接続される通信形態はシングルホップ通信と呼ばれる。
以下の説明において、通信装置ＣＴ１，ＣＴ２は、それぞれ有線回線を介してコアネットワークＣＮＷに接続される通信装置（例えばルータ等の中継器）である。
第１無線基地局の一例としてのマクロセル基地局ＣＮＤ１は、比較的セル半径の大きなマクロセルを提供可能な無線基地局（コアノード）であり、マクロセル内の無線通信機器（不図示）や移動体装置（例えば車両１）との間で無線通信を行う。また、マクロセル基地局ＣＮＤ１は、光回線等の有線回線Ｌ１により通信装置ＣＴ１に接続され、通信装置ＣＴ１を介してコアネットワークＣＮＷにも接続される。
コアネットワークＣＮＷは、例えば光ファイバを用いた光回線等の高速なデータ通信を可能とするネットワークとして構築されている。
以下の説明において、マクロセルとは、車両１からシングルホップ通信によって収容可能な通信圏内（セル）を指すものとする。
また、車両１は、少なくともスモールセル基地局ＣＮＤ２と通信装置ＣＴ１とコアネットワークＣＮＷと通信装置ＣＴ２とを介して、遠隔コックピットＲＣＰとの間でデータ通信が可能に接続される。言い換えると、遠隔コックピットＲＣＰは、少なくとも通信装置ＣＴ２とコアネットワークＣＮＷと通信装置ＣＴ１とスモールセル基地局ＣＮＤ２とを介して、車両１との間でデータ通信が可能に接続される。
スモールセル基地局ＣＮＤ２は、マクロセルに比べて比較的セル半径の小さなスモールセルを提供可能な無線基地局（コアノード）であり、このスモールセル内の無線通信機器（不図示）や移動体装置（例えば車両１）との間で無線通信を行う。また、スモールセル基地局ＣＮＤ２は、マクロセル基地局ＣＮＤ１と同様に、光回線等の有線回線Ｌ２により通信装置ＣＴ１に接続され、通信装置ＣＴ１を介してコアネットワークＣＮＷにも接続される。遠隔型自動走行システム１００において、スモールセル基地局ＣＮＤ２は複数設けられる。
また、車両１は、スモールセル基地局ＮＤ１との間でデータ通信が可能に接続される。第２無線基地局の一例としてのスモールセル基地局ＮＤ１は、スモールセル基地局ＣＮＤ２と同様に、マクロセルに比べて比較的セル半径の小さなスモールセルを提供可能な無線基地局（ノード）であり、このスモールセル内の無線通信機器（不図示）や移動体装置（例えば車両１）との間で無線通信を行う。また、スモールセル基地局ＮＤ１は、スモールセル基地局ＣＮＤ２との間でデータ通信が可能に接続され、第１通信方式（例えばシングルホップ通信）又は第２通信方式（例えばマルチホップ通信）により、スモールセル基地局ＣＮＤ２との間でデータ通信を行う。遠隔型自動走行システム１００において、スモールセル基地局ＮＤ１は複数設けられる。つまり、車両１は、スモールセル基地局ＮＤ１とスモールセル基地局ＣＮＤ２と通信装置ＣＴ１とコアネットワークＣＮＷと通信装置ＣＴ２とを介して、遠隔コックピットＲＣＰとの間でデータ通信が可能に接続される。車両１からスモールセル基地局ＮＤ１を介してスモールセル基地局ＣＮＤ２に接続される通信形態はマルチホップ通信と呼ばれる。
遠隔コックピットＲＣＰは、車両１から送信された各種のデータ（例えば、後述するセンサ検出データ、カメラ映像データ）を受信し、例えばサーバコンピュータを用いて構成される。なお、遠隔コックピットＲＣＰは、サーバコンピュータではなく通常のパーソナルコンピュータを用いて構成されても構わない。遠隔コックピットＲＣＰは、車両１から送信された各種のデータに応じて、遠隔で車両１を遠隔で自動走行させるための制御信号を生成し、この制御信号を、通信装置ＣＴ２とコアネットワークＣＮＷとマクロセル基地局ＣＮＤ１若しくはスモールセル基地局ＣＮＤ２とを介して車両１に送信する。遠隔コックピットＲＣＰの内部構成は、例えば上述した特許文献１の図２の制御センターを基にした公知技術によって構成可能であるため、詳細な説明は省略する。
例えば、遠隔コックピットＲＣＰは、ステアリングセンサ、アクセルセンサ及びブレーキセンサを備え、ステアリングセンサ、アクセルセンサ及びブレーキセンサの検出データを取得する。遠隔コックピットＲＣＰは、車両１から送信された各種のデータやステアリングセンサ、アクセルセンサ及びブレーキセンサの検出データに応じて、車両１を遠隔で自動走行させる場合に最適なステアリング制御量、アクセル制御量及びブレーキ制御量を演算する。遠隔コックピットＲＣＰは、これらのステアリング制御量、アクセル制御量及びブレーキ制御量を含む制御信号を車両１に送信する。
また、遠隔コックピットＲＣＰは、ディスプレイを有してもよい。例えばディスプレイは、前方表示ディスプレイ、車室内表示ディスプレイ及び後方表示ディスプレイで構成され、車両１から送信されたカメラの個々の車載カメラの映像データを表示する。ディスプレイに映し出される映像によって、遠隔コックピットＲＣＰの遠隔操作者は、離れた場所にいる車両１の運転時の様子を具体的かつ視覚的に把握できる。なお、遠隔操作者の座る座席（不図示）は、例えば実際の車両１の運転席と同様に、ステアリング、アクセルペダル及びブレーキペダルが備えられ、ステアリングセンサ、アクセルセンサ及びブレーキセンサによって、各操作量が検知可能となっている。
ここで、本実施の形態の遠隔型自動走行システム１００において用いられる、シングルホップ通信とマルチホップ通信について簡単に説明する。シングルホップ通信とマルチホップ通信とは互いに対置する概念である。シングルホップ（つまり、１ホップ）通信は、無線通信する端末（例えば車両１）とマクロセル基地局若しくはスモールセル基地局（コアノード）との間を、１ホップ（つまり、１度のデータ転送等の中継）によってデータ伝送することを指す。一方、マルチホップ通信は、無線通信する端末（例えば車両１）とスモールセル基地局との間、又はスモールセル基地局間を、マルチホップ（つまり、複数回のデータ伝送等の中継）によってデータ伝送することを指す。
次に、車両１のハードウェア構成の詳細について、図２を参照して説明する。
図２は、本実施の形態の車両１のハードウェア構成の一例を詳細に示すブロック図である。
車両１は、複数台の車載カメラ（例えば車載カメラＦＲＣ１，ＦＲＣ２，ＤＲＣ１，ＲＲＣ１）と、操作ボタンＢＴと、車両制御部１１と、メモリ１３と、ストレージ１５と、通信部１７と、ＧＰＳ受信機ＧＰと、ｎ（ｎ，ｋ：２以上の整数、１≦ｋ≦ｎ）個のセンサＳ１，…，Ｓｋ，…Ｓｎと、ステアリングＳＴ１と、ｍ（ｍ：２以上の整数）個のアクチュエータＡＣ１，…，ＡＣｍとを含む構成である。
カメラの一例としての車載カメラＦＲＣ１，ＦＲＣ２は、それぞれ車両１の前方の映像を撮像し、撮像映像のデータを車両制御部１１に出力する。車載カメラＦＲＣ１，ＦＲＣ２は、例えば車両１のフロントガラス（不図示）の近傍に設置される。
カメラの一例としての車載カメラＤＲＣ１は、車両１の運転席から見た前方の映像を撮像し、撮像映像のデータを車両制御部１１に出力する。車載カメラＤＲＣ１は、例えば車両１の運転席のヘッドレストサイド（不図示）の近傍に設置される。
カメラの一例としての車載カメラＲＲＣ１は、車両１の運転席から見た前方の映像を撮像し、撮像映像のデータを車両制御部１１に出力する。車載カメラＤＲＣ１は、例えば車両１の運転席のヘッドレストサイド（不図示）の近傍に設置される。
操作ボタンＢＴは、遠隔で自動走行される車両１内にドライバーが乗車する場合に、そのドライバーにより押下されるボタンである。操作ボタンＢＴは、車両１に乗車したドライバーの操作により、例えば遠隔コックピットＲＣＰの制御下における自動走行の運転（以下、「遠隔運転」とも称することがある）の開始、継続、又は終了の入力指示を車両制御部１１に出力する。
車両制御部１１は、例えばＥＣＵ（Engine Control Unit）を用いて構成され、車両１の制御部としての機能を有し、例えば車両１の各部の動作を全体的に統括するための制御処理、車両１の各部との間のデータの入出力処理、データの演算（計算）処理、及びデータの記憶処理を行う。車両制御部１１は、メモリ１３に記憶されたプログラム及びデータに従って動作する。これらのプログラム及びデータは、本発明に係る移動体装置の一例としての車両１の動作を規定したものである。
例えば、車両制御部１１は、センサＳ１〜Ｓｎからの各種のセンサ検出データや、車載カメラＦＲＣ１，ＦＲＣ２，ＤＲＣ１，ＲＲＣ１からの各種のカメラ映像データを取得する。例えば、車両制御部１１は、遠隔コックピットＲＣＰから送信された制御信号（具体的には、通信部１７が受信した車両１の遠隔運転用の制御信号）を取得し、この制御信号に基づいて各種のアクチュエータＡＣ１〜ＡＣｍを駆動させて車両１の遠隔運転時の自動走行を制御する。車両制御部１１の具体的なソフトウェア構成の一例については、図３を参照して後述する。
メモリ１３は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）を用いて構成され、本発明に係る移動体装置の一例としての車両１の動作を規定したプログラム及びデータをＲＯＭにおいて記憶する。また、メモリ１３は、車両制御部１１における各種の演算等の処理時におけるワークメモリ（ＲＡＭ）として使用される。
ストレージ１５は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）を用いて構成され、車両１における各種データの記憶装置である。例えば、ストレージ１５は、センサＳ１〜Ｓｎからの各種のセンサ検出データや、車載カメラＦＲＣ１，ＦＲＣ２，ＤＲＣ１，ＲＲＣ１からの各種のカメラ映像データを記憶する。また、ストレージ１５は、過去に事故（例えば交通事故）又は事件が発生した地点の履歴情報（例えば、その事故又は事件が発生した位置の情報）を記憶する。
通信部１７は、ＬＴＥシングルホップ通信モジュール１７１と、ＬＴＥマルチホップ通信モジュール１７３と、ＷＬＡＮシングルホップ通信モジュール１７５と、ＷＬＡＮマルチホップ通信モジュール１７７とを有する。通信部１７は、これらのうちいずれかの通信モジュールとアンテナＡＮＴとを用い、遠隔コックピットＲＣＰとの間でデータ通信を行う。
ＬＴＥシングルホップ通信モジュール１７１は、セルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局との間で第１通信方式（例えばシングルホップ通信）を用いて、データ通信を行うための通信モジュールである。
ＬＴＥマルチホップ通信モジュール１７３は、セルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局との間で第２通信方式（例えばマルチホップ通信）を用いて、データ通信を行うための通信モジュールである。
ＷＬＡＮシングルホップ通信モジュール１７５は、非セルラー系無線規格（例えばＷｉｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ：Wireless LAN））のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局との間で第１通信方式（例えばシングルホップ通信）を用いて、データ通信を行うための通信モジュールである。無線ＬＡＮの使用周波数は、例えば日本国内ではＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ｊにおいて規定される４．９ＧＨｚ帯が使用されることが好ましい。
ＷＬＡＮマルチホップ通信モジュール１７７は、非セルラー系無線規格（例えばＷｉｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ：Wireless LAN））のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局との間で第２通信方式（例えばマルチホップ通信）を用いて、データ通信を行うための通信モジュールである。
なお、図２では単一のアンテナＡＮＴのみが車両１に設けられるように図示されているが、通信部１７には複数のアンテナＡＮＴが設けられてもよい。通信部１７は、通信に用いるモジュールに応じて、使用するアンテナＡＮＴを切り替えてもよい。例えば通信部１７は、ＬＴＥシングルホップ通信モジュール１７１の使用時には第１のアンテナ、ＬＴＥマルチホップ通信モジュール１７３の使用時には第２のアンテナ、ＷＬＡＮシングルホップ通信モジュール１７５の使用時には第３のアンテナ、ＷＬＡＮマルチホップ通信モジュール１７７の使用時には第４のアンテナを使用する。
ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機ＧＰは、複数の航法衛星（つまり、ＧＰＳ衛星）から発信された時刻及び各ＧＰＳ衛星の位置（座標）を示す複数の信号を受信する。取得部の一例としてのＧＰＳ受信機ＧＰは、受信された複数の信号に基づいて、ＧＰＳ受信機ＧＰの位置（つまり、車両１の位置）を算出して取得する。なお、ＧＰＳ受信機ＧＰは車両制御部１１内に設けられても構わない。ＧＰＳ受信機ＧＰは、算出により得られた車両１の位置情報を車両制御部１１に出力する。なお、ＧＰＳ受信機ＧＰの位置情報の算出は、ＧＰＳ受信機ＧＰの代わりに車両制御部１１により行われてよい。この場合、車両制御部１１には、ＧＰＳ受信機ＧＰが受信した複数の信号に含まれる時刻及び各ＧＰＳ衛星の位置を示す情報が入力される。
取得部の一例としてのセンサＳｋ（ｋ：１〜ｎまでの整数、ｎ：２以上の整数）は、車両１の走行状態を特定するために使用される環境情報（言い換えると、車両１自身の情報、及び車両１の周囲に関する情報。以下同様。）をそれぞれ検出して取得する。センサＳｋは、検出されたデータ（以下、「センサ検出データ」という）を車両制御部１１に出力する。センサＳｋは、センサ検出データの一例として、車両１の速度（つまり、車輪速度）を検出する。また、センサＳｋは、既存の車載レーダを用いて構成されてもよく、センサ検出データの一例として、他の車両との距離や、公道ＰＨ上に存在する障害物までの距離を検出する。
ステアリングＳＴ１は、車両１の走行時の車輪（例えば両方の前輪）の操舵角度を指定する。ドライバー（所謂、運転者）が車両１に乗車して車両１の運転をコントロールする従来型の通常運転では、ステアリングＳＴ１は、所望の操舵角度となるようにドライバーにより操作される。一方、本実施の形態の遠隔型自動走行システム１００では、ドライバー（所謂、運転者）が車両１に乗車していることの有無に拘わらず、車両制御部１１からの制御信号に基づくアクチュエータＡＣ１の駆動により、ステアリングＳＴ１の回転角度が制御される。ステアリングＳＴ１の回転角度は、例えば遠隔コックピットＲＣＰから送信される車両１の遠隔による自動走行のための制御信号に含まれる。
アクチュエータＡＣ１〜ＡＣｍは、車両制御部１１からの制御信号に基づいて、車両１の遠隔による自動走行を実行するための車両１内の各部品（例えばステアリングＳＴ１、エンジン、ブレーキ）の駆動を制御する。例えば、アクチュエータＡＣ１は、ステアリングＳＴ１の回転角度を制御することで、車両１の車輪（例えば両方の前輪）の角度を調整する。また、他のアクチュエータは、エンジンスロットルバルブ（不図示）を制御することで、エンジン（不図示）の回転数を調整する。また、他のアクチュエータは、ブレーキの液圧制御により、車両１の制動力を調整する。また、他のアクチュエータ（例えばアクチュエータＡＣｍ）は、ブレーキペダルの押圧制御により、テールランプ（不図示）の点灯の有無を切り替える。
図３は、本実施の形態の車両制御部１１のソフトウェア構成の一例を詳細に示すブロック図である。
車両制御部１１は、遠隔運転実行判断部１１１と、車両環境情報取得部１１２と、信号多重・分離部１１３と、車両状態判断部１１４と、通信方式決定部１１５と、通信方式切替部１１６とを含む構成である。遠隔運転実行判断部１１１と、車両環境情報取得部１１２と、信号多重・分離部１１３と、車両状態判断部１１４と、通信方式決定部１１５と、通信方式切替部１１６とは、それぞれＥＣＵの一部として実装されたプロセッサ（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor））を用いて構成される。
遠隔運転実行判断部１１１は、例えば車両１に乗車するドライバーの操作ボタンＢＴの操作により、車両１の遠隔による自動走行（遠隔運転）の開始、継続又は終了の入力指示を受け付け、入力指示の結果を車両状態判断部１１４に出力する。
取得部の一例としての車両環境情報取得部１１２は、車両１の環境情報を取得する。車両１の環境情報は、例えば各センサＳｋにより検出されたセンサ検出データ、各車載カメラＦＲＣ１，ＦＲ２，ＤＲＣ１，ＲＲＣ１により撮像されたカメラ映像データ、ＧＰＳ受信機ＧＰにより演算された車両１の位置情報のうち少なくとも１つを含む。車両環境情報取得部１１２は、車両１の環境情報を信号多重・分離部１１３及び車両状態判断部１１４に出力する。
信号多重・分離部１１３は、車両環境情報取得部１１２からの車両１の環境情報を多重化（例えばカメラ映像データを符号化）し、多重化された環境情報を通信部１７に出力する。また、信号多重・分離部１１３は、通信部１７からの伝送データ（例えば、遠隔コックピットＲＣＰから送信された制御信号）を分離（例えば復号）し、この分離処理結果に応じて、復号された伝送データを該当する各種のアクチュエータに出力する。
判断部の一例としての車両状態判断部１１４は、車両１の環境情報と遠隔運転実行判断部１１１からの出力とに基づいて、遠隔による自動走行中（つまり、遠隔運転中の間）において車両１がクリティカルな状態であるか否かを常時又は周期的に判断する。車両状態判断部１１４は、判断結果を通信方式決定部１１５に出力する。クリティカルな状態とは、車両１がインシデント（例えば事故又は事件。以下同様。）に遭遇する可能性が高い状態、車両１がインシデントに遭遇する直前の状態、車両１に乗車するドライバーにとって要注意な状態、及び緊急時の状態のうち少なくとも１つの状態に相当する。
従って、クリティカルな状態とは、遠隔コックピットＲＣＰにおける車両１の遠隔運転の指示主体（例えばドライバーのような人物、又はドライバーに相当するロボット等。以下同様。）が、車両１から送信されてくるカメラ映像データに基づいて、他の車両との衝突回避等の映像伝送に対する低遅延性を要求する遠隔操作を行う可能性がある状態と言える。
一方、クリティカルではない状態（ノンクリティカルな状態）とは、遠隔コックピットＲＣＰにおける車両１の遠隔運転の指示主体が、車両１から送信されてくるカメラ映像データに基づいて、車両１の故障時（例えば路肩に外してエンジンストップした時）の対応等の低遅延性を要求しない遠隔操作を行う可能性はあるが、低遅延性を要求する遠隔操作を行う必要が必然的にはない状態と言える。
以下、車両１がクリティカルな状態ではない場合、車両１はノンクリティカルな状態であると称する。
ここで、車両状態判断部１１４が車両１をクリティカルな状態であると判断するケースを幾つか例示する。
例えば、車両状態判断部１１４は、ＧＰＳ受信機ＧＰからの車両１の位置情報とストレージ１５から読み出した履歴情報とを照合する。車両状態判断部１１４は、車両１がその履歴情報に登録されている過去に事故又は事件のあった地点（例えば交差点）又はその近くにいると判断した場合、車両１はクリティカルな状態であると判断する。
また例えば、車両状態判断部１１４は、センサ検出データの一例としての車両１の速度（つまり、車輪速度）が既定の第１所定値を超えていると判断した場合、車両１はクリティカルな状態であると判断する。
また例えば、車両状態判断部１１４は、センサ検出データの一例としての車両１と他の車両との距離が既定の第２所定値以下であると判断した場合、車両１はクリティカルな状態であると判断する。
また例えば、車両状態判断部１１４は、センサ検出データの一例としての車両１から他の障害物までの距離が既定の第３所定値以下であると判断した場合、車両１はクリティカルな状態であると判断する。
通信方式決定部１１５は、車両状態判断部１１４の判断結果を基に、車両１が用いる無線通信の方式を決定し、決定結果を通信方式切替部１１６に出力する。
例えば、通信方式決定部１１５は、車両１がセルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）の通信網のみ使用可能である場合、車両１がクリティカルな状態であるとの判断結果に従って、第１通信方式（例えばシングルホップ通信）を用いて、セルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局との間で通信することを決定する。
例えば、通信方式決定部１１５は、車両１がセルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）の通信網と非セルラー系無線規格（例えばＷｉｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ）の通信網との両方を使用可能である場合、車両１がクリティカルな状態であるとの判断結果に従って、第１通信方式（例えばシングルホップ通信）を用いて、データオフロードと同様に、優先的に非セルラー系無線規格（例えばＷｉｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ）のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局との間で通信することを決定する。
例えば、通信方式決定部１１５は、車両１がセルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）の通信網のみ使用可能である場合、車両１がノンクリティカルな状態であるとの判断結果に従って、第２通信方式（例えばマルチホップ通信）を用いて、セルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局との間で通信することを決定する。
例えば、通信方式決定部１１５は、車両１がセルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）の通信網と非セルラー系無線規格（例えばＷｉｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ）の通信網との両方を使用可能である場合、車両１がノンクリティカルな状態であるとの判断結果に従って、第２通信方式（例えばマルチホップ通信）を用いて、データオフロードと同様に、優先的に非セルラー系無線規格（例えばＷｉｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ）のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局との間で通信することを決定する。
通信方式切替部１１６は、通信方式決定部１１５からの決定結果に従い、車両１が用いる無線通信の方式を切り替える。具体的には、通信方式切替部１１６は、セルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局との間でシングルホップ通信を用いる通信方式に切り替える。通信方式切替部１１６は、非セルラー系無線規格（例えば無線ＬＡＮ）のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局との間でシングルホップ通信を用いる通信方式に切り替える。通信方式切替部１１６は、セルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局との間でシングルホップ通信を用いる通信方式に切り替える。通信方式切替部１１６は、非セルラー系無線規格（例えば無線ＬＡＮ）のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局との間でシングルホップ通信を用いる通信方式に切り替える。
＜遠隔型自動走行システムの動作概要＞
次に、本実施の形態の遠隔型自動走行システム１００の動作概要について、図４及び図５を参照して説明する。
図４は、本実施の形態の遠隔型自動走行システム１００のユースケースの一例を示す説明図である。図５は、図４に示す車両ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３内に設置されたそれぞれのカメラの撮像映像のデータ通信例を示す説明図である。図４及び図５に示す各車両の一部（例えば図５で説明する車両ＣＲ１，ＣＲ２、ＣＲ３）又は全部は、上述した図２及び図３を参照して説明した車両１と同様の構成を有し、遠隔による自動走行中（遠隔運転中）とする。
図４では、例えば街中にある大型ショップ店建物及び大型ショップ駐車場（図４紙面中央参照）を収容する敷地に面する幹線道路（図１に示す公道ＰＨの一例）に、複数台の車両（具体的には、車両ＣＲ４，ＣＲ１，ＣＲ４ａ，ＣＲ４ｂ，ＣＲ４ｃ，ＣＲ５，ＣＲ５ａ，ＣＲ５ｂ，ＣＲ５ｃ，ＣＲ５ｄ，ＣＲ５ｅ）が走行する様子が示される。以下の説明では、上述した敷地内はＷｉｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮの通信が可能に予め非セルラー系無線規格の無線ＬＡＮ網が提供されているとする。
また、その幹線道路に直交して設けられた２種類の側道（図１に示す公道ＰＨの一例）のそれぞれに、複数台の車両（具体的には、車両ＣＲ２，ＣＲ２ａ，ＣＲ１ａ，ＣＲ１ｂ，ＣＲ１ｃ，ＣＲ１ｄと、車両ＣＲ３，ＣＲ３ａ，ＣＲ３ｃ，ＣＲ３ｄ）が走行する様子が示される。なお、車両ＣＲ６，ＣＲ６ａは、上述した大型ショップ店建物及び大型ショップ駐車場（図４紙面中央参照）を収容する敷地を走行している。
上述した２種類の側道のうち同図の紙面左側の側道の交差点ＣＯＶ１付近には、例えばＬＴＥ等のセルラー系無線規格の比較的セル半径の大きなマクロセルを提供可能なマクロセル基地局ＣＮＤ１が置局されている。マクロセル基地局ＣＮＤ１は、光回線等の有線通信によってコアネットワークＣＮＷに接続され、更に、このコアネットワークＣＮＷを介して遠隔コックピットＲＣＰに接続される。なお、図４及び図５では、図１に示した通信装置ＣＴ１，ＣＴ２の図示は省略しているが、図１を参照して説明したように、通信装置ＣＴ１，ＣＴ２はコアネットワークＣＮＷに接続される中継器である。また、ここではマクロセル基地局ＣＮＤ１は、例えばＬＴＥ等のセルラー系無線規格の比較的セル半径の大きなマクロセルを提供すると説明したが、例えば無線ＬＡＮ等の非セルラー系無線規格の比較的セル半径の大きなマクロセルを提供してもよい。
また、上述した２種類の側道のうち同図の紙面右側の側道の交差点ＣＯＶ２付近には、例えばＬＴＥ等のセルラー系無線規格の比較的セル半径の小さなスモールセルを提供可能なスモールセル基地局ＣＮＤ２が置局されている。スモールセル基地局ＣＮＤ２は、光回線等の有線通信によってコアネットワークＣＮＷに接続され、更に、このコアネットワークＣＮＷを介して遠隔コックピットＲＣＰに接続される。
また、交差点ＣＯＶ１から少し離れた地点には、例えばＬＴＥ等のセルラー系無線規格の比較的セル半径の小さなスモールセルを提供可能なスモールセル基地局ＣＮＤ３が置局されている。スモールセル基地局ＣＮＤ３は、光回線等の有線通信によってコアネットワークＣＮＷに接続され、更に、このコアネットワークＣＮＷを介して遠隔コックピットＲＣＰに接続される。
また、図４の大型ショップ店建物及び大型ショップ駐車場を収容する敷地内の地点には、例えば無線ＬＡＮ等の非セルラー系無線規格の比較的セル半径の小さなスモールセルを提供可能なスモールセル基地局ＣＮＤ４が置局されている。スモールセル基地局ＣＮＤ４は、光回線等の有線通信によってコアネットワークＣＮＷに接続され、更に、このコアネットワークＣＮＷを介して遠隔コックピットＲＣＰに接続される。
図５に示すように、車両ＣＲ１が右折しようとした時、反対車線を走行している車両ＣＲ２と衝突しそうになった状態を仮定する。車両ＣＲ１は、センサＳｋの一例としての車載レーダにより、他の車両（車両ＣＲ２）との距離が第２所定値以下であると判断したことで、上述した仮定の状態をクリティカルな状態と判断する。また、車両ＣＲ１は、交差点ＣＯＶ１が過去に事故（例えば車両同士の衝突事故、又は車両と人との接触事故）があった地点であることがストレージ１５内の履歴情報に登録されていると判断した場合に、車両ＣＲ２の存在に拘わりなくクリティカルな状態と判断してもよい。
この場合、車両ＣＲ１は、セルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局ＣＮＤ１との間でシングルホップ通信ＳＨＰ１を行い、例えば車両ＣＲ１内の車載カメラにより撮像された各種のカメラ映像データや各種のセンサ検出データをマクロセル基地局ＣＮＤ１に送信する。車両ＣＲ１で得られた各種のカメラ映像データやセンサ検出データは、光回線等の有線回線Ｌ１及びコアネットワークＣＮＷを介して、遠隔コックピットＲＣＰに送信される。言い換えると、車両ＣＲ１で得られた各種のカメラ映像データやセンサ検出データは、車両ＣＲ１より送信されてから遠隔コックピットＲＣＰにおいて受信されるまでの間、無線通信はマクロセル基地局ＣＮＤ１のマクロセル区間のシングルホップ（１ホップ）しか存在せず、遅延時間の小さいデータ到達が保証される。
また、車両ＣＲ２は、直進しようとした時に、センサＳｋの一例としての車載レーダにより、反対車線を右折してきた車両ＣＲ１との距離が第２所定値以下であると判断したことで、車両ＣＲ１と衝突しそうになった状態をクリティカルな状態と判断する。同様に、車両ＣＲ２は、交差点ＣＯＶ１が過去に事故（例えば車両同士の衝突事故、又は車両と人との接触事故）があった地点であることがストレージ１５内の履歴情報に登録されていると判断した場合に、車両ＣＲ１の存在に拘わりなくクリティカルな状態と判断してもよい。
この場合、車両ＣＲ２は、セルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局ＣＮＤ１との間でシングルホップ通信ＳＨＰ２を行い、例えば車両ＣＲ２内の車載カメラにより撮像された各種のカメラ映像データや各種のセンサ検出データをマクロセル基地局ＣＮＤ１に送信する。車両ＣＲ２で得られた各種のカメラ映像データやセンサ検出データは、光回線等の有線回線Ｌ１及びコアネットワークＣＮＷを介して、遠隔コックピットＲＣＰに送信される。言い換えると、車両ＣＲ２で得られた各種のカメラ映像データやセンサ検出データは、車両ＣＲ２より送信されてから遠隔コックピットＲＣＰにおいて受信されるまでの間、無線通信はマクロセル基地局ＣＮＤ１のマクロセル区間のシングルホップ（１ホップ）しか存在せず、遅延時間の小さいデータ到達が保証される。
また、車両ＣＲ３は、直進している時に、センサＳｋの一例としての速度センサにより、車両ＣＲ３の速度（つまり、車輪速度）が第１所定値以下であると判断したことで、車両ＣＲ３の状態をノンクリティカルな状態であると判断する。同様に、車両ＣＲ３は、車両ＣＲ３の位置が過去に事故（例えば車両同士の衝突事故、又は車両と人との接触事故）があった地点とは一致しないことがストレージ１５内の履歴情報との照合によって判断した場合に、ノンクリティカルな状態と判断してもよい。
この場合、車両ＣＲ３は、最終的な宛先を遠隔コックピットＲＣＰとしたマルチホップ通信を行うために、セルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局ＮＤ１を一次宛先として、例えば車両ＣＲ３内の車載カメラにより撮像された各種のカメラ映像データや各種のセンサ検出データをスモールセル基地局ＮＤ１に送信する。車両ＣＲ３で得られた各種のカメラ映像データやセンサ検出データは、スモールセル基地局ＮＤ１，ＮＤ２，ＮＤ３，ＮＤ４，ＮＤ５，ＤＮ６、スモールセル基地局ＣＮＤ２、光回線等の有線回線Ｌ２及びコアネットワークＣＮＷを介して、遠隔コックピットＲＣＰに送信される。
また、車両ＣＲ６は、大型ショップ店駐車場の敷地を出て幹線道路に進入しようとした時、幹線道路を直進してきた車両ＣＲ４ａと衝突しそうになった状態を仮定する。車両ＣＲ６は、センサＳｋの一例としての車載レーダにより、他の車両（車両ＣＲ４ａ）との距離が第２所定値以下であると判断したことで、上述した仮定の状態をクリティカルな状態と判断する。また、車両ＣＲ６は、大型ショップ店駐車場と幹線道路との接続地点の周囲が過去に事故（例えば車両同士の衝突事故、又は車両と人との接触事故）があった地点であることがストレージ１５内の履歴情報に登録されていると判断した場合に、車両ＣＲ４ａの存在に拘わりなくクリティカルな状態と判断してもよい。
この場合、車両ＣＲ６は、非セルラー系無線規格（例えば無線ＬＡＮ）のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局ＣＮＤ４との間でシングルホップ通信ＳＨＰ３を行い、例えば車両ＣＲ６内の車載カメラにより撮像された各種のカメラ映像データや各種のセンサ検出データをスモールセル基地局ＣＮＤ４に送信する。車両ＣＲ６で得られた各種のカメラ映像データやセンサ検出データは、光回線等の有線回線Ｌ３及びコアネットワークＣＮＷを介して、遠隔コックピットＲＣＰに送信される。
また、車両がノンクリティカルな状態でスモールセル基地局に接続している時に、その車両の位置によっては、スモールセル基地局ＮＤ１のようなコアネットワークＣＮＷに非接続のスモールセル基地局ではなく、スモールセル基地局ＣＮＤ２のようなコアネットワークＣＮＷに接続のスモールセル基地局と接続することもある。この場合には、車両（例えば車両ＣＲ５ａ）は、マルチホップ通信ではなく、優先的にシングルホップ通信を用いてよい。
＜遠隔型自動走行システムの動作＞
次に、本実施の形態の遠隔型自動走行システム１００の動作について、図６及び図７を参照して説明する。
図６は、本実施の形態の遠隔型自動走行システム１００の動作手順の一例を詳細に説明するフローチャートである。図７は、本実施の形態の遠隔型自動走行システム１００の使用例を示すテーブルである。図６の説明の前提として、車両１は、遠隔コックピットＲＣＰの制御に基づく遠隔による自動走行中（つまり、遠隔運転中）とする。
図６において、車両ＣＲ１は、自身がクリティカルな状態であるか否かを判断する（Ｓ１）。車両ＣＲ１は、自身がクリティカルな状態ではない（言い換えると、ノンクリティカルな状態である）との判断結果に従い（Ｓ１、ＮＯ）、スモールセル基地局（例えば図５のスモールセル基地局ＮＤ１）に接続してデータ通信を行いつつ、遠隔運転の実行モード１を継続する（Ｓ２）。一方、車両ＣＲ１は、自身がクリティカルな状態であるとの判断結果に従い（Ｓ１、ＹＥＳ）、マクロセル基地局（例えば図５のマクロセル基地局ＣＮＤ１）に接続してデータ通信を行いつつ、遠隔運転の実行モード２を継続する（Ｓ３）。
ここで、遠隔運転の実行モード１とは、車両１による自動走行を原則的に行うが、システム（例えば車両１、又は遠隔コックピットＲＣＰにおける車両１の遠隔運転の指示主体）の要請により、遠隔コックピットＲＣＰにおける車両１の遠隔運転の指示主体が、映像伝送が低遅延ではない条件の下で実行可能な範囲の遠隔運転であれば行ってもよい運転モードである。例えば、事故に遭遇してしまった車両１を遠隔で路肩に移動させて停車させることは、遠隔運転の実行モード１における運転の一例と言える。
また、遠隔運転の実行モード２とは、車両１による自動走行を原則的に行うが、システム（例えば車両１、又は遠隔コックピットＲＣＰにおける車両１の遠隔運転の指示主体）の要請により、遠隔コックピットＲＣＰにおける車両１の遠隔運転の指示主体が、映像伝送が低遅延である条件の下で実行可能な範囲の遠隔運転であれば行ってもよい運転モードである。例えば、車両１の目の前に人が飛び出してきた時に、遠隔コックピットＲＣＰにおける車両１の遠隔運転の指示主体が遠隔で車両１を緊急停車させることは、遠隔運転の実行モード２における運転の一例と言える。
ステップＳ２又はステップＳ３の後、車両１は、例えば車両１に乗車したドライバー（所謂、運転者）の操作ボタンＢＴの操作に応じて、遠隔運転を継続するか否かを判断する（Ｓ４）。また、遠隔コックピットＲＣＰにおける車両１の遠隔運転の指示主体からの遠隔操作に基づく制御信号によって、車両１は、遠隔運転を継続するか否かを判断しても構わない。遠隔運転を継続すると判断された場合（Ｓ４、ＹＥＳ）、車両１の処理はステップＳ１に戻る。
一方、遠隔運転を継続しないと判断された場合（Ｓ４、ＮＯ）、車両１は、車両１に乗車したドライバーによる運転（つまり、通常運転）、又はそのドライバーが不在の完全自動運転を行う（Ｓ５）。なおここでは、図２及び図３を参照した車両１の構成の説明により、ドライバーが不在の完全自動運転が可能であるとの前提に立って説明している。
ステップＳ５の後、車両１は走行を終了した場合に（Ｓ６、ＹＥＳ）、図６の説明は終了する。一方、ステップＳ５の後、車両１は走行を終了していない場合（Ｓ６、ＮＯ）、車両１は、例えば車両１に乗車したドライバー（所謂、運転者）の操作ボタンＢＴの操作に応じて、遠隔運転を開始するか判断する（Ｓ７）。また、遠隔コックピットＲＣＰにおける車両１の遠隔運転の指示主体からの遠隔操作に基づく制御信号によって、車両１は、遠隔運転を開始するか否かを判断しても構わない。遠隔運転を開始すると判断された場合（Ｓ７、ＹＥＳ）、車両１の処理はステップＳ１に戻る。一方、遠隔運転を開始しないと判断された場合（Ｓ７、ＮＯ）、車両１の処理はステップＳ５に戻る。
次に、図７の説明の前提として、１台の車両１からアップリンク配信（つまり、送信）される各種のカメラ映像データのデータ伝送速度をそれぞれ３Ｍｂｐｓとし、１台の車両１に４台の車載カメラが設置されると仮定する。この場合、１台の車両１から送信されるカメラ映像データのデータ伝送速度は１２Ｍｂｐｓとなる。
また、１００ｍ（メートル）×１００ｍ（メートル）のエリア（つまり、０．０１ｋｍ（キロメートル）２）に、５０台の遠隔型自動走行システムにおける車両１が存在すると仮定する。すると、５０台の車両１から送信されるカメラ映像データのデータ伝送速度は６００Ｍｂｐｓ（＝５０×１２Ｍｂｐｓ）となる。
また、現実の公道ＰＨ（道路）において、クリティカルな状態の車両を上述した０．０１ｋｍ２のエリア内の全車両中で仮に１０％、ノンクリティカルな状態の車両を仮に９０％とする。
すると、クリティカルな状態の車両１に必要な通信時の所要キャパシティは、その車両１がセルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局に接続しても、非セルラー系無線規格（例えば無線ＬＡＮ）のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局に接続しても、６０Ｍｂｐｓ程度のデータ伝送速度となる。つまり、全５０台の車両のデータ伝送速度（６００Ｍｂｐｓ）のうち１０％程度で済むので、そのマクロセル（例えばＬＴＥマクロセル又はＷＬＡＮマクロセル）のシステム容量の増大が回避可能となる。従って、アップリング配信における車両１からのカメラ映像データの遅延時間は１０ｍｓ程度も実現し易くなる。
また、ノンクリティカルな状態の車両１に必要な通信時の所要キャパシティは、その車両１がセルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局に接続しても、非セルラー系無線規格（例えば無線ＬＡＮ）のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局に接続しても、５４０Ｍｂｐｓ程度のデータ伝送速度となる。つまり、このデータ伝送速度は全５０台の車両のデータ伝送速度（６００Ｍｂｐｓ）のうち９０％程度と大きな数値となるが、そもそもノンクリティカルな状態ではカメラ映像データの低遅延性は必ずしも要求されないので、例えばシングルホップ通信時の遅延時間（１０ｍｓ程度）に比べて２０倍相当の２００ｍｓ〜１０００ｍｓ程度の遅延時間でも許容される可能性が高いと考えられる。また、それぞれの車両１はマルチホップ通信によって、複数のスモールセル基地局を介して遠隔コックピットＲＣＰに送信される。このため、一つのスモールセル基地局において取り扱われるデータ伝送量も、単一のマクロセルにおいて数多くの車両１からのカメラ映像データを収容した時のデータ伝送量に比べて相当の低下が可能となり、スモールセル基地局のシステム容量の増大の抑制が可能となる。
以上により、本実施の形態の遠隔型自動走行システム１００では、少なくとも１つの車載カメラＦＲＣ１，ＦＲＣ２，ＤＲＣ１，ＲＲＣ１を有する移動体装置の一例としての車両１と遠隔操作端末の一例としての遠隔コックピットＲＣＰとが通信可能に接続される。車両１は、車両１の環境情報を取得し、この環境情報に基づいて、車両１がクリティカルな状態であるか否かを判断する。車両１は、車両１がクリティカルな状態であるとの判断結果に従い、第１通信方式の通信（例えばシングルホップ通信）を用いて、少なくともカメラ映像データを、比較的セル半径の大きなマクロセルを提供可能な第１無線基地局の一例としてのマクロセル基地局ＣＮＤ１を介して、遠隔コックピットＲＣＰに送信する。遠隔コックピットＲＣＰは、車両１から送信されたカメラ映像データに応じて、車両１を遠隔で自動走行させるための制御信号を生成し、同様にマクロセル基地局ＣＮＤ１を介して車両１に送信する。
これにより、遠隔型自動走行システム１００は、遠隔コックピットＲＣＰの遠隔制御に基づく車両１の自動走行を行うにあたり、車両１内に設置された１台以上の車載カメラの撮像映像のデータ伝送の許容遅延時間の増大を抑制できるとともに、マクロセル基地局におけるマクロセルのシステム容量の不足を回避できる。言い換えると、公道ＰＨ等の道路を含む特定のエリア又は限定されたエリアの中で車両１がクリティカルな状態にある比率は必ずしも高くなく限定的であって、地点にもよるが全車両の一部分（例えば１０％程度）であると考えることができる。このため、クリティカルな車両１にのみマクロセル基地局へのシングルホップ通信（１ホップ通信）を行わせることで、マクロセル基地局ＣＮＤ１におけるトラフィック負荷を下げることができ、システム容量の不足は発生しにくくなるので輻輳も回避可能となる。また、クリティカルな状態にある車両１からの各種のカメラ映像データやセンサ検出データだけ、マクロセル基地局ＣＮＤ１のマクロセルにおいて収容されるので、これらの各種データが遠隔コックピットＲＣＰに伝送される際にハンドオーバの発生頻度は低減し、データの到達保証性が向上し、遠隔運転の実現が容易化できる。特に、限定されたエリア（例えば企業等の敷地内、大学キャンパス、大規模駐車場）では、そのエリア全体をマクロセルによりカバーされていれば、ハンドオーバは発生しないため、１０ｍｓ（ミリ秒）程度の遅延時間の実現が可能となり、遠隔運転の実現可能性が向上する。
また、車両１は、ノンクリティカルな状態であるとの判断結果に従い、第２通信方式の通信（例えばマルチホップ通信）を用いて、少なくともカメラ映像データを、比較的セルの小さなスモールセルを提供可能な複数の第２無線基地局の一例としてのスモールセル基地局ＮＤ１を介して、遠隔コックピットＲＣＰに送信する。これにより、ノンクリティカルな状態の車両１は、複数のスモールセル基地局の間を中継伝送するマルチホップ通信を行うことで、１０ｍｓ（ミリ秒）程の小さい遅延時間は困難であるが、１０ｍｓ（ミリ秒）程度の小さい遅延時間の達成は必要無く、例えば２００ｍｓ（ミリ秒）〜１０００ｍｓ（ミリ秒）程度の遅延時間も許容されて遠隔コックピットＲＣＰとの間でデータ伝送を行うことができる。また、複数のスモールセル基地局を跨ぐマルチホップ通信により、それぞれのスモールセル基地局とコアネットワークＣＮＷとの間に有線バックホール回線を敷設する必要が無いので、スモールセル基地局の設置も簡易化が可能となる。
また、車両１は、第１通信方式としてシングルホップ通信を用い、セルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局に、少なくともカメラ映像データを送信し、一方で、第２通信方式としてマルチホップ通信を用い、セルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局に、少なくともカメラ映像データを送信する。これにより、車両１がクリティカルな状態にある時間比率は限定的なので、車両１からの伝送データ（例えばカメラ映像データやセンサ検出データ）がＬＴＥ等のセルラー系無線規格のマクロセルにて収容されても、ＬＴＥ等のセルラー系無線規格のマクロセルを使用したことの通信料金の過大は抑制可能となる。一方で、車両１がクリティカルな状態にある時間比率に比べて大きい時間比率を有するノンクリティカルな状態では、車両１からの伝送データ（例えばカメラ映像データやセンサ検出データ）は、マルチホップ通信によって、複数のスモールセル基地局を介して遠隔コックピットＲＣＰに送信される。このため、一つのスモールセル基地局において取り扱われるデータ伝送量も、単一のマクロセルにおいて数多くの車両１からのカメラ映像データを収容した時のデータ伝送量に比べて相当の低下が可能となり、スモールセル基地局のシステム容量の増大の抑制が可能となる。
また、車両１は、第１通信方式としてシングルホップ通信を用い、セルラー系無線規格（例えばＬＴＥ）のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局に、少なくともカメラ映像データを送信し、一方で、第２通信方式としてマルチホップ通信を用い、非セルラー系無線規格（例えば無線ＬＡＮ）のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局に、少なくともカメラ映像データを送信する。これにより、車両１がクリティカルな状態にある時間比率は限定的なので、車両１からの伝送データ（例えばカメラ映像データやセンサ検出データ）がＬＴＥ等のセルラー系無線規格のマクロセルにて収容されても、ＬＴＥ等のセルラー系無線規格のマクロセルを使用したことの通信料金の過大は抑制可能となる。一方で、車両１がクリティカルな状態にある時間比率に比べて大きい時間比率を有するノンクリティカルな状態では、車両１からの伝送データ（例えばカメラ映像データやセンサ検出データ）は、マルチホップ通信によって、複数のスモールセル基地局を介して遠隔コックピットＲＣＰに送信される。このため、一つのスモールセル基地局において取り扱われるデータ伝送量も、単一のマクロセルにおいて数多くの車両１からのカメラ映像データを収容した時のデータ伝送量に比べて相当の低下が可能となり、スモールセル基地局のシステム容量の増大の抑制が可能となる。更に、車両１がノンクリティカルな状態であっても、非セルラーシステムの通信網（例えばＷｉｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ）を用いるので、車両１からのデータ伝送量が多くても、通信料金の大幅増加は無く、コストアップ抑制にも貢献できる。
また、車両１は、第１通信方式としてシングルホップ通信を用い、非セルラー系無線規格（例えば無線ＬＡＮ）のマクロセルを提供可能なマクロセル基地局に、少なくともカメラ映像データを送信し、一方で、第２通信方式としてマルチホップ通信を用い、非セルラー系無線規格（例えば無線ＬＡＮ）のスモールセルを提供可能なスモールセル基地局に、少なくともカメラ映像データを送信する。これにより、車両１がクリティカルな状態にある時間比率は限定的なので、車両１からの伝送データ（例えばカメラ映像データやセンサ検出データ）がＬＴＥ等のセルラー系無線規格のマクロセルにて収容されても、ＬＴＥ等のセルラー系無線規格のマクロセルを使用したことの通信料金の過大は抑制可能となる。一方で、車両１がクリティカルな状態にある時間比率に比べて大きい時間比率を有するノンクリティカルな状態では、車両１からの伝送データ（例えばカメラ映像データやセンサ検出データ）は、マルチホップ通信によって、複数のスモールセル基地局を介して遠隔コックピットＲＣＰに送信される。このため、一つのスモールセル基地局において取り扱われるデータ伝送量も、単一のマクロセルにおいて数多くの車両１からのカメラ映像データを収容した時のデータ伝送量に比べて相当の低下が可能となり、スモールセル基地局のシステム容量の増大の抑制が可能となる。更に、車両１の状態に拘わりなく、非セルラーシステムの通信網（例えばＷｉｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮ）を用い、セルラーシステムへの依存を撤廃できるので、車両１からのデータ伝送量が多くても、通信料金の大幅増加は無く、コストアップ抑制にも貢献できる。特に、限定されたエリア（例えば企業等の敷地内、大学キャンパス、大規模駐車場）では、そのエリア全体をマクロセルやスモールセルによりカバーされていれば、ＬＴＥ等のセルラーシステムを使用することなく、１０ｍｓ（ミリ秒）程度の小さい遅延時間の実現が可能となり、遠隔運転の実現可能性が向上する。
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
本開示は、移動体装置内に設置された１台以上のカメラの撮像映像のデータ伝送の許容遅延時間の増大を抑制し、マクロセル基地局におけるマクロセルのシステム容量の不足を回避する遠隔型自動走行システム、無線通信方法、移動体装置及びプログラムとして有用である。
１、ＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３ 車両（移動体装置）
１１ 車両制御部
１３ メモリ
１５ ストレージ
１７ 通信部
１１１ 遠隔運転実行判断部
１１２ 車両環境情報取得部
１１３ 信号多重・分離部
１１４ 車両状態判断部
１１５ 通信方式決定部
１１６ 通信方式切替部
１７１ ＬＴＥシングルホップ通信モジュール
１７３ ＬＴＥマルチホップ通信モジュール
１７５ ＷＬＡＮシングルホップ通信モジュール
１７７ ＷＬＡＮマルチホップ通信モジュール
ＡＣ１、ＡＣｍ アクチュエータ
ＡＮＴ アンテナ
ＢＴ 操作ボタン
ＣＮＤ１ マクロセル基地局（第１無線基地局）
ＣＮＤ２、ＣＮＤ３、ＣＮＤ４ スモールセル基地局
ＣＮＷ コアネットワーク
ＤＲＣ１、ＦＲＣ１、ＦＲＣ２、ＲＲＣ１ 車載カメラ
ＭＨＰ１ マルチホップ通信（第２通信方式）
ＮＤ１、ＮＤ２、ＮＤ３、ＮＤ４、ＮＤ５、ＮＤ６ スモールセル基地局（第２無線基地局）
ＲＣＰ 遠隔コックピット（遠隔操作端末）
Ｓ１、Ｓｋ、Ｓｎ センサ
ＳＨＰ１、ＳＨＰ２ シングルホップ通信（第１通信方式）
ＳＴ ステアリング

Claims (7)

  1. 遠隔で自動走行を指示する遠隔操作端末との間で通信可能に接続される移動体装置であって、
    少なくとも１つのカメラと、
    前記移動体装置の環境情報を取得する取得部と、
    前記移動体装置の環境情報に基づいて、前記移動体装置がクリティカルな状態であるか否かを判断する判断部と、
    前記移動体装置がクリティカルな状態であるとの前記判断部の判断結果に従い、第１通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、マクロセルを提供可能な第１無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信し、前記移動体装置がノンクリティカルな状態であるとの前記判断部の判断結果に従い、第２通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、それぞれスモールセルを提供可能な複数の第２無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する通信部と、を備える、
    移動体装置。
  2. 前記通信部は、
    前記第１通信方式としてシングルホップ通信を用い、セルラー系無線規格の前記マクロセルを提供可能な前記第１無線基地局に、前記カメラの撮像映像のデータを送信し、
    前記第２通信方式としてマルチホップ通信を用い、セルラー系無線規格の前記スモールセルを提供可能な前記第２無線基地局に、前記カメラの撮像映像のデータを送信する、
    請求項１に記載の移動体装置。
  3. 前記通信部は、
    前記第１通信方式としてシングルホップ通信を用い、セルラー系無線規格の前記マクロセルを提供可能な前記第１無線基地局に、前記カメラの撮像映像のデータを送信し、
    前記第２通信方式としてマルチホップ通信を用い、非セルラー系無線規格の前記スモールセルを提供可能な前記第２無線基地局に、前記カメラの撮像映像のデータを送信する、
    請求項１に記載の移動体装置。
  4. 前記通信部は、
    前記第１通信方式としてシングルホップ通信を用い、非セルラー系無線規格の前記マクロセルを提供可能な前記第１無線基地局に、前記カメラの撮像映像のデータを送信し、
    前記第２通信方式としてマルチホップ通信を用い、非セルラー系無線規格の前記スモールセルを提供可能な前記第２無線基地局に、前記カメラの撮像映像のデータを送信する、
    請求項１に記載の移動体装置。
  5. 少なくとも１つのカメラを有し、コンピュータである移動体装置に、
    前記移動体装置を遠隔で自動走行させる遠隔操作端末との間を通信可能に接続する処理と、
    前記移動体装置の環境情報を取得する処理と、
    前記移動体装置の環境情報に基づいて、前記移動体装置がクリティカルな状態であるか否かを判断する処理と、
    前記移動体装置がクリティカルな状態であるとの判断結果に従い、第１通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、マクロセルを提供可能な第１無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する処理と、
    前記移動体装置がノンクリティカルな状態であるとの判断結果に従い、第２通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、それぞれスモールセルを提供可能な複数の第２無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する処理を実行する処理と、を実現させるための、
    プログラム。
  6. 少なくとも１つのカメラを有する移動体装置と遠隔操作端末とが通信可能に接続され、
    前記移動体装置は、
    前記移動体装置の環境情報を取得する取得部と、
    前記移動体装置の環境情報に基づいて、前記移動体装置がクリティカルな状態であるか否かを判断する判断部と、
    前記移動体装置がクリティカルな状態であるとの前記判断部の判断結果に従い、第１通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、マクロセルを提供可能な第１無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する通信部と、を備え、
    前記遠隔操作端末は、
    前記移動体装置から送信された前記カメラの撮像映像のデータに応じて、前記移動体装置を遠隔で自動走行させるための制御信号を、前記第１無線基地局を介して前記移動体装置に送信し、前記移動体装置がノンクリティカルな状態であるとの前記判断部の判断結果に従い、第２通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、それぞれスモールセルを提供可能な複数の第２無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する、
    遠隔型自動走行システム。
  7. 少なくとも１つのカメラを有する移動体装置と遠隔操作端末とが通信可能に接続された遠隔型自動走行システムにおける無線通信方法であって、
    前記移動体装置は、
    前記移動体装置の環境情報を取得する処理と、
    前記移動体装置の環境情報に基づいて、前記移動体装置がクリティカルな状態であるか否かを判断する処理と、
    前記移動体装置がクリティカルな状態であるとの判断結果に従い、第１通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、マクロセルを提供可能な第１無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する処理を実行し、
    前記遠隔操作端末は、
    前記移動体装置から送信された前記カメラの撮像映像のデータに応じて、前記移動体装置を遠隔で自動走行させるための制御信号を、前記第１無線基地局を介して前記移動体装置に送信する処理を実行し、
    前記移動体装置がノンクリティカルな状態であるとの判断結果に従い、第２通信方式の通信を用いて、少なくとも前記カメラの撮像映像のデータを、それぞれスモールセルを提供可能な複数の第２無線基地局を介して前記遠隔操作端末に送信する処理を実行する、
    無線通信方法。
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