JP6978973B2 - 車両制御装置及び車両制御システム - Google Patents

車両制御装置及び車両制御システム Download PDF

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Description

本発明は、車両制御装置及び車両制御システムに関する。
車両の周囲の人に与える不安感を低減することができる車両制御システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、「車両制御システムは、車両の周辺状態を検出する検出部と、検出部により検出された車両の周辺状態に基づいて、車両の速度制御と操舵制御とのうち少なくとも一方を自動的に行う自動運転を実行する自動運転制御部と、検出部により検出された車両の周辺状態に基づいて、車両の周辺に存在する移動物体を認識する認識部と、認識部により認識された移動物体の方向を除く方向に、端末装置に注意喚起を行わせるための情報を発信する発信部と、を備える。」と記載されている。
特開2017-207964号公報
特許文献1に開示されるような技術では、注意喚起を行わせるための情報を受信するため、車両の周囲の人は端末装置を持つ必要がある。また、そのような技術では、車両の周囲の人は車両を制御することはできない。
本発明の目的は、車両の外部にいる端末装置を持たない指示者の指示に応じて車両を制御することができる車両制御装置等を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一例の車両制御装置は、指示者を検出する指示者検出部と、前記指示者の指示を示す指示動作を検出する指示動作検出部と、前記指示動作が検出された場合、前記指示動作が示す前記指示に応じて前記車両を制御する第1の車両制御部と、前記指示者の応答を示す応答動作を検出する応答動作検出部と、前記応答動作が検出された場合、前記車両を前記指示者に近づける制御を行う第2の車両制御部と、を備える。

本発明によれば、車両の外部にいる端末装置を持たない指示者の指示に応じて車両を制御することができる。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。
本発明の第1の実施形態による車両制御装置としてのECUを含む車両制御システムの構成図である。 本発明の第1の実施形態によるECUに用いられるCPUの機能を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態によるECUに用いられるCPUの動作を示すフローチャートである。 変形例1を説明するための図であり、カメラの画角が広い場合の焦点距離を示す。 変形例1を説明するための図であり、カメラの画角が狭い場合の焦点距離を示す。 第1の実施形態の変形例2の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の第3の実施形態の動作を示すフローチャートである。 第1の指示者から第2の指示者への指示の引継ぎを示す図である。 本発明の第3の実施形態の変形例を説明するための図である。 指示者が保持する物に応じて権限を変更する例を説明するための図である。
以下、図面を用いて、本発明の第1〜第3の実施形態による車両制御装置を含む車両制御システムの構成及び動作を説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。
(第1の実施形態)
初めに、図1を用いて、車両制御システムの構成を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態による車両制御装置としてのECU100(Electronic Control Unit)を含む車両制御システム1の構成図である。
(システム構成)
ECU100は、プロセッサとしてのCPU101(Central Processing Unit)、記憶装置としてのメモリ102、入出力回路としてのI/F103などから構成される。ECU100は、車両に搭載されている。
カメラ200は、画像を撮像し、撮像された画像を一時的にメモリに記憶する。カメラ200は、I/F103に接続され、CPU101によって制御される。カメラ200は、例えば、ステレオカメラである。
光源、音源、又はディスプレイ300は、車両の周辺の指示者(人間)へ車両を制御する意思があるかを確認するための信号(第1の信号)を送出する。光源、音源、又はディスプレイ300は、I/F103に接続され、CPU101によって制御される。光源は、例えば、車両のライトであり、音源は、例えば、警笛であり、ディスプレイは、例えば、バス等の前面に設けられる電光掲示板である。光源、音源、又はディスプレイ300は、I/F103に接続され、CPU101によって制御される。
車両400は、車体を駆動する駆動機構、車体を制動する制動機構、車体を操舵する操舵機構などから構成される。
次に、図2を用いて、CPU101の機能を説明する。図2は、本発明の第1の実施形態によるECU100に用いられるCPU101の機能を示すブロック図である。
(機能)
CPU101は、メモリ102に予め記憶された所定のプログラムを実行することにより、指示者検出部1011、信号送出部1012、応答動作検出部1013、指示動作検出部1014、第1の車両制御部1015、第2の車両制御部1016として機能する。なお、これらの機能はFPGA(Field-Programmable Gate Array)等の回路で実現されていてもよい。
指示者検出部1011は、カメラ200で撮像された画像から指示者(人間)を検出する。
信号送出部1012は、指示者検出部1011によって指示者が検出された場合、光源、音源又はディスプレイのうち少なくとも1つを制御することで指示者に車両を制御する意思があるかを確認するための信号(第1の信号)を送出する。例えば、信号送出部1012は、所定の期間、車両のライトを点灯したり、警笛を鳴らしたり、電光掲示板に「車両を制御しますか?」というメッセージを表示したりする。
指示者は、車両を制御したい場合、所定の動作を行う。所定の動作(応答動作)は、例えば、両腕を上げる動作、旗を上げる動作などである。
応答動作検出部1013は、カメラ200で撮像された画像から指示者の応答を示す応答動作を検出する。応答動作は、次に、指示者の指示を示す指示動作が続くことを予告する。
指示動作検出部1014は、カメラ200で撮像された画像から指示動作を検出する。例えば、指示者は、車両を停止させたい場合、両腕を水平し、車両を駐車させたい場合、駐車位置を指差した後、片腕を斜め下にする。
第1の車両制御部1015は、指示動作検出部1014によって指示動作が検出された場合、指示動作が示す指示に応じて車両400を制御する。
第2の車両制御部1016は、応答動作検出部1013によって応答動作が検出された場合、車両400を指示者に近づける制御を行う。
次に、図3を用いて、CPU101の動作を説明する。図3は、本発明の第1の実施形態によるECU100に用いられるCPU101の動作を示すフローチャートである。
(動作)
CPU101(指示者検出部1011)は、カメラ200で撮像された画像から指示者(人間)を検出したか否かを判定する(S15)。例えば、CPU101は、画像を解析して、予めメモリ102に記憶された人間の形状に類似し、かつ、人間の行動と類似する動きを行う物体を人間であると判定(認識)する。
CPU101(信号送出部1012)は、指示者(人間)が検出された場合(S15:YES)、例えば、所定の期間、車両のライトを点灯させることで、指示者に車両を制御する意思があるかを確認するための信号(第1の信号)を送出する(S20)。これに対し、指示者は、車両を制御する意思を示すため、例えば、例えば、両腕を上げる。なお、指示者(人間)が検出されない場合(S15:NO)、CPU101は、S15の処理を繰り返す。
CPU101(応答動作検出部1013)は、カメラ200で撮像された画像から指示者の応答を示す応答動作(両腕を上げる)を検出したか否かを判定する(S25)。なお、応答動作を定義する情報は、例えば、予めメモリ102に記憶される。CPU101は、例えば、カメラ200で撮像された画像を解析(行動解析)して得られた指示者の動作を示す情報と、メモリ102に記憶された応答動作を定義する情報とを比較して、それらが類似する場合に、応答動作を検出(認識)したと判定する。
CPU101(第2の車両制御部1016)は、応答動作が検出された場合(S25:YES)、車両400を指示者に近づける制御を行う(S30)。例えば、CPU101は、指示者から所定の距離の位置まで車両400を前進させて停止させる。これにより、カメラ200で撮像される画像のうち指示者の像の占める割合が大きくなり、画像解析において応答動作に続く指示動作が認識されやすくなる。
なお、応答動作が検出されない場合(S25:NO)、CPU101は、所定時間、S25の処理を繰り返した後(S26:YES)、通常の自動運転に復帰する(S27)。通常の自動運転では、人間を避けて車両400を前進させる制御が行われる。
続いて、指示者は、例えば、車両400を停止させる指示を示す指示動作として、両腕を水平にする。
CPU101(指示動作検出部1014)は、カメラ200で撮像された画像から指示動作を検出したか否かを判定する(S35)。なお、指示動作を定義する情報は、例えば、予めメモリ102に記憶される。CPU101は、例えば、カメラ200で撮像された画像を解析(行動解析)して得られた指示者の動作を示す情報と、メモリ102に記憶された指示動作を定義する情報とを比較して、それらが類似する場合に、指示動作を検出(認識)したと判定する。
CPU101(第1の車両制御部1015)は、指示動作が検出された場合(S35:YES)、指示動作が示す指示に応じて車両400を制御する(S40)。具体的には、両腕を水平にする動作(指示動作)が示す指示に従って、CPU101は、車両400を停止させる制御を行う。なお、指示動作が検出されない場合(S35:NO)、CPU101は、S35の処理を繰り返す。
以上説明したように、本実施形態によれば、車両の外部にいる端末装置を持たない指示者の指示に応じて車両を制御することができる。
(変形例1)
次に、図4A、4Bを用いて、本発明の第1の実施形態の変形例1を説明する。図4Aは、カメラ200の画角が広い場合の焦点距離を示す図であり、図4Bは、カメラ200の画角が狭い場合の焦点距離を示す図である。
変形例1では、CPU101(第2の車両制御部1016)は、応答動作が検出された場合、カメラ200の画角に応じて車両400を指示者に近づける制御を行う。
例えば、図4Aに示すようにカメラ200の画角θ1が広い場合、CPU101は、車両400を指示者に近づけて、カメラ200で検出された指示者までの距離Rが画角θ1に対応する焦点距離d1となったときに、車両400を停止させる。
一方、図4Bに示すようにカメラ200の画角θ2が狭い場合、CPU101は、車両400を指示者に近づけて、カメラ200で検出された距離Rが画角θ2に対応する焦点距離d2となったときに、車両400を停止させる。ここで、θ2<θ1、d1<d2の関係が成立する。
これにより、カメラ200の焦点が指示者に合うため、指示者の指示動作を検出しやすくなる。
(変形例2)
次に、図5を用いて、本発明の第1の実施形態の変形例2を説明する。図5は、第1の実施形態の変形例2の動作を示すフローチャートである。図5では、図3のS20からS30までの処理が省略されている。
緊急時には、指示者から応答動作を得られないことが想定される。そこで、本変形例では、指示者からの応答動作を待たずに、指示者からの指示動作に応じて車両を制御する。例えば、指示者からの指示動作が緊急事態に伴う指示を示す場合、CPU101(第1の車両制御部1015)は、車両400を安全な場所に停車させる制御を行う。これにより、車両を迅速に制御することができる。
なお、CPU101(指示動作検出部1014)は、カメラ200で撮像された画像から指示動作を予測してもよい。ここで、CPU101(第2の車両制御部1016)は、指示動作が予測された場合、車両400を指示者に近づける制御を行う。これにより、指示者からの応答動作を待たずに、車両400を指示者に近づけることができる。
(第2の実施形態)
次に、図6を用いて、第2の実施形態を説明する。図6は、本発明の第2の実施形態の動作を示すフローチャートである。図6では、図3に示したフローチャートに、S28の処理が追加されている。なお、本実施形態のシステム構成は第1の実施形態と同じである。
S28において、CPU101(信号送出部1012)は、応答動作が検出された場合(S25:YES)、第1の信号と異なる第2の信号を送出する。例えば、CPU101は、所定の期間、車両のライトを点滅させることで、指示者の応答動作を検出したことを通知するための信号(第2の信号)を送出する(S20)。なお、CPU101は、所定の期間、警笛を鳴らしたり、ディスプレイに「OK」と表示したりしてもよい。
本実施形態によれば、指示者の応答動作を検出したことを指示者へ通知することができる。その結果、車両の周辺にいる指示者に安心感を与えることができる。
(第3の実施形態)
次に、図7、8を用いて、第3の実施形態を説明する。図7は、本発明の第3の実施形態の動作を示すフローチャートである。図7では、図3に示したフローチャートに、S45とS50の処理が追加されている。なお、本実施形態のシステム構成は第1の実施形態と同じである。
本実施形態では、指示者は少なくとも2人いる。以下では、理解を容易にするため、駐車場で2人の指示者(誘導員)が自動運転中の車両400に指示する例を説明する。
CPU101は、第1の実施形態と同様に、S15からS35までの処理を実行し、第1の指示者の指示動作を検出する(S35:YES)。例えば、第1の指示者の指示動作は、右方向に前進する指示を示し、次の指示者を指し示す動作が含まれている。
CPU101(第1の車両制御部1015)は、第1の指示者の指示動作が検出された場合(S35:YES)、第1の指示者の指示動作が示す指示に応じて車両400を制御する(S40)。具体的には、CPU101は、第1の指示者の指示動作が示す指示に従って、車両400を右方向に前進させる制御を行う。
CPU101(指示動作検出部1014)は、カメラ200で撮像された画像から第1の指示者が指差した方向にいる第2の指示者の指示動作を検出したか否かを判定する(S45)。
すなわち、CPU101(指示動作検出部1014)は、図8に示すように、第1の指示者の指示動作に第2の指示者を指し示す動作が含まれる場合、第1の指示者の指示動作に続いて第2の指示者の指示動作を検出する。ここで、カメラ200が望遠ズーム機能を有している場合、CPU101は、カメラ200を第2の指示者にズームインさせてもよい。
CPU101(第1の車両制御部1015)は、第2の指示者の指示動作が検出された場合、第2の指示動作が示す指示に応じて車両400を制御する。具体的には、CPU101は、第2の指示者の指示動作が示す指示に従って、車両400を駐車させる。
すなわち、CPU101(第1の車両制御部1015)は、第1の指示者の指示動作が示す指示に応じて車両400を制御した後、第2の指示者の指示動作が示す指示に応じて車両400を制御する。
本実施形態によれば、第1の指示者から第2の指示者へ指示を引き継ぐことができる。
(変形例)
次に、図9を用いて、本発明の第3の実施形態の変形例を説明する。図9は、カメラ200から第1の指示者までの距離R1とカメラ200から第2の指示者までの距離R2を示す図である。
第3の実施形態では、車両400を第2の指示者に近づける制御は行われていないが、CPU101(第2の車両制御部1016)は、カメラ200からの距離が近い順に、車両400をそれぞれの指示者に近づける制御を行ってもよい。例えば、図9の例では、距離R1は距離R1より小さいため、CPU101(第2の車両制御部1016)は、車両400を第1の指示者に近づけ、次に車両400を第2の指示者に近づける制御を行う。
これにより、2人以上の指示者に優先度を付けることができる。
なお、本発明は上記した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、上述した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。
例えば、図6に示される第2の実施形態のS28の処理(第2の信号を送信)を、図7に示される第3の実施形態のフローチャートのS25の処理とS30の処理の間に追加してもよい。これにより、指示者の応答動作を検出したことを指示者へ通知することができる。なお、S28の処理と併せて、CPU101は、スピーカに「接近します」という音声を出力させたり、ディスプレイにその旨を表示させたりしてもよい。これにより、車両400が指示者に近づくことを予告し、指示者に安心感を与えることができる。
また、図6に示される第2の実施形態のS35の処理とS40の処理の間に、信号送出部1012が第3の信号を送信する処理を追加してもよい。これにより、指示者の指示動作を検出したことを指示者へ通知することができる。なお、第1の信号(第1の実施形態)、第2の信号(第2の実施形態)、上記の第3の信号は、互いに異なるが、同じ信号としてもよい。これにより、制御を単純化することができるため、設計/製造コストを低減することができる。
第1〜第3の実施形態では、図3、6、7に示すS30の処理において、CPU101は、車両400を指示者に近づける制御を行うが、カメラ200が望遠ズーム機能を有している場合、CPU101は、S30の処理に代えてカメラ200を第1の指示者にズームインさせてもよい。これにより、車両400が指示者に近づかなくても、指示動作を容易に検出することができる。
第1〜第3の実施形態では、図3、6、7に示すS20の処理において、例えば、第1の信号として、車両400のライトを点灯するが、車両400が使用される国の交通法規が認める場合には、ハザードを点灯(点滅)してもよい。
図4A、4Bに示す第1の実施形態の変形例1では、カメラ200の画角に応じて車両400を指示者に近づける制御を行うことでカメラ200の焦点を指示者に合わせるが、CPU101(指示動作検出部1014)は、カメラ200で撮像された画像のうち解像度の最も高い画像(領域)から指示動作を検出してもよい。これにより、指示動作を容易に検出することができる。
第1〜第3の実施形態では、指示者は人間であるが、指示者はロボットであってもよい。また、車両400に搭載されたマイク等の音センサが、「止まれ」等の所定の音声を検出した場合、CPU101(第1の車両制御部1015)は、車両400を緊急停止させる制御を行ってもよい。これにより、安全性が向上する。さらに、指示者の後ろに所定のマーカ(例えば、矩形枠)が描かれた看板等を配置し、CPU101(指示者検出部1011)は、マーカが検出される画像の領域(矩形枠内)から指示者を検出してもよい。これにより、指示者の検出が容易となる。なお、本実施例における指示者とは、必ずしも人間やロボットに限定するものではなく、人工知能、案内標識(電光、アナログ方式、デジタル方式などあらゆる公知の構成)を含んでもよい。
また、CPU101(指示動作検出部1014)は、図10に示すように、指示者が保持する物500(反射材、所定の模様を有する物)から指示者の権限を判定してもよい。ここで、指示者が保持する物と権限の対応関係は予めメモリ102に記憶される。CPU101(第1の車両制御部1015)は、権限に応じて車両400の制御を許可する。これにより、例えば、一般の人と誘導員等の権限を変更することができる。
上記の各構成、機能等は、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、DVD等の記録媒体に置くことができる。
100…ECU
101…CPU
102…メモリ
103…I/F
200…カメラ
300…光源、音源、又はディスプレイ
400…車両
500…物
1011…指示者検出部
1012…信号送出部
1013…応答動作検出部
1014…指示動作検出部
1015…第1の車両制御部
1016…第2の車両制御部

Claims (9)

  1. 指示者を検出する指示者検出部と、
    前記指示者の指示を示す指示動作を検出する指示動作検出部と、
    前記指示動作が検出された場合、前記指示動作が示す前記指示に応じて車両を制御する第1の車両制御部と、
    前記指示者の応答を示す応答動作を検出する応答動作検出部と、
    前記応答動作が検出された場合、前記車両を前記指示者に近づける制御を行う第2の車両制御部と、
    を備えることを特徴とする車両制御装置。
  2. 請求項1に記載の車両制御装置であって、
    前記指示者が検出された場合、前記指示者に第1の信号を送出する信号送出部をさらに備える
    ことを特徴とする車両制御装置。
  3. 請求項に記載の車両制御装置であって、
    前記信号送出部は、
    前記応答動作が検出された場合、前記第1の信号と異なる第2の信号を送出する
    ことを特徴とする車両制御装置。
  4. 請求項1に記載の車両制御装置であって、
    前記指示動作検出部は
    前記指示動作を予測し、
    前記第2の車両制御部は、
    前記指示動作が予測された場合、前記車両を前記指示者に近づける制御を行う
    ことを特徴とする車両制御装置。
  5. 指示者を検出する指示者検出部と、
    前記指示者の指示を示す指示動作を検出する指示動作検出部と、
    前記指示動作が検出された場合、前記指示動作が示す前記指示に応じて車両を制御する第1の車両制御部と、を備える車両制御装置であって、
    前記指示者は少なくとも第1の指示者と第2の指示者を含み、
    前記指示動作検出部は、
    前記第1の指示者の前記指示動作に前記第2の指示者を指し示す動作が含まれる場合、前記第1の指示者の前記指示動作に続いて前記第2の指示者の前記指示動作を検出し、
    前記第1の車両制御部は、
    前記第1の指示者の前記指示動作が示す指示に応じて前記車両を制御した後、前記第2の指示者の前記指示動作が示す指示に応じて前記車両を制御する
    ことを特徴とする車両制御装置。
  6. 請求項1に記載の車両制御装置であって、
    前記指示動作検出部は、
    前記指示者が保持する物から前記指示者の権限を判定し、
    前記第1の車両制御部は、
    前記権限に応じて前記車両の制御を許可する
    ことを特徴とする車両制御装置。
  7. 両制御装置を含む車両制御システムであって、
    画像を撮像するカメラと、
    光源、音源、又はディスプレイのうち少なくとも1つを含み、
    前記車両制御装置は、
    前記カメラで撮像された画像から指示者を検出する指示者検出部と、
    前記指示者が検出された場合、前記光源、前記音源又は前記ディスプレイのうち少なくとも1つを制御することで前記指示者に第1の信号を送出する信号送出部と、
    前記カメラで撮像された画像から前記指示者の応答を示す応答動作を検出する応答動作検出部と、
    前記応答動作が検出された場合、車両を前記指示者に近づける制御を行う第2の車両制御部と、
    前記カメラで撮像された画像から前記指示者の指示を示す指示動作を検出する指示動作検出部と、
    前記指示動作が検出された場合、前記指示動作が示す前記指示に応じて車両を制御する第1の車両制御部と、を備える
    ことを特徴とする車両制御システム。
  8. 請求項に記載の車両制御システムであって、
    前記第2の車両制御部は、
    前記カメラの画角に応じて前記車両を前記指示者に近づける制御を行う
    ことを特徴とする車両制御システム。
  9. 請求項に記載の車両制御システムであって、
    前記指示者は2以上であり、
    前記第2の車両制御部は、
    前記カメラからの距離が近い順に、前記車両をそれぞれの前記指示者に近づける制御を行う
    ことを特徴とする車両制御システム。
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