JP7081875B2 - 検出された障壁に基づく車両のナビゲーション - Google Patents
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Description
[001] 本出願は、2016年10月11日に出願された米国仮特許出願第62/406,604号の優先権の利益を主張する。前述の出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
技術分野
[002] 本開示は全般的に、自律走行車両ナビゲーションに関する。更に、本開示は、検出された障壁に基づいて車両を操縦するためのシステム及び方法に関する。
[003] 技術が進歩し続けているので、道路を走行することができる完全な自律走行車両というゴールが間近に迫っている。自律走行車両は、意図した目的地に安全にかつ正確に到着するために、様々な要因を考慮に入れ、それらの要因に基づいて適切な判断を行うことが必要であり得る。例えば、自律走行車両は、視覚的情報(例えば、カメラから取り込まれた情報)、レーダー又はライダーからの情報を処理し解釈することが必要であることがあり、また、他の情報源から(例えば、GPS装置、速度センサ、加速度計、サスペンションセンサ等から)取得した情報を使用することもある。同時に、目的地まで走行するために、自律走行車両は、特定の道路(例えば、複数車線の道路内の特定の車線)内での位置を識別し、他の車両と並んで走行し、障害物及び歩行者を回避し、交通信号及び標識を監視し、適切な交差点又はインターチェンジにおいてある道路から別の道路へ移動し、車両の走行中に発生又は発展する任意の他の状況に対応する必要があることがある。車両前方の比較的短い距離に障害物又は歩行者が予期せず出現することは、自律走行車両にとって問題になることがある。そのような場合、自律走行車両は、車両の周辺環境を素早く解析し、事故を回避及び/又は損傷を最小限に抑えるために、その車両のための存立可能な走行可能経路を決定することが必要になることがある。
[004] 本開示と整合性のある実施形態が、自律走行車両ナビゲーションのためのシステム及び方法を提供する。開示される実施形態は、自律走行車両ナビゲーション機能を提供するためにカメラを使用することがある。例えば、開示される実施形態と合致して、開示されるシステムは車両の周辺環境を監視する1つ、2つ、又はそれ以上のカメラを含むことがある。開示されるシステムは、例えば、これらのカメラのうちの1つ又は複数によって取り込まれた画像の解析結果に基づいて、ナビゲーション応答を提供することがある。ナビゲーション応答は、例えば、全地球測位システム(GPS)データ、(例えば、加速度計、速度センサ、サスペンションセンサ等からの)センサデータ、及び/又は他の地図データを含む、他のデータを考慮に入れることもある。
[011] 本開示に組み込まれ本開示の一部を構成する添付の図面は、様々な開示される実施形態を示す。図面では、
[039] 以下の詳細な説明は、添付の図面を参照する。同一の又は類似の部分を指すために、図面及び以下の説明では可能な限り同一の参照番号を用いている。本明細書では幾つかの例示的な実施形態について説明しているが、修正例、改変例、及び他の実施態様も可能である。例えば、図面に示した構成要素に対して置換、追加、又は修正を加えることができ、また本明細書に記載する例示的な方法は、開示される方法に対して工程の置き換え、並べ替え、削除、又は追加を行うことによって修正することができる。従って、以下の詳細な説明は、開示される実施形態及び実施例に限定されない。その代わり、適切な範囲は添付の特許請求の範囲によって定義される。
[041] 本開示全体を通して使用される場合、「自律走行車両」という用語は、運転者の入力が無くても少なくとも1つのナビゲーション変更を行うことができる車両を指す。「ナビゲーション変更」とは、車両の操舵、ブレーキ、加速/減速のうちの1つ又は複数における変化を指す。自律型であるために、車両は完全に自動的である(例えば、運転者無しで又は運転者の入力無しで完全に動作可能である)必要はない。むしろ、自律走行車両は、特定の期間中は運転者の制御下で動作し、他の期間中は運転者の制御無しで動作することができる車両を含む。自律走行車両は、(例えば、車両の車線制約間で車両のコースを維持するための)操舵、又は特定の状況下(但し全ての状況下ではない)での幾つかの操舵動作などの、車両ナビゲーションの幾つかの態様のみを制御するが、他の態様(例えば、ブレーキ又は特定の状況下でのブレーキ)については運転者に任せることができる車両を含むこともある。場合によっては、自律走行車両は、車両のブレーキ、速度制御、及び/又は操舵のうちの幾つか若しくは全ての態様を扱うことができる。
[044] 図1は、例示的な開示される実施形態と合致したシステム100のブロック概略表示である。システム100は、特定の実施態様の要件に応じた様々な構成要素を含むことができる。実施形態によっては、システム100は、処理ユニット110、画像取得ユニット120、位置センサ130、1つ又は複数のメモリユニット140、150、地図データベース160、ユーザインターフェース170、及び無線送受信機172を含むことがある。処理ユニット110は、1つ又は複数の処理装置を含むことがある。実施形態によっては、処理ユニット110は、アプリケーションプロセッサ180、画像プロセッサ190、又は任意の他の適切な処理装置を含むことがある。同様に、画像取得ユニット120は、特定のアプリケーションの要件に応じて、任意の数の画像取得装置及び部品を含むことがある。実施形態によっては、画像取得ユニット120は、画像取込装置122、画像取込装置124、及び画像取込装置126などの、1つ又は複数の画像取込装置(例えば、カメラ、CCD、又は任意の他の種類の画像センサ)を含むことがある。システム100は、処理ユニット110を画像取得ユニット120に通信可能に接続するデータインターフェース128を含むこともある。例えば、データインターフェース128は、画像取得ユニット120によって取得された画像データを処理ユニット110に送信するための任意の有線及び/又は無線のリンクを含むことがある。
[0151] 開示する実施形態と合致して、このシステムは、画像取込装置によって取り込まれた画像から検出された少なくとも1つの障壁に基づいて、車両のナビゲーション経路を決定することができる。このシステムは、通過可能な障壁(例えば、縁石、車線区分線、又は道路の縁、等)と通過不可能な障壁(例えば、コンクリートの障壁、車線分割構造体、他の車両、トンネルの壁、又は橋梁構造、等)とを区別することができる。車両の前方に障害物(例えば、歩行者、動物、がれき、又は他の道路特徴以外の物体)が現れたときなどの緊急事態では、このシステムは事故を回避するために、通過可能な障壁を通って走行するナビゲーション経路を決定することがある。
[項目1]
車両を操縦するためのシステムであって、
少なくとも1つの処理装置であって、
画像取込装置から、上記車両の周辺環境に関連した複数の画像を受け取ることと、
上記複数の画像のうちの少なくとも1つを解析して、上記車両の上記周辺環境における走行可能領域を識別することと、
上記複数の画像のうちの上記少なくとも1つに基づいて、上記走行可能領域の縁に関連した少なくとも1つの障壁を識別することと、
上記少なくとも1つの障壁の種類を決定することと、
上記少なくとも1つの障壁の上記決定された種類に基づいて、上記車両のナビゲーション経路を決定することと、
上記車両に上記決定されたナビゲーション経路の少なくとも一部の上を走行させることと、を行うようにプログラムされた少なくとも1つの処理装置、を含むシステム。
[項目2]
上記少なくとも1つの処理装置は、上記複数の画像のうちの少なくとも1つの解析に基づいて、上記車両の前方にある障害物を識別するように更にプログラムされ、上記車両の上記決定されたナビゲーション経路は、上記識別された障害物を回避する、項目1に記載のシステム。
[項目3]
上記障害物は歩行者を含む、項目2に記載のシステム。
[項目4]
上記障害物は別の車両を含む、項目2に記載のシステム。
[項目5]
上記障壁の上記決定された種類は、通過可能な障壁を含み、上記決定されたナビゲーション経路は、上記通過可能な障壁の少なくとも一部を通って走行することを含む、項目2に記載のシステム。
[項目6]
上記通過可能な障壁は、縁石又は車線区分線を含む、項目5に記載のシステム。
[項目7]
上記少なくとも1つの処理装置は、上記障壁の上記決定された種類に基づいて、自律走行車両ナビゲーションのための地図に対する更新データを遠隔サーバに送信するかどうかを決定するように更にプログラムされる、項目1に記載のシステム。
[項目8]
上記障壁の上記決定された種類は、固定された障壁を含み、上記少なくとも1つの処理装置は、上記固定された障壁の位置を上記遠隔サーバに送信するように更にプログラムされる、項目7に記載のシステム。
[項目9]
上記固定された障壁は、道路の縁、縁石、車線分割構造体、トンネルの壁、又は橋梁構造のうちの少なくとも1つを含む、項目8に記載のシステム。
[項目10]
車両を操縦するためのシステムであって、
少なくとも1つの処理装置であって、
画像取込装置から、上記車両の周辺環境に関連した複数の画像を受け取ることと、
上記複数の画像のうちの少なくとも1つを解析して、上記車両の上記周辺環境における走行可能領域を識別することと、
上記複数の画像のうちの上記少なくとも1つに基づいて、上記走行可能領域の少なくとも1つの縁に関連した第1の障壁、及び上記走行可能領域の少なくとも1つの縁に関連した第2の障壁を識別することと、
上記第1の障壁の種類及び上記第2の障壁の種類を決定することであって、上記第1の障壁の上記決定された種類は、通過可能な障壁を含み、上記第2の障壁の上記決定された種類は、通過不可能な障壁を含むことと、
上記第1の障壁及び上記第2の障壁の上記決定された種類に基づいて上記車両のナビゲーション経路を決定することであって、上記決定されたナビゲーション経路は、上記第2の障壁を回避するために上記第1の障壁を通って走行することを含むことと、
上記車両に上記決定されたナビゲーション経路の少なくとも一部の上を走行させることと、を行うようにプログラムされた少なくとも1つの処理装置、を含むシステム。
[項目11]
上記第1の障壁は、道路の縁又は縁石を含む、項目10に記載のシステム。
[項目12]
上記第2の障壁は、車線分割構造体、別の車両、トンネルの壁、又は橋梁構造を含む、項目10に記載のシステム。
[項目13]
車両を操縦するための方法であって、
画像取込装置から、上記車両の周辺環境に関連した複数の画像を受け取ることと、
上記複数の画像のうちの少なくとも1つを解析して、上記車両の上記周辺環境における走行可能領域を識別することと、 上記複数の画像のうちの上記少なくとも1つに基づいて、上記走行可能領域の縁に関連した少なくとも1つの障壁を識別することと、
上記少なくとも1つの障壁の種類を決定することと、
上記少なくとも1つの障壁の上記決定された種類に基づいて、上記車両のナビゲーション経路を決定することと、
上記車両に上記決定されたナビゲーション経路の少なくとも一部の上を走行させることと、を含む方法。
[項目14]
上記複数の画像のうちの少なくとも1つの解析に基づいて、上記車両の前方にある障害物を識別することを更に含み、上記車両の上記決定されたナビゲーション経路は、上記識別された障害物を回避する、項目13に記載の方法。
[項目15]
上記障壁の上記検出された種類は、通過可能な障壁を含み、上記決定されたナビゲーション経路は、上記通過可能な障壁の少なくとも一部を通って走行することを含む、項目13に記載の方法。
[項目16]
上記障壁の上記検出された種類に基づいて、自律走行車両ナビゲーションのための地図に対する更新データを遠隔サーバに送信するかどうかを決定することを更に含む、項目13に記載の方法。
[項目17]
上記障壁の上記検出された種類は固定された障壁を含み、
上記方法は、上記固定された障壁の位置を上記遠隔サーバに送信することを更に含む、項目16に記載の方法。
[項目18]
車両を操縦するための方法であって、
画像取込装置から、上記車両の周辺環境に関連した複数の画像を受け取ることと、
上記複数の画像のうちの少なくとも1つを解析して、上記車両の上記周辺環境における走行可能領域を識別することと、
上記複数の画像のうちの上記少なくとも1つに基づいて、上記走行可能領域の少なくとも1つの縁に関連した第1の障壁、及び上記走行可能領域の少なくとも1つの縁に関連した第2の障壁を識別することと、
上記第1の障壁の種類及び上記第2の障壁の種類を決定することであって、上記第1の障壁の上記決定された種類は、通過可能な障壁を含み、上記第2の障壁の上記決定された種類は、通過不可能な障壁を含むことと、
上記第1の障壁及び上記第2の障壁の上記決定された種類に基づいて上記車両のナビゲーション経路を決定することであって、上記決定されたナビゲーション経路は、上記第2の障壁を回避するために上記第1の障壁を通って走行することを含むことと、
上記車両に上記決定されたナビゲーション経路の少なくとも一部の上を走行させることと、を含む方法。
[項目19]
上記第1の障壁は、道路の縁又は縁石を含む、項目18に記載の方法。
[項目20]
上記第2の障壁は、車線分割構造体、別の車両、トンネルの壁、又は橋梁構造を含む、項目18に記載の方法。
Claims (22)
- 車両のための車両操縦システムであって、
命令を含むメモリと、
動作中に、前記命令によって、
前記車両が走行する前記車両の車線を識別する複数の画像のうちの少なくとも1つを分析し、前記複数の画像は前記車両のカメラによってキャプチャされ、
前記複数の画像のうちの前記少なくとも1つに基づいて、前記車両の現在の車線と隣接する車線とを分離する車線区分線を識別し、
機械学習システムを使用して、設定された速さを有する前記車両の現在の位置の前にある前記車両の将来の経路を推定し、
前記車両が走行する前記車線における前記車両の前方の候補車両を識別し、前記候補車両は前記車両の前記将来の経路において識別され、
前記候補車両を前記車両の前方の障害物として識別することに応答して、前記車両に、前記車線区分線を横断させて前記隣接する車線に変更させ、前記車両が前記隣接する車線において前記設定された速さを維持することを可能とする、
ように構成された、1または複数のプロセッサと、
を備える、車両操縦システム。 - 前記候補車両を識別するように、前記命令は、前記1または複数のプロセッサがレーダを用いるように構成する、請求項1に記載の車両操縦システム。
- 前記候補車両は、前記車両よりも遅く移動する、請求項1または2に記載の車両操縦システム。
- 前記命令は、前記1または複数のプロセッサが、前記車両の運転者からの入力なしに、前記車両に前記車線区分線を横断させて前記隣接する車線に変更させるように構成する、請求項1から3のいずれか一項に記載の車両操縦システム。
- 前記車両に前記車線区分線を横断させて前記隣接する車線に変更させるように、前記命令は、前記1または複数のプロセッサが加速度の変更を行うように構成する、請求項1から4のいずれか一項に記載の車両操縦システム。
- 加速度の前記変更は前記加速度を増加させる、請求項5に記載の車両操縦システム。
- 前記命令は、前記1または複数のプロセッサが、
前記複数の画像のうちの前記少なくとも1つに基づいて、走行可能領域の縁に関連した少なくとも1つの障壁を識別し、
前記少なくとも1つの障壁が、通過可能であるか通過不可能であるかを区別するように構成する、請求項1から6のいずれか一項に記載の車両操縦システム。 - 車両構成要素のプロセッサによって実行されるとき、
車両が走行する前記車両の車線を識別する複数の画像のうちの少なくとも1つを分析する動作であって、前記複数の画像は前記車両のカメラによってキャプチャされる、動作と、
前記複数の画像のうちの前記少なくとも1つに基づいて、前記車両の現在の車線と隣接する車線とを分離する車線区分線を識別する動作と、
機械学習システムを使用して、設定された速さを有する前記車両の現在の位置の前にある前記車両の将来の経路を推定する動作と、
前記車両が走行する前記車線における前記車両の前方の候補車両を識別する動作であって、前記候補車両は前記車両の前記将来の経路において識別される、動作と、
前記候補車両を前記車両の前方の障害物として識別することに応答して、前記車両に、前記車線区分線を横断させて前記隣接する車線に変更させ、前記車両が前記隣接する車線において前記設定された速さを維持することを可能とする動作と、
を前記プロセッサに実行させる、コンピュータプログラム。 - 前記候補車両を識別する動作が、レーダを用いる動作を含む、請求項8に記載のコンピュータプログラム。
- 前記候補車両は、前記車両よりも遅く移動する、請求項8または9に記載のコンピュータプログラム。
- 前記車両に前記車線区分線を横断させて前記隣接する車線に変更させる動作は、前記車両の運転者からの入力なしに実行される、請求項8から10のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
- 前記車両に前記車線区分線を横断させて前記隣接する車線に変更させる動作は、加速度の変更を行う動作を含む、請求項8から11のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。
- 加速度の前記変更は前記加速度を増加させる、請求項12に記載のコンピュータプログラム。
- 前記複数の画像のうちの前記少なくとも1つに基づいて、走行可能領域の縁に関連した少なくとも1つの障壁を識別する動作と、
前記少なくとも1つの障壁が、通過可能であるか通過不可能であるかを区別する動作と、
を含む、請求項8から12のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム。 - カメラと、
車両が走行する前記車両の車線を識別する複数の画像のうちの少なくとも1つを分析し、前記複数の画像は前記カメラによってキャプチャされ、
前記複数の画像のうちの前記少なくとも1つに基づいて、前記車両の現在の車線と隣接する車線とを分離する車線区分線を識別し、
機械学習システムを使用して、設定された速さを有する前記車両の現在の位置の前にある前記車両の将来の経路を推定し、
前記車両が走行する前記車線における前記車両の前方の候補車両を識別し、前記候補車両は前記車両の前記将来の経路において識別され、
前記候補車両を前記車両の前方の障害物として識別することに応答して、前記車両に、前記車線区分線を横断させて前記隣接する車線に変更させ、前記車両が前記隣接する車線において前記設定された速さを維持することを可能とする、
ように構成された、車両操縦システムと、
を備える、車両。 - 前記候補車両を識別するように、前記車両操縦システムはレーダを用いるように構成される、請求項15に記載の車両。
- 前記候補車両は、前記車両よりも遅く移動する、請求項15または16に記載の車両。
- 前記車両操縦システムは、前記車両の運転者からの入力なしに、前記車両に前記車線区分線を横断させて前記隣接する車線に変更させるように構成される、請求項15から17のいずれか一項に記載の車両。
- 前記車両に前記車線区分線を横断させて前記隣接する車線に変更させるように、前記車両操縦システムは加速度の変更を行うように構成される、請求項15から18のいずれか一項に記載の車両。
- 加速度の前記変更は前記加速度を増加させる、請求項19に記載の車両。
- 前記車両操縦システムは、
前記複数の画像のうちの前記少なくとも1つに基づいて、走行可能領域の縁に関連した少なくとも1つの障壁を識別し、
前記少なくとも1つの障壁が、通過可能であるか通過不可能であるかを区別するように構成される、請求項15から20のいずれか一項に記載の車両。 - 請求項8から14のいずれか一項に記載のコンピュータプログラムを格納する、非一時的機械読み取り可能媒体。
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