JPWO2020123143A5 - - Google Patents

Description

人間の運転者を必要としない車両などの自律型車両を、ある場所から別の場所への乗客または貨物の輸送を支援するために使用することができる。このような車両は、完全に自律的なモードで動作する場合と、人が何らかの運転入力を提供し得る、部分的に自律的なモードで動作する場合がある。自律モードで動作するために、車両は様々な車載センサを使用して外部環境の特徴を検出し、受信されたセンサ情報を使用して様々な運転動作を実行することができる。しかしながら、車輪が路面との間の摩擦を損失すると、車両の運転性能に悪影響が及ぶ可能性がある。様々な環境要因の結果としてスリップが発生する可能性があり、環境内の物体を検出するように配置されたセンサは、それ自体では駆動力の損失を適切に評価するために必要な精度の能力がないか、またはそれを行うことができない可能性がある。

本技術は、車両の車輪と路面との間の摩擦の現状を決定することに関連する。車両は、自律モードで動作しながら、この状態を監視し、能動的または受動的に試験することができる。車両の車輪と路面との間の摩擦の損失は、路面上の氷、雪、水たまりなど、様々な環境状態に起因する可能性がある。また、グリース、オイルもしくは他の液体または道路上にあるがれきに起因する場合もある。検出された駆動力の損失に応じて、車両は、運転中に適切な制動レベルおよび制動戦略を選択するとき、ならびに／または移動の将来の部分を計画するときに、結果として得られた情報を使用するように構成される。

本技術の態様によれば、自律運転モードにおいて車両を動作させて、車両の車輪と路面との間の摩擦の状態を検出する方法が提供される。本方法は、車両の１つ以上のプロセッサによって、車両のサブシステムに、自律運転モードにおける動作中にサブシステムの１つ以上の構成要素を作動させることと、サブシステムの１つ以上の構成要素の作動中に車両の姿勢情報を取得することと、１つ以上のプロセッサによって、取得された姿勢情報に従って車両の実際の姿勢を決定することと、１つ以上のプロセッサによって、実際の姿勢を予想された姿勢と比較することと、１つ以上のプロセッサによって、比較に基づいて実際の姿勢と予想された姿勢との差を決定することと、差に基づいて、車両の１つ以上の車輪のスリップを決定することと、車両のスリップの決定に応じて、是正運転処置またはルート再計画処置のうちの少なくとも一方を実行することと、を含む。一例では、姿勢情報を取得することは、車両の１つ以上のセンサからセンサデータを受信することを含む。

本技術の態様は、制動および／または加速動作を通じた車両の車輪と路面との間の摩擦の能動的試験または受動的評価のための適切な状態および状況の評価を含む。典型的な車両の車輪と路面との間の摩擦の制御システムは、制動動作中にスリップを検出し、その時点で制動を迅速に作動させることができる。ただし、現在の状態でのそのような活動は非常に限定的であり、将来の運転には影響を及ぼすことはない。対照的に、本技術の他の態様は、選択された状態または状況から取得された、車両の車輪と路面との間の摩擦の情報を利用し、その情報を車両の計画システムに供給して、接近しつつある自律モード動作で使用し、進行中の運転状況に対処することができる。

一例では、コンピューティングデバイス２０２は、車両１００に組み込まれた自律運転コンピューティングシステムを形成し得る。自律運転コンピューティングシステムは、車両の様々な構成要素と通信することが可能であり得る。例えば、コンピューティングデバイス２０２は、（車両の制動を制御するための）減速システム２１２、（車両の加速を制御するための）加速システム２１４、（車輪の向きおよび車両の方向を制御するための）ステアリングシステム２１６、（方向指示器を制御するための）合図システム２１８、（車両をある場所にまたは物体の周りにナビゲートするための）ナビゲーションシステム２２０、および（例えば、車両の姿勢を含む、車両の位置を決定するための）測位システム２２２を含む、運転システムを含む、車両の様々なシステムと通信可能であってもよい。自律運転コンピューティングシステムは、ナビゲーションシステム２２０、測位システム２２２、および／またはシステムの他の構成要素に従って、例えば、出発点から目的地までのルートを決定するため、または現在のもしくは予想された車両の車輪と路面との間の摩擦の状態を考慮して様々な運転の態様に修正を加えるために、プランナーモジュール２２３を使用してもよい。

上記のように、本技術の態様は、車両およびその外部環境に関する情報を評価して、自律モードでの運転中に観察された（および予想された）車両の車輪と路面との間の摩擦を決定することを含む。この情報は、現在の運転動作を管理または変更するために使用することができる。また、ルートの接近しつつある部分を修正または再計画するために使用することもできる。

車両の車輪と路面との間の摩擦の情報は、様々な方式で取得することができる。例えば、以下で考察されるように、車両は、道路の特定の部分に沿った１つ以上の制動および／または加速動作を含み得る、事前定義されたシナリオの中で特定の様式で動作するように制御されてもよい。これは、能動的な試験アプローチと考えることができる。または能動的なアプローチに代えて、もしくは能動的なアプローチと併せて、システムは、異なる運転活動中に車両の車輪と路面との間の摩擦に関する情報を収集することができる。これは、受動的な試験アプローチと考えることができる。

例として、車両が直線経路またはそれ以外の一定の軌道に沿って運転しており、近くに他の車両または他の物体がない場合の１つの能動的試験シナリオでは、システムは、減速システム（例えば、ＡＢＳ制動構成要素）からのフィードバックが、車輪が路面との間の摩擦を損失し始めていることを示すまで、制動を開始するか、または制動レベルを増加させることができる。これには、選択された時間期間（例えば、０．１～２．０秒、またはそれ超もしくはそれ未満）に１回以上制動をかけることが含まれる。

能動的または受動的シナリオのいずれにおいても、１つ以上の制動および／または加速処置を実行することができる。車両の車輪と路面との間の摩擦に関するより多くの情報を収集するために、必要に応じてこのプロセスを繰り返すことができる。

道路上の車両の実際の（測定された）姿勢は、以前の姿勢および取得されたセンサデータから導出される。プランナーモジュールまたは車載コンピュータシステムの別の部分は、実際の姿勢を道路上の計画された（または予想された）姿勢と比較することができる。能動的または受動的試験動作中に、これらの姿勢が一致しない場合、またはデータに検出可能な不一致もしくはその他の変動がある場合、システムは車両が車輪と路面との間の摩擦を失ったことを決定することができる。このような１つの不一致は、報告された車輪速度と車両の姿勢との間に発生する可能性がある。予想された位置、向き、および／または速度からの逸脱で、他の不一致が発生する可能性がある。単なる例として、システムは、実際の縦方向の位置と予想された縦方向の位置との間に少なくとも５０ｃｍの差がある場合、縦方向の位置の不一致にフラグを報告することができる。同様に、実際の横位置と予想された横位置との間に少なくとも３０ｃｍの差がある場合、システムは横位置の不一致を報告することができる。別の例では、車両の向きが約１度超ずれている場合、これは向きの不一致を示している可能性がある。さらに別の例では、速度が約１ｍ／ｓ超異なる場合、これも不一致として報告することができる。このような不一致は単なる例示的なものである。

図８Ａ～図８Ｄは、加速シナリオにおける実際の車両姿勢と予想された車両姿勢とを比較する例８００を示す。例えば、図８Ａは、信号が赤であるときに交差点で停止した車両を示す（８０２）。停止信号が緑色に変わると（８０４）、加速システム（例えば、図２の２１４）が作動し、車輪を回転させ、図８Ｂに示すように車両が前進する。図８Ｃ～図８Ｄは、予想されたシーンおよび実際のシーンのイーグルアイビューを示す。特に、図８Ｃは、特定の時点での加速に応じた車両の予想された姿勢を示す予想されたシーン８１０を示す。ここで、点線８１２は、車両がたどると予想された直線経路を示す。しかしながら、図８Ｄは、特定の時点における車両の実際の姿勢を示す実際のシーン８２０を示す。この場合、点線の矢印８２２は横方向の不一致を示し、点線の矢印８２４は縦方向の不一致を示し、円弧状の矢印８２６は車両の左へのヨーを示す。これらの情報の各々は、加速プロセス中に車輪が路面との間の摩擦を損失したことを車載システムに示すことができる。

図９Ａ～図９Ｂは、方向転換の例９００を示す。ここでは、例えば、車両がＴ字型の交差点で右折している。この例では、停止標識がなく、見通しがよく、車両は、完全な停止から方向転換を開始するのではなく速度を落として方向転換をすることができる。図９Ａでは、破線矢印９０２は、計画された方向転換経路を示す。しかしながら、図９Ｂに示すように、一点鎖線矢印９１２は、車載センサ（例えば、Ｌｉｄａｒ、レーダー、カメラ、および／または慣性センサ）から検出された実際の方向転換経路を示す。図９Ｂに見られるように、車両の後方区分が左に振れ、方向転換経路が幹線道路に沿って二重線に近づくように移動している。この場合に検出された情報は、車載システムに、前輪および／または後輪が方向転換のために減速しているときに車両の車輪と路面との間の摩擦を損失したことを示してもよい。

このような決定の結果は、プランナーモジュールまたは車両の制御システムの別の部分にフィードバックすることができ、様々な方式でこれを使用することができる。例えば、決定された車両の車輪と路面との間の摩擦の損失の量に応じて、システムは、ルートの所与の部分に沿った軌道生成に使用される許容可能な減速（または加速）の量を調整することができる。自動車またはその他の物体が（例えば、Ｌｉｄａｒ、レーダー、カメラ、または他のセンサを介して）車両の前方または後方で検出された場合、追加の車間距離が運転計画に組み込まれてもよい。衝突状況の可能性を回避するために、先制制動を実行することもできる。上記の情報に基づいて、制動プロファイルおよび／または所望の停止点を選択することもできる。

この一例が、図１０Ａ～図１０Ｂに示される。特に、図１０Ａは、交差点に接近している車両１００を示す。プランナーモジュールは、点線の経路１００２で示されるデフォルトの制動プロファイルに従って車両が制動し、矢印１００４で示される所望の停止点に車両を到着させるための初期計画を有してもよい。しかしながら、上で考察されたように、検出、観察、または予想された車両の車輪と路面との間の摩擦の減少を考慮して、プランナーモジュールは修正された計画に変更することができる。例えば、図１０Ｂに示すように、点線経路１０１２で示される二次制動プロファイルを使用して、所望の停止点１００４よりも交差点から遠い矢印１０１４で示される早い停止点に車両を到着させることができる。

ストレージシステム１２１０は、様々なタイプの情報を記憶し得る。例えば、ストレージシステム１２１０は、車両１２１２または１２１４などの車両によって使用され、そのような車両を自律運転モードで動作させる自律車両制御ソフトウェアも記憶することができる。ストレージシステム１２１０は、地図情報、ルート情報、車両１２１２および１２１４の制動および／または加速プロファイル、気象情報などを記憶することができる。この情報は、例えば、車載コンピュータシステム（複数可）によるリアルタイムの経路計画および車両の車輪と路面との間の摩擦の分析を支援するために、車両１２１２および１２１４と共有されてもよい。遠隔支援ワークステーション１２０４は、記憶された情報にアクセスし、それを使用して、単一の車両または車両のフリートの動作を支援することができる。例として、先頭車両は、図１１Ａのスリップしやすい物質１１０４などのスリップしやすい状態を検出し、スリップしやすい状態に関する情報を遠隔支援ワークステーション１２０４に送信することができる。次に、遠隔支援ワークステーション１２０４は、フリート内の他の車両に情報を広めることができ、その結果、車両はそれらのルートを変更することができる（例えば、図１１Ｂの角度付き矢印１１１２を参照）。

遠隔支援装置は、例えば別の車両による以前の検出を確認または検証するために、所与の道路の直線コースに沿って１台以上の車両に車両の車輪と路面との間の摩擦の受動的および／または能動的試験を実行するように要求することもできる。したがって、道路状況が改善した場合（例えば、道路上の氷を溶かす気温の上昇に起因する）または悪化した場合（例えば、積雪に起因する）に、遠隔支援装置は、それに応じてフリートの他の車両に通知することができる。

Claims (19)

1. 自律運転モードにおいて車両を動作させて前記車両の車輪と路面との間の摩擦の状態を検出する方法であって、前記方法が、
   前記車両の１つ以上のプロセッサによって、前記車両のサブシステムに、道路上での前記自律運転モードにおける動作中に前記サブシステムの１つ以上の構成要素を作動させることと、
   前記１つ以上のプロセッサによって、前記車両の知覚システムの１つ以上のセンサから、前記サブシステムの前記１つ以上の構成要素の作動中に前記車両の姿勢情報を取得することと、
   前記１つ以上のプロセッサによって、前記取得された姿勢情報に従って、前記道路上の前記車両の実際の姿勢を決定することと、
   前記１つ以上のプロセッサによって、前記実際の姿勢を前記道路上の前記車両の予想された姿勢と比較することと、
   前記１つ以上のプロセッサによって、前記比較に基づいて、前記実際の姿勢と前記予想された姿勢との間の差を決定することと、
   前記１つ以上のプロセッサによって、前記差に基づいて、前記車両の１つ以上の車輪のスリップが発生したかどうかを決定することと、
   前記１つ以上のプロセッサによって、前記スリップが発生したと決定され、前記差が閾値を超える場合、前記車両に関連付けられる是正運転処置またはルート再計画処置のうちの少なくとも１つを引き起こすことであって、前記是正運転処置が、選択された制動技術を実行すること、または道路の選択された部分に沿って運転速度を低下させることのうちの少なくとも一方を含むことと、を含む、方法。
2. 前記是正運転処置が、選択された制動パターンを実行することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記是正運転処置が、前記車両の制動プロファイルまたは所望の停止点のうちの少なくとも一方を調整することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記道路の選択された部分に沿って運転速度を低下させることは、前記道路の選択された部分に沿って最大運転速度を低下させることを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記是正運転処置が、前記実際の姿勢に基づいて実行される、請求項１に記載の方法。
6. 前記ルート再計画処置が、道路上の異なる車線への操縦または代替ルートの選択のうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記ルート再計画処置を引き起こすことが、現在のルートの接近しつつある区分においてスリップの可能性を予測することを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記１つ以上の構成要素のうちの所与の１つが、制動構成要素であり、前記サブシステムが減速システムであるか、
   前記所与の１つが加速構成要素であり、前記サブシステムが加速システムであるか、または
   前記所与の１つがステアリング構成要素であり、前記サブシステムがステアリングシステムである、請求項１に記載の方法。
9. 前記差に基づいて、前記車両の１つ以上の車輪の前記スリップが発生したかどうかを決定することは、前記差が閾値を超えたことを決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記差が、前記車両の向きの変化を示す、請求項１に記載の方法。
11. 前記車両の前記サブシステムに前記サブシステムの１つ以上の構成要素を作動させることが、前記自律運転モードにおける動作中に制動動作または加速動作のうちの少なくとも一方を実行することを含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記スリップに関する情報を別の車両または遠隔フリート管理システムのうちの少なくとも一方に送信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
13. 自律運転モードにおいて動作するように構成された車両であって、前記車両が、
    道路上での前記自律運転モードにおいて前記車両の運転を制御するためのステアリングサブシステム、加速サブシステム、および減速サブシステムを有するサブシステムを含む運転システムと、
    前記車両の外部環境にある物体を検出するように構成された１つ以上のセンサを含む知覚システムと、
    前記車両の現在位置を決定するように構成された測位システムと、
    １つ以上のプロセッサを含む制御システムであって、前記制御システムが、前記運転システム、前記知覚システム、および前記測位システムに動作可能に連結されており、前記制御システムが、
    前記車両の運転システムに、前記自律運転モードにおける動作中に前記サブシステムの１つ以上の構成要素を作動させることと、
    前記測位システムおよび前記知覚システムの前記１つ以上のセンサうちの少なくとも一方から、前記サブシステムの前記１つ以上の構成要素の作動中に前記車両の姿勢情報を取得することと、
    前記取得された姿勢情報に従って、前記道路上の前記車両の実際の姿勢を決定することと、
    前記道路上の前記車両の前記実際の姿勢を予想された姿勢と比較することと、
    前記比較に基づいて、前記実際の姿勢と前記予想された姿勢との間の差を決定することと、
    前記差に基づいて、前記車両の１つ以上の車輪のスリップが発生したかどうかを決定することと、
    前記スリップが発生したと決定され、前記差が閾値を超える場合に、前記運転システムに、前記車両に関連付けられる是正運転処置を実行すること、またはルート再計画処置を実行することのいずれかを行わせることであって、前記是正運転処置は、前記減速サブシステムが選択された制動技術を実行することを含むか、または道路の選択された部分に沿って運転速度を低下させることを含むことと、を行うように構成されている、前記制御システムと、を備える、車両。
14. 前記是正運転処置は、前記減速サブシステムが選択された制動パターンを実行することをさらに含む、請求項１３に記載の車両。
15. 前記是正運転処置が、前記車両の制動プロファイルまたは所望の停止点のうちの少なくとも一方を調整することをさらに含む、請求項１３に記載の車両。
16. 前記道路の選択された部分に沿って前記運転速度を低下させることは、前記道路の選択された部分に沿って最大運転速度を低下させることを含む、請求項１３に記載の車両。
17. 前記ルート再計画処置が、
    道路上の異なる車線に操縦するか、もしくは別のルートを選択すること、または
    現在のルートの接近しつつある区分におけるスリップの可能性を予測することのうちの少なくとも一方を含む、請求項１３に記載の車両。
18. 前記１つ以上の構成要素のうちの所与の１つが、制動構成要素であり、前記サブシステムの前記１つ以上が前記減速サブシステムであるか、
    前記所与の１つが加速構成要素であり、前記サブシステムの前記１つ以上が加速サブシステムであるか、または
    前記所与の１つがステアリング構成要素であり、前記サブシステムの前記１つ以上が前記ステアリングサブシステムである、請求項１３に記載の車両。
19. 前記スリップに関する情報を別の車両または遠隔フリート管理システムのうちの少なくとも一方に送信するように構成された通信システムをさらに備える、請求項１３に記載の車両。