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公開番号2024166037
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023190098
出願日2023-11-07
発明の名称算出装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類B60W 30/18 20120101AFI20241121BHJP(車両一般)
要約【課題】センサ情報を用いて移動体の位置および向きを精度よく算出できる技術を提供する。
【解決手段】算出装置は、センサ情報と存否情報とを取得する取得部と、センサ情報を用いて、対象移動体の位置と向きとの少なくとも一方を算出する算出部と、を備え、算出部は、搭載移動体が存在する場合に、少なくとも搭載測距装置によって取得された搭載測距装置情報をセンサ情報として用いて、対象移動体の位置と向きとの少なくとも一方を算出し、搭載移動体が存在しない場合に、対象移動体および搭載移動体とは異なる場所に設置された外部カメラによって取得された画像情報と、対象移動体および搭載移動体とは異なる場所に設置された外部測距装置によって取得された外部測距装置情報と、の少なくとも一方をセンサ情報として用いることで、対象移動体の位置と向きとの少なくとも一方を算出する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
無人運転により移動可能な移動体を移動させるために用いられる算出装置であって、
センサによって取得されたセンサ情報と、前記センサとしての搭載測距装置を搭載した搭載移動体であって、前記搭載測距装置の検出範囲内に対象移動体を含む搭載移動体が存在するか否かを示す存否情報と、を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記センサ情報を用いて、前記対象移動体の位置と向きとの少なくとも一方を算出する算出部と、を備え、
前記算出部は、
前記搭載移動体が存在する場合に、少なくとも前記搭載測距装置によって取得された搭載測距装置情報を前記センサ情報として用いて、前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出し、
前記搭載移動体が存在しない場合に、前記対象移動体および前記搭載移動体とは異なる場所に設置された前記センサとしての外部カメラによって取得された画像情報と、前記対象移動体および前記搭載移動体とは異なる場所に設置された前記センサとしての外部測距装置によって取得された外部測距装置情報と、の少なくとも一方を前記センサ情報として用いることで、前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出する、算出装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
請求項１に記載の算出装置であって、
前記搭載移動体が複数存在する場合に、前記算出部は、複数の前記搭載移動体が有する複数の前記搭載測距装置のうち、最も正確に前記対象移動体を検出可能な前記搭載測距装置によって取得された前記搭載測距装置情報を前記センサ情報として用いる、算出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の算出装置であって、
前記取得部は、さらに、前記搭載測距装置の校正が完了しているか否かを示す校正情報を取得し、
前記算出部は、
前記搭載移動体が存在する場合において、前記搭載測距装置の校正が完了している場合に、少なくとも前記搭載測距装置情報を前記センサ情報として用いることで、前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出し、
前記搭載移動体が存在する場合において、前記搭載測距装置の校正が完了していない場合に、前記搭載測距装置情報を前記センサ情報として用いることなく、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を前記センサ情報として用いることで、前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出する、算出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の算出装置であって、
前記搭載移動体が存在する場合に、
前記取得部は、前記搭載測距装置情報に加えて、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を前記センサ情報として取得し、
前記算出部は、前記搭載測距装置情報を前記センサ情報として用いて前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出し、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を前記センサ情報として用いて前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出し、
（ｉ）前記搭載測距装置情報を用いて算出された前記対象移動体の前記位置と、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を用いて算出された前記対象移動体の前記位置と、の差が予め定められた位置閾値以上である場合と、（ｉｉ）前記搭載測距装置情報を用いて算出された前記対象移動体の前記向きと、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を用いて算出された前記対象移動体の前記向きと、の差が予め定められた方向閾値以上である場合と、の少なくとも一方の場合に、前記算出部は、前記センサ情報を用いた前記対象移動体の前記位置および前記向きの算出を停止する、算出装置。
【請求項５】
請求項１に記載の算出装置であって、さらに、
前記移動体の動作を制御するための制御信号を生成する信号生成部と、
前記信号生成部によって生成された前記制御信号を前記移動体に送信する送信部と、備え、
前記搭載移動体が存在する場合に、
前記取得部は、前記搭載測距装置情報に加えて、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を前記センサ情報として取得し、
前記算出部は、前記搭載測距装置情報を前記センサ情報として用いて前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出し、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を前記センサ情報として用いて前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出し、
（ｉ）前記搭載測距装置情報を用いて算出された前記対象移動体の前記位置と、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を用いて算出された前記対象移動体の前記位置と、の差が予め定められた位置閾値以上である場合と、（ｉｉ）前記搭載測距装置情報を用いて算出された前記対象移動体の前記向きと、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を用いて算出された前記対象移動体の前記向きと、の差が予め定められた方向閾値以上である場合と、の少なくとも一方の場合に、前記信号生成部は、（ａ）前記移動体を停止させるための停止制御信号と、（ｂ）前記搭載移動体が前記無人運転により移動するときの目的地を、予め定められた目標場所から、前記搭載測距装置を修理する修理処理と前記搭載測距装置を校正する校正処理との少なくとも一方を行うメンテナンス場所に変更するための変更制御信号と、のいずれか一方を前記制御信号として生成する、算出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、算出装置に関する。
続きを表示（約 4,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、遠隔制御によって自動走行する車両が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１７－５３８６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無人運転によって車両等の移動体を移動させる場合において、移動体の位置や向きを精度よく算出することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本開示の第１形態によれば、算出装置が提供される。無人運転により移動可能な移動体を移動させるために用いられる算出装置は、センサによって取得されたセンサ情報と、前記センサとしての搭載測距装置を搭載した搭載移動体であって、前記搭載測距装置の検出範囲内に対象移動体を含む搭載移動体が存在するか否かを示す存否情報と、を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記センサ情報を用いて、前記対象移動体の位置と向きとの少なくとも一方を算出する算出部と、を備え、前記算出部は、前記搭載移動体が存在する場合に、少なくとも前記搭載測距装置によって取得された搭載測距装置情報を前記センサ情報として用いて、前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出し、前記搭載移動体が存在しない場合に、前記対象移動体および前記搭載移動体とは異なる場所に設置された前記センサとしての外部カメラによって取得された画像情報と、前記対象移動体および前記搭載移動体とは異なる場所に設置された前記センサとしての外部測距装置によって取得された外部測距装置情報と、の少なくとも一方を前記センサ情報として用いることで、前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出する。この形態によれば、搭載移動体が存在する場合に、外部測距装置情報および画像情報を用いることなく、搭載移動体に搭載された搭載測距装置によって取得された搭載測距装置情報を用いて、対象移動体の位置と向きとの少なくとも一方を算出することができる。このようにすると、搭載移動体が存在する場合に、例えば、外部カメラおよび外部測距装置と対象移動体との距離が大きくなるほどに、対象移動体の位置および向きの算出精度が低下することを抑制できる。これにより、無人運転によって対象移動体を移動させる場合において、対象移動体の位置および向きの算出精度を向上させることができる。
（２）上記形態であって、前記搭載移動体が複数存在する場合に、前記算出部は、複数の前記搭載移動体が有する複数の前記搭載測距装置のうち、最も正確に前記対象移動体を検出可能な前記搭載測距装置によって取得された前記搭載測距装置情報を前記センサ情報として用いてもよい。この形態によれば、搭載移動体が複数存在する場合に、最も正確に対象移動体を検出可能な搭載測距装置によって取得された搭載測距装置情報を用いて、対象移動体の位置と向きとの少なくとも一方を算出することができる。これにより、対象移動体の位置および向きの算出精度を向上させることができる。
（３）上記形態であって、前記取得部は、さらに、前記搭載測距装置の校正が完了しているか否かを示す校正情報を取得し、前記算出部は、前記搭載移動体が存在する場合において、前記搭載測距装置の校正が完了している場合に、少なくとも前記搭載測距装置情報を前記センサ情報として用いることで、前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出し、前記搭載移動体が存在する場合において、前記搭載測距装置の校正が完了していない場合に、前記搭載測距装置情報を前記センサ情報として用いることなく、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を前記センサ情報として用いることで、前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出してもよい。この形態によれば、搭載測距装置の校正が完了していない場合に、搭載測距装置情報を用いることなく、画像情報と外部測距装置情報との少なくとも一方を用いて、対象移動体の位置と向きとの少なくとも一方を算出することができる。これにより、対象移動体の位置および向きの算出精度が低下することをより確実に抑制できる。
（４）上記形態であって、前記搭載移動体が存在する場合に、前記取得部は、前記搭載測距装置情報に加えて、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を前記センサ情報として取得し、前記算出部は、前記搭載測距装置情報を前記センサ情報として用いて前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出し、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を前記センサ情報として用いて前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出し、（ｉ）前記搭載測距装置情報を用いて算出された前記対象移動体の前記位置と、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を用いて算出された前記対象移動体の前記位置と、の差が予め定められた位置閾値以上である場合と、（ｉｉ）前記搭載測距装置情報を用いて算出された前記対象移動体の前記向きと、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を用いて算出された前記対象移動体の前記向きと、の差が予め定められた方向閾値以上である場合と、の少なくとも一方の場合に、前記算出部は、前記センサ情報を用いた前記対象移動体の前記位置および前記向きの算出を停止してもよい。この形態によれば、センサの検出精度が低下している可能性がある場合に、対象移動体の位置および向きの算出を停止することができる。これにより、精度が低下している可能性のあるセンサ情報を基に、対象移動体の位置および向きを算出することを回避できる。
（５）上記形態であって、さらに、前記移動体の動作を制御するための制御信号を生成する信号生成部と、前記信号生成部によって生成された前記制御信号を前記移動体に送信する送信部と、備え、前記搭載移動体が存在する場合に、前記取得部は、前記搭載測距装置情報に加えて、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を前記センサ情報として取得し、前記算出部は、前記搭載測距装置情報を前記センサ情報として用いて前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出し、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を前記センサ情報として用いて前記対象移動体の前記位置と前記向きとの少なくとも一方を算出し、（ｉ）前記搭載測距装置情報を用いて算出された前記対象移動体の前記位置と、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を用いて算出された前記対象移動体の前記位置と、の差が予め定められた位置閾値以上である場合と、（ｉｉ）前記搭載測距装置情報を用いて算出された前記対象移動体の前記向きと、前記画像情報と前記外部測距装置情報との少なくとも一方を用いて算出された前記対象移動体の前記向きと、の差が予め定められた方向閾値以上である場合と、の少なくとも一方の場合に、前記信号生成部は、（ａ）前記移動体を停止させるための停止制御信号と、（ｂ）前記搭載移動体が前記無人運転により移動するときの目的地を、予め定められた目標場所から、前記搭載測距装置を修理する修理処理と前記搭載測距装置を校正する校正処理との少なくとも一方を行うメンテナンス場所に変更するための変更制御信号と、のいずれか一方を前記制御信号として生成してもよい。この形態によれば、センサの検出精度が低下している可能性がある場合に、移動体をより安全に停止させたり、搭載測距装置をメンテナンスしたりすることができる。
本開示は、上記の算出装置以外の種々の形態で実現することが可能である。例えば、移動体の位置と向きとの少なくとも一方の算出方法、算出装置の製造方法、算出装置の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態における算出システムの概略構成を示す図である。
第１実施形態における算出システムの詳細構成を示す図である。
第１実施形態における車両の走行制御の処理手順を示すフローチャートである。
第１実施形態の算出方法および動作制御方法を示すフローチャートである。
対象車両の位置および向きの算出方法を示す図である。
対象車両の向きの算出方法を示す図である。
第２実施形態における算出方法を示すフローチャートである。
第２実施形態における動作制御方法を示すフローチャートである。
第３実施形態における算出システムの構成を示す図である。
第３実施形態における車両の走行制御の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における算出システム１の概略構成を示す図である。算出システム１は、移動体としての対象車両１０１の位置と向きとの少なくとも一方を算出する。算出システム１は、対象車両１０１を含む１台以上の車両１０と、車両１０とは異なる場所に設置された１種類以上の外部センサ３００と、算出装置５と、を備える。図１では、対象車両１０１と搭載車両１０２とが走路Ｒを走行している場合を図示している。搭載車両１０２は、検出範囲ＲＧ１内に対象車両１０１を含む車載ライダ（ＬｉＤＡＲ：ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎＡｎｄＲａｎｇｉｎｇ）１６１を搭載した車両１０である。車載ライダ１６１は、検出範囲ＲＧ１を有する。検出範囲ＲＧ１内に対象車両１０１が位置することにより、車載ライダ１６１は、対象車両１０１を検出する。車載ライダ１６１は、車両１０に搭載された測距装置としての搭載測距装置の一例である。なお、他の実施形態では、測距装置は、ステレオカメラ等の他のセンサであってもよい。各車両１０１，１０２を区別する必要がない場合には、単に「車両１０」と呼ぶ。
【０００９】
本開示において、「移動体」は、移動し得る物体を意味し、例えば、車両や電動垂直離着陸機（いわゆる空飛ぶ自動車）である。車両は、車輪によって走行する車両であっても無限軌道によって走行する車両であってもよく、例えば、乗用車、トラック、バス、二輪車、四輪車、戦車、工事用車両などである。車両は、電気自動車（BEV：Battery Electric Vehicle）、ガソリン自動車、ハイブリッド自動車、ならびに燃料電池自動車を含む。移動体が車両以外である場合には、本開示における「車両」「車」との表現を、適宜に「移動体」に置き換えることができ、「走行」との表現を、適宜に「移動」に置き換えることができる。
【００１０】
車両１０は、無人運転により走行可能に構成されている。「無人運転」とは、搭乗者の走行操作によらない運転を意味する。走行操作とは、車両１０の「走る」、「曲がる」、「止まる」の少なくともいずれかに関する操作を意味する。無人運転は、車両１０の外部に位置する装置を用いた自動または手動の遠隔制御によって、あるいは、車両１０の自律制御によって実現される。無人運転によって走行している車両１０には、走行操作を行わない搭乗者が搭乗していてもよい。走行操作を行わない搭乗者には、例えば、単に車両１０の座席に着座している人や、組み付け、検査、スイッチ類の操作といった走行操作とは異なる作業を車両１０に乗りながら行っている人が含まれる。なお、搭乗者の走行操作による運転は、「有人運転」と呼ばれることがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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