車輛控制系統以及具備該車輛控制系統的行為計劃系統的制作方法

本發明涉及汽車的車輛控制系統以及行為計劃系統。

背景技術：

作為本技術領域的背景技術，存在日本特開2010-287093號公報(專利文獻1)。該公報以“提供提高行駛效率，并且能夠避免與其他物體的干擾，能夠在實現兼顧行駛效率與避免干擾的同時評價移動體的前進道路的前進道路評價裝置以及道路評價方法”為課題，作為解決手段，記載了“前進道路生成部11基于行駛信息生成多個本車輛的預測前進道路。由悲觀前進道路生成部12針對多個預測前進道路生成悲觀前進道路。行人接近行為計算部13基于從行駛信息取得部2發送來的行駛信息求得行人接近道路。悲觀前進道路評價部14將多個悲觀前進道路與行人接近前進道路進行比較，而生成針對各悲觀前進道路的悲觀評價值。前進道路評價部15將悲觀評價值最高的預測前進道路決定為本車輛的前進道路。”。

另外，作為其他的背景技術，存在日本特開2010-211301號公報(專利文獻2)。該公報以“例如，以提供預測可能發生與十字路口左拐時的通行者的碾壓事故等對應，還考慮了過去的通行者以及車輛的通行路徑履歷的事故的區域的事故預測通知裝置、事故預測通知系統以及車載器為目的。”為課題，作為解決手段，記載了“在進入十字路口的車輛到達指定點A1時，基于上述進入車輛的到達指定點A1時的十字路口附近的通行者信息、信號燈5的信號燈信息以及存儲于存儲部37的學習區域圖，預測事故發生預測區域，并作為事故發生預測區域圖發送至車載器61。車載器61將接收到的事故發生預測區域圖顯示于車載器61具有的液晶顯示面板等，從而通知給搭載車載器61的車輛6。”。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-287093號公報

專利文獻2：日本特開2010-211301號公報

在專利文獻1的前進道路制作中，針對確保了安全性的軌道的生成方法，特別記載了悲觀地評價以確保安全性的方法，但未記載在識別裝置、計劃裝置產生了故障的情況下的動作。

另外，在專利文獻2中，雖記載了判定通信中斷的情況下的危險位置，而產生警告的方法，但未記載在車輛搭載的識別裝置、計劃裝置產生了故障的情況下確保安全性的軌道的生成方法。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種安全性較高的車輛控制系統以及行為計劃系統。

為了解決上述課題，本發明的一實施方式只要使用例如權利要求書所記載的技術思想即可。

發明效果

根據本發明，能夠提供一種安全性較高的車輛控制系統以及行為計劃系統。

附圖說明

圖1是軌道生成部與運動控制部的內部結構例。

圖2是系統的例子。

圖3是車輛控制系統內部結構的例子。

圖4是控制器的結構例。

圖5是控制器的軟件模型結構的例子。

圖6是行為計劃系統的結構例。

圖7是車輛控制系統的行為計劃系統的配置例。

圖8是外界識別的例子。

圖9是外界識別圖的例子。

圖10是外界識別圖的目錄式的例子。

圖11是基于外界識別圖信息的軌道生成的例子。

圖12是軌道信息的例子。

圖13是對軌道信息附加轉移用的信息的例子。

圖14是確認安全模式時的軌道生成部與運動控制部的內部結構例。

圖15是通常軌道與緊急軌道具有相同的路徑時的軌道信息例。

圖16是計算代替的安全軌道時的軌道例。

圖17是用于判定軌道的安全狀態的軌道生成部與運動控制部的內部結構例。

圖18是輸出裝置7的畫面輸出例。

圖19是緊急軌道模式的通知信息。

具體實施方式

以下，對本發明所優選的實施方式的例子(實施例)進行說明。本實施例主要對車輛系統的車輛控制系統進行說明，雖對于車輛系統的實施較佳，但不妨礙向車輛系統以外的應用。

實施例1

＜車輛控制系統的結構＞

圖2是具有本實施例的車輛控制系統的系統的概要。附圖標記1表示在汽車等內部具有車輛控制系統的車輛系統，附圖標記2表示由例如車載網絡(CAN：Controller Area Network，CANFD：CAN with Flexible Data-rate，Ethernet(注冊商標)等)與控制器(ECU：Electronic Control Unit等)結構的車輛控制系統，附圖標記3表示通信裝置，實施與車輛系統1的外部進行無線通信(例如移動電話的通信、使用了無線LAN、WAN等的協議的通信)從而取得、發送外界(基礎設施、其他車輛)的信息或者與本車相關的信息等的無線通信，或者具有診斷端子(OBD)、以太網(Ethernet)端子、外部記錄介質(例如USB存儲器、SD卡等)端子等進行有線連接而實施與車輛控制系統2的有線通信，附圖標記4表示例如與附圖標記2不同或者由使用了相同的協議的網絡結構的車輛控制系統，附圖標記5表示根據車輛控制系統2的控制進行控制車輛運動的機械以及電氣裝置(例如發動機、變速器、車輪、制動器、操舵裝置等)的驅動的促動器等驅動裝置，附圖標記6表示由取得從外界輸入的信息并生成后述的外界識別信息的照相機、雷達、激光雷達(LIDAR)、超聲波傳感器等外界傳感器以及識別車輛系統1的狀態(運動狀態、位置信息等)的力學系傳感器(加速度、車輪速度、GPS：Global Positioning System)結構的識別裝置，附圖標記7表示通過有線或者無線連接于網絡系統，接收從網絡系統送出的數據，顯示或者輸出消息信息(例如影像、聲音)等必要的信息的液晶顯示器、警告燈、揚聲器等輸出裝置，附圖標記8表示用于生成用戶對車輛控制系統2輸入操作的意圖、指示的輸入信號的例如方向盤、踏板、按鈕、桿、觸摸面板等輸入裝置，附圖標記9表示車輛系統1用于對外界通知車輛的狀態等的燈、LED、揚聲器等通知裝置。

車輛控制系統2與其他的車輛控制系統4、無線通信部3、驅動裝置5、識別裝置6、輸出裝置7、輸入裝置8、通知裝置9等連接，而分別進行信息的收發。

圖3示出了車輛控制系統2的H/W(Hardware)結構例。附圖標記301表示連接車載網絡上的網絡裝置的網絡鏈路，例如CAN總線等網絡鏈路，附圖標記302表示連接于網絡鏈路301以及驅動裝置5、識別裝置6、網絡鏈路301以外的網絡鏈路(包含專用線)，進行驅動裝置5、識別裝置6的控制以及信息取得、與網絡的數據收發的ECU(Electronic Control Unit：電子控制單元)，附圖標記303表示連接多個網絡鏈路301，進行與各個網絡鏈路的數據的收發的網關(以下表示為GW)。

網絡拓撲的例子如圖3所示的例子那樣，除了在兩個總線連接多個ECU的總線型的例子以外，還存在多個ECU直接連接于GW的星型、ECU呈環狀連接于一系列的鏈路的鏈路型，各個型混合且由多個網絡構成的混合型等。GW303與ECU302分別存在具有GW功能的ECU或者具有ECU的功能的GW。

ECU302基于從網絡接收到的數據，進行向驅動裝置5輸出控制信號、從識別裝置6取得信息、向網絡輸出控制信號以及信息、變更內部狀態等控制處理。

圖4是本發明的網絡裝置亦即ECU302或者GW303的內部結構的一個例子。附圖標記401表示具有緩存、寄存器等存儲元件并執行控制的CPU等處理器，附圖標記402表示對通過網絡鏈路301或者網絡、專用線連接的驅動裝置5或者/以及識別裝置6進行數據的收發的I/O(Input/Output)，附圖標記403表示使用未圖示的時鐘等進行時間以及時刻的管理的計時器，附圖標記404表示保存程序以及非易失性的數據的ROM(Read Only Memory)，附圖標記405表示保存易失性的數據的RAM(Random Access Memory)，附圖標記406表示ECU內部的通信所使用的內部總線。

接下來，通過處理器401進行動作的軟件模型的結構示于圖5。附圖標記502表示管理通信I/F402的動作以及狀態，并經由內部總線406向通信I/F402進行指示的通信管理部，附圖標記503表示管理計時器403，并進行與時間相關的信息取得、控制的時間管理部，附圖標記501表示進行從通信I/F402取得的數據的解析、軟件模型整體的控制的控制部，附圖標記504表示保持后述的外界識別圖等的信息的數據表，附圖標記505表示暫時確保數據的緩沖器。

這些圖5的結構表示處理器401上的動作概念，進行如下動作，即動作時所需的信息從ROM404以及RAM405適當地取得或者適當地寫入ROM404以及RAM405。

后述的車輛控制系統的各功能由控制部501執行。

＜車輛控制系統的功能結構例＞

車輛控制系統的功能結構例示于圖6。

附圖標記601表示本發明的行為計劃系統整體。附圖標記602表示綜合識別部，其綜合從多個識別裝置6輸出的外界識別信息，制作后述的外界識別圖，以及具有后述的故障檢測部608，制作后述的故障產生時的外界識別圖，附圖標記603表示軌道生成判斷部，其根據由綜合識別部602生成的外界識別圖以及從用戶輸入部605輸入的用戶輸入進行判定，而進行軌道生成、向運動控制部604指示運動控制、向輸出管理部606指示輸出以及向通知管理部607指示通知，附圖標記604表示根據來自上述軌道生成判斷部603的運動控制指示對多個驅動裝置5進行控制的運動控制部，附圖標記605表示根據來自輸入裝置8的輸入生成用戶的指示信息的用戶輸入部，附圖標記606表示根據軌道生成判斷部603的輸出向輸出裝置7指示輸出的輸出管理部，附圖標記607表示根據軌道生成判斷部603的輸出向通知裝置9指示通知的通知管理部，附圖標記608表示檢測在識別裝置6或者識別裝置6與綜合識別部602之間的通信路產生的故障的故障檢測部。

將綜合識別部602、軌道生成判斷部603、運動控制部604、用戶輸入部605、輸出管理部606、通知管理部607的全部或者任一的組合稱為行為計劃系統，并且有時在行為計劃系統中包含有驅動裝置5、識別裝置6、輸出裝置7、輸入裝置8、通知裝置9的一部分或者全部。

行為計劃系統601由多個功能構成，針對圖3所示的H/W的功能配置存在多個模式。配置的一個例子示于圖7。功能的配置不限定于此，各個功能也可以配置于與記載不同的ECU。例如也可以將綜合識別部602以及軌道生成判斷部603配置于相同的ECU。在相同的ECU配置功能，從而功能之間的通信變得容易，進而能夠實現高速的處理。另外，在其他的ECU配置功能，從而能夠避開H/W故障所引起的共同原因故障的風險而守護各個功能，進而實現高信賴化。

軌道生成判斷部603與運動控制部604由圖1所述的多個功能構成。軌道生成判斷部603具有通常軌道生成部6031與緊急軌道生成部6032。運動控制部604具有軌道切換部6041、軌道保持部6042以及軌道生成判斷故障檢測部6043。軌道生成判斷故障檢測部6043也可以配置于運動控制部以外。

后面對各個功能進行說明。

＜外界識別方法＞

識別裝置6的種類如在上述車輛控制系統的結構中敘述的那樣，根據與各個識別裝置的種類對應的動作原理，取得后述的外界識別信息。主要是識別裝置6具有的傳感器取得外界的物理的測定值，對測定值應用特定的算法(例如，針對取得的圖像的圖像識別算法)，取得外界信息。

針對每個識別裝置，分別預先決定能夠測定的范圍(例如若為照相機，則為基于拍攝方向與縱/橫的角度、像素數的遠距離的識別極限，若為雷達，則為電波的放射角度與接收角度、距離)或者對與環境對應的變化進行調整(校準)測定并決定可定測定范圍。組合各個識別裝置取得的外界信息，從而能夠確認車輛系統2的外界的狀況。

外界識別的例子示于圖8。此處，示出了車輛系統1的四個方向的識別裝置6取得外界信息的例子。根據從識別裝置6輸出的外界識別信息，綜合識別部602能夠確認在周邊存在怎樣的物體(object)。

相同地也能夠從通信裝置3取得外界識別信息。關于來自通信裝置3的取得信息，與位置信息一同取得主要由上述識別裝置6無法觀測的、例如存在于隱蔽處等遮擋物的對置側的物體的外界識別信息，從而能夠確認物體的存在位置。

在外界識別中，識別裝置6并非能夠可靠地識別全部的物體，也存在存在怎樣的物體不確定的區域(不確定區域)。在該情況下，以后述的存在概率，針對不確定性以及物體的存在的信賴度進行表現。

＜外界識別信息＞

外界識別信息成為表現存在于車輛系統的外部且由識別裝置6觀測到的物體的信息。作為外界識別信息的例子，能夠列舉物體種類(靜止物體(墻壁、白線、信號、隔離帶、樹等)、動態物體(行人、車、二輪車、自轉車等)、是否能夠行駛(侵入區域)、其他屬性信息)、物體的相對位置信息(方向·距離)、物體的絕對位置信息(坐標等)、物體的速度、朝向(移動方向、臉的朝向)、加速度、存在概率(可靠)、測定外界識別信息的時間、實施了測定的識別裝置6的ID等。

作為存在概率的計算方法，除了識別裝置6的物體判定的算法的可靠的運算結果之外，還存在反映時間序列的觀測結果(短時間內，在相同的位置存在相同種類的物體)，在能夠判定為可靠的情況下提高概率之類的方法。據此，能夠提高能夠根據觀測到的外界識別信息正確地判定物體的可能性。

另外，保持測定外界識別信息的時間，從而能夠制作多個外界識別信息時間同步的外界識別圖。進一步在產生了故障的情況下，也能夠掌握之后不存在外界識別信息的更新的情況下產生故障前的最后的狀態(最終位置、最終觀測時間)，從而能夠預測之后的行為。另外，在判明識別裝置6的故障產生時間的情況下，針對產生了上述故障的識別裝置6制作的外界識別信息，也能夠僅信賴產生故障前的外界識別信息。

另外，表示制作各個外界識別信息的識別裝置6為任意的識別裝置ID包含各外界識別信息，從而當在任意的識別裝置產生了故障的情況下，能夠確認哪個外界識別信息從產生了故障的識別裝置6被輸出。

＜外界識別圖＞

綜合識別部602制作綜合了從多個識別裝置6接受的外界識別信息的綜合識別信息(例：外界識別圖)。外界識別圖的例子示于圖9。此處，對于正交的坐標系(網格)(圖9(a))，針對各個區域配置物體信息的例子示于圖9(b)。物體信息是例如從上述外界識別信息的例子除去位置信息的內容，配置于各個網格。

在相同的網格存在多個物體信息的情況(例如多個識別裝置6觀測相同的網格的位置的情況)下，例如在能夠從多個識別裝置進行識別的情況下，提高存在概率，相反，在無法從觀測相同的網格的多個識別裝置進行識別的情況下，降低存在概率等，由此能夠提高識別的精度。在信息不一致的情況下，使任意概率較高的外界識別信息優先，另一方面，使該網格的物體信息的概率降低。由此，在由多個識別裝置識別到不同的信息的情況下，能夠使概率降低，而降低信息的信賴度。

作為外界識別圖的其他的表現，除了網格的表述之外，還存在針對識別的每個物體進行目錄化的目錄型方式。目錄型表述的例子示于圖10。附圖標記1001表述通過目錄顯示的外界識別圖整體。如上，以目錄式保持外界識別圖，從而與網格式相比能夠減少數據量。

＜行為預測＞

外界識別圖不僅使用全部當前觀測到的外界識別信息，也能夠根據過去的外界識別信息進行預測(行為預測)而制作。例如在經過一定時間后，若為靜止物體，則存在于相同位置(不是與車輛的相對位置，而是路面上的相同位置)的可能性較高，另外，若為動態物體，則能夠根據剛剛之前的位置、速度、加速度等，預測一定時間后的位置。通過使用如上預測的外界識別信息，能夠預測當前無法觀測的位置的信息。

對于行為預測而言，綜合識別部602雖也能夠基于外界識別圖實施，但例如識別裝置6也可以在外界識別信息附加今后的預測信息并將其發送，從而向綜合識別部602進行通知。在該情況下，各識別裝置6進行預測，從而能夠減少與綜合識別部602的行為預測相關的運算量。另外，在其他的方式中，軌道生成判斷部603也可以根據當前的外界識別圖，進行必要的物體的行為預測。據此，能夠減少從綜合識別部602向軌道生成判斷部603的通信負荷，進而也能夠僅對軌道生成以及判斷所需的物體進行行為預測。

＜軌道生成＞

對基于外界識別圖的軌道生成方法進行說明。軌道以滿足車輛系統能夠安全地行駛(例：與其他的障礙物碰撞的可能性較低)的安全性制約、車輛系統能夠實現的加速度/減速度、偏航速率等的運動制約的方式而生成。

在圖9(b)的例子的外界識別圖中，使用圖11對本車輛向右車道移動的軌道生成例進行說明。此處，示出了雖在右車道存在行駛車輛，但本車輛的速度較快，而能夠變更車道的例子。首先，本車輛滿足運動制約，從而制作向右車道移動的軌道。然后，針對所制作的軌道，根據其他的動態物體的預測軌道(例如以當前速度以及被假定的加速度的一定時間后的位置)與本車輛的軌道計算是否發生碰撞。在計算為不發生碰撞的情況下，基于上述本車輛的軌道進行車輛的控制。在計算為發生碰撞的情況下，等待一定時間后再計算，或者生成滿足運動制約的其他的軌道，相同地計算安全性制約。

安全性制約的計算方法除了如上所述將根據動態物體的當前速度以及假定加減速度假定的區域設為禁止駛入區域的方法(禁止駛入區域法)之外，還存在根據各物體的種類/速度/行進方向計算各區域的風險，從而計算風險潛在性的潛在性圖法。在使用潛在性圖法的情況下，生成在所生成的潛在性圖中，潛在性最低，且未進入一定值以上的潛在性區域的軌道，并且將滿足本車輛的運動制約的軌道設為生成軌道。

關于禁止駛入區域，需要進行動態物體的行為預測。關于行為預測，存在將以當前的速度/加速度以及方向移動的點為中心的一定區域設為禁止駛入區域的方法。這樣將一定區域設為禁止駛入區域，從而不需要基于復雜的預測的運算。

這樣，基于車輛移動的方向、運動制約、安全性制約制作軌道，基于所生成的軌道，軌道生成判斷部603向運動控制部604發送軌道信息，運動控制部604基于軌道信息控制驅動裝置5，從而控制車輛系統的運動。

＜識別裝置的故障判定＞

對識別裝置6的故障產生的判定方法進行說明。綜合識別部602與識別裝置6經由網絡或者專用線等通信路徑進行通信，在通信中判定故障的有無。針對通信路徑的故障，根據無法進行通信(通信處理錯誤響應、信號線的電位異常)、通信的信號值異常(例：CRC不整合、固定數據模式不一致)等，能夠判定通信路徑的故障。針對通信路徑的故障，具有除此之外還發送上述外界識別信息的通信路徑以外的通信路徑，也能夠從上述路徑通知產生了發送外界識別信息的通信路徑的故障。

另外，針對識別裝置6的故障，能夠列舉在一定周期內被送出的數據未到達、延遲到達、無法接收固定的數據模式(起始比特始終為1、CRC不一致等)、請求數據發送且無響應等。

除了這些判定方法之外，還能夠基于發送數據的動作(行為)判定故障。例如，針對外界識別信息，在物體實施假定外的動作(未假定為識別裝置6的輸出、例如以超過物體種類的物理極限的移動速度移動)、概率范圍外的物體的產生、消失、規定外的參數等行為產生異常的情況下，也將輸出了具有上述異常的行為的物體的外界識別信息的識別裝置6處理為故障產生，而進行后述的故障范圍的判定。

另外，識別裝置6也存在將自身故障的情況通知給綜合識別部602的情況。特別是，在產生了特定區域的識別功能的故障(傳感器件的異常等)的情況下，且在識別裝置6能夠判定上述故障的情況下，也能夠發送該特定區域故障的情況。在該情況下，能夠將該特定區域用于后述的故障范圍的判定。

根據這些故障判定結果，能夠判定在任意的識別裝置6是否產生故障，從而能夠確定無法識別的故障產生范圍。

特別是，在根據行為檢測到產生了故障的情況下，故障產生時刻判斷為在接收到上述行為異常的外界識別信息前產生了故障，此后的外界識別信息被放棄而不使用。由此，能夠防止基于故障產生后的不正確的外界識別信息生成不正確的軌道。

另外，針對識別裝置6的故障產生時刻，在設計時，也可以假定為在故障檢測后一定時刻前產生來進行處理。例如通過上述故障判定方法(例如通信的中斷)將以上產生的時刻設為T，將T-a(a為設計值：例如直至故障產生后通信中斷的假定時間)設為故障產生時刻，將從此后產生了上述故障的識別裝置6輸出的外界識別信息全部放棄。由此，能夠增加識別裝置6從故障產生檢測至通知的時間(故障檢測處理負荷降低)，能夠進一步防止綜合識別部602基于錯誤的外界識別信息進行處理。

＜軌道生成判斷部的故障判定＞

對作為軌道生成判斷故障檢測部6043的動作的軌道生成判斷部603的故障判定方法進行說明。運動控制部604經由網絡或者專用線等通信路徑與軌道生成判斷部603進行通信，在通信中判定故障的有無。針對通信路徑的故障，能夠根據無法進行通信(通信處理錯誤響應、信號線的電位異常)、通信的信號值異常(例：CRC不整合、固定數據模式不一致)等，判定通信路徑的故障。針對通信路徑的故障，除此之外還具有發送上述軌道信息的通信路徑以外的通信路徑，也能夠從上述路徑通知產生了發送軌道信息的通信路徑的故障。

另外，針對軌道生成判斷部603的故障，能夠列舉在一定周期內被送出的數據未到達、延遲到達、無法接收固定的數據模式(起始比特始終為1、CRC不一致等)、請求數據發送而無響應等。

除了這些判定方法之外，還能夠基于發送數據的行為(變動)判定故障。例如，針對軌道信息，在物體實施假定外的動作(未假定為軌道生成判斷部603的輸出、例如以超過物體種類的物理極限的移動速度移動)、概率范圍外的物體的產生、消失、規定外的參數等行為產生異常的情況下，也將輸出了具有上述異常的行為的車輛的軌道信息的軌道計劃判斷部603處理為故障產生，而進行后述的故障范圍的判定。

另外，軌道計劃判斷部603也存在將自身故障的情況通知給運動控制部604的情況。特別是，在產生了軌道計劃判斷部603的電路等的故障(傳感器件的異常等)的情況下，且在軌道生成判斷部603能夠判定上述故障的情況下，也能夠發送故障的情況。

根據這些故障判定結果，能夠判定軌道計劃判斷部603是否產生故障。

另外，針對軌道計劃判斷部603的故障產生時刻，在設計時，也可以假定為在故障檢測后一定時刻前產生來進行處理。例如通過上述故障判定方法(例如通信的中斷)將以上產生的時刻設為T，將T-a(a為設計值：例如直至故障產生后通信中斷的假定時間)設為故障產生時刻，將從此后產生了上述故障的軌道計劃判斷部603輸出的軌道信息全部放棄。由此，能夠增加軌道計劃判斷部603從故障產生檢測至通知的時間(故障檢測處理負荷降低)，進而能夠防止運動控制部604基于錯誤的軌道信息進行處理。

＜識別判斷部故障＞

在通過故障檢測部604判定為識別裝置6的故障時、通過軌道生成判斷故障檢測部6043中的軌道生成判斷部603的故障判定而判定為故障時，車輛控制系統4無法進行行為預測、軌道生成。將該狀態設為識別判斷部的故障，將故障檢測部604以及軌道生成判斷故障檢測部6043稱為識別判斷部故障檢測部。

＜緊急軌道生成＞

對在識別判斷部故障時、無法生成新的軌道時所使用的緊急軌道進行說明。軌道生成判斷部603具有在軌道生成判斷部603、外界識別部故障時，用于計算能夠行駛一定時間的緊急軌道的緊急軌道生成部6032。

在軌道生成判斷部603等故障的情況下，無法更新運動控制部604所需的軌道信息，因此軌道生成判斷部603需要計算直至緊急軌道結束的狀態的安全的軌道。

關于安全的軌道，例如能夠列舉直至緊急軌道結束的狀態與其他的車輛碰撞的可能性無限接近于零的路徑。作為碰撞的可能性無限接近于零的路徑的例子，能夠列舉預測在上述行為預測中使用的其他的車輛的軌道，且在其他的車輛不進入的行駛區域上行駛的路徑。作為其他的碰撞的可能性無限接近于零的路徑，例如有在全部的車輛按照道路交通法行駛時不進入的行駛區域上存在的路徑。

另外，作為安全的軌道的其他的例子，該情況下存在自然減速的路徑。使用后述的車輛狀態的向用戶的輸出/向車外的通知功能進行減速，從而能夠促使后方的車輛明確本車當前故障中，而進行避開車輛的駕駛。

另外，作為安全的軌道的其他的例子，存在朝向能夠安全地停止的路邊等安全停止區域行駛，而停止的路徑。在不是本來行駛車道的區間進行減速以及停止，從而能夠避免來自其他的車輛的碰撞。

另外，作為安全的軌道的其他的例子，能夠列舉急停。當在車輛產生了故障的情況下，認為不行駛是安全的，因此通過急停在最短時間內移至停止狀態。但是，當在高速道路等其他的車輛高速移動的情況下，通過上述行為預測的方法預測不存在后續車輛，從而能夠進行更加安全的停止。

另外，作為安全的軌道的其他的例子，存在維持車道繼續行駛的路徑。例如，該情況下即便在因自然減速等而使速度降低的情況下，且在繼續前進行駛的情況下，若之后的車道為曲線，則存在脫離車道，而與例如墻壁面等碰撞的可能性。因此，邊維持車道邊繼續行駛，能夠避免與墻壁面的碰撞等脫離車道所引起的事故。

＜軌道保持部＞

對保持在外界識別功能、軌道生成判斷部603等存在故障，無法生成新的軌道時所使用的緊急軌道的軌道保持方法進行說明。

運動控制部604在外界識別功能、軌道生成判斷部603產生故障時，需要使用緊急軌道控制驅動部。因此，運動控制部604具有軌道保持部6042。

軌道保持部6042從運動控制部604依次接受緊急軌道的軌道信息，并將其保持。

軌道保持部將軌道信息保存于保存易失性的數據的RAM(Random Access Memory：隨機存取存儲器)、能夠改寫的非易失性存儲器的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory：電可擦可編程只讀存儲器)等，能夠實施軌道信息的讀寫。

＜軌道信息＞

圖12表示軌道信息。圖12(a)表示通常軌道與緊急軌道的例子。在本實施例中，具有通常時的通常軌道與在上述緊急軌道生成中生成的緊急軌道的兩條以上的軌道。各軌道以任意的分辨率作為軌道信息(S1、S2)從識別生成判斷部603被輸送至運動控制部604。

圖12(b)表示軌道信息的格式。軌道信息被插入運動控制部能夠計算控制的信息。表示能夠計算控制的信息的例子。作為控制信息，存在〔加速度、偏航速率〕。通過加速度指令向前后方向的加減速，通過偏航速率指示左右方向的加速。作為能夠計算控制的信息的其他的例子，存在〔速度、操舵角〕。根據速度，根據當前速度計算目標速度，并計算加減速。根據操舵角指定成為目標的車體的方向，變更輪胎的角度。另外，作為其他的例子，存在〔坐標〕。作為坐標的例子，存在〔x坐標、y坐標〕、〔前10m、左5m〕之類的指定方法，并不限定于這些。運動控制部進行用于向坐標移動的前后方向與橫向的計算，從而進行驅動裝置的控制。使用坐標信息，從而能夠進行使用了坐標信息的差值的控制。坐標信息的差值是因路面狀態、橫風等不按照指令值動作等在成為目標的控制引起偏差時所引起的、實際的坐標信息與被指定的坐標信息的差值。使用坐標信息的差值，從而在車輛獲取與被計算的軌道不同的軌道的情況下，能夠向被計算的軌道復原。

另外，作為能夠計算控制的信息的其他的例子，存在〔每個驅動輪的指令值〕。作為每個驅動車輪的指令值的例子，也可以是加速度、速度或者除了加速度外還添加車輪角。驅動裝置也能夠以輪胎單位控制加速度、角度，因此運動控制部使各輪胎動作，從而能夠進行車體的控制的計算。

另外，軌道信息具有編號信息，從而能夠掌握接收到的軌道信息的順序。在從通常軌道向緊急軌道切換時，確認編號信息，從而能夠選擇在時間上最接近之前的通常軌道的軌道信息的緊急軌道的軌道信息，因此能夠以最小限度的控制的偏差進行轉移。另外，通常軌道的軌道信息S1與緊急軌道的軌道信息S2也可以具有相同的指令值，但也可以具有不同的指令值。例如，在通常時的軌道信息中指定速度、加速度等控制值，從而運動控制部不需要進行使用了坐標的差值的控制，而能夠減少處理負荷，在緊急軌道的軌道信息中使用坐標信息，從而運動控制部能夠在軌道生成判斷部故障時，實施使用了軌道的差值的控制，從而能夠在軌道生成判斷部故障后進行更加正確的控制。

另外，對于緊急軌道的軌道信息S2而言，如圖12(c)那樣使軌道保持部保持多個時間的軌道信息，因此具有能夠確定各軌道信息的編號信息，從而能夠進行各時間的運動控制。

＜軌道切換部＞

對在軌道生成判斷部603等存在故障時，用于切換成從通常的軌道信息使用緊急軌道的軌道信息的控制的軌道切換部6041進行說明。

運動控制部604若從軌道生成判斷部6043取得軌道生成判斷部603的故障信息，則軌道切換部6041使用來自軌道保持部6042的軌道信息，因此向軌道保持部6042指示輸出軌道信息。軌道保持部6042在接受來自軌道切換部6041的指示后，將保持的緊急軌道的軌道信息發送至軌道切換部6041。

另外，軌道切換部6041在存在后述的來自用戶輸入部606的由用戶的操作輸入的情況下，能夠從使用了軌道信息的控制切換成使用了來自用戶的操作輸入的控制。

另外，在來自用戶的操作輸入是踩踏制動器馬上離開等非常短的時間(例如1秒以內)的操作的情況下，若停止進行基于軌道信息的控制，則在不滿足上述軌道生成的安全性制約的情況下，暫時忽略來自用戶的操作輸入，而實施基于軌道信息的控制。據此，根據不打算進行操縱的用戶的操作，停止進行使用了軌道信息的控制的結果，能夠避免與其他的障礙物碰撞等的危險。

軌道切換部6041切換成來自用戶的駕駛，因此能夠基于來自用戶輸入部605的輸入計算驅動裝置的動作。

根據軌道切換部6041，能夠在軌道生成判斷部603等存在故障時使用緊急軌道的軌道信息。

＜車輛狀態的向用戶的輸出/向車外的通知＞

車輛控制系統3針對當前的車輛的狀態，或者針對識別裝置6的故障判定，經由軌道生成判斷部的輸出裝置7向用戶輸出，或者經由通知裝置9或者通信裝置3向車輛的外部輸出。例如當在車輛系統1的任意部分產生故障的情況下，經由輸出裝置7對于用戶實施警告等的點亮或基于聲音的警告、由振動裝置進行的警告。另外，輸出裝置7將上述緊急軌道的剩余時間輸出為時間信息，而向用戶通知安全動作的剩余時間。

或者，經由通知裝置9或者通信裝置3實施向車輛外部的由燈進行的警告狀態的輸出、由揚聲器發出的警告聲、與故障相關的信息等的輸出等。

＜來自用戶的操作輸入＞

車輛控制系統3從輸入裝置8接受來自車輛的駕駛員、乘客的操作，而向用戶輸入部603交接操作信息。當在本實施例所使用的來自用戶的操作輸入中，輸入裝置8例如存在手柄、制動踏板、加速器踏板、離合器踏板、副制動器的桿、開關、變速桿等變速裝置的桿、開關、操作主電源等的開關。駕駛員使用輸入裝置8，進行使車輛的行為(操舵角的變更、加速、減速、變速裝置的變更等)變化的來自用戶的操作輸入。

以上，如說明的那樣，即便在車輛系統的識別裝置6、行為計劃系統產生了故障的情況下，車輛系統也能夠進行安全的行為。特別是，即使在行為計劃系統產生故障而無法計算行駛計劃，也沿著預先安全動作的路徑運動，從而能夠使用戶交接、停止操作。

實施例2

對本發明的第2實施例的車輛控制系統進行說明。與第1實施例不同的點是能夠減少通信量這點。此外，對與之前說明的實施例相同的結構標注相同的附圖標記并省略說明。

在軌道信息附加有圖13所示的用于從通常軌道的軌道信息向緊急軌道的軌道信息轉移的轉移用的信息。而且，軌道生成判斷部對緊急軌道的軌道信息是否安全進行判定，并向運動控制部發送。假設，在判斷為軌道信息不安全時，計算新的緊急軌道。緊急軌道安全是緊急軌道滿足上述緊急軌道生成處理所記載的安全的軌道的狀態的情況。

作為轉移用的信息的例子，存在在軌道信息附加應該實施控制的實際時間的方法。例如，如圖13那樣，在通常軌道的軌道信息附加當前的時間，在緊急軌道的軌道信息附加將來的時間。運動控制部604在軌道生成判斷部603產生故障時，參照之前剛剛接收的或處理的通常軌道的軌道信息的時間信息，從軌道保持部6042選擇最接近所參照的時間的未來的時間信息或者具有最接近參照的時間的時間信息的緊急軌道的軌道信息，并用于控制。另外，作為使用實際時間的其他的例子，存在僅在緊急軌道的軌道信息附加時間信息的方法。運動控制部604在軌道生成判斷部603產生故障時，選擇具有最接近當前的時間的時間信息的緊急軌道的軌道信息，并用于控制。作為轉移用的信息的其他的例子，對軌道信息附加編號。例如，在將緊急軌道劃分成50個區間并發送軌道信息的情況下，使用0～49的編號進行表現。此時，軌道生成判斷部603在作為通常軌道發送軌道信息時，標注用于通知相當于緊急軌道的哪個區間的編號。運動控制部604在軌道生成判斷部603產生故障時，選擇具有與之前剛剛接收或者處理的軌道信息的編號最接近的編號的緊急軌道的軌道信息，并用于控制。

緊急軌道生成部始終或每隔一定周期或在任意的時間將緊急軌道是安全的判斷結果發送至軌道保持部。軌道保持部在接收到緊急軌道是安全的判定結果的情況下，繼續使用軌道保持部的緊急軌道。

緊急軌道生成部在判斷為緊急軌道不安全時，計算新的緊急軌道，將緊急軌道的軌道信息馬上或在當前的發送周期向軌道保持部發送。軌道保持部接收軌道信息，并更新所保持的軌道信息。

這樣，對軌道信息附加轉移用的信息，通過軌道生成判斷部始終判斷緊急軌道的軌道信息的安全性，從而緊急軌道的軌道信息的發送次數變少，因此能夠以更少的發送量發送軌道信息。

另外，緊急軌道準備一定的時間，因此軌道保持部的緊急軌道存在多個，因此切換部需要選擇適于切換時的時間的緊急軌道，因此使用轉移用的信息，從而能夠防止使用緊急軌道信息，進而進行更加安全的軌道信息的切換。假設在不具有轉移用的信息的情況下，存在使用接近緊急軌道的終端的軌道信息、數秒前的軌道信息的可能性，存在在與假定的時間軸不同的軌道行駛的可能。

實施例3

對本發明的第3實施例的車輛控制系統進行說明。與第1實施例不同的點是能夠始終使用緊急軌道生成部計算緊急軌道的時刻的軌道信息這點。此外，對與之前說明的實施例相同的結構標注相同的附圖標記并省略說明。

在本實施例中，軌道生成判斷部603的緊急軌道生成部在由運動控制部計算的控制成立的最低限度的周期(100μs～10ms)或始終計算緊急軌道的軌道信息，并向運動控制部發送。

運動控制部604在接收到緊急軌道時馬上更新。或者，運動控制部向緊急軌道生成部發送緊急軌道發送請求，在緊急軌道生成部接受到緊急軌道發送請求后，將緊急軌道的軌道信息發送至軌道保持部，軌道保持部接受緊急軌道信息并更新。軌道切換部在切換成緊急軌道時，從軌道保持部的起始的軌道信息開始按順序使用。

這樣，通過軌道生成判斷部始終更新軌道信息，通過運動控制部更新軌道信息，從而軌道保持部的軌道信息能夠保持緊急軌道生成部在最近的時間內計算的安全的軌道。由于存在因時間的經過舊的緊急軌道在最新的行為預測中成為與其他的障礙物碰撞的路徑的可能，所以根據本實施例使用舊的緊急軌道的結果，能夠大幅度地減少與其他的障礙物碰撞的危險性。

實施例4

對本發明的第4實施例的車輛控制系統進行說明。與第1實施例不同的點是能夠減少軌道生成判斷部603與運動控制部604之間的通信量這點。此外，對與之前說明的實施例相同的結構標注相同的附圖標記并省略說明。

本實施例的緊急軌道生成部603保持多個緊急軌道模式。

例如作為緊急軌道模式的例子，能夠列舉通過上述緊急軌道生成而生成的自然減速的路徑、固定直至剛剛之前的行駛速度與操舵角的路徑等。各緊急軌道模式由圖18(a)所示的多個軌道信息表示。在緊急軌道模式的軌道信息中具有緊急軌道模式確定信息1901、轉移用的順序信息1902、軌道信息的控制信息1903。具有能夠唯一地指定緊急軌道模式的信息，從而軌道選擇部能夠選擇軌道保持部保持的任意的軌道模式。

在本實施例中，上述緊急軌道模式在系統軌道時被發送至運動控制部604，并被軌道保持部6042保持。或者，運動控制部也可以從系統軌道前保持這些緊急軌道模式。

在本實施例中，圖14所示的安全模式確認部6033始終或每隔一定時間評價緊急軌道生成部6032具有的緊急軌道模式。軌道生成判定部能夠將不存在緊急軌道模式所包含的軌道與其他車輛等碰撞的可能，或非常低時不動作，或在緊急軌道模式絲毫不存在問題的信息發送至運動控制部604。另外，在存在緊急軌道模式所包含的軌道內的一個與其他車輛等碰撞的可能，或非常高的情況下，向運動控制部604發送用于使存在碰撞的可能的緊急軌道模式禁用的信息。圖19(b)表示軌道生成判斷部判603發送的用于使緊急軌道模式禁用的信息。在用于使緊急軌道模式禁用的信息中包含有緊急軌道模式確定信息1904與緊急軌道模式禁用判定結果1905的信息。

另外，在存在緊急軌道模式所包含的軌道內的全部與其他的車輛等碰撞的可能，或非常高的情況下，計算緊急軌道模式中沒有的緊急軌道，并向運動控制部604發送。運動控制部604接受的緊急軌道由軌道保持部6042保持。

這樣，軌道生成判定部首先發送軌道不變化的軌道模式，僅發送其安全性的判定結果，從而與始終發送軌道信息時相比，通信信息的總量減少。

另外，若在運動控制部604從系統軌道前保持緊急軌道模式的情況下，則即使不從軌道生成判定部發送緊急軌道計劃，也能夠基于緊急軌道的軌道信息控制驅動裝置。

緊急軌道的軌道信息也存在具有非常大的數據量的情況，因此存在全部的數據發送在發送過程中因通信路的故障等而不結束的可能。通過軌道保持部預先保持緊急軌道模式，從而即使在通信路產生故障，運動控制部也使軌道保持部保持安全的軌道，因此能夠切換成緊急軌道。

實施例5

對本發明的第5實施例的車輛控制系統進行說明。與第1實施例不同的點是減少緊急軌道的計算量這點。此外，對與之前說明的實施例相同的結構標注相同的附圖標記并省略說明。

本實施例的軌道生成判定部計算的緊急軌道的路徑如圖15那樣直至中途與通常的軌道的路徑一致。即使是通常的軌道，也充分地計算安全的路徑，因此在存在根據數秒前的情況而可能引起與其他的車輛、障礙物的碰撞的預測的情況下，計算作為分支的緊急軌道。

軌道生成判斷部為了從通常軌道向緊急軌道轉移，而對軌道信息附加上述轉移用的信息。接下來，軌道生成判斷部603將通常的軌道的軌道信息與緊急軌道的軌道信息分別發送至運動控制部604。接下來，軌道生成判斷部603在通常軌道變更，或緊急軌道變更，或越過緊急軌道與通常軌道的分支點等時，計算新的緊急軌道，或預先計算新的緊急軌道，將軌道信息向運動控制部604發送。運動控制部604接受緊急軌道的軌道信息并通過軌道保持部6042保持軌道信息。根據本實施例，緊急軌道生成部計算的緊急軌道與為了在中途計算與通常軌道生成部相同的軌道，而分別計算緊急軌道與通常軌道的情況相比，能夠減少軌道重疊的部分的距離或與時間相應的計算量。另外，與始終發送通常軌道與緊急軌道的實施方法相比，緊急軌道與通常軌道的軌道信息的總量減少，因此能夠減少通信量。

實施例6

對本發明的第6實施例的車輛控制系統進行說明。與第1實施例不同的點是擴大緊急軌道的通信間隔這點。此外，對與之前說明的實施例相同的結構標注相同的附圖標記并省略說明。

在為了控制驅動裝置而在充分短的周期(例如10ms周期)內未進行軌道計算的情況下，導致在圖16(a)那樣的軌道計算后與圖16(b)那樣的下一軌道計算前，能夠行駛的時間不同。因此，在軌道計算后，且下一軌道計算前，從之前的軌道的終端使用圖16(c)那樣的代替的安全軌道。作為代替的安全軌道的例子，存在不取得從軌道的終端向微減速且車道變更等的前進方向以外的軌道，或取得邊微減速邊維持車道的軌道，或邊靠近路邊邊減速之類的軌道。緊急軌道生成部6042評價代替的安全軌道，并將可否使用發送至運動控制部604。運動控制部604在系統軌道時刻從軌道生成判斷部603接受上述的代替路徑的軌道信息，并由軌道保持部保持。

運動控制部604在全部使用緊急軌道的軌道信息后，根據保持于軌道保持部6042的代替軌道，進行驅動裝置的控制。

根據本實施例，隔開緊急軌道的更新間隔，在軌道生成判斷部故障后，軌道保持部不保持充分的時間間隔的軌道信息，從而在用戶交接前，僅在短時間內安全地控制，在存在安全的軌道后與其他的障礙物碰撞等可能的情況下，運動控制部也能夠計算不足的軌道信息，從而在軌道生成判斷部故障后直至交接給用戶前能夠始終進行使用充分的時間間隔的軌道信息的控制，進而能夠防止在緊急軌道結束后與其他的障礙物碰撞的可能。

實施例7

對本發明的第5實施例的車輛控制系統進行說明。與第1實施例不同的點是在用戶交接駕駛時能夠更加安全地交接駕駛這點。此外，對與之前說明的實施例相同的結構標注相同的附圖標記并省略說明。

軌道生成判斷部603以使緊急軌道的最終狀態成為向用戶安全地交付的狀態的方式進行計算。向用戶安全地交付的狀態是指手柄的操縱角度、車體的操舵角度為一定以下時。例如，當在前進狀態交接的情況下，若緊接著前進狀態的軌道區間存在因急轉彎、障礙物等理由而手柄的操縱角度、車體的操舵角度成為一定角度以上的區間，則用戶在交接時之后，需要緊急的手柄操作，從而存在與其他的車輛、障礙物碰撞的可能。因此，向用戶容易交付的狀態是指在交付時的軌道與其后的軌道中，手柄的操縱角度、車體的操舵角度為一定角度以下。另外，對向用戶安全地交付的狀態的其他的例子進行說明。在緊急軌道時的安全軌道需要減速的情況下，存在用戶操作制動器，從而必要的減速指令被解除，而處于危險的可能。因此，向用戶容易交付的狀態的其他的例子在交付時的軌道與其后的軌道中，是不需要一定力以上的制動器的制動的狀態。

圖17所示的運動控制部604具有的安全狀態判定部6045判定在緊急軌道上動作過程中，軌道保持部6042具有的軌道是否是安全的狀態。在是安全的軌道時，安全狀態判定部6045向輸出裝置7通知是在安全的軌道中。如圖18所示，輸出裝置7利用顯示消息來通知是否也可以駕駛的畫面輸出1302、或使用符號顯示來通知是否也可以駕駛的畫面輸出1303向用戶通知。除此之外，還存在若具有向用戶通知信息的燈則從表示緊急軌道行駛中的點亮切換成表示向用戶容易交付的狀態的點亮的方法、若為揚聲器等聲音的輸出裝置則在向用戶容易交付的狀態時使用聲音、警告聲通知向用戶容易交付的方法、使用振動裝置向用戶通知的方法。這樣，根據緊急軌道的軌道信息計算向用戶安全地交付的狀態，從而能夠使用輸出裝置7通知向用戶安全地交付的狀態，進而能夠判斷是否是用戶也可以駕駛的狀態。因此，在用戶交接駕駛時且在更加安全的狀態下開始用戶的駕駛。

實施例8

對本發明的第8實施例的車輛控制系統進行說明。與第1實施例不同的點是能夠通知用戶能夠安全地交接駕駛的時機這點。此外，對與之前說明的實施例相同的結構標注相同的附圖標記并省略說明。

圖17所示的運動控制部604具有的安全狀態判定部6045在緊急軌道上動作過程中，或在通常軌道上動作過程中，計算軌道保持部6042具有的軌道信息中的具有安全的狀態的軌道區間。軌道保持部6042將緊急軌道的軌道信息發送至輸出裝置7，安全狀態判定部6045將具有安全的狀態的軌道區間發送至輸出裝置7。如圖18中1301所示，輸出裝置7顯示本車位置與本車進入的軌道，本車進入的軌道顯示具有安全的狀態的軌道1301A與不具有安全的狀態的軌道1301B。1301A通過閃爍、熒光色、較強的光等來強調。在輸出裝置7的其他的輸出例中，使用直至到達具有安全的狀態的軌道的剩余時間，使用揚聲器等輸出聲音的裝置朗讀剩余時間，或者使用顯示裝置1300顯示剩余時間1304。由此，存在于緊急軌道上的用戶安全地判定交接駕駛的區間，通過輸出裝置7輸出，從而能夠理解直至用戶在安全的狀態下交接駕駛的軌道的時機，因此能夠在安全的狀態下開始駕駛。

實施例9

對本發明的第9實施例的車輛控制系統進行說明。與第9實施例不同的點是在用戶交接駕駛時能夠更加安全地進行駕駛這點。此外，對與之前說明的實施例相同的結構標注相同的附圖標記并省略說明。

在本實施例中，與第5實施例相同地，運動控制部604在緊急軌道上動作過程中，相同地判定軌道保持部6042具有的軌道是否是上述緊急軌道生成處理中記載的安全的狀態。在判定為不是安全的狀態時，軌道切換部6041禁止來自用戶的操縱的輸入(手柄的旋轉、加速器踏板、制動踏板的踏入)，而實施僅緊急軌道的動作。因此，本實施例的軌道切換部6041如圖17所示那樣取得來自用戶輸入部605的輸入。

駕駛交接的禁止即便在緊急軌道時以外也能夠應用。例如，如實施例3那樣，在緊急軌道與通常軌道局部一致的情況下，在使用通常軌道的軌道信息進行控制時，也能夠判定軌道保持部6042具有的軌道是否是安全的狀態。在判定為不是安全的狀態時，軌道切換部6041禁止來自用戶的操縱的輸入(手柄的旋轉、加速器踏板、制動踏板的踏入)，而僅實施基于軌道信息的控制。

根據本實施例，在運動控制部604判定為不是安全的狀態時，能夠忽略來自用戶的輸入，從而在用戶駕駛的情況下可能引起事故的危險的駕駛的可能性非常低，因此能夠實現安全的駕駛交接。

附圖標記的說明

1、車輛系統，

2、車輛控制系統，

3、通信裝置，

4、車輛控制系統，

5、驅動裝置，

6、識別裝置，

7、輸出裝置，

8、輸入裝置，

9、通知裝置，

301、網絡鏈路，

302、ECU，

303、GW，

401、處理器，

402、I/O，

403、計時器，

404、ROM，

405、RAM，

406、內部總線，

501、控制部，

502、通信管理部，

503、時間管理部，

504、數據表，

505、緩沖器，

601、行為計劃系統，

602、綜合識別部，

603、軌道生成判斷部，

604、運動控制部，

605、用戶輸入部，

606、輸出管理部，

607、通知管理部，

608、故障檢測部，

1001、外界識別圖，

1300、顯示裝置，

1301、狀況顯示，

1302、道路顯示，

1303、故障位置顯示，

S1、通常軌道信息，

S2、緊急軌道信息，

6031、通常軌道生成部，

6032、緊急軌道生成部，

6033、安全模式確認部，

6041、軌道切換部，

6042、軌道保持部，

6043、軌道生成判斷故障檢測部，

6045、安全狀態判定部，

1901、緊急軌道模式確定信息，

1902、移動用的順序信息，

1903、軌道信息的控制信息，

1904、緊急軌道模式確定信息，

1905、緊急軌道模式禁用判定結果。