(57)【要約】【課題】走行制御装置の冗長実行することなく、走行制御装置の失陥時にも車両が制御可能である。【解決手段】電子制御装置は、車両の自動走行を制御する制御部と、自動走行に必要な情報を生成する情報生成部と、異常を検出する異常検出部と、異常検出部が異常を検出すると、情報生成部の機能レベルを低下させ、制御部を起動する機能再構成部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の自動走行を制御する制御部と、
自動走行に必要な情報を生成する情報生成部と、
異常を検出する異常検出部と、
前記異常検出部が異常を検出すると、前記情報生成部の機能レベルを低下させ、前記制御部を起動する機能再構成部とを備える電子制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記機能再構成部は、前記情報生成部の少なくとも一部を停止させることで前記情報生成部の機能レベルを低下させる電子制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記異常検出部が異常を検出しない場合は、前記制御部は停止状態である電子制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載の電子制御装置において、
前記自動走行に必要な情報は、前記車両の周辺の道路地図データを含む周辺経路地図データであり、
前記異常は、前記周辺経路地図データに基づき前記車両の自動走行を制御する走行制御装置の異常である電子制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電子制御装置において、
生成された前記自動走行に必要な情報を格納する記憶部を更に備え、
前記制御部は、最後に生成された前記自動走行に必要な情報に基づき自動走行を制御する電子制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の電子制御装置において、
前記走行制御装置が前記周辺経路地図データとセンサから取得した認識情報とを統合することで生成される動的周辺地図データを格納する記憶部を更に備え、
前記制御部は、前記動的周辺地図データに基づき自動走行を制御する電子制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電子制御装置において、
前記制御部は、前記センサの一部から前記認識情報を取得するセンサ情報取得部を含み、格納された前記動的周辺地図データと前記認識情報に基づき前記車両の自動走行を制御する電子制御装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記自動走行に必要な情報は、前記車両の周辺における道路環境の静的な情報である電子制御装置。
【請求項９】
請求項３に記載の電子制御装置において、
前記異常が検出された場合に停止する前記情報生成部の機能は、縮退動作における前記車両の移動方向および移動速度の少なくとも一方に基づき決定される電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の快適で安全な自動運転を実現するため、車両システムの一部が故障しても安全に退避制御を可能とする技術が提案されている。特許文献１には、自車両が走行する走行環境情報を取得する走行環境情報取得手段と、自車両の走行情報を検出する走行情報検出手段とを備え、上記走行環境情報と上記自車両の走行情報に基づいて自動運転制御を実行する車両の走行制御装置において、上記走行環境情報取得手段とは異なる、自車両周辺の物体を検出する自車両周辺物体検出手段と、上記走行環境情報取得手段の異常を検出する環境情報取得異常検出手段と、上記走行環境情報取得の異常を検出した際には、上記走行環境情報の取得が異常になる前の最後に検出した走行環境情報と上記走行情報とに基づいて自車両を路側に退避させる進行路を目標進行路として設定して自車両を路側に自動運転で退避させる退避制御を実行すると共に、上記自車両周辺物体検出手段を起動し、上記自車両周辺物体検出手段で自車両周辺の物体を検出した場合には、該自車両周辺の物体情報と上記走行環境情報の取得が異常になる前の最後に検出した走行環境情報と上記走行情報に基づいて上記退避制御を実行する退避制御手段と、を備えたことを特徴とする車両の走行制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−８８１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている発明では、走行制御装置の失陥時にも車両を制御可能とするためには走行制御装置の冗長実行が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様による電子制御装置は、車両の自動走行を制御する制御部と、自動走行に必要な情報である周辺経路地図データを生成する情報生成部と、異常を検出する異常検出部と、前記異常検出部が異常を検出すると、前記情報生成部の機能レベルを低下させ、前記制御部を起動する機能再構成部と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、走行制御装置を冗長実行することなく、走行制御装置の失陥時にも車両が制御可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態に係る車両システム１の通常時の構成図
【図２】第１の実施の形態に係る走行制御装置４の故障時における車両システム１の構成図
【図３】第１の実施の形態に係る道路地図データ群３１と周辺経路地図データ群３３の関係を示す図
【図４】第１の実施の形態に係る走行道路環境と走行制御装置４の故障発生時のシーンの一例を示す図
【図５】第１の実施の形態に係る走行制御装置４の故障前の車両システム１の処理フロー図
【図６】第１の実施の形態に係る地図管理装置３による機能再構成の処理フロー図
【図７】第１の実施の形態に係る走行制御装置４の故障時における車両システム１の処理フロー図
【図８】第２の実施の形態に係る車両システム１の通常時の構成図
【図９】第２の実施の形態に係る走行制御装置４の故障時における車両システム１の構成図
【図１０】第２の実施の形態に係る走行制御装置４の故障前の車両システム１の通常走行の処理フロー図
【図１１】第２の実施の形態に係る走行制御装置４の故障時における車両システム１の処理フロー図
【図１２】第３の実施の形態に係る車両システム１の通常時の構成図
【図１３】第３の実施の形態に係る走行制御装置４の故障時における車両システム１の構成図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
―第１の実施の形態―
以下、図１〜図７を参照して、電子制御装置である地図管理装置３の第１の実施の形態を説明する。
【０００９】
（通常時の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用電子制御装置を含む車両システム１の構成を示す機能ブロック図である。ただし図１に示す構成は故障が生じていない通常時のものである。本実施形態に係る車両システム１は、車両２に搭載され、車両２の周辺における走行道路や周辺車両などの障害物の状況を認識した上で、適切な運転支援あるいは走行制御を行うためのシステムである。図１に示すように、車両システム１は、地図管理装置３、走行制御装置４、外界センサ群５、車両センサ群６、運動制御部７、およびアクチュエータ群８を含んで構成される。
【００１０】
（システム構成  地図管理装置３）
地図管理装置３は、たとえば走行制御装置４など、車両２に搭載された装置に対して地図関連情報を提供するＥＣＵ（Electronic  Control  Unit：電子制御装置）であり、処理部１０と、記憶部３０と、通信制御部４０とを備える。
【００１１】
処理部１０は、たとえば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit：中央演算処理装置）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）を含んで構成される。処理部１０は、地図管理装置３の機能を実現するための部分として、自車情報取得部１１、道路地図管理部１２、地図位置推定部１３、周辺経路地図構築部１４、周辺経路地図提供部１５、故障検出部１６、および機能再構成部１７を有する。処理部１０は、記憶部３０に格納されている所定の動作プログラムを実行することで、これらの機能を実現する。処理部１０は、たとえば異なる動作プログラムを実行することで、後述するように上述したものとは異なる機能を実現することもできる。
【００１２】
自車情報取得部１１は、車両２の動きや状態、計画などに関連する自車情報として、たとえば車両２の位置、走行速度、操舵角、アクセルの操作量、ブレーキの操作量、走行経路などの情報を、地図管理装置３の不図示の内蔵センサや、車両センサ群６などから取得する。自車情報取得部１１により取得された自車情報は、自車情報データ群３２として記憶部３０に格納される。なお以下では、車両２の位置を「自車位置」と呼び、自車位置を示す情報を「自車位置情報」とも呼ぶ。なお自車位置はたとえば緯度と経度の組み合わせである。
【００１３】
道路地図管理部１２は、車両２の仕向け地における全域または部分領域に関する道路地図データである道路地図データ群３１を記憶部３０上で管理する。道路地図データ群３１は、たとえば車両２の仕向け地における全域の道路地図データであり、記憶部３０の記憶装置相当部に保存される。道路地図管理部１２は、自車情報取得部１１により取得された車両２の位置情報に基づいて、道路地図データ群３１から車両２周辺の道路地図データを記憶部３０のメモリ相当部に読み込む。これにより、地図位置推定部１３、周辺経路地図構築部１４などの処理が必要な道路地図データにアクセス可能となる。これらの道路地図データは、道路地図データ群３１として記憶部３０に格納される。
【００１４】
地図位置推定部１３は、記憶部３０に格納された自車周辺の道路地図データ群３１と、自車情報データ群３２に基づいて、車両２が走行している道路区間や車線位置を推定する。地図位置推定部１３が特定した、車両２が走行している道路および車線上の位置は、後述する周辺経路地図データ群３３に書き込まれる。
【００１５】
周辺経路地図構築部１４は、車両２の走行経路に沿って道路地図データを抽出し、所定の方式に従い当該データを構造化した周辺経路地図データを構築する。換言すると、周辺経路地図データは車両２の周辺の道路地図データを含む。周辺経路地図データは、周辺経路地図データ群３３として記憶部３０に格納される。車両２の走行経路は、たとえばナビゲーション装置などの他装置から構築済みの走行経路を取得してもよい。また車両２の走行経路は、運転者がＨＭＩ（Human  Machine  Interface）装置経由で設定した目的地情報を取得して、周辺経路地図構築部１４の中で構築してもよい。さらに車両２の走行経路は、特定の目的地なしで道なりに沿ったものを仮想的な走行経路として扱ってもよい。
【００１６】
周辺経路地図提供部１５は、周辺経路地図構築部１４が構築した周辺経路地図データ群３３を、通信制御部４０を介して走行制御装置４に送信する。故障検出部１６は、地図管理装置３内部のデバイスや機能、走行制御装置４などの地図管理装置３外部の装置の故障を監視・検出する。故障検出部１６はたとえば、本来であれば定期的に走行制御装置４から送信されるメッセージを一定時間受信しないことにより、走行制御装置４の故障を検出することが可能である。
【００１７】
機能再構成部１７は、車両システム１が動作している状況下において、地図管理装置３で実行する機能を再構成する。機能の再構築とは、たとえばＣＰＵやＧＰＵが処理を実行する場合にはＲＡＭへ異なるプログラムを読み込むことであり、ＦＰＧＡが処理を実行する場合には論理回路を再構成することである。
【００１８】
記憶部３０は、たとえば、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）などの記憶装置や、ＲＡＭなどのメモリを含んで構成される。記憶部３０には、処理部１０が処理するプログラムや、その処理に必要なデータ群などが格納される。また記憶部３０は、処理部１０がプログラムを実行する際の主記憶として、一時的にプログラムの演算に必要なデータを格納する用途にも利用される。本実施の形態では、特に、地図管理装置３の機能を実現するための情報として、道路地図データ群３１、自車情報データ群３２、および周辺経路地図データ群３３が記憶部３０に格納される。
【００１９】
道路地図データ群３１は、車両２の仕向け地における全域または部分領域に関する道路地図データの集合である。たとえば、ＨＤＤなどの記憶装置に仕向け地における全域に関する道路地図データが格納され、車両２の位置情報に基づいた車両２周辺の道路地図データがＲＡＭなどのメモリに格納されている。自車情報データ群３２は、車両２の動きや状態、計画などに関するデータの集合である。たとえば車両２の位置、走行速度、操舵角、アクセルの操作量、ブレーキの操作量、走行経路などの情報が含まれる。
【００２０】
周辺経路地図データ群３３は、周辺経路地図構築部１４が生成する周辺経路地図データの集合である。通信制御部４０は、たとえば、ＩＥＥＥ８０２．３またはＣＡＮ（Controller  Area  Network、登録商標）などの通信規格に準拠したネットワークカードなどを含んで構成され、車両システム１における他の装置と各種プロトコルに基づきデータの送受信を行う。
【００２１】
なお、本実施形態では、通信制御部５０を処理部１０と分けて記載しているが、処理部１０の中で通信制御部５０の処理の一部が実行されてもよい。たとえば、通信処理におけるハードウェアデバイス相当が通信制御部５０に位置し、それ以外のデバイスドライバ群や通信プロトコル処理などは、処理部１０の中に位置するように構成することも可能である。
【００２２】
（システム構成  走行制御装置４）
走行制御装置４は、たとえば、地図管理装置３から提供される地図関連情報や、外界センサ群５、車両センサ群６などから提供される各種センサ情報などに基づいて、車両２の走行軌道を計画し、運動制御部７に出力するＥＣＵである。走行制御装置４は、処理部１１０と、記憶部１３０と、通信制御部１４０とを備える。
【００２３】
処理部１１０は、たとえば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＦＰＧＡなどを含んで構成される。処理部１１０は、走行制御装置４の機能を実現するための部分として、自車情報取得部１１１、外界センサ情報取得部１１２、周辺経路地図取得部１１３、走行軌道計画部１１４、および走行軌道出力部１１５を有する。処理部１１０は、記憶部１３０に格納されている所定の動作プログラムを実行することで、これらの機能を実現する。
【００２４】
自車情報取得部１１１は、車両２の動きや状態、計画などに関連する自車情報として、たとえば車両２の位置、走行速度、操舵角、アクセルの操作量、ブレーキの操作量、および走行経路などの情報を、車両センサ群６などから取得する。自車情報取得部１１１により取得された自車情報は、自車情報データ群１３１として記憶部１３０に格納される。
【００２５】
外界センサ情報取得部１１２は、外界センサ群５によって検出された車両２周辺の走行環境に関する情報を、外界センサ群５から取得する。車両２周辺の走行環境に関する情報とは、車両２周辺の他車両、歩行者、落下物などの障害物、白線や路端、路面状態などの道路環境、道路標識や信号などの交通標識を含む。外界センサ情報取得部１１２により取得された情報は、外界センサ情報データ群１３２として記憶部１３０に格納される。
【００２６】
周辺経路地図取得部１１３は、地図管理装置３により出力された周辺経路地図データを取得する。取得された周辺経路地図データは、周辺経路地図データ群１３３として記憶部１３０に格納される。
【００２７】
走行軌道計画部１１４は、記憶部１３０に格納された自車情報データ群１３１、外界センサ情報データ群１３２、および周辺経路地図データ群１３３などに基づいて、車両２がこれから走行すべき軌道（以下、「走行軌道」と呼ぶ）を計画する。走行軌道出力部１１５は、走行軌道計画部１１４が計画した走行軌道の情報（以下、「走行軌道情報」と呼ぶ）を運動制御部７に出力する。
【００２８】
記憶部１３０は、たとえば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＲＯＭなどの記憶装置や、ＲＡＭなどのメモリを含んで構成される。記憶部１３０は、処理部１１０が処理するプログラムや、その処理に必要なデータ群などが格納される。また、処理部１１０がプログラムを実行する際の主記憶として、一時的にプログラムの演算に必要なデータを格納する用途にも利用される。本実施形態では、走行制御装置４の機能を実現するための情報として、自車情報データ群１３１、外界センサ情報データ群１３２、および周辺経路地図データ群１３３が記憶部１３０に格納される。
【００２９】
自車情報データ群１３１は、車両２の動きや状態、計画などに関するデータの集合である。自車情報データ群１３１にはたとえば、車両２の位置、走行速度、操舵角、アクセルの操作量、ブレーキの操作量、および走行経路の情報が含まれる。外界センサ情報データ群１３２は、外界センサ群５によって検出された車両２周辺の走行環境に関するデータの集合体である。周辺経路地図データ群１３３は、地図管理装置３から取得した周辺経路地図情報に関するデータの集合である。
【００３０】
通信制御部４０は、たとえば、ＩＥＥＥ８０２．３またはＣＡＮなどの通信規格に準拠したネットワークカードを含んで構成され、車両システム１における他の装置と各種プロトコルに基づきデータの送受信を行う。
【００３１】
外界センサ群５は、車両２周辺の状態を検出する装置の集合体で、たとえば、カメラ装置、ミリ波レーダ、レーザレーダ、ソナーなどが該当する。各外界センサは、車両２から所定範囲に存在する障害物、道路環境、および交通標識などの環境要素を検出し、車載ネットワーク上に出力する。障害物とはたとえば他の車両、歩行者、および車両の通行を妨げる障害物である。
【００３２】
車両センサ群６は、車両２の状態を検出する装置の集合体である。各車両センサは、たとえば、車両２の位置情報、走行速度、操舵角、アクセルの操作量、ブレーキの操作量などを検出し、車載ネットワーク上に出力する。運動制御部７は、走行制御装置４から出力された走行軌道情報に基づき、車両２が同軌道を走行するようにアクチュエータ群８を制御する。
【００３３】
アクチュエータ群８は、車両の動きを決定する操舵、ブレーキ、アクセルなどの制御要素を制御する装置群である。アクチュエータ群８は、運転者によるハンドル、ブレーキペダル、アクセルペダルなどの操作情報や走行制御装置４から出力される制御情報に基づいて、車両の動きを制御する。
【００３４】
（故障時の構成）
図２は、走行制御装置４の故障発生による機能再構成後の車両システム１の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態では、走行制御装置４が故障すると、地図管理装置３の故障検出部１６が走行制御装置４の故障を検出する。そして地図管理装置３の機能再構成部１７が、地図管理装置３の処理部１０を動的に再構成し、記憶部３０の一部を書き換える。これにより地図管理装置３は、故障した走行制御装置４の機能を代替する。
【００３５】
ここで再構成とは、それまで動作していた機能の一部を終了し、終了させた機能が利用していたハードウェアリソース（ＣＰＵ、メモリなど）を解放し、代わりに別機能を起動することである。なお、解放する対象となるハードウェアリソースはさまざまであり、たとえばＣＰＵのみを開放する場合には、予め起動対象のプログラムをメモリ上に入れておいて演算処理を切り替える。またＣＰＵだけでなくメモリも開放する場合には、メモリに読み込んだプログラムを削除し演算処理も切り替える。
【００３６】
走行制御装置４の代替機能とは、車両２の自動走行を安全に継続する走行軌道を運動制御部７に出力するものである。自動走行を安全に継続する走行軌道とは、走行制御装置４と同等の自動走行を実現する走行軌道でもよいし、近傍の路肩に安全に停止するための走行軌道でもよく、車両システム１の安全コンセプトに基づき決定される。図２では、専用道において近傍の路肩に安全に停止するための代替機能を対象としている。
【００３７】
走行制御装置４の故障前、すなわち図１に示した通常時に動作していた道路地図管理部１２、地図位置推定部１３、周辺経路地図構築部１４、および周辺経路地図提供部１５は、周辺経路地図データを生成し、走行制御装置４に提供する機能を有する。しかし、近傍の路肩に安全に停止するための走行軌道を構築する目的においては、最後に生成した周辺経路地図データの範囲で対応可能であるため、走行制御装置４が故障した後の車両システム１には必須の機能ではない。そこで、地図管理装置３の機能再構成部１７は、それらの必須ではない機能を終了させ、代わりに、外界センサ情報取得部１８、周辺経路地図位置推定部１９、走行軌道計画部２０、および走行軌道出力部２１を起動する。その際に、道路地図管理部１２が利用していた記憶部３０の道路地図データ群３１を格納するためのメモリを解放し、代わりに外界センサ情報データ群３４を格納する。
【００３８】
すなわち図１では説明しなかったが、外界センサ情報取得部１８、周辺経路地図位置推定部１９、走行軌道計画部２０、および走行軌道出力部２１は、地図管理装置３に停止状態で含まれている。機能再構成部１７が再構成を行うことで、外界センサ情報取得部１８、周辺経路地図位置推定部１９、走行軌道計画部２０、および走行軌道出力部２１は動作可能となる。また以下では、走行軌道計画部２０および走行軌道出力部２１を「制御部」と呼ぶこともある。
【００３９】
外界センサ情報取得部１８は、走行制御装置４の外界センサ情報取得部１１２に相当し、外界センサ群５によって検出された車両２周辺の走行環境に関する情報を、外界センサ群５から取得する。外界センサ情報取得部１８は、走行制御装置４と同等の情報を取得してもよいし、近傍の路肩に安全に停止するために必要最小限の情報に限定して取得してもよい。外界センサ情報取得部１８により取得された情報は、外界センサ情報データ群３４として記憶部３０に格納される。
【００４０】
周辺経路地図位置推定部１９は、故障発生前の周辺経路地図構築部１４が生成した最後の周辺経路地図データ群３３上で、車両２が走行している道路区間や車線位置を推定する。周辺経路地図位置推定部１９と地図位置推定部１３との違いは、車両２の位置を推定する対象データが、道路地図データ群３１ではなく周辺経路地図データ群３３である点である。
【００４１】
走行軌道計画部２０は、走行制御装置４の走行軌道計画部１１４に相当する。走行軌道計画部２０は、記憶部３０に格納された自車情報データ群３２、周辺経路地図データ群３３、および外界センサ情報データ群３４などに基づいて、近傍の路肩に安全に停止するための走行軌道を計画する。走行軌道出力部２１は、走行制御装置４の走行軌道出力部１１５に相当し、走行軌道計画部２０が計画した走行軌道情報を運動制御部７に出力する。
【００４２】
運動制御部７は、走行制御装置４の故障発生前は、前述のように走行制御装置４から出力される走行軌道情報に基づきアクチュエータ群８を制御する。運動制御部７は、走行制御装置４の故障発生後は、地図管理装置３から出力される走行軌道情報に基づきアクチュエータ群８を制御する。なお厳密には、走行制御装置４の故障発生時点から、地図管理装置３の代替機能が走行軌道を出力するまでの間、走行軌道情報が出力されない状態となる。しかし運動制御部７は、走行制御装置４が最後に出力した走行軌道情報に基づき動作することにより、ある程度の時間は自動走行を維持することは可能である。
【００４３】
（道路地図データ群３１と周辺経路地図データ群３３の関係）
図３は、地図管理装置３の記憶部３０に格納されている道路地図データ群３１と周辺経路地図データ群３３の関係を示す図である。
【００４４】
道路地図データ群３１を構成するそれぞれの道路地図データは、緯度・経度方向の所定距離単位でメッシュ状に区切られた領域（以下、「パーセル」と呼ぶ）に分割されて管理されている。道路地図データ群３１は、車両２の仕向け地の全域に関する道路地図データである。道路地図管理部１２により、車両２の位置情報や、図３に符号３０３で示す走行経路情報が位置するパーセルおよびその周辺のパーセルの道路地図データ、すなわち道路地図データ群３１の一部がメモリ上に読み込まれる。
【００４５】
周辺経路地図データ群３３は、メモリに読み込まれた車両２周辺の道路地図データから、車両２の走行経路に沿って車両システム１における走行軌道の計画に必要な情報を抽出し、構造化したものである。たとえば、図３中では、破線で囲まれた領域内の道路に係る情報が周辺経路地図データ群３３である。周辺経路地図データ群３３には、車両２の走行経路に沿って、所定距離範囲の道路区間とその分岐路に係る道路形状や道路属性などが含まれる。道路形状とはたとえば、路端、白線、車線形状、停止線、およびゼブラゾーンなどである。道路属性とはたとえば、制限速度や進行方向などである。
【００４６】
パーセル内には、その領域内の全ての道路に関するデータが含まれるため、上述した範囲の道路地図データをメモリ上に読み込むためには、大きなメモリ容量が必要となる。しかし、走行軌道の計画で必要となるのは、車両２がこれから走行する道路領域周辺の道路地図データであり、パーセル内に含まれる道路地図データのごく一部である。そこで、走行経路に沿って必要な情報を抽出して構造化した周辺経路地図データを生成し、走行制御装置４に送信することにより、車載ネットワーク上の不要なデータ通信や、走行制御装置４におけるメモリ消費を抑制できる。
【００４７】
（シーン例）
図４は、走行道路環境と走行制御装置４の故障発生時のシーンの一例である。図４の左側は走行制御装置４が故障する前の車両２の自動走行の様子を示し、図４の右側は走行制御装置４が故障した後の車両２の自動走行、すなわち縮退走行の様子を示している。ここでの縮退走行は、近傍の路肩に退避して停止するための自動走行である。
【００４８】
図４の左図では、車両２は中央分離帯寄りの追い越し車線を走行しており、現在の走行車線を維持するように走行軌道４１１が計画されている。この状態で走行制御装置４が故障すると、近傍の路肩に退避するためには、図４右図に実線で示すように、左側の車線に車線変更してから（走行軌道４２１）、路肩に幅寄せ停止（走行軌道４２４）する必要がある。この際に地図管理装置３は、道路の構造を理解した上で安全な停止先を判断する必要がある。
【００４９】
たとえば、図４の走行道路環境において、左側の車線に車線変更後すぐに路肩への幅寄せ停止を行うと、走行軌道４２３のように、合流用車線に入り込んでしまい、他車両との衝突や他車両による本線合流を妨害するリスクがある。そのため、合流地点が近くにあることを事前に把握し、合流地点を通過した後で、路肩に幅寄せ停止する走行軌道計画が必要である。合流地点の存在を外界センサ群５の出力を用いて、十分前もって認識するのは難しく、これらの情報は道路地図データ、具体的には周辺経路地図データを用いて把握するのが好適である。
【００５０】
そのため地図管理装置３は、周辺経路地図構築部１４が生成する周辺経路地図データを周辺経路地図データ群３３としてメモリ上に保持しておく。これにより、走行制御装置４の故障時に再構成された走行軌道計画部２０は、直ちに近傍の道路地図データを参照できるため、合流地点を回避して路肩に幅寄せ停止する走行軌道を生成することができる。
【００５１】
（フローチャート）
図５〜図７を参照して、走行制御装置４の故障前後の地図管理装置３、走行制御装置４、および運動制御部７の処理の流れを説明する。
【００５２】
図５は、走行制御装置４の故障前の車両システム１の処理フローの説明図である。本実施の形態では、図５に示す処理フローを便宜的に通常走行処理フロー５００と呼ぶ。地図管理装置３は、通常時にはＳ５０１〜Ｓ５０５の処理を周期的に実行する。
【００５３】
まずＳ５０１において、自車情報取得部１１が、車両２の動きや状態、計画などに関連する自車情報を取得する。続いてＳ５０２において、道路地図管理部１２が、Ｓ５０１において取得した自車情報に含まれる自車位置情報に基づいて、道路地図データ群３１から車両２の周辺の道路地図をメモリに読み込む。なおこの際に、メモリに格納済みの道路地図データであって車両２の進行により距離が遠くなった領域の情報をメモリから削除してもよい。
【００５４】
次に地図位置推定部１３は、Ｓ５０３において、メモリに読み込まれた道路地図データと、Ｓ５０１で取得した自車情報に含まれる車両２の進行方位や速度、前回の算出結果などに基づき、車両２が走行している道路区間や車線の位置を推定する。Ｓ５０４では、周辺経路地図構築部１４が車両２の走行経路に沿って道路地図データを抽出し、所定の方式に従い当該データを構造化した周辺経路地図データを構築する。
【００５５】
車両２の走行経路は、たとえば、ナビゲーション装置などの他の装置から取得され、自車情報データ群３２に格納されている。また、構築された周辺経路地図データは、周辺経路地図データ群３３として、地図管理装置３のメモリ上にも格納される。そして最後にＳ５０５では、周辺経路地図提供部１５が、Ｓ５０４において構築された周辺経路地図データを車載ネットワーク上に出力する。この周辺経路地図データは、次に説明する走行制御装置４のＳ５１３において利用される。
【００５６】
走行制御装置４では、Ｓ５１１〜Ｓ５１５に示す処理を周期的に実行する。まず、Ｓ５１１で、自車情報取得部１１１が、車両２の動きや状態、計画などに関連する自車情報を取得する。続いてＳ５１２では、外界センサ情報取得部１１２が、外界センサ群５から定期的に出力される車両２周辺の走行環境に関する検出情報を取得し、外界センサ情報データ群１３２に格納する。Ｓ５１３では、周辺経路地図取得部１１３が、地図管理装置３から出力された周辺経路地図データを取得し、周辺経路地図データ群１３３に格納する。
【００５７】
Ｓ５１４では、走行軌道計画部１１４が、記憶部１３０に格納された自車情報データ群１３１、外界センサ情報データ群１３２、周辺経路地図データ群１３３などに基づいて、通常走行時の走行軌道を構築する。そして最後に、Ｓ５１５では、走行軌道出力部１１５が、構築した走行軌道を運動制御部７に出力する。
【００５８】
運動制御部７は、走行制御装置４が前述のＳ５１５の処理により走行軌道を出力すると、次に説明するＳ５２１およびＳ５２２を実行する。運動制御部７は、走行制御装置４が定期的に出力する走行軌道情報を取得し（Ｓ５２１）、アクチュエータ群８の各アクチュエータに対する制御指令値を生成し、該アクチュエータに対して出力（Ｓ５２２）する。これにより運動制御部７は、車両２の走行を制御する。
【００５９】
図６は、地図管理装置３による機能再構成の処理フローを示す図である。本実施の形態では、図６に示す処理フローを便宜的に機能再構成処理フロー６００と呼ぶ。
【００６０】
地図管理装置３の故障検出部１６は、定期的に走行制御装置４を監視し、走行制御装置４が故障しているか否かを監視する（Ｓ６０１）。たとえば、走行制御装置４から定期的に送信されるメッセージが一定時間受信しないと、走行制御装置４が故障していると判断する。地図管理装置３は、走行制御装置４が正常に動作していると判断する場合は何もせずに終了する（Ｓ６０１：ＮＯ）。地図管理装置３は、走行制御装置４が故障していると判断する場合は、Ｓ６０２に進む（Ｓ６０１：ＹＥＳ）。
【００６１】
Ｓ６０２では、機能再構成部１７が、走行制御装置４の故障による縮退走行モードへの移行について、他装置と調停する。本実施形態では、地図管理装置３のみで機能の再構成を行うため他装置との調停は不要だが、一般化すると複数の装置で特定のモードに足並みをそろえて移行する必要がある。装置間にモードの不一致が生じるとシステムが動作しなくなるため、関係する装置間で調停を行う必要がある。調停の方式としては、所定の装置がマスターとしてモード移行を判断してもよいし、各装置が自分の判断結果を共有して自律的に判断してもよい。
【００６２】
続いてＳ６０３では機能再構成部１７が、縮退走行モードにおいて不要となる機能の一部またはすべてを終了し、終了した機能が使用していたＣＰＵやＲＡＭなどのハードウェアリソースを解放する。本実施形態では、道路地図管理部１２、地図位置推定部１３、周辺経路地図構築部１４、周辺経路地図提供部１５が終了した機能に該当する。
【００６３】
Ｓ６０４では、地図管理装置３がプラットフォームの設定を変更する。たとえば、地図管理装置３に搭載する機能が変わることにより、それまでとは異なるデータを外部と送受信する必要があるが、それを許可するようにプラットフォーム側の設定を変更しなければならない場合がある。具体的には、外界センサ群５や車両センサ群６が情報を出力する宛先を地図管理装置３に変更することや、縮退走行モードでは情報が不要なため地図管理装置３への送信を停止させることの設定である。次ステップで起動する機能が動作するために必要な設定変更をここで実行する。
【００６４】
そしてＳ６０５で、機能再構成部１７が縮退走行モードに必要となる機能にハードウェアリソースを割り当てて、それぞれの機能を起動する。本実施形態では、外界センサ情報取得部１８、周辺経路地図位置推定部１９、走行軌道計画部２０、走行軌道出力部２１を起動する。以上により、図４に示した縮退走行に必要な機能が地図管理装置３で再構成される。
【００６５】
図７は、走行制御装置４の故障後の車両システム１の処理フローを示す図である。本実施の形態では、図７に示す処理フローを便宜的に縮退走行処理フロー７００と呼ぶ。ただし運動制御部７の動作は通常走行処理フロー５００と同様なので説明を省略する。
【００６６】
Ｓ５０１では、故障前と同様に、自車情報取得部１１が、車両２の動きや状態、計画などに関連する自車情報を取得する。Ｓ７０２では、外界センサ情報取得部１８が、外界センサ群５によって定期的に出力される車両２周辺の走行環境に関する検出情報を取得し、外界センサ情報データ群３４に格納する。
【００６７】
Ｓ７０３では、周辺経路地図位置推定部１９が、Ｓ５０１で取得した自車情報に含まれる自車位置情報に基づいて、故障前の周辺経路地図構築部１４によって最後に構築された周辺経路地図データ群３３における、車両２が走行している道路および車線上の位置を特定する。なお前述のとおり、周辺経路地図データ群３３には、故障前に地図位置推定部１３が特定した道路および車線上の位置が含まれている。
【００６８】
一般に、機能を再構成した直後は、内部状態が失われているため、自車位置情報のみから正確に道路および車線位置を特定するのは難しい。しかし本実施の形態では地図位置推定部１３が特定した道路および車線上の位置が周辺経路地図データ群３３に含まれる。そのため、過去の推定値が保持されている状態から動作を開始することができ、これを手がかりに高速かつ正確に道路および車線位置を特定することができる。
【００６９】
Ｓ７０４では、走行軌道計画部２０が、Ｓ７０３の推定結果、周辺経路地図データ群３３、および外界センサ情報データ群３４に基づき、近傍の路肩に退避する走行軌道を生成する。周辺経路地図データ群３３に対する車両２の位置推定結果から、車両２周辺の道路環境を把握することが可能である。
【００７０】
たとえば、図４の状況下において、車両２が２車線中の右車線を走行していることや、車両２のすぐ前方に側路からの合流があることなどを把握できる。また、外界センサ情報データ群３４が出力する情報を用いて、白線や他車両、路端を認識することができる。そのため、図４のシーンの例のように、近傍の路肩に退避する際には次のような走行制御が可能となる。すなわち、左車線の他車両の状況を見ながら車線変更した上で（図４の走行軌道４２１）、合流領域を通過するまで車線追従し（図４の走行軌道４２２）、その後路端を認識しながら幅寄せ停止する（図４の走行軌道４２４）ことが可能となる。
【００７１】
このように、走行軌道計画部２０は、たとえば、車線変更（Lane  Change  Assistance）、車線追従（Lane  Keep  Assistance  /  Adaptive  Cruise  Control）、路肩退避の組合せにより実現される。そして最後に、Ｓ７０５で、走行軌道出力部２１が、Ｓ７０４で生成された走行軌道を運動制御部７に出力する。
【００７２】
上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）地図管理装置３は、車両２の自動走行を制御する走行軌道計画部２０および走行軌道出力部２１と、自動走行に必要な情報である周辺経路地図データを生成する情報生成部である周辺経路地図構築部１４と、走行制御装置４の異常を検出する故障検出部１６と、故障検出部１６が異常を検出すると、周辺経路地図構築部１４の機能レベルを低下させ、走行軌道計画部２０および走行軌道出力部２１を起動する機能再構成部１７と、を備える。そのため冗長実行することなく、走行制御装置４の失陥時にも車両２を制御できる。具体的には冗長実行する場合と比較し、低コストで車両システム１の安全性を高めることが可能となる。
【００７３】
（２）機能再構成部１７は、周辺経路地図構築部１４の少なくとも一部を停止させることで周辺経路地図構築部１４の機能レベルを低下させる。そのため、車両２の走行に必須ではない機能を停止させることでリソースを確保し、車両２の制御を行う走行軌道計画部２０および走行軌道出力部２１にリソースを割り当てることができる。
【００７４】
（３）故障検出部１６が異常を検出しない場合は、走行軌道計画部２０および走行軌道出力部２１は停止状態である。そのため通常時は走行軌道計画部２０および走行軌道出力部２１にリソースを割り当てる必要がなく、他の処理にリソースを割り当てられる。
【００７５】
（４）故障検出部１６が検出する異常は、周辺経路地図データに基づき車両２の自動走行を制御する走行制御装置４の異常である。
【００７６】
（５）地図管理装置３は、生成された周辺経路地図データ群３３を格納する記憶部３０を備える。走行軌道計画部２０および走行軌道出力部２１は、最後に生成された周辺経路地図データに基づき車両２の自動走行を制御する。
【００７７】
（６）周辺経路地図データは、車両２の周辺における道路環境の静的な情報である。走行制御装置４の故障後の縮退走行に不要な機能として、車両２の周辺あるいは経路に沿った道路地図データを抽出、構造化する機能を対象としている。これは、近傍の路肩に退避するための縮退走行では長い距離を走行しないため、生成済みの周辺経路地図データの範囲で十分対応可能という特徴を生かしたものである。また道路地図に関するデータは、時間経過に応じて変化しない静的な情報であるため、縮退走行に必要な範囲を事前に保持しているので、このデータの生成に関する処理は不要である。
【００７８】
（変形例１）
上述した第１の実施の形態では、故障検出部１６が走行制御装置４の異常を検出すると、道路地図管理部１２、地図位置推定部１３、周辺経路地図構築部１４、周辺経路地図提供部１５の４つを停止させた。しかしこの４つの一部のみ停止させてもよい。また停止させる代わりに機能レベルを低下させてもよい。機能レベルを低下させるとは、たとえばこの４つの機能ブロックに割り当てるＣＰＵの処理時間を減少させることや、この４つの機能ブロックに割り当てるメモリ量を減少させることである。この変形例によれば、機能を低下させつつ周辺経路地図データの生成を継続できる。
【００７９】
（変形例２）
上述した第１の実施の形態では、近傍の路肩への退避を縮退走行の例として説明した。しかし縮退走行において近傍の路肩以外へ対比してもよい。この場合は、地図管理装置３が有する道路地図データ群３１が利用できる。このように、走行制御装置４の故障時に縮退走行に必要な機能の再構成先の候補として、地図関連を扱う装置は好適である。ナビゲーション装置も同様な理由で、再構成先の候補に適している。
【００８０】
―第２の実施の形態―
図８〜図１１を参照して、電子制御装置である画像認識装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、故障時に再構成を行う装置が第１の実施の形態と異なる。
【００８１】
（通常時の構成）
図８は、第２の実施の形態に係る車両システム１の構成を示す機能ブロック図である。第１の実施の形態では、走行制御装置４の故障時に地図管理装置３が縮退走行を実現する機能を有するように再構成したが、第２の実施の形態では外界センサ群５の一つである画像認識装置９がその機能を担う。
【００８２】
本実施形態に係る車両システム１は、地図管理装置３、走行制御装置４、外界センサ群５、車両センサ群６、運動制御部７、アクチュエータ群８、および画像認識装置９を含んで構成される。画像認識装置９以外は、以下の点を除き第１の実施の形態の各装置と同様の構成である。すなわち第２の実施の形態では地図管理装置３は、故障検出部１６および機能再構成部１７を備えない。
【００８３】
画像認識装置９は、たとえば、車両２に設置された１つ以上のカメラから取得された撮像データから、車両２の周辺に存在する環境要素、たとえば他車両、白線、および路端を認識する装置である。画像認識装置９は、処理部２１０と、記憶部２３０と、通信部２４０と、を備える。処理部２１０は、画像認識装置９の機能を実現するための機能として、前方認識部２１１、左側方認識部２１２、右側方認識部２１３、左後方認識部２１４、右後方認識部２１５、認識情報出力部２１６、故障検出部２１７、および機能再構成部２１８を有する。
【００８４】
各認識部２１１〜２１５は、前述のカメラから取得された撮像データに基づいて、該当する方向の環境要素を認識する機能である。なお、各方向と撮像データが１対１で対応している必要はなく、たとえば、左後方認識部２１４と右後方認識部２１５は、車両２の後方を撮影する同一のカメラの撮像データを用いて処理してもよい。また前方認識部２１１は、前方を撮影する複数のカメラから撮像データを取得し、それらを組み合わせて処理してもよい。
【００８５】
認識情報出力部２１６は、各認識部２１１〜２１５が認識した情報を統合して認識情報データ群２３１として記憶部２３０に格納するとともに、車載ネットワーク上に出力する。走行制御装置４は、認識情報データ群２３１を外界センサ情報データの一部として取得し、外界センサ情報データ群１３２に格納する。故障検出部２１７および機能再構成部２１８の機能は、第１の実施の形態における地図管理装置３の故障検出部１６および機能再構成部１７の機能とそれぞれ同等である。
【００８６】
記憶部２３０は、処理部２１０が処理するプログラムや、その処理に必要なデータ群等が格納される。また、処理部２１０がプログラムを実行する際の主記憶として、一時的にプログラムの演算に必要なデータを格納する用途にも利用される。本実施形態では、特に、画像認識装置９の機能を実現するための情報として、認識情報データ群２３１等が記憶部２３０に格納される。認識情報データ群２３１は、各認識部２１１〜２１５が認識した車両２周辺の環境要素に関するデータの集合である。
【００８７】
（故障時の構成）
図９は、第２の実施の形態における走行制御装置４の故障発生による機能再構成後の車両システム１の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態では、画像認識装置９の故障検出部２１７が走行制御装置４が故障したことを検出する。そして機能再構成部２１８が地図管理装置３の処理部や記憶部の一部を動的に再構成して、故障した走行制御装置４の代替機能である縮退走行機能を起動、すなわち有効化する。ここでの縮退走行機能とは、第１の実施の形態と同様に、専用道において近傍の路肩に退避するための自動走行機能である。
【００８８】
近傍の路肩に退避するためには、図４に示したように、路肩方向への車線変更、車線追従、および路肩への幅寄せ停止の制御が必要となる。そのためには、前方、左側方、左後方の他車両の動きや路端等の走行環境を認識する必要がある。その一方で、図示右側のセンターライン側の車線には移動しないので、右側方、右後方の走行環境を認識する必要はない。
【００８９】
そのため画像認識装置９は、走行制御装置４の故障前に動作していた右側方認識部２１３と右後方認識部２１５を不要な機能として終了し、代わりに縮退走行に必要な周辺経路地図取得部２１９、自車情報取得部２２０、外界センサ情報取得部２２１、走行軌道計画部２２２、および走行軌道出力部２２３を起動する。周辺経路地図取得部２１９は、図８の走行制御装置の周辺経路地図取得部１１３と同等である。また、自車情報取得部２２０、外界センサ情報取得部２２１、走行軌道計画部２２２、および走行軌道出力部２２３は、第１の実施の形態における図２の地図管理装置３の自車情報取得部１１、外界センサ情報取得部１８、走行軌道計画部２０、および走行軌道出力部２１と同等である。
【００９０】
（フローチャート）
図１０、図１１を参照して、本実施形態において走行制御装置４が故障する前後の地図管理装置３、画像認識装置９、走行制御装置４、および運動制御部７の処理を説明する。
【００９１】
図１０は、本実施形態における走行制御装置４の故障前の車両システム１の通常走行の処理フローを示す図である。本実施の形態では、図１０に示す処理フローを便宜的に通常走行処理フロー１０００と呼ぶ。地図管理装置３、走行制御装置４、および運動制御部７の動作は第１の実施の形態における図５と同一なので説明を省略し、ここでは画像認識装置９の処理フローのみを説明する。
【００９２】
画像認識装置９は、Ｓ１００１とＳ１００２の処理を定期的に実行している。Ｓ１００１では、各認識部２１１〜２１５が車両２に搭載されたカメラから取得した撮像データに基づいて、各方向の環境要素を認識する。そしてＳ１００２で、認識情報出力部２１６が、Ｓ１００１で認識した環境要素の情報を所定の形式に従い構造化し、車載ネットワーク上に出力する。同情報は、走行制御装置４の外界センサ情報取得部１１２により取得され、外界センサ情報データ群１３２の一部として格納される（Ｓ５１２）。
【００９３】
図１１は、走行制御装置４が故障した後の車両システム１の処理フローを示す図である。本実施の形態では、図１０に示す処理フローを便宜的に縮退走行処理フロー１１００と呼ぶ。地図管理装置３および運動制御部７の動作は、走行制御装置４の故障前の通常走行処理フロー１０００と同様なので説明を省略する。
【００９４】
画像認識装置９では、故障前に実行していたＳ１００１、Ｓ１００２の代わりに、Ｓ１１０１〜Ｓ１１０６を周期的に実行する。Ｓ１１０１，Ｓ１１０２，Ｓ１１０５、およびＳ１１０６のそれぞれは、第１の実施の形態の縮退走行処理フロー７００の、Ｓ５０１，Ｓ７０２、Ｓ７０４、Ｓ７０５のそれぞれと同等である。また、Ｓ１１０４は、第２の実施の形態の通常走行処理フロー１０００のＳ５１３と同等である。
【００９５】
Ｓ１１０３では、故障前は各認識部２１１〜２１５を全て動かして車両２の全方位の環境要素を認識していたが、故障後の縮退走行モードでは、前方、左側方、左後方の認識部（２１１、２１２、２１４）のみを動作させる。以上の処理フローにより、画像認識装置９が、走行制御装置４の代わりに縮退走行の走行軌道を運動制御部７に出力するようになり、自動走行を継続することができる。なお、画像認識装置９が機能を再構成する処理フローは、図６と同等である。
【００９６】
上述した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の作用効果に加えて次の作用効果が得られる。
（７）異常が検出された場合に停止する情報生成部の機能は、縮退動作における車両２の移動方向に基づき決定される。画像認識装置９の故障後の縮退走行に不要な機能として、車両２の右側方と右後方の領域に関する環境要素の認識処理を対象としている。これは、近傍の路肩に退避するための縮退走行では、右側の車線に移動することはないため、右側方と右後方の領域の認識情報は不要であるという特徴によるものである。
【００９７】
（第２の実施の形態の変形例１）
縮退動作を行う場合に画像認識装置９が認識処理を行わない領域は、縮退動作における車両２の速度に基づいて決定してもよい。たとえば車両２の速度が遅いほど、画像認識装置９から近い領域のみの認識処理を行えばよい。
【００９８】
（第２の実施の形態の変形例２）
センサにレーダやレーザレーダ、ソナー等を用いてもよい。
【００９９】
（第２の実施の形態の変形例３）
縮退動作を行う場合に画像認識装置９は、縮退動作における車両２の速度に基づき認識精度を低下させてもよい。一般的に、外界センサによる環境要素の認識処理は、大量のメモリ消費と演算を伴うため、一部の演算を限定することにより、縮退機能を入れ込むのに十分なハードウェアリソースを確保できる可能性が高い。このため、走行制御装置４の故障時に、縮退走行に必要な機能の再構成先の候補として、外界センサ関連装置は好適である。
【０１００】
―第３の実施の形態―
図１２〜図１３を参照して、電子制御装置である地図管理装置の第３の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。
【０１０１】
（第３の実施の形態の概要）
第１の実施の形態では、走行制御装置４の故障時に縮退走行機能が構成される地図管理装置３の記憶部３０に、最後に生成された周辺経路地図データを保持した。これにより地図管理装置３は、走行制御装置４の故障時に、外界センサ群５から新たに出力される外界センサ情報データと周辺経路地図データとを組み合わせて、再構成後すぐに縮退走行に移行することができた。これは、外界センサ群５から出力される外界センサ情報データをそのまま利用可能か、または短時間で利用可能な場合には有効である。
【０１０２】
しかしセンサが取得するデータには、一般的に誤検知や不検知などのノイズが含まれるため、複数の外界センサ情報データや時系列データを組み合わせて真の値を推定し、精度を上げてから利用可能な状態になることが多い。特に時系列データを組み合わせて推定する場合は、再構成後に利用可能な状態になるまで時間を要するため、縮退走行機能を再構成してもすぐには有効に機能しない可能性がある。
【０１０３】
第３の実施の形態では、このような場合に対処するため、静的な情報である周辺経路地図データだけでなく、動的周辺地図データも縮退走行機能の再構成先に保持する。動的周辺地図データとは、外界センサ群５から出力された複数の外界センサ情報データやその時系列データを組み合わせたものである。そして縮退走行機能の再構成後は、動的周辺地図データを参照することで、速やかに縮退走行に移行する。
【０１０４】
（通常時の構成）
図１２は、第３実施形態に係る車両システム１の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態に係る車両システム１における装置構成は、次の点を除いて第１の実施の形態と同様である。すなわち第３の実施の形態では、地図管理装置３は、処理部１０に動的周辺地図取得部２２がさらに含まれ、記憶部３０に動的周辺地図データ群３６がさらに含まれる。また走行制御装置４は、処理部１１０に動的周辺地図構築部１１７と動的周辺地図出力部１１８がさらに含まれ、記憶部１３０に動的周辺地図データ群１３４がさらに含まれる。
【０１０５】
地図管理装置３の動的周辺地図取得部２２は、走行制御装置４が生成した動的周辺地図
データを取得し、記憶部３０の動的周辺地図データ群３６に格納する。
【０１０６】
走行制御装置４の動的周辺地図構築部１１７は、自車情報データ群１３１、外界センサ情報データ群１３２、および周辺経路地図データ群１３３を用いて、動的周辺地図データを構築し、動的周辺地図データ群１３４に格納する。動的周辺地図データとは、たとえば、複数の外界センサ情報データやその時系列データを組み合わせて動的に構築された、車両２周辺の走行環境を表現した特別な地図である。  
【０１０７】
動的周辺地図データとはたとえば、車両２周辺の空間を格子状に区切ってその場の状態を表現したグリッドマップが該当する。各格子において表現される状態とは、たとえば障害物の有無やセンシング状態である。動的周辺地図データにより、どの領域を車両２が走行可能かを把握することが可能である。走行制御装置４の動的周辺地図出力部１１８は、動的周辺地図構築部１１７が構築した動的周辺地図データを車載ネットワーク上に出力する。
【０１０８】
（故障時の構成）
図１３は、第３実施形態における走行制御装置４の故障発生による機能再構成後の車両システム１の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態では、地図管理装置３の故障検出部１６が走行制御装置４の故障を検出する。そして、機能再構成部１７により、地図管理装置３の処理部や記憶部の一部を動的に再構成して、故障した走行制御装置４の代替機能である縮退走行機能を起動する。ここでの縮退走行機能とは、第１の実施の形態と同様に、専用道において近傍の路肩に退避するための自動走行機能である。
【０１０９】
走行制御装置４の故障前に動作していた道路地図管理部１２、地図位置推定部１３、周辺経路地図構築部１４、および周辺経路地図提供部１５の４つの機能は、周辺経路地図データを生成し、走行制御装置４に提供するための機能である。しかし、専用道において近傍の路肩に退避する目的においては、最後に生成した周辺経路地図データの範囲で対応可能であるため、上述した４つの機能は走行制御装置４の故障発生後の車両システム１には必ずしも必要ではない。
【０１１０】
そこで地図管理装置３の機能再構成部１７は、それらの必須ではない４つの機能を終了させる。そして機能再構成部１７は、前述の４つの機能の代わりに、縮退走行機能を実現するための機能として、外界センサ情報取得部１８、動的周辺地図位置推定部２３、走行軌道計画部２０、および走行軌道出力部２１を起動する。その際に、道路地図管理部１２が利用していた記憶部３０の道路地図データ群３１を格納するためのメモリを解放し、代わりに、外界センサ情報データ群３４を格納する。
【０１１１】
外界センサ情報取得部１８、走行軌道計画部２０、および走行軌道出力部２１の機能は、第１の実施の形態の図２に示した外界センサ情報取得部１８、走行軌道計画部２０、および走行軌道出力部２１と同等である。動的周辺地図位置推定部２３は、走行制御装置４から最後に取得した動的周辺地図データに基づいて、車両２の位置および姿勢の情報を更新する。動的周辺地図データには、路端のような静止障害物の位置が表現されているため、外界センサ群５から新しく取得した外界センサ情報データの中に含まれる静止障害物の位置を照合することにより、動的周辺地図位置推定部２３が動的周辺地図データ内の車両２の位置および姿勢の情報を更新する。
【０１１２】
動的周辺地図構築部２４は、動的周辺地図位置推定部２３により特定された車両２の位置および姿勢に基づいて、新しく取得した外界センサ情報データを動的周辺地図データに反映する。動的周辺地図位置推定部２３と動的周辺地図構築部２４の処理は、一般的にＳＬＡＭ（Simultaneous  Localization  and  Mapping）と呼ばれる技術を適用することにより実現可能である。
【０１１３】
上述した第３の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（８）地図管理装置３は、走行制御装置４が周辺経路地図データ群３３とセンサから取得した認識情報とを統合することで生成される動的周辺地図データ群３６を格納する記憶部３０を備える。走行軌道計画部２０および走行軌道出力部２１は、動的周辺地図データ群３３に基づき自動走行を制御する。地図管理装置３は、走行制御装置４が生成した動的周辺地図データを常時取得して保持しておくことにより、走行制御装置４が故障して縮退走行機能を再構成した場合でも、走行制御装置４で認知していた車両２周辺の走行環境情報を速やかに復元することができる。
【０１１４】
（９）走行軌道計画部２０および走行軌道出力部２１は、センサの一部から認識情報を取得する外界センサ情報取得部１８を備える。走行軌道計画部２０および走行軌道出力部２１は、動的周辺地図データ群３３と認識情報に基づき車両２の自動走行を制御する。そのため、複数の外界センサ情報データや時系列データを組み合わせて高精度に車両２周辺の走行環境を認知した上で走行軌道を計画する必要がある場合でも、機能を再構成後に速やかに縮退走行に移行することができ、車両システム１の安全性を高めることが可能となる。
【０１１５】
なお、以上で説明した実施形態は一例であり、本発明はこれに限られない。すなわち、様々な応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。たとえば、上記実施形態では、地図管理装置３において、各処理は、同一の処理部および記憶部で実行される想定で記載しているが、複数の異なる処理部および記憶部で実行されてもよい。その場合は、たとえば、同様の構成を持つ処理ソフトウェアがそれぞれの記憶部に搭載され、それぞれの処理部で分担して当該処理を実行することになる。
【０１１６】
また、地図管理装置３の各処理を、プロセッサとＲＡＭを用いて、所定の動作プログラムを実行することで実現しているが、必要に応じて独自のハードウェアで実現することも可能である。また、上記の実施形態では、地図管理装置、走行制御装置、外界センサ群、車両センサ群、運動制御部、アクチュエータ群を個別の装置として記載しているが、必要に応じて任意のいずれか２つ以上を組み合わせて実現することも可能である。
【０１１７】
また、図面には、実施形態を説明するために必要と考えられる制御線および情報線を示しており、必ずしも、本発明が適用された実際の製品に含まれる全ての制御線および情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【０１１８】
上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【０１１９】
１…車両システム
２…車両
３…地図管理装置
４…走行制御装置
５…外界センサ群
６…車両センサ群
７…運動制御部
８…アクチュエータ群
９…画像認識装置
１０…処理部
１１…自車情報取得部
１２…道路地図管理部
１３…地図位置推定部
１４…周辺経路地図構築部
１５…周辺経路地図提供部
１６…故障検出部
１７…機能再構成部
１８…外界センサ情報取得部
１９…周辺経路地図位置推定部
２０…走行軌道計画部
２１…走行軌道出力部
２２…動的周辺地図取得部
２３…動的周辺地図位置推定部
２４…動的周辺地図構築部
３０…記憶部
３１…道路地図データ群
３２…自車情報データ群
３３…周辺経路地図データ群
３３…動的周辺地図データ群
３４…外界センサ情報データ群
３６…動的周辺地図データ群
４０…通信制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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