(57)【要約】  車両の知覚システムによる物体の早期検出、およびそれに応じてより正確な検出を待たずに車両による予防行動をトリガするためのシステムおよび方法が提供される。車両はマルチレベルのセンサ範囲を有し、センサ範囲の第１のレベルは、センサ範囲の外側境界に隣接し、第１の信頼値を有し、センサ範囲の第２のレベルは、第１の範囲内にあり、より高い第２の信頼値を有する。到来する車が高速で走行している状況において、車両は、遅すぎてしまうことがある検証を待たずに、雑音の多い検出、または低い信頼度で感知された物体に反応する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を操縦するための方法であって、
１つ以上のセンサを有する自律型車両に対して、第１の関連する信頼値を有する第１のセンサ範囲を定義することであって、前記第１のセンサ範囲が、前記１つ以上のセンサの到達範囲の外側境界に隣接する、定義することと、
第２のセンサ範囲を定義することであって、前記第２のセンサ範囲が、前記第１の信頼値よりも高い第２の関連する信頼値を有し、前記第２のセンサ範囲が、第１のセンサ範囲内であり、かつ前記第１のセンサ範囲よりも前記１つ以上のセンサに近い、定義することと、
１つ以上のプロセッサで、前記１つ以上のセンサからの入力を受信することと、
前記１つ以上のプロセッサによって、前記１つ以上のセンサから受信した前記入力に基づいて、前記車両の前記第１のセンサ範囲内の物体を検出することと、
前記第２のセンサ範囲内で前記物体が検出される前に、前記第１のセンサ範囲内で前記物体を検出したことに応答して、前記車両に第１の行動を行わせることであって、前記第１の行動は、譲ること、加速の停止、減速または車線の切り替えのうちの少なくとも１つを含む、第１の行動を行わせることと、を含む、方法。
【請求項２】
前記１つ以上のプロセッサによって、前記１つ以上のセンサから受信したさらなる入力に基づいて、前記物体が前記車両の前記第２のセンサ範囲内に移動したことを検出することと、
前記第２のセンサ範囲内の前記物体の前記検出に基づいて、前記第１のセンサ範囲内の前記物体の前記検出を検証することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のセンサ範囲内で前記物体を検出したことに応答して、前記車両に第２の行動を行わせることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の行動が、前記第１の行動とは異なる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記１つ以上のプロセッサで、前記１つ以上のセンサから受信した前記入力に関連する信号対雑音比を判定することと、
前記１つ以上のセンサから受信した前記入力をフィルタリングして、信号対雑音比が閾値未満の信号を無視することと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上のセンサから前記入力を受信することが、第１のタイプの入力を受信することと、第２のタイプの入力を受信することとを含み、
前記第１のタイプの入力と前記第２のタイプの入力を交差検証することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第１のタイプの入力は第１のセンサからのものであり、前記第２のタイプの入力は前記第１のセンサとは異なるセンサタイプの第２のセンサからのものである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記車両が、前記１つ以上のセンサからの前記入力を受信するときに、時速４５マイル以上の速度制限を有する道路に合流するのを待機しており、
前記第１のセンサ範囲内で検出された前記物体が、前記道路を走行する第２の車両であり、
前記第１の行動が、前記道路に合流するのを待機し続けることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記車両が、前記１つ以上のセンサからの前記入力を受信するときに、時速４５マイル以上の速度制限を有する道路の第１の車線を走行しており、
前記第１のセンサ範囲内で検出された前記物体が、前記道路の前記第１の車線または第２の車線を走行しており、かつ前記車両の後方から接近している第２の車両であり、
前記第１の行動が、前記第２の車両が走行している車線を回避することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記車両が、前記１つ以上のセンサからの前記入力を受信するときに、道路で保護されていないターンをしており、
前記第１のセンサ範囲内で検出された前記物体が、前記道路に沿って前記車両に向かって走行している第２の車両であり、
前記第１の行動が、前記第１のセンサ範囲と前記第２のセンサ範囲がクリアになるまで、前記保護されていないターンをするのを待機することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
システムであって、
１つ以上のセンサであって、
前記１つ以上のセンサの到達範囲の外側境界に隣接する第１の定義された範囲であって、第１の関連する信頼値を有する第１の定義された範囲と、
前記第１のセンサ範囲内で、前記第１のセンサ範囲よりも前記１つ以上のセンサに近い第２の定義された範囲であって、前記第１の信頼値よりも高い第２の関連する信頼値を有する第２の定義された範囲と、を有する１つ以上のセンサと、
前記１つ以上のセンサと通信する１つ以上のプロセッサであって、
前記１つ以上のセンサから入力を受信することと、
前記１つ以上のセンサから受信した前記入力に基づいて、前記車両の前記第１のセンサ範囲内の物体を検出することと、
前記第２のセンサ範囲内で前記物体が検出される前に、前記第１のセンサ範囲内で前記物体を検出したことに応答して、前記車両に第１の行動を行わせることであって、前記第１の行動は、譲ること、加速の停止、減速または車線の切り替えのうちの少なくとも１つを含む、行わせることと、をするように構成されている１つ以上のプロセッサと、を含む、システム。
【請求項１２】
前記１つ以上のプロセッサは、前記第２のセンサ範囲内で前記物体を検出したことに応答して、前記車両に第２の動作を行わせるようにさらに構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記１つ以上のプロセッサが、
前記１つ以上のセンサから受信したさらなる入力に基づいて、前記物体が前記車両の前記第２のセンサ範囲内に移動したことを検出することと、
前記第２のセンサ範囲内の前記物体の前記検出に基づいて、前記第１のセンサ範囲内の前記物体の前記検出を検証することと、をするようにさらに構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記１つ以上のプロセッサが、
前記１つ以上のセンサから受信した前記入力に関連する信号対雑音比を判定することと、
前記１つ以上のセンサから受信した前記入力をフィルタリングして、信号対雑音比が閾値未満の信号を無視することと、をするようにさらに構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記１つ以上のセンサが、少なくとも第１のタイプの第１のセンサおよび前記第１のタイプとは異なる第２のタイプの第２のセンサを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記１つ以上のセンサから前記入力を受信することが、前記第１のセンサから第１のタイプの入力を受信することと、前記第２のセンサから第２のタイプの入力を受信することとを含み、前記１つ以上のプロセッサが、前記第１のタイプの入力と前記第２のタイプの入力を交差検証するようにさらに構成されている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
車両であって、
少なくとも加速システム、ブレーキシステム、およびステアリングシステムを含む駆動システムと、
少なくとも１つ以上のセンサを含む知覚システムであって、前記１つ以上のセンサが、
前記１つ以上のセンサの到達範囲の外側境界に隣接する第１の定義された範囲であって、第１の関連する信頼値を有する第１の定義された範囲と、
前記第１のセンサ範囲内で、前記第１のセンサ範囲よりも前記１つ以上のセンサに近い第２の定義された範囲であって、前記第１の信頼値よりも高い第２の関連する信頼値を有する第２の定義された範囲と、を有する知覚システムと、
前記１つ以上のセンサと通信する少なくとも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１つ以上のプロセッサが、
前記１つ以上のセンサから入力を受信することと、
前記１つ以上のセンサから受信した前記入力に基づいて、前記車両の前記第１のセンサ範囲内の物体を検出することと、
前記第２のセンサ範囲内で前記物体が検出される前に、前記第１のセンサ範囲内で前記物体を検出したことに応答して、前記車両に第１の行動を行わせることであって、前記第１の行動は、譲ること、加速の停止、減速または車線の切り替えのうちの少なくとも１つを含む、行わせることと、をするように構成されている、制御システムと、を含む、車両。
【請求項１８】
前記車両は自律型である、請求項１７に記載の車両。
【請求項１９】
前記車両が、前記１つ以上のセンサからの前記入力を受信するときに、時速４５マイル以上の速度制限を有する道路に合流するのを待機しており、
前記第１のセンサ範囲内で検出された前記物体が、前記道路を走行する第２の車両であり、
記第１の行動が、前記道路に合流するのを待機し続けることを含む、請求項１７に記載の車両。
【請求項２０】
前記車両が、前記１つ以上のセンサからの前記入力を受信するときに、時速４５マイル以上の速度制限を有する道路の第１の車線を走行しており、
前記第１のセンサ範囲内で検出された前記物体が、前記道路の前記第１の車線または第２の車線を走行しており、かつ前記車両の後方から接近している第２の車両であり、
前記第１の行動が、前記第２の車両が走行している車線を回避することを含む、請求項１７に記載の車両。
【請求項２１】
前記車両が、前記１つ以上のセンサからの前記入力を受信するときに、道路で保護されていないターンをしており、
前記第１のセンサ範囲内で検出された前記物体が、前記道路に沿って前記車両に向かって走行している第２の車両であり、
前記第１の行動が、前記第１のセンサ範囲と前記第２のセンサ範囲がクリアになるまで、前記保護されていないターンをするのを待機することを含む、請求項１７に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１２月７日に出願された米国特許出願第１５／８３４，５３５号の継続出願であり、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
人間の運転手を必要としない車両などの自律型車両が、ある場所から別の場所への乗員乗客または物品の輸送を支援するために使用され得る。かかる車両は、乗員乗客が集荷または目的地などのいくつかの初期入力を提供することができ、かつ車両がその場所に車両自体を操縦する、完全な自律モードで動作することができる。
【０００３】
一部の自律型車両は、人間の運転手が一部の状況で車両の制御を引き継ぐ場合など、半自律モードで動作可能であるが、それでも、自律型車両が可能な限り安全な方法で動作することが重要である。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の一態様は、車両を操縦するための方法を提供する。本方法は、１つ以上のセンサを有する自律型車両に対して、第１の関連する信頼値を有する第１のセンサ範囲を定義することであって、第１のセンサ範囲が、１つ以上のセンサの到達範囲の外側境界に隣接する、定義することと、第２のセンサ範囲を定義することであって、第２のセンサ範囲が、第１の信頼値よりも高い第２の関連する信頼値を有し、第２のセンサ範囲が、第１のセンサ範囲内であり、かつ第１のセンサ範囲よりも１つ以上のセンサに近い、定義することと、を含む。本方法は、１つ以上のプロセッサで、１つ以上のセンサからの入力を受信することと、１つ以上のプロセッサによって、１つ以上のセンサから受信した入力に基づいて、車両の第１のセンサ範囲内の物体を検出することと、第２のセンサ範囲内で物体が検出される前に、第１のセンサ範囲内で物体を検出したことに応答して、車両に第１の行動を行わせることであって、第１の行動は、譲ること、加速の停止、減速または車線の切り替えのうちの少なくとも１つを含む、行わせることと、をさらに含む。いくつかの例では、本方法は、１つ以上のプロセッサによって、１つ以上のセンサから受信したさらなる入力に基づいて、物体が車両の第２のセンサ範囲内に移動したことを検出することと、第２のセンサ範囲内の物体の検出に基づいて、第１のセンサ範囲内の物体の検出を検証することと、をさらに含み得る。
【０００５】
車両が、１つ以上のセンサからの入力を受信するときに、時速４５マイル以上の速度制限を有する道路に合流するのを待機していてもよい。この例では、第１のセンサ範囲内で検出された物体が、道路を走行する第２の車両であり、第１の行動が、道路に合流するのを待機し続けることを含み得る。別の例では、車両が、１つ以上のセンサからの入力を受信するときに、時速４５マイル以上の速度制限を有する道路の第１の車線を走行しており、第１のセンサ範囲内で検出された物体が、道路の第１の車線または第２の車線を走行しており、かつ車両の後方から接近している第２の車両であり、第１の行動が、第２の車両が走行している車線を回避することを含む。さらに別の例では、車両が、１つ以上のセンサからの入力を受信するときに、道路で保護されていないターンをしており、第１のセンサ範囲内で検出された物体が、道路に沿って車両に向かって走行している第２の車両であり、第１の行動が、第１のセンサ範囲と第２のセンサ範囲がクリアになるまで、保護されていないターンをするのを待機することを含み得る。
【０００６】
本開示の別の態様は、１つ以上のセンサを含むシステムを提供し、１つ以上のセンサが、１つ以上のセンサの到達範囲の外側境界に隣接する第１の定義された範囲であって、第１の関連する信頼値を有する第１の定義された範囲と、第１のセンサ範囲内で、第１のセンサ範囲よりも１つ以上のセンサに近い第２の定義された範囲であって、第１の信頼値よりも高い第２の関連する信頼値を有する第２の定義された範囲と、を有する。システムは、１つ以上のセンサと通信する１つ以上のプロセッサをさらに含み、１つ以上のプロセッサが、１つ以上のセンサから入力を受信することと、１つ以上のセンサから受信した入力に基づいて、車両の第１のセンサ範囲内の物体を検出することと、第２のセンサ範囲内で物体が検出される前に、第１のセンサ範囲内で物体を検出したことに応答して、車両に第１の行動を行わせることであって、第１の行動は、譲ること、加速の停止、減速または車線の切り替えのうちの少なくとも１つを含む、行わせることと、をするように構成されている。
【０００７】
本開示のさらに別の態様は、少なくとも加速システム、ブレーキシステム、およびステアリングシステムを含む駆動システムと、少なくとも１つ以上のセンサを含む知覚システムと、を含む車両を提供する。１つ以上のセンサが、１つ以上のセンサの到達範囲の外側境界に隣接する第１の定義された範囲であって、第１の関連する信頼値を有する第１の定義された範囲と、第１のセンサ範囲内で、第１のセンサ範囲よりも１つ以上のセンサに近い第２の定義された範囲であって、第１の信頼値よりも高い第２の関連する信頼値を有する第２の定義された範囲と、を有する。車両は、１つ以上のセンサと通信する少なくとも１つ以上のプロセッサをさらに含む制御システムを含む。１つ以上のプロセッサが、１つ以上のセンサから入力を受信することと、１つ以上のセンサから受信した入力に基づいて、車両の第１のセンサ範囲内の物体を検出することと、第２のセンサ範囲内で物体が検出される前に、第１のセンサ範囲内で物体を検出したことに応答して、車両に第１の行動を行わせることであって、第１の行動は、譲ること、加速の停止、減速または車線の切り替えのうちの少なくとも１つを含む、第１の行動を行わせることと、をするように構成されている。いくつかの例における車両は自律型であり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示の実施形態による例示的な車両の機能図である。
【図２】本開示の態様による車両の例示的な外観図である。
【図３】例示の実施形態による車両の第１のセンサ範囲および第２のセンサ範囲の例示的な鳥瞰図である。
【図４】本開示の態様による例示的なフロー図である。
【図５】本開示の態様による第１のタイプの地理的区域内で反応する車両の例示的な鳥瞰図である。
【図６】本開示の態様による図５の地理的区域内で反応する車両の別の例示的な鳥瞰図である。
【図７】本開示の態様による図５の地理的区域内で反応する車両の別の例示的な鳥瞰図である。
【図８】本開示の態様による第２のタイプの地理的区域内で反応する車両の例示的な鳥瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
概要
この技術は、自律型車両による物体の検出に関する。特に、いくつかの運転状況では、自律型車両は、より正確な検出を待たずに、物体の早期検出に基づいて動作することがある。例えば、自律型車両は通常、比較的高い関連信頼値を有するセンサ範囲内で物体が検出されるまで待機することがあるが、本技術は、雑音の多いセンサ範囲内の検出に基づいてより早い検出を提供する。
【００１０】
本技術による自律型車両はマルチレベルのセンサ範囲を有し、より正確でないレベルの第１のセンサ範囲はセンサ範囲の外側境界に隣接し、より正確なレベルの第２のセンサ範囲は第１の範囲の内側にある。したがって、第１の範囲は、第２の範囲よりも低い関連信頼値を有することがある。例えば、第１の範囲内で検出された物体は実際には第１の確実性で存在しやすく、第２の範囲内で検出された物体は実際には第１の確実性よりも高い第２の確実性で存在しやすい。
【００１１】
場合によっては、物体（家、葉、駐車中の車など）がセンサの視野を遮っていることがある。そのような場合、「第１の範囲」は、動いている物体が最初に妨害から出てくるが、それでも信頼性の値が低い妨害領域のすぐ隣にある。「第２の範囲」は第１の範囲に隣接し得るが、信頼値が高い妨害領域からさらに下流にある。
【００１２】
早期検出が使用される可能性のある運転状況には、高速道路に合流するとき、または１つ以上の車線を横断して左折するときなど、自律型車両が他の交通に譲ることが予想される状況が含まれる。このような早期検出は、対向車が５０ｍｐｈ以上などの高速で走行している場合に特に有利である。そのような場合、合流またはターンなどの必要な運転行動を安全に行うには、自律型車両が高品質の検出を時間内に受信するには時間がかかりすぎることがある。雑音の多い検出、または低い信頼度で知覚された物体に応答することにより、適切な運転行動を安全に、すなわち検出された物体が近づきすぎる前の時間内に行うことができる。適切な運転行動は、例えば、センサの視野内で到来する物体が検出されなくなるまで、合流またはターンを待つことであり得る。
【００１３】
信頼値が低い第１のセンサ範囲内の物体の検出は、誤検知を生じる可能性がある。ただし、物体が実際に存在しない場合でも、物体が存在するかのように反応する方が、通常より安全な応答である。
【００１４】
物体を検出するために使用されるセンサは、自律型車両に通常含まれるものを含む、様々なセンサのいずれかを含み得る。例えば、センサはレーダー、ＬＩＤＡＲ、ソナー、カメラなどを含み得る。
【００１５】
いくつかの例では、第１のセンサ範囲内で検出された物体の信頼レベルは、様々な技術を使用して改善され得る。例えば、第１のセンサ範囲内のセンサから受信した入力は、閾値信号対雑音比（ＳＮＲ）以上の検出のみが反応をトリガするように、フィルタリングされ得る。この反応は、第２のセンサ範囲で確認された検出に対する反応とは異なることがある。例えば、第１のセンサ範囲内の検出によってトリガされる予備的な反応は、制限されたブレーキを含み得るが、第２のセンサ範囲において確認された検出は、完全なブレーキをトリガし得る。他の例では、異なるタイプのセンサを使用して、第１のセンサ範囲内の物体を検出してもよく、それらの異なるタイプのセンサからの入力を交差検証してもよい。例えば、レーダーセンサとＬＩＤＡＲセンサの両方が第１のセンサ範囲内で物体を検出した場合、その物体は存在すると判定され得る。対照的に、レーダーセンサだけが第１のセンサ範囲内で物体を検出し、ＬＩＤＡＲが検出しなかった場合、物体は実際には存在しないと判定され得る。
【００１６】
他の例では、第１のセンサ範囲と第２のセンサ範囲の両方のパイプラインにわたって検出された物体の信頼性レベルも改善され得る。例えば、ＳＮＲ、交差検証などの現在の知覚データのセットから特徴を抽出することに加えて、物体は、知覚データの複数の反復にわたって経時的に追跡されてもよい。例えば、速度、加速度などの時間的要素を有する物体プロパティが追跡され得る。
【００１７】
例示的なシステム
図１に示されるように、本開示の一態様による車両１００は、様々な構成要素を含む。本開示のある特定の態様は、特定のタイプの車両に関連して特に有用であるが、車両は、どのタイプの車両であってもよく、車、トラック、オートバイ、バス、レクリエーション用車両などを含むが、これらに限定されない。車両は、１つ以上のプロセッサ１２０、メモリ１３０、および汎用コンピューティングデバイスに通常存在する他の構成要素を含むコンピューティングデバイス１１０などの１つ以上の制御コンピューティングデバイスを有し得る。
【００１８】
メモリ１３０は、１つ以上のプロセッサ１２０によってアクセス可能である情報を記憶し、その情報には、プロセッサ１２０によって実行または別様に使用され得る命令１３２およびデータ１３４が含まれる。メモリ１３０は、プロセッサによってアクセス可能である情報を記憶することができる任意のタイプのメモリであってもよく、それらには、コンピューティングデバイス可読媒体、またはハードドライブ、メモリカード、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＶＤ、もしくは他の光ディスク、ならびに他の書き込み可能および読み取り専用メモリなどの電子デバイスを使って読み取ることができるデータを記憶する他の媒体が含まれる。システムおよび方法は、上記の異なる組み合わせを含んでもよく、それによって、命令およびデータの様々な部分が、様々なタイプの媒体に記憶される。
【００１９】
命令１３２は、プロセッサにより直接的に（マシンコードなど）または間接的に（スクリプトなど）実行される任意の命令のセットであってもよい。例えば、命令は、コンピューティングデバイス可読媒体上のコンピューティングデバイスコードとして記憶されてもよい。その点において、「命令」および「プログラム」という用語は、本明細書では、互換的に使用され得る。命令は、プロセッサによる直接処理のための物体コード形式で、または要求に応じて解釈されるか、もしくは予めコンパイルされる独立したソースコードモジュールのスクリプトもしくは集合体を含む、任意の他のコンピューティングデバイス言語で記憶されてもよい。命令の機能、方法、およびルーチンについては、以下でさらに詳細に説明される。
【００２０】
データ１３４は、命令１３２に従って、プロセッサ１２０によって検索、記憶、または修正されてもよい。例えば、特許請求の範囲の主題は、いかなる特定のデータ構造にも限定されないが、データは、コンピューティングデバイスレジスタ内に、すなわち、複数の異なるフィールドおよびレコードを有する表、ＸＭＬドキュメント、またはフラットファイルとしてリレーショナルデータベース内に記憶されてもよい。データはまた、任意のコンピューティングデバイス可読形式でフォーマットされてもよい。
【００２１】
１つ以上のプロセッサ１２０は、市販されているＣＰＵなどの任意の従来のプロセッサであってもよい。代替的に、１つ以上のプロセッサは、ＡＳＩＣまたは他のハードウェアベースプロセッサなどの専用デバイスであってもよい。図１は、プロセッサ、メモリ、およびコンピューティングデバイス１１０の他の要素を同じブロック内にあるものとして機能的に例示しているが、プロセッサ、コンピューティングデバイス、またはメモリは、実際には、同じ物理的な筐体内に格納されていてもいなくてもよい、複数のプロセッサ、コンピューティングデバイス、またはメモリを含むことができることは、当業者により、理解されるであろう。例えば、メモリは、ハードドライブ、またはコンピューティングデバイス１１０の筐体とは異なる筐体内に位置する他の記憶媒体であってもよい。したがって、プロセッサまたはコンピューティングデバイスへの言及は、並行に動作してもしなくてもよいプロセッサまたはコンピューティングデバイスまたはメモリの集合体への言及を含むことを理解されたい。
【００２２】
コンピューティングデバイス１１０が、上述したプロセッサおよびメモリ、ならびにユーザ入力１５０（例えば、マウス、キーボード、タッチスクリーンおよび／またはマイクロフォン）、様々な電子ディスプレイ（例えば、スクリーン、または情報を表示するように動作可能である任意の他の電気デバイスを有するモニタ）などのコンピューティングデバイスと接続して通常使用されるすべての構成要素を含んでもよい。この例では、車両は、内部の電子ディスプレイ１５２、ならびに１つ以上のスピーカー１５４を含み、情報または音響映像体験を提供する。この点について、内部の電子ディスプレイ１５２は、車両１００の車内に位置付けられてもよく、コンピューティングデバイス１１０によって使用されて、車両１００内の乗員乗客に情報を提供してもよい。
【００２３】
コンピューティングデバイス１１０はまた、１つ以上の無線ネットワーク接続１５６も含み、以下に詳細に説明するクライアントコンピューティングデバイスおよびサーバコンピューティングデバイスなどの他のコンピューティングデバイスとの通信を容易にしてもよい。無線ネットワーク接続には、ブルートゥース、ブルートゥースローエネルギー（ＬＥ）、携帯電話接続などの短距離通信プロトコル、ならびにインターネット、Ｗｏｒｌｄ  Ｗｉｄｅ  Ｗｅｂ、イントラネット、仮想プライベートネットワーク、ワイドエリアネットワーク、ローカルネットワーク、１つ以上の企業に専用の通信プロトコルを使用するプライベートネットワーク、イーサネット、ＷｉＦｉ、およびＨＴＴＰを含む様々な構成およびプロトコル、ならびに上記の様々な組み合わせが含まれてもよい。
【００２４】
一例では、コンピューティングデバイス１１０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の制御コンピューティングデバイスであってもよい。この自律運転コンピューティングシステムは、メモリ１３０のプライマリ車両制御コードに従って車両１００の動きを制御するために、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、図１を参照すると、コンピューティングデバイス１１０は、メモリ１３０の命令１３４に従って車両１００の移動、速度などを制御するために、減速システム１６０、加速システム１６２、ステアリングシステム１６４、信号システム１６６、ナビゲーションシステム１６８、測位システム１７０、知覚システム１７２、および動力システム１７４（すなわち、車両のエンジンまたはモーター）などの、車両１００の様々なシステムと通信してもよい。また、これらのシステムは、コンピューティングデバイス１１０の外部にあるものとして示されているが、実際には、これらのシステムもまた、車両１００を制御するための自律運転コンピューティングシステムとして再度、コンピューティングデバイス１１０の中に組み込まれてもよい。
【００２５】
一例として、コンピューティングシステム１１０が、車両の速度を制御するために、車両のブレーキ、アクセルペダル、および／またはエンジン、もしくはモーターなどの減速システム１６０および／または加速システム１６２の１つ以上のアクチュエータと相互作用してもよい。同様に、ハンドル、ステアリングシャフト、ならびに／またはラックアンドピニオン式システム内のピニオンおよびラックなどのステアリングシステム１６４の１つ以上のアクチュエータが、車両１００の方向を制御するために、コンピューティングデバイス１１０によって使用されてもよい。例えば、車またはトラックなどの車両１００が道路上で使用するために構成されている場合、ステアリングシステムは、車両の向きを変えるために車輪の角度を制御するための１つ以上のアクチュエータを含んでもよい。信号システム１６６は、例えば、必要に応じて方向指示器またはブレーキライトを点灯させることによって、車両の意図を他の運転手または車両に知らせるために、コンピューティングデバイス１１０によって使用され得る。
【００２６】
ナビゲーションシステム１６８は、ある場所までのルートを判定および追従するために、コンピューティングデバイス１１０によって使用され得る。この点について、ナビゲーションシステム１６８および／またはデータ１３４は、詳細な地図情報、例えば、車道の形状および標高、車線境界線、交差点、横断歩道、速度制限、交通信号、建物、標識、リアルタイム交通情報、植生、または他のかかる物体および情報を識別する高精密地図、を記憶し得る。
【００２７】
測位システム１７０は、地図上または地球上の車両の相対的または絶対的位置を判定するために、コンピューティングデバイス１１０によって使用され得る。例えば、測位システム１７０は、デバイスの緯度、経度、および／または標高の位置を判定するためのＧＰＳ受信機を含むことができる。レーザベースの位置決めシステム、慣性支援ＧＰＳ、またはカメラベースの位置決めなどの他の位置特定システムもまた、車両の位置を特定するために使用することができる。車両の位置は、緯度、経度、および標高などの絶対的な地理的位置だけでなく、多くの場合、絶対的な地理的位置よりも少ない雑音で判定することができる、その車両のすぐ周りにある他の車に対する位置などの相対的な位置情報を含むことができる。
【００２８】
測位システム１７０はまた、車両の方向および速度、またはそれらの変化を判定するための加速度計、ジャイロスコープ、または別の方向／速度検出デバイスなどの、コンピューティングデバイス１１０と通信する他のデバイスも含むことができる。単なる例として、加速デバイスは、重力の方向、または重力に対して垂直な平面に対する車両の縦揺れ、偏揺れ、または横揺れ（またはそれらの変化）を判定することができる。このデバイスはまた、速度の増減、およびそのような変化の方向を追跡することもできる。本明細書で説明したように、デバイスの位置および配向データの提供が、コンピューティングデバイス１１０、他のコンピューティングデバイス、および上記の組み合わせに自動的に提供されてもよい。
【００２９】
知覚システム１７２はまた、他の車両、道路内の障害物、交通信号、標識、樹木などの車両の外部にある対象物を検出するために１つ以上の構成要素を含む。例えば、知覚システム１７２は、レーザ、ソナー、レーダー、カメラ、および／またはコンピューティングデバイス１１０が処理することができるデータを記録する任意の他の検出デバイスを含んでもよい。車両がミニバンなどの乗用車両である場合には、ミニバンは、屋根または他の都合のよい位置に搭載されるレーザまたは他のセンサを含んでもよい。例えば、図２は、車両１００の例示的な外観図である。この例では、屋上にある筐体２１０およびドーム状筐体２１２は、ライダーセンサ、ならびに各種のカメラおよびレーダーユニットを含んでもよい。さらに、車両１００の前端部に設置された筐体２２０、ならびに車両の運転手側および助手席側の筐体２３０、２３２は、各々、ライダーセンサを格納することができる。例えば、筐体２３０は、運転手ドア２６０の前部に位置づけられている。車両１００はまた、車両１００の屋根の上にさらに位置づけられたレーダーユニットおよび／またはカメラのための筐体２４０、２４２も含む。追加のレーダーユニットおよびカメラ（図示せず）は、車両１００の前端および後端に、および／または屋根または屋上にある筐体２１０に沿った他の位置に位置付けることができる。
【００３０】
コンピューティングデバイス１１０は、様々な構成要素を制御することによって車両の方向および速度を制御してもよい。例として、コンピューティングデバイス１１０は、詳細な地図情報およびナビゲーションシステム１６８からのデータを使用して、車両を目的地の位置に完全に自律的にナビゲートしてもよい。コンピューティングデバイス１１０は、車両の場所を判定するために測位システム１７０を使用し、その場所に安全に到着する必要があるとき、物体を検出かつ物体に対応するために知覚システム１７２を使用してもよい。そうするために、コンピューティングデバイス１１０は、車両を、（例えば、加速システム１６２により、エンジンに提供される燃料または他のエネルギーを増加させることによって）加速させ、（例えば、エンジンに供給される燃料を低減させ、ギヤを切り替え、および／または減速システム１６０によりブレーキをかけることによって）減速させ、（例えば、ステアリングシステム１６４により、車両１００の前輪または後輪の向きを変えることによって）方向を変更させ、（例えば、信号システム１６６の方向指示器を点灯することによって）かかる変更を伝えさせてもよい。このため、加速システム１６２および減速システム１６０は、車両のエンジンと車両の車輪との間に様々な構成要素を含む、動力伝達装置の一部であり得る。再び、これらのシステムを制御することによって、コンピューティングデバイス１１０はまた、車両を自律的に操縦するために、車両の動力伝達装置を制御してもよい。
【００３１】
図３は、定義されたセンサ範囲の例を示しており、異なる車両応答が、異なるセンサ範囲内の物体の検出によってトリガされ得る。上述のように、車両１００は、レーダー、ＬＩＤＡＲ、カメラなどの１つ以上のセンサを有する。１つ以上のセンサは、境界３１０によって示される到達範囲の外側境界を有する。例えば、境界３１０は、１つ以上のセンサの視野の範囲を表すことができ、センサが境界３１０の外側の物体を検出しないようにする。いくつかの例では、センサの視野は、樹木、建物などによって妨害されることがある。この場合、外側境界３１０は、少なくとも部分的に妨害物体によって規定され得る。他の例では、車両のセンサと外側境界３１０との間の距離は、例えば、使用されるセンサのタイプに依存し得る。例えば、レーダーセンサの到達距離が約１６０〜２００ｍであってもよく、ＬＩＤＡＲセンサの到達距離が約８５〜１６０ｍであってもよい。
【００３２】
外側境界３１０内には、第１のセンサ範囲３１５がある。第１のセンサ範囲は、それに関連する第１の信頼値を有する。第１の範囲に到達し、外側境界３１０の近くに到達するセンサ信号は、センサの到達範囲内を横切る長距離および／または短距離（例えば、センサ視野内のより短い時間）のため、雑音が多いことがある。したがって、第１の信頼値は比較的低い可能性がある。
【００３３】
第１の距離センサ範囲３１５内で、車両１００により近いのは、第２のセンサ範囲３２５である。境界３２０は、第２のセンサ範囲３２５から第１のセンサ範囲３１５を定義することができる。第２のセンサ範囲３２５が、例えば、第１のセンサ範囲３１５よりも範囲が約１０〜３０ｍ短く、またはそれ以上であってよい。第２のセンサ範囲３２５は、第２の信頼値に関連付けられている。第２のセンサ範囲３２５内の信号は、第１のセンサ範囲３１５内の信号ほど遠くないため、第１のセンサ範囲内のセンサ信号よりも雑音が少なく、より正確である。したがって、第２の信頼値は第１の信頼値よりも高い。
【００３４】
いくつかの例によれば、第１のセンサ範囲３１５と第２のセンサ範囲３２５との間の境界３２０は、信号品質、１つ以上のセンサからの距離またはそこへの方角、および／または他の要因に基づいて判定され得る。ほんの一例として、境界３２０は、閾値距離、閾値信号対雑音比、またはそれらのいくつかの組み合わせで設定され得る。この点に関して、境界３２０が、信号品質の変化と共に変動し得る。他の例では、境界３２０は、天候、可視性、センサの劣化などの他の要因に対応するように再定義され得る。
【００３５】
上記の例では２つのセンサ範囲のみが定義されているが、第３のセンサ範囲、第４のセンサ範囲など、追加のセンサ範囲も定義し得ることを理解されたい。
【００３６】
物体が検出されるセンサ範囲に基づいて、車両１００の様々な行動がトリガされ得る。例えば、物体が第１のセンサ範囲３１５で検出された場合、車両１００が、譲ること、減速、加速の停止、車線変更、待機などの予備行動をとってもよい。物体が第２のセンサ範囲３２５内で移動する場合、車両１００が、停止などの異なる応答行動、または別の行動をとってもよい。いくつかの例では、第２の範囲３２５内の物体の検出は、第１の範囲３１５内の物体の以前の検出の検証として役立ち得る。これに関して、第１の検出に応答して行われる第１の行動が、第２の検出に応答して行われる第２の行動に備えた予備的な行動とみなされてもよい。
【００３７】
例示的な方法
上述し、図に例示した動作に加えて、様々な動作が、ここで説明される。以下の動作は、以降に説明された正確な順序で実行される必要はないことを理解されたい。むしろ、様々なステップが、異なる順序で、または同時に処理されてもよく、ステップもまた、追加または省略されてもよい。
【００３８】
図４は、複数の範囲のセンサの視野を示し、複数の範囲のうちの１つにおける物体の検出に応答して自律型車両を操作する例示的な方法を示すフロー図である。
【００３９】
ブロック４１０では、第１のセンサ範囲が、車両上の１つ以上のセンサの視野の外側境界で定義される。第１のセンサ範囲は、第１の関連する信頼値を有する。第１の信頼値は、例えば、信号品質、誤り率、または他の情報に基づいて判定され得る。第１のセンサの範囲が視野の外側境界に近いため、１つ以上のセンサで受信した入力信号は、視野の他の部分よりも雑音が多くなりやすい。したがって、第１のセンサ範囲の信頼値は、視野の他の部分と比較して比較的低くなることがある。
【００４０】
ブロック４２０では、第２のセンサ範囲が定義され、第２のセンサ範囲は、図３などに示されるように、第１のセンサ範囲よりも１つ以上のセンサに近い。第２のセンサ範囲は、第２の関連する信頼値を有し、第２の信頼値は、第１の信頼値よりも高い。例えば、第２のセンサ範囲内の信号は、第１のセンサ範囲に移動する信号と比較してより短い距離を移動し、より正確であり、雑音が少ないことがある。さらに、第２の範囲に到来した物体は、検出可能な範囲全体でより長い距離を移動している。第１のセンサ範囲と第２のセンサ範囲との間の境界は、例えば、関連する信頼値または他の精度の数量詞に基づいて判定されてもよい。例えば、境界が、閾値距離、閾値信頼値などに基づいて設定されてもよい。
【００４１】
ブロック４３０では、車両の１つ以上のプロセッサは、１つ以上のセンサから入力を受信する。いくつかの例によれば、１つ以上のセンサが複数の異なるタイプのセンサを含む場合、受信した入力は、複数のソースからの入力を含み得る。
【００４２】
ブロック４４０では、受信した入力に基づいて、第１のセンサ範囲内の物体が検出される。物体は、例えば、歩行者、自転車、別の車両、または車両が回避すべき任意の他の物体であり得る。多くの例では、物体は動いている、または動こうとしている。例えば、車両が左折する準備をしているときに、物体が運転者側の車両に近づいていることがある。他の例では、車両が道路を走行するときに、物体が車両の後方から接近していることがある。他の例では、物体は、車両が合流するのを待っている高速道路の右車線を移動していることがある。これらはほんの数例にすぎないが、物体は多くの状況のいずれかで検出され得ることを理解されたい。異なるタイプの複数のセンサが１つ以上のプロセッサに入力を提供している例では、物体は異なるタイプのセンサのうちの２つ以上によって検出され得る。したがって、異なるタイプのセンサからの信号を使用して、相互に交差検証してもよい。
【００４３】
ブロック４５０では、第１のセンサ範囲内の物体を検出したことに応答して、車両は、第２のセンサ範囲内で物体が検出される前に第１の行動をとるようにトリガされる。第１の行動は、例えば、ターンまたは合流を待つこと、減速すること、加速を停止すること、または別の予防的行動であり得る。
【００４４】
いくつかの例では、第１のセンサ範囲内の物体を検出したことに応答して行動をとることは、さらなる基準に基づいて制限され得る。例えば、所定の閾値未満の信号対雑音比を有する信号をフィルタリングすることなどによって、物体を検出する信号の信号対雑音比が所定の閾値以上である場合にのみ、行動をとってもよい。異なるタイプのセンサを使用して相互に交差検証する場合、入力が交差検証される場合にのみ行動が行われてもよい。
【００４５】
いくつかの例では、方法は、１つ以上のセンサから受信したさらなる入力に基づいて、物体が車両の第２のセンサ範囲内に移動したことを検出することをさらに含み得る。そのような例では、第２の範囲内の物体の検出が、第１の範囲内の物体の検出を検証するために使用されてもよい。したがって、車両は、それに応じて、停止すること、待機し続けることなどの二次的行動をとることができる。
【００４６】
図５〜８は、車両が第１のセンサ範囲内の物体の検出に応答するいくつかの例示的なシナリオを示す。図５に示されるように、車両１００は、道路５５０への侵入路５６０で走行している。道路５５０が、車両が時速約４０マイル以上で走行するような高速道路であってもよい。第２のセンサ範囲３２５が、第１のセンサ範囲３１５よりも車両１００に近い周囲を有することは明確である。言い換えれば、第２のセンサ範囲３２５内では物体は検出されない。車両１００が第２のセンサ範囲３２５からのこの表示のみに依存した場合、それは道路５５０への進入を続け、車両５００を「遮断」するか、または車両５５０との衝突または衝突しかけることを引き起こし得る。しかしながら、第１のセンサ範囲３１５は、車両５００を含む。したがって、第１のセンサ範囲３１５がより低い信頼値を有することがあるが、到来する車のその表示が予防策として注意され得る。したがって、車両１００は、車両５００に譲り、道路５５０に合流するのを待つことができる。第１センサ範囲３１５での車両５００の検出が誤検知であり、実際に第１センサ範囲３１５内に車両が存在しない場合、譲ることまたは待機は、第１センサ範囲３１５内の検出によってトリガされる反応の制限された性質によるいかなる危険も引き起こすべきではない。
【００４７】
図６に示すように、車両５００は第２のセンサ範囲３２５に移動している。第２のセンサ範囲３２５内の車両５００のこのような検出は、第１のセンサ範囲３１５における検出を検証するために使用され得る。いくつかの例によれば、そのような検証は、第１のセンサ範囲での将来の検出の信頼値の調整、センサのキャリブレーション、第１のセンサ範囲内の検出に対する反応をトリガするための１つ以上のプロセッサのトレーニング、他の目的のために使用され得る。例えば、同様の状況の将来の時点で、車両１００が第１のセンサ範囲３１５内で車両に類似する物体を検出した場合、車両１００の１つ以上のプロセッサは、車両が実際に接近していることをより高い確信度で判定し得る。
【００４８】
図７の例に示されるように、車両７００が道路５５０を進入路５６０に向かって移動している間、それは車両１００から遠く離れているため、車両１００は視野の外にある。この例では、車両１００の最大センサ範囲は、車両１００が道路５５０に安全に進入するために明確な視野が車両１００と車両７００との間の十分なバッファを示すほど十分に長い。車両７００は、第１のセンサ範囲３１５の外側の境界を超えており、したがって、車両１００上の任意のセンサによる検出点を超えている。車両７００は視野の外にあるため、車両１００が道路５５０に安全に入ることができるように、車両１００から十分に離れ得る。したがって、第１および第２のセンサ範囲の両方が交通を安全に検出するのに明確かつ十分に大きく、信号対雑音比が低くても到来する交通が検出されないので、車両１００は道路５５０への合流を続ける。
【００４９】
図８は、車両１００が経路８７０に沿って車道８５０への保護されていない左折を計画している別のシナリオを示す。この例における保護されていないターンは、車両１００が通行権のある車線を横断するターンである。車両１００は停止標識８５２で停止しなければならないが、道路８５０に沿って移動する交通が停止、減速、譲ることなどをするための標識、信号機、または他の要件はない。したがって、車両１００が交差点８５４を通り左折して道路８５０に入ると、車両１００が交差点８５４に進入した場合、車両８００などの交差点８５４に向かって走行する車両が車両１００と衝突する危険性がある。したがって、車両１００は、そのような衝突を回避するために任意の車両が接近しているかどうかを検出する。車両１００にできるだけ多くの気づきを与えるために、車両１００は、任意の物体が第１のセンサ範囲３１５内にあるかどうかを検出する。したがって、車両１００は、車両８００の少なくとも一部を検出し得る。それに応じて、車両１００は、視野が明確になるまで、停止標識８５２で待機し続けることができる。
【００５０】
第１のセンサ範囲３１５内で、車両１００はまた、道路８５０を横断し始めた歩行者８８０を検出する。したがって、これに関連して、車両１００はまた、ターンするのを待つことによって歩行者８８０に反応することができる。
【００５１】
第１のセンサ範囲における早期の知覚から恩恵を受ける車両１００による操縦のいくつかの例を上述したが、これらの例は決して限定的ではなく、本技術は他の多くの事例のいずれにも適用し得ることを理解されたい。例えば、高速道路の隣接する車線のトラフィックが車両よりも速く移動している場合、車両はそのようなトラフィックを早期に検出することによる恩恵を受け得る。これに応じて、車両は車線を変更するか、別の予防行動を講じ得る。他の例としては、車両が、まだ高い信頼性で見ることができない他の車両に譲る状況を含み得る。
【００５２】
センサ範囲の外側境界で雑音の多い信号を観察してそれを遵守することにより、車両が、車両のより安全な操作をもたらす予防行動を講じ得る。例えば、より近い範囲で物体が検出された場合に、急な減速および停止を必要とすることと比較して、車両が加速を止めることで準備し得る。車両の乗員乗客の乗車体験の向上に加えて、車両の予防行動により、道路を共有する全員の安全性が向上する。
【００５３】
特段の記述がない限り、前述の代替例は、相互に排他的ではないが、独自の利点を達成するために様々な組み合わせで実施することができる。上述した特徴のこれらおよび他の変形ならびに組み合わせは、特許請求の範囲によって定義される主題から逸脱せずに利用され得るため、前述の実施形態の説明は、特許請求の範囲によって定義された主題を限定するものとしてではなく、例示するものとしてみなされるべきである。加えて、本明細書に説明された実施例、ならびに「など」、「含む」などとして表現された語句の提供は、特許請求の範囲の主題を特定の例に限定するものと解釈されるべきではなく、むしろ、それらの例は、多くの可能性のある実施形態のうちの単なる１つを例示することが意図されている。さらに、異なる図面中の同じ参照番号は、同じまたは類似の要素を識別することができる。
【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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【国際調査報告】
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