(57)【要約】  装置は、第１の高解像度マップを提供するように構成されるプロセッサユニットと、装置の周辺部の環境条件を表すセンサ・データを提供するために構成されるセンサユニットと、第２の高解像度マップを表すデータを受信するように構成される受信機ユニットを含む。プロセッサユニットは、第１の高解像度マップを提供するように、第２の高解像度マップとセンサ・データを統合するように構成される。装置は、さらに、第２の高解像度マップとセンサ・データを統合した結果を送信するために構成される送信機ユニットを含み、そして、第１の高解像度マップに基づいて、装置を搭載する車両に対する車両制御コマンドを表すコマンド信号を生成するように構成されるコマンド生成ユニットを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置（１００）であって、
第１の高解像度マップ（４７０）を提供するように構成されるプロセッサユニット（１１０）と、
前記装置の周辺部（３０４）の環境条件を表すセンサ・データ（１２２）を提供するために構成されるセンサユニット（１２０）と、
第２の高解像度マップ（１３２）を表すデータを受信するように構成される受信機ユニット（１３０）と、
前記第２の高解像度マップ（１３２）と前記センサ・データ（１２２）とを統合した結果（１１２）を送信するために構成される送信機ユニット（１４０）と、
前記第１の高解像度マップ（４７０）に基づいて、前記装置（１００）を搭載する車両（４５０ａ〜ｆ）に対する車両制御コマンドを表すコマンド信号（１５２）を生成するように構成されるコマンド生成ユニット（１５０）と、
を備え、
前記プロセッサユニット（１１０）は、第１の高解像度マップ（４７０）を提供するために、前記第２の高解像度マップ（１３２）と前記センサ・データ（１２２）を統合するように構成される、装置（１００）。
【請求項２】
前記受信機ユニット（１３０）は、少なくも第３の高解像度マップを表すデータを受信するように構成され、
前記プロセッサユニット（１１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）を提供するために、前記第２の高解像度マップ（１３２）、前記第３の高解像度マップおよび前記センサ・データ（１２２）を統合するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の高解像度マップ（４７０）の領域は、前記周辺部（３０４）の領域よりも大きい、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記受信機ユニット（１３０）は、ミリ波信号を使用して前記第２の高解像度マップ（１３２）を受信し、および／または前記ミリ波信号を使用して第１の高解像度マップ（４７０）を送信するように構成される、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
プロセッサユニット（１１０）は、関心領域の領域における解像度の第１の分解能を含み、そして、前記関心領域外の領域における解像度の第２の分解能を含むように、前記第１の高解像度マップ（４７０）内の前記関心領域を示す情報（１３４）を受信し、前記第１の高解像度マップ（４７０）を提供するように構成され、前記解像度の第１の分解能は、前記解像度の第２の分解能よりも高い、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記第１の分解能は、前記第２の分解能よりも少なくとも２倍高い、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記関心領域は、前記高解像度マップ（４７０）の最大５０％の部分を含む、請求項５または請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記送信機ユニット（１４０）は、少なくとも２Ｇｂｐｓのビット・レートで前記第１の高解像度マップ（４７０）を送信するために構成される、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記プロセッサユニット（１１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）のフレームとして前記第１の高解像度マップ（４７０）を生成するように構成され、前記プロセッサユニット（１１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）の複数のフレームを生成するように構成され、前記プロセッサユニット（１１０）は、最大で１０ｍｓの時間間隔で前記複数のフレームを生成するように構成される、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記プロセッサユニット（１１０）は、少なくとも２．７５メガバイトのデータ・サイズを含む、前記第１の高解像度マップ（４７０）を生成するように構成される、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記プロセッサユニット（１１０）は、前記装置の周りの少なくとも半径３００ｍの内の地図情報を含むように、前記第１の高解像度マップ（４７０）を生成するように構成される、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記センサユニット（１２０）は、前記センサ・データ（１２２）を提供するためのイメージング技術を使用して前記装置の前記周辺部（３０４）をスキャンするように構成され、前記環境条件とは、前記周辺部（３０４）の範囲内で検出されたオブジェクトまでの距離である、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記センサーユニット（１２０）はＬｉＤＡＲセンサを含む、請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記プロセッサユニット（１１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）内の前記装置のトラフィックパラメータに関する前記第１の高解像度マップ（４７０）の詳細部分（１１６）を決定するように構成され、前記装置は、レガシーＶ２ＶまたはＶ２Ｘ通信方式に従って前記詳細部分（１１６）を送信するように構成されたレガシーインターフェース（１６０）を備える、請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記センサユニット（１２０）は、ＬｉＤＡＲセンサを使用して前記装置の前記周辺部（３０４）をスキャンするように構成され、前記環境条件は、前記周辺部（３０４）の範囲内において検出されたオブジェクトまでの距離であり、
前記第２の高解像度マップ（１３２）は、別の装置から受信したマップであり、前記第２の高解像度マップ（１３２）は、前記別の装置によって生成された前記第２の高解像度マップ（１３２）の領域内のオブジェクトに関する情報を含み、
前記プロセッサユニット（１１０）は、前記センサユニット（１２０）によって検出された前記装置と前記オブジェクトとの間の距離を使用し、そして、前記装置の実際の位置を使用して、前記オブジェクトに関する前記情報を適合させるように構成される、請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前記プロセッサユニット（１１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）を前記第２の高解像度マップ（１３２）と比較した場合、同じ座標系を含むように生成するように構成される、請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
前記プロセッサユニット（１１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）を提供するように、前記第２の高解像度マップ（１３２）、前記センサ・データ（１２２）およびスタティックマップを統合するように構成され、前記装置は、前記第２の高解像度マップ（１３２）と前記センサ・データ（１２２）を統合した結果（１１２）を送信する場合、前記静的マップを送信しないように構成される、請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記プロセッサユニット（１１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）の情報の鮮度を示す情報を含むように、前記第１の高解像度マップ（４７０）を生成するように構成され、前記プロセッサユニット（１１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）を提供する場合、前記第２の高解像度マップ（１３２）における古くなった情報（３０６）を割り引くように構成され、前記経年情報は、閾値を超える鮮度を含む、請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の装置（１００ａ〜ｆ）を複数含む通信ネットワーク（６００）であって、前記複数の装置（１００ａ〜ｆ）は、前記複数の装置（１００ａ〜ｆ）によって生成された高解像度マップ（４７０）を交換する（４３２ａ〜ｇ）ように構成され、
前記複数の装置（１００ａ〜ｆ）のうちの少なくとも１つの装置は、累積高解像度マップを生成するように、前記通信ネットワークの他の装置から受信した高解像度マップを統合するように構成される、通信ネットワーク（６００）。
【請求項２０】
ＲＳＵであって、
第１の高解像度マップ（４７０）を提供するように構成されるプロセッサユニット（２１０）と、
前記ＲＳＵの周辺部（３０４）の環境条件を表すセンサ・データ（２２２）を提供するために構成されるセンサユニット（２２０）と、
第２の高解像度マップ（２３２）を表すデータを受信するように構成される受信機ユニット（２３０）と、
前記第２の高解像度マップ（２３２）と前記センサ・データ（２２２）とを統合した結果（２１２）を送信するために構成される送信機ユニット（２４０）と、
を備え、
前記プロセッサユニット（２１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）を提供するように、前記第２の高解像度マップ（２３２）と前記センサ・データ（２２２）を統合するように構成され、
前記第１の高解像度マップ（４７０）は、前記ＲＳＵの周りの少なくとも半径３００ｍの範囲内のマップ情報を含む、ＲＳＵ。
【請求項２１】
前記受信機ユニット（２３０）は、少なくとも第３の高解像度マップを表すデータを受信するように構成され、
前記プロセッサユニット（２１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）を提供するように、前記第２の高解像度マップ（２３２）、前記第３の高解像度マップおよび前記センサ・データ（２２２）を統合するように構成される、請求項２０に記載のＲＳＵ。
【請求項２２】
前記第１の高解像度マップ（４７０）の領域は、前記周辺部（３０４）の領域よりも大きい、請求項２０または請求項２１に記載のＲＳＵ。
【請求項２３】
前記受信機ユニット（２３０）は、ミリ波信号を使用して前記第２の高解像度マップ（２３２）を受信し、および／または前記ミリ波信号を使用して前記第１の高解像度マップ（４７０）を送信するように構成される、請求項２０ないし請求項２２のいずれかに記載のＲＳＵ。
【請求項２４】
プロセッサユニット（２１０）は、関心領域の領域における解像度の第１の分解能を含み、そして、前記関心領域外の領域における解像度の第２の分解能を含むように、前記第１の高解像度マップ（４７０）内の前記関心領域を示す情報を受信し、前記第１の高解像度マップ（４７０）を提供するように構成され、前記解像度の第１の分解能は、前記解像度の第２の分解能よりも高い、請求項２０ないし請求項２３のいずれかに記載のＲＳＵ。
【請求項２５】
前記第１の分解能は、前記第２の分解能よりも少なくとも２倍高い、請求項２４に記載のＲＳＵ。
【請求項２６】
前記関心領域は、前記高解像度マップ（４７０）の最大５０％の部分を含む、請求項２４または請求項２５に記載のＲＳＵ。
【請求項２７】
前記送信機ユニット（２４０）は、少なくとも２Ｇｂｐｓのビット・レートで前記第１の高解像度マップ（４７０）を送信するために構成される、請求項２０ないし請求項２６のいずれかに記載のＲＳＵ。
【請求項２８】
前記プロセッサユニット（２１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）のフレームとして前記第１の高解像度マップ（４７０）を生成するように構成され、前記プロセッサユニット（２１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）の複数のフレームを生成するように構成され、前記プロセッサユニット（２１０）は、最大で１０ｍｓの時間間隔で前記複数のフレームを生成するように構成される、請求項２０ないし請求項２７のいずれかに記載のＲＳＵ。
【請求項２９】
前記プロセッサユニット（２１０）は、少なくとも２．７５メガバイトのデータ・サイズを含む、前記第１の高解像度マップ（４７０）を生成するように構成される、請求項２０ないし請求項２８のいずれかに記載のＲＳＵ。
【請求項３０】
前記センサユニット（２２０）は、前記センサ・データ（２２２）を提供するイメージング技術を使用して前記ＲＳＵの前記周辺部（３０４）をスキャンするように構成され、前記環境条件とは、前記周辺部（３０４）の範囲内で検出されたオブジェクトまでの距離である、請求項２０ないし請求項２９のいずれかに記載のＲＳＵ。
【請求項３１】
前記センサーユニット（２２０）はＬｉＤＡＲセンサを含む、請求項２０ないし請求項３０のいずれかに記載のＲＳＵ。
【請求項３２】
前記プロセッサユニット（２１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）内の前記ＲＳＵのトラフィックパラメータに関する前記第１の高解像度マップ（４７０）の詳細部分（２１６）を決定するように構成され、前記ＲＳＵは、レガシーＶ２Ｘ通信方式で前記詳細部分（２１６）を送信する、またはバックホールネットワークに前記詳細部分を送信するように構成されたレガシーインターフェース（２６０）を備える、請求項２０ないし請求項３１のいずれかに記載のＲＳＵ。
【請求項３３】
前記センサユニット（２２０）は、ＬｉＤＡＲセンサを使用して前記ＲＳＵの前記周辺部（３０４）をスキャンするように構成され、前記環境条件とは、前記周辺部（３０４）の内で検出されたオブジェクトまでの距離であり、
前記第２の高解像度マップ（２３２）は、別の装置から受信したマップであり、前記第２の高解像度マップ（２３２）とは、前記別の装置によって生成された前記第２の高解像度マップ（２３２）の領域内のオブジェクトに関する情報を含み、
前記プロセッサユニット（２１０）は、前記ＲＳＵと前記センサユニット（２２０）によって検出された前記オブジェクトとの間の距離を使用し、そして、前記ＲＳＵの実際の位置を使用して、前記オブジェクトに関する前記情報を適合させるように構成される、請求項２０ないし請求項３２のいずれかに記載のＲＳＵ。
【請求項３４】
前記プロセッサユニット（２１０）は、前記第２の高解像度マップ（２３２）と比較した場合、同じ座標系を含むように前記第１の高解像度マップ（４７０）を生成するように構成される、請求項２０ないし請求項３３のいずれかに記載のＲＳＵ。
【請求項３５】
前記プロセッサユニット（２１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）を提供するように、前記第２の高解像度マップ（２３２）、前記センサ・データ（２２２）およびスタティックマップを統合するように構成され、前記ＲＳＵは、前記第２の高解像度マップ（２３２）と前記センサ・データ（２２２）を統合した結果（２１２）を送信する場合、前記スタティックマップを送信しないように構成される、請求項２０ないし請求項３４のいずれかに記載のＲＳＵ。
【請求項３６】
前記プロセッサユニット（２１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）の情報の鮮度を示す情報を含むように、前記第１の高解像度マップ（４７０）を生成するように構成され、前記プロセッサユニット（２１０）は、前記第１の高解像度マップ（４７０）を提供する場合、前記第２の高解像度マップ（２３２）における古くなった情報（３０６）を割り引くように構成され、前記経年情報は、閾値を超える鮮度を含む、請求項２０ないし請求項３５のいずれかに記載のＲＳＵ。
【請求項３７】
請求項２０ないし請求項３６のいずれかに記載のＲＳＵ（２００ａ〜ｆ）を複数含むネットワーク（５００）であって、前記複数のＲＳＵ（２００ａ〜ｆ）は、交通システムの走行路をカバーするように、互いに距離（５０２）を置いて配置される、ネットワーク（５００）。
【請求項３８】
前記ＲＳＵは、前記走行路を間隙なくカバーするように、互いに距離（５０２）を置いて配置される、請求項３７に記載のネットワーク。
【請求項３９】
前記距離（５０２）は、最大５００ｍである、請求項３７または請求項３８に記載のネットワーク。
【請求項４０】
請求項２２ないし請求項３６のいずれかに記載のＲＳＵを複数含む通信ネットワークであって、前記複数のＲＳＵは、前記複数のＲＳＵによって生成された高解像度マップを交換するように構成され、
前記複数のＲＳＵ（２００ａ〜ｆ）のうちの少なくとも１つのＲＳＵは、累積高解像度マップを生成するように、前記通信ネットワーク（５００）の他のＲＳＵから受信した高解像度マップを統合するように構成される、通信ネットワーク。
【請求項４１】
通信ネットワーク（４００）は、
請求項１ないし請求項１８のいずれかに記載の装置（１００ａ〜ｅ）を複数と、
請求項２２ないし請求項３６のいずれかに記載のＲＳＵ（２００ａ〜ｆ）を複数と、
を備え、
前記複数の装置（１００ａ〜ｆ）および前記複数のＲＳＵ（２００ａ〜ｆ）は、前記複数の装置（１００ａ〜ｆ）および前記複数のＲＳＵ（２００ａ〜ｆ）によって生成された高解像度マップを交換（４３２ａ〜ｂ）するように構成され、
通信ネットワーク（４００）の少なくとも１つの装置または少なくとも１つのＲＳＵは、累積高解像度マップを生成するように、受信した高解像度マップを統合するように構成される、通信ネットワーク（４００）。
【請求項４２】
車両（４５０）は、請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載の装置（１００）を備える車両（４５０）であって、前記車両（４５０）は、前記車両制御コマンドを表すコマンド信号（１５２）に応答して自律的に移動するように構成される、車両（４５０）。
【請求項４３】
前記車両（４５０）は、路上走行車または無人飛行体である、請求項４２に記載の車両。
【請求項４４】
前記装置（１００）は、他の装置（１００ａ〜ｆ）、請求項１７に記載の通信ネットワーク、請求項１８ないし請求項２８のいずれかに記載のＲＳＵ（２００ａ〜ｆ）、他の車両（４５０ａ−ｂ）、請求項３３ないし請求項３５に記載のネットワーク（５００）および請求項３６に記載の通信ネットワークのうちの１つに前記第１の高解像度マップ（４７０）を送信するように構成される、請求項４２または請求項４３に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信の分野に関し、より具体的には、高解像度（ＨＤ）マップを生成する装置、およびＨＤマップを生成する方法、無線通信ネットワーク、およびＨＤマップを使用する車両に関する。本発明はさらに、自動運転用のＨＤマップ配信ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
［１］で報告されているように、自動運転は５Ｇシステムの３つの最大のアプリケーションの１つと見なされている。自動運転の場合、カーナビゲーションシステムの現在のマップの解像度は十分ではなく、［２］で報告されているように、より高い解像度とリアルタイムのマップが必要である。この種類の新しいマップは、ＨＤ（高解像度）マップまたはダイナミックマップと呼ばれる。図７は、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）によって収集されたＨＤマップの例を示す。ＬｉＤＡＲは、自動車の近距離場環境でオブジェクトを感知するレーザー・ベースのプロセスである。図７は、ＨＤマップについてＬｉＤＡＲによって収集された点群画像を示す。ここで説明する技術ソリューションは、リアルタイムで広範囲のＨＤマップを配信することで自動運転を可能にするためのＣＩＵおよびＲＳＵ、およびＣＩＵおよび／またはＲＳＵで構成されるネットワークに関する。自動運転用のＣＩＵは、ＨＤマップの情報を収集するためのＨＤセンサユニット（ＬｉＤＡＲなど）、たとえば２．２Ｇｂｐｓを超えるスループットで、周囲の車、つまり他のＣＩＵやＲＳＵからの遅延が１０ミリ秒未満のように、リアルタイムでＨＤマップを受信するためのミリ波Ｒｘ（受信機）ユニットを含む。ＣＩＵは、ＲＳＵによって受信された複数のＨＤマップを組み合わせることにより、少なくとも３００メートル先をサポートするＨＤマップを計算するＨＤマップ処理ユニットを備えうる。これらのＣＩＵは、ミリ波Ｔｘ（トランスミッタ）ユニットを備え、ＣＩＵリレーで計算されたＨＤマップをリアルタイムで、たとえば２．２Ｇｂｐｓを超えるスループットで、１０ミリ秒未満の待ち時間で、周囲の車またはＲＳＵに中継することができる。ＣＩＵは、ＣＩＵリレーで計算されたＨＤマップに基づいて、アクセル、ブレーキ、ステアリングなどのための自動車運転コマンドを生成する自動運転ユニットを備えうる。［２］では、１時間の運転に対するＨＤマップの合計データ・サイズが約１Ｔバイトになり、これは２．２Ｇｂｐｓのデータ・レートに相当すると報告されている。［２］では、ＨＤマップのフレームを受信するための待ち時間は１０ミリ秒未満でなければならないことにも留意されたい。
【０００３】
最新の３ＧＰＰリリース１４は、交通安全サービスをサポートするためにＶ２Ｖ（車両間）通信をサポートしようとしている［３］。３ＧＰＰ  Ｖ２ＶおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｐ、ＥＴＳＩ  ＣＡＭ、ＵＳ  ＳＡＥなどの関連標準は、車両間で緊急、警告、場所、速度などの運転情報を交換して安全な運転を支援するために開発された。ただし、Ｖ２Ｖリンクのデータ・レートが制限されているため、交換できるデータ・サイズは自動運転には小さすぎ、ＨＤマップには膨大なデータ・サイズが必要である。さらに、すべての車両へのＶ２Ｖの統合は、車両のライフサイクルが長くなるため問題がある。
【０００４】
最新の３ＧＰＰ  リリース１４は、インフラストラクチャを介した交通安全サービスをサポートするために、Ｖ２Ｘ（すべての車両）通信をサポートしようとしている［３］。３ＧＰＰ  Ｖ２Ｘは、インフラストラクチャを介して、道路と車両の間で交通渋滞、交通事故、交通建設などに関する情報を交換するための、現在のＶＩＣＳ（登録商標）（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ：道路交通情報通信システム）およびＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：専用狭域通信）の拡張である。図８は、ＲＳＵ（路側機）が道路上のイベントを検出する、道路を横断する自動車事故と歩行者の警告のためのＶ２Ｘの例を示す。図８では、交通安全サーバの役割は、ＲＳＵによって検出された交通イベントの情報で交通マップを更新し、同じエリアまたは都市にある車にそのマップを配信することである。トラフィックセーフティサーバはネットワークの奥深くにあるため、トラフィックマップ配信の遅延は１０ミリ秒よりもはるかに長くなる。
【０００５】
ミリ波カーレーダーとミリ波通信を組み合わせて、ハードウェアのコストを上げることなくミリ波技術を使用して車両間のデータ・レートを上げることが提案されている［４］。［５］において、視覚障害の問題を解決するために、車のグループ（車両集団）内またはＲＳＵからのセンシング情報（ＬｉＤＡＲ情報など）を交換することによる協調センシングと協調操縦について提案されている。
【０００６】
したがって、自動運転を改善する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
安全で信頼できる自動運転を可能にするコンセプトを提供することが目的である。
【０００８】
発明者は、受信ＨＤマップを自身のセンサ・データと組み合わせることにより、それぞれの装置を搭載する車両の制御コマンドが得られることを発見した。これは、自身のセンサによってスキャンされた領域の情報を含み、おそらく、独自のセンサでは見えないが、受信したマップでは見える。したがって、コマンド信号を必要とするシナリオは、装置自体によって見られる領域と見えない領域に対して信頼性がありる。適合マップまたは生成されたマップを送信することにより、同じ信頼性が他の装置に提供され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施の形態によれば、装置は、第１の高解像度マップを提供するように構成されるプロセッサユニットと、装置の周辺部の環境条件を表すセンサ・データを提供するように構成されるセンサユニットと、第２の高解像度マップを表すデータを受信するように構成される受信機ユニットとを含む。プロセッサユニットは、第１の高解像度マップを提供するために、第２の高解像度マップとセンサ・データとを統合するように構成される。この装置は、第２の高解像度マップとセンサ・データとを統合した結果を送信するために構成される送信機ユニットを備える。装置は、第１の高解像度マップに基づいて、装置を搭載する車両に対する車両制御コマンドを表すコマンド信号を生成するように構成されるコマンド生成ユニットをさらに備える。
【００１０】
装置は、外部マップを独自のセンサ・データと統合し、そのような更新されたＨＤマップに基づいて運転コマンドを生成し、更新されたマップを再配布することにより、安全で信頼できる自動運転を可能にする。
【００１１】
実施形態によれば、通信ネットワークは複数の装置を備え、複数の装置は、複数の装置によって生成された高解像度マップを交換するように構成される。少なくとも１つの装置または複数の装置は、累積高解像度マップを生成するように、通信ネットワークの他の装置から受信した高解像度マップを統合するように構成される。これにより、大きなエリアまたは領域をカバーする解像度マップが可能になる。つまり、累積高解像度マップは、広いカバレッジ範囲を含み、マップが異なる視点に基づいて生成されるため、低ロッキングの問題をさらに含む可能性がある。
【００１２】
実施形態によれば、路側機（ＲＳＵ）は、第１の高解像度マップを提供するように構成されたプロセッサユニットを備える。ＲＳＵは、ＲＳＵの周辺部の環境条件を表すセンサ・データを提供するために構成されるセンサユニットと、第２の高解像度マップを表すデータを受信するように構成される受信機ユニットとをさらに備える。プロセッサユニットは、第１の高解像度マップを提供するように、第２の高解像度マップとセンサ・データを統合するように構成される。ＲＳＵは、第２の高解像度マップとセンサ・データとを統合した結果を送信するために構成される送信機ユニットをさらに備える。第１の高解像度マップは、ＲＳＵの周りの少なくとも半径３００ｍの範囲内のマップ情報を含む。これにより、路側機はＲＳＵを中心とした半径内の地図の非常に正確な情報を提供し、車両などのデータを引き渡したものを正確にナビゲートできるようになる。
【００１３】
実施形態によれば、ネットワークは、複数のＲＳＵを備え、ＲＳＵは、交通システムの走行路をカバーするように、互いに距離を置いて配置される。これにより、交通システムの走行路に沿って情報が利用できるように、局所の配信ポイントでの自動運転の情報を提供できる。
【００１４】
実施形態によれば、通信ネットワークは複数のＲＳＵを備え、複数のＲＳＵは、複数のＲＳＵによって生成された高解像度マップを交換するように構成される。複数のＲＳＵのうちの少なくとも１つのＲＳＵは、累積高解像度マップを生成するように、通信ネットワークの他のＲＳＵから受信した高解像度マップを統合するように構成される。これにより、路側機によって生成される累積高解像度マップの利点が得られる。
【００１５】
実施形態によれば、通信ネットワークは、前述の複数の装置と複数のＲＳＵとを備える。複数の装置および複数のＲＳＵは、複数の装置および複数のＲＳＵによって生成された高解像度マップを交換するように構成される。通信ネットワークの少なくとも１つの装置または少なくとも１つのＲＳＵは、累積解像度度マップを生成するように、受信した高解像度マップを統合するように構成される。したがって、累積高解像度マップは、装置およびＲＳＵによって協調的に生成されうる。
【００１６】
実施形態によれば、車両は、前述の装置を備える。車両は、車両制御コマンドを表すコマンド信号に応答して自律的に移動するように構成される。
【００１７】
更なる実施形態は、従属クレームにおいて定義される。
【００１８】
本発明の実施形態は、添付図面を参照してさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施形態による車内ユニット（ＣＩＵ）の概略ブロック図を示す。。
【図２】図２は、実施形態による路側機（ＲＳＵ）の概略ブロック図を示す。
【図３】図３は、実施形態によるＨＤマップの概略ブロック図を示す。
【図４ａ】図４ａは、実施形態による通信ネットワークの概略ブロック図を示す。
【図４ｂ】図４ｂは、実施形態による高解像度マップの概略ブロック図を示す。
【図５】図５は、実施形態による、複数のＲＳＵを含むネットワークの概略ブロック図を示す。
【図６】図６は、実施形態による、複数のＣＩＵを含むネットワークの概略ブロック図を示す。
【図７】図７は、ＬｉＤＡＲによって収集されたＨＤマップの例を示す。
【図８】図８は、先行技術に従って、ＲＳＵ（路側機）が道路上のイベントを検出する道路を横断する自動車事故および歩行者の警告のためのＶ２Ｘの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
同等または同等の要素、または同等または同等の機能を備えた要素は、異なる図で生ずる場合でも、同等または同等の参照番号によって以下の説明で示される。
【００２１】
以下の説明では、本発明の実施形態のより完全な説明を提供するために、複数の細目が記載されている。しかしながら、本発明の実施形態がこれらの特定の細目なしで実施され得ることは当業者には明らかであろう。他の例では、本発明の実施形態を曖昧にすることを避けるために、周知の構造およびデバイスは細目ではなくブロック図形式で示されている。さらに、以下で説明する異なる実施形態の特徴は、特に明記しない限り、互いに組み合わせることができる。
【００２２】
本明細書で説明される実施形態は、高解像度マップ（ＨＤマップ）に関連しうる。そのようなマップは、センサ集約の複数のモードで取得されるデータを含む場合がある。これには、ルート上に存在するオブジェクトに関連するデータおよび／または制限速度などの追加データと組み合わせたルート情報などの地理データが含まれるが、これらに限定されない。集約された情報は、高解像度で提供される場合がある。つまり、いくつかのメートル、いくつかのデシメートル、さらにはいくつかのセンチメートルの解像度が含まれる。ＨＤマップは、情報を提供する場合もあれば、既にデカメトリックチャートとして使用されているマップである場合もある。ＨＤマップに含まれる情報には、車、歩行者、横断する他のオブジェクト、信号機、および交通に関連する他のすべての情報が含まれる。
【００２３】
本明細書で説明されるいくつかの実施形態は、車両に関する。車両は、路上輸送車両に関連して説明される場合があるが、ここでの説明は空中輸送車両にも適用される。路上輸送車両と同様に、空中輸送車両は他のオブジェクトとの衝突を避け、交通の特定のルールに従う必要があり、通常は出発点から目標まで移動するが、空間に１つの追加次元を使用する。
【００２４】
本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、路側機（ＲＳＵ）に関連し、本明細書に記載される他の実施形態は、車内ユニット（ＣＩＵ）に関連しうる。これらの用語は、車両に取り付け可能な装置と、道路沿いなどのより明確な位置に構成された装置とを区別するために使用される。「車」という用語を使用しているが、これは本明細書で説明する実施形態を限定するものではない。ＣＩＵはまた、本明細書で説明される車両が路上輸送車両に限定されないのと同じ方法で、無人機などの空中輸送車両に搭載可能でありうる。さらに、ＲＳＵは、特に空中輸送車両にデータまたはＨＤマップを提供する場合、道路に沿って取り付けることに限定されない。ＲＳＵは、建物の屋根、山、木、街灯柱などの他のポイントまたはオブジェクトに取り付けることができ、さらにバルーンまたは他の乗り物などの比較的静止した乗り物に取り付けることができる。簡単に言えば、ＣＩＵは車両を制御するためにＨＤマップを使用するための装置であり、ＲＳＵはＣＩＵをサポートするインフラストラクチャの一部である場合がある。
【００２５】
図１は、実施形態による車内ユニット（ＣＩＵ）の概略ブロック図を示している。ＣＩＵは、高解像度マップを提供するように構成されたプロセッサユニット１１０を含む。ＣＩＵ１００は、装置の周辺の環境条件を表すセンサ・データを提供するように構成されたセンサユニット１２０をさらに備える。例えば、センサユニット１２０は、レーダ（無線検出および測距）またはＬｉＤＡＲ（光検出および測距）などのオブジェクトの検出および測距用のセンサを含みうる。環境条件は、例えば、隣接またはさらなるオブジェクトまでの装置の距離、装置の速度、ＨＤマップおよび／または装置などの高さを含む絶対座標系における装置の位置でありうる。センサ・データ１２２は、例えば、センサユニット１２０で感知可能または検出可能なオブジェクトのサイズ、速度および／または位置に関する情報を含みうる。センサユニット１２０は、センサ・データ１２２を提供するための画像化技術を使用して装置の周辺をスキャンするように構成されうる。環境条件は、周辺部において検出されたオブジェクトまでの距離でありうる。
【００２６】
ＣＩＵ１００は、さらなるＣＩＵおよび／またはＲＳＵ、および／またはＣＩＵ／またはＲＳＵである複数の装置を含むネットワークなどの外部ソースによって提供される高解像度マップを表すデータ１３２を受信するように構成される受信機ユニット１３０をさらに備える。
【００２７】
プロセッサユニット１１０は、ＣＩＵ１００のＨＤマップを生成および提供するように、受信したＨＤマップとセンサ・データ１２２とを統合するように構成される。
【００２８】
ＣＩＵ１４０は、プロセッサユニット１１０によって実行された統合の結果１１２を送信するように構成された送信機ユニット１４０を備える。送信機ユニット１４０は、結果１１２を送信するための信号１４２を提供するように構成され、信号１４２は、好ましくは無線信号である。
【００２９】
ＣＩＵ１００は、ＣＩＵ１００を運ぶ車両の車両制御コマンドを表すコマンド信号１５２を生成するように構成されたコマンド生成ユニット１５０をさらに備える。プロセッサユニット１１０は、コマンド生成ユニット１５０が、それに基づいてコマンド信号１５２を導出できるように、情報１１４をコマンド生成器１５０に提供するように構成される。情報１１４は、プロセッサユニット１１０によって生成されたＨＤマップに基づく。一例によれば、情報１１４はＨＤマップである。別の例によれば、情報１１４は結果１１２に対応する。結果１１２は、例えば、受信したＨＤマップに含まれる情報をデータ１２２により修正することにより得られる。データ１３２を介して受信されたＨＤマップは、例えば、マップ内の他のオブジェクトの速度または位置に関する情報を含みうる。自身のセンサ・データは、プロセッサユニット１１０が自身のセンサ・データにより受信したＨＤマップのデータを更新または更新できるように、より正確なデータまたはより実際のデータを含みうる。一例によれば、受信されたＨＤマップは、センサユニット１２０で検知されている範囲と比較した場合、より広いまたはより大きなエリアをカバーする。プロセッサユニット１１０は、他のデータが利用可能な受信されたＨＤマップ内のそのような領域またはデータオブジェクトのみを更新またはリフレッシュするように構成されうる。他のデータは、センサユニット１２０によって生成されてもよく、またはさらなるＨＤマップを受信する受信機ユニット１３０の使用によって受信されうる。さらなるＨＤマップは、第２のＨＤマップとは異なるエリアをカバーしてもよく、および／または異なるタイムスタンプを有してもよい。
【００３０】
ＣＩＵは、いわゆる基本マップに基づいてコマンド信号１５２を決定するように構成されうる。そのような基本マップは、河川、道路などの交通手段に関する情報を含むことができ、例えばナビゲーションシステムで使用することができる。そのような基本マップは、複数のＣＩＵまたはＲＳＵに共通であり、ＨＤマップのデータと組み合わされうる。装置１００は、この基本マップがすでに受信ノードに存在している可能性があるため、そのような基本マップの送信を省略するように構成されうる。帯域幅およびエネルギーを節約するために、装置は、そのような基本的なマップがない場合、信号１３２によって受信されたＨＤマップとセンサ・データ１２２の統合の結果を送信するように構成されうる。したがって、受信されたＨＤマップ１３２は、前記基本マップのないマップでありえ、プロセッサユニット１１０は、受信された高解像度マップをセンサ・データおよび静的マップとも関連付けられる基本マップとも統合するように構成されうる。関連する動的な情報を配信するには、受信ノードで静的マップと統合された高解像度マップとして統合の結果を配信、つまり送信するだけで十分な場合がある。
【００３１】
コマンド信号１５２は、車両を制御するように構成されうる。コマンド信号１５２は、例えば、車両がブレーキをかける、加速する、曲がる、登る、徐々に下がる、リンクするなどを示す信号に関連しうる。
【００３２】
ＣＩＵ１００は、少なくとも１つのさらなるＨＤマップを表すさらなるデータを受信機ユニット１３０で受信し、受信したＨＤマップとセンサ・データ１２２とを統合してそれ自体のＨＤマップを提供するように構成されうる。
【００３３】
信号１４２によって送信される、または信号１３２によって受信されるＨＤマップは、大量のデータを含む場合がある。大量のデータを受信するため、および／または大量のデータを送信するために、受信機ユニット１３０および送信機ユニット１４０は、それぞれミリ波信号を受信してミリ波信号を送信するように構成される。ミリ波信号として、少なくとも１ミリメートルから最大１０ミリメートルの波長を含むように送信される信号を認める。これは、少なくとも３０ギガヘルツ、そして最大３００ギガヘルツの周波数範囲に対応し、また、高ビット・レートの送信を可能にする。非限定的な例として、世界の無線規制を考慮することにより、ミリ波周波数を２４．２５ギガヘルツから開始することができる。送信機ユニット１４０は、少なくとも２Ｇｂｐｓ、少なくとも２．１Ｇｂｐｓ、または少なくとも２．２Ｇｂｐｓのビット・レートで高解像度マップを送信するように構成されうる。たとえば、特に統合された高解像度マップを送信する場合、高解像度マップを送信するためのフレームあたりのデータ・サイズとして、少なくとも２．７５Ｍバイトのフレームサイズが必要になる場合がありうる。プロセッサユニット１１０は、少なくとも２．７５メガバイト、少なくとも３．２５メガバイト、または少なくとも３．７５メガバイトのデータ・サイズを含むように高解像度マップを提供するように構成されうる。
【００３４】
さらに、プロセッサユニットは、ＨＤマップの連続的な更新を提供するために、時間間隔でＨＤマップを生成するように構成されうる。単一のＨＤマップは、ＨＤマップのフレームとして認められる。例えば、プロセッサは、ＨＤマップ、フレームをそれぞれ生成し、それらの間の時間の距離が最大で１０ｍｓ、８ｍｓ、さらには７ｍｓであるように構成されうる。これにより、ＨＤマップのリアルタイム更新を可能にしうる。リアルタイムは、まだ存在する遅延による受信側での遅延または悪影響がないように、データを十分早く提供するものとして認められうる。たとえば、毎時１８０キロメートル、つまり毎秒５０メートルの速度で走行し、１０ミリ秒の距離でＨＤマップを受信または生成することは、約０．５メートルのＣＩＵを搭載した車両の動きと同じである。車両のセンサは、０．５メートルまたは１０ミリ秒の遅延をマイナス効果なしで補償できるように、そして、単一フレーム間にタイムステップを有するけれども、リアルタイムとみなすことができるように、たとえば少なくとも１０メートル、少なくとも３０メートル、または少なくとも１００メートルのオブジェクトをさらに感知しうる。
【００３５】
１１０における同じものは、ＣＩＵの周囲に少なくとも半径３００ｍを有するマップ情報を含むように高解像度マップを生成するように構成されうる。
【００３６】
ＣＩＵ１００は、レガシーＶ２ＶまたはＶ２Ｘ通信スキームに従ってデータを送信するように構成されたオプションのレガシーインターフェース１６０を備えてもよい。このために、プロセッサユニット１１０は、受信されたＨＤマップに関連しておよび／またはセンサ・データ１２２に関連して受信されたデータの詳細１１６を決定または抽出するように構成されうる。プロセッサユニット１１０は、交通渋滞、交通事故、交通建設などの交通安全サービスに関する情報などの抽出された詳細１１６を通信スキームに適合させ、これらの抽出された詳細１１６を通信スキームに送信するように構成されうる。簡単に言えば、ＣＩＵは既存の通信方式と互換性があるが、これにはデータ変換が必要な場合がある。
【００３７】
プロセッサユニット１１０は、受信したＨＤ定義マップ１３２と比較したときに同じ座標系を含むように高解像度マップを生成するように構成されうる。これにより、マップの領域を拡大したり、および／または再送信および／または全体として使用できる累積マップを取得したりできる。
【００３８】
ＣＩＵ１００は、例えば、受信機ユニット１３０を使用して、オプションの情報１３４を受信するように構成されうる。情報１３４は、生成される高解像度マップ内の関心領域を示す情報を含みうる。プロセッサユニットは、関心領域外の領域と比較したときに、関心領域内に高度の解像度、すなわち高度な情報を含むように高解像度マップを生成するように構成されうる。関心領域は、例えば、車両またはＣＩＵを運ぶ車両のゴールまたは目標でありうる。たとえば、車両が走行するルートに沿って、車両が走行していない可能性のあるルート以外の地域または道路と比較して、高解像度のマップをより高い解像度で生成できる。
【００３９】
つまり、図１にＣＩＵのブロック図を示す。ＨＤセンサユニットは、たとえばＬｉＤＡＲを使用して、ＨＤマップの情報を収集する。ミリ波Ｒｘユニットは、周囲の車やＲＳＵから、２．２Ｇｐｓを超えるスループットで、１０ミリ秒未満のレイテンシで、リアルタイムでＨＤマップを受信する。ＨＤマッププロセッサユニットは、ミリ波ＲＸユニットが受信した複数のＨＤマップを組み合わせて、少なくとも３００メートル先をサポートするＨＤマップを計算する。ミリ波Ｔｘユニットは、ＨＤマッププロセッサユニットで計算されたＨＤマップをリアルタイムで、たとえば２．２Ｇｂｐｓを超えるスループットで、１０ｍｓ未満のレイテンシで、周囲の車および／またはＲＳＵに中継する。自動運転ユニットは、ＨＤマッププロセッサユニットで計算されたＨＤマップに基づいて、アクセル、ブレーキ、およびステアリングの自動車運転コマンドを生成する。
【００４０】
図２は、実施形態による路側機（ＲＳＵ）の概略ブロック図を示す。ＲＳＵ２００は、ＣＩＵ１００について説明したようにＨＤマップを提供するように構成されうる。ＣＩＵ１００とは対照的に、ＲＳＵ２００は、それぞれ自動運転ユニット、コマンド生成器１５０なしで実装されうる。路側機２００は、特に、ＣＩＵを運ぶ車両がＨＤマップを提供するために他の車両を失っているシナリオにおいて、ＨＤマップを車両に提供することができる。
【００４１】
ＲＳＵ２００は、プロセッサユニット１１０と同等でありえ、ＨＤマップを提供するように構成されたプロセッサユニット２１０を備えうる。ＲＳＵ２００は、センサユニット１２０と同等でありうるセンサユニット２２０を備えてもよく、センサ・データ１２２同等でありえ、ＲＳＵ２００の周辺部の環境条件を表すセンサ・データ２２２を提供するように構成される。ＲＳＵ２００は、受信機ユニット１３０と同等でありうる受信機ユニット２３０を備え、データ１３２について説明したように、第２の外部高解像度マップを表すデータ２３２を受信するように構成されうる。
【００４２】
プロセッサユニット２１０は、信号２１２によって示されるような高解像度マップを提供するために、外部高解像度マップ２３２とセンサ・データ２２２とを統合するように構成される。ＲＳＵ２００は、信号２４２を使用することにより、第２の高解像度マップとセンサ・データ２２２とを統合した結果を送信するように構成された送信機ユニット２４０を備える。結果は、ＣＩＵ１００に関連して説明したように、指定されたマップがない場合のＨＤマップの重なりまたは統合でありうる。あるいは、指定されたマップを送信することもでき、これにより、追加のデータのコストに対してより完全なデータセットが得られうる。
【００４３】
信号２４２によって送信される高解像度マップは、ＲＳＵの周囲の少なくとも半径３００ｍ、少なくとも半径３５０ｍまたは少なくとも半径４００メートル内のマップ情報を含む。
【００４４】
ＣＩＵ１００について説明したように、ＲＳＵ２００は、レガシーＶ２Ｘ通信方式に従って抽出された詳細を送信するように、および／または詳細２１６をバックホールネットワークに送信するように構成されたレガシーインターフェース２６０を備えうる。したがって、ＣＩＵ１００、ＲＳＵ２００は、レガシーネットワークと通信するように構成されえ、ＲＳＵ２００は、バックホール通信との車両間通信を車両と置換しうる。
【００４５】
ＣＩＵ１００に関連して説明される通信、送信、または提供されるデータの量に提供される詳細は、ＲＳＵ２００にも適用されうる。すなわち、生成された高解像度マップは、センサユニット２２０によって検知されるエリアよりも大きく、受信ユニット２３０および送信ユニット２４０は、通信にミリメートル波長を使用し、送信ユニット２４０は、少なくとも２Ｇｂｐｓのビット・レートを伴う高解像度を送信するように構成され、高解像度マップは、少なくとも２．７５Ｍバイト、少なくとも３．２５Ｍバイト、または少なくとも３．７５Ｍバイトのデータ・サイズを含む。さらに、プロセッサユニットは、高解像度マップを複数のフレームのフレームとして生成するように構成されえ、２つのシーケンスフレームは、最大で１０ミリ秒、好ましくは８ミリ秒、より好ましくは６ミリ秒の距離だけ時間的に間隔を置かれる。
【００４６】
センサユニット２２０は、センサユニット１２０について説明したように、センサ・データ２２２を提供するために画像化技術を使用することができ、例えば、センサユニット２２０はＬｉＤＡＲセンサを含みうる。
【００４７】
図１を参照する場合、受信された高解像度マップ１３２は、信号２４２によって送信された高解像度マップ、すなわち高解像度マップ２４２でありうる。逆に、高解像度マップ３３２は、ＣＩＵ１００によって送信された高解像度マップ１４２でありうる。統合が受信したマップの一部を適合させることとして認められうることを考慮すると、センサユニット１２０または２２０は、ＬｉＤＡＲセンサを使用してそれぞれの装置１００または２００の周辺部をスキャンするように構成されうる。ここで、環境条件は、周辺部で検出されたオブジェクトまでの距離である場合がある。受信された高解像度マップ１３２または２３２は、さらなる装置から受信されたマップでありえ、受信された高解像度マップは、それぞれのさらなる装置によって生成された受信された高解像度マップのエリア内のオブジェクトに関連する情報を含むことができる。プロセッサユニット１１０、２１０は、それぞれ、それぞれの装置とセンサユニット１２０、２２０によってそれぞれ検出されたオブジェクトとの間の距離を使用して、および、それぞれのプロセッサユニット１１０または２１０を搭載する装置の実際の位置を使用して、受信されたマップ内の１つ以上のオブジェクトに関する情報を適応させるように構成されうる。
【００４８】
おそらくＣＩＵに類似するＲＳＵは、受信機ユニット２３０が少なくとも第３の高解像度マップを表すデータを受信するように構成され、プロセッサユニット２１０が、第１の高解像度マップを提供するために、第２および第３の高解像度マップ、ならびにセンサ・データを統合するように構成されることも認められうる。さらに、プロセッサユニット２１０は、受信した高解像度マップと比較した場合、同じ座標系を含むように高解像度マップを生成するように構成されうる。さらに、プロセッサユニットは、第１の高解像度マップを提供するために、受信した高解像度マップ、センサ・データおよび静的マップを統合するように構成されうる。ＲＳＵは、高解像度マップとセンサ・データを統合した結果を送信するときに、静的マップを送信しないように構成されうる。
【００４９】
つまり、図２にＲＳＵのブロック図を示す。ＨＤセンサユニットは、たとえばＬｉＤＡＲを使用して、ＨＤマップの情報を収集する。ミリ波Ｒｘユニットは、周囲のＲＳＵおよび／または車から、２．２Ｇｂｐｓを超えるスループットで、１０ミリ秒未満の遅延で、リアルタイムでＨＤマップを受信する。ＨＤマップ処理ユニットは、ミリ波Ｒｘユニットによって受信された複数のＨＤマップを組み合わせることにより、１つまたは複数の道路とともに少なくとも３００メートル先をサポートするＨＤマップを計算する。ミリ波Ｔｘユニットは、ＨＤマップ処理ユニットで計算されたＨＤマップをリアルタイムで、たとえば２．２Ｇｂｐｓを超えるスループットで、周囲のＲＳＵや車への遅延が１０ｍｓ未満で中継する。自動運転のためのＲＳＵは、ＨＤマップの情報を収集するために、ＨＤセンサユニット、例えばＬｉＤＡＲセンサを含む。それは、周囲のＲＳＵおよび／または車から、例えば２．２Ｇｂｐｓ以上のスループットおよび１０ミリ秒未満の待ち時間で、リアルタイムでＨＤマップを受信するためのミリ波Ｒｘユニットをさらに含みうる。ＣＩＵまたはＲＳＵによって受信された複数のＨＤマップを組み合わせることにより、道路とともに少なくとも３００メートル先をサポートするＨＤマップを計算するＨＤマップ処理ユニットをさらに含みうる。ＣＩＵリレーで計算されたマップをリアルタイムで、たとえば２．２Ｇｂｐｓを超えるスループットで、１０ｍｓ未満のレイテンシで、周囲のＲＳＵおよび／または自動車（ＣＩＵ）にリレーするためのミリ波Ｔｘユニットをさらに含みうる。
【００５０】
図３は、例えば、ＣＩＵ１００またはＲＳＵ２００により受信され得るＨＤマップ３０２の概略ブロック図を示す。図３はＣＩＵ１００の存在を示しているが、代替として、ＲＳＵ２００が存在しうる。加えて、本明細書に記載の実施形態によれば、さらなるＣＩＵまたはＲＳＵが存在しうる。ＣＩＵ１００は、例えばセンサユニット１２０を使用して周辺部３０４をスキャンするように構成されうる。ＨＤマップ１３２でありうるＨＤマップ３０２を受信する場合、ＣＩＵ１００は、自身のセンサ・データを獲得したＨＤマップ３０２の領域を適応させるように構成されうる。したがって、ＣＩＵ１００またはＲＳＵ２００によって生成される高解像度の面積は、周辺部３０４の面積よりも大きくなりうる。
【００５１】
ＨＤマップは、ＨＤマップ３０２内のエリアまたはオブジェクト３０６に関連するタイムスタンプなどのメタデータを含みうる。したがって、プロセッサユニット１１０または２１０は、エリアまたはオブジェクト３０６に関する情報の鮮度を決定するように構成されうる。あるいは、ＨＤマップは、高解像度マップの他の部分の鮮度を示す情報を含むように生成されうる。情報の鮮度を使用して、プロセッサユニット１１０または２１０は、特定の閾値を超える鮮度を含む情報を割り引くように構成されうる、すなわち、古くなったまたは古すぎる情報は破棄されうる。例えば、道路を横断する歩行者であるオブジェクト３０６に関する情報は、他のＣＩＵまたはＲＳＵがもはや歩行者を検出しなくなった特定の時間後に破棄されうる。単純に、歩行者は通りを横断し、通りを去ったかもしれない。情報の老化の閾値は、特定のオブジェクト・クラスで異なる場合がある。たとえば、歩行者、動物、または他の乗り物が位置を離れる場合がありうる。ここで、建物などは特定の位置に長時間留まる可能性が非常に高い。たとえば、移動すると見なされるオブジェクトの情報のエージングの閾値は、たとえば、１時間、３０分、５分、またはそれ以下である。静的と見なされるオブジェクトのクラスの鮮度の閾値は、たとえば、１か月、１週間、または１日以下である。
【００５２】
図４は、例えば自動車または無人機でありうる車両４５０ａ〜４５０ｄに運ばれているまたは搭載されている複数のＣＩＵ１００ａ〜１００ｅを含む通信ネットワーク４００の概略ブロック図を示す。あるいは、車両は、他の任意の駆動車両または飛行車両でありうる。通信ネットワーク４００は、複数のＲＳＵ２００ａ〜２００ｆをさらに含む。各ＣＩＵ１００ａ〜１００ｅおよびＲＳＵ２００ａ〜２００ｆは、部分的にまたは完全に重なり合うことができるが、互いに間隔をあけられうるそれぞれの周辺部３０４ａ〜３０４ｈに関連付けられる。領域３０４ａ〜３０４ｈのそれぞれは、センサユニット１２０または２２０などのＨＤセンサのカバレッジを示しうる。各ＣＩＵ１００ａ〜１００ｅは、例えば、高解像度マップ１３２、１４２、２３２、および／または２４２であり得る双方向通信リンク４３２ａおよび４３２ｂによって示されるように、隣接するＣＩＵおよび／または隣接するＲＳＵと通信するように構成されうる。
【００５３】
１つまたは複数のＣＩＵ１００ａ〜１００ｅおよび／またはＲＳＵは、現在の５Ｇの従来のＶ２Ｘおよび／または、ネットワーク内のノードのための速度、ブレーキなどを示す情報を受信および／または送信するバックホールネットワークと通信するように構成されうる。ＣＩＵおよび／またはＲＳＵのそれぞれは、自動運転および／またはリアルタイムでの飛行のためのＨＤマップ４７０を提供しうる。
【００５４】
したがって、複数のネットワークノード、すなわち、ＲＳＵおよびＣＩＵは、それぞれのノードによって生成された高解像度マップ４７０を交換するように構成されうる。ＲＳＵおよび／またはＣＩＵの少なくとも１つの装置は、ノードの高解像度マップを統合して、累積高解像度マップを生成するように構成されうる。
【００５５】
ＨＤマップ４７０に示されているように、周辺部３０４ｆを「見る」ことはできないが、ＣＩＵ１００ａおよび、従って、車両４５０ａは、このエリア内のオブジェクトなどを認識している場合がある。
【００５６】
これは、例えば、双方向通信４３２ｃによって示されるように、ＲＳＵ間の通信によって達成されうる。
【００５７】
車両５５０ａ〜５５０ｄは、車両制御コマンドを表すコマンド信号１５２に応答して自律的に移動するように構成されうる。車両５４０に搭載されたＣＩＵは、生成された高解像度マップを他のＣＩＵ、通信ネットワーク構造、ネットワーク、例えば図５および図６に関連して説明したネットワーク、さらなる車両および／またはＲＳＵに送信するように構成されうる。
【００５８】
換言すれば、図４は、本明細書に記載の実施形態の典型的なシナリオを示す。実施形態の提案は、自動車または無人機の自動運転を実現することでありうる。図１に関連して説明したＣＩＵを実装または搭載し、ＣＩＵによって計算されたＨＤマップを使用して自動運転を実現する自動車がいくつかある。図４では、図２に関連して説明したＲＳＵが、ＣＩＵ搭載車にＨＤマップを配信することで自動運転をアシストするために、たとえば約１００メートルごとの距離で街灯や信号機に配置される。近くの車の複数のＣＩＵおよび道路（または交差点を含む道路）の異なる街灯柱の複数のＲＳＵは、ＨＤマップ情報を交換するローカル・ネットワークを形成してＨＤマップのカバレッジを広げ、さまざまな角度（位置）から測定された複数のＨＤを組み合わせてブロッキングの問題を回避する機能がある。関心のある場所からの距離に依存するＨＤマップの必要な精度（つまり、より高い精度）は、対象の自動運転車に近いエリアで必要があるため、ＣＩＵおよびＲＳＵは、関心のある場所からの距離の差に基づいて中継されるように、ＨＤマップの適応解像度低減をサポートしうる。ＣＩＵは、レガシーＶ２ＶおよびＶ２Ｘ通信へのインタフェースをサポートして、緊急、警告、位置、速度などの情報を周辺車両Ｖ２ＶまたはＶ２Ｘを介した交通安全サーバと交換する。同様に、ＲＳＵは、Ｔｘ通信によるレガシーへのインタフェースと、交通安全サーバに接続されたバックホールネットワークをサポートして、緊急、警告、場所、速度などの情報を交換する。本明細書で説明する実施形態は、自動運転が必須である都市を飛行する無人機に適用することができる。実施形態は、ＨＤマップのリアルタイム配信、車両およびドローンの自動運転の実現、および／または交通安全サービスの改善を実現することができる。
【００５９】
特に、一部のシナリオのように、ＬｉＤＡＲセンサは最大３００メートルの距離を測定できない場合があり、異なるＲＳＵおよび／またはＣＩＵ間のコラボレーションにより、特に、多くの交差点とブロックオブジェクトを有する都市環境で少なくとも３００メートルからマップを生成できる場合がある。実施形態は、自動運転を実現するために車にＨＤマップ情報を配信するためのインフラストラクチャネットワークを実現するためのアイデアおよび概念を提供する。説明される実施形態の概念は、無人機の将来の交通システムにも適用することができ、そこでは、自動運転が長距離運転または飛行に必須となる可能性がある。
【００６０】
図４ｂは、実施形態による高解像度マップ４７０の概略ブロック図を示す。高解像度マップ４７０は、例えばＣＩＵに関連する関心領域４７５を含みうる。例えば、高解像度マップ４７０を生成するＣＩＵまたはＲＳＵは、関心領域４７５を示す情報を受信し、表示ＣＩＵに提供される高解像度マップを生成するように構成されうる。関心領域において、高解像度マップ４７０の解像度は、関心領域４７５の外側の領域４７７と比較した場合、より高い分解能を含むことができる。解像度の程度は、高解像度マップで表現されているオブジェクトのタイプに関連していてもよいが、高解像度マップ４７０内のオブジェクトの拡張の精度に関する解像度に関連しうる。例えば、関心領域４７５から離れた領域４７７は、関心領域４７５が関係するＣＩＵまでの距離が大きくなるように配置されえ、または関心領域４７５が関連する領域がＣＩＵの予定された交通量がない領域でありうる。関心領域４７５と比較した場合、領域４７７における高解像度マップ４７０のより低いデータ・サイズを取得するために、この離れた場所にある道路上の車両などのオブジェクトの存在、位置、またはサイズは、除外されるか、少なくともマップ内のデータ・サイズに関して縮小されうる。高解像度マップ４７０は、複数の領域４７５、４７７および任意で４７９、すなわち２つ以上を含むように生成されえ、各領域は、異なる程度の解像度を含みうる。関心領域４７５の解像度の程度は、領域４７７および／または４７９よりも少なくとも２倍、少なくとも３倍、少なくとも４倍以上高くてもよい。関心領域は、高解像度マップ４７０の最大５０％、好ましくは最大４０％、より好ましくは最大３０％の高解像度マップ４７０の領域の一部を含みうる。
【００６１】
図５は、複数のＲＳＵ２００ａ〜２００ｆを含むネットワーク５００の概略ブロック図を示す。例えば、通信ネットワーク４００のＲＳＵ２００ａ〜２００ｆは、ネットワーク５００を少なくとも部分的に形成しうる。図４に示すように、ＲＳＵは、道路や飛行ルートなどの交通システムの移動経路をカバーするように、互いに距離を置いて配置される。ＲＳＵは、双方向通信リンク４３２ａ〜４３２ｆの送信範囲に従って互いに通信することができる。ＲＳＵは、ＲＳＵの周辺部が本質的に隙間のないように、最大で両方のＲＳＵのセンサユニットの範囲の合計である互いまでの距離で配置されうる。すなわち、移動に沿ったポイントまたは間隔のそれぞれについて、ＨＤマップの交通量の道路の情報が利用可能である。例えば、隣接するＲＳＵ間の距離５０２は、最大で５００メートル、最大で４００メートル、または最大で３００メートルでありうる。
【００６２】
あるいは、ネットワーク５００は、ＲＳＵ２００ａ〜２００ｆを備えてもよく、ＲＳＵは、ＲＳＵ２００ａ〜２００ｆによって生成された高解像度マップを交換するように構成される。少なくとも１つのＲＳＵ２００ａ〜２００ｆは、累積高解像度マップを生成するように、通信ネットワーク５００の他のＲＳＵから受信した高解像度マップを統合するように構成されうる。従って、ネットワーク４００と比較する場合、ネットワーク５００を形成するＲＳＵは、累積高解像度マップを生成することができる。
【００６３】
図６は、複数のＣＩＵ１００ａ〜１００ｆを含むネットワーク６００の概略ブロック図を示す。ここで、ここで、ＣＩＵは、例えば、それぞれ車両４５０ａ〜４５０ｆによって搭載または運搬されうる。通信ネットワーク５００と同様に、ＣＩＵ１００ａ〜１００ｆは、通信リンク４３２ａ〜４３２ｈによって互いに通信して、ＣＩＵ１００ａ〜１００ｆによって生成された高解像度マップを交換することができる。少なくとも１つのＣＩＵは、通信ネットワークの他の装置からの高解像度マップを統合して、累積高解像度マップを生成するように構成されうる。
【００６４】
図４から図６に関連して説明した高解像度マップの通信と交換は、高解像度マップを受信するネットワークノードがこのマップを既存のマップに含め、それによって得られたマップをさらにノードに送信することを認めることができる。それにより、段階的に、マップのサイズが大きくなり、装置によって生成される高解像度マップは、入力マップを送信する装置にも高解像度マップを生成する装置にも見えない領域を含むことがある。簡単に言えば、ＣＩＵまたはＲＳＵのセンサによってスキャンされた周辺部は、ネットワークの大部分またはネットワーク全体に分散される場合がある。
【００６５】
周囲のＣＩＵまたはＲＳＵが存在しない場合でも、独立型のＣＩＵは自動運転システムのように動作する可能性がある。つまり、他のＣＩＵおよび／またはＲＳＵとの通信は有益かもしないが、必要ではない。
【００６６】
ＣＩＵリレーは、複数または複数のＣＩＵを含むネットワーク６００などの通信ネットワークに関連して、複数のＣＩＵ間でＨＤマップ情報を交換することにより、より広いカバレッジおよびより少ないブロッキング問題でＨＤマップを計算することができる。ＲＳＵリレーは、複数または多数またはＲＳＵを含むネットワーク５００などの通信ネットワークに関連して、複数のＲＳＵ間でＨＤマップ情報を交換することにより、より広いカバレッジおよびより少ないブロッキング問題でＨＤマップを計算できる。ＣＩＵ−ＲＳＵリレーは、複数または複数のＣＩＵおよび複数または複数のＲＳＵを含む通信ネットワーク４００などの通信ネットワークに関連して、複数のＣＩＵとＲＳＵの間のＨＤマップ情報を交換することにより、より広いカバレッジおよびより少ないブロッキング問題でＨＤマップを計算することができる。ＣＩＵは、通信ネットワークで使用されてもよく、関心のある場所からの距離の差に基づいて関連付けられるＨＤマップの適応解像度低減の機能を備えうる。これは、ＣＩＵ−ＡｄａｐＲｅｓと呼ばれうる。ＲＳＵ−ＡｄａｐＲｅｓとして、機能は認められえ、通信ネットワークで使用されているＲＳＵは、高解像度マップを要求または受信するＣＩＵに関連する関心のある場所からの距離の差に基づいて中継されるＨＤマップの適応解像度低減の機能を有する。すなわち、ＣＩＵまたはＲＳＵは、関心領域を示す情報に基づいて生成されているマップの解像度を適応させるように構成されうる。特に、ＨＤマップの統合がＣＩＵまたはＲＳＵによって実行される場合、データフレームのデータ・サイズは２．７５Ｍバイトのサイズを超える場合がある。たとえば、リアルタイムでデータを送信する場合、２．２Ｇｂｐｓを超えるデータ・レートが発生する可能性がある。ＡｄａｐＲｅｓ、すなわち、異なる解像度を含む異なる領域を含むように高解像度マップを提供することにより、データ・サイズおよび／またはデータ・レートの超過を防止または少なくとも低減することができる。つまり、１０ミリ秒のレイテンシを確保するには、２．２Ｇｂｐｓのデータ・レートの場合、フレームあたりのデータ・サイズを２．７５Ｍバイト未満にする必要があるが、このデータ・サイズまたはデータ・レートを超える可能性がある。ここで、超過は、マップの一部または領域の解像度を下げることにより、許容レベルに制限される場合がある。
【００６７】
ＣＩＵは、緊急、警告、場所、速度などの低減された情報を交換するために、レガシーＶ２ＶおよびＶ２Ｘ通信（ＣＩＵレガシー）へのインタフェースを備えうる。ＲＳＵは、レガシーＶ２Ｘ通信（ＲＳＵレガシー）およびバックホールネットワーク通信へのインタフェースを備え、バックホールネットワークは交通安全サーバに接続され、緊急、警告、場所、速度などの情報を交換する。ドローン（無人航空機）は、周囲のドローンやＲＳＵとの間でＨＤマップ情報を交換することにより、自動運転のためにＣＩＵを実装または搭載できる。
【００６８】
本明細書で説明する実施形態の用途は、例えば、自動車および／またはドローン（無人航空機）の自動運転または飛行、衝突回避などの交通安全サービスでありえ、および／またはスマートシティの範囲、すなわちナビゲーション、シティガイド、駐車場などでありうる。
【００６９】
いくつかの態様が装置という脈絡の中で記載されていた場合であっても、該態様も、対応する方法の説明を表現するものとして記載される。その結果、ブロックまたは装置の要素は、それぞれの方法のステップに対応するか、または方法ステップの特徴として記載されうる。類推によって、または、方法ステップの脈絡において記載される態様は、ブロックに対応する記載、または装置に対応する詳細あるいは特性の説明を表す。
【００７０】
特定の実現要求に応じて、本発明の実施形態は、ハードウェアにおいて、または、ソフトウェアにおいて、実行されうる。その実現態様は、それぞれの方法が実行されるように、プログラミング可能なコンピュータシステムと協働しうるか、（または、協働する）そこに格納された電子的に読み込み可能な制御信号を有するデジタル記憶媒体、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはＦＬＡＳＨメモリを使用して実行されうる。
【００７１】
本発明による若干の実施の形態は、本願明細書において記載される方法のうちの一つが実行されるように、プログラミング可能なコンピュータシステムと協働することができる電子的に読み込み可能な制御信号を有するデータキャリアを含む。
【００７２】
通常、本発明の実施の形態は、プログラムコードを有するコンピュータ・プログラム製品として実施され、コンピュータ・プログラム製品がコンピュータ上で実行する場合、プログラムコードは、方法のうちの一つを実行するために作動される。プログラムコードは、例えば、機械可読キャリアに格納される。
【００７３】
他の実施形態は、本願明細書において記載される方法のうちの一つを実行するためのコンピュータ・プログラムを含み、コンピュータ・プログラムが、機械可読キャリアに格納される。
【００７４】
換言すれば、従って、コンピュータ・プログラムがコンピュータ上で実行する場合、本発明の方法の実施の形態は、本願明細書において記載される方法のうちの一つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータ・プログラムである。
【００７５】
従って、本発明の方法のさらなる実施の形態は、本願明細書において記載される方法のうちの一つを実行するためのコンピュータ・プログラムを含むデータキャリア（または、デジタル記憶媒体、またはコンピュータ可読媒体）である。
【００７６】
従って、本発明の方法のさらなる実施形態は、本願明細書において記載される方法のうちの一つを実行するためのコンピュータ・プログラムを表しているデータストリームまたは一連の信号である。例えば、データストリームまたは一連の信号は、データ通信接続、例えば、インターネットを介して転送されるように構成されうる。
【００７７】
さらなる実施の形態は、本願明細書において記載される方法のうちの一つを実行するために構成され、または適応される処理手段、例えば、コンピュータ、またはプログラミング可能な論理回路を含む。
【００７８】
さらなる実施の形態は、その上にインストールされ、本願明細書において記載される方法のうちの一つを実行するためのコンピュータ・プログラムを有するコンピュータを含む。
【００７９】
いくつかの実施の形態において、プログラミング可能な論理回路（例えば、現場でプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ））が、本願明細書において記載されるいくつかまたは全ての機能を実行するために使用されうる。いくつかの実施の形態において、現場でプログラム可能なゲートアレイは、本願明細書において記載される方法のうちの一つを実行するために、マイクロプロセッサと協働しうる。一般に、方法は、いくつかのハードウェア装置によって、好ましくは実行される。
【００８０】
上述した実施の形態は、本発明の原則の例を表すだけである。本願明細書において記載される装置および詳細の修正および変更は、他の当業者にとって明らかであるものと理解される。こういうわけで、記述の手段および実施の形態の議論によって、本願明細書において表された明細書の詳細な記載によりはむしろ、以下の請求項の範囲によってのみ制限されるように意図する。
【００８１】
参考文献
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[2]    Heiko G. Seif, Xiaolong Hu, "Autonomous Driving in the iCity - HD Maps as a Key Challenge of the Automotive Industry," ELSEVIER, Engineering, pp. 159-162, June 2016.
[3]    Philippe Gicquel, "Autonomous Vehicles Needs Realtime Dynamic Map Data," Geospatial World, Nov. 2015.
[4]    "Study on LTE Support for Vehicle to Everything (V2X) Services," 3GPP TR22. 885, V14.0.0, Dec. 2015.
[5]    V Va. T. Shimizu, G. Bansal and R.W. Heath Jr,. "Millimeter Wave Vehicular Communications: A Survey," Foundations and TrendsR in Networking, vol. 10, no. 1, pp. 1-113, June 2016.
[6]    L Hobert, A. Festag, I. Llatser, L. Altomare, F. Visintainer, A. Kovacs, "Enhancements of V2X Communication in Support of Cooperative Autonomous Driving," IEEE Commun. Mag., vol. 53, no. 12, pp. 64-70, Dec 2015.
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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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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