(57)【要約】  本開示の態様は、減速、加速、およびステアリングを制御するために、車両１００の１つ以上のアクチュエータにコマンドを送信するように構成された１つ以上の制御コンピューティングデバイスを含む車両システムに関する。車両は、減速、加速、およびステアリングを制御するために、運転手が１つ以上のアクチュエータを制御することを可能にするためのユーザ入力デバイスを含むことができる。コンピューティングデバイスは、制御コンピューティングデバイスからのコマンドがアクチュエータによって無効にされ、かつ無視される手動運転モードと、制御コンピューティングデバイスが、アクチュエータを制御するためのコマンドを送信するように構成され、ユーザ入力デバイスからの入力が、コマンドよりも優先される第１の自律運転モードと、制御コンピューティングデバイスが、アクチュエータを制御するためのコマンドを送信するように構成され、コマンドからの入力が、ユーザ入力デバイスからの入力よりも優先される第２の自律運転モードと、で動作するように構成される。【選択図】図１０
2020535053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
前記システムは、車両の減速、加速、およびステアリングを制御するために、前記車両の１つ以上のアクチュエータにコマンドを送信するように構成された１つ以上の制御コンピューティングデバイスを備え、前記車両が、前記車両の減速、加速、およびステアリングを制御するために、運転手が前記１つ以上のアクチュエータを制御することを可能にするための１つ以上のユーザ入力デバイスを含み、
前記１つ以上の制御コンピューティングデバイスは、前記車両が、
人間のオペレータが前記車両のステアリング、ブレーキング、および加速を制御する手動運転モードと、
前記１つ以上の制御コンピューティングデバイスが、１つ以上のアクチュエータを制御するためのコマンドを送信するように構成されており、前記１つ以上のユーザ入力デバイスからの入力が、前記コマンドよりも優先される、第１の自律運転モードと、
前記１つ以上の制御コンピューティングデバイスが、前記１つ以上のアクチュエータを制御するための前記コマンドを送信するように構成されており、コマンドからの入力が、前記１つ以上のユーザ入力デバイスからの前記入力よりも優先される、第２の自律運転モードと、で前記車両を動作させることができるように構成されている、システム。
【請求項２】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、前記第２の自律運転モードに入るための要件とは異なる要件を、前記第１の自律運転モードが含むように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、前記車両が動いているときに、前記手動運転モードから前記第２の自律運転モードへの移行を防止するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、前記第２の自律運転モードが前記手動運転モードに移行するための要件とは異なる要件を、前記第１の自律運転モードが含むように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、前記１つ以上のアクチュエータのうちのいずれかが前記手動運転モードで動作しているときに、前記第１の自律運転モードから前記手動運転モードに移行するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、前記１つ以上のアクチュエータのうちのいずれかが前記手動運転モードで動作しているときに、前記コマンドが無視されるように構成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記１つ以上のアクチュエータが、前記車両を減速させるように構成された減速アクチュエータ、前記車両を加速させるように構成された加速アクチュエータ、および前記車両の配向を変えるように構成されたステアリングアクチュエータを含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスが、前記第１の自律運転モードから前記第２の自律運転モードへの直接的な移行を防止するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスが、前記第２の自律運転モードから前記第１の自律運転モードへの直接的な移行を防止するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、前記車両が点検修理を受けることを可能にする第３の自律運転モードで、前記車両を動作させるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスが、停車場の位置に対する前記車両の現在の位置に基づいて、前記第３の自律運転モードで前記車両を動作させるように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、前記車両が前記停車場の位置内の特定の位置に存在するかどうかに基づいて、前記第３の自律運転モードで前記車両を動作させるように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、前記車両が前記停車場の位置に到着したときに、前記車両を前記第３の自律運転モードに自動的に移行させるように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、前記１つ以上のコンピューティングデバイスが、輸送サービスを提供するために前記車両が必要であることを示す、配車サーバコンピューティングデバイスからの命令を受信するまで、前記車両が前記停車場の位置を去ることを防止するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、前記車両が乗客に輸送サービスを提供する、前記第２の自律運転モードの第１の構成で前記車両を動作させるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、前記車両が前記車両の現在の状態によって定義される制限を使用して輸送サービスを提供する、前記第２の自律運転モードの第２の構成で前記車両を動作させるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記１つ以上のコンピューティングデバイスは、前記車両のドアが開いているときにのみ、前記第２の自律運転モードへの移行を可能にするように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記手動運転モードは、前記１つ以上の制御コンピューティングデバイスからのコマンドが、前記１つ以上のアクチュエータによって無効にされ、かつ無視されるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記１つ以上のユーザ入力デバイスをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記車両をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【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９月２７日に出願された米国特許出願第１５／７１６，８７２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】
一部の車両は、異なるレベルの制御を運転手に提供する様々なモードで動作することができる。例えば、典型的な車両は、人間のオペレータまたは運転手が、車両の加速、減速、およびステアリングを制御する手動運転モード、ならびに運転手がステアリングなどを制御する間、車両のコンピュータが、加速および減速を制御するクルーズ制御などの半自律運転モードで動作することができる。場合によっては、これらの車両はまた、車両のコンピュータが、運転手または乗客からの連続的な入力なしに車両のブレーキングのすべて、加速、減速、およびステアリングのすべてを制御する自律運転モードでも動作することもできる。自律運転モードでは、乗客は、目的地の位置などのいくつかの初期入力を与えることができ、車両が、車両自体を目的地まで操縦する。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の一態様は、システムを提供する。このシステムは、車両の減速、加速、およびステアリングを制御するために、車両の１つ以上のアクチュエータにコマンドを送信するように構成された１つ以上の制御コンピューティングデバイスを含む。車両は、運転手が、車両の減速、加速、およびステアリングを制御するために、１つ以上のアクチュエータを制御することを可能にするための１つ以上のユーザ入力デバイスを含む。１つ以上の制御コンピューティングデバイスは、車両が、人間のオペレータが車両のステアリング、ブレーキング、および加速を制御する手動運転モードと、１つ以上の制御コンピューティングデバイスが、１つ以上のアクチュエータを制御するためのコマンドを送信するように構成されており、１つ以上のユーザ入力デバイスからの入力が、コマンドよりも優先される第１の自律運転モードと、１つ以上の制御コンピューティングデバイスが、１つ以上のアクチュエータを制御するためのコマンドを送信するように構成されており、コマンドからの入力が、１つ以上のユーザ入力デバイスからの入力よりも優先される第２の自律運転モードと、で車両を動作させることができるように構成されている。
【０００４】
一例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、第１の自律運転モードが、第２の自律運転モードに入るための要件とは異なる要件を含むように構成される。別の例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、車両が動いているときに、手動運転モードから第２の自律運転モードへの移行を防止するように構成される。別の例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、第２の自律運転モードが手動運転モードに移行するための要件とは異なる要件を、第１の自律運転モードが含むように構成される。別の例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、１つ以上のアクチュエータのうちのいずれかが手動運転モードで動作しているときに、第１の自律運転モードから手動運転モードに移行するように構成される。この例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、１つ以上のアクチュエータのうちのいずれかが手動運転モードで動作しているときに、コマンドが無視されるように構成される。加えてまたは別の方法では、１つ以上のアクチュエータは、車両を減速させるように構成された減速アクチュエータ、車両を加速させるように構成された加速アクチュエータ、および車両の配向を変えるように構成されたステアリングアクチュエータを含む。
【０００５】
別の例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、第１の自律運転モードから第２の自律運転モードへの直接的な移行を防止するように構成される。別の例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、第２の自律運転モードから第１の自律運転モードへの直接的な移行を防止するように構成される。別の例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、車両が点検修理を受けることを可能にする第３の自律運転モードで車両を動作するように構成される。別の例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、停車場の位置に対する車両の現在の位置に基づいて、第３の自律運転モードで車両を動作させるように構成される。この例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、車両が停車場の位置内の特定の位置に存在するかどうかに基づいて、第３の自律運転モードで車両を動作させるように構成される。加えてまたは別の方法として、１つ以上のコンピューティングデバイスは、車両が停車場の位置に到着したときに、車両を第３の自律運転モードに自動的に移行させるように構成される。加えてまたは別の方法では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、１つ以上のコンピューティングデバイスが、輸送サービスを提供するために車両が必要であることを示す、配車サーバコンピューティングデバイスからの命令を受信するまで、車両が停車場の位置を去ることを防止するように構成される。
【０００６】
別の例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、車両が乗客に輸送サービスを提供する、第２の自律運転モードの第１の構成で車両を動作させるように構成される。別の例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、車両が車両の現在の状態によって定義される制限を使用して輸送サービスを提供する、第２の自律運転モードの第２の構成で車両を動作させるように構成される。別の例では、１つ以上のコンピューティングデバイスは、車両のドアが開いているときにのみ、第２の自律運転モードへの移行を可能にするように構成される。別の例では、手動運転モードは、１つ以上の制御コンピューティングデバイスからのコマンドが、１つ以上のアクチュエータによって無効にされ、かつ無視されるように構成される。別の例では、システムは、１つ以上のユーザ入力デバイスを含む。別の例では、システムは、車両を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】典型的な実施形態に係る例示的な車両の機能図である。
【図２】本開示の態様に係る地図情報の一例である。
【図３】本開示の態様に係る車両の例示的な外観図である。
【図４】典型的な実施形態に係る例示的なシステムの絵図である。
【図５】本開示の態様に係る、図４のシステムの機能図である。
【図６】本開示の態様に係る地理的区域の例示的な鳥瞰図である。
【図７】本開示の態様に係る、図６の地理的区域の例示的な鳥瞰図である。
【図８】本開示の態様に係る、図６の地理的区域の例示的な鳥瞰図である。
【図９】本開示の態様に係る、図６の地理的区域の例示的な鳥瞰図である。
【図１０】本開示の態様に係る例示的なフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
概要
自律車両、または自律運転モードを有する車両には、手動（運転手が、ブレーキング、加速、およびステアリングを制御する場合）から、完全自律（コンピュータが、減速、加速、およびステアリングを制御する場合）までの範囲にわたる多くの異なる動作モード、およびそれらのモード間の様々なモードがあり得る。そのようなシステムでは、運転手は、ハンドル、ブレーキペダル、アクセルペダル、ボタンなどの入力デバイスにおいて入力を与えることによって、モード間、例えば、自律モードから手動モードに切り替えることができる。そのとき、車両の制御コンピューティングデバイスは、減速、加速、およびステアリングの制御を運転手に移行させることができる。
【０００９】
しかしながら、いくつかの場合には、車両内に乗客がいる場合であっても、自律運転モードから手動運転モードに直接切り替えることが、いつも適切であるとは限らない場合がある。例えば、乗客が、年齢、身体障害、居眠り、またはその他の不注意に起因して、車両を制御することができない場合がある。そのような状況を避けるために、自律車両は、複数の自律運転モードを有することができる。例えば、自律車両は、１つ以上の自律運転モード、および利用可能である場合には、一般的な手動運転モードを含み得る。
【００１０】
手動運転モードでは、運転手は、入力デバイスにおいて、車両の減速、加速、およびステアリングを制御することができる。第１の自律運転モードでは、制御コンピューティングデバイスは、運転手が現在車両内におり、手動運転モードで車両を制御することが可能であることを推測し得る。第１の自律運転モードはまた、異なる環境で異なる自律レベルを可能にする複数の異なるサブモードまたは構成を有することもできる。第１の自律運転モードはまた、テストドライバーが存在する場合、車両の安全なテストを可能にする追加的な修正を伴う構成を含むこともできる。
【００１１】
第２の自律運転モードでは、制御コンピューティングデバイスは、運転手が現在車両内におらず、手動運転モードで車両を制御することが可能でないことを推測することができる。第１の自律運転モードと同様に、第２の自律運転モードは、輸送サービスを提供するための複数の異なるサブモードまたは構成を含むことができる。第２の自律運転モードはまた、車両をテストするための構成も含むことができる。
【００１２】
場合によっては、車両は、車両に対する点検修理またはソフトウェアの変更を可能にする第３の自律運転モードも含むことができる。この第３の自律運転モードは、オペレータが車両と対話し、サーバコンピューティングデバイス４１０によって車両のために生成された任意の作業指示に対処することを可能にする「停車場」モードと見なすことができる。第３の自律運転モードは、車両の現在の位置が、停車場もしくは停車場内の特定の位置の所定の距離にまたは距離以内にない場合、車両が点検修理を受ける能力を防止または制限するジオフェンシングの態様を含み得る。
【００１３】
上述したように、車両のコンピューティングデバイスは、自律運転モードの「偶発的な係合」または「偶発的な離脱」を防止するように構成され得る。これには、特定のタイプの移行を制限すること、車両の特定の状態を要求すること、ジオフェンシングを使用すること、および／または特定の認証を要求することが含まれ得る。
【００１４】
本明細書に記載された特徴によって、異なる自律運転モード間、および異なる自律運転モードと手動運転モードとの間、の安全かつ効果的な移行が提供される。第１の自律運転モードは、車両をテストするとき（すなわち、テストドライバーが車両内にいるとき）、および困った事態または緊急事態が起きた際に運転手が車両を制御することができるときに、特に有用であり得る。第２の自律運転モードは、車両内に乗客がいないか、または年齢、身体障害、居眠り、またはその他の不注意に起因して、乗客の誰も車両を制御することができない状況において、特に有用であり得る。
【００１５】
例示的システム
図１に示すように、本開示の一態様に係る車両１００は、様々なコンポーネントを含む。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、乗用車、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典型的に存在する他のコンポーネント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することができる。
【００１６】
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格納し、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１３４およびデータ１３２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格納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格納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格納される。
【００１７】
命令１３４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）実行される任意の一連の命令であってもよい。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格納されてもよい。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、区別なく使用され得る。命令は、プロセッサによる直接処理のためのオブジェクトコード形式で、または要求に応じてインタープリットもしくは事前に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コレクションを含む任意の他のコンピューティングデバイス言語で格納されてもよい。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。
【００１８】
データ１３２は、命令１３４に従ってプロセッサ１２０によって検索、格納、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格納されてもよい。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。
【００１９】
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。別の方法として、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置かれた他のストレージ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。
【００２０】
コンピューティングデバイス１１０は、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／またはマイクロフホン）および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コンポーネントであってもよい。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の車内に設置されてもよく、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内の乗客に情報を提供することができる。
【００２１】
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することができる。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。
【００２２】
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、車両の様々なコンポーネントと通信することが可能であり得る。例えば、図１に戻ると、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などの、車両１００の様々なシステムと通信することができる。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、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。
【００２３】
一例として、コンピューティングデバイス１１０は、車両の速度を制御するために、ブレーキ、アクセルペダル、および／または動力システム１７４（すなわち、車両１００のエンジンまたはモータ）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対話することができる。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は、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によって使用され得る。例えば、乗用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。
【００２４】
ナビゲーションシステム１６８は、ある位置までの経路を判定および辿るために、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１３２は、詳細な地図情報、例えば、道路の形状および標高、車線ライン、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、または他のそのような対象物および情報を特定する高精密地図を格納することができる。例えば、図２は、地図情報２００の一例である。この例では、地図情報２００には、車線ライン２２０、２２２、２３０、２３２を境界とした車線２１０、２１２の形状および位置が含まれている。上述したように、地図情報は、この例には描写されていない多数の他の特徴を含んでもよい。
【００２５】
以下でさらに説明するように、地図情報はまた、停車場の位置を特定する情報も含むことができる。停車場は、車両用の駐車場または駐車スペースを含む決まった位置であってもよい。いくつかの停車場はまた、以下でさらに説明するように、作業指示および車両移行を管理することができる１人以上の人間のオペレータを含んでもよい。これらの停車場は、可用性、受け入れ帯域、利用可能なサービスなどの様々な特性を有してもよい。さらに、いくつかの停車場は、日陰、給油または充電ステーション、清掃サービス、および保守点検修理などの特徴を有してもよい。いくつかの例では、地図情報はまた、車両が停車場内において自律運転モードで動作することを可能にするために、停車場の物理的な特徴も特定することができる。この点について、地図情報はまた、以下でさらに説明するように、車両を特定の自律運転モードに自動的に移行するために使用され得る、保守区域などの停車場の特定の区域も特定することができる。例えば、地図情報２００は、入口２４２および出口２４４を有する停車場２４０を含む。地図情報はまた、車両１００の清掃、オイル交換、給油、充電などの様々な保守を実行するための保守区域２６０だけでなく、駐車地点２５０〜２５４などの停車場２４０内の特徴も特定する。
【００２６】
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、より少ないノイズでその絶対的な地理的位置を判定することができる、車両のすぐ周りにある他の自動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。
【００２７】
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は、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得る。
【００２８】
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つ以上のコンポーネントを含む。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客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３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３１０およびドーム状筐体３１２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３２０、ならびに車両の運転手側および助手席側の筐体３３０，３３２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３３０は、運転手ドア３６０の前部に設置されている。車両１００はまた、車両１００の屋根の上にさらに設置さ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３４０、３４２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の前端部および後端部に設置されてもよい。
【００２９】
コンピューティングデバイス１１０は、様々なコンポーネントを制御することによって車両の方向および速度を制御することができる。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することができる。コンピューティングデバイス１１０は、測位システム１７０を使用して車両の位置を判定し、その位置に安全に到着する必要がある場合には、知覚システム１７２を使用して対象物を検出および対応することができる。そうするために、コンピューティングデバイス１１０は、車両を加速させ（例えば、加速システム１６２により、エンジンに供給される燃料または他のエネルギーを増やすことによって）、減速させ（例えば、エンジンに供給される燃料を減らし、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）、方向を変更させ（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）、そのような変更を知らせる（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）ことができる。したがって、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コンポーネントを含む動力伝達系の一部であり得る。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、車両の動力伝達系を制御することもできる。
【００３０】
車両１００のコンピューティングデバイス１１０はまた、他のコンピューティングデバイスとの間で情報を受信または転送することもできる。図４および図５は、それぞれ、例示的なシステム４００の絵図および機能図であり、システムは、ネットワーク４６０を介して接続された複数のコンピューティングデバイス４１０、４２０、４３０、４４０、およびストレージシステム４５０を含む。システム４００はまた、車両１００、および車両１００と同様に構成され得る車両１００Ａも含む。単純にするため、いくつかの車両およびコンピューティングデバイスのみを図示しているが、典型的なシステムには、これよりもはるかに多くのものが含まれ得る。
【００３１】
図４に示すように、コンピューティングデバイス４１０、４２０、４３０、４４０の各々は、１つ以上のプロセッサ、メモリ、データ、および命令を含むことができる。そのようなプロセッサ、メモリ、データ、および命令は、コンピューティングデバイス１１０の１つ以上のプロセッサ１２０、メモリ１３０、データ１３２、および命令１３４と同様に構成されてもよい。
【００３２】
ネットワーク４６０および仲介ノードは、ブルートゥース、ブルートゥースＬＥ、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、ならびに上記の様々な組み合わせなどの短距離通信プロトコルを含む様々な構成およびプロトコルを含んでもよい。そのような通信は、モデムおよび無線インターフェースなどの、他のコンピューティングデバイスとの間でデータを送信することができる任意のデバイスによって容易に行われ得る。
【００３３】
一例では、１つ以上のコンピューティングデバイス１１０は、複数のコンピューティングデバイスを有するサーバ、例えば、負荷分散サーバファームを含んでもよく、負荷分散型サーバファームは、他のコンピューティングデバイスとの間でデータを受信、処理、および送信する目的で、ネットワークの異なるノードと情報を交換する。例えば、１つ以上のコンピューティングデバイス４１０は、ネットワーク４６０を介して、車両１００のコンピューティングデバイス１１０、または車両１００Ａの同様のコンピューティングデバイス、ならびにコンピューティングデバイス４２０、４３０、４４０と通信することが可能である１つ以上のサーバコンピューティングデバイスを含んでもよい。例えば、車両１００および１００Ａは、サーバコンピューティングデバイスによって様々な位置に配車され得る全車両の一部であってもよい。この点について、全車両は、車両のそれぞれの測位システムにより提供される位置情報をサーバコンピューティングデバイスに定期的に送信してもよく、１つ以上のサーバコンピューティングデバイスは、車両の位置を追跡してもよい。
【００３４】
さらに、サーバコンピューティングデバイス４１０は、ネットワーク４６０を使用して、コンピューティングデバイス４２０、４３０、４４０のディスプレイ４２４、４３４、４４４などのディスプレイ上に、ユーザ４２２、４３２、４４２などのユーザに情報を送信および提示することができる。この点について、コンピューティングデバイス４２０、４３０、４４０は、クライアントコンピューティングデバイスと見なされてもよい。
【００３５】
図４に示すように、各クライアントコンピューティングデバイス４２０、４３０、４４０は、ユーザ４２２、４３２、４４２が使用することを意図されたパーソナルコンピューティングデバイスであってもよく、１つ以上のプロセッサ（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ））、データおよび命令を格納するメモリ（例えば、ＲＡＭおよび内蔵ハードドライブ）、ディスプレイ４２４、４３４、４４４などのディスプレイ（例えば、画面を有するモニタ、タッチスクリーン、プロジェクタ、テレビ、または情報を表示するように動作可能である他のデバイス）、およびユーザ入力デバイス４２６、４３６、４４６（例えば、マウス、キーボード、タッチスクリーン、またはマイクロフホン）を含む、パーソナル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コンポーネントを有し得る。クライアントコンピューティングデバイスはまた、ビデオストリームを記録するためのカメラ、スピーカー、ネットワークインターフェースデバイス、およびこれらの要素を互いに接続するために使用されるすべてのコンポーネントを含んでもよい。
【００３６】
クライアントコンピューティングデバイス４２０、４３０、および４４０は、各々、標準のパーソナルコンピューティングデバイスを含んでもよいが、別の方法として、インターネットなどのネットワークを介してサーバとデータを無線で交換することが可能であるモバイルコンピューティングデバイスを含んでもよい。単なる例として、クライアントコンピューティングデバイス４２０は、携帯電話もしくは無線対応のＰＤＡのデバイス、タブレットＰＣ、ウェアラブルコンピューティングデバイスもしくはシステム、またはインターネットもしくは他のネットワークを介して情報を取得することが可能であるネットブックであってもよい。別の例では、クライアントコンピューティングデバイス４３０は、図４に示したように、腕時計として示されるウェアラブルコンピューティングシステムであってもよい。一例として、ユーザは、小型キーボード、キーパッド、マイクロフホンを使用して、カメラを用いた映像信号、またはタッチスクリーンを使用して、情報を入力することができる。
【００３７】
いくつかの例では、クライアントコンピューティングデバイス４４０は、管理者がユーザ４２２および４３２などのユーザにコンシェルジュサービスを提供するために使用するコンシェルジュワークステーションであってもよい。例えば、以下にさらに詳細に説明するように、ユーザ４４２は、コンシェルジュワークステーション４４０を使用して、車両１００もしくは１００Ａの安全な動作、およびユーザの安全に役立つために、ユーザのそれぞれのクライアントコンピューティングデバイスまたは車両１００もしくは１００Ａを通じて、電話通話または音声接続を介してユーザと通信するコンシェルジュであってもよい。図４および図５には、単一のコンシェルジュワークステーション４４０のみが示されているが、典型的なシステムには、任意の数のそのようなワークステーションが含まれてもよい。
【００３８】
メモリ１３０と同様に、ストレージシステム４５０は、ハードドライブ、メモリカード、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、書き込み可能メモリ、および読み出し専用メモリなどの、サーバコンピューティングデバイス４１０によりアクセス可能である情報を格納することができる任意のタイプのコンピュータ化されたストレージであってもよい。さらに、ストレージシステム４５０は、データが、同じまたは異なる地理的位置に物理的に設置され得る複数の異なるストレージデバイス上に格納される分散型ストレージシステムを含んでもよい。ストレージシステム４５０は、図４および図５に示すように、ネットワーク４６０を介してコンピューティングデバイスに接続されてもよく、かつ／またはコンピューティングデバイス１１０、４１０、４２０、４３０、４４０などのいずれかに直接接続されるか、もしくは組み込まれてもよい。
【００３９】
コンピューティングデバイス１１０のメモリ１３０は、動作車両１００が手動運転モードならびに１つ以上の自律運転モードを含む異なるモードで動作することを可能にする構成命令を格納することができる。手動運転モードでは、運転手は、入力デバイスにおいて車両の減速、加速、およびステアリングを制御することができる。さらに、車両１００は、減速システム１６０、加速システム１６２、およびステアリングシステム１６４のアクチュエータを制御するための、制御コンピューティングデバイスからのコマンドが優先されないように、構成命令を介して構成される。言い替えると、手動運転モードでは、制御コンピューティングデバイスからのコマンドは、無効であるか、または無視される。このようにして、運転手は、自動運転システムが車両１００の動作を妨害しないことを保証される。
【００４０】
第１の自律運転モードでは、制御コンピューティングデバイスは、運転手が現在車両１００内にいて、手動運転モードで車両を制御することが可能であることを推測することができる。言い替えると、制御コンピューティングデバイスは、構成命令を介して構成され、第１の自律運転モードから手動運転モードへの移行を直ちに可能にする。車両１００はまた、ユーザ入力デバイスから発生されるコマンドが制御コンピューティングデバイスからのコマンドよりも優先されるように、構成される。この点について、運転手は、車両１００の入力デバイスのいずれかを使用することによって、直ちに制御することができる。同時に、運転手は、制御コンピューティングデバイスと、運転手が入力するアクチュエータとの両方が、制御コンピューティングデバイスの入力よりも優先されることによって保証される。
【００４１】
第１の自律運転モードはまた、異なる環境で異なる自律レベルを可能にする複数の異なるサブモードまたは構成を有することもできる。例えば、第１の自律運転モードは、事前に地図化された環境の特定の区域での完全自律運転モードを可能にするが、それ以外の位置では半自律運転モード（例えば、運転手が速度および／またはステアリングを制御する場合）を可能にする第１の構成を有してもよい。第２の構成は、運転手が手動運転モードへの移行に対する車両１００の感度を高めるように調整することを可能にすることができ、例えば、運転手は、車両１００を第１の自律運転モードから半自律または手動運転モードにより容易に変更することを好む。
【００４２】
第１の自律運転モードはまた、テストドライバーが存在する場合に、車両１００の安全なテストを可能にするための追加の修正を伴う第３の構成を含むこともできる。テストドライバーの引き継ぎ能力を保証する、冗長でありかつより信頼性の高い手段を得るために、第１の無人モードと手動運転モードとの間の移行が、２つの異なる位置において、すなわち、制御コンピューティングデバイスおよび各アクチュエータにおいて実施され得る。アクチュエータのソフトウェアは、広範囲のテストによって十分に吟味および修正されていると見なすことができ、それほど頻繁に変更しなくてもよい。ただし、制御コンピューティングデバイスのソフトウェアは、定期的に変更およびテストされる場合がある。アクチュエータは、制御コンピューティングデバイスとは無関係に手動運転モードに移行する場合があるため、制御コンピューティングデバイスからの不適切なコマンド（すなわち、手動運転モードに移行されても継続するコマンド）は、無効であり、無視される。この移行は、例えば、運転手（またはテストドライバー）がステアリング、ブレーキング、または加速のうちの１つ以上を制御することによって生じ得る。これによって、制御コンピューティングデバイスの新規または更新されたソフトウェアの安全で有効なテストが可能になる。
【００４３】
第２の自律運転モードでは、制御コンピューティングデバイスは、運転手が現在車両１００内におらず、手動運転モードで車両１００を制御することができないことを推測することができる。この構成では、アクチュエータと制御コンピューティングデバイスの両方は、乗客および車両１００の安全を保証するために、人間の入力および手動運転モードへの移行に関する影響を制限するように、構成命令を介して構成される。言い替えると、第１の自律運転モードは、第２の運転モードの使用を、車両１００を制御することができる運転手がいない状況に限定するために、第２の自律運転モードよりも「より容易に」入ることができる。
【００４４】
第１の自律運転モードと同様に、第２の自律運転モードは、複数の異なるサブモードまたは構成を含むことができる。一例として、第１の構成は、上述した完全自律「無人輸送サービス」モードであってもよく、そのモードは、車両１００が輸送サービスの乗客またはユーザに輸送サービスを提供することを可能にするために使用され得る。この構成により、例えば、車両が汚れている、ドアが開いている、乗客が座席に座っていない、かつ／または乗客がシートベルトを締めていない、車両が容量オーバーである（車両の座席および／または貨物室が重すぎる）など、車両が特定の条件を満たしていない場合、車両１００が移動を開始することを防止することができる。また、この構成により、乗客が手動制御（ハンドル、ブレーキペダル、アクセルペダルなど）に到達するのを防止するための隔壁を利用することもできる。
【００４５】
この第１の構成はまた、車両１００がサーバコンピューティングデバイス４１０などの配車サーバからの命令を受け入れることを可能にすることもできる。例えば、第２の自律運転モードの第１の構成にあるとき、車両は、車両が移動の割り当てを安全に待つことができる位置に、サーバコンピューティングデバイス４１０によって配車および／または段階設定されてもよい。これには、車両を特定の位置に差し向けること、例えば、モールの近くの特定の日陰区域で待機すること、または車両を特定の区域、例えば、周辺を運転して割り当てを待つための平方マイル程度の特定の区域に差し向けることが含まれ得る。同様に、例えば、第２の運転モードの第２の構成を使用して、車両を上述したある特定の区域内での移動に限定してもよいし、または車両１００を当該区域に差し向けて、ある特定の区域内に車両の移動を限定するためのジオフェンシングを使用してもよい。これにより、車両が必要とされる位置のみに差し向けられることを、配車サーバが確認することができるため、それによって、全車両のより効率的な段階設定および使用を可能にすることができる。
【００４６】
第２の構成は、第１の構成と同様であってもよいが、車両１００の現在の状態に基づいて判定されるいくつかの制限を有する。例えば、車両１００は、車両のコンピューティングデバイスの現在のソフトウェアバージョン、車両のセンサの状態（すべてが、正常なパラメータ内で動作しているかどうか、および／またはセンサが１００マイル程度または２４時間などのある所定のマイル数または期間以内に較正されたかどうか）などに基づいて、学校ゾーン、幹線道路などの特定の領域に入ることを防止されてもよい。この点について、車両１００のセンサが過去１００マイルまたは過去２４時間以内に停車場において較正されていなかった場合、車両は、幹線道路または学校ゾーン内で運転することができない場合がある。例えば、レーダーまたはカメラなどのある特定のセンサが、最近較正されていない場合、車両は、無防備な左折、またはある特定の相対位置に交通信号灯を有するある特定の交差点を回避する必要があり得る。
【００４７】
第２の自律運転モードはまた、車両１００をテストするための第３の構成も含み得る。この例では、コンピューティングデバイスは、車両が第１の構成で動作しているかのように、構成命令に従って車両１００を制御することができる。ただし、テストドライバーは、ステアリング、加速、または減速の制御を行うのではなく、問題が起きた場合に「緊急停止」ボタンを使用して、車両１００を直ちに停止させることができる。この点について、車両１００は、可能な限り迅速に車両を直ちに停止させるために利用可能であるすべての制動動力を加えることができる。一般的に、そのような即時停止は、車両１００が輸送サービスを提供している場合には適切ではないため、緊急停止ボタンは、第１の構成で動作している場合には、利用不可能であってもよい（すなわち、取り外し可能であってもよい）。そのような場合には、車両１００は、乗客のクライアントコンピューティングデバイス、または車両の脇寄せボタンを介した脇寄せリクエストを使用して、乗客によって停止されてもよい。
【００４８】
場合によっては、車両１００は、車両に対する点検修理またはソフトウェア変更を可能にする第３の自律運転モードを含むことができる。例えば、この第３の自律運転モードは、「停車場」モードとみなされてもよい。この停車場モードは、第２の自律モードと同様に機能するが、車両が第２の自律運転モードからオペレータによる手動モードに移行されるのを可能にし、これは、第２の自律モードでは許可されない。停車場モードでは、車両はまた、停車場のために指定された特定の速度制限以下で動作すること（手動でまたは自律的に動作する場合）、車両の視認性を高めるために警告灯または他のライトを使用することなどによるある特定の方法で機能することもできる。第３の自律運転モードでは、コンピューティングデバイスは、オペレータが車両と対話し、サーバコンピューティングデバイス４１０によって車両に対して生成された任意の作業指示に対処することができるように、構成命令に従って車両１００を操作ことができる。例えば、車両は、サーバコンピューティングデバイス４１０にその車両の状態を定期的に報告してもよい。車両１００に点検修理を必要とするような何らかの問題がある場合、サーバコンピューティングデバイス４１０は、車両を停車場に割り当て（すなわち、車両を停車場に差し向けて）、そして作業指示を生成し、これは送信され、オペレータが、必要な点検修理に対処することを可能にするための停車場のコンピューティングデバイス。これには、車両１００のセンサの較正、給油（ガソリンまたは再充電）、オイル交換、タイヤ圧力の調整、車両またはセンサの冷却、清掃（内部および／または外部）、ソフトウェア更新、地図情報更新などが含まれ得る。いくつかの例では、コンピューティングデバイスは、車両を第３の自律運転モードに保つか、または車両１００に対するすべての未処理の作業指示が対処されるまで、車両が停車場を去ることを防止するように構成されてもよい。別の例として、すべての作業指示が完了すると、車両１００は、第２の自律運転モードに自動的に移行してもよく（車両が、第３の自律運転モードに移行する前に、以前にこのモードにあった場合）、またはオペレータが手動で車両を別のモードに移行した後にのみ、そのように移行することができる。
【００４９】
第３の自律運転モードは、車両の現在の位置が停車場もしくは停車場内の所定の距離内、または停車場内の特定の位置にない場合に、車両１００が点検修理を受ける能力を防止または制限するジオフェンシングの態様を含んでもよい。この点について、この第３の自律運転モードは、それ自体を作動できなくてもよく、または車両１００がこれらのジオフェンシング要件を満たしていない限り、構成命令によって禁止される。言い替えると、車両１００は、車両が停車場に到着すると直ちに、第３の自律運転モードに自動的に移行してもよい。車両１００がこれらの要件を満たさない位置で点検修理を必要とする状況に対処するために、オペレータは、車両に接続し、ラップトップまたは他のモバイルコンピューティングデバイスを使用して、車両のコンピューティングデバイスに直接接続し、車両を第３の自律運転モードに移行させてもよい。
【００５０】
上述したように、コンピューティングデバイス１１０は、自律運転モードの「偶発的係合」または「偶発的な離脱」を防止するように構成され得る。例えば、ある特定の制限が、手動運転モードから第２の自律運転モードへの、および第２の自律運転モードから手動運転モードへの構成命令を介して、または単純に第２の自律運転モードに係合するように、モード移行に追加されてもよい。一例として、車両１００が手動運転モードで動作しているときに、車両１００が動いている場合、システムは、第２の自律運転モードに移行することを許可されない場合がある。運転手が利用可能な状態にあるので、車両１００が既に動いているかのような状態でそのような移行のリクエストは、無効となる。同様に、車両１００が車両の地図情報に未だ含まれていない、または十分にはマッピングされていなかい区域内にある場合、車両は、第１または第２の自律運転モードに移行することを防止され得る。
【００５１】
別の例では、第２の自律運転モードで動作しているとき、構成命令は、車両１００が第１の自律運転モードに直接的に移行することを防止し得る。これは、人間の運転手が車両１００の制御を実際に行うことができない状況では、特に重要であり得る。
【００５２】
別の例として、構成命令は、ジオフェンシングの特徴を含んでもよい。これらのジオフェンシングの特徴は、コンピューティングデバイス１１０によって使用され、手動運転モードもしくは自律運転モード、またはこれらのモードの特定の構成にいつ係合するかを判定することができる。例えば、車両は、車両１００が停車場もしくは停車場内の特定の位置から所定の距離以内にある場合には、第２または第３の自律運転モードにのみ入ることができ、それ以外の位置では、車両は、手動運転モードまたは第２の自律運転モードにのみ移行することができる。同様に、車両１００は、車両が停車場の所定の距離以内もしくは停車場内の特定の位置にない場合には、無人輸送サービス、または第２の自律運転モードの第２の構成に入ることができない。
【００５３】
構成命令はまた、特定のボタン、または特定の一連のボタンの押下などの、人間のオペレータまたは乗客の特定のタイプの入力なしに、第１または第２の自律運転モードの係合を防止することもできる。例えば、コンピューティングデバイスは、第１、第２、または第３の自律運転モードに入るために、特定の順序のボタンの押下を必要とする場合がある。理想的には、この順序は、許可されていない人が、意図的にまたは間違って車両１００を制御するのを回避するのに十分複雑であるだけでなく、その順序が、オペレータが容易に実行することができる程度に十分単純でかつ予測可能であるように選択され得る。さらなる例として、パスワード／コードおよび／もしくはセキュリティキーを使用してラップトップ上で署名すること、ならびに／または、車両にプラグインするためのハードウェアドングルを使用することなどによって、車両１００が第２または第３の自律運転モードに入ることを許可する前に特定の認証を要求すること、および、例えば、車両が各モードに移行することを許可する前にその順序を使用してオペレータを認証することであってもよい。これは、車両１００が個人用である場合には（全車両とは対照的であるように）、特に有用であり得、車両の所有者が第２または第３の自律運転モードの使用を許可することを確認するために使用され得る。
【００５４】
別の例では、第２の自律運転モードから手動運転モードに、または第２の自律運転モードから手動運転モードへ移行する前に、構成命令は、車両１００が、ドアを開けた状態で地図情報の特定の位置または区域に駐車していること、車両のドアが開いていること、最近較正されたセンサがあること、特定のソフトウェア要件があることなどの一連の要件を満たすことを要求することができる。ドアを開けたままにしておくことは、車両１００がそのような移行中および移行後に移動することを、すなわち、パーキングブレーキを使用することによって、防止することができる。この点について、車両１００が移動している間にドアを開けることにより、車両を停止または脇寄せさせることができる。同様に、車両は、車両１００のセンサが過去１００マイル程度以内および／または過去２４時間程度以内などのある特定時間枠内に較正された場合、第１または第２の自律運転モードに移行するだけでよい。さらに、コンピューティングデバイスは、対応するソフトウェアが暗号署名されたことを確認した後に、第１または第２の自律運転モードにのみ移行するように構成されてもよい。
【００５５】
構成命令はまた、サーバコンピューティングデバイス４１０からの命令に基づいて、車両１００が第２もしくは第３の自律運転モードに移行すること、または停車場を去ることを防止することもできる。例えば、車両１００が、現在（旅行の割り当てを待つための）特定の段階設定の位置に、または特定の移動割り当てに割り当てられていない場合、コンピューティングデバイスは、車両１００が停車場を去ることを防止することができる。この点について、車両１００は、輸送サービスを提供するのに必要とされるまで、停車場での「待機パターン」内にいてもよい。言い替えると、車両１００は、車両がサーバコンピューティングデバイス４１０によって「運転中」になるまで、停車場を去ることを「拒否」することができる。この待機パターンは、第４の構成もしくは第２の自律運転モード、第３の自律運転モードの構成、またはジオフェンシングの特徴であってもよい。これにより、第三者が車両１００にアクセスし、または乗車しようとするのを防止することができる。
【００５６】
さらに、前述の例のいずれもが、一緒に利用されてもよい。例えば、第２または第３の自律運転モードに移行しているとき、安全モニタは、特定の停車場への接近、ドアの開放、および特定の手順のボタン押下を要求してもよい。
【００５７】
上記に加えて、メモリ１３０はまた、制御コンピューティングデバイスと、車両１００の他のシステムとの間の通信をモニタリングする安全モニタのための命令も格納することができる。安全モニタは、制御コンピューティングデバイスにおけるプライマリ車両制御コードと並行して実行するセカンダリコードライブラリを使用して動作することができる。安全モニタは、ある特定の安全不変量を維持する。これは、例えば、第１の自律運転モードでは、すべてのアクチュエータ（減速、加速、およびステアリング）が、いずれも自律運転モードであるか、またはどれもそうではないことを含んでもよい。これにより、いずれのアクチュエータも、システム全体を手動運転モードに戻す能力を有することを確実にする。言い替えると、第１の自律運転モードで動作しているときに、１つのアクチュエータが手動運転モードに移行する場合、これは、他のすべてのアクチュエータ、および制御コンピューティングデバイスを含むシステム全体を手動運転モードに移行するように機能する。
【００５８】
別の例では、第２の自律運転モードで動作しているときに、安全モニタは、車両１００が手動または第１の自律運転モードに移行することを防止することができる。これは、人間の運転手が車両１００の制御を実際に行うことができない状況では、特に重要であり得る。安全モニタはまた、車両１００が、人間の運転手にとって車両を制御することを難しくさせ得る突然の操縦（Ｕターンなど）などの、第１の自律運転モードで特定の動作を行うことも防止することができる。これらの状態を点検修理することによって、安全モニタは、自律運転モードに不適切に入るか、または自律運転モード中の不適切な動作を防止するように動作することができる。
【００５９】
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、以降に記載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。
【００６０】
一例として、図６に示すように、車両１００は、地図情報２００に対応する道路６００の一部分の上で、手動運転モードで運転されている。例えば、図６は、車線２１０、２１２に対応する車線６１０、６１２、車線ライン２２０、２２２、２３０、２３２に対応する車線ライン６２０、６２２、６３０、６３２、入口２４２および出口２４４を有する停車場２４０に対応する入口６４２および出口６４４を有する停車場６４０、駐車地点２５０〜２５４に対応する駐車地点６５０〜６５４、ならびに保守区域２６０に対応する保守区域６６０を含む。
【００６１】
この手動運転モードでは、運転手は、入力デバイスにおいて車両１００の減速、加速、およびステアリングを制御することができる。運転手がこれらの入力デバイスを制御するとき、コンピューティングデバイス１１０からのすべてのコマンドは、減速システム１６０、加速システム１６２、およびステアリングシステム１６４のアクチュエータによって無視または無効にされる。また、この理由によって、運転手は、自動運転システムが車両１００の動作と干渉しないことを保証される。
【００６２】
ある地点において、運転手は、手動運転モードから第１の自律運転モードに移行することを望んでもよい。これは、運転手が特定のボタンを押下し、一連のボタンを押下し、レバーまたはギヤシフト制御などを使用することによって、達成され得る。さらに、車両１００はまた、構成命令および／または安全モニタのいずれの移行要件またはジオフェンシング要件も満たす必要がある。そうしないと、構成命令および／または安全モニタは、第１の自律運転モードへの移行を妨げる場合がある。第１の自律運転モードに入ると、コンピューティングデバイス１１０は、メモリ１３０の命令に従って車両１００を制御することになる。さらに、安全モニタは、第１の自律運転モードにおいて、減速システム１６０、加速システム１６２、およびステアリングシステム１６４のすべてのアクチュエータが、第１の自律運転モードにあることを常に確認することができる。第１の自律運転モードで動作していないものがある場合、安全モニタは、そのようなアクチュエータを第１の自律運転モードに移行させることができるか、または安全の事前措置として、車両１００を手動運転モードに移行させることができる。
【００６３】
上述したように、ユーザ入力デバイスから発生するコマンドは、コンピューティングデバイス１１０からのコマンドよりも優先される。したがって、運転手は、車両の入力デバイスのいずれかを使用することによって、車両１００を手動運転モードに移行することができる。また、運転手は、制御コンピューティングデバイスと、運転手の入力が制御コンピューティングデバイスの入力よりも優先されるアクチュエータとの両方によって保証される。
【００６４】
運転手は、様々な構成で第１の自律運転モードを動作させるように選択することができる。第１の構成にあるとき、車両１００は、地図情報により定義された特定の区域内では、完全自律運転モードで動作し得るが、それ以外の位置では半自律運転モードで動作し得る。第２の構成では、運転手は、一組のボタンまたはつまみなどのユーザ入力デバイスを使用して、手動運転モードへの移行に対する車両１００の感度を高めることができる。この点について、運転手は、車両１００を第１の自律運転モードから手動運転モードに移行させるために必要とされる、ハンドル上の把持力の量、ハンドルの位置の変化の量、アクセルペダルの位置における力または変化の量、ブレーキペダルの位置における力または変化の量などを変えることができる。
【００６５】
運転手はまた、第１の自律運転モードでの車両の動作をテストするために、第１の自律運転モードの第３の構成で車両１００を動作させることを選択することもできる。第２の自律運転モードの第３の構成に移行するとき、その変更は、制御コンピューティングデバイス１１０、ならびに減速システム１６０、加速システム１６２、およびステアリングシステム１６４のアクチュエータの両方で生じ得る。同様に、運転手が、上述したように、手動運転モードに移行することを望む場合には、その移行は、再度、制御コンピューティングデバイス１１０、ならびに減速システム１６０、加速システム１６２、およびステアリングシステム１６４のアクチュエータの両方で生じ得る。したがって、制御コンピューティングデバイスからの不適切なコマンドは、無効であり、かつ無視される。
【００６６】
第１の自律運転モードで車両１００を動作させる場合、運転手は、第２の自律運転モードに移行することができない場合がある。そのようなリクエストはいずれも、構成命令、安全モニタ、またはそれら両方によって禁止され得る。
【００６７】
第２の自律運転モードで車両１００を動作させるために、車両はまた、構成命令および／または安全モニタのいずれの移行要件またはジオフェンシング要件も満たす必要がある。上記の例を使用すると、車両１００は、人間のオペレータが第２の自律運転モードを起動するために一連のボタン押下を実行する間に、ドアが開けられ、停車場の位置内で停止される必要がある。この点について、図６に示すように、車両が移動している場合、車両１００は、第２の自律運転モードに移行することができず、構成命令および／または安全モニタは、第１の自律運転モードへの移行を防止することができる。しかしながら、図７の例では、車両１００は、運転席ドア３６０が開放位置で示された停車場６４０の駐車地点６５０内に置かれている。したがって、適切な一連のボタン押下を実行すると、オペレータは、車両１００を第２の自律運転モードに移行させることができる。
【００６８】
第２の自律運転モードになると、コンピューティングデバイス１１０は、メモリ１３０の命令に従って車両１００を制御することになる。さらに、安全モニタは、第２の自律運転モードにおいて、減速システム１６０、加速システム１６２、およびステアリングシステム１６４のすべてのアクチュエータが、第２の自律運転モードにあることを常に確認することができる。第２の自律運転モードで動作していないものがある場合、安全モニタは、そのようなアクチュエータを第２の自律運転モードに移行させるか、または車両１００を直ちに停止させることができる。また、これにより、車両１００が第２の自律運転モードから手動運転モードに移行されるのを防止することもできる。
【００６９】
第２の自律運転モードにあるとき、減速システム１６０、加速システム１６２、およびステアリングシステム１６４のアクチュエータ、ならびにコンピューティングデバイス１１０の両方は、乗客および車両１００の安全を保証するために、人間の入力、および手動運転モードへの移行の影響を制限するように、構成命令を介して構成されている。この点について、車両１００の乗客は、第２の自律運転モードから第１の自律運転モードに車両を直接的に移行させることを常に許可されるとは限らない場合がある。
【００７０】
人間のオペレータはまた、第２の自律運転モードのための構成を選択することもできる。一例では、オペレータは、上述したラップトップまたは他のデバイスを使用して第１または第２の構成を選択し、上述した輸送サービスの乗客またはユーザに輸送サービスを提供することができる。人間のオペレータはまた、問題が生じたときに車両を直ちに停止させるための「緊急停止」ボタンの使用を提供する、車両１００をテストするための第３の構成を選択することもできる。例えば、オペレータは、ある特定のファイルをロードし、ある特定のファイルを削除し、ある特定のコマンドを実行するなど、またはユーザインターフェースを使用して様々な構成を簡単に選択または開始することができる。
【００７１】
場合によっては、車両１００は、保守または他の点検修理を要求することができる。この点について、車両は、第３の自律運転モードに移行することができる。これは、車両１００が停車場（または停車場内の特定の位置）に接近もしくは進入したとき、または人間のオペレータが、コンピューティングデバイス１１０に直接接続されたラップトップもしくは他のモバイルコンピューティングデバイスを使用して、車両を「手動で」第３の自律運転モードに移行させたときに、生じ得る。例えば、図８の例に目を向けると、車両１００は、車両が入口６４２を介して停車場６４０に進入したとき、第３の自律運転モードに自動的に移行してもよい。別の例では、図７に示すように、車両１００は、車両が駐車地点６５０などの停車場の駐車地点内に駐車したときに、第３の自律運転モードに自動的に移行してもよい。さらなる例では、図９に示すように、車両１００は、車両が保守区域６６０内に進入または駐車したときに、第３の自律運転モードに自動的に移行してもよい。別の方法として、図７〜図９の例のいずれかの位置にいるとき、オペレータは、車両を第３の自律運転モードに移行させることが可能であり得る。同様に、車両が保守を必要とし、停車場以外の位置に停止した場合、例えば、図６に示すように、車両１００が車線６１０内に停止し、かつ位置を特定された場合、人間のオペレータは、車両を第３の自律運転モードに移行させるために、モバイルコンピューティングデバイスを使ってコンピューティングデバイス１１０に直接接続してもよい。第３の自律運転モードにあるとき、コンピューティングデバイス１１０はまた、車両が車両に対する任意の未処理の作業指示に従って点検修理を受けることを可能にするために、車両１００を制御することもできる。
【００７２】
図１０は、上述したいくつかの態様に関する例示的なフロー図１０００であり、それらの態様は、コンピューティングデバイス１１０の１つ以上のプロセッサ１２０などの、１つ以上のコンピューティングデバイスの１つ以上のプロセッサによって実行することができる。例えば、ブロック１００２において、プロセッサ１２０は、手動運転モード、もしくは自律運転モードのうちの１つなどの第１のモードから、手動運転モード、もしくは自律運転モードのうちの１つなどの第２のモードに、車両１００を移行させるためのリクエストを受信することができる。これは、ユーザ入力デバイスを使用する運転手、停車場または他のある位置にいる人間のオペレータ、セカンダリコードライブラリなどによるものであってもよい。次いで、ブロック１００４において、プロセッサ１２０は、車両の位置、一連のボタン押下、車両要件（車両が、静止または移動しているかどうか、ドアが開いているかどうかなど）などの移行のための任意の特定の要件が、満たされているかどうかを判定することができる。満たされていない場合、プロセッサ１２０は、ブロック１００２において、別のリクエストが受信されるまで、ブロック１００６において、第１のモードで車両を動作し続けることができる。満たされている場合、ブロック１００８において、車両は、第２のモード、または第２のモードの特定の構成に移行され得る。同時に、車両（および／または車両に接続されたラップトップもしくは他のデバイス）は、現在のモードおよび／もしくはモードの構成、ならびに／または新規のモードもしくは構成への移行が成功したかどうかを示す通知を表示することができる。次いで、ブロック１０１０において、車両は、プロセッサ１２０によって、第２のモードで動作され得る。
【００７３】
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および組み合わせは、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見なされるべきである。さらに、本明細書に記載された例、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特定することができる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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