JP7006453B2 - 制御装置、プログラム、及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、プログラム、及び制御方法に関する。

従来、外部装置からの情報を用いた車両制御に関する技術が知られている。例えば、特許文献１には、情報管理センタから走行環境情報を取得して、自動運転等の走行制御を行う車両制御装置が開示されている。また、特許文献２には、インターネットを介して車両と接続される中央制御装置と、局所的な通信手段を介して車両と接続される局所制御装置と、を備え、車両を外部から制御する車両制御システムが開示されている。

特開２０１７－０４１０７０号公報 特開２０１７－１６９０１６号公報

外部装置からの情報を用いた車両制御に関する従来技術において、車両制御の安定性は、必ずしも十分ではない。例えば、車両制御の安定性の観点からは、外部装置から車両へ、情報が必要なタイミングで確実に送信されることが望ましい。しかしながら、上述した従来技術では、例えば外部装置の処理負荷の増大又は通信品質の低下等の要因によって、情報の送信が遅延したり、或いは情報が送信できなかったりする場合がある。かかる場合、例えば車両の動作が遅れたり、動作の精度が低下したりする等、車両制御の安定性が低下し得る。したがって、外部装置からの情報を用いた車両制御に関する技術は、車両制御の安定性について改善の余地があった。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、外部装置からの情報を用いた車両制御の安定性を向上させることにある。

本発明の一実施形態に係る制御装置は、
車両に搭載される制御装置であって、
所定周期で発生する制御タイミングで制御情報を情報処理装置から受信する通信部と、
受信された前記制御情報を蓄積する記憶部と、
受信された前記制御情報に基づいて前記車両の車両制御を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、次の制御タイミングで受信すべき制御情報の欠損を検出すると、前記記憶部に蓄積された前記制御情報に基づいて、前記欠損を補完する。

本発明の一実施形態に係るプログラムは、
車両に搭載される制御装置に、
所定周期で発生する制御タイミングで制御情報を情報処理装置から受信するステップと、
受信された前記制御情報を蓄積するステップと、
受信された前記制御情報に基づいて前記車両の車両制御を実行するステップと、
次の制御タイミングで受信すべき制御情報の欠損を検出すると、蓄積された前記制御情報に基づいて、前記欠損を補完するステップと、を実行させる。

本発明の一実施形態に係る制御方法は、
車両に搭載される制御装置の制御方法であって、
所定周期で発生する制御タイミングで制御情報を情報処理装置から受信するステップと、
受信された前記制御情報を蓄積するステップと、
受信された前記制御情報に基づいて前記車両の車両制御を実行するステップと、
次の制御タイミングで受信すべき制御情報の欠損を検出すると、蓄積された前記制御情報に基づいて、前記欠損を補完するステップと、を含む。

本発明の一実施形態に係る制御装置、プログラム、及び制御方法によれば、外部装置からの情報を用いた車両制御の安定性が向上する。

本発明の一実施形態に係る車両制御システムの概略構成を示す図である。 車両に搭載される制御装置の概略構成を示すブロック図である。 情報処理装置の概略構成を示すブロック図である。 サーバの概略構成を示すブロック図である。 制御装置及び情報処理装置の動作を示すシーケンス図である。 制御装置の第１動作を示すフローチャートである。 第２目標情報に基づく車両の動作例を示す図である。 制御装置の第２動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について説明する。

（車両制御システムの構成）
図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両制御システム１の概要について説明する。車両制御システム１は、車両１０と、情報処理装置２０と、サーバ３０と、を備える。車両１０及び情報処理装置２０は、有線又は無線を介して通信可能である。また車両１０及びサーバ３０は、例えば移動体通信網及びインターネット等を含むネットワーク４０を介して通信可能である。車両制御システム１は、モビリティサービス（ＭａａＳ：Mobility-as-a-Service）の提供に用いられる。各サービス事業者は、車両１０及び情報処理装置２０を用いて、例えばライドシェア、移動型ホテル、又は移動型リテールショップ等のモビリティサービスを提供可能である。

車両１０は、例えば自動車であるが、これに限られず任意の車両であってもよい。車両１０は、例えばライドシェア仕様の設備、ホテル仕様の設備、又はリテールショップ仕様の設備等、サービス事業者の目的に応じて任意の設備を車室内空間に搭載可能であってもよい。情報処理装置２０は、サービス事業者の目的に応じて、例えば自動運転制御ソフトウェアがインストールされたコンピュータ、並びにカメラ及びライダー等のセンサを搭載可能な自動運転キットであるが、これに限られず任意の装置であってもよい。情報処理装置２０は、例えば車両１０のルーフトップ等、車両１０の任意の位置に搭載される。サーバ３０は、１つ又は互いに通信可能な複数のサーバ装置を含む。本実施形態においては、説明の簡便のため、サーバ３０が１つのサーバ装置であるものとして説明する。

車両制御システム１において、車両１０及び情報処理装置２０が協働して、車両１０の車両制御が実行される。概要として、情報処理装置２０は、自動運転制御ソフトウェアによって制御情報を自動的に生成し、車両１０へ送信する。車両１０は、受信した制御情報に基づき車両制御を行う。車両制御は、例えば自動運転であるが、これに限られない。自動運転は、例えばＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）において定義されるレベル１乃至５を含むが、これらに限られず、任意に定義されてもよい。本実施形態において、車両１０は、無人での自動運転（例えば、ＳＡＥにおいて定義されるレベル５の自動運転）が可能であるものとして説明する。制御情報の仕様を定めたＡＰＩ（Application Programming Interface）の少なくとも一部は、サービス事業者に開示される。サービス事業者は、開示されたＡＰＩを用いて、情報処理装置２０の自動運転制御ソフトウェアを自由にプログラミング可能である。したがって、サービス事業者は、目的に応じた設備を車両１０の車室内空間に搭載し、目的に応じたＡＰＩを用いて自動運転制御ソフトウェアをプログラミングすることによって、任意のモビリティサービスを提供可能である。車両制御システム１によれば、サービス事業者による技術開発の促進、及び新たなモビリティサービスの創出等を促進し得る。

また車両制御システム１において、サーバ３０がモビリティサービスプラットフォームとして機能する。概要として、サーバ３０は、車両１０から車両情報を受信して、データベースに蓄積する。サーバ３０は、多数の車両１０のそれぞれから受信した車両情報を、所謂ビッグデータとして蓄積してもよい。サーバ３０は、蓄積した情報に基づき、例えば車両１０の状態及び動態管理等、サービス事業者がモビリティサービスの管理に必要とする管理情報を生成する。管理情報を取得するための管理ＡＰＩが、例えばサービス事業者に開示される。サービス事業者は、管理ＡＰＩを介してサーバ３０から必要な情報を容易に入手することができる。またサーバ３０は、サービス事業者からの要求に応じて、情報処理装置２０の自動運転制御ソフトウェアをＯＴＡ（Over the Air）でアップデートさせることができる。車両制御システム１によれば、サービス事業者は、モビリティサービスの管理、並びに情報処理装置２０のメンテナンス及び更新等を容易に行うことができる。

本実施形態においては後述するように、車両１０は、所定周期（例えば、数ミリ秒）で繰り返し発生する制御タイミングで制御情報を情報処理装置２０から受信する。ここで、例えば情報処理装置２０の処理負荷の増大又は情報処理装置２０と車両１０との通信品質の低下等の要因によって、車両１０が次の制御タイミングで受信すべき制御情報が欠損する（即ち、車両１０が次の制御タイミングで制御情報を正常に受信できない）ことが考えられる。車両１０が受信すべき制御情報の欠損は、車両制御の安定性の低下を招き得る。

これに対して本実施形態では、車両１０が、次の制御タイミングで受信すべき制御情報の欠損を検出すると、自律的に制御情報を生成することによって、当該欠損を補完する。かかる構成によれば、車両１０が受信すべき制御情報の欠損が発生した場合であっても、車両制御の安定性の低下が抑制される。したがって、外部装置からの情報を用いた車両制御に関する技術において、車両制御の安定性が向上する。

次に、車両制御システム１の各構成について、詳細に説明する。

（車両の構成）
図１に示すように、車両１０は、通信装置１１と、制御装置１２と、複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）１３と、位置情報取得装置１４と、を備える。通信装置１１、制御装置１２、各ＥＣＵ１３、及び位置情報取得装置１４は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク又は専用線を介して、互いに通信可能に接続される。

通信装置１１は、例えばＤＣＭ（Data Communication Module）等の車載通信機である。具体的には、通信装置１１は、ネットワーク４０に接続する通信モジュールを含む。例えば、通信装置１１は、４Ｇ（4th Generation）又は５Ｇ（5th Generation）等の移動体通信規格に対応する通信モジュールを含んでもよい。本実施形態において、車両１０は、通信装置１１を介してネットワーク４０に接続される。

制御装置１２は、情報処理装置２０からの制御情報に基づき、車両制御を行う装置である。車両制御は、制御装置１２と各ＥＣＵ１３とが協働することによって実施される。例えば図２に示すように、制御装置１２は、通信部１２１と、記憶部１２２と、制御部１２３と、を備える。

通信部１２１は、情報処理装置２０、通信装置１１、各ＥＣＵ１３、及び位置情報取得装置１４と通信する通信モジュールを含む。例えば通信部１２１は、所定の通信規格に対応する通信モジュールを含んでもよい。通信部１２１が情報処理装置２０と通信する際の通信プロトコルには、任意のものが採用可能である。また通信部１２１と情報処理装置２０とは、有線又は無線のいずれで通信してもよい。通信部１２１及び情報処理装置２０間の通信プロトコルとして、例えばＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）ベースのＲＥＳＴ（REpresentational State Transfer）が採用可能である。また通信部１２１が通信装置１１、各ＥＣＵ１３、及び位置情報取得装置１４と通信する際の通信プロトコルとして、例えばＣＡＮプロトコルが採用可能である。情報処理装置２０との通信プロトコルと、通信装置１１、各ＥＣＵ１３、及び位置情報取得装置１４との通信プロトコルが異なる場合、通信部１２１は、通信先との通信プロトコルに適合するように、データ変換を行う。

記憶部１２２は、１つ以上のメモリを含む。本実施形態において「メモリ」は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等であるが、これらに限られない。記憶部１２２に含まれる各メモリは、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部１２２は、制御装置１２の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部１２２は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、及び車両１０の識別情報等を記憶してもよい。ここで、例えば通信装置１１、制御装置１２、又は位置情報取得装置１４等、車両１０に搭載された任意の装置の識別情報が、当該車両１０の識別情報として用いられてもよい。記憶部１２２に記憶された情報は、例えば通信装置１１を介してネットワーク４０から取得される情報で更新可能であってもよい。

制御部１２３は、１つ以上のプロセッサを備える。本実施形態において「プロセッサ」は、汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用のプロセッサであるが、これらに限られない。制御部１２３は、制御装置１２全体の動作を制御する。

例えば、制御部１２３は、所定周期で繰り返し発生する制御タイミングで、通信部１２１を介して情報処理装置２０から制御情報を受信する。制御タイミングは、車両１０と情報処理装置２０との間で同期される。制御部１２３は、制御情報を受信するたびに、車両制御処理を実行する。車両制御処理は、後述するように、制御情報の蓄積、制御情報に基づく制御指令の生成、情報処理装置２０に対する制御指令の送信、車両情報の取得、及び情報処理装置２０に対する車両情報の送信等の一連の処理を含む。以下、説明の簡便のため、車両制御処理が各制御タイミングで実行されるものとして説明するが、車両制御処理に含まれる個別の処理の実行タイミングが制御タイミングと厳密に一致する必要はない。

各制御タイミングで実行される車両制御処理について詳細に説明する。制御部１２３は、通信部１２１を介して情報処理装置２０から制御情報を受信すると、当該制御情報を記憶部１２２に蓄積する。本実施形態において、制御情報は、車両１０の制御量又は操作量の指定値を含む。車両１０の制御量は、制御対象である車両１０の出力であって、例えば速度、加速度、及び角速度等を含み得るが、これらに限られない。また車両１０の操作量は、制御対象である車両１０の入力であって、例えばアクセル開度、ブレーキ踏圧力、及びステアリング操舵角等を含み得るが、これらに限られない。制御情報は、上述した例に限られず、車両制御に用いられる任意の情報を含んでもよい。例えば、制御情報は、自動運転ソフトウェアが利用するＡＰＩに応じて、車両１０の前後進、右左折、加減速、又は目的地までの自動運転等、車両１０の任意の動作を指定する情報が含まれてもよい。

続いて制御部１２３は、受信した制御情報に基づいて、各ＥＣＵ１３と協働して車両制御を実行する。具体的には、制御部１２３は、受信した制御情報に基づいて制御指令を生成し、各ＥＣＵ１３に送信する。制御指令を受信した各ＥＣＵ１３によって、車両制御が実行される。

より具体的には、制御部１２３は、受信した制御情報に制御量（例えば、速度）の指定値が含まれている場合、当該制御量を指定値に近付けるように、当該制御量に影響を与える操作量（例えば、アクセル開度）及び指定値を決定し、当該操作量の指定値を含む制御指令を生成する。一方、制御部１２３は、制御情報に操作量（例えば、アクセル開度）の指定値が含まれている場合、当該操作量の指定値を含む制御指令を生成する。そして、制御部１２３は、生成した制御指令を、当該操作量に対応するＥＣＵ１３（例えば、アクセル操作用のＥＣＵ１３）へ送信する。制御指令を受信したＥＣＵ１３によって、車両１０の当該操作量が、制御指令に示される指定値となるように制御される。なお、制御指令には、車両１０の操作量に限られず、例えばオーディオ装置、空調装置、表示装置、及び音響装置等、車両１０に搭載された装置の制御に用いられる任意の情報を含んでもよい。

続いて、制御部１２３は、通信部１２１を介して車両情報を取得して、記憶部１２２に蓄積する。車両情報は、制御タイミングにおける車両１０の位置の測定値及び制御量又は操作量の測定値を含む。車両１０の位置の測定値は、位置情報取得装置１４から取得される。車両１０の制御量又は操作量の測定値は、ＥＣＵ１３から取得される。そして、制御部１２３は、取得した車両情報を、通信部１２１を介して情報処理装置２０へ送信する。当該車両情報は、情報処理装置２０において、制御情報を生成するために用いられる。

制御部１２３は、車両制御処理（即ち、上述した一連の処理）を各制御タイミングにおいて実行する。しかしながら、車両制御処理に含まれる一部の処理は、必ずしも各制御タイミングで実行されなくてよい。例えば、上述した一連の処理のうち車両情報の取得及び送信は、情報処理装置２０から要求された制御タイミングで実行されてもよい。

また、制御部１２３は、制御タイミングの発生頻度よりも低い頻度で、車両１０に実行させるべき将来の目標動作に関する目標情報を、通信部１２１を介して情報処理装置２０から受信してもよい。目標情報は、車両１０に実行させるべき将来の目標動作を、将来の各制御タイミングにおける車両１０の位置の目標値及び制御量又は操作量の目標値の組み合わせで示す情報である。したがって、車両１０の位置及び制御量又は操作量が、将来の各制御タイミングにおいて目標情報に示される目標値に一致するように制御されることによって、車両１０が目標動作を実行するように制御される。目標動作は、例えば所定のルートに沿った走行及び車線変更等、任意の自動運転の動作を含み得る。例えば、車両１０が走行すべき将来の軌道を示すトラジェクトリが、目標情報として用いられてもよい。なお、目標動作は、自動運転の動作に限られず、車両１０が実行可能な任意の動作を含んでもよい。通信部１２１によって受信される目標情報の具体例については後述する。

また制御部１２３は、次の制御タイミングで受信すべき制御情報の欠損を検出したか否かを判定する。当該欠損は、例えば、情報処理装置２０の処理負荷の増大又は情報処理装置２０と通信部１２１との通信品質の低下等、何らかの要因によって発生し得る。具体的には、制御部１２３は、次の制御タイミングが発生しても情報処理装置２０から制御情報を受信できない場合、当該欠損を検出したと判定する。当該欠損を検出したと判定した場合、制御部１２３は、記憶部１２２に蓄積された過去の制御情報に基づいて、欠損した制御情報に代用する新たな制御情報を自律的に生成することにより、当該欠損を補完する。制御情報の欠損を補完する手法について、３つの具体例を用いて説明する。

第１例において、制御部１２３は、記憶部１２２に蓄積された複数の制御情報に基づく外挿により、当該欠損を補完する。例えば、制御部１２３は、記憶部１２２に蓄積された各制御情報に含まれる車両１０の制御量又は操作量の指定値の近似関数を決定し、当該近似関数を用いて、欠損の発生した制御タイミングに対応する新たな制御情報を自律的に生成する。

第２例において、制御部１２３は、ＡＩ（Artificial Intelligence）により、記憶部１２２に蓄積された複数の制御情報に基づいて当該欠損を補完する。例えば、制御部１２３は、記憶部１２２に蓄積された複数の制御情報に含まれる車両１０の制御量又は操作量の指定値の変化パターンを機械学習し、当該変化パターンを用いて、欠損の発生した制御タイミングに対応する新たな制御情報を自律的に生成する。

第３例において、制御部１２３は、情報処理装置２０から受信した目標情報を記憶部１２２に予め記憶する。制御部１２３は、記憶部１２２に記憶された目標情報のうち、欠損の発生した制御タイミングに対応する制御量又は操作量の目標値を特定する。制御部１２３は、欠損の発生した制御タイミングに対応する制御情報として、特定した目標値を指定値とする制御量又は操作量を含む新たな制御情報を自律的に生成する。

ここで制御部１２３は、直近の過去の１つ以上のタイミングにおける制御情報及び／又は車両情報に基づいて、生成した新たな制御情報を補正してもよい。例えば、制御部１２３は、直近の過去の１つ以上の制御タイミングにおける、記憶部１２２に蓄積された制御情報に含まれる制御量又は操作量の指定値と、目標情報に含まれる制御量又は操作量の目標値との差に基づいて、新たな制御情報に含まれる制御量又は操作量の指定値を補正してもよい。また制御部１２３は、例えば直近の過去の１つ以上の制御タイミングにおける、記憶部１２２に蓄積された車両情報に示される車両１０の位置の測定値及び制御量又は操作量の測定値と、目標情報に含まれる車両１０の位置の目標値及び制御量又は操作量の目標値との差に基づいて、新たな制御情報に含まれる制御量又は操作量の指定値を補正してもよい。制御情報の補正は、例えば、直前の制御タイミングと次の制御タイミングとの間における制御量又は操作量の指定値の急激な変化を緩和するように行われる。

制御情報の欠損の補完には、上述した３つの具体例に限られず、任意の手法が採用可能である。

また制御部１２３は、上述したように通信部１２１を介して車載ネットワークから取得した車両情報を、車両１０の識別情報とともに、通信装置１１を介してサーバ３０へ送信する。サーバ３０へ送信された車両情報は、サーバ３０に蓄積される。サーバ３０に対する車両情報の送信は、例えば定期的に行われてもよく、或いは車両１０が所定の状態（例えば、アクセサリ又はイグニッションのＯＮ／ＯＦＦ等）になるたびに行われてもよい。また、サーバ３０へ送信される車両情報と、上述したように情報処理装置２０へ送信される車両情報とは、包含されるデータが必ずしも一致しなくてよい。例えば、前者に含まれるデータ（例えば、アクセル開度）が後者に含まれなくてもよく、逆に後者に含まれるデータ（例えば、自動運転状態）が前者に含まれなくてもよい。

また、制御部１２３は、通信装置１１を介してサーバ３０から、情報処理装置２０にインストールされたソフトウェアの更新情報を受信すると、当該更新情報を情報処理装置２０へ送信する。更新情報は、情報処理装置２０において、当該ソフトウェアのアップデートに用いられる。

複数のＥＣＵ１３は、制御装置１２と協働して車両の動作を制御する。具体的には、複数のＥＣＵ１３は、制御装置１２から制御情報に基づく制御指令を受信し、制御指令に従って車両１０の動作を制御する。例えば、複数のＥＣＵ１３は、車両１０の操作量を、制御指令に示される値となるように制御する。また、複数のＥＣＵ１３は、各制御タイミングにおいて、車両１０に搭載された各種センサから車両１０の制御量又は操作量の測定値を収集し、制御装置１２へ送信する。ここで、車両１０の制御量又は操作量の測定値の収集及び送信は、必ずしも各制御タイミングで実行されなくてよい。例えば、複数の制御タイミング毎に実行されてもよく、或いは制御装置１２からの要求に応じて実行されてもよい。

位置情報取得装置１４は、任意の衛星測位システムに対応する１つ以上の受信機を含む。例えば、位置情報取得装置１４は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を含んでもよい。位置情報取得装置１４は、各制御タイミングにおいて、車両１０の位置の測定値を位置情報として取得し、制御装置１２へ送信する。ここで、車両１０の位置の測定値の取得及び送信は、必ずしも各制御タイミングで実行されなくてよい。例えば、複数の制御タイミング毎に実行されてもよく、或いは制御装置１２からの要求に応じて実行されてもよい。

（情報処理装置の構成）
図３に示すように、情報処理装置２０は、通信部２１と、記憶部２２と、センサ部２３と、制御部２４と、を備える。

通信部２１は、車両１０の制御装置１２と有線又は無線を介して通信する通信モジュールを含む。本実施形態において、情報処理装置２０は、通信部２１を介して制御装置１２と通信する。

記憶部２２は、１つ以上のメモリを含む。記憶部２２に含まれる各メモリは、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部２２は、情報処理装置２０の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部２２は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、及び自動運転制御ソフトウェア等を記憶する。記憶部２２に記憶された情報は、例えば通信部２１を介して制御装置１２から取得される更新情報で更新可能であってもよい。

センサ部２３は、情報処理装置２０の動作又は周囲環境に関する情報を検出する１つ以上のセンサを含む。センサ部２３に含まれるセンサの種類及び数は、サービス事業者の目的に応じて決定される。例えば、センサ部２３は、ライダー、加速度センサ、角速度センサ、磁気センサ、気圧センサ、照度センサ、温度センサ、及びイメージセンサ（カメラ）等、任意のセンサを含んでもよい。センサ部２３は、各センサによって検出された情報を、センサ情報として取得する。例えば、センサ部２３のセンサ情報は、ライダーの検出情報、車両１０の周囲環境の撮像画像、加速度、角速度、磁場、及び気圧等を含んでもよい。

制御部２４は、１つ以上のプロセッサを含む。制御部２４は、情報処理装置２０全体の動作を制御する。

例えば、制御部２４は、通信部２１を介して制御装置１２から車両情報を受信し、記憶部２２に蓄積する。上述したように、車両情報は、制御タイミングにおける車両１０の位置の測定値及び制御量又は操作量の測定値を含む。車両情報の受信及び蓄積は、例えば各制御タイミングで行われるが、制御部２４が制御装置１２に要求した制御タイミングで実行されてもよい。

また制御部２４は、自動運転ソフトウェアを用いて、制御情報の生成、送信、及び蓄積を行う。制御情報の生成には、サービス事業者の目的に応じて任意のアルゴリズムが採用可能である。

一例において、制御部２４は、制御タイミングの発生頻度よりも低い頻度で、車両１０に実行させるべき将来の目標動作に関する目標情報を生成し、記憶部２２に記憶する。上述したように、目標情報は、車両１０に実行させるべき目標動作を、将来の各制御タイミングにおける車両１０の位置の目標値及び制御量又は操作量の目標値の組み合わせで示す情報である。ここで制御部２４は、例えばセンサ部２３のセンサ情報に基づいて、生成した目標情報を補正してもよい。例えば、制御部２４は、センサ部２３のセンサ情報に基づいて車両１０の進行方向に障害物等を検出した場合、当該障害物を避けるように目標情報を補正し得る。

続いて制御部２４は、記憶部２２に記憶された目標情報のうち、次の制御タイミングに対応する制御量又は操作量の目標値を特定する。制御部２４は、特定した目標値を指定値とする制御量又は操作量を含む制御情報を、次の制御タイミングに対応する制御情報として生成する。制御部２４は、次の制御タイミングが発生すると、生成した当該制御情報を、通信部２１を介して制御装置１２へ送信し、記憶部２２に蓄積する。

ここで制御部２４は、直近の過去の１つ以上のタイミングにおける制御情報及び／又は車両情報に基づいて、次の制御タイミングに対応する制御情報を補正してもよい。例えば、制御部２４は、直近の過去の１つ以上の制御タイミングにおける、記憶部２２に蓄積された制御情報に含まれる制御量又は操作量の指定値と、目標情報に含まれる制御量又は操作量の目標値との差に基づいて、次の制御タイミングに対応する制御情報に含まれる制御量又は操作量の指定値を補正してもよい。また制御部２４は、例えば直近の過去の１つ以上の制御タイミングにおける、記憶部２２に蓄積された車両情報に示される車両１０の位置の測定値及び制御量又は操作量の測定値と、目標情報に含まれる車両１０の位置の目標値及び制御量又は操作量の目標値との差に基づいて、次の制御タイミングに対応する制御情報に含まれる制御量又は操作量の指定値を補正してもよい。制御情報の補正は、例えば、直前の制御タイミングと次の制御タイミングとの間における制御量又は操作量の指定値の急激な変化を緩和するように行われる。

（サーバの構成）
図４に示すように、サーバ３０は、サーバ通信部３１と、サーバ記憶部３２と、サーバ制御部３３と、を備える。

サーバ通信部３１は、有線又は無線を介してネットワーク４０に接続する通信モジュールを含む。本実施形態において、サーバ３０は、サーバ通信部３１を介してネットワーク４０に接続される。

サーバ記憶部３２は、１つ以上のメモリを含む。サーバ記憶部３２に含まれる各メモリは、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。サーバ記憶部３２は、サーバ３０の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、サーバ記憶部３２は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、及びデータベース等を記憶してもよい。サーバ記憶部３２に記憶された情報は、例えばサーバ通信部３１を介してネットワーク４０から取得される情報で更新可能であってもよい。

サーバ制御部３３は、１つ以上のプロセッサを含む。サーバ制御部３３は、サーバ３０全体の動作を制御する。

例えばサーバ制御部３３は、サーバ通信部３１を介して車両１０から車両情報を受信する。サーバ制御部３３は、車両情報をサーバ記憶部３２のデータベースに蓄積する。データベースに蓄積された情報は、車両１０に係るリース、保険等の各種ファイナンス、販売店と連携した車両メンテナンス等に利用されてもよい。またサーバ制御部３３は、蓄積した情報に基づき、例えば車両１０の状態及び動態管理等の管理情報を生成し、管理ＡＰＩを介する要求に応じてサービス事業者に提供する。

またサーバ制御部３３は、サーバ通信部３１を介して、情報処理装置２０のシステムプログラム、アプリケーションプログラム、及び自動運転ソフトウェア等の更新情報を、車両１０に送信してもよい。車両１０は、当該更新情報を通信装置１１により受信し、制御装置１２を介して情報処理装置２０に送信する。情報処理装置２０は、受信した当該後進情報に基づいて、システムプログラム、アプリケーションプログラム、及び自動運転ソフトウェア等をアップデートする。

（車両制御システムの動作フロー）
図５を参照して、車両制御システム１における制御装置１２及び情報処理装置２０の動作のフローについて説明する。当該動作は、上述した車両制御処理の動作を含んでおり、制御タイミングごとに周期的に実行される。

ステップＳ１００：情報処理装置２０は、例えば目標情報を用いて、制御情報を生成する。ここで、情報処理装置２０は、例えば直近の過去の１つ以上のタイミングにおける制御情報及び／又は車両情報に基づいて、生成した制御情報を補正してもよい。

ステップＳ１０１：情報処理装置２０は、ステップＳ１００の制御情報を制御装置１２へ送信する。

ステップＳ１０２：制御装置１２は、情報処理装置２０から制御情報を受信する。

ステップＳ１０３：制御装置１２は、ステップＳ１０２の制御情報を蓄積する。

ステップＳ１０４：制御装置１２は、ステップＳ１０２の制御情報に基づいて、各ＥＣＵ１３と協働して車両制御を実行する。具体的には、制御装置１２は、当該制御情報に基づいて制御指令を生成し、ＥＣＵ１３に送信する。制御指令を受信した各ＥＣＵ１３によって、車両制御が実行される。

ステップＳ１０５：制御装置１２は、車両情報を取得及び蓄積する。

ステップＳ１０６：制御装置１２は、ステップＳ１０５の車両情報を情報処理装置２０へ送信する。

ステップＳ１０７：情報処理装置２０は、制御装置１２からの車両情報を受信及び蓄積する。

図６を参照して、制御装置１２の第１動作のフローについて説明する。第１動作は、制御情報の欠損を検出する動作を含み、上述したステップＳ１００～Ｓ１０７と並行して実行される。

ステップＳ２００：制御装置１２の制御部１２３は、次の制御タイミングで受信すべき制御情報の欠損を検出したか否かを判定する。当該欠損を検出しないと判定した場合（ステップＳ２００－Ｎｏ）、プロセスはステップＳ２００を繰り返す。一方、当該欠損を検出したと判定した場合（ステップＳ２００－Ｙｅｓ）、プロセスはステップＳ２０１に進む。

ステップＳ２０１：制御部１２３は、記憶部１２２に蓄積された過去の制御情報に基づいて、欠損した制御情報に代用する制御情報を自律的に生成することにより、ステップＳ２００で検出した欠損を補完する。

以上述べたように、本実施形態に係る車両制御システム１によれば、車両１０に搭載される制御装置１２が、次の制御タイミングで受信すべき制御情報の欠損を検出すると、自律的に制御情報を生成することによって、当該欠損を補完する。かかる構成によれば、車両１０が受信すべき制御情報の欠損が発生した場合であっても、車両制御の安定性の低下が抑制される。このため、外部装置からの情報を用いた車両制御に関する技術において、車両制御の安定性が向上する。

本発明を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形及び修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段又は各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段又はステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

例えば、上述した実施形態において、制御装置１２が、車両１０に実行させるべき将来の目標動作（以下、「第１目標動作」という。）に関する目標情報（以下、「第１目標情報」という。）を情報処理装置２０から受信する構成について説明した。本実施形態の変形例において、制御装置１２は、第１目標動作に優先して車両１０に実行させるべき将来の第２目標動作に関する第２目標情報を生成し、又はサーバ３０若しくは近傍に存在する他の車両１０等の外部装置から受信してもよい。かかる第２目標情報は、例えば道路工事、交通事故、又は障害物の存在等の要因によって、車両１０の第１目標動作から変更する必要が生じた場合に生成又は受信される。

例えば、図７に示す円形ノードは、時刻ｋ＝ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２、及びｎ＋３に対応する４つの制御タイミングの、第１目標情報に示される車両１０の位置の目標値を示す。図７において、現在の時刻ｋは、ｎ＜ｋ＜ｎ＋１であり、車両１０は、円形ノードｎとｎ＋１との間に位置している。かかる第１目標情報に対応する車両１０の第１目標動作は、左車線Ｌを走行する動作である。ここで、例えば車両１０にミリ波レーダ等のセンサが搭載されている場合、制御装置１２は、当該センサのセンサ情報に基づき障害物を検出可能である。図７に示す例において、例えば、制御装置１２は、左車線Ｌにおいて車両１０の前方に障害物を検出すると、当該障害物を回避するために、例えば右車線Ｒを走行する動作を第２目標動作として決定し、当該第２目標動作に対応する第２目標情報を生成する。或いは、制御装置１２は、当該第２目標情報を外部装置から受信してもよい。図７に示す四角形ノードは、時刻ｋ＝ｎ＋１、ｎ＋２、及びｎ＋３に対応する３つの制御タイミングの、第２目標情報に示される車両１０の位置の目標値を示す。

制御装置１２は、第２目標情報を生成又は受信すると、次の制御タイミングで情報処理装置２０から受信すべき制御情報を用いることなく、車両１０の動作を第１目標動作に替えて第２目標動作に近付けるように、車両制御を実行する。具体的には、制御装置１２は、情報処理装置２０から受信すべき制御情報に代用する新たな制御情報を自律的に生成して、車両制御を実行する。ここで制御装置１２は、車両１０の位置、及び制御量又は操作量が所定基準を超えて急激に変化しないように、車両１０の動作を第１目標動作から第２目標動作に緩やかに近付けてもよい。図７に示す例では、時刻ｋ＝ｎ＋３において第２目標動作と一致するように、車両１０が左車線Ｌから右車線Ｒへ緩やかに車線変更している。

また、制御装置１２は、生成又は受信した第２目標情報を情報処理装置２０へ送信する。情報処理装置２０は、受信した第２目標情報を新たな第１目標情報として上書きし、又は第２目標情報で第１目標情報を修正する。かかる構成によれば、制御装置１２は、いくつかの制御タイミングにおいては自律的に生成した新たな制御情報に基づき車両制御を実行し、その後は上述した実施形態と同様に情報処理装置２０からの制御情報に基づき車両制御を実行可能である。

図８を参照して、実施形態の変形例に係る制御装置１２の第２動作のフローについて説明する。第２動作は、第２目標情報の生成又は受信を判定する動作を含み、上述した実施形態に係るステップＳ１００～Ｓ１０７及びＳ２００～Ｓ２０１と並行して実行される。

ステップＳ３００：制御装置１２の制御部１２３は、第２目標情報を生成又は受信したか判定する。第２目標情報を生成又は受信していないと判定した場合（ステップＳ３００－Ｎｏ）、プロセスはステップＳ３００を繰り返す。一方、第２目標情報を生成又は受信したと判定した場合（ステップＳ３００－Ｙｅｓ）、プロセスはステップＳ３０１に進む。

ステップＳ３０１：制御部１２３は、次の制御タイミングで受信すべき制御情報を用いることなく、車両の動作を第１目標動作に替えて第２目標動作に近付けるように、車両１０の車両制御を実行する。

ステップＳ３０２：制御部１２３は、ステップＳ３００の第２目標情報を、通信部１２１を介して情報処理装置２０へ送信する。

また、例えば汎用の電子機器を、上述した実施形態に係る制御装置１２として機能させる構成も可能である。具体的には、実施形態に係る制御装置１２の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを、電子機器のメモリに格納し、電子機器のプロセッサによって当該プログラムを読み出して実行させる。したがって、本実施形態に係る発明は、プロセッサが実行可能なプログラムとしても実現可能である。

さらに、本実施形態におけるネットワーク４０には、上述した例以外にも、アドホックネットワーク、ＬＡＮ(Local Area Network)、ＭＡＮ(Metropolitan Area Network)、セルラーネットワーク、ＷＰＡＮ(Wireless Personal Area Network)、ＰＳＴＮ(Public Switched Telephone Network)、地上波無線ネットワーク(Terrestrial Wireless Network)、光ネットワークもしくは他のネットワークまたはこれらいずれかの組合せが含まれる。無線ネットワークの構成要素には、たとえば、アクセスポイント(たとえば、Wi-Fiアクセスポイント)、フェムトセル等が含まれる。さらに、無線通信器機は、Wi-Fi（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、セルラー通信技術又はその他の無線技術及び技術標準を用いた無線ネットワークに接続することができる。

１ 車両制御システム
１０ 車両
１１ 通信装置
１２ 制御装置
１２１ 通信部
１２２ 記憶部
１２３ 制御部
１３ ＥＣＵ
１４ 位置情報取得装置
２０ 情報処理装置
２１ 通信部
２２ 記憶部
２３ センサ部
２４ 制御部
３０ サーバ
３１ サーバ通信部
３２ サーバ記憶部
３３ サーバ制御部
４０ ネットワーク

Claims (6)

1. 車両に搭載される制御装置であって、
   所定周期で発生する制御タイミングで制御情報を情報処理装置から受信する通信部と、
   受信された前記制御情報を蓄積する記憶部と、
   受信された前記制御情報に基づいて前記車両の車両制御を実行する制御部と、
   を備え、
   前記情報処理装置から受信される前記制御情報は、前記情報処理装置に記憶された、前記車両に実行させるべき将来の第１目標動作に関する第１目標情報に基づいて生成され、
   前記制御部は、
   受信された前記制御情報に基づいて、前記車両の動作を前記第１目標動作に近付けるように、前記車両の車両制御を実行し、
   前記第１目標動作に優先して前記車両に実行させるべき将来の第２目標動作に関する第２目標情報を生成又は受信すると、次の制御タイミングで受信すべき制御情報を用いることなく、前記車両の動作を前記第１目標動作に替えて前記第２目標動作に近付けるように、前記車両の車両制御を実行し、
   次の制御タイミングで受信すべき制御情報の欠損を検出すると、前記記憶部に蓄積された前記制御情報に基づいて、前記欠損を補完する、制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置であって、
   前記記憶部は、前記第１目標情報を記憶し、
   前記制御部は、前記記憶部に蓄積された前記制御情報と、前記記憶部に記憶された前記第１目標情報と、に基づいて前記欠損を補完する、制御装置。
3. 請求項１に記載の制御装置であって、
   前記制御部は、前記記憶部に蓄積された複数の前記制御情報に基づく外挿により、前記欠損を補完する、制御装置。
4. 請求項１に記載の制御装置であって、
   前記制御部は、ＡＩにより、前記記憶部に蓄積された複数の前記制御情報に基づいて前記欠損を補完する、制御装置。
5. 車両に搭載される制御装置に、
   所定周期で発生する制御タイミングで制御情報を情報処理装置から受信するステップと、
   受信された前記制御情報を蓄積するステップと、
   受信された前記制御情報に基づいて前記車両の車両制御を実行するステップと、
   次の制御タイミングで受信すべき制御情報の欠損を検出すると、蓄積された前記制御情報に基づいて、前記欠損を補完するステップと、
   を実行させるプログラムであって、
   前記情報処理装置から受信される前記制御情報は、前記情報処理装置に記憶された、前記車両に実行させるべき将来の第１目標動作に関する第１目標情報に基づいて生成され、
   前記制御装置は、
   受信された前記制御情報に基づいて、前記車両の動作を前記第１目標動作に近付けるように、前記車両の車両制御を実行し、
   前記第１目標動作に優先して前記車両に実行させるべき将来の第２目標動作に関する第２目標情報を生成又は受信すると、次の制御タイミングで受信すべき制御情報を用いることなく、前記車両の動作を前記第１目標動作に替えて前記第２目標動作に近付けるように、前記車両の車両制御を実行する、プログラム。
6. 車両に搭載される制御装置の制御方法であって、
   所定周期で発生する制御タイミングで制御情報を情報処理装置から受信するステップと、
   受信された前記制御情報を蓄積するステップと、
   受信された前記制御情報に基づいて前記車両の車両制御を実行するステップと、
   次の制御タイミングで受信すべき制御情報の欠損を検出すると、蓄積された前記制御情報に基づいて、前記欠損を補完するステップと、
   を含み、
   前記情報処理装置から受信される前記制御情報は、前記情報処理装置に記憶された、前記車両に実行させるべき将来の第１目標動作に関する第１目標情報に基づいて生成され、
   前記制御装置は、
   受信された前記制御情報に基づいて、前記車両の動作を前記第１目標動作に近付けるように、前記車両の車両制御を実行し、
   前記第１目標動作に優先して前記車両に実行させるべき将来の第２目標動作に関する第２目標情報を生成又は受信すると、次の制御タイミングで受信すべき制御情報を用いることなく、前記車両の動作を前記第１目標動作に替えて前記第２目標動作に近付けるように、前記車両の車両制御を実行する、制御方法。

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