JP2008310803A - 早期衝突警報のための二重評価 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一次主体と1つ又はそれ以上の非一次主体との間の衝突の警報を容易にするシステムであって、一次主体の状態に基づいて、トリガ条件が満たされるかどうかを判断するように公正されたトリガ機構と、予備的評価機構とを含み、トリガ条件が満たされる場合に、予備的評価機構は、トリガ条件に関連する1つ又はそれ以上の衝突シナリオを生成し、衝突シナリオにおける衝突の予備確率を評価し、衝突シナリオにおける衝突の予備確率に基づいて、衝突シナリオにおける衝突の改善した確率を評価するように特化評価機構を作動させる、ように構成されることを特徴とするシステム。
【選択図】図23
Description
・早期警報。事故を避ける行動を取る前に反応し、自分自身の判断を適用するのに十分な時間を与えるために、ユーザに早めに警報を与えることが重要である。
・正確な警報。早期警報を発行する間、システムはまた、起こりうる衝突を予想するために主体の経路を正確に予測すべきである。理想的には、システムは主体の現在の動き、並びに、主体が辿る可能性のある経路を正確に評価すべきである。
・効果的な警報。早めに警報を与えるように十分に先読みするシステムは、多数の潜在的な事故を「見る」であろう。システムは、理想的には、注意深く、事故の重大度を評価し、より危機的で切迫した事故についてのみ警報すべきである。システムが警報を発行するのに選択的でない場合には、運転者は頻繁な警報によって注意散漫になるか、又はいらいらすることになる。
・カスタマイズ可能な警報。警報発行機構の様々な範囲(例えば、オーディオ、インダッシュ、ヘッドアップ、及び道端の標識)をサポートするために、多用途の相互運用可能な警報システムは、異なるユーザインターフェースに基づいてカスタマイズ化をサポートすべきである。システムは、注意散漫になるリスク及びこれらのインターフェースに関連する警報頻度の限界を考慮に入れることが理想的である。
・事故をもたらすか可能性がある多数の行動を分析する複雑性。予備的アセッサの幾何学的手法は、多数の主体及び事故のシナリオをカバーするように高度に最適化される。
・計算リソースの管理。広範囲の衝突シナリオに対する予備的評価を第1に計算することによって、推論層は潜在的な事故の可能性又は重大度を見積もり、さらに計算を要求する特化アセッサの形態で、最も危険又は起こりそうなシナリオにリソースを割り当てることができる。
・モデルの選択。一般に、潜在的な事故の統計的分析の正確さは、主体の行動に対するモデルの質に依存する。幸いにも、主体のかなりの割合は予測可能なパターンに従う。予備的アセッサは、これらのパターンを通してソートし、特化アセッサに適切なモデルを選択することができる。
を記述する。車両が右に曲がる場合には、高確率で、点(x,y,t)によって示される車両の未来の位置はS内部にある。システムが予測する未来に進めば進むほど(すなわち、Z軸に沿って上方にさらに進むと)、主体が位置する場所を正確に予測することがさらに困難になる。従って、セグメント化錐体は、増加するtで広がり、図5に示されるような逆転した錐体の外観をもたらす。
・予備的評価は、どのシナリオが特化評価に値するかを判断し、リソースを特化評価に割り当てるための基礎を与える。
・リソースを全てのシナリオに割り当てるのが可能ではない場合には、予備的評価は費用がかからない代替物を特化評価に与える。
・幾つかのシナリオはモデルをもたない不定の行動を含み、又は、モデルの正確さを特許評価により改善できない。予備的評価で十分である。
として見積もられ、ここでsi及びsjは2つの錐体を生成させる2つのシナリオを示し、ai及びajは2つの擬角柱のバウンディングボックスのX−Y領域であり、oはこれら2つのバウンディングボックスの重なりのX−Y領域である。式(1)はまた、推測的な情報の一部としてシナリオライブラリに格納される一定の確率である、2つの個々のシナリオPsi及びPsjに対する事前確率を考慮に入れる。
1.予備的アセッサが潜在的な衝突を過大評価することによる不必要な警報を最小にすること。
2.予備的アセッサが潜在的な衝突を過小評価することによる見落とされるシナリオがないことを保証すること。
3.警報を生成する可能性があるシナリオに対して、特化評価全体の正確さ、特に、潜在的な衝突のタイミング及び警報に必要なリードタイムを有することが重要である。実際の警報をスケジュール設定するときに、警報は不必要と判明する期待が十分に残っている場合には、HMIは警報期限の前に幾らかの待ち時間を挿入することができる。このような待ち時間の安全な挿入は、正確な特化評価を必要する。
・フィルタリング(見積もり):時間tまでの観察データを与えられるとすると、車両内ではどのような状態か?
・予測:時間tにおける車両の現在の状態が与えられるとすると、Nが予測範囲である場合に、時間t+1,t+2,...,t+Nで車両内ではどのような状態か?
として示される。逐次ベイズフィルタリングは、基礎となる状態xの後部を
として更新する。積分は、単一ステップの予測をして、前の状態を現在の時間にし、次いで、状態を変更するために新規な外部測定を適用する。システムは、物体のダイナミクスモデル
を用いてこのフィルタリングを行う。1つの実施形態においては、ダイナミクスはリラックス型スロットカーモデル及び警戒状態モデルに従う。次に、観察モデル
を用いて、予測に尤度が掛けられて、観察の寄与ztを反映する。定数γは規格化定数であり、
を1に積分する。フィルタ(2)は逐次的なものであり、現在のフィルタ分布
はステップごとに前のフィルタ分布
から計算される。
である制約をもつ。
は粒子の組Atによって表現されると仮定する。各ステップで、Atにおける各々の粒子
は、ギブスサンプラーのような幾つかのサンプリング技術によるモデル
によって独立して第1に伝えられる。すなわち、各々のiに対して、システムはi番目の新規の粒子、
の状態が、
からのサンプリングの結果になるように計算する。結果として生じる粒子の組
は、式(2)の時間tでの予測される信念に対応する。次に、予測される信念の各々の粒子は観察モデル
で再び重付けされる。すなわち、新規の重み付け値は、
で与えられ、ここでαは1に等しい重み付け値の合計を保持するための規格化定数である。
のいずれの形態にも対応することができ、線形又はガウス連鎖にならなければいけないという制約をもたない。観察モデル
を、直接的に各々の粒子に簡単に適用することができる。1つの実施形態においては、ダイナミクスモデルは、警戒状態で条件付けられ、粒子が非警戒状態に対応する場合、又は衝突危険のない警戒状態が検出される場合には、粒子は一定の目標速度(例えば、50kmph)でリラックス型スロットカーモデルを用いて将来を予測される(predicted forward)。一方、粒子が、差し迫った危険が検出される警戒状態に対応する場合には、粒子は0の目標速度でスロットカーモデルに従い、すなわち、運転者は衝突が発生する前に完全に停止することを試みる。次に、粒子の警戒状態は運転者の警戒状態モデルに従う。新規のモデルが組み込まれるのを必要とする場合には、モデルの部分のみを変更する必要がある。粒子フィルタ部分は同じままである。この手法は実装の複雑性を減らす。
もまたガウス連鎖である。ガウス分布はその平均及び共分散によって完全に特徴付けることができるため、カルマンフィルタリングの式は、測定が観察されるときに、平均
である場合に、確率{μ1,μ2,・・・,μN}をもつ異なる操作モードである、仮説管理問題としてフィルタリング問題を公式化する。その目標は、観察履歴
に基づいた各々の仮説
に対する事後確率を更新することである。目標は、時間tが進むに伴いμtを逐次的に見積もることである。IMMの詳細は、Blom他の「The Interacting Mutiple Model Algorithm for Systems with Markovian Switching Coefficients」、IEEE Transaction on Automatic Control、33(8):780−783、1988、並びに、Kalandros他の「Tutorial on Multisensor Management and Fusion Algorithms for Target Tracking」、In Proc.Amer.Control Conf.、Boston、MA、2004年7月に提供され、その両方を引用によりここに組み入れる。
で開始し、
である。時間t+1で、仮説Hiが真であると仮定する。Hiの下で、システムが線形でガウス連鎖であるとすると、カルマンフィルタが適切である。状態の見積もり及び対応する共分散を更新して、尤度
を計算することができる。次に、仮説確率は、
として更新することができる。
・si及びsj、主体が従うシナリオ。シナリオは、軌道、テキスト記述、及び警報を与えるための他の有益な情報を含む。
・P(t)、主体がsi及びsjシナリオに従うと仮定して、時間tにおいて、未来に衝突があると評価される確率。この確率はシナリオ上で条件付けされる。
・T(t)、衝突の予測時間。この値、及び特化評価の後に続く全ての成分は衝突確率、P(t)、並びに、シナリオsi及びsj上で条件付けられる。
・L(t)、衝突の予測位置。
・B(t,t’)、時間tで評価されるが、現在の時間に対する、ある未来の時間t’で発行される、警報の予測される利益。この成分は警報をスケジュール設定するのに、すなわち、警報を遅延させて、利益の損失がないときに確実性を増加させるように用いられる。
・g(P(t))、特化評価の正確さの見積もり。この成分はP(t)における広がり又は不確実性として解釈することができる。簡単にするために、特化評価における全ての値に関連する不確実性が存在するとしても、P(t)に対する正確な評価のみが含まれる。
・警報の割合W。これは、警報が運転者によって取り入れることができる快適な割合である。システムは、この割合より下にとどまることを目指す。
・最大の警報の割合M。これは、警報を運転者に発行できる最大の割合である。典型的には、MはWより高く、危機にある場合及び予期せぬシナリオが発生する場合に、控えめに使用される。
・警報の効率Q。これは、0と1との間の値をもつ要素であり、運転者に通信される警報の効果を記述する。
・運転者が警報を聞き入れない場合に、同じ警報が繰り返される割合R。
・不必要な警報に対するペナルティD。
・警報に対するしきい値T。
U=P・Q・B(0)−(1−P・Q)・D
この公式は、対応する評価、すなわち、P及びB(0)からの幾つかの情報を用いることによって、警報のための現在の効用測定を計算する。効用関数は、HMIモデルからのパラメータQ及びDをさらに考慮に入れる。
U=P・Q・B(0)−(1−P)・D−P・(1−Q)・D
=P・Q・B(0)−(1−P・Q)
2304 プロセッサ
2306 メモリ
2308 ストレージ
2310 データ入力機構
2312 HMI
2316 衝突警報プログラム
2318 予備的評価及び特化評価モジュール
2320 アプリケーション
2322 アプリケーション
Claims (4)
- 一次主体(primary principal)と1つ又はそれ以上の非一次主体(non-primary principals)との間の衝突の警報を容易にするシステムであって、
前記一次主体の状態に基づいて、トリガ条件が満たされるかどうかを判断するように公正されたトリガ機構と、
予備的評価機構と
を含み、
前記トリガ条件が満たされる場合に、前記予備的評価機構は、
前記トリガ条件に関連する1つ又はそれ以上の衝突シナリオを生成し、
前記衝突シナリオにおける衝突の予備確率を評価し、
前記衝突シナリオにおける衝突の前記予備確率に基づいて、前記衝突シナリオにおける衝突の改善した(refined)確率を評価するように特化評価機構(specialized assessment mechanism)を作動させる、
ように構成されることを特徴とするシステム。 - 前記特化評価機構は、前記衝突シナリオにおける衝突時間及び/又は衝突の重大度(severity)を評価するように構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記衝突シナリオにおける衝突の前記予備確率を評価する間、前記予備的評価機構は、前記一次主体及び前記非一次主体の現在及び過去の状態に基づいて、前記一次主体及び前記非一次主体の多数の未来の状態を評価するように構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記トリガ条件が満たされるときに、前記予備的評価機構は、前記衝突シナリオにおける衝突の時間及び/又は重大度を判断するようにさらに構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
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