CN110382320A - 使用重力场理论的车辆自动运行计算算法 - Google Patents

Abstract

通过配合交通环境及交通规则适当设定重力产生位置和观测位置，并基于相对论(重力场理论)，可实现安全的自动运行。

Description

使用重力场理论的车辆自动运行计算算法

技术领域

本发明涉及车辆的安全自动运行以及最佳操作。

背景技术

随着计算机的高性能化，可搭载与车辆的自动运行功能正在成为现实，但目前尚不存在计算操作判断的适宜算法。这是因为目前的理论均基于计算机数学的延伸。但是实用且安全的计算算法必需要使用作为物理学一般方程式的“相对论·重力场理论”。该算法才是人类所掌握的终极自动运行算法。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:物理学基本方程式“相对论·重力场理论”发明人爱因斯坦博士

发明内容

该算法中，空间的基本设定使用相对论(重力场理论)。

(数1)

使用该方程式时的特征如下：

●距离越近作用越强

●相互影响

●不产生0的情况

具体实施方式

于3D空间内设定车辆。基于交通规则配置危险重力。

输入的常数没有限制，基本值完全相同。

(不包括危险重力的有意对比)＞＞■基础篇12危险重力的值制成3D图像时的易见性、确认容易性优先即可(上图程度即可)。

■基础篇1白线

设定白线作为最常见的限制。

危险重力沿白线中心以适当间隔配置(或内侧)。间隔取决于3D空间的最小单位，暂且考虑为5cm(假定)。根据后续实证延伸至10cm或缩短至3cm。该3D空间的最小单位可保持所使用PC的性能与要输入的π(Pi)值的平衡。以能够以适当速度进行计算的间隔为最佳。

接着设定车辆的观测地点。

在车辆周围同样以5cm单位设定观测位置。由此以3D空间包围车辆。然后对各观测位置标记序号分别管理。

整体观测设定

(表1)

该图是非常简易地设定的情况的选择例。首先假定车辆观测位置的数量仅为“8”个。接着将车辆操作仅假定为“左·前·右”三个选项。

可根据置于白线上的危险重力在各绿色观测位置测定数值。这里，为了易于理解，将“当前值”均设为10。然后计算进行“左·前·右”三个选项时的预测值，“前75”为最低危险值，因此得出车辆选择“前”为最佳的结果。在实际的判断中，不以观测位置的合计，而以平均值的上升率进行判断。

个别观测设定

(表2)

在各个观测位置计算危险度的上升率。

目前为止的最终判断

将整体与个别合并后的上升率的最佳值为最佳操作。

在该例中，9个位置的上升率的合计为判断对象。

(表3)

为避免发生“算法错误”，如果不是导入了“重力场理论”、“整体”、“个别”的概念的理论，则车辆自动运行不成立。因此，目前各汽车制造商开发的算法无法绝对防止事故。这将成为能否使用有理数适当观测由π构成的变化这一哲学问题。

众所周知，π是不规则的无理数，因此观测必须同样使用π，这是不可避免的。

避免红色危险重力的最佳道路可通过“整体”和“个别”的上升率合计值来预测。

■基础篇2静止障碍物

如图所示，设定置于道路上的静止障碍物。

在可确认障碍物的面以5cm单位设定危险重力。

由此，能够与白线时同样地预测影响车辆的危险度。(以与白线相同的设定进行追加)

此外，进一步追加“障碍物整体设定”和“障碍物个别设定”。与车辆的观测地点同样地进行三维设定。可以仅为可确认的范围。

现在对自己的车辆设定危险重力。

静止障碍物根据来自自己车辆的影响而在观测位置表现出数值。当然“白线”的危险重力没有影响

(表4)

能够与车辆同样地预测静止物体的上升率。

该情况下的最终判断

(表5)

以将全部上升率合计得到的预测值确定最佳操作。与静止障碍物的数量增加同样地，计算对象增加。由此，车辆能够在遵守交通规则的基础上于确保障碍物安全的路线上行驶。

■基础篇3静止状态·人

人是障碍物更超越障碍物。因此追加“命”设定。

到中途为止与静止障碍物相同。

三维设定观测位置。同样地设定危险重力(与静止障碍物相同)。在人的情况下追加设定“命”。

(表6)

将人(静止物体)和命分开的理由将在下文说明。＞＞■基础篇12危险重力的值

■基础篇4移动障碍物

该图中，移动方向仅为前方直线。

由该图可知，预测移动障碍物的移动范围，对其设置足够的预备间隔，将它们整体看作一个障碍物。若速度越快则移动范围变大。

即使速度相同，根据移动方向的不同，预备间隔也会发生变化。

之后与静止障碍物进行相同设定、计算。

(表7)

■基础篇5移动状态·人

在人的情况下，移动方向难以预测(特别是儿童)，因此要考虑全方位的移动设置足够的间隔。

之后与静止状态·人进行相同设定、计算。

(表8)

■基础篇6移动障碍物·车辆

在移动中的车辆的情况下，有人乘坐的可能性很大，无论能否确认到人，都追加“命”设定。

之后与“移动状态·人”进行相同设定、计算。

(表9)

车辆的移动方向的范围广，因此危险重力的设定范围也向左右扩大，但只要基于交通规则，也能够在很大程度上限制方向。

■基础篇7多个障碍物

有多个障碍物时的最终判断

(表10)

由此，无论数量为多少都能够增加。但是，若判断对象增加，则计算速度降低，因此，对于过远的障碍物，采取简化重力设定等措施更有效率。请重视车辆前方、侧面和人(取决于PC性能)。

■基础篇8速度制限

(表11)

设定速度限制。蓝色为交通规则遵守重力，绿色为当前速度和观测位置。若遵守法定速度越接近蓝色，行驶速度越适当。

为了维持稳定，准备以下3个设定。

(表12)

油门踏板的操作

刹车踏板的操作

设定加速器和制动器的操作。可以说不用力踩下加速器或制动器是安全的操作。

进一步设定行驶稳定度。

(表13)

将法定速度设为0％，将速度0公里设为100％。这样，能够以％算出当前车辆的稳定速度。如果是以60公里行驶的道路，其相应的踩下位置为最佳踩下度。

关于汇入车流后的速度将在下文说明。＞＞■路上篇2合流

■基础篇9红色信号

红色信号，若使法定速度为0，则进行停止动作。此外，追加“遵守交通规则”设定。该设定是为了尽量缩短与停止线的距离。

在停止线的近前设定遵守重力。在车辆下部两侧设定观测地点。值越大越缩短与停止线的距离，为遵守交通规则。

此时，越超过停止线，值越低，为不当操作。作为保险，可以设定为红色信号时不后退。若组合上述两个条件，则车辆相对于红色信号可在恰当的位置停止。

该情况下的最终判断

该情况下的判断如下所示。

(表14)

■基础篇10黄色信号对于黄色信号，事先决定各速度下与停止线的距离，分别可明确是通过还是停止即可。

例：在可确认黄色的时刻，行驶速度为50公里时，若与停止线的距离为20m以内，则无视并通过，若与停止线的距离为20m以上，则视为红色信号并停止。

例：在可确认黄色的时刻，行驶速度为30公里时，若与停止线的距离为10m以内，则无视并通过，若与停止线的距离为10m以上，则视为红色信号并停止。

■基础篇11强制停止

设定为防止过于接近障碍物或人。如黄色信号那样，事先确定对于速度的极限距离。

使障碍物的危险重力产生位置的最下部产生强制停止重力(★)。观测位置在车辆整面下部的线上。均个别进行观测，若有一个进入极限距离内，则要回避并进行减速、停止操作。侧面主要为卷入防止措施，因此可以不采取前方程极限距离。

极限距离的设定例

若速度提高，则前方范围扩大。若左右转动方向盘，则侧面的极限距离也扩大。

(表15)

若进入限度内，则强制减速操作。由此车辆指定的速度下降，接近★时则停止。若超过危险重力，则强制速度指定为0，因此必须维持停止。

为了可靠地避免与障碍物接触，重要的是设定足够距离的限度线。并一定是[超过限度线＝停止]。边减速边回避行驶。

另外，突然近距离出现障碍物时，来不及急刹车而可能发生接触，但没有操作车辆以避免接触的方法。

该状态下的最终判断

(表16)

■基础篇12危险重力的值

对障碍物和人设定的重力值需要不同。

在这种来不及刹车且二选一的情况下，要保护哪一个？为此，根据障碍物的种类，必需对重力赋予差异。

重力值1：白线、超越禁止车道；

重力值2：货物、护栏；

重力值3：人、行驶车辆、动物。

这些仅为示例，其区分还需要更多讨论。

此外，对于“命”也需要使重力不同。

重力值1：动物

重力值2：同向行驶的车辆(撞击略强)

重力值3：人(撞击若)、行驶车辆(正面撞击非常危险)

若要明确区分人与其它生命，则追加设定“命·人”，则可使人为最有先。

(表17)

■基础篇13方向盘操作

对于方向盘而言，笔直行驶最安全，不宜过度转动。

(表18)

该设定下，可维持转动方向盘时的适当性。

■基础篇14车体的倾斜

水平为最安全。因此设定为维持水平。

在车体中央设置基准线，测定倾斜情况。

(表19)

■基础篇15坡路·台阶

对可观测到的坡路、台阶均设定危险重力。根据角度、高度施加强制停止重力即可。

例：

坡路？度以下视为道路；

坡路？度以上视为障碍物，并施加强制停止重力进行回避。

例：

台阶5cm以上视为障碍物并施加强制停止重力进行回避。

台阶5cm以下视为可通行，但将通过速度减速至5公里以下。

台阶3cm以下视为可通行，但将通过速度减速至10公里以下。

台阶1cm以下视为可通行，但将通过速度减速至30公里以下。

■基础篇15跨过异物或坑洞

跨过落在道路上的静止异物(高度10cm以下左右)或坑洞(深度10cm左右)通行时的设定。

事先确认可跨过的大小。如果该大小以下则跨过。这是从无法从侧面回避时的措施。当然，可确认为移动物体的情况下不可。虽然是交通规则上不良的行为，但若不这样设定，则遇到微小障碍物也要停止，反而会妨碍交通。

路面有坑洞时，通过时减速是安全的。

观测位置为前后轮胎的宽度。确认异物时，若判断为可踏过，则可以直接驶过，但最好减速驶过。

■基础篇16气候

风、雨、雪、冻结等的设定

“风”

侧风时，扩大风下的观测位置，设置宽裕的空间。

像台风这种风狂乱的情况下，前后左右扩大。而且优选将法定速度减速10％～30％。请跟进风的强度进行调整。

针对障碍物也扩大危险重力的范围。

移动物体也相同。

“雨”、“雪”的情况

由于容易打滑，所以与“风”同样地在前后左右扩大范围。而且优选将法定速度减速10％～30％。

水坑的情况与“15异物·跨过”、驶过同样做处理。对水坑请设置可驶过的设定。减速通过。

过大、过深(看起来过深)时作为障碍物处理，应用强制停止重力。

“冻结”

基本与水坑相同，但危险度非常高。因此优选减速50％以下(30公里以下)。

冻结时，障碍物的危险重力范围进一步扩大。行驶车辆的范围也进一步扩大，请重视安全性。

■路上篇1车间距

车间距与■基础篇11强制停止基本相同。作为移动障碍物处理，若作为追尾对象，则在后方保持适当距离停止。

极限距离的设定例。也需要侧面的极限距离。

(表20)

若落入限度内，则强制减速操作。由此，对车辆指定的速度降低，若靠近★则停止。

■路上篇2合流

合流是指以超过法定速度的速度行驶。首先，预先确定可允许超过至多少公里(？％)。

然后，测定前方车辆的速度，判断是否在其允许范围内。接着，测定后方车辆的速度，同样判断是否在允许范围内。根据前后的速度求出稳定的速度(低速一方)，修正行驶速度并跟进。由此可实现合流。

若前方或后方的车辆为法定速度以下，则不勉强超速行驶，优选以法定速度行驶。

■路上篇3中央行驶

在行驶道路的中央设定中央重力。

观测位置为车辆前部中央。由此，车辆优先中央行驶。沿中央行驶时，两者重合。

(表21)

左右的极限可以距中央10m左右。

■路上篇4改变车道

若移动中央重力的位置车道自然改变。

■路上篇5超车

测定前方车辆的速度，若与法定速度之差为事先设定以下则进行超车。此时，与改变车道同样地移动中央重力的位置，则可进行超车。当然不能跨过超车禁止车道移动中央重力。

■路上篇6路线

车辆自动运行时，几乎都搭载导航。但也事先记载没有导航时的路线设定方法。

首先确定大致目的地。该图中，最初“以1为目的沿国道行驶”。

在朝向目的地的方向上前方大约10m处产生路线重力。观测地点与中央行驶相同为前部中央。基于道路标识等产生于适当的车道、行驶道路。

转弯时，按路标指示先转弯，车辆追逐。适当的车道也包括在内始终引导大约10m远。

到达目的地1后同样驶向2。这样可到达最终目的地。

■路上篇7死角

在近距离于死角位置设定危险重力。

以有无静止障碍物的方式处理。若为行驶道路，则设为符合法定速度的大小，以安全性为优先。若可确认什么都没有，则不消失，使上升率为100％。

若过于在意死角，则会没完没了，因此加入识别阶段的程度即可。

■法外措施篇1消除心理上的不满

若合流项目中自己的车辆在前，后续车辆紧邻，这种情况下当然要以法定速度且禁止超车。

若在该状态下提高速度，则主体速度违规。那么这种情况时该怎么办？若后续发生堵塞，允许超速到多少公里？必需与行政部门商议。恐怕按照现行交通规则，“严守法定速度”为妥当。

若前后都有车辆，则作为“集团的一部分”速度违规容易被默许。但如果在最前面，则难以解释为“集团的一部分”。因为本来就无法确认后方有无不满，所以也可以说不需要顾虑。虽然是自动运行，却出现“关注人”这种麻烦的现象。

■法外措施篇2关怀行驶

这种事例的情况下，现行法律中是这样的。

远处的人有处于危险的可能性。由于取决于对面车辆，所以多少存在可能性。但是，若以人命优选，则在障碍物前停止并让对面车辆驶过为最佳。但是，这样会妨碍顺畅的行驶，在交通规则上是不适当的(妨碍后续车流)。

无法立即改善这种情况，但应当改变交通规则以便将来能够应对。当前的措施。

将来的措施。若这样做，计算量将爆炸式增加，因此取决于PC性能。若对面车辆为自动运行搭载，则可进行通信，但也有由人驾驶的情况，因此必须由自己的车辆单独计算、判断。

■法外措施篇3基于年龄的选择

这种事例的情况

保护谁、牺牲谁？伦理上来讲似乎应当保护儿童牺牲大人。(留下的儿童由社会抚养)。但是，通过现行法律无法对此明确化。因此随机是无可非议的措施。

但是，若自动运行车辆的普及无法避免，那么对于这种难题必需给出明确答案并搭载与车辆。这样，人类将需要新的伦理观。

大人儿童的优先度通过危险重力的输入值进行差别化。

■法外措施篇4温度传感器的义务化

若仅使用可见光，有可能会发生严重事故。因此，将来需要对所有自动运行车辆义务安装“温度传感器”。应该要做到能够明确判断人·生物与其以外的事物。

若与温度传感器重叠，则容易判断人。

Claims (1)

1.一种车辆的自动运行计算算法，通过以重力场理论为基础，能够无限精细地对应，始终能够判断适当的操作。