JP2010280378A - 道路曲率見積もりシステムおよび自動車目標状態見積もりシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第一のカルマンフィルター(52)は、ヨーレートおよび速さの測定値をホスト車両内のそれぞれのセンサー(16、18)の測定値から見積もり、第二のカルマンフィルター(54)はそれらから道路曲率のクロソイドモデルのパラメータを見積もる。レーダーシステム(14)からのレンジ、レンジレートおよびアジマス角の測定値は、目標車両36の状態の非束縛の見積もりを提供するために拡張されたカルマンフィルター(56)によって処理される。関連する道路に束縛された目標の状態の見積もりは一または二以上の道路のレーンについて発生され、独立でまたは組み合わせで非束縛の見積もりと比較される。もし束縛された目標の状態の見積もりが非束縛の見積もりに対応しているなら、目標車両の状態は非束縛及び束縛の見積もりの統合で発生され、そうでないならば、非束縛の見積もりのみで与えられる。
【選択図】図4
Description
図1を参照すると、予測的衝突検出システム10はホスト車両12に組み込まれ、ホスト車両12の外部にある物体を検出するレーダーシステム14、および、例えばジャイロスコープセンサーなどのヨーレートセンサー16、ホスト車両12の運動を検出するためのスピードセンサー18などのセンサー群を含む。ヨーレートセンサー16とスピードセンサー18はそれぞれホスト車両12のヨーレートとスピードの測定値を与える。例えばドップラーレーダーシステムなどのレーダーシステム14は、アンテナ20およびレーダープロセッサー22を含み、レーダープロセッサー22はアンテナ20から送信され、その視野角内の物体に反射するRF信号を発生する。レーダープロセッサー22は、反射し、アンテナ20で受信された関連するRF信号を復調し、アンテナ20から送信されたRF信号を照射された一または二以上の物体に応答する信号を検知する。例えば、レーダーシステム14は、ホスト車両12に固定された座標における目標のレンジ、レンジレート、およびアジマス角の測定値を提供する。図2を参照すると、アンテナ20は、ビームコントロール部24に応答して、例えば電気的あるいは機械的に、例えば±50度などの±γのアジマス角にわたってスキャンするRFエネルギーのレーダービーム23を発生するように適合し、レーダービーム23は、予想される事故を避けあるいはそれによる損害あるいは負傷を緩和するためにホスト車両12が採る有力な行動を緩和することができるように、ホスト車両12との予想される衝突の前十分遠くで目標を検出できるように、例えば100メートルのなどの十分に遠い距離範囲を持っている。レーダープロセッサー22、ヨーレートセンサー16、およびスピードセンサー18は、例えば目標車両36(図3に図示)などの物体との衝突が起こりそうか否かを決定し、もし起こりそうであれば、加えて例えば一または二以上の関連する警告システム28または安全システム30(例えばエアバッグ)の作動または予測される事故を避け、またはその帰結を軽減するために回避行動をとるための車両制御システム32(例えば関連するブレーキまたはステアリングシステム)の使用などの採るべき行動を決定する関連する予測的衝突アルゴリズムに従って動作するシグナルプロセッサー26に動作可能に連結している。
そのスピードセンサー18およびヨーレートセンサー16それぞれからのホスト車両12の速さUhおよびヨーレートωh;
ホスト車両12に装着されたレーダーシステム14から得られる、全ての目標車両36のレンジr、レンジレート
の測定値を、全ての測定値の誤差共分散行列との対応に従って用いる。予測的衝突検出システム10は、(1)ホスト車両の運動センサー、換言すればヨーレートセンサー16とスピードセンサー18からの測定値を用いた、道路34の曲率を見積もるための道路曲率見積もりサブシステム42、(2)レーダービーム23によって照らされ、レーダープロセッサー22によって検出された目標車両の状態を見積もるための非束縛目標状態見積もりサブシステム44、(3)目標が道路34のホストレーン38か隣接レーン40のいずれか可能なレーンに束縛されていると仮定し、目標の束縛の状態を見積もるための束縛目標状態見積もりサブシステム46、(4)非束縛目標状態といずれかの束縛に束縛された目標の状態のいずれが目標の状態として最適かを決定する目標状態決定サブシステム48、および、(5)統合された目標の状態を発生するために、非束縛目標状態を目標状態決定サブシステム48によって特定された適切な束縛と統合するための目標状態統合サブシステム50、を含む。ホスト車両12が目標と衝突する危険があるのか否かを決定し、もしあるなら、例えば警告システム28、安全システム30または車両制御システム32のいずれかまたはこれらの組み合わせの行動によって、衝突の結果を和らげるために最適な行動を決定し、生じさせるために、最良の見積もり(非束縛目標状態か統合された目標の状態のいずれか)は決定または制御サブシステムに用いられる。可能な場合には、道路34の幾何学的構造を目標の運動に対する束縛として使用することは、より正確な目標の状態の見積もりを提供し、それに応じて採られる行動の信頼性を向上させる。
道路曲率パラメータC0とC1は、ホスト車両12が道路34のセンターライン41または関連するホストレーン38に沿って動いているとの仮定の下、ホスト車両12内の運動センサー(ヨーレートセンサー16とスピードセンサー18)からのデータを用いて見積もられる。
ステップ514では、等式(24)の第一行を置き換えるために複数レーン道路の等式(33)を用いるので、複数束縛の状態の見積もりは、
関連する共分散は
ステップ516では、有効な束縛の状態にある状態の見積もりと共分散は、尤度関数と同様に、
ステップ518では、束縛の状態jに対応する尤度関数は、尺度が
ステップ520では、
目標車両36が道路34に従っていないとき、またはレーンを変更しているときには、運動学的状態変数に道路の束縛を課すことは、関連した非束縛の見積もりを用いるよりも悪いであろう間違った見積もりに終わるであろう。しかしながら、ノイズに関連した見積もりの誤差は、正しい道路の束縛条件を無効であると思わせる原因となりうる。従って、
有効な場合、すなわち目標車両36が特定のレーンにいる場合、に束縛を有効であるように保ち、無効である場合、すなわち、目標車両36がレーンを離れている場合にそれを即座に引き上げる手段を導入することは有益である。独立した目標の状態の見積もりを提供するので、非束縛目標状態は道路の束縛変数にとって重要な役割を担う。
見積もりの誤差がガウシアンであると仮定すると、H0対H1の検証は、以下のようになる。
ノイズの多い測定の組から、ノイズを前提として、状態と関連する動的システムの測定値を見積もるためにカルマンフィルターが用いられる。
システム力学は
Claims (37)
- 道路曲率を見積もる方法であって:
a.道路を走行中のホスト車両の縦方向速さを測定することにより速さの測定値を発生すること;
b.前記ホスト車両のヨーレートを測定または決定することによりヨーレートの測定値を発生すること;および
c.少なくとも一つの曲率パラメータを見積もること、
を含み、
ここで、前記少なくとも一つの曲率バラメータは道路曲率を表現し、前記少なくとも一つの曲率パラメータの見積もりの操作は前記速さの測定値および前記ヨーレートの測定値に応答する、前記方法。 - 少なくとも一つの曲率パラメータは少なくとも一つの曲率のクロソイドモデルのパラメータを含み、前記曲率のクロソイドモデルは前記ホスト車両の座標系に関する、請求項1に記載の道路曲率を見積もる方法。
- 少なくとも一つの曲率パラメータは第一及び第二のクロソイドモデルのパラメータを含み、ここで、前記第一のパラメータは定数であって、前記第二のパラメータは道路に沿った距離に対する曲率の感度である、請求項2に記載の道路曲率を見積もる方法。
- 少なくとも一つの曲率パラメータの見積もりの操作は速さと角速度の測定値を少なくとも一つのカルマンフィルターで処理することを含む、請求項1に記載の道路曲率を見積もる方法。
- 少なくとも一つのカルマンフィルターは第一及び第二のカルマンフィルターを含み、前記第一のカルマンフィルターは速さの測定値及びヨーレートの測定値から状態変数の第一の組を見積もるように適合し、前記第二のカルマンフィルターは前記状態変数の前記第一の組の見積もりから少なくとも一つの曲率パラメータを見積もるように適合する、請求項1に記載の道路曲率を見積もる方法。
- 状態変数の第一の組は、車両速度、車両加速度、車両ヨーレートおよび車両ヨー加速度を含む、請求項5に記載の道路曲率を見積もる方法。
- 道路上の目標車両の状態を見積もる方法であって:
a.道路曲率の見積もりを発生すること;
b.目標車両の非束縛の状態とその関連する共分散を見積もること;
c.前記道路曲率の見積もりに応答する、少なくとも一つの将来の目標車両の束縛を構築すること;
d.少なくとも一つの将来の目標車両の束縛に対応する、目標車両の少なくとも一つの束縛の状態及びその関連する共分散を見積もること;
e.目標車両の非束縛の状態および少なくとも一つの目標車両の束縛の状態から選ばれる、最も有力な目標車両の状態を決定すること;および
f.もし前記少なくとも一つの目標車両の束縛の状態が最も有力な状態であれば、非束縛の目標車両の状態およびその共分散を、関連する前記最も有力な状態の束縛の状態およびその共分散と統合し、目標車両の統合された状態およびその関連する統合された共分散の少なくとも一つを目標の見積もられた状態または共分散として出力し;そうでなければ、目標の非束縛の状態またはその関連する非束縛の共分散の少なくとも一つを、目標の見積もられた状態または共分散として出力すること
を含む、前記方法。 - 道路曲率を見積もる操作が;
a.道路を走行中のホスト車両の縦方向速さを測定することにより速さの測定値を発生すること;
b.ホスト車両のヨーレートを測定または決定することによりヨーレートの測定値を発生すること;および
c.少なくとも一つの曲率パラメータを見積もること、
を含み、
ここで、少なくとも一つの曲率パラメータは道路曲率を表現し、前記少なくとも一つの曲率パラメータの見積もりの操作は前記速さの測定値および前記ヨーレートの測定値に応答する、請求項7に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。 - 少なくとも一つの曲率パラメータは少なくとも一つの曲率のクロソイドモデルのパラメータを含み、前記曲率のクロソイドモデルは前記ホスト車両の座標系に関する、請求項8に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 少なくとも一つの曲率パラメータは第一及び第二のクロソイドモデルのパラメータを含み、ここで、前記第一のパラメータは定数であって、前記第二のパラメータは道路に沿った距離に対する曲率の感度である、請求項9に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 少なくとも一つの曲率パラメータ見積もりの操作は速さと角速度の測定値を少なくとも一つのカルマンフィルターで処理することを含む、請求項8に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 少なくとも一つのカルマンフィルターは第一及び第二のカルマンフィルターを含み、前記第一のカルマンフィルターは速さの測定値及びヨーレートの測定値から状態変数の第一の組を見積もるように適合し、前記第二のカルマンフィルターは前記状態変数の前記第一の組の見積もりから少なくとも一つの曲率パラメータを見積もるように適合する、請求項11に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 状態変数の第一の組は、車両速度、車両加速度、車両ヨーレートおよび車両ヨー加速度を含む、請求項12に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 目標車両の非束縛の状態および関連する共分散を見積もる操作が;
a.ホスト車両対して相対的なレンジ、レンジレート、アジマス角を測定すること;および
b.ホスト車両に対して相対的なレンジ、レンジレート、アジマス角の前記測定値から目標車両の前記非束縛の状態を見積もること
を含む、請求項7に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。 - 目標車両の前記非束縛の状態を、道路曲率の見積もりに対応する座標系に変換する操作をさらに含む、請求項7に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 少なくとも一つの将来の目標車両の束縛は目標車両の横方向位置に適用され、目標車両の縦方向位置は非束縛である、請求項7に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 少なくとも一つの将来の目標車両の束縛は、複数の将来の束縛を含み、道路の異なったレーンに対応する少なくとも二つの異なった将来の束縛を含む、請求項7に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 最も有力な目標車両の状態を決定する操作は;
a.アクティブな少なくとも一つの将来の目標車両の束縛に対応し、目標車両の非束縛の状態に対応する値において評価される対応する少なくとも一つの分布関数に応答する、少なくとも一つの有力な値を決定すること;
b.前記少なくとも一つの有力な値に応答する、目標車両の第一の束縛の状態の確率を決定すること;
c.少なくとも一つの、目標車両の前記非束縛の状態は前記第一の束縛の状態に対応するという仮説を検証すること;および
d.前記少なくとも一つの仮説の検証の操作に応答して最も有力な目標車両の状態を識別すること
を含む、請求項7に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。 - 最も有力な目標車両の状態を決定する操作は、目標車両が第一の状態から第二の状態に遷移する少なくとも一つの事前の確率を構築することを含み、
ここで、前記第一の状態と第二の状態は同じ状態であっても異なった状態であっても良く、前記目標車両の第一の束縛の状態の確率は、前記少なくとも一つの事前の確率に応答する、
請求項18に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。 - 少なくとも一つの分布関数は目標車両の特定の束縛の状態の共分散に応答する、請求項18に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 少なくとも一つの束縛の状態は、複数の束縛の状態を含み、第一の束縛の状態は前記複数の束縛の状態の組み合わせである、請求項18に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 第一の束縛の状態は、目標車両の少なくとも一つの束縛の状態の最も有力な状態を含む、請求項18に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 第一の束縛の状態は、目標車両の少なくとも一つの束縛の状態の一つを含む、請求項18に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 少なくとも一つの仮説の検証の操作は目標車両の状態の最新の見積もりに応答する、請求項18に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 少なくとも一つの仮説の検証の操作は、
目標車両の最も有力な少なくとも一つの束縛の状態に対応する目標車両の特定の束縛の状態を識別すること、
非束縛の状態と前記特定の束縛の状態の差に応答する関数の値を計算すること、および
前記関数の値と閾値とを比較すること、
を含み、
前記仮説は、前記関数の値が前記閾値よりも低い場合に満足する、請求項18に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。 - 閾値は、目標車両の特定の束縛の状態に関連する特定の束縛に応答する、請求項25に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 閾値は、目標車両によるホスト車両に対する危険が増加することに対応する特定の束縛の状態に対して相対的に小さくなる、請求項26に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 目標車両によるホスト車両に対する危険が増加することに対応する特定の束縛の状態は、ホスト車両と同じレーンを走行している目標車両、およびホスト車両と同じレーンにレーン変更をする目標車両、から選択される、請求項27に記載の道路上の目標車両の状態を見積もる方法。
- 道路曲率を見積もるシステムであって:
a.道路上の車両の縦方向速さを測定するように適合したスピードセンサー;
b.前記車両のヨーレートを測定するように適合したヨーレートセンサー;および
c.前記スピードセンサーと前記ヨーレートセンサーに動作可能に連結したプロセッサー
を含み、
ここで、前記プロセッサーは、前記スピードセンサーおよび前記ヨーレートセンサーからの測定値に応答して道路曲率を見積もるように適合する、前記システム。 - プロセッサーは少なくとも一つのカルマンフィルターを含み、前記少なくとも一つのカルマンフィルターは、縦方向速さ及びヨーレートの測定値に応答して少なくとも一つの曲率パラメータの見積もりを生成するように適合し、ここで、前記少なくとも一つの曲率パラメータは道路曲率を表現する、請求項29に記載の道路曲率を見積もるシステム。
- 少なくとも一つのカルマンフィルターは、第一および第二のカルマンフィルターを含み、前記第一のカルマンフィルターは、縦方向速さ及びヨーレートの測定値に応答する、ヨーレート、ヨー加速度、縦方向速さおよび縦方向加速度の見積もりを含む出力を発生するように適合し;前記第二のカルマンフィルターは、前記第一のカルマンフィルターの出力に応答する、少なくとも一つの曲率パラメータの見積もりを発生するように適合する、請求項30に記載の道路曲率を見積もるシステム。
- 道路上の目標車両の状態を見積もるシステムであって:
a.ホスト車両が走行している道路曲率を見積もるための道路曲率見積もりサブシステム;
b.動作可能に前記ホスト車両に連結し、道路上の目標車両を追跡するように適合した目標状態見積もりサブシステム;および
c.前記道路曲率見積もりサブシステムおよび前記目標状態見積もりサブシステムに動作可能に連結するか、またはその一部である、少なくとも一つのプロセッサー
を含み、
ここで、前記プロセッサーは、前記道路曲率見積もりサブシステムによって見積もられた前記曲率および前記目標状態見積もりサブシステムからの目標の運動の測定値に対応して、目標車両が道路の特定のレーンを走行していると考えられるかどうかを決定するように適合する、前記システム。 - 道路曲率を見積もるための道路曲率見積もりサブシステムが:
a.道路上のホスト車両の縦方向速さを測定するように適合したスピードセンサー;および
b.前記道路上のホスト車両のヨーレートを測定するように適合したヨーレートセンサー
を含み、
ここで、少なくとも一つのプロセッサーは前記スピードセンサーおよび前記ヨーレートセンサーに動作可能に連結し、前記プロセッサーは前記スピードセンサーおよび前記ヨーレートセンサーからの測定値に応答して道路曲率を見積もるように適合する、請求項32に記載の道路上の目標車両の状態を見積もるシステム。 - 目標状態見積もりサブシステムはホスト車両に動作可能に連結したレーダーシステムを含む、請求項32に記載の道路上の目標車両の状態を見積もるシステム。
- プロセッサーが、前記目標状態見積もりサブシステムのレンジ、レンジレートおよびアジマス角に応答する目標の運動の測定値を見積もるように適合した拡張されたカルマンフィルターを含む、請求項32に記載の道路上の目標車両の状態を見積もるシステム。
- 目標の運動の測定値はホスト車両の座標に関する目標の位置の測定値を含む、請求項35に記載の道路上の目標車両の状態を見積もるシステム。
- 目標の運動の測定値は、ホスト車両の座標に関する目標の速度の測定値をさらに含む、請求項36に記載の道路上の目標車両の状態を見積もるシステム。
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