JP2012022527A - 車両位置推定装置、および車両位置推定プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車載装置においては、支援処理にて、ある時刻(特定時刻)における対象車両(自車両および他車両)の位置、速度、および進行方向を含む車両情報を取得し、併せて対象車両の速度を変化させる要因を取得する(S110)。そして、車両情報に対象車両の速度を変化させる要因を加味して特定時刻よりも未来の対象時刻における対象車両の位置を推定する(S250)。このような車載装置によれば、対象車両の速度を変化させる要因を加味して対象車両の位置を推定するので、単に対象車両が一定速度で移動すると推定する場合と比較して対象車両の位置の推定精度を向上させることができる。
【選択図】図3
Description
そこで、このような問題点を鑑み、車両の位置を推定する車両位置推定装置および車両位置推定プログラムにおいて、より精度よく車両の位置を推定できるようにすることを本発明の目的とする。
また、上記車両位置推定装置が車両に搭載されている場合には、車両情報取得手段は、対象車両として自車両についての車両情報を取得する自車両情報取得手段を備え、要因取得手段は、自車両についての速度を変化させる要因を取得する自車両要因取得手段を備え、位置推定手段は、自車両の位置を推定する自車両位置推定手段を備えていてもよい(請求項3)。
また、上記車両位置推定装置において、衝突演算手段は、基準時刻よりも未来の複数の対象時刻において、自車両および他車両が存在すると推定される位置を、存在確率毎に区分された複数の領域の集合としての予測領域としてそれぞれ演算し、各対象時刻における各予測領域の重なり程度に応じて衝突確率を判断するようにしてもよい(請求項5)。
さらに、上記車両位置推定装置においては、衝突確率に応じて報知を行う報知手段、を備えていてもよい(請求項6)。
また、上記車両位置推定装置において、要因取得手段は、要因として、対象車両が走行する道路における制限速度の情報を取得し、位置推定手段は、対象車両が制限速度以上となる速度に加速する確率が低いものとして対象車両の位置を推定するようにしてもよい(請求項7)。
[本実施形態の構成]
図1は本発明が適用された車両制御システム1の概略構成を示すブロック図である。車両制御システム1は、道路を走行する複数の車両にそれぞれ搭載される車載装置10(車両位置推定装置)を備えて構成されている。
車載通信機11は、無線通信装置として構成されており、演算処理部13の指令に応じて他の車載装置10に自車両の車両情報を送信するとともに、他の車載装置10から車両情報を受信する、車車間通信を行う。ここで、車載通信機11は、車両情報として、自車両の位置、速度、加速度、車長、車幅、自車両の加減速性能(最大加速度、最大限速度)等の情報を周期的(例えば100ms毎)に互いにやりとりする。なお、自車両の加減速性能については、車両の運転者の特性に応じた値としてもよい。
[本実施形態の処理]
このような本実施形態の車両制御システムにおいて実施される処理の概要について、図2を用いて説明する。本実施形態の車載装置10では、図2(a)、図2(b)に示すように、自車両近傍を走行する他車両および自車両について、現在および未来の走行位置を予測領域としてそれぞれ推定し、同じ時刻においてこれらの予測領域が重なるか否かに応じて自車両が他車両と衝突する可能性があるか否かを判定し、必要に応じて警報を行う処理を実施する。
(X,Y) :最後に受信した位置(経度、緯度、rad)
(X',Y') :推定した位置(経度、緯度、rad)
v :最後に受信した速度(m/s)
α :最後に受信した加速度(m/s2)、負の場合は減速
Δt :経過時間(s)
Δx,Δy :経過時間中の移動量(m)
ΔX,ΔY :経過時間中の移動量(経度、緯度、rad)
θ :進行方向(rad)、東向きを0とし反時計回り
ω :ヨーレート(rad/s)
r :回転半径(m)
R :地球の半径(m)、走行地点での近似値
上記定義を利用して、車両の速度が一定の場合(パターン[1][2]の場合)においてこの車両の位置を推定する際には、中心値となる位置は、下記式のように表現できる。
Δx = vΔt cosθ
Δy = vΔt sinθ
ΔX = Δx/(R cos Y) = vΔt cosθ/(R cos Y)
ΔY = Δy/R = vΔt sinθ/R
X' = X + ΔX = X + vΔt cosθ/(R cos Y)
Y ' = Y + ΔY = Y + vΔt sinθ/R
そして、予測領域を求める処理を行う。この処理において、上記演算で得られる中心値から速度が変化する確率を統計学に基づいて算出する。特に本実施形態においては、正規分布を考え方を利用する。
Δx = (vΔt +αΔt2/2) cosθ
Δy = (vΔt +αΔt2/2) sinθ
ΔX = Δx/(R cos Y) = (vΔt +αΔt2/2) cosθ/(R cos Y)
ΔY = Δy/R = (vΔt +αΔt2/2) sinθ/R
X' = X + ΔX = X + (vΔt +αΔt2/2) cosθ/(R cos Y)
Y ' = Y + ΔY = Y + (vΔt +αΔt2/2) sinθ/R
そして、予測領域を求める処理では、速度変化、つまり、加速度がα0からαに変化したと仮定したときの位置のずれを考慮すると、速度分布は下記式(17)(18)で表すことができる。
Δx = (vΔt +α0Δt2/2+βΔt3/4) cosθ
Δy = (vΔt +α0Δt2/2+βΔt3/4) sinθ
ΔX = Δx/(R cos Y) = (vΔt +α0Δt2/2+βΔt3/4) cosθ/(R cos Y)
ΔY = Δy/R = (vΔt +α0Δt2/2+βΔt3/4) sinθ/R
X' = X + ΔX = X + (vΔt +α0Δt2/2+βΔt3/4) cosθ/(R cos Y)
Y ' = Y + ΔY = Y + (vΔt +α0Δt2/2+βΔt3/4) sinθ/R
ここで、上記式においては加速度の変化量をβとしている。この場合、加速度αは次式で表される。
α=α0+βΔt/2
なお、α0は最後に受信した加速度を表す。また、係数の1/2はΔt後の値ではなくΔtの間の平均的な値とするための値である。
このような車両位置予測処理を終了すると、車両位置予測処理で得られた予測領域(予測円)同士の重なりを算出する(S260:衝突演算手段)。ここで、予測領域の重なりとは、自車両における予測領域と、設定中の車両番号が対応する他車両における予測領域との重なりを意味し、設定中の車両番号が自車両に対応する番号(ここでは1)である場合には、この処理は省略される。
[本実施形態による効果]
以上のように詳述した車載装置10において演算処理部13は、支援処理にて、ある時刻(特定時刻)における対象車両(自車両および他車両)の位置、速度、および進行方向を含む車両情報を取得し、併せて対象車両の速度を変化させる要因を取得する。なお、他車両についての車両情報を取得する際には車車間通信を利用する。そして、車両情報に対象車両の速度を変化させる要因を加味して特定時刻よりも未来の複数の対象時刻における対象車両の位置を推定する。
また、上記車載装置10において演算処理部13は、特定時刻よりも未来の複数の対象時刻において自車両および他車両が存在すると推定される位置を、存在確率毎に区分された複数の領域の集合としての予測領域としてそれぞれ演算し、同時刻における各予測領域の重なり程度に応じて衝突確率を判断する。
さらに、上記車載装置10において演算処理部13は、衝突確率に応じて報知を行う。
また、上記車載装置10において演算処理部13は、速度を変化させる要因として、対象車両が走行する道路における制限速度の情報を取得し、対象車両が制限速度以上となる速度に加速する確率が低いものとして対象車両の位置を推定する。
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
この場合、例えば、
ωrΔt = (v +αΔt/2) Δt
r = (v +αΔt/2)/ω
d = 2r sin(ωΔt/2) = (2v +αΔt)/ω sin(ωΔt/2)
Δx = (2v +αΔt)/ω sin(ωΔt/2) cos(θ+ωΔt/2)
Δy = (2v +αΔt)/ω sin(ωΔt/2) sin (θ+ωΔt/2)
ΔX = (2v +αΔt)/ω sin(ωΔt/2) cos(θ+ωΔt/2) /(R cos Y)
ΔY = (2v +αΔt)/ω sin(ωΔt/2) sin (θ+ωΔt/2) /R
X' = X + (2v +αΔt)/ω sin(ωΔt/2) cos(θ+ωΔt/2) /(R cos Y)
Y ' = Y + (2v +αΔt)/ω sin(ωΔt/2) sin (θ+ωΔt/2) /R
という関係式を利用して、中心値や速度分布等を演算すればよい。
Claims (9)
- 検出対象となる車両(以下、「対象車両」という。)の位置を推定する車両位置推定装置であって、
ある時刻(以下、「基準時刻」という。)における前記対象車両の位置、速度、および進行方向を含む車両情報を取得する車両情報取得手段と、
前記対象車両の速度を変化させる要因を取得する要因取得手段と、
前記車両情報に前記要因を加味して前記基準時刻よりも未来の対象時刻における前記対象車両の位置を推定する位置推定手段と、
を備えたことを特徴とする車両位置推定装置。 - 請求項1に記載の車両位置推定装置において、
前記車両情報取得手段は、車車間通信を利用して、前記対象車両として他車両についての車両情報を取得する他車両情報取得手段を備え、
前記要因取得手段は、車車間通信を利用して、前記他車両についての前記要因を取得する他車両要因取得手段を備え、
前記位置推定手段は、前記他車両の位置を推定する他車両位置推定手段を備えたこと
を特徴とする車両位置推定装置。 - 請求項2に記載の車両位置推定装置において、
当該車両位置推定装置は車両に搭載されており、
前記車両情報取得手段は、前記対象車両として自車両についての車両情報を取得する自車両情報取得手段を備え、
前記要因取得手段は、前記自車両についての前記要因を取得する自車両要因取得手段を備え、
前記位置推定手段は、前記自車両の位置を推定する自車両位置推定手段を備えたこと
を特徴とする車両位置推定装置。 - 請求項3に記載の車両位置推定装置において、
前記自車両および前記他車両の推定位置に基づいて前記自車両および前記他車両の挙動を推定し、これらの挙動に基づいて前記自車両と前記他車両とが衝突する確率(以下、「衝突確率」という。)を演算する衝突演算手段、を備えたこと
を特徴とする車両位置推定装置。 - 請求項4に記載の車両位置推定装置において、
前記衝突演算手段は、前記基準時刻よりも未来の複数の対象時刻において、自車両および他車両が存在すると推定される位置を、存在確率毎に区分された複数の領域の集合として特定される予測領域としてそれぞれ演算し、前記各対象時刻における各予測領域の重なり具合に応じて前記衝突確率を判断すること
を特徴とする車両位置推定装置。 - 請求項4または請求項5に記載の車両位置推定装置において、
前記衝突確率に応じて報知を行う報知手段、を備えたこと
を特徴とする車両位置推定装置。 - 請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の車両位置推定装置において、
前記要因取得手段は、前記要因として、前記対象車両が走行する道路における制限速度の情報を取得し、
前記位置推定手段は、前記対象車両が前記制限速度以上となる速度に加速する確率が低いものとして前記対象車両の位置を推定すること
を特徴とする車両位置推定装置。 - 請求項1〜請求項7の何れかに記載の車両位置推定装置において、
前記要因取得手段は、前記要因として、前記対象車両の加速または減速に関する性能に関する情報を取得し、
前記位置推定手段は、前記対象車両の性能に関する情報に基づいて、前記対象車両の速度を推定し、前記対象車両の位置を推定すること
を特徴とする車両位置推定装置。 - コンピュータを、請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の車両位置推定装置を構成する各手段として機能させるための車両位置推定プログラム。
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