JP2016045767A - 運動量推定装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測距情報取得部22が、車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の車両を基準とする位置であって、かつ車両に搭載された測距センサ16によって計測された位置を各時刻tについて取得する。車両運動量変換部24が、取得された時刻tの点に対応する位置の各々と、過去に取得された点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける車両の運動量を推定する。不良推定地点判定部28が、推定された車両の運動量に基づいて、車両の運動量の試行量を複数生成し、時刻tの点に対応する位置の各々に対して試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、測距センサ16によって過去に計測された点に対応する位置の各々とを比較して、試行量の確からしさを表すスコアを算出し、時刻tにおける車両の運動量の推定の不良地点らしさを算出する。
【選択図】図3
Description
大型車(バス、トラック)の運転者の居眠りや異常による高速道路上での衝突事故や逸脱事故を低減するためには、運転者が運転不能な場合に、センサで走路端を検知して、その走路端へ車両を自動で横付けして停車する運転支援システムが有用である。
<運動量推定装置のシステム構成>
図3に示すように、第1の実施の形態に係る運動量推定装置10は、自車両の速度V[m/s]を逐次検出する車速センサ12と、自車両のヨーレートω[rad/s]を逐次検出するヨーレートセンサ14と、車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の車両を基準とする位置を逐次計測する測距センサ16と、車両の運動量を推定するコンピュータ18と、推定された車両の運動量に基づいて、走行環境を認識する走行環境認識装置32とを備えている。測距センサ16は計測手段の一例である。
具体的には、車両運動量変換部24は、車両情報取得部20によって自車両の運動状態として取得された自車両の速度V[m/s]とヨーレートω[rad/s]とから、以下の算出式に従って、計測周期時間T当たりの自車両の運動量Δx[m]、Δz[m]、Δθ[rad]を計算する。
Δz=V×T
Δθ=ω×T
本発明の実施の形態では、上記の算出式によって車両の運動量を算出するが、車両運動方程式を適用して、より高精度な予測値を算出しても良い。
まず、不良推定地点判定部28は、時系列照合部26によって推定された自車両の運動量に基づいて、自車両の運動量を含む所定の範囲から、サンプリングによって、自車両の運動量の試行量を以下のように複数生成する。
次に、不良推定地点判定部28は、上記(1)でサンプリングされた自車両の運動量の試行量xi^に基づいて、最新のレーザレーダの計測点群(測距情報取得部22によって取得された時刻tの複数の点に対応する位置の各々)を座標変換して、1時刻前のレーザレーダの計測点群(測距情報取得部22によって取得された時刻t−1の複数の点に対応する位置の各々)と重ねあわせて照合して、照合度合をM個のコストciとして求める。なお、最新のレーザレーダの計測点群を座標変換して、1時刻前のレーザレーダの計測点群との距離を算出して、当該距離をM個のコストciとして求めてもよい。
次に、不良推定地点判定部28は、上記(2)で求めたコストciの総和が1となるように、各コスト値ciをコストの総和で除算して正規化して、試行量の確からしさを表すスコアpiを算出する。スコアpiは、自車運動量Δxi、Δzi、Δθiの確からしさを示す。
次に、不良推定地点判定部28は、上記(3)で算出したスコアpiに基づいて、以下の式(2)により、xi^の重み付き共分散行列V^を算出する。
次に、第1の実施の形態に係る運動量推定装置の10の動作について説明する。まず、車両のドライバの運転操作により自車両が走行し、車速センサ12によって自車両の速度が逐次検出され、ヨーレートセンサ14によって自車両のヨーレートが逐次検出され、測距センサ16によって自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の自車両を基準とする位置が逐次計測されているときに、コンピュータ18において、図6に示す運動量推定処理ルーチンが実行される。
次に、第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
視線誘導標候補抽出部225は、測距情報取得部22によって取得された時刻tの点に対応する位置の各々及び反射輝度画像に基づいて、自車両周辺に存在する複数の視線誘導標各々の自車両を基準とする位置を各時刻tについて取得する。
そして、視線誘導標候補抽出部225は、測距情報取得部22によって取得された時刻tの点に対応する位置の各々から、時刻tの視線誘導標に対応する位置の各々を取得する。
次に、第2の実施の形態に係る運動量推定装置210の動作について説明する。まず、自車両のドライバの運転操作により車両が走行し、車速センサ12によって自車両の速度が逐次検出され、ヨーレートセンサ14によって自車両のヨーレートが逐次検出され、測距センサ16によって自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の自車両を基準とする位置が逐次計測され、反射輝度画像が逐次出力されているときに、コンピュータ218において、図12に示す運動量推定処理ルーチンが実行される。なお、第1の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して説明を省略する。
ステップS205において、視線誘導標候補抽出部225によって、上記ステップS102で取得された時刻tの点に対応する位置の各々及び反射輝度画像に基づいて、自車両周辺に存在する複数の視線誘導標各々の自車両を基準とする位置を各時刻tについて取得する。
次に、第3の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
また、状態ベクトルx^は次式で表される。
まず、予測ステップにおける処理について説明する。状態推定部328は、予測ステップにおいて、前回のフィルタリングステップで算出された時刻k−1の状態ベクトルx^k−1と、更新行列F^とに基づいて、上記式(10)に従って、時刻kの状態ベクトルx^p,kを算出する。
次に、フィルタリングステップにおける処理について説明する。状態推定部328は、分散行列算出部327によって算出された重み付き共分散行列V^を、観測ノイズv^の分散行列R^のV^lidarに代入し、観測ノイズv^の分散行列R^を決定する。
次に、第3の実施の形態に係る運動量推定装置310の動作について説明する。まず、自車両のドライバの運転操作により車両が走行し、車速センサ12によって自車両の速度が逐次検出され、ヨーレートセンサ14によって自車両のヨーレートが逐次検出され、測距センサ16によって自車両周辺に存在する物体上の複数の点の各々の自車両を基準とする位置が逐次計測されているときに、コンピュータ318において、図14に示す運動量推定処理ルーチンが実行される。
まず、ステップS400において、状態推定部328によって、上記ステップS312で算出された重み付き共分散行列V^を取得する。
12 車速センサ
14 ヨーレートセンサ
16 測距センサ
18,218,318 コンピュータ
20 車両情報取得部
22 測距情報取得部
24 車両運動量変換部
26 時系列照合部
28 不良推定地点判定部
30 出力部
32,332 走行環境認識装置
225 視線誘導標候補抽出部
226 時系列照合部
327 分散行列算出部
328 状態推定部
Claims (6)
- 移動体の周辺に存在する物体上の複数の点の各々の前記移動体を基準とする位置であって、かつ前記移動体に搭載された計測手段によって計測された前記位置を各時刻tについて取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された時刻tの前記点に対応する位置の各々と、過去に取得された前記点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する運動量推定手段と、
前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量に基づいて、前記移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された前記複数の試行量の各々について、前記時刻tの前記点に対応する位置の各々に対して前記試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、前記計測手段によって過去に計測された前記点に対応する位置の各々とを比較して、前記試行量の確からしさを表すスコアを算出し、前記複数の試行量の各々について算出された前記スコアと、前記複数の試行量とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさを算出する不良地点らしさ算出手段と、
を含む運動量推定装置。 - 運動量算出手段、及び出力手段を更に含み、
前記取得手段は、前記移動体の運動状態を各時刻tについて更に取得し、
前記運動量算出手段は、前記取得手段によって取得された時刻tの前記移動体の運動状態に基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を算出し、
前記出力手段は、推定された時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさが予め定められた閾値以上の場合に、前記運動量算出手段によって算出された前記移動体の運動量を出力し、推定された時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさが予め定められた閾値未満の場合に、前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量を出力する
請求項1記載の運動量推定装置。 - 移動体の周辺に存在する物体上の複数の点の各々の前記移動体を基準とする位置であって、かつ前記移動体に搭載された計測手段によって計測された前記位置と、前記移動体の運動状態をとを各時刻tについて取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された時刻tの前記点に対応する位置の各々と、過去に取得された前記点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する運動量推定手段と、
前記取得手段によって取得された時刻tの前記移動体の運動状態に基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を算出する運動量算出手段と、
前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量に基づいて、前記移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された前記複数の試行量の各々について、前記時刻tの前記点に対応する位置の各々に対して前記試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、前記計測手段によって過去に計測された前記点に対応する位置の各々とを比較して、前記試行量の確からしさを表すスコアを算出し、前記複数の試行量の各々について算出された前記スコアと、前記複数の試行量とに基づいて、前記移動体の運動量の重み付き共分散行列を算出する分散行列算出手段と、
前記分散行列算出手段によって算出された重み付き共分散行列に基づいて、カルマンフィルタで用いられる観測雑音の共分散を決定し、決定された前記観測雑音の共分散に基づいて、カルマンゲインを算出し、前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量、及び前記運動量算出手段によって算出された前記移動体の運動量を観測値として、算出された前記カルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する状態推定手段と、
を含む運動量推定装置。 - 前記不良地点らしさ算出手段は、前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量に基づいて、前記移動体の運動量を含む所定の範囲から、サンプリングによって、前記移動体の運動量の試行量を複数生成する
請求項1又は請求項2記載の運動量推定装置。 - 前記取得手段によって取得された時刻tの前記点に対応する位置の各々に基づいて、移動体の周辺に存在する複数の視線誘導標の各々の前記移動体を基準とする位置を各時刻tについて取得する視線誘導標候補抽出手段を更に含み、
前記運動量推定手段は、前記視線誘導標候補抽出手段によって取得された時刻tの前記視線誘導標に対応する位置の各々と、過去に取得された、前記視線誘導標に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する
請求項1〜請求項4の何れか1項記載の運動量推定装置。 - コンピュータに、
移動体の周辺に存在する物体上の複数の点の各々の前記移動体を基準とする位置であって、かつ前記移動体に搭載された計測手段によって計測された前記位置を各時刻tについて取得する取得手段、
前記取得手段によって取得された時刻tの前記点に対応する位置の各々と、過去に取得された前記点に対応する位置の各々とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量を推定する運動量推定手段、及び
前記運動量推定手段によって推定された前記移動体の運動量に基づいて、前記移動体の運動量の試行量を複数生成し、生成された前記複数の試行量の各々について、前記時刻tの前記点に対応する位置の各々に対して前記試行量を用いて座標変換して得られる点の位置の各々と、前記計測手段によって過去に計測された前記点に対応する位置の各々とを比較して、前記試行量の確からしさを表すスコアを算出し、前記複数の試行量の各々について算出された前記スコアと、前記複数の試行量とに基づいて、時刻tにおける前記移動体の運動量の推定の不良地点らしさを算出する不良地点らしさ算出手段
として機能させるためのプログラム。
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