JP2018514042A - 自律車両シミュレーションシステム - Google Patents

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Abstract

一実施形態は、自律車両用のシミュレーションシステムを含む。シミュレーションシステムは、自律車両制御システムを介した自律車両の模擬動作中に模擬仮想環境における自然模擬事象を含むユーザ入力を支援するように構成されたユーザインターフェースを含む。また、システムは、模擬仮想環境および自然模擬事象の各々に関連付けられたモデルデータおよび挙動データに基づいて模擬センサデータを生成するように構成されたシミュレーションコントローラを含む。模擬センサデータは、自律車両のセンサを介して自律車両制御システムに供給された模擬センサ入力に対応する。シミュレーションコントローラはさらに、模擬仮想環境内の自律車両の模擬相互作用に対応するシミュレーションフィードバックデータを自律車両制御システムから受信するように構成されている。模擬相互作用は、自然模擬事象に応答した自律車両制御システムの反応挙動を含む。

Description

本発明は、概してコンピュータ試験システムに関し、詳しくは、自律車両シミュレーションシステムに関する。
無人車両は、監視および／または戦闘ミッションなどの多数の戦術ミッションにおいてますます一般的になってきている。一例として、航空機では、飛行操作がより危険または厄介になるに伴い、航空機を制御するための航空機のパイロットに代わる手段として無人航空機（ＵＡＶ）が開発されている。また、コンピュータ処理およびセンサ技術の大幅な進歩に伴い、無人車両は自律的に動作可能である。例えば、所与の無人車両は、外部刺激を監視するように構成されたセンサに基づいて動作可能であり、リモートパイロットによる操作とは対照的に、外部刺激に応答して、プログラムされたまたは入力コマンドとして供給された任務目標を実行するようにプログラム可能である。
一実施形態は、自律車両用のシミュレーションシステムを含む。シミュレーションシステムは、自律車両制御システムを介した前記自律車両の模擬動作中に模擬仮想環境における自然模擬事象を含むユーザ入力を支援するように構成されたユーザインターフェースを含む。また、シミュレーションシステムは、前記模擬仮想環境および前記自然模擬事象の各々に関連付けられたモデルデータおよび挙動データに基づいて模擬センサデータを生成するように構成されたシミュレーションコントローラを含む。前記模擬センサデータは、前記自律車両のセンサを介して前記自律車両制御システムに供給された模擬センサ入力に対応する。前記シミュレーションコントローラはさらに、前記模擬仮想環境内の前記自律車両の模擬相互作用に対応するシミュレーションフィードバックデータを前記自律車両制御システムから受信するように構成されている。前記模擬相互作用は、前記自然模擬事象に応答した前記自律車両制御システムの反応挙動を含む。
他の実施形態は、自律車両のミッションをシミュレーションするための方法を含む。方法は、模擬仮想環境に関連付けられたモデルデータおよび挙動データを格納すること、および前記模擬仮想環境における前記自律車両の模擬相互作用を制御するための制御入力をユーザインターフェースを介して受信することを含む。また、方法は、前記制御入力に基づいて、前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を制御するための制御コマンドを自律車両制御システムに供給することを含む。また、方法は、前記自律車両の模擬ミッション中に前記模擬仮想環境における自然模擬事象に対応するイベント入力を前記ユーザインターフェースを介して受信することを含む。また、方法は、模擬仮想環境および前記自律車両の各々に関連付けられた前記モデルデータおよび挙動データと、前記自然模擬事象に関連付けられたモデルデータおよび挙動データとに基づいて、前記自然模擬事象を前記模擬仮想環境に統合することを含む。また、方法は、前記模擬仮想環境および前記自然模擬事象の各々に関連付けられた前記モデルデータおよび挙動データに基づいて、模擬センサデータを前記自律車両制御システムに供給することを含む。方法はさらに、前記模擬仮想環境内の前記自律車両の前記模擬相互作用と、前記ユーザインターフェースに対する前記自然模擬事象に応答した前記自律車両制御システムの反応挙動とを含むシミュレーションフィードバックデータを前記自律車両制御システムから供給することを含む。
別の実施形態は、自律車両用のシミュレーションシステムを含む。シミュレーションシステムは、自律車両制御システムを介した前記自律車両の模擬動作中に模擬仮想環境における自然模擬事象を含むユーザ入力を支援するとともに、前記模擬仮想環境における前記自律車両の模擬相互作用を記録して前記自律車両の模擬ミッションを含むイベントログを生成するように構成されたユーザインターフェースを含む。また、シミュレーションシステムは、シミュレーションコントローラを含む。シミュレーションコントローラは、前記模擬仮想環境に関連付けられたモデルデータおよび挙動データを格納するように構成されたメモリを含む。また、シミュレーションコントローラは、前記モデルデータ、前記挙動データ、前記ユーザ入力、およびクロック信号に基づいて少なくとも１つの事象エンティティを生成し、前記少なくとも１つの事象エンティティを前記模擬仮想環境に統合し、前記模擬仮想環境および前記少なくとも１つの事象エンティティの各々に関連付けられた前記モデルデータおよび挙動データに基づいて模擬センサデータを供給し、前記模擬仮想環境内における前記自律車両の前記模擬相互作用に対応するシミュレーションフィードバックデータを前記自律車両制御システムから受信するように構成されたシミュレーションドライバを含む。前記模擬相互作用は、前記少なくとも１つの事象エンティティに応答した前記自律車両制御システムの反応挙動を含む。
自律車両シミュレーションシステムの一例を示す図。 メモリシステムの一例を示す図。 地理的シーンの一例を示す図。 動的物体の一例を示す図。 地理的シーンの他の例を示す図。 ユーザインターフェースの一例を示す図。 シミュレーションドライバの一例を示す図。 自律車両のミッションをシミュレーションする方法の一例を示す図。
本発明は、概してコンピュータ試験システムに関し、詳しくは、自律車両シミュレーションシステムに関する。自律車両シミュレーションシステムは、シミュレーションシステムにおけるユーザ入力を支援するように構成されたユーザインターフェースと、自律車両の模擬ミッションを実行するように構成されたシミュレーションコントローラとを含む。ユーザ入力は、模擬仮想環境、動的物体（例えば、静的物体とトラフィックエンティティ）、環境要因（例えば、模擬気象条件）、および自律車両に関連付けられたセンサに関連付けられたシミュレーションモデルを生成するためのモデル入力を含み得る。例えば、シミュレーションコントローラは、モデルデータを格納するとともに、動的物体、自律車両、およびシミュレーションの構成要素の物理的相互作用と関連付けられた挙動データを格納するように構成されたメモリを含み得る。また、ユーザ入力は、自律車両の自律車両制御システムに対して単純な動作コマンド（例えば、自律航空機の例では航空交通制御コマンド）を供給可能な制御コマンド（例えば、離陸、着陸、特定の物体を狙うなど）を含み得る。一例として、制御コマンドは、ユーザインターフェースの音声制御インターフェースを介して音声入力として供給することが可能である。音声制御インターフェースは、音声入力を自律車両制御システムが解釈するための制御コマンドに変換するとともに、動作フィードバック信号をユーザが解釈可能な音声確認応答として変換するように構成され得る。
また、ユーザインターフェースは、自然模擬事象に関連付けられたイベント入力を支援するように構成され得る。一例として、自然模擬事象は、模擬仮想環境における自律車両の模擬相互作用において自律車両制御システムの反応挙動を生じさせる等の模擬仮想環境の自然摂動であり得る。例えば、自然模擬事象は、模擬仮想環境における模擬走行車などの動的物体に関連付けられた挙動の変化、および／または模擬仮想環境における環境条件（例えば、模擬気象条件）の変化に相当し得る。シミュレーションコントローラは、イベント入力に応答して事象エンティティを生成するとともに、イベント入力を模擬仮想環境に統合して、自然模擬事象に応答した自律車両の模擬即時挙動応答を生じさせるように構成されたシミュレーションドライバを含み得る。シミュレーションコントローラは、自律車両制御システムからフィードバック信号を受信して、模擬仮想環境における自律車両の模擬相互作用を監視することができ、これにより、模擬相互作用は、ユーザインターフェースを介して監視および／または自律車両の模擬ミッションに対応するイベントログに記録され得る。従って、ユーザが提供する自然模擬事象に応答した模擬ミッションの反応挙動を監視することに基づいて自律車両を試験することができる。
図１は、自律車両シミュレーションシステム１０の一例を示す。自律車両シミュレーションシステム１０は、自律車両の模擬ミッションを実行するように構成されている。本明細書において「自律車両」という用語は、自律車両が連続的に操縦されたり操作されたりするものではなく、動き、操縦性、任務目標の遂行に向けた動作の実行を指示するプログラムされた命令群に基づいて自律車両が連続的に動作するような、自律的に動作する無人車両を表す。一例として、自律車両は、異なる様々な目的のうち任意の目的に対して自律ロボット方式で動作する無人航空機（ＵＡＶ）として構成され得る。このため、自律車両シミュレーションシステム１０は、高価な故障をもたらし得る現実環境で自律車両が試験されないように、自律車両の自律動作を模擬的に試験するように構成されている。
自律車両シミュレーションシステム１０は、関連する自律車両の操作コントローラとして構成された、すなわち、関連する自律車両の自律動作が本明細書に記載される模擬的な方法で試験される自律車両の部品である自律車両制御システム１２を含む。一例として、自律車両制御システム１２は、自律車両に関連付けられたセンサからの入力を受信して、自律車両の動作部品に出力を供給するように構成された１つまたは複数のプロセッサとして構成され得る。このため、自律車両制御システム１２は、自律車両制御システム１２に供給された入力、および自律車両制御システム１２から供給されるフィードバックに基づいて、模擬ミッションにおける自律車両の自律動作を試験することができる。本明細書において「模擬ミッション」という用語および「自律車両のシミュレーション」という用語は、模擬仮想環境における自律車両制御システムのシミュレーション動作を表し、模擬化された自律車両は、自律車両制御システム１２に供給された入力、および自律車両制御システム１２から供給されたフィードバックに基づいて模擬仮想環境と相互作用する。このため、模擬ミッション中において、自律車両制御システム１２への入力信号や、自律車両制御システム１２からのフィードバック信号が、関連する自律車両のそれぞれのセンサおよび動作部品から分離されるように、自律車両制御システム１２は、その自律車両自体とは非接続とすることができる。
また、自律車両シミュレーションシステム１０は、関連する自律車両に制御コマンドを供給するための制御入力を支援するとともに、自律車両の動作を模擬化することに関連付けられたシミュレーション入力を支援するように構成されたユーザインターフェース１４を含む。本明細書において「制御コマンド」という用語は、模擬ミッション中に供給され得る自律車両の単純な動作コマンドを表すものであり、航空管制官が操縦車両と相互作用する場合と同様な方法での運転、離陸、着陸、旋回、照準などを含むが、自律車両の連続操縦を指すものではない。ユーザインターフェース１４は、自律車両のシミュレーションを監視するように構成され、これにより、ユーザインターフェース１４のユーザは、所与の模擬ミッションの成功または失敗を判定し、関連する模擬ミッション中に自律車両制御システム１２に入力を供給し、所与の模擬ミッションの結果をその模擬ミッションに関連付けられたイベントログに格納することができる。図１の例では、ユーザインターフェース１４から供給された入力およびユーザインターフェース１４により受信された入力は、異なる複数の信号媒体（例えば、有線、無線、および／または光信号媒体）に対応し得る双方向信号ＳＩＭとして実現される。自律車両シミュレーションシステム１０はさらに、信号ＳＩＭをユーザインターフェース１４から受信したり、信号ＳＩＭをユーザインターフェース１４に供給したりするように構成されたシミュレーションコントローラ１６を含む。シミュレーションコントローラ１６は、図１の例では信号ＳＩＭ＿ＣＭＤとして実現される、自律車両制御システム１２へのシミュレーション信号および自律車両制御システム１２からのシミュレーションフィードバック信号を送受信するように構成されている。従って、シミュレーションコントローラ１６は、ユーザインターフェース１４と自律車両制御システム１２との間のインターフェースとして構成されることにより、自律車両のシミュレーションを実行する。
シミュレーションコントローラ１６は、メモリシステム１８とシミュレーションドライバ２０を含む。メモリシステム１８は、自律車両のシミュレーションに関連付けられたデータを格納するように構成された１つまたは複数のメモリ構造かメモリ装置として構成され得る。また、メモリシステム１８は、自律車両の模擬ミッションのログを格納するなど、他の種々のデータおよびデータファイルを格納するように構成され得る。図１の例では、メモリシステム１８は、モデルデータ２２とシミュレーション挙動データ２４を含む。モデルデータ２２は、模擬化された自律車両が所与の模擬ミッションにおいて相互作用する模擬仮想環境の模擬レンダリングに関連付けられたデータを含み得る。例えば、モデルデータ２２は、レンダリングされた関心対象の３次元地理的シーン（例えば、地形、建物、道路、水域など）に対応する模擬仮想環境の静的物理的特徴に関連付けられたデータ、１つまたは複数の動的モデル（例えば、人、他の車両、弾道脅威などの移動物体）に関連付けられたデータ、環境条件（例えば、センサおよび／または自律車両の性能に影響を及ぼし得る気象条件など）に関連付けられたデータ、模擬仮想環境の条件を実際のセンサデータに変換するために自律車両に関連付けられた実際のハードウェアセンサのセンサ応答を模擬化するようにモデル化することが可能となるような、自律車両のセンサに関連付けられたデータを含む。別の例として、シミュレーション挙動データ２４は、模擬仮想環境における動的物体の挙動（例えば、車両の動き）に関連付けられたデータや、自律車両に関連付けられたデータを含む。自律車両に関連付けられたデータには、例えば、自律車両の物理特性や、模擬仮想環境における自律車両のアクチュエータ間の相互作用が含まれる。また、シミュレーション挙動データ２４は、模擬仮想環境の実質的に全ての部品の物理的な相互作用を規定し得る物理データを含み得る。一例として、物理データは、シミュレーションコントローラ１６に関連付けられた１つまたは複数のプロセッサを含むなどの物理エンジンにより生成することができ、メモリシステム１８に格納することができる。モデルデータ２２およびシミュレーション挙動データ２４は、ユーザインターフェース１４を介してユーザによって定義されるなどのように、プログラム可能であってもよい。図１の例では、ユーザインターフェース１４は、メモリシステム１８に供給される信号ＭＯＤ＿ＩＮを介してユーザがモデルデータ２２および／またはシミュレーション挙動データ２４を定義および／または修正することを可能とする入力を支援するように構成され得る。
シミュレーションドライバ２０は、ユーザインターフェース１４を介して供給されたシミュレーション入力ＳＩＭをモデルデータ２２およびシミュレーション挙動データ２４に統合して、シミュレーションコマンドＳＩＭ＿ＣＭＤを自律車両制御システム１２に供給するように構成されている。また、シミュレーションドライバ２０は、自律車両制御システム１２からのフィードバック信号ＳＩＭ＿ＣＭＤを受信して、模擬ミッションの条件および状態を更新するとともに、フィードバック信号ＳＩＭをユーザインターフェース１４に供給して、ユーザがユーザインターフェース１４を介して模擬ミッションを監視できるように構成されている。一例として、シミュレーションドライバ２０は、模擬ミッションをコンパイルするように構成された１つまたは複数のプロセッサとして構成され得る。このため、シミュレーションドライバ２０は、自律車両の実際の実地試験よりも安全で安価な方法で自律車両のシミュレーションを支援するように構成されている。
図２は、メモリシステム５０の一例を示す。メモリシステム５０は、図１の例におけるメモリシステム１８に対応し得る。このため、以下の図２の例の説明では、図１の例を参照する。
メモリシステム５０は、自律車両のシミュレーションに関連付けられたデータを格納するように構成された１つまたは複数のメモリ構造かメモリ装置として構成され得る。また、メモリシステム５０は、自律車両の模擬ミッションのログを格納するなど、他の種々のデータおよびデータファイルを格納するように構成され得る。図２の例では、メモリシステム５０はモデルデータ５２を含む。モデルデータ５２はシーンモデル５４を含み、シーンモデル５４は、模擬仮想環境の物理的属性および物理的制約に関連付けられたモデルデータを含み得る。一例として、模擬仮想環境は、ユーザインターフェース１４を介して作成された実際の１つまたは複数の位置に対応し得る任意の様々な地理的領域を含み得る。本明細書では例として、模擬仮想環境は、カリフォルニア州ホーソーンにあるホーソン市営空港（ＫＨＨＲ）などの空港の設定を有し得る。従って、シーンモデル５４は、模擬化された自律車両が所与の模擬ミッションにおいて相互作用する模擬仮想環境の模擬レンダリングに関連付けられたデータを含み得る。例えば、シーンモデル５４は、模擬仮想環境に関連付けられた関心対象の地理的シーンの静的物理的特徴および境界を定義するデータを例えば３次元レンダリング方法で含み得る。このように、シーンモデル５４は、地形の特徴、建物、道路、水域、模擬仮想環境のエッジに関連付けられた境界、および模擬仮想環境の任意の様々な他の静的特徴の３次元物理的レンダリングを定義し得る。
図３は、地理的シーンの例示的な略図１００を示す。略図１００は、ホーソン市営空港として示された地理的シーンの上面視を含む。この略図１００は、上面視における地理的シーンの実際の静止画像に対応し得る。本明細書で詳細に説明するように、実世界（すなわち、非模擬）のミッションにおいて、自律車両は、地理的シーンの画像をリアルタイムで撮像して一以上のユーザにリアルタイムで（例えば、無線で）画像を提供するために電子光学撮像センサを実装し得る。一方、模擬仮想環境では、ユーザは３次元レンダリングにより関心対象のシーンを生成して、模擬化した自律車両が模擬仮想環境と相互作用できるようにする。一例として、略図１００に示される上面視は、３次元レンダリングされた模擬仮想環境の上面視など異なる複数の選択的ビューのうちの一つなどにおいて、または地理的シーンの実際の画像の上面視に模擬物体を重ね合わせたものとして、ユーザインターフェース１４を介して模擬ミッションを監視するように採用することができる。
一例として、シミュレーションと実世界の試験との間のトレーサビリティを提供するために、関心対象のシーンのターゲット実例環境（図３の例ではホーソン市営空港）をシミュレーション環境において仮想的に再現することができる。例えば、関心対象の地理的シーンの地面のテクスチャマッピングのために高精細衛星画像を採用することができ、オンラインツール（例えば、Google Maps（商標））および／またはオンサイト調査を採用することによって、関心対象の地理的シーンの建物および他の特徴を追加することができる。開発されたスクリプトを実装して、関心対象の地理的シーンに関連付けられた操作情報を模擬仮想環境に関連付けられた所与の解析可能なデータセットに組み込んで関連付けることにより、関心対象の地理シーンの正確かつ詳細なレンダリングを提供することができる。本明細書で詳細に説明するように、静的構造および特徴の輪郭（例えば、地形および建物の寸法）は、メモリシステム５０内のシーンモデル５４において正確にかつスケール通りに記述することができる。このため、模擬仮想環境における模擬化された自律車両の相互作用に基づいて、自律車両の挙動および特性を正確に試験することができる。
図２の例に戻ると、モデルデータ５２は、模擬仮想環境における動的物体の物理的特性を定義することができる動的モデル５６も含む。本明細書において「動的物体」という用語は、関心対象の地理的シーンの静的特徴に対して移動する模擬仮想環境内の任意の種々の物体を指す。動的物体の例としては、人、車両、弾道物体（例えば、ミサイル、爆弾、または他の武器）、または他の種々のタイプの移動物体が含まれ得る。従って、動的モデル５６は、模擬仮想環境内の動的物体の物理的境界および特徴を定義し、動的物体が移動したときの模擬仮想環境の静的特徴に対する動的物体の物理的境界および特徴を定義する。
図４は、動的物体の例示的な略図１５０を示す。図４の例において、動的物体は、陸上車両（例えば、高機動多目的装輪車（humvee））として示されている。略図１５０は、動的物体の第１のビュー１５２と、動的物体の第２のビュー１５４とを含む。第１のビュー１５２は、ユーザが認識可能な動的物体の画像に対応し得る。一例として、第１のビュー１５２は、カメラおよび／または他のタイプの電子光学撮像センサ（例えば、レーダー、ライダー、またはそれらの組み合わせ）によって提供可能なグラフィックレンダリング、アイコン、または動画像に対応し得る。例えば、種々のテクスチャマッピングされたメッシュモデルを動的物体に関連付けることができる。別の例として、実世界（すなわち、非模擬）のミッションにおいて、自律車両は、模擬仮想環境の画像をリアルタイムで撮像して、一以上のユーザにリアルタイムで（例えば、無線で）画像を提供するために電子光学撮像センサを実装し得る。このように、ユーザインターフェース１４のユーザに表示するための第１のビュー１５２が採用されることにより、自律車両の電子光学センサによって検出される動的物体のより現実的で詳細な表現を提供することができる。
動的物体の第２のビュー１５４は、動的物体の物理的境界の近似的輪郭を示す動的物体モデルに対応する。一例として、動的物体モデルは、ユーザインターフェース１４を介してユーザによって生成され、動的モデル５６の１つとしてメモリシステム５０に格納され得る。第２のビュー１５４によって示される動的物体モデルは、シミュレーションコントローラ１６によって、例えばシミュレーションドライバ２０を介して、機能的に解釈される動的物体の物理的特徴および特性に対応する。従って、シミュレーションコントローラ１６は、自律車両の相互作用の手段として、および／または動的物体を備えた自律車両の操作的および機能的な側面として動的物体モデルの物理的境界および特性を採用し得る。例えば、動的物体モデルは、動的物体と、模擬化された自律車両、自律車両の模擬化された武器、および／または模擬仮想環境内の他の動的物体との衝突を定義するために使用され得る。一例として、シミュレーションドライバ２０は、動的物体に関連付けられた事象エンティティを生成して、動的モデル５６内に格納された動的物体モデル情報とともに、本明細書で詳細に説明されるシミュレーション挙動データおよびタイミングデータに基づいて模擬仮想環境内で動的物体を制御できるように構成され得る。
図５は、地理的シーンの例示的な略図２００を示す。略図２００は、地理的シーンの第１のビュー２０２と、地理的シーンの第２のビュー２０４とを含む。第１のビュー２０２は、カメラおよび／または他のタイプの電子光学撮像センサ（例えば、レーダー、ライダー、またはそれらの組み合わせ）によって提供可能な、地理的シーンの実際の動画像に対応し得る。あるいは、第１のビュー２０２は、ユーザ認識用に実行される３次元グラフィックレンダリングに対応し得る。一例として、実世界（すなわち、非模擬）のミッションにおいて、自律車両は、地理的シーンの画像をリアルタイムで撮像し、一以上のユーザにリアルタイムで（例えば、無線で）画像を提供するために電子光学撮像センサを実装し得る。一方、模擬仮想環境において、ユーザは、モデルデータ５２（例えば、シーンモデル５４および動的モデル５６）に基づいて関心対象のシーンを生成することにより、模擬化された自律車両が模擬仮想環境と相互作用できるようにする。
第２のビュー２０４は、模擬仮想環境のモデリング、すなわちシーンモデル５４と動的モデル５６との組み合わせに対応する。従って、第２のビュー２０４は、シミュレーションドライバ２０によって解釈される関心対象の地理的シーンの静的特徴およびそのシーン内における動的物体の物理的境界の近似的輪郭を示す。なお、第２のビュー２０４は、モデルデータ５２に関して概念的な図として示されており、ユーザに提供される「ビュー」である必要は必ずしもない。一例として、模擬仮想環境は、ユーザインターフェース１４を介してユーザにより提供されそれぞれのシーンモデル５４および動的モデル５６としてメモリシステム５０に格納されるモデル入力ＭＯＤ＿ＩＮに基づいて、シミュレーションドライバ２０によって生成され得る。図５の例では、第２のビュー２０４で示された模擬仮想環境は、シーンモデル５４によって記述される３次元モデル化された境界を有する建物に対応する静的特徴２０６を含む。また、第２のビュー２０４で示される模擬仮想環境は、動的モデル５６によって記述される３次元モデル化された境界を有する車両（図５の例では、例えば、地上に位置する車両と、地上に位置する２つの航空機）に対応する動的物体２０８を含む。なお、第２のビュー２０４は、関心対象の所与の実際の地理的シーンのあらゆる面を含んでいなくてもよく、シーンモデル５４および動的モデル５６は、模擬ミッションのデータ格納および処理効率の点で、模擬仮想環境の無関係な詳細項目（例えば、遠い建物や地形の特徴）を省略することができる。
関心対象の地理的シーンの静的特徴に対して自律車両が移動すると、第１のビュー２０２および第２のビュー２０４がそれぞれリアルタイムで更新され得る。一例として、１つまたは複数のセンサ（例えば、動画、レーダー、ライダー、またはそれらの組み合わせ）を介して提供される関心対象の地理的シーンのビューを模擬化して、模擬ミッション中における自律車両への制御コマンドの供給を支援し、および／または模擬ミッションの進行をリアルタイムで監視するなどのために、ユーザインターフェース１４を介してユーザに表示するための第１のビュー２０２がリアルタイムで更新され得る。同様に、シーンモデル５４、動的モデル５６、および本明細書で説明される関連するシミュレーション挙動データによって決定される、模擬仮想環境の静的特徴および動的物体とともに模擬化された自律車両の相対位置、さらには、静的特徴に対する動的物体の相対位置や、動的物体間の相対位置を定期的に更新するために、第２のビュー２０４がシミュレーションドライバ２０によって更新され得る。従って、シミュレーションドライバ２０は、模擬仮想環境内において模擬化された自律車両および動的物体の位置をほぼリアルタイムで更新するように構成され得る。
図２の例に戻ると、モデルデータ５２は、環境モデル５８も含む。環境モデル５８は、模擬仮想環境における環境条件と関連付けられ得るものであり、例えば、センサおよび／または自律車両の特性に影響を及ぼし得る気象条件などを含む。従って、環境モデル５８は、模擬ミッションの自律車両の特性に関する現実の環境条件の試験を可能とする。例えば、模擬化された自律車両の動作（例えば飛行中）、離陸および着陸時の摩擦係数の変化、センサの有効性の変化、および／または動的物体の挙動への影響に関して、任意の種々の気象条件（例えば、雨、雪、風など）をシミュレートするために環境モデル５８が実装され得る。環境モデル５８は、異なる種々の気象条件に関してモデル化された挙動を定義するライブラリを含み得る。
モデルデータ５２は、センサモデル６０をさらに含む。センサモデル６０は、自律車両のセンサの模擬態様に関連付けられたデータを含み得る。例えば、自律車両に関連付けられた実際のハードウェアセンサのセンサ応答をシミュレートして、模擬仮想環境の状態を実際のセンサデータに変換するためにセンサモデル６０が実装され得る。一例として、自律車両に関連付けられた各センサ装置は、フレームレート、解像度、視野、ダイナミックレンジ、取り付け位置、およびデータフォーマットなどの種々の詳細な仕様を含み得る。従って、詳細な仕様の各々をモデル化してセンサモデル６０に格納することで自律車両のセンサの応答をシミュレートすることができ、これにより、模擬化された自律車両に対する関連付けられた模擬応答を提供することができる。例えば、センサモデル６０は、ナビゲーションセンサ（例えば、全地球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）および／または慣性ナビゲーションセンサ（ＩＮＳ）としてモデル化されたもの）、レーダーシステム、ライダーシステム、動画システム、電子光学センサ、および／または任意の他の種々のタイプのセンサに関連付けられたモデルを含み得る。本明細書で詳細に説明するように、シミュレーションドライバ２０は、試験スクリプトで定義される模擬ミッション中に模擬仮想環境における自律車両の相互作用に対応するセンサモデル６０に基づいて事象の偶発性を導入することができる。このため、模擬ミッションにおける生のセンサデータをシミュレートすることにより、すべての処理およびデータ整理部品を含む実際の自律車両の知覚システムを特性および精度について試験することができる。
図２の例では、メモリシステムは、シミュレーション挙動データ６２も含む。シミュレーション挙動データ６２は、模擬仮想環境における動作部品の挙動に関連付けられたデータを含み得る。図２の例では、シミュレーション挙動データ６２は、車両（陸上車両および／または航空機）の動作のパラメータを定義するなどのために、模擬仮想環境における動的物体の挙動に対応する動的物体挙動データ６４を含む。例えば、動的物体挙動データ６４は、模擬仮想環境における動的物体の知覚、反応、通信、移動計画、および／または他の挙動態様を定義し得る。一例として、動的物体挙動データ６４は、動的物体の挙動に関連付けられ予め定義された動作スクリプトを含み得る。また、動的物体挙動データ６４は、ユーザインターフェースによるユーザ入力に応答するなどの、所与の模擬ミッション中における動的物体の動的制御を可能にするためのプロンプト、および／または模擬仮想環境における動的物体の動的挙動を擬似ランダムに生成するように構成されたランダム化エンジンを含み得る。従って、自律車両を制御することに関する自律車両制御システム１２の反応挙動は、種々の異なる予測不可能な試験状況下で試験することができる。
また、シミュレーション挙動データ６２は、自律車両挙動データ６６を含み得る。自律車両挙動データ６６は、自律車両に関連付けられたデータ、例えば、自律車両の物理的特徴や、模擬仮想環境の静的特徴および動的物体に関する自律車両の物理的境界などを含むデータを含み得る。また、自律車両挙動データ６６は、模擬仮想環境における自律車両のアクチュエータの相互作用に関連付けられたデータを含み得る。従って、自律車両のガイダンス、ナビゲーション、制御能力、アクチュエータ、および物理的力学などの自律車両の特徴を自律車両挙動データ６６において定義することにより、模擬仮想環境を通じて自律車両の動きや相互作用を管理することができる。
さらに、シミュレーション挙動データ６２は、物理データ６８を含む。物理データ６８は、モデル５４，５６，５８，６０間の物理的相互作用、およびシミュレーション挙動データ６２で定義された挙動に対するモデル５４，５６，５８，６０の物理的相互作用を定義するように構成され得る。従って、物理データ６８は、模擬仮想環境の実質的にすべての部品の物理的相互作用を定義し得る。一例として、物理データは、シミュレーションコントローラ１６などにおける物理エンジン、例えば、シミュレーションコントローラ１６に関連付けられた１つまたは複数のプロセッサによって実装可能な物理エンジンを介して生成することができる。このように物理データ６８が生成され、必要に応じて、メモリシステム５０を介してシミュレーションドライバ２０に供給される。これに加えて又はこれに代えて、物理データ６８は、ユーザインターフェース１４を介してユーザにより定義することができ、模擬ミッション中にシミュレーションドライバ２０による実行のためにメモリシステム５０に格納することができる。従って、物理データ６８は、自律車両の正確なシミュレーションを提供して自律車両の実際の動作を近似するために、模擬仮想環境の実質的にすべての部品間の物理的相互作用を近似することができる。
図６は、ユーザインターフェース２５０の一例を示す。ユーザインターフェース２５０は、自律車両の模擬動作を制御するためにコンピュータを介して（例えば、ネットワークを介して）アクセス可能なコンピュータシステムまたはグラフィックユーザインターフェースとして構成され得る。ユーザインターフェース２５０は、図１の例ではユーザインターフェース１４に対応し得る。このため、以下の図６の例の説明では、図１の例を参照する。
ユーザインターフェース２５０は、シミュレーションコントローラ１６へのモデル入力ＭＯＤ＿ＩＮを支援するように構成されたモデル制御インターフェース２５２を含む。モデル入力ＭＯＤ＿ＩＮは、メモリシステム５０内においてモデルデータ５２および／またはシミュレーション挙動データ６２を定義するために提供され得る。一例として、モデル制御インターフェース２５２は、ユーザインターフェース２５０上で動作するプログラムまたはアプリケーションとすることができる。
また、ユーザインターフェース２５０は、音声制御インターフェース２５４を含む。音声制御インターフェース２５４は、ユーザから例えばマイクロフォンを介して提供される音声入力を受信し、その音声入力を自律車両制御システム１２に（例えば、シミュレーションドライバ２０を介して）供給される制御コマンドＶＣ＿ＣＭＤに変換するように構成されている。一例として、制御コマンドＶＣ＿ＣＭＤは、自律車両を制御するために供給される基本操作入力とすることができ、自律車両制御システム１２は、自律車両の動きをプログラムに従って制御するためのそれぞれのアクチュエータ部品に供給される出力信号を介して応答することができる。例えば、制御コマンドＶＣ＿ＣＭＤは、離陸、着陸、目標設定、高度制御、速度制御、方向制御、または他の種々の単純コマンドを含み得る。これらのコマンドに対して、自律車両制御システム１２は、制御プログラミングに基づいて自律車両を制御する出力により応答し得る。このため、ユーザインターフェース２５０のユーザは、音声制御インターフェース２５４に提供された音声入力を介して、自律車両の模擬ミッションを実施することができる。別の例として、模擬ミッションの準備した音声シナリオを可能とするために、音声入力を、録音済みの音声伝送として音声制御インターフェース２５４に供給することができる。また、音声制御インターフェース２５４は、自律車両制御システム１２からのフィードバック信号ＶＣ＿ＡＣＫを受信して、関連するユーザによる解釈のために、フィードバック信号を録音済みの音声信号に変換することができる。フィードバック信号ＶＣ＿ＡＣＫは、模擬ミッションに関連付けられた制御パラメータおよび／またはミッションパラメータに関する十分な情報をユーザに提供するためのステータス信号および／または確認信号とすることができる。従って、音声制御インターフェース２５４に基づいて、自律車両の模擬ミッションを音声コマンドおよび音声フィードバックに基づき開始および完了することができる。
また、ユーザインターフェース２５０は、イベント入力ＳＩＭ＿ＥＶＴを支援するように構成されたイベント制御インターフェース２５６を含む。イベント入力ＳＩＭ＿ＥＶＴは、模擬ミッション中に自律車両制御システム１２の反応挙動を試験するべく、模擬仮想環境に対して所定の摂動を生成するために供給され得る。一例として、イベント入力ＳＩＭ＿ＥＶＴは、拡張可能マークアップ言語（ＸＭＬ）スクリプトとして供給され得る。イベント制御インターフェース２５６は、模擬ミッションの前または模擬ミッション中に、例えば、動的物体および／または環境条件（例えば、模擬気象条件）に関して、模擬仮想環境の条件を制御するなどのためにイベント入力ＳＩＭ＿ＥＶＴを供給するように実装され得る。一例として、イベント入力ＳＩＭ＿ＥＶＴは、スクリプト事象（例えば、時間ベース）に対応し得る。また、イベント入力ＳＩＭ＿ＥＶＴは、ユーザによって提供される自然事象に対応し得る。あるいは、イベント入力ＳＩＭ＿ＥＶＴは、ランダム事象（例えば、シミュレーションドライバ２０を介してランダムに生成される事象）を発生させ得る。従って、模擬化された自律車両を制御する際に、自律車両制御システム１２は、プログラミングに基づいてイベント入力ＳＩＭ＿ＥＶＴを介して定義される事象に対する即時反応挙動を試験することができる。
ユーザインターフェース２５０は、シミュレーションフィードバックインターフェース２５８をさらに含む。シミュレーションフィードバックインターフェース２５８は、例えばシミュレーションドライバ２０から提供され得るフィードバック信号ＳＩＭ＿ＦＢＫを受信して、ユーザが自律車両の模擬動作を例えばリアルタイムで監視できるように構成されている。一例として、シミュレーションフィードバックインターフェース２５８は、ビデオカメラまたは他の撮像センサの入力をシミュレートして、模擬仮想環境における自律車両の模擬相互作用を監視するなどのために、模擬ミッション中に模擬仮想環境をリアルタイムで表示することができるモニタまたはモニタセットを含み得る。例えば、シミュレーションフィードバックインターフェース２５８のモニタは、模擬化された動画像、レーダー画像、ライダー画像、またはそれらの組み合わせを表示し得る。従って、ユーザは、例えば、上からなど（例えば、図３の例において略図１００によって示される場合など）や「フライスルー」（fly-through）モードなどの種々の異なる方法で模擬仮想環境を見ることにより、自律車両に搭載された撮像機器のビューをシミュレートすることができる。これにより、ユーザは、模擬ミッション中に音声コマンドＶＣ＿ＣＭＤおよび／またはイベント入力ＳＩＭ＿ＥＶＴをリアルタイムで提供することにより、それぞれ音声制御インターフェース２５４および／またはイベント制御インターフェース２５６を介して、自律車両を制御したりおよび／または模擬仮想環境の自然摂動を提供したりして、フィードバック信号ＳＩＭ＿ＦＢＫに基づきシミュレーションフィードバックインターフェース２５８を介して、模擬化された自律車両の応答および反応挙動を監視することができる。さらに、シミュレーションフィードバックインターフェース２５８は、模擬ミッションを記録して、メモリ（例えば、メモリシステム５０）に保存されるイベントログを生成するように構成され得る。従って、模擬ミッションの完了後の任意の時点で、模擬ミッションを最初から最後まで、またはその間の部分において何回も見たり見直したりすることができる。
図７は、シミュレーションドライバ３００の一例を示す。シミュレーションドライバ３００は、ユーザインターフェース（例えば、ユーザインターフェース２５０）からの入力を受信して、その入力と、メモリシステム（例えば、メモリシステム５０）に格納されているモデルデータおよびシミュレーション挙動データとを統合することにより、自律車両制御システム１２にシミュレーション信号を供給したり、自律車両制御システム１２からのフィードバック信号を受信したりするように構成されている。シミュレーションドライバ３００は、図１の例では、シミュレーションドライバ２０に対応し得る。このため、以下の図７の例の説明では、図２および図６の例とともに、図１の例を参照する。
シミュレーションドライバ３００は、模擬ミッション中に模擬仮想環境の動的イベントに対応する事象エンティティ３０４を生成するように構成されたイベント発生器３０２を含み、その事象エンティティ３０４をメモリ３０６に格納する。一例として、メモリ３０６は、図２の例におけるメモリシステム５０に対応し得る。メモリ３０６は、Ｎ個（Ｎは正の整数）の複数の事象エンティティ３０４を格納するものとして示されている。各事象エンティティ３０４は、対応する１つの事象エンティティ３０４に関連付けられたモデルデータ３０８および挙動データ３１０を含むものとして示されている。このため、各事象エンティティ３０４は、それがどのように物理的にモデル化されて、どのように模擬仮想環境で動作するかを決定するデータを含む。
図７の例では、イベント発生器３０２は、所定の事象の発生に対応するイベント入力ＳＩＭ＿ＥＶＴを受信する。事象は、模擬仮想環境の動的物体または環境条件に関して、１つまたは複数の動的物体の移動、気象変化、または模擬仮想環境の任意の他の変化など、模擬仮想環境に対する摂動または変化の種々の例のいずれかであり得る。例えば、イベント入力ＳＩＭ＿ＥＶＴに応答してイベント発生器３０２によって生成され得る所与の事象は、模擬仮想化されたホーソン市営空港における航空機の離陸および／または着陸、滑走路を横断する地上車両の移動、気象条件の変化、または、模擬化された自律車両の動作に影響を及ぼし得る他の種々のタイプの事象（例えば、戦闘シミュレーションで模擬化された敵を攻撃しているまたは攻撃する命令を受けているなど）を含み得る。また、イベント発生器３０２は、メモリシステム５０から供給され得るモデルデータＭＯＤ＿ＤＴを受信する。モデルデータＭＯＤ＿ＤＴは、例えば、動的モデル５６および／または環境モデル５８とともに、模擬仮想環境において事象に関連付けられた相対位置（例えば、関連する動的物体）を提供するためのシーンモデル５２などを含む。従って、モデルデータＭＯＤ＿ＤＴは、各事象エンティティ３０４に格納されて関連付けられたモデルデータ３０８を与える。また、同様に、イベント発生器３０２は、メモリシステム５０から供給され得るシミュレーション挙動データＢＨＶ＿ＤＴを受信する。シミュレーション挙動データＢＨＶ＿ＤＴは、例えば、事象に関連付けられた動的事象（例えば、動的物体の動き）を定義し得るシミュレーション挙動データ６２などに基づく。従って、シミュレーション挙動データＢＨＶ＿ＤＴは、各事象エンティティ３０４に格納されて関連付けられた挙動データ３１０を与える。また、模擬ミッション中の後の時点で発生するなどのように事象がスクリプトイベントである場合、イベント発生器３０２は、クロック３１２を介して供給されるクロック信号ＣＬＫに基づいてタイムスタンプを生成する。一例として、クロック３０４は、自律車両に関連付けられたＧＮＳＳまたはＩＮＳに関連付けられたクロックであってもよいし、および／またはクロックを模倣化してもよい。本明細書において、挙動データ３１０や、事象エンティティ３０４に関連付けられたタイムスタンプは、ユーザインターフェース２５０を介してユーザによって定義されてもよいし、あるいはランダムに生成されて事象エンティティ３０４に対する予測不能性を提供してもよい。
また、シミュレーションドライバ３００は、事象エンティティ３０４を模擬仮想環境に統合するように構成されたシミュレーションインテグレータ３１４を含む。シミュレーションインテグレータ３１４は、クロック信号ＣＬＫと、メモリシステム５０からのシーンモデル５４などのモデルデータＭＯＤ＿ＤＴとを受信する。従って、シミュレーションインテグレータ３１４は、実時間（クロック信号ＣＬＫを介した時間）と事象エンティティ３０４に関連付けられたタイムスタンプとの比較によって決定された適切な時間に、またはほぼリアルタイムで、適切な事象エンティティ３０４にアクセスして、模擬仮想環境における関連する事象の必要な統合を行うことができる。シミュレーションインテグレータ３１４は、モデルデータ３０８と挙動データ３１０をシーンモデル５４によりコンパイルすることによって事象エンティティ３０４を模擬仮想環境に統合して、適切な時間に模擬仮想環境の静的特徴に対する関連する動的挙動を提供することができる。また、シミュレーションインテグレータ３１４は、センサモデル６０にアクセスして事象エンティティ３０４をセンサデータに変換することができ、自律車両制御システム１２によって解釈可能な実際の自律車両に搭載されたセンサの生のセンサデータを模擬化することができる。
図７の例では、シミュレーションインテグレータ３１４と自律車両制御システム１２との相互作用は、自律車両制御システム１２への模擬センサ信号の伝達を示す双方向信号ＳＩＭ＿ＣＭＤとして示されている。信号ＳＩＭ＿ＣＭＤは、自律車両の制御および模擬センサデータに応答する自律車両制御システム１２の反応挙動、すなわち事象エンティティ３０４によって定義された事象への反応に相当する、自律車両制御システム１２から供給された出力信号を含み得る。例えば、自律車両制御システム１２からの出力信号は、例えば自律車両の動き、挙動、および／または反応を制御するためのものであり、自律車両に関連付けられたアクチュエータまたは他の装置への出力に対応し得る。
従って、シミュレーションインテグレータ３１４は、シミュレーションフィードバック信号ＳＩＭ＿ＦＢＫを供給することにより、例えば、メモリシステム５０から供給可能なシミュレーション挙動データＢＨＶ＿ＤＴを通じて提供可能な自律車両挙動データ６６と物理データ６８に基づいて、自律車両制御システム１２から供給される出力の結果をシミュレートすることができる。前述したように、シミュレーションフィードバック信号ＳＩＭ＿ＦＢＫは、ユーザインターフェース２５０（例えば、シミュレーションフィードバックインタフェース２５８）に供給可能であり、これにより、ユーザは、自律車両の動き、挙動、および／または反応を監視して、自律車両の模擬動作を監視することができる。従って、シミュレーションドライバ３００の動作に基づいて、ユーザは、模擬仮想環境における自律車両の模擬相互作用、例えば、事象エンティティ３０４によって提供される模擬仮想環境の摂動に対する自律車両の反応挙動を監視して、自律車両制御システム１２を介して自律車両のプログラム制御の正確な試験を行うことができる。
本発明の種々の態様による方法は、上述の構造上および機能上の特徴を考慮して、図８を参照することにより更に理解し得る。説明の簡略化のために、図８の方法は、連続的に実行されるものとして図示されており説明されるが、本発明は例示された順序に限定されるものでなく、本発明によれば、いくつかの態様は、本明細書に図示され説明された態様とは異なる順序でおよび／または別の態様と同時に生じ得ることが理解され得る。さらには、本発明の一態様による方法を実施するために、図示された特徴の全てが必要とされるわけではない。
図８は、自律車両のミッションを模擬化するための方法３５０の一例を示す。３５２において、模擬仮想環境に関連付けられたモデルデータ（例えば、モデルデータ５２）および挙動データ（例えば、模擬挙動データ６２）が格納される。３５４において、模擬仮想環境における自律車両の模擬相互作用を制御するために、制御入力（例えば、音声コマンド）がユーザインターフェース（例えば、ユーザインターフェース１４）を介して供給される。３５６において、制御入力に基づき模擬仮想環境における自律車両の模擬相互作用を制御するために、制御コマンド（例えば、音声制御コマンドＶＣ＿ＣＭＤ）が自律車両制御システム（例えば、自律車両制御システム１２）に供給される。３５８において、自律車両の模擬ミッション中に模擬仮想環境の自然模擬事象に対応するイベント入力（例えば、イベント入力ＳＩＭ＿ＥＶＴ）がユーザインターフェースを介して受信される。
３６０において、自然模擬事象（例えば、事象エンティティ３０４）が、模擬仮想環境および自律車両の各々に関連付けられたモデルデータおよび挙動データと、自然模擬事象に関連付けられたモデルデータ（例えば、モデルデータ３０８）および挙動データ（例えば、挙動データ３１０）とに基づいて模擬仮想環境に統合される。３６２において、模擬センサデータ（例えば、信号ＳＩＭ＿ＣＭＤ）が、模擬仮想環境および自然模擬事象の各々に関連付けられたモデルデータおよび挙動データに基づいて自律車両制御システムに提供される。３６４において、模擬仮想環境内の自律車両の模擬相互作用と自然模擬事象に応答した自律車両制御システムの反応挙動とを含むシミュレーションフィードバックデータ（例えば、自律車両制御システム１２からの信号ＳＩＭ＿ＣＭＤおよびシミュレーションフィードバック信号ＳＩＭ＿ＦＢＫ）が、自律車両制御システムから受信される。
上記の説明は本発明の例である。勿論、本発明を説明する目的で構成または方法の考えられるすべての組み合わせを説明することは不可能であり、当業者であれば本発明の多くのさらなる組み合わせおよび置換が可能であることを認識し得る。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲を含む本出願の範囲内に含まれるそのような変更、修正、および変形をすべて包含することが意図されている。
［付記１］
自律車両用のシミュレーションシステムであって、
自律車両制御システムを介した前記自律車両の模擬動作中に模擬仮想環境における自然模擬事象を含むユーザ入力を支援するように構成されたユーザインターフェースと、
前記模擬仮想環境および前記自然模擬事象の各々に関連付けられたモデルデータおよび挙動データに基づいて、前記自律車両のセンサを介して前記自律車両制御システムに供給された模擬センサ入力に対応する模擬センサデータを生成するとともに、前記模擬仮想環境内の前記自律車両の模擬相互作用に対応するシミュレーションフィードバックデータを前記自律車両制御システムから受信するように構成されたシミュレーションコントローラと、
を備え、前記模擬相互作用が、前記自然模擬事象に応答した前記自律車両制御システムの反応挙動を含む、シミュレーションシステム。
［付記２］
前記シミュレーションコントローラは、モデルデータを格納するように構成されたメモリを備え、前記モデルデータは、
前記模擬仮想環境における動的モデルと、
前記模擬仮想環境の静的物理的特徴に関連付けられたシーンモデルと、
前記模擬仮想環境における環境条件の影響に関連付けられた環境モデルと、
前記模擬仮想環境、前記動的モデル、前記シーンモデル、および前記環境モデルに応じた前記模擬センサデータに対応するセンサモデルと、
を含む、付記１に記載のシミュレーションシステム。
［付記３］
前記ユーザインターフェースは、前記動的モデル、前記シーンモデル、前記環境モデル、および前記センサモデルのうちの少なくとも１つに関連付けられたパラメータを生成するか定義するかまたは生成して定義するべく、前記ユーザ入力を支援するように構成されたモデル制御インターフェースを含む、付記２に記載のシミュレーションシステム。
［付記４］
前記シミュレーションコントローラは、シミュレーション挙動データを格納するように構成されたメモリを備え、前記シミュレーション挙動データは、
前記模擬仮想環境における動的モデルの動作挙動に対応する動的物体挙動データと、
前記模擬仮想環境内における前記自律車両の前記模擬相互作用の物理パラメータおよび挙動に対応する自律車両挙動データと、
前記模擬仮想環境による前記自律車両の前記模擬相互作用の物理パラメータを定義するように構成された物理データと、
を含む、付記１に記載のシミュレーションシステム。
［付記５］
前記ユーザ入力は、前記模擬仮想環境における前記動的モデルのランダムな動作挙動に関連付けられた前記動的物体挙動データのランダム化を支援するように構成されている、付記４に記載のシミュレーションシステム。
［付記６］
前記ユーザインターフェースは、前記ユーザ入力を音声コマンドとして受信して、前記音声コマンドを、前記自律車両制御システムを介して前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を制御するための制御コマンドに変換するように構成された音声制御インターフェースを含む、付記１に記載のシミュレーションシステム。
［付記７］
前記音声制御インターフェースはさらに、前記自律車両制御システムによって提供され前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用に関連付けられたフィードバック信号の少なくとも一部を、関連するユーザが解釈するための音声信号に変換するように構成されている、付記６に記載のシミュレーションシステム。
［付記８］
前記ユーザインターフェースは、前記自律車両の模擬動作中の前記ユーザ入力を前記模擬仮想環境の動的条件に対応する前記自然模擬事象に対応するイベント入力として受信することを支援するように構成されたイベント制御インターフェースをさらに含み、
前記シミュレーションコントローラは、前記モデルデータ、前記挙動データ、前記イベント入力、およびクロック信号に基づいて少なくとも１つの事象エンティティを生成するとともに、前記少なくとも１つの事象エンティティを前記模擬仮想環境に統合して、前記自律車両の制御に対応する前記自律車両制御システムからの反応出力を前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用に統合するように構成されたシミュレーションドライバを含む、付記１に記載のシミュレーションシステム。
［付記９］
前記ユーザインターフェースは、前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を表示し、前記自律車両制御システムを介して前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を制御するための制御コマンドを含む前記ユーザ入力を支援するように構成されたシミュレーションフィードバックインターフェースを含む、付記１に記載のシミュレーションシステム。
［付記１０］
前記シミュレーションフィードバックインターフェースはさらに、前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を含む前記自律車両の模擬動作を記録して前記自律車両の模擬ミッションを含むイベントログを生成するように構成されている、付記９に記載のシミュレーションシステム。
［付記１１］
自律車両のミッションをシミュレーションするための方法を具現化するように実行される非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
模擬仮想環境に関連付けられたモデルデータおよび挙動データを格納すること、
前記模擬仮想環境における前記自律車両の模擬相互作用を制御するための制御入力をユーザインターフェースを介して受信すること、
前記制御入力に基づいて前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を制御するための制御コマンドを自律車両制御システムに供給すること、
前記自律車両の模擬ミッション中に前記模擬仮想環境における自然模擬事象に対応するイベント入力を前記ユーザインターフェースを介して受信すること、
前記模擬仮想環境および前記自律車両の各々に関連付けられた前記モデルデータおよび挙動データと、前記自然模擬事象に関連付けられたモデルデータおよび挙動データとに基づいて、前記自然模擬事象を前記模擬仮想環境に統合すること、
前記模擬仮想環境および前記自然模擬事象の各々に関連付けられた前記モデルデータおよび挙動データに基づいて、前記自律車両制御システムに模擬センサデータを供給すること、
前記模擬仮想環境内の前記自律車両の前記模擬相互作用と、前記ユーザインターフェースに対する前記自然模擬事象に応答した前記自律車両制御システムの反応挙動とを含むシミュレーションフィードバックデータを前記自律車両制御システムから供給すること、
を備える、コンピュータ可読媒体。
［付記１２］
前記モデルデータおよび挙動データを格納することは、
前記模擬仮想環境における少なくとも１つの動的モデルに関連付けられた動的モデルデータを格納すること、
前記模擬仮想環境の静的特徴に関連付けられたシーンモデルデータを格納すること、
前記模擬仮想環境における環境条件の影響に関連付けられた環境モデルデータを格納することであって、前記自然模擬事象は、少なくとも１つの動的物体と前記環境条件とのうちの少なくとも１つに関連付けられている、前記環境モデルデータを格納すること、
前記模擬仮想環境、前記動的モデル、および前記環境条件に応じて、前記模擬センサデータに対応するセンサモデルを格納すること、
を含む、付記１１に記載のコンピュータ可読媒体。
［付記１３］
前記モデルデータおよび挙動データを格納することは、
前記模擬仮想環境における少なくとも１つの動的モデルの動作挙動に対応する動的物体挙動データを格納すること、
前記模擬仮想環境内における前記自律車両の前記模擬相互作用の物理パラメータおよび挙動に対応する自律車両挙動データを格納すること、
前記模擬仮想環境による前記自律車両の前記模擬相互作用の物理パラメータを定義するように構成された物理データを格納すること、
を含む、付記１１に記載のコンピュータ可読媒体。
［付記１４］
前記制御入力を受信することは音声コマンドを受信することを含み、前記方法は、前記音声コマンドを前記制御コマンドに変換することをさらに含む、付記１１に記載のコンピュータ可読媒体。
［付記１５］
前記自律車両制御システムによって提供され前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用に関連付けられた前記シミュレーションフィードバックデータの少なくとも一部を音声信号に変換すること、
関連するユーザが解釈するための前記音声信号を前記ユーザインターフェースに供給すること、をさらに含む、付記１４に記載のコンピュータ可読媒体。
［付記１６］
前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を前記ユーザインターフェースにより表示することをさらに含み、前記制御入力を受信することは、前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用の表示を通じて前記制御入力を受信することを含む、付記１１に記載のコンピュータ可読媒体。
［付記１７］
自律車両用のシミュレーションシステムであって、
自律車両制御システムを介した前記自律車両の模擬動作中に模擬仮想環境における自然模擬事象を含むユーザ入力を支援するとともに、前記模擬仮想環境における前記自律車両の模擬相互作用を記録して前記自律車両の模擬ミッションを含むイベントログを生成するように構成されたユーザインターフェースと、
シミュレーションコントローラであって、
前記模擬仮想環境に関連付けられたモデルデータおよび挙動データを格納するように構成されたメモリと、
前記モデルデータ、前記挙動データ、前記ユーザ入力、およびクロック信号に基づいて少なくとも１つの事象エンティティを生成し、前記少なくとも１つの事象エンティティを前記模擬仮想環境に統合し、前記模擬仮想環境および前記少なくとも１つの事象エンティティの各々に関連付けられた前記モデルデータおよび挙動データに基づいて模擬センサデータを供給し、前記模擬仮想環境内における前記自律車両の前記模擬相互作用に対応するシミュレーションフィードバックデータを前記自律車両制御システムから受信するように構成されたシミュレーションドライバと、
を含む前記シミュレーションコントローラと、
を備え、前記模擬相互作用が、前記少なくとも１つの事象エンティティに応答した前記自律車両制御システムの反応挙動を含む、シミュレーションシステム。
［付記１８］
前記モデルデータは、
前記模擬仮想環境における動的モデルと、
前記模擬仮想環境の静的特徴に関連付けられたシーンモデルと、
前記模擬仮想環境における環境条件の影響に関連付けられた環境モデルと、
前記模擬仮想環境、前記動的モデル、前記シーンモデル、および前記環境モデルに応じた前記模擬センサデータに対応するセンサモデルと、
を含み、
前記挙動データは、
前記模擬仮想環境における動的モデルの動作挙動に対応する動的物体挙動データと、
前記模擬仮想環境内における前記自律車両の前記模擬相互作用の物理パラメータおよび挙動に対応する自律車両挙動データと、
前記模擬仮想環境による前記自律車両の前記模擬相互作用の物理パラメータを定義するように構成された物理データと、
を含む、付記１７に記載のシミュレーションシステム。
［付記１９］
前記ユーザインターフェースは、前記ユーザ入力を音声コマンドとして受信して、前記音声コマンドを、前記自律車両制御システムを介して前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を制御するための制御コマンドに変換するように構成された音声制御インターフェースを含む、付記１７に記載のシミュレーションシステム。
［付記２０］
前記音声制御インターフェースはさらに、前記自律車両制御システムによって提供され前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用に関連付けられたフィードバック信号の少なくとも一部を、関連するユーザが解釈するための音声信号に変換するように構成されている、付記１９に記載のシミュレーションシステム。
上記の説明は本発明の例である。勿論、本発明を説明する目的で構成または方法の考えられるすべての組み合わせを説明することは不可能であり、当業者であれば本発明の多くのさらなる組み合わせおよび置換が可能であることを認識し得る。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲を含む本出願の範囲内に含まれるそのような変更、修正、および変形をすべて包含することが意図されている。

Claims (20)

  1. 自律車両用のシミュレーションシステムであって、
    自律車両制御システムを介した前記自律車両の模擬動作中に模擬仮想環境における自然模擬事象を含むユーザ入力を支援するように構成されたユーザインターフェースと、
    前記模擬仮想環境および前記自然模擬事象の各々に関連付けられたモデルデータおよび挙動データに基づいて、前記自律車両のセンサを介して前記自律車両制御システムに供給された模擬センサ入力に対応する模擬センサデータを生成するとともに、前記模擬仮想環境内の前記自律車両の模擬相互作用に対応するシミュレーションフィードバックデータを前記自律車両制御システムから受信するように構成されたシミュレーションコントローラと、
    を備え、前記模擬相互作用が、前記自然模擬事象に応答した前記自律車両制御システムの反応挙動を含む、シミュレーションシステム。
  2. 前記シミュレーションコントローラは、モデルデータを格納するように構成されたメモリを備え、前記モデルデータは、
    前記模擬仮想環境における動的モデルと、
    前記模擬仮想環境の静的物理的特徴に関連付けられたシーンモデルと、
    前記模擬仮想環境における環境条件の影響に関連付けられた環境モデルと、
    前記模擬仮想環境、前記動的モデル、前記シーンモデル、および前記環境モデルに応じた前記模擬センサデータに対応するセンサモデルと、
    を含む、請求項１に記載のシミュレーションシステム。
  3. 前記ユーザインターフェースは、前記動的モデル、前記シーンモデル、前記環境モデル、および前記センサモデルのうちの少なくとも１つに関連付けられたパラメータを生成するか定義するかまたは生成して定義するべく、前記ユーザ入力を支援するように構成されたモデル制御インターフェースを含む、請求項２に記載のシミュレーションシステム。
  4. 前記シミュレーションコントローラは、シミュレーション挙動データを格納するように構成されたメモリを備え、前記シミュレーション挙動データは、
    前記模擬仮想環境における動的モデルの動作挙動に対応する動的物体挙動データと、
    前記模擬仮想環境内における前記自律車両の前記模擬相互作用の物理パラメータおよび挙動に対応する自律車両挙動データと、
    前記模擬仮想環境による前記自律車両の前記模擬相互作用の物理パラメータを定義するように構成された物理データと、
    を含む、請求項１に記載のシミュレーションシステム。
  5. 前記ユーザ入力は、前記模擬仮想環境における前記動的モデルのランダムな動作挙動に関連付けられた前記動的物体挙動データのランダム化を支援するように構成されている、請求項４に記載のシミュレーションシステム。
  6. 前記ユーザインターフェースは、前記ユーザ入力を音声コマンドとして受信して、前記音声コマンドを、前記自律車両制御システムを介して前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を制御するための制御コマンドに変換するように構成された音声制御インターフェースを含む、請求項１に記載のシミュレーションシステム。
  7. 前記音声制御インターフェースはさらに、前記自律車両制御システムによって提供され前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用に関連付けられたフィードバック信号の少なくとも一部を、関連するユーザが解釈するための音声信号に変換するように構成されている、請求項６に記載のシミュレーションシステム。
  8. 前記ユーザインターフェースは、前記自律車両の模擬動作中の前記ユーザ入力を前記模擬仮想環境の動的条件に対応する前記自然模擬事象に対応するイベント入力として受信することを支援するように構成されたイベント制御インターフェースをさらに含み、
    前記シミュレーションコントローラは、前記モデルデータ、前記挙動データ、前記イベント入力、およびクロック信号に基づいて少なくとも１つの事象エンティティを生成するとともに、前記少なくとも１つの事象エンティティを前記模擬仮想環境に統合して、前記自律車両の制御に対応する前記自律車両制御システムからの反応出力を前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用に統合するように構成されたシミュレーションドライバを含む、請求項１に記載のシミュレーションシステム。
  9. 前記ユーザインターフェースは、前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を表示し、前記自律車両制御システムを介して前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を制御するための制御コマンドを含む前記ユーザ入力を支援するように構成されたシミュレーションフィードバックインターフェースを含む、請求項１に記載のシミュレーションシステム。
  10. 前記シミュレーションフィードバックインターフェースはさらに、前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を含む前記自律車両の模擬動作を記録して前記自律車両の模擬ミッションを含むイベントログを生成するように構成されている、請求項９に記載のシミュレーションシステム。
  11. 自律車両のミッションをシミュレーションするための方法を具現化するように実行される非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
    模擬仮想環境に関連付けられたモデルデータおよび挙動データを格納すること、
    前記模擬仮想環境における前記自律車両の模擬相互作用を制御するための制御入力をユーザインターフェースを介して受信すること、
    前記制御入力に基づいて前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を制御するための制御コマンドを自律車両制御システムに供給すること、
    前記自律車両の模擬ミッション中に前記模擬仮想環境における自然模擬事象に対応するイベント入力を前記ユーザインターフェースを介して受信すること、
    前記模擬仮想環境および前記自律車両の各々に関連付けられた前記モデルデータおよび挙動データと、前記自然模擬事象に関連付けられたモデルデータおよび挙動データとに基づいて、前記自然模擬事象を前記模擬仮想環境に統合すること、
    前記模擬仮想環境および前記自然模擬事象の各々に関連付けられた前記モデルデータおよび挙動データに基づいて、前記自律車両制御システムに模擬センサデータを供給すること、
    前記模擬仮想環境内の前記自律車両の前記模擬相互作用と、前記ユーザインターフェースに対する前記自然模擬事象に応答した前記自律車両制御システムの反応挙動とを含むシミュレーションフィードバックデータを前記自律車両制御システムから供給すること、
    を備える、コンピュータ可読媒体。
  12. 前記モデルデータおよび挙動データを格納することは、
    前記模擬仮想環境における少なくとも１つの動的モデルに関連付けられた動的モデルデータを格納すること、
    前記模擬仮想環境の静的特徴に関連付けられたシーンモデルデータを格納すること、
    前記模擬仮想環境における環境条件の影響に関連付けられた環境モデルデータを格納することであって、前記自然模擬事象は、少なくとも１つの動的物体と前記環境条件とのうちの少なくとも１つに関連付けられている、前記環境モデルデータを格納すること、
    前記模擬仮想環境、前記動的モデル、および前記環境条件に応じて、前記模擬センサデータに対応するセンサモデルを格納すること、
    を含む、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
  13. 前記モデルデータおよび挙動データを格納することは、
    前記模擬仮想環境における少なくとも１つの動的モデルの動作挙動に対応する動的物体挙動データを格納すること、
    前記模擬仮想環境内における前記自律車両の前記模擬相互作用の物理パラメータおよび挙動に対応する自律車両挙動データを格納すること、
    前記模擬仮想環境による前記自律車両の前記模擬相互作用の物理パラメータを定義するように構成された物理データを格納すること、
    を含む、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
  14. 前記制御入力を受信することは音声コマンドを受信することを含み、前記方法は、前記音声コマンドを前記制御コマンドに変換することをさらに含む、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
  15. 前記自律車両制御システムによって提供され前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用に関連付けられた前記シミュレーションフィードバックデータの少なくとも一部を音声信号に変換すること、
    関連するユーザが解釈するための前記音声信号を前記ユーザインターフェースに供給すること、をさらに含む、請求項１４に記載のコンピュータ可読媒体。
  16. 前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を前記ユーザインターフェースにより表示することをさらに含み、前記制御入力を受信することは、前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用の表示を通じて前記制御入力を受信することを含む、請求項１１に記載のコンピュータ可読媒体。
  17. 自律車両用のシミュレーションシステムであって、
    自律車両制御システムを介した前記自律車両の模擬動作中に模擬仮想環境における自然模擬事象を含むユーザ入力を支援するとともに、前記模擬仮想環境における前記自律車両の模擬相互作用を記録して前記自律車両の模擬ミッションを含むイベントログを生成するように構成されたユーザインターフェースと、
    シミュレーションコントローラであって、
    前記模擬仮想環境に関連付けられたモデルデータおよび挙動データを格納するように構成されたメモリと、
    前記モデルデータ、前記挙動データ、前記ユーザ入力、およびクロック信号に基づいて少なくとも１つの事象エンティティを生成し、前記少なくとも１つの事象エンティティを前記模擬仮想環境に統合し、前記模擬仮想環境および前記少なくとも１つの事象エンティティの各々に関連付けられた前記モデルデータおよび挙動データに基づいて模擬センサデータを供給し、前記模擬仮想環境内における前記自律車両の前記模擬相互作用に対応するシミュレーションフィードバックデータを前記自律車両制御システムから受信するように構成されたシミュレーションドライバと、
    を含む前記シミュレーションコントローラと、
    を備え、前記模擬相互作用が、前記少なくとも１つの事象エンティティに応答した前記自律車両制御システムの反応挙動を含む、シミュレーションシステム。
  18. 前記モデルデータは、
    前記模擬仮想環境における動的モデルと、
    前記模擬仮想環境の静的特徴に関連付けられたシーンモデルと、
    前記模擬仮想環境における環境条件の影響に関連付けられた環境モデルと、
    前記模擬仮想環境、前記動的モデル、前記シーンモデル、および前記環境モデルに応じた前記模擬センサデータに対応するセンサモデルと、
    を含み、
    前記挙動データは、
    前記模擬仮想環境における動的モデルの動作挙動に対応する動的物体挙動データと、
    前記模擬仮想環境内における前記自律車両の前記模擬相互作用の物理パラメータおよび挙動に対応する自律車両挙動データと、
    前記模擬仮想環境による前記自律車両の前記模擬相互作用の物理パラメータを定義するように構成された物理データと、
    を含む、請求項１７に記載のシミュレーションシステム。
  19. 前記ユーザインターフェースは、前記ユーザ入力を音声コマンドとして受信して、前記音声コマンドを、前記自律車両制御システムを介して前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用を制御するための制御コマンドに変換するように構成された音声制御インターフェースを含む、請求項１７に記載のシミュレーションシステム。
  20. 前記音声制御インターフェースはさらに、前記自律車両制御システムによって提供され前記模擬仮想環境における前記自律車両の前記模擬相互作用に関連付けられたフィードバック信号の少なくとも一部を、関連するユーザが解釈するための音声信号に変換するように構成されている、請求項１９に記載のシミュレーションシステム。
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