JP2020015489A - 自車両の将来挙動および関連する軌道を決定することにより、自車両の操作者が当該自車両を制御するのを支援する方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
・横方向運動については、以下のうちのいずれか:車線変更の開始時刻(車線境界線に対する横方向運動が開始)、車線変更中の通過基準ポイント(たとえば、車線境界線)、車線変更の終了(車線境界線に対する横方向運動が終了)、および横方向運動の傾き(縦方向位置に対する横方向位置の微分)。
・縦方向運動については、時間、加速度、およびその時点での時間に対する加速度の微分(すなわちジャーク)を含む1つまたは複数のポイント。
・所望の状態を表す固定の規定値に設定されたパラメータ(たとえば、車線に対する最終的な向き、最終的な加速度)
・車両動力の物理学から導き出される既知のパラメータ
・規則または法律から既知のパラメータ
・通常の走行パターンにおいて記録されたデータを分析することで観察されるパラメータ
・自車両運転者による走行の際に記録されたデータを分析することで観察されるパラメータ
・自車両から測定されるパラメータ(たとえば、現在の加速度、ハンドル角度、車線に対する向き)
・時間に対する自車両加速度(ジャーク)の偏差。
・自車両の加速度/減速度。
・ユーザによって設定された速度制限又は交通の規則もしくは法律から導き出される速度制限に対する自車両の速度は、たとえば天候条件、交通密度、他車両の速度、観察された運転者の挙動などに関して、システムによって決定される。
・例えば時間差(距離/自車両のスピード)又は衝突余裕時間(距離/相対速度)によって特徴付けられる、他の関連車両との関係。上記時間差や衝突余裕時間は、オプションとして(任意選択で)相対速度、実際の距離、縦方向距離、もしくはこれらの組合せを用いて(非線形に)重み付けされる。
・たとえば衝突を回避するため又は安全な距離を保つために必要な加速によって特徴付けられる、調査中の自車両に対する他の関連車両の必要な反応。
・たとえば、先行車両との接触余裕時間、先行車両との時間差によって特徴付けられる自車両の車線変更のタイミング
・最高品質(/最低コスト)をもつ挙動および軌道を選択すること。
・コストが閾値よりも小さい場合には、前の時間ステップにおいて選択された挙動について、最高品質(/最低コスト)をもつ軌道を選択すること。
・(たとえば運転者によって選択される)決定された挙動について、最高品質(/最低コスト)をもつ軌道を選択すること。
・起こり得る自車両挙動のそれぞれについて、最も確率の高い状況を、それに対応する最適な軌道とともに選択すること、およびその場合、
− 最高の状況確率をもつ挙動(将来状況の確実性が高い好ましい挙動)を選択すること。
− 最高の軌道関連品質(/最低コスト)をもつ挙動を選択すること。
− 所与の状況について交通規則に応じた挙動を選択すること(たとえば、右側車線に低速車両がいない場合には右に変更する)。ただし、コストが所定の閾値よりも低い場合にのみ、この挙動が選択されるものとしてもよい。
− 類似した軌道関連品質をもつ挙動の中から、事前定義された順序に従って選択すること(たとえば、「左側」走行よりも「右側」走行が好ましく、「右側」走行よりも「直進」走行が好ましい)。
− その挙動に関連付けられている軌道が品質/コスト関数の特定のサブパラメータ(たとえば、最高スピード、最低加速度、最高安全性)について優れている、当該挙動を選択すること。
・同じ自車両挙動を含む代替的な状況に対し最もロバストな(すなわち、代替的な複数の状況についての平均コスト/中間コスト/最大コストが最も低い)挙動および軌道を選択すること。
・同じ自車両挙動を含む代替的な状況に対して、最も低リスクを提供する挙動および軌道(すなわち、これらの代替的な状況について、コストの重み付け加算が最も低い挙動および軌道。ここで重みは、代替的な状況の確率によって決定される。)を選択すること。
・閾値よりも大きい確率、および閾値よりも小さいコストを有するこれらの挙動および軌道の中から、挙動を変更する他の交通参加者の数が最も少ない状況の挙動および軌道を選択すること。
・所与の条件下(たとえば運動、ブレーキの開始)で、最も確率の高い関連する状況におけるコストが閾値よりも大きくならない限り、前の挙動および軌道を維持すること。
Claims (21)
- 自車両で実行されるべき将来挙動および関連する軌道を決定することにより、前記自車両の操作者が当該自車両を制御するのを支援するための方法であって、
前記自車両が現在遭遇している状況を判定するステップであって、前記現在状況は前記自車両および少なくとも1台の他車両を含むものであるステップ(S1)と、
前記少なくとも1台の他車両の将来挙動を予測するため、前記現在状況に基づいて前記少なくとも1台の他車両の将来挙動の確率を算出するステップ(S4)と、
前記自車両の潜在的な将来挙動を判定するステップ(S3)と、
前記少なくとも1台の他車両の将来挙動と、前記自車両の前記潜在的な将来挙動との組合せに基づいて、前記現在状況から発展して起こり得る複数の将来状況の確率を算出するステップ(S5)と、
前記起こり得る将来状況のうちの少なくとも1つについて、前記自車両の少なくとも1つの軌道を最適化するステップ(S6)と、
1つの将来状況の確率に少なくとも基づいて、軌道を選択するステップ(S7)と、
前記選択された軌道を前記自車両がたどるように、前記運転者に前記選択された軌道についての通知を行うための、及び又は前記自車両のアクチュエータを制御するための、制御信号を生成するステップ(S8)と、
を含む方法。 - 前記少なくとも1台の他車両の前記将来挙動の前記確率の前記算出(S4)は、その周りの車両の挙動の潜在的な将来の変化を考慮するものである、
ことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1台の他車両の将来挙動の前記確率の前記算出(S4)は、前記自車両の起こり得るそれぞれの将来挙動の想定につき1回実行される、
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。 - その周りの車両の潜在的な将来挙動を考慮した、前記少なくとも1台の他車両の前記将来挙動の前記確率の前記算出(S4)は、前記起こり得る挙動をその周りの車両が実行するのをシミュレートするやり方で、その周りの車両について前記現在状況を変更することによって行われる、
ことを特徴とする、請求項2または3に記載の方法。 - 前記少なくとも1台の他車両の前記予想される挙動、および前記自車両の前記潜在的な将来挙動は、左側への車線変更、右側への車線変更、直進走行、ブレーキ動作、加速動作のうちの1つである、
ことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 構築されるそれぞれの将来状況(S5)は、前記他車両の将来挙動と、前記自車両の前記潜在的な将来挙動のうちの1つと、の一意の組合せに対応する、
ことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 - 関連する将来状況を構築する(S6)ために、前記自車両の近傍にいる他車両の関連する将来挙動が、互いに組み合わされるとともに、前記自車両の潜在的な将来挙動と組み合わされる、
ことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記将来挙動の構築(S6)のために、前記現在状況に適用可能であって、且つ適用可能な交通規則に準拠する、前記他車両及び又は前記自車両の挙動のみが考慮される、
ことを特徴とする、請求項6または7に記載の方法。 - 関連する将来状況を構築する(S6)ために、前記自車両のそれぞれの潜在的な挙動が、前記自車両の近傍にいる、前記自車両の対応する前記潜在的な挙動によって制約される他車両の、予想される挙動のみと組み合わされる、
ことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。 - 将来状況の前記確率は、すべての車両の関連する将来挙動の確率及び又は条件付き確率を、乗算することによって算出される、
ことを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。 - 関係する前記自車両挙動に影響を及ぼさない、車両の状態が異なるだけの複数の将来状況が融合されて、単一の将来状況としてさらに処理される、
ことを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。 - 前記状況に関連付けられた自車両挙動を実現する、可能性のある軌道を規定するパラメータのパラメータ空間が評価され、最小コストまたは最大品質をもたらす軌道が、最適化軌道として選択される、
ことを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。 - 前記軌道は、区分線形表現、3次またはそれ以上の多項式、3次またはそれ以上の多項式に基づくスプライン、たとえばC2スプライン、Bスプラインとして表されることを特徴とする、
請求項12に記載の方法。 - 前記自車両の軌道の前記コストは、最適化すべきパラメータを表す制御ポイントにより影響を受けるコスト項の組合せによって定義される、
ことを特徴とする、請求項12または13に記載の方法。 - 前記コスト項は、所与の時刻における以下の態様の一つ、または軌道持続期間内に亘るその値の組合せを考慮することを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法:
選択された設定車頭間隔に対する、他車両までの車頭間隔、
選択された設定スピードに対する、自車両の速度
最大加速値または最小加速値
時間に対する加速度の微分であるジャーク
前記自車両の軌道に対して他車両に必要とされる反応
車線変更のタイミング。 - 前記軌道の前記最適化は、前記軌道パラメータの事前定義された限度内でのみ行われる、
ことを特徴とする、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。 - 好ましくは微分フリー勾配降下法である、最適化アルゴリズムを用いて、最小コストとなる制御ポイントの値を決定することによって、前記軌道が最適化される、
ことを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。 - 最適化軌道を決定するための前記最適化処理は、前記状況の事前定義された順序に従って、それぞれの状況について停止基準に到達するまで順次行われる、
ことを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。 - 軌道および対応する挙動の選択は、将来状況の確率、軌道コスト、交通規則、運転者の好み、のうちの少なくとも2つに基づく、
ことを特徴とする、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。 - 前記選択された軌道および関連する挙動のコストが閾値を超えておらず、且つ又は前記選択された軌道および関連する挙動が所与の制約内にある場合にのみ、前記制御信号が出力される、
ことを特徴とする、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。 - 前記車両の環境を感知するための少なくとも1つのセンサと、請求項1から20のいずれか一項に記載の方法ステップを実施するように構成されたプロセッサと、を含む車両であって、前記選択された挙動および関連する軌道を前記車両の運転者に通知するために前記制御信号がヒューマン・マシン・インターフェイスに出力され、且つ又は前記選択された軌道をたどるよう前記車両が操作されるように、車両アクチュエータの1つもしくは複数のコントローラに前記制御信号が出力される、車両。
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