JP2021526480A - 同一の所定の軌道を繰り返し追従する自動走行装置の制御方法とシステム - Google Patents
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Abstract
Description
a)所定の軌道を示す目標軌道信号を受信するように構成された第1の装置と、
b)所定の軌道に沿って自動走行装置を操舵するのに適する制御信号を生成するように構成された第2の装置と、
複数の反復の少なくとも1つについて、
c)自動走行装置に対して制御信号を供給することによって所定の軌道に沿って自動走行装置を操縦することと、
d)制御信号に従って自動走行装置が操舵されることに応答して、自動走行装置によって追従される実際の軌道を測定することと、
e)測定された実際の軌道を示す実際の軌道信号を記録することと、
について構成された前記第3の装置(30)と、
f)複数の反復の少なくとも1つについて、反復学習制御を使用して、少なくとも制御信号と、実際の軌道信号と、目標軌道信号とに基づいて、更新された制御信号を決定するように構成された、第4の装置(40)と、
なお、図中、特定されない限り、同一の参照番号は、同一の構成要素または機能的に同等の構成要素を示している。
ステップS10において、軌道受信装置10は、外部の物体から目標軌道信号dを受信する。目標軌道信号dは、一連の目標位置の値d(k)を含み、この際、k=l…Kであって、kは、離散化された時間等の離散化指標であり、かつKは、目標軌道信号dによって構成される値の総数である。軌道受信装置10は、目標軌道信号d(k)を、k=l…Kの様式で自動走行制御装置20に対して送信して、後述のように、制御信号uを生成するために使用されるようにし、またデータベース50に対して送信して、後述のように、変更された制御信号uuと関連してその中で記憶されるようにし、また反復学習制御装置40に対して送信して、予測された追従のエラー信号と、実際の追従のエラー信号eとを決定するために使用されるようにする。
10 軌道受信装置(第1の装置)
20 自動走行(自動運転)制御装置(第2の装置)
30 車両インターフェース・アセンブリ(第3の装置)
40 反復学習制御装置(第4の装置)
50 データベース
上記種類の方法は、2015年7月1日、米国自動制御会議(AMERICANAUTOMATIC CONTROL COUNCIL)、2015年度米国制御会議(ACC:AMERICAN CONTROL CONFERENCE)、カパニア・ニティンR(KAPANIANITIN R)等による『反復学習制御による高度動的自律走行軌道の経路追跡(Path tracking ofhighly dynamic autonomous vehicle trajectories via interative learning control)』、第2753頁−第2758頁、XP033185259、から知られている。
同様の開示内容が、2011年7月20日、IEEE(アイ・トリプル・イー)、2011年度国際会議、PACC(Process automation, control and computing)、マノハランPS(MANOHARAN PS)等による『反復学習制御を用いた軌道追跡(Trackingtrajectory using iterative learning control)』、第1頁−第5頁、XP031928422、から知られている(DOI: 10.1109/PACC.2011.5978963, ISBN:978-1-61284-765-8)。
Claims (15)
- 同一の所定の軌道を繰り返し追従するように自動走行装置を制御する方法であって、
a)所定の軌道を示す目標軌道信号(d)を受信するステップ(S10)と、
b)前記所定の軌道に沿って前記自動走行装置を操舵するのに適する制御信号(u)を生成するステップ(S20)と、
複数の反復の少なくとも1つについて、
c)前記自動走行装置に対して前記制御信号(u)を供給して、所定の軌道に沿って前記自動走行装置を操舵するステップ(S31)と、
d)前記制御信号(u)に従って操舵されることに応答して、前記自動走行装置によって追従される実際の軌道を測定するステップ(S32)と、
e)測定された前記実際の軌道を示す実際の軌道信号(y)を記録するステップ(S33)と、
f)反復学習制御装置(40)を用いて、少なくとも前記制御信号(u)と、前記実際の軌道信号(y)と、前記目標軌道信号(d)とに基づいて、変更された制御信号(uu)を決定するステップ(S40)と、
を含む方法。 - 前記ステップe)では、前記自動走行装置が操舵される間に、前記実際の軌道信号(y)を記憶装置(33)内に記録することを含み、かつ少なくとも前記ステップf)は、前記自動走行装置が前記ステップc)中で操舵された後に実行される、請求項1に記載の方法。
- さらに、
h) 前記制御信号(u)として、前記変更された制御信号(uu)を前記複数の反復に続く反復で使用する、請求項1または2に記載の方法。 - 前記反復学習制御装置(40)は、前記制御信号から、予測された軌道信号を生成するのに適する制御モデルを備え、
前記ステップf)は、
fl)前記制御信号と前記実際の軌跡信号とに基づいて前記制御モデルを変更することと、
f2)前記変更された制御モデルに基づいて前記制御信号を変更することと、を含む、
請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の方法。 - 前記ステップfl)は、前記制御信号(u)から前記制御モデル(43)によって生成された、予測された軌道信号と、前記実際の軌道信号(y)と、の間の偏差を減少させるように、前記制御モデル(43)を変更することを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記ステップf2)は、前記変更された制御信号(uu)から前記変更された制御モデル(43)によって生成された、前記予測された軌道信号と、前記目標軌道信号(d)との間の偏差を減少させるように、前記制御信号(u)を変更することを含む、請求項4または5に記載の方法。
- 前記ステップfl)および/または前記ステップf2)で実施される前記変更は、前記自動走行装置に課される制約の下で実行される、請求項4〜6のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップd)は、前記実際の軌道に関する実際のパラメータを決定することを含み、
前記制御モデル(43)は、前記予測された軌道に関する予測されたパラメータを生成するようにさらに適合され、
前記ステップfl)は、前記制御モデル(43)によって生成された前記予測されたパラメータと前記実際のパラメータとの間の偏差を減少させるように、前記制御モデル(43)を変更することを含み、および/または、
前記ステップf2)は、前記制御モデル(43)によって生成された前記予測されたパラメータと、所定のパラメータ目標との間の偏差を減少させるように、前記制御信号を変更することを含み、
それぞれの軌道に関するそれぞれのパラメータは、それぞれの軌道の物理的特性および/または自動走行装置および/または自動走行装置がそれぞれの軌道を追従するときの自動走行装置の挙動を示すパラメータである、請求項4〜7のうちのいずれか1項に記載の方法。 - 前記予測された軌道に関する予測されたパラメータと、前記実際の軌道に関する実際のパラメータはそれぞれ、前記自動走行装置が、前記それぞれの軌道を追従する際に要する時間と、前記自動走行装置がそれぞれの軌道を追従する際に消費する燃料量のうちの少なくとも1つを示す、請求項8に記載の方法。
- 前記ステップfl)および/または前記ステップf2)において、前記制御モデル(43)および/または前記制御信号(u)が、前記複数の反復の中で変更される、請求項4〜9のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記自動走行装置が、自動走行型車両であることを特徴とする請求項4〜10のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記自動走行装置が、設計下の車両をシミュレートするように構成されたシミュレータ装置である、請求項4〜10のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記ステップb)が、前記自動走行装置を手動および/または自動で操舵することで得られる制御入力から前記制御信号(u)を生成することを含む、請求項1〜12のうちのいずれか1項に記載の方法。
- コンピュータ・プログラム製品であって、
少なくとも1つのコンピュータ上で実行される場合、請求項1〜13のうちのいずれか1項に記載の方法を実行するプログラム・コードを備えることを特徴とするコンピュータ・プログラム製品。 - 同一の所定の軌道を繰り返し追従するように自動走行装置を制御するシステム(1)であって、
a)所定の軌道を示す目標軌道信号(d)を受信するように構成された第1の装置(10)と、
b)所定の軌道に沿って前記自動走行装置を操舵するのに適した制御信号(u)を生成するように構成された第2の装置(20)と、
複数の反復の少なくとも1つについて、
c) 前記自動走行装置に対して制御信号(u)を供給することにより所定の軌道に沿って前記自動走行装置を操縦することと、
d) 前記制御信号(u)に従って操舵されることに応答して、前記自動走行装置によって追従される実際の軌道を測定することと、
e)測定された前記実際の軌道を示す実際の軌道信号(y)を記録することと、
について構成された前記第3の装置(30)と、
f)複数の反復の少なくとも1つについて、反復学習制御を使用して、少なくとも、前記制御信号(u)と、前記実際の軌道信号(y)と、前記目標軌道信号(d)とに基づいて、更新された制御信号(uu)を決定するように構成された第4の装置(40)と、
を含むシステム。
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