JP2022533292A - 自律車両の適切な挙動を監視するためのシステム及びその方法 - Google Patents

自律車両の適切な挙動を監視するためのシステム及びその方法 Download PDF

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Abstract

自律車両の適切な挙動を監視するためのシステム及びその方法が提供される。この方法は、各々が物理オブジェクトを記述する複数のエージェントを生成するステップであって、複数のエージェントのうちの少なくとも1つがDUTのエージェントである、複数のエージェントを生成するステップと、複数のシナリオを生成するステップであって、各シナリオが複数のエージェントのうちの少なくとも1つの挙動をモデル化する、複数のシナリオを生成するステップと、それぞれのエージェントをモデル化するシナリオについて、複数のエージェントとDUTのエージェントとの間の相互作用を監視するステップと、を含む。

Description

この出願は、2019年12月17日に出願された米国仮出願第62/949,098号の利益を主張するものであり、その内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
著作権宣言文
この特許文書における資料のすべてが、米国及び他の国々の著作権法の下で著作権保護の対象である。著作権所有者は、公的な政府の記録に掲載される特許文書又は特許情報開示の複製には異存はないが、そうでなければ他のすべての著作権が留保される。
本発明は、一般に自律車両に関し、より具体的にはそのような車両の適切な性能を監視することに関するものである。
自律車両の分野における進歩は急速である。次の十年間ではますます多くのそのような車両が道路に出てくるはずであり、また世界中の多くの都市の道路を実験車両が走り回っている。自律車両は、人によって設計されたすべての高度なデバイスと同様に、人間の創意の利益を享受するばかりでなくその短所も経験する。短所は、それ自体が、自律車両の望ましくない、予測されない、又は誤った挙動として現れ、車両の乗員並びに他の人、動物、及び車両のまわりの資産を危険に陥れる。
そのようなエラーが生じるのを防止するために、車両は道路に出る前に最初に試験され、次いで道路に出るときには、事故を確実に防ぐために追加の予防策が導入される。加えて、それぞれのそのような車両に対して、操作又は応答のエラーが生じたときに、車両の運転をオーバーライドする能力を有する運転者が割り当てられる。これによって、もちろん、そのようなシーケンスを捕捉して車両の制御システムを更新することが可能になり、その結果、将来はそのような危険な状況の事例は防止されるであろう。しかしながら、これらの解決策は、オペレータによる介入の結果としてのそのようなエラーの捕捉又はある種の被害が生じた事例に多くを頼るのでエラーが発生しやすい。望ましくない結果に通じるエラーは、望ましくない結果が生じ得ないときには、効率的に監視されることも捕捉されることもない。
したがって、劇的なエラーが生じるのを待つのではなく、適正動作の所定の期待値に基づいて自律車両の動作を監視することを可能にする解決策を提供するのが望ましい。したがって、自律車両をシミュレーション又は試験路などの制御された環境において多数のシナリオに晒すことによって試験しながら、自律車両の性能を系統的に監視するのが有利であろう。
以下は本開示のいくつかの例示的実施例の概要である。この概要は、読者の便宜のために、そのような実施例の基本的了解事項を提供するように与えられるものであって、本開示の広がりを全体として定義するわけではない。この概要は、すべての企図された実施例の広汎な概要ではなく、すべての実施例の重要な要素又は重大な要素を識別することや、いくらか又はすべての態様の範囲の輪郭を付けることを意図するものでもない。この概要の唯一の目的は、1つ又は複数の実施例のいくつかの概念を、後に提示されるより詳細な説明の前ぶれとして、簡単な形式で提示することである。便宜上、「いくつかの実施例」又は「ある特定の実施例」という用語は、本明細書では本開示の単一の実施例又は複数の実施例を指すように使用され得る。
本明細書で開示されるある特定の実施例は、被験デバイス(DUT:device under test)の適切な挙動を監視するための方法を含む。この方法は、複数のエージェントを生成するステップであって、複数のエージェントの各々が物理オブジェクトを記述し、複数のエージェントのうちの少なくとも1つはDUTに関するエージェントである、複数のエージェントを生成するステップと、複数のシナリオを生成するステップであって、各シナリオが複数のエージェントのうちの少なくとも1つの挙動をモデル化する、複数のシナリオを生成するステップと、それぞれのエージェントをモデル化するシナリオについて、複数のエージェントとDUTのエージェントとの間の相互作用を監視するステップと、を含む。
本明細書で開示されるある特定の実施例は、被験デバイス(DUT)の適切な挙動を監視するプロセスを処理回路に実行させるための命令を記憶した非一時的コンピュータ可読媒体も含み、このプロセスは、各々が物理オブジェクトを記述する複数のエージェントを生成するステップであって、複数のエージェントのうちの少なくとも1つがDUTのエージェントである、複数のエージェントを生成するステップと、複数のシナリオを生成するステップであって、各シナリオが複数のエージェントのうちの少なくとも1つの挙動をモデル化する、複数のシナリオを生成するステップと、それぞれのエージェントをモデル化するシナリオについて、複数のエージェントとDUTのエージェントとの間の相互作用を監視するステップと、を含む。
加えて、本明細書で開示されるある特定の実施例は、被験デバイス(DUT)の適切な挙動を監視するためのシステムを含む。このシステムは、処理回路及びメモリを備え、メモリが含む命令が、処理回路によって実行されたとき、各々が物理オブジェクトを記述する複数のエージェントを生成するステップであって、複数のエージェントのうちの少なくとも1つがDUTのエージェントである、複数のエージェントを生成するステップと、複数のシナリオを生成するステップであって、各シナリオが複数のエージェントのうちの少なくとも1つの挙動をモデル化する、複数のシナリオを生成するステップと、それぞれのエージェントをモデル化するシナリオについて、複数のエージェントとDUTのエージェントとの間の相互作用を監視するステップと、を実行するように構成される。
本明細書で開示される主題は、本明細書の結びにおける特許請求の範囲において詳細に指摘され、且つ明確に特許請求される。開示された実施例の上記の目的、特徴、及び利点並びに他の目的、特徴、及び利点が、添付図面とともに以下の発明を実施するための形態を理解することによって明らかになるであろう。
一実施例による、エージェント及びシナリオを活性化して自律車両の挙動を監視するための監視システムの概略図である。 一実施例による、自律車両用の監視システムを配備するための方法を説明する流れ図である。 一実施例による、監視システムの少なくとも1つのエージェントを生成するための方法を説明する流れ図である。 一実施例による、割り込んで減速するシナリオの開始から終了までの概略説明図である。 一実施例による、割り込んで減速するシナリオの追越し過程の概略説明図である。 一実施例による、割り込んで減速するシナリオの割込み過程の概略説明図である。 一実施例による、割り込んで減速するシナリオの減速過程の概略説明図である。 一実施例による、割り込んで減速するシナリオのカバレッジ・メトリックの概略説明図である。
本明細書で開示される実施例は、本明細書の革新的な教示の多くの有利な用途の実例でしかないことに留意するのは重要なことである。一般に、本出願の明細書における声明は、様々な特許請求の範囲のうちいずれかを必ずしも限定するわけではない。その上に、いくつかの声明はいくつかの独創的な特徴に当てはまっても、他の特徴に当てはまるわけではない。一般に、特に別の指示がなければ、単数の要素は一般性を失うことなく複数であり得、逆の場合も同じである。
自律車両の分野では、人間を上回る完成レベルで車両が動作することが要求される。しかしながら、人間によって設計され且つプログラムされて車両にインストールされた設計及びプログラムにおけるエラー及び障害は、望ましくない予測不能な結果をもたらす恐れがある。それゆえに、データ・ストリームを監視する監視デバイスを動作させるエージェントを生成するために測定可能シナリオ記述言語(MSDL:measurable scenario description language)が使用され、そのようなデータ・ストリームは、MSDLシナリオによって表された挙動と比較したときの監視されている車両の挙動に関する情報をもたらす。エージェントはMSDLを使用して生成され、受信ストリームを監視し、異常、重要な性能指標、及びシナリオ・カバレッジを検知して報告するように実行される。すなわち、監視されている車両の挙動が期待値と異なる場合には、その異常が報告される。MSDLは、監視されている車両の環境内の監視されない要素を記述することも可能である。
図1は、一実施例による、エージェント及びシナリオを活性化して自律車両の挙動を監視するための監視システム100の例示の概略図を表すものである。監視システム100は、メモリ120に対して通信可能に接続された処理ユニット110を備える。メモリ120は、ランダムアクセス・メモリ(RAM:random-access memory)などの揮発性メモリと、読取り専用メモリ(ROM:read-only memory)及びフラッシュ・メモリなどの不揮発性メモリとの両方を備え得る。本明細書でさらに説明されるように、メモリ120は、処理ユニット110によって実行され得る命令を含むように割り当てられたメモリ120の一部を有し得る。
データベース(DB:database)130は、処理ユニット110に対してさらに接続されており、本明細書でさらに論じられるように様々なタイプのデータを含み得る。データベース(DB)130は、処理ユニット110によって実行される命令又は処理ユニット110によって処理されるデータを含み得る。データベース(DB)130は、処理ユニット110によって準備されるか又は処理されるデータをさらに受け入れ得る。データベース(DB)130に含まれるデータは、エージェントなどの前もって準備された構成体を含み得、これらは本明細書でより詳細に論じられる。その上、データベース(DB)130は、たとえばビデオ・クリップといったデータ・ストリームを含み得、これらは開示された実施例によって自律車両の挙動を監視するために使用され得るものである。
処理回路110にはネットワーク・インターフェース140がさらに接続されている。ネットワーク・インターフェース140は、監視システム100がネットワークを通じてデータを送受信することを可能にするものであり、ネットワークは有線でも無線でもよい。関連するタイプのネットワークは、それだけではないが、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN:local area network)、広域ネットワーク(WAN:wide area network)、メトロ・エリア・ネットワーク(MAN:metro area network)、セルラー・ネットワーク、Wi-Fi(登録商標)ネットワーク、及び類似のもの、並びにこれらの任意の組合せを含む。本明細書で説明されるデータ・ストリームは、一実施例では、ネットワーク・インターフェース140を使用する監視システム100に設けられ得る。さらに、入出力(I/O)インターフェース150が処理ユニット110に接続され得る。そのようなインターフェースは、それだけではないが、コンピュータ・スクリーン、タッチスクリーン、キーボード、マウス、及び他の類似の入力デバイス、出力デバイス又は入出力デバイスを含む各種デバイスに接続性をもたらし得る。監視システム100の様々な構成要素の用途は、本明細書でより詳細に説明される。
処理回路110は、1つ又は複数のハードウェア論理素子及び回路として実現され得る。たとえば、制限なく、使用され得る例証となるタイプのハードウェア論理素子は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA:field programmable gate array)、特定用途向け集積回路(ASIC:application-specific integrated circuit)、特定用途専用標準品(ASSP:application-specific standard product)、システムオンチップ・システム(SOC:system-on-a-chip system)、グラフィック処理ユニット(GPU:graphics processing unit)、テンソル処理ユニット(TPU:tensor processing unit)、汎用マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP:digital signal processor)、及び類似のもの、又は計算若しくは他の情報操作を実施することができるその他のハードウェア論理素子を含む。
メモリ120は(たとえばRAMなどの)揮発性でよく、(たとえばROM、フラッシュ・メモリなどの)不揮発性でよく、又はその組合せでもよい。
1つの構成では、本明細書で開示される1つ又は複数の実施例を実施するためのソフトウェアはデータベース130に記憶され得る。別の構成では、メモリ120はソフトウェア・コード125などのソフトウェア・コードを記憶するように構成される。ソフトウェア・コード125は、MSDLを使用して開発された任意の命令を含む。ソフトウェア・コード125は、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と称されようと、別様に称されようと、任意のタイプの命令を意味するように広く解釈されるものとする。命令はコード(たとえばソース・コード・フォーマット、2進コード・フォーマット、実行可能コード・フォーマット、又はその他の適切なフォーマットのコード)を含み得る。処理ユニット110は、命令を実行することにより、本明細書で説明される様々なプロセスを実施する。
データベース(DB)130は、磁気記憶装置、光学記憶装置、及び類似のものなどの任意のタイプの記憶装置でよく、たとえばフラッシュ・メモリ若しくは他のメモリ技術、CD-ROM、デジタル多用途ディスク(DVD:Digital Versatile Disk)、又は所望の情報を記憶するように使用され得るその他の媒体として実現されてよい。
本明細書で説明される実施例は、図1に示された特定の構造に限定されるわけではなく、開示された実施例の範囲から逸脱することなく他の構造が同様に使用され得ることを理解されたい。
監視システム100の動作を示すために実例のシナリオが説明される。他の類似のシナリオが、監視デバイスとして動作する監視システム100で実行するために容易に開発され且つ配備され得ることが理解されよう。即座の実例のために、「割り込んで減速する」シナリオとして既知のシナリオが使用される。これは、1つの自動車が別の自動車(たとえば自律車両)の前に割り込んで減速するという、交通で頻繁に遭遇するシナリオである。
以下は、定義及びシナリオのセットアップから、シナリオの論理的な記述、及びシナリオの最終実現まで、開示された実施例による、「割り込んで減速する」シナリオが取り込まれる様子の、MSDLを使用した段階的な説明である。MSDLは、シミュレーションにおいて又は自律車両が路上にあるときに取り込まれた実際のデータ・ストリームから、自律車両の応答を試験するとき若しくは監視するときに期待される通りに自律車両が動作していることを確実にするために使用される。検証の責任は、本明細書で説明されるように監視システム100を使用してこれらの要素からシナリオを定義するためにMSDLを使用するプログラマ側にある。
所望の挙動の検証又は監視のためのシナリオの定義が、即座の例示的事例において説明される。本発明の範囲から逸脱することなく他のシナリオが可能であることが理解されよう。この事例では、自律車両は、可能な限り車線を維持したまま基本的に一定速度で進んでよい。別の車両が、異なる車線において自律車両の背後から近づいて、自律車両を追い越すことがある。次いで、この車両が、自律車両の車線において自律車両の前へ割り込むことがある。
次いで、この車両が自律車両の車線において自律車両の前で減速すると、自律車両は、この車両から安全距離を保つために必要な対策をとることを強いられる場合がある。所与の実例には、自律車両の挙動と他方の車両の挙動の2つの挙動が含まれることが理解されよう。シナリオの定義は、カバレッジ・メトリック及び検証目標が達成されたことを証明する等級付けメカニズムも定義する。メトリックは、限定ではなく、車間距離及び速度などの操作パラメータを目標とするものである。
実施例によれば、すべてのシナリオが、本明細書で説明されるようにMSDLを使用して定義され、シナリオの実行はたとえばシステム100を使用して監視される。メトリックは、当技術では重要な性能指標(KPI:key performance indicator)とも称される。KPIは、それだけではないが、一般的には速度、距離、加速度、及び類似のものなどの物理的パラメータである。カバレッジ・メトリックは、限定ではなく、一般的には、たとえば「引継ぎが生じたか?」、「割込みが生じたか?」、「左側又は右側からの割込みが生じたか?」などの論理的記述、ブール代数記述、又は離散的記述、クエリ、及び類似のものである。
図2は、一実施例による、自律車両用の監視システム100を配備するための方法を説明する例示の流れ図200である。
S210において、少なくとも被験デバイス(DUT)のエージェントを含む複数のエージェントが生成される。一般的な実施例では、DUTのエージェントは自律車両(AV:autonomous vehicle)用である。各エージェントはMSDLを使用して記述され、使用法の実例が提供され、MSDLの、限定ではない、より詳細な説明が以下に与えられる。
エージェントは、新規に生成されるエージェントを記述するために以前に生成されたエージェントを使用し得る。したがって、エージェントの階層構造が確立される。一実施例では、ルート・エージェントは、直接、又はその階層構造のレベルを通じて、すべてのエージェントを呼び出すエージェントである。エージェントは、DUT、車両、道路、歩道、人、動物、交通信号、コーン、防護壁、自転車、列車、気象要素、危険な要素、及び類似の物理オブジェクトを記述し得る。提供されたリストは網羅的なものではなく、MSDL、エージェントの階層構造又は両方を使用して他のエージェントが記述され得ることを理解されたい。そのようなエージェントは、処理ユニット110によって実行されるユーザ・インターフェース(図示せず)を介して手作業で生成され得、又は自動的に生成され得ることがさらに理解されよう。
自動抽出は、限定ではなく、たとえばビデオ・ストリームといったデータ・ストリームを使用することによって達成され得、エージェントは所望の物理オブジェクト用に生成される。データ・ストリームは、ネットワーク・インターフェース140を通じてリアルタイムで供給されてよく、又はデータベース(DB)130に記憶されてオフラインで使用されてもよい。エージェントは、既に前もって定義されたエージェントは再現しないことを許容する下位階層エージェントへの参照を含み得る。たとえば、限定ではなく、環境照明の変化の結果として車両が照明を動作させるが、ヘッドライトをオンにする物理オブジェクトがエージェントとして既に存在する場合には、車両のエージェントを生成するとき、以前に生成されたエージェントを使用するのが有効であり得る。
S220において複数のシナリオが生成され、シナリオはMSDLを使用して記述されてもよく、エージェントの挙動をモデル化し得る。たとえば、限定ではなく、自動車は運転シナリオを有し得、歩行者は歩行シナリオを有し得、交通信号は信号灯変更シナリオを有し得る、等である。交通シナリオには、実例として、制限なく、DUTの前に自動車が割り込む割込みシナリオ、たとえば2つの別々の車線からDUTの前に2台の自動車が割り込む両側からの割込みシナリオ、自動車がDUTの前に割り込んでから減速する、割り込んで減速するシナリオ、及び類似のものなどの、複数の自動車が相互作用する、より複雑なシナリオがあり得ることを認められたい。
これらの複雑なシナリオは、関与するシナリオにおいて、下位レベルのシナリオを適切に実施するように活性化し得る。すなわち、「割込み」は、自動車の各々について運転シナリオを呼び出してよく、それによって「割込み」シナリオを複数回呼び出す。このリストは網羅的なものではなく、MSDL、シナリオの階層構造又は両方を使用して他のシナリオが記述され得ることが理解されよう。そのようなシナリオは、処理ユニット110によって実行されるユーザ・インターフェース(図示せず)を介して手作業で生成され得、又は自動的に生成され得ることがさらに理解されよう。自動抽出は、たとえば、限定ではなく、そこからシナリオが生成されるビデオ・ストリームなどのデータ・ストリームを使用することによって達成され得る。データ・ストリームは、ネットワーク・インターフェース140を通じてリアルタイムで供給されてよく、又はデータベース(DB)130に記憶されてオフラインで使用されてもよい。本明細書でさらに説明されるように、シナリオは、既に前もって定義されたエージェントは再現しないことを許容する下位階層シナリオへの参照を含み得る。
S230において、生成されたエージェント及びシナリオが、DUTのエージェントの挙動を監視するために監視システム100によって実行される。
S240において、エラー指示が供給されたかどうか検査される。一実施例では、この検査は、いつシナリオが成功裡に生じたか検知してよい。検査するステップは、重要な性能指標(パラメータ)及びそのカバレッジ・データを記憶するステップをさらに含み得る。たとえば、制限なく、DUTのエージェントが低照度の領域に入ったがDUTのヘッドライトが活性化されていないときにはエラーが生成され得る。たとえば割り込んで減速するシナリオといった別の事例では、DUTのエージェントによって実行されることとして、このエージェントが、割り込んでくる車両から安全距離においてDUTを減速させることが予期される。車両間の最小距離は、割り込んで減速するシナリオが一旦検知されると記憶され得る重要な性能指標(KPI)の非限定的な実例であることが理解されよう。S240においてエラーが検知された場合にはS250で実行が継続する。そうでなければS260で実行が継続する。
S250において、エラーが検知されたことを指示する通知が生成される。一実施例では、エラー通知をもたらしたシナリオがさらに与えられ、特定の事例におけるDUTのエージェントに応えてエラーをもたらしたシーケンスの再形成を可能にする他の通知、並びに任意のその組合せが与えられ得る。
S260において、たとえば追加のエージェント及び/又はシナリオを生成することによって、監視を継続するべきかどうかが検査され、継続するべきであればS230で実行を継続する。そうでなければ実行は終結する。
図3は、一実施例による、監視システムの少なくとも1つのエージェントを生成するための方法を説明する例示の流れ図300を表すものである。
S310において、監視システム100によってデータ・ストリームが受け取られる。データ・ストリームは、たとえばリアルタイム・ビデオを求めてネットワーク・インターフェース140を通じて、又はたとえばオフライン・ビデオ処理するためにデータベース(DB)130から、受け取られ得る。
S320において、たとえばDUT、車両、歩道、人、又は類似のものの物理オブジェクトが選択される。選択は、たとえばI/Oネットワーク・インターフェース140に接続されたポインティング・デバイス(図示せず)を、データ・ストリームによって供給された物理オブジェクトを指示して選択するように使用することを可能にするユーザ・インターフェース(図示せず)によって実施され得る。S320における選択は、開示された実施例の範囲から逸脱することなく、物理オブジェクトの各々のエージェントをそれぞれ生成するために、複数の物理オブジェクトを選択するように拡張され得ることが理解されよう。
S330において物理オブジェクトのエージェントが生成され、この物理オブジェクトは以前に定義されたエージェントをさらに使用し得、それによってエージェントの階層構造を生成する。S330において生成されるエージェントは、物理オブジェクトの特性に対応する特定のタイプであり得、オブジェクト・タイプはMSDLを使用して定義される。一実施例では、手動のユーザ介入が、必要なときと場所に応じてエージェントの生成の指示を与えてよい。その上、2つ以上のエージェントが並行して生成され得る。
S340において、生成されたエージェントが、たとえば一実施例におけるメモリ120又は別の実施例におけるデータベース(DB)130などのメモリに記憶される。エージェントは、本明細書で論じられたようにMSDLを使用して生成される。
S350において、たとえば監視システム100によって受け取られたデータ・ストリームを基に、より多くのエージェントが生成されるかどうかが検査され、生成される場合にはS320で実行が継続する。そうでなければ実行は終結する。
図4Aは、一実施例による、割り込んで減速するシナリオの例示の概略説明図400Aである。自律車両(AV)410は図においてEGOと参照され、他の車両420は図においてCARと参照される。したがって、自律車両420は開始ポイント410Sにおいてシナリオを開始し、他の車両420は位置410Sよりも後ろの位置420Sにおいてシナリオを開始する。他の車両420はAV 410に対して0よりも高い相対速度を有し、走行経路440上でAV 410を追い越し、AV 410の車線に割り込んでから減速して、位置420Eに達する。これによって、経路450上を移動しているAV 410は、安全上の必要条件を維持するために他の車両420の速度変化に適応するように減速を強いられることにより、位置420Eでシナリオを終結する。
図4Aで提供された説明は、AV 410を追い越し、割り込んで減速する(図4B~図4D)、といった3つの個別の過程で実施され得る。
図4Bは、一実施例による、割り込んで減速するシナリオの追越し過程の概略説明図400Bである。図4Bで説明された第1の過程は、開始位置と、車両420がAV 410よりも先に出る位置の間で定義される。この過程では、車両420は、同一車線にとどまるAV 410Aを追い越すために、420Sから420Aまで加速して距離440Aを進む。この期間中に、AV 410は410Sにおいて開始して420Aまで継続し、速度及び軌跡を維持して距離450Aを走る。
図4Cは、一実施例による、割り込んで減速するシナリオの割込み過程の概略説明図400Cである。図4Cに表された第2の過程では、420Aにおいて開始した車両が車線を変更し、位置420CにおいてAV 410Aの前に入り、距離440Cを走る。AV 410Aから距離450Cを走ってAV 410Cに到達したこのとき、割込みが攻撃的(すなわち鋭い角度での車線変更及び/又はAV 410Aと車両420Aとの間の短い車間距離)でなければ、引き続きその速度及び軌跡が維持される。第2の過程の最後における車両420Aの速度は、第2の過程の開始における速度以上であり得る。このときAV 410の新規の位置(車両420Aによる割込み後のAV 410)が410Cとして示され、車両420Aは、このとき420C(AV 410Aの前に割り込んだ後の車両420(このときAV 410Aは、別の位置にあるので、AV 410Cと称される))として示されることが理解されよう。
図4Dは、一実施例による、割り込んで減速するシナリオの減速過程の概略説明図400Dである。図4Dに示される第3の過程では、車両420Cがブレーキをかけ、AV 410Cからの距離が450Eのときに、AV 410Cは同様に反応しなければならない。この第3の過程に入るとき、AV 410Cの最終速度はどちらの車両の開始速度よりも低いものである。このシナリオが終わったとき、AV 410はAV 410Eの位置にあり、AV 420はAV 420Eの位置にある。一実施例によれば、MSDLは、シナリオのより小さいサブシナリオ又はサブ過程へのセグメント化を可能にし、たとえば本明細書でさらに説明されるようにdo_serial命令による組込み連鎖メカニズムをもたらし得る。
図5は、一実施例による、割り込んで減速するシナリオのカバレッジ・メトリックの概略説明図である。図5に記述されている表記法は、rel_d_clsは車線変更開始ポイントにおける相対距離を([0..1500]cmにおいて50cm間隔で)記述するものであり、ego_v_clsは車線変更開始ポイントにおけるAV 410の絶対速度を([10..130]km/hにおいて10km/h間隔で)記述するものであり、rel_v_clsは、車線変更開始ポイントにおける車両420のAV 410に対する相対速度を([-33..33]m/sにおいて1m/s間隔で)記述するものであり、rel_d_cleは車線変更終了ポイントにおけるAV 410と車両420との間の相対距離を([0..3000]cmにおいて50cm間隔で)記述するものであり、ego_v_cleは車線変更終了ポイントにおけるAV 410の絶対速度を([10..130]km/hにおいて10km/h間隔で)記述するものであり、rel_v_cleは車線変更終了ポイントにおける車両420のAV 410に対する相対速度を([-33..33]m/sにおいて1m/s間隔で)記述するものである。
上記で説明されたものなどのカバレッジ・メトリック及び類似のもの、並びにそれらの任意の組合せは、開示された実施例によって、シナリオを手作業で実施するか又は自動的に実施するために使用され得る。
割り込んで減速するシナリオの実例は、MSDLを使用して以下のように定義され得る。
Figure 2022533292000002
上記の例では、自動車エージェントのタイプのフィールドcar1、自動車がegoに対して開始する初期の側、及び道路の範囲が定義される。次いで、経路長は[100..250]メートルであり、経路には少なくとも2つの車線が必要である、と制約を加える。
MSDLでは、すべてのフィールドは、特に指定がない限りデフォルトでランダム化することができる。これは、各フィールドが、それらの正規値空間の内部での実行時にランダム値を与えられることを意味する。すべてのフィールドが、そのタイプの値の範囲によって定義された物理量空間、並びに物理量空間とそれに対して適用される何らかの制約との間の共通部分である正規値空間を有する。たとえば、側方フィールドは、適用される制約がないことを所与として、[left,right]の物理量空間及び同じ正規値空間を有する。他方では、経路フィールドが有する物理量空間は、マップが提供することができるすべての道路範囲のセットであり、一方、正規値空間は[100..250]メートル以内の長さ及び少なくとも2つの車線を有する道路範囲のみに縮小される。「+path_」は、選択される道路範囲の特性に対して適用される制約である。一実施例では、MSDLは、シナリオ又はエージェントを定義するのを支援する多数のエージェントを提供し得る。エージェント及びシナリオは、必要に応じて、本明細書で説明されたように自動的に定義され得、又は手作業で定義され得る。いかなるシナリオも、エージェントのコンテキストにおいて定義され且つ実行されなければならない。
したがって、シナリオの挙動は以下のように定義され得る。
Figure 2022533292000003
上記の例では、「do serial」は、定義された順序で連鎖する順次のアクティビティを記述する組込みオペレータである。例示的実施例では、「get_ahead_of_ego」が最初に実行され、「cut_in」が続き、「slow_down」がそれに続く。「phase」は並行アクティビティを記述する別の組込みオペレータである。たとえば「ego_car.drive()」と「car1.drive()」は並行して実行される。それぞれの過程は、開始時点及び終了時点を有する。同様に、「do serial」は最初の過程の開始において始まり、最後の過程の終端において終了する。
過程の終了条件の完全なリストはSDL言語マニュアルに見いだされ得る。一実施例によれば、MSDL監視システム100は、cut_in過程の開始においてcar1がegoの側にあるようにcar1の軌跡を計画する。言い換えれば、MSDLベースの監視システム100は、cut_inの開始において所望位置を得るためにすべての必要な動きを推測するように適合され、それによって、結果として試験技術者の業務が容易になり、より多様で具体的なシナリオが生成されることにより、先行技術の解決策に対する大幅な技術的改善をもたらす。
与えられる記述は、システムがシナリオを引き起こすようにcar1を積極的に制御する状況を記述することが理解されよう。一実施例では、car1はデータ・ストリーム(たとえばビデオ・クリップ)から選択され、「割り込んで減速する」シナリオに記述された相互作用が起こったかどうかを確かめるために監視される。例示的実施例では、システム100(図1)は、car1の制御に関して受動的である。
一実施例では、シナリオの範囲内で、シナリオの定義の中又はシナリオの拡張(「アスペクト」とも称される)の中で、カバレッジをさらに定義することが可能である。以下は、割込みカバー・シナリオの拡張の非限定的な実例である。
Figure 2022533292000004

Figure 2022533292000005
一実施例によれば、カバレッジを定義する試験技術者は、どのパラメータ値をサンプリングするか、それをいつサンプリングするか、といった2つの面を考慮に入れる。MSDL監視システム100を使用して、試験技術者は、サンプリングするべきパラメータを指定するとともにサンプリングする必要のある値のセット(たとえば単位、値範囲)を改良するための構成を与えられる。カバレッジ定義は、パラメータをサンプリングするべき時間における瞬間を規定するイベントを使用する。上記の例では、「change_lane.start」及び「change_lane.end」は、パラメータのサンプリングを活性化するサンプリング・イベントである。試験技術者は所定のイベントを使用することができ、又はそのような所定のイベントを再利用する特化されたイベントを定義して起動することができる。
一実施例によれば、試験フローの第1のステージは、監視システム100にMSDLソースをロードすることである。次のステップでは、シナリオが使用するマップをロードして解釈する。この時点において、MSDL監視システム100はアクションのリストを計画する準備ができている。この過程は、シナリオに記述されていた挙動を、より高い細分性の運転シナリオへと拡張する。また、この過程は、シナリオにおける様々な過程を連鎖させる。
計画過程がうまくいくと、試験はシミュレーションに移る。この過程では、MSDL監視システム100はシミュレータとの相互作用を開始し、計画の目標を達成するために、必要に応じて、シミュレーションを進め、エージェントの動的情報(位置、速度、加速度)を取得して、計画を調節する。特に、いかなるAVシミュレーションでも、状況に対処するために予測不能の判定を採用することができるAVは、交通状況によって微量の予測不可能性を強いられる。これは、計画が必ずしも現実と一致するとは限らないことを意味し、MSDL監視システム100は、それぞれのシミュレーション・ステップの最後に計画を調節することによって、AV挙動の副作用を緩和する。
別の実施例では、MSDLソースファイルはシステム(たとえば監視システム100)にロードされてよい。その後データ・ストリームが供給される。物理オブジェクトの選択に基づき、本明細書で説明されて開示された実施例に従ってエージェントが生成される。次いで、生成されたエージェントのアクティビティが、たとえば「割り込んで減速する」シナリオに関連して監視される。監視システムは、シナリオにおけるステップの出現を検知したときイベントを生成する。カバレッジ情報はシステムによって保存され、それに応じてそれぞれのメッセージが発行される。
以下は、エージェント及びシナリオを定義するために様々な実施例によって利用されるMSDLの説明である。自律車両(AV)又は最新運転者支援システム(ADAS:advanced driver assistance system)の安全性を検証するために、様々な状況又はシナリオにおいて車両の挙動又はシステムを観測するべきである。測定可能シナリオ記述言語(MSDL)を使用すると、環境におけるAVの挙動並びに他のアクタを記述するシナリオを定義して生成することができる。アクタは車両、歩行者、天候、道路条件などを含む。
MSDLシナリオは高レベルの記述であるため、速度、車両タイプ、気象条件などのシナリオ・パラメータを変化させることによってシナリオの多くの具体的な変形形態が生成され得る。一実施例では、MSDLツールは、規定された制約のセットの範囲内で、これらの変形形態を自動的に生成し得る。そのような制約はユーザによって与えられ得る。一実施例では、MSDLツールは、成功した試験からパラメータ・データを収集して集約し、それによってAVの安全性を測定することが可能になる。
MSDLは概ね宣言型のプログラム言語である。自動的に実行する唯一のシナリオはトップレベルのシナリオである。プログラムの実行フローは、トップレベルのシナリオにシナリオを追加することによって制御され得る。MSDLはアスペクト指向のプログラム言語であり、オブジェクトのいくつか又はすべてのインスタンスの挙動又はアスペクトに対する変更は、オブジェクトの元の記述を乱すことなく、特定の検証試験の目的に適合され得る。
MSDLはシナリオを記述するように設計された小規模の領域特化型言語であり、自動車及び歩行者などのアクタ(エージェントと称されることもある)は環境を通って進む。これらのシナリオはパラメータを有し、それによって、アクタ、動き、及び環境の制御及び制約が可能になる。MSDLはシナリオ及び試験の構成を助長するように設計されており、ユーザ独自の技法を用いて複雑な挙動を定義することを可能にするものである。最小限の拡張可能なアクタ及びシナリオのセットは、基本的なビルディング・ブロックを含む。いくつかの組込みシナリオは、並列実行の実施など、すべてのシナリオに共通のタスクを実施する。他の組込みシナリオは、「car.drive」シナリオなどの比較的複雑な挙動を記述する。
これらのシナリオを呼び出すことにより、車両が道を譲れの標識に近づいていることなどの、より複雑な挙動が記述され得る。さらなる複雑さのために複数のシナリオが混合され得る。たとえば、天候シナリオが自動車シナリオと混合され得る。新規のアクタ及び新規のシナリオは、必要に応じて、ゼロから、又は既に定義されているシナリオを使用して、簡単に生成される。たとえば、以下で提示されるシナリオ「cut_in」は、シナリオ「car.drive」を使用して定義される。一実施例では、すべてのシナリオを支持するために標準的なシナリオ・ライブラリが提供される。新規のシナリオ又はカスタマイズされたシナリオが、必要に応じてライブラリに追加される。
MSDLのビルディング・ブロック
MSDLのビルディング・ブロックは、少なくとも以下のものを含むデータ構造である。
・簡単なストラクト - 属性、制約などを含む基本的エンティティ。
・アクタ - ストラクトに類似であるが関連するシナリオも有する。
・シナリオ - アクタの挙動を記述する。
これらのデータ構造は、スカラ値、リスト、及び他の構造を保持する属性を有する。属性値は表現として記述されるか又は外部の方法の定義によって計算される。属性値はkeep()制約を用いて制御可能であり、たとえばkeep(speed < 50kph)とする。
シナリオにおける属性値も、keep()制約又はspeed()などのシナリオ・モディファイアを用いて制御可能である。たとえば、speed(20kph, faster_than: car1)とする。
データ構造はイベントも定義し、たとえばイベントtoo_closeは(distance_between(car1, car2) < 10m)である。シナリオの挙動は、組込みシナリオを呼び出すことによって記述され得る。シナリオを、直列実行モード若しくは並列実行モードで実施するか又は別のシナリオと混合するために、直列、並列、又は混合といったオペレータ・シナリオが、活性化され得、又は呼び出され得る。他の組込みシナリオは、発する、待つ、又はエラー報告などの、時間に関連したアクションを実施する。
例示のシナリオ
実例1は、MSDLを使用して、アクタを定義して拡張するための方法を示すものである。最初に、アクタcar_groupが2つの属性を用いて定義される。次いで、このアクタは、別の属性を追加するために、異なるファイルにおいて拡張される。
Figure 2022533292000006
実例2は、MSDLを使用する、two_phasesという名の、新規のシナリオを定義するための方法を示すものである。このシナリオは、緑色のトラックである単一の属性car1を定義し、直列オペレータ及び並列オペレータを使用してcar1.driveのシナリオを活性化し、次いでspeed()モディファイアを適用する。Two_phasesシナリオは以下のように動作する。
・第1の過程中にcar1は0kphから10kphまで加速する。
・第2の過程中にcar1は10~15kphの速度を維持する。
Figure 2022533292000007
実例3は、実行される試験を以下のように定義する方法を示すものである。
1.たとえばSUMOシミュレータといったシミュレータを使用して試験を実行するために、適切な構成をインポートする。
2.定義されたtwo_phasesシナリオをインポートする。
3.事前に定義された最初は空のtop.mainシナリオを拡張して、インポートされたtwo_phasesシナリオを起動する。
Figure 2022533292000008

実例4は、割込みシナリオを定義するための方法を示すものである。このシナリオでは、car1が、左側又は右側からdut.carの前に割り込む。ego carとも称されるdut.carは事前に定義されている。このシナリオはtwo_phasesよりも抽象的であることに留意されたい。「割込み」シナリオは以下の3つのパラメータを含む。
・cut_inを行う自動車(car1)。
・cut_inの側(左側又は右側)。
・少なくとも2つの車線を有するものと制約された、2台の自動車によって使用される経路(道路)。
次いで、以下のように挙動が定義される。
・第1の過程においてcar1がegoを追い越す。
・第2の過程においてcar1がegoの前に割り込む。
speed()、position()及びlane()といったシナリオ・モディファイアはここで使用される。それぞれが、絶対項又は同一の過程における別の自動車との関係のいずれかで規定され得る。それぞれが、全過程について、又は単に過程の開始ポイント若しくは終了ポイントについて、規定され得る。
Figure 2022533292000009
実例5は、cut_inシナリオを使用してtwo_cut_inシナリオを定義するための方法を示すものである。two_cut_inシナリオは、左側からのcut_inシナリオに続けて右側からのcut_inを実行するものである。その上、包含される2台の自動車の色は異なるものと制約される。
Figure 2022533292000010
実例6は、具体的な値を用いてcut_inを実行するための方法を示すものである。元のcut_inは範囲を指定しており、そのため、それぞれの実行は、デフォルトで、その範囲内でランダム値を選択することになる。試験は、制約を使用して具体的なものとして定義され得る。
Figure 2022533292000011
実例7は、cut_inシナリオ、interceptor_at_yieldと称される別のシナリオ、及びset_weatherシナリオといった複数のシナリオを混合するための方法を示すものである。危険な状況が望まれるため、mix_dangersシナリオは、よくないように(すなわち!nice)制約されたweather_kindタイプの単一の属性を有する。この属性はset_weatherに渡される。
Figure 2022533292000012
実例8はmix_dangersを実行するものである。この場合、非特異性の用語(たとえばよくない天候)ではなく具体的な天候(雨)が規定される。
Figure 2022533292000013
語彙の規定の概要
MSDLはPythonに類似のスクリプト言語である。MSDLプログラムは、ストラクト、アクタ、シナリオなどのタイプを宣言するか若しくは拡張するステートメントから成るか、又はステートメントから成る他のファイルをインポートする。各ステートメントは、ステートメント自体から1単位(一貫した数のスペース)を字下げしたメンバのオプションのリストを含む。ブロックにおける各メンバは、そのタイプに依拠して、メンバそれ自体から1単位を字下げしたそれ自体のメンバ・ブロックを有し得る。したがって、MSDLプログラムの階層構造及びその階層構造における各メンバの場所は、字下げによって厳密に指示される。
通常の字下げは、階層構造の同一レベルのメンバを指示する。連続した階層レベルを指示するために4つのスペース(ブランク)の倍数を使用することが推奨されるが、使用法が一貫している限り、他の単位(2つ、3つなど)の倍数も可能である。ブロック内部の一貫しない字下げはエラーである。コードにおけるタブはスペースに変換される。長すぎて単一の物理行に入らない(文字列以外の)メンバは、改行文字の前にバックスラッシュ文字(\)を置いてから次のラインに続けることができる。しかしながら開小括弧(又は開角括弧[を伴うラインは、バックスラッシュ文字を必要とすることなく改行にわたって流れる。インラインのコメントは、ハッシュタグ文字(#)が先行し、行末で終結する。ブロック・コメントが許容される。ブロックの各ラインは、/*文字で始まって、*/文字で終結する必要がある。入れ子のブロック・コメントが許容される。コメント中の改行やコメントの字下げがコードのネスティングに影響を及ぼすことはない。
MSDLの構成
ステートメントは、プログラムにおける他の構成の外部にあるトップレベルの構成である。ステートメントは以下のものを含む。
・列挙型宣言
・ストラクト宣言
・アクタ宣言
・シナリオ宣言
・シナリオ・モディファイア宣言
・それらの宣言に対する拡張
・インポート・ステートメント
ステートメントは、タイプを定義するか若しくは拡張する、又はステートメントから成るファイルをインポートする、トップレベルの構成である。列挙されたtype declarationsは、明示的に命名された値のセットを定義する。たとえば、列挙型driving_styleは、normalとaggressiveの2つの値のセットを定義し得る。struct declarationsは、様々なタイプの関連データを記憶する複合データ構造を定義する。たとえば、car_collisionと称されるストラクトは、衝突に巻き込まれる車両に関するデータを記憶し得る。actor declarationsは、自動車、歩行者、交通信号灯などのような環境オブジェクトなどのエンティティをモデル化する。ステートメントは、これらのエンティティに関する情報を記憶する複合データ構造である。ストラクトとは対照的に、ステートメントはシナリオ宣言又は拡張にも関連づけられる。したがって、アクタは、関連データと宣言されたアクティビティの両方の収集である。
シナリオ宣言は、1つ又は複数のアクタの挙動又はアクティビティを記述する複合データ構造を定義する。シナリオの挙動は制御され得、シナリオの実行に関するデータは、データ・フィールドと、シナリオ自体における、又はシナリオの関連したアクタ若しくはストラクトにおける、他のメンバと、を宣言することによって収集され得る。例示のシナリオは、car.drive、dut.cut_in、dut.cut_in_with_person_runningなどである。シナリオ・モディファイア宣言は、速度、位置などの属性に制約を加えることによってシナリオの挙動を変更するが、定義するわけではない。シナリオ・モディファイア宣言は、以前に定義されたモディファイアを含み得る。列挙型、ストラクト、アクタ若しくはシナリオの既存のタイプ又はサブタイプに対する拡張は、それを変更することなく元の宣言に追加される。この能力によって、特定の試験又は試験のセットのためにタイプを拡張することが可能になる。
struct、actor又はscenario members。以下の構成は、ストラクト、アクタ又はシナリオの宣言若しくは拡張の内部にのみ出現し得るものである。これらの構成は以下のものを含む。
・カバレッジ定義
・イベント
・フィールド宣言
・フィールド制約(keep())
・外部方法宣言
・サブタイプのとき
シナリオは特定のアクタに関連づけられるが、トップレベルのステートメントとして宣言されることに留意されたい。
この段落に記述される構成は、ストラクト、アクタ又はシナリオのdeclaration若しくはextensionの内部にのみ出現し得るものである。カバー定義は、シナリオ実行に関連したキー・パラメータをサンプリングすることを可能にする。シナリオの複数の実行にわたってこのデータを収集すると、AVの安全性を評価することが可能になる。たとえば、carアクタがフィールドspeedを有する場合には、シナリオ中のキー・ポイントにおけるこのフィールドの値が収集されてよい。
カバー定義は、シナリオのパラメータにアクセスできてシナリオに従ってカバレッジ定義を変化させるシナリオに出現する。field declarationsは、任意のスカラ・タイプ、ストラクト・タイプ若しくはアクタ・タイプ又はこれらのタイプのうち任意のもののリストの、命名されたデータ・フィールドを定義する。このフィールドのデータ型は規定する必要がある。たとえば、このフィールド宣言は、速度タイプのlegal_speedという名のフィールドを定義する。keep()を用いて定義されたフィールド制約は、データ・フィールドに割り当てられ得る値又はデータ・フィールド向けに生成され得る値を制約する。たとえば、次のkeep()制約のために、legal_speedのランダム化された値は120kph未満に保たれる。
keep(legal_speed < 120kph)
この制約は、legal_speedフィールドを参照する暗黙の変数を用いて以下のように書くこともできる。
legal_speed: speed with:
keep(it < 120kph)
イベントは特定の時点を定義する。イベントは、シナリオにおける明示的発行アクション又はそのイベントが結合されている別のイベントの発生によって、立ち上げられる。シナリオ及びシナリオ過程には、規定された条件がtrueのとき、start, end and fail. when subtypesといった3つの所定のイベントがオブジェクトを拡張する。たとえば、アクタmy_carがdriving_styleタイプのフィールドを有する場合、アクタの属性又は挙動は、driving_styleの値がaggressiveのときには、normalのときとは異なり得る。C++、Python、及びe検証言語などの他のプログラム言語で書かれた必須のコードを識別する外部方法宣言が、MSDLプログラムから呼び出され得る。たとえば、シナリオのパラメータを基に値を計算して返す外部方法が呼び出され得る。
シナリオ・メンバ。シナリオ・メンバはシナリオ宣言又は拡張の内部に出現する。シナリオ・メンバは以下のものを含む。
・ストラクト又はアクタにおいて許容されるメンバ
・シナリオ・モディファイア起動
・do(挙動定義)
シナリオには、ストラクト又はアクタにおいて許容されない2つのメンバがある。シナリオ・モディファイアはシナリオの挙動の様々な属性に制約を加えるシナリオである。シナリオ・モディファイアはシナリオの主要な挙動を定義するわけではない。相対モディファイアと絶対モディファイアの両方がある。以下の実例では、speed()モディファイアが、被影響自動車の速度を、car1よりも1~5kph速くなるようにセットする。
speed([1..5]kph, faster_than: car1)
「do」シナリオ・メンバは、起動されたときシナリオの挙動を定義する。
シナリオ起動。次のタイプのシナリオが起動され得る。
・オペレータ・シナリオ
・イベント関連シナリオ
・ゼロ時間シナリオ
・ユーザ定義シナリオ
シナリオ起動は、MSDLプログラムの実行を拡張する。組込みのtop.mainシナリオは自動的に起動される。top.mainは、他のシナリオを起動するように拡張される必要があり、全体のSDLプログラムの挙動を定義する。
エクスプレッション。
エクスプレッションは、ステートメント又はメンバの内部で、規定されたタイプの値を評価するように使用され得る。エクスプレッションは、構成において規定されたものとして許容される。エクスプレッションは、規定されたタイプに評価する必要がある。エクスプレッションは、値を返す外部方法の呼出しを含み得る。
データ型
MSDLは以下のデータ型を定義する。
・一度に1つの値を保持するスカラ型:数値型、論理型、列挙型。
・1つの型の多値を保持するリスト型。
・二重引用符で囲まれた一連のASCII文字を保持する文字列型。
・マップの接合及び区分のリストを保持するリソース型。
・浮動小数点値を保持する実数型。
・複数の型の多値を保持する複合型。
物理型
物理型は空間における物理的運動を特徴づけるように使用され、速度、距離、角度などを含む。エクスプレッションにおけるこれらのタイプのうち1つの値を規定するとき、又はそれに関するカバレッジを定義するときには、それぞれの単位を定義して使用する必要がある。以下の表に示されるように、一般に使用されるタイプの単位の選択肢が選択され得る。物理定数は暗黙のタイプを有する。たとえば、12.5kmは距離の暗黙のタイプを有する。実例:2meters、1.5s、[30..50]kph。
以下は使用される標準的な物理単位である。
加速度:kphps(= kph per second)、mpsps(= meters per second per second)。
角度:deg、degree、rad、radian
angular_speed:degree_per_second、radan_per_second。
距離:mm、millimeter、cm、centimeter、in、inch、feet、m、meter、km、kilometer、mile。
速度:kph、kilometer_per_hour、mph、mile_per_hour。
温度:c、celsius、f、Fehrenheit。
時間:ms、millisecond、s、sec、second、min、minute、hr、hour。
重さ:kg、kilogram、ton。
列挙型
列挙型は、明示的に命名された値のセットを表す。次の実例では、列挙型driving_styleはaggressiveとnormalの2つの値を有する。
type driving_style: [aggressive, normal]
リスト型
リストはMSDLにおいて類似の値のコンテナを記述するやり方である。リストは、データ型からの任意数の要素を含むことができる。たとえば、convoyは、自動車アクタのリスト又はポイントのリストとしてのshapeを含むように宣言され得る。リスト・リテラルは、たとえば次のように品目のコンマ区切りのリストとして定義される。
[point1, point2]
[n..n]の表記法は、範囲用に留保されているのでリストについては許容されない。
リストの実例は次の通りである。
convoy: list of car
shape: list of point
リスト指定の実例は次の通りである。
shape: list of point with:
keep(it == [map.explicit_point(”-15”,0,20m,1),
map.explicit_point(”-15”,0,130m,1)]
リスト制約の実例は次の通りである。
distances: list of distance with:
keep(it == [12km, 13.5km, 70km])
リソース型
リソース型は、接合及び区分を含み、現行マップ上の位置の全体的なリストを保持するように利用される。
複合型
MSDLは、シナリオが、自動車が道を譲れの標識に近づいている、歩行者が街路を横断している、などの挙動を定義する、3つの組込み複合タイプを定義する。シナリオは、他のシナリオを活性化することによって挙動を定義する。MSDLは、動く、加速する、方向転換する、などの基本的な挙動を記述する組込みシナリオのライブラリを提供する。アクタは、一般的には環境における物理エンティティを表し、シナリオが物理エンティティの挙動を定義することを可能にするものである。MSDLは、car、traffic、envなどを含む組込みアクタのセットを提供する。プログラムにおいてmy_carという名称のアクタcarのインスタンスが生成される場合、その組込みシナリオdriveはmy_car.driveとして起動され得る。ストラクトは、関連するデータ・フィールドのセットを定義し、プログラムによってそれらのフィールド向けに割り当てられた値又は生成された値を記憶する。たとえば、ストラクトは、特定の時間における自動車の位置、速度、及び他の自動車からの距離を記憶し得る。
複合型は、新規のデータ又は挙動を含むように拡張され得、それらの定義は、like継承によって新規の複合型に渡され得る。たとえば、所定のアクタcarは、新規のシナリオを含むように拡張され得、又はcarのシナリオを継承する新規のアクタmy_carを生成し、次いで新規のシナリオを追加することができる。複合型は、when継承を使用して、条件付きで拡張され得る。この機能を用いて、特定条件がtrueであるときに限り、型が拡張される。たとえば、アクタmy_carがdriving_styleタイプのフィールドを有する場合、アクタの属性又は挙動は、driving_styleの値がaggressiveのときには、normalのときとは異なり得る。
所定のAVタイプ
MSDLの環境はいくつかの所定のアクタを含む。アクタtopは、以下のアクタのインスタンスを含む。builtinはMSDLの組込みシナリオを表し、av_sim_adapterはMSDLのシミュレータ・インターフェースを表し、mapはアクタが進んだ経路のセットを表し、trafficは自動車、歩行者などを表し、envは環境システムを表すものであって天候及び時間帯などのシナリオを有し、dutはAVシステム又は被験デバイスを表す。trafficの下に、carアクタのcarsと称されるリストがある。dutの下にあるcarタイプのdut.carは、実際のdut自動車(egoとも称される)を表し、場合により、様々な監督機能などに対応する他のアクタを表す。
map、env、traffic及びdutはtopにおけるフィールドとしてインスタンスを作成されるため、これらのフィールドは、階層構造におけるそれらの場所に関係なく、全体的なアクタとして、たとえば以下のように直接アクセスされ得ることに留意されたい。
Figure 2022533292000014

あらゆるアクタが、この階層構造においてアクタを追加するように拡張され得る。MSDLは、実行の前に、又は実行中にアクタを生成することができる。生成に際して、アクタのフィールドは規定された制約に従ってランダム化され、その組込みのstartシナリオがアクティブ・モードで動作し始める。startシナリオによって実行され得る他のシナリオもアクティブ・モードで動作する。シナリオtop.main()は、top.start()から間接的に呼び出される。このシナリオは当初は空であり、試験が何を行うか定義する。したがって、試運転を実行するために、top.mainを拡張することができるcut_in_and_slowシナリオが次のように拡張され得る。
Figure 2022533292000015
所定のenvアクタ
envアクタはグローバル・アクタであり、すべての環境関連のアクティビティを含む。たとえば、envアクタは、weather及びtime_of_dayのような環境を変更するシナリオを有し、たとえば次のようにする。
Figure 2022533292000016

タイプ部分はmorning、noon、evening、又はnightであり、種類はrain、snow、sunshineである。たとえば次のようにする。
Figure 2022533292000017
所定のcarアクタ・フィールド
carアクタの続くフィールドは、許容されたタイプのシミュレータと一致するように、拡張され得、又は制約され得る。これらのフィールドはサンプリングされ、カバレッジ定義に使用され得る。
Figure 2022533292000018

carアクタはまた、driveと称されるシナリオを有する。driveは運転シナリオであり、運転する経路を表す経路パラメータを有する。シナリオ・モディファイアは自動車のdriveシナリオの内部で規定され得る。
所定の列挙型
以下の表には様々な列挙型が列挙されている。
Figure 2022533292000019
ユーザ・タスクの流れ
MSDLがサポートする検証タスクの流れは以下の通りである。
1.検証プロジェクトを計画する。
・都会の運転、ハイウェイ運転、天候、センサ誤動作などのリスク範囲を表すトップレベルのシナリオのカテゴリを識別する。
・シナリオのサブカテゴリを識別する。たとえば、車線変更はハイウェイ運転のサブカテゴリであり得る。
・各シナリオ・サブカテゴリにおける挙動を識別する。たとえば、割り込んで減速することは、車線変更のサブカテゴリにおける挙動であり得る。
・各シナリオがどのくらいくまなくカバーされたか(首尾よく訓練されたか)を判定するためにカバレッジ収集ポイントを識別する。たとえば、割り込んで減速する挙動は、道路条件、距離、及び速度を含むカバレッジ・ポイントを有し得る。
・DUTが様々なシナリオにおいていかに良く動作したかを判断するために使用される検査基準(等級付け)を識別する。
・それらの挙動及びシナリオのカバレッジ目標を識別する。
2.検証環境を生成する。
・下位レベルの組込みシナリオ及びライブラリの中の利用可能なものに基づき、MSDLにおけるシナリオ、挙動及びカバレッジ・ポイントを記述する。
・DUT及び実行プラットフォームを識別する。
・使用され得るその他の追加のツールを識別する。
3.試運転を自動化する。
・場合により相争う車線変更を伴って割り込んで減速することなど、異なるサブカテゴリからのシナリオを混合して、試験を書く。
・道路条件、速度及び可視性などのシナリオの変数に対して異なる値を用いて複数の実行を開始する。
4.障害を分析する。
・衝突又は衝突危険などのあらゆる検査エラーの原因を識別する。
・試験を継続することができるように、DUTを調整するか又は一時的パッチを適用する。
・失敗したすべての実行を自動的に再実行する。
5.進展を見つける。
・検証計画において規定された各目標に関係するカバレッジ・データを分析して、どのシナリオが適切に試験されていないか、を判定する。
・それらの一般的でない事例に及ぶように新規の試験を書く。
本明細書で開示された様々な実施例は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらの任意の組合せとして実施され得るものである。その上に、ソフトウェアは、望ましくは、特定のデバイスの一部、若しくはある特定のデバイス及び/又はデバイスの組合せから成るプログラム記憶ユニット又はコンピュータ可読媒体上に実体的に具現されたアプリケーション・プログラムとして実施される。アプリケーション・プログラムは、任意の適切なアーキテクチャを備えるマシンにアップロードされて実行され得る。望ましくは、マシンは、1つ又は複数の中央処理装置(「CPU」)、メモリ、及び入出力インターフェースなどのハードウェアを有するコンピュータ・プラットフォーム上で実施される。コンピュータ・プラットフォームは、オペレーティング・システム及びマイクロ命令コードも含み得る。本明細書で説明された様々なプロセス及び機能は、マイクロ命令コードの一部、又はアプリケーション・プログラムの一部、又はそれらの任意の組合せのいずれかでよく、そのようなコンピュータ又はプロセッサが明示的に示されているか否かにかかわらず、CPUによって実行される得るものである。加えて、追加のデータ記憶ユニット及び印刷ユニットなどのコンピュータ・プラットフォームに、様々な他の周辺ユニットが接続され得る。その上、非一時的コンピュータ可読媒体は、一時的な伝搬信号を除いたあらゆるコンピュータ可読媒体である。
本明細書で説明されたすべての実例及び条件付き言語は、発明者によって当技術を促進するように寄与されて開示された実施例及び概念の原理を読者が理解するのを支援するようにとの教育的な目的が意図されており、そのような特に詳述された実例及び条件を制限することのないように解釈されるべきである。その上に、開示された実施例の原理、態様、及び実施例、並びにその具体例を詳述する本明細書のすべての声明は、その構造的等価物及び機能的等価物を包含するように意図されている。加えて、そのような等価物は、現在知られている等価物ばかりでなく、将来開発される等価物、すなわち、構造には関係なく、同一の機能を実施するあらゆる開発される要素の両方を含むように意図されている。
本明細書で使用されるように、品目のリストを伴う「少なくとも1つの」という慣用句は、列挙された品目のうちの任意のものが個々に利用され得るか、又は列挙された品目のうちの2つ以上の任意の組合せが利用され得ることを意味する。たとえば、「A、B、及びCのうちの少なくとも1つ」を含むと記述されたシステムは、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとBの組合せ、BとCの組合せ、AとCの組合せ、又はAとBとCの組合せを含み得る。

Claims (27)

  1. 被験デバイス(DUT)の適切な挙動を監視するための方法であって、
    各々が物理オブジェクトを記述する複数のエージェントを生成するステップであって、前記複数のエージェントのうちの少なくとも1つが前記DUTのエージェントである、複数のエージェントを生成するステップと、
    複数のシナリオを生成するステップであって、各シナリオが前記複数のエージェントのうちの少なくとも1つの挙動をモデル化する、複数のシナリオを生成するステップと、
    それぞれのエージェントをモデル化するシナリオについて、前記複数のエージェントと前記DUTのエージェントとの間の相互作用を監視するステップと、
    を含む方法。
  2. 少なくとも1つの物理オブジェクトのデータ・ストリームを受け取るステップであって、前記物理オブジェクトのエージェントを生成するステップが受け取られた前記データ・ストリームに基づくものである、データ・ストリームを受け取るステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  3. 複数の物理オブジェクトのデータ・ストリームを受け取るステップと、
    前記複数のオブジェクトのうちの少なくとも1つのオブジェクトに関して少なくとも1つのシナリオを生成するステップと、
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  4. 物理オブジェクトが、車両、道路、歩道、人、動物、交通信号、コーン、防護壁、自転車、列車、気象要素、及び危険な要素のうちの少なくとも1つを記述する、請求項1に記載の方法。
  5. 前記DUTのエージェントが自律車両(AV)である、請求項1に記載の方法。
  6. 前記複数のシナリオのうちの第1のシナリオが、前記複数のシナリオのうちの少なくとも第2のシナリオを含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記複数のシナリオのうちの1つのシナリオが、別の車両に対する前方への割込み、別の車両の左側車線からの割込み、別の車両の右側車線からの割込み、2つの車線からの同時の割込み、前記自律車両の前で減速すること、前記自律車両の前に割り込んで減速すること、及び交通信号の変化のうちの少なくとも1つを記述する、請求項1に記載の方法。
  8. 監視されたイベントを検知したときの通知、重要な性能指標(KPI)、及びカバレッジ情報のうちの少なくとも1つを生成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  9. 前記データ・ストリームが1つ以上のビデオ・セグメントを含む、請求項1に記載の方法。
  10. 前記複数のエージェントのうちの少なくとも2つを、並行して、又は順次に実行するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  11. 前記複数のシナリオのうちの少なくとも2つを、並行して、又は順次に実行するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  12. 前記複数のシナリオのうちの各シナリオ及び前記複数のエージェントのうちの各エージェントが、測定可能シナリオ記述言語(MSDL)で記述されている、請求項1に記載の方法。
  13. 前記MSDLが前記自律車両及び物理オブジェクトの前記挙動を記述するための宣言型プログラム言語である、請求項12に記載の方法。
  14. 請求項1に記載の方法を処理回路に実行させるための命令を記憶している非一時的コンピュータ可読媒体。
  15. 被験デバイス(DUT)の適切な挙動を監視するためのシステムであって、
    ネットワーク・インターフェースと、
    入出力(I/O)インターフェースと、
    データベースと、
    前記ネットワーク・インターフェース、前記I/Oインターフェース、及び前記データベースに対して通信可能に接続された処理ユニットであって、供給された複数の命令を実行するように適合された処理ユニットと、
    実行するための命令を一部に含むメモリと、
    を備え、前記処理ユニットが前記命令を実行するとき、
    各々が物理オブジェクトを記述する複数のエージェントを生成するステップであって、前記複数のエージェントのうちの少なくとも1つが前記DUTのエージェントである、複数のエージェントを生成するステップと、
    複数のシナリオを生成するステップであって、各シナリオが前記複数のエージェントのうちの少なくとも1つの挙動をモデル化する、複数のシナリオを生成するステップと、
    それぞれのエージェントをモデル化するシナリオについて、前記複数のエージェントと前記DUTのエージェントとの間の相互作用を監視するステップと、
    を行うように適合されるシステム。
  16. 前記システムが、少なくとも1つの物理オブジェクトのデータ・ストリームを受け取るようにさらに構成されており、前記物理オブジェクトのエージェントを生成するステップが、受け取られた前記データ・ストリームに基づくものである、請求項15に記載のシステム。
  17. 複数の物理オブジェクトのデータ・ストリームを受け取り、
    前記複数のオブジェクトのうちの少なくとも1つのオブジェクトに関して少なくとも1つのシナリオを生成するようにさらに構成されている、請求項15に記載のシステム。
  18. 物理オブジェクトが、車両、道路、歩道、人、動物、交通信号、コーン、防護壁、自転車、列車、気象要素、及び危険な要素のうちの少なくとも1つを記述する、請求項15に記載のシステム。
  19. 前記DUTのエージェントが自律車両(AV)である、請求項15に記載のシステム。
  20. 前記複数のシナリオのうちの第1のシナリオが、前記複数のシナリオのうちの少なくとも第2のシナリオを含む、請求項15に記載のシステム。
  21. 前記複数のシナリオのうちの1つのシナリオが、別の車両に対する前方への割込み、別の車両の左側車線からの割込み、別の車両の右側車線からの割込み、2つの車線からの同時の割込み、前記自律車両の前で減速すること、前記自律車両の前に割り込んで減速すること、及び交通信号の変化のうちの少なくとも1つを記述する、請求項15に記載のシステム。
  22. 監視されたイベントを検知したときの通知、重要な性能指標(KPI)、及びカバレッジ情報のうちの少なくとも1つを生成するようにさらに構成されている、請求項15に記載のシステム。
  23. 前記データ・ストリームが1つ以上のビデオ・セグメントを含む、請求項15に記載のシステム。
  24. 前記複数のエージェントのうちの少なくとも2つを、並行して、又は順次に実行するようにさらに構成されている、請求項15に記載のシステム。
  25. 前記複数のシナリオのうちの少なくとも2つを、並行して、又は順次に実行するようにさらに構成されている、請求項15に記載のシステム。
  26. 前記複数のシナリオのうちの各シナリオ及び前記複数のエージェントのうちの各エージェントが、測定可能シナリオ記述言語(MSDL)で記述されている、請求項15に記載のシステム。
  27. 前記MSDLが前記自律車両及び物理オブジェクトの前記挙動を記述するための宣言型プログラム言語である、請求項26に記載のシステム。
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