JP2023072153A - 経路予測装置、経路予測方法、および車両管制システム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献3では予測に使用する特定車両が道路上に存在しない場合において、合流路の消失点を前記特定車両の代わりに使用する変形例が記載されている。しかし、特定車両が存在する場合には合流路の消失点を考慮した予測を行うことができないため、特許文献3の変形例は汎用的な合流予測に使用できない。すなわち、合流の予測において、合流に特化した予測機能を実装することが必要となる。
従って、道路実態ごとに異なる機能(プログラム)を搭載する必要があるため、プログラムサイズ、あるいは、消費メモリ量が大きくなるという問題があった。
自車の位置と速度、前記自車の周辺を走行する周辺車両の位置と速度、および前記自車の周辺の地図情報を取得する情報取得部と、
他車の割込みを誘発する誘発要因を基に、前記周辺車両が前記自車の走行車線上に割込むか否かを判定する割込み判定部と、
前記地図情報から得られる道路情報を用いて、前記周辺車両のうち割込むと判定された割込み車両の走行に影響を与えると予想される仮想車両の道路上での走行位置を決定する仮想車両設定部と、
一の前記周辺車両の走行位置に対する、前記自車の走行位置、他の前記周辺車両の走行位置、前記仮想車両の走行位置、および前記道路情報に基づいて、一の前記周辺車両の走行経路を予測する経路予測部と、
を備えたものである。
図1は、実施の形態1の経路予測装置100の構成の一例を示すブロック図である。
実施の形態1の経路予測装置100は、レーダー、あるいは車速センサーなど、車両200に搭載した情報提供装置10の車両センサー1で取得した自車周辺情報を入力とし、自車の周辺車両の走行経路についての予測結果を出力する。
ここで、割込み誘発要因とは、合流、あるいは車線数減少などの道路の実態を指す。また、割込みとは、自車の走行車線上に周辺車両が侵入する行為を指し、自車の直前への割込みだけに限定するものではない。
以下では、割込み誘発要因が合流である場合を例に説明する。
ここでは、自車の走行車線上への割込みが想定される割込み車両(以下、予測対象車両とも呼ぶ)に対して、割込み車両と道路との位置関係に基づいて仮想車両を設定する。ここで、仮想車両とは、割込み車両の経路予測処理において、割込み車両に影響を与える車両のことを意味し、予測対象車両の位置から割込み終端(合流路では合流終端)までの任意の位置に設定することが可能である。
例えば、設定方法の一例として、割込み車両と割込み車両の前方の合流路終端の中央に停止している仮想車両を想定することができる(図2参照)。その他の設定方法の例については、後程詳しく述べる。
経路予測部では、複数の自車の周辺車両に対して、自車および周辺車両としての他車および上述の仮想車両および道路の、少なくとも位置関係に基づいて、各周辺車両の走行経路を予測する。また、このとき、自車および周辺車両の速度、あるいは加速度を用いることで、より高度な予測を行ってもよい。
ここで、予測の方法としては、合流に特化する必要はなく、一般の走行ルールに従った経路予測方法を用いることができる。
経路予測方法の一例として、ここでは、周辺車両は道路実態に従って等速走行し、前方の車両と衝突しそうになれば右車線に車線変更するという規則に従った予測を行う。
図3は、経路予測装置100の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
まず、情報取得部20で自車周辺情報を取得する(ステップS1)。
次に、自車が走行する道路の割込み誘発要因による割込みの判定を行うため、取得した自車周辺情報を割込み判定部21に取り込む(ステップS2)。
次に、割込み判定部21で割込みが発生するか否かを判断する(ステップS3)。
その結果、割込みが発生すると予測される場合には、割込み車両(割込みが予想される車両のこと)に対する仮想車両を仮想車両設定部22にて設定し(ステップS4)、その後、次のステップ(ステップS5)へ進む。一方、割込みが発生しないと予測される場合には、そのまま、次のステップ(ステップS5)へ進む。
次に、自車の各周辺車両(自車の周辺に位置する複数の周辺車両それぞれ)に対して、自車と周辺車両との位置関係に基づき、自車の周辺車両ごとに、対応する経路を経路予測部23で予測する(ステップS5)。
次に、上記経路予測部23で予測した周辺車両ごとの予測結果を制御部30に出力する(ステップS6)。
なお、ここでは、割込み車両1台毎に仮想車両を設定しているが、同一合流路上の複数の車両に対して割込みが予想される場合は、複数車両に対して1台の仮想車両を設定してもよい。
仮想車両設定部について、以下、第1の具体例である実施例1について説明する(図4参照)。この実施例1は、特に、自車3の周辺車両4と、合流路終端などの割込み誘発要因の起点との間に、仮想車両5を設定した場合の例である。図4Aは、直進が安全なため、車線変更尤度が低い例を示している。図4Bは、直進すると事故が発生する可能性が高まるため、車線変更尤度が高まる例を示している。
この例においては、合流路終端に設定すると、終端に近づくまで車線変更するとの仮想の尤度が高まらないため、仮想車両5は予測対象の車両である周辺車両4と合流路終端の間の任意の位置に設定可能とする。また、仮想車両5と全車両との衝突判定を行ってもよいし、他の車両の経路予測に影響を与えないよう、仮想車両5は割込み車両以外には衝突判定を行わないものとしてもよい。
仮想車両設定部について、以下、第2の具体例である実施例2について説明する(図5参照)。この実施例2は、特に、周辺車両の走行位置から一定距離離れた前方位置に、仮想車両の走行位置を変更して設定した場合の例である(図5参照)。
この例では、特に、合流路が長い場合において、仮想車両が遠すぎるために予測対象の車両と仮想車両の衝突可能性が低いと判定され、車線変更の尤度が低くなる。
従って、この例においては、予測対象の車両から一定の距離離れた前方位置に仮想車両を設定することで車線変更尤度を高い状態で保つことができる。
仮想車両設定部について、以下、第3の具体例である実施例3について説明する(図6参照)。この実施例3は、特に、周辺車両の走行位置と割込み誘発要因の起点となる位置とが近づくほど、仮想車両が周辺車両に近づくように仮想車両を設定する例である。
この例は、特に、ドライバーが人間である場合の例であり、この場合においては、合流する際、合流路終端で停止するとその後の合流が難しくなることをドライバーが理解しているため、合流路終端が近づくと衝突可能性が多少高くても車線変更を行うことがある場合の例である。すなわち、予測対象の車両と終端の位置に応じて動的に仮想車両位置を変化させるようにする(図6A参照。この図6Aでは、予測対象の車両の走行位置と合流路終端のちょうど中央の位置になるように仮想車両位置を配置した例を示す)か、あるいは、予測対象の車両より遅い速度で仮想車両を設定するようにする(図6B参照。図6Aとの差異はチューニング性にある。)。
この例の場合には、合流路の終端が近づくにつれて車線変更尤度が高まるように仮想車両の位置または速度を設定する。これにより、上記ドライバーの考え方に沿った予測を実現することが可能となる。
仮想車両設定部について、以下、第4の具体例である実施例4について説明する(図7参照)。この実施例4は、特に、周辺車両の後方位置に仮想車両を設定するようにする場合の例である。
この例では、特に、位置関係次第では、予測対象の車両の減速仮定の尤度が車線変更仮定の尤度より高くなる。ドライバーが人間の場合には、合流路で減速・停車してしまうとその後の合流行動の難易度が高くなるため、合流路では可能な限り減速せずに車線変更したいと考える場合がある。図7Aでは、減速が最も安全なため尤度が高まる場合の例を示しており、図7Bでは、後方に仮想車両を設定することで、減速の尤度を低下させる場合の例を示している。
この例の場合には、仮想車両を合流路の後方に設定することで、ドライバーの考え方を再現し、減速仮定の尤度が低くなるように調整可能となる。
仮想車両設定部について、以下、第5の具体例である実施例5について説明する(図8参照)。この実施例5は、特に、周辺車両から一定距離離れた後方位置に仮想車両の位置を設定するようにする場合の例である。
この例では、特に、予測対象の車両の後方の一定位置に仮想車両を設定することにより、減速の尤度を低い状態で保つことが可能となる。
仮想車両設定部について、以下、第6の具体例である実施例6について説明する(図9参照)。この実施例6は、特に、周辺車両の走行位置と割込み誘発要因の起点となる位置とが近づくほど、仮想車両が周辺車両に近づくように仮想車両を設定する場合の例である。
以下、実施の形態2の経路予測装置について、図10を用いて順に説明する。ここでは、特に、実施の形態1の経路予測装置と異なる点を中心に、以下説明する。
車両検知部231は、周辺車両に対して、自車または他の周辺車両または仮想車両のいずれかとの衝突可能性のある周辺車両を検知する。このとき、前述のように仮想車両は特定車両の衝突可能性にのみ影響する。
この衝突可能性は、車両間の距離が閾値以内という単純な計算で求めても良いし、車両の位置、速度、加速度等の状態から算出した各車両の将来の位置関係から算出してもよい。
仮想経路生成部232は、車両検知部231で検知された衝突可能性がある車両(この車両も予測対象車両に含まれる。この予測対象車両は一の周辺車両とも呼ぶ)に対して、衝突を回避するための1つ以上の仮定した行動を定める。この仮定した行動の例としては、速度維持、減速、車線変更などが挙げられる。
仮想経路予測部233は、定められた行動の仮定に対して、予測対象車両が各仮定を選択した場合の経路を予測する。
ここで、予測方法は何を用いてもよく、例えば以下のようなルールで決定してもかまわない。
(a)速度維持:現在の速度を維持し、車線方向に等速度運動を行う。
(b)減速:一定の減速度で車線方向に等加速度運動を行う。
(c)車線変更:左または右の車線に等速で車線変更行動を行う。
尤度算出部234では、仮想予測経路(図11中に、右向きの矢印で示した)に基づき、仮定された行動が発生する確率を示す尤度を算出する。
その他、経路上の最小接近距離を尤度とする、尤度の合計が1になるよう正規化した値を尤度とする、仮定毎に尤度に重みをつける、などを行ってもよい。
また、合流終端が近づくほど仮想車両と予測対象車両が近づくように、予測対象車両と合流終端の距離の関数で仮想車両の設定を設定する、または、予測対象車両より遅い速度で走行する仮想車両を設定してもよい(図6A、図6B参照)。
また、これらの手法を予測対象車両と合流路終端の距離に応じて切り替える方法を採用することも可能である。
さらに、1台の予測対象車両に対して複数の仮想車両を設定することも可能である。例えば、テーパー部始端と合流路終端に仮想車両を設定することで、予測対象車両が合流路終端から遠い場合には予測対象車両とテーパー部の位置関係によって経路予測を行い、予測対象車両がテーパー部に侵入している場合は予測対象車両と合流車両終端の位置関係によって経路予測を行うなど、柔軟な経路予測が可能となる。
予測対象車両の後方20mというような固定位置でもよい(図8参照)。また、合流終端が近づくほど仮想車両と予測対象車両が近づくように、予測対象車両と合流終端との距離の関数で仮想車両を配置する位置を設定する、または、予測対象車両より速い速度で走行する仮想車両を設定してもよい(図9A、図9B参照)。また、これらの手法を予測対象車両と合流路終端の距離に応じて切り替える手法としてもよい。
さらに、周辺車両前方と後方にそれぞれ異なる仮想車両を設定してもよい。
図12は、経路予測装置100aの動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
まず、情報取得部20で自車周辺情報を取得する(ステップS11)。
次に、自車が走行する道路の道路情報に起因する割込みの判定を行うため、取得した自車周辺情報を割込み判定部21に取り込む(ステップS12)。
次に、割込み判定部21で道路情報に起因する割込みが発生するか否かを判断する(ステップS13)。その結果、割込みが発生すると予測される場合には、割込み車両(割込みが予想される車両のこと。予測対象車両とも呼ぶ)に対する仮想車両を仮想車両設定部22にて設定し(ステップS14)、仮想車両設定部が持つ情報を出力する。一方、割込みが発生しないと予測される場合には、仮想車両設定部が持つ情報をそのまま出力する。
次に、衝突可能性がある車両(これらの車両を車両1,車両2、・・・、車両Nmaxとする)を検出する(ステップS15)。
次に、上記Nmaxの値を受け取り、引数NをN=1として与える(ステップS16)。
次に、衝突可能性がある車両全てに以下の3工程を順に実施する(ステップS17)。
(1)衝突を回避するための仮定を定める(ステップS18)。
(2)仮定に基づき予測経路を算出する(ステップS19)。
(3)算出した予測経路に基づき尤度を算出する(ステップS20)。
次に、新たな引数NをN=N+1から求める(ステップS21)。
新たなNとNmaxとを比較し、NがNmax以下か否かを判断する(ステップS22)。そして、NがNmax以下であれば、上記ステップS17に戻り処理を続行する。NがNmaxより大きければ、処理を終了する。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
自車の位置と速度、前記自車の周辺を走行する周辺車両の位置と速度、および前記自車の周辺の地図情報を取得する情報取得部と、
他車の割込みを誘発する誘発要因を基に、前記周辺車両が前記自車の走行車線上に割込むか否かを判定する割込み判定部と、
前記地図情報から得られる道路情報を用いて、前記周辺車両のうち割込むと判定された割込み車両の走行に影響を与えると予想される仮想車両の道路上での走行位置を決定する仮想車両設定部と、
一の前記周辺車両の走行位置に対する、前記自車の走行位置、前記仮想車両の走行位置、および前記道路情報に基づいて、一の前記周辺車両の走行経路を予測する経路予測部と、
を備えたものである。
自車の位置と速度、前記自車の周辺を走行する周辺車両の位置と速度、および前記自車の周辺の地図情報を取得する情報取得部と、
他車の割込みを誘発する誘発要因を基に、前記周辺車両が前記自車の走行車線上に割込むか否かを判定する割込み判定部と、
前記地図情報から得られる道路情報を用いて、前記周辺車両のうち割込むと判定された割込み車両の走行に影響を与えると予想される仮想車両の道路上での走行位置を決定するとともに、前記周辺車両のうち割込むと判定された割込み車両の、少なくとも位置を含む走行情報と、前記地図情報から得られる道路情報と、を用いて、前記仮想車両の道路上での走行位置を決定する仮想車両設定部と、
一の前記周辺車両の走行位置に対する、前記自車の走行位置、前記仮想車両の走行位置、および前記道路情報に基づいて、一の前記周辺車両の走行経路を予測する経路予測部と、
を備えたものである。
Claims (11)
- 自車の位置と速度、前記自車の周辺を走行する周辺車両の位置と速度、および前記自車の周辺の地図情報を取得する情報取得部と、
他車の割込みを誘発する誘発要因を基に、前記周辺車両が前記自車の走行車線上に割込むか否かを判定する割込み判定部と、
前記地図情報から得られる道路情報を用いて、前記周辺車両のうち割込むと判定された割込み車両の走行に影響を与えると予想される仮想車両の道路上での走行位置を決定する仮想車両設定部と、
一の前記周辺車両の走行位置に対する、前記自車の走行位置、他の前記周辺車両の走行位置、前記仮想車両の走行位置、および前記道路情報に基づいて、一の前記周辺車両の走行経路を予測する経路予測部と、
を備えたことを特徴とする経路予測装置。 - 前記仮想車両設定部は、前記周辺車両のうち割込むと判定された割込み車両の、少なくとも位置を含む走行情報と、前記地図情報から得られる道路情報と、を用いて、前記仮想車両の道路上での走行位置を決定することを特徴とする請求項1に記載の経路予測装置。
- 前記経路予測部は、
前記自車、一の前記周辺車両、あるいは前記仮想車両のいずれかと衝突可能性のある他の前記周辺車両を検知する車両検知部と、
前記車両検知部で検知された他の前記周辺車両との衝突を回避するための仮の走行経路を生成する仮想経路生成部と、
前記仮の走行経路を予測する仮想経路予測部と、
前記仮想経路予測部で予測された仮想経路に基づき前記仮の走行経路が発生する確率を示す尤度を算出する尤度算出部と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の経路予測装置。 - 前記仮想車両設定部は、前記周辺車両の走行位置と合流路終端を含む割込み誘発要因の起点となる位置との間に前記仮想車両の走行位置を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の経路予測装置。 - 前記仮想車両設定部は、前記周辺車両の走行位置から一定距離離れた前方位置に、前記仮想車両の走行位置を変更する、
ことを特徴とする請求項4に記載の経路予測装置。 - 前記仮想車両設定部は、前記周辺車両と前記誘発要因とが近づく程度に応じて、前記仮想車両が前記周辺車両に近づくように前記仮想車両を配置する、
ことを特徴とする請求項4に記載の経路予測装置。 - 前記仮想車両設定部は、前記周辺車両の後方に前記仮想車両を配置する、
ことを特徴とする請求項1に記載の経路予測装置。 - 前記仮想車両設定部は、前記周辺車両から一定距離離れた後方位置に、前記仮想車両の位置を変更して設定する、
ことを特徴とする請求項7に記載の経路予測装置。 - 前記仮想車両設定部は、前記周辺車両と前記誘発要因が近づく程度に応じて前記仮想車両が前記周辺車両に近づくように前記仮想車両を配置する、
ことを特徴とする請求項7に記載の経路予測装置。 - 請求項1に記載の経路予測装置を用いて車両の走行経路を予測する経路予測方法であって、
前記情報取得部で自車周辺情報を取得する工程と、
自車が走行する道路での他車の割込みを誘発する割込み誘発要因による割込みの判定を行うため、取得した自車周辺情報を前記割込み判定部に取り込む工程と、
前記割込み判定部で割込みが発生するか否かを判断する工程と、
複数の周辺車両に対して、自車と各周辺車両との位置関係に基づき、周辺車両ごとに対応する経路を前記経路予測部で予測する工程と、
を含むことを特徴とする経路予測方法。 - 請求項1に記載の経路予測装置が搭載され、
車両センサーと制御部とが搭載された車両とネットワークを経由して接続されることにより、前記車両の経路予測を行う、
ことを特徴とする車両管制システム。
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