JP5056752B2 - 車両制御装置および車両制御方法 - Google Patents
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Description
Nr’=logKp(ε1/P0)・・・(数式1)
(ここで、Kpは前記第1の収束演算の評価関数の減少係数を表し、ε1は前記第1の収束演算の所定の閾値を表し、P0は前記第1の収束演算の評価関数の初期値を表す。)
N’=T/(Nr・tp+tq)・・・(数式2)
(ここで、Tは前記演算許容時間を表し、tpは前記第1の収束演算の1回に必要な時間を表し、tqは前記第2の収束演算の1回に必要な時間を表す。)
ε2=Q0・Kq^N・・・(数式3)
(ここで、Q0は前記第2の収束演算の評価関数の初期値、Kqは前記第2の収束演算の評価関数の減少係数を表す。)
Nr’=logKp(ε1/P0)・・・(数式1)
(ここで、Kpは前記第1の収束演算の評価関数の減少係数を表し、ε1は前記第1の収束演算の所定の閾値を表し、P0は前記第1の収束演算の評価関数の初期値を表す。)
N’=T/(Nr・tp+tq)・・・(数式2)
(ここで、Tは前記演算許容時間を表し、tpは前記第1の収束演算の1回に必要な時間を表し、tqは前記第2の収束演算の1回に必要な時間を表す。)
ε2=Q0・Kq^N・・・(数式3)
(ここで、Q0は前記第2の収束演算の評価関数の初期値、Kqは前記第2の収束演算の評価関数の減少係数を表す。)
まず、本発明にかかる目標走行軌跡演算方法を実施するための電子制御装置および本発明にかかる車両走行制御装置を包含する本実施の形態のシステム(以下では本システムと記載する場合がある。)の構成について図1を参照して説明する。図1は、本システムの構成の一例を示すブロック図である。
次に、上述のように構成される本システムが行う目標走行軌跡演算処理の一例について、以下に図2および3を参照して詳細に説明する。
車両の目標走行軌跡演算処理の詳細について図2を参照して説明する。目標走行軌跡の最適化演算の計算時間を短縮するためには収束判定を行う閾値を大きくする必要があるものの、設定条件の中には、車両の運動方程式や道路形状等が含まれているため、安全を考慮する場面において設定条件に走行軌跡が収まっているかどうかを判断する閾値を安易に大きくすることは、車両の運動が道路幅に収まらない可能性が発生するため避けたほうが良い。そこで、以下の処理においては、所定の閾値を達成することが要求される設定条件を満たすために必要な収束演算の処理時間を確保し、当該処理時間と演算全体の計算許容時間から拘束条件に対する収束演算の実行回数を求めることで、計算許容時間内で最適化演算を終了させることができる拘束条件の閾値を算出している。図2は、本システムが行う目標走行軌跡演算処理の一例を示すフローチャートである。
車両の目標走行軌跡演算処理の詳細について図3を参照して説明する。図3は、本実施の形態における目標走行軌跡演算処理の一例を示すフローチャートである。
Nr’=logKp(ε1/P0)・・・(数式1)
そして、当該Nr’の小数点以下を切り上げることにより、設定条件の閾値ε1を満たすために必要な収束演算回数Nrを算出する。
N’=T/(Nr・tp+tq)・・・(数式2)
そして、当該N’の小数点以下を切り捨てることにより、実行可能回数Nを算出する。
ε2=Q0・Kq^N・・・(数式3)
Kp’=Kp/(Nr/Nr_temp)・・・(数式4)
そして、修正部102fは、当該減少係数Kp’を定数ファイル106bに格納される減少係数Kpに上書きする。また、修正部102fは、評価関数Qの評価値Q_nと前回の評価関数Qの演算時に得られた評価値Q_n−1との割合に基づいて減少係数Kq’を算出する。具体的には、以下の数式5に基づいて減少係数Kq’を算出する。
Kq’=(Kq+(Q_n/Q_n−1))/2・・・(数式5)
そして、修正部102fは、当該減少係数Kq’を定数ファイル106bに格納される減少係数Kqに上書きする。
本実施の形態によれば、車両の運動範囲に応じて設定される設定条件を満たすために必要な収束演算の実行可能回数Nを演算し、実行可能回数Nと車両の走行に関する優先事項に応じて設定される拘束条件についての評価関数Qの初期値Q0および減少係数Kqに基づいて、閾値ε2を設定し、算出された走行軌跡に対して評価関数Qを用いて評価値Q_nを算出し、当該評価値Q_nが設定された閾値を満たすか否か判定を行い、当該閾値Q_nを満たすと判定された場合、当該走行軌跡を出力する。これにより、従来手法では、関数P,Qが一定の閾値ε1,ε2を下回った場合、評価関数Iが十分小さくなり、収束したと判断して演算を終了していた。ここには、走行計画の精度に関する項目しか含まれておらず、演算時間自体は全く考慮されていなかったため、従来手法では与えられた演算時間内に全ての計算を終了することができない可能性があった。本実施の形態では、計算時間に制限がある最適化演算において演算の繰り返し回数が計算機の計算能力等により最初に設定され、当該回数に基づいて最適化演算に対する拘束条件の達成を判定する閾値ε2も設定されるため、状況に合わせて精度を保ちつつ演算を限られた時間で終わらせ、車載の車両制御装置において理想的な走行軌跡を算出することができるという効果を奏する。
102 制御部
102a 回数演算部
102b 閾値設定部
102c 走行軌跡演算部
102d 評価関数演算部
102e 閾値判定部
102f 修正部
102g 車両走行制御部
106 記憶部
106a 道路区間情報ファイル
106b 定数ファイル
200 道路区間情報入力装置
Claims (6)
- 車両の運動条件および道路の形状条件を含む設定条件、および、走行軌跡の優先条件を含む拘束条件に従って、前記走行軌跡を前記設定条件に収めるための第1の収束演算および前記拘束条件に収めるための第2の収束演算を実行する、少なくとも制御部を備えた車両制御装置であって、
前記制御部は、
前記第1の収束演算を収束させる演算回数に基づき、演算許容時間内に演算が終了する前記第2の収束演算の実行可能回数を演算する回数演算手段と、
前記回数演算手段により演算された前記実行可能回数と、前記拘束条件についての評価関数の初期値と、前記第2の収束演算毎の前記評価関数の減少係数と、に基づいて、前記第2の収束演算を終了するための閾値を設定する閾値設定手段と、
を備えたことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記演算回数は、
前記設定条件についての評価関数の初期値および減少係数と、前記第1の収束演算を終了させる所定の閾値と、に基づいて、演算され、
前記回数演算手段は、
当該演算回数と、演算許容時間と、前記第1の収束演算の1回に必要な時間と、前記第2の収束演算の1回に必要な時間と、に基づいて、前記第2の収束演算の実行可能回数を演算すること、
を特徴とする車両制御装置。 - 請求項2に記載の車両制御装置において、
前記演算回数は、
後記の数式1により得られるNr’の小数点以下を切り上げた値Nrであり、
Nr’=logKp(ε1/P0)・・・(数式1)
(ここで、Kpは前記第1の収束演算の評価関数の減少係数を表し、ε1は前記第1の収束演算の所定の閾値を表し、P0は前記第1の収束演算の評価関数の初期値を表す。)
前記回数演算手段は、
当該Nrを用いて後記の数式2により得られるN’を算出し、N’の小数点以下を切り捨てて、前記実行可能回数(N)を算出し、
N’=T/(Nr・tp+tq)・・・(数式2)
(ここで、Tは前記演算許容時間を表し、tpは前記第1の収束演算の1回に必要な時間を表し、tqは前記第2の収束演算の1回に必要な時間を表す。)
前記閾値設定手段は、
後記の数式3に基づいて、前記第2の収束演算を終了するための閾値ε2を設定すること、
ε2=Q0・Kq^N・・・(数式3)
(ここで、Q0は前記第2の収束演算の評価関数の初期値、Kqは前記第2の収束演算の評価関数の減少係数を表す。)
を特徴とする車両制御装置。 - 車両の運動条件および道路の形状条件を含む設定条件、および、走行軌跡の優先条件を含む拘束条件に従って、前記走行軌跡を前記設定条件に収めるための第1の収束演算および前記拘束条件に収めるための第2の収束演算を実行する、少なくとも制御部を備えた車両制御装置において実行される車両制御方法であって、
前記制御部において実行される、
前記第1の収束演算を収束させる演算回数に基づき、演算許容時間内に演算が終了する前記第2の収束演算の実行可能回数を演算する回数演算ステップと、
前記回数演算ステップにて演算された前記実行可能回数と、前記拘束条件についての評価関数の初期値と、前記第2の収束演算毎の前記評価関数の減少係数と、に基づいて、前記第2の収束演算を終了するための閾値を設定する閾値設定ステップと、
を含むことを特徴とする車両制御方法。 - 請求項4に記載の車両制御方法において、
前記演算回数は、
前記設定条件についての評価関数の初期値および減少係数と、前記第1の収束演算を終了させる所定の閾値と、に基づいて、演算され、
前記回数演算ステップは、
当該演算回数と、演算許容時間と、前記第1の収束演算の1回に必要な時間と、前記第2の収束演算の1回に必要な時間と、に基づいて、前記第2の収束演算の実行可能回数を演算すること、
を特徴とする車両制御方法。 - 請求項5に記載の車両制御方法において、
前記演算回数は、
後記の数式1により得られるNr’の小数点以下を切り上げた値Nrであり、
Nr’=logKp(ε1/P0)・・・(数式1)
(ここで、Kpは前記第1の収束演算の評価関数の減少係数を表し、ε1は前記第1の収束演算の所定の閾値を表し、P0は前記第1の収束演算の評価関数の初期値を表す。)
前記回数演算ステップは、
当該Nrを用いて後記の数式2により得られるN’を算出し、N’の小数点以下を切り捨てて、前記実行可能回数(N)を算出し、
N’=T/(Nr・tp+tq)・・・(数式2)
(ここで、Tは前記演算許容時間を表し、tpは前記第1の収束演算の1回に必要な時間を表し、tqは前記第2の収束演算の1回に必要な時間を表す。)
前記閾値設定ステップは、
後記の数式3に基づいて、前記第2の収束演算を終了するための閾値ε2を設定すること、
ε2=Q0・Kq^N・・・(数式3)
(ここで、Q0は前記第2の収束演算の評価関数の初期値、Kqは前記第2の収束演算の評価関数の減少係数を表す。)
を特徴とする車両制御方法。
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