JP6308032B2 - System and method for generating driving maneuvers - Google Patents
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Description
本開示は、概して、車両の運転操作を生成するシステムおよび方法に関する。 The present disclosure relates generally to systems and methods for generating vehicle driving maneuvers.
近年、自動車の動作はますます自律的になってきている。車両は、運転経験の一部を自動化する運転補助を装備していることがある。運転補助の例としては、駐車アシスト、アクティブブレーキアシスト、アダプティブクルーズコントロール、車線保持/変更支援が挙げられる。かかる運転補助は、センサ、カメラ、GPSなど、車両アーキテクチャの構成要素を利用して、車両および車両環境を継続的に監視する。そして、車両および車両環境に関する情報は、様々な運転操作または車両の走行経路を生成するのに使用される。運転者によって命令されると、運転補助は、車両が運転操作を自律的または半自律的に実施し実行するように制御する。その結果、運転者に対する運転の負担が低減され、かつ/または運転者の安全性が改善される。 In recent years, the behavior of automobiles has become increasingly autonomous. The vehicle may be equipped with driving assistance that automates part of the driving experience. Examples of driving assistance include parking assistance, active brake assistance, adaptive cruise control, and lane keeping / change assistance. Such driving assistance utilizes vehicle architecture components such as sensors, cameras, and GPS to continuously monitor the vehicle and vehicle environment. Information on the vehicle and the vehicle environment is used to generate various driving operations or travel routes of the vehicle. When commanded by the driver, the driving assistance controls the vehicle to perform and execute the driving operation autonomously or semi-autonomously. As a result, the driving burden on the driver is reduced and / or the safety of the driver is improved.
特許文献1(即ち、米国特許第8,170,736B2)は、車線中央維持または車線変更運転操作のための所望の経路を生成する、車線変更アダプティブクルーズコントロールデバイスについて開示している。したがって、運転者によって指示されると、対象車両は、生成した所望の経路にしたがって、車線中央維持または車線変更運転操作を自律的に実行する。 U.S. Pat. No. 6,170,736 discloses a lane change adaptive cruise control device that generates a desired route for lane center maintenance or lane change driving operations. Therefore, when instructed by the driver, the target vehicle autonomously executes the lane center maintenance or lane change driving operation according to the generated desired route.
車線中央維持/変更操作のための所望の経路を生成するため、特許文献1のデバイスは、対象車両の経路の比較的近くもしくは経路内に車両または障害物がないものと仮定する。したがって、他の車両も対象車両の近傍を走行していると(即ち、交通条件)、かかるデバイスは、車線中央維持/変更操作を安全に実施することができない。さらに、特許文献1のデバイスは、対象車両が辿る操縦経路を生成するだけである。換言すれば、車線中央維持/変更操作を実行している間、対象車両は一定速度で操縦経路に沿って操舵するだけである。特許文献1のデバイスは、対象車両を加速/減速させることによって前後方向速度を調節しない。したがって、かかるデバイスは、追越し、合流、交差点の通過など、操縦入力に加えて前後方向の加速/減速を要する運転操作を実施することはできない。
In order to generate a desired route for a lane center maintaining / changing operation, it is assumed that the device of US Pat. Therefore, when other vehicles are also driving in the vicinity of the target vehicle (that is, traffic conditions), such a device cannot safely perform the lane center maintaining / changing operation. Furthermore, the device of
したがって、交通条件を含む任意の種類の運転状況で実施できる運転操作生成システムが必要とされている。さらに、加速、減速、および/または操縦入力を必要とする複雑な運転操作を実施できる運転操作生成システムが必要とされている。 Therefore, there is a need for a driving operation generation system that can be implemented in any type of driving situation including traffic conditions. Furthermore, there is a need for a driving maneuver generation system that can perform complex driving maneuvers that require acceleration, deceleration, and / or maneuvering input.
本開示の1つの目的は、交通条件を計上した考慮した運転操作を生成するシステムおよび方法を提供することである。 One object of the present disclosure is to provide a system and method for generating driving operations that account for traffic conditions.
本開示の1つの態様では、システムは、車両の運転操作を生成する。システムは、複数の運転操作を生成する運転操作生成部と、車両の環境に基づいて危険度を計算する危険度計算部と、少なくとも危険度計算部によって計算された危険度に基づいて、複数の運転操作それぞれのコストを計算するコスト計算部と、コスト計算部によって計算されたコストに基づいて、複数の運転操作の中から選択運転操作を選択する運転操作評価部と、選択運転操作に基づいて車両制御コマンドを生成する運動コマンド生成部とを含む。 In one aspect of the present disclosure, the system generates a driving operation for the vehicle. The system includes a driving operation generation unit that generates a plurality of driving operations, a risk level calculation unit that calculates a risk level based on a vehicle environment, and at least a risk level calculated by the risk level calculation unit. Based on a cost calculation unit that calculates the cost of each driving operation, a driving operation evaluation unit that selects a selected driving operation from a plurality of driving operations based on the cost calculated by the cost calculating unit, and a selected driving operation A movement command generation unit that generates a vehicle control command.
本開示の別の態様では、車両の運転操作を生成する方法は、所定の運転操作パターンを格納すること、車両の環境および車両の状態を認識すること、所定の運転操作パターンを初期化すること、所定の運転操作パターン、車両の環境、または車両の状態の少なくとも1つに基づいて、複数の運転操作を生成することを含む。その方法は、車両の環境に基づいて危険度を計算すること、危険度に基づいて複数の運転操作それぞれのコストを計算すること、リスト上の複数の運転操作の中から選択運転操作を選択すること、複数の運転操作それぞれのコストに基づいて、リスト上の複数の運転操作をランキング順に並べ替えること、車両制御コマンドを生成するため、選択運転操作を実行することも含む。 In another aspect of the present disclosure, a method for generating a driving operation of a vehicle includes storing a predetermined driving operation pattern, recognizing a vehicle environment and a vehicle state, and initializing the predetermined driving operation pattern. Generating a plurality of driving operations based on at least one of a predetermined driving operation pattern, a vehicle environment, or a vehicle state. The method calculates a risk based on the environment of the vehicle, calculates a cost of each of a plurality of driving operations based on the risk, and selects a selected driving operation from a plurality of driving operations on a list In other words, based on the cost of each of the plurality of driving operations, rearranging the plurality of driving operations on the list in the ranking order, and executing the selected driving operation to generate the vehicle control command.
本開示のさらに別の態様では、方法は、選択運転操作を実行している間の車両の環境を評価すること、選択運転操作を実行している間の現在の危険度を計算すること、複数の緊急時操作を生成すること、現在の危険度を危険度閾値と比較すること、現在の危険度が危険度閾値よりも高い場合、選択運転操作を取り消すこと、複数の緊急時操作の中から選択緊急時操作を選択すること、選択緊急時操作を実行することを含む。 In yet another aspect of the present disclosure, the method includes evaluating a vehicle environment while performing a selected driving operation, calculating a current risk level while performing the selected driving operation, Generating an emergency operation, comparing the current risk level with a risk threshold value, canceling the selected driving operation when the current risk level is higher than the risk threshold value, and from among multiple emergency operations Including selecting a selected emergency operation and performing a selected emergency operation.
本開示の別の態様では、車両の運転操作を生成する方法は、所定の運転操作パターンを格納すること、車両の環境および車両の状態を認識すること、所定の運転操作パターンを初期化すること、所定の運転操作パターン、車両の環境、車両の状態、またはユーザの要求の少なくとも1つに基づいて、複数の運転操作を生成することを含む。その方法は、車両の環境に基づいて危険度を計算すること、危険度に基づいて複数の運転操作それぞれのコストを計算すること、リスト上の複数の運転操作の中から選択運転操作を選択するステップと、複数の運転操作それぞれのコストに基づいて、リスト上の複数の運転操作をランキング順に並べ替えること、車両制御コマンドを生成するため、選択運転操作を実行することも含む。 In another aspect of the present disclosure, a method for generating a driving operation of a vehicle includes storing a predetermined driving operation pattern, recognizing a vehicle environment and a vehicle state, and initializing the predetermined driving operation pattern. Generating a plurality of driving operations based on at least one of a predetermined driving operation pattern, a vehicle environment, a vehicle state, or a user request. The method calculates a risk based on the environment of the vehicle, calculates a cost of each of a plurality of driving operations based on the risk, and selects a selected driving operation from a plurality of driving operations on a list Based on the step and the cost of each of the plurality of driving operations, rearranging the plurality of driving operations on the list in order of ranking, and executing the selected driving operation to generate a vehicle control command.
上述の構成を発明したことによって、運転操作を生成するシステムおよび方法は、所定運転操作パターン、車両の周囲環境、車両の状態、またはユーザの要求に基づいて、複数の運転操作を生成する。複数の運転操作は、選択運転操作を選択するため、危険度およびコストなどの基準にしたがって評価される。そして、選択運転操作が、自律的または半自律的に実行される。さらに、選択運転操作を実行している間、緊急事態が起こると判断された場合、現在実行している選択運転操作の代わりに、緊急時操作が選択され実行される。 By inventing the above-described configuration, the system and method for generating a driving operation generates a plurality of driving operations based on a predetermined driving operation pattern, a surrounding environment of the vehicle, a vehicle state, or a user request. The plurality of driving operations are evaluated according to criteria such as risk and cost in order to select the selected driving operation. Then, the selected driving operation is executed autonomously or semi-autonomously. Further, when it is determined that an emergency occurs while executing the selected driving operation, the emergency operation is selected and executed instead of the currently selected driving operation.
適用可能なさらなる範囲は、本明細書において提供される説明から明白になるであろう。説明および特定の例は単なる例示を目的とすることが意図されたもので、本開示の範囲を限定しようとするものではないことが理解されるべきである。 Further scope of applicability will become apparent from the description provided herein. It should be understood that the description and specific examples are intended for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the present disclosure.
本開示の目的、特徴、および利点は、添付図面を参照してなされる以下の詳細な説明によって、より明白になるであろう。
以下の説明は、本質的に、単なる例示にすぎず、本開示、用途、または使用を限定しようとするものではない。図面全体を通して、対応する参照番号は、同様のまたは対応する部分もしくは特徴を示すことが理解されるべきである。 The following description is merely exemplary in nature and is not intended to limit the present disclosure, application, or uses. It should be understood that throughout the drawings, corresponding reference numerals indicate like or corresponding parts or features.
本開示に関して、最初に図1を参照すると、対象車両に常駐される、運転操作生成システム1が示されている。システム1は、道路標示、他の車両、静止物体、交通標識など、対象車両の周りの環境を検出するための、デジタルマップ11、カメラ12、およびセンサ14を含む。センサ14は、レーダー、ライダー、ステレオ、ソナー、および/または赤外線センサを含んでもよい。さらに、カメラ12およびセンサ14は、対象車両の前部、側部、および/または後部の周りの様々な位置に搭載されてもよい。システム1は、カメラ12もしくはセンサ14の特定の数、位置、および/またはタイプに限定されないことが、当業者には理解されるべきである。
With respect to the present disclosure, referring first to FIG. 1, a driving
システム1はまた、運転者との通信および対話のための人間−機械インターフェース18(HMI)を含む。運転者は、システム1によって生成され、車両によって実施される運転操作のタイプを、HMI18を使用して入力および/または選択してもよい。システム1は、実行のための運転操作が生成されると、HMI18を通して運転者に指示を求めてもよい。運転者はまた、HMI18を通して、運転操作を実行または取消しするように、システム1に命令してもよい。
The
システム1は、コントローラエリアネットワーク(CAN)などの通信プロトコルに基づいたローカルエリアネットワーク(LAN)を介して提供される、車両状態情報16を受信する。車両状態情報16は、車輪速度、前後方向/横方向加速度、操舵角、ヨー、エンジン回転速度、ブレーキ作動など、対象車両の走行および/または操作に関する様々な情報を含んでもよい。車両状態情報16は、対象車両の車両アーキテクチャおよび様々なサブシステムによって決定され提供されてもよい。車両状態情報16はまた、ナビゲーションデバイスによって提供される、全地球測位システム(GPS)位置情報および慣性測定装置(IMU)情報など、車両の位置、方位、および慣性情報を含んでもよい。車両状態情報16は上述の車両状態情報の例に限定されないことが、当業者には理解されるべきである。車両状態情報16は、LANを介して通信される、対象車両上に常駐している様々なサブシステムによって提供される、他のタイプの車両情報を含んでもよい。
The
システム1は、デジタルマップ11、カメラ12、センサ14、車両状態情報16、およびHMI18によって提供される情報を受信するコントローラ10を含む。コントローラ10は、CPU、ならびにROM、RAM、EEPROMなどのメモリを含む。コントローラ10はまた、車両/環境データ処理部20、運転操作生成部22、危険度計算部24、コスト計算部26、運転操作評価部28、および運動コマンド生成部30を含む。コントローラ10は、デジタルマップ11、カメラ12、センサ14、車両状態情報16、およびHMI18から受信した情報を処理して、運転操作を生成する。コントローラ10は、ステアリングコントローラ32およびアクセル/ブレーキコントローラ34に対して制御信号を出力して、運転操作を実行する。
The
車両/環境データ処理部20は、デジタルマップ11、カメラ12、およびセンサ14から受信した情報を処理して、対象車両の周りの環境を継続的に認識し監視する。車両/環境データ処理部20は、形状、輪郭、外形、傾斜度、曲率など、対象車両が走行している道路の態様を特定する。同様に、車両/環境データ処理部20は、車線データ、道路標示、交通標識などの態様を特定することによって、道路の安全で適法な走行のための条件を特定してもよい。さらに、車両/環境データ処理部20はまた、他の車両、歩行者、道路上および道路沿いの障害物など、対象車両に対する静止/移動物体の位置、サイズ、運動性、および挙動を含む、対象車両を取り囲む環境の態様を特定し監視してもよい。
The vehicle / environment
運転操作生成部22は、複数の代替運転操作を生成し、その中から、選択運転操作が対象車両によって実行される。選択運転操作は、最大の乗客快適性(即ち、低いジャーク、高いスムースさ/快適性など)ならびに/または最大の安全マージン(即ち、低いスリップおよび尻振り)を提供する運転操作であってもよい。
The driving
複数の代替運転操作は、運転操作を実施するときの車両の移動をモデル化する、所定の複数の運転操作パターン(即ち、運転操作の包括的テンプレート)に基づくものであってもよい。所定の複数の運転操作パターンは、任意のタイプの運転状況(例えば、車両追越し、車線変更、車線合流、交差点通過、左折/右折、車間距離保持/車線維持など)に対する運転操作をモデル化するのに使用されてもよい。運転操作生成部22は、車両状態情報、交通条件、道路および環境の態様などにしたがって、所定の運転操作パターンを修正して、調節済み運転操作を生成する。運転操作は、一連の小さい連続セグメントの組み合わせである。運転操作生成部22はまた、複数の代替運転操作を生成するために、所定の運転操作のセグメントの開始および終了条件を無作為に変更する。運転操作生成部22はまた、複数の代替運転操作のいずれかが、車両の動的閾値パラメータ(例えば、最大横方向/前後方向速度、加速度、最大曲率など)を超過するか否かを判定してもよい。車両の動的閾値パラメータを超過する運転操作は、選択運転操作としての考慮から除去または排除されてもよい。
The plurality of alternative driving operations may be based on a predetermined plurality of driving operation patterns (that is, a comprehensive template of driving operations) that models movement of the vehicle when the driving operation is performed. The predetermined plurality of driving operation patterns model driving operations for any type of driving situation (eg, overtaking vehicle, changing lanes, lane merging, crossing intersections, turning left / right, keeping distance between lanes / maintaining lanes, etc.) May be used. The driving
危険度計算部24は、詳細には後述するが、運転操作を実施するときに周囲環境によって対象車両に与えられる総合危険度を計算する。総合危険度は、選択運転操作(即ち、実行すべき運転操作)を選択するために、運転操作生成部22によって生成される複数の代替運転操作を評価するのに使用される。危険度計算部24は、運転操作を実施するときに、道路および対象車両を取り囲む環境によって対象車両に与えられる様々なリスクおよび危険度に基づいて、総合危険度を計算する。リスクおよび危険度は、デジタルマップ11、カメラ12、およびセンサ14によって検出され、車両/環境データ処理部20によって特定されてもよく、危険度計算部24は、かかるリスクおよび危険度にしたがって総合危険度を計算する。さらに、危険度計算部24は、総合危険度を所定の危険度閾値と比較してもよい。計算された総合危険度が所定の危険度閾値を超過した場合、その運転操作は安全でないと見なされ、運転操作の実行が中止されたり、代替運転操作(即ち、総合危険度がより低い運転操作)が実行されたりする。
Although described later in detail, the risk
コスト計算部26は、詳細には後述するが、運転操作生成部22によって生成された複数の代替運転操作それぞれを実行する総コストを計算する。運転操作を実行する総コストによって、システム1が、運転操作を実行する場合の乗客の快適性(即ち、ジャーク、スムースさ/快適性など)または安全マージン(即ち、スリップもしくは尻振り)など、運転操作の態様を定量化することが可能になる。さらに、後述するように、複数の代替運転操作それぞれの総コストを計算するとき、運転操作を実行する総コストを低減する運転操作が、より低い総コストを有することによって、優先的にバイアスされてもよい(即ち、実行運転操作として選択される可能性がより高くなってもよい)。
As will be described in detail later, the
運転操作評価部28は、(図示しない)リストまたはテーブル上の複数の代替運転操作を並べ替え、ランク付けする。複数の代替運転操作は、各運転操作の総コストに基づいた順序で、リストまたはテーブル上でランク付けされてもよい。例えば、より低い総コストを有する運転操作は、より高い総コストを有する運転操作よりも上にランク付けされてもよい。その結果、選択運転操作は、運転操作評価部28によってリストから選択される。選択運転操作は、最低総コストを有するリスト上の運転操作であってもよい。
The driving
運動コマンド生成部30は、対象車両が選択運転操作を実行するように、ステアリングコントローラ32およびアクセル/ブレーキコントローラ34に対して車両制御コマンド信号を出力する。
The movement
さらに、詳細には後述するように、選択運転操作(例えば、最低総コスト運転操作)を実行している間、運転操作評価部28が選択運転操作を評価し調節してもよい。例えば、車両/環境データ処理部20が、複数の代替運転操作の生成プロセス中に最初は考慮されなかった物体または障害物を検出した場合、あるいは、移動物体パラメータ(即ち、周囲の車両もしくは物体の位置/速度/加速度)の不正確な推定によって総合危険度が変化した場合、運転操作評価部28は、現在実行中の選択運転操作を取り消し、代替または緊急時運転操作を代わりに実行してもよい。
Further, as will be described in detail later, the driving
(所定の運転操作パターン)
以下の説明では、図2Aおよび2Bのフローチャートを参照する。図2AのステップS1において、車両/環境データ処理部20は、デジタルマップ11、カメラ12、およびセンサ14によって受信された情報を処理して、道路の形状、輪郭、外形、傾斜度、車線データ、車線、交通標識など、対象車両が走行している道路の態様を特定する。同様に、物体のサイズ、速度、挙動、横方向/前後方向加速度、位置(例えば、GPSなど、主車両の任意のローカル座標系もしくはグローバル座標系を使用して決定される)、方向指示灯など、対象車両の近くにある周囲の物体に関する様々な情報が判定されてもよい。さらに、ステップS1では、車両/環境データ処理部20は、車両状態情報16を処理して、対象車両の走行状態を判定する。車両状態情報は、車輪速度、前後方向/横方向加速度、操舵角、ヨー、ロール、ピッチ、エンジン回転速度、ブレーキ作動、GPS情報などを含んでもよい。
(Predetermined driving operation pattern)
In the following description, reference is made to the flowcharts of FIGS. 2A and 2B. In step S1 of FIG. 2A, the vehicle / environment
ステップS2において、運転操作生成部22は、運転操作を生成するために、所定の運転操作パターン(即ち、運転操作の包括的テンプレート)を初期化する。所定の運転操作パターンは、運転操作を実施するときの車両の移動をモデル化したものである。例えば、図3は、所定の運転操作パターン100の追越し経路40にしたがって対向車線62に入ることによって、走行車線60に居る対象車両Aがやはり走行車線60に居る先行車両Bを追い越す際の、追越し操作のための所定の運転操作パターン100の一例を示している。
In step S2, the driving
一般に、ほとんどのタイプの運転操作(例えば、車両追越し、車線変更、車線合流、交差点通過、左折/右折、車間距離保持/車線保持など)は、所定の複数の運転操作パターンとしてモデル化され得る。さらに、所定の運転操作パターンは、任意のタイプの運転状況に対して修正され更新されてもよい。所定の運転操作パターンの入力パラメータ(例えば、速度、加速度、操舵角など)は、対象車両の速度/加速度、物体までの距離、車線幅、交通条件などの態様に基づいて、運転状況に応じて修正されてもよい。さらに、所与の運転操作に対する所定の運転操作パターンは、道路形状または周囲の物体にしたがって変化してもよい。換言すれば、直線道路における追越し運転操作に対する所定の運転操作パターンは、曲線道路における追越し運転操作とは異なってもよい。後述するように、所定の運転操作パターンは、対向車線を走行すること、道路上の他の車両、道路の危険度(例えば、曲線道路または死角)などによるリスクのような、運転操作を実行することの危険度/リスクを考慮に入れていない。 In general, most types of driving operations (eg, overtaking vehicles, changing lanes, lane merging, crossing intersections, turning left / right, keeping distance between lanes / holding lanes, etc.) can be modeled as a plurality of predetermined driving operation patterns. Furthermore, the predetermined driving operation pattern may be corrected and updated for any type of driving situation. Input parameters (for example, speed, acceleration, steering angle, etc.) of a predetermined driving operation pattern are determined according to driving conditions based on aspects such as speed / acceleration of the target vehicle, distance to an object, lane width, and traffic conditions. It may be modified. Further, the predetermined driving operation pattern for a given driving operation may vary according to the road shape or surrounding objects. In other words, the predetermined driving operation pattern for the overtaking driving operation on the straight road may be different from the overtaking driving operation on the curved road. As will be described later, the predetermined driving operation pattern executes a driving operation such as a risk caused by traveling in an oncoming lane, another vehicle on the road, a road risk level (for example, a curved road or a blind spot), and the like. Does not take into account the risk / risk of
様々な運転状況に対する所定の複数の運転操作パターンは、予め定められ、コントローラ10のメモリに格納されてもよい。それにより、適切な所定の運転操作パターンが、実施される運転操作のタイプに基づいて選択されてもよい。本発明は上述の運転操作のみに限定されないことが、当業者には理解されるべきである。任意の運転操作が、所定の運転操作パターンとして定義され、コントローラ10に格納されてもよい。
A plurality of predetermined driving operation patterns for various driving situations may be determined in advance and stored in the memory of the
所定の運転操作パターンはさらに、複数のより小さい連続セグメントへと分割され、それによって運転操作は、対象車両によって連続してそれぞれ実行される一連のより小さい連続的な移動へと単純化される。例えば、図4Aに示されるように、所定の運転操作パターン100は6つのセグメント110〜160に分割される。各セグメントは、対象車両Aによって実行される単一の移動を定義する。セグメント110では、対象車両Aは、先行車両Bによって引き起こされるカメラ12およびセンサ14の妨害を低減するのに十分である、先行車両Bの後方からの横方向距離を操作することによって実施される、中心線横方向距離アライメント(center line lateral distance alignment)運転操作を定義する。換言すれば、対象車両が横方向距離を移動した場合、センサ検出範囲が改善され得る。セグメント120では、対象車両Aは、追越しに適した速度まで加速/減速することによって実施される、前後方向加速度調節運転操作を定義する。セグメント130では、対象車両Aは、先行車両Bを安全に追い越すために、先行車両Bの後方から対向車線62に入る際に十分な横方向距離を持つように操作することによって実施される、右車線変更運転操作を定義する。セグメント140で、対象車両Aは、対象車両Aと先行車両Bとの間の安全距離を作り出すため、先行車両Bを追い抜くまで対向車線での速度を維持し、対向車線62に留まることによって実施される、追抜き運転操作を定義する。セグメント150で、対象車両Aは、走行車線60に戻ることによって実施される、左車線変更運転操作を定義する。セグメント160で、対象車両Aは、対象車両Aが道路上での通常の走行に適したより安全な速度に戻るために、前後方向速度を低減させることによって実施される、前後方向速度調節運転操作を定義する。このようにして、セグメント110〜160を組み合わせて、所定の運転操作パターン100が形成される。
The predetermined driving operation pattern is further divided into a plurality of smaller continuous segments, whereby the driving operation is simplified into a series of smaller continuous movements each successively executed by the target vehicle. For example, as shown in FIG. 4A, the predetermined
(初期の長さおよび終了時間)
図4Aでは、所定の運転操作パターン100の各セグメントは、初期長さdsiおよび初期終了時間tsiを有する。初期長さdsiおよび初期終了時間tsiは、各セグメントの開始時間、終了時間、および長さを決定するために計算される。例えば、以下では、初期長さdsiおよび初期終了時間tsiを計算する方法が提示される。初期長さdsiおよび初期終了時間tsiは、対象車両Aの初期速度(v1)、先行車両Bの初期速度(v2)、対象車両Aと先行車両Bとの間の距離(d1)、追越し後の走行距離(d2)、車線変更前の安全距離(sf)、および車線変更後の安全距離(sb)など、対象車両Aおよび先行車両Bの入力パラメータに基づいて計算される。さらに、初期長さdsiおよび初期終了時間tsiは、因数kiおよびαiを使用して計算される。因数kiおよびαiは、実験/シミュレーションによって決定され、例えば、スムースさ/快適性または安全マージンの望ましい程度に応じて、運転操作を調節するための重み付け因数として使用される。因数kiおよびαiについては、後により詳しく説明する。
(Initial length and end time)
In FIG. 4A, each segment of the predetermined
所定の運転操作パターン100の各セグメントの初期長さdsiおよび初期終了時間tsiは、入力パラメータならびに因数kiおよびαiを、以下の数式(1)〜(12)に入力することによって計算される。
(数1) ds1=k1・d1
(数2) ts1=ds1/[α1(v1−v2)]
(数3) ds2=k2・d1
(数4) ts2=ts1+ds2/[α2(v1−v2)]
(数5) ds3=k3・sf
(数6) ts3=ts2+sf/[α3(v1−v2)]
(数7) ds4=k4・sb
(数8) ts4=ts3+sb/[α4(v1−v2)]
(数9) ds5=k5・d2
(数10) ts5=ts4+ds5/[α5(v1−v2)]
(数11) ds6=k6・d2
(数12) ts6=ts5+ds6/[α6(v1−v2)]
The initial length d si and the initial end time t si of each segment of the predetermined
( Equation 1) d s1 = k 1 · d 1
( Expression 2) t s1 = d s1 / [α 1 (v 1 −v 2 )]
( Expression 3) d s2 = k 2 · d 1
(Number 4) t s2 = t s1 + d s2 / [α 2 (v 1 -v 2)]
( Equation 5) d s3 = k 3 · s f
(Number 6) t s3 = t s2 + s f / [α 3 (v 1 -v 2)]
( Expression 7) d s4 = k 4 · s b
(Number 8) t s4 = t s3 + s b / [α 4 (v 1 -v 2)]
( Equation 9) d s5 = k 5 · d 2
(Number 10) t s5 = t s4 + d s5 / [α 5 (v 1 -v 2)]
( Expression 11) d s6 = k 6 · d 2
(Number 12) t s6 = t s5 + d s6 / [α 6 (v 1 -v 2)]
図2AのステップS2で、運転操作生成部22は、初期セグメント長さds1〜ds6および初期終了時間ts1〜ts6を計算して、所定の運転操作パターンの各セグメントにおける初期の開始/終了時間および長さを決定する。所定の運転操作パターンは、対向車線を走行することによるリスク、道路上の他の車両、道路の危険度(例えば、曲線道路もしくは死角)など、運転操作を実行することの危険度/リスクを考慮に入れていない。例えば、図4Aの所定の運転操作パターン100を参照すると、所定の運転操作パターン100は対向車両の存在を考慮に入れていないので、対向車線62で車両が接近しているシナリオでは、初期セグメント長さds1〜ds6および初期終了時間ts1〜ts6は、所定の運転操作パターン100を安全に実行するのには長すぎることがある。したがって、実際の交通条件に対して運転操作を安全に実施するためには、各セグメントの初期セグメント長さds1〜ds6および初期終了時間ts1〜ts6を調節(即ち、短縮)しなければならない。
In step S2 of FIG. 2A, the driving
(調節済み運転操作の生成)
図2AのステップS3で、運転操作生成部22は、所定の運転操作パターンの初期セグメント長さds1〜ds6および初期終了時間ts1〜ts6を調節して、調節済み運転操作を生成する。説明のため、図4Bは、対向車両Cが接近しており、先行車両Dが先行車両Bの前方に居るときの、先行車両Bを追い越すための調節済み運転操作200を示している。調節済み運転操作200は所定の運転操作パターン100に基づくものである。所定の運転操作パターンは実際のリアルタイム交通の存在を考慮していないが、所定の運転操作パターンは、道路上に交通が存在するときの運転操作を計算するための基礎を提供する。換言すれば、所定の運転操作パターンは、実際のリアルタイム交通の存在を考慮した調節済み運転パターンを生成するように修正される。
(Generation of adjusted driving operations)
In step S3 of FIG. 2A, the driving
図4Bにおいて、対向車両Cおよび先行車両Dを考慮するため、対象車両Aは調節済み追越し経路42を必要とする。道路上の実際のリアルタイム交通および障害物を考慮していない、図4Aにおける所定の運転操作パターン100の追越し経路40と比較すると、追越し経路40は、初期セグメント長さds1〜ds6のうちいくつかの長さが長すぎ、初期終了時間ts1〜ts6のうちいくつかの持続時間が長すぎるために、対向車両Cおよび/または先行車両Dとの衝突がもたらされるであろうという理由で不適切である。したがって、リアルタイム交通を考慮するには、初期セグメント長さds1〜ds6および初期終了時間ts1〜ts6の調節または短縮を要する。
In FIG. 4B, the target vehicle A needs the adjusted overtaking
対象車両Aの車両情報16によって提供される、検出されたすべての物体の相対速度および距離を使用して、セグメント210〜260の調節済みセグメント長さd’s1〜d’s6および調節済み終了時間t’s1〜t’s6は、図4Bに示されるように、交通条件(即ち、先行車両B、Dおよび対向車両C)に対して初期的にセグメントを短縮するように調節される。例えば、セグメント210の調節済みセグメント長さd’s1および調節済み終了時間t’s1は低減されて、残りのセグメント220〜260に対してより多くの距離および時間が提供される。セグメント220の調節済みセグメント長さd’s2および調節済み終了時間t’s2は増加されて、先行車両Bを追い抜くときのより速い速度および加速度が提供される。セグメント230の調節済みセグメント長さd’s3および調節済み終了時間t’s3は低減されて、対向車両Cとの衝突のリスクが最小限に抑えられる。対向車両Cが接近している状態で対象車両Aが対向車線62を走行するので、セグメント240の調節済み終了時間t’s4は低減される。対向車両Cが接近している状態で対象車両Aが走行車線60に戻るので、セグメント250の調節済みセグメント長さd’s5および調節済み終了時間t’s5は低減される。セグメント260の調節済みセグメント長さd’s6および調節済み終了時間t’s6は低減されて、先行車両Dと衝突するリスクが最小限に抑えられる。
Using the relative speeds and distances of all detected objects provided by the
(調節済み運転操作に基づく複数の代替運転操作の生成)
図2AのステップS4で、運転操作生成部22は、調節済み運転操作に基づいて複数の代替運転操作を生成する。図4Bの例を参照すると、調節済み運転操作200の調節済みセグメント長さd’s1〜d’s6および調節済み終了時間t’s1〜t’s6は、複数の代替運転操作を生成するための基礎の役割を果たす。上述したように、運転操作生成部22は複数の代替運転操作を生成し、その中から選択運転操作が選択され、対象車両によって実行される。選択運転操作は、最もスムースで最も安全な運転操作を提供する運転操作であってもよい。
(Generate multiple alternative driving operations based on adjusted driving operations)
In step S4 of FIG. 2A, the driving
上述したように、運転操作は一連の連続セグメントに分割される。そのため、対象車両Aの代替運転操作は、各セグメントの複数の代替軌道を計算することによって生成され得る。同様に、各セグメントの複数の代替軌道を組み合わせて、代替運転操作が生成されてもよい。 As described above, the driving operation is divided into a series of continuous segments. Therefore, the alternative driving operation of the target vehicle A can be generated by calculating a plurality of alternative tracks for each segment. Similarly, alternative driving maneuvers may be generated by combining multiple alternative trajectories for each segment.
各セグメントの代替軌道は、四次および五次多項式を使用することによって計算されてもよい。所与のセグメントに対する単一の代替運転操作を生成するため、五次多項式を使用して横方向軌道が生成されてもよい。同様に、四次多項式を使用して、所与のセグメントに対する前後方向軌道が生成されてもよい。次に、横方向軌道および前後方向軌道を組み合わせて、所与のセグメントに対する車両軌道が生成されてもよい。調節済み運転操作200の調節済みセグメント長さd’s1〜d’s6および調節済み終了時間t’s1〜t’s6に基づいて、各セグメントの開始地点および終了地点を無作為に生成して、所与のセグメントに対する複数の代替軌道が生成されてもよい。次に、各セグメントに対する複数の代替軌道を他のセグメントに対する複数の代替軌道と組み合わせて、複数の代替運転操作が作成されてもよい。
Alternate trajectories for each segment may be calculated by using fourth and fifth order polynomials. A transverse trajectory may be generated using a fifth order polynomial to generate a single alternative driving operation for a given segment. Similarly, a fourth order polynomial may be used to generate a longitudinal trajectory for a given segment. The lateral trajectory and the longitudinal trajectory may then be combined to generate a vehicle trajectory for a given segment. Based on the adjusted driving conditioned segment length d of
より具体的には、所与のセグメントの横方向軌道は、下記の数式(13)の五次多項式を使用して生成されてもよい。
(数13) y(t)=a5t5+a4t4+a3t3+a2t2+a1t1+a0
More specifically, the lateral trajectory of a given segment may be generated using a fifth order polynomial of equation (13) below.
(Expression 13) y (t) = a 5 t 5 + a 4 t 4 + a 3 t 3 + a 2 t 2 + a 1 t 1 + a 0
係数a0〜a5は、開始地点および終了地点における位置、速度、ならびに加速度の横方向値に対する動的制約(即ち、境界条件)を指定することによって決定される。入力パラメータは、各セグメントの開始地点および終了地点を含む。開始地点は、開始地点における横方向位置y(t0)、開始地点における横方向速度vy(t0)、および開始地点における横方向加速度ay(t0)を含む。終了地点は、終了地点における横方向位置y(t0+Δt)、終了地点における横方向速度vy(t0+Δt)、終了地点における横方向加速度ay(t0+Δt)、および横方向動作時間Δtを含む。 The coefficients a 0 -a 5 are determined by specifying dynamic constraints (ie boundary conditions) on the lateral values of position, velocity, and acceleration at the start and end points. The input parameters include the start point and end point of each segment. The start point includes a lateral position y (t 0 ) at the start point, a lateral speed v y (t 0 ) at the start point, and a lateral acceleration a y (t 0 ) at the start point. The end point is the lateral position y (t 0 + Δt) at the end point, the lateral speed v y (t 0 + Δt) at the end point, the lateral acceleration a y (t 0 + Δt) at the end point, and the lateral operation time. Δt is included.
同様に、所与のセグメントの前後方向軌道は、下記の数式(14)の四次多項式を使用して生成されてもよい。
(数14) x(t)=b4t4+b3t3+b2t2+b1t1+a0
Similarly, the anteroposterior trajectory of a given segment may be generated using a fourth order polynomial of equation (14) below.
(Expression 14) x (t) = b 4 t 4 + b 3 t 3 + b 2 t 2 + b 1 t 1 + a 0
係数b0〜b4は、開始地点および終了地点における速度ならびに加速度の前後方向値に対する動的制約(即ち、境界条件)を指定することによって決定される。やはり、入力パラメータは、各セグメントの開始地点および終了地点を含む。数式(13)および(14)に入力される開始地点は、車両状態情報16によって決定されてもよく、開始地点における前後方向速度vx(t0)、および開始地点における前後方向加速度ax(t0)を含んでもよい。終了地点は、終了地点における前後方向速度vx(t0+Δt)、終了地点における前後方向加速度ax(t0+Δt)、および前後方向動作時間Δtを含む。さらに、終了地点は、道路の最大速度制限(即ち、地図データもしくは視覚的な道路標識の認識によって決定される)、およびシステムまたは車両の最大許容加速度などの入力パラメータによって決定されてもよい。開始地点および終了地点を数式(13)および(14)に入力することによって、前後方向および横方向軌道を生成した後、前後方向および横方向軌道を組み合わせて、所与のセグメントに対する運転操作が作成されてもよい。
Coefficients b 0 ~b 4 is determined by specifying the dynamic constraint on the longitudinal direction of the velocity and acceleration at the start point and end point (i.e., boundary conditions). Again, the input parameters include the start and end points of each segment. The starting point input to the mathematical formulas (13) and (14) may be determined by the
(複数の前後方向および横方向軌道の生成)
図5は、複数の代替運転操作生成プロセスのフローチャートである。図5のステップS41で、運転操作生成部22は、各セグメントに対する複数の代替軌道を生成するために、各セグメントの複数の終了条件を生成する。各セグメントの開始地点および終了地点は、調節済み運転操作200の調節済みセグメント長さd’s1〜d’s6および調節済み終了時間t’s1〜t’s6に基づいて、無作為に生成されてもよい。換言すれば、所与のセグメントに対する複数の代替軌道を生成するため、開始地点は、無作為の生成によって変更され、数式(13)および数式(14)に入力されてもよい。例えば、開始時間での、開始地点における前後方向速度vx(t0)、開始地点における横方向速度vy(t0)、開始地点における前後方向加速度ax(t0)、および開始地点における横方向加速度ay(t0)が分かっており、対象車両AのCANから受信される。調節済み終了時間t’s1〜t’s6は、調節済み運転操作200の計算によって分かっており、前後方向動作時間Δtを所定量分変更するのに使用されてもよい。より具体的には、調節済み終了時間t’s1〜t’s6はそれぞれ、所与のセグメントに対する複数の代替軌道を生成するため、所定量分短縮または延長されてもよい。さらに、複数の代替軌道は、横方向および前後方向加速度の量(即ち、大きさ)の変更を伴って生成されてもよい。横方向および前後方向加速度は、最大および最小の許容可能な横方向および前後方向加速度閾値以内の値を有してもよい。最大および最小の許容可能な横方向および前後方向加速度閾値は、予め定められ、コントローラ10のメモリに格納されてもよい。無作為に生成される開始地点および終了地点の量、ならびに生成される複数の代替軌道の量は、コントローラ10の処理能力に応じて決まってもよい。
(Generate multiple longitudinal and lateral trajectories)
FIG. 5 is a flowchart of a plurality of alternative driving operation generation processes. In step S41 of FIG. 5, the driving
(代替運転操作を生成するための複数の軌道の組み合わせ)
図5のステップS42で、運転操作生成部22は、無作為に生成した開始地点および終了地点(即ち、ステップS41による)を四次および五次多項式(即ち、数式(13)および数式(14))に入力することによって、各セグメントに対する複数の横方向および前後方向軌道を生成して、複数の代替軌道を生成する。図6Aは、数式(13)を使用した、所与のセグメントに対する複数の代替横方向軌道を示し、図6Bは、数式(14)を使用した、所与のセグメントに対する複数の代替前後方向軌道を示す。図5のステップS43で、運転操作生成部22は、複数の代替横方向軌道を複数の代替前後方向軌道と組み合わせて、図6Cおよび図6Dに示されるような、所与のセグメントに対する複数の代替軌道を生成する。図6Cは、40〜60km/時の終了地点前後方向速度を有する、所与のセグメントに対する複数の代替軌道を示す。図6Dは、80km/時を超える終了地点前後方向速度を有する、所与のセグメントに対する複数の代替軌道を示す。図5のステップS44で、各セグメントの複数の代替組み合わせ軌道は、次に、他のセグメントの複数の代替組み合わせ軌道と組み合わされて、複数の代替運転操作が生成されてもよい。説明のため、図6Eは、各セグメントの複数の代替組み合わせ軌道を組み合わせることによって生成される、対象車両Aの代替運転操作1〜4を示す。
(Combination of multiple tracks to generate alternative driving maneuvers)
In step S42 of FIG. 5, the driving
(危険度)
生成した複数の代替運転操作の中から、システム1は、最高レベルの安全性およびスムースさ/快適性を提供する運転操作を選択し実行してもよい。生成した複数の代替運転操作のうちどれが、最高レベルの安全性およびスムースさ/快適性を提供するかを判定するため、周囲環境によって対象車両に与えられる危険度と、運転操作を実行するコストとに基づいて、生成した複数の代替運転操作が評価される。
(Degree of risk)
Among the generated alternative driving operations, the
図2AのステップS5で、危険度計算部24は、周囲環境によって対象車両に与えられる総合危険度を計算する。総合危険度を判定するため、危険度計算部24は、路上外危険度、物体危険度、および道路形状危険度など、様々なタイプの危険度に関して周囲環境を分析する。路上外危険度は、対象車両が走行車線の外を走行している(即ち、対向車線、路肩、車道以外などを走行している)とき、対象車両に与えられる危険度である。物体危険度は、道路を走行している他の車両、または車道に沿って位置する静止物体など、車道上またはその近くにある物体によって、対象車両に与えられる危険度である。道路形状危険度は、道路の形状(例えば、曲線道路または蛇行した道路)によって車両に与えられる危険度である。上述の危険度は、対象車両に与えられる多くのタイプの危険度の単なる例であることが、当業者には明白であるはずである。システム1は、天候、車両条件、道路の粘着性など、他のタイプの危険度を含むように修正されてもよい。
In step S5 of FIG. 2A, the risk
図7Aは、先行車両Dも走行車線60を走行し、かつ対向車両Cが対向車線62において接近している状態で、対象車両Aが先行車両Bを追い越そうとしている際の、図4Bに示される調節済み運転操作200を示す。図7B〜7Eは、調節済み運転操作200のセグメント210〜260に対する様々な危険度のタイプの危険度曲線を示す。図7Bは、対象車両Aに対する路上外危険度曲線Rh(t)を示す。対象車両Aがセンターラインおよび対向車線62により近付くにつれて、路上外危険度曲線Rh(t)がセグメント210、220でわずかに増加する。セグメント230で、対象車両Aが対向車線62に進入するにつれて、路上外危険度曲線Rh(t)が増加する。セグメント240で、対象車両Aは対向車線62を走行しており、路上外危険度曲線Rh(t)は、調節済み運転操作200に対して最大値に達する。セグメント250で、対象車両Aが走行車線60へと戻るにつれて、路上外危険度曲線Rh(t)はより低い値へと減少する。セグメント260で、対象車両Aは走行車線60内の位置を維持しているので、路上外危険度曲線Rh(t)はより低い値に留まっている。
7A shows a state in which the target vehicle A is about to pass the preceding vehicle B in a state where the preceding vehicle D also travels in the traveling
比較のため、図8Aは、曲線道路上の運転操作300に対する路上外危険度曲線Rh(t)を示す。図4Bに示される調節済み運転操作200と同様に、運転操作300では、先行車両Dが走行車線60を走行し、かつ対向車両Cが対向車線62において接近している状態で、対象車両Aが先行車両Bを追い越す。図8Bは、運転操作300に対する路上外危険度曲線Rh(t)を示す。図7Bの路上外危険度曲線Rh(t)と同様に、路上外危険度曲線Rh(t)は、セグメント330で、対象車両Aが対向車線62に進入するにつれて増加し、セグメント340で、対象車両Aが対向車線62を走行しているため最大値を維持し、そして、セグメント350で、対象車両Aが走行車線60へと戻るにつれて低い値へと減少する。
For comparison, FIG. 8A shows an off-road risk curve R h (t) for a driving
図7Cおよび8Cは、先行車両B、D、および対向車両Cの結果としての物体危険度曲線を示す。先行車両Bに対する物体危険度曲線はRB(t)として示される。対向車両Cに対する物体危険度曲線はRC(t)として示される。先行車両Dに対する物体危険度曲線はRD(t)として示される。物体危険度曲線RB(t)、RC(t)、RD(t)はそれぞれ、衝突までの推定時間tB、tC、tDにおける、対象車両Aと先行車両B、対向車両C、および先行車両Dそれぞれとの衝突確率に基づいた、危険度レベルを示す。衝突までの推定時間tB、tC、tDは、先行車両B、対向車両C、および先行車両Dの相対速度VB、VC、VDならびに初期距離dB、dC、dDを使用して計算されてもよい。相対速度VB、VC、VDおよび初期距離dB、dC、dDは、車両センサ14によって検出されてもよい。相対速度VB、VC、VDは、数式(15)〜(17)を使用して計算されてもよく、衝突までの推定時間tB、tC、tDは、以下に与えられる数式(18)〜(20)を使用して計算されてもよい。
(数15) VB=vA−vB
(数16) VC=vC+vA
(数17) VD=vA−vD
(数18) tB=dB/VB
(数19) tC=dC/VC
(数20) tD=dD/VD
7C and 8C show the object risk curves as a result of preceding vehicles B, D and oncoming vehicle C. FIG. The object risk curve for the preceding vehicle B is shown as R B (t). The object risk curve for the oncoming vehicle C is shown as R C (t). The object risk curve for the preceding vehicle D is shown as R D (t). The object risk curves R B (t), R C (t), and R D (t) are respectively the target vehicle A, the preceding vehicle B, and the oncoming vehicle C at the estimated times t B , t C , and t D until the collision. , And the risk level based on the collision probability with each preceding vehicle D. Estimated times t B , t C and t D until the collision are obtained by calculating the relative speeds V B , V C and V D of the preceding vehicle B, the oncoming vehicle C and the preceding vehicle D and the initial distances d B , d C and d D. May be calculated using. The relative speeds V B , V C , V D and the initial distances d B , d C , d D may be detected by the
(Expression 15) V B = v A −v B
(Equation 16) V C = v C + v A
(Equation 17) V D = v A −v D
(Equation 18) t B = d B / V B
(Equation 19) t C = d C / V C
(Equation 20) t D = d D / V D
物体危険度曲線RB(t)、RC(t)、RD(t)は、以下の数式(21)〜(23)に示されるような、ガウス分布を使用して計算される。
数式21、22、および23において、σB、σC、σDは、センサノイズ、衝突までの時間、物体の視認性、道路形状、天候などに基づいて経験的に推定される、ノイズパラメータである。
In
図7Dは、対象車両Aに対する道路形状危険度曲線Rs(t)を示す。走行車線60および対向車線62は、調節済み運転操作200に沿った直線形状を有する。そのため、道路形状危険度曲線Rs(t)は、セグメント210〜260で一定である。比較のため、図8Dに示されるように、曲線道路の道路形状危険度曲線Rs(t)は、道路の曲率に伴って増加することがある。
FIG. 7D shows a road shape risk curve R s (t) for the target vehicle A. The traveling
道路形状危険度曲線Rs(t)は、以下の数式(24)を使用して生成されてもよい。
(数24) Rs(t)=ec(t).λ.t
The road shape risk curve R s (t) may be generated using the following mathematical formula (24).
( Equation 24) R s (t) = e c (t) .λ.t
数式24において、c(t)は、道路の曲率(1/m)に基づくパラメータであり、λは、天候、道路、および対象車両条件などに応じて、かつ経験的に計算されるパラメータである。
In
図7Eおよび図8Eは、調節済み運転操作200および運転操作300それぞれに対する総合危険度R(t)を示す。路上外危険度曲線Rh(t)、物体危険度曲線RB(t)、RC(t)、RD(t)、および道路形状危険度曲線RSは、数式(25)に示されるように乗算されて、総合危険度R(t)が決定される。
数式25において、α、β、γ、μ、ηは、異なる運転シナリオにおけるリスクのタイプの重要性に基づいて経験的に決定され、zh、zB、zC、zD、zSは、異なる危険度を正規化するための値である。 In Equation 25, α, β, γ, μ, η are determined empirically based on the importance of the type of risk in different driving scenarios, and z h , z B , z C , z D , z S are This is a value for normalizing different risk levels.
図2AのステップS6において、危険度計算部24は、総合危険度R(t)を最大許容危険度閾値と比較する。最大許容危険度閾値は、図7Eおよび図8Eに示される。図7Eに示されるように、総合危険度R(t)が最大許容危険度閾値を下回る(S6:YES)場合、運転操作は、潜在的な選択運転操作(即ち、選択され実行されてもよい運転操作)と見なされる。しかしながら、図8Eのセグメント340および350に示されるような、総合危険度R(t)の任意の地点が最大許容危険度閾値を上回る(S6:NO)場合、運転操作は安全ではないと判定され、運転操作評価部28は、選択運転操作を取り消し、ステップS8で、車間距離保持/車線保持運転操作を選択する。車間距離保持/車線保持運転操作が選択され実行された場合、対象車両は、対象車両に対する危険度を最小限に抑えるために、先行車両の後方で所定の速度および/または安全距離を維持してもよい。車間距離保持/車線保持運転操作は、運転操作が安全ではないと判定され、かつ/または取り消されたときに自動的に選択される、所定のデフォルト運転操作であってもよい。
In step S6 of FIG. 2A, the risk
(コスト関数による代替運転操作の評価)
上述したように、コスト計算部26は、生成した複数の代替運転操作の中から、最低総コストを有する選択運転操作を選択する。そのため、最低総コストを有する運転操作は、生成した複数の代替運転操作すべての中で、最も高い安全確率ならびに最高レベルのスムースさおよび快適性を有する運転操作である。総コスト計算は、安全性、スムースさ、快適性、動作時間などの基準に限定されないことが、当業者には理解されるべきである。
(Evaluation of alternative operation by cost function)
As described above, the
運転操作を実行する総コストは、以下の数式(26)に示されるような各セグメントのコストの重み付き合計である。
数式26において、以下の数式(27)および数式(28)に示されるように、重みβiは、所与のセグメントi(i=1,…n)における総合危険度の関数、Ciは、所与のセグメントiの総コストである。
所与のセグメントiの総コスト(Ci)は、数式(28)に示されるような、所与のセグメントiに対する横方向および前後方向運動コストの重み付き合計である。所与のセグメントiの総コスト(Ci)は、実験/シミュレーションによって決定されるαiによって重み付けされる。 The total cost (C i ) for a given segment i is a weighted sum of the lateral and longitudinal motion costs for a given segment i, as shown in equation (28). The total cost (C i ) for a given segment i is weighted by α i determined by experiment / simulation.
所与のセグメントiの横方向運動コストCi lateralは、横方向ジャーク、横方向動作時間、横方向距離誤差、向首方向(heading)誤差(即ち、対象車両軌道曲率と中心線(センターライン)曲率との間の差分)、スムースさの度合、ならびにスリップおよび尻振りの量など、車両運動パラメータ(即ち、請求項におけるコスト関数成分)の重み付き合計である。横方向コストCi lateralを最小限に抑えることによって、運転操作の安全性、スムースさ、および快適性は最大化される。横方向運動コストCi lateralを計算するための関数は数式(29)によって示され、車両運動パラメータは、以下の数式(30)〜(35)によって定義される。
横方向運動コストCi lateralの上述のコスト関数成分については、図9を参照して以下に説明する。数式30を参照すると、横方向ジャークはジャークの二乗の積分として定義され、これは横方向移動の快適性を表現するのに使用される。横方向ジャークが低いほど、横方向移動がより快適になる。数式31を参照すると、横方向動作時間は動作の時限Δti=ti−ti−1として定義され、これは安全性および快適性に対して著しい影響を有する。数式32を参照すると、横方向距離誤差は、動作の終了時における横方向移動の誤差として定義される。図9は、中心線情報から計算される横方向目標距離ldを示す。数式33を参照すると、向首方向誤差は、動作の終了時における道路曲率と対象車両の軌道曲率との偏差として定義される。図9は、動作の終了時における道路曲率kdおよび自動車の軌道曲率k(ti)を示す。数式34を参照すると、スムースさは、対象車両の軌道に沿った曲率の円弧長さの微分の二乗に対する積分として定義される。スムースさの値が低いほど、対象車両による運動はよりスムースになる。数式35を参照すると、スリップおよび尻振りに関して、スリップは、|k(t)|>kmaxのときに起こる(式中、k(t)は、時間tにおける対象車両の軌道曲率、kmaxは最大曲率である)。最大曲率は、設計パラメータおよび対象車両の現在状態に基づいて決定されてもよい。さらに、最大曲率は、対象車両の異なる状態において実験的に測定されてもよい。スリップおよび尻振り成分のより低い値および/またはゼロの値が好ましく、|k(t)|>kmaxのとき、スリップおよび尻振りを低減するようコスト関数における損失が生じる。
The above-described cost function component of the lateral movement cost C i lateral will be described below with reference to FIG. Referring to
数式(30)〜(35)によって定義されるような車両運動パラメータは、数式(36)に示されるように、初期コスト係数Kiによって重み付けされる。
すべての初期コスト係数ki j,ki t,ki d,ki c,ki s,ki fの合計は1に等しくてもよい。運転操作の総コストを計算するとき、後述するように、係数ki j,ki t,ki d,ki c,ki s,ki fを使用して、異なる車両運動パラメータが正規化され、また、特定の車両運動パラメータ(即ち、横方向ジャーク、横方向動作時間、横方向距離誤差、向首方向誤差、スムースさの度合い、ならびにスリップおよび尻振りの量)を、他のものよりも重く重み付けすることが可能になる。所定の運転操作パターンに対する初期コスト係数ki j,ki t,ki d,ki c,ki s,ki fは予め定められる。しかしながら、やはりさらに後述するように、複数の代替運転操作の総コストを評価して、選択運転操作を選択するとき、初期コスト係数ki j,ki t,ki d,ki c,ki s,ki fが調節されてもよい。 The sum of all initial cost coefficients k i j , k i t , k i d , k i c , k i s , k i f may be equal to one. When calculating the total cost of driving, different vehicle motion parameters are normalized using the coefficients k i j , k i t , k i d , k i c , k i s and k i f as described below. Specific vehicle motion parameters (ie, lateral jerk, lateral motion time, lateral distance error, heading error, degree of smoothness, and amount of slip and tail swing), etc. It is possible to weight more heavily. Initial cost coefficients k i j , k i t , k i d , k i c , k i s , and k i f for a predetermined driving operation pattern are determined in advance. However, as will be described later, when the total cost of a plurality of alternative driving operations is evaluated and the selected driving operation is selected, the initial cost coefficients k i j , k i t , k i d , k i c , k i s and k i f may be adjusted.
所与のセグメントiの前後方向運動コストCi longitudinalは、前後方向ジャーク、前後方向動作時間、および最終速度誤差(即ち、請求項におけるコスト関数成分)などの、車両運動パラメータの重み付き合計である。前後方向運動コストCi longitudinalを最小限に抑えることによって、運転操作の安全性、スムースさ、および快適性が最大化される。前後方向運動コストCi longitudinalを計算するための関数は、数式(37)によって示され、車両運動パラメータは、以下の数式(38)〜(40)によって定義される。
前後方向運動コストCi longitudinalの上述のコスト関数成分について、以下に説明する。数式38を参照すると、前後方向ジャークは、ジャークの二乗の積分として定義され、これは前後方向移動の快適性を表現するのに使用される。前後方向ジャークが低いほど、前後方向移動がより快適になる。数式39を参照すると、前後方向動作時間は動作の時限Δti=ti−ti−1として定義され、これは安全性および快適性に対して著しい影響を有する。数式40を参照すると、最終速度誤差は、動作の終了時における最終速度x’(ti)と所望速度x’targetとの誤差として定義される。
The above-described cost function component of the longitudinal motion cost C i longitudinal will be described below. Referring to Equation 38, the forward / backward jerk is defined as the integral of the square of the jerk, which is used to express the comfort of forward / backward movement. The lower the forward / backward jerk, the more comfortable the forward / backward movement. Referring to Equation 39, the forward / backward motion time is defined as the motion time limit Δt i = t i −t i−1 , which has a significant impact on safety and comfort. Referring to
数式(38)〜(40)によって定義されるような車両運動パラメータは、数式(41)によって示されるように、初期コスト係数Wiによって重み付けされる。
すべての初期コスト係数wi j,wi t,wi dの合計は1に等しくてもよい。運転操作の総コストを計算するとき、後述するように、係数wi j,wi t,wi dを使用して、異なる車両運動パラメータが正規化され、また、特定の動的車両運動パラメータ(即ち、前後方向ジャーク、前後方向動作時間、および最終速度誤差)を、他のものよりも重く重み付けすることが可能になる。所定の運転操作パターンに対する初期コスト係数wi j,wi t,wi dは予め定められる。しかしながら、やはりさらに後述するように、複数の代替運転操作の総コストを評価して、選択運転操作を選択するとき、コスト係数wi j,wi t,wi dが調節されてもよい。 The sum of all initial cost factors w i j , w i t , and w i d may be equal to one. When calculating the total cost of the driving operation, as described below, using coefficient w i j, w i t, the w i d, different vehicle motion parameters are normalized, also particular dynamic vehicle motion parameters (I.e., the forward / backward jerk, the forward / backward motion time, and the final speed error) can be weighted more heavily than others. Initial cost coefficients w i j , w i t , and w i d for a predetermined driving operation pattern are determined in advance. However, as will be described later, when evaluating the total cost of a plurality of alternative driving operations and selecting a selected driving operation, the cost coefficients w i j , w i t and w i d may be adjusted.
(初期コスト係数の調節)
複数の代替運転操作それぞれの総コストを評価して、選択運転操作(即ち、最低コスト運転操作)を選択するとき、コスト計算部26は、特定の運転操作が優先され、選択運転操作として選択される可能性が高くなるように、初期コスト係数ki j,ki t,ki d,ki c,ki s,ki f,wi j,wi t,wi dを調節してもよい。例えば、より短い動作時間、より高い安全マージン(即ち、より低い危険度)、および/またはより高レベルのスムースさ/快適性を提供する運転操作が、最低総コストを有する可能性が高くなり、選択運転操作として選択されるように、初期コスト係数ki j,ki t,ki d,ki c,ki s,ki f,wi j,wi t,wi dが調節されてもよい。つまり、かかる運転操作が、安全性および/またはスムースさ/快適性に関して、特定の車両運動パラメータ(即ち、横方向ジャーク、横方向動作時間、横方向距離誤差、向首方向誤差、スムースさの度合い、スリップおよび尻振りの量、前後方向ジャーク、前後方向動作時間、ならびに最終速度誤差)を他のものよりも重く重み付けすることが可能になるように、初期コスト係数ki j,ki t,ki d,ki c,ki s,ki f,wi j,wi t,wi dを調節することによって、優先されてもよい。このことにより、より高い安全マージンおよび/またはより高レベルのスムースさ/快適性を提供する(例えば、横方向/前後方向コスト関数におけるスムースさのコスト関数成分のより低い値を有する)運転操作を選択できるという効果がある。換言すれば、複数の代替運転操作の総コストを評価するとき、複数の代替運転操作の中で、より高い安全マージンまたは/およびより高レベルのスムースさ/快適性を提供する運転操作の総コストにおいて、特定のコスト関数成分を強調するために(例えば、偏差にペナルティを課すことによって)、特定の初期コスト係数が優先的に重く重み付けされてもよい。その結果、最低コスト運転操作が選択運転操作として選択された場合、かかる運転操作は、複数の代替運転操作の中の他の運転操作に比べて低い総コストを有することによって、選択操作として選択される可能性が高くなる。
(Adjustment of initial cost factor)
When evaluating the total cost of each of the plurality of alternative driving operations and selecting the selected driving operation (that is, the lowest cost driving operation), the
例えば、より高い安全マージンを提供する運転操作が、より低い安全マージンを提供する運転操作よりも優先される。より高い安全マージンを提供する運転操作は、より低い安全マージンを提供する運転操作よりも低い危険度の量を有する。そのため、より高い横方向加速度およびより高い前後方向加速度/速度を提供することによって、対象車両に対する危険度が低減された場合、初期横方向ジャークコスト係数ki jおよび初期前後方向ジャークコスト係数wi jが低減されて、横方向加速度および前後方向速度/加速度が変化する(即ち、増加または減少する)大きさのより広い範囲(即ち、自動車の横方向/前後方向加速度限界に近い)が提供される。同時に、初期横方向動作時間係数ki tおよび初期前後方向動作時間計数wi tが増加して、動作時間が短縮される。一般に、動作時間およびジャークは強固に関係している。ジャークが大きいほど動作時間は短くなり、ジャークが小さいほど動作時間は長くなる。したがって、複数の代替運転操作それぞれのコストを計算するとき、より高い横方向加速度およびより高い前後方向速度を提供する運転操作が依然として低い総コストを有するように、横方向ジャークに対する初期コスト係数は、より小さく、かつ重み付けがより軽くなる(即ち、他の初期コスト係数に比べて)ように調節されてもよい。そのため、横方向加速度および/または前後方向加速度のより大きい大きさを有する運転操作が、選択運転操作として選択される可能性が高くなる。 For example, a driving operation that provides a higher safety margin takes precedence over a driving operation that provides a lower safety margin. A driving operation that provides a higher safety margin has a lower degree of risk than a driving operation that provides a lower safety margin. Therefore, if the risk to the target vehicle is reduced by providing higher lateral acceleration and higher longitudinal acceleration / velocity, the initial lateral jerk cost coefficient k i j and initial longitudinal jerk cost coefficient w i j is reduced to provide a wider range of magnitudes that change (ie, increase or decrease) lateral acceleration and longitudinal speed / acceleration (ie, close to the lateral / longitudinal acceleration limit of an automobile). The At the same time, the initial lateral operation time coefficient k i t and the initial front / rear operation time count w i t are increased, and the operation time is shortened. In general, operating time and jerk are strongly related. The larger the jerk, the shorter the operating time, and the smaller the jerk, the longer the operating time. Thus, when calculating the cost of each of the plurality of alternative driving operations, the initial cost factor for the lateral jerk is such that the driving operation that provides higher lateral acceleration and higher longitudinal velocity still has a lower total cost. It may be adjusted to be smaller and lighter in weight (ie, compared to other initial cost factors). Therefore, there is a high possibility that a driving operation having a larger lateral acceleration and / or longitudinal acceleration is selected as the selected driving operation.
説明のために図7Bを参照すると、セグメント230でより高い横方向加速度が許容された場合、対象車両Aは、より高い横方向加速度で右車線変更運転操作を実施し、より迅速に対向車線62に入ってもよい。その結果、対向車線62で費やす時間量が減少し、結果として路上外危険度が減少する。セグメント240でより高い前後方向速度/加速度が許容された場合、対象車両Aは、より高い前後方向速度で追抜き運転操作を実施して、より少ない時間で先行車両Bを追い抜いてもよい。その結果、対向車線62で費やす時間量が減少し、結果として路上外危険度が減少する。セグメント250でより高い横方向加速度が許容された場合、対象車両Aは、より高い横方向加速度で左車線変更運転操作を実施し、より迅速に走行車線60に戻ってもよい。その結果、対向車線62で費やす時間量が減少し、結果として路上外危険度が減少する。
Referring to FIG. 7B for explanation, when a higher lateral acceleration is allowed in the
上述したように、より高い横方向加速度およびより高い前後方向速度/加速度を提供することによって、対象車両に対する危険度が低減され、その結果、運転操作を実施するときの安全マージンがより高くなる。そのため、横方向ジャークコストおよび動作時間コストに対する初期コスト係数は、かかる運転操作が、より高い横方向加速度およびより高い前後方向速度を提供しない運転操作よりも低い総コストを有するように、優先的に重み付けされ、またはバイアスされてもよい。その結果、かかる運転操作が、選択運転操作(即ち、最低コスト運転操作)として選択される可能性が高くなる。 As described above, by providing higher lateral acceleration and higher longitudinal velocity / acceleration, the risk to the target vehicle is reduced, resulting in a higher safety margin when performing the driving operation. Therefore, the initial cost factor for lateral jerk costs and operating time costs is preferentially such that such driving maneuvers have a lower total cost than driving maneuvers that do not provide higher lateral acceleration and higher longitudinal speed. It may be weighted or biased. As a result, there is a high possibility that such a driving operation is selected as the selected driving operation (that is, the lowest cost driving operation).
(どの初期コスト係数が優先的に重み付けされるかの判定)
重要因子および非重要因子は、図2のステップS7で判定されるように、車両運動パラメータの初期コスト係数を調節するときに、どの初期コスト係数をより高く調節すべきかを特定するのに使用される。重要因子および非重要因子はそれぞれ、車両運動パラメータ(即ち、コスト関数成分)、および車両運動パラメータの初期コスト係数と関連付けられる。重要因子は、非重要因子に比べて、安全性、スムースさ、快適性などに対する影響がより大きい、所与のセグメント内における運転操作の最も重大な車両運動パラメータである。即ち、重要因子は、非重要因子に比べて、運転操作の総コストに対して比例的により大きな量的影響を有することがある。例えば、より高い安全マージンを有する運転操作が選択運転操作として望ましい場合、運転操作の安全性に関係する運転操作の最も重大な要素が、重要因子となる。そのため、追越し操作の場合、追越し速度および対向車線で費やす時間量などの重要因子が、運転操作の総コストに対して比例的に大きい影響を持つ重要因子であってもよい。
(Determining which initial cost coefficient is preferentially weighted)
The critical and non-critical factors are used to identify which initial cost factor should be adjusted higher when adjusting the initial cost factor of the vehicle motion parameter, as determined in step S7 of FIG. The Critical and non-critical factors are respectively associated with vehicle motion parameters (ie, cost function components) and initial cost coefficients for vehicle motion parameters. Critical factors are the most critical vehicle motion parameters of driving operations within a given segment that have a greater impact on safety, smoothness, comfort, etc. than non-critical factors. That is, important factors may have a proportionally greater quantitative impact on the total cost of operation compared to non-critical factors. For example, when a driving operation having a higher safety margin is desired as the selected driving operation, the most important factor of the driving operation related to the safety of the driving operation is an important factor. Therefore, in the case of an overtaking operation, important factors such as the overtaking speed and the amount of time spent in the oncoming lane may be important factors that have a proportionally large influence on the total cost of the driving operation.
重要因子および非重要因子は、運転操作の事前に定義された態様にしたがって予め定められてもよい。重要因子および非重要因子は、コントローラ10のメモリに格納されてもよい。
Critical factors and non-critical factors may be predetermined according to predefined aspects of the driving operation. Important factors and non-critical factors may be stored in the memory of the
説明のため、図7Aにおいて、対象車両Aがセグメント240で追抜き運転操作を実施するとき、対向車線62で費やす時間量は、セグメント240の追抜き運転操作において、より高い安全マージンおよび/またはより高レベルのスムースさ/快適性を提供するための重要因子として予め定められてもよい。対向車線62で費やす時間量のいくらかの増加または減少がある場合、他の任意の車両運動パラメータ(例えば、向首方向誤差、横方向誤差など)よりも、対象車両に対する危険度および/またはスムースさ/快適性への影響が大きいので、対向車線62で費やす時間量は重要因子である。換言すれば、対向車線62で費やす時間量の調節によって、他の任意の車両運動パラメータの調節によるよりも大きい量で、セグメント240の運転操作の危険度が増加/減少することがある。したがって、セグメント240の追抜き運転操作の場合、対向車線62で費やす時間量を減少させることによって、他の任意の動的車両運動パラメータに対する調節よりもさらに、セグメント240における危険度を減少させることができる。そのため、セグメント240の追抜き運転操作に対する重要因子(即ち、対向車線62で費やす時間量)と関連付けられた初期コスト係数は、w4 tである。そして、対向車線62で費やす時間量を減少させる追抜き運転操作を含む複数の代替操作がより重く重み付けされるように、重要なコスト係数w4 tがより高く調節されてもよい。その結果、かかる複数の代替操作は、より低い総コストを有するようになり、最低コスト操作として選択される可能性が高くなる。
For the sake of explanation, in FIG. 7A, when the target vehicle A performs the overtaking operation in the
さらなる説明のため、比較目的で図10にも示されるように、図7Aの調節済み運転操作200のセグメント210〜260に対する重要因子が特定される。セグメント210では、対象車両Aは、中心線横方向距離アライメント運転操作を実行して、先行車両Bによって引き起こされるオクルージョンの影響を低減するのに十分なだけの横方向距離を、先行車両Bの後方から移動する。そのため、中心線までの距離(dc)、および時間t1における対象車両Aの曲率と中心線の曲率との差ke(t1)は、セグメント210の中心線横方向距離アライメント運転操作において、より高い安全マージンおよび/またはより高レベルのスムースさ/快適性を提供するための重要因子として特定されるが、その理由として、中心線までの距離(dc)は横方向誤差(即ち、数式(32))に影響し、時間t1における対象車両Aの曲率と中心線の曲率との差ke(t1)は、横方向運動コスト関数(即ち、数式(29))の向首方向誤差(即ち、数式(33))に影響するためである。その結果、数式(29)、(32)、および(33)に照らして、k1 dおよびk1 cが、図9に示されるように、セグメント210における中心線横方向距離アライメント運転操作の重要なコスト係数となる。さらに、セグメント210の重要因子を最小限に抑えるため、k1 dおよびk1 cはより高い値を有するように調節される。より高い値を有するようにk1 dおよびk1 cを調節することによって、より少ない横方向誤差およびより少ない向首方向誤差を有する中心線横方向距離アライメント運転操作が、より多い横方向誤差およびより多い向首方向誤差を有する中心線横方向距離アライメント運転操作よりも低い総コストを有するようになる。より低い総コストを有する結果として、より少ない横方向誤差およびより少ない向首方向誤差を有する中心線横方向距離アライメント運転操作を含む複数の代替運転操作が、選択操作として選択される可能性が高くなる。言い換えれば、k1 dおよびk1 cをより高く調節することによって、より多い横方向誤差およびより多い向首方向誤差を有する中心線横方向距離アライメント運転操作を有する複数の代替運転操作は、より高い総コストを有するようになり、したがって、選択操作として選択される可能性が低くなる。
For further explanation, as also shown in FIG. 10 for comparison purposes, key factors for segments 210-260 of adjusted driving
セグメント220では、対象車両Aは、前後方向加速度調節運転操作を実行して、追越しに十分な速度まで加速する。そして、追越し速度vx(t2)および追越し加速度ax(t2)が最終速度誤差(即ち、数式(40))に影響することから、追越し速度vx(t2)および追越し加速度ax(t2)は、セグメント220の前後方向加速度調節運転操作において、より高い安全マージンおよび/またはより高レベルのスムースさ/快適性を提供するための重要因子として特定される。その結果、数式(37)および数式(40)に照らして、w2 dが、セグメント220における前後方向加速度調節運転操作の重要なコスト係数となる。さらに、セグメント220のコストを最小限に抑えるため、w2 dはより高い値を有するように調節される。より高い値を有するようにw2 dを調節し、かつより低い値を有するようにw2 jを調節することによって、前後方向加速度調節運転操作は、積極的または急激な移動を実施することができるように前後方向加速度を変化させる(即ち、増加または減少させる)ためのより広範囲の大きさ(即ち、車両の前後方向加速度限界に近い)を有してもよい。より広範囲の大きさにより、セグメント220の終了時間における最終速度誤差を低減するように、より大きい前後方向加速度を選択できるようになる。w2 jをより低く調節することによって、前後方向加速度のより広範囲の大きさを提供する前後方向加速度調節運転操作を含む複数の代替運転操作が、選択操作として選択される可能性が高くなる。w2 jをより低い値に調節し、前後方向加速度の大きさ変化させるためのより広い範囲を生成する(即ち、車両の前後方向加速度限界に近い前後方向加速度の大きさを選択できるようにする)ことによって、選択運転操作が時間t2における所望の最終速度を有することが保証される。同時に、w2 dをより高く調節することによって、より大きな最終速度誤差を提供する前後方向加速度調節運転操作を有する複数の代替運転操作は、より高い総コストを有するようになり、したがって、選択操作として選択される可能性が低くなる。
In the
セグメント230では、対象車両Aは、右車線変更運転操作を実行して、対向車線62へと移動するとともに、先行車両Bを安全に追い越すため、対象車両Aを先行車両Bから十分な横方向距離だけ離れた所に位置させる。そのため、横方向誤差|ds−y(t3)|(式中、dsは、先行車両Bを追い抜くための横方向安全距離、y(t3)は、セグメント230の終了時における車両の横方向位置)、ならびに向首方向誤差ke(t3)が、セグメント230の右車線運転操作においてより高い安全マージンおよび/またはより高レベルのスムースさ/快適性を提供するための重要因子として特定されるが、その理由としては、横方向誤差|ds−y(t3)|は横方向誤差成分(即ち、数式(32))に影響し、時間t3における対象車両Aの曲率と中心線の曲率との差ke(t3)は、横方向運動コスト関数(即ち、数式(29))の向首方向誤差成分(即ち、数式(33))に影響するためである。この結果、数式(29)、(32)、および(33)に照らして、k3 dおよびk3 cが、セグメント230における対象車両Aの右車線変更運転操作の重要なコスト係数となる。セグメント230で、k3 dおよびk3 cはより高い値を有するように調節され、k3 jはより低い値を有するように調節される。より低い値を有するようにk3 jを調節することによって、横方向加速度を変化させる(即ち、増加または減少させる)ためのより広範囲の大きさ(即ち、車両の横方向加速度限界に近い)が提供され、対向車線62における横方向誤差および向首方向誤差が低減される。同時に、より高い値を有するようにk3 dおよびk3 cを調節することによって、より少ない横方向誤差およびより少ない向首方向誤差を有する中心線横方向距離アライメント運転操作が、より大きな横方向誤差およびより大きな向首方向誤差を有する中心線横方向距離アライメント運転操作に比べて、より低いコストを有するようになる。より低い総コストを有する結果として、より少ない横方向誤差およびより少ない向首方向誤差を有する中心線横方向距離アライメント運転操作を含む複数の代替運転操作が、選択操作として選択される可能性が高くなる。言い換えれば、k3 dおよびk3 cをより高く調節することによって、より大きな横方向誤差およびより大きな向首方向誤差を有する中心線横方向距離アライメント運転操作を含む複数の代替運転操作は、より高い総コストを有するようになり、したがって、選択操作として選択される可能性が低くなる。
In
セグメント240では、対象車両Aは、先行車両Bを追い抜き、かつ対向車線62に留まる追抜き運転操作を実行して、対象車両Aと先行車両Bとの間の安全距離を作り出す。対向車線62を走行することは対象車両Aにとって危険である(即ち、高い総合危険度を有する)ため、セグメント240の前後方向動作時間を最小限に抑えて、セグメント240の危険度を低減するべきである。そのため、完了までの時間Δt4=t4−t3は、セグメント240の追抜き運転操作におけるより高い安全マージンおよび/またはより高レベルのスムースさ/快適性を提供するための重要因子となるが、これは、完了までの時間Δt4=t4−t3が前後方向動作時間(即ち、数式(39))に影響するためである。その結果、数式(37)および数式(39)に照らして、w4 tが、セグメント240における追抜き運転操作の重要なコスト係数として特定される。セグメント240で、w4 tはより高い値を有するように調節され、w4 jはより低い値を有するように調節される。w4 jをより低い値に調節することによって、前後方向加速度を変化させる(即ち、増加または減少させる)ためのより広範囲の大きさ(即ち、車両の前後方向加速度限界に近い)が提供され、前後方向動作時間が低減される。同時に、より高い値を有するようにw4 tを調節することによって、より短い前後方向動作時間を有する追抜き運転操作が、より長い前後方向運転時間を有する運転操作に比べて低いコストを有するようになる。
In the
セグメント250では、対象車両Aは、左車線変更運転操作を実行して走行車線60に戻る。そのため、完了までの時間Δt5=t5−t4および向首方向誤差ke(t5)は、セグメント250の左車線変更運転操作におけるより高い安全マージンおよび/またはより高レベルのスムースさ/快適性を提供するための重要因子となるが、これは、完了までの時間Δt5=t5−t4が横方向動作時間(即ち、数式(31))に影響し、向首方向誤差ke(t5)が向首方向誤差(即ち、数式(33))に影響するためである。その結果、数式(29)、(31)、および(33)に照らして、k5 tおよびk5 cが、セグメント250における左車線変更運転操作の重要なコスト係数として特定される。セグメント250で、k5 tおよびk5 cはより高い値を有するように調節され、k5 jはより低い値を有するように調節される。k5 jをより低い値に調節することによって、対向車線62における横方向動作時間を低減し、かつ向首方向誤差を低減するように、横方向加速度を変化させる(即ち、増加または減少させる)ためのより広範囲の大きさ(即ち、車両の横方向加速度限界に近い)が提供される。同時に、より高い値を有するようにk5 tおよびk5 cを調節することによって、より短い動作時間およびより少ない向首方向誤差を有する左車線変更運転操作が、より長い運転時間およびより大きい向首方向誤差を提供する左車線変更運転操作に比べて低いコストを有することにより、優先的に重み付けまたはバイアスされるようになる。
In the
セグメント260では、対象車両Aは、通常の運転速度に戻るために、前後方向速度調節運転操作を実行して前後方向速度を低減させる。そのため、最終速度vx(t6)は、セグメント260の前後方向速度調節運転操作におけるより高い安全マージンおよび/またはより高レベルのスムースさ/快適性を提供するための重要因子として特定されるが、これは、最終速度vx(t6)が最終速度誤差(即ち、数式(40))に影響するためである。その結果、数式(37)および数式(40)に照らして、w6 dが、セグメント260における追抜き運転操作の重要なコスト係数となる。セグメント260で、w6 dはより高い値を有するように調節され、w6 jはより低い値を有するように調節される。より低い値を有するようにw6 jを調節することによって、前後方向速度調節運転操作は、セグメント260の終了時間における前後方向速度の誤差を低減するように、前後方向加速度を変化させる(即ち、増加または減少させる)ためのより広範囲の大きさ(即ち、車両の縦方向加速度限界に近い)を有するようになり、それによって危険度が減少する。
In the
コスト係数の重み付けについてさらに説明するため、図7Aの調節済み運転操作200が比較目的で図11Aにも示され、調節済み運転操作200のセグメント210〜260に関して、横方向ジャーク、前後方向動作時間、および前後方向ジャークに対する初期コスト係数がそれぞれ、図11B〜11Dに示される。図11Cは、すべてのセグメントi=1,2,…6に対する初期前後方向動作時間のコスト係数値wi tを示す。セグメント240に示されるように、w4 tは重要なコスト係数であり、したがってセグメント240において高いコスト係数値を有する。また、図11Bに示されるように、セグメント230〜250は、前後方向動作時間および危険度を低減するため、wi tの高い値を有する。同時に、図11Bおよび図11Dのセグメント230〜250に示されるように、初期前後方向ジャークコスト係数wi jおよび初期横方向ジャークコスト係数ki jは低い値を有して、危険度を減少させるために短い動作時間内で積極的または急激な移動を実施できるように、加速度を変化させる(即ち、増加または減少させる)ためのより広範囲の大きさ(即ち、車両の加速度限界に近い)を提供する。セグメント230〜260で、横方向および前後方向ジャークに対するコスト係数が低いことにより、危険領域にいることの危険度または他の車両との衝突を減少させるために、対象車両の加速度限界に近い大きい加速度を有する、急激な運転操作が生成され得る。
To further illustrate the weighting of the cost factor, the adjusted
換言すれば、危険度が通常レベルである通常の運転条件において、システム1は、スムースさおよび快適性を保証するために、横方向および前後方向加速度について滑らかなパターンを生成してもよい。しかしながら、危険度レベルが高い危険運転条件では、システム1は、加速の急激なパターンを生成して、運転操作の安全性を保証してもよい。この場合、より急激な加速パターンを有することによって安全性を保証するために、運転操作の快適性が犠牲にされてもよい。急激な加速パターンを生成する加速度の大きさは、最大横方向/前後方向速度、加速度、車両の動的制御システム設定など、対象車両のパラメータに基づいて決定されてもよい。
In other words, under normal driving conditions where the risk is at a normal level, the
セグメント210〜260における初期コスト係数の調節は、特定のタイプの運転操作(即ち、より高い安全マージンおよび/またはより高レベルのスムースさ/快適性を提供する運転操作)に向けて選択運転操作の選択をバイアスするための、コスト係数調節の単なる一例としてのものであることが、当業者には理解されるべきである。しかしながら、コスト関数を利用して選択運転操作を選択するとき、重要因子およびコスト係数は、最大性能、乗客の快適性、運転条件、燃料消費効率、および車両特有の用途(例えば、トラック、ヘビーデューティー車など、他のタイプの車両での使用)などの他の基準にしたがって、車両運動パラメータをバイアスするか、または均衡させるのに使用されてもよい。 The adjustment of the initial cost factor in the segments 210-260 may be dependent on the selected driving operation towards a specific type of driving operation (i.e., a driving operation that provides a higher safety margin and / or a higher level of smoothness / comfort). It should be understood by those skilled in the art that this is merely an example of a cost factor adjustment to bias the selection. However, when selecting a selected driving maneuver using a cost function, the key factors and cost factors are: maximum performance, passenger comfort, driving conditions, fuel consumption efficiency, and vehicle specific applications (eg, truck, heavy duty) It may be used to bias or balance vehicle motion parameters according to other criteria, such as for use with other types of vehicles, such as cars.
(初期コスト係数の調節)
図2のステップS7で、初期コスト係数が調節される量は、運転操作の危険度曲線に基づく。そのため、動作時間に対する調節済みコスト係数Wi t(t)は、数式(43)および総合危険度ri(t)にしたがって決定されてもよい。
(数43) Wi t(t)=wi t・ri(t)
(Adjustment of initial cost factor)
The amount by which the initial cost coefficient is adjusted in step S7 in FIG. 2 is based on the risk curve of the driving operation. Thus, the adjusted cost factor W i t (t) for the operating time may be determined according to Equation (43) and the overall risk r i (t).
(Expression 43) W i t (t) = w i t · r i (t)
説明のため、図12Aは、上述の例の所与の追越し運転操作を示す。W4 t(t)を計算するため、所与の追越し運転操作に対する総合危険度曲線ri(t)が図12Bに示される。さらに、所与の追越し運転操作における前後方向動作時間の初期の(即ち、更新されていない)コスト係数wi t(t)が図12Cに示される。そのため、前後方向動作時間に対する調節済みコスト係数Wi t(t)は、数式(43)を使用して計算され、図12Dに示される。したがって、前後方向動作時間に対する更新済みコスト係数W4 t(t)が決定される。数式(43)と同様に、他のすべてのコスト係数(即ち、ki j,ki t,ki d,ki c,ki s,ki f,wi j,wi d)が、所与の追越し運転動作の総合危険度ri(t)に基づいて同様に更新されてもよいことが、当業者には理解されるべきである(即ち、Ki j(t)=ki j・ri(t)、Ki t(t)=ki t・ri(t)、Ki d(t)=ki d・ri(t)、など)。 For illustration purposes, FIG. 12A shows a given overtaking operation of the above example. To calculate W 4 t (t), the overall risk curve r i (t) for a given overtaking operation is shown in FIG. 12B. In addition, the initial (ie, not updated) cost factor w i t (t) of the fore-and-aft operation time for a given overtaking operation is shown in FIG. 12C. Therefore, the adjusted cost factor W i t (t) for the forward and backward operation time is calculated using Equation (43) and is shown in FIG. 12D. Therefore, the updated cost coefficient W 4 t (t) with respect to the longitudinal operation time is determined. Similar to Equation (43), all other cost factors (ie, k i j , k i t , k i d , k i c , k i s , k i f , w i j , w i d ) are It should be understood by those skilled in the art that, based on the overall risk r i (t) of a given overtaking operation, it may be similarly updated (ie, K i j (t) = k i j · r i (t), K i t (t) = k i t · r i (t), K i d (t) = k i d · r i (t), etc.).
また、前後方向および横方向コスト係数のそれぞれの合計は1に等しいので、初期コスト係数が調節される量は、運転状況(即ち、交通、環境など)に対する運転操作のタイプにしたがって変わってもよい。 Also, since the sum of the longitudinal cost factor and the lateral cost factor is equal to 1, the amount by which the initial cost factor is adjusted may vary according to the type of driving operation for the driving situation (ie, traffic, environment, etc.). .
(調節済みコスト係数を用いた総コストの計算)
図2BのステップS9で、コスト計算部は、生成した複数の代替運転操作それぞれの総コストを計算する。生成した複数の代替運転操作それぞれの総コストは、数式(26)を使用して計算されてもよい。重みβiは、所与のセグメントiにおける危険度の関数なので、総合危険度ri(t)に対する調節済みの重みΒiは以下の数式(44)によって表現される。
In step S9 of FIG. 2B, the cost calculation unit calculates the total cost of each of the generated plurality of alternative driving operations. The total cost of each of the generated plurality of alternative driving operations may be calculated using Equation (26). Since the weight β i is a function of the risk in a given segment i, the adjusted weight Β i for the overall risk r i (t) is expressed by the following equation (44).
図12Dによって示されるように、横方向運動コスト関数の調節済みコスト係数は固定ではなく、時間依存性である。そのため、調節済みコスト係数を使用して調節済み横方向運動コストACi lateralを計算すべく、調節済み横方向運動コスト関数は数式(45)によって示され、車両運動パラメータは以下の数式(46)〜(51)によって定義される。
調節済みコスト係数を使用して調節済み前後方向運動コストACi longitudinalを計算すべく、前後方向運動コスト関数は数式(52)によって示され、車両運動パラメータは以下の数式(53)〜(55)によって定義される。
(選択運転操作の選択)
運転操作評価部28は、生成した複数の代替運転操作の中から選択運転操作を選択する。選択運転操作は、生成した複数の代替運転操作の中の、最低総コストを有する運転操作であってもよい。運転操作評価部28は、生成した複数の代替運転操作のうちどれが最低総コストを有するかを判定する。生成した複数の代替運転操作それぞれの総コストは、調節済みコスト係数を使用して計算される。横方向運動コスト(即ち、数式(45))は、調節済みコスト係数を用いた車両運動パラメータ(即ち、数式(46)〜(51))を使用して計算される。同様に、縦方向運動コスト(即ち、数式(52))は、調節済みコスト係数を用いた車両運動パラメータ(即ち、数式(53)〜(55))を使用して計算される。
(Selective operation selection)
The driving
所与のセグメントiのコスト(Ci)は、数式(28)を使用して、横方向運動コストおよび縦方向運動コストの合計にαiを重み付けすることによって計算される。運転操作の総コストは、数式(26)および(44)を使用して、運転操作のすべてのセグメントのコストの合計に重み付けすることによって計算される。生成した運転操作それぞれの総コストが計算され、生成した複数の代替運転操作すべての中から最低総コストを有する運転操作が選択される。 The cost (C i ) for a given segment i is calculated by weighting α i to the sum of the lateral motion cost and the longitudinal motion cost using equation (28). The total cost of driving is calculated by weighting the total cost of all segments of driving using Equations (26) and (44). The total cost of each of the generated driving operations is calculated, and the driving operation having the lowest total cost is selected from all of the plurality of generated alternative driving operations.
図2BのステップS10で、運転操作評価部28は、リストまたはテーブル上の複数の代替運転操作を、各運転操作の総コストに基づいた順序で、またはそのランキングにしたがって並べ替え、ランク付けする。より低い総コストを有する運転操作が、より高い総コストを有する運転操作よりも上にランク付けされてもよい。ステップS11で、運転操作評価部28は、最低総コスト運転操作を選択運転操作としてリストから選択する。
In step S10 of FIG. 2B, the driving
運転操作評価部28はまた、運転操作が他の車両または物体の衝突をもたらさないことを担保するため、選択運転操作をチェックする。さらに、運転操作評価部28はまた、選択運転操作のいずれの部分も車道領域外で実施されないことをチェックする。図13は、リスト上の運転動作の衝突チェックプロセスおよび並べ替えのフローチャートである。図13のステップS111で、運転操作評価部28は、選択運転操作が衝突を起こさず、かつ車道領域内であるか否かを判定する。運転操作評価部28は、周囲環境、道路上の他の物体および/または車両の情報(位置、加速度、速度、サイズなど)、ならびに車線に関する最新情報について選択運転操作を分析して、選択運転操作を実行することによって対象車両が別の物体/車両との衝突を起こさない、または対象車両が車道領域を外れないことを担保する。選択運転操作が衝突を引き起こさず、車道領域内で実施されると判定されると(S111:YES)、ステップS12で、運動コマンド生成部30によって選択運転操作が実行される。しかしながら、選択運転操作が対象車両と別の物体/車両との衝突を引き起こすか、または対象車両が車道領域を外れると判定されると(S111:NO)、ステップS112で、選択運転操作はリストから除去される。次に、運転操作評価部28は、運転操作のリストが、まだ、その中から選択運転操作として別の最低総コスト運転操作を選択するために、生成した複数の代替運転操作の少なくとも1つを含んでいるかどうかを判定する。運転操作のリストが生成した複数の代替運転操作の少なくとも1つを含んでいる場合(S113:NO)、運転操作評価部28は、ステップS11で、最低から二番目の総コストの運転操作を選択運転操作として選択し、選択運転操作が衝突を起こさないか否かを再び判定する。しかしながら、運転操作のリストが空であり、生成した複数の代替運転操作の少なくとも1つを含んでいない場合(S113:YES)、運転操作評価部28は、ステップS114で、運転操作生成部22による運転操作の実行を保留してもよい。さらに、ステップS115で、運転操作評価部28は、対象車両の安全性を担保するため、車間距離保持/車線維持運転操作(即ち、請求項における所定のデフォルト運転操作)を選択してもよい。運動コマンド生成部30は、ステップS12で、車間距離保持/車線保持運転操作を実行してもよい。
The driving
(最低総コスト運転操作対初期調節済み運転操作の効果)
最低総コストを有する選択運転操作の効果を説明するため、初期調節済み運転操作200、および初期調節済み運転操作200から導き出される、生成した最低総コスト運転操作400が、比較のために図14Aおよび14Bに示される。初期調節済み運転操作200はセグメント210〜260を有し、最低総コスト運転操作400はセグメント410〜460を有する。やはり比較のため、図14Cは、初期調節済み運転操作200(即ち、実線)および最低総コスト運転操作400(即ち、破線)の前後方向速度プロファイルを示す。図14Dは、初期調節済み運転操作200(即ち、実線)および最低総コスト運転操作400(即ち、破線)の前後方向加速度プロファイルを示す。図14Eは、初期調節済み運転操作200(即ち、実線)および最低総コスト運転操作400(即ち、破線)の横方向加速度プロファイルを示す。
(Effect of minimum total cost operation vs. initial adjusted operation)
To illustrate the effect of the selected driving operation with the lowest total cost, the initial
初期調節済み運転操作200を最低総コスト運転操作400と比較すると、最低総コスト運転操作400は、より短いセグメント、より高い前後方向速度、ならびに図14Dおよび14Eにおけるより高い前後方向および横方向加速度を有する。前後方向および横方向加速度は、大きさが増加しているが、最大および最小加速度閾値(ax max,ax min)、(ay max,ay min)を下回っている。その結果、最低総コスト運転操作400を実行し完了するまでの時間は、初期調節済み運転操作200を実行し完了するまでの時間よりも短い。したがって、総合危険度、および対向車両Cとの衝突の可能性は低減される。
Comparing the initial
より具体的には、初期調節済み運転操作200のセグメントを最低総コスト運転操作400のセグメントと比較すると、最低総コスト運転操作400は、セグメント410で中心線横方向距離アライメント運転操作に対してより高い横方向加速度を提供し、それによって、対象車両Aがセグメント210に比べてより迅速な運転操作で横方向距離をもたらす。その結果、終了時間およびセグメント長さがセグメント210に比べて低減される。セグメント420で、最低総コスト運転操作400は、前後方向速度調節運転操作に対してより高い前後方向加速度を提供し、それによって、対象車両Aがセグメント220に比べてより高い変化割合でより早い速度まで加速する。その結果、終了時間およびセグメント長さがセグメント220に比べて低減される。セグメント430で、最低総コスト運転操作400は、右車線変更運転操作に対してより高い横方向加速度を提供し、それによって、対象車両Aがセグメント230に比べてより迅速な運転操作で対向車線62に入る。その結果、対象車両Aが対向車線62を走行する時間量が低減され、終了時間およびセグメント長さがやはりセグメント230に比べて低減される。セグメント440で、最低総コスト運転操作400は、追抜き運転操作に対してより高い前後方向速度/加速度を提供し、それによって、対象車両がセグメント230に比べてより早く先行車両Bを追い抜く。その結果、対象車両Aが対向車線62で費やす時間量が低減され、終了時間およびセグメント長さがやはりセグメント240に比べて低減される。セグメント450で、最低総コスト運転操作400は、左車線変更運転操作に対してより高い横方向加速度を提供し、それによって、対象車両Aがセグメント230に比べてより迅速に対向車線62から走行車線60への運転操作を行う。その結果、対象車両Aが対向車線62で費やす時間量が低減され、終了時間およびセグメント長さがセグメント250に比べて低減される。セグメント460で、最低総コスト運転操作400は、前後方向速度調節運転操作に対してより高い前後方向加速度を提供し、それによって、対象車両Aがセグメント260に比べてより高い変化割合でより低い走行速度まで減速する。その結果、終了時間およびセグメント長さがセグメント260に比べて低減される。
More specifically, when comparing the segment of the initial
(緊急時操作)
ある運転操作を現に実行している間、運転操作評価部28は対象車両の周囲を継続的に評価する。図2BのステップS13で、選択運転操作が対象車両によって実行されている間、車両/環境データ処理部20は各セグメントで対象車両の周囲環境を監視する。ステップS14で、車両/環境データ処理部20によって認識された車両の周囲環境に基づいて、運転操作生成部22は、各セグメントに対して、緊急時操作、または実行中運転操作の修正済み運転操作を生成する。ステップS15で、危険度計算部24は各セグメントの現在の総合危険度を評価する。危険度計算部24は、実行中運転操作の現在の総合危険度を危険度閾値と比較する。危険度閾値を実行中運転操作が超過しない場合(S15:NO)、車両/環境データ処理部20は、実行中運転操作の次のセグメントの監視を続ける。危険度閾値を実行中運転操作が超過する場合、緊急事態が生じていると判定される。緊急事態が生じている場合(S15:YES)、運転操作評価部28は、ステップS16で、実行中運転操作を取り消し、運転操作生成部22によって生成された緊急時操作または修正済み運転操作のうち1つを選択してもよい。選択された緊急時操作または修正済み運転操作は、次に、ステップS12で、運動コマンド生成部30によって実行される。
(Emergency operation)
While a certain driving operation is actually being executed, the driving
運転操作の総合危険度は、危険度閾値を下回る総合危険度を有するものとして最初に計算されているが、運転操作の実行中に変化するかもしれない。総合危険度の変化は、他の車両または物体の位置、速度、挙動、および加速度の予期しない変化、複数の代替運転操作を生成するプロセスの間に最初は考慮されなかった新しい物体または障害物の検出、重要因子における誤差の増加、あるいは移動物体パラメータ(即ち、周囲の車両もしくは物体の位置/速度/加速度)の不正確な推定によって引き起こされる総合危険度の増加によって引き起こされるかもしれない。 The overall risk of driving is initially calculated as having an overall risk below the risk threshold, but may change during the performance of the driving. Changes in overall risk include unexpected changes in the position, speed, behavior, and acceleration of other vehicles or objects, new objects or obstacles that were not initially considered during the process of generating multiple alternative driving maneuvers. May be caused by detection, increased error in critical factors, or increased overall risk caused by inaccurate estimation of moving object parameters (ie, position / velocity / acceleration of surrounding vehicles or objects).
説明のため、表1は、図4Bの調節済み運転操作200のセグメント220〜240に対する、運転操作生成部22によって生成された緊急時操作のリストである。動作の際、運転操作が実行されている状態で、緊急時操作が継続的に生成される。
For illustration, Table 1 is a list of emergency operations generated by the driving
表1を参照すると、セグメント220の実行運転操作は、追越しに適した速度まで加速する前後方向加速度調節運転操作である。前後方向加速度調節運転操作の実行中、運転操作評価部28は、前後方向加速度調節運転操作を実行している間にセグメント220の総合危険度が危険度閾値を超過した場合、前後方向減速および車間距離保持/車線維持運転操作を実行すべきであると判定してもよい。換言すれば、前後方向加速度調節運転操作が取り消されてもよく、前後方向減速および車間距離保持/車線維持運転操作が選択され実行されてもよい。
Referring to Table 1, the execution driving operation of the
セグメント230では、運転操作評価部28は、前後方向加速度調節運転操作を実行している間に緊急事態が起きた場合(即ち、セグメント230の総合危険度が危険度閾値を超過した場合)、対象車両Aが対向車線62へと移動するように右車線変更運転操作を実行する代わりに、前後方向減速および左車線変更運転操作を生成し選択してもよい。図15Aは、緊急事態(即ち、対向車両Cの極近くへの接近)における右車線変更運転操作の取消しと、その代わりの縦方向減速および左車線変更運転操作の実行とを示す。
In the
セグメント240では、対象車両Aが対向車線62にいる間に先行車両Bを追い抜くように追抜き運転操作を実行する代わりに、緊急時(即ち、対向車両Cの極近くへの接近)において、運転操作評価部28は、2つの緊急時操作を生成し、緊急時操作の中から選択緊急時操作を選択し、選択緊急時操作を実行してもよい。第1の緊急時操作Aは、前後方向減速および急激な左車線変更の運転操作であってもよい。第2の緊急時操作Bは、高い前後方向加速および左車線変更の運転操作であってもよい。図15Bは、両方の緊急時操作の両方の運転経路を示す。選択緊急時操作は、緊急時操作の中の最低総コストを有する緊急時操作であってもよい。
In the
(他の実施形態)
上述の実施形態では、システム1は、対象車両が先行車両を自律的に追い越すことができるような、追越し操作を生成する。しかしながら、任意のタイプの運転操作に対する所定の運転操作パターンがコントローラ10のメモリに格納されてもよく、それらは、運転操作生成部22によって初期化され、任意のタイプの運転操作を生成するのに使用されてもよいことが、当業者には理解されるべきである。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the
さらに、上述の実施形態では、運転操作評価部28は、最低コスト運転操作を選択運転操作として選択する。しかしながら、最高コスト、コスト範囲、または特定のコストにしたがって選択運転操作が選択されてもよいことが、当業者には理解されるべきである。
Furthermore, in the above-described embodiment, the driving
さらにまた、上述の実施形態では、運転操作生成部は、四次および五次多項式を使用して、前後方向および横方向軌道を生成する。しかしながら、他の任意の前後方向および横方向軌道生成方法が使用されてもよいことが、当業者には理解されるべきである。 Furthermore, in the above-described embodiment, the driving operation generation unit generates anteroposterior and lateral trajectories using fourth and fifth order polynomials. However, it should be understood by those skilled in the art that any other anteroposterior and lateral trajectory generation methods may be used.
さらに、上述の実施形態において、運転操作の結果として周囲の物体との衝突が起こり得るか否かを判定するため、任意の衝突チェック方法が使用されてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, any collision check method may be used to determine whether or not a collision with a surrounding object can occur as a result of the driving operation.
好ましい実施形態の観点から本開示について記載してきたが、当業者であれば、添付の請求項の趣旨および範囲内で修正を行って本開示を実施できることを認識するであろう。かかる変形および修正はすべて添付の請求項の範囲内にあることが意図される。したがって、実施例および図面は限定ではなく例証として見なされる。 Although the present disclosure has been described in terms of preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that the present disclosure can be practiced with modification within the spirit and scope of the appended claims. All such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims. Accordingly, the examples and drawings are to be regarded as illustrative rather than limiting.
Claims (21)
複数の運転操作を生成する運転操作生成部(22)と、
車両の環境に基づいて危険度を計算する危険度計算部(24)と、
少なくとも危険度計算部によって計算された危険度に基づいて、複数の運転操作それぞれのコストを計算するコスト計算部(26)と、
コスト計算部によって計算されたコストに基づいて、複数の運転操作の中から選択運転操作を選択する運転操作評価部(28)と、
選択運転操作に基づいて車両制御コマンドを生成する運動コマンド生成部(30)と、を備え、
複数の運転操作の各々は、連続する切れ目のないセグメントの組み合せを含み、
コスト計算部は、コスト関数を使用することによって、複数の運転操作の各々の各セグメントのコストを計算し、
コスト関数は、複数のコスト関数成分を有し、
各コスト関数成分は、初期コスト係数によって重み付けされ、
複数の運転操作の各々の各セグメントのコストは、複数の運転操作の各々の各セグメントにおけるコスト関数成分の合計であり、
コスト計算部は、複数の運転操作の各々の各セグメントのコストを合計することによって、複数の運転操作の各々のコストを計算するシステム。 A system for generating a driving operation of a vehicle,
A driving operation generation unit (22) for generating a plurality of driving operations;
A risk calculation unit (24) for calculating the risk based on the environment of the vehicle;
A cost calculation unit (26) for calculating costs of each of the plurality of driving operations based on at least the risk calculated by the risk calculation unit;
A driving operation evaluation unit (28) for selecting a selected driving operation from a plurality of driving operations based on the cost calculated by the cost calculating unit;
An exercise command generator (30) that generates a vehicle control command based on the selected driving operation,
Each of the plurality of driving operations includes a combination of consecutive unbroken segments,
The cost calculation unit calculates the cost of each segment of each of a plurality of driving operations by using a cost function,
The cost function has a plurality of cost function components,
Each cost function component is weighted by an initial cost factor,
The cost of each segment of the plurality of driving operations is the sum of the cost function components in each segment of the plurality of driving operations,
The cost calculation unit is a system that calculates the cost of each of the plurality of driving operations by summing the costs of each segment of the plurality of driving operations.
重要因子は、安全性、スムースさ、または快適性の少なくとも1つに基づいて、所与のセグメントにおいて、コスト関数成分のどれが、非重要因子に比較して、コスト関数に対して比例的により大きな量的影響を有するかを示し、
複数の運転操作の各々のコストを計算するとき、コスト計算部は、非重要因子に関連付けられたコスト関数成分の初期コスト係数に較べて、重要因子に関連付けられた、所与のセグメントのコスト関数成分の初期コスト係数の値をより高くみなす請求項1のシステム。 Each initial cost factor for each cost function component is associated with an important or non-critical factor,
The critical factor is based on at least one of safety, smoothness, or comfort, and in a given segment, which of the cost function components is proportional to the cost function relative to the non-critical factor Indicate if it has a large quantitative impact,
When calculating the cost of each of the plurality of driving operations, the cost calculation unit calculates the cost function of a given segment associated with the important factor compared to the initial cost coefficient of the cost function component associated with the non-critical factor. The system of claim 1 , wherein the initial cost factor value of the component is considered higher.
コスト計算部は、初期コスト係数と危険度とを乗算することによって、重要因子に関連付けられたコスト関数成分の初期コスト係数を調節する請求項1又は7のシステム。 Each initial cost coefficient of each cost function component is predetermined,
The system according to claim 1 or 7 , wherein the cost calculation unit adjusts the initial cost coefficient of the cost function component associated with the important factor by multiplying the initial cost coefficient by the risk level.
運転操作評価部は、リストから、選択運転操作を選択する請求項1乃至10のいずれかのシステム。 The driving operation evaluation unit rearranges the plurality of driving operations on the list in the order of ranking based on the cost of each of the plurality of driving operations.
Driving operation evaluation unit, from the list, any one of claims 1 to 10 to select the selected driving operation system.
(1)運転操作生成部は、複数の運転操作の生成を停止し、
(2)運転操作評価部は、所定のデフォルト運転操作を選択し、
(3)運動コマンド生成部は、所定のデフォルト運転操作に基づいて、車両制御コマンドを生成する請求項14のシステム。 When the list does not include at least one of multiple driving operations,
(1) The driving operation generation unit stops generating a plurality of driving operations,
(2) The driving operation evaluation unit selects a predetermined default driving operation,
(3) The system according to claim 14 , wherein the movement command generation unit generates a vehicle control command based on a predetermined default driving operation.
車両の環境および車両の状態を認識し、
所定の運転操作パターン、車両の環境、または車両の状態の少なくとも1つに基づいて複数の運転操作を生成し、
車両の環境に基づいて危険度を計算し、
危険度に基づいて複数の運転操作の各々のコストを計算し、
リスト上の複数の運転操作の中から選択運転操作を選択し、
選択運転操作を実行して、車両制御コマンドを生成するものであり、
複数の運転操作の各々は、連続する切れ目のないセグメントの組み合せを含み、
コスト関数を使用することによって、複数の運転操作の各々の各セグメントのコストを計算し、
コスト関数は、複数のコスト関数成分を有し、
各コスト関数成分は、初期コスト係数によって重み付けされ、
複数の運転操作の各々の各セグメントのコストは、複数の運転操作の各々の各セグメントにおけるコスト関数成分の合計であり、
複数の運転操作の各々の各セグメントのコストを合計することによって、複数の運転操作の各々のコストを計算する方法。 A method for generating a driving operation of a vehicle,
Recognize vehicle environment and vehicle condition,
Generating a plurality of driving operations based on at least one of a predetermined driving operation pattern, a vehicle environment, or a vehicle state;
Calculate the risk based on the vehicle environment ,
Calculate the cost of each driving operation based on the risk,
Select the selected driving operation from the multiple driving operations on the list,
A vehicle operation command is generated by executing a selective driving operation ,
Each of the plurality of driving operations includes a combination of consecutive unbroken segments,
By using the cost function, calculate the cost for each segment of each driving operation,
The cost function has a plurality of cost function components,
Each cost function component is weighted by an initial cost factor,
The cost of each segment of the plurality of driving operations is the sum of the cost function components in each segment of the plurality of driving operations,
A method of calculating the cost of each of a plurality of driving operations by summing the cost of each segment of the plurality of driving operations .
選択運転操作の実行中に車両の環境を評価し、
選択運転操作を実行している間の現在の危険度を計算し、
複数の緊急時操作を生成し、
現在の危険度を危険度閾値と比較し、
現在の危険度が危険度閾値よりも高い場合、選択運転操作を取り消し、
複数の緊急時操作の中から、選択緊急時操作を選択し、
選択緊急時操作を実行する請求項19又は20の方法。 further,
Evaluate the vehicle's environment during the selected driving operation,
Calculate the current risk level while performing the selected driving operation,
Generate multiple emergency operations,
Compare the current risk level with the risk threshold,
If the current risk is higher than the risk threshold, cancel the selected driving operation,
Select a selected emergency operation from multiple emergency operations,
21. The method of claim 19 or 20 , wherein a selected emergency operation is performed.
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