JP6454799B2 - 行動計画装置 - Google Patents
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Description
図2は本実施例の行動計画装置を有するシステムの概要である。1は、自動車など内部に車両制御システムを有する車両システムである。2は、例えば車載ネットワーク(CAN:Controller Area Network、CANFD:CAN with Flexible Data−rate、Ethernet(登録商標)、等)とコントローラ(ECU:Electronic Control Unit等)により構成される車両制御システムである。3は、車両システム1の外部と無線通信(例えば携帯電話の通信、無線LAN、WAN、等のプロトコルを使用した通信)を行い、外界(インフラ、他車)の情報または自車に関する情報を取得・送信などの無線通信を実施、または診断端子(OBD)やEthernet端子、外部記録媒体(例えばUSBメモリ、SDカード、等)端子などを有し、有線接続を行い車両制御システム2と有線通信を実施する通信装置である。4は、例えば車両制御システム2と異なる、または同一のプロトコルを用いたネットワークにより構成される車両制御システムである。5は、車両制御システム2の制御に従い、車両運動を制御する機械および電気装置(例えばエンジン、トランスミッション、ホイール、ブレーキ、操舵装置等)の駆動を行うアクチュエータ等の駆動装置である。6は、外界から入力される情報を取得し、後述する外界認識情報を生成する、カメラ、レーダ、LIDAR、超音波センサなどの外界センサ、および、車両システム1の状態(運動状態、位置情報、等)を認識する力学系センサ(加速度、車輪速度、GPS:Global Positioning System)により構成される認識装置である。7は、ネットワークシステムに有線または無線で接続され、ネットワークシステムから送出されるデータを受信し、メッセージ情報(例えば映像、音)など必要な情報を表示または出力する、液晶ディスプレイ、警告灯、スピーカなどの出力装置である。8は、ユーザが車両制御システム2に対して、操作の意図や指示を入力する入力信号を生成するための、例えばステアリング、ペダル、ボタン、レバー、タッチパネル、等の入力装置である。9は、車両システム1が外界に対して、車両の状態等を通知するための、ランプ、LED、スピーカ等の通知装置である。
車両制御システムの機能構成例について図6に示す。
認識装置6の種類は車両制御システムの構成で述べた通りであり、それぞれの認識装置の種類に応じた動作原理により、後述する外界認識情報を取得する。主には認識装置6が有するセンサが外界の物理的な測定値を取得し、測定値に対して特定のアルゴリズム(例えば、取得した画像に対する画像認識アルゴリズム)を適用し、外界情報を取得する。
外界認識情報とは、車両システムの外部に存在しており認識装置により観測されたオブジェクトを表現する情報となる。外界認識情報の例として、オブジェクト種別(静止オブジェクト(壁、区画線、信号、分離帯、木、等)、動的オブジェクト(歩行者、車、二輪車、自転車等)、走行(領域侵入)可能か否か、その他属性情報)、オブジェクトの相対位置情報(方向・距離)、オブジェクトの絶対位置情報(座標等)、オブジェクトの速度、向き(移動方向、顔の向き)、加速度、存在確率(確からしさ)、外界認識情報を測定した時間、測定を実施した認識装置のID、等が挙げられる。
統合認識部602は、複数の認識装置6から受けた外界認識情報を統合した統合認識情報(例:外界認識マップ)を作成する。外界認識マップの例を図9に示す。ここでは直交する座標系(グリッド)(図9(a))に対し、それぞれの領域についてオブジェクト情報を配置した例について図9(b)示す。オブジェクト情報は、例えば上記外界認識情報の例から位置情報を除いた内容であり、それぞれのグリッドに配置される。
外界認識マップは、全て現在観測された外界認識情報を用いるのみではなく、過去の外界認識情報から予測(行動予測)して作成することも可能である。例えば一定時間経過後に、静止オブジェクトであれば同じ位置(車両との相対位置では無く、路面上の同位置)に存在している可能性が高く、また動的オブジェクトであれば直前の位置、速度、加速度等から、一定時間後の位置を予測することが可能となる。このように予測した外界認識情報を用いることにより、現在観測不可能な位置の情報についての予測を行うことが可能である。
外界認識マップに基づく軌道生成方法について説明する。軌道は、車両システム1が安全に走行可能(例:他の障害物に衝突する可能性が低い)である安全性制約、車両システム1が実現可能な加速度・減速度、ヨーレート、などの運動制約、を満たすように生成する。
障害発生の判定方法について説明する。統合認識部602は、認識装置6とネットワークまたは専用線等の通信経路を介して通信を行い、通信において障害の有無を判定する。通信経路の障害については、通信が行えない(通信処理がエラー応答、信号線の電位が異常)、通信の信号値が異常(例:CRCが不整合、固定データパターンが不一致)、等により、通信経路の障害が判定可能である。通信経路の障害については、他にも上記外界認識情報を送信する通信経路以外の通信経路を有し、前記経路から、外界認識情報を送信する通信経路の障害が発生したことを通知することも可能である。
障害発生状態に基づいた、本発明に基づく行動計画システム601の軌道生成方法について図1を用いて説明する。
具体的な障害発生時の外界認識マップの例を図12に示す。ここでは車両システムの右側を監視する認識装置6に障害が発生した例を示している(図12(a)の斜線部)。この場合、障害発生領域に、障害発生以前に観測した動的オブジェクトが存在しているため、その行動については、障害発生前に最終的に観測した時点からの行動予測を行い、障害発生範囲の行動予測の結果を含む外界認識マップを基に、後述する障害発生時安全状態に移行する軌道生成を行う。
障害が発生した場合の安全状態(障害発生時安全状態)の例について以下に示す。安全状態の例としては、衝突が発生する可能性が予測の範囲内で無い、または安全な状態にてユーザに制御を引き渡す、といった状態となる。
車両制御システム3は、現在の車両の状態について、出力装置7を介してユーザに、または車両の外部に対して通知装置9または通信装置3を介して出力する。例えば車両システム1のいずれかの部分に故障が発生した場合に、出力装置7を介してユーザに対して警告等の点灯、もしくは音による警告を実施する。あわせて通知装置9または通信装置3を介して車両外部に、ランプによる警告状態の出力や、スピーカによる警告音、障害に関する情報等の出力等を実施する。
2 車両制御システム
3 通信装置
4 車両制御システム
5 駆動装置
6 認識装置
7 出力装置
8 入力装置
9 通知装置
301 ネットワークリンク
302 ECU
303 GW
401 プロセッサ
402 I/O
403 タイマ
404 ROM
405 RAM
406 内部バス
501 制御部
502 通信管理部
503 時間管理部
504 データテーブル
505 バッファ
601 行動計画システム
602 統合認識部
603 軌道生成判断部
604 運動制御部
605 ユーザ入力部
606 出力管理部
607 通知管理部
608 障害検知部
1001 外界認識マップ
1300 表示装置
1301 状況表示
1302 進路表示
1303 障害箇所表示
Claims (16)
- 外界認識部の障害発生を検知し通知する障害検知部と、
前記外界認識部から出力される外界認識情報を統合し統合認識情報を出力する統合認識部と、
前記統合認識部が出力する統合認識情報を基に障害時行動を実行する制御指示を駆動部に行う軌道生成判断部と、を有し、
前記軌道生成判断部は、前記障害検知部の通知に基づき障害対応行動をとるように指示し、
前記軌道生成判断部は、動的オブジェクトが障害発生範囲に進入することを回避する軌道を生成する、ことを特徴とする行動計画装置。 - 請求項1に記載の行動計画装置において、
前記軌道生成判断部は、前記障害検知部が通知した障害発生範囲における過去の外界認識情報を基に、安全状態へ移行する障害対応軌道を生成することを特徴とする行動計画装置。 - 請求項1、又は2に記載の行動計画装置において、
前記軌道生成判断部は、障害発生時間を判定し、前記障害検知部が認識した障害発生範囲における障害発生時間以後の外界認識情報を破棄することを特徴とする行動計画装置。 - 請求項1に記載の行動計画装置の構成に加え、車外に障害発生を通知する通知部を有し、
前通知部は、障害対応行動において、前記障害検知部が通知した障害検知情報を通知することを特徴とする行動計画装置。 - 請求項1、又は2に記載の行動計画装置において、
前記統合認識部は、障害が発生した外界認識部の認識範囲内の動的オブジェクトは、前記外界認識部が非故障時である場合よりもリスクが高い行動を行うと予測することを特徴とする行動計画装置。 - 請求項1、又は2に記載の行動計画装置において、
前記統合認識部は、障害発生範囲の行動予測結果と、障害が発生していない認識装置が出力した同じ領域の外界認識情報の存在確率を重ね合わせて演算することを特徴とする行動計画装置。 - 請求項1、又は2に記載の行動計画装置において、
前記軌道生成判断部は、車線変更の中期段階における安全状態として、
(1)車線変更動作を中断した車線幅方向位置を維持した状態で車線に沿った動作を行う、
(2)自車が跨る2車線のうち前記自車が含まれる割合が大きい方の車線内に前記自車を移動させる、及び、
(3)左右の隣接車線の両方に後続車がある場合に、それぞれの後続車と自車の距離を計測し、距離が遠い方の車線寄りに前記自車を移動させる、ことの少なくとも1つの動作を行うことを特徴とする行動計画装置。 - 請求項1から7に記載の行動計画装置の構成に加え、ユーザに障害発生状態を通知する出力部を有し、前記出力部は、障害発生時にユーザに障害発生を通知することを特徴とする行動計画装置。
- 外界認識部の障害発生を検知し通知する障害検知部と、
前記外界認識部から出力される外界認識情報を統合し統合認識情報を出力する統合認識部と、
前記統合認識部が出力する統合認識情報を基に障害時行動を実行する制御指示を駆動部に行う軌道生成判断部と、を有し、
前記軌道生成判断部は、前記障害検知部の通知に基づき障害対応行動をとるように指示し、
前記軌道生成判断部は、車線変更の中期段階における安全状態として、
(1)車線変更動作を中断した車線幅方向位置を維持した状態で車線に沿った動作を行う、
(2)自車が跨る2車線のうち前記自車が含まれる割合が大きい方の車線内に前記自車を移動させる、及び、
(3)左右の隣接車線の両方に後続車がある場合に、それぞれの後続車と自車の距離を計測し、距離が遠い方の車線寄りに前記自車を移動させる、ことの少なくとも1つの動作を行うことを特徴とする行動計画装置。 - 請求項9に記載の行動計画装置において、
前記軌道生成判断部は、前記障害検知部が通知した障害発生範囲における過去の外界認識情報を基に、安全状態へ移行する障害対応軌道を生成することを特徴とする行動計画装置。 - 請求項9、又は10に記載の行動計画装置において、
前記軌道生成判断部は、障害発生時間を判定し、前記障害検知部が認識した障害発生範囲における障害発生時間以後の外界認識情報を破棄することを特徴とする行動計画装置。 - 請求項9、又は10に記載の行動計画装置の構成に加え、車外に障害発生を通知する通知部を有し、
前通知部は、障害対応行動において、前記障害検知部が通知した障害検知情報を通知することを特徴とする行動計画装置。 - 請求項9、又は10に記載の行動計画装置において、
前記統合認識部は、障害が発生した外界認識部の認識範囲内の動的オブジェクトは、前記外界認識部が非故障時である場合よりもリスクが高い行動を行うと予測することを特徴とする行動計画装置。 - 請求項9、又は10に記載の行動計画装置において、
前記統合認識部は、障害発生範囲の行動予測結果と、障害が発生していない認識装置が出力した同じ領域の外界認識情報の存在確率を重ね合わせて演算することを特徴とする行動計画装置。 - 請求項9、又は10に記載の行動計画装置において、
前記軌道生成判断部は、動的オブジェクトが障害発生範囲に進入することを回避する軌道を生成する、ことを特徴とする行動計画装置。 - 請求項9から15に記載の行動計画装置の構成に加え、ユーザに障害発生状態を通知する出力部を有し、前記出力部は、障害発生時にユーザに障害発生を通知することを特徴とする行動計画装置。
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