JP6954039B2 - 波形推定装置、波形推定方法および波形推定プログラム - Google Patents
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Description
図1は、実施例1にかかる走行制御システムの機能構成を示す機能ブロック図である。図1に示すように、走行制御システムは、GPSセンサ1と、車載装置10と、自動運転制御装置2と、アクチュエータ3とを有する。走行制御システムは例えば車両に搭載される。
続いて、車載装置10が実行する安全運転のリアルタイム判定の手法について説明する。図3は、安全運転のリアルタイム判定を説明する図である。安全運転の判定としては、一般的に、走行軌跡を蓄積した上で安全運転を判定する蓄積手法が知られている。具体的には、蓄積手法は、走行軌跡から操舵波形(揺動成分)を分解する際に、高周波(微舵振動)から低周波(中心揺動)に順に濾波する。そして、入力波形から波長推定、平均波長推定、波形分解、パワー算出順に、全フレームを走査しながら順次算出する。
次に、実施例1にかかる車載装置10が実行する波形推定について説明する。上述したように、入力波形から抽出される振動成分(平均波形)とそれ以外の振動成分(揺動波形)のうち、揺動波形を用いて波形パワーが算出される。ただし、リアルタイムに安全判定を行うためには、現在時刻より1/2波長前の波形が不足しているので、この現在時刻より1/2波長前(直近1/2波長前)の波形を推定する必要がある。そこで、実施例1では、直近1/2波長前の波形推定を実行する。
図5は、実施例1にかかる車載装置10の機能構成を示す機能ブロック図である。なお、自動運転制御装置2は、車両の自動運転を行うコンピュータであり、一般的な自動運転制御装置と同様の機能を有するので、ここでは詳細な説明は省略する。
図8は、第1波形推定部22の機能構成を示す機能ブロック図である。なお、第2、第3波形推定部23、24は、入力波形および分離する振動成分の周期が異なる点を除き、第1波形推定部22と同様の処理を行うため、説明を省略する。
図9は、方式Aによる第1平均波形の推定を説明する図である。平均波形推定部223は、図9に示すように、期間T2の入力波形に加え、期間T1の第1平均波形を用いて期間T2の第1平均波形を推定する。これにより、第1平均波形をより高精度に推定することができる。
図11は、方式Bによる第1平均波形の推定を説明する図である。平均波形推定部223は、図11に示すように、観測済みである期間T2の入力波形に加え、算出済みである期間T1の第1平均波形と、算出済みである期間T1の揺動波形から予測される期間T2の第1揺動波形とを用いて、期間T2の第1平均波形を推定する。これにより、第1平均波形をより高精度に推定することができる。
次に、各方式の特性について説明する。ここで説明する特性は、入力波形の振幅変化による平均波形の推定への影響を説明する。なお、短周期、中周期および長周期のいずれにも該当するので、第1平均波形等を単に平均波形などと記載して説明する。
図17は、方式Aのシミュレーション結果(振幅拡大時)を説明する図である。図18は、方式Bのシミュレーション結果(振幅拡大時)を説明する図である。図19は、ハイブリッド波形推定のシミュレーション結果(振幅拡大時)を説明する図である。
図20は、方式Aのシミュレーション結果(振幅縮小時)を説明する図である。図21は、方式Bのシミュレーション結果(振幅縮小時)を説明する図である。図22は、ハイブリッド波形推定のシミュレーション結果(振幅縮小時)を説明する図である。
次に、走行を開始してから現時刻までの短周期、中周期および長周期の成分波形それぞれにおける最終的に推定される波形パワーのシミュレーション結果について説明する。図23は、ハイブリッド波形推定の波形パワー推定のシミュレーション結果を説明する図である。
図25は、危険判定部25の機能構成を示す機能ブロック図である。危険判定部25は、例えば各周期における振動成分の特徴量に基づき、車両の運転に関する危険度を判定する判定部の一例である。危険判定部25は、操舵評価部251、揺動評価部252、危険度評価部253および通知部254を有する。
次に、各処理の流れについて説明する。ここでは、全体的な処理の流れ、波形推定処理の流れ、危険判定処理の流れについて説明する。
図26は、処理の流れを示すフローチャートである。図26に示すように、第1波形推定部22が短周期の波形推定処理を実行し(S101)、第2波形推定部23が中周期の波形推定処理を実行する(S102)。続いて、第3波形推定部24が長周期の波形推定処理を実行する(S103)。その後、危険判定部25が、危険判定処理を実行し(S104)、処理を終了する。
図27は、波形推定処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、第1波形推定部22が行う短周期の波形推定処理について説明する。なお、第2、第3波形推定部23、24が実行する波形推定処理も短周期の波形推定処理と同様であるため、説明を省略する。
図28は、危険判定処理の流れを示すフローチャートである。図28に示すように、操舵評価部251は急操舵の評価値(急操舵スコア値sc1)を算出する(S301)。続いて、揺動評価部252は全体揺動の評価値(全体揺動スコア値sc2)を算出する(S302)。その後、危険度評価部253は、S301で算出された急操舵の評価値とS302で算出された全体揺動の評価値とに基づいて危険度の評価値(危険度スコア値sc3)を算出する(S303)。そして、通知部254は、危険度の評価値が閾値以上であれば(S304:Yes)、評価結果を自動運転制御装置2に出力し(S305)、評価値が閾値未満であれば(S304:No)、処理を終了する。
上述したように、実施例1にかかる車載装置10は、車道を走行する車両の走行軌跡に応じた入力波形と、入力波形から算出される算出済みの第1周波数未満の第1振動成分(平行波形)とを用いて、現時刻における第1振動成分を推定する。車載装置10は、入力波形と、算出済みの第1振動成分と、入力波形から算出される算出済みの第1周波数以上の第2振動成分(揺動波形)から予測される現時刻における第2振動成分とを用いて、現時刻における第1振動成分を推定する。車載装置10は、推定された各第1振動成分に基づいて、入力波形から現時刻における第2振動成分を算出する。
上記実施例で説明した危険判定部25による評価値の算出は、具体的に記載した算出例に限定されるものではない。例えば、危険判定部25が短周期の振動成分から路内揺動の位相等も用いて評価値を算出するようにしてもよい。
上記実施例で説明した各数値や閾値はあくまで例示であり、具体的に記載した値に限定されるものではない。
上記実施例では、方式Aと方式Bとを組み合わせたハイブリッド波形推定について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば方式Bのみなどのように、各方式だけを用いて揺動波形の推定を実行することもできる。
また、図5に示した各装置の各構成は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、任意の単位で分散または統合して構成することができる。例えば、第1〜第3波形推定部22〜24を統合することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPU(Central Processing Unit)および当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
上記車載装置10は、例えば、次のようなハードウェア構成を有するコンピュータにより実現することができる。図34は、ハードウェア構成例を説明する図である。図34に示すように、車載装置10は、通信インタフェース10a、HDD(Hard Disk Drive)10b、メモリ10c、プロセッサ10dを有する。
前記入力波形と、算出済みの前記第1振動成分と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数以上の第2振動成分から予測される前記現時刻における第2振動成分とを用いて、前記現時刻における第1振動成分を推定する第2推定部と、
推定された各前記第1振動成分に基づいて、前記入力波形から前記現時刻における第2振動成分を算出する算出部と
を有することを特徴とする波形推定装置。
前記第1推定部は、前記半波長前から前記現時刻までの第2期間の前記入力波形と、前記振動算出部によって算出された前記第1期間の前記第1振動成分とを用いて、前記第2期間の前記第1振動成分を推定することを特徴とする付記1に記載の波形推定装置。
前記第2推定部は、前記第2期間の前記入力波形と、前記第1期間の前記第1振動成分と、前記予測部によって予測された前記第2期間の前記第2振動成分とから、前記第2期間の前記第1振動成分を推定することを特徴とする付記2に記載の波形推定装置。
車道を走行する車両の走行軌跡に応じた入力波形と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数未満の第1振動成分とを用いて、現時刻における第1振動成分を推定し、
前記入力波形と、算出済みの前記第1振動成分と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数以上の第2振動成分から予測される前記現時刻における第2振動成分とを用いて、前記現時刻における第1振動成分を推定し、
推定された各前記第1振動成分に基づいて、前記入力波形から前記現時刻における第2振動成分を算出する
処理を実行することを特徴とする波形推定方法。
車道を走行する車両の走行軌跡に応じた入力波形と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数未満の第1振動成分とを用いて、現時刻における第1振動成分を推定し、
前記入力波形と、算出済みの前記第1振動成分と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数以上の第2振動成分から予測される前記現時刻における第2振動成分とを用いて、前記現時刻における第1振動成分を推定し、
推定された各前記第1振動成分に基づいて、前記入力波形から前記現時刻における第2振動成分を算出する
処理を実行させることを特徴とする波形推定プログラム。
前記車載装置は、
車道を走行する車両の走行軌跡に応じた入力波形と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数未満の第1振動成分とを用いて、現時刻における第1振動成分を推定する第1推定部と、
前記入力波形と、算出済みの前記第1振動成分と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数以上の第2振動成分から予測される前記現時刻における第2振動成分とを用いて、前記現時刻における第1振動成分を推定する第2推定部と、
推定された各前記第1振動成分に基づいて、前記入力波形から前記現時刻における第2振動成分を算出する算出部と、
前記第2振動成分の特徴量に基づき、前記車両の運転に関する危険度を判定する判定部と、を有し、
前記自動運転制御装置は、
前記車載装置によって判定された前記危険度に基づいて、前記車両の運転を制御する運転制御部を有することを特徴とする運転制御システム。
10 車載装置
21 軌跡生成部
22 第1波形推定部
23 第2波形推定部
24 第3波形推定部
25 危険判定部
221 過去波形算出部
222 揺動波形予測部
223 平均波形推定部
224 平均波形算出部
225 揺動波形算出部
226 波形パワー算出部
Claims (7)
- 車道を走行する車両の走行軌跡に応じた入力波形と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数未満の第1振動成分とを用いて、現時刻における第1振動成分を推定する第1推定部と、
前記入力波形と、算出済みの前記第1振動成分と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数以上の第2振動成分から予測される前記現時刻における第2振動成分とを用いて、前記現時刻における第1振動成分を推定する第2推定部と、
推定された各前記第1振動成分に基づいて、前記入力波形から前記現時刻における第2振動成分を算出する算出部と
を有することを特徴とする波形推定装置。 - 前記現時刻以前の前記入力波形から、前記現時刻の一波長前から半波長前までの第1期間の前記第1振動成分を算出する振動算出部をさらに有し、
前記第1推定部は、前記半波長前から前記現時刻までの第2期間の前記入力波形と、前記振動算出部によって算出された前記第1期間の前記第1振動成分とを用いて、前記第2期間の前記第1振動成分を推定することを特徴とする請求項1に記載の波形推定装置。 - 前記第1期間の前記入力波形から、前記第1期間の前記第1振動成分を減算して、前記第1期間の前記第2振動成分を算出し、前記第1期間の前記第2振動成分の振幅および位相に基づいて、前記第2期間の前記第2振動成分を予測する予測部をさらに有し、
前記第2推定部は、前記第2期間の前記入力波形と、前記第1期間の前記第1振動成分と、前記予測部によって予測された前記第2期間の前記第2振動成分とから、前記第2期間の前記第1振動成分を推定することを特徴とする請求項2に記載の波形推定装置。 - 前記算出部は、前記第1推定部によって推定された前記第2期間の前記第1振動成分と、前記第2推定部によって推定された前記第2期間の前記第1振動成分とを合算して、前記第2期間の前記第1振動成分を算出し、算出した前記第2期間の前記第1振動成分を前記第2期間の前記入力波形から減算して、前記第2期間の前記第2振動成分を算出することを特徴とする請求項3に記載の波形推定装置。
- 前記第2振動成分の特徴量に基づき、前記車両の運転に関する危険度を判定する判定部をさらに有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の波形推定装置。
- コンピュータが、
車道を走行する車両の走行軌跡に応じた入力波形と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数未満の第1振動成分とを用いて、現時刻における第1振動成分を推定し、
前記入力波形と、算出済みの前記第1振動成分と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数以上の第2振動成分から予測される前記現時刻における第2振動成分とを用いて、前記現時刻における第1振動成分を推定し、
推定された各前記第1振動成分に基づいて、前記入力波形から前記現時刻における第2振動成分を算出する
処理を実行することを特徴とする波形推定方法。 - コンピュータに、
車道を走行する車両の走行軌跡に応じた入力波形と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数未満の第1振動成分とを用いて、現時刻における第1振動成分を推定し、
前記入力波形と、算出済みの前記第1振動成分と、前記入力波形から算出される算出済みの第1周波数以上の第2振動成分から予測される前記現時刻における第2振動成分とを用いて、前記現時刻における第1振動成分を推定し、
推定された各前記第1振動成分に基づいて、前記入力波形から前記現時刻における第2振動成分を算出する
処理を実行させることを特徴とする波形推定プログラム。
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