JP7461756B2 - Vehicle control device and vehicle control method - Google Patents
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Description
本発明は、車両制御装置及び車両制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle control device and a vehicle control method.
自動走行モード時の車両において、車室内の乗員の動作を検出し、当該乗員の動作に応じて車両の加速度等の制御量を決定することにより、車両の乗り心地を向上させる車両制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A vehicle control device is known that improves the ride comfort of a vehicle in an autonomous driving mode by detecting the movements of occupants in the vehicle cabin and determining control amounts such as vehicle acceleration in response to the movements of the occupants (see, for example, Patent Document 1).
上述したような車両制御装置では、検出した乗員の動作に基づいて車両の制御量が決定される。しかしながら、車両の走行時における乗員の動作は、車両の動作に限らず、車室内の乗員の状況、体型等によっても影響されるため、検出された乗員の動作が必ずしも車両の動作と連動しているとは限られない。そのため、車両の動作に連動していない乗員の動作に基づいて車両の制御量が決定された場合、車両の乗り心地が向上しないおそれがある。 In the vehicle control device described above, the amount of control of the vehicle is determined based on the detected movement of the occupant. However, the movement of the occupant while the vehicle is traveling is not limited to the movement of the vehicle, but is also influenced by the condition and body type of the occupant in the vehicle cabin, and therefore the detected movement of the occupant is not necessarily linked to the movement of the vehicle. Therefore, if the amount of control of the vehicle is determined based on the movement of the occupant that is not linked to the movement of the vehicle, there is a risk that the ride comfort of the vehicle will not be improved.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、車両の乗り心地の向上を図ることができる車両制御装置及び車両制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a vehicle control device and a vehicle control method that can improve the ride comfort of a vehicle.
本発明の一態様に係る車両制御装置は、車室内の一又は複数の乗員の動作に係る情報である乗員動作情報、及び車両の動作に係る情報である車両動作情報を取得する取得部と、第1段階において取得部によって取得された乗員動作情報及び車両動作情報に基づいて、第1段階より後の段階である第2段階において取得部によって取得された車両動作情報が入力されることにより、第2段階における車両の動作に応じた乗員の動作を推定するモデルを生成する生成部と、生成部によって生成されたモデルの推定結果に基づいて、乗員の動作量が減少するように車両の制御量を算出する算出部と、算出部によって算出された制御量に基づいて車両を制御する制御部と、を備える。 A vehicle control device according to one aspect of the present invention includes an acquisition unit that acquires occupant motion information, which is information related to the motion of one or more occupants in the vehicle cabin, and vehicle motion information, which is information related to the motion of the vehicle; a generation unit that generates a model that estimates the motion of the occupant according to the motion of the vehicle in the second stage based on the occupant motion information and vehicle motion information acquired by the acquisition unit in the first stage, by inputting the vehicle motion information acquired by the acquisition unit in the second stage that is a stage subsequent to the first stage; a calculation unit that calculates a control amount of the vehicle so as to reduce the amount of motion of the occupant based on the estimation result of the model generated by the generation unit; and a control unit that controls the vehicle based on the control amount calculated by the calculation unit.
また、本発明の一態様に係る車両制御方法は、車室内の一又は複数の乗員の動作に係る情報である乗員動作情報、及び車両の動作に係る情報である車両動作情報を取得する第1ステップと、第1ステップよりも後に、車両動作情報を取得する第2ステップと、第1ステップにおいて取得された乗員動作情報及び車両動作情報に基づいて、第2ステップにおいて取得された車両動作情報が入力されることにより、第2ステップにおける車両の動作に応じた乗員の動作を推定するモデルを生成する第3ステップと、第3ステップにおいて生成されたモデルの推定結果に基づいて、乗員の動作量が減少するように車両の制御量を算出する第4ステップと、第4ステップにおいて算出された制御量に基づいて車両を制御する第5ステップと、を備える。 In addition, a vehicle control method according to one aspect of the present invention includes a first step of acquiring occupant motion information, which is information related to the motion of one or more occupants in the vehicle cabin, and vehicle motion information, which is information related to the motion of the vehicle; a second step of acquiring vehicle motion information after the first step; a third step of generating a model that estimates the motion of the occupant according to the motion of the vehicle in the second step based on the occupant motion information and vehicle motion information acquired in the first step by inputting the vehicle motion information acquired in the second step; a fourth step of calculating a control amount for the vehicle so as to reduce the amount of motion of the occupant based on the estimation result of the model generated in the third step; and a fifth step of controlling the vehicle based on the control amount calculated in the fourth step.
これらの装置及び方法では、第1段階又は第1ステップにおける乗員動作情報及び車両動作情報に基づいて、車室内の乗員の動作を推定するモデルを生成する処理が実施され、第2段階又は第2ステップにおける車両動作情報が入力されたモデルの推定結果に基づいて、乗員の動作量が減少するように車両の制御量を算出する処理が実施される。これにより、車両の動作と連動した乗員の動作に基づいて車両の制御量が算出されるため、乗員の動作量を適切に減少させる車両の制御が可能となる。以上のように、これらの装置及び方法によれば、車両の乗り心地の向上を図ることができる。 In these devices and methods, a process is performed to generate a model that estimates the movements of an occupant in the vehicle cabin based on the occupant movement information and vehicle movement information in the first stage or first step, and a process is performed to calculate a vehicle control amount so as to reduce the amount of occupant movement based on the estimation result of the model to which the vehicle movement information is input in the second stage or second step. As a result, the vehicle control amount is calculated based on the occupant movement linked to the vehicle movement, making it possible to control the vehicle to appropriately reduce the amount of occupant movement. As described above, these devices and methods can improve the ride comfort of the vehicle.
上記車両制御装置において、取得部は、複数の乗員の動作に係る乗員動作情報を取得し、生成部は、取得部によって取得された複数の乗員の動作に係る乗員動作情報のうち、少なくとも2人以上の乗員の乗員動作情報及び車両動作情報に基づいて、2人以上の乗員それぞれの動作を推定するモデルを生成し、算出部は、生成部によって生成された2人以上の乗員それぞれの動作を推定するモデルの推定結果に基づいて、2人以上の乗員の少なくとも1人の動作量が減少するように制御量を算出してもよい。 In the above vehicle control device, the acquisition unit acquires occupant motion information related to the motions of multiple occupants, the generation unit generates a model that estimates the motion of each of the two or more occupants based on the occupant motion information and vehicle motion information of at least two or more occupants among the occupant motion information related to the motions of the multiple occupants acquired by the acquisition unit, and the calculation unit may calculate a control amount so as to reduce the amount of motion of at least one of the two or more occupants based on the estimation result of the model that estimates the motion of each of the two or more occupants generated by the generation unit.
また、上記車両制御方法では、第1ステップにおいて、複数の乗員の動作に係る乗員動作情報を取得し、第3ステップにおいて、第1ステップにおいて取得された複数の乗員の動作に係る乗員動作情報のうち、少なくとも2人以上の乗員の乗員動作情報及び車両動作情報に基づいて、2人以上の乗員それぞれの動作を推定するモデルを生成し、第4ステップにおいて、第3ステップにおいて生成された2人以上の乗員それぞれの動作を推定するモデルの推定結果に基づいて、2人以上の乗員の少なくとも1人の動作量が減少するように制御量を算出してもよい。 In addition, in the above vehicle control method, in a first step, occupant motion information relating to the motions of multiple occupants is acquired, and in a third step, a model that estimates the motions of each of the two or more occupants is generated based on the occupant motion information of at least two or more occupants and vehicle motion information among the occupant motion information relating to the motions of the multiple occupants acquired in the first step, and in a fourth step, a control amount is calculated so as to reduce the amount of motion of at least one of the two or more occupants based on the estimation result of the model that estimates the motions of each of the two or more occupants generated in the third step.
例えば、路線バス等の車両の車室内では、座った状態、立った状態等様々な姿勢の乗員が存在し得る。これらの装置及び方法によれば、乗員の姿勢が反映されて生成されたモデルに基づいて車両の制御量が算出されるため、複数の乗員それぞれに対して車両の乗り心地の向上を図ることができる。 For example, inside the cabin of a vehicle such as a route bus, passengers may be in various positions, such as sitting or standing. With these devices and methods, the vehicle control amount is calculated based on a model that reflects the passengers' positions, making it possible to improve the ride comfort of the vehicle for each of the multiple passengers.
上記車両制御装置において、算出部は、2人以上の乗員の動作量の総和が最小となるように制御量を算出してもよい。 In the vehicle control device, the calculation unit may calculate the control amount so that the sum of the movement amounts of two or more occupants is minimized.
また、上記車両制御方法では、第4ステップにおいて、2人以上の乗員の動作量の総和が最小となるように制御量を算出してもよい。 In addition, in the above vehicle control method, in the fourth step, the control amount may be calculated so that the sum of the movement amounts of two or more occupants is minimized.
これらの装置及び方法によれば、モデル生成の対象である乗員それぞれの動作量の総和が減少するように車両の制御量が算出されるため、様々な種別の複数の乗員が乗車する車両においても、複数の乗員に対して車両の乗り心地の向上を図ることができる。 With these devices and methods, the vehicle control amount is calculated so as to reduce the sum of the movement amounts of each occupant who is the subject of model generation, so that the ride comfort of the vehicle can be improved for multiple occupants, even in vehicles with multiple occupants of various types.
上記車両制御装置において、算出部は、2人以上の乗員の動作量のうち最大の動作量が所定の動作量閾値よりも低くなるように制御量を算出してもよい。 In the vehicle control device, the calculation unit may calculate the control amount so that the maximum movement amount among the movement amounts of two or more occupants is lower than a predetermined movement amount threshold.
また、上記車両制御方法では、第4ステップにおいて、2人以上の乗員の動作量のうち最大の動作量が所定の動作量閾値よりも低くなるように制御量を算出してもよい。 In addition, in the above vehicle control method, in the fourth step, the control amount may be calculated so that the maximum movement amount among the movement amounts of two or more occupants is lower than a predetermined movement amount threshold value.
これらの装置及び方法によれば、例えば、様々な種別の複数の乗員が乗車する車両のいずれの走行状態においても、車両における一定の乗り心地の良さを確保することができる。 With these devices and methods, it is possible to ensure a certain level of ride comfort in a vehicle carrying multiple occupants of various types, regardless of the driving conditions.
上記車両制御装置において、生成部は、取得部によって取得された複数の乗員の動作に係る乗員動作情報の全て、及び車両動作情報に基づいて、乗員動作情報が取得された全ての乗員それぞれの動作を推定するモデルを生成してもよい。 In the above vehicle control device, the generation unit may generate a model that estimates the movements of each of all occupants for which occupant movement information has been acquired, based on all of the occupant movement information relating to the movements of the multiple occupants acquired by the acquisition unit and the vehicle movement information.
また、上記車両制御方法では、第3ステップにおいて、第1ステップにおいて取得された複数の乗員の動作に係る乗員動作情報の全て、及び車両動作情報に基づいて、乗員動作情報が取得された全ての乗員それぞれの動作を推定するモデルを生成してもよい。 In addition, in the above vehicle control method, in a third step, a model may be generated that estimates the movements of each of all occupants for which occupant movement information has been obtained, based on all of the occupant movement information relating to the movements of the multiple occupants obtained in the first step and the vehicle movement information.
これらの装置及び方法によれば、車室内にいる全ての乗員に対して車両の乗り心地の向上を図ることができる。 These devices and methods can improve the ride comfort of the vehicle for all passengers inside the vehicle.
上記車両制御装置において、車室内の乗員の数が所定の乗員数閾値よりも高い場合、第1段階において取得部によって取得された複数の乗員の動作に係る乗員動作情報に基づき複数の乗員の動作量を算出し、車室内を分割した複数のエリアのそれぞれにおいて、最大の動作量を有する乗員である対象乗員を選択する選択部を更に備え、生成部は、複数のエリアのそれぞれにおいて、選択部によって選択された対象乗員それぞれの動作を推定するモデルを生成してもよい。 The vehicle control device may further include a selection unit that calculates the movement amounts of multiple occupants based on occupant movement information related to the movements of the multiple occupants acquired by the acquisition unit in the first stage when the number of occupants in the vehicle cabin is higher than a predetermined occupant number threshold, and selects a target occupant who is an occupant with the maximum movement amount in each of multiple areas divided into the vehicle cabin, and the generation unit may generate a model that estimates the movement of each of the target occupants selected by the selection unit in each of the multiple areas.
また、上記車両制御方法では、第3ステップの前に、車室内の乗員の数が所定の乗員数閾値よりも高い場合、第1ステップにおいて取得された複数の乗員の動作に係る乗員動作情報に基づき複数の乗員の動作量を算出し、車室内を分割した複数のエリアのそれぞれにおいて、最大の動作量を有する乗員である対象乗員を選択する第6ステップを更に備え、第3ステップにおいては、複数のエリアのそれぞれにおいて、第6ステップにおいて選択された対象乗員それぞれの動作を推定するモデルを生成してもよい。 The vehicle control method may further include a sixth step, prior to the third step, of calculating the movement amounts of multiple occupants based on occupant movement information relating to the movements of the multiple occupants acquired in the first step when the number of occupants in the vehicle cabin is higher than a predetermined occupant number threshold, and selecting a target occupant who is an occupant with the maximum movement amount in each of multiple areas into which the vehicle cabin is divided, and in the third step, a model may be generated to estimate the movement of each of the target occupants selected in the sixth step in each of the multiple areas.
例えば、車両に多数の乗員が乗車している場合、多数の乗員の動作を推定するモデルに基づいた車両の制御が困難となるおそれがある。そこで、車室内にいる乗員のうち一部の乗員の動作に基づいて車両の制御量を算出することが考えられるが、例えば車両前方と車両後方とでは車両の動作に対する乗員の動作が異なる。このため、当該一部の乗員の動作に基づいて算出された車両の制御量に基づいて車両が制御されても、車室内の他の乗員に対して車両の乗り心地の向上が図れないおそれがある。これに対し、本発明の装置及び方法によれば、各エリアで最大の動作量を有する対象乗員のモデルに基づいて車両の制御量を算出するため、多数の乗員が乗車している車両においても、車室内の位置によらず、多数の乗員のそれぞれに対して車両の乗り心地を向上させることができる。 For example, when a vehicle has many occupants, it may be difficult to control the vehicle based on a model that estimates the actions of the many occupants. Therefore, it is possible to calculate the amount of control of the vehicle based on the actions of some of the occupants in the vehicle cabin. However, for example, the actions of the occupants in the front and rear of the vehicle differ in response to the action of the vehicle. Therefore, even if the vehicle is controlled based on the amount of control of the vehicle calculated based on the actions of the few occupants, it may not be possible to improve the ride comfort of the vehicle for the other occupants in the vehicle cabin. In contrast, according to the device and method of the present invention, the amount of control of the vehicle is calculated based on a model of a target occupant who has the maximum amount of movement in each area, so that even in a vehicle with many occupants, the ride comfort of the vehicle can be improved for each of the many occupants regardless of their position in the vehicle cabin.
本発明によれば、車両の乗り心地の向上を図ることができる車両制御装置及び車両制御方法を提供できる。 The present invention provides a vehicle control device and a vehicle control method that can improve the ride comfort of a vehicle.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
[第1実施形態]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or equivalent elements are designated by the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted.
[First embodiment]
本実施形態に係る車両制御システム1は、車両Mに乗車した乗員Pの動作量を減少させるように車両Mの制御量を算出するシステムである。車両Mは、例えば、一又は複数の乗員Pが乗車する路線バスである。乗員Pの動作量とは、乗員Pの移動量、回転量、及びそれらの速度である。図2は、第1実施形態に係る車両制御システム1の利用シーンの一例を模式的に示す図である。車両Mの車室内には、乗員Pが行き来する通路及び複数の乗員Pが座るための複数の座席が配置されている。以下、本実施形態では、性別、年齢等を問わず子供から年配者まで様々な種別の複数の乗員Pが車室内にいる場合の車両制御システム1の動作について説明するが、一の乗員Pのみが車室内にいる場合でも車両制御システム1の動作は同様に実行される。
The
車両制御システム1では、ECU10(車両制御装置)が、複数の乗員Pそれぞれの動作及び車両Mの動作を把握し、車両Mの動作と連動した複数の乗員Pそれぞれの動作を推定し、複数の乗員Pの動作量が減少するように車両Mの制御を実現する。
In the
図1に示されるように、車両制御システム1は、ECU10(車両制御装置)と、複数のカメラ20と、内部センサ30と、アクチュエータ40と、を備えている。車両制御システム1の各構成は、車両Mに搭載されている。
As shown in FIG. 1, the
ECU10は、車室内の複数の乗員Pの動作量を減少させるように車両Mの制御量を算出する。ECU10は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]、及びCAN[Controller Area Network]通信回路等を有する電子制御ユニットである。ECU10では、ROMに記憶されているプログラムをRAMにロードし、RAMにロードされたプログラムをCPUで実行することにより各種の機能を実現する。なお、ECU10は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。ECU10には、CAN通信回路を介して、複数のカメラ20、内部センサ30、及びアクチュエータ40が接続されている。
The ECU 10 calculates the control amount of the vehicle M so as to reduce the amount of movement of multiple occupants P in the vehicle cabin. The
複数のカメラ20は、車両Mの車室内にいる複数の乗員Pを撮像する。図2に示されるように、複数のカメラ20は、車室内にいる複数の乗員Pがいずれの場所にいても複数の乗員Pそれぞれの位置及び姿勢をいずれかのカメラ20により撮像可能であるように、車室内に配置されている。複数のカメラ20は、例えば、互いに間隔を空けて車室内の上部に設けられている。各カメラ20は、所定の周期で撮像した画像情報をECU10に入力する。
The
内部センサ30は、車両Mの走行状況に関する各種の情報を検出する。内部センサ30は、車速を検出する車速センサ、加減速度を検出する加減速度センサ、及びステアリングの操舵角を検出する操舵角センサを少なくとも含んでいる。内部センサ30は、各センサの検出値を検出値情報としてECU10に入力する。
The
アクチュエータ40は、車両Mの走行制御を実行する装置である。アクチュエータ40は、エンジンアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。エンジンアクチュエータは、ECU10からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量(スロットル開度)を制御し、車両Mの駆動力を制御する。なお、車両Mがハイブリッド車(ハイブリッドバス)である場合には、エンジンに対する空気の供給量の他に、動力源としてのモータにECU10からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。車両Mが電気自動車(電気バス)である場合には、動力源としてのモータにECU10からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。ブレーキアクチュエータは、ECU10からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、車両Mの車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、液圧ブレーキシステムを用いることができる。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ECU10からの制御信号に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、車両Mの操舵トルクを制御する。
The
次に、図1を参照して、ECU10の機能的構成について説明する。ECU10は、取得部11と、生成部12と、算出部13と、制御部14と、記憶部15と、を備えている。
Next, the functional configuration of the
取得部11は、車室内の複数の乗員Pの動作に係る情報である乗員動作情報、及び、車両Mの動作に係る情報である車両動作情報を取得する。本実施形態では、取得部11は、車室内に存在する全ての乗員Pの乗員動作情報を取得する。本実施形態では、乗員動作情報は、複数のカメラ20により複数の乗員Pそれぞれの位置及び姿勢が撮像された画像情報である。また、本実施形態では、車両動作情報は、内部センサ30により取得された検出値情報のうち車両Mの操舵角情報及び速度情報である。取得部11は、第1段階において乗員動作情報及び車両動作情報を取得する。第1段階とは、例えば、バス停、バスターミナル等で停止している車両Mに複数の乗員Pが乗車した後、車両Mが発車して数十秒後等、車両Mの走行状態が安定した期間における1又は複数のタイミングである。第1段階が1つのタイミングである場合には、取得部11は、1つのタイミングで取得された乗員動作情報及び車両動作情報のみを取得する。第1段階が複数のタイミングである場合には、取得部11は、複数のタイミングそれぞれで取得された乗員動作情報及び車両動作情報を取得する。また、取得部11は、第1段階より後の段階である第2段階において、例えば所定の周期で、車両動作情報を取得する。第2段階は、第1段階より後の段階且つ生成部12によって乗員モデル(詳細は後述)が生成された後の段階である。具体的には、第2段階は、例えば、乗員モデルが生成された直後である。
The
生成部12は、第1段階において取得部11によって取得された乗員動作情報及び車両動作情報に基づいて、乗員モデル(モデル)を生成する。乗員モデルは、第2段階において取得部11によって取得された車両動作情報が入力されることにより、第2段階における車両Mの動作に応じた乗員Pの動作を推定するモデルである。本実施形態では、生成部12は、取得部11によって取得された複数の乗員Pの動作に係る乗員動作情報の全てと車両動作情報とに基づいて、乗員動作情報が取得された全ての乗員P(すなわち、車室内に存在する全ての乗員P)それぞれの動作を推定する乗員モデルを生成する。
The
ここで、生成部12による乗員モデルの生成方法について詳細に説明する。まず、生成部12は、複数のカメラ20により複数の乗員Pそれぞれの位置及び姿勢が撮像された画像情報(乗員動作情報)に基づいて、例えばニューラルネットワーク等の機械学習の手法を用いて、複数の乗員Pそれぞれの位置及び姿勢を認識する。生成部12は、認識した各乗員Pの位置及び姿勢、並びに車両Mの操舵角情報及び速度情報(車両動作情報)に基づいて、乗員モデルを生成する。このように、乗員モデルは、車両の動作(挙動)に対する乗員Pの動作(挙動)の実績を考慮して生成されるものである。生成部12は、第1段階において複数のタイミングの乗員動作情報及び車両動作情報が取得されている場合には、例えば車両動作情報の変化に応じた乗員動作情報の変化を考慮して、乗員モデルを生成してもよい。また、生成部12は、第1段階において1つのタイミングの乗員動作情報及び車両動作情報のみが取得されている場合には、例えば基準となる姿勢と乗員動作情報から認識される姿勢(車両動作情報に応じた乗員動作情報)との差異を考慮して、乗員モデルを生成してもよい。
Here, a method for generating an occupant model by the
乗員モデルは、下記式(1)及び式(2)の物理モデルによって構成される。
[X]’=A[X]+Bu・・・ (1)
[Y] =C[X] ・・・ (2)
The occupant model is constituted by the physical models of the following equations (1) and (2).
[X]' = A [X] + Bu... (1)
[Y] = C[X] ... (2)
上記式(1)は、車両Mの動作の状態及び複数の乗員Pそれぞれの動作の状態を表す状態方程式であって、上記式(2)は、上記式(1)の出力方程式である。上記式(1)中、[X]は、6個の状態変数からなる6次元のベクトル量である車両状態量の項、及び10個の状態変数からなる10次元のベクトル量である乗員状態量の項を示す。A及びBは、関数、係数等を要素とする行列式を示す。uは乗員モデルへの入力(すなわち、車両動作情報)を示す。A、B、及びuの詳細な説明については後述する。[X]’の記号「’」は、[X]の時間微分を示す。上記式(2)中、[Y]は、乗員モデルからの出力を表すベクトル量(すなわち、モデルの推定結果)を示す。Cは、関数、係数等を要素とする行列式であって、本実施形態では単位行列である。生成部12は、複数の乗員Pそれぞれについて、第1段階における乗員動作情報及び車両動作情報に基づき、A及びBのパラメータ(係数等の値)を決定する。生成部12の「乗車モデルを生成する」とは、すなわち、複数の乗員P毎のA及びBのパラメータを決定することである。後述する算出部13は、第2段階における車両動作情報であるuを入力として上記式(1)を満たすように、各乗員Pについて[X]の10次元の乗員状態量の項を導出し、上記式(2)に基づき乗員モデルの推定結果である[Y]を導出し、各乗員Pの動作量が減少するように車両Mの制御量を算出する(詳細は後述)。
The above formula (1) is a state equation that represents the state of the operation of the vehicle M and the state of the operation of each of the multiple occupants P, and the above formula (2) is an output equation of the above formula (1). In the above formula (1), [X] represents a term for the vehicle state quantity, which is a six-dimensional vector quantity consisting of six state variables, and a term for the occupant state quantity, which is a ten-dimensional vector quantity consisting of ten state variables. A and B represent determinants whose elements are functions, coefficients, etc. u represents an input to the occupant model (i.e., vehicle operation information). A, B, and u will be described in detail later. The symbol "'" of [X]' represents the time differential of [X]. In the above formula (2), [Y] represents a vector quantity that represents the output from the occupant model (i.e., the estimated result of the model). C is a determinant whose elements are functions, coefficients, etc., and is a unit matrix in this embodiment. The
[X]において車両状態量を表す6個の状態変数は、車両Mの位置、姿勢及びそれらの変化を表す車両Mの動作に係る変数であって、Xg,Yg,Ψ,Vx,Vy,ωΨからなる。図3に示されるように、車両Mは、剛体モデルとして近似することができる。そして、車両Mの前後方向の軸をX軸とし、車両Mの左右方向の軸をY軸とし、車両Mの上下方向の軸をZ軸とし、X軸、Y軸及びZ軸が互いに直交し且つ車両Mの重心を通る場合、Xgは、X軸方向における車両Mの運動量である。また、Ygは、Y軸方向における車両Mの運動量であって、Ψは、Z軸を中心とした車両Mの回転角度(言い換えれば、車両Mの姿勢角)である。また、Vxは、Xgの速度であって、Vyは、Ygの速度であって、ωΨは、Ψの角速度である。 The six state variables representing the vehicle state quantities in [X] are variables related to the operation of the vehicle M, which represent the position, attitude and changes therein, and consist of Xg, Yg, Ψ, Vx, Vy, and ωΨ . As shown in FIG. 3, the vehicle M can be approximated as a rigid body model. If the axis in the longitudinal direction of the vehicle M is the X axis, the axis in the lateral direction of the vehicle M is the Y axis, and the axis in the vertical direction of the vehicle M is the Z axis, and the X axis, Y axis, and Z axis are mutually orthogonal and pass through the center of gravity of the vehicle M, then Xg is the momentum of the vehicle M in the X axis direction. Furthermore, Yg is the momentum of the vehicle M in the Y axis direction, and Ψ is the rotation angle of the vehicle M around the Z axis (in other words, the attitude angle of the vehicle M). Furthermore, Vx is the velocity of Xg, Vy is the velocity of Yg, and ωΨ is the angular velocity of Ψ.
[X]において乗員状態量を表す10個の状態変数は、乗員Pの位置、姿勢、及びそれらの変化を表す乗員Pの動作に係る変数であって、xg,yg,ψ,φ,θ,vx,vy,ωψ,ωφ,ωθからなる。図4に示されるように、車両Mの動作に応じて変化する乗員Pの動作は、大きく下半身部PBの動作と上半身部PUの動作とに分けて捉えることができる。すなわち、乗員Pの下半身部PBは、車両Mの動作に応じて、乗員Pの前後方向及び左右方向に動作しやすい。一方、乗員Pの上半身部PUにおける下端部分は下半身部PBに固定されているが、頭部は動きやすいため、上半身部PUは、乗員Pの前後方向及び左右方向に回転するように、及び上半身部PUにおける上下方向に沿った軸を中心としてひねるように動作しやすい。 The ten state variables in [X] expressing the occupant state quantities are variables related to the position, posture, and movement of the occupant P expressing the changes therein, and are composed of xg, yg, ψ, φ, θ, vx, vy, ω ψ , ω φ , and ω θ . As shown in FIG. 4, the movement of the occupant P, which changes in response to the movement of the vehicle M, can be roughly divided into the movement of the lower body PB and the movement of the upper body PU. That is, the lower body PB of the occupant P is likely to move in the front-rear and left-right directions of the occupant P in response to the movement of the vehicle M. On the other hand, the lower end portion of the upper body PU of the occupant P is fixed to the lower body PB, but the head is easy to move, so that the upper body PU is likely to rotate in the front-rear and left-right directions of the occupant P and to twist around an axis along the up-down direction of the upper body PU.
これらの車両Mの動作に応じた乗員Pの動作に着目することにより、乗員Pの下半身部PBは、剛体モデルとして近似することができ、乗員Pの上半身部PUは、上半身部PUの下端部の中心を支点Lとし且つ頭部を錘とした倒立振り子モデルとして近似することができる。そして、乗員Pの重心を中心とした乗員Pの前後方向の軸をx軸とし、x軸と直交した乗員Pの左右方向の軸をy軸とし、x軸及びy軸と直交する軸をz軸とした場合、乗員Pの下半身部PBに相当する剛体モデルは、前後方向(x軸方向)及び左右方向(y軸方向)に動作すると仮定することができる。上述したxgは、x軸方向における乗員Pの運動量であって、ygは、y軸方向における乗員Pの運動量である。また、vxは、xgの速度であって、vyは、ygの速度である。 By focusing on the movement of the occupant P in response to the movement of the vehicle M, the lower body PB of the occupant P can be approximated as a rigid body model, and the upper body PU of the occupant P can be approximated as an inverted pendulum model with the center of the lower end of the upper body PU as the fulcrum L and the head as the weight. If the axis in the front-rear direction of the occupant P centered on the center of gravity of the occupant P is the x-axis, the axis in the left-right direction of the occupant P perpendicular to the x-axis is the y-axis, and the axis perpendicular to the x-axis and y-axis is the z-axis, it can be assumed that the rigid body model corresponding to the lower body PB of the occupant P moves in the front-rear direction (x-axis) and the left-right direction (y-axis). The above-mentioned xg is the momentum of the occupant P in the x-axis direction, and yg is the momentum of the occupant P in the y-axis direction. Also, vx is the velocity of xg, and vy is the velocity of yg.
以上のように、車両M及び乗員Pの下半身部PBを剛体モデルとし、乗員Pの上半身部PUを倒立振り子モデルとして近似した場合、車両状態量における各状態変数と、複数の乗員Pそれぞれの乗員状態量の各状態変数との物理的関係は、幾何的な位置関係を表す方程式、及び1階の微分方程式によって表され、上記式(1)の状態方程式、及び上記式(2)の出力方程式を得ることができる。 As described above, when the vehicle M and the lower body PB of the occupant P are approximated as a rigid body model and the upper body PU of the occupant P is approximated as an inverted pendulum model, the physical relationship between each state variable in the vehicle state quantity and each state variable in the occupant state quantity for each of the multiple occupants P is expressed by an equation expressing the geometric positional relationship and a first-order differential equation, and the state equation of the above formula (1) and the output equation of the above formula (2) can be obtained.
ここで、乗員モデルを構成する状態方程式について、具体例を用いて詳細に説明する。図5に示される式は、A、[X]、B、及びuの変数等が具体的に表された状態方程式(上記式(1))の一例である。Aは、車両状態量の各状態変数、及び、複数の乗員Pそれぞれの乗員状態量の各状態変数に係る関数、係数等を要素とする行列式である。 Here, the state equation constituting the occupant model will be described in detail using a concrete example. The equation shown in FIG. 5 is an example of a state equation (the above formula (1)) in which the variables A, [X], B, and u are specifically expressed. A is a determinant whose elements are functions, coefficients, etc. related to each state variable of the vehicle state quantity and each state variable of the occupant state quantity of each of the multiple occupants P.
[X]では、車両Mの6個の状態変数(Xg,Yg,Ψ,Vx,Vy,ωΨ)が1番目の項として定義され、次に車室内で認識された1人目の乗員Pの10個の状態変数(xg,yg,ψ,φ,θ,vx,vy,ωψ,ωφ,ωθ)の項が配列され、次に2人目の乗員Pの10個の状態変数(xg,yg,ψ,φ,θ,vx,vy,ωψ,ωφ,ωθ)の項が配列されるといったように、車両Mの状態変数、及び車室内にいる乗員P全員の状態変数の項が配列されている。[X]の各状態変数は、後述する算出部13によって算出される。
In [X], six state variables (Xg, Yg, Ψ, Vx, Vy, ωΨ ) of the vehicle M are defined as the first term, followed by ten state variables (xg, yg, ψ, φ, θ, vx, vy, ωψ, ωφ , ωθ ) of the first occupant P recognized in the vehicle cabin, followed by ten state variables (xg, yg, ψ, φ, θ, vx, vy, ωψ , ωφ , ωθ ) of the second occupant P, and so on, arranging the state variables of the vehicle M and the state variables of all occupants P in the vehicle cabin. Each state variable in [X] is calculated by the
Bは、車両Mの状態変数に係る関数、係数等を要素とする行列式である。uは、車両Mの2個の状態変数(F,δ)である。Fは、車両Mのアクセル、ブレーキ等のトルクであって、δは、車両Mのステアリングの操舵角である。uの各状態変数は、後述する算出部13によって算出される。
B is a determinant whose elements are functions, coefficients, etc. related to the state variables of vehicle M. u is two state variables (F, δ) of vehicle M. F is the torque of the accelerator, brake, etc. of vehicle M, and δ is the steering angle of vehicle M. Each state variable of u is calculated by the
生成部12は、以上説明した上記式(1)、及び式(2)の物理モデルによって構成される乗員モデルを生成する。具体的には、生成部12は、複数の乗員Pそれぞれについて、上記式(1)のA及びBのパラメータを決定する。具体的には、生成部12は、Aにおけるτ,K1~K5を含む各変数を、第1段階における車両動作情報及び乗員動作情報に基づいて、複数の乗員P毎に算出する。また、生成部12は、Bにおける変数m及びcを含む各変数を、第1段階における車両動作情報に基づいて算出する。mは、車両Mの重量であって、cは、車両Mのステアリングの操舵角から車両Mの角速度ωΨへ変換する定数である。
The
なお、車両Mの6個の状態変数(Xg,Yg,Ψ,Vx,Vy,ωΨ)は、後述する算出部13によって、第2段階における車両動作情報に基づいて算出される。また、複数の乗員Pそれぞれの10個の状態変数は、後述する算出部13によって、生成部12が生成した乗員モデルの上記(1)式を満たすように、第2段階にける車両動作情報に基づいて算出される。生成部12は、生成した乗員モデルを記憶部15に格納する。記憶部15は、生成部12が生成した乗員モデルを記憶する。
The six state variables (Xg, Yg, Ψ, Vx, Vy, ωΨ ) of the vehicle M are calculated by the
算出部13は、生成部12によって生成された乗員モデルの推定結果に基づいて、複数の乗員Pの動作量が減少するように車両Mの制御量を算出する。乗員モデルの推定結果は、第2段階における車両Mの動作に応じた複数の乗員Pそれぞれの状態変数である。算出部13は、第2段階における車両動作情報に基づいて車両Mの6個の状態変数(Xg,Yg,Ψ,Vx,Vy,ωΨ)を算出する。
The
ここで、推定結果の求め方について説明する。まず、取得部11により第2段階における車両動作情報が取得されると、算出部13は、当該車両動作情報に基づいて車両Mの入力変数(F,δ)を算出し、当該状態変数を乗員モデルの上記式(1)のuに入力する。また、算出部13は、当該車両動作情報に基づいて車両Mの状態変数(Xg,Yg,Ψ,Vx,Vy,ωΨ)を算出し、当該状態変数を乗員モデルの上記式(1)の[X]の各項のうち車両Mの状態変数の項に入力する。そして、算出部13は、上記式(1)を満たすように(各データが相互に最も整合するように)複数の乗員Pそれぞれの状態変数の値を推定演算する。乗員モデルに対してこのような推定演算を実行することにより、推定結果である複数の乗員Pそれぞれの10個の状態変数を求めることができる。
Here, a method of obtaining the estimation result will be described. First, when the
算出部13は、推定結果である各状態変数に基づいて、複数の乗員Pそれぞれの動作量を推定する。本実施形態では、複数の乗員Pそれぞれの動作量は、各状態変数の値によって表される乗員の移動量、回転量、及びそれらの速度である。複数の乗員Pそれぞれの動作量は、10個の状態変数の値に基づいて算出された指数値等であってもよい。
The
そして、算出部13は、例えば、複数の乗員Pそれぞれの動作量の総和である合計動作量が最小となるように車両Mの制御量を算出する。更に、算出部13は、複数の乗員Pの動作量のうち最大の動作量が、所定の動作閾値よりも低くなるように、制御量を算出してもよい。この場合、算出部13は、最大の動作量が動作閾値よりも低い場合に限り、当該制御量を後述する制御部14に入力してもよい。動作閾値は、例えば、予め定められた値であって、車室内にいる乗員が不快に感じない動作量の許容限界値である。算出部13は、複数の乗員Pの動作量のうち最大の動作量が、動作閾値よりも低くないと判定した場合には、合計動作量が最小となる車両Mの制御量を再算出する。ここでいう合計動作量は、既に算出した合計動作量とは異なる動作量である。なお、本実施形態では、車両Mの制御量は、車両Mの速度及び操舵角である。算出部13は、上述した最大の動作量が動作閾値よりも低くなるまで車両Mの制御量の算出を繰り返す。
The
制御部14は、算出部13によって算出された制御量に基づいて車両Mを制御する。具体的には、例えば、制御部14は、算出された制御量に基づいてアクチュエータ40のエンジンアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを制御することにより、車両Mの速度及び操舵角を制御する。
The
次に、図6を参照して、第1実施形態のECU10が実行する乗員モデル生成処理を説明する。図6は、本実施形態に係る車両制御方法に係る方法のフローチャートである。乗員モデル生成処理は、例えば、バス停、バスターミナル等で停止している車両Mに複数の乗員Pが乗車した後、車両Mが発車して数十秒後等、車両Mの走行状態が安定したタイミングでECU10が実行する処理である。
Next, the occupant model generation process executed by the
まず、S11において、ECU10が、複数のカメラ20により複数の乗員Pそれぞれの位置及び姿勢が撮像された画像情報(乗員動作情報)を取得し、S12において、車両Mの操舵角情報及び速度情報(車両動作情報)を取得する(第1ステップ)。S11及びS12の処理は、互いに同じタイミングに実施されてもよい。また、S11及びS12の処理は、それぞれ所定の期間内において1度のみ実施されてもよいし複数回実施されてもよい。続いて、S13において、ECU10が、S11にて取得された乗員動作情報、及びS12にて取得された車両動作情報に基づいて、乗員モデルを生成する(第3ステップ)。乗員モデルは、上記式(1)の状態方程式及び上記式(2)の出力方程式から構成される物理モデルである。本実施形態では、ECU10は、車室内にいる全ての乗員Pそれぞれの動作を推定するモデルを生成する。続いて、S14において、ECU10が、S13にて生成された乗員モデルを記憶する。以上が、乗員モデル生成処理である。
First, in S11, the
次に、図7を参照して、ECU10が実行する車両制御処理を説明する。図7は、本実施形態に係る車両制御方法に係る方法のフローチャートである。車両制御処理は、乗員モデル生成処理の後にECU10が実行する処理であって、例えば乗員モデル生成処理の終了直後に実行される。
Next, the vehicle control process executed by the
まず、S21において、ECU10が、車両動作情報を取得する(第2ステップ)。続いて、S22において、ECU10が、S13にて生成された乗員モデルの推定結果に基づいて、複数の乗員Pそれぞれの動作量を推定し、S23において複数の乗員Pの動作量が減少するように車両Mの制御量を算出する(第4ステップ)。具体的には、ECU10は、S22において、S21にて取得された車両動作情報に基づいて、車両Mの動作の状態変数(Xg,Yg,Ψ,Vx,Vy,ωΨ)及び入力変数(F,δ)を算出し、S13において生成された乗員モデルのうち上記式(1)の[X]における車両Mの状態変数の項に車両Mの動作の状態変数を入力し、uに車両Mの動作の入力変数を入力する。次に、ECU10は、各データが相互に最も整合するように複数の乗員Pそれぞれの状態変数(xg,yg,ψ,φ,θ,vx,vy,ωψ,ωφ,ωθ)を推定演算することにより、S21における車両Mの動作に応じた複数の乗員Pそれぞれの動作量を推定する。
First, in S21, the
続いて、S23において、ECU10が、複数の乗員Pそれぞれの動作量の総和である合計動作量が最小となるように車両Mの制御量を算出する。本実施形態では、車両Mの制御量は、車両Mの速度及び操舵角である。続いて、S24において、ECU10が、複数の乗員Pそれぞれの動作量のうち最大の動作量が、所定の動作量閾値よりも低いか否かを判定する。ECU10は、複数の乗員Pの動作量のうち最大の動作量が動作量閾値よりも低いと判定した場合(S24:YES)、S25において、S23にて算出された制御量に基づいて車両Mを制御する。具体的には、ECU10は、算出された制御量に基づいてアクチュエータ40のエンジンアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを制御することにより、車両Mの速度及び操舵角を制御する。
Next, in S23, the
一方、ECU10は、複数の乗員Pの動作量のうち最大の動作量が動作量閾値よりも低くないと判定した場合(S24:NO)、S26において、複数の乗員Pそれぞれの動作量の総和が最小となる車両Mの制御量を再算出し、S24の処理に戻る。
On the other hand, if the
続いて、S27において、ECU10が、車両Mが停止したか否かを判定する。ここでいう車両Mが停止したとは、車両Mの速度がゼロになったことを意味する。ECU10は、車両Mが停止したと判定した場合(S27:YES)、車両制御処理を終了する。一方、ECU10は、車両Mが停止していないと判定した場合、処理をS21に戻す。
Next, in S27, the
第1実施形態に係るECU10は、車両制御装置であって、車室内の一又は複数の乗員Pの動作に係る情報である乗員動作情報、及び車両Mの動作に係る情報である車両動作情報を取得する取得部11と、第1段階において取得部11によって取得された乗員動作情報及び車両動作情報に基づいて、第1段階より後の段階である第2段階において取得部11によって取得された車両動作情報が入力されることにより、第2段階における車両Mの動作に応じた乗員Pの動作を推定するモデルを生成する生成部12と、生成部12によって生成されたモデルの推定結果に基づいて、乗員Pの動作量が減少するように車両Mの制御量を算出する算出部13と、算出部13によって算出された制御量に基づいて車両Mを制御する制御部14と、を備える。
The
また、第1実施形態に係る車両制御方法は、車室内の一又は複数の乗員Pの動作に係る情報である乗員動作情報、及び車両Mの動作に係る情報である車両動作情報を取得する第1ステップと、第1ステップよりも後に、車両動作情報を取得する第2ステップと、第1ステップにおいて取得された乗員動作情報及び車両動作情報に基づいて、第2ステップにおいて取得された車両動作情報が入力されることにより、第2ステップにおける車両Mの動作に応じた乗員Pの動作を推定するモデルを生成する第3ステップと、第3ステップにおいて生成されたモデルの推定結果に基づいて、乗員Pの動作量が減少するように車両Mの制御量を算出する第4ステップと、第4ステップにおいて算出された制御量に基づいて車両Mを制御する第5ステップと、を備える。 The vehicle control method according to the first embodiment includes a first step of acquiring occupant motion information, which is information related to the motion of one or more occupants P in the vehicle cabin, and vehicle motion information, which is information related to the motion of the vehicle M; a second step of acquiring vehicle motion information after the first step; a third step of generating a model that estimates the motion of the occupant P according to the motion of the vehicle M in the second step based on the occupant motion information and vehicle motion information acquired in the first step, by inputting the vehicle motion information acquired in the second step; a fourth step of calculating a control amount for the vehicle M so as to reduce the motion amount of the occupant P based on the estimation result of the model generated in the third step; and a fifth step of controlling the vehicle M based on the control amount calculated in the fourth step.
第1実施形態に係るこれらの装置及び方法では、第1段階又は第1ステップにおける乗員動作情報及び車両動作情報に基づいて、車室内の乗員Pの動作を推定する乗員モデルを生成する処理が実施され、第2段階又は第2ステップにおける車両動作情報が入力された乗員モデルの推定結果に基づいて、乗員Pの動作量が減少するように車両Mの制御量を算出する処理が実施される。これにより、車両Mの動作と連動した乗員Pの動作に基づいて車両Mの制御量が算出されるため、乗員Pの動作量を適切に減少させる車両Mの制御が可能となる。よって、第1実施形態に係るこれらの装置及び方法によれば、車両Mの乗り心地の向上を図ることができる。 In these devices and methods according to the first embodiment, a process is performed to generate an occupant model that estimates the movement of occupant P in the vehicle cabin based on occupant movement information and vehicle movement information in the first stage or first step, and a process is performed to calculate a control amount for vehicle M so as to reduce the movement amount of occupant P based on the estimation result of the occupant model to which vehicle movement information is input in the second stage or second step. As a result, the control amount for vehicle M is calculated based on the movement of occupant P linked to the movement of vehicle M, so that vehicle M can be controlled to appropriately reduce the movement amount of occupant P. Therefore, according to these devices and methods according to the first embodiment, it is possible to improve the ride comfort of vehicle M.
上記車両制御装置において、取得部11は、複数の乗員Pの動作に係る乗員動作情報を取得し、生成部12は、取得部11によって取得された複数の乗員Pの動作に係る乗員動作情報のうち、少なくとも2人以上の乗員Pの乗員動作情報及び車両動作情報に基づいて、2人以上の乗員Pそれぞれの動作を推定する乗員モデルを生成し、算出部13は、生成部12によって生成された2人以上の乗員Pそれぞれの動作を推定する乗員モデルの推定結果に基づいて、2人以上の乗員Pの少なくとも1人の動作量が減少するように制御量を算出する。
In the above vehicle control device, the
また、上記車両制御方法では、第1ステップにおいて、複数の乗員Pの動作に係る乗員動作情報を取得し、第3ステップにおいて、第1ステップにおいて取得された複数の乗員Pの動作に係る乗員動作情報のうち、少なくとも2人以上の乗員Pの乗員動作情報及び車両動作情報に基づいて、2人以上の乗員Pそれぞれの動作を推定する乗員モデルを生成し、第4ステップにおいて、第3ステップにおいて生成された2人以上の乗員Pそれぞれの動作を推定する乗員モデルの推定結果に基づいて、2人以上の乗員Pの少なくとも1人の動作量が減少するように制御量を算出する。 In addition, in the above vehicle control method, in the first step, occupant motion information relating to the motions of multiple occupants P is acquired, and in the third step, an occupant model that estimates the motion of each of the two or more occupants P is generated based on the occupant motion information of at least two or more occupants P and vehicle motion information among the occupant motion information relating to the motions of the multiple occupants P acquired in the first step, and in the fourth step, a control amount is calculated so as to reduce the motion amount of at least one of the two or more occupants P based on the estimation result of the occupant model that estimates the motion of each of the two or more occupants P generated in the third step.
例えば、路線バス等の車両Mの車室内では、座った状態、立った状態等様々な姿勢の乗員Pが存在し得る。これらの装置及び方法によれば、乗員Pの姿勢が反映されて生成された乗員モデルに基づいて車両Mの制御量が算出されるため、複数の乗員Pのそれぞれに対して車両Mの乗り心地の向上を図ることができる。 For example, in the cabin of a vehicle M, such as a route bus, occupants P may be in various positions, such as sitting or standing. According to these devices and methods, the control amount of the vehicle M is calculated based on an occupant model that is generated by reflecting the posture of the occupant P, so that the ride comfort of the vehicle M can be improved for each of the multiple occupants P.
上記車両制御装置において、算出部13は、2人以上の乗員Pそれぞれの動作量の総和が最小となるように制御量を算出する。
In the vehicle control device, the
また、上記車両制御方法では、第4ステップにおいて、2人以上の乗員Pそれぞれの動作量の総和が最小となるように制御量を算出する。 In addition, in the fourth step of the vehicle control method, the control amount is calculated so that the sum of the movement amounts of two or more occupants P is minimized.
これらの装置及び方法によれば、複数の乗員Pの動作量の総和が減少するように車両Mの制御量が算出されるため、様々な条件下にある多数の乗員Pが乗車する路線バスである車両Mにおいても、当該多数の乗員Pに対して車両Mの乗り心地の向上を図ることができる。 With these devices and methods, the control amount of the vehicle M is calculated so as to reduce the sum of the movement amounts of the multiple occupants P, so that the ride comfort of the vehicle M can be improved for the multiple occupants P even in the case of the vehicle M being a route bus carrying multiple occupants P under various conditions.
上記車両制御装置において、算出部13は、2人以上の乗員Pの動作量のうち最大の動作量が所定の動作量閾値よりも低くなるように制御量を算出する。
In the above vehicle control device, the
また、上記車両制御方法では、第4ステップにおいて、2人以上の乗員Pの動作量のうち最大の動作量が所定の動作量閾値よりも低くなるように制御量を算出する。 In addition, in the fourth step of the vehicle control method, the control amount is calculated so that the maximum movement amount among the movement amounts of two or more occupants P is lower than a predetermined movement amount threshold.
これらの装置及び方法によれば、例えば、様々な条件下にある多数の乗員Pが乗車する路線バスである車両Mのいずれの走行状態においても、車両Mにおける一定の乗り心地の良さを確保することができる。 With these devices and methods, it is possible to ensure a certain level of ride comfort in vehicle M, for example a route bus carrying many passengers P under various conditions, regardless of the driving state of vehicle M.
上記車両制御装置において、生成部12は、取得部11によって取得された複数の乗員Pの動作に係る乗員動作情報の全て、及び車両動作情報に基づいて、乗員動作情報が取得された全ての乗員Pそれぞれの動作を推定する乗員モデルを生成する。
In the above vehicle control device, the
上記車両制御方法では、第3ステップにおいて、第1ステップにおいて取得された複数の乗員Pの動作に係る乗員動作情報の全て、及び車両動作情報に基づいて、乗員動作情報が取得された全ての乗員Pそれぞれの動作を推定する乗員モデルを生成する。 In the third step of the vehicle control method, an occupant model is generated that estimates the movements of all occupants P for which occupant movement information has been acquired, based on all of the occupant movement information relating to the movements of the multiple occupants P acquired in the first step and the vehicle movement information.
これらの装置及び方法によれば、車室内にいる全ての乗員Pに対して車両Mの乗り心地の向上を図ることができる。
[第2実施形態]
These devices and methods can improve the ride comfort of the vehicle M for all occupants P in the vehicle cabin.
[Second embodiment]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、第1実施形態と異なる点について主に説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
図8は、第2実施形態に係る車両制御システム1の利用シーンの一例を模式的に示す図である。車両Mの車室内には、多数の乗員Pがいる。このような場合においては、複数の乗員Pそれぞれの動作を推定する乗員モデルを生成し、乗員モデルの推定結果に基づいて複数の乗員Pの動作量が減少するように車両Mの制御量を算出することが困難なおそれがある。そこで、本実施形態に係る車両制御システム1は、路線バスである車両Mに多数の乗員Pが乗車している場合に、複数の乗員Pの中から特定の乗員Pを選択し、特定の乗員Pの動作を推定する乗員モデルの推定結果に基づいて、車両Mの制御量を算出する。
Figure 8 is a diagram showing a schematic diagram of an example of a usage scene of the
図9に示されるように、ECU10は、選択部16を更に備えている。選択部16は、車室内の乗員Pの数が所定の乗員数閾値よりも高い場合、第1段階において取得部11によって取得された複数の乗員Pの動作に係る乗員動作情報に基づき複数の乗員Pの動作量を算出し、車室内を分割した複数のエリアRそれぞれにおいて、最大の動作量を有する対象乗員Ptを選択する。
As shown in FIG. 9, the
ここで、対象乗員Ptの選択方法について説明する。まず、選択部16は、第1段階において取得部11によって取得された乗員動作情報に基づいて、車室内にいる乗員Pの数を推定する。そして、選択部16は、推定された乗員Pの数が所定の乗員数閾値よりも高いか否かを判定する。乗員数閾値は、例えば、乗員モデルの推定結果に基づいて複数の乗員Pの動作量が減少するように車両Mの制御量を算出することが可能な乗員Pの許容限界人数に設定されている。
Now, a method for selecting the target occupant Pt will be described. First, the
選択部16は、乗員Pの数が乗員数閾値よりも高いと判定した場合、各エリアRにおいて対象乗員Ptを選択する。まず、選択部16は、第1段階において取得部11によって取得された乗員動作量に基づき複数の乗員Pの動作量(例えば全ての乗員Pの動作量)を算出する。そして、図8に示されるように、選択部16は、車両Mの車室内を、複数のエリアRとして認識する。本実施形態では、複数のエリアRは、例えば、予め設定されており、車室内が分割された仮想的な領域であって、本実施形態では、車室内が6つに等分割された仮想的な領域である。選択部16は、各エリアRそれぞれにおいて複数の乗員Pの動作量のうち最大の動作量を有する乗員Pを推定し、当該乗員Pを対象乗員Ptとして選択する。
When the
選択部16によって対象乗員Ptが選択された場合、生成部12は、各エリアRにおいて、選択部16によって選択された対象乗員Ptそれぞれの動作を推定する乗員モデルである対象乗員モデル(モデル)を生成する。算出部13は、対象乗員モデルに基づいて推定された対象乗員Ptそれぞれの動作量から、例えば合計動作量が最小となるように車両Mの制御量を算出する。そして、算出部13は、例えば対象乗員Ptそれぞれの動作量のうち最大の動作量が、所定の動作量閾値よりも低い場合には、当該制御量を後述する制御部14に入力する。一方、算出部13は、対象乗員Ptそれぞれの動作量のうち最大の動作量が、所定の動作量閾値よりも低くないと判定した場合には、合計動作量が最小となる車両Mの制御量を再算出する。なお、選択部16は、乗員Pの数が乗員数閾値よりも高くないと判定した場合、対象乗員Ptを選択しない。
When the target occupant Pt is selected by the
次に、図10を参照して、第2実施形態のECU10が実行する対象乗員モデル生成処理を説明する。S31及びS32の処理は、S11及びS12の処理と同様である。S33において、ECU10は、車室内の乗員Pの数が所定の乗員数閾値よりも高いか否かを判定する。ECU10は、車室内の乗員Pの数が乗員数閾値よりも高いと判定した場合(S33:YES)、S34において、各エリアRにおいて対象乗員Ptを選択する(第6ステップ)。
Next, referring to FIG. 10, the target occupant model generation process executed by the
続いて、S35において、ECU10は、各エリアRについて、S34にて選択された対象乗員Ptそれぞれの動作を推定する対象乗員モデルを生成する。続いて、S36において、ECU10は、S35にて生成された対象乗員モデルを記憶部15に格納する。以上が、対象乗員モデル生成処理である。
Next, in S35, the
なお、ECU10は、車室内の乗員Pの数が乗員数閾値よりも高くないと判定した場合(S33:NO)、S37において、通常の処理を実行する。ここでいう通常の処理は、S13~S14の処理に相当する処理を意味する。
If the
次に、本実施形態の作用効果について説明する。 Next, we will explain the effects of this embodiment.
第2実施形態に係るECU10は、車両制御装置であって、車室内の乗員Pの数が所定の乗員数閾値よりも高い場合、第1段階において取得部11によって取得された複数の乗員Pの動作に係る乗員動作情報に基づき複数の乗員Pの動作量を算出し、車室内を分割した複数のエリアRのそれぞれにおいて、最大の動作量を有する乗員Pである対象乗員Ptを選択する選択部16を更に備え、生成部12は、複数のエリアRのそれぞれにおいて、選択部16によって選択された対象乗員Ptそれぞれの動作を推定する乗員モデルを生成する。
The
また、第2実施形態に係る車両制御方法では、第3ステップの前に、車室内の乗員Pの数が所定の乗員数閾値よりも高い場合、第1ステップにおいて取得された複数の乗員Pの動作に係る乗員動作情報に基づき複数の乗員Pの動作量を算出し、車室内を分割した複数のエリアRのそれぞれにおいて、最大の動作量を有する乗員Pである対象乗員Ptを選択する第6ステップを更に備え、第3ステップにおいては、複数のエリアRのそれぞれにおいて、第6ステップにおいて選択された対象乗員Ptそれぞれの動作を推定する乗員モデルを生成する。 In addition, the vehicle control method according to the second embodiment further includes a sixth step, prior to the third step, in which, if the number of occupants P in the vehicle cabin is higher than a predetermined occupant number threshold, the movement amounts of the multiple occupants P are calculated based on occupant movement information relating to the movements of the multiple occupants P acquired in the first step, and a target occupant Pt is selected, who is the occupant P with the maximum movement amount, in each of the multiple areas R into which the vehicle cabin is divided. In the third step, an occupant model is generated in each of the multiple areas R to estimate the movement of each of the target occupants Pt selected in the sixth step.
例えば、混雑時の路線バス等の車両Mに多数の乗員Pが乗車している場合、多数の乗員Pの動作を推定する乗員モデルに基づいた車両Mの制御が困難となるおそれがある。そこで、車室内にいる乗員Pのうち一部の乗員Pの動作に基づいて車両Mの制御量を算出することが考えられるが、例えば車両前方と車両後方とでは車両Mの動作に対する乗員Pの動作が異なる。このため、当該一部の乗員Pの動作に基づいて算出された車両Mの制御量に基づいて車両Mが制御されても、車室内の他の乗員Pに対して車両Mの乗り心地の向上が図れないおそれがある。これに対し、これらの装置及び方法によれば、各エリアRで最大の動作量を有する対象乗員Ptの対象乗員モデルに基づいて車両Mの制御量を算出するため、多数の乗員Pが乗車している車両Mにおいても、車室内の位置によらず、多数の乗員Pのそれぞれに対して車両Mの乗り心地を向上させることができる。
[変形例]
For example, when many occupants P are aboard a vehicle M such as a route bus during a crowded time, it may be difficult to control the vehicle M based on an occupant model that estimates the actions of many occupants P. Therefore, it is possible to calculate the control amount of the vehicle M based on the actions of some of the occupants P in the vehicle cabin, but for example, the actions of the occupants P in response to the actions of the vehicle M differ between the front and rear of the vehicle. Therefore, even if the vehicle M is controlled based on the control amount of the vehicle M calculated based on the actions of the some of the occupants P, it may not be possible to improve the ride comfort of the vehicle M for the other occupants P in the vehicle cabin. In contrast, according to these devices and methods, the control amount of the vehicle M is calculated based on the target occupant model of the target occupant Pt who has the maximum amount of movement in each area R, so that even in a vehicle M with many occupants P aboard, the ride comfort of the vehicle M can be improved for each of the many occupants P regardless of their position in the vehicle cabin.
[Modification]
本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、車両Mは、路線バスに限られず、他の周類の大型バス、普通乗用車等であってもよい。また、上述した車両制御装置及び車両制御方法の対象は、車両Mの車室内にいる乗客全員に限らず、例えば所定の条件を満たす複数の乗員Pであってもよく、また、例えば、車室内に一の乗員のみがいる場合は、当該一の乗員Pであってもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the vehicle M is not limited to a route bus, but may be other types of large buses, ordinary passenger cars, etc. Furthermore, the target of the above-described vehicle control device and vehicle control method is not limited to all passengers in the cabin of the vehicle M, but may be, for example, multiple occupants P who satisfy a predetermined condition, or, for example, if there is only one occupant in the cabin, the target may be that one occupant P.
また、取得部11が取得する乗員動作情報は、複数のカメラ20から取得されるものに限られず、例えば、単数のカメラ20から取得されてもよい。また、乗員動作情報は、例えば、車室内に設けられたモーションセンサ等の他のセンサでもあってもよく、或いは複数種類のセンサの組合せから取得されたものであってもよい。また、車両動作情報は、車両Mの加速度情報等、他の情報であってもよい。
The occupant operation information acquired by the
また、第1段階及び乗員モデル生成処理のタイミングは、上述した実施形態に限定されない。第1段階及び乗員モデル生成処理のタイミングは、例えば、停止している車両Mが発車した直後、すなわち、車両Mの速度がゼロから変化したタイミングであってもよく、また、例えば、車両制御システム1が有する入力部等を介して、車両Mの運転手によってECU10に入力設定されたタイミングであってもよい。また、第2段階及び車両制御処理のタイミングも、上述した実施形態に限定されない。第2段階及び車両制御処理のタイミングは、例えば、カーブの多い形状の道路を車両Mが通過する時等、乗員Pの動作量が大きくなりやすい道路を車両Mが走行していることを内部センサ30等によって検知したタイミングであってもよく、また、例えば、車両制御システム1が有する入力部等を介して、車両Mの運転手によってECU10に入力設定されたタイミングであってもよい。
The timing of the first stage and the occupant model generation process is not limited to the above-mentioned embodiment. The timing of the first stage and the occupant model generation process may be, for example, immediately after the stopped vehicle M starts moving, that is, when the speed of the vehicle M changes from zero, or may be, for example, a timing input and set by the driver of the vehicle M to the
また、乗員モデルは、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、乗員モデルを構成する状態方程式では、乗員Pの全身を剛体モデルとして近似し、xg,yg,vx,vyのみを乗員Pの動作の状態変数としてもよい。 Furthermore, the occupant model is not limited to the above embodiment. For example, in the state equation constituting the occupant model, the entire body of the occupant P may be approximated as a rigid body model, and only xg, yg, vx, and vy may be the state variables of the movement of the occupant P.
10…ECU(車両制御装置)、11…取得部、12…生成部、13…算出部、14…制御部、16…選択部、M…車両、P…乗員、Pt…対象乗員、R…エリア。 10...ECU (vehicle control device), 11...acquisition unit, 12...generation unit, 13...calculation unit, 14...control unit, 16...selection unit, M...vehicle, P...occupant, Pt...target occupant, R...area.
Claims (8)
第1段階において前記取得部によって取得された前記乗員動作情報及び前記車両動作情報に基づいて、前記第1段階より後の段階である第2段階において前記取得部によって取得された前記車両動作情報が入力されることにより、前記第2段階における前記車両の動作に応じた前記乗員の動作を推定するモデルを生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記モデルの推定結果に基づいて、前記乗員の動作量が減少するように前記車両の制御量を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記制御量に基づいて前記車両を制御する制御部と、を備え、
前記取得部は、複数の前記乗員の動作に係る前記乗員動作情報を取得し、
前記生成部は、前記取得部によって取得された複数の前記乗員の動作に係る前記乗員動作情報のうち、少なくとも2人以上の前記乗員の前記乗員動作情報及び前記車両動作情報に基づいて、前記2人以上の乗員それぞれの動作を推定する前記モデルを生成し、
前記算出部は、前記生成部によって生成された前記2人以上の乗員それぞれの動作を推定する前記モデルの推定結果に基づいて、前記2人以上の乗員の少なくとも1人の動作量が減少するように前記制御量を算出し、
前記車室内の前記乗員の数が所定の乗員数閾値よりも高い場合、前記第1段階において前記取得部によって取得された複数の前記乗員の動作に係る前記乗員動作情報に基づき前記複数の乗員の動作量を算出し、前記車室内を分割した複数のエリアのそれぞれにおいて、最大の前記動作量を有する前記乗員である対象乗員を選択する選択部を更に備え、
前記生成部は、前記複数のエリアのそれぞれにおいて、前記選択部によって選択された前記対象乗員それぞれの動作を推定する前記モデルを生成する、車両制御装置。 an acquisition unit that acquires occupant operation information, which is information related to the operation of one or more occupants in the vehicle cabin, and vehicle operation information, which is information related to the operation of the vehicle;
a generation unit that generates a model for estimating a motion of the occupant in accordance with a motion of the vehicle in a second stage, which is a stage subsequent to the first stage, based on the occupant motion information and the vehicle motion information acquired by the acquisition unit in a first stage, by inputting the vehicle motion information acquired by the acquisition unit in the second stage;
a calculation unit that calculates a control amount of the vehicle so as to reduce a movement amount of the occupant based on an estimation result of the model generated by the generation unit;
a control unit that controls the vehicle based on the control amount calculated by the calculation unit ,
The acquisition unit acquires the occupant movement information related to a plurality of movements of the occupant,
the generation unit generates the model for estimating a motion of each of the two or more occupants based on the occupant motion information of at least two or more of the occupants and the vehicle motion information among the occupant motion information related to the motions of the plurality of occupants acquired by the acquisition unit,
the calculation unit calculates the control amount based on an estimation result of the model that estimates a movement of each of the two or more occupants generated by the generation unit, so as to reduce an amount of movement of at least one of the two or more occupants;
a selection unit that, when the number of the occupants in the vehicle cabin is higher than a predetermined occupant number threshold, calculates amounts of movement of the multiple occupants based on the occupant movement information related to the movements of the multiple occupants acquired by the acquisition unit in the first stage, and selects a target occupant who is the occupant having the maximum amount of movement in each of multiple areas into which the vehicle cabin is divided,
The generation unit generates the model that estimates the movement of each of the target occupants selected by the selection unit in each of the multiple areas.
前記第1ステップよりも後に、前記車両動作情報を取得する第2ステップと、
前記第1ステップにおいて取得された前記乗員動作情報及び前記車両動作情報に基づいて、前記第2ステップにおいて取得された前記車両動作情報が入力されることにより、前記第2ステップにおける前記車両の動作に応じた前記乗員の動作を推定するモデルを生成する第3ステップと、
前記第3ステップにおいて生成された前記モデルの推定結果に基づいて、前記乗員の動作量が減少するように前記車両の制御量を算出する第4ステップと、
前記第4ステップにおいて算出された前記制御量に基づいて前記車両を制御する第5ステップと、を備え、
前記第1ステップにおいて、複数の前記乗員の動作に係る前記乗員動作情報を取得し、
前記第3ステップにおいて、前記第1ステップにおいて取得された複数の前記乗員の動作に係る前記乗員動作情報のうち、少なくとも2人以上の前記乗員の前記乗員動作情報及び前記車両動作情報に基づいて、前記2人以上の乗員それぞれの動作を推定する前記モデルを生成し、
前記第4ステップにおいて、前記第3ステップにおいて生成された前記2人以上の乗員それぞれの動作を推定する前記モデルの推定結果に基づいて、前記2人以上の乗員の少なくとも1人の動作量が減少するように前記制御量を算出し、
前記第3ステップの前に、前記車室内の前記乗員の数が所定の乗員数閾値よりも高い場合、前記第1ステップにおいて取得された複数の前記乗員の動作に係る前記乗員動作情報に基づき前記複数の乗員の動作量を算出し、前記車室内を分割した複数のエリアのそれぞれにおいて、最大の前記動作量を有する前記乗員である対象乗員を選択する第6ステップを更に備え、
前記第3ステップにおいては、前記複数のエリアのそれぞれにおいて、前記第6ステップにおいて選択された前記対象乗員それぞれの動作を推定する前記モデルを生成する、車両制御方法。 A first step of acquiring occupant operation information, which is information related to an operation of one or more occupants in a vehicle cabin, and vehicle operation information, which is information related to an operation of a vehicle;
a second step of acquiring the vehicle operation information after the first step;
a third step of generating a model for estimating a motion of the occupant in response to the motion of the vehicle in the second step based on the occupant motion information and the vehicle motion information acquired in the first step and receiving the vehicle motion information acquired in the second step;
a fourth step of calculating a control amount of the vehicle based on an estimation result of the model generated in the third step so as to reduce a movement amount of the occupant;
and a fifth step of controlling the vehicle based on the control amount calculated in the fourth step ,
In the first step, the occupant motion information relating to a plurality of motions of the occupant is acquired,
In the third step, the model is generated based on the occupant movement information and the vehicle movement information of at least two or more of the occupants among the occupant movement information related to the movements of the plurality of occupants acquired in the first step, the model being configured to estimate the movements of each of the two or more occupants;
In the fourth step, the control amount is calculated based on an estimation result of the model for estimating the movement of each of the two or more occupants generated in the third step, so that a movement amount of at least one of the two or more occupants is reduced;
a sixth step of calculating amounts of movement of the plurality of occupants based on the occupant movement information relating to the movements of the plurality of occupants acquired in the first step when the number of the occupants in the vehicle cabin is higher than a predetermined occupant number threshold before the third step, and selecting a target occupant who is the occupant having the maximum amount of movement in each of a plurality of areas into which the vehicle cabin is divided,
A vehicle control method, wherein in the third step, the model is generated for estimating the movement of each of the target occupants selected in the sixth step in each of the plurality of areas .
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