KR101384420B1 - 시뮬레이션 장치, 방법, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

시뮬레이션 장치, 방법, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

시뮬레이션 장치(1)는 상태 데이터(7) 및 환경 데이터(6)를 포함하는 시뮬레이션 데이터(8)를 기록하는 기록부(9)에 액세스 가능하다. 시뮬레이션 장치(1)는 시뮬레이션 데이터(8)를 참조하여, 상태 데이터(7)를 갱신하는 상태 갱신 처리를 분할하여 계층화했을 때의 각 계층의 처리를 실행하는 복수의 상태 갱신부(3a∼3c)로서, 참조 범위 정보에 따라서, 시뮬레이션 데이터를 참조하여 상기 이동체의 상태 데이터를 상기 계층마다 갱신하는 복수의 상태 갱신부(3a∼3c)와, 상태 갱신부(3a∼3c)에, 갱신 제어 정보에 따라서 갱신을 지시하는 구동 판정부를 포함한다.

Description

시뮬레이션 장치, 방법, 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{SIMULATION DEVICE, METHOD, AND COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM HAVING PROGRAM}
본 발명은 가상 공간에서의 이동체의 움직임을 시뮬레이션하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 교통류 시뮬레이터는 교통류를 유체로 근사하여 광범위한 교통 상황을 평가하는 매크로 시뮬레이터와, 개개의 차량의 거동을 모의하여 교통류를 재현하는 미크로 시뮬레이터로 분류된다. 매크로 시뮬레이터는 계산량이 적기 때문에, 광역에 걸친 교통 시책의 유효성을 나타낼 수 있다. 또, 일례로서, 복수의 촬영 장치에 의해 촬영된 복수의 화상 각각에 존재하는 차량의 대수 및 주행 속도에 기초하여 정체 상황을 판정하는 처리가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2002-288786호 공보
그러나, 매크로 시뮬레이터에서는, 개개의 차량의 움직임의 재현까지는 할 수 없기 때문에, 다양한 운전 거동을 고려한 교통 시책을 평가하기 어렵다. 한편, 미크로 시뮬레이터는 개개의 차량 거동을 모의할 수 있지만, 계산량이 커지기 때문에, 넓은 범위를 대상으로 하는 교통 시책의 평가가 어려웠다. 이 과제는 교통류를 재현하는 미크로 시뮬레이터뿐만 아니라, 그 밖의 개개의 이동체의 움직임을 모의하는 시뮬레이션에서도 마찬가지로 존재한다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 상태 갱신 처리에서 참조되는 데이터 총량을 절약할 수 있는 시뮬레이션 장치, 방법, 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원에 개시된 시뮬레이션 장치는 적어도 하나의 이동체의 움직임을 시뮬레이션하는 시뮬레이션 장치로서, 상기 시뮬레이션 장치는 각 이동체의 상태를 나타내는 상태 데이터, 및 상기 이동체의 상태 변화의 요인이 될 수 있는 정보를 나타내는 환경 데이터를 포함하는 시뮬레이션 데이터를 기록하는 기록부에 액세스 가능하고, 상기 시뮬레이션 데이터를 참조하고, 참조한 시뮬레이션 데이터에 기초하여, 상기 상태 데이터를 갱신하는 상태 갱신 처리를 분할하여 계층화했을 때의 각 계층의 처리를 실행하는 복수의 상태 갱신부로서, 상기 계층마다 미리 기록되며, 상기 시뮬레이션 데이터의 참조 범위를 나타내는 참조 범위 정보에 따라서, 그 참조 범위의 시뮬레이션 데이터를 참조하여 상기 이동체의 상태 데이터를 상기 계층마다 갱신하는 복수의 상태 갱신부와, 계층화된 상기 복수의 상태 갱신부에, 상기 상태 데이터의 갱신을 지시하는 구동 판정부로서, 상태 갱신부마다 갱신 타이밍을 규정한 갱신 제어 정보에 따라서, 그 갱신 제어 정보에서 규정되는 타이밍에 상기 각 상태 갱신부에 갱신을 지시하는 구동 판정부를 포함한다.
본원 명세서의 개시에 의하면, 상태 갱신 처리에서 참조되는 데이터 총량을 절약할 수 있는 시뮬레이션 장치, 방법, 프로그램을 제공한다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 시뮬레이션 장치의 구성의 일례를 나타낸 기능 블록도이다.
도 2는 도로 링크의 내용의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 차량 상태 데이터의 내용의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는 필드를 정의하는 데이터의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 갱신 제어 정보(5)의 일례를 나타낸 도면이다.
도 6은 참조 범위 정보(4a∼4c)의 일례를 나타낸 도면이다.
도 7은 제1 실시형태에서의 상태 갱신 처리의 분할, 계층화를 모식적으로 나타낸 도면의 일례이다.
도 8은 제1 실시형태에서의 상태 갱신 처리의 분할, 계층화를 모식적으로 나타낸 도면의 일례이다.
도 9는 상태 갱신 처리를 분할하지 않은 경우의 상태 갱신 처리와 시뮬레이션 데이터 범위를 모식적으로 나타낸 도면의 일례이다.
도 10은 상태 갱신 처리를 분할하지 않은 경우의 시뮬레이션 데이터량(상단)과, 상태 갱신 처리를 분할하여 각각의 상태 갱신 처리의 주기를 상이하게 한 경우의 시뮬레이션 데이터량(하단)의 일례를 나타낸 도면이다.
도 11은 상태 갱신 처리를 분할, 계층화하고, 또한 갱신 시간 간격이 짧은 상태 갱신 처리의 시뮬레이션 데이터의 범위가 작아지도록 국지화한 경우의 시뮬레이션 데이터량(하단)과, 상태 갱신 처리를 분할하지 않은 경우의 시뮬레이션 데이터량(상단)의 일례를 나타낸 도면이다.
도 12는 시뮬레이션 장치(1)의 동작예를 나타낸 흐름도의 일례이다.
도 13은 통로 링크의 내용의 일례를 나타낸 도면이다.
도 14는 사람 상태 데이터의 내용의 일례를 나타낸 도면이다.
도 15는 상품 데이터의 내용의 일례를 나타낸 도면이다.
도 16은 제2 실시형태에서의 갱신 제어 정보의 일례를 나타낸 도면이다.
도 17은 제2 실시형태에서의 참조 범위 정보의 일례를 나타낸 도면이다.
도 18은 제2 실시형태에서의 상태 갱신 처리의 분할, 계층화를 모식적으로 나타낸 도면의 일례이다.
도 19는 제2 실시형태에서의 상태 갱신 처리의 분할, 계층화를 모식적으로 나타낸 도면의 일례이다.
도 20은 제2 실시형태에서의 시뮬레이션 장치의 동작예를 나타낸 흐름도이다.
도 21은 제3 실시형태에 따른 시뮬레이션 장치의 구성의 일례를 나타낸 기능 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관해 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
(제1 실시형태)
도 1은 제1 실시형태에 따른 시뮬레이션 장치의 구성의 일례를 나타낸 기능 블록도이다. 도 1에 나타낸 시뮬레이션 장치(1)는 정해진 범위의 지역에서 하나 또는 복수의 이동체의 상태의 변화나 구동(움직임)을 시뮬레이션(모의)한다. 시뮬레이션 장치(1)는 종래 하나였던 상태 갱신 처리를 복수의 계층으로 나눠 계층마다 상태 갱신 처리하는 상태 갱신부(3a∼3c), 및 어떤 상태 갱신부를 실행할지 제어하는 구동 판정부(2)를 포함한다. 또, 시뮬레이션 장치(1)는 이동체의 상태를 나타내는 상태 데이터(7), 및 이동체의 상태 변화의 요인이 될 수 있는 정보를 나타내는 환경 데이터(6)를 포함하는 시뮬레이션 데이터를 기록하는 기록부(9)에 액세스 가능하다. 본 실시형태에서는, 상태 갱신부를 3개 이용하여 3계층으로서 처리하고 있지만, 계층수는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 시뮬레이션의 규모에 따라서, 상태 갱신부의 계층수, 즉 상태 갱신부(3)의 수를 바꿀 수 있다.
상태 갱신부(3a∼3c)는 각각 시뮬레이션 데이터(8)를 참조하고, 참조한 데이터에 기초하여 이동체의 상태 데이터(7)를 갱신한다. 구동 판정부(2)는 상태 갱신부(3a∼3c) 각각이 구한 상태 데이터의 갱신을 지시한다. 상태 갱신부(3a∼3c)는 각각 상기 갱신에서 참조하는 상기 시뮬레이션 데이터의 범위를 나타내는 참조 범위 정보(4a∼4c)에 액세스 가능하다. 상태 갱신부(3a∼3c)는 그 참조 범위 정보(4a∼4c)가 나타내는 범위의 시뮬레이션 데이터를 참조하여 상기 이동체의 상기 상태 데이터를 갱신한다.
이와 같이, 각 상태 갱신부(3a∼3c)는 참조 범위 정보(4a∼4c)가 나타내는 범위의 시뮬레이션 데이터를 선택하는 참조 범위 선택 기능을 포함한다. 참조 범위 정보(4a∼4c)는 기록부(9)에 기록되어도 좋지만, 기록되는 장소는 특별히 한정되지 않는다. 또, 참조 범위 정보와 상기 참조 범위 선택 기능을 포함하는 참조 정보 선택부가 시뮬레이션 장치(1)에 구성되어도 좋다. 또, 시뮬레이션의 규모에 따라서, 참조 범위 정보의 데이터 구성을 변경할 수도 있다.
구동 판정부(2)는 상태 갱신부(3a∼3c) 각각의 계층의 갱신 타이밍을 규정한 갱신 제어 정보(5)에 액세스 가능하고, 갱신 제어 정보(5)에서 규정되는 타이밍에 각 상태 갱신부(3a∼3c)에 갱신을 지시한다.
도 1에 나타내는 구성에 의하면, 복수의 상태 갱신부(3a∼3c)가 각각 상이한 시뮬레이션 데이터의 범위를 나타내는 참조 범위 정보에 액세스하고, 구동 판정부(2)는 복수의 상태 갱신부(3a∼3c) 각각이 참조하는 데이터의 내용에 따라서, 각각의 상태 갱신 처리의 타이밍을 제어(예를 들어, 실행하는 상태 갱신 처리의 전환을 제어)할 수 있다. 시뮬레이션 장치(1)에 의한 시뮬레이션은 복수의 상태 갱신부(3a∼3c)가 시뮬레이션 데이터(8)를 참조하고, 참조한 시뮬레이션 데이터에 기초하여, 상태 데이터(7)를 갱신하는 처리의 반복에 의해 실행된다. 여기서, 상태 갱신 처리는 분할하여 계층화되고, 각 계층의 처리를 실행하는 복수의 상태 갱신부(3a∼3c)에 의해 각각 실행된다. 그리고, 각 계층의 갱신 타이밍 및 참조하는 시뮬레이션 데이터의 범위는 참조 정보 범위(4a∼4c)나 갱신 제어 정보(5)에 의해 설정된다. 이와 같이, 시뮬레이션 장치(1)는 상태 갱신 처리를 계층화하고, 계층마다의 갱신 타이밍이나 참조 정보 범위를 제어할 수 있는 구성이다. 그 때문에, 효율적으로 시뮬레이션 데이터를 참조하여 상태 갱신 처리를 실행하는 것이 가능하다. 그 결과, 상태 갱신 처리에서 참조되는 데이터 총량을 절약할 수 있기 때문에, 대규모의 시뮬레이션이 가능해진다.
상기 구성에서, 갱신 제어 정보(5)가 나타내는 상태 갱신부(3a∼3c) 각각의 갱신 타이밍은 참조 범위 정보(4a∼4c)가 나타내는 시뮬레이션 데이터의 범위에 따라서 규정되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 각각의 상태 갱신 처리에서 참조하는 데이터에 따라서, 적절한 타이밍에 상태 갱신 처리를 실행할 수 있다.
예를 들어, 후술하는 바와 같이, 상위 계층의 상태 갱신 처리일수록 광범위하게 시뮬레이션을 참조하고, 하위 계층일수록 좁은 범위의 시뮬레이션 데이터를 참조하도록 제어할 수 있다. 또한, 시뮬레이션 데이터의 참조 범위가 넓은 상태 갱신 처리일수록, 실행하는 시간 간격을 길게 할 수 있다. 이에 따라, 참조하는 데이터량이 많고 시간이나 부하가 걸리는 처리의 실행 빈도를 낮출 수 있다.
구체적으로는, 갱신 제어 정보(5)는 각 상태 갱신부(3a∼3c)에 의한 시뮬레이션 데이터(8)의 참조의 주기를 포함하고, 각 상태 갱신부(3a∼3c)의 시뮬레이션 데이터 참조의 주기는 참조 범위 정보(4a∼4c)가 나타내는 시뮬레이션 데이터의 범위가 넓을수록 길어지도록 규정되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 일정 시간 간격(일정 주기)으로 실행되는 상태 갱신 처리에서 참조되는 시뮬레이션 데이터의 총량을 효율적으로 삭감할 수 있다.
또, 상태 데이터(7)는 이동체와 대응되어 기록되며, 환경 데이터(6)는 요인이 존재하는 위치를 나타내는 위치 정보와 대응되어 기록되고, 시뮬레이션 데이터(9)의 범위는 상기 이동체가 존재하는 위치를 기준으로 한 영역으로 표시되며, 상태 갱신부(3a∼3c)는 영역 내에 존재하는 이동체의 상태 데이터, 및 상기 영역 내에 존재하는 요인의 환경 데이터를 참조하는 형태로 할 수 있다. 이 경우, 참조 범위 정보가 나타내는 시뮬레이션 데이터(8)의 범위는 이동체가 존재하는 위치를 기준으로 한 영역으로 나타낼 수 있다. 상태 갱신부(3a∼3c)는 상기 영역 내에 존재하는 이동체의 상태 데이터, 및 상기 영역 내에 존재하는 요인의 환경 데이터를 참조할 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 주기가 짧은 데이터 참조 처리의 시뮬레이션 데이터의 범위가 공간적으로 작아지도록 국지화하는 것이 가능해진다.
또, 상태 갱신부(3a∼3c)는 갱신 제어 정보(5)에서의 각각의 상태 갱신부(3a∼3c)의 갱신 타이밍 및 이동체의 속도를 이용하여, 참조 범위 정보(4a∼4c)가 나타내는 시뮬레이션 데이터(8)의 범위를 변경할 수도 있다. 이동체의 속도는 예를 들어, 상태 데이터(7)에 포함되고, 상태 갱신부(3a∼3c)에 의해 갱신된다. 이에 따라, 이동체의 속도와 갱신 타이밍에 기초하여, 이동체의 상태에 따라서 유연하게 각 상태 갱신 처리에서의 시뮬레이션 데이터량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 이동체의 속도가 빠른 경우는, 일정 시간에 이동하는 거리가 길어지기 때문에, 참조하는 시뮬레이션 데이터의 범위를 넓히도록 제어할 수 있다.
본 실시형태의 시뮬레이션 장치(1)에 있어서, 일례로서, 상기 이동체는 도로 위에서 이동하는 차량으로 한다. 복수의 상태 갱신부(3a∼3c) 중, 상태 갱신부(3a)는 상기 차량의 위치를 포함하는 제1 영역에서의 도로의 접속을 나타내는 정보를 포함하는 환경 데이터(6)를 참조하여, 차량의 현재지에서 목적지까지의 경로를 적어도 갱신한다. 상태 갱신부(3b)는 상기 차량의 위치를 포함하는 제2 영역에서의 다른 차량의 상태 데이터(7)를 참조하여, 상기 차량이 진행하는 차선을 적어도 갱신한다. 상태 갱신부(3c)는 상기 차량의 위치를 포함하는 제3 영역에서의 다른 차량의 상태 데이터를 참조하여, 상기 차량의 속도, 방향, 위치를 적어도 갱신한다. 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 순서대로 단계적으로 작아지는 형태로 할 수 있다.
시뮬레이션 장치(1)는 예를 들어, PC나 서버 머신 등의 범용 컴퓨터에 정해진 프로그램을 설치함으로써 실현될 수 있다. 또, 범용 컴퓨터에 한정되지 않고, 예를 들어, 차재 정보 단말, 휴대 전화, PDA(Personal Digital Assistant), 가전 제품 등의 전자 기기에 내장된 컴퓨터에 의해 시뮬레이션 장치(10)가 형성되어도 좋다. 또, 시뮬레이션 장치(1)가 갖는 기능을 복수의 컴퓨터에 분산시킴으로써, 복수의 컴퓨터로 시뮬레이션 장치(1)를 구성할 수도 있다.
구동 판정부(2), 상태 갱신부(3a∼3c)의 각 기능은 CPU 등의 프로세서가 정해진 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 따라서, 상기 각 기능을 컴퓨터로 실현하기 위한 프로그램 또는 그것을 기록한 기록 매체도 본 발명의 일 실시형태이다. 또, 기록부(9) 및 갱신 제어 정보(5) 및 참조 범위 정보(4a∼4c)를 기록하는 수단은 컴퓨터의 내장 기억 장치 또는 이 컴퓨터로부터 액세스 가능한 기억 장치에 의해 구현된다.
다음으로, 시뮬레이션 장치(1)에 의한 시뮬레이션을, 구체예를 들면서 설명한다. 여기서는, 일례로서, 시뮬레이션 장치(1)가 가상 공간을 이동하는 개개의 차량의 움직임을 모의하여 교통류를 재현하는 미크로 시뮬레이터로서 기능하는 경우에 관해 설명한다. 여기서, 차량의 움직임에는, 차량을 운전하는 운전수의 행동(예를 들어, 혼잡 상황에 맞춰 빈 차선을 선택하여 주행하는 것)과, 운전수의 조작 결과를 받아 결정되는 차체의 물리적인 운동(예를 들어, 핸들 조작에 의해 차체의 방향이 변경되는 것) 중 적어도 어느 하나가 포함된다.
이 경우, 환경 데이터는 가상 공간에서 차량이 통과하는 통로에 관한 도로 데이터를 포함한다. 상태 데이터는 가상 공간에 존재하는 차량의 상태를 나타내는 차량 상태 데이터를 포함한다. 도로 데이터에는, 예를 들어 노드와 링크로 표시되는 도로 접속 정보, 지도 정보, 신호, 시설, 도로 형상, 노면 상태 등이 포함된다. 예를 들어, 노드는 교차점, 링크는 도로를 나타내고, 노드 및 링크에는 각각 고유의 ID가 부여된다. 각 차량 상태 데이터에는, 예를 들어, 차량 위치, 차량의 방향, 속도, 목적지까지의 경로 등이 포함된다.
도 2는 환경 데이터(6)에 포함되는 도로 접속 정보의 일례인 도로 링크의 내용을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타내는 예에서는, 각 도로 링크 ID에, 링크 길이, 폭, 차선, 노면 형상, 노면 상태 및 소속 필드가 대응되어 기록된다.
도 3은 차량 상태 데이터의 내용의 일례를 나타낸 도면이다. 도 3에 나타내는 예에서는, 각 차량 ID에, 차량 위치(좌표), 차량 위치(링크), 차선, 속도, 방향 및 소속 필드가 대응되어 기록된다. 차량 위치(좌표)는 예를 들어, 위도 및 경도의 값으로 표시된다. 도 3에 나타내는 차량 상태 데이터는 상태 갱신부(3a∼3b)의 각 상태 갱신 처리 시에 참조되고 갱신된다.
도 4는 가상 공간 상의 위치를 나타내는 위치 정보의 일례인 필드를 정의하는 데이터의 예를 나타내는 도면이다. 여기서, 해석 대상인 가상 공간을 분할한 복수의 영역이 필드이다. 필드는 가상 공간에서의 일부의 영역이다. 도 4에 나타내는 예에서는, 필드는 직사각형 영역이고, 그 직사각형 영역의 좌하측의 좌표 및 우상측의 좌표에 의해 표시된다. 이 각 필드는 고유의 ID를 갖는다. 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 도로 링크 ID 및 차량 ID와, 필드 ID는 대응되어 기록된다. 이에 따라, 도로 링크와 위치 정보를 대응시키고, 또 차량 상태와 위치 정보를 대응시켜 기록할 수 있다.
도 5는 갱신 제어 정보(5)의 일례를 나타낸 도면이다. 도 5에 나타내는 예에서는, 갱신 처리 간격이 각 상태 갱신 ID에 대응되어 기록된다. 상태 갱신 ID 「P1」, 「P2」, 「P3」은 각각, 상태 갱신부(3a∼3c)에 의한 상태 갱신 처리를 나타낸다. 갱신 처리 간격은 상태 갱신 처리를 실행하는 주기[즉, 시뮬레이션 데이터(8)를 참조하는 주기]를 나타낸다. 구동 판정부(2)는 도 5에 나타내는 갱신 제어 정보에 따라서, 상태 갱신부(3a)에는 1 s마다, 상태 갱신부(3b)에는 100 ms마다, 상태 갱신부(3c)에는 5 ms마다, 상태 갱신 처리를 순차적으로 실행시키게 된다. 이와 같이 갱신 제어 정보는 계층화된 상태 갱신 처리(또는 상태 갱신부)의 각 계층을 식별하는 정보와, 각 계층의 실행 타이밍을 나타내는 정보를 포함한다. 본 예에서는, 상층의 상태 갱신부일수록 실행 시간 간격이 길게 설정된다. 이에 따라, 갱신 처리의 효율화가 가능해진다.
도 6은 참조 범위 정보(4a∼4c)의 일례를 나타낸 도면이다. 도 6에 나타내는 예에서는, 참조 범위 정보(4a∼4c)가 하나의 테이블에 기록된다. 참조 범위 정보는, 본 실시예에서는, 기록부에는 기록되지 않고, 메인 메모리 상의 테이블에 있는 것을 전제로 하고 있지만, 기록부로부터 판독하도록 해도 좋다. 참조 범위 및 시뮬레이션 데이터 내용이 상태 처리부마다 기록된다. 예를 들어, 상태 갱신부(3a)는 이 참조 범위 정보(4a)에 따라서, 상태 갱신 처리(P1)에서 차량의 현재 위치 주변의 필드 100개에 속하는 도로 링크를 시뮬레이션 데이터(8)로부터 취득하게 된다. 상태 갱신부(3b)는 상태 갱신 처리(P2)에서 현재 위치 주변의 25개의 필드에 속하는 차량 정보, 사람, 신호, 도로 형상을 시뮬레이션 데이터(8)로부터 취득한다. 상태 갱신부(3c)는 차량 현재 위치와 동일한 필드의 다른 차량의 차량 위치, 노면 상태를 취득한다.
여기서는, 참조 범위 정보(4a∼4c)는 미리 설정되어 고정된 값이지만, 참조 범위 정보(4a∼4c)를 가변으로 할 수도 있다. 예를 들어, 상태 갱신부(3a∼3c)는 갱신 제어 정보(5)에서의 각각의 상태 갱신부(3a∼3c)의 주기와, 차량의 속도를 이용하여, 시뮬레이션 데이터(8)의 범위를 나타내는 참조 범위 정보(4a∼4c)를 생성해도 좋다. 구체적으로는, 차량의 최고 속도를 상태 데이터에 기록해 두고, 이 최고 속도에 따라서 참조 범위의 넓이를 결정할 수 있다. 최고 속도가 클수록 참조하는 데이터의 영역의 크기(여기서는 필드수)를 넓게 할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 실시형태에서의 상태 갱신 처리의 분할, 계층화를 모식적으로 나타낸 도면이다. 본 실시형태에서는, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 상태 갱신 처리는 3개의 계층으로 분할된다. 3개의 계층에서 갱신 시간 간격(주기)은 대, 중, 소로 단계적으로 변화한다.
주기가 대인 계층의 상태 갱신 처리(P1)는 차량의 현재지에서 목적지까지의 경로를 결정하여 갱신하는 처리이다. 그 때문에, 상태 갱신 처리(P1)에서는, 차량의 현재 위치의 필드를 포함하는 100 필드(관리 단위 A1)에 속하는 도로 링크가 시뮬레이션 데이터(8)로부터 취득된다.
주기가 중인 계층의 상태 갱신 처리(P2)는 차량의 차선 변경 및 신호 정지의 유무를 판단하여, 차량이 진행하는 차선 및 정지의 유무를 갱신하는 처리이다. 그 때문에, 차량의 현재 위치의 필드를 포함하는 25 필드(관리 단위 A2)에 속하는 다른 차량 위치, 사람, 신호, 도로 형상의 데이터가 시뮬레이션 데이터로부터 취득된다.
주기가 소인 계층의 상태 갱신 처리(P3)는 차량의 조작, 차량 운동(속도, 방향, 위치)을 갱신하는 처리이다. 그 때문에, 차량의 현재 위치의 필드(관리 단위 A3)에 속하는 다른 차량 위치, 노면 상태의 데이터가 시뮬레이션 데이터로부터 취득된다.
상태 갱신 처리(P1∼P3)는 가상 공간 내의 모든 차량(c1∼c4) 각각에 대해 실행된다. 즉, 상태 갱신부(3a∼3c)는 가상 공간 내의 복수의 차량(c1∼c4) 각각의 상태 데이터를 갱신한다.
각 계층의 갱신 주기는 대, 중, 소로 단계적으로 변화한다. 또, 각 계층에서 참조되는 데이터의 내용 및 참조 범위(관리 단위)에 포함되는 영역의 크기(필드의 수)도 상이하다. 이와 같이, 차량 상태 갱신 처리의 내용을 처리의 시간 간격에 따라서 분할ㆍ계층화하고(1), 시뮬레이션 데이터를 참조되는 시간 간격에 따라서 분류하여, 참조 시간 간격이 긴 것일수록 큰 범위로 분할하여 관리함으로써(2), 일정 시간의 차량 상태 갱신 처리에서 참조되는 데이터 총량을 삭감할 수 있다. 그 결과, 차량 상태 갱신 처리를 일정 시간 간격으로 실행함으로써 대규모화를 가능하게 한다. 상기 (1)만으로도 참조되는 데이터 총량을 삭감할 수는 있다. 그러나, (1) 및 (2)의 조합에 의해, 시뮬레이션 데이터 총량을 더 삭감하는 것이 가능해진다.
도 7 및 도 8에 나타내는 상태 갱신 처리의 계층은 예를 들어, 인간의 의사 결정 모델에 기초하여 결정될 수 있다. 인간의 의사 결정의 대표적인 모델로서, 예를 들어 전략, 전술 및 조작의 계층에서 의사 결정을 행하는 3계층 모델을 이용할 수 있다. 구체예로는, 전략 레벨에서는 경로 결정 처리, 전술 레벨에서는 차선 변경이나 신호 정지 등의 주행 모드 선택 처리, 조작 레벨에서는 액셀 페달ㆍ브레이크 페달ㆍ핸들 조작량과, 그것에 의해 물리적으로 차량의 거동을 계산하는 처리를, 각각 복수의 상태 갱신 처리부에서 실행할 수 있다.
이들 각 계층의 처리는 모두 동시에 처리될 필요는 없고, 각각 고유의 갱신 간격으로 실행하면 된다. 예를 들어, 조작ㆍ물리 계산 레벨에서는, 차량의 움직임을 충분히 순조롭게 제어하기 위해, 수밀리초 간격에서의 처리 시간 간격으로 갱신하는 것이 바람직하다. 또, 전술 레벨에서는, 인간의 단시간의 인지ㆍ판단 처리의 최소 단위가 100밀리초 정도이므로, 수백밀리초 정도의 처리 시간 간격에서의 갱신 처리가 필요하고 또 바람직하다. 전략 레벨에서는, 인간의 장기적인 판단 처리를 실현하기 때문에, 수초 정도의 처리 시간 간격에서의 갱신 처리가 바람직하다.
이와 같이, 인간의 의사 결정 모델의 각 계층에 따라서, 상태 갱신 처리를 계층화함으로써, 차량을 운전하는 인간의 의사 결정의 레벨에 맞춰, 상태 갱신 처리 타이밍을 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 의사 결정 처리의 계층화에 의해, 각 계층의 시간 입도에 맞춰 처리를 할 수 있게 된다. 이에 따라, 또한 처리에 필요한 정보 수집 범위의 공간 입도도 제한할 수 있게 된다. 인간의 인지 지연 모의도 용이하게 할 수 있는 효과도 있다.
예를 들어, 물리 계산 레벨에서는 다른 차량과의 충돌 판정 처리가 계산량의 큰 비율을 차지하고 있지만, 자동차의 속도가 시속 200 Km라 하더라도, 처리 시간 간격인 수밀리초 동안에 차량이 진행하는 거리는 겨우 1 m 이내에 그친다. 따라서, 자(自)차량의 주위 1 m 이내의 범위에 포함되는 다른 차량에만 한정하여 충돌 판정을 함으로써, 계산량을 삭감할 수 있다.
다른 예에서는, 교차점 우회전 시의 전술 레벨에서는, 전방 교차점의 상황에 따라서 정지할지의 여부를 결정하지만, 인간이 위험을 알아차리고 급브레이크를 밟기 시작하기까지의 공주 시간(0.2초 정도)을 고려하여 정지하기까지의 거리를 산출하면, 시속 100 Km로 주행하는 경우는 100 m 정도의 거리가 되므로, 이 범위의 다른 차량에 한해 충돌 가능성의 판정 처리를 하면 된다.
이와 같이, 차량 상태 갱신 처리를 분할ㆍ계층화하고 정보 수집 범위를 제한함으로써, 데이터 참조량을 삭감할 수 있고, 차량 상태 갱신 처리의 계산량을 삭감할 수 있다. 또, 인간의 의사 결정의 계층을 상태 갱신 처리의 계층으로 함으로써, 인간의 인지 지연 등의 의사 결정의 과정도 고려한 모의가 가능해진다. 또한, 차량 상태 갱신 처리를 분할ㆍ계층화함으로써, 시뮬레이션 데이터를 분할 관리할 수 있기 때문에, 복수 계산기에 의한 분산 환경에서 실행하기 쉬워진다.
이하, 본 실시형태에서의 계산량의 삭감 효과에 관해 설명한다.
도 9는 상태 갱신 처리를 분할하지 않은 경우의 상태 갱신 처리와 시뮬레이션 데이터 범위를 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 9에 나타내는 예에서는, 상태 갱신 처리의 주기는 일정(5 ms)하다. 또, 관리 단위는 100 필드이다. 즉, 100 필드에 속하는 모든 시뮬레이션 데이터를 참조하여, 차량의 상태를 갱신하는 처리가 5 ms 주기로 실행된다.
도 10은 도 9에 나타낸 바와 같이, 상태 갱신 처리를 분할하지 않은 경우의 시뮬레이션 데이터량(상단)과, 상태 갱신 처리를 분할하여 각각의 상태 갱신 처리의 주기를 상이하게 한 경우의 시뮬레이션 데이터량(하단)을 나타낸 도면이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 도 9에 나타내는 경우는 1회의 상태 갱신 처리로 모든 데이터가 참조된다. 이에 비해, 상태 갱신부의 처리를 분할하고, 처리 시간 간격(갱신의 주기)에 기초하여 계층화함으로써, 일정 시간 내에 참조되는 데이터를 삭감할 수 있다. 즉, 상태 갱신 처리를 분할하지 않은 경우는 분할한 경우의 3계층분의 시뮬레이션 데이터(1+2+3)를 매회 참조할 필요가 있다. 분할한 경우는 일정 시간 내에서, 시간 간격이 긴 시뮬레이션 데이터(3) 및 시간 간격이 중간 정도인 시뮬레이션 데이터(2)는 일정 시간 내에서의 참조 빈도가 분할하지 않은 경우에 비해 적어진다.
도 11은 상태 갱신 처리를 분할, 계층화하고, 또한 갱신 시간 간격이 짧은 상태 갱신 처리의 시뮬레이션 데이터의 범위가 작아지도록 국지화한 경우의 시뮬레이션 데이터량(하단)과, 상태 갱신 처리를 분할하지 않은 경우의 시뮬레이션 데이터량(상단)을 나타낸 도면이다. 도 11의 하단에 나타내는 시뮬레이션 데이터량은 예를 들어, 도 8에 나타낸 바와 같은 3계층의 상태 갱신 처리에서, 시간 간격이 짧은 상태 갱신 처리일수록, 시뮬레이션 데이터의 범위가 작아지도록 설정된 경우의 예이다. 이와 같이, 3개 계층을 합계한 시뮬레이션 데이터의 양(d')은 상태 갱신 처리를 분할하지 않은 경우의 1회의 시뮬레이션 데이터량(d)보다 작아진다. 그 때문에, 일정 시간 내에 참조되는 데이터를 더 삭감하는 것이 가능해진다.
다음으로, 시뮬레이션 장치(1)의 동작예를 설명한다. 도 12는 시뮬레이션 장치(1)의 동작예를 나타내는 흐름도이다. 도 12에서, 시뮬레이션 장치(1)는 시뮬레이션을 시작하면 시계를 진행시킨다(Op1). 구동 판정부(2)는 먼저, 이전 회의 상태 갱신부(3c)에 의한 상태 갱신 처리(P3)의 실행으로부터의 경과 시간이 5 ms를 넘는 경우(Op2에서 Yes), 상태 갱신부(3a)에 상태 갱신 처리(P3)를 지시한다. 또, 시뮬레이션 시작 직후에, 이전 회의 상태 갱신부(3a∼3c)에 의한 상태 갱신 처리(P1∼P3)가 아직 실행되지 않은 경우는, 구동 판정부(2)가 무조건 상태 갱신부(3a∼3c)에 상태 갱신 처리(P1∼P3)를 순차적으로 지시한다.
Op2에서 No인 경우, 구동 판정부(2)는 이전 회의 상태 갱신부(3b)에 의한 상태 갱신 처리(P2)의 실행으로부터의 경과 시간이 100 ms를 넘었는지 판단하여(Op8), 넘었다면(Op8에서 Yes) 상태 갱신부(3b)에 상태 갱신 처리(P2)의 실행을 지시한다. Op8에서 No인 경우는, 이전 회의 상태 갱신부(3a)에 의한 상태 갱신 처리(P1)의 실행으로부터의 경과 시간이 1 s를 넘었는지 판단하여(Op14), 넘었다면(Op14에서 Yes) 상태 갱신부(3a)에 상태 갱신 처리(P1)의 실행을 지시한다. 이에 따라, 상태 갱신 처리(P3)는 5 ms마다, 상태 갱신 처리(P2)는 100 ms마다, 상태 갱신 처리(P1)는 1 s마다 실행되게 된다.
Op2에서 Yes인 경우, 상태 갱신부(3c)는 가상 공간 내의 모든 차량에 대해 상태 갱신 처리(P3)를 실행한다(Op3∼Op7). 구체적으로는, 상태 갱신부(3c)는 먼저, 가상 공간 내의 최초의 차량을 선택하고(Op3), 모든 차량에 대해 상태 갱신 처리(P3)가 완료되었는지의 여부를 판정한다(Op4). 최초의 차량의 경우는 Op4에서 No로 판정된다. 상태 갱신부(3c)는 다른 차량 위치 등의 데이터를 시뮬레이션 데이터(8)로부터 취득한다(Op5). 이 때, 상태 갱신부(3c)는 예를 들어, 도 6에 나타내는 참조 범위 정보(4c)에 따라서, 선택된 차량이 속하는 필드에 존재하는 다른 차량의 위치, 및 이 필드에서의 도로의 노면 상태를 취득한다. 상태 갱신부(3c)는 취득된 데이터를 사용하여, 선택된 차량의 상태 데이터를 갱신한다(Op6). 여기서는, 일례로서, 조작, 차량 거동이 갱신된다. 선택된 차량의 상태 데이터가 갱신되면, 다음 차량이 선택된다(Op7). Op5∼Op7의 처리는 가상 공간 내의 모든 차량에 대해 반복된다(Op4에서 Yes가 될 때까지 반복됨). 이것으로, 상태 갱신 처리(P3)의 1회분이 완료된다.
상태 갱신 처리(P3)가 종료되면(Op4에서 Yes인 경우), 구동 판정부(2)는 상태 갱신부(3b)에 상태 갱신 처리(P2)의 실행을 지시한다. 상태 갱신부(3b)는 가상 공간 내의 모든 차량에 대해 상태 갱신 처리(P2)를 실행한다(Op9∼Op13). 구체적으로는, 상태 갱신부(3b)는 먼저, 가상 공간 내의 최초의 차량을 선택하고(Op9), 모든 차량에 대해 상태 갱신 처리(P2)가 완료되었는지의 여부를 판정한다(Op10). 최초의 차량의 경우는 Op10에서 No로 판정된다. 상태 갱신부(3b)는 다른 차량 위치 등의 데이터를 시뮬레이션 데이터(8)로부터 취득한다(Op5). 이 때, 상태 갱신부(3b)는 예를 들어, 도 6에 나타내는 참조 범위 정보(4b)에 따라서, 선택된 차량이 속하는 필드와 그 주위의 필드(합쳐서 25 필드)에 존재하는 다른 차량의 위치, 사람의 위치 및 상태, 신호의 상태, 도로 형상을 취득한다. 상태 갱신부(3b)는 취득된 데이터를 사용하여, 선택된 차량의 상태 데이터를 갱신한다(Op12). 여기서는, 일례로서, 선택된 차량의 차선 변경의 유무, 신호 정지의 유무가 판단되어 갱신된다. 선택된 차량의 상태 데이터가 갱신되면, 다음 차량이 선택된다(Op13). Op11∼Op13의 처리는 가상 공간 내의 모든 차량에 대해 반복된다(Op10에서 Yes가 될 때까지 반복됨).
상태 갱신 처리(P2)가 종료되면(Op10에서 Yes인 경우), 구동 판정부(2)는 상태 갱신부(3a)에 상태 갱신 처리(P1)의 실행을 지시한다. 상태 갱신부(3a)는 가상 공간 내의 모든 차량에 대해 상태 갱신 처리(P1)를 실행한다(Op15∼Op19). 구체적으로는, 상태 갱신부(3a)는 먼저, 가상 공간 내의 최초의 차량을 선택하고(Op15), 모든 차량에 대해 상태 갱신 처리(P1)가 완료되었는지의 여부를 판정한다(Op16). 최초의 차량의 경우는 Op16에서 No로 판정된다. 상태 갱신부(3a)는 도로 링크 등의 데이터를 시뮬레이션 데이터(8)로부터 취득한다(Op17). 이 때, 상태 갱신부(3a)는 예를 들어, 도 6에 나타내는 참조 범위 정보(4a)에 따라서, 선택된 차량이 속하는 필드와 그 주위의 필드(합쳐서 100 필드)에 존재하는 도로 링크를 취득한다. 상태 갱신부(3a)는 취득된 데이터를 사용하여, 선택된 차량의 상태 데이터를 갱신한다(Op18). 여기서는, 일례로서, 도로 링크에 기초하여 선택된 차량의 경로가 결정되어 갱신된다. 선택된 차량의 상태 데이터가 갱신되면, 다음 차량이 선택된다(Op19). Op17∼Op19의 처리는 가상 공간 내의 모든 차량에 대해 반복된다(Op16에서 Yes가 될 때까지 반복됨).
이상, 도 12에 나타낸 처리에 의해, 일정 시간의 차량 상태 갱신 처리에서 참조되는 데이터 총량을 삭감하고, 차량 상태 갱신 처리를 일정 시간 간격으로 실행할 수 있다. 예를 들어, 하나 하나의 차량에 있어서, 일정 시간 간격으로 모든 시뮬레이션 데이터(도로 링크, 신호, 타차량 위치, ㆍㆍㆍ)를 판독하여, 차량 상태 갱신 처리를 실행하는 경우에 비해, 참조되는 데이터 총량을 삭감할 수 있다. 그 결과, 차량의 증가나 대상 범위의 증가에 따라서, 각각의 차량의 차량 상태 갱신 처리에서 참조하는 데이터량이 증가하는 것을 억제할 수 있다. 나아가, 규모를 크게 하는 것이 용이해진다.
또, 최근, 통신 인프라나 차재 기기의 진보에 따라 교통 시책도 변화하고 있고, 동적 경로 유도(DRGS)와 같이, 개개의 차량의 개별 정보를 수집하여, 개개의 차량의 상황에 맞춰 개별적으로 지시를 보내는 것도 가능해진다. 이러한 교통 시책을 평가하기 위해서는, 하나의 지방을 커버할 수 있을 정도로 대규모ㆍ광범위하고, 또 정보를 수취하는 개개의 차량의 운전수의 운전 행동의 다양성까지 상세하게 모의할 수 있는 미크로 시뮬레이터가 필요하게 된다. 본 실시형태에 의하면, 이러한 미크로 시뮬레이터를 제공하는 것이 가능해진다.
(제2 실시형태)
본 실시형태는, 시뮬레이션 장치(1)가 가상 공간을 이동하는 개개의 사람의 움직임을 모의하여 시설에서의 사람의 흐름을 재현하는 미크로 시뮬레이터로서 기능하는 경우에 관해 설명한다. 장치의 구성은 도 1과 동일하게 할 수 있다.
본 실시형태에서, 환경 데이터는 가상 공간에서 사람이 이동하는 통로에 관한 통로 데이터를 포함한다. 상태 데이터는 가상 공간(점포 등의 시설)에 존재하는 사람의 상태를 나타내는 사람 상태 데이터를 포함한다. 통로 데이터에는, 예를 들어, 노드와 링크로 표시되는 통로 접속 정보, 위치 정보, 시설의 레이아웃, 진열되는 상품 또는 전시품에 관한 정보 등이 포함된다. 각 사람 상태 데이터에는, 예를 들어 사람의 위치, 방향, 속도, 목적지까지의 경로 등이 포함된다.
도 13은 본 실시형태의 환경 데이터(6)에 포함되는 통로 접속 정보의 일례인 통로 링크의 내용을 나타낸 도면이다. 도 13에 나타내는 예에서는, 각 통로 링크 ID에, 링크 길이, 폭, 상품 ID, 쇼핑 카트 ID 및 위치 정보가 대응되어 기록된다.
도 14는 사람 상태 데이터의 내용의 일례를 나타낸 도면이다. 도 14에 나타내는 예에서는, 각 사람 ID에, 위치(좌표), 위치(링크), 속도 및 방향이 대응되어 기록된다. 도 14에 나타내는 사람 상태 데이터는 상태 갱신부(3a∼3b)의 각 상태 갱신 처리 시에 참조되고 갱신된다.
도 15는 상품 데이터의 내용의 일례를 나타낸 도면이다. 도 15에 나타내는 예에서는, 각 상품 ID에, 진열의 위치(좌표), 종류, 스페이스 및 높이가 대응되어 기록된다.
도 16은 본 실시형태에서의 갱신 제어 정보(5)를 나타낸 도면이다. 도 16은 도 5와 동일하다. 도 17은 실시형태에서의 참조 범위 정보(4a∼4c)의 일례를 나타낸 도면이다. 예를 들어, 상태 갱신부(3a)는 이 참조 범위 정보(4a)에 따라서, 상태 갱신 처리(P1)로, 사람의 현재 위치를 중심으로 하는 100 m 사방에 속하는 통로 링크 및 특가 상품을 시뮬레이션 데이터(8)로부터 취득하게 된다. 상태 갱신부(3b)는 상태 갱신 처리(P2)로, 현재 위치를 중심으로 하는 10 m 사방에 속하는 다른 사람의 위치 및 쇼핑 카트의 위치를 시뮬레이션 데이터(8)로부터 취득한다. 상태 갱신부(3c)는 사람의 현재 위치를 중심으로 하는 1 m 사방에서의 상품의 나열 방법을 나타내는 데이터를 취득한다.
도 18 및 도 19는 본 실시형태에서의 상태 갱신 처리의 분할, 계층화를 모식적으로 나타낸 도면이다. 본 실시형태에서는, 도 18 및 도 19에 나타낸 바와 같이, 상태 갱신 처리는 3개의 계층으로 분할된다. 3개의 계층에서, 갱신 시간 간격(주기)은 대, 중, 소로 단계적으로 변화하는 것으로 한다.
주기가 대인 계층의 상태 갱신 처리(P1)는 사람의 현재지에서 목적지까지의 경로를 결정하여 갱신하는 처리이다. 그 때문에, 상태 갱신 처리(P1)에서는, 사람의 현재 위치를 중심으로 하는 100 m 사방(관리 단위 S1)에 속하는 통로 링크가 시뮬레이션 데이터(8)로부터 취득된다.
주기가 중인 계층의 상태 갱신 처리(P2)는 장해물 회피의 유무를 판단하여, 사람이 진행하는 방향을 갱신하는 처리이다. 그 때문에, 사람의 현재 위치를 중심으로 하는 10 m 사방(관리 단위 S2)에 있는 다른 사람 및 쇼핑 카트 등의 장해물의 위치를 나타내는 데이터가 시뮬레이션 데이터로부터 취득된다.
주기가 소인 계층의 상태 갱신 처리(P3)는 사람의 이동량을 갱신하는 처리이다. 그 때문에, 사람의 현재 위치를 중심으로 하여 1 m 사방(관리 단위 S3)에 존재하는 상품의 나열 방법을 나타내는 데이터가 시뮬레이션 데이터로부터 취득된다. 상태 갱신 처리(P1∼P3)는 가상 공간 내의 모든 사람(k1∼k4) 각각에 대해 실행된다.
도 18 및 도 19에 나타내는 상태 갱신 처리의 각 계층의 갱신 주기는 대, 중, 소로 단계적으로 변화한다. 또, 각 계층에서 참조되는 데이터의 내용 및 참조 범위(관리 단위)에 포함되는 영역의 크기(필드의 수)도 상이하다. 그 때문에, 일정 시간의 사람 상태 갱신 처리에서 참조되는 데이터 총량을 삭감할 수 있다. 또, 본 실시형태에서의 상태 갱신 처리의 계층화도 인간의 의사 결정 모델에 기초하여 결정할 수 있다. 이에 따라, 인간의 인지 지연 등의 의사 결정의 과정도 고려한 모의가 가능해진다. 본 실시형태에 의하면, 예를 들어, 점포 내의 고객 이동 시뮬레이션이 가능해진다.
도 20은 본 실시형태에서의 시뮬레이션 장치의 동작예를 나타내는 흐름도이다. 도 20에서, 시뮬레이션 장치(1)는 시뮬레이션을 시작하면 시계를 진행시킨다(Op21). 구동 판정부(2)는 먼저, 이전 회의 상태 갱신부(3c)에 의한 상태 갱신 처리(P3)의 실행으로부터의 경과 시간이 5 ms를 넘는 경우(Op22에서 Yes), 상태 갱신부(3a)에 상태 갱신 처리(P3)를 지시한다.
Op22에서 No인 경우, 구동 판정부(2)는 이전 회의 상태 갱신부(3b)에 의한 상태 갱신 처리(P2)의 실행으로부터의 경과 시간이 100 ms를 넘었는지 판단하여(Op28), 넘었다면(Op28에서 Yes) 상태 갱신부(3b)에 상태 갱신 처리(P2)의 실행을 지시한다. Op28에서 No인 경우는 이전 회의 상태 갱신부(3a)에 의한 상태 갱신 처리(P1)의 실행으로부터의 경과 시간이 1 s를 넘었는지 판단하여(Op34), 넘었다면(Op34에서 Yes) 상태 갱신부(3a)에 상태 갱신 처리(P1)의 실행을 지시한다. 이에 따라, 상태 갱신 처리(P3)는 5 ms마다, 상태 갱신 처리(P2)는 100 ms마다, 상태 갱신 처리(P1)는 1 s마다 실행되게 된다.
Op22에서 Yes인 경우, 상태 갱신부(3c)는 가상 공간 내의 모든 고객에 대해 상태 갱신 처리(P3)를 실행한다(Op23∼Op27). 구체적으로는, 상태 갱신부(3c)는 먼저, 가상 공간 내의 최초의 고객(사람)을 선택하고(Op23), 모든 고객에 대해 상태 갱신 처리(P3)가 완료되었는지의 여부를 판정한다(Op24). 최초의 고객의 경우는 Op24에서 No로 판정된다. 상태 갱신부(3c)는 상품의 나열 방법을 나타내는 데이터를 시뮬레이션 데이터(8)로부터 취득한다(Op25). 이 때, 상태 갱신부(3c)는 예를 들어, 도 17에 나타내는 참조 범위 정보(4c)에 따라서, 선택된 고객의 위치를 중심으로 하는 1 m 사방에 있는 상품의 종류, 위치, 스페이스 및 높이를 취득한다. 상태 갱신부(3c)는 취득된 데이터를 사용하여, 선택된 고객의 상태 데이터를 갱신한다(Op26). 여기서는, 일례로서 고객의 이동량이 갱신된다. 선택된 고객의 상태 데이터가 갱신되면, 다음 고객이 선택된다(Op27). Op25∼Op27의 처리는 가상 공간 내의 모든 고객에 대해 반복된다(Op24에서 Yes가 될 때까지 반복됨). 이로써, 상태 갱신 처리(P3)의 1회분이 완료된다.
상태 갱신 처리(P3)가 종료되면(Op24에서 Yes인 경우), 구동 판정부(2)는 상태 갱신부(3b)에 상태 갱신 처리(P2)의 실행을 지시한다. 상태 갱신부(3b)는 가상 공간 내의 모든 고객에 대해 상태 갱신 처리(P2)를 실행한다(Op29∼Op33). 구체적으로는, 상태 갱신부(3b)는 먼저, 가상 공간 내의 최초의 고객을 선택하고(Op29), 모든 고객에 대해 상태 갱신 처리(P2)가 완료되었는지의 여부를 판정한다(Op30). 최초의 고객의 경우는 Op30에서 No로 판정된다. 상태 갱신부(3b)는 다른 고객 위치 등의 데이터를 시뮬레이션 데이터(8)로부터 취득한다(Op31). 이 때, 상태 갱신부(3b)는 예를 들어, 도 17에 나타내는 참조 범위 정보(4b)에 따라서, 선택된 고객의 현재 위치를 중심으로 하는 10 m 사방에 존재하는 다른 고객의 위치, 쇼핑 카트의 위치를 취득한다. 상태 갱신부(3b)는 취득된 데이터를 사용하여, 선택된 고객의 상태 데이터를 갱신한다(Op32). 여기서는, 일례로서, 선택된 고객의 장해물 회피의 유무가 판단되어 진행하는 방향이 갱신된다. 선택된 고객의 상태 데이터가 갱신되면, 다음 고객이 선택된다(Op33). Op31∼Op33의 처리는 가상 공간 내의 모든 고객에 대해 반복된다(Op30에서 Yes가 될 때까지 반복됨).
상태 갱신 처리(P2)가 종료되면(Op30에서 Yes인 경우), 구동 판정부(2)는 상태 갱신부(3a)에 상태 갱신 처리(P1)의 실행을 지시한다. 상태 갱신부(3a)는 가상 공간 내의 모든 고객에 대해 상태 갱신 처리(P1)를 실행한다(Op35∼Op39). 구체적으로는, 상태 갱신부(3a)는 먼저, 가상 공간 내의 최초의 고객을 선택하고(Op35), 모든 고객에 대해 상태 갱신 처리(P1)가 완료되었는지의 여부를 판정한다(Op36). 최초의 고객의 경우는 Op36에서 No로 판정된다. 상태 갱신부(3a)는 통로 링크 등의 데이터를 시뮬레이션 데이터(8)로부터 취득한다(Op37). 이 때, 상태 갱신부(3a)는 예를 들어, 도 17에 나타내는 참조 범위 정보(4a)에 따라서, 선택된 고객의 현재 위치를 중심으로 하는 100 m 사방에 존재하는 통로의 통로 링크 및 특가 상품에 관한 데이터를 취득한다. 상태 갱신부(3a)는 취득된 데이터를 사용하여, 선택된 고객의 상태 데이터를 갱신한다(Op38). 여기서는, 일례로서, 통로 링크 및 특가 상품에 관한 데이터에 기초하여 선택된 고객의 경로가 결정되어 갱신된다. 선택된 고객의 상태 데이터가 갱신되면, 다음 고객이 선택된다(Op39). Op37∼Op39의 처리는 가상 공간 내의 모든 고객에 대해 반복된다(Op36에서 Yes가 될 때까지 반복됨).
이상, 도 20에 나타낸 처리에 의해, 일정 시간의 고객 상태 갱신 처리에서 참조되는 데이터 총량을 삭감하여, 고객 상태 갱신 처리를 일정 시간 간격으로 실행할 수 있다. 예를 들어, 하나 하나의 고객에 있어서, 일정 시간 간격으로 모든 시뮬레이션 데이터(통로 링크, 상품, 쇼핑 카트, 다른 사람 위치, ㆍㆍㆍ)를 판독하여, 고객 상태 갱신 처리를 실행하는 경우에 비해, 참조되는 데이터 총량을 삭감할 수 있다. 그 결과, 고객의 증가나 대상 범위의 증가에 따라서, 각각의 고객의 고객 상태 갱신 처리에서 참조하는 데이터량이 증가하는 것을 억제할 수 있다. 나아가, 규모를 크게 하는 것이 용이해진다.
(제3 실시형태)
도 21은 제3 실시형태에 따른 시뮬레이션 장치의 구성을 나타내는 기능 블록도이다. 도 21에서, 도 1과 동일한 기능 블록에는 동일한 부호를 붙였다. 도 21에 나타내는 시뮬레이션 장치(10)에서는, 갱신 제어 정보(51)로서 이벤트 룰이 기록된다. 이벤트 룰은 각 상태 갱신부(3a∼3c)에 의한 상태 갱신 처리의 시작 조건을 나타내는 조건 데이터의 일례이며, 갱신 처리 시작의 조건이 되는 이벤트를 규정한다. 또, 시뮬레이션 장치(10)는 현상 수집부(11)에서 수집된 외부 상황을 나타내는 데이터를 입력하는 구성으로 되어 있다. 이 구성에서, 구동 판정부(21)는 시뮬레이션에서 발생하는 이벤트를, 현상 수집부(11)를 통해 검출하고, 상기 이벤트 룰이 나타내는 조건에 적합한 경우에, 상태 갱신부(3a∼3c)에 갱신을 지시한다.
현상 수집부(11)는 시뮬레이션에서 발생하는 이벤트(현상)를 수집하여, 구동 판정부(21)에 통지한다. 이벤트는 예를 들어 상태 데이터(7)가 나타내는 이동체의 상태의 변화 또는 환경 데이터(6)가 나타내는 요인의 변화 등이 포함된다. 상기 제1 실시형태의 교통류 시뮬레이션에서의 이벤트의 구체예로서, 각 필드에서, 우회전 위치 또는 좌회전 위치에 도달한 것, 신호의 변화, 정체의 발생, 날씨의 급변 등을 들 수 있다. 이와 같이, 또한 이벤트의 종류로서, (a) 하나 하나의 차량마다 상이한 조건에서 발생하는 이벤트를 들 수 있다. 예를 들어, 「차량이 우회전 위치 또는 좌회전 위치에 도달했다」, 「목적지에 도착했다」 등이다. 또, 다른 이벤트의 종류로서, (b) 어떤 범위에 포함되는 차량에서만 발생하는 이벤트를 들 수 있다. 예를 들어, 「신호의 변화」, 「정체의 발생」, 「날씨의 변화」 등이다. 또, 다른 이벤트의 종류로서, 전술한 (a)와 (b)의 조합이 있다. 예를 들어, 「정체에 휘말리고 남아있는 가솔린이 적다」 등이다.
예를 들어, 상태 갱신부(3a∼3c)는 평균 발생 시간 간격이 상이한 이벤트에서 갱신 처리를 시작하는 구성으로 할 수 있다. 이에 따라, 상태 갱신 처리를 분할ㆍ계층화하여, 참조되는 데이터 총량을 삭감할 수 있다.
본 실시형태를, 상기 제1 또는 제2 실시형태와 조합한 구성도 가능하다. 예를 들어, 갱신 제어 정보는 정해진 간격으로 정기적으로 실행하는 상태 갱신 처리의 갱신 타이밍과, 정해진 이벤트 발생을 계기로 실행하는 상태 갱신 처리의 갱신 타이밍의 쌍방을 포함해도 좋다. 이에 따라, 상태 갱신 처리를 정해진 시간 간격으로 실행하는 것과, 이벤트 발생을 계기로 실행하는 것으로 분할하여 계층화할 수 있다.
상기 제1∼제3 실시형태는 실시간으로 시뮬레이션 결과를 표시하는 경우에 한정되지 않는다. 예를 들어, 대규모 시뮬레이션에서는 실시간으로 처리하여 표시하는 것이 어렵기 때문에, 사전에 시뮬레이션 결과를 축적해 두고, 시뮬레이션 후에 그 결과 데이터에 기초하여 시뮬레이션 결과를 화면 등에 표시할 수 있다.

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 이동체의 움직임을 시뮬레이션하는 시뮬레이션 장치에 있어서,
    각 이동체의 상태를 나타내는 상태 데이터, 및 상기 이동체의 상태 변화의 요인이 될 수 있는 정보를 나타내는 환경 데이터를 포함하는 시뮬레이션 데이터를 참조하고, 참조한 시뮬레이션 데이터에 기초해서, 상기 상태 데이터를 갱신하는 상태 갱신 처리를 분할하여 계층화했을 때의 각 계층의 처리를 실행하는 복수의 상태 갱신부로서, 상기 계층마다 미리 기록되며, 상기 시뮬레이션 데이터의 참조 범위를 나타내는 참조 범위 정보에 따라서, 그 참조 범위의 시뮬레이션 데이터를 참조하여 상기 이동체의 상태 데이터를 상기 계층마다 갱신하는 복수의 상태 갱신부와,
    계층화된 상기 복수의 상태 갱신부에, 상기 상태 데이터의 갱신을 지시하는 구동 판정부로서, 상태 갱신부마다 갱신 타이밍을 규정한 갱신 제어 정보에 따라서, 그 갱신 제어 정보에서 규정되는 타이밍에 그 각 상태 갱신부에 갱신을 지시하는 구동 판정부
    를 포함하는 시뮬레이션 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 갱신 제어 정보의 갱신 타이밍은 상기 참조 범위 정보가 나타내는 시뮬레이션 데이터의 범위에 따라서 규정되는 것인 시뮬레이션 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 갱신 제어 정보는 각 상태 갱신부의 상기 시뮬레이션 데이터의 참조 주기를 포함하고, 각 상태 갱신부의 상기 시뮬레이션 데이터의 참조 주기는 상기 참조 범위 정보가 나타내는 시뮬레이션 데이터의 범위가 넓을수록 길어지도록 규정되는 것인 시뮬레이션 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 상태 데이터는 상기 이동체와 대응되어 기록되며, 상기 환경 데이터는 상기 이동체의 상태 변화의 요인이 존재하는 위치를 나타내는 위치 정보와 대응되어 기록되며,
    상기 시뮬레이션 데이터의 범위는 상기 이동체가 존재하는 위치를 기준으로 한 영역으로 표시되며,
    상기 상태 갱신부는 상기 영역 내에 존재하는 이동체의 상태 데이터, 및 상기 영역 내에 존재하는 이동체의 상태 변화의 요인의 환경 데이터를 참조하는 것인 시뮬레이션 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 갱신 제어 정보의 갱신 타이밍은 갱신 시작의 조건을 나타내는 조건 데이터에서 규정되고,
    상기 구동 판정부는 시뮬레이션에서 발생하는 이벤트를 검출하여, 그 이벤트가 상기 조건 데이터가 나타내는 조건에 적합한 경우에, 상기 상태 갱신부에 갱신을 지시하는 것인 시뮬레이션 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 상태 갱신부는 상기 갱신 제어 정보에서의 각각의 상태 갱신부의 상기 갱신 타이밍 및 상기 이동체의 속도에 따라, 상기 참조 범위 정보가 나타내는 시뮬레이션 데이터의 범위를 변화시키는 것인 시뮬레이션 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동체는 공간 또는 평면을 이동하는 차량이고,
    상기 복수의 상태 갱신부는,
    상기 차량의 위치를 포함하는 제1 영역에서의 상기 이동체의 통로의 접속을 나타내는 정보를 포함하는 환경 데이터를 참조하여, 차량의 현재지에서 목적지까지의 경로를 갱신하는 제1 계층의 상태 갱신부와,
    상기 차량의 위치를 포함하는 제2 영역에서의 다른 차량의 상태 데이터를 참조하여, 상기 차량이 진행하는 차선을 갱신하는 제2 계층의 상태 갱신부와,
    상기 차량의 위치를 포함하는 제3 영역에서의 다른 차량의 상태 데이터를 참조하여, 상기 차량의 속도, 방향 및 위치를 갱신하는 제3 계층의 상태 갱신부
    를 포함하며,
    상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 순서대로 단계적으로 작아지는 것인 시뮬레이션 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이동체는 공간 또는 평면을 이동하는 사람이고,
    상기 복수의 상태 갱신부는,
    제1 영역에서의 통로를 나타내는 정보를 포함하는 환경 데이터를 참조하여, 사람의 현재지에서 목적지까지의 경로를 갱신하는 제1 계층의 상태 갱신부와,
    제2 영역에서의 다른 사람의 상태 데이터를 참조하여, 그 사람이 진행하는 방향을 갱신하는 제2 계층의 상태 갱신부와,
    제3 영역에서의 시설에 구비된 제시품 또는 설비를 나타내는 정보를 포함하는 환경 데이터를 참조하여, 그 사람의 이동량을 갱신하는 제3 계층의 상태 갱신부
    를 포함하고,
    상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 순서대로 단계적으로 작아지는 것인 시뮬레이션 장치.
  9. 적어도 하나의 이동체의 움직임을 시뮬레이션하는 처리를 컴퓨터에 실행시키는 시뮬레이션 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 있어서,
    각 이동체의 상태를 나타내는 상태 데이터, 및 상기 이동체의 상태 변화의 요인이 될 수 있는 정보를 나타내는 환경 데이터를 포함하는 시뮬레이션 데이터를 참조하고, 참조한 시뮬레이션 데이터에 기초해서, 상기 상태 데이터를 갱신하는 상태 갱신 처리를 분할하여 계층화했을 때의 각 계층의 처리를 각각 실행하는 복수의 상태 갱신 처리로서, 상기 계층마다 미리 기록되며, 상기 시뮬레이션 데이터의 참조 범위를 나타내는 참조 범위 정보에 따라서, 그 참조 범위의 시뮬레이션 데이터를 참조하여 상기 이동체의 상태 데이터를 상기 계층마다 갱신하는 복수의 상태 갱신 처리와,
    계층화된 상기 복수의 상태 갱신 처리의 타이밍을 제어하는 구동 판정 처리로서, 상기 각 계층마다 상기 상태 데이터의 갱신 타이밍을 규정한 갱신 제어 정보에 따라서, 그 갱신 제어 정보에서 규정되는 타이밍에 상기 각 계층의 상태 갱신 처리를 시작시키는 구동 판정 처리
    를 컴퓨터에 실행시키는 시뮬레이션 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  10. 컴퓨터가, 적어도 하나의 이동체의 움직임을 시뮬레이션하는 처리를 실행하는 시뮬레이션 방법으로서,
    각 이동체의 상태를 나타내는 상태 데이터, 및 상기 이동체의 상태 변화의 요인이 될 수 있는 정보를 나타내는 환경 데이터를 포함하는 시뮬레이션 데이터를 참조하고, 참조한 시뮬레이션 데이터에 기초해서 상기 상태 데이터를 갱신하는 상태 갱신 처리를 분할하여 계층화했을 때의 각 계층의 처리를 상기 컴퓨터가 각각 실행하는 복수의 상태 갱신 공정으로서, 상기 계층마다 미리 기록되며, 상기 시뮬레이션 데이터의 참조 범위를 나타내는 참조 범위 정보에 따라서, 그 참조 범위의 시뮬레이션 데이터를 참조하여 상기 이동체의 상태 데이터를 상기 계층마다 갱신하는 복수의 상태 갱신 공정과,
    상기 컴퓨터가, 계층화된 상기 복수의 상태 갱신 공정의 타이밍을 제어하는 구동 판정 공정으로서, 상기 각 계층마다 상기 상태 데이터의 갱신 타이밍을 규정한 갱신 제어 정보에 따라서, 그 갱신 제어 정보에서 규정되는 타이밍에 상기 각 계층의 상태 갱신 처리를 시작시키는 구동 판정 공정
    을 포함하는 시뮬레이션 방법.
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