WO2020044512A1 - 車載装置、情報処理方法及び情報処理プログラム - Google Patents

車載装置、情報処理方法及び情報処理プログラム Download PDF

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WO2020044512A1
WO2020044512A1 PCT/JP2018/032211 JP2018032211W WO2020044512A1 WO 2020044512 A1 WO2020044512 A1 WO 2020044512A1 JP 2018032211 W JP2018032211 W JP 2018032211W WO 2020044512 A1 WO2020044512 A1 WO 2020044512A1
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WO
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vehicle
risk map
candidate
candidates
steering angle
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Application number
PCT/JP2018/032211
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English (en)
French (fr)
Inventor
康 洲鎌
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16Anti-collision systems

Definitions

  • the present invention relates to an in-vehicle device, an information processing method, and an information processing program.
  • a potential method As a technique for avoiding obstacles on a route on which an automatic driving vehicle (hereinafter simply referred to as a vehicle) travels, there is a conventional technique called a potential method.
  • a risk map in which a potential value of an area to be avoided in a drawing in which a vehicle is viewed from above is set, is generated. The larger the potential value in the risk map, the more reliable avoidance is required.
  • the steering control is then performed using the risk map so that the vehicle passes through the route on which the sum of the potential values is the smallest among the routes on which the vehicle can move.
  • a potential value is calculated by steering and another potential calculation formula, and deceleration control is performed to a speed at which the sum of the potential values is minimized.
  • Obstacle avoidance motion control of a vehicle by risk potential prediction https://www.jstage.jst.go.jp/article/sicejl/54/11/54_820/_pdf/-char/ja
  • Examination of generation timing of guidance control target for autonomous vehicle using risk potential Automobile Engineering Society of Japan ⁇ 2018 ⁇ Spring Conference ⁇ literature number 2018054
  • FIGS. 4 and 5 show examples of a risk map reflecting the situation at the current time.
  • FIG. 4A illustrates that the front vehicle 200 is traveling in front of the vehicle 100 and the rear vehicle 300 is traveling behind the vehicle 100.
  • FIG. 4B shows a risk map that reflects the situation shown in FIG.
  • the vehicle 100 is represented as an image 1500.
  • the forward vehicle 200 is represented as an image 2000.
  • the rear vehicle 300 is represented as an image 3000.
  • FIG. 5A shows a situation where the oncoming vehicle 400 of the vehicle 100 is about to depart from the lane.
  • FIG. 5B shows a risk map reflecting the situation shown in FIG. 5A.
  • the oncoming vehicle 400 is represented as an image 4000.
  • Non-Patent Document 1 since the speed control of the vehicle is performed based on the risk map reflecting the current time situation as shown in FIGS. 4 and 5, a rear-end collision from the rear vehicle 300 or an oncoming vehicle 400 is performed. It is impossible to avoid an object coming to the vehicle such as a collision due to a lane departure. For example, as shown in FIG. 6, the vehicle 100 cannot avoid a rear-end collision from the rear vehicle 300. Further, as shown in FIG. 7, the vehicle 100 cannot avoid a collision due to the lane departure of the oncoming vehicle 400. Further, in the technology of Non-Patent Document 1, since avoidance by acceleration is not defined, even when avoidance by acceleration is possible, the vehicle 100 shown in FIG. It cannot be avoided.
  • Non-Patent Document 2 discloses a method using a prediction map after a certain time.
  • the speed is determined based on a risk difference between a case where the current speed is maintained and a case where the current speed is stopped.
  • the method of Non-Patent Document 2 requires that the speed becomes 0 after t seconds. That is, the method of Non-Patent Document 2 requires a behavior that cannot be performed by an actual vehicle.
  • Non-Patent Document 2 does not disclose acceleration, and thus cannot avoid avoidance by acceleration.
  • an object of the present invention is to enable a collision that cannot be avoided by the related art to be avoided.
  • the in-vehicle device includes: An in-vehicle device mounted on a vehicle, A predicted risk map generation unit that generates a risk map around the vehicle at a future time as a predicted risk map, A candidate generation unit that generates a plurality of candidates for the steering angle of the vehicle at the future time and a plurality of candidates for the speed value of the vehicle at the future time; For each combination of the plurality of candidates for the steering angle and the plurality of candidates for the speed value, a candidate position calculation unit that calculates the position of the vehicle in the prediction risk map as a candidate position, A combination selection unit that analyzes a plurality of candidate positions of the vehicle and selects one of a plurality of combinations of the plurality of candidates for the steering angle and the plurality of candidates for the speed value based on the analysis result. And
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a hardware configuration of the automatic obstacle avoidance device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the automatic obstacle avoidance device according to the first embodiment;
  • 5 is a flowchart illustrating an operation example of the automatic obstacle avoidance device according to the first embodiment;
  • the figure which shows the example of the rear collision of the back vehicle The figure which shows the example of the collision by the lane departure of the oncoming vehicle.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of avoiding a rear-end collision of a rear vehicle according to the first embodiment by acceleration.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of avoiding a collision due to a lane departure of an oncoming vehicle according to the first embodiment by acceleration and steering.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of avoiding a collision with a falling object according to the first embodiment by acceleration.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of information obtained from the sensor according to the first embodiment and an example of a current risk map.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of generating a predicted risk map by a method (1) according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of generating a predicted risk map by a method (2) according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a current risk map according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a processing example of a route determination unit according to the first embodiment.
  • FIG. *** Configuration description *** FIG. 1 shows a hardware configuration example of an automatic obstacle avoidance device 10 according to the present embodiment.
  • the automatic obstacle avoidance device 10 is mounted on the vehicle 1 as shown in FIG.
  • the vehicle 1 is, for example, an automatic driving vehicle.
  • the automatic obstacle avoidance device 10 corresponds to a vehicle-mounted device.
  • the operation performed by the automatic obstacle avoidance device 10 corresponds to an information processing method.
  • the automatic obstacle avoidance device 10 is a computer.
  • the automatic obstacle avoidance device 10 includes a processor 11, a memory 12, a sensor interface 13, and an ECU interface 14 as hardware.
  • the processor 11 executes a program for realizing the function of the automatic obstacle avoidance device 10.
  • the memory 12 stores a program that implements the function of the automatic obstacle avoidance device 10.
  • the memory 12 stores information obtained by the processor 11 executing the program. Further, the memory 12 stores information used by the processor 11.
  • the sensor interface 13 is connected to a camera 15, a radar 16, and a LiDar (Light Detection and Ranging) 17 which are sensors mounted on the vehicle 1.
  • the sensor interface 13 acquires information from these sensors.
  • the sensors mounted on the vehicle 1 are not limited to these. For example, a sonar may be mounted on the vehicle 1.
  • a plurality of each sensor may be mounted.
  • a plurality of cameras 15 such as the front camera 15 and the rear camera 15 of the vehicle 1 may be mounted.
  • the ECU interface 14 is connected to a vehicle control ECU (Engine Control Unit) 30.
  • the vehicle control ECU 30 is an example of a vehicle control device.
  • FIG. 2 shows a functional configuration example of the automatic obstacle avoidance device 10.
  • the automatic obstacle avoidance device 10 includes a peripheral object recognition unit 21, a current risk map generation unit 22, a past risk map storage unit 23, a movement prediction unit 24, a predicted risk map generation unit 25, a candidate generation unit 26, and a candidate position calculation unit 27. , A route determination unit 28 and a steering speed cost calculation unit 29.
  • the peripheral object recognition unit 21, the current risk map generation unit 22, the movement prediction unit 24, the predicted risk map generation unit 25, the candidate generation unit 26, the candidate position calculation unit 27, the route determination unit 28, and the steering speed cost calculation unit 29 Is realized.
  • the processor 11 executes the program to execute the peripheral object recognition unit 21, the current risk map generation unit 22, the movement prediction unit 24, the predicted risk map generation unit 25, the candidate generation unit 26, and the candidate position calculation.
  • the functions of the unit 27, the route determination unit 28, and the steering speed cost calculation unit 29 are realized.
  • a peripheral object recognition unit 21, a current risk map generation unit 22, a movement prediction unit 24, a predicted risk map generation unit 25, a candidate generation unit 26, a candidate position calculation unit 27, a route determination unit 28, and a steering speed cost calculation unit 29 are realized.
  • the program corresponds to an information processing program.
  • the processor 11 includes a peripheral object recognition unit 21, a current risk map generation unit 22, a movement prediction unit 24, a predicted risk map generation unit 25, a candidate generation unit 26, a candidate position calculation unit 27, a route determination unit 28, and a steering speed.
  • 4 schematically illustrates a state in which a program for realizing the function of the cost calculator 29 is being executed.
  • the route determination unit 28 corresponds to a combination selection unit.
  • the past risk map storage unit 23 is realized by the memory 12.
  • FIG. 3 shows an operation example of the automatic obstacle avoidance device 10 according to the present embodiment.
  • step S301 the peripheral object recognition unit 21 collects information from each sensor.
  • the peripheral object recognition unit 21 integrates information from each sensor to determine the type Ki and the position Xi (t) of the object around the vehicle 1. For example, the peripheral object recognition unit 21 determines the type Ki of the object based on information from the camera 15. Further, the peripheral object recognition unit 21 determines the position Xi (t) of the object based on information from the radar 16 and the LiDAR 17.
  • the object type Ki is an attribute of an object such as a pedestrian, a vehicle, a bicycle, and the like. Further, the type Ki of the object may be a predicted mass of the object, an area of the object measured from the vehicle 1, or the like. “T” at the position Xi (t) of the object indicates the current time. Hereinafter, “t” in other values also represents the current time.
  • the current risk map generation unit 22 uses the object type Ki and the position Xi (t) specified by the peripheral object recognition unit 21 to perform a risk map around the vehicle 1 at the current time t.
  • the current risk map R (t) is generated.
  • the current risk map R (t) is obtained by calculating the risk U (x) for each two-dimensional coordinate x at the current time t over a specified two-dimensional range.
  • the risk U (x) at the two-dimensional coordinates x can be generated using, for example, a normal distribution centered on the obstacle position Xi (t) represented by the following equation (1).
  • x is a two-dimensional coordinate of the risk map.
  • ⁇ 0 to ⁇ i are weighting factors determined by the target attributes K 0 to K i .
  • the two-dimensional variance ⁇ 0 to ⁇ i of the normal distribution is a value proportional to the width or height of the object or the width and height.
  • x 1 is the coordinate in the vertical direction of the risk map (traveling in roadway direction).
  • Y rc is the center of the lane.
  • ⁇ r is a preset value and is a constant indicating a risk value when the vehicle departs from the center of the lane.
  • FIG. 12 shows an outline of generation of the current risk map R (t).
  • FIG. 12A shows information obtained from the sensor.
  • FIG. 12A shows information obtained from the sensor.
  • FIG. 12B shows an example of the generated current risk map R (t).
  • the preceding vehicle 200 is recognized as an obstacle X 0 (t) as an obstacle around the vehicle 1.
  • the rear vehicle 300 is recognized as the obstacle X 2 (t).
  • the oncoming vehicle 400 is recognized as the obstacle X 1 (t).
  • the preceding vehicle 200 is represented as an image 2000 in the current risk map R (t).
  • the rear vehicle 300 is represented as an image 3000.
  • the oncoming vehicle 400 is represented as an image 4000.
  • step S304 the movement prediction unit 24 predicts the position of each object at time t + nu.
  • u is a unit time
  • the time t + u is also referred to as a future time, and the times t + 2u to t + nu subsequent to the future time t + u are also referred to as subsequent times.
  • future time t + u and subsequent times t + 2u to t + nu are collectively referred to as future time.
  • i indicates the identification number of each object.
  • X 0 (t + u) to X 0 (t + nu) when there are three objects around the vehicle 1, X 0 (t + u) to X 0 (t + nu), X 1 (t + u) to X 1 (t + nu), and X 2 (t + u) to X 2 (t + nu)
  • a predicted position for each object is generated.
  • the procedure for generating the predicted position is, for example, as follows.
  • the positions X i (t-nu) to X i (tu) of the objects at the past times t-nu to tu are stored in the memory 12.
  • the movement prediction unit 24 calculates the Kalman filter based on the past positions X i (t-nu) to X i (tu) and the position X i (t) of the object measured this time by the peripheral object recognition unit 21. Generated using
  • the past risk map storage unit 23 stores the risk maps R (t-nu) to R (tu) at the past times t-nu to tu generated by the current risk map generation unit 22 into the past risk map. Has accumulated.
  • the predicted risk map generation unit 25 generates the current risk map R (t) obtained from the current risk map generation unit 22 and the past risk map R (t-nu) obtained from the past risk map storage unit 23.
  • R (tu) the current position X i (t) and the predicted positions X i (t + u) to X i (t + nu) of each object obtained from the movement prediction unit 24, and the future time t + n
  • R (t + n) to R (t + nu) are generated as predicted risk maps.
  • the prediction risk map generation unit 25 can, for example, (1) consider the past risk maps R (t-nu) to R (t) as images and generate a prediction risk map by a method using movement prediction of each pixel.
  • the predicted risk map generation unit 25 generates, for example, (2) a future risk map based on the current position X i (t) and the predicted positions X i (t + u) to X i (t + nu) of the object. Is also good. Further, the predicted risk map generation unit 25 may generate a predicted risk map by, for example, (3) overlapping the risk maps obtained by the methods (1) and (2) described above. As the method (1), the prediction risk map generation unit 25 can generate a prediction risk map as shown in FIG. 13 using, for example, a motion vector extraction and a prediction image generation process used in a moving image compression process. . In FIG. 13A, FIG. 13B and FIG.
  • the prediction risk map generation unit 25 calculates, for example, the current position X i (t), the predicted positions X i (t + u) to X i (t + nu) of the object, and the object type Ki.
  • the predicted risk map can be generated using the equation (2) obtained by modifying the equation (1).
  • FIG. 14 shows an outline of generating a predicted risk map by the method (2).
  • (A) of FIG. 14 shows the movement prediction by the Kalman filter.
  • FIG. 14B shows a risk map R (t + u) generated based on the predicted position Xi (t + u).
  • FIGS. 14A and 14B the same components as those in FIGS. 12A and 12B are denoted by the same reference numerals.
  • the predicted risk map generation unit 25 superimposes, for example, the risk map generated by the method (1) and the risk map generated by the method (2) to generate a predicted risk map. Can be generated.
  • the predicted risk map generation unit 25 may add the predicted risk map generated by the method (1) and the predicted risk map generated by the method (2) as they are.
  • the prediction risk map generation unit 25 weights each of the prediction risk map generated by the method (1) and the prediction risk map generated by the method (2) to generate the prediction risk map generated by the method (1).
  • the risk map and the predicted risk map generated by the method (2) may be added.
  • the prediction risk map generation unit 25 may change the weighting according to, for example, the calculation accuracy, the priority, and the like when the prediction risk map is generated.
  • Step S305 corresponds to a predicted risk map generation process.
  • step S306 the candidate generating unit 26 determines whether the vehicle at future times t + u to t + nu is based on the current speed v (t) of the vehicle 1 at the current time t and the steering angle information r (t) from the vehicle control ECU 30.
  • 1 speed candidate v i (t + u) ⁇ v i (t + nu) to generate a steering angle candidate r i of the vehicle 1 (t + u) ⁇ r i (t + nu).
  • i represents the number of candidates to be generated. For example, when ten speed candidates are generated, v 0 (t + u) to v 0 (t + nu), v 1 (t + u) to v 1 (t + nu). .
  • Step S306 corresponds to a candidate generation process.
  • ⁇ i and ⁇ i are arbitrary real numbers, and may each be 0.
  • the candidate generation unit 26 generates a plurality of candidates r i (t + u) to r i (t + nu) of the change in the steering angle of the vehicle 1 and a plurality of candidates of the change in the speed value of the vehicle 1 in the future times t + u to t + nu.
  • v i (t + u) to generate the ⁇ v i (t + nu) .
  • costs V 0 to V i and U 0 to U i that serve as guidelines for selection in the route determination unit 28 described later are calculated.
  • the steering speed cost calculator 29 calculates the cost proportional to the square of the steering amount or the acceleration / deceleration amount that does not perform abrupt steering or acceleration / deceleration, which is expressed by the following Expressions (5) and (6). Can be calculated.
  • ⁇ i is the speed change amount used in equation (3)
  • ⁇ i is the steering change amount used in equation (4)
  • w a and w b are cost weight values set in advance.
  • step S307 the candidate position calculating section 27, the candidate of the velocity value candidate generating unit 26 generates v i (t + u) ⁇ v i (t + nu), each candidate r i of the steering angle (t + u) ⁇ r Based on i (t + nu), candidate positions S i (t + u) to S i (t + nu) of vehicle 1 in risk maps R (t + u) to R (t + nu) at future times t + u to t + nu are calculated.
  • i represents the number of candidates to be generated, and corresponds to the subscript i of the steering and acceleration / deceleration candidates.
  • candidate positions S 0 (t + u) to S 0 (t + nu) are calculated from speed value candidates v 0 (t + u) to v 0 (t + nu) and steering angle candidates r 0 (t + u) to r 0 (t + nu).
  • the candidate position calculating section 27 combines a plurality of candidate v i velocity values (t + u) and the steering angle of the plurality of candidate r i (t + u), for each combination, at risk map R (t + u)
  • the position of the vehicle 1 is calculated as a candidate position.
  • the candidate position calculating section 27 combines a plurality of candidate v i velocity values (t + 2u) and a steering angle of a plurality of candidate r i (t + 2u), for each combination, the vehicle 1 in the risk map R (t + 2u) Is calculated as a candidate position.
  • the position of the vehicle 1 at R (t + nu) is calculated as a candidate position.
  • Step S307 corresponds to a candidate position calculation process.
  • step S308 the route determination unit 28 determines the costs V 0 to V i and U 0 to U i obtained by the steering speed cost calculation unit 29 and the candidate positions S i (t + u) obtained by the candidate position calculation unit 27.
  • the speed v (t + u) and the steering angle r (t + u) of the vehicle 1 at the time t + u are determined on the basis of the potential values of the risk maps R (t + u) to R (t + nu) at S i (t + nu).
  • the route determination unit 28 outputs the determined speed v (t + u) and steering angle r (t + u) to the vehicle control ECU 30.
  • the route determination unit 28 can determine the speed v (t + u) and the steering angle r (t + u) by the following method, for example.
  • the route determination unit 28 performs the cost function G () using the risk maps R (t + u) to R (t + nu) and the candidate positions S i (t + u) to S i (t + nu) at each time on the risk map as arguments.
  • S i (t + u), S i (t + 2u) ,, S i (t + nu)) are defined.
  • the route determination unit 28 obtains an argument of the function that minimizes the value of the cost function.
  • the function F (r, s) is a function for acquiring a potential value at the position s of the risk map r.
  • Equation (8) is based on the candidate positions S 0 (t + u) to S 0 (t + nu). . . It shows that among S i (t + u) to S i (t + nu), candidate positions ⁇ S a (t + u), S a (t + 2u) ,, S a (t + nu) ⁇ that minimize the cost function G are selected. ing.
  • the route determination unit 28 selects a candidate position has been determined by Equation (8) S a (t + u) and the corresponding velocity v a (t + u) and the steering angle r a (t + u). Then, the route determination unit 28 outputs the selected velocity v a (t + u) and the steering angle r a (t + u), the vehicle control ECU30 as a traveling route of the vehicle 1.
  • the subscript a indicates the candidate selected by the equation (8), and 0 ⁇ a ⁇ i.
  • the route determination unit 28 analyzes a plurality of candidate positions of the vehicle 1 and, based on the analysis result, selects one of a plurality of combinations of the plurality of candidates for the steering angle and the plurality of candidates for the speed value. Select the combination of That is, the route determination unit 28 analyzes the potential values corresponding to the plurality of candidate positions of the vehicle 1 set in the corresponding predicted risk map for each of the future time and the subsequent time, and based on the analysis result, Any one of a plurality of combinations of a plurality of candidates for the change in the steering angle and a plurality of candidates for the change in the speed value is extracted.
  • the route determination unit 28 calculates the transition of the steering angle transition in which the sum of the potential values obtained by adding the potential values of the candidate positions at the future time and the subsequent time over the future time and the subsequent time is the lowest. A combination of a candidate and a candidate for transition of a speed value is extracted. Then, the route determination unit 28 determines the combination of the candidate of the steering angle corresponding to the future time in the candidate of the change of the steering angle of the extracted combination and the candidate of the speed value corresponding to the future time in the candidate of the change of the speed value. Select Step S308 corresponds to a combination selection process.
  • FIG. 15 and FIG. 16 show processing examples of the route determination unit 28.
  • FIG. 15 shows an example of the current risk map R (t).
  • FIG. 16A shows a predicted risk map R (t + u).
  • FIG. 16B shows a predicted risk map R (t + 2u).
  • FIG. 16C shows the predicted risk map R (t + 3u).
  • the same components as those in FIG. 12B are denoted by the same reference numerals.
  • the image 1000 shows the candidate position of the vehicle 1. In the example of FIG.
  • the past risk map storage unit 23 stores the current risk map R (t) as the past risk map R (tu).
  • the past risk map storage unit 23 converts the past risk maps R (tu) to R (t- (n-1) u) into the past risk maps R (t-2u) to R (t-t). nu).
  • the vehicle 1 can avoid a collision with the rear vehicle 300 by accelerating.
  • the vehicle 1 can avoid a collision with an oncoming vehicle 400 that has deviated from the lane by accelerating and steering.
  • the vehicle 1 can avoid a collision with the falling object 500 by acceleration.
  • the peripheral object recognition unit 21 determines the position Xi (t) of the object, and outputs the determined position Xi (t) to the current risk map generation unit 22 and the movement prediction unit 24.
  • the peripheral object recognition unit 21 may also measure the speed of the object, and output the speed of the object to the current risk map generation unit 22 and the movement prediction unit 24.
  • the current risk map generation unit 22 generates a risk map using the speed of the object in addition to the position of the object at time t.
  • the movement prediction unit 24 predicts the position of the object based on the speed of the object in addition to the past position and the current position of the object.
  • the route determination unit 28 can select an operation (deceleration or acceleration) with a low collision risk by using a highly accurate predicted risk map.
  • the processor 11 illustrated in FIG. 1 is an integrated circuit (IC) that performs processing.
  • the processor 11 is a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
  • the memory 12 shown in FIG. 1 is a RAM (Random Access Memory).
  • the automatic obstacle avoidance device 10 may include an auxiliary storage device such as a ROM (Read Only Memory), a flash memory, and a HDD (Hard Disk Drive).
  • the memory 12 also stores an OS (Operating System). Then, at least a part of the OS is executed by the processor 11. While executing at least a part of the OS, the processor 11 executes the peripheral object recognition unit 21, the current risk map generation unit 22, the movement prediction unit 24, the predicted risk map generation unit 25, the candidate generation unit 26, the candidate position calculation unit 27, and the route. A program for realizing the functions of the determination unit 28 and the steering speed cost calculation unit 29 is executed. When the processor 11 executes the OS, task management, memory management, file management, communication control, and the like are performed.
  • OS Operating System
  • the peripheral object recognition unit 21, the current risk map generation unit 22, the movement prediction unit 24, the predicted risk map generation unit 25, the candidate generation unit 26, the candidate position calculation unit 27, the route determination unit 28, and the steering speed cost calculation unit 29 At least one of information, data, a signal value, and a variable value indicating a result of the processing is stored in at least one of the memory 12, a register in the processor 11, and a cache memory.
  • the program for realizing the function may be stored in a portable recording medium such as a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a Blu-ray (registered trademark) disk, and a DVD.
  • a portable recording medium such as a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a Blu-ray (registered trademark) disk, and a DVD.
  • the peripheral object recognition unit 21, the current risk map generation unit 22, the movement prediction unit 24, the predicted risk map generation unit 25, the candidate generation unit 26, the candidate position calculation unit 27, the route determination unit 28, and the steering speed cost calculation unit 29 “Part” may be read as “circuit” or “step” or “procedure” or “processing”.
  • the automatic obstacle avoidance device 10 may be realized by a processing circuit.
  • the processing circuit is, for example, a logic IC (Integrated Circuit), a GA (Gate Array), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • a general concept of the processor 11, the memory 12, the combination of the processor 11 and the memory 12, and the processing circuit is referred to as "processing circuitry". That is, the processor 11, the memory 12, the combination of the processor 11 and the memory 12, and the processing circuit are each a specific example of “processing circuitry”.

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Abstract

予測リスクマップ生成部(25)は、未来の時刻での車両(1)の周辺のリスクマップを予測リスクマップとして生成する。候補生成部(26)は、未来の時刻での車両(1)の操舵角度の複数の候補と車両(1)の速度値の複数の候補とを生成する。候補位置算出部(27)は、操舵角度の複数の候補と速度値の複数の候補との組合せごとに、予測リスクマップでの車両(1)の位置を候補位置として算出する。経路決定部(28)は、車両(1)の複数の候補位置を解析し、解析結果に基づき、操舵角度の複数の候補と速度値の複数の候補との複数の組合せの中から、いずれかの組合せを選択する。

Description

車載装置、情報処理方法及び情報処理プログラム
 本発明は、車載装置、情報処理方法及び情報処理プログラムに関する。
 自動運転車両(以下、単に車両という)が走行する経路上の障害物を回避するための技術として、ポテンシャル法と呼ばれる従来技術が存在する。本従来技術においては、初めにリスクマップと呼ばれる車両を上方から見下ろした図面内に回避すべき領域のポテンシャル値を設定した二次元データが生成される。リスクマップ内のポテンシャル値は、大きいほど確実な回避が必要であることを示している。本従来技術では、次にリスクマップを利用して車両が移動可能な経路のうちポテンシャル値の総和が最小の経路を通過するように操舵制御が行われる。速度に関しては操舵と別のポテンシャル計算式によりポテンシャル値が計算され、ポテンシャル値の総和が最小となる速度へ減速制御が行われる。
リスクポテンシャル予測による自動車の障害物回避運動制御(https://www.jstage.jst.go.jp/article/sicejl/54/11/54_820/_pdf/-char/ja) リスクポテンシャルを用いた自律走行車両の誘導制御目標の生成タイミングの検討(自動車技術会 2018 春季大会 文献番号2018054)
 図4及び図5は、現時刻の状況を反映したリスクマップの例を表す。図4の(a)では、車両100の前方に前方車両200が走行しており、車両100の後方に後方車両300が走行していることを表している。図4の(b)は、図4の(a)に示す状況を反映したリスクマップを表している。図4の(a)のリスクマップでは、車両100が画像1500として表現されている。また、前方車両200が画像2000として表現されている。また、後方車両300が画像3000として表現されている。図5の(a)では、車両100の対向車両400が車線を逸脱しようとする状況が示されている。図5の(b)は、図5の(a)に示す状況を反映したリスクマップを表している。図5の(b)では、対向車両400が画像4000として表現されている。
 非特許文献1の技術では、図4及び図5に示すような、現時刻の状況を反映したリスクマップに基づき車両の速度制御が行われているので、後方車両300からの追突又は対向車両400の車線逸脱による衝突といった車両へ向かってくる物体を回避することができない。
 例えば、図6に示すように、車両100は、後方車両300からの追突を回避することができない。また、図7に示すように、車両100は、対向車両400の車線逸脱による衝突を回避することができない。さらに、非特許文献1の技術では、加速による回避について定義されていないため、加速で回避が可能な場合であっても、図8に示す車両100は、トンネル等における落下物500との衝突を回避することができない。
 非特許文献2では、ある一定時間後の予測マップを用いる方法が開示されている。そして、非特許文献2の技術では、現在速度を維持する場合と停止する場合のリスク差によって速度が決定される。しかし、非特許文献2の方法では、t秒後に速度0となることが要求されている。つまり、非特許文献2の方法では、実際の車両で不可能な挙動が要求されている。また、非特許文献2では、加速について開示されていないため、加速による回避を行うことができない。
 本発明は、このような事情に鑑み、従来技術では回避できない衝突を回避できるようにすることを主な目的とする。
 本発明に係る車載装置は、
 車両に搭載された車載装置であって、
 未来の時刻での前記車両の周辺のリスクマップを予測リスクマップとして生成する予測リスクマップ生成部と、
 前記未来の時刻での前記車両の操舵角度の複数の候補と前記車両の速度値の複数の候補とを生成する候補生成部と、
 前記操舵角度の複数の候補と前記速度値の複数の候補との組合せごとに、前記予測リスクマップでの前記車両の位置を候補位置として算出する候補位置算出部と、
 前記車両の複数の候補位置を解析し、解析結果に基づき、前記操舵角度の複数の候補と前記速度値の複数の候補との複数の組合せの中から、いずれかの組合せを選択する組合せ選択部とを有する。
 本発明によれば、従来技術では回避できない衝突を回避することができる。
実施の形態1に係る障害物自動回避装置のハードウェア構成例を示す図。 実施の形態1に係る障害物自動回避装置の機能構成例を示す図。 実施の形態1に係る障害物自動回避装置の動作例を示すフローチャート。 現時刻のリスクマップでは後方車両の追突の危険性を表せないことを示す図。 現時刻のリスクマップでは対向車の車線逸脱の危険性を表せないことを示す図。 後方車両の追突の例を示す図。 対向車の車線逸脱による衝突の例を示す図。 落下物との衝突の例を示す図。 実施の形態1に係る後方車両の追突を加速により回避する例を示す図。 実施の形態1に係る対向車の車線逸脱による衝突を加速及び操舵により回避する例を示す図。 実施の形態1に係る落下物との衝突を加速により回避する例を示す図。 実施の形態1に係るセンサから得られた情報の例と現リスクマップの例を示す図。 実施の形態1に係る方法(1)による予測リスクマップの生成例を示す図。 実施の形態1に係る方法(2)による予測リスクマップの生成例を示す図。 実施の形態1に係る現リスクマップの例を示す図。 実施の形態1に係る経路決定部の処理例を示す図。
 以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。以下の実施の形態の説明及び図面において、同一の符号を付したものは、同一の部分又は相当する部分を示す。
 実施の形態1.
***構成の説明***
 図1は、本実施の形態に係る障害物自動回避装置10のハードウェア構成例を示す。
 障害物自動回避装置10は、図1に示すように車両1に搭載されている。車両1は例えば自動運転車両である。障害物自動回避装置10は、車載装置に相当する。また、障害物自動回避装置10で行われる動作は、情報処理方法に相当する。
 障害物自動回避装置10は、コンピュータである。
 障害物自動回避装置10は、ハードウェアとして、プロセッサ11、メモリ12、センサインターフェース13、ECUインターフェース14を備える。
 プロセッサ11は、障害物自動回避装置10の機能を実現するプログラムを実行する。
 メモリ12は、障害物自動回避装置10の機能を実現するプログラムを記憶する。また、メモリ12は、プロセッサ11がプログラムを実行して得られた情報を記憶する。更に、メモリ12は、プロセッサ11が用いる情報を記憶する。
 センサインターフェース13は、車両1に搭載されているセンサであるカメラ15、レーダー16及びLiDar(Light Detection and Ranging)17に接続されている。センサインターフェース13は、これらセンサから情報を取得する。なお、車両1に搭載されるセンサはこれらに限らない。例えば、車両1にソナーが搭載されていてもよい。また、各センサは複数搭載されていてもよい。例えば、車両1の前方のカメラ15と後方のカメラ15のように複数のカメラ15が搭載されていてもよい。
 ECUインターフェース14は、車両制御ECU(Engine Control Unit)30に接続されている。車両制御ECU30は、車両制御装置の例である。
 図2は、障害物自動回避装置10の機能構成例を示す。
 障害物自動回避装置10は、周辺物体認識部21、現リスクマップ生成部22、過去リスクマップ蓄積部23、移動予測部24、予測リスクマップ生成部25、候補生成部26、候補位置算出部27、経路決定部28及び操舵速度コスト算出部29を備える。
 周辺物体認識部21、現リスクマップ生成部22、過去リスクマップ蓄積部23、移動予測部24、予測リスクマップ生成部25、候補生成部26、候補位置算出部27、経路決定部28及び操舵速度コスト算出部29の各々の詳細は後述する。
 周辺物体認識部21、現リスクマップ生成部22、移動予測部24、予測リスクマップ生成部25、候補生成部26、候補位置算出部27、経路決定部28及び操舵速度コスト算出部29は、プログラムで実現される。そして、前述したように、プロセッサ11が当該プログラムを実行して、周辺物体認識部21、現リスクマップ生成部22、移動予測部24、予測リスクマップ生成部25、候補生成部26、候補位置算出部27、経路決定部28及び操舵速度コスト算出部29の各々の機能を実現する。
 周辺物体認識部21、現リスクマップ生成部22、移動予測部24、予測リスクマップ生成部25、候補生成部26、候補位置算出部27、経路決定部28及び操舵速度コスト算出部29を実現するプログラムは、情報処理プログラムに相当する。
 図2では、プロセッサ11が周辺物体認識部21、現リスクマップ生成部22、移動予測部24、予測リスクマップ生成部25、候補生成部26、候補位置算出部27、経路決定部28及び操舵速度コスト算出部29の機能を実現するプログラムを実行している状態を模式的に表している。
 なお、経路決定部28は、組合せ選択部に相当する。
 過去リスクマップ蓄積部23は、メモリ12により実現される。
***動作の説明***
 図3は、本実施の形態に係る障害物自動回避装置10の動作例を示す。
 最初に、ステップS301において、周辺物体認識部21が、各センサから情報を収集する。
 次に、ステップS302において、周辺物体認識部21は、各センサからの情報を統合して車両1の周囲の物体の種類Kiと位置Xi(t)を決定する。
 例えば、周辺物体認識部21は、カメラ15からの情報に基づき、物体の種類Kiを決定する。また、周辺物体認識部21は、レーダー16及びLiDAR17からの情報に基づき、物体の位置Xi(t)を決定する。
 物体の種類Kiは、歩行者、車両、自転車等の物体の属性である。また、物体の種類Kiは、物体の予測質量、車両1から計測される物体の面積等であってもよい。物体の位置Xi(t)における「t」は、現時刻を表す。以下、他の値における「t」も現時刻を表す。
 次に、ステップS303において、現リスクマップ生成部22が、周辺物体認識部21で特定された物体の種類Kiと位置Xi(t)を用いて、現時刻tでの車両1の周辺のリスクマップである現リスクマップR(t)を生成する。
 現リスクマップR(t)は、現時刻tにおける二次元座標xごとのリスクU(x)を規定の二次元範囲に渡って算出することで得られる。二次元座標xでのリスクU(x)は、例えば以下の式(1)で示される障害物位置Xi(t)を中心とした正規分布を用いて生成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここでxはリスクマップの二次元座標である。α~αは対象の属性K~Kによって決定される重み係数である。正規分布の二次元分散σ~σは、対象の幅又は高さ、もしくは幅及び高さと比例する値とする。
 xはリスクマップの縦方向(車道における進行方向)の座標である。Yrcは車線中心である。σは予め設定される値で、車線中心から離れた場合のリスク値を示す定数である。
 図12に、現リスクマップR(t)の生成の概要を示す。図12の(a)は、センサから得られた情報を示す。図12の(b)は、生成された現リスクマップR(t)の例を示す。図12の(a)に示すように、車両1の周囲の障害物として、前方車両200が障害物X(t)として認識されている。また、後方車両300が障害物X(t)として認識されている。また、対向車両400が障害物X(t)として認識されている。この場合に、図12の(b)に示すように、現リスクマップR(t)では、前方車両200が画像2000として表現される。また、後方車両300が画像3000として表現される。また、対向車両400が画像4000として表現される。
 次に、ステップS304において、移動予測部24が、時刻t+nuにおける各物体の位置を予測する。ここでuは単位時間、nは予測値の数である。
 例えば、u=0.1秒、n=30とすると、0.1秒後から3.0秒後までの各物体の予測位置X(t+u)、X(t+2u)、X(t+3u)...X(t+nu)が生成される。なお、時刻t+uを未来の時刻、未来の時刻t+uに後続するt+2uからt+nuを後続時刻ともいう。なお、以下では、未来の時刻t+u及び後続時刻t+2uからt+nuを総称して将来時刻という。
 ここでiは各物体の識別番号を示している。例えば車両1の周囲に3つの物体が存在する場合、X(t+u)~X(t+nu)、X(t+u)~X(t+nu)、X(t+u)~X(t+nu)のそれぞれの物体に対する予測位置が生成される。
 予測位置の生成手順は、例えば、以下の通りである。
 例えば、過去の時刻t-nu~t-uにおける各物体の位置X(t-nu)~X(t-u)をメモリ12に記憶しておく。そして、移動予測部24が、過去の位置X(t-nu)~X(t-u)と、周辺物体認識部21が今回計測した当該物体の位置X(t)に基づき、カルマンフィルタ等を用いて生成する。
 なお、過去リスクマップ蓄積部23は、現リスクマップ生成部22が生成した、過去の時刻t-nu~t-uにおけるリスクマップR(t-nu)~R(t-u)を過去リスクマップとして蓄積している。
 次に、ステップS305において、予測リスクマップ生成部25が、現リスクマップ生成部22から得られる現リスクマップR(t)、過去リスクマップ蓄積部23から得られる過去リスクマップR(t-nu)~R(t-u)、移動予測部24から得られる、各物体の現在の位置X(t)及び予測位置X(t+u)~X(t+nu)等をもとに、将来時刻t+nからt+nuまでのリスクマップR(t+n)~R(t+nu)を予測リスクマップとして生成する。
 予測リスクマップ生成部25は、例えば(1)過去リスクマップR(t-nu)~R(t)を画像とみなし、各画素の移動予測を用いる方法で予測リスクマップを生成することができる。また、予測リスクマップ生成部25は、例えば、(2)物体の現在の位置X(t)、予測位置X(t+u)~X(t+nu)を元に未来のリスクマップを生成してもよい。また、予測リスクマップ生成部25は、例えば、(3)上記の(1)及び(2)の方法で得られたリスクマップを重ね合わせて予測リスクマップを生成してもよい。
 上記(1)の方法として、予測リスクマップ生成部25は、例えば動画像圧縮処理で用いられる動きベクトル抽出と予測画像生成処理を用いて、図13のように予測リスクマップを生成することができる。図13の(a)、図13の(b)及び図13の(c)において、画像2000、画像3000及び画像4000は図12に示すものと同じである。
 また、上記(2)の方法として、予測リスクマップ生成部25は、例えば物体の現在の位置X(t)、予測位置X(t+u)~X(t+nu)と物体の種類Kiに対して式(1)を修正した式(2)を用いて、予測リスクマップを生成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 なお、τは時間を表しており、σtiは予測の不確実さを示す重み値を表す。例えばカルマンフィルタによる予測を行う場合、予測誤差の分散に比例する値をσtiに設定することができる。
 図14は、(2)の方法による予測リスクマップの生成の概要を示す。図14の(a)は、カルマンフィルタによる移動予測を示す。図14の(b)は、予測位置Xi(t+u)を元に生成されたリスクマップR(t+u)を示す。なお、図14の(a)及び図14の(b)において、図12の(a)及び図12の(b)と同じものには同じ符号が用いられている。
 また、上記の(3)の方法として、予測リスクマップ生成部25は、例えば(1)の方法で生成したリスクマップと(2)の方法で生成したリスクマップとを重ね合わせて予測リスクマップを生成することができる。予測リスクマップ生成部25は、リスクマップを重ね合わせる際に、(1)の方法で生成した予測リスクマップと(2)の方法で生成した予測リスクマップとをそのまま加算してもよい。また、予測リスクマップ生成部25は、(1)の方法で生成した予測リスクマップと(2)の方法で生成した予測リスクマップのそれぞれに重みを付して(1)の方法で生成した予測リスクマップと(2)の方法で生成した予測リスクマップを加算してもよい。また、予測リスクマップ生成部25は、例えば、予測リスクマップの生成時の計算精度、優先度等に応じて重み付けを変更してもよい。
 ステップS305は、予測リスクマップ生成処理に相当する。
 次に、ステップS306において、候補生成部26が、車両制御ECU30からの車両1の現時刻tにおける現在速度v(t)、操舵角情報r(t)を元に、将来時刻t+u~t+nuにおける車両1の速度候補v(t+u)~v(t+nu)、車両1の操舵角候補r(t+u)~r(t+nu)を生成する。ここでiは生成する候補の数を表しており、例えば10個の速度候補を生成する場合は、v(t+u)~v(t+nu)、v(t+u)~v(t+nu)...v(t+u)~v(t+nu)の、合計n×10個の候補が生成される。
 候補生成部26は、例えば急な操舵及び急な加減速が発生しないように、以下の式を用いて、速度候補及び操舵候補を生成することができる。
 ステップS306は、候補生成処理に相当する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 ここで、α及びβは任意の実数であり、それぞれ0であってもよい。
 このように、候補生成部26は、将来時刻t+u~t+nuにおける車両1の操舵角度の推移の複数の候補r(t+u)~r(t+nu)と車両1の速度値の推移の複数の候補v(t+u)~v(t+nu)とを生成する。
 操舵速度コスト算出部29は、候補生成部26が生成した操舵角度の各候補r(t+u)~r(t+nu)と、速度値の各候補v(t+u)~v(t+nu)に対して、後述の経路決定部28での選択の指針となるコストV~V、U~Uを算出する。
 例えば、操舵速度コスト算出部29は、以下の式(5)及び式(6)で表される、急な操舵や加減速を行わないような操舵量や加減速量の2乗に比例するコストを算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 ここで、αは式(3)で用いた速度変化量、βは式(4)で用いた操舵変化量である。w、wは予め設定されるコストの重み値である。
 次に、ステップS307において、候補位置算出部27が、候補生成部26が生成した速度値の各候補v(t+u)~v(t+nu)、操舵角度の各候補r(t+u)~r(t+nu)をもとに、将来時刻t+u~t+nuにおけるリスクマップR(t+u)~R(t+nu)での車両1の候補位置S(t+u)~S(t+nu)を算出する。
 ここでiは生成する候補の数を表しており、操舵及び加減速候補の添字iと対応している。すなわち、速度値の候補v(t+u)~v(t+nu)、操舵角度の候補r(t+u)~r(t+nu)から候補位置S(t+u)~S(t+nu)が算出される。
 このように、候補位置算出部27は、速度値の複数の候補v(t+u)と操舵角度の複数の候補r(t+u)とを組合せ、組合せごとに、リスクマップR(t+u)での車両1の位置を候補位置として算出する。
 また、候補位置算出部27は、速度値の複数の候補v(t+2u)と操舵角度の複数の候補r(t+2u)とを組合せ、組合せごとに、リスクマップR(t+2u)での車両1の位置を候補位置として算出する。
 操舵速度コスト算出部29は、時刻(t+3u)以降も同様に、速度値の複数の候補v(t+nu)と操舵角度の複数の候補r(t+nu)とを組合せ、組合せごとに、リスクマップR(t+nu)での車両1の位置を候補位置として算出する。
 ステップS307は、候補位置算出処理に相当する。
 ステップS308において、経路決定部28が、操舵速度コスト算出部29により得られたコストV~V、U~Uと、候補位置算出部27より得られた候補位置S(t+u)~S(t+nu)でのリスクマップR(t+u)~R(t+nu)のポテンシャル値をもとに、時刻t+uでの車両1の速度v(t+u)及び操舵角r(t+u)を決定する。そして、経路決定部28は、決定した速度v(t+u)及び操舵角r(t+u)を車両制御ECU30に出力する。
 経路決定部28は、例えば、以下の方法により、速度v(t+u)及び操舵角r(t+u)を決定することができる。
 まず、経路決定部28は、リスクマップR(t+u)~R(t+nu)とリスクマップ上での各時刻での候補位置S(t+u)~S(t+nu)を引数とするコスト関数G(S(t+u),S(t+2u),,,S(t+nu))を定義する。そして、経路決定部28は、コスト関数の値が最も小さくなる関数の引数を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 式(7)において、関数F(r,s)はリスクマップrの位置sにおけるポテンシャル値を取得する関数である。
 式(8)は、候補位置S(t+u)~S(t+nu)...S(t+u)~S(t+nu)のうち、コスト関数Gを最小にする候補位置{S(t+u),S(t+2u),,,S(t+nu)}が選ばれることを示している。
 次に、経路決定部28は、式(8)によって決定した候補位置S(t+u)と対応する速度v(t+u)及び操舵角r(t+u)を選択する。そして、経路決定部28は、選択した速度v(t+u)及び操舵角r(t+u)を、車両1の進行経路として車両制御ECU30に出力する。ここで、添字aは式(8)によって選ばれた候補を示しており、0≦a≦iである。
 このように、経路決定部28は、車両1の複数の候補位置を解析し、解析結果に基づき、操舵角度の複数の候補と速度値の複数の候補との複数の組合せの中から、いずれかの組合せを選択する。つまり、経路決定部28は、未来の時刻及び後続時刻の各々について、該当する予測リスクマップに設定されている、車両1の複数の候補位置に対応するポテンシャル値を解析し、解析結果に基づき、操舵角度の推移の複数の候補と速度値の推移の複数の候補との複数の組合せの中から、いずれかの組合せを抽出する。より詳細には、経路決定部28は、未来の時刻及び後続時刻の各々における候補位置のポテンシャル値を未来の時刻及び後続時刻にわたって加算して得られるポテンシャル値の総和が最も低い操舵角度の推移の候補と速度値の推移の候補との組合せを抽出する。そして、経路決定部28は、抽出した組合せの操舵角度の推移の候補における未来の時刻に対応する操舵角の候補と速度値の推移の候補における未来の時刻に対応する速度値の候補との組合せを選択する。
 なお、ステップS308は、組合せ選択処理に相当する。
 図15及び図16に経路決定部28の処理例を示す。
 図15は、現リスクマップR(t)の例を示す。
 図16の(a)は、予測リスクマップR(t+u)を示す。図16の(b)は、予測リスクマップR(t+2u)を示す。図16の(c)は、予測リスクマップR(t+3u)を示す。
 なお、図15、図16の(a)、図16の(b)及び図16の(c)において、図12の(b)と同じものには同じ符号が用いられている。また、画像1000は車両1の候補位置を示す。
 図16の例では、候補位置S0~S3のうち、リスクマップR(t+u)~R(t+3u)におけるポテンシャル値の総和が最も低い候補位置S(t+u)に対応する速度v(t+u)及び操舵角r(t+u)が選択される。図16の例では候補S1が障害物と衝突しない候補のため、リスクマップR(t+u)~R(t+3u)でのポテンシャル値の総和が最も低く、候補位置S(t+u)としてS1が選択される。
 次に、ステップS309において、過去リスクマップ蓄積部23が、現リスクマップR(t)を過去リスクマップR(t-u)として保存する。
 また、ステップS310において、過去リスクマップ蓄積部23は、過去リスクマップR(t-u)~R(t-(n-1)u)を過去リスクマップR(t-2u)~R(t-nu)として保存する。
***実施の形態の効果の説明***
 本実施の形態では、図16に示すように、予測リスクマップと、車両1の将来の挙動の候補、即ち操舵角度の候補と速度の候補とに基づき、他の車両との衝突を回避できる操舵角度の候補と速度の候補との組合せを選択することができる。このため、本実施の形態によれば、他の車両との衝突を回避することができる。
 例えば、図6、図7及び図8のような、後方車両300の追突、対向車両400の車線逸脱による衝突、落下物500との衝突という事象においても、減速及び操舵に加え、図9、図10及び図11に示されるように、加速という選択をとることができる。このため、追突及び衝突を回避することができる。つまり、図9では、車両1は、加速することによって、後方車両300との衝突を回避することができる。また、図10では、車両1は、加速及び操舵により、車線を逸脱した対向車両400との衝突を回避することができる。また、図11では、車両1は、加速により、落下物500との衝突を回避することができる。
 実施の形態2.
 実施の形態1では、周辺物体認識部21が物体の位置Xi(t)を決定し、決定した位置Xi(t)を現リスクマップ生成部22及び移動予測部24に出力している。これに代えて、周辺物体認識部21が物体の速度も計測して、現リスクマップ生成部22及び移動予測部24に物体の速度を出力してもよい。
 この場合、現リスクマップ生成部22は、時刻tにおける物体の位置に加えて物体の速度も用いてリスクマップを生成する。
 また、移動予測部24は、物体の過去の位置と現在の位置に加えて、当該物体の速度に基づき、当該物体の位置を予測する。
 このように、物体の位置情報に加えて速度情報も用いることで、現在のリスクマップ及び当該物体の予測位置の精度を高めることができる。このため、経路決定部28が、精度の高い予測リスクマップを用いて衝突リスクの低い操作(減速又は加速)を選択することができる。
***ハードウェア構成の説明***
 最後に、障害物自動回避装置10のハードウェア構成の補足説明を行う。
 図1に示すプロセッサ11は、プロセッシングを行うIC(Integrated Circuit)である。
 プロセッサ11は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)等である。
 図1に示すメモリ12は、RAM(Random Access Memory)である。
 また、障害物自動回避装置10に、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等の補助記憶装置が搭載されていてもよい。
 また、メモリ12には、OS(Operating System)も記憶されている。
 そして、OSの少なくとも一部がプロセッサ11により実行される。
 プロセッサ11はOSの少なくとも一部を実行しながら、周辺物体認識部21、現リスクマップ生成部22、移動予測部24、予測リスクマップ生成部25、候補生成部26、候補位置算出部27、経路決定部28及び操舵速度コスト算出部29の機能を実現するプログラムを実行する。
 プロセッサ11がOSを実行することで、タスク管理、メモリ管理、ファイル管理、通信制御等が行われる。
 また、周辺物体認識部21、現リスクマップ生成部22、移動予測部24、予測リスクマップ生成部25、候補生成部26、候補位置算出部27、経路決定部28及び操舵速度コスト算出部29の処理の結果を示す情報、データ、信号値及び変数値の少なくともいずれかが、メモリ12、プロセッサ11内のレジスタ及びキャッシュメモリの少なくともいずれかに記憶される。
 また、周辺物体認識部21、現リスクマップ生成部22、移動予測部24、予測リスクマップ生成部25、候補生成部26、候補位置算出部27、経路決定部28及び操舵速度コスト算出部29の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVD等の可搬記録媒体に格納されていてもよい。
 また、周辺物体認識部21、現リスクマップ生成部22、移動予測部24、予測リスクマップ生成部25、候補生成部26、候補位置算出部27、経路決定部28及び操舵速度コスト算出部29の「部」を、「回路」又は「工程」又は「手順」又は「処理」に読み替えてもよい。
 また、障害物自動回避装置10は、処理回路により実現されてもよい。処理回路は、例えば、ロジックIC(Integrated Circuit)、GA(Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)である。
 なお、本明細書では、プロセッサ11と、メモリ12と、プロセッサ11とメモリ12の組合せと、処理回路との上位概念を、「プロセッシングサーキットリー」という。
 つまり、プロセッサ11と、メモリ12と、プロセッサ11とメモリ12の組合せと、処理回路とは、それぞれ「プロセッシングサーキットリー」の具体例である。
 1 車両、10 障害物自動回避装置、11 プロセッサ、12 メモリ、13 センサインターフェース、14 ECUインターフェース、15 カメラ、16 レーダー、17 LiDAR、21 周辺物体認識部、22 現リスクマップ生成部、23 過去リスクマップ蓄積部、24 移動予測部、25 予測リスクマップ生成部、26 候補生成部、27 候補位置算出部、28 経路決定部、30 車両制御ECU、100 車両、200 前方車両、300 後方車両、400 対向車両、500 落下物。

Claims (11)

  1.  車両に搭載された車載装置であって、
     未来の時刻での前記車両の周辺のリスクマップを予測リスクマップとして生成する予測リスクマップ生成部と、
     前記未来の時刻での前記車両の操舵角度の複数の候補と前記車両の速度値の複数の候補とを生成する候補生成部と、
     前記操舵角度の複数の候補と前記速度値の複数の候補との組合せごとに、前記予測リスクマップでの前記車両の位置を候補位置として算出する候補位置算出部と、
     前記車両の複数の候補位置を解析し、解析結果に基づき、前記操舵角度の複数の候補と前記速度値の複数の候補との複数の組合せの中から、いずれかの組合せを選択する組合せ選択部とを有する車載装置。
  2.  前記組合せ選択部は、
     前記予測リスクマップに設定されている、前記車両の複数の候補位置に対応するポテンシャル値を解析し、解析結果に基づき、前記操舵角度の複数の候補と前記速度値の複数の候補との複数の組合せの中から、いずれかの組合せを選択する請求項1に記載の車載装置。
  3.  前記予測リスクマップ生成部は、
     前記未来の時刻及び前記未来の時刻に後続する後続時刻の各々における予測リスクマップを生成し、
     前記候補生成部は、
     前記未来の時刻及び前記後続時刻における前記車両の操舵角度の推移の複数の候補と前記車両の速度値の推移の複数の候補とを生成し、
     前記候補位置算出部は、
     前記操舵角度の推移の候補と前記速度値の推移の候補との組合せごとに、前記未来の時刻及び前記後続時刻の各々について、該当する予測リスクマップでの前記車両の位置を候補位置として算出し、
     前記組合せ選択部は、
     前記未来の時刻及び前記後続時刻の各々について、該当する予測リスクマップに設定されている、前記車両の複数の候補位置に対応するポテンシャル値を解析し、解析結果に基づき、前記操舵角度の推移の複数の候補と前記速度値の推移の複数の候補との複数の組合せの中から、いずれかの組合せを抽出し、抽出した組合せの前記操舵角度の推移の候補における前記未来の時刻に対応する操舵角の候補と前記速度値の推移の候補における前記未来の時刻に対応する速度値の候補との組合せを選択する請求項2に記載の車載装置。
  4.  前記組合せ選択部は、
     前記未来の時刻及び前記後続時刻の各々における候補位置のポテンシャル値を前記未来の時刻及び前記後続時刻にわたって加算して得られるポテンシャル値の総和が最も低い前記操舵角度の推移の候補と前記速度値の推移の候補との組合せを抽出する請求項3に記載の車載装置。
  5.  前記組合せ選択部は、
     選択した前記操舵角度の候補と前記速度値の候補との組合せを、前記車両の走行経路として、前記車両の走行を制御する車両制御装置に出力する請求項1に記載の車載装置。
  6.  前記車載装置は、更に、
     現時刻での前記車両の周辺のリスクマップを現リスクマップとして生成する現リスクマップ生成部と、
     過去に生成された現リスクマップを過去リスクマップとして蓄積する過去リスクマップ蓄積部とを有し、
     前記予測リスクマップ生成部は、
     前記現リスクマップと前記過去リスクマップとに基づき、前記予測リスクマップを生成する請求項1に記載の車載装置。
  7.  前記予測リスクマップ生成部は、
     前記現リスクマップと前記過去リスクマップとを画像とみなし、前記現リスクマップの各画素の移動予測と前記過去リスクマップの各画素の移動予測とに基づき、前記予測リスクマップを生成する請求項6に記載の車載装置。
  8.  前記予測リスクマップ生成部は、
     前記車両の周辺の物体の種類及び所在位置に基づき、前記予測リスクマップを生成する請求項1に記載の車載装置。
  9.  前記予測リスクマップ生成部は、
     前記物体の速度に基づき、前記予測リスクマップを生成する請求項8に記載の車載装置。
  10.  車両に搭載されたコンピュータが、
     未来の時刻での前記車両の周辺のリスクマップを予測リスクマップとして生成し、
     前記未来の時刻での前記車両の操舵角度の複数の候補と前記車両の速度値の複数の候補とを生成し、
     前記操舵角度の複数の候補と前記速度値の複数の候補との組合せごとに、前記予測リスクマップでの前記車両の位置を候補位置として算出し、
     前記車両の複数の候補位置を解析し、解析結果に基づき、前記操舵角度の複数の候補と前記速度値の複数の候補との複数の組合せの中から、いずれかの組合せを選択する情報処理方法。
  11.  車両に搭載されたコンピュータに、
     未来の時刻での前記車両の周辺のリスクマップを予測リスクマップとして生成する予測リスクマップ生成処理と、
     前記未来の時刻での前記車両の操舵角度の複数の候補と前記車両の速度値の複数の候補とを生成する候補生成処理と、
     前記操舵角度の複数の候補と前記速度値の複数の候補との組合せごとに、前記予測リスクマップでの前記車両の位置を候補位置として算出する候補位置算出処理と、
     前記車両の複数の候補位置を解析し、解析結果に基づき、前記操舵角度の複数の候補と前記速度値の複数の候補との複数の組合せの中から、いずれかの組合せを選択する組合せ選択処理とを実行させる情報処理プログラム。
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