JP2018024338A - Travel track estimation method and travel track estimation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行軌跡推定方法、及び走行軌跡推定装置に関する。 The present invention relates to a traveling locus estimation method and a traveling locus estimation device.
車両周辺の他車両の走行軌跡をする技術として、例えば特許文献1に記載の技術が知られている。
特許文献1に記載の運転支援装置は、車両が備える相対位置検出手段により他車両の相対位置を検出し、検出した相対位置から他車両の走行軌跡を算出する。
For example, a technique described in
The driving assistance apparatus described in
車両と他車両との距離が長くなると、この車両に搭載されて車両周辺の物体の位置を検出するセンサにより他車両を走査する走査点が減少する。このため、他車両の検出位置の誤差が増大する。大きな誤差を含んだ検出位置から他車両の走行軌跡を算出すると、算出した走行軌跡が不安定に蛇行するおそれがある。
本発明は、車両に搭載されて車両周辺の物体の位置を検出するセンサによる検出位置から算出した他車両の走行軌跡が、車両と他車両との距離が長くなることで実際の走行軌跡よりも蛇行するのを抑制することを目的とする。
As the distance between the vehicle and the other vehicle increases, the number of scanning points for scanning the other vehicle decreases by a sensor that is mounted on the vehicle and detects the position of an object around the vehicle. For this reason, the error of the detection position of another vehicle increases. If a travel locus of another vehicle is calculated from a detection position including a large error, the calculated travel locus may meander in an unstable manner.
In the present invention, the travel locus of the other vehicle calculated from the detection position by the sensor mounted on the vehicle and detecting the position of the object around the vehicle is longer than the actual travel locus by increasing the distance between the vehicle and the other vehicle. The purpose is to suppress meandering.
本発明の一態様に係る走行軌跡推定方法では、車両に搭載されこの車両周辺の物体の位置を検出するセンサにより他車両の位置を検出し、他車両の検出位置の時系列を記憶する。そして、車両と他車両との距離が長いほど大きな閾値を設定する。他車両の車幅方向位置の偏差が閾値以上の場合には検出位置の時系列を曲線近似で補間することにより他車両の走行軌跡を推定する。偏差が閾値未満の場合には検出位置の時系列を直線近似で補間することにより走行軌跡を推定する。 In the travel locus estimation method according to one aspect of the present invention, the position of another vehicle is detected by a sensor that is mounted on the vehicle and detects the position of an object around the vehicle, and the time series of the detected position of the other vehicle is stored. A larger threshold is set as the distance between the vehicle and the other vehicle is longer. When the deviation of the position in the vehicle width direction of the other vehicle is equal to or greater than the threshold value, the travel locus of the other vehicle is estimated by interpolating the time series of the detected position by curve approximation. When the deviation is less than the threshold value, the travel locus is estimated by interpolating the time series of the detected positions by linear approximation.
本発明によれば、車両に搭載されて車両周辺の物体の位置を検出するセンサによる検出位置から算出した他車両の走行軌跡が、車両と他車両との距離が長くなることで実際の走行軌跡よりも蛇行するのを抑制できる。 According to the present invention, the travel locus of the other vehicle calculated from the detection position by the sensor that is mounted on the vehicle and detects the position of the object around the vehicle becomes the actual travel locus by increasing the distance between the vehicle and the other vehicle. It can suppress meandering more.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
(構成)
図1を参照する。車両1は、車輪2と、車輪速センサ3と、ステアリングホイール4と、操舵角センサ5と、位置測定センサ6と、ヨーレートセンサ7と、コントローラ10と、運転支援システム11を備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
(Constitution)
Please refer to FIG. The
車輪速センサ3は、車輪速を検出し、検出した車輪速の情報である車輪速情報をコントローラ10に出力する。車輪速センサ3は、例えば車輪速パルスを生成するロータリエンコーダ等のパルス発生器を備えてよい。
操舵角センサ5は、ステアリングホイール4の操舵角を検出し、検出した操舵角の情報である操舵角情報をコントローラ10へ出力する。操舵角センサ5は、ステアリング軸などに設けられる。操舵角センサ5に代えて、操向輪の転舵角を検出する転舵角センサを設け、転舵角の情報である転舵角情報を操舵角情報に代えてコントローラ10へ入力してもよい。
The
The
位置測定センサ6は、車両1周囲の物体の表面を走査して車両1から物体表面上の走査点までの距離を測定し且つ走査点までの方向を取得することにより、車両1に対する走査点の相対位置を測定する。位置測定センサ6は、例えば、車両1に搭載されたレーザレンジファインダ、レーザレーダ又はカメラであってよい。
図2を参照する。図2に示すx軸方向及びy軸方向は、それぞれ車両1の前後方向及び車幅方向である。位置測定センサ6が車両1に搭載される場合、位置測定センサ6は、車両1の周辺の物体20の表面上の走査点21の相対位置を、例えば、車両1の位置を原点とする相対座標系における走査点21までの距離r1と方位角(すなわち水平方向角度)θ1によって定まる位置として検出してよい。
The
Please refer to FIG. The x-axis direction and the y-axis direction shown in FIG. 2 are the front-rear direction and the vehicle width direction of the
位置測定センサ6により検出された相対位置の情報を以下の説明において「検出位置情報」と表記することがある。また、車両1に対する相対位置を「相対位置」と表記することがある。位置測定センサ6は、検出位置情報をコントローラ10へ出力する。
図1を参照する。ヨーレートセンサ7は、車両1のヨーレート(車体が旋回する方向への回転角の変化速度)を検出し、検出したヨーレートの情報であるヨーレート情報をコントローラ10へ出力する。
Information on the relative position detected by the
Please refer to FIG. The
コントローラ10は、プロセッサ12と、記憶装置13等のCPU周辺部品とを含む電子制御ユニットである。プロセッサ12は、例えばCPU(Central Processing Unit)、やMPU(Micro-Processing Unit)であってよい。記憶装置13は、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のメモリを備える。記憶装置13は、不揮発性メモリ又はハードディスクドライブ装置を含んでもよい。
コントローラ10は、少なくとも車輪速情報とヨーレート情報に基づいて車両1の移動量を算出する。コントローラ10は、車両1の周囲の他車両を位置測定センサ6により走査して得た走査点の検出位置情報に基づいて、他車両の相対位置を測定する。
位置測定センサ6の検出位置情報に基づいて測定された他車両の相対位置を、以下の説明において「検出位置」と表記することがある。コントローラ10は、他車両の検出位置と車両1の移動量と基づいて、他車両の走行軌跡を推定する。コントローラ10は、推定した他車両の走行軌跡を運転支援システム11に出力する。
コントローラ10は、特許請求の範囲に記載の推定回路の一例である。
The
The
The relative position of the other vehicle measured based on the detection position information of the
The
運転支援システム11は、コントローラ10と同様に、プロセッサと、記憶装置等のCPU周辺部品とを含む電子制御ユニットである。
運転支援システム11は、コントローラ10から入力して他車両22の走行軌跡に基づいて、運転者による車両1の運転に対する運転支援を行う。
運転支援の一例は、車両1の制動制御、加速制御及び操舵制御の少なくとも1つを含む車両1の走行状態の制御であってもよい。例えば運転支援システム11は、車両1が他車両の走行軌跡に沿って他車両に追従するように、車両1の制駆動及び操舵を制御してよい。例えば運転支援システム11は、他車両22の走行軌跡に応じて、車両1の制動制御及び操舵制御のいずれか一方を選択して実行して、他車両22との衝突を回避してもよい。
Similar to the
The
An example of driving assistance may be control of the running state of the
図3を参照する。参照符号22は車両1の周辺の他車両を示す。図中の範囲23内の円形のプロットは、位置測定センサ6で他車両22を走査したときの走査点を示す。
位置測定センサ6は、水平方向角度の角度分解能を有する。このため、車両1と他車両22との距離が短いほど他車両22の表面の走査点は多くなる。
この結果、車両1と他車両22との距離が比較的短い場合には、より多くの走査点の相対位置から他車両22の検出位置を算出することができるので、検出位置の誤差が小さくなる。
図4を参照する。四角形のプロットPAi(i=1〜10)は、それぞれ時刻tiにおける他車両22の検出位置を示す。車両1と他車両22との距離が比較的短い場合には、検出位置PAiの誤差に起因する検出位置PAiの車幅方向位置の偏差を小さく抑えることができる。
Please refer to FIG.
The
As a result, when the distance between the
Please refer to FIG. Square plots PA i (i = 1 to 10) indicate the detection positions of the
一方で、車両1と他車両22との距離が長いほど他車両22の表面の走査点は少なくなる。図5を参照する。図中の範囲24内の円形のプロットは、位置測定センサ6で他車両22を走査したときの走査点を示す。車両1と他車両22との距離が比較的長いことにより、範囲24内の走査点は、車両1と他車両22との距離が比較的短い場合の範囲23内の走査点よりも少ない。
この結果、車両1と他車両22との距離が比較的長い場合には、他車両22の検出位置の算出に使用する走査点が減るので検出位置の誤差が大きくなる。
図6を参照する。車両1と他車両22との距離が比較的長い場合には、検出位置PAiの誤差に起因する検出位置PAiの車幅方向位置の偏差が増大する。
On the other hand, the longer the distance between the
As a result, when the distance between the
Please refer to FIG. When the distance between the
このため、誤差が大きな検出位置PAiから他車両22の走行軌跡を算出すると、複雑な曲線で近似しなければ近似誤差が小さくならないため、算出した走行軌跡の形状が複雑になり不安定に蛇行するおそれがある。
さらに、精度の低い検出位置PAiに基づいて高次多項式で走行軌跡を近似すると振動が発生して、低次多項式で近似するよりも劣った近似結果となることがある。
Therefore, when the error is to calculate the travel locus of the
Furthermore, if the traveling locus is approximated with a high-order polynomial based on the detection position PA i with low accuracy, vibration may occur, resulting in an approximation result that is inferior to the approximation with the low-order polynomial.
そこで、実施形態に係る走行軌跡推定装置は、他車両22の走行軌跡を近似により推定する際に、車両1と他車両22との距離が長いほどより単純な近似線で近似され易くすることにより、走行軌跡の近似結果が不安定に蛇行するのを抑制する。
例えば、走行軌跡推定装置は、車両1と他車両22との距離が長いほど近似誤差の許容閾値を大きく設定することにより、単純な近似線でも許容閾値の要求を満たし易くする。
Therefore, when estimating the travel locus of the
For example, the traveling locus estimation device makes it easy to satisfy the requirement of the allowable threshold even with a simple approximate line by setting the allowable threshold of the approximate error to be larger as the distance between the
図7を参照する。走行軌跡推定装置30は、他車両認識部31と、評価部32と、移動量算出部33と、検出位置蓄積部34と、走行軌跡推定部35とを備える。
コントローラ10のプロセッサ12は、記憶装置13に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、他車両認識部31、評価部32、移動量算出部33、検出位置蓄積部34、及び走行軌跡推定部35の機能を実現する。
Please refer to FIG. The travel
The
図8を参照する。他車両認識部31は、位置測定センサ6からの検出位置情報に基づいてある時刻tnにおける他車両22の検出位置PAn=(XAn,YAn)を認識する。他車両認識部31は、認識結果を示す他車両情報を生成する。
評価部32は、他車両認識部31の認識結果毎に、認識状態の評価値Evnを決定する。評価値Evnは、車両1と他車両22との間の距離が長くなるほど増加する値である。評価値Evnは、例えば、車両1と他車両22との間の距離LAn=√(XAn 2+YAn 2)そのものであってよい。評価部32は、検出位置PAnの情報を含む他車両情報に評価値Evnを付加する。
Please refer to FIG. The other
移動量算出部33は、車輪速センサ3からの車輪速情報とヨーレートセンサ7からのヨーレート情報とに基づいて、車両1の移動量を算出する。車両1の移動量は、例えば、車両1の並進運動量ΔX及びΔYと、回転量Δφを含んでよい。
検出位置蓄積部34は、他車両認識部31により生成され評価部32により評価値Evnが付加された他車両情報を、記憶装置13に蓄積する。すなわち、検出位置蓄積部34は、検出位置PAnの時系列を記憶装置13に記憶する。
The movement
Detecting the
具体的には、検出位置蓄積部34は、今回検出した検出位置PAnの他車両情報を記憶装置13に記憶する。また、検出位置蓄積部34は、記憶装置13に記憶された前回検出した検出位置PAn−1までの検出位置PAi(i=1〜n−1)を、車両1の移動量(ΔX,ΔY,Δφ)に基づいて更新する。
Specifically, the detection
走行軌跡推定部35は、記憶装置13に記憶された検出位置PAi(i=1〜n)の時系列を補完することにより、他車両22の走行軌跡を推定する。
このとき走行軌跡推定部35は、他車両情報に付加された評価値Evnに基づき、評価値Evnの代表値Evを決定する。代表値Evは、例えば平均値、最大値、又は中間値等の統計学で用いられる代表値であってよい。
The travel
At this time the travel
走行軌跡推定部35は、代表値Evに基づき近似誤差の許容閾値γを算出する。許容閾値γは、代表値Evが大きくなるほど増加する値である。すなわち許容閾値γは、車両1と他車両22との間の距離が長くなるほど増加する値となる。例えば、位置測定センサ6の水平方向角度の角度分解能がdθである場合、許容閾値γはγ=Ev×sindθであってよい。
The
次に、走行軌跡推定部35は、検出位置PAiの時系列を補間する近似線を表す近似式y=f(x)を算出する。
走行軌跡推定部35は、まず直線近似により検出位置PAiの時系列を補完する近似式y=f(x)を算出する。例えば、近似式y=f(x)が多項式である場合、関数f(x)は一次多項式となる。
そして、走行軌跡推定部35は、近似式y=f(x)による近似誤差Erを次式(1)により算出する。
Next, the traveling
The travel
Then, the travel
近似式y=f(x)が直線を表す場合、近似誤差Erは、近似直線を基準とする検出位置PAiの時系列の車幅方向位置YAiの偏差を示す。
近似誤差Erが許容閾値γ以上の場合、走行軌跡推定部35は、検出位置の時系列を曲線近似により補完する近似式y=f(x)を算出する。
一方で、近似誤差Erが許容閾値γ未満の場合には、走行軌跡推定部35は、直線近似の近似式y=f(x)により表される直線を、他車両22の走行軌跡として推定する。走行軌跡推定部35は、推定した走行軌跡を運転支援システム11へ出力する。
When the approximate expression y = f (x) represents a straight line, the approximate error Er indicates a deviation of the time-series vehicle width direction position YA i of the detection position PA i with reference to the approximate straight line.
When the approximation error Er is equal to or greater than the allowable threshold γ, the traveling
On the other hand, when the approximate error Er is less than the allowable threshold γ, the travel
すなわち、走行軌跡推定部35は、検出位置PAiの時系列における他車両の車幅方向位置の偏差(すなわち近似誤差Er)が許容閾値γ以上の場合には検出位置PAiの時系列を曲線近似で補間することにより他車両22の走行軌跡を推定する。
近似誤差Erが許容閾値γ未満の場合には検出位置PAiの時系列を直線近似で補間することにより走行軌跡を推定する。
That is, the traveling
When the approximation error Er is less than the allowable threshold γ, the travel locus is estimated by interpolating the time series of the detection position PA i by linear approximation.
検出位置PAiの時系列を曲線近似で補間する場合に走行軌跡推定部35は、所定の曲率半径から順に曲率半径を小さくしていき、その曲率半径の近似曲線を生成する曲線近似式の近似誤差Erが許容閾値γ未満となるまで、より小さな曲率半径の曲線で補完する曲線近似式を繰り返し算出する。まず、所定の曲率半径の近似曲線を生成する曲線近似式を算出する。例えば、所定の曲率半径は、直線に近い曲率半径として、R1000mなどに設定する。また、地図情報などから現在走行中の走路の曲率半径の情報が得られている場合には、その曲率半径に対して大きめの曲率半径を所定の曲率半径として設定してもよい。
When the time series of the detection position PA i is interpolated by curve approximation, the traveling
そして走行軌跡推定部35は、この曲線近似式による他車両22の走行軌跡の近似誤差Erが許容閾値γ未満であるか否かを判断する。
近似誤差Erが許容閾値γ未満である場合、走行軌跡推定部35は、この曲線近似式による曲線近似により走行軌跡を推定する。すなわち走行軌跡推定部35は、この曲線近似式により表される近似曲線を他車両22の走行軌跡として推定する。
Then, the traveling
When the approximation error Er is less than the allowable threshold γ, the traveling
近似誤差Erが許容閾値γ以上である場合、走行軌跡推定部35は、この曲線近似式により表される近似曲線(すなわち先の近似曲線)の曲率半径よりも小さな曲率半径の曲線(すなわち次の近似曲線)で検出位置PAiの時系列を補完する曲線近似式を算出する。
以下、近似誤差Erが許容閾値γ未満となるまで、より小さな曲率半径の曲線で補完する曲線近似式を繰り返し算出する。
When the approximation error Er is equal to or greater than the allowable threshold γ, the traveling
Hereinafter, until the approximate error Er becomes less than the allowable threshold γ, a curve approximation formula that is complemented by a curve with a smaller radius of curvature is repeatedly calculated.
このように、検出位置PAiの時系列を曲線近似で補間する場合に、より大きな曲率半径の近似曲線を生成する曲線近似式から優先して、より小さな曲率半径の近似曲線を生成する曲線近似式へと順次算出する。
換言すると、走行軌跡推定部35は、検出位置PAiの時系列を補完する第1曲線近似式を算出するよりも先に、第1曲線近似式が表す第1近似曲線の曲率半径R1よりも大きな曲率半径R2の曲線で検出位置PAiの時系列を補完する第2曲線近似式を算出する。第2曲線近似式が表す近似曲線を「第2近似曲線」と表記する。例えば、曲率半径R2は、直線に近い曲率半径として、R1000mなどに設定することで、曲率半径R1が既知ではない段階でも、曲率半径R1に対して大きな曲率を設定することができる。また、地図情報などから現在走行中の走路の曲率半径の情報が得られている場合には、曲率半径R1に現在走行中の走路の曲率半径の情報を設定することで、曲率半径R1に対して大きめの曲率半径を、曲率半径R2として設定することができる。
In this way, when interpolating the time series of the detection positions PAi by curve approximation, a curve approximation formula for generating an approximate curve with a smaller curvature radius is given priority over the curve approximation formula for generating an approximate curve with a larger curvature radius. Calculate sequentially.
In other words, the travel
走行軌跡推定部35は、第2曲線近似式による他車両22の走行軌跡の近似誤差Erが許容閾値γ未満であるか否かを判断する。
近似誤差Erが許容閾値γ未満である場合、走行軌跡推定部35は、第2曲線近似式による曲線近似により走行軌跡を推定する。すなわち走行軌跡推定部35は、第2曲線近似式により表される第2近似曲線を他車両22の走行軌跡として推定する。
近似誤差Erが許容閾値γ以上である場合、走行軌跡推定部35は第1曲線近似式を算出する。
The travel
When the approximation error Er is less than the allowable threshold γ, the traveling
When the approximation error Er is equal to or greater than the allowable threshold γ, the traveling
走行軌跡推定部35は、第1曲線近似式による他車両22の走行軌跡の近似誤差Erが許容閾値γ未満であるか否かを判断する。
近似誤差Erが許容閾値γ未満である場合、走行軌跡推定部35は、第1曲線近似式による曲線近似により走行軌跡を推定する。すなわち走行軌跡推定部35は、第1曲線近似式により表される第1近似曲線を他車両22の走行軌跡として推定する。
The traveling
When the approximation error Er is less than the allowable threshold γ, the traveling
近似誤差Erが許容閾値γ以上である場合、走行軌跡推定部35は、第1近似曲線の曲率半径R1よりも小さな曲率半径の曲線で検出位置PAiの時系列を補完する曲線近似式を算出する。
以下、近似誤差Erが許容閾値γ未満となるまで、より小さな曲率半径の曲線で補完する曲線近似式を繰り返し算出する。
When the approximation error Er is equal to or larger than the allowable threshold γ, the traveling
Hereinafter, until the approximate error Er becomes less than the allowable threshold γ, a curve approximation formula that is complemented by a curve with a smaller radius of curvature is repeatedly calculated.
ここで、多項式により他車両22の走行軌跡を近似する場合を想定する。他車両22の走行軌跡が形成する曲線は、曲率半径が小さくなるほど(すなわちカーブが急になるほど)複合的になる。このため、小さな曲率半径の曲線の近似誤差を小さくするには、より高次の曲線近似を行う必要がある。
言いかえれば、より高次の近似曲線はより小さな曲率半径の曲線を小さな近似誤差で補完できる。このため、図6のような検出位置PAiの車幅方向位置のバラツキが大きな時系列を近似する場合、比較的高次の近似曲線の曲率半径は、比較的低次の近似曲線の曲率半径よりも小さくなる。
Here, it is assumed that the traveling locus of the
In other words, higher order approximation curves can complement smaller curvature radius curves with small approximation errors. For this reason, when approximating a time series in which the variation in the position in the vehicle width direction of the detection position PA i as shown in FIG. 6 is approximated, the curvature radius of the relatively high-order approximation curve is the curvature radius of the relatively low-order approximation curve. Smaller than.
そこで、検出位置PAiの時系列を多項式近似する場合に、走行軌跡推定部35はより低い次数の近似式から順に算出する。
すなわち、走行軌跡推定部35は、比較的低いある次数の多項近似式を算出する。そして走行軌跡推定部35は、この多項近似式による他車両22の走行軌跡の近似誤差Erが許容閾値γ未満であるか否かを判断する。
近似誤差Erが許容閾値γ未満である場合、走行軌跡推定部35はこの多項近似式による曲線近似により走行軌跡を推定する。
近似誤差Erが許容閾値γ以上である場合、走行軌跡推定部35はこの多項近似式よりも次数が高い多項近似式を算出する。
以下、近似誤差Erが許容閾値γ未満となるまで、走行軌跡推定部35は次数を上げながら曲線近似式を繰り返し算出する。
Therefore, when the time series of the detection position PA i is approximated by a polynomial, the traveling
That is, the traveling
When the approximation error Er is less than the allowable threshold γ, the traveling
When the approximation error Er is equal to or larger than the allowable threshold γ, the traveling
Hereinafter, until the approximate error Er becomes less than the allowable threshold γ, the traveling
なお、過度に高い多項近似式を算出しても、演算負荷が増大する一方で近似誤差が小さくならないおそれがある。このため走行軌跡推定部35は、多項近似式の次数が上限に達しても近似誤差Erが許容閾値γ未満にならない場合には、上限の次数の多項近似式による曲線近似により走行軌跡を推定してもよい。
例えば、他車両22の走行路の曲線には3次程度の多項式近似で十分であるため、上限の次数は3次であってよい。
Note that even if an excessively high polynomial approximation is calculated, the calculation load may increase while the approximation error may not be reduced. Therefore, if the approximation error Er does not become less than the allowable threshold γ even if the order of the polynomial approximation reaches the upper limit, the traveling
For example, since a polynomial approximation of about the third order is sufficient for the curve of the travel path of the
また、走行軌跡推定部35は、検出位置PAiの時系列を複数の近似対象区間に分割し、近似対象区間毎に走行軌跡を推定してもよい。近似対象区間毎に走行軌跡を推定することにより、他車両22の走行路の形状が複雑であっても、走行軌跡を精度良く推定することができる。
図9を参照して、検出位置PAiの時系列の分割方法の一例を説明する。円形のプロットPA1、PA2、PA3、…PAk、PAk+1、…PAm、PAm+1…は、それぞれ時刻t1、t2、t3、…tk、tk+1、…tm、tm+1…における他車両22の検出位置を示す。
Further, the traveling
With reference to FIG. 9, an example of a time-series division method of the detection position PA i will be described. Circular plots PA 1 , PA 2 , PA 3 ,..., PA k , PA k + 1 ,... PA m , PA m + 1, ... are times t 1 , t 2 , t 3 , ... t k , t k + 1 , ... t m , respectively. The detection position of the
走行軌跡推定部35は、記憶装置13に記憶した検出位置PAiの時系列に基づいて、検出位置PAiにおける他車両22の旋回半径RAiを算出する。
走行軌跡推定部35は、近似対象区間S1の開始位置PD1直後の検出位置PA1における旋回半径RA1と、各検出位置PAiにおける旋回半径RAiとを比較する(i=2,3,…)。
走行軌跡推定部35は、RAkが次式(2)又は(3)を満たす場合に、検出位置PAkと検出位置PAk+1との間の何れかの分割位置PD2で近似対象区間を分割し、近似対象区間S1の終了位置と、続く近似対象区間S2の開始位置を決定する。
RAk>β1×RA1…(2)
RAk<RA1/β2…(3)
係数β1及びβ2の値は例えば2であってよい。位置PD2は、例えば検出位置PAkと検出位置PAk+1の何れかであってもよい。
The travel
Traveling
When RA k satisfies the following expression (2) or (3), the traveling
RA k > β 1 × RA 1 (2)
RA k <RA 1 / β 2 (3)
The values of the coefficients β 1 and β 2 may be 2, for example. Position PD 2 may be for example the detection position PA k with any detection position PA k + 1.
以下同様に、走行軌跡推定部35は、近似対象区間S2の開始位置PD2直後の検出位置PAk+1における旋回半径RAk+1と、各検出位置PAiにおける旋回半径RAiとを比較する(i=k+2,k+3,…)。
走行軌跡推定部35は、次式(4)又は(5)を満たす場合に、検出位置PAmと検出位置PAm+1との間の何れかの分割位置PD3で近似対象区間を分割し、近似対象区間S2の終了位置と、続く近似対象区間S3の開始位置を決定する。
RAm>β1×RAk+1…(4)
RAm<RAk+1/β2…(5)
以下同様に、走行軌跡推定部35は、検出位置PAiの時系列の分割を繰り返す。
Similarly, the traveling
When the following equation (4) or (5) is satisfied, the travel
RA m > β 1 × RA k + 1 (4)
RA m <RA k + 1 / β 2 (5)
Similarly, the travel
走行軌跡推定部35は、近似対象区間毎に代表値Evに基づき許容閾値γを算出してよい。代表値Evは、例えば各近似対象区間における評価値Evnの平均値、最大値、又は中間値等の統計学で用いられる代表値であってよい。
ある近似対象区間において、多項近似式の次数が上限に達しても近似誤差Erが許容閾値γ未満にならない場合、走行軌跡推定部35はこの近似対象区間をさらに複数の再分割区間に分割してもよい。走行軌跡推定部35は、係数β1及びβ2の値を減少させることにより、近似対象区間をさらに短い再分割区間に分割できる。
走行軌跡推定部35は、再分割区間毎に走行軌跡を推定する。
The traveling
If the approximation error Er does not become less than the allowable threshold γ even if the degree of the polynomial approximation formula reaches the upper limit in a certain approximation target section, the traveling
The traveling
(動作)
以下、第1実施形態に係る走行軌跡推定装置30の動作の一例について説明する。図10を参照する。
ステップS1において他車両認識部31は、他車両22の検出位置PAnを認識し、認識結果を示す他車両情報を生成する。
ステップS2において評価部32は、他車両認識部31の認識結果毎に、認識状態の評価値Evnを決定する。
(Operation)
Hereinafter, an example of the operation of the travel
Other
In step S <
ステップS3において移動量算出部33は、車両1の移動量を算出する。
ステップS4において検出位置蓄積部34は、他車両認識部31により生成され評価部32により評価値Evnが付加された他車両情報を記憶装置13に蓄積する。これにより検出位置PAiの時系列が記憶装置13に記憶される。
このとき検出位置蓄積部34は、今回検出した検出位置PAnの他車両情報を記憶装置13に記憶する。また、検出位置蓄積部34は、記憶装置13に記憶された前回検出した検出位置PAn−1までの検出位置PAi(i=1〜n−1)を、車両1の移動量に基づいて更新する。
In step S <b> 3, the movement
In step S < b > 4, the detected
In this case the detection
ステップS5において走行軌跡推定部35は、検出位置PAmにおける他車両22の旋回半径RAmを算出する(m<n)。
ステップS6において走行軌跡推定部35は、旋回半径RAmが上式(4)又は(5)を満たすか否かを判定することにより、検出位置PAiの時系列の分割位置を発見たか否かを判断する。
分割位置を発見しない場合(ステップS6:N)に処理はステップS1へ戻る。
Traveling
In step S6, the traveling
If no division position is found (step S6: N), the process returns to step S1.
分割位置を発見した場合(ステップS6:Y)に、走行軌跡推定部35は、発見した分割位置で検出位置PAiの時系列を分割することにより、新たな近似対象区間を切り出す。走行軌跡推定部35は、処理をステップS7に進め、新たな近似対象区間において他車両22の走行軌跡を推定する。
ステップS7において走行軌跡推定部35は、近似対象区間における近似誤差の許容閾値γを算出する。
ステップS8において走行軌跡推定部35は、近似対象区間において他車両22の走行軌跡を近似する多項近似式の次数を1次に初期化する。
When the division position is found (step S6: Y), the traveling
In step S <b> 7, the traveling
In step S <b> 8, the traveling
ステップS9において走行軌跡推定部35は、近似対象区間における検出位置PAiを補完する多項近似式を算出する。
ステップS10において走行軌跡推定部35は、ステップS9で算出した多項近似式の近似誤差Erが許容閾値γ以上であるか否かを判断する。近似誤差Erが許容閾値γ以上である場合(ステップS10:Y)に処理はステップS11へ進む。
近似誤差Erが許容閾値γ未満である場合(ステップS10:N)に、走行軌跡推定部35は、ステップS9で算出した多項近似式が表す近似線を、近似対象区間における他車両22の走行軌跡と推定する。その後に処理はステップS14へ進む。
In step S <b> 9, the travel
In step S10, the traveling
When the approximation error Er is less than the allowable threshold γ (step S10: N), the travel
ステップS11において走行軌跡推定部35は、多項近似式の次数が上限である所定次数であるか否かを判断する。多項近似式の次数が所定次数に至らない場合(ステップS11:N)に処理はステップS12に進む。多項近似式の次数が所定次数である場合(ステップS11:Y)に処理はステップS13に進む。
ステップS12において走行軌跡推定部35は、多項近似式の次数を1つ増加させる。その後に処理はステップS9へ戻る。
In step S11, the traveling
In step S12, the travel
ステップS13において走行軌跡推定部35は、再分割処理を行う。再分割処理において走行軌跡推定部35は、近似対象区間をさらに複数の再分割区間に分割し、再分割区間毎に走行軌跡を推定する。その後に処理はステップS14へ進む。
ステップS14において走行軌跡推定部35は、車両1のイグニッションスイッチ(IGN)がオフになったか否かを判定する。イグニッションスイッチがオフになった場合(ステップS14:Y)に処理は終了する。イグニッションスイッチがオフにならない場合(ステップS14:N)に処理はステップS1に戻る。
In step S <b> 13, the travel
In step S14, the traveling
次に、図10のステップS13の再分割処理について説明する。図11を参照する。
ステップS20において走行軌跡推定部35は、係数β1及びβ2の値を減少させる。
ステップS21において走行軌跡推定部35は、減少させた係数β1及びβ2を用いて、近似対象区間を複数の再分割区間に分割する。
以下、ステップS22〜S29において走行軌跡推定部35は、再分割区間毎に他車両22の走行軌跡を推定する。
Next, the re-division process in step S13 of FIG. 10 will be described. Please refer to FIG.
Traveling
Traveling
Hereinafter, in steps S22 to S29, the traveling
ステップS22において走行軌跡推定部35は、再分割区間における近似誤差の許容閾値γを算出する。
ステップS23において走行軌跡推定部35は、再分割区間における多項近似式の次数を1次に初期化する。
ステップS24において走行軌跡推定部35は、再分割区間における多項近似式を算出する。
In step S <b> 22, the travel
In step S <b> 23, the traveling
In step S <b> 24, the travel
ステップS25において走行軌跡推定部35は、ステップS24で算出した多項近似式の近似誤差Erが許容閾値γ以上であるか否かを判断する。近似誤差Erが許容閾値γ以上である場合(ステップS25:Y)に処理はステップS26へ進む。
近似誤差Erが許容閾値γ未満である場合(ステップS25:N)に、走行軌跡推定部35は、ステップS24で算出した多項近似式が表す近似線を、再分割区間における他車両22の走行軌跡と推定する。その後に処理はステップS29へ進む。
In step S25, the travel
When the approximate error Er is less than the allowable threshold γ (step S25: N), the travel
ステップS26において走行軌跡推定部35は、多項近似式の次数が上限である所定次数であるか否かを判断する。多項近似式の次数が所定次数に至らない場合(ステップS26:N)に処理はステップS27に進む。多項近似式の次数が所定次数である場合(ステップS26:Y)に処理はステップS28に進む。
ステップS27において走行軌跡推定部35は、多項近似式の次数を1つ増加させる。その後に処理はステップS24へ戻る。
In step S <b> 26, the traveling
In step S27, the travel
ステップS28において走行軌跡推定部35は、再分割区間に対して再び再分割処理を行うことにより、再分割区間を複数の区間に分割して区間毎に走行軌跡を推定する。その後に処理はステップS29へ進む。
ステップS29において走行軌跡推定部35は、ステップS21にて近似対象区間を分割して得た再分割区間の全てにおいて、走行軌跡の多項近似式の算出が完了したか否かを判定する。全ての多項近似式の算出が完了した場合(ステップS29:Y)に再分割処理は終了する。多項近似式の算出が完了していない再分割区間がある場合(ステップS29:N)に処理はステップS22へ戻る。
In step S <b> 28, the travel
In step S29, the travel
(第1実施形態の効果)
(1)車両1に搭載され車両1周辺の物体の位置を検出する位置測定センサ6は、他車両22の位置を検出する。検出位置蓄積部34は、位置測定センサ6により検出された他車両22の検出位置の時系列を、記憶装置13に記憶する。
走行軌跡推定部35は、車両1と他車両22との距離が長いほど大きな許容閾値γを設定する。
走行軌跡推定部35は、検出位置の時系列における他車両の車幅方向位置の偏差Erが許容閾値γ以上の場合には検出位置の時系列を曲線近似で補間することにより他車両22の走行軌跡を推定する。走行軌跡推定部35は、偏差Erが許容閾値γ未満の場合には検出位置の時系列を直線近似で補間することにより他車両22の走行軌跡を推定する。
(Effect of 1st Embodiment)
(1) The
The travel
When the deviation Er of the position in the vehicle width direction of the other vehicle in the time series of the detected position is equal to or larger than the allowable threshold γ, the travel
このため、車両1と他車両22との距離が長いほど大きな許容閾値γが設定されるので、車両1と他車両22との距離が長くなると曲線近似よりも直線近似によって走行軌跡が推定され易くなる。このため、車両1と他車両22との距離が長くなり他車両22の検出位置の誤差が増大しても、算出した走行軌跡が実際の走行軌跡よりも蛇行するのを抑制できる。
For this reason, since the larger allowable threshold γ is set as the distance between the
(2)検出位置の時系列を曲線近似で補間する場合に、走行軌跡推定部35は、曲線近似の曲線半径を、所定の曲率半径から順に小さくしていき、走行軌跡推定部35は、曲線近似による近似誤差Erを算出し、近似誤差Erが許容閾値γ未満となる曲線近似により他車両22の走行軌跡を推定する。
このように、走行軌跡推定部35は、所定の曲率半径から順により小さな曲率半径の曲線で補完する曲線近似式を繰り返し算出するので、曲率半径が大きいより緩やかな走行軌跡を優先的に算出することができる。このため、算出した他車両22の走行軌跡の蛇行を低減できる。
(2) When the time series of the detection position is interpolated by curve approximation, the traveling
As described above, the traveling
(3)走行軌跡推定部35は、検出位置の時系列を複数の近似対象区間に分割し、近似対象区間毎に他車両22の走行軌跡を推定する。検出位置の時系列を複数区間に分割して区間毎に近似線を算出するため、他車両22の走行路の形状が複雑であっても精度よく走行軌跡を推定できる。
(4)走行軌跡推定部35は、ある近似対象区間における近似誤差Erが許容閾値γ未満にならない場合、この近似対象区間を複数の再分割区間にさらに分割し、再分割区間毎に他車両22の走行軌跡を推定する。
近似誤差Erが許容閾値γ未満にならない場合に更に小さな区間毎に他車両22の走行軌跡を推定することにより、走行軌跡の推定精度を向上することができる。
(3) The traveling
(4) When the approximation error Er in a certain approximation target section does not become less than the allowable threshold γ, the traveling
When the approximate error Er does not become less than the allowable threshold γ, the estimation accuracy of the travel locus can be improved by estimating the travel locus of the
(第2実施形態)
続いて、第2実施形態の走行軌跡推定装置30を説明する。車両1が旋回している間は、他車両認識部31による他車両22の検出位置PAiの検出精度が低下することがある。他車両22が旋回している間も同様である。
そこで第2実施形態の走行軌跡推定装置30は、車両1及び他車両22の少なくとも一方が旋回している場合には、許容閾値γを増加させることによってより単純な近似線で走行軌跡を近似され易くし、走行軌跡の近似結果が不安定に蛇行するのを抑制する。
(Second Embodiment)
Next, the travel
Therefore, the travel
第2実施形態の走行軌跡推定装置30の機能構成は、図7に示す機能構成と同様である。走行軌跡推定部35は、移動量算出部33が算出した車両1の移動量に基づいて車両1のヨーレートωを算出する。走行軌跡推定部35は、他車両22の検出位置PAnの時系列に基づいて、他車両22の速度と旋回半径を算出し、速度と旋回半径とに基づいて他車両22のヨーレートρを算出する。
The functional configuration of the travel
走行軌跡推定部35は、車両1のヨーレートωが大きい場合の許容閾値γを、ヨーレートωが小さい場合の許容閾値γよりも大きく設定する。例えば、ヨーレートωの絶対値|ω|が所定閾値ω0より大きい場合には、絶対値|ω|が所定閾値ω0未満の場合の許容閾値をβ3倍した値を許容閾値として設定する。β3は1より大きな係数であり、例えばβ3=1.2であってよい。また、所定閾値ω0は例えば10(deg/s)であってよい。
The travel
また、走行軌跡推定部35は、他車両22のヨーレートρが大きい場合の許容閾値γを、ヨーレートρが小さい場合の許容閾値γよりも大きく設定する。例えば、ヨーレートρの絶対値|ρ|が所定閾値ρ0より大きい場合には、絶対値|ρ|が所定閾値ρ0未満の場合の許容閾値をβ4倍した値を許容閾値として設定する。β4は1より大きな係数であり、例えばβ4=1.2であってよい。また、所定閾値ρ0は例えば10(deg/s)であってよい。
Further, the traveling
(第2実施形態の効果)
走行軌跡推定部35は、車両1及び他車両22の少なくとも一方が旋回している場合に許容閾値γを増加させる。
これにより、車両1及び他車両22の少なくとも一方が旋回することにより他車両22の検出位置の検出精度が低下しても、より単純な近似線で走行軌跡を近似され易くし、走行軌跡の近似結果が不安定に蛇行するのを抑制する。
(Effect of 2nd Embodiment)
The travel
Thereby, even if at least one of the
(第3実施形態)
続いて、第3実施形態の走行軌跡推定装置30を説明する。図12を参照する。第2実施形態の走行軌跡推定装置30は、車両1と他車両22との間の車幅方向位置の差分Dwが大きいほど許容閾値γを減少させる。
図13を参照する。範囲25及び26内の円形のプロットは、位置測定センサ6による他車両22の走査点を示す。車両1と他車両22との間の車幅方向位置の差分Dwが大きい場合に、位置測定センサ6は図13に示すように他車両22の背面に加えて側面を走査することができるので、検出位置PAiの検出精度がより高くなる。
そこで、第3実施形態の走行軌跡推定装置30は、車両1と他車両22との間の車幅方向位置の差分Dwが大きい場合には許容閾値γを減少させることで走行軌跡の近似精度を向上する。
(Third embodiment)
Then, the traveling
Please refer to FIG. Circular plots within the
Therefore, the travel
第3実施形態の走行軌跡推定装置30の機能構成は、図7に示す機能構成と同様である。走行軌跡推定部35は、他車両22の検出位置PAnに基づいて、車両1と他車両22との間の車幅方向位置の差分Dwを取得する。
走行軌跡推定部35は、差分Dwが大きい場合の許容閾値γを、差分Dwが小さい場合の許容閾値γよりも小さく設定する。例えば、差分Dwの絶対値|Dw|が所定閾値D0より大きい場合には、絶対値|Dw|が所定閾値D未満の場合の許容閾値をβ5倍した値を許容閾値として設定する。β5は1より小さな係数であり、例えばβ5=0.9であってよい。また、所定閾値Dは例えば2.0mであってよい。
The functional configuration of the travel
The travel
(第3実施形態の効果)
走行軌跡推定部35は、車両1と他車両22との間の車幅方向位置の差分Dwが大きいほど許容閾値γを減少させる。
これにより、他車両22の検出位置PAiの検出精度がより高い場合には他車両22の走行軌跡の近似誤差Erの許容閾値γを小さくすることにより、走行軌跡の近似精度を向上することができる。
(Effect of the third embodiment)
The travel
As a result, when the detection accuracy of the detection position PA i of the
1…車両、2…車輪、3…車輪速センサ、4…ステアリングホイール、5…操舵角センサ、6…位置測定センサ、7…ヨーレートセンサ、10…コントローラ、11…運転支援システム、12…プロセッサ、13…記憶装置、22…他車両、30…走行軌跡推定装置、31…他車両認識部、32…評価部、33…移動量算出部、34…検出位置蓄積部、35…走行軌跡推定部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記センサにより検出された前記他車両の検出位置の時系列を記憶し、
前記車両と前記他車両との距離が長いほど大きな閾値を設定し、
前記検出位置の時系列における前記他車両の車幅方向位置の偏差が前記閾値以上の場合には前記検出位置の時系列を曲線近似で補間することにより前記他車両の走行軌跡を推定し、前記偏差が前記閾値未満の場合には前記検出位置の時系列を直線近似で補間することにより前記走行軌跡を推定する、
ことを特徴とする走行軌跡推定方法。 Detecting the position of another vehicle by a sensor mounted on the vehicle and detecting the position of an object around the vehicle;
Storing a time series of detection positions of the other vehicle detected by the sensor;
A larger threshold is set as the distance between the vehicle and the other vehicle is longer,
When the deviation in the vehicle width direction position of the other vehicle in the time series of the detected position is equal to or greater than the threshold, the travel locus of the other vehicle is estimated by interpolating the time series of the detected position by curve approximation, When the deviation is less than the threshold value, the travel locus is estimated by interpolating the time series of the detection positions by linear approximation,
A travel locus estimation method characterized by the above.
前記曲線近似による近似誤差を算出し、前記近似誤差が前記閾値未満となる前記曲線近似により前記走行軌跡を推定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の走行軌跡推定方法。 When interpolating the time series of the detection position by curve approximation, the curve radius of the curve approximation is sequentially reduced from a predetermined radius of curvature,
Calculating an approximation error by the curve approximation, and estimating the traveling locus by the curve approximation in which the approximation error is less than the threshold;
The traveling locus estimation method according to claim 1, wherein:
前記センサにより検出された他車両の検出位置の時系列を記憶する記憶装置と、
前記車両と前記他車両との距離が長いほど大きな閾値を設定し、前記検出位置の時系列における前記他車両の横位置の偏差が前記閾値以上の場合には前記検出位置の時系列を曲線近似で補間することにより前記他車両の走行軌跡を推定し、前記偏差が前記閾値未満の場合には前記検出位置の時系列を直線近似で補間することにより前記走行軌跡を推定する推定回路と、
を備えることを特徴とする走行軌跡推定装置。 A sensor mounted on a vehicle for detecting the position of an object around the vehicle;
A storage device for storing a time series of detection positions of other vehicles detected by the sensor;
A larger threshold is set as the distance between the vehicle and the other vehicle is longer, and when the deviation of the lateral position of the other vehicle in the time series of the detection position is greater than or equal to the threshold, the time series of the detection position is approximated by a curve. An estimation circuit for estimating the travel locus of the other vehicle by interpolating in a case where the travel locus of the other vehicle is estimated, and when the deviation is less than the threshold, the time series of the detection position is interpolated by linear approximation;
A travel trajectory estimation device comprising:
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