JP2022537798A - 車両制御指令が将来の車両安全マニューバを除外するかどうかを判断するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Ωk=Pre(Ωk-1,W,Δ)∩Xを計算し、
次いで、Ωkの最小表現を求めることになる。
x(k+1)=A(k)x(k)+B(k)u(k)+D(k)w(k)
y(k)=C(k)x(k)+E(k)w(k)
z(k)=F(k)w(k)
上式において、Aは、車両ダイナミクスをモデル化し、Bは、車両状態xへの制御指令uの影響をモデル化し、Dは、外乱wの車両状態xへの影響をモデル化し、yは、Cを介する車両状態xの測定値(measurement)を示し、Eは、Eを介する測定値yへの外乱wの影響をモデル化している。変数zは、任意選択的であり、Fを介する外乱測定値を示す。
1つ又は複数の安全集合S1,S2,…Skを取得するステップS1であって、各安全集合は、車両状態の範囲を表し、この範囲から将来SAM23が成功の見込みを伴って初期化され得る、ステップS1と、
現在の車両状態Xk|k及び制御指令Ukを取得するステップS2と、
現在の車両状態Xk|k及び制御指令Ukに基づいて将来の車両状態Xk+1|kを予測するステップS3と、
予測された将来の車両状態Xk+1|kを1つ又は複数の安全集合S1,S2,…Skと比較し、予測された将来の車両状態Xk+1|kが1つ又は複数の安全集合S1,S2,…Skのいずれにも含まれていない場合、制御指令ukが将来SAM23を除外することを決定するステップS4と、
を含んでいる。
車両制御指令ukを生成するように構成された基準運転システムユニット1410又はユニットAと、
1つ又は複数のSAMを生成するように構成された状況回避マニューバSAM23生成ユニット1420又はユニットBと、
車両制御指令ukが車両1による将来の状況回避マニューバSAM23を除外するかどうかを決定するように構成された安全集合検証及び選択ユニット1440又はユニットDと、を備えている。このユニットDは、図1~11に関連して前述した原理に従って作動する。
-基準運転システム(及び任意選択的に中間運転システム)は、制御信号を安全集合検証及び選択部に送信する。
-SAM生成ユニットは、交通状態を監視し、予め決められた前後加速度プロファイルに対応する有効安全停止及びオフラインで計算された安全集合を安全集合検証及び選択部に送信する。
-安全集合検証及び選択部は、車両ダイナミクスのモデルと基準運転システムから得られた制御信号とを用いて状態ベクトルのロバスト一段階前方予測を行う。その予測が、安全集合検証及び選択部がSAM生成ユニットから得た有効安全停止に対応する安全集合のいずれかに含まれている場合、基準運転システムから得られた制御信号が動作制御部1450に送信される。その予測がどの安全集合にも含まれていない場合、同様の予測が中間運転システムから得られた制御信号を用いて行われる。その予測が安全集合のいずれにも含まれていない場合、ユニットCから得られた制御信号が動作制御部に送信される。その予測がどの安全集合にも含まれていない場合、(最後の決定点においてユニットB,Dによって安全であると検証された)SAMが開始される。更に、ユニットBが有効安全停止を提示できない場合、(最後の決定点において安全であると検証された)SAMが開始される。
Todoran et al., “Just-in-Time Emergency Trajectories: A Formulation Towards Safety in Autonomous Navigation”, 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 1 October 2018, p. 3422-3429,は、ロボットナビゲーションに関するものである。制約の下で軌道が生成され、安全位置に向かって車両がいつでも予定された軌道から逸脱することが許容される。
米国特許出願公開第2017/0158205は、いつADAS又はAD機能を作動させ、いつそのような機能を作動停止すべきかを決定するための方法に関する。この方法は、安全運転状態を判定するステップと、それが現在の運転状態から得られるかを検証するステップとを有する。
Claims (26)
- 現在の車両状態(xk|k)に関連する車両(1)を制御するための車両制御指令(Uk)が前記車両(1)による将来状況回避マニューバSAM(23)を除外するかどうかを決定するための方法であって、
1つ又は複数の安全集合(S1,S2,…Sk)を取得するステップ(S1)であって、各安全集合は、将来SAM(23)が成功の見込みを伴って初期化され得る車両状態の範囲を表すステップ(S1)と、
前記現在の車両状態(xk|k)及び前記制御指令(uk)を取得するステップ(S2)と、
前記現在の車両状態(xk|k)及び前記制御指令(uk)に基づいて将来の車両状態(xk+1|k)を予測するステップ(S3)と、
前記予測された将来の車両状態(xk+1|k)を前記1つ又は複数の安全集合(S1,S2,…Sk)と比較し、前記予測された将来の車両状態(xk+1|k)が前記1つ又は複数の安全集合(S1,S2,…Sk)のいずれにも含まれていない場合は、前記制御指令(uk)が前記将来SAM(23)を除外することを決定するステップ(S4)と
を含む、方法。 - 前記将来SAM(23)は、所定数Nの離散時間更新期間(ts)内に初期化されるSAMである、請求項1に記載の方法。
- SAM(23)は、予め決められた前後加速度プロファイル(510)及び関連する横方向制御則によって少なくとも部分的に規定される、請求項1または2に記載の方法。
- SAM(23)は、前記SAMによって到達される車両状態の目標範囲(X)によって少なくとも部分的に決められる、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- SAM(23)は、前記車両状態の目標範囲(X)に到達するための対応する制御則によって補償することができない少なくとも1つの外乱連鎖が存在する場合、除外される、請求項1に記載の方法。
- 前記1つ又は複数の安全集合(S1,S2,…Sk)は、それぞれ、N段階ロバスト制御可能な集合に再帰的に変更される一段階ロバスト制御可能な集合に基づいて決定される、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1つ又は複数の安全集合(S1,S2,…Sk)は、線形差分包含モデルに基づいて決定される、請求項6に記載の方法。
- 前記1つ又は複数の安全集合(S1,S2,…Sk)は、前記安全集合をオフラインで生成するように構成された処理装置(14)から少なくとも部分的に得られる、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1つ又は複数のオフラインで生成される安全集合は、予め決められた加速度プロファイル(510)及び最大マニューバ軌道曲率に基づいて生成される基準安全集合である、請求項8に記載の方法。
- 現在の運転シナリオに関連する最大軌道曲率値に基づいて、前記1つ又は複数の安全集合(S1,S2,…,Sk)を調整し、それぞれ調整された安全集合(S’1,S’2,…,S’k)を生成するステップ(S11)を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記予測は、前記車両(1)に関連する車両ダイナミクスのモデルに基づいて前記将来の車両状態(xk+1|k)を予測するステップ(S31)を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記車両ダイナミクスのモデルは、所定のSAM(23)に対する前記車両(1)の前記予め決められた加速度プロファイル(510)によって少なくとも部分的に決定される、請求項11に記載の方法。
- 前記車両ダイナミクスのモデルは、線形単一軌道モデルとして少なくとも部分的に決定され、非モデル化車両ダイナミクスに対して加法性雑音が考慮される、請求項11または12に記載の方法。
- 前記予測は、有界外乱モデルに基づいて前記将来の車両状態(xk+1|k)を予測するステップ(S32)を含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記予測は、前記将来の車両状態(xk+1|k)に関連する不確実性を予測するステップ(S33)を含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記予測は、前記将来の車両状態(xk+1|k)に関連する運転可能領域を予測するステップ(S34)を含む、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記制御指令(uk)が前記将来SAM(23)を除外する場合、中間運転システム制御指令(u’k)によって前記制御指令(uk)を調整するステップ(S5)を含む、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記制御指令(uk)が前記将来SAM(23)を除外する場合、SAM(23)を起動させるステップ(S6)を含む、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記SAMは、安全停止マニューバである、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。
- コンピュータプログラム(1320)であって、
前記プログラムが制御ユニット(1200)のコンピュータ又は処理回路(1310)上で作動するときに、請求項1から19のいずれかの前記ステップを行うためのプログラムコード手段を備える、コンピュータプログラム(1320)。 - コンピュータプログラム(1320)を搭載するコンピュータ読み取り可能な媒体(1310)であって、
前記プログラムプロダクトが制御ユニット(1200)のコンピュータ又は処理回路(1310)上で作動するときに、請求項1から19のいずれかの前記ステップを行うためのプログラムコード手段を備える、コンピュータ読み取り可能な媒体(1310)。 - 現在の車両状態(xk|k)に関連して車両(1)を制御するための車両制御指令(uk)が前記車両(1)による将来の状況回避マニューバSAM(23)を除外するかどうかを決定するための制御ユニット(1300)であって、
請求項1から19のいずれかに記載の前記方法の前記ステップを行うように構成されている、制御ユニット(1300)。 - 請求項22に記載の制御ユニット(1300)を備える車両(1)。
- 車両(1)を制御するためのシステム(1400)であって、
車両制御指令(uk)を生成するように構成された基準運転システムユニット(1410)と、
1つ又は複数の状況回避マニューバSAMを生成するように構成されたSAM(23)生成ユニット(1420)と、
前記車両制御指令(uk)が前記車両(1)による将来の状況回避マニューバSAM(23)を除外するかどうかを決定するように構成された安全集合検証及び選択ユニット(1440)とを備え、
前記システム(1400)は、請求項1から19のいずれかに記載の前記方法の前記ステップを行うように構成されている、システム(1400)。 - 前記制御指令(uk)が前記将来SAM(23)を除外する場合に前記車両(1)が前記将来SAM(23)を開始することができるように、前記車両(1)を制御する制御指令(u’k)を生成するように構成された中間運転システムユニット(1430)を備える、請求項23に記載のシステム(1400)。
- 1つ又は複数の安全集合(S1,S2,…Sk)を生成するための処理装置(14)であって、各安全集合は、車両(1)に関連し、前記車両(1)による将来の状況回避マニューバSAM(23)が初期化され得る車両状態の範囲を表し、
前記外部計算装置(14)は、
前記1つ又は複数の安全集合(S1,S2,…Sk)を生成するように構成された処理回路と、
前記1つ又は複数の生成された安全集合(S1,S2…Sk)を記憶するように構成された記憶手段と、
前記1つ又は複数の安全集合(S1,S2,…Sk)の少なくとも1つを前記車両(1)に伝達するためのインターフェイス(15)と
を備えることを特徴とする、処理装置(14)。
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