JP7007183B2 - 交通流制御装置、走行シナリオのデータ構造 - Google Patents
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Description
特許文献1には、模擬運転席に着座する運転者に対して模擬視界画像を表示するための表示手段と、前記運転者の運転操作に基づいて、該運転操作に応じて模擬走行路上を走行する仮想的な自車両の模擬走行路座標上における位置を表す第1の位置情報を順次更新する自車両情報更新手段と、前記順次更新される第1の位置情報に基づいて、模擬走行路上又はその近傍に存在する移動体の移動が自車両の移動に同期するように、模擬走行路座標上の移動体の位置を表す第2の位置情報を順次更新する移動体情報更新手段と、前記第1の位置情報が表す自車両の位置と前記第2の位置情報が表す移動体の位置とに基づいて、自車両の運転席からの視界を模擬した模擬視界画像を表す情報を順次生成し、前記模擬視界画像を前記表示手段に表示させる模擬視界生成手段と、を含む自動車模擬運転装置が開示されている。
以下、図1~図8を参照して、交通流制御装置である他車両制御装置の第1の実施の形態を説明する。
図1は、運転シミュレーションシステムSのハードウエア構成を示す図である。運転シミュレーションシステムSは、接続装置10と、シミュレーション装置20と、他車両制御装置30と、データベース装置40と、自動運転ECU90とを備える。本システムはシミュレーション装置20を中心として構成される。シミュレーション装置20は接続装置10および他車両制御装置30と信号線により接続され、接続装置10はシミュレーション装置20および自動運転ECU90と信号線により接続され、他車両制御装置30はシミュレーション装置20およびデータベース装置40と信号線により接続される。
図2は、運転シミュレーションシステムSの機能構成を示す図である。運転シミュレーションシステムSは、様々な状況における自動運転ECU90の挙動をシミュレーションにより確認するシステムである。以下では、自動運転ECU90が動作させる車両を「自車両」または「基準車両」と呼ぶ。そして運転シミュレーションシステムSにおける自車両以外の車両を「他車両」または「被制御車両」と呼ぶ。また運転シミュレーションシステムSを利用する者を「ユーザ」や「オペレータ」と呼ぶ。
図3は走行シナリオDB41の概念図である。走行シナリオDB41には複数の走行シナリオ42が格納される。それぞれの走行シナリオ42は、初期状態43と、複数の動作定義44とから構成される。初期状態43には、自車両および全ての他車両のシミュレーション開始時の情報が格納される。それぞれの動作定義44には、ある1台分の他車両の動作の規定が記述される。それぞれ具体例とともに説明する。
図4(a)は、初期状態43の一例を示す図である。初期状態43はたとえば図4(a)に示すように複数のレコードを有する表形式で表され、各レコードは、車両、初期位置、初期速度、および走行レーンのフィールドを有する。車両のフィールドには、該当するレコードが対象とする車両の識別情報が格納される。図4(a)に示す例では自車両は「EGO」と表され、他車両はD1~D3で表される。初期位置のフィールドには、シミュレーション開始時の各車両の位置が格納される。たとえば図4(a)に示す例では自車両EGOの初期位置は、シミュレーションにおいてあらかじめ定義された基準位置から100m離れた位置である。また図4(a)に示す例では「D1」~「D3」の初期位置は全て、自車両EGOの位置を基準とする相対位置で表されている。
図5(a)は、動作定義44の一例を示す図である。動作定義44はたとえば図5(a)に示すように複数のレコードを有する表形式で表され、各レコードは、状態、概要、目標速度、次状態、および遷移条件のフィールドを有する。またこれらのフィールドとは独立して、動作定義44が適用される対象の他車両の識別子が動作定義44の上部に記載される。状態のフィールドには、状態を示す識別子が格納される。図5(a)に示す例では状態の識別子は「S」と2桁の数字の連番で表されるが、識別子のフォーマットは任意である。
図6は目標設定部31の動作を表すフローチャートである。以下に説明するフローチャートの各ステップの実行主体は他車両制御装置30のCPU30Aである。ただし図6に示すフローチャートではある1つの他車両についてのみ記載している。実際には目標設定部31は複数の他車両について同様の処理を行う。
図7は操作量決定部32の動作を表すフローチャートである。以下に説明するフローチャートの各ステップの実行主体は他車両制御装置30のCPU30Aである。ただし図7に示すフローチャートではある1つの他車両についてのみ記載している。実際には操作量決定部32は複数の他車両について同様の処理を行う。図7において操作量を決定する対象としている他車両を、ここでは「制御対象他車両」と呼ぶ。操作量決定部32は目標設定部31から目標状態35が入力されるたびに図7に示す動作を行う。
他車両制御装置30の動作例として、他車両制御装置30が図4(a)に示した初期状態43および図5(a)に示した動作定義44を読み込んだ場合の他車両D1の状態遷移および目標速度が、基準車両の速度によりどのように変化するかを説明する。基準車両の操作量は自動運転ECU90から入力されるので、基準車両の速度は走行シナリオ42を変更することなく変化させることができる。
(1)交通流制御装置とも呼べる他車両制御装置30は、基準車両および他車両の走行状態25が入力される第4通信部30D(基準車両動作入力部)と、基準車両の走行状態を用いた複数の被制御車両の目標走行状態の定義が含まれる走行シナリオ42を読み込む第4通信部30D(シナリオ入力部)と、走行状態25および走行シナリオ42に基づき被制御車両の目標状態35を算出する目標設定部31とを備える。そのため走行シナリオ42を書き換えなくても、基準車両の走行状態、たとえば速度を変化させるだけで異なる状況のシミュレーションが可能となる。仮に自車両の速度を10とおりに変化させると、異なる10の状況でのシミュレーションが可能となる。すなわち他車両制御装置30を用いることで様々なバリエーションを有するシミュレーションの実現が容易になる。
第1の実施の形態では操作量決定部32は他車両制御装置30に備えられた。しかし操作量決定部32は、シミュレーション装置20に備えられてもよい。この場合に他車両制御装置30は、目標状態35をシミュレーション装置20に送信する。
中継部11は、シミュレーション装置20から入力される走行状態25をそのまま自動運転ECU90に送信する代わりに、自動運転ECU90が搭載される車両が備えるセンサの出力を模擬してもよい。たとえば中継部11は、シミュレーション装置20から入力される走行状態25に基づきレーザーレンジファインダやカメラに模擬した出力を生成して自動運転ECU90に出力してもよい。
基準車両および被制御車両の諸元がシミュレーション装置20に予め設定されていなくてもよい。その場合は走行シナリオ42にそれぞれの車両の諸元が含まれ、シミュレーション装置20はデータベース装置40から走行シナリオ42を受信する。そしてシミュレーション装置20は走行シナリオ42に含まれるそれぞれの車両の諸元を用いて自車両モデル21および他車両モデル22を動作させる。
接続装置10、シミュレーション装置20、他車両制御装置30、およびデータベース装置40は2つ以上の装置が一体に構成されてもよい。またシナリオ選択部30Eは、他車両制御装置30以外の装置に備えられてもよい。なお自車両モデル21と他車両モデル22は異なる装置で実行されてもよいし、複数の他車両モデル22がそれぞれ異なる装置で実行されてもよい。また目標設定部31と操作量決定部32とが異なる装置で実行されてもよい。
接続装置10と自動運転ECU90は同一箇所に設置される必要があるが、接続装置10、シミュレーション装置20、他車両制御装置30、およびデータベース装置40は、物理的に隔てられた場所に設置されてもよい。すなわちこれらの装置がそれぞれ異なる場所に設置され、長距離の通信、たとえばインターネットを経由して接続されてもよい。たとえば自動運転ECU90を開発するA社が、シミュレーションサービスを提供するB社から接続装置10を借り受けて自動運転ECU90とともにA社内に設置し、B社に設置されたシミュレーション装置20とインターネットを経由して通信してもよい。さらにB社に対して走行シナリオ41を提供するC社が存在し、C社内に設置されたデータベース装置40からB社内に設置された他車両制御装置30にインターネットを経由して接続してもよい。
走行シナリオ42を構成する初期状態43には、自車両および他車両の初期状態が含まれた。しかし初期状態43は他車両の初期状態が含まれればよく、自車両の初期状態は含まれなくてもよい。この場合は自車両の初期状態はシミュレーション装置20に別途提供される。
上述した第1の実施の形態では、走行シナリオ42の初期状態43および動作定義44には、基準車両の動作状態を基準とする相対的な記載がされた。しかし相対的な記載の基準は基準車両に限定されない。すなわちある他車両の初期状態や目標状態を別の他車両を基準として記載してもよい。
(7)走行シナリオ42には、ある被制御車両の走行状態を用いた別のある被制御車両の目標走行状態の定義が含まれる。他車両制御装置30は被制御車両の走行状態が入力される第4通信部30D(被制御車両動作入力部)を備える。目標設定部31は、ある被制御車両の走行状態を用いて別のある被制御車両の目標走行状態を算出する。そのため他車両制御装置30は被制御車両同士の相対関係が記載された走行シナリオ42を用いて被制御車両の目標状態を設定できる。
データベース装置40は、CPU40A、ROM40B、およびRAM40Cを備えなくてもよく、記憶部40Fおよび他車両制御装置30との通信インタフェースを備えればよい。この場合に他車両制御装置30は、走行シナリオDB41を検索してオペレータがシナリオ選択部30Eから選択した走行シナリオ42を読み取る。
接続装置10は表示部を備え、シミュレーション装置20から入力される走行状態25を表示してもよい。また他車両制御装置30は、接続装置10に備えられる表示部に、それぞれの他車両の動作定義44および現在の状態を表示させてもよい。
目標設定部31は具体的な目標量を算出して操作量決定部32に出力してもよい。たとえば第1の実施の形態では、目標状態35が「基準車両との速度差ゼロ」と設定される場合があった。しかし目標設定部31が走行状態25に含まれる基準車両の速度を参照し、具体的にたとえば基準車両の速度が時速55kmの場合は目標状態35を「目標速度:時速55km」としてもよい。
上述した第1の実施の形態では動作定義44は他車両の目標状態は基準車両の速度との相対関係で規定された。しかし他車両の目標状態を規定する基準車両の物理量は速度に限定されない。たとえば、加速度、ヨーレイト、または位置を用いてもよい。たとえば他車両の目標状態を基準車両のヨーレイトとの相対関係で規定すると、基準車両が車線変更を行った際に、その他車両も同様に車線変更を行うことになる。
図11~図12を参照して、交通流制御装置である他車両制御装置の第2の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、他車両制御装置30がシナリオに影響を与える入力部を備える点で、第1の実施の形態と異なる。また走行シナリオ42の動作定義44も第1の実施の形態と異なる。
(9)走行シナリオ42は、ユーザ、すなわちオペレータによる任意のタイミングでの入力が可能なシナリオイベント発生部30Gと接続される装置において実行される複数の車両の動作のシミュレーションに用いられる。走行シナリオ42の動作定義44に含まれる遷移条件には、シナリオイベント発生部30Gへの入力が含まれる。そのためオペレータによるシナリオイベント発生部30Gの操作タイミングを異ならせることで、走行シナリオ42を書き換えることなく様々なバリエーションを有するシミュレーションの実現が容易である。
11…中継部
20…シミュレーション装置
21…自車両モデル
22…他車両モデル
25…走行状態
30…他車両制御装置
30G…シナリオイベント発生部
31…目標設定部
32…操作量決定部
35…目標状態
36…他車両操作量
40…データベース装置
40F…記憶部
41…走行シナリオデータベース
42…走行シナリオ
43…初期状態
44…動作定義
46…シナリオ選択部
91…自動運転部
96…自車両操作量
Claims (1)
- 基準車両の走行状態が入力される基準車両動作入力部と、
前記基準車両の前記走行状態を用いた複数の被制御車両の目標走行状態の定義が含まれる走行シナリオを読み込むシナリオ入力部と、
前記走行状態および前記走行シナリオに基づき前記被制御車両の前記目標走行状態を算出する目標設定部とを備え、
前記走行シナリオには、第1の前記被制御車両の走行状態を用いた第2の前記被制御車両の目標走行状態の定義が含まれ、
前記被制御車両の走行状態が入力される被制御車両動作入力部をさらに備え、
前記目標設定部は、第1の前記被制御車両の走行状態を用いて第2の前記被制御車両の目標走行状態を算出する交通流制御装置。
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