JP7019503B2 - 電子制御装置、演算方法 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様による演算方法は、複数のセンサの出力を用いて測定対象の位置を含む状態量を取得する、または前記複数のセンサの出力を用いて前記測定対象の前記状態量を算出するセンサ情報取得部、および位置に関する分類の条件である位置判定情報を記憶する記憶部を備える電子制御装置が実行する演算方法において、前記測定対象を前記位置判定情報を用いて分類を行うことと、前記分類により同一に分類される前記測定対象であって、異なる前記センサが測定した複数の前記測定対象の一致を前記状態量を参照して判断し、一致すると判断した前記複数の測定対象の位置について融合を行うこととを含み、前記測定対象とは、前記複数のセンサのそれぞれが測定可能な対象であり、前記記憶部には、前記分類の条件により分類されるそれぞれの領域について、前記複数のセンサのうち少なくとも2つのセンサとの関連付けであるセンサ領域関連付け情報がさらに格納され、前記融合では、前記分類により同一の領域に分類される前記測定対象であって、前記センサ領域関連付け情報により前記同一の領域に関連付けられた異なる前記センサが測定した複数の前記測定対象の一致を前記状態量を参照して判断し、一致すると判断した前記複数の測定対象の位置について融合を行い、前記複数のセンサのそれぞれの性能の低下を推定するための性能推定情報を取得することと、前記性能推定情報を用いて性能が低下したセンサに関連付けられる領域が狭くなるように前記位置判定情報を変更することとをさらに含む。
以下、図1~図8を参照して、本発明に係る電子制御装置の第1の実施の形態を説明する。
図1は車両Cの構成図である。車両Cは、センサ群1と、電子制御装置3と、アクチュエータ群4とを備える。電子制御装置3には、センサ群1およびアクチュエータ群4が接続される。
図3は、領域判定テーブル3211の一例を示す図である。領域判定テーブル3211には、測定対象の位置に関する条件と領域番号の対応が格納される。位置に関する条件は、たとえば条件式により表され、図3に示す例では条件式を車両Cを基準とする極座標系にて記載している。すなわち、車両Cに設けられた基準点からの距離Rと、車両Cの正面方向をゼロ度として右側を正とする測定対象の角度θの条件が記載される。図3の右側に示す領域番号は、図2(b)に示した領域番号Z1~Z3である。すなわち領域判定テーブル3211は、図2(b)に示した第1領域Z1、第2領域Z2、および第3領域Z3の領域を条件式で表現したものである。
図4は、処理前テーブル3212の一例を示す図である。処理前テーブル3212には、入出力部33がセンサ群1から取得した情報、および位置判定部311が作成した情報が格納される。処理前テーブル3212には、フュージョン部312が処理を行う前の測定対象の状態量が格納される。処理前テーブル3212は複数のレコードから構成され、各レコードは、ID、取得センサ、位置、速度、および領域のフィールドを有する。IDのフィールドには、測定対象を識別するための便宜的な識別子が格納される。この識別子はたとえば処理前であることを示す「B」と、取得した順番を示す連番の数字との組み合わせである。
図5は、処理後テーブル3213の一例を示す図である。処理後テーブル3213には、第1フュージョン部312A、第2フュージョン部312B、および第3フュージョン部312Cが算出した融合された測定対象の状態量が格納される。処理後テーブル3213は複数のレコードから構成され、各レコードは、新ID、元ID、位置、および速度のフィールドを有する。新IDのフィールドには、融合された測定対象を識別するための便宜的な識別子が格納される。この識別子はたとえば処理後であることを示す「A」と、算出した順番を示す連番の数字との組み合わせである。
図6は、第1領域テーブル3221Aの一例を示す図である。第1領域テーブル3221Aには主に、センサ群1が取得した第1領域Z1に存在する測定対象の状態量が格納される。第1領域テーブル3221Aは複数のレコードから構成され、それぞれのレコードはID、取得センサ、位置、速度、およびマッチングのフィールドを有する。ID、取得センサ、位置、および速度のフィールドには、処理前テーブル3212と同様の情報が格納される。マッチングのフィールドには、第1フュージョン部312Aが後述する処理で用いる内部変数が格納される。マッチングのフィールドの初期値は「未」である。第1領域テーブル3221Aは、第1フュージョン部312Aが処理前テーブル3212から領域が「Z1」であるレコードを抜き出すことにより作成される。なお図6に示す例では領域のフィールドを削除しているが、領域のフィールドを残したままでもよい。
図7は処理部31が実行する処理を表すフローチャートである。処理部31は、図7に示す処理を所定の処理周期ごとに、たとえば100msごとに実行する。処理部31はまず、入出力部33がセンサ群1から測定対象の状態量を取得し、処理前テーブル3212を作成する(S101)。なおS101の時点では、処理前テーブル3212の領域フィールドは空白である。次に処理部31の位置判定部311が、S101において取得した状態量のそれぞれを処理対象として領域を決定する(S102)。すなわち位置判定部311は、処理前テーブル3212の位置のフィールドと領域判定テーブル3211を参照して各レコードの領域を決定し、各レコードの領域フィールドに決定した領域の名称を格納する。
図8は第1フュージョン部312Aが実行するフュージョン処理、すなわち図7のS103の詳細を示すフローチャートである。はじめに処理部31は、処理前テーブル3212を参照し、第1領域Z1に属する測定対象を抽出して第1領域テーブル3221Aを作成する(S210)。なお前述のとおり、作成した時点では第1領域テーブル3221Aにおける全ての測定対象のマッチング欄は「未」である。
(1)センサ群1に含まれる複数のセンサの出力を用いて測定対象の位置を含む状態量を取得する入出力部33と、位置に関する分類の条件である領域判定テーブル3211を記憶する記憶部32と、測定対象を分類条件を用いて分類する位置判定部311と、位置判定部311により同一に分類される測定対象であって、異なるセンサが測定した複数の測定対象の一致を状態量を参照して判断し、一致すると判断した複数の測定対象の位置を融合させるフュージョン部312とを備える。測定対象とは、複数のセンサのそれぞれが測定可能な対象である。
第1の実施の形態におけるセンサ群1を構成するセンサの種類や数、各センサのデータ取得領域、および定義した領域は例示であり、第1の実施の形態と異なっていてもよい。センサ群1には少なくとも2つのセンサが含まれればよい。各センサのデータ取得領域は、少なくとも1カ所で重複していればよい。領域の定義は、各センサのデータ取得領域、とくに他のセンサとのデータ取得領域の重複数に基づき決定されればよい。また領域判定テーブル3211は、表形式以外で表現されてもよいし、数式により位置の条件が記載されてもよい。さらに領域判定テーブル3211では位置を直交座標系の座標で表してもよい。
センサ群1に含まれるそれぞれのセンサは、センサの出力をそのまま電子制御装置3に出力してもよい。その場合は電子制御装置3は、それぞれのセンサを用いて測定対象の状態量を算出する状態量算出部をさらに備える。状態量算出部は、処理部31により実現されてもよいし、ハードウエア回路により実現されてもよい。
電子制御装置3はマウスやキーボードなどの入力装置と接続され、入出力部33を介して入力装置に入力されたオペレータの入力を記憶部32に格納された情報の書き換えに使用してもよい。
電子制御装置3の外部でフュージョン処理が行われ、その演算結果が電子制御装置3に入力される場合は、電子制御装置3はそのフュージョン処理を省略してもよい。たとえば左カメラLCと右カメラRCとが出力する画像を用いて視差画像が作成され、その視差画像が電子制御装置3に入力される。この場合に視差画像は左カメラLCおよび右カメラRCのいずれかが作成してもよいし、その他の装置が作成してもよい。
図9~図12を参照して、本発明に係る電子制御装置の第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、領域判定テーブルに複数のパタンが記載されセンサの性能低下により使用されるパタンが変更される点で、第1の実施の形態と異なる。また本実施の形態では、それぞれの領域にセンサが関連付けられ、それぞれの領域は重複してもよい。
図9は、第2の実施の形態における車両Cの構成を示す図である。本実施の形態では車両Cは、第1の実施の形態における構成を全て備え、周囲の明るさを測定する照度センサ21と、車両Cのワイパーの動作を監視するワイパーセンサ22とをさらに備える。ただし以下では、照度センサ21とワイパーセンサ22とをあわせて、環境モニタ2とも呼ぶ。電子制御装置3は、環境モニタ2の測定値を入出力部33を用いて取得する。また本実施の形態では共通記憶部321に、パタン判定テーブル3214およびセンサ領域関連付け情報3217がさらに格納され、領域判定テーブル3211の代わりに領域判定テーブル3211Aが格納される。処理部31はその機能として、領域変更部314をさらに有する。
図10は、パタン判定テーブル3214の一例を示す図である。パタン判定テーブル3214には、条件と領域パタンの組み合わせが記載される。条件のフィールドには、センサの性能に関する条件が記載され、領域パタンのフィールドには対応する領域パタンの名称が記載される。たとえば図10の最初のレコードは、照度センサ21から取得する照度Eが所定の閾値Eaよりも小さい場合に、領域パタンを「パタンB」とすることが記載されている。次のレコードには、ワイパーセンサ22の出力からワイパーのスイッチがONと判断される場合に、領域パタンを「パタンC」とすることが記載されている。
|R(t1)-{R(t0)+V(t0)(t1-t0)}|>ΔR・・・(1)
図11は、第2の実施の形態における領域判定テーブル3211Aの一例を示す図である。領域判定テーブル3211Aには、位置条件について複数のパタンが記録される。たとえば図11に示す例では、領域判定テーブル3211AにはパタンAとパタンBの2つの位置条件が明示されており、他のパタンの具体的な値が省略されている。領域判定テーブル3211Aには、パタン判定テーブル3214に記載される全てのパタンの座標条件が含まれる。
図12は、センサ領域関連付け情報3217の一例を示す図である。図12に示す例では、第1領域Z1には左カメラLCと左レーダLRが関連付けられ、第2A領域Z2A~第2F領域Z2Fには左カメラLC、右カメラRC、左レーダLR、右レーダRRの4つから選択されたいずれか2つのセンサが関連付けられ、第3領域Z3には右カメラRCと右レーダRRが関連付けられることが示されている。
図13は第2の実施の形態において処理部31が実行する処理を表すフローチャートである。第1の実施の形態における図7に示す処理との違いは、S101とS102との間にS101AおよびS101Bが追加されている点、およびS102がS102Aに変更されている点である。以下では第1の実施の形態との相違点を説明する。
第2の実施の形態におけるフュージョン部312の動作は、センサ領域関連付け情報3217も考慮して処理対象を決定する点で第1の実施の形態と異なる。たとえば第1フュージョン部312Aは、処理対象の位置が第1領域Z1であり、かつその処理対象を取得したセンサがセンサ領域関連付け情報3217において第1領域と関連付けられているセンサである測定対象を処理対象とする。第2の実施の形態における第1フュージョン部312Aの動作をフローチャートで表すと、第1の実施の形態における図8のS210を以下のように変更すればよい。
(2)領域判定テーブル3211Aにより分類されるそれぞれの領域は、複数のセンサのうち少なくとも2つのセンサと関連付けられる。フュージョン部312は、位置判定部311により同一の領域に分類される測定対象であって、同一の領域に関連付けられた異なるセンサが測定した複数の測定対象の一致を状態量を参照して判断し、一致すると判断した複数の測定対象の位置を融合させる。電子制御装置3は、複数のセンサのそれぞれの性能の低下を推定するための性能推定情報を取得する入出力部33と、性能推定情報を用いて性能が低下したセンサに関連付けられる領域が狭くなるように領域判定テーブル3211Aの参考すべき領域を変更する領域変更部314とを備える。
環境モニタ2はセンサ群1で代用してもよい。すなわちパタン判定テーブル3214に記載される条件がセンサ群1の出力を用いて判断可能であれば、電子制御装置3は環境モニタ2を備えなくてもよい。さらに電子制御装置3は、処理部31を構成するCPUなどが時計やカレンダーの機能を有する場合は、パタン判定テーブル3214の判断に処理部31の出力を用いてもよい。
上述した第2の実施の形態では、領域判定テーブル3211Aに複数のパタンが予め登録された。しかし電子制御装置3は、領域判定テーブル3211Aを備えずそれぞれの領域を演算により決定してもよい。たとえば処理部31が、センサ群1に含まれるそれぞれのセンサの観測量に含まれる誤差を推定するカルマンフィルタをさらに備え、領域変更部314はカルマンフィルタが推定する誤差の大きさに基づいてそれぞれの領域を決定してもよい。この場合も第2の実施の形態と同様の考えに基づき、推定される誤差が大きいセンサに関連付けられる領域が狭くなり、推定される誤差が小さいセンサに関連付けられる領域が広くなるようにする。すなわち本変形例では、誤差の大きさに応じて領域の広さを柔軟に変更することができる。
第2の実施の形態では、センサ領域関連付け情報3217によりセンサと領域が関連付けられた。しかしセンサとそれぞれのフュージョン部312とを関連付けてもよい。この場合には、フュージョン部312はたとえば第1~第8の8つのフュージョン部から構成され、それぞれが異なる領域と関連付けられる。
図14~図17を参照して、本発明に係る電子制御装置の第3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、融合した測定対象の将来の位置を推定し、フュージョン処理では推定した将来の位置も対象とする点で、第1の実施の形態と異なる。
図14は、第3の実施の形態における車両Cの構成を示す図である。本実施の形態では電子制御装置3は、第1の実施の形態の構成に加えて、処理部31に将来位置推定部315をさらに備える。また記憶部32には将来領域判定テーブル3215と、将来テーブル3216とがさらに格納される。
R(t2)=R(t1)+V(t1)(t2-t1)・・・(2)
図15は将来領域判定テーブル3215の一例を示す図である。将来領域判定テーブル3215には、融合された測定対象の将来の位置、すなわち将来位置推定部315が推定する位置に関する条件と領域番号の対応が格納される。将来領域判定テーブル3215の構成は領域判定テーブル3211と同様である。将来領域判定テーブル3215に含まれる領域番号は領域判定テーブル3211と同様であり、位置条件は領域判定テーブル3211と同一でもよいし異なっていてもよい。
図16は将来テーブル3216の一例を示す図である。将来テーブル3216には、融合された測定対象の将来の状態量、および融合された測定対象の将来の位置の分類が格納される。将来テーブル3216は将来位置推定部315によって書き込まれる。
図17は第3の実施の形態における処理部31の処理を表すフローチャートである。第1の実施の形態における図7に示す処理との違いは、S102の次にS102Bが追加され、S106の次にS107およびS108が追加されている点である。以下では第1の実施の形態との相違点を説明する。
(4)記憶部32には、測定対象の将来の位置である将来位置に関する分類の条件である将来領域判定テーブル3215と、将来領域判定テーブル3215により将来領域が分類された将来位置を含む将来テーブル3216とが格納される。処理部31は、測定対象の将来位置を推定し、将来領域判定テーブル3215を用いて将来位置を分類する将来位置推定部315を備える。フュージョン部312は、測定対象の一致の判断において将来位置推定部315により同一に分類される測定対象も判断の対象に含め、一致すると判断した複数の測定対象の位置および将来位置を融合させる。
将来位置推定部315は推定した将来位置を将来テーブル3216に書き込む代わりに、第1領域テーブル3221A、第2領域テーブル3221B、および第3領域テーブル3221Cのいずれかに書き込んでもよい。すなわち将来位置推定部315は、算出した将来位置が分類される領域に応じて第1領域テーブル3221A、第2領域テーブル3221B、および第3領域テーブル3221Cのいずれかに将来位置を書き込む。この場合は、図17のS102Bを削除できる。
上述した第3の実施の形態では、状態量の推定対象は融合された測定対象のみであった。しかし将来位置推定部315は、融合されていない測定対象のみを状態量の推定対象としてもよいし、融合された測定対象および融合されていない測定対象の両方を状態量の推定対象としてもよい。
(6)位置判定部311および将来位置推定部315は、領域判断テーブル3211Aおよび将来テーブル3216を参照して決定した分類結果ごとに、専用記憶部322のそれぞれの関連付けられた領域に保存する。そのため将来テーブル3216から専用記憶部322に状態量を転記する必要がなく、処理を簡便にできる。
2…環境モニタ
3…電子制御装置
4…アクチュエータ群
31…処理部
32…記憶部
33…入出力部
311…位置判定部
312…フュージョン部
313…車両制御処理部
314…領域変更部
315…将来位置推定部
321…共通記憶部
322…専用記憶部
3211…領域判定テーブル
3212…処理前テーブル
3213…処理後テーブル
3214…パタン判定テーブル
3215…将来領域判定テーブル
3216…将来テーブル
3221A…第1領域テーブル
3221B…第2領域テーブル
3221C…第3領域テーブル
C…車両
Claims (4)
- 複数のセンサの出力を用いて測定対象の位置を含む状態量を取得する、または前記複数のセンサの出力を用いて前記測定対象の前記状態量を算出するセンサ情報取得部と、
位置に関する分類の条件である位置判定情報を記憶する記憶部と、
前記測定対象を前記位置判定情報を用いて分類する位置判定部と、
前記位置判定部により同一に分類される前記測定対象であって、異なる前記センサが測定した複数の前記測定対象の一致を前記状態量を参照して判断し、一致すると判断した前記複数の測定対象の位置を融合させるフュージョン部とを備え、
前記測定対象とは、前記複数のセンサのそれぞれが測定可能な対象であり、
位置判定情報により分類されるそれぞれの領域は、前記複数のセンサのうち少なくとも2つのセンサと関連付けられ、
前記フュージョン部は、前記位置判定部により同一の領域に分類される前記測定対象であって、前記同一の領域に関連付けられた異なる前記センサが測定した複数の前記測定対象の一致を前記状態量を参照して判断し、一致すると判断した前記複数の測定対象の位置を融合させ、
前記複数のセンサのそれぞれの性能の低下を推定するための性能推定情報を取得する性能推定情報取得部と、
前記性能推定情報を用いて性能が低下したセンサに関連付けられる領域が狭くなるように前記位置判定情報を変更する領域変更部とを備える電子制御装置。 - 請求項1に記載の電子制御装置において、
前記記憶部には、複数の前記分類の条件、および前記複数のセンサの性能の低下と前記分類の条件の対応を定めるパタン判定情報がさらに格納され、
前記領域変更部は、前記性能推定情報を用いて前記パタン判定情報に含まれるいずれの前記分類の条件を用いるかを決定する電子制御装置。 - 複数のセンサの出力を用いて測定対象の位置を含む状態量を取得する、または前記複数のセンサの出力を用いて前記測定対象の前記状態量を算出するセンサ情報取得部、および位置に関する分類の条件である位置判定情報を記憶する記憶部を備える電子制御装置が実行する演算方法において、
前記測定対象を前記位置判定情報を用いて分類を行うことと、
前記分類により同一に分類される前記測定対象であって、異なる前記センサが測定した複数の前記測定対象の一致を前記状態量を参照して判断し、一致すると判断した前記複数の測定対象の位置について融合を行うこととを含み、
前記測定対象とは、前記複数のセンサのそれぞれが測定可能な対象であり、
前記記憶部には、前記分類の条件により分類されるそれぞれの領域について、前記複数のセンサのうち少なくとも2つのセンサとの関連付けであるセンサ領域関連付け情報がさらに格納され、
前記融合では、前記分類により同一の領域に分類される前記測定対象であって、前記センサ領域関連付け情報により前記同一の領域に関連付けられた異なる前記センサが測定した複数の前記測定対象の一致を前記状態量を参照して判断し、一致すると判断した前記複数の測定対象の位置について融合を行い、
前記複数のセンサのそれぞれの性能の低下を推定するための性能推定情報を取得することと、
前記性能推定情報を用いて性能が低下したセンサに関連付けられる領域が狭くなるように前記位置判定情報を変更することとをさらに含む演算方法。 - 請求項3に記載の演算方法において、
前記記憶部には、複数の前記分類の条件、および前記複数のセンサの性能の低下と前記分類の条件の対応を定めるパタン判定情報がさらに格納され、
前記性能推定情報を用いて前記パタン判定情報に含まれるいずれの前記分類の条件を新たな前記位置判定情報とするかを決定することをさらに含む演算方法。
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