JPH10268749A - Method for simulating autonomous traveling body - Google Patents

Method for simulating autonomous traveling body

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JPH10268749A
JPH10268749A JP7824197A JP7824197A JPH10268749A JP H10268749 A JPH10268749 A JP H10268749A JP 7824197 A JP7824197 A JP 7824197A JP 7824197 A JP7824197 A JP 7824197A JP H10268749 A JPH10268749 A JP H10268749A
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JP
Japan
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simulated
computer
autonomous vehicle
traveling body
environment
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Application number
JP7824197A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Adachi
立 忠 司 足
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease time and cost for developing an algorithm for an automatic control of an autonomous traveling body. SOLUTION: Relating to a simulation method for autonomlus traveling body R traveling autonomously while sensing the environment, simulated geographical features and a simulated traveling body M are made by computer graphics 12; the environment is recognized by an on-vehicle computer 5 of the autonomous traveling body R with respect 60 the simulated geographical features; the simulated traveling body M is made to travel based on the result; and thus, it is made possible to evaluate performances of the computer 5, an actual machine to be installed, in computer graphics 12 and decrease time and cost for development of an algorithm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、地球外の天体で環
境をセンシングしながら自律走行を行う探査用ロボット
等の自律走行体において、自動制御のアルゴリズム開発
に用いられるシミュレーション方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a simulation method used for developing an automatic control algorithm in an autonomous vehicle such as an exploration robot that performs autonomous traveling while sensing the environment with an extraterrestrial celestial body.

【0002】[0002]

【従来の技術】地球外の天体に投入される探査用ロボッ
トは、地球からの指令信号で走行させようとするとその
信号が到達するまでに一定の時間を要するため、円滑な
運用がきわめて困難である。そこで、自らセンサにより
環境をセンシングし、障害物を避けながら自律走行する
機能をもたせる必要がある。
2. Description of the Related Art An exploration robot put into an extraterrestrial celestial object requires a certain amount of time to arrive at a command signal from the earth when it is driven by the command signal from the earth. is there. Therefore, it is necessary to have a function of autonomously traveling while avoiding obstacles by sensing the environment by a sensor by itself.

【0003】従来、探査用ロボット等の自律走行体にお
いて、その環境認識、経路計画および走行動作等の自動
制御のアルゴリズム開発を行うには、走行地形の模型を
作成して実機をその模型上で走行させたり、走行地形に
近い実環境において実機を走行させたりし、このような
走行試験を繰り返し実施することによって各データの取
得を行っていた。
Conventionally, in an autonomous vehicle such as an exploration robot, in order to develop an algorithm for automatic control such as environment recognition, route planning, and traveling operation, a model of a traveling terrain is created and an actual machine is placed on the model. Each data is obtained by running the vehicle or running the actual machine in a real environment close to the running terrain, and repeatedly performing such a running test.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の方法にあっては、模型の作成あるいは実
環境までの搬送などに膨大な手間や費用がかかると共
に、様々な環境を設定しようにも限度があり、このほ
か、屋外においては天候に左右されるなどの不具合があ
ることから、全体として開発ペースが遅くなるという問
題があり、このような問題を解決することが課題であっ
た。
However, in the above-mentioned conventional method, it takes a lot of labor and cost to create a model or transport it to a real environment, and it is necessary to set various environments. In addition, there is a problem that the development pace is slowed down due to other problems such as being affected by the weather outdoors, and it has been a problem to solve such a problem.

【0005】[0005]

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、自律走行体の自動制御のアルゴリズム開
発において、あらゆる環境設定を容易に行うことができ
るうえに、手間や費用を大幅に節減することができる自
律走行体のシミュレーション方法を提供することを目的
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems. In developing an algorithm for automatic control of an autonomous vehicle, various environment settings can be easily performed, and at the same time, labor and cost are increased. It is an object of the present invention to provide a method of simulating an autonomous vehicle that can greatly reduce the cost of the vehicle.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる自律走行
体のシミュレーション方法は、環境をセンシングしなが
ら自律走行する自律走行体のシミュレーション方法であ
って、請求項1として、コンピュータグラフィクスによ
り模擬地形および模擬走行体を作成し、模擬地形に対し
て自律走行体の搭載用コンピュータで環境認識を行い、
その結果に基づいて模擬走行体を走行させる構成とし、
請求項2として、主コンピュータでコンピュータグラフ
ィクスにより模擬地形および模擬走行体を作成し、模擬
走行体が捕捉した模擬地形データをインターフェースを
介して自律走行体の搭載用コンピュータに入力し、搭載
用コンピュータで模擬地形データに基づいて環境認識を
行って走行指令を作成し、その走行指令を主コンピュー
タに入力して模擬走行体を走行させる構成とし、請求項
3として、搭載用コンピュータを自律走行体に搭載して
走行する構成としており、上記の構成を従来の課題を解
決するための手段としている。
A method of simulating an autonomous vehicle according to the present invention is a method of simulating an autonomous vehicle that autonomously travels while sensing an environment. Create a simulated vehicle, recognize the environment on the simulated terrain with the computer for mounting the autonomous vehicle,
Based on the result, run the simulated running body,
As a second aspect, a simulated terrain and a simulated traveling body are created by computer graphics on a main computer, and simulated terrain data captured by the simulated traveling body is input to a computer for mounting an autonomous traveling body via an interface. A running command is created by performing environment recognition based on the simulated terrain data, and the running command is input to the main computer to cause the simulated running body to run. As a third aspect, the mounting computer is mounted on the autonomous running body. The above configuration is used as means for solving the conventional problems.

【0007】[0007]

【発明の作用】本発明の請求項1に係わる自律走行体の
シミュレーション方法では、コンピュータグラフィクス
により模擬地形を作成するので、あらゆる環境を自由に
設定することが可能であって、模擬地形に対して自律走
行体の搭載用コンピュータで環境認識を行い、その結果
に基づいてコンピュータグラフィクス内の模擬走行体を
走行させるので、コンピュータグラフィクス内において
実機である搭載用コンピュータがセンシングしているの
と同じ状態が得られ、搭載用コンピュータの性能をその
まま評価し得ることとなる。
In the method for simulating an autonomous vehicle according to the first aspect of the present invention, a simulated terrain is created by computer graphics, so that any environment can be set freely. The environment is recognized by the onboard computer of the autonomous vehicle, and the simulated vehicle in the computer graphics is run based on the results.Therefore, the same state as the actual onboard computer in the computer graphics is sensing As a result, the performance of the mounting computer can be evaluated as it is.

【0008】本発明の請求項2に係わる自律走行体のシ
ミュレーション方法では、主コンピュータでコンピュー
タグラフィクスにより模擬地形を作成するので、あらゆ
る環境を自由に設定することが可能であって、模擬走行
体が捕捉した模擬地形データをインターフェースを介し
て自律走行体の搭載用コンピュータに入力し、搭載用コ
ンピュータで模擬地形データに基づいて環境認識を行っ
て走行指令を作成し、その走行指令を主コンピュータに
入力して模擬走行体を走行させるので、コンピュータグ
ラフィクス内において実機である搭載用コンピュータが
センシングしているのと同じ状態が得られ、搭載用コン
ピュータの性能をそのまま評価し得ることとなり、さら
に、搭載用コンピュータをインターフェースから切り離
して自律走行体に搭載すれば、実機の走行性能を検証し
得ることとなる。
In the simulation method for an autonomous vehicle according to the second aspect of the present invention, since the simulated terrain is created by computer graphics using the main computer, any environment can be freely set. The captured simulated terrain data is input to the onboard computer of the autonomous vehicle via the interface, the onboard computer recognizes the environment based on the simulated terrain data, creates a travel command, and inputs the travel command to the main computer. As a result, the simulated traveling body is run, so that the same state as that sensed by the actual on-board computer in the computer graphics is obtained, and the performance of the on-board computer can be evaluated as it is. Separate computer from interface to autonomous vehicle If the placement, and thus to be able to verify the actual driving performance.

【0009】本発明の請求項3に係わる自律走行体のシ
ミュレーション方法では、請求項2に記載のシミュレー
ションに続いて、搭載用コンピュータを自律走行体に搭
載して走行することにより、実機による走行性能の検証
が行われ、実際の運用への移行も容易なものとなる。
In the method for simulating an autonomous vehicle according to a third aspect of the present invention, following the simulation described in the second aspect, the on-board computer is mounted on the autonomous vehicle and travels, so that the traveling performance of the actual machine is achieved. Is verified, and the transition to actual operation becomes easy.

【0010】[0010]

【発明の効果】本発明の請求項1に係わる自律走行体の
シミュレーション方法によれば、自律走行体の自動制御
のアルゴリズム開発において、コンピュータグラフィク
スによりあらゆる環境を自由に設定することができると
共に、コンピュータグラフィクス内で実機である搭載用
コンピュータの性能を直接的に評価することができ、走
行地形の模型や走行地形に近い実環境を用いていた従来
に比べて、手間や費用を大幅に節減することができ、天
候などにも左右されることがなく、様々な環境条件を設
定して走行試験を繰り返し行うことが容易であり、高知
能の自律走行体の開発ペースを著しく向上させることが
できる。また、当該シミュレーション方法によれば、全
てをコンピュータグラフィクス内で行う場合に比べる
と、実機である搭載用コンピュータを使用するので、実
機の制御機能をコンピュータグラフィクス側にプログラ
ムする必要がなく、その分の手間を省くことができる。
According to the method for simulating an autonomous vehicle according to the first aspect of the present invention, in developing an algorithm for automatic control of the autonomous vehicle, any environment can be freely set by computer graphics and the computer can be freely set. The ability to directly evaluate the performance of the on-board computer, which is a real machine, in graphics, greatly reducing labor and cost compared to conventional models that use a model of the running terrain or a real environment similar to the running terrain It is easy to repeat the running test under various environmental conditions without being influenced by the weather and the like, and it is possible to remarkably improve the development pace of the highly intelligent autonomous running body. In addition, according to the simulation method, since the on-board computer, which is a real machine, is used as compared with the case where all of the simulation is performed in the computer graphics, it is not necessary to program the control function of the real machine on the computer graphics side. You can save time and effort.

【0011】本発明の請求項2に係わる自律走行体のシ
ミュレーション方法によれば、請求項1と同様の効果を
得ることができ、しかも、搭載用コンピュータをインタ
ーフェースから切り離して実機である自律走行体にその
まま搭載することにより、自律走行体の走行性能を検証
することが可能となる。
According to the method for simulating an autonomous vehicle according to a second aspect of the present invention, the same effect as in the first aspect can be obtained, and the on-board computer is separated from the interface to be an actual autonomous vehicle. It is possible to verify the traveling performance of the autonomous traveling body by mounting the vehicle as it is.

【0012】本発明の請求項3に係わる自律走行体のシ
ミュレーション方法によれば、請求項2と同様の効果を
得ることができるうえに、搭載用コンピュータを自律走
行体に搭載して走行することにより、実機による走行性
能の検証を速やかに行うことができ、実際の運用への移
行にもきわめて容易に対処することができる。
According to the method of simulating an autonomous vehicle according to claim 3 of the present invention, the same effect as in claim 2 can be obtained, and the vehicle can be mounted on the autonomous vehicle and run. This makes it possible to quickly verify the traveling performance using the actual machine, and it is possible to very easily deal with the shift to actual operation.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明に係わる自律
走行体のシミュレーション方法を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for simulating an autonomous vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0014】図1に示す自律走行体Rは、ボディ1の下
部に前後および左右の車輪2,3を備えると共に、ボデ
ィ1の上部にセンサ部4を備えており、ボディ1内に
は、車輪2,3およびセンサ部4の駆動源や、これらを
制御する搭載用コンピュータ5が収容してある。このほ
か、ボディ1には、岩石類を採取するロボットアームな
どを設けることがある。
An autonomous traveling body R shown in FIG. 1 has front and rear and left and right wheels 2 and 3 at a lower portion of a body 1 and a sensor section 4 at an upper portion of the body 1. Drive sources for the sensors 2 and 3 and the sensor unit 4 and an on-board computer 5 for controlling these are accommodated therein. In addition, the body 1 may be provided with a robot arm for collecting rocks.

【0015】センサ部4には、例えばレーザレンジファ
インダが用いられ、レーザ光を前方の所定範囲に走査す
ることにより、地形データ(3次元データ)を取得す
る。搭載用コンピュータ5は、図2に示すように、セン
サ部4によりセンシングB1を行って、これにより得た
地形データに基づく環境認識B2、環境内での経路計画
B3、および経路計画に基づいて車輪2,3を駆動する
走行動作B4の各処理を繰り返し行うものであって、ボ
ディ1から取り外すことができる。
A laser range finder, for example, is used for the sensor unit 4, and terrain data (three-dimensional data) is acquired by scanning a laser beam over a predetermined range in front. As shown in FIG. 2, the mounting computer 5 performs sensing B1 with the sensor unit 4, and performs environment recognition B2 based on the obtained terrain data, a route plan B3 in the environment, and wheels based on the route plan. Each of the processes of the traveling operation B4 for driving the motors 2 and 3 is repeatedly performed, and can be removed from the body 1.

【0016】上記自律走行体Rの自動制御のアルゴリズ
ム開発を行うシミュレーション方法では、主コンピュー
タ11でコンピュータグラフィックス(画像)12によ
り模擬地形および模擬走行体Mを作成する。模擬地形と
しては、任意の環境を自由に設定すればよく、複数の環
境を用意しておくことも当然可能である。模擬走行体M
は、自律走行体Rに対応した構造として作成してあり、
センサ部13により前方の一定範囲Aをセンシングす
る。なお、当該シミュレーション方法では、実機である
搭載用コンピュータ5を使用するので、同コンピュータ
5の制御機能をコンピュータグラフィクス12側にプロ
グラムする必要はない。
In the simulation method for developing an algorithm for automatic control of the autonomous vehicle R, a simulated terrain and a simulated vehicle M are created by the main computer 11 using computer graphics (images) 12. An arbitrary environment may be freely set as the simulated terrain, and it is naturally possible to prepare a plurality of environments. Simulated vehicle M
Is created as a structure corresponding to the autonomous vehicle R,
The sensor unit 13 senses a predetermined range A in front. In the simulation method, since the on-board computer 5 which is an actual machine is used, it is not necessary to program the control function of the computer 5 on the computer graphics 12 side.

【0017】そして、当該シミュレーション方法では、
模擬走行体Mが捕捉した模擬地形データ(3次元デー
タ)をインターフェース14を介して自律走行体Rの搭
載用コンピュータ5に入力する。搭載用コンピュータ5
では、先の図2に示す流れにしたがって、模擬地形デー
タに基づいた環境認識B2、経路計画B3および走行動
作B4の各処理を行うと共に、走行動作の信号を走行指
令として出力し、その走行指令をインターフェース14
を介して主コンピュータ11に送り返す。これにより、
主コンピュータ11では、搭載用コンピュータ5からの
走行指令に基づいて、コンピュータグラフィックス12
内において模擬走行体Mを走行させる。以下、模擬走行
体Mの移動とともに同じ処理を繰り返し行う。
In the simulation method,
The simulated terrain data (three-dimensional data) captured by the simulated vehicle M is input to the mounting computer 5 of the autonomous vehicle R via the interface 14. Mounting computer 5
Then, in accordance with the flow shown in FIG. 2, each process of environment recognition B2, route planning B3, and traveling operation B4 based on the simulated terrain data is performed, and a signal of the traveling operation is output as a traveling command, and the traveling command is output. Interface 14
Is sent back to the main computer 11 via. This allows
In the main computer 11, the computer graphics 12
The simulated traveling body M is caused to travel inside. Hereinafter, the same processing is repeatedly performed with the movement of the simulation traveling body M.

【0018】このように、当該自律走行体Rのシミュレ
ーション方法では、コンピュータグラフィクス12によ
り模擬地形を作成するので、あらゆる環境を自由に設定
してシミュレーションを繰り返し行うことができ、天候
などにも左右される心配が無く、コンピュータグラフィ
クス12内において実機である搭載用コンピュータ5が
センサ部13を用いてセンシングを行っているのと同じ
状態が得られ、搭載用コンピュータ5の性能をそのまま
評価し得ることとなる。
As described above, in the method of simulating the autonomous mobile unit R, the simulated terrain is created by the computer graphics 12, so that the simulation can be repeatedly performed while freely setting any environment, and is influenced by the weather and the like. The same state as the mounting computer 5 which is a real machine performing sensing using the sensor unit 13 is obtained in the computer graphics 12, and the performance of the mounting computer 5 can be evaluated as it is. Become.

【0019】また、搭載用コンピュータ5をインターフ
ェース14から切り離して実機である自律走行体Rに搭
載すれば、自律走行体Rの走行性能を速やかに検証する
ことができ、実際の運用への移行もきわめて容易であ
る。
Further, if the mounting computer 5 is separated from the interface 14 and mounted on the actual autonomous vehicle R, the traveling performance of the autonomous vehicle R can be quickly verified, and the transition to actual operation can be performed. Extremely easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる自律走行体のシミュレーション
方法を示すブロック説明図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a method for simulating an autonomous vehicle according to the present invention.

【図2】自律走行体の搭載用コンピュータによる処理工
程を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating processing steps performed by a computer for mounting the autonomous traveling body.

【符号の説明】 M 模擬走行体 R 自律走行体 5 搭載用コンピュータ 11 主コンピュータ 12 コンピュータグラフィクス 14 インターフェース[Description of Signs] M Simulated traveling body R Autonomous traveling body 5 Mounting computer 11 Main computer 12 Computer graphics 14 Interface

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 環境をセンシングしながら自律走行する
自律走行体のシミュレーション方法であって、コンピュ
ータグラフィクスにより模擬地形および模擬走行体を作
成し、模擬地形に対して自律走行体の搭載用コンピュー
タで環境認識を行い、その結果に基づいて模擬走行体を
走行させることを特徴とする自律走行体のシミュレーシ
ョン方法。
1. A method of simulating an autonomous vehicle that autonomously travels while sensing an environment, wherein a simulated terrain and a simulated vehicle are created by computer graphics, and the environment is controlled by a computer for mounting the autonomous vehicle on the simulated terrain. A method of simulating an autonomous vehicle, comprising: performing recognition; and causing a simulated vehicle to travel based on the result.
【請求項2】 環境をセンシングしながら自律走行する
自律走行体のシミュレーション方法であって、主コンピ
ュータでコンピュータグラフィクスにより模擬地形およ
び模擬走行体を作成し、模擬走行体が捕捉した模擬地形
データをインターフェースを介して自律走行体の搭載用
コンピュータに入力し、搭載用コンピュータで模擬地形
データに基づいて環境認識を行って走行指令を作成し、
その走行指令を主コンピュータに入力して模擬走行体を
走行させることを特徴とする自律走行体のシミュレーシ
ョン方法。
2. A method for simulating an autonomous vehicle that autonomously travels while sensing an environment, wherein a simulated terrain and a simulated vehicle are created by computer graphics using a main computer, and simulated terrain data captured by the simulated vehicle is used as an interface. Input to the computer for mounting of the autonomous vehicle via the, create a driving command by performing environment recognition based on simulated terrain data with the mounting computer,
A method for simulating an autonomous traveling body, comprising: inputting the traveling command to a main computer to cause the simulated traveling body to travel.
【請求項3】 搭載用コンピュータを自律走行体に搭載
して走行することを特徴とする請求項2に記載の自律走
行体のシミュレーション方法。
3. The method for simulating an autonomous vehicle according to claim 2, wherein the vehicle is mounted on the autonomous vehicle and travels.
JP7824197A 1997-03-28 1997-03-28 Method for simulating autonomous traveling body Pending JPH10268749A (en)

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