JP7687377B1 - Automatic driving device and automatic driving method - Google Patents
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Abstract
【課題】障害物の位置に適した経路を移動体に走行させる。
【解決手段】自動運転装置30は、点群データから抽出した障害物の位置に基づいて、移動体の走行を推奨する度合いを数値化した第1ポテンシャルを障害物の周囲の位置毎に決定する第1決定部321を有し、第1決定部321は、移動体の進行方向と、進行方向の反対方向と、における第1ポテンシャルの第1変化量と、進行方向に対して右方向と左方向とにおける第1ポテンシャルの第2変化量と、の比率を決定するための第1係数、障害物から進行方向における第1変化量と、障害物から進行方向の反対方向における第1変化量と、の比率を決定するための第2係数、及び第1ポテンシャルの大きさを決定するための第3係数を含むポテンシャル関数に、障害物の周囲の位置を入力することにより、ポテンシャル関数が出力した出力値を第1ポテンシャルに決定する。
【選択図】図4
A moving object is caused to travel along a route suited to the location of an obstacle.
[Solution] The autonomous driving device 30 has a first determination unit 321 that determines a first potential, which quantifies the degree to which it is recommended for the moving body to travel, for each position around the obstacle based on the position of the obstacle extracted from point cloud data. The first determination unit 321 determines the output value output by the potential function as the first potential by inputting the positions around the obstacle into a potential function that includes a first coefficient for determining the ratio between a first amount of change in the first potential in the traveling direction of the moving body and in the direction opposite to the traveling direction, and a second amount of change in the first potential in the right direction and the left direction with respect to the traveling direction, a second coefficient for determining the ratio between the first amount of change in the traveling direction from the obstacle and the first amount of change in the direction opposite to the traveling direction from the obstacle, and a third coefficient for determining the magnitude of the first potential.
[Selected Figure] Figure 4
Description
本発明は、自動運転装置及び自動運転方法に関する。 The present invention relates to an automatic driving device and an automatic driving method.
特許文献1に記載の運転支援装置は、移動体である車両の周囲の物体の位置及び道路の形状に基づいて、車両の走行を推奨できる度合いを数値化したポテンシャル値を車両の周囲の各位置に設定し、当該ポテンシャル値に基づいて車両の走行経路を設定する。
The driving assistance device described in
従来の運転支援装置は、移動体の周囲に存在する障害物の位置に最も大きい(移動体の走行を最も推奨しない)ポテンシャル値を設定し、障害物の位置との距離が大きい位置ほど小さいポテンシャル値を設定する。すなわち、従来の運転支援装置においては、障害物の位置を中心として同じポテンシャル値が同心円状に広がり、且つ障害物の位置との距離が大きい位置ほどポテンシャル値が小さくなる。 Conventional driving assistance devices set the largest potential value (where it is least recommended for the moving body to travel) at the position of an obstacle present around the moving body, and set smaller potential values for positions that are farther away from the obstacle position. In other words, in conventional driving assistance devices, the same potential value spreads out in concentric circles around the obstacle position, and the greater the distance between the obstacle position and the position, the smaller the potential value becomes.
したがって、移動体が進行方向前方の障害物と接触しないように設定した走行経路は障害物を中心とした半円状になるため、走行経路が示す、走行路の幅方向及び進行方向それぞれにおける移動体と障害物との距離は、一方が大きくなると他方も大きくなる。その結果、移動体が障害物に接触しないように走行したとしても、障害物を回避する走行から通常の走行に戻る時間が不必要に大きくなったり、移動体の進行方向と反対の方向に走行する他の移動体と接触する危険性があったりするという問題があった。 Therefore, the travel route set so that the moving body does not come into contact with an obstacle ahead in the traveling direction is a semicircle centered on the obstacle, so the distance between the moving body and the obstacle in the width direction and traveling direction of the travel path indicated by the travel route becomes larger as one increases, and the other also increases. As a result, even if the moving body travels in a way that does not come into contact with the obstacle, there are problems such as the time it takes to return from obstacle avoidance travel to normal travel being unnecessarily long, and the risk of contact with other moving bodies traveling in the opposite direction to the moving body's direction of travel.
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、障害物の位置に適した経路を移動体に走行させることを目的とする。 Therefore, the present invention was made in consideration of these points, and aims to make a mobile object travel along a route that is appropriate for the location of an obstacle.
本発明の第1の態様に係る自動運転装置は、移動体の周囲の領域を測定して生成した点群データを取得する取得部と、前記点群データから抽出した障害物の位置に基づいて、前記移動体の走行を推奨する度合いを数値化した第1ポテンシャルを前記障害物の周囲の位置毎に決定する第1決定部と、を有し、前記第1決定部は、前記移動体の進行方向と、前記進行方向の反対方向と、における前記第1ポテンシャルの第1変化量と、前記進行方向に対して右方向と左方向とにおける前記第1ポテンシャルの第2変化量と、の比率を決定するための第1係数、前記障害物から前記進行方向における前記第1変化量と、前記障害物から前記進行方向の反対方向における前記第1変化量と、の比率を決定するための第2係数、及び前記第1ポテンシャルの大きさを決定するための第3係数を含むポテンシャル関数に、前記障害物の周囲の位置を入力することにより、前記ポテンシャル関数が出力した出力値を前記第1ポテンシャルに決定する。 The autonomous driving device according to the first aspect of the present invention has an acquisition unit that acquires point cloud data generated by measuring an area around a moving body, and a first determination unit that determines a first potential that quantifies the degree to which it is recommended for the moving body to travel for each position around the obstacle based on the position of the obstacle extracted from the point cloud data. The first determination unit inputs the positions around the obstacle into a potential function including a first coefficient for determining a ratio between a first change in the first potential in the traveling direction of the moving body and in the direction opposite to the traveling direction, and a second change in the first potential in the right direction and the left direction with respect to the traveling direction, a second coefficient for determining a ratio between the first change in the traveling direction from the obstacle and the first change in the direction opposite to the traveling direction from the obstacle, and a third coefficient for determining the magnitude of the first potential, thereby determining an output value output by the potential function as the first potential.
走行路の位置を含む地図情報を参照することにより、前記移動体の走行を推奨する度合いを数値化した第2ポテンシャルを前記障害物の周囲の位置毎に決定する第2決定部と、前記障害物の周囲の位置毎に前記第1ポテンシャルと前記第2ポテンシャルとを合成した合成ポテンシャルを生成する合成部と、前記合成ポテンシャルに基づいて、前記移動体が走行する経路を設定する設定部と、をさらに有してもよい。 The vehicle may further include a second determination unit that determines a second potential that quantifies the degree to which it is recommended that the moving body travel for each position around the obstacle by referring to map information including the position of the travel path, a synthesis unit that generates a synthetic potential by synthesizing the first potential and the second potential for each position around the obstacle, and a setting unit that sets a route for the moving body to travel based on the synthetic potential.
前記第1決定部は、前記第1変化量及び前記第2変化量と、前記第1ポテンシャルに対する前記第2ポテンシャルの大きさと、を決定するための、第4係数及び第5係数をさらに含む前記ポテンシャル関数の出力値を前記第1ポテンシャルに決定してもよい。 The first determination unit may determine, as the first potential, an output value of the potential function that further includes a fourth coefficient and a fifth coefficient for determining the first change amount, the second change amount, and the magnitude of the second potential relative to the first potential.
前記第1決定部は、前記障害物の位置を示す複数の第1座標のうち一の前記第1座標を原点とした、前記第1座標から所定の距離内の複数の第2座標のうち一の前記第2座標に対応する座標と、前記原点と前記一の前記第2座標に対応する座標とを通る直線及び前記移動体の進行方向を示す直線のなす角度と、を前記障害物の周囲の位置として前記ポテンシャル関数に入力してもよい。 The first determination unit may input to the potential function, as positions around the obstacle, a coordinate corresponding to one of a plurality of second coordinates within a predetermined distance from a first coordinate, the coordinate being set as an origin, and an angle formed between a line passing through the origin and the coordinate corresponding to the one of the second coordinates and a line indicating the traveling direction of the moving body.
前記第1決定部は、前記第1座標毎に、前記第1座標に対応する前記第2座標毎の前記出力値を算出し、前記出力値を算出する前に当該出力値に対応する前記第2座標の前記第1ポテンシャルが決定していない場合は、当該出力値を第1ポテンシャルに決定し、前記出力値を算出する前に当該出力値に対応する前記第2座標の前記第1ポテンシャルが決定している場合は、当該第1ポテンシャルに当該出力値を加算してもよい。 The first determination unit may calculate, for each of the first coordinates, the output value for each of the second coordinates corresponding to the first coordinates, and if the first potential of the second coordinates corresponding to the output value has not been determined before the output value is calculated, determine the output value to be the first potential, and if the first potential of the second coordinates corresponding to the output value has been determined before the output value is calculated, add the output value to the first potential.
前記取得部は、前記移動体の周囲の領域を測定して生成した点群データに含まれる複数の点群のうち、前記障害物の位置と異なる位置で反射することにより生成された点群を除外した点群データを取得してもよい。 The acquisition unit may acquire point cloud data that excludes point clouds generated by reflection at a position different from the position of the obstacle from among a plurality of point clouds included in the point cloud data generated by measuring the area around the moving body.
本発明の第2の態様に係る自動運転方法は、移動体の周囲の領域を測定して生成した点群データを取得する取得工程と、前記点群データから抽出した障害物の位置に基づいて、前記移動体の走行を推奨する度合いを数値化した第1ポテンシャルを前記障害物の周囲の位置毎に決定する決定工程と、を有し、前記決定工程において、前記移動体の進行方向と、前記進行方向の反対方向と、における前記第1ポテンシャルの第1変化量と、前記進行方向に対して右方向と左方向とにおける前記第1ポテンシャルの第2変化量と、の比率を決定するための第1係数、前記障害物から前記進行方向における前記第1変化量と、前記障害物から前記進行方向の反対方向における前記第1変化量と、の比率を決定するための第2係数、及び前記第1ポテンシャルの大きさを決定するための第3係数を含むポテンシャル関数に、前記障害物の周囲の位置を入力することにより、前記ポテンシャル関数が出力した出力値を前記第1ポテンシャルに決定する。 The autonomous driving method according to the second aspect of the present invention includes an acquisition step of acquiring point cloud data generated by measuring an area around a moving body, and a determination step of determining a first potential that quantifies the degree to which it is recommended for the moving body to travel for each position around the obstacle based on the position of the obstacle extracted from the point cloud data. In the determination step, the positions around the obstacle are input to a potential function including a first coefficient for determining a ratio between a first change amount of the first potential in the traveling direction of the moving body and in the direction opposite to the traveling direction, and a second change amount of the first potential in the right direction and the left direction with respect to the traveling direction, a second coefficient for determining a ratio between the first change amount in the traveling direction from the obstacle and the first change amount in the direction opposite to the traveling direction from the obstacle, and a third coefficient for determining the magnitude of the first potential, thereby determining an output value output by the potential function as the first potential.
本発明によれば、障害物の位置に適した経路を移動体に走行させるという効果を奏する。 The present invention has the effect of making a mobile object travel along a route that is appropriate for the location of an obstacle.
<自動運転システムSの概要>
図1は、自動運転システムSの概要を説明するための図である。自動運転システムSは、移動体の周辺の障害物及び走行路を示す情報に基づいて、移動体の走行経路を決定し、移動体を走行経路に沿って走行させるためのシステムであり、例えば、当該移動体が備えるシステムである。移動体は、例えば、車両又はロボットである。本実施形態においては、移動体が車両である場合について説明する。障害物は、走行路上に静止した状態の物体であり、例えば、停車中の他の車両、落下物、安全柵である。走行路は、車両が走行可能な道路である。走行経路は、車両を走行させる複数の走行位置と各走行位置に対応する車両の向きとを含む。
<Overview of the Autonomous Driving System S>
FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of an automatic driving system S. The automatic driving system S is a system for determining a travel route of a moving body based on information indicating obstacles and a travel route around the moving body, and for causing the moving body to travel along the travel route, and is, for example, a system provided in the moving body. The moving body is, for example, a vehicle or a robot. In this embodiment, a case where the moving body is a vehicle will be described. An obstacle is an object that is stationary on the travel route, for example, another vehicle that is stopped, a fallen object, or a safety fence. The travel route is a road on which the vehicle can travel. The travel route includes a plurality of travel positions where the vehicle is made to travel and the vehicle orientation corresponding to each travel position.
最初に、自動運転システムSが走行経路を決定する動作を説明する。
自動運転システムSは、車両が備えるLiDAR(Light Detection And Ranging)が車両の周囲の障害物を計測して生成した点群データに基づいて、車両の周囲の位置に第1ポテンシャル値を設定した第1ポテンシャル場を生成する(図1に示す(1))。俯瞰図1a及びヒートマップ1bは、第1ポテンシャル場の一例であり、x軸が車両の進行方向、y軸が車幅方向、z軸が第1ポテンシャル値を示す。第1ポテンシャル場においては、障害物に対応する位置に最も大きい第1ポテンシャル値が設定され、障害物に対応する位置との距離が大きい位置ほど小さい第1ポテンシャル値が設定される。なお、以下の説明においては、第1ポテンシャルを「障害物リスクポテンシャル」という場合がある。
First, the operation of the automatic driving system S for determining a driving route will be described.
The autonomous driving system S generates a first potential field in which a first potential value is set at a position around the vehicle based on point cloud data generated by a LiDAR (Light Detection And Ranging) equipped in the vehicle measuring obstacles around the vehicle (shown in FIG. 1 (1)). The overhead view 1a and the heat map 1b are examples of the first potential field, in which the x-axis indicates the traveling direction of the vehicle, the y-axis indicates the vehicle width direction, and the z-axis indicates the first potential value. In the first potential field, the largest first potential value is set at a position corresponding to an obstacle, and the larger the distance between the position and the position corresponding to the obstacle, the smaller the first potential value is set. In the following description, the first potential may be referred to as an "obstacle risk potential".
自動運転システムSは、点群データに基づく車両の位置と、走行路の位置を含む地図情報とに基づいて、車両の周囲の位置に第2ポテンシャル値を設定した第2ポテンシャル場を生成する(図1に示す(2))。俯瞰図2aとヒートマップ2bは、第2ポテンシャル場の一例であり、x軸、y軸及びz軸は、俯瞰図1a及びヒートマップ1bに示すx軸、y軸及びz軸と同じである。第2ポテンシャル場においては、走行路の幅方向における走行路の中心の位置に最も小さい第2ポテンシャル値が設定され、走行路と異なる位置に最も大きい第2ポテンシャル値が設定される。なお、以下の説明においては、第2ポテンシャルを「引力ポテンシャル」という場合がある。 The autonomous driving system S generates a second potential field in which second potential values are set at positions around the vehicle based on the position of the vehicle based on the point cloud data and map information including the position of the road (shown in FIG. 1 (2)). The overhead view 2a and heat map 2b are an example of the second potential field, and the x-axis, y-axis, and z-axis are the same as the x-axis, y-axis, and z-axis shown in the overhead view 1a and heat map 1b. In the second potential field, the smallest second potential value is set at the center of the road in the width direction of the road, and the largest second potential value is set at a position different from the road. In the following description, the second potential may be referred to as an "attractive potential."
自動運転システムSは、車両の周囲の各位置において、障害物リスクポテンシャル値に引力ポテンシャル値を合成(加算)した合成ポテンシャル値を設定した合成ポテンシャル場を生成する(図1に示す(3))。ヒートマップ3は、合成ポテンシャル場の一例であり、x軸及びy軸は、ヒートマップ1bに示すx軸及びy軸と同じである。自動運転システムSは、合成ポテンシャル場において合成ポテンシャル値の合計が最小になる経路Kを走行経路に決定し、経路Kに沿って車両を走行させる。 The autonomous driving system S generates a composite potential field in which a composite potential value is set by combining (adding) an obstacle risk potential value with an attractive potential value at each position around the vehicle (as shown in FIG. 1 (3)). Heat map 3 is an example of a composite potential field, and the x-axis and y-axis are the same as the x-axis and y-axis shown in heat map 1b. The autonomous driving system S determines route K, which minimizes the sum of the composite potential values in the composite potential field, as the driving route, and drives the vehicle along route K.
次に、自動運転システムSが障害物リスクポテンシャルを設定する動作を説明する。図2は、進行方向前方に障害物がある際の車両の動作を示す図である。図2においては、自動運転システムSを備える自車両S1、自車両S1の進行方向D1の前方に停車した他車両S2(障害物)、及び自車両S1が走行する車線R1に隣接した車線R2を走行する他車両S3(対向車)が示されている。車線R2の進行方向D2は、車線R1の進行方向D1の反対方向である。図2に示すように、自車両S1は、位置PBにおいて、他車両S2に接触しないための経路を走行する動作(以下、「接触回避走行」という)を開始し、位置PEにおいて、接触回避走行を終了する。 Next, the operation of the autonomous driving system S to set an obstacle risk potential will be described. FIG. 2 is a diagram showing the operation of the vehicle when there is an obstacle ahead in the traveling direction. FIG. 2 shows the host vehicle S1 equipped with the autonomous driving system S, another vehicle S2 (obstacle) stopped ahead in the traveling direction D1 of the host vehicle S1, and another vehicle S3 (oncoming vehicle) traveling in a lane R2 adjacent to the lane R1 in which the host vehicle S1 is traveling. The traveling direction D2 of the lane R2 is opposite to the traveling direction D1 of the lane R1. As shown in FIG. 2, the host vehicle S1 starts an operation to travel a route to avoid contact with the other vehicle S2 (hereinafter referred to as "contact avoidance traveling") at position PB, and ends the contact avoidance traveling at position PE.
図3は、自車両S1に設定された障害物リスクポテンシャルの例を示す。図3においては、障害物リスクポテンシャルが同じ値を示す位置を破線で示す。図3(a)は、比較例としての障害物リスクポテンシャルを示し、図3(b)は、本実施形態に係る障害物リスクポテンシャルを示す。 Figure 3 shows an example of an obstacle risk potential set for the host vehicle S1. In Figure 3, positions where the obstacle risk potential has the same value are indicated by dashed lines. Figure 3(a) shows an obstacle risk potential as a comparative example, and Figure 3(b) shows the obstacle risk potential according to this embodiment.
図3(a)においては、他車両S2(障害物)の位置を中心として、同じ障害物リスクポテンシャル値が同心円状に広がり、他車両S2の位置との距離が大きい位置ほど障害物リスクポテンシャル値が小さくなる。この場合、接触回避走行を開始する位置PBと終了する位置PEとの距離LV及び自車両S1の幅方向における自車両S1と他車両S2との距離LHは、一方が長いほど他方も長くなる。その結果、自車両S1は、距離LVに伴って距離LHが長くなることにより、他車両S2に対する接触回避走行の際に、図2に示す他車両S3と接触したり、距離LHに伴って距離LVが長くなることにより、接触回避走行をする距離及び時間が不必要に長くなったりする。 In FIG. 3(a), the same obstacle risk potential value spreads out in concentric circles centered on the position of the other vehicle S2 (obstacle), and the greater the distance from the position of the other vehicle S2, the smaller the obstacle risk potential value. In this case, the longer the distance LV between the position PB where the contact avoidance driving starts and the position PE where it ends, and the distance LH between the host vehicle S1 and the other vehicle S2 in the width direction of the host vehicle S1, the longer the other becomes. As a result, the host vehicle S1 may come into contact with the other vehicle S3 shown in FIG. 2 during contact avoidance driving against the other vehicle S2 because the distance LH increases with the distance LV, or the distance and time for contact avoidance driving may become unnecessarily long because the distance LV increases with the distance LH.
そこで、自動運転システムSは、進行方向D1、進行方向D1の反対方向、及び進行方向D1の車幅方向において、障害物の位置との距離に応じて変化する障害物リスクポテンシャルの変化量を調節する。例えば、図3(b)においては、進行方向D1における障害物リスクポテンシャルの変化量を、進行方向D1の反対方向における障害物リスクポテンシャルの変化量よりも大きくする。さらに、進行方向D1の車幅方向における障害物リスクポテンシャルの変化量を、図3(a)に示す障害物リスクポテンシャルの変化量よりも小さくする。 Therefore, the autonomous driving system S adjusts the amount of change in the obstacle risk potential, which changes depending on the distance to the obstacle position, in the traveling direction D1, the direction opposite to the traveling direction D1, and the vehicle width direction of the traveling direction D1. For example, in FIG. 3(b), the amount of change in the obstacle risk potential in the traveling direction D1 is made larger than the amount of change in the obstacle risk potential in the direction opposite to the traveling direction D1. Furthermore, the amount of change in the obstacle risk potential in the vehicle width direction of the traveling direction D1 is made smaller than the amount of change in the obstacle risk potential shown in FIG. 3(a).
自動運転システムSがこのように動作することで、自車両S1は、障害物の位置に適した経路Kで走行することができる。その結果、自動運転システムSは、接触回避走行において、自車両S1の進行方向D1の前方に停車した他車両S2と自車両S1とが接触しないように走行させることができる。さらに、自動運転システムSは、接触回避走行において、自車両S1の進行方向D1と反対の方向(進行方向D2)に走行する他車両S3と自車両S1とが接触したり、自車両S1が接触回避走行をする距離が不必要に長くなったりすることを抑制できる。 By operating the autonomous driving system S in this manner, the host vehicle S1 can travel along a route K that is appropriate for the location of the obstacle. As a result, the autonomous driving system S can drive the host vehicle S1 during contact avoidance driving so that the host vehicle S1 does not come into contact with another vehicle S2 that is stopped ahead of the host vehicle S1 in the traveling direction D1 of the host vehicle S1. Furthermore, the autonomous driving system S can prevent the host vehicle S1 from coming into contact with another vehicle S3 traveling in the opposite direction (traveling direction D2) to the traveling direction D1 of the host vehicle S1 during contact avoidance driving, or prevent the distance the host vehicle S1 travels during contact avoidance driving from becoming unnecessarily long.
<自動運転システムSの構成>
図4は、自動運転システムSの構成を示す図である。自動運転システムSは、測定装置10、走行制御装置20及び自動運転装置30を備える。
<Configuration of the automatic driving system S>
4 is a diagram showing a configuration of the automatic driving system S. The automatic driving system S includes a
測定装置10は、自車両S1の周囲の物体と当該自車両S1との距離を測定するための三次元レーザ測定機であり、例えば、LiDARを含む。測定装置10は、自車両S1の周囲の領域に含まれる物体と当該自車両S1との距離を測定して生成した点群データを、一定の制御周期で自動運転装置30に出力する。制御周期は、例えば、0.1秒である。自車両S1の周囲の領域は、例えば、進行方向D1において、自車両S1の前方100メートル、自車両S1の後方50メートル、自車両S1の左方向50メートル及び自車両S1の右方向50メートルに含まれる領域である。
The measuring
走行制御装置20は、自車両S1の速度及び向きを制御する。走行制御装置20は、自動運転装置30が一定の制御周期で出力した、次の制御周期の時刻における操舵角に応じて自車両S1の向きを制御する。
The driving
自動運転装置30は、測定装置10から入力された点群データに基づく障害物リスクポテンシャル値に、走行路の位置を含む地図情報に基づく引力ポテンシャル値を合成した合成ポテンシャル値を一定の制御周期で決定する。自動運転装置30は、合成ポテンシャル値に基づいて自車両S1の走行経路を決定し、走行経路における自車両S1の位置に基づいて自車両S1の操舵角を算出する。自動運転装置30は、算出した操舵角を走行制御装置20に入力することにより、自車両S1を走行経路に沿って走行させる。自動運転装置30は、電子部品を含む筐体を有していてもよく、電子部品が実装されたプリント基板であってもよい。
以下、自動運転装置30の構成及び動作を詳細に説明する。
The
The configuration and operation of the
<自動運転装置30の構成>
自動運転装置30は、図4に示すように、記憶部31及び制御部32を有する。制御部32は、取得部320、第1決定部321、第2決定部322、合成部323、設定部324及び走行制御部325を有する。
<Configuration of
4 , the
記憶部31は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)等の記憶媒体を有する。記憶部31は、制御部32が実行するプログラムを記憶している。記憶部31は、自車両S1の走行経路を決定するための各種の情報を記憶している。
The
制御部32は、例えば、CPU(Central Processing Unit)又はECU(Electronic Control Unit)等のプロセッサである。制御部32は、記憶部31に記憶されたプログラムを実行することにより、取得部320、第1決定部321、第2決定部322、合成部323、設定部324及び走行制御部325として機能する。なお、制御部32は、1つのプロセッサで構成されていてもよいし、複数のプロセッサ又は1以上のプロセッサと電子回路との組み合わせにより構成されていてもよい。
以下、制御部32により実現される各部の構成を説明する。
The
The configuration of each unit realized by the
取得部320は、測定装置10から一定の制御周期で、自車両S1の周囲の領域を測定して生成した点群データを取得する。取得部320は、自車両S1の周囲の領域を測定して生成した点群データに含まれる複数の点群のうち、障害物の位置と異なる位置で反射することにより生成された点群を除外した点群データを取得してもよい。
The
一例として、取得部320は、測定装置10から取得した点群データに含まれる点群毎に、点群が示す、測定距離に対応する値が閾値以下であるか否かを判定し、当該点群データから閾値以下の値を示す点群を除外したデータを、点群データとして取得する。閾値は、例えば、地面に反射した距離と推定できる値の最大値である。他の例として、取得部320は、測定装置10から取得した点群データに含まれる複数の点群のうち、地面と推定できる値と異なる値を示す点群を抜粋したデータを、点群データとして取得する。取得部320がこのように動作することで、第1決定部321は、点群データから障害物の位置を抽出しやすくなる。なお、取得部320は、障害物の位置と異なる位置で反射することにより生成された点群を除外した点群データを、測定装置10から一定の制御周期で取得してもよい。
As an example, the
第1決定部321は、点群データから抽出した障害物の位置に基づいて、自車両S1の走行を推奨する度合いを数値化した障害物リスクポテンシャルを障害物の周囲の位置毎に決定する。第1決定部321は、例えば、一定の制御周期で、取得部320が取得した点群データから障害物の外郭線の位置を抽出し、障害物の周囲の位置毎に障害物リスクポテンシャルを決定する。障害物の周囲の位置は、障害物の外郭線に対応する点群毎に、当該点群を中心として所定の半径の円に含まれる位置である。所定の半径は、例えば、5メートル以上10メートル以下の固定値である。なお、以下の説明においては、障害物の外郭線に対応する複数の位置のうち、点群データから抽出された位置(すなわち、測定装置10が照射した光が障害物に反射した位置)を「観測点」という場合がある。
The
第1決定部321は、複数の係数を含むポテンシャル関数に障害物の周囲の位置を入力することにより当該ポテンシャル関数が出力した出力値を障害物リスクポテンシャル値に決定する。ポテンシャル関数は、式(1)、式(2)及び式(3)のように与えることができる。
以下、障害物の周囲の位置を示す情報、及び上記の係数について詳細に説明する。
The
The information indicating the positions around an obstacle and the above coefficients will be described in detail below.
最初に、障害物の周囲の位置を示す情報について説明する。図5は、障害物の周囲の位置を示す情報を説明するための図である。図5においては、障害物の位置を示す複数の第1座標のうち一の第1座標に対応する座標A1(0,0)と、第1座標から所定の距離内の複数の第2座標のうち一の第2座標に対応する座標A2(x1,y1)とが示されている。第1座標は、観測点の位置を示す座標であり、第2座標は、当該観測点における障害物の周囲の位置を示す座標である。所定の距離は、例えば、5メートル以上10メートル以下の固定値である。第1決定部321は、例えば、第1座標を原点(座標A1)とした場合の、第2座標に対応する座標(座標A2)と、座標A1及び座標A2を通る直線と自車両S1の進行方向D1を示す直線とがなす角度θと、を障害物の周囲の位置としてポテンシャル関数に入力する。
First, the information indicating the position around the obstacle will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining the information indicating the position around the obstacle. FIG. 5 shows a coordinate A1 (0,0) corresponding to one of the first coordinates among a plurality of first coordinates indicating the position of the obstacle, and a coordinate A2 (x1,y1) corresponding to one of the second coordinates among a plurality of second coordinates within a predetermined distance from the first coordinate. The first coordinate is a coordinate indicating the position of the observation point, and the second coordinate is a coordinate indicating the position around the obstacle at the observation point. The predetermined distance is, for example, a fixed value of 5 meters or more and 10 meters or less. For example, the
第1決定部321は、例えば、第1座標毎に、第1座標に対応する第2座標毎の出力値を算出する。すなわち、第1決定部321は、障害物の外郭線を形成する複数の点群データにおいて、点群データに対応する第1座標毎に、点群データの位置から所定の距離内の各位置に対応する第2座標を特定する。第1決定部321は、各第1座標において、第2座標毎に、第2座標に対応する座標A2及び角度θをポテンシャル関数に入力し、第2座標毎の障害物リスクポテンシャルを算出する。
For example, the
第1決定部321は、例えば、出力値を算出する前に当該出力値に対応する第2座標の障害物リスクポテンシャルが決定していない場合は、当該出力値を障害物リスクポテンシャルに決定する。また、第1決定部321は、例えば、出力値を算出する前に当該出力値に対応する第2座標の障害物リスクポテンシャルが決定している場合は、当該障害物リスクポテンシャルに当該出力値を加算する。すなわち、第1決定部321は、障害物の周囲の一の位置において、当該一の位置を第2座標とする第1座標毎に、当該一の位置をポテンシャル関数に入力した出力値を出力させ、当該第1座標毎の出力値の合計を、当該一の位置の障害物リスクポテンシャルに決定する。
For example, if the obstacle risk potential of the second coordinate corresponding to the output value has not been determined before the output value is calculated, the
次に、ポテンシャル関数に含まれる係数について説明する。式(1)、式(2)及び式(3)に示すように、ポテンシャル関数は、係数a、係数σ、係数β及び係数S0を含む。係数aは、自車両S1の進行方向D1と、進行方向D1の反対方向と、における障害物リスクポテンシャルの第1変化量と、進行方向D1に対して右方向と左方向とにおける障害物リスクポテンシャルの第2変化量と、の比率を決定するための第1係数である。係数aは、例えば、1以上の値であり、係数aが大きいほど第1変化量に対する第2変化量に比率が大きくなる。ここで、図6及び図7に示すポテンシャル場を参照しながら係数aを説明する。 Next, the coefficients included in the potential function will be described. As shown in equations (1), (2) and (3), the potential function includes a coefficient a, a coefficient σ, a coefficient β and a coefficient S0 . The coefficient a is a first coefficient for determining the ratio between a first change amount of the obstacle risk potential in the traveling direction D1 of the host vehicle S1 and in the direction opposite to the traveling direction D1, and a second change amount of the obstacle risk potential in the right direction and the left direction with respect to the traveling direction D1. The coefficient a is, for example, a value of 1 or more, and the larger the coefficient a, the larger the ratio of the second change amount to the first change amount. Here, the coefficient a will be described with reference to the potential fields shown in Figs. 6 and 7.
図6は、各係数を設定した際のポテンシャル場の一例を示す。図6(a)は、ポテンシャル場の俯瞰図であり、図6(b)は、ポテンシャル場のヒートマップである。図6に示すx軸、y軸及びz軸は、図1に示すx軸、y軸及びz軸と同じである。図6においては、係数a=2.0、係数σ=0.0、係数β=0.0及び係数S0=3.0をポテンシャル関数に設定して算出した障害物リスクポテンシャル値のポテンシャル場を示す。図6に示す原点(0,0)は、観測点に対応する位置(すなわち、図5に示す座標A1)を示す座標である。 Fig. 6 shows an example of a potential field when each coefficient is set. Fig. 6(a) is an overhead view of the potential field, and Fig. 6(b) is a heat map of the potential field. The x-axis, y-axis, and z-axis shown in Fig. 6 are the same as the x-axis, y-axis, and z-axis shown in Fig. 1. Fig. 6 shows a potential field of obstacle risk potential values calculated by setting coefficients a = 2.0, σ = 0.0, β = 0.0, and S 0 = 3.0 in the potential function. The origin (0,0) shown in Fig. 6 is a coordinate indicating a position corresponding to the observation point (i.e., coordinate A1 shown in Fig. 5).
図6(b)において、係数aは、±x方向の第1変化量と±y方向の第2変化量との比率を決定するための係数である。すなわち、係数aは、第1変化量に対応する幅RX6(図3に示す距離LVに対応する幅)と第2変化量に対応する幅RY6(図3に示す距離LHに対応する幅)との比率を決定するための係数である。図6(b)においては、第1変化量が大きいほど幅RX6が小さくなり、第2変化量が大きいほど幅RY6が小さくなる。すなわち、係数aが大きいほど、幅RX6に対する幅RY6が小さくなる。 In FIG. 6(b), coefficient a is a coefficient for determining the ratio between the first amount of change in the ±x direction and the second amount of change in the ±y direction. That is, coefficient a is a coefficient for determining the ratio between width RX6 corresponding to the first amount of change (width corresponding to distance LV shown in FIG. 3) and width RY6 corresponding to the second amount of change (width corresponding to distance LH shown in FIG. 3). In FIG. 6(b), the larger the first amount of change, the smaller the width RX6, and the larger the second amount of change, the smaller the width RY6. That is, the larger coefficient a is, the smaller the width RY6 relative to width RX6.
図7は、係数aの値を大きくした際のポテンシャル場の一例を示す。図7に示すポテンシャル場は、係数a=4.0を設定した点で図6(b)に示すポテンシャル場と異なり、他の点において同じである。図7に示すように、幅RX7に対する幅RY7の比率は、図6に示す幅RX6に対する幅RY6の比率よりも小さい。このように、第1決定部321が係数aを含むポテンシャル関数を用いることで、設定部324は、図3に示す、第1変化量に対応する距離LVと第2変化量に対応する距離LHとの比率を調節した走行経路を自車両S1に設定できる。
Figure 7 shows an example of a potential field when the value of coefficient a is increased. The potential field shown in Figure 7 differs from the potential field shown in Figure 6 (b) in that coefficient a is set to 4.0, but is otherwise the same. As shown in Figure 7, the ratio of width RY7 to width RX7 is smaller than the ratio of width RY6 to width RX6 shown in Figure 6. In this way, the
係数σ及び係数βは、障害物から進行方向D1(+x方向)における第1前方変化量と、障害物から進行方向D1の反対方向(-x方向)における第1後方変化量と、の比率を決定するための第2係数である。係数σは、例えば、-1以上1以下の値である。係数σ>0である場合、第1後方変化量よりも第1前方変化量が大きくなり、係数σ<0である場合、第1前方変化量よりも第1後方変化量が大きくなり、係数σ=0である場合、第1前方変化量と第1後方変化量とは同じになる。例えば、図6(a)においては、係数σ=0であるため、第1前方変化量に対応する幅PZ6(図3に示す距離LV1に対応する幅)と、第1後方変化量に対応する幅MZ6(図3に示す距離LV2に対応する幅)とが同じ幅である。 The coefficients σ and β are second coefficients for determining the ratio between the first forward change amount in the travel direction D1 (+x direction) from the obstacle and the first backward change amount in the opposite direction (-x direction) of the travel direction D1 from the obstacle. The coefficient σ is, for example, a value between -1 and 1. When the coefficient σ>0, the first forward change amount is greater than the first backward change amount, when the coefficient σ<0, the first backward change amount is greater than the first forward change amount, and when the coefficient σ=0, the first forward change amount and the first backward change amount are the same. For example, in FIG. 6(a), since the coefficient σ=0, the width PZ6 corresponding to the first forward change amount (the width corresponding to the distance LV1 shown in FIG. 3) and the width MZ6 corresponding to the first backward change amount (the width corresponding to the distance LV2 shown in FIG. 3) are the same width.
図8は、係数σの値を大きくした際のポテンシャル場の一例を示す。図8に示すポテンシャル場は、係数σ=0.6を設定した点で図6(a)に示すポテンシャル場と異なり、他の点において同じである。図8に示すように、係数σ=0.6である場合、第1後方変化量よりも第1前方変化量が大きくなるため、第1後方変化量に対応する幅MZ8が第1前方変化量に対応する幅PZ8よりも大きくなる。このように、第1決定部321が係数σを含むポテンシャル関数を用いることで、設定部324は、図3に示す、第1前方変化量に対応する距離LV1と第1後方変化量に対応する距離LV2との比率を調節した走行経路を自車両S1に設定できる。
Figure 8 shows an example of the potential field when the value of the coefficient σ is increased. The potential field shown in Figure 8 differs from the potential field shown in Figure 6 (a) in that the coefficient σ is set to 0.6, but is otherwise the same. As shown in Figure 8, when the coefficient σ = 0.6, the first forward change amount is greater than the first backward change amount, so that the width MZ8 corresponding to the first backward change amount is greater than the width PZ8 corresponding to the first forward change amount. In this way, the
係数βは、例えば、0以上の値であり、係数βの値が大きいほど第1前方変化量と第1後方変化量との差が大きくなる。すなわち、係数σ>0の場合、係数βの値が大きいほど第1後方変化量よりも第1前方変化量が大きくなり、係数σ<0の場合、係数βの値が大きいほど第1前方変化量よりも第1後方変化量が大きくなる。 The coefficient β is, for example, a value equal to or greater than 0, and the greater the value of the coefficient β, the greater the difference between the first forward change amount and the first backward change amount. In other words, when the coefficient σ>0, the greater the value of the coefficient β, the greater the first forward change amount becomes relative to the first backward change amount, and when the coefficient σ<0, the greater the value of the coefficient β, the greater the first backward change amount becomes relative to the first forward change amount.
図9は、係数βの値を大きくした際のポテンシャル場の一例を示す。図9に示すポテンシャル場は、β=1.0を設定した点で図8に示すポテンシャル場と異なり、他の点において同じである。図9に示す幅PZ9は、第1前方変化量に対応する距離であり、幅MZ9は、第1後方変化量に対応する距離である。図9に示すように、係数β=1.0かつ係数σ=0.6である場合の幅PZ9に対する幅MZ9は、図8に示す係数β=0.0かつ係数σ=0.6である場合の幅PZ8に対する幅MZ8よりも大きい。このように、第1決定部321が係数βを含むポテンシャル関数を用いることで、設定部324は、図3に示す、第1前方変化量に対応する距離LV1と第1後方変化量に対応する距離LV2との比率を、さらに大きくするように調節した走行経路を自車両S1に設定できる。
9 shows an example of the potential field when the value of the coefficient β is increased. The potential field shown in FIG. 9 differs from the potential field shown in FIG. 8 in that β=1.0 is set, but is otherwise the same. The width PZ9 shown in FIG. 9 is the distance corresponding to the first forward change amount, and the width MZ9 is the distance corresponding to the first backward change amount. As shown in FIG. 9, the width MZ9 relative to the width PZ9 when the coefficient β=1.0 and the coefficient σ=0.6 is larger than the width MZ8 relative to the width PZ8 when the coefficient β=0.0 and the coefficient σ=0.6 shown in FIG. 8. In this way, the
係数S0は、障害物リスクポテンシャルの大きさを決定するための第3係数である。式(1)、式(2)及び式(3)により与えられるポテンシャル関数においては、係数S0が大きいほど、各位置の障害物リスクポテンシャル値が大きくなる。図10は、係数S0を大きくした際のポテンシャル場の一例を示す。図10に示すポテンシャル場は、係数S0=6.0を設定した点で図6(b)に示すポテンシャル場と異なり、他の点において同じである。図10に示す幅RX10は、第1変化量に対応する距離であり、かつ図3に示す距離LVに対応する距離である。図10に示す幅RY10は、第2変化量に対応する距離であり、かつ図3に示す距離LHに対応する距離である。 The coefficient S0 is a third coefficient for determining the magnitude of the obstacle risk potential. In the potential functions given by equations (1), (2), and (3), the larger the coefficient S0 , the larger the obstacle risk potential value at each position. FIG. 10 shows an example of a potential field when the coefficient S0 is increased. The potential field shown in FIG. 10 differs from the potential field shown in FIG. 6(b) in that the coefficient S0 is set to 6.0, but is otherwise the same. A width RX10 shown in FIG. 10 is a distance corresponding to the first amount of change and is a distance corresponding to the distance LV shown in FIG. 3. A width RY10 shown in FIG. 10 is a distance corresponding to the second amount of change and is a distance corresponding to the distance LH shown in FIG. 3.
図10に示すように、係数S0を大きくすることにより、幅RX10の絶対値は、図6に示す幅RX6の絶対値よりも大きく、かつ幅RY10の絶対値は、図6に示す幅RY6の絶対値よりも大きい。このように、第1決定部321が係数S0を含むポテンシャル関数を用いることで障害物の周辺のポテンシャル値を大きくすることができるため、設定部324は、自車両S1が走行する位置と障害物との距離を調節した走行経路を設定できる。
As shown in Fig. 10, by increasing the coefficient S0 , the absolute value of the width RX10 is larger than the absolute value of the width RX6 shown in Fig. 6, and the absolute value of the width RY10 is larger than the absolute value of the width RY6 shown in Fig. 6. In this way, the
上記のように、第1決定部321が係数a、係数σ、係数β及び係数S0を設定したポテンシャル関数を用いて障害物リスクポテンシャルを決定することで、障害物の周囲の障害物リスクポテンシャル値を調節することができる。その結果、図3に示す位置PB、位置PEの位置を調節したり、距離LV1、距離LV2及び距離LHの距離を調節したりすることができるため、自動運転装置30は、自車両S1が障害物に対する接触回避走行をするための経路を調節することができる。
以上、障害物の周囲の位置を示す情報、及び上記の係数について詳細に説明した。
As described above, the
The information indicating the positions around an obstacle and the above coefficients have been described in detail above.
第1決定部321は、第1変化量及び第2変化量と、障害物リスクポテンシャルに対する引力ポテンシャルの大きさと、を決定するための、第4係数p及び第5係数qをさらに含むポテンシャル関数の出力値を障害物リスクポテンシャルに決定してもよい。第4係数p及び第5係数qを用いたポテンシャル関数は、式(1)を式(4)に置き換えることにより、与えることができる。
図4に戻って、第2決定部322は、走行路の位置を含む地図情報を参照することにより、自車両S1の走行を推奨する度合いを数値化した引力ポテンシャルを障害物の周囲の位置毎に決定する。第2決定部322は、例えば、一定の制御周期で引力ポテンシャルを決定する。第2決定部322は、例えば、取得部320が取得した点群データに基づいて、自車両S1の位置を推定する。第2決定部322は、記憶部31に記憶された地図情報を参照することにより、推定した自車両S1の位置の周囲の走行路の位置を特定する。第2決定部322は、特定した走行路の位置に基づいて、障害物の周囲の位置毎の引力ポテンシャルを決定する。なお、引力ポテンシャル値は、走行路の中心の位置が最も小さく、走行路と異なる位置が最も大きい。
Returning to FIG. 4, the
合成部323は、障害物の周囲の位置毎に障害物リスクポテンシャルと引力ポテンシャルとを合成した合成ポテンシャルを生成する。合成部323は、例えば、一定の制御周期で、障害物の周囲の位置毎に、第1決定部321が決定した障害物リスクポテンシャル値に第2決定部322が決定した引力ポテンシャル値を加算した加算値を算出し、当該加算値を合成ポテンシャル値に決定する。
The
設定部324は、合成ポテンシャルに基づいて、自車両S1が走行する経路Kを設定する。設定部324は、例えば、一定の制御周期で、障害物の周囲の位置毎に合成部323が決定した合成ポテンシャル値を設定した合成ポテンシャル場において、合成ポテンシャル値の合計が最小になる経路Kを走行経路に設定する。
The
走行制御部325は、第2決定部322が推定した自車両S1の位置と、設定部324が設定した走行経路とに基づいて、一定の制御周期で、自車両S1のステアリング又はタイヤの操舵角を算出し、当該操舵角を走行制御装置20に出力する。走行制御部325は、例えば、設定部324が設定した走行経路における、第2決定部322が推定した自車両S1の位置を特定する。走行制御部325は、特定した位置から走行経路に沿って自車両S1を走行させるための操舵角を算出し、走行制御装置20に出力する。
The driving
<自動運転装置30における処理シーケンス>
図11は、自動運転装置30における処理シーケンスの例を示す図である。図11における処理シーケンスは、自動運転装置30が障害物リスクポテンシャル値を決定する動作を示す処理シーケンスである。自動運転装置30は、図11に示す処理シーケンスを一定の制御周期で実行する。
<Processing sequence in the
Fig. 11 is a diagram showing an example of a processing sequence in the
取得部320は、測定装置10から点群データを取得する(S11)。第1決定部321は、点群データから障害物の位置を抽出することにより、当該障害物の位置を示す複数の第1座標を特定する(S12)。第1決定部321は、複数の第1座標のうち一の第1座標を選択する(S13)。第1決定部321は、選択した第1座標に対応する複数の第2座標を特定する(S14)。複数の第2座標は、選択した第1座標から所定の範囲内の座標であり、例えば、第1座標から5メートル以内の位置の座標である。
The
第1決定部321は、特定した複数の第2座標から一の第2座標を選択し(S15)、選択した第2座標に対応する位置情報をポテンシャル関数に入力することで、ポテンシャル関数に出力値を出力させる(S16)。位置情報は、ステップS13において選択した第1座標を原点とした、ステップS15において選択した第2座標の座標値(x1,y1)、及び原点と座標値とを通る直線と自車両S1の進行方向を示す直線とのなす角度θである。
The
第1決定部321は、ステップS15において選択した第2座標に対応する障害物リスクポテンシャルが決定している場合(S17のYES)、ポテンシャル関数に出力させた出力値を障害物リスクポテンシャル値に加算する(S18)。第1決定部321は、ステップS15において選択した第2座標に対応する障害物リスクポテンシャルが決定していない場合(S17のNO)、ポテンシャル関数の出力させた出力値を障害物リスクポテンシャル値に決定する(S19)。
If the obstacle risk potential corresponding to the second coordinate selected in step S15 has been determined (YES in S17), the
第1決定部321は、ステップS14において特定した複数の第2座標の全てを選択し終えていない場合(S20のNO)、ステップS15からステップS19までの処理を繰り返す。第1決定部321は、ステップS14において特定した複数の第2座標の全てを選択し終えた場合(S20のYES)、ステップS21の処理に進む。第1決定部321は、S12において特定した複数の第1座標の全てを選択し終えていない場合(S21のNO)、ステップS13からステップS20までの処理を繰り返す。第1決定部321は、S12において特定した複数の第1座標の全てを選択し終えた場合(S21のYES)、処理を終了する。
If the
<自動運転装置30による効果>
以上説明したように、自動運転装置30は、自車両S1の進行方向前方を測定して生成した点群データを取得する取得部320と、点群データから抽出した障害物の位置に基づいて、自車両S1の走行を推奨する度合いを数値化した障害物リスクポテンシャルを障害物の周囲の位置毎に決定する第1決定部321と、を有する。
<Effects of the
As described above, the
そして、第1決定部321は、自車両S1の進行方向と、進行方向の反対方向と、における障害物リスクポテンシャルの第1変化量と、進行方向に対して右方向と左方向とにおける障害物リスクポテンシャルの第2変化量と、の比率を決定するための第1係数、障害物から自車両S1の進行方向における第1変化量と、障害物から自車両S1の進行方向の反対方向における第1変化量と、の比率を決定するための第2係数、及び障害物リスクポテンシャルの大きさを決定するための第3係数を含むポテンシャル関数に、障害物の周囲の位置を入力することによりポテンシャル関数が出力した出力値を障害物リスクポテンシャルに決定する。
Then, the
自動運転装置30がこのように構成されることで、自動運転装置30は、自車両S1が進行方向(走行車線)の前方の障害物に接触しないように走行するための経路Kにおいて、自車両S1が障害物に接触しないための走行を開始する位置と終了する位置、及び自車両S1と障害物との距離を調節することができる。その結果、自動運転装置30は、自車両S1の進行方向D1と反対の方向に走行する他車両S3と自車両S1が接触したり、障害物と接触しないために走行する距離が不必要に長くなったりすることを抑制できるため、障害物の位置に適した経路Kで自車両S1を走行させることができる。
By configuring the
さらに、自動運転装置30は、測定装置10が測定して生成した点群データから障害物の大きさ、形状又は種別を特定することなく、点群データから抽出した(障害物の)位置に基づいてポテンシャル場を生成する。したがって、障害物を誤って特定したことにより自動運転装置30が誤った経路Kを設定し、自車両S1が誤った経路Kに沿って走行することを防ぐことができる。
Furthermore, the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 Although the present invention has been described above using embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist of the invention. For example, all or part of the device can be configured by distributing or integrating functionally or physically in any unit. In addition, new embodiments resulting from any combination of multiple embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effect of the new embodiment resulting from the combination also has the effect of the original embodiment.
10 測定装置
20 走行制御装置
30 自動運転装置
31 記憶部
32 制御部
320 取得部
321 第1決定部
322 第2決定部
323 合成部
324 設定部
325 走行制御部
10
Claims (5)
前記点群データから抽出した障害物の位置に基づいて、前記移動体の走行を推奨する度合いを数値化した第1ポテンシャルを前記障害物の周囲の位置毎に決定する第1決定部と、
走行路の位置を含む地図情報を参照することにより、前記移動体の走行を推奨する度合いを数値化した第2ポテンシャルを前記障害物の周囲の位置毎に決定する第2決定部と、
前記障害物の周囲の位置毎に前記第1ポテンシャルと前記第2ポテンシャルとを合成した合成ポテンシャルを生成する合成部と、
前記合成ポテンシャルに基づいて、前記移動体が走行する経路を設定する設定部と、を有し、
前記第1決定部は、
前記移動体の進行方向と、前記進行方向の反対方向と、における前記第1ポテンシャルの第1変化量と、前記進行方向に対して右方向と左方向とにおける前記第1ポテンシャルの第2変化量と、の比率を決定するための第1係数、前記障害物から前記進行方向における前記第1変化量と、前記障害物から前記進行方向の反対方向における前記第1変化量と、の比率を決定するための第2係数、前記第1ポテンシャルの大きさを決定するための第3係数、並びに前記第1変化量及び前記第2変化量と、前記第1ポテンシャルに対する前記第2ポテンシャルの大きさと、を決定するための、第4係数及び第5係数を含むポテンシャル関数に、
前記障害物の周囲の位置を入力することにより、前記ポテンシャル関数が出力した出力値を前記第1ポテンシャルに決定する、
自動運転装置。 An acquisition unit that acquires point cloud data generated by measuring an area around a moving object;
a first determination unit that determines a first potential, which is a numerical value representing a degree of recommendation for the traveling of the moving object, for each position around the obstacle, based on a position of the obstacle extracted from the point cloud data;
a second determination unit that determines a second potential, which is a numerical value representing a degree of recommendation for the traveling of the moving object, for each position around the obstacle by referring to map information including a position of a traveling path;
a combining unit that generates a combined potential by combining the first potential and the second potential for each position around the obstacle;
a setting unit that sets a route along which the moving object travels based on the composite potential ,
The first determination unit,
a potential function including a first coefficient for determining a ratio between a first change amount of the first potential in the traveling direction of the moving body and a direction opposite to the traveling direction and a second change amount of the first potential in a right direction and a left direction with respect to the traveling direction, a second coefficient for determining a ratio between the first change amount in the traveling direction from the obstacle and the first change amount in a direction opposite to the traveling direction from the obstacle , a third coefficient for determining a magnitude of the first potential, and fourth and fifth coefficients for determining the first change amount and the second change amount, and the magnitude of the second potential with respect to the first potential ,
By inputting the position around the obstacle, an output value output by the potential function is determined as the first potential.
Autonomous driving device.
請求項1に記載の自動運転装置。 the first determination unit inputs, into the potential function as positions around the obstacle, a coordinate corresponding to one of a plurality of second coordinates within a predetermined distance from a first coordinate, the coordinate being set as an origin, and an angle formed between a line passing through the origin and the coordinate corresponding to the one second coordinate and a line indicating a traveling direction of the moving body;
The automatic driving device according to claim 1 .
前記第1座標毎に、前記第1座標に対応する前記第2座標毎の前記出力値を算出し、
前記出力値を算出する前に当該出力値に対応する前記第2座標の前記第1ポテンシャルが決定していない場合は、当該出力値を第1ポテンシャルに決定し、
前記出力値を算出する前に当該出力値に対応する前記第2座標の前記第1ポテンシャルが決定している場合は、当該第1ポテンシャルに当該出力値を加算する、
請求項2に記載の自動運転装置。 The first determination unit,
calculating, for each of the first coordinates, the output value for each of the second coordinates corresponding to the first coordinates;
If the first potential of the second coordinate corresponding to the output value has not been determined before the output value is calculated, the output value is determined to be the first potential;
if the first potential of the second coordinate corresponding to the output value has been determined before the output value is calculated, the output value is added to the first potential.
The automatic driving device according to claim 2 .
請求項1に記載の自動運転装置。 the acquisition unit acquires point cloud data excluding a point cloud generated by reflection at a position different from the position of the obstacle from a plurality of point clouds included in the point cloud data generated by measuring an area around the moving object;
The automatic driving device according to claim 1 .
前記点群データから抽出した障害物の位置に基づいて、前記移動体の走行を推奨する度合いを数値化した第1ポテンシャルを前記障害物の周囲の位置毎に決定する第1決定工程と、
走行路の位置を含む地図情報を参照することにより、前記移動体の走行を推奨する度合いを数値化した第2ポテンシャルを前記障害物の周囲の位置毎に決定する第2決定工程と、
前記障害物の周囲の位置毎に前記第1ポテンシャルと前記第2ポテンシャルとを合成した合成ポテンシャルを生成する合成工程と、
前記合成ポテンシャルに基づいて、前記移動体が走行する経路を設定する設定工程と、を有し、
前記第1決定工程において、前記移動体の進行方向と、前記進行方向の反対方向と、における前記第1ポテンシャルの第1変化量と、前記進行方向に対して右方向と左方向とにおける前記第1ポテンシャルの第2変化量と、の比率を決定するための第1係数、前記障害物から前記進行方向における前記第1変化量と、前記障害物から前記進行方向の反対方向における前記第1変化量と、の比率を決定するための第2係数、前記第1ポテンシャルの大きさを決定するための第3係数、並びに前記第1変化量及び前記第2変化量と、前記第1ポテンシャルに対する前記第2ポテンシャルの大きさと、を決定するための、第4係数及び第5係数を含むポテンシャル関数に、前記障害物の周囲の位置を入力することにより、前記ポテンシャル関数が出力した出力値を前記第1ポテンシャルに決定する、
自動運転方法。 An acquisition step of acquiring point cloud data generated by measuring an area around the moving object;
a first determination step of determining a first potential, which is a numerical value representing a degree of recommendation for the traveling of the moving object, for each position around the obstacle based on the position of the obstacle extracted from the point cloud data;
a second determination step of determining a second potential, which is a numerical value representing a degree of recommendation for the traveling of the moving object, for each position around the obstacle by referring to map information including a position of a traveling route;
a combining step of generating a combined potential by combining the first potential and the second potential for each position around the obstacle;
A setting step of setting a route along which the moving object travels based on the composite potential ,
In the first determination step, a position around the obstacle is input to a potential function including a first coefficient for determining a ratio between a first change amount of the first potential in the traveling direction of the moving body and a direction opposite to the traveling direction and a second change amount of the first potential in a right direction and a left direction with respect to the traveling direction, a second coefficient for determining a ratio between the first change amount in the traveling direction from the obstacle and the first change amount in the opposite direction to the traveling direction from the obstacle, a third coefficient for determining a magnitude of the first potential, and fourth and fifth coefficients for determining the first change amount, the second change amount, and a magnitude of the second potential relative to the first potential, thereby determining an output value output by the potential function as the first potential.
Autonomous driving method.
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| JP2021147010A (en) | 2020-03-23 | 2021-09-27 | トヨタ自動車株式会社 | Drive support system |
| JP2021160411A (en) | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 本田技研工業株式会社 | Mobile body control device, mobile body control method, and program |
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-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016186683A (en) | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 国立大学法人名古屋大学 | Driving support device |
| WO2018131090A1 (en) | 2017-01-11 | 2018-07-19 | 本田技研工業株式会社 | Vehicle control device, vehicle control method, and vehicle control program |
| JP2020050105A (en) | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 日産自動車株式会社 | Driving control method and driving control device |
| JP2021147010A (en) | 2020-03-23 | 2021-09-27 | トヨタ自動車株式会社 | Drive support system |
| JP2021160411A (en) | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 本田技研工業株式会社 | Mobile body control device, mobile body control method, and program |
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