JP7710630B1 - Trajectory generation device and trajectory generation method - Google Patents
Trajectory generation device and trajectory generation methodInfo
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Abstract
本願明細書に開示される技術は、移動体の軌道設定において、過度な制約を抑制するための技術である。本願明細書に開示される技術に関する軌道生成装置は、軌道を通る移動体が満たすべき制約条件を設定するための制約条件設定部と、制約条件を満たすように移動体が通る軌道を生成するための軌道生成部とを備える。そして、制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含む。The technology disclosed in this specification is a technology for suppressing excessive constraints when setting the trajectory of a moving object. A trajectory generation device related to the technology disclosed in this specification includes a constraint condition setting unit for setting constraint conditions that a moving object passing through the trajectory must satisfy, and a trajectory generation unit for generating a trajectory along which the moving object will pass so as to satisfy the constraint conditions. The constraint conditions include those set based on the probability of a state of the moving object that should satisfy a predetermined condition.
Description
本願明細書に開示される技術は、移動体の軌道生成技術に関するものである。The technology disclosed in this specification relates to trajectory generation technology for moving objects.
将来に起こりうる事象の確率を考慮して移動体の軌道を生成する手法が提案されている。たとえば、特許文献1では、障害物の将来挙動を確率的に算出し、自車両の最適な軌道を算出する方法が示されている。A method has been proposed for generating a trajectory of a moving object by taking into account the probability of future events. For example, Patent Document 1 shows a method for probabilistically calculating the future behavior of an obstacle and calculating the optimal trajectory of the vehicle.
軌道設定の際に課される制約条件に発生する確率が低い事象が含まれる場合、自車両(移動体)が目的の行動が行うことができる機会が減少して、移動体の行動の自由度を損ない、乗員の快適性を損なう場合がある。 If the constraints imposed when setting a trajectory include events with a low probability of occurring, the opportunities for the vehicle (mobile body) to perform the desired action will be reduced, which may reduce the freedom of action of the mobile body and reduce the comfort of the occupants.
本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を鑑みてなされたものであり、移動体の軌道設定において、過度な制約を抑制するための技術である。The technology disclosed in this specification has been developed in consideration of the problems described above, and is a technology for suppressing excessive constraints in setting the trajectory of a moving body.
本願明細書に開示される技術の第1の態様である軌道生成装置は、軌道を通る移動体が満たすべき制約条件を設定するための制約条件設定部と、前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成するための軌道生成部とを備え、前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含み、前記制約条件設定部が、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を、現在の時刻と前記移動体が前記軌道生成部で生成される前記軌道を通る時刻との時間差に基づいて設定する。 A trajectory generation device that is a first aspect of the technology disclosed in the present specification includes a constraint condition setting unit for setting constraint conditions that must be satisfied by a moving body passing through a trajectory, and a trajectory generation unit for generating the trajectory along which the moving body will pass so as to satisfy the constraint conditions, including a constraint condition that is set based on the probability of a state of the moving body that should satisfy predetermined conditions, and the constraint condition setting unit sets the probability of the state of the moving body under the constraint conditions based on the time difference between the current time and the time at which the moving body will pass through the trajectory generated by the trajectory generation unit .
本願明細書に開示される技術の少なくとも第1の態様によれば、移動体の状態の確率に基づく制約条件を満たすように軌道が設定されるため、移動体の軌道設定において、過度な制約を抑制することができる。 According to at least the first aspect of the technology disclosed in the present specification, a trajectory is set to satisfy constraints based on the probability of the state of the moving body, thereby making it possible to suppress excessive constraints in setting the trajectory of the moving body.
また、本願明細書に開示される技術に関連する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。Furthermore, objects, features, aspects and advantages associated with the technology disclosed in the present specification will become more apparent from the detailed description set forth below and the accompanying drawings.
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の実施の形態では、技術の説明のために詳細な特徴なども示されるが、それらは例示であり、実施の形態が実施可能となるために、それらのすべてが必ずしも必須の特徴ではない。Hereinafter, the embodiments will be described with reference to the attached drawings. In the following embodiments, detailed features are shown to explain the technology, but they are merely examples and not all of them are necessarily essential features for the embodiments to be feasible.
なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化などが図面においてなされる。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。また、断面図ではない平面図などの図面においても、実施の形態の内容を理解することを容易にするために、ハッチングが付される場合がある。 Note that the drawings are schematic, and for ease of explanation, components may be omitted or simplified as appropriate in the drawings. Furthermore, the relative sizes and positions of components shown in different drawings are not necessarily described accurately and may be changed as appropriate. Furthermore, hatching may be used in drawings such as plan views that are not cross-sectional views to make it easier to understand the contents of the embodiments.
また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。In addition, in the following description, similar components are illustrated with the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed descriptions of them may be omitted to avoid duplication.
また、本願明細書に記載される説明において、ある構成要素を「備える」、「含む」または「有する」などと記載される場合、特に断らない限りは、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。In addition, in the descriptions provided in this specification, when a certain component is described as "comprising," "including," or "having," unless otherwise specified, this is not an exclusive expression that excludes the presence of other components.
また、本願明細書に記載される説明において、「第1の」または「第2の」などの序数が使われる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上使われるものであり、実施の形態の内容はこれらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。In addition, even if ordinal numbers such as "first" or "second" are used in the descriptions in this specification, these terms are used for convenience to facilitate understanding of the contents of the embodiments, and the contents of the embodiments are not limited to the orders that may result from these ordinal numbers.
<実施の形態>
以下、本実施の形態に関する軌道生成装置、および、軌道生成方法について説明する。
<Embodiment>
The trajectory generating device and the trajectory generating method according to this embodiment will be described below.
<軌道生成装置の構成について>
図1は、本実施の形態に関する軌道生成装置を含む車両制御システムの構成の例を概念的に示す図である。
<Configuration of the trajectory generation device>
FIG. 1 is a diagram conceptually showing an example of the configuration of a vehicle control system including a trajectory generation device according to this embodiment.
図1に例が示されるように、車両制御システム500は、車両制御装置100と、情報取得部200と、コントローラ部300とを備える。As shown in the example of FIG. 1, the vehicle control system 500 includes a vehicle control device 100, an information acquisition unit 200, and a controller unit 300.
車両制御装置100は、軌道生成装置110と、車両制御部120とを備える。The vehicle control device 100 comprises a trajectory generating device 110 and a vehicle control unit 120.
軌道生成装置110は、軌道を通る車両、ロボットまたはドローンなどの移動体が満たすべき制約条件を設定する制約条件設定部113と、移動体が通る軌道を生成する軌道生成部114とを備える。本実施の形態では、移動体として車両を想定する。The trajectory generation device 110 includes a constraint condition setting unit 113 that sets constraint conditions that a moving body, such as a vehicle, robot, or drone, that travels along the trajectory must satisfy, and a trajectory generation unit 114 that generates a trajectory along which the moving body travels. In this embodiment, a vehicle is assumed as the moving body.
車両制御部120は、軌道生成装置110で生成された軌道を通るように車両の動作を制御する。具体的には、車両制御部120は、車両の制御のために、コントローラ部300へ制御信号を出力する。The vehicle control unit 120 controls the operation of the vehicle so that it follows the trajectory generated by the trajectory generation device 110. Specifically, the vehicle control unit 120 outputs a control signal to the controller unit 300 to control the vehicle.
情報取得部200は、軌道生成装置110で軌道を生成する際に用いられる情報を取得し、軌道生成装置110へ出力する。情報取得部200は、自車両に関する情報を取得する自車両情報取得部210と、障害物に関する情報を取得する障害物情報取得部220と、道路に関する情報を取得する道路情報取得部230とを備える。The information acquisition unit 200 acquires information used when the trajectory generation device 110 generates a trajectory, and outputs it to the trajectory generation device 110. The information acquisition unit 200 includes a host vehicle information acquisition unit 210 that acquires information about the host vehicle, an obstacle information acquisition unit 220 that acquires information about obstacles, and a road information acquisition unit 230 that acquires information about roads.
コントローラ部300は、車両制御部120から入力される制御信号に基づいて、車両の動作を制御する。コントローラ部300は、後述のパワートレインユニットを制御するパワートレインコントローラ310と、後述のブレーキユニットを制御するブレーキコントローラ320と、ドライバのステアリングホイール2の操作と独立して前輪を転舵させるEPS(Electric Power Steering)コントローラ330とを備える。The controller unit 300 controls the operation of the vehicle based on a control signal input from the vehicle control unit 120. The controller unit 300 includes a powertrain controller 310 that controls a powertrain unit described below, a brake controller 320 that controls a brake unit described below, and an EPS (Electric Power Steering) controller 330 that steers the front wheels independently of the driver's operation of the steering wheel 2.
図2は、本実施の形態に関する軌道生成装置を含む車両制御システムの構成の変形例を概念的に示す図である。 Figure 2 is a conceptual diagram showing a modified configuration of a vehicle control system including a trajectory generation device related to this embodiment.
図2に例が示されるように、車両制御システム500Aは、車両制御装置100Aと、情報取得部200と、コントローラ部300とを備える。As shown in the example of FIG. 2, the vehicle control system 500A includes a vehicle control device 100A, an information acquisition unit 200, and a controller unit 300.
車両制御装置100Aは、軌道生成装置110Aと、車両制御部120とを備える。The vehicle control device 100A comprises a trajectory generating device 110A and a vehicle control unit 120.
軌道生成装置110Aは、制約条件設定部113と、軌道生成部114と、進入禁止領域を設定する進入禁止領域設定部112とを備える。The trajectory generating device 110A includes a constraint condition setting unit 113, a trajectory generating unit 114, and a no-entry area setting unit 112 that sets a no-entry area.
図2に示されるように、軌道生成装置110Aにおいて、進入禁止領域設定部112が追加的に備えられていてもよい。As shown in FIG. 2, the trajectory generating device 110A may additionally be provided with a no-entry area setting unit 112.
図3は、本実施の形態に関する軌道生成装置を含む車両制御システムの構成の変形例を概念的に示す図である。 Figure 3 is a conceptual diagram showing a modified configuration of a vehicle control system including a trajectory generation device related to this embodiment.
図3に例が示されるように、車両制御システム500Bは、車両制御装置100Bと、情報取得部200と、コントローラ部300とを備える。As shown in the example of FIG. 3, the vehicle control system 500B includes a vehicle control device 100B, an information acquisition unit 200, and a controller unit 300.
車両制御装置100Bは、軌道生成装置110Bと、車両制御部120とを備える。The vehicle control device 100B includes a trajectory generating device 110B and a vehicle control unit 120.
軌道生成装置110Bは、制約条件設定部113と、軌道生成部114と、進入禁止領域設定部112と、障害物の移動を予測する障害物移動予測部111とを備える。The trajectory generation device 110B includes a constraint condition setting unit 113, a trajectory generation unit 114, a no-entry area setting unit 112, and an obstacle movement prediction unit 111 that predicts the movement of an obstacle.
障害物移動予測部111は、障害物の将来の時刻における状態量を予測する。障害物の状態量には、少なくとも位置の情報が含まれ、その他に、方向、速度、加速度、ヨーレートなどが含まれる。右左折または車線変更などの行動種類の情報が含まれてもよい。The obstacle movement prediction unit 111 predicts the state quantity of an obstacle at a future time. The state quantity of an obstacle includes at least position information, as well as direction, speed, acceleration, yaw rate, etc. Information on the type of behavior, such as turning right or left or changing lanes, may also be included.
図3に示されるように、軌道生成装置110Bにおいて、進入禁止領域設定部112および障害物移動予測部111が追加的に備えられていてもよい。As shown in FIG. 3, the trajectory generating device 110B may additionally be provided with a no-entry area setting unit 112 and an obstacle movement prediction unit 111.
図4は、本実施の形態に関する車両制御システム500を搭載する自車両のハードウェア構成の例を示す図である。 Figure 4 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a vehicle equipped with the vehicle control system 500 relating to this embodiment.
図4に例が示されるように、自車両1は、駆動システムとして、ステアリングホイール2、ステアリング軸3、操舵ユニット4、EPSモータ5、パワートレインユニット6およびブレーキユニット7を備える。パワートレインユニット6は、たとえば、ガソリンを燃料とするエンジンである。 As shown in the example of Figure 4, the host vehicle 1 includes, as a drive system, a steering wheel 2, a steering shaft 3, a steering unit 4, an EPS motor 5, a powertrain unit 6, and a brake unit 7. The powertrain unit 6 is, for example, a gasoline-fueled engine.
また、自車両1は、センサーシステムとして前方カメラ11、レーダーセンサー12、GNSS(Global Navigation Satellite System)センサー13、ヨーレートセンサー16、速度センサー17、加速度センサー18、操舵角センサー20および操舵トルクセンサー21を備える。The vehicle 1 also has a sensor system including a forward camera 11, a radar sensor 12, a GNSS (Global Navigation Satellite System) sensor 13, a yaw rate sensor 16, a speed sensor 17, an acceleration sensor 18, a steering angle sensor 20 and a steering torque sensor 21.
さらに、自車両1は、V2X(Vehicle to Everything)受信機15、車両制御装置100、EPSコントローラ330、パワートレインコントローラ310およびブレーキコントローラ320を備える。 Furthermore, the vehicle 1 is equipped with a V2X (Vehicle to Everything) receiver 15, a vehicle control device 100, an EPS controller 330, a powertrain controller 310 and a brake controller 320.
ドライバが自車両を運転するために設置されているステアリングホイール2は、ステアリング軸3に結合されている。ステアリング軸3には操舵ユニット4が接続されている。The steering wheel 2, which is installed so that the driver can drive the vehicle, is connected to a steering shaft 3. A steering unit 4 is connected to the steering shaft 3.
操舵ユニット4は、操舵輪としての前輪の2つのタイヤを回動自在に支持するとともに、車体フレームに転舵自在に支持されている。したがって、ドライバのステアリングホイール2の操作によって発生したトルクは、ステアリング軸3を回転させ、操舵ユニット4によって前輪を左右方向へ転舵する。ドライバがステアリングホイール2を操作することで、前進および後進する際の自車両の横移動を操作することができる。The steering unit 4 rotatably supports the two front tires as steering wheels, and is supported on the vehicle body frame so that it can be steered. Therefore, the torque generated by the driver's operation of the steering wheel 2 rotates the steering shaft 3, and the steering unit 4 steers the front wheels to the left and right. By operating the steering wheel 2, the driver can control the lateral movement of the vehicle when moving forward and backward.
なお、ステアリング軸3は、EPSモータ5によって回転させることも可能である。EPSコントローラ330は、EPSモータ5に流れる電流を制御することで、ドライバのステアリングホイール2の操作と独立して前輪を転舵させることができる。The steering shaft 3 can also be rotated by the EPS motor 5. The EPS controller 330 controls the current flowing through the EPS motor 5, allowing the front wheels to be steered independently of the driver's operation of the steering wheel 2.
車両制御装置100は、一例としてADAS-ECU(AdvancedDrivingAssistanceSystems-ElectronicControlUnit)とも呼称されるマイクロプロセッサなどの集積回路であり、A/D(Analog/Digital)変換回路、D/A(Digital/Analog)変換回路、CPU(CentralProcessingUnit)、ROM(ReadOnlyMemory)、RAM(RandomAccessMemory)などを備える。The vehicle control device 100 is, for example, an integrated circuit such as a microprocessor also known as an ADAS-ECU (Advanced Driving Assistance Systems-Electronic Control Unit), and includes an A/D (Analog/Digital) conversion circuit, a D/A (Digital/Analog) conversion circuit, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), etc.
車両制御装置100には、前方カメラ11、レーダーセンサー12、GNSSセンサー13、V2X受信機15、ヨーレートを検出するヨーレートセンサー16、自車両の速度を検出する速度センサー17、自車両の加速度を検出する加速度センサー18、操舵角を検出する操舵角センサー20、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサー21、EPSコントローラ330、パワートレインコントローラ310およびブレーキコントローラ320が接続されている。The vehicle control device 100 is connected to a forward camera 11, a radar sensor 12, a GNSS sensor 13, a V2X receiver 15, a yaw rate sensor 16 that detects yaw rate, a speed sensor 17 that detects the speed of the host vehicle, an acceleration sensor 18 that detects the acceleration of the host vehicle, a steering angle sensor 20 that detects the steering angle, a steering torque sensor 21 that detects the steering torque, an EPS controller 330, a powertrain controller 310 and a brake controller 320.
車両制御装置100は、接続されている各種センサーから入力された情報を、ROMに格納されたプログラムにしたがって処理し、パワートレインコントローラ310に目標駆動力を送信し、ブレーキコントローラ320に目標制動力を送信する。The vehicle control device 100 processes information input from various connected sensors according to a program stored in ROM, transmits a target driving force to the powertrain controller 310, and transmits a target braking force to the brake controller 320.
車両制御装置100は、ドライバが設定した行き先に対する最適な走行ルートを演算する機能を有し、走行ルート上の道路情報を記憶している。道路情報は、道路線形を表現する地図ノードデータであり、道路情報取得部230から取得することができる。それぞれの地図ノードデータには、それぞれのノードでの絶対位置を示す緯度、経度、標高、車線幅、カント角、傾斜角などの情報が組み込まれている。The vehicle control device 100 has the function of calculating the optimal driving route for the destination set by the driver, and stores road information on the driving route. The road information is map node data that represents the road linearity, and can be acquired from the road information acquisition unit 230. Each map node data incorporates information such as latitude, longitude, altitude, lane width, cant angle, and inclination angle that indicate the absolute position at each node.
前方カメラ11は、車両の前方の区画線が画像として検出することができる位置に設置され、画像情報に基づき車線情報および障害物の位置などの自車両1の前方環境を検出する。なお、本実施の形態に関する車両制御システム500では、自車両1の前方環境を検出するカメラのみが示されたが、自車両1の後方環境および側方環境を検出する別のカメラが備えられてもよい。また、前方カメラ11は、自車両1が走行する路面の状態を推定するために使用することもできる。The forward camera 11 is installed in a position where the dividing line in front of the vehicle can be detected as an image, and detects the environment in front of the vehicle 1, such as lane information and the position of obstacles, based on the image information. Note that in the vehicle control system 500 of this embodiment, only a camera that detects the environment in front of the vehicle 1 is shown, but another camera that detects the environment behind and to the sides of the vehicle 1 may be provided. The forward camera 11 can also be used to estimate the condition of the road surface on which the vehicle 1 is traveling.
レーダーセンサー12は、対象物体にレーダーを照射してその反射波を検出することで、自車両1と周辺車両との相対距離および相対速度を出力する。レーダーセンサー12としては、ミリ波レーダー、LiDAR(Light Detection and Ranging)、レーザーレンジファインダ、超音波レーダーなどの周知の測距センサーを用いることができる。The radar sensor 12 outputs the relative distance and relative speed between the vehicle 1 and surrounding vehicles by irradiating a target object with a radar and detecting the reflected wave. The radar sensor 12 can be a well-known distance measuring sensor such as a millimeter wave radar, LiDAR (Light Detection and Ranging), a laser range finder, or an ultrasonic radar.
GNSSセンサー13は、測位衛星からの電波を自車両に搭載されたアンテナ(ここでは、図示しない)で受信し、測位演算することによって自車両の絶対位置および絶対方位を出力する。The GNSS sensor 13 receives radio waves from positioning satellites using an antenna (not shown) mounted on the vehicle, and performs positioning calculations to output the absolute position and absolute orientation of the vehicle.
V2X受信機15は、周辺車両を含む他車両および路側機と自車両1との間の無線通信によって情報を取得し、出力する機能を有する。取得する情報は、自車両1に対する周辺車両の位置および速度などの周辺車両情報ならびに路面の摩擦係数などの道路情報を含んでいる。The V2X receiver 15 has a function of acquiring and outputting information through wireless communication between other vehicles, including surrounding vehicles, and roadside devices and the vehicle 1. The acquired information includes surrounding vehicle information such as the position and speed of the surrounding vehicles relative to the vehicle 1, and road information such as the friction coefficient of the road surface.
EPSコントローラ330は、車両制御装置100から送信された目標操舵角を実現するようにEPSモータ5を制御することで、自車両1の走行方向を制御する。The EPS controller 330 controls the driving direction of the vehicle 1 by controlling the EPS motor 5 to achieve the target steering angle transmitted from the vehicle control device 100.
パワートレインコントローラ310は、車両制御装置100から送信された目標加速力を実現するように、パワートレインユニット6を制御することで、自車両1の加速を制御する。The powertrain controller 310 controls the acceleration of the host vehicle 1 by controlling the powertrain unit 6 so as to achieve the target acceleration force transmitted from the vehicle control device 100.
ブレーキコントローラ320は、車両制御装置100から送信された目標制動力を実現するようにブレーキユニット7を制御することで、自車両1の減速を制御する。The brake controller 320 controls the deceleration of the host vehicle 1 by controlling the brake unit 7 to achieve the target braking force transmitted from the vehicle control device 100.
自車両情報取得部210は、自車両1の情報である車両情報を取得する。車両情報には自車両1の状態を表す自車両の状態量が含まれる。自車両情報取得部210は、たとえば、GNSSセンサー13、ヨーレートセンサー16、速度センサー17、加速度センサー18、操舵角センサー20および操舵トルクセンサー21などである。The host vehicle information acquisition unit 210 acquires vehicle information, which is information about the host vehicle 1. The vehicle information includes state quantities of the host vehicle that represent the state of the host vehicle 1. The host vehicle information acquisition unit 210 includes, for example, a GNSS sensor 13, a yaw rate sensor 16, a speed sensor 17, an acceleration sensor 18, a steering angle sensor 20, and a steering torque sensor 21.
障害物情報取得部220は、自車両1の周辺に存在する周辺車両の位置情報を含む障害物情報を取得する。障害物情報取得部220は、たとえば、前方カメラ11、レーダーセンサー12およびV2X受信機15などである。The obstacle information acquisition unit 220 acquires obstacle information including position information of surrounding vehicles present around the vehicle 1. The obstacle information acquisition unit 220 is, for example, a forward camera 11, a radar sensor 12, a V2X receiver 15, etc.
道路情報取得部230は、自車両1が走行する道路の情報である道路情報を取得する。道路情報取得部230は、たとえば、前方カメラ11およびV2X受信機15などである。The road information acquisition unit 230 acquires road information, which is information about the road on which the vehicle 1 is traveling. The road information acquisition unit 230 is, for example, a forward camera 11 and a V2X receiver 15.
なお、本実施の形態に関する車両制御システム500を搭載する自車両1として、エンジンのみを駆動力源とする車両が示されたが、電動モータのみを駆動力源とする車両、エンジンと電動モータとの両方を駆動力源とする車両であってもよい。Although a vehicle having only an engine as a driving force source has been shown as the vehicle 1 equipped with the vehicle control system 500 of this embodiment, the vehicle may also have only an electric motor as a driving force source, or may have both an engine and an electric motor as driving force sources.
本実施の形態では、軌道生成部114は、最適化問題を解くことによって移動体が通る軌道を生成する。ただし、軌道生成部114は、他の手法によって軌道を生成してもよく、たとえば、道路中心または他車が通過した経路などを目標位置として軌道を生成する手法、または、ランダムに複数の候補経路を生成し、その中から何らかの評価指標を用いて1つを選択する手法などがある。In this embodiment, the trajectory generation unit 114 generates a trajectory for the moving object by solving an optimization problem. However, the trajectory generation unit 114 may generate a trajectory by other methods, such as a method of generating a trajectory with the center of a road or a route that another vehicle has passed as a target position, or a method of randomly generating multiple candidate routes and selecting one from them using some kind of evaluation index.
<最適化問題の設定>
軌道生成部114は、車両の運動を数学的に表す車両モデルfを用いて、現在の時刻0から時間間隔Tsで予測期間Th未来まで車両状態量xを予測し、制約条件の下、自車両の望ましい動作を表現する評価関数Jを最小化する制御入力uの系列データを求めるための最適化問題を解く。
<Optimization problem setting>
The trajectory generation unit 114 predicts the vehicle state quantity x from the current time 0 to a prediction period Th into the future at a time interval Ts using a vehicle model f that mathematically represents the motion of the vehicle, and solves an optimization problem to obtain series data of the control input u that minimizes an evaluation function J that expresses a desired operation of the vehicle under constraint conditions.
そして、最適化問題から求められた最適化された制御入力uと車両モデルfとに基づいて、現在の時刻0から時間間隔Tsで予測期間Th未来までの最適化された車両状態量xの系列データを予測する。 Then, based on the optimized control input u and vehicle model f obtained from the optimization problem, series data of the optimized vehicle state quantity x is predicted from the current time 0 to the prediction period Th in the future at a time interval Ts.
そして、最適化された制御入力uの系列データと車両状態量xの系列データとに基づき、自車両の位置を含む系列データである軌道ξを生成する。また、以下の説明では、現在の時刻から予測期間Thまでの時間をホライズンと略記することもある。Then, based on the series data of the optimized control input u and the series data of the vehicle state quantity x, a trajectory ξ, which is series data including the vehicle's position, is generated. In the following description, the time from the current time to the prediction period Th may be abbreviated as the horizon.
<最適化問題の定式化>
上述のように、本実施の形態では、制約付き最適化問題を一定期間ごとに解く。最適化問題は以下のように定式化される。
<Formulation of the optimization problem>
As described above, in this embodiment, a constrained optimization problem is solved at regular intervals. The optimization problem is formulated as follows.
ここで、Jは評価関数、xは車両状態量、uは制御入力、fは動的車両モデルに関するベクトル値関数、x0は初期値(現在の車両状態量)である。 Here, J is the evaluation function, x is the vehicle state quantity, u is the control input, f is a vector-valued function related to the dynamic vehicle model, and x0 is the initial value (current vehicle state quantity).
ここで、上記の最適化問題は、後述の制約条件が課される制約付き最適化問題である。 Here, the above optimization problem is a constrained optimization problem subject to the constraints described below.
なお、本実施の形態では上記の最適化問題を最小化問題として扱っているが、評価関数の符号を反転させることで最大化問題として扱うこともできる。 In this embodiment, the above optimization problem is treated as a minimization problem, but it can also be treated as a maximization problem by inverting the sign of the evaluation function.
本実施の形態では、評価関数Jには次式を用いる。 In this embodiment, the following equation is used for the evaluation function J:
ここで、x(k)は予測点k(k=0,・・・,N)における車両状態量、u(k)は予測点k(k=0,・・・,N)における制御入力である。hは評価項目に関するベクトル値関数、hNは終端(予測点N)における評価項目に関するベクトル値関数であり、r(k)は予測点k(k=0,・・・,N)における参照値である。W、WNは重み行列で、それぞれの評価項目に対する重みを対角成分に有する対角行列であり、パラメータとして適宜変更可能である。 Here, x(k) is the vehicle state quantity at prediction point k (k=0,...,N), and u(k) is the control input at prediction point k (k=0,...,N). h is a vector value function related to the evaluation items, hN is a vector value function related to the evaluation items at the end (prediction point N), and r(k) is a reference value at prediction point k (k=0,...,N). W and WN are weighting matrices, which are diagonal matrices having weights for each evaluation item in the diagonal components, and can be changed as appropriate as parameters.
<車両モデル>
本実施の形態では、軌道生成部114で用いる車両状態量xと制御入力uを以下のように設定する。
<Vehicle model>
In this embodiment, the vehicle state quantity x and the control input u used in the trajectory generation unit 114 are set as follows.
ここで、βは横滑り角、γはヨーレート、axは縦加速度、δは舵角、axtは目標縦加速度、δtは目標舵角である。また、jtは目標縦躍度、ωtは目標舵角速度である。なお、車両状態量xに位置に関する変数が含まれており、操舵と車速に関する変数が車両状態量xか制御入力uのいずれか一方に含まれていれば、車両状態量xと制御入力uはどのように設定してもよい。また、位置の変数は直交座標系に限らず、たとえば、経路座標系で定義してもよい。 Here, β is the sideslip angle, γ is the yaw rate, ax is the longitudinal acceleration, δ is the steering angle, axt is the target longitudinal acceleration, and δt is the target steering angle. Additionally, jt is the target longitudinal jerk, and ωt is the target steering angular velocity. Note that as long as the vehicle state quantity x includes a variable related to position, and the variables related to steering and vehicle speed are included in either the vehicle state quantity x or the control input u, the vehicle state quantity x and the control input u may be set in any way. Additionally, the position variable is not limited to the Cartesian coordinate system, and may be defined, for example, in a route coordinate system.
なお、車両制御装置100が操舵制御のみを行う場合は、車両状態量xに位置に関する変数が含まれており、操舵に関する変数が車両状態量xか制御入力uかのいずれか一方に含まれていれば、車両状態量xと制御入力uとはどのように設定されてもよい。 In addition, when the vehicle control device 100 performs only steering control, the vehicle state quantity x includes a variable related to position, and the vehicle state quantity x and the control input u may be set in any manner as long as a variable related to steering is included in either the vehicle state quantity x or the control input u.
車両モデルfは、以下に示す二輪モデルを用いる。 The vehicle model f uses the two-wheel model shown below.
ここで、Mは車両質量、Iは車両のヨー慣性モーメントである。lf、lrは前後輪の車軸から車両重心までの距離である。Tax、Tδは縦加速度と舵角の目標値に対する追従性を1次遅れ系で表現したときの時定数である。Yf、Yrは前後輪のコーナリングフォースであり、前後輪のコーナリングスティフネスCf、Crを用いて、式(107)および式(108)で表現される。 Here, M is the vehicle mass and I is the vehicle's yaw moment of inertia. lf and lr are the distances from the front and rear wheel axles to the vehicle's center of gravity. Tax and Tδ are time constants when the tracking ability of the longitudinal acceleration and steering angle to the target values is expressed in a first-order lag system. Yf and Yr are the cornering forces of the front and rear wheels, and are expressed by equations (107) and (108) using the cornering stiffnesses Cf and Cr of the front and rear wheels.
なお、車両モデルfには二輪モデル以外の車両モデルを用いてもよい。 In addition, vehicle models other than the two-wheel model may be used for vehicle model f.
<車両制御装置の動作>
図5は、本実施の形態に関する自車両の運転制御の手順の例を示すフローチャートである。
<Operation of the vehicle control device>
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a procedure for controlling driving of the host vehicle according to this embodiment.
図5のステップST110において、障害物情報取得部220で障害物情報が取得される。障害物情報は、周辺車両を含む障害物の位置を含む情報であり、本実施の形態では、障害物が自車両に対して左前方に存在する場合には、自車両座標系での障害物の右前端PFR、右後端PRR、左後端PRLの位置が取得され、障害物が自車両に対して右前方に存在する場合には、自車両座標系での障害物の左前端PFL、左後端PRL、右後端PRRの位置が取得されるものとする。In step ST110 of FIG. 5, obstacle information is acquired by the obstacle information acquisition unit 220. The obstacle information is information including the positions of obstacles including surrounding vehicles, and in this embodiment, if an obstacle is present to the left front of the host vehicle, the positions of the right front end PFR, right rear end PRR, and left rear end PRL of the obstacle in the host vehicle coordinate system are acquired, and if an obstacle is present to the right front of the host vehicle, the positions of the left front end PFL, left rear end PRL, and right rear end PRR of the obstacle in the host vehicle coordinate system are acquired.
さらに、障害物情報取得部220で、それらの位置情報に基づき、障害物の左前端PFLあるいは右前端PFRの位置、中心PCの位置Xo、Yo、車体方位θo、車速Vo、長さlo、幅woが推定されるものとする。Furthermore, the obstacle information acquisition unit 220 estimates the position of the obstacle's left front end PFL or right front end PFR, the position Xo, Yo of the center PC, the vehicle direction θo, the vehicle speed Vo, the length lo, and the width wo based on this position information.
次に、図5のステップST120において、道路情報取得部230で道路情報が取得される。道路情報は、自車両が走行する道路とそれに隣接する道路(以降、自車線、左車線、右車線と記す)それぞれの境界部を含む情報であり、本実施の形態では、自車線、左車線、右車線の左右の区画線を3次の多項式で表現した際の係数が取得されるものとする。すなわち、自車線の左の区画線(左車線の右の区画線でもある)に対しては、次式のcel0からcel3の値が取得される。Next, in step ST120 of FIG. 5, road information is acquired by the road information acquisition unit 230. The road information is information including the boundaries of the road on which the vehicle is traveling and the adjacent roads (hereinafter referred to as the vehicle's lane, left lane, and right lane), and in this embodiment, the coefficients when the left and right dividing lines of the vehicle's lane, left lane, and right lane are expressed as a third-order polynomial are acquired. That is, for the dividing line to the left of the vehicle's lane (which is also the right dividing line of the left lane), the values of cel0 to cel3 of the following equation are acquired.
自車線の右の区画線(右車線の左の区画線でもある)に対しては、次式のcer0からcer3の値が取得される。 For the right dividing line of the own lane (which is also the left dividing line of the right lane), the values of cer0 to cer3 are obtained using the following formula.
左車線の左の区画線に対しては、次式のcll0からcll3の値が取得される。 For the left dividing line of the left lane, the values cl10 to cl13 are obtained using the following formula.
右車線の右の区画線に対しては、次式のcrr0からcrr3の値が取得される。 For the right dividing line of the right lane, the values of crr0 to crr3 are obtained using the following formula.
このとき、自車線中央、左車線中央、右車線中央は、それぞれ、式(205)、式(206)、式(207)で表現される。 In this case, the center of the own lane, the center of the left lane, and the center of the right lane are expressed by equations (205), (206), and (207), respectively.
ここで、各係数は、式(208)、式(209)、式(210)で表される。 Here, each coefficient is expressed by equation (208), equation (209), and equation (210).
なお、区画線の情報は3次の多項式に限らず、いかなる関数で表現されていてもよい。 In addition, the information on the dividing lines is not limited to third-order polynomials and may be expressed using any function.
図5のステップST130において、自車両情報取得部210で車両情報が取得される。車両情報は、自車両の舵角、ヨーレート、速度、加速度などの情報であり、本実施の形態では、舵角δ、ヨーレートγ、速度V、縦加速度axが取得されるものとする。In step ST130 of FIG. 5, vehicle information is acquired by the host vehicle information acquisition unit 210. The vehicle information is information such as the steering angle, yaw rate, speed, and acceleration of the host vehicle, and in this embodiment, the steering angle δ, yaw rate γ, speed V, and longitudinal acceleration ax are acquired.
次に、図5のステップST210において、障害物移動予測部111(図3)で障害物の移動予測を行う。移動予測では、各予測点k(k=0,・・・,N)における障害物の中心位置Xo(k)、Yo(k)、車体方位θo(k)、車速Vo(k)を予測する。本実施の形態では、障害物の運動を等速直線運動で近似し、予測点k(k=0,・・・,N)における障害物の中心位置Xo(k)、Yo(k)、車体方位θo(k)、車速Vo(k)を下記のように予測する。 Next, in step ST210 of Fig. 5, obstacle movement prediction unit 111 (Fig. 3) predicts the movement of the obstacle. In the movement prediction, the center position Xo (k), Yo (k), vehicle direction θo (k), and vehicle speed Vo (k) of the obstacle at each prediction point k (k = 0, ..., N) are predicted. In this embodiment, the movement of the obstacle is approximated by uniform linear movement, and the center position Xo (k), Yo (k), vehicle direction θo (k), and vehicle speed Vo (k) of the obstacle at the prediction point k (k = 0, ..., N) are predicted as follows:
ただし、Xo(0)、Yo(0)、θo(0)、Vo(0)は、障害物情報取得部220で取得された現在時刻における障害物の中心位置、車体方位、車速である。障害物が複数存在する場合には、各障害物に対して上記の予測を行う。なお、等速直線運動ではなく、障害物が走行車線に沿って等速で移動するなどの予測を行ってもよい。あるいは、ドライバモデルを用いて予測を行ってもよい。 where Xo (0), Yo (0), θo (0), and Vo (0) are the center position, vehicle direction, and vehicle speed of the obstacle at the current time acquired by the obstacle information acquisition unit 220. When there are multiple obstacles, the above prediction is performed for each obstacle. Note that instead of uniform linear motion, a prediction may be made that the obstacle moves at a uniform speed along the driving lane. Alternatively, a driver model may be used to make the prediction.
一方で、障害物移動予測部111(図3)で障害物の将来の挙動を予測して確率的に示してもよい。障害物移動予測部111は、障害物の挙動を確率的に示すことで、障害物の挙動のばらつきを含めて挙動を予測することができる。なお、障害物移動予測部111は、障害物の状態量のうちの一部のみを確率的に示してもよい。障害物の挙動を確率的に示す表現方法としては、ガウス分布にしたがう確率分布、一様分布にしたがう確率分布、あらかじめ定められた上限値および下限値までの確率分布などがある。On the other hand, the obstacle movement prediction unit 111 (Figure 3) may predict the future behavior of the obstacle and display it probabilistically. By displaying the behavior of the obstacle probabilistically, the obstacle movement prediction unit 111 can predict the behavior of the obstacle including the variability of the behavior. Note that the obstacle movement prediction unit 111 may display only a part of the state quantities of the obstacle probabilistically. Methods for expressing the behavior of an obstacle probabilistically include a probability distribution according to a Gaussian distribution, a probability distribution according to a uniform distribution, and a probability distribution up to predetermined upper and lower limits.
次に、図5のステップST220において、進入禁止領域設定部112(図2および図3)で進入禁止領域ζを設定する。進入禁止領域ζとしては、道路の車線外、壁または障害物などに基づくものが想定される。Next, in step ST220 of FIG. 5, the no-entry area setting unit 112 (FIGS. 2 and 3) sets a no-entry area ζ. The no-entry area ζ may be outside the lane of the road, or based on a wall or an obstacle.
本実施の形態では、各予測点k(k=0,・・・,N)における障害物の中心位置Xo(0)、Yo(0)に楕円形の進入禁止領域を設定する。楕円の方程式ζ(X,Y)=0は次式で表現される。 In this embodiment, an elliptical no-entry area is set at the center positions Xo (0) and Yo (0) of the obstacle at each prediction point k (k=0, ..., N). The equation of the ellipse ζ(X, Y)=0 is expressed by the following equation.
la、lbは、それぞれ障害物に設定する楕円の長軸と短軸の長さであり、予測点k毎に変更してもよい。また、楕円の中心が障害物の中心位置Xo(k)、Yo(k)に一致する必要はない。また、障害物に設定する進入禁止領域は楕円形である必要はなく、任意の形状の進入禁止領域を設定してよい。障害物が複数存在する場合には、各障害物に対して進入禁止領域を設定する。 l a and l b are the lengths of the major and minor axes of an ellipse set for an obstacle, and may be changed for each prediction point k. The center of the ellipse does not need to coincide with the central positions X o (k) and Y o (k) of the obstacle. The no-entry area set for an obstacle does not need to be elliptical, and any shape of no-entry area may be set. When there are multiple obstacles, a no-entry area is set for each obstacle.
進入禁止領域ζは、当該領域を形成する障害物の挙動が確率的に示されるものであってもよいし、時刻によって領域の位置または大きさが変化するものであってもよい。その場合、進入禁止領域ζtは、たとえば後述の式(1)のように示される。 The forbidden area ζ may be one in which the behavior of obstacles forming the area is represented probabilistically, or the position or size of the area may change with time. In this case, the forbidden area ζt may be represented, for example, as in Equation (1) described below.
安全性を考慮すると、車線変更の可否判断は偽陰性(車線変更可能のときに不可と誤判断する)よりも偽陽性(車線変更不可のときに可能と誤判断する)を低減することが重要である。そのため、車線変更の可否判断の偽陽性を低減したい場合、判断時にのみ、進入禁止領域を拡大してもよい。これにより、判断時には目標車線に自車両が到達しにくくなるので、余裕を持って車線変更できない場合には車線変更不可と判断でき、安全性が向上する。 When considering safety, it is more important to reduce false positives (mistakenly determining that a lane change is possible when it is not) than false negatives (mistakenly determining that a lane change is possible when it is not) when determining whether a lane change is possible. Therefore, if you want to reduce false positives when determining whether a lane change is possible, you can expand the no-entry area only when making a decision. This makes it more difficult for the vehicle to reach the target lane at the time of decision, so if there is not enough time to change lanes, it can be determined that a lane change is not possible, improving safety.
次に、図5のステップST230において、軌道生成部114で式(101)の最適化問題を解くことで、目標軌道ξを生成する。目標軌道ξは自車両の目標位置を含む系列データであり、本実施の形態では、式(104)の車両状態量xの系列データとする。Next, in step ST230 of FIG. 5, the trajectory generation unit 114 generates a target trajectory ξ by solving the optimization problem of equation (101). The target trajectory ξ is series data including the target position of the host vehicle, and in this embodiment, it is the series data of the vehicle state quantity x of equation (104).
軌道生成部114は、目標行動が車線維持の場合は車線維持のための目標軌道ξ(目標車線維持軌道ξLK)を、目標行動が車線変更の場合は車線変更のための目標軌道ξ(目標車線変更軌道ξLC)を生成する。The trajectory generation unit 114 generates a target trajectory ξ for lane keeping (target lane keeping trajectory ξLK) when the target action is lane keeping, and generates a target trajectory ξ for lane change (target lane change trajectory ξLC) when the target action is lane change.
次に、図5のステップST240において、軌道生成部114で目標車線変更軌道ξLCに基づき、車線変更の可否を判断する。本実施の形態では、この判断は目標行動が車線変更に変化したタイミング、すなわち、車線変更開始時に行われる。ただし、車線変更継続中に判断を行ってもよい。Next, in step ST240 of FIG. 5, the trajectory generation unit 114 determines whether or not to change lanes based on the target lane change trajectory ξLC. In this embodiment, this determination is made when the target behavior changes to a lane change, that is, when the lane change starts. However, the determination may also be made while the lane change is continuing.
車線変更可能と判断した場合、目標車線変更軌道ξLCを車両制御部120に出力する。一方で、車線変更不可と判断した場合、目標車線維持軌道ξLKを車両制御部120に出力する。If it is determined that a lane change is possible, the target lane change trajectory ξLC is output to the vehicle control unit 120. On the other hand, if it is determined that a lane change is not possible, the target lane keeping trajectory ξLK is output to the vehicle control unit 120.
本実施の形態では、このとき出力する目標車線維持軌道ξLKは、最後に軌道生成部114が出力した目標車線維持軌道ξLKに基づき生成することとする。なお、それ以外にも目標行動を車線維持に変更して最適化問題を再度解き直すことで得られた目標車線維持軌道ξLKを出力してもよい。また、車線変更不可と判断した場合で演算時間に余裕がある場合は、最適化問題の参照値または重みなどを変更して目標車線変更軌道ξLCの再計算してもよい。In this embodiment, the target lane-keeping trajectory ξLK output at this time is generated based on the target lane-keeping trajectory ξLK last output by the trajectory generation unit 114. Note that it is also possible to output the target lane-keeping trajectory ξLK obtained by changing the target behavior to lane keeping and resolving the optimization problem. Furthermore, if it is determined that a lane change is not possible and there is sufficient calculation time, the target lane-changing trajectory ξLC may be recalculated by changing the reference value or weight of the optimization problem.
目標行動が車線維持の場合は、判断を行わずに軌道生成部114が生成した目標車線維持軌道ξLKをそのまま出力する。 If the target action is lane keeping, no judgment is made and the target lane keeping trajectory ξLK generated by the trajectory generation unit 114 is output as is.
次に、図5のステップST250において、車両制御部120で、自車両が目標軌道ξに追従するよう操舵制御と車速制御を行うための目標値を演算する。本実施の形態では、操舵に関する目標値である目標舵角δt、車速に関する目標値である目標縦加速度axtを演算する。本実施の形態では、目標軌道ξが各予測点k(k=0,・・・,N)における目標舵角δt(k)の最適値と目標縦加速度axt(k)の最適値を含んでいるため、各アクチュエータの制御周期に応じて、目標舵角δt(k)の最適値と目標縦加速度axt(k)の最適値をそれぞれ時間方向に補間することで目標舵角δtと目標縦加速度axtをそれぞれ演算する。 Next, in step ST250 of Fig. 5, the vehicle control unit 120 calculates target values for steering control and vehicle speed control so that the vehicle follows the target trajectory ξ. In this embodiment, the vehicle control unit 120 calculates a target steering angle δt, which is a target value related to steering, and a target longitudinal acceleration axt, which is a target value related to vehicle speed. In this embodiment, since the target trajectory ξ includes the optimal value of the target steering angle δt (k) and the optimal value of the target longitudinal acceleration axt (k) at each prediction point k (k = 0, ..., N), the target steering angle δt and the target longitudinal acceleration axt are calculated by interpolating the optimal value of the target steering angle δt ( k ) and the optimal value of the target longitudinal acceleration axt(k) in the time direction according to the control cycle of each actuator.
次に、図5のステップST260において、パワートレインコントローラ310、ブレーキコントローラ320およびEPSコントローラ330で制御量に基づきアクチュエータを制御する。本実施の形態では、舵角δが目標舵角δtに追従するようにEPSモータ5を、縦加速度axが目標縦加速度axtに追従するようにパワートレインユニット6とブレーキユニット7とを制御する。5, the powertrain controller 310, the brake controller 320, and the EPS controller 330 control the actuators based on the control amount. In this embodiment, the EPS motor 5 is controlled so that the steering angle δ follows the target steering angle δt, and the powertrain unit 6 and the brake unit 7 are controlled so that the longitudinal acceleration ax follows the target longitudinal acceleration axt.
<目標軌道の生成手順>
図6は、目標軌道の生成手順の例を示すフローチャートである。この処理は図5のステップST230内で行われる。
<Procedure for generating target trajectory>
6 is a flowchart showing an example of a procedure for generating a target trajectory, which is performed in step ST230 in FIG.
まず、図6のステップST231において、軌道生成部114が参照点群を演算する。ここで、参照点群は現在の時刻0から時間間隔Tsで予測期間Th未来までの参照位置Xr、Yr、参照軌道方位ψr、参照車速Vrの系列データである。以降、参照位置Xr(k)、Yr(k)(k=0,・・・,N)の系列データを参照軌道χrと呼ぶ。 First, in step ST231 of Fig. 6, the trajectory generating unit 114 calculates a group of reference points. Here, the group of reference points is series data of reference positions Xr , Yr , reference trajectory direction ψr , and reference vehicle speed Vr from the current time 0 to a prediction period Th in the future with a time interval Ts . Hereinafter, the series data of reference positions Xr (k), Yr (k) (k = 0, ..., N) is referred to as a reference trajectory χr.
それぞれの時刻の参照位置Xr(k)、Yr(k)、参照軌道方位ψr(k)、参照車速Vr(k)(k=0,・・・,N)は以下のように決定される。 The reference positions Xr (k), Yr (k), reference track orientation ψr (k), and reference vehicle speed Vr (k) (k=0, . . . , N) at each time are determined as follows.
まず、参照車速Vr(k)は走行車線の制限速度Vl、先行車の車速Vpに基づいて決定され、たとえば、Vr(k)=Vlとする。なお、Vr(k)はホライズン内で一定値である必要はない。 First, the reference vehicle speed Vr (k) is determined based on the speed limit Vl of the lane and the vehicle speed Vp of the preceding vehicle, for example, Vr (k)=Vl. Note that Vr (k) does not need to be a constant value within the horizon.
次に、目標行動が車線維持である場合、自車両が目標車線中央を走行することができるよう、参照位置Xr(k)、Yr(k)、参照軌道方位ψr(k)を車線中央のX位置、Y位置、軌道方位に基づき決定する。同時に、参照位置Xr(k)、Yr(k)と参照車速Vr(k)が整合するよう、参照位置Xr(k)、Yr(k)と参照車速Vr(k)の関係に条件を設定する。つまり、以下2つの式を満たすように、参照位置Xr(k)、Yr(k)を決定する。 Next, when the target behavior is lane keeping, the reference positions Xr (k), Yr (k) and the reference trajectory direction ψr (k) are determined based on the X position, Y position and trajectory direction of the lane center so that the host vehicle can travel in the center of the target lane. At the same time, conditions are set for the relationship between the reference positions Xr (k), Yr (k) and the reference vehicle speed Vr (k) so that the reference positions Xr (k), Yr (k) and the reference vehicle speed Vr (k) are consistent. In other words, the reference positions Xr (k), Yr (k) are determined so as to satisfy the following two equations:
式(301)は、参照位置Xr(k)、Yr(k)が自車線中央を表現する関数Y=le(X)(式(205))上に存在するための条件、式(302)は、隣接する参照位置Xr(k-1)、Yr(k-1)とXr(k)、Yr(k)同士の間隔が、時間間隔Tsにおける自車の移動量に等しくなるための条件である。 Equation (301) is the condition for the reference positions Xr (k), Yr (k) to exist on the function Y=l e (X) (equation (205)) representing the center of the own lane, and equation (302) is the condition for the distance between adjacent reference positions Xr (k-1), Yr (k-1) and Xr (k), Yr (k) to be equal to the amount of movement of the own vehicle during time interval Ts.
これらによって決定された参照位置Xr(k)、Yr(k)での自車線中央Y=le(X)の方位を計算することで、参照軌道方位ψr(k)も決定することができる。また、以降、車線維持のための参照軌道を参照車線維持軌道χrLKと呼ぶ。 By calculating the direction of the own lane center Y=l e (X) at the reference positions X r (k) and Y r (k) determined by these, the reference trajectory direction ψ r (k) can also be determined. In addition, hereinafter, the reference trajectory for lane keeping will be referred to as the reference lane keeping trajectory χrLK.
目標行動が車線変更である場合、たとえば、現在の車線中央から目標車線の中央までを連続、かつ、滑らかになるように接続することで、車線変更のための参照軌道(参照車線変更軌道χrLC)を表現する関数Y=lLC(X)を生成する。 When the target behavior is a lane change, for example, a function Y=l LC (X) is generated that represents a reference trajectory for lane change (reference lane change trajectory χrLC) by connecting the center of the current lane to the center of the target lane in a continuous and smooth manner.
この参照車線変更軌道χrLCは、進入禁止領域に進入しないという制約条件なしに生成された軌道であり、障害物がない場合の車線変更軌道といえる。接続には、スプライン曲線または5次関数など公知の手法を用いる。そして、式(301)の代わりに以下の式を用いて、参照位置Xr(k)、Yr(k)を決定する。 This reference lane change trajectory χrLC is a trajectory generated without the constraint of not entering a no-entry area, and can be said to be a lane change trajectory when there are no obstacles. A known method such as a spline curve or a quintic function is used for the connection. Then, the following equation is used instead of equation (301) to determine the reference positions Xr (k) and Yr (k).
これらにより決定した参照位置Xr(k)、Yr(k)での参照車線変更軌道Y=lLC(X)の方位を計算することで、参照軌道方位ψr(k)も決定することができる。なお、接続の際は、車線変更の目標所要時間tLCで車線変更が完了するような参照車線変更軌道χrLCを生成することができるよう、たとえば、目標所要時間tLC間に自車両が縦方向に移動する距離dで目標車線への横方向の移動が完了するように接続する。距離dの算出には、参照車速Vrを積分して算出してもよいし、現在車速V0と目標所要時間tLCとの積によって算出してもよい。また、走行車線がカーブの場合、経路座標系で接続してもよい。 By calculating the orientation of the reference lane change trajectory Y=l LC (X) at the reference positions Xr (k) and Yr (k) determined by these, the reference trajectory orientation ψr (k) can also be determined. Note that, when connecting, in order to generate a reference lane change trajectory χrLC that completes lane change within the target required time tLC for lane change, for example, the connection is made so that the lateral movement to the target lane is completed within a distance d that the vehicle moves vertically during the target required time tLC. The distance d may be calculated by integrating the reference vehicle speed Vr, or may be calculated by multiplying the current vehicle speed V0 and the target required time tLC. In addition, when the driving lane is curved, the connection may be made in a route coordinate system.
また、車線変更の目標所要時間tLCを指定する必要がなく、予測期間Thが十分に長い場合には、参照車線変更軌道χrLCを生成せずに、単に式(301)の代わりに以下の式を用いて、参照位置Xr(k)、Yr(k)を決定してもよい。 In addition, when there is no need to specify the target required time tLC for a lane change and the prediction period Th is sufficiently long, the reference lane change trajectory χrLC may not be generated, and the reference positions Xr (k), Yr (k) may simply be determined using the following equation instead of equation (301):
ここで、Y=lo(X)は目標車線中央を表現する関数で、式(205)、式(206)、式(207)より、目標車線が自車線、左車線、右車線の場合でそれぞれ、lo=le、ll、lrとなる。 Here, Y=l o (X) is a function expressing the center of the target lane, and from equations (205), (206), and (207), l o =le, ll, and lr when the target lane is the own lane, the left lane, and the right lane, respectively.
以上のように演算した参照位置Xr(k)、Yr(k)、参照軌道方位ψr(k)、参照車速Vr(k)(k=0,・・・,N)を参照点群とする。 The reference positions Xr (k), Yr (k), reference track orientation ψr (k), and reference vehicle speed Vr (k) (k=0, . . . , N) calculated as above are defined as a group of reference points.
次に、図6のステップST232において、制約条件設定部113が、制約条件を設定する。制約条件には、少なくとも一部に、あらかじめ定められた条件を満たすべき車両の状態の確率ptに基づく要素が含まれる確率制約が含まれる。なお、制約条件には、確率を含まない制約条件(確率制約ではない制約条件)が確率制約と同時に含まれていてもよい。 Next, in step ST232 of Fig. 6, the constraint condition setting unit 113 sets constraint conditions. The constraint conditions include, at least in part, probability constraints that include an element based on the probability p t of a vehicle state that should satisfy a predetermined condition. Note that the constraint conditions may include a constraint condition that does not include a probability (a constraint condition that is not a probability constraint) at the same time as the probability constraint.
確率制約は、将来の時刻であらかじめ定められた条件を満たすべき車両の状態の確率ptに基づいて設定される、または、時系列全体であらかじめ定められた条件を満たすべき車両の状態の確率ptに基づいて設定される。なお、確率制約があらかじめ定められた条件を満たさない確率に基づいて設定されても、実質的には上記と同義である。 The probability constraint is set based on the probability p t of the vehicle state satisfying a predetermined condition at a future time, or based on the probability p t of the vehicle state satisfying a predetermined condition over the entire time series. Note that even if the probability constraint is set based on the probability of not satisfying the predetermined condition, it is essentially the same as the above.
確率制約は、あらかじめ定められた条件を満たすべき車両の状態の確率をそのまま制約として記述するものであってもよいし、当該確率を等価な式または近似式で置き換えたものを制約として記述するものであってもよい。A probability constraint may describe the probability of a vehicle state that should satisfy predetermined conditions directly as a constraint, or it may describe the probability as a constraint by replacing the probability with an equivalent equation or an approximation equation.
確率制約の例としては、たとえば、「進入禁止領域ζの外に自車両が位置する確率ptがしきい値以内である」、または「自車両の状態量があらかじめ定められた範囲以内である確率ptがしきい値以内である」などがある。 Examples of probability constraints include, for example, "the probability p t that the vehicle is located outside the no-entry area ζ is within a threshold value" or "the probability p t that the state quantity of the vehicle is within a predetermined range is within a threshold value."
確率制約が「それぞれの時刻で、自車両の加速度があらかじめ定められた範囲内である確率がしきい値よりも大きい」である場合、時刻tにおける自車の加速度をatとし、加速度の下限値をaminとし、加速度の上限値をamaxとし、事象Aの起きる確率をP[A]とし、条件を満たすべき確率をptとすると、確率制約は以下のように示される。 If the probability constraint is "at each time, the probability that the acceleration of the vehicle is within a predetermined range is greater than a threshold value," then if the acceleration of the vehicle at time t is a t , the lower limit of the acceleration is a min , the upper limit of the acceleration is a max , the probability of event A occurring is P[A], and the probability that the condition should be satisfied is p t , then the probability constraint can be expressed as follows:
自車両の状態量に基づく確率制約としては、自車両の状態量(操舵角、舵角速度、横加速度、軌道中心からの横偏差など)の上限および下限のうちの少なくとも一方に基づいて設定されるものが考えられる。生成された軌道にしたがって自車両が走行する場合であっても、外乱(風、路面抵抗、坂道)、モデル化誤差などによって軌道との誤差が生じうるため、自車両の将来の状態量はばらつき、確率的に変化する。 Probability constraints based on the state quantities of the vehicle may be set based on at least one of the upper and lower limits of the state quantities of the vehicle (steering angle, steering angle velocity, lateral acceleration, lateral deviation from the center of the trajectory, etc.). Even when the vehicle travels along the generated trajectory, there may be deviations from the trajectory due to disturbances (wind, road resistance, slopes), modeling errors, etc., so the future state quantities of the vehicle will vary and change probabilistically.
確率制約が「それぞれの時刻で、進入禁止領域ζの外に自車両が位置する確率がしきい値よりも大きい」である場合、時刻tにおける自車の位置を(xt,yt)とし、障害物(車両)の予測位置を(Xobst,Yobst)とし、障害物(車両)の予測位置(Xobst,Yobst)に対応する進入禁止領域を進入禁止領域ζtとし、事象Aの起きる確率をP[A]とし、時刻tにおける条件を満たすべき確率をptとすると、確率制約は以下のように示される。 When the probability constraint is "the probability that the host vehicle is located outside the no-entry area ζ at each time is greater than a threshold value", the position of the host vehicle at time t is ( xt , yt ), the predicted position of the obstacle (vehicle) is ( Xobst , Yobst ), the no-entry area corresponding to the predicted position ( Xobst , Yobst ) of the obstacle (vehicle) is the no-entry area ζt , the probability of an event A occurring is P[A], and the probability that a condition should be satisfied at time t is pt , the probability constraint can be expressed as follows:
図7は、式(9)で示される進入禁止領域ζtの範囲の例を概念的に示す図である。図7には、障害物の予測位置に対応する進入禁止領域ζtが示されており、将来の時刻において、自車両の位置(xt,yt)が進入禁止領域ζtの外に位置している。 7 is a conceptual diagram showing an example of the range of the no-entry area ζt shown in equation (9). In FIG. 7, the no-entry area ζt corresponding to the predicted position of an obstacle is shown, and the position ( xt , yt ) of the host vehicle at a future time is located outside the no-entry area ζt .
本実施の形態では、ステップST220で設定した進入禁止領域ζ(進入禁止領域ζt)にそれぞれの予測点k(k=0,・・・,N)での自車両の重心位置Xg(k)、Yg(k)が進入しない確率(言い換えると、自車両が進入禁止領域の外に位置する確率)を、制約条件(上記の式(9))として設定する。自車両の重心位置を確率的に示す表現方法としては、それぞれの予測点kを中心とするガウス分布にしたがう確率分布、一様分布にしたがう確率分布、あらかじめ定められた上限値および下限値までの確率分布などがある。 In this embodiment, the probability that the center of gravity positions Xg (k), Yg( k ) of the vehicle at each predicted point k (k=0,...,N) will not enter the no-entry area ζ (no-entry area ζt) set in step ST220 (in other words, the probability that the vehicle will be located outside the no-entry area) is set as a constraint condition (above formula (9)). Methods for expressing the center of gravity position of the vehicle probabilistically include a probability distribution according to a Gaussian distribution centered on each predicted point k, a probability distribution according to a uniform distribution, and a probability distribution up to predetermined upper and lower limits.
本実施の形態では、進入禁止領域に基づいて制約条件が設定されたが、進入禁止領域によらずに制約条件が設定されてもよい(図1)。一例として、式(8)を用いて説明された、自車両の状態量に基づく確率制約が挙げられる。In this embodiment, the constraint conditions are set based on the no-entry area, but the constraint conditions may be set without using the no-entry area (Figure 1). One example is a probability constraint based on the state quantity of the host vehicle, as explained using equation (8).
次に、図6のステップST233において、軌道生成部114が、評価関数J(式(103))を設定する。本実施の形態では、自車両がステップST231で演算した参照点群(参照位置Xr(k)、Yr(k)、参照軌道方位ψr(k)、参照車速Vr(k)(k=0,・・・,N))に追従するための目標軌道ξを生成でき、かつ、そのときの制御入力が小さくなるよう、評価項目に関するベクトル値関数h、hNを以下のように設定する。 Next, in step ST233 of Fig. 6, the trajectory generating unit 114 sets the evaluation function J (equation (103)). In this embodiment, the target trajectory ξ for the host vehicle to follow the reference point group (reference position Xr (k), Yr (k), reference trajectory orientation ψr (k), reference vehicle speed Vr (k) (k = 0,...,N)) calculated in step ST231 can be generated, and vector value functions h and hN related to the evaluation items are set as follows so that the control input at that time is small.
ew(k)は予測点k(k=0,・・・,N)における参照位置Xr(k)、Yr(k)に対する横偏差であり、予測点k(k=0,・・・,N)における参照位置Xr(k)、Yr(k)と参照軌道方位ψr(k)を用いて、式(309)のように示される。 ew (k) is the lateral deviation with respect to the reference positions Xr (k), Yr (k) at the prediction point k (k = 0, ..., N), and is expressed as shown in equation (309) using the reference positions Xr (k), Yr (k) at the prediction point k (k = 0, ..., N) and the reference orbit orientation ψr (k).
また、参照値r(k)、r(N)は以下のように設定する。 Furthermore, the reference values r(k) and r(N) are set as follows:
ここで、Vr(k)は参照車速である。これによって、軌道生成部114が、小さな制御入力で自車両が参照点群に追従するような目標軌道を生成することができる。なお、参照点群に対する追従性および乗り心地を向上させるために、軌道方位、ヨーレート、縦加速度、横加速度などを評価項目に加えてもよい。また、目標行動に応じて評価関数を変更してもよい。 Here, Vr (k) is the reference vehicle speed. This allows the trajectory generation unit 114 to generate a target trajectory that allows the host vehicle to follow the reference point group with a small control input. In order to improve the followability to the reference point group and the ride comfort, the trajectory direction, yaw rate, longitudinal acceleration, lateral acceleration, etc. may be added to the evaluation items. In addition, the evaluation function may be changed depending on the target behavior.
次に、図6のステップST234において、軌道生成部114が、評価関数の式(103)と制約条件の式(9)を用いた制約付き最適化問題式(101)を解くことによって、最適制御入力u*を演算する。最適制御入力u*の演算には、K.U.Leuven大学により開発された、ACADO(AutomaticControlAndDynamicOptimization)、C/GMRES法ベースとして最適化問題を解く自動コード生成ツールであるAutoGenなど、公知の手段を用いる。ACADOまたはAutoGenを用いた場合、それぞれの予測点k(k=0,・・・,N-1)での最適化された制御入力の時系列(最適制御入力)u*が出力される。すなわち、ステップST234の出力は、式(312)となる。 Next, in step ST234 of FIG. 6, the trajectory generation unit 114 calculates the optimal control input u* by solving the constrained optimization problem equation (101) using the evaluation function equation (103) and the constraint condition equation (9). The optimal control input u * is calculated using a known means such as ACADO (Automatic Control and Dynamic Optimization) developed by K. U. Leuven University and AutoGen, which is an automatic code generation tool that solves optimization problems based on the C/GMRES method. When ACADO or AutoGen is used, a time series (optimal control input) u * of the optimized control input at each prediction point k (k=0, . . . , N-1) is output. That is, the output of step ST234 is equation (312).
ここで、jxt *(k)、ωt *(k)(k=0,・・・,N-1)は目標縦躍度と目標舵角速度の最適値である。なお、解に関して、評価関数が所定のしきい値を下回るような値を解としてもよく、所定の反復回数内でしきい値を下回らなかった場合には、反復回数内で評価関数を最小化する値を解としてもよい。 Here, jxt * (k) and ωt * (k) (k=0,...,N-1) are optimal values of the target pitch jerk and the target steering angular velocity. Note that the solution may be a value that makes the evaluation function fall below a predetermined threshold value, or, if the evaluation function does not fall below the threshold value within a predetermined number of iterations, a value that minimizes the evaluation function within the number of iterations may be the solution.
次に、図6のステップST235において、軌道生成部114が最適状態量x*を演算する。最適状態量x*の演算では、最適制御入力u*と車両モデルfとを用いて、それぞれの予測点k(k=0,・・・,N)での最適化された車両状態量の時系列(最適状態量)x*を演算する。したがって、ステップST235の出力は、式(313)となる。 Next, in step ST235 of Fig. 6, the trajectory generating unit 114 calculates the optimal state quantity x * . In the calculation of the optimal state quantity x * , the optimal control input u * and the vehicle model f are used to calculate a time series (optimum state quantity) x * of the optimized vehicle state quantity at each prediction point k (k = 0, ..., N). Therefore, the output of step ST235 is given by equation (313).
ここで、Xg *(k)、Yg *(k)、θ*(k)、β*(k)、γ*(k)、V*(k)、ax *(k)、axt *(k)、δ*(k)、δt *(k)は、それぞれ、重心位置の最適値、車体方位の最適値、横滑り角の最適値、ヨーレートの最適値、車速の最適値、縦加速度の最適値、目標縦加速度の最適値、舵角の最適値、目標舵角の最適値である。 Here, Xg * (k), Yg * (k), θ * (k), β * (k), γ * (k), V * (k), ax*(k), axt * (k) , δ * (k), and δt * (k) are the optimum value of the center of gravity position, the optimum value of the vehicle body orientation, the optimum value of the sideslip angle, the optimum value of the yaw rate, the optimum value of the vehicle speed, the optimum value of the longitudinal acceleration, the optimum value of the target longitudinal acceleration, the optimum value of the steering angle, and the optimum value of the target steering angle, respectively.
次に、図6のステップST236において、軌道生成部114が目標軌道ξを生成する。目標軌道ξは最適状態量x*と最適制御入力u*とに基づき生成される。軌道生成部114が目標軌道ξの位置の情報に基づき車線変更の可否判断を行う場合、目標軌道ξには最適重心位置Xg *、Yg *が含まれていればよく、軌道生成部114がさらに操舵の挙動に基づき車線変更の可否判断を行う場合には、目標軌道ξにはさらに操舵に関する変数である最適舵角δ*および最適目標舵角速度ωt *が含まれていればよい。本実施の形態では、最適状態量x*を目標軌道ξとする。したがって、ステップST236の出力は、式(314)となる。 Next, in step ST236 of FIG. 6, the trajectory generating unit 114 generates a target trajectory ξ. The target trajectory ξ is generated based on the optimal state quantity x * and the optimal control input u * . When the trajectory generating unit 114 judges whether or not a lane change is possible based on the information on the position of the target trajectory ξ, the target trajectory ξ only needs to include the optimal center of gravity positions Xg * and Yg * , and when the trajectory generating unit 114 further judges whether or not a lane change is possible based on the steering behavior, the target trajectory ξ only needs to further include the optimal steering angle δ * and the optimal target steering angular velocity ωt * , which are variables related to steering. In this embodiment, the optimal state quantity x * is set as the target trajectory ξ. Therefore, the output of step ST236 is given by equation (314).
なお、目標行動が車線維持の場合の目標軌道ξを目標車線維持軌道ξLKと呼び、目標行動が車線変更の場合の目標軌道ξを目標車線変更軌道ξLCと呼ぶ。 In addition, the target trajectory ξ when the target action is to keep the lane is called the target lane keeping trajectory ξLK, and the target trajectory ξ when the target action is to change the lane is called the target lane change trajectory ξLC.
ステップST231で説明されたように、目標行動が異なる場合、少なくとも参照軌道χrが異なる。ただし、それ以外にも、ステップST232で制約の項目または値を変更したり、ステップST233で評価関数の項目または値を変更したりしてもよい。As described in step ST231, when the target behavior is different, at least the reference trajectory χr is different. However, in addition to that, the item or value of the constraint may be changed in step ST232, or the item or value of the evaluation function may be changed in step ST233.
<確率ptの設定方法>
確率制約における条件を満たすべき確率ptの設定方法としては、たとえば以下が考えられる。
<How to set the probability p t >
As a method for setting the probability p t that should satisfy the conditions in the probability constraint, for example, the following can be considered.
まず、時刻に基づく設定が考えられる。それぞれの時刻であらかじめ定められた条件を満たすように確率制約を設定する場合は、条件を満たすべき確率ptの大きさを将来の時刻に基づいて変えてもよい。たとえば、時刻が先の将来であるほど、条件を満たすべき確率を低くすることができる。 First, a setting based on time is considered. When a probability constraint is set so that a predetermined condition is satisfied at each time, the magnitude of the probability p t of satisfying the condition may be changed based on a future time. For example, the further in the future the time is, the lower the probability of satisfying the condition may be.
図8は、満たすべき確率ptと時刻との関係の例を示す図である。図8において、縦軸が満たすべき確率ptを示し、横軸が時刻を示す。図8に例が示されるように、現在の時刻から遠い将来になるにしたがって、満たすべき確率ptを低く設定することができる。 Fig. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the probability p t to be satisfied and time. In Fig. 8, the vertical axis shows the probability p t to be satisfied, and the horizontal axis shows time. As shown in the example in Fig. 8, the probability p t to be satisfied can be set lower as the time becomes further in the future from the current time.
また、図9は、近い将来における進入禁止領域の確率分布の例を示す図である。図9において、縦軸は確率密度を示し、横軸は位置を示す。図9における斜線で示される範囲が進入禁止領域に対応している。 Figure 9 shows an example of the probability distribution of no-entry areas in the near future. In Figure 9, the vertical axis shows the probability density, and the horizontal axis shows the position. The area shown by diagonal lines in Figure 9 corresponds to the no-entry areas.
これに対し、図10は、先の将来における進入禁止領域の確率分布の例を示す図である。図10において、縦軸は確率密度を示し、横軸は位置を示す。図10における斜線で示される範囲が進入禁止領域に対応しており、図9における場合よりも確率密度が下がり位置範囲が広がっている。すなわち、進入禁止領域のばらつきが大きくなっている。よって、図9と同様の条件で満たすべき確率ptを設定すると、確率密度が十分に低い範囲の進入禁止領域まで含めて確率制約を課すこととなり、確率制約を満たす範囲(図10の白地の範囲)が過度に狭くなってしまう。 In contrast, Fig. 10 is a diagram showing an example of the probability distribution of forbidden areas in the distant future. In Fig. 10, the vertical axis indicates the probability density, and the horizontal axis indicates the position. The range indicated by diagonal lines in Fig. 10 corresponds to the forbidden areas, and the probability density is lower and the position range is wider than in Fig. 9. In other words, the variation of the forbidden areas is larger. Therefore, if the probability p t to be satisfied is set under the same conditions as in Fig. 9, the probability constraint will be imposed including forbidden areas with a sufficiently low probability density, and the range in which the probability constraint is satisfied (the white area in Fig. 10) will be excessively narrow.
一方で、図11は、先の将来における変更された進入禁止領域の確率分布の例を示す図である。図11において、縦軸は確率密度を示し、横軸は位置を示す。図11における斜線で示される範囲が変更された進入禁止領域に対応しており、確率密度の広がりは図10の場合と同様であるが、確率密度が低い範囲を進入禁止領域に含まないように範囲が変更されているため、図9における場合と同程度の位置範囲となっている。当該変更は、先の将来において、満たすべき確率ptを低く設定することに対応する。これによって、進入禁止領域のばらつきが過度に大きくならず、確率制約を満たす範囲(図11の白地の範囲)が過度に狭くなることを抑制することができる。その結果、自車両の目標の行動を実行することができる機会が増加する。 On the other hand, FIG. 11 is a diagram showing an example of the probability distribution of the changed no-entry area in the distant future. In FIG. 11, the vertical axis indicates the probability density, and the horizontal axis indicates the position. The range indicated by the diagonal lines in FIG. 11 corresponds to the changed no-entry area, and the spread of the probability density is the same as in FIG. 10, but since the range is changed so that the range with a low probability density is not included in the no-entry area, the position range is about the same as in FIG. 9. The change corresponds to setting the probability p t to be satisfied low in the distant future. This prevents the variation in the no-entry area from becoming excessively large, and prevents the range (the white area in FIG. 11) that satisfies the probability constraint from becoming excessively narrow. As a result, the chances of executing the target action of the host vehicle are increased.
次に、距離に基づく設定が考えられる。軌道生成部114で生成される軌道上の位置における自車両の状態の確率を、軌道上の位置と自車両の現在の位置との間の距離に基づいて設定してもよい。Next, a setting based on distance can be considered. The probability of the state of the vehicle at a position on the trajectory generated by the trajectory generation unit 114 may be set based on the distance between the position on the trajectory and the current position of the vehicle.
図12は、満たすべき確率ptと現在位置からの距離との関係の例を示す図である。図12において、縦軸が満たすべき確率ptを示し、横軸が現在位置からの距離を示す。図12に例が示されるように、軌道上の位置の、車両の現在位置からの距離が大きくなるにしたがって、満たすべき確率ptを低く設定することができる。 Fig. 12 is a diagram showing an example of the relationship between the probability p t to be satisfied and the distance from the current position. In Fig. 12, the vertical axis shows the probability p t to be satisfied, and the horizontal axis shows the distance from the current position. As shown in the example in Fig. 12, the probability p t to be satisfied can be set lower as the distance of the position on the track from the current position of the vehicle increases.
現在位置からの距離が大きくなるにしたがって軌道上の位置における確率密度のばらつきが大きくなるため、満たすべき確率ptを低く設定することによって、確率制約を満たす範囲が、確率密度が低い事象によって過度に狭くなることを抑制することができる。その結果、自車両の目標の行動を実行することができる機会が増加する。 Since the probability density of the trajectory position varies more as the distance from the current position increases, the probability p t to be satisfied is set low to prevent the range in which the probability constraint is satisfied from being excessively narrowed by events with low probability density, thereby increasing the chances of executing the target action of the host vehicle.
次に、行動種類に基づく設定が考えられる。条件を満たすべき確率ptが、自車両が現在行っている行動種類および将来行う予定の行動種類のうちの少なくとも一方に基づいて設定されてもよい。 Next, a probability p t that a condition is satisfied may be set based on at least one of the type of action currently being performed by the host vehicle and the type of action that the host vehicle is scheduled to perform in the future.
ここで、行動種類とは、車両の場合、現状維持、車線追従、車線変更、右左折、停車、障害物回避、駐車などが含まれる。また、自車両が現在行っている行動と将来行う予定の行動とは、有限状態機械、オントロジー、決定木、強化学習、マルコフ決定過程などによって決定することができる。Here, in the case of a vehicle, the types of actions include maintaining the current state, following the lane, changing lanes, turning right or left, stopping, avoiding obstacles, parking, etc. In addition, the actions currently being performed by the vehicle and the actions it plans to perform in the future can be determined by finite state machines, ontology, decision trees, reinforcement learning, Markov decision processes, etc.
上記によれば、たとえば障害物との接近が望ましくない行動では、障害物に接近する確率を変更することができるため、走行時の快適性が向上する。 According to the above, for example, in the case of an action in which approaching an obstacle is undesirable, the probability of approaching the obstacle can be changed, thereby improving comfort while driving.
さらに、自車両が現在行っている行動と将来行う予定の行動とが異なる場合には、行動変化に伴いゆらぎが大きくなることを考慮して、満たすべき確率ptを高く設定してもよい。たとえば、現在の行動種類が車線追従であって、次に行う予定の行動種類が車線変更である場合に、満たすべき確率ptを高く設定することができる。 Furthermore, when the vehicle's current behavior is different from the behavior it plans to perform in the future, the probability p t to be satisfied may be set high in consideration of the fact that fluctuations increase with the change in behavior. For example, when the current behavior type is lane following and the next behavior type planned to be performed is lane changing, the probability p t to be satisfied may be set high.
図13は、満たすべき確率ptと行動種類との関係の例を示す図である。図13において、縦軸が満たすべき確率ptを示し、横軸が時刻を示す。図13に例が示されるように、遠い将来になるにしたがって、満たすべき確率ptが低く設定されているが、目標行動(将来行う予定の行動)の種類が現在行っている行動種類と異なる場合は、同じ場合よりも満たすべき確率ptが高く設定されている。 Fig. 13 is a diagram showing an example of the relationship between the probability p t to be satisfied and the type of behavior. In Fig. 13, the vertical axis indicates the probability p t to be satisfied, and the horizontal axis indicates time. As shown in the example in Fig. 13, the probability p t to be satisfied is set lower as the time becomes further in the future, but when the type of target behavior (behavior planned to be performed in the future) is different from the type of behavior currently being performed, the probability p t to be satisfied is set higher than when the types are the same.
上記によれば、行動種類が異なる場合には制約条件が厳しくなるため、行動種類の変更がそのような厳しい制約条件下でなされることから、成功する確率(安全走行を実現する確率)を高められるので走行の快適性が向上する。 According to the above, when the behavior type is different, the constraint conditions become stricter, and since the change in behavior type is made under such strict constraint conditions, the probability of success (probability of achieving safe driving) is increased, thereby improving the comfort of the drive.
なお、軌道生成部114は、上記のことから、制約条件を満たす軌道が得られた場合に、次に行う行動種類が実行可能であると判断することができる。一方で、制約条件を満たす軌道が得られなかった場合には、次に行う行動種類が実行不可能であると判断することができる。 Note that, from the above, the trajectory generation unit 114 can determine that the next action type is executable when a trajectory that satisfies the constraint conditions is obtained. On the other hand, when a trajectory that satisfies the constraint conditions is not obtained, the trajectory generation unit 114 can determine that the next action type is not executable.
次に、必要度合いに基づく設定が考えられる。条件を満たすべき確率ptが、行動種類の必要度合いに基づいて設定されてもよい。たとえば、必要度合いが高い行動種類であるほど、満たすべき確率ptを低く設定してもよい。ここで、必要度合いは、たとえば、道路構造と自車の行動種類との関係に基づいて算出することができる。たとえば、合流路を走行している場合に合流終端に近付くほど車線変更の必要度合いを大きくする。また、軌道上に分岐路があり自車両が分岐車線でない車線を走行している場合に、分岐地点に近付くほど車線変更の必要度合いを大きくする。また、交差点で右折したいが、次にある交差点で右折することでも所要時間に大差がない場合は、右折の必要度合いを小さくする。 Next, a setting based on the degree of necessity is considered. The probability p t to satisfy the condition may be set based on the degree of necessity of the behavior type. For example, the higher the degree of necessity of the behavior type, the lower the probability p t to be satisfied may be set. Here, the degree of necessity can be calculated, for example, based on the relationship between the road structure and the behavior type of the vehicle. For example, when traveling on a merging road, the degree of necessity of lane change is increased as the vehicle approaches the merging end. Also, when there is a branching road on the track and the vehicle is traveling on a lane that is not a branching lane, the degree of necessity of lane change is increased as the vehicle approaches the branching point. Also, when a vehicle wants to turn right at an intersection, but the required time is not significantly different if the vehicle turns right at the next intersection, the degree of necessity of turning right is reduced.
<確率制約の変形>
確率制約の条件式は、変形されてもよい。具体的には、等価な式へ変換、近似式への変換、より厳しい条件式への変換などが考えられる。
<Variations of probability constraints>
The conditional expression of the probability constraint may be modified, for example, by converting it into an equivalent expression, an approximation expression, or a stricter conditional expression.
たとえば、「それぞれの時刻で、自車両の加速度があらかじめ定められた範囲内である確率がしきい値よりも大きい」ことに対応する確率制約が、以下で示されるものとする。 For example, the probability constraint corresponding to "at each time, the probability that the acceleration of the host vehicle is within a predetermined range is greater than a threshold value" is shown below.
一方で、当該条件が速度の条件に変形可能なのであれば、自車両の速度をVtとし、速度の下限値をVP,minとし、速度の上限値をVP,maxとして、以下のように変形することができる。 On the other hand, if the condition can be transformed into a speed condition, the vehicle speed can be Vt , the lower limit of the speed can be Vp ,min , and the upper limit of the speed can be Vp ,max , and the condition can be transformed as follows:
また、「それぞれの時刻で、進入禁止領域の外に自車両が位置する確率がしきい値よりも大きい」ことに対応する確率制約が、以下で示されるものとする。 Furthermore, the probability constraint corresponding to "at each time, the probability that the vehicle is located outside the no-entry area is greater than a threshold value" is assumed to be shown below.
一方で、障害物の予測位置のばらつきを考慮して、上記の式を満たすために自車両が進入すべきでない領域である、変形後進入禁止領域の条件に書き換えることができる。この変形後進入禁止領域をζP,tとすると、確率制約は確率を含まない形式で以下のように示される。 On the other hand, taking into consideration the variance in the predicted positions of the obstacles, the conditions can be rewritten as a post-transformation no-entry area, which is an area in which the host vehicle should not enter in order to satisfy the above formula. If this post-transformation no-entry area is ζ P,t , the probability constraint is expressed as follows in a form that does not include probability.
具体的には、以下のように変形される。まず、障害物の進入禁止領域ζtを、以下で示される楕円の内側とする。 Specifically, the following transformation is performed: First, the obstacle forbidden area ζ t is set to the inside of the ellipse shown below.
障害物を確率的に捉えることによって障害物の予測位置(Xobst,Yobst)にばらつきが生じ、障害物の位置の期待値が(μXobst,μYobst)、標準偏差が(σXobst,σYobst)のガウス分布として得られるものとする。 By capturing an obstacle probabilistically, the predicted position ( Xobst , Yobst ) of the obstacle varies, and the expected value of the obstacle position is obtained as a Gaussian distribution with (μ Xobst , μ Yobst ) and standard deviation (σ Xobst , σ Yobst ).
図14は、障害物位置が期待値(μXobst,μYobst)にある場合の進入禁止領域ζtと、ばらつきがある場合の位置(X1obst,Y1obst)にある場合の進入禁止領域ζ1tとを示す図である。図14に示されるように、進入禁止領域ζtと進入禁止領域ζ1tとは、障害物位置のばらつきに応じて範囲にずれが生じる。この場合の、進入禁止領域ζtの大きさを決めるdxおよびdyは確定的に扱う。 Fig. 14 is a diagram showing the no-entry area ζt when the obstacle position is at the expected value (μ Xobst , μ Yobst ) and the no-entry area ζ1t when the obstacle position is at a position ( X1obst , Y1obst ) with variation. As shown in Fig. 14, the no-entry area ζt and the no-entry area ζ1t have different ranges depending on the variation in the obstacle position. In this case, dx and dy, which determine the size of the no-entry area ζt , are treated as deterministic.
この場合の式変形としては、まず、障害物位置が確率ptで存在する領域を求める。この領域は、ガウス分布の特性から期待値(μXobst,μYobst)=(0,0)、標準偏差(σXobst,σYobst)=(1,1)である場合には、以下の式で求まる原点を中心とする半径rの円の内側になる。期待値(μXobst,μYobst)、標準偏差(σXobst,σYobst)である場合には、(μXobst,μYobst)を中心としてx方向にσXobst倍、y方向にσYobst倍した楕円の内側となる。 To transform the equation in this case, first, a region where the obstacle position exists with a probability pt is found. If the expected value (μ Xobst , μ Yobst ) = (0, 0) and the standard deviation (σ Xobst , σ Yobst ) = (1, 1) according to the characteristics of the Gaussian distribution, this region is inside a circle of radius r centered at the origin, which is found by the following equation. If the expected value is (μ Xobst , μ Yobst ) and the standard deviation is (σ Xobst , σ Yobst ), the region is inside an ellipse centered at (μ Xobst , μ Yobst ) and multiplied by σ Xobst in the x direction and σ Yobst in the y direction.
2次元標準ガウス分布の式f(x,y)を以下のように記載する。The equation for the two-dimensional standard Gaussian distribution f(x, y) is written as follows:
一方で、ガウス分布の一般的な性質として、累積分布関数P(r)が以下のように示される。 On the other hand, as a general property of the Gaussian distribution, the cumulative distribution function P(r) is expressed as follows:
標準偏差が(1,1)である場合に確率ptで存在する範囲はP(r)=ptを解いて、以下のようになる。 When the standard deviation is (1, 1), the range that exists with probability p t is obtained by solving P(r)=p t as follows.
よって、障害物予測位置(Xobst,Yobst)の期待値が(μXobst,μYobst)、標準偏差が(σXobst,σYobst)のガウス分布として得られる場合に、障害物位置が確率ptで存在する範囲は以下の式で表される楕円の内側となる。 Therefore, when the expected value of the predicted obstacle position ( Xobst , Yobst ) is obtained as a Gaussian distribution with ( μXobst , μYobst ) and standard deviation ( σXobst , σYobst ), the range in which the obstacle position exists with probability pt is inside the ellipse expressed by the following formula.
障害物に対する進入禁止領域が式(1)で表され、その中心である障害物位置(Xobst,Yobst)が式(6)で表される楕円の中を動くとき、進入禁止領域が取り得る領域の範囲は近似的に以下の楕円の内側として表現することができる。 When the no-entry area for an obstacle is expressed by equation (1) and the obstacle position ( Xobst , Yobst ), which is its center, moves inside the ellipse expressed by equation (6), the range of the area that the no-entry area can take can be approximately expressed as the inside of the following ellipse.
よって、自車両の位置が障害物の進入禁止領域ζtの外側に存在する確率がptよりも大きくなるために自車両の位置が進入してはならない領域である変形後進入禁止領域ζP,tは、式(7)で表された楕円の内側になる。 Therefore, the transformed no-entry area ζ P, t, which is an area into which the vehicle position must not enter because the probability that the vehicle position is outside the no-entry area ζ t of the obstacle is greater than p t , is inside the ellipse expressed by equation (7).
図15は、変形後進入禁止領域ζP,tを示す図である。図15に示されるように、変形後進入禁止領域ζP,tは、進入禁止領域ζtの外側にまでその範囲が広がる。 15 is a diagram showing the post-deformation forbidden area ζ P,t , As shown in Fig. 15, the post-deformation forbidden area ζ P,t extends to the outside of the forbidden area ζ t .
上記のような条件式の変形(等式変形または近似変形)によって、確率制約の式が、移動体(自車両)を確率的にとらえて確率制約を課すという効果を維持しつつ、確率を含まない項で表現されたコンピュータで扱いやすい式となる。そのため、演算負荷が下がって演算速度が向上する。 By transforming the condition equations as above (either equation transformation or approximation transformation), the probability constraint equation becomes an equation that is easy for computers to handle, expressed in terms that do not include probability, while maintaining the effect of imposing probability constraints by probabilistically viewing the moving body (own vehicle). This reduces the computational load and improves the computation speed.
本実施の形態では、取得された車両情報に基づいて目標軌道ξを生成し、目標軌道ξに基づいて車線変更の可否を判断した上で車両制御を行う場合が示されたが、車両状態量をローパスフィルタ、オブザーバ、カルマンフィルタ、粒子フィルタなどの公知の技術を用いてあらかじめ推定し、障害物情報、道路情報および車両情報(車両状態量)に基づいて、自車両が取るべき目標行動と、自車両が走行すべき目標車線とを意思決定してもよい。In this embodiment, a target trajectory ξ is generated based on the acquired vehicle information, and vehicle control is performed after determining whether or not to change lanes based on the target trajectory ξ. However, the vehicle state quantities may be estimated in advance using known techniques such as a low-pass filter, an observer, a Kalman filter, or a particle filter, and a decision may be made regarding the target action to be taken by the vehicle and the target lane in which the vehicle should travel based on obstacle information, road information, and vehicle information (vehicle state quantities).
上記の意思決定には、有限状態機械、オントロジー、決定木、強化学習、マルコフ決定過程等の公知の技術を用いることができる。本実施の形態では、意思決定には有限状態機械を用いるものとし、自動運転開始時は目標行動が車線維持であり、目的地と現在の自車両の走行車線から車線変更の要否を判断し、目標行動を車線変更とすることができる。それ以外にも、移動予測情報から自車両の追い越しの要否を判断し、追い越しが必要である場合に目標行動を車線変更にしてもよい。なお、目標行動が車線変更である場合には、右への車線変更なのか、左への車線変更なのかも決定されるものとする。この決定は、例えば、追い越し車線の位置などに基づいて行うことができる。 For the above decision-making, known techniques such as finite state machines, ontology, decision trees, reinforcement learning, and Markov decision processes can be used. In this embodiment, a finite state machine is used for decision-making, and when autonomous driving begins, the target behavior is to maintain the lane, and the need for a lane change is determined based on the destination and the current lane in which the vehicle is traveling, and the target behavior can be a lane change. In addition, the need for overtaking the vehicle may be determined based on movement prediction information, and the target behavior may be a lane change if overtaking is necessary. In addition, when the target behavior is a lane change, it is also determined whether to change lanes to the right or to the left. This determination can be made based on, for example, the position of the overtaking lane.
目標車線は、例えば、目標行動が車線維持である場合には、自車線を目標車線とする。目標行動が右への車線変更である場合には、右車線を目標車線とする。ただし、車線変更中に、自車両が区画線を跨いで右車線へ移動した瞬間に、目標車線は元の車線から見た右車線、すなわち、跨いだ後の自車線になるものとする。左への車線変更も同様である。 For example, if the target action is to stay in lane, the vehicle's own lane is the target lane. If the target action is to change lanes to the right, the right lane is the target lane. However, the moment the vehicle crosses the dividing line and moves into the right lane while changing lanes, the target lane becomes the right lane as seen from the original lane, i.e., the vehicle's own lane after crossing the dividing line. The same applies for changing lanes to the left.
<以上に記載された実施の形態によって生じる効果について>
次に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果の例を示す。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態に例が示された具体的な構成に基づいて当該効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本願明細書に例が示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。すなわち、以下では便宜上、対応づけられる具体的な構成のうちのいずれか1つのみが代表して記載される場合があるが、代表して記載された具体的な構成が対応づけられる他の具体的な構成に置き換えられてもよい。
<Effects of the above-described embodiment>
Next, examples of effects produced by the above-described embodiments are shown. In the following description, the effects are described based on the specific configurations shown as examples in the above-described embodiments, but they may be replaced with other specific configurations shown as examples in the present specification as long as the same effects are produced. In other words, for convenience, only one of the corresponding specific configurations may be described as a representative below, but the representatively described specific configuration may be replaced with another corresponding specific configuration.
以上に記載された実施の形態によれば、軌道生成装置は、軌道を通る移動体(自車両1)が満たすべき制約条件を設定するための制約条件設定部113と、制約条件を満たすように自車両1が通る軌道を生成するための軌道生成部114とを備える。そして、制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき自車両1の状態の確率に基づいて設定される。According to the embodiment described above, the trajectory generation device includes a constraint condition setting unit 113 for setting constraint conditions that a moving body (host vehicle 1) passing through the trajectory must satisfy, and a trajectory generation unit 114 for generating a trajectory along which the host vehicle 1 passes so as to satisfy the constraint conditions. The constraint conditions are set based on the probability of the state of the host vehicle 1 satisfying the predetermined conditions.
このような構成によれば、移動体(車両)の状態の確率に基づく制約条件を満たすように軌道が設定されるため、移動体が確率的に広がりをもって捉えられるため、制約条件を満たしやすくなり、起こりにくい事象に過剰に制約を課されない軌道設定が可能となり、自車両が目的の行動が行う機会を増加させることができる。 With this configuration, a trajectory is set to satisfy constraint conditions based on the probability of the state of the moving body (vehicle), and since the moving body is perceived with a probabilistic spread, it becomes easier to satisfy the constraint conditions, and it becomes possible to set a trajectory that does not impose excessive constraints on unlikely events, thereby increasing the opportunities for the vehicle to perform the desired action.
なお、上記の構成に本願明細書に例が示された他の構成を適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては言及されなかった本願明細書中の他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。 Furthermore, the same effect can be achieved even if other configurations, examples of which are shown in this specification, are added to the above configuration as appropriate, i.e., other configurations in this specification that were not mentioned as the above configuration are added as appropriate.
また、以上に記載された実施の形態によれば、軌道生成装置は、自車両1の進入が禁止される領域である進入禁止領域ζ(または進入禁止領域ζt)を設定するための進入禁止領域設定部112を備える。そして、制約条件が、自車両1が進入禁止領域の外に存在する確率に基づいて設定される。このような構成によれば、自車両が進入禁止領域の外に位置する確率に基づいて制約条件を満たすか否かを判定するため、起こりにくい事象に過剰に制約を課されない軌道設定が可能となり、自車両が目的の行動が行う機会を増加させることができる。 Furthermore, according to the embodiment described above, the trajectory generation device includes an entry-prohibited area setting unit 112 for setting an entry-prohibited area ζ (or entry-prohibited area ζ t ) which is an area where the entry of the host vehicle 1 is prohibited. The constraint condition is set based on the probability that the host vehicle 1 is outside the entry-prohibited area. According to such a configuration, whether or not the constraint condition is satisfied is determined based on the probability that the host vehicle is located outside the entry-prohibited area, so that it is possible to set a trajectory that does not impose excessive constraints on unlikely events, and it is possible to increase the opportunities for the host vehicle to perform the intended action.
また、以上に記載された実施の形態によれば、軌道生成装置は、障害物の状態を確率的に予測するための障害物移動予測部111を備える。そして、進入禁止領域設定部112が、障害物移動予測部111で確率的に予測された障害物の状態に基づいて進入禁止領域ζtを設定する。このような構成によれば、確率的に示された障害物の位置に基づいて進入禁止領域が設定される結果、進入禁止領域が確率的に捉えられるため、起こりにくい事象に過剰に制約を課されない軌道設定が可能となり、自車両が目的の行動が行う機会を増加させることができる。 Moreover, according to the embodiment described above, the trajectory generation device includes an obstacle movement prediction unit 111 for probabilistically predicting the state of an obstacle. Then, the no-entry area setting unit 112 sets the no-entry area ζ t based on the state of the obstacle probabilistically predicted by the obstacle movement prediction unit 111. According to such a configuration, the no-entry area is set based on the probabilistically indicated position of the obstacle, and as a result, the no-entry area is captured probabilistically, making it possible to set a trajectory that is not excessively restricted by unlikely events, and thus increasing the opportunities for the host vehicle to perform a desired action.
また、以上に記載された実施の形態によれば、制約条件設定部113が、制約条件を示す条件式における自車両1の状態の確率を示す項を、確率を含まない項に変形する。このような構成によれば、演算負荷が下がって演算速度が向上する。また、従来の確定系の計算手法で軌道を生成することができる。 In addition, according to the embodiment described above, the constraint condition setting unit 113 transforms a term indicating the probability of the state of the vehicle 1 in a condition equation indicating a constraint condition into a term that does not include a probability. With such a configuration, the calculation load is reduced and the calculation speed is improved. Also, a trajectory can be generated using a conventional deterministic calculation method.
また、以上に記載された実施の形態によれば、制約条件設定部113が、制約条件における自車両1の状態の確率を、現在の時刻と自車両1が軌道生成部114で生成される軌道を通る時刻との時間差に基づいて設定する。このような構成によれば、確率制約を満たす範囲が過度に狭くなることを抑制することができる。その結果、先の将来で過剰に保証しなくなるので、自車両の目標の行動を実行することができる機会が増加する。 Furthermore, according to the embodiment described above, the constraint condition setting unit 113 sets the probability of the state of the host vehicle 1 under the constraint condition based on the time difference between the current time and the time when the host vehicle 1 passes through the trajectory generated by the trajectory generation unit 114. With such a configuration, it is possible to prevent the range that satisfies the probability constraint from becoming excessively narrow. As a result, since there is no excessive guarantee in the distant future, the opportunities for the host vehicle to execute the target action are increased.
また、以上に記載された実施の形態によれば、制約条件設定部113が、現在の時刻と自車両1が軌道生成部114で生成される軌道を通る時刻との時間差が大きいほど、制約条件における自車両1の状態の確率を低く設定する。このような構成によれば、確率制約を満たす範囲が過度に狭くなることを抑制することができる。その結果、先の将来で過剰に保証しなくなるので、自車両の目標の行動を実行することができる機会が増加する。 Furthermore, according to the embodiment described above, the constraint condition setting unit 113 sets the probability of the state of the host vehicle 1 under the constraint condition lower the greater the time difference between the current time and the time when the host vehicle 1 passes through the trajectory generated by the trajectory generation unit 114. With such a configuration, it is possible to prevent the range that satisfies the probability constraint from becoming excessively narrow. As a result, there is no excessive guarantee in the distant future, and the opportunities for the host vehicle to execute the target action increase.
また、以上に記載された実施の形態によれば、制約条件設定部113が、制約条件において、軌道生成部114で生成される軌道上の位置における自車両1の状態の確率を、軌道上の位置と自車両1の現在の位置との間の距離に基づいて設定する。このような構成によれば、遠方での確率が低い事象を過剰に保証しなくなるので、自車両の目標の行動を実行することができる機会が増加する。 Furthermore, according to the embodiment described above, the constraint condition setting unit 113 sets, in the constraint condition, the probability of the state of the vehicle 1 at a position on the trajectory generated by the trajectory generation unit 114 based on the distance between the position on the trajectory and the current position of the vehicle 1. With this configuration, events with low probability in the distance are not over-guaranteed, and the chances of the vehicle being able to execute the target action are increased.
また、以上に記載された実施の形態によれば、制約条件設定部113が、軌道上の位置と自車両1の現在の位置との間の距離が大きいほど、軌道上の位置における自車両1の状態の確率を低く設定する。このような構成によれば、遠方での確率が低い事象を過剰に保証しなくなるので、自車両の目標の行動を実行することができる機会が増加する。 Furthermore, according to the embodiment described above, the constraint condition setting unit 113 sets the probability of the state of the vehicle 1 at the position on the trajectory to be lower the greater the distance between the position on the trajectory and the current position of the vehicle 1. With this configuration, there is no over-guarantee for events with low probability in the distance, and the chances of the vehicle being able to execute the target action are increased.
また、以上に記載された実施の形態によれば、制約条件設定部113が、制約条件における自車両1の状態の確率を、自車両1の現在の行動種類と、自車両1が次に行う行動種類とのうちの少なくとも1つに基づいて設定する。このような構成によれば、たとえば障害物への接近が望ましくない行動では、障害物に接近する確率を変えることができるので、快適性が向上する。 Furthermore, according to the embodiment described above, the constraint condition setting unit 113 sets the probability of the state of the vehicle 1 under the constraint condition based on at least one of the current action type of the vehicle 1 and the next action type of the vehicle 1. With this configuration, for example, in an action in which approaching an obstacle is undesirable, the probability of approaching the obstacle can be changed, improving comfort.
また、以上に記載された実施の形態によれば、制約条件設定部113が、自車両1の現在の行動種類と自車両1が次に行う行動種類とが同じである場合よりも、両者が異なる場合の方を、制約条件における自車両1の状態の確率を高く設定する。このような構成によれば、行動種類が異なる場合には制約条件が厳しくなるため、行動種類の変更がそのような厳しい制約条件下でなされることから、成功する確率(安全走行を実現する確率)を高められるので走行の快適性が向上する。 Furthermore, according to the embodiment described above, the constraint condition setting unit 113 sets the probability of the state of the vehicle 1 under the constraint conditions higher when the current action type of the vehicle 1 and the next action type to be performed by the vehicle 1 are different than when they are the same. With this configuration, the constraint conditions become stricter when the action types are different, and since the change in action type is made under such strict constraint conditions, the probability of success (probability of realizing safe driving) is increased, thereby improving driving comfort.
また、以上に記載された実施の形態によれば、制約条件設定部113が、制約条件における自車両1の状態の確率を、行動種類の必要度合いに基づいて設定する。このような構成によれば、必要度合いが高い行動を、成功する確率が低くても実行させることができる。In addition, according to the embodiment described above, the constraint condition setting unit 113 sets the probability of the state of the vehicle 1 under the constraint condition based on the degree of necessity of the action type. With this configuration, an action with a high degree of necessity can be executed even if the probability of success is low.
また、以上に記載された実施の形態によれば、制約条件設定部113が、行動種類の必要度合いを、軌道生成部114で生成される軌道上の位置における軌道構造と自車両1の行動種類との関係に基づいて設定する。このような構成によれば、必要度合いが高い行動を優先的に実現させることができる。Furthermore, according to the embodiment described above, the constraint condition setting unit 113 sets the degree of necessity of the behavior type based on the relationship between the trajectory structure at the position on the trajectory generated by the trajectory generation unit 114 and the behavior type of the vehicle 1. With this configuration, it is possible to prioritize the realization of behaviors with a high degree of necessity.
また、以上に記載された実施の形態によれば、軌道生成部114が、制約条件を満たす軌道を得られた場合に、自車両1が次に行う行動種類が実行可能であると判断する。また、軌道生成部114が、制約条件を満たす軌道を得られなかった場合に、自車両1が次に行う行動種類が実行不可能であると判断する。このような構成によれば、制約条件を満たす軌道が得られたか否かに基づいて、次に行う行動種類の実現性を判断することができる。 Furthermore, according to the embodiment described above, if the trajectory generation unit 114 obtains a trajectory that satisfies the constraint conditions, it determines that the next type of behavior to be performed by the vehicle 1 is executable. Furthermore, if the trajectory generation unit 114 does not obtain a trajectory that satisfies the constraint conditions, it determines that the next type of behavior to be performed by the vehicle 1 is not executable. With this configuration, it is possible to determine the feasibility of the next type of behavior based on whether or not a trajectory that satisfies the constraint conditions has been obtained.
以上に記載された実施の形態によれば、軌道生成方法において、軌道を通る自車両1が満たすべき制約条件を設定する。そして、制約条件を満たすように自車両1が通る軌道を生成する。そして、制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき自車両1の状態の確率に基づいて設定される。 According to the embodiment described above, in the trajectory generation method, constraint conditions that the host vehicle 1 must satisfy while traveling along the trajectory are set. Then, a trajectory along which the host vehicle 1 travels is generated so as to satisfy the constraint conditions. The constraint conditions are set based on the probability of the state of the host vehicle 1 satisfying the predetermined conditions.
このような構成によれば、移動体(車両)の状態の確率に基づく制約条件を満たすように軌道が設定されるため、移動体が確率的に広がりをもって捉えられるため、制約条件を満たしやすくなり、起こりにくい事象に過剰に制約を課されない軌道設定が可能となり、自車両が目的の行動が行う機会を増加させることができる。 With this configuration, a trajectory is set to satisfy constraint conditions based on the probability of the state of the moving body (vehicle), and since the moving body is perceived with a probabilistic spread, it becomes easier to satisfy the constraint conditions, and it becomes possible to set a trajectory that does not impose excessive constraints on unlikely events, thereby increasing the opportunities for the vehicle to perform the desired action.
なお、特段の制限がない場合には、それぞれの処理が行われる順序は変更することができる。 In addition, unless there are special restrictions, the order in which each process is performed may be changed.
また、上記の構成に本願明細書に例が示された他の構成を適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては言及されなかった本願明細書中の他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。Furthermore, the same effect can be achieved even if other configurations, examples of which are given in this specification, are appropriately added to the above configuration, i.e., other configurations in this specification that were not mentioned as the above configuration are appropriately added.
<以上に記載された実施の形態の変形例について>
以上に記載された実施の形態では、それぞれの構成要素の寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面においてひとつの例であって、限定的なものではない。
<Modifications of the above-described embodiments>
In the embodiments described above, the dimensions, shapes, relative positional relationships, and implementation conditions of each component may be described, but these are merely examples in all aspects and are not limiting.
したがって、例が示されていない無数の変形例と均等物とが、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。Thus, numerous variations and equivalents not shown are contemplated within the scope of the technology disclosed herein, including, for example, the modification, addition, or omission of at least one component.
また、矛盾が生じない限り、以上に記載された実施の形態において「1つ」の構成要素が備えられる、と記載された場合に、当該構成要素が「1つ以上」備えられていてもよい。 Furthermore, unless a contradiction arises, when it is stated in the embodiments described above that "one" component is provided, "one or more" of that component may be provided.
さらに、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素は概念的な単位であって、本願明細書に開示される技術の範囲内には、1つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、1つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が1つの構造物に備えられる場合とを含むものとする。Furthermore, each component in the embodiments described above is a conceptual unit, and the scope of the technology disclosed in this specification includes cases where one component is made up of multiple structures, where one component corresponds to part of a structure, and even where multiple components are provided in one structure.
また、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれるものとする。 In addition, each component in the embodiments described above is intended to include structures having other structures or shapes so long as they perform the same function.
また、本願明細書における説明は、本技術に関連するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。 Furthermore, the descriptions in this specification are incorporated by reference for all purposes related to the present technology, and none of them are admitted to be prior art.
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。 Various aspects of this disclosure are summarized below as appendices.
(付記1)
軌道を通る移動体が満たすべき制約条件を設定するための制約条件設定部と、
前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成するための軌道生成部とを備え、
前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含む、
軌道生成装置。
(Appendix 1)
a constraint condition setting unit for setting constraint conditions that a moving object passing through a trajectory must satisfy;
a trajectory generation unit for generating the trajectory along which the moving object passes so as to satisfy the constraint condition;
The constraint condition includes a condition set based on a probability of a state of the moving object satisfying a predetermined condition.
Trajectory generator.
(付記2)
付記1に記載の軌道生成装置であり、
前記移動体の進入が禁止される領域である進入禁止領域を設定するための進入禁止領域設定部をさらに備え、
前記制約条件が、前記移動体が前記進入禁止領域の外に存在する確率に基づいて設定される、
軌道生成装置。
(Appendix 2)
2. A trajectory generation device according to claim 1,
The vehicle further includes an entry-prohibited area setting unit for setting an entry-prohibited area into which the moving object is prohibited from entering,
the constraint condition is set based on a probability that the moving object is outside the no-entry area;
Trajectory generator.
(付記3)
付記2に記載の軌道生成装置であり、
障害物の状態を確率的に予測するための障害物移動予測部をさらに備え、
前記進入禁止領域設定部が、前記障害物移動予測部で確率的に予測された前記障害物の状態に基づいて前記進入禁止領域を設定する、
軌道生成装置。
(Appendix 3)
3. A trajectory generation device according to claim 2,
An obstacle movement prediction unit is further provided for probabilistically predicting a state of an obstacle,
the no-entry area setting unit sets the no-entry area based on the state of the obstacle probabilistically predicted by the obstacle movement prediction unit;
Trajectory generator.
(付記4)
付記1から3のうちのいずれか1つに記載の軌道生成装置であり、
前記制約条件設定部が、前記制約条件を示す条件式における前記移動体の状態の確率を示す項を、確率を含まない項に変形する、
軌道生成装置。
(Appendix 4)
4. A trajectory generation device according to any one of claims 1 to 3,
the constraint condition setting unit transforms a term indicating a probability of a state of the moving object in a conditional expression indicating the constraint condition into a term not including a probability;
Trajectory generator.
(付記5)
付記1から4のうちのいずれか1つに記載の軌道生成装置であり、
前記制約条件設定部が、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を、現在の時刻と前記移動体が前記軌道生成部で生成される前記軌道を通る時刻との時間差に基づいて設定する、
軌道生成装置。
(Appendix 5)
5. A trajectory generation device according to any one of claims 1 to 4,
the constraint condition setting unit sets a probability of a state of the moving object under the constraint condition based on a time difference between a current time and a time when the moving object passes through the trajectory generated by the trajectory generating unit;
Trajectory generator.
(付記6)
付記5に記載の軌道生成装置であり、
前記制約条件設定部が、現在の時刻と前記移動体が前記軌道生成部で生成される前記軌道を通る時刻との時間差が大きいほど、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を低く設定する、
軌道生成装置。
(Appendix 6)
6. A trajectory generation device according to claim 5,
the constraint condition setting unit sets a lower probability of the state of the moving object under the constraint condition as the time difference between a current time and a time when the moving object passes through the trajectory generated by the trajectory generating unit increases;
Trajectory generator.
(付記7)
付記1から6のうちのいずれか1つに記載の軌道生成装置であり、
前記制約条件設定部が、前記制約条件において、前記軌道生成部で生成される前記軌道上の位置における前記移動体の状態の確率を、前記軌道上の位置と前記移動体の現在の位置との間の距離に基づいて設定する、
軌道生成装置。
(Appendix 7)
7. A trajectory generation device according to any one of claims 1 to 6,
the constraint condition setting unit sets, in the constraint condition, a probability of a state of the moving object at a position on the trajectory generated by the trajectory generation unit based on a distance between the position on the trajectory and a current position of the moving object;
Trajectory generator.
(付記8)
付記7に記載の軌道生成装置であり、
前記制約条件設定部が、前記軌道上の位置と前記移動体の現在の位置との間の距離が大きいほど、前記軌道上の位置における前記移動体の状態の確率を低く設定する、
軌道生成装置。
(Appendix 8)
8. A trajectory generation device according to claim 7,
the constraint condition setting unit sets a lower probability of the state of the moving body at the position on the orbit as the distance between the position on the orbit and the current position of the moving body increases;
Trajectory generator.
(付記9)
付記1から8のうちのいずれか1つに記載の軌道生成装置であり、
前記制約条件設定部が、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を、前記移動体の現在の行動種類と、前記移動体が次に行う前記行動種類とのうちの少なくとも1つに基づいて設定する、
軌道生成装置。
(Appendix 9)
9. A trajectory generation device according to any one of claims 1 to 8,
the constraint condition setting unit sets a probability of the state of the moving object under the constraint condition based on at least one of a current action type of the moving object and a next action type of the moving object;
Trajectory generator.
(付記10)
付記9に記載の軌道生成装置であり、
前記制約条件設定部が、前記移動体の現在の前記行動種類と前記移動体が次に行う前記行動種類とが同じである場合よりも、両者が異なる場合の方を、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を高く設定する、
軌道生成装置。
(Appendix 10)
10. A trajectory generation device according to claim 9,
the constraint condition setting unit sets a higher probability of the state of the moving body under the constraint condition when the current action type of the moving body and the next action type to be performed by the moving body are different than when the two are the same;
Trajectory generator.
(付記11)
付記9または10に記載の軌道生成装置であり、
前記制約条件設定部が、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を、前記行動種類の必要度合いに基づいて設定する、
軌道生成装置。
(Appendix 11)
11. A trajectory generation device according to claim 9 or 10,
the constraint condition setting unit sets a probability of a state of the moving object under the constraint condition based on a degree of necessity of the action type;
Trajectory generator.
(付記12)
付記11に記載の軌道生成装置であり、
前記制約条件設定部が、前記行動種類の前記必要度合いを、前記軌道生成部で生成される前記軌道上の位置における軌道構造と前記移動体の前記行動種類との関係に基づいて設定する、
軌道生成装置。
(Appendix 12)
12. A trajectory generation device according to claim 11,
the constraint condition setting unit sets the degree of necessity of the behavior type based on a relationship between a trajectory structure at a position on the trajectory generated by the trajectory generating unit and the behavior type of the moving object;
Trajectory generator.
(付記13)
付記1から12のうちのいずれか1つに記載の軌道生成装置であり、
前記軌道生成部が、
前記制約条件を満たす前記軌道を得られた場合に、前記移動体が次に行う行動種類が実行可能であると判断し、
前記制約条件を満たす前記軌道を得られなかった場合に、前記移動体が次に行う前記行動種類が実行不可能であると判断する、
軌道生成装置。
(Appendix 13)
13. A trajectory generation device according to any one of claims 1 to 12,
The trajectory generating unit:
When the trajectory that satisfies the constraint condition is obtained, it is determined that the next action type to be performed by the moving object is executable;
if the trajectory that satisfies the constraint condition is not obtained, it is determined that the next action type to be performed by the moving object is not executable.
Trajectory generator.
(付記14)
軌道を通る移動体が満たすべき制約条件を設定し、
前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成し、
前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含む、
軌道生成方法。
(Appendix 14)
Set constraints that must be satisfied by the moving object along the trajectory,
generating the trajectory along which the moving object passes so as to satisfy the constraint condition;
The constraint condition includes a condition set based on a probability of a state of the moving object satisfying a predetermined condition.
Trajectory generation method.
1 自車両、2 ステアリングホイール、3 ステアリング軸、4 操舵ユニット、5 EPSモータ、6 パワートレインユニット、7 ブレーキユニット、11 前方カメラ、12 レーダーセンサー、13 GNSSセンサー、15 V2X受信機、16 ヨーレートセンサー、17 速度センサー、18 加速度センサー、20 操舵角センサー、21 操舵トルクセンサー、100 車両制御装置、100A 車両制御装置、100B 車両制御装置、110 軌道生成装置、110A 軌道生成装置、110B 軌道生成装置、111 障害物移動予測部、112 進入禁止領域設定部、113 制約条件設定部、114 軌道生成部、120 車両制御部、200 情報取得部、210 自車両情報取得部、220 障害物情報取得部、230 道路情報取得部、300 コントローラ部、310 パワートレインコントローラ、320 ブレーキコントローラ、330 EPSコントローラ、500 車両制御システム、500A 車両制御システム、500B 車両制御システム。 1 Vehicle, 2 Steering wheel, 3 Steering shaft, 4 Steering unit, 5 EPS motor, 6 Power train unit, 7 Brake unit, 11 Front camera, 12 Radar sensor, 13 GNSS sensor, 15 V2X receiver, 16 Yaw rate sensor, 17 Speed sensor, 18 Acceleration sensor, 20 Steering angle sensor, 21 Steering torque sensor, 100 Vehicle control device, 100A Vehicle control device, 100B Vehicle control device, 110 Trajectory generation device, 110A Trajectory generation device, 110B Trajectory generation device, 111 Obstacle movement prediction unit, 112 No entry area setting unit, 113 Constraint condition setting unit, 114 Trajectory generation unit, 120 Vehicle control unit, 200 Information acquisition unit, 210 Vehicle information acquisition unit, 220 Obstacle information acquisition unit, 230 Road information acquisition unit, 300 Controller unit, 310 Power train controller, 320 brake controller, 330 EPS controller, 500 vehicle control system, 500A vehicle control system, 500B vehicle control system.
Claims (17)
前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成するための軌道生成部とを備え、
前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含み、
前記制約条件設定部が、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を、現在の時刻と前記移動体が前記軌道生成部で生成される前記軌道を通る時刻との時間差に基づいて設定する、
軌道生成装置。 a constraint condition setting unit for setting constraint conditions that a moving object passing through the trajectory must satisfy;
a trajectory generation unit for generating the trajectory along which the moving object passes so as to satisfy the constraint condition;
the constraint condition is set based on a probability of a state of the moving object satisfying a predetermined condition,
the constraint condition setting unit sets a probability of a state of the moving object under the constraint condition based on a time difference between a current time and a time when the moving object passes through the trajectory generated by the trajectory generating unit;
Trajectory generator.
前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成するための軌道生成部とを備え、
前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含み、
前記制約条件設定部が、前記制約条件において、前記軌道生成部で生成される前記軌道上の位置における前記移動体の状態の確率を、前記軌道上の位置と前記移動体の現在の位置との間の距離に基づいて設定する、
軌道生成装置。 a constraint condition setting unit for setting constraint conditions that a moving object passing through a trajectory must satisfy;
a trajectory generation unit for generating the trajectory along which the moving object passes so as to satisfy the constraint condition;
the constraint condition is set based on a probability of a state of the moving object satisfying a predetermined condition,
the constraint condition setting unit sets, in the constraint condition, a probability of a state of the moving object at a position on the trajectory generated by the trajectory generation unit based on a distance between the position on the trajectory and a current position of the moving object;
Trajectory generator.
前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成するための軌道生成部とを備え、
前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含み、
前記制約条件設定部が、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を、前記移動体の現在の行動種類と、前記移動体が次に行う前記行動種類とのうちの少なくとも1つに基づいて設定し、
前記制約条件設定部が、前記移動体の現在の前記行動種類と前記移動体が次に行う前記行動種類とが同じである場合よりも、両者が異なる場合の方を、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を高く設定する、
軌道生成装置。 a constraint condition setting unit for setting constraint conditions that a moving object passing through a trajectory must satisfy;
a trajectory generation unit for generating the trajectory along which the moving object passes so as to satisfy the constraint condition;
the constraint condition is set based on a probability of a state of the moving object satisfying a predetermined condition,
the constraint condition setting unit sets a probability of the state of the moving object under the constraint condition based on at least one of a current action type of the moving object and the action type that the moving object will next perform;
the constraint condition setting unit sets a higher probability of the state of the moving body under the constraint condition when the current action type of the moving body and the next action type to be performed by the moving body are different than when the two are the same;
Trajectory generator.
前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成するための軌道生成部とを備え、
前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含み、
前記制約条件設定部が、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を、前記移動体の現在の行動種類と、前記移動体が次に行う前記行動種類とのうちの少なくとも1つに基づいて設定し、
前記制約条件設定部が、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を、前記行動種類の必要度合いに基づいて設定する、
軌道生成装置。 a constraint condition setting unit for setting constraint conditions that a moving object passing through a trajectory must satisfy;
a trajectory generation unit for generating the trajectory along which the moving object passes so as to satisfy the constraint condition;
the constraint condition is set based on a probability of a state of the moving object satisfying a predetermined condition,
the constraint condition setting unit sets a probability of the state of the moving object under the constraint condition based on at least one of a current action type of the moving object and the action type that the moving object will next perform;
the constraint condition setting unit sets a probability of a state of the moving object under the constraint condition based on a degree of necessity of the action type;
Trajectory generator.
前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成するための軌道生成部とを備え、
前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含み、
前記制約条件設定部が、前記制約条件を示す条件式における前記移動体の状態の確率を示す項を、確率を含まない項に変形する、
軌道生成装置。 a constraint condition setting unit for setting constraint conditions that a moving object passing through a trajectory must satisfy;
a trajectory generation unit for generating the trajectory along which the moving object passes so as to satisfy the constraint condition;
the constraint condition is set based on a probability of a state of the moving object satisfying a predetermined condition,
the constraint condition setting unit transforms a term indicating a probability of a state of the moving object in a conditional expression indicating the constraint condition into a term not including a probability;
Trajectory generator.
前記移動体の進入が禁止される領域である進入禁止領域を設定するための進入禁止領域設定部をさらに備え、
前記制約条件が、前記移動体が前記進入禁止領域の外に存在する確率に基づいて設定される、
軌道生成装置。 A trajectory generation device according to any one of claims 1 to 5 ,
The vehicle further includes an entry-prohibited area setting unit for setting an entry-prohibited area into which the moving object is prohibited from entering,
the constraint condition is set based on a probability that the moving object is outside the no-entry area;
Trajectory generator.
障害物の状態を確率的に予測するための障害物移動予測部をさらに備え、
前記進入禁止領域設定部が、前記障害物移動予測部で確率的に予測された前記障害物の状態に基づいて前記進入禁止領域を設定する、
軌道生成装置。 The trajectory generating device according to claim 6 ,
An obstacle movement prediction unit is further provided for probabilistically predicting a state of an obstacle,
the no-entry area setting unit sets the no-entry area based on the state of the obstacle probabilistically predicted by the obstacle movement prediction unit;
Trajectory generator.
前記制約条件設定部が、前記制約条件を示す条件式における前記移動体の状態の確率を示す項を、確率を含まない項に変形する、
軌道生成装置。 A trajectory generation device according to any one of claims 1 to 4 ,
the constraint condition setting unit transforms a term indicating a probability of a state of the moving object in a conditional expression indicating the constraint condition into a term not including a probability;
Trajectory generator.
前記制約条件設定部が、現在の時刻と前記移動体が前記軌道生成部で生成される前記軌道を通る時刻との時間差が大きいほど、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を低く設定する、
軌道生成装置。 The trajectory generating device according to claim 1 ,
the constraint condition setting unit sets a lower probability of the state of the moving object under the constraint condition as the time difference between a current time and a time when the moving object passes through the trajectory generated by the trajectory generating unit increases;
Trajectory generator.
前記制約条件設定部が、前記軌道上の位置と前記移動体の現在の位置との間の距離が大きいほど、前記軌道上の位置における前記移動体の状態の確率を低く設定する、
軌道生成装置。 The trajectory generating device according to claim 2 ,
the constraint condition setting unit sets a lower probability of the state of the moving body at the position on the orbit as the distance between the position on the orbit and the current position of the moving body increases;
Trajectory generator.
前記制約条件設定部が、前記行動種類の前記必要度合いを、前記軌道生成部で生成される前記軌道上の位置における軌道構造と前記移動体の前記行動種類との関係に基づいて設定する、
軌道生成装置。 The trajectory generating device according to claim 4 ,
the constraint condition setting unit sets the degree of necessity of the behavior type based on a relationship between a trajectory structure at a position on the trajectory generated by the trajectory generating unit and the behavior type of the moving object;
Trajectory generator.
前記軌道生成部が、
前記制約条件を満たす前記軌道を得られた場合に、前記移動体が次に行う行動種類が実行可能であると判断し、
前記制約条件を満たす前記軌道を得られなかった場合に、前記移動体が次に行う前記行動種類が実行不可能であると判断する、
軌道生成装置。 A trajectory generation device according to any one of claims 1 to 5 ,
The trajectory generating unit:
When the trajectory that satisfies the constraint condition is obtained, it is determined that the next action type to be performed by the moving object is executable;
if the trajectory that satisfies the constraint condition is not obtained, it is determined that the next action type to be performed by the moving object is not executable.
Trajectory generator.
前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成し、
前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含み、
前記制約条件を設定することが、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を、現在の時刻と前記移動体が前記軌道を通る時刻との時間差に基づいて設定することである、
軌道生成方法。 Set constraints that must be satisfied by the moving object along the trajectory,
generating the trajectory along which the moving object passes so as to satisfy the constraint condition;
the constraint condition is set based on a probability of a state of the moving object satisfying a predetermined condition,
setting the constraint condition includes setting a probability of a state of the moving object under the constraint condition based on a time difference between a current time and a time when the moving object passes through the trajectory;
Trajectory generation method.
前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成し、
前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含み、
前記制約条件を設定することが、前記制約条件において、前記軌道上の位置における前記移動体の状態の確率を、前記軌道上の位置と前記移動体の現在の位置との間の距離に基づいて設定することである、
軌道生成方法。 Set constraints that must be satisfied by the moving object along the trajectory,
generating the trajectory along which the moving object passes so as to satisfy the constraint condition;
the constraint condition is set based on a probability of a state of the moving object satisfying a predetermined condition,
and setting the constraint condition includes setting, in the constraint condition, a probability of a state of the moving object at a position on the orbit based on a distance between the position on the orbit and a current position of the moving object.
Trajectory generation method.
前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成し、
前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含み、
前記制約条件を設定することが、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を、前記移動体の現在の行動種類と、前記移動体が次に行う前記行動種類とのうちの少なくとも1つに基づいて設定することであり、
前記制約条件を設定することが、前記移動体の現在の前記行動種類と前記移動体が次に行う前記行動種類とが同じである場合よりも、両者が異なる場合の方を、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を高く設定することである、
軌道生成方法。 Set constraints that must be satisfied by the moving object along the trajectory,
generating the trajectory along which the moving object passes so as to satisfy the constraint condition;
the constraint condition is set based on a probability of a state of the moving object satisfying a predetermined condition,
setting the constraint condition includes setting a probability of the state of the moving object under the constraint condition based on at least one of a current action type of the moving object and the action type that the moving object will next perform;
setting the constraint condition to a higher probability of the state of the moving body under the constraint condition when the current action type of the moving body and the next action type to be performed by the moving body are different than when the two are the same;
Trajectory generation method.
前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成し、
前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含み、
前記制約条件を設定することが、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を、前記移動体の現在の行動種類と、前記移動体が次に行う前記行動種類とのうちの少なくとも1つに基づいて設定することであり、
前記制約条件を設定することが、前記制約条件における前記移動体の状態の確率を、前記行動種類の必要度合いに基づいて設定することである、
軌道生成方法。 Set constraints that must be satisfied by the moving object along the trajectory,
generating the trajectory along which the moving object passes so as to satisfy the constraint condition;
the constraint condition is set based on a probability of a state of the moving object satisfying a predetermined condition,
setting the constraint condition includes setting a probability of the state of the moving object under the constraint condition based on at least one of a current action type of the moving object and the action type that the moving object will next perform;
setting the constraint condition includes setting a probability of a state of the moving object under the constraint condition based on a degree of necessity of the action type.
Trajectory generation method.
前記制約条件を満たすように前記移動体が通る前記軌道を生成し、
前記制約条件が、あらかじめ定められた条件を満たすべき前記移動体の状態の確率に基づいて設定されるものを含み、
前記制約条件を示す条件式における前記移動体の状態の確率を示す項が、確率を含まない項に変形される、
軌道生成方法。 Set constraints that must be satisfied by the moving object along the trajectory,
generating the trajectory along which the moving object passes so as to satisfy the constraint condition;
the constraint condition is set based on a probability of a state of the moving object satisfying a predetermined condition,
A term indicating a probability of a state of the moving object in a conditional expression indicating the constraint condition is transformed into a term not including a probability.
Trajectory generation method.
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