JP2010033352A - Lane change alarm and program - Google Patents
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Abstract
【課題】他車両だけでなく自車両の動きを予測して車線変更の際の事故を防止する。
【解決手段】車線変更警報装置は、車両の挙動を複数の状態に分けて表すための隠れマルコフモデルパラメータを記憶し、隠れマルコフモデルパラメータを用いて同時生起確率を最大にするように前記車両の複数の予測軌道を生成する予測軌道生成部21と、車両に対する他車両との相対的な位置を検出するレーザレーダ16と、検出された他車両との相対的な位置に基づいて他車両との予め定められた複数の位置関係における安全性の評価値を複数の予測軌道のそれぞれに対して計算し、最も安全性の高い評価値を計算する軌道コスト計算部22と、計算された評価値が所定の安全性を満たさない場合に警報を出力する警報出力部30と、を備えている。
【選択図】図1An object of the present invention is to predict the movement of not only other vehicles but also the own vehicle and prevent accidents when changing lanes.
A lane change warning device stores a hidden Markov model parameter for dividing a vehicle behavior into a plurality of states and uses the hidden Markov model parameter to maximize the co-occurrence probability. A predicted trajectory generating unit 21 that generates a plurality of predicted trajectories, a laser radar 16 that detects a relative position of the vehicle with respect to the other vehicle, and a relative position of the other vehicle based on the detected relative position of the other vehicle. An evaluation value of safety in a plurality of predetermined positional relationships is calculated for each of a plurality of predicted trajectories, a trajectory cost calculation unit 22 that calculates the highest safety evaluation value, and the calculated evaluation value is And an alarm output unit 30 that outputs an alarm when the predetermined safety is not satisfied.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、車線変更警報装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a lane change warning device and a program.
従来、自車両に搭載したカメラから後方を撮像し、その画像から他車両を検出し、この検出結果に基づいて両方の車両の衝突や異常接近に関するトラブルを回避するための移動体衝突防止装置が開示されている(特許文献1を参照)。 Conventionally, a moving object collision prevention device for imaging the rear from a camera mounted on the own vehicle, detecting other vehicles from the image, and avoiding troubles related to collision and abnormal approach of both vehicles based on the detection result It is disclosed (see Patent Document 1).
特許文献1の技術は、テレビカメラを用いて走行中の車両の周囲の状況を観測し、衝突可能性のある周囲の車両を検出すると共に、その結果に基づいて自車両の運転手に警報を発生する。ここで、上記技術は、特徴点のフレーム間のインターバルに対する移動量を算出し、同程度の移動量を持つ領域から追い越し車両を検出し、追い越し車両が自車両に追いつく時間を予測し、その時間が閾値以下である場合に警報を発生する。
しかし、特許文献1の技術は、特徴点のフレーム間のインターバルに対する移動量に基づく他車両の動きのみを予測して、自車両の動きを予測していない。このため、自車両と他車両との衝突可能性を正しく推定できない問題がある。
However, the technique of
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、他車両だけでなく自車両の動きを予測して事故を防止することができる車線変更維持装置及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed to solve the above-described problems, and provides a lane change maintaining device and a program that can prevent an accident by predicting the movement of not only another vehicle but also the host vehicle. Objective.
本発明に係る車線変更警報装置は、車両運動状態、車両操作量、車両走行環境の少なくとも1つに対する車線変更における車両の挙動を複数の状態に分けて表すための隠れマルコフモデルパラメータを記憶する記憶手段と、前記車両運動状態、前記車両操作量、前記車両走行環境の少なくとも1つと、前記記憶手段に記憶された隠れマルコフモデルパラメータと、に基づいて、同時生起確率を最大にするように前記車両の複数の予測軌道を生成する予測軌道生成手段と、前記車両に対する他車両との相対的な位置を検出する他車両位置検出手段と、前記他車両位置検出手段により検出された他車両との相対的な位置に基づいて、他車両との予め定められた複数の位置関係における安全性の評価値を、前記予測軌道生成手段により生成された複数の予測軌道のそれぞれに対して計算し、最も安全性の高い評価値を計算する評価値計算手段と、前記評価値計算手段により計算された評価値が所定の安全性を満たさない場合に警報を出力する警報出力手段と、を備えている。 The lane change alarm device according to the present invention stores a hidden Markov model parameter for expressing a behavior of a vehicle in a lane change with respect to at least one of a vehicle movement state, a vehicle operation amount, and a vehicle traveling environment in a plurality of states. And the vehicle movement state, the vehicle operation amount, the vehicle traveling environment, and the hidden Markov model parameters stored in the storage means, and the vehicle is configured to maximize the co-occurrence probability. A predicted trajectory generating means that generates a plurality of predicted trajectories, a relative position of the other vehicle detected by the other vehicle position detecting means, and a relative position of the other vehicle detected by the other vehicle position detecting means. Based on the specific position, safety evaluation values in a plurality of predetermined positional relationships with other vehicles are generated by the predicted trajectory generating means. An evaluation value calculation means for calculating the highest safety evaluation value and an alarm when the evaluation value calculated by the evaluation value calculation means does not satisfy a predetermined safety. Alarm output means for outputting.
また、本発明に係る車線変更警報プログラムは、コンピュータを、上記車線変更警報装置の各手段として機能させるためのプログラムである。 The lane change alarm program according to the present invention is a program for causing a computer to function as each means of the lane change alarm device.
上記発明によれば、車線変更における車両の挙動を複数の状態に分けて表すための隠れマルコフモデルパラメータを用いて同時生起確率を最大にするように車両の複数の予測軌道が生成され、生成された複数の予測軌道のそれぞれに対して他車両との予め定められた複数の位置関係における安全性の評価値が計算され、最も安全性の高い評価値が得られる。そして、評価値が所定の安全性を満たさない場合に警報を出力する。 According to the above invention, a plurality of predicted trajectories of the vehicle are generated and generated so as to maximize the co-occurrence probability using the hidden Markov model parameters for representing the behavior of the vehicle in the lane change divided into a plurality of states. Further, safety evaluation values in a plurality of predetermined positional relationships with other vehicles are calculated for each of the plurality of predicted tracks, and the highest safety evaluation value is obtained. Then, an alarm is output when the evaluation value does not satisfy the predetermined safety.
これにより、上記発明は、車線変更の軌道を予測して、安全な車線変更でない場合にドライバに対して警報を出力するので、車線変更の際の事故を防止することができる。 Thereby, since the said invention predicts the track | orbit of a lane change and outputs a warning with respect to a driver when it is not a safe lane change, the accident at the time of a lane change can be prevented.
本発明に係る車線変更警報装置及びプログラムは、他車両だけでなく自車両の動きを予測して車線変更の際の事故を防止することができる。 The lane change warning device and program according to the present invention can prevent an accident at the time of lane change by predicting not only other vehicles but also the movement of the host vehicle.
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る車線変更警報装置の構成を示すブロック図である。なお、車線変更警報装置は、本実施の形態では走行可能な車両に搭載されているが、その他、例えばドライビングシミュレータに搭載されてもよい。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a lane change warning device according to an embodiment of the present invention. The lane change warning device is mounted on a vehicle capable of traveling in the present embodiment, but may be mounted on, for example, a driving simulator.
上記車線変更警報装置は、測位衛星からの信号に基づいて絶対位置(緯度及び経度)を検出するGPS(Global Positioning System)センサ11と、地図情報を記憶する地図情報記憶部12と、方向指示灯であるウィンカーの点灯の操作を行うウィンカー操作部13と、を備えている。
The lane change warning device includes a GPS (Global Positioning System)
更に、上記車線変更警報装置は、車両が走行するレーンを検出するレーンセンサ14、車両速度(車速)を検出する車速センサ15、レーザ照射の反射波により周辺物体を検出するレーザレーダ16、車線変更のための演算処理を行う演算処理部20、警報を出力する警報出力部30を備えている。
Further, the lane change alarm device includes a
演算処理装置20は、中央処理ユニット(Central Processing Unit:CPU)等で構成されており、機能的には、予測軌道を生成する予測軌道生成部21と、各予測軌道のコストを計算する軌道コスト計算部22と、を備えている。
The
以上のように構成された車線変更警報装置は、危険な車線変更に対して警報を発するために、以下の処理を実行する。 The lane change warning device configured as described above performs the following processing in order to issue a warning for dangerous lane changes.
(メイン処理ルーチン)
図2は、メイン処理ルーチンを示すフローチャートである。
(Main processing routine)
FIG. 2 is a flowchart showing the main processing routine.
ステップS1では、演算処理装置20は、GPSセンサ11により検出された自車両の絶対位置及びその周辺の地図情報を地図情報記憶部12から読み出し、自車両が自動車専用道路を走行しているかを判定する。さらに、演算処理装置20は、ウィンカー操作部13からの信号によりウィンカー操作が行われたかを判定する。そして、演算処理装置20は、車両が自動車専用道路を走行し、かつ、ウィンカー操作が行われた、と判定するまで待機して、車両が自動車専用道路を走行し、かつ、ウィンカー操作が行われたと判定すると、ステップS2に進む。
In step S1, the
ステップS2では、演算処理装置20は、レーンセンサ14及び車速センサ15の検出結果に基づいて自車両の複数の予測軌道を生成して、ステップS3に進む。なお、ステップS2の詳細については後述する。
In step S2, the
ステップS3では、演算処理装置20は、ステップS2で生成された複数の予測軌道に対してそれぞれコストを計算し、計算されたコストの最小値である最小コストを変数costに代入して(cost=最小コスト)、ステップS4に進む。なお、ステップS4の詳細については後述する。
In step S3, the
ステップS4では、演算処理装置20は、変数costが閾値Wを超えているか否かを判定し、超えている場合はステップS5に進み、超えていない場合はステップS1に戻る。
In step S4, the
ステップS5では、演算処理装置20は、警報出力部30に対して警報を出力するように制御して、再びステップS1に戻る。これにより、警報出力部30は、音声又は画像による警報を出力する。
In step S5, the
(ステップS2:予測軌道の生成)
上述したステップS2では、演算処理装置20の予測軌道生成部21が、予め記憶されている隠れマルコフモデル(HMM)を用いて複数の予測軌道を生成する。なお、本実施形態では、予測軌道は、3つの状態(ドライバがレーンチェンジを計画する状態S1、走行レーンから追い越しレーンに移動している状態S2、追い越しレーンから元の走行レーンに移動している状態S3)に分けられている。
(Step S2: Generation of predicted trajectory)
In step S2 described above, the predicted
ここで、ドライバは、状況が同一であっても必ずしも同一のふるまいをするとは限らない。しかし、このふるまいの不確実性を確率過程とみなしてモデル化することができる。本実施形態では、任意の環境、車両状態における車両操作、及びそれらの時間方向の変化を隠れマルコフモデルとみなし、特定の場面における車両のふるまいを記述する。 Here, the driver does not necessarily have the same behavior even if the situation is the same. However, this behavioral uncertainty can be considered as a stochastic process and modeled. In the present embodiment, a vehicle operation in an arbitrary environment, a vehicle state, and a change in the time direction thereof are regarded as a hidden Markov model, and the behavior of the vehicle in a specific scene is described.
図3は、予測軌道(走行軌道)と状態S1、S2、S3を示す図である。図4は、予測軌道の3つの状態S1〜S3の状態遷移図である。図3に示すように、すべての予測軌道は状態1、状態2、状態3に分けられる。
FIG. 3 is a diagram showing a predicted trajectory (traveling trajectory) and states S1, S2, and S3. FIG. 4 is a state transition diagram of the three states S1 to S3 of the predicted trajectory. As shown in FIG. 3, all predicted trajectories are divided into
図4は、3状態のLeft-to-Right型のHMMによってレーンチェンジ時における車両の挙動をモデル化したものである。ここでは、状態S1、S2、S3の順に遷移しており、状態S1からS2を越えてS3に遷移することはない。また、各状態Sからは、車両運動状態、車両操作量、車両走行環境をそれぞれ表す
ot=[ct, Δct, ΔΔct]
がラベル系列として出力される。ここで、ctは行列式であり、
ct=[y,x]
である。なお、yは車両右側又は左側のレーンから車両の基準位置までの左右方向の距離であり、xは前後方向(直進方向)の自車両の車速を示す。すなわち、各状態Sからは、レーン位置(車両右側又は左側のレーンから車両の基準位置までの左右方向の距離)y、前後方向の車速x、及びこれらの1次差分Δct、2次差分ΔΔctが出力される。なお、ラベル系列は、上述したものに限定されず、車両運動状態、車両操作量、車両走行環境のパラメータのうち少なくとも1があればよい。
FIG. 4 is a model of the behavior of a vehicle during a lane change by a three-state Left-to-Right type HMM. Here, the transition is made in the order of the states S1, S2, and S3, and there is no transition from the state S1 to S3 beyond S2. Further, from each state S, ot = [ct, Δct, ΔΔct] representing the vehicle motion state, the vehicle operation amount, and the vehicle traveling environment, respectively.
Is output as a label sequence. Where ct is a determinant,
ct = [y, x]
It is. Note that y is the distance in the left-right direction from the right or left lane of the vehicle to the reference position of the vehicle, and x is the vehicle speed of the host vehicle in the front-rear direction (straight direction). That is, from each state S, the lane position (the distance in the horizontal direction from the vehicle right or left lane to the vehicle reference position) y, the vehicle speed x in the front-rear direction, and the primary difference Δct and the secondary difference ΔΔct are obtained. Is output. Note that the label series is not limited to those described above, and it is sufficient that there is at least one of the parameters of the vehicle motion state, the vehicle operation amount, and the vehicle travel environment.
HMMはパラメータとして状態遷移確率、シンボル出力確率、初期状態確率をもつ。ここで、状態遷移確率に従って状態継続長は任意の時間をとり得るため、例えば図3に示すように、HMMモデルから様々なバリエーションの車両挙動が得られる。すなわち、HMMを任意のドライバのふるまいに基づいて決定すると、そのレーンチェンジ時の車両の挙動を確率的に再現することが可能になる。 The HMM has a state transition probability, a symbol output probability, and an initial state probability as parameters. Here, since the state duration can take any time according to the state transition probability, various vehicle behaviors can be obtained from the HMM model, for example, as shown in FIG. That is, if the HMM is determined based on the behavior of an arbitrary driver, the behavior of the vehicle at the time of the lane change can be reproduced probabilistically.
そこで、予測軌道生成部21は、自車両がレーンチェンジに要する時間(以下「レーンチェンジ時間」という。)を確率的に決定した後、そのレーンチェンジ時間長を表現する各状態における状態停留時間をHMMを用いてそれぞれ算出し、それらの状態停留時間から各状態の軌道を生成する。具体的には次の予測軌道生成ルーチンが実行される。
Therefore, the predicted
図5は、予測軌道生成ルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing a predicted trajectory generation routine.
ステップS11では、予測軌道生成部21は、時間インデックス番号iに1を設定して(i=1)、ステップS12に進む。なお、時間インデックス番号iは、異なるレーンチェンジ時間に対してそれぞれ与えられるインデックス番号であり、本実施形態では1からN1まである。
In step S11, the predicted
ステップS12では、予測軌道生成部21は、規範ドライバがレーンチェンジに要する平均時間μT、規範ドライバがレーンチェンジに要する時間の標準偏差σTに基づいてガウス乱数を発生する。なお、μT及びσTは実験やシミュレーション等により予め求められたパラメータである。そして、予測軌道生成部21は、発生されたガウス乱数をレーンチェンジ時間T(i)として算出して、ステップS13に進む。予測軌道生成部21は、このようにしてガウス乱数を発生することで、様々なバリエーションのレーンチェンジ時間を算出する。
In step S12, the predicted
ステップS13では、予測軌道生成部21は、変形インデックス番号jに1を設定して(j=1)、ステップS14に進む。なお、変形インデックス番号jは、あるレーンチェンジ時間T(i)における異なる予測軌道に対してそれぞれ与えられるインデックス番号であり、本実施形態では1からN2まである。
In step S13, the predicted
ステップS14では、予測軌道生成部21は、状態インデックス番号kに1を設定して(k=1)、ステップS15に進む。なお、状態インデックス番号kは、図4に示す状態S1〜S3の数字部分を示すインデックス番号であり、本実施形態では1からN3(=3)まである。
In step S14, the predicted
ステップS15では、予測軌道生成部21は、次の式に従って状態継続時間d(k)を算出して、ステップS16に進む。
In step S15, the predicted
なお、μqkは状態Skにおける平均状態停留時間、xqkは状態Skにおける一様分布(0,1]に従う確率変数である。 Note that μ qk is an average state retention time in the state Sk, and x qk is a random variable according to a uniform distribution (0, 1) in the state Sk.
ステップS16では、予測軌道生成部21は、状態インデックス番号がN3未満(k<N3=3)であるか否かを判定し、肯定判定の場合はステップS18に進み、否定判定の場合はステップS17に進む。
In step S16, the predicted
ステップS17では、予測軌道生成部21は、状態インデックス番号kをインクリメントして(k←k+1)、ステップS15に戻る。このように、ステップS15〜S17が繰り返し実行されると、レーンチェンジ時間T(i)における状態S1〜S3のそれぞれの状態継続時間d(k)が算出される。
In step S17, the predicted
ステップS18では、予測軌道生成部21は、レーンチェンジ時間T(i)における状態S1〜S3のそれぞれの状態継続時間d(k)を用いて、レーン位置及び前方車速列の尤度が最大となるような軌道(最尤経路)を生成し、この軌道を変数tr(i,j)に代入して、ステップS19に進む。具体的には、レーン位置及び前方車速列のベクトルをc、その1次及び2次差分を含んだベクトルをoで表し、状態継続時間から求められる状態遷移系列およびレーンチェンジ時間を与えたとき、予め学習したHMMのパラメータλの下での尤度はp(o|d(k),T(i),λ)と表すことができる。最尤経路は対数尤度を最大にするcの系列、すなわち以下の式を計算することで得られる。
In step S18, the predicted
ステップS19では、予測軌道生成部21は、変形インデックス番号jがN2未満(j<N2)であるか否かを判定し、肯定判定の場合はステップS21に進み、否定判定の場合はステップS20に進む。
In step S19, the predicted
ステップS20では、予測軌道生成部21は、変形インデックス番号jをインクリメントして(j←j+1)、ステップS14に戻る。このように、ステップS14〜S20が繰り返し実行されると、レーンチェンジ時間T(i)における予測軌道(最尤経路)がN2本生成される。
In step S20, the predicted
ステップS21では、予測軌道生成部21は、時間インデックス番号iがN1未満(i<N1)であるか否かを判定し、肯定判定の場合は本ルーチンを終了し、否定判定の場合はステップS22に進む。
In step S21, the predicted
ステップS22では、予測軌道生成部21は、時間インデックス番号iをインクリメントして(i←i+1)、ステップS12に戻る。そして、ステップS1〜S22が繰り返し実行されると、N1通りのレーンチェンジ時間T(i)に対してそれぞれN2本の予測軌道(最尤経路)が生成され、合計(N1×N2)本の予測軌道が生成され、本ルーチンが終了する。
In step S22, the predicted
なお、HMMに関するアルゴリズムとしては、徳田ら、「SPEECH PARAMETER GENERATION ALGORITHMS FOR HMM-BASED SPEECH SYNTHESIS(HMMに基づいた音声合成用の音声パラメータ生成アルゴリズム)」、Proc of IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP), vol.3, pp.1315-1318, June 2000がある。 As for algorithms related to HMM, Tokuda et al., “SPEECH PARAMETER GENERATION ALGORITHMS FOR HMM-BASED SPEECH SYNTHESIS”, Proc of IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP), vol.3, pp.1315-1318, June 2000.
(ステップS3:予測軌道のコスト計算)
ステップS3では、演算処理装置20の軌道コスト計算部22が、ステップS2で生成された各予測軌道を評価するためのコストを計算すべく、次の軌道コスト計算ルーチンを実行する。
(Step S3: Cost calculation of predicted trajectory)
In step S3, the trajectory
図6は、軌道コスト計算ルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing the orbit cost calculation routine.
ステップS31では、軌道コスト計算部22は、インデックス番号iを1に設定して(i=1)、ステップS32に進む。
In step S31, the trajectory
ステップS32では、軌道コスト計算部22は、変数C(i)を初期化して、ステップS33に進む。なお、C(i)は、インデックス番号iにおけるレーンチェンジ時間T(i)の適切さを評価するコスト値を格納する変数である。C(i)は、詳しくは後述するが、レーンチェンジ時間T(i)でレーンチェンジするN3(=3)個のバリエーションの走行軌跡の時間平均値である。
In step S32, the trajectory
ステップS33では、軌道コスト計算部22は、変形インデックス番号jを1に設定して(j=1)、ステップS34に進む。
In step S33, the trajectory
ステップS34では、軌道コスト計算部22は、図1に示すレーザレーダ16の検出結果に基づいて、予測軌道tr(i,j)のコストを計算する。なお、本実施形態では、軌道コスト計算部22は、次の4つの安全でないケースについてそれぞれコスト関数を演算する。
In step S34, the trajectory
図7は、4つの安全でないケースを示す図であり、(A)は自車両が先行車近すぎる場合(ケース1)、(B)は自車両が隣前方車に近すぎる場合(ケース2)、(C)は隣後方車に近すぎる場合(ケース3)、(D)は隣前方車と並走しすぎる場合(ケース4)を示している。同図において、V0は自車両を示し、レーンチェンジ時では周辺車両との相対的な位置関係から(A)〜(D)の4つの安全でない場面が想定される。なお、ケース1〜3は必須であるが、ケース4は任意である。
FIG. 7 is a diagram showing four unsafe cases, where (A) is when the host vehicle is too close to the preceding vehicle (case 1), and (B) is when the host vehicle is too close to the adjacent front vehicle (case 2). , (C) shows a case where the vehicle is too close to the adjacent rear vehicle (Case 3), and (D) shows a case where the vehicle is running parallel to the adjacent front vehicle (Case 4). In the figure, V0 indicates the host vehicle, and at the time of lane change, four unsafe scenes (A) to (D) are assumed from the relative positional relationship with surrounding vehicles.
ここで、コスト計算で使用されるレーザレーダ16の検出結果は、自車両V0に対する先行車V1、隣前方車V2、又は隣後方車V3までの前後方向(進行方向)の距離F*,i,j[m]、自車両V0に対する先行車V1又は隣前方車V2までの左右方向(横方向)の距離R*,i,j[m]である。なお、pはコスト計算の対象となる車両を示す番号であり、ケース1の場合はp=1、ケース2及び4の場合はp=2、ケース3の場合はp=3である。
Here, the detection result of the
具体的には、軌道コスト計算部22は、ケース1の場合、次の比較を行う。
Specifically, in the
軌道コスト計算部22は、ケース2の場合、次の比較を行う。
In the
軌道コスト計算部22は、ケース3の場合、次の比較を行う。
In the
軌道コスト計算部22は、ケース4の場合、次の比較を行う。
In the case 4, the track
これらの比較式が成立する場合、各ケースにおいて自車両と他車両との距離が所定値未満になって、安全ではないほど接近している。なお、コスト計算の際には、周辺車両の車速は予測軌道の生成を開始した時刻から一定であると仮定する。そして、軌道コスト計算部22は、上記の比較式が成立する数をtr(i,j)のコストとして変数c(i,j)に代入して、ステップS35に進む。
When these comparison expressions hold, the distance between the host vehicle and the other vehicle is less than a predetermined value in each case, and the vehicle is approaching unsafely. In the cost calculation, it is assumed that the vehicle speeds of the surrounding vehicles are constant from the time when generation of the predicted trajectory is started. Then, the trajectory
ステップS35では、軌道コスト計算部22は、C(i)にc(i,j)を加算して(C(i)=C(i)+c(i,j))、ステップS36に進む。
In step S35, the trajectory
ステップS36では、軌道コスト計算部22は、変形インデックス番号jがN2未満(j<N2)であるかを判定し、肯定判定の場合はステップS38に進み、否定判定の場合はステップS37に進む。
In step S36, the trajectory
ステップS37では、軌道コスト計算部22は、変形インデックス番号jをインクリメントして(j←j+1)、ステップS34に戻る。このように、ステップS34〜S37が繰り返し実行されると、レーンチェンジ時間T(i)におけるN2通りのコストが加算される。
In step S37, the trajectory
ステップS38では、軌道コスト計算部22は、C(i)をレーンチェンジ時間T(i)で正規化して(C(i)/T(i))、得られた値をC(i)に代入して、ステップS39に進む。ここで得られたC(i)がレーンチェンジ時間T(i)のコストとなる。
In step S38, the trajectory
ステップS39では、軌道コスト計算部22は、iがN1未満であるかを判定し、肯定判定の場合はステップS41に進み、否定判定の場合はステップS40に進む。
In step S39, the trajectory
ステップS40では、軌道コスト計算部22は、iをインクリメントして(i←i+1)、ステップS32に戻る。そして、ステップS32〜S40が繰り返し実行されると、N1通りのレーンチェンジ時間T(i)における各々のコストが算出される。
In step S40, the trajectory
ステップS41では、軌道コスト計算部22は、N1通りのレーンチェンジ時間T(i)における各々のコストのうち最小となるコストでレーンチェンジが行われるレーンチェンジ時間T(i)の時間インデックス番号iを変数i*に格納して(i*=argmin C(i))、ステップS42に進む。
In step S41, the trajectory
ステップS42では、軌道コスト計算部22は、レーンチェンジ時間T(i*)の中で最小のコストを与える予測軌道tr(i*,j)に対するコストを変数costに格納して(cost=min c(i*,j))、本ルーチンを終了する。
In step S42, the trajectory
そして、軌道コスト計算部22は、変数costが閾値Wを超えているか否かを判定し(図2のステップS4)、超えている場合は警報出力部30に対して警報を出力するように制御する(ステップS5)。
Then, the trajectory
図8は、(A)前後方向及び(B)横方向の予測軌道の一例を示す図である。同図に示すように、例えば、前後方向は一定の速度で移動し、横方向へは滑らかに移動する軌道が生成される。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of predicted trajectories in (A) the front-rear direction and (B) the lateral direction. As shown in the figure, for example, a trajectory that moves at a constant speed in the front-rear direction and smoothly moves in the lateral direction is generated.
以上のように、車線変更警報装置は、任意の走行環境における規範的なドライバの典型的なレーンチェンジ時の予測軌道を生成することによって自車両の動きを予測し、追い越し車のみならず周辺車両の物理的な位置関係を考慮して軌道コストを計算することで、精緻に衝突可能性を推定して、警報を発することができる。 As described above, the lane change warning device predicts the movement of the own vehicle by generating a predicted trajectory at the time of a typical lane change of a normative driver in an arbitrary driving environment, and not only a passing vehicle but also a surrounding vehicle. By calculating the trajectory cost in consideration of the physical positional relationship, it is possible to precisely estimate the possibility of collision and issue a warning.
すなわち、車線変更警報装置は、予めレーンチェンジ時の動作を予測することによって、ドライバが安全でないレーンチェンジを行おうとした場合に、ドライバに危険を報知するので、事故を防止することができる。 That is, the lane change warning device predicts the operation at the time of a lane change in advance, so that when the driver tries to make an unsafe lane change, the driver is informed of the danger, so an accident can be prevented.
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can also be applied to a design modified within the scope described in the claims.
11 GPSセンサ
12 地図情報記憶部
13 ウィンカー操作部
14 レーンセンサ
15 車速センサ
16 レーザレーダ
20 演算処理装置
21 予測軌道生成部
22 軌道コスト計算部
30 警報出力部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記車両運動状態、前記車両操作量、前記車両走行環境の少なくとも1つと、前記記憶手段に記憶された隠れマルコフモデルパラメータと、に基づいて、同時生起確率を最大にするように前記車両の複数の予測軌道を生成する予測軌道生成手段と、
前記車両に対する他車両との相対的な位置を検出する他車両位置検出手段と、
前記他車両位置検出手段により検出された他車両との相対的な位置に基づいて、他車両との予め定められた複数の位置関係における安全性の評価値を、前記予測軌道生成手段により生成された複数の予測軌道のそれぞれに対して計算し、最も安全性の高い評価値を計算する評価値計算手段と、
前記評価値計算手段により計算された評価値が所定の安全性を満たさない場合に警報を出力する警報出力手段と、
を備えた車線変更警報装置。 Storage means for storing hidden Markov model parameters for dividing the behavior of the vehicle in a lane change with respect to at least one of a vehicle motion state, a vehicle operation amount, and a vehicle traveling environment into a plurality of states;
Based on at least one of the vehicle motion state, the vehicle operation amount, the vehicle travel environment, and a hidden Markov model parameter stored in the storage means, a plurality of the vehicle A predicted trajectory generating means for generating a predicted trajectory;
Other vehicle position detection means for detecting a relative position of the vehicle with respect to the other vehicle;
Based on the relative position with respect to the other vehicle detected by the other vehicle position detection means, safety evaluation values in a plurality of predetermined positional relationships with the other vehicle are generated by the predicted trajectory generation means. An evaluation value calculation means for calculating the highest safety evaluation value for each of a plurality of predicted trajectories,
An alarm output means for outputting an alarm when the evaluation value calculated by the evaluation value calculation means does not satisfy a predetermined safety;
Lane change alarm device with
請求項1に記載の車線変更警報装置。 The predicted trajectory generating means generates a lane change time based on the lane change average time and the standard deviation of the reference driver, and based on the HMM model parameters stored in the storage means for the generated lane change time. The lane change warning device according to claim 1, wherein the duration of each state is calculated, and a plurality of predicted trajectories of the vehicle are generated so as to maximize the co-occurrence probability using the duration of each state.
請求項1または請求項2に記載の車線変更警報装置。 The evaluation value calculation means calculates, as the evaluation value, the number of front and rear distances with other vehicles in the front-rear direction and the number of straight distances with other vehicles that are less than a predetermined threshold value, respectively. Item 3. Lane change alarm device according to item 2.
車両運動状態、車両操作量、車両走行環境の少なくとも1つに対する車線変更における車両の挙動を複数の状態に分けて表すための隠れマルコフモデルパラメータを記憶する記憶手段と、
前記車両運動状態、前記車両操作量、前記車両走行環境の少なくとも1つと、前記記憶手段に記憶された隠れマルコフモデルパラメータと、に基づいて、同時生起確率を最大にするように前記車両の複数の予測軌道を生成する予測軌道生成手段と、
前記車両に対する他車両との相対的な位置を検出する他車両位置検出手段と、
前記他車両位置検出手段により検出された他車両との相対的な位置に基づいて、他車両との予め定められた複数の位置関係における安全性の評価値を、前記予測軌道生成手段により生成された複数の予測軌道のそれぞれに対して計算し、最も安全性の高い評価値を計算する評価値計算手段と、
前記評価値計算手段により計算された評価値が所定の安全性を満たさない場合に警報を出力する警報出力手段と、
して機能させるための車線変更警報プログラム。 Computer
Storage means for storing hidden Markov model parameters for dividing the behavior of the vehicle in a lane change with respect to at least one of a vehicle motion state, a vehicle operation amount, and a vehicle traveling environment into a plurality of states;
Based on at least one of the vehicle motion state, the vehicle operation amount, the vehicle travel environment, and a hidden Markov model parameter stored in the storage means, a plurality of the vehicle A predicted trajectory generating means for generating a predicted trajectory;
Other vehicle position detection means for detecting a relative position of the vehicle with respect to the other vehicle;
Based on the relative position with respect to the other vehicle detected by the other vehicle position detection means, safety evaluation values in a plurality of predetermined positional relationships with the other vehicle are generated by the predicted trajectory generation means. An evaluation value calculation means for calculating the highest safety evaluation value for each of a plurality of predicted trajectories,
An alarm output means for outputting an alarm when the evaluation value calculated by the evaluation value calculation means does not satisfy a predetermined safety;
Lane change warning program to make it function.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車線変更警報装置の各手段として機能させるための車線変更警報プログラム。 Computer
The lane change warning program for functioning as each means of the lane change warning device of any one of Claims 1-3.
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