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JP2019018609A - Vehicular emergency brake predictor and prediction method - Google Patents

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JP2019018609A
JP2019018609A JP2017136189A JP2017136189A JP2019018609A JP 2019018609 A JP2019018609 A JP 2019018609A JP 2017136189 A JP2017136189 A JP 2017136189A JP 2017136189 A JP2017136189 A JP 2017136189A JP 2019018609 A JP2019018609 A JP 2019018609A
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accelerator pedal
emergency brake
driver
classifier
series data
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JP2017136189A
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タネヴ イヴァン
Tanev Ivan
タネヴ イヴァン
勝憲 下原
Katsunori Shimohara
勝憲 下原
ポドュセンコ アルベルト
Podusenko Albert
ポドュセンコ アルベルト
ニクリン ブセヴォルド
Nyclin Vsewold
ニクリン ブセヴォルド
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Doshisha Co Ltd
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Abstract

【課題】直前のアクセルペダルの踏込量に関係なく、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしたときに、そのことを高い確率で予測できる緊急ブレーキ予測装置を提供する。【解決手段】緊急ブレーキ予測装置4は、ポジションセンサ31で検出した、ドライバーがアクセルペダルから足を上げたときのアクセルペダルの動作パターンを示す時系列データを用いて機械学習により作成され、前記動作パターンを、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしている場合とそうでない場合とに分類する分類器43を備えている。当該予測装置4は、自動車1に搭載されたポジションセンサ11で検出した、アクセルペダルの動作パターンを示す時系列データを入力とし、分類器43による判定の結果に基づいて、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしていると予測したとき、自動車の制御装置12に対して緊急ブレーキの駆動を指示する。【選択図】図1An emergency brake prediction device capable of predicting, with high probability, when a driver tries to apply an emergency brake regardless of the amount of depression of an accelerator pedal immediately before. An emergency brake prediction device 4 is created by machine learning using time series data indicating an operation pattern of an accelerator pedal detected by a position sensor 31 when a driver raises his / her foot from the accelerator pedal. A classifier 43 is provided for classifying the pattern into a case where the driver is trying to apply emergency braking and a case where the driver is not applying emergency braking. The prediction device 4 receives time series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal detected by the position sensor 11 mounted on the automobile 1 as input, and the driver applies an emergency brake based on the determination result by the classifier 43. When it is predicted that the vehicle is going to be driven, the vehicle control device 12 is instructed to drive the emergency brake. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、アクセルペダルの動作パターンを示す時系列データに基づいて、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしているか否かを予測する自動車用緊急ブレーキ予測装置および予測方法に関する。   The present invention relates to an automobile emergency brake prediction apparatus and a prediction method for predicting whether or not a driver is about to apply an emergency brake based on time-series data indicating an operation pattern of an accelerator pedal.

自動車で走行しているときに、駐車した車の陰から通行人が飛び出した場合など、突発的な変化が起きたときに、ドライバーは緊急ブレーキをかけて自動車を停止させる。   When a sudden change occurs, such as when a passerby jumps out from behind a parked car while driving in a car, the driver applies an emergency brake to stop the car.

一方、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとした後、実際にブレーキが作動するまでには、アクセルペダルから足を上げてブレーキペダルに足を移す時間と、ブレーキペダルを踏み込む時間が必要となる。   On the other hand, after the driver tries to apply the emergency brake, it takes time to lift the foot from the accelerator pedal and move the foot to the brake pedal and to depress the brake pedal before the brake is actually operated.

その間、ドライバーが車の停止を意図しているにもかかわらず、自動車が空走することになる。この時間は200ms〜400msとなり、自動車が50Km/hで走行している場合、2.8m〜5.6m移動することになる。この空走時間を短くすることは、緊急ブレーキ時における自動車の停止距離を短縮して安全性を高める上で重要である。   In the meantime, the car runs idle despite the driver's intention to stop the car. This time is 200 ms to 400 ms, and if the car is traveling at 50 km / h, it will move from 2.8 m to 5.6 m. Shortening the idling time is important for improving safety by shortening the stopping distance of the automobile during emergency braking.

上述の空走時間を短縮するため、アクセルペダルの戻り速度が一定値以上になったときに、ブレーキを自動的に作動させる装置が提案されている(特許文献1参照)。   In order to shorten the idling time described above, there has been proposed a device that automatically activates a brake when the return speed of an accelerator pedal becomes a certain value or more (see Patent Document 1).

特開平10-315938号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-315938

しかし、上述の装置では、アクセルペダルを踏み込む前の状態に戻すバネの特性のために、直前のペダルの踏込量が小さい場合、ペダルの戻り速度が小さくなるためブレーキが作動せず、緊急ブレーキに対応できない。   However, in the above-mentioned device, due to the characteristics of the spring that returns to the state before the accelerator pedal was depressed, when the amount of depression of the immediately preceding pedal is small, the return speed of the pedal becomes small, so the brake does not operate and the emergency brake is applied. I can not cope.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、直前のアクセルペダルの踏込量に関係なく、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしたときに、そのことを高い確率で予測できる緊急ブレーキ予測装置および予測方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a conventional problem, and can predict with high probability when a driver tries to apply an emergency brake regardless of the amount of depression of the accelerator pedal immediately before. An object is to provide an emergency brake prediction device and a prediction method.

上記目的を達成するため、本発明に係る自動車用緊急ブレーキ予測装置は、
ドライブシミュレータまたは自動車に搭載されたアクセルペダルポジションセンサで検出した、ドライバーがアクセルペダルから足を上げたときのアクセルペダルの動作パターンを示す時系列データを用いて、機械学習を行うことにより作成され、前記動作パターンを、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしている場合とそうでない場合とに分類する分類器を備え、
自動車に搭載された前記アクセルペダルポジションセンサで検出した、アクセルペダルの動作パターンを示す時系列データを入力とし、前記分類器による判定の結果に基づいて、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしていると予測したとき、前記自動車の制御装置に対して緊急ブレーキの駆動を指示することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an automobile emergency brake prediction apparatus according to the present invention includes:
It is created by performing machine learning using time series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal when the driver raises his / her foot from the accelerator pedal, detected by the accelerator pedal position sensor mounted on the drive simulator or automobile, A classifier for classifying the operation pattern into a case where the driver is about to apply emergency braking and a case where the driver is not applying emergency braking;
Predicted that the driver is going to apply emergency braking based on the result of judgment by the classifier using time-series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal detected by the accelerator pedal position sensor mounted on the vehicle as input. In this case, the vehicle control device is instructed to drive the emergency brake.

ここで、前記時系列データは、前記アクセルペダルポジションセンサの出力信号を一定の間隔でサンプリングすることにより作成されることが好ましい。   Here, it is preferable that the time series data is created by sampling the output signal of the accelerator pedal position sensor at regular intervals.

本発明に係る自動車用緊急ブレーキ予測装置は、前記時系列データから、ドライバーがアクセルペダルから足を離したときからアクセルペダルが踏み込まれる前の状態に戻ったときまでのデータを切り出すデータ切出し部と、当該データ切出し部で切り出された時系列データから複数の特徴量を抽出する特徴抽出部とを備えることが好ましい。   The automobile emergency brake prediction apparatus according to the present invention includes a data cutout unit that cuts out data from the time series data until the driver returns to the state before the accelerator pedal is depressed from when the driver releases his or her foot. It is preferable to include a feature extraction unit that extracts a plurality of feature amounts from the time-series data extracted by the data extraction unit.

また前記特徴抽出部で抽出された時系列データの特徴量を記憶する学習用データ記憶部を更に備え、前記分類器は、当該学習用データ記憶部から読み出された複数の時系列データの特徴量のデータを用いて作成されることが好ましい。   The learning data storage unit further stores a feature amount of the time series data extracted by the feature extraction unit, and the classifier includes features of a plurality of time series data read from the learning data storage unit. It is preferably created using quantity data.

前記複数の特徴量は、ドライバーが足を離す直前のアクセルペダルの位置、アクセルペダルが戻るときの最大速度および平均速度であることが好ましい。   The plurality of feature amounts are preferably the position of the accelerator pedal immediately before the driver releases his / her foot, the maximum speed and the average speed when the accelerator pedal returns.

前記自動車の制御装置は、緊急ブレーキ駆動の指示があった場合、ブレーキアクチュエータを作動させて、前記自動車の車輪に調圧されたブレーキフルードを供給することにより車輪に制動力を発揮させることが好ましい。   The automobile control device preferably causes the wheels to exert braking force by operating a brake actuator and supplying pressure-adjusted brake fluid to the wheels of the automobile when an emergency brake driving instruction is given. .

また本発明の係る自動車の緊急ブレーキ予測方法は、
ドライブシミュレータまたは自動車に搭載されたアクセルペダルポジションセンサを用いて、ドライバーがアクセルペダルから足を上げたときのアクセルペダルの動作パターンを示す時系列データを収集するデータ収集ステップと、
前記時系列データを用いて機械学習を行い、前記動作パターンを、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしている場合とそうでない場合とに分類する分類器を作成する分類器作成ステップと、
前記分類器作成ステップで作成された分類器を自動車に搭載された緊急ブレーキ予測装置に組み込む組み込みステップと、
自動車に搭載された前記アクセルペダルポジションセンサで検出したアクセルペダルの動作パターンを示す時系列データを前記緊急ブレーキ予測装置に入力し、当該緊急ブレーキ予測装置に組み込まれた分類器による判定の結果に基づいて、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしていると予測したとき、前記自動車の制御装置に対して緊急ブレーキの駆動を指示する緊急ブレーキ予測ステップと、を含むことを特徴とする。
Moreover, the emergency brake prediction method for automobiles according to the present invention is as follows.
A data collection step for collecting time-series data indicating an operation pattern of the accelerator pedal when the driver lifts his / her foot from the accelerator pedal using an accelerator pedal position sensor mounted on the drive simulator or the vehicle;
Machine learning using the time series data, and a classifier creating step for creating a classifier that classifies the operation pattern into a case where the driver is trying to apply emergency braking and a case where the driver is not applying emergency braking, and
A step of incorporating the classifier created in the classifier creating step into an emergency brake prediction device mounted on a vehicle;
Based on the result of determination by the classifier incorporated in the emergency brake prediction device, time series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal detected by the accelerator pedal position sensor mounted on the automobile is input to the emergency brake prediction device. And an emergency brake prediction step of instructing the control device of the automobile to drive the emergency brake when it is predicted that the driver is going to apply the emergency brake.

本発明に係る自動車用緊急ブレーキ予測装置および予測方法によれば、直前のアクセルペダルの踏込量に関係なく、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしたときに、そのことを高い確率で予測して、ブレーキを作動させることができる。そのため、緊急ブレーキ時における自動車の停止距離を最小限に留めることができる。   According to the automobile emergency brake prediction device and the prediction method according to the present invention, regardless of the amount of depression of the immediately preceding accelerator pedal, when a driver tries to apply an emergency brake, it predicts that with a high probability, The brake can be activated. As a result, the stopping distance of the automobile during emergency braking can be kept to a minimum.

自動車に搭載された緊急ブレーキ予測装置と、当該予測装置に組み込まれる分類器を作成する分類器作成装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the emergency brake prediction apparatus mounted in the motor vehicle, and the classifier preparation apparatus which produces the classifier integrated in the said prediction apparatus. 自動車に搭載された部材のうちブレーキに関連した部材を示す図である。It is a figure which shows the member relevant to the brake among the members mounted in the motor vehicle. ドライバーが緊急ブレーキをかけたときのアクセルペダルとブレーキペダルの動きを示すグラフである。It is a graph which shows a movement of an accelerator pedal and a brake pedal when a driver applies emergency braking. 緊急ブレーキをかけたときの時間遅れの分布を示すグラフである。It is a graph which shows distribution of time delay when an emergency brake is applied. アクセルペダルが戻るときの最大レートとブレーキペダルを押し下げるときの最大レートとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the maximum rate when an accelerator pedal returns, and the maximum rate when a brake pedal is pushed down. アクセルペダルが戻るときの平均レートとブレーキペダルを踏み込んだときの位置との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the average rate when an accelerator pedal returns, and the position when a brake pedal is depressed. 緊急ブレーキ予測装置の予測に従ってブレーキアクチュエータを作動させたとき、およびドライバーが自分の足で緊急ブレーキをかけたときのブレーキペダルの踏込量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the amount of depression of a brake pedal when a brake actuator is operated according to prediction of an emergency brake prediction device, and when a driver applies emergency brake with his / her foot. 実施の形態1で作成した分類器を用いて、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしている場合および通常のブレーキをかけようとしている場合のそれぞれについて、アクセルペダルの動作パターンを判定した結果を示すグラフである。The graph which shows the result of having judged the operation pattern of the accelerator pedal about each of the case where a driver is going to apply emergency brake and the case where normal brake is applied using the classifier created in Embodiment 1. is there. 緊急ブレーキ予測装置と共に分類器作成装置を自動車に搭載した場合の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure at the time of mounting a classifier preparation apparatus with an emergency brake prediction apparatus in a motor vehicle.

以下、本発明の実施の形態に係る自動車用緊急ブレーキ予測装置および予測方法について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an automobile emergency brake prediction apparatus and prediction method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
<緊急ブレーキ予測装置およびそれを搭載した自動車の構成>
図1に、自動車に搭載された緊急ブレーキ予測装置と、当該予測装置に組み込まれる分類器を作成する分類器作成装置の構成を示す。また図2に、自動車に搭載された部材のうちブレーキに関連した部材を示す。
(Embodiment 1)
<Emergency brake prediction device and configuration of a car equipped with it>
FIG. 1 shows a configuration of an emergency brake prediction device mounted on an automobile and a classifier creation device that creates a classifier incorporated in the prediction device. FIG. 2 shows members related to the brake among the members mounted on the automobile.

図1に示す分類器作成装置2は、ドライブシミュレータ3に搭載されたアクセルペダルポジションセンサ(以降、「ポジシンセンサ」と省略する。)31で検出したアクセルペダルの踏込量を示す時系列データに基づいて、ドライバーが足を上げたときのアクセルペダルの動作パターンを機械学習によって学習させ、当該動作パターンを、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしている場合とそうでない場合に分類する分類器を作成するものである。   The classifier creating apparatus 2 shown in FIG. 1 is based on time-series data indicating the depression amount of an accelerator pedal detected by an accelerator pedal position sensor (hereinafter, abbreviated as “positive sensor”) 31 mounted on the drive simulator 3. The machine learns the operation pattern of the accelerator pedal when the driver raises his / her foot by machine learning, and creates a classifier that classifies the operation pattern when the driver is about to apply an emergency brake and when it is not. is there.

分類器作成装置2で作成された分類器のプログラムは、自動車1に搭載された緊急ブレーキ予測装置4の分類器43に組み込まれる。そして走行中の自動車1のポジションセンサ11で検出したアクセルペダルの動作パターンを示す時系列データが分類器43に入力される。   The classifier program created by the classifier creation device 2 is incorporated into the classifier 43 of the emergency brake prediction device 4 mounted on the automobile 1. Then, time series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal detected by the position sensor 11 of the traveling vehicle 1 is input to the classifier 43.

緊急ブレーキ予測装置4は、当該動作パターンの分類結果に基づいて、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしていると予測したとき、自動車1の動きを制御する電子制御装置(Electronic Control Unit:ECU)12に、緊急ブレーキを駆動するよう指示する。緊急ブレーキ予測装置4からの信号を受信したECU12は、ブレーキアクチュエータ17を作動させて自動車1を停止する。  The emergency brake prediction device 4 sends an electronic control unit (ECU) 12 that controls the movement of the automobile 1 when it is predicted that the driver is about to apply an emergency brake based on the classification result of the operation pattern. Instruct to drive emergency brake. The ECU 12 that has received the signal from the emergency brake prediction device 4 operates the brake actuator 17 to stop the automobile 1.

分類器作成装置2および緊急ブレーキ予測装置4の構成と動作について説明する前に、図3〜図6を参照して、ドライバーが足を上げたときのアクセルペダルの動作パターンを機械学習させた分類器を作成する理由を説明する。  Before describing the configurations and operations of the classifier creation device 2 and the emergency brake prediction device 4, with reference to FIG. 3 to FIG. 6, a classification in which the operation pattern of the accelerator pedal when the driver raises the foot is machine-learned Explain the reason for creating the container.

図3は、ドライバーが緊急ブレーキをかけたときのアクセルペダルとブレーキペダルの動きを示したグラフであり、横軸は経過時間、縦軸はそれぞれのペダルの位置を最大の踏込量を100とした時のパーセントで表したものである。また、図の下半分には、アクセルペダルの位置[%]を時間で割ったアクセルペダルが戻るときの速度(ここではレートと表示。)を示す。   FIG. 3 is a graph showing the movements of the accelerator pedal and the brake pedal when the driver applies an emergency brake. The horizontal axis indicates elapsed time, and the vertical axis indicates the position of each pedal with the maximum depression amount being 100. It is expressed as a percentage of time. The lower half of the figure shows the speed at which the accelerator pedal returns (here, indicated as a rate) obtained by dividing the accelerator pedal position [%] by time.

図中、アクセルペダルの位置を実線、ブレーキペダルの位置を破線、またアクセルペダル戻りのレート(速度)を一転鎖線で表している。以後も同様とする。   In the figure, the accelerator pedal position is indicated by a solid line, the brake pedal position is indicated by a broken line, and the accelerator pedal return rate (speed) is indicated by a chain line. The same shall apply thereafter.

なお、図3(a)は、ドライバーがアクセルペダルから足を上げる直前の踏込量が56%のときのグラフ、図3(b)は、同じく直前の踏込量が38%のときのグラフである。  FIG. 3A is a graph when the stepping amount immediately before the driver raises his foot from the accelerator pedal is 56%, and FIG. 3B is a graph when the stepping amount immediately before is 38%. .

図3(a)に示すように、緊急ブレーキをかけるときの動作は3つの区間に分かれる。最初の区間Aでは、アクセルペダルを踏んでいた足をペダルから離し、次の区間Bでは、足をアクセルペダルからブレーキペダルに移し替え、最後の区間Cでは、ブレーキペダルを踏み込んで、最大位置近くまで押し下げる。   As shown in FIG. 3A, the operation when applying the emergency brake is divided into three sections. In the first section A, the foot that was stepping on the accelerator pedal was released from the pedal. In the next section B, the foot was transferred from the accelerator pedal to the brake pedal. In the last section C, the brake pedal was stepped on and close to the maximum position. Press down.

図4に、緊急ブレーキをかけたときに、上述したA、B、C3つの区間を足した時間遅れ、すなわち、ドライバーがアクセルペダルから足を離した後、ブレーキペダルを最大位置近くまで踏み込むのに要する時間の分布を示す。図4のデータは、ドライブシミュレータを用いて測定した11人のドライバーのよる316のサンプルデータを、時間毎に分類したものである。   In FIG. 4, when the emergency brake is applied, the time delay of adding the above three sections A, B, and C, that is, the driver depresses the brake pedal to the maximum position after releasing the accelerator pedal. The distribution of time required is shown. The data in FIG. 4 is obtained by classifying 316 sample data of 11 drivers measured using a drive simulator for each time.

ドライバーの動作特性やブレーキをかけたときの運転状況によってバラツキがあるが、中心的なサンプルでは、アクセルペダルから足を離してからブレーキペダルを踏み終えるまでに0.2秒〜0.4秒かかっている。従って、自動車が50km/hで走行しているとき、その間に2.8m〜5.6m空走することになる。この空走時間を短縮できれば、事故を防止できる可能性が高まる。   It varies depending on the driving characteristics of the driver and the driving conditions when the brakes are applied, but in the central sample, it takes 0.2 to 0.4 seconds to release the brake pedal after releasing the accelerator pedal. ing. Therefore, when the automobile is traveling at 50 km / h, the vehicle runs idle between 2.8 m and 5.6 m. If this idling time can be shortened, the possibility of preventing an accident will increase.

次に、図5および図6を参照して、アクセルペダルが戻るときの動作と、ブレーキペダルを押し下げるときの動作との関連について、ドライブシミュレータでの実験結果を基に説明する。   Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, the relationship between the operation when the accelerator pedal returns and the operation when the brake pedal is depressed will be described based on the experimental results in the drive simulator.

図5は、アクセルペダルが戻るときの最大レート(速度:横軸)と、ブレーキペダルを押し下げるときの最大レート(速度:縦軸)との関係を示す。図中、●は通常のブレーキ操作のサンプル、○は緊急ブレーキ時のサンプルである。   FIG. 5 shows the relationship between the maximum rate (speed: horizontal axis) when the accelerator pedal returns and the maximum rate (speed: vertical axis) when the brake pedal is depressed. In the figure, ● is a sample of normal braking, and ○ is a sample during emergency braking.

図から分かるように、緊急ブレーキ時において、アクセルペダルが戻るときの動作とブレーキペダルを押し下げるときの動作には相関関係がある。特に、アクセルペダルが戻るときの最大レート(速度)が大きい場合、アクセルとブレーキの動きの相関関係が明確である。   As can be seen from the figure, there is a correlation between the operation when the accelerator pedal returns and the operation when the brake pedal is depressed during emergency braking. In particular, when the maximum rate (speed) when the accelerator pedal returns is large, the correlation between the accelerator and brake movement is clear.

その一方で、アクセルペダルが戻るときの最大レートが500[%/S]前後においては、通常運転時のブレーキペダル押し下げの最大レートと緊急ブレーキ時のそれが重なり合うため、区別が難しい。  On the other hand, when the maximum rate when the accelerator pedal returns is around 500 [% / S], it is difficult to distinguish because the maximum rate of brake pedal depression during normal operation overlaps that during emergency braking.

図6は、アクセルペダルが戻るときの平均レート(速度:横軸)と、ブレーキペダルを踏み込んだときの位置(縦軸)との関係を示す。図から分かるように、緊急ブレーキ時のブレーキペダルの位置は、80%〜100%の間に集中しており、通常運転時とは明らかに異なっている。しかし一部のサンプルでは、通常運転時のサンプルと緊急ブレーキ時のサンプルが重なり合うため、区別が難しい。   FIG. 6 shows the relationship between the average rate (speed: horizontal axis) when the accelerator pedal returns and the position (vertical axis) when the brake pedal is depressed. As can be seen from the figure, the position of the brake pedal during emergency braking is concentrated between 80% and 100%, which is clearly different from that during normal operation. However, some samples are difficult to distinguish because the samples during normal operation overlap with the samples during emergency braking.

図5および図6に示された結果より、図3(a)に示すようにアクセルペダルの踏込量が多く、アクセルペダルが戻るときのレート(速度)が大きい場合、通常運転時と緊急ブレーキ時におけるアクセルペダルの動きを、最大レートまたは平均レートに閾値を設定することで区別できる。   From the results shown in FIG. 5 and FIG. 6, when the amount of depression of the accelerator pedal is large and the rate (speed) at which the accelerator pedal returns is large as shown in FIG. The movement of the accelerator pedal at can be distinguished by setting a threshold value to the maximum rate or the average rate.

これに対し、図3(a)に示すようにアクセルペダルの踏込量が少なく、アクセルペダルが戻るときのレート(速度)が低い場合、通常運転時と緊急ブレーキ時におけるアクセルペダルの動きを、閾値により区別することが難しい。これは、緊急ブレーキをかける前のアクセルペダルの踏込量が小さい場合、バネの特性によってペダルが戻るときの速度が小さくなり、通常運転時のそれと差がなくなるためと考えられる。  On the other hand, as shown in FIG. 3 (a), when the amount of depression of the accelerator pedal is small and the rate (speed) when the accelerator pedal returns is low, the movement of the accelerator pedal during normal operation and emergency braking is set as a threshold value. Difficult to distinguish by. This is considered to be because when the amount of depression of the accelerator pedal before applying the emergency brake is small, the speed when the pedal returns is reduced due to the characteristics of the spring, and there is no difference from that during normal operation.

本発明では、上述の分析結果に基づき、アクセルペダルが戻るときの速度の閾値を用いない方法を採用している。具体的には、ドライバーが足を上げたときのアクセルペダルの動作パターンを機械学習によって学習させ、当該動作パターンを、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしている場合とそうでない場合に分類する分類器を作成する。  The present invention employs a method that does not use the threshold value of the speed at which the accelerator pedal returns based on the analysis result described above. Specifically, a classifier that learns the operation pattern of the accelerator pedal when the driver raises his foot by machine learning and classifies the operation pattern when the driver is about to apply an emergency brake and when it is not create.

そして、その分類器のプログラムを自動車に搭載した緊急ブレーキ予測装置に組み込み、新たに分類器に入力された、自動車のアクセルペダルの動作パターンの時系列データについて、分類器のよる判定の結果に基づき、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしていると予測したときに、ブレーキを自動的に作動させて自動車を停止している。  Then, the classifier program is incorporated into the emergency brake prediction device installed in the car, and the time series data of the operation pattern of the accelerator pedal of the car newly input to the classifier is based on the result of the judgment by the classifier. When the driver predicts that he or she is about to apply an emergency brake, the brake is automatically activated to stop the car.

次に、前述の図1〜図3を参照して、本実施の形態に係る緊急ブレーキ予測装置の構成と動作を説明する。   Next, the configuration and operation of the emergency brake prediction device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図1に示すように、本実施の形態では、ドライブシミュレータ3のアクセルペダルポジションセンサ31で検出したペダルの動作パターンを示す時系列データを分類器作成装置2に入力して、当該動作パターンを、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしている場合とそうでない場合に分類する分類器を作成している。   As shown in FIG. 1, in the present embodiment, time series data indicating the pedal operation pattern detected by the accelerator pedal position sensor 31 of the drive simulator 3 is input to the classifier creating apparatus 2, and the operation pattern is We have created a classifier that classifies when the driver is trying to apply emergency braking and when it is not.

ドライブシミュレータ3は、自動車の運転や走行をシミュレートする装置で、コンピュータを用いて実現され、運転席から見える景色を映すモニター、走行音や衝撃音を出すスピーカ、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー等を備えている。   The drive simulator 3 is a device that simulates driving and driving of a car. The drive simulator 3 is realized by using a computer, a monitor that reflects the scenery seen from the driver's seat, a speaker that emits driving and impact sounds, an accelerator pedal, a brake pedal, and a shift lever Etc.

ポジションセンサ31は、アクセルペダルの踏込量に応じた位置データを出力するもので、所定の間隔(本実施の形態では20ms)毎にサンプリングされたデータが出力される。図示しないが、ポジションセンサ31の出力段にはA/Dコンバータが接続されているため、センサ31からデジタル信号が出力される。   The position sensor 31 outputs position data corresponding to the depression amount of the accelerator pedal, and data sampled at a predetermined interval (20 ms in the present embodiment) is output. Although not shown, since an A / D converter is connected to the output stage of the position sensor 31, a digital signal is output from the sensor 31.

なお、本実施の形態では、データ入手の容易さから、ドライブシミュレータ3を用いて分類器作成に必要なデータを収集したが、実際に自動車に乗り、様々な運転状態でブレーキをかけ、その時のポジションセンサ31の出力データを収集するようにしてもよい。   In this embodiment, the data required for creating the classifier is collected using the drive simulator 3 because of the ease of data acquisition. However, the vehicle is actually put on the vehicle, brakes are applied in various driving conditions, The output data of the position sensor 31 may be collected.

分類器作成装置2は、機械学習によって分類器を作成するもので、データ切出し部21、特徴抽出部22、学習用データ記憶部23および学習部24で構成されている。分類器作成装置2はパーソナルコンピュータを用いて実現され、ハードディスク装置には上述の各部の機能を実現するプログラムが格納されている。   The classifier creating apparatus 2 creates a classifier by machine learning, and includes a data cutout unit 21, a feature extraction unit 22, a learning data storage unit 23, and a learning unit 24. The classifier creating apparatus 2 is realized by using a personal computer, and a program for realizing the functions of the above-described units is stored in the hard disk device.

データ切出し部21は、ポジションセンサ31から出力された時系列データから、アクセルペダルの動作パターンを示す時系列データ、すなわちドライバーの足がアクセルペダルから離れたときからアクセルペダルが踏み込まれる前の状態に戻ったときの時系列データ(図3の区間A、Bのデータ)を切り出す。   The data cutout unit 21 is time-series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal from the time-series data output from the position sensor 31, that is, the state before the accelerator pedal is depressed from when the driver's foot leaves the accelerator pedal. The time-series data (data in the sections A and B in FIG. 3) when returning is cut out.

特徴抽出部42は、データ切出し部21で切り出された時系列データから、分類器の作成に必要な特徴量のデータを抽出する。本実施の形態では、特徴量として、ドライバーが足を離す直前のアクセルペダルの位置(mP)、アクセルペダルが戻るときの最大速度(mR)および平均速度(aR)を抽出した。前述の図3(a)に基づいて、特徴量の算出方法を説明する。  The feature extraction unit 42 extracts feature quantity data necessary for creating a classifier from the time-series data extracted by the data extraction unit 21. In this embodiment, the position (mP) of the accelerator pedal immediately before the driver lifts his / her foot, the maximum speed (mR) and the average speed (aR) when the accelerator pedal returns are extracted as the feature values. A feature amount calculation method will be described with reference to FIG.

図3(a)において、ドライバーが足を離す直前のアクセルペダルの位置(mP)は、アクセルペダルの時系列データP1が、領域Aの開始を示す直線とグラフが交錯する点の高さである。   In FIG. 3A, the position (mP) of the accelerator pedal immediately before the driver lifts his / her foot is the height of the point where the time series data P1 of the accelerator pedal intersects the straight line indicating the start of the region A and the graph. .

次に、アクセルペダルが戻るときの最大速度(mR)は、図3(a)の領域Aに示した、アクセルペダルの時系列データP1の速度(ΔP/Δt)のうち最大の値を示す。ここで、Δtは時系列データP1のサンプリング間隔、ΔPは、Δtの期間に変動したアクセルペダルの位置データである。   Next, the maximum speed (mR) when the accelerator pedal returns indicates the maximum value among the speeds (ΔP / Δt) of the time series data P1 of the accelerator pedal shown in the area A of FIG. Here, Δt is the sampling interval of the time series data P1, and ΔP is the position data of the accelerator pedal that fluctuates during the period of Δt.

図3(a)の下半分に示したグラフP2は、アクセルペダルの時系列データP1の速度データ(ΔP/Δt)を示したもので、このデータのうち絶対値が最大の値がmRである。  A graph P2 shown in the lower half of FIG. 3A shows the speed data (ΔP / Δt) of the time series data P1 of the accelerator pedal. Among these data, the maximum absolute value is mR. .

次に、アクセルペダルが戻るときの平均速度(aR)は、図3(a)において、mP/t0で与えられる値である。ここで、t0は、ドライバーがアクセルペダルから足を離したときからアクセルペダルが踏み込まれる前の状態に戻ったときまでの時間を示し、mPは、その間にアクセルペダルが移動した距離を示す。   Next, the average speed (aR) when the accelerator pedal returns is a value given by mP / t0 in FIG. Here, t0 indicates the time from when the driver removes his / her foot from the accelerator pedal to when the driver returns to the state before the accelerator pedal is depressed, and mP indicates the distance the accelerator pedal has moved during that time.

図1の説明に戻って、学習用データ記憶部23は、特徴抽出部22で算出した個々の時系列データP1の3つの特徴量のデータを記憶する。   Returning to the description of FIG. 1, the learning data storage unit 23 stores data of three feature amounts of the individual time-series data P <b> 1 calculated by the feature extraction unit 22.

学習部24は、学習用データ記憶部23に記憶された多くの動作パターンの特徴量のデータを読み出して機械学習を行う。機械学習の方法として、サポートベクターマシンやニューラルネットワークなどを使用することができるが、本実施の形態では、XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)を使用して分類器を構築すると共に、ハイパー・パラメータを調整するために、遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithms)を採用した。   The learning unit 24 performs machine learning by reading feature amount data of many operation patterns stored in the learning data storage unit 23. Although a support vector machine or a neural network can be used as a machine learning method, in this embodiment, a classifier is constructed using XGBoost (eXtreme Gradient Boosting) and hyper parameters are adjusted. For this purpose, genetic algorithms were adopted.

学習部24は、ポジションセンサ31で取得した緊急ブレーキ時のアクセルペダルの動作パターンを示す時系列データと通常ブレーキ時のアクセルペダルの動作パターンを示す時系列データについて、特徴抽出部22で抽出した特徴量のデータを用いて機械学習を行う。そして、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしている場合の動作パターンを“1”に、そうでない場合の動作パターンを“0”に分類し、それ以外の動作パターンについては中間の値を付与する。   The learning unit 24 extracts the features extracted by the feature extraction unit 22 with respect to the time-series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal during emergency braking and the time-series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal during normal braking acquired by the position sensor 31. Machine learning is performed using quantity data. Then, the operation pattern when the driver is about to apply the emergency brake is classified as “1”, the operation pattern when the driver is not applied is classified as “0”, and intermediate values are assigned to the other operation patterns.

このようにして作成された分類器のプログラムは、自動車1に搭載された緊急ブレーキ予測装置4に組み込まれる。緊急ブレーキ予測装置4は、装置各部の機能を実現するための演算処理を行うCPU、その演算処理のためのプログラム等が記憶されたROM、演算処理に必要なデータを一時的に格納するRAMからなる周知の構成を備えている。  The classifier program created in this way is incorporated into the emergency brake prediction device 4 installed in the automobile 1. The emergency brake prediction device 4 includes a CPU that performs arithmetic processing for realizing the functions of each unit of the device, a ROM that stores a program for the arithmetic processing, and a RAM that temporarily stores data necessary for the arithmetic processing. It has a well-known configuration.

図1に示すように、緊急ブレーキ予測装置4は、データ切出し部41、特徴抽出部42、分類部43および予測部44で構成されている。上述したように、緊急ブレーキ予測装置4の分類器43には、分類器作成装置2で作成された分類器のプログラムが格納される。  As shown in FIG. 1, the emergency brake prediction device 4 includes a data cutout unit 41, a feature extraction unit 42, a classification unit 43, and a prediction unit 44. As described above, the classifier 43 of the emergency brake prediction device 4 stores the classifier program created by the classifier creation device 2.

自動車1に搭載されたポジションセンサ11、緊急ブレーキ予測装置4のデータ切出し部41および特徴抽出部42は、それぞれ、前述のポジションセンサ31、データ切出し部21および特徴抽出部22と同一の機能を有しているため、詳細な説明は省略する。   The position sensor 11 mounted on the automobile 1, the data extraction unit 41 and the feature extraction unit 42 of the emergency brake prediction device 4 have the same functions as the position sensor 31, the data extraction unit 21 and the feature extraction unit 22, respectively. Therefore, detailed description is omitted.

分類器43は、特徴抽出部42で算出された3つの特徴量mP、mRおよびaRのデータに基づいて、ポジシンセンサ11で検出した時系列データの動作パターンがクラス1(緊急ブレーキをかけようとしている場合)またはクラス0(緊急ブレーキをかけようとしていない場合)のいずれに近いかを判定し、0〜1の中間値で出力する。  Based on the data of the three feature quantities mP, mR, and aR calculated by the feature extraction unit 42, the classifier 43 has an operation pattern of time series data detected by the positive sensor 11 of class 1 (the emergency brake is about to be applied). Case) or class 0 (when emergency braking is not being applied) is determined, and an intermediate value between 0 and 1 is output.

予測部44は、分類器43の判定結果に基づき、ECU12に対して緊急ブレーキの駆動を指示する。予測部44には予め閾値が設定されており、例えば分類器43の出力が0.5以上であった場合、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしていると予測し、ECU12に対して緊急ブレーキの駆動を指示する。一方、分類器43の出力が0.5未満の場合には、ECU12に対して何も指示しない。  The prediction unit 44 instructs the ECU 12 to drive the emergency brake based on the determination result of the classifier 43. A threshold value is set in the prediction unit 44 in advance. For example, when the output of the classifier 43 is 0.5 or more, it is predicted that the driver is going to apply an emergency brake, and the emergency brake is driven to the ECU 12. Instruct. On the other hand, when the output of the classifier 43 is less than 0.5, nothing is instructed to the ECU 12.

図2に、自動車1に搭載された構成部材のうち、制動に関連した部材を明示する。ECU12に、前述のポジションセンサ11および緊急ブレーキ予測装置4以外に、車速センサ13、シフトポジションセンサ14、スロットバルブセンサ15、スロットバルブモータ16およびブレーキアクチュエータ17が接続されている。   FIG. 2 clearly shows members related to braking among the components mounted on the automobile 1. In addition to the position sensor 11 and the emergency brake prediction device 4 described above, a vehicle speed sensor 13, a shift position sensor 14, a slot valve sensor 15, a slot valve motor 16 and a brake actuator 17 are connected to the ECU 12.

ECU12は、自動車の運転および制動に関連した制御を行うもので、図示しないが、緊急ブレーキ予測装置4と同様、各種演算処理を行うCPU、演算処理に必要なプログラムが記憶されたROM、演算処理に必要なデータを一時的に記憶するRAM等の周知の構成を備えている。  The ECU 12 performs control related to driving and braking of the automobile. Although not shown, the ECU 12 performs a CPU for performing various arithmetic processes, a ROM that stores a program necessary for the arithmetic processes, and an arithmetic process, similar to the emergency brake prediction device 4. A known configuration such as a RAM for temporarily storing necessary data is provided.

ECU12に接続された各種センサについて説明する。車速センサ13は、自動車1の走行速度に応じた信号を出力する。またシフトポジションセンサ14は、変速機におけるシフト位置を示す信号を出力する。スロットルバルブセンサ15は、エンジンの吸気管に取り付けられており、エンジンへ供給される空気量を調節するスロットルバルブの開度に応じた信号を出力する。   Various sensors connected to the ECU 12 will be described. The vehicle speed sensor 13 outputs a signal corresponding to the traveling speed of the automobile 1. The shift position sensor 14 outputs a signal indicating the shift position in the transmission. The throttle valve sensor 15 is attached to the intake pipe of the engine and outputs a signal corresponding to the opening of the throttle valve that adjusts the amount of air supplied to the engine.

一方、ECU12には、駆動部材として、ECU12の駆動信号によって駆動されるスロットルバルブモータ16およびブレーキアクチュエータ17が接続されている。   On the other hand, a throttle valve motor 16 and a brake actuator 17 driven by a drive signal from the ECU 12 are connected to the ECU 12 as drive members.

スロットルバルブモータ16は、エンジンの吸気管に取り付けられたスロットルバルブを回転駆動して、開度を調整する。ECU12は、スロットルバルブの開度が、ドライバーによるアクセルペダルの踏込量に応じた開度になるように、スロットルバルブモータ16を駆動してスロットルバルブの開度を調節する。ただし、緊急ブレーキがかけられたときには、ECU12は、スロットルバルブを閉じるように、スロットルバルブの開度を制御する。  The throttle valve motor 16 adjusts the opening degree by rotationally driving a throttle valve attached to the intake pipe of the engine. The ECU 12 adjusts the opening degree of the throttle valve by driving the throttle valve motor 16 so that the opening degree of the throttle valve becomes an opening degree corresponding to the depression amount of the accelerator pedal by the driver. However, when the emergency brake is applied, the ECU 12 controls the opening degree of the throttle valve so as to close the throttle valve.

ブレーキアクチュエータ17は緊急ブレーキをかけるために用いられ、例えば高圧のブレーキフルードを吐出するポンプと、ブレーキフルードの圧力を調節しつつ各車輪のホイールシリンダに供給する電磁バルブなどから構成されている。ブレーキアクチュエータ17は、ECU12からの駆動信号に従って作動し、各車輪のホイールシリンダに調圧されたブレーキフルードを供給することで、車輪に制動力を発生させる。  The brake actuator 17 is used to apply an emergency brake, and includes, for example, a pump that discharges a high-pressure brake fluid, and an electromagnetic valve that supplies the wheel cylinder of each wheel while adjusting the pressure of the brake fluid. The brake actuator 17 operates in accordance with a drive signal from the ECU 12, and supplies brake fluid adjusted to the wheel cylinder of each wheel, thereby generating braking force on the wheel.

<緊急ブレーキ予測装置の動作>
次に、図1および図2を参照して、緊急ブレーキ予測装置4の動作を説明する。
<Operation of emergency brake prediction device>
Next, the operation of the emergency brake prediction device 4 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

ドライバーが自動車1を運転している場合、ポジションセンサ11から一定の間隔(20ms)で、アクセルペダルの踏込量を示すデータが緊急ブレーキ予測装置4に入力される。  When the driver is driving the automobile 1, data indicating the amount of depression of the accelerator pedal is input to the emergency brake prediction device 4 from the position sensor 11 at a constant interval (20 ms).

緊急ブレーキ予測装置4のデータ切出し部41は、入力された時系列データの値が、前述の図3に示すように急激に低下した場合、ドライバーがアクセルペダルから足を離したときからアクセルペダルが踏み込まれる前の状態に戻ったときまでの時系列データを切り出す。   The data extraction unit 41 of the emergency brake predicting device 4 determines that the accelerator pedal is not released from the time when the driver releases the accelerator pedal when the value of the input time-series data rapidly decreases as shown in FIG. Cut out the time-series data up to the time when it returned to the state before it was stepped on.

データ切出し部41から出力されたアクセルペダルの動作パターンを示す時系列データは、特徴抽出部42において、前述した3つの特徴量mP、mRおよびaRがリアルタイムで算出される。   For the time series data indicating the accelerator pedal operation pattern output from the data cutout unit 41, the feature extraction unit 42 calculates the above-described three feature amounts mP, mR, and aR in real time.

特徴抽出部42で算出された3つの特徴量mP、mRおよびaRのデータは分類器43に入力され、学習結果に基づいて、動作パターンがクラス1(緊急ブレーキをかけようとしている場合)またはクラス0(緊急ブレーキをかけようとしていない場合)のいずれに近いかを判定する。  The data of the three feature quantities mP, mR, and aR calculated by the feature extraction unit 42 are input to the classifier 43, and based on the learning result, the operation pattern is class 1 (when an emergency brake is applied) or class It is determined whether it is close to 0 (when emergency braking is not being applied).

分類器43の出力は予測部44に入力される。前述したように、予測部44には、予め閾値が設定されており、分類器43の出力が0.5以上であった場合、緊急ブレーキの駆動をECU12に指示する。   The output of the classifier 43 is input to the prediction unit 44. As described above, a threshold is set in the prediction unit 44 in advance, and when the output of the classifier 43 is 0.5 or more, the ECU 12 is instructed to drive the emergency brake.

図2において、予測部44がECU12に緊急ブレーキを駆動させるよう指示した場合、ECU12は、緊急ブレーキを作動させる際の車両状態を確認するため、ポジションセンサ11から出力されたアクセルペダルの踏込量のデータと、スロットルッバルブセンサ13から出力されたスロットルバルブの開度データを記憶する。併せてECU12は、ブレーキアクチュエータ17を駆動して緊急ブレーキを作動させる。   In FIG. 2, when the prediction unit 44 instructs the ECU 12 to drive the emergency brake, the ECU 12 checks the depression amount of the accelerator pedal output from the position sensor 11 in order to confirm the vehicle state when the emergency brake is operated. The data and throttle valve opening data output from the throttle valve sensor 13 are stored. In addition, the ECU 12 drives the brake actuator 17 to operate the emergency brake.

その後、ECU12は、車速センサ13の出力に基づいて、自動車が停止したか否かを判定する。自動車が停止したと判定したときは、シフトポジションセンサ14の出力に基づいて、変速機のシフト位置がパーキングに切り替えられたか否かを判定する。   Thereafter, the ECU 12 determines whether or not the automobile has stopped based on the output of the vehicle speed sensor 13. When it is determined that the automobile has stopped, it is determined based on the output of the shift position sensor 14 whether or not the shift position of the transmission has been switched to parking.

シフト位置がパーキングに切り替えられた場合は、自動車が完全に停止しており、安全が確保されたとみなして、スロットルバルブモータ16およびブレーキアクチュエータ17の制御を、通常の運転モードに切り替える。  When the shift position is switched to parking, it is considered that the vehicle is completely stopped and safety is secured, and the control of the throttle valve motor 16 and the brake actuator 17 is switched to the normal operation mode.

図7(a)に、緊急ブレーキ予測装置4の判定に従って、ECU12がブレーキアクチュエータ17を作動させたときのブレーキペダルの踏込量の変化を示す。また比較のため、図7(b)に、ドライバーが自分の足で緊急ブレーキをかけたときのブレーキペダルの踏込量の変化を示す。それぞれのグラフにおいて、アクセルペダルの動作パターンは同一であるとする。  FIG. 7A shows a change in the amount of depression of the brake pedal when the ECU 12 operates the brake actuator 17 in accordance with the determination of the emergency brake prediction device 4. For comparison, FIG. 7B shows a change in the depression amount of the brake pedal when the driver applies an emergency brake with his / her foot. In each graph, the operation pattern of the accelerator pedal is the same.

図7(a)に示すように、ブレーキアクチュエータ17を作動させた場合、アクセルペダルが踏み込まれる前の状態に戻るのとほぼ同時に、ブレーキアクチュエータ17が作動して、ブレーキペダルが最大位置まで踏み込まれる。   As shown in FIG. 7 (a), when the brake actuator 17 is operated, the brake actuator 17 is operated and the brake pedal is depressed to the maximum position almost simultaneously with the return to the state before the accelerator pedal is depressed. .

これに対し、図7(b)に示すように、ドライバーが自分の足で緊急ブレーキをかけた場合、アクセルペダルからブレーキペダルに踏み替える時間と、ブレーキペダルを最大位置近くまで踏み込む時間が必要となるため、ブレーキアクチュエータ17を作動させる場合に比較し、0.4秒程度の遅れが生じる。  On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the driver applies an emergency brake with his / her foot, it takes time to switch from the accelerator pedal to the brake pedal and to depress the brake pedal to the maximum position. Therefore, a delay of about 0.4 seconds occurs compared to the case where the brake actuator 17 is operated.

自動車が50km/hで運転している場合、緊急ブレーキ予測装置4の指示に従ってブレーキアクチュエータ17を作動させる場合と比較し、ドライバーが自分の足で緊急ブレーキをかける場合、制動距離が約5.6m違うため、安全性を確保する上で大きな差が生じる。  When the vehicle is driving at 50 km / h, the braking distance is about 5.6 m when the driver applies the emergency brake with his / her foot compared to the case where the brake actuator 17 is operated according to the instruction of the emergency brake prediction device 4. Because of the difference, there is a big difference in ensuring safety.

なお、図7(a)に示すようにブレーキペダルを急激に踏み込んだ場合、タイヤがロックして路面上をスリップする場合がある。一旦、タイヤがロックして滑り始めると、ハンドル操作が効かなくなり、制御不能となるばかりか、前走車への追突や横滑り、横転などの重大事故の危険に晒されることになる。  In addition, as shown to Fig.7 (a), when a brake pedal is stepped on suddenly, a tire may lock | rock and slip on a road surface. Once the tires lock and begin to slip, the steering wheel operation becomes ineffective and control becomes impossible, as well as being exposed to the risk of serious accidents such as rear-end collisions, side slips, and rollovers.

これを防ぐためには、ECU12にアンチロック・ブレーキ・システム(ABS)を付加してタイヤがロックするのを防止する必要があるが、ABSは一般的に採用されている技術であるため、説明を省略する。  In order to prevent this, it is necessary to add an anti-lock brake system (ABS) to the ECU 12 to prevent the tire from locking. However, since ABS is a technology that is generally adopted, the explanation will be given. Omitted.

図8に、本実施の形態で作成した分類器を用いて、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしている場合および通常のブレーキをかけようとしている場合のそれぞれについて、アクセルペダルの動作パターンを判定した結果を示す。   FIG. 8 shows the result of determining the operation pattern of the accelerator pedal for each of the case where the driver is going to apply emergency braking and the case where normal braking is applied using the classifier created in the present embodiment. Indicates.

図において、横軸は、分類器の判定結果を示す数字で、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしていると判定した場合をクラス1、緊急ブレーキをかけようとしていないと判定した場合をクラス0とし、269のサンプルデータについて、クラス1に属する可能性を中間値で示した。  In the figure, the horizontal axis is a number indicating the determination result of the classifier, class 1 when the driver determines that the emergency brake is about to be applied, and class 0 when the driver determines that the emergency brake is not about to be applied, About the sample data of 269, the possibility of belonging to class 1 is indicated by an intermediate value.

サンプルデータについては、実際の運転中に緊急ブレーキをかけたときの時系列データを収集することが好ましいが、運転中に緊急ブレーキをかけることには危険が伴うため、実験では、ドライブシミュレータを用い、様々な運転状況において緊急ブレーキをかけて時系列データを収集した。   As for sample data, it is preferable to collect time-series data when emergency braking is applied during actual driving, but since there is danger in applying emergency braking during driving, a drive simulator is used in the experiment. Time series data was collected by emergency braking in various driving situations.

最近のドライブシミュレータの性能は非常に高く、実際の運転状態に近い状態を実現できるため、緊急ブレーキをかけようとしている場合のアクセルペダルの動作パターンを示す時系列データについても、自動車を実際に運転している場合と遜色のないデータを取得できる。   The performance of recent drive simulators is very high, and it is possible to realize a state close to the actual driving state, so even with time series data showing the operation pattern of the accelerator pedal when trying to apply an emergency brake, the car is actually driven You can get data that is inferior to what you are doing.

図8において、閾値を0.5に設定して、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしている場合の時系列データについて、予測部44が緊急ブレーキをかけようとしていると予測した確率は90%であった。この値は、本実施の形態で作成した分類器のプログラムを自動車の緊急ブレーキ予測装置4に組み込み、実際の運転において動作させても、安全性確保の観点において、求められる性能を十分発揮できるものである。   In FIG. 8, for the time series data when the threshold is set to 0.5 and the driver is about to apply emergency braking, the probability that the prediction unit 44 predicted that the emergency braking will be applied is 90%. It was. This value can sufficiently exhibit the required performance from the viewpoint of ensuring safety even if the classifier program created in the present embodiment is incorporated in the emergency brake prediction device 4 of an automobile and operated in actual driving. It is.

(実施の形態2)
実施の形態1では、学習用データの入手が容易であることから、ドライブシミュレータに搭載されたポジションセンサを用いて、アクセルペダルの動作パターンを示す時系列データを収集した。これに対して本実施の形態では、ドライバー自身の動作特性に応じた分類器を作成するため、分類器作成装置を自動車に搭載した。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, since it is easy to obtain the learning data, the time series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal is collected using the position sensor mounted on the drive simulator. On the other hand, in the present embodiment, a classifier creating apparatus is mounted on a vehicle in order to create a classifier corresponding to the driver's own operating characteristics.

図9に、緊急ブレーキ予測装置と共に分類機器作成装置を自動車に搭載した場合の構成を示す。本実施の形態では、分類器作成装置2aのうちデータ切出し部および特徴抽出部を、緊急ブレーキ予測装置4のデータ切出し部41および特徴抽出部42で兼用している。   FIG. 9 shows a configuration when the classification device creation device is mounted on an automobile together with the emergency brake prediction device. In the present embodiment, the data extraction unit and the feature extraction unit of the classifier creation device 2a are shared by the data extraction unit 41 and the feature extraction unit 42 of the emergency brake prediction device 4.

従って、学習用データである3つの特徴量mP、mRおよびaRを算出するための時系列データを収集する際には、実際にドライバーが自動車を運転し、安全に配慮しながら様々な運転状況において、通常のブレーキ操作と緊急ブレーキ操作を繰り返す。   Therefore, when collecting time-series data for calculating the three feature values mP, mR, and aR, which are learning data, the driver actually drives the car in various driving situations while considering safety. Repeat normal brake operation and emergency brake operation.

このようにして収集した時系列データから算出された特徴量のデータは、学習用データ記憶部23に記憶され、学習部24において、当該データを用いて、実施の形態1で説明したのと同様の形態で機械学習が行われ、分類器が作成される。そして、作成された分類器のプログラムは緊急ブレーキ予測装置4に組み込まれ、緊急ブレーキをかけようとしているか否かの予測に供される。   The feature amount data calculated from the time-series data collected in this manner is stored in the learning data storage unit 23, and the learning unit 24 uses the data, as described in the first embodiment. Machine learning is performed in the form of, and a classifier is created. Then, the created classifier program is incorporated into the emergency brake prediction device 4 and used to predict whether or not the emergency brake is to be applied.

このように、ドライバーが実際に自動車を運転して、アクセルペダルの動作パターンを示す時系列データを収集する場合、安全性の確保に十分な配慮が必要であり、データ収集に時間がかかる。その一方で、ドライバー個人の動作特性を反映した分類器を作成できることから、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしているか否かの予測精度を向上させることができる。   As described above, when the driver actually drives the vehicle and collects time-series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal, sufficient consideration is necessary for ensuring safety, and data collection takes time. On the other hand, since it is possible to create a classifier that reflects the individual driving characteristics of the driver, it is possible to improve the prediction accuracy of whether or not the driver is about to apply an emergency brake.

なお、上述した各実施の形態では、バネの力を利用して、アクセルペダルを踏み込む前の状態に戻すものとして説明したが、モータを用いてアクセルペダルを踏み込む前の状態に戻すようにしてもよい。この場合、モータは、ドライバーがアクセルペダルを踏み込む力より弱い力で、踏み込む前の状態に戻す力を発生する。   In each of the above-described embodiments, the spring force is used to return to the state before the accelerator pedal is depressed. However, the motor may be used to return to the state before the accelerator pedal is depressed. Good. In this case, the motor generates a force that restores the state before the driver stepped on, with a weaker force than the driver's stepping on the accelerator pedal.

1 自動車
2、2a 分類器作成装置
3 ドライブシミュレータ
4 緊急ブレーキ予測装置
11、31 ポジションセンサ
12 ECU
13 車速センサ
14 シフトポジションセンサ
15 スロットルバルブセンサ
16 スロットルバルブモータ
17 ブレーキアクチュエータ
21、41 データ切出し部
22、42 特徴抽出部
23 学習用データ記憶部
24 学習部
43 分類器
44 予測部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Car 2, 2a Classifier preparation apparatus 3 Drive simulator 4 Emergency brake prediction apparatus 11, 31 Position sensor 12 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Vehicle speed sensor 14 Shift position sensor 15 Throttle valve sensor 16 Throttle valve motor 17 Brake actuator 21, 41 Data extraction part 22, 42 Feature extraction part 23 Learning data storage part 24 Learning part 43 Classifier 44 Prediction part

Claims (9)

ドライブシミュレータまたは自動車に搭載されたアクセルペダルポジションセンサで検出した、ドライバーがアクセルペダルから足を上げたときのアクセルペダルの動作パターンを示す時系列データを用いて、機械学習を行うことにより作成され、前記動作パターンを、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしている場合とそうでない場合とに分類する分類器を備え、
自動車に搭載された前記アクセルペダルポジションセンサで検出した、アクセルペダルの動作パターンを示す時系列データを入力とし、前記分類器による判定の結果に基づいて、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしていると予測したとき、前記自動車の制御装置に対して緊急ブレーキの駆動を指示することを特徴とする自動車用緊急ブレーキ予測装置。
It is created by performing machine learning using time series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal when the driver raises his / her foot from the accelerator pedal, detected by the accelerator pedal position sensor mounted on the drive simulator or automobile, A classifier for classifying the operation pattern into a case where the driver is about to apply emergency braking and a case where the driver is not applying emergency braking;
Predicted that the driver is going to apply emergency braking based on the result of judgment by the classifier using time-series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal detected by the accelerator pedal position sensor mounted on the vehicle as input. Then, an emergency brake prediction device for an automobile, which instructs the control device of the automobile to drive an emergency brake.
前記時系列データは、前記アクセルペダルポジションセンサの出力信号を一定の間隔でサンプリングすることにより作成される、請求項1に記載の緊急ブレーキ予測装置。   The emergency brake prediction device according to claim 1, wherein the time series data is created by sampling an output signal of the accelerator pedal position sensor at a constant interval. 前記時系列データから、ドライバーがアクセルペダルから足を離したときからアクセルペダルが踏み込まれる前の状態に戻ったときまでのデータを切り出すデータ切出し部と、当該データ切出し部で切り出された時系列データから複数の特徴量を抽出する特徴抽出部とを備えた、請求項1または2に記載の自動車用緊急ブレーキ予測装置。   A data cut-out unit that cuts out data from the time series data until the driver returns to the state before the accelerator pedal is depressed from the time when the driver releases the accelerator pedal, and the time-series data cut out by the data cut-out unit The automobile emergency brake prediction device according to claim 1, further comprising a feature extraction unit that extracts a plurality of feature amounts from the feature extraction unit. 前記特徴抽出部で抽出された時系列データの特徴量を記憶する学習用データ記憶部を更に備え、前記分類器は、当該学習用データ記憶部から読み出された複数の時系列データの特徴量のデータを用いて作成される、請求項3に記載の自動車用緊急ブレーキ予測装置。   The learning data storage unit further stores the feature amount of the time series data extracted by the feature extraction unit, and the classifier includes feature amounts of a plurality of time series data read from the learning data storage unit. The emergency brake prediction apparatus for automobiles according to claim 3, which is created using the data. 前記複数の特徴量は、ドライバーが足を離す直前のアクセルペダルの位置、アクセルペダルが戻るときの最大速度および平均速度である、請求項3または4に記載の自動車用緊急ブレーキ予測装置。   The automobile emergency brake prediction device according to claim 3 or 4, wherein the plurality of feature amounts are a position of an accelerator pedal immediately before the driver releases his / her foot, a maximum speed and an average speed when the accelerator pedal returns. 前記自動車の制御装置は、緊急ブレーキ駆動の指示があった場合、ブレーキアクチュエータを作動させて、前記自動車の車輪に調圧されたブレーキフルードを供給することにより車輪に制動力を発揮させる、請求項1ないし5のいずれかに記載の自動車用緊急ブレーキ予測装置。   The vehicle control device, when instructed to perform emergency braking, operates a brake actuator to supply a brake fluid pressure-adjusted to the wheel of the vehicle, thereby causing the wheel to exert a braking force. The automobile emergency brake prediction apparatus according to any one of 1 to 5. ドライブシミュレータまたは自動車に搭載されたアクセルペダルポジションセンサを用いて、ドライバーがアクセルペダルから足を上げたときのアクセルペダルの動作パターンを示す時系列データを収集するデータ収集ステップと、
前記時系列データを用いて機械学習を行い、前記動作パターンを、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしている場合とそうでない場合とに分類する分類器を作成する分類器作成ステップと、
前記分類器作成ステップで作成された分類器を自動車に搭載された緊急ブレーキ予測装置に組み込む組み込みステップと、
自動車に搭載された前記アクセルペダルポジションセンサで検出したアクセルペダルの動作パターンを示す時系列データを前記緊急ブレーキ予測装置に入力し、当該緊急ブレーキ予測装置に組み込まれた分類器による判定の結果に基づいて、ドライバーが緊急ブレーキをかけようとしていると予測したとき、前記自動車の制御装置に対して緊急ブレーキの駆動を指示する緊急ブレーキ予測ステップと、を含む自動車の緊急ブレーキ予測方法。
A data collection step for collecting time-series data indicating an operation pattern of the accelerator pedal when the driver lifts his / her foot from the accelerator pedal using an accelerator pedal position sensor mounted on the drive simulator or the vehicle;
Machine learning using the time series data, and a classifier creating step for creating a classifier that classifies the operation pattern into a case where the driver is trying to apply emergency braking and a case where the driver is not applying emergency braking, and
A step of incorporating the classifier created in the classifier creating step into an emergency brake prediction device mounted on a vehicle;
Based on the result of determination by the classifier incorporated in the emergency brake prediction device, time series data indicating the operation pattern of the accelerator pedal detected by the accelerator pedal position sensor mounted on the automobile is input to the emergency brake prediction device. An emergency brake prediction method for an automobile, comprising: an emergency brake prediction step for instructing the controller of the automobile to drive an emergency brake when the driver predicts that an emergency brake is to be applied.
前記時系列データは、前記アクセルペダルポジションセンサの出力信号を一定の間隔でサンプリングすることにより作成される、請求項7に記載の自動車の緊急ブレーキ予測方法。   8. The automobile emergency brake prediction method according to claim 7, wherein the time-series data is created by sampling an output signal of the accelerator pedal position sensor at a constant interval. 前記分類器作成ステップは、前記時系列データから、ドライバーがアクセルペダルから足を離したときからアクセルペダルが踏み込まれる前の状態に戻ったときまでのデータを切り出すデータ切出しステップと、当該データ切出しステップで切り出された時系列データから、学習用データとなる複数の特徴量を抽出する特徴抽出ステップとを更に含む、請求項7または8に記載の自動車の緊急ブレーキ予測方法。   The classifier creation step includes a data extraction step of extracting data from the time series data until the driver returns to the state before the accelerator pedal is depressed from when the foot is released from the accelerator pedal; and the data extraction step The automobile emergency brake prediction method according to claim 7 or 8, further comprising a feature extraction step of extracting a plurality of feature amounts serving as learning data from the time-series data cut out in step (b).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024114442A1 (en) * 2022-11-30 2024-06-06 华为技术有限公司 Method and apparatus for triggering instruction, and intelligent driving device
US20240262372A1 (en) * 2023-02-06 2024-08-08 Hl Mando Corporation Vehicle automatic control system for driver's driving tendency and the control method therefor
EP4442527A1 (en) 2023-04-05 2024-10-09 Uniwersytet Zielonogórski Method and system for predicting drivers' behaviour on the road based on their habits

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