SIP自動走行システム推進委員会

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かずひろやまがた
5 years ago
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1 SIP( 戦略的イノベーション創造プログラム ) 自動走行システム次世代都市交通システム正着制御に係るセンシング技術に関する調査検討先進モビリティ ( 株 ) 1

2 検討項目について公募項目実施内容実施方法 1 バス停からの相対位置検出と経路特定 1) 可視光外の透明反射する塗料やシート等による位置経路特定 2) 路面上に恣意的に設けたランダムパターンの学習による位置経路特定 3) 路面汚れやタイヤ痕等の自然発生ランダムパターンの学習による位置経路特定 4) バス停周辺地物の画像認識による位置学習経路特定 5)RFID や BLE ビーコンのような電子道標を活用した位置検出経路特定 2 ロバスト性の高い正着制御技術の研究 1 テストベンチでの検討上記位置検出法のテストベンチ評価提案骨子高日射反射塗料による位置経路特定技術検討バス停付近に描画されたオリンピックシンボルマークを画像認識して位置特定する方法の検討レーザ光による路面反射パターンにより位置を特定する方法の検討ライダーの点群データによる位置経路特定技術検討磁気マーカと GPS による位置経路特定技術検討危険ポテンシャル制御則を用いた障害物回避を含む正着制御アルゴリズムの検討 1) 4) 5) における屋外での台車評価実車 2 実車検討上記位置検出法の実車正着制御評価ライダーの点群データによる正着制御評価 3 新たな正着制御アルゴリズムの検討新たな正着制御アルゴリズムの机上検討シミュレーションモデルの作成およびシミュレーション評価 2

3 1 検討する具体的実施内容について 1 ー 1) 1 ー 4) 1-5) 高日射反射塗料 ( 遠赤外線反射塗料 ) による位置検出技術検討ライダーによる位置検出技術検討磁気マーカと GPS による位置検出技術検討 3

4 1 ー 1) 高日射反射塗料による位置経路特定技術高日射反射塗料 ( 赤外線反射塗料 ) および赤外線カメラによる位置経路特定技術の検討アスファルトと同色の高日射反射塗料にて正着誘導線を敷設しアスファルト面と誘導線の温度差を遠赤外線カメラにて検出し正着誘導線を認識する高日射反射塗料線赤外線カメラ ( 温度分解能 : 0.06 度 ) にて温度差を検出遠赤外線の反射率が高いためアスファルト面より温度低下 4

5 1-2) LiDAR による位置経路特定技術 MEMS スキャンミラー方式 3D ライダー LiDAR で取得できる情報 - センサに対する相対座標 x, y, z - レーザーの反射強度強反射強度弱近距離遠 5

1-2) LiDAR による位置経路特定アルゴリズムの概要ランドマーク用ポールの設置 - バス停または交差点部にレーザー光を反射する複数のランドマーク用ポールを設置 - 各ポールの設置時に RTK-GPS によりポールの位置座標を測位ランドマーク用ポールに対する自車の相対位置検出 - 3D LiDAR によりランドマーク用ポールを認識し,

6 1-2) LiDAR による位置経路特定アルゴリズムの概要ランドマーク用ポールの設置 - バス停または交差点部にレーザー光を反射する複数のランドマーク用ポールを設置 - 各ポールの設置時に RTK-GPS によりポールの位置座標を測位ランドマーク用ポールに対する自車の相対位置検出 - 3D LiDAR によりランドマーク用ポールを認識し, 自車からポールまでの距離と方位から自車とポールとの相対位置を検出 - ランドマーク用ポールへの反射板取り付けパターンの違いから複数のポールを区別して認識自車の傾き角算出 - 走行開始時の自車の向きとヨーレートセンサの累積値から現在の自車の向きを算出自車位置の算出 - ポールのマップ座標 x, y, 自車に対するポールの相対座標 x, y, 自車の傾き角 θから自車のマップ座標 cx, cy を算出 - ランドマーク用ポール1 本から自車位置が算出可能 x y 1 = cos θ sin θ 0 sinθ cosθ 0 cx cy 1 x y 1 路側帯検出による正着制御 - バス停に近接した状態で 3D LiDAR により路側帯のエッジが検出可能な場合は自車前方 5m の路側帯と自車側面との横方向の距離を基に正着制御 6

7 1-2) 自車位置の算出 x n, y n : マップ座標系におけるランドマークポールの位置 x n, y n : センサ座標系におけるランドマークポールの位置 θ: マップ座標系に対するセンサ座標系の傾き角 cx, cy : マップ座標系におけるセンサ ( バス ) の位置 x n y n1 = cos θ sin θ cx sin θ cos θ cy 座標系の回転平行移動 x n y n 1 RTK-GPSにより測位したポールの位置 x n, y n と LiDARにより測位したポールの位置 x n, y n の1 組からセンサ ( バス ) の位置 cx, cy を算出可能 7

8 1-2) 路側帯検出による正着制御路側帯のエッジを認識横偏差 (5m 先 ) 横偏差バス停バス路側帯のエッジを認識バス路側帯路側帯 8

9 1-3) 磁気マーカと GPS 車載センサを用いた正着制御法正着走行軌跡上に磁気マーカを約 20m 間隔に設置正着 ECUには目標正着走行軌跡座標を入力車載の磁気センサECUでマーカ通過時の磁気マーカと車両の横ずれ量検出磁気マーカ間の相対位置座標はIMUによる慣性航法による推定目標走行軌跡座標と現在走行位置座標の偏差をゼロにするよう操舵をFB 制御磁気マーカ間は IMU により相対的位置座標を算出磁気マーカ目標走行軌跡座標 9

10 1-3) 磁気マーカの特定法 ( マーカ通過時 ) について磁気マーカ位置テーブルマーカ座標 X 座標 Y 1 X1 Y1 2 X2 Y2 3 X3 X3 4 X4 X4 M 磁気マーカ通過時 GPS の測位情報とマーカ番号およびマーカテーブルより現在のマーカ番号と位置座標を検出磁気マーカ 3 磁気マーカ 2 磁気マーカ 1 RTK-GPS にて磁気マーカ埋設点の座標を計測 (2~3cm 程度 ) 20m 磁気マーカ 4 GPS の測位誤差範囲 (±10m) 10

1-3) 磁気マーカ MI 磁気センサによる横偏差検出 400 300 磁束密度 (mg) 200 100 0-100 -200-300 X

0 ワイヤ通電電極ピックアップコイル電極基板 MI センサアモルファスワイヤヒックアッフコイル磁束密度 (mg) 800 700

11 1-3) 磁気マーカ MI 磁気センサによる横偏差検出磁束密度 (mg) X 方向磁石中心からの距離 (mm) X Y 1. 0 Φ100.0 ワイヤ通電電極ピックアップコイル電極基板 MI センサアモルファスワイヤヒックアッフコイル磁束密度 (mg) 磁石中心からの距離 (mm) 磁気マーカ特性 Y 方向 11

12 1-3) MI センサによる横偏差検出性能 2015 年度の成果 : 実道にて ±0.5cm の検出性能を確認本年度磁気マーカ形状傾き角度の検出法検討出力 (mg) 計測値 (mm) 磁気マーカ 5 個通過時の X 方向センサ出力距離 (m) マーカ位置 (mm) センサ 3 センサ 4 出力 (mg) 回目 2 回目 3 回目誤差 (mm) 距離 (m) 勾配マーカ位置 (mm) 1 回目 2 回目 3 回目センサユニットセンサユニット横位置検出特性 12

13 2 ロバストな正着アルゴリズムの検討障害物回避を含めた正着制御アルゴリズムの検討 27 年度に開発した目標軌跡算出法に危険ポテンシャル法による障害物回避目標軌跡を付加したロバストな正着制御アルゴリズムの検討正着制御の目標軌跡を再算出危険ポテンシャル法による目標衝突回避軌跡初期の目標正着軌跡障害物正着制御衝突回避制御正着制御 13

14 正着制御の基本アルゴリズム正着制御開始正着のための目標制御軌跡算出停車位置正着制御開始位置本提案の位置検出技術により, 車両の現在位置座標 (x,y) を取得現在位置での目標偏差 e 2 (x) の算出目標軌跡 x, y e 2 x Path Following 制御則により,e 2 - y 0 とするハンドル角の指令値を算出バス停 x y O 指令値に基づきハンドルを操舵 14

リスクポテンシャルが最少になる走行軌跡を算出 Risk from a vehicle obstacle

15 危険ポテンシャル法による軌跡算出 Risk level Risk level リスクポテンシャル : ドライバが左右側壁や車両周辺の物体などから受ける危険感覚を指数関数表記したものリスクポテンシャルが最少になる走行軌跡を算出 Risk from a vehicle obstacle Risk from side wall Risk from lane line Risk potential field 15

16 実施方法公募項目 1 テストベンチでの検討検討内容 1) 高日射反射塗料による位置検出検討 1) 4) 5) 項 2) 画像認識による位置検出検討 3) レーザ光路面反射パターンによる位置検出の検討 4) ライダーの点群データによる位置検出検討 5) 磁気マーカと GPS による位置検出検討屋外アスファルト平面路に実験施設を設置通常環境下での性能評価雨天夜間等での性能評価台車又はバスを使用 2) 3) 項机上にて認識アルゴリズム等の方法論を検討する 2 実車検討上記位置検出法の内実現性の高い位置検出法について実車による正着制御を評価するテラス型バス停における正着性能評価ア障害物がない場合の正着制御性評価イ手動にて障害物回避した場合の正着制御性 3 ロバストな正着制御アルゴリズムの検討危険ポテンシャル法による正着制御アルゴリズム検討テラス型バス停における正着時のシミュレーションモデルの作成およびシミュレーション評価 16

17 本年度の OUTPUT 目標 1. 白線等有色線以外の位置検出位置検出技術 5 種類の検出技術について調査および実験評価を通じ性能コスト課題について整理をおこない実用化すべき技術の絞り込みをはかる位置検出技術位置検出性能保守性ロバスト性 ( 自然環境変化 ) 1) 高日射反射塗料 2) 画像パターン認識 3) レーザ光反射率パターン 4) レーザレーダによるポイントクラウド方式 5) 磁気マーカ +GPS コスト ( インフラ車両 ) 車載センサ実用化 2. ロバストな正着制御アルゴリズムの検討正着実験およびシミュレーションを通じ正着に対する障害物回避時の制御性能および正着に対する限界領域を見極める 17

18 履行体制図内閣府再委託 : 愛知製鋼 ( 株 ) 磁気マーカおよび MI センサユニットの開発先進モビリティ 1 位置検出技術 2 ロバストな正着制御アルゴリズム外注 : アトミクス ( 株 ) 高日射反射塗料による誘導性敷設協力 : 大阪産業大学金子助教危険ポテンシャル軌跡生成技術 18

資料 3 社会資本整備審議会道路分科会基本政策部会先進モビリティ ( 株 ) における自動運転技術開発の取り組み先進モビリティ株式会社代表取締役青木啓二 Advanced Smart Mobility 1

資料 3 社会資本整備審議会道路分科会基本政策部会先進モビリティ ( 株 ) における自動運転技術開発の取り組み先進モビリティ株式会社代表取締役青木啓二 Advanced Smart Mobility 1 資料 3 社会資本整備審議会道路分科会基本政策部会先進モビリティ ( 株 ) における自動運転技術開発の取り組み先進モビリティ株式会社代表取締役青木啓二 Advanced Smart Mobility 1 先進モビリティ ( 株 ) における技術開発の取り組み大型トラック隊列走行技術 ITS 関係府省トラックドライバー不足対策のため高速道路上での後続車無人隊列走行を実現する自動運転トラックを開発中