人間行動モデルに基づく人間との親和性の高い自律走行車車両運動制御システム設計手法

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26330298
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 早川 聡一郎 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50288552)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 人間行動 / ハイブリッドシステム / システム同定 / 行動モデル / 行動解析

研究実績の概要

本研究は人間に類似した運転を行う自律走行車用車両運動制御システムを設計する手法の実現を目的としており、本年度は制御システム構築に用いるドライバ運転行動モデル同定のために必要となる、ドライバが運転中に使用している外部周辺環境情報の絞り込みを行うことを目的とした。
まず、実験の中核となる実験装置であるドライビングシミュレータの表示機構部分を中心とした改修を行い、実験装置の表示性能向上を行った。そして、このドライビングシミュレータを用いて、複雑な外部周辺環境情報を使用して運転行動を行っていると考えられるドライバの交差点での旋回行動に着目して、交差点での旋回を行う際にドライバが使用している外部環境情報について走行データより解析を進めるとともに、ドライバの旋回操作モデルの構築を試みることを中心として研究を行った。
ドライビングシミュレータの走行環境映像を容易に変更できるという特徴を活用し、交差点中央にあるクロスマークの有無が、ドライバの旋回行動にどのような影響を与えるか検証を行った。この結果、クロスマークの無い場合は、有る場合と比較し、ドライバの運転走行軌跡のばらつきが大きくなることが確認された。ドライバの視線移動計測結果からも、ドライバは旋回を行う際には直接交差点旋回終了点を目指すのでなく、途中に最低一点は経由点を設けて軌道計画を行いその想定軌道に従って旋回操作を行っていると想定される結果を得た。
この結果より、旋回終了点と旋回行動中央目標点に基づいた走行軌跡をドライバは想定して旋回行動を行っていると考え、クロソイド曲線に基づく新たな旋回行動モデルとそのモデル化手法を構築した。このモデル化手法により構築された旋回行動モデルを車両運動制御システムに実装し、ドライバが運転操作を行った走行軌跡に対して精度良く追従する走行軌跡が再現できることを検証し、提案モデルの有効性を示した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度の研究計画では、ドライビングシミュレータによりドライバが運転行動の際にどのような外部環境情報を使用しているか絞り込みを行うことを、特に複雑な外部環境を使用していると想定される旋回行動に着目して実施することを目的としていた。
今年度改修作業を実施したドライビングシミュレータを用いて、旋回行動を対象として情報収集実験を実施し、走行環境に交差点中心のクロスマークの有無という変化を与えることで、ドライバの運転行動に差異が生じることを明らかにした。ドライビングシミュレータを用いた外部環境情報の変更により、ドライバの使用している外部環境の絞り込みが行えることを確認した。また、各種の実験結果と比較検討し、ドライバの交差点での運転行動の特徴についても明らかにできた。さらに、この実験結果より着想された、車両運動制御システムへの適応が容易な形でのハイブリッドシステム表現を用いたドライバの運転行動モデルが提案でき、そのモデルの有効性も検証できた。
こうしたことから、本年度の研究についてはおおむね計画通りに進捗していると自己評価を行った。

今後の研究の推進方策

今年度の研究では交差点での旋回行動について外部環境情報の推定と行動モデルの提案が行われたが、旋回行動そのものは状況が多数想定され検討の余地が残されている。このため次年度は、想定される走行状況毎に旋回走行実験を行い、旋回行動に関してドライバが使用する外部環境情報の分析と行動モデル構築を更に進める。また、旋回行動だけでなく、自律走行車として発進から停止までの最低限の一連の作業が行えるようにするため、発進、定速走行、追従走行など他の基礎的な運転行動についても行動モデル構造決定と行動モデル同定を進め、提案するハイブリッドシステムによる車両運動制御システムの構築を行い、自律走行実験ができるように研究を進めていく予定である。