自動車運転の認識行動モデルとアニメーション化

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650283
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 熊本 博光 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10109019)
• Keywords: 自動車 / 交通流アニメーション / 追従制御 / 操舵制御 / 認知行動モデル / 3次元アニメーション / カウンタ・ステア / スライディングモード

Research Abstract

自動車運転の認識行動アニメーションにおいては,個々の自動車の追従ならびに操舵制御が基本アルゴリズムとなる。そこまでまず、車両を状態方程式でモデル化し、スライディングモード制御法を行い、追従と操舵に対して新たな制御器を構築した。この結果、車両や路面状態の不確定部分に対してロバストな運転が可能となり、人間運転者と同様の良好な制御結果が得られた。たとえば、圧雪路での急激な車線変更時には、熟練運転者に見られるカウンタ・ステアも実現され、車両は安定を保ちながら隣接車線に一致した。次に、これらの基本的制御アルゴリズムをもとに、現車線前方車への追従制御、隣車線前方車への追従制御、自由走行、車線保持制御、車線変更制御、停止制御などに関する認識判断モデルをアルゴリズム形式で明らかにし、複数目標下での複雑な状況にも対応可能にした。さらに、自動車群の認知行動アニメーションのために、2車線周回路道路環境を3次元仮想現実ソフト上に作成し、様々な視点からのシミュレーションを可能にして、認知行動モデルの有効性を視覚的に示した。すなわち、道路、交差点、信号、建物などをオブジェクトとして作成し、10台の自動車運転車両を走らせ、自由走行から先行車への追従制御、交差点での停止制御、車線変更制御などをアニメーション化し、フロントガラスおよび上空から見た情景を視覚化した。このアニメーションに際しては、設備備品として購入したパソコンが重要な役割を果たした。将来の課題としては、雪道などの路面状況の変化を道路環境に含めること、懸架系をも考慮して車内から見た状況をより現実感のあるものにすること、交通事故状況の再現などがある。

Research Products

• [Publications] H.Kumamoto et al: "Relebased Cognitive Animation Simulator for Current Lane and Lane Change Drivers" Proc.of the Second World Congress on Intelligent Transport Systems. Vol.4. 1746-1752 (1995)
• [Publications] H.Kumamoto et al.: "Sliding and Adaptive Sliding Mode Controllers for Automated,Longitudinal Car Driving" Proc IEEE Conference on Emerging Tech.& Factory Automation. Vol.2. 636-641 (1996)