JP2751341B2 - Road condition recognition device for vehicles - Google Patents
Road condition recognition device for vehiclesInfo
- Publication number
- JP2751341B2 JP2751341B2 JP6029689A JP6029689A JP2751341B2 JP 2751341 B2 JP2751341 B2 JP 2751341B2 JP 6029689 A JP6029689 A JP 6029689A JP 6029689 A JP6029689 A JP 6029689A JP 2751341 B2 JP2751341 B2 JP 2751341B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- road condition
- input
- data
- road
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は車両用道路状況認識装置に関し、詳しくは、
車両が走行している道路の状況を、予め分類された複数
の道路状況(市街地路,高速道路,渋滞道路など)のひ
とつとして認識する車両用道路状況認識装置に関する。The present invention relates to a vehicle road condition recognition device, and more particularly, to a vehicle road condition recognition device.
The present invention relates to a vehicle road condition recognition device that recognizes the condition of a road on which a vehicle is traveling as one of a plurality of road conditions (e.g., urban roads, highways, and congested roads) that are classified in advance.
[従来の技術] 従来、車両が走行している道路の状況を認識して、走
行に関する情報として運転者に提供したり車両の各種制
御に供しようとする装置が提案されている。例えば、撮
像装置により外界の映像を入力し、これをもとに2値化
等の画像処理を行ない、渋滞や市街地等の道路状況を認
識する試みがなされている。また、レーザ等を用いた距
離センサにより車両前後の車間距離等を検出して道路状
況の認識に供するものも考えられている。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an apparatus that recognizes a state of a road on which a vehicle is traveling and provides the information as traveling information to a driver or provides the information to various controls of the vehicle. For example, an attempt has been made to recognize a road condition such as a traffic jam or an urban area by inputting an image of the outside world using an imaging device and performing image processing such as binarization based on the image. Further, there has been proposed a sensor that detects a distance between vehicles before and after a vehicle by a distance sensor using a laser or the like and uses the distance to recognize road conditions.
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、走行中の車両において画像処理により
道路状況を認識しようとすれば、基本的に動画像を処理
しなければならないから、装置が大型化・複雑化し、車
載の装置としては、演算処理時間やコストの制約からそ
の実現は極めて困難であった。また、車両距離等から渋
滞などの状況を認識しようとするものでは、新たなセン
サを必要とするといった問題や、車間距離等は運転者の
個人差が大きく正確な認識が困難であるといっと問題が
あった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in order to recognize road conditions by image processing in a running vehicle, basically, moving images must be processed. However, it is extremely difficult to realize the above-mentioned apparatus due to restrictions on arithmetic processing time and cost. In addition, in the case of trying to recognize the situation such as traffic congestion from the vehicle distance or the like, a new sensor is required, and it is difficult to accurately recognize the inter-vehicle distance and the like because there is a large individual difference between drivers. There was a problem.
即ち、現状では、走行中に車両が走行する道路の状況
を正確に認識することは、極めて困難であった。That is, at present, it is extremely difficult to accurately recognize the state of the road on which the vehicle travels while traveling.
そこで本発明は、車両が走行している道路の状況を、
高速に、しかも正確に認識することのできる車両用道路
状況認識装置を提供することを目的としてなされた。Therefore, the present invention describes the condition of the road on which the vehicle is traveling,
An object of the present invention is to provide a vehicle road condition recognizing device capable of performing high-speed and accurate recognition.
[課題を解決するための手段] 即ち上記目的を達するための本発明は、第1図に例示
する如く、 車両が走行している道路の状況を、予め分類された複
数の道路状況のひとつとして認識する車両用道路状況認
識装置であって、 車両の走行状態を反映した複数のパラメータを検出
し、各パラメータ毎にデータを出力する走行データ出力
手段M1と、 該各パラメータの各データの各々を入力する入力ユニ
ットIm(m=1,2,‥‥)の集合である入力層IL,該入力
層ILの各入力ユニットImと少なくとも一部が結合された
複数の中間ユニットMn(n=1,2,‥‥)の集合である中
間層ML,及び該複数の中間ユニットMnの少なくとも一部
と結合され上記複数の道路状況に対応して設けられた出
力ユニットOp(p=1,2,‥‥)の集合である出力層OLか
らなるニューラルネットM2と、 外部から現在走行中の道路状況を指定するための道路
状況入力手段M3と、 該道路状況入力手段M3を介して現在走行中の道路状況
が指定されると、上記ニューラルネットM2の出力層OLの
各ユニットOpからの出力が上記指定された道路状況を表
わす所望の出力となるよう上記各層間における各ユニッ
ト間の結合の強さを算出する学習手段M4と、 を備えたことを特徴とする車両用道路状況認識を要旨
としている。[Means for Solving the Problems] That is, according to the present invention for achieving the above-described object, as shown in FIG. 1, the state of a road on which a vehicle is traveling is defined as one of a plurality of road conditions classified in advance. A vehicle road condition recognition device for recognizing, comprising: a driving data output unit M1 for detecting a plurality of parameters reflecting a driving state of a vehicle and outputting data for each parameter; and An input layer IL, which is a set of input units Im (m = 1, 2, ‥‥) to be input, and a plurality of intermediate units Mn (n = 1, 2) at least partially connected to each input unit Im of the input layer IL. 2, ‥‥) and an output unit Op (p = 1, 2, ‥) coupled to at least a part of the plurality of intermediate units Mn and provided for the plurality of road conditions. Neural network M2 consisting of output layer OL, which is a set of i) A road condition input means M3 for designating a currently traveling road condition from outside; and, when a currently traveling road condition is designated via the road condition input means M3, an output layer of the neural network M2. Learning means M4 for calculating the strength of coupling between the units between the layers so that the output from each unit Op of the OL becomes the desired output representing the specified road condition. The main purpose is to recognize road conditions for vehicles.
[作用] 以上のように構成された本発明の車両用道路状況認識
装置では、まず走行データ出力手段M1が、車両の走行状
態(例えばアクセルの踏み込み量,車速,ブレーキの操
作状況,ハンドル操舵角等)を反映した複数のパラメー
タを検出し、各パラメータ毎にデータを出力する。[Operation] In the vehicle road condition recognition device of the present invention configured as described above, first, the traveling data output means M1 outputs the traveling state of the vehicle (for example, the accelerator pedal depression amount, vehicle speed, brake operation state, steering wheel steering angle). ) Is detected and data is output for each parameter.
次にこの走行データ出力手段M1から出力された各パラ
メータの各データの各々は、ニューラルネットM2の入力
層ILの各入力ユニットImに入力される。この入力層ILの
各入力ユニットImは、中間層MLの複数の中間ユニットMn
の少なくとも一部と結合されており、更にこの複数の中
間ユニットMnの少なくとも一部は、出力層OLの複数の出
力ユニットOpに結合されている。出力層OLの各出力ユニ
ットOpは、複数の道路状況(例えば市街地路,高速道
路,渋滞道路,山岳路,雪上路,氷上路等)に対応して
設けられており、パラメータの各データがニューラルネ
ットNの入力層ILに入力されると、出力層OLの各出力ユ
ニットOpからはその道路状況を表わす信号が出力され
る。Next, each data of each parameter output from the traveling data output means M1 is input to each input unit Im of the input layer IL of the neural network M2. Each input unit Im of the input layer IL is composed of a plurality of intermediate units Mn of the intermediate layer ML.
And at least a part of the plurality of intermediate units Mn is connected to a plurality of output units Op of the output layer OL. Each output unit Op of the output layer OL is provided corresponding to a plurality of road conditions (for example, an urban road, an expressway, a congested road, a mountain road, a snowy road, an icy road, and the like). When input to the input layer IL of the net N, a signal representing the road condition is output from each output unit Op of the output layer OL.
一方、道路状況入力手段M3を介して現在走行中の道路
状況が指定されると、学習手段M4が作動し、その指定さ
れた道路状況を所謂教師データとして、ニューラルネッ
トM2の出力層OLの各ユニットOpからの出力が指定された
道路状況を表わす出力となるように、ニューラルネット
M2の各層間における各ユニット間の結合の強さを算出す
る、所謂学習動作を実行する。つまり道路状況入力手段
M3を介して現在走行中の道路状況を指定することによ
り、ニューラルネットM2の各層間における各ユニット間
の結合の強さが、出力層OLの各ユニットOpから車両走行
中の道路状況に対応した出力が得られるように更新され
る。On the other hand, when the currently traveling road condition is designated via the road condition input means M3, the learning means M4 operates, and the designated road condition is used as so-called teacher data, and each of the output layers OL of the neural network M2 is output. A neural network is used so that the output from the unit Op is an output representing the specified road condition.
A so-called learning operation of calculating the strength of the connection between the units between the layers of M2 is executed. In other words, road condition input means
By specifying the current road condition via M3, the strength of the connection between each unit between the layers of the neural network M2 has corresponded to the road condition during vehicle driving from each unit Op of the output layer OL. Updated to get output.
このため学習手段M4によるニューラルネットM2の学習
が進むにつれて、ニューラルネットM2の、出力層OLの各
出力ユニットOpからは実際の道路状況に対応した所望の
出力が得られるようになる。For this reason, as the learning means M4 learns the neural network M2, a desired output corresponding to the actual road condition can be obtained from each output unit Op of the output layer OL of the neural network M2.
即ち本発明においては、ニューラルネットM2により、
車両の走行状態を反映した複数のパラメータに基づい
て、車両が現在走行している道路の状況を、予め分類さ
れた複数の道路状況のひとつとして認識すると供に、そ
の認識精度を学習手段M4の学習動作によって改善する。That is, in the present invention, by the neural network M2,
Based on a plurality of parameters reflecting the traveling state of the vehicle, the state of the road on which the vehicle is currently traveling is recognized as one of a plurality of road conditions classified in advance, and the recognition accuracy of the learning means M4 is determined. Improve by learning operation.
ここで走行データ出力手段M1から出力する各パラメー
タについてのデータは、所定個数の時系列データであっ
てもよいし、所定時間における平均値や変化量あるいは
変化頻度のデータ等であってもよい。Here, the data on each parameter output from the traveling data output means M1 may be a predetermined number of time-series data, or may be data of an average value, a change amount or a change frequency in a predetermined time.
またニューラルネットM2は、階層型,自由連想型,相
互結合型等種々の構成を採用することができ、階層型の
場合,中間層は1層に限定されるものではなく、2以上
の層を有する構成としてもよく、更にニューラルネット
M2にフィードバック結合を加えても差し支えない。Further, the neural network M2 can adopt various configurations such as a hierarchical type, a free associative type, and a mutual connection type. In the case of the hierarchical type, the intermediate layer is not limited to one layer, and two or more layers may be used. It may be configured to have a neural network
You can add feedback coupling to M2.
また更に学習手段M4により各層間における各ユニット
間の結合の強さを算出するための学習則としては、逆伝
搬学習則(バックプロパゲーション)等の周知のアルゴ
リズムを適用することができ、フィードバック結合を有
する場合には、再循環アルゴリズムあるいは再帰バック
プロパゲーションなどの手法を用いることができる。Further, as a learning rule for calculating the strength of the connection between the units between the layers by the learning means M4, a well-known algorithm such as a back propagation learning rule (back propagation) can be applied. , A method such as a recirculation algorithm or recursive back propagation can be used.
[実施例] 以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず第2図は、実施例としての車両用道路状況認識装
置の概略構成図である。First, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a vehicle road condition recognition apparatus as an embodiment.
図に示すように、本実施例の車両用道路状況認識装置
は、車両駆動源としての内燃機関1や変速機3等に配設
され車両の走行状態に関するパラメータを検出するセン
サ群と、道路状況の認識結果を表示する表示装置5と、
道路状況の認識処理を行なう道路状況認識回路7と、現
在走行中の道路状況を指定するためのセレクトスイッチ
9とから構成されている。As shown in the figure, the vehicle road condition recognition device of the present embodiment includes a sensor group that is disposed on the internal combustion engine 1 or the transmission 3 as a vehicle drive source and detects parameters related to the traveling state of the vehicle. A display device 5 for displaying a recognition result of
It comprises a road condition recognition circuit 7 for recognizing a road condition, and a select switch 9 for designating a road condition in which the vehicle is currently traveling.
まず、センサ群について説明する。車両の走行状態を
検出するセンサとしては、アクセルペダル10の操作量AC
Cを検出するアクセルセンサ11,ハンドル12の操作量(即
ち操舵角)Hを検出する操舵角センサ14,ブレーキペダ
ル16のオン・オフを検出するブレーキスイッチ18,車両
速度Vを検出する車速センサ19等がある。First, the sensor group will be described. As a sensor for detecting the running state of the vehicle, the operation amount AC of the accelerator pedal 10 is used.
An accelerator sensor 11 for detecting C, a steering angle sensor 14 for detecting an operation amount (ie, a steering angle) H of a steering wheel 12, a brake switch 18 for detecting on / off of a brake pedal 16, and a vehicle speed sensor 19 for detecting a vehicle speed V Etc.
アクセル操作量ACCに応じたアナログ信号を出力する
アクセルセンサ11は、スロットル制御回路21にも接続さ
れている。このスロットル制御回路21は、現在走行中の
道路状況に応じてアクセル操作量ACCに対するスロット
ル開度θの制御特性を設定し、この制御特性に則ってア
クセル操作量ACCに基づきスロットル開度θを制御する
ためのもので、アクセルセンサ11からの検出信号の他、
スロットルバルブ22の開度(スロットル開度)θを検出
するスロットルセンサ23からの検出信号や、道路状況認
識回路7からの出力信号を入力し、モータ24を介してス
ロットル開度を制御するように構成されている。The accelerator sensor 11 that outputs an analog signal corresponding to the accelerator operation amount ACC is also connected to the throttle control circuit 21. The throttle control circuit 21 sets a control characteristic of the throttle opening θ with respect to the accelerator operation amount ACC according to the road condition in which the vehicle is currently traveling, and controls the throttle opening θ based on the accelerator operation amount ACC according to the control characteristics. In addition to the detection signal from the accelerator sensor 11,
A detection signal from the throttle sensor 23 for detecting the opening degree (throttle opening degree) θ of the throttle valve 22 and an output signal from the road condition recognition circuit 7 are input, and the throttle opening degree is controlled via the motor 24. It is configured.
操舵角センサ14は、ハンドル12の回転軸12aに設けら
れており、ホトインタラプタを用いて、ハンドル12の操
舵角Hに対応したパルス信号を出力するものである。ブ
レーキスイッチ18は、ブレーキペダル16のオン・オフを
検出するセンサである。また、車速センサ19は、変速機
3の出力軸3aに設けられ、車両速度に対応した間隔のパ
ルス信号を出力するものである。The steering angle sensor 14 is provided on the rotating shaft 12a of the steering wheel 12, and outputs a pulse signal corresponding to the steering angle H of the steering wheel 12 using a photo interrupter. The brake switch 18 is a sensor that detects whether the brake pedal 16 is on or off. The vehicle speed sensor 19 is provided on the output shaft 3a of the transmission 3 and outputs pulse signals at intervals corresponding to the vehicle speed.
これらのセンサ群からの信号を入力して道路状況の認
識を行なう道路状況認識回路7は、周知のCPU31,ROM32,
RAM33等を中心に構成されており、このほか、割込信号
等を生成するタイマ35,上記センサ群やセレクトスイッ
チ9からの信号を入力する入力ポート37,認識結果を表
示装置5やスロットル制御回路21等に出力する出力ポー
ト38等が備えられ、これらはバス39を介して相互に接続
されている。尚RAM33は、車両の電源スイッチが切られ
た場合に道路認識に用いる最新のデータが失われないよ
うに、バッテリによってバックアップされた所謂バック
アップRAMとして構成されている。A road condition recognition circuit 7 for inputting signals from these sensor groups and recognizing road conditions includes a well-known CPU 31, ROM 32,
A timer 35 for generating an interrupt signal and the like, an input port 37 for inputting signals from the sensor group and the select switch 9, a recognition result to the display device 5, a throttle control circuit, and the like. An output port 38 for outputting to 21 and the like is provided, and these are interconnected via a bus 39. The RAM 33 is configured as a so-called backup RAM backed up by a battery so that the latest data used for road recognition is not lost when the power switch of the vehicle is turned off.
次に入力ポート37とセンサ群とは、ブレーキスイッチ
18の場合には直接接続されるが、操舵角センサ14等の場
合には、信号変換回路41,43,45を介して接続される。操
舵角センサ14からの信号を処理する信号変換回路41は、
アップダウンカウンタを内蔵し、操舵角センサ14が出力
するパルス列をカウントして操舵角に対応した信号に変
換するものである。また、アクセルセンサ11からの信号
を処理する信号変換回路43は、アナログ信号を所定ビッ
ト数のディジタル信号に変換するA/D変換器として構成
されている。更に、車速センサ19からの信号を処理する
信号変換回路45は、自走式のタイマを内蔵しており、車
速センサ19が出力するパルス列の時間間隔をそのタイマ
で検出しこれを車速Vに対応するデータに変換するもの
である。これらの信号変換回路41,43,45により変換され
たデータは、入力ポート37を介して道路状況認識回路7
のCPU31に取り込まれ、道路状況の認識の処理に用いら
れる。Next, the input port 37 and the sensor group
In the case of 18, it is connected directly, but in the case of the steering angle sensor 14 and the like, it is connected via signal conversion circuits 41, 43, 45. A signal conversion circuit 41 that processes a signal from the steering angle sensor 14 includes:
It incorporates an up / down counter, counts a pulse train output from the steering angle sensor 14, and converts the pulse train into a signal corresponding to the steering angle. Further, the signal conversion circuit 43 that processes the signal from the accelerator sensor 11 is configured as an A / D converter that converts an analog signal into a digital signal having a predetermined number of bits. Further, the signal conversion circuit 45 for processing the signal from the vehicle speed sensor 19 has a built-in self-propelled timer, and detects the time interval of the pulse train output from the vehicle speed sensor 19 with the timer, which corresponds to the vehicle speed V. Is converted into data to be processed. The data converted by these signal conversion circuits 41, 43, and 45 is input to the road condition recognition circuit 7 through the input port 37.
And is used in the process of recognizing road conditions.
また入力ポート37に接続されるセレクトスイッチ9
は、道路状況認識回路7が認識する各道路状況(本実施
例では、市街地路,高速道路,渋滞道路,登坂道路,雪
上路)に対応した複数のスイッチからなり、車両運転者
がこのスイッチを操作することにより、道路状況認識回
路7に現在走行中の道路状況を教示できるようにされて
いる。Select switch 9 connected to input port 37
Consists of a plurality of switches corresponding to each road condition recognized by the road condition recognizing circuit 7 (in the present embodiment, an urban road, an expressway, a congested road, an uphill road, a snowy road). By operating, the road condition recognition circuit 7 can be instructed on the current road condition.
道路状況認識回路7は、所謂ニューラルネットとして
の構成を逐次処理型の既存のハードウェアにおいてソフ
トウェアにより実現したものである。The road situation recognition circuit 7 is realized by a so-called neural network, which is realized by software in existing hardware of a sequential processing type.
以下、第3図を参照しつつ、各センサ群及びセレクト
スイッチ9からのデータの処理とニューラルネットの構
成とについて説明する。Hereinafter, the processing of data from each sensor group and the select switch 9 and the configuration of the neural network will be described with reference to FIG.
車速データやアクセル操作量データ等の信号は、デー
タ取り込み部SDi(i=1,2,3,4)において所定の間隔で
読み込まれ、時系列データ展開部TDSi(i=1,2,3,4)
において、所定時間間隔の時系列データに展開される。
この時系列データ展開部TDSiは、単位時間毎にデータを
シフトする構成により、データに単位時間ディレイを付
与して時系列データを生成する構成を備える。Signals such as vehicle speed data and accelerator operation amount data are read at predetermined intervals in a data capturing unit SDi (i = 1, 2, 3, 4), and a time-series data expanding unit TDSi (i = 1, 2, 3, Four)
Is developed into time-series data at predetermined time intervals.
The time-series data development unit TDSi has a configuration in which data is shifted every unit time to generate a time-series data by adding a unit time delay to the data.
ニューラルネットNNは、階層形のものであり、時系列
に展開された各データの各々に対応して設けられた入力
ユニットImからなる入力層と、入力ユニットとほぼ同数
だけ設けられた中間ユニットMnからなる中間層と、認識
すべき道路状況に対応する数だけ設けられた出力ユニッ
トOpからなる出力層とから構成されている。尚各ユニッ
ト間の結合の強さは、バックプロパゲーションの手法に
より予め学習されているが、本実施例では、セレクトス
イッチ9を介して現在走行中の道路状況を指定すること
により更に学習を進め、道路状況の認識精度をより向上
できるようにされている。The neural network NN is of a hierarchical type, and has an input layer composed of input units Im provided corresponding to each data expanded in time series, and an intermediate unit Mn provided almost as many as the input units. And an output layer composed of output units Op provided by the number corresponding to the road conditions to be recognized. Although the strength of the connection between the units is learned in advance by the back propagation method, in the present embodiment, the learning is further advanced by designating the current road condition via the select switch 9. Thus, the recognition accuracy of road conditions can be further improved.
次にセレクトスイッチ9からの入力データは、学習信
号発生部GHに入力される。学習信号発生部GHは、セレク
トスイッチ9のいずれかのスイッチがON状態となってい
るとき(即ち道路状況が指定されているとき)にON状態
となる学習ON−OFF信号を生成すると共に、セレクトス
イッチ9により道路状況が指定されているとき、その道
路状況下でニューラルネットNNの各出力ユニットOpから
出力されるべき信号を教師データTpとして生成する。尚
この学習信号発生部GHは、入力ポート37の動作として実
現され、セレクトスイッチ9を操作することにより、入
力ポート37において、学習ON−OFF信号及び教師データT
pが生成される。Next, the input data from the select switch 9 is input to the learning signal generator GH. The learning signal generation unit GH generates a learning ON-OFF signal that is turned on when any one of the select switches 9 is turned on (that is, when a road condition is designated), and selects the learning signal. When the road condition is designated by the switch 9, a signal to be output from each output unit Op of the neural network NN under the road condition is generated as teacher data Tp. The learning signal generating unit GH is realized as an operation of the input port 37. By operating the select switch 9, the learning ON-OFF signal and the teacher data T
p is generated.
この学習信号発生部GHで生成された教師データ及び学
習ON−OFF信号は学習制御部GSに入力される。学習制御
部GSは、学習ON−OFF信号がOFF状態のときには、ニュー
ラルネットNNの各出力ユニットOpからの出力値をそのま
ま道路状況の認識結果を表わすデータとして出力し、学
習信号発生部GHからの学習ON−OFF信号がON状態となる
と、ニューラルネットの各出力ユニットOpからの出力値
とこれに対応する教師データとの偏差を誤差データとし
て生成し、この誤差データに基づき、ニューラルネット
NNの各ユニット間の結合の強さを更新する学習動作を実
行する。尚この学習制御部GSにおいて、学習動作実行時
には、学習信号発生部GHで生成された教師データが道路
状況の認識結果を表わすデータとして出力される。The teacher data and the learning ON-OFF signal generated by the learning signal generator GH are input to the learning controller GS. When the learning ON-OFF signal is in the OFF state, the learning control unit GS outputs the output value from each output unit Op of the neural network NN as it is as data representing the recognition result of the road condition, and outputs the learning value from the learning signal generation unit GH. When the learning ON-OFF signal is turned on, a deviation between the output value from each output unit Op of the neural network and the corresponding teacher data is generated as error data.
A learning operation for updating the strength of the connection between the units of the NN is executed. In the learning control unit GS, at the time of executing the learning operation, the teacher data generated by the learning signal generating unit GH is output as data representing the recognition result of the road condition.
学習制御部GSにおいては、ニューラルネットNNの学習
をバックプロパゲーションの手法により行なう。周知の
ようにバックプロパゲーションによる学習則は、各出力
ユニットOpの実際の出力と理想的な出力との誤差が最小
になるように各ユニット間の結合の強さ(結合量)ωを
学習するものであり、最小2乗誤差法が用いられるた
め、本実施例においてもこの学習則に則って、セレクト
スイッチ9により指定された道路状況に対応する出力ユ
ニットOpの出力値を値1、それ以外の出力ユニットOpの
出力値を値0とした教師データを生成し、各出力ユニッ
トOpの出力値とこの教師データとの誤差が最小となるよ
うに各ユニット間の結合の強さ(結合量)ωを学習す
る。In the learning control unit GS, learning of the neural network NN is performed by a back propagation method. As is well known, the learning rule based on back propagation learns the strength (coupling amount) ω of coupling between units so that the error between the actual output and the ideal output of each output unit Op is minimized. Since the least squares error method is used, the output value of the output unit Op corresponding to the road condition specified by the select switch 9 is set to the value 1 in accordance with the learning rule in this embodiment. Is generated with the output value of the output unit Op having a value of 0, and the strength of the connection (the amount of connection) between the units so that the error between the output value of each output unit Op and this teacher data is minimized. Learn ω.
一方時系列データ展開部TDSiによって展開された時系
列データは、ニューラルネットNNの入力層の各入力ユニ
ットlmに入力されることになるが、この様子を模式的に
示したのが第4図である。時系列データは、単位時間毎
に最も古いデータがひとつ消去され、最新のデータがひ
とつ付け加えられて更新される。On the other hand, the time-series data expanded by the time-series data expansion unit TDSi is input to each input unit lm of the input layer of the neural network NN. FIG. 4 schematically shows this state. is there. The time-series data is updated by deleting one oldest data every unit time and adding one newest data.
以上の処理を簡単にまとめると、この車両用道路状況
認識装置は、走行中の各入力信号の一定時間の時系列デ
ータを入力して、出力の計算を行なって道路状況を認識
すると共に、セレクトスイッチ9を介して道路状況が指
定されると、予め設定されているニューラルネットNN内
の各層間の結合の強さをバックプロパゲーションの手法
により学習して更新する。尚本実施例では、予め学習さ
れた結合の強さを結合量ωとしてROM32内に記憶し、車
両走行中の学習により更新された結合量ωを道路認識に
用いる最新のデータとしてRAM33内に記憶する。Summarizing the above processing simply, this road condition recognition device for a vehicle inputs time-series data of each input signal during traveling for a certain period of time, calculates the output, recognizes the road condition, and selects the road condition. When a road condition is designated via the switch 9, the strength of the connection between the layers in the neural network NN set in advance is learned and updated by the back propagation method. In the present embodiment, the previously learned coupling strength is stored in the ROM 32 as the coupling amount ω, and the coupling amount ω updated by learning during vehicle running is stored in the RAM 33 as the latest data used for road recognition. I do.
以下、道路状況の認識のために道路状況認識回路7で
実際に実行される道路状況認識処理について、第5図の
フローチャートに従って説明する。Hereinafter, the road condition recognition processing actually executed by the road condition recognition circuit 7 for recognizing the road condition will be described with reference to the flowchart of FIG.
この処理は、10msec割込ルーチンとして10[msec]毎
に起動され、まずステップ100のデータDiを取り込む指
令を出力する。ここで、データDiとは、車速センサ19の
出力する車速データV、アクセルセンサ11が出力するア
クセル操作量データACC、ブレーキスイッチ18の出力す
るオンオフ信号B、操舵角センサ14の出力する操舵角デ
ータH、である。かかるデータDiの取り込み指令を出力
すると、次にステップ105に移行し、指令を受けた信号
変換回路41,43,45が既述したA/D変換等の処理を行なっ
てデータの取り込みを完了するまで待機する。This process is started every 10 [msec] as a 10 msec interrupt routine, and first outputs a command to capture the data Di in step 100. Here, the data Di is the vehicle speed data V output from the vehicle speed sensor 19, the accelerator operation amount data ACC output from the accelerator sensor 11, the on / off signal B output from the brake switch 18, and the steering angle data output from the steering angle sensor 14. H. When such an instruction for capturing the data Di is output, the process proceeds to step 105, where the signal conversion circuits 41, 43, and 45 that have received the instructions perform the above-described processing such as A / D conversion and complete the data capture. Wait until.
データの取り込みが完了すると、続くステップ110に
移行し、それまでに入力しRAM33の所定の領域に記憶し
た全入力時系列データTDmをシフトする処理を行なう。
この結果、全データTDmは、単位時間To(本実施例では
割込インターバル10[msec])だけディレイされたこと
になる。次にステップ115では、ステップ100,110で取り
込んだ各最新のデータを、全データTDmが格納される領
域のうち、最新時間のデータを格納するメモリにロード
する処理を行なう。When the data fetching is completed, the process proceeds to the subsequent step 110, in which a process of shifting all the input time-series data TDm input so far and stored in a predetermined area of the RAM 33 is performed.
As a result, all data TDm is delayed by the unit time To (interruption interval 10 [msec] in this embodiment). Next, in step 115, a process of loading each latest data fetched in steps 100 and 110 into a memory for storing data of the latest time in an area where all data TDm is stored is performed.
以上の処理により、全時系列データTDmの更新が完了
し、その後、ニューラルネットNNとしての処理を実行す
る。Through the above processing, the update of all the time series data TDm is completed, and thereafter, the processing as the neural network NN is executed.
即ちまずステップ120にて、入力層の各ユニットImの
出力値IDmを計算する。この計算は、各入力データDiの
時系列データTDmに予め決定した結合量ωmを乗算し
て、次式(1)により累算値NETmを求め、次式(2)に
より、この累積値NETmのジグモイド関数として出力値lD
mを求めることにより行なわれる。That is, first, in step 120, the output value IDm of each unit Im of the input layer is calculated. In this calculation, the time series data TDm of each input data Di is multiplied by a predetermined coupling amount ωm to obtain an accumulated value NETm by the following equation (1). Output value ID as a jigmoid function
This is done by finding m.
NETm=ωm・TDm …(1) 尚上記(2)式のジグモイド関数は、累積数NETm=0
で関数値が値0となり、累積値NETmが最大値となったと
ころで関数値が値1となり、累積値NETmがその変域の中
間値となったところで関数値が値0.5となるよう位相Sm
が決定されたものである。また、上記(1),(2)式
や以下に説明する式において、ωは、各層間の結合の強
さを表す結合量であり、ωmは入力データとこれに対応
した入力ユニットIm間の、ωnmは入力ユニットImと中間
ユニットMn間の、ωpnは中間ユニットMnと出力ユニット
Owp間の、結合量である。これらの結合量は、既述した
通り、バックプロパゲーションの手法により後述の学習
動作によって更新される値である。NETm = ωm · TDm ... (1) Note that the jigmoid function of the above equation (2) is the cumulative number NETm = 0.
When the function value becomes 0 and the cumulative value NETm reaches the maximum value, the function value becomes 1 and when the cumulative value NETm becomes an intermediate value in the domain, the phase value Sm becomes 0.5.
Is determined. In the above equations (1) and (2) and the equations described below, ω is a coupling amount indicating the strength of coupling between the layers, and ωm is a value between the input data and the corresponding input unit Im. , Ωnm is between the input unit Im and the intermediate unit Mn, ωpn is the intermediate unit Mn and the output unit
It is the amount of binding between Owp. As described above, these coupling amounts are values updated by a learning operation to be described later by a back propagation method.
次に、ステップ125にて、中間層の各ユニットMnの出
力値MDnを、次式(3)及び(4)に従って計算する処
理を行なう。この出力値MDnの計算は、入力ユニットlm
の出力値lDmの計算と同様に行なわれる。Next, in step 125, a process of calculating the output value MDn of each unit Mn of the intermediate layer according to the following equations (3) and (4) is performed. The calculation of this output value MDn is based on the input unit lm
Is performed in the same manner as the calculation of the output value lDm.
また次にステップ130にて、出力層の各ユニットOpの
出力値ODpを、次式(5)及び(6)に従って計算する
処理を行なう。この出力値ODpの計算は、中間ユニットM
nの出力値MDnの計算と同様に行なわれる。 Next, in step 130, the output value ODp of each unit Op of the output layer is calculated according to the following equations (5) and (6). This output value ODp is calculated by the intermediate unit M
The calculation is performed in the same manner as the calculation of the output value MDn of n.
このように出力層の各ユニットOpの出力値ODpが算出
されると、ステップ135に移行し、セレクトスイッチ9
の操作により学習ON−OFF信号がON状態となっている否
かを判断する。そして学習ON−OFF信号がOFF状態であれ
ば、即ちセレクトスイッチ9を介して道路状況が指定さ
れていなければ、ステップ140に移行して、ステップ130
で計算した出力層の各ユニットOpの出力値ODpを出力ポ
ート38を介して出力する。 When the output value ODp of each unit Op of the output layer is calculated in this manner, the process proceeds to step 135, where the select switch 9
It is determined whether the learning ON-OFF signal is in the ON state by the operation of. If the learning ON-OFF signal is in the OFF state, that is, if the road condition has not been designated via the select switch 9, the process proceeds to step 140, and the process proceeds to step 130.
The output value ODp of each unit Op of the output layer calculated in the above is output via the output port 38.
尚この出力値ODpは、ニューラルネットNNによる認識
結果であり、学習時のパターンもしくはこれに類似のパ
ターンが入力されれば、対応する出力値ODpが近似的に
値1に、他の出力値ODpが近似的に値0になる。従っ
て、この出力値ODpがそのまま道路状況の認識結果とな
る。Note that this output value ODp is a recognition result by the neural network NN. If a pattern at the time of learning or a pattern similar thereto is input, the corresponding output value ODp is approximately set to the value 1 and the other output values ODp Is approximately 0. Therefore, this output value ODp becomes the road condition recognition result as it is.
次にステップ135にて、学習ON−OFF信号がON状態であ
ると判断されると、続くステップ145に移行し、入力ポ
ート37においてセレクトスイッチ9の操作状態に応じて
生成される教師データTpを読み込む。そして続くステッ
プ145にて、この読み込んだ教師データTpを出力ポート3
8を介して出力する。つまりセレクトスイッチ9の操作
により道路状況が指定されると、その指定された道路状
況を表わす教師データTpをそのまま出力するのである。Next, when it is determined in step 135 that the learning ON-OFF signal is in the ON state, the process proceeds to step 145, where the teacher data Tp generated according to the operation state of the select switch 9 at the input port 37 is output. Read. In the subsequent step 145, the read teacher data Tp is output to the output port 3
Output via 8. That is, when the road condition is designated by operating the select switch 9, the teacher data Tp representing the designated road condition is output as it is.
このようにして教師データTpの出力が完了すると、続
くステップ155以降の処理によりニューラルネットNNの
学習処理を行なう。When the output of the teacher data Tp is completed in this way, the learning processing of the neural network NN is performed by the processing of the subsequent steps 155 and thereafter.
即ちまずステップ155にて、出力層の各ユニットOpの
誤差値δpを、教師データTp,ステップ130で求めた出力
層各ユニットOpの出力値ODp,ステップ130で求めた出力
層各ユニットOpの累積値NETpをパラメータとして出力層
各ユニットOpの入出力関係を表わす関数の微分値fp′
(NETp)に基づき、次式(7)に従って計算する。That is, first, in step 155, the error value δp of each unit Op of the output layer is calculated as the teacher data Tp, the output value ODp of each unit Op of the output layer obtained in step 130, and the cumulative value of each unit Op of the output layer obtained in step 130. Differential value fp 'of a function representing the input / output relationship of each unit Op in the output layer using the value NETp as a parameter
Based on (NETp), it is calculated according to the following equation (7).
δp=(Tp−ODp)・fp′(NETp) …(7) 次にステップ160にて、中間層の各ユニットMnの誤差
値δnを、ステップ125で求めた中間層の各ユニットMn
の累積値NETnをパラメータとして中間層各ユニットMnの
入出力関係を表わす関数の微分値fn′(NETn),ステッ
プ155で求めた出力層の各ユニットOpの誤差値δp,及び
中間層各ユニットMnと出力層各ユニットOpとの結合量ω
pnに基づき、次式(8)に従って計算する。δp = (Tp−ODp) · fp ′ (NETp) (7) Next, at step 160, the error value δn of each unit Mn of the intermediate layer is calculated by each unit Mn of the intermediate layer obtained at step 125.
The differential value fn '(NETn) of the function representing the input / output relationship of each unit Mn in the intermediate layer, the error value δp of each unit Op in the output layer obtained in step 155, and the unit Mn in the intermediate layer Ω between the output layer and each unit Op
Based on pn, it is calculated according to the following equation (8).
また次にステップ165にて、入力層の各ユニットImの
誤差値δmを、ステップ120で求めた入力層の各ユニッ
トImの累積値NETmをパラメータとして入力層各ユニット
Mnの入出力関係を表わす関数の微分値fm′(NETm),ス
テップ160で求めた中間層の各ユニットMnの誤差値δn,
及び入力層各ユニットlmと中間層各ユニットMnとの結合
量ωnmに基づき、次式(9)に従って計算する。 Next, in step 165, the error value δm of each unit Im of the input layer is calculated using the accumulated value NETm of each unit Im of the input layer obtained in step 120 as a parameter.
The derivative fm '(NETm) of the function representing the input / output relationship of Mn, the error value δn of each unit Mn of the intermediate layer obtained in step 160,
And the amount of coupling ω nm between each unit lm of the input layer and each unit Mn of the intermediate layer is calculated according to the following equation (9).
そして続くステップ170にて、各層の各ユニット(lm,
Mn,Op)の入力データとの結合量ω(ωm,ωnm,ωpn)の
修正量△ω(△ωm,△ωnm,△ωpn)を、学習定数η,
ステップ155〜ステップ165で求めた各層の各ユニット
(Im,Mn,Op)の夫々の誤差値δ(δm,δn,δp),及び
ステップ120〜ステップ130で求めた各層の各ユニット
(Im,Mn,Op)の出力値D(IDm,MDn,ODp)に基づき、次
式(10) △ω=η・δ・D …(10) を用いて算出し、次ステップ175にて、この算出した修
正量△ω(△ωm,△ωnm,△ωpn)を用いて各層の各ユ
ニット(Im,Mn,Op)の入力データとの結合量ω(ωm,ω
nm,ωpn)を補正(=ω+△ω)することにより結合量
ω(ωm,ωnm,ωpn)を更新する。 In the following step 170, each unit (lm,
Mn, Op) and the correction amount △ ω (△ ωm, △ ωnm, △ ωpn) of the coupling amount ω (ωm, ωnm, ωpn) with the learning constant η,
Each error value δ (δm, δn, δp) of each unit (Im, Mn, Op) of each layer obtained in steps 155 to 165 and each unit (Im, Mn) of each layer obtained in steps 120 to 130 , Op) based on the output value D (IDm, MDn, ODp) using the following equation (10) Δω = η · δ · D (10). Using the quantity △ ω (△ ωm, △ ωnm, △ ωpn), the coupling amount ω (ωm, ω) with the input data of each unit (Im, Mn, Op) of each layer
By correcting (= ω + △ ω) the coupling amount ω (ωm, ωnm, ωpn).
尚こうしたバックプロパゲーシヨンによる学習則につ
いては、合原一幸著「ニューラルコンピュータ」(東京
電気大学出版局発行)、麻生英樹「ニューラルネットワ
ーク情報処理」(産業図書株式会社発行)等に詳解され
ているので、ここでは詳しい説明は省略する。The learning rules based on back propagation are described in detail in Kazuyuki Aihara, "Neural Computer" (published by Tokyo Denki University Press), Hideki Aso, "Neural Network Information Processing" (published by Sangyo Tosho Co., Ltd.) Here, detailed description is omitted.
このように本実施例の道路状況認識回路7において
は、セレクトスイッチ9を介して現在走行中の道路状況
が指定されると、ニューラルネットNNの出力層の各ユニ
ットOpの出力値が当該指定された道路状況に対応した出
力値となるようにニューラルネットNN各層の結合量を学
習し、道路状況が指定されなければ、その学習結果に基
づき得られる出力層の各ユニットOpの出力値を道路状況
の認識結果として出力する。As described above, in the road situation recognition circuit 7 of the present embodiment, when the currently traveling road situation is designated via the select switch 9, the output value of each unit Op of the output layer of the neural network NN is designated. The amount of connection of each layer of the neural network NN is learned so as to be an output value corresponding to the road condition that has been obtained, and if the road condition is not specified, the output value of each unit Op of the output layer obtained based on the learning result is calculated as Is output as a recognition result.
次にこの道路状況認識回路7からの出力信号を受ける
表示装置5は、所定の識閾値以上となる出力値ODpに対
応したランプを点灯することで、認識した路面状況を表
示するよう構成されている。このため過渡的な道路状況
にあって、認識が適正になされなかった場合には、いず
れの出力値ODpを識閾値を越えないから、表示装置5に
おいていずれのランプも点灯しない。Next, the display device 5 that receives the output signal from the road condition recognition circuit 7 is configured to display the recognized road surface condition by lighting a lamp corresponding to the output value ODp that is equal to or greater than a predetermined threshold value. I have. For this reason, if the recognition is not performed properly in a transitional road condition, none of the output values ODp exceeds the recognition threshold value, so that none of the lamps on the display device 5 is turned on.
またこの出力値ODpは、スロットル制御回路21にも出
力されており、スロットル制御回路21では、この出力値
ODpに反映された道路状況の認識に基づいてアクセル操
作量とスロットル開度θとの関係を切り換えている。The output value ODp is also output to the throttle control circuit 21, and the throttle control circuit 21
The relationship between the accelerator operation amount and the throttle opening θ is switched based on the recognition of the road condition reflected in ODp.
即ち、第6図に示すように、スロットル制御回路21に
は、アクセル操作量ACCから目標スロットル開度θOを
算出するために用いる市街地路用のスロットル開度特性
として、スロットル開度θに対してほぼ一定のアクセル
感度が得られるノーマルな特性(図に点線で示す)が、
同じく高速道路でのスロットル開度特性として、常用域
での操作性を向上するためにスロットル開度θの小さい
側でのアクセル感度を小さくし、スロットル開度θの中
間部では、駆動トルクが必要なときにエンジントルクを
速やかに上昇させることができるようにアクセル感度を
大きくした特性(図に実線で示す)が、同じく登坂道路
用のスロットル開度特性として、少ないアクセル操作量
ACCでスロットルバルブが大きく開き、所望の駆動トル
クが速やかに得られるようにアクセル感度を大きくした
特性(図に一点鎖線で示す)が、同じく渋滞道路のスロ
ットル開度特性として、低速走行が多いので、スロット
ル開度の少ない側のアクセル感度を極低くした特性(図
に二点鎖線で示す)が、夫々予め記憶されており。上記
道路状況認識装置14からの出力信号に基づき、これら複
数のスロットル開度特性の中から道路状況に対応したス
ロットル開度特性を選択し、そのスロットル開度特性に
基づき目標スロットル開度θOを求めてスロットル開度
θを制御するといった手順でスロットル開度制御が実行
される。That is, as shown in FIG. 6, the throttle control circuit 21 has a throttle opening characteristic for an urban road, which is used for calculating the target throttle opening θO from the accelerator operation amount ACC, with respect to the throttle opening θ. The normal characteristics (shown by the dotted line in the figure) to obtain almost constant accelerator sensitivity
Similarly, as a throttle opening characteristic on a highway, the accelerator sensitivity is reduced on the side where the throttle opening θ is small in order to improve operability in the normal range, and driving torque is required in the middle part of the throttle opening θ. The characteristic of increasing the accelerator sensitivity (indicated by the solid line in the figure) so that the engine torque can be increased quickly in such a case is the same as the throttle opening characteristic for uphill roads with a small accelerator operation amount.
The characteristic of increasing the accelerator sensitivity so that the desired drive torque can be obtained quickly with the ACC opening the throttle valve wide (shown by the dash-dot line in the figure) is the same as the throttle opening characteristic on congested roads. The characteristic (shown by a two-dot chain line in the figure) in which the accelerator sensitivity on the side with a small throttle opening is extremely low is stored in advance. Based on an output signal from the road condition recognition device 14, a throttle opening characteristic corresponding to the road condition is selected from the plurality of throttle opening characteristics, and a target throttle opening θO is determined based on the throttle opening characteristic. The throttle opening control is executed in such a procedure as to control the throttle opening θ.
尚雪上路に対応した出力ODpは、スロットル制御回路2
1では利用されておらず、図示しないアンチスキッド制
御装置もしくはトラクション制御装置に出力されてい
る。The output ODp corresponding to the snowy road is the throttle control circuit 2.
In No. 1, it is not used and is output to an anti-skid control device or a traction control device (not shown).
以上説明したように、本実施例の車両用道路状況認識
装置によれば、ニューラルネットNNを用いることによ
り、車速V,アクセル操作量ACC,ブレーキデータB,操舵角
データHから、車両の走行している道路の状況を容易に
認識することができる。従って、従来のように画像認識
を行なって道路状況を認識するものと較べて、非常に高
速に道路の状況を認識することが可能となる。As described above, according to the vehicle road condition recognition device of the present embodiment, by using the neural network NN, the vehicle travels from the vehicle speed V, the accelerator operation amount ACC, the brake data B, and the steering angle data H. It is possible to easily recognize the state of the road on which the vehicle is traveling. Therefore, it is possible to recognize a road condition at a very high speed as compared with a conventional method for recognizing a road condition by performing image recognition.
また本実施例では、セレクトスイッチ9を介して現在
走行中の道路状況を指定することにより、ニューラルネ
ットNNの各層の結合量ωを学習させることができる。従
ってこの学習動作により、道路状況の認識誤差を修正し
て道路状況の認識精度を向上できる。Further, in the present embodiment, by specifying the current road condition via the select switch 9, the coupling amount ω of each layer of the neural network NN can be learned. Therefore, by this learning operation, the recognition error of the road condition can be corrected and the recognition accuracy of the road condition can be improved.
更に画像認識のように新たな撮像器を用いる必要がな
く、従来から用いられていた車の制御用信号をそのまま
流用することができ、システムのコストダウン、簡素化
といった利点も得られる。Further, it is not necessary to use a new image pickup device as in image recognition, and a conventionally used vehicle control signal can be diverted as it is, and advantages such as cost reduction and simplification of the system can be obtained.
また更にニューラルネットNNを用いたので、道路状況
の認識のための判断基準をルール化する必要がなく、し
かも本実施例では、階層型のニューラルネットを用いて
いるので学習も容易である。Further, since the neural network NN is used, there is no need to make a rule for the determination criteria for recognizing road conditions. In addition, in the present embodiment, learning is easy because a hierarchical neural network is used.
また、階層型ニューラルネットNNの採用に伴い、過渡
的な道路状況では補間的な認識結果が得られるという利
点も存在する。即ち、道路状況が変化していくとき、例
えば市街道路での通常の走行から渋滞が始まるといった
過渡的な状況では、両道路状況の中間的な出力が得ら
れ、道路状況の判断を大きく誤ることがない。Further, with the adoption of the hierarchical neural network NN, there is an advantage that an interpolative recognition result can be obtained in a transient road condition. That is, when the road conditions change, for example, in a transitional state where traffic congestion starts from normal driving on a city road, an intermediate output between the two road conditions is obtained, and the determination of the road conditions is greatly erroneous. There is no.
また、本実施例では、運転者のアクセル操作やブレー
キのオンオフ操作等のデータに関し、10[msec]毎に更
新される時系列データの10秒間分(各データについて各
々1000点)を用いているので、認識の精度が極めて高い
という利点がある。In this embodiment, 10 seconds of time-series data (1000 points for each data) updated every 10 [msec] is used for data such as the accelerator operation and the brake on / off operation of the driver. Therefore, there is an advantage that recognition accuracy is extremely high.
ここで上記実施例では、ニューラルネットNNへの入力
データとして、時系列データTDmを用いるように構成し
たが、例えば車速データV,アクセル操作量データACC等
の所定時間(本実施例では100[msec])の平均値を求
め、これを入力データとしてニューラルネットNNに入力
するようにしてもよい。そしてこの場合には、上記実施
例の効果に加えて、データの平均化によりニューラルネ
ットNNへの入力データ数の低減を図ることができ、装置
構成の簡略化、処理速度の向上といった効果を得ること
ができる。また、平均値をとることにより、入力データ
に重畳されたノイズに対して強くなり、誤認識の可能性
を低減することができる。Here, in the above embodiment, the time series data TDm is used as the input data to the neural network NN. However, for example, the vehicle speed data V, the accelerator operation amount data ACC, and the like for a predetermined time (100 [msec. ]) May be obtained and input to the neural network NN as input data. In this case, in addition to the effects of the above-described embodiment, the number of input data to the neural network NN can be reduced by averaging the data, and the effects such as simplification of the device configuration and improvement of the processing speed can be obtained. be able to. Further, by taking the average value, it becomes strong against noise superimposed on the input data, and the possibility of erroneous recognition can be reduced.
またニューラルネットNNへの入力データとして、車速
データV,アクセル操作量データACC,操舵角Hの所定時間
内の変化量とブレーキスイッチ18のオン・オフ操作回数
とを求め、これをにゅらるネットNNに入力するようにし
てもよい。そしてこの場合には、上記実施例の効果に加
えて、データの変化量を扱うことによるニューラルネッ
トNNへの入力データ量の低減を図ることができ、装置構
成の簡略化、処理速度の向上といった効果を得ることが
できる。また、変化を抽出することにより、道路状況の
変化の認識を応答性良く行なうことが可能となる。Further, as input data to the neural network NN, a vehicle speed data V, an accelerator operation amount data ACC, a change amount of the steering angle H within a predetermined time, and the number of times of turning on / off the brake switch 18 are obtained. You may make it input into NN. In this case, in addition to the effects of the above embodiment, it is possible to reduce the amount of input data to the neural network NN by handling the amount of change in data, thereby simplifying the device configuration and improving the processing speed. The effect can be obtained. Further, by extracting the change, it becomes possible to recognize the change in the road condition with good responsiveness.
また上記実施例では、ニューラルネットNNにより認識
する道路状況として、市街地路,高速道路,登坂道路,
渋滞道路,及び雪上路の5種を設定したが、認識する道
路状況としては例えば、雪上路と氷上路,或は山岳路の
上りと下り、と入ったように更に細分化してもよい。Further, in the above embodiment, the road conditions recognized by the neural network NN include an urban road, an expressway, an uphill road,
Although five types of traffic congestion roads and snowy roads are set, road conditions to be recognized may be further subdivided into, for example, snowy roads and icy roads or mountain roads going up and down.
[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の車両用道路状況認識装
置によれば、道路状況を車速やアクセル操作量,ブレー
キのオンオフ,ハンドル操舵角等、車両の走行状態を表
わすパラメータをもとに認識するために、極めて高速に
道路状況を認識することができるという優れた効果を奏
する。また、ニューラルネットを用いているので、基本
的に道路認識の判断基準をルール化する必要がなく、判
断基準の妥当性の検討の必要がなく、認識装置の開発の
短期化を図ることができる。更に外部から現在走行中の
道路状況を指定することにより、ニューラルネットの各
層間における各ユニット間の結合の強さを学習させるこ
とができるため、道路状況の認識誤差を補正して、道路
状況の認識精度を向上することもできる。また更に、画
像認識に基づく装置のように撮像器を用いる必要がな
く、車両の制御用信号をそのまま流用することもできる
ため、システムの簡素化を図ることができる。従って、
装置のコストダウンにも寄与する。[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the vehicle road condition recognition device of the present invention, the road condition is represented by parameters representing the running state of the vehicle, such as vehicle speed, accelerator operation amount, brake on / off, and steering angle. Therefore, there is an excellent effect that the road condition can be recognized at a very high speed. In addition, since the neural network is used, there is basically no need to formulate a criterion for determining road recognition, there is no need to examine the validity of the criterion, and the development of a recognition device can be shortened. . Furthermore, since the strength of the connection between the units between the layers of the neural network can be learned by designating the current road condition from the outside, the recognition error of the road condition is corrected and the road condition is corrected. The recognition accuracy can be improved. Further, it is not necessary to use an image pickup device as in an apparatus based on image recognition, and the control signal of the vehicle can be diverted as it is, so that the system can be simplified. Therefore,
It also contributes to cost reduction of the equipment.
第1図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
2図は本発明の一実施例としての車両用道路状況認識装
置の概略構成図、第3図は道路状況認識回路の機能を説
明するブロック図、第4図は入力される時系列データと
ニューラルネットNNとの関係を示す説明図、第5図は道
路状況認識回路で実行される道路状況認識処理を表わす
フローチャート、第6図は道路状況の認識結果を利用し
て制御されるスロットル開度の制御特性を示すグラフ、
である。 M1……走行データ出力手段 M2,NN……ニューラルネット M3……道路状況入力手段、M4……学習手段 Im……入力ユニット、Mn……中間ユニット Op……出力ユニット TDSi……時系列データ展開部 GS……学習制御部、GH……学習信号発生部 7……道路状況認識回路、9……セレクトスイッチ 11……アクセルセンサ、14……操舵角センサ 18……ブレーキスイッチ、19……車速センサFIG. 1 is a block diagram illustrating a basic configuration of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a vehicle road condition recognition device as one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between input time-series data and the neural network NN. FIG. 5 is a flowchart showing a road situation recognition process executed by a road situation recognition circuit. Is a graph showing the control characteristics of the throttle opening controlled using the recognition result of the road condition,
It is. M1… running data output means M2, NN… neural network M3… road condition input means, M4… learning means Im… input unit, Mn… intermediate unit Op… output unit TDSi… time series data expansion Unit GS: Learning control unit, GH: Learning signal generation unit 7: Road condition recognition circuit, 9: Select switch 11: Accelerator sensor, 14, Steering angle sensor 18: Brake switch, 19: Vehicle speed Sensor
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−255576(JP,A) 特開 昭61−220971(JP,A) 特開 昭64−82133(JP,A) 特開 平1−232464(JP,A) 特開 平1−271888(JP,A) 特開 平1−320565(JP,A) 実開 昭63−135214(JP,U) 実開 昭63−168813(JP,U) 実開 昭60−193829(JP,U)Continuation of the front page (56) References JP-A-60-255576 (JP, A) JP-A-61-220971 (JP, A) JP-A-64-82133 (JP, A) JP-A-1-232464 (JP) JP-A-1-271888 (JP, A) JP-A-1-320565 (JP, A) JP-A-63-214214 (JP, U) JP-A-63-168813 (JP, U) JP-A 60-193829 (JP, U)
Claims (1)
類された複数の道路状況のひとつとして認識する車両用
道路状況認識装置であって、 車両の走行状態を反映した複数のパラメータを検出し、
各パラメータ毎にデータを出力する走行データ出力手段
と、 該各パラメータの各データの各々を入力する入力ユニッ
トの集合である入力層,該入力層の各入力ユニットと少
なくとも一部が結合された複数の中間ユニットの集合で
ある中間層,及び該複数の中間ユニットの少なくとも一
部と結合され上記複数の道路状況に対応して設けられた
出力ユニットの集合である出力層からなるニューラルネ
ットと、 外部から現在走行中に道路状況を指定するための道路状
況入力手段と、 該道路状況入力手段を介して現在走行中の道路状況が指
定されると、上記ニューラルネットの出力層の各ユニッ
トからの出力が上記指定された道路状況を表わす所望の
出力となるように上記各層間における各ユニット間の結
合の強さを算出する学習手段と、 を備えたことを特徴とする車両用道路状況認識装置。1. A vehicular road condition recognition device for recognizing a road condition on which a vehicle is traveling as one of a plurality of pre-classified road conditions. Detect
Driving data output means for outputting data for each parameter; an input layer which is a set of input units for inputting each of the data of each parameter; a plurality of input units at least partially connected to each input unit of the input layer A neural network consisting of an intermediate layer, which is a set of intermediate units, and an output layer, which is a set of output units coupled to at least a part of the plurality of intermediate units and provided for the plurality of road conditions; A road condition input means for designating a road condition during the current traveling from the vehicle. When a road condition currently traveling is designated via the road condition input means, an output from each unit of the output layer of the neural network is output. Learning means for calculating the strength of the connection between the units between the layers so that the desired output representing the specified road condition is obtained. A road condition recognition device for a vehicle, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6029689A JP2751341B2 (en) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | Road condition recognition device for vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6029689A JP2751341B2 (en) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | Road condition recognition device for vehicles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02238599A JPH02238599A (en) | 1990-09-20 |
| JP2751341B2 true JP2751341B2 (en) | 1998-05-18 |
Family
ID=13138060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6029689A Expired - Lifetime JP2751341B2 (en) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | Road condition recognition device for vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2751341B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08277742A (en) * | 1996-03-15 | 1996-10-22 | Hitachi Ltd | Car control equipment |
| JP2007280407A (en) * | 2007-05-01 | 2007-10-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Traffic terminal device and accident detection system |
| KR101468871B1 (en) * | 2013-04-23 | 2014-12-04 | 메티스정보주식회사 | Road network data generation method and apparatus performing the same |
| WO2020006641A1 (en) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | Eagle Aerospace Ltd. | Adaptive braking and directional control system (abadcs) |
| CN113786297A (en) * | 2021-08-04 | 2021-12-14 | 苏州智栩医疗科技有限公司 | Self-stabilizing ambulance bed system |
-
1989
- 1989-03-13 JP JP6029689A patent/JP2751341B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02238599A (en) | 1990-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10632985B2 (en) | Hybrid vehicle and method of predicting driving pattern in the same | |
| KR100362604B1 (en) | Controlling apparatus and method of automobile | |
| JP3477015B2 (en) | Inter-vehicle distance control device | |
| JP3521691B2 (en) | Vehicle travel control device | |
| KR101838512B1 (en) | Hybrid vehicle and method of controlling charge mode | |
| US20110071712A1 (en) | Driving power control apparatus for vehicle and method for controlling vehicle | |
| CN115140046B (en) | Vehicle control method, system, vehicle controller and cloud server | |
| KR20180116648A (en) | Hybrid vehicle and method of controlling engine | |
| JPH1089118A (en) | Method of controlling drive system of automobile and integrated drive system controller | |
| JP2016182887A (en) | Travel control device and travel control method | |
| CN111376911A (en) | Vehicle and driving style self-learning method and device thereof | |
| JP2751341B2 (en) | Road condition recognition device for vehicles | |
| JP2000052809A (en) | Abnormal approach prevention device | |
| JPH0650073B2 (en) | Throttle position control device for vehicles with automatic transmission | |
| JP3948409B2 (en) | Vehicle traveling path estimation device | |
| JP2003080970A (en) | Vehicle speed control device | |
| KR20180096117A (en) | Hybrid vehicle and method of controlling engine | |
| JP2751342B2 (en) | Road condition recognition device for vehicles | |
| KR102252916B1 (en) | Hybrid vehicle and method of controlling engine | |
| JP3380642B2 (en) | Vehicle driving force calculation device | |
| JP3008531B2 (en) | Vehicle driving force control device | |
| JP2000038940A (en) | Automotive engine control device | |
| JPH10169765A (en) | Driving direction determination device | |
| JP3896757B2 (en) | Vehicle control method and vehicle control apparatus | |
| JPH06206477A (en) | Control gain change device for automobile control means |