豐田聯合名古屋大學開發V2I型通信控制技術，讓自動駕駛汽車順利匯流

日本名古屋大學與豐田中央研究所的研發小組共同開發了可使自動駕駛汽車順利匯流的V2I（Vehicle to Infrastructure：路車間通信）型通信控制技術。

此次開發的「疑似擾動型通信控制」技術， 在名古屋大學2013年發佈於《Automatica》上的多代理系統汽車編隊的通信控制技術（pp. 2307-2316，2013）的基礎上針對自動駕駛汽車的匯流控制做了名為「疑似擾動」的創新。在創建了V2I環境的車道匯流地點，能在盡量減少對主道行駛車輛影響的同時，順利進行匯流。

通過計算機模擬對該控制技術進行的驗證確認，在有人駕駛時能順利匯流的汽車約為70％，在同樣的交通環境下，利用此次開發的方法進行自動駕駛，幾乎100％的汽車都實現了順利匯流。預計這個結果在實際環境中也能取得良好的效果，將成為實現自動駕駛的主要技術之一。

近年來，設想汽車之間通過通信互聯的交通環境，想通過協調控制汽車順利實現匯流的研究非常多。這些通信方式主要為V2V（車車間通信）和V2I（路車間通信），從安全形度來看，V2I最為理想。不過，以往設想V2I的集中型控制（參考圖1(a)）是從基礎設施向各汽車單獨發送信息，存在通信成本高的問題。因此，本研究提出了通過從基礎設施向所有汽車統一發送單一信息的通信型控制（參考圖1(b)），順利實現匯流的汽車控制方法。這樣可以兼顧安全性和低通信成本。

圖1：V2I通信和控制方式的種類：(a)採用1對1單播通信的集中型控制，(b)統一發送單一信息的通信型控制

此次提出的採用通信通信的方法概要如下。如圖2所示，設想了由人駕駛的手動駕駛汽車與可控制的自動駕駛汽車同時存在的匯流場景。在各個時刻，自動駕駛汽車會將自車的位置和速度等信息發送至全局控制器（基礎設施），全局控制器以這些信息為基礎，通信（發送）某單一信息。然後，各自動駕駛汽車根據通信的信息決定接下來的操作。

這裡有一個重要課題是通信什麼樣的信息，解決這個課題的，就是被稱為疑似擾動的方法。該方法會虛擬創建各自動駕駛汽車接下來要做的操作（加減速）的候選項，並發送至全局控制器。全局控制器通過聚合這些操作候選項，計算匯流場景是否接近理想狀態（能順利匯流的車輛位置與速度的關係）。然後通信計算結果，各車輛判斷自身的操作候選項的對錯，並決定是否採用。通過隨機生成操作候選項，可以毫無遺漏地統計各種操作候選項進行驗證，最終實現順利匯流。

圖2：基於通信型控制的匯流場景概略

圖3是通過計算機模擬對該方法進行驗證的結果。可以確認，隨著利用該方法控制的自動駕駛汽車的比例（RAM）增加，順利匯流的成功率也在增加。所有車輛均為手動駕駛時（RAM=0），順利匯流的成功率只有約70％，而所有車輛都採用該方法控制時（RAM=1），匯流成功率約達到100％。以上結果表明，該方法能在匯流場景下改善交通流動性。

圖3：計算機模擬結果

自動駕駛汽車在所有汽車中的佔比（RAM）越高，順利匯流的成功率越大（多次實施時的平均值與顯示偏差）。主道行駛車輛的數量每小時約為600輛，匯流車道的車輛數量每小時約為400輛（藍色線）、600輛（綠色線）、800輛（紅色線）和1000輛（黃綠色線）。

文 JST客觀日本編輯部

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