特表 2024-504813 ＡＶ挙動テスト用シミュレーション環境の生成

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-01

(54)【発明の名称】ＡＶ挙動テスト用シミュレーション環境の生成

(51)【国際特許分類】

   G06F 11/36 20060101AFI20240125BHJP

   G01M 17/007 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

G06F11/36 184

G06F11/36 196

G01M17/007 B

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023546157

(86)(22)【出願日】2022-01-28

(85)【翻訳文提出日】2023-09-27

(86)【国際出願番号】 EP2022052124

(87)【国際公開番号】W WO2022162190

(87)【国際公開日】2022-08-04

(31)【優先権主張番号】2101237.2

(32)【優先日】2021-01-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521163628

【氏名又は名称】ファイブ、エーアイ、リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＦＩＶＥ ＡＩ ＬＩＭＩＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(74)【代理人】

【識別番号】100152205

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 昌司

(72)【発明者】

【氏名】ラッセル、ダーリング

【テーマコード（参考）】

5B042

【Ｆターム（参考）】

5B042GB08

5B042HH07

5B042HH17

5B042HH49

(57)【要約】

自律走行車をテストするためのシミュレーション環境を生成するためのコンピュータ実装方法は、自己物体と対抗物体との間の動的相互作用を備えるシナリオを生成するステップであり、相互作用が、静的シーン・トポロジに対して規定された、ステップを備える。この方法は、動的相互作用のパラメータを備える動的レイヤおよび静的シーン・トポロジを備える静的レイヤをシミュレータに与えるステップと、マップストアを検索して、静的シーン・トポロジに一致するシーン・トポロジを有するマップにアクセスするステップと、一致するシーン・トポロジを使用して、動的相互作用のシミュレート版を生成するステップと、を備える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自律走行車をテストするためのシミュレーション環境を生成するためのコンピュータ実装方法であって、
自己物体と少なくとも１つの対抗物体との間の動的相互作用を備えるシナリオを生成するステップであり、前記相互作用が、静的シーン・トポロジに対して規定された、ステップと、
前記動的相互作用のパラメータを備える前記シナリオの動的レイヤをシミュレータに与えるステップと、
前記静的シーン・トポロジを備える前記シナリオの静的レイヤを前記シミュレータに与えるステップと、
マップストアを検索して、前記静的シーン・トポロジに一致するシーン・トポロジを有するマップにアクセスするステップと、
前記マップの前記一致するシーン・トポロジを使用して、前記シナリオの前記動的相互作用のシミュレート版を生成するステップと、
を備える、コンピュータ実装方法。

【請求項2】

前記一致するシーン・トポロジが、前記アクセス・マップのマップ・セグメントを備える、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記マップストアを検索するステップが、前記静的シーン・トポロジの１つまたは複数のパラメータを規定するクエリーを受け付けることと、前記１つまたは複数のパラメータに基づいて、前記一致するシーン・トポロジを検索することと、を備える、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

コンピュータ機器のユーザ・インターフェースにおいて、ユーザから前記クエリーを受け付けるステップを備える、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記少なくとも１つのパラメータが、
前記静的シーン・トポロジにおける道路または道路の車線の幅と、
前記静的シーン・トポロジにおける道路の曲率と、
前記静的シーン・トポロジにおける走行可能な経路の長さと、
から選択される、請求項３または４に記載の方法。

【請求項6】

前記少なくとも１つのパラメータが、３次元マップ・シーン・トポロジと一致する静的シーン・トポロジを規定するための３次元パラメータを備える、請求項３または４に記載の方法。

【請求項7】

前記クエリーが、前記マップにおけるシーン・トポロジが前記静的シーン・トポロジに一致するかを判定するための少なくとも１つの閾値を規定する、請求項３、４、または請求項３に従属する場合の請求項５もしくは６に記載の方法。

【請求項8】

前記シナリオを生成するステップが、
前記静的シーン・トポロジの画像をコンピュータ機器のディスプレイにレンダリングすることと、
ユーザ入力を受け付けるための一組の入力フィールドを備え、自己物体に対する対抗物体の相互作用をパラメータ化するための物体編集ノードを前記ディスプレイにレンダリングすることと、
前記自己物体に対する前記対抗物体の少なくとも１つの時間制約または関係制約を規定する入力を用いて前記物体編集ノードの前記入力フィールドに受け付けることであり、前記少なくとも１つの時間制約または関係制約が、前記自己物体と前記対抗物体との間の規定の相互作用段階の相互作用点を規定する、受け付けることと、
前記一組の制約および規定の相互作用段階を前記コンピュータ機器のコンピュータ・メモリ中の相互作用コンテナに格納することと、
前記相互作用点において前記静的シーン・トポロジ上で実行された前記規定の相互作用段階を備える前記シナリオを生成することと、
を備える、請求項１から７のいずれかに記載の方法。

【請求項9】

所定のシーン・トポロジのライブラリから前記静的シーン・トポロジを選択するステップと、
前記選択したシーン・トポロジを前記ディスプレイにレンダリングするステップと、
を備える、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記静的シーン・トポロジが、少なくとも１つの走行可能な車線を伴う道路レイアウトを備える、請求項１から９のいずれかに記載の方法。

【請求項11】

前記シナリオの前記動的相互作用の前記シミュレート版をコンピュータ機器のディスプレイにレンダリングするステップを備える、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。

【請求項12】

各シーン・トポロジが、トポロジ識別子を有し、車線識別子と関連付けられた少なくとも１つの走行可能な車線を有する道路レイアウトを規定する、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。

【請求項13】

挙動が、その関連する車線識別子により識別された前記走行可能な車線に対して規定された、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

一連のコンピュータ実行可能命令を備えるコンピュータ・プログラムを保持するコンピュータ・メモリと、
実行された場合に、請求項１から１３のいずれかに記載の方法のステップを実行する前記コンピュータ・プログラムを実行するように構成されたプロセッサと、
を備えるコンピュータ機器。

【請求項15】

一致するシーン・トポロジを決定するためのクエリーを受け付けるように構成されたユーザ・インターフェースを備える、請求項１４に記載のコンピュータ機器。

【請求項16】

ディスプレイを備え、前記プロセッサが、前記シミュレート版を前記ディスプレイにレンダリングするように構成された、請求項１４または１５に記載のコンピュータ機器。

【請求項17】

複数のマップが格納されたマップ・データベースに接続された、請求項１４から１６のいずれかに記載のコンピュータ機器。

【請求項18】

１つまたは複数のプロセッサにより実行された場合に、請求項１から１３のいずれかに記載の方法を実行するコンピュータ可読命令が格納された一過性または非一過性のコンピュータ可読媒体。

【請求項19】

自律走行車の挙動をテストするためのシミュレーション環境において実行されるシナリオを生成するコンピュータ実装方法であって、
コンピュータ・ストアにアクセスして、前記コンピュータ・ストアに保持され、それぞれがトポロジ識別子を有するとともに、車線識別子と関連付けられた少なくとも１つの走行可能な車線を有する道路レイアウトを規定する複数のシーン・トポロジのうちの１つを読み出すステップと、
グラフィカル・ユーザ・インターフェースにおいて、前記シナリオにおいてインスタンス化される自己車両およびその挙動を規定する第１の一組のパラメータを受信するステップであり、前記挙動が、前記道路レイアウトの走行可能な車線に対して規定され、前記走行可能な車線が、その関連する車線識別子により識別される、ステップと、
前記グラフィカル・ユーザ・インターフェースにおいて、前記シナリオにおいてインスタンス化される対抗車両を規定する第２の一組のパラメータを受信するステップであり、前記第２の一組のパラメータが、前記自己車両に対する相互作用点において前記対抗車両による動作を規定し、前記動作が、その車線識別子により識別された走行可能な車線に対して規定される、ステップと、
シミュレーション環境において実行されるシナリオを生成するステップであり、前記シナリオが、前記自己車両および前記対抗車両をそれぞれインスタンス化するための前記第１および第２の一組のパラメータならびに前記読み出したシーン・トポロジを備える、ステップと、
を備える、コンピュータ実装方法。

【請求項20】

一連のコンピュータ実行可能命令を備えるコンピュータ・プログラムを保持するコンピュータ・メモリと、
実行された場合に、請求項１９に記載の方法のステップを実行する前記コンピュータ・プログラムを実行するように構成されたプロセッサと、
を備えるコンピュータ機器。

【請求項21】

１つまたは複数のプロセッサにより実行された場合に、請求項１９に記載の方法を実行するコンピュータ可読命令が格納された一過性または非一過性のコンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、自律走行車の挙動をテストするためのシミュレーション環境に使用するシナリオの生成に関する。

【背景技術】

【0002】

自律走行車の分野は、大規模かつ急速に発展している。自律走行車は、人間による挙動制御のない動作を可能にするセンサおよび制御システムが搭載された車両である。自律走行車は、たとえばカメラ、ＲＡＤＡＲ、およびＬｉＤＡＲを含むセンサ等、物理的環境の認識を可能にするセンサが搭載されている。また、自律走行車は、センサから受信されたデータの処理およびセンサにより認識された状況に基づく安全かつ予測可能な決定を行い得る好適にプログラムされたコンピュータが搭載されている。また、特定の自律走行車またはある種の自律走行車に搭載されたセンサおよび制御システムの挙動をテストするためのさまざまな局面が存在する。

【0003】

センサ処理は、現実世界の物理的設備において評価されるようになっていてもよい。同様に、自律走行車の制御システムは、たとえば既知のテスト経路の繰り返し走行または予測不可能な状況もしくは未知の状況を管理するための人間を乗せた状態での経路の走行により、物理的世界においてテストされるようになっていてもよい。

【0004】

物理的世界でのテストは、自律走行車が安全かつ予測可能な決定を下す能力のテストにおいて、今後も重要な因子となる。ただし、物理的世界でのテストは、高価で時間がかかる。そこで、シミュレート環境を使ったテストへの依存が強まっている。シミュレート環境におけるテストが増える場合、このような環境は、現実世界のシナリオを可能な限り反映可能であることが望ましい。自律走行車は、人間の運転者が運転し得るのと同じ多種多様な状況において動作する設備を有する必要がある。このような状況は、高水準の予測不可能性を包含し得る。

【0005】

走行中に遭遇する可能性のあるすべてのシナリオにおける自律走行車の挙動のテストを物理的なテストから実現するのは不可能である。テスト結果が自律走行車の潜在的な現実挙動を表すという確信を与えるように、このようなテストを提供し得るシミュレーション環境の生成にますます多くの注目が寄せられている。

【0006】

シミュレーション環境における効果的なテストのため、テスト対象の自律走行車（自己車両）は、任意の瞬間の位置を把握し、（シミュレート・センサ入力に基づいて）その状況を理解し、事前にプログラムされた目的地に達するための環境のナビゲート方法に関する安全かつ予測可能な決定を下すことができる。

【0007】

シミュレーション環境は、変化する可能性がある現実世界の因子を表し得ることが必要である。これには、気象条件、道路の種類、道路構造、道路レイアウト、分岐点の種類等を含み得る。自己車両の動作に影響を及ぼし得る因子は数多く存在することから、このリストは網羅的ではない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本開示は、自己車両が動作することになるシミュレーション環境における動作主体の挙動のシミュレーションにおいて生じ得る特定の課題に対処する。このような動作主体は、他の車両であってもよいが、歩行者、動物、自転車等、他の種類の動作主体も可能である。

【0009】

シミュレータは、好適なコンピュータにより実行された場合に、物理的な同等品の構築およびテストに先立って、センサ搭載車両の制御モジュールの開発およびシミュレーションにおけるテストを可能にするコンピュータ・プログラムである。シミュレータは、自律走行車が搭載し得る各種センサをモデル化するセンサ・シミュレーション・システムを提供する。また、シミュレータは、自動走行車が動作し得る物理的環境を反映する３次元環境モデルを提供する。３Ｄ環境モデルは、少なくとも自律走行車の動作が意図される道路網と、環境中の他の動作主体と、を規定する。自己車両の挙動のモデル化に加えて、これらの動作主体の挙動もモデル化される必要がある。

【0010】

シミュレータは、テスト・シナリオを生成する（または、提供されたシナリオを取り扱う）。上記説明の通り、自己車両がテストされ得る多くの異なるシナリオをシミュレータが生成可能であることが重要な理由が存在する。このようなシナリオは、動作主体の異なる挙動を含み得る。自律走行車が応答する必要のある各決定に含まれる因子が多数であること、および、これらの決定に課される他の要件（２つの例として、安全および快適性等）が多いことは、テストが必要なすべての状況ごとにシナリオを書くことが不可能であることを意味する。それにも関わらず、シミュレータが可能な限り多くのシナリオを効率的に提供できるようにする試みと、このようなシナリオを現実の世界に確実に近づけようとする試みと、が必要である。シミュレーションにおいて行われるテストが、対応する物理的世界環境において生成される出力に忠実な出力を生成しないのであれば、シミュレーションの価値は著しく減じられる。

【0011】

シナリオは、実生活の走行において記録されたライブ・シーンから生成されるようになっていてもよい。このようなシーンをマークして、実際の走行経路を識別し、シミュレーションに使用することが可能と考えられる。テスト生成システムは、たとえば既存のシナリオから要素（道路レイアウトおよび動作主体の挙動等）を取得し、他のシナリオと組み合わせることによって、新たなシナリオを生成することができる。この追加または代替として、シナリオがランダムに生成されるようになっていてもよい。

【0012】

ただし、特定の複数組の因子がテスト用に生成され得るように、特定の状況に対してシナリオを調整する必要性が増している。そして、このようなシナリオが動作主体の挙動を規定し得るのが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本開示の一態様は、このような課題に対処する。

【0014】

本発明の一態様によれば、自律走行車をテストするためのシミュレーション環境を生成するためのコンピュータ実装方法であって、
自己物体と少なくとも１つの対抗物体との間の動的相互作用を含むシナリオを生成するステップであり、相互作用が、静的シーン・トポロジに対して規定された、ステップと、
動的相互作用のパラメータを備えるシナリオの動的レイヤをシミュレータに与えるステップと、
静的シーン・トポロジを備えるシナリオの静的レイヤをシミュレータに与えるステップと、
マップストアを検索して、静的シーン・トポロジに一致するシーン・トポロジを有するマップにアクセスするステップと、
マップの一致するシーン・トポロジを使用して、シナリオの動的相互作用のシミュレート版を生成するステップと、
を備える、コンピュータ実装方法が提供される。

【0015】

生成されるシナリオは、抽象的なシナリオと考えられる。このようなシナリオは、たとえば英国特許出願第２１０１２３３．１号に記載の編集ツールを使って、ユーザにより生成されるようになっていてもよく、その内容が参照として組み込まれる。生成されるシミュレート版は、具体的なシナリオと考えられる。ある抽象的なシナリオは、同じ抽象的なシナリオに基づく複数の具体的なシナリオの生成を可能にし得ることが明らかであろう。具体的な各シナリオは、他の具体的なシナリオとさまざまに異なり得るように、マップストアからアクセスされる異なるシーン・トポロジを使用するようにしてもよい。ただし、抽象的なシナリオの生成者により規定された特徴は、具体的なシナリオにおいても保持されることになる。これらの特徴は、たとえば相互作用が起こる時間または相互作用が起こる状況に関連していてもよい。いくつかの実施形態において、一致するシーン・トポロジは、アクセス・マップのマップ・セグメントを備える。

【0016】

いくつかの実施形態において、マップストアを検索するステップは、静的シーン・トポロジの１つまたは複数のパラメータを規定するクエリーを受け付けることと、１つまたは複数のパラメータに基づいて、一致するシーン・トポロジを検索することと、を備える。

【0017】

いくつかの実施形態において、この方法は、コンピュータ機器のユーザ・インターフェースにおいて、ユーザからクエリーを受け付けるステップを備える。

【0018】

いくつかの実施形態において、少なくとも１つのパラメータは、
静的シーン・トポロジにおける道路または道路の車線の幅と、
静的シーン・トポロジにおける道路の曲率と、
静的シーン・トポロジにおける走行可能な経路の長さと、
から選択される。

【0019】

いくつかの実施形態において、少なくとも１つのパラメータは、３次元マップ・シーン・トポロジと一致する静的シーン・トポロジを規定するための３次元パラメータを備える。

【0020】

いくつかの実施形態において、クエリーは、マップにおけるシーン・トポロジが静的シーン・トポロジに一致するかを判定するための少なくとも１つの閾値を規定する。

【0021】

いくつかの実施形態において、シナリオを生成するステップは、
静的シーン・トポロジの画像をコンピュータ機器のディスプレイにレンダリングすることと、
ユーザ入力を受け付けるための一組の入力フィールドを備え、自己物体に対する対抗物体の相互作用をパラメータ化するための物体編集ノードをディスプレイにレンダリングすることと、
自己物体に対する対抗物体の少なくとも１つの時間制約または関係制約を規定する入力を用いて物体編集ノードの入力フィールドに受け付けることであり、少なくとも１つの時間制約または関係制約が、自己物体と対抗物体との間の規定の相互作用段階の相互作用点を規定する、受け付けることと、
一組の制約および規定の相互作用段階をコンピュータ機器のコンピュータ・メモリ中の相互作用コンテナに格納することと、
相互作用点において静的シーン・トポロジ上で実行された規定の相互作用段階を備えるシナリオを生成することと、
を備える。

【0022】

いくつかの実施形態において、この方法は、所定のシーン・トポロジのライブラリから静的シーン・トポロジを選択するステップと、選択したシーン・トポロジをディスプレイにレンダリングするステップと、を備えていてもよい。

【0023】

いくつかの実施形態において、静的シーン・トポロジは、少なくとも１つの走行可能な車線を伴う道路レイアウトを備える。

【0024】

いくつかの実施形態において、この方法は、シナリオの動的相互作用のシミュレート版をコンピュータ機器のディスプレイにレンダリングするステップを備える。

【0025】

いくつかの実施形態において、各シーン・トポロジは、トポロジ識別子を有し、車線識別子と関連付けられた少なくとも１つの走行可能な車線を有する道路レイアウトを規定する。

【0026】

いくつかの実施形態において、挙動は、その関連する車線識別子により識別された走行可能な車線に対して規定される。

【0027】

本発明の別の態様によれば、
一連のコンピュータ実行可能命令を備えるコンピュータ・プログラムを保持するコンピュータ・メモリと、
実行された場合に、上記方法の任意の実施形態のステップを実行するコンピュータ・プログラムを実行するように構成されたプロセッサと、
を備えるコンピュータ機器が提供される。

【0028】

いくつかの実施形態において、このコンピュータ機器は、一致するシーン・トポロジを決定するためのクエリーを受け付けるように構成されたユーザ・インターフェースを備える。

【0029】

いくつかの実施形態において、このコンピュータ機器は、ディスプレイを備え、プロセッサは、シミュレート版をディスプレイにレンダリングするように構成されている。

【0030】

いくつかの実施形態において、このコンピュータ機器は、複数のマップが格納されたマップ・データベースに接続されている。

【0031】

本発明の別の態様によれば、１つまたは複数のプロセッサにより実行された場合に、上述の方法の任意の実施形態を実行するコンピュータ可読命令が格納された一過性または非一過性のコンピュータ可読媒体が提供される。

【0032】

本発明の別の態様は、自律走行車の挙動をテストするためのシミュレーション環境において実行されるシナリオを生成するコンピュータ実装方法であって、
コンピュータ・ストアにアクセスして、コンピュータ・ストアに保持され、それぞれがトポロジ識別子を有するとともに、車線識別子と関連付けられた少なくとも１つの走行可能な車線を有する道路レイアウトを規定する複数のシーン・トポロジのうちの１つを読み出すステップと、
グラフィカル・ユーザ・インターフェースにおいて、シナリオにおいてインスタンス化される自己車両およびその挙動を規定する第１の一組のパラメータを受信するステップであり、挙動が、道路レイアウトの走行可能な車線に対して規定され、走行可能な車線が、その関連する車線識別子により識別される、ステップと、
グラフィカル・ユーザ・インターフェースにおいて、シナリオにおいてインスタンス化される対抗車両を規定する第２の一組のパラメータを受信するステップであり、第２の一組のパラメータが、自己車両に対する相互作用点において対抗車両による動作を規定し、動作が、その車線識別子により識別された走行可能な車線に対して規定される、ステップと、
シミュレーション環境において実行されるシナリオを生成するステップであり、シナリオが、自己車両および対抗車両をそれぞれインスタンス化するための第１および第２の一組のパラメータならびに読み出したシーン・トポロジを備える、ステップと、
を備える、コンピュータ実装方法を提供する。

【0033】

本発明のさらに別の態様によれば、自律走行車の挙動をテストするためのシミュレーション環境において実行されるシナリオを生成するコンピュータ実装方法であって、
コンピュータ・ストアにアクセスして、コンピュータ・ストアに保持され、それぞれがトポロジ識別子を有するとともに、車線識別子と関連付けられた少なくとも１つの走行可能な車線を有する道路レイアウトを規定する複数のシーン・トポロジのうちの１つを読み出すステップと、
グラフィカル・ユーザ・インターフェースにおいて、シナリオにおいてインスタンス化される自己車両およびその挙動を規定する第１の一組のパラメータを受信するステップであり、挙動が、道路レイアウトの走行可能な車線に対して規定され、走行可能な車線が、その関連する車線識別子により識別される、ステップと、
グラフィカル・ユーザ・インターフェースにおいて、シナリオにおいてインスタンス化される対抗車両を規定する第２の一組のパラメータを受信するステップであり、第２の一組のパラメータが、自己車両に対する相互作用点において対抗車両による動作を規定し、動作が、その車線識別子により識別された走行可能な車線に対して規定される、ステップと、
シミュレーション環境において実行されるシナリオを生成するステップであり、シナリオが、自己車両および対抗車両をそれぞれインスタンス化するための第１および第２の一組のパラメータならびに読み出したシーン・トポロジを備える、ステップと、
を備える、コンピュータ実装方法が提供される。

【0034】

本発明のさらに別の態様によれば、
一連のコンピュータ実行可能命令を備えるコンピュータ・プログラムを保持するコンピュータ・メモリと、
実行された場合に、上述の方法のステップを実行するコンピュータ・プログラムを実行するように構成されたプロセッサと、
を備えるコンピュータ機器が提供される。

【0035】

本発明の別の態様によれば、１つまたは複数のプロセッサにより実行された場合に、上述の方法を実行するコンピュータ可読命令が格納された一過性または非一過性のコンピュータ可読媒体が提供される。

【0036】

以下、本発明をより深く理解するとともに、本発明が実施され得る方法を示すため、添付の図面が一例として参照される。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】３台の車両を含むシミュレーションの相互作用空間を示した図である。

【図2】動作主体の車両により実行されるカットイン操作のグラフィック表現を示した図である。

【図3】動作主体の車両により実行されるカットアウト操作のグラフィック表現を示した図である。

【図4】動作主体の車両により実行されるスローダウン操作のグラフィック表現を示した図である。

【図5】シナリオ構築器を実装したコンピュータの高度模式ブロック図である。

【図6】自律走行車のランタイム・スタックの高度模式ブロック図である。

【図7】シミュレーション中の自律走行車の性能に対するテスト・パイプラインの高度模式ブロック図である。

【図8】例示的なカットイン操作の場合の進路のグラフィック表現を示した図である。

【図9a】本発明の第１の実施形態に係る、シミュレーション環境の動的レイヤを設定するための第１の例示的なユーザ・インターフェースを示した図である。

【図9b】本発明の第２の実施形態に係る、シミュレーション環境の動的レイヤを設定するための第２の例示的なユーザ・インターフェースを示した図である。

【図10a】図９ａにおいて設定され、ＴＶ１ノードが選択された例示的な動的レイヤのグラフィック表現を示した図である。

【図10b】図９ａにおいて設定され、ＴＶ２ノードが選択された例示的な動的レイヤのグラフィック表現を示した図である。

【図11】図９ａにおいて設定され、ノードが選択されていない動的レイヤのグラフィック表現を示した図である。

【図12】シミュレーション環境の動的レイヤがパラメータ化され得る包括的なユーザ・インターフェースを示した図である。

【図13】シミュレーション環境の静的レイヤがパラメータ化され得る例示的なユーザ・インターフェースを示した図である。

【図14a】図９ｂにおいてパラメータ化されたシナリオの動的な視覚化を可能にして制御するように構成された機能を備える例示的なユーザ・インターフェースであって、最初の操作の開始時のシナリオを示した図である。

【図14b】図１４ａと同じ例示的なユーザ・インターフェースであって、図１４ａのインスタンスから時間が経過し、パラメータ化車両が移動して当該時間後の新たな位置を反映しており、パラメータ化操作中のシナリオを示した図である。

【図14c】図１４ａおよび図１４ｂと同じ例示的なユーザ・インターフェースであって、図１４ｂのインスタンスから時間が経過し、パラメータ化車両が移動して当該時間後の新たな位置を反映しており、パラメータ化操作の終了時のシナリオを示した図である。

【図15a】システムがマップ上のパラメータ化道路レイアウトのすべてのインスタンスを認識するプロセスの高度模式図である。

【図15b】図１５ａにより表されたプロセスにおいてマップ上に識別されるパラメータ化道路レイアウトのインスタンスを青いオーバーレイが表すマップを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

シミュレート環境における自己車両の挙動のテストに使用され得るシナリオを規定する必要がある。シナリオは、自己車両が制御されないオフラインモードで規定および編集された後、後述のテスト・パイプライン７２００の次段階におけるテストのためエクスポートされる。

【0039】

シナリオは、道路レイアウト中の１つまたは複数の経路に沿って進行する１つまたは複数の主体（動作主体と称される場合もある）を備える。道路レイアウトは、走行シーンにおいて起こり得る任意の特徴を表すために本明細書で使用される用語であり、特に、車両がシミュレーション中に進行することを意図される少なくとも１つの軌道を含む。当該軌道は、道路、車線、またはその他任意の走行可能な経路であってもよい。道路レイアウトは、主体がインスタンス化される画像として編集されるシナリオにおいて表示される。本発明の実施形態によれば、道路レイアウト（または、他のシーン・トポロジ）は、シーン・トポロジのデータベースからアクセスされる。道路レイアウトには車線等が規定され、シナリオにレンダリングされる。シナリオは、シーン中で動作する自己車両の視点から視認される。シーン中の他の主体は、自転車運転者および歩行者等の非自己車両または他の道路ユーザを備え得る。シーンは、環状交差点または分岐点等の１つまたは複数の道路特徴を備え得る。これらの主体は、実生活の走行状況において自己車両により遭遇される現実世界のエンティティを表すことが意図される。本明細書によれば、ユーザは、シナリオ編集器における実行の後にシミュレートされ得る上記主体と自己車両との間の相互作用を生成可能となる。

【0040】

本明細書は、シナリオを生成して、自己車両をテストするための大きな検証集合を取得するための方法およびシステムに関する。本明細書に記載のシナリオ生成方式によれば、シナリオのより便利なパラメータ化および探索が可能になる上、シナリオの閉ループ再利用が可能になる。

【0041】

本システムにおいて、シナリオは、一組の相互作用として記載される。各相互作用は、シーンの動作主体とシーンの静的トポロジとの間で相対的に規定される。各シナリオは、ディスプレイ上でユーザに提示される環境の視覚化において静的物体をレンダリングするための静的レイヤと、環境中の移動主体の運動を制御するための動的レイヤと、を備え得る。なお、本明細書においては、用語「主体（ａｇｅｎｔ）」および「動作主体（ａｃｔｏｒ）」が同義で使用される場合もある。

【0042】

各相互作用は、動作主体と静的トポロジとの間で相対的に記載される。なお、この背景において、自己車両は、動的な動作主体と考えられる。相互作用には、別の動作主体または静的トポロジに対して実行される操作または挙動を含む。

【0043】

本文脈において、用語「挙動（ｂｅｈａｖｉｏｕｒ）」は、以下のように解釈され得る。挙動は、エンティティ（シーン中の動作主体等）を伴う。より高水準の目標を所与として、挙動は、所与の目標に向かってエンティティを進める操作を対話形式で行う。たとえば、シーン中の動作主体は、車線追従（Ｆｏｌｌｏｗ Ｌａｎｅ）目標および適当な挙動モデルを与えられ得る。動作主体は、（編集器において生成されたシナリオおよび結果としてのシミュレーションにおいて）当該目標を実現しようとすることになる。

【0044】

挙動は、ユーザが知能をシナリオに与えてより現実的なシナリオを得られるようにし得る不透明な抽象化と見なされ得る。一組の相互作用としてシナリオを規定することにより、本システムは、複数の動作主体が能動的な挙動と協働して、交通モデルのような閉ループ挙動ネットワークを生成できるようにする。

【0045】

本文脈において、用語「操作（ｍａｎｏｅｕｖｒｅ）」は、エンティティがその挙動モデルに従う特定の目標を実現するために示し得る具体的な物理的動作と考えられる。

【0046】

相互作用には、２つ以上および／または１つの動作主体と静的シーンとの間で相対的に発生する条件および目標を伴う具体的な操作（または、一組の操作）／挙動を含む。

【0047】

本システムの特徴によれば、相互作用は、時相論理を用いて事後的に評価され得る。相互作用は、本明細書において詳細に説明される通り、シナリオを並べるための再利用可能な論理ブロックと見なされ得る。

【0048】

相互作用の概念を使用することにより、特定のシナリオにとって重要な相互作用の「臨界経路」を規定することができる。シナリオは、パラメータが規定され得る抽象化の全範囲を有し得る。これらの抽象的なシナリオの変形がシナリオ・インスタンスと称される。

【0049】

シナリオ・パラメータは、シナリオまたはシナリオ中の相互作用を規定するのに重要である。本システムは、如何なるシナリオ値のパラメータ化をも可能にする。相互作用を説明する場合に本明細書にて別途論じられる通り、シナリオである値が予想される場合は、互換性のあるパラメータ型および適当な制約によってパラメータが規定され得る。

【0050】

本明細書に記載の概念の具体的な一例を説明するため、図１が参照される。車線Ｌ１上には、自己車両ＥＶがインスタンス化されている。また、対抗動作主体ＴＶ１がインスタンス化され、所望のシナリオによれば、自己車両ＥＶに対してカットインすることが意図される。図１に示される相互作用は、対抗動作主体ＴＶ１が自己車両ＥＶに対して特定の関係制約を実現する場合に生じるカットイン操作を規定することである。図１において、関係制約は、自己車両に対して点線ｄｘ０により示される横方向距離（ｄｙ０）オフセット条件として規定される。この点において、対抗車両ＴＶ１は、自己車両ＥＶの前方で矢印Ｍにより示される車線変更（Ｓｗｉｔｃｈ Ｌａｎｅ）操作を実行する。相互作用は、対抗車両のカットイン操作後の新たな挙動（この場合、車線追従目標）をさらに規定する。なお、この目標は、車線Ｌ１に適用される（一方、対抗車両はそれ以前に、車線Ｌ２に適用された車線追従目標を有していた可能性もある）。破線により規定されたボックスは、この一組の操作を相互作用Ｉとして指定する。なお、第２の動作主体の車両ＴＶ２には、車線Ｌ３に追従するための車線追従目標が割り当てられている。

【0051】

相互作用の規定のため、以下のパラメータが割り当てられていてもよい。

【0052】

物体：任意のオントロジ・クラスから書き込まれ得る抽象物体型
長手方向距離ｄｘ０：車線の長手方向に測定された距離
横方向距離ｄｙ０：車線の横方向に測定された距離
速度Ｖｅ、Ｖｙ：物体に割り当てられた（長手方向または横方向の）速さ
加速度Ｇｘ：物体に割り当てられた加速度
車線：単一車線のトポロジ記述子
相互作用は、シナリオの動的レイヤと静的レイヤとの間の一組の時間および関係制約として規定される。動的レイヤは、シーン物体およびそれぞれの状態を表し、静的レイヤは、シナリオのシーン・トポロジを表す。レイヤをパラメータ化する制約がランタイムでの監視または設計時間での記述および実行の両方がなされ得る一方、シナリオは、編集／生成がなされている。

【0053】

相互作用の例は、以下の表１に与えられる。

【表1】

各相互作用は、当該特定の相互作用を規定する概要と、相互作用に含まれる関係と、を有する。たとえば、図１に示されるような「カットイン」相互作用は、物体（対抗動作主体）が隣り合う車線から自己車線へと横方向に移動して近くの軌跡と交差する相互作用である。近くの軌跡は、別の動作主体と重なる軌跡であるが、他方の動作主体は、これに応答して動作する必要がない。

【0054】

この相互作用には、２つの関係が存在する。第１は、対抗動作主体と自己車線との間の関係であり、第２は、対抗動作主体と自己軌跡との間の関係である。これらの関係は、以下により詳しく論じられるような時間および関係制約により規定されていてもよい。

【0055】

各相互作用の時間および関係制約は、相互作用の特性化パラメータを入力する１つまたは複数のノードを使用することにより規定され得る。本開示によれば、これらのパラメータを保持するノードが相互作用のための相互作用コンテナに格納される。シナリオは、これらのノードの編集および接続によって、一連の相互作用により構築され得る。これらにより、ユーザは、複雑な編集を必要とすることなく、ランタイム・シミュレーションにおいてテストされる一組の所要相互作用でシナリオを構成可能となる。従来のシステムにおいて、シナリオを生成して編集する場合、ユーザは、編集ツールで生成したシナリオにおいて、テストの必要がある相互作用が実際に起こっているか否かを判定する必要がある。

【0056】

本明細書に記載のシステムによれば、シナリオを生成して編集しているユーザは、シミュレーションの実行時に起こることが保証される相互作用を規定可能となる。したがって、このような相互作用がシミュレーションにおいてテストされ得る。上述の通り、相互作用は、静的トポロジと動的な動作主体との間に規定される。

【0057】

ユーザは、上表に与えられるような特定の相互作用操作を規定することができる。

【0058】

ユーザは、相互作用のパラメータを規定するようにしてもよいし、相互作用におけるパラメータ範囲を制限するようにしてもよい。

【0059】

図２は、カットイン操作の一例を示している。この操作において、自己車両ＥＶと対抗車両ＴＶ１との間の長手方向の距離ｄｘ０は、特定の値または値の範囲に設定され得る。自己車両ＥＶと対抗車両ＴＶ１との間の横方向内側の距離ｄｙ０は、特定の値またはパラメータ範囲内に設定されていてもよい。先行車両の横方向運動（Ｖｙ）パラメータは、特定の値または特定の範囲内に設定されていてもよい。横方向運動パラメータは、カットイン速度を表し得る。対抗車両の前進速度である先行車両速度（Ｖｏ０）は、特定の規定値として設定されていてもよいし、パラメータ範囲内に設定されていてもよい。自己速度Ｖｅ０は、特定の値またはパラメータ範囲内に設定されていてもよく、前進方向の自己車両の速度である。自己車線（Ｌｅ０）および先行車両車線（Ｌｖ０）は、パラメータ範囲において規定されていてもよい。

【0060】

図３は、カットアウト相互作用を示した図である。この相互作用は、上記図２のカットイン相互作用を参照しつつ識別された一部のパラメータを有する。また、前方車両がＦＡ（前方動作主体）として規定され、この前方車両に関連して付加的なパラメータが存在する。これらには、前方長手方向の距離（ｄｘ０＿ｆ）および前方車両の速度を含む。

【0061】

また、車両速度（Ｖｆ０）は、特定の値またはパラメータ範囲内に設定されていてもよい。車両速度Ｖｆ０は、カットアウトの前方の前方車両の速度であり、この場合、先行車両の横方向運動Ｖｙは、カットイン方向ではなく、カットアウト方向の運動である。また、前方車両がＦＡ（前方動作主体）として規定され、この前方車両に関連して付加的なパラメータが存在する。これらには、前方長手方向の距離（ｄｘ０＿ｆ）および前方車両の速度を含む。

【0062】

図４は、減速相互作用を示している。この場合、パラメータＶｅ０、ｄｘ０、およびＶｏ０は、カットイン相互作用と同じ定義を有する。これらの値は、具体的に設定されていてもよいし、パラメータ範囲内に設定されていてもよい。また、最大加速度（Ｇｘ＿ｍａｘ）は、対抗動作主体の減速度として、具体的な値に設定されていてもよいし、パラメータ範囲において設定されていてもよい。

【0063】

相互作用を規定するためのステップについては、以下により詳しく論じられる。

【0064】

ユーザは、目標速度（たとえば、道路レイアウトの速度制限ゾーンごとの割合または目標速度）、最大加速度値、最大加加速度値等を取り込む自己車両の構成を設定するようにしてもよい。いくつかの実施形態においては、道路レイアウトの特定の速度制限ゾーンの速度制限として、デフォルト速度が自己車両に適用されていてもよい。ユーザは、このデフォルト値を加速度／加加速度値で上書きすること、または、相互作用カットイン点での自己車両の開始点および目標速度を設定することが可能とされていてもよい。そして、これは開始点とカットイン点との間の加速度値の計算に使用されることも可能である。以下により詳しく説明される通り、編集ツールによれば、ユーザは、編集ツールにおいてシナリオを生成した後、設定済みのパラメータを調整／探索し得るようにシナリオを視覚化可能となる。本明細書において、相互作用点における自己車両の速度は、自己車両の相互作用点速度と称される場合もある。

【0065】

対抗車両の相互作用点速度についても設定され得る。対抗車両の速度のデフォルト値は、道路の速度制限として設定されていてもよいし、自己車両に一致するように設定されていてもよい。いくつかの状況において、自己車両は、シナリオ・ランタイムにおいて少なくとも一部が公開される計画スタックを有していてもよい。なお、後者のオプションは、自己車両の速度がシナリオ・ランタイムにおけるスタックから抽出され得る状況に当てはまる。ユーザは、デフォルト速度を加速度／加加速度値で上書きすること、または、対抗車両の開始点および速度を設定し、これを用いて開始点とカットイン点との間の加速度値を計算することが可能とされる。自己車両と同様に、生成シナリオが編集ツールにおいて実行されている場合、ユーザは、これらの値を調整／探索することができる。本明細書において論じられる（ノードを備える）相互作用コンテナにおいては、対抗車両の値が自己車両に対して設定可能であってもよいため、ユーザは、相互作用点における自己車両の値に対して、対抗車両の速度／加速度／加加速度を設定することができる。

【0066】

上記においては、相互作用点が参照されている。また、相互作用ごとに相互作用点が規定される。たとえば、図１および図２のシナリオにおいては、カットイン相互作用点が規定される。いくつかの実施形態において、これは、自己車両および対抗車両が横方向に重なり合う点において規定される（前後への投影経路としての車両縁部に基づく（横方向の重なり合いとしては、これの一部も可能である））。これが決定され得ない場合は、車線幅、車幅、横方向の位置関係に基づいて推定され得る。

【0067】

相互作用は、自己車両の開始車線（図１のＬ１）を設定することにより、シーン・トポロジに対してさらに規定される。対抗車両の場合は、開始車線（Ｌ２）および終了車線（Ｌ１）が設定される。

【0068】

カットイン・ギャップが規定されていてもよい。時間進度は、カットイン相互作用のその他の部分が構成される重要なパラメータ値である。ユーザが自己車両の２秒前方にカットイン点を設定した場合は、相互作用点における自己車両の目標速度を用いて、カットイン・ギャップの距離が計算される。たとえば、５０マイル／時（２２ｍ／秒）の速度においては、２秒のカットイン・ギャップが４４メートルのカットイン距離を設定することになる。

【0069】

図５は、シナリオ構築器を実装したコンピュータの高度模式ブロック図であって、表示ユニット５１０、ユーザ入力装置５０２、プログラム・コード５０４を保持する電子メモリ５００等のコンピュータ・ストレージ、およびシナリオ・データベース５０８を備える。

【0070】

プログラム・コード５０４は、ユーザ入力を受け付け、表示ユニット５１０に表示される出力を生成するように構成された４つのモジュールを備えるように示される。ユーザ入力装置５０２に入力されたユーザ入力は、図９～図１３を参照しつつ本明細書に記載される通り、ノード・インターフェース５１２により受信される。そして、シナリオ・モデル・モジュール５０６がノード・インターフェース５１２からユーザ入力を受信して、シミュレートされるシナリオを生成するように構成されている。

【0071】

シナリオ・モデル・データは、静的レイヤ７２０１ａおよび動的レイヤ７２０１ｂを備えたシナリオ記述モジュール７２０１に送られる。静的レイヤ７２０１ａは、シナリオの静的要素（通常は、静的な道路レイアウトを含むことになる）を含み、動的レイヤ７２０１ｂは、他の車両、歩行者、自転車等、シナリオ内の外部主体に関する動的な情報を規定する。そして、シナリオ記述モジュール７２０１により受信されたシナリオ・モデル５０６のデータは、当該データが後でロードおよびシミュレートされ得るシナリオ・データベース５０８に格納されるようになっていてもよい。シナリオ・モデル５０６のデータは、ノード・インターフェースまたはシナリオ・データベースのいずれを介して受信されたかに関わらず、パラメータ化シナリオのシミュレーションを実行するように構成されたシナリオ・ランタイム・モジュール５１６に送られる。そして、シナリオ・ランタイムの出力データは、シナリオの動的視覚表現を生成するために読まれ得るフォーマットのデータを生成するように構成されたシナリオ視覚化モジュール５１４に送られる。そして、シナリオ視覚化モジュール５１４の出力データは、たとえばビデオ・フォーマットにてシナリオが視認され得る表示ユニット５１０に送られるようになっていてもよい。また、いくつかの実施形態においては、プログラム・コード・モジュール５１２、５０６、５１６、５１４によってシミュレーション・データに対して実行される分析に関する別のデータが表示ユニット５１０により表示されるようになっていてもよい。

【0072】

以下、図６および図７を参照して、本明細書に記載のシナリオ構築器により生成されたシナリオを使用可能なシミュレーション・システムを説明する。

【0073】

図６は、本明細書においては、自己車両（ＥＶ）とも称される自律走行車（ＡＶ）のランタイム・スタック６１００の高度模式ブロック図である。ランタイム・スタック６１００は、認識システム６１０２、予測システム６１０４、計画器６１０６、およびコントローラ６１０８を備えるように示される。

【0074】

現実世界の状況において、認識システム６１０２は、ＡＶの車載センサ・システム６１１０からセンサ出力を受信し、これらのセンサ出力を使用して、外部主体を検出するとともに、それらの位置、速度、加速度等の物理的状態を測定することになる。車載センサ・システム６１１０は、さまざまな形態が可能であるものの、一般的には、画像キャプチャ・デバイス（カメラ／光学センサ）、ＬｉＤＡＲおよび／またはＲＡＤＡＲユニット、衛星測位センサ（ＧＰＳ等）、運動センサ（加速度計、ジャイロスコープ等）などの多様なセンサを備え、全体として豊富なセンサ・データを提供することにより、周囲環境、ＡＶの状態、および当該環境内の外部動作主体（車両、歩行者、自転車運転者等）に関する詳細な情報を抽出可能とし得る。センサ出力には通常、１つまたは複数のステレオ光学センサ、ＬｉＤＡＲ、ＲＡＤＡＲ等からのステレオ画像など、複数のセンサ・モダリティのセンサ・データを含む。ステレオ撮像は、ＬｉＤＡＲ／ＲＡＤＡＲ等による高密度の深度データの収集に使用され、潜在的により高精度だが低密度の深度データを示す。より一般的に、複数のセンサ・モダリティからの深度データ収集は、（たとえば、ベイズ処理もしくは非ベイズ処理、または他の何らかの統計処理等を使用して）好ましくはそれぞれの不確実性のレベルを尊重するように組み合わされ得る。たとえば、全３６０°の深度認識を与えるため、複数のステレオ対の光学センサが車両の周囲に配置されていてもよい。

【0075】

認識システム６１０２は、センサ出力を解釈することにより認識出力を予測システム６１０４に与えるように協働する複数の認識コンポーネントを備える。認識システム６１０２内の認識の不確実性のレベルを反映するように、外部主体が確率的に検出および表現されるようになっていてもよい。

【0076】

シミュレーション状況においては、テストの性質（特に、スタック６１００がスライスされるか）に応じて、車載センサ・システム６１００のモデル化が必要な場合もあるし、必要ではない場合もある。より高いレベルのスライシングでは、シミュレート・センサ・データが求められないことから、複雑なセンサ・モデリングも求められない。

【0077】

認識システム６１０２からの認識出力は、ＡＶの近傍の他の車両等、外部動作主体（主体）の将来挙動を予測するために予測システム６１０４によって使用される。

【0078】

予測システム６１０４により演算された予測は計画器６１０６に提供され、計画器６１０６は、その予測を使用することにより、所与の走行シナリオにおいてＡＶにより実行される自律走行決定を下す。シナリオは、計画器６１０６により用いられる一組のシナリオ記述パラメータとして表される。通常のシナリオであれば、走行可能なエリアを規定するとともに、走行可能なエリア内の任意の外部主体（ＡＶの視点からの障害物）の予測される動きを取り込むことになる。走行可能なエリアは、認識システム６１０２からの認識出力をＨＤ（高解像度）マップ等のマップ情報と組み合わせて使用することにより決定され得る。

【0079】

計画器６１０６の中心機能は、主体の予測される運動を考慮に入れたＡＶの軌跡（自己軌跡）の計画である。これは、操作計画と称される場合もある。軌跡は、シナリオ内の所望の目標を実行するために計画される。目標としては、たとえば環状交差点に入り、所望の出口から去ること、前方の車両を追い抜くこと、または目標速度で現在の車線に留まること（車線追従）も可能である。目標は、たとえば自律経路計画器（図示せず）により決定されるようになっていてもよい。

【0080】

コントローラ６１０８は、好適な制御信号をＡＶの車載動作主体システム６１１２に与えることによって、計画器６１０６によりなされた決定を実行する。特に、計画器６１０６は、ＡＶによる操作を計画し、コントローラ６１０８は、これらの操作を実行するために制御信号を生成する。

【0081】

図７は、テスト・パイプライン７２００の模式ブロック図である。テスト・パイプライン７２００は、シミュレータ７２０２およびテスト・オラクル７２５２を備えるように示される。シミュレータ７２０２は、ＡＶランタイム・スタックの全部または一部のテストを目的としてシミュレーションを実行する。

【0082】

一例に過ぎないものの、テスト・パイプライン７２００の説明では、図６のランタイム・スタック６１００を参照することにより、例によって基本的な原理のいくつかを示す。上述の通り、ランタイム・スタックのサブスタックのみがテストされることもあり得るが、簡素化のため、以下の説明では、ＡＶスタック６１００を常に参照する。なお、テストのため如何にスライスされるかに応じて、実際にテストされるのは、図６のＡＶスタック６１００のサブセットのみとなる可能性もある。したがって、図６において、参照番号６１００は、状況に応じて、ＡＶスタック全体を示す可能性もあるし、サブスタックのみを示す可能性もある。

【0083】

図７は、テスト対象のＡＶスタック６１００内の予測、計画、および制御のシステム６１０４、６１０６、および６１０８を示しており、シミュレート認識入力７２０３がシミュレータ７２０２からスタック６１００に供給される。ただし、これは必ずしも、予測システム６１０４がこれらのシミュレート認識入力７２０３に対して直接作用することを暗示するものではない（ただし、これは１つの実行可能なスライシングであって、その場合、シミュレート認識入力７２０３は、認識システム６１０２の最終出力に形式が対応することになる）。認識システム６１０２全体がテスト対象のスタックに実装される場合（または、少なくとも生のセンサ・データに対して作用する１つまたは複数の下位レベルの認識コンポーネントが含まれる場合）、シミュレート認識入力７２０３は、シミュレート・センサ・データを備えることになる。

【0084】

シミュレート認識入力７２０３は、予測、最終的には、計画器６１０６による意思決定の基礎として用いられる。一方、コントローラ６１０８は、制御信号６１０９を出力することによって、計画器の決定を実現する。現実世界の状況において、これらの制御信号は、ＡＶの物理的動作主体システム６１１２を駆動することになる。テストにおいて生成される制御信号のフォーマットおよび内容は、現実世界の状況におけるものと同じである。ただし、テスト・パイプライン７２００において、これらの制御信号６１０９は代替として、自己運動モデル７２０４を駆動することにより、シミュレータ７２０２内で自己主体の運動をシミュレートする。

【0085】

外部主体がシミュレータ７２０２内で自律挙動／意思決定を示す程度まで、何らかの形態の主体決定ロジック７２１０の実装によって、これらの決定を実行するとともに、それに応じてシミュレータ７２０２内の外部主体運動を駆動する。主体決定ロジック７２１０は、複雑性が自己スタック６１００自体に匹敵していてもよいし、意思決定能力がより制限されていてもよい。その目的は、自己スタック６１００の意思決定能力を有効にテスト可能となるように、十分に現実的な外部主体挙動をシミュレータ７２０２内で提供することである。これについて、いくつかの状況においては、如何なる主体決定ロジック７２１０も全く必要とせず（開ループ・シミュレーション）、他の状況においては、基本適応走行制御（ＡＣＣ）等の比較的制限された主体ロジック７２１０を使用することにより、有用なテストが提供され得る。自己スタック６１００と同様に、シミュレータ７２０２からの出力によって任意の主体決定ロジック７２１０が駆動され、次いでその出力は、主体挙動シミュレーションの基礎として、主体運動モデル７２０６に対する入力を導出するために使用される。

【0086】

上記説明の通り、静的レイヤ７２０１ａおよび動的レイヤ７２０１ｂの両方を有するシナリオ記述７２０１に従って、走行シナリオのシミュレーションが実行される。シナリオ記述は、抽象的なシナリオを規定するものと考えられる。本明細書に記載の通り、マップ・データベースからシーン・トポロジにアクセスすることによって、さまざまな具体的シナリオが抽象的なシナリオに基づいて生成され得る。

【0087】

静的レイヤ７２０１ａは、シナリオの静的要素を規定するが、これには通常、静的な道路レイアウトを含むことになる。シナリオ記述７２０１の静的レイヤ７２０１ａは、マップ・データベース７２０７からロードされたマップであるマップ７２０５上に配置される。規定の静的レイヤ７２０１ａの如何なる道路レイアウトについても、このシステムは、所与のマップ７２０５上で、静的レイヤ７２０１ａの規定の道路レイアウトのインスタンスを備える当該マップ７２０５のすべてのセグメントを認識可能となり得る。たとえば、特定のマップが選択され、「環状交差点」の道路レイアウトが静的レイヤ７２０１ａにおいて規定されている場合、システムは、選択マップ７２０５上の環状交差点のすべてのインスタンスを見つけ、それらをシミュレーション環境としてロードすることも可能である。

【0088】

動的レイヤ７２０１ｂは、他の車両、歩行者、自転車等、シナリオ内の外部主体に関する動的な情報を規定する。提供される動的情報の範囲は、変化し得る。たとえば、動的レイヤ７２０１ｂは、外部主体ごとに、運動データおよび挙動データの一方または両方と併せて主体により追従される空間経路または指定車線を備えてもよい。

【0089】

単純な開ループ・シミュレーションにおいて、外部動作主体は単に、シミュレーション内で非反応性の、すなわち自己主体に反応しない動的レイヤにおいて規定された空間経路および運動データに従う。このような開ループ・シミュレーションは、主体決定ロジック７２１０なしに実現され得る。

【0090】

ただし、「閉ループ」シミュレーションにおいて、動的レイヤ７２０１ｂは代替として、静的経路または車線に沿って追従される少なくとも１つの挙動（ＡＣＣ挙動等）を規定する。この場合、主体決定ロジック７２１０は、反応的にすなわち自己主体および／または他の外部主体に反応するように、シミュレーションにおいて当該挙動を実現する。運動データは依然として、静的経路と関連付けられていてもよいが、この場合は規定が弱く、たとえば経路に沿った目標として機能してもよい。たとえば、ＡＣＣ挙動では、主体が一致しようとする経路に沿って目標速度が設定されていてもよいが、主体決定ロジック７２１０は、前方車両からの目標進度を維持するため、経路に沿った任意の地点で外部主体の速度を目標未満に下げることが許可される場合もある。

【0091】

本実施形態において、静的レイヤは、「経路」を規定する代わりに使用される車線規定を伴う道路網を提供する。動的レイヤが車線に対する主体の割り当てのほか、任意の車線操作を含む一方、実際の車線規定は、静的レイヤに格納されている。

【0092】

所与のシミュレーションに対するシミュレータ７２０２の出力は、自己主体の自己トレース７２１２ａならびに１つもしくは複数の外部主体の１つもしくは複数の主体トレース７２１２ｂ（トレース７２１２）を含む。

【0093】

トレースは、空間および運動の両成分を有するシミュレーション内の主体の挙動の完全な履歴である。たとえば、トレースは、速度、加速度、加加速度（加速度の変化率）、加加加速度（加加速度の変化率）等、経路に沿った点と関連付けられた運動データを有する空間経路の形態を取ってもよい。

【0094】

また、トレース７２１２の補足および背景の提供のための付加的な情報が与えられる。このような付加的情報は、「環境」データ７２１４と称され、静的成分（道路レイアウト等）および動的成分（シミュレーションの過程で変化する範囲での気象条件等）の両方を有し得る。

【0095】

環境データ７２１４は、シナリオ記述７２０１によって直接規定され、シミュレーションの結果の影響を受けない点において、ある程度までは「通過（ｐａｓｓｔｈｒｏｕｇｈ）」であってもよい。たとえば、環境データ７２１４は、シナリオ記述７２０１に直接由来する静的な道路レイアウトを含んでいてもよい。ただし、通常、環境データ７２１４はシミュレータ７２０２内で導出される少なくとも一部の要素を含むことになる。これには、たとえばシミュレート気象データを含むことも可能であり、シミュレータ７２０２は、シミュレーションの進行に応じて気象条件を変更するかを自由に変更可能である。この場合、気象データは、時間に依存していてもよく、その時間依存性は、環境データ７２１４に反映されることになる。

【0096】

テスト・オラクル７２５２は、トレース７２１２および環境データ７２１４を受信し、これらの出力を一組の所定の数値性能基準７２５４に対してスコアリングする。性能基準７２５４は、本明細書において「デジタル・ハイウェイ・コード」（ＤＨＣ）と称され得るものを符号化する。好適な性能基準のいくつかの例が以下に与えられる。

【0097】

スコアリングは時間に基づくものであり、テスト・オラクル７２５２は、性能基準ごとに、シミュレーションの進行に応じた当該基準（スコア）の値の経時的変化の様子を追跡する。テスト・オラクル７２５２は、性能基準ごとのスコア－時間プロットを備える出力７２５６を提供する。

【0098】

基準７２５６は専門家にとって有益であり、スコアは、テスト・スタック６１００内の性能問題の識別および軽減に使用され得る。

【0099】

上述のようにシミュレーション・システムにより用いられるシナリオは、本明細書に記載のシナリオ構築器において生成されるようになっていてもよい。図１に与えられたシナリオ例に戻って、図８は、当該シナリオにおける相互作用がノードへと分解される様子を示している。

【0100】

図８は、本明細書における相互作用として規定され得る例示的なカットイン操作の進路を示している。本例において、相互作用は、３つの別個の相互作用ノードとして規定される。第１のノードは、地点Ｎ１に示される「開始操作」ノードと考えられる。このノードは、相互作用点までの時間（秒）および対抗車両の速度を規定する。第２のノードＮ２は、両方向矢印によって図式的に示されるカットイン・プロファイルおよび経路の湾曲部を規定し得る。このノードは、Ｎ２と表される。また、このノードは、カットイン継続時間および速度変化プロファイルによって、カットイン・プロファイルの横方向速度Ｖｙを規定し得る。後述の通り、ユーザは、必要に応じて、加速度および加加速度の値を調整するようにしてもよい。ノードＮ３は、終了操作であり、相互作用点からの時間（秒）および対抗車両の速度を規定する。後述の通り、カットイン操作の開始点および終了点を設定するとともにパラメータを設定するオプションを有するため、ノード・コンテナがユーザに利用可能とされていてもよい。

【0101】

図１３は、図９ａのユーザ・インターフェース９００ａを示しており、道路トグル９０１および動作主体トグル９０３を備える。図９ａにおいては、動作主体トグル９０３が選択されているため、シミュレートされる車両およびその挙動等、シミュレーション環境の動的レイヤをパラメータ化するように構成された機能および入力フィールドがユーザ・インターフェース９００ａに追加される。図１３においては、道路トグル９０１が選択されている。この選択の結果として、ユーザ・インターフェース９００ａには、道路レイアウト等、シミュレーション環境の静的レイヤをパラメータ化するように構成された機能および入力フィールドが追加されている。図１３の例において、ユーザ・インターフェース９００ａは、一組の事前設定道路レイアウト１３０１を備える。一組の事前設定道路レイアウト１３０１から特定の１つを選択すると、選択された道路レイアウトがユーザ・インターフェース９００ａ（本例においては、ユーザ・インターフェース９００ａの下部）に表示され、選択された道路レイアウト１３０１の別途パラメータ化を可能にする。ラジオ・ボタン１３０３および１３０５は、選択時に、シミュレート車両が移動する道路側をパラメータ化するように構成されている。「左側」ラジオ・ボタン１３０３を選択すると、システムは、静的レイヤにおいて規定された道路の左側を動的レイヤの車両が走行するようにシミュレーションを設定することになる。同様に、「右側」ラジオ・ボタン１３０５を選択すると、システムは、静的レイヤにおいて規定された道路の右側を動的レイヤの車両が走行するようにシミュレーションを設定することになる。いくつかの実施形態において、特定のラジオ・ボタン１３０３または１３０５が選択されると、対向車線が設定不可能となるように、他方が自動的に選択解除される。

【0102】

図１３のユーザ・インターフェース９００ａは、選択された事前設定道路レイアウト１３０１を表す編集可能な道路レイアウト１３０６をさらに表示する。編集可能な道路レイアウト１３０６には、複数の幅入力フィールド１３０９が関連付けられており、特定の各幅入力フィールド１３０９には、道路レイアウトの特定の車線が関連付けられている。データは特定の幅入力フィールド１３０９に入力され、その対応する車線の幅をパラメータ化するようにしてもよい。車線の幅は、シナリオ編集器におけるシナリオのレンダリングおよびランタイムにおけるシミュレーションの実行に用いられる。

【0103】

また、編集可能な道路レイアウト１３０６は、選択された事前設定道路レイアウト１３０１の曲率を修正するように構成された関連する曲率フィールド１３１３を有する。図１３の例において、曲率フィールド１３１３は、スライダとして示される。バーに沿って矢印をスライドさせることにより、道路レイアウトの曲率が編集可能となり得る。

【0104】

車線生成器１３１１を使用することにより、編集可能な道路レイアウト１３０６に対して付加的な車線が追加されるようになっていてもよい。図１３の例において、表示された編集可能な道路レイアウト１３０６上で左側走行が左右への走行を暗示する場合は、編集可能な道路レイアウト１３０６の上にある車線生成器１３１１を選択することによって、道路の左側に１つまたは複数の車線が追加されるようになっていてもよい。同様に、編集可能な道路レイアウト１３０６の下にある車線生成器１３１１を選択することによって、道路の右側に１つまたは複数の車線が追加されるようになっていてもよい。編集可能な道路レイアウト１３０６に追加された車線ごとに、当該新たな車線の幅をパラメータ化するように構成された付加的な幅入力フィールド１３０９も追加される。

【0105】

また、編集可能な道路レイアウト１３０６にある車線は、車線除去器１３０７の選択に際して、除去されるようになっていてもよく、編集可能な道路レイアウト中の各車線には、一意の車線除去器１３０７が関連付けられている。特定の車線除去器１３０７の選択に際して、当該特定の車線除去器１３０７と関連付けられた車線が除去され、当該車線と関連付けられた幅入力フィールド１３０９も除去される。

【0106】

このように、特定のレイアウトに対して、相互作用がユーザにより規定され得る。対抗車両の経路は、操作の開始に必要な一定速度で操作点まで継続するように設定され得る。操作終了後の対抗車両の経路は、操作の終了時に達した値を用いた一定速度で継続するものとする。ユーザには、操作点の開始および終了の設定ならびに相互作用点における対応値の確認のオプションが提供され得る。これについては、以下により詳しく記載される。

【0107】

一連の規定された相互作用を用いてシナリオを構成することにより、シミュレーション後の分析フェーズにおいて生成シナリオによりできることを強化可能である。たとえば、相互作用点の周りで分析出力を編成することができる。相互作用は、特定の操作で探索されたすべてのシナリオにわたる一貫した時点として使用され得る。これは単一の比較基準点を提供するが、ユーザは、（ランタイム継続時間に基づいて）この点の前後の設定可能な秒数の分析出力を確認することができる。図１２は、シミュレーション環境がパラメータ化され得る一般的なユーザ・インターフェース９００ａを構成するためのフレームワークを示している。図１２のユーザ・インターフェース９００ａは、シナリオ名称フィールド１２０１を備え、シナリオに名称が割り当てられ得る。さらに、シナリオの記述がシナリオ記述フィールド１２０３に入力され、シナリオに関連するメタデータ（たとえば、生成日）がシナリオ・メタデータ・フィールド１２０５に格納されていてもよい。

【0108】

自己車両をパラメータ化する自己物体編集ノードＮ１００が提供されるが、この自己ノードＮ１００は、選択された静的な道路レイアウトに対する自己車両の相互作用点車線および相互作用点速度をそれぞれ規定するように構成されたフィールド１２０２および１２０４を備える。

【0109】

第１の動作主体車両が車両１物体編集ノードＮ１０２において設定され得るが、このノードＮ１０２は、シミュレーションにおける対応する動作主体車両の開始車線および開始速度をそれぞれ規定するように構成された開始車線フィールド１２０６および開始速度フィールド１２１４を備える。他の動作主体車両（車両２および車両３）についても、対応する車両ノードＮ１０６およびＮ１０８において設定可能であるが、両ノードＮ１０６およびＮ１０８もまた、ノードＮ１０２と同じ目的だが対応する異なる動作主体車両に対して構成された開始車線フィールド１２０６および開始速度フィールド１２１４を備える。また、図１２のユーザ・インターフェース９００ａは、選択された場合に、付加的なノードを生成することによって、シナリオで実行される付加的な動作主体車両を生成する動作主体ノード生成器９０５ｂを備える。新たに生成される車両ノードは、新たな車両がシナリオの他の物体と同様にパラメータ化され得るように、フィールド１２０６および１２１４を備えていてもよい。

【0110】

いくつかの実施形態においては、図９ａを参照して後述する通り、ユーザ・インターフェース９００ａの車両ノードＮ１０２、Ｎ１０６、およびＮ１０８が車両選択フィールドＦ５をさらに備えていてもよい。

【0111】

動作主体車両ノードＮ１０２、Ｎ１０６、Ｎ１０８ごとに、動作ノード生成器９０５ａを用いて一連の関連する動作ノードが生成され、割り当てられるようになっていてもよく、各車両ノードには、（本例においては）当該車両ノードの行の右端に位置する関連する動作ノード生成器９０５ａが関連付けられている。動作ノードは、シナリオの実行またはシミュレートに際して対応する車両により実行される動作をパラメータ化するように構成された複数のフィールドを備えていてもよい。たとえば、車両ノードＮ１０２には、相互作用点規定フィールド１２０８、目標車線／速度フィールド１２１０、および動作制約フィールド１２１２を備える動作ノードＮ１０３が関連付けられている。ノードＮ１０３の相互作用点規定フィールド１２０８は、車両１により操作が実行されるシミュレーション環境の静的シーン・トポロジ上の点を規定し得る１つまたは複数の入力フィールドをそれ自体が備えていてもよい。同様に、目標車線／速度フィールド１２１０は、車線識別子を使用して、動作を実行する車両の速度および目標車線を規定するように構成された１つまたは複数の入力フィールドを備えていてもよい。動作制約フィールド１２１２は、実行される動作の態様をさらに規定するように構成された１つまたは複数の入力フィールドを備えていてもよい。たとえば、動作制約フィールド１２１２は、図９ａを参照して記載の通り、挙動選択フィールド９０９を備えていてもよく、また、その所定のリストから操作または挙動の種類が選択されるようになっていてもよく、システムは、特定の挙動の種類の選択に際して、選択された操作または挙動の種類のパラメータ化に要する入力フィールドを関連する動作ノードに追加するように構成されている。図１２の例において、車両１には、第１の動作ノードＮ１０３と同じ一組のフィールド１２０８、１２１０、および１２１２を備える第２の動作ノードＮ１０５が割り当てられている。なお、第２の動作ノードＮ１０５の右側に位置する動作ノード生成器９０５ａの選択に際しては、第３の動作ノードがユーザ・インターフェース９００ａへ追加されることも可能である。

【0112】

図１２の例は、第２の車両ノードＮ１０６を示すが、同様に開始車線フィールド１２０６および開始速度フィールド１２１４を備える。第２の車両ノードＮ１０６は、３つの関連する動作ノードＮ１０７、Ｎ１０９、およびＮ１１１を有するものとして示され、これら３つの動作ノードはそれぞれ、それらの関連する動作をパラメータ化し得る一組のフィールド１２０８、１２１０、および１２１２を備える。動作ノード生成器９０５ａは動作ノードＮ１１１の右側にも存在し、その選択によって、シミュレーション中の車両２の別の挙動をパラメータ化するように構成された付加的な動作ノードを同じく生成することになる。

【0113】

また、開始車線フィールド１２０６および開始速度フィールド１２１４を同様に備える第３の車両ノードＮ１０８も表示されるが、この第３の車両ノードＮ１０８には、１つの動作ノードＮ１１３しか割り当てられていない。動作ノードＮ１１３も同様に、関連する動作をパラメータ化し得る一組のフィールド１２０８、１２１０、および１２１２を備え、動作ノードＮ１１３の右側にある動作ノード生成器９０５ａの選択に際して、第２の動作ノードが生成され得る。

【0114】

動作ノードおよび車両ノードも同様に、選択可能なノード除去器９０７を有しており、選択された場合に、ユーザ・インターフェース９００ａから関連するノードを除去することによって、シミュレーション環境から関連する動作または物体を除去する。さらに、特定のノード除去器９０７の選択によって、当該特定のノードの補助ノードまたは従属ノードも除去され得る。たとえば、車両ノード（Ｎ１０６等）と関連付けられたノード除去器９０７の選択によって、当該車両ノードと関連付けられた動作ノード（Ｎ１０７等）がその動作ノードのノード除去器９０７を選択しなくても自動的に除去され得る。

【0115】

図１２のユーザ・インターフェース９００ａのすべての関連フィールドへの入力の登録に際して、ユーザは、図９ａで構成された入力に対して、図１０ａ、図１０ｂ、および図１１を参照して以下に記載されるようなそれらのシミュレーション環境のシミュレーション前視覚的表現を確認可能であってもよい。そして、特定のノードの選択により、入力されたパラメータを表示すると、図１０ａおよび図１０ｂのような関連する視覚的表現上のデータ・オーバーレイとして現れる。

【0116】

図９ａは、図１２のフレームワークの利用によってカットイン相互作用を規定するための一組のノードを提供する様子の特定の一例を示している。各ノードは、編集ツールのユーザ・インターフェース上でユーザに対して提示されることにより、ユーザが相互作用のパラメータを設定できるようになっていてもよい。Ｎ１００は、自己車両の挙動を規定するノードを示す。車線フィールドＦ１によれば、ユーザは、自己車両が開始となるシーン・トポロジ上の車線を規定可能となる。最大加速度フィールドＦ２によれば、ユーザは、上下メニュー選択ボタンを使用して、最大加速度を設定可能となる。速度フィールドＦ３によれば、上下ボタンを使用することにより、固定速度の入力が可能となる。速度モード・セレクタによれば、速度の固定値への設定（図９ａのノードＮ１００において選択されたものとして示される）または速度制限の割合への設定が可能となる。速度制限の割合は、ユーザにより設定されるそれ自体のフィールドＦ４と関連付けられている。ノード１０２は、対抗車両を記述する。これは、フィールドＦ５に示されるドロップダウン・メニューを用いて、動的物体のオントロジーから選択される。対抗車両が動作する車線は、車線フィールドＦ６を用いて選択される。カットイン相互作用ノードＮ１０３は、前方距離ｄｘ０を規定するためのフィールドＦ８および横方向距離ｄｙ０を規定するためのフィールドＦ９を有する。各フィールドＦ１０およびＦ１１は、前方向および横方向のカットイン操作の最大加速度を規定するために設けられている。

【0117】

ノードＮ１０３は、ドロップダウン・メニューの複数のオプションからの選択によって相互作用の性質が規定され得るタイトル・フィールドＦ１２を有する。各オプションが選択されると、ノードの関連フィールドが表示され、当該相互作用に適したパラメータがユーザにより追加される。

【0118】

また、対抗車両の進路は、速度変更動作を規定する第２のノードＮ１０５に従う。ノードＮ１０５は、速度変更を引き起こす対抗車両の前方距離を設定するためのフィールドＦ１３と、最大加速度を設定するためのフィールドＦ１４と、自己車両ノードＮ１００を参照して記載のように振る舞う各速度制限フィールドＦ１５およびＦ１６と、を備える。

【0119】

また、対抗車両のノードＮ１０２と同じ設定可能パラメータを提供する物体ノードＮ１０６を使用して、別の車両がさらに規定される。第２の車両は、自己車両に対する前方距離を設定するためのフィールドＦ１６と、最大加速度を設定するためのフィールドＦ１７と、を有するノードＮ１０７によって規定される車線維持挙動と関連付けられる。

【0120】

図９ａは、道路トグル９０１および動作主体トグル９０３をさらに示している。道路トグル９０１は、選択された場合に、道路レイアウト等、シミュレーション環境の静的レイヤをパラメータ化するように構成された機能および入力フィールドをユーザ・インターフェース９００ａに追加するユーザ・インターフェース９００ａの選択可能な機能である（図１３の説明参照）。動作主体トグル９０３は、選択された場合に、シミュレートされる車両およびその挙動等、シミュレーション環境の動的レイヤをパラメータ化するように構成された機能および入力フィールドをユーザ・インターフェース９００ａに追加するユーザ・インターフェース９００ａの選択可能な機能である。

【0121】

図１２を参照して記載の通り、ノード生成器９０５は、選択された場合に、シミュレーション環境の動的レイヤの付加的な態様をパラメータ化し得る付加的なノードを生成するユーザ・インターフェース９００ａの選択可能な機能である。動作ノード生成器９０５ａは、各動作主体車両の行の右端にあってもよい。このような動作ノード生成器９０５ａは、選択された場合に、付加的な動作ノードをそれらの関連する動作主体車両に割り当てることによって、シミュレーションに対する複数の動作のパラメータ化を可能にする。同様に、車両ノード生成器９０５ｂは、最下車両ノードの下にあってもよい。車両ノード生成器９０５ｂは、選択されると、付加的な車両または他の動的物体をシミュレーション環境に追加するが、この付加的な動的物体は、関連する動作ノード生成器９０５ａを使用して１つまたは複数の動作ノードを割り当てることによって、さらに設定可能である。動作ノードおよび車両ノードは、選択可能なノード除去器９０７を有していてもよく、選択された場合に、ユーザ・インターフェース９００ａから関連するノードを除去することによって、シミュレーション環境から関連する挙動または物体を除去する。さらに、特定のノード除去器９０７の選択によって、当該特定のノードの補助ノードまたは従属ノードも除去され得る。たとえば、車両ノード（Ｎ１０６等）と関連付けられたノード除去器９０７の選択によって、当該車両ノードと関連付けられた動作ノード（Ｎ１０７等）がその動作ノードのノード除去器９０７を選択しなくても自動的に除去される。

【0122】

各車両ノードは、車両選択フィールドＦ５をさらに備えていてもよく、ドロップダウン・リスト等、所定の一組の種類から、特定種類の車両が選択されるようになっていてもよい。車両選択フィールドＦ５からの特定の車両種類の選択に際して、対応する車両ノードには、車両の種類に固有のパラメータをパラメータ化するように構成された他の入力フィールドが追加されるようになっていてもよい。さらに、特定の車両の選択は、最大加速度または速度等、対応する動作ノード・パラメータに対して制約を課す場合もある。

【0123】

また、各動作ノードは、挙動選択フィールド９０９を備えていてもよい。特定の動作ノード（Ｎ１０７等）と関連付けられた挙動選択フィールド９０９の選択に際して、当該ノードは、たとえばドロップダウン・リストに、シミュレーション用に設定可能な一組の所定の挙動および／または操作の種類を表示する。一組の所定の挙動からの特定の挙動の選択に際して、このシステムは、関連する車両の選択された挙動のパラメータ化に必要な入力フィールドを動作ノードに追加する。たとえば、動作ノードＮ１０７は、動作主体車両ＴＶ２と関連付けられ、挙動選択フィールド９０９を備えており、「車線維持」挙動が選択されている。この特定の選択の結果として、動作ノードＮ１０７には、自己車両ＥＶからの関連車両ＴＶ２の前方距離を設定するためのフィールドＦ１６と、動作主体車両ＴＶ２の選択された挙動種類のパラメータ化を可能にするように示された最大加速度フィールドＦ１７と、が追加されている。

【0124】

図９ｂは、図９ａのユーザ・インターフェースの別の実施形態を示している。図９ｂは、自己車両ＥＶ、第１の動作主体車両ＴＶ１、および第２の動作主体車両ＴＶ２をそれぞれ表す同じ車両ノードＮ１００、Ｎ１０２、およびＮ１０６を備える。図９ｂの例は、図９ａと同様のシナリオを与えるが、ノードＮ１０２により規定された第１の動作主体車両ＴＶ１が「カットイン」操作ではなく、「車線変更」操作を実行しており、ノードＮ１０６により規定された第２の動作主体車両ＴＶ２が「車線維持」操作ではなく、「速度維持」操作を実行するとともに、「乗用車」とは対照的に「大型トラック」として規定されており、ユーザ・インターフェース９００ｂのフィールドに入力された複数の例示的なパラメータもユーザ・インターフェース９００ａのものとは異なっている。

【0125】

図９ｂのユーザ・インターフェース９００ｂは、図９ａのユーザ・インターフェース９００ａには存在しない複数の機能を備える。たとえば、動作主体車両ＴＶ１およびＴＶ２をそれぞれパラメータ化するように構成された動作主体車両ノードＮ１０２およびＮ１０６は、シミュレーション中の各車両の初期速度を規定するように構成された開始速度フィールドＦ２９を含む。ユーザ・インターフェース９００ｂは、ユーザが１つまたは複数の文字を入力してパラメータ化対象のシナリオの名称を規定することができるシナリオ名称フィールドＦ２６をさらに備える。また、シナリオ記述フィールドＦ２７が含まれ、これは、シナリオの識別および他のシナリオからの区別に役立つ別の文字および／または単語を受け付けるように構成されている。また、ラベル・フィールドＦ２８も存在しており、これは、保存されたシナリオの分類および編成に役立ち得る単語および／または識別文字を受け付けるように構成されている。ユーザ・インターフェース９００ｂの例においては、「環境｜幹線道路」というタイトルのラベルがフィールドＦ２８に追加されている。

【0126】

図９ｂのユーザ・インターフェース９００ｂには、図９ａのユーザ・インターフェース９００ａの複数の機能が存在しない。たとえば、図９ｂのユーザ・インターフェース９００ｂにおいては、自己車両ノードＮ１００に対して加速度制御が規定されていない。さらに、図９ｂの例においては、道路トグル９０１および動作主体トグル９０３が存在せず、ユーザ・インターフェース９００ｂは、車両およびその挙動をパラメータ化するように具体的に構成されている。

【0127】

さらに、車両速度を規定の速度制限の割合として規定する図９ａのオプションＦ４およびＦ１８は、ユーザ・インターフェース９００ｂでは利用できない機能であり、固定速度フィールドＦ３のみがこの実施形態において設定可能である。速度変更操作ノードＮ１０５にあったフィールドＦ１４等の加速度制御フィールドについても、図９ｂのユーザ・インターフェース９００ｂには存在しない。速度変更操作の挙動制約は、異なる一組のフィールドを用いてパラメータ化される。

【0128】

さらに、第１の動作主体車両ＴＶ１に割り当てられた速度変更操作ノードＮ１０５には、異なる一組のフィールドが追加されている。ユーザ・インターフェース９００ａにある最大加速度フィールドＦ１４、固定速度フィールドＦ１５、および速度制限割合フィールドＦ１８は、９００ｂに存在しない。その代わりに、目標速度フィールドＦ２２、相対位置フィールドＦ２１、および速度フィールドＦ２３が存在する。目標速度フィールドＦ２２は、速度変更操作の最後に、関連する車両の所望の速度に関するユーザ入力を受け付けるように構成されている。相対位置フィールドＦ２１は、フィールドＦ１３において規定された前方距離が測定される地点または他のシミュレーション・エンティティを規定するように構成されているが、前方距離フィールドＦ１３はユーザ・インターフェース９００ａおよび９００ｂの両方に存在する。図９ｂの例において、相対位置フィールドＦ２１は、自己車両として規定されているが、たとえばドロップダウン・メニューを介して他のオプションが選択されるようになっていてもよい。速度フィールドＦ２３は、操作の速度または割合を規定する。ノードＮ１０３により規定される操作が（位置でも車線でもなく）速度に依存するため、速度フィールドＦ２３は、フィールドＦ２２に規定されるような目標速度に達し得る割合を制限するため、加速度制御を表すことになる。

【0129】

ユーザ・インターフェース９００ｂにおいては、第１の動作主体車両ＴＶ１に割り当てられた操作ノードＮ１０３が車線変更操作として規定されていることから、ノードＮ１０３には、カットイン操作を規定するユーザ・インターフェース９００ａの同じノードに異なるフィールドが追加されている。図９ｂの操作ノードＮ１０３は依然として、前方距離フィールドＦ８および横方向距離フィールドＦ９を備えるが、ここでは、フィールドＦ８の前方距離が測定される地点または他のシミュレーション・エンティティを規定するように構成された相対位置フィールドＦ３０をさらに備える。図９ｂの例において、相対位置フィールドＦ３０は、自己車両を基準点として規定するが、ドロップダウン・メニューからの選択等、他のオプションが設定可能であってもよい。したがって、操作作動条件は、Ｆ３０において規定された地点またはエンティティから、フィールドＦ８およびＦ９において規定された前方距離および横方向距離を測定することにより規定される。図９ｂの車線変更操作ノードＮ１０３は、操作の実行後、関連する車両により占有される車線を規定するように構成された目標車線フィールドＦ１９と、操作の運動制約を規定するように構成された速度フィールドＦ２０と、をさらに備える。

【0130】

図９ｂにおいては、第２の動作主体車両ＴＶ２に割り当てられた操作ノードＮ１０７が「速度維持」操作として規定されていることから、図９ｂのノードＮ１０７には、「速度維持」操作を規定するユーザ・インターフェース９００ａの同じノードに異なるフィールドが追加されている。図９ｂの操作ノードＮ１０７は依然として、前方距離フィールドＦ１６を備える一方、図９ａに存在した最大加速度フィールドＦ１７は含まない。その代わりに、図９ｂのノードＮ１０７は、相対位置フィールドＦ２１およびＦ３０と同じ目的で作用し、ドロップダウン・メニューによって同様に編集可能となり得る相対位置フィールドＦ３１を備える。さらに、目標速度フィールドＦ３２および速度フィールドＦ２５が含まれる。目標速度フィールドＦ３２は、操作中に維持される目標速度を規定するように構成されている。速度フィールドＦ２５は、操作の速度または割合を規定する。ノードＮ１０５により規定される操作が（位置でも車線でもなく）速度に依存するため、速度フィールドＦ２５は、フィールドＦ３２に規定されるような目標速度に達し得る割合を制限するため、加速度制御を表すことになる。

【0131】

ノードＮ１０３およびＮ１０７に追加となったフィールドは、そこで規定される操作が異なるため、図９ａおよび図９ｂ間で異なる。ただし、これらのノードに規定された操作の種類が図９ａおよび図９ｂ間で一致するならば、ユーザ・インターフェース９００ｂは依然として、ユーザ・インターフェース９００ａとは異なるように各ノードを追加し得ることに留意するものとする。

【0132】

図９ｂのユーザ・インターフェース９００ｂは、図９ａのユーザ・インターフェース９００ａと同様に、ノード生成ボタン９０５を備える。ただし、図９ｂの例は、図９ａのユーザ・インターフェース９００ａの機能であった車両ノード生成器９０５ｂを示していない。

【0133】

図９ｂの例において、Ｆ１２等の操作種類フィールドは、編集可能なフィールドでなくてもよい。図９ａにおいては、フィールドＦ１２が編集可能なフィールドであるため、そのドロップダウン・リストから特定の操作種類を選択すると、当該特定の操作種類をパラメータ化するための関連入力フィールドが関連するノードに追加される。その代わりに、図９ｂの例においては、ノード生成器９０５の選択等、ノードの生成に際して、操作種類が選択されるようになっていてもよい。

【0134】

図１０ａおよび図１０ｂは、システムのシミュレーション前視覚化機能の例を与える。このシステムは、ユーザがパラメータ化シミュレーションを実行前に視覚化可能となるように、静的レイヤおよび動的レイヤのグラフィック表現を生成することができる。この機能は、ユーザが所望のシナリオを意図せず誤ってプログラムしてしまう可能性を大幅に低減する。

【0135】

ユーザは、シミュレーションを実行し、その観察によってプログラミング・エラーの存在を見つける必要なしに、シミュレーションの重要な瞬間（たとえば、相互作用状態の時点）にシミュレーション環境のグラフィック表現を確認することができる。また、図１０ａおよび図１０ｂは、図９ａのユーザ・インターフェース９００ａの選択機能を実証している。図９ａに備えられる一組のノードから１つまたは複数のノードが選択可能であってもよく、その選択によって、システムは、シミュレーション環境のグラフィック表現に対して、当該ノードのプログラムされた挙動のデータ・オーバーレイを行う。

【0136】

たとえば、図１０ａは、図９ａのユーザ・インターフェース９００ａにおいてプログラムされたシミュレーション環境のグラフィック表現を示しており、「車両１」というタイトルのノードが選択されている。この選択の結果として、車両１ ＴＶ１に割り当てられたパラメータおよび挙動は、図１０ａ上のデータ・オーバーレイとして視認可能となる。記号Ｘ２は、ノードＮ１０３に対して規定された相互作用状態が満たされた地点を示しており、地点Ｘ２が座標ではなく、Ｆ８およびＦ９に入力された距離により規定されていることから、記号Ｘ１は、Ｆ８およびＦ９においてパラメータ化された距離が測定される地点を規定する（所与のすべての例では、自己車両ＥＶを用いて、Ｘ１地点を規定する）。また、「２０ｍ」と記された橙色の点線１００１は、操作が作動される自己車両ＥＶと車両１ ＴＶ１との間の長手方向距離（Ｘ１とＸ２との間の距離）を明確に示す。

【0137】

また、ノードＮ１０３においてパラメータ化されたカットイン操作は、記号Ｘ２から記号Ｘ４までの湾曲した橙色線１００２として視認可能であり、記号の種類は、ノードＮ１０３の左上隅に規定されている。同様に、ノードＮ１０５において規定された速度変更操作は、カットインが終了となる記号Ｘ４から記号Ｘ３までの橙色線１００３として示されており、記号の種類は、ノードＮ１０５の左上隅に規定されている。

【0138】

「車両２」のノードＮ１０６の選択に際して、車両２ ＴＶ２に割り当てられたデータ・オーバーレイが図１０ｂと同様に示される。なお、図１０ａおよび図１０ｂは、時間的に同一の瞬間を示しているが、図９ａのユーザ・インターフェース９００ａにおいて選択された車両ノードのみが異なり、したがってデータ・オーバーレイの存在も異なる。車両２のノードＮ１０６を選択することにより、図１０ｂにおいては、ノードＮ１０７において車両２ ＴＶ２に割り当てられた「車線維持」操作の視覚的表現が存在する。このＦ１６に規定されるような車両の操作の作動条件は、図１０ｂにオーバーレイされた青色の点線１００４として示され、作動条件が満たされる地点および作動条件を規定する距離が測定される地点をそれぞれ表す記号Ｘ２およびＸ１も存在する。車線維持操作は、図１０ｂにオーバーレイされた青色の矢印１００５として示され、その終点にも同様に、ノードＮ１０７の左上隅に規定された記号（この場合は、記号Ｘ３）が記されている。

【0139】

いくつかの実施形態においては、複数の車両に関するデータ・オーバーレイを同時に表示することも可能であってよく、または特定の車両に割り当てられたすべての操作ではなく、１つの操作のみに関するデータ・オーバーレイを表示することも可能であってよい。

【0140】

また、いくつかの実施形態においては、操作の開始点または終了点の規定に用いられる記号の種類を編集することも可能であってよく、この場合、図９ａの動作ノードの左上隅の記号は、ユーザ・インターフェース９００の選択可能かつ編集可能な機能である。

【0141】

いくつかの実施形態においては、データ・オーバーレイが示されない。図１１は、図９ａのユーザ・インターフェース９００において設定されたものと同じシミュレーション環境を示しているが、ノードはどれも選択されていない。その結果、図１０ａまたは図１０ｂに見られるデータ・オーバーレイはどれも存在せず、自己車両ＥＶ、車両１ ＴＶ１、および車両２ ＴＶ２のみが示される。図１０ａ、図１０ｂ、および図１１により表現されるものは不変で、データ・オーバーレイのみが変化している。

【0142】

図１４ａ、図１４ｂ、および図１４ｃは、自己車両、第１の動作主体車両、および第２の動作主体車両をそれぞれ表す３つの車両ＥＶ、ＴＶ１、およびＴＶ２間の相互作用シナリオのシミュレーション前のグラフィック表現を示している。また、各図には、シミュレーションに先立つパラメータ化シナリオの動的な視覚化を可能にするように構成されたスクラビング・タイムライン（ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ ｔｉｍｅｌｉｎｅ）１４００も含む。図１４ａ、図１４ｂ、および図１４ｃのすべてに関して、車両ＴＶ１の操作に関するデータ・オーバーレイがグラフィック表現上に示されるように、ノード編集ユーザ・インターフェース（図９ｂ等）においては車両ＴＶ１のノードが選択されている。

【0143】

スクラビング・タイムライン１４００は、タイムラインに沿った両方向に制御され得るスクラビング・ハンドル（ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ ｈａｎｄｌｅ）１４０７を含む。また、スクラビング・タイムライン１４００には、再生量コントロール１４０１、１４０２、および１４０４（再生ボタン１４０１、巻き戻しボタン１４０２、および早送りボタン１４０４）が関連付けられている。再生ボタンは、選択に際して、パラメータ化シナリオのシミュレーション前の動的表現を再生するように構成されていてもよく、その再生は、選択時のスクラビング・ハンドル１４０７の位置から始まるようになっていてもよい。巻き戻しボタン１４０２は、選択に際して、スクラビング・ハンドル１４０７を左方へと移動させることにより、対応するより早い瞬間をグラフィック表現に示させるように構成されている。また、巻き戻しボタン１４０２は、選択時に、操作が開始となった最も近い時間等、シナリオにおける重要な瞬間までスクラビング・ハンドル１４０７を戻すように構成されていてもよく、これにより、シナリオのグラフィック表現は、新たな時点と一致するように調整されることになる。同様に、早送りボタン１４０４は、選択に際して、スクラビング・ハンドル１４０７を右方へと移動させることにより、対応するより遅い瞬間をグラフィック表現に示させるように構成されている。また、早送りボタン１４０４は、選択に際して、新たな操作が開始となる将来の最も近い地点等、将来の重要な瞬間まで移動させるように構成されていてもよく、このような場合、グラフィック表現は、新たな時点に応じて変化することになる。

【0144】

いくつかの実施形態において、スクラビング・タイムライン１４００は、パラメータ化シナリオについて、時間的にほぼ連続した一組のインスタンスを表示可能であってもよい。この場合、ユーザは、シミュレーションの開始と終了間の任意の瞬間までスクラビング可能であるとともに、当該瞬間におけるシナリオのシミュレーション前の対応するグラフィック表現を視認可能となり得る。このような場合は、再生ボタン１４０１の選択によって、相互作用シナリオの連続的な進行をユーザが認識するようなフレームレートでの動的な視覚化の再生が可能となり得る（すなわち、ビデオ再生）。

【0145】

スクラビング・ハンドル１４０７それ自体は、スクラビング・タイムライン１４００の選択可能な機能であってもよい。スクラビング・ハンドル１４０７は、選択およびスクラビング・タイムライン１４００上の新たな位置へのドラッグによって、グラフィック表現を変化させ、新たな瞬間におけるシミュレーション・エンティティの相対的な位置を示すようにしてもよい。あるいは、スクラビング・タイムライン１４００に沿った特定の位置の選択によって、スクラビング・タイムラインに沿って選択が行われた地点までスクラビング・ハンドル１４０７を移動させるようにしてもよい。

【0146】

また、スクラビング・タイムライン１４００は、色付きまたは網掛け領域等、パラメータ化シナリオのさまざまなフェーズを示す視覚的インジケータを含んでいてもよい。たとえば、特定の視覚的表示がスクラビング・タイムライン１４００のある領域に割り当てられ、特定の車両に対する操作作動条件が満たされていない一組の時間的インスタンスを示していてもよい。そして、第２の視覚的表示が第２の領域を示していてもよい。たとえば、この領域は、操作が発生した期間または割り当てられたすべての操作が実行済みとなった場所を表していてもよい。たとえば、図１Ａに対する例示的なスクラビング・タイムライン１４００は、網掛けされていない作動前領域１４０３を含み、シナリオの作動条件が満たされていない期間を表す。また、網掛けされた操作領域１４０９も示され、これは、動作主体車両ＴＶ１およびＴＶ２に割り当てられた操作が進行中である期間を示す。例示的なスクラビング・タイムライン１４００は、網掛けされていない操作後領域１４１３をさらに含み、動作主体車両ＴＶ１およびＴＶ２に割り当てられた操作が完了となった期間を示す。

【0147】

図１４ｂに示されるように、スクラビング・タイムライン１４００は、シナリオ・フェーズ間の境界を表す１４０５および１４１１等の記号インジケータをさらに含んでいてもよい。たとえば、例示的なスクラビング・タイムライン１４００は、操作が作動された瞬間を表す第１の境界インジケータ１４０５を含む。同様に、第２の境界点１４１１は、操作中フェーズ１４０９と操作後フェーズ１４１３との間の境界点を表す。なお、図１４ａ、図１４ｂ、および図１４ｃの境界点を示すのに用いられる記号は、すべての実施形態において同じでなくてもよい。

【0148】

図１４ａ、図１４ｂ、および図１４ｃは、単一のシナリオの場合の時間の進行を示している。図１４ａにおいて、スクラビング・ハンドル１４０７は、シナリオの相互作用前フェーズ１４０３と相互作用中フェーズ１４０９との間の第１の境界点１４０５に配置されている。その結果、動作主体車両ＴＶ１は、この遷移が発生する位置（地点Ｘ２）に示される。図１４ｂにおいて、動作主体車両ＴＶ１は、その第１の操作（カットイン）を実行して、地点Ｘ３に達している。この瞬間に、動作主体車両ＴＶ１は、その第２の操作（減速操作）の実行を開始することになる。地点Ｘ２すなわち対応する第１の境界点１４０５での操作の作動から時間が経過していることから、スクラビング・ハンドル１４０７は、第２の操作が開始となる時点に対応するように移動している。なお、図１４ｂにおいて、スクラビング・ハンドル１４０７は、網掛けにより示されるように、操作中フェーズ１４０９内にある。そして、図１４ｃは、操作が完了された瞬間を示している。動作主体車両ＴＶ１は、地点Ｘ４に達しており、スクラビング・ハンドルは、操作が終了となった地点である第２の境界点１４１１まで進んでいる。

【0149】

シナリオの視覚化は、シナリオに対して選択された特定の道路セグメント上の主体（この場合は、車両）のリアルタイム・レンダリング描写である。自己車両ＥＶが黒色で示される一方、他の車両はラベルで表される（ＴＶ１、ＴＶ２等）。視覚的なオーバーレイは、オンデマンドで切り替え可能であり、相互作用の開始点および終了点、車両の位置および軌跡、ならびに他の主体からの距離を示す。図９ｂ等の対応するノード編集ユーザ・インターフェースにおける異なる車両ノードの選択によって、視覚的オーバーレイが示される車両または動作主体を制御する。

【0150】

タイムライン・コントローラによれば、ユーザは、シナリオ相互作用のリアルタイム再生（再生ボタン）、ある相互作用点から次の相互作用点までのジャンプ（前後スキップ・ボタン）、またはスクラビング・ハンドル１４０７を用いた時間の前方または後方スクラビングが可能となる。丸で囲んだ「＋」がタイムライン中の最初の相互作用点を示し、丸で囲んだ「×」が最終的な相互作用点を表す。これは、シナリオにおける主体をすべて網羅する。すなわち、丸で囲んだ「＋」は、シミュレーション中の任意の主体について最初の操作が開始する時点を示し、丸で囲んだ「×」は、シミュレーション中の任意の主体について最後の操作が終了する時点を表す。

【0151】

タイムラインを再生する場合、主体の視覚化は、それらのシナリオ動作により指定されるような主体の動きを示すことになる。図１４ａにより与えられる例において、主体ＴＶ１は、自己ＥＶの前方５ｍかつ横方向距離１．５ｍの地点で最初に自己ＥＶと相互作用し、地点Ｘ２と示される。これが（丸で囲んだ「１」により指定される）最初の動作をトリガし、ＴＶ１は、シナリオにおいて速度および加速度の制約が与えられた状態で、車線１から車線２への車線変更動作を実行することになる。当該動作が完了となった場合、主体は、次の動作へと進むことになる。図１４ｂにおいて丸で囲んだ「２」により指定される２つ目の動作は、ＴＶ１が自己の３０ｍ前方の場合にトリガされることになり、これが第２の相互作用点である。そして、ＴＶ１は、その指定された減速動作を実行して、特定の速度を実現することになる。図１４ｃに示されるように、当該速度に達した場合は、２つ目の動作が完了となる。この主体には、これ以外の動作が割り当てられていないため、これ以上の操作を実行することはない。

【0152】

これらの例示的な画像は、シナリオにおける第２の主体（ＴＶ２）を示す。この車両には、車線２に追従するとともに安定した速度を維持する動作が割り当てられている。この視覚化の視点は道路の鳥瞰的な上面視であり、自己を追跡しているため、主体の動きは互いに相対的なものしか見えず、シナリオの視覚化においてＴＶ２の動きは見えない。

【0153】

図１５ａは、システムがマップ７２０５上のシナリオ７２０１のパラメータ化静的レイヤ７２０１ａのすべてのインスタンスを認識するプロセスの高度模式図である。パラメータ化シナリオ７２０１は、動的レイヤのエンティティおよびその相互作用に関するデータを同じく含み得るが、シナリオ７２０１において規定された静的レイヤおよび静的レイヤの距離要件それぞれに関するデータ・サブグループ７２０１ａおよび１５０１を備えるように示される。一例として、静的レイヤ・パラメータ７２０１ａおよびシナリオ実行距離１５０１は、組み合わされた場合に、４車線の「中央分離道路」の「Ｔ字路」で終わる２車線道路の１００ｍ区間を規定していてもよい。

【0154】

識別プロセス１５０５は、マップ・データベースに格納された１つまたは複数のマップに関するシステムの分析を表す。このシステムは、パラメータ化された静的レイヤのパラメータ７２０１ａおよびシナリオ実行距離１５０１を満たす１つまたは複数のマップ上のインスタンスを識別可能である。そして、パラメータ化道路セグメントの好適なインスタンスを備えるマップ７２０５がシミュレーション用として、ユーザに提供されるようになっていてもよい。

【0155】

このシステムでは、各マップにおける道路セグメントに関する既存のデータに対して、パラメータ化された静的レイヤの基準を比較することにより、好適な道路セグメントを検索するようにしてもよい。この場合、システムは、好適な道路セグメント１５０３の部分集合と好適ではないその他の道路セグメント１５０７の部分集合とを区別することになる。

【0156】

図１５ｂは、複数の異なる種類の道路セグメントを備える例示的なマップ７２０５を示している。ユーザがシナリオ７２０１の一部として静的レイヤ７２０１ａおよびシナリオ実行距離１５０１をパラメータ化した結果として、このシステムでは、パラメータ化道路レイアウトの好適な例であるマップ７２０５内のすべての道路セグメントを識別している。システムにより識別された好適なインスタンス１５０３は、図１５ｂにおいて青色で強調されている。好適な各インスタンスは、シナリオ記述からの具体的なシナリオの生成に使用され得る。

【0157】

以下の説明は、クエリーを満たす道路要素を読み出すための静的な道路レイアウトの問い合わせに関する。道路レイアウトの速度最適化問い合わせの恩恵を受ける自律走行車の用途は数多く存在する。このような特徴を実現するには、静的な道路レイアウトを格納するように構成されたコンピュータ・ストレージを備えるコンピュータ・システムが必要とされ得る。このコンピュータ・システムは、静的な道路レイアウトのメモリ内トポロジ・インデックスを生成するように構成されたトポロジ・インデックス化コンポーネントを備えていてもよい。トポロジ・インデックスは、ノードおよびエッジから成るグラフの形態で格納されていてもよく、各ノードが静的な道路レイアウトの道路構造要素に対応し、エッジが道路構造要素間のトポロジ関係を符号化している。このコンピュータ・システムは、静的な道路レイアウトの道路構造要素に対して幾何学的な制約をマッピングするための静的な道路レイアウトの少なくとも１つのメモリ内幾何学的インデックスを生成するように構成された幾何学的インデックス化コンポーネントをさらに具備していてもよい。

【0158】

幾何学的クエリーを受信し、幾何学的クエリーの１つまたは複数の幾何学的制約を満たす少なくとも１つの静的な道路要素を配置するための幾何学的インデックスを検索し、少なくとも１つの道路構造要素の記述子を返すように構成されたシナリオ・クエリー・エンジンが設けられていてもよい。シナリオ・クエリー・エンジンは、少なくとも１つの道路要素の記述子を備えるトポロジ・クエリーを受信し、対応するノードを配置するトポロジ・インデックスを検索し、トポロジ・インデックスのエッジに符号化されたトポロジ関係に基づいて、トポロジ・クエリーを満たす少なくとも１つの他のノードを識別し、トポロジ・クエリーを満たす当該他のノードの記述子を返すようにさらに構成されていてもよい。

【0159】

他のクエリーも可能とされ得る。たとえば、シナリオ・クエリー・エンジン（ＳＱＥ）は、静的レイヤまたはマップ内の位置を与える距離クエリーを受信し、距離クエリーにおいて与えられた位置に最も近い道路構造要素の記述子を返すように構成されていてもよい。

【0160】

幾何学的インデックス化コンポーネントは、道路構造要素間の境界に存在する線状セグメントを含む１つまたは複数の線状セグメント・インデックスを生成するように構成されていてもよい。各線状セグメントは、道路構造要素識別子と関連付けて格納されていてもよい。２つの道路構造要素間の境界に存在する各線状セグメントの２つのコピーがこれら２つの道路構造要素の異なる道路構造要素識別子と関連付けて、１つまたは複数の線状セグメント・インデックスに格納されていてもよい。１つまたは複数の線状セグメント・インデックスは、上述の距離クエリーの処理に用いられるようになっていてもよい。

【0161】

幾何学的クエリーは、位置（たとえば、指定の（ｘ，ｙ）点）および所要の道路構造要素種類を入力とし、幾何学的（空間的）インデックスへの問い合わせによって、提供された位置を含む所要の道路構造要素種類の車線の記述子を返す包含クエリーであってもよい。所要の種類の道路構造要素が返されない場合は、ヌル結果が返されるようになっていてもよい。空間的インデックスは、包含クエリーの処理に使用する道路構造要素またはその一部の境界ボックスを含む境界ボックス・インデックスを備えていてもよく、各境界ボックスは、道路構造要素識別子と関連付けられる。

【0162】

なお、道路構造要素は、記述子から、静的な道路レイアウトまたはマップにおいて直接配置可能であってもよい。また、クエリー中の道路構造要素が種類ごとに固有の場合は、最初に、グラフ・データベースへのフィルタの適用によって、当該固有の種類以外のノードを取り除くようにしてもよい。ＳＱＥは、種類固有の距離クエリーの所要の道路構造要素種類を符号化するフィルタを１つまたは複数の線状セグメント・インデックスに適用することによって、所要の道路構造要素種類に適合しない線状セグメントを取り除くようにさらに構成されていてもよい。

【0163】

１つもしくは複数の線状セグメント・インデックスまたは境界ボックス・インデックスにおける道路構造要素識別子は、フィルタを適用するための仕様（のメモリ内表現）における識別道路構造の配置に用いられるようになっていてもよい。

【0164】

なお、幾何学的クエリーは、元の道路レイアウト記述の背景において解釈され得る形態の結果を返す。すなわち、幾何学的クエリーに対して返される記述子は、静的レイヤにおける対応する部分への直接マッピングを行うようにしてもよい（たとえば、地点ｘと交差する車線のクエリーであれば、問題の車線を表す部分への直接マッピングを行う記述子を返すことになる）。トポロジ・クエリーにも同じことが当てはまる。

【0165】

トポロジ・クエリーは、１つまたは複数の道路構造要素の入力記述子（入力要素）を含み、当該トポロジ・クエリーを満たす１つまたは複数の道路構造要素の出力記述子（出力要素）の形態の応答を返す。たとえば、トポロジ・クエリーは、開始レーンおよび目的レーンを示し、開始レーンから目的レーンまでの一組の「微小経路」を要求するようにしてもよく、微小経路は、前者から後者までの通過可能な一連の車線として規定される。これは、「微小計画（ｍｉｃｒｏｐｌａｎｎｉｎｇ）」と称され得るものの一例である。なお、本開示では経路計画に特に焦点を当てていないため、別途詳細は提供されない。ただし、当然のことながら、このような微小計画は、ＳＱＥシステムにより実現されるようになっていてもよい。

【0166】

道路分割インデックスが道路インデックス化コンポーネントにより生成されるようになっていてもよい。道路分割インデックスは、幾何学的（空間的）インデックスの構築に用いられるようになっていてもよく、また、ＳＱＥの特定のクエリー・モードを直接サポートしていてもよい。

【0167】

なお、静的レイヤのクエリーに関する上記開示は、複数のマップにおける複数の静的レイヤにわたって拡張され得る。また、特定の構成にて組み合わされた１つまたは複数の道路構造要素で構成された複合道路構造へと拡張され得る。すなわち、１つまたは複数の一般道路構造テンプレートに基づいて、一般的なシナリオの道路レイアウトが規定されるようになっていてもよい。

【0168】

図１３のユーザ・インターフェース９００は、左から右に５つの例示的な一般道路構造（片側１車線、２車線双方向道路、双方向Ｔ字路、双方向４方交差点、および双方向４方環状交差点）を示している。一例として、図１３に示されるような一般道路構造を記述するパラメータがＳＱＥに入力として登録されるようになっていてもよい。ＳＱＥは、マップ・データベースにおける複数の静的レイヤ・マップそれぞれに対してフィルタを適用することにより、クエリーの入力制約を満たす各マップの静的レイヤ・インスタンスを隔離するようにしてもよい。このようなクエリーは、当該クエリーの入力制約を満たす複数のマップのうちの１つにおける道路レイアウトにそれぞれ対応する１つまたは複数の記述子を返すようにしてもよい。一例において、ユーザは、交通方向ごとに１つの車線を有する一般双方向Ｔ字路をパラメータ化し、マップ・データベースにおける複数のマップに対応する複数のインデックスへの問い合わせによって、このような各マップ中のすべてのＴ字路インスタンスを識別するようにしてもよい。

【0169】

そして、複数のマップにわたる一般的シナリオの道路レイアウトのクエリーは、速度制限等、パラメータ化シナリオの動的制約および／または複数のマップと関連付けられた動的制約を考慮するようにさらに拡張され得る。ここで、同じ方向に走行するように構成された２車線の道路についてパラメータ化された追い抜き操作を考える。このような操作の１つまたは複数のマップにおいて好適なインスタンスを識別するため、好適な道路の延伸長さが評価されるようになっていてもよい。すなわち、追い抜き操作の実行に対して、すべての２車線インスタンスが十分に長いわけではない。ただし、必要とされる道路の長さは、操作中に車両が走行する速度によって決まる。その後、各マップ上の道路の各延伸と関連付けられた速度制限、シナリオにおいてパラメータ化された速度、または両方に基づいて、速度に基づく好適性評価が行われるようになっていてもよい（シナリオのパラメータ化速度が許可された道路を識別する）。なお、好適性の評価に際しては、道路の曲率等、他の静的または動的な態様も考慮され得る。すなわち、見通しの悪い曲がり角は、道路の長さにも速度制限にも関係なく、追い抜き操作に好適な場所とはされ得ない。

【0170】

なお、動的な制約が考慮される場合は、マップ・インスタンスの好適性に対する制限が多くなる。ただし、有用な結果が返される限りは、マップ内の好適なインスタンスをより多く識別できるように、可能な限り多くのパラメータを可変にするか、または、可能な限り広い範囲に制限するものとする。このことは、動的な制約が考慮されるか否かに関わらず、一般的に当てはまる。

【0171】

なお、マップ・データベースにおいて識別される道路レイアウトの一致数を制限し得るのは、制約パラメータの数だけではない。ユーザが設定した各パラメータが制約を受ける程度は、返される一致数に大きな影響を与える。たとえば、ユーザが設定した道路レイアウトと比較して、特定のパラメータ値に対して比較的小さな偏差を有するマップ・インスタンスは、完全に好適なマップ・インスタンスとされ得る。ユーザにより入力された対応する各パラメータ値と厳密に一致するパラメータ値を有するマップ・インスタンス以外の好適なマップ・インスタンスをＳＱＥが識別するため、閾値の設定またはパラメータ範囲の提供を行う何らかのシステムが実装されていてもよい。このようなパラメータ範囲の詳細については、以下に与えられる。

【0172】

ユーザは、マップ・データベースのマップ内の好適または一致トポロジへの問い合わせのため、道路レイアウトをパラメータ化する場合、制約したい１つまたは複数のパラメータの値の上側閾値および下側閾値を提供するようにしてもよい。ＳＱＥは、クエリーを受信したら、マップ・インスタンスのフィルタリングによって、ユーザ規定の範囲内にパラメータ値が存在するインスタンスを識別する。すなわち、ＳＱＥにより返されるマップ・インスタンスについて、このインスタンスは、ユーザ・クエリーにより制約を受けるすべてのパラメータに対して、ユーザ・クエリーのパラメータごとに規定された特定の範囲内の値を有する。

【0173】

あるいは、ユーザは、１つまたは複数のパラメータの絶対値を与えることにより、抽象的な道路レイアウトを規定するようにしてもよい。ユーザ規定の道路レイアウトがクエリーとしてＳＱＥに入力される場合、ＳＱＥは、ユーザにより制約されたパラメータごとに、好適な範囲を決定するようにしてもよい。好適な範囲の決定に際して、ＳＱＥは、ユーザにより制約されたパラメータごとに、当該ＳＱＥが決定した範囲を満たすマップ・インスタンスを識別するクエリーを実行するようにしてもよい。ＳＱＥは、ユーザにより与えられた各パラメータ値の両側に所定の割合の偏差を許可することによって、好適な範囲を決定するようにしてもよい。いくつかの例においては、特定のパラメータ値が大きくなると、小さくなる場合よりも大きな影響が及ぶ可能性もあり、その逆もまた同様である。たとえば、湾曲した道路のキャンバーが大きくなると、小さくなる場合よりもマップ・インスタンスの好適性に対する影響が大きくなる。すなわち、道路の負のキャンバーが大きくなる（つまり、道路がカーブの内側から離れるほど急勾配になる）と、道路レイアウトは、キャンバーが逆方向に変化する（つまり、道路が内側に大きく傾斜する）場合よりも早く、好適でなくなる可能性がある。所与の速度の車両は、同様に正のキャンバーが大きな場合よりも、負のキャンバーが大きな場合にロールまたは制御喪失の可能性が高くなるためである。このような例において、ＳＱＥは、ユーザ規定のパラメータ値を上回る第１のパーセント値で上側閾値を適用し、ユーザ規定のパラメータ値を下回る第２のパーセント値で下側閾値を適用するように構成されていてもよい。

【0174】

いくつかの例においては、負のパラメータ値が意味をなさない場合もある。このようなパラメータの周りの範囲は、負の値を含むように構成されていなくてもよい。ただし、いくつかの例においては、負のパラメータ値が受け入れ可能となり得る。ＳＱＥは、負の値が受け入れ可能か否かに基づいて、特定のパラメータ範囲に制約を適用するようにしてもよい。

【0175】

特定の値範囲内に制約され得る静的レイヤ・パラメータの例としては、道路幅、車線幅、曲率、道路セグメント長、垂直方向の急勾配、キャンバー、標高、超高度、車線数等が含まれる。当然のことながら、他のパラメータも同様に制約され得る。

【0176】

当然のことながら、用語「一致（ｍａｔｃｈ）」は、ＳＱＥに対するシナリオ・クエリーに基づいて識別されたマップ・データベースのマップ内のマップ・インスタンスを表す。「一致」の識別マップ・インスタンスは、クエリーのすべての制約パラメータに関して、特定の範囲内に存在するパラメータ値を有する。

【0177】

当然のことながら、上記説明において、マップは、パラメータ化シナリオから完全に分離されていてもよい。シナリオは、ＳＱＥに対するクエリーを用いたマップ内の好適な道路レイアウト・インスタンスの識別に際して、マップに結合されるようになっていてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9a】

【図9b】

【図10a】

【図10b】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14a】

【図14b】

【図14c】

【図15a】

【図15b】

【国際調査報告】