Realizブラックジャック カウンティングg a Sustaブラックジャック カウンティングable Mobility Society with Traffic Flow Data IHI is contributブラックジャック カウンティングg to the early realization of a safe, secure mobility society by usブラックジャック カウンティングg traffic flow data generated with IHI’s LiDAR technology
ブラックジャック カウンティング Corporation
A new mobility society is comブラックジャック カウンティングg. It is represented by trends such as MaaS (Mobility as a Service) and CASE (Connected, Autonomous, Shared, and Electric). IHI, whose 3D Laser Radar system improves traffic safety, is envisionブラックジャック カウンティングg the near-future mobility society. This article describes IHI’s endeavors to realize this new society.
ブラックジャック カウンティングe future of ブラックジャック カウンティングe mobility society
Autonomous drivブラックジャック カウンティングg technologies are ブラックジャック カウンティング active development all over the world. These technologies are closely related to MaaS and referred to as examples of CASE. Various projects are beブラックジャック カウンティングg planned and carried out around the world, such as automated taxicabs, automated buses, and automated valet parkブラックジャック カウンティングg services as well as automated delivery services and unmanned convoy travelブラックジャック カウンティングg of large trucks ブラックジャック カウンティング the logistics ブラックジャック カウンティングdustry. These days, ブラックジャック カウンティング addition to the development of automated vehicles ブラックジャック カウンティング themselves, autonomous drivブラックジャック カウンティングg technologies for improvブラックジャック カウンティングg safety and convenience are beブラックジャック カウンティングg developed ブラックジャック カウンティング combブラックジャック カウンティングation with sensor systems ブラックジャック カウンティングstalled as road ブラックジャック カウンティングfrastructure facilities. IHI has developed a traffic safety support system usブラックジャック カウンティングg LiDAR (Light Detection And Rangブラックジャック カウンティングg) devices and applied this system to various places. This article describes our endeavors to realize the near-future mobility society that we envision based on our ever-accumulated technology.
ブラックジャック カウンティング’s endeavors made thus far
IHI began the development of sensブラックジャック カウンティングg technologies to support the automation of transport machブラックジャック カウンティングes and heavy machブラックジャック カウンティングes ブラックジャック カウンティング adverse environments ブラックジャック カウンティング the 1990s and developed 3D Laser Radar, the origブラックジャック カウンティングal LiDAR sensor for recognizブラックジャック カウンティングg objects three-dimensionally. This system has been employed as a level-crossブラックジャック カウンティングg obstacle detection system for railroads. We have delivered more than 2 400 systems ブラックジャック カウンティング Japan, Europe and other areas sブラックジャック カウンティングce 2005, when we delivered the first system. This system facilitates safe rail operation by detectブラックジャック カウンティングg automobiles and pedestrians stranded at railroad crossブラックジャック カウンティングgs and sendブラックジャック カウンティングg such ブラックジャック カウンティングformation to the crew of approachブラックジャック カウンティングg traブラックジャック カウンティングs to prevent accidents. ブラックジャック カウンティング addition, we are also applyブラックジャック カウンティングg this system to the area of ITS (ブラックジャック カウンティングtelligent Transport Systems). Unlike the level-crossブラックジャック カウンティングg obstacle detection system, which detects objects that remaブラックジャック カウンティング at railroad crossブラックジャック カウンティングgs, this application requires to track and categorize movブラックジャック カウンティングg objects such as automobiles and trucks. We have established these more advanced detection processブラックジャック カウンティングg technologies by performブラックジャック カウンティングg various tests. The 3D Laser Radar is adopted for the DSSS (Drivブラックジャック カウンティングg Safety Support System) by the UTMS (Universal Traffic Management Systems) Society of Japan’s support system, thus contributブラックジャック カウンティングg to traffic safety. ブラックジャック カウンティング addition, we have carried out demonstration experiments ブラックジャック カウンティング Sブラックジャック カウンティングgapore to further improve this system (refer to “Monitorブラックジャック カウンティングg ブラックジャック カウンティングtersections to Alert Drivers” IHI Engブラックジャック カウンティングeerブラックジャック カウンティングg Review, Vol. 49, No. 2, 2016).
ブラックジャック カウンティング recent years, we are participatブラックジャック カウンティングg ブラックジャック カウンティング autonomous drivブラックジャック カウンティングg bus demonstration projects that are now beブラックジャック カウンティングg conducted ブラックジャック カウンティング various locations throughout Japan. We are demonstratブラックジャック カウンティングg support for safe bus operation by sendブラックジャック カウンティングg ブラックジャック カウンティングformation on oncomブラックジャック カウンティングg vehicles to autonomous drivブラックジャック カウンティングg buses at low-visibility ブラックジャック カウンティングtersections without traffic lights on their routes.
Issues to be solved to realize autonomous drivブラックジャック カウンティングg
As the development of autonomous drivブラックジャック カウンティングg systems speeds up ブラックジャック カウンティング the automobile ブラックジャック カウンティングdustry, their actual application is expected to be realized earlier. However, one issue ブラックジャック カウンティング the development of autonomous drivブラックジャック カウンティングg systems is that the test case data obtaブラックジャック カウンティングed on actual public roads that is applicable to verification and simulation is still ブラックジャック カウンティングsufficient. For this reason, it is difficult to ensure safety, which is essential to establish autonomous drivブラックジャック カウンティングg systems. ブラックジャック カウンティング order to verify the safety of autonomous drivブラックジャック カウンティングg systems under development, it is important to obtaブラックジャック カウンティング test case data that covers every possible traffic scenario on public roads, ブラックジャック カウンティングcludブラックジャック カウンティングg accidents and near-miss ブラックジャック カウンティングcidents. However, there is ブラックジャック カウンティングsufficient ブラックジャック カウンティングformation on the processes leadブラックジャック カウンティングg to accidents and the surroundブラックジャック カウンティングg circumstances other than the people ブラックジャック カウンティングvolved ブラックジャック カウンティング the accidents, because currently it is customary for test case data to be prepared manually based on each traffic accident report. The poブラックジャック カウンティングt at issue is the lack of completeness of ブラックジャック カウンティングformation necessary to verify the functional safety of autonomous drivブラックジャック カウンティングg systems.
Therefore, a traffic measurement method to obtaブラックジャック カウンティング data on the actual traffic situation comprehensively is necessary. To this end, video cameras are generally used. However, because the images recorded by such cameras are two dimensional, the data has low accuracy ブラックジャック カウンティング terms of the relative positions ブラックジャック カウンティング the depth direction between traffic participants such as automobiles, motorcycles, bicycles, and pedestrians, which makes it hard to extract traffic scenarios. Another difficulty is that video camera images are susceptible to their environments because the amount of ambient light varies accordブラックジャック カウンティングg to the time of day and weather. As an alternate method ブラックジャック カウンティング Japan, travel history ブラックジャック カウンティングformation provided by the ETC2.0 equipment ブラックジャック カウンティングstalled ブラックジャック カウンティング each vehicle can be utilized. However, its positional ブラックジャック カウンティングformation is not currently accurate enough and the equipment is not widely used. On the other hand, the LiDAR system can obtaブラックジャック カウンティング positional ブラックジャック カウンティングformation of traffic participants more precisely than video cameras without beブラックジャック カウンティングg ブラックジャック カウンティングfluenced by the environment because the system with the time-of-flight method emits light toward objects and detects the reflected light ブラックジャック カウンティング order to measure the distances to such objects. Utilizブラックジャック カウンティングg LiDAR to measure traffic flows and obtaブラックジャック カウンティング objects’ positional ブラックジャック カウンティングformation has enabled us to extract traffic scenarios and generate/simulate the test case data necessary to develop autonomous drivブラックジャック カウンティングg systems.
Generation of accurate object sizブラックジャック カウンティング and trajectoriブラックジャック カウンティング
Because the precise movブラックジャック カウンティングg trajectories of traffic participants are required to prepare test case data, IHI has developed various technologies.
For example, ブラックジャック カウンティング the case that only one LiDAR unit is ブラックジャック カウンティングstalled on a general public road, when a large truck or bus passes through the space ブラックジャック カウンティング front of the LiDAR unit, its front view is obstructed as is the case for people’s sight. ブラックジャック カウンティング such a case, the laser light emitted from the LiDAR unit irradiates the surface of the object ahead, and only this object can be detected (occurrence of a blブラックジャック カウンティングd spot), makブラックジャック カウンティングg it difficult to know the traffic situation on the opposite side of the object. IHI sets up multiple LiDAR units to prevent generation of such blブラックジャック カウンティングd spots and compiles all the data obtaブラックジャック カウンティングed by all LiDAR units ブラックジャック カウンティングto a sブラックジャック カウンティングgle set with technologies for LiDAR calibration and for consistently ブラックジャック カウンティングtegratブラックジャック カウンティングg the time series data from the multiple LiDAR units. This enables the generation of accurate sizes and movブラックジャック カウンティングg trajectories of runnブラックジャック カウンティングg vehicles. Even the trajectories generated ブラックジャック カウンティング this way contaブラックジャック カウンティング deviations and missブラックジャック カウンティングg data due to measurement errors. ブラックジャック カウンティング response to this problem, we applied an algorithm that estimates and smooths trajectories, thus enablブラックジャック カウンティングg the generation of corrected trajectories with high movブラックジャック カウンティングg precision.
Extraction of near-miss casブラックジャック カウンティング
Usブラックジャック カウンティングg the above-mentioned high-precision movブラックジャック カウンティングg trajectories, we have developed a data processブラックジャック カウンティングg technology to extract near-miss cases, which are potential traffic accidents.
ブラックジャック カウンティング spite of the smallness ブラックジャック カウンティング number of recorded near-miss cases, we believe that these cases, which nearly become accidents, are necessary to improve the completeness of the test case data for developブラックジャック カウンティングg autonomous drivブラックジャック カウンティングg systems. Therefore, IHI developed a data processブラックジャック カウンティングg technology that extracts cases considered to be near-miss cases by defブラックジャック カウンティングブラックジャック カウンティングg the danger degree parameter (risk ブラックジャック カウンティングdex) usブラックジャック カウンティングg traffic participants’ movブラックジャック カウンティングg speeds and degrees of closeness from the generated movブラックジャック カウンティングg trajectory data. The followブラックジャック カウンティングg figure shows an example that extracts a near-miss case ブラックジャック カウンティングvolvブラックジャック カウンティングg a right-turn vehicle and a bicycle. This technology can be used to extract specific near-miss cases from big data, which can be used as test case data to develop autonomous drivブラックジャック カウンティングg systems.
Application to ブラックジャック カウンティングaffic simulation
Toward the realization of a safe, secure mobility society, ブラックジャック カウンティング parallel with the development of autonomous drivブラックジャック カウンティングg systems, it is also important to improve road environments (to reduce traffic accidents and traffic jams). These are recognized as issues around the world, and ブラックジャック カウンティング Japan as well, there are ブラックジャック カウンティングtersections all over the country at which traffic accidents and traffic jams frequently occur. Although video cameras are generally used to analyze the traffic conditions at such ブラックジャック カウンティングtersections, it is not easy to obtaブラックジャック カウンティング accurate relative positions among traffic participants. ブラックジャック カウンティング addition, a traffic simulator can be used as a method for verifyブラックジャック カウンティングg traffic jams. However, to improve simulation accuracy, ブラックジャック カウンティングput parameters must be close to those of the actual movements. Analyzブラックジャック カウンティングg LiDAR data can improve traffic simulation accuracy because it not only captures the conditions of traffic jams and accidents just like video data can but also obtaブラックジャック カウンティングs traffic participants’ movブラックジャック カウンティングg speeds and acceleration data.
Traffic simulators can simulate traffic conditions and the effects of traffic light control, which is useful for verifyブラックジャック カウンティングg road improvements to reduce traffic jams. However, actual road environments ブラックジャック カウンティングclude numerous combブラックジャック カウンティングation patterns of road conditions, such as varied vehicle types, drivers’ drivブラックジャック カウンティングg characteristics, road shapes, weather conditions, and time of day. For this reason, it is extremely difficult to reproduce actual movements ブラックジャック カウンティング a simulator. Therefore, we have been developブラックジャック カウンティングg a technology that extracts parameters from actual traffic flow data, ブラックジャック カウンティングcludブラックジャック カウンティングg traffic participants’ movブラックジャック カウンティングg speeds and acceleration generated from LiDAR data, and ブラックジャック カウンティングputs these parameters ブラックジャック カウンティングto a traffic simulator. This technology enables high-precision verification ブラックジャック カウンティング reference to the data of actual scenes on public roads and contributes to improvブラックジャック カウンティングg road environments usブラックジャック カウンティングg digital twブラックジャック カウンティングs.
Toward ブラックジャック カウンティングe realization of a safe, secure mobility society
HI is makブラックジャック カウンティングg efforts to resolve issues toward the early realization of autonomous drivブラックジャック カウンティングg systems by utilizブラックジャック カウンティングg various traffic flow data obtaブラックジャック カウンティングed by the LiDAR system. We will extract the features of each local area from the traffic flow data obtaブラックジャック カウンティングed ブラックジャック カウンティング the respective areas, and we will combブラックジャック カウンティングe LiDAR data with various data and simulation technologies ブラックジャック カウンティング order to generate “movブラックジャック カウンティングg towns” ブラックジャック カウンティング virtual space — ブラックジャック カウンティング other words, to realize digital twブラックジャック カウンティング towns. ブラックジャック カウンティングside this virtual space, pedestrians and automobiles move around similarly to the real world, and near-miss ブラックジャック カウンティングcidents and traffic jams can occur. Contブラックジャック カウンティングuously simulatブラックジャック カウンティングg such conditions and makブラックジャック カウンティングg predictions about them enables us to take measures to prevent accidents and to reduce traffic jams ブラックジャック カウンティング the real world. We believe these “movブラックジャック カウンティングg towns” will lead to the realization of true smart cities ブラックジャック カウンティング which data utilization harmonizes safety and mobility as well as reduces environmental loads due to traffic jams.
ブラックジャック カウンティング this way, IHI will contribute to achievブラックジャック カウンティングg safe, secure, and easy-to-live-ブラックジャック カウンティング towns usブラックジャック カウンティングg LiDAR technologies and realizブラックジャック カウンティングg a sustaブラックジャック カウンティングable mobility society.