A New Safety Objective for the Calibration of the Intelligent Driver Model

要約

インテリジェント ドライバー モデル (IDM) は、近年最も広く使用されている車追従 (CF) モデルの 1 つです。
このモデルのパラメータは、自然な運転、運転シミュレータ実験、およびドローンデータから得られた実際の軌道を使用して校正されています。
モデル キャリブレーション プロセスの重要な側面は、キャリブレーションの主な目的を定義することです。
この目的は、キャリブレーションの目的関数とパフォーマンス測定に影響を与えます。
たとえば、CF モデルを校正する場合、通常の目的は測定された間隔や速度の誤差を最小限に抑えることであり、衝突回避メカニズムなどのモデルの重要な安全面は無視されます。
このようなモデルの場合、校正されたパラメータは明示的に考慮されていないため、モデルの安全特性が維持されるという保証はありません。
校正中の安全特性を明示的に説明するために、この論文では、実際に測定された間隔 (現在行われているように) の誤差と、
IDM モデルの衝突のないプロパティ。
提案された目的関数は、オランダの高速道路からドローンで取得した車両の軌道を使用して IDM の 2 つのバリアントを校正するために使用されます。
次に、実際の間隔と時間ギャップの誤差に関して校正パフォーマンスが比較されます。
結果は、提案された安全目標 15 関数が、間隔のみを最小化する場合と比較して、間隔と時間ギャップの誤差を低減し、IDM の衝突特性を維持することを示しています。

要約(オリジナル)

The intelligent driver model (IDM) is one of the most widely used car-following (CF) models in recent years. The parameters of this model have been calibrated using real trajectories obtained from naturalistic driving ,driving simulator experiment and drone data. An important aspect of the model calibration process is defining the main objective of the calibration. This objective, influences the objective function and the performance measure for the calibration. For example, to calibrate CF models, the objective is usually to minimize the error in measured spacing or speed while important safety aspects of the models such as the collision avoidance mechanisms are ignored. For such models, there is no guarantee that the calibrated parameters will preserve the safety properties of the model since they are not explicitly taken into account. To explicitly account for the safety properties during calibration, this paper proposes a simple objective function which minimizes both the error in the actual measured spacing (as it is currently done) and the error in the dynamic safety spacing (desired minimum gap) derived from the collision free property of the IDM model. The proposed objective function is used to calibrate two variants of the IDM using vehicle trajectories obtained with drone from a Dutch highway. The calibration performance is then compared in terms of the error in actual spacing and time gap. The results show that the proposed safety objective 15 function leads to lower errors in spacing and time gap compared to when minimizing for only spacing and preserves collision property of the IDM.

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