JP2008123288A - 車群形成制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
新たに車両または車群に合流する車両があった場合、交通流を阻害することなく安全に車群形成が行える車群形成制御装置を提供すること。
【解決手段】
地図情報、交通情報、気象情報に基づいて、分合流部４０、登板部４４、曲線部４６など合流を回避すべき部分が回避エリアＥ_ｎ（ｎ：整数）として設定される。それ以外のエリアは合流推奨エリアＦ_ｎ（ｎ：整数）と設定される。設定された合流推奨エリアＦ_ｎと合流する車両および車群の走行計画に基づいて合流ポイント（星印）を決定し、合流ポイントで合流するように車両Ｃ_１および車群Ｃ_２それぞれの目標速度、目標加速度を決定する。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、車群形成制御装置に関するものである。

従来、車群形成制御装置として、道路などを走行する車両同士でプラトーンとも呼ばれる隊列を組むように群を形成する装置が提案されている（例えば、特許文献１）。この車群形成制御装置は、車群の長さや車群を形成する車両台数に基づいて車群への合流可否を決定する手段を備えた装置である。
特開平１０−２６１１９４号公報

しかしながら、このような車群形成制御装置にあっては、車両群の規模を適正に保ちながら円滑に車群を形成するものであるが、新たに車両または車群に合流したい車両がある場合に円滑に合流できないという問題点がある。例えば、道路の合流地点で車両が車群に合流しようとすると、交通流が乱れ円滑な合流が困難となる。

そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、新たに車両または車群に合流する車両があった場合、交通流を阻害することなく安全に車群形成が行える車群形成制御装置を提供することを目的とする。

すなわち本発明に係る車群形成制御装置は、複数の車両で車群を形成するための制御を行う車群形成制御装置であって、車群に合流しようとする車両がある場合に、道路情報に基づいて合流エリアを決定する合流エリア決定手段と、前記合流しようとする車両に対し前記合流エリアで合流するように指令を送る合流指示手段と、を備えて構成される。

この発明によれば、道路情報から合流エリアを決定し、決定した合流エリアで合流し車群を形成する。これにより、道路の合流部、カーブ部、トンネル出入口など車両操作が多くなる地点や交通流が乱れやすい地点で合流することを回避することができるため、周囲の交通流を阻害することなく安全に合流することができる。

また、本発明に係る車群形成制御装置において、前記合流エリア決定手段は、道路情報と併せて、交通情報および気象情報の少なくとも一つを含む情報に基づいて前記合流エリアを決定する手段であってもよい。

この発明によれば、交通情報や気象情報など、時間経過と共に変化する情報を入力として合流エリアを決定することにより、交流量の多い場所や悪天候で視界の悪い場所などで合流することを回避できるため、交通流を阻害することなく安全に車群へ合流することができる。

さらに、本発明に係る車群形成制御装置において、前記合流エリア決定手段は、繰り返し更新される前記交通情報および前記気象情報の少なくとも一つを含む情報によって前記合流エリアを繰り返し決定し、前記合流指示手段は、前記合流エリアから繰り返し合流時刻を計算し、先の前記指令により合流する予定の車両または車群との合流時刻よりも早く合流可能な車両または車群があった場合、車群を形成する対象車両または対象車群を再決定することが好適である。

この発明によれば、先の指令により合流する予定の車両または車群との合流時刻よりも早く合流可能な対象車両または対象車群があった場合は、車群を形成する対象車両または対象車群を再度決定する。これにより、交通量や天候に変化があった場合であっても、その変化に応じて最も短い合流時刻となるため、効率的な合流をすることができる。

本発明によれば、新たに車両または車群に合流する車両があった場合、交通流を阻害することなく安全に車群形成が行うことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る車群形成制御装置の構成概要図である。図２は本実施形態に係る車群形成制御装置を用いた車群形成システムの構成概要図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る車群形成制御装置１０は、複数の車両で車群を形成するための制御を行う装置であり、通信部１１、受信処理部１３、信号処理部１４、制御部１５、送信処理部１６を備えて構成される。

通信部１１は、車両や車群と相互に通信を行なう機能を備えている。例えば、図２に示すように、ネットワークＴ_４を介して路車間通信装置２０と通信可能となっており、路車間通信装置２０を介して車両Ｃ_１、車群Ｃ₂、および車群Ｃ₃と通信を行う。

受信処理部１３は、通信部１１から得られたデータを信号処理部１４で利用できるようにデータ変換や構築を行い、信号処理部１４へ出力する機能を備えている。

信号処理部１４は、受信処理部１３から入力した情報を参照し、合流エリア決定処理を行う。また、これらの計算結果を制御部１５、送信処理部１６へ出力する機能を備えている。

信号処理部１４で行なう合流エリア決定処理は、道路情報、交通情報、気象情報に基づいて合流エリアを決定する処理である。この処理で用いられる道路情報は、車両が走行する地形の情報であり、例えば、道路形状や道路の勾配、曲率、分合流部、トンネル部、料金所などの施設情報などを含む情報である。また、この処理で用いられる交通情報は、例えば、渋滞などの交通量情報や車線および速度の規制情報、事故情報などを含む情報である。また、この処理で用いられる気象情報は、例えば、降水量、積雪量、風速、霧による視界などを含む情報である。

また、信号処理部１４において、合流ポイント決定処理、合流対象車両決定処理が行なわれてもよい。合流ポイント決定処理は、合流する車両と対象の車両または車群が合流する地点を決定する処理である。また、合流対象車両決定処理は、通信処理によって得られた車両または車群データに基づいて車群を形成する対象車両または対象車群を決定する処理である。この処理で用いられる車両データは、車両情報として車両識別ＩＤ、隊列構成情報、経路情報、速度情報、加減速情報、操舵情報、位置情報、車種情報、車両特性情報、走行計画情報等を含む情報である。また、この処理で用いられる車群データは、車群識別ＩＤ、車群構成情報、経路情報、速度情報、加減速情報、位置情報、走行計画情報等を含む情報である。

制御部１５は、信号処理部１４から得られた計算結果から、決定した対象車両または対象車群に合流する指令を生成する処理を行なう。また、生成した指令を送信処理部１６へ出力する機能を備えている。

送信処理部１６は、信号処理部１４および制御部１５から得られたデータを送信可能に変換や構築を行う機能を備えている。また、送信データを通信部１１へ出力する機能を備えている。

次に、図２を用いて本実施形態に係る車群形成制御装置を用いた車群形成制御システムについて説明する。

このような車群形成制御システムは、複数の車両で車群を形成するための制御を行うシステムであって、本実施形態に係る車群形成制御装置１０の他に、例えば路車間通信装置２０やインフラ装置３０を備えて構成される。

この路車間通信装置２０は、道路またはその近傍に設置され、車両Ｃ_１、車群Ｃ_２、車群Ｃ_３と路車間通信Ｔ_３を行う。路車間通信Ｔ_３は、例えば、光ビーコンを用いて行われる。この路車間通信装置２０は、複数の路車間通信装置２０、車群形成制御装置１０、およびインフラ設備３０とネットワークＴ_４で接続され相互に通信可能となっている。このため、車両または車群は、ある路車間通信装置２０を介して、ネットワークＴ_４に繋がった複数の路車間通信装置２０、車群形成制御装置１０、およびインフラ設備３０と通信可能となっている。ネットワークＴ_４は、例えば無線ＬＡＮやＬＡＮで形成される。

インフラ設備３０はネットワークＴ_４に接続され、例えば、気象情報および交通情報を提供する設備である。

また、このような車群形成制御システムは、自動走行または追従運転を行なえる車両、すなわち知能車両を制御対象としている。図２において、単独で走行を行う車両Ｃ_１と車群を形成し走行する車群Ｃ_２および車群Ｃ_３は何れも自動走行または追従運転を行える知能車両であり、車群Ｃ_２および車群Ｃ_３は自動運転によって車群走行している。

各車両間および各車群間では、相互に通信を行い、例えば、車両Ｃ_１と車群Ｃ_２の間、車両Ｃ_１と車群Ｃ_３の間、及び車群Ｃ_２と車群Ｃ_３の間では車群間通信Ｔ_１、車群内の車両同士の通信は車車間通信Ｔ_２が行なわれる。車群間通信Ｔ_１は、例えばＤＳＲＣ型無線通信や無線ＬＡＮ通信であり、車車間通信Ｔ_２は、例えば赤外線通信を用いて行なわれる。

このような車群形成制御システムにおける知能車両は、アンテナ、通信装置、ＥＣＵ、各種センサ類を備えている。この知能車両は、自動走行および追従運転などの走行制御の他、車群先頭車両において有人の自動運転機能または手動運転機能、車群内の車両において有人または無人の自動運転機能、ＧＰＳ（Global Positioning System）や白線認識センサ等で自車両の位置を確認する機能、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信やＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）型無線通信を行える機能を備えていることが好ましい。ここで、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とは、電子制御するコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。さらに、知能車両には運転者（ドライバー）が希望する車群走行要件を入力できるインターフェイスと、通信によって得られた情報を出力するインターフェイスを備えていることが好ましい。例えば、入力インターフェイスは、操作スイッチや画面タッチパネルであり、出力インターフェイスは、スピーカ、インジケータ、ディスプレイなどである。

また、このような知能車両は、単独走行および車群走行において走行計画ダイヤグラムを基に走行制御される。走行計画ダイヤグラムは、現在位置や目的地、到着時刻などの走行計画から生成したダイヤグラムである。このダイヤグラムは車群形成制御装置で生成されてもよいし、各車両で生成したものを車群形成制御装置で編集して結果を各車両へ送信してもよい。

次に本実施形態に係る車群形成制御装置の動作について説明する。

まず、地図情報を入力とした本実施形態に係る車群形成制御装置における合流回避エリア決定処理の動作の説明を行う。図３は、本実施形態に係る車群形成制御装置における合流回避エリア決定処理の動作を示すフローチャートである。図８〜図１２は、本実施形態に係る車群形成制御装置を用いて決定した合流エリアの概要図である。

図３の制御処理は、信号処理部１４において実行され、所定のタイミングで繰り返し実行される。また、図３の制御処理は、例えば、図２において車両Ｃ_１が車群Ｃ_２と合流することを希望し、路車間通信Ｔ_３によって車両Ｃ_１から車群形成制御装置１０へ合流希望の意思が通知された時に開始される。なお、合流希望の意思の通知は、例えば、ドライバーが知能車両に備わる入力インターフェイスを操作することで行われる。

図３の制御処理が開始されると、まずＳ１０に示すように道路情報入力処理が行われる。この処理は、車群形成制御装置１０が保有している道路情報をメモリへ出力する処理である。この道路情報は、例えばネットワークＴ_４を介して取得したものが用いられる。この道路情報は、車両が走行する道路形状もしくは道路形態の情報であり、例えば、道路形状や道路の勾配、曲率、分合流部（ランプウェイ）、中継部（ジャンクション）、トンネル部、料金所などの施設情報などを含む情報である。Ｓ１０の処理が終了すると、第一合流回避エリア決定処理へ移行する（Ｓ１２）。

Ｓ１２の処理は、Ｓ１０から得られた道路情報を基に、合流を回避する第一合流回避エリアを決定する処理である。合流を回避するエリアは、運転に注意が必要で合流を回避した方が好ましい地点として決定され、例えば、強風や突風が吹く地点や、高度な運転技術や判断が必要な地点、交通流が乱れやすい地点である。

強風や突風が吹く地点としては、例えば、トンネルの出口、切り通しの終点、山間部および海岸沿いに架けられた橋の上、消音壁の切れ目などである。高度な運転技術や判断が必要な地点としては、例えば、急カーブ、連続カーブ、分合流などである。交通流が乱れやすい地点としては、他車両の動きが判断し難い分合流やトンネル内、心理的な加減速が多くなるトンネル出入口付近やカーブ付近などである。

この合流回避エリアの中で、第一合流回避エリアとして、通常の交通量においても確実に交通流に変化が生じるエリアが選択される。例えば、分合流部、トンネル部、中継部、車線減少部、料金所、およびその周辺が選択される。Ｓ１２の処理が終了すると、第二合流回避エリア決定処理へ移行する（Ｓ１４）。

Ｓ１４の処理は、Ｓ１０から得られたエリアを基に、合流を回避する第二合流回避エリアを決定する処理である。第二合流回避エリアは、運転に与える影響の程度がそれぞれ異なるエリアであり、それぞれのエリアで合流を回避するか否か判断する必要があるエリアが対象になる。第二合流回避エリアとしては、例えば勾配やカーブなどが上げられる。合流を回避するか否かの判断は、車種や車両特性に応じた閾値を設定し、閾値以上か否かを判断する。例えば、傾斜角度が５度以上の勾配は合流回避エリアと設定し、傾斜角度が５度以上の場合は、合流を回避すると判断すればよい。また、例えば、半径が３００ｍ以下のカーブは回避エリアと設定し、半径が３００ｍ以下のカーブの場合は、合流を回避すると判断すればよい。カーブについては、半径の代わりに曲率を基に合流を回避するか否かの判断をしてもよい。Ｓ１４の処理が終了すると、図３の処理は終了する。

図３の制御処理によって、図８に示すように、分合流部４０、登板部４４、曲線部４６など合流を回避すべき部分が回避エリアＥ_ｎ（ｎ：整数）として設定され、それ以外の部分は合流推奨エリアＦ_ｎ（ｎ：整数）と設定される。

次に、図４および図５を用いて、本実施形態に係る車群形成制御装置において交通情報および気象情報を入力とした合流回避エリア決定処理の動作の説明を行う。合流回避エリア決定処理は、道路情報に加えて交通情報および気象情報から、現実的な合流回避エリアを決定する処理である。

図４および図５は、本実施形態に係る車群形成制御装置における合流回避エリア決定処理の動作を示すフローチャートである。図４および図５の制御処理は、通信部１１および信号処理部１４により実行され、例えば、車群形成制御装置１０の電源ＯＮで開始し、所定のタイミングで繰り返し実行される。

図４の制御処理が開始されると、Ｓ２０に示すように情報入力処理が行われる。Ｓ２０の処理は、インフラ設備３０からネットワークＴ_４を経由して交通情報および気象情報を入力する処理である。Ｓ２０の処理が終了すると、第一交通量判定処理へ移行する（Ｓ２２）。

Ｓ２２の処理は、道路の交通量が少ないか否かを判断する処理である。交通量の判断は、例えば交通量が閾値以下であるか否かで判断する。例えば、ある地点の交通量が一分あたり１台以下であるか否かを判断し、一分あたり１台以下であれば交通量が少なく、閑散状態であると判断する。Ｓ２２の処理で、交通量が少ないと判断した場合は、合流回避エリアの見直し処理に移行する（Ｓ２４）。交通量が少ないと判断しなかった場合は、合流回避エリアの設定処理に移行する（Ｓ２６）。

Ｓ２４の処理は、交通量が少ないと判断されたため、合流回避エリアを見直す処理である。交通量が少なく道路が閑散としている場合は、分合流部で合流しても交通量の乱れ等は生じないため、合流推奨エリアの拡大が可能となる。よって、交通量の少ないと判断された地点が第一合流回避エリアであった場合は、その地点を第一合流回避エリアから除外する処理を行ない（Ｓ２８）、第二交通量判定処理へ移行する（Ｓ３６）。また、交通量の少ないと判断された地点が第一合流回避エリアでない場合は、その地点が第二合流回避エリアであるか否かを判断する（Ｓ３０）。第二合流回避エリアの場合、つまり交通量の少ない勾配やカーブであった場合は、ドライバーにとって多くの判断や高度な運転技術を必要としないため、合流推奨エリアの拡大が可能となる。この場合、合流可能な勾配角度の閾値をより大きくし、合流可能な半径をより小さくする設定を行なう。例えば、標準の交通量の場合、合流可能な勾配角度の閾値がＰ_１、半径をＲ_１とすると、この処理では、勾配角度の閾値をＰ_２（Ｐ_１＜Ｐ_２）、半径の閾値をＲ_２（Ｒ_１＞Ｒ_２）として、閾値を見直す処理を行い（Ｓ３４）、第二交通量判定処理へ移行する（Ｓ３６）。交通量の少ないと判断された地点が第一合流回避エリアでも第二合流回避エリアでも無い場合は、処理を行なわずに、第二交通量判定処理へ移行する（Ｓ３６）。

Ｓ２６の処理は、Ｓ２２で交通量が少ないと判断しなかった場合の処理となる。Ｓ２６の処理では、交通量が少ないと判断しなかった地点が第二合流回避エリアであるか否か判断する。交通量が少ないと判断しなかった地点が第二合流回避エリアの場合は、合流可能な勾配角度の閾値にデフォルトの値を入力する処理を行う（Ｓ３２）。例えば、標準の交通量の場合、合流可能な勾配角度の閾値が勾配角度Ｐ_１、半径Ｒ_１とし、勾配角度の閾値がＰ_２、半径の閾値がＲ_２に変更されていた場合、勾配角度Ｐ_１、半径Ｒ_１に変更を戻す処理を行う。処理が終了すると、第二交通量判定処理へ移行する（Ｓ３６）。交通量が少なくないと判断された地点が第二合流回避エリアでない場合は、処理を行なわずに、第二交通量判定処理へ移行する（Ｓ３６）。

Ｓ３６の処理は、交通量が多いか否かを判断する処理である。交通量が多いか否かは、交通量が閾値以上であるか否かで判断する。例えば、ある地点の交通量が一分あたり３０台以上であるか否かを判断し、一分あたり３０台以上であれば交通量が多いと判断する。交通量が多いと判断された場合は、第三合流回避エリアの設定判断処理へ移行する（Ｓ３８）。交通量が多くないと判断された場合は、第三合流回避エリアの解除判断処理へ移行する（Ｓ４０）。

Ｓ３８の処理は、第三合流回避エリアとして設定するか判断を行う処理である。交通量が多く混雑していると判断された地点が、第一合流回避エリアまたは第二合流回避エリアでない場合は、第三合流回避エリアとして設定して（Ｓ４２）、交通規制区間判断処理へ移行する（Ｓ４６）。交通量が多く混雑していると判断された地点が、第一合流回避エリアまたは第二合流回避エリアの場合は、処理を行なわずに、交通規制区間判断処理へ移行する（Ｓ４６）。

Ｓ４０の処理は、Ｓ３６で交通量が多くないと判断された場合に行なう処理であり、第三合流回避エリアの解除判断を行なう処理である。交通量が多くないと判断された地点が、第三合流回避エリアと設定されていた場合は、その地点を第三合流回避エリアから除外する処理を行い（Ｓ４４）、交通規制区間判断処理へ移行する（Ｓ４６）。交通量が多くないと判断された地点が、第三合流回避エリアと設定されていない場合は、処理を行なわずに、交通規制区間判断処理へ移行する（Ｓ４６）。このような制御処理によって、例えば、図８に示すように、地図情報から分合流部４０は合流回避エリアと判断し第五合流回避エリア_１と設定していたが、道路が閑散としているため、図９に示すように、分合流部４０は合流推奨エリアＦ_１として見直され設定される。また、図８に示すように、地図情報から直線部４２は合流推奨エリアＦ_２で設定されているが、交通量が多い場合は、図９に示すように、直線部４２は第五合流回避エリアとして見直され設定される。よって、交通情報に基づいて合流推奨エリアを決定することで、交通流を阻害することなく安全に車群へ合流することができる。

Ｓ４６の処理は、交通規制区間があるか否かを判断する処理である。交通規制区間であるか否かは、Ｓ２０で得られた交通情報から取得して判断すればよい。例えば、事故発生フラグ、故障車存在フラグ、作業車存在フラグ、落下物フラグ、車線減少フラグなどをＥＣＵ１２のメモリ上に用意しておき、初期値を０とする。各フラグは、Ｓ２０で得られた交通情報から、例えば事故が発生していた場合は事故発生フラグが０から１へ変更するロジックを用いて更新される。これにより、規制区間があるか否かは、各フラグが０か否かを判断すればよい。規制区間があると判断された場合は、第四合流回避エリアの設定判断処理へ移行する（Ｓ４８）。規制区間がないと判断された場合は、第四合流回避エリアの解除判断処理へ移行する（Ｓ５０）。

Ｓ４８の処理は、第四合流回避エリアとして設定するか判断する処理である。交通規制されていると判断された区間が、第一合流回避エリアまたは第二合流回避エリアでない場合、第四合流回避エリアとして設定し（Ｓ５２）、視界判断処理へ移行する（Ｓ５６）。交通規制されていると判断された区間が、第一合流回避エリアまたは第二合流回避エリアである場合は、処理を行なわずに、視界判断処理へ移行する（Ｓ５６）。

Ｓ５０の処理は、Ｓ４６で交通規制されている区間でないと判断された場合に行なう処理であり、第四合流回避エリアの解除判断を行なう処理である。交通規制区間でないと判断された地点が、第四合流回避エリアと設定されていた場合は、その地点を第四合流回避エリアから除外する処理を行い（Ｓ５４）、視界判断処理へ移行する（Ｓ５６）。交通規制区間でないと判断された地点が、第四合流回避エリアと設定されていない場合は、処理を行なわずに、視界判断処理へ移行する（Ｓ５６）。

Ｓ５６の処理は、視界不良か否かを判断する処理である。視界不良か否かを判断するには、ある閾値を設定して、閾値以上か否かを判断すればよい。例えば、閾値を１０ｍとし、現在の視界をＳ２０で得られた交通情報から取得して確認し、１０ｍ以上であるか否かで判断すればよい。視界不良であると判断された場合は、第五合流回避エリアの設定判断処理へ移行する（Ｓ５８）。視界不良でないと判断された場合は、第五合流回避エリアの解除判断処理へ移行する（Ｓ６０）。

Ｓ５８の処理は、第五合流回避エリアとして設定するか判断する処理である。視界不良と判断された地点が、第一合流回避エリアまたは第二合流回避エリアでない場合、第五合流回避エリアとして設定し（Ｓ６２）、風速判断処理へ移行する（Ｓ６６）。視界不良と判断された地点が、第一合流回避エリアまたは第二合流回避エリアである場合は、処理を行なわずに、風速判断処理へ移行する（Ｓ４６）。

Ｓ６０の処理は、Ｓ５６で視界不良でないと判断された場合に行なう処理であり、第五合流回避エリアの解除判断を行なう処理である。視界不良でないと判断された地点が、第五合流回避エリアと設定されていた場合は、その地点を第五合流回避エリアから除外する処理を行い（Ｓ６４）、風速判断処理へ移行する（Ｓ６６）。視界不良でないと判断された地点が、第五合流回避エリアと設定されていない場合は、処理を行なわずに、風速判断処理へ移行する（Ｓ６６）。

Ｓ６６の処理は、強風が発生しているか否かを判断する処理である。強風が発生しているか否かを判断するには、ある閾値を設定して、閾値以上か否かを判断すればよい。例えば、閾値を風速３０ｍ／ｓとし、現在の風速をＳ２０で得られた交通情報から取得して確認し、３０ｍ／ｓ以上であるか否かで判断すればよい。強風が発生していると判断された場合は、第六合流回避エリアの設定判断処理へ移行する（Ｓ６８）。強風が発生していないと判断された場合は、第六合流回避エリアの解除判断処理へ移行する（Ｓ７０）。

Ｓ６８の処理は、第六合流回避エリアとして設定するか判断する処理である。強風が発生していると判断された地点が、第一合流回避エリアまたは第二合流回避エリアでない場合、第六合流回避エリアとして設定し（Ｓ７２）、雨量判断処理へ移行する（Ｓ７６）。強風が発生していると判断された地点が、第一合流回避エリアまたは第二合流回避エリアである場合は、処理を行なわずに、雨量判断処理へ移行する（Ｓ７２）。

Ｓ７０の処理は、Ｓ６６で強風が発生していないと判断された場合に行なう処理であり、第六合流回避エリアの解除判断を行なう処理である。強風が発生していないと判断された地点が、第六合流回避エリアと設定されていた場合は、その地点を第六合流回避エリアから除外する処理を行い（Ｓ７４）、雨量判断処理へ移行する（Ｓ７６）。強風が発生していないと判断された地点が、第六合流回避エリアと設定されていない場合は、処理を行なわずに、雨量判断処理へ移行する（Ｓ７６）。

Ｓ７６の処理は、豪雨が発生しているか否かを判断する処理である。豪雨が発生しているか否かを判断するには、ある閾値を設定して、閾値以上か否かを判断すればよい。例えば、閾値を雨量１００ｍｍ／ｈとし、現在の雨量をＳ２０で得られた交通情報から取得して確認し、１００ｍｍ／ｈ以上であるか否かで判断すればよい。豪雨が発生していると判断された場合は、第七合流回避エリアの設定判断処理へ移行する（Ｓ７８）。豪雨が発生していないと判断された場合は、第七合流回避エリアの解除判断処理へ移行する（Ｓ８０）。

Ｓ７８の処理は、第七合流回避エリアとして設定するか判断する処理である。豪雨が発生していると判断された地点が、第一合流回避エリアまたは第二合流回避エリアでない場合、第七合流回避エリアとして設定し（Ｓ８２）、積雪判断処理へ移行する（Ｓ８６）。豪雨が発生していると判断された地点が、第一合流回避エリアまたは第二合流回避エリアである場合は、処理を行なわずに、積雪判断処理へ移行する（Ｓ８６）。

Ｓ８０の処理は、Ｓ７６で豪雨が発生していないと判断された場合に行なう処理であり、第七合流回避エリアの解除判断を行なう処理である。豪雨が発生していないと判断された地点が、第七合流回避エリアと設定されていた場合は、その地点を第七合流回避エリアから除外する処理を行い（Ｓ８４）、積雪判断処理へ移行する（Ｓ８６）。豪雨が発生していないと判断された地点が、第七合流回避エリアと設定されていない場合は、処理を行なわずに、積雪判断処理へ移行する（Ｓ８６）。

Ｓ８６の処理は、豪雪が発生しているか否かを判断する処理である。豪雪が発生しているか否かを判断するには、ある閾値を設定して、閾値以上か否かを判断すればよい。例えば、閾値を積雪１００ｍｍ／ｈとし、現在の積雪をＳ２０で得られた交通情報から取得して確認し、１００ｍｍ／ｈ以上であるか否かで判断すればよい。豪雪が発生していると判断された場合は、第八合流回避エリアの設定判断処理へ移行する（Ｓ８８）。豪雪が発生していないと判断された場合は、第八合流回避エリアの解除判断処理へ移行する（Ｓ９０）。

Ｓ８８の処理は、第八合流回避エリアとして設定するか判断する処理である。豪雪が発生していると判断された地点が、第一合流回避エリアまたは第二合流回避エリアでない場合、第八合流回避エリアとして設定し（Ｓ９２）、図４〜５の制御処理を終了する。豪雪が発生していると判断された地点が、第一合流回避エリアまたは第二合流回避エリアである場合は、処理を行なわずに、図４〜５の制御処理を終了する。

Ｓ９０の処理は、Ｓ８６で豪雪が発生していないと判断された場合に行なう処理であり、第八合流回避エリアの解除判断を行なう処理である。豪雪が発生していないと判断された地点が、第八合流回避エリアと設定されていた場合は、その地点を第八合流回避エリアから除外する処理を行い（Ｓ９４）、図４〜５の制御処理を終了する。豪雪が発生していないと判断された地点が、第八合流回避エリアと設定されていない場合は、処理を行なわずに、図４〜５の制御処理を終了する。

このように降水量や降雪量を踏まえて合流回避エリア決定処理することによって、例えば、図８に示すように、直線部４２は地図情報に基づいて合流推奨エリアＦ_１と設定していたが、図１０に示すように、降水量が多いことを考慮し、直線部４２は第五合流回避エリア_１として設定される。よって、気象情報に基づいて合流回避エリアを決定することで、交通流を阻害することなく安全に車群へ合流することができる。

次に、図６を用いて、本実施形態に係る車群形成制御装置における合流ポイント決定処理の動作の説明を行う。合流ポイントは、車両が対象車両または車群に合流する地点であり、合流ポイント生成処理は、各車両および車群の走行計画から合流ポイントを決定する処理である。

図６は、本実施形態に係る車群形成制御装置における合流ポイント決定処理の動作を示すフローチャートである。図６の制御処理は、信号処理部１４により実行され、例えば、車群形成制御装置１０の電源ＯＮで開始し、所定のタイミングで繰り返し実行される。

図６の制御処理が開始されると、Ｓ１００に示すように情報入力処理が行われる。Ｓ１００の処理は、図４〜５の制御処理によって生成した第一合流回避エリアから第八合流回避エリアまでの情報を入力する処理である。Ｓ１００の処理が終了すると、合流推奨エリア決定処理へ移行する（Ｓ１０２）。

Ｓ１０２の処理は、合流回避エリアを用いて合流推奨エリアを決定する処理である。合流推奨エリアは、地図情報の全線エリアから合流回避エリアを除いた場所である。Ｓ１０２の処理が終了すると、車両情報受信処理へ移行する（Ｓ１０４）。

Ｓ１０４の処理は、車群や合流を希望する車両から車両情報を受信する処理である。受信される情報は、車両情報として車両識別ＩＤ、隊列構成情報、経路情報、速度情報、加減速情報、操舵情報、位置情報、車種情報、車両特性情報、走行計画情報等を含む情報である。また、車群データは、車群識別ＩＤ、車群構成情報、経路情報、速度情報、加減速情報、位置情報、走行計画情報等を含む情報である。Ｓ１０４の処理が終了すると、走行計画ダイヤグラム作成処理へ移行する（Ｓ１０６）。

Ｓ１０６の処理は、Ｓ１０４で受信した情報を基に各車両および車群の走行計画ダイヤグラムを作成する処理である。走行計画ダイヤグラムは、目的地までの経路を計画した経路計画や途中における休憩箇所を計画した休憩計画を含む走行計画情報から作成され、縦軸を距離、横軸を時刻としたタイムチャートであり、例えば、図１３の（Ａ）に示すグラフで表される。図１３において、縦軸のＩＣはインターチェンジ、ＳＡはサービスエリア、ＰＡはパーキングエリアを示している。Ｓ１０６の処理が終了すると、合流対象車両決定処理へ移行する（Ｓ１０８）。

Ｓ１０８の処理は、合流する対象車両または対象車群を決定する処理である。決定する方法は、ダイヤグラムを参照し、ダイヤグラムが類似した車群をマッチングして選択する。マッチングには、休憩計画などを含めたトータルの類似度で判断する。例えば、経路が完全に一致する場合は１０ポイント、経路は一致しないが目的地が一致する場合は５ポイント、経路が一定割合以上で一致する場合、例えば５０％以上で一致する場合は５ポイント、休憩箇所および休憩時間が一致する場合は１０ポイント、目標速度の差が一定割合以内である場合、例えば５ｋｍ／ｈ以内であれば１０ポイント、目標速度差が一定割合以上である場合、例えば１０ｋｍ／ｈ以上であれば−５ポイント、休憩箇所が相違する場合は−３ポイントなど、予め数値化しておき、各車両および車群のトータルの類似度を算出し、類似度が近い車両または車群と合流対象とする。Ｓ１０８の処理が終了すると、合流ポイント決定処理へ移行する（Ｓ１１０）。

Ｓ１１０の処理は、合流するポイントを決定する処理である。Ｓ１０８で得られた対象車両または対象車群と、合流する車両の相対速度、相対加速度、相対位置、Ｓ１０２で得られた合流推奨エリアを基に、合流ポイントを決定する（図１３の（Ｂ））。合流ポイントが決定すると、合流時刻や、各車両および車群の目標速度、各車両および車群の目標加速度、走行ルートが計算される。Ｓ１１０の処理が終了すると、送信処理へ移行する（Ｓ１１２）。

Ｓ１１２の処理は、Ｓ１００で決定した合流ポイント、合流時刻、目標速度、目標加速度、相手車両情報などと共に、合流指示を合流する車両および対象車両または車群へ送信する処理である。Ｓ１１２の処理が終了すると、図６の処理は終了する。

このように図６の制御を行なうことで、例えば、図１１に示すように、各車両および車群に目標速度や目標加速度がそれぞれ送信され、合流推奨エリアＦ_２で合流することができ、周囲の交通流を阻害することなく最適な合流をすることが可能となる。

次に、図７を用いて、本実施形態に係る車群形成制御装置における合流ポイント更新処理の動作の説明を行う。合流ポイント更新処理は、交通情報および気象情報によって変化する合流推奨エリアを入力として、設定時間内に合流できるように合流ポイントを更新する処理である。

図７は、本実施形態に係る車群形成制御装置における合流ポイント更新処理の動作を示すフローチャートである。図７の制御処理は、信号処理部１４により実行され、例えば、車群形成制御装置１０の電源ＯＮで開始し、所定のタイミングで繰り返し実行される。

図７の制御処理が開始されると、Ｓ１２０に示すように情報入力処理が行われる。Ｓ１２０の処理は、図４〜５の制御処理によって生成した第一合流回避エリアから第八合流回避エリアまでの情報を入力する処理である。Ｓ１２０の処理が終了すると、合流推奨エリア決定処理へ移行する（Ｓ１２２）。

Ｓ１２２の処理は、合流回避エリアを用いて合流推奨エリアを決定する処理である。合流推奨エリアは、地図情報の全線エリアから合流回避エリアを除いた場所である。Ｓ１２２の処理が終了すると、車両情報受信処理へ移行する（Ｓ１２４）。

Ｓ１２４の処理は、車群や合流を希望する車両から車両情報を受信する処理である。受信される情報は、Ｓ１０４の処理で受信する情報と同様である。Ｓ１２４の処理が終了すると、合流ポイント生成処理へ移行する（Ｓ１２６）。

Ｓ１２６の処理は、合流するポイントを決定する処理である。前回の処理で既に決定している対象車両または対象車群と、合流する車両の相対速度、相対加速度、相対位置、Ｓ１２０で得られた合流推奨エリアを基に、合流ポイントを決定する。合流ポイントが決定すると、合流時刻や各車両および車群の目標速度、各車両および車群の目標加速度、走行ルートが計算される。Ｓ１２６の処理が終了すると、前回比較処理へ移行する（Ｓ１２８）。

Ｓ１２８の処理は、前回算出した合流ポイントおよび合流時刻と、今回算出した合流ポイントおよび合流時刻を比較し、交通や気象変化によって合流が遅れるか判断する処理である。例えば、前回算出した合流ポイントをＬ_１地点で合流時刻をＴ_１、Ｓ１２６で今回算出した合流ポイントをＬ_２で合流時刻をＴ_２とすると、Ｌ_１＜Ｌ_２またはＴ_１＜Ｔ_２を満たすか否かで判断すればよい。前回の条件で算出した場合に比べて今回の条件で算出した場合の方が合流するのが遅れると判断された場合は、許容範囲判断処理へ移行する（Ｓ１３０）。前回の条件で算出した場合に比べて今回の条件で算出した方が合流するのが速いと判断された場合は、送信処理へ移行する（Ｓ１４０）。

Ｓ１３０の処理は、遅れが許容範囲を超えているか否かを判断する処理である。例えば、前回算出した合流地点と今回算出した合流地点の差がＬ以上および合流時刻にＴ以上の遅れであれば許容範囲を超えていると判断する。よってＬ＜Ｌ_１−Ｌ_２およびＴ＜Ｔ_１−Ｔ_２である場合は許容範囲を超えていると判断し、合流対象車両選択処理へ移行する（Ｓ１３２）。

Ｓ１３２の処理は、合流する対象車両を再度選択する処理である。処理の内容はＳ１０８の処理と同様であり、ダイヤグラムを参照し、現在位置が近く、目的地および目標速度が近い車群をマッチングして選択する。Ｓ１３２の処理が終了すると、合流ポイント決定処理へ移行する（Ｓ１３４）。

Ｓ１３４の処理は、合流するポイントを再決定する処理である。Ｓ１３２で得られた対象車両または対象車群と、合流する車両の相対速度、相対加速度、相対位置、Ｓ１２０で得られた合流推奨エリアを基に、合流ポイントを決定する。合流ポイントが決定すると、合流時刻や、各車両および車群の目標速度、各車両および車群の目標加速度、走行ルートが計算される。Ｓ１３４の処理が終了すると、比較処理へ移行する（Ｓ１３６）。

Ｓ１３６の処理は、Ｓ１２６で算出した合流ポイントおよび合流時刻と、Ｓ１３４で算出した合流ポイントおよび合流時刻を比較し、車群となる対象を変えたことによって合流が遅れるか判断する処理である。例えば、Ｓ１３４で算出した合流ポイントをＬ_３地点で合流時刻をＴ_３とすると、Ｌ_３＜Ｌ_２またはＴ_３＜Ｔ_２を満たすか否かで判断すればよい。再度計算したＳ１３４の条件に比べてｓ１２６の条件の方が合流するのが遅れると判断された場合は、更新処理へ移行する（Ｓ１３８）。再度計算したＳ１３４の条件に比べてｓ１２６の条件の方が合流するのが速いと判断された場合は、送信処理へ移行する（Ｓ１４０）。

Ｓ１３８の処理は、再度計算したＳ１３４の条件の方が車群または車両に合流するのが速いため、Ｓ１２６で計算した合流ポイントおよび合流時刻、相手車両情報等をＳ１３４で計算した値で更新する処理である。Ｓ１３８の処理が終了すると、送信処理へ移行する（Ｓ１４０）。

Ｓ１４０の処理は、合流ポイント、合流時刻、目標速度、目標加速度、相手車両情報などと共に、合流指示を合流する車両および対象車両または車群へ送信する処理である。Ｓ１４０の処理が終了すると、図７の処理は終了する。

このように図７の制御を行なうことによって、例えば、図１２に示すように、図１１の状態から変化した気象情報を入力として合流地点を変更し、変更した目標速度や目標加速度をそれぞれの車両および車群に送信して制御することで、気象情報の変化に応じて常に最適な合流を行うことができる。

以上のように、本実施形態に係る車群形成制御装置１０によれば、道路情報から合流エリアを決定し、決定した合流エリアで合流し車群を形成する。これにより、道路の合流部、カーブ部、トンネル出入口など車両操作が多くなる地点や交通流が乱れやすい地点で合流することを回避することができるため、周囲の交通流を阻害することなく安全に合流することができる。

また、本実施形態に係る車群形成制御装置１０によれば、交通情報や気象情報など、時間経過と共に変化する情報を入力として合流エリアを決定することにより、交流量の多い場所や悪天候で視界の悪い場所などで合流することを回避できるため、交通流を阻害することなく安全に車群へ合流することができる。

さらに、本実施形態に係る車群形成制御装置１０によれば、先の指令により合流する予定の車両または車群との合流時刻よりも早く合流可能な対象車両または対象車群があった場合は、車群を形成する対象車両または対象車群を再度決定する。これにより、交通量や天候に変化があった場合であっても、その変化に応じて最も短い合流時刻となるため、効率的な合流をすることができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る車群形成制御装置の一例を示すものである。本発明に係る車群形成制御装置は、これらの実施形態に係る車群形成制御装置に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る車群形成制御装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、本実施形態においては、車群形成制御装置において合流ポイントを判定する実施例を示したが、車群形成制御装置から情報を受信し、車両側および車群側で合流ポイントの生成および更新を行なう場合であっても、記載した実施形態と同様の効果を得ることができる。

本実施形態に係る車群形成制御装置の構成概要図である。 本実施形態に係る車群形成制御装置を用いた車群形成システムの構成概要図である。 本実施形態に係る車群形成制御装置の合流回避エリア処理の動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係る車群形成制御装置の合流回避エリア処理の動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係る車群形成制御装置の合流回避エリア処理の動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係る車群形成制御装置の合流ポイント生成処理の動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係る車群形成制御装置の合流ポイント生成処理の動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係る車群形成制御装置を用いて地図情報から決定した合流推奨エリアを示した図である。 本実施形態に係る車群形成制御装置を用いて交通情報から決定した合流推奨エリアを示した図である。 本実施形態に係る車群形成制御装置を用いて気象情報から決定した合流推奨エリアを示した図である。 本実施形態に係る車群形成制御装置の動作によって合流ポイントが決定したことを示した図である。 本実施形態に係る車群形成制御装置の動作によって合流ポイントが再決定したことを示した図である。 図１の車群形成制御装置で用いられるダイヤグラムの説明図である。

符号の説明

１０…車群形成制御装置、１１…通信部、１３…受信処理部、１４…信号処理部、１５…制御部、１６…送信処理部、２０…路車間通信装置、３０…インフラ装置、４０…分合流部、４２…直線部、４４…登板部、４６…曲線部、Ｔ_１…車群間通信、Ｔ_２…車車間通信、Ｔ_３…路車間通信、Ｔ_４…ネットワーク、Ｃ_ｎ…車両（ｎ：整数）、Ｅ_ｎ…合流回避エリア（ｎ：整数）、Ｆ_ｎ…合流推奨エリア（ｎ：整数）。

Claims (3)

1. 複数の車両で車群を形成するための制御を行う車群形成制御装置であって、
   車群に合流しようとする車両がある場合に、道路情報に基づいて合流エリアを決定する合流エリア決定手段と、
   前記合流しようとする車両に対し前記合流エリアで合流するように指令を送る合流指示手段と、
   を備えたことを特徴とする車群形成制御装置。
2. 前記合流エリア決定手段は、道路情報と併せて、交通情報および気象情報の少なくとも一つを含む情報に基づいて前記合流エリアを決定すること、
   を特徴とする請求項１に記載の車群形成制御装置。
3. 前記合流エリア決定手段は、繰り返し更新される前記交通情報および前記気象情報の少なくとも一つを含む情報によって前記合流エリアを繰り返し決定し、
   前記合流指示手段は、前記合流エリアから繰り返し合流時刻を計算し、先の前記指令により合流する予定の車両または車群との合流時刻よりも早く合流可能な車両または車群があった場合、車群を形成する対象車両または対象車群を再決定すること、
   を特徴とする請求項２に記載の車群形成制御装置。

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