JP2009054110A - 走行計画生成システム及び走行計画生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行計画を生成する優先順位を適切に決定し、車群全体として円滑な走行を行える走行計画を生成することができる走行計画生成システム及び装置を提供する。
【解決手段】複数車両に暫定優先順位を設定する暫定優先順位設定部２１と、暫定優先順位の高い車両から仮走行計画を生成する仮走行計画生成部２２と、仮走行計画で走行する場合の走行状態を取得する走行状態取得部２３と、走行状態に基づいて複数車両に優先順位を設定する優先順位設定部２４と、優先順位の高い車両から走行計画を生成する走行計画生成部２５と、走行計画を複数車両に送信する送信手段と、を備え、走行状態取得部２３は、暫定優先順位を所定の順位とした時の走行状態を車両ごとに取得し、優先順位設定部２４は、走行状態が滞る車両ほど優先順位を高く設定することで、車群全体として円滑な走行を行える走行計画を生成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行計画生成システム及び走行計画生成装置に関するものである。

従来、車両の走行計画を生成するシステムとして、所定時刻における走行地点を生成するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このシステムは、速度に依存した走行軌跡を生成し、走行軌跡に沿って車群走行を行わせるシステムである。
特開平１０−１０５８８０号公報

しかしながら、従来の走行計画生成システムにあっては、複数の車両が協調しながら走行して車群を構成する場合に、先に走行計画を生成した車両の行動によっては、後から走行計画を生成する車両の行動の選択肢が少なくなり、通常走行を維持する走行計画を生成できない車両が発生するおそれがある。

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、走行計画を生成する優先順位を適切に決定し、車群全体として円滑な走行を行える走行計画を生成することができる走行計画生成システム及び装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る走行計画生成システムは、複数車両の走行計画を生成する走行計画生成システムであって、前記複数車両それぞれに暫定優先順位を設定する暫定設定手段と、前記暫定優先順位の高い車両から優先的に仮走行計画を生成する仮走行計画生成手段と、前記車両が前記仮走行計画で走行する場合の走行状態を取得する走行状態取得手段と、前記走行状態に基づいて前記複数車両それぞれに優先順位を設定する優先順位設定手段と、前記優先順位の高い車両から優先的に走行計画を生成する走行計画生成手段と、前記走行計画を前記複数車両それぞれに送信する送信手段と、を備え、前記走行状態取得手段は、前記暫定優先順位を所定の順位とした時の走行状態を車両ごとに取得し、前記優先順位設定手段は、前記走行状態が滞る前記車両ほど前記優先順位を高く設定することを特徴として構成される。

この発明によれば、複数車両に対して暫定の優先順位を割当てて仮の走行計画を生成し、暫定優先順位が所定の順位となる仮の走行計画で走行した場合の仮走行状態を各車両について取得し、取得した仮走行状態が滞る車両ほど優先順位を高く設定することができる。これにより、車群で走行した場合に、順調に走行することが難しい車両、すなわち行動の選択肢が少ない車両ほど優先順位を高く設定して早期に走行計画を立てることができるため、車群全体として円滑な走行を行える走行計画を生成することが可能となる。

ここで、走行計画生成システムにおいて、前記優先順位設定手段は、前記走行状態として前記仮走行計画における平均速度を用い、前記平均速度の低い前記車両ほど前記優先順位を高く設定することが好適である。このように構成することで、平均速度が低く車群の流れを滞らせる可能性の高い車両ほど優先順位を高く設定して早期に走行計画を立てることができるため、車群全体として円滑な走行を行える走行計画を生成することが可能となる。

また、走行計画生成システムにおいて、前記走行状態取得手段は、前記所定の順位を最下位とすることが好適である。このように構成することで、車群を形成する全ての車両について、その車両の優先順位が最下位の場合、すなわち最も行動の選択肢が少なくなる場合の仮走行状態を車両同士で比較することによって、優先順位を適切に設定することができる。

また、本発明に係る走行計画生成装置は、複数車両の走行計画を生成する走行計画生成装置であって、前記複数車両それぞれに暫定優先順位を設定する暫定設定手段と、前記暫定優先順位の高い車両から優先的に仮走行計画を生成する仮走行計画生成手段と、前記車両が前記仮走行計画で走行する場合の走行状態を取得する走行状態取得手段と、前記走行状態に基づいて前記複数車両それぞれに優先順位を設定する優先順位設定手段と、前記優先順位の高い車両から優先的に走行計画を生成する走行計画生成手段と、を備え、前記走行状態取得手段は、前記暫定優先順位を所定の順位とした時の走行状態を車両ごとに取得し、前記優先順位設定手段は、前記走行状態が滞る前記車両ほど前記優先順位を高く設定することを特徴として構成される。

この発明によれば、複数車両に対して暫定の優先順位を割当てて仮の走行計画を生成し、暫定優先順位が所定の順位となる仮の走行計画で走行した場合の仮走行状態を各車両について取得し、取得した仮走行状態が滞る車両ほど優先順位を高く設定することができる。これにより、車群で走行した場合に、順調に走行することが難しい車両、すなわち行動の選択肢が少ない車両ほど優先順位を高く設定して早期に走行計画を立てることができるため、車群全体として円滑な走行を行える走行計画を生成することが可能となる。

ここで、走行計画生成装置において、前記優先順位設定手段は、前記仮走行状態として前記仮走行計画における平均速度を用い、前記平均速度の低いほど前記優先順位を高く設定することが好適である。このように構成することで、平均速度が低く車群の流れを滞らせる可能性の高い車両ほど優先順位を高く設定して早期に走行計画を立てることができるため、車群全体として円滑な走行を行える走行計画を生成することが可能となる。

また、走行計画生成装置において、前記走行状態取得手段は、前記所定の順位を最下位とすることが好適である。このように構成することで、車群を形成する全ての車両について、その車両の優先順位が最下位の場合、すなわち最も行動の選択肢が少なくなる場合の仮走行状態を車両同士で比較することによって、優先順位を適切に設定することができる。

本発明によれば、走行計画を生成する優先順位を適切に決定し、車群全体として円滑な走行を行える

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、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態に係る走行計画生成システム及び走行計画生成装置は、複数車両の走行計画を生成するシステム及び装置であって、車両間で通信し、周囲の車両と協調して自動走行する車両に好適に用いられるものである。

最初に、本実施形態に係る走行計画生成システムの構成を説明する。図１は本発明の実施形態に係る走行計画生成システムの構成概要図である。本実施形態に係る走行計画生成システム１は、情報取得のためのセンサ３３、通信機能を有する車両と通信するための通信部（送信手段）３２、アンテナ３１及び走行計画を生成する走行計画生成装置２を備えている。

センサ３３は、車両の周辺情報を取得する機能を有しており、例えば、カメラ等の画像センサや、ミリ波レーダ、超音波センサ等である。センサ３３は、車両の周辺情報を取得し、取得した情報を走行計画生成装置２へ出力する機能を有している。

通信部３２は、車両や、路側に配置された通信装置等と通信する機能を有している。通信部３２は、走行計画生成装置２から送信データを入力しアンテナ３１を介して車両や通信装置に送信する機能と、車両や通信装置からアンテナ３１を介してデータを受信し受信データを走行計画生成装置２へ出力する機能とを有している。

走行計画生成装置２は、暫定優先順位設定部（暫定設定手段）２１、仮走行計画生成部（仮走行計画生成手段）２２、走行状態取得部（走行状態取得手段）２３、優先順位設定部（優先順位設定手段）２４及び走行計画生成部（走行計画生成手段）２５を備えている。

暫定優先順位設定部２１は、複数車両を１つのグループとして設定する機能を有している。例えば、合流地点においては、合流する車両と、合流地点において走行車線や追い越し車線を走行する車両の前後３台ずつ程度の車両とを１つのグループと設定する機能である。また、例えば、車線減少地点においては、消滅する車線を走行する車両と、消滅しない車線を走行する車両の前後３台ずつ程度の車両とを１つのグループとして設定する。なお、合流地点等において合流する車両が無い場合には、合流地点において走行車線や追い越し車線を走行する車両の前後３台ずつ程度の車両を１つのグループとして設定する。

また、暫定優先順位設定部２１は、設定した１つのグループを構成する複数車両それぞれに暫定優先順位を設定する機能を有している。優先順位とは、複数車両が協調して走行する場合において、各車両の走行計画を生成する順番を示すものであり、ここでは優先順位が高い車両から順に生成される。暫定優先順位は、予め設定された仮の優先順位のことである。また、暫定優先順位設定部２１は、設定した暫定優先順位を仮走行計画生成部２２へ出力する機能を有している。

仮走行計画生成部２２は、暫定優先順位設定部２１から暫定優先順位を入力し、入力した暫定優先順位の順に仮走行計画を生成する機能を有している。走行計画とは、所定の時間内又は所定の地点までの走行をどのような制御で行うか予め決定したものである。例えば、走行制御計画には走行軌跡及び速度パターンが含まれる。仮走行計画とは、暫定優先順位の順に生成された走行計画のことである。また、仮走行計画生成部２２は、生成した仮走行計画を走行状態取得部２３へ出力する機能を有している。

走行状態取得部２３は、車両が仮走行計画に基づいて走行する場合に、走行状態を取得する機能を有している。ここで、走行状態には平均速度が含まれている。走行状態取得部２３は、仮走行計画生成部２２から入力した仮走行計画に基づいて走行状態を取得する機能を有している。また、走行状態取得部２３は、暫定優先順位を所定の順位とした時の走行状態を、車群を構成する車両ごとに取得する機能を有している。所定の順位とは、例えば最下位である。さらに、走行状態取得部２３は、取得した走行状態を優先順位設定部２４へ出力する機能を有している。

優先順位設定部２４は、複数車両それぞれに優先順位を設定する機能を有している。優先順位設定部２４は、走行状態取得部２３から入力した走行状態に基づいて、複数車両それぞれに優先順位を設定する機能を有している。優先順位は、走行状態が滞る車両ほど高く設定する。ここで、走行状態が滞る車両とは、円滑な走行が行えない車両のことであり、行動の選択肢が少ない車両、すなわち行動の自由度が低い車両が含まれる。このような状態を表す指標として、例えば速度が用いられ、走行状態に含まれる平均速度が低い車両ほど優先順位を高く設定される。また、優先順位設定部２４は、設定した優先順位を走行計画生成部２５へ出力する機能を有している。

走行計画生成部２５は、優先順位設定部２４から優先順位を入力し、入力した優先順位の順に走行計画を生成する機能を有している。また、走行計画生成部２５は、生成した各車両の走行計画を通信部３２へ出力する機能を有している。

次に、本実施形態に係る走行計画生成装置の動作について説明する。図２は、本実施形態に係る走行計画生成装置２の動作を示すフローチャートである。図２の制御処理は、例えばイグニッションオンされてから所定のタイミングで繰り返し実行される。なお、説明理解の容易性を考慮して、図４に示すように、車両Ａが合流地点Ｐで車群Ｇに合流する場合における走行計画生成装置の動作について説明する。

図２に示すように、走行計画生成装置２はグループ構成処理から開始する（Ｓ１０）。Ｓ１０の処理は、暫定優先順位設定部２１で実行され、合流に関係する複数車両を１つのグループ、すなわち車群として構成する処理である。例えば、図４に示すように、合流地点Ｐにおいて走行車線や追い越し車線を走行する車両の前後３台ずつ程度の車両を１つのグループ（車群）Ｇと設定する。Ｓ１０の処理が終了すると、暫定優先順位設定処理へ移行する（Ｓ１２）。

Ｓ１２の処理は、暫定優先順位設定部２１で実行され、Ｓ１０の処理で設定したグループを構成する複数の車両それぞれに暫定の優先順位を設定する処理である。例えば、各車両の走行状態を確認し、現時点での走行速度の低い車両の優先順位を高く設定する。Ｓ１２の処理が終了すると、合流車両判定処理へ移行する（Ｓ１４）。

Ｓ１４の処理は、暫定優先順位設定部２１で実行され、合流車両が存在するか否かを判定する処理である。例えば、センサ３３や通信部３２から得られた情報に基づいて合流車両の存在を判定する。Ｓ１４の処理において、合流車両が存在しないと判定した場合には、平均速度算出処理へ移行する（Ｓ１８）。一方、Ｓ１４の処理において、合流車両が存在すると判定した場合には、優先車両設定処理へ移行する（Ｓ１６）。

Ｓ１６の処理は、暫定優先順位設定部２１で実行され、Ｓ１４の処理で判定した合流車両を優先車両として設定する処理である。Ｓ１２の処理において現時点での走行速度の低い車両順に優先順位を高く設定したが、例えば、合流車両の優先順位を最も高く設定し、その後の順位は走行速度の低い車両順に優先順位を高く設定する。Ｓ１６の処理が終了すると、平均速度算出処理へ移行する（Ｓ１８）。

Ｓ１８の処理は、グループを構成する車両ごとに平均速度を算出する処理である。処理内容については、後述する。Ｓ１８の処理が終了すると、優先順位設定処理へ移行する（Ｓ２０）。

Ｓ２０の処理は、優先順位設定部２４で実行され、Ｓ１０の処理で設定したグループを構成する複数の車両それぞれに、Ｓ１８の処理で算出した平均速度に基づいて、走行計画を生成する優先順位を設定する処理である。ここでは、平均速度の低い車両から順番とする。このように、対象車両の行動の自由度が最も制限されている場合の平均速度を用い、その平均速度の低い車両の優先順位を高く設定することで、車群全体に対する影響が大きな車両から走行計画を生成することができる。すなわち、行動の自由度が低い車両から順に走行計画を決定することで、他の車両の計画に圧迫されて立ち行き場を失い、立ち往生することを回避することができる。これにより、車群全体としての平均速度の低下を防ぐことができる。Ｓ２０の処理が終了すると、走行計画の生成処理へ移行する（Ｓ２２）。

Ｓ２２の処理は、走行計画生成部２５で実行され、Ｓ２０の処理で設定した優先順位の順番でグループ内の車両の走行計画を全て生成する処理である。この走行計画は、Ｓ３４の処理で説明した仮の走行計画と同様の処理で生成される。Ｓ２２の処理が終了すると、制御確認処理へ移行する（Ｓ２４）。

Ｓ２４の処理は、走行計画生成装置２で実行され、走行制御が終了したか否かを判定する処理である。Ｓ２４の処理において、走行制御が終了していないと判定された場合には、合流車両確認処理へ移行する（Ｓ１４）。なお、Ｓ１４以降の処理においては、Ｓ１２の処理で設定した暫定優先順位ではなく、Ｓ２０の処理で設定した優先順位を用いて制御処理が行われる。一方、Ｓ２４の処理において、走行制御が終了したと判定された場合には、図２に示す制御処理を終了する。

図２に示す制御処理を行うことにより、平均速度が遅い車両ほど先に走行計画を決定することができるため、グループ全体の走行に影響の少ない順序で車両の走行計画を生成することができる。

次に、本実施形態に係る走行計画生成装置の平均速度算出処理の動作について説明する。図３は、本実施形態に係る走行計画生成装置２の動作を示すフローチャートであり、図２のＳ１８の処理の詳細を示すものである。

図３に示す制御処理は、暫定優先順位設定部２１、仮走行計画生成部２２及び走行状態取得部２３で実行される。まず図３に示す制御処理は、対象車両の選択処理から開始する（Ｓ３０）。

Ｓ３０の処理は、暫定優先順位設定部２１で実行され、合流車両を含むグループ内において、処理対象となる車両を一台選択する処理である。なお、図３に示す平均速度算出処理は、グループを構成する全ての車両を処理対象とするので、処理対象となる車両の選び方や選び順序は関係なく、Ｓ３０の処理が繰り返されることにより結果として全ての車両が選択されれば良い。ここでは、一例として平均車速が小さい車両の順に対象車両として設定する。Ｓ３０の処理が終了すると、暫定優先順位の設定処理へ移行する（Ｓ３２）。

Ｓ３２の処理は、暫定優先順位設定部２１で実行され、Ｓ３０の処理で対象車両として選択した車両の暫定優先順位を最下位にする処理である。例えば、６台のグループにおいて暫定順位を設定している場合には、対象車両の暫定優先順位を７番目に設定する。なお、対象車両が最下位に変更されることによって順位が１つ空きになるが、本実施形態においては優先順位が高い車両から順に処理されるため、空きの順位が生じても処理に影響はない。また、対象車両の順位を６番目に設定し、空きの順位が生じた場合には順位の繰り上げを行うようにしても良い。Ｓ３０及びＳ３２の処理を実行することで、暫定優先順位を設定する優先順位に近くすることができるので、処理効率化を図ることができる。Ｓ３２の処理が終了すると、走行計画生成処理へ移行する（Ｓ３４）。

Ｓ３４の処理は、仮走行計画生成部２２で実行され、暫定優先順位の順に仮の走行計画を生成する処理である。仮走行計画生成部２２は、Ｓ３２の処理で設定した暫定優先順位の高い車両から順に仮の走行計画を生成する処理である。走行計画は、例えば、旅行時間、燃費優先度合いや休憩計画等を含む運転者の要望やセンサ３３や通信部３２から入力した走行環境情報等を考慮して生成される。仮走行計画生成部２２は、グループを構成する全ての車両の仮走行計画を生成する。Ｓ３４の処理を実行することで、対象車両の優先順位が最下位の場合の走行計画、すなわち対象車両の行動の自由度が最も制限されている場合の走行計画を生成することができる。Ｓ３４の処理が終了すると、対象車両の平均速度算出処理へ移行する（Ｓ３６）。

Ｓ３６の処理は、走行状態取得部２３で実行され、Ｓ３０の処理で対象とした車両、すなわち暫定優先順位を最下位として設定した車両の平均速度を算出する処理である。走行状態取得部２３は、Ｓ３６の処理で得られた仮走行計画に基づいて、対象車両の平均速度を算出する。Ｓ３６の処理が終了すると、全車両実施確認処理へ移行する（Ｓ３８）。

Ｓ３８の処理は、走行状態取得部２３で実行され、グループを構成する全ての車両を対象車両として選択し、平均速度を算出したか否かを判定する処理である。Ｓ３８の処理において、グループを構成する全ての車両の平均速度を算出していないと判定した場合には、対象車両の選択処理へ移行する（Ｓ３０）。一方、Ｓ３８の処理において、グループを構成する全ての車両の平均速度を算出したと判定した場合には、図３に示す平均速度算出処理を終了する。

以上、本実施形態に係る走行計画生成システム１及び走行計画生成装置２によれば、複数車両に対して暫定の優先順位を割当てて仮の走行計画を生成し、暫定優先順位が所定の順位となる仮の走行計画で走行した場合の仮走行状態を各車両について取得し、取得した仮走行状態が滞る車両ほど優先順位を高く設定することができる。これにより、車群で走行した場合に、順調に走行することが難しい車両、すなわち行動の選択肢が少ない車両ほど優先順位を高く設定して早期に走行計画を立てることができるため、車群全体として円滑な走行を行える走行計画を生成することが可能となる。

また、本実施形態に係る走行計画生成システム１及び走行計画生成装置２によれば、平均速度が低く車群の流れを滞らせる可能性の高い車両ほど優先順位を高く設定して早期に走行計画を立てることができるため、車群全体として円滑な走行を行える走行計画を生成することが可能となる。

さらに、本実施形態に係る走行計画生成システム１及び走行計画生成装置２によれば、車群を形成する全ての車両について、その車両の優先順位が最下位の場合、すなわち最も行動の選択肢が少なくなる場合の仮走行状態を車両同士で比較することによって、優先順位を適切に設定することができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る走行計画生成システム及び走行計画生成装置の一例を示すものである。本発明に係る走行計画生成システム及び走行計画生成装置は、これらの実施形態に係る走行計画生成システム及び走行計画生成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、実施形態に係る走行計画生成システム及び走行計画生成装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上記実施形態においては、車両の走行状態が滞る例として、速度を指標にして評価する例を説明したが、速度を一定とした場合において安全性を指標にして車両の走行状態の滞る程度を評価した場合であっても、車群全体として円滑な走行を行える走行計画を生成することができる。

また、上記実施形態においては、図３に示す平均速度算出処理の処理負荷を軽減させるために、暫定優先順位を平均速度の低い順に割当てて、車両の優先順位が最下位となる場合におけるその車両の平均速度を全車両について算出しているが、車両の優先順位が最下位となる場合以外に、例えば想定される順位の組み合わせを全て実施した場合であっても、車群全体として円滑な走行を行える走行計画を生成することができる。

また、上記実施形態においては、本発明に係る走行計画生成システム１及び走行計画生成装置２について説明したが、車群を構成する車両は車車間通信機能を有している必要性はない。

本実施形態に係る走行計画生成システムを示す構成概要図である。 図１の走行計画生成装置の動作を示すフローチャートである。 図１の走行計画生成装置の動作を示すフローチャートである。 図１の走行計画生成システムを説明する概要図である。

符号の説明

１…走行計画生成システム、２…走行計画生成装置、２１…暫定優先順位設定部（暫定設定手段）、２２…仮走行計画生成部（仮走行計画生成手段）、２３…走行状態取得部（走行状態取得手段）、２４…優先順位設定部（優先順位設定手段）、２５…走行計画生成部（走行計画生成手段）、３２…通信部（送信手段）。

Claims (6)

1. 複数車両の走行計画を生成する走行計画生成システムであって、
   前記複数車両それぞれに暫定優先順位を設定する暫定設定手段と、
   前記暫定優先順位の高い車両から優先的に仮走行計画を生成する仮走行計画生成手段と、
   前記車両が前記仮走行計画で走行する場合の走行状態を取得する走行状態取得手段と、
   前記走行状態に基づいて前記複数車両それぞれに優先順位を設定する優先順位設定手段と、
   前記優先順位の高い車両から優先的に走行計画を生成する走行計画生成手段と、
   前記走行計画を前記複数車両それぞれに送信する送信手段と、
   を備え、
   前記走行状態取得手段は、前記暫定優先順位を所定の順位とした時の走行状態を車両ごとに取得し、
   前記優先順位設定手段は、前記走行状態が滞る前記車両ほど前記優先順位を高く設定すること、
   を特徴とする走行計画生成システム。
2. 前記優先順位設定手段は、前記走行状態として前記仮走行計画における平均速度を用い、前記平均速度の低い前記車両ほど前記優先順位を高く設定することを特徴とする請求項１に記載の走行計画生成システム。
3. 前記走行状態取得手段は、前記所定の順位を最下位とすること特徴とする請求項１又は２に記載の走行計画生成システム。
4. 複数車両の走行計画を生成する走行計画生成装置であって、
   前記複数車両それぞれに暫定優先順位を設定する暫定設定手段と、
   前記暫定優先順位の高い車両から優先的に仮走行計画を生成する仮走行計画生成手段と、
   前記車両が前記仮走行計画で走行する場合の走行状態を取得する走行状態取得手段と、
   前記走行状態に基づいて前記複数車両それぞれに優先順位を設定する優先順位設定手段と、
   前記優先順位の高い車両から優先的に走行計画を生成する走行計画生成手段と、
   を備え、
   前記走行状態取得手段は、前記暫定優先順位を所定の順位とした時の走行状態を車両ごとに取得し、
   前記優先順位設定手段は、前記走行状態が滞る前記車両ほど前記優先順位を高く設定すること、
   を特徴とする走行計画生成装置。
5. 前記優先順位設定手段は、前記走行状態として前記仮走行計画における平均速度を用い、前記平均速度の低いほど前記優先順位を高く設定することを特徴とする請求項４に記載の走行計画生成装置。
6. 前記走行状態取得手段は、前記所定の順位を最下位とすることを特徴とする請求項４又は５に記載の走行計画生成装置。

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