JP2017204197A - 運転支援方法及び運転支援システム - Google Patents
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Abstract
Description
なお、本明細書においては、「合流」とは、複数の車両が一列に並んで走行している車列の中に、他の車線を走行中の車両が入り込むことを意味する。「合流」の具体的なシーンとしては、平行に隣接する車線間で走行車線を変更する車線変更や、平行に隣接する複数の車線の数が減るために走行車線を変更する合流や、延在方向の異なる複数の車線が接続していることで他の車線に入り込む合流等がある。
まず、実施例1の運転支援システムの構成を、「全体構成」、「管制側コントローラの詳細構成」、「合流制御処理の手順」に分けて説明する。
図1は、実施例1の運転支援システムの構成を示すブロック図である。以下、図1に基づき、実施例1の運転支援システムの全体構成を説明する。
ここで、「支援対象車両では検出できない情報」とは、例えば、この支援対象車両から見えない位置に存在する他車両や歩行者等の情報である。
なお、「車両ID」は、各車両固有の情報であり、車種名、車重、車幅、車長、車両加速度特性等を含んでいる。また、車両通信部8は、管制センターSとの通信だけでなく、他の車両1との通信(車車間通信)や、道路に設置された路側器との通信(路車間通信)も可能である。
なお、車両制御部9は、CPU、ROM、RAM、インターフェース回路及びインバータ回路等を有するコンピュータによって構成されている。
前記管制側コントローラ10は、図1に示すように、情報検出部11と、合流判断部12と、車両速度制御部13と、合流スペース判断部14と、車間距離検出部15と、制御信号生成部16と、信号通信部17と、を備えている。
ここでは、まず、車両速度制御部13から、合流車両104に対して自車の車速を所定の目標車速にさせる速度制御指令を出力する。次に、この合流車両104から、本線車両102A〜102Eに対し、車車間通信を用いて各車両102A〜102Eの車速を所定の目標車速にさせる車車間速度制御指令を出力する。これにより、本線車両102A〜102Eと合流車両104との車速が同じになる。
ここで、目標車速は、当該道路の制限速度範囲内であれば、例えば、本車線101で車列を構成する本線車両102A〜102Eの平均車速であってもよいし、合流車両104の車速であってもよいし、車列を構成する本線車両102A〜102Eのうちの最も早い車速であってもよい。また、車両速度制御部13からの速度制御指令は、本線車両102A〜102Eのうちのいずれか一台に出力し、当該本線車両から車車間通信を用いて、他の本線車両及び合流車両104に車車間速度制御指令を出力してもよい。さらに、車車間通信を用いず、車両速度制御部13からの速度制御指令を、本車線101で車列を構成する本線車両102A〜102Eと、合流車両104とに出力してもよい。
なお、合流領域αの車間距離は、この合流領域αの直後を走行している本線車両102Dの前方車間距離であり、この本線車両102Dから合流領域αの直前に位置する本線車両102Cまでの距離である。
このとき、この制御信号生成部16では、まず合流領域αの直前を走行している本線車両102Cを加速させて合流スペースを確保できるか否かを判断する。この本線車両102Cが加速しただけでは、合流車両104が合流可能な合流スペースを確保できないと判断したときには、この加速対象である本線車両102Cよりも前方を走行している本線車両102Bを加速させる速度制御信号を生成する。
また、車線の数が多いほど定常車間距離は長くなり、車線の幅や道路種別(市道/県道、国道、高速道路、パイパス道路等)、走行経験(初めて走行する道路、日常的に使用する道路等)、天候(晴れ、曇り、雨、雪、霧等)、走行時間帯の違いに伴う視認性の違い(日中、夜間、夕方等)によっても定常車間距離は異なる。さらに、道路の混雑度合が高いほど(混んでいるほど)定常車間距離は短くなる。
そのため、制御信号生成部16では、走行履歴から算出した平均的な定常車間距離に対し、予め設定した走行環境に応じた補正値を加算し、最終的な当該車両の定常車間距離とする。
なお、図3に走行環境と一般的な定常車間距離、加算する補正値の大きさの関係を示す。
図4は、実施例1の運転支援システムの管制側コントローラが実行する合流制御処理の処理手順を示すフローチャートである。以下、図4に示す合流制御処理の各ステップを説明する。なお、この合流制御処理は、例えば1サンプリング10[ms]のように、一定時間ごとに繰り返し演算される。
ここで、合流箇所の有無は、道路構造に基づいて判断され、例えば、平行に隣接する複数の車線の数が減少する箇所や、高速道路の出口などのように延在方向の異なる複数の車線が接続する箇所を「合流箇所」とする。
ここで、合流車両の有無は、ステップS1で取得した車両情報に基づいて得られた制御対象領域内を走行中の車両の位置、速度、進行方向等から判断する。また、「合流車両」とは、現在走行中の車線とは異なる車線へと移動する車両であって、移動する先の車線(本車線)を走行中の車両(本線車両)の車列の中に入り込む車両である。
すなわち、合流車両があると判断されるシーンは、本車線に車列が存在しているとき、本車線とは異なる他車線を走行している車両(合流車両)が本車線に移動して、当該車列に入り込むことが予測されるシーンである。なお、図2に合流車両があると判断されるシーンの一例を示す。
ここで、合流領域αは、制御対象領域内に存在する本線車両102A〜102Eと、合流車両104との相対的な位置関係から特定する。
ここで、「合流に必要な車間距離」は、合流車両104の定常車間距離L104minと、合流後に合流車両104の直後を走行する本線車両(図2では本線車両102D)の定常車間距離LDminと、合流車両104の車長Xとの合計長さに設定される。合流車両104の定常車間距離L104minや本線車両102Dの定常車間距離LDminは、各車両の運転履歴(車両情報データベース18から取得)に基づいて予め設定する。また、上述のように、定常車間距離は走行環境に応じて変化するため、「合流に必要な車間距離」は、走行環境を考慮して設定する。
なお、図2の場合では、N=1、S(1)=LDとなる。
ここでも、「合流に必要な車間距離」とは、ステップS7にて設定した「合流車両104の定常車間距離L104minと、合流後に合流車両104の直後を走行する本線車両(図2では本線車両102D)の定常車間距離LDminと、合流車両104の車長Xとの合計長さ」である。
なお、図2の場合では、合流領域αの前方1台目の本線車両102Cの前方車間距離LCから、この本線車両102Cの定常車間距離LCminを差し引いた値と、LDとの合計値が、合流に必要な車間距離以下であるか否かを判断する。本線車両102Cの前方車間距離LCが短ければ、LC−LCmin+LD≦必要車間距離となり、ステップS10へ進む。本線車両102Bの前方車間距離LCが長ければ、LC−LCmin+LD>必要車間距離となり、ステップS11へ進む。
これにより、合流領域αの前方N+1台目の本線車両102N+1の前方車間距離LN+1から、この本線車両102N+1の定常車間距離LN+1minを差し引いた値と、変数S(N+1)=LN−1の合計値が、合流に必要な車間距離以下であるか否か(=合流スペースを確保できない状態であるか否か)が判断される。
なお、図2の場合では、合流領域αの前方1台目の本線車両102Cを加速させるのみでは、合流に必要な合流スペースは確保できないときに、合流領域αの前方2台目の本線車両102Bを加速させることになる。
このとき、合流領域αの前方N台目の本線車両102Nの前方車間距離LNが、この本線車両102Nの定常車間距離LNmin以上になる範囲で加速させる。
なお、図2の場合では、N=1であれば、合流領域αの前方1台目の本線車両102Cを、前方車間距離LCが、定常車間距離LCmin以上になる範囲で加速させる速度制御信号を生成する。また、N=2であれば、合流領域αの前方2台目の本線車両102Bを、前方車間距離LBが、定常車間距離LBmin以上になる範囲で加速させる速度制御信号を生成する。
これにより、速度制御信号を受信した本線車両102Nは、アクセル、ブレーキ、ステアリングの制御を行って加速するため、この本線車両102Nの後方の車間距離が拡大する。
これにより、速度制御信号を受信した合流車両104は、アクセル、ブレーキ、ステアリングの制御を行って速度制御を行いつつ走行し、本車線101を走行中の本線車両101A〜101Eの車列内に合流する。
図5〜図7は、第1の合流シーンを示す説明図であり、図5は合流前の各車両の位置を示し、図6は合流領域を拡大した際の各車両の位置を示し、図7は合流後の各車両の位置を示す。また、図8,図9は、第2の合流シーンを示す説明図であり、図8は合流前の各車両の位置を示し、図9は合流領域を拡大途中の各車両の位置を示す。以下、図5〜図9に基づき、実施例1の運転支援方法及び運転支援システムの交通流率の低下防止作用を、合流シーンごとに分けて説明する。
図5〜図7に示す第1の合流シーンは、合流領域の直前を走行している本線車両を加速制御することで、合流に必要な車間距離を確保できるシーンである。
これにより、本線車両1025は加速する。一方、加速制御対象である本線車両1025以外の本線車両1021〜1044,1026,1027,104は、いずれも同じ速度が維持されている。
そのため、図6,7に示すように、合流領域αが拡大して合流車両104の合流を可能としつつも、この合流領域αよりも後方を走行中の本線車両1026〜1028は、いずれも一定の速度を維持することができる。
図8及び図9に示す合流シーンは、合流領域の直前を走行している本線車両の加速のみでは、合流に必要な車間距離を確保できないシーンである。
しかしながら、本線車両1024の加速によって、合流領域αの前方1台目の本線車両1025の前方車間距離L5が拡大している。そのため、L5−L5min+L6>L5min+L6min+Xが成立し、この本線車両1025を加速させて、合流領域αの拡大を図ることができる。
実施例1の管制側コントローラ10では、合流領域αにおける「合流に必要な車間距離」を、合流車両104の定常車間距離L104minと、合流後にこの合流車両104の直後を走行する本線車両1026の定常車間距離L6minと、合流車両104の車長Xとの合計長さ以上に設定している。
つまり、合流領域αの車間距離L6>L5min+L6min+Xが成立しなければ、合流車両104の合流を実施しない。
これにより、合流車両104の合流に伴って車間距離が短縮しても、各車両(合流車両104、本線車両1026)の定常車間距離L104min,L6minは確保でき、ドライバーが車間距離の短縮による不安を感じにくくすることができて、合流後の減速操作の発生を防止することができる。そして、合流による本車線101の交通流率の低下をさらに防止することができる。
これにより、合流時の本車線101の交通流率の低下をさらに適切に防止することができる。
実施例1の運転支援方法及び運転支援システムにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
本車線101を走行中の本線車両102A〜102Eの車両情報及び他車線103を走行中の合流車両104の車両情報に基づいて、前記本線車両102A〜102Eの車列に対する前記合流車両104の合流の有無を判断する合流判断ステップ(ステップS3)と、
前記合流判断ステップ(ステップS3)にて前記合流車両104の合流があると判断したとき、前記本線車両102A〜102Eの車両情報及び前記合流車両104の車両情報に基づいて、前記合流車両104が入り込む前記本線車両102A〜102Eの車列内の合流領域αを特定する領域特定ステップ(ステップS5)と、
前記領域特定ステップ(ステップS5)にて特定された前記合流領域αよりも前方を走行中の本線車両102Cを加速させて、前記合流領域αを合流に必要な車間距離にする速度制御信号を生成する信号生成ステップ(ステップS7〜ステップS11)と、
前記信号生成ステップ(ステップS7〜ステップS11)にて生成された前記速度制御信号を、前記合流領域αよりも前方を走行中の本線車両102Cに送信する信号送信ステップ(ステップS12)と、を有する構成とした。
これにより、本車線101を走行中の本線車両102A〜102Eの車列に合流車両104の合流があると判断したとき、合流領域αよりも前方を走行中の本線車両102Cを加速させる速度制御信号が、この本線車両102Cに送信される。すなわち、合流領域αよりも前方を走行中の本線車両102Cが加速することで、加速した本線車両102Cの後方の合流領域αが拡大する。この結果、本線車両102A〜102Eの車列に対して合流車両104が合流する際の、本車線101の交通流率の低下を防止することができる。
これにより、(1)の効果に加え、合流領域αの前方を走行中の第1の本線車両の加速のみでは、合流領域αを合流に必要な車間距離にできないときであっても、本線車両102A〜102Eの速度を減速させることなく、結果的に合流領域αの拡大を図ることができ、本車線101の交通流率の低下を防ぐことができる。
前記合流に必要な車間距離を、前記合流車両104の定常車間距離L104minと、合流後に前記合流車両104の直後を走行する本線車両102Dの定常車間距離LDminと、前記合流車両104の車長Xとの合計長さ以上に設定する構成とした。
これにより、(1)又は(2)の効果に加え、合流車両104の合流に伴って車間距離が短縮しても、必要な定常車間距離L104min,LDminを確保でき、ドライバーが車間距離の短縮による不安を感じにくくすることができて、合流後の減速操作の発生を防止することができる。そのため、合流による交通流率の低下をさらに防止することができる。
これにより、(3)の効果に加え、合流発生時、走行環境にあった適切な定常車間距離を確保することができる。
前記コントローラ(管制側コントローラ10)は、
本車線101を走行中の本線車両102A〜102Eの車両情報及び他車線103を走行中の合流車両104の車両情報に基づいて、前記本線車両102A〜102Eの車列に対する前記合流車両104の合流の有無を判断し、
前記合流車両104の合流があると判断したとき、前記本線車両102A〜102Eの車両情報及び前記合流車両104の車両情報に基づいて、前記合流車両104が合流する前記本線車両102A〜102Eの車列内の合流領域αを特定し、
前記合流領域αよりも前方を走行中の本線車両102Cを加速させて、前記合流領域αを合流に必要な車間距離にする速度制御信号を生成し、
前記速度制御信号を、前記合流領域αよりも前方を走行中の本線車両102Cに送信する構成とした。
これにより、本車線101を走行中の本線車両102A〜102Eの車列に合流車両104の合流があると判断したとき、合流領域αよりも前方を走行中の本線車両102Cを加速させる速度制御信号が、この本線車両102Cに送信される。すなわち、合流領域αよりも前方を走行中の本線車両102Cが加速することで、加速した本線車両102Cの後方の合流領域αが拡大する。この結果、本線車両102A〜102Eの車列に対して合流車両104が合流する際の交通流率の低下を防止することができる。
この場合では、各車両のドライバーは、車両が管制側コントローラ10によって制御される前に、制御されることを予め把握することができるので、意図しない加速や合流に伴う不安を払しょくすることができる。
なお、自動制御運転が実行されていても、ドライバーによるアクセル操作やブレーキ操作が生じたときには、自動制御運転を解除する。しかしながら、自動制御運転時のドライバーの不安を払しょくすることで、ドライバーによる操作を実施させずに、交通流率の低下を防止することができる。
S 管制センター
10 管制側コントローラ(コントローラ)
11 情報検出部
12 合流判断部
13 車両速度制御部
14 合流スペース判断部(合流領域特定部)
15 車間距離検出部
16 制御信号生成部
17 信号通信部
18 車両情報データベース
19 道路情報データベース
20 地図データベース
1 車両
9 車両制御部(コントローラ)
Claims (5)
- インフラ協調型の運転支援システム内に設けられ、通信によって情報交換可能なコントローラによって、合流発生時の車両の運転支援を行う運転支援方法であって、
本車線を走行中の本線車両の車両情報及び他車線を走行している合流車両の車両情報に基づいて、前記本線車両の車列に対する前記合流車両の合流の有無を判断する合流判断ステップと、
前記合流判断ステップにて前記合流車両の合流があると判断したとき、前記本線車両の車両情報及び前記合流車両の車両情報に基づいて、前記合流車両が入り込む前記本線車両の車列内の合流領域を特定する領域特定ステップと、
前記領域特定ステップにて特定された前記合流領域よりも前方を走行中の本線車両を加速させて、前記合流領域を合流に必要な車間距離にする速度制御信号を生成する信号生成ステップと、
前記信号生成ステップにて生成された前記速度制御信号を、前記合流領域よりも前方を走行中の本線車両に送信する信号送信ステップと、
を有することを特徴とする運転支援方法。 - 請求項1に記載された運転支援方法において、
前記信号生成ステップでは、前記合流領域の前方を走行中の第1の本線車両の加速のみでは、前記合流領域を合流に必要な車間距離にできないと判断したとき、前記第1の本線車両よりもさらに前方を走行中の本線車両を加速させる速度制御信号を生成する
ことを特徴とする運転支援方法。 - 請求項1又は請求項2に記載された運転支援方法において、
前記信号生成ステップでは、前記本線車両の運転履歴に基づいて前記本線車両の定常車間距離を設定すると共に、前記合流車両の運転履歴に基づいて前記合流車両の定常車間距離を設定し、
前記合流に必要な車間距離を、前記合流車両の定常車間距離と、合流後に前記合流車両の直後を走行する本線車両の定常車間距離と、前記合流車両の車長との合計長さ以上に設定する
ことを特徴とする運転支援方法。 - 請求項3に記載された運転支援方法において、
前記信号生成ステップでは、前記本線車両の定常車間距離及び前記合流車両の定常車間距離を、走行環境に応じて設定する
ことを特徴とする運転支援方法。 - 通信によって情報交換可能なコントローラを有し、合流発生時の車両の運転支援を行うインフラ協調型の運転支援システムであって、
前記コントローラは、
本車線を走行中の本線車両の車両情報及び他車線を走行中の合流車両の車両情報に基づいて、前記本線車両の車列に対する前記合流車両の合流の有無を判断し、
前記合流車両の合流があると判断したとき、前記本線車両の車両情報及び前記合流車両の車両情報に基づいて、前記合流車両が入り込む前記本線車両の車列内の合流領域を特定し、
前記合流領域よりも前方を走行中の本線車両を加速させて、前記合流領域を合流に必要な車間距離にする速度制御信号を生成し、
前記速度制御信号を、前記合流領域よりも前方を走行中の本線車両に送信する
ことを特徴とする運転支援システム。
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CN111806426A (zh) * | 2019-04-03 | 2020-10-23 | 丰田自动车株式会社 | 车辆控制装置 |
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