JP2019194782A - 交通管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オペレータによる遠隔操作が無くても、自動運転車が対向車線を安全に走行できるようにすること。【解決手段】優先レーンＹが障害物Ｓで塞がれている場合、自動運転車２０は、走行継続困難の旨、および障害物Ｓを回避するための走行経路を、交通管理装置に送信する。交通管理装置は、限定専用レーンＧを仮想的に形成し、通信車３０が限定専用レーンＧに進入しないように、通信車３０に停止指示を送信する。自動運転車２０は、無線機を有さない一般車４０等が限定専用レーンＧを通過したことを、外界センサ等で確認した後、限定専用レーンＧを走行し、障害物Ｓを回避する。【選択図】図６

Description

本開示は、自動運転車の走行のための交通管理に関する。

特許文献１は、管理サーバが緊急車両用車載器から受信した情報に基づいて少なくとも該当する緊急車両の通行予定ルートを把握し、管理サーバが一般車両用車載器から受信した情報に基づいて少なくとも該当する一般車両の現在位置を把握し、管理サーバが緊急車両の通行予定ルートと一般車両の現在位置とを比較し、緊急車両の通行予定ルート上、もしくはその近傍に存在している一般車両に対して、少なくとも緊急車両の通過に関する緊急情報を報知することを開示している。

特許第６０６８７８５号公報

上記先行技術の場合、緊急情報を報知するだけであるので、一般車両が緊急車両を妨げないように停止等をすることが不確実である。このような課題は、レベル４の自動運転車が無人で走行する場合に、障害物を回避するために対向車線に、はみ出て走行せざるを得ないときにも同様に発生し得る。つまり、レベル４の自動運転の場合、原則、対向車線にはみ出ることは好ましくないので、障害物の前で停止することになる。そして、オペレータによる遠隔監視によって、対向車との衝突の危険が無いと判断された場合、オペレータによる遠隔操作によって、対向車線を走行することになる。

しかし、上記のようにオペレータによる遠隔監視および遠隔操作が頻繁に必要になると、オペレータの負担が増大するので好ましくない。

本開示は、上記を踏まえ、オペレータによる遠隔操作が無くても、自動運転車が対向車線を安全に走行できるようにすることを解決課題とする。

本開示の一形態は、自身の走行車線から対向車線に進入して走行することを計画している自動運転車（２０）である特定車両を、前記特定車両との無線通信を利用して検出する検出部（１２ａ）と；前記検出部によって前記特定車両が検出された場合、前記特定車両以外で無線機（３２１）を備える通信車（３０）と、前記対向車線を走行する車両に交通情報を通知するための交通情報表示装置を管理している交通管制センタ（５０）との少なくとも何れかと通信することによって、前記特定車両が前記対向車線を走行中に、当該対向車線を前記特定車両以外の車両（３０，４０）が走行することを抑制する限定専用レーン（Ｇ）を形成する形成部（１２ｂ）と；を備える交通管理装置である。

この形態によれば、対向車線を特定車両以外の車両が走行することが抑制されるので、自動運転車が障害物を回避するために対向車線を安全に走行できるようになる。

交通管理装置の内部構成、及び通信相手を示す図。 自動運転車の内部構成を示すブロック図。 通信車の内部構成を示すブロック図。 優先レーンに障害物が存在し、自動運転車の走行が妨げられている様子を示す図。 限定専用レーン形成処理を示すシーケンス図。 一般車が限定専用レーンに進入したことを、自動運転車が検出して停止する様子を示す図。 通信車が後続車両に向けて、停止指示を表示している様子を示す図。 実施形態２の限定専用レーン形成処理を示すシーケンス図。 限定専用レーンを形成するために信号が赤に制御されている様子を示す図。 通信車の進行方向に応じて、停止指示が送信される様子を示す図。 限定専用レーンへの進入が防止されるように信号の矢印が制御される様子を示す図。 通信車の進行方向に応じた停止指示、限定専用レーンへの進入が防止されるように信号の矢印が制御される様子を示す図。 通信車に対して減速する指示が送信される様子を示す図。

図１に示すように、交通管理装置１０は、自動運転車２０、通信車３０及び交通管制センタ５０と無線通信を実施することによって、交通管理を実現する。交通管制センタ５０は、信号機Ｔを制御する。なお、交通管制センタ５０との無線通信を用いた交通管理は、実施形態１においては実施されず、実施形態２等で実施される。

交通管理装置１０は、処理部１１と、無線機１５とを備える。処理部１１は、ＣＰＵ１２と、記憶媒体１３とを備える。記憶媒体１３は、半導体メモリ等の非遷移的実行的記憶媒体によって構成される。記憶媒体１３は、地図データＭＰと、プログラムＰとを記憶している。地図データＭＰは、後述する限定専用レーン形成処理に利用される。プログラムＰは、後述する限定専用レーン形成処理を実行するためのプログラムである。

ＣＰＵ１２は、プログラムＰを実行することによって、検出部１２ａ及び形成部１２ｂとしての機能を発揮する。検出部１２ａ及び形成部１２ｂと限定専用レーン形成処理との対応関係は、後述する。

図２に示すように、自動運転車２０は、無線機２２１と、外界センサ２２２と、自己位置推定部２２３と、制御部２３０と、駆動装置２４１と、操舵装置２４２と、制動装置２４３と、車内用情報出力装置２５０と、車外用情報出力装置２６０とを備える。

外界センサ２２２は、カメラと、ミリ波レーダと、ＬＩＤＡＲと、超音波ソナーとを含む。ＬＩＤＡＲは、Light Detection and Rangingの略称であり、レーザを用いた測距装置である。カメラは、１つ以上のモジュールから構成され、少なくとも自車両の前方および後方を撮像範囲に含む。ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ及び超音波ソナー各々についても、１つ以上のモジュールから構成され、適宜、自車両周囲を対象にしたセンシング範囲が設計されている。

自己位置推定部２２３は、自動運転車８００の自己位置を推定する。具体的には、自己位置推定部２２３は、ＧＮＳＳを用いた自己位置の測位と、オドメトリとを併用する。オドメトリは、自己位置推定部２２３に含まれるジャイロセンサや加速度センサ等を用いて、自己位置を推定する手法である。他の実施形態においては、ＧＮＳＳを用いた自己位置の測位と、オドメトリとの何れかを用いてもよい。

無線機２２１は、交通管理装置１０の無線機１５と無線通信を実施する。無線機２２１は、外界センサ２２２によって取得された情報、及び、自己位置推定部２２３によって推定された自己位置（これらをまとめて車両情報ともいう）を、定期的に又は必要に応じて、交通管理装置１０に送信する。

駆動装置２４１は、内燃機関及びモータの少なくとも何れか１つを含み、走行用の駆動力を発生する。操舵装置２４２は、電動ステアリング機構等を含み、自動運転車２０の操舵を実現する。制動装置２４３は、ディスクブレーキ等を含み、自動運転車２０の制動を実現する。

制御部２３０は、１つ又は複数のＥＣＵを含み、無線機２２１、外界センサ２２２及び自己位置推定部２２３から情報を取得し、駆動装置２４１、操舵装置２４２及び制動装置２４３を制御することによって、レベル４の自動運転を実現する。レベル４の自動運転によれば、ドライバが乗っていなくても走行が許可される。

車内用情報出力装置２５０は、自動運転車２０の乗員に向けて、インストルメントパネルやヘッドアップディスプレイ等の表示装置、及び音声を用いて、交通状況に関する状況を出力する。車外用情報出力装置２６０は、車両の外部に設けられた電光掲示板を用いて、交通状況に関する状況を出力する。

図３に示すように、通信車３０は、無線機３２１と、外界センサ３２２と、自己位置推定部３２３と、制御部３３０と、車内用情報出力装置３５０と、車外用情報出力装置３６０とを備える。無線機３２１、外界センサ３２２、自己位置推定部３２３、車内用情報出力装置３５０及び車外用情報出力装置３６０については、自動運転車２０と同じ名称の構成要素と同じ特徴を有するので、説明を省略する。

制御部３３０は、上記の構成要素を制御する。但し、通信車３０は、自動運転機能を有しておらず、制御部３３０は、駆動装置（図示せず）等を対象とした自動運転用の制御を実施しない。なお、他の実施形態においては、通信車３０は、レベル２の自動運転機能を有していてもよい。

図４に示すように、レベル４の自動運転をスムーズに実施するために、優先レーンＹが設けられている。優先レーンＹは、レベル４の自動運転機能を有さない自動車（例えば通信車３０）よりも、レベル４の自動運転を実施する自動運転車２０が優先して走行することができるように定められた車線のことである。

レベル４の自動運転は、完全自動運転ではないので、自動運転で対処できない場合は、一旦、停車する。そして、無線機１５を介してオペレータ（図示しない）による遠隔操作の指令に従って走行することが必要となる場合がある。但し、本実施形態においては、できるだけオペレータによる遠隔操作の頻度を下げるために、後述する限定専用レーン形成処理を実施する。

例えば、図４に示すように、優先レーンＹが障害物Ｓによって塞がれている場合、自動運転車２０の制御部２３０は、対向車線にはみ出る走行経路を計画する。しかし、このように対向車線にはみ出る走行経路は、レベル４の自動運転では原則、許可されていない。

そこで、自動運転車２０は、一旦、停車し、図５に示すように、限定専用レーン形成処理のＳ４１２として、走行継続が困難である旨、及び上記走行経路を、交通管理装置１０に通知する。Ｓ４１２を実行した自動運転車２０を、特定車両ともいう。なお、Ｓ４１２の実行主体は、正確には制御部２３０であるが、シーケンス図の説明においては、自動運転車２０を実行主体として説明する。交通管理装置１０及び通信車３０についても同様である。

交通管理装置１０は、上記の通知を受信すると、Ｓ４２１に進み、通信車３０に対して、停止指示を送信する。Ｓ４２１によって、図６に示すように、限定専用レーンＧが仮想的に形成される。交通管理装置１０は、限定専用レーンＧの区間を、自動運転車２０が計画した走行経路による走行が安全に実施されるように、自動運転車２０から受信した車両情報及び走行経路を用いて決定する。

Ｓ４２１の送信先となる通信車３０は、限定専用レーンＧに進入する可能性がある通信車３０である。通常、交通管理装置１０と通信可能な状態にある通信車３０は、複数台、存在しており、何れの通信車３０が限定専用レーンＧに進入する可能性が有るか否かは、複数の通信車３０各々から送信される情報（つまり、外界センサ３２２及び自己位置推定部３２３による取得情報）から判定される。図６では、１台の通信車３０に停止指示が送信される様子が示されている。

通信車３０は、交通管理装置１０から停止指示を受信すると、Ｓ４３３に進み、限定専用レーンＧに進入しないように停止する。具体的には、車内用情報出力装置３５０を通じて、ドライバに対して停止指示がなされる。この指示に基づき、ドライバは、停止操作をする。なお、レベル２の自動運転機能を有していれば、自動で停止してもよい。

続いて、通信車３０は、Ｓ４４３に進み、停止したことを交通管理装置１０に通知する。交通管理装置１０は、停止したことの通知を受信すると、Ｓ４５１に進み、自動運転車２０に対して、走行許可を通知する。自動運転車２０は、走行許可を受信すると、外界センサ２２２によって取得された情報に基づき、限定専用レーンＧを安全に走行できるかを判定する。例えば、図６に示されている状態では、限定専用レーンＧを一般車４０が走行している。一般車４０は、交通管理装置１０と無線通信を実施する機能を有さないので、限定専用レーンＧが形成されても、限定専用レーンＧに進入する場合がある。自動運転車２０は、上記の一般車４０のように、限定専用レーンＧを走行している車両等の有無を、外界センサ２２２によって検出する。

限定専用レーンＧを安全に走行できることが確認されるまで、自動運転車２０は、Ｓ４６２として、自動運転車２０を優先レーンＹで待機する。限定専用レーンＧを安全に走行できることが確認されたら、自動運転車２０は、Ｓ４７２に進み、図７に示すように、限定専用レーンＧの走行を実施する。

一方、通信車３０は、Ｓ４４３の後、Ｓ４５２に進み、交通管理装置１０の指示に基づき停車していることを、後続車両に向けて報知する。交通管理装置１０は、Ｓ４５２を、Ｓ４２１の指示に基づき実行する。具体的には、車外用情報出力装置３６０に「この先、優先車走行中のため停車中」という文字を表示する。さらに、上記の文字を、音声によって出力してもよい。このように車外用情報出力装置３６０によって停車の目的を後続車両に報知することによって、後続車両（例えば図７に示す一般車４０）が、通信車３０を追い越すために優先レーンＹに進入したり、追い越した後に限定専用レーンＧに進入したりすることを防止できる。

自動運転車２０は、限定専用レーンＧの走行を終えると、Ｓ４７２として、優先レーンＹに復帰する。続いて自動運転車２０は、Ｓ４８２に進み、優先レーンＹに復帰したことを、交通管理装置１０に通知する。交通管理装置１０は、当該通知を受信すると、Ｓ４９２に進み、停止を指示した通信車３０に対して、走行許可を通知する。これによって、限定専用レーンＧは、消失する。通信車３０は、走行許可を受信すると、Ｓ４９３に進み、走行を再開する。通信車３０は、Ｓ４９３と共に、後続車両に向けた報知を終了する。

なお、停止指示を送信する対象は、障害物Ｓによって走行を妨げられている自動運転車２０以外の自動運転車でもよい。

以上に説明した実施形態１によれば、障害物Ｓを避けるために対向車線を走行することを、レベル４の自動運転で実現できる。このため、オペレータの作業負荷が低減される。

実施形態２を説明する。実施形態２の説明は、実施形態１と異なる点を主な対象とする。特に説明しない点については、実施形態１と同じである。

図８に示された限定専用レーン形成処理におけるステップのうち、図４に示された限定専用レーン形成処理と同じ内容のステップは、図４と同じステップ番号が付されている。このため、適宜、説明を省略する。一方、図４に示された限定専用レーン形成処理と異なるステップのステップ番号には、末尾にＡが付されている。

実施形態２において、交通管理装置１０の通信相手は、自動運転車２０及び交通管制センタ５０である。

交通管理装置１０は、Ｓ４１２の通知を受信した後、Ｓ４２１Ａに進み、信号の特別制御を交通管制センタ５０に指示する。信号の特別制御とは、限定専用レーンＧを形成するために、本来、青信号にすべきタイミングの信号を、赤信号等に設定する制御のことである。交通管制センタ５０は、特別制御の指示を受信すると、Ｓ４３３Ａに進み、信号の特別制御を実施する。

信号の特別制御は、例えば図９に示す場合であれば、信号機Ｔを赤信号に維持することによって、限定専用レーンＧが形成される。

交通管制センタ５０は、信号の特別制御が完了すると、Ｓ４４３Ａに進み、その旨を交通管理装置１０に通知する。Ｓ４５１〜Ｓ４８２は、実施形態１と同じである。

交通管理装置１０は、Ｓ４８２の通知を受信すると、Ｓ４９２Ａに進み、信号の特別制御の終了を、交通管制センタ５０に指示する。交通管制センタ５０は、当該指示を受信すると、Ｓ４９３Ａに進み、信号の制御を通常に戻す。

以上に説明した実施形態２によれば、一般車４０が限定専用レーンＧに進入することを防止することができ、さらに、安全に自車線外にはみ出して走行することが可能となる。

実施形態３を説明する。実施形態３の説明は、実施形態１と異なる点を主な対象とする。特に説明しない点については、実施形態１と同じである。

実施形態３においては、実施形態１と同様、限定専用レーン形成処理のＳ４２１における停止指示を、限定専用レーンＧに進入することを予定している通信車３０を対象に実行する。交通管理装置１０は、通信車３０が限定専用レーンＧに進入することを予定しているか否かを、通信車３０が経路案内装置による案内の実行中の場合、経路案内装置による案内経路を取得して判定してもよい。或いは、交通管理装置１０は、通信車３０が限定専用レーンＧに進入することを予定しているか否かを、通信車３０のウインカの情報を取得して判定してもよい。

例えば図１０に示す場合、通信車３０Ａは、交差点を直進する予定であり、限定専用レーンＧに進入する予定は無い。このため、通信車３０Ａは、停止指示の送信対象にならない。これに対し、通信車３０Ｂは、交差点を直進する予定であり、限定専用レーンＧに進入する予定が有る。このため、交通管理装置１０は、通信車３０Ｂに対して、交差点に進入する前に停止することを指示する。同様に、通信車３０Ｃは、交差点を左折する予定であり、限定専用レーンＧに進入する予定が有る。このため、交通管理装置１０は、通信車３０Ｃに対して、交差点に進入する前に停止することを指示する。

本実施形態によれば、限定専用レーンＧに進入予定の無い通信車３０（例えば通信車３０Ａ）に対して、停止指示を送信しないので、限定専用レーンＧを形成することによる交通への影響を軽減することができる。

実施形態４を説明する。実施形態４の説明は、実施形態２と異なる点を主な対象とする。特に説明しない点については、実施形態２と同じである。

実施形態４における交通管制センタ５０は、Ｓ４４３Ａにおける信号の特別制御を、信号の矢印を用いて実施する。例えば図１１に示す場合、信号機ＴＡについては、右折を禁止することによって、一般車４０Ａが限定専用レーンＧへ進入することを防止できる。このため、交通管理装置１０は、左折および直進を許可する矢印を信号機ＴＡに表示させる。

同様に、信号機ＴＢについては、直進を禁止することによって、一般車４０Ｂが限定専用レーンＧへ進入することを防止できる。このため、交通管理装置１０は、左折および右折を許可する矢印を信号機ＴＡに表示させる。

同様に、信号機ＴＣについては、左折を禁止することによって、一般車４０Ｃが限定専用レーンＧへ進入することを防止できる。このため、交通管理装置１０は、左折および右折を許可する矢印を信号機ＴＡに表示させる。

本実施形態によれば、一般車４０が限定専用レーンＧに進入することを防止しつつ、限定専用レーンＧを形成することによる交通への影響を軽減することができる。

実施形態５を説明する。実施形態５は、実施形態３及び実施形態４を複合した内容である。つまり、限定専用レーンＧに進入する予定がある通信車３０に対して停止指示を送信することと、限定専用レーンＧへの進入を防止するために信号を制御することとが実行される。

図１２に示す場合、実施形態３で説明した通り、通信車３０Ａに対しては停止指示が送信されず、通信車３０Ｃに対しては停止指示が送信される。さらに、実施形態４で説明した通り、一般車４０Ｂの直進を禁止するために、信号機ＴＢには左折および右折の矢印が表示される。

以上に説明した実施形態５によれば、通信車３０及び一般車４０のように複数車両が関連するような複雑な交通状況においても、適切に限定専用レーンＧへの進入を防止することができる。このため、通常は走行困難な状態においても、安全かつスムーズに走行することができる。

実施形態６を説明する。実施形態６の説明は、実施形態１と異なる点を主な対象とする。特に説明しない点については、実施形態１と同じである。

実施形態６におけるＳ４２１においては、停止指示の代わりに、図１３に示すように、速度を調整する指示が送信される。図１３には、４０ｋｍ／ｈから２０ｋｍ／ｈに減速する指示が送信される様子が示されている。交通管理装置１０は、通信車３０が限定専用レーンＧに到達する前に限定専用レーンＧの設定が解除されるためには、通信車３０がどの程度、減速すればよいのかを計算する。交通管理装置１０は、この計算結果に基づき、通信車３０に対して、減速結果としての目標速度を送信する。

以上に説明した実施形態６によれば、通信車３０は停止しなくてもよい場合があるので、交通がスムーズになる。

実施形態と請求項との対応関係を説明する。検出部１２ａは、Ｓ４１２として、自動運転車から通知を受けることを実施する。形成部１２ｂは、Ｓ４２１を実施する。

本開示は、本明細書の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下の実施形態が例示される。

実施形態２等で特別制御の対象となるのは、信号機に限られず、路側機や路面表示機などを含んでもよい。

上記実施形態において、ソフトウエアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ハードウエアによって実現されてもよい。また、ハードウエアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ソフトウエアによって実現されてもよい。ハードウエアとしては、例えば、集積回路、ディスクリート回路、または、それらの回路を組み合わせた回路モジュールなど、各種回路を用いてもよい。

１０ 交通管理装置、１２ａ 検出部、１２ｂ 形成部、２０ 自動運転車、３０ 通信車、４０ 一般車、５０ 交通管制センタ

Claims (4)

1. 自身の走行車線から対向車線に進入して走行することを計画している自動運転車（２０）である特定車両を、前記特定車両との無線通信を利用して検出する検出部（１２ａ）と、
   前記検出部によって前記特定車両が検出された場合、前記特定車両以外で無線機（３２１）を備える通信車（３０）と、前記対向車線を走行する車両に交通情報を通知するための交通情報表示装置を管理している交通管制センタ（５０）との少なくとも何れかと通信することによって、前記特定車両が前記対向車線を走行中に、当該対向車線を前記特定車両以外の車両（３０，４０）が走行することを抑制する限定専用レーン（Ｇ）を形成する形成部（１２ｂ）と、
   を備える交通管理装置。
2. 前記自動運転車は、外界センサ（２２２）と自己位置推定部（２２３）とを備え、前記外界センサによるセンシング結果と、前記自己位置推定部によって推定された自車の位置との少なくとも何れかを含む車両情報を前記交通管理装置に送信し、
   前記形成部は、前記車両情報を、前記限定専用レーンの形成に利用する
   請求項１に記載の交通管理装置。
3. 前記形成部は、前記通信車に対して、前記限定専用レーンに進入しないことを、前記通信車の後続車両に指示することを実行させる
   請求項１から請求項２までの何れか一項に記載の交通管理装置。
4. 前記交通情報表示装置は、信号機、路側機、路面表示機の少なくとも何れかである
   請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の交通管理装置。

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