JP2019200529A - 走行支援システム、および、走行支援方法 - Google Patents

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Yusuke Akutsu
佑介 阿久津
裕亮 下川
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【課題】道路の広い領域における交通流の円滑化を行う。【解決手段】実施形態の走行支援システムは、複数の車線を有する道路を進行方向に分割した区間のうちの予め設定された走行支援区間ごとに、当該走行支援区間を走行する予定の車両ごとの走行の予定時刻である走行時刻と走行支援の要否の情報とを含む車両情報、および、走行支援が必要な車両が移動する先の車線である行先車線と、を記憶する記憶部と、前記記憶部の前記車両情報を適宜更新するとともに、前記記憶部を参照し、前記走行支援区間ごとに、走行支援が必要な車両が存在する場合、当該車両が当該走行支援区間を走行するときに、同一時間帯に当該走行支援区間を走行する他車両に対して、前記行先車線以外の車線を走行するように指示を送信する制御部と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、走行支援システム、および、走行支援方法に関する。
従来から、例えば、高速道路において、車両の合流区間や、出口や分岐(ジャンクション)の直前の区間等では、複数の車両が錯綜して、交通事故や渋滞が起きやすくなっている。この対策として、例えば、車車間通信(車両同士での通信)によって、近接した複数の車両間で協調動作をさせてそれらの車両を円滑に走行させる技術が提案されている。
特開2017−220129号公報 特開2014−56483号公報
上述の従来技術では、車車間通信を行う複数の車両だけに着目すると走行を円滑化できているという面もある。しかしながら、例えば、車車間通信を行う複数の車両の直後に別の車両が存在する場合、その別の車両に車線変更や減速を強制してしまうことがある等の問題もある。つまり、従来技術では、道路の広い領域における交通流の円滑化を行うことができなかった。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、道路の広い領域における交通流の円滑化を行うことが可能な走行支援システム、および、走行支援方法を提供することを課題とする。
実施形態の走行支援システムは、複数の車線を有する道路を進行方向に分割した区間のうちの予め設定された走行支援区間ごとに、当該走行支援区間を走行する予定の車両ごとの走行の予定時刻である走行時刻と走行支援の要否の情報とを含む車両情報、および、走行支援が必要な車両が移動する先の車線である行先車線と、を記憶する記憶部と、前記記憶部の前記車両情報を適宜更新するとともに、前記記憶部を参照し、前記走行支援区間ごとに、走行支援が必要な車両が存在する場合、当該車両が当該走行支援区間を走行するときに、同一時間帯に当該走行支援区間を走行する他車両に対して、前記行先車線以外の車線を走行するように指示を送信する制御部と、を備える。
図1は、第1実施形態の走行支援システム等の構成図である。 図2は、第1実施形態における高速道路等の模式図である。 図3は、第1実施形態の車両情報の構成図である。 図4は、第1実施形態の処理フローチャートである。 図5は、第2実施形態の処理フローチャートである。
以下、本発明の実施形態(第1実施形態、第2実施形態)について、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
まず、第1実施形態について説明する。第1実施形態では、走行支援システムが対象とする道路として高速道路を例にとった場合について説明する。
図1は、第1実施形態の走行支援システム1等の構成図である。走行支援システム1は、中央処理装置2と情報交換装置3を備える。
中央処理装置2は、例えば、交通管制室におけるコンピュータ装置である。交通管制とは、高速道路における渋滞の度合いや交通事故等を含む交通状況を認識し、その交通状況に応じて通行規制等の処置を行ったり、高速道路の利用者等に発生中のイベント情報、注意喚起等の情報を提供したりすることである。
情報交換装置3は、中央処理装置2と外部装置との情報通信を仲介するサーバである。中央処理装置2は、情報交換装置3およびネットワーク10を介して、携帯電話4、カーナビアプリ端末6等と情報通信を行う。
携帯電話4は、高速道路を走行する車両の運転者が携帯するスマートフォン等である。カーナビアプリ端末6は、高速道路を走行する車両の運転者が携帯する端末装置で、カーナビアプリを使用可能である。
また、路側装置11は、高速道路の各所に設けられており、近傍を走行する車両と情報通信を行う。中央処理装置2は、路側装置11を介して、手動運転車両5、自動運転車両7等と情報通信を行う。手動運転車両5は、高速道路を走行する車両であり、運転者による各種運転操作によって走行する従来型の車両であって、外部装置と情報通信を行うための車載器を備えている。自動運転車両7は、高速道路を走行する車両であり、運転者による各種運転操作の全部または一部を代行して走行する車両であって、外部装置と情報通信を行うための車載器を備えている。自動運転車両7は、より具体的には、レーダー、LIDAR(Laser Imaging Detection And Ranging)、GPS(Global Positioning System)、カメラ等によって周囲の環境を認識し、指定された行き先に向かって自律的に走行する。
また、中央処理装置2は、情報板8やハイウェイラジオ装置9に対して情報送信を行う。情報板8は、高速道路の各所に設置され、中央処理装置2から受信した情報に基いて、高速道路を走行する車両に対して、交通事故、落下物、通行止め、渋滞等の道路交通情報を提供(表示)する。ハイウェイラジオ装置9は、高速道路の各所に設置され、中央処理装置2から受信した情報に基いて、アンテナからAMラジオ放送(1620kHz)を通じて適宜、車両に対して道路交通情報を提供する。
中央処理装置2は、処理部21と、記憶部22と、入力部23と、表示部24と、通信部25と、を備える。
処理部21は、取得部211と制御部212を備える。処理部21は、例えば、MPU(Micro Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)と、を備える。
MPUは、中央処理装置2の動作を統括的に制御する。ROMは、各種プログラムやデータを記憶する記憶媒体である。RAMは、各種プログラムを一時的に記憶したり、各種データを書き換えたりするための記憶媒体である。そして、MPUは、RAMをワークエリア(作業領域)としてROM、記憶部22等に格納されたプログラムを実行する。取得部211と制御部212の詳細については後述する。
記憶部22は、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などの外部記憶装置である。記憶部22は、道路情報、車両情報、所定条件(第2実施形態で詳述)、処理部21の動作プログラム等を記憶する。道路情報は、高速道路に関する各種情報であり、例えば、高速道路の位置、路側装置11の位置、情報板8の位置、ハイウェイラジオ装置9の位置、走行支援が必要な車両(例えば合流する車両、出口から出る車両、分岐(ジャンクション)を通過する車両等)が移動する先の車線である行先車線(例えば合流車線の隣の走行車線)等の情報を含む。
ここで、図2は、第1実施形態における高速道路等の模式図である。また、図2に示す高速道路では、本線として車線a、b、cの3車線が設けられている。また、高速道路は車両の進行方向に区間A、B、Cに分割されている。
また、区間Aの左側には、本線に合流するための合流車線dが設けられている。また、区間Cの左側には、本線から出るための出口車線eが設けられている。また、本線上では車両C1〜C13が走行している。また、合流車線d上では車両C20が走行している。
このような図2の状況の場合の車両情報は、図3に示す通りである。
図3は、第1実施形態の車両情報の構成図である。図3の車両情報は、項目として、区間、走行時刻、車両、走行動作を備えている。なお、区間A〜Cのうち、走行支援区間は、合流車線dを含む区間Aと、出口車線eを含む区間Cである。よって、この車両情報は、区間A〜Cのうち、区間Aと区間Cについての情報を記憶し、区間Bについての情報は記憶しない。以下、車両情報の作成手順について説明する。
まず、中央処理装置2の処理部21の取得部211は、携帯電話4やカーナビアプリ端末6から、車両の現在地点、目的地点、走行経路等の情報を取得する。また、取得部211は、手動運転車両5や自動運転車両7からも現在地点、目的地点、走行経路等の情報を取得する。以下、取得部211が情報を取得する対象を「携帯電話4等」と表現する場合がある。
そして、制御部212は、取得部211が取得した情報に基いて、走行支援区間(以下、「区間」、「当該区間」ともいう。)を走行する予定の車両に関して、車両情報における当該区間の欄に、当該区間の走行の予定時刻である走行時刻と、車両の識別子と、走行動作(走行支援の要否の情報)と、を記憶する。なお、図3の車両情報では、走行時刻の例を具体的に記載していないが、同一区間内では上から下にいくほど走行時刻が遅くなっているように並べているものとする。また、制御部212は、取得部211が取得した情報に基いて、車両情報を適宜(例えば数分おきに)更新する。このような車両情報によって、どの区間でいつどの車両がどんな走行をするかを管理することができる(詳細は後述)。
図3の車両情報において、区間Aについて、合流車線dから合流する車両C20の走行動作は「合流」になっており、その他の車両の走行動作は「通過」となっている。また、区間Cについて、出口車線eを走行する予定の車両C10の走行動作は「車線変更」になっており、その他の車両の走行動作は「通過」となっている。
また、制御部212は、記憶部22を参照し、走行支援区間ごとに、走行支援が必要な車両が存在する場合、当該車両が当該走行支援区間を走行するとき(走行支援区間に到達する時刻直前)に、同一時間帯に当該走行支援区間を走行する他車両に対して、行先車線以外の車線を走行するように指示を送信する。
この指示の送信先は、例えば、携帯電話4、手動運転車両5、カーナビアプリ端末6、自動運転車両7等である。例えば、他車両の運転者は、携帯電話4やカーナビアプリ端末6を介して、行先車線以外の車線を走行するべきであることを認識する。また、他車両である手動運転車両5の運転者は、車載器を介して、行先車線以外の車線を走行するべきであることを認識する。また、自動運転車両7は、行先車線以外の車線を走行するように自動運転する。
図1に戻って、入力部23は、中央処理装置2に対する交通管制官等による操作を受け付ける入力装置である。入力部23は、例えば、キーボード、マウス等の入力装置である。
表示部24は、液晶表示装置(LCD(Liquid Crystal Display))、有機EL(Electro-Luminescence)表示装置等により実現される表示部であり、各種情報を表示する。通信部25は、通信インタフェースである。
次に、図4を参照して、第1実施形態の処理について説明する。
図4は、第1実施形態の処理フローチャートである。中央処理装置2は、高速道路を走行する車両それぞれについて、図4の処理フローチャートを実行する。
まず、中央処理装置2の処理部21の取得部211は、携帯電話4等から、車両の現在地点、目的地点、走行経路等の情報を取得する(ステップS1)。次に、取得部211は、当該車両についての前回情報(前回の現在地点、目的地点、走行経路等の情報)を削除する(ステップS2)。これによって、不要な情報が蓄積する事態を回避できる。なお、以下において、特に記載していない場合でも、不要になった情報は適宜削除することができる。
次に、制御部212は、当該車両の現在地点、目的地点、走行経路等に基いて、当該車両が走行支援区間を走行するか否かを判定し(ステップS3)、Yesの場合はステップS4に進み、Noの場合は処理を終了する。
ステップS4において、制御部212は、当該車両の現在地点、目的地点、走行経路等に基いて、当該区間(当該走行支援区間)の走行時刻、走行動作を特定する。また、制御部212は、ステップS4で特定した走行時刻、走行動作を車両情報(図3)に登録する。
次に、ステップS5において、制御部212は、当該車両について当該区間で走行支援が必要か否かを判定し、Yesの場合はステップS6に進み、Noの場合は処理を終了する。例えば、図2の区間Aについて、車両C1〜C4は車両情報(図3)の走行動作が「通過」なので走行支援は不要と判定され、車両C20は車両情報(図3)の走行動作が「合流」なので走行支援は必要と判定される。また、図2の区間Cについて、車両C1〜C9、C11〜C13、C20は車両情報(図3)の走行動作が「通過」なので走行支援は不要と判定され、車両C10は車両情報(図3)の走行動作が「車線変更」(出口車線eに移る予定)なので走行支援は必要と判定される。
次に、ステップS6において、制御部212は、当該車両が走行支援区間に到達する時刻直前か否かを判定し、Yesの場合はステップS7に進み、Noの場合はステップS6に戻る。なお、ここでは、説明を簡潔にするためにステップS6でNoの場合にステップS6に戻るものとしたが、これに限定されず、ステップS6でYesになるまでの間にステップS1や車両情報を更新する処理を適宜行ってもよい。
ステップS7において、制御部212は、当該区間やその手前の区間の情報板8やハイウェイラジオ装置9に対して走行支援の情報提供を指示する。これによって、例えば、当該区間やその手前の区間の情報板8は、他車両に当該区間での行先車線以外の車線の走行を促す旨の表示をする。これにより、他車両の運転者は、情報板8の表示を見て、当該区間では行先車線以外の車線を走行するべきであることを認識する。したがって、当該区間の行先車線を走行する他車両の減少が期待できる。
また、例えば、当該区間やその手前の区間のハイウェイラジオ装置9は、他車両に当該区間での行先車線以外の車線の走行を促す旨の音声出力を行う。これにより、他車両の運転者は、ハイウェイラジオ装置9からの情報によって、当該区間では行先車線以外の車線を走行するべきであることを認識する。したがって、当該区間の行先車線を走行する他車両の減少が期待できる。
次に、ステップS8において、制御部212は、同一時間帯に当該区間を走行する他車両が車両情報(図3)に登録されているか否かを判定し、Yesの場合はステップS9に進み、Noの場合は処理を終了する。
ステップS9において、制御部212は、該当する他車両に対して、当該区間では行先車線以外の車線を走行するように指示を送信する。この指示の送信先は、例えば、携帯電話4、手動運転車両5、カーナビアプリ端末6、自動運転車両7である。例えば、他車両の運転者は、携帯電話4やカーナビアプリ端末6を介して、当該区間では行先車線以外の車線を走行するべきであることを認識する。また、他車両である手動運転車両5の運転者は、車載器を介して、当該区間では行先車線以外の車線を走行するべきであることを認識する。また、自動運転車両7は、当該区間では行先車線以外の車線を走行するように自動運転する。これらによって、当該区間の行先車線を走行する他車両の減少が期待できる。ステップS9の後、処理を終了する。
なお、ステップS3で該当する走行支援区間が2つ以上ある場合は、ステップS4〜S9の処理を走行支援区間ごとに行う。
このように、第1実施形態の中央処理装置2によれば、道路の広い領域における交通流の円滑化を行うことができる。例えば、従来技術では、上述したように、車車間通信を行い、近接した複数の車両間で協調動作をさせるなど、ミクロな領域での走行支援技術が提案されていたが、それでは、他車両に車線変更や減速を強制してしまうことがある等の問題があった。また、合流や車線変更が必要な区間は他の走行区間よりも車両が元々錯綜しやすいため、当該従来技術を用いることでさらに車両の錯綜の度合いが高くなり、状況が悪化してしまう恐れもあった。
一方、第1実施形態の中央処理装置2によれば、合流車両や車線変更車両の行先車線およびその他の車線の走行量をあらかじめ調整し、最小限の協調動作により車両の走行支援が可能となる。これにより、車両が錯綜しやすい局所領域を整流化すると同時に、走行領域の負荷の平準化を行い、円滑な走行支援を実現できる。
また、道路における車両の状況や車両情報は時々刻々と変化するが、図4の処理を定期的(例えば数分おき)または不定期で繰り返し行うことで、より精度の高い走行支援が期待できる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、制御部212は、走行支援が必要でない走行支援区間については車両情報を更新しない。例えば、図3の車両情報において、区間ごとに有効フラグを設け、走行支援が必要でない走行支援区間(つまり、その区間で通過以外の走行動作を行う予定になっている車両がない区間)については有効フラグをオフすることで車両情報を更新しないようにする(詳細は後述)。
また、第2実施形態では、記憶部22に記憶されている所定条件を用いる。所定条件は、走行支援区間ごとに、走行支援のための指示を送信する対象となる車両を選択するための条件である。そして、制御部212は、記憶部22を参照し、走行支援区間ごとに、走行支援が必要な車両が存在する場合、当該車両が当該走行支援区間を走行するときに、同一時間帯に当該走行支援区間を走行する他車両のうち所定条件を満たす他車両に対して、行先車線以外の車線を走行するように指示を送信する。
所定条件は、例えば、図2の高速道路の例を用いると、区間Aについて、合流車線dから車線aに移る車両がある場合に、区間Aにおける車線aに10台の他車両があるとすると、そのすべての他車両を車線b、cに移動させるのではなく、一部(例えば5台や7台)を車線b、cに移動させる、という内容である。そうすれば、車線b、cに他車両が集中してしまう可能性を低減できる。
また、その場合、所定条件によって、例えば、その後に区間Cで出口車線eに移る予定の他車両は優先して車線b、cに移動させないようにすることもできる。そうすれば、その他車両が車線aから車線b、cに移って、その後すぐに車線aに戻らなければならない、という事態が起きる可能性を低減できる。
また、所定条件は、例えば、同一時間帯に当該区間を走行する車両が3台以上あれば走行支援を行う、という内容でもよい。また、所定条件は、例えば、合流する車両が移る行先車線に自動運転車両と手動運転車両の両方が存在して一部の車両を行先車線以外の車線に移らせる指示をする場合に、確実に制御できる自動運転車両を優先的に選ぶという内容でもよい。そうすれば、より確実に交通流の円滑化を実現できる。
また、所定条件は、事前に一律に決めておくだけではなく、道路状況等に応じて中央処理装置2のユーザが手動で変更できるようにしておいてもよい。
次に、図5を参照して、第2実施形態の処理について説明する。
図5は、第2実施形態の処理フローチャートである。なお、図4の処理と同様の処理には同様のステップ番号を付しており、説明を適宜省略する。
ステップS1、S2が終わった後、ステップS11において、制御部212は、走行支援が必要な走行支援区間があるか否かを判定し、Yesの場合はステップS12に進み、Noの場合はステップS3に進む。ステップS11では、車両情報(図3)の走行動作の項目に「通過」以外の「合流」や「車線変更」がある走行支援区間は「Yes」と判定される。
ステップS12において、制御部212は、当該区間が有効になっているか(有効フラグがオンになっているか)否かを判定し、Yesの場合はステップS3に進み、Noの場合はステップS13に進む。
ステップS13において、制御部212は、当該区間を有効化する(有効フラグをオンにする)。ステップS3〜S8は図4と同様である。
ステップS9aにおいて、制御部212は、所定条件に基いて他車両に行先車線以外の車線を走行するように指示を送信する。この指示の送信先は、例えば、携帯電話4、手動運転車両5、カーナビアプリ端末6、自動運転車両7である。
次に、ステップS14において、制御部212は、走行支援が必要でない走行支援区間があるか否かを判定し、Yesの場合はステップS15に進み、Noの場合は処理を終了する。
ステップS15において、制御部212は、当該区間が有効になっている(有効フラグがオンになっている)場合は、当該区間を無効化する(有効フラグをオフにする)。ステップS15の後、処理を終了する。
このように、第2実施形態の中央処理装置2によれば、第1実施形態の場合の効果に加えて、以下の効果を奏する。まず、図3の車両情報において、走行支援区間ごとに有効フラグを設け、走行支援が必要でない走行支援区間については有効フラグをオフにして車両情報を更新しないようにすることで、全体の処理量を減らし、処理負荷の低減、処理速度の向上が可能となる。
また、所定条件を用いることで、行先車線以外の車線に誘導する対象の車両をきめ細かく決定することができ、車両の錯綜をより効果的に抑制できる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、上述の各実施形態では、道路として高速道路の場合を例にとったが、これに限定されず、高速道路以外であっても複数の車線を有する任意の道路を対象とすることができる。
また、上述の実施形態では、走行支援区間として、合流区間と出口の直前の区間を例にとって説明したが、これに限定されず、分岐(ジャンクション)がある直前の区間等、車両の錯綜が起きやすい任意の区間を対象とすることができる。
また、第2実施形態において、高速道路の入口等、いつ車両が入ってくるか予測できない区間(走行支援区間)については、有効フラグを常にオンにしておくようにしてもよい。
また、本実施形態の中央処理装置2で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD(Compact Disc)−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R(Recordable)、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することができる。また、本実施形態の中央処理装置2で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。
1…走行支援システム、2…中央処理装置、3…情報交換装置、4…携帯電話、5…手動運転車両、6…カーナビアプリ端末、7…自動運転車両、8…情報板、9…ハイウェイラジオ装置、10…ネットワーク、11…路側装置、21…処理部、22…記憶部、23…入力部、24…表示部、25…通信部、211…取得部、212…制御部

Claims (6)

  1. 複数の車線を有する道路を進行方向に分割した区間のうちの予め設定された走行支援区間ごとに、当該走行支援区間を走行する予定の車両ごとの走行の予定時刻である走行時刻と走行支援の要否の情報とを含む車両情報、および、走行支援が必要な車両が移動する先の車線である行先車線と、を記憶する記憶部と、
    前記記憶部の前記車両情報を適宜更新するとともに、前記記憶部を参照し、前記走行支援区間ごとに、走行支援が必要な車両が存在する場合、当該車両が当該走行支援区間を走行するときに、同一時間帯に当該走行支援区間を走行する他車両に対して、前記行先車線以外の車線を走行するように指示を送信する制御部と、
    を備える走行支援システム。
  2. 前記記憶部は、前記走行支援区間ごとに、前記指示を送信する対象となる車両を選択するための所定条件を記憶しており、
    前記制御部は、
    前記記憶部を参照し、前記走行支援区間ごとに、走行支援が必要な車両が存在する場合、当該車両が当該走行支援区間を走行するときに、同一時間帯に当該走行支援区間を走行する他車両のうち前記所定条件を満たす車両に対して、前記行先車線以外の車線を走行するように指示を送信する、
    請求項1に記載の走行支援システム。
  3. 前記制御部は、走行支援が必要な車両が存在しない前記走行支援区間については前記車両情報を更新しない、
    請求項1に記載の走行支援システム。
  4. 複数の車線を有する道路を進行方向に分割した区間のうちの予め設定された走行支援区間ごとに、当該走行支援区間を走行する予定の車両ごとの走行の予定時刻である走行時刻と走行支援の要否の情報とを含む車両情報、および、走行支援が必要な車両が移動する先の車線である行先車線と、を記憶する記憶部を用いて実行する走行支援方法であって、
    前記記憶部の前記車両情報を適宜更新するとともに、前記記憶部を参照し、前記走行支援区間ごとに、走行支援が必要な車両が存在する場合、当該車両が当該走行支援区間を走行するときに、同一時間帯に当該走行支援区間を走行する他車両に対して、前記行先車線以外の車線を走行するように指示を送信する制御ステップを、含む走行支援方法。
  5. 前記記憶部は、前記走行支援区間ごとに、前記指示を送信する対象となる車両を選択するための所定条件を記憶しており、
    前記制御ステップは、
    前記記憶部を参照し、前記走行支援区間ごとに、走行支援が必要な車両が存在する場合、当該車両が当該走行支援区間を走行するときに、同一時間帯に当該走行支援区間を走行する他車両のうち前記所定条件を満たす車両に対して、前記行先車線以外の車線を走行するように指示を送信する、
    請求項4に記載の走行支援方法。
  6. 前記制御ステップは、走行支援が必要な車両が存在しない前記走行支援区間については前記車両情報を更新しない、
    請求項4に記載の走行支援方法。
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