JP2020035346A - 制御装置および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】通信速度の低下を抑えることが可能な制御装置および車両を提供する。【解決手段】制御装置は、第１車両の周辺に位置する周辺車両が第１車両の走行路と同一の走行路を走行しているか否かについて判別する判別部と、周辺車両の中から、判別部により第１車両の走行路と同一の走行路を走行していると判別された車両を、車両間で通信を行う車車間通信において第１車両からのデータを中継する第２車両として選択する中継車両選択部と、第２車両との車車間通信を行わせる制御を第１車両の車車間通信部に対して実行する車車間通信制御実行部と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、制御装置および車両に関する。

例えば、複数の車両がデータを中継することによって車両間で通信を行う車車間通信システムが知られている。

特開２００４−８０３８３号公報

ところで、例えば、複数の道路が交差する場所や、複数の道路が並行する場所では、データを中継する多数の車両が存在する場合があるため、車両間で通信を行う場合、データが輻輳して円滑に送受信されないで、通信速度が低下する場合があるという問題点があった。

本開示の目的は、通信速度の低下を抑えることが可能な制御装置および車両を提供することである。

上記の目的を達成するため、本開示における制御装置は、
第１車両の周辺に位置する周辺車両が前記第１車両の走行路と同一の走行路を走行しているか否かについて判別する判別部と、
前記周辺車両の中から、前記判別部により前記第１車両の走行路と同一の走行路を走行していると判別された車両を、車両間で通信を行う車車間通信において前記第１車両からのデータを中継する第２車両として選択する中継車両選択部と、
前記第２車両との車車間通信を行わせる制御を前記第１車両の車車間通信部に対して実行する車車間通信制御実行部と、
を備える。

また、本開示における車両は、
前記制御装置を備える。

本開示によれば、通信速度の低下を抑えることができる。

本開示の実施の形態に係る車両用制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。 高速道と一般道とが交差する場所において、第１車両および第１車両の周辺に位置する周辺車両を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る車両用制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本開示の実施の形態に係る車両用制御装置１の構成を概略的に示すブロック図である。車両用制御装置１は、衛星測位部２、車車間通信部３、および、制御部５を備えている。車両用制御装置１は、各車両にそれぞれ設けられている。以下、車両用制御装置１は、第１車両に搭載されているものとして説明する。

衛星測位部２は、車両の位置（緯度、経度および高度）を測定する。衛星測位部２には、例えば、公知の全地球無線測位システム（Global Positioning System：ＧＰＳ）が用いられる。なお、衛星測位部２により測定される車両の位置情報の中には、車両の方位の情報が含まれている。

車車間通信部３は、所定の周波数帯域の無線電波を使用して、車両間の送受信を行う通信装置であり、車両に関する各種情報を車両間で交換する。ここで、車両の各種情報には、衛星測位部２により測定される車両の位置情報（緯度、経度および高度）、および、車両の位置の測定精度が含まれる。

制御部５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力インターフェース、出力インターフェースを備えたマイクロコンピュータで構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭから処理に応じたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムと協働して各ブロック等の動作を集中制御する。なお、本実施の形態では、制御部５は、取得部５１、走行軌跡作成部５２、距離算出部５３、方位差算出部５４、判別部５５、中継車両選択部５６、および、車車間通信制御実行部５７としての機能を有する。なお、これらの機能は、車両の各システムを電子回路を用いて制御する装置であるＥＣＵ（Electric Control Unit）に含まれてもよい。また、これらの機能のいずれか一部又は全部は、ＥＣＵと別体に設けられてもよい。

取得部５１は、衛星測位部２から第１車両の位置情報を取得する。また、取得部５１は、第１車両の周辺に位置する一以上の周辺車両から車車間通信部３により送信された周辺車両の位置情報を取得する。

ところで、第１車両の周辺に位置する周辺車両を中継に用い、周辺車両に搭載した車車間通信部３によって通信データを中継する方法（ホッピングと称される）が知られている。例えば、第１車両から前方の周辺車両へ緊急車両の接近を報知する接近信号を送信する。接近信号を受信した周辺車両は、さらにその車両の前方の周辺車両へ接近信号を送信する。

また、例えば、第１車両から後方の周辺車両へ交通事故発生場所の接近を報知する接近信号を送信する。接近信号を受信した周辺車両は、さらにその車両の後方の周辺車両へ接近信号を送信する。

しかしながら、例えば、複数の道路が交差する場所のように、第１車両の周辺に多数の周辺車両が存在する場合、車車間通信を行う場合、第１車両からのデータが輻輳して円滑に送受信されずに、通信速度が低下する場合がある。通信速度の低下にともなって、第１車両から周辺車両へ接近信号を送信できないおそれがある。

第１車両から周辺車両へ接近信号を確実に送信するためには、多数の周辺車両の中から、車車間通信において第１車両からのデータを中継する第２車両を選択し、選択した第２車両を用いて、通信データを中継する必要がある。

以下の説明においては、第１車両および周辺車両の一方の車両を先行車両といい、他方の車両を後行車両とする。

本実施の形態においては、走行軌跡作成部５２は、取得部５１により取得された先行車両の位置情報の時系列を基に仮想平面上に先行車両の走行軌跡を作成する。

距離算出部５３は、走行軌跡作成部５２により作成された先行車両の走行軌跡と取得部５１により取得された後行車両の現在の位置情報との間の距離を算出する。具体的には、距離算出部５３は、後行車両の現在の位置情報から先行車両の走行軌跡に下ろした垂線の長さを算出する。

方位差算出部５４は、先行車両の走行軌跡と垂線との交点における走行軌跡の方位と、後行車両の現在の方位（進行方向）との間の方位差を算出する。なお、衛星測位部２により測定される車両の位置情報の中には、車両の方位の情報が含まれている。

ところで、周辺車両の位置の測定精度が、様々な要因により低い場合、測定された周辺車両の位置情報と周辺車両の実際の位置情報との誤差が大きくなるため、走行軌跡作成部５２により作成される走行軌跡は、実際の走行軌跡から大きく外れたものとなる。これにより、距離算出部５３により算出された距離は、実際の距離から大幅に異なる場合がある。また、方位差算出部５４により算出された方位差は、実際の方位差から大きくずれる場合がある。その結果、判別部５５は、周辺車両が第１車両の走行路と同一の走行路を走行しているか否かについて誤って判別するおそれがある。ここで、本実施の形態において、走行路が同一であることの判断基準は、車両の通過点が仮想平面上に表された軌跡の少なくとも一部が重複しているかどうかであり、例えば、地図データにおける道路が同一であるかどうかではない。

そこで、本実施の形態では、周辺車両の位置の測定精度が既定値以上である場合、走行軌跡作成部５２は、走行軌跡を作成し、距離算出部５３は、上記の距離を算出し、方位差算出部５４は、上記方位差を算出する。判別部５５は、算出された距離および方位差に基づいて、周辺車両が第１車両の走行路と同一の走行路を走行しているか否かについて判別する。

一方で、周辺車両の位置の測定精度が既定値未満である場合、走行軌跡作成部５２は、走行軌跡を作成せず、距離算出部５３は、上記の距離を算出せず、方位差算出部５４は、上記方位差を算出しない。したがって、判別部５５は、周辺車両が第１車両の走行路と同一の走行路を走行しているか否かについて判別しない。

判別部５５は、距離算出部５３により算出された距離が予め定められた距離以内であり、かつ、方位差算出部５４により算出された方位差が予め定められた角度以内である場合、後行車両が先行車両の走行路と同一の走行路を走行していると判別する。以下の説明において、「同一の走行路を走行している」とは、後行車両が先行車両の走行路と同一の走行路を走行していること、および、先行車両が後行車両の走行路と同一の走行路を走行したことの両方を含む。

中継車両選択部５６は、周辺車両の中から、判別部５５により第１車両（先行車両および後行車両の一方の車両）の走行路と同一の走行路を走行していると判別された車両（先行車両および後行車両の他方の車両）を、車両間通信において第１車両からのデータを中継する第２車両として選択する。

車車間通信制御実行部５７は、第２車両との車車間通信を行わせる制御を車車間通信部３に対して実行する。これにより、例えば、第２車両に対して、第１車両からのデータを中継する車両となった旨が通知される。

次に、車両用制御装置１の具体例について図２を参照して説明する。図２は、高速道と一般道とが立体交差する場所において、第１車両および複数の周辺車両を概略的に示す図である。なお、車両毎に走行軌跡がそれぞれ作成されるが、ここでは、説明をわかり易くするために、第１車両Ｖ１４、周辺車両Ｖ１１、Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１５，Ｖ１６，Ｖ１７の走行軌跡Ｔ１は、相互に同一であるものとする。また、周辺車両Ｖ２１の走行軌跡Ｔ２は、走行軌跡Ｔ１とは異なるものとする。また、周辺車両Ｖ３１，Ｖ３２，Ｖ３３，Ｖ３４，Ｖ３５の走行軌跡Ｔ３も相互に同一であって、走行軌跡Ｔ１とは異なるものとする。また、周辺車両Ｖ４１，Ｖ４２，Ｖ４３，Ｖ４４，Ｖ４５の走行軌跡Ｔ４も相互に同一であって、走行軌跡Ｔ１とは異なるものとする。

以下の説明において、車両の進行方向を「前方」又は「前方向」といい、第１車両Ｖ１４の前方を走行する周辺車両Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３を、「先行車両」という場合がある。ここでは、第１車両Ｖ１４を緊急車両として説明する。

＜周辺車両Ｖ１１＞
第１車両Ｖ１４の取得部５１は、衛星測位部２により測定された第１車両Ｖ１４の位置情報を取得する。また、第１車両Ｖ１４の取得部５１は、車車間通信部３によって受信した周辺車両Ｖ１１の位置情報を取得する。なお、周辺車両Ｖ１１の位置の測定情報は規定値以上であるとする。

周辺車両Ｖ１１の位置の測定精度が規定値以上である場合、第１車両Ｖ１４の制御部５は、第２車両の選択処理の制御を行う。

第１車両Ｖ１４の走行軌跡作成部５２は、周辺車両Ｖ１１の位置情報の時系列を基に仮想平面上に周辺車両Ｖ１１の走行軌跡Ｔ１（図２を参照）を作成する。

第１車両Ｖ１４の距離算出部５３は、周辺車両Ｖ１１の走行軌跡Ｔ１と第１車両Ｖ１４の現在の位置情報との間の距離を算出する。

第１車両Ｖ１４の方位差算出部５４は、周辺車両Ｖ１１の走行軌跡Ｔ１の方位と、第１車両Ｖ１４の現在の方位との間の方位差を算出する。

第１車両Ｖ１４の判別部５５は、距離算出部５３により算出された距離が予め定められた距離以内であり、かつ、方位差算出部５４により算出された方位差が予め定められた角度以内である場合、周辺車両Ｖ１１が第１車両Ｖ１４の走行路と同一の走行路を走行していると判別する。

第１車両Ｖ１４の中継車両選択部５６は、判別部５５により周辺車両Ｖ１１が第１車両Ｖ１４の走行路と同一の走行路を走行していると判別された場合、周辺車両Ｖ１１を、車両間通信において第１車両Ｖ１４からのデータを中継する第２車両として選択する。

＜周辺車両Ｖ１２＞
ここで、周辺車両Ｖ１２の位置の測定情報は規定値以上であるとする。第１車両Ｖ１４の走行軌跡作成部５２は、周辺車両Ｖ１２の位置情報の時系列を基に仮想平面上に周辺車両Ｖ１２の走行軌跡Ｔ１（図２を参照）を作成する。第１車両Ｖ１４の距離算出部５３は、周辺車両Ｖ１２の走行軌跡Ｔ１と第１車両Ｖ１４の現在の位置情報との間の距離を算出する。第１車両Ｖ１４の方位差算出部５４は、周辺車両Ｖ１２の走行軌跡Ｔ１の方位と、第１車両Ｖ１４の現在の方位との間の方位差を算出する。

第１車両Ｖ１４の判別部５５は、距離算出部５３により算出された距離が予め定められた距離以内であり、かつ、方位差算出部５４により算出された方位差が予め定められた角度以内である場合、周辺車両Ｖ１２が第１車両Ｖ１４の走行路と同一の走行路を走行していると判別する。第１車両Ｖ１４の中継車両選択部５６は、判別部５５により周辺車両Ｖ１２が第１車両Ｖ１４の走行路と同一の走行路を走行していると判別された場合、周辺車両Ｖ１２を、車両間通信において第１車両Ｖ１４からのデータを中継する第２車両として選択する。

＜周辺車両Ｖ１３＞
ここで、周辺車両Ｖ１３の位置の測定情報は規定値未満であるとする。第１車両Ｖ１４の制御部５は、周辺車両Ｖ１３の位置の測定精度が規定値未満である場合、第２車両の選択処理の制御を行わない。したがって、周辺車両Ｖ１３は、第２車両として選択されない。

＜周辺車両Ｖ１５，Ｖ１６，Ｖ１７＞
第１車両Ｖ１４を緊急車両とし、第１車両Ｖ１４の先行車両に接近信号を報知する場合においては、第１車両Ｖ１４の後行車両である周辺車両Ｖ１５，Ｖ１６，Ｖ１７は、第２車両として選択されない。

＜周辺車両Ｖ２１＞
周辺車両Ｖ２１についても、周辺車両Ｖ１１における第２車両の選択処理と同様の処理が行われる。ここでは、周辺車両Ｖ２１の走行路（走行軌跡Ｔ２）が第１車両Ｖ１４の走行路（走行軌跡Ｔ１）と異なるため、周辺車両Ｖ２１は、第２車両として選択されない。

＜周辺車両Ｖ３１等＞
周辺車両Ｖ３１，Ｖ３２，Ｖ３３，Ｖ３４，Ｖ３５についても、周辺車両Ｖ１１における第２車両の選択処理と同様の処理が行われる。ここでは、周辺車両Ｖ３１，Ｖ３２，Ｖ３３，Ｖ３４，Ｖ３５の走行路（走行軌跡Ｔ３）が第１車両Ｖ１４の走行路（走行軌跡Ｔ１）と異なるため、周辺車両Ｖ３１，Ｖ３２，Ｖ３３，Ｖ３４，Ｖ３５は、第２車両として選択されない。

＜周辺車両Ｖ４１等＞
周辺車両Ｖ４１，Ｖ４２，Ｖ４３，Ｖ４４，Ｖ４５についても、周辺車両Ｖ１１における第２車両の選択処理と同様の処理が行われる。ここでは、周辺車両Ｖ４１，Ｖ４２，Ｖ４３，Ｖ４４，Ｖ４５の走行路（走行軌跡Ｔ４）が第１車両Ｖ１４の走行路（走行軌跡Ｔ１）と異なるため、周辺車両Ｖ４１，Ｖ４２，Ｖ４３，Ｖ４４，Ｖ４５は、第２車両として選択されない。

以上により、第１車両Ｖ１４を緊急車両とした場合、緊急車両の接近を報知する接近信号を中継する第２車両は、周辺車両Ｖ１１，Ｖ１２に限定される。例えば、第１車両Ｖ１４は、周辺車両Ｖ１１，Ｖ１２に対し、第１車両Ｖ１４からのデータを中継する第２車両となった旨を通知する。周辺車両Ｖ１１，Ｖ１２は、通知に基づいて、第１車両Ｖ１４からのデータを受信した場合、受信したデータを中継するか否かについて判断する。

次に、本実施の形態に係る車両用制御装置１の処理動作について図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態に係る車両用制御装置１の処理動作の一例を示すフローチャートである。本フローは、車両の走行中に適宜開始される。

先ず、ステップＳ１００において、取得部５１は、第１車両の周辺に位置する周辺車両の位置情報を取得する。

次に、ステップＳ１１０において、判別部５５は、周辺車両の位置の測定精度が規定値以上であるか否かについて判断する。周辺車両の位置の測定精度が規定値以上である場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２０に遷移する。周辺車両の位置の測定精度が規定値未満である場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、処理は終了する。

ステップＳ１２０において、走行軌跡作成部５２は、周辺車両の位置情報に基づいて、周辺車両の走行軌跡を作成する。

次に、ステップＳ１３０において、距離算出部５３は、周辺車両の走行軌跡と第１車両の現在の位置情報との間の距離を算出する。

次に、ステップＳ１４０において、方位差算出部５４は、周辺車両の走行軌跡の方位と、第１車両の現在の方位との間の方位差を算出する。

次に、ステップＳ１５０において、判別部５５は、距離算出部５３により算出された距離が予め定められた距離以内であるか否かについて判断する。距離が予め定められた距離以内である場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１６０に遷移する。距離が予め定められた距離以内でない場合（ステップＳ１５０：ＮＯ）、処理は終了する。

ステップＳ１６０において、判別部５５は、方位差算出部５４により算出された方位差が予め定められた角度以内であるか否かについて判断する。方位差が予め定められた角度以内である場合（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１７０に遷移する。方位差が予め定められた角度以内でない場合（ステップＳ１６０：ＮＯ）、処理は終了する。

ステップＳ１７０において、中継車両選択部５６は、周辺車両を、車両間通信において第１車両からのデータを中継する第２車両として選択する。

ステップＳ１８０において、車車間通信制御実行部５７は、第２車両との車車間通信を行わせる制御を車車間通信部３に対して実行する。

上記実施の形態に係る車両用制御装置１によれば、第１車両の周辺に位置する周辺車両が第１車両の走行路と同一の走行路を走行しているか否かについて判別する判別部５５と、周辺車両の中から、判別部５５により第１車両の走行路と同一の走行路を走行していると判別された周辺車両を、車両間で通信を行う車車間通信において第１車両からのデータを中継する第２車両として選択する中継車両選択部５６と、を備える。これにより、第１車両の周辺に多数の周辺車両が位置する場合であっても、第２車両としての周辺車両を限定することが可能となる。これにより、車車間通信において、第１車両からのデータが輻輳せずに円滑に送受信されるため、通信速度の低下を抑えることができる。

また、判別部５５は、周辺車両の走行軌跡と第１車両の現在の位置情報との間の距離、および、周辺車両の走行軌跡の方位と第１車両の現在の方位との間の方位差に基づいて、周辺車両が第１車両の走行路と同一の走行路を走行しているか否かについて判別する。これにより、例えば、地図データを用いることなく、周辺車両が第１車両の走行路と同一の走行路を走行しているか否かについて判別することが可能となる。

また、制御部５は、周辺車両の位置の測定精度が規定値未満である場合、第２車両の選択処理の制御を行わない。これにより、第２車両を選択する際の誤りが減少するため、この点から、第１車両からのデータを円滑に中継することが可能となる。

また、判別部５５は、先行車両の走行軌跡の方位と、後行車両の現在の方位との間の方位差に基づいて、周辺車両が第１車両の走行路と同一の走行路を走行しているか否かについて判別する。これによっても、第２車両を選択する際の誤りが減少するため、この点からも、第１車両からのデータを円滑に中継することが可能となる。

なお、上記実施の形態においては、中継車両選択部５６は、例えば、図２に示す走行軌跡Ｔ２を走行する周辺車両Ｖ２１を第２車両として選択してもよい。この場合において、中継車両選択部５６は、第１車両Ｖ１４が走行軌跡Ｔ１としての車線を走行する周辺車両Ｖ１１等を、走行軌跡Ｔ２としての隣接車線を走行する周辺車両Ｖ２１より優先して、第２車両として選択する。これにより、例えば、車線を走行する第２車両としての周辺車両が少ない場合、当該車線に隣接する隣接車線を走行する周辺車両を第２車両とすることにより、車車間通信において第１車両からのデータを円滑に送受信することが可能となる。

また、上記実施の形態では、車両の位置の測定する測位装置として衛星測位部２を利用したが、測位装置は、衛星測位部２に限らず、車速センサ、ヨーレートセンサ、または、操舵角センサのデータからいわゆる自立航法で測定するものや、ビーコン等を利用するものであってもよい。

また、上記実施の形態においては、第１車両からのデータを中継する第２車両の選択を、車両毎に行ったが、隊列走行を構成する車群毎に行うようにしてもよい。

その他、上記実施の形態は、何れも本開示の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本開示は、通信速度の低下を抑えることが要求される制御装置を備えた車両に好適に利用される。

１ 車両用制御装置
２ 衛星測位部
３ 車車間通信部
５ 制御部
５１ 取得部
５２ 走行軌跡作成部
５３ 距離算出部
５４ 方位差算出部
５５ 判別部
５６ 中継車両選択部
５７ 車車間通信制御実行部

Claims (5)

1. 第１車両の周辺に位置する周辺車両が前記第１車両の走行路と同一の走行路を走行しているか否かについて判別する判別部と、
   前記周辺車両の中から、前記判別部により前記第１車両の走行路と同一の走行路を走行していると判別された車両を、車両間で通信を行う車車間通信において前記第１車両からのデータを中継する第２車両として選択する中継車両選択部と、
   前記第２車両との車車間通信を行わせる制御を前記第１車両の車車間通信部に対して実行する車車間通信制御実行部と、
   を備える、制御装置。
2. 前記判別部は、前記周辺車両の位置の測定精度が規定値以上である場合、前記周辺車両が前記第１車両の走行路と同一の走行路を走行しているか否かについて判別する、
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記中継車両選択部は、前記第１車両が走行する車線を走行する第３車両を、前記車線に隣接する隣接車線を走行する第４車両により優先して前記第２車両として選択する、
   請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記第１車両または前記周辺車両の一方の車両を先行車両とし、他方の車両を後行車両とした場合における前記先行車両の位置情報を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された前記先行車両の位置情報に基づいて、前記先行車両の走行軌跡を作成する走行軌跡作成部と、
   を備え、
   前記判別部は、前記走行軌跡作成部により作成された前記先行車両の走行軌跡と前記取得部により取得された前記後行車両の現在の位置情報との間の距離が予め定められた距離以内である場合、前記後行車両が前記先行車両の走行路と同一の走行路を走行していると判別する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置を備える、車両
   
   

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