JP2020201796A - 経路計画装置、経路計画方法及び経路計画システム - Google Patents

Abstract

【課題】移動車両に搭載されたコントローラだけで移動車両の移動経路を探索する処理を行うと、移動車両が有するコントローラに負荷がかかり、演算結果を得るまでに時間もかかっていた。【解決手段】管理サーバ４０は、車両の経由地点、及び車両の位置を確認する位置確認部４２と、目的関数を決定する目的関数決定部４３と、複数の車両から収集した情報に基づいて、それぞれの車両が、移動中又は移動予定である移動車両と、停止中である停止車両とのいずれであるかを判断する車両判断部４４と、目的関数を演算可能な停止車両に対して、エネルギー蓄積部から駆動源に供給されるエネルギーを消費して移動する移動車両の経路を計画するための演算処理の割振りを決定し、サーバ側通信部４１を通じて停止車両が有するコントローラに演算させる演算割振決定部４５と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、経路計画装置、経路計画方法及び経路計画システムに関する。

配送事業者や自動車のシェアリング事業者は、今後、電動化や自動運転に対応する高機能な自動車を複数台所有すると予測される。事業者がこれまで所有している自動車は燃料を使ったエンジン車である。エンジン車は、航続距離が長く、燃料価格の日単位での変動が少ないことから、移動経路探索は、現在地から目的地まで最短時間又は最短経路で到着できることを目的として演算されていた。

近年では、電気自動車やプラグインハイブリッド自動車といった電動車が広く普及するようになってきた。電動車は、自車が搭載するバッテリが放電する電気を使っても航続距離が短く、また、バッテリを満充電するまでに時間がかかる。さらにバッテリに充電する電気の価格や、発電所等が電気を生成するために使用する燃料を燃やして排出されるＣＯ_２のＣＯ_２原単位［ｇ/ｋＷｈ］は、自動車が駐車する場所や一日の時間帯によって変化する。そのため、経路探索の目的としては、電気の価格が低い時間帯に駐車したり、ＣＯ_２原単位が小さい電気を使用したいといった従来とは異なる目的が要求される。そして、一つの目的だけでなく、複数の目的が組み合わせられると、経路探索の演算が複雑化していた。

このような課題を解決する技術として、例えば、特許文献１には、局所地域に進入した時点を基準とする現在の監視変数の値が制約条件を逸脱した場合に、走行経路の算出を要求する技術が開示されている。

特開２０１８−２８５５４号公報

しかし、特許文献１に開示された手法では、走行経路案内装置が電気自動車の走行経路を探索していた。しかし、経路探索の処理は負荷が高くなりやすく、走行経路案内装置の演算能力を常に増強しなければ、最適な経路を探索することが難しかった。

ここで、電動化や自動運転に対応した高機能な自動車には、自動車内の各部の数値を演算し、各部を制御するための高性能なコントローラが搭載されている。しかし、高機能自動車を駐車しているため、高機能自動車を移動手段として活用していない時間帯には、高機能自動車が搭載するコントローラが演算処理を実施していないか、又は、ほとんど演算処理を行っていない。このため、高機能自動車に搭載されたコントローラの稼働率は低いという課題があった。また、一般的に経路探索を行う処理は、自動車の経由地点が増える度に処理が加速度的に増えるため、例えば、配送経路に複数の経由地点が存在する領域にて、出発しようとする自動車に搭載されたコントローラだけでは演算処理の負荷がかかり、自動車が出発するまでに演算が間に合わないことがあった。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、移動車両のコントローラに演算負荷をかけることなく、移動経路を探索することを目的とする。

本発明に係る経路計画装置は、駆動源と、駆動源にエネルギーを供給可能なエネルギー蓄積部と、コントローラとを搭載する車両にネットワークを介して接続し、複数の車両と通信可能な装置側通信部と、車両が移動を開始する開始地点から移動を終了する終了地点までに経由する経由地点、及び車両の位置を確認する位置確認部と、予め設定された目的に合わせて目的関数を決定する目的関数決定部と、装置側通信部を通じて複数の車両から収集した情報に基づいて、それぞれの車両が、移動中又は移動予定である移動車両と、停止中である停止車両とのいずれであるかを判断する車両判断部と、目的関数を演算可能な停止車両に対して、エネルギー蓄積部から駆動源に供給されるエネルギーを消費して移動する移動車両の経路を計画するための演算処理の割振りを決定し、装置側通信部を通じて停止車両が有するコントローラに演算させる演算割振決定部と、を備える。

本発明によれば、移動車両の経路を計画するための演算処理を割り振って、複数の停止車両が有するコントローラに演算させるため、移動車両が有するコントローラの演算負荷を上げなくても演算結果を得ることができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施の形態に係る移動経路探索システムの構成例を示す概要図である。 本発明の一実施の形態に係るハイブリッド自動車に搭載される制御装置を、シリーズ式ハイブリッド自動車に適用した例を示す概略構成図である。 本発明の一実施の形態に係るコントローラのハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係るコントローラの内部構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る管理サーバの内部構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る計算機のハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る管理サーバ、停止車両及び移動車両が連携して行う経路探索処理の例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る車両の移動時間、移動コスト、ＣＯ_２排出量の目的設定画面の表示例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る車両判断部が停止車両を判断する処理の例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態に係る探索領域加工部による処理の例を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

図１は、移動経路探索システム１００の構成例を示す概要図である。
移動経路探索システム１００は、ネットワークＮに接続され、互いにデータを送受信可能な車両１及び管理サーバ４０を備えて構成される。ネットワークＮは、例えば、インターネットである。

車両１は、コントローラ１１とバッテリ１２及び車両側通信部１３を搭載している。車両１は、バッテリ１２から放電される電力を動力源として、車両１に搭載される各部が動作し、移動する。ただし、後述するように車両１は、エンジン１７の駆動力を動力源として移動することができる。
コントローラ１１は、車両１に搭載される各部の動作を制御する。
バッテリ１２は、充放電可能な二次電池であり、エネルギーとして電気エネルギーを蓄積するエネルギー蓄積部の一例として用いられる。バッテリ１２は、車両１が充電エリアに駐車又は停車している間に電力供給装置３０から供給される電力により充電される。図中の電力供給装置３０からバッテリ１２に向かう破線矢印は電力の供給ラインを表す。エネルギー蓄積部の一例として、エンジン１７に化石燃料（ガソリン、軽油等）を供給可能な燃料タンク（不図示）も車両１に設けられる。

車両側通信部１３は、コントローラ１１の動作状況や、車両１が停止しているか移動しているか等の状況をネットワークＮを介して管理サーバ４０（経路計画装置の一例）に送信する。また、車両側通信部１３は、管理サーバ４０から受信した指示をコントローラ１１に出力する。

本実施の形態では、駐車場等に停止している車両１を「停止車両」と呼び、ドライバ等が乗車して走行している車両１を「移動車両」とも呼ぶ。停止車両では、充電エリアに設けられた電力供給装置３０が供給する電力によりバッテリ１２が充電されているか、又はコントローラ１１が停止若しくは負荷の軽い処理を実行している。充電エリアは、例えば、ユーザが管理する駐車場であることが多いが、コンビニエンスストア等の店舗の駐車場でもよい。移動車両では、バッテリ１２が放電して、モータ２１（後述する図２を参照）を駆動しており、さらにコントローラ１１が移動車両内の各部の動作を制御するための負荷の重い処理を実行している。

管理サーバ４０は、車両１の状態や、車両１に搭載されるコントローラ１１の使用状況を確認する。車両１が停止車両であれば、コントローラ１１の負荷が低いか、コントローラ１１が使われていない。このため、管理サーバ４０は、移動車両の移動経路を求めるために停止車両のコントローラ１１を活用する。そこで、管理サーバ４０は、複数の停止車両に対して、移動経路を求める演算処理の開始を指示する。停止車両のコントローラ１１は、車両側通信部１３を通じて管理サーバ４０から指示を受信すると、演算処理を開始する。その後、停止車両のコントローラ１１は、車両側通信部１３を介して管理サーバ４０に演算結果を送信する。

移動経路探索システム１００は、例えば、配送業者やカーシェアリング会社が複数の自動車を管理する場合に適用される。配送業者等は多数の車両１を保有しているが、全ての車両１を常に動かすわけではない。このため、複数の停止車両にそれぞれ搭載されたコントローラ１１は、管理サーバ４０からの指示により動作する。複数の停止車両に搭載されたコントローラ１１が並列して演算処理を行うことで、管理サーバ４０は、複雑な経路であっても、短時間で演算結果を得て、移動車両に演算して求めた経路を通知できる。次に、車両１の内部構成例について、図２と図３を参照して説明する。

図２は、本発明の一実施の形態に係るハイブリッド自動車に搭載される制御装置を、シリーズ式ハイブリッド自動車に適用した例を示す概略構成図である。

ナビゲーション装置１４（図中では「ＮＡＶＩ」と記載）は、内燃機関（エンジン１７）を駆動源として備える車両１（ハイブリッド自動車）の上空にある複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星が衛星電波に載せて送信したＧＰＳ信号を受信して車両１の現在位置を測位する。そして、ナビゲーション装置１４は、車両１内の表示装置に表示された地図に車両１の現在位置を重畳して表示する。ナビゲーション装置１４による現在位置の測位には、携帯電話端末の基地局やＷｉ−Ｆｉ（登録商標）のアクセスポイント等も併用されることがある。また、ナビゲーション装置１４は、例えば、一般道路に設置される光ビーコン等から配信される電波を受信して、車両１の周辺の交通情報を取得する。ナビゲーション装置１４が測位した車両１の現在位置の情報、及び車両１が走行する周辺及び目的地までの経路を含む地図情報、並びに交通情報は、車両制御装置として用いられるコントローラ１１に出力される。なお、交通情報には、移動経路の探索領域における天気情報が含まれてもよい。

車両１のキャビン内には、アクセル開度センサ７及びブレーキスイッチ８が設けられる。アクセル開度センサ７は、アクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度を検出する。ブレーキスイッチ８は、ブレーキペダルが踏みこまれているか否かを検出する。

エンジン１７は、火花点火式燃焼を用いる自動車用の４気筒ガソリンエンジンであり、内燃機関の一例である。このエンジン１７は、エンジン１７を始動するためのスタータ１６を備えている。エンジン１７のクランク軸には、その回転角度を検出するためのクランク角センサ２７が備えられ、クランク軸の他端は、ジェネレータ１８に接続されている。

ジェネレータ制御装置、すなわちＧＣＵ（Generator Control Unit）３は、インバータ１９が所定電圧でバッテリ１２を充電可能となるようにインバータ１９を介してジェネレータ１８の駆動を制御する。ジェネレータ１８は、エンジン１７により駆動されて発電し、インバータ１９を介してバッテリ１２を充電する。

バッテリ制御装置、すなわちＢＣＵ（Battery Control Unit）４は、コントローラ１１からのバッテリ要求出力に基づいてバッテリ１２の充電及び放電を制御する。バッテリ１２には、バッテリ１２の内部電圧を計測するバッテリ電圧センサ２６が設けられており、コントローラ１１は、バッテリ１２の電圧を常時確認する。

モータ制御装置、すなわちＭＣＵ（Morter Control Unit）５は、コントローラ１１からのモータ要求出力に基づいてインバータ２０（及びモータ２１）を制御する。インバータ２０には、電気的に接続されたバッテリ１２から電力が供給される。そして、インバータ２０は、バッテリ１２から放電される直流電力を交流電力に変換し、モータ２１に交流電力を供給する。モータ２１は、減速ギア２２を介して車輪２３と接続されている。また、車輪２３の駆動軸には、車両速度センサ２５が備えられている。

車両速度センサ２５、バッテリ電圧センサ２６及びクランク角センサ２７から出力される各信号は、コントローラ１１に送られる。また、アクセル開度センサ７及びブレーキスイッチ８から出力される各信号もコントローラ１１に送られる。

コントローラ１１は、内燃機関（エンジン１７）及び電動駆動部（モータ２１）の少なくとも一方の出力によって走行する車両（車両１）に搭載される。コントローラ１１として、例えば、ＶＣＵ（Vehicle Control Unit）が用いられる。コントローラ１１は、アクセル開度センサ７の出力信号に基づいて、車両１に乗車するドライバの要求トルクを演算する。すなわち、アクセル開度センサ７は、エンジン１７及びモータ２１への要求トルクを検出する要求トルク検出センサとして用いられる。また、コントローラ１１は、ブレーキスイッチ８の出力信号に基づいてドライバの減速要求の有無を判断する。また、コントローラ１１は、バッテリ電圧センサ２６の出力信号に基づいてバッテリ１２の残電力量を演算する。また、コントローラ１１は、クランク角センサ２７の出力信号に基づいてエンジン１７の回転速度を演算する。そして、コントローラ１１は、上記各種センサの出力から得られるドライバ要求、及び車両１の運転状態に基づいてエンジン要求出力、モータ要求出力、バッテリ要求出力等の各装置の最適な動作量を演算する。

コントローラ１１で演算されたエンジン要求出力は、エンジン制御装置、すなわちＥＣＵ（Engine Control Unit）２に送られる。ＥＣＵ２は、コントローラ１１からの要求出力に基づいてエンジン１７を制御する。具体的には、ＥＣＵ２は、図示しない燃料噴射部、点火部、スロットルバルブに加えて、スタータ１６の制御を実施する。また、コントローラ１１で演算されたモータ要求出力は、ＭＣＵ５に送られる。また、コントローラ１１で演算されたバッテリ要求出力は、ＢＣＵ４に送られる。

次に、一実施の形態におけるコントローラ１１の内部構成について説明する。
図３は、コントローラ１１のハードウェア構成例を示すブロック図である。

アクセル開度センサ７、ブレーキスイッチ８、車両速度センサ２５、バッテリ電圧センサ２６及びクランク角センサ２７から出力された各出力信号は、コントローラ１１の入力回路１１ａに入力する。ただし、入力信号は、これらに限らない。入力回路１１ａに入力された各センサの入力信号は、入出力ポート１１ｂ内の入力ポート（不図示）に送られる。入力ポートに送られた値は、ＲＡＭ１１ｃに保管され、ＣＰＵ１１ｅで演算処理される。演算処理内容を記述した制御プログラムは、ＲＯＭ１１ｄに予め書き込まれている。ＣＰＵ１１ｅにより、後述する図４に示す探索領域加工部３１、交通情報入手部３２、経路演算部３３、最適経路出力部３４及びパワートレイン指令部３５の機能が実現される。

制御プログラムに従って演算された制御対象（エンジン１７、ジェネレータ１８、バッテリ１２、モータ２１等）の作動量を示す値は、ＲＡＭ１１ｃに保管された後、入出力ポート１１ｂ内の出力ポート（不図示）に送られ、各出力部を経て各装置に送られる。ここでは、出力部として、エンジン制御出力部１１ｆ、モータ制御出力部１１ｇ、バッテリ制御出力部１１ｈ、ジェネレータ制御出力部１１ｉがある。これらの各出力部の回路は、ＥＣＵ２、ＭＣＵ５、ＢＣＵ４、ＧＣＵ３に接続されている。図３では、コントローラ１１に対し、制御対象の制御装置（ＥＣＵ２、ＭＣＵ５、ＢＣＵ４及びＧＣＵ３）を別に設けたが、この形態に限定されるものではなく、各装置の制御装置に該当する機能部をコントローラ１１内に備えてもよい。

図４は、コントローラ１１の内部構成例を示すブロック図である。
コントローラ１１は、探索領域加工部３１、交通情報入手部３２、経路演算部３３、最適経路出力部３４及びパワートレイン指令部３５を備える。コントローラ１１の機能は、車両１が停止車両である場合と、移動車両である場合とで異なる部分が動作する。

そして、コントローラ１１には、車両側記録部３６が接続される。車両側記録部３６は、例えば、図３に示したＲＡＭ１１ｃや不図示のＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置によって構成される。

始めに、車両１が停止車両である場合について説明する。車両１が停止車両である場合、車両側通信部１３、探索領域加工部３１、交通情報入手部３２、経路演算部３３及び車両側記録部３６が動作する。そして、コントローラ（コントローラ１１）は、経路計画装置（管理サーバ４０）によって停止車両と判断された場合に、車両側通信部（車両側通信部１３）を通じて経路計画装置（管理サーバ４０）から割り振られた演算処理を行って、演算結果を経路計画装置（管理サーバ４０）に送信させる。

車両側通信部（車両側通信部１３）は、ネットワークＮに接続された経路計画装置（管理サーバ４０）と通信可能である。管理サーバ４０に対して、現在接続しているネットワークの識別ＩＤや、ナビゲーション装置１４から取得した車両１の現在位置の情報を送信している。そして、管理サーバ４０により、車両１が停止車両と判断されると、車両側通信部１３は、管理サーバ４０から停止車両による経路演算の開始指示を受信する。この開始指示には、経路演算の対象とされる移動車両の現在地、移動車両が移動を開始する開始地点、移動車両が移動を終了する終了地点、及び経由地点等の情報が含まれる。

探索領域加工部（探索領域加工部３１）は、経路計画装置（管理サーバ４０）から指定された探索領域を加工する。探索領域は、経路を探索するときの演算量を増やしすぎないようにするために規定される領域であり、探索領域により移動車両が走行する領域が限定される。例えば、特定の市内、区内、町内といった限定された領域が探索領域として用いられる。そして、探索領域加工部３１は、例えば、後述する図１０に示すＺＤＤ（Zero-suppressed Binary Decision Diagram：ゼロサプレス型二分決定グラフ）を用いることで探索領域を加工することで、探索空間を減らす。

交通情報入手部（交通情報入手部３２）は、探索領域加工部３１により加工された探索領域における交通情報を入手する。交通情報は、例えば、ナビゲーション装置１４から入手できる。交通情報は、例えば、地図、交差点、信号機の設置場所等を含む地図の情報、渋滞情報、ある区域及び時間帯にバッテリ１２に充電可能な電力のコストを示す情報、充電機が設置された店舗の情報、及び駐車場の空き情報等のうち、少なくとも一つ以上の情報を含む。

演算部（経路演算部３３）は、加工された探索領域、及び交通情報に基づいて、演算処理を行う。この演算処理により、移動車両が効率的に走行できる経路が求められる。ある開始地点から終了地点までの間に、経由地点が複数存在すると、地図上の距離が短い経路を選ぶと移動車両が渋滞に巻き込まれた場合に、移動車両が終了地点に最速で到着できない。このため、経路演算部３３が交通情報を加味して経路を演算することで、移動車両の経路が長くなったとしても渋滞を避けてできるだけ早く終了地点に移動車両が到着できる。

車両側記録部３６は、移動車両に対して演算した履歴として、経路演算部３３が演算して得た演算結果を記録する。後述するように、車両側記録部３６は、移動車両のパワートレインに指令された指令内容も移動車両の履歴として記録する。

その後、車両側通信部１３は、経路演算部３３が演算して得た演算結果を管理サーバ４０に送信する。本実施の形態に係る演算結果とは、例えば、移動車両に推奨される経路、移動車両が経路に従って走行するときに排出するＣＯ_２排出量等を含む。

次に、車両１が移動車両である場合について説明する。車両１が移動車両である場合、車両側通信部１３、最適経路出力部３４、パワートレイン指令部３５及び車両側記録部３６が動作する。

車両側通信部１３は、管理サーバ４０によって選択された最適経路を受信する。
最適経路出力部３４は、管理サーバ４０から車両側通信部１３が受信した最適経路を、例えば、ナビゲーション装置１４に出力する。ナビゲーション装置１４のディスプレイパネルには、移動車両の最適経路が表示される。

パワートレイン指令部３５は、車両側通信部１３が受信した最適経路に従って車両１が走行できるようにパワートレインに対する指令を行う。パワートレインとは、車両１の走行に関わる装置の総称であり、例えば、エンジン１７、ジェネレータ１８、モータ２１、減速ギア２２等を含む。そして、パワートレイン指令部３５は、パワートレインに指令した部位ごとの指令値等を含む運転履歴を車両側記録部３６に記録する。

車両側通信部１３は、車両側記録部３６から読み出した移動車両の運転履歴を管理サーバ４０に送信する。車両側通信部１３が運転履歴を送信するタイミングは、リアルタイムでもよいし、車両１が停止した後であってもよい。

次に、管理サーバ４０の内部構成例について説明する。
図５は、管理サーバ４０の内部構成例を示すブロック図である。

管理サーバ４０は、サーバ側通信部４１、位置確認部４２、目的関数決定部４３、車両判断部４４、演算割振決定部４５、最適経路決定部４６及びサーバ側記録部４７を備える。

装置側通信部（サーバ側通信部４１）は、駆動源として用いられるモータ（モータ２１）と、モータ（モータ２１）を動作させる電力を供給可能なバッテリ（バッテリ１２）とを搭載する車両（車両１）とネットワーク（ネットワークＮ）を通じて接続し、複数の車両（車両１）と通信可能である。このサーバ側通信部４１は、位置確認部４２、車両判断部４４、演算割振決定部４５、最適経路決定部４６との間で相互に通信可能である。

位置確認部（位置確認部４２）は、車両（車両１）が移動を開始する開始地点から、車両（車両１）が移動を終了する終了地点までに車両（車両１）が経由する経由地点、及び車両（車両１）の位置を確認する。このため、位置確認部４２は、サーバ側通信部４１を通じて複数の車両１から各車両１いの現在位置を示す情報を受信する。例えば、位置確認部４２は、停止車両のナビゲーション装置１４が測位した停止車両の現在位置を示す情報を受信し、停止車両から送信された演算結果を受信する。また、位置確認部４２は、移動車両のナビゲーション装置１４が測位した停止車両の現在位置を示す情報を受信し、移動車両から送信された運転履歴を受信する。

目的関数決定部（目的関数決定部４３）は、予め設定された目的に合わせて目的関数を決定する。目的関数は、予め設定された複数の目的から選択された一つの目的、又は所定割合で組み合わせた複数の目的を満たす関数である。目的関数は、移動車両の最適経路を決定するために用いられる関数である。目的関数決定部（目的関数決定部４３）は、後述する図８に示す目的設定画面（目的設定画面６０）を通じて設定された目的に基づいて目的関数を決定する。

目的は、開始地点から終了地点までにかかる移動車両の移動時間を短くすること、移動車両で消費されるエネルギーを小さくすること、移動車両で消費されるエネルギーの調達コストを小さくすること、移動車両が移動に伴って排出するＣＯ_２のＣＯ_２排出量を少なくすること、及び開始地点から終了地点までの経路を短くすることのうち、少なくとも一つを含む。また、本実施の形態では、エネルギーは、化石燃料を燃焼して得られる熱エネルギー、及び電気エネルギーの少なくとも一つを含む。ユーザが事前に設定した、走行コストを優先するか、移動車両の移動時におけるＣＯ_２排出量を優先するか、又はこれらの組み合わせをどのように配分するかといった目的により移動車両の最適経路が変わる。

車両判断部（車両判断部４４）は、装置側通信部（サーバ側通信部４１）を通じて複数の車両（車両１）から収集した情報に基づいて、それぞれの車両（車両１）が、移動中又は移動予定である移動車両と、停止中である停止車両とのいずれであるかを判断する。例えば、車両判断部４４は、位置確認部４２が確認した各車両１の現在位置から所定時間が経過した後に車両１が移動したか否かにより、車両１が停止車両であるか判断する。

また、後述する図９に示すように、車両判断部（車両判断部４４）は、バッテリ（バッテリ１２）を搭載した停止車両のうち、バッテリ（バッテリ１２）の残量が所定値以下であり、かつ、バッテリ（バッテリ１２）に電力供給装置（図１に電力供給装置３０）からエネルギーが供給される状態である停止車両、又はバッテリ（バッテリ１２）の充電が完了し、かつ配車予定がない停止車両に優先して演算処理を割振り可能と判断する。ここで、車両判断部（車両判断部４４）は、バッテリ（バッテリ１２）に電力供給装置（電力供給装置３０）からエネルギーが供給される状態でなく、かつ配車予定がない停止車両に対して、電力供給装置（電力供給装置３０）からバッテリ（バッテリ１２）にエネルギーを供給可能となる場所まで停止車両の移動を指示する。

演算割振決定部（演算割振決定部４５）は、目的関数を演算可能な停止車両に対して、エネルギー蓄積部（バッテリ１２）から駆動源（モータ２１）に供給されるエネルギーを消費して移動する移動車両の経路を計画するための演算処理の割振りを決定し、装置側通信部（サーバ側通信部４１）を通じて停止車両が有するコントローラ（コントローラ１１）に演算させる。ここで、演算割振決定部（演算割振決定部４５）は、停止車両が搭載するバッテリ（バッテリ１２）の残量、電力供給装置（電力供給装置３０）と停止車両が搭載するバッテリ（バッテリ１２）とのエネルギーの需給状態、移動車両が配車される経由地点を含む領域、移動車両が配車される時間帯が規定される配車計画に基づいて、演算処理の割振りを決定する。

そして、演算割振決定部４５は、停止車両と判断された車両１に対して、移動車両の経路を探索するための演算処理を行わせる。複数の車両１がある場合には、演算割振決定部４５は、各車両１が搭載するコントローラ１１に行わせる演算処理を適切に割り振る。また、演算割振決定部４５は、割り振った演算処理を、サーバ側通信部４１を通じて停止車両に送信する。

経路決定部（最適経路決定部４６）は、装置側通信部（サーバ側通信部４１）を通じて複数の停止車両から収集した演算処理の演算結果に基づいて、移動車両の経路を決定し、決定した経路を移動車両に通知する。決定される経路は、例えば、移動車両の最適経路である。演算結果は、サーバ側通信部４１が各停止車両から受信される。また、最適経路決定部４６は、決定した最適経路をサーバ側記録部４７に記録する。また、最適経路決定部４６は、最適経路決定部４６によって決定された最適経路を、サーバ側通信部４１を通じて移動車両に送信する。そして、最適経路決定部４６は、サーバ側通信部４１を通じて移動車両から取得した移動履歴又は運転履歴をサーバ側記録部４７に記録する。移動履歴は、最適経路に沿って移動した移動車両の履歴である。運転履歴は、運転者が移動車両を運転するときのハンドル角度、アクセルの踏み込み状況等の履歴である。

装置側記録部（サーバ側記録部４７）は、経路決定部（最適経路決定部４６）が決定した経路を記録する。そして、経路決定部（最適経路決定部４６）は、今回の経路を決定するための条件が、過去に経路を決定したときの条件とほぼ同じ、又は実質的に同じである場合に、装置側記録部（サーバ側記録部４７）から過去に決定された経路を移動車両に通知する。

次に、管理サーバ４０を構成する計算機５０のハードウェア構成を説明する。
図６は、計算機５０のハードウェア構成例を示すブロック図である。計算機５０は、管理サーバ４０として動作可能なコンピュータとして用いられるハードウェアである。

計算機５０は、バス５４にそれぞれ接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３及びバス５４を備える。さらに、計算機５０は、不揮発性ストレージ５７及びネットワークインターフェイス５８を備える。

ＣＰＵ５１は、本実施の形態に係る各機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをＲＯＭ５２から読み出してＲＡＭ５３にロードし、実行する。ＲＡＭ５３には、ＣＰＵ５１の演算処理の途中で発生した変数やパラメーター等が一時的に書き込まれ、これらの変数やパラメーター等がＣＰＵ５１によって適宜読み出される。ただし、ＣＰＵ５１に代えてＭＰＵ（Micro Processing Unit）を用いてもよい。ＣＰＵ５１により、図５に示した位置確認部４２、目的関数決定部４３、車両判断部４４、演算割振決定部４５及び最適経路決定部４６の機能が実現される。

表示装置４５は、例えば、液晶ディスプレイモニタであり、計算装置４で行われる処理の結果等を運用者に表示するための画面（例えば、後述する図８に示す目的設定画面６０）を出力する。入力装置４６には、例えば、キーボード、マウス等が用いられ、運用者が所定の操作入力、指示を行うことが可能である。また、入力装置４６を通じて、運用者が目的を設定できる。なお、表示装置４５、入力装置４６は、装置の構成によっては設けられないこともある。この場合、ネットワークＮを介して管理サーバ４０に接続可能なＰＣ等の情報処理端末が表示装置４５、入力装置４６を有し、この表示装置４５に画面（例えば、後述する図８に示す目的設定画面６０）を表示し、ユーザが目的を設定してもよい。

不揮発性ストレージ５７としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ又は不揮発性のメモリ等の情報記録媒体が用いられる。この不揮発性ストレージ５７には、ＯＳ（Operating System）、各種のパラメーターの他に、計算機５０を機能させるためのプログラムが記録されている。ＲＯＭ５２及び不揮発性ストレージ５７は、ＣＰＵ５１が動作するために必要なプログラムやデータ等を永続的に記録しており、計算機５０によって実行されるプログラムを格納したコンピュータ読取可能な非一過性の記録媒体の一例として用いられる。図５に示したサーバ側記録部４７は、不揮発性ストレージ５７に構成される。

ネットワークインターフェイス５８には、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等が用いられ、ＮＩＣの端子に接続されたＬＡＮ（Local Area Network）、専用線等を介して各種のデータを装置間で送受信でき。サーバ側通信部４１は、ネットワークインターフェイス５８を動作させて、車両１との間で各種のデータを送受信する。

図７は、管理サーバ４０、停止車両及び移動車両が連携して行う経路探索処理の例を示す図である。この経路探索処理は、本実施の形態に係る経路計画方法の一例を示したものである。図７において、ネットワークＮの図示は省略する。

始めに、管理サーバ４０の位置確認部４２は、サーバ側通信部４１が受信した停止車両及び移動車両の位置情報に基づいて、各車両１の配送場所と車両位置を確認する（Ｓ１）。次に、目的関数決定部４３は、経路探索の目的に応じた目的関数を決定する（Ｓ２）。本実施の形態では、車両１の移動時間［ｍｉｎ／ｋｍ］、車両１の移動時のエネルギーコスト（以下、「移動コスト」と略記）［￥／ｋｍ］、車両１の移動時のＣＯ_２排出量［ｇ／ｋｍ］のいずれか一つ以上を組み合わせた値を最小にすることを目的とする。また、目的関数決定部４３は、車両１の移動時間、車両１の移動コスト、車両１の移動時のＣＯ_２排出量の中から２つ以上の要素を組み合わせる場合に、各要素の重みづけを決めることもできる。

ここで、ユーザが目的を設定することが可能な目的設定画面６０について説明する。
図８は、車両１の移動時間、移動コスト、ＣＯ_２排出量の目的設定画面６０の表示例を示す図である。

ユーザは、目的設定画面６０を通じて、移動車両の経路探索における目的を設定できる。目的設定画面６０は、管理サーバ４０の表示装置５５、又は管理サーバ４０に接続される不図示の情報処理端末に表示される。目的設定画面６０は、移動時間設定部６１、移動コスト設定部６２及びＣＯ_２排出量を備える。

移動時間設定部６１は、ターゲットバー６１ａと現在値６１ｂを備える。ターゲットバー６１ａは、過去に設定された移動車両の移動時間を表す。そして、現在値６１ｂは、複数の車両１に設定される移動時間の平均値を表す。
移動コスト設定部６２は、ターゲットバー６２ａと現在値６２ｂを備える。ターゲットバー６２ａは、過去に設定された移動車両の移動コストを表す。そして、現在値６２ｂは、複数の車両１に設定される移動コストの平均値を表す。
ＣＯ_２排出量設定部６３は、ターゲットバー６３ａと現在値６３ｂを備える。ターゲットバー６３ａは、過去に設定された移動車両のＣＯ_２排出量を表す。そして、現在値６３ｂは、複数の車両１に設定されるＣＯ_２排出量の平均値を表す。

なお、移動時間設定部６１、移動コスト設定部６２及びＣＯ_２排出量設定部６３のメーター部分には、例えば、時計回りに増加する何らかの値が表示される。ユーザは、メーター部分に表示された値を見ながら、現在値６１ｂ，６２ｂ，６３ｂを適宜変更できる。

そして、目的設定画面６０の下部には、経路探索の重要度を表す重要度表示部６４が設けられる。重要度表示部６４は、３種類の重要度の割合が合わせて１００％になるように設定される。ユーザは、移動時間設定部６１の現在値６１ｂ、移動コスト設定部６２の現在値６２ｂ、及びＣＯ_２排出量設定部６３の現在値６３ｂを変えることで、重要度表示部６４に表示される重要度の割合を変えることができる。

例えば、移動車両が移動を開始する地点から移動を終了する地点までの移動時間を最短とすることを目的とする場合、重要度表示部６４には移動時間だけが表示され、移動コスト及びＣＯ_２排出量はゼロに近い値とされる。また、例えば、移動時間を最短としつつ、移動コストも抑えることを目的とする場合、重要度表示部６４には移動時間と移動コストだけが表示される。また、３種類の重要度を含めて経路を探索する場合、重要度表示部６４には移動時間、移動コスト及びＣＯ_２排出量が表示される。いずれの場合も、ユーザが現在値６１ｂ，６２ｂ，６３ｂを任意に動かして値を設定できる。そして、図５に示した目的関数決定部４３では、目的設定画面６０で設定された重要度の割合に応じて目的関数が決定される。

例えば、ユーザが所有する車両１が電気自動車である場合、充電に使用される電力のｋｗｈあたりの移動コストとＣＯ_２排出量は、地域、時間帯、充電の速度に依存して変化する。例えば、火力発電所が発電した電力が供給される充電エリアでは、ｋｗｈあたりの移動コストとＣＯ_２排出量が高いが、バッテリ１２を急速充電して、充電完了までの時間を短縮できる。一方、太陽光発電所が発電した電力が供給される充電エリアでは、ｋｗｈあたりの移動コストとＣＯ_２排出量が低いが、バッテリ１２を急速充電することはできないので、充電完了までの時間が長くなる。また、夜間や曇りの日にはバッテリ１２を充電できない。そのため、本実施の形態に係る最適経路の探索処理では、これらの電力の持つ価値や価格を考慮した演算が実施される。

また、ユーザ毎にどの要素を最小にしたいかという目的が異なる。例えば、移動車両に積み込まれる荷物が多い日は、最短時間で移動車両が移動可能な経路を決定する必要がある。一方、荷物の量が少ない日は、時間よりも移動コストを最小にすることが優先されやすい。さらに、ＲＥ１００（Renewable Energy 100%）など環境性を重要視するユーザは、ＣＯ_２排出量を最小にする経路を優先的に選定することが多い。このため、ユーザは、様々な利用シーンに合わせて自由に経路探索の目的を選択できる。

再び、図７に戻って管理サーバ４０の処理を説明する。
ステップＳ２の後、車両判断部４４は、複数の車両１の位置情報に基づいて、演算処理を実施可能な停止車両を判断する（Ｓ３）。ここで、無線方式のネットワークは、通信範囲を規定するセルが多数設けられ、セル内にいる車両１であれば、同一セルで通信可能である。このため、車両１が停止車両であれば、車両１のコントローラ１１が接続されるネットワーク（セル）は変わらない。しかし、車両１が移動車両であれば、車両１の移動に応じて、車両１のコントローラ１１が接続されるネットワーク（セル）が切り替わる。このため、車両判断部（車両判断部４４）は、一定時間以上変化がないネットワークに接続された車両１を停止車両と判断する。なお、車両判断部４４は、車両１に生存確認信号を送り、車両１から受信した応答信号に基づいて、車両１が停止車両か否かを判断してもよい。ステップＳ３の停止車両を判断するための詳細な処理フローは、図９にて後述する。

本実施の形態では、複数の停止車両のコントローラ１１が、それぞれ管理サーバ４０から割り振られた演算処理の並列演算を実施して、移動車両、又は移動予定の車両の経路探索を行う。このため、演算割振決定部４５は、停止車両への経路演算の割振りを決定する（Ｓ４）。具体的には、経路が設定される予定の探索領域と、演算処理を実施するコントローラ１１を持つ車両１のバッテリー残量や今後の移動計画に応じて、演算割振決定部４５が割当てる演算処理の負荷を決定する。演算割振決定部４５は、決定した割振りに従って、サーバ側通信部４１を通じて停止車両に演算処理の内容を通知する。

ここで、停止車両に搭載されたコントローラ１１の演算処理の例について説明する。
車両側通信部１３が管理サーバ４０から演算処理の内容を受信すると、停止車両の探索領域加工部３１は、探索領域を減らすための加工を行う（Ｓ１１）。本実施の形態では、経路探索手法としてＺＤＤを想定するが、それ以外の手法を用いてもよい。ＺＤＤを使った手法は、移動経路のネットワーク図を探索木へ写像する方法であり、探索木への変換過程で制約条件を考慮して早期に枝刈りすることで、探索空間を減らすことが可能である。

次に、交通情報入手部３２は、ナビゲーション装置１４から探索領域における交通情報を入手する（Ｓ１２）。そして、経路演算部３３は、探索領域における移動車両の移動経路を演算する（Ｓ１３）。経路演算部３３が演算した移動経路を含む演算結果は、車両側通信部１３を通じて管理サーバ４０に送信される。また、経路演算部３３は、停止車両の車両側記録部３６に移動経路を含む演算結果や停止車両の運転履歴を記録する。

再び、管理サーバ４０の処理の説明に戻る。
最適経路決定部４６は、複数の停止車両から受信した複数の演算結果をまとめて、移動車両の最適経路を決定する（Ｓ５）。そして、最適経路決定部４６は、サーバ側通信部４１を通じて移動車両に最適経路を送信する。

また、最適経路決定部４６は、経路探索を決定した履歴を移動経路履歴としてサーバ側記録部４７に記録する。サーバ側記録部４７に記録された移動経路履歴は、他の移動車両の移動経路を演算する処理で利用可能となるように共有される。上述したように最適経路決定部４６は、今回の経路を決定するための条件が、過去に経路を決定したときの条件とほぼ同じ、又は実質的に同じである場合に、サーバ側記録部４７から読み出した経路を他の移動車両に通知する。また、ステップＳ３の処理にて判断した停止車両の台数が少ないため、演算割振決定部４５が、移動中、又は移動を予定している移動車両に対する演算処理を実施できないと判断した場合、サーバ側記録部４７に記録した移動経路履歴に基づいて経路探索が行われる。

ここで、移動車両に搭載されたコントローラ１１の演算処理の例について説明する。
移動車両の車両側通信部１３は、管理サーバ４０から受信した最適経路をナビゲーション装置１４に出力することで、ナビゲーション装置１４のディスプレイ画面に最適経路を表示する（Ｓ２１）。

また、車両側通信部１３は、パワートレイン指令部３５に対して最適経路を出力する。パワートレイン指令部３５は、最適経路に従って、パワートレインに指令を出力する（Ｓ２２）。パワートレインは、車両側通信部１３が出力した最適経路のスケジュールに従って制御される。

パワートレインの制御とは、例えば、バッテリ１２のバッテリ残量（ＳＯＣ：State Of Charge）の目標制御量や、ハイブリッド車両のエンジン動作制御やエンジン動作条件（回転数、トルク）を決定することである。移動車両のパワートレインは、指令に従って駆動し、移動車両が最適経路に沿って移動する。

そして、パワートレイン指令部３５は、移動車両の運転履歴を車両側記録部３６に記録する。運転履歴は、最適経路に沿って移動車両が移動した経路を含む情報と、パワートレイン指令部３５が指令した指令履歴とを少なくとも含む。また、車両側記録部３６に記録される運転履歴は、車両側通信部１３を通じて管理サーバ４０に送信される。

サーバ側通信部４１は、移動車両から受信した運転履歴をサーバ側記録部４７に記録する。他にもサーバ側記録部４７には、複数の移動車両ごとに決定された移動経路履歴や運転履歴が記録されており、例えば、将来、最適経路を停止車両に演算させる際、停止車両に演算を行わせず、サーバ側記録部４７から読み出した最適経路を移動車両に送信する。このように最適経路と、実際に移動車両が移動した移動経路履歴とを共有化できる。

次に、図７のステップＳ３で行われる停止車両の判断処理の詳細について説明する。
図９は、車両判断部４４が停止車両を判断する処理の例を示すフローチャートである。この処理では、電気自動車を想定して説明する。

図９の右上には、本処理で使用されるバッテリ１２のバッテリ残量（ＳＯＣ）を表すパラメータが図示される。バッテリ残量（ＳＯＣ）は、｛残容量（Ａｈ）／満充電容量（Ａｈ）｝×１００で表される指標である。バッテリ１２が満充電されると、バッテリ１２のバッテリ残量がＳＯＣ最大値（ＳＯＣｍａｘ）を超える。ＳＯＣｍａｘは、例えば、バッテリ１２の全容量の９０％程度の値である。ただし、車両１の移動開始時刻が迫っている場合には、バッテリ残量がＳＯＣ最大値（ＳＯＣｍａｘ）未満であっても、車両１は移動を開始できる。

一方、車両１が移動すると、バッテリ１２から放電された電力が使用されるため、バッテリ残量（ＳＯＣ）が減っていく。そして、バッテリ残量がＳＯＣ最小値（ＳＯＣｍｉｎ）以下になるとバッテリ１２の充電が必要となる。ＳＯＣ最小値（ＳＯＣｍｉｎ）は、例えば、バッテリ１２の全容量の１０％程度の値である。なお、ＳＯＣ最小値（ＳＯＣｍｉｎ）はゼロではないので、バッテリ残量がＳＯＣ最小値（ＳＯＣｍｉｎ）以下になっても車両１が短い距離を走行可能である。

初めに、車両判断部４４は、車両１のバッテリ残量（ＳＯＣ）がＳＯＣ最小値（ＳＯＣｍｉｎ）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ３１）。ＳＯＣがＳＯＣｍｉｎ以下であれば（Ｓ３１のＮＯ）、車両判断部４４は、車両１が充電中か否かを判断する（Ｓ３２）。

車両１が充電中でなければ（Ｓ３２のＮＯ）、車両判断部４４は、車両１に充電要求を行い（Ｓ３３）、図７のステップＳ４に移る。充電要求を受信した車両１は、優先して充電されるため、この車両１のコントローラ１１は優先的に活用されなくなる。

ステップＳ３２にて車両１が充電中であれば（Ｓ３２のＹＥＳ）、この車両１のコントローラ１１が優先的に活用される（Ｓ３４）。この車両１はＳＯＣが極めて低いため、ＳＯＣが増加するまで、移動車両として用いることが難しい。しかし、車両１が充電中であれば、この車両１に搭載されたコントローラ１１を活用できる。そこで、車両判断部４４は、充電中の車両１が有するコントローラ１１を、他の車両１が経路探索するよりも優先的に活用できると判断する。ステップＳ３４の後、図７のステップＳ４に移る。

ステップＳ３１にて、車両判断部４４が、ＳＯＣをＳＯＣｍｉｎよりも大きいと判断した場合（Ｓ３１のＹＥＳ）、バッテリ残量（ＳＯＣ）が、ＳＯＣがＳＯＣ最大値（ＳＯＣｍａｘ）より大きいか否かを判断する（Ｓ３５）。ＳＯＣがＳＯＣｍａｘ以下である場合（Ｓ３５のＮＯ）、車両判断部４４は、車両１が充電中であるか否かを判断すれる（Ｓ３６）。

車両１が充電中でなければ、（Ｓ３６のＮＯ）、車両判断部４４は、この車両１に配車予定があるか否かを判断する（Ｓ３７）。車両判断部４４は、その車両１の近くに配送する対象があるか否か、その車両１と別の車両１の位置関係、現在のＳＯＣ値やパワートレイン構成によって配車予定の有無を判断できる。

車両１に配車予定がなければ（Ｓ３７のＮＯ）、車両判断部４４は、この車両１のコントローラ１１を経路探索で優先的に活用するか、又は充電要求をするかを選択する（Ｓ３８）。車両判断部４４が充電要求する場合は、車両１が充電エリアへ移動させる指示を行う。また、車両１が充電エリアに移動した後であれば、車両判断部４４が車両１に充電要求を行う。ステップＳ３８の後、図７のステップＳ４に移る。

車両１に配車予定があれば（Ｓ３７のＹＥＳ）、車両判断部４４は、荷物を配送する対象までの距離、経路に基づいて、現在のＳＯＣ残量で車両１が走行可能か否かを判断する（Ｓ３９）。ここで、車両１が走行可能とは、例えば、配送地域を余裕をもって車両１が走行可能な状態であることを指す。数ｋｍ程度しか走行可能ではない場合、車両判断部４４は車両１が走行可能でないと判断される。

車両判断部４４は、車両１のＳＯＣが小さいため、車両１が走行可能ではないと判断した場合（Ｓ３９のＮＯ）、車両１を充電エリアへ移動させ（Ｓ４０）、又は充電エリアにいる車両１に対して充電要求を送信して車両１に充電させる。この処理は、車両判断部４４が車両１を充電することにより、車両１のＳＯＣを高める制御である。

ステップＳ３９にて車両判断部４４は、車両１が走行可能と判断した場合（Ｓ３９のＹＥＳ）、この車両１は配車優先と判断する（Ｓ４１）。車両判断部４４が配車優先と判断した車両１は、移動車両として扱われる。ステップＳ４１の後、図７のステップＳ４に移る。

次に、ステップＳ３６にて、車両判断部４４が充電中と判断した場合（Ｓ３６のＹＥＳ）の処理について説明する。車両判断部４４は、車両１に配車予定があるか否かを判断する（Ｓ４２）。車両１に配車予定がなければ（Ｓ４２のＮＯ）、車両判断部４４は、この車両１が有するコントローラ１１を、他の車両１のコントローラ１１よりも優先して経路探索に活用できると判断する（Ｓ４３）。ステップＳ４３の後、図７のステップＳ４に移る。

車両１に配車予定がある場合（Ｓ４２のＹＥＳ）、車両判断部４４は、車両１が荷物を配送する対象までの距離、経路に基づいて、現在のＳＯＣ残量で車両１が走行可能か否かを判断する（Ｓ４４）。車両判断部４４は、車両１のＳＯＣが小さいため、車両１の走行距離が短く、車両１が走行可能ではないと判断した場合（Ｓ４４のＮＯ）、車両１が有するコントローラ１１を、他の車両１が経路探索するよりも優先的に活用できると判断する（Ｓ４５）。ステップＳ４５の後、図７のステップＳ４に移る。

ステップＳ４４にて車両判断部４４は、車両１が走行可能と判断した場合（Ｓ４４のＹＥＳ）、この車両１は配車優先と判断する（Ｓ４９）。ステップＳ４９の後、図７のステップＳ４に移る。

ステップＳ３５にて、車両判断部４４は、バッテリ残量（ＳＯＣ）が、ＳＯＣ最小値（ＳＯＣｍｉｎ）より大きいと判断すると（Ｓ３５のＹＥＳ）、車両判断部４４は、車両１が充電中ではないと判断する（Ｓ４６）。

次に、車両判断部４４は、この車両１に配車予定があるか否かを判断する（Ｓ４７）。車両１に配車予定がなければ（Ｓ４７のＮＯ）、車両判断部４４は、この車両１が有するコントローラ１１を、他の車両１のコントローラ１１よりも優先して経路探索に活用できると判断する（Ｓ５１）。ステップＳ５１の後、図７のステップＳ４に移る。

車両１に配車予定があれば（Ｓ４７のＹＥＳ）、車両判断部４４は、配送する対象までの距離、経路に基づいて、現在のＳＯＣ残量で車両１が走行可能か否かを判断する（Ｓ４８）。車両判断部４４は、車両１が走行可能と判断した場合（Ｓ４８のＹＥＳ、又はＳ４４のＹＥＳ）、この車両１は配車優先と判断する（Ｓ４９）。ステップＳ４９の後、図７のステップＳ４に移る。

車両判断部４４は、車両１が走行可能ではないと判断した場合（Ｓ４８のＮＯ）、この車両１のコントローラ１１が優先的に活用される（Ｓ５０）。つまり、この車両１のコントローラ１１は、他の車両１の経路探索に活用される。ステップＳ５０の後、図７のステップＳ４に移る。

以上の手順によって、複数の車両１のうち、コントローラ１１を活用できる停止車両が絞り込まれる。その後、図７のステップＳ４にて演算割振決定部４５が行う経路演算の割振り処理により、絞り込まれた停止車両から、さらに優先的に経路探索を行う停止車両が決定される。

例えば、演算割振決定部４５は、図９に影付きで示すステップＳ３４，Ｓ３８，Ｓ４３，Ｓ４５，Ｓ５０，Ｓ５１の中で配車される可能性が低い車両１を、演算処理を割振る停止車両として優先的に選定する。このとき、演算割振決定部４５は、バッテリ残量（ＳＯＣ）や、配車される複数の車両１の位置関係、配送先のエリアのうち、少なくとも一つ以上を考慮する。

例えば、ステップＳ３４にて対象となった停止車両は、ＳＯＣが低く、移動することが難しいので最優先で選定される可能性が高い。またステップＳ５０，Ｓ５１にて対象となった停止車両はＳＯＣが高いことから、次回の配車時には、移動車両として最優先で選定される可能性が高い。そこで、ＳＯＣが高い停止車両には、配車時に影響を与えないようにするため、他の停止車両と比べて負荷が低い演算が割り振られる。また、ステップＳ３８，Ｓ４３，Ｓ４５にてコントローラ１１の優先活用の対象となった停止車両は、各停止車両の位置関係やＳＯＣ、パワートレインの構成から相対的に演算処理の割り振りが判断される。

また、図７のステップＳ１１では、探索領域加工部３１による処理が行われる。つまり、図７にて、管理サーバ４０の車両判断部４４により停止車両と判断された車両１のコントローラ１１（探索領域加工部３１）が探索領域を加工する処理を行う。
図１０は、探索領域加工部３１による処理の例を示す説明図である。

探索領域加工部（探索領域加工部３１）は、予め設定された制約条件を用いたＺＤＤ（ゼロサプレス型二分決定グラフ）により探索領域を加工する。ＺＤＤは、例えば、以下の非特許文献（“ＢＤＤ／ＺＤＤを用いたグラフ列挙索引化技法”、［online］、［令和1年5月31日検索］、インターネット＜http://www.orsj.or.jp/archive2/or57-11/or57_11_597.pdf＞）に示される技術である。

図１０の左側に示すように、開始地点ｓから終了地点ｔまでの経路探索を行うことを想定する。ＺＤＤを用いることで、図１０の左側に示すネットワーク図を、図１０の右側に示す木構造の探索木に変換できる。その際、制約条件を考慮することで探索空間を減らせる。制約条件とは、例えば、開始点と終了点を結ぶ全経路とオイラー経路を一筆書きで探索することである。このように探索領域加工部３１が探索領域を加工することで、停止車両で行われる以降の処理におけるコントローラ１１の負荷を軽くし、少ない演算量で正しい経路を得られるようにする。

以上説明した一実施の形態に係る移動経路探索システム１００では、管理サーバ４０が選んだ停止車両のコントローラ１１に、移動車両の経路を計画するための演算処理を割り振る。ここで、管理サーバ４０は、移動車両の経路を探索するための演算処理を、直近で移動する確率が低い車両１（停止車両）に優先的に割り振って移動車両の経路探索を行わせる。複数の停止車両のコントローラ１１が並列して演算処理を実行するため、移動車両のコントローラ１１の演算負荷を高める必要がない。このように停止車両のコントローラ１１を、移動車両の経路探索に活用することで、停止車両が搭載するコントローラ１１の稼働率を向上させることができる。

そして、複数の停止車両が搭載するコントローラ１１を用いて並列演算を行わせることから、停止車両の全体の処理能力は、１台のコントローラ１１や管理サーバ４０の処理能力より高くなる。そこで、コントローラ１１や管理サーバ４０の処理能力を過剰に高めなくてもよく、設備費用が抑えられる。この結果、移動経路探索システム１００を利用する、配送業者やシェアリング業者の設備回収期間を短縮することができる。また、停止車両には、ドライバがいないことが多い。このため、停止車両のコントローラ１１を活用しても、ドライバに影響を与えない。

移動車両の経路探索における目的として、様々な目的を設定できる。移動時間を最短にするのであれば、最も距離が短い経路が探索され、移動コストを抑えるのであれば、例えば、料金が安価な太陽光発電によって得られる電気エネルギーを蓄積可能な充電エリアを経由する経路が探索される。また、ＣＯ_２排出量を抑えるのであれば、頻繁に加速及び減速しなくてもよい経路が探索される。これらの目的は複数組み合わせ、目的ごとに重みづけをできるので、ユーザの要望に沿った目的で経路探索が可能となる。

また、演算割振決定部４５が複数の停止車両に割り振る処理の演算量は、停止車両ごとに異ならせてよい。例えば、停止車両であるが、車内に人が乗っており、空調機が稼働しているような場合には、この停止車両に割り振る処理の演算量を抑えてもよい。

また、本実施の形態に係る経路探索の処理は、移動車両が開始地点を出発する前にバッチ処理で行われてもよいし、移動車両が移動中にリアルタイム処理で行われてもよい。管理サーバ４０は、リアルタイム処理により、時々刻々と変化する交通情報、天気情報に合わせて、最適な移動経路を更新し、目的に適った経路を移動車両に提供できる。

また、車両１は、停止車両の構成、又は移動車両の構成だけを備えてもよい。例えば、停止車両の構成だけであれば、車両１は、図４に示す車両側通信部１３、探索領域加工部３１、交通情報入手部３２、経路演算部３３及び車両側記録部３６だけを備える。また、移動車両の構成だけであれば、車両１は、図４に示す車両側通信部１３、最適経路出力部３４、パワートレイン指令部３５及び車両側記録部３６だけを備える。

また、停止車両の構成である車両側通信部１３、探索領域加工部３１、交通情報入手部３２、経路演算部３３及び車両側記録部３６は、管理サーバ４０に接続可能なＰＣ等の情報処理端末に設けてもよい。

また、停止車両として選定される車両１は、コントローラ１１を有する車両であればよい。このため、パラレル式ハイブリッド自動車、液化天然ガス自動車、水素自動車、ガソリン自動車等が停止車両として選定されてもよい。パラレル式ハイブリッド自動車であれば、駆動源に供給されるエネルギーは化石燃料を燃焼して得られる熱エネルギー、及び電気エネルギーである。液化天然ガス自動車であれば、駆動源に供給されるエネルギーは液化天然ガスを燃焼して得られる熱エネルギーである。水素自動車であれば、駆動源に供給されるエネルギーは水素を燃焼して得られる熱エネルギーである。ガソリン自動車であれば、駆動源に供給されるエネルギーはガソリンを燃焼して得られる熱エネルギーである。

なお、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するためにシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、本実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…車両、１１…コントローラ、１２…バッテリ、１３…車両側通信部、１７…エンジン、２１…モータ、３１…探索領域加工部、３２…交通情報入手部、３３…経路演算部、３６…車両側記録部、４０…管理サーバ、４１…サーバ側通信部、４２…位置確認部、４３…目的関数決定部、４４…車両判断部、４５…演算割振決定部、４６…最適経路決定部、６０…設定画面、１００…移動経路探索システム

Claims (15)

1. 駆動源と、前記駆動源にエネルギーを供給可能なエネルギー蓄積部と、コントローラとを搭載する車両にネットワークを介して接続し、複数の前記車両と通信可能な装置側通信部と、
   前記車両が移動を開始する開始地点から移動を終了する終了地点までに経由する経由地点、及び前記車両の位置を確認する位置確認部と、
   予め設定された目的に合わせて目的関数を決定する目的関数決定部と、
   前記装置側通信部を通じて複数の前記車両から収集した情報に基づいて、それぞれの前記車両が、移動中又は移動予定である移動車両と、停止中である停止車両とのいずれであるかを判断する車両判断部と、
   前記目的関数を演算可能な前記停止車両に対して、前記エネルギー蓄積部から前記駆動源に供給されるエネルギーを消費して移動する前記移動車両の経路を計画するための演算処理の割振りを決定し、前記装置側通信部を通じて前記停止車両が有する前記コントローラに演算させる演算割振決定部と、を備える
   経路計画装置。
2. 前記装置側通信部を通じて複数の前記停止車両から収集した前記演算処理の演算結果に基づいて、前記移動車両の前記経路を決定し、決定した前記経路を前記移動車両に通知する経路決定部を備える
   請求項１に記載の経路計画装置。
3. 前記目的関数は、予め設定された複数の目的から選択された一つの目的、又は所定割合で組み合わせた複数の前記目的を満たす関数である
   請求項２に記載の経路計画装置。
4. 前記目的は、前記開始地点から前記終了地点までにかかる前記移動車両の移動時間を短くすること、前記移動車両で消費される前記エネルギーを小さくすること、前記移動車両で消費される前記エネルギーの調達コストを小さくすること、前記移動車両が移動に伴って排出するＣＯ_２のＣＯ_２排出量を少なくすること、及び前記開始地点から前記終了地点までの前記経路を短くすることのうち、少なくとも一つを含む
   請求項３に記載の経路計画装置。
5. 前記目的関数決定部は、目的設定画面を通じて設定された前記目的に基づいて前記目的関数を決定する
   請求項４に記載の経路計画装置。
6. 前記車両判断部は、一定時間以上変化がない前記ネットワークに接続された前記車両を前記停止車両と判断する
   請求項２に記載の経路計画装置。
7. 前記エネルギー蓄積部は、前記エネルギーとして電気エネルギーを蓄積するバッテリであり、
   前記車両判断部は、前記バッテリを搭載した前記停止車両のうち、前記バッテリの残量が所定値以下であり、かつ、前記バッテリに電力供給装置から前記エネルギーが供給される状態である前記停止車両、又は前記バッテリの充電が完了し、かつ配車予定がない前記停止車両に優先して前記演算処理を割振り可能と判断する
   請求項６に記載の経路計画装置。
8. 前記演算割振決定部は、前記停止車両が搭載する前記バッテリの残量、前記電力供給装置と前記停止車両が搭載する前記バッテリとの前記エネルギーの需給状態、前記移動車両が配車される前記経由地点を含む領域、前記移動車両が配車される時間帯が規定される配車計画に基づいて、前記演算処理の割振りを決定する
   請求項７に記載の経路計画装置。
9. 前記車両判断部は、前記バッテリに前記電力供給装置から前記エネルギーが供給される状態でなく、かつ配車予定がない前記停止車両に対して、前記電力供給装置から前記バッテリに前記エネルギーを供給可能となる場所まで前記停止車両の移動を指示する
   請求項７に記載の経路計画装置。
10. 前記経路決定部が決定した前記経路を記録する装置側記録部を備え、
    前記経路決定部は、今回の前記経路を決定するための条件が、過去に前記経路を決定したときの条件とほぼ同じ、又は実質的に同じである場合に、前記装置側記録部から過去に決定された前記経路を前記移動車両に通知する
    請求項２に記載の経路計画装置。
11. 前記エネルギーは、化石燃料を燃焼して得られる熱エネルギー、及び電気エネルギーの少なくとも一つを含む
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載の経路計画装置。
12. 駆動源と、前記駆動源にエネルギーを供給可能なエネルギー蓄積部と、コントローラとを搭載する車両が移動を開始する開始地点から移動を終了する終了地点までに経由する経由地点、及び前記車両の位置を確認する処理と、
    予め設定された目的に合わせて目的関数を決定する処理と、
    複数の前記車両にネットワークを介して接続し、複数の前記車両と通信可能な装置側通信部を通じて複数の前記車両から収集した情報に基づいて、それぞれの前記車両が、移動中又は移動予定である移動車両と、停止中である停止車両とのいずれであるかを判断する処理と、
    前記目的関数を演算可能な前記停止車両に対して、前記エネルギー蓄積部から前記駆動源に供給されるエネルギーを消費して移動する前記移動車両の経路を計画するための演算処理の割振りを決定し、前記装置側通信部を通じて前記停止車両が有する前記コントローラに演算させる処理と、を含む
    経路計画方法。
13. 駆動源と、前記駆動源にエネルギーを供給可能なエネルギー蓄積部と、コントローラとを搭載する車両と、経路計画装置と、を備え、
    前記経路計画装置は、
    ネットワークに接続された複数の前記車両と通信可能な装置側通信部と、
    前記車両が移動を開始する開始地点から移動を終了する終了地点までに経由する経由地点、及び前記車両の位置を確認する位置確認部と、
    予め設定された目的に合わせて目的関数を決定する目的関数決定部と、
    前記装置側通信部を通じて複数の前記車両から収集した情報に基づいて、それぞれの前記車両が、移動中又は移動予定である移動車両と、停止中である停止車両とのいずれであるかを判断する車両判断部と、
    前記目的関数を演算可能な前記停止車両に対して、前記エネルギー蓄積部から前記駆動源に供給されるエネルギーを消費して移動する前記移動車両の経路を計画するための演算処理の割振りを決定し、前記装置側通信部を通じて前記停止車両に搭載される前記コントローラに演算させる演算割振決定部と、を有し、
    前記車両は、
    前記ネットワークに接続された前記経路計画装置と通信可能な車両側通信部と、
    前記経路計画装置によって前記停止車両と判断された場合に、前記車両側通信部を通じて前記経路計画装置から割り振られた前記演算処理を行って、演算結果を前記経路計画装置に送信させる前記コントローラと、を有する
    経路計画システム。
14. 前記停止車両に搭載される前記コントローラは、
    前記経路計画装置から指定された探索領域を加工する探索領域加工部と、
    前記探索領域における交通情報を入手する交通情報入手部と、
    加工された前記探索領域、及び前記交通情報に基づいて、前記演算処理を行う演算部と、を有する
    請求項１３に記載の経路計画システム。
15. 前記探索領域加工部は、予め設定された制約条件を用いてＺＤＤ（ゼロサプレス型二分決定グラフ）により前記探索領域を加工する
    請求項１４に記載の経路計画システム。