JP2021012510A - 運行支援装置及び運行支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹木などの経時的に変化する、地図上には表されない障害物が存在する場合でも、適切なナビゲートを行うことができる運行支援装置を提供する。【解決手段】運行支援装置としてのサーバー１１０は、車両の進行方向の投影形状を取得する車両形状取得部１１１と、カメラなどのセンサーによって撮像された道路環境像を取得する道路環境画像取得部１１２と、道路環境画像に含まれる障害物の進行方向への対面形状と、車両の投影形状と、の重なりに基づいて、通り抜け判定を行う判定部１１４と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、例えばトラックなどの特殊車両に好適な運行支援装置及び運行支援方法に関する。

従来、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）衛星からの測位信号を利用し、車両を目的地まで案内するナビゲーションシステムが普及している。このようなナビゲーションシステムの一例として、道路幅、車両の幅、現在位置、及び、側方距離に基づいて目的地までのルートを探索する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２８８７９５号公報

ところで、車両の全長、全高、全幅が多様であり、さらには特装パーツの凹凸があるトラックなどの特殊車両においては、一般的に得られる地図情報や交通情報では走行可能であっても、道路への樹木のはみ出しなどが障害となって、車種によっては走行できない或いは走行に支障をきたす懸念がある。特に、樹木などの障害物は地図情報には含まれないばかりか、常時同じ大きさとは限らない。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、樹木などの経時的に変化する、地図上には表されない障害物が存在する場合でも、適切なナビゲートを行うことができる運行支援装置及び運行支援方法を提供する。

本発明の運行支援装置の一つの態様は、
車両の進行方向の投影形状を取得する車両形状取得部と、
センサーによって検知された道路環境像を取得する道路環境像取得部と、
前記センサーによって取得された道路環境像に含まれる障害物の前記進行方向への対面形状と、前記車両の前記投影形状と、の重なりに基づいて、通り抜け判定を行う判定部と、
を備える。

本発明の運行支援方法の一つの態様は、
車両の進行方向の投影形状を取得するステップと、
センサーによって検知された道路環境像を取得するステップと、
前記センサーによって取得された道路環境像に含まれる障害物の進行方向への対面形状と、前記車両の前記投影形状と、の重なりに基づいて、通り抜け判定を行うステップと、
を含む。

本発明によれば、樹木などの経時的に変化する、地図上には表されない障害物が存在する場合でも、適切なナビゲートを行うことができるようになる。

実施の形態の運行支援システムの概要を示す概略図 サーバーの構成を示すブロック図 道路環境画像に含まれる障害物と車両との干渉の例を示す図であり、図３Ａは障害物が歩道橋である場合の干渉の例を示す図、図３Ｂは障害物が道路側に大きくはみ出た樹木である場合の干渉の例を示す図、図３Ｃは障害物が道路側に少しはみ出た樹木である場合の干渉の例を示す図 車両運搬車の形状を示す図であり、図４Ａは側面投影形状を示す図、図４Ｂは前面投影形状を示す図 ミキサー車の形状を示す図であり、図５Ａは側面投影形状を示す図、図５Ｂは前面投影形状を示す図 車両形状による干渉の違いを示す図であり、図６Ａは車両運搬車と樹木との干渉の例を示す図、図６Ｂはミキサー車と樹木との干渉の例を示す図 通り抜け困難度のインジケータ表示の例を示す図

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

＜１＞システム構成
図１は、本発明の実施の形態に係る運行支援システムの概要を示す概略図である。

運行支援システム１００は、運行管理装置としてのサーバー１１０を有する。本実施の形態の例では、サーバー１１０はクラウドサーバーである。

サーバー１１０は、カメラ群１２０からの障害物画像を含む道路環境画像を収集する。カメラ群１２０は、車載カメラ、監視カメラ、スマートフォンのカメラなどからなる。なお、車載カメラは車両の前方画像を撮像するものであり、監視カメラは道路の走行方向又はそれとは逆方向に向けて設置されたカメラである。すなわち、カメラ群１２０によってサーバーに送られる道路環境画像は、道路を走行する車両の前方画像に相当する画像である。

また、道路環境画像には、その画像が撮像された位置情報が付随される。これにより、サーバー１１０は、カメラによって取得された道路環境画像を、その画像を取得した位置情報に関連付けて収集する。つまり、道路環境画像に障害物が含まれている場合、その障害物画像が位置情報とともに収集される。

サーバー１１０は、複数の車両と無線ネットワークを介して無線接続されている。図１の例では、図を簡単化するために、サーバー１１０が車両Ａ、車両Ｂと無線接続されている例が示されているが、実際には、サーバー１１０はより多数の車両と無線接続される。

また、実際にサーバー１１０に無線接続されるのは、車両Ａ、Ｂのカーナビゲーション端末（カーナビ）やドライバーが携帯しているスマートフォン（スマホ）などの端末装置１３０である。

サーバー１１０は、各車両Ａ、Ｂの端末装置１３０から現在位置情報と目的地情報を受け取る。また、サーバー１１０は、端末装置１３０から車種情報を受け取る。サーバー１１０は、目的地までのルートを探索して端末装置１３０に送る。

このとき、サーバー１１０は、車両Ａ、Ｂの障害になるような障害物画像が存在するか否かを判定し、判定結果に応じてルートを変更した推奨ルートを選択し、及び又は、判定結果に応じた危険度を求め、これを端末装置１３０に送信する。この判定については、後で詳しく説明する。

サーバー１１０は、運行管理センター１４０に接続されている。サーバー１１０は、運行管理センター１４０から車種毎の前面投影形状の情報を取得する。また、サーバー１１０は、運行管理センター１４０から各車両の運行計画の情報などを取得してもよい。

＜２＞サーバー
図２は、サーバー１１０の構成を示すブロック図である。サーバー１１０は、車両形状取得部１１１、道路環境画像取得部１１２、記憶部１１３、判定部１１４及びルート探索部１１５を有する。

なお、サーバー１１０は、図示しないが、例えば、プロセッサとしてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリ、及び通信回路を有する。そして、上記各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。

車両形状取得部１１１は、上述したように、運行管理センター１４０から車種毎の前面投影形状の情報を入力する。前面投影形状とは、換言すれば、車両の直進方向と垂直な面への車両の投影形状である。また、本実施の形態の場合、車両形状取得部１１１は、運行管理センター１４０から車種毎の３次元（３Ｄ）形状の情報を入力する。なお、車両形状取得部１１１は、車種毎の前面投影形状及び３Ｄ形状を、運行管理センター１４０からではなく、例えばネットワーク上のウェブサイトなどから取得してもよい。

道路環境画像取得部１１２は、上述したように、カメラ群１２０から障害物画像を含む道路環境画像を入力する。

記憶部１１３は、車両形状取得部１１１により取得された車種毎の車両形状情報と、道路環境画像取得部１１２により取得された道路環境画像を記憶する。記憶部１１３に記憶される道路環境画像は随時更新される。つまり、記憶部１１３には、最新の道路環境画像が記憶される。これにより、記憶部１１３には、樹木などの経時的に変化する障害物の変化が反映された画像が記憶される。

判定部１１４及びルート探索部１１５は、端末装置１３０からの位置情報Ｓ１１を入力する。位置情報Ｓ１１には、端末装置１３０（すなわち車両）の現在地情報及び目的地情報が含まれる。また、判定部１１４は、端末装置１３０からの車種情報Ｓ１２を入力する。

ルート探索部１１５は、端末装置１３０（すなわち車両）の現在地情報及び目的地情報に基づいて、目的地までのルートを探索する。ルート探索部１１５により得られたルートは、判定部１１４に出力される。

判定部１１４は、ルート探索部１１５から入力したルートに対応する道路環境画像を記憶部１１３から読み出す。また、判定部１１４は、端末装置１３０から入力した車種情報Ｓ１２に対応する車両形状情報を記憶部１１３から読み出す。

判定部１１４は、記憶部１１３から読み出した、道路環境画像に含まれる障害物画像と車両形状とに基づいて、障害物に対する通り抜けランクを判定する。ここで、通り抜けランクとは、換言すれば、危険度と言ってもよい。判定部１１４は、判定により得た通り抜け判定結果Ｓ１３をルート探索部１１５及び端末装置１３０に出力する。

ルート探索部１１５は、通り抜け判定結果Ｓ１３に基づいて推奨ルートを再探索する。例えば、ルート探索部１１５は、通り抜けが困難なルートほど推奨ランクを下げる。また、ルート探索部１１５は、通り抜けが不可能なルートを推奨ルートから除外する。このようにして、ルート探索部１１５は、通り抜け判定結果Ｓ１３が加味された推奨ルートを得、推奨ルート情報Ｓ１４を端末装置１３０に送る。この結果、端末装置１３０には、通り抜け判定結果Ｓ１３が加味された推奨ルートが表示される。

なお、ルート探索部１１５は、必ずしも、通り抜け判定結果Ｓ１３に応じてルートを最探索する必要はない。つまり、端末装置１３０に通り抜け判定結果Ｓ１３を表示させることによって、どのルートが通り抜け困難である（危険度が大きい）かをドライバーに認識させるようにしてもよい。例えば、図１における、端末装置１３０の表示画像例で示したように、ルート探索部１１５から送られた推奨ルートのうち、〇印で示す通り抜けが容易なルートと、×印で示す通り抜けが困難なルートを別の色で表示したり、×印で示す通り抜けが困難なルートを表示しないようにしてもよい。

＜３＞通り抜け判定
次に、判定部１１４で行われる通り抜け判定について詳しく説明する。

図３は、道路環境画像に含まれる障害物と車両との干渉の例を示す図である。図中の点線は車両の前面投影形状を示す。図３Ａは、障害物が歩道橋である場合の干渉の例である。図３Ｂは、障害物が道路側に大きくはみ出た樹木である場合の干渉の例である。図３Ｃは、障害物が道路側に少しはみ出た樹木である場合の干渉の例である。

図３Ａのように、障害物が構造物である場合、判定部１１４は、通り抜けが不可能であることを示す通り抜け判定結果Ｓ１３を得る。図３Ｂのように、障害物と車両の前面投影形状との重なりが大きい場合、判定部１１４は、通り抜け困難度が大きいことを示す通り抜け判定結果Ｓ１３を得る。図３Ｃのように、障害物と車両の前面投影形状との重なりが小さい場合、判定部１１４は、通り抜け困難度が小さいことを示す通り抜け判定結果Ｓ１３を得る。例えば通り抜け困難度を５段階でランク分けした場合、図３Ａの場合にはランク５とされ、図３Ｂの場合にはランク４とされ、図３Ｃの場合にはランク２とされる。

因みに、障害物が歩道橋などの構造物であるか樹木であるのかは、画像認識技術を用いて容易に識別できる。また、歩道橋など構造物の情報は、地図情報にも含まれているので、これを利用して容易に識別できる。なお、勿論、障害物とは樹木などの車道にはみ出した物体であり、人物や車両などは除外される。

図４は車両運搬車の形状を示す図であり、図４Ａは側面投影形状を示し、図４Ｂは前面投影形状を示す。図５はミキサー車の形状を示す図であり、図５Ａは側面投影形状を示し、図５Ｂは前面投影形状を示す。

図６は車両形状（車種）による干渉の違いを示す図であり、図６Ａは車両運搬車と樹木との干渉の例であり、図６Ｂはミキサー車と樹木との干渉の例である。図から分かるように、車高が同じであっても、障害物と車両の前面投影形状との重なりは、図６Ａに示した車両運搬車の方が図６Ｂに示したミキサー車よりも大きい。つまり、樹木への干渉の度合いは、車種によって異なる。よって、本実施の形態では、車両の車高ではなく、車種に応じた車両形状情報に基づいて通り抜け判定を行うようになっている。

なお、図３−図６の例では、障害物の走行方向への対面形状と、車両の前面投影形状と、の重なりに基づいて、通り抜け判定を行う場合について述べたが、車両形状取得部１１１が、車両の前面投影形状に加えて、車両の３Ｄ形状を取得し、判定部１１４が、障害物の走行方向への対面形状と、車両の３Ｄ形状とから、障害物に干渉する車両の体積を算出し、この体積に基づいて通り抜け判定を行うようにしてもよい。

具体的には、障害物に干渉する車両の体積が大きいほど通り抜け困難度が高いと判定する。このようにすることで、単に、障害物の走行方向への対面形状と、車両の前面投影形状と、の重なりに基づいて、通り抜け判定を行う場合と比較して、障害物への車両全体の干渉度合いに基づいて通り抜け判定を行うことができるようになる。特に、特殊車両の３Ｄ形状は乗用車などと比較して多様なので、前面投影形状が似ていても３Ｄ形状は大きく異なる場合もある。その結果、干渉の度合いも車種に応じて大きく異なることも起こり得る。よって、特殊車両に対しては、３Ｄ形状を用いた通り抜け判定は非常に有効である。

＜４＞まとめ
以上説明したように、本実施の形態によれば、サーバー１１０が、車両の前面投影形状を取得する車両形状取得部１１１と、カメラによって撮像された道路環境画像を取得する道路環境画像取得部１１２と、カメラによって取得された道路環境画像に含まれる障害物の走行方向への対面形状と、前記前面投影形状と、の重なりに基づいて、通り抜け判定を行う判定部１１４と、を備えることにより、樹木などの経時的に変化する地図上には表されない障害物が存在する場合でも、適切なナビゲートを行うことができるようになる。

換言すれば、本実施の形態においては、一般的に得られる地図情報や交通情報だけでなく、走行の妨げとなる道路への障害物の画像をサーバー１１０に収集・蓄積し、この障害物の画像と車両の外観形状との重なりを判定し、通り抜け危険度や回避ルートをナビゲートする。

特に、トラックなどの特殊車両においては、高さ情報は同一であっても車種によって特装パーツの凹凸があり、同じ障害物があった場合でも通れる車種と通れない車種がある。本実施の形態では、車種毎の前面投影形状を取得して、障害物との重なりを検出しているので、特殊車両に対しても的確なナビゲートを行うことができる。

ここで、樹木は通常であればその道路を管理する機関により、車両の障害にならないように枝切りなどの手入れが施される。しかし、実際上、全ての樹木を全ての車両の障害にならないように管理することは不可能である。例えば、個人の土地から道路にはみ出した樹木もあり、このような樹木を全て管理することは不可能である。よって、特に、大型車などに対しては、障害となる樹木が多く存在する。このような状況において、本実施の形態によれば、樹木との干渉度合いが的確に反映された通り抜け判定（危険度判定）がなされ、この判定結果に基づいてドライバーへの危険度の提示や回避ルートが提示されるので、干渉による樹木や車両の損傷が抑制される。ドライバーへの危険度の提示は、上述したように危険度に応じてルートの色を変えてもよく、例えば、図７に示したように危険度に応じて端末装置１３０のインジケータの表示レベルを変えてもよい。

上述の実施の形態は、本発明を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、これらによって本発明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、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。

上述の実施の形態では、図２に示したように、サーバー１１０が、車両形状取得部１１１、道路環境画像取得部１１２、記憶部１１３、判定部１１４及びルート探索部１１５を有する場合について述べたが、端末装置１３０がこれらを有してもよい。すなわち、本発明の運行支援装置はサーバー１１０に設けてもよく、端末装置１３０に設けてもよい。さらには、運行管理センター１４０に設けてもよい。

また、車両形状取得部１１１、道路環境画像取得部１１２、記憶部１１３、判定部１１４及びルート探索部１１５は、サーバー１１０及び端末装置１３０に分散して設けられていてもよい。例えば、車両形状取得部１１１、道路環境画像取得部１１２、記憶部１１３及びルート探索部１１５はサーバー１１０に設けられ、判定部１１４は端末装置１３０に設けられていてもよい。

上述の実施の形態では、車両形状取得部１１１が車両の前面投影形状を取得する場合について述べたが、より好ましくは、車両形状取得部１１１は車両の進行方向の投影形状を取得する。このようにすれば、車体の一部が車幅方向に動く車両、例えばアスクルが９０°回転するような特殊車両、の通り抜けも判定できるようになる。

上述の実施の形態では、カメラによって撮像された道路環境画像を取得する道路環境画像取得部１１２を設けた場合について述べたが、重なりの基準となる像は、カメラによる画像に限らず、例えばレーダーなどのセンサーによって取得した像であってもよい。つまり、センサーによって検知された道路環境像を取得する道路環境像取得部を設ければよい。因みに、カメラはセンサーの一種であり、道路環境画像取得部１１２は道路環境像取得部の一種である。この場合、判定部１１４は、センサーによって取得された道路環境像に含まれる障害物の進行方向への対面形状と、車両の進行方向の投影形状と、の重なりに基づいて、通り抜け判定を行う。

本発明は、例えばトラックなどの特殊車両をナビゲートする技術として用いることができる。

１００ 運行支援システム
１１０ サーバー
１１１ 車両形状取得部
１１２ 道路環境画像取得部
１１３ 記憶部
１１４ 判定部
１１５ ルート探索部
１２０ カメラ群
１３０ 端末装置
１４０ 運行管理センター
Ｓ１１ 位置情報
Ｓ１２ 車種情報
Ｓ１３ 通り抜け判定結果

Claims (7)

1. 車両の進行方向の投影形状を取得する車両形状取得部と、
   センサーによって検知された道路環境像を取得する道路環境像取得部と、
   前記センサーによって取得された道路環境像に含まれる障害物の前記進行方向への対面形状と、前記車両の前記投影形状と、の重なりに基づいて、通り抜け判定を行う判定部と、
   を備える運行支援装置。
2. 前記車両形状取得部は、前記投影形状に加えて、車両の３次元形状を取得し、
   前記判定部は、前記障害物の前記進行方向への前記対面形状と、前記車両の３次元形状とから、前記障害物に干渉する車両の体積を算出し、この体積に基づいて前記通り抜け判定を行う、
   請求項１に記載の運行支援装置。
3. 前記車両の走行ルートを探索するルート探索部を、さらに備え、
   前記ルート探索部は、前記通り抜け判定の結果に応じて、推奨ルートを変更する、
   請求項１又は２に記載の運行支援装置。
4. 前記通り抜け判定の結果を前記車両のドライバーに提示する提示部を、さらに備える、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の運行支援装置。
5. 前記車両形状取得部は、車種毎の進行方向の投影形状を取得する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の運行支援装置。
6. 前記障害物は、樹木である、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の運行支援装置。
7. 車両の進行方向の投影形状を取得するステップと、
   センサーによって検知された道路環境像を取得するステップと、
   前記センサーによって取得された道路環境像に含まれる障害物の進行方向への対面形状と、前記車両の前記投影形状と、の重なりに基づいて、通り抜け判定を行うステップと、
   を含む運行支援方法。

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