JP2021039649A - 車線変更支援装置及び車線変更支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】隊列走行中の車両が車線変更をする必要がある箇所において、車線変更をすることが不可能となる可能性が生じたときに、各車両のドライバが適切な措置をとることを可能にする。【解決手段】車線変更支援装置１０は、隊列走行のルートに関連付けられた車線変更箇所情報を取得する車線変更箇所取得部１１と、隊列走行をしている複数の車両のうちの先頭車両の位置を取得する位置取得部１２と、少なくとも速度情報を含む先頭車両の走行情報を取得する走行情報取得部１３と、先頭車両の位置及び走行情報に基づいて、先頭車両の所定時間後の位置である予測位置を算出する算出部１４と、予測位置が車線変更箇所の範囲外であるか否かを判定する判定部１５と、予測位置が車線変更箇所の範囲外であることが判定された場合に、後続車に車線変更不可の可能性がある旨を通知する通知部１６と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、車線変更支援装置及び車線変更支援方法に関する。

従来、先行車両の位置及び車速等の走行状態を示す情報を用いて、先行車両に追従して走行する制御を行うことにより、複数の車両が隊列を成して走行する隊列走行を行わせる技術が知られている。例えば、特許文献１には、隊列走行中の車両における車線変更を伴う合流時の制御に関する技術が記載されている。

特開２０１９−６７０５９号公報

隊列走行中における車線変更は、単独走行中よりも制約が多く、隊列走行を維持しながらの車線変更を実施できない場合がある。車線変更を実施できない場合には、例えば、減速、停車といった手段が実行されていた。また、車線変更不可により代替経路を走行することとなった場合には、本来の経路を走行するより走行時間が増加することとなっていた。

そこで、本発明は、隊列走行中の車両が車線変更をする必要がある箇所において、車線変更をすることが不可能となる可能性が生じたときに、各車両のドライバが適切な措置をとることを可能にすることを目的とする。

本発明に係る車線変更支援装置は、隊列走行をしている車両の車線変更を支援する車線変更支援装置であって、隊列走行のルートに関連付けられた車線変更箇所を示す車線変更箇所情報を取得する車線変更箇所取得部と、隊列走行をしている複数の車両のうちの先頭車両の位置である先頭車両位置を取得する位置取得部と、少なくとも速度情報を含む先頭車両の走行情報を取得する走行情報取得部と、先頭車両位置及び走行情報に基づいて、先頭車両の所定時間後の位置である予測位置を算出する算出部と、予測位置が車線変更箇所の範囲外であるか否かを判定する判定部と、判定部により、予測位置が車線変更箇所の範囲外であることが判定された場合に、隊列走行をしている複数の車両のうちの１以上の後続車に車線変更不可の可能性がある旨を通知する通知部と、を備える。

本発明に係る車線変更支援方法は、隊列走行をしている車両の車線変更を支援する車線変更支援装置における車線変更支援方法であって、隊列走行のルートに関連付けられた車線変更箇所を示す車線変更箇所情報を取得する車線変更箇所取得ステップと、隊列走行をしている複数の車両のうちの先頭車両の位置である先頭車両位置を取得する位置取得ステップと、少なくとも速度情報を含む先頭車両の走行情報を取得する走行情報取得ステップと、先頭車両位置及び走行情報に基づいて、先頭車両の所定時間後の位置である予測位置を算出する算出ステップと、予測位置が車線変更箇所の範囲外であるか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにおいて、予測位置が車線変更箇所の範囲外であることが判定された場合に、隊列走行をしている複数の車両のうちの１以上の後続車に車線変更不可である旨を通知する通知ステップと、を有する。

この車線変更支援装置及び車線変更支援方法では、予め設定された所定時間の後の先頭車両の予測位置が算出され、予測位置が車線変更箇所の範囲外である場合に、車線変更不可の可能性がある旨が後続車のドライバに通知される。これにより、後続車のドライバは、所定時間に相当する時間のマージンをもって、車線変更の可否の検討、車線変更の実施の手段の検討及び単独走行に切り替えての車線変更の実施等の適切な措置をとることが可能となる。

また、本発明に係る車線変更支援装置では、算出部は、先頭車両位置から、速度情報に示される速度に所定時間を乗じて得られる移動距離だけ先頭車両の進行方向に移動した位置を予測位置として算出することとしてもよい。

この車線変更支援装置によれば、隊列が直線のルートを進行している場合における、先頭車両の予測位置が適切に算出される。

また、本発明に係る車線変更支援装置では、算出部は、先頭車両が速度（ｖ）で曲率半径（ｒ）のカーブに沿って走行する場合に、先頭車両の前後方向にｒ×ｓｉｎ（ｖ×Ｔ／ｒ）、前後方向に直交する左右方向に、左右のうちの先頭車両の操舵方向を正としてｒ×｛１−ｃｏｓ（ｖ×Ｔ／ｒ）｝、だけ移動した位置を、所定時間（Ｔ）後の予測位置として算出することとしてもよい。

この車線変更支援装置によれば、隊列がカーブに沿って走行している場合における、先頭車両の予測位置が適切に算出される。

また、本発明に係る車線変更支援装置では、車線変更箇所情報は、隊列走行をしている車両が車線変更を行った履歴がある位置を示す位置情報に基づいて設定されることとしてもよい。

この車線変更支援装置によれば、車線変更が実施されたことがある場所が車線変更箇所の範囲とされるので、車線変更が可能な場所が精度良く車線変更箇所情報に含まれることとなる。

また、本発明に係る車線変更支援装置では、算出部及び判定部の各々は、先頭車両位置が車線変更箇所の範囲内にあるときに、算出及び判定を実施することとしてもよい。

この車線変更支援装置によれば、先頭車両位置が車線変更箇所の範囲内にあるときに、予測位置の算出及び予測位置が車線変更箇所の範囲外であるか否かの判定が実施されるので、適切なタイミングでの車線変更不可の可能性の通知が可能となると共に、算出及び判定の処理のための処理負荷及びリソースが削減される。

本発明によれば、隊列走行中の車両が車線変更をする必要がある箇所において、車線変更をすることが不可能となる可能性が生じたときに、各車両のドライバが適切な措置をとることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る車線変更支援装置を含む車線変更支援システムの装置構成を示す図である。 車線変更支援装置の機能的構成を示すブロック図である。 先頭車両の予測位置の算出の例を示す図である。 先頭車両の予測位置に関する判定の例を示す図である。 本実施形態の車線変更支援装置による車線変更支援処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、実施形態に係る車線変更支援装置を含む車線変更支援システムの装置構成を示す図である。車線変更支援システム１は、車両に搭載され、隊列走行をしている車両の車線変更を支援するシステムである。車線変更支援システム１は、例えば、隊列走行をしている車両のうちの先頭車両に設けられるが、その搭載車両は限定されない。

図１に示されるように、車線変更支援システム１は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）に構成される車線変更支援装置１０、ＧＰＳ２０、車速センサ３０、ヨーレートセンサ４０、カメラ５０及び通信装置６０を含む。

車線変更支援装置１０は、隊列走行をしている車両の車線変更を支援する装置であって、コンピュータを含んで構成される装置である。車線変更支援装置１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信回路等を有する電子制御ユニットとして構成されてもよい。車線変更支援装置１０は、例えば、ＣＡＮ通信回路を介してＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。車線変更支援装置１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよく、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等を含んで構成されてもよい。車線変更支援装置１０の機能の詳細については後に詳述する。

ＧＰＳ２０は、自車両の位置を示す位置情報を取得する装置である。取得した位置情報は、車線変更支援装置１０に送出される。

車速センサ３０は、自車両の速度を検出する装置であって、例えば、車輪速センサにより構成される。検出された速度の情報は、車線変更支援装置１０に送出される。

ヨーレートセンサ４０は、車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサ４０は、検出した車両のヨーレート情報を車線変更支援装置１０に送出する。

カメラ５０は、車両前方を撮像する装置であって、本実施形態では、車線を表す白線を撮像する。撮像された画像は、車線変更支援装置１０に送出され、走行ルートの曲率半径の算出に用いられる。

通信装置６０は、車線変更支援装置１０が、他車両のシステム及びサーバ等により構成され隊列走行をする車両を管理する管理システムとの情報の送受信をするための装置である。本実施形態では、車線変更支援装置１０は、通信装置６０を介して、後続車のドライバに車線変更不可の可能性がある旨の通知を送信する。

図２は、車線変更支援装置１０の機能的構成を示すブロック図である。図２に示されるように、車線変更支援装置１０は、車線変更箇所取得部１１、位置取得部１２、走行情報取得部１３、算出部１４、判定部１５及び通知部１６を含む。また、車線変更支援装置１０は、車線変更箇所情報を記憶している記憶手段である車線変更箇所情報記憶部１８と通信可能に構成されている。車線変更箇所情報記憶部１８は、車線変更支援装置１０内に構成されていてもよいし、車線変更支援装置１０の外部に構成されていてもよい。

車線変更箇所取得部１１は、隊列走行のルートに関連付けられた車線変更箇所を示す車線変更箇所情報を取得する。具体的には、車線変更箇所取得部１１は、車線変更箇所情報記憶部１８から車線変更箇所情報を取得する。

車線変更箇所情報は、隊列走行をしている車両が走行ルート上において車線変更を実施する位置である車線変更箇所を示す情報であって、例えば、位置情報及びその範囲を示す情報により構成される。

車線変更箇所情報は、例えば、隊列走行をしている車両が車線変更を行った履歴がある位置を示す位置情報に基づいて設定されてもよい。即ち、隊列走行をする車両を管理する管理システムが、管理下にある隊列走行をしている車両が車線変更を行った場合に、車線変更が実施された旨と車線変更が行われた位置を示す位置情報とを車線変更の履歴として取得及び蓄積し、蓄積された位置情報の分布に基づいて、車線変更箇所情報を生成してもよい。また、車線変更箇所情報は、車線変更の実施の履歴によらずに、例えば管理者等により予め設定されることとしてもよい。

車線変更箇所取得部１１は、隊列走行をする車両のルートが設定されると、そのルート上の位置に関連付けられた車線変更箇所情報を車線変更箇所情報記憶部１８から取得する。なお、車線変更箇所情報は、予め管理システム等からダウンロードされていてもよいし、走行中に逐次取得されてもよい。

位置取得部１２は、隊列走行をしている複数の車両のうちの先頭車両の位置である先頭車両位置を取得する。具体的には、位置取得部１２は、ＧＰＳ２０により取得された位置情報を先頭車両位置の情報として取得する。

走行情報取得部１３は、先頭車両の走行情報を取得する。走行情報は、少なくとも先頭車両の車速を示す速度情報を含む。具体的には、走行情報取得部１３は、車速センサ３０により検出された車速を走行情報として取得する。

また、走行情報取得部１３は、先頭車両が走行しているルートの曲率半径を走行情報として取得してもよい。具体的には、走行情報取得部１３は、カメラ５０により撮像された車両前方の撮像画像から周知の画像処理技術により走行ルートを示す白線を抽出し、抽出された白線形状に基づいて走行ルートの曲率半径を算出する。

また、走行情報取得部１３は、ヨーレートセンサ４０により検出されたヨーレートの値に基づいて、周知の解析技術により、走行ルートの曲率半径を算出してもよい。

算出部１４は、先頭車両位置及び走行情報に基づいて、先頭車両の所定時間後の位置である予測位置を算出する。予測位置の算出にかかる所定時間は、予め設定されている。この所定時間は、いかなる時間にも限定されず、ゼロであってもよいし、一定の時間であってもよい。所定時間は、例えば、車線変更不可の可能性がある旨を通知された後続車のドライバが、適切な措置を講じるために必要な時間が設定され、例えば、数秒から数十秒に設定される。

具体的には、隊列走行をしている車両群が直線のルートを走行している場合には、算出部１４は、速度情報（走行情報）に示される速度に所定時間を乗じて、所定時間中の移動距離を算出し、位置取得部１２により取得された先頭車両位置から、算出された移動距離の分だけ進行方向に移動した位置を予測位置として算出する。

また、図３は、隊列走行をしている車両がカーブに沿って走行している場合の予測位置の算出の例を示す図である。図３に示されるように、隊列走行している車両群のうちの先頭車両Ｂは、速度ｖで、曲率半径ｒのカーブを描く走行ルートｔｒを走行している。車速ｖ及び曲率半径ｒは、走行情報取得部１３により走行情報として取得される。

このような場合において、算出部１４は、前後方向の移動距離ｄｙ、及び前後方向に直交する左右方向の移動距離ｄｘだけ移動した位置を所定時間Ｔ後の予測位置ｐｐとして算出する。ここで、前後方向の移動距離ｄｙは以下の式により算出される。
ｄｙ＝ｒ×ｓｉｎ（ｖ×Ｔ／ｒ）
また、左右方向の移動距離ｄｘは、車両Ｂの操舵方向（図３に示す例では右方向）を正として、以下の式により算出される。
ｄｘ＝ｒ×｛１−ｃｏｓ（ｖ×Ｔ／ｒ）｝
このように、隊列が直線のルートを進行している場合及びカーブに沿って走行している場合のいずれの場合であっても、先頭車両の予測位置が適切に算出される。

判定部１５は、算出部１４により算出された予測位置が車線変更箇所の範囲外であるか否かを判定する。図４は、先頭車両の予測位置が車線変更箇所の範囲外であるか否かの判定の例を示す図である。

図４に示されるように、車両Ｂ_１及び車両Ｂ_２は、車両Ｂ_１を先頭車両として隊列走行をしており、合流のために車線変更箇所Ｒに進入している。車線変更箇所Ｒは、車両Ｂ_１及び車両Ｂ_２の走行ルート上の位置に関連付けられた情報として取得されたものである。算出部１４は、隊列の先頭車両である車両Ｂ_１の先頭車両位置及び走行情報に基づいて、所定時間（Ｔ）後の予測位置ｐｐ_１を算出する。判定部１５は、予測位置ｐｐ_１が車線変更箇所Ｒの範囲外であるか否かを判定する。図４に示す例では、判定部１５は、予測位置ｐｐ_１が車線変更箇所Ｒの範囲外であることを判定する。

なお、算出部１４及び判定部１５の各々は、先頭車両位置が車線変更箇所の範囲内にあるときに、算出及び判定の処理を実施することとしてもよい。即ち、先頭車両が車線変更箇所の範囲内に進入したことを契機として、算出部１４による算出処理及び判定部１５による判定処理の実施を開始し、先頭車両が車線変更箇所の範囲外に出るまで、算出及び判定の処理を繰り返し実施することとしてもよい。そのように処理が実施されることにより、適切なタイミングでの車線変更不可の可能性の通知が可能となると共に、算出及び判定の処理のための処理負荷及びリソースが削減される。

通知部１６は、判定部１５により、予測位置が車線変更箇所の範囲外であることが判定された場合に、隊列走行をしている複数の車両のうちの１以上の後続車に車線変更不可の可能性がある旨を通知する。後続車のドライバは、車線変更不可の可能性がある旨の通知を受信することにより、所定時間に相当する時間のマージンをもって、車線変更の可否の検討、車線変更の実施の手段の検討及び単独走行に切り替えての車線変更の実施等の適切な措置をとることが可能となる。

次に、図５を参照して、車線変更支援装置１０による車線変更支援方法を説明する。図５は、車線変更支援装置１０による車線変更支援方法の処理内容を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、車線変更箇所取得部１１は、隊列走行のルートに関連付けられた車線変更箇所を示す車線変更箇所情報を取得する。

ステップＳ２において、位置取得部１２は、隊列走行をしている複数の車両のうちの先頭車両の先頭車両位置を取得する。

続くステップＳ３において、車線変更支援装置１０は、先頭車両が車線変更箇所に進入したか否かを判定する。先頭車両が車線変更箇所に進入したと判定された場合には、処理はステップＳ４に進む。一方、先頭車両が車線変更箇所に進入したと判定されなかった場合には、ステップＳ２〜Ｓ３の処理が繰り返される。

ステップＳ４において、位置取得部１２は、先頭車両位置を取得すると共に、走行情報取得部１３は、走行情報を取得する。

ステップＳ５において、算出部１４は、先頭車両位置及び走行情報に基づいて、先頭車両の所定時間後の位置である予測位置を算出する。

ステップＳ６において、判定部１５は、算出部１４により算出された予測位置が車線変更箇所の範囲外であるか否かを判定する。予測位置が車線変更箇所の範囲外であると判定された場合には、処理はステップＳ７に進む。一方、予測位置が車線変更箇所の範囲外であると判定されなかった場合には、処理はステップＳ４に戻る。

ステップＳ７において、通知部１６は、隊列走行をしている複数の車両のうちの１以上の後続車に車線変更不可の可能性がある旨を通知する。

以上説明したように、本実施形態の車線変更支援装置１０及び車線変更支援方法では、予め設定された所定時間の後の先頭車両の予測位置が算出され、予測位置が車線変更箇所の範囲外である場合に、車線変更不可の可能性がある旨が後続車のドライバに通知される。これにより、後続車のドライバは、所定時間に相当する時間のマージンをもって、車線変更の可否の検討、車線変更の実施の手段の検討及び単独走行に切り替えての車線変更の実施等の適切な措置をとることが可能となる。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

１…車線変更支援システム、１０…車線変更支援装置、１１…車線変更箇所取得部、１２…位置取得部、１３…走行情報取得部、１４…算出部、１５…判定部、１６…通知部、１８…車線変更箇所情報記憶部、３０…車速センサ、４０…ヨーレートセンサ、５０…カメラ、６０…通信装置。

Claims (6)

1. 隊列走行をしている車両の車線変更を支援する車線変更支援装置であって、
   隊列走行のルートに関連付けられた車線変更箇所を示す車線変更箇所情報を取得する車線変更箇所取得部と、
   隊列走行をしている複数の車両のうちの先頭車両の位置である先頭車両位置を取得する位置取得部と、
   少なくとも速度情報を含む前記先頭車両の走行情報を取得する走行情報取得部と、
   前記先頭車両位置及び前記走行情報に基づいて、前記先頭車両の所定時間後の位置である予測位置を算出する算出部と、
   前記予測位置が前記車線変更箇所の範囲外であるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により、前記予測位置が前記車線変更箇所の範囲外であることが判定された場合に、隊列走行をしている複数の車両のうちの１以上の後続車に車線変更不可の可能性がある旨を通知する通知部と、
   を備える車線変更支援装置。
2. 前記算出部は、前記先頭車両位置から、前記速度情報に示される速度に前記所定時間を乗じて得られる移動距離だけ前記先頭車両の進行方向に移動した位置を前記予測位置として算出する、
   請求項１に記載の車線変更支援装置。
3. 前記算出部は、前記先頭車両が速度（ｖ）で曲率半径（ｒ）のカーブに沿って走行する場合に、前記先頭車両の前後方向にｒ×ｓｉｎ（ｖ×Ｔ／ｒ）、前記前後方向に直交する左右方向に、左右のうちの前記先頭車両の操舵方向を正としてｒ×｛１−ｃｏｓ（ｖ×Ｔ／ｒ）｝、だけ移動した位置を、所定時間（Ｔ）後の予測位置として算出する、
   請求項１または２に記載の車線変更支援装置。
4. 前記車線変更箇所情報は、隊列走行をしている車両が車線変更を行った履歴がある位置を示す位置情報に基づいて設定される、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の車線変更支援装置。
5. 前記算出部及び前記判定部の各々は、前記先頭車両位置が前記車線変更箇所の範囲内にあるときに、前記算出及び前記判定を実施する、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の車線変更支援装置。
6. 隊列走行をしている車両の車線変更を支援する車線変更支援装置における車線変更支援方法であって、
   隊列走行のルートに関連付けられた車線変更箇所を示す車線変更箇所情報を取得する車線変更箇所取得ステップと、
   隊列走行をしている複数の車両のうちの先頭車両の位置である先頭車両位置を取得する位置取得ステップと、
   少なくとも速度情報を含む前記先頭車両の走行情報を取得する走行情報取得ステップと、
   前記先頭車両位置及び前記走行情報に基づいて、前記先頭車両の所定時間後の位置である予測位置を算出する算出ステップと、
   前記予測位置が前記車線変更箇所の範囲外であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおいて、前記予測位置が前記車線変更箇所の範囲外であることが判定された場合に、隊列走行をしている複数の車両のうちの１以上の後続車に車線変更不可である旨を通知する通知ステップと、
   を有する車線変更支援方法。

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