JP2021051654A - 先行車両特定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車が走行する道路を先行する先行車両ではない他車を先行車両として特定してしまうことを抑制する。【解決手段】先行車両特定装置１は、道路を走行中の自車の走行方位と位置とを含む自車情報を取得する自車情報取得部１２１と、車車間通信により他車の走行方位と位置とを含む他車情報を取得する他車情報取得部１２２と、自車情報と他車情報とに基づいて、自車の走行方位と他車の走行方位との差が判定距離内であり、かつ自車の進行方向前方に存在する他車を抽出する前方車両抽出部１２３と、前方車両抽出部が抽出した他車の位置の履歴である他車走行軌跡と、自車の位置の履歴である自車走行軌跡との関係が道路を走行する先行車両を特定するためのマッチング条件を満たすか否かに基づいて先行車両を特定する先行車両特定部１２５と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、自車が走行する道路を先行する他車を特定する技術に関する。

車車間通信により他車の位置を示す情報を受信して、自車の前方を走行する車両を特定する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００５−８４７９０号公報

他車から受信した情報が示す他車の位置は、必ずしも正確であるというわけではない。そのため、自車が走行する道路を先行する先行車両を、正確ではない他車の位置に基づいて特定した場合、先行車両ではない他車を先行車両として特定してしまうおそれがある。

そこで、自車が走行する道路を先行する先行車両ではない他車を先行車両として特定してしまうことを抑制する技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、道路を走行中の自車の走行方位と位置とを含む自車情報を取得する自車情報取得部と、車車間通信により他車の走行方位と位置とを含む他車情報を取得する他車情報取得部と、前記自車情報と前記他車情報とに基づいて、前記自車の走行方位と前記他車の走行方位との差が判定距離内であり、かつ前記自車の進行方向前方に存在する他車を抽出する前方車両抽出部と、前記前方車両抽出部が抽出した前記他車の位置の履歴である他車走行軌跡と、前記自車の位置の履歴である自車走行軌跡との関係が前記道路を走行する先行車両を特定するためのマッチング条件を満たすか否かに基づいて前記先行車両を特定する先行車両特定部と、を備える先行車両特定装置を提供する。

例えば、前記先行車両特定装置は、前記他車走行軌跡に含まれる前記他車の位置それぞれと、前記自車走行軌跡に含まれる前記自車の位置それぞれを照合するためのマッチング区間を設定する区間設定部をさらに備え、前記先行車両特定部は、前記マッチング区間の長さが所定長さ以上である場合、前記先行車両を特定する。

例えば、前記先行車両特定部は、前記マッチング区間内に含まれる前記自車の位置の数に対する、前記マッチング区間内に含まれる前記自車の位置それぞれの位置から所定距離内に前記他車の位置を含む前記自車の位置の数の割合が所定割合以上である場合、前記先行車両を特定する。

例えば、前記自車情報取得部は、前記自車の車速をさらに取得し、前記他車情報取得部は、前記他車の車速をさらに取得し、前記先行車両特定部は、前記マッチング区間における前記自車の車速に応じて定まる速度範囲内に、前記マッチング区間における前記他車の車速が含まれるか否かに基づいて前記先行車両を特定する。

例えば、前記他車情報取得部は、前記他車の位置の精度を示す他車位置精度情報をさらに取得し、前記前方車両抽出部は、前記他車情報取得部が取得した前記他車位置精度情報が示す前記精度が所定精度以上である他車を抽出する。

例えば、前記前方車両抽出部は、前記他車情報が示す前記他車の位置及び走行方位に基づいて将来の前記他車の位置を推定した推定位置と、前記他車情報取得部が新たに取得した前記他車情報が示す前記他車の位置との差が所定距離以内である他車を抽出する。

例えば、前記前方車両抽出部は、前記自車情報と前記他車情報とに基づいて、前記自車の走行方位と前記他車の走行方位との前記差が前記判定距離内である他車を抽出し、抽出した前記差が前記判定距離内である他車のうち、前記自車の進行方向前方に存在する他車をさらに抽出する。

例えば、前記先行車両特定装置は、前記自車の位置から判定距離内に存在する前記先行車両の位置を始点として、前記他車情報取得部が最後に取得した前記他車情報が示す他車の位置を終点とする前記他車走行軌跡に沿った距離を特定する距離特定部をさらに備える。

本発明によれば、自車が走行する道路を先行する先行車両ではない他車を先行車両として特定してしまうことを抑制できるという効果を奏する。

実施の形態の概要を説明するための図である。 実施の形態に係る自車の構成を示す図である。 他車が自車の進行方向前方に存在するか否かを判定する方法を説明するための図である。 他車の位置の精度を判定する方法を説明するための図である。 マッチング区間を設定する方法について説明するための図である。 先行車両の走行軌跡に沿った距離を特定する方法を説明するための図である。 先行車両を特定する処理の流れを示すフローチャートである。

＜実施の形態の概要＞
実施の形態に係る先行車両特定装置は、先行車両特定装置を搭載する自車の周辺に存在する車車間通信可能な他車から、他車の位置を定期的に取得する。そして、先行車両特定装置は、自車の進行方向前方に存在する他車の位置の時間変化に、自車の位置の時間変化が類似する場合、位置の時間変化が類似する他車を先行車両として特定する。図１は、実施の形態の概要を説明するための図である。自車Ｖは、複数の他車（Ｂ１〜Ｂ３及びＣ１〜Ｃ４）それぞれと車車間通信可能である。他車Ｂ１〜Ｂ３は、自車Ｖの前方に存在し、自車Ｖが走行する道路を自車Ｖに先行して走行する他車である。自車Ｖの位置の時間変化は、他車Ｂ１〜Ｂ３それぞれの位置の時間変化に類似する。そのため、先行車両特定装置は、他車Ｂ１〜Ｂ３を先行車両として特定する。

他車Ｃ１は、自車Ｖの進行方向前方に存在し、自車Ｖが走行する車線の対向車線を走行する他車である。自車Ｖの位置の時間変化は、他車Ｃ１の位置の時間変化に類似しない。他車Ｃ２〜Ｃ４は、自車Ｖが走行する道路と異なる他の道路を走行する他車である。自車Ｖの位置の時間変化は、他車Ｃ２〜Ｃ４それぞれの位置の時間変化に類似しない。そのため、先行車両特定装置は、他車Ｃ１〜Ｃ４を先行車両として特定しない。

このように、先行車両特定装置は、自車Ｖと車車間通信可能な範囲内の複数の他車のうち、自車Ｖの位置の時間変化に、位置の時間変化が類似する他車を先行車両として特定し、位置の時間変化が類似しない他車を先行車両として特定しない。そのため、先行車両特定装置は、自車Ｖの直前を走行する他車だけでなく、直前を走行する他車よりも先行する他車を先行車両として特定できる。また、先行車両特定装置は、先行車両ではない他車を先行車両として特定してしまうことを抑制できる。

［実施の形態に係る自車Ｖの構成］
図２は、実施の形態に係る自車Ｖの構成を示す図である。自車Ｖは、先行車両特定装置１と、自車状態検出部２と、通信部３とを備える。

自車状態検出部２は、道路を走行中の自車Ｖの状態を検出する。例えば、自車状態検出部２は、自車Ｖの走行方位を検出するための方位センサ、自車Ｖの位置を検出するためのＧＰＳ（Global Positioning System）受信機、及び自車Ｖの車速を検出するための車速センサを含む。自車状態検出部２は、検出した自車Ｖの走行方位と位置と車速とを出力する。また、自車状態検出部２は、検出した走行方位の確からしさを示す自車方位精度を特定してもよい。自車方位精度は、例えば０から１２までの数字で表される情報であり、数字が大きくなるほど誤差が小さいことを示す。また、自車状態検出部２は、検出した位置の確からしさを示す自車位置精度を特定してもよい。自車位置精度は、例えば０から１２までの数字で表される情報であり、数字が大きくなるほど誤差が小さいことを示す。この場合、自車状態検出部２は、自車方位精度を示す情報、及び自車位置精度を示す情報を出力する。

通信部３は、車車間通信を介して他車と情報を送受信する通信モジュールである。車車間通信は、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）である。

記憶部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等を含む記憶媒体である。記憶部１１は、制御部１２が実行するプログラムを記憶する。

制御部１２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部１２は、記憶部１１に記憶されたプログラムを実行することにより、自車情報取得部１２１、他車情報取得部１２２、前方車両抽出部１２３、区間特定部１２４、先行車両特定部１２５、及び距離特定部１２６としての機能を実現する。

自車情報取得部１２１は、道路を走行中の自車Ｖの走行方位と位置と車速とを自車状態検出部２から取得する。自車情報取得部１２１は、取得した自車Ｖの走行方位と位置と車速とを含む自車情報を記憶部１１に記憶させる。例えば、自車情報取得部１２１は、自車Ｖの走行方位に、走行方位を取得した順序を示す自車順序情報を関連付けて記憶させる。自車情報取得部１２１は、位置及び車速についても、走行方位と同様に、取得した順序を示す順序情報に関連付けて記憶させる。なお、自車情報取得部１２１は、自車Ｖの走行方位と位置と車速とを、予め定められた処理周期ごとに取得する。予め定められた処理周期は、例えば１００ミリ秒である。

なお、自車情報取得部１２１は、自車Ｖが移動している場合に取得した自車情報を記憶部１１に記憶させてもよい。例えば、自車情報取得部１２１は、自車Ｖの速度と処理周期とにより定まる自車Ｖの移動距離が、自車情報を記憶させるか否かを判定するための距離以上である場合に取得した自車情報を記憶させる。自車情報を記憶させるか否かを判定するための距離の具体的な値は、例えば１メートルである。また、自車情報取得部１２１は、自車Ｖの車速が自車情報を記憶させるか否かを判定するための速度以上である場合に取得した自車情報を記憶部１１に記憶させてもよい。自車情報を記憶させるか否かを判定するための速度の具体的な値は、例えば時速３６キロメートルである。

自車情報取得部１２１は、自車走行軌跡が示す位置同士の距離を記憶させてもよい。例えば、自車情報取得部１２１は、隣接する二つの順序それぞれに関連付けられた自車Ｖの位置間の距離を記憶部１１に記憶させる。具体的には、自車情報取得部１２１は、新たな自車Ｖの位置を取得すると、新たに取得した自車Ｖの位置と、新たに取得した自車Ｖの位置に関連付けられた順序よりも１つ前の自車Ｖの位置との距離を記憶させる。

自車情報取得部１２１は、自車状態検出部２から、自車位置精度情報、及び自車方位精度情報をさらに取得してもよい。この場合、自車情報取得部１２１は、自車Ｖの位置に関連付けて自車位置精度情報が示す位置の精度を記憶部１１に記憶させる。また、自車情報取得部１２１は、自車Ｖの走行方位に関連付けて自車方位精度情報が示す走行方位の精度を記憶部１１に記憶させる。

他車情報取得部１２２は、車車間通信を介して他車の走行方位と位置とを取得する。他車情報取得部１２２は、他車の車速をさらに取得してもよい。他車情報取得部１２２は、例えば、予め定められた処理周期ごとに、他車の走行方位と位置と車速とを含む他車情報を取得する。予め定められた処理周期は、例えば１００ミリ秒である。他車情報取得部１２２は、取得した他車情報を、当該情報を取得した順序を示す他車順序情報に関連付けて記憶部１１に記憶させる。

他車情報取得部１２２は、車車間通信が確立したと判定するための回数以上連続して他車情報を取得したか否かを処理周期ごとに判定する。他車情報取得部１２２は、確立したと判定するための回数以上連続して他車情報を取得した場合、車車間通信が確立したと判定する。車車間通信が確立したと判定するための回数は、例えば３回である。他車情報取得部１２２は、車車間通信が確立できないと判定するための回数以上連続して他車情報を取得できない場合、車車間通信が確立できないと判定する。車車間通信が確立できないと判定するための回数は例えば１５回である。

他車情報取得部１２２は、他車の位置の精度を示す他車位置精度情報をさらに取得してもよい。他車位置精度情報は、例えば０から１２までの数字で表される情報であり、数字が大きくなるほど誤差が小さいことを示す。また、他車情報取得部１２２は、他車の走行方位の精度を示す他車方位精度情報をさらに取得してもよい。他車方位精度情報は、例えば０から１２までの数字で表される情報であり、数字が大きくなるほど誤差が小さいことを示す。

前方車両抽出部１２３は、車車間通信可能な他車のうち、自車Ｖの走行方位と位置と他車の走行方位と位置とに基づいて、自車Ｖが走行する道路を走行している蓋然性が高い他車を抽出する。例えば、前方車両抽出部１２３は、自車Ｖの走行方位と他車の走行方位との差が抽出範囲内であり、かつ自車の進行方向前方に存在する他車を抽出する。抽出範囲は、自車Ｖが走行する道路を走行している蓋然性を判定するための範囲である。抽出範囲の具体的な値は、例えばマイナス９０度以上からプラス９０度以下である。

まず、前方車両抽出部１２３が自車Ｖの走行方位と他車の走行方位との差が抽出範囲内である他車を抽出する方法について説明する。前方車両抽出部１２３は、自車Ｖの複数の走行方位の平均値と、他車の複数の走行方位の平均値との差が抽出範囲内である他車を抽出する。複数の走行方位の平均値は、例えば連続して取得した１０個の走行方位の平均値である。

前方車両抽出部１２３は、自車Ｖの走行方位と他車の走行方位との差が抽出範囲内である他車を抽出する際に、各種情報の精度にさらに基づいて他車を抽出してもよい。例えば、前方車両抽出部１２３は、自車情報取得部１２１が取得した自車方位精度が、方位が確からしいと判定できる精度以上である場合、他車を抽出する。具体的には、前方車両抽出部１２３は、自車情報取得部１２１が取得した複数の自車方位精度の平均値に基づいて、他車を抽出する。例えば、前方車両抽出部１２３は、連続して取得した１０個の自車方位精度の平均値が、方位が確からしいと判定できる精度以上である場合、他車を抽出する。なお、方位が確からしいと判定できる精度は、例えば４である。

また、前方車両抽出部１２３は、自車情報取得部１２１が取得した自車位置精度が、位置が確からしいと判定できる精度以上である場合、他車を抽出する。前方車両抽出部１２３が自車位置精度に基づいて他車を抽出する具体的な方法は、自車方位精度に基づいて他車を抽出する方法と同様なので説明を割愛する。なお、位置が確からしいと判定できる精度は、例えば９である。

前方車両抽出部１２３は、他車情報取得部１２２が取得した他車位置精度情報が示す位置の精度が、位置が確からしいと判定できる精度以上である場合、他車を抽出する。前方車両抽出部１２３が他車の位置の精度に基づいて他車を抽出する具体的な方法は、自車方位精度に基づいて他車を抽出する方法と同様なので説明を割愛する。また、前方車両抽出部１２３は、他車方位精度情報が示す他車の走行方位の精度が、方位が確からしいと判定できる精度以上である場合、他車を抽出してもよい。他車の測定方位の精度に基づいて他車を抽出する具体的な方法は、自車方位精度に基づいて他車を抽出する方法と同様なので説明を割愛する。このようにすることで、先行車両特定装置１は、位置や走行方位が誤っている蓋然性が高い他車を前方車両として抽出しないようにできる。

なお、前方車両抽出部１２３は、自車Ｖの走行方位と他車の走行方位との差が抽出範囲内であり、かつ自車方位精度が、方位が確からしいと判定できる精度以上であり、かつ自車位置精度が、位置が確からしいと判定できる精度以上であり、かつ他車の測定方位の精度が、方位が確からしいと判定できる精度以上である場合に、他車を抽出してもよい。前方車両抽出部１２３は、走行方位に関する条件と、情報の精度に関する条件とを含む上記の５つの条件のうち、少なくともいずれかが満たされない場合、他車を抽出しない。具体的には、前方車両抽出部１２３は、上記の５つの条件のうち、少なくともいずれかが満たされない状態であると判定された回数が所定回数以上連続する場合、他車を抽出しない。所定回数は、例えば、５回である。このようにすることで、前方車両抽出部１２３は、位置や走行方位が誤っている蓋然性が高い状態で前方車両を抽出することを抑制できる。

次に、前方車両抽出部１２３が自車Ｖの進行方向前方に存在する他車を抽出する方法について説明する。前方車両抽出部１２３は、自車Ｖの走行方位に対する、自車Ｖの位置から他車の位置に引いた直線のなす角が、前方に存在すると判定するための角度範囲内である他車を抽出する。前方に存在すると判定するための角度範囲は、例えば、マイナス７５度からプラス７５度である。

前方車両抽出部１２３は、自車Ｖの走行方位に対する、自車Ｖの位置から他車の位置に引いた直線のなす角が、前方に存在しないと判定するための角度範囲内である場合、他車を抽出しない。前方に存在しないと判定するための角度範囲は、例えばマイナス１３５度未満、又はプラス１３５度より大きい。このように、前方に存在すると判定するための角度範囲と、前方に存在しないと判定するための角度範囲とを異ならせることにより、前方車両抽出部１２３は、一度前方に存在すると判定した他車を、前方に存在しないと判定しにくくなる。そのため、前方車両抽出部１２３は、一度前方に存在すると判定して抽出した他車を、前方に存在しないと判定することを低減できるので、前方車両であるか否かの判定結果が切り替わる頻度を低減できる。

以下、他車が自車Ｖの進行方向前方に存在するか否かを判定する具体的な方法の一例を説明する。図３は、他車が自車Ｖの進行方向前方に存在するか否かを判定する方法を説明するための図である。図３においては、北を基準方位とし、時計回りを正の角度とする左手系の直交座標系である。点Ｐは、左手系の直交座標系の原点を示す。図３に示すとおり、Ｘ軸は南北方向の北向きを正とする。Ｙ軸はＸ軸に直交する東西方向の東向きを正とする。破線は、Ｘ軸に平行な直線である。

自車Ｖの走行方位を示すベクトルｒ_０は自車Ｖの走行方位角φ_０を用いて下記の式（１）で表される。
ｒ_０＝（ｃｏｓφ_０、ｓｉｎφ_０）・・・（１）
自車Ｖの位置から他車の位置に向かうベクトルｒ_０αは、自車Ｖの位置を示すベクトルＸ_０と、他車の位置を示すベクトルＸ_αとを用いて下記の式（２）で表される。
ｒ_０α＝Ｘ_α−Ｘ_０・・・（２）
そして、自車Ｖの走行方位を示すベクトルｒ_０と、自車Ｖの位置から他車の位置に向かうベクトルｒ_０αとのなす角θは、余弦を用いて以下の式（３）で表される。
ｃｏｓθ＝（ｒ_０・ｒ_０α）／｜ｒ_０α｜・・・（３）

先行車両特定部１２５は、なす角θがマイナス７５度からプラス７５度である場合、他車が前方に存在すると判定する。また、先行車両特定部１２５は、なす角θがマイナス１３５度未満、又はプラス１３５度より大きい場合、他車が前方に存在しないと判定する。このように、他車が前方に存在すると判定する角度の範囲と、他車が前方に存在しないと判定する角度の範囲を異ならせることにより、前方車両抽出部１２３は、一度前方車両として抽出した他車を、前方に存在しないと判定することを抑制できる。その結果、前方車両抽出部１２３は、前方車両であるか否かの判定結果が切り替わる頻度を低減できる。

前方車両抽出部１２３は、推定した将来の他車の位置と、新たに取得した他車の位置に基づいて前方に存在する他車を抽出してもよい。例えば、前方車両抽出部１２３は、他車の位置及び走行方位に基づいて将来の他車の位置を推定した推定位置と、他車情報取得部１２２が新たに取得した他車の位置との差が所定距離以内である他車を抽出する。例えば、前方車両抽出部１２３は、所定間隔毎に、差が所定距離以内であるか否かを判定する。所定間隔は、例えば５００ミリ秒である。所定距離は、例えば１５ｍである。そして、前方車両抽出部１２３は、位置が確からしいと判定するための回数連続して差が所定距離以内であると判定した他車を抽出する。

なお、前方車両抽出部１２３は、所定期間に、位置が不確かであるとみなせる回数連続して差が所定距離以内でないと判定した他車を抽出しない。所定期間は例えば２秒間である。位置が不確かであるとみなせる回数は例えば２回である。このようにすることで、先行車両特定装置１は、位置の精度に誤りがある蓋然性が高い他車を前方車両として抽出してしまうことを抑制できる。

以下、他車の位置の精度を判定する具体的な方法の一例を説明する。図４は、他車の位置の精度を判定する方法を説明するための図である。図４においては、北を基準方位とし、時計回りを正の角度とする左手系の直交座標系である。点Ｐは、左手系の直交座標系の原点を示す。図４に示すとおり、Ｘ軸は南北方向の北向きを正とする。Ｙ軸はＸ軸に直交する東西方向の東向きを正とする。破線は、Ｘ軸に平行な直線である。ベクトルＸ_α（ｔ−Δｔ）は、時刻（ｔ−Δｔ）における他車情報取得部１２２が取得した他車の位置を示すベクトルである。ベクトルＸ_α（ｔ）は、時刻ｔにおける他車情報取得部１２２が取得した他車の位置を示すベクトルである。

前方車両抽出部１２３は、時刻（ｔ−Δｔ）における他車の車速及び走行方位に基づいて、時刻ｔにおける他車の移動量を推定する。ベクトルｒ_α（ｔ−Δｔ）は、時刻ｔにおける他車の位置を前方車両抽出部１２３が推定した移動量を示すベクトルである。ベクトルｒ_α（ｔ−Δｔ）は、時刻（ｔ−Δｔ）における他車の車速Ｖ_α（ｔ−Δｔ）、及び時刻（ｔ−Δｔ）における他車の走行方位角φ_α（ｔ−Δｔ）を用いて下記の式（４）で表される。なお、ベクトルｒ_α（ｔ−Δｔ）の意味を理解しやすくするために、式（４）は極座標系で表示する。
ｒ_α（ｔ−Δｔ）＝（Ｖ_α（ｔ−Δｔ）・Δｔ、φ_α（ｔ−Δｔ））・・・（４）

前方車両抽出部１２３は、時刻（ｔ−Δｔ）における他車の位置（Ｘ_α（ｔ−Δｔ））から時刻ｔにおける他車の位置（Ｘ_α（ｔ））までの位置の変化量と、推定した移動量との差の絶対値が所定値以内であるか否かを判定する。所定値は、他車の位置が確からしいと判定できる値である。所定値の具体的な値は、例えば１５ｍである。前方車両抽出部１２３は、下記の式（５）が成立するか否かを判定する。式（５）においては、式（４）で示したベクトルｒ_α（ｔ−Δｔ）を、極座標系から、上記の左手系の直交座標系に変換したものとする。
｜｛Ｘ_α（ｔ）−Ｘ_α（ｔ−Δｔ）｝−ｒ_α（ｔ−Δｔ）｜≦１５（ｍ）・・・（５）
前方車両抽出部１２３は、式（５）が成立する場合、他車を前方車両として抽出し、式（５）が成立しない場合、他車を前方車両として抽出しない。

なお、前方車両抽出部１２３は、自車Ｖの走行方位と他車の走行方位との差が抽出範囲内である他車を抽出し、抽出した他車のうち、自車Ｖの進行方向前方に存在する他車をさらに抽出する。走行方位を判定する処理に必要な計算リソースは、前方に存在するかを判定する処理に必要な計算リソースよりも少ない。そのため、必要な計算リソースが少ない走行方位を判定する処理から実行することにより、前方に存在するかを判定する処理に必要な計算リソースを低減できる。

前方車両抽出部１２３は、前方車両として抽出しなかった他車の他車情報を記憶部１１から削除してもよい。このようにすることで、先行車両特定装置１は、先行車両を特定するために必要な記憶容量を低減することができる。

区間特定部１２４は、前方車両抽出部１２３が抽出した他車の位置の履歴である他車走行軌跡に含まれる他車の位置それぞれと、自車Ｖの位置の履歴である自車走行軌跡に含まれる自車Ｖの位置それぞれを照合するためのマッチング区間を設定する。以下、図５を参照しながら、区間特定部１２４がマッチング区間を設定する方法について説明する。

図５は、マッチング区間を設定する方法について説明するための図である。丸は、自車Ｖの位置の履歴である自車走行軌跡を示す。三角は、先行車両か否かを判定中の他車Ｗの位置の履歴である他車走行軌跡を示す。なお、図を見やすくするために、自車Ｖの走行軌跡と他車Ｗの走行軌跡とが重ならないようにしているが、自車Ｖの走行軌跡と他車Ｗの走行軌跡と走行軌跡は重なっていても構わない。図５に示す矢印は、自車Ｖの進行方向を示す。

まず、区間特定部１２４は、自車Ｖの位置から判定距離内に他車Ｗの位置を含む自車Ｖの位置を特定する。判定距離は、過去の自車Ｖの位置と過去の他車Ｗの位置とが近接するか否かを判定するための距離であり、例えば１５ｍである。具体的には、区間特定部１２４は、自車走行軌跡に含まれる自車Ｖの位置それぞれについて、自車Ｖの位置を取得した順序に従って、自車Ｖの位置から判定距離内に他車Ｗの位置が含まれるか否かを判定する。黒く塗りつぶした丸（ｎ_０ｐ）は判定距離内に他車Ｗの位置を含む自車Ｖの位置であると判定された自車Ｖの位置である。

区間特定部１２４は、自車Ｖの位置から判定距離内に他車Ｗの位置が含まれると判定した自車Ｖの位置（ｎ_０ｐ）から、自車走行軌跡のうち最後に取得した自車Ｖの位置（ｎ_０ｌ）までをマッチング区間Ｄとして設定する。そして、区間特定部１２４は、マッチング区間Ｄの長さを特定する。例えば、区間特定部１２４は、自車情報取得部１２１が記憶部１１に記憶させた自車走行軌跡が示す位置同士の距離に基づいてマッチング区間Ｄの長さを特定する。具体的には、区間特定部１２４は、マッチング区間Ｄに含まれる、順序が連続する二つの自車Ｖの位置の距離の総和をマッチング区間Ｄの長さとして特定する。より具体的には、区間特定部１２４は、位置（ｎ_０ｐ）と位置（ｎ_０１）との距離、位置（ｎ_０１）と位置（ｎ_０２）との距離、位置（ｎ_０２）と位置（ｎ_０３）との距離、及び位置（ｎ_０３）と位置（ｎ_０ｌ）との距離の総和を特定する。

先行車両特定部１２５は、他車走行軌跡と自車走行軌跡との関係が、自車Ｖが走行する道路を走行する先行車両を特定するためのマッチング条件を満たすか否かに基づいて先行車両を特定する。先行車両特定部１２５は、区間特定部１２４が特定したマッチング区間Ｄの長さが所定長さ以上であり、かつマッチング区間Ｄ内に含まれる自車Ｖの位置の数に対する、所定条件を満たす自車Ｖの位置の数の割合が所定割合以上である場合、マッチング条件を満たすと判定する。以下、マッチング条件を満たすか否かを判定する方法について説明する。

先行車両特定部１２５は、マッチング区間Ｄの長さが所定長さ以上であるか否かを判定する。所定長さは、自車Ｖが走行する道路を他車Ｗが走行しているとみなせる距離であり、例えば８０ｍである。先行車両特定部１２５は、前方車両抽出部１２３が設定したマッチング区間Ｄの長さが所定長さ以上である場合、先行車両を特定する。このようにすることで、先行車両特定部１２５は、マッチング区間Ｄの長さが所定長さよりも短い他車Ｗを先行車両として特定しなくなる。その結果、先行車両特定部１２５は、自車Ｖの走行軌跡と他車Ｗの走行軌跡とが一時的に類似する他車Ｗを先行車両として特定することを抑制できる。

先行車両特定部１２５は、マッチング区間Ｄ内に含まれる自車Ｖの位置のうち、所定条件を満たす自車Ｖの位置の数を特定する。例えば、先行車両特定部１２５は、自車Ｖの位置から判定距離内に他車Ｗの位置が含まれる自車Ｖの位置の数を、所定条件を満たす自車Ｖの位置の数として特定する。そして、先行車両特定部１２５は、マッチング区間Ｄ内に含まれる自車Ｖの位置の数に対する、マッチング区間Ｄ内に含まれる自車Ｖの位置それぞれの位置から判定距離内に他車位置情報が示す他車Ｗの位置を含む自車Ｖの位置の数の割合が所定割合以上であるか否かを判定する。先行車両特定部１２５は、割合が、所定割合以上である場合、先行車両を特定する。所定割合は、自車Ｖが走行する道路を他車Ｗが走行していると判定できる割合である。所定割合の具体的な値は、例えば８割である。

なお、自車Ｖの自車走行軌跡と他車Ｗの他車走行軌跡は一致するものではないから、マッチング区間Ｄに含まれる自車Ｖの位置の数が多くなると、自車Ｖの位置から判定距離内に他車の位置を含まない自車Ｖの位置の数が増加する場合がある。そこで、先行車両特定部１２５は、マッチング区間Ｄに含まれる自車Ｖの位置の数が多いほど、所定割合を小さくする。このようにすることで、先行車両特定部１２５は、自車Ｖの位置から判定距離内に他車の位置を含まない自車Ｖの位置の数が増加したとしても、走行軌跡が類似する先行車両を特定できる。また、マッチング区間Ｄの長さが長くなるほどマッチング区間Ｄに含まれる自車Ｖの位置の数が多くなると考えられるので、先行車両特定部１２５は、マッチング区間Ｄの長さが長くなるほど所定割合を小さくしてもよい。

先行車両特定部１２５は、自車Ｖの速度と他車Ｗの速度に基づいて先行車両を特定してもよい。先行車両特定部１２５は、マッチング区間Ｄにおける自車Ｖの車速に応じて定まる速度範囲内に、マッチング区間Ｄにおける他車Ｗの車速が含まれるか否かに基づいて先行車両を特定する。具体的には、まず、先行車両特定部１２５は、マッチング区間Ｄに含まれる自車Ｖの位置それぞれに対応する車速の統計量を算出する。統計量は、平均値、中央値、又は最頻値である。以下の説明において、先行車両特定部１２５は、車速の統計量として車速の平均値を算出する。

次に、先行車両特定部１２５は、マッチング区間Ｄに含まれる他車Ｗの位置それぞれに対応する車速の平均値を算出する。そして、先行車両特定部１２５は、自車Ｖの車速の平均値に応じて定まる速度範囲内に、他車Ｗの車速が含まれる場合、当該他車Ｗを先行車両として特定する。速度範囲の具体的な値は、例えば、自車Ｖの車速の平均値から時速３０ｋｍを減算した値から、自車Ｖの車速の平均値に時速４０ｋｍを加算した値までである。

このようにすることで、先行車両特定装置１は、自車Ｖの速度域と異なる速度域の道路を走行する他車Ｗを先行車両として特定することを低減できる。具体的には、先行車両特定装置１は、自車Ｖが走行する道路に対して上下方向又は横方向に併設された道路を走行する他車Ｗを先行車両として特定してしまうことを抑制できる。例えば、自車Ｖが高速道路を走行する場合において、先行車両特定装置１は、自車Ｖが走行する高速道路の下方向に設置された一般道路を走行する他車Ｗを先行車両として特定することを抑制できる。

距離特定部１２６は、先行車両の走行軌跡に沿った距離を特定する。以下、図６を参照しながら、距離特定部１２６が先行車両の走行軌跡に沿った距離を特定する方法について説明する。

図６は、先行車両Ｂの走行軌跡に沿った距離を特定する方法を説明するための図である。図６に示す四角は、先行車両特定部１２５が特定した先行車両Ｂの位置の履歴である他車走行軌跡を示す。

距離特定部１２６は、自車Ｖの位置から判定距離内に存在する先行車両Ｂの位置を始点とする他車走行軌跡に沿った区間の距離を特定する。例えば、距離特定部１２６は、自車情報取得部１２１が最後に取得した自車Ｖの位置（ｎ_０ｌ）に最も近い先行車両Ｂの位置（ｎ_αｅ）を始点として、他車情報取得部１２２が最後に取得した先行車両Ｂの位置（ｎ_αｌ）を終点とする先行車両走行区間Ｅの距離を特定する。具体的には、距離特定部１２６は、先行車両走行区間Ｅに含まれる、順序が連続する二つの他車の位置の距離の総和を距離として特定する。より具体的には、図６において、距離特定部１２６は、位置（ｎ_αｅ）と位置（ｎ_α１）との距離、位置（ｎ_α１）と位置（ｎ_α２）との距離、位置（ｎ_α２）と位置（ｎ_α３）との距離、及び位置（ｎ_α３）と位置（ｎ_αｌ）との距離の総和を特定する。このようにすることで、距離特定部１２６は、自車Ｖと先行車両Ｂとの直線距離ではない、先行車両Ｂが実際に走行した距離を特定することができる。

［先行車両Ｂを特定する処理の流れ］
以下、図７を参照しながら、先行車両Ｂを特定する処理の流れを説明する。図７は、先行車両Ｂを特定する処理の流れを示すフローチャートである。まず、自車情報取得部１２１は、自車Ｖの走行方位、位置、及び速度を含む自車情報を取得する（ステップＳ１）。次に、他車情報取得部１２２は、他車の走行方位、位置、及び速度を含む他車情報を取得する（ステップＳ２）。

前方車両抽出部１２３は、自車Ｖの走行方位と他車の走行方位との差が抽出範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ３）。前方車両抽出部１２３は、走行方位の差が抽出範囲内である場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、自車Ｖの位置と他車の位置とに基づいて他車が自車Ｖの進行方向前方に存在するか否かを判定する（ステップＳ４）。前方車両抽出部１２３は、他車が進行方向前方に存在すると判定した場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、過去の他車の位置及び走行方位に基づいて推定した将来の他車の位置と、新たに取得した他車の位置に基づいて、他車の位置の精度が、位置が確からしいと判定できる精度以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。そして、前方車両抽出部１２３は、位置が確からしいと判定できる精度以上である場合当該他車を前方車両として抽出し、位置が確からしいと判定できる精度未満である他車を前方車両として抽出しない。

区間特定部１２４は、位置が確からしいと判定できる精度以上であると前方車両抽出部１２３が判定し前方車両を抽出した場合（ステップＳ５でＹｅｓ）、前方車両の情報の受信を開始してから所定時間が経過するまで待機した後、マッチング区間Ｄを特定する。そして、先行車両特定部１２５は、マッチング区間Ｄの長さが判定距離以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。先行車両特定部１２５は、マッチング区間Ｄの長さが判定距離以上である場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、マッチング区間Ｄ内に含まれる自車Ｖの位置の数に対する、マッチング区間Ｄ内に含まれる自車Ｖの位置それぞれの位置から判定距離内に前方車両の位置を含む自車Ｖの位置の数の割合が所定割合以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。

先行車両特定部１２５は、所定割合以上である場合（ステップＳ７でＹｅｓ）、マッチング区間Ｄにおける自車Ｖの車速に応じて定まる速度範囲内に、マッチング区間Ｄにおける前方車両の車速が含まれるか否かを判定する（ステップＳ８）。先行車両特定部１２５は、自車Ｖの車速に応じて定まる速度範囲内に前方車両の車速が含まれる場合（ステップＳ８でＹｅｓ）、当該前方車両を先行車両として特定する（ステップＳ９）。そして、距離特定部１２６は、先行車両の走行軌跡に沿った距離を特定する（ステップＳ１０）。

先行車両特定部１２５は、ステップＳ３からステップＳ５のうちいずれかの判定がＮｏであった場合、他車を前方車両として特定せず、当該他車の他車情報を記憶部１１から削除する（ステップＳ１１）。このようにすることで、先行車両特定装置１は、他車から受信した情報が不正確であるとみなせる場合に当該他車の情報を削除することで先行車両を特定する処理に必要な計算リソースを低減できる。

先行車両特定部１２５は、ステップＳ６からステップＳ８のうちいずれかの判定がＮｏであった場合、他車を前方車両として特定し、前方車両として特定した他車の他車情報を記憶部１１から削除しない（ステップＳ１２）。このようにすることで、先行車両特定装置１は、前方車両として特定した他車の他車走行履歴を記憶できる。その結果、先行車両特定装置１は、自車走行履歴と他車走行履歴とがある程度重なった場合に先行車両を特定できるようになる。

［実施の形態に係る先行車両特定装置１の効果］
以上説明したとおり、先行車両特定装置１は、自車Ｖの走行方位及び位置と、他車の走行方位及び位置とに基づいて、自車Ｖの走行方位と他車の走行方位との差が抽出範囲内であり、かつ自車Ｖの進行方向前方に存在する他車を抽出する。そして、先行車両特定装置１は、自車Ｖの位置の履歴である自車走行軌跡と、他車の位置の履歴である他車走行軌跡との関係が、自車Ｖが走行する道路を先行する先行車両を特定するためのマッチング条件を満たすか否かに基づいて先行車両を特定する。このようにすることで、先行車両特定装置は、自車Ｖの直前を先行する他車だけでなく、車車間通信可能な範囲内において、自車Ｖの直前を先行する他車よりもさらに先行する他車を先行車両として特定できる。また、先行車両特定装置１は、マッチング条件を満たさない他車を先行車両として特定しないので、先行車両ではない他車を、誤って先行車両として特定してしまうことを抑制できる。

（変形例１）
上記の説明において、前方車両抽出部１２３は、自車Ｖの走行方位と他車の走行方位との差が抽出範囲内である他車を抽出し、抽出した他車のうち、自車Ｖの進行方向前方に存在する他車をさらに抽出した。これに限らず、前方車両抽出部１２３は、自車Ｖの進行方向前方に存在する他車を抽出し、抽出した他車のうち自車Ｖの走行方位と他車の走行方位との差が抽出範囲内である他車をさらに抽出してもよい。

（変形例２）
以上の説明においては、先行車両特定装置１は、自車に先行する先行車両を特定したが、これに限らず、自車が他車に対して先行しているか否かを特定してもよい。言い換えると、先行車両特定装置１は、自車が他車に先行することを特定することにより、自車の後方を追従する後方走行車両を特定する。この場合、先行車両特定装置１は、自車の走行方位と他車の走行方位との差が抽出範囲内であり、かつ他車の進行方向前方に自車が存在するか否かを判定する。そして、先行車両特定装置１は、走行方位の差が抽出範囲内であり、かつ他車の進行方向前方に自車が存在すると判定した他車の他車走行軌跡と、自車走行軌跡との関係が道路を走行する先行車両を特定するためのマッチング条件を満たすか否かに基づいて後方走行車両を特定する。詳細な説明は省略するが、先行車両特定装置１は、実施の形態の説明における自車と他車とを入れ替えることにより後方走行車両を特定することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１ 先行車両特定装置
２ 自車状態検出部
３ 通信部
１１ 記憶部
１２ 制御部
１２１ 自車情報取得部
１２２ 他車情報取得部
１２３ 前方車両抽出部
１２４ 区間特定部
１２５ 先行車両特定部
１２６ 距離特定部

Claims (8)

1. 道路を走行中の自車の走行方位と位置とを含む自車情報を取得する自車情報取得部と、
   車車間通信により他車の走行方位と位置とを含む他車情報を取得する他車情報取得部と、
   前記自車情報と前記他車情報とに基づいて、前記自車の走行方位と前記他車の走行方位との差が判定距離内であり、かつ前記自車の進行方向前方に存在する他車を抽出する前方車両抽出部と、
   前記前方車両抽出部が抽出した前記他車の位置の履歴である他車走行軌跡と、前記自車の位置の履歴である自車走行軌跡との関係が前記道路を走行する先行車両を特定するためのマッチング条件を満たすか否かに基づいて前記先行車両を特定する先行車両特定部と、
   を備える先行車両特定装置。
2. 前記他車走行軌跡に含まれる前記他車の位置それぞれと、前記自車走行軌跡に含まれる前記自車の位置それぞれを照合するためのマッチング区間を設定する区間設定部をさらに備え、
   前記先行車両特定部は、前記マッチング区間の長さが所定長さ以上である場合、前記先行車両を特定する、
   請求項１に記載の先行車両特定装置。
3. 前記先行車両特定部は、前記マッチング区間内に含まれる前記自車の位置の数に対する、前記マッチング区間内に含まれる前記自車の位置それぞれの位置から所定距離内に前記他車の位置を含む前記自車の位置の数の割合が所定割合以上である場合、前記先行車両を特定する、
   請求項２に記載の先行車両特定装置。
4. 前記自車情報取得部は、前記自車の車速をさらに取得し、
   前記他車情報取得部は、前記他車の車速をさらに取得し、
   前記先行車両特定部は、前記マッチング区間における前記自車の車速に応じて定まる速度範囲内に、前記マッチング区間における前記他車の車速が含まれるか否かに基づいて前記先行車両を特定する、
   請求項２又は３に記載の先行車両特定装置。
5. 前記他車情報取得部は、前記他車の位置の精度を示す他車位置精度情報をさらに取得し、
   前記前方車両抽出部は、前記他車情報取得部が取得した前記他車位置精度情報が示す前記精度が所定精度以上である他車を抽出する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の先行車両特定装置。
6. 前記前方車両抽出部は、前記他車情報が示す前記他車の位置及び走行方位に基づいて将来の前記他車の位置を推定した推定位置と、前記他車情報取得部が新たに取得した前記他車情報が示す前記他車の位置との差が所定距離以内である他車を抽出する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の先行車両特定装置。
7. 前記前方車両抽出部は、前記自車情報と前記他車情報とに基づいて、前記自車の走行方位と前記他車の走行方位との前記差が前記判定距離内である他車を抽出し、抽出した前記差が前記判定距離内である他車のうち、前記自車の進行方向前方に存在する他車をさらに抽出する、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の先行車両特定装置。
8. 前記自車の位置から判定距離内に存在する前記先行車両の位置を始点として、前記他車情報取得部が最後に取得した前記他車情報が示す他車の位置を終点とする前記他車走行軌跡に沿った距離を特定する距離特定部をさらに備える、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の先行車両特定装置。
   
   

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