JP2022104008A - 車両の走行支援システム、これに用いるサーバ装置、および車両 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2は、移動する車同士で通信を行う車車間通信システムを開示する。そして、車線変更を行う場合、自車に搭載されたセンサ手段により変更先車線の後続直進車を特定し、後続直進車の識別番号を用いて後続直進車に車線変更を要求する情報をユニキャスト方式で送信し、車載通信機が後続直進車から車線変更を了解する内容の返信をユニキャスト方式で受信した後に、自車の走行の制御によって車線変更を行う、ことを開示する。
しかしながら、これら先行技術の制御が実現されたとしても、車両の走行について、合流などにおける安全性の確保またはスムースな移動が必ずしも実現されるとは限らない。
その結果、本発明では、複数の車線の間で移動しようとしている第一車両の走行と、その影響をうける可能性がある第二車両の走行とについて、車線の間での移動における安全性を高めつつスムースな走行を実現できる可能性を高めて、車両の走行を支援する走行支援システムを改善することができる。
図1は、本発明の第一実施形態に係る走行支援システム1の説明図である。
図1の走行支援システム1は、自動運転または運転支援の走行制御により道路を走行することができる複数の自動車2と、複数の自動車2の走行などについての車両情報を収集して複数の自動車2に対して走行支援情報を送信するサーバ装置3と、を有する。
自動車2は、基本的に制御部20により自動運転または運転支援により道路を走行できるものであればよい。自動車2は、さらに手動運転により道路を走行することが可能なものであってもよい。手動運転の場合、自動車2の制御部20は、走行支援情報などをドライバへ通知してよい。
また、図1には、GNSS(Global Navigation Satellite System)衛星110が示されている。GNSS衛星110は、地球の衛星軌道に位置し、地表へ向けて電波を発する。GNSS衛星110の電波には、それぞれの衛星の位置を示す緯度経度高度の情報と、複数の衛星間で同期化を図っている絶対的な時刻の情報と、が含まれる。複数のGNSS衛星110の電波を受信することにより、受信した地点の位置を正確に示す緯度経度高度の情報と、受信した地点の正確な時刻と、を得ることが可能である。
基地局4は、電波到達範囲内に存在する自動車2との間に、情報を送受するための無線通信路を確立する。自動車2が道路を走行すると、自動車2が通信路を確立する基地局4が切り替わる。これにより、自動車2は、たとえば道路の走行中に、道路に沿って並んでいる複数の基地局4を切り換えて、サーバ装置3との通信のための無線通信路を確立し続けることができる。第五世代の基地局4との間に確立される無線通信路は、第四世代の基地局4との間に確立されるものと比べて、格段に多い情報量を送受することができる。また、第五世代の基地局4は、高度な情報処理能力を備える。このため、第五世代の基地局4は、その基地局4との間に無線通信路を確立している複数の自動車2の間での直接的な通信を実現したり、他の基地局4と連携して複数の自動車2の間での直接的な通信を実現することが可能である。複数の自動車2は、V2V通信のための見通し通信環境が得られない場合でも、基地局4を介して、V2V通信をすることが可能である。また、第五世代の基地局4は、サーバ装置3の機能の一部またはすべてを実行することができる。サーバ装置3は、複数の基地局4に分散して実現してもよい。
インターネットは、パブリックでオープンな広域通信網である。広域通信網には、この他にもたとえば、ADAS(Advanced driver-assistance systems)といった高度交通システムで使用する専用の通信網、電話交換に専用に用いるATM交換網がある。走行支援システム1は、専用ネットワークの替わりに、または専用ネットワークとともにこれらの広域通信網を使用してよい。オープンネットワークでは、クローズドネットワークと比べて伝送遅延が大きくなり易い傾向にあるが、データを暗号化といった符号化することにより一定の秘匿性を担持することができる。ただし、専用ネットワークを用いることにより、インターネットなどを用いる場合と比べて、複数の基地局4およびサーバ装置3との間でのデータ通信は、低遅延で大容量の高速通信が相互に安定的に実行可能となる。専用ネットワークがTCP/IPプロトコルなどによる非同期のフレームにより情報を送受するものであって、コリジョン検出などによりフレームを再送するようなものであっても、それらに起因する伝送遅延が過大となり難い。専用ネットワークでは、大量のデータが非同期で送受されることがあるインターネットと比べて、伝送遅延を小さく収めることができる。
走行支援情報は、自動車2の走行を制御または支援するための情報であり、たとえば自動運転または運転支援での走行についての指示または要請として、加減速、操舵、先行車追従、といった情報を含む。
そして、サーバ装置3が複数の自動車2の走行についしての走行支援情報を、複数の自動車2が交通での優先ルールでの優先度にしたがうように生成して送信することにより、複数の自動車2の制御部20は、基本的に互いの走行が干渉しないように走行制御を実行可能となる。
サーバ装置3は、複数の自動車2の走行を管理するコンピュータ装置10である。
図2のサーバ装置3は、GNSS受信機11、タイマ12、通信デバイス13、メモリ14、CPU(Central Processing Unit)15、および、これらが接続されるバス16、を有する。
タイマ12は、時刻、時間、期間を計測する。
GNSS受信機11は、GNSS衛星110の電波を受信して、現在時刻を得る。サーバ装置3は、GNSS受信機11の現在時刻によりタイマ12の時刻を校正してよい。
メモリ14は、CPU15が実行するプログラムおよびデータを記録するROMでよい。メモリ14は、プログラム実行中のCPU15のデータを記録するRAMを備えてよい。メモリ14は、たとえば、半導体メモリとハードディスクデバイスとを組み合わせたものでよい。
CPU15は、メモリ14からプログラムを読み込んで実行する。これにより、サーバ装置3には、サーバ制御部が実現される。
サーバ制御部としてのCPU15は、サーバ装置3の全体的な動作を管理する。
また、サーバ制御部としてのCPU15は、走行支援システム1の全体の制御部20として機能する。CPU15は、複数の自動車2の走行を管理して制御する。CPU15は、各自動車2の走行状況を示す複数の車両情報を含むフィールド情報を収集し、これに基づいて複数の自動車2の走行を制御または支援するための走行支援情報を生成する。CPU15は、基本的に複数の自動車2の走行について交通ルールでの優先度に従う走行支援情報を生成して送信し、複数の自動車2の走行についての安全性および安心感を確保する。
サーバ装置3は、サーバ装置3の機能ごとに、複数のコンピュータ装置10に分散されてよい。サーバ装置3の各機能は、複数のコンピュータ装置10により実行されてよい。
サーバ装置3の機能の一部またはすべては、たとえば複数の基地局4に分散されてよい。
サーバ装置3としての複数のコンピュータ装置10は、多層化されていてよい。サーバ装置3としての複数のコンピュータ装置10は、たとえば複数の基地局4などに分散して配置される下位のものと、その分散されているものを統括管理する上位のものと、で構成されてよい。
いずれにしても、複数のコンピュータ装置10が協働してサーバ装置3として機能することにより、個々のコンピュータ装置10の処理負荷を低減できる。
また、通信網5に対して複数のサーバ装置3を適切に分散して配置することにより、各情報が伝送される範囲を制限して、伝送負荷、伝送遅延を低減できる。
そして、複数の基地局4のそれぞれに対応するように複数に分散されているサーバ装置3は、基地局4と一体的に設けられ、基地局4の機能の1つとして設けられてよい。このような分散サーバ装置の機能を有する基地局4は、情報の伝送遅延時間を最小化することが可能である。分散サーバ装置の機能を有する基地局4は、たとえば自動車2の自動車2システムの処理の一部を代替えして実行して、自動車2の自動車2システムの構成要素の一部として機能することができる。複数の基地局4は、たとえば、基地局4とは別のサーバ装置3を経由することなく互いに通信した協働的な処理により、サーバ装置3の機能を実現してよい。この場合において、道路に対して固定的に設置される複数の基地局4は、たとえば、それぞれの通信エリアに収容される複数の自動車2の情報を、それぞれの通信エリアでの位置などに基づいて複数の道路地図に分類し、その道路の分類に基づいてグループ化し、グループ化した情報を複数の他の基地局4へ中継転送してよい。複数の基地局4とは別のサーバ装置3は、不要としてもよい。また、複数の基地局4とサーバ装置3との協働的な処理により、サーバ装置3の処理を分散して実現してもよい。
そして、複数の自動車2の各々は、各々の走行状況などを示す車両情報を、サーバ装置3へ比較的に短い周期ごとに繰り返しに送信できる。各自動車2が送信する車両情報には、たとえば、各自動車の走行情報、ユーザに関する乗員情報、各自動車の周辺情報、がある。自動車の走行情報には、たとえば進行方向、進行速度だけでなく、現在地、目的地、車体の姿勢や動き、がある。車体の姿勢には、たとえばヨーレートがある。
サーバ装置3は、複数の自動車2に対して、各々の走行支援情報を生成して送信できる。また、サーバ装置3は、他のサーバ装置に対して、複数の自動車2の走行支援情報を送信してよい。
図3の自動車2の制御部20は、通常の自動車2と同様に、操舵部材21、制動部材22、駆動部材23、操舵装置24、制動装置25、駆動装置26、UI装置27、ナビ装置28、車載GNSS受信機29、および、これらが接続される車ネットワーク30、を有する。
車ネットワーク30には、この他にも、センサ制御部31、車両情報生成部32、AP通信機33、衛星通信機34、V2X通信機35、進路生成部36、実走制御部37、が接続される。
センサ制御部31、車両情報生成部32、進路生成部36、および実走制御部37は、たとえば図2と同様のコンピュータ装置10により実現され、車ネットワーク30に接続されてよい。この場合、コンピュータ装置10のCPU15は、ECU(Electronic Control Unit)としてよい。
制動部材22は、自動車2に乗るドライバにより制動のために操作される部材であり、たとえばブレーキペダル、サイドブレーキレバー、である。
駆動部材23は、自動車2に乗るドライバにより駆動のために操作される部材であり、たとえばアクセルペダル、シフトレバー、パドル、である。
制動装置25は、自動車2の車輪の回転を抑制して自動車2を減速または停止させる装置である。
駆動装置26は、自動車2の車輪を回転駆動して自動車2を加速または速度維持させる装置であり、たとえばガソリンエンジン、電気モータ、である。ガソリンエンジンの回転駆動力、電気モータの回転駆動力、またはこれらを統合した回転駆動力は、トランスミッションなどを通じて車輪へ伝達される。
速度センサ41は、自動車2の速度を検出する。
加速度センサ42は、自動車2の3軸方向の加速度を検出する。加速度センサ42は、ヨーレートなどを検出するジャイロセンサとして機能してよい。
前方ステレオカメラ43は、自動車2の走行方向である前方を撮像する。前方ステレオカメラ43は、広角レンズを使用して、自動車2の左右方向を撮像可能なものでよい。前方ステレオカメラ43は、撮像範囲にいる他の自動車、他の移動体、構造物、などを検出してよい。
LIDAR44は、自動車2の周囲へレーダを出力し、その反射量、受光までの時間などにより、自動車2の周囲の物体を検出する。自動車2の周囲には、他の自動車、他の移動体、構造物、などがある。
360度カメラ45は、自動車2の周囲を撮像する。360度カメラ45は、撮像範囲にいる他の自動車、他の移動体、構造物、などを検出してよい。
センサ制御部31は、これら車載センサ40の検出情報に基づいて、他の自動車や他の移動体についての動きを検出してよい。
センサ制御部31は、検出情報およびそれに基づいて生成した情報を、車ネットワーク30へ出力してよい。
たとえば走行支援情報が走行の方向、走行の速度、走行の距離などを含む場合、進路生成部36は、基本的にその走行支援情報にしたがって走行する進路を生成する。
走行支援情報が走行可能範囲を含む場合、進路生成部36は、基本的にその走行可能範囲の範囲内で走行する進路を生成する。
また、進路生成部36は、センサ制御部31、ナビ装置28、操舵部材21、制動部材22、駆動部材23、UI装置27といった車載装置の情報を用いて、自動車2の直近での短距離の進路を生成してもよい。
また、進路生成部36は、車内の情報と受信した情報のいずれかを優先的に用いるかを判断し、その判断に基づいて選択した情報を用いて、自動車2の直近での短距離の進路を生成してもよい。
そして、進路生成部36は、生成している進路の情報を、UI装置27の液晶パネル、HUD、警告ランプなどに表示してよい。
この場合、実走制御部37は、進路生成部36からの情報の有無にかかわらず、自動車2の走行を非常に短い周期ごとに制御する。実走制御部37は、基本的に他の自動車などの衝突や干渉を回避したり、レーンキープや先行車追従などの運転支援を実行したり、する。実走制御部37は、通常は進路生成部36からの情報に沿って、且つ、走行の安全性と信頼性を確保するように走行制御を実行する。
また、実走制御部37は、たとえば手動運転の走行モードである場合、操舵部材21、制動部材22、駆動部材23、UI装置27といった乗員が操作する車載装置の情報とを用いて、操舵装置24、制動装置25、および駆動装置26の作動を制御し、自動車2の走行を制御してよい。この際、実走制御部37は、操作に影響を与えないように最小限の運転支援を実行してもよい。
また、実走制御部37は、衝突などの緊急事態では、衝突を回避してさらに衝突の影響を抑制するように、自動車2を制御してよい。この場合、実走制御部37は、不図示のエアバッグ装置などの乗員保護装置に対して作動指示を出力してよい。
そして、実走制御部37は、制御状態の情報を、UI装置27の液晶パネル、HUD、警告ランプなどに表示してよい。
制御部20は、走行中に、自動運転、運転支援、または手動運転といった走行モードを切り替えて、自動車2の走行を制御できる。
図4には、サーバ装置3の主たる機能として、受信部51、蓄積部52、マッピング部53、干渉予測部54、走行支援情報の生成部55、送信部56、が示されている。
なお、蓄積部52に蓄積されている最新のフィールド情報において不足する情報がある場合、マッピング部53は、過去の蓄積部52に蓄積されているフィールド情報で補って、複数の自動車2の走行状況を現時点道路地図61,62などにマッピングしてよい。
生成部55は、複数の自動車2の走行についての走行支援情報を、複数の自動車2が交通での優先ルールでの優先度にしたがうように生成する。
走行支援情報にしたがって複数の自動車2が走行することにより、複数の自動車2は、基本的に少なくとも衝突したり、好ましくは過度に接近したりすることなく、安全かつ安心な走行をすることができる。
複数の自動車2の各々は、サーバ装置3から、各々の走行支援情報を、比較的に短い周期ごとに繰り返しに受信できる。複数の自動車2の各々は、サーバ装置3から順次受信する複数の走行支援情報を用いて、それにしたがって走行することにより、基本的に衝突したり過度な接近をしたりすることなく、安全かつ安心に走行を継続することができる。
サーバ装置3が、複数の自動車2についての走行支援情報として、たとえば他の自動車との衝突や接近が生じないものを生成し続けることにより、複数の自動車2は、基本的に安全で且つ乗員が安心できる走行制御を実行し続けることができる。各自動車2は、微小区間ごとの走行支援情報を継続的に繰り返して取得して、それにしたがって走行を制御することより、現在位置から所望の目的地まで安全で且つ乗員が安心できる走行を実行することができる。
各自動車2の制御部20は、たとえばAP通信機33を用いて、図5の受信制御を繰り返し実行する。
AP通信機33は、サーバ装置3から、走行支援情報を周期的に受信できる。
AP通信機33がサーバ装置3から新たな走行支援情報を受信していない場合、制御部20は、本処理を繰り返す。
AP通信機33がサーバ装置3から新たな走行支援情報を受信すると、制御部20は、処理をステップST2へ進める。
各自動車2の制御部20は、自動運転モードにおいて、図6の自動運転制御を繰り返し実行する。
各自動車2の制御部20は、図6の自動運転制御において、走行支援情報を用いた走行制御を実行する。
制御部20は、図6と同様に、運転支援制御を実行してよい。
サーバ装置3から新たな走行支援情報を受信している場合、制御部20は、進路を更新すると判断し、処理をステップST13へ進める。
タイマ12は、進路の更新期間を繰り返し計測してよい。この場合、制御部20は、タイマ12により進路の更新期間が計測されるたびに、進路を更新すると判断し、処理をステップST13へ進めてよい。
これ以外の場合、制御部20は、進路を更新しないと判断し、処理をステップST15へ進める。
なお、制御部20は、この進路生成において、車載センサ40の検出情報に基づいて、生成する進路についての安全性などを検証してよい。また、制御部20は、一定の安全性が得られない場合、検出情報に基づく安全性を確保するように、進路を生成してよい。
なお、制御部20は、この実走制御において、車載センサ40の検出情報に基づいて、実行する進路についての安全性などを検証してよい。また、制御部20は、一定の安全性が得られない場合、検出情報に基づく安全性を優先するように、自動車2の走行を制御してよい。
たとえば自車が目的地に到達して停車している場合、制御部20は、自動運転制御を終了すると判断し、本制御を終了する。この他にもたとえば自車の走行モードが自動運転モードから切り替えられた場合、制御部20は、自動運転制御を終了すると判断し、本制御を終了してよい。
図7には、マッピング処理部により繰り返し生成される複数の道路(車線)ごとの現時点道路地図61,62が図示されている。
図7の各現時点道路地図61,62において、横軸は、道路(車線)の位置である。縦軸は、時間である。図7において、時間は上から下へ流れる。
この場合、現在地Aの自動車2の後側を走行する現在地Bの自動車2の速度が、現在地Aの自動車2より早い。その結果、所定の時間の後には、現在地Bにいた自動車2は、現在地Aにいた自動車2の後側に接近することになる。
サーバ装置は、干渉すると判断する。
サーバ装置3の生成部55は、現在地Aの自動車2のために、現状の速度を維持する指示を含む走行支援情報を生成し、現在地Bの自動車2のために、減速する指示を含む走行支援情報を生成する。
サーバ装置3の送信部56は、生成した複数の走行支援情報を複数の自動車2へ送信する。
走行支援情報にしたがって走行する自動車2Aの制御部20は、自車宛ての走行支援情報を受信して、速度を維持する走行制御を継続する。
走行支援情報にしたがって走行する自動車2Bは、自車宛ての走行支援情報を受信して、減速する走行制御を実行する。
この場合、現在地A’の自動車2の後側を走行する現在地B’の自動車2の速度は、現在地A’の自動車2と同じである。
サーバ装置は、非干渉と判断する。
サーバ装置3の生成部55は、現在地A’の自動車2のために、現状の速度を維持する指示を含む走行支援情報を生成し、現在地B’の自動車2のために、現状の速度を維持する走行支援情報を生成する。
サーバ装置3の送信部56は、新たに生成した複数の走行支援情報を複数の自動車2へ送信する。
走行支援情報にしたがって走行する現在地A’の自動車2は、自車宛ての新たな走行支援情報を受信して、速度を維持する走行制御を継続する。
走行支援情報にしたがって走行する現在地B’の自動車2は、自車宛ての新たな走行支援情報を受信して、現状の速度を維持する走行制御を実行する。
ただし、このように道路(車線)ごとの現時点道路地図61,62をマッピングデータとして用いて、これに基づいて複数の自動車2への走行支援情報を生成したとしても、それによりすべての走行についての安全性や安心感、またはスムースな走行が実現できるとは限らない。
この走行状況における交通ルールでの優先度では、合流する自動車2より、本線道路を走行している自動車2が優先である。複数の第二自動車2Bについての走行支援情報は、基本的に先行車に追従する指示になる。サーバ装置3は、第一自動車2Aが車線を移動した場合に第二自動車2Bと干渉すると予測したとしても、自動車2が交通ルールでの優先度にしたがって、第二自動車2Bより第一自動車2Aの走行を優先する走行支援情報を生成する。このため、本線道路の車線を走行している複数の第二自動車2Bと、複数の第三自動車2Cとは、互いの車間を確保しながら、先行車に追従するように走行し続ける。
また、停止した後においても本線道路の車線の渋滞または混雑が解消されない場合、合流区間の最後において停車している第一自動車2Aは、本線道路の車線へ向けて車線変更する指示を走行支援情報により得ることができないので、停車し続けることになる。
同様のことは、複数の道路が交差する場所においても、交通ルールでの優先度にしたがって直進する車線の走行が走行支援情報において優先されるため、劣後側の右左折する道路または車線にいる自動車2は、スムースに走行することができない。
このように自動車2の運転支援システムでは、自動車2の走行について、合流などにおける安全性の確保とともにスムースな移動を実現できるようにすることが求められる。
図9に、サーバ装置3とともに、合流道路を走行していて車線変更による移動が必要な第一自動車2Aと、第一自動車2Aが車線変更する先の道路の車線を走行する第二自動車2Bと、が示されている。時間は、上から下へ流れる。
ステップST22において、CPU15は、まず、第一自動車2Aの走行モードを取得する。
ステップST23において、CPU15は、第一自動車2Aの走行モードを判断する。
ステップST24において、CPU15は、判断した第一自動車2Aの走行モードに応じた合流スペースを取得する。
ステップST25において、CPU15は、合流スペースの情報を含む合流通知を、第一自動車2Aの移動先の車線を走行する第二自動車2Bへ送信する。合流通知は、たとえば基地局4、第二自動車2BのAP通信機33を通じて、第二自動車2Bの制御部20へ送信される。
これにより、運転支援システムのサーバ装置3は、複数の車線の間で移動しようとしている第一自動車2Aがある場合に、第二自動車2Bが第一自動車2Aの合流のために確保しようとする予定の合流スペースのサイズを取得し、移動先の車線を走行している第二自動車2Bに対して通知できる。
ステップST26において、制御部20は、サーバ装置3から合流通知を受信する。
ステップST27において、制御部20は、自車の走行についての優先度を切り換える。第二自動車2Bは、第一自動車2Aの車線移動しようとしている道路または車線を走行している。このため、第二自動車2Bは、交通ルールでの優先度に従えば第一自動車2Aの車線移動を無視して、走行している道路または車線をそのまま走行し続けてよい。このような走行を一時的にやめるために、制御部20は、自車の走行についての優先度を切り換える。優先度を劣後側に切り換えることにより、第二自動車2Bは、第一自動車2Aの車線移動を優先するようになる。
ステップST28において、制御部20は、通知に含まれる合流スペースを確保する進路を生成する。制御部20は、基本的には、レーンキープの走行をしながら減速する進路を生成する。
ステップST29において、制御部20は、生成した進路にしたがって走行する制御を実行する。制御部20は、第一自動車2Aが車線移動する前の状態における先行車との間隔が、通知に含まれる合流スペース以上になるまで、レーンキープの走行をしながら減速し、減速した走行を継続する。
これにより、第二自動車2Bの制御部20は、第一自動車2Aの車線移動についての通知がある場合、走行支援情報によらずに、通知により取得している合流スペースのサイズを確保するための走行制御を実行できる。
合流道路において車線変更が可能な合流区間を走行している第一自動車2Aは、合流スペースへ向けて、車線移動の走行制御を実行できる。
合流道路において車線変更が可能な合流区間を走行している第一自動車2Aは、合流道路において停止したり、停止し続けたりすることなく、合流スペースへ向けて車線移動の走行制御を実行することが可能となる。
図10において、合流スペースは、第一自動車2Aについての複数の走行モードごとに異なる。
第一自動車2Aが車線を移動するためには、最小限として、車線を移動しようとしている自動車2のサイズに対して、若干の余裕を持たせるための固定スペースが確保できればよい。手動運転モードでは、ドライバが車線移動のスペースを目視で確認しながら車線を移動する。このため、手動運転モードでの合流スペースのサイズは、基本的に、この最小限のサイズでよい。ここで、自動車2のサイズは、車種、車格に応じて固定されたサイズでよい。固定スペースは、たとえば5メートル程度にしてよい。このようなサイズの合流スペースがあれば、ドライバは、確保されている合流スペースを目視で確認しながら安全に車線を移動できる。
これにより、第一自動車2Aが車線の間で移動する際に手動運転により走行していると判断できない場合には、第一自動車2Aが自動運転または運転支援により走行している場合と同様に、手動運転により走行している場合より長いサイズの合流スペースとすることができる。合流の安全性を高めることができる。
サーバ装置3のCPU15は、ステップST24において、図10の合流スペースの選択テーブル71から、取得している第一自動車2Aの走行モードに対応する演算式を選択して読み込み、読み込んだ演算式を用いて、第一自動車2Aの走行モードに対応する合流スペースのサイズを演算する。
これにより、サーバ装置3のCPU15は、第一自動車2Aの走行モードに応じた必要最小限のスペースを確保するように、合流スペースを演算できる。移動先の車線を走行する第二自動車2Bやその他の自動車の走行を、必要以上に阻害しないようできる。第一自動車2Aの車線移動をスムースに実行できるようにしながら、移動先の車線を走行する自動車2の走行を必要以上に阻害しないようにして、全体としてスムースな移動を実現できる。
図11(A)では、図8(A)と同様に、本線道路の車線では、複数の第二自動車2Bと、複数の第三自動車2Cとが渋滞または混雑により減速して連なって走行している。複数の第二自動車2Bは、第一自動車2Aと同様に、走行支援情報にしたがって自動運転によりたとえば先行車に追従するように走行している。複数の第三自動車2Cは、走行支援情報とは無関係に、単独での自動運転、運転支援、または手動運転により走行している。
この走行状況における交通ルールでの優先度では、合流する自動車2より、本線道路を走行している自動車2が優先である。複数の第二自動車2Bについての走行支援情報は、基本的に先行車に追従する指示になる。サーバ装置3は、第一自動車2Aが車線を移動した場合に第二自動車2Bと干渉すると予測したとしても、自動車2が交通ルールでの優先度にしたがって、第二自動車2Bより第一自動車2Aの走行を優先する走行支援情報を生成する。このため、本線道路の車線を走行している複数の第二自動車2Bと、複数の第三自動車2Cとは、互いの車間を確保しながら、先行車に追従するように走行し続ける。
そして、図11(B)に示すように、本線道路を走行している1つの第二自動車2Bは、サーバ装置3から合流通知を受信する。合流通知を受信した第二自動車2Bは、第一自動車2Aの合流のための車線移動を優先するように優先度を切り換え、通知された合流スペースを確保するように走行を制御する。これにより、合流通知を受信した第二自動車2Bと、その前の第三自動車2Cとの間には、第一自動車2Aが車線移動可能なサイズの合流スペースが確保される。第一自動車2Aは、本線道路が渋滞または混雑しているにもかかわらず、合流区間において停止することなくスムースに、第二自動車2Bの前の合流スペースへ向けて車線を移動することが可能になる。この際、合流通知を受信した第二自動車2Bの後側を走行する他の第二自動車2Bおよび第三自動車2Cは、各々の先行車との車間を確保するように走行している。
その結果、本実施形態では、複数の車線の間で移動しようとしている第一自動車2Aの走行と、その影響をうける可能性がある第二自動車2Bの走行とについて、車線の間での移動における安全性を高めつつスムースな走行を実現できる。本実施形態では、走行支援システム1による自動車2の走行支援を改善することができる。
また、手動運転で走行する第一自動車2Aは、第一自動車2Aが入ることができるサイズの合流スペースがあれば、乗員の操作により合流を実行し得る。本実施形態では、このような場合において、無駄に長いサイズの合流スペースを確保しないようにできる。合流先の車線にいる複数の自動車2の走行は、無駄に阻害され難くなる。
次に、本発明の第二実施形態に係る自動車2の走行支援システム1について説明する。本実施形態では、サーバ装置3は、合流通知をして第二自動車2Bに合流制御を実行させることに加えて、走行支援情報において合流に対応する制御を実行する。
本実施形態では、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を使用して図示および説明を省略する。以下の説明では、主に上述した実施形態との相違点について説明する。
サーバ装置3のCPU15は、蓄積部52にて収集されるフィールド情報を用いて、図12の合流制御に対応した走行支援情報の生成制御を周期的に繰り返し実行する。
ステップST32において、サーバ装置3のCPU15は、また、合流などにおいて車線を移動しようとしている自動車2の有無を判断する。車線を移動しようとしている自動車2がある場合、CPU15は、処理をステップST33へ進める。車線を移動しようとしている自動車2がない場合、CPU15は、処理をステップST34へ進める。
ステップST33において、サーバ装置3のCPU15は、合流などにおいて車線を移動しようとしている自動車2について車線移動後の予想進路を、道路ごとまたは車線ごとの現時点道路地図61,62などにマッピングする。
ステップST34において、サーバ装置3のCPU15は、マッピングを終了するか否かを判断する。管理する複数の自動車2のすべてについてマッピングが終了していない場合、CPU15は、処理をステップST31へ戻す。管理する複数の自動車2のすべてについてマッピングが終了すると、CPU15は、処理をステップST35へ進める。
図13では、図8(A)と同様に、本線道路の車線では、複数の第二自動車2Bと、複数の第三自動車2Cとが渋滞または混雑により減速して連なって走行している。複数の第二自動車2Bは、第一自動車2Aと同様に、走行支援情報にしたがって自動運転によりたとえば先行車に追従するように走行している。複数の第三自動車2Cは、走行支援情報とは無関係に、単独での自動運転、運転支援、または手動運転により走行している。
この走行状況における交通ルールでの優先度では、合流する自動車2より、本線道路を走行している自動車2が優先である。複数の第二自動車2Bについての走行支援情報は、基本的に先行車に追従する指示になる。このため、本線道路の車線を走行している複数の第二自動車2Bと、複数の第三自動車2Cとは、互いの車間を確保しながら、先行車に追従するように走行している。
サーバ装置3のCPU15は、第一自動車2Aが合流道路の車線から本線道路の車線へ移動した場合に、本線道路を走行している第二自動車2Bまたは第三自動車2Cと干渉すると予測する。サーバ装置3のCPU15は、第一自動車2Aが車線を移動した場合での第二自動車2Bとの干渉を予測する。
この場合、CPU15は、本線道路を走行している第二自動車2Bについて、車線移動しようとしている第一自動車2Aの走行を優先するように優先度を切り換える。また、CPU15は、本線道路を走行している第二自動車2Bについて、合流スペースを確保するように減速する走行支援情報を生成して送信する。また、CPU15は、第一自動車2Aと第二自動車2Bとの車線移動による干渉が予測される場合、たとえばそれらの速度差を抑制して干渉を抑制するように走行支援情報を生成する。これにより、本線道路を走行している第二自動車2Bは、走行支援情報にしたがって減速を開始し、合流スペースを確保するための走行制御を開始する。
図15では、CPU15は、本線道路を走行している第二自動車2Bへ、走行支援情報とは別に、合流通知を送信する。第二自動車2Bは、第一自動車2Aの合流についての通知がある場合、交通での優先ルールでの優先度を切り替えて、車線を移動する第一自動車2Aの走行を優先する。本線道路を走行している第二自動車2Bは、先行車との間に、第一自動車2Aが車線変更するための合流スペースを確保する。この場合、第二自動車2Bは、すでに合流スペースを確保するように減速を開始しているため、合流通知の後に急激に走行状態を変化させることなくスムースな走行状態の変化の下で、合流スペースを確保することができる。
また、CPU15は、合流車線を走行している第一自動車2Aへ、車線を移動する走行支援情報を送信する。第一自動車2Aは、第二自動車2Bの前に確保されている合流スペースへ入るように車線移動の走行を実行できる。
第一自動車2Aは、本線道路が渋滞または混雑しているにもかかわらず、合流区間において停止することなくスムースに、第二自動車2Bの前の合流スペースへ向けて車線を移動することが可能になる。この際、合流通知を受信した第二自動車2Bおよびその後側を走行する第三自動車2Cは、各々の走行状態を急激に変化させることなく、先行車との車間を確保するように滑らかに走行を変化させることができる。第一自動車2Aが車線を移動した後に第一自動車2Aの後を走行することになる複数の他の自動車は、急激に走行状態を変化させることに起因した停止を生じ難くして、自動車2の流れを維持するように走行を継続できる。停止する自動車2が発生すると、その後の自動車2のながれは新たな渋滞や混雑を生じやすい。
しかも、本実施形態では、第一自動車2Aが複数の車線の間で移動しようとしている場合には、移動先の車線を走行している第二自動車2Bの制御部20は、それにより予測される干渉を抑制する走行支援情報を取得して、たとえば速度差を抑制して干渉を抑制するように走行制御を実行する。そして、第二自動車2Bの制御部20は、さらに、通知部からの通知があることに基づいて、交通ルールでの優先度を切り替えて、車線を移動する第一自動車2Aの走行を優先するように、合流スペースのサイズを確保するための走行制御を実行する。これにより、たとえば車線を移動しようとしている第一自動車2Aと第二自動車2Bとが干渉する場合にはその干渉を抑制するように、自動運転または運転支援により走行していた第二自動車2Bは、実際に第一自動車2Aが合流しようとする際には必要な合流スペースを、第一自動車2Aの走行状態に応じて適切に確保できる。
その結果、本実施形態では、複数の車線の間で移動しようとしている第一自動車2Aの走行と、その影響をうける可能性がある第二自動車2Bの走行とについて、車線の間での移動における安全性を高めつつスムースな走行を実現できる。特に、第二自動車2Bの走行制御は、事前に第一自動車2Aとの干渉を抑制するように走行している状態から、合流スペースを確保する制御へと切り替わる。このため、単に通知に基づいて交通ルールでの優先度にしたがって走行している状態から、いきなり合流スペースを確保する制御へ切り替わる場合と比べて、第二自動車2Bの走行は、第一自動車2Aの合流に対して段階的に適応するように変化でき、よりスムースなものとなる。また、第二自動車2Bが第一自動車2Aが実際に車線を移動する前から合流に対応した制御を実行しているため、第一自動車2Aが合流した後に第二自動車2Bが第一自動車2Aへ急接近してしまうことなどを抑制し得る。そして、第一自動車2Aが車線を移動して合流することができる機会が増えると考えられる。
次に、本発明の第三実施形態に係る自動車2の走行支援システム1について説明する。本実施形態では、走行支援システム1に対応している自動車2同士がV2V通信により直接に合流時の通知をして合流制御を実行する。
本実施形態では、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を使用して図示および説明を省略する。以下の説明では、主に上述した実施形態との相違点について説明する。
図16には、サーバ装置3とともに、合流道路を走行していて車線変更による移動が必要な第一自動車2Aと、第一自動車2Aが車線変更する先の道路の車線を走行する第二自動車2Bと、が示されている。時間は、上から下へ流れる。
これにより、車線を移動しようとする第一自動車2Aと、移動先の車線を移動する第二自動車2Bとは、各々のV2X通信機35を用いて、それらの間で車線移動要求を送受することができる。
車線を移動しようとする第一自動車2AのV2X通信機35は、サーバ装置3の情報に基づいて移動先の車線の渋滞または密集状態が判断される場合に、車線移動を実行する前に、移動先車線を走行している他の自動車に対して、通知先を特定していないオープンな車線移動要求を直接に送信できる。第二自動車2BのV2X通信機35は、その通知を第一自動車2Aから受信できる。
これにより、第二自動車2Bの制御部20は、第二自動車2Bが第一自動車2Aの合流のために確保しようとする予定の合流スペースのサイズを演算により取得することができる。
第二自動車2Bの制御部20は、第一自動車2Aが、車線の間で移動する際に自動運転または運転支援により走行している場合には、手動運転により走行している場合より長いサイズの合流スペースを取得してよい。
移動先の車線を走行している第二自動車2Bの制御部20は、第二自動車2BのV2X通信機35が第一自動車2Aから通知先を特定していないオープンな車線移動要求を受信すると、取得した合流スペースのサイズを確保するための走行制御を実行できる。
そして、車線移動先の道路の車線を走行する第二自動車2Bの前には、合流スペースが確保される。
たとえば合流道路において車線変更が可能な合流区間を走行している第一自動車2Aは、合流スペースへ向けて、車線移動の走行制御を実行できる。
合流道路において車線変更が可能な合流区間を走行している第一自動車2Aは、合流道路において停止したり、停止し続けたりすることなく、合流区間への移動の後に合流スペースへ向けて車線移動の走行制御を実行することが可能となる。
この走行状況における交通ルールでの優先度では、合流する自動車2より、本線道路を走行している自動車2が優先である。複数の第二自動車2Bについての走行支援情報は、基本的に先行車に追従する指示になる。このため、本線道路の車線を走行している複数の第二自動車2Bと、複数の第三自動車2Cとは、互いの車間を確保しながら、先行車に追従するように走行している。
また、サーバ装置3は、合流車線を走行している第一自動車2Aへ、車線を移動する走行支援情報を送信する。第一自動車2Aは、この走行支援情報の受信または車載センサ40に基づく自らの判断により、第二自動車2Bの前に確保されている合流スペースへ入るように車線移動の走行を実行できる。
第一自動車2Aは、本線道路が渋滞または混雑しているにもかかわらず、合流区間において停止することなくスムースに、第二自動車2Bの前の合流スペースへ向けて車線を移動することが可能になる。この際、合流通知を受信した第二自動車2Bは、実際に第一自動車2Aが接近して合流のための車線移動要求を送信することに基づいて、その受信後に速やかに合流スペースを確保できる。本線道路を走行する複数の第二自動車2Bは、V2V通信による有効通信距離内に第一自動車2Aが接近している場合にのみ、合流スペースを確保し、それ以上の距離においては第一自動車2Aが移動できない合流スペースを無意味に確保しないようにできる。
そして、第一自動車2Aが自動運転または運転支援にて走行している場合、選択時点において第一自動車2Aは基本的に最も近い合流スペース、または最長い合流スペースを選択してよい。これにより、自動運転または運転支援にて走行している第一自動車2Aは、合流スペースへの走行を実施できる可能性が高まり、合流区間において停止したり停止し続けたりしてしまう可能性を減らすことができる。
これに対し、第一自動車2Aが手動運転にて走行している場合、ドライバは、合流区間において最も前にある合流スペースを選択してよい。これにより、手動運転にて走行している第一自動車2Aは、最も短時間で合流区間を通過するように効率的な合流スペースを選択できる。
しかも、本実施形態では、第一自動車2Aが移動する車線の渋滞または密集状態を判断し、車線を移動する第一自動車2Aと、移動先の車線を移動する第二自動車2Bとの各々は、それらの間で車線移動の要求を送受する。そして、車線を移動する第一自動車2Aは、移動先の車線の渋滞または密集状態が判断されている場合には、車線移動要求の通知として、通知先を特定していないオープンな要求を送信する。移動先の車線を走行している第二自動車2Bは、第一自動車2Aから通知先を特定しないオープンな要求を受信すると、合流スペースを確保するための走行制御を実行する。
これにより、渋滞または密集状態にある移動先の車線を走行している第二自動車2Bは、自車の近くにおいて第一自動車2Aが実際に車線を移動しようとして通知先を特定しないオープンな要求を送信することにより、合流スペースを確保するための走行制御を実行する。移動先の車線を走行している第二自動車2Bは、自車の近くにおいて第一自動車2Aが実際に車線を移動しようとしていない場合には、合流スペースのサイズを確保するための走行制御を実行しないで、それまでの走行を継続する。渋滞または密集状態している車線において第一自動車2Aが実際に合流をし得ない無駄な合流スペースを確保しないようにできる。
この他にもたとえば、第一自動車2Aは、走行中の道路の隣接車線へ移動することがある。この場合においても、自動車2の走行支援システム1のサーバ装置3または第一自動車2Aは、移動先の車線を走行している第二自動車2Bに対して、たとえば通知先を特定していないオープンな通知を送信してよい。
その結果、カープール車線を走行している第一自動車2Aは、第二自動車2Bの前に確保された合流スペースへ向けて、車線移動を実行できる。カープール車線を走行している第一自動車2Aは、カープール車線において長く停止してしまうことなく、隣接車線へ車線移動することができる。カープール車線では、第一自動車2Aの後側において渋滞が生じ難くなる。
Claims (9)
- 道路を走行する車両の走行を支援する車両の走行支援システムであって、
複数の車線の間で移動する第一車両がある場合に、移動先の車線を走行している第二車両に対して通知する通知部と、
前記第二車両が前記第一車両の合流のために確保しようとする前記合流スペースのサイズを取得する取得部と、
を有し、
前記取得部は、
前記第一車両が、自動運転または運転支援により走行している場合には、手動運転により走行している場合より長いサイズの前記合流スペースを取得する、
車両の走行支援システム。
- 前記車両の走行支援システムは、
道路を走行する際に自動運転または運転支援の走行制御を実行可能な制御部を有する複数の車両と、
複数の前記車両の走行についての走行支援情報を生成する生成部を有するサーバ装置と、
を有し、
前記サーバ装置の前記生成部が生成した前記走行支援情報を複数の前記車両へ送信して、複数の前記車両の前記制御部において前記走行支援情報にしたがう走行制御を実行させることができるものであり、
前記第二車両は、
複数の前記車両の1つとして、前記走行支援情報を用いた走行制御を実行する前記制御部を有するものであり、
前記第二車両の前記制御部は、
前記通知部からの通知がある場合、前記取得部により取得される前記合流スペースのサイズを確保するための走行制御を実行する、
請求項1記載の、車両の走行支援システム。
- 前記サーバ装置の前記生成部は、
複数の前記車両の走行についての走行支援情報を、複数の前記車両が交通での優先ルールでの優先度にしたがうように生成し、
前記第二車両の前記制御部は、
前記通知部からの通知がある場合、前記走行支援情報によらずに、前記取得部により取得される前記合流スペースのサイズを確保するための走行制御を実行する、
請求項2記載の、車両の走行支援システム。
- 車線を移動する前記第一車両と、移動先の車線を移動する前記第二車両との各々は、それらの間で要求を送受するための通信が可能な通信部、を有し、
車線を移動する前記第一車両の前記通信部は、
前記通知部の通知として、移動先の車線を走行している車両に対して、通知先を特定していないオープンな要求を送信し、
移動先の車線を走行している前記第二車両の前記制御部は、
前記第二車両の前記通信部が、前記第一車両から通知先を特定していないオープンな要求を受信すると、前記取得部により取得される前記合流スペースのサイズを確保するための走行制御を実行する、
請求項2記載の、車両の走行支援システム。
- 前記通知部は、
前記第一車両が合流道路の車線から本線道路の車線へ移動する場合、および、
前記第一車両が走行中の道路の隣接車線へ移動する場合、
の中の少なくとも1つの場合において、移動先の車線を走行している前記第二車両に対して通知する、
請求項1から4のいずれか一項記載の、車両の走行支援システム。
- 前記取得部は、
前記第一車両が手動運転により走行している場合には、少なくとも前記第一車両のサイズに応じた前記合流スペースを取得し、
前記第一車両が自動運転または運転支援により走行している場合、少なくとも前記第一車両のサイズに加えて、前記第一車両の速度または前記第一車両についての前記第二車両との速度差に応じた前記合流スペースを取得する、
請求項1から5のいずれか一項記載の、車両の走行支援システム。
- 前記取得部は、
前記第一車両について手動運転により走行しているか否かを判断し、
前記第一車両が手動運転により走行していると判断できない場合には、前記第一車両が自動運転または運転支援により走行しているとして、手動運転により走行している場合より長いサイズの前記合流スペースを取得する、
請求項1から6のいずれか一項記載の、車両の走行支援システム。
- 道路を走行する車両の走行を支援する車両の走行支援システムに用いられるサーバ装置であって、
車両の前記走行支援システムのついての、
複数の車線の間で移動する第一車両がある場合に、移動先の車線を走行している第二車両に対して、直接にまたは前記第一車両を通じて、通知する通知部と、
前記第二車両が前記第一車両の合流のために確保しようとする前記合流スペースのサイズを取得する取得部と、
の中の少なくとも前記通知部、を有し、
前記取得部は、
前記第一車両が、自動運転または運転支援により走行している場合には、手動運転により走行している場合より長いサイズの前記合流スペースを取得する、
サーバ装置。
- 道路を走行する車両の走行を支援する車両の走行支援システムに用いられる車両であって、
車両の前記走行支援システムについての、
複数の車線の間で移動する第一車両がある場合に、移動先の車線を走行している第二車両に対して、直接にまたは前記第一車両を通じて、通知する通知部と、
前記第二車両が前記第一車両の合流のために確保しようとする前記合流スペースのサイズを取得する取得部と、
前記通知部の通知を、前記通知部または前記前記第一車両から受信可能な通信部と、
道路を走行する際に自動運転または運転支援の走行制御を実行可能な制御部と、
の中の少なくとも前記通知部および前記制御部、を有し、
前記取得部は、
前記第一車両が、自動運転または運転支援により走行している場合には、手動運転により走行している場合より長いサイズの前記合流スペースを取得し、
前記制御部は、
前記通信部が前記通知部の通知を受信している場合、前記第二車両の前記制御部として、前記取得部により取得される前記合流スペースを確保するための自動運転または運転支援の走行制御を実行する、
車両。
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