JP2022108200A

JP2022108200A - 管制装置及び管制システム

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Publication number: JP2022108200A
Application number: JP2021003096A
Authority: JP
Inventors: 文洋奥村; Fumihiro Okumura; 亮暢藤井; Akinobu Fujii
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2021-01-12
Filing date: 2021-01-12
Publication date: 2022-07-25
Anticipated expiration: 2041-01-12
Also published as: JP7456392B2

Abstract

【課題】時空間制約に従って自律走行することができない車両であっても、干渉領域における他車両との干渉を回避させることができる。【解決手段】管制装置は、複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、移動体毎の時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を移動体毎に生成する制御制約生成部と、制御制約生成部で生成した制御制約の各々を、制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、管制装置及び管制システムに関する。

特許文献１には、車両からは確認しづらい箇所を撮影した画像をリモートサーバから受信して当該箇所に障害物がないかを判断し、障害物がある場合には、受信した画像と自身の車両に取り付けられたセンサ等の計測データから障害物の回避軌跡を生成して障害物を回避する制御を行う自動運転車両の制御方法が開示されている。

特許文献２には、走行ルートが互いに交差する交差点に２台以上の車両が接近しているとき、車両同士が干渉するタイミングで交差点に進入するかを判断し、干渉する場合には通過優先順位を決定して、通過優先順位に従って交差点の通行を許可する通行札を１台ずつ順番に発行する走行管制方法が開示されている。

特開２０１９－１８２４０２号公報特開２０１９－４６０１３号公報

特許文献１における自動運転車両は、自身の車両に取り付けられたセンサ等による計測データを用いて確認しづらい箇所を認知するものであり、また、障害物の回避軌跡の生成において他の車両の行動を考慮しておらず、他の車両と協調した障害物の回避を行うことができない。すなわち、特許文献１に係る交通管制システムは、自動運転車両の「認知」と協調する交通管制システムである。

特許文献２の走行管理方法では、交通環境の変化や通信の遅延等を原因として車両が通行札を用いた通行命令に従えない場合、例えば後続の車両の通行にも影響を与え交通効率が低下する。具体的には、走行管制を行うサーバから通行札を受信した車両が車道上にある落下物に対応するために減速や回避行動を行った場合、当該車両の通行を待っている他の車両は、通行札を持っている車両が交差点を通過し終えて通行札をサーバに返却するまで交差点を通過できずに交差点の手前で停止し続ける必要があるため、交通効率が低下する。

また、車両同士が交差点で干渉するか否かの判断は、車両が交差点の手前で停止した場合に行われるため、例えば優先道路を走る車両のように、本来交差点で停止する必要のない車両も交差点で停止する必要があり、交通効率が低下する。

なお、特許文献２は、交通管制システムの設計者が合流点における車両の干渉パターンと干渉回避動作を予め規定しておき、車両はサーバから受信した干渉パターンに対応する干渉回避動作に従って移動するだけであり、車両自身が自律的にどのような干渉回避行動を取ればよいのかを制御しているわけではない。また、特許文献２は、交通環境が有する潜在的な不確実性による外乱要因が発生したとしても、外乱要因を避けようとして、車両が自らの判断で干渉回避動作によって示された経路と異なる経路を移動するように制御するものでもない。

すなわち、自動運転車両の機能を、状況を確認する「認知」、認知結果に基づきどのような行動を行うかを決定する「判断」、及び判断結果に従った動作を行うように車両を制御する「操作」の３つに分類した場合、特許文献２に係る交通管制システムは、自動運転車両の「操作」と協調する交通管制システムである。

ところで、信号機が無い交差点において車両同士が干渉するのを回避する方法として、自動運転車両が自律的に計画した局所経路を時空間的に制約する時空間制約としての仮想交通ルールを管制装置が生成して自動運転車両に送信することにより、自動運転車両を時空間制約に従って自律走行させることが考えられる。

しかしながら、時空間制約に従って自律走行することができない車両については、他車両との干渉を回避するのは困難である。

本発明は、時空間制約に従って自律走行することができない車両であっても、干渉領域における他車両との干渉を回避させることができる管制装置及び管制システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の管制装置は、複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を移動体毎に生成する制御制約生成部と、前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備える。

請求項２記載の発明では、前記制御制約生成部は、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの区間に対する制限速度を前記制御制約として算出する。

請求項３記載の発明では、前記制御制約生成部は、前記移動体の現在の目標速度を前記制御制約として算出する。

請求項４記載の発明では、前記制御制約生成部は、前記制御制約が予め定めた閾値未満の場合において、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの距離が、前記干渉領域から予め定めた停止位置までの距離以上の場合は、前記制御制約を前記閾値に設定する。

請求項５記載の発明では、前記制御制約生成部は、前記移動体の現在の目標車間距離を前記制御制約として算出する。

請求項６記載の発明では、前記制御制約生成部は、前記移動体に対する先行車と前記干渉領域との位置関係に応じて変化する可変車間時間を用いて前記目標車間距離を算出する。

請求項７記載の管制システムは、複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路、及び移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報から、移動体の移動に関する判断を制約する制約条件を移動体毎に生成する制約条件生成部と、移動体毎の前記制約条件に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を生成する制御制約生成部と、前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備えた管制装置と、前記管制装置から受信した前記制御制約を満たすように移動体の移動を制御する制御部を備えた移動体と、を含む。

本発明によれば、時空間制約に従って自律走行することができない車両であっても、干渉領域における他車両との干渉を回避させることができる、という効果を有する。

管制システムのシステム構成例を示す図である。自動運転車両の制御装置における機能構成例を示す図である。部分運転自動化車両の制御装置における機能構成例を示す図である。管制装置の機能構成例を示す図である。車管制走行ルート地図の内容例を示す図である。干渉地点の一例を示す図である。干渉地点情報の一例を示す図である。大域経路の一例を示す図である。走行経路の一例を示す図である。管制装置における電気系統の要部構成例を示す図である。車両の制御装置における電気系統の要部構成例を示す図である。管制装置のＣＰＵによって実行される管制処理の流れの一例を示すフローチャートである。干渉地点における車両の干渉時間の一例を示す図である。状態ｓ_x＝０に設定された干渉地点での仮想交通ルールを模式化した模式図である。状態ｓ_x＝１に設定された干渉地点での仮想交通ルールを模式化した模式図である。干渉地点の協調について説明する模式図である。制御制約が制限速度の場合について説明するための図である。制御制約が制限速度の場合について説明するための図である。自動運転車両の制御装置におけるＣＰＵによって実行される走行制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。制御制約が目標速度の場合について説明するための図である。制御制約が目標速度の場合について説明するための図である。制御制約が目標車間距離の場合について説明するための図である。

以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素及び処理には全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を省略するものとする。

＜第１実施形態＞

図１は、本実施の形態に係る管制システム１のシステム構成例を示す図である。管制システム１は、センサ等から得られる交通環境情報を参照しながら、目的地までの経路６に沿って、自身の判断により自身を制御しながら自律的に走行する複数の車両（図１の例では車両Ｐ及び車両Ｑ）、経路６に沿って設置される複数の無線通信装置３及び管制装置１０を含み、各々の無線通信装置３は通信網５を通じて管制装置１０と接続されている。

本実施形態において、車両Ｐ及び車両Ｑは、無線設備を備えている。車両Ｐ及び車両Ｑは、走行中に例えば最も近い場所に設置されている何れか１つの無線通信装置３に無線接続することで、通信網５を通じて管制装置１０とデータ通信を行う。管制システム１で管制対象となる車両台数は２台以上であればよいが、以降では車両Ｐ及び車両Ｑに注目して管制システム１における車両の管制方法について説明する。なお、管制システム１で管制対象となる複数の車両を区別して説明する必要がない場合、複数の車両を総称して「車両７」ということがある。

無線通信装置３は、車両７と管制装置１０の間のデータ中継装置としての役割を果たす。無線通信装置３は、車両７との無線通信が可能な範囲内であればその設置場所に制約はないが、例えば車道と並走して設けられた歩道や車道の中央分離帯、及び信号設備のように、車道からできるだけ近い場所に設置されることが好ましい。また、無線通信装置３の設置台数に制約はない。

通信網５は、無線通信装置３が受信した車両７の各種情報を管制装置１０に伝送すると共に、管制装置１０で生成された車両７の管制情報を、管制装置１０が指定した無線通信装置３に伝送する。管制情報は管制装置１０からの指示によってすべての無線通信装置３に伝送され、各々の車両７に通知されることもある。なお、通信網５は、有線回線であっても無線回線であってもよい。

管制装置１０は、車両７同士の交通効率を低下させることなく、車両７同士が接触する危険性が認められる予め定めた範囲（以降、「干渉範囲」という）まで接近するような箇所、すなわち、干渉地点Ｘで干渉を回避させる交通管制を行う装置である。ここで「干渉」とは、車両７同士が接触する状況を示すだけでなく、車両７同士が干渉範囲まで接近する状況をいう。

管制装置１０は、管制対象となる各々の車両７から、車両７の状態を表す移動体情報を受信し、各々の車両７が行う移動に関する判断を制約する制約条件（以降、「仮想交通ルール」という）を、車両７同士が干渉地点Ｘで干渉しないように車両７毎に生成して、各車両７の目的地までの走行ルート（以降、「大域経路」という）と共に対応する車両７に送信する。

車両７が備える運転に関する機能である運転機能の相違により、車両７は複数の種類に分類される。本実施形態では、車両７が、一例として自動運転車両及び部分運転自動化車両に分けられる場合について説明する。

本実施形態における自動運転車両とは、管制装置１０から仮想交通ルールに基づいて生成された制御制約を受信し、車両７に取り付けられたセンサ等から得られる交通環境情報を参照しながら、受信した制御制約を満たし、かつ、車両７同士の干渉を自律的に回避するように、車両７自らの判断によって車両７を制御しながら走行する自動運転機能を備えた車両７のことである。なお、本実施形態に係る自動運転とは、運転手ではなく自動運転機能が走行に関する責任を負う自動運転レベル３～５の区分に分類される運転を指す。なお、本実施形態において、自動運転レベルとは、ＳＡＥ（ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）によって定義された自動運転のレベルをいう。

部分運転自動化車両とは、管制装置１０から仮想交通ルールに基づいて生成された制御制約を受信し、受信した制御制約を満たすように車両の移動を制御するが、自動運転車両のように車両７自らの判断によって車両７を制御しながら走行する自動運転機能は備えておらず、部分的に運転機能が自動化された車両である。本実施形態では、部分運転自動化車両が、運転支援機能を備えた自動運転レベル１又は２の車両である場合について説明する。部分運転自動化車両の一例として、例えば車両の速度及び先行車との車間距離の少なくとも１つの制御を自動化したクルーズコントロール機能を備えた車両が挙げられるが、これに限られるものではない。

以降では、自動運転車両及び部分運転自動化車両を区別して説明する必要がない場合には総称して「車両７」と表し、区別して説明する場合には、それぞれ自動運転車両７Ａ及び部分運転自動化車両７Ｂということにする。

図２は、自動運転車両７Ａの制御装置における機能構成例を示す図である。

図２に示すように、自動運転車両７Ａの制御装置は、位置推定部２１Ａ、状態管理部２２Ａ、無線通信部２３Ａ、局所経路計画部２４、及び制御部２５Ａの各機能部と、車両走行ルート地図２６を含む。

位置推定部２１Ａは、自動運転車両７Ａの位置を推定する。具体的には、位置推定部２１Ａは、自動運転車両７Ａに取り付けられた例えばレーザレンジファインダやカメラのように、自動運転車両７Ａが走行する周辺環境の形状や、移動体である自動運転車両７Ａの移動路の一例である車線８上の状況を捉える外界センサから外形形状データを取得し、取得した外形形状データと、例えば予め用意している環境外形データ（自己位置推定用地図）をマッチングさせ、一致する地点を自動運転車両７Ａの現在位置として推定するマップマッチングを用いて自動運転車両７Ａの位置を推定する。位置推定部２１Ａにおける自動運転車両７Ａの位置の推定方法に制約はなく、例えばＧＰＳ(Global Positioning System)を用いた自動運転車両７Ａの位置の推定等、他の推定方法を用いてもよい。位置推定部２１Ａは、推定した自動運転車両７Ａの位置を位置情報として状態管理部２２Ａ及び局所経路計画部２４に通知する。

状態管理部２２Ａは、例えばナンバー情報及び車体番号のように自動運転車両７Ａを一意に識別するために用いられる情報を含んだ車両固有情報を管理する。また、状態管理部２２Ａは、例えば位置情報によって表される車両７の位置、並びに、姿勢、速度、及び制御内容等を計測するセンサ（「内界センサ」と呼ばれる）や外界センサで取得した周囲の交通環境に関するセンサ値を時系列に沿って収集し、自動運転車両７Ａの状態として管理する。

状態管理部２２Ａは、車両固有情報と自動運転車両７Ａの状態を移動体情報として定期及び随時の少なくとも一方のタイミングで、無線通信部２３Ａ及び局所経路計画部２４に通知する。

無線通信部２３Ａは、状態管理部２２Ａから受け付けた移動体情報を、無線通信装置３を通じて管制装置１０に送信すると共に、無線通信装置３を通じて管制装置１０から受信した管制情報を遅滞なく局所経路計画部２４に通知する。

局所経路計画部２４は、位置推定部２１Ａから受け付けた位置情報、状態管理部２２Ａから受け付けた移動体情報、無線通信部２３Ａから受け付けた管制情報、及び車両走行ルート地図２６を用いて局所経路を計画し、制御部２５Ａに通知する。

局所経路計画部２４は、自動運転車両７Ａが管制情報に含まれる制御制約を満たし、かつ、管制情報で指定された大域経路に沿って走行するという条件の下で、移動体情報に含まれる自動運転車両７Ａに取り付けられた外界センサの計測データから走行中の車道の状況を判断し、大域経路に対応した車道のどの位置を実際に走行しなければならないのかといった実経路を決定する。その上で、局所経路計画部２４は、決定した実経路に沿って車両７を走行させるために従うべき各時刻における自動運転車両７Ａの速度や姿勢を設定する。

このように、自動運転車両７Ａが制御制約を満たしながら、管制装置１０によって指定された大域経路に沿って走行するという条件の下で決定した実経路を「局所経路」と呼び、局所経路には、局所経路に従って自動運転車両７Ａを走行させるための制御内容が付加される。なお、大域経路及び制御制約の詳細内容については後ほど説明する。

車両走行ルート地図２６は、自動運転車両７Ａが走行する車線８を表す地図情報を含んでおり、局所経路の決定や、局所経路に沿って自動運転車両７Ａを走行させるための各時刻における自動運転車両７Ａの制御内容の設定に用いられる。

制御部２５Ａは局所経路計画部２４から局所経路を受け付けると、局所経路に含まれる制御内容に従って自動運転車両７Ａのハンドル、アクセル、ブレーキ等を制御し、局所経路に沿った自動運転車両７Ａの自律走行を実現する。

制御部２５Ａが実施した制御に伴うハンドル、アクセル、ブレーキ等の操作量といった自動運転車両７Ａの制御内容は、各種制御量を計測するそれぞれの内界センサを通じて状態管理部２２Ａに通知され、自動運転車両７Ａの状態として状態管理部２２Ａで管理される。

なお、自動運転車両７Ａは管制装置１０から大域経路を受信しなくても、外界センサの計測データから走行中の車道の状況を判断し、仮想交通ルールを満たすような実経路を決定することができるが、ここでは一例として、自動運転車両７Ａは管制装置１０から大域経路を受信して実経路、すなわち、局所経路を決定するものとする。

図３は、部分運転自動化車両７Ｂの制御装置における機能構成例を示す図である。

図３に示すように、部分運転自動化車両７Ｂの制御装置は、位置推定部２１Ｂ、状態管理部２２Ｂ、無線通信部２３Ｂ、制御部２５Ｂ、及び運転支援制御部２７を含む。

部分運転自動化車両７Ｂは運転手が実経路を決定するため、自動運転車両７Ａのように局所経路計画部２４及び車両走行ルート地図２６は存在せず、その代わりに、運転支援制御部２７が存在する。

位置推定部２１Ｂは、自動運転車両７Ａにおける位置推定部２１Ａと同様の方法により部分運転自動化車両７Ｂの位置を推定し、推定した部分運転自動化車両７Ｂの位置を位置情報として状態管理部２２Ｂに通知する。

状態管理部２２Ｂは、自動運転車両７Ａにおける状態管理部２２Ａと同様に、部分運転自動化車両７Ｂの移動体情報の収集及び管理を行う。部分運転自動化車両７Ｂの場合、運転手が部分運転自動化車両７Ｂを制御するため、部分運転自動化車両７Ｂの状態には、運転手が操作したハンドル、アクセル、ブレーキ等の操作量が含まれる。

また、状態管理部２２Ｂは、管理する移動体情報を定期及び随時の少なくとも一方のタイミングで、無線通信部２３Ｂに通知する。

無線通信部２３Ｂは、状態管理部２２Ｂから受け付けた移動体情報を、無線通信装置３を通じて管制装置１０に送信すると共に、無線通信装置３を通じて管制装置１０から受信した管制情報を遅滞なく運転支援制御部２７に通知する。

運転支援制御部２７は、例えばクルーズコントロール機能を備え、無線通信部２３Ｂを通じて管制装置１０から受信した管制情報に含まれる制御制約に基づいて、部分運転自動化車両７Ｂの速度及び先行車との車間距離の少なくとも１つを制御する。

図４は、管制装置１０の機能構成例を示す図である。

図４に示すように、管制装置１０は、目的地設定部１１、通信部１２、大域経路計画部１３、走行経路予測部１４、干渉地点特定部１５、仮想交通ルール生成部１６、及び制御制約生成部１７の各機能部と、管制走行ルート地図１８を含む。

通信部１２は、自動運転車両７Ａ及び部分運転自動化車両７Ｂの各々から無線通信装置３を通じて移動体情報を受信すると共に、後述する仮想交通ルール生成部１６で生成した仮想交通ルールに基づいて、制御制約生成部１７が生成した制御制約を含む管制情報を、管制情報の送信先として指定された各々の自動運転車両７Ａ及び部分運転自動化車両７Ｂに送信する。通信部１２は移動体情報を受信する受信部の一例であると共に、制御制約を送信する送信部の一例である。

自動運転車両７Ａは、管制装置１０によって指定された大域経路に沿って走行する車両７であるため、管制装置１０が大域経路を計画する必要がある。

そのため、目的地設定部１１は、自動運転車両７Ａが向かおうとしている目的地と自動運転車両７Ａの車両固有情報を受け付け、自動運転車両７Ａの車両固有情報と目的地を対応付けて大域経路計画部１３に通知する。

自動運転車両７Ａの目的地及び車両固有情報は管制装置１０の操作者が目的地設定部１１に設定してもよいが、自動運転車両７Ａから目的地を含む移動体情報を受信し、目的地設定部１１が、受信した移動体情報に含まれる車両固有情報と目的地を対応付けて大域経路計画部１３に通知してもよい。

大域経路計画部１３は、目的地設定部１１から受け付けた自動運転車両７Ａの目的地、通信部１２から受け付けた自動運転車両７Ａの移動体情報Ａ、及び管制走行ルート地図１８を用いて大域経路を計画する。大域経路計画部１３は計画した大域経路を干渉地点特定部１５に通知する。

図５は、大域経路の計画に用いられる管制走行ルート地図１８の内容例を示す図である。管制走行ルート地図１８は、交通規則が変化しない区間を最小単位とした、各区間における経路情報の集合によって表現される道路構造データベースである。

管制走行ルート地図１８を構成する区間（図５の例の場合、地点Ｋ１から地点Ｋ２までの区間、地点Ｋ２から地点Ｋ３までの区間、地点Ｋ３から地点Ｋ７までの区間、地点Ｋ２から地点Ｋ５までの区間、地点Ｋ４から地点Ｋ５までの区間、及び地点Ｋ５から地点Ｋ６までの区間の６区間）には、それぞれ区間における制限速度、車線数、幅員、及び区間における車線が交差する場合に優先車線であるのか、それとも非優先車線であるのかといった車線優先度等の交通規則情報が設定されている。

更に、管制走行ルート地図１８を構成する各区間は、仮想的に設定された経由点の集合である経由点列によって車両７の経路６を表している。経由点とは、経路６上における車両７の位置を表す指標の１つであり、各々の経由点には経由点ＩＤが一意に設定されているため、経由点ＩＤから経路６上における車両７の位置が特定される。

なお、管制走行ルート地図１８には干渉地点Ｘを予め規定している干渉地点情報が含まれる。

図６は、干渉地点Ｘの例を示す図である。干渉地点Ｘには例えば図６（Ａ）に示すように、優先車線８Ａと非優先車線８Ｂが交差する交差点や、一般道や高速道路でみられるような、図６（Ｂ）に示す優先車線８Ａと非優先車線８Ｂが合流する合流点が含まれる。干渉地点Ｘとは、車両７同士が干渉範囲まで接近するような箇所のことであるため、干渉地点Ｘは必ずしも点で表されるわけではなく、一定の大きさを有する領域で表されることもある。すなわち、干渉地点Ｘは干渉領域の一例である。

図７は、干渉地点情報の一例を示す図であり、干渉地点情報は、例えば干渉地点Ｘ毎に干渉地点Ｘを一意に識別するための干渉地点ＩＤ、干渉地点Ｘの位置、干渉地点Ｘに対応する経由点を一意に識別するための経由点ＩＤ、並びに、干渉地点Ｘの１つ手前の経由点の位置及び経由点ＩＤを、同じ干渉地点Ｘを共有する優先車線８Ａと非優先車線８Ｂのそれぞれについて規定した情報である。

前述した自動運転車両７Ａにおける車両走行ルート地図２６も管制走行ルート地図１８と同じ情報で構成されるが、車両走行ルート地図２６は、自動運転車両７Ａが実際に走行する上で必要になる、管制走行ルート地図１８には含まれない情報を含んでもよい。

なお、管制走行ルート地図１８に必ずしも干渉地点情報が含まれている必要はなく、この場合、管制装置１０は、管制走行ルート地図１８に含まれる経由点列の情報から干渉地点情報を生成すればよい。また、管制走行ルート地図１８は必ずしも管制装置１０に含まれる必要はなく、管制装置１０は、通信部１２を通じて管制装置１０とは異なる外部装置から管制走行ルート地図１８を取得してもよい。

図４における大域経路計画部１３は、目的地設定部１１から受け付けた自動運転車両７Ａの車両固有情報と目的地、移動体情報Ａに含まれる自動運転車両７Ａの位置情報と車両固有情報、及び管制走行ルート地図１８に基づいて、自動運転車両７Ａ毎に管制走行ルート地図１８上で自動運転車両７Ａの現在位置から目的地までの経路６である大域経路を探索する。すなわち、大域経路は、管制走行ルート地図１８を構成する各区間の経由点列をつないだ経路６として表される。

図８は、共に自動運転車両７Ａである車両Ｐ及び車両Ｑの大域経路の一例を示す図である。複数の経路６の中から車両Ｐの現在位置と車両Ｐの目的地をつなぐ１つの経路６Ｐが車両Ｐの大域経路として選択され、車両Ｑの現在位置と車両Ｑの目的地をつなぐ１つの経路６Ｑが車両Ｑの大域経路として選択された状況を表している。

なお、大域経路計画部１３における自動運転車両７Ａの大域経路の探索に用いる探索方法はどのような方法であってもよく、例えばダイクストラ探索といった公知の探索方法が用いられる。

自動運転車両７Ａであれば予め目的地が決められるため、管制装置１０が主体となって大域経路計画部１３で自動運転車両７Ａの大域経路を計画することができる。自動運転車両７Ａは大域経路に基づいて決定した局所経路を走行することから、管制装置１０は自らが計画した大域経路によって、自動運転車両７Ａの経路６を知ることができる。

一方、部分運転自動化車両７Ｂの場合、運転手が経路６を決定することから目的地が予め決められていないことがある。

したがって、管制装置１０は大域経路計画部１３で部分運転自動化車両７Ｂの大域経路を計画することができない。

その代わりに管制装置１０は、走行経路予測部１４で部分運転自動化車両７Ｂの走行経路を予測する。

具体的には、走行経路予測部１４は、部分運転自動化車両７Ｂにおける移動体情報Ｂに含まれる位置情報と速度から走行経路を予測する。例えば走行経路予測部１４は、部分運転自動化車両７Ｂの現在位置から特定の距離（例えば１００ｍ）までを移動体情報Ｂで示される速度で走行するものとし、特定の距離に対応する車線８の区間の経由点列をつないだ経路６を部分運転自動化車両７Ｂの走行経路として干渉地点特定部１５に通知する。

しかしながら、部分運転自動化車両７Ｂの目的地は不明であるため、走行経路予測部１４は、車線８が分岐する場合には大域経路と異なり、車線８が分岐する毎に枝分かれするすべての経路６の組み合わせを走行経路として取り扱う。

図９は、車両Ｐが部分運転自動化車両７Ｂである場合の走行経路の一例を示す図である。図９に示すように車両Ｐの走行先が２つに分岐している場合、走行経路予測部１４は、車両Ｐが分岐点で何れの方向に分岐するか不明であるため、経路６Ｐ－１及び経路６Ｐ－２を共に車両Ｐの走行経路とする。

なお、既に説明したように、部分運転自動化車両７Ｂの移動体情報Ｂは無線通信装置３を通じて取得される。

干渉地点特定部１５は、大域経路計画部１３から受け付けた自動運転車両７Ａの大域経路と、走行経路予測部１４で予測した部分運転自動化車両７Ｂの走行経路に基づいて、各大域経路及び各走行経路における干渉地点Ｘを特定する。干渉地点特定部１５は、各車両７の経路６と各々の経路６における干渉地点Ｘを仮想交通ルール生成部１６に通知する。

仮想交通ルール生成部１６は、通信部１２から受け付けた各車両７の移動体情報、大域経路計画部１３から受け付けた各車両７の経路６、すなわち、大域経路と走行経路、各々の経路６における干渉地点Ｘを用いて、自動運転車両７Ａ及び部分運転自動化車両７Ｂに対する仮想交通ルールを生成する。なお、仮想交通ルールは、時空間制約の一例であり、仮想交通ルール生成部１６は、時空間制約生成部の一例である。

具体的には、仮想交通ルール生成部１６は、自動運転車両７Ａの大域経路における干渉地点Ｘで干渉しあう自動運転車両７Ａと他の車両７について、各々の干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔを推定し、各干渉地点Ｘにおいて、車両７同士の交通効率を低下させることなく干渉地点Ｘでの車両７同士の干渉が回避されるような通過優先順位を自動運転車両７Ａに対して規定する。

同様に、仮想交通ルール生成部１６は、部分運転自動化車両７Ｂの走行経路における干渉地点Ｘで干渉しあう部分運転自動化車両７Ｂと他の車両７について、各々の干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔを推定し、各干渉地点Ｘにおいて、車両７同士の交通効率を低下させることなく干渉地点Ｘでの車両７同士の干渉が回避されるような通過優先順位を部分運転自動化車両７Ｂに対して規定する。

仮想交通ルール生成部１６は、自動運転車両７Ａに対しては大域経路と仮想交通ルールを含んだ管制情報を生成し、部分運転自動化車両７Ｂに対して仮想交通ルールを含んだ管制情報を生成し、制御制約生成部１７に出力する。

制御制約生成部１７は、仮想交通ルール生成部１６で生成された管制情報に含まれる仮想交通ルールに基づいて、自動運転車両７Ａ及び部分運転自動化車両７Ｂの制御を制約する制御制約を自動運転車両７Ａ及び部分運転自動化車両７Ｂ毎に生成し、通信部１２に対して自動運転車両７Ａ及び部分運転自動化車両７Ｂの各々に対応付けられた管制情報の送信依頼を行う。これにより、無線通信装置３から自動運転車両７Ａの各々に対しては、各々に対応付けられた大域経路及び制御制約を含む管制情報が送信され、部分運転自動化車両７Ｂの各々に対しては、各々に対応付けられた制御制約を含む管制情報が送信されることになる。

なお、仮想交通ルールについての詳細な生成方法及び仮想交通ルールに基づく制御制約の生成方法については後ほど説明することにする。

次に、管制装置１０及び車両７の制御装置における各々の電気系統の要部構成例について説明する。

図１０は、管制装置１０における電気系統の要部構成例を示す図である。図１０に示すように、管制装置１０は例えばコンピュータ３０を用いて構成される。

コンピュータ３０は、図４に示した管制装置１０に係る各機能部の処理を担うプロセッサの一例であるＣＰＵ(Central Processing Unit)３１、コンピュータ３０を管制装置１０として機能させる管制プログラムを記憶するＲＯＭ(Read Only Memory)３２、ＣＰＵ３１の一時的な作業領域として使用されるＲＡＭ(Random Access Memory)３３、不揮発性メモリ３４、及び入出力インターフェース(Ｉ／Ｏ)３５を備える。そして、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、不揮発性メモリ３４、及びＩ／Ｏ３５がバス３６を介して各々接続されている。

不揮発性メモリ３４は、不揮発性メモリ３４に供給される電力が遮断されても、記憶したデータが維持される記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるが、ハードディスクを用いてもよい。また、不揮発性メモリ３４は、必ずしもコンピュータ３０に内蔵されている必要はなく、例えばＵＳＢメモリやメモリカードのようにコンピュータ３０に着脱可能な可搬型の記憶媒体を用いてもよい。

Ｉ／Ｏ３５には、例えば通信ユニット３７、入力ユニット３８、及び表示ユニット３９が接続される。

通信ユニット３７は通信網５に接続され、無線通信装置３や、通信網５と接続された外部装置との間でデータ通信を行う通信プロトコルを備える。

入力ユニット３８は、管制装置１０の操作者からの指示を受け付けてＣＰＵ３１に通知するユニットであり、例えばボタン、タッチパネル、キーボード、及びマウス等が用いられる。指示が音声で行われる場合には、入力ユニット３８としてマイクが用いられることがある。

表示ユニット３９は、ＣＰＵ３１によって処理された情報を表示する装置であり、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレイ、及びプロジェクタ等が用いられる。

管制装置１０が無人のデータセンター等に設置されている場合のように情報の表示を必要としない状況では、表示ユニット３９がＩ／Ｏ３５に接続されないこともある。また、必要に応じてプリンタユニットのような他のユニットがＩ／Ｏ３５に接続されることがある。

一方、図１１は、車両７の制御装置における電気系統の要部構成例を示す図である。車両７の制御装置も管制装置１０と同様に、例えばコンピュータ４０を用いて構成される。

コンピュータ４０は、図２、３にそれぞれ示した各種類の車両７の制御装置に係る各機能部の処理を担うプロセッサの一例であるＣＰＵ４１、コンピュータ４０を各種類の車両７に対応した制御装置として機能させる制御プログラムを記憶するＲＯＭ４２、ＣＰＵ４１の一時的な作業領域として使用されるＲＡＭ４３、不揮発性メモリ４４、及びＩ／Ｏ４５を備える。そして、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、不揮発性メモリ４４、及びＩ／Ｏ４５がバス４６を介して各々接続されている。

Ｉ／Ｏ４５には、例えば通信ユニット４７、入力ユニット４８、表示ユニット４９、内界センサ５１、外界センサ５２、及び走行装置５３が接続される。

通信ユニット４７は無線通信装置３との間でデータ通信を行う通信プロトコルを備える。

入力ユニット４８は、車両７の運転手からの指示を受け付けてＣＰＵ４１に通知するユニットであり、例えばボタン、タッチパネル、及びポインティングデバイス等が用いられる。指示が音声で行われる場合には、入力ユニット４８としてマイクが用いられることがある。

表示ユニット４９は、ＣＰＵ４１によって処理された情報を表示する装置であり、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、及びプロジェクタ等が用いられる。

走行装置５３は、例えばハンドル、アクセル、及びブレーキのように車両７の走行状態に影響を与える操作装置の操作量を調整すると共に、操作量を車両７の状態としてＣＰＵ４１に通知する装置である。自動運転車両７Ａの走行装置５３の場合、ＣＰＵ４１によって操作量が制御される。一方、部分運転自動化車両７Ｂの走行装置５３の場合、クルーズコントロール機能に関する操作量、例えばアクセル及びブレーキに関する操作量についてはＣＰＵ４１によって操作量が制御され、クルーズコントロール機能に関係しない機能に関する操作量、例えばハンドルの操作量については運転手によって操作量が制御される。

なお、Ｉ／Ｏ４５には、管制装置１０から受信した管制情報の内容を音声で通知するスピーカーや、触覚によって通知するデバイスを接続してもよい。内界センサ５１及び外界センサ５２の機能については既に説明した通りであり、例えば部分運転自動化車両７Ｂのように自動運転機能を備えていない車両７の場合、必ずしもＩ／Ｏ４５に外界センサ５２が接続されていないこともある。

次に、管制システム１における管制装置１０の動作について詳細に説明する。

図１２は、各車両７から移動体情報を受け付けた場合に、管制装置１０のＣＰＵ３１によって実行される管制処理の流れの一例を示すフローチャートである。

管制処理を規定する管制プログラムは、例えば管制装置１０のＲＯＭ３２に予め記憶されている。管制装置１０のＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に記憶される管制プログラムを読み込み、管制処理を実行する。

なお、以降では説明の便宜上、管制システム１の管制対象となる車両７が車両Ｐ及び車両Ｑの場合における管制装置１０の動作について説明するが、管制対象となる車両７が３台以上の場合であっても、各々の車両７について同様の処理を行えばよい。

ステップＳ１０において、ＣＰＵ３１は、移動体情報によって通知される車両７の運転機能に基づいて、車両Ｐと車両Ｑの種類を判定する。

ステップＳ２０において、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１０で判定した車両Ｐ及び車両Ｑの少なくとも一方の種類が自動運転車両７Ａであるか否かを判定する。車両Ｐ及び車両Ｑの少なくとも一方が自動運転車両７ＡであればステップＳ３０に移行する。

ステップＳ３０において、ＣＰＵ３１は、自動運転車両７Ａから受信した移動体情報に含まれる車両７の位置情報と、自動運転車両７Ａの目的地に基づいて、自動運転車両７Ａの大域経路を生成する。

一方、ステップＳ２０の判定処理において車両Ｐ及び車両Ｑの何れも自動運転車両７Ａでないと判定された場合、ステップＳ３０の処理を実行することなくステップＳ４０に移行する。

ステップＳ４０において、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１０で判定した車両Ｐ及び車両Ｑの少なくとも一方の種類が自動運転車両７Ａ以外であるか否か、すなわち、車両Ｐ及び車両Ｑの少なくとも一方の種類が部分運転自動化車両７Ｂであるか否かを判定する。車両Ｐ及び車両Ｑの少なくとも一方の種類が部分運転自動化車両７Ｂである場合には、ステップＳ５０に移行する。

ステップＳ５０において、ＣＰＵ３１は、部分運転自動化車両７Ｂから受信した移動体情報Ｂに含まれる部分運転自動化車両７Ｂの位置情報と部分運転自動化車両７Ｂの速度に基づいて、部分運転自動化車両７Ｂの走行経路を生成する。

なお、分岐点の手前の地点で部分運転自動化車両７Ｂの速度が減速した場合、分岐点を直進するよりも折れ曲がる蓋然性が高いことから、ＣＰＵ３１は、折れ曲がる方向に進む経路６だけを部分運転自動化車両７Ｂの走行経路として生成してもよい。

一方、ステップＳ４０の判定処理において車両Ｐ及び車両Ｑの何れも部分運転自動化車両７Ｂでないと判定された場合、ステップＳ５０の処理を実行することなくステップＳ６０に移行する。

ステップＳ６０において、ＣＰＵ３１は、車両Ｐの経路６を示す経由点が、車両Ｑの経路６を示す経由点から干渉範囲以内まで接近するような地点、すなわち、車両Ｐと車両Ｑの干渉地点Ｘを特定する。具体的には、ＣＰＵ３１は、ステップＳ３０またはステップＳ５０で取得した車両Ｐの大域経路若しくは走行経路（単に「車両Ｐの経路６」という）と、ステップＳ３０またはステップＳ５０で取得した車両Ｑの大域経路若しくは走行経路（単に「車両Ｑの経路６」という）が交差または合流する地点の経由点や、車両Ｐの経路６と車両Ｑの経路６が干渉範囲以内まで接近して並走するような領域の経由点を、車両Ｐと車両Ｑの干渉地点Ｘとして特定する。

なお、図７に示したような干渉地点情報を参照することができる場合、ＣＰＵ３１は、車両Ｐと車両Ｑの各々の経路６に、干渉地点情報で干渉地点Ｘとして設定されている同一の経由点が含まれていれば、当該経由点によって表される地点を車両Ｐと車両Ｑの干渉地点Ｘとしてもよい。

ステップＳ７０において、ＣＰＵ３１は、ステップＳ６０で特定した車両Ｐと車両Ｑの各干渉地点Ｘについて、車両Ｐと車両Ｑの干渉時間ｔを算出する。

干渉時間ｔは、車両Ｐ及び車両Ｑのそれぞれの現在位置から干渉地点Ｘまでの経路６に沿った距離（以降、「干渉地点Ｘまでの距離」という）と、車両Ｐ及び車両Ｑのそれぞれの速度から算出することができる。しかしながら、交通事情等により車両Ｐ及び車両Ｑは一定の速度で走行することができないため、実際には車両Ｐ及び車両Ｑの速度は変動する。

たとえば、“ｖ”を車両Ｐ及び車両Ｑにおけるそれぞれの速度、“ｌ”を干渉地点Ｘまでの距離、“α”及び“β”を車両Ｐ及び車両Ｑの速度変化に対応する正数のマージン、“ε”を他の値よりも０に近い正定数とすれば、車両Ｐ及び車両Ｑの速度の変動量を考慮した干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔは（１）式で算出される。

なお、ｔ_beginは車両Ｐ及び車両Ｑが最も早く干渉地点Ｘを通過する場合の時刻であり、ｔ_endは、車両Ｐ及び車両Ｑが最も遅く干渉地点Ｘを通過する場合の時刻である。このように、車両Ｐ及び車両Ｑの各干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔは、ｔ_begin以上ｔ_end未満の期間で表される。以降では、車両Ｐの干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔを「干渉時間ｔ^p」と表し、車両Ｑの干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔを「干渉時間ｔ^q」と表す。干渉時間ｔの算出方法は上記に限定されず、ドライバモデルや車両挙動モデルを用いた予測等を用いてもよい。

図１３は、特定の干渉地点Ｘに対する車両Ｐの干渉時間ｔ^pと、車両Ｑの干渉時間ｔ^qの一例を示す図である。

このようにして、ＣＰＵ３１は各干渉地点Ｘについて、車両Ｐの干渉時間ｔ^p及び車両Ｑの干渉時間ｔ^qを算出する。

ステップＳ８０において、ＣＰＵ３１は、ステップＳ６０で特定した車両Ｐと車両Ｑの各干渉地点Ｘにおける通過優先順位を設定する。

通過優先順位が上、すなわち、通過優先順位が優先に設定された車両７は、干渉地点Ｘを優先的に通過することができ、通過優先順位が下、すなわち、通過優先順位が非優先に設定された車両７は、通過優先順位が優先に設定された車両７の干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔの間は、当該干渉地点Ｘに進入しないようにする制約が設定される。

このように、各干渉地点Ｘにおける通過優先順位と干渉時間ｔを対応付け、車両Ｐと車両Ｑが走行することができる時間と場所を制約することで、各干渉地点Ｘにおいて車両Ｐと車両Ｑの干渉が回避されることになる。

各干渉地点Ｘにおける通過優先順位と、通過優先順位が優先に設定された車両７の干渉時間ｔの対応付け、すなわち、通過優先順位が非優先に設定された車両７にとっての干渉地点Ｘへの進入禁止時間が仮想交通ルールとなる。仮想交通ルールは、車両７が干渉地点Ｘで他の車両７と干渉しないように、干渉時間ｔと干渉地点Ｘの位置情報を用いて車両７が走行することができる時間と場所を制約することから時空間制約の一例である。

以降では、干渉地点Ｘにおいて通過優先順位が優先に設定されているのか、それとも非優先に設定されているのかを表す状態を“ｓ_x”で表す。干渉地点Ｘにおける状態ｓ_xは“０”または“１”の値をとり、ＣＰＵ３１は、干渉地点Ｘにおいて車両Ｐが優先の場合には状態ｓ_x＝０に設定し、車両Ｑが優先の場合には状態ｓ_x＝１に設定する。

図１４は、状態ｓ_x＝０に設定された干渉地点Ｘでの仮想交通ルールを模式化した模式図である。

この場合、車両Ｐの干渉時間ｔ^pがｔ^p _begin以上ｔ^p _end未満までの期間で表されるとすれば、車両Ｐは、干渉時間ｔ^pの間は干渉地点Ｘを車両Ｑに優先して通過することができる。しかしながら、車両Ｑは、干渉時間ｔ^pに干渉地点Ｘに進入すると車両Ｐと干渉する恐れがあるため、干渉時間ｔ^pの間は干渉地点Ｘへ進入しないようにする必要がある。

一方、図１５は、状態ｓ_x＝１に設定された干渉地点Ｘでの仮想交通ルールを模式化した模式図である。

この場合、車両Ｑの干渉時間ｔ^qがｔ^q _begin以上ｔ^q _end未満までの期間で表されるとすれば、車両Ｑは、干渉時間ｔ^qの間は干渉地点Ｘを車両Ｐに優先して通過することができる。しかしながら、車両Ｐは、干渉時間ｔ^qに干渉地点Ｘに進入すると車両Ｑと干渉する恐れがあるため、干渉時間ｔ^qの間は干渉地点Ｘへ進入しないようにする必要がある。

すなわち、干渉地点Ｘでの通過優先順位が非優先に設定された車両７は、同じ干渉地点Ｘにおいて通過優先順位が優先に設定された車両７の干渉時間ｔに当該干渉地点Ｘへ進入しないようにすれば、車両７同士の干渉を回避して目的地まで到達することができる。

このように、仮想交通ルールは、干渉地点Ｘにおける状態ｓ_xと干渉地点Ｘにおける進入禁止時間（すなわち、干渉地点Ｘにおいて通過優先順位が優先に設定されている車両７の干渉時間ｔ）の組み合わせを干渉地点Ｘ毎に設定した情報によって表される。

各干渉地点Ｘにおいて、車両Ｐ及び車両Ｑの通過優先順位をどのように決定するかは、目的関数Ｃ(Ｓ)を評価することによって行われる。

管制システム１が管理する範囲内に車両Ｐと車両Ｑの干渉地点ＸがＮ地点(Ｎは正の整数)ある場合において、各干渉地点Ｘにおける状態ｓ_xの集合を状態ベクトルＳ＝(ｓ₁, ｓ₂,・・, ｓ_i,・・,ｓ_N)とすれば、目的関数Ｃ(Ｓ)は例えば（２）式で表される。

目的関数Ｃ(Ｓ)は、車両７が目的地まで移動することによって発生する交通コストを表す関数である。交通コストとは、個々の車両７に対するコストだけでなく、車両７が走行することで他の車両７の走行に与える影響も加味したコストであり、車両７の交通効率を表す。

ここで、Ｃ_single(Ｓ)は、各干渉地点Ｘを通過する車両Ｐ及び車両Ｑに対する管制制御を特徴付けるコストである。Ｃ_consistency(Ｓ)は、車両Ｐ及び車両Ｑに設定される通過優先順位の時間方向の一貫性に関するコストである。Ｃ_multi(Ｓ)は、干渉地点Ｘ間の整合性や相互作用に関するコストである。ω_c及びω_mは、目的関数Ｃ(Ｓ)に対してＣ_consistency(Ｓ)、及びＣ_multi(Ｓ)が与える影響度を調整するための重みである。

ＣＰＵ３１は、目的関数Ｃ(Ｓ)が最小となるような状態ベクトルＳを設定する。目的関数Ｃ(Ｓ)が最小になれば交通コストも最小となるため、管制システム１が管制を行う範囲の交通効率が向上する。

次に、目的関数Ｃ(Ｓ)について詳細に説明する。

Ｃ_single(Ｓ)は、各干渉地点Ｘを通過する車両７（この場合、車両Ｐ及び車両Ｑ）に対して定義され、（３）式及び（４）式で表される。

すなわち、Ｃ_single(Ｓ)は、干渉地点Ｘ毎に干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔが早い車両７、すなわち、干渉地点Ｘの予想通過時間が早い車両７の通過優先順位を優先に設定した場合に低くなるような値をとる。

ＣＰＵ３１は、車両７が走行する車線８の優先度、車両７が走行する車線８における車列の長さや交通密度、及び車両７がこれまでに待機した時間を考慮してＣ_single(Ｓ)の重み付けを行ってもよい。例えば（４）式によれば、ある干渉地点Ｘ_iにおいて車両Ｐの通過優先順位が優先に設定されているにも関わらず、車両Ｐの干渉時間ｔ^pが車両Ｑの干渉時間ｔ^qより遅い場合、Ｃ_single(s_i;ｔ^p,ｔ^q)は“１”に設定されるが、更に、車両Ｐが非優先道路を走行している場合には、Ｃ_single(s_i;ｔ^p,ｔ^q)が１より大きい値となるように重み付けを行えばよい。

すなわち、本来、優先通過順位を優先に設定した方がよいと考えられる状況において、優先通過順位を非優先にするような設定、及び優先通過順位を非優先に設定した方がよいと考えられる状況において、優先通過順位を優先にするような設定を行った場合、ＣＰＵ３１は、Ｃ_single(Ｓ)が大きくなるように重み付けを行ってもよい。

（２）式において、車両７に設定される通過優先順位の時間方向の一貫性に関するコストを表すＣ_consistency(Ｓ)は、（５）式及び（６）式で表される。

状態ｓ_xは、予め定めた時間単位（例えば１秒）毎に、時系列に沿ってその時点の移動体情報等を参考にしながら最適な値が設定されるが、ｓ_x ^(T)は時刻Ｔの時点で設定した状態ｓ_xを表し、ｓ_x ^(T-1)は時刻Ｔよりも１単位前の時刻に設定した状態ｓ_xを表す。

同じ車両７に関して通過優先順位を表す優先と非優先が頻繁に切り替わらない方が、車両７は車線８を効率よく走行することができる。したがって、Ｃ_consistency(Ｓ)は、時系列に沿って繰り返し計算された時間的に隣り合う状態ｓ_xが同じ値であれば小さくなるように設定され、異なる値であれば大きくなるような値をとる。

ここでは一例として、１単位前の時刻に設定した状態ｓ_x ^(T-1)との関係性から状態ｓ_x ^(T)を設定した場合の一貫性に関するコストを算出したが、ＣＰＵ３１は、例えばＭ単位前（Ｍは２以上の正の整数）までの各時刻における状態ｓ_xとの関係性から状態ｓ_x ^(T)を設定した場合の一貫性に関するコストを算出してもよい。具体的には、ＣＰＵ３１は、干渉地点Ｘ毎に現在時刻からＭ単位前までの期間で優先と非優先が切り替わった数を算出し、各干渉地点Ｘにおける優先と非優先の切り替わり回数が多くなるにつれてＣ_consistency(Ｓ)の値が大きくなるように、Ｃ_consistency(Ｓ)を計算してもよい。

（２）式において、干渉地点Ｘ間の整合性や相互作用に関するコストを表すＣ_multi(Ｓ)は、（７）式及び（８）式で表される。

ここで、ｗ_i,jは２つの干渉地点Ｘ_i、Ｘ_jの協調度を表す値であり、ｗ_i,j≧０に設定される。干渉地点Ｘの協調度とは、一方の干渉地点Ｘの通過優先順位を他方の干渉地点Ｘの通過優先順位に連動させて同じ状態に設定した方がよいと考えられる度合いのことを表す。

ｗ_i,j＝０は干渉地点Ｘ_i、Ｘ_jが協調する必要がないことを表し、ｗ_i,jが大きくなるにつれて２つの干渉地点Ｘ_i、Ｘ_jを協調して扱った方がよいことを表す。

図１６は、複数の干渉地点Ｘを協調させて取り扱った方がよい例を示す図である。図１６に示すように、非優先車線８Ｂを走行する車両Ｐが、他の車両７が走行する片側１車線の優先車線８Ａを横切って直進する場合、車両Ｐは、干渉地点Ｘ₁及び干渉地点Ｘ₂を通過する必要がある。

こうした状況において、車両Ｐに対して干渉地点Ｘ₁における状態ｓ₁を“０”に設定し、干渉地点Ｘ₂における状態ｓ₂を“１”に設定すると、干渉地点Ｘ₂で他の車両７と干渉してしまうことを回避するため、車両Ｐが優先車線８Ａ上に停止してしまうことがある。この場合、車両Ｐは優先車線８Ａを走行する車両７の流れを妨げてしまうことになる。

したがって、車両７が通過し始めたら通過し終えるまで停止しない方がよい箇所に複数の干渉地点Ｘが存在する場合には、各々の干渉地点Ｘの状態ｓ_xを同じ値に設定して、干渉地点Ｘ同士を協調させた方がよい。

各々の干渉地点Ｘの組み合わせに対するｗ_i,jは予め計算され、例えば不揮発性メモリ３４に記憶されている。ＣＰＵ３１は、不揮発性メモリ３４に記憶されているｗ_i,jを参照してＣ_multi(Ｓ)を計算すればよい。

ここでは一例として、２つの干渉地点Ｘの協調度に基づくＣ_multi(Ｓ)の計算について説明したが、３つ以上の干渉地点Ｘの協調度を用いてＣ_multi(Ｓ)の計算を行ってもよい。

（２）式で示したように、目的関数Ｃ(Ｓ)は車両７に対する管制制御の内容、干渉地点Ｘにおける通過優先順位の時間方向の一貫性、及び干渉地点Ｘ間の整合性や相互作用を反映したコストによって構成されるが、ＣＰＵ３１が各車両７の干渉地点Ｘにおける通過優先順位を決定するために用いる目的関数Ｃ(Ｓ)は（２）式に限られない。

例えば複数の車両７の位置が近づくにつれて大きな値が設定されるような車両７の位置関係を用いて定義した目的関数Ｃ(Ｓ)を用いてもよい。

また、ＣＰＵ３１は、取り得るすべての状態ベクトルＳを目的関数Ｃ(Ｓ)に代入して目的関数Ｃ(Ｓ)を最小にする状態ベクトルＳを決定してもよいが、勾配法等の公知の最適化手法を用いて、目的関数Ｃ(Ｓ)を最小にする状態ベクトルＳを決定してもよい。更には、Ｃ_multi(Ｓ)が目的関数Ｃ(Ｓ)に与える影響が、Ｃ_single(Ｓ)及びＣ_consistency(Ｓ)が目的関数Ｃ(Ｓ)に与える影響より少なければ、ＣＰＵ３１は、目的関数Ｃ(Ｓ)からＣ_multi(Ｓ)を削除した部分問題に分割して、目的関数Ｃ(Ｓ)を最小にする状態ベクトルＳを決定してもよい。また、状態ベクトルＳをＳ＝(Ｓ_a,Ｓ_b)、ただしＳ_a＝(ｓ₁,・・・,ｓ_i)、Ｓ_b＝(ｓ_i+1,・・・,ｓ_N)と分割したときに、Ｃ_multi(Ｓ)＝Ｃ_multi(Ｓ_a)＋Ｃ_multi(Ｓ_b)であれば、ＣＰＵ３１は、目的関数Ｃ(Ｓ)を部分問題Ｃ(Ｓ_a)とＣ(Ｓ_b)に分割して、それぞれを最小にする状態ベクトルＳ_a、Ｓ_bを決定してもよい。

図１２のステップＳ９０において、ＣＰＵ３１は、車両Ｐ及び車両Ｑの種類に応じて仮想交通ルールの要否を決定し、仮想交通ルールが必要な車両７、すなわち、自動運転車両７Ａ及び部分運転自動化車両７Ｂに対しては、ステップＳ６０で特定した車両Ｐと車両Ｑの各干渉地点Ｘ、ステップＳ７０で算出した各干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔ、及びステップＳ８０で設定した各干渉地点Ｘにおける状態ｓ_xを用いて仮想交通ルールを生成する。具体的には、ＣＰＵ３１は、各干渉地点Ｘの位置を表す位置情報（例えば干渉地点ＩＤ）と、各干渉地点Ｘにおける状態ｓ_xと、状態ｓ_x及び干渉時間ｔから得られる各干渉地点Ｘへの進入禁止時間を対応付けた仮想交通ルールを、車両Ｐ及び車両Ｑの種類に応じて生成する。

ステップＳ１００では、ステップＳ９０で生成した仮想交通ルールに基づいて、制御制約を生成する。

以下では、目的関数Ｃ（Ｓ）を最小化することで、車両Ｐが優先、すなわち状態ｓ_x＝０となった場合を例に説明する。この場合、車両Ｐが干渉地点Ｘを通過すると予想されている干渉時間ｔ（ｔ^p _begin以上ｔ^p _end未満までの期間）は、車両Ｑは干渉地点Ｘへの侵入を禁止される。従って、車両Ｑの干渉地点Ｘでの進入禁止時間、すなわち干渉時間ｔに基づいて制御制約を算出する。

本実施形態では、車両Ｑの現在位置から干渉地点Ｘまでの区間に対する制限速度を制御制約として算出する。

図１７（Ａ）に示すように、車両Ｑの現在位置から干渉地点Ｘまでの距離をｄとし、車両Ｑが走行している車線の制限速度をｖ_maxとする。

図１７（Ａ）に示すように、車両Ｑが制限速度ｖ_maxで走行している場合、車両Ｑが干渉地点Ｘを通過する時刻ｔ_ｘは次式で表される。

ｔ_ｘ＝ｄ／ｖ_max ・・・（９）

そして、時刻ｔ１が下記（１０）式を満たす場合は、車両Ｑに対して制限速度を設定しないという制御制約を生成する。

ｔ_ｘ＋α＜ｔ^p _begin 若しくはｔ^p _end＜ｔ_ｘ－α ・・・（１０）

ここで、αは時刻余裕、すなわちマージンであり、予め定めた固定値である。

すなわち、図１７（Ｂ）に示すように、車両Ｑが、車両Ｐが最も早く干渉地点Ｘを通過する場合の時刻ｔ^p _beginよりも早く干渉地点Ｘを通過する場合、若しくは、車両Ｐが最も遅く干渉地点Ｘを通過する場合の時刻ｔ^p _endよりも遅く干渉地点Ｘを通過する場合は、車両Ｑに対して制限速度を設定しないという制御制約を生成する。

一方、図１８（Ｂ）に示すように、車両Ｑが干渉地点Ｘを通過する時刻ｔ_ｘが干渉時間ｔの間の場合は、制限速度ｖ~_maxを制御制約として次式により算出する。

ｖ~_max＝ｄ／（ｔ^p _end＋β）・・・（１１）

ここで、βは時刻余裕、すなわちマージンであり、予め定めた固定値である。αとβの関係としては、α≦βであることが好ましい。なお、制限速度ｖ~_maxは、図５に示す経由点毎に算出される。これにより、図１８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車両Ｐが最も遅く干渉地点Ｘを通過する場合の時刻ｔ^p _end＋βよりも後に車両Ｑが干渉地点Ｘを通過するように、制限速度ｖ~_maxは徐々に小さくなる。

なお、算出した制限速度ｖ~_maxが、予め定めた閾値ｖ_min未満になった場合において、車両Ｑの現在位置から干渉地点Ｘまでの距離ｄが距離ｄ_stop以上の場合は、制限速度ｖ~_maxをｖ_minに設定してもよい。ここで、距離ｄ_stopは、図１８（Ａ）に示すように、干渉地点Ｘから予め定めた停止位置（例えば停止線）ＳＴまでの距離である。

すなわち、算出した制限速度ｖ~_maxが閾値ｖ_min未満になった場合に車両Ｑの現在位置が停止位置ＳＴより手前の場合は、干渉地点Ｘまで余裕があるので、算出した制限速度ｖ~_maxよりも大きい閾値ｖ_minにする。これにより、車両Ｑの速度が必要以上に遅くなるのを防ぐことができる。

一方、算出した制限速度ｖ~_maxが閾値ｖ_min未満になった場合において、車両Ｑの現在位置から干渉地点Ｘまでの距離ｄが距離ｄ_stop未満の場合、すなわち、車両Ｑの現在位置が停止位置ＳＴを超えている場合は、干渉地点Ｘまで余裕がないので、算出した制限速度ｖ~_maxは閾値ｖ_minに設定せず、そのままとする。例えば算出した制限速度ｖ~_maxが０の場合は、車両Ｑは停止することとなる。これにより、車両Ｑが干渉地点Ｘに進入し、車両Ｐと干渉するのを防ぐことができる。

ステップＳ１１０において、ＣＰＵ３１は、車両Ｐ及び車両Ｑの種類に応じて管制情報の生成の有無、及び管制情報の内容を決定する。

車両Ｐまたは車両Ｑが自動運転車両７Ａであれば、ＣＰＵ３１は、大域経路及びステップＳ１００で算出した制御制約を含む管制情報を生成する。車両Ｐまたは車両Ｑが部分運転自動化車両７Ｂであれば、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１００で算出した制御制約を含む管制情報を生成する。

ＣＰＵ３１は無線通信装置３を通じて、生成した管制情報を管制情報の生成対象となった車両７にそれぞれ送信するための制御を行う。

この場合、ＣＰＵ３１は、最新の移動体情報から管制情報の生成対象となった車両７の位置を把握し、当該車両７の現在位置に最も近い無線通信装置３から管制情報が送信されるように、管制情報を送信する無線通信装置３を指定する。無線通信装置３の位置情報は、例えば不揮発性メモリ３４に予め記憶されている。

以上により、図１２に示した管制処理を終了する。

なお、管制装置１０の管制対象となる車両７が自動運転車両７Ａ及び部分運転自動化車両７Ｂに限られ、部分運転自動化車両７Ｂの目的地が明らかな場合、自動運転車両７Ａと同じように大域経路計画部１３で部分運転自動化車両７Ｂの大域経路を計画すればよい。この場合、管制装置１０の走行経路予測部１４は不要となる。

一方、図１９は、管制装置１０から管制情報を受信した場合に、自動運転車両７Ａの制御装置におけるＣＰＵ４１によって実行される走行制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。

自動運転車両７Ａの走行制御処理を規定する制御プログラムは、例えば自動運転車両７Ａの制御装置におけるＲＯＭ４２に予め記憶されている。自動運転車両７Ａの制御装置におけるＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶される制御プログラムを読み込み、自動運転車両７Ａの走行制御処理を実行する。

ステップＳ２００において、ＣＰＵ４１は、自身の自動運転車両７Ａにおける最新の位置情報を取得する。

ステップＳ２１０において、ＣＰＵ４１は、自身の自動運転車両７Ａにおける最新の移動体情報を取得する。

ステップＳ２２０において、ＣＰＵ４１は、ステップＳ２００で取得した自動運転車両７Ａの位置情報、ステップＳ２１０で取得した自動運転車両７Ａの移動体情報Ａ、及び管制装置１０から受信した管制情報を用いて、局所経路を生成する。

具体的には、ＣＰＵ４１は、移動体情報Ａに含まれる車線８上の状況を表す外界センサのセンサ値や、自動運転車両７Ａの状態を表す内界センサのセンサ値から、他の車両７と干渉しないように走行することができる大域経路に沿った実経路、すなわち、局所経路を決定する。この際、ＣＰＵ４１は、管制情報に含まれる制御制約、すなわち制限速度を参照して、非優先に設定されている干渉地点Ｘでは干渉地点Ｘと対応付けられている進入禁止時間に当該干渉地点Ｘへ進入しないような局所経路を自動運転車両７Ａが走行するように、自動運転車両７Ａの制限速度を決定する。

ステップＳ２３０において、ＣＰＵ４１は、ステップＳ２２０で生成した局所経路に沿って自動運転車両７Ａを移動させるための制御内容に従って、例えばハンドル、アクセル、ブレーキといった自動運転車両７Ａの走行を制御する走行装置の操作量を制御し、計画した局所経路通りに且つ制限速度に従って自動運転車両７Ａを走行させる。

以上により、図１９に示す自動運転車両７Ａの走行制御処理を終了する。

なお、管制装置１０から管制情報を受信した車両７が部分運転自動化車両７Ｂである場合、部分運転自動化車両７Ｂの制御装置におけるＣＰＵ４１は、図１９のステップＳ２２０、Ｓ２３０の処理に代えて、以下の処理を実行する。すなわち、管制情報に含まれる制御制約としての制限速度で走行するように部分運転自動化車両７Ｂを走行させる。これにより、部分運転自動化車両７Ｂは、進入禁止時間には当該進入禁止時間と対応付けられた干渉地点Ｘに進入しないように走行するため、干渉地点Ｘにおける他の車両７との干渉を回避することができる。

＜第２実施形態＞

次に、第２実施形態について説明する。

第２実施形態では、制御制約として目標速度を用いる場合について説明する。管制システム１及び管制装置１０の構成は第１実施形態と同一であるため説明は省略する。

第２実施形態では、第１実施形態で説明した図１２に示す管制処理のフローチャートのステップＳ１００の処理について説明する。ステップＳ１００以外の処理は第１実施形態と同一であるため説明は省略する。

第２実施形態では、第１実施形態で説明した制限速度に代えて、車両Ｑの現在の目標速度を制御制約として算出する。従って、第１実施形態で説明した制限速度を、車両Ｑの現在の目標速度に置き換えればよい。以下、具体的に説明する。

本実施形態では、車両Ｑの現在の目標速度を制御制約として算出する。例えば、目標速度は、自動運転システムの速度制御の目標値としてセットされる。他の例としては、目標速度は、クルーズコントロール機能の設定速度としてセットされる。

図２０（Ａ）に示すように、車両Ｑの現在位置から干渉地点Ｘまでの距離をｄとし、車両Ｑの目標速度をｖ_rとする。

図２０（Ａ）に示すように、車両Ｑが目標速度ｖ_rで走行している場合、車両Ｑが干渉地点Ｘを通過する時刻ｔ_ｘは次式で表される。

ｔ_ｘ＝ｄ／ｖ_r ・・・（１２）

そして、時刻ｔ_ｘが上記（１０）式を満たす場合は、車両Ｑに対して目標速度を設定しないという制御制約を生成する。

すなわち、図２０（Ｂ）に示すように、車両Ｑが、車両Ｐが最も早く干渉地点Ｘを通過する場合の時刻ｔ^p _beginよりも早く干渉地点Ｘを通過する場合、若しくは、車両Ｐが最も遅く干渉地点Ｘを通過する場合の時刻ｔ^p _endよりも遅く干渉地点Ｘを通過する場合は、車両Ｑに対して目標速度を設定しないという制御制約を生成する。

一方、図２１（Ｂ）に示すように、車両Ｑが干渉地点Ｘを通過する時刻ｔ_ｘが干渉時間ｔの間の場合は、目標速度を制御制約として次式により算出する。

ｖ_r＝ｄ／（ｔ^p _end＋β）・・・（１３）

ここで、βは時刻余裕、すなわちマージンであり、予め定めた固定値である。αとβの関係としては、α≦βであることが好ましい。なお、目標速度ｖ_rは、図５に示す経由点毎に算出される。これにより、図２１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、車両Ｐが最も遅く干渉地点Ｘを通過する場合の時刻ｔ^p _end＋βよりも後に車両Ｑが干渉地点Ｘを通過するように目標速度ｖ_rは徐々に小さくなる。

なお、算出した目標速度ｖ_rが、予め定めた閾値ｖ_min未満になった場合において、車両Ｑの現在位置から干渉地点Ｘまでの距離ｄが距離ｄ_stop以上の場合は、目標速度ｖ_rをｖ_minに設定してもよい。

すなわち、算出した目標速度ｖ_rが閾値ｖ_min未満になった場合に車両Ｑの現在位置が停止位置ＳＴより手前の場合は、干渉地点Ｘまで余裕があるので、算出した目標速度ｖ_rよりも大きい閾値ｖ_minにする。これにより、車両Ｑの速度が必要以上に遅くなるのを防ぐことができる。

一方、算出した目標速度ｖ_rが閾値ｖ_min未満になった場合において、車両Ｑの現在位置から干渉地点Ｘまでの距離ｄが距離ｄ_stop未満の場合、すなわち、車両Ｑの現在位置が停止位置ＳＴを超えている場合は、干渉地点Ｘまで余裕がないので、算出した目標速度ｖ_rは閾値ｖ_minに設定せず、そのままとする。例えば算出した目標速度ｖ_rが０の場合は、車両Ｑは停止することとなる。これにより、車両Ｑが干渉地点Ｘに進入し、車両Ｐと干渉するのを防ぐことができる。

＜第３実施形態＞

次に、第３実施形態について説明する。

第３実施形態では、制御制約として目標車間距離を用いる場合について説明する。管制システム１及び管制装置１０の構成は第１実施形態と同一であるため説明は省略する。

第３実施形態では、第１実施形態で説明した図１２に示す管制処理のフローチャートのステップＳ１００の処理について説明する。ステップＳ１００以外の処理は第１実施形態と同一であるため説明は省略する。

第３実施形態では、第１実施形態で説明した制限速度及び第２実施形態で説明した目標速度に代えて、車両Ｑの現在の目標車間距離を制御制約として算出する。

本実施形態では、車両Ｑの現在の目標車間距離を制御制約として算出する。

ここで、図２２に示すように、車両Ｑが先行車Ｒに対して車間距離を一定に保つための目標車間距離Ｌ_desは次式で定義される。

Ｌ_des＝（ｈ＋ｈ~）ｖ＋Ｌ_safe ・・・（１４）

ここで、ｈは車間時間である。車間時間とは、先行車Ｒがある地点を通過してから車両Ｑがその地点を通過するまでの時間である。ｈ~は制御制約による可変車間時間である。ｖは車両Ｑの速度である。Ｌ_safeは予め定めた固定値である。Ｌ_safeは、上記（１５）式より、（ｈ＋ｈ~）またはｖが０のときの目標車間距離である。

管制装置１０から制御制約が車両Ｑに対して送信されない場合、ｈ~＝０である。

車両Ｑが速度ｖで走行している場合に、車両Ｑが干渉地点Ｘを通過する時刻ｔ_ｘは次式で表される。

ｔ_ｘ＝ｄ／ｖ・・・（１５）

時刻ｔ_ｘが上記（１０）式を満たす場合は、車両Ｑに対して目標車間距離を設定しないという制御制約を生成する。

一方、車両Ｑが速度ｖで車間距離を一定に保ちながら走行しており、車両Ｑが干渉地点Ｘを通過する時刻ｔ_ｘが干渉時間ｔの間の場合において、図２２（Ａ）に示すように先行車Ｒが干渉地点Ｘより手前に存在する場合は、可変車間時間ｈ~を次式により算出する。

ｈ~＝（ｔ^p _end－ｔ_now）＋β－（ｈ＋Ｌ_safe／ｖ＋Ｌ_a／ｖ）・・・（１６）

ここで、ｔ_nowは現在時刻である。Ｌ_aは図２２（Ａ）に示すように、先行車Ｒの後尾から干渉地点Ｘまでの距離である。βは時刻余裕、すなわちマージンであり、予め定めた固定値である。αとβの関係としては、α≦βであることが好ましい。

一方、車両Ｑが速度ｖで車間距離を一定に保ちながら走行しており、車両Ｑが干渉地点Ｘを通過する時刻ｔ_ｘが干渉時間ｔの間の場合において、図２２（Ｂ）に示すように先行車Ｒが干渉地点Ｘを通過していた場合は、可変車間時間ｈ~を次式により算出する。

ｈ~＝（ｔ^p _end－ｔ_now）＋β－（ｈ＋Ｌ_safe／ｖ－Ｌ_a／ｖ）・・・（１７）

これにより、図２２（Ｃ）に示すように、車両Ｐが干渉地点Ｘを通過した後で車両Ｑが干渉地点Ｘを通過するので干渉が回避される。このように、目標車間距離Ｌ_desが、先行車Ｒと干渉地点Ｘとの位置関係に応じて変化する可変車間時間ｈ~により決定されるため、先行車Ｒとの車間距離を適切に保ちつつ、干渉地点Ｘにおいて他の車両７との干渉を回避することができる。

なお、上記各実施形態では、管制システム１が車両７を管制する例について説明したが、管制システム１の管制対象は車両７に限られず、移動体であればどのようなものであってもよい。移動体には歩行者、自転車、オートバイ、車いす、キックボード、船舶、及びドローン等の飛行体が含まれる。

以上、実施の形態を用いて本発明について説明したが、本発明は実施の形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、本発明の要旨を逸脱しない範囲で処理の順序を変更してもよい。

実施の形態では、一例として管制装置１０における管制処理、及び自動運転車両７Ａにおける走行制御処理をソフトウェアで実現する形態について説明したが、図１２及び図１９に示したフローチャートと同等の処理を、例えばＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)、またはＰＬＤ(Programmable Logic Device)に実装し、ハードウェアで処理させるようにしてもよい。この場合、各々の処理をソフトウェアで実現した場合と比較して、処理の高速化が図られる。

このように、管制装置１０のＣＰＵ３１や車両７の制御装置におけるＣＰＵ４１を例えばＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、及びＦＰＵ(Floating Point Unit)といった特定の処理に特化した専用のプロセッサに置き換えてもよい。

また、実施の形態における管制装置１０のＣＰＵ３１や車両７の制御装置におけるＣＰＵ４１の動作は、それぞれ１つのＣＰＵ３１及びＣＰＵ４１によって実現される形態の他、複数のＣＰＵ３１及び複数のＣＰＵ４１によって実現されてもよい。更に、実施の形態における管制装置１０のＣＰＵ３１や車両７の制御装置におけるＣＰＵ４１の動作は、それぞれ物理的に離れた位置に存在するコンピュータ３０におけるＣＰＵ３１やコンピュータ４０におけるＣＰＵ４１の協働によって実現されるものであってもよい。

また、上述した実施の形態では、管制装置１０のＣＰＵ３１が読み込む管制プログラムがＲＯＭ３２にインストールされ、車両７の制御装置におけるＣＰＵ４１が読み込む制御プログラムがＲＯＭ４２にインストールされている形態について説明したが、これに限定されるものではない。本発明に係る管制プログラム及び制御プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録された形態で提供することも可能である。例えば管制プログラム及び制御プログラムを、ＣＤ(Compact Disc)－ＲＯＭ、またはＤＶＤ(Digital Versatile Disc)－ＲＯＭ等の光ディスクに記録した形態で提供してもよい。また、管制プログラム及び制御プログラムをＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリやメモリカード等の可搬型の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。

更に、管制装置１０及び車両７の制御装置は、通信網５に接続される外部装置からそれぞれ管制プログラム及び制御プログラムをダウンロードするようにしてもよい。

１管制システム
７Ａ自動運転車両
７Ｂ部分運転自動化車両
１０管制装置
１１目的地設定部
１２通信部
１３大域経路計画部
１４走行経路予測部
１５干渉地点特定部
１６仮想交通ルール生成部
１７制御制約生成部
１８管制走行ルート地図
２１Ａ、２１Ｂ位置推定部
２２Ａ、２２Ｂ状態管理部
２３Ａ、２３Ｂ無線通信部
２４局所経路計画部
２５Ａ、２５Ｂ制御部
２６車両走行ルート地図
２７運転支援制御部

Claims

複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、
移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、
移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を移動体毎に生成する制御制約生成部と、
前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、
を備えた管制装置。
前記制御制約生成部は、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの区間に対する制限速度を前記制御制約として算出する
請求項１記載の管制装置。
前記制御制約生成部は、前記移動体の現在の目標速度を前記制御制約として算出する
請求項１記載の管制装置。
前記制御制約生成部は、前記制御制約が予め定めた閾値未満の場合において、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの距離が、前記干渉領域から予め定めた停止位置までの距離以上の場合は、前記制御制約を前記閾値に設定する
請求項２又は請求項３記載の管制装置。
前記制御制約生成部は、前記移動体の現在の目標車間距離を前記制御制約として算出する
請求項１記載の管制装置。
前記制御制約生成部は、前記移動体に対する先行車と前記干渉領域との位置関係に応じて変化する可変車間時間を用いて前記目標車間距離を算出する
請求項５記載の管制装置。
複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路、及び移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報から、移動体の移動に関する判断を制約する制約条件を移動体毎に生成する制約条件生成部と、移動体毎の前記制約条件に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を生成する制御制約生成部と、前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備えた管制装置と、
前記管制装置から受信した前記制御制約を満たすように移動体の移動を制御する制御部を備えた移動体と、
を含む管制システム。