JP2023080549A - 車両走行管制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交差点における車両の通行効率を向上させることができる車両走行管制装置を得る。【解決手段】車両走行管制装置２０は、情報取得部２１、調停部２２、及び送信部２３を有している。調停部２２は、衝突判定部２２１、優先順位決定部２２２、及び調停指令生成部を有している。衝突判定部２２１は、交差点４１内を複数の分割領域に区画している。衝突判定部２２１は、交通状況情報と進行方向情報とに基づいて、複数の分割領域に対する各通過予定車両の通過時間帯を予測することにより、複数の衝突判定車両の有無を判定する。複数の衝突判定車両は、複数の通過予定車両のうち、交差点４１において互いに衝突する可能性がある通過予定車両である。【選択図】図２

Description

本開示は、車両走行管制装置に関する。

従来の動作決定装置は、Ｔ字路において、車両が側道から本道に進入しようとする場合に、本道を走行中の他車両がセンサ部によって検知されると、他車両がＴ字路を通過するまで車両を側道で待機させる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１９－１７２０６８号公報

上記のような従来の動作決定装置では、本道を多数の他車両が走行している場合には、すべての他車両がＴ字路を通過するまで、側道の車両を長時間待機させることになり、側道の車両の通行効率が低下する。

本開示は、上記のような課題を解決するために為されたものであり、交差点における車両の通行効率を向上させることができる車両走行管制装置を得ることを目的とする。

本開示に係る車両走行管制装置は、交差点を含む監視領域内に存在している複数の車両のそれぞれの位置及び速度を含む情報である交通状況情報と、複数の車両のうち、これから交差点を通過しようとする車両である複数の通過予定車両が、交差点においてそれぞれどの方向へ進行する予定であるかについての情報である進行方向情報とを取得する情報取得部、交通状況情報と進行方向情報とに基づいて、複数の通過予定車両のうち、交差点において互いに衝突する可能性がある通過予定車両である複数の衝突判定車両の有無を判定する衝突判定部、複数の衝突判定車両のそれぞれを交差点に進入させる順序である進入優先順位を決定する優先順位決定部、進入優先順位に基づいて、複数の衝突判定車両のうちの少なくとも１台である指定車両の交差点への進入を遅らせる指令である調停指令を生成する調停指令生成部、及び調停指令を指定車両に送信する送信部を備え、衝突判定部は、交差点内を複数の分割領域に区画し、交通状況情報と進行方向情報とに基づいて、複数の分割領域に対する各通過予定車両の通過時間帯を予測することにより、複数の衝突判定車両の有無を判定し、優先順位決定部は、進行方向情報に含まれている各衝突判定車両の進行方向の情報に基づいて、進入優先順位を決定する。

本開示に係る車両走行管制装置によれば、交差点における車両の通行効率を向上させることができる。

実施の形態１に係る車両走行管制システムを一部ブロックで示す説明図である。 図１の車両走行管制装置の構成を示すブロック図である。 図１の交差点及びその周辺に設定されている複数の領域を示す平面図である。 図３の交差点を車両が直進する様子を示す平面図である。 図４の車両が交差点に進入する前の状態を示す平面図である。 図４の車両がさらに直進した状態を示す平面図である。 図４の車両がさらに直進した状態を示す平面図である。 図３の交差点を車両が直進する場合における第１通過領域及び第２通過領域の時間遷移を示すグラフである。 図３の交差点を車両が左折する様子を示す平面図である。 図９の車両が交差点に進入した状態を示す平面図である。 図１０の車両がさらに進んだ状態を示す平面図である。 図３の交差点を車両が左折する場合における第１通過領域及び第２通過領域の時間遷移を示すグラフである。 図３の交差点を車両が右折する様子を示す平面図である。 図１３の車両が交差点に進入した状態を示す平面図である。 図１４の車両がさらに進んだ状態を示す平面図である。 図１５の車両がさらに進んだ状態を示す平面図である。 図３の交差点を車両が右折する場合における第１通過領域及び第２通過領域の時間遷移を示すグラフである。 同一の分割領域における２台の通過予定車両の通過状況と、衝突判定結果との関係を示す表である。 車両位置による優先度を説明するための説明図である。 図２の優先順位決定部により決定される進入優先順位の第１の例を示す説明図である。 図２の優先順位決定部により決定される進入優先順位の第２の例を示す説明図である。 図２の調停部が実行する調停ルーチンを示すフローチャートである。 図２の衝突判定部が実行する衝突予測ルーチンを示すフローチャートである。 図２の優先順位決定部が実行する優先順位決定ルーチンを示すフローチャートである。 図２の調停指令生成部が実行する調停指令生成ルーチンを示すフローチャートである。 実施の形態１の車両走行管制装置の各機能を実現する処理回路の第１の例を示す構成図である。 実施の形態１の車両走行管制装置の各機能を実現する処理回路の第２の例を示す構成図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る車両走行管制システムを一部ブロックで示す説明図である。図１により、交差点４１における車両走行管制について説明する。

実施の形態１において、交差点４１は、以下の条件１及び条件２を同時に満足する。
条件１：交差点４１の中心に対して、隣り合う入口が９０度又は１８０度離れて配置されているＴ字路又は十字路
条件２：各入口は、車両３０が対向通行可能な幅を有している

図１の交差点４１は、十字路である。十字路においては、第１道路と第２道路とが直角に交差している。

第１道路における交差点４１の一側に隣接する部分を、第１道路部分４２ａと称する。第１道路における交差点４１の他側に隣接する部分を、第２道路部分４２ｂと称する。第２道路における交差点４１の一側に隣接する部分を、第３道路部分４２ｃと称する。第２道路における交差点４１の他側に隣接する部分を、第４道路部分４２ｄと称する。

車両走行管制システムは、少なくとも１つの交通環境検出装置１０、車両走行管制装置２０、及び複数の車両３０を含んでいる。図１には、１台の車両３０のみが示されている。複数の車両３０のそれぞれは、自動運転車両である。

交通環境検出装置１０は、監視領域４０内における交通状況を検出する。監視領域４０は、交差点４１、第１道路部分４２ａ、第２道路部分４２ｂ、第３道路部分４２ｃ、及び第４道路部分４２ｄを含む領域である。

車両走行管制装置２０には、監視領域４０内の地図情報が登録されている。

図２は、図１の車両走行管制装置２０の構成を示すブロック図である。図２には、２つの交通環境検出装置１０が示されている。各交通環境検出装置１０は、検出した交通状況に関する情報である交通状況情報を車両走行管制装置２０に送信する。

交通状況情報は、監視領域４０内に存在している複数の車両３０のそれぞれの位置及び速度を含む情報である。

監視領域４０内に存在している複数の車両３０のうち、これから交差点４１を通過しようとしている車両３０を、通過予定車両と称する。各通過予定車両は、目的方向情報を車両走行管制装置２０に送信する。目的方向情報は、各通過予定車両が交差点４１においてどの方向へ進行する予定であるかについての情報である。

車両走行管制装置２０は、機能ブロックとして、情報取得部２１、調停部２２、及び送信部２３を有している。

情報取得部２１は、各通過予定車両から目的方向情報を取得する。即ち、情報取得部２１は、複数の通過予定車両から進行方向情報を取得する。進行方向情報は、複数の目的方向情報を集めた情報であり、複数の通過予定車両が、交差点４１においてそれぞれどの方向へ進行する予定であるかについての情報である。また、情報取得部２１は、各交通環境検出装置１０から交通状況情報を取得する。

調停部２２は、機能ブロックとして、衝突判定部２２１、優先順位決定部２２２、及び調停指令生成部を有している。

衝突判定部２２１は、交通状況情報と進行方向情報とに基づいて、複数の衝突判定車両の有無を判定する。複数の衝突判定車両は、複数の通過予定車両のうち、交差点４１において互いに衝突する可能性がある通過予定車両である。

優先順位決定部２２２は、進入優先順位を決定する。進入優先順位は、複数の衝突判定車両のそれぞれを交差点４１に進入させる順序である。また、優先順位決定部２２２は、各衝突判定車両の進行方向の情報に基づいて、進入優先順位を決定する。各衝突判定車両の進行方向の情報は、各衝突判定車両の目的方向情報であり、進行方向情報に含まれている。

また、優先順位決定部２２２は、２台以上の指定車両が交差点４１の手前で待機している場合、各指定車両の待機時間に基づいて、進入優先順位を決定する。

調停指令生成部２２３は、進入優先順位に基づいて、調停指令を生成する。調停指令は、指定車両の交差点４１への進入を遅らせる指令である。指定車両は、複数の衝突判定車両のうちの少なくとも１台である。

送信部２３は、監視領域４０内に存在している複数の車両３０に交通状況情報を送信する。また、送信部２３は、調停指令を指定車両に送信する。

車両走行管制装置２０においては、交差点４１及びその周辺に対して、複数の領域が設定されている。図３は、図１の交差点４１及びその周辺に設定されている複数の領域を示す平面図である。

複数の領域には、交差点４１、第１道路部分４２ａ、第２道路部分４２ｂ、第３道路部分４２ｃ、及び第４道路部分４２ｄが含まれている。

衝突判定部２２１は、交差点４１内を複数の分割領域に区画している。即ち、交差点４１内には、複数の分割領域が設定されている。図３では、第１道路の幅方向の中心を通る直線と、第２道路の幅方向の中心を通る直線とによって、交差点４１内が４つの分割領域に分割されている。４つの分割領域は、分割領域Ａ５１、分割領域Ｂ５２、分割領域Ｃ５３、及び分割領域Ｄ５４である。

衝突判定部２２１は、交通状況情報と進行方向情報とに基づいて、上記の４つの分割領域に対する各通過予定車両の通過時間帯を予測することにより、複数の衝突判定車両の有無を判定する。また、衝突判定部２２１は、各通過予定車両の速度情報と、各通過予定車両が走行する車線の情報とを含む計画である行動計画に基づいて、通過時間帯を予測する。

また、衝突判定部２２１は、通過予定車両に対して調停不可領域４４ａを設定する。調停不可領域４４ａは、第１道路部分４２ａにおける交差点４１の手前の停止線４３ａを起点として、交差点４１とは反対側へ長さＬ１の領域である。

調停不可領域４４ａは、交差点４１に向かって走行している通過予定車両が調停指令を受けて停止しようとした場合に、停止線４３ａを越える領域である。従って、衝突判定部２２１は、調停不可領域４４ａの長さＬ１を、通過予定車両の現在の車速Ｖ_ａｃｔに基づいて設定する。調停不可領域４４ａの長さＬ１は、通過予定車両の現在の車速Ｖ_ａｃｔが高いほど大きな値に設定される。

なお、衝突判定部２２１は、通過予定車両が交差点４１に進入する前に、同一車線の前方に他の車両が存在せず、且つ通過予定車両が一旦停止した場合、調停不可領域４４ａを一旦消去する。その後、通過予定車両が再発進したとき、衝突判定部２２１は、調停不可領域４４ａを再設定する。

また、衝突判定部２２１は、調停不可領域４４ａに対して、交差点４１とは反対側の領域を調停可能領域４５ａとして設定する。

図４は、図３の交差点４１を車両３０が直進する様子を示す平面図である。図４では、図３の交差点４１を時計方向へ９０度回転させて示している。

図４において、車両３０は、第１道路部分４２ａから分割領域Ａ５１に進入している。この状態から、車両３０は、分割領域Ｂ５２を通過して、第２道路部分４２ｂに進む予定である。

４つの分割領域のうち、通過予定車両が現在通過している領域を、第１通過領域と称する。また、４つの分割領域のうち、通過予定車両がこれから通過しようとしている領域を、第２通過領域と称する。図４では、分割領域Ａ５１が第１通過領域であり、分割領域Ｂ５２が第２通過領域である。

また、４つの分割領域のうち、第１通過領域にも第２通過領域にも該当しない領域を、フリー領域と称する。図４では、分割領域Ｃ５３及び分割領域Ｄ５４がフリー領域である。

図５は、図４の車両３０が交差点４１に進入する前の状態を示す平面図である。図５では、第１通過領域は存在せず、分割領域Ａ５１及び分割領域Ｂ５２が第２通過領域である。

図６は、図４の車両３０がさらに直進した状態を示す平面図である。図６では、車両３０は、第２分割領域は存在せず、分割領域Ａ５１及び分割領域Ｂ５２が第１通過領域である。

図７は、図６の車両３０がさらに直進した状態を示す平面図である。図７では、分割領域Ｂ５２が第１通過領域である。

図８は、図３の交差点４１を車両３０が直進する場合における第１通過領域及び第２通過領域の時間遷移を示すグラフである。

図８において、時刻ｔ_０は、調停不可領域４４ａに車両３０が進入する時刻である。時刻ｔ_１は、車両３０が分割領域Ａ５１に進入する時刻である。時刻ｔ_２は、車両３０が分割領域Ｂ５２に進入する時刻である。時刻ｔ_３は、車両３０が分割領域Ａ５１から退出する時刻である。時刻ｔ_４は、車両３０が分割領域Ｂ５２から退出する時刻である。

分割領域Ａ５１は、時刻ｔ_０において第２通過領域となり、時刻ｔ_１において第１通過領域となる。分割領域Ａ５１は、時刻ｔ_３においてフリー領域となる。分割領域Ｂ５２は、時刻ｔ_４においてフリー領域となる。

時刻ｔ_１は、以下の式（１）によって算出される。時刻ｔ_２は、以下の式（２）によって算出される。時刻ｔ_３は、以下の式（３）によって算出される。時刻ｔ_４は、以下の式（４）によって算出される。

ここで、ｖ_ｃｒｓは、交差点４１に進入する前の車両３０の速度である。ｌ_ｖｅｈは、車両３０の長さである。ｄ_１は、調停不可領域４４ａの始点から第１道路部分４２ａと交差点４１との境界線までの長さである。ｄ_２は、分割領域Ａ５１内における車両３０の走行距離である。ｄ_３は、分割領域Ｂ５２内における車両３０の走行距離である。

式（１）：ｔ_１＝（ｄ_１／ｖ_ｃｒｓ）＋ｔ_０

式（２）：ｔ_２＝（ｄ_１＋ｄ_２／ｖ_ｃｒｓ）＋ｔ_０

式（３）：ｔ_３＝（ｄ_１＋ｌ_ｖｅｈ／ｖ_ｃｒｓ）＋ｔ_０

式（４）：ｔ_４＝（ｄ_１＋ｄ_２＋ｄ_３＋ｌ_ｖｅｈ／ｖ_ｃｒｓ）＋ｔ_０

各分割領域が第１通過領域となっている時間帯を、第１時間帯と称する。即ち、第１時間帯は、各通過予定車両が第１通過領域を通過する通過時間帯である。また、各分割領域が第２通過領域となっている時間帯を、第２時間帯と称する。即ち、第２時間帯は、各通過予定車両が第２通過領域を通過する時間帯である。

図８に示した例において、分割領域Ａ５１の第１時間帯は、時刻ｔ_１から時刻ｔ_３までの時間帯である。分割領域Ａ５１の第２時間帯は、時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までの時間帯である。分割領域Ｂ５２の第１時間帯は、時刻ｔ_２から時刻ｔ_４までの時間帯である。分割領域Ｂ５２の第２時間帯は、時刻ｔ_０から時刻ｔ_２までの時間帯である。

図９は、図３の交差点４１を車両３０が左折する様子を示す平面図である。図９では、図３の交差点４１を時計方向へ９０度回転させて示している。

図９では、車両３０は、調停不可領域４４ａに位置している。このため、分割領域Ａ５１が第２通過領域である。

図１０は、図９の車両３０が交差点４１に進入した状態を示す平面図である。図１０では、車両３０は、分割領域Ａ５１に進入している。このため、分割領域Ａ５１が第１通過領域である。また、分割領域Ｂ５２、分割領域Ｃ５３、及び分割領域Ｄ５４は、フリー領域である。

図１１は、図１０の車両３０がさらに進んだ状態を示す平面図である。図１１では、車両３０は、分割領域Ａ５１を退出し、第３道路部分４２ｃを走行している。

図１２は、図３の交差点を車両が左折する場合における第１通過領域及び第２通過領域の時間遷移を示すグラフである。

図１２において、時刻ｔ_０は、調停不可領域４４ａに車両３０が進入する時刻である。時刻ｔ_１は、車両３０が分割領域Ａ５１に進入する時刻である。時刻ｔ_２は、車両３０が分割領域Ａ５１から退出する時刻である。

分割領域Ａ５１は、時刻ｔ_０において第２通過領域となり、時刻ｔ_１において第１通過領域となり、時刻ｔ_２においてフリー領域となる。このため、分割領域Ａ５１の第１時間帯は、時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの時間帯である。分割領域Ａ５１の第２時間帯は、時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までの時間帯である。

図１３は、図３の交差点４１を車両３０が右折する様子を示す平面図である。図１３では、図３の交差点４１を時計方向へ９０度回転させて示している。

図１３では、車両３０は、調停不可領域４４ａに存在している。そして、分割領域Ａ５１、分割領域Ｂ５２、分割領域Ｃ５３、及び分割領域Ｄ５４は、第２通過領域である。

図１４は、図１３の車両３０が交差点４１に進入した状態を示す平面図である。図１４では、車両３０は、分割領域Ａ５１に進入している。このため、分割領域Ａ５１は、第１通過領域である。また、分割領域Ｂ５２、分割領域Ｃ５３、及び分割領域Ｄ５４は、第２通過領域である。

図１５は、図１４の車両３０がさらに進んだ状態を示す平面図である。図１５では、車両３０は、分割領域Ａ５１、分割領域Ｂ５２、分割領域Ｃ５３、及び分割領域Ｄ５４のすべてに進入している。このため、分割領域Ａ５１、分割領域Ｂ５２、分割領域Ｃ５３、及び分割領域Ｄ５４は、第１通過領域である。

図１６は、図１５の車両３０がさらに進んだ状態を示す平面図である。図１６では、車両３０は、分割領域Ｃ５３から第４道路部分４２ｄに進入している。このため、分割領域Ｃ５３のみが第１通過領域である。分割領域Ａ５１、分割領域Ｂ５２、及び分割領域Ｄ５４は、フリー領域である。

図１７は、図３の交差点４１を車両３０が右折する場合における第１通過領域及び第２通過領域の時間遷移を示すグラフである。

図１７において、時刻ｔ_０は、調停不可領域４４ａに車両３０が進入する時刻である。時刻ｔ_１は、車両３０が分割領域Ａ５１に進入する時刻である。時刻ｔ_２は、車両３０が分割領域Ｂ５２、分割領域Ｃ５３、及び分割領域Ｄ５４に進入する時刻である。時刻ｔ_３は、車両３０が分割領域Ａ５１から退出する時刻である。時刻ｔ_４は、車両３０が分割領域Ｃ５３から退出する時刻である。

分割領域Ａ５１は、時刻ｔ_０において第２通過領域となり、時刻ｔ_１において第１通過領域となり、時刻ｔ_３においてフリー領域となる。このため、分割領域Ａ５１の第１時間帯は、時刻ｔ_１から時刻ｔ_３までの時間帯である。分割領域Ａ５１の第２時間帯は、時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までの時間帯である。

分割領域Ｂ５２及び分割領域Ｄ５４は、時刻ｔ_０において第２通過領域となり、時刻ｔ_２において第１通過領域となり、時刻ｔ_３においてフリー領域となる。このため、分割領域Ｂ５２及び分割領域Ｄ５４の第１時間帯は、時刻ｔ_２から時刻ｔ_３までの時間帯である。分割領域Ｂ５２及び分割領域Ｄ５４の第２時間帯は、時刻ｔ_０から時刻ｔ_２までの時間帯である。

分割領域Ｃ５３は、時刻ｔ_０において第２通過領域となり、時刻ｔ_２において第１通過領域となり、時刻ｔ_４においてフリー領域となる。このため、分割領域Ｃ５３の第１時間帯は、時刻ｔ_２から時刻ｔ_４までの時間帯である。分割領域Ｃ５３の第２時間帯は、時刻ｔ_０から時刻ｔ_２までの時間帯である。

衝突判定部２２１は、第１時間帯と第２時間帯とに基づいて、衝突判定車両の有無を判定する。例えば、第１車両及び第２車両の２台の通過予定車両が同時に交差点４１に進入しようとしているとする。この場合、第１車両の分割領域Ａにおける第１時間帯と、第２車両の分割領域Ａにおける第１時間帯とが重なると、衝突判定部２２１は、第１車両と第２車両とが衝突すると判定する。

図１８は、同一の分割領域における２台の通過予定車両の通過状況と、衝突判定結果との関係を示す表である。図１８において、「通過可能」は、第１車両と第２車両との衝突の可能性がないとの判定結果である。「通過不可」は、第１車両と第２車両との衝突の可能性があるとの判定結果である。

このように、４つの分割領域のいずれかにおいて、第１車両の第１時間帯と第２車両の第１時間帯とが重なる場合に、衝突判定部２２１は、第１車両と第２車両とが衝突する可能性があると判定する。

また、４つの分割領域のいずれかにおいて、第１車両の第２時間帯と、第２車両の第２時間帯とが重なる場合にも、衝突判定部２２１は、第１車両と第２車両とが衝突する可能性があると判定する。

４つの分割領域のいずれかにおいて、第１車両の第１時間帯と第２車両の第２時間帯とが重なる場合、衝突判定部２２１は、その分割領域においては第１車両と第２車両とが衝突する可能性はないと判定する。

次に、進入優先順位の決定方法について説明する。優先順位決定部２２２は、衝突判定部２２１において、複数の通過予定車両のうち、衝突判定車両と判定された車両に対し、以下の方法により進入優先順位を決定する。

調停不可領域に車両３０が存在している場合、衝突判定部２２１は、調停可能領域内に存在している待機車両の台数、各待機車両の待機時間、及び各待機車両の通過方向についての情報を取得する。待機車両は、交差点４１の手前で停止して待機している車両である。

優先順位決定部２２２は、進入優先順位を決定する。進入優先順位は、複数の衝突判定車両のそれぞれを交差点４１に進入させる順序である。

図１９は、車両位置による進入優先順位を説明するための説明図である。図１９には、既に調停不可領域４４ａに進入している車両３０ａと、まだ調停不可領域４４ｂに進入していない車両３０ｂとが示されている。車両３０ａと車両３０ｂとは、それぞれ同じ道路を反対方向から交差点４１に向かって走行している。この場合、優先順位決定部２２２は、車両３０ａの進入優先順位を車両３０ｂの進入優先順位よりも高く設定する。

図２０は、図２の優先順位決定部２２２により決定される進入優先順位の第１の例を示す説明図である。図２０には、第１衝突判定車両３１、第２衝突判定車両３２、第３衝突判定車両３３、第４衝突判定車両３４、及び第５衝突判定車両３５が示されている。

第１衝突判定車両３１は、調停可能領域４５ａを交差点４１に向かって走行している。第１衝突判定車両３１は、交差点４１を直進して通過する予定である。第２衝突判定車両３２は、第１衝突判定車両３１の後方を交差点４１に向かって走行している。第２衝突判定車両３２は、交差点４１を直進して通過する予定である。

第３衝突判定車両３３は、停止線４３ｄの手前において停車して、５分間停止して待機している。この場合、調停不可領域は一旦消去されているので、第３衝突判定車両３３は、調停可能領域４５ｄに存在していることになる。

第４衝突判定車両３４は、第３道路部分４２ｃを交差点４１に向かって走行しており、調停不可領域４４ｃに進入している。第４衝突判定車両３４は、左折を予定している。第５衝突判定車両３５は、第２道路部分４２ｂを交差点４１に向かって走行しており、調停可能領域４５ｂを走行している。第５衝突判定車両３５は、右折を予定している。

図２０では、調停不可領域に進入している車両は、第４衝突判定車両３４のみである。従って、優先順位決定部２２２は、最初に交差点４１を通過させる車両を第４衝突判定車両３４に決定する。このように、優先順位決定部２２２は、各通過予定車両が交差点４１の手前の特定領域としての調停不可領域に進入しているか否かに基づいて、進入優先順位を決定する。

次に、優先順位決定部２２２は、交通状況情報に基づいて、調停可能領域に存在している複数の車両、即ち、第１衝突判定車両３１、第２衝突判定車両３２、第３衝突判定車両３３、及び第５衝突判定車両３５の間の進入優先順位を、以下のよう設定する。なお、各道路のデフォルト優先度とは、各道路に予め設けられている優先順位である。

調停可能領域内における進入優先順位
（１）既に設定時間以上待機した車両
（２）後続車両が設定台数以上の車両
（３）直進車両
（４）左折車両
（５）右折車両
（６）後続車両が設定台数未満の車両のうち、後続車両が最も多い車両
（７）各道路のデフォルト優先度

上記（１）には、第３衝突判定車両３３が該当する。上記（２）に該当する車両はない。上記（３）には、第１衝突判定車両３１及び第２衝突判定車両３２が該当する。上記（５）には、第５衝突判定車両３５が該当する。上記（４）、（６）及び（７）に該当する車両はない。

なお、この例では、第１衝突判定車両３１の進入優先順位と第２衝突判定車両３２の進入優先順位とが等しくなる。しかし、第２衝突判定車両３２は、第１衝突判定車両３１の後方に位置しているため、優先順位決定部２２２は、第１衝突判定車両３１を第２衝突判定車両３２よりも優先する。

従って、図２０の例における進入優先順位は、第４衝突判定車両３４、第３衝突判定車両３３、第１衝突判定車両３１、第２衝突判定車両３２、第５衝突判定車両３５の順である。

図２１は、図２の優先順位決定部２２２により決定される進入優先順位の第２の例を示す説明図である。図２１の例では、第５衝突判定車両３５が右折のために既に交差点４１に進入して停車している点においてのみ、図２０の例と異なっている。図２１の例では、２台以上の衝突判定車両が、調停不可領域又は交差点４１内に存在している。

このような場合のために、優先順位決定部２２２には、調停不可領域及び交差点４１内の衝突判定車両に対して、次のような進入優先順位が設定されている。
（１ａ）調停不可領域内に存在し、且つ他の衝突判定車両のフリー領域又は他の衝突判定車両の第２通過領域を通過可能な車両
（２ａ）交差点４１内において意図せず停車したが、現在は正常復帰して移動可能な車両
（３ａ）調停不可領域内に存在しているが、上記（２ａ）の車両に妨げられ、交差点４１を通過できなかった車両

図２１の例では、第４衝突判定車両３４が調停不可領域４４ｃに存在し、第５衝突判定車両３５が交差点４１に存在している。第５衝突判定車両３５が正常復帰して移動可能になっている場合、優先順位決定部２２２は、各衝突判定車両の進入優先順位を以下のように決定する。

優先順位決定部２２２は、第４衝突判定車両３４及び第５衝突判定車両３５を第１優先車両に決定し、第１衝突判定車両３１、第２衝突判定車両３２、第３衝突判定車両３３を第２優先車両に決定する。

優先順位決定部２２２は、２台の第１優先車両の間の進入優先順位を以下のように決定する。第４衝突判定車両３４は、調停不可領域４４ｃ内に存在している。また、第４衝突判定車両３４は、交差点４１を左折することを予定している。このため、第４衝突判定車両３４は、第５衝突判定車両３５のフリー領域又は第２通過領域を通過可能である。

より具体的に述べると、第４衝突判定車両３４は、交差点４１を左折するとき、分割領域Ｂ５２を通過する。図２１において、第５衝突判定車両３５は、分割領域Ｃ５３に存在しているため、分割領域Ｂ５２は、第５衝突判定車両３５の第２通過領域に相当する。従って、優先順位決定部２２２は、第４衝突判定車両３４の通過を第５衝突判定車両３５の通過よりも優先させる。

このように、優先順位決定部２２２は、複数の車両３０のうちのいずれかが、複数の分割領域のうちのいずれかに停止しているか否かに基づいて、進入優先順位を決定する。

また、優先順位決定部２２２は、第１衝突判定車両３１、第２衝突判定車両３２、及び第３衝突判定車両３３の間の進入優先順位を次のように決定する。

上記（１）には、第３衝突判定車両３３が該当する。上記（２）に該当する車両はない。上記（３）には、第１衝突判定車両３１及び第２衝突判定車両３２が該当する。上記（４）～（７）に該当する車両はない。

従って、図２１の例における進入優先順位は、第４衝突判定車両３４、第５衝突判定車両３５、第３衝突判定車両３３、第１衝突判定車両３１、第２衝突判定車両３２の順である。

図２２は、図２の調停部２２が実行する調停ルーチンを示すフローチャートである。図２２のルーチンは、例えば、情報取得部２１が交通状況情報又は進行方向情報を取得するごとに実行される。

図２２のルーチンが開始されると、調停部２２は、ステップＳ１０１において、通過指令を受信していない車両が調停可能領域に存在しているか否かを判定する。ここで、通過指令は、調停指令の１つであり、通過予定車両が交差点４１を通過することを許可する指令である。

通過指令を受信していない車両が調停可能領域に存在していない場合、調停部２２は、本ルーチンを一旦終了する。つまり、調停部２２は、調停可能領域に通過指令を受信していない車両が存在するまで、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。

通過指令を受信していない車両が調停可能領域に存在している場合、調停部２２は、ステップＳ１０２において、交通状況情報と進行方向情報とに基づいて、車両間の衝突可能性を予測する。

この後、調停部２２は、ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２における予測の結果に基づいて、衝突判定車両の有無を判定する。

衝突判定車両が無いと判定した場合、調停部２２は、ステップＳ１０５において、各衝突判定車両による交差点４１の通過時間帯を計算する。また、調停部２２は、ステップＳ１０５において、通過開始時刻の計算結果に基づいて、各衝突判定車両に調停指令を送信し、本ルーチンを一旦終了する。

一方、調停部２２は、ステップＳ１０３において、衝突判定車両が有ると判定した場合、ステップＳ１０４において、複数の衝突判定車両が交差点４１を通過するための進入優先順位を決定する。

この後、調停部２２は、ステップＳ１０５において、各衝突判定車両の交差点の通過時間帯を計算する。また、調停部２２は、ステップＳ１０５において、通過時間帯の計算結果に基づいて、各衝突判定車両に調停指令を送信し、本ルーチンを一旦終了する。

図２３は、図２の衝突判定部２２１が実行する衝突予測ルーチンを示すフローチャートである。図２３のルーチンは、図２２のステップＳ１０２のサブルーチンである。

図２２のステップＳ１０１において、通過指令を受信していない車両が調停可能領域に存在している場合、図２３のルーチンが開始され、衝突判定部２２１は、ステップＳ２０１において、調停期間を決定する。衝突判定部２２１は、調停期間を、前回のルーチンの処理によって最後に交差点４１を通過することになった車両が交差点４１を通過した時刻から一定時間後までの期間として決定する。

この後、衝突判定部２２１は、ステップＳ２０２において、各通過予定車両の交差点４１における通過時間帯を計算する。つまり、衝突判定部２２１は、各通過予定車両の各分割領域における第１通過時間帯及び第２通過時間帯を計算する。

続いて、衝突判定部２２１は、ステップＳ２０３において、各通過予定車両の交差点４１における通過時間帯に基づいて、各通過予定車両の衝突可能性を判定する。ここでは、図１８に示した規則に従って、各通過予定車両の衝突可能性を判定する。

つまり、第１車両の第１通過時間帯と第２車両の第２通過時間帯とが重なる場合は、第１車両と第２車両とは衝突しないと判定し、第１車両の第２通過時間帯と第２車両の第２通過時間帯とが重なる場合は、第１車両と第２車両とが衝突する可能性があると判定する。

図２４は、図２の優先順位決定部２２２が実行する進入優先順位決定ルーチンを示すフローチャートである。図２４のルーチンは、図２２のステップＳ１０４のサブルーチンである。

図２２のステップＳ１０３において、衝突の可能性があると判定された場合、図２４のルーチンが開始され、優先順位決定部２２２は、以下のステップＳ３０１からステップＳ３０５までの処理を順に実行する。

ステップＳ３０１：優先順位決定部２２２は、交通状況情報として、調停不可領域に進入している車両の位置及び速度を含む情報を取得する。

ステップＳ３０２：優先順位決定部２２２は、調停可能領域に存在している車両の待機時間についての情報を取得する。

ステップＳ３０３：優先順位決定部２２２は、調停可能領域に存在する車両の台数についての情報を取得する。

ステップＳ３０４：優先順位決定部２２２は、各衝突判定車両の進行方向の情報を取得する。

ステップＳ３０５：優先順位決定部２２２は、各衝突判定車両の進入優先順位を決定する。

図２５は、図２の調停指令生成部２２３が実行する調停指令生成ルーチンを示すフローチャートである。図２５のルーチンは、図２２のステップＳ１０５のサブルーチンである。

優先順位決定部２２２による図２４のルーチンの処理が完了すると、図２５のルーチンが開始され、調停指令生成部２２３は、ステップＳ４０１において、通過開始時刻が決まっていない車両が存在しているか否かを判定する。

通過時間帯が決まっていない車両が存在していない場合、調停指令生成部２２３は、ステップＳ４０６において、調停指令を生成し、生成された調停指令を該当する衝突判定車両に送信する。具体的には、調停指令生成部２２３は、通過時間帯が決まっていない衝突判定車両に対して、調停不可領域への進入時刻の情報を送信する。また、調停指令生成部２２３は、通過時間帯が決まっている衝突判定車両に対して、待機指令を送信する。

一方、通過時間帯が決まっていない衝突判定車両が存在している場合、調停指令生成部２２３は、ステップＳ４０２において、通過時間帯が決まっていない衝突判定車両について、交差点４１の通過時間帯及び調停不可領域の通過時間帯を計算する。

この後、調停指令生成部２２３は、ステップＳ４０３において、進入優先順位が同位の衝突判定車両があるか否かを判定する。

進入優先順位が同位の衝突判定車両がある場合、調停指令生成部２２３は、ステップＳ４０２において、通過時間帯を再度計算する。進入優先順位が同位の衝突判定車両がない場合、調停指令生成部２２３は、ステップＳ４０４において、間隔を空けて各衝突判定車両の調停不可領域への進入時刻及び各衝突判定車両の交差点４１からの退出時刻を算出する。

このとき、調停指令生成部２２３は、ステップＳ４０２において計算された通過時間帯を参照する。退出時刻は、１回のルーチンにおいて、交差点４１から最後に退出する衝突判定車両が交差点４１から退出する時刻である。

次に、調停指令生成部２２３は、ステップＳ４０５において、ステップＳ４０４において予測された退出時刻が調停時刻を超過しているか否かを判定する。

退出時刻が調停時刻を超過していない場合、調停指令生成部２２３は、本ルーチンを一旦終了する。つまり、この場合、調停指令生成部２２３は、調停指令を生成せずに、次回のルーチンにおいて、ステップＳ４０１の処理を実行する。

一方、退出時刻が調停時刻を超過している場合、調停指令生成部２２３は、ステップＳ４０６において、調停指令を生成し、生成された調停指令を通過予定車両に送信する。具体的には、調停指令生成部２２３は、通過時間帯が決まっていない衝突判定車両に対して、調停不可領域への進入時刻の情報を送信する。

また、調停指令生成部２２３は、通過時間帯が決まっている衝突判定車両に対して、待機指令を送信する。

以上のように、車両走行管制装置２０は、情報取得部２１、衝突判定部２２１、優先順位決定部２２２、調停指令生成部２２３、及び送信部２３を備えている。情報取得部２１は、交通状況情報と、進行方向情報とを取得する。交通状況情報は、監視領域４０内に存在している複数の車両３０のそれぞれの位置及び速度を含む情報である。進行方向情報は、複数の通過予定車両が、交差点４１においてそれぞれどの方向へ進行する予定であるかについての情報である。複数の通過予定車両は、複数の車両３０のうち、これから交差点４１を通過しようとする車両である。

衝突判定部２２１は、交通状況情報と進行方向情報とに基づいて、複数の衝突判定車両の有無を判定する。複数の衝突判定車両は、複数の通過予定車両のうち、交差点４１において互いに衝突する可能性がある通過予定車両である。優先順位決定部２２２は、進入優先順位を決定する。進入優先順位は、複数の衝突判定車両のそれぞれを交差点４１に進入させる順序である。調停指令生成部２２３は、進入優先順位に基づいて、調停指令を生成する。調停指令は、指定車両の交差点４１への進入を遅らせる指令である。指定車両は、複数の衝突判定車両のうちの少なくとも１台である。送信部２３は、調停指令を指定車両に送信する。

さらに、衝突判定部２２１は、交差点４１内を４つの分割領域に区画し、交通状況情報と進行方向情報とに基づいて、通過時間帯を予測することにより、複数の衝突判定車両の有無を判定する。通過時間帯は、各通過予定車両が４つの分割領域のそれぞれを通過する時間帯である。優先順位決定部２２２は、進行方向情報に含まれている各衝突判定車両の進行方向の情報に基づいて、進入優先順位を決定する。

このように、実施の形態１に係る車両走行管制装置２０によれば、各分割領域ごとに衝突の発生の可能性を判定し、衝突の可能性が無いと判定された分割領域については、車両の通過を許可することができる。従って、交差点４１における車両３０の通行効率を向上させることができる。

また、優先順位決定部２２２は、２台以上の指定車両が交差点４１の手前で待機している場合、各指定車両の待機時間に基づいて、進入優先順位を決定する。このため、待機時間の長い指定車両の交差点４１への進入を優先させることができ、交差点４１における車両３０の通行効率をより向上させることができる。

また、優先順位決定部２２２は、交通状況情報に基づいて、進入優先順位を決定する。このため、交差点４１における車両３０の通行効率をより向上させることができる。

また、衝突判定部２２１は、各通過予定車両の速度情報と、各通過予定車両が走行する車線の情報とを含む計画である行動計画に基づいて、通過時間帯を予測する。これにより、通過時間帯の予測精度を向上させ、交差点における車両３０の通行効率をより向上させることができる。

また、衝突判定部２２１は、第１時間帯と第２時間帯とに基づいて、複数の衝突判定車両の有無を判定する。このため、複雑な計算によらず、衝突判定車両の有無を容易に判定することできる。

また、衝突判定部２２１は、複数の分割領域のいずれかにおいて、第１車両の第１時間帯と、第２車両の第１時間帯とが重なる場合に、第１車両と第２車両とが衝突する可能性があると判定する。また、衝突判定部２２１は、複数の分割領域のいずれかにおいて、第１車両の第２時間帯と、第２車両の第２時間帯とが重なる場合にも、第１車両と第２車両とが衝突する可能性があると判定する。

これにより、複雑な計算によらず、衝突判定車両の有無を容易に判定することができる。

また、優先順位決定部２２２は、複数の車両３０のうちのいずれかが、複数の分割領域のうちのいずれかに停止しているか否かに基づいて、進入優先順位を決定する。このため、交差点４１内において車両３０が停止するような事態が発生しても、優先順位を決定することができ、交差点４１における車両３０の通行効率をより向上させることができる。

また、優先順位決定部２２２は、各通過予定車両が交差点４１の手前の調停不可領域に進入しているか否かに基づいて、進入優先順位を決定する。このため、交差点４１の手前に存在している通過予定車両を優先して交差点４１に進入させることができ、交差点４１における車両３０の通行効率をより向上させることができる。

なお、実施の形態１では、第１道路及び第２道路のそれぞれは、片側１車線の道路であったが、車両走行管制装置２０は、片側２車線以上の車線の道路に適用されてもよい。この場合、分割領域の数及び進入優先順位は、車線数に応じて適宜変更される。

また、交差点４１は、十字路に限らず、例えば、Ｔ字路、三叉路、又は五叉路であってもよい。

また、実施の形態１の車両走行管制装置２０の各機能は、処理回路によって実現される。図２６は、実施の形態１の車両走行管制装置２０の各機能を実現する処理回路の第１の例を示す構成図である。第１の例の処理回路１００は、専用のハードウェアである。

また、処理回路１００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。また、車両走行管制装置２０の各機能それぞれを個別の処理回路１００で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路１００で実現してもよい。

また、図２７は、実施の形態１の車両走行管制装置２０の各機能を実現する処理回路の第２の例を示す構成図である。第２の例の処理回路２００は、プロセッサ２０１及びメモリ２０２を備えている。

処理回路２００では、車両走行管制装置２０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ２０２に格納される。プロセッサ２０１は、メモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。

メモリ２０２に格納されたプログラムは、上述した各部の手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。ここで、メモリ２０２とは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。また、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等も、メモリ２０２に該当する。

なお、上述した各部の機能について、一部の専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述した各部の機能を実現することができる。

１０ 交通環境検出装置、２０ 車両走行管制装置、２１ 情報取得部、２２ 調停部、２２１ 衝突判定部、２２２ 優先順位決定部、２２３ 調停指令生成部、２３ 送信部、３０ 車両、４０ 監視領域、４１ 交差点、４２ａ 第１道路部分、４２ｂ 第２道路部分、４２ｃ 第３道路部分、４２ｄ 第４道路部分、４３ａ，４３ｄ 停止線、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ 調停不可領域、４５ａ，４５ｂ，４５ｄ 調停可能領域、５１ 分割領域Ａ、５２ 分割領域Ｂ、５３ 分割領域Ｃ、５４ 分割領域Ｄ。

Claims (8)

1. 交差点を含む監視領域内に存在している複数の車両のそれぞれの位置及び速度を含む情報である交通状況情報と、前記複数の車両のうち、これから前記交差点を通過しようとする車両である複数の通過予定車両が、前記交差点においてそれぞれどの方向へ進行する予定であるかについての情報である進行方向情報とを取得する情報取得部、
   前記交通状況情報と前記進行方向情報とに基づいて、前記複数の通過予定車両のうち、前記交差点において互いに衝突する可能性がある通過予定車両である複数の衝突判定車両の有無を判定する衝突判定部、
   前記複数の衝突判定車両のそれぞれを前記交差点に進入させる順序である進入優先順位を決定する優先順位決定部、
   前記進入優先順位に基づいて、前記複数の衝突判定車両のうちの少なくとも１台である指定車両の前記交差点への進入を遅らせる指令である調停指令を生成する調停指令生成部、及び
   前記調停指令を前記指定車両に送信する送信部
   を備え、
   前記衝突判定部は、前記交差点内を複数の分割領域に区画し、前記交通状況情報と前記進行方向情報とに基づいて、前記複数の分割領域に対する各前記通過予定車両の通過時間帯を予測することにより、前記複数の衝突判定車両の有無を判定し、
   前記優先順位決定部は、前記進行方向情報に含まれている各前記衝突判定車両の進行方向の情報に基づいて、前記進入優先順位を決定する
   車両走行管制装置。
2. 前記優先順位決定部は、２台以上の前記指定車両が前記交差点の手前で待機している場合、各前記指定車両の待機時間に基づいて、前記進入優先順位を決定する
   請求項１に記載の車両走行管制装置。
3. 前記優先順位決定部は、前記交通状況情報に基づいて、前記進入優先順位を決定する
   請求項１又は請求項２に記載の車両走行管制装置。
4. 前記衝突判定部は、各前記通過予定車両の速度情報と、各前記通過予定車両が走行する車線の情報とを含む行動計画に基づいて、前記通過時間帯を予測する
   請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両走行管制装置。
5. 前記複数の分割領域のうち、各前記通過予定車両が通過している領域を第１通過領域とし、
   前記複数の分割領域のうち、各前記通過予定車両がこれから通過しようとしている領域を第２通過領域としたとき、
   前記衝突判定部は、前記第１通過領域を各前記通過予定車両が通過する前記通過時間帯である第１時間帯と、前記第２通過領域を各前記通過予定車両が通過する前記通過時間帯である第２時間帯とに基づいて、前記複数の衝突判定車両の有無を判定する
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の車両走行管制装置。
6. 前記複数の通過予定車両のうちの１つを第１車両とし、前記複数の通過予定車両のうちの前記第１車両とは異なる１つを第２車両としたとき、
   前記衝突判定部は、
   前記複数の分割領域のいずれかにおいて、前記第１車両の前記第１時間帯と、前記第２車両の前記第１時間帯とが重なる場合に、前記第１車両と前記第２車両とが衝突する可能性があると判定し、
   前記複数の分割領域のいずれかにおいて、前記第１車両の前記第２時間帯と、前記第２車両の前記第２時間帯とが重なる場合に、前記第１車両と前記第２車両とが衝突する可能性があると判定する
   請求項５に記載の車両走行管制装置。
7. 前記優先順位決定部は、前記複数の車両のうちのいずれかが、前記複数の分割領域のうちのいずれかに停止しているか否かに基づいて、前記進入優先順位を決定する
   請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の車両走行管制装置。
8. 前記優先順位決定部は、各前記通過予定車両が前記交差点の手前の特定領域に進入しているか否かに基づいて、前記進入優先順位を決定する
   請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の車両走行管制装置。

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