JP2023116034A - 交通管制装置、交通管制システムおよび交通管制方法 - Google Patents

交通管制装置、交通管制システムおよび交通管制方法 Download PDF

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Abstract

【課題】車両および歩行者が混在する交差点における円滑な移動を簡易に実現可能な交通管制装置を得る。【解決手段】本開示の交通管制装置５００は、交差点領域の移動物体に関する交通状況情報を取得する交通環境認識装置１から送信される交通状況情報と目標通過方向情報を受信する通信部２１と、交通状況情報および目標通過方向情報に基づき、移動物体ごとに交差点を通過する際の交差点領域での行動を予測して、移動体ごとに交差点における通過スケジュールを生成する通過スケジュール生成部２３１と、通過スケジュールに基づき交差点において衝突発生の可能性を判定する衝突判定部２３２と、衝突が発生すると判定した場合に、通過順位を設定する通過順位設定部２４２と、調整通過スケジュールを生成する調整通過スケジュール生成部２４３と、を備える。【選択図】図２

Description

本願は、交通管制装置、交通管制システムおよび交通管制方法に関する。
交通管制装置は、車両走行システムにおいて各車両の走行状態を管理し、衝突可能性がある場合などに必要な調整を行う。交差点においては、交差点内および交差点の周辺の車両、歩行者、障害物などに関する位置および速度の情報を取得し、取得した情報に基づいて、車両などが衝突を起さないように各車両に運転指令あるいは待機指令を送信する。
交通管制装置は、車両が衝突を起こすことを防ぎつつ、各車両を可能な限り円滑に、交差点を通過させる必要がある。特許文献１には、車両がＴ字路に差し掛かったとき、障害物の現在位置の検知結果に基づいて、自車両が障害物との衝突を回避するための動作を決定する動作決定装置が開示されている。
特許文献１に記載の動作決定装置では、交差点を含む予め定められた１つの領域内に障害物が存在するか否かを確認し、この設定領域内に障害物が存在する場合は、自車両は交差点への進入前に一時停止し、障害物が設定領域の外に出てから交差点内に進入することが開示されている。
特開２０１９－１７２０６８号公報
しかしながら、特許文献１に記載の動作決定装置では、自車両が交差点に進入する際に交差点内の他車両の存在をまず確認し、例え自車両の進行する経路と他車両の進行する経路が重複しないので衝突の危険性が無いとしても、自車両は他車両が交差点内から交差点外に通過するまで待機する。したがって、交差点内に複数の通行車両が存在する場合には、全体の通行効率が低下するため、必要以上に長い待機時間が発生し、交差点における交通の円滑さが損なわれるおそれがある。
また、特許文献１に記載の動作決定装置では、交差点内の車両の存在のみを確認するだけで、歩行者が交差点に隣接した横断歩道を横断する場合はなんら考慮されていない。したがって、特許文献１に記載の動作決定装置では、歩行者が存在する場面では適切に車両の動作を決定できないおそれがあった。
本願は上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両および歩行者が混在する交差点における円滑な移動を簡易に実現可能な交通管制装置、交通管制システムおよび交通管制方法を得ることを目的とする。
本願に開示される交通管制装置は、
交差点および前記交差点の周囲を含む交差点領域に存在する複数の移動物体に関する交通状況情報を取得する交通環境認識装置から送信される前記交通状況情報並びに前記複数の移動物体の中で通信可能な移動物体から送信される目標通過方向情報を受信する通信部と、
前記交通状況情報および前記目標通過方向情報に基づき、前記複数の移動物体ごとに前記交差点を通過する際の前記交差点領域における行動を予測して、前記複数の移動物体ごとに前記交差点における通過スケジュールを生成する通過スケジュール生成部と、
前記通過スケジュールに基づき、前記交差点において前記複数の移動物体の間での衝突の可能性を判定する衝突判定部と、
前記衝突判定部が前記複数の移動物体の間で衝突が発生する可能性が有ると判定した場合に、前記複数の移動物体が前記交差点を通過する際の通過順位を設定する通過順位設定部と、
前記通過順位を用いて、通過スケジュールを調整することにより調整通過スケジュールを生成する調整通過スケジュール生成部と、を備える。
本願に開示される交通管制システムは、
交通環境認識装置と、
上述の交通管制装置と、を備える。
本願に開示される交通管制方法は、
交差点および前記交差点の周囲を含む交差点領域に存在する複数の移動物体に関する交通状況情報を取得する交通環境認識装置から送信される前記交通状況情報並びに前記複数の移動物体の中で通信可能な移動物体から送信される目標通過方向情報を受信する通信ステップと、
前記交通状況情報および前記目標通過方向情報に基づき、前記複数の移動物体ごとに前記交差点を通過する際の前記交差点領域における行動を予測して、前記複数の移動物体ごとに前記交差点における通過スケジュールを生成する通過スケジュール生成ステップと、
前記通過スケジュールに基づき、前記交差点において前記複数の移動物体の間での衝突の可能性を判定する衝突判定ステップと、
前記衝突判定ステップにおいて前記複数の移動物体の間で衝突する可能性が有ると判定した場合に、前記複数の移動物体が前記交差点を通過する際の通過順位を設定する通過順位設定ステップと、
前記通過順位を用いて、通過スケジュールを調整することにより調整通過スケジュールを生成する調整通過スケジュール生成ステップと、を含む。
本願に開示される交通管制装置によれば、車両および歩行者が混在する交差点において、衝突の発生を回避しながら、円滑な移動を簡易に実現することが可能となる。
本願に開示される交通管制システムによれば、車両および歩行者が混在する交差点において、衝突の発生を回避しながら、円滑な移動を簡易に実現することが可能となる。
本願に開示される交通管制方法によれば、車両および歩行者が混在する交差点において、簡易な方法を用いることにより、衝突の発生を回避しながら、円滑な移動を実現することが可能となる。
実施の形態１に係る交通管制装置および交通管制システムを示す概念図である。 実施の形態１に係る交通管制装置の構成を示す機能ブロック図である。 交差点における仮想分割領域を示す模式図である。 交差点が２車線道路と２車線道路が交差する十字路である場合に、交差点の領域設定について説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における歩行者の進入可能性マップを説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における手動運転車両の進入可能性マップを説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における歩行者群の進入可能性マップを説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における通過中領域および通過予定領域を説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における進入可能性マップから通過中領域および通過予定領域を判断する方法を示す模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、交差点における通過中領域および通過予定領域の適応範囲の設定を説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、自動運転車両が交差点を通過する際の通過スケジュールの適用範囲の計算について説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、交差点の仮想分割領域ごとの通過スケジュールについて説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、自動運転車両が交差点を直進する場合の通過スケジュールの生成について説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、自動運転車両が交差点を直進する場合の仮想分割領域ごとの通過スケジュールについて説明する図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、自動運転車両が交差点を左折する場合の通過スケジュールの生成について説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、自動運転車両が交差点を左折する場合の仮想分割領域ごとの通過スケジュールについて説明する図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、自動運転車両が交差点を右折する場合の通過スケジュールの生成を説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、自動運転車両が交差点を右折する場合の仮想分割領域ごとの通過スケジュールについて説明する図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、交差点に複数の自動運転車両が進入する場合について説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、交差点に進入する各自動運転車両の通過スケジュールを説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、交差点に進入する各自動運転車両の通過スケジュールを説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、複数の自動運転車両が交差点に進入する場合の各自動運転車両の仮想分割領域ごとの通過スケジュールについて説明する図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における簡易衝突判定基準の一例を説明する図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における簡易衝突判定基準の一例を説明する図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における優先度判定基準の一例を説明する図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における優先度判定基準の一例を説明する図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、複数の車両が交差点に進入する場合の各車両の仮想分割領域ごとの調整後の通過スケジュールについて説明する図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、歩行者および複数の車両が交差点に進入する一例を説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、複数の車両が交差点に進入する一例を説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置において、歩行者および複数の車両が交差点に進入する一例を説明する模式図である。 実施の形態１に係る交通管制装置を実現するハードウェア構成の一例を示す機能ブロック図である。 実施の形態１に係る交通管制装置の全体の動作を示すフローチャート図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における歩行者行動予測の動作を示すフローチャート図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における衝突判定を示すフローチャート図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における交差点での通過順位の決定方法を示すフローチャート図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における通過スケジュールの調整方法を示すフローチャート図である。 実施の形態１に係る交通管制装置における指令生成方法を示すフローチャート図である。
実施の形態１．
実施の形態１に係る交通管制装置および交通管制システムを図１から図３７に基づいて説明する。図１は、実施の形態１に係る交通管制装置５００および交通管制システム１０００を示す概念図である。
交通管制システム１０００は、交差点ＣＲの路側などに設置された交通環境認識装置１および交通管制装置５００によって構成される。図１では交通環境認識装置１を１台のみ図示しているが、交差点ＣＲに対して交通環境認識装置１が複数台、設置されてもよい。すなわち、交通管制システム１０００は、１台または複数台の交通環境認識装置１を含む。
実施の形態１に係る交通管制装置５００は、交通環境認識装置１から交通状況情報Ｘを受信するとともに、交差点ＣＲを通過する自動運転車両３から目標通過方向情報Ｙを受信する。また、交通管制装置５００は、交通状況情報Ｘおよび目標通過方向情報Ｙに基づき指令Ｚを生成し、交通状況情報Ｘおよび指令Ｚを自動運転車両３に送信する。
交通環境認識装置１は、カメラ、レーダーなどのセンサ、通信機（いずれも図示せず）などを搭載する。交通環境認識装置１は、センサの認識範囲Ｓ内において、交差点ＣＲに関する情報、並びに、交差点ＣＲと交差点ＣＲの周囲において走行中または待機中の車両、並びに歩行者５の人数、各自動運転車両３、各手動運転車両４、歩行者５に関する形状、位置、姿勢および速度などを含む交通状況情報Ｘをリアルタイムで取得する。なお、以下の説明では、自動運転車両３と手動運転車両４を総称して、単に、車両２と呼ぶ場合もある。また、車両２と歩行者５を総称して、移動物体６と呼ぶこともある。交差点ＣＲと交差点ＣＲの周囲を併せて交差点領域と呼ぶこともある。
交通環境認識装置１は、上述の交通状況情報Ｘを交通管制装置５００に送信する。また、後述するように、交通環境認識装置１が１つの交差点ＣＲの路側などに複数台設置された場合は、交通管制装置５００によって同期された各交通環境認識装置１の交通状況情報Ｘを、さらに、交通管制装置５００から送信する。
自動運転車両３は、自車両の走行を制御する車両走行システムを備えた自動運転車両である。自動運転車両３の動作は、自車両に搭載された車両走行システム（図示せず）からの制御指令に基づき制御される。また、自動運転車両３と交通管制装置５００との間の通信も車両走行システムにより実行されるが、以下の説明では、自動運転車両３の内部での処理の説明は省略する。
自動運転車両３は、交差点ＣＲにおける自車両の通過方向、例えば、直進、左折、右折を目標通過方向情報Ｙとして交通管制装置５００に送信する。また、自動運転車両３は、交通管制装置５００から交通状況情報Ｘおよび指令Ｚを受信し、必要に応じて交通状況情報Ｘを自車両の制御に用いるとともに、指令Ｚに基づいて自車両の交差点ＣＲへの進入時刻を遅延させる、あるいは、停止線ＳＬの手前で待機といったような動作も実行する。
手動運転車両４は、通常は車両走行システムを搭載せず、ドライバーの意思により走行するものである。したがって、交通管制システム１０００に関わらず、ドライバーの意思により、独自の判断に基づき走行する。しかしながら、交通環境認識装置１との間で送受信可能な通信装置を搭載し、交通環境認識装置１から送信される交通状況情報Ｘあるいは後述する通過順位の情報を受信してもよい。さらに、通過順位などの情報に基づき、行動してもよい。
歩行者５とは、交差点領域の特に横断歩道付近に存在する人間を指す。歩行者５は、単に歩行しているのみならず、立ち止まっている場合も含み、さらには、走っている場合も含む。歩行者５は、交通管制システム１０００に関わらず、歩行者５それぞれの意思により独自の判断に基づき交差点ＣＲおよび交差点ＣＲの周囲、つまり、交差点領域を通行する。しかしながら、交通環境認識装置１との間で送受信可能な通信装置を搭載し、交通環境認識装置１から送信される交通状況情報Ｘあるいは後述する通過順位の情報を、例えば、所持する携帯端末を用いて受信してもよい。さらに、通過順位などの情報に基づき、行動してもよい。
交通管制装置５００は、自動運転車両３に関する情報として各車両の車両情報を、手動運転車両４および歩行者５に関する情報として物体情報を収集する。ここで「車両情報」には、交通状況情報Ｘから得られる各自動運転車両３の位置および速度と、目標通過方向情報Ｙから得られる自動運転車両３の交差点ＣＲにおける通過方向とが含まれる。また、「車両情報」には、自動運転車両３が交通管制装置５００からの指令により待機している場合、待機中の自動運転車両３の待機時間も車両情報に含まれる。
一方、手動運転車両４および歩行者５に関する「物体情報」には、交通状況情報Ｘから得られる各手動運転車両４および歩行者５に関する位置、姿勢および速度が含まれる。
交差点ＣＲは、実際には様々な構成、形状のものがある。実施の形態１の一例で示す交差点ＣＲは、それぞれ２車線、すなわち、幅方向に２台の車両を配置可能な道路が交差する十字路である。２車線の道路を２本の道路とみなすと、交差点ＣＲには４本の道路が接続されている。
図１に示す交差点領域の概念図では、図１中の上下方向の道路の中で右側の道路を道路Ｒ１、左側の道路を道路Ｒ３、図１中の左右方向の道路の中で上側の道路を道路Ｒ２、下側の道路を道路Ｒ４としている。道路Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、交差点ＣＲから予め定められた距離離れた位置に停止線ＳＬがそれぞれ設けられている。実施の形態１において、自動運転車両３は各道路を左側通行する。このため、停止線ＳＬも２車線の中で、進行方向に対して左側の車線に設けられている。
図２は、実施の形態１に係る交通管制装置５００の構成を表す機能ブロック図である。交通管制装置５００は、交通環境認識装置１および自動運転車両３との間の通信を行う通信部２１と、交通環境認識装置１から取得した交通状況情報Ｘ、および、自動運転車両３から取得した目標通過方向情報Ｙを公知技術であるセンサフュージョン技術により統合し、手動運転車両４および歩行者５の行動予測を実行する認識部２２と、車両２と車両２、または、車両２と歩行者５との間の衝突の可能性を判断する判断部２３と、自動運転車両３の走行を調整する指令Ｚを生成する調整部２４と、指令Ｚの生成に用いる基本情報が予め記憶された記憶部２５と、を備える。
通信部２１は、１台または複数台の交通環境認識装置１から交通状況情報Ｘを受信するとともに、１台または複数台の自動運転車両３から目標通過方向情報Ｙを受信する。通信部２１は、交通状況情報Ｘおよび目標通過方向情報Ｙを認識部２２に送信する。また、通信部２１は、交通状況情報Ｘまたは統合された交通状況情報Ｘ並びに指令Ｚを自動運転車両３に送信する。
認識部２２は、交通環境認識装置１に専ら設置された各種センサの情報を統合するセンサフュージョン部２２１と、交差点ＣＲに複数の仮想分割領域を設定する領域設定部２２２と、手動運転車両４および歩行者５の将来の位置（未来位置）、移動方向、すなわち、行動を公知技術に基づいて予測する進行予測部２２３を備える。
認識部２２は、１台または複数台の交通環境認識装置１から受信した交通状況情報Ｘをセンサフュージョン部２２１によって統合し、統合された交通状況情報Ｘを通信部２１に返信する。このように、交通環境認識装置１が複数台ある場合の交通状況情報Ｘの統合は、交通管制装置５００の認識部２２において実行される。
センサフュージョン部２２１は、公知のセンサフュージョン技術を用いて、センサフュージョン処理を行う。センサフュージョン技術とは、複数のセンサ出力（位置、速度など）を融合し、それぞれのセンサの測定精度等に基づき、各センサからの出力を組み合わせて処理する技術である。センサフュージョン技術の一例として、例えば、それぞれの相対位置に重み付けをし、平均化するような技術が挙げられる。センサフュージョン技術を適用することにより、個々のセンサからの出力を個別に処理する場合に比べて、位置精度などの精度が各段に高い検出結果が得られる。
領域設定部２２２は、予め定められた基準に基づき、交差点領域に複数の仮想分割領域を設定する。仮想分割領域の設定方法は交差点ＣＲの態様によって異なる。実施の形態１では、交差点領域を仮想分割することにより、１６の仮想分割領域を設定する。仮想分割領域の具体的な区画については後述する。なお、以下の説明および各図中では、「仮想分割領域」を、単に「領域」と呼ぶ場合もある。
進行予測部２２３は、公知技術に基づき、交差点領域における手動運転車両４および歩行者５の将来の位置（未来位置）、移動方向など、すなわち、行動を予測（進行予測）する。公知技術による行動予測とは、例えば、手動運転車両４および歩行者５の現在位置、速度、姿勢などの情報から線形近似することにより現時点以降の行動を予測し、各時刻で取得した情報と比較し、予測に補正をかけるような技術である。なお、自動運転車両３については、公知技術による行動予測の対象から除外する。自動運転車両３に関しては、自動運転車両３から送信される目標通過方向情報Ｙに基づき、行動予測を行うからである。
手動運転車両４および歩行者５の行動予測結果を用いて、交差点領域の複数の仮想分割領域において、手動運転車両４および歩行者５のそれぞれの進行可能性マップを個別に作成する。また、作成した進行可能性マップを実際の手動運転車両４および歩行者５の行動の結果と比較して、両者の差異が一定以上存在する場合には、両者の差異を考慮した進入可能性マップを再度作成する。進入可能性マップの作成後、全ての歩行者５の進入可能性マップを統合し、歩行者群の進入可能性マップを生成する。進入可能性マップの具体的な説明については、後述する。
判断部２３は、車両２および歩行者５が交差点ＣＲを通過する際の通過スケジュールを予測して生成する通過スケジュール生成部２３１と、車両２および歩行者５が交差点ＣＲに進入する際など、複数の移動物体が交差点ＣＲを通過する場合に、車両２と車両２、および、車両２と歩行者５、すなわち、移動物体同士が衝突を起こす可能性の有無を判定する衝突判定部２３２とを備える。
通過スケジュール生成部２３１は、領域設定部２２２によって設定された各仮想分割領域について、交差点ＣＲに進入する各車両２および歩行者５の各仮想分割領域への進入時刻および各仮想分割領域からの退出時刻を計算することにより、各仮想分割領域が通過中領域となる時間帯あるいは通過予定領域となる時間帯をそれぞれ算出し、各車両２および歩行者５のそれぞれの通過スケジュールを生成する。すなわち、通過スケジュール生成部２３１は、交通状況情報Ｘおよび目標通過方向情報Ｙに基づき、複数の移動物体ごとに交差点ＣＲを通過する際の交差点領域における行動を予測し、複数の移動物体ごとに交差点領域における通過スケジュールを生成する。
衝突判定部２３２は、通過スケジュール生成部２３１によって生成された各車両２および歩行者５の通過スケジュール並びに予め定められた衝突判定基準に基づき、各車両２および歩行者５が交差点ＣＲで衝突を起こす可能性の有無を判定する。
調整部２４は、上述の衝突判定部２３２によって、各車両２および歩行者５が交差点ＣＲを通過する際に衝突の可能性があると判断された場合に、各車両２および歩行者５が交差点ＣＲを通過する順序である通過順位を設定する通過順位設定部２４１と、必要に応じて通過スケジュールを調整して、調整通過スケジュールを生成する調整通過スケジュール生成部２４２と、自動運転車両３に対する指令Ｚを生成する指令生成部２４３とを備える。
通過順位設定部２４１は、衝突判定部２３２において、生成された各移動物体の通過スケジュールに対して、衝突判断基準に基づき衝突の可能性が有ると判定された場合に、予め定められた優先度に基づいて、各車両２および歩行者５が交差点ＣＲを通過する際の順序としての通過順位を設定する。
調整通過スケジュール生成部２４２は、衝突判定部２３２により衝突の可能性が有ると判定された場合に、衝突の可能性があると判定された各車両２および歩行者５の通過スケジュールを比較して衝突の回避が可能となるような調整時間を計算することにより、通過スケジュールを調整する。つまり、調整通過スケジュール生成部２４２は、対象となる各移動物体６について、調整通過スケジュールを生成する。通過スケジュールの調整方法については後述する。
指令生成部２４３は、通過スケジュール生成部２３１によって計算された通過スケジュール、あるいは、調整通過スケジュール生成部２４２によって調整された調整通過スケジュールに基づき、交差点ＣＲに進入する各自動運転車両３に対する指令Ｚを生成する。
指令Ｚには、各自動運転車両３を現状のまま交差点ＣＲを通過させる維持指令、各自動運転車両３の交差点ＣＲへの進入時刻を遅らせる調整指令、および、各自動運転車両３の交差点ＣＲへの進入を一時的に止める待機指令などが含まれる。
記憶部２５は、交差点情報記憶部２５１と、衝突判定基準記憶部２５２と、優先度記憶部２５３とを備える。
交差点情報記憶部２５１は、交差点領域および交差点領域における仮想分割領域の設定に関する情報が記憶されている。交差点情報記憶部２５１は、交差点ＣＲの位置、つまり、緯度および経度、並びに、交差点ＣＲの形状のデータを含む地図情報が記憶されている。
上述の領域設定部２２２は、交差点情報記憶部２５１に記憶された地図情報に仮想分割領域の設定情報、すなわち、実施の形態１の場合は交差点ＣＲの区画に関する情報を追加し、交差点ＣＲの地図情報を更新することで仮想分割領域の設定を行う。交差点領域の仮想分割領域の設定は、交通管制装置５００の運用開始前に実行される。したがって、以下の説明では、交差点領域の仮想分割領域は予め設定されているものとする。
衝突判定基準記憶部２５２は、各車両２および歩行者５の通過スケジュールおよび進入可能性マップを用いて衝突判定を行うための基準となる衝突判定基準が予め作成および記憶されている。上述の衝突判定部２３２は、衝突判定基準記憶部２５２に記憶されている衝突判定基準に基づいて、各移動物体間の衝突の可能性の有無を判定する。衝突判定基準の具体的な内容については後述する。
優先度記憶部２５３は、交差点ＣＲを通過する各車両２および歩行者５の通過順位を設定するための優先度が予め記憶されている。上述の通過順位設定部２４１は、優先度記憶部２５３に記憶されている優先度に基づいて、各車両２および歩行者５の通過順位を個別に設定する。優先度の具体的な内容については後述する。
交差点領域における仮想分割領域の設定について、以下に説明する。図３は、交差点ＣＲ内および周囲、つまり、交差点領域に設定された仮想分割領域を示す模式図である。図３に示す交差点ＣＲは、道路Ｒ１および道路Ｒ３と道路Ｒ２および道路Ｒ４が交差する十字路である。図４は、交差点が十字路である場合に、交差点領域に対する仮想分割領域について説明する模式図である。図４中の線幅の広い方の点線は各車線端を延長した線であり、二点鎖線は交差点ＣＲに進入する前に停止すべき場所を延長した線である。
図４に示すように、交差点領域は図中の上下方向および左右方向にそれぞれ２車線分の幅がある。各車線端を延長した線、交差点に進入する前に停車すべき場所を延長した線をそれぞれ区画線として１６の仮想分割領域に区画化される。この区画化により、仮想分割領域ＡからＰまでが設定される。また、仮想分割領域に停止線ＳＬが存在する場合は、仮想分割領域の一辺は停止線ＳＬに相当する。
領域設定部２２２によって交差点領域に設定される仮想分割領域は、少なくとも１台の車両２が通行可能な幅を有する。すなわち、車両２が進入および退出する方向と直交する方向に少なくとも１車線分の幅を有する。このように仮想分割領域を設定することにより、車両２が互いに隣接する各仮想分割領域を順次通過することにより、車両２は交差点ＣＲを任意の方向に通過することが可能となっている。
進行予測部２２３は、領域設定部２２２によって設定された仮想分割領域を単位として、各手動運転車両４および各歩行者５の進入可能性マップを作成する。図５は、実施の形態１に係る交通管制装置５００における歩行者５の進入可能性マップを説明する模式図である。図５中の白抜き黒丸印は、公知の行動予測技術により得られた歩行者５の未来位置を示している。
図５において、図５Ａは、歩行者５が仮想分割領域Ｅの付近の位置から道路Ｒ２および道路Ｒ４を横断する横断歩道を歩行すると行動予測される状況を示す進入可能性マップであり、図５Ｂは、歩行者５が仮想分割領域Ｅの付近の位置から交差点ＣＲ内に入って仮想分割領域Ｉに向かうと行動予測される状況を示す進入可能性マップであり、図５Ｃは、歩行者５が図中の仮想分割領域Ｅの付近から交差点ＣＲ内に入って対角線上を移動して仮想分割領域Ｋの方向に向かうと行動予測される状況を示す進入可能性マップである。
公知の行動予測技術により得られる歩行者５の未来位置に基づき、歩行者５が進入する可能性が高い仮想分割領域を判断して、当該領域を「可能性高領域」として設定する。なお、図５では、「可能性高領域」を、黒菱形グリッドパターンで表している。一方、歩行者５が進入する可能性が低い仮想分割領域を判断して、当該領域を「可能性低領域」として設定する。なお、図５では、「可能性低領域」を、レンガ調グリッドパターンで表している。
図５において、図５Ａでは、歩行者５が仮想分割領域Ｅの付近の位置から道路Ｒ２および道路Ｒ４を横断する横断歩道を歩行すると行動予測されるため、仮想分割領域Ｅ、Ｆ、Ｇは可能性高領域と判断される。図５Ｂでは、歩行者５が仮想分割領域Ｅの付近の位置から交差点ＣＲ内に入って仮想分割領域Ｉに向かうと行動予測されるため、仮想分割領域Ｅ、Ｆ、Ｇは可能性高領域と判断される一方、仮想分割領域Ｎ、Ｏ、Ｐは可能性低領域と判断される。図５Ｃでは、歩行者５が図中の仮想分割領域Ｅの付近から交差点ＣＲ内に入って対角線上を移動して仮想分割領域Ｋの方向に向かうと行動予測されるため、仮想分割領域Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｎ、Ｏ、Ｐは可能性高領域と判断される。
ここで、歩行者５が進行する可能性の高低については、上述の行動予測による所定時間内の歩行者５の未来位置、行動予測の信頼度などによって決定される。仮想分割領域を単位とする歩行者５の進入可能性マップは、生成に要する計算コストを低く抑えることができるという効果を奏する。また、かかる歩行者５の進入可能性マップを適用することにより、例え高精度とはいえないような予測精度に基づく行動予測であったとしても、後述の通過スケジュールの生成を可能とするような一定の精度を担保できるという効果を奏する。
図６は、実施の形態１に係る交通管制装置５００における手動運転車両４の進入可能性マップを説明する模式図である。図６において、図６Ａは、道路Ｒ１を走行する手動運転車両４が、交差点ＣＲを直進すると行動予測される状況を示す進入可能性マップであり、図６Ｂは、手動運転車両４が交差点ＣＲを左折して道路Ｒ２に向かうと行動予測される状況を示す進入可能性マップであり、図６Ｃは、手動運転車両４が交差点ＣＲを右折して道路Ｒ４に向かうと行動予測される状況を示す進入可能性マップである。
公知の行動予測技術により得られる手動運転車両４の未来位置に基づき、手動運転車両４が進行する可能性が高い仮想分割領域を判断して、当該領域を「可能性高領域」として設定する。なお、図６では「可能性高領域」を黒菱形グリッドパターンで表している。一方、手動運転車両４が進行する可能性が低い仮想分割領域を判断して、当該領域を「可能性低領域」として設定する。なお、図６では「可能性低領域」をレンガ調グリッドパターンで表している。手動運転車両４が対象の仮想分割領域に進行する可能性は、対象の仮想分割領域がある一定時間内における将来の位置であるのか、あるいは、予測の信頼度などによって決定する。
図６において、図６Ａでは、手動運転車両４が交差点ＣＲを直進すると行動予測されるため、仮想分割領域Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｉは可能性高領域と判断される。図６Ｂでは、手動運転車両４が交差点ＣＲを左折して道路Ｒ２に向かうと行動予測されるため、仮想分割領域Ｐ、Ａ、Ｆは可能性高領域と判断される一方、仮想分割領域Ｂは可能性低領域と判断される。図６Ｃでは、手動運転車両４が交差点ＣＲを右折して道路Ｒ４に向かうと行動予測されるため、仮想分割領域Ｐ、Ｄ、Ａ、Ｌ、Ｃ、Ｂは可能性高領域と判断される一方、仮想分割領域Ｉは可能性低領域と判断される。
図７は、実施の形態１に係る交通管制装置５００における歩行者群の進入可能性マップを説明する模式図である。図７に示す歩行者群の一例では、歩行者５１および歩行者５２の２人が横断歩道をそれぞれ横断する場合を表している。歩行者５１および歩行者５２ごとの進入可能性マップに基づいて、各仮想分割領域における歩行者５１および歩行者５２のそれぞれの進入可能性を計算することで、歩行者群の進入可能性マップを作成する。
図７において、図７Ａは、歩行者５１が仮想分割領域Ｅの付近の位置から交差点ＣＲ内に進入して仮想分割領域Ｉに向かうと行動予測される状況を示す進入可能性マップであり、図７Ｂは、歩行者５２が仮想分割領域Ｋの付近の位置から道路Ｒ２および道路Ｒ４を横断する横断歩道を歩行すると行動予測される状況を示す進入可能性マップであり、図７Ｃは、歩行者５１および歩行者５２の行動予測を一つの模式図にまとめたものであり、図７Ｄは、図７Ａおよび図７Ｂを一つにまとめた歩行者群の進入可能性マップである。
図７において、図７Ａでは、歩行者５１が仮想分割領域Ｅの付近の位置から交差点ＣＲ内に入って仮想分割領域Ｉに向かうと行動予測されるため、仮想分割領域Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは可能性高領域と判断される一方、仮想分割領域Ｐ、Ｏ、Ｎは可能性低領域と判断される。図７Ｂでは、歩行者５２が仮想分割領域Ｋの付近の位置から道路Ｒ２および道路Ｒ４を横断する横断歩道を歩行すると行動予測されるため、仮想分割領域Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎは可能性高領域と判断される。
次に、通過中領域および通過予定領域の定義について説明する。図８は、実施の形態１に係る交通管制装置５００における通過中領域および通過予定領域を説明する模式図である。図８に示す一例では、交差点ＣＲを直進して通過する自動運転車両３が道路Ｒ１から交差点ＣＲに進入している。この場合、自動運転車両３は仮想分割領域Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｉの順に通過する。自動運転車両３が交差点ＣＲに進入開始した時点で、自動運転車両３と仮想分割領域Ｐが重なる状況である。自動運転車両３は交差点ＣＲに進入後、仮想分割領域Ｐを通過している。この場合の仮想分割領域Ｐのように、自動運転車両３が現在通過中の仮想分割領域を「通過中領域」と定義する。なお、図８では、「通過中領域」を菱形グリッドパターンで表している。
一方、仮想分割領域Ａ、Ｂ、Ｉは、自動運転車両３が交差点ＣＲに進入開始した時点では自動運転車両３と重なっていないが、自動運転車両３が交差点ＣＲを通過し終えるまでに通過する仮想分割領域である。このように、現時点では通過中ではないが、現時点以降で交差点ＣＲを通過し終えるまでに自動運転車両３が通過する仮想分割領域を「通過予定領域」と定義する。なお、図８では、「通過予定領域」を対角ストライプパターンで表している。
ある自動運転車両３が交差点ＣＲを通過する場合、いずれの仮想分割領域が通過中領域あるいは通過予定領域になるのか、または、通過中領域および通過予定領域のいずれにもならないのかについては、自動運転車両３の通過方向および自動運転車両３が位置する道路、つまり、自動運転車両３がどの道路から交差点ＣＲに進入するかによって決定される。また、それぞれの仮想分割領域がどのようなタイミングで通過中領域あるいは通過予定領域になるのかについては、自動運転車両３の通過方向、位置する道路および車両速度によって決定される。
図９は、進入可能性マップから通過中領域および通過予定領域を判断する方法を示す模式図である。行動予測において存在の可能性がある一定値以上の仮想分割領域であって、かつ、歩行者５が現時点で存在する仮想分割領域は「通過中領域」と判断する。また、行動予測において存在の可能性がある一定値以上の仮想分割領域ではあるものの現時点では歩行者５が存在しないが、歩行者５が現時点から一定時間以内に進行すると予測される仮想分割領域は、「通過予定領域」と判断する。これら以外の仮想分割領域は、通過中領域および通過予定領域のいずれにも判定しない。
図９において、図９Ａは、歩行者５が仮想分割領域Ｅの付近の位置から道路Ｒ２および道路Ｒ４を横断する横断歩道を歩行すると行動予測される場合の進入可能性マップを表す模式図であり、図９Ｂは、歩行者５に関して図９Ａに示される進入可能性マップに基づき作成された通過中領域および通過予定領域を表す模式図である。
図９Ａでは、歩行者５が仮想分割領域Ｅの付近の位置から道路Ｒ２および道路Ｒ４を横断する横断歩道を歩行すると行動予測されるため、仮想分割領域Ｅ、Ｆ、Ｇは可能性高領域と判断される一方、仮想分割領域Ｐ、Ｏ、Ｎは可能性低領域と判断される。
図９Ｂでは、図９Ａに示される進入可能性マップに基づき、仮想分割領域Ｅは通過中領域と判断される一方、仮想分割領域Ｆ、Ｇは通過予定領域と判断される。
次に、通過中領域および通過予定領域の適応範囲について説明する。図１０は、実施の形態１に係る交通管制装置５００において、交差点ＣＲにおける通過中領域および通過予定領域の適応範囲の設定を説明する模式図である。図１０に示すように、自動運転車両３の車両速度をｖｃｒｓ、設定されたある一定時間をｔｓｅｔとすると、以下の式（１）が成り立つ。
Figure 2023116034000002
ここで、ｌｓｅｔは、設定したある一定時間内に自動運転車両３が進行する距離である。距離ｌｓｅｔの範囲内の交差点ＣＲ内の各仮想分割領域を、通過中領域あるいは通過予定領域として、それぞれ設定する。図１０に示す一例においては、仮想分割領域Ｐが通過中領域、仮想分割領域Ａ、Ｂ、Ｉが通過予定領域にそれぞれ設定される。
次に、通過スケジュール生成部２３１による自動運転車両３の通過スケジュールの生成について説明する。図１１は、自動運転車両３が交差点ＣＲを通過する際の通過スケジュールの適用範囲の計算について説明する模式図である。なお、図１１に示す交差点ＣＲの模式図は、図１０と同じものである。図１１には、交差点ＣＲおよび交差点ＣＲの周囲において定義される各距離ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４と、交差点ＣＲに進入する自動運転車両３の各パラメータが示されている。
図１１に示すように、自動運転車両３は道路Ｒ１から交差点ＣＲに進入し、直進して仮想分割領域Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｉを通過する。交差点ＣＲの道路Ｒ１と仮想分割領域Ｐとの境界から仮想分割領域Ｐと仮想分割領域Ａとの境界までの間の距離をｄ１、仮想分割領域Ｐと仮想分割領域Ａとの境界から仮想分割領域Ａと仮想分割領域Ｂとの境界までの距離をｄ２、仮想分割領域Ａと仮想分割領域Ｂとの境界から仮想分割領域Ｂと仮想分割領域Ｉとの境界までの距離をｄ３、仮想分割領域Ｂと仮想分割領域Ｉとの境界から仮想分割領域Ｉと道路Ｒ１との境界までの距離をｄ４と、それぞれ設定する。
自動運転車両３の進行方向の車体の長さをｌｖｅｈ、自動運転車両３の車両速度をｖｃｒｓ、自動運転車両３が交差点ＣＲ内の仮想分割領域Ｐに進入する時刻をｔＩ１と設定する。この場合、以下の式（２）から式（８）が成り立つ。
Figure 2023116034000003
式（２）から式（８）において、ｔＩ２は自動運転車両３が仮想分割領域Ａに進入する時刻、ｔＩ３は自動運転車両３が仮想分割領域Ｂに進入する時刻、ｔＩ４は自動運転車両３が仮想分割領域Ｉに進入する時刻、ｔＯ１は自動運転車両３が仮想分割領域Ｐから退出する時刻、ｔＯ２は自動運転車両３が仮想分割領域Ａから退出する時刻、ｔＯ３は自動運転車両３が仮想分割領域Ｂから退出する時刻、ｔＯ４は自動運転車両３が仮想分割領域Ｉから退出する時刻である。なお、通過スケジュールを生成するための計算方法は、上述の計算方法に限定されるわけではない。
式（１）から式（８）を用いて生成される各仮想分割領域における自動運転車両３の通過スケジュールを図１２に示す。通過スケジュールは、横軸に時間を示し、その仮想分割領域が通過中領域か、あるいは、通過予定領域であるかを縦軸で示すことによって表す。
図１２に示すように、時刻ｔＩ１から時刻ｔＩ２の間は、仮想分割領域Ｐは通過中領域であり、仮想分割領域Ａは通過予定領域である。時刻ｔＩ２から時刻ｔＯ１の間は、仮想分割領域Ａ、Ｐは通過中領域であり、仮想分割領域Ｂは通過予定領域である。時刻ｔＯ１から時刻ｔＩ３の間は、仮想分割領域Ａは通過中領域であり、仮想分割領域Ｂは通過予定領域である。時刻ｔＩ３から時刻ｔＯ２の間は、仮想分割領域Ａ、Ｂは通過中領域であり、仮想分割領域Ｉは通過予定領域である。時刻ｔＯ２から時刻ｔＩ４の間は、仮想分割領域Ｂは通過中領域であり、仮想分割領域Ｉは通過予定領域である。時刻ｔＩ４から時刻ｔＯ３の間は、仮想分割領域Ｂ、Ｉは通過中領域である。時刻ｔＯ３から時刻ｔＯ４の間は、仮想分割領域Ｉは通過中領域である。
なお、図１２では自動運転車両３が交差点ＣＲを直進して通過する場合の一例であるが、自動運転車両３が右折または左折して交差点ＣＲを通過する場合、自動運転車両３の車両速度および走行経路が直進の場合と異なるので、距離ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、および、車両速度ｖｃｒｓを適宜調整することとなる。
自動運転車両３が直進する場合の通過スケジュールについて、図１３および図１４を用いて説明する。図１３は、実施の形態１に係る交通管制装置５００において、自動運転車両３が道路Ｒ１から交差点ＣＲに進入して交差点ＣＲを直進する場合の通過スケジュールの生成について説明する模式図である。図１３に示す一例では、道路Ｒ１から交差点ＣＲに進入する自動運転車両３が直進して仮想分割領域Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｉを通過し、道路Ｒ１に再進入する。
自動運転車両３が道路Ｒ１から仮想分割領域Ｐに進入した時刻Ｉの状況を図１３Ａに、自動運転車両３が仮想分割領域Ａに進入した時刻ＩＩの状況を図１３Ｂに、自動運転車両３が仮想分割領域Ｉに進入した時刻ＩＩＩの状況を図１３Ｃに、自動運転車両３が仮想分割領域Ｉから道路Ｒ１に再進入した時刻ＩＶの状況を図１３Ｄにそれぞれ示す。
図１４は、実施の形態１に係る交通管制装置５００において、自動運転車両３が交差点ＣＲを直進する場合の仮想分割領域ごとの通過スケジュールについて説明する図である。図１４では、自動運転車両３が直進する場合の通過スケジュール全体を仮想分割領域ごとに示している。
時刻Ｉ以前に、仮想分割領域Ｐ、Ａは通過予定領域となる。時刻ＩＩに自動運転車両３は道路Ｒ１から仮想分割領域Ｐに進入するので、仮想分割領域Ｐは通過中領域となり、また、仮想分割領域Ａは通過予定領域となり、さらに、時刻Ｉと時刻ＩＩの間で、仮想分割領域Ａは通過予定領域から通過中領域に変わる。また、時刻Ｉと時刻ＩＩの間で、仮想分割領域Ｂは通過予定領域となる。
時刻ＩＩの時点で、仮想分割領域Ｐ、Ａは通過中領域であり、仮想分割領域Ｂ、Ｉは通過予定領域である。また、時刻ＩＩと時刻ＩＩＩの間で、仮想分割領域Ｂは通過予定領域から通過中領域に変わる。一方、時刻ＩＩと時刻ＩＩＩの間で仮想分割領域Ｐは通過中領域から、通過予定領域および通過中領域のいずれでもない領域に変わる。自動運転車両３が仮想分割領域Ｐから退出するからである。
時刻ＩＩＩの時点で、仮想分割領域Ａ、Ｂは通過中領域であり、仮想分割領域Ｉは通過予定領域である。また、時刻ＩＩＩと時刻ＩＶの間で、仮想分割領域Ｉは通過予定領域から通過中領域に変わる。時刻ＩＶの時点で、仮想分割領域Ｉは通過中領域である。
自動運転車両３が左折する場合の通過スケジュールについて、図１５および図１６を用いて説明する。図１５は、実施の形態１に係る交通管制装置５００において、自動運転車両３が交差点ＣＲを左折する場合の通過スケジュールの生成について説明する模式図である。図１５に示す一例では、道路Ｒ１から交差点ＣＲに進入する自動運転車両３が左折して仮想分割領域Ｐ、Ａ、Ｆを通過し、道路Ｒ２に進入する。
自動運転車両３が道路Ｒ１から仮想分割領域Ｐに進入する直前の時刻Ｉの状況を図１５Ａに、自動運転車両３が仮想分割領域Ａに進入した時刻ＩＩの状況を図１５Ｂに、自動運転車両３が仮想分割領域Ａから退出して仮想分割領域Ｆに進入した時刻ＩＩＩの状況を図１５Ｃに、自動運転車両３が仮想分割領域Ｆから退出して道路Ｒ２に進入した時刻ＩＶの状況を図１５Ｄにそれぞれ示す。
図１６は、実施の形態１に係る交通管制装置５００において、自動運転車両３が交差点ＣＲを左折する場合の仮想分割領域ごとの通過スケジュールについて説明する図である。図１６では、自動運転車両３が左折する場合の通過スケジュール全体を仮想分割領域ごとに示している。
時刻Ｉ以前に、仮想分割領域Ｐ、Ａは通過予定領域となる。時刻Ｉに自動運転車両３は道路Ｒ１から仮想分割領域Ｐに進入するので、仮想分割領域Ｐは通過中領域となり、また、仮想分割領域Ａは通過予定領域となる。さらに、時刻Ｉと時刻ＩＩの間で、仮想分割領域Ａは通過予定領域から通過中領域に変わる。また、時刻Ｉと時刻ＩＩの間で、仮想分割領域Ｆは通過予定領域となる。
時刻ＩＩの時点で、仮想分割領域Ｐ、Ａは通過中領域であり、仮想分割領域Ｆは通過予定領域である。また、時刻ＩＩと時刻ＩＩＩの間で、仮想分割領域Ｆは通過予定領域から通過中領域に変わる。一方、時刻ＩＩと時刻ＩＩＩの間で、仮想分割領域Ｐは通過中領域から、通過予定領域および通過中領域のいずれでもない領域に変わる。自動運転車両３が仮想分割領域Ｐから退出するからである。
時刻ＩＩＩの時点で、仮想分割領域Ａ、Ｆは通過中領域である。時刻ＩＶの時点で、仮想分割領域Ｐは通過中領域から、通過予定領域および通過中領域のいずれでもない領域に変わる。
自動運転車両３が右折する場合の通過スケジュールについて、図１７および図１８を用いて説明する。図１７は、実施の形態１に係る交通管制装置５００において、自動運転車両３が交差点ＣＲを右折する場合の通過スケジュールの生成について説明する模式図である。図１７に示す一例では、道路Ｒ１から交差点ＣＲに進入する自動運転車両３が右折して仮想分割領域Ｐ、Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃ、Ｌを通過し、道路Ｒ４に進入する。
自動運転車両３が道路Ｒ１から仮想分割領域Ｐに進入する直前の時刻Ｉの状況を図１７Ａに、自動運転車両３が仮想分割領域Ａに進入した時刻ＩＩの状況を図１７Ｂに、自動運転車両３が交差点ＣＲの中心を通過している時刻ＩＩＩの状況を図１７Ｃに、自動運転車両３が仮想分割領域Ｌから退出して道路Ｒ４に進入する直前の時刻ＩＶの状況を図１７Ｄにそれぞれ示す。
図１８は、実施の形態１に係る交通管制装置５００において、自動運転車両３が交差点ＣＲを右折する場合の仮想分割領域ごとの通過スケジュールについて説明する図である。図１８では、自動運転車両３が右折する場合の通過スケジュール全体を仮想分割領域ごとに示している。
時刻Ｉ以前に、仮想分割領域Ｐ、Ａは通過予定領域となる。時刻Ｉに自動運転車両３は道路Ｒ１から仮想分割領域Ｐに進入するので、仮想分割領域Ｐは通過中領域となり、また、仮想分割領域Ａは通過予定領域となる。さらに、時刻Ｉと時刻ＩＩの間で、仮想分割領域Ａは通過予定領域から通過中領域に変わる。また、時刻Ｉと時刻ＩＩの間で、仮想分割領域Ｂ、Ｃ、Ｄは通過予定領域となる。
時刻ＩＩの時点で、仮想分割領域Ｐ、Ａは通過中領域であり、仮想分割領域Ｂ、Ｃ、Ｄは通過予定領域である。また、時刻ＩＩと時刻ＩＩＩの間で、仮想分割領域Ｂ、Ｃ、Ｄは通過予定領域から通過中領域に変わる。一方、時刻ＩＩと時刻ＩＩＩの間で、仮想分割領域Ｐは通過中領域から、通過予定領域および通過中領域のいずれでもない領域に変わる。自動運転車両３が仮想分割領域Ｐから退出するからである。また、時刻ＩＩと時刻ＩＩＩの間で、仮想分割領域Ｉは、通過予定領域および通過中領域のいずれでもない領域から通過予定領域に変わる。
時刻ＩＩＩの時点で、仮想分割領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは通過中領域である。時刻ＩＩＩと時刻ＩＶの間で、仮想分割領域Ｉは通過予定領域から通過中領域に変わる一方、仮想分割領域Ａ、Ｂ、Ｄは、通過中領域から、通過予定領域および通過中領域のいずれでもない領域に変わる。時刻ＩＶの時点で、仮想分割領域Ｉは通過中領域であり、仮想分割領域Ｃは通過中領域から、通過予定領域および通過中領域のいずれでもない領域に変わる。
次に、複数の自動運転車両３１および自動運転車両３２が交差点ＣＲに進入する場合について説明する。図１９は、実施の形態１に係る交通管制装置５００において、複数の自動運転車両３１および自動運転車両３２が交差点ＣＲに進入する場合について説明する模式図である。道路Ｒ１から交差点に進入する自動運転車両を自動運転車両３１、道路Ｒ３から交差点ＣＲに進入する自動運転車両を自動運転車両３２とする。
図１９に示す一例での自動運転車両３１および自動運転車両３２の各行動を、図２０および図２１の各模式図を用いて説明する。図２０は交差点ＣＲにおける自動運転車両３１の行動を示す模式図であり、図２１は交差点ＣＲにおける自動運転車両３２の行動を示す模式図である。
図２０に示すように、自動運転車両３１は道路Ｒ１から交差点ＣＲに進入して、交差点ＣＲを直進して通過し、道路Ｒ１に再進入する。自動運転車両３１は直進するので、仮想分割領域Ｐから交差点ＣＲに進入した後、仮想分割領域Ｐ、Ａ、Ｂ、Ｉを順に通って仮想分割領域Ｉから道路Ｒ１に再進入する。
図２１に示すように、自動運転車両３２は道路Ｒ３から交差点ＣＲに進入して、交差点ＣＲを右折して通過し、道路Ｒ２に進入する。自動運転車両３２は右折するので、仮想分割領域Ｊから交差点に進入して仮想分割領域Ｊ、Ｃ、Ｄ、Ｂ、Ａ、Ｆを通過した後、仮想分割領域Ｆから道路Ｒ２に進入する。
図１９において、自動運転車両３１に「１」、自動運転車両３２に「２」の数字をそれぞれ付している。これらの数字は衝突判定後に設定される通過順位を示すが、詳細は後述する。最初は、自動運転車両３１および自動運転車両３２が同時に交差点ＣＲに進入すると仮定する。各自動運転車両が交差点ＣＲに向けて動き出す時刻を時刻ｔＡとする。
図２０および図２１の一例における通過スケジュールを図２２に示す。図２２は、実施の形態１に係る交通管制装置５００において、２台の自動運転車両３１および自動運転車両３２が交差点ＣＲに進入する場合の各自動運転車両の仮想分割領域ごとの通過スケジュールについて説明する図である。なお、図２２に示す各時刻は比較のための一例である。
次に、実施の形態１に係る交通管制装置５００における衝突判定について説明する。図２に示される実施の形態１に係る交通管制装置５００の構成を示す機能ブロック図において、衝突判定部２３２は、各仮想分割領域における各車両２および歩行者５の通過スケジュールを比較することで、車両２と車両２、または、車両２と歩行者５の間での衝突可能性の有無を判定する。なお、この衝突判定は自動運転車両３が関係していない衝突に対しても同様に行う。例えば、手動運転車両４同士、あるいは、手動運転車両４と歩行者５との間の衝突可能性である。
図２３は、実施の形態１に係る交通管制装置５００における衝突判定基準の一例を示す図である。図２３に示す衝突判定基準を、簡易衝突判定基準Ｉと呼ぶ。図２３に示すように、衝突判定部２３２は、同一時刻において同一の仮想分割領域が複数の自動運転車両３の通過中領域となっている場合、および、同一時刻において同一の仮想分割領域が複数の自動運転車両３の通過予定領域となっている場合に、複数の自動運転車両３の間で衝突可能性が有ると判定する。
換言すると、特定の仮想分割領域において、複数の自動運転車両３の中の第１の自動運転車両３の通過中領域となる時間帯と、第１の自動運転車両３とは異なる第２の自動運転車両３の通過中領域となる時間帯とが重複する場合、あるいは、特定の仮想分割領域において、第１の自動運転車両３の通過予定領域となる時間帯と、第２の自動運転車両３の通過予定領域となる時間帯とが重複する場合に、第１の自動運転車両３と第２の自動運転車両３の間で衝突の可能性が高いと判定する。
また、特定の仮想分割領域において、自動運転車両３と歩行者５の中で、自動運転車両３の通過中領域となる時間帯と、歩行者５の通過中領域となる時間帯とが重複する場合、または、特定の仮想分割領域において、自動運転車両３の通過予定領域となる時間帯と、歩行者５の通過予定領域となる時間帯とが重複する場合、自動運転車両３と歩行者５の間では衝突可能性が高いと判定する。また、特定の仮想分割領域において、自動運転車両３の通過予定領域となる時間帯と、歩行者５の通過中領域となる時間帯とが重複する場合は、自動運転車両３と歩行者５との間で衝突の可能性が高いと判定する。
一方、同一時刻において同一の仮想分割領域が第１の自動運転車両３の通過中領域であり、かつ、第２の自動運転車両３の通過予定領域となっている場合は、第１の自動運転車両３と第２の自動運転車両３の間で衝突可能性は無いと判定する。また、特定の仮想分割領域において、自動運転車両３の通過中領域となる時間帯と、歩行者５の通過予定領域となる時間帯とが重複する場合は、自動運転車両３と歩行者５の間で衝突可能性は無いと判定する。
図２４は、図２３とは異なる実施の形態１に係る交通管制装置５００における衝突判定基準の他の一例を示す図である。図２４に示す衝突判定基準を、簡易衝突判定基準IIと呼ぶ。図２４において、手動運転車両４および歩行者５に関しては、対象となる仮想分割領域（以下、対象仮想分割領域と呼ぶ）に存在する可能性の大小に基づき、衝突判定を行う。一方、自動運転車両３に関しては、対象仮想分割領域が、通過中領域であるか、あるいは、通過予定領域であるかに基づき、衝突判定を行う。
手動運転車両４が対象仮想分割領域に存在する可能性が大きい場合は、歩行者５および他の手動運転車両４が対象仮想分割領域に存在する可能性の大小にかかわらず、手動運転車両４と他の手動運転車両４、および、手動運転車両４と歩行者５の間で衝突可能性は高いと判定する。すなわち、手動運転車両４は対象仮想分割領域に関して通過不可となる。
手動運転車両４が対象仮想分割領域に存在する可能性が大きい場合であって、かつ、自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過中領域あるいは通過予定領域である場合は、手動運転車両４と自動運転車両３の間で衝突可能性は高いと判定する。すなわち、手動運転車両４は対象仮想分割領域に関して通過不可となる。
手動運転車両４が対象仮想分割領域に存在する可能性が小さい場合であって、かつ、歩行者５および他の手動運転車両４が対象仮想分割領域に存在する可能性が大きい場合は、手動運転車両４と他の手動運転車両４、および、手動運転車両４と歩行者５の間で衝突可能性は高いと判定する。すなわち、手動運転車両４は対象仮想分割領域に関して通過不可となる。
手動運転車両４が対象仮想分割領域に存在する可能性が小さい場合であって、かつ、自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過中領域である場合は、手動運転車両４と自動運転車両３の間で衝突可能性は無いと判定する。すなわち、手動運転車両４は対象仮想分割領域に関して通過可能となる。
一方、手動運転車両４が対象仮想分割領域に存在する可能性が小さい場合であって、かつ、自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過予定領域である場合は、手動運転車両４と自動運転車両３の間で衝突可能性が有ると判定する。すなわち、手動運転車両４は対象仮想分割領域に関して通過時は注意しながら走行する必要がある。
自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過中領域である場合は、歩行者５が対象仮想分割領域に存在する可能性の大小にかかわらず、自動運転車両３と歩行者５の間で衝突可能性は無いと判定する。
自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過中領域である場合であって、かつ、手動運転車両４が対象仮想分割領域に存在する可能性が大きい場合は、自動運転車両３と手動運転車両４の間で衝突可能性は高いと判定する。一方、手動運転車両４が対象仮想分割領域に存在する可能性が小さい場合は、自動運転車両３と手動運転車両４の間で衝突可能性は無いと判定する。
自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過中領域である場合であって、かつ、他の自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過中領域である場合は、自動運転車両３と他の自動運転車両３の間で衝突可能性は高いと判定する。一方、他の自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過予定領域である場合は、自動運転車両３と他の自動運転車両３の間で衝突可能性は無いと判定する。
自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過予定領域である場合であって、かつ、歩行者５が対象仮想分割領域に存在する可能性が大きい場合は、自動運転車両３と歩行者５の間で衝突可能性は高いと判定する。一方、自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過予定領域である場合であって、かつ、歩行者５が対象仮想分割領域に存在する可能性が小さい場合は、自動運転車両３と歩行者５の間で衝突可能性は有ると判定する。
自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過予定領域である場合であって、かつ、手動運転車両４が対象仮想分割領域に存在する可能性が大きい場合は、自動運転車両３と手動運転車両４の間で衝突可能性は高いと判定する。一方、自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過予定領域である場合であって、かつ、手動運転車両４が対象仮想分割領域に存在する可能性が小さい場合は、自動運転車両３と手動運転車両４の間で衝突可能性は有ると判定する。
自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過予定領域である場合であって、かつ、他の自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過中領域である場合は、自動運転車両３と他の自動運転車両３の間で衝突可能性は無いと判定する。一方、自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過予定領域である場合であって、かつ、他の自動運転車両３が対象仮想分割領域に関して通過予定領域である場合は、自動運転車両３と他の自動運転車両３の間で衝突可能性は高いと判定する。
図２３および図２４の簡易衝突判定基準ＩおよびＩＩには記載していないが、比較対象の一方の自動運転車両３の通過中領域または通過予定領域であって、他方の自動運転車両３については通過中領域および通過予定領域のいずれにもなっていない場合は、一方の自動運転車両３と他方の自動運転車両３との間で衝突可能性は無いと判定する。
一方の自動運転車両３の通過予定領域と他方の自動運転車両３の通過予定領域の組み合わせで衝突可能性が有ると判定するのは、何らかの理由で一方の自動運転車両３の通過時刻がずれた場合に、自動運転車両３の通過時刻が他方の自動運転車両３の通過時刻と重複する可能性があるためである。
一方の自動運転車両３の通過中領域と他方の自動運転車両３の通過予定領域の組み合わせでは衝突可能性が無いと判定する理由は、対象仮想分割領域が一方の自動運転車両３の通過中領域である場合は、他方の自動運転車両３は対象仮想分割領域から速やかに退出するものと考えられるからである。
図２３に示す簡易衝突判定基準Iあるいは図２４に示す簡易衝突判定基準IIに基づき、図２０および図２１に示す一例における衝突可能性を判定する。図２２に示す自動運転車両３１および自動運転車両３２の通過スケジュールによれば、仮想分割領域Ａは、２つの点線でそれぞれ囲まれた時間帯の中で、自動運転車両３１および自動運転車両３２の通過予定領域となっている時間帯がある。したがって、自動運転車両３１と自動運転車両３２は仮想分割領域Ａで衝突を起こす可能性が高いと判定される。
仮想分割領域Ｂは、２つの点線でそれぞれ囲まれた時間帯の中で、自動運転車両３１および自動運転車両３２の通過予定領域となっている時間帯がある。さらに、仮想分割領域Ｂは、自動運転車両３１および自動運転車両３２の通過中領域となっている時間帯もある。
以上より、図２０および図２１に示す一例では、仮想分割領域Ａ、Ｂについては、自動運転車両３１と自動運転車両３２との間で衝突可能性が高いと判定される。その他の仮想分割領域は自動運転車両３１および自動運転車両３２のそれぞれ単体でしか通過しない、もしくは自動運転車両が通過する予定がないので、自動運転車両３１と自動運転車両３２との間で衝突可能性は無いと判定される。
上述したように、図２０および図２１に示す一例では、自動運転車両３１と自動運転車両３２との間で衝突が起こる可能性が有るので、衝突が起こらないように各自動運転車両の通過時刻を調整する必要がある。
実施の形態１に係る交通管制装置５００では、衝突判定部２３２によって車両２と車両２、あるいは、車両２と歩行者５の間で衝突可能性が有ると判定された場合は、予め定められた優先度に基づき各車両２の通過順位を設定し、通過順位を設定した後に、交差点ＣＲを通過する各車両２の通過時刻をどの程度遅らせるかを決定する。
通過順位設定部２４１は、衝突判定部２３２から衝突可能性有りとの判定結果を受信すると、予め定められた優先度を優先度記憶部２５３から読み出し、交通状況情報Ｘおよび目標通過方向情報Ｙを参照して、各車両２が交差点ＣＲを通過する順序を設定する。
なお、「予め定められた優先度」には様々なものが想定される。実施の形態１に係る交通管制装置５００では、図２５に示す優先度判定基準Ｉあるいは図２６に示す優先度判定基準ＩＩに基づき、優先度を設定する。
図２５に示す優先度判定基準Ｉでは、一番上端の行に列挙された被対象物体に対する一番左側の列に列挙された対象物体の優先度が示されている。対象物体が優先する場合は“〇”を、優先されない場合は“×”を、優先度が決まらない場合は“―”をそれぞれ表記している。一例を挙げると、横断中の歩行者５と衝突の可能性有りと判定された自動運転車両３は、横断中の歩行者５と衝突の可能性無しと判定された自動運転車両３に対して優先度が低い、すなわち、×となる。
図２６に示す優先度判定基準ＩIでは、一番上端の行に列挙された被対象物体に対する一番左側の列に列挙された対象物体の優先度が示されている。対象物体が優先する場合は“〇”を、優先されない場合は“×”をそれぞれ表記している。一例を挙げると、直進する車両２は、左折あるいは右折する車両２に対して優先度が高い、すなわち、〇となる。
図２５に示す優先度判定基準Ｉを用いた優先度では、対象とする移動物体を比較し、どちらの移動物体の方が、優先度が高いかを簡易に判定することができる。また、図２６に示す優先度判定基準ＩIを用いた優先度では、優先度判定基準Ｉでは決定できない移動物体同士でどちらが優先度高いかを簡易に判定することができる。
優先度判定基準ＩおよびＩＩに基づいて、２つの移動物体を比較し、優先度を決定する。すなわち２つの移動物体を比較していくことにより、各移動物体の優先度を決定していく。なお、この優先度は自動運転車両３に限定して設定するものではなく、交差点領域に存在する全ての車両２および歩行者５、すなわち、全ての移動物体に設定するものである。
なお、図２５および図２６に示す優先度は、異なる道路から交差点ＣＲに進入する車両２の通過順位を設定するための優先度である。同じ道路を走行する複数の車両２については、先頭の車両２が最初に交差点ＣＲを通過するように、つまり、交差点ＣＲにより近い車両２ほど優先度を高く設定する。
上記の結果、各移動物体間で衝突が起こる可能性の有無が判定され、さらに、各移動物体の通過順位が設定されるので、通過順位に基づく各移動物体の通過スケジュールの調整が必要となる。なお、調整後の通過スケジュールを調整通過スケジュールと呼ぶ。
図２７は図２２の通過スケジュールに基づき調整時間を計算し、その後、調整時間を考慮して、調整した後の調整通過スケジュールを示す。図２２に示す通過スケジュールにおいて、２つの点線でそれぞれ囲まれた時間帯の中で生じていた、同一の仮想分割領域において自動運転車両３１は通過予定領域および自動運転車両３２は通過予定領域という状態は、図２７に示す調整通過スケジュールにおいては解消されている。調整通過スケジュールでは、自動運転車両３１は通過中領域の場合であっても、自動運転車両３２は通過中領域ではないため、自動運転車両３１と自動運転車両３２の間では衝突の可能性がなくなっていることが判断できる。
また、図２７に示す調整通過スケジュールでは、自動運転車両３のみのシーンを説明しているが、通過スケジュールの調整は上記通過順位に基づいて、交差点領域のすべての車両２および歩行者５に対して行うものである。
図２８に示す一例である２台の自動運転車両３および１人の歩行者５が交差点ＣＲを移動する場合における、上述の優先度に基づく各移動物体の通過順位の設定について説明する。図２８に示す一例では、自動運転車両３４は道路Ｒ１から交差点ＣＲに進入し、交差点ＣＲを直進するので、道路Ｒ３および道路Ｒ１を横切る横断歩道を横断する歩行者５３と衝突の可能性があるため、自動運転車両３４の優先度は最も低く設定される。
自動運転車両３３は道路Ｒ２から交差点ＣＲに進入し、交差点ＣＲを道路Ｒ３へと左折するので、自動運転車両３３の走行経路上にある横断歩道を横断する歩行者５３は存在しないため、自動運転車両３３および歩行者５３の優先度が最も高く設定される。したがって、通過順位は自動運転車両３３と歩行者５３が第一位、自動運転車両３４が第二位となる。ここで、自動運転車両３３と歩行者５３との間では衝突の可能性がないので、同時進行となる。
上述の優先度に基づき、図２９に示す一例における各車両２の通過順位を設定する場合を説明する。図２９に示す一例では、手動運転車両４１は、道路Ｒ２から交差点ＣＲに進入し、交差点ＣＲを道路Ｒ３へと左折する。自動運転車両３５は、道路Ｒ１から交差点ＣＲに進入し、交差点ＣＲを直進する。自動運転車両３６は、道路Ｒ４から交差点ＣＲに進入し、交差点ＣＲを道路Ｒ３へと右折する。
手動運転車両４１と自動運転車両３６との間では、手動運転車両４１の優先度がより高く設定される。図２６の優先度判定基準ＩＩによると、左折する車両は、右折する車両よりも優先度が高いからである。一方、自動運転車両３５と自動運転車両３６との間では、自動運転車両３５の優先度が高く設定される。図２６の優先度判定基準ＩＩによると、直進する車両は、右折する車両よりも優先度が高いからである。
手動運転車両４１と自動運転車両３５では、手動運転車両４１の優先度が高いものの、両者の間で衝突の可能性が無いため、同じ通過順位に設定される。したがって、通過順位は手動運転車両４１と自動運転車両３５が第一位、自動運転車両３６が第二位に設定される。ここで、手動運転車両４１と自動運転車両３５との間では衝突の可能性が無いので、同時進行となる。
上述の優先度に基づき、図３０に示す一例における各車両および歩行者の通過順位を設定する場合を説明する。図３０に示す一例では、手動運転車両４２は、道路Ｒ２から交差点ＣＲに進入し、交差点ＣＲを道路Ｒ３へと左折する。自動運転車両３７は、道路Ｒ１から交差点ＣＲに進入し、交差点ＣＲを直進する。自動運転車両３８は、道路Ｒ４から交差点ＣＲに進入し、交差点ＣＲを直進する。歩行者５４は、道路Ｒ３および道路Ｒ１を横切る横断歩道を横断する。
手動運転車両４２と自動運転車両３８との間では、手動運転車両４２の優先度がより高く設定される。自動運転車両３８と自動運転車両３７との間では、自動運転車両３７の優先度が高く設定される。手動運転車両４２と自動運転車両３７との間では、手動運転車両４２の優先度が高く設定される。自動運転車両３７と歩行者５４との間では衝突の可能性があるので、歩行者５４の優先度が高く設定される。したがって、通過順位は歩行者５４と手動運転車両４２が第一位、自動運転車両３７が第二位、自動運転車両３８が第三位となる。ここで、歩行者５４と手動運転車両４２との間では衝突の可能性がないので、同時進行となる。
次に、実施の形態１に係る交通管制装置５００を実現するハードウェア構成について説明する。図３１は、実施の形態１における交通管制装置５００を実現するハードウェア構成の例を示す図である。交通管制装置５００は、主に、プロセッサ２０１と、主記憶装置としてのメモリ２０２および補助記憶装置２０３から構成される。プロセッサ２０１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などで構成される。
メモリ２０２はランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置で構成され、補助記憶装置２０３はフラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置またはハードディスクなどで構成される。補助記憶装置２０３には、プロセッサ２０１により実行される所定のプログラムが記憶されており、プロセッサ２０１は、このプログラムを適宜読み出して実行し、各種演算処理を行う。この際、補助記憶装置２０３からメモリ２０２に上記所定のプログラムが一時的に保存され、プロセッサ２０１はメモリ２０２からプログラムを読み出す。実施の形態１に係る制御系の各種演算処理は、上記のようにプロセッサ２０１が所定のプログラムを実行することで実現される。プロセッサ２０１による演算処理の結果は、一旦メモリ２０２に記憶され、実行された演算処理の目的に応じて補助記憶装置２０３に記憶される。
また、交通管制装置５００は、交通環境認識装置１などの外部の機器および自動運転車両３に対してデータを送信する送信装置２０４と、交通環境認識装置１などの外部の機器および自動運転車両３からデータを受信する受信装置２０５とを備えている。
各種のデータの送信および受信を行う通信部２１は、図３１に示す送信装置２０４および受信装置により実現される。各種の演算処理を行う認識部２２、判断部２３および調整部２４は、プロセッサ２０１、メモリ２０２および補助記憶装置２０３により実現される。また、記憶部２５は、メモリ２０２または補助記憶装置２０３により実現される。
次に、実施の形態１に係る交通管制装置５００の動作について説明する。図３２は、実施の形態１に係る交通管制装置５００の動作を示すフローチャートである。交通管制装置５００は、図３２に示すフローを予め定められた周期（例えば１秒）で繰り返し実行する。上述のように予め定められた周期で図３２に示すフローが繰り返し実行されることで、通過スケジュールの更新を周期的に行うため、たとえ最初に生成した通過スケジュールまたは調整後の調整通過スケジュールと移動物体６との実際の行動の間に差異があったとしても迅速に対応可能となる。この結果、交差点領域において、自動運転車両３、手動運転車両４および歩行者５が混在する場合でも、移動物体６間の衝突を回避しながら円滑な交通が実現できる。
まず、交通管制装置５００は、ステップＳ１０１（周辺情報収集ステップ）において、交通環境認識装置１によって交差点領域の車両２および歩行者（移動物体６）に関する情報、つまり、交通状況情報Ｘおよび目標通過方向情報Ｙを収集し、ステップＳ１０２の処理に進む。
ステップＳ１０２（センサフュージョンステップ）において、公知のセンサフュージョン技術を用いて、交差点ＣＲの各周辺情報を統合する。センサフュージョン技術を適用することより、複数の交通環境認識装置１から送信される移動物体６に関する上述の情報を統合し、より精度の高い情報にすることができる。ステップＳ１０２の処理後、ステップＳ１０３の処理に進む。
ステップＳ１０３（手動運転車両４および歩行者５の進行予測ステップ）において、公知技術により手動運転車両４および歩行者５の行動予測を行い、行動予測の結果として得られる手動運転車両４および歩行者５の未来位置に基づいて、交差点領域を仮想的に分割した仮想分割領域を適用した進入可能性マップを作成する。
図３３は、実施の形態１に係る交通管制装置５００による手動運転車両４および歩行者５の進行予測ステップを示すフローチャートである。実施の形態１に係る交通管制装置５００における進行予測は、交通環境認識装置１によって検知された各手動運転車両４および各歩行者５について行う（ループＬ１）。
ステップＳ１３１において、各手動運転車両４および歩行者５に対して公知の行動予測技術により未来の位置情報を取得し、ステップＳ１３２において、上述したように、進入可能性マップを作成する。その後、ステップＳ１３３において、各歩行者５の進入可能性マップを統合し、歩行者群の進入可能性マップを作成する。ステップＳ１３３の処理後は、図３２に示すフローチャートのステップＳ１０４の処理に進む。
ステップＳ１０４において、交差点領域に車両２あるいは歩行者５が存在するのか、さらには、進行するのかを判断し、判断結果によって、以下のように処理を変える。
ステップＳ１０４において、車両２あるいは歩行者５が存在しない、かつ、進行もないと判断した場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１０１の周辺情報収集ステップに戻る。
ステップＳ１０４において、車両２あるいは歩行者５が存在する、または、進行すると判断した場合（ＹＥＳの場合）、車両情報を取得した各車両２および各歩行者５の通過スケジュールを生成する。さらに、生成された各通過スケジュールに基づいて、車両２と車両２、および、車両２と歩行者５の間で衝突が起こる可能性があるか否かの判定を行う。つまり、ステップＳ１０４の処理によって、現状での通過スケジュール、すなわち、調整前の各車両２および各歩行者５の通過スケジュールを取得し、衝突判定を行う。
図３４は、実施の形態１に係る交通管制装置５００における通過スケジュールを用いた衝突判定ステップを示すフローチャートである。衝突の可能性の有無の判定は上述したとおりである。ステップＳ１５１において、各移動物体の通過スケジュールをそれぞれ生成する。続いて、ステップＳ１５２において、交差点領域の各仮想分割領域について移動物体間の衝突判定を行う（ループＬ２）。すなわち、各車両２および各歩行者５ごとの通過スケジュールを比較することにより、移動物体間の衝突判定を行う。衝突判定では、例えば、自動運転車両３同士の場合は、同一仮想分割領域において、通過中と通過中、あるいは、通過予定と通過予定が重なる時間帯があれば、衝突の可能性が高いと判定する。
上述の衝突判定では、図３２に示すフローチャートのステップＳ１０５（通過スケジュールを用いた衝突判定ステップ）において、図２３あるいは図２４に示される各衝突判定基準に基づき、仮想分割領域ごとに移動物体間の衝突の可能性を判断する。移動物体間の衝突可能性の有無によって、以下のように処理を変える。
ステップＳ１０６（衝突判定ステップ）において、移動物体間で衝突可能性が有ると判定した場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１０７（交差点ＣＲ内の車両２および歩行者５の通過順位設定ステップ）において、移動物体間の衝突を回避するために移動物体間の通過順位の設定を行い、ステップＳ１０８の処理に進む。
図３５は、実施の形態１に係る交通管制装置５００におけるステップＳ１０７、つまり、通過順位設定ステップを示すフローチャートである。上述したとおり、ステップＳ１０７では、図２５に示す優先度に基づいて交差点ＣＲを通過する各車両２および各歩行者５の通過順位を設定する。
まず、ステップＳ１７１において、交通環境認識装置１によって取得され、実施の形態１に係る交通管制装置５００に送信される横断歩道の付近の歩行者５に関する情報を含む交通状況情報Ｘに基づき、横断歩道付近の歩行者５を確認して、ステップＳ１７２に進む。
ステップＳ１７２において、交通環境認識装置１によって取得され、実施の形態１に係る交通管制装置５００に送信される交差点領域内の各車両２に関する情報を含む交通状況情報Ｘに基づき、交差点領域内の各車両２の待機時間を確認して、ステップＳ１７３に進む。
ステップＳ１７３において、実施の形態１に係る交通管制装置５００は、交差点領域内の各車両２の車両台数を確認して、ステップＳ１７４に進む。
ステップＳ１７４において、実施の形態１に係る交通管制装置５００は、各車両２および各歩行者５の通過方向を確認して、ステップＳ１７５に進む。
ステップＳ１７５において、実施の形態１に係る交通管制装置５００は、交差点領域に存在する全ての車両２および全ての歩行者５に対して、交差点ＣＲにおける通過順位を決定する。通過順位の設定の後、図３２に示すフローチャートのステップＳ１０８の処理に進む。
ステップＳ１０８（通過スケジュール調整ステップ）において、必要に応じて各車両２および各歩行者５の通過スケジュールを調整する。
図３６は、ステップＳ１０８（通過スケジュール調整ステップ）の具体的な処理を示すフローチャートである。実施の形態１に係る交通管制装置５００における通過スケジュールの調整は、通過順位の順序で各車両２および各歩行者５について行い（ループＬ３）、各車両２および各歩行者５における通過スケジュールの調整は、仮想分割領域ごとに行った後に（ループＬ４）、全体の通過スケジュールを調整する。
ループＬ３およびループＬ４において、通過スケジュールの調整を行う対象の車両２を「対象の車両」と、歩行者５を「対象の歩行者」と、それぞれ呼ぶ。「対象の車両」および「対象の歩行者」の通過スケジュールを調整するか否かを判定する。ここで、調整時間を計算する対象の仮想分割領域を「対象仮想分割領域」と呼ぶ。また、「対象の車両」と衝突を起こす可能性があると判定された車両を「衝突相手の車両」と呼び、「対象の車両」と衝突を起こす可能性があると判定された歩行者を「衝突相手の歩行者」と呼ぶ。
まず、ステップＳ１８１において、衝突判定の結果から、対象仮想分割領域において対象の車両あるいは対象の歩行者が衝突を起こす可能性があり、かつ、衝突相手の車両あるいは衝突相手の歩行者の通過順位が、対象の車両あるいは対象の歩行者の通過順位よりも先である場合（ＹＥＳの場合）、対象仮想分割領域について対象の車両あるいは対象の歩行者の通過スケジュールの調整を行う必要があると判定し、ステップＳ１８２の処理に進む。
一方、ステップＳ１８１において、対象の仮想分割領域において対象の車両あるいは対象の歩行者が衝突を起こす可能性が無いか、衝突を起こす可能性があっても衝突相手の車両あるいは歩行者の通過順位が対象の車両あるいは対象の歩行者の通過順位よりも後である場合（ＮＯの場合）、何ら処理を行わない。つまり、対象の仮想分割領域においては通過スケジュールの調整は行わない。
対象仮想分割領域において対象の車両あるいは歩行者の通過スケジュールを調整する場合は、衝突を回避するように、対象の車両あるいは歩行者の通過スケジュールを調整する。つまり、対象の車両あるいは歩行者の通過スケジュールを遅らせる。
上述したように、交差点ＣＲ内における円滑な移動のためには調整時間は短い方が好ましいので、衝突が回避可能であり、かつ、最短の時間を対象仮想分割領域における調整時間として記憶する。対象仮想分割領域における調整時間を記憶した後、次の仮想分割領域における通過スケジュールに調整に進む。
以上の手順により、全ての仮想分割領域について、ループＬ４内の処理、すなわち、ステップＳ１８１およびステップＳ１８２の処理を実施する。なお、通過スケジュールの調整が必要ないと判定した仮想分割領域については、調整時間をゼロとしておけばよい。
ステップＳ１８３において、全ての仮想分割領域について、必要な場合に応じて対象の車両あるいは対象の歩行者の調整時間を計算した後、各仮想分割領域についての調整時間のうち、最も長い調整時間を対象の車両あるいは対象の歩行者の通過スケジュール全体の調整時間として選択する。そして、対象の車両あるいは対象の歩行者の通過スケジュール全体、すなわち、全ての仮想分割領域の通過スケジュールを調整時間だけ遅らせる。
以後、対象の車両あるいは対象の歩行者よりも通過順位が後の車両および歩行者について通過スケジュールの調整を進め、最終的に、全ての車両および全ての歩行者についてループＬ３内の処理、すなわち、ループＬ３およびステップＳ１８３の処理を実施する。
以上の方法によると、通過順位の順序にしたがい各車両および各歩行者の通過スケジュールを調整していくため、通過順位が先の車両の通過スケジュールの調整を逐次反映させながら、通過順位が後の車両あるいは歩行者の通過スケジュールの調整を行うこととなる。
通過スケジュール調整ステップの後、衝突判定ステップを再度行い、調整後の調整通過スケジュールでは衝突可能性が無くなっているか否かを確認する。調整通過スケジュールにおいても衝突可能性が有ると判定された場合は、通過順位設定ステップと通過スケジュール調整ステップを繰り返す。なお、２回目以降の通過順位設定ステップは省略してもよい。また、１回の通過スケジュールの調整で衝突可能性が無くなると見込まれる場合は、再度の衝突判定は行わずに後述のステップＳ１０９（指令生成ステップ）の処理に進んでもよい。
ステップＳ１０６（衝突判定ステップ）において衝突可能性が無いと判定した場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１０９（指令生成ステップ）において、各自動運転車両３への指令Ｚを生成する。
図３７は、実施の形態１に係る交通管制装置５００の動作の中のステップＳ１０９（指令生成ステップ）の動作を示すフローチャートである。図３７では、指令Ｚを送信する自動運転車両３の中の１台の自動運転車両３に対する指令の生成について示している。実際には、指令Ｚを送信する対象となる全ての自動運転車両３について、後述するステップＳ１９１からステップＳ１９３の処理を行い、各自動運転車両３に対する指令Ｚをそれぞれ生成する。
まず、ステップＳ１９１において、通過スケジュールが調整により変更されたかを判定する。通過スケジュールが調整により変更されている場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ１９２において、対象である自動運転車両３が調整後の通過スケジュールに従って交差点ＣＲに進入するように、調整指令を生成する。一方、通過スケジュールが変更されていない場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ１９３において、自動運転車両３の交差点ＣＲ内での通行を調整しない現状維持指令を生成する。
調整指令は、調整後の通過スケジュールに従って自動運転車両３に交差点ＣＲを通過させる指令である。調整指令には、減速指令、待機指令などが含まれる。減速指令は、減速の度合いおよび減速を行う時間を指示する。待機指令は待機時間を指示し、待機時間終了後に自動運転車両３を発進させる。すなわち待機指令は、待機時間経過後は通過指令として機能する。具体的な待機時間は、交通環境認識装置１により取得される交通状況情報Ｘに基づいて決定される。
ステップＳ１９１あるいはステップＳ１９２の処理の後、図３２のフローチャート中のステップＳ１１０において、上述のステップＳ１０９（指令生成ステップ）において生成した指令Ｚを各自動運転車両３に送信する。
上述の説明では、交差点ＣＲはそれぞれ２車線の道路が交差する十字路とし、これに伴って交差点ＣＲ内の仮想分割領域の設定も行った。しかしながら、実施の形態１に係る交通管制装置５００は、様々な態様の交差点ＣＲに適用が可能である。
上記の説明では、進入可能性マップを通過中領域および通過予定領域に変換していた。しかしながら、実施の形態１では、進入可能性マップをそのまま用いて、図２６に示す優先度判定基準ＩＩに基づき、衝突判定を行うことも可能である。
上記の説明では、自動運転車両３が交通環境認識装置１からの交通状況情報Ｘおよび通過順位を受信していた。しかしながら、手動運転車両４が搭載した通信装置によって交通状況情報Ｘおよび通過順位を受信してもよく、また、歩行者５が所持する携帯端末などにより、交通状況情報Ｘおよび通過順位を受信してもよい。この場合は、手動運転車両４および歩行者５は、決定された通過順位にしたがって、行動することとなる。
以上、実施の形態１に係る交通管制装置、交通管制システムおよび交通管制方法によれば、交差点に設置された交通環境認識装置から送信される車両および歩行者に関する情報を受信して交差点における車両および歩行者の通過スケジュールを生成し、通過スケジュールに基づき交差点内での衝突の可能性を判定し、衝突が発生する可能性があると判定された場合に通過順位を設定して通過スケジュールを調整するので、車両および歩行者が混在する交差点において、衝突の発生を回避しながら、円滑な移動を簡易に実現することが可能となる効果を奏する。
本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
１ 交通環境認識装置、２ 車両、３、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８ 自動運転車両、４、４１、４２ 手動運転車両、５、５１、５２、５３、５４ 歩行者、６ 移動物体、２１ 通信部、２２ 認識部、２３ 判断部、２４ 調整部、２５ 記憶部、２２１ センサフュージョン部、２２２ 領域設定部、２２３ 進行予測部、２３１ 通過スケジュール生成部、２３２ 衝突判定部、２４１ 通過順位設定部、２４２ 調整通過スケジュール生成部、２４３ 指令生成部、２５１ 交差点情報記憶部、２５２ 衝突判定基準記憶部、２５３ 優先度記憶部、５００ 交通管制装置、１０００ 交通管制システム
本願に開示される交通管制装置は、
信号機の設置されていない交差点および前記交差点の周囲を含む交差点領域に存在する複数の移動物体に関する交通状況情報を取得する交通環境認識装置から送信される前記交通状況情報並びに前記複数の移動物体の中で通信可能な移動物体から送信される目標通過方向情報を受信する通信部と、
前記交通状況情報および前記目標通過方向情報に基づき、前記複数の移動物体ごとに前記交差点を通過する際の前記交差点領域における行動を予測して、前記複数の移動物体ごとに前記交差点における通過スケジュールを生成する通過スケジュール生成部と、
前記通過スケジュールに基づき、前記交差点において前記複数の移動物体の間での衝突の可能性を判定する衝突判定部と、
前記衝突判定部が前記複数の移動物体の間で衝突が発生する可能性が有ると判定した場合に、前記複数の移動物体が前記交差点を通過する際の通過順位を設定する通過順位設定部と、
前記通過順位を用いて、通過スケジュールを調整することにより調整通過スケジュールを生成する調整通過スケジュール生成部と、を備える。
本願に開示される交通管制方法は、
信号機の設置されていない交差点および前記交差点の周囲を含む交差点領域に存在する複数の移動物体に関する交通状況情報を取得する交通環境認識装置から送信される前記交通状況情報並びに前記複数の移動物体の中で通信可能な移動物体から送信される目標通過方向情報を受信する通信ステップと、
前記交通状況情報および前記目標通過方向情報に基づき、前記複数の移動物体ごとに前記交差点を通過する際の前記交差点領域における行動を予測して、前記複数の移動物体ごとに前記交差点における通過スケジュールを生成する通過スケジュール生成ステップと、
前記通過スケジュールに基づき、前記交差点において前記複数の移動物体の間での衝突の可能性を判定する衝突判定ステップと、
前記衝突判定ステップにおいて前記複数の移動物体の間で衝突する可能性が有ると判定した場合に、前記複数の移動物体が前記交差点を通過する際の通過順位を設定する通過順位設定ステップと、
前記通過順位を用いて、通過スケジュールを調整することにより調整通過スケジュールを生成する調整通過スケジュール生成ステップと、を含む。











Claims (21)

  1. 交差点および前記交差点の周囲を含む交差点領域に存在する複数の移動物体に関する交通状況情報を取得する交通環境認識装置から送信される前記交通状況情報並びに前記複数の移動物体の中で通信可能な移動物体から送信される目標通過方向情報を受信する通信部と、
    前記交通状況情報および前記目標通過方向情報に基づき、前記複数の移動物体ごとに前記交差点を通過する際の前記交差点領域における行動を予測して、前記複数の移動物体ごとに前記交差点における通過スケジュールを生成する通過スケジュール生成部と、
    前記通過スケジュールに基づき、前記交差点において前記複数の移動物体の間での衝突の可能性を判定する衝突判定部と、
    前記衝突判定部が前記複数の移動物体の間で衝突が発生する可能性が有ると判定した場合に、前記複数の移動物体が前記交差点を通過する際の通過順位を設定する通過順位設定部と、
    前記通過順位を用いて、通過スケジュールを調整することにより調整通過スケジュールを生成する調整通過スケジュール生成部と、
    を備える交通管制装置。
  2. 前記衝突判定部は、前記調整通過スケジュールに基づき前記複数の移動物体が前記交差点を通過する際の衝突の可能性を再度判定することを特徴とする請求項１に記載の交通管制装置。
  3. 前記交差点領域を複数の仮想分割領域に分割して設定する領域設定部をさらに備え、
    前記通過スケジュールおよび前記調整通過スケジュールの生成において、前記複数の移動物体の各移動位置が前記仮想分割領域ごとに設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の交通管制装置。
  4. 前記通過スケジュール生成部および前記調整通過スケジュール生成部は、前記交通状況情報および前記目標通過方向情報に基づき、前記交差点を通過する前記複数の移動物体の特定および通過時間帯を前記仮想分割領域ごとにそれぞれ算出することを特徴とする請求項３に記載の交通管制装置。
  5. 少なくとも前記交通環境認識装置に設置された複数のセンサからの情報を統合化するセンサフュージョン部をさらに備え、
    前記センサフュージョン部から得られる前記複数の移動物体に関する位置情報および移動情報に基づき、前記交差点領域における前記複数の移動物体の個々の位置および移動方向を前記仮想分割領域ごとに予測することを特徴とする請求項４に記載の交通管制装置。
  6. 前記通信部は、前記通信可能な移動物体に対して前記通過スケジュールあるいは前記調整通過スケジュールのいずれか一方を送信することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の交通管制装置。
  7. 前記複数の移動物体には少なくとも自動運転車両が含まれ、さらに、手動運転車両および歩行者のいずれか一方あるいは両方が含まれ、前記通信可能な移動物体は、自動運転車両であることを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の交通管制装置。
  8. 前記通信可能な移動物体は、前記自動運転車両であることを特徴とする請求項７に記載の交通管制装置。
  9. 前記複数の移動物体に含まれる手動運転車両および前記歩行者に関して、前記仮想分割領域ごとにそれぞれ算出される前記交差点を通過する前記手動運転車両および前記歩行者の特定および通過時間帯に基づき、前記仮想分割領域ごとに進入可能性マップを作成することを特徴とする請求項７または８に記載の交通管制装置。
  10. 前記衝突判定部は、予め作成された衝突判定基準に基づき衝突の可能性を判定することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の交通管制装置。
  11. 前記通過順位設定部は、予め作成された優先度判定基準に基づき通過順位を決定することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の交通管制装置。
  12. 前記交通環境認識装置と、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の交通管制装置と、
    を備える交通管制システム。
  13. 交差点および前記交差点の周囲を含む交差点領域に存在する複数の移動物体に関する交通状況情報を取得する交通環境認識装置から送信される前記交通状況情報並びに前記複数の移動物体の中で通信可能な移動物体から送信される目標通過方向情報を受信する通信ステップと、
    前記交通状況情報および前記目標通過方向情報に基づき、前記複数の移動物体ごとに前記交差点を通過する際の前記交差点領域における行動を予測して、前記複数の移動物体ごとに前記交差点における通過スケジュールを生成する通過スケジュール生成ステップと、
    前記通過スケジュールに基づき、前記交差点において前記複数の移動物体の間での衝突の可能性を判定する衝突判定ステップと、
    前記衝突判定ステップにおいて前記複数の移動物体の間で衝突する可能性が有ると判定した場合に、前記複数の移動物体が前記交差点を通過する際の通過順位を設定する通過順位設定ステップと、
    前記通過順位を用いて、通過スケジュールを調整することにより調整通過スケジュールを生成する調整通過スケジュール生成ステップと、
    を含む交通管制方法。
  14. 前記衝突判定ステップは、前記調整通過スケジュールに基づき前記複数の移動物体が前記交差点を通過する際の衝突の可能性を再度判定することを特徴とする請求項１３に記載の交通管制方法。
  15. 前記交差点領域を複数の仮想分割領域に分割して設定する領域設定ステップをさらに含み、
    前記通過スケジュールおよび前記調整通過スケジュールの生成において、前記複数の移動物体の各移動位置が前記仮想分割領域ごとに設定されることを特徴とする請求項１３または１４に記載の交通管制方法。
  16. 前記通過スケジュール生成ステップおよび前記調整通過スケジュール生成ステップでは、前記交通状況情報および前記目標通過方向情報に基づき、前記交差点を通過する前記複数の移動物体の特定および通過時間帯を前記仮想分割領域ごとにそれぞれ算出することを特徴とする請求項１５に記載の交通管制方法。
  17. 前記複数の移動物体には少なくとも自動運転車両が含まれ、さらに、手動運転車両および歩行者のいずれか一方あるいは両方が含まれることを特徴とする請求項１５または１６に記載の交通管制方法。
  18. 前前記通信可能な移動物体は、自動運転車両であることを特徴とする請求項１７に記載の交通管制方法。
  19. 前記複数の移動物体に含まれる手動運転車両および前記歩行者に関して、前記仮想分割領域ごとにそれぞれ算出された前記交差点を通過する前記手動運転車両および前記歩行者の特定および通過時間帯に基づき、前記仮想分割領域ごとに進入可能性マップを作成することを特徴とする請求項１７または１８に記載の交通管制方法。
  20. 前記衝突判定ステップでは、予め作成された衝突判定基準に基づき衝突を判定することを特徴とする請求項１３から１９のいずれか１項に記載の交通管制方法。
  21. 前記通過順位設定ステップでは、予め作成された優先度判定基準に基づき通過順位を決定することを特徴とする請求項１３から２０のいずれか１項に記載の交通管制方法。
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