JP3833845B2 - 自動走行支援システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport Systems）に係わり、特に障害対策の具体化と、商用車の運行効率の向上を図った自動走行支援システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＴＳは、最先端の情報通信等を用いて、人と道路と車両とを一体のシステムとして構築し、安全性向上、輸送効率の向上、快適性の向上を達成し、環境保全に資する高度道路交通システムと定義され、日米欧を中心として世界的な規模で研究・開発が進められている。
【０００３】
ＩＴＳは道路、交通、車両、情報通信等の広範な分野に及ぶものであり、現在９分野で開発が行われている。その中の一つに「安全運転の支援」があり、「安全運転の支援」には走行環境情報の提供、危険警告、運転補助及び自動運転からなる４つの利用者サービスがある。
【０００４】
走行環境情報の提供利用者サービスは、日中や夜間、悪天候などの視界が低下した状況での事故等を未然に防ぐため、道路および車両の各種センサにより道路や周辺車両の状況等の走行環境を把握し、車載機、情報提供装置により、リアルタイムで運転中のドライバに情報を提供し、ドライバの走行環境の認知を支援する。
【０００５】
危険警告利用者サービスは、衝突や車線逸脱等による事故を未然に防ぐため、自車両および周辺車両等の位置や挙動、道路前方の障害物情報を、道路および車両の各種センサにより収集し、車両位置、車間距離、走行速度等から危険と判断した場合に警告を与えるなど、ドライバの運転操作の判断を支援する。
【０００６】
運転補助利用者サービスは、前述した危険警告サービスに車両の自動制御機能を付加することにより、自車両および周辺車両等の位置や挙動、障害物等を考慮して、危険な場合には自動的にブレーキ操作等の速度制御、ハンドル制御を行うなど、ドライバの運転操作を支援する。
【０００７】
自動運転利用者サービスは、ドライバの負荷を軽減し、交通事故の危険性を限りなく低減するため、自動制御が可能な運転補助機能を発展させ、周辺の走行環境に応じて、自動的にブレーキ操作等の速度制御、ハンドル制御を行うことにより、安全な速度、車間距離を保ち、安全かつ円滑な自動走行を可能とする。
【０００８】
上記説明した利用者サービスを提供するシステムが走行支援道路システム（ＡＨＳ）である。このシステムは、運転の自動化によるドライバの負担軽減はもとより、事故の減少による安全運転の向上や輸送効果の増大により社会的な貢献を果たすことを目的とし、その技術開発には様々な波及効果が期待されている。
【０００９】
日本では、情報提供システム（ＡＨＳ−ｉ）、制御支援システム（ＡＨＳ−ｃ）、自動走行システム（ＡＨＳ−ａ）の研究開発が進められている。先に述べた走行環境情報の提供利用者サービス及び危険警告利用者サービスがＡＨＳ−ｉに、運転補助利用者サービスがＡＨＳ−ｃに、また自動運転利用者サービスがＡＨＳ−ａにそれぞれ相当する。
【００１０】
一方、車両自体に高度なインテリジェント機能を持たせることにより車両の自律走行を可能とする、いわゆる先進安全自動車（ＡＳＶ）の開発も進められている。ＡＳＶは、例えば道路上にレーンマーカ又は磁気ネイルを設け、車両がこれらをセンサで検出することで道路上を自律走行する。また走行中には、車両に設けた車間センサ及び障害センサにより車間距離、障害の有無等を監視することにより走行安全性を確保する。
【００１１】
ところが、上記ＡＨＳ及びＡＳＶは、種々機能の配備対象が道路側と車両側と云うように異なることもあって、従来では一般に別々に開発が進められている。しかし、これらのシステムにはそれ単独ではそれぞれ一長一短がある。そこで、将来的にはこれらを融合させたシステム、つまりＡＨＳが構築された道路上でＡＳＶを走行させるシステムが検討されているが、具体的な開発にはまだ着手されていないのが現状である。
【００１２】
一方、前述したＩＴＳの９つの開発分野の一つに「商用車の効率化」がある。この「商用車の効率化」には商用車の運行管理支援と商用車の連続自動運転の２つの利用者サービスがある。
【００１３】
商用車の運行管理支援サービスは、輸送効率の向上、業務交通量の低減及び輸送の安全性向上を図るため、トラックや観光バス等の商用車の運行状況をリアルタイムに収集して輸送事業者に基礎データとして提供することにより、運行管理を支援する。また、高度化、自動化及びシステム化された物流センターの整備や、共同配送及び帰り荷情報等の提供により物流の効率化を支援するものである。
【００１４】
商用車の連続自動運転サービスは、輸送効率の飛躍的な向上、業務交通量の低減及び輸送の安全性向上を図るため、自動走行機能を持った複数の商用車等が適切な車間距離を保ちながら連続走行を行うものである。
【００１５】
このうち商用車の連続自動運転サービスに近いサービスを提供するものとして、従来ではオートクルーズコントロール・システムが開発されている。このシステムは、例えば高速道路においてレーダにより先行車を認識して、先行車に近付き過ぎないようにエンジン出力とシフトギアをコントロールする。また、先行車が減速して車間距離が短くなるような場合には、警報音とセンタメッセージディスプレイの警告灯でドライバの注意を促す。そして、レーンチェンジ等により先行車がいなくなると初めに設定した車速に戻り、ドライバがブレーキを踏んだ場合はその時点でシステムが解除される。また車間距離警報機能のみを作動させることもできる。
【００１６】
しかし、このような商用車の連続自動運転サービスを、専用走行路や高速道路以外の信号機が設置されている一般道路へ導入する場合には、解決しなければならない次のような課題がある。例えば、複数台の車両が隊列走行して信号機を通過中に信号が青から赤に変化すると、隊列が分断されてしまう。またこの隊列の分断を防ぐために、隊列が信号機を通過可能かどうかを判断して、通過不可能な場合には事前に隊列ごと停止させる必要がある。しかし、このようにすると青信号であるにも拘わらず停止することになるため、道路の運用効率が悪くなり、渋滞等を引き起こす原因となる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように従来のシステムには次のような解決すべき課題があった。すなわち、ＡＨＳ及びＡＳＶにはそれぞれ一長一短があり、将来的にはこれらを融合させたシステムが検討されているが、障害発生時の対策等についてまだ具体的な開発が行われていない。
【００１８】
また商用車の連続自動運転サービスについても、専用走行路や高速道路以外の信号機が設置されている一般道路において複数台の車両を隊列走行させようとすると、解決しなければならない問題が多い。
【００１９】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その第１の目的は、障害の発生に対し効果的に対応できるようにした自動走行支援システムを提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために第１の発明は、道路に沿って設置された走行誘導表示体を検出することで当該車両の走行状態を制御する車載制御装置と、道路に沿って配設された路側無線装置と車両に搭載された車載無線装置との間で無線通信を行う路車間通信システムと、この路車間通信システムを介して車両との間で走行に関する情報の授受を行う路側制御装置とを具備し、上記車載制御装置及び路側制御装置に、道路上の障害を監視するセンサと、回避制御手段とを設け、上記センサにより道路上の障害が検出された場合に、回避制御手段により、障害検出情報を上記路車間通信システムを介して交換することで最適な回避指示情報を生成し、この回避指示情報に従って該当車両に回避動作を行わせるようにしたものである。
【００２２】
従って第１の発明によれば、路側制御装置と各車両の車載制御装置との間で路車間通信システムを介して障害に関する情報の交換が行われ、この障害検出情報をもとに路側制御装置と回避が必要な各車両との間で互いに協調してそれぞれ最適な回避動作が行われる。このため、各車両はより安全で円滑な自律走行が可能となる。
【００２３】
上記路側制御装置及び車載制御装置が協調して行う具体的な回避制御動作には、次のようなものが考えられる。
第１の動作は、路側制御装置が、路側のセンサにより道路上の障害が検出された場合に、障害発生位置及び回避領域を表す情報を含む回避指示情報を路車間通信システムを介して回避が必要な車両の車載制御装置に通知し、車載制御装置が、上記通知された回避指示情報と自車のセンサにより検出された障害の情報とに基づいて自車両に回避動作を行わせるものである。
【００２４】
また第２の動作は、車載制御装置が、自車のセンサにより障害が検出された場合にその障害検出情報を路車間通信システムを介して路側制御装置に通知し、路側制御装置が、車両から通知された障害検出情報と路側のセンサにより検出された障害の情報とに基づいて回避領域を表す情報を含む回避指示情報を生成し、この回避指示情報を路車間通信システムを介して回避が必要な車両の車載制御装置に送信することにより該当車両に回避動作を行わせるものである。
【００２５】
以上のようにそれぞれ動作させることによって、車載センサに比べて広範囲を監視できる路側センサによる障害検出情報を利用することで、車両が自車の車載センサのみを頼りに自律走行する場合に比べ、余裕を持ってより安全な障害回避動作を行うことが可能となる。
【００２６】
第３の動作は、車載制御装置が、障害検出情報を路側制御装置に通知したのち一定時間内に路側制御装置から回避指示情報を受信できない場合には、走行誘導表示体の検出情報と自車のセンサにより検出された障害情報とをもとに、自車両に回避動作を含む自律走行を行わせるものである。
【００２７】
このようにすることで、例えば路車間通信システム或いは路側制御装置において故障等が発生し、これにより路側制御装置から車載装置へ回避指示情報が伝送されない場合でも、車両は自力で回避動作を行うことができる。
【００２８】
第４の動作は、車載制御装置が、自力で回避動作を行おうとする際に自車両のセンサにより検出された障害情報をもとに回避領域を検出し、回避領域を検出できた場合には自車両に回避動作を含む自律走行を行わせ、回避領域を検出できなかった場合には自車両を停止させるものである。
このようにすることで、回避不可能な場合には車両を即時停止させることができる。
【００２９】
第５の動作は、車載制御装置が、自車両に行わせた回避行動を含む自律走行の履歴情報を記憶しておき、前記路側制御装置との間が通信可能になったのちにこの履歴情報を路側制御装置に送信するものである。
【００３０】
このようにすることで、例えば路側制御装置と車載制御装置との間が一時的に通信不能となり、これにより車両が自力回避行動を行った場合には、その回避動作の内容を表す履歴情報が車載制御装置に保存されて、通信回復後に路側制御装置に通知される。このため、路側制御装置は通信不能期間中に行われた車両の障害回避動作についても把握することができ、この情報をその後の車両の追跡や回避動作の修正等に利用することができる。
【００３１】
第６の動作は、走行誘導表示体の有無又は動作しているか否かを検出する誘導体センサをさらに備え、この誘導体センサにより走行誘導表示体が無いこと或いは動作していないことが検出された場合に、路側制御装置が自律走行動作中の車両の車載制御装置に自律走行が不能になる旨を路車間通信システム介して事前に通知し、車載制御装置は、上記自律走行不能通知を受け取るとその旨をドライバに報知した上で自律走行から手動走行に切り替えるようにしたものである。
【００３２】
このようにすることで、例えば走行誘導表示体としてのレーンマーカが消えていたり磁気ネイルが故障して誘導機能を失っている場合、さらには自律走行区間の終点が誘導体センサにより検出され、その旨が路側制御装置から車載制御装置に通知される。そして、自律走行が不能になる旨がドライバに報知された上で、走行制御モードが自動的に自律走行モードから手動走行モードに切り替えられる。したがって、車両では自律走行から手動走行への切り替えが円滑に行われることになる。
【００３３】
第７の動作は、路側制御装置が、任意の車両で回避動作が行われた場合に路側センサにより後続の各車両の走行状態を監視して上記回避動作が後続の各車両に及ぼす影響を推定し、渋滞の発生が予想される場合には後続の各車両の車載制御装置に対し路車間通信システムを介して減速指示を送出するものである。
このようにすることで、任意の車両の障害回避動作の影響により後続車両に渋滞が発生しそうな場合でも、後続車両は事前に減速されるため渋滞の発生は低減される。
【００４４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる自動走行支援システムの概略構成図、図２は図１の一部を拡大して示した図である。なお、図２では路側ネットワークの図示を省略している。
【００４５】
道路ＲＤの路側帯には、複数の路側機ＢＳ１，ＢＳ２，〜，ＢＳｍがほぼ等間隔で配設されている。これらの路側機ＢＳ１，ＢＳ２，〜，ＢＳｍはそれぞれ道路ＲＤ上に例えば図２に示すように無線ゾーンＺ１，Ｚ２，…を形成する。そして、自機が形成する無線ゾーンＺ１，Ｚ２，…内を走行する車両ＭＳ１，ＭＳ２，〜，ＭＳｎに搭載された車載機との間で無線通信を行う。このとき無線アクセス方式としては時分割多元接続方式が使用され、また通信プロトコルとしてはＤＳＲＣプロトコルが使用される。
【００４６】
また路側機ＢＳ１，ＢＳ２，〜，ＢＳｍは、所定台数ずつグループ化されて複数の路側ネットワークＢＮＷ１，ＢＮＷ２，…の何れかに収容され、さらにこれらの路側ネットワークＢＮＷ１，ＢＮＷ２，…を介して集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…の何れかに接続される。これらの集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…は、バックボーン網ＤＮＷを介して管理システムノードＭＭ及びサービスノードＣＣに接続される。管理システムノードＭＭは、上記集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…を統括的に制御することで、システム全体の管理を行う。サービスノードＣＣは、道路ＲＤを走行中の各車両ＭＳ１，ＭＳ２，〜，ＭＳｎに対し各種サービスを提供する。
【００４７】
一方、車両は先進安全自動車（ＡＳＶ）としての機能を備えている。すなわち、道路上には例えば図６に示すようにレーンマーカＬＭ及び磁気ネイルＦＮが設けられており、車両はこれらをセンサで検出しその検出情報をもとに操舵を制御することにより道路上を自律走行する。また車両には車間センサ及び障害センサが設けてあり、車両は自律走行中にこれらのセンサにより先行車との車間距離、及び障害の有無等を監視することにより走行安全性を確保する。
【００４８】
ところで本実施形態のシステムは、路側の集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…又はこれらを統括する管理システムノードＭＭと各車両ＭＳ１，ＭＳ２，…との間で、路車間通信システムを介して情報を交換することで、互いに協調して障害に対する回避動作を行う障害回避機能を備えている。以下に、この障害回避機能による回避制御動作の複数の実施例を述べる。
【００４９】
（実施例１）
実施例１は、路側センサＬＳにより道路上の障害が検出された場合の車両の回避制御動作を示すものである。図３はこの回避制御動作の状況説明図、図８はシーケンス図である。
【００５０】
いま例えば、図３に示すように道路上で事故等の障害が発生し、この障害が路側センサＬＳの撮像画像をもとに集中基地局ＣＳ２で検出されたとする。そうすると集中基地局ＣＳ２は、先ず路側センサＬＳによる撮像画像をもとに処理８ａで障害の発生位置及び発生状況を分析し、その分析結果をもとに処理８ｂで後続の車両に回避動作を行わせるための回避指示情報を生成する。この回避指示情報には、上記障害の発生位置及び回避領域を表す情報が含められる。この回避指示情報は、路側ネットワークＢＮＷ１を介して、回避動作を行う必要がある車両が存在する無線ゾーンに対応する路側機ＢＳｉに送られ、この路側機ＢＳｉから車両ＭＳ１，ＭＳ２に向け無線送信される。
【００５１】
上記無線ゾーンＺｉ内に存在する各車両ＭＳ１，ＭＳ２は、車載無線機により上記路側機ＢＳｉからの回避指示情報を受信すると、この回避指示情報の内容をＡＳＶ制御装置により解析し、この解析結果に従って先ず処理８ｃで車載センサを用いて障害を確認する。そして、ＡＳＶ制御装置は、この車載センサの検出結果と上記回避指示情報の内容とに基づいて、処理８ｄにより操舵を制御することで、障害物の自律的な回避動作を行う。例えば図３の例では、車両ＭＳ１は制動を行ったのち車線Ａから車線Ｂへ車線変更を行う。車両ＭＳ２は、制動を行って、車線変更する上記車両ＭＳ１のためにスペースをあける。
【００５２】
このようにすることで、車両ＭＳ１，ＭＳ２は、車載センサのみを頼りに自律的に回避動作を行う場合に比べ、周辺車両の走行状態等も考慮してより確実で安全性の高い回避動作を行うことができる。また、路側センサＬＳにより検出された障害情報のみをもとに回避動作を行う場合に比べても、各車両ＭＳ１，ＭＳ２ごとにより一層確実性の高い回避動作を行うことができる。
【００５３】
（実施例２）
実施例２は、車載センサにより障害が検出された場合の車両の回避制御動作を示すものである。図４はこの回避制御動作の状況説明図、図９はシーケンス図である。
【００５４】
いま例えば、図４に示すように道路上で事故等の障害が発生し、この障害を後続の車両ＭＳ１が処理９ａで車載センサにより検出したとする。そうすると車両ＭＳ１は、この障害検出情報を車載無線機から路側機ＢＳｉに向け送信する。この障害検出情報は、路側機ＢＳｉで受信されたのち路側ネットワークＢＮＷ１を介して集中基地局ＣＳ２に転送される。
【００５５】
車両ＭＳ１からの障害検出情報を受信すると集中基地局ＣＳ２は、処理９ｂで路側センサＬＳを用いて障害の状況を確認し、処理９ｃにおいて障害が確認できたか否かを判定する。そして、路側センサＬＳにより障害が確認されると、集中基地局ＣＳｉは処理９ｄで上記路側センサＬＳによる撮像画像をもとに障害の状況を分析し、この分析結果をもとに回避指示情報を生成して、この情報を障害通知元の車両ＭＳ１及びその周辺の回避行動を行う必要がある車両ＭＳ２に送信すべく路側機ＢＳｉへ送信する。
【００５６】
これに対し車両ＭＳ１は、集中基地局ＣＳｉから回避指示情報を受信すると、処理９ｆで指示内容は回避指示情報による回避指示であるか又は自律回避指示であるかを判定する。そして、回避指示情報に応じた回避指示であれば、処理９ｇで上記回避指示情報に従いかつ車載センサにより周辺の状態を監視しながら、制動及び車線変更等の回避動作を行う。
【００５７】
したがって、この場合にも車両ＭＳ１，ＭＳ２は、集中基地局ＣＳ２からの回避指示情報及び自車の車載センサによる監視に基づいて、確実で安全な回避動作を行うことができる。
【００５８】
一方、例えば障害発生場所に路側センサＬＳが設置されていない等の理由により、車両ＭＳ１から通知された障害を集中基地局ＣＳ２が確認できなかったとする。この場合集中基地局ＣＳ２は、処理９ｅで自律回避指示情報を生成して障害通知元の車両ＭＳ１及びその周辺の車両ＭＳ２へ送信する。
【００５９】
これに対し車両ＭＳ１，ＭＳ２はそれぞれ、処理９ｆで集中基地局ＣＳ２からの指示内容が自律回避指示であると判定すると、処理９ｈで車載センサの検出情報をもとに回避エリアを探し、この回避エリアへの自律回避動作を行う。そして、回避終了後に処理９ｉで自律回避動作の履歴情報を作成し、この履歴情報を路側機ＢＳｉを介して集中基地局ＣＳ２へ通知する。この履歴情報を受け取ると集中基地局ＣＳ２は、処理９ｊで車両が実施した自律回避動作を確認する。
【００６０】
したがって、集中基地局ＣＳ２で障害を確認できない場合でも、車両ＭＳ１，ＭＳ２は集中基地局ＣＳ２からの回避指示を不必要に待ち続けることなく、いち早く自律回避動作を開始することができる。
【００６１】
なお、自律回避動作を行うスペースが見付からない場合には、車両の走行を停止させる。これにより追突事故や車線変更による接触事故の発生を未然に防止することができる。
【００６２】
（実施例３）
実施例３は、路車間通信システムが一時的に通信不能に陥った場合の回避制御動作を示すものである。図５はこの回避制御動作の状況説明図、図１０はシーケンス図である。
【００６３】
いま例えば、図５に示すように道路上で事故等の障害が発生し、この障害を後続の車両ＭＳ１が処理１０ａで自車の車載センサにより検出したとする。そうすると車両ＭＳ１は、この障害検出情報を車載無線機から路側機ＢＳｉに向け送信する。
【００６４】
しかし、例えばいま一時的に無線伝送路の状態が劣化していたり、又は路側機ＢＳｉの故障等により路車間通信を行えなかったとする。そうすると車両ＭＳ１は、図１０に示すように上記障害検出情報の送信後一定時間に亘り集中基地局ＣＳ２からの回避指示情報の到来を監視する。そして、上記一定時間中に回避指示情報を受信できないと、処理１０ｂで車載センサにより障害物及び周囲の状態を監視しながら回避エリアへの自律回避動作を行う。
【００６５】
またこの回避終了後に、処理１０ｃで自律回避動作の履歴情報を作成して記憶し、この履歴情報を無線伝送路の回復後、或いは他の路側機を介し集中基地局ＣＳ２へ通知する。この履歴情報を受け取ると集中基地局ＣＳ２は、処理１０ｄで車両が行った自律回避動作を確認する。
【００６６】
したがってこの実施例によれば、路車間通信が不可能な場合でも、車両ＭＳ１，ＭＳ２は集中基地局ＣＳ２からの回避指示を不必要に待ち続けることなく、いち早く自律回避動作を開始することができる。
【００６７】
なお、自律回避動作を行うスペースが見付からない場合には、車両の走行を停止させる。これにより追突事故や車線変更による接触事故の発生を未然に防止することができる。
【００６８】
（実施例４）
実施例４は、路側センサによりレーンマーカ又は磁気ネイルを検出できなくなった場合に、集中基地局の指示により車両の走行モードを自律走行モードから手動走行モードに切り替えるものである。図６はこの走行モードの切替制御動作の状況説明図、図１１はシーケンス図である。
【００６９】
例えばいま、レーンマーカＬＭ又は磁気ネイルＦＮが摩耗等により消えたり動作せず、これが路側センサＬＳの撮像画像をもとに集中基地局ＣＳ２で検出されたとする。この場合集中基地局ＣＳ２は、図１１に示すように処理１１ａで上記レーンマーカＬＭ又は磁気ネイルＦＮが無いことを検出すると、その旨の報知メッセージを上記非検出地点の手前の所定区間に存在する各車両に報知するべく、位置的に対応する路側機ＢＳｉ，ＢＳｊ，…へ送出する。そうすると上記報知メッセージは、路側機ＢＳｉ，ＢＳｊ，…から走行中の各車両に対し無線回線を介して伝送され、車載無線機で受信される。
【００７０】
報知メッセージを受信した各車両ＭＳ１，ＭＳ２は、先ず処理１１ｄで上記報知メッセージを表示メッセージ又は音声メッセージに変換してドライバに報知する。続いて処理１１ｅで車速を減速して先行車両との間の車間距離を確保し、しかるのち処理１１ｆにより走行モードを自律走行モードから手動走行モードに切り替える。
【００７１】
したがって、各車両ＭＳ１，ＭＳ２では、自律走行モードから手動走行モードへの切り替えがドライバに報知されたのち行われる。このため、ドライバは余裕をもって手動走行モードに移行することができ、これにより安全性を高く保持することができる。
【００７２】
また、集中基地局ＣＳ２は、処理１１ａでレーンマーカＬＭ又は磁気ネイルＦＮが無いことを検出すると、処理１１ｂで渋滞発生の可能性を判定する。この判定は、上記レーンマーカＬＭ又は磁気ネイルＦＮの非検出位置より上流側の所定区間における車両の走行密度をもとに行われる。そして、この判定により渋滞が発生する恐れがある場合には、処理１１ｃにおいて後続の各車両に減速指示メッセージを送信し、予め早めに減速させる。
【００７３】
したがって、自律走行モードから手動走行モードへの切り替えに伴う車両の減速によって後続の車両群に渋滞が発生する恐れがある場合でも、後続車両に対し事前に減速を指示するようにしているため、渋滞の発生を緩和することができ、これにより手動走行モード移行後における追突事故等の発生を防止することができる。
【００７４】
なお、手動走行モードへの切り替え後に、ドライバによる操舵やアクセル又はブレーキ操作、シフト操作の有無を監視し、これらの操作が行われない場合には、ドライバが手動走行モードに対応していないと判断して車両を停止させる。このようにすることで、追突事故等の発生を未然に防ぐことができる。
【００７５】
（実施例５）
実施例５は、自律走行終了地点を走行中の各車両に報知することで、各車両を減速させたのち手動走行モードに切り替えるものである。図７はその制御動作の状況説明図である。
【００７６】
すなわち、集中基地局ＣＳ３は、自律走行終了地点より所定距離だけ上流側に配設された路側機ＢＳｅから、走行中の全ての車両に対し自律走行終了指示メッセージを放送する。この放送を受信すると各車両は、先ずこの受信メッセージの内容を音声メッセージ又は表示メッセージによりドライバに報知する。そして、車間センサを監視しながら自車の速度を減速して車間距離を確保し、しかるのち自律走行終了地点において路側機からの指示に従って走行モードを自律走行モードから手動走行モードに切り替える。
【００７７】
また、前記実施例４と同様に集中基地局ＣＳ３は、自律走行終了地点を検出すると、上流側の所定区間における車両の走行密度をもとに渋滞が発生する恐れがあるか否かを判定する。そして、渋滞が発生する恐れがある場合には、上記した自律走行終点さらに上流側の後続車両に対し減速指示メッセージを送信し、予め早めに減速させる。
【００７８】
従って、自律走行終了地点におけるドライバの混乱を軽減して、無理なく円滑に手動走行モードに移行することができ、かつ渋滞の発生も緩和することができる。
【００７９】
以上述べたように第１の実施形態では、走行中の車両ＭＳ１で検出した障害の情報と、路側センサＬＳで検出した障害の情報とを、路車間通信システムの路側機ＢＳｉ及び車載無線機からなるを介して交換し、両方の検出情報をもとに集中基地局ＣＳ２が回避指示情報を生成する。そして、この回避指示情報を回避動作が必要な各車両ＭＳ１，ＭＳ２に上記路車間通信システムを介して通知し、これにより車両ＭＳ１が回避動作を行うようにしている。
【００８０】
従って第１の実施形態によれば、車両ＭＳ１と集中基地局ＣＳ２との間で交換した障害検出情報をもとに、集中基地局ＣＳ２と各車両ＭＳ１，ＭＳ２との間で互いに協調して最適な回避動作が行われる。このため、各車両ＭＳ１，ＭＳ２は確実に障害回避を行うことができ、これにより安全で円滑な自律走行が可能となる。
【００８１】
（第２の実施形態）
図１２は、この発明に係わる自動走行支援システムの第２の実施形態を説明するための要部構成図である。なお、自動走行支援システム全体の構成については図１と同一なので詳しい説明は省略する。
【００８２】
この実施形態は、この発明に係わる自動走行支援制御を一般道に適用したものであり、信号機ＳＳが設置された交差点の手前側には路側機ＢＳｉが設置してある。この路側機ＢＳｉは、上記交差点の手前側の片側車線上に無線ゾーンＺｉを形成する。そして、この無線ゾーンＺｉ内を走行する車両との間で無線通信を行う。路側機ＢＳｉは、図１に示したように路側ネットワークＢＮＷ１を介して集中基地局ＣＳ２に接続され、この集中基地局ＣＳ２と車両との間で、走行支援に関する情報を中継する。
【００８３】
また路側機ＢＳｉには信号ケーブルを介して信号機ＳＳが接続され、この信号機ＳＳと上記車両との間、及び信号機ＳＳと集中基地局ＣＳ２との間で、それぞれ信号制御に関する情報を中継する。
【００８４】
ところで、車両には、乗用車等のように単独で走行する一般車両ＭＳ１，ＭＳ２，…，ＭＳｎと、トラック等のように隊列ＭＳ１０を組んで追従走行することが可能な車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋとがある。
【００８５】
このうち隊列ＭＳ１０を組んで走行する車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋは次のように構成される。図１３はその構成を示す機能ブロック図である。同図において、原動機１３４の出力は断続機（クラッチ）１３６を介して駆動装置１３０に伝達されて駆動される。この駆動装置１３０の動作状態は制動装置１３９により制動される。またこの車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋは、自動運転装置１３２及び手動運転装置１３３を備えている。手動運転装置１３３は、ドライバの操舵、アクセル、ブレーキ及びクラッチ操作に応じて、原動機１３４を始め、断続機１３６及び制動装置１３９を制御する。
【００８６】
自動運転装置１３２は、隊列を組んで走行する際の追従走行を行うためのもので、レーダ１３１により前後の車両の位置や走行状態を監視することで、追従走行を行う。また自動運転装置１３２は、信号機ＳＳに対し隊列走行要求情報を通知すると共に、信号機ＳＳから放送される信号表示情報を受信し、この信号表示情報に従って追従走行と停止とを自動制御する。上記走行要求情報及び信号表示情報の送受信は、路側機ＢＳｉを介して車載無線機１３８により行われる。信号処理装置１３７は、上記送受信される情報を所定のフォーマットに整えると共に、変復調、符号化及び誤り制御等、無線通信に必要な信号処理を行う。
【００８７】
上記自動運転装置１３２と手動運転装置１３３のいずれを動作させるかについては、ドライバの走行モード切替操作に応じて手動・自動切り替え部１３５により決定される。
【００８８】
一方、信号機ＳＳは通常の信号表示機能に加え、路側機ＢＳｉとの間で制御信号の送受信を行う信号送受信機と、信号表示制御装置とを備えている。この信号表示制御装置は、隊列ＭＳ１０を構成する車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋから隊列走行の要求情報が到来した場合に、要求元の車両が隊列の一部として通過できるように青信号の長さを延長する。また、隊列走行を行わない車両に向け、表示中の信号の種類とその残り時間を表す信号表示情報を送出する。この信号表示情報は路側機ＢＳｉを介して車両へ無線送信される。
【００８９】
次に、以上のように構成されたシステムの動作を説明する。図１４及び図１５はそれぞれ、隊列走行車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋ及び信号機ＳＳの制御手順と制御内容を示すフローチャートである。
【００９０】
いま例えば図１２に示すように、隊列走行中の車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋが交差点に接近し、路側機ＢＳｉの無線ゾーンＺｉに順次進入したとする。そうすると各車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋはそれぞれ、ステップ１７ａで無線ゾーンＺｉに進入したことを検出すると、ステップ１７ｂで走行要求情報の送信メッセージを生成してこれを路側機ＢＳｉへ送出する。上記走行要求情報の送信メッセージは、路側機ＢＳｉで受信されたのちこの路側機ＢＳｉから信号ケーブルを介して信号機ＳＳに転送される。
【００９１】
図１６は、上記走行要求情報の送信メッセージのフォーマットを示すもので、車両ＩＤと、隊列情報と、要求コマンドとから構成される。車両ＩＤは車両を識別するための番号であり、前記車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋに搭載される車載機１３８に個別に割当てられた識別番号が流用される。隊列情報は当該車両が属する隊列に関する情報であり、隊列ＩＤと残台数とからなる。隊列ＩＤは隊列を識別するための番号で、隊列の先頭車両ＭＳ１１の車両ＩＤが流用される。残台数は当該隊列に属する後続車両の台数であり、編隊時に当該車両のドライバが手動操作にて設定する。要求コマンドは車両が追従走行を継続したいか否かを要求するものであり、当該車両のドライバが手動操作にて設定する。例えば、出発したばかりなので隊列を崩したくない場合には追従走行を要求するものとし、目的地が近いので隊列ＭＳ１０を崩しても構わない場台には追従走行を要求しないものとする。
【００９２】
これに対し信号機ＳＳは、車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋからの走行要求情報を受信すると、先ずこの受信した走行要求情報の車両ＩＤをもとに、ステップ１８ａで送信元の車両が隊列内のどこに位置するものかを判定する。この判定は、例えば残台数が０ならば最後尾車両、車両ＩＤと隊列ＩＤとが同一ならば先頭車両、それ以外は中間車両とすることにより行う。
【００９３】
この判定において隊列ＭＳ１０の先頭車両ＭＳ１１であることが分かると、信号機ＳＳはステップ１８ｂでこの先頭車両ＭＳ１１が隊列走行（追従走行）を要求しているのか否かを判定し、隊列走行を要求していればステップ１８ｃでこの隊列ＭＳ１０を構成する車両数が制限台数以内であるか否かを判定する。そして制限台数以内であれば、ステップ１８ｄに移行してここで同じ隊列ＭＳ１０の後続車両ＭＳ１２〜ＭＳ１ｋを通過待ち隊列に加える。これに対し、隊列ＭＳ１０を構成する車両数が制限台数を超える場合には、ステップ１８ｅに移行してここで後続車両を通過待ち隊列に加えない。
【００９４】
そして最後に信号機ＳＳは、ステップ１８ｆにおいて信号表示情報の報知メッセージを生成し、この報知メッセージを車両に向け送出する。この報知メッセージは信号ケーブルを介して路側機ＢＳｉに送られ、この路側機ＢＳｉから無線回線を介して走行要求情報送信元の車両ＭＳ１１に送られる。
【００９５】
図１７は、上記報知メッセージのフォーマットを示すもので、車両ＩＤ、信号情報及び時間情報により構成される。車両ＩＤは、走行要求情報送信元の車両ＩＤである。信号情報は、現在点灯している信号色であり、青、黄又は赤のいずれかである。時間情報は、残り時間と、通過待ち隊列数と、各通過待ち隊列ＩＤとから構成される。残り時間は、図１８に示すように信号が赤になるまでの時間から所定のガード時間を差し引いたものである。ただし、現在赤信号が点灯している場合と、赤信号が点灯するまでの時間がガード時間以下の場合は零が設定される。
【００９６】
これに対し上記走行要求情報メッセージを送信した先頭車両ＭＳ１１は、ステップ１７ｃによる応答待ち状態において、ステップ１７ｄで信号機ＳＳからの信号表示情報の報知メッセージを受信すると、ステップ１７ｅで待ち隊列であるか否かを判定し、待ち隊列でない場合にはステップ１７ｆで青信号の残り時間が、自車両が通過するに足りる時間以上あるか否かを判定する。そして、待ち隊列であるか、又は待ち隊列でなくても通過時間が十分に残っている場合には、ステップ１７ｇに移行してここでそのまま自動走行して信号を通過する。
【００９７】
一方、走行要求情報送信元の車両が隊列ＭＳ１０の中間車両ＭＳ１２〜ＭＳ１k-1 だった場合には、信号機ＳＳはそのままステップ１８ｆに移行して信号表示情報の報知メッセージを送出する。このとき、先に受信した先頭車両からの走行要求情報が隊列走行を要求するものだった場合には、残り時間を減らさずに固定する。これに対し先頭車両からの走行要求情報が隊列走行を要求しないものだった場合には、残り時間を減らす。
【００９８】
上記走行要求情報を送信した中間車両ＭＳ１２〜ＭＳ１k-1 は、ステップ１７ｃによる応答待ち状態においてステップ１７ｄで信号機ＳＳからの信号表示情報の報知メッセージを受信すると、ステップ１７ｅで待ち隊列であるか否かを判定する。そして、自車両が待ち隊列に登録されている場合には、ステップ１７ｇで先行車両に追従して自動走行を行う、いわゆる追従走行制御を継続する。これに対し自車両が待ち隊列に加えられていない場合には、ステップ１７ｆで青信号の残り時間が自車両が通過するに足りる時間以上あるか否かを判定する。そして、通過時間が十分に残っている場合には、ステップ１７ｇに移行してそのまま追従走行して信号を通過する。
【００９９】
一方、自車両が待ち隊列に加えられておらず、かつ信号機ＳＳから通知された青信号の残り通過時間が所定時間以下の場合には、車両は信号機ＳＳの通過が不可能と判断してステップ１７ｈに移行し、停止線において停止する。
【０１００】
また、走行要求情報送信元の車両が隊列ＭＳ１０の最後尾の車両ＭＳ１ｋだった場合には、信号機ＳＳはステップ１８ｇで待ち隊列に関する内部データを整理したのちステップ１８ｆに移行し、ここで信号表示情報の報知メッセージを送出する。そして、この最後尾車両ＭＳ１ｋへ報知メッセージを送信してから一定時間が経過した時点で、信号を赤にする。なお、上記最後尾車両ＭＳ１ｋが通過してから信号を赤にするまでの期間には、新たな通過待ち隊列を受け付けないようにする。
上記走行要求情報のメッセージを送信した最後尾車両ＭＳ１ｋの動作は、上記中間車両ＭＳ１２〜ＭＳ１k-1 の動作と同じである。
【０１０１】
以上述べたように第２の実施形態では、隊列走行中の隊列を構成する車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋが信号機ＳＳの手前の無線ゾーンＺｉに差し掛かったときに、その先頭車両ＭＳ１１から信号機ＳＳに対し路側機ＢＳｉを介して隊列走行を希望するか否かを伝える。これに対し信号機ＳＳは、上記先頭車両ＭＳ１１が隊列走行を希望している場合には、隊列の長さが制限台数以内であれば、後続の中間車両ＭＳ１２〜ＭＳ１k-1 及び最後尾車両ＭＳ１ｋが通過するまで青信号を保持してすべて通過させる。
【０１０２】
一方、先頭車両ＭＳ１１が隊列走行を希望していない場合、つまり隊列が途中で分離されてもよい場合には、後続の中間車両ＭＳ１２〜ＭＳ１k-1 及び最後尾車両ＭＳ１ｋに対しそれぞれ青信号の残り時間を報知する。これに対し中間車両ＭＳ１２〜ＭＳ１k-1 及び最後尾車両ＭＳ１ｋはそれぞれ信号機Ｓから通知される青信号の残り時間をもとに自車両が通過可能か否かを判定し、通過可能であればそのまま先行車両に追従して走行し、通過不可能であれば停止線において停止するようにしている。
【０１０３】
従って、隊列を構成する各車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋが隊列走行を希望している場合には、全ての車両が信号機ＳＳを通過し終わらないうちに信号が青から赤に変わる心配はなくなり、この結果信号機ＳＳを有する一般道であっても隊列は分離されることなく追従走行することが可能となる。
【０１０４】
また、隊列の長さが制限台数を超える場合には、隊列走行のまま信号機ＳＳを通過できないようにすることができ、これにより交差する方向の信号機が長時間に亘り赤信号に固定される不具合を防止して円滑な交通整理を行うことができる。
【０１０５】
さらに、隊列を構成する車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋが隊列走行を特に希望していない場合、つまり隊列の分離を容認している場合には、信号機ＳＳから報知された青信号の残り時間を応じて追従走行と停止とが選択的に行われる。従って、各車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋの自律走行モードを継続することができる。このため、信号機ＳＳに差し掛かる度に、ドライバは走行モードを自律走行モードから手動走行モードに切り替える必要がなくなり、これにより効率的で安全な運転走行状態を維持することができる。
【０１０６】
（その他の実施形態）
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下に述べるような各種変形が可能である。
【０１０７】
すなわち、前記第１の実施形態では、集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…が車両の障害回避動作を支援するための制御動作を行うようにしたが、これらの集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…を統括する管理システムノードＭＭが障害回避動作を支援するための制御動作を行うようにしてもよい。
【０１０８】
また、隊列を構成する各車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋが信号機ＳＳを通過する際に、信号機ＳＳから報知された青信号の残り時間と、自車両から信号機までの距離と、自車両の走行速度とから、自車両が信号機ＳＳを通過している最中に信号表示が変化する可能性があるか否かを判定し、信号表示が変化する可能性があると判断した場合には、自車両の走行速度を増加させるように制御するとよい。
このようにすると、例えば交差点内で青から赤に変わってしまうような場合でも、車両はできる限り早く交差点を通過することが可能となり、これにより交差点における安全性をさらに高く保持することができる。
【０１０９】
さらに、隊列を構成する各車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋが信号機ＳＳを通過する際に、信号機ＳＳから報知された青信号の残り時間と、自車両から信号機ＳＳまでの距離と、自車両の走行速度とから、自車両が信号機ＳＳを通過している最中に信号表示が変化する可能性があると判断した場合には、自車両を停止させ、かつ信号機ＳＳに対し信号表示を早く青から赤に変化させるための要求を送信するようにしてもよい。
このようにすると、信号機ＳＳの信号表示が、車両が通過しないにも拘わらず青のまま保持される期間が短縮され、これにより道路の通行効率をさらに高めることができる。
【０１１０】
また前記第２の実施形態では、信号機ＳＳが車両からの走行要求を受けて信号表示を制御する場合について述べたが、集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…が車両からの走行要求を受けて信号機ＳＳの信号表示を制御するとともに要求元の各車両に対し信号表示情報を報知するようにしてもよい。
【０１１１】
その他、隊列を構成する各車両の自動走行制御の手順と内容、信号機の制御手順とその内容、システム全体の構成、路車間通信システムの無線アクセス方式等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上詳述したように第１の発明では、車載制御装置及び路側制御装置に、道路上の障害を監視するセンサと、回避制御手段とを設け、上記センサにより道路上の障害が検出された場合に、回避制御手段により、障害検出情報を路車間通信システムを介して交換することで最適な回避指示情報を生成し、この回避指示情報に従って該当車両に回避動作を行わせるようにしている。
【０１１３】
したがって第１の発明によれば、路側制御装置と回避が必要な各車両との間で互いに協調してそれぞれ最適な回避動作が行われることになり、これにより各車両がより安全で円滑に自律走行でき、障害の発生に対し効果的に対応することができる自動走行支援システムを提供することができる。
【０１１４】
一方第２の発明では、隊列走行する複数台の車両の少なくとも１つと信号機との間で、隊列走行に関する情報を送受信するための路車間通信システムを設け、上記車両は、上記信号機を通過する前に、隊列走行を要求する情報を前記路車間通信システムを介して信号機に通知し、信号機は車両から隊列走行を要求する情報を受信した場合に、この要求情報の内容に応じて上記複数台の車両の隊列を通過させるべく信号表示を制御するようにしたことを特徴としている。
【０１１５】
したがって第２の発明によれば、隊列が信号機を通過し終わらないうちに青から赤に変わる心配はなくなり、また隊列全体が通過不可能と予想される場合でも隊列ごと停止することなくそのまま交差点等に進入することができる。このため、信号機を有する一般道においても効率の良い安全な隊列走行を実現できる自動走行支援システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係わる自動走行支援システムの一例を示す概略構成図。
【図２】 図１に示したシステムの一部を拡大して示す図。
【図３】 この発明に係わる自動走行支援システムの第１の実施形態における第１の障害回避動作を示す図。
【図４】 この発明に係わる自動走行支援システムの第１の実施形態における第２の障害回避動作を示す図。
【図５】 この発明に係わる自動走行支援システムの第１の実施形態における第３の障害回避動作を示す図。
【図６】 この発明に係わる自動走行支援システムの第１の実施形態における第４の障害回避動作を示す図。
【図７】 この発明に係わる自動走行支援システムの第１の実施形態における第５の障害回避動作を示す図。
【図８】 図３に示す障害回避動作を説明するためのシーケンス図。
【図９】 図４に示す障害回避動作を説明するためのシーケンス図。
【図１０】 図５に示す障害回避動作を説明するためのシーケンス図。
【図１１】 図６に示す障害回避動作を説明するためのシーケンス図。
【図１２】 この発明に係わる自動走行支援システムの第２の実施形態を示す部分拡大図。
【図１３】 車両の構成を示すブロック図。
【図１４】 車両において実行される走行制御の手順とその内容を示すフローチャート。
【図１５】 信号機において実行される信号表示制御の手順とその内容を示すフローチャート。
【図１６】 車両から信号機に送られるメッセージの構成を示す図。
【図１７】 信号機から車両に送られるメッセージの構成を示す図。
【図１８】 通知時間の定義を説明するための図。
【符号の説明】
ＢＳ１，ＢＳ２，〜，ＢＳｍ，ＢＳｅ，ＢＳｉ，ＢＳｊ…路側機
Ｚ１，Ｚ２，〜，Ｚ５，Ｚｉ…無線ゾーン
ＭＳ１，ＭＳ２〜ＭＳｎ…車両
ＭＳ１０…車両の隊列
ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋ…隊列を構成する車両
ＢＮＷ１，ＢＮＷ２…路側ネットワーク
ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３…集中基地局
ＤＮＷ…バックボーン網
ＭＭ…管理システムノード
ＣＣ…サービスノード
ＬＳ…路側センサ
ＬＭ…レーンマーカ
ＦＮ…磁気ネイル
ＳＳ…信号機
１３０…駆動装置
１３１…レーダ
１３２…自動運転装置
１３３…手動運転装置
１３４…原動機
１３５…手動・自動切り替え部
１３６…断続機（クラッチ）
１３７…信号処理装置
１３８…車載無線機
１３９…制動装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport Systems）に係わり、特に障害対策の具体化と、商用車の運行効率の向上を図った自動走行支援システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＴＳは、最先端の情報通信等を用いて、人と道路と車両とを一体のシステムとして構築し、安全性向上、輸送効率の向上、快適性の向上を達成し、環境保全に資する高度道路交通システムと定義され、日米欧を中心として世界的な規模で研究・開発が進められている。
【０００３】
ＩＴＳは道路、交通、車両、情報通信等の広範な分野に及ぶものであり、現在９分野で開発が行われている。その中の一つに「安全運転の支援」があり、「安全運転の支援」には走行環境情報の提供、危険警告、運転補助及び自動運転からなる４つの利用者サービスがある。
【０００４】
走行環境情報の提供利用者サービスは、日中や夜間、悪天候などの視界が低下した状況での事故等を未然に防ぐため、道路および車両の各種センサにより道路や周辺車両の状況等の走行環境を把握し、車載機、情報提供装置により、リアルタイムで運転中のドライバに情報を提供し、ドライバの走行環境の認知を支援する。
【０００５】
危険警告利用者サービスは、衝突や車線逸脱等による事故を未然に防ぐため、自車両および周辺車両等の位置や挙動、道路前方の障害物情報を、道路および車両の各種センサにより収集し、車両位置、車間距離、走行速度等から危険と判断した場合に警告を与えるなど、ドライバの運転操作の判断を支援する。
【０００６】
運転補助利用者サービスは、前述した危険警告サービスに車両の自動制御機能を付加することにより、自車両および周辺車両等の位置や挙動、障害物等を考慮して、危険な場合には自動的にブレーキ操作等の速度制御、ハンドル制御を行うなど、ドライバの運転操作を支援する。
【０００７】
自動運転利用者サービスは、ドライバの負荷を軽減し、交通事故の危険性を限りなく低減するため、自動制御が可能な運転補助機能を発展させ、周辺の走行環境に応じて、自動的にブレーキ操作等の速度制御、ハンドル制御を行うことにより、安全な速度、車間距離を保ち、安全かつ円滑な自動走行を可能とする。
【０００８】
上記説明した利用者サービスを提供するシステムが走行支援道路システム（ＡＨＳ）である。このシステムは、運転の自動化によるドライバの負担軽減はもとより、事故の減少による安全運転の向上や輸送効果の増大により社会的な貢献を果たすことを目的とし、その技術開発には様々な波及効果が期待されている。
【０００９】
日本では、情報提供システム（ＡＨＳ−ｉ）、制御支援システム（ＡＨＳ−ｃ）、自動走行システム（ＡＨＳ−ａ）の研究開発が進められている。先に述べた走行環境情報の提供利用者サービス及び危険警告利用者サービスがＡＨＳ−ｉに、運転補助利用者サービスがＡＨＳ−ｃに、また自動運転利用者サービスがＡＨＳ−ａにそれぞれ相当する。
【００１０】
一方、車両自体に高度なインテリジェント機能を持たせることにより車両の自律走行を可能とする、いわゆる先進安全自動車（ＡＳＶ）の開発も進められている。ＡＳＶは、例えば道路上にレーンマーカ又は磁気ネイルを設け、車両がこれらをセンサで検出することで道路上を自律走行する。また走行中には、車両に設けた車間センサ及び障害センサにより車間距離、障害の有無等を監視することにより走行安全性を確保する。
【００１１】
ところが、上記ＡＨＳ及びＡＳＶは、種々機能の配備対象が道路側と車両側と云うように異なることもあって、従来では一般に別々に開発が進められている。しかし、これらのシステムにはそれ単独ではそれぞれ一長一短がある。そこで、将来的にはこれらを融合させたシステム、つまりＡＨＳが構築された道路上でＡＳＶを走行させるシステムが検討されているが、具体的な開発にはまだ着手されていないのが現状である。
【００１２】
一方、前述したＩＴＳの９つの開発分野の一つに「商用車の効率化」がある。この「商用車の効率化」には商用車の運行管理支援と商用車の連続自動運転の２つの利用者サービスがある。
【００１３】
商用車の運行管理支援サービスは、輸送効率の向上、業務交通量の低減及び輸送の安全性向上を図るため、トラックや観光バス等の商用車の運行状況をリアルタイムに収集して輸送事業者に基礎データとして提供することにより、運行管理を支援する。また、高度化、自動化及びシステム化された物流センターの整備や、共同配送及び帰り荷情報等の提供により物流の効率化を支援するものである。
【００１４】
商用車の連続自動運転サービスは、輸送効率の飛躍的な向上、業務交通量の低減及び輸送の安全性向上を図るため、自動走行機能を持った複数の商用車等が適切な車間距離を保ちながら連続走行を行うものである。
【００１５】
このうち商用車の連続自動運転サービスに近いサービスを提供するものとして、従来ではオートクルーズコントロール・システムが開発されている。このシステムは、例えば高速道路においてレーダにより先行車を認識して、先行車に近付き過ぎないようにエンジン出力とシフトギアをコントロールする。また、先行車が減速して車間距離が短くなるような場合には、警報音とセンタメッセージディスプレイの警告灯でドライバの注意を促す。そして、レーンチェンジ等により先行車がいなくなると初めに設定した車速に戻り、ドライバがブレーキを踏んだ場合はその時点でシステムが解除される。また車間距離警報機能のみを作動させることもできる。
【００１６】
しかし、このような商用車の連続自動運転サービスを、専用走行路や高速道路以外の信号機が設置されている一般道路へ導入する場合には、解決しなければならない次のような課題がある。例えば、複数台の車両が隊列走行して信号機を通過中に信号が青から赤に変化すると、隊列が分断されてしまう。またこの隊列の分断を防ぐために、隊列が信号機を通過可能かどうかを判断して、通過不可能な場合には事前に隊列ごと停止させる必要がある。しかし、このようにすると青信号であるにも拘わらず停止することになるため、道路の運用効率が悪くなり、渋滞等を引き起こす原因となる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように従来のシステムには次のような解決すべき課題があった。すなわち、ＡＨＳ及びＡＳＶにはそれぞれ一長一短があり、将来的にはこれらを融合させたシステムが検討されているが、障害発生時の対策等についてまだ具体的な開発が行われていない。
【００１８】
また商用車の連続自動運転サービスについても、専用走行路や高速道路以外の信号機が設置されている一般道路において複数台の車両を隊列走行させようとすると、解決しなければならない問題が多い。
【００１９】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その第１の目的は、障害の発生に対し効果的に対応できるようにした自動走行支援システムを提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために第１の発明は、道路に沿って設置された走行誘導表示体を検出することで当該車両の走行状態を制御する車載制御装置と、道路に沿って配設された路側無線装置と車両に搭載された車載無線装置との間で無線通信を行う路車間通信システムと、この路車間通信システムを介して車両との間で走行に関する情報の授受を行う路側制御装置とを具備し、上記車載制御装置及び路側制御装置に、道路上の障害を監視するセンサと、回避制御手段とを設け、上記センサにより道路上の障害が検出された場合に、回避制御手段により、障害検出情報を上記路車間通信システムを介して交換することで最適な回避指示情報を生成し、この回避指示情報に従って該当車両に回避動作を行わせるようにしたものである。
【００２２】
従って第１の発明によれば、路側制御装置と各車両の車載制御装置との間で路車間通信システムを介して障害に関する情報の交換が行われ、この障害検出情報をもとに路側制御装置と回避が必要な各車両との間で互いに協調してそれぞれ最適な回避動作が行われる。このため、各車両はより安全で円滑な自律走行が可能となる。
【００２３】
上記路側制御装置及び車載制御装置が協調して行う具体的な回避制御動作には、次のようなものが考えられる。
第１の動作は、路側制御装置が、路側のセンサにより道路上の障害が検出された場合に、障害発生位置及び回避領域を表す情報を含む回避指示情報を路車間通信システムを介して回避が必要な車両の車載制御装置に通知し、車載制御装置が、上記通知された回避指示情報と自車のセンサにより検出された障害の情報とに基づいて自車両に回避動作を行わせるものである。
【００２４】
また第２の動作は、車載制御装置が、自車のセンサにより障害が検出された場合にその障害検出情報を路車間通信システムを介して路側制御装置に通知し、路側制御装置が、車両から通知された障害検出情報と路側のセンサにより検出された障害の情報とに基づいて回避領域を表す情報を含む回避指示情報を生成し、この回避指示情報を路車間通信システムを介して回避が必要な車両の車載制御装置に送信することにより該当車両に回避動作を行わせるものである。
【００２５】
以上のようにそれぞれ動作させることによって、車載センサに比べて広範囲を監視できる路側センサによる障害検出情報を利用することで、車両が自車の車載センサのみを頼りに自律走行する場合に比べ、余裕を持ってより安全な障害回避動作を行うことが可能となる。
【００２６】
第３の動作は、車載制御装置が、障害検出情報を路側制御装置に通知したのち一定時間内に路側制御装置から回避指示情報を受信できない場合には、走行誘導表示体の検出情報と自車のセンサにより検出された障害情報とをもとに、自車両に回避動作を含む自律走行を行わせるものである。
【００２７】
このようにすることで、例えば路車間通信システム或いは路側制御装置において故障等が発生し、これにより路側制御装置から車載装置へ回避指示情報が伝送されない場合でも、車両は自力で回避動作を行うことができる。
【００２８】
第４の動作は、車載制御装置が、自力で回避動作を行おうとする際に自車両のセンサにより検出された障害情報をもとに回避領域を検出し、回避領域を検出できた場合には自車両に回避動作を含む自律走行を行わせ、回避領域を検出できなかった場合には自車両を停止させるものである。
このようにすることで、回避不可能な場合には車両を即時停止させることができる。
【００２９】
第５の動作は、車載制御装置が、自車両に行わせた回避行動を含む自律走行の履歴情報を記憶しておき、前記路側制御装置との間が通信可能になったのちにこの履歴情報を路側制御装置に送信するものである。
【００３０】
このようにすることで、例えば路側制御装置と車載制御装置との間が一時的に通信不能となり、これにより車両が自力回避行動を行った場合には、その回避動作の内容を表す履歴情報が車載制御装置に保存されて、通信回復後に路側制御装置に通知される。このため、路側制御装置は通信不能期間中に行われた車両の障害回避動作についても把握することができ、この情報をその後の車両の追跡や回避動作の修正等に利用することができる。
【００３１】
第６の動作は、走行誘導表示体の有無又は動作しているか否かを検出する誘導体センサをさらに備え、この誘導体センサにより走行誘導表示体が無いこと或いは動作していないことが検出された場合に、路側制御装置が自律走行動作中の車両の車載制御装置に自律走行が不能になる旨を路車間通信システム介して事前に通知し、車載制御装置は、上記自律走行不能通知を受け取るとその旨をドライバに報知した上で自律走行から手動走行に切り替えるようにしたものである。
【００３２】
このようにすることで、例えば走行誘導表示体としてのレーンマーカが消えていたり磁気ネイルが故障して誘導機能を失っている場合、さらには自律走行区間の終点が誘導体センサにより検出され、その旨が路側制御装置から車載制御装置に通知される。そして、自律走行が不能になる旨がドライバに報知された上で、走行制御モードが自動的に自律走行モードから手動走行モードに切り替えられる。したがって、車両では自律走行から手動走行への切り替えが円滑に行われることになる。
【００３３】
第７の動作は、路側制御装置が、任意の車両で回避動作が行われた場合に路側センサにより後続の各車両の走行状態を監視して上記回避動作が後続の各車両に及ぼす影響を推定し、渋滞の発生が予想される場合には後続の各車両の車載制御装置に対し路車間通信システムを介して減速指示を送出するものである。
このようにすることで、任意の車両の障害回避動作の影響により後続車両に渋滞が発生しそうな場合でも、後続車両は事前に減速されるため渋滞の発生は低減される。
【００４４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる自動走行支援システムの概略構成図、図２は図１の一部を拡大して示した図である。なお、図２では路側ネットワークの図示を省略している。
【００４５】
道路ＲＤの路側帯には、複数の路側機ＢＳ１，ＢＳ２，〜，ＢＳｍがほぼ等間隔で配設されている。これらの路側機ＢＳ１，ＢＳ２，〜，ＢＳｍはそれぞれ道路ＲＤ上に例えば図２に示すように無線ゾーンＺ１，Ｚ２，…を形成する。そして、自機が形成する無線ゾーンＺ１，Ｚ２，…内を走行する車両ＭＳ１，ＭＳ２，〜，ＭＳｎに搭載された車載機との間で無線通信を行う。このとき無線アクセス方式としては時分割多元接続方式が使用され、また通信プロトコルとしてはＤＳＲＣプロトコルが使用される。
【００４６】
また路側機ＢＳ１，ＢＳ２，〜，ＢＳｍは、所定台数ずつグループ化されて複数の路側ネットワークＢＮＷ１，ＢＮＷ２，…の何れかに収容され、さらにこれらの路側ネットワークＢＮＷ１，ＢＮＷ２，…を介して集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…の何れかに接続される。これらの集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…は、バックボーン網ＤＮＷを介して管理システムノードＭＭ及びサービスノードＣＣに接続される。管理システムノードＭＭは、上記集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…を統括的に制御することで、システム全体の管理を行う。サービスノードＣＣは、道路ＲＤを走行中の各車両ＭＳ１，ＭＳ２，〜，ＭＳｎに対し各種サービスを提供する。
【００４７】
一方、車両は先進安全自動車（ＡＳＶ）としての機能を備えている。すなわち、道路上には例えば図６に示すようにレーンマーカＬＭ及び磁気ネイルＦＮが設けられており、車両はこれらをセンサで検出しその検出情報をもとに操舵を制御することにより道路上を自律走行する。また車両には車間センサ及び障害センサが設けてあり、車両は自律走行中にこれらのセンサにより先行車との車間距離、及び障害の有無等を監視することにより走行安全性を確保する。
【００４８】
ところで本実施形態のシステムは、路側の集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…又はこれらを統括する管理システムノードＭＭと各車両ＭＳ１，ＭＳ２，…との間で、路車間通信システムを介して情報を交換することで、互いに協調して障害に対する回避動作を行う障害回避機能を備えている。以下に、この障害回避機能による回避制御動作の複数の実施例を述べる。
【００４９】
（実施例１）
実施例１は、路側センサＬＳにより道路上の障害が検出された場合の車両の回避制御動作を示すものである。図３はこの回避制御動作の状況説明図、図８はシーケンス図である。
【００５０】
いま例えば、図３に示すように道路上で事故等の障害が発生し、この障害が路側センサＬＳの撮像画像をもとに集中基地局ＣＳ２で検出されたとする。そうすると集中基地局ＣＳ２は、先ず路側センサＬＳによる撮像画像をもとに処理８ａで障害の発生位置及び発生状況を分析し、その分析結果をもとに処理８ｂで後続の車両に回避動作を行わせるための回避指示情報を生成する。この回避指示情報には、上記障害の発生位置及び回避領域を表す情報が含められる。この回避指示情報は、路側ネットワークＢＮＷ１を介して、回避動作を行う必要がある車両が存在する無線ゾーンに対応する路側機ＢＳｉに送られ、この路側機ＢＳｉから車両ＭＳ１，ＭＳ２に向け無線送信される。
【００５１】
上記無線ゾーンＺｉ内に存在する各車両ＭＳ１，ＭＳ２は、車載無線機により上記路側機ＢＳｉからの回避指示情報を受信すると、この回避指示情報の内容をＡＳＶ制御装置により解析し、この解析結果に従って先ず処理８ｃで車載センサを用いて障害を確認する。そして、ＡＳＶ制御装置は、この車載センサの検出結果と上記回避指示情報の内容とに基づいて、処理８ｄにより操舵を制御することで、障害物の自律的な回避動作を行う。例えば図３の例では、車両ＭＳ１は制動を行ったのち車線Ａから車線Ｂへ車線変更を行う。車両ＭＳ２は、制動を行って、車線変更する上記車両ＭＳ１のためにスペースをあける。
【００５２】
このようにすることで、車両ＭＳ１，ＭＳ２は、車載センサのみを頼りに自律的に回避動作を行う場合に比べ、周辺車両の走行状態等も考慮してより確実で安全性の高い回避動作を行うことができる。また、路側センサＬＳにより検出された障害情報のみをもとに回避動作を行う場合に比べても、各車両ＭＳ１，ＭＳ２ごとにより一層確実性の高い回避動作を行うことができる。
【００５３】
（実施例２）
実施例２は、車載センサにより障害が検出された場合の車両の回避制御動作を示すものである。図４はこの回避制御動作の状況説明図、図９はシーケンス図である。
【００５４】
いま例えば、図４に示すように道路上で事故等の障害が発生し、この障害を後続の車両ＭＳ１が処理９ａで車載センサにより検出したとする。そうすると車両ＭＳ１は、この障害検出情報を車載無線機から路側機ＢＳｉに向け送信する。この障害検出情報は、路側機ＢＳｉで受信されたのち路側ネットワークＢＮＷ１を介して集中基地局ＣＳ２に転送される。
【００５５】
車両ＭＳ１からの障害検出情報を受信すると集中基地局ＣＳ２は、処理９ｂで路側センサＬＳを用いて障害の状況を確認し、処理９ｃにおいて障害が確認できたか否かを判定する。そして、路側センサＬＳにより障害が確認されると、集中基地局ＣＳｉは処理９ｄで上記路側センサＬＳによる撮像画像をもとに障害の状況を分析し、この分析結果をもとに回避指示情報を生成して、この情報を障害通知元の車両ＭＳ１及びその周辺の回避行動を行う必要がある車両ＭＳ２に送信すべく路側機ＢＳｉへ送信する。
【００５６】
これに対し車両ＭＳ１は、集中基地局ＣＳｉから回避指示情報を受信すると、処理９ｆで指示内容は回避指示情報による回避指示であるか又は自律回避指示であるかを判定する。そして、回避指示情報に応じた回避指示であれば、処理９ｇで上記回避指示情報に従いかつ車載センサにより周辺の状態を監視しながら、制動及び車線変更等の回避動作を行う。
【００５７】
したがって、この場合にも車両ＭＳ１，ＭＳ２は、集中基地局ＣＳ２からの回避指示情報及び自車の車載センサによる監視に基づいて、確実で安全な回避動作を行うことができる。
【００５８】
一方、例えば障害発生場所に路側センサＬＳが設置されていない等の理由により、車両ＭＳ１から通知された障害を集中基地局ＣＳ２が確認できなかったとする。この場合集中基地局ＣＳ２は、処理９ｅで自律回避指示情報を生成して障害通知元の車両ＭＳ１及びその周辺の車両ＭＳ２へ送信する。
【００５９】
これに対し車両ＭＳ１，ＭＳ２はそれぞれ、処理９ｆで集中基地局ＣＳ２からの指示内容が自律回避指示であると判定すると、処理９ｈで車載センサの検出情報をもとに回避エリアを探し、この回避エリアへの自律回避動作を行う。そして、回避終了後に処理９ｉで自律回避動作の履歴情報を作成し、この履歴情報を路側機ＢＳｉを介して集中基地局ＣＳ２へ通知する。この履歴情報を受け取ると集中基地局ＣＳ２は、処理９ｊで車両が実施した自律回避動作を確認する。
【００６０】
したがって、集中基地局ＣＳ２で障害を確認できない場合でも、車両ＭＳ１，ＭＳ２は集中基地局ＣＳ２からの回避指示を不必要に待ち続けることなく、いち早く自律回避動作を開始することができる。
【００６１】
なお、自律回避動作を行うスペースが見付からない場合には、車両の走行を停止させる。これにより追突事故や車線変更による接触事故の発生を未然に防止することができる。
【００６２】
（実施例３）
実施例３は、路車間通信システムが一時的に通信不能に陥った場合の回避制御動作を示すものである。図５はこの回避制御動作の状況説明図、図１０はシーケンス図である。
【００６３】
いま例えば、図５に示すように道路上で事故等の障害が発生し、この障害を後続の車両ＭＳ１が処理１０ａで自車の車載センサにより検出したとする。そうすると車両ＭＳ１は、この障害検出情報を車載無線機から路側機ＢＳｉに向け送信する。
【００６４】
しかし、例えばいま一時的に無線伝送路の状態が劣化していたり、又は路側機ＢＳｉの故障等により路車間通信を行えなかったとする。そうすると車両ＭＳ１は、図１０に示すように上記障害検出情報の送信後一定時間に亘り集中基地局ＣＳ２からの回避指示情報の到来を監視する。そして、上記一定時間中に回避指示情報を受信できないと、処理１０ｂで車載センサにより障害物及び周囲の状態を監視しながら回避エリアへの自律回避動作を行う。
【００６５】
またこの回避終了後に、処理１０ｃで自律回避動作の履歴情報を作成して記憶し、この履歴情報を無線伝送路の回復後、或いは他の路側機を介し集中基地局ＣＳ２へ通知する。この履歴情報を受け取ると集中基地局ＣＳ２は、処理１０ｄで車両が行った自律回避動作を確認する。
【００６６】
したがってこの実施例によれば、路車間通信が不可能な場合でも、車両ＭＳ１，ＭＳ２は集中基地局ＣＳ２からの回避指示を不必要に待ち続けることなく、いち早く自律回避動作を開始することができる。
【００６７】
なお、自律回避動作を行うスペースが見付からない場合には、車両の走行を停止させる。これにより追突事故や車線変更による接触事故の発生を未然に防止することができる。
【００６８】
（実施例４）
実施例４は、路側センサによりレーンマーカ又は磁気ネイルを検出できなくなった場合に、集中基地局の指示により車両の走行モードを自律走行モードから手動走行モードに切り替えるものである。図６はこの走行モードの切替制御動作の状況説明図、図１１はシーケンス図である。
【００６９】
例えばいま、レーンマーカＬＭ又は磁気ネイルＦＮが摩耗等により消えたり動作せず、これが路側センサＬＳの撮像画像をもとに集中基地局ＣＳ２で検出されたとする。この場合集中基地局ＣＳ２は、図１１に示すように処理１１ａで上記レーンマーカＬＭ又は磁気ネイルＦＮが無いことを検出すると、その旨の報知メッセージを上記非検出地点の手前の所定区間に存在する各車両に報知するべく、位置的に対応する路側機ＢＳｉ，ＢＳｊ，…へ送出する。そうすると上記報知メッセージは、路側機ＢＳｉ，ＢＳｊ，…から走行中の各車両に対し無線回線を介して伝送され、車載無線機で受信される。
【００７０】
報知メッセージを受信した各車両ＭＳ１，ＭＳ２は、先ず処理１１ｄで上記報知メッセージを表示メッセージ又は音声メッセージに変換してドライバに報知する。続いて処理１１ｅで車速を減速して先行車両との間の車間距離を確保し、しかるのち処理１１ｆにより走行モードを自律走行モードから手動走行モードに切り替える。
【００７１】
したがって、各車両ＭＳ１，ＭＳ２では、自律走行モードから手動走行モードへの切り替えがドライバに報知されたのち行われる。このため、ドライバは余裕をもって手動走行モードに移行することができ、これにより安全性を高く保持することができる。
【００７２】
また、集中基地局ＣＳ２は、処理１１ａでレーンマーカＬＭ又は磁気ネイルＦＮが無いことを検出すると、処理１１ｂで渋滞発生の可能性を判定する。この判定は、上記レーンマーカＬＭ又は磁気ネイルＦＮの非検出位置より上流側の所定区間における車両の走行密度をもとに行われる。そして、この判定により渋滞が発生する恐れがある場合には、処理１１ｃにおいて後続の各車両に減速指示メッセージを送信し、予め早めに減速させる。
【００７３】
したがって、自律走行モードから手動走行モードへの切り替えに伴う車両の減速によって後続の車両群に渋滞が発生する恐れがある場合でも、後続車両に対し事前に減速を指示するようにしているため、渋滞の発生を緩和することができ、これにより手動走行モード移行後における追突事故等の発生を防止することができる。
【００７４】
なお、手動走行モードへの切り替え後に、ドライバによる操舵やアクセル又はブレーキ操作、シフト操作の有無を監視し、これらの操作が行われない場合には、ドライバが手動走行モードに対応していないと判断して車両を停止させる。このようにすることで、追突事故等の発生を未然に防ぐことができる。
【００７５】
（実施例５）
実施例５は、自律走行終了地点を走行中の各車両に報知することで、各車両を減速させたのち手動走行モードに切り替えるものである。図７はその制御動作の状況説明図である。
【００７６】
すなわち、集中基地局ＣＳ３は、自律走行終了地点より所定距離だけ上流側に配設された路側機ＢＳｅから、走行中の全ての車両に対し自律走行終了指示メッセージを放送する。この放送を受信すると各車両は、先ずこの受信メッセージの内容を音声メッセージ又は表示メッセージによりドライバに報知する。そして、車間センサを監視しながら自車の速度を減速して車間距離を確保し、しかるのち自律走行終了地点において路側機からの指示に従って走行モードを自律走行モードから手動走行モードに切り替える。
【００７７】
また、前記実施例４と同様に集中基地局ＣＳ３は、自律走行終了地点を検出すると、上流側の所定区間における車両の走行密度をもとに渋滞が発生する恐れがあるか否かを判定する。そして、渋滞が発生する恐れがある場合には、上記した自律走行終点さらに上流側の後続車両に対し減速指示メッセージを送信し、予め早めに減速させる。
【００７８】
従って、自律走行終了地点におけるドライバの混乱を軽減して、無理なく円滑に手動走行モードに移行することができ、かつ渋滞の発生も緩和することができる。
【００７９】
以上述べたように第１の実施形態では、走行中の車両ＭＳ１で検出した障害の情報と、路側センサＬＳで検出した障害の情報とを、路車間通信システムの路側機ＢＳｉ及び車載無線機からなるを介して交換し、両方の検出情報をもとに集中基地局ＣＳ２が回避指示情報を生成する。そして、この回避指示情報を回避動作が必要な各車両ＭＳ１，ＭＳ２に上記路車間通信システムを介して通知し、これにより車両ＭＳ１が回避動作を行うようにしている。
【００８０】
従って第１の実施形態によれば、車両ＭＳ１と集中基地局ＣＳ２との間で交換した障害検出情報をもとに、集中基地局ＣＳ２と各車両ＭＳ１，ＭＳ２との間で互いに協調して最適な回避動作が行われる。このため、各車両ＭＳ１，ＭＳ２は確実に障害回避を行うことができ、これにより安全で円滑な自律走行が可能となる。
【００８１】
（第２の実施形態）
図１２は、この発明に係わる自動走行支援システムの第２の実施形態を説明するための要部構成図である。なお、自動走行支援システム全体の構成については図１と同一なので詳しい説明は省略する。
【００８２】
この実施形態は、この発明に係わる自動走行支援制御を一般道に適用したものであり、信号機ＳＳが設置された交差点の手前側には路側機ＢＳｉが設置してある。この路側機ＢＳｉは、上記交差点の手前側の片側車線上に無線ゾーンＺｉを形成する。そして、この無線ゾーンＺｉ内を走行する車両との間で無線通信を行う。路側機ＢＳｉは、図１に示したように路側ネットワークＢＮＷ１を介して集中基地局ＣＳ２に接続され、この集中基地局ＣＳ２と車両との間で、走行支援に関する情報を中継する。
【００８３】
また路側機ＢＳｉには信号ケーブルを介して信号機ＳＳが接続され、この信号機ＳＳと上記車両との間、及び信号機ＳＳと集中基地局ＣＳ２との間で、それぞれ信号制御に関する情報を中継する。
【００８４】
ところで、車両には、乗用車等のように単独で走行する一般車両ＭＳ１，ＭＳ２，…，ＭＳｎと、トラック等のように隊列ＭＳ１０を組んで追従走行することが可能な車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋとがある。
【００８５】
このうち隊列ＭＳ１０を組んで走行する車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋは次のように構成される。図１３はその構成を示す機能ブロック図である。同図において、原動機１３４の出力は断続機（クラッチ）１３６を介して駆動装置１３０に伝達されて駆動される。この駆動装置１３０の動作状態は制動装置１３９により制動される。またこの車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋは、自動運転装置１３２及び手動運転装置１３３を備えている。手動運転装置１３３は、ドライバの操舵、アクセル、ブレーキ及びクラッチ操作に応じて、原動機１３４を始め、断続機１３６及び制動装置１３９を制御する。
【００８６】
自動運転装置１３２は、隊列を組んで走行する際の追従走行を行うためのもので、レーダ１３１により前後の車両の位置や走行状態を監視することで、追従走行を行う。また自動運転装置１３２は、信号機ＳＳに対し隊列走行要求情報を通知すると共に、信号機ＳＳから放送される信号表示情報を受信し、この信号表示情報に従って追従走行と停止とを自動制御する。上記走行要求情報及び信号表示情報の送受信は、路側機ＢＳｉを介して車載無線機１３８により行われる。信号処理装置１３７は、上記送受信される情報を所定のフォーマットに整えると共に、変復調、符号化及び誤り制御等、無線通信に必要な信号処理を行う。
【００８７】
上記自動運転装置１３２と手動運転装置１３３のいずれを動作させるかについては、ドライバの走行モード切替操作に応じて手動・自動切り替え部１３５により決定される。
【００８８】
一方、信号機ＳＳは通常の信号表示機能に加え、路側機ＢＳｉとの間で制御信号の送受信を行う信号送受信機と、信号表示制御装置とを備えている。この信号表示制御装置は、隊列ＭＳ１０を構成する車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋから隊列走行の要求情報が到来した場合に、要求元の車両が隊列の一部として通過できるように青信号の長さを延長する。また、隊列走行を行わない車両に向け、表示中の信号の種類とその残り時間を表す信号表示情報を送出する。この信号表示情報は路側機ＢＳｉを介して車両へ無線送信される。
【００８９】
次に、以上のように構成されたシステムの動作を説明する。図１４及び図１５はそれぞれ、隊列走行車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋ及び信号機ＳＳの制御手順と制御内容を示すフローチャートである。
【００９０】
いま例えば図１２に示すように、隊列走行中の車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋが交差点に接近し、路側機ＢＳｉの無線ゾーンＺｉに順次進入したとする。そうすると各車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋはそれぞれ、ステップ１７ａで無線ゾーンＺｉに進入したことを検出すると、ステップ１７ｂで走行要求情報の送信メッセージを生成してこれを路側機ＢＳｉへ送出する。上記走行要求情報の送信メッセージは、路側機ＢＳｉで受信されたのちこの路側機ＢＳｉから信号ケーブルを介して信号機ＳＳに転送される。
【００９１】
図１６は、上記走行要求情報の送信メッセージのフォーマットを示すもので、車両ＩＤと、隊列情報と、要求コマンドとから構成される。車両ＩＤは車両を識別するための番号であり、前記車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋに搭載される車載機１３８に個別に割当てられた識別番号が流用される。隊列情報は当該車両が属する隊列に関する情報であり、隊列ＩＤと残台数とからなる。隊列ＩＤは隊列を識別するための番号で、隊列の先頭車両ＭＳ１１の車両ＩＤが流用される。残台数は当該隊列に属する後続車両の台数であり、編隊時に当該車両のドライバが手動操作にて設定する。要求コマンドは車両が追従走行を継続したいか否かを要求するものであり、当該車両のドライバが手動操作にて設定する。例えば、出発したばかりなので隊列を崩したくない場合には追従走行を要求するものとし、目的地が近いので隊列ＭＳ１０を崩しても構わない場台には追従走行を要求しないものとする。
【００９２】
これに対し信号機ＳＳは、車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋからの走行要求情報を受信すると、先ずこの受信した走行要求情報の車両ＩＤをもとに、ステップ１８ａで送信元の車両が隊列内のどこに位置するものかを判定する。この判定は、例えば残台数が０ならば最後尾車両、車両ＩＤと隊列ＩＤとが同一ならば先頭車両、それ以外は中間車両とすることにより行う。
【００９３】
この判定において隊列ＭＳ１０の先頭車両ＭＳ１１であることが分かると、信号機ＳＳはステップ１８ｂでこの先頭車両ＭＳ１１が隊列走行（追従走行）を要求しているのか否かを判定し、隊列走行を要求していればステップ１８ｃでこの隊列ＭＳ１０を構成する車両数が制限台数以内であるか否かを判定する。そして制限台数以内であれば、ステップ１８ｄに移行してここで同じ隊列ＭＳ１０の後続車両ＭＳ１２〜ＭＳ１ｋを通過待ち隊列に加える。これに対し、隊列ＭＳ１０を構成する車両数が制限台数を超える場合には、ステップ１８ｅに移行してここで後続車両を通過待ち隊列に加えない。
【００９４】
そして最後に信号機ＳＳは、ステップ１８ｆにおいて信号表示情報の報知メッセージを生成し、この報知メッセージを車両に向け送出する。この報知メッセージは信号ケーブルを介して路側機ＢＳｉに送られ、この路側機ＢＳｉから無線回線を介して走行要求情報送信元の車両ＭＳ１１に送られる。
【００９５】
図１７は、上記報知メッセージのフォーマットを示すもので、車両ＩＤ、信号情報及び時間情報により構成される。車両ＩＤは、走行要求情報送信元の車両ＩＤである。信号情報は、現在点灯している信号色であり、青、黄又は赤のいずれかである。時間情報は、残り時間と、通過待ち隊列数と、各通過待ち隊列ＩＤとから構成される。残り時間は、図１８に示すように信号が赤になるまでの時間から所定のガード時間を差し引いたものである。ただし、現在赤信号が点灯している場合と、赤信号が点灯するまでの時間がガード時間以下の場合は零が設定される。
【００９６】
これに対し上記走行要求情報メッセージを送信した先頭車両ＭＳ１１は、ステップ１７ｃによる応答待ち状態において、ステップ１７ｄで信号機ＳＳからの信号表示情報の報知メッセージを受信すると、ステップ１７ｅで待ち隊列であるか否かを判定し、待ち隊列でない場合にはステップ１７ｆで青信号の残り時間が、自車両が通過するに足りる時間以上あるか否かを判定する。そして、待ち隊列であるか、又は待ち隊列でなくても通過時間が十分に残っている場合には、ステップ１７ｇに移行してここでそのまま自動走行して信号を通過する。
【００９７】
一方、走行要求情報送信元の車両が隊列ＭＳ１０の中間車両ＭＳ１２〜ＭＳ１k-1 だった場合には、信号機ＳＳはそのままステップ１８ｆに移行して信号表示情報の報知メッセージを送出する。このとき、先に受信した先頭車両からの走行要求情報が隊列走行を要求するものだった場合には、残り時間を減らさずに固定する。これに対し先頭車両からの走行要求情報が隊列走行を要求しないものだった場合には、残り時間を減らす。
【００９８】
上記走行要求情報を送信した中間車両ＭＳ１２〜ＭＳ１k-1 は、ステップ１７ｃによる応答待ち状態においてステップ１７ｄで信号機ＳＳからの信号表示情報の報知メッセージを受信すると、ステップ１７ｅで待ち隊列であるか否かを判定する。そして、自車両が待ち隊列に登録されている場合には、ステップ１７ｇで先行車両に追従して自動走行を行う、いわゆる追従走行制御を継続する。これに対し自車両が待ち隊列に加えられていない場合には、ステップ１７ｆで青信号の残り時間が自車両が通過するに足りる時間以上あるか否かを判定する。そして、通過時間が十分に残っている場合には、ステップ１７ｇに移行してそのまま追従走行して信号を通過する。
【００９９】
一方、自車両が待ち隊列に加えられておらず、かつ信号機ＳＳから通知された青信号の残り通過時間が所定時間以下の場合には、車両は信号機ＳＳの通過が不可能と判断してステップ１７ｈに移行し、停止線において停止する。
【０１００】
また、走行要求情報送信元の車両が隊列ＭＳ１０の最後尾の車両ＭＳ１ｋだった場合には、信号機ＳＳはステップ１８ｇで待ち隊列に関する内部データを整理したのちステップ１８ｆに移行し、ここで信号表示情報の報知メッセージを送出する。そして、この最後尾車両ＭＳ１ｋへ報知メッセージを送信してから一定時間が経過した時点で、信号を赤にする。なお、上記最後尾車両ＭＳ１ｋが通過してから信号を赤にするまでの期間には、新たな通過待ち隊列を受け付けないようにする。
上記走行要求情報のメッセージを送信した最後尾車両ＭＳ１ｋの動作は、上記中間車両ＭＳ１２〜ＭＳ１k-1 の動作と同じである。
【０１０１】
以上述べたように第２の実施形態では、隊列走行中の隊列を構成する車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋが信号機ＳＳの手前の無線ゾーンＺｉに差し掛かったときに、その先頭車両ＭＳ１１から信号機ＳＳに対し路側機ＢＳｉを介して隊列走行を希望するか否かを伝える。これに対し信号機ＳＳは、上記先頭車両ＭＳ１１が隊列走行を希望している場合には、隊列の長さが制限台数以内であれば、後続の中間車両ＭＳ１２〜ＭＳ１k-1 及び最後尾車両ＭＳ１ｋが通過するまで青信号を保持してすべて通過させる。
【０１０２】
一方、先頭車両ＭＳ１１が隊列走行を希望していない場合、つまり隊列が途中で分離されてもよい場合には、後続の中間車両ＭＳ１２〜ＭＳ１k-1 及び最後尾車両ＭＳ１ｋに対しそれぞれ青信号の残り時間を報知する。これに対し中間車両ＭＳ１２〜ＭＳ１k-1 及び最後尾車両ＭＳ１ｋはそれぞれ信号機Ｓから通知される青信号の残り時間をもとに自車両が通過可能か否かを判定し、通過可能であればそのまま先行車両に追従して走行し、通過不可能であれば停止線において停止するようにしている。
【０１０３】
従って、隊列を構成する各車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋが隊列走行を希望している場合には、全ての車両が信号機ＳＳを通過し終わらないうちに信号が青から赤に変わる心配はなくなり、この結果信号機ＳＳを有する一般道であっても隊列は分離されることなく追従走行することが可能となる。
【０１０４】
また、隊列の長さが制限台数を超える場合には、隊列走行のまま信号機ＳＳを通過できないようにすることができ、これにより交差する方向の信号機が長時間に亘り赤信号に固定される不具合を防止して円滑な交通整理を行うことができる。
【０１０５】
さらに、隊列を構成する車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋが隊列走行を特に希望していない場合、つまり隊列の分離を容認している場合には、信号機ＳＳから報知された青信号の残り時間を応じて追従走行と停止とが選択的に行われる。従って、各車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋの自律走行モードを継続することができる。このため、信号機ＳＳに差し掛かる度に、ドライバは走行モードを自律走行モードから手動走行モードに切り替える必要がなくなり、これにより効率的で安全な運転走行状態を維持することができる。
【０１０６】
（その他の実施形態）
なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下に述べるような各種変形が可能である。
【０１０７】
すなわち、前記第１の実施形態では、集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…が車両の障害回避動作を支援するための制御動作を行うようにしたが、これらの集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…を統括する管理システムノードＭＭが障害回避動作を支援するための制御動作を行うようにしてもよい。
【０１０８】
また、隊列を構成する各車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋが信号機ＳＳを通過する際に、信号機ＳＳから報知された青信号の残り時間と、自車両から信号機までの距離と、自車両の走行速度とから、自車両が信号機ＳＳを通過している最中に信号表示が変化する可能性があるか否かを判定し、信号表示が変化する可能性があると判断した場合には、自車両の走行速度を増加させるように制御するとよい。
このようにすると、例えば交差点内で青から赤に変わってしまうような場合でも、車両はできる限り早く交差点を通過することが可能となり、これにより交差点における安全性をさらに高く保持することができる。
【０１０９】
さらに、隊列を構成する各車両ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋが信号機ＳＳを通過する際に、信号機ＳＳから報知された青信号の残り時間と、自車両から信号機ＳＳまでの距離と、自車両の走行速度とから、自車両が信号機ＳＳを通過している最中に信号表示が変化する可能性があると判断した場合には、自車両を停止させ、かつ信号機ＳＳに対し信号表示を早く青から赤に変化させるための要求を送信するようにしてもよい。
このようにすると、信号機ＳＳの信号表示が、車両が通過しないにも拘わらず青のまま保持される期間が短縮され、これにより道路の通行効率をさらに高めることができる。
【０１１０】
また前記第２の実施形態では、信号機ＳＳが車両からの走行要求を受けて信号表示を制御する場合について述べたが、集中基地局ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３，…が車両からの走行要求を受けて信号機ＳＳの信号表示を制御するとともに要求元の各車両に対し信号表示情報を報知するようにしてもよい。
【０１１１】
その他、隊列を構成する各車両の自動走行制御の手順と内容、信号機の制御手順とその内容、システム全体の構成、路車間通信システムの無線アクセス方式等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上詳述したように第１の発明では、車載制御装置及び路側制御装置に、道路上の障害を監視するセンサと、回避制御手段とを設け、上記センサにより道路上の障害が検出された場合に、回避制御手段により、障害検出情報を路車間通信システムを介して交換することで最適な回避指示情報を生成し、この回避指示情報に従って該当車両に回避動作を行わせるようにしている。
【０１１３】
したがって第１の発明によれば、路側制御装置と回避が必要な各車両との間で互いに協調してそれぞれ最適な回避動作が行われることになり、これにより各車両がより安全で円滑に自律走行でき、障害の発生に対し効果的に対応することができる自動走行支援システムを提供することができる。
【０１１４】
一方第２の発明では、隊列走行する複数台の車両の少なくとも１つと信号機との間で、隊列走行に関する情報を送受信するための路車間通信システムを設け、上記車両は、上記信号機を通過する前に、隊列走行を要求する情報を前記路車間通信システムを介して信号機に通知し、信号機は車両から隊列走行を要求する情報を受信した場合に、この要求情報の内容に応じて上記複数台の車両の隊列を通過させるべく信号表示を制御するようにしたことを特徴としている。
【０１１５】
したがって第２の発明によれば、隊列が信号機を通過し終わらないうちに青から赤に変わる心配はなくなり、また隊列全体が通過不可能と予想される場合でも隊列ごと停止することなくそのまま交差点等に進入することができる。このため、信号機を有する一般道においても効率の良い安全な隊列走行を実現できる自動走行支援システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係わる自動走行支援システムの一例を示す概略構成図。
【図２】 図１に示したシステムの一部を拡大して示す図。
【図３】 この発明に係わる自動走行支援システムの第１の実施形態における第１の障害回避動作を示す図。
【図４】 この発明に係わる自動走行支援システムの第１の実施形態における第２の障害回避動作を示す図。
【図５】 この発明に係わる自動走行支援システムの第１の実施形態における第３の障害回避動作を示す図。
【図６】 この発明に係わる自動走行支援システムの第１の実施形態における第４の障害回避動作を示す図。
【図７】 この発明に係わる自動走行支援システムの第１の実施形態における第５の障害回避動作を示す図。
【図８】 図３に示す障害回避動作を説明するためのシーケンス図。
【図９】 図４に示す障害回避動作を説明するためのシーケンス図。
【図１０】 図５に示す障害回避動作を説明するためのシーケンス図。
【図１１】 図６に示す障害回避動作を説明するためのシーケンス図。
【図１２】 この発明に係わる自動走行支援システムの第２の実施形態を示す部分拡大図。
【図１３】 車両の構成を示すブロック図。
【図１４】 車両において実行される走行制御の手順とその内容を示すフローチャート。
【図１５】 信号機において実行される信号表示制御の手順とその内容を示すフローチャート。
【図１６】 車両から信号機に送られるメッセージの構成を示す図。
【図１７】 信号機から車両に送られるメッセージの構成を示す図。
【図１８】 通知時間の定義を説明するための図。
【符号の説明】
ＢＳ１，ＢＳ２，〜，ＢＳｍ，ＢＳｅ，ＢＳｉ，ＢＳｊ…路側機
Ｚ１，Ｚ２，〜，Ｚ５，Ｚｉ…無線ゾーン
ＭＳ１，ＭＳ２〜ＭＳｎ…車両
ＭＳ１０…車両の隊列
ＭＳ１１〜ＭＳ１ｋ…隊列を構成する車両
ＢＮＷ１，ＢＮＷ２…路側ネットワーク
ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３…集中基地局
ＤＮＷ…バックボーン網
ＭＭ…管理システムノード
ＣＣ…サービスノード
ＬＳ…路側センサ
ＬＭ…レーンマーカ
ＦＮ…磁気ネイル
ＳＳ…信号機
１３０…駆動装置
１３１…レーダ
１３２…自動運転装置
１３３…手動運転装置
１３４…原動機
１３５…手動・自動切り替え部
１３６…断続機（クラッチ）
１３７…信号処理装置
１３８…車載無線機
１３９…制動装置
Claims (6)
- 道路に沿って設置された走行誘導表示体を検出することで当該車両の走行状態を制御する車載制御装置と、道路に沿って配設された路側無線装置と車両に搭載された車載無線装置との間で無線通信を行う路車間通信システムと、この路車間通信システムを介して車両との間で走行に関する情報の授受を行う路側制御装置とを具備し、
前記車載制御装置及び路側制御装置は、道路上の障害を監視するセンサと、このセンサにより道路上の障害が検出された場合に、その障害検出情報を前記路車間通信システムを介して交換し、
前記路側制御装置は、前記障害検出情報に基づいて障害発生位置及び回避領域を表す情報を含む回避指示情報を生成し、当該回避指示情報を前記路車間通信システムを介して前記車載制御装置に送信するように構成されていることを特徴とする自動走行支援システム。 - 前記車載制御装置は、前記障害検出情報を路側制御装置に通知したのち一定時間内に前記路側制御装置から前記回避指示情報を受信できない場合には、前記走行誘導表示体の検出情報と自車のセンサにより検出された障害検出情報とに基づいて、自車両に回避動作を含む自律走行を行わせることを特徴とする請求項１に記載の自動走行支援システム。
- 前記車載制御装置は、自車のセンサにより検出された障害検出情報に基づいて回避領域を検出し、当該回避領域を検出できた場合には自車両に回避動作を含む自律走行を行わせ、回避領域を検出できなかった場合には自車両を停止させることを特徴とする請求項２に記載の自動走行支援システム。
- 前記車載制御装置は、自車両に行わせた回避行動を含む自律走行の内容を表す履歴情報を記憶しておき、前記路側制御装置との間が通信可能になった後に、この履歴情報を前記路側制御装置に送信することを特徴とする請求項２に記載の自動走行支援システム。
- 走行誘導表示体の有無又は動作しているか否かを検出する誘導体センサをさらに備え、
前記路側制御装置は、前記誘導体センサにより走行誘導表示体が無いこと或いは動作していないことが検出された場合には、自律走行動作中の車両の車載制御装置に自律走行が不能になる旨を路車間通信システム介して事前に通知し、
前記車載制御装置は、前記自律走行不能通知を受け取ると、その旨をドライバに報知した上で自律走行から手動走行に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の自動走行支援システム。 - 前記路側制御装置は、任意の車両が回避動作を行った場合に、路側センサにより後続の各車両の走行状態を監視して、車両の回避動作が後続の各車両に及ぼす影響を推定し、渋滞の発生が予想される場合には後続の各車両の車載制御装置に対して路車間通信システムを介して減速指示を送出する機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の自動走行支援システム。
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