JP5135321B2

JP5135321B2 - 自律走行装置

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Publication number: JP5135321B2
Application number: JP2009259396A
Authority: JP
Inventors: 貴之内田; 幸博川股; 克明田中; 幹雄板東
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2029-11-13
Also published as: JP2011107793A; US20110118900A1; US8548664B2

Description

本発明は鉱山など苛酷な環境において、決められた道路上を複数台の車両が土砂の運搬作業などで往復する作業を無人化する土木機械の無人化技術分野において適用可能である。

鉱山における採掘作業では、安全性向上と低コスト化を目的に無人の機械が採掘作業を行うための技術が求められている。採掘作業のうち、坑道を掘らず地表から渦を巻くように地下めがけて掘り地表付近の鉱物を採掘する露天掘りでは、最深部で土砂を掘り、採掘現場の外に土砂を運搬する必要がある。採掘現場の外に土砂を運搬する作業はダンプトラックなど土砂積載量の大きな巨大車両にて行われているが、土砂の単位時間当たりの運搬量は採掘の進捗に直結するため、高速走行での土砂運搬が求められる。

しかしながら、土砂を高効率に採掘現場の外に大量に運搬するためには、複数台の車両が運搬用の道路を何回も往復する必要があるが、複数台の車両が道路を何往復もすると往路と復路を走行する車両同士で衝突事故が発生する可能性が高くなる。車両を高速走行させつつも衝突事故の危険性を低減するには車両の走行する道路の道幅を広くする必要があるが、道幅を広くすると鉱物を採掘できる面積が減ってしまうという問題がある。

この問題を解決する方法として、特開２００４−１５７９３４号公報には、車両が速度を下げて道脇に寄って走行すれば安全に擦れ違うことができる道幅の道路を前提とし、他の車両が付近にいない場合は、道路の中央付近に設置されたレーンを走行し、車両が接近し擦れ違う必要がある場合のみ、道路の脇よりにあるレーンに速度を下げつつ移行し、お互いの車両をやり過ごしたらまた道路の中央付近のレーンに戻りながら加速し高速走行に戻るという発明が開示されている。

米国特許第６２９２７２５号公報では、道幅の大小に着目し、道幅が広くて車両同士の間隔が十分に大きく確保できる場合は車両が速度を落とさず擦れ違い、道幅が狭い場合は片方の車両を停止して待機させ、その間にもう片方の車両を通過させてやりすごすことで、衝突を防ぐという発明が開示されている。

特開２００４−１５７９３４号公報米国特許第６２９２７２５号公報

しかしながら、特許文献１および２に記載の発明では、車両が接近した事のみを基準にして車両を擦れ違い用道路に移行させており、道路の路面状態を考慮に入れていない。採掘場の道路は未舗装であり、路面状態が天候や車両が走行を重ねていくうちに道路の路面状態が悪化しやすく、また採掘現場との行き帰りの間には積載重量も変化するばかりでなく、路面が悪化した場所でステアを切って擦れ違い用道路に移行しようとすると、車両横転などの事故の原因となり、さらに接近している擦れ違い車両を巻き込んだより被害大の事故につながる可能性がある。

上記の課題を解決するために、本発明では、以下の手段を示す。

請求項１に記載の自律走行装置の自律走行車両は、運行管理センタから通知された路面状態の良い進入レーンを使用して高速に走行可能な道路中央の道路から擦れ違い用の道路脇レーンに減速しながら移行することで、路面状態が良く安全な地点でステアを切り事故を防ぐことができる。

請求項１に記載の自律走行装置の自律走行車両は、他の車両が付近にいない場合は道路の中央のレーンを高速で走行し、他車両と擦れ違う必要がある時のみ道路の脇近くのレーンに移行して減速しつつお互いの車両をやりすごすことで、減速している時間を短くし、高速走行している時間を長くして土砂運搬の効率を上げることができる。

請求項２に記載の自律走行装置の運行管理センタは運行管理用レーン情報記憶部に格納された道路中央に設定されたレーンから擦れ違い用の道路脇レーンに移行するための進入レーンについて、擦れ違う車両の間に路面状態が良い進入レーンがいくつあるかを数え、余裕を持った安全性から決まるレーン数以下になったら、進入レーンを伝って擦れ違い用道路へ移行するように擦れ違う車両に通知することで、進入レーン上に障害物があってもその障害物を避けつつ路面状態の良い安全な地点でステアを切ることができる。

本発明における自律走行装置は、採掘現場などで複数の車両が何度も道路を往復して擦れ違いが頻繁に発生する環境で、車両の安全かつ高速な走行を実現する。

システムの全体構成図である。車両位置記憶部に格納するデータ構造を示す図である。レーンと車両の動きを説明する図である。レーンと車両の動きを説明する図である。運行管理用レーン情報記憶部に格納するデータ構造を示す図である。車両側における処理のフローチャートである。運行管理センタ側におけるフローチャートである。

以下、本発明を用いた自律走行装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明を用いた自律走行装置の全体構成を示した図面である。各車両１２７は、運行管理センタ１０２で予め定義されたレーン情報に従い、各レーンの上を辿るように制御され、このレーンの情報は運行管理用レーン情報記憶部１００に格納されている。

レーンには、走行領域のほぼ中央を車両が単独で走行するための単独走行レーンと、単独走行レーンを対向して走行してきた車両が擦れ違うために走行する擦れ違い用レーンと、単独走行レーンから擦れ違い用レーンへ移行、または擦れ違い用レーンに移行していた車両が擦れ違い完了後に単独走行レーンに復帰する際の走行場所となる進入レーンがある。運行管理用レーン情報記憶部１００のレーン情報は、図５に示すように、これら単独走行レーン，進入レーン，擦れ違い用レーンに対応して、単独走行レーンテーブルＴ１，進入レーンテーブルＴ２，擦れ違い用レーンテーブルＴ３のようなデータテーブル構造で記憶されている。各レーンは、リンクの繋がりとして定義され、単独走行レーンテーブルＴ１，進入レーンテーブルＴ２，擦れ違い用レーンテーブルＴ３内の１行には、レーンを構成する１つのリンクに関する各種情報が記憶されている。レーンのリンクとは、一定長などの一定の基準でレーンを分割した線分、あるいはレーンが折れ曲がっている場合は折れ曲がり点から別の折れ曲がり点までの線分を意味する。

単独走行レーンテーブルＴ１には、車両３５５，３３５が単独走行するため走行領域中央付近に定義される、図３（ａ）のリンク３２５のようなレーンリンクの情報が格納されている。単独走行レーンテーブルＴ１に格納されている単独走行レーンの情報には、少なくともレーンのリンク同士を識別できるリンクＩＤ５００と、地図における緯度経度で表されるリンクの始点座標５０５と終点座標５１０が格納されている。更に、例えば図３（ａ）における単独走行レーンのリンク３２５に接続している進入レーン３２０，３５０のような、単独走行レーンから分岐している進入レーンがあれば、接続している分岐元の単独走行レーンのリンクにその進入レーンのリンクＩＤ５１５が紐付けられて格納される。

なお、進入レーンは道路形状上、安全に擦れ違い用レーンに移行可能な地点にのみ作られており、例えば図４（ａ）のような曲率の大きい急カーブのレーンや、図４（ｂ）のような下り坂にあるレーンなどは避けて、これらの区間の前後で擦れ違い用レーンへ移行し、または擦れ違い用レーンから単独走行レーンに戻るように進入レーンを作成する。

擦れ違い用レーンテーブルＴ３には、単独走行レーンを対向して走行している車両が衝突しないように擦れ違うため、単独走行レーンにほぼ平行して設けられたレーンである擦れ違い用レーンのリンクの情報が格納される。擦れ違い用レーンテーブルＴ３の情報は、擦れ違い用レーンのリンクを識別するためのリンクＩＤ５４５と、そのリンクに進入するための進入レーンのリンクＩＤ５４０と、擦れ違い用レーンのリンクの始点と終点の緯度経度を表す、リンク始点座標５５０とリンク終点座標５５５が含まれる。

擦れ違い用レーンは、図３（ｃ）のように、対向する車両３３５，３５５が安全に擦れ違えるよう、路肩から安全のため少なくとも規定の距離Ｓ２を確保し、更に車両間に少なくとも間隔Ｓ３を確保するように設けられる。しかし、大型の運搬車両は積荷の有無で採掘場に向かう往路と採掘場から戻る復路の間で、重量が１００ｔ〜２００ｔ程度の大幅な変化をする場合がある。このため、土砂を積んだ復路の車両は車線変更の際に遠心力大となることから、曲率半径を大きくして転倒などの危険を防ぐことを考慮する必要がある。そこで、土砂重量大の復路の車両について遠心力を抑えるため、車線変更幅が小さくなるように、復路用の擦れ違い用レーン３１０については、往路用の擦れ違い用レーンよりも単独走行レーン３２５との間隔が狭くなるように設定し、進入レーンへ移行する際の曲率半径が所定値よりも小さくならないようにすることで、採掘場の運搬作業に特徴的な往路／復路の車両重量差を考慮した安全な土砂運搬を実現する。

なお、単独走行レーンでは、同じ１つリンクに対して始点座標と終点座標が入れ替わった往路用のリンクと復路用のリンクが定義される。車両が往路用のリンクを走行しているか復路用のリンクを走行しているかは、リンクＩＤで識別できるようにしても良いし、あるいは、該当するリンクのどちらのノードからそのリンクに進入したか覚えておくことで判断することができる。また、擦れ違い用レーンは、上記のように擦れ違いのための安全な間隔が確保できる区間に設けることになる。そして、擦れ違い用レーンは往路／復路用に一方通行とし、それぞれの進行方向から見て、擦れ違い区間の始端部分でのみ単独走行レーンから擦れ違い用レーンに移行する進入レーンが設けられ、反対に擦れ違い区間の始端部分でのみ擦れ違い用レーンから単独走行レーンへ復帰する進入レーンを設ける。これにより、一旦対向車両と擦れ違うために擦れ違い用レーンの走行を始めた車両は、擦れ違い区間の半ばで単独走行レーンへ戻ることを防止し、擦れ違い区間を通過して対向車両と擦れ違ってから単独走行レーンに戻ることになる。

進入レーンテーブルＴ２には、単独走行レーンから擦れ違い用レーンへ移行、または擦れ違い用レーンから単独走行レーンに復帰する際に用いられるリンクである進入リンクの情報が記憶される。進入レーンテーブルＴ２の情報は、進入レーンのリンクを識別するリンクＩＤ５２０と、進入レーンのリンクの始点と終点の緯度経度を表す、リンク始点座標５２５とリンク終点座標５３０に加え、該当する進入リンクの路面状態５３５の情報が記録される。

運行管理センタ１０２の運行管理制御部１１２は、運行管理センタ１０２における進入レーン検索部１０５，緊急停止通知部１１５，接近車両判定部１２０，通信部１２５で行う処理の全体制御を行う。

車両位置記憶部１１０には、各車両が現在走行中のレーンリンクＩＤと車両位置の座標を記憶する車両管理テーブルＴ４が記録される。図２に車両管理テーブルＴ４の構成例を示す。車両管理テーブルＴ４には、管理する車両同士を識別する車両ＩＤ２００毎に、車両ＩＤに該当する車両が走行中のリンクＩＤ２０５と、車両のいる地点の緯度経度の座標を示した車両位置２１０が記録されている。

進入レーン検索部１０５では、単独走行レーンを走行中の、将来擦れ違う予定の車両の間に存在する全ての進入レーンのＩＤを常に検索して、そのリンクＩＤを将来擦れ違う予定の車両に通信部１２５を介して通知する。車両の間にある進入レーンとは、図４（ａ）の例では擦れ違う予定の車両４１０と車両４４５の間に存在する、進入レーン４１５，４２０，４２５，４３０，４３５，４４０を意味する。

緊急停止通知部１１５は、進入レーン検索部１０５で検索した進入レーンに障害物があるために、進入レーンを使用することができず、擦れ違い用レーンに車両が入る前に車両間隔が停止可能距離以下になってしまった場合に、緊急用として擦れ違う車両に停止指令を通知することで衝突を回避する。

接近車両判定部１２０は、単独走行レーンを走行中の、将来擦れ違う予定の車両の間に存在する進入レーンのリンクＩＤの数を数え、そのリンクＩＤの個数が安全基準で定義された一定値以下なら、その車両に擦れ違い用レーンへの移行する指令を、通信部１２５を介して通知する。

どの進入レーンにも障害物が無ければ、擦れ違う車両の間に、互いに反対側の擦れ違い用レーンへ移行するため、たった２つ進入レーンがあれば安全に擦れ違うことができるが、実際には走行領域内で動き回る作業人員や、事故車の発生など突発的な障害物が原因で擦れ違い用レーンに移行できない可能性がある。そのため、障害物が原因で移行に使えない進入レーンがあることを想定して、進入レーンが２つより上の値になっている時点で、接近車両判定部１２０は擦れ違う予定の車両に対して擦れ違い用レーンへの移行指令を通知する。

運行管理センタ１０２の通信部１２５は、走行する車両１２７の通信部１３０との間で通信を行い、運行管理センタ１０２と走行する車両１２７との間でレーンに関する情報が通知される。

一方、車両１２７の車両制御部１３２は、車両１２７における通信部１３０，走行制御部１４０，路面状態判定部１４５，自車位置取得部１５５，自車位置記憶部１５７，レーン障害物検知部１６０で行う処理全体を制御する。

車両用レーン情報記憶部１３５は、運行管理センタ１０２からの通知に応じて、安全に擦れ違いを行うため、予め運行管理センタ１０２の運行管理用レーン情報記憶部１００と同様の単独走行レーンテーブルＴ１，進入レーンテーブルＴ２，擦れ違い用レーンテーブルＴ３を記憶している。そして、運行管理センタから適宜送られてくる進入レーン毎の路面状態が進入レーンテーブルＴ２の該当する進入レーンの路面状態５３５に格納される。また、車両用レーン情報記憶部１３５には、車両の最終目的地である採掘場の土砂を掘っている最深部におけるレーンのリンクＩＤとそのリンクの始点終点の緯度経度である始点座標と終点座標を格納した目的地テーブルＴ６が格納されている。

自車位置取得部１５５は、車両が現在走行しているレーンのリンクＩＤを特定する。そこで自車位置取得部１５５は、ＧＰＳなどを用いて、まず自車位置座標を測位し、車両用レーン情報記憶部１３５の単独走行レーンテーブルＴ１，進入レーンテーブルＴ２，擦れ違い用レーンテーブルＴ３に格納されているリンクの始点座標あるいは終点座標の中で自車位置座標に最も近いレーンのリンクに対応したリンクＩＤを、現在走行しているレーンのリンクＩＤとする。

走行制御部１４０は、走行しているレーンの現在自車が存在するリンクの終点座標に向かって車両を走行させるための制御部である。車両を走行させる駆動力は電気を用いたモータでも燃料を用いたエンジンでも良い。

路面状態判定部１４５は、車両付近にある進入レーンの路面状態を測定し、進入レーンに進入できる路面状態かどうかを判別する。進入レーンの路面状態を測定する手法としては、カメラで路面を撮影し、画像認識で路面の良し悪しを判別する方法や、実際に自車両が進入レーンを走行した際のタイヤの回転数と車両速度の比や、タイヤと路面の間に生じる摩擦音などを用いて、路面がぬかるんでいたり砂などが溜まるなどして摩擦が低下するなどして路面状態が悪化しているか、それとも路面状態が良好であるか、あるいは摩擦係数が低下しているが走行可能な範囲かなどの路面の状況を判別し、進入レーンテーブルＴ２の対応する進入レーンの路面状態５３５に記録する。

自車位置記憶部１５７は、自車位置取得部１５５で取得した自車位置の緯度経度とレーンのリンクＩＤを、図２に示す自車位置テーブルＴ５のリンクＩＤ２５０と車両位置２５５にそれぞれ記憶する。

レーン障害物検知部１６０は、自車付近の進入レーン上に動き回る作業人員や、事故車など突発的な障害物があるかどうかを検知する。検知する方法はレーザやミリ波を用いた車載レーダや、ステレオカメラといった車両の付近に障害物があるかどうかを判断できるセンサを用いる。

次に、車両制御部１３２による制御の下での車両１２７における走行制御処理を、図６のフローチャートを用いて説明する。

車両制御部１３２では、運行管理センタ１０２から車両へ停止指令が通知されているかどうかを通信部１３０を介して確認し（Ｓ６００）、通知されているならば走行制御部１４０で走行を停止し（Ｓ６７５）、この処理を終了する。また停止指令が通知されていないならばＳ６０５の処理へ移行する。

停止指令が通知されていなければ、自車位置取得部１５５により、ＧＰＳなどから自車位置の座標を取得し、その座標が単独走行レーンテーブルＴ１，進入レーンテーブルＴ２，擦れ違い用レーンテーブルＴ３に格納されている各リンクの始点座標と終点座標により特定されるリンクのどれに近いかを判断することでその座標がどのレーンのどのリンクの上にあるかを特定し、そのリンクＩＤを該当するレーンのテーブルから求め、自車位置記憶部１５７の自車位置テーブルＴ５の走行中のリンクＩＤ２５０と車両位置２５５に格納する（Ｓ６０５）。またこの時、自車の車両位置と走行しているリンクのリンクＩＤに自車の車両ＩＤを付けて、通信部１３０を介して運行管理センタ１０２へ通知する。運行管理センタ１０２ではこの通知を受信して、車両管理テーブルＴ４を更新することになる。なお、リンクＩＤの割付けをレーンの種別毎に分けることによって、リンクＩＤから走行しているレーンが単独走行レーンなのか進入レーンなのか、あるいは擦れ違い用レーンなのかが判別できるようになっているものとする。

次に、路面状態判定部１４５により自車付近の進入レーン路面状態を判定し（Ｓ６１５）、自車位置を元に、判定対象となった進入レーンを判別して、進入レーンテーブルＴ２の対応するリンクの路面状態５３５と判定結果が異なる場合には、進入レーンテーブルＴ２を更新すると共に、路面状態に基づく進入レーンに進入してよいか否かを示す路面状態の判定結果とその進入レーンのリンクＩＤをセットにして運行管理センタ１０２へ通信部１３０を介して送信する（Ｓ６３５）。

続いて、Ｓ６４５の処理で記憶した自車位置記憶部１５７のリンクＩＤが目的地テーブルＴ６に格納されている最終目的地のリンクＩＤと一致するかどうかを調べ、一致するならば目的地に着いたと判断してＳ６７５の処理に移行して車両の走行を停止し、処理を終了する。一致しないならば、まだ目的地に到達していないものとしてＳ６５０の処理に移行して処理を続行する。

Ｓ６５０の処理では運行管理センタから通信部１３０を介して進入レーンへの移行指令があるかを判別し、移行指令があればＳ６６０に処理を移す。また、移行指令がなければＳ６５５の処理に移り、自車位置記憶部１５７の、自車位置テーブルＴ５の走行中のリンクＩＤ２５０を読み出し、読み出したリンクＩＤに該当するレーンのテーブルを検索して、リンクＩＤが一致するリンクの終点座標を仮の目的地の座標として走行制御部１４０により車両を走行させる。例えば、読み出したリンクＩＤが単独走行レーンのリンクＩＤであった場合には、検索キーとして単独走行レーンテーブルＴ１のリンクＩＤ５００を検索して、一致するリンクを求め、その終点座標５１０を走行する仮の目的地の座標としてその座標まで走行制御部１４０が走行させるようにした後、Ｓ６００の処理に戻る。

一方、Ｓ６５０の処理で移行指令があったと判断された場合には、車両は擦れ違い用レーンへ移行する必要があるので、Ｓ６６０の処理では安全に移行するために路面状態が良好な進入レーンのリンクＩＤの候補を運行管理センタ１０２から受信する（Ｓ６６０）。そしてレーン障害物検知部１６０により、Ｓ６６０の処理で受信したリンクＩＤに該当する進入レーン上に障害物があるかどうか検知するため、該当する進入レーンに接続しているリンクに到達するまで単独走行レーンを走行するように、走行制御部１４０が制御する（Ｓ６６２）。

その後、該当する進入レーンに接続しているリンクに到達すると、Ｓ６６０の処理で受信した路面状態の良好な進入レーンの上に障害物があるかどうか、レーン障害物検知部１６０で判別する（Ｓ６５５）。障害物があれば受信したリンクＩＤに対応する進入レーンには進入できないため、次の進入レーンを走行しながら探すためにＳ６００の処理に戻る。

また、Ｓ６５５の処理で進入レーンに障害物が無ければ、その進入レーンに進入し、その進入レーンを辿って走行する制御を走行制御部１４０で行う（Ｓ６７０）。次に、進入した進入レーンと接続している擦れ違い用レーンのリンクを見つけるため、進入レーンのリンクＩＤ５４０を検索キーにして擦れ違い用レーンテーブルＴ３を検索し、移行すべき擦れ違い用レーンの始点座標と終点座標を取得し、走行している進入レーンを抜けたら、その終点座標を目標値に走行制御部１４０で擦れ違い用レーンを走行させる（Ｓ６８０）。

擦れ違い用レーンの走行が始まると今度は、Ｓ６８０の処理で擦れ違い用レーンのリンクの終点座標を目標値にして走行し、対向車両と擦れ違いを終えて単独走行レーンに戻るため、現在走行している擦れ違い用レーンのリンクＩＤを検索キーにして擦れ違い用レーンテーブルＴ３の５４５を検索し、擦れ違い用レーンのリンクに接続している進入レーンのリンクＩＤ５４０を見つける。現在のリンクＩＤで進入レーンのリンクＩＤが見つからなかった場合には、現在のリンクに続く次の擦れ違い用レーンのリンクのリンクＩＤを求めて、これを検索キーに進入レーンを探す処理を繰り返す。進入レーンのリンクＩＤが求まると次にその進入レーンのリンクＩＤを検索キーに進入レーンテーブルＴ２のリンク５２０を検索することで、単独走行レーンに戻るための進入レーンの始点・終点座標を取得できるので、走行制御部１４０は取得した進入レーンの始点座標から終点座標に向かって走行するように制御を行い、単独走行レーンに戻る（Ｓ６８５）。そしてＳ６００の処理へ戻り最終目的地に到達するまで処理を繰り返す。

次に、運行管理制御部１１２による制御の下での運行管理センタ１０２における処理を、図７のフローチャートを用いて説明する。

運行管理制御部１１２では、車両付近の進入レーンの路面状態を測定して判別した路面情報を車両１２７から受信したかどうかを判断して処理を分岐させる（Ｓ７００）。車両から路面情報を受信したならば、進入リンクのいずれかについて路面状態が変化していることになるためＳ７０５の処理へ移行し、受信していないならばＳ７１５の処理へ移行する。

車両から路面情報を受信していた場合、路面情報は進入レーンのリンクＩＤと、その進入レーンの路面状態を示すパラメータのセットからなるため、受信した進入レーンのリンクＩＤを検索キーに進入レーンテーブルＴ２のリンクＩＤ５２０を検索して、見つかったレコードの路面状態５３５を受信した路面情報のパラメータで更新する（Ｓ７０５）。そして車両管理テーブルＴ４に記録されている各走行車両に対して、路面状態の更新結果を通知し（Ｓ７１０）、Ｓ７１５の処理へ移行する。

Ｓ７１５の処理では接近車両判定部１２０により、擦れ違う予定の任意の「往路を走行する車両」と「復路を走行する車両」のセットについて、それぞれの車両が走行する単独走行レーンのリンクの間に存在する路面状態が良好な進入道路リンクの数を数える。数えるためには単独走行レーンテーブルＴ１の擦れ違う予定の対向する２車両が走行している単独走行レーンの２つのリンクＩＤを通信部１２５を介してそれぞれの車両から取得し、そのリンクＩＤのリンク間にある全ての単独走行レーンのリンクに紐づいている擦れ違い用レーンへ移行するための進入レーンのリンクＩＤを取得して数えることで進入レーンのリンク数を数える。次に、Ｓ７１５の処理で数えた進入レーンのリンク数が安全基準に従って進入レーンの上に障害物があることを想定した一定値以下であるかどうかを判別する（Ｓ７２０）。そして一定値以下ならばＳ７２５の処理へ、一定値より上ならばＳ７３０の処理へ移行する。

擦れ違う予定の２車両に存在する擦れ違い用レーンへ移行する進入リンク数が、所定の一定値以下である場合には、これらの車両の衝突の危険性を判断するため、まず擦れ違う予定の車両同士の間隔を求める。これは擦れ違う予定の車両が、図６に示したＳ６０５の処理で、図２の車両位置２５５に記憶している各自の車両位置の情報を通信部１３０を用いて運行管理センタに送った結果から、各車両位置から車両同士の間隔を求める。そして、求めた車両同士の間隔が車両の停止可能距離以下であるかどうかを判別する（Ｓ７２５）。ここで停止可能距離は、互いに最高速で接近しあう車両がブレーキをかけて衝突せずに止まれる最低距離であり、車両のカタログや実験などから予め求めておく。

Ｓ７２５の判定において、車両同士の間隔が停止可能距離以下になった場合は、直ぐに擦れ違う予定の両車両に対して停止指令を出して停止させ（Ｓ７４０）、Ｓ７３０の処理に移行する。また、停止可能距離よりも車両間の間隔が離れている場合には、この時点ではまだ互いの車両には擦れ違い用レーンに移行する進入レーンへ入るだけの距離の余裕があるとみなして車両側に新たな命令を与えずＳ７３０の処理に移行する。

Ｓ７３０の処理では、Ｓ７１５の処理で行った擦れ違う予定の任意の「往路を走行する車両」と「復路を走行する車両」の間にある路面状態が良好な進入道路リンクの数を数えるという処理が「往路を走行する車両」と「復路を走行する車両」の全ての組み合わせについて行われたかを判定し、全ての組み合わせについて処理が完了していない場合（Ｓ７３０：Ｎ）にはＳ７１５の、擦れ違う予定の「往路を走行する車両」と「復路を走行する車両」の未処理のセットについて、それぞれの車両が走行する単独走行レーンのリンクの間に存在する路面状態が良好な進入道路リンクの数を数える処理に戻る。また、全ての組み合わせについて処理が行われたならば（Ｓ７３０：Ｙ）、その時点での車両同士の擦れ違いを行わせる処理が終了するため、またＳ７００の処理に戻り、上記の処理を所定の間隔で最初から繰り返す。

以上の処理が所定間隔で繰り返されることにより、走行している車両からあがってくる進入レーンの路面状態の変化を他の車両と共有し、運行管理センタ１０２から、擦れ違いの対象となる車両に擦れ違い動作を行うよう指示を与えるだけで、各車両が自律的に使用可能な進入レーンを探して擦れ違い用レーンに移行し、安全な擦れ違いを実現することができる。

１００運行管理用レーン情報記憶部
１０２運行管理センタ
１０５進入レーン検索部
１１０車両位置記憶部
１１２運行管理制御部
１１５緊急停止通知部
１２０接近車両判定部
１２５通信部
１２７車両
１３０通信部
１３２車両制御部
１３５車両用レーン情報記憶部
１４０走行制御部
１４５路面状態判定部
１５５自車位置取得部
１５７自車位置記憶部
１６０レーン障害物検知部

Claims

現在の走行位置を取得する自車位置取得手段と、走行する道路をリンク毎に記憶したレーン情報記憶手段と、現在走行しているリンクの終点座標を目的地として走行させる走行制御手段と、センタと情報伝達を行う通信手段とを備えた車両の自律走行装置において、
リンク上の障害物を測定して、障害物があるかどうかを検知するレーン障害物検知手段と、
現在の走行位置付近の路面を計測してレーンが安全な状態であるかどうかを測定する路面状態判定手段を備え、
前記レーン情報記憶手段は、道路を車両が高速走行するためのレーンと、車両が道路上を擦れ違う際に走行するための擦れ違い用レーンと、前記高速走行するためのレーンと擦れ違い用レーンとの間を移行するための進入レーンそれぞれについて、レーン形状を示すリンクの始点・終点の位置を記憶し、前記進入レーンについてはレーンの路面状態を示す路面情報をリンク毎に記憶し、
前記通信手段により、前記路面状態判定手段による進入レーンの測定結果と車両が現在走行している位置とをセンタに通知し、センタからはセンタが通知を受けた進入レーンの測定結果を受け取り、
前記センタから擦れ違い用レーンへの移行指令を受けた際には、前記センタから使用可能な進入レーンを受信し、受信した進入レーンについて前記レーン障害物検知手段により障害物が無いと判定された場合には、当該進入レーンを前記走行制御手段により走行して擦れ違い用レーンへ移行すること
を特徴とする自律走行装置。
請求項１の自律走行装置において、
前記センタは、
車両と情報伝達を行う通信手段と
車両が高速走行するためのレーンと、車両が道路上を擦れ違う際に走行するための擦れ違い用レーンと、前記高速走行するためのレーンと擦れ違い用レーンとの間を移行するための進入レーンそれぞれについて、レーン形状を示すリンクの始点・終点の位置を記憶し、前記進入レーンについては各車両から通知される進入レーンの路面状態を示す各路面情報をリンク毎に記憶する運行管理用レーン情報記憶手段と、
接近中の任意の２つの車両が、擦れ違い用レーンに移行するタイミングを判別する接近車両判定手段と
前記接近車両判定手段によって擦れ違い用レーンに移行すると判断された各車両の間に有る進入レーンを検索して接近車両に通知する進入レーン検索手段と、
各車両が擦れ違い用レーンに移行できないまま車両間の距離が停止可能距離以下になった場合に、該当する各車両に緊急の停止指令を前記通信手段を通じて通知する緊急停止通知手段と
を備えることを特徴とする自律走行装置。
請求項１に記載の自律走行装置の路面状態判定手段において、車両付近の進入レーンの路面状態を測定し、車両付近の進入レーンのリンクが、擦れ違い用レーンに安全に移行できる路面状態であるかを判別することを特徴とする自律走行装置。
請求項２に記載の自律走行装置の接近車両判定手段において、往路走行中の自律走行車両と復路走行中の自律走行車両の全組み合わせにおいて、車両間に存在する進入レーンのリンクの数を算出し、進入レーンのリンクの数が安全基準によって決まる一定値以下になる車両の組み合わせを見つけることを特徴とする自律走行装置。
請求項２に記載の自律走行装置の進入レーン検索手段において、接近車両判定手段によって擦れ違い用レーンに移行すると判断された各自律走行車両の間に有る進入レーンを検索して進入レーンＩＤを接近車両に通知することを特徴とする自律走行装置。
請求項２に記載の自律走行装置の緊急停止通知手段において、進入レーン上に障害物があるために進入できる進入レーンが見つからないまま接近している車両間の距離が停止可能距離以下になってしまった車両に対し、緊急停止を通知することを特徴とする自律走行装置。