JP6600823B2 - 路側装置、サーバ装置、車載装置、隊列走行判定方法及び交通情報予測システム - Google Patents

Description

本発明は、路側装置、サーバ装置、車載装置、隊列走行判定方法及び交通情報予測システムに関する。

近年、高速道路及び自動車専用道路などにおいて、渋滞発生以前に渋滞を正確に予測するニーズが高まっている。渋滞の発生を事前に予測できれば、車両を別ルートへ迂回させるなどして、渋滞を緩和させることができる。このような渋滞予測技術には、例えば、特許文献１及び特許文献２等に開示の技術が知られている。

特許文献１には、道路上の所定区間における各車線の平均交通量と平均速度を測定し、測定した平均交通量と平均速度と、これらの相関分布とに基づいて、渋滞緩和情報を作成することが開示されている。

また、特許文献２には、各車両の車速から速度低下量を求め、各車両の速度低下量の比、すなわち、減速伝播比に基づいて、渋滞の発生を予測することが開示されている。

一方で、近年の車車間通信技術及びセンサ技術等の向上により、自動運転によって隊列走行を行う技術が検討されている（例えば、特許文献３参照）。隊列走行とは、複数の車両が所定の範囲内の車間距離を保って、ほぼ同一のスピードで隊列をなして走行することを言い、一般的には、車両の自動運転によって行われる。なお、所定の範囲（例えば、１００ｍ）内の車間距離を保った複数の車両、または任意の地点を一定時間内に通過する複数の車両を車群という。

特開２００６−３０９７３５号公報 特開２０１１−１４５９２９号公報 特開平９−８１８９９号公報

本発明の一態様に係る路側装置は、車両において定期的に取得された位置情報、速度情報及び時刻情報を含む走行履歴を受信する車両側通信部と、任意の地点を一定時間内に通過する車群を形成する複数の車両の走行履歴を記憶する記憶部と、記憶された複数の車両の走行履歴に基づいて、車群の先頭を走行する先頭車両以外の後続車両が隊列走行を行っているか否かを判定する隊列走行判定部と、を具備する。

本発明の一態様に係るサーバ装置は、任意の地点を一定時間内に通過する車群を形成する複数の車両の走行履歴、及び、車群の先頭を走行する先頭車両以外の後続車両が隊列走行を行っているか否かの判定結果を受信する通信部と、複数の車両の走行履歴及び判定結果に基づいて、交通情報の予測を行う交通情報予測部と、を具備する。

本発明の一態様に係る車載装置は、現在位置を測定し、測定した現在位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部と、車両の速度を測定し、測定した速度を示す速度情報を取得する速度情報取得部と、位置情報及び速度情報が取得された時刻を示す時刻情報を生成する時刻情報生成部と、位置情報、速度情報及び時刻情報を蓄積して走行履歴として記憶する走行履歴記憶部と、走行履歴を路側装置に送信する送信部と、を具備する。

本発明の一態様に係る隊列走行判定方法は、車両において定期的に取得された位置情報、速度情報及び時刻情報を含む走行履歴を受信する車両側通信工程と、任意の地点を一定時間内に通過する車群を形成する複数の車両の走行履歴を記憶する記憶工程と、記憶された複数の車両の走行履歴に基づいて、車群の先頭を走行する先頭車両以外の後続車両が隊列走行を行っているか否かを判定する隊列走行判定工程と、を具備する。

本発明の一態様に係る交通情報予測システムは、定期的に取得した、車両の現在位置を示す位置情報、車両の速度情報及び時刻情報を蓄積して走行履歴として路側装置に送信する車載装置と、任意の地点を一定時間内に通過する車群を形成する複数の車両の走行履歴に基づいて、車群の先頭を走行する先頭車両以外の後続車両が隊列走行を行っているか否かを判定する路側装置と、複数の車両の走行履歴及び判定結果に基づいて、交通情報の予測を行うサーバ装置と、を具備する。

本発明によれば、隊列走行が行われているかどうかを正確に判定することができる。

本発明の実施の形態１に係る渋滞予測システムの概念図 図１に示した車載装置の内部構成を示すブロック図 図１に示した路側装置の内部構成を示すブロック図 路側装置からサーバ装置に送信する送信フォーマットの一例を示す図 図１に示したサーバ装置の内部構成を示すブロック図 路側装置における隊列判定処理の手順を示すフロー図 路側装置からサーバ装置に送信する送信フォーマットを圧縮する一例を示す図

本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の装置における問題点を簡単に説明する。上述した特許文献１及び特許文献２等に開示の渋滞予測技術では、特許文献３等に開示される隊列走行において、車間距離が短く、かつ、速度低下が起きた場合に、隊列走行と渋滞とを区別することができないという問題がある。この場合、渋滞ではない隊列走行を渋滞として検出してしまい、渋滞を正確に予測できない可能性がある。

本発明の目的は、隊列走行が行われているかどうかを正確に判定する路側装置、サーバ装置、車載装置、隊列走行判定方法及び交通情報予測システムを提供することである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る渋滞予測システム１の概念図を示す。渋滞予測システム１は、車載装置１０、路側装置２０、サーバ装置３０を有する。

車載装置１０は、車両に搭載され、路側装置２０と無線接続して通信を行う。

路側装置２０は、道路の路側など車両が通過する箇所の近傍に、多数の地区にわたって設置される。路側装置２０は、車両に搭載された車載装置１０と無線接続して通信を行う。路側装置２０は、サーバ装置３０と無線または有線によって接続し、通信を行う。

サーバ装置３０は、路側装置２０と無線または有線によって接続し、通信を行う。サーバ装置３０は、路側装置２０から送信された情報に基づいて、渋滞予測、ＣＯ２排出量推定、旅行時間推定などの種々の交通情報を予測する。

図２は、図１に示した車載装置１０の内部構成を示すブロック図である。車載装置１０は、時刻情報生成部１１、位置情報取得部１２、速度情報取得部１３、走行履歴記憶部１４、送信部１５を有する。

時刻情報生成部１１は、現在時刻を示す時刻情報を生成し、生成した時刻情報を位置情報取得部１２及び速度情報取得部１３に出力する。なお、時刻情報生成部１１は、必ずしも時刻情報を生成する必要はなく、外部装置によって生成された時刻情報を取得してもよい。

位置情報取得部１２は、現在位置の測定用センサを用いて、現在位置を測定する。現在位置を測定するタイミングとしては、５秒毎または１０秒毎など任意の設定時間を経過するたびに測定したり、５０ｍまたは１００ｍなど任意の距離を走行するたびに測定したりするなど定期的に測定することが考えられる。また、料金所、サービスエリアなど所定のポイントを通過したタイミング、ユーザが指示したタイミングなどにおいて測定してもよい。位置情報取得部１２は、時刻情報生成部１１から出力された時刻情報に基づいて、現在位置を測定した時刻情報と、現在位置の情報とを走行履歴記憶部１４に出力する。また、位置情報取得部１２は、現在位置を測定した時刻情報を速度情報取得部１３に出力する。なお、現在位置の測定用センサには、ＧＰＳ（全地球測位システム）受信器、方向センサ、加速度センサ及び車速センサなどが含まれてよい。

速度情報取得部１３は、車両に設けられた車速センサを用いて、車速を測定する。速度情報取得部１３は、位置情報取得部１２から出力された時刻情報の示す時刻における車速情報と、その時刻情報とを走行履歴記憶部１４に出力する。

走行履歴記憶部１４は、位置情報取得部１２から出力された現在位置の情報及びこの情報を取得した時刻情報、速度情報取得部１３から出力された車両の速度情報を蓄積して走行履歴として記憶し、記憶した走行履歴を送信部１５に出力する。

送信部１５は、走行履歴記憶部１４から出力された現在位置の情報、速度情報及び時刻情報を車載装置１０のＩＤ（識別コード）と一緒に路側装置２０に送信する。なお、送信部１５は、車載装置１０が搭載された車両が隊列走行を行っているか否かを示す情報を路側装置２０に送信してもよい。

図３は、図１に示した路側装置２０の内部構成を示すブロック図である。路側装置２０は、車両側通信部２１、記憶部２２、先頭車両加速度算出部２３、後続車両加速度算出部２４、隊列走行判定部２５及びサーバ側通信部２６を有する。

車両側通信部２１は、車載装置１０の送信部１５から送信された走行履歴を受信し、受信した走行履歴を記憶部２２に出力する。

記憶部２２は、車両側通信部２１から出力された走行履歴を記憶し、記憶した走行履歴をサーバ側通信部２６に出力する。また、記憶部２２は、先頭車両の走行履歴を先頭車両加速度算出部２３に出力し、後続車両のそれぞれの走行履歴を後続車両加速度算出部２４に出力する。先頭車両とは、任意の地点を一定時間内に通過する車群の先頭を走行する車両、または所定のタイミングで決定される任意の車両である。また、後続車両とは、車群のうち先頭車両以外の車両であり、前方車両の後方を所定の車間距離の範囲内で走行する車両である。記憶部２２は、記憶した走行履歴から先頭車両の走行履歴と後続車両の走行履歴とを判別することができるものとする。

先頭車両加速度算出部２３は、記憶部２２から出力された先頭車両の走行履歴に基づいて、先頭車両の最大加速度（減速時の負の加速度を含む）を算出し、最大加速度が得られた時刻情報を抽出する。例えば、車両が位置Ａから位置Ｂに移動し、これらの位置における走行履歴がある場合、先頭車両加速度算出部２３は、（（位置Ｂにおける速度）−（位置Ａにおける速度））／（（位置Ｂにおける時刻）−（位置Ａにおける時刻））によって位置Ａから位置Ｂにおける平均加速度を算出し、平均加速度が得られた時刻を位置Ｂにおける時刻とする。先頭車両加速度算出部２３は、走行履歴の全ての位置について上記のように平均加速度を算出し、そのうちで最大の平均加速度を最大加速度とする。このようにして求められた最大加速度とそのときの時刻情報は隊列走行判定部２５に出力され、最大加速度が得られたときの時刻情報は後続車両加速度算出部２４にも出力される。

後続車両加速度算出部２４は、先頭車両加速度算出部２３から出力された時刻情報に最も近い時刻情報おける後続車両のそれぞれの加速度を、記憶部２２から出力された後続車両のそれぞれの走行履歴に基づいて算出する。後続車両の加速度の算出方法は、例えば、先頭車両加速度算出部２３から出力された時刻情報に最も近い時刻情報において、車両が位置Ｃから位置Ｄに移動し、これらの位置における走行履歴がある場合、後続車両加速度算出部２４は、（（位置Ｄにおける速度）−（位置Ｃにおける速度））／（（位置Ｄにおける時刻）−（位置Ｃにおける時刻））によって位置Ｃから位置Ｄにおける平均加速度を算出する。算出された後続車両のそれぞれの加速度は隊列走行判定部２５に出力される。後続車両加速度算出部２４では、先頭車両の最大加速度が得られた時刻に最も近い時刻における後続車両のそれぞれの加速度を算出すればよいので、先頭車両の最大加速度を算出する方法と同様の方法で後続車両の最大加速度を算出する場合に比べ、計算量を大幅に削減することができる。

隊列走行判定部２５は、先頭車両加速度算出部２３から出力された先頭車両の最大加速度と、後続車両加速度算出部２４から出力された後続車両のそれぞれの加速度とに基づいて、後続車両のそれぞれが隊列走行を行っているか否かを判定し、判定結果をサーバ側通信部２６に出力する。具体的には、隊列走行判定部２５は、先頭車両の最大加速度と後続車両のそれぞれの加速度との差分を求め、求めたそれぞれの差分が所定の閾値以下であるか否かを判定する。差分が閾値以下であれば、差分が閾値以下の後続車両が隊列走行を行っていると判定し、差分が閾値を超えれば、差分が閾値を超えた後続車両は隊列走行を行っていないと判定する。このように、先頭車両の最大加速度と後続車両の加速度との差分によって隊列走行を判定する理由は、隊列走行を行っている場合には、後続車両は先頭車両とほぼ同時に、ほぼ等しい最大加速度が得られるためである。

サーバ側通信部２６は、記憶部２２から出力された走行履歴、及び、隊列走行判定部２５から出力された後続車両のそれぞれの隊列判定結果をサーバ装置３０に送信する。

路側装置２０からサーバ装置３０に送信する送信フォーマットの一例を図４に示す。送信フォーマットには、車載装置ＩＤ、隊列走行判定情報、時刻情報１、位置情報１、速度情報１、時刻情報２、位置情報２、速度情報２、…が含まれる。ここで、隊列走行判定情報の領域には、先頭車両の場合には、先頭車両の車載装置ＩＤが格納される。また、隊列走行を行っている後続車両の場合には、先頭車両の車載装置ＩＤが格納され、隊列走行を行っていない後続車両の場合には、それを識別するための数値が格納される。

図５は、図１に示したサーバ装置３０の内部構成を示すブロック図である。サーバ装置３０は、通信部３１及び交通情報予測部３２を有する。

通信部３１は、路側装置２０から送信された走行履歴及び隊列判定結果を受信し、受信した走行履歴及び隊列判定結果を交通情報予測部３２に出力する。

交通情報予測部３２は、通信部３１から出力された走行履歴及び隊列判定結果に基づいて、渋滞予測、ＣＯ２排出量推定、旅行時間推定などの種々の交通情報を予測する。

次に、上述した路側装置２０における隊列判定処理の手順について、図６を用いて説明する。図６は、路側装置２０における隊列判定処理の手順を示すフロー図である。

車両側通信部２１は、車載装置１０から車両の位置情報、速度情報及びこれらの情報が取得された時刻情報を含む走行履歴を受信し、記憶部２２が記憶する（ステップＳＴ０１）。

記憶部２２は、一定時間分の走行履歴を蓄積したか否か判定し（ステップＳＴ０２）、蓄積したと判定したら（ステップＳＴ０２：ＹＥＳ）、ステップＳＴ０３に移行し、蓄積していないと判定したら（ステップＳＴ０２：ＮＯ）、ステップＳＴ０１に戻る。

ステップＳＴ０２において一定時間分の走行履歴が蓄積された場合（ステップＳＴ０２：ＹＥＳ）、記憶部２２は、蓄積した一定時間分の走行履歴が車両２台分以上であるか否か判定し（ステップＳＴ０３）、２台分以上であると判定したら（ステップＳＴ０３：ＹＥＳ）、フローはステップＳＴ０４に移行し、２台分未満であると判定したら（ステップＳＴ０３：ＮＯ）、フローはステップＳＴ０１に戻る。

先頭車両加速度算出部２３は、先頭車両の走行履歴に基づいて、先頭車両の最大加速度を算出し、最大加速度が得られた時刻情報を抽出する（ステップＳＴ０４）。

後続車両加速度算出部２４は、先頭車両の最大加速度が得られた時刻に最も近い時刻における後続車両の加速度を算出する（ステップＳＴ０５）。

隊列走行判定部２５は、ステップＳＴ０４にて得られた先頭車両の最大加速度と、ステップＳＴ０５にて得られた後続車両の加速度との差分を算出し（ステップＳＴ０６）、算出した差分が所定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ０７）。

ステップＳＴ０７において差分が所定の閾値以下であると判定された場合（ステップＳＴ０７：ＹＥＳ）、隊列走行判定部２５は、後続車両が隊列走行を行っていると判定する（ステップＳＴ０８）。

サーバ側通信部２６は、走行履歴と、後続車両が隊列走行を行っていることを示す判定結果とをサーバ装置３０に送信する（ステップＳＴ０９）。

一方、ステップＳＴ０７において差分が所定の閾値を超えると判定された場合（ステップＳＴ０７：ＮＯ）、隊列走行判定部２５は、後続車両が隊列走行を行っていないと判定する（ステップＳＴ１０）。

サーバ側通信部２６は、走行履歴と、後続車両が隊列走行を行っていないことを示す判定結果とをサーバ装置に送信する（ステップＳＴ１１）。

このように、実施の形態１の渋滞予測システム１では、車両の位置情報、速度情報及び時刻情報を含む走行履歴に基づいて、先頭車両の最大加速度を算出し、最大加速度が得られた時刻に最も近い時刻おける後続車両の加速度を算出し、先頭車両の最大加速度と後続車両の加速度との差分に基づいて、後続車両が隊列走行を行っているかどうかを判定する。これにより、道路を走行中の車群が渋滞を起こしているのか隊列走行を行っているのかを判定することができ、渋滞を正確に予測することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る車載装置、路側装置及びサーバ装置の構成は、実施の形態１で示した図２、図３及び図５の構成と同様であり、必要に応じて、これらの図を参照して説明する。

図３を参照するに、路側装置２０のサーバ側通信部２６は、隊列走行判定部２５から出力された隊列判定結果が隊列走行を行っていることを示す場合、記憶部２２から出力された走行履歴のうち、時刻情報、位置情報及び速度情報を先頭車両からの距離情報に置換する。サーバ側通信部２６は、置換した走行履歴をサーバ装置３０に送信する。なお、隊列判定結果が隊列走行を行っていないことを示す場合、実施の形態１と同様に、サーバ側通信部２６は、置換していない走行履歴と隊列判定結果をサーバ装置３０に送信する。

路側装置２０からサーバ装置３０に送信する送信フォーマットを圧縮する一例を図７に示す。図７の（ａ）は、比較のため、図４と同一の送信フォーマットを示す。図７の（ｂ）は、図７の（ａ）の送信フォーマットを圧縮した送信フォーマットを示す。圧縮した送信フォーマットには、車載装置ＩＤ、隊列走行判定情報、先頭車両からの距離情報が含まれ、時刻情報、位置情報及び速度情報が含まれない。

サーバ装置３０は、先頭車両の走行履歴と、先頭車両からの距離情報があれば、後続車両の走行履歴を容易に算出することができる。

このように、実施の形態２の渋滞予測システム１では、隊列走行を行っている後続車両の走行履歴のうち、時刻情報、位置情報及び速度情報を先頭車両からの距離情報に置換することにより、路側装置２０からサーバ装置３０に送信するデータ量を削減することができる。

本発明にかかる路側装置、サーバ装置、車載装置、隊列走行判定方法及び交通情報予測システムは、隊列走行が行われているかどうかを正確に判定するのに有用である。

１ 渋滞予測システム
１０ 車載装置
２０ 路側装置
３０ サーバ装置
１１ 時刻情報生成部
１２ 位置情報取得部
１３ 速度情報取得部
１４ 走行履歴記憶部
１５ 送信部
２１ 車両側通信部
２２ 記憶部
２３ 先頭車両加速度算出部
２４ 後続車両加速度算出部
２５ 隊列走行判定部
２６ サーバ側通信部
３１ 通信部
３２ 交通情報予測部

Claims (3)

1. 車両において定期的に取得された位置情報、速度情報及び時刻情報を含む走行履歴を受信する車両側通信部と、
   任意の地点を一定時間内に通過する車群を形成する複数の車両の前記走行履歴を記憶する記憶部と、
   記憶された前記複数の車両の前記走行履歴に基づいて、前記車群の先頭を走行する先頭車両以外の後続車両が隊列走行を行っているか否かを判定する隊列走行判定部と、
   前記先頭車両の走行履歴を用いて、前記先頭車両の最大加速度を算出する先頭車両加速度算出部と、
   前記先頭車両の最大加速度が得られた時刻に最も近い時刻における前記後続車両の走行履歴を用いて、前記後続車両の加速度を算出する後続車両加速度算出部と、
   を具備し、
   前記隊列走行判定部は、前記先頭車両の最大加速度と、前記後続車両の加速度との差分に基づいて、前記後続車両が隊列走行を行っているか否かを判定する、
   路側装置。
2. 前記複数の車両の走行履歴及び前記後続車両が隊列走行を行っているか否かの判定結果をサーバ装置に送信するサーバ側通信部を具備する、
   請求項１に記載の路側装置。
3. 前記サーバ側通信部は、前記後続車両が隊列走行を行っている場合、隊列走行を行っている前記後続車両の走行履歴のうち、位置情報、速度情報及び時刻情報を前記先頭車両からの距離情報に置換する、
   請求項２に記載の路側装置。

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