JP6808302B2 - 通過ゲート決定装置 - Google Patents

Description

本発明は、料金所エリアを走行している車両を、適切なゲートに案内する技術に関する。

近年、車両の自動運転制御を行う自動運転技術が進歩し、自動運転が可能な車両が実現されつつある。そのため、高速道路の料金所のように、車線が存在しない区間を含む道路でも最適通過ゲートを決定し、車両の自動運転を継続することを可能とするシステムが求められている。

車両にとって最適通過ゲートは、道路環境および他車両の動向を考慮して決定することが望ましい。特許文献１では、自車両にとってより早く到達できるゲートを選択する第１の観点と、自車両の車線変更回数が少ないゲートを選択する第２の観点とに基づいて総合的に判断し、最適通過ゲートを決定する車載装置を開示している。

国際公開第２０１８／１４２５６６号

特許文献１の通過ゲート決定装置は、車両に搭載されているが、周辺に複数の他車両が存在する場合、他車検知の精度および通過ゲートまでの経路演算の決定方法は各車両で異なるため、必ずしも最適通過ゲートを決定できるとは限らないという問題があった。

本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、料金所エリアを走行している車両にとって最適な通過ゲートを決定できる通過ゲート決定装置を提供することを目的とする。

本発明に係る通過ゲート決定装置は、複数の料金所ゲートを有する料金所エリアに設けられ、前記料金所エリアに進入した制御対象車両を通過させる最適通過ゲートを決定する通過ゲート決定装置であって、前記料金所エリアを走行する車両との通信を行う車両通信部と、前記複数の料金所ゲートとの通信を行うゲート通信部と、ゲート決定部と、を備え、前記ゲート決定部は、前記車両通信部を介して、前記制御対象車両から取得した、車両情報および周辺情報と、前記ゲート通信部を介して前記複数の料金所ゲートから取得した、料金所ゲートの稼働状況および前記料金所ゲートの通過予定車両情報と、に基づいて、前記最適通過ゲートの決定に必要な複数の条件を設定し、前記複数の条件に優先度を設け、前記優先度の高い条件から順に使用して前記最適通過ゲートの候補を選定し、前記複数の条件を満たす前記料金所ゲートを前記最適通過ゲートとして決定し、前記ゲート決定部は、前記複数の条件を、単独で評価する単独評価対象と、複数を組み合わせて評価する総合評価対象とに分け、総合評価対象の条件については、それぞれ基準値を設定すると共に、前記優先度に基づいた重みを設定し、単独評価対象の条件に基づいて前記最適通過ゲートの候補を選定した後、総合評価対象の条件のそれぞれに基づいて、前記基準値に前記重みを加算して第１の加算値を算出し、前記第１の加算値を合計した第２の加算値が最も小さい前記料金所ゲートを前記最適通過ゲートとして決定し、前記第２の加算値が最も小さい前記料金所ゲートが複数存在する場合、前記第２の加算値が最も小さい前記料金所ゲートのそれぞれにおいて、前記総合評価対象の条件について前記基準値に前記重みを加算した第３の加算値が最も小さい前記料金所ゲートを前記最適通過ゲートとして決定する。

本発明に係る通過ゲート決定装置によれば、料金所エリアを走行している車両にとって最適な通過ゲートを決定し、導くことができる。

本発明に係る実施の形態の通過ゲート決定装置を備えた料金所エリアの一例を示す図である。 本発明に係る実施の形態の通過ゲート決定システムの構成を示す機能ブロック図である。 本発明に係る実施の形態の通過ゲート決定装置の概略動作について説明するフローチャートである。 最適通過ゲートの決定に必要な条件の一例を説明する図である。 最適通過ゲートを決定する処理を説明するフローチャートである。 効率性および快適性の観点におけるゲート決定条件の基準値と重みづけの定義の一例を示す図である。 最適通過ゲートを決定する処理を説明するフローチャートである。 通過車両情報部に記憶されるデータベースの一例を示す図である。 最適通過ゲートの候補の選定を説明する図である。 総合評価の結果を説明する図である。

＜実施の形態＞
＜構成＞
図１は、本発明に係る実施の形態の通過ゲート決定装置１０を備えた料金所エリアの一例を示す図であり、料金所エリアを上方から見た平面図である。

図１において、高速道路等の料金所ゲートより十数メートル手前であって、道路幅が増加する地点を料金所エリア開始地点として示している。なお、料金所エリア開始地点はここに限定されるものではなく、以下の各エリアの基準となる地点であれば良い。料金所エリア開始地点を通過するＶ２Ｘ（Vehicle-to-Everything）搭載車両は、車両検出装置２０によって検出される。なお、車両検出装置２０は、Ｖ２Ｘ搭載車両とＶ２Ｘ非搭載車両とを区別して検出するものではなく、料金所エリア開始地点を通過する車両は、全て検出する。

料金所エリア開始地点から料金所ゲートエリアまでを料金所エリア、料金所ゲートエリアより数メートル手前の区間を直線エリア、料金所エリアから直進エリアを除外した区間を車線変更エリアとして示している。また、料金所ゲート３０の各出口には車両センサＬＳが設けられ、車両センサＬＳで車両の通過を確認した結果は、料金所ゲート３０内の通過車両検出部３０２（図２）に送信される。

図２は、本発明に係る実施の形態の通過ゲート決定システム１００の構成を示す機能ブロック図である。図２に示すように通過ゲート決定システム１００は、通過ゲート決定装置１０、車両検出装置２０および料金所ゲート３０を備え、Ｖ２Ｘ搭載車両４０との間で通信を行って、車両ごとに最適通過ゲートを決定して、通過ゲート情報としてＶ２Ｘ搭載車両４０に送信する。また、走行制御用情報もＶ２Ｘ搭載車両４０に送信する。

通過ゲート決定装置１０は、料金所エリアに進入したＶ２Ｘ搭載車両にとって複数のゲートの中から最適通過ゲートを決定する装置であって、車両通信部１０１、感知情報通信部１０２、ゲート通信部１０３、ゲート決定部１０４、手動運転車両検出部１０５、地図情報記憶部１０６、車両情報部１０７、通過車両情報部１０８および走行制御用情報生成部１０９を備えている。

車両通信部１０１は、Ｖ２Ｘ搭載車両との通信を行い、車両情報として、目的地情報（ゲート通過後の進路情報を含む）、車速、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）装着有無、運転状況（自動／手動）と、周辺情報として現在位置（座標）および路面状況を取得する。

感知情報通信部１０２は、車両検出装置２０内の感知情報通信部２０２との通信を行う。ゲート通信部１０３は、料金所ゲート３０内のゲート通信部３０３との通信を行う。

ゲート決定部１０４は、車両検出装置２０で検出したＶ２Ｘ搭載車両からの車両情報および車両周辺情報、料金所ゲート３０からの通過ゲート情報（車両情報）、地図情報等に基づいて、最適通過ゲートを決定する。また、決定した最適通過ゲートの情報と入力された情報の一部を、走行制御用情報生成部１０９に出力する。なお、最適通過ゲートの詳細な決定方法は後述する。

手動運転車両検出部１０５は、Ｖ２Ｘ搭載車両の運転状況の情報を、車両通信部１０１を介して取得する。その結果、車両検出装置２０で検出したＶ２Ｘ搭載車両が手動運転をしている場合は、料金所エリアに手動運転車両が進入したと判断する。なお、料金所エリアに進入した車両のうち、通過ゲート決定装置１０との通信機能を有さない車両、すなわち、Ｖ２Ｘ非搭載車両は、車両情報および周辺情報は送信して来ないので、当該車両は手動運転車両として扱われる。また、自動運転機能を有さない車両も手動運転車両として扱われる。なお、車両検出装置２０で上記のような手動運転車両として扱われる車両を検出した場合は、その情報が感知情報通信部２０２を介して感知情報通信部１０２に送られる。感知情報通信部１０２は、受信した情報を手動運転車両検出部１０５に入力する。

地図情報記憶部１０６は、車両が走行している料金所エリアの道路に関する地図情報を記憶する。記憶する地図情報には、料金所の位置、道路形状、料金所から先の道路の種別および道路形状、料金所に設置された料金所ゲートの位置等が含まれている。

車両情報部１０７は、車両通信部１０１を介してＶ２Ｘ搭載車両から得られた車両情報である、目的地情報、車速、ＥＴＣ装着有無および運転状況（自動／手動）を保持する。

通過車両情報部１０８は、各料金所ゲートにどの車両が通過する予定かを記録した通過車両情報を保持するデータベースであり、キューのデータ構造を用いる。後述するように、料金所ゲート３０の通過車両検出部３０２でゲート通過車両が検出され、新たな通過ゲート情報を受信した場合は、当該料金所ゲート３０に対応して記録された１番古い車両情報を削除する。

走行制御用情報生成部１０９は、車両検出装置２０でＶ２Ｘ搭載車両を検出し、かつ手動運転車両検出部１０５と通過車両情報部１０８で手動運転車両を検出しない場合、料金所エリア開始地点からゲート決定部１０４で決定した最適通過ゲートとの間の走行経路情報および車速（走行制御用情報）を生成する。一方、車両検出装置２０でＶ２Ｘ搭載車両を検出し、かつ手動運転車両検出部１０５または通過車両情報部１０８で手動運転車両を検出した場合、走行経路および車速を生成していないことを示す情報を生成する。

車両検出装置２０は、料金所エリアに進入した車両を検出する車両感知器２０１と、車両感知器２０１での感知結果を受けて、通過ゲート決定装置１０内の感知情報通信部１０２に送信する感知情報通信部２０２と、を備えている。

料金所ゲート３０は、ゲートを通過した車両の車両情報を通過ゲート情報として一時的に保持するゲート通行情報部３０１と、料金所エリアを走行するＶ２Ｘ搭載車両がゲートを通過したことを検出する通過車両検出部３０２と、ゲートを通過した車両の通過ゲート情報を通過ゲート決定装置１０に送信するゲート通信部３０３と、を備えている。

ゲート通行情報部３０１は、通過車両検出部３０２でゲート通過車両を検出すると、当該車両の通過ゲート情報を、ゲート通信部３０３を介して通過ゲート決定装置１０に送信する。通過ゲート決定装置１０では、ゲート通信部３０３から送信された通過ゲート情報をゲート通信部１０３を介して受信し、通過車両情報部１０８に出力する。新たな通過ゲート情報を受信した通過車両情報部１０８は、当該情報を送信してきた料金所ゲート３０に対応する１番古い車両情報を削除する。

ゲート通信部３０３は、料金所ゲート３０と通過ゲート決定装置１０との間で、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（4th Generation）、５Ｇ（5th Generation）、ＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、光ビーコン等を用いて通信を行う。なお、ゲート通行情報部３０１は通過ゲート決定装置１０内に設けても良い。

Ｖ２Ｘ搭載車両４０は、自動運転制御装置４００、車両情報取得部４０１、周辺情報取得部４０２、通知部４０６およびアクチュエータ４０７を備えている。

車両情報取得部４０１は、車両の情報である車両情報を取得する。車両情報には、車両の状態を表す車両状態量が含まれる。車両情報取得部４０１には、例えば、舵角センサ、車速センサ、ウィンカーセンサ、ライトセンサ、ヨーレートセンサ、加速度センサが含まれる。

舵角センサは、自車両のステアリング角を検出する。車速センサは、自車両の走行速度を検出する。ウィンカーセンサは、自車両の方向指示器の指示方向を検出する。ライトセンサは、自車両のライトのオンおよびオフを検出する。ヨーレートセンサは、自車両のヨーレートを検出し、加速度センサは、自車両の加速度を検出する。

なお、車両情報取得部４０１を構成するセンサ群は、上記で例示したセンサに限るものではなく、例えば、ブレーキ、ギア、またはワイパーなどの動作状態を検出するセンサなど、自車両の動作状態を認識することができるものであれば、他のセンサであっても良い。

周辺情報取得部４０２は、自車両の周辺環境の状態を示す周辺情報を取得するセンサ群を有している。周辺情報取得部４０２のセンサ群としては、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置、車載通信機、周辺センサ、ナビゲーションシステムなどがある。

ＧＰＳ装置は、複数のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信して、自車両の位置を測位する。車載通信機は、自車両と他車両との間の車車間通信、または自車両と路側機との間の路車間通信を行う。周辺センサは、ミリ波レーダーおよび超音波ソナーなどの距離感知センサであり、自車両の周辺に存在する他車両、歩行者、建物、および障害物などの物体の位置を検出し、検出した物体が他車両および歩行者などの移動体である場合は、当該移動体の移動速度を検出する。ナビゲーションシステムは、地図情報と、ＧＰＳ装置で取得した自車両の位置情報とを用いて、地図上に自車両の現在位置を表示する、または自車両の現在位置から目的地までの経路を表示する。地図情報は、例えば車載通信機を用いて外部から取得することができる。

なお、周辺情報取得部４０２を構成するセンサ群は、上記で例示したセンサに限るものではない。例えば車載カメラなど、自車両の周辺の状態を認識することができれば他のセンサであっても良い。

自動運転制御装置４００は、車両情報取得部４０１および周辺情報取得部４０２から得られた車両情報および周辺情報を通過ゲート決定装置１０に送信し、通過ゲート決定装置１０から、通過ゲート情報および走行制御用情報を受信する車両通信部４０３と、車両情報、周辺情報および通過ゲート決定装置１０より受信した通過ゲート情報および走行制御用情報に基づいて走行経路を生成する走行経路生成部４０４と、走行経路生成部４０４で生成した走行経路に従ってアクチュエータ４０７を制御して、車両の走行制御をする車両制御部４０５とを有している。

車両通信部４０３は、Ｖ２Ｘ搭載車両４０と通過ゲート決定装置１０との間で、例えば、ＬＴＥ、４Ｇ、５Ｇ、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、光ビーコン等を用いて通信を行う。

自動運転を実現するには、自動ブレーキ、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）などの自動加減速制御、自動駐車制御および車線維持制御などが必要であり、自動運転制御装置４００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサを有し、これらのプロセッサで、図示されない記憶装置に格納されるプログラムを実行することで自動運転を実現する。

通知部４０６は、自動運転制御装置４００の車両制御部４０５から出力される各種の情報、例えば、自動運転のレベル、故障状態、運転権限の移行、車両の状態遷移等を搭乗者に通知する装置であり、液晶表示装置、ＨＵＤ（Head-Up Display）などの表示装置と、スピーカなどの音声出力装置を有したＨＭＩ（Human Machine Interface）で構成される。

アクチュエータ４０７は、例えばステアリング、スロットル、ブレーキ、シフト、ウィンカー等の車両の自動運転を実現するために必要な機器の総称である。

＜動作＞
次に、図３に示すフローチャートを用いて通過ゲート決定装置１０の概略動作について説明する。

通過ゲート決定装置１０は、一連の処理を開始すると、まず、料金所エリア開始地点を通過するＶ２Ｘ搭載車両の有無を、車両検出装置２０を介して確認する（ステップＳ１）。ステップＳ１で車両をＶ２Ｘ搭載車両の通過を検出しなかった場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ１を繰り返す。

一方、ステップＳ１でＶ２Ｘ搭載車両を検出した場合（Ｙｅｓの場合）は、検出した車両（制御対象車両）から、車両通信部１０１を介して車両情報（目的地情報、車速、ＥＴＣ装着有無、運転状況（自動／手動））と周辺情報（現在位置、路面状況）を取得する（ステップＳ２）。

そして、ステップＳ２で取得した車両情報および周辺情報と、通過車両情報部１０８に記憶された現時点での通過車両情報およびゲート稼働状況に基づいて、ゲート決定部１０４（図２）において最適通過ゲートを決定する（ステップＳ３）。

次に、ゲート決定部１０４は、ステップＳ３で決定した最適通過ゲートの情報に、ステップＳ２で取得した車両情報を追加して、通過車両情報部１０８内の通過車両情報を更新する（ステップＳ４）。更新した最新の通過車両情報リストから、料金所エリアに手動運転車両がいるか否かを確認する（ステップＳ５）。

料金所エリアに手動運転車両がいない場合（Ｎｏの場合）は、制御対象車両に対して、現時点からステップＳ３で決定した最適通過ゲートまでの走行経路情報を走行制御用情報生成部１０９で生成する（ステップＳ６）。

この際、車線変更は車線変更エリア内とし、直進エリアからステップＳ３で決定した最適通過ゲートまでは直進するような走行経路を生成する。なお、走行経路情報には車速情報も含んでいる。

さらにステップＳ３で決定した最適通過ゲートの情報と、ステップＳ６で生成した走行制御用情報を制御対象車両に送信し（ステップＳ７）、一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ５で料金所エリアに手動運転車両がいることが確認された場合（Ｙｅｓの場合）は、ステップＳ３で決定した最適通過ゲートの情報と、走行経路情報および車速情報（走行制御用情報）を生成していないことを示す情報を生成して走行制御用情報として制御対象車両に送信し（ステップＳ８）、一連の処理を終了する。

次に、図４を用いて最適通過ゲートの決定に必要な条件の一例を説明する。図４に示すように、最適通過ゲートの決定には、大項目として、例えばゲート種類、安全性、効率性および快適性の条件が挙げられる。安全性については、中項目として衝突リスクの条件が挙げられ、効率性については、中項目として目的地の条件が挙げられる。

また、ゲート種類については、小項目として、ゲートの稼働状況、すなわち閉鎖中か稼働中か（閉鎖中／稼働中）、ＥＴＣゲートか一般ゲートか（ＥＴＣ／一般）の条件が挙げられる。

安全性については、小項目として、急ブレーキおよび急ハンドルの条件が挙げられ、効率性については、小項目として、ゲート通過後の進路の条件が挙げられ、快適性については、小項目として、車線変更数および混雑度の条件が挙げられる。

ゲート種類および安全性の観点においては、通過ゲートに適しているか否かを単独で評価する単独評価対象とする。効率性および快適性の観点においては、各小項目の条件を組み合わせて総合的に評価する総合評価対象とし、最適通過ゲートを決定する。また、７つの小項目には１〜７の優先度が設けられている。優先度は、ゲートの閉鎖中か稼働中か最も高く１であり、急ブレーキおよび急ハンドルがそれぞれ２および３であり、混雑度が最も低い７である。

次に、ゲート決定部１０４（図２）において、図４に示した条件を用いて最適通過ゲートを決定する処理について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図５に示すフローチャートは、図３のステップＳ３の詳細フローに相当する。

最適通過ゲートを決定する処理を開始すると、ゲート決定部１０４は、まず、通過車両情報部１０８のデータベースから優先度１の各料金所ゲート３０の稼働状況の情報を取得する（ステップＳ３１）。稼働状況とは閉鎖中か稼働中かであり、ＥＴＣゲートか一般ゲートかまでは問わない。

ゲート決定部１０４は、ステップＳ３１で取得した稼働状況情報より閉鎖中の料金所ゲート３０を最適通過ゲートの候補から削除する（ステップＳ３２）。

ステップＳ３２で削除されなかった最適通過ゲートの候補において、ゲート決定部１０４は、料金所エリア開始地点で検出した車両の車速と各料金所ゲート３０までの距離から前後加速度を算出する（ステップＳ３３）。

すなわち、料金所ゲート３０の手前に当該ゲートを通過予定の車両が存在する場合は、制御対象車両から通過予定車両までの距離で前後加速度を算出する。この際、車両通信部１０１を介して制御対象車両から取得した周辺情報に含まれる路面状況に基づいて、路面が濡れている場合と乾いている場合とで、より厳密に前後加速度を算出する方が望ましい。

ステップＳ３３で算出した前後加速度より、ゲート決定部１０４は、優先度２の急ブレーキの可能性を判断し、料金所ゲート３０またはゲートの通過予定車両に衝突の可能性、もしくは衝突を回避するために急ブレーキを要する可能性がある料金所ゲート３０は、最適通過ゲートの候補から削除する（ステップＳ３４）。

なお、急ブレーキとは、一例として、前後加速度が−０．２５Ｇ以下の場合とするが、これに限定されるものではない。

ステップＳ３２およびステップＳ３４で削除されなかった最適通過ゲートの候補において、制御対象車両の車速と、各最適通過ゲートの候補までの距離に基づいて、車線変更時の左右加速度またはヨー角速度を算出する（ステップＳ３５）。

ステップＳ３５で算出した左右加速度またはヨー角速度より、ゲート決定部１０４は、優先度３の急ハンドルの可能性を判断し、車線変更時に急ハンドルを要する可能性のある料金所ゲート３０は、最適通過ゲートの候補から削除する（ステップＳ３６）。

なお、急ハンドルとは、一例として左右角速度が±０．２５Ｇまたはヨー角速度が８．５ｄｅｇ／秒の場合とするが、これに限定されるものではない。

ここで、前後加速度、左右加速度およびヨー角速度の算出方法は公知であり、上述したそれぞれの数値は、http://www.hrr.mlit.go.jp/library/happyoukai/h27/A/A13.pdfの「交通事故分析におけるETC2.0プローブ情報の活用について」で開示されている。

ステップＳ３２、ステップＳ３４およびステップＳ３６で削除されなかった最適通過ゲートの候補について、ゲート決定部１０４は、通過車両情報部１０８のデータベースから優先度４のゲートの種類情報を取得する（ステップＳ３７）。

そして、車両通信部１０１を介して制御対象車両から取得したＥＴＣ装着有無情報とステップＳ３７で取得したゲートの種類情報に基づいて、最適通過ゲートの候補を選定する（ステップＳ３８）。制御対象車両がＥＴＣを装着している場合はＥＴＣ対応ゲート、ＥＴＣ未装着の場合は一般ゲートを最適通過ゲートの候補として選定する。

ステップＳ３２、ステップＳ３４、ステップＳ３６およびステップ３８で削除されなかった最適通過ゲートの候補において、ゲート決定部１０４は、総合評価対象である優先度５の効率性（目的地）および優先度６および７の快適性（車線変更数、混雑度）の観点から１つの最適通過ゲートを決定する（ステップＳ３９）。

図６は効率性および快適性の観点におけるゲート決定条件の基準値と重みづけの定義の一例を示す図である。図６において、ゲート決定条件として効率性の観点では、(1)「ゲート通過後の進路」を挙げており、快適性の観点では、(2)「車線変更数」および(3)「混雑度」を挙げている。

基準値としては、(1)の「ゲート通過後の進路」に対しては進行方向に近いゲートブロック順に順位を設定し、(2)の「車線変更数」に対しては各ゲートまでの車線変更数の少ない順に順位を設定し、(3)の「混雑度」に対しては通過予定車両が少ないゲート順に順位を設定している。また、重みづけの値は優先度の高い条件順に５、３、１としている。ただし、図３に示したステップＳ２で目的地情報を取得できなかった場合、効率性のゲート通過後の進路については基準値を０とし、ゲート決定の判定基準に使用しない。

次に、ゲート決定部１０４（図２）において、図６に示した定義に基づいて最適通過ゲートを決定する処理について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図７に示すフローチャートは、図５のステップＳ３９の詳細フローに相当する。

最適通過ゲートを決定する処理を開始すると、ゲート決定部１０４は、まず、ステップＳ２（図３）で取得した制御対象車両の車両情報に目的地情報（ゲート通過後の進路情報含む）が含まれているか否かを確認する（ステップＳ３９１）。

車両情報に目的地情報が含まれている場合（Ｙｅｓの場合）は、進行方向に近い料金所ゲート３０から順位をつける（ステップＳ３９２）。この際、ゲート数を進行方向数で分割したブロックごとに基準値に順位をつける。例えば、図１に示されるように、料金所ゲート３０を通過後の進路が、Ａ方面とＢ方面である場合、ゲート名Ｇ１〜Ｇ６で示される６箇所の料金所ゲート３０は、３箇所ずつ、２つのブロックに分割される。具体的には、ゲート名Ｇ１〜Ｇ３のゲートと、Ｇ４〜Ｇ６のゲートに分割される。

一方、車両情報に目的地情報が含まれていない場合（Ｎｏの場合）は、基準値を０とし（ステップＳ３９３）、ゲート決定の判定基準に使用しない。

次に、制御対象車両を基準として、車線変更が少ない料金所ゲート３０から基準値に順位をつける（ステップＳ３９４）。

次に、ゲート決定部１０４は、通過車両情報部１０８のデータベースから取得した、通過予定車両情報に基づいて、空いているゲートから基準値に順位をつける（ステップＳ３９５）。

そして、ゲート決定部１０４は、設定した各基準値に、図６の定義に従って重みづけした重みづけ加算値（第１の加算値）を算出し、それらを合計した合計加算値（第２の加算値）を算出し、合計加算値の最も小さいゲートを最適通過ゲートとする（ステップＳ３９６）。

次に、ステップ３９６で決定した最適通過ゲートが１つか否かを確認する（ステップＳ３９７）。

ステップＳ３９７で最適通過ゲートが１つであると確認した場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ３９６で算出した合計加算値が最小となったゲートを最適通過ゲートとする（ステップＳ３９８）。

一方、ステップＳ３９７で最適通過ゲートが複数あることを確認した場合（Ｎｏの場合）、優先度の高いゲート決定条件の順に、個々のゲート決定条件において重みづけ加算を行い、重みづけ加算値（第３の加算値）を算出し、算出した加算値が最小となるゲートを最適通過ゲートとする（ステップＳ３９９）。

図８は通過車両情報部１０８に記憶されるデータベースの一例であり、一覧表として表している。図８に示すように、１行目には各料金所ゲート３０のゲート名Ｇ１〜Ｇ６、ゲート種類（閉鎖中／稼働中、ＥＴＣ／一般）を含むゲート情報が記録されている。

各ゲートには３台分の通過予定車両情報が記録でき、左列には車両の識別情報（車両Ａ〜Ｆ）、右列には自動運転車両か手動運転車両かのフラグ情報を記録する。識別情報は、例えば料金所エリアに進入時の位置座標での情報を記録する。

フラグ情報は、例えば自動運転車両の場合は０、手動運転車両の場合は１を登録する。制御対象車両の最適通過ゲートが決定すると、当該制御対象車両の車両情報をキューのデータ構造に従い、先入れ先出しで記録し、料金所ゲート３０の通過車両検出部３０２でゲート通過車両が検出された場合は、当該料金所ゲート３０に対応する１番古い車両情報を削除する。

例えば、図８において、ゲート名Ｇ５の料金所ゲート３０を車両Ａが通過した場合、データベースのゲート名Ｇ５の列から車両Ａの車両情報（識別情報およびフラグ情報）を削除する。この結果、車両Ｂの車両情報が１番古い車両情報となる。

次に、以上説明した実施の形態の通過ゲート決定システム１００において、最適通過ゲートの候補を選定する実例を図９に示すテーブルを用いて説明する。

図１に示すように、車両Ｇが料金所エリアに進入したことを、車両検出装置２０が検出し、通過ゲート決定装置１０が認識したものとする。なお、料金所エリアには、車両Ｂ〜Ｆが進入しており、車両Ａはゲート名Ｇ５の料金所ゲート３０を通過し、車両Ｈは料金所エリアには未だ進入していない。

図９に示すように、車両Ｇは、自動運転車両であり、料金所エリア進入時は車速６０ｋｍ／ｈで、追い越し車線を走行している。路面状況は乾燥しており、ＥＴＣは装着している。目的地情報より、ゲート通過後はＡ方面へ進行する。この時点でのゲート情報は図８と同じであり、ゲート名Ｇ１の料金所ゲート３０は閉鎖中、ゲート名Ｇ２〜Ｇ５の料金所ゲート３０はＥＴＣゲートであり、ゲート名Ｇ６の料金所ゲート３０は一般ゲートである。

図５のフローチャートに従い、まず、ステップＳ３２により閉鎖中のゲート名Ｇ１の料金所ゲート３０を最適通過ゲートの候補から削除する。

次に、車両Ｇは、ゲート名Ｇ４の料金所ゲート３０を通過予定の車両Ｅの後方を走行しているので、車両Ｅとの衝突または衝突を回避するために急ブレーキを踏む必要があるとすると、ステップＳ３４でゲート名Ｇ４の料金所ゲート３０を最適通過ゲートの候補から削除する。

車両Ｇにとって、急ハンドルが必要となる料金所ゲート３０は存在しないとすると、ステップＳ３６で最適通過ゲートの候補から削除される料金所ゲート３０は存在しない。

また、車両ＧはＥＴＣを装着しているので、ステップ３８で一般ゲートであるゲート名Ｇ６の料金所ゲート３０を最適通過ゲートの候補から削除する。この時点で最適通過ゲートの候補は、ゲート名Ｇ２、Ｇ３およびＧ５の３箇所の料金所ゲート３０となる。

次に、図７のフローチャートに従った総合評価により最適通過ゲートを決定する実例を説明する。

まず、効率性の観点での評価を行う。車両Ｇは、目的地情報より、ゲート通過後はＡ方面へ進行するので、進行方向の数でゲート数を分割し、車両Ｇの進行方向に近いブロックごとに順位をつける。図１の場合、料金所ゲート３０を通過後の進路が、Ａ方面とＢ方面の２方向であるので、ゲート名Ｇ１〜Ｇ３の料金所ゲート３０はＡブロック、ゲート名Ｇ４〜Ｇ６の料金所ゲート３０はＢブロックとする。

制御対象車両である車両Ｇは、ゲート通過後、Ａ方向に進行するので、進行方向に近いゲートブロックはＡブロック、Ｂブロックの順となる。従って、ステップＳ３８の時点で残っている最適通過ゲートの候補において効率性の基準値は、Ｇ２＝１、Ｇ３＝１、Ｇ５＝２となる。

次に快適性の観点として、車線変更数による評価を行う。図１に示すように、車両Ｇは追い越し車線である右側車線を走行しており、ゲート名Ｇ２の料金所ゲート３０までは２回の車線変更、ゲート名Ｇ３の料金所ゲート３０までは１回の車線変更、ゲート名Ｇ５の料金所ゲート３０までは１回の車線変更となるため、車線変更の少ないゲートはゲート名Ｇ３、Ｇ５、Ｇ２の順となる。従って、ステップＳ３８の時点で残っている最適通過ゲートの候補において車線変更数の基準値は、Ｇ２＝２、Ｇ３＝１、Ｇ５＝１となる。

次に快適性の観点として、混雑度による評価を行う。図１に示すように、ゲート名Ｇ２の料金所ゲート３０には通過予定車両が車両Ｃ、Ｆの２台、ゲート名Ｇ３の料金所ゲート３０には通過予定車両が車両Ｄの１台、ゲート名Ｇ５の料金所ゲート３０には通過予定車両が０台となっているため、空いているゲートはゲート名Ｇ５、Ｇ３、Ｇ２の順となる。従って、ステップＳ３８の時点で残っている最適通過ゲートの候補において混雑度の基準値は、Ｇ２＝３、Ｇ３＝２、Ｇ５＝１となる。

以上、３つの観点における基準値に図６の重みづけ加算を行って重みづけ加算値（第１の加算値）を算出し、それらを合計した各ゲートの合計加算値（第２の加算値）は、Ｇ２＝１５、Ｇ３＝１３、Ｇ５＝１３となる。

合計加算値が最も小さいゲートが最適通過ゲートとなるが、車両Ｇの場合はゲート名Ｇ３およびＧ５の料金所ゲート３０で同じ値となっている。この場合は、ステップＳ３９９において、優先度の高い順に図６の各観点の重みづけを行って加算値（第３の加算値）を算出し、最適通過ゲートを決定する。

まず、効率性の観点での(1)「ゲート通過後の進路」の基準値は、Ｇ３＝１、Ｇ５＝２であるので、それぞれ５を重みづけすることで、Ｇ３の加算値は６、Ｇ５の加算値は７となるため、車両Ｇの最適通過ゲートはゲート名Ｇ３の料金所ゲート３０に決定する。なお、効率性の観点での加算値も同じ場合は、快適性の観点の(2)「車線変更数」の基準値、(3)「混雑度」の基準値の順に優先度に基づいて重みづけを行い、加算値を判定する。

なお、以上説明した総合評価の結果を図１０のテーブルに示す。図１０において、１行目には各料金所ゲート３０のゲート名Ｇ１〜Ｇ６、ゲート種類（閉鎖中／稼働中、ＥＴＣ／一般）を含むゲート情報が記録され、２行目以降は、各観点における、ゲートごとの基準値と、重みづけ加算値を示している。

また、図８に示したように、ゲート名Ｇ３の料金所ゲート３０には、すでに車両Ｄの情報が記録されているため、通過車両情報部１０８は、２番目に車両Ｇの情報を記録する。料金所エリア内を走行する全てのＶ２Ｘ搭載車両は車両Ｇも含めて自動運転車両であるとすると、通過ゲート決定装置１０は、走行制御用情報生成部１０９で車両Ｇまでの料金所エリア内を走行する車両の走行経路を生成し、生成した走行経路と通過ゲート情報を車両通信部１０１を介して車両Ｇに送信する。もし料金所エリア内を走行するＶ２Ｘ搭載車両のうち１台でも手動運転車両が存在する、もしくは車両Ｇが手動運転車両の場合は、ステップＳ８（図３）を用いて説明したように、最適通過ゲートと、走行経路および車速を生成していないことを示す情報を生成し車両Ｇへ送信する。

このように、料金所エリアを走行している全てのＶ２Ｘ搭載車両において、同一の判断基準に基づいて、総合的に適切な料金所ゲート３０を決定できるので、不必要な車線変更による衝突の防止、渋滞緩和による燃費向上およびドライバーのストレス軽減が期待できる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１０ 通過ゲート決定装置、２０ 車両検出装置、３０ 料金所ゲート、１０１ 車両通信部、１０３ ゲート通信部、１０４ ゲート決定部、１０９ 走行制御用情報生成部。

Claims (3)

1. 複数の料金所ゲートを有する料金所エリアに設けられ、前記料金所エリアに進入した制御対象車両を通過させる最適通過ゲートを決定する通過ゲート決定装置であって、
   前記通過ゲート決定装置は、
   前記料金所エリアを走行する車両との通信を行う車両通信部と、
   前記複数の料金所ゲートとの通信を行うゲート通信部と、
   ゲート決定部と、を備え、
   前記ゲート決定部は、
   前記車両通信部を介して、前記制御対象車両から取得した、車両情報および周辺情報と、
   前記ゲート通信部を介して前記複数の料金所ゲートから取得した、料金所ゲートの稼働状況および前記料金所ゲートの通過予定車両情報と、に基づいて、
   前記最適通過ゲートの決定に必要な複数の条件を設定し、前記複数の条件に優先度を設け、
   前記優先度の高い条件から順に使用して前記最適通過ゲートの候補を選定し、前記複数の条件を満たす前記料金所ゲートを前記最適通過ゲートとして決定し、
   前記ゲート決定部は、
   前記複数の条件を、単独で評価する単独評価対象と、複数を組み合わせて評価する総合評価対象とに分け、
   総合評価対象の条件については、それぞれ基準値を設定すると共に、前記優先度に基づいた重みを設定し、
   単独評価対象の条件に基づいて前記最適通過ゲートの候補を選定した後、総合評価対象の条件のそれぞれに基づいて、前記基準値に前記重みを加算して第１の加算値を算出し、前記第１の加算値を合計した第２の加算値が最も小さい前記料金所ゲートを前記最適通過ゲートとして決定し、
   前記第２の加算値が最も小さい前記料金所ゲートが複数存在する場合、前記第２の加算値が最も小さい前記料金所ゲートのそれぞれにおいて、前記総合評価対象の条件について前記基準値に前記重みを加算した第３の加算値が最も小さい前記料金所ゲートを前記最適通過ゲートとして決定する、通過ゲート決定装置。
2. 前記ゲート決定部は、
   前記総合評価対象の条件のそれぞれに設定された優先度に従って、前記第３の加算値を算出し、前記最適通過ゲートを決定する、請求項１記載の通過ゲート決定装置。
3. 複数の料金所ゲートを有する料金所エリアに設けられ、前記料金所エリアに進入した制御対象車両を通過させる最適通過ゲートを決定する通過ゲート決定装置であって、
   前記通過ゲート決定装置は、
   前記料金所エリアを走行する車両との通信を行う車両通信部と、
   前記複数の料金所ゲートとの通信を行うゲート通信部と、
   ゲート決定部と、
   前記制御対象車両の走行制御用情報を生成する走行制御用情報生成部と、を備え、
   前記ゲート決定部は、
   前記車両通信部を介して、前記制御対象車両から取得した、車両情報および周辺情報と、
   前記ゲート通信部を介して前記複数の料金所ゲートから取得した、料金所ゲートの稼働状況および前記料金所ゲートの通過予定車両情報と、に基づいて、
   前記最適通過ゲートの決定に必要な複数の条件を設定し、前記複数の条件に優先度を設け、
   前記優先度の高い条件から順に使用して前記最適通過ゲートの候補を選定し、前記複数の条件を満たす前記料金所ゲートを前記最適通過ゲートとして決定し、
   前記走行制御用情報生成部は、
   前記料金所エリアの料金所エリア開始地点と前記ゲート決定部で決定した前記最適通過ゲートとの間の走行経路情報および車速情報を生成し、前記走行制御用情報として前記車両通信部を介して前記制御対象車両に送信し、
   前記料金所エリアを走行する車両の中に、前記通過ゲート決定装置との通信機能を有する自動運転車両であって、手動運転されている車両が存在する場合には、前記走行経路情報および前記車速情報を生成していないことを示す情報を前記走行制御用情報として前記制御対象車両に送信する、通過ゲート決定装置。

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