JP6971315B2 - 情報管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、情報管理装置に関する。

近年、目的地までの経路を予め計画し、走行中に自車が一つの計画経路を逸脱した場合でも、自動運転を継続するシステムが開発されている。本発明の対象とする一般道での自動運転を考慮すると、突発的な工事や災害による道路の通行止め、渋滞等の周辺状況や運転手の操作により経路を自車が逸脱する状況が増加するため、自動運転の継続性は、運転手が自動運転を再開する煩わしさを解消するうえで重要な要素である。従来のナビゲーションシステムでは、計画経路の逸脱後に経路生成による新たな経路が再計画され、経路の再計画が完了するまでの間は、走行すべき経路がなくなる。そのため、経路がなくなると自動運転の経路追従機能は解除される。
特許文献１には、自車周辺環境情報を認識する周辺環境情報取得部と、前記周辺環境情報取得部により認識された前記自車周辺環境情報に基づいて、自車を乗員の操作によらずに予め設定された経路に沿って自動運転する自動運転制御部と、を有する運転支援装置において、予め設定された前記経路から別の経路に変更する乗員の右左折意図を検出する右左折意図検出部をさらに備え、前記自動運転制御部は、前記右左折意図検出部により前記乗員の右左折意図が検出された場合に、前記右左折意図が示す右折方向又は左折方向に経路を変更し、前記自動運転を継続することを特徴とする運転支援装置が開示されている。

国際公開第２０１６／０４２９７８号

特許文献１に記載されている発明では、あらかじめ設定された走行経路の周辺の道路のうち提供が必要な範囲を適切に算出できない。

本発明の第１の態様による情報管理装置は、車両があらかじめ設定された計画経路から外れて走行する可能性のある範囲である走行範囲を算出する走行範囲特定部を備え、前記走行範囲特定部は、前記計画経路の再計算の実行に要する時間、および前記車両の速度に基づき前記走行範囲を算出する。

本発明によれば、あらかじめ設定された走行経路の周辺の道路のうち提供が必要な範囲を適切に算出できる。

比較例による道路情報の読み込み範囲を示す図 第１の実施の形態における道路情報の読み込み範囲を示す図 第１の実施の形態における車載システムＳのシステム構成図 走行範囲特定部１０の詳細構成を示す図 自車周辺情報管理装置１の動作シーケンスを示す図 地図情報の提供の有無を説明する図 走行範囲の算出処理を示すフローチャート 変形例１における動作環境を示す図 変形例２における動作環境を示す図 変形例３における動作環境を示す図 第２の実施の形態における車載システムＳのシステム構成図

―第１の実施の形態―
以下、図１〜図７を参照して、情報管理装置である自車周辺情報管理装置の第１の実施の形態を説明する。

（動作の概要）
図１〜図２を参照して本実施の形態における自車周辺情報管理装置１の動作の概要を説明する。自動走行を実現するためには、高精度な位置情報が必要なため走行する道路に関する様々な情報（以下、「道路情報」）が必要となる。自動走行車両は、事前に走行する経路を計画し、走行しながらその計画された経路（以下、「計画経路」）の道路情報を読み込む。ただし計画経路以外の道路情報を一切読み込んでいないと、何らかの事情により計画経路を走行できない場合に自動走行が不可能となる。そのため計画経路以外の道路の道路情報（以下、「周辺道路情報」）も読み込むことが必要である。

図１は比較例による道路情報の読み込み範囲を示す図、図２は本実施の形態における道路情報の読み込み範囲を示す図である。図１および図２に示す道路は同一である。これらの道路は、４差路の交差点４０２と交差点間を接続する道路区間４０３を含む。図１および図２には、長さＭの道路区間長４０９の道路区間と、長さＮの交差点長４１０の交差点とが格子状に繰り返し出現する。図１および図２において、破線で示す符号４０５が計画経路を示す。

比較例では、図１にハッチングで示すように、車両４０１を中心として一定範囲内の道路情報を読み込む。図１に示す例は、道路区間長４０９の長さＭと、交差点長４１０の長さＮを用いて表現すると、一定距離の範囲Ｌ＝５・（Ｍ＋Ｎ）の範囲の道路情報を読み込むことを示している。たとえば、Ｍ＝１００ｍ、Ｎ＝２０ｍとすると範囲Ｌは６００ｍである。そのため、読み込む対象となる道路情報が膨大になりメモリ容量が不足する恐れ、またはメモリ容量の要求量に応じて装置が高価になる恐れがある。

そこで本実施の形態では、図２に示すように、車両２００の計画経路４０５に沿った道路情報を読み込むだけでなく、周辺道路情報として計画経路４０５に隣接する道路の道路情報を読み込む。図２において、斜線のハッチングで示す符号４２１の領域が計画経路４０５上の道路を示し、白の塗りつぶしで示す符号４２０の領域が周辺道路情報に含まれる範囲を示す。また図２においてドットのハッチングで示す領域は、図１では読み込み対象であったが図２では読み込み対象としない領域である。以下に説明する第１の実施の形態では、自車周辺情報管理装置１により、周辺道路情報の提供の有無、および周辺道路情報に含める範囲をどのように決定するかを特に説明する。また本実施の形態では計画経路に関する情報の読み込みについては特に言及しない。

（構成）
図３は、自車周辺情報管理装置１を用いた車載システムＳのシステム構成図である。車載システムＳは車両２００に搭載される。ただし以下では他の車両と区別するために車両２００を自車両２００とも呼ぶ。図３では、自車周辺情報管理装置１が情報を取得する情報源である情報取得装置、および自車周辺情報管理装置１が情報を提供する情報提供先の構成を示している。車載システムＳは、自車周辺情報管理装置１と、情報取得装置である自車挙動認識センサ２、外界認識センサ３、地図情報提供装置４、自車位置情報提供装置５、およびナビゲーション装置６と、情報提供先である自動運転制御ＥＣＵ７、および表示ＥＣＵ８とを備える。

自車周辺情報管理装置１は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭを備える。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されるプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより、後述する機能を実現する。自車周辺情報管理装置１は、各情報取得装置から取得した情報、具体的には、自車挙動認識センサ２から取得した自車挙動情報、外界認識センサ３から取得した外界の物体／障害物および道路標識等の外界認識情報、地図情報提供装置４から取得した道路形状および道路標識等の地図情報、自車位置情報提供装置５から取得した自車位置情報、ナビゲーション装置６から取得した計画経路の情報および経路生成予測時間を統合して管理する。自車周辺情報管理装置１は、管理するこれらの情報を絞り込んで自車両２００の周辺道路に関する周辺道路情報を生成し、情報提供先である自動運転制御ＥＣＵ７および表示ＥＣＵ８に周辺道路情報を配信する。なお、情報取得装置は、他車両に搭載されて車々間通信により他車両の情報を自車周辺情報管理装置１に送信する車載装置や、インターネットや携帯電話網を介した通信により各種情報を自車周辺情報管理装置１に送信するセンタなど、図３に示した以外のものを含んでもよい。また、情報提供先も自動運転制御ＥＣＵ７、表示ＥＣＵ８の他に追加してもよい。

自車挙動認識センサ２は、自車両２００に搭載されるジャイロセンサ、車速センサ、舵角センサ、および加速度センサを含む。自車挙動認識センサ２は、自車両２００の挙動を表すヨーレート、自車速度、舵角、および加速度を自車周辺情報管理装置１に出力する。外界認識センサ３は、カメラ、レーダ等のセンサを含む。外界認識センサ３は、自車両２００周辺の物体、障害物、および道路標識等の相対位置を取得し自車周辺情報管理装置１に出力する。外界認識センサ３が取得した情報は、たとえば自動運転制御ＥＣＵ７による車両の経路計算に用いられる。さらに外界認識センサ３が取得した情報は、後述する経路生成判断部１１において、自車両２００の前方の経路が走行可能であるか否かの判断にも用いられる。

地図情報提供装置４は、自車両２００周辺の数キロメートルの範囲にある道路の地図情報を自車周辺情報管理装置１に提供する。地図情報提供装置４は地図情報が格納された記憶装置を備えてもよいし、通信により地図情報を取得してもよい。配信される地図情報とはたとえば、速度制限情報、道路曲率や勾配、道路幅、車線数、分岐の位置、合流の位置、交差点情報、横断歩道情報、一時停止線情報、車線の接続情報などである。また地図情報提供装置４は、ＶＩＣＳ（登録商標）から渋滞情報等を取得し、そのまま、または他の情報と統合して自車周辺情報管理装置１に提供してもよい。本実施の形態では、地図情報提供装置４は地図情報をノードやリンクを基準として提供する。ノードとは交差点や分岐などの接続点であり、リンクとはノードとノード間の道路区間である。なお本実施の形態では便宜上ノードとリンクを用いて説明しているにすぎず、ノードとリンクを用いることなく地図情報を提供してもよい。

自車位置情報提供装置５は、衛星航法システムを構成する複数の衛星から信号を受信し、その信号に含まれる情報を用いて自車両２００の位置を計算する、いわゆるＧＰＳ受信機を含む。自車位置情報提供装置５は、算出した自車位置、すなわち自車両２００の緯度および経度を示す情報を自車周辺情報管理装置１に出力する。なお自車位置情報提供装置５は、自車両２００の速度、ヨーレート、舵角等を参照して自車位置と自車の進行方向を推定し、自車位置の精度を高めてもよい。自車位置情報提供装置５が出力する自車位置は、地図情報を使う際の基準点となり、情報提供先への地図情報の位置精度に関わる。

ナビゲーション装置６は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭを備える。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されるプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより、経路生成機能、生成時間見積機能、および経路情報提供機能を実現する。経路生成機能とは、車両２００が走行するリンクが、経路生成の対象となる道路を特定する情報として自車周辺情報管理装置１から指定されると、このリンクを通ってあらかじめ設定された目的地まで至る経路を生成する機能である。以下では、上述した次に進むリンクを、「経路生成対象道路」とも呼ぶ。経路情報提供機能とは、生成した経路に関する情報を自車周辺情報管理装置１に提供する機能である。

生成時間見積機能とは、経路生成機能の実行に要する時間を見積もる機能であり、経路生成機能と同様に、自車周辺情報管理装置１からリンク（経路生成対象道路）が指定されたうえで実行される。たとえば、経路生成処理においてダイクストラ法を用いて最短経路を算出することを考えると、最短経路の算出に用いられる地図情報のノード数をＶと定義すると、最短経路を算出するまでの計算量のオーダーは、ビッグオー記法によればＯ（Ｖ＾２）と表される。生成時間見積機能では、まず、自車周辺情報管理装置１から受けた経路生成対象道路に対して目的地までにノードがいくつ存在するかを算出する。次に、予め求めておいたナビゲーション装置６の処理能力に応じたノード一つ当たりの検索にかかる単一検索時間を用い、ノード数の２乗と単一検索時間の積により計算量を見積り、経路生成予測時間を送信する。

ナビゲーション装置６は、あらかじめ作成した経路情報を記憶し、経路情報提供機能により、運転手が設定した目的地への経路情報に沿って、自車両２００が走行すべき道路の誘導情報を自車周辺情報管理装置１に提供する。またナビゲーション装置６は、自車周辺情報管理装置１から経路生成要求および経路生成対象道路の情報を受けると、生成時間見積機能により、まず新たな経路情報を生成するまでの経路生成予測時間を算出し、算出した経路生成予測時間を自車周辺情報管理装置１に出力する。そしてナビゲーション装置６は経路生成機能により、経路生成対象道路から目的地までの経路を探索し、経路情報を作成する。ただし経路生成予測時間の算出と経路情報の作成は並行して行ってもよい。なお、経路生成要求、経路生成対象道路、および経路生成予測時間は、いずれも経路生成先の道路ごと、すなわちリンクごとに算出される。たとえば、経路生成対象道路が複数存在する場合は、それぞれの道路に対して経路生成要求、経路生成対象道路、および経路生成予測時間が算出される。

経路生成要求は、自車両２００が計画経路通りに走行できないことが明らかになった場合に、自車周辺情報管理装置１からナビゲーション装置６に出力される。たとえば、自車周辺情報管理装置１において、通行止めや運転手の操作により計画経路に隣接する道路を走行することを自車周辺情報および自車情報から判断した場合、経路生成要求を出力する。なお、ここでの自車周辺情報には、外界認識センサ３で検知した物体／障害物情報や地図情報提供装置４から取得した地図情報、自車位置情報提供装置から取得した自車位置情報、ナビゲーション装置６から取得した経路情報および経路生成予測時間を統合した情報が含まれる。通行止めの判断は、ＶＩＣＳ情報の工事情報などにより取得できるが、自車直近で通行止めとなった場合は、外界認識センサ３でしか検知できない可能性がある。また、経路を再計画する状況によっては、ナビゲーション装置６の内部で経路生成を判断する場合もある。たとえば、自車位置情報提供装置５からの自車位置情報が計画経路から一定距離ほど逸れたことを認識した場合、ナビゲーション装置６において経路生成を開始する。

自動運転制御ＥＣＵ７は、自車両２００の動作を制御する電子制御装置、すなわちＥＣＵ（electronic control unit）である。自動運転制御ＥＣＵ７は、自車周辺情報管理装置１から受信する周辺道路情報を参照して自車両２００のステアリング、ブレーキ、およびアクセルを操作し、自車両２００を目的地まで移動させる。ただし運転手が自動運転制御ＥＣＵ７の動作を制御可能であってもよく、その場合は運転手が直接ステアリング、ブレーキ、およびアクセルを操作してもよい。本実施の形態では、自動運転制御ＥＣＵ７は自車周辺情報管理装置１から受信する周辺道路情報を自動運転制御ＥＣＵ７の記憶領域に保存し、保存した周辺道路情報を必要に応じて自動運転制御ＥＣＵ７の記憶領域から読みだす。

表示ＥＣＵ８は表示装置を備えるＥＣＵであり、その表示装置には自車周辺の情報が表示される。また表示ＥＣＵ８は、走行範囲特定部１０から受信する走行範囲に基づき表示する内容や表示する範囲を切り替えてもよい。本実施の形態では、表示ＥＣＵ８は自車周辺情報管理装置１から受信する周辺道路情報を表示ＥＣＵ８の記憶領域に保存し、保存した周辺道路情報を必要に応じて表示ＥＣＵ８の記憶領域から読みだす。

次に自車周辺情報管理装置１の内部構成について説明する。自車周辺情報管理装置１は、データ統合部９および走行範囲特定部１０および経路生成判断部１１、地図取得部１２を備える。また自車周辺情報管理装置１の不図示のＲＯＭには、経路生成見積取得時間１３および軌道計画時間１４が格納される。経路生成見積取得時間１３は、ナビゲーション装置６の経路生成見積の手法に基づき予め決定される固定値である。ただし、ナビゲーション装置６が経路生成時間の見積を完了し自車周辺情報管理装置１が受信するまでの平均時間を経路生成見積取得時間１３としてもよい。軌道計画時間１４は、あらかじめ定められる固定値であり、たとえば車線を維持するための操舵を伴う横運動の運転行動の概念から来る運転手の前方注視時間である。

データ統合部９は、自車挙動認識センサ２、外界認識センサ３、地図情報提供装置４、自車位置情報提供装置５、およびナビゲーション装置６から得られる情報を統合し、自車周辺情報および自車情報を生成する。ここでいう情報の統合とは、たとえば座標系および更新周期の統合である。座標系の統合とは、たとえば地球上のある基準点を基準とする絶対座標系で表される情報と、車両の位置、より厳密にはセンサの位置を基準とする座標系で表される情報を統合する処理である。座標系の統合には、たとえば車両の位置情報や進行方向を示す姿勢情報などが用いられる。更新周期の統合とは、センサごとに測定値の更新タイミングが異なる問題を解消するために、たとえば所定のタイミングにおけるそれぞれのセンサの出力値を補間処理などにより推定する処理である。ただしデータ統合部９は、それぞれのセンサに対してデータの取得タイミングを指示し、全てのセンサの測定値の更新タイミングを同一にしてもよい。

走行範囲特定部１０は、データ統合部９から自車周辺情報および自車情報を取得し、自車周辺情報管理装置１が出力する周辺道路情報の範囲を、自車両２００が計画経路から外れて走行する可能性のある範囲（以下、「走行範囲」）として特定する。この走行範囲を設定することで、地図取得部１２が出力する周辺道路情報のデータ量を削減する。この走行範囲は、自車両２００が計画経路を逸脱した場合にナビゲーション装置６が経路生成を行っている間に自車両２００が走行する範囲であって、計画経路に関する情報が得られない範囲である。詳しくは後述する。

経路生成判断部１１は、データ統合部９から自車周辺情報および自車情報を取得し、経路生成要求、経路生成対象道路の情報を生成し、ナビゲーション装置６に送信する。たとえば、自車両２００がこれから走行する予定の計画経路上に車両が複数存在し、走行できないことが外界認識センサ３で検知できれば、その時点で経路生成要求を出力する。また、ナビゲーション装置６からの経路情報に渋滞情報が含まれる場合は、渋滞遭遇前のタイミングで経路生成要求を出力するとよい。また経路生成判断部１１は、自車情報より自車速度が低速かどうかを判断し、低速時に大舵角が発生した場合に経路から逸脱すると判断し、経路生成要求を出力する。経路生成対象道路の情報は、経路生成要求と対応しており、どのリンクを対象として経路生成を行うか指定する出力である。これにより、ナビゲーション装置６からは、経路生成対象道路毎に経路生成予測時間を出力し、走行範囲特定部１０で道路毎に走行範囲を決定できる。また、経路生成判断部が経路生成対象道路を指定することで、自車が走行する予定のない道路への経路生成を防止する効果もある。

地図取得部１２は、データ統合部９より自車周辺情報に含まれる地図情報を取得し、走行範囲特定部１０より走行範囲を取得する。取得した走行範囲より最終的な地図提供範囲を特定する。その特定した範囲に基づいて地図情報を絞り込み、自動運転ＥＣＵ７および表示ＥＣＵ８に周辺道路情報として出力する。

（走行範囲特定部の詳細）
図４は、走行範囲特定部１０の詳細構成を示す図である。走行範囲特定部１０は、経路生成中走行予測距離算出部３０１、軌道計画距離算出部３０２、隣接地図提供距離算出部３０３、および走行範囲算出部３０４を備える。

経路生成中走行予測距離算出部３０１は、ナビゲーション装置６から取得した経路生成予測時間と自車速度を乗算し、経路生成中走行予測距離を算出する。経路生成中走行予測距離は、ナビゲーション装置６が経路生成を実行している間に自車が進む距離である。ただし、自車周辺情報管理装置１から経路生成要求をナビゲーション装置６に送信しても、即時に経路生成予測時間が得られるわけではない。そのため、経路生成要求を送信してから経路生成予測時間を取得するまでの間は、あらかじめ不図示のＲＯＭに格納されている経路生成見積取得時間１３を読み込み、経路生成見積取得時間１３と自車速度を乗算し、この値を経路生成中走行予測距離の代用距離とする。

軌道計画距離算出部３０２は、予め設定された軌道計画時間１４と自車速度を乗算し、軌道計画距離を算出する。軌道計画距離とは、自動運転制御ＥＣＵ７が軌道計画した道路に対して自動運転を開始するために最低限必要な距離である。隣接地図提供距離算出部３０３は、経路生成中走行予測距離算出部３０１が算出する経路生成中走行予測距離と軌道計画距離算出部３０２が算出する軌道計画距離とを比較し、距離が長い方を選択する。選択された距離は、地図提供距離として走行範囲算出部３０４に出力される。

走行範囲算出部３０４は、地図提供距離から次のノードまでの距離を減算し、自車両２００の走行範囲として出力する。すなわち地図提供距離をＪ、次のノードまでの距離をＫ、走行範囲をＬとおくと、これらの関係は次の式（１）により表される。
Ｌ ＝ Ｊ − Ｋ ・・・・（１）

この走行範囲は、自車両２００が計画経路を走行できない場合に、新たな計画経路が作成されるまでに移動する距離を表している。すなわち自車周辺情報管理装置１は、自車両２００が計画経路から外れた経路を走行する必要に迫られた場合でも自動運転を継続するために、この走行範囲に相当する地図情報を自動運転制御ＥＣＵ７および表示ＥＣＵ８に提供する。したがって、Ｌが正の値を有する場合に自車周辺情報管理装置１は自動運転制御ＥＣＵ７および表示ＥＣＵ８に周辺道路情報を提供する。そしてその提供する地図情報の量は、Ｌの値が大きいほど多い。なお走行範囲特定部１０は、自車両２００が走行する車線位置や周囲の状況をさらに考慮して走行範囲を決定してもよい。

（動作シーケンス）
図５は、自車周辺情報管理装置１の動作シーケンスを示す図である。まず、ナビゲーション装置６は自車周辺情報管理装置１に対して経路情報を送信する（Ｓ１）。次に地図情報提供装置４は自車周辺情報管理装置１に地図情報を送信する（Ｓ２）。なお本地図情報は、計画経路に隣接する道路も含むものとする。また、このとき取得する地図情報は、数ｋｍ分を一度に取得してもよいし、移動した分の差分を取得してもよい。

自車周辺情報管理装置１は、得られた情報を統合するデータ統合処理を実施し（Ｓ３）、統合されたデータに基づいて経路生成が必要か否かを経路生成判断により判断する（Ｓ４）。自車周辺情報管理装置１は経路生成が必要と判断すると、ナビゲーション装置６へ経路生成要求、および経路生成対象道路の情報を送信する（Ｓ５）。ナビゲーション装置６は、経路生成時間見積を実施し（Ｓ６）、経路生成予測時間を自車周辺情報管理装置１に送信する（Ｓ７）。

なおＳ６およびＳ７として示す経路生成時間の見積およびその送信を短時間で完了させると次の利点がある。すなわち、早急に経路生成予測時間を自車周辺情報管理装置１に送信すると、その分だけ自車周辺情報管理装置１における走行範囲特定判断（Ｓ１０）で算出する走行範囲を早いタイミングで特定でき、必要最小限の地図情報を自動運転制御ＥＣＵ７に提供できるためである。ナビゲーション装置６は、経路生成時間見積（Ｓ６）が完了すると経路生成処理（Ｓ８）を進める。経路生成処理は、前記のダイクストラ法を用いてもよいし、より検索時間が短い手法を用いてもよい。ただし経路生成処理（Ｓ８）は、上述のように経路生成時間を見積もれる方法が望ましい。ナビゲーション装置６は、経路生成処理が完了すると、自車周辺情報管理装置１に再度、経路情報を送信する（Ｓ９）。

自車周辺情報管理装置１が経路生成要求を送信（Ｓ５）しても、即時には経路生成予測時間が得られないため、自車周辺情報管理装置１はナビゲーション装置６が経路生成時間見積（Ｓ６）を実行している間に次のＳ１０〜Ｓ１２の処理を行う。すなわち自車周辺情報管理装置１は、あらかじめ記憶している経路生成見積取得時間を読み込んで走行範囲特定判断を実施し（Ｓ１０）、得られた走行範囲と計画経路により地図取得処理で提供する地図情報を絞り込む（Ｓ１１）。そして自車周辺情報管理装置１は、周辺道路情報を自動運転制御ＥＣＵ７に送信する（Ｓ１２）。経路生成要求を受信した自動運転制御ＥＣＵ７は、軌道計画を実施する（Ｓ１３）。

自車周辺情報管理装置１は、目的地に到着するまでデータ統合処理（Ｓ３）から地図取得処理（Ｓ１１）を繰り返す。ただし自車周辺情報管理装置１がナビゲーション装置６から経路生成予測時間を受信した後に実行する走行範囲特定判断（Ｓ１４）では、受信した経路生成予測時間を用いるので、より精度のよい走行範囲の特定が可能となる。自車周辺情報管理装置１は、図２の計画経路無しの区間２０３が自動運転で継続できれば、ナビゲーション装置６からの新たな経路情報の送信（Ｓ９）により、取得した経路情報に従い、データ統合処理以降の処理を実施する。

ナビゲーション装置６においては、処理負荷によって経路生成処理（Ｓ８）が経路生成予測時間内に完了しない場合もあり得る。その場合は、新たな経路情報が自車周辺情報管理装置１に送信（Ｓ９）されないことになり、自動運転が継続できなくなる。そこで、自車周辺情報管理装置１では、自車位置により、自車が計画経路を逸脱したことが確定すれば、道なりの道路を新たな経路とし、再計画された経路上の地図情報を自動運転制御ＥＣＵ７に提供すればよい。

図６は、地図情報の提供の有無を説明する図である。図６（Ａ）は自車両２００が交差点５００から遠い場合を示す図であり、図６（Ｂ）は自車両２００が交差点５００に近い場合を示す図である。図６では、交差点５００はノードであり、リンク５０１〜５０４と接続される。車両２００の計画経路５０５は、リンク５０１から交差点５００を経由してリンク５０２へと向かうものである。図６では、自車両２００から交差点５００までの距離を符号５０６で示し、軌道計画距離を符号５０７で示す。また前述のとおり走行範囲はリンクごとに設定され、リンク５０４の走行範囲を符号５２４で表す。リンク５０３およびリンク５０４の経路生成中走行予測距離をそれぞれ、符号５１３および符号５１４で表す。

ただし図６に示す例では、自車両２００の速度は一定とし、経路生成予測時間はリンクごとに一定とする。すなわち自車両２００からノード５００までの距離５０６は自車両２００の走行とともに変化するが、リンク５０３の経路生成中走行予測距離５１３およびリンク５０４の経路生成中走行予測距離５１４は一定である。また前述のとおり軌道計画距離５０７は固定値である軌道計画時間１４と車速により決定されるので、図６に示す例では軌道計画距離５０７は一定である。さらに図６（Ａ）に示す時刻の前にリンク５０２の通行が不可能であることがすでに判明している。

図６（Ａ）に示す例では、リンク５０３の経路生成中走行予測距離５１３およびリンク５０４の経路生成中走行予測距離５１４は、軌道計画距離５０７よりも大きい。そのためリンク５０３およびリンク５０４の地図提供距離は、それぞれ符号５１３および符号５１４で示す距離となる。そしてそのいずれの距離も、自車両２００から交差点５００までの距離５０６よりも短い。そのため式（１）により、リンク５０３およびリンク５０４のいずれも、走行距離Ｌは負の値となる。したがって図６（Ａ）に示す状況では、リンク５０３およびリンク５０４のいずれについても道路情報の提供は行われない。すなわち、リンク５０３の走行範囲およびリンク５０４の走行範囲はゼロである。

図６（Ｂ）に示す例では、図６（Ａ）に示す状況よりも車両２００が交差点５００に近づいたので、自車両２００から交差点５００までの距離５０６が小さくなった。そのためリンク５０４の経路生成中走行予測距離５１４は自車両２００から交差点５００までの距離５０６よりも大きく、式（１）によりリンク５０４の走行範囲５２４は正の値となり、リンク５０４についてノード５００から走行範囲５２４の距離についての道路情報が提供される。一方、ノード５０３の経路生成中走行予測距離５１３は、図６（Ａ）に示す例と同様に自車両２００から交差点５００までの距離５０６よりも小さい。そのためリンク５０３の走行範囲はゼロであり、リンク５０３の道路情報は提供されない。

（フローチャート）
図７は、走行範囲の算出処理を示すフローチャートである。以下に説明する図７のフローチャートの各ステップの実行主体は自車周辺情報管理装置１のＣＰＵである。自車周辺情報管理装置１は、計画経路が通行できないことが明らかになると、所定時間ごと、たとえば１秒ごとに以下に説明する処理を開始する。

ステップＳ２０において自車周辺情報管理装置１は、車両２００の進行方向に存在し、かつ計画経路に含まれないリンクを取得し、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１では自車周辺情報管理装置１は、以下に説明するステップＳ２１Ａ〜Ｓ３０までの処理をＳ２０において取得した全てのリンクに対して、処理対象とするリンクを順番に変更して実行する。ステップＳ２１Ａでは自車周辺情報管理装置１は、処理対象のリンクを経路生成対象道路とした経路生成要求をすでにナビゲーション装置６に送信済みであるか否かを判断する。すでに要求済みであると判断する場合はステップＳ２３に進み、まだ要求していないと判断する場合はステップＳ２２に進む。すでに要求済みである場合に、さらに要求を行うとナビゲーション装置６に無駄な処理を行わせることになるので、これを防止するためにステップＳ２１Ａの判断を行っている。ステップＳ２２では自車周辺情報管理装置１は、ナビゲーション装置６に処理対象のリンクを経路生成対象道路とした経路生成要求を送信してステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では自車周辺情報管理装置１は、ナビゲーション装置６から処理対象のリンクについて経路生成予測時間を取得済みであるか否かを判断する。自車周辺情報管理装置１は、取得済みであると判断する場合はステップＳ２４に進み経路生成予測時間を用いて経路生成中走行予測距離を算出する。自車周辺情報管理装置１は、取得済みでないと判断する場合はステップＳ２５に進み、あらかじめ定められた経路生成見積取得時間１３を用いて経路生成中走行予測距離を算出する。ステップＳ２４またはＳ２５が終了すると自車周辺情報管理装置１は、ステップＳ２６において、あらかじめ定められた軌道計画時間１４と車両２００の車速を用いて軌道計画距離を算出する。

続くステップＳ２７では自車周辺情報管理装置１は、地図提供距離を、経路生成中走行予測距離および軌道計画距離のいずれか大きい方として決定する。なお図７のＳ２７における関数ＭＡＸは、与えられた複数の引き数のうち、最大の値を返す関数である。続くステップＳ２８では自車周辺情報管理装置１は、車両２００から次の分岐、すなわち進行方向の次のノードまでの距離が、ステップＳ２７において算出した地図提供距離よりも小さいか否かを判断する。車両２００から次の分岐までの距離が地図提供距離よりも小さいと判断する場合はステップＳ２９に進み、車両２００から次の分岐までの距離が地図提供距離以上であると判断する場合はステップＳ３０に進む。ステップＳ２９では処理対象のリンクの走行範囲を地図提供範囲と次の分岐までの距離との差として算出し、ステップＳ３０では処理対象のリンクの走行範囲をゼロとする。ステップＳ２９またはステップＳ３０の実行が完了すると実行されるステップＳ３１では自車周辺情報管理装置１は、Ｓ２０において取得した全てのリンクを処理対象としたか否かを判断し、処理対象としていないリンクがあると判断する場合はそのリンクを処理対象としてステップＳ２１Ａに戻る。自車周辺情報管理装置１は、全てのリンクを処理対象としたと判断する場合は図７に示す処理を終了する。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）自車周辺情報管理装置１は、車両があらかじめ設定された計画経路から外れて走行する可能性のある範囲である走行範囲を特定する走行範囲特定部１０を備える。走行範囲特定部１０は、計画経路の再計算に要する時間、および車両の速度に基づき走行範囲を算出する。そのため自車周辺情報管理装置１は、あらかじめ設定された走行経路の周辺の道路のうち提供が必要な範囲を適切に算出できる。

（２）自車周辺情報管理装置１は、走行範囲内の道路に関する周辺道路情報を送信する地図取得部１２を備える。そのため自車周辺情報管理装置１は、走行範囲特定部１０が算出した走行範囲に基づき、計画経路の周辺の道路の情報を適切に提供できる。

（３）走行範囲特定部１０の経路生成中走行予測距離算出部３０１は、計画経路の再計算に要する時間が得られるまでは、あらかじめ定めた値を走行範囲の算出に使用し（図７のＳ２５）、計画経路の再計算に要する時間が得られると、計画経路の再計算に要する時間を用いて走行範囲を算出する（図７のＳ２４）。そのため自車周辺情報管理装置１は、経路生成予測時間を用いて精度の高い、すなわち無駄が少ない計画経路の周辺の道路の情報を提供できる。さらに自車周辺情報管理装置１は、経路生成予測時間を取得する前であっても、経路生成見積取得時間１３を用いて迅速に計画経路の周辺の道路の情報を提供できる。

（４）走行範囲特定部１０の隣接地図提供距離算出部３０３は、地図取得部１２から地図情報を提供されて動作する自動運転制御ＥＣＵ７の自動運転に固有の軌道計画時間１４に自車速度を乗算した軌道計画距離と、計画経路の再計算に要する時間、すなわち経路生成予測時間または経路生成見積取得時間１３に自車速度を乗算した経路生成中走行予測距離とのうち長い方の距離を走行範囲とする。そのためアプリケーションに固有の処理時間も考慮して計画経路の周辺の道路の情報を提供できる。

（５）走行範囲特定部１０の走行範囲算出部３０４は、計画経路の再計算に要する時間と車両２００の速度との積である地図提供距離から、計画経路と地図提供距離とが重複する距離、すなわち分岐までの距離を差し引いて走行範囲を算出する。

以下に説明する変形例１〜変形例３のように、走行範囲特定部１０は、車両２０が走行する道路上の位置、車両２０の速度、および車両２０の進行方向の状況に基づき走行範囲を減少させてもよい。これにより、走行範囲をより絞り込むことができる。

（変形例１）
走行範囲特定部１０は、走行範囲を車両２００の走行位置に応じて決定してもよい。

図８は、変形例１における動作環境を示す図である。図８では車両２００が交差点に向けて走行している。車両２００が走行する道路は、３車線からなる。車両２００は最左の車線６００を計画経路６０３に沿って走行している。もしも交差点に進入する前に交差点の先に通行止めが存在することが予め判明していれば、計画経路６０３に沿って走行できないため、車両２００は交差点を右左折して計画経路外を走行する。計画経路外を走行する場合は、ナビゲーション装置６での経路生成が完了するまでの期間も自動運転を継続させるために、計画経路外の地図情報の提供が必要となる。図８において、符号６０５は走行範囲算出部３０４が算出した走行範囲であり、符号６０４は計画経路外であって地図情報を提供しない範囲である。

このとき、車両２００は最左の車線６００を走行しているため、右折専用車線６０２に車線変更しない限り、交差点の右折側の地図情報を使用する可能性は低い。また、車両２００が右折専用車線６０２を走行していれば、交差点左折側の地図情報を使用する可能性は低い。よって、走行範囲として車両２００の走行車線位置を考慮して、走行する可能性が低い交差点の計画経路外は提供しないとすれば、制御に送信するデータ量をさらに削減できる。したがって、走行範囲算出部３０４に車両２００の走行車線位置の入力を追加し、走行範囲を絞り込む処理としてもよい。ただし、交差点に到達する前に車線６００から右折専用車線６０２への車線変更が検知できれば、車線変更するまでの時間を考慮して、走行範囲を左折側から右折側に切り替えるなどの対応が必要となる。

（変形例２）
走行範囲特定部１０は、走行範囲を走行位置および走行状況に応じて決定してもよい。

図９は、変形例２における動作環境を示す図である。図９では、車両２００が交差点に向けて走行している。図９（Ａ）は６０ｋｍ／ｈで走行しており、図９（Ｂ）では２０ｋｍ／ｈで走行している。図９（Ｂ）に示す状況は図９（Ａ）に示す状況よりも後の時刻であり、車両２００は交差点により近づいている。図９（Ａ）および図９（Ｂ）において、第１の実施の形態において説明した手法により、走行範囲が符号６０５で示すように算出されている。ただし図示上方の道路は、符号６１３で示す交差点に近い範囲と、符号６１５で示す交差点から遠い範囲に分類できる。

図９（Ａ）に示す状況では、車両２００が最左の車線６００を走行しているため、変形例１と同様に交差点の右折側の地図情報は提供しない。また図９（Ａ）に示すように６０ｋｍ／ｈで走行している場合は、このまま交差点を直進する可能性が高い。その場合は、計画経路外の走行範囲６０５を活用する可能性が低いため、走行範囲６０５のうち交差点に近い、符号６１３で示す範囲を走行範囲とする。ただし走行範囲特定部１０は、道路の形状の変化がある場合は変化を含むように符号６１３で示す範囲を決定してもよい。すなわち図９（Ａ）に示す例では、車線が減少する区間を含むように符号６１３で示す範囲が決定されている。

図９（Ｂ）に示す状況では、車両２００の速度が６０ｋｍ／ｈから２０ｋｍに減速しており、車両２００が左折する可能性が高い。そのため走行範囲特定部１０は、符号６１５で示す範囲を含む符号６０５の範囲全体を走行範囲とする。

（変形例３）
走行範囲特定部１０は、走行範囲を走行位置、走行状況、および計画経路の状況に応じて決定してもよい。

図１０は、変形例３における動作環境を示す図であり、図９（Ｂ）に示す状況と類似する。図９（Ｂ）と図１０の相違点は、図１０では交差点内に先行車６３６が存在する。自車２００の速度は２０ｋｍ／ｈであり、交差点に向けて走行している。自車が交差点付近で２０ｋｍ／ｈにまで減速しても、交差点内に存在する先行車６３６が存在する場合は、左折を行わない可能性がある。そのため走行範囲特定部１０は、この場合は符号６１３で示す範囲を走行範囲とする。

（変形例４）
上述した第１の実施の形態では、自動運転制御ＥＣＵ７および表示ＥＣＵ８は、受信した周辺道路情報をそれぞれの記憶領域に保存し、必要に応じて保存した周辺道路情報を参照した。しかし自動運転制御ＥＣＵ７および表示ＥＣＵ８は、周辺道路情報を保存しなくてもよい。この場合は、自車周辺情報管理装置１は周辺道路情報を一定の時間間隔で継続的に送信する。そして自動運転制御ＥＣＵ７および表示ＥＣＵ８は、周辺道路情報が必要になるたびに新たに受信した周辺道路情報を参照する。すなわち本変形例では、自車周辺情報管理装置１が周辺道路情報の提供を終了する判断が必要である。以下では自車周辺情報管理装置１が周辺道路情報の提供を停止するタイミングを説明する。

車両２００は、交差点に進入する前に計画経路どおりに走行できないと判断すると、経路生成要求をナビゲーション装置６へ出力する。もしも、交差点に進入する前であって新たな経路情報を自車周辺情報管理装置１が受けた時点で周辺道路情報の提供を停止すると、交差点を計画経路以外の方向に進まざるを得ない場合に、自動運転を継続できない。したがって自車周辺情報管理装置１は、交差点においてどの道路に進むかが確定すると、周辺道路情報の提供を停止する。たとえば、交差点を通過して横断歩道を越えるまでは周辺道路情報の提供を継続し、横断歩道を通過すると周辺道路情報の提供を停止する。

（変形例５）
上述した実施の形態では、自車周辺情報管理装置１の情報提供先として、自動運転制御ＥＣＵ７と表示ＥＣＵ８の２つのＥＣＵを例として挙げた。しかし自車周辺情報管理装置１の情報提供先は、利用目的や車両の構成に応じて変わってもよい。たとえば、地図情報提供装置４に自車周辺情報管理装置１からの出力である走行範囲をフィードバックし、予め地図情報提供装置４からの地図情報を絞り込んでもよい。

（変形例６）
ナビゲーション装置６からの経路生成予測時間は、経路生成の必要性が確定する前に自車周辺情報管理装置１が取得したい場合もあるため、経路生成要求を要求内容に応じてモードを分けるとよい。たとえば、経路生成の必要性が確定した場合の確定モードと確定していなくても経路生成予測時間を取得したい場合の予約モードなどが考えられる。

（変形例７）
経路生成の必要性が確定する前に経路生成予測時間を取得してもよい。この場合は、図５のＳ５の経路生成要求時に経路生成はしないが、予測時間だけを取得する予約モードとしてナビゲーション装置６に通知してもよい。その場合は、経路生成の必要性が確定した場合に、経路生成要求時に確定モードとしてナビゲーション装置６に通知する必要がある。

（変形例８）
経路生成の必要性が確定するタイミングは、走行状況や搭載する情報提供装置によって異なり、見通しの悪い交差点の場合は、外界認識センサ３での検知が遅れる可能がある。その場合は、路車間通信などにより情報を取得すれば、前もっての経路生成要求が可能であるが、路車間通信を搭載していない場合は、交差点に一定距離近づけば、経路生成要求の予約モードを実施することで分岐路の地図情報を取得でき、前準備が可能となる。

（変形例９）
車載システムＳは自動運転制御ＥＣＵ７を備えず、表示ＥＣＵ８のみが周辺道路情報を利用してもよい。この場合は、表示ＥＣＵ８は衝突回避アプリケーションを実行する。衝突回避アプリケーションは、まず周辺道路情報に基づき周辺に存在する障害物の詳細な位置を把握する。そして表示ＥＣＵ８は、自車挙動認識センサ２や外界認識センサ３の出力に基づき、車両２００と障害物との詳細な位置関係を把握し、衝突の恐れがある場合などに運転手に報知を行う。またこの場合は、経路生成見積取得時間１３に代えて表示ＥＣＵ８による衝突回避アプリケーションの実行開始に必要な時間である衝突回避初期化時間を使用して軌道計画距離算出部３０２が算出を行う。

（変形例１０）
経路生成中走行予測距離算出部３０１は、ナビゲーション装置６が出力する経路生成予測時間のみを用いて経路生成中走行予想距離を算出してもよいし、あらかじめ定められた経路生成見積取得時間１３のみを用いて経路生成中走行予想距離を算出してもよい。

（変形例１１）
走行範囲特定部１０は、軌道計画距離算出部３０２を備えなくてもよい。その場合は、隣接地図提供距離算出部３０３は経路生成中走行予測距離算出部３０１の出力をそのまま地図提供距離として出力する。

（変形例１２）
経路生成中走行予測距離算出部３０１、および軌道計画距離算出部３０２は、自車速度を用いた乗算を行わず、隣接地図提供距離算出部３０３において時間の比較を行った後に自車速度を乗算してもよい。この場合は、経路生成中走行予測距離算出部３０１は、経路生成予測時間が得られるまでは経路生成見積取得時間１３を出力し、経路生成予測時間が得られると経路生成予測時間を出力する。またこの場合は、軌道計画距離算出部３０２は軌道計画時間１４を出力する。そして隣接地図提供距離算出部３０３は、経路生成中走行予測距離算出部３０１、および軌道計画距離算出部３０２が出力する時間のうち、長い方の時間に自車速度を乗算し、地図提供距離として出力する。

―第２の実施の形態―
図１１を参照して、情報管理装置である自車周辺情報管理装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、地図情報提供装置の中に走行範囲特定部および地図取得部が組み込まれる点で、第１の実施の形態と異なる。

図１１は、第２の実施の形態における車載システムＳのシステム構成図である。図１１では、地図情報提供装置４に走行範囲特定部１０および地図取得部１２が含まれる。地図情報提供装置４は、自車挙動認識センサ２、自車位置情報提供装置５、およびナビゲーション装置６から情報を取得し、地図情報提供装置４の走行範囲特定部１０が走行範囲を算出する。この算出方法は第１の実施の形態と同様である。地図取得部１２は、走行範囲特定部１０が算出した走行範囲に基づいて周辺地図情報を生成し、自車周辺情報管理装置１に周辺地図情報を提供する。周辺地図情報とは、第１の実施の形態における周辺道路情報に含まれる地図情報である。自車周辺情報管理装置１は、地図情報提供装置４から受信する周辺地図情報に他のセンサの情報を統合することにより周辺道路情報を生成し、自動運転制御ＥＣＵ７および表示ＥＣＵ８に出力する。

上述した第２の実施の形態によれば、柔軟な装置構成をとることができる。また演算能力に余裕のある装置が走行範囲特定部１０および地図取得部１２の機能を実現し、負荷を平準化することができる。

（第２の実施の形態の変形例）
外界認識センサ３の出力が自車周辺情報管理装置１だけでなく地図情報提供装置４にも入力される場合は、データ統合部９および経路生成判断部１１も地図情報提供装置４に含まれてもよい。また自動運転制御ＥＣＵ７がデータ統合部９、走行範囲特定部１０、経路生成判断部１１、および地図取得部１２を含む構成としてもよい。

プログラムは不図示のＲＯＭに格納されるとしたが、プログラムは不図示の不揮発性メモリに格納されていてもよい。また、自車周辺情報管理装置１が不図示の入出力インタフェースを備え、必要なときに入出力インタフェースと自車周辺情報管理装置１が利用可能な媒体を介して、他の装置からプログラムが読み込まれてもよい。ここで媒体とは、たとえば入出力インタフェースに着脱可能な記憶媒体、または通信媒体、すなわち有線、無線、光などのネットワーク、または当該ネットワークを伝搬する搬送波やディジタル信号、を指す。また、プログラムにより実現される機能の一部または全部がハードウエア回路やＦＰＧＡにより実現されてもよい。

上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１…自車周辺情報管理装置
４…地図情報提供装置
６…ナビゲーション装置
９…データ統合部
１０…走行範囲特定部
１１…経路生成判断部
１２…地図取得部
１３…経路生成見積取得時間
１４…軌道計画時間
３０１…経路生成中走行予測距離算出部
３０２…軌道計画距離算出部
３０３…隣接地図提供距離算出部
３０４…走行範囲算出部

Claims (6)

1. 車両があらかじめ設定された計画経路から外れて走行する可能性のある範囲である走行範囲を算出する走行範囲特定部を備え、
   前記走行範囲特定部は、前記計画経路の再計算の実行に要する時間、および前記車両の速度に基づき前記走行範囲を算出する情報管理装置。
2. 請求項１に記載の情報管理装置において、
   前記走行範囲内の道路に関する周辺道路情報を送信する周辺道路情報提供部をさらに備える情報管理装置。
3. 請求項１に記載の情報管理装置において、
   前記走行範囲特定部は、
   前記計画経路の再計算に要する時間が得られるまでは、あらかじめ定めた値を前記走行範囲の算出に使用し、
   前記計画経路の再計算に要する時間が得られると、前記計画経路の再計算に要する時間を用いて前記走行範囲を算出する情報管理装置。
4. 請求項２に記載の情報管理装置において、
   前記走行範囲特定部は、
   前記周辺道路情報提供部から前記周辺道路情報を提供されて動作するアプリケーションに固有の処理時間に基づく距離と、前記計画経路の再計算に要する時間に基づく距離とのうち長い方の距離に基づき前記走行範囲を算出する情報管理装置。
5. 請求項１に記載の情報管理装置において、
   前記計画経路の再計算に要する時間と前記車両の速度との積を経路生成中走行予測距離として算出する経路生成中走行予測距離算出部をさらに備え、
   前記走行範囲特定部は、前記経路生成中走行予測距離算出部が算出する前記経路生成中走行予測距離から、前記計画経路における前記車両の進行方向に存在する次の分岐までの距離を差し引いて前記走行範囲を算出する情報管理装置。
6. 請求項１に記載の情報管理装置において、
   前記走行範囲特定部は、前記車両が走行する道路上の位置、前記車両の速度、および前記車両の進行方向の状況のいずれか少なくとも一つに基づき前記走行範囲を減少させる情報管理装置。

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