JP7240629B2 - 運行制御装置及び車両 - Google Patents

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Description

本発明は、運行制御装置及び車両に関する。
近年、巡回経路を走行する複数の車両を制御するための運行制御装置が知られている。
特許文献１には、路線バスシステムにおいて、複数のバスから位置情報と混雑状況を収集し、混雑度を平均化するように、一部のバスの運行速度を変更させたり、停車する予定のバス停を通過させるよう指示をする運行支援システムが記載されている。
特開２００５－２２２１４４号公報
しかしながら、電気自動車のように電動モータを動力源として走行する車両に巡回経路を走行させる場合、バッテリーの充電等のために車両を巡回経路から外れさせる跳ね出しと逆に車両を巡回経路に投入することを頻繁に行わなければならない。このため、このような跳ね出しや投入の際であっても、偏りなく複数の車両を運行させることが可能となる運行制御装置が求められている。また、特許文献１に示されるように、一部のバスの運行速度を変更させると、そのことによって新たなばらつきが発生する可能性がある。
そこで本発明は、跳ね出しや投入の際であっても、偏りなく複数の車両を運行させることが可能となる運行制御装置及び車両を提供することを目的とする。
本開示は、巡回経路を自律走行で走行する複数の車両の車間間隔を制御する運行制御装置に関する。この装置は、少なくとも一台の車両が巡回経路から外れる跳ね出しの際に、跳ね出し対象となる車両である跳ね出し車両を除く少なくとも三台の車両に対し、それぞれ、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を送信可能に構成される送信手段を備える。
また、車両の車間間隔を示す車間間隔情報を取得する車間間隔取得手段を更に備え、送信手段は、少なくとも３つの車間間隔情報に基づいて取得された時刻情報及び位置情報を送信するように構成してもよい。
また、車間間隔取得手段は、跳ね出し車両が巡回経路を走行中に、跳ね出し車両に先行する車両と、跳ね出し車両に後続する車両との間隔を示す第２車間間隔情報を更に取得可能に構成され、送信手段は、更に第２車間間隔情報に基づいて、時刻情報及び位置情報を送信するように構成してもよい。
また、送信手段は、跳ね出し車両に車両に先行する車両に対し、この車両とこの車両に先行する車両との車間間隔と、この車両と跳ね出し車両に後続する車両との間隔が等しくなるように、車間間隔情報及び第２車間間隔情報に基づいて、時刻情報及び位置情報を送信するように構成してもよい。
また本開示は、巡回経路を自律走行で走行する複数の車両の車間間隔を制御する運行制御装置に関する。この装置は、少なくとも一台の車両が巡回経路に投入される際に、投入対象となる車両である投入車両を含む少なくとも三台の車両に対し、それぞれ、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を送信可能に構成される送信手段を備える。
ここで車両の車間間隔を示す車間間隔情報を取得する車間間隔取得手段を更に備え、送信手段は、少なくとも３つの車間間隔情報に基づいて取得された時刻情報及び位置情報を送信するように構成してもよい。
更に本開示は、巡回経路を自律走行で走行する複数の車両の車間間隔を制御する運行制御装置に関する。この装置は、車両が巡回経路から外れる跳ね出しの際に跳ね出し対象となる車両である跳ね出し車両と、この跳ね出し車両に後続し巡回経路に投入される際に投入対象となる車両である投入車両とを含む複数の車両が巡回経路を走行している際に、車両の車間間隔を示す車間間隔情報と、跳ね出し車両に先行する車両と跳ね出し車両に後続する車両との間隔を示す第２車間間隔情報とをそれぞれ取得する車間間隔取得手段と、跳ね出し車両に後続する投入車両に対し、この投入車両と跳ね出し車両に先行する車両との間隔と、この投入車両とこの投入車両に後続する車両との車間間隔が等しくなるように、複数の車間間隔情報及び第２車間間隔情報に基づいて取得される将来の時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報と時刻情報を送信し、跳ね出し車両に対し、この跳ね出し車両とこの跳ね出し車両に先行する車両との車間間隔よりも、この跳ね出し車両と投入車両との車間間隔の方が小さくなるように、車間間隔情報に基づいて、時刻情報及び位置情報を送信する。
また本開示は、巡回経路を自律走行で走行する車両に関する。この車両は、巡回経路を自律走行で走行する車両及び他の車両を含む複数の車両の車間間隔を制御する運行制御装置に対し、車両の位置情報を送信する手段と、他の車両のうち少なくとも一台の車両が巡回経路から外れる跳ね出しの際に、又は、少なくとも一台の車両が巡回経路に投入される際に、運行制御装置から、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を受信する手段と、時刻情報に示される時刻に目標位置に到達するために車両を制御する制御命令を生成する制御手段を備える。
また本開示は、車両の利用者に対し、巡回経路を自律走行で走行する複数の車両に関する情報を提供する情報提供装置に関する。この情報提供装置は、少なくとも一台の車両が巡回経路から外れる跳ね出しの際に、跳ね出し対象となる車両である跳ね出し車両を含む複数の車両の位置情報を提供することができる。ここで、跳ね出し車両を除く少なくとも複数の車両は、跳ね出し車両を除く車間間隔が等しくなるように制御される。跳ね出し車両が巡回経路から外れた際に、その跳ね出し車両の位置情報は、利用者に提供されないように制御される。また、少なくとも一台の車両が巡回経路に投入される際に、投入対象となる車両である投入車両を含む複数の車両の位置情報を提供することができる。ここで、投入車両は、跳ね出し車両を除く車間間隔が等しくなるように制御される。跳ね出し車両が巡回経路を走行している場合は、跳ね出し車両に後続して投入車両が走行するように制御されることが好ましい。この際、跳ね出し車両とこれに先行する車両との車間間隔が、跳ね出し車両と投入車両との車間間隔より大きくなるように、跳ね出し車両及び投入車両を制御することが好ましい。
なお、少なくとも三台の車両それぞれに対し、先行する車両との車間又は後続する車両との車間の少なくとも一方が、三台の車両について同一となるか又はその差が小さくなるように、上述した時刻情報と位置情報を送信することが好ましい。
このような運行制御装置は、跳ね出し車両の前後の車両のみならず、他の車両にも、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を送信可能に構成される送信手段を備えるから、より偏りなく複数の車両を運行させることが可能となる。
少なくとも３つの車間間隔情報は、連続して走行する４台の車両から取得してもよいし、連続して走行する２台の車両のペアから取得できる車間間隔情報を、離れた位置を走行する３ペアから取得してもよい。車間間隔情報は、後続車両から先行車両に至るまでの距離情報に基づいて取得してもよい。
このような運行制御装置によれば、跳ね出し車両が巡回経路から外れた時点で、巡回経路を走行中の他の車両の車間が概ね等しくなるように走行させることが可能となる。また投入車両については投入時点、又は、投入後、速やかに投入車両を含めた車間が等しくなるように各車両を走行させることが可能になる。ただし、事故車両など、巡回経路に存在しながら車間間隔の調整対象とならない車両が存在していてもよい。例えば、巡回経路を走行中の車両が１６台存在するときに、１台の跳ね出し車両と、１台の事故車両を除く１４台の車間間隔を取得し、それらが等しくなるように時刻情報と位置情報を１４台の車両に送信するようにしてもよい。
なお、運行制御装置は、跳ね出しと投入を同時に行ってもよい。このような運行制御装置は、跳ね出し車両を除き、投入車両を含む少なくとも四台の車両に対し、それぞれ、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を送信可能に構成される送信手段を備えさせることが可能になる。更に、これら４台の車両の先行及び後続する車両間の車間間隔情報を取得し、それらが等しくなるように時刻情報及び位置情報を送信するように構成してもよい。
また、本開示は、巡回経路を自律走行で走行する複数の車両の車間間隔を制御する運行制御方法に関する。このような運行制御方法は、少なくとも一台の車両が巡回経路から外れる跳ね出しの際に、跳ね出し対象となる車両である跳ね出し車両を除く少なくとも三台の車両に対し、それぞれ、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を送信するステップ、を含んでいる。
また、本開示は、巡回経路を自律走行で走行する複数の車両の車間間隔を制御する運行制御方法に関する。このような運行制御方法は、少なくとも一台の車両が巡回経路に投入される際に、投入対象となる車両である投入車両を含む少なくとも三台の車両に対し、それぞれ、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を送信するステップ、を含んでいる。
更に本開示は、巡回経路を自律走行で走行する車両に関する。この車両は、巡回経路を自律走行で走行する車両及び他の車両を含む複数の車両の車間間隔を制御する運行制御装置に対し、車両の位置情報を送信する手段と、他の車両のうち少なくとも一台の車両が巡回経路から外れる跳ね出しの際に、又は、少なくとも一台の車両が巡回経路に投入される際に、運行制御装置から、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を受信する手段と、時刻情報に示される時刻に目標位置に到達するために車両を制御する制御手段を備えてもよい。
自動運転車両１０の機能ブロック図及び自動運転車両１０等を備える運行システムの模式図 運行管理センタ１００によって制御される自動運転車両１０及び他車両１４０が巡回経路Ｒを走行している様子を示す模式図 運行管理センタ１００による自動運転車両１０及び他車両１４０の運行方法を示すフローチャート 制御装置１００Ｂが取得する自動運転車両１０等の制御情報の一例 巡回経路Ｒを走行する自動運転車両１０等の台数を時間帯ごとに示したテーブルの一例 跳ね出しの準備段階における運行制御方法を示す模式図及び跳ね出し直前の運行状態を示す模式図 投入時の運行状態を示す模式図及び投入後の運行状態を示す模式図
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施形態のみに限定する趣旨ではない。
図１には、自動運転車両１０の機能ブロック図が示されている。本実施形態に示される自動運転車両１０は、例えば、最大で３０人の乗客を乗せることができる大型車両である。この自動運転車両１０は、運行管理センタ１００から受信する制御情報などに基づいて自律的に走行できるように構成された自動運転車両である。ただし、自動運転車両１０には、緊急時や乗客に対応するための乗員が乗車していてもよい。
自動運転車両１０は、自動運転するための制御装置２０、周辺監視装置３０、衛星通信装置４０、無線通信装置５０、入出力装置６０、バッテリー７０、車両状態検出装置８０及び駆動装置９０を備えている。
制御装置２０は、不図示の内部バス等により、周辺監視装置３０乃至駆動装置９０を含む自動運転車両１０の各装置と接続し、これら各装置を制御する。また、内部バスを介して各装置から所定の信号を受信し、受信した信号に基づいて各装置を駆動するための制御命令を生成し出力する。制御装置２０は、演算装置２０Ａと記憶装置２０Ｂを備えている。記憶装置２０Ｂに記録されているコンピュータプログラムを演算装置２０Ａが実行することにより、本開示において自動運転車両１０が実行する各種演算処理が実行される。
演算装置２０Ａは、記憶装置２０Ｂに記憶されるファームウェア等のコンピュータプログラムに従って所定の演算処理を実行する。演算装置２０Ａは、一又は複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ、マイクロプロセッサ（microprocessor）、プロセッサコア（processor core）、マルチプロセッサ（multiprocessor）、ＡＳＩＣ（Application-Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などから構成することができる。
記憶装置２０Ｂは、ＭＲＡＭ、ＮＡＮＤフラッシュメモリ、ＮＯＲフラッシュメモリ又はＳＳＤ、ハードディスクドライブ等の不揮発性メモリと、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等の揮発性メモリを備えている。不揮発性メモリには、本開示のフローチャートその他で示される各種演算処理を実行するためのコンピュータプログラムやダイナミックマップ（道路線形等を示す静的な基盤地図情報と、リアルタイムの動的な道路の路面状況、事故発生箇所、車両位置、歩行者位置等に関する動的な環境情報とを統合したデジタル地図情報として動的に生成される高精度の地図情報）を含む地図情報、その他本開示で必要となる各種データを記憶するデータベースＤが含まれる。不揮発性メモリは、一時的でない有形の媒体に相当する。揮発性メモリは、不揮発性メモリからロードしたコンピュータプログラムや、演算装置２０Ａがコンピュータプログラムを実行している間に生成される各種データを一時的に格納する作業領域を提供する。なお、不揮発性メモリは、無線通信装置５０が外部から受信したコンピュータプログラムやデータを格納してもよい。
制御装置２０は、機能的に、情報管理部２２、位置推定部２４及び制御命令生成部２６を備える。情報管理部２２は、周辺監視装置３０、衛星通信装置４０、無線通信装置５０及び車両状態検出装置８０などから、自動運転に必要な情報を収集し、位置推定部２４及び制御命令生成部２６に供給する。
位置推定部２４は、記憶装置２０Ｂに記憶されているダイナミックマップおよび情報管理部２２が収集した位置推定情報に基づいて定期的に自動運転車両１０の絶対位置を緯度、経度の絶対座標として取得し、かつ、自動運転車両１０の周辺の物体に対する自動運転車両１０の相対座標を取得する。制御装置２０は、位置推定部２４により取得された絶対位置情報及び相対位置情報を、無線通信装置５０を用いて運行管理センタ１００に送信する。
制御命令生成部２６は、記憶装置２０Ｂに記憶されているダイナミックマップと、位置推定部２４から取得する自動運転車両１０の位置情報と、情報管理部２２が収集する自動運転車両１０の走行状態情報と、運行管理センタ１００から受信する制御情報に従って自動運転車両１０を駆動するための制御命令を生成し駆動装置９０に出力する。制御命令生成部２６は、位置推定部２４から自動運転車両１０の現在位置を定期的に取得し、自動運転車両１０の位置が運行管理センタ１００から受信した制御情報に可能な限り従うように制御命令を生成し、駆動装置９０に供給する。但し制御命令生成部２６は、周辺監視装置３０が検出する自動運転車両１０の周辺状況に基づいて障害物等を認識し、運行管理センタ１００から受信した制御情報にかかわらず、障害物との接触を避けるために、自動運転車両１０を減速、停止及び操舵等するための制御命令を生成し駆動装置９０に供給してもよい。運行管理センタ１００から供給される制御情報については、後に詳述する。なお、乗員による入出力装置６０の操作に基づいて、自動運転車両１０は自動運転モードを停止し、乗員のハンドル、アクセルペダル及びブレーキペダル等の操作に基づいて走行可能に構成されている。その場合、制御装置２０は、乗員のハンドル操作等に基づいて自動運転車両１０を駆動するための制御命令を生成し、駆動装置９０に供給する。
周辺監視装置３０は、カメラ３０Ａ、ＬＩＤＡＲ（Laser Detection and Ranging）３０Ｂ、ミリ波レーダ３０Ｃ、ソナー３０Ｄ、および磁気センサ３０Ｅ等のセンサを備えている。周辺監視装置３０は、これらセンサを用いて自動運転車両１０の周辺の車両、人、障害物等の物体、物体との距離、方位及び自動運転車両１０が走行している道路等の白線、路面状態等の周辺環境を検出し、制御装置２０に供給する。
衛星通信装置４０は、ＧＰＳ受信装置４０Ａを備える。ＧＰＳ受信装置４０Ａは、ＧＰＳ衛星１１０から測位信号を受信し、自動運転車両１０の位置情報として、制御装置２０に供給する。制御装置２０の位置推定部２４は、受信した測位信号に基づいて自動運転車両１０の現在位置を取得する。ＧＰＳを用いずに、予め保有するマップとＬＩＤＡＲからの結果に基づいて現在位置を判断してもよい。
無線通信装置５０は、Ｖ２Ｘ（Vehicle to X）通信装置５０Ａ及びセンタ通信装置５０Ｂを備えている。Ｖ２Ｘ通信装置５０Ａは、具体的には、Ｖ２Ｎ（Vehicle to Cellular Network)通信、Ｖ２Ｖ（Vehicle to Vehicle）通信、Ｖ２Ｉ（Vehicle to roadside Infrastructure）通信、Ｖ２Ｐ（Vehicle to Pedestrian）通信をするためのＩＥＥＥによって策定された802.11ac等の通信規格に従った通信装置を備えている。センタ通信装置５０Ｂは、運行管理センタ１００と通信するための通信装置を備える。従って、自動運転車両１０は、信号等に設置又は路面下に埋設された複数のインフラ機器１３０、複数の他車両１４０及び運行管理センタ１００とそれぞれ高速通信することができる。
入出力装置６０は、入力装置６０Ａと出力装置６０Ｂを備えている。入力装置６０Ａは、乗員又は乗客が情報を入力するための装置である。入力装置６０Ａは、乗員及び乗客による音声入力を受け付けるためのマイクロホン及び複数言語に対応する音声認識処理ソフトウェアを備えている。乗員は、マイクロホンを通じて自動運転車両１０を制御するための命令を入力することができる。乗客は、マイクロホンを通じて自分が下車する予定のバス停を入力したり、検索することができる。また、入力装置６０Ａは、乗員及び乗客を識別するためのＩＣカードユニットを備えている。乗員等は、保有するＩＣをＩＣカードユニットにかざすことによって、自動運転車両１０に乗車していることを認識させることができる。更に入力装置６０Ａは、タッチパネル及び機械式スイッチを備え、これらを用いても、乗員及び乗客は、情報を入力することができる。例えば、乗員は、機械式スイッチを用いて、バス停に停止した自動運転車両１０のドアの開閉を操作することができる。
出力装置６０Ｂは、画像情報を出力するためのディスプレイ装置及び音声情報を出力するためのスピーカを備えている。画像情報には、自動運転車両１０が走行予定の巡回経路と、自動運転車両１０の現在位置などが示される。
バッテリー７０は、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池などの二次電池であり、駆動装置９０に搭載される各種アクチュエータに電源を供給する。
車両状態検出装置８０は、加速度センサ８０Ａ、車速センサ８０Ｂ、および舵角センサ８０Ｃ、バッテリーセンサ８０Ｄ等を備えている。バッテリーセンサ８０Ｄは、バッテリー７０の残容量を検出し、制御装置２０に供給されるように構成されている。制御装置２０は、無線通信装置５０を用いてバッテリー残容量情報を運行管理センタ１００に送信することができる。また車両状態検出装置８０は、これらセンサを用いて自動運転車両１０の走行状態を検出し制御装置２０に供給する。
駆動装置９０は、自動運転車両１０のエンジン、ブレーキ、ハンドル操作のためのモータその他のアクチュエータを備え、制御装置２０から受信する制御命令に基づいて動作する。上述したとおり、自動運転車両１０は、自動運転を停止し、乗員等によるアクセルペダル、ブレーキペダル、ハンドル等の操作に基づいて制御装置２０が生成した制御命令を駆動装置９０等に出力できるように構成されている。
運行管理センタ１００は、自動運転車両１０及び他の自動運転車両であって自動運転車両１０と同一の構成を備える複数の他車両１４０を制御する管制装置である。具体的には、自動運転車両１０及び他車両１４０からそれぞれ現在位置、乗客人数及びバッテリーの残容量を示す情報を、自動運転車両１０又は他車両１４０を識別する情報と共に受信し、これに基づいて、将来の所定時刻に自動運転車両１０及び他車両１４０の目標位置を示す位置情報を取得し、将来の時刻情報と共に各車両に対し送信する。また、バッテリー７０の残容量が少なくなった車両等に対し、巡回経路から外れて車庫に向かう跳ね出しを指令したり、逆に車庫で待機中の車両に対し、巡回経路に投入されるように指示を出したりする。なお、個々の他車両について言及するときは、他車両１４０Ａ、他車両１４０Ｎなどと呼称し、総称するときは、他車両１４０と呼称する。また、自動運転車両１０及び他車両１４０を総称して自動運転車両１０等と呼称する。他車両１４０の各構成は、自動運転車両１０の各構成と同一の符号を用いてその説明を省略する。
運行管理センタ１００は、通信装置１００Ａ及び制御装置１００Ｂを備えている。制御装置１００Ｂのハードウェア構成は、制御装置２０と同様であり、演算装置と記憶装置を備えている。記憶装置内には、コンピュータプログラム、ダイナミックマップ及び各車両の位置情報と車両の識別情報が関連付けて記録されている。演算装置は、記憶装置に記録されているコンピュータプログラムを実行することにより本開示に示される各演算処理を実行する。
運行管理センタ１００は、通信装置１００Ａを用いて、通信キャリア基地局Ｎを介して、自動運転車両１０、複数の他車両１４０及び複数のインフラ機器１３０と通信することができる。例えば、運行管理センタ１００と通信キャリア基地局Ｎは有線で接続し、通信キャリア基地局Ｎと自動運転車両１０又は他車両１４０は無線で接続されている。
更に運行管理センタ１００は、通信装置１００Ａを用いて、運行管理室端末１５０、車庫端末１６０及び情報提供用Ｗｅｂサーバ１７０と例えば有線ＬＡＮで接続されている。このため、運行管理室端末１５０及び車庫端末１６０は、運行管理センタ１００が取得する自動運転車両１０及び他車両１４０の現在位置等の各情報にアクセスすることができる。従って、運行管理室端末１５０及び車庫端末１６０の各オペレータは、運行状況を随時把握し、必要に応じて、各車両を制御する制御命令を発することができる。例えば、緊急時に、運行管理室端末１５０のオペレータは、各車両を緊急停止するための制御命令を発信することができる。
また、情報提供用Ｗｅｂサーバ１７０も、運行管理センタ１００が取得する自動運転車両１０及び他車両１４０の現在位置等の各情報を取得することができる。このため、自動運転車両１０又は他車両１４０の乗客又は乗客予定者は、自らが保有する情報処理端末１８０を使って、インターネットＩを介して情報提供用Ｗｅｂサーバ１７０にアクセスし、自動運転車両１０及び他車両１４０の現在位置等の運行情報を取得することができる。例えば、巡回経路Ｒと停車地点Ｓと自動運転車両１０等の現在位置を、情報処理端末１８０の表示装置に表示させることができる。そして、情報処理端末１８０の表示装置に表示される停車地点Ｓが選択されると、運行管理センタ１００は、その停車地点Ｓに自動運転車両１０等が到着するまでの時間情報を供給し、情報処理端末１８０の表示装置に表示させてもよい。また、情報処理端末１８０の表示装置に表示される自動運転車両１０等が選択されると、その自動運転車両１０等の混雑状況や、その自動運転車両１０等が所定の停車地点Ｓに到達するまでの時間情報を供給し、情報処理端末１８０の表示装置に表示させてもよい。
図２は、上述した運行管理センタ１００によって制御される自動運転車両１０及び他車両１４０が巡回経路Ｒを走行している様子を示す模式図である。この図に示されるように、巡回経路Ｒは、経路に沿って走行していると元の場所に戻ってくる経路である。この巡回経路Ｒに沿って、自動運転車両１０及び複数の他車両１４０が走行する。例えば巡回経路Ｒは、一周３キロメートルであり、最大で１５台の自動運転車両１０等が同時走行することができる。巡回経路Ｒ上には、自動運転車両１０及び複数の他車両１４０が、乗員を乗降させるために所定時間停車する停車地点Ｓが設置されている。但し停車地点Ｓ同士の間隔は一定とは限られない。また、各停車地点Ｓに対して設定される停車時間も一定とは限られない。例えば、多数の乗員の乗降が見込まれる停車地点Ｓには、他の停車地点Ｓと比較してより長い時間停車するように停車時間が予め設定されている。また、巡回経路Ｒから外れた位置には車庫Ｇが設けられている。車庫Ｇには充電ステーションが設置されており、自動運転車両１０等は車庫Ｇ内で待機しながらバッテリー７０を充電することができる。車庫Ｇと巡回経路Ｒを接続する経路ＲＯは、車庫Ｇ内に待機している自動運転車両１０等が巡回経路Ｒに投入される際に走行する経路である。また、車庫Ｇと巡回経路Ｒを接続する経路ＲＩは、巡回経路Ｒを走行している自動運転車両１０等が跳ね出しにより車庫Ｇ内に移動する際に走行する経路である。従って図中矢印で示される自動運転車両１０等の進行方向に対し、車庫Ｇから出る経路ＲＯは車庫Ｇに入る経路ＲＩよりも進行方向後方の地点において巡回経路Ｒに接続する。このため、誤って降車すべき停車地点Ｓで降車しそびれ車庫Ｇに入る直前の停車地点Ｓで降りざるを得なかった乗客を、車庫Ｇから経路ＲＯを走行して巡回経路Ｒに投入された自動運転車両１０等が乗せることが可能になる。
図３は、通常運行時における運行管理センタ１００による自動運転車両１０及び他車両１４０の運行方法を示すフローチャートである。同図に示されるように自動運転車両１０等は、ＧＰＳ受信装置４０Ａ等から受信する位置情報等に基づいて位置推定部２４が取得する自動運転車両１０等の現在の絶対位置情報及び相対位置情報、バッテリー７０の残容量を示す情報、乗客人数を、自動運転車両１０等の識別情報と共に運行管理センタ１００に送信する（ステップＳ２０１）。
運行管理センタ１００の制御装置１００Ｂは、自動運転車両１０等から上述した位置情報等を受信すると（ステップＳ２０２）、各自動運転車両１０等と関連付けて制御装置１００Ｂの記憶装置に記録するとともに、自動運転車両１０等の各車両間の車間間隔を示す情報を取得する（ステップＳ２０３）。車間間隔は、様々な方法で取得することができる。例えば、制御装置１００Ｂが受信した自動運転車両１０の現在の位置情報と自動運転車両１０に先行する他車両１４０Ｂの現在の位置情報の差分を自動運転車両１０と先行する他車両１４０Ｂの車間間隔情報として取得することができる。更に、得られた自動運転車両１０と先行する他車両１４０Ｂの車間間隔を、自動運転車両１０の速度で除算することにより、自動運転車両１０が先行する他車両１４０Ｂの現在位置に到達するまでの時間を車間間隔に相当する情報として取得してもよい。ここで自動運転車両１０の速度は、車速センサ８０Ｂからの情報を運行管理センタ１００に送信することにより取得することができる。また、車間間隔情報を取得するための別の方法として、制御装置１００Ｂは、自動運転車両１０から位置情報を取得した時刻と自動運転車両１０に先行する他車両１４０Ｂが、自動運転車両１０の現在位置又はその近辺を通過したときの過去の時刻との差分を、車間間隔に相当する情報として取得してもよい。また、これら情報を適宜補正して、車間間隔情報を取得してもよい。また、巡回経路Ｒ上に設けられた一又は複数の定点を通過した時刻に基づいて車間間隔情報を取得してもよい。以上のようにして、制御装置１００Ｂは、巡回経路Ｒを走行中の全ての車両間の車間間隔を取得する。車間間隔情報は、要求仕様に応じて様々な精度で取得されることができる。
以上のように自動運転車両１０等の各車間間隔情報を取得すると、制御装置１００Ｂは、自動運転車両１０等に対し、それぞれ、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を取得し、通信装置１００Ａを用いて送信する（ステップＳ２０４）。制御装置１００Ｂが取得する制御情報は、図４に例示される。
この図において、時刻t0は、現在時刻を示している。そして、時刻t1以降は、将来時刻を示している。例えば、時刻t1は、現在時刻を示す時刻t0の１秒後を示している。同様に時刻t2は、現在時刻を示す時刻t0の２秒後を示している。また、時刻t0における他車両１４０Ａの行に相当するセルに示される（ＸＡ０，ＹＡ０）は、現在時刻t0における他車両１４０Ａの現在位置の経度及び緯度を示す情報である。また、時刻t1における他車両１４０Ａの行に相当するセルに示される（ＸＡ１，ＹＡ１）は、将来時刻t1における他車両１４０Ａの目標となる巡回経路Ｒ上の位置の経度及び緯度を示す情報である。
運行管理センタ１００の制御装置１００Ｂは、このように巡回経路Ｒを走行する各車両に対し、将来時刻t1から例えば１０秒後の将来時刻t10までの各車両の巡回経路Ｒ上の目標位置を示す情報を取得する。ここで、目標位置は、車間間隔が等しくなるように設定される。制御装置１００Ｂは、例えば、将来時刻t10において、各車両間の車間間隔が等しくなる目標位置を各車両に対して設定し、その将来時刻t10に基づいて、将来時刻t1乃至将来時刻t9までの目標位置を設定することができる。図２に示されるように、他車両１４０Ａと先行する自動運転車両１０の車間間隔が、各車両間の車間間隔の平均値、すなわち、自動運転車両１０と他車両１４０Ｂの車間間隔、他車両１４０Ｂと他車両１４０Ｃの車間間隔、他車両１４０Ｃと他車両１４０Ａとの車間間隔及び他車両１４０Ａと自動運転車両１０の車間間隔の平均値より大きく、一方で、他車両１４０Ａと他車両１４０Ｃの車間間隔が、各車両間の車間間隔の平均値より小さい場合、同じ将来時刻t10における他車両１４０Ａの目標位置は、他車両１４０Ａの現在位置よりも相対的に遠くの巡回経路Ｒ上に設定され、他車両１４０Ｃの目標位置は、他車両１４０Ｃの現在位置よりも相対的に近くの巡回経路Ｒ上に設定される。同様に、自動運転車両１０の目標位置は、自動運転車両１０の現在位置よりも相対的に近くに設定される。従って、制御装置１００Ｂは、先行する車両又は後続する車両以外の車両の位置情報等に基づいて、所定の車両の目標位置を設定する。なお、この説明における遠近は、巡回経路Ｒに沿った経路上の距離を基準とする。
自動運転車両１０等は、運行管理センタ１００から図４に示されるような制御情報を、センタ通信装置５０Ｂを用いて受信すると（ステップＳ２０５）、制御装置２０に供給する。制御装置２０の制御命令生成部２６は、受信した制御情報に基づいて、将来の時刻情報t1乃至t10に、その時刻情報に示される時刻における巡回経路Ｒ上の目標位置に到達できるように、駆動装置９０の各アクチュエータを駆動するための制御命令を生成する（ステップＳ２０６）。ただし、必ず所定の将来時刻に目標位置に到達できるように制御命令を生成するわけではない。例えば、自動運転車両１０等の最高速度が時速２０キロメートルに制限されている場合は、その制限速度を超えない範囲で制御命令は生成される。同様に、停車地点Ｓでの停車や障害物との衝突を回避するための急停車など、所定の拘束条件の下、できるだけ受信した将来時刻にその将来時刻に対して設定された目標位置に到達するように、制御装置２０の制御命令生成部２６は制御命令を生成する。なお、運行管理センタ１００の制御装置１００Ｂは、自動運転車両１０等のそれぞれに対し、上述した制御情報の他、巡回経路Ｒに沿って走行するためのレーンプランを含む経路情報を制御情報として各車両に送信してもよい。また、停車地点Ｓで自動運転車両１０等を停車させたい場合は、将来時刻においても現在位置と同じ位置を目標位置とする制御情報が停車地点Ｓにおける停車予定時間の間、自動運転車両１０等に送信される。
以上のような各ステップＳ２０１乃至Ｓ２０６は、定期的に、例えば、１秒ごとに実行される。このため、自動運転車両１０等がそれぞれ受信する制御情報は、１秒ごとに更新される。例えば、所定時刻に受信した２秒後の将来時刻t2における目標位置（ＸＡ２、ＹＡ２）は、所定時刻の１秒後に受信した１秒後の将来時刻t1における目標位置（ＸＡ１、ＹＡ１）と異なる場合がある。
以上のような運行制御方法によれば、一斉に３台以上の車両に対して将来時刻における目標位置を示す位置情報を含む制御情報を送信することができるから、より偏りなく複数の車両を運行させることが可能となる。また、少なくとも３つ以上の車間間隔情報に基づいて３台以上の車両を制御するから、前後の車両との車間間隔のみに基づく場合と比較してより偏りなく複数の車両を運行させることが可能となる。
例えば、連続して走行する４台の車両において、先行する１台目の車両と真ん中の２台目の車両との車間間隔が広く、２台目の車両と３台目の車両との車間間隔が狭く、３台目の車両と４台目の車両との車間間隔が広い場合であっても、本実施形態に係る運行制御方法によれば、これら４台以外の残りの車間の車間間隔が極めて広い場合は、１台目や３台目の車両を減速させるのではなく、加速させるように位置情報及び時刻情報を送信することが可能になる。
また、何等かの事情により所定の車両の乗客人数が極めて多くなり遅延した場合に、通常であれば、ボトルネックとなる車両に先行する先行車両は予め定められた時刻通りに停車地点に到達するように制御される。一方で、本実施形態に係る運行制御方法によれば、このような先行車両や、ボトルネックとなる車両と遠く離れた他の車両も制御対象とすることができるから、車間間隔の偏りを、より短時間で抑制することが可能になる。なお、車両は、電気自動車に限られず水素自動車などその他の車両であってもよい。また、巡回経路を運行する電車の制御に対して本発明を適用することもできる。
［跳ね出し制御］
上述したように自動運転車両１０等は、電動モータを駆動源とする電気自動車であるから、バッテリー７０の充電等のために車両を巡回経路から外れさせる跳ね出しと逆に車両を巡回経路に投入することを頻繁に行わなければならない。
図５は、巡回経路Ｒを走行する自動運転車両１０等の台数を時間帯ごとに示したテーブルである。巡回経路Ｒを走行する自動運転車両１０等の台数は、車庫Ｇを起点として計上される。図５に示されるテーブルに示されるように、例えば、巡回経路Ｒを走行する自動運転車両１０等の台数は、５時台には４台であり６時台には６台というように時間帯ごとに変化する。また、他車両１４０Ａは、５時台から８時台までは巡回経路Ｒを走行するが、９時台に跳ね出しの準備及び跳ね出しを行い、１０時台には、車庫Ｇで充電しながら待機する。一方で、他車両１４０Ｂは、６時台から巡回経路Ｒに投入されるための移行及び投入を行い７時台から巡回経路Ｒを走行する。このように各車両は、跳ね出し、運行、投入、待機を繰り返すように運行管理センタ１００によって制御される。更に、想定以上にバッテリー７０の残容量が少なくなった場合は、予定を切り上げて跳ね出しを実行する場合もある。
図６Ａは、跳ね出しの準備段階における運行制御方法を示す模式図であり、図６Ｂは、跳ね出し直前の運行状態を示す模式図である。
図６Ａにおいて、自動運転車両１０、他車両１４０Ａ乃至他車両１４０Ｃは、巡回経路Ｒを走行している。ただし、巡回経路Ｒは、簡単のため円形に変形されている。従って、車間間隔は、円形の巡回経路Ｒの中心に対する角度で示される。同図に示される時点において、自動運転車両１０、他車両１４０Ａ乃至他車両１４０Ｃの各車間間隔は、略等間隔（約９０度）である。この状態において、他車両１４０Ａを跳ね出す場合、運行管理センタ１００の制御装置１００Ｂは、跳ね出し車両である他車両１４０Ａを含む各車間間隔に加え、跳ね出し車両である他車両１４０Ａの先行車両である自動運転車両１０と、跳ね出し車両である他車両１４０Ａの後続車両である他車両１４０Ｃとの間隔（「第２車間間隔情報」の一例）も取得する。そして、跳ね出し車両１４０Ａを挟む間隔である自動運転車両１０と他車両１４０Ｃとの間隔と、それ以外の車間間隔である自動運転車両１０と他車両１４０Ｂの車間間隔及び他車両１４０Ｂと他車両１４０Ｃとの車間間隔が等しくなるように、制御装置１００Ｂは、自動運転車両１０、他車両１４０Ｂ及び他車両１４０Ｃに対し、それぞれ将来時刻における目標位置を設定し、送信する。従って、自動運転車両１０の将来時刻における目標位置は１０１であり、他車両１４０Ｂの同じ将来時刻における目標位置は１４０Ｂ１であり、他車両１４０Ｃの同じ将来時刻における目標位置は１４０Ｃ１である。同図に示されるように、等しい車間間隔で走行する各車両に対し、現在位置に対する巡回経路Ｒ上の距離が異なる目標位置が設定される。
その後、巡回経路Ｒ上を走行する４台の車両のうち、巡回経路Ｒに残留する３台の自動運転車両１０、他車両１４０Ｂ及び他車両１４０Ｃは、跳ね出し車両を除く車間間隔が等しくなるように制御されながら走行し、一方で跳ね出し車両である他車両１４０Ａは、そのような制御から除外されて巡回経路Ｒ上を走行する。但し、他車両１４０Ａは、先行車両である自動運転車両１０との車間間隔と後続車両である他車両１４０Ｃとの車間間隔が等しくなるように制御されてもよい。このように構成することによって跳ね出し予定の他車両１４０Ａも、乗客を乗せて走行することができる。但し、跳ね出されることが決まってから新たな乗客を乗せることは好ましくない。また、跳ね出し車両である他車両１４０Ａは、少なくとも巡回経路Ｒを一周した後に跳ね出されることが好ましい。少なくとも巡回経路Ｒを一周させる間に跳ね出し時に巡回経路Ｒに残留する自動運転車両１０等の車間間隔を概ね等しくさせることが可能になるためである。
図６Ｂは、跳ね出し直前の運行状態を示している。この図に示されるように、跳ね出し車両である他車両１４０Ａが実際に巡回経路Ｒから外れる前に、他車両１４０Ａに巡回経路Ｒを走行させながら、残留する自動運転車両１０等の車間間隔を制御することが可能になる。このため乗客は、他車両１４０Ａに乗車することが可能になる。そして、残留する自動運転車両１０、他車両１４０Ｂ及び他車両１４０Ｃの車間間隔が略等しい状態で、他車両１４０Ａを跳ね出させることが可能になる。
なお、残留する自動運転車両１０等の台数は、４台以上でもよい。また、残留する自動運転車両１０等のうち、車間間隔が等しくなるように制御される対象から除外される特別な車両があってもよい。例えば、定員数が異なる等の複数種類の自動運転車両１０等が巡回経路Ｒを走行する場合に、同じ種類の自動運転車両１０等のみを制御対象としてもよい。また、同じ種類の自動運転車両１０等ごとに車間間隔を制御してもよい。
［投入制御］
図７Ａ及び図７Ｂは、投入時の運行制御方法を示す模式図である。
図７Ａに示されるように、自動運転車両１０、他車両１４０Ｂ及び他車両１４０Ｃが等間隔で巡回経路Ｒを走行している状態において他車両１４０Ａを新規投入する場合は、他車両１４０Ａを走行経路Ｒ上に投入してから他車両１４０Ａを含む走行経路Ｒ上を走行する全ての自動運転車両１０等の車間間隔を制御することが好ましい。即ち、跳ね出し時には、跳ね出し車両を走行経路Ｒ上を走行させながら残留する車両の車間間隔を制御することにより、急に跳ね出させる場合にその前後の車両間にできる広大な車間間隔が発生することを回避することが可能になる。一方で、投入時には、投入車両を走行経路Ｒ上に投入してから投入車両を含む車両の車間間隔を制御することによって、投入車両の先行車両と後続車両の間に投入前に広大な車間間隔ができることを回避することが可能になる。
図７Ａに示されるように、理想的には、投入車両である他車両１４０Ａは、残留する二つの車両である他車両１４０Ｃと自動運転車両１０の中間地点付近で投入されることが好ましい。即ち、経路ＲＩとの接続点を先行する自動運転車両１０が通過した後、後続する他車両１４０Ｃが経路ＲＩとの接続点を通過するまでに要する時刻の半分程度の時刻に、他車両１４０Ａが経路ＲＩから巡回経路Ｒに投入されることが好ましい。
図７Ａに示されるように、その後、投入された他車両１４０Ａを含む巡回経路Ｒを走行している全ての自動運転車両１０等の車間間隔を制御するように、運行管理センタ１００は、制御情報を各車両に対して送信する。自動運転車両１０には、相対的な大きな加速を要し、他車両１４０ＡＢには、相対的に小さな加速を要し、他車両１４０Ｃには、減速を要するような位置情報及び時刻情報が送信されることになる。その後、しばらく時間が経過すると、図７Ｂに示されるように、各車両の車間間隔は概ね等しくなる。
以上述べたように、本実施形態に係る運行制御方法によれば、少なくとも一台の車両が巡回経路から外れる跳ね出しの際に、跳ね出し車両を除く少なくとも三台の車両に対し、それぞれ、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を送信し、また、少なくとも一台の車両を巡回経路に投入される際に、投入車両を含む少なくとも三台の車両に対し、それぞれ、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を送信するから、跳ね出しや投入の際であっても、偏りなく複数の車両を運行させることが可能となる運行制御装置、運行制御方法及び車両を提供することが可能になる。なお、所定のフォーマット及びプロトコルによって、運行管理センタ１００が自動運転車両１０等に送信する目標位置を示す情報は、予め定められた所定の将来時刻、例えば、１秒後の目標位置を示す情報であるように取り決めてもよい。そのような場合であっても、所定のフォーマットで所定の位置に記録される位置情報は、所定の将来時刻における目標位置を示す位置情報と、自動運転車両１０等は認識することができる。
なお、跳ね出し車両は、２台以上であってもよい。そのような場合であっても、跳ね出し車両を走行させながら、残留する車両間の車間間隔を制御することができる。また、投入車両は、２台以上であってもよい。そのような場合であっても、２台の投入車両を含む車両の車間間隔を制御することができる。また、車間間隔は、走行経路上を走行する全ての車両の車間間隔を制御する必要はなく、選択される複数の車間間隔を制御してもよい。
また、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。たとえば、当業者の通常の創作能力の範囲内で、ある実施例における一部の構成要素を、他の実施例に追加することができる。例えば、バッテリーの残量がなくなった車両の跳ね出しを行いながら、別の車両を投入してもよい。その場合、跳ね出し車両に後続して投入車両が走行させることが好ましい。このように制御することで、乗車しようとする乗客が車両に乗りそびれることを抑制できるとともに、車間間隔の偏りを抑制することができる。特に、跳ね出し車両に後続する投入車両に対しては、この投入車両と跳ね出し車両に先行する車両との間隔と、この投入車両とこの投入車両に後続する車両との車間間隔が等しくなるように、複数の車間間隔情報及び第２車間間隔情報に基づいて、時刻情報及び位置情報を送信し、跳ね出し車両に対しては、この跳ね出し車両とこの跳ね出し車両に先行する車両との車間間隔よりも、この跳ね出し車両と投入車両との車間間隔の方が小さくなるように、車間間隔情報に基づいて、時刻情報及び位置情報を送信することが好ましい。このように制御することにより、跳ね出し車両に乗ることが出来なかった乗客に対し、投入車両をいち早く提供することが可能になる。その他、ある実施例における一部の構成要素を、他の実施例の対応する構成要素に置換してもよい。
１０ 自動運転車両
２０ 制御装置
２２ 情報管理部
２４ 位置推定部
２６ 制御命令生成部
３０ 周辺監視装置
４０ 衛星通信装置
５０ 無線通信装置
６０ 入出力装置
７０ バッテリー
８０ 車両状態検出装置
９０ 駆動装置
１００ 運行管理センタ
１４０Ａ 他車両
１４０Ｂ 他車両
１４０Ｃ 他車両
１４０Ｎ 他車両
１５０ 運行管理室端末
１６０ 車庫端末
１７０ 情報提供用Ｗｅｂサーバ
１８０ 情報処理端末

Claims (5)

  1. 巡回経路を自律走行で走行する複数の車両の車間間隔を制御する運行制御装置であって、
    少なくとも一台の前記車両が前記巡回経路から外れる跳ね出しの際に、跳ね出し対象となる前記車両である跳ね出し車両を除く少なくとも三台の前記車両に対し、それぞれ、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を送信可能に構成される送信手段と、を備え、
    前記運行制御装置は、少なくとも一台の前記車両に対し、前記巡回経路から外れる前記跳ね出しを指令し、
    前記跳ね出し車両が、跳ね出されることが決まってから、前記巡回経路を少なくとも一周した後に、前記巡回経路から跳ね出されるように制御する、運行制御装置。
  2. 前記車両の現在の車間間隔を示す車間間隔情報を取得する車間間隔取得手段を更に備え、
    前記送信手段は、少なくとも３つの前記車間間隔情報に基づいて取得された前記時刻情報及び前記位置情報を送信するように構成される請求項１に記載の運行制御装置。
  3. 前記車間間隔取得手段は、前記跳ね出し車両が前記巡回経路を走行中に、前記跳ね出し車両に先行する前記車両と、前記跳ね出し車両に後続する前記車両との現在の間隔を示す第２車間間隔情報を更に取得可能に構成され、
    前記送信手段は、更に前記第２車間間隔情報に基づいて、前記時刻情報及び前記位置情報を送信するように構成される請求項２に記載の運行制御装置。
  4. 前記送信手段は、前記跳ね出し車両に先行する前記車両に対し、この車両とこの車両に先行する前記車両との車間間隔と、この車両と前記跳ね出し車両に後続する前記車両との間隔が等しくなるように、前記車間間隔情報及び前記第２車間間隔情報に基づいて、前記時刻情報及び前記位置情報を送信するように構成される請求項３に記載の運行制御装置。
  5. 巡回経路を自律走行で走行する車両であって、
    前記巡回経路を自律走行で走行する前記車両及び他の車両を含む複数の車両の車間間隔を制御する、請求項１に記載の運行制御装置に対し、前記車両の位置情報を送信する手段と、
    前記他の車両のうち少なくとも一台の前記車両が前記巡回経路から外れる跳ね出しの際に、又は、少なくとも一台の車両が前記巡回経路に投入される際に、前記運行制御装置から、将来の時刻情報及びその時刻情報に示される時刻におけるその車両の目標位置を示す位置情報を受信する手段と、
    前記時刻情報に示される時刻に前記目標位置に到達するために前記車両を制御する制御命令を生成する制御手段と、
    を備える車両。
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