JP7329970B2 - 速度計測装置、合流支援装置、処理装置、処理方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、速度計測装置、合流支援装置、処理装置、処理方法、及びプログラムに関する。

高速道路等における合流区間において、合流車線を走行する車両（以下、合流車両）は、本流車線を走行する車両（以下、本線車両）の位置及び速度を確認しながら本流車線に合流する必要がある。
このため、合流区間における運転操作を支援するシステムは、本線車両の速度を的確に特定する必要がある。

車両の速度を計測する装置として、例えば、特許文献１に開示されるような速度計測装置が知られている。

特開２０１１－１９６９４３号公報

他方、車線を走行する車両の速度を計測する装置として、高さ方向にレーザを走査するレーザスキャナを車線の延びる方向の上流と下流に２台設置して、各レーザスキャナが走行する車両を検知する時刻の時間差から車両の速度を計測する方法がある。
しかし、このような計測方法では、各レーザスキャナのサンプリング周期が、レーザの一走査の周期以上となるため、速度の計測誤差が大きい。

この発明は、速度の計測誤差を小さくできる速度計測装置、合流支援装置、処理装置、処理方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

第１の態様は、車線（Ｌ０）の延びる方向に第一レーザ（ＬＢ１）を走査して車両（Ｖ０）の表面との距離を計測可能な第一レーザスキャナ（２１）と、前記第一レーザスキャナから、前記第一レーザの第一走査位置（θ１）と、前記第一走査位置における前記距離である第一距離（ＤＳ１）と、を取得する第一情報取得部（２２１）と、前記第一レーザスキャナから、前記第一走査位置よりも前記車線の延びる方向の下流側である前記第一レーザの第二走査位置（θ２）と、前記第二走査位置における前記距離である第二距離（ＤＳ２）と、を取得する第二情報取得部（２２２）と、前記第一走査位置と、前記第一距離と、前記第二走査位置と、前記第二距離と、に基づいて、前記車両の速度を取得する速度取得部（２２３）と、を備える速度計測装置（２０）である。

本態様によれば、第一レーザスキャナは、車線の延びる方向に第一レーザを走査するため、車線を走行する車両を、車線の延びる方向の任意の位置において、第一距離と第二距離とを取得できる。
このため、速度計測装置は、第一レーザスキャナによる一度の走査で第一距離と第二距離とを取得できるので、第一レーザの走査周期以下の分解能で車両の速度を取得することができる。
したがって、速度計測装置は、速度の計測誤差を小さくできる。

第２の態様は、前記第一レーザスキャナが、路面に沿う前記路面の上方の走査面（ＰＳＣ）内で前記第一レーザを走査する第１の態様の速度計測装置である。

本態様によれば、速度計測装置は、車線幅方向の広い範囲にわたって、第一レーザを走査することができる。
このため、速度計測装置は、車両の車線幅方向の走行位置にかかわらず、車両の速度を取得することができる。

第３の態様は、前記第一レーザスキャナが、路面と交わる走査面内で前記第一レーザを走査する第１の態様の速度計測装置である。

本態様によれば、第一レーザが、路側や道路上等の構造物に遮られにくい。
このため、速度計測装置は、路側や道路上等に構造物があっても、車両の速度を取得することができる。

第４の態様は、前記車線を横切る第二レーザ（ＬＢ２）を高さ方向に走査して、前記車両の表面との距離を計測可能な第二レーザスキャナ（２３）と、前記第二レーザより下流側であって前記車線を横切る第三レーザ（ＬＢ３）を高さ方向に走査して、前記車両の表面との距離を計測可能な第三レーザスキャナ（２４）と、をさらに備える第１から第３のいずれかの態様の速度計測装置である。

本態様によれば、構造物や前の車両に隠れて第一レーザスキャナで距離を計測できない車両の表面を、車線の延びる方向に対し、第一レーザスキャナの走査面とは異なる角度で交わる走査面を持つ第二レーザスキャナ及び第三レーザスキャナが計測できる。
このため、速度計測装置は、構造物や前の車両に影響されず、車両の速度を取得することができる。

第５の態様は、高さ方向に、前記第一レーザスキャナを複数備える第１から第３の態様のいずれかの速度計測装置である。

本態様によれば、第一レーザスキャナは、高さの異なる各走査面において、車両との距離を計測することができる。
このため、各車両に高さの違いがあったり、車両の表面に窓があったりしても、速度計測装置は、車両の速度を取得することができる。

第６の態様は、前記第一レーザスキャナが、高さ方向に前記第一レーザをさらに走査する第１から第３の態様のいずれかの速度計測装置である。

本態様によれば、第一レーザスキャナは、高さの異なる各走査面において、車両との距離を計測することができる。
このため、各車両に高さの違いがあったり、車両の表面に窓があったりしても、速度計測装置は、車両の速度を取得することができる。

第７の態様は、前記車線の延びる方向に前記第一レーザスキャナを複数備える第１から第６の態様のいずれかの速度計測装置である。

本態様によれば、前記車線の延びる方向の各位置において、車両の速度を取得することができる。
このため、車線の延びる方向における車両の速度変化を捉えることができる。

第８の態様は、第１から第７のいずれかの態様の速度計測装置で取得された前記速度に基づいて、本流車線（Ｌ１）上における本線車両（Ｖ１）の位置を示す合流支援情報を生成する支援情報生成部（３０）と、前記合流支援情報を送信する路側無線機（４０）と、を備える合流支援装置（１０）である。

本態様によれば、第一レーザスキャナは、車線の延びる方向に第一レーザを走査するため、車線を走行する車両を、車線の延びる方向の任意の位置において、第一距離と第二距離を取得できる。
このため、合流支援装置は、第一レーザスキャナによる一度の走査で第一距離と第二距離とを取得できるので、第一レーザの走査周期以下の分解能で車両の速度を取得することができる。
したがって、合流支援装置は、速度の計測誤差を小さくでき、精度の高い合流支援を行うことができる。

第９の態様は、車線の延びる方向に第一レーザを走査して車両の表面との距離を計測可能な第一レーザスキャナから、前記第一レーザの第一走査位置と、前記第一走査位置における前記距離である第一距離と、を取得する第一情報取得部と、前記第一レーザスキャナから、前記第一走査位置よりも前記車線の延びる方向の下流側である前記第一レーザの第二走査位置と、前記第二走査位置における前記距離である第二距離と、を取得する第二情報取得部と、前記第一走査位置と、前記第一距離と、前記第二走査位置と、前記第二距離と、に基づいて、前記車両の速度を取得する速度取得部と、を備える処理装置（２２）である。

本態様によれば、第一レーザスキャナは、車線の延びる方向に第一レーザを走査するため、第一レーザスキャナによる一度の走査で第一距離と第二距離とを取得できるので、車線を走行する車両を、車線の延びる方向の任意の位置において、第一距離と第二距離を取得できる。
このため、処理装置は、第一レーザの走査周期以下の分解能で車両の速度を取得することができる。
したがって、処理装置は、速度の計測誤差を小さくできる。

第１０の態様は、車線の延びる方向に第一レーザを走査して車両の表面との距離を計測可能な第一レーザスキャナから、前記第一レーザの第一走査位置と、前記第一走査位置における前記距離である第一距離と、を取得するステップと、前記第一レーザスキャナから、前記第一走査位置よりも前記車線の延びる方向の下流側である前記第一レーザの第二走査位置と、前記第二走査位置における前記距離である第二距離と、を取得するステップと、前記第一走査位置と、前記第一距離と、前記第二走査位置と、前記第二距離と、に基づいて、前記車両の速度を取得するステップと、を含む処理方法である。

本態様によれば、第一レーザスキャナは、車線の延びる方向に第一レーザを走査するため、車線を走行する車両を、車線の延びる方向の任意の位置において、第一距離と第二距離を取得できる。
このため、処理方法は、第一レーザスキャナによる一度の走査で第一距離と第二距離とを取得できるので、第一レーザの走査周期以下の分解能で車両の速度を取得することができる。
したがって、処理方法は、速度の計測誤差を小さくできる。

第１１の態様は、速度計測装置のコンピュータに、車線の延びる方向に第一レーザを走査して車両の表面との距離を計測可能な第一レーザスキャナから、前記第一レーザの第一走査位置と、前記第一走査位置における前記距離である第一距離と、を取得するステップと、前記第一レーザスキャナから、前記第一走査位置よりも前記車線の延びる方向の下流側である前記第一レーザの第二走査位置と、前記第二走査位置における前記距離である第二距離と、を取得するステップと、前記第一走査位置と、前記第一距離と、前記第二走査位置と、前記第二距離と、に基づいて、前記車両の速度を取得するステップと、を実行させるプログラムである。

本態様によれば、第一レーザスキャナは、車線の延びる方向に第一レーザを走査するため、車線を走行する車両を、車線の延びる方向の任意の位置において、第一距離と第二距離を取得できる。
このため、速度計測装置は、第一レーザスキャナによる一度の走査で第一距離と第二距離とを取得できるので、第一レーザの走査周期以下の分解能で車両の速度を取得することができる。
したがって、速度計測装置は、速度の計測誤差を小さくできる。

上述の一態様によれば、速度の計測誤差を小さくできる。

第一実施形態に係る合流支援システムの全体図である。 第一実施形態に係る速度計測装置の平面図である。 第一実施形態に係る速度計測装置のブロック図である。 第一実施形態に係る処理方法のフローチャートである。 比較例における計測誤差を示す図である。 比較例における計測誤差を示すグラフである。 本実施形態における計測誤差を示す図である。 本実施形態における計測誤差を示す表である。 本実施形態における計測誤差を説明する図である。 第二実施形態に係る第一レーザスキャナの設置状態を示す図である。 第三実施形態に係る速度計測装置の平面図である。 第四実施形態に係る第一レーザスキャナの設置状態を示す図である。 第五実施形態に係る第一レーザスキャナの設置状態を示す図である。 第六実施形態に係る速度計測装置の平面図である。 各実施形態に係る処理装置が備えるコンピュータのハードウェア構成の例である。

以下、本発明に係る各実施形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において同一または相当する構成には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。

＜第一実施形態＞
第一実施形態に係る速度計測装置について、図面を参照しながら説明する。

（合流支援システム１の全体構成）
本実施形態の速度計測装置２０は、合流支援システム１に含まれる装置である。
図１に示すように、合流支援システム１は、合流支援装置１０と、車両（合流車両Ｖ２）に搭載される車載器Ｖ２ａと、を備える。
本実施形態に係る合流支援装置１０は、道路（高速道路等）の本流車線Ｌ１に合流車線Ｌ２が合流する合流区間の周辺に設置される。
以下の説明において、本流車線Ｌ１を走行する車両を「本線車両Ｖ１」、合流車線Ｌ２を走行する車両を「合流車両Ｖ２」とも表記する。
図１において、各車両は矢印に示す方向に走行している。
例えば、本実施形態に係る合流車両Ｖ２は、自動運転車両であってもよい。

合流支援装置１０は、速度計測装置２０と、支援情報生成部３０と、路側無線機４０と、を備える。

速度計測装置２０は、本線車両Ｖ１の速度を取得する。
例えば、速度計測装置２０は、本流車線Ｌ１と合流車線Ｌ２との合流点ＪＣＴの上流において、本流車線Ｌ１の路側に設けられてもよい。

例えば、合流支援装置１０は、本流車線Ｌ１と合流車線Ｌ２との合流点ＪＣＴの上流において、合流車線Ｌ２の路側に、合流車両Ｖ２の速度を取得する速度計測装置２０をさらに備えてもよい。
例えば、合流支援装置１０は、合流車線Ｌ２と合流車線との合流点ＪＣＴの路側に、本線車両Ｖ１の速度を取得する速度計測装置２０をさらに備えてもよい。

支援情報生成部３０は、速度計測装置２０で取得された速度に基づいて、本流車線Ｌ１上における本線車両Ｖ１の位置を示す合流支援情報を生成する。

路側無線機４０は、合流支援情報を送信する。
例えば、路側無線機４０は、合流支援情報を、合流車線Ｌ２を走行する合流車両Ｖ２に搭載された車載器Ｖ２ａに送信して、ドライバー等へ通知してもよい。
例えば、路側無線機と車載器Ｖ２ａとは、狭域通信（Dedicated Short Range Communications：ＤＳＲＣ）技術に基づく無線通信を行ってもよい。
例えば、路側無線機４０は、合流支援情報を、合流車線Ｌ２を車載器Ｖ２ａに送信して通知するほか、路側に立てた表示板等へ送信して表示や音声で通知してもよい。

（速度計測装置）
図２に示すように、速度計測装置２０は、第一レーザスキャナ２１と、処理装置２２と、を備える。
例えば、速度計測装置２０は、本流車線Ｌ１を走行する本線車両Ｖ１や合流車線Ｌ２を走行する合流車両Ｖ２といった車線Ｌ０を走行する車両Ｖ０の速度を取得してもよい。

なお、以下、車線Ｌ０の延びる方向をＸ方向、車線Ｌ０の幅方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向ともいう。
特に車両Ｖ０が進行する方向を＋Ｘ方向、車線Ｌ０から路側ＬＳを向く方向を＋Ｙ方向、上方向を＋Ｚ方向ともいう。
なお、＋Ｘ方向は下流、－Ｘ方向は上流ともいう。

（レーザスキャナ）
第一レーザスキャナ２１は、車線Ｌ０の延びる方向に第一レーザＬＢ１を走査して車両Ｖ０の表面との距離を計測することができる。
第一レーザスキャナ２１は、走査面内で第一レーザＬＢ１を走査周期ＴＳで繰り返し走査する。
第一レーザスキャナ２１は、第一レーザＬＢ１を車両Ｖ０の表面に投光し、第一レーザＬＢ１の車両Ｖ０の表面における反射光（散乱光）を受光して、各走査位置において、第一レーザスキャナ２１と、第一レーザＬＢ１の反射位置（散乱位置）との距離を計測する。

例えば、第一レーザスキャナ２１は、走査面における車両Ｖ０の輪郭が取得できるように、走査面における車両Ｖ０との各部位との距離を連続して計測してもよい。

例えば、第一レーザスキャナ２１は、車両Ｖ０の表面との距離として、平面視（＋Ｚ側から見た時）における車両Ｖ０の角部との距離を計測してよい。
例えば、第一レーザスキャナ２１は、第一レーザスキャナ２１にいちばん近い車両Ｖ０の角部との距離を計測してもよい。

例えば、第一レーザスキャナ２１は、車線Ｌ０の路面（図２の紙面）に沿う路面の上方の走査面内で第一レーザＬＢ１を走査してもよい。
さらに、第一レーザスキャナ２１は、水平面内で第一レーザＬＢ１を走査してもよい。
車両Ｖ０が二輪車（バイク）を含む場合、水平走査（水平面内で第一レーザＬＢ１を走査）すると、第一レーザＬＢ１を走査する高さによっては、第一レーザＬＢ１の通り抜けが発生する可能性がある。このような場合、例えば、第一レーザスキャナ２１は、０．７ｍ～０．８ｍの高さで水平走査してもよい。

例えば、第一レーザスキャナ２１は、路側ＬＳに設置されてもよい。
例えば、第一レーザスキャナ２１は、回転中心Ｃ０を中心として、扇状に第一レーザＬＢ１を走査してもよい。
例えば、第一レーザスキャナ２１は、計測する距離として、各走査位置における車両Ｖ０の表面と第一レーザＬＢ１の回転中心Ｃ０との距離とを計測してもよい。
例えば、第一レーザスキャナ２１は、各距離を計測した時刻を特定してもよい。
例えば、第一レーザスキャナ２１は、第一レーザＬＢ１として、赤外線領域のレーザを投光し、赤外線領域のレーザの反射光を受光して距離を計測してもよい。

ここで走査位置とは、走査面内の走査方向の角度を意味する。
例えば、走査位置とは、第一レーザスキャナ２１が、第一レーザスキャナ２１から車線Ｌ０の延びる方向に対し垂直に車線Ｌ０を横切る方向を０度としたときの走査方向の角度を意味する。

（処理装置）
処理装置２２は、ＣＰＵ３１を備える。
図３に示すように、ＣＰＵ３１は、第一情報取得部２２１と、第二情報取得部２２２と、速度取得部２２３と、を機能的に備える。

第一情報取得部２２１は、第一レーザスキャナ２１から、第一レーザＬＢ１の第一走査位置θ１と、第一走査位置θ１における距離である第一距離ＤＳ１と、を取得する。
例えば、第一情報取得部２２１は、第一距離ＤＳ１として、第一走査位置θ１における車両Ｖ０の表面と第一レーザＬＢ１の回転中心Ｃ０との距離を取得してもよい。
例えば、第一情報取得部２２１は、第一レーザスキャナ２１から車両Ｖ０のボディの走査面内の各箇所との距離を連続して取得してもよい。その際、第一情報取得部２２１は、走査面の各走査位置における距離から車両Ｖ０の輪郭を取得し、車両Ｖ０の輪郭から車両Ｖ０のボディの特定位置ＳＰ（例えば、車両Ｖ０のボディの左前縁部）における第一走査位置θ１と、第一距離ＤＳ１と、を取得してもよい。
例えば、第一情報取得部２２１は、第一レーザスキャナ２１が第一距離ＤＳ１を計測した時刻ＴＭ１を取得してもよい。

第二情報取得部２２２は、第一レーザスキャナ２１から、第一レーザＬＢ１の第二走査位置θ２と、第二走査位置θ２における距離である第二距離ＤＳ２と、を取得する。
例えば、第二情報取得部２２２は、第二距離ＤＳ２として、第二走査位置θ２における車両Ｖ０の表面と第一レーザＬＢ１の回転中心Ｃ０との距離を取得してもよい。
例えば、第二情報取得部２２２は、第一レーザスキャナ２１から車両Ｖ０のボディの走査面内の各箇所との距離を連続して取得してもよい。その際、第二情報取得部２２２は、走査面の各走査位置における距離から車両Ｖ０の輪郭を取得し、車両Ｖ０の輪郭から車両Ｖ０のボディの特定位置ＳＰ（例えば、車両Ｖ０のボディの左前縁部）における第二走査位置θ２と、第二距離ＤＳ２と、を取得してもよい。
例えば、第二情報取得部２２２は、第一レーザスキャナ２１が第二距離ＤＳ２を計測した時刻ＴＭ２を取得してもよい。

例えば、第二情報取得部２２２は、第一情報取得部２２１が第一走査位置θ１と、第一距離ＤＳ１とを取得したタイミングから、第一レーザスキャナ２１を走査周期ＴＳで複数回走査を繰り返した後のタイミングで、第二走査位置θ２と、第二距離ＤＳ２と、取得してもよい。
例えば、第一情報取得部２２１が、第一レーザスキャナ２１の１回目の走査において、第一走査位置θ１と第一距離ＤＳ１とを取得した場合、第二情報取得部２２２は、第一レーザスキャナ２１の１０回目の走査において、第二走査位置θ２と第二距離ＤＳ２とを取得してもよい。

速度取得部２２３は、第一走査位置θ１と、第一距離ＤＳ１と、第二走査位置θ２と、第二距離ＤＳ２と、に基づいて、車両Ｖ０の速度ＶＶを取得する。
例えば、速度取得部２２３は、以下のように車両Ｖ０の速度ＶＶを取得してもよい。

まず、速度取得部２２３は、第一走査位置θ１と、第一距離ＤＳ１と、第二走査位置θ２と、第二距離ＤＳ２と、を取得する。
また、速度取得部２２３は、第一距離ＤＳ１を計測した時刻ＴＭ１と、第二距離ＤＳ２を計測した時刻ＴＭ２と、を取得する。
また、速度取得部２２３は、第一走査位置θ１と第一距離ＤＳ１とから、車線Ｌ０の延びる方向の車両Ｖ０との距離ＤＬ１＝ＤＳ１・ｓｉｎ（θ１）を求める。
また、速度取得部２２３は、第二走査位置θ２と第二距離ＤＳ２とから、車線Ｌ０の延びる方向の車両Ｖ０との距離ＤＬ２＝ＤＳ２・ｓｉｎ（θ２）を求める。
これにより、速度取得部２２３は、速度ＶＶ＝（ＤＬ２－ＤＬ１）／（ＴＭ２－ＴＭ１）を取得する。

（動作）
本実施形態の処理装置２２の動作について説明する。
処理装置２２の動作は、本実施形態の処理方法に相当する。

まず、図４に示すように、第一情報取得部２２１は、第一レーザスキャナ２１から、第一レーザＬＢ１の第一走査位置θ１と、第一距離ＤＳ１と、を取得する（ＳＴ０１：第一走査位置と第一距離とを取得するステップ）。

ＳＴ１を実施後、第二情報取得部２２２は、第一レーザスキャナ２１から、第一走査位置θ１よりも車線Ｌ０の延びる方向の下流側で第一レーザＬＢ１の第二走査位置θ２と、第二距離ＤＳ２と、を取得する（ＳＴ０２：第二走査位置と第二距離とを取得するステップ）。

ＳＴ２を実施後、速度取得部２２３は、第一走査位置θ１と、第一距離ＤＳ１と、第二走査位置θ２と、第二距離ＤＳ２と、に基づいて、車両Ｖ０の速度ＶＶを取得する（ＳＴ０３：速度を取得するステップ）。

ＳＴ３を実施後、処理を終了して、車両Ｖ０の後続の車両Ｖ０に対し、同様な処理を繰り返す。

（作用及び効果）
本実施形態によれば、第一レーザスキャナ２１は、車線Ｌ０の延びる方向に第一レーザＬＢ１を走査するため、車線Ｌ０を走行する車両Ｖ０を、車線Ｌ０の延びる方向の任意の位置において、第一距離ＤＳ１と第二距離ＤＳ２とを取得できる。
このため、速度計測装置２０は、第一レーザスキャナ２１による一度の走査で第一距離ＤＳ１と第二距離ＤＳ２とを取得できるので、第一レーザＬＢ１の走査周期以下の分解能で車両Ｖ０の速度ＶＶを取得することができる。
したがって、速度計測装置２０は、速度ＶＶの計測誤差を小さくできる。
また、合流支援装置１０は、速度ＶＶの計測誤差を小さくでき、精度の高い合流支援を行うことができる。

例えば、比較例として、図５に、車線を走行する車両の速度を計測する装置として、高さ方向にレーザを走査するレーザスキャナＳ１－１とＳ１－２とを車線の延びる方向上流と下流とに所定のセンサ間隔で設置している速度計測装置を示す。この速度計測装置は、両レーザスキャナ間の距離と、各レーザスキャナが走行する車両を検知する時刻の時間差とから車両の速度を計測する。
この場合、各レーザスキャナＳ１－１、Ｓ１－２のサンプリング周期は、レーザの高さ方向の走査周期以上となる。
このため、各レーザスキャナＳ１－１、Ｓ１－２が、今回の走査においてちょうど車両の先頭を検出できる場合と、前回の走査直後に既に車両の先頭が通過してしまう場合が発生してしまう。このため、今回の走査においてちょうど車両の先頭を検出できる場合と前回の走査直後に既に車両の先頭が通過してしまう場合とで、図５に示すように、センシング時の車両の位置が異なってしまうことがある。
この結果、測定される速度の誤差が大きくなってしまうことがある。
例えば、図６に示すように、レーザスキャナＳ１－１とレーザスキャナＳ１－２との間隔（センサ間隔）が５ｍにおいて、１００ｋｍ／ｈの車両を計測誤差５．００ｋｍ／ｈ以下で計測することは難しい。

これに対し、本実施形態では、第一レーザスキャナ２１は、車線Ｌ０の延びる方向に第一レーザＬＢ１を走査するため、例えば車両Ｖ０の先頭を特定して距離を計測できる。このため、比較例のような計測誤差は発生しない。
ただし、第一レーザスキャナ２１自身の計測誤差があるため、速度計測装置２０においても速度の計測誤差はある。
例えば、第一レーザスキャナ２１の距離の典型的な計測誤差（例えば計測誤差±２５ｍｍ）を、図７に示すように、車両進行方向（車線の延びる方向）の計測誤差に分解して、車両Ｖ０の速度ＶＶの計測誤差を試算した結果を図８に示す。
図８には、１００ｋｍ／ｈの車両Ｖ０の速度ＶＶを計測誤差（速度誤差）５．００ｋｍ／ｈ以下で計測できることが示されるように、比較例に比べて速度計測装置２０は、車両Ｖ０の速度の計測誤差を小さくできる。
図８の表の上側は、車両Ｖ０の右縁部（右前縁部）との距離を測定した場合を示す。
図８の表の下側は、車両Ｖ０の左縁部（左前縁部）との距離を測定した場合を示す。

図８において、誤差最大ＤＬｍａｘは、１０回走査の間の車両Ｖ０の車線Ｌ０の延びる方向の移動距離ＤＬを第一レーザスキャナ２１で計測したときに、計測誤差を含む計測値の最大値を示す（図９参照）。
図８において、誤差最小ＤＬｍｉｎは、１０回走査の間の車両Ｖ０の車線Ｌ０の延びる方向の移動距離ＤＬを第一レーザスキャナ２１で計測したときに、計測誤差を含む計測値の最小値を示す（図９参照）。
図８において、速度誤差は、（ＤＬｍａｘ－ＤＬ）／（１０ＴＳ）と、（ＤＬｍｉｎ－ＤＬ）／（１０ＴＳ）とのうち、大きい方を示す。

また、本実施形態の一例によれば、路面に沿う路面の上方の走査面内で第一レーザＬＢ１を走査するため、速度計測装置２０は、車線幅方向の広い範囲にわたって、第一レーザＬＢ１を走査することができる。
このため、速度計測装置２０は、車両Ｖ０の車線幅方向の走行位置にかかわらず、車両Ｖ０の速度ＶＶを取得することができる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態に係る速度計測装置について、図面を参照しながら説明する。
図１０に示すように、第二実施形態では、第一実施形態において、第一レーザスキャナ２１は、路面ＳＲＤと交わる走査面ＰＳＣ内で第一レーザＬＢ１を走査する。

例えば、第一レーザスキャナ２１は、路面ＳＲＤを見下ろすように第一レーザＬＢ１を投光し、車両Ｖ０との距離を計測する。
例えば、第一実施形態の水平面内で第一レーザＬＢ１を走査する場合に比べて、本実施形態の第一レーザスキャナ２１は、高い位置に設置されてもよい。

本実施形態によれば、第一レーザＬＢ１が、路側や道路上等の構造物ＳＴＲに遮られにくい。
このため、路側や道路上等に構造物ＳＴＲがあっても、速度計測装置２０は、車両Ｖ０の速度ＶＶを取得することができる。
また、走査面ＰＳＣが路面ＳＲＤと交わるため、第一レーザスキャナ２１は、車両Ｖ０を見下ろすように第一レーザＬＢ１を投光して距離を計測する。
したがって、第一レーザスキャナ２１は、第一レーザＬＢ１が反射しにくい車両Ｖ０の窓などを避けて計測できる一方で、第一レーザＬＢ１が反射しやすい車両Ｖ０のボンネット部分等を計測することができる。

＜第三実施形態＞
第三実施形態に係る速度計測装置について、図面を参照しながら説明する。
図１１に示すように、第三実施形態では、第一又は第二実施形態において、速度計測装置２０は、第二レーザスキャナ２３と、第三レーザスキャナ２４と、をさらに備える。

第二レーザスキャナ２３は、車線Ｌ０を横切る第二レーザＬＢ２を高さ方向に走査して、車両Ｖ０の表面との距離を計測可能である。
第三レーザスキャナ２４は、第二レーザＬＢ２より下流側であって車線Ｌ０を横切る第三レーザＬＢ３を高さ方向に走査して、車両Ｖ０の表面との距離を計測可能である。
例えば、処理装置２２は、第二レーザスキャナ２３と第三レーザスキャナ２４との車線の延びる方向の距離と、各レーザスキャナが走行する車両Ｖ０を検知する時刻の時間差と、から車両Ｖ０の速度ＶＶを取得してもよい。

本実施形態によれば、構造物や前の車両に隠れて第一レーザスキャナで距離を計測できない車両の表面を、車線Ｌ０の延びる方向に対し、第一レーザスキャナ２１の走査面とは異なる角度で交わる走査面を持つ第二レーザスキャナ２３及び第三レーザスキャナ２４を計測することができる。

図１１に示すように、第一レーザスキャナ２１からみて、先行する車両Ｖ０に後続の車両Ｖ０の先頭が隠れることにより、第一レーザスキャナ２１が第一レーザＬＢ１を後続の車両Ｖ０の先頭に投光できないことがある。この場合、第一レーザスキャナ２１は、後続の車両Ｖ０の先頭を計測できず、速度計測装置２０が、後続の車両Ｖ０の各速度ＶＶを取得できない。
また、第一レーザスキャナ２１からみて、先行する車両Ｖ０に後続の車両Ｖ０の先頭が隠れることにより、先行する車両Ｖ０と後続の車両Ｖ０を分離できないことがある。この場合、速度計測装置２０は、先行する車両Ｖ０と後続の車両Ｖ０との各速度ＶＶを取得できない。
このような場合において、本実施形態の速度計測装置２０は、第二レーザスキャナ２３及び第三レーザスキャナ２４の計測により、車両Ｖ０の速度ＶＶを取得することができる。
このため、速度計測装置２０は、構造物や前の車両に影響されず、車両Ｖ０の速度ＶＶを取得することができる。

例えば、路面ＳＲＤと交わる走査面ＰＳＣ内で第一レーザＬＢ１を走査させると、路面ＳＲＤとに対して第一レーザＬＢ１が斜めになるため、車線Ｌ０の両端で第一レーザＬＢ１を投光できない領域が発生する場合がある。
このため、車両Ｖ０の車線Ｌ０の幅方向における走行位置によっては、第一レーザスキャナ２１で車両Ｖ０を捉えることができない場合がある。
このような場合でも、本実施形態の速度計測装置２０は、第二レーザスキャナ２３及び第三レーザスキャナ２４の計測により、車両Ｖ０の速度ＶＶを取得することができる。

＜第四実施形態＞
第四実施形態に係る速度計測装置について、図面を参照しながら説明する。
第四実施形態では、第一又は第二実施形態において、速度計測装置２０は、高さ方向に、第一レーザスキャナ２１を複数備える。
例えば、各第一レーザスキャナ２１は、水平面内で第一レーザＬＢ１を走査してもよい。
例えば、図１２に示すように、速度計測装置２０は、上から順に、第一レーザスキャナ２１ａ、第一レーザスキャナ２１ｂ、第一レーザスキャナ２１ｃ、及び第一レーザスキャナ２１ｄを備えてもよい。

本実施形態によれば、第一レーザスキャナ２１は、高さの異なる各走査面ＰＳＣにおいて、車両Ｖ０の表面との距離を計測できる。
一般に、車線Ｌ０を走行する車両Ｖ０は、トラック、乗用車、バイクなどの様々な車両であるため、車両Ｖ０の高さやセンシング困難な窓位置がバラバラである。
図１２に示すように、車両Ｖ０（乗用車）の場合、車両Ｖ０の高さが低いため、第一レーザスキャナ２１ａで距離を計測することができない。また、車両Ｖ０（乗用車）の窓の高さに当たるため、第一レーザスキャナ２１ｂ及び第一レーザスキャナ２１ｃで距離を計測することができない。
このような場合でも、速度計測装置２０は、第一レーザスキャナ２１ｄで距離を計測することができるため、車両Ｖ０の速度ＶＶを取得することができる。

同様に、車両Ｖ０（バイク）の場合も、車両Ｖ０の高さが低いため、第一レーザスキャナ２１ａ、及び第一レーザスキャナ２１ｂで距離を計測することができない。
このような場合でも、速度計測装置２０は、第一レーザスキャナ２１ｃ及び第一レーザスキャナ２１ｄで距離を計測することができるため、車両Ｖ０の速度ＶＶを取得することができる。

したがって、各車両Ｖ０に高さの違いがあったり、車両Ｖ０の表面に窓があったりしても、速度計測装置２０は、車両Ｖ０の速度ＶＶを取得することができる。

＜第五実施形態＞
第五実施形態に係る速度計測装置について、図面を参照しながら説明する。
第五実施形態では、第一又は第二実施形態において、第一レーザスキャナ２１が高さ方向に第一レーザＬＢ１をさらに走査する。
速度計測装置２０は、各走査面ＰＳＣにおいて速度ＶＶを取得する。
例えば、ＭＥＭＳ技術と組み合わせることにより、高さ方向に第一レーザＬＢ１をさらに走査してもよい。
例えば、図１３に示すように、第一レーザスキャナ２１は、水平面に対し、異なる角度をなす４つの走査面ＰＳＣにおいて、車両Ｖ０との距離を計測する。

本実施形態によれば、第一レーザスキャナ２１は、高さの異なる各走査面ＰＳＣにおいて、車両Ｖ０の表面との距離を計測できる。
また、本実施形態によれば、第一レーザスキャナ２１は、高さ方向の傾きの異なる各走査面ＰＳＣにおいて、車両Ｖ０の表面との距離を計測できる。
このため、各車両Ｖ０に高さの違いがあったり、車両Ｖ０の表面の任意の位置に窓があったりしても、速度計測装置２０は、車両Ｖ０の速度ＶＶを取得することができる。

＜第六実施形態＞
第六実施形態に係る速度計測装置について、図面を参照しながら説明する。
第六実施形態では、第一から第五実施形態のいずれかの実施形態において、車線Ｌ０の延びる方向に第一レーザスキャナ２１を複数備える。
各第一レーザスキャナ２１は、車線Ｌ０を進行する車両Ｖ０に対し、車線Ｌ０の延びる方向の異なる位置において、車両Ｖ０と距離を計測する。
例えば、合流点ＪＣＴに近づくに連れて、各第一レーザスキャナ２１の間隔が近づけられてもよい。

例えば、図１４に示すように、例えば、速度計測装置２０は、車線Ｌ０の延びる方向の上流から順に、第一レーザスキャナ２１ｐ、第一レーザスキャナ２１ｑ、及び第一レーザスキャナ２１ｒを備えてもよい。各第一レーザスキャナ２１は、車線Ｌ０を進行する車両Ｖ０を順に捉え、車線Ｌ０の延びる方向の異なる位置において、車両Ｖ０と距離を計測する。
その際、速度計測装置２０は、各第一レーザスキャナ２１から車両Ｖ０と距離を取得し、車線Ｌ０の異なる位置における車両Ｖ０の速度ＶＶとして、上流から順に速度ＶＶ１、速度ＶＶ２、及び速度ＶＶ３を取得する。
例えば、速度計測装置２０は、速度ＶＶ１、速度ＶＶ２、及び速度ＶＶ３から速度変化を取得してもよい。
さらに、速度計測装置２０は、速度変化と、速度ＶＶ１、速度ＶＶ２、及び速度ＶＶ３を取得した各時刻とから、車両Ｖ０の加速度を取得してもよい。

本実施形態によれば、車線Ｌ０の延びる方向の各位置において、車両Ｖ０の速度ＶＶを取得することができる。
このため、車線Ｌ０の延びる方向における車両Ｖ０の速度変化を捉えることができる。

また、本実施形態によれば、速度計測装置２０は、第一レーザスキャナ２１の計測範囲を重複させることが可能である。このため、速度計測装置２０は、連続的に間断なく精度のよい車両Ｖ０の挙動（車速、車間、加速度など）を計測することができる。
このため、本線車両Ｖ１の速度変化や、車線変更があった場合でも、各第一レーザスキャナ２１で捉えた本線車両Ｖ１の情報を連携伝達することにより、合流支援装置１０は、本線車両Ｖ１をトラッキングできる。
これにより、合流支援装置１０は、本線車両Ｖ１の最新情報を提供できる。
なお、複数の第一レーザスキャナ２１は、車両Ｖ０の挙動に合わせて、適度な間隔で間引き配置してもよい。

（変形例）
上述の実施形態では、第一レーザスキャナ２１は、路側に設置されているが、第一距離ＤＳ１及び第二距離ＤＳ２を取得できれば、どのような位置に設置されてもよい。
変形例として、第一レーザスキャナ２１は、車線Ｌ０の上方に設置されてもよい。その際、第一レーザスキャナ２１は、上方から車線Ｌ０に向かって、第一レーザＬＢ１を投光する。

なお、上述の各実施形態においては、処理装置２２の各種機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをマイコンといったコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各種処理を行うものとしている。ここで、コンピュータシステムのＣＰＵの各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

上述の各実施形態において、処理装置２２の各種機能を実現するためのプログラムを実行させるコンピュータのハードウェア構成の例について説明する。

図１５に示すように、処理装置２２が備えるコンピュータは、ＣＰＵ３１と、メモリ３２と、記憶／再生装置３３と、Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（以下、「ＩＯ Ｉ／Ｆ」という。）３４と、通信Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（以下、「通信Ｉ／Ｆ」という。）３５と、を備える。

メモリ３２は、処理装置２２で実行されるプログラムで使用されるデータ等を一時的に記憶するＲａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（以下、「ＲＡＭ」という。）等の媒体である。
記憶／再生装置３３は、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の外部メディアへデータ等を記憶したり、外部メディアのデータ等を再生したりするための装置である。
ＩＯ Ｉ／Ｆ３４は、処理装置２２と他の装置との間で情報等の入出力を行うためのインタフェースである。
通信Ｉ／Ｆ３５は、インターネット、専用通信回線等の通信回線を介して、他の装置との間で通信を行うインタフェースである。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

１ 合流支援システム
１０ 合流支援装置
２０ 速度計測装置
２１ 第一レーザスキャナ
２１ａ 第一レーザスキャナ
２１ｂ 第一レーザスキャナ
２１ｃ 第一レーザスキャナ
２１ｄ 第一レーザスキャナ
２１ｐ 第一レーザスキャナ
２１ｑ 第一レーザスキャナ
２１ｒ 第一レーザスキャナ
２２ 処理装置
２３ 第二レーザスキャナ
２４ 第三レーザスキャナ
３０ 支援情報生成部
３２ メモリ
３３ 記憶／再生装置
３４ ＩＯ Ｉ／Ｆ
３５ 通信Ｉ／Ｆ
４０ 路側無線機
２２１ 第一情報取得部
２２２ 第二情報取得部
２２３ 速度取得部
Ｃ０ 回転中心
ＤＬ 移動距離
ＤＬｍａｘ 誤差最大
ＤＬｍｉｎ 誤差最小
ＤＳ１ 第一距離
ＤＳ２ 第二距離
ＪＣＴ 合流点
Ｌ０ 車線
Ｌ１ 本流車線
Ｌ２ 合流車線
ＬＢ１ 第一レーザ
ＬＢ２ 第二レーザ
ＬＢ３ 第三レーザ
ＬＳ 路側
ＰＳＣ 走査面
Ｓ１－１ レーザスキャナ
Ｓ１－２ レーザスキャナ
ＳＰ 特定位置
ＳＲＤ 路面
ＳＴＲ 構造物
Ｖ０ 車両
Ｖ１ 本線車両
Ｖ２ 合流車両
Ｖ２ａ 車載器
ＶＶ 速度
θ１ 第一走査位置
θ２ 第二走査位置

Claims (6)

1. 車線の延びる方向に第一レーザを走査して車両の表面との距離を計測可能な第一レーザスキャナと、
   前記第一レーザスキャナから、前記第一レーザの第一走査位置と、前記第一走査位置における前記距離である第一距離と、を取得する第一情報取得部と、
   前記第一レーザスキャナから、前記第一走査位置よりも前記車線の延びる方向の下流側である前記第一レーザの第二走査位置と、前記第二走査位置における前記距離である第二距離と、を取得する第二情報取得部と、
   前記第一走査位置と、前記第一距離と、前記第二走査位置と、前記第二距離と、に基づいて、前記車両の速度を取得する速度取得部と、を備え、
   前記第一レーザスキャナが、路面に沿う前記路面の上方の走査面内で前記第一レーザを走査し、
   高さ方向に、前記第一レーザスキャナを複数備え、
   前記車線の延びる方向に前記第一レーザスキャナを複数備え、
   本流車線と合流車線との合流点に近づくに連れて、前記車線の延びる方向における前記第一レーザスキャナの間隔が近づけられている速度計測装置。
2. 前記第一レーザスキャナが、水平面内で前記第一レーザを走査する請求項１に記載の速度計測装置。
3. 請求項１又は２に記載の速度計測装置で取得された前記速度に基づいて、前記本流車線上における本線車両の位置を示す合流支援情報を生成する支援情報生成部と、
   前記合流支援情報を送信する路側無線機と、
   を備える合流支援装置。
4. 車線の延びる方向に第一レーザを走査して車両の表面との距離を計測可能な第一レーザスキャナを備える速度計測装置の前記第一レーザスキャナから、前記第一レーザの第一走査位置と、前記第一走査位置における前記距離である第一距離と、を取得する第一情報取得部と、
   前記第一レーザスキャナから、前記第一走査位置よりも前記車線の延びる方向の下流側である前記第一レーザの第二走査位置と、前記第二走査位置における前記距離である第二距離と、を取得する第二情報取得部と、
   前記第一走査位置と、前記第一距離と、前記第二走査位置と、前記第二距離と、に基づいて、前記車両の速度を取得する速度取得部と、を備え、
   前記第一レーザスキャナが、路面に沿う前記路面の上方の走査面内で前記第一レーザを走査し、
   前記速度計測装置が、高さ方向に、前記第一レーザスキャナを複数備え、
   前記速度計測装置が、前記車線の延びる方向に前記第一レーザスキャナを複数備え、
   本流車線と合流車線との合流点に近づくに連れて、前記車線の延びる方向における前記第一レーザスキャナの間隔が近づけられている処理装置。
5. 車線の延びる方向に第一レーザを走査して車両の表面との距離を計測可能な第一レーザスキャナを備える速度計測装置の前記第一レーザスキャナから、前記第一レーザの第一走査位置と、前記第一走査位置における前記距離である第一距離と、を取得するステップと、
   前記第一レーザスキャナから、前記第一走査位置よりも前記車線の延びる方向の下流側である前記第一レーザの第二走査位置と、前記第二走査位置における前記距離である第二距離と、を取得するステップと、
   前記第一走査位置と、前記第一距離と、前記第二走査位置と、前記第二距離と、に基づいて、前記車両の速度を取得するステップと、を含み、
   前記第一レーザスキャナが、路面に沿う前記路面の上方の走査面内で前記第一レーザを走査し、
   前記速度計測装置が、高さ方向に、前記第一レーザスキャナを複数備え、
   前記速度計測装置が、前記車線の延びる方向に前記第一レーザスキャナを複数備え、
   本流車線と合流車線との合流点に近づくに連れて、前記車線の延びる方向における前記第一レーザスキャナの間隔が近づけられている処理方法。
6. 速度計測装置のコンピュータに、
   車線の延びる方向に第一レーザを走査して車両の表面との距離を計測可能な第一レーザスキャナを備える速度計測装置の前記第一レーザスキャナから、前記第一レーザの第一走査位置と、前記第一走査位置における前記距離である第一距離と、を取得するステップと、
   前記第一レーザスキャナから、前記第一走査位置よりも前記車線の延びる方向の下流側である前記第一レーザの第二走査位置と、前記第二走査位置における前記距離である第二距離と、を取得するステップと、
   前記第一走査位置と、前記第一距離と、前記第二走査位置と、前記第二距離と、に基づいて、前記車両の速度を取得するステップと、を実行させ、
   前記第一レーザスキャナが、路面に沿う前記路面の上方の走査面内で前記第一レーザを走査し、
   前記速度計測装置が、高さ方向に、前記第一レーザスキャナを複数備え、
   前記速度計測装置が、前記車線の延びる方向に前記第一レーザスキャナを複数備え、
   本流車線と合流車線との合流点に近づくに連れて、前記車線の延びる方向における前記第一レーザスキャナの間隔が近づけられているプログラム。

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