JP7484258B2 - 交通システム - Google Patents

Description

本開示は交通システムに関する。

特許文献１に交通システムが開示されている。交通システムは、複数のノードを備える。少なくとも一部のノードは、物体を検出可能なセンサを備える。ノード間で、物体の検出結果等を表す情報を送受信する。

ＵＳ １０、０７８、９６１ Ｂ２

ノード間で送受信される情報を用いて衝突危険度等を算出することが考えられる。常に、ノード間で送受信される情報の全てを用いて衝突危険度等を算出する場合、制御部の処理負担が大きくなる。本開示の１つの局面では、処理負担を抑制できる交通システムを提供することが好ましい。

本開示の１つの局面は、複数のノードを備え、前記複数のノードの間で通信可能な交通システムである。前記複数のノードは、複数のワーカノード、及び１以上のマネージャノードを含む。前記ワーカノードは、道路上又は道路に面した位置にあるノード配置物体に配置される。

前記ワーカノードは、前記ノード配置物体の周辺に存在する周辺物体を検出するように構成されたセンサと、前記センサの検出結果、及び前記センサの種別を含む交通情報を、少なくとも前記マネージャノードに送信するように構成されたワーカ送信ユニットと、を備える。

前記マネージャノードは、前記ワーカノードから前記交通情報を受信するように構成されたマネージャ受信ユニットと、前記マネージャ受信ユニットが受信した前記交通情報の中から、前記ワーカノードの一部である対象ノードの周辺の状況を表す前記交通情報を抽出するように構成された情報抽出ユニットと、前記情報抽出ユニットが抽出した前記交通情報に基づき、前記対象ノードと、前記対象ノードの周辺に存在する前記周辺物体である対象物体との衝突危険度を算出するように構成された衝突危険度算出ユニットと、前記衝突危険度に基づき、前記対象ノードに行動指示を送信するように構成された行動指示送信ユニットと、前記マネージャ受信ユニットが受信した前記交通情報の時系列データに基づき、前記対象物体を追跡するように構成されたマネージャ追跡ユニットと、前記マネージャ追跡ユニットが追跡に使用した前記交通情報における前記対象物体の検知精度を算出するように構成されたマネージャ検知精度算出ユニットと、を備える。

前記情報抽出ユニットは、前記検知精度が高いほど、抽出する前記交通情報を少なくするように構成されている。
本開示の１つの局面である交通システムでは、マネージャノードは、検知精度が高いほど、抽出する交通情報を少なくする。そのため、マネージャノードは、衝突危険度を算出するときの処理量を抑制できる。なお、検知精度が高ければ、抽出する交通情報を少なくしても、衝突危険度の算出に対する影響は小さい。

交通システム１の構成を表すブロック図である。 制御部１１の機能的構成を表すブロック図である。 制御部４１の機能的構成を表すブロック図である。 ワーカノード３が実行する処理を表すフローチャートである。 マネージャノード５が実行する処理を表すフローチャートである。

本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
１．交通システム１の構成
交通システム１の構成を、図１～図３に基づき説明する。図１に示すように、交通システム１は、ワーカノード３と、マネージャノード５と、を備える。図１では便宜上、１のみのワーカノード３を記載しているが、交通システム１は複数のワーカノード３を備える。また、図１では便宜上、１のみのマネージャノード５を記載しているが、交通システム１は複数のマネージャノード５を備えていてもよい。ワーカノード３及びマネージャノード５はノードに対応する。

任意のワーカノード３は、他のワーカノード３及びマネージャノード５と、ネットワーク７を介して通信可能である。また、任意のマネージャノード５は、ワーカノード３及び他のマネージャノード５と、ネットワーク７を介して通信可能である。

ワーカノード３は、ノード配置物体９に配置されている。ノード配置物体９は、道路上の位置、又は道路に面した位置にある。ノード配置物体９として、例えば、車両、自転車、歩行者、信号機、道路に面した位置に設置された固定物等が挙げられる。

ワーカノード３は、制御部１１と、センサ１３と、送受信機１５と、を備える。制御部１１は、ＣＰＵ１７と、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ１９とする）と、を有するマイクロコンピュータを備える。

制御部１１の各機能は、ＣＰＵ１７が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ１９が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部１１は、１つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。

制御部１１は、図２に示すように、ワーカ送信ユニット２１と、ワーカ追跡ユニット２３と、ワーカ検知精度算出ユニット２５と、物体検出ユニット２７と、交通情報生成ユニット２９と、行動ユニット３１と、抑制度取得ユニット３３と、を備える。

センサ１３は、ノード配置物体９の周辺に存在する物体（以下では周辺物体とする）を検出することができる。周辺物体として、例えば、車両、自転車、歩行者等が挙げられる。周辺物体は、他のワーカノード３が配置されたノード配置物体９であってもよいし、ノード配置物体９以外の物体であってもよい。センサ１３として、例えば、カメラ、ライダー、レーザレーダ等が挙げられる。送受信機１５は、ネットワーク７を介して、他のワーカノード３及びマネージャノード５と通信を行う。
マネージャノード５は、制御部４１と、送受信機４３と、を備える。制御部４１は、ＣＰＵ４５と、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ４７とする）と、を有するマイクロコンピュータを備える。

制御部４１の各機能は、ＣＰＵ４５が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ４７が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部４１は、１つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。

制御部４１は、図３に示すように、マネージャ受信ユニット４９と、情報抽出ユニット５１と、衝突危険度算出ユニット５３と、行動指示送信ユニット５５と、マネージャ追跡ユニット５７と、マネージャ検知精度算出ユニット５９と、抑制指示ユニット６１と、負荷量推定ユニット６３と、を備える。

送受信機４３は、ネットワーク７を介して、ワーカノード３及び他のマネージャノード５と通信を行う。
２．ワーカノード３が実行する処理
それぞれのワーカノード３が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を、図４に基づき説明する。図４のステップ１では、物体検出ユニット２７が、センサ１３を用いて周辺物体を検出する処理を実行する。

ステップ２では、交通情報生成ユニット２９が、交通情報を生成する。交通情報は、前記ステップ１の処理で検出した周辺物体の位置、移動方向、移動速度等を含む。また、交通情報は、センサ１３の種類を表す情報を含む。

ステップ３では、ワーカ追跡ユニット２３が追跡処理を行う。追跡処理とは、ワーカノード３がこれまで作成してきた交通情報の時系列データに基づき、ワーカノード３の周辺に存在する周辺物体を追跡する処理である。

追跡処理とは、例えば、以下の処理である。ワーカ追跡ユニット２３は、ある時点の交通情報で表された周辺物体（以下では第１物体とする）の位置や速度から、次の時点の交通情報で表される第１物体の位置を予測する。ワーカ追跡ユニット２３は、予測された位置を中心とし、接続範囲を設定する。

ワーカ追跡ユニット２３は、次の時点の交通情報で表された周辺物体（以下では第２物体とする）が接続範囲内に存在する場合に、第１物体と、第２物体との間に連続性があると判断する。第１物体と第２物体との間に連続性がある場合、第１物体と第２物体とは同一の物体である可能性が高い。ワーカ追跡ユニット２３は、第１物体の交通情報と、第２物体の交通情報とを用いて、第２物体の位置や速度を算出する。追跡処理では、交通情報を生成するごとに、上記の処理を繰り返す。

ステップ４では、ワーカ検知精度算出ユニット２５が検知精度を算出する。検知精度とは、前記ステップ３の追跡処理で使用した交通情報において、周辺物体の情報を検知できていた比率である。例えば、追跡処理で使用した交通情報のうち、周辺物体がセンサ１３の検知範囲内にあり、本来ならば周辺物体の情報を含んでいるはずである交通情報の数をＡとする。追跡処理で使用した交通情報のうち、実際に周辺物体の情報を含んでいた交通情報の数をＢとする。検知精度はＢ／Ａである。なお、Ｂの値を検知精度としてもよい。

ステップ５では、抑制度取得ユニット３３が抑制度を取得する。抑制度とは、後述するステップ６において交通情報を送信するときに、送信する交通情報の数を抑制する程度である。抑制度が高いほど、送信する交通情報の数は少なくなる。

前記ステップ４で算出した検知精度が低いほど、抑制度は高い。また、マネージャノード５から抑制指示を受信している場合は、抑制指示を受信していない場合に比べて、抑制度は高い。なお、抑制指示とは、後述するステップ１９においてマネージャノード５が送信する指示である。抑制指示とは、交通情報の送信を抑制することを指示するものである。

ステップ６では、ワーカ送信ユニット２１が、前記ステップ２で生成した交通情報を、前記ステップ５で取得した抑制度に応じた数だけ、送信する。送信対象には、少なくともマネージャノード５が含まれる。送信対象には、他のワーカノード３が含まれていてもよい。

ステップ７では、行動ユニット３１が、行動指示を受信する処理を実行する。行動指示とは、後述するステップ１８でマネージャノード５が送信する指示である。行動指示は、ノード配置物体９に行動を指示する。行動として、例えば、周辺物体から退避する行動等が挙げられる。

ステップ８では、行動ユニット３１が、前記ステップ７の処理で受信した行動指示に応じて、ノード配置物体９に行動を指示する。ノード配置物体９は、指示された行動を実行する。
３．マネージャノード５が実行する処理
マネージャノード５が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を、図５に基づき説明する。図５のステップ１１では、負荷量推定ユニット６３が負荷量を推定する。負荷量とは、例えば、マネージャノード５が実行する計算の計算量、又は、マネージャノード５が実行する通信の通信量である。負荷量は、計算量と通信量との両方を含んでいてもよい。

ステップ１２では、マネージャ受信ユニット４９が、送受信機４３を用いて、複数のワーカノード３から交通情報を受信する。
ステップ１３では、衝突危険度算出ユニット５３が、対象ノードと対象物体とを特定する。対象ノードは、ワーカノード３の一部である。対象物体は、対象ノードの周辺に存在する周辺物体である。なお、対象ノードは単数であってもよいし、複数であってもよい。対象ノードが複数である場合、マネージャノード５は、それぞれの対象ノードについて、ステップ１４～１９の処理を実行することができる。

ステップ１４では、マネージャ追跡ユニット５７が、これまでに対象物体を追跡してきた結果を読み出す。なお、マネージャ追跡ユニット５７は、ワーカノード３から交通情報を受信するごとに、交通情報の時系列データに基づき、それぞれの周辺物体を追跡する処理を実行している。追跡する処理の内容は、前記ステップ３で述べた処理と同様である。

ステップ１５では、マネージャ検知精度算出ユニット５９が検知精度を算出する。検知精度とは、前記ステップ１４で読み出した追跡処理において、対象物体の情報を検知できていた比率である。例えば、追跡処理で使用した交通情報のうち、対象物体がセンサ１３の検知範囲内にあり、本来ならば対象物体の情報を含んでいるはずである交通情報の数をＣとする。追跡処理で使用した交通情報のうち、実際に対象物体の情報を含んでいた交通情報の数をＤとする。検知精度はＤ／Ｃである。なお、Ｄの値を検知精度としてもよい。

ステップ１６では、情報抽出ユニット５１が、前記ステップ１２で受信した交通情報の中から、一部の交通情報を抽出する。抽出される交通情報は、対象物体がセンサ１３の検知範囲内にあるときに生成された交通情報である。

情報抽出ユニット５１は、前記ステップ１１で推定した負荷量が大きいほど、抽出する交通情報を少なくする。例えば、前記ステップ１１で推定した負荷量が予め設定された閾値以下である場合、情報抽出ユニット５１は、対象物体がセンサ１３の検知範囲内にあるときに生成された交通情報を全て抽出する。また、負荷量が予め設定された閾値を超えている場合、情報抽出ユニット５１は、対象物体がセンサ１３の検知範囲内にあるときに生成された交通情報の一部を抽出する。

また、情報抽出ユニット５１は、前記ステップ１５で算出した検知精度が高いほど、抽出する交通情報を少なくする。
ステップ１７では、衝突危険度算出ユニット５３が、前記ステップ１６で抽出した交通情報に基づき、対象ノードと、対象物体との衝突危険度を算出する。衝突危険度算出ユニット５３は、例えば、前記ステップ１６で抽出した交通情報に基づき、対象ノード及び対象物体について、位置、移動方向、速度等を算出する。衝突危険度算出ユニット５３は、算出した位置、移動方向、速度等に基づき、衝突危険度を算出する。

ステップ１８では、行動指示送信ユニット５５が、対象ノードに行動指示を送信する。行動指示は、基本的には、衝突危険度に基づき決まる。例えば、衝突危険度が予め設定された閾値を超える場合、行動指示は、基本的には、対象物体からの退避を指示するものである。また、衝突危険度が閾値以下である場合、行動指示は、基本的には、何も行動しないことである。

ただし、行動指示は、前記ステップ１５で算出した検知精度に応じて、基本的な行動指示から変更される。例えば、衝突危険度が閾値を超えた場合であっても、検知精度が下限値以下であれば、行動指示は、対象物体の退避以外の指示へ変更される。変更後の行動指示は、例えば、何もしないこと、注意喚起の報知を行う指示等である。

ステップ１９では、抑制指示ユニット６１が、ワーカノード３の少なくとも一部に対し、抑制指示を送信する。前記ステップ１５で算出した検知精度が予め設定された閾値より高い場合、抑制指示の内容は、対象物体が存在する領域の状況を表す交通情報の送信を抑制する指示である。なお、前記ステップ１５で算出した検知精度が閾値以下である場合、抑制指示ユニット６１は、抑制指示を送信しない。

４．交通システム１が奏する効果
（１Ａ）マネージャノード５は、前記ステップ１５で算出した検知精度が高いほど、前記ステップ１６で抽出する交通情報を少なくする。そのため、マネージャノード５は、前記ステップ１７における衝突危険度算出ユニット５３の処理量を抑制できる。なお、検知精度が高い場合、抽出する交通情報を少なくしても、衝突危険度の算出に対する影響は小さい。

（１Ｂ）前記ステップ１５で算出した検知精度が低い場合、基本的な行動指示が実情に合っていない可能性が高い。マネージャノード５は、前記ステップ１５で算出した検知精度に応じて、前記ステップ１８で送信する行動指示を変更する。そのため、交通システム１は、実情にあっていない行動指示をワーカノード３に送信してしまうことを抑制できる。

（１Ｃ）ワーカノード３は、前記ステップ４で算出した検知精度が低いほど、交通情報の送信を抑制する。そのため、交通システム１は通信量及びマネージャノード５の処理量を抑制できる。なお、マネージャノード５は、検知精度が高いワーカノード３から交通情報を受信することで、前記ステップ１５～１９の処理を適切に実行できる。

（１Ｄ）マネージャノード５は、前記ステップ１５で算出した検知精度が予め設定された閾値より高い場合、ワーカノード３の少なくとも一部に対し、対象物体が存在する領域の状況を表す交通情報の送信を抑制するように指示する。そのため、交通システム１は通信量及びマネージャノード５の処理量を抑制できる。なお、検知精度が高い場合、交通情報の送信を抑制しても、マネージャノード５が実行する処理への影響は小さい。

（１Ｅ）マネージャノード５は、前記ステップ１１で推定した負荷量が大きいほど、前記ステップ１６で抽出する交通情報を少なくする。そのため、交通システム１は、負荷量が大きい場合にマネージャノード５の処理量を抑制できる。また、交通システム１は、負荷量が小さい場合は、前記ステップ１６で抽出する交通情報を多くすることで、衝突危険度を一層正確に算出することができる。

（１Ｆ）マネージャノード５は、前記ステップ１１で推定した負荷量が大きいほど、ワーカノード３に対し、交通情報の送信を大きく抑制するように指示する。そのため、交通システム１は、負荷量が大きい場合に通信量及びマネージャノード５の処理量を抑制できる。また、交通システム１は、負荷量が小さい場合は、交通情報の送信量を相対的に多くすることで、衝突危険度を一層正確に算出することができる。
＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）ワーカノード３は、マネージャノード５が実行する処理の一部又は全部を行ってもよい。例えば、ワーカノード３は、自らが生成した交通情報を用いて、前記ステップ１７の処理と同様に、衝突危険度を算出してもよい。

（２）ワーカノード３は、前記ステップ３、４の処理を実行しなくてもよい。この場合、抑制度は、抑制指示を受信したか否かにより決まる。
（３）本開示に記載の制御部１１、４１及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部１１、４１及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部１１、４１及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。制御部１１、４１に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

（４）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

（５）上述した交通システムの他、当該交通システムを構成要素とするさらに上位のシステム、当該制御部１１、４１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、衝突回避方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１…交通システム、３…ワーカノード、５…マネージャノード、７…ネットワーク、９…ノード配置物体、１１…制御部、１３…センサ、１５…送受信機、１７…ＣＰＵ、１９…メモリ、２１…ワーカ送信ユニット、２３…ワーカ追跡ユニット、２５…ワーカ検知精度算出ユニット、２７…物体検出ユニット、２９…交通情報生成ユニット、３１…行動ユニット、３３…抑制度取得ユニット、４１…制御部、４３…送受信機、４５…ＣＰＵ、４７…メモリ、４９…マネージャ受信ユニット、５１…情報抽出ユニット、５３…衝突危険度算出ユニット、５５…行動指示送信ユニット、５７…マネージャ追跡ユニット、５９…マネージャ検知精度算出ユニット、６１…抑制指示ユニット、６３…負荷量推定ユニット

Claims (6)

1. 複数のノードを備え、前記複数のノードの間で通信可能な交通システムであって、
   前記複数のノードは、複数のワーカノード、及び１以上のマネージャノードを含み、
   前記ワーカノードは、道路上又は道路に面した位置にあるノード配置物体に配置され、
   前記ワーカノードは、
   前記ノード配置物体の周辺に存在する周辺物体を検出するように構成されたセンサと、
   前記センサの検出結果、及び前記センサの種別を含む交通情報を、少なくとも前記マネージャノードに送信するように構成されたワーカ送信ユニットと、を備え、
   前記マネージャノードは、
   前記ワーカノードから前記交通情報を受信するように構成されたマネージャ受信ユニットと、
   前記マネージャ受信ユニットが受信した前記交通情報の中から、前記ワーカノードの一部である対象ノードの周辺の状況を表す前記交通情報を抽出するように構成された情報抽出ユニットと、
   前記情報抽出ユニットが抽出した前記交通情報に基づき、前記対象ノードと、前記対象ノードの周辺に存在する前記周辺物体である対象物体との衝突危険度を算出するように構成された衝突危険度算出ユニットと、
   前記衝突危険度に基づき、前記対象ノードに行動指示を送信するように構成された行動指示送信ユニットと、
   前記マネージャ受信ユニットが受信した前記交通情報の時系列データに基づき、前記対象物体を追跡するように構成されたマネージャ追跡ユニットと、
   前記マネージャ追跡ユニットが追跡に使用した前記交通情報における前記対象物体の検知精度を算出するように構成されたマネージャ検知精度算出ユニットと、を備え、
   前記情報抽出ユニットは、前記検知精度が高いほど、抽出する前記交通情報を少なくするように構成された交通システム。
2. 請求項１に記載の交通システムであって、
   前記行動指示送信ユニットは、前記検知精度に応じて前記行動指示を変更するように構成された交通システム。
3. 請求項１又は２に記載の交通システムであって、
   前記ワーカノードは、
   前記ワーカノードが生成した前記交通情報の時系列データに基づき、前記ワーカノードの周辺に存在する前記周辺物体を追跡するように構成されたワーカ追跡ユニットと、
   前記ワーカ追跡ユニットが追跡に使用した前記交通情報における前記周辺物体の検知精度を算出するように構成されたワーカ検知精度算出ユニットと、を備え、
   前記ワーカ送信ユニットは、前記ワーカ検知精度算出ユニットが算出した前記検知精度が低いほど、前記交通情報の送信を抑制するように構成された交通システム。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の交通システムであって、
   前記マネージャノードは、前記マネージャ検知精度算出ユニットが算出した前記検知精度が予め設定された閾値より高い場合、前記ワーカノードの少なくとも一部に対し、前記対象物体が存在する領域の状況を表す前記交通情報の送信を抑制するように指示する抑制指示ユニットをさらに備える交通システム。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の交通システムであって、
   前記マネージャノードは、前記マネージャノードの計算量又は通信量を表す負荷量を推定するように構成された負荷量推定ユニットをさらに備え、
   前記情報抽出ユニットは、前記負荷量が大きいほど、抽出する前記交通情報を少なくするように構成された交通システム。
6. 請求項４に記載の交通システムであって、
   前記マネージャノードは、前記マネージャノードの計算量又は通信量を表す負荷量を推定するように構成された負荷量推定ユニットをさらに備え、
   前記抑制指示ユニットは、前記負荷量が大きいほど、前記交通情報の送信を大きく抑制するように指示する交通システム。

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