WO2018142562A1 - 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents

Abstract

車両制御システムは、ゲート通過後の車両同士の合流状況に応じて、複数のゲートの中から、ゲート通過後に被合流となる経路に対応する被合流ゲートを選択するゲート選択部と、前記ゲート選択部により選択されたゲートを通過するように自車両を制御するゲート通過制御部と備える。

Description

車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム

　本発明は、車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。

　従来、ゲートが多数存在する料金所通過後の合流において、ゲートの位置とゲートの通過順序とに従って算出した合流優先度を、車両に配信する合流支援システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この合流支援システムから合流優先度の情報を取得した自動運転車両は、自車両の合流優先度と他車両の合流優先度とに基づいて、自車両を制御する。

特開２０１５－１０２８９３号公報

　しかしながら、従来の技術は、専らゲート通過後の制御に着目しており、ゲート通過後の状況を、通過するゲートの選択に活かすことについては考慮されていなかった。

　本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、通過後に円滑に走行できるゲートを選択することができる車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。

　請求項１記載の発明は、ゲート通過後の車両同士の合流状況に応じて、複数のゲートの中から、ゲート通過後に被合流となる経路に対応するゲートを選択するゲート選択部（１２３Ａ）と、前記ゲート選択部により選択されたゲートを通過するように自車両を制御するゲート通過制御部（１２３Ｂ）とを備える車両制御システム（１、１００）である。

　請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両制御システムであって、前記ゲート選択部は、ゲート通過後の道路の態様に基づいてゲートを選択するものである。

　請求項３記載の発明は、請求項２記載の車両制御システムであって、前記道路の態様は、前記道路の形状、または前記道路の標示の少なくとも一方を含むものである。

　請求項４記載の発明は、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の車両制御システムであって、前記ゲート選択部は、ゲート通過後の本線を仮想的に手前側に延出させた領域に重なるゲートを選択するものである。

　請求項５記載の発明は、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御システムであって、前記ゲート選択部は、過去の他車両の挙動に基づいてゲートを選択するものである。

　請求項６記載の発明は、ゲート通過後の道路の態様に基づいて、自車両が通過するゲートを選択するゲート選択部（１２３Ａ）と、前記ゲート選択部により選択されたゲートを通過するように前記自車両を制御するゲート通過制御部（１２３Ｂ）とを備える車両制御システム（１，１００）である。

　請求項７載の発明は、車載コンピュータが、ゲート通過後の車両同士の合流状況に応じて、複数のゲートの中から、ゲート通過後に被合流となる経路に対応するゲートを選択し、前記選択されたゲートを通過するように自車両を制御する車両制御方法である。

　請求項８記載の発明は、車載コンピュータに、ゲート通過後の車両同士の合流状況に応じて、複数のゲートの中から、ゲート通過後に被合流となる経路に対応するゲートを選択させ、前記選択されたゲートを通過するように自車両の制御を実行させる車両制御プログラムである。

　請求項１－４、７、８に記載の発明によれば、ゲート選択部が、ゲート通過後の車両同士の合流状況に応じて、複数のゲートの中から、ゲート通過後に被合流となる経路に対応する被合流ゲートを、通過するように自車両を制御するため、通過後において円滑に車両を制御することができる。

　請求項５に記載の発明によれば、ゲート選択部が、過去の他車両の挙動に基づいて、被合流ゲートを選択するため、ゲート通過後においてより円滑に車両を制御することができる。

　請求項６記載の発明は、ゲート通過後の道路の態様に基づいて、自車両が通過するゲートを選択し、選択されたゲートを通過するように自車両を制御するため、通過後において円滑に車両を制御することができる。

自動運転制御ユニット１００を含む車両システム１の構成図である。 自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。 推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。 ゲート選択部１２３Ａおよびゲート通過制御部１２３Ｂにより実行される処理の流れを示すフローチャートである。 車線に対応するゲートが選択される場面の一例を示す図である。 車線に対応するゲートが選択される場面の他の一例を示す図である。 被合流ゲートの選択について説明するための図（１）である。 被合流ゲートの選択について説明するための図（２）である。 料金所情報６３の一例を示す図である。 車両システム１が搭載された自車両Ｍを含む交通情報提供システムの一例を示す図である。 車両システム１および交通情報管理サーバ３００により実行される流れを示すフローチャートである。 車両が過去に奥側領域ＡＲ１を走行した軌跡の一例を示す図である。 判定処理の詳細を説明するための図である。

　以下、図面を参照し、本発明の車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。

　＜第１実施形態＞
　［全体構成］
　図１は、自動運転制御ユニット１００を含む車両システム１の構成図である。車両システム１が搭載される車両は、例えば、二輪や三輪、四輪等の車両であり、その駆動源は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関、電動機、或いはこれらの組み合わせである。電動機は、内燃機関に連結された発電機による発電電力、或いは二次電池や燃料電池の放電電力を使用して動作する。

　車両システム１は、例えば、カメラ１０と、レーダ装置１２と、ファインダ１４と、物体認識装置１６と、通信装置２０と、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３０と、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection system）車載器４０と、ナビゲーション装置５０と、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）６０と、車両センサ７０と、運転操作子８０と、車室内カメラ９０と、自動運転制御ユニット１００と、走行駆動力出力装置２００と、ブレーキ装置２１０と、ステアリング装置２２０とを備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図１に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。

　カメラ１０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１０は、車両システム１が搭載される車両（以下、自車両Ｍと称する）の任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ１０は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１０は、例えば、周期的に繰り返し自車両Ｍの周辺を撮像する。カメラ１０は、ステレオカメラであってもよい。

　レーダ装置１２は、自車両Ｍの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波（反射波）を検出して少なくとも物体の位置（距離および方位）を検出する。レーダ装置１２は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。レーダ装置１２は、ＦＭ－ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置および速度を検出してもよい。

　ファインダ１４は、照射光に対する散乱光を測定し、対象までの距離を検出するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）である。ファインダ１４は、自車両Ｍの任意の箇所に一つまたは複数が取り付けられる。

　物体認識装置１６は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物体の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置１６は、認識結果を自動運転制御ユニット１００に出力する。

　通信装置２０は、例えば、セルラー網やＷｉ－Ｆｉ網、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを利用して、自車両Ｍの周辺に存在する他車両と通信し、或いは無線基地局を介して各種サーバ装置と通信する。

　ＨＭＩ３０は、自車両Ｍの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。

　ＥＴＣ車載器４０は、ＥＴＣ路側器と通信することで入口料金所や出口料金所などの情報を交換する。ＥＴＣ車載器４０は、ＥＴＣカードが装着される装着部と、装着部にＥＴＣカードが装着されているか否かを検出する検出部と、有料道路のゲートに設けられたＥＴＣ路側器と通信する無線通信部と、通知部と、ＥＴＣ制御部とを備える。ＥＴＣカードは、自車両Ｍが有料道路を通過するための認証情報（ＡＩ（authentication information））が格納された媒体である。無線通信部は、通信装置２０と共通化されてもよい。

　装着部は、ＥＴＣカードを装着および抜き取りが可能である挿抜機構を備える。装着部において、ＥＴＣカードが装着された状態またはＥＴＣカードが抜き取られた状態のいずれであるかが、検出部により検出される。検出部は、検出結果を、ＥＴＣ制御部の制御に基づいて、自動運転制御ユニット１００に出力する。なお、検出部は、ＥＴＣカードの有効期限などに基づくＥＴＣカードの有効または無効を検出する機能部を備えていて良い。この場合、検出部は、ＥＴＣカードが有効である場合、ＥＴＣカードが装着されている状態であると判定し、ＥＴＣカードが無効である場合、ＥＴＣカードが装着されていない状態であると判定してもよい。

　無線通信部は、ＥＴＣ制御部の制御に基づいて、ＥＴＣカードに格納された認証情報をＥＴＣ路側器に送信する。無線通信部は、ＥＴＣ路側器から受信した認証結果に基づいて、ＥＴＣ路側器が設けられたゲート通過の可否、入口料金所や出口料金所などの情報を取得する。ＥＴＣ路側器は、ＥＴＣ車載器から受信した情報を元に自車両Ｍの乗員に対する課金額を決定し、請求処理を進める。

　通知部は、音声を出力するスピーカや、インジケータなどである。通知部は、ＥＴＣカードの装着状態、無線通信部により取得した認証結果を乗員に通知する。

　ナビゲーション装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機５１と、ナビＨＭＩ５２と、経路決定部５３とを備え、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に第１地図情報５４を保持している。ＧＮＳＳ受信機は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、自車両Ｍの位置を特定する。自車両Ｍの位置は、車両センサ７０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。ナビＨＭＩ５２は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。ナビＨＭＩ５２は、前述したＨＭＩ３０と一部または全部が共通化されてもよい。経路決定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ受信機５１により特定された自車両Ｍの位置（或いは入力された任意の位置）から、ナビＨＭＩ５２を用いて乗員により入力された目的地までの経路を、第１地図情報５４を参照して決定する。第１地図情報５４は、例えば、道路を示すリンクと、リンクによって接続されたノードとによって道路形状が表現された情報である。第１地図情報５４は、道路の曲率やＰＯＩ（Point Of Interest）情報などを含んでもよい。経路決定部５３により決定された経路は、ＭＰＵ６０に出力される。また、ナビゲーション装置５０は、経路決定部５３により決定された経路に基づいて、ナビＨＭＩ５２を用いた経路案内を行ってもよい。なお、ナビゲーション装置５０は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。また、ナビゲーション装置５０は、通信装置２０を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから返信された経路を取得してもよい。

　ＭＰＵ６０は、例えば、推奨車線決定部６１として機能し、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に第２地図情報６２を保持している。推奨車線決定部６１は、ナビゲーション装置５０から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、第２地図情報６２を参照してブロックごとに目標車線を決定する。推奨車線決定部６１は、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。推奨車線決定部６１は、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、自車両Ｍが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。

　第２地図情報６２は、第１地図情報５４よりも高精度な地図情報である。第２地図情報６２は、例えば、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。また、第２地図情報６２には、道路情報、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報などが含まれてよい。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。第２地図情報６２は、通信装置２０を用いて他装置にアクセスすることにより、随時、アップデートされてよい。

　また、第２地図情報６２には、入口料金所や出口料金所付近の道路の態様を示す情報が記憶されている。道路の態様を示す情報とは、例えば、車線に関する情報や、道路の幅、標示に関する情報等を含む情報である。

　車両センサ７０は、自車両Ｍの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Ｍの向きを検出する方位センサ等を含む。

　運転操作子８０は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイールその他の操作子を含む。運転操作子８０には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御ユニット１００、もしくは、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０のうち一方または双方に出力される。

　車室内カメラ９０は、運転席に着座した乗員の顔を中心として上半身を撮像する。車室内カメラ９０の撮像画像は、自動運転制御ユニット１００に出力される。

　自動運転制御ユニット１００は、例えば、第１制御部１２０と、解析部１２５と、第２制御部１４０とを備える。第１制御部１２０と解析部１２５と第２制御部１４０は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、各機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

　第１制御部１２０は、例えば、外界認識部１２１と、自車位置認識部１２２と、行動計画生成部１２３とを備える。

　外界認識部１２１は、カメラ１０、レーダ装置１２、およびファインダ１４から物体認識装置１６を介して入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。周辺車両の位置は、その周辺車両の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、周辺車両の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、周辺車両の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」（例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１２１は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。

　自車位置認識部１２２は、例えば、自車両Ｍが走行している車線（走行車線）、並びに走行車線に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢を認識する。自車位置認識部１２２は、例えば、第２地図情報６２から得られる道路区画線のパターン（例えば実線と破線の配列）と、カメラ１０によって撮像された画像から認識される自車両Ｍの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。この認識において、ナビゲーション装置５０から取得される自車両Ｍの位置やＩＮＳによる処理結果が加味されてもよい。

　そして、自車位置認識部１２２は、例えば、走行車線に対する自車両Ｍの位置や姿勢を認識する。図２は、自車位置認識部１２２により走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢が認識される様子を示す図である。自車位置認識部１２２は、例えば、自車両Ｍの基準点（例えば重心）の走行車線中央ＣＬからの乖離ＯＳ、および自車両Ｍの進行方向の走行車線中央ＣＬを連ねた線に対してなす角度θを、走行車線Ｌ１に対する自車両Ｍの相対位置および姿勢として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１２２は、自車線Ｌ１のいずれかの側端部に対する自車両Ｍの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Ｍの相対位置として認識してもよい。自車位置認識部１２２により認識される自車両Ｍの相対位置は、推奨車線決定部６１および行動計画生成部１２３に提供される。

　行動計画生成部１２３は、推奨車線決定部６１により決定された推奨車線を走行するように、且つ、自車両Ｍの周辺状況に対応できるように、自動運転において順次実行されるイベントを決定する。イベントには、例えば、一定速度で同じ走行車線を走行する定速走行イベント、前走車両に追従する追従走行イベント、車線変更イベント、合流イベント、分岐イベント、緊急停止イベント、自動運転を終了して手動運転に切り替えるためのハンドオーバイベントなどがある。また、これらのイベントの実行中に、自車両Ｍの周辺状況（周辺車両や歩行者の存在、道路工事による車線狭窄など）に基づいて、回避のための行動が計画される場合もある。

　行動計画生成部１２３は、自車両Ｍが将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとに将来の基準時刻を複数設定し、それらの基準時刻に到達すべき目標地点（軌道点）の集合として生成される。このため、軌道点同士の間隔が広い場合、その軌道点の間の区間を高速に走行することを示している。

　図３は、推奨車線に基づいて目標軌道が生成される様子を示す図である。図示するように、推奨車線は、目的地までの経路に沿って走行するのに都合が良いように設定される。行動計画生成部１２３は、推奨車線の切り替わり地点の所定距離手前（イベントの種類に応じて決定されてよい）に差し掛かると、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベントなどを起動する。各イベントの実行中に、障害物を回避する必要が生じた場合には、図示するように回避軌道が生成される。

　行動計画生成部１２３は、例えば、目標軌道の候補を複数生成し、安全性と効率性の観点に基づいて、その時点での最適な目標軌道を選択する。

　行動計画生成部１２３は、例えば、ゲート選択部１２３Ａと、ゲート通過制御部１２３Ｂとを含む。これらの機能部の処理の詳細については後述する。ゲート選択部１２３Ａと、ゲート通過制御部１２３Ｂと、解析部１２５とを合わせたものが、「車両制御システム」の一例である。

　解析部１２５は、通信装置２０により取得された画像を、解析して画像において道路の態様（道路の形状や、路面標示）を示す情報や、車両の位置等の情報を取得する。

　第２制御部１４０は、走行制御部１４１を備える。走行制御部１４１は、行動計画生成部１２３によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Ｍが通過するように、走行駆動力出力装置２００、ブレーキ装置２１０、およびステアリング装置２２０を制御する。

　走行駆動力出力装置２００は、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を駆動輪に出力する。走行駆動力出力装置２００は、例えば、内燃機関、電動機、および変速機などの組み合わせと、これらを制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、上記の構成を制御する。

　ブレーキ装置２１０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、ブレーキＥＣＵとを備える。ブレーキＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。ブレーキ装置２１０は、運転操作子８０に含まれるブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２１０は、上記説明した構成に限らず、走行制御部１４１から入力される情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。

　ステアリング装置２２０は、例えば、ステアリングＥＣＵと、電動モータとを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリングＥＣＵは、走行制御部１４１から入力される情報、或いは運転操作子８０から入力される情報に従って、電動モータを駆動し、転舵輪の向きを変更させる。

　［ゲート選択部およびゲート通過制御部の詳細］
　ゲート選択部１２３Ａは、ゲート通過後の車両同士の合流状況に応じて、複数のゲートの中から、ゲート通過後に被合流となる経路に対応するゲートを選択する。ゲート通過制御部１２３Ｂは、ゲート選択部１２３Ａにより選択されたゲートを通過するように自車両を制御する。

　図４は、ゲート選択部１２３Ａおよびゲート通過制御部１２３Ｂにより実行される処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、料金所イベントが起動したときに実行される。例えば、行動計画生成部１２３は、料金所から所定距離手前で料金所イベントを起動させる。また、第２地図情報６２に料金所イベントを起動させる位置を示す起動位置が対応付けられている場合、自車両Ｍが起動位置に対応する位置に到達した場合に、行動計画生成部１２３は、料金所イベントを起動させる。

　まず、ゲート選択部１２３Ａが、料金所のゲート通過後の道路に関する情報を取得する（ステップＳ１００）。道路に関する情報とは、道路の態様を示す情報や、車両の位置等を含む情報である。ゲート選択部１２３Ａは、例えば通信装置２０を用いてゲート付近に設けられた路側通信装置２５０（後述の図５参照）から道路に関する情報を取得する。路側通信装置２５０は、ゲートの奥側の領域（車両がゲートを通過した後に走行する領域）を撮像するカメラ２５２（後述の図５参照）により撮像された画像を道路に関する情報として通信装置２０に送信する。また、通信装置２０が、無線通信を用いてネットワークに接続されたサーバ装置等から、道路に関する情報を取得してもよいし、第２地図情報６２から取得してもよい。また、道路に関する情報は、カメラ１０により撮像された画像、またはレーダ装置１２の検知結果に基づいて取得されてもよい。

　次に、解析部１２５が、ステップＳ１００で取得された道路に関する情報を解析する（ステップＳ１０２）。なお、カメラ１５２は、撮像した画像を解析し、路面標示や、車両の状態などを含む道路に関する情報を取得してもよい。この場合、路側通信装置２５０は、画像から取得された道路に関する情報を通信装置２０に送信する。

　次に、ゲート選択部１２３Ａが、ステップＳ１０２の解析結果に基づいて、ゲート通過後の道路に車線が描画されているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。車線は、「標示」の一例である。

　ゲート通過後の道路に車線が描画されている場合、ゲート選択部１２３Ａは、車線に基づいて、被合流の経路に対応する被合流ゲートを選択する（ステップＳ１０６）。被合流ゲートは、自車両Ｍが優先的に通過の対象とするゲートである。被合流の経路とは、車両同士が合流するような領域において、車両の挙動を推定または検知したときに、合流する二つ以上の経路のうち、他の経路から車両が合流して来るような挙動を示す経路である。

　図５は、車線に対応するゲートが選択される場面の一例を示す図である。図示する例は、例えば、ゲート（１）から（５）が設けられ、ゲートの手前側から奥側に自車両Ｍが走行する場面の一例である。ゲートの奥側の本線とゲートとの間の領域を奥側領域ＡＲ１と称し、ゲートの手前側の本線とゲートとの間の領域を手前側領域ＡＲ２と称する。

　例えば、ゲート選択部１２３Ａは、本線の終点（例えば、本線の区画線が消失する地点）に到達する前に、奥側領域ＡＲ１の道路に関する情報を取得する。ゲート選択部１２３Ａは、奥側領域ＡＲ１の道路に関する情報として、ゲート（４）に対応する区画線Ｌ４およびＬ５が描画されていることを示す情報、ゲート（５）に対応する区画線Ｌ５が描画されていることを示す情報、ゲート（１）から（３）には対応する区画線が描画されていないことを示す情報を取得する。ゲート選択部１２３Ａは、自車両Ｍの現在の位置から最も距離が近いゲートであって、ゲート通過後に本線に進入する場合に跨がない区画線が描画されているゲートを被合流ゲートとして選択する。図示する例では、自車両Ｍは、例えば、ゲート（５）を選択する。

　図６は、車線に対応するゲートが選択される場面の他の一例を示す図である。図５と重複する説明については省略する。例えば、ゲート選択部１２３Ａは、奥側領域ＡＲ１の道路に関する情報として、ゲート（３）に対応する区画線Ｌ３およびＬ４が描画されている情報、ゲート（４）に対応する区画線Ｌ４およびＬ５が描画されていることを示す情報、およびゲート（５）には対応する区画線Ｌ５が描画されていることを示す情報を取得する。この場合、ゲート選択部１２３Ａは、自車両Ｍの現在の位置から最も距離が近いゲートであって、ゲート通過後に本線に進入する場合に跨がない区画線が描画されているゲート（４）を被合流ゲートとして選択する。

　図４の説明に戻る。ゲート通過後の道路に車線が描画されていない場合、ゲート選択部１２３Ａは、道路に関する情報に基づいて、奥側領域ＡＲ１の合流状況を推定する（ステップＳ１０８）。次に、ゲート選択部１２３Ａは、推定結果に基づいて、被合流の経路に対応する被合流ゲートを選択する（ステップＳ１１０）。次に、ゲート通過制御部１２３Ｂは、ステップＳ１１０で選択された被合流ゲートを通過するように自車両Ｍを制御する（ステップＳ１１２）。以下、ゲート選択部１２３Ａが、推定結果に基づいて、被合流の経路に対応するゲートを選択する手法について説明する。

　図７は、被合流ゲートの選択について説明するための図（１）である。ゲート選択部１２３Ａは、ゲート通過後の本線ＬＡおよびＬＢを仮想的に手前側に延出させた領域ＶＬ（ＬＡ）およびＶＬ（ＬＢ）に重なるゲートを被合流ゲートとして選択する。図示する例では、領域ＶＬ（ＬＡ）およびＶＬ（ＬＢ）に重なるゲート（４）および（５）が被合流ゲートである。複数のゲートが仮想車線に重なる場合、重なり度合が大きいゲートが、被合流の経路に対応するゲートとして選択されてもよい。ゲート選択部１２３Ａは、自車両Ｍが手前側の本線において車線ＬＤを走行している場合、自車両Ｍが走行している手前側の本線から近いゲート（４）を選択する。

　図８は、被合流ゲートの選択について説明するための図（２）である。例えば、ゲート選択部１２３Ａは、高精度地図情報６２に記憶された情報に基づいて、ゲートの奥側の本線の各車線の基準点と各ゲートの基準点との距離を導出し、導出した距離が最も短いゲートを被合流ゲートとして選択してもよい。基準点は、例えば第２地図情報６２に記憶されている情報である。図示する例では、基準点Ｐ１については、基準点Ｐ１とゲート（５）との距離が、基準点Ｐ１と他のゲートとの距離に比して短く、基準点Ｐ２については、基準点Ｐ２とゲート（４）との距離が、基準点Ｐ２と他のゲートとの距離に比して短い。このため、ゲート選択部１２３Ａは、ゲート（４）およびゲート（５）を被合流の経路に対応するゲートとして選択する。そして、ゲート選択部１２３Ａは、自車両Ｍが手前側の本線において車線ＬＤを走行している場合、自車両Ｍが走行している手前側の本線から近いゲート（４）を選択する。

　なお、ゲート選択部１２３Ａは、更に、ゲートの基準点と本線の基準点とを結んだ仮想線と、本線を仮想的に延出させた延出線とがなす角度（例えば、図中、θ１からθ３）に基づいて、通過するゲートを選択してもよい。例えば、複数のゲートにおいて、ゲートと本線の基準点との距離が同程度である場合、上記の交わる角が小さいゲートが選択される。これにより、距離に基づいて選択するのと同じように被合流ゲートを選択することができ、ゲート通過後の自車両Ｍの挙動の変化を抑制することができる。

　また、ゲート選択部１２３Ａは、上述したゲートの選択の手法を組み合わせて実行し、実行結果を統合して被合流ゲートを選択してもよい。

　また、第２地図情報６２には、上述した図５から８で説明した考え方に基づいて選択することが推奨されるゲートが予め記述された料金所情報６３が記憶されていてもよい。図９は、料金所情報６３の一例を示す図である。料金所情報６３には、例えば、ゲートに関する情報（ゲートＩＤ、位置情報）に加え、料金所を通過する際に選択することが推奨されるゲートの情報が含まれている。図示する例は、ＥＴＣ車載器４０を利用してゲートを通過する際の推奨されるゲートの情報である。推奨されるゲートの情報は、車両が走行する手前側の本線ごとに設定されている。図示する例では、自車両Ｍが図８の手前側の本線ＬＤを走行している場合、通過が最も推奨されるゲートはゲート（４）であり、自車両Ｍが図８の手前側の本線ＬＣを走行している場合、通過が最も推奨されるゲートはゲート（５）であることが料金所情報６３に設定されている。

　以上説明した第１実施形態によれば、ゲート通過制御部１２３Ｂが、ゲート選択部１２３Ａによってゲート通過後の車両同士の合流状況に応じて、選択された被合流となる経路に対応する被合流ゲートを通過する際に自車両Ｍを制御することにより、ゲート通過後において円滑に車両を制御することができる。

　＜第２実施形態＞
　以下、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、ゲート選択部１２３Ａは、ゲートの奥側領域ＡＲ１の車線、または推定した合流状況に基づいて、通過するゲートを選択するものとした。これに対して、第２実施形態では、ゲート選択部１２３Ａは、他車両が過去に奥側領域ＡＲ１を走行した軌跡に基づいて、ゲートを選択する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

　図１０は、車両システム１が搭載された自車両Ｍを含む交通情報提供システムの一例を示す図である。交通情報提供システムは、自車両Ｍと、一以上の他車両ｍと、交通情報管理サーバ３００とを含む。他車両ｍは、例えば、少なくとも交通情報管理サーバ３００と通信する通信装置と、車両の位置を特定する機能を有する装置とが搭載されている。これらの装置が搭載された他車両ｍは、車両の位置情報を交通情報管理サーバ３００に送信する。

　自車両Ｍと、他車両ｍとのうち一方または双方を含む車両と、交通情報管理サーバ３００との間では、例えばネットワークＮＷを利用した通信が行われる。ネットワークＮＷは、例えば、セルラー網、Ｗｉ－Ｆｉ網、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネット、専用回線、無線基地局、プロバイダなどを含む。

　交通情報管理サーバ３００は、車両により送信された情報や、道路に設置された車両検知センサ（例えばカメラ）の検知結果などに基づく交通情報を管理する。また、交通情報管理サーバ３００は、上述したネットワークＮＷを利用して、所定周期で、管理する交通情報を車両に配信したり、車両からの要求に応じて交通情報を要求元に送信したりする。

　交通情報管理サーバ３００は、例えば通信部３０２と、サーバ側制御部３０４と、サーバ側記憶部３０６とを備える。サーバ側制御部３０４は、プロセッサがプログラムを実行することにより実現される。また、サーバ側制御部３０４は、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。サーバ側記憶部３０６は、ＲＯＭやＲＡＭ、ＨＤＤ、フラッシュメモリ等で実現される。

　通信部３０２は、車両と通信して情報を取得する。通信部３０２は、車両の車両ＩＤ（車両の識別情報）、および車両の位置を示す位置情報を、情報が送信された送信時刻と共に取得する。以下、これらの情報を「車両情報」と称する。

　サーバ側制御部３０４は、車両情報に関する情報を、自車両Ｍの要求に応じて、自車両Ｍに送信する。この場合、サーバ側制御部３０４は、要求によって指定されたリンクを検索キーとして車両情報を参照することにより、指定されたリンクにおける他車両の位置情報を導出し、導出した位置情報を自車両Ｍに提供する。

　ゲート選択部１２３Ａは、交通情報管理サーバ３００により送信された他車両の位置情報に基づいて、奥側領域ＡＲ１における被合流の経路に対応するゲートを選択する。

　図１１は、車両システム１および交通情報管理サーバ３００により実行される流れを示すフローチャートである。まず、車両システム１のゲート選択部１２３Ａが、料金所イベントが起動するまで待機する（ステップＳ２００）。料金所イベントが起動すると、ゲート選択部１２３Ａは、他車両ｍの位置情報を送信するように、交通情報管理サーバ３００に要求する（ステップＳ２０２）。ここで、ゲート選択部１２３Ａが要求する他車両ｍの位置情報は、現在の時刻から所定時間前までの間において奥側領域ＡＲ１を通過した他車両ｍの位置情報である。

　次に、交通情報管理サーバ３００のサーバ側制御部３０４が、ゲート選択部１２３Ａにより送信された要求に応じて、サーバ側記憶部３０６に記憶された他車両の位置情報を車両システム１に送信する（ステップＳ３００）。次に、ゲート選択部１２３Ａは、交通情報管理サーバ３００により送信された位置情報に基づいて、奥側領域ＡＲ１における被合流の経路を導出し、導出した経路に対応するゲートを選択する（ステップＳ２０４）。そして、ゲート通過制御部１２３Ｂは、選択したゲートを通過するように自車両Ｍを制御する（ステップＳ２０６）。これにより、本フローチャートの処理は終了する。

　なお、上述した例では、交通情報管理サーバ３００が、他車両ｍの位置情報を車両システム１に送信するものとして説明したが、これに代えて、交通情報管理サーバ３００のサーバ側制御部３０４が、被合流の経路を導出したり、被合流の経路に対応するゲートを選択したりしてもよい。この場合、ゲート選択部１２３Ａは、交通情報管理サーバ３００から被合流の経路、または被合流の経路に対応するゲートに関する情報を取得し、取得した情報に基づいて通過するゲートを選択する。

　図１２は、車両が過去に奥側領域ＡＲ１を走行した軌跡の一例を示す図である。ゲート選択部１２３Ａは、交通情報管理サーバ３００から取得した他車両ｍが奥側領域ＡＲ１を通過したときの移動軌跡に基づいて、被合流の経路を導出する。図中、黒丸は、交通情報管理サーバ３００から取得した、現在の時刻から所定時間前までの間において、各ゲートを通過した後に奥側領域ＡＲ１を走行した他車両ｍの移動軌跡を平均したものであって、ゲート通過後に所定のサンプリング間隔で取得された軌跡上の点を示している。ゲート選択部１２３Ａは、軌跡上の点の間のベクトルが直前のベクトルに対してなす角度（点上の旋回角に相当する）の絶対値を合計した値が基準値以上である場合、被合流の経路でないと判定する。

　図１３は、判定処理の詳細を説明するための図である。図中、時刻ｔはゲートを通過した直後の他車両ｍ、ｍ１の進行方向であり、時刻ｔ＋４は本線に進入したときの他車両ｍ、ｍ１の進行方向である。ゲート選択部１２３Ａは、所定のサンプリング間隔ごとに取得した他車両ｍ、ｍ１の進行方向の向きと、１サンプリング前の他車両ｍ、ｍ１の進行方向の向きとのなす角度を導出し、導出したなす角度の絶対値を積算することで、所定のゲートを通過した他車両ｍ、ｍ１のヨー角の変化の度合を導出することができる。ゲート選択部１２３Ａは、各ゲートを通過した他車両のうち、ヨー角の変化の度合が小さい、または所定度合以下の他車両が通過したゲートを被合流ゲートとして選択する。図示する例では、ゲート選択部１２３Ａは、積算されたヨー角の変化度合ＴＯが小さい他車両ｍが通過したゲートを被合流ゲートとして選択する。なお、ゲート選択部１２３Ａは、出発地点（ゲート通過直後）の進行方向から見た最大ヨー角に基づいて、被合流ゲートを選択してもよい。

　図示する例では、ゲート（５）を通過した他車両は、直進して奥側の本線ＬＡに進入する傾向であり、ゲート（４）を通過した他車両は、直進して奥側の本線ＬＢに進入する傾向である。また、ゲート（１）からゲート（３）を通過した他車両は、右方向に旋回しながら走行して、ゲート（４）を通過した他車両の移動軌跡に合流するように移動する。

　このように、ゲート（１）から（３）を通過した他車両ｍの移動軌跡は、ゲート（４）を通過した他車両の移動軌跡に合流して本線に移動しているため、ゲート選択部１２３Ａは、上述したようにゲート（４）を通過した他車両ｍの移動軌跡に基づいて導出される経路が被合流の経路であると推定する。また、ゲート（５）を通過した他車両の移動軌跡は、他のゲートを通過した他車両ｍの移動軌跡に合流せずに本線に移動しているため、ゲート選択部１２３Ａは、上述したようにゲート（５）を通過した他車両ｍの移動軌跡に基づいて導出される経路も被合流の経路であると推定する。

　ゲート選択部１２３Ａは、被合流の経路に対応するゲートのうち、自車両Ｍの現在の位置から最も距離が近いゲート（４）を自車両Ｍが通過するゲートとして選択する。そして、ゲート通過制御部１２３Ｂは、ゲート選択部１２３Ａにより選択されたゲートを自車両Ｍが通過するように制御する。

　なお、上述した例では、過去の他車両ｍの位置に基づいて、被合流の経路を導出するものとして説明したが、これに加えて（代えて）、過去の他車両ｍの速度や加速度が加味されて、被合流の経路が導出されてもよい。例えば、ゲート選択部１２３Ａは、移動軌跡に基づいて、各ゲートを通過して本線に進入した他車両ｍの速度や加速度の変化（の平均値等）を導出する。ゲート選択部１２３Ａは、導出した速度や加速度の変化が小さい他車両ｍが通過したゲートを被合流の経路に対応する被合流ゲートであると推定する。合流する経路を走行する場合、被合流の経路に合流するために、被合流の経路を走行する場合に比して、加速をしたり、減速したりする傾向にあるためである。

　また、他車両ｍの過去の移動軌跡に加えて（代えて）、ゲート通過後に他車両ｍが点灯させた方向指示器の情報に基づいてゲートが選択されてもよい。この場合、ゲート選択部１２３Ａは、方向指示器を点灯させずに本線に進入した他車両ｍが走行した経路を被合流の経路として、被合流の経路を走行した他車両ｍが通過したゲートを自車両Ｍが通過するゲートとして選択する。例えば、交通情報管理サーバ３００が、ゲートを通過した他車両ｍの方向指示器の点灯に関する情報を取得し、取得した他車両ｍの方向指示器の点灯に関する情報を車両システム１に送信する。これにより車両システム１は、他車両ｍの方向指示器の点灯に関する情報を取得することができる。

　また、移動軌跡は、カメラ２５２により撮像された画像から取得されてもよい。この場合、車両システム１は、路側通信装置２５０からカメラ２５２により撮像された画像を取得する。ゲート選択部１２３Ａは、例えば、ゲートを通過した後に本線に進入した車両の奥側領域ＡＲ１における向きを、各ゲートを通過した他車両ｍごとに所定の間隔で取得する。

　以上説明した第２実施形態によれば、ゲート選択部１２３Ａが、他車両が過去に奥側領域ＡＲ１を走行した軌跡に基づいて、自車両Ｍが通過するゲートを選択するため、交通の実情に即した被合流の経路を選択することができる。

　また、第１実施形態および第２実施形態の処理は、並列して実行されてもよい。この場合、ゲート選択部１２３Ａは、２つの処理結果を統合して被合流ゲートを選択する。

　以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１‥車両システム、１０‥カメラ、１６‥物体認識装置、２０‥通信装置、９０…車室内カメラ、１００‥自動運転制御ユニット、１２０‥第１制御部、１２１‥外界認識部、１２２‥自車位置認識部、１２３‥行動計画生成部、１２３Ａ…ゲート選択部、１２３Ｂ‥ゲート通過制御部、１２５‥解析部、１４０…第２制御部、１４１‥走行制御部

Claims (8)

1. 　ゲート通過後の車両同士の合流状況に応じて、複数のゲートの中から、ゲート通過後に被合流となる経路に対応するゲートを選択するゲート選択部と、
   　前記ゲート選択部により選択されたゲートを通過するように自車両を制御するゲート通過制御部と、
   　を備える車両制御システム。
2. 　前記ゲート選択部は、ゲート通過後の道路の態様に基づいてゲートを選択する、
   　請求項１記載の車両制御システム。
3. 　前記道路の態様は、前記道路の形状、または前記道路の標示の少なくとも一方を含む、
   　請求項２記載の車両制御システム。
4. 　前記ゲート選択部は、ゲート通過後の本線を仮想的に手前側に延出させた領域に重なるゲートを選択する、
   　請求項１から３のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
5. 　前記ゲート選択部は、過去の他車両の挙動に基づいてゲートを選択する、
   　請求項１から４のうちいずれか１項に記載の車両制御システム。
6. 　ゲート通過後の道路の態様に基づいて、自車両が通過するゲートを選択するゲート選択部と、
   　前記ゲート選択部により選択されたゲートを通過するように前記自車両を制御するゲート通過制御部と、
   　を備える車両制御システム。
7. 　車載コンピュータが、
   　ゲート通過後の車両同士の合流状況に応じて、複数のゲートの中から、ゲート通過後に被合流となる経路に対応するゲートを選択し、
   　前記選択されたゲートを通過するように自車両を制御する、
   　車両制御方法。
8. 　車載コンピュータに、
   　ゲート通過後の車両同士の合流状況に応じて、複数のゲートの中から、ゲート通過後に被合流となる経路に対応するゲートを選択させ、
   　前記選択されたゲートを通過するように自車両の制御を実行させる、
   　車両制御プログラム。

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