WO2022065125A1 - 災害時経路生成装置および災害時経路生成方法 - Google Patents

Abstract

災害発生時における地図データの信頼性を確保できる災害時経路生成装置および災害時経路生成方法。災害時経路生成装置は、被災地へ向けて出動した車両に搭載された撮像装置によって撮影された道路画像を受信する通信部と、前記道路画像に基づいて、前記道路画像に示される道路が車両通行可能状態であるか否かを判定する通行可否判定部と、前記道路が示されるマップにおいて、前記車両通行可能状態と判定された道路をつなぎ合わせることにより、前記被災地に到達可能な経路を生成する経路生成部と、を有する。

Description

災害時経路生成装置および災害時経路生成方法

　本開示は、災害時経路生成装置および災害時経路生成方法に関する。

　従来、災害が発生した場合、被災地から所定の範囲内に配備されている緊急車両を選択し、その緊急車両を被災地に向けて出動させるシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

日本国特開２０１０－１４０２２１号公報

　上述したような従来のシステムでは、予め用意された地図データが用いられる。しかしながら、災害発生時には、道路が損傷したり、道路上に障害物が存在したりすることにより道路が通行不可能な状態になることがあるため、地図データの信頼性が低下するおそれがあった。

　本開示の一態様の目的は、災害発生時における地図データの信頼性を確保することができる災害時経路生成装置および災害時経路生成方法を提供することである。

　本開示の一態様に係る災害時経路生成装置は、被災地へ向けて出動した車両に搭載された撮像装置によって撮影された道路画像を受信する通信部と、前記道路画像に示される道路が通行可能状態であるか否かを判定する判定部と、前記道路が示されるマップにおいて、前記通行可能状態と判定された道路をつなぎ合わせることにより、前記被災地に到達可能な経路を生成する経路生成部と、を有する。

　本開示の一態様に係る災害時経路生成方法は、被災地へ向けて出動した車両に搭載された撮像装置によって撮影された道路画像を受信するステップと、前記道路画像に示される道路が通行可能状態であるか否かを判定するステップと、前記道路が示されるマップにおいて、前記通行可能状態と判定された道路をつなぎ合わせることにより、前記被災地に到達可能な経路を生成するステップと、を有する。

　本開示によれば、災害発生時における地図データの信頼性を確保することができる。

図１は、本開示の実施の形態に係る災害対策システムの構成例を示す模式図である。 図２は、本開示の実施の形態に係る災害時経路生成装置の構成例を示すブロック図である。 図３は、本開示の実施の形態に係る災害時経路生成装置の動作例を示すフローチャートである。 図４は、本開示の変形例に係る災害時経路生成装置の構成例を示すブロック図である。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通する構成要素については同一の符号を付し、それらの説明は適宜省略する。

　まず、図１を用いて、本実施の形態の災害対策システム１の構成について説明する。図１は、本実施の形態の災害対策システム１の構成例を示す模式図である。

　図１に示すように、災害対策システム１は、災害時経路生成装置１０、出動車両２０を含む。

　出動車両２０は、所定の場所に配備されており、災害（自然災害および／または人為的災害）が発生した場合に、被災地へ向けて出動する車両である。

　出動車両２０としては、例えば、悪路走破性が高い車両（例えば、トラック等）が挙げられる。

　図示は省略するが、出動車両２０は、出動車両２０の周辺を撮影可能な撮像装置と、災害時経路生成装置１０と無線通信が可能である通信装置と、を有する。

　撮像装置は、道路画像を撮影し、通信装置は、その道路画像を災害時経路生成装置１０へ送信する。なお、通信装置は、出動車両２０が予め定められた目的位置に到着するまでの間において、随時道路画像を送信してもよい。または、通信装置は、出動車両２０が予め定められた目的位置に到着した際に、それまでに撮り貯めた道路画像をまとめて送信してもよい。

　道路画像は、出動車両２０が走行する道路の路面、および、その道路に接続されている道路の路面を示す画像である。この道路画像は、例えば、３Ｄ画像である。また、道路画像は、静止画でもよいし、動画でもよい。また、道路画像は、それらの道路の周辺に存在する物体（例えば、道路脇に存在する建物等）を示していてもよい。また、道路は、例えば、舗装道路でもよいし、非舗装道路でもよい。

　また、道路画像には、その画像が取得された位置を示す位置情報が含まれている。位置情報は、例えば、出動車両２０に搭載された、出動車両２０の現在位置を取得する装置（例えば、ＧＰＳ受信機等）により取得される。位置情報は、道路画像とともに、後述するマップの生成に用いられる。

　出動車両２０は、搭乗者による手動操作（例えば、加減速操作、操舵操作、制動操作）に基づいて走行してもよい。または、出動車両２０は、遠隔地にいる非搭乗者による遠隔操作（例えば、加減速操作、操舵操作、制動操作）に基づいて走行してもよい。または、出動車両２０は、手動操作および遠隔操作のいずれも要することなく、車両周辺の状況に基づいて加減速、操舵、制動を行い、自動走行（自律走行と言ってもよい）してもよい。また、出動車両２０において、手動操作による走行、遠隔操作による走行、自動走行が相互に切り替え可能であってもよい。

　出動車両２０が走行する経路は、必ずしも、出動車両２０の配備場所から被災地内の目的位置までの最短経路でなくてもよい。特に、被災地内の所定範囲（例えば、大きな被害を受けた範囲）では、出動車両２０は、最短経路以外の経路を走行してもよい。これにより、より多くの道路画像を取得することができるので、より広範囲のマップを生成することができる。

　また、複数の出動車両２０を用いてもよい。複数の出動車両２０が互いに異なる経路を走行することによって、より短時間でより多くの道路画像を取得することができる。この場合、後述する災害時経路生成装置１０は、複数の出動車両２０のそれぞれから道路画像を受信し、それらの道路画像に基づいてマップの生成を行う。よって、出動車両２０を１台だけ用いる場合に比べて、より短時間でより広範囲のマップを生成することができる。

　災害時経路生成装置１０は、出動車両２０から受信した道路画像に基づいて地図データ（以下、マップという）を生成し、道路画像に示される道路が通行可能状態（車両が通行できる状態）であるか否かを判定し、その判定結果に基づいてマップ上において被災地に到達可能な経路を生成する装置である。災害時経路生成装置１０の詳細については、図２、図３を用いて後述する。

　なお、本実施の形態では、災害時経路生成装置１０は、出動車両２０とは別の場所に配置される場合を例に挙げて説明するが、これに限定されず、出動車両２０に搭載されてもよい。

　以上、災害対策システム１の構成について説明した。

　次に、図２を用いて、災害時経路生成装置１０の構成について説明する。図２は、災害時経路生成装置１０の構成例を示すブロック図である。

　図示は省略するが、災害時経路生成装置１０は、ハードウェアとして、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、コンピュータプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、作業用メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する。以下に説明する災害時経路生成装置１０の各機能は、ＣＰＵがＲＯＭから読み出したコンピュータプログラムをＲＡＭにて実行することにより実現される。

　図２に示すように、災害時経路生成装置１０は、通信部１１０、マップ生成部１２０、判定部１３０、経路生成部１４０を有する。

　通信部１１０は、図１に示した出動車両２０と通信を行う。

　例えば、通信部１１０は、出動車両２０から道路画像を受信する。上述したとおり、通信部１１０が受信した道路画像（以下、受信道路画像という）には、位置情報が含まれている。

　マップ生成部１２０は、受信道路画像に基づいて、マップを生成する。

　生成されるマップは、例えば、３Ｄマップである。なお、道路画像および位置情報に基づくマップの生成方法については、公知の技術を適用できるので、ここでの説明は省略する。

　判定部１３０は、受信道路画像に示される道路が通行可能状態であるか否かを判定する。

　通行可能状態とは、車両が通行できる状態である。具体的には、通行可能状態は、道路自体に損傷（例えば、割れ、崩れ等）が発生しておらず、かつ、道路上に障害物（例えば、土砂、積雪、倒木、立ち往生した車両、倒壊した建物等）が存在していない状態である。

　例えば、判定部１３０は、予め用意された判定用道路画像と、受信道路画像とを比較する。判定用道路画像は、道路毎に通行可能状態を示す画像（例えば、災害の発生前に撮影された画像）である。

　そして、判定部１３０は、受信道路画像に示される道路に、損傷が発生しておらず、かつ、障害物が存在していない場合、その道路が通行可能状態であると判定する。

　一方、判定部１３０は、受信道路画像に示される道路に、損傷が発生している、または、障害物が存在している場合、その道路が通行不可能状態（車両が通行できない状態）であると判定する。

　上記説明では、画像同士を比較する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、判定部１３０は、受信道路画像を基に舗装プロファイル（および／または３次元サーフェス）を生成し、生成された舗装プロファイル（および／または３次元サーフェス）と、予め用意された通行可能状態である道路の舗装プロファイル（および／または３次元サーフェス）とを比較してもよい。

　なお、判定部１３０による判定方法は、上記説明に限定されず、その他の公知の画像解析技術を用いてもよい。

　経路生成部１４０は、マップ生成部１２０により生成されたマップにおいて、通行可能状態と判定された道路をつなぎ合わせることにより、被災地に到達可能な経路（以下、被災地到達経路という）を生成する。これにより、マップにおいて、被災地到達経路が設定される。

　その後、経路生成部１４０は、被災地到達経路が設定されたマップを、所定の記憶部（図示略）に記憶させる。この記憶部は、災害時経路生成装置１０内に設けられる記憶デバイスであってもよいし、災害時経路生成装置１０外に設けられる記憶デバイスであってもよい。

　また、経路生成装置１０は、記憶部からマップを読み出し、所定の情報処理装置（図示略）へ送信してもよい。この情報処理装置としては、例えば、災害対策用車両を管理する管理会社によって使用される装置が挙げられる。災害対策用車両とは、例えば、被災地へ派遣され、救助活動や復旧作業等に用いられる車両（例えば、消防車、救急車、トラック、重機等）である。

　マップは、災害対策用車両が被災地へ向けて走行する際に用いられる。例えば、マップおよび被災地到達経路は、災害対策用車両に搭載された表示装置、または、災害対策用車両を遠隔操作する際に用いられる表示装置に表示されてもよい。または、例えば、災害対策用車両は、マップに設定された被災地到達経路に基づいて自動走行するように制御されてもよい。

　以上、災害時経路生成装置１０の構成について説明した。

　以下、図３を用いて、災害時経路生成装置１０の動作について説明する。図３は、災害時経路生成装置１０の動作例を示すフローチャートである。図３に示すフローは、例えば、災害が発生した後に開始される。

　まず、通信部１１０は、出動車両２０から道路画像を受信する（ステップＳ１）。

　次に、マップ生成部１２０は、受信道路画像に基づいて、マップを生成する（ステップＳ２）。

　次に、判定部１３０は、受信道路画像に示される道路が通行可能状態であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

　次に、経路生成部１４０は、マップ生成部１２０により生成されたマップにおいて、通行可能状態と判定された道路をつなぎ合わせることにより、被災地到達経路を生成する（ステップＳ４）。

　以上、災害時経路生成装置１０の動作について説明した。

　以上説明したように、本実施の形態の災害時経路生成装置１０は、被災地へ向けて出動した出動車両２０に搭載された撮像装置によって撮影された道路画像を受信する通信部１１０と、道路画像に示される道路が通行可能状態であるか否かを判定する判定部１３０と、道路が示されるマップにおいて、通行可能状態と判定された道路をつなぎ合わせることにより、被災地に到達可能な経路を生成する経路生成部１４０と、を有することを特徴とする。

　よって、災害の発生によって通行不可能状態となった道路をマップ（地図データ）に反映させ、通行可能状態の道路だけで被災地到達経路を設定できるので、災害発生時におけるマップの信頼性を確保することができる。よって、例えば、地図データに基づいて走行する災害対策用車両は、速やかに目的地へ到着することができる。したがって、より効率的な災害対策を実現することができる。

　なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。以下、変形例について説明する。

　［変形例１］
　以下、図４を用いて、災害時経路生成装置１０の変形例について説明する。図４は、本変形例に係る災害時経路生成装置１０の構成例を示すブロック図である。

　図４に示すように、災害時経路生成装置１０は、図２に示した各部に加えて、経路更新部１５０、車両決定部１６０、車両制御部１７０を有する。

　経路更新部１５０は、経路生成部１４０によって生成された被災地到達経路を更新する。

　例えば、被災地到達経路の生成後に通信部１１０が新たな道路画像を受信した場合、判定部１３０は、その新たな道路画像に基づいて、被災地到達経路に含まれる各道路が通行可能状態であるか否かを判定する。新たな道路画像は、例えば、出動車両２０の撮像装置により再度（例えば、１回目の撮影から所定時間が経過した後に）撮影された道路を示す画像である。

　上記判定の結果、被災地到達経路に含まれる道路の中に通行不可能状態となった道路が存在する場合、経路更新部１５０は、その道路を除外して新たに被災地到達経路を設定する。

　以上説明したように、経路更新部１５０によれば、１回目の撮影時には、通行可能状態であった道路が、時間の経過により通行不可能状態に変化した場合でも、その変化をマップ（被災地到達経路）に反映させることができる。よって、時々刻々と変化する被災環境下の道路状態に対応することができ、さらにマップの信頼性を確保することができる。

　車両決定部１６０は、被災地の位置（例えば、被災地内の目的位置）を示す被災地位置情報と、予め定められた配備車両位置情報とに基づいて、異なる場所に配備されている複数の車両の中から出動車両２０を決定する。配備車両位置情報は、配備中の車両それぞれの位置を示す情報であり、車両決定部１６０にとって既知である。

　例えば、車両決定部１６０は、配備中の車両それぞれの位置と、被災地の位置とを比較し、被災地の位置に最も近い位置に配備されている車両を、出動車両２０に決定する。

　なお、車両決定部１６０は、配備中の各車両と被災地との位置関係以外の要素に基づいて、出動車両２０を決定してもよい。例えば、車両決定部１６０は、配備中の各車両と被災地との間における渋滞の発生状況等を考慮して、配備中の車両それぞれの被災地への到着予想時間を算出し、それらのうち最も到着予想時間が短い車両を出動車両２０に決定してもよい。

　以上説明したように、車両決定部１６０によれば、出動車両２０の被災地への到着時間を削減することができるので、より速やかにマップおよび被災地到達経路を生成することができる。

　車両制御部１７０は、車両決定部１６０により決定された出動車両２０を起動させる。

　具体的には、車両制御部１７０は、起動を指示する起動指示情報を、車両決定部１２０によって決定された出動車両２０へ送信するように通信部１１０を制御する。出動車両２０は、通信部１１０から起動指示情報を受信すると、人間による操作によらず、自動的に、起動を行う。ここでいう起動とは、例えば、出動車両２０の駆動源（例えば、内燃機関、モータ等）の始動を意味する。

　さらに、車両制御部１７０は、車両決定部１６０により決定された出動車両２０に、遠隔操作に基づく走行を実行する遠隔操作モード、または、自動走行を実行する自動走行モードのいずれかを設定させてもよい。

　具体的には、車両制御部１７０は、起動指示情報とともに、または、起動指示情報の送信後に、遠隔操作モードまたは自動走行モードのいずれかの設定を指示するモード設定指示情報を、車両決定部１２０によって決定された出動車両２０へ送信するように通信部１１０を制御する。出動車両２０は、通信部１１０からモード設定指示情報を受信すると、人間による操作によらず、自動的に、指示されたモードの設定を行う。

　出動車両２０に遠隔操作モードが設定された場合、出動車両２０は、遠隔操作装置（図示略）から遠隔操作指示情報を随時受信し、その遠隔操作指示情報に基づいて被災地へ向けた走行を実行する。なお、遠隔操作装置とは、遠隔地にいる非搭乗者による遠隔操作（例えば、加減速操作、操舵操作、制動操作）の指示を受け付け、その指示の内容を示す遠隔操作指示情報を出動車両２０へ無線送信する装置である。

　出動車両２０に自動走行モードが設定された場合、出動車両２０は、出動車両２０外の通信装置（図示略）から経路情報を受信し、その経路情報に基づいて被災地へ向けた走行を実行する。経路情報とは、出動車両２０の現在位置（出動車両２０が配備されている位置）から被災地内の目的位置までの経路を示す情報である。

　以上説明したように、車両制御部１７０によれば、人が搭乗することなく、出動車両２０を被災地へ向けて出動させることができるので、高い安全性を実現できる。

　なお、災害時経路生成装置１０は、上述した経路更新部１５０、車両決定部１６０、および車両制御部１７０の全部を備えなくてもよい。例えば、災害時経路生成装置１０は、図２に示した構成要素のほか、経路更新部１５０だけを備えてもよい。または、例えば、災害時経路生成装置１０は、図２に示した構成要素のほか、車両決定部１６０と車両制御部１７０だけを備えてもよい。

　［変形例２］
　実施の形態では、災害時経路生成装置１０は、マップ生成部１２０により生成されたマップを用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、マップは、予め用意されたマップであってもよい。その場合、災害時経路生成装置１０は、所定の装置からマップを取得して使用する。よって、その場合、災害時経路生成装置１０は、マップ生成部１２０を備える必要はない。

　以上、変形例について説明した。上記変形例は、適宜組み合わせてもよい。

　本出願は、２０２０年９月２４日付で出願された日本国特許出願（特願２０２０－１６００９３）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本開示の災害時経路生成装置および災害時経路生成方法は、災害が発生した後の地図データを生成する技術全般に有用である。

　１　災害対策システム
　１０　災害時経路生成装置
　２０　出動車両
　１１０　通信部
　１２０　マップ生成部
　１３０　判定部
　１４０　経路生成部
　１５０　経路更新部
　１６０　車両決定部
　１７０　車両制御部

Claims (7)

1. 　被災地へ向けて出動した車両に搭載された撮像装置によって撮影された道路画像を受信する通信部と、
   　前記道路画像に示される道路が通行可能状態であるか否かを判定する判定部と、
   　前記道路が示されるマップにおいて、前記通行可能状態と判定された道路をつなぎ合わせることにより、前記被災地に到達可能な経路を生成する経路生成部と、を有する、
   　災害時経路生成装置。
2. 　前記経路の生成後に前記撮像装置によって撮影された新たな道路画像に基づいて、前記経路に含まれる所定の道路が通行不可能状態であると判定された場合、該所定の道路を除外して前記被災地に到達可能な経路を新たに設定する経路更新部をさらに有する、
   　請求項１に記載の災害時経路生成装置。
3. 　前記被災地の位置を示す被災地位置情報に基づいて、異なる場所に配備された車両群の中から前記車両を決定する車両決定部と、
   　前記車両決定部により決定された前記車両を起動させる車両制御部と、をさらに有する、
   　請求項１に記載の災害時経路生成装置。
4. 　前記車両制御部は、
   　前記車両の起動後、該車両に遠隔操作に基づく走行が実行される遠隔操作モードを設定させる、
   　請求項３に記載の災害時経路生成装置。
5. 　前記車両制御部は、
   　前記車両の起動後、該車両に自動走行が実行される自動走行モードを設定させる、
   　請求項３に記載の災害時経路生成装置。
6. 　前記通信部により受信された前記道路画像に基づいて、前記マップを生成するマップ生成部をさらに有する、
   　請求項１に記載の災害時経路生成装置。
7. 　被災地へ向けて出動した車両に搭載された撮像装置によって撮影された道路画像を受信するステップと、
   　前記道路画像に示される道路が通行可能状態であるか否かを判定するステップと、
   　前記道路が示されるマップにおいて、前記通行可能状態と判定された道路をつなぎ合わせることにより、前記被災地に到達可能な経路を生成するステップと、を有する、
   　災害時経路生成方法。

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