JP6685696B2 - 道路管理システム、車載装置、及び道路管理方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、道路上を走行する自動運転車両を管理する道路管理システム、当該自動運転車両を検知する機能を有する車載装置及び道路管理方法に関する。

近年、車両の自動運転機能の研究が進められている。今後、自動運転機能を有する車両（以下、自動運転車両と表記）の普及が進んでくると、例えば高速道路や有料道路において、自動運転車両と、従来通りの手動運転による一般車両（以下、自動運転車両と区別するために便宜的に手動運転車両と表記）とが混走する状況が想定される。

特開２０１５−４４４３２号公報 特開２００２−０１５３９６号公報 特開２０１５−１０２８９３号公報

自動運転車両は普及する段階において、当面は、実際の道路上で自動運転車と手動運転車両とが混走する状況は避けられない。この時、手動運転車両は運転者の意思に基づく走行となるため、自動運転車両と手動運転車両とが道路上を混走する場合、各車両の運転態様が異なることで、予想できない交通渋滞が発生する可能性がある。そこで、高速道路や有料道路等の道路を管理する交通管制システムは、道路上を混走する状況に対応するための的確な管理を行うことが要求されるという課題があった。

本実施形態の道路管理システムは、画像生成手段と、認識手段と、特徴量情報生成手段と、データベースと、情報提供手段と、受信手段とを有する構成である。画像生成手段は、道路上の車両を撮影して画像データを生成する。認識手段は、前記車両が自動運転車両であるか否かを認識する。特徴量情報生成手段は、前記認識手段の認識結果が自動運転車両の場合に、前記画像生成手段により生成された画像データに基づいて、当該自動運転車両の特徴量情報を生成する。データベースは、認識した前記自動運転車両の特徴量情報を保存する。情報提供手段は、前方を走行する車両に対して追従制御が可能な機能を有する手動運転車両の車載装置に対して、前記データベースに保存された前記自動運転車両の特徴量情報及び当該自動運転車両の位置に関する情報を無線通信により配信する。受信手段は、前方を走行する車両に対して追従制御が可能な機能を有する手動運転車両が、前記情報提供手段から配信された前記特徴量情報に基づいて、前記自動運転車両を検知し、当該自動運転車両に対する追従制御を一定時間継続したことを示す情報を、前記手動運転車両の前記車載装置から受信する。

第１の実施形態に関する道路管理システムの概略を説明するための図。 第１の実施形態に関する道路管理システムの構成を説明するためのブロック図。 第１の実施形態に関する道路管理システムの自動運転車両の特徴量登録処理を説明するためのフローチャート。 第１の実施形態に関する道路管理システムの自動運転車両の検知処理を説明するためのフローチャート。 第１の実施形態に関する手動運転車両の自動運転車両検知処理及び道路管理システムの支援処理を説明するためのフローチャート。 第２の実施形態に関する手動運転車両の自動運転車両検知処理及び道路管理システムの支援処理を説明するためのフローチャート。

以下図面を参照して、実施形態を説明する。

自動運転車両は、交通状況に適した走行を行うため、自動走行車両のみが走行すると交通渋滞がかなり緩和できることになる。このため、手動運転車両が、自動運転車両に追従して走行すれば、交通渋滞がかなり緩和できる。このため、手動運転車両に対して、自動運転車両に追尾した走行を行えば、道路全体としての交通渋滞を緩和できることになる。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に関する道路管理システムの概略を示す図である。図１に示すように、本実施形態の道路管理システムは、例えば高速道路又は有料道路等の道路上を走行する複数の車両１００を監視し、車両１００との間で道路管理に必要な情報を交換する。ここで、本実施形態では、道路上を走行する複数の車両１００には、一般車両である手動運転車両１００Ｍ及び自動運転車両１００Ａが混在している状況である。

道路管理システムは、高速道路又は有料道路等の入口のゲート２に設置された監視カメラ３及び無線通信装置４を有する。ゲート２は、例えばＥＴＣ（Electronic Toll Collection）用ゲートである。さらに、道路管理システムは、道路の本線上に設置された路側無線装置（アンテナ部５と装置本体６を含む）、及び道路観測用カメラ７を有する。

路側無線装置５，６は、ＩＴＳ（Intelligent Transport Systems)スポットと呼ばれる無線通信設備であり、ＤＳＲＣ(dedicated short range communication)方式により車両１００間との無線通信が可能である。本実施形態では、手動運転車両１００Ｍ及び自動運転車両１００Ａのいずれも、路側無線装置５，６との間で無線通信が可能な車載器を搭載している。なお、後述するように、手動運転車両１００Ｍは、特に前方を撮影する車載カメラを搭載している。

道路観測用カメラ７は、ＣＣＴＶ（closed circuit television）撮像装置であり、道路の本線上を走行する手動運転車両１００Ｍや自動運転車両１００Ａを撮影し、その撮像データ（画像データ）を無線通信設備により道路管理システムに送信する。ここで、道路観測用カメラ７は、路側無線装置５，６に隣接して設置されており、道路上の検出エリア２０１内に位置する車両（自動運転車両１００Ａ）の特徴量を検出して、当該画像データを送信する。特徴量は、後述するように車両の外観上の特徴である。

本実施形態に関する道路管理システムは、前述の装置や設備に加えて、主としてコンピュータシステムから構成される自動運転車両の検知システム１を含む。検知システム１は、後述するように、自動運転車両１００Ａの特徴量情報を保存して登録するための特徴量データベース（ＤＢ）１０を有する。ここで、特徴量とは、車体の形状、車体の色、車体に付加されたマーク、ナンバープレート等の車両（ここでは、自動運転車両１００Ａ）の外観に関する特徴量である。特徴量ＤＢ１０には、特に、自動運転車両１００Ａの特徴量をします特徴量情報を保存・登録する。

図２は、本実施形態の道路管理システムにおいて、自動運転車両の検知システム１を要部とする構成を示すブロック図である。図２に示すように、検知システム１は、自動運転車両１００Ａの特徴量情報を生成して、特徴量ＤＢ１０に保存・登録する特徴量検知部１１を有する。さらに、検知システム１は、自動運転車両の情報処理部１２を有する。情報処理部１２は、自動運転車両の検知処理に関する情報を処理する。

道路管理システムにおいて、本実施形態の検知システム１は、従来の中央システム２０と関連する別システムでもよいし、または当該中央システム２０に含まれる構成でもよい。中央システム２０は、路側無線装置５，６を管理するＶＩＣＳ（登録商標）中央局、ゲート２に設置された監視カメラ３及び無線通信装置４を管理するＥＴＣ中央局、及び道路観測用カメラ（ＣＣＴＶ撮像装置）７を管理するＣＣＴＶ中央局を含む構成である。

ＥＴＣ中央局は、自動運転車両１００Ａ及び手動運転車両１００Ｍに搭載されているＥＴＣカード１２３から車両種別情報を読み取る車両種別登録装置２１を管理する。車両種別登録装置２１は、ＥＴＣカード１２３から車両種別情報を車両種別ＤＢ２２に保存・登録する。

本実施形態では、手動運転車両１００Ｍは、無線通信が可能な車載器以外の車載装置として、前方２０２を撮影する車載カメラ１２０と、自動運転車両１００Ａを検知する検知装置１２１、及びＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）装置１２２を搭載している。ＡＣＣ装置１２２は、従来の定速走行・車間距離制御装置である。検知装置１２１は、コンピュータを主要素として構成されており、車載カメラ１２０により撮影された前方に位置する車両の画像データを解析して、車両（ここでは、自動運転車両１００Ａ）の特徴量を検知する。

さらに、手動運転車両１００Ｍの検知装置１２１は、当該特徴量情報と、道路管理システムの検知システム１から取得した特徴量情報（特徴量ＤＢ１０に登録された情報）とを照合し、前方２０２に位置する車両が自動運転車両１００Ａであるか否かを判定する。ＡＣＣ装置１２２は、例えば運転者が操作するスイッチにより機能し、手動運転車両１００Ｍを前方の自動運転車両１００Ａに追従制御させる。ＡＣＣ装置１２２の追従制御により、手動運転車両１００Ｍは、前方の自動運転車両１００Ａに対して、車間距離を保持して定速走行するような追従動作を行うことができる。

以下、図３から図５のフローチャートを参照して、本実施形態の作用効果を説明する。

まず、図３を用いて、自動運転車両の特徴量登録処理の動作を説明する。図３において、道路管理システムは、例えば高速道路の入口のＥＴＣ用ゲート２を通過する車両１００と、無線通信装置４により通信し、車両１００の車載器情報を取得する（ブロック３００）。車両１００の車載器情報は、ＥＴＣカード１２３に記録されている情報、及び車両１００が自動運転車両１００Ａの場合にはその識別情報を含む。

道路管理システムは、車両１００の車載器情報に含まれる識別情報に基づいて、自動運転車両１００Ａであることを検知すると、中央システム２０に含まれるＥＴＣ中央局に通知する（ブロック３０１のＹｅｓ）。この通知を受けたＥＴＣ中央局は、ＥＴＣ用ゲート２に設置された監視カメラ３を用いて、自動運転車両１００Ａの外観を撮影し、その映像（画像データ）を本実施形態の検知システム１に送信する。

検知システム１では、特徴量検知部１１は、監視カメラ３からの映像（画像データ）に基づいて、自動運転車両１００Ａの特徴量情報を生成して、特徴量ＤＢ１０に保存・登録する（ブロック３０２）。特徴量情報は、自動運転車両１００Ａの車体の形状、車体の色、車体に付加されたマーク、ナンバープレート等の情報である。特徴量ＤＢ１０には、自動運転車両１００Ａの識別情報に関係付けられて、当該特徴量情報が登録される。

ここで、図２に示すように、道路管理システムでは、車両種別登録装置２１は、無線通信装置４により取得された自動運転車両１００Ａの車載器情報として、ＥＴＣカード１２３に記録されている車両種別情報を車両種別ＤＢ２２に保存・登録する。

次に、道路上を走行する車両の中から、自動運転車両の検知処理を説明する。

図４において、自動運転車両１００Ａは、ＥＴＣ用ゲート２を通過後に、高速道路等の本線上で、ＩＴＳスポット等の路側無線装置５（６）と無線通信を行うことが可能である。路側無線装置５（６）は、無線通信により自動運転車両１００Ａの車載器情報を取得し、道路管理システムの検知システム１に送信する（ブロック４００）。自動運転車両の情報処理部１２は、車載器情報に含まれる識別情報及び車両種別ＤＢ２２に登録された車両種別情報に基づいて、自動運転車両１００Ａであることを検知する（ブロック４０１のＹｅｓ）。

検知システム１は、自動運転車両１００Ａであることを検知すると、中央システム２０に含まれるＣＣＴＶ中央局に通知する。この通知を受けたＣＣＴＶ中央局は、図１に示すように、当該路側無線装置５（６）に隣接する道路観測用カメラ（ＣＣＴＶ撮像装置）７を用いて、検出エリア２０１内に位置する自動運転車両１００Ａを撮像し、その映像（画像データ）を検知システム１に送信する。

検知システム１では、特徴量検知部１１は、ＣＣＴＶ撮像装置７からの映像（画像データ）に基づいて、自動運転車両１００Ａの特徴量情報を生成する（ブロック４０２）。特徴量情報は、自動運転車両１００Ａの車体の形状、車体の色、車体に付加されたマーク、ナンバープレート等の情報である。特徴量検知部１１は、当該特徴量情報が、特徴量ＤＢ１０に登録されているかを判定する（ブロック４０３）。道路管理システムは、当該判定結果が未登録の場合には、自動運転車両１００Ａを検知できないとして処理を終了する（ブロック４０３のＮｏ）。

検知システム１では、情報処理部１２は、特徴量検知部１１により自動運転車両１００Ａの特徴量情報が特徴量ＤＢ１０に登録されていると判定された場合、その自動運転車両１００Ａの位置を検知し、その位置情報を生成する（ブロック４０４）。即ち、本線上の路側無線装置５（６）は、複数の自動運転車両１００Ａとの無線通信が可能であるため、通信対象の自動運転車両１００Ａがどの車線を走行している車両であるかを認識することができない。そこで、当該路側無線装置５（６）に隣接するＣＣＴＶ撮像装置７を用いて、検出エリア２０１内に位置する自動運転車両１００Ａを撮像し、その映像（画像データに基づいて、特徴量ＤＢ１０に登録された自動運転車両１００Ａを検知する。従って、検出エリア２０１内に位置する自動運転車両１００Ａを認識できる。

検知システム１は、情報処理部１２により生成された位置情報に基づいて、検出エリア２０１内に位置する自動運転車両１００Ａの特徴量情報（特徴量ＤＢ１０に登録されている情報）を、例えば路側無線装置５（６）を介して通知することができる（ブロック４０５）。即ち、後述するように、本実施形態の道路管理システムは、手動運転車両１００Ｍに対して、前方に自動運転車両１００Ａが走行していることを通知するような情報提供処理を行うことができる。

次に、自動運転車両１００Ａに後続する手動運転車両１００Ｍの車載装置の処理と、道路管理システムによる交通渋滞の抑制に関する処理について説明する。

前述したように、道路管理システムの検知システム１は、路側無線装置５（６）と自動運転車両１００Ａとの無線通信により、検出エリア２０１内に位置する自動運転車両１００Ａを検知する。この場合、当該自動運転車両１００Ａに後続する手動運転車両１００Ｍは、車載器と路側無線装置５（６）との無線通信を介して検知システム１に接続する。

図５に示すように、手動運転車両１００Ｍは、路側無線装置５（６）との無線通信により、検知システム１から特徴量ＤＢ１０に登録されている自動運転車両１００Ａの特徴量情報を取得する（ブロック５００）。即ち、手動運転車両１００Ｍの検知装置１２１は、前方を走行する自動運転車両１００Ａの特徴量情報を取得する。さらに、検知装置１２１は、手動運転車両１００Ｍの車載カメラ１２０により、前方の自動運転車両１００Ａを撮影して得られる撮影範囲２０２の画像データを取得する。検知装置１２１は、取得した画像データを解析して、前方の自動運転車両１００Ａの特徴量を検出する（ブロック５０１）。この特徴量情報は、自動運転車両１００Ａの車体の形状、車体の色、車体に付加されたマーク、ナンバープレート等の情報である。

検知装置１２１は、車載カメラ１２０により取得した前方の自動運転車両１００Ａの特徴量情報と、検知システム１の特徴量ＤＢ１０から取得した自動運転車両１００Ａの特徴量情報とを照合し、両者が一致するか否かを判定する（ブロック５０２）。ここで、判定結果が不一致の場合には、手動運転車両１００Ｍは、前方の車両が登録された自動運転車両１００Ａとして検知できないため、処理を終了する（ブロック５０２のＮｏ）。

手動運転車両１００Ｍは、検知装置１２１による判定結果が一致し、前方の自動運転車両１００Ａを検知すると、運転者に対して当該検知結果を車載器の表示装置に表示する。これにより、手動運転車両１００Ｍの運転者は、ＡＣＣ装置１２２のスイッチを操作して、ＡＣＣ機能を起動させる（ブロック５０３）。これにより、手動運転車両１００Ｍは、前方の自動運転車両１００Ａに追従制御し、前方の自動運転車両１００Ａに対して、車間距離を保持して定速走行するような追従動作を行うことができる。

なお、ＡＣＣ装置１２２は、検知装置１２１と連携し、前方の自動運転車両１００Ａを検知した場合に、自動的に追従制御を開始する構成でもよい。この場合、手動運転車両１００Ｍの運転者は、ＡＣＣ装置１２２のスイッチを操作して、ＡＣＣ機能を無効にできる構成を含む。

このように、手動運転車両が自動運転車両を検出して、追尾を行うことで、道路全体の交通の流れをスムーズにすることができる。
（第２の実施形態）
上記で説明した自動運転車両への追尾動作(追従動作)を推奨するためには、自動運転車両、及び追尾を行った手動運転車両へ対するインセンティブを与える方が、普及が進むと考えられる。

第２の実施形態は、インセンティブを加えた実施の形態である。なお、システム構成は、第１の実施形態と同様なため説明を省略する。図６は、第２の実施形態を説明するためのフローチャートである。ここで、図６において、ブロック５００から５０３までの処理は、図５を参照した第１の実施形態の場合と同様なため説明を省略する。

手動運転車両１００Ｍは、ＡＣＣ装置１２２のＡＣＣ機能が起動してから停止するまでの追従制御の継続時間を、路側無線装置５（６）との無線通信により道路管理システムに通知する。この通知を受けて、道路管理システムは、手動運転車両１００Ｍが、一定時間以上、前方の自動運転車両１００Ａに追従制御して走行したことを認識する（ブロック５０４のYes）。この認識に基づいて、道路管理システムは、特定のサービス処理を実行する（ブロック５０５）。

サービス処理とは、具体的には、追従制御して走行した手動運転車両１００Ｍに対して、何らかのインセンティブ（ポイント等）を付与する処理である。インセンティブ（ポイント等）は、例えば、高速道路利用料金の割引や、高速道路に設置されているサービスエリア（ＳＡ）またはパーキングエリア（ＰＡ）での商品やサービスの購買時に利用できる料金割引等が考えられる。なお、インセンティブ（ポイント等）の付与は、手動運転車両１００Ｍと共に、その前方を走行する自動運転車両１００Ａに対しても行ってもよい。

以上のように本実施形態の道路管理システムによれば、第１に、例えば高速道路を走行する自動運転車両１００Ａを、路側無線装置５，６が設置されたＩＴＳスポット等の位置（検出エリア２０１）において検知することができる。この場合、道路観測用カメラ（ＣＣＴＶ撮像装置）７を用いて、当該位置の自動運転車両１００Ａの特徴量情報を取得して、特徴量ＤＢ１０に登録することができる。従って、道路管理システムは、自動運転車両１００Ａの特徴量情報と共に、その位置を認識することができる。

第２に、検知した自動運転車両１００Ａに後続する手動運転車両１００Ｍに対して、当該位置において、自動運転車両１００Ａの特徴量情報を提供することができる。手動運転車両１００Ｍは、車載カメラ１２０を利用して前方の車両の特徴量情報を取得できる検知装置１２１を搭載していれば、前方の自動運転車両１００Ａを検知できる。この場合、手動運転車両１００Ｍは、自動運転車両１００Ａとの無線通信により自動運転車両１００Ａを識別するような特別の装置を必要としない。

さらに、手動運転車両１００Ｍは、ＡＣＣ装置１２２を搭載していることにより、検知した前方の自動運転車両１００Ａに追従制御して走行することができる。従って、交通渋滞の緩和に寄与する、いわゆる隊列走行を実現することができる。即ち、自動運転車両と手動運転車両とが道路上を混走する場合に、各車両共に安定した走行が可能となり、交通渋滞の発生を未然に回避することができる。

第３に、道路管理システムは、ＡＣＣ装置１２２による追従制御の継続時間を認識できることにより、手動運転車両１００Ｍまたは自動運転車両１００Ａを含む両者に対して、インセンティブ（ポイント等）の付与等のサービス処理を実行できる。これにより、前述のような交通渋滞の緩和に寄与する隊列走行の実現を促進することができる。

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１…自動運転車両の検知システム、２…ゲート、３…監視カメラ、４…無線通信装置、
５，６…路側無線装置（アンテナ部と装置本体）、７…道路観測用カメラ（ＣＣＴＶ）、
１０…特徴量データベース（ＤＢ）、１１…特徴量検知部、
１２…自動運転車両の情報処理部、２０…中央システム、２１…車両種別登録装置、
２２…車両種別ＤＢ、２３…ＥＴＣカード、
１００…車両、１００Ａ…自動運転車両、１００Ｍ…手動運転車両、
１２０…車載カメラ、１２１…検知装置、１２２…ＡＣＣ装置。

Claims (7)

1. 道路上の車両を撮影して画像データを生成する画像生成手段と、
   前記車両が自動運転車両であるか否かを認識する認識手段と、
   前記認識手段の認識結果が自動運転車両の場合に、前記画像生成手段により生成された画像データに基づいて、当該自動運転車両の特徴量情報を生成する特徴量情報生成手段と、
   認識した前記自動運転車両の特徴量情報を保存するデータベースと、
   前方を走行する車両に対して追従制御が可能な機能を有する手動運転車両の車載装置に対して、前記データベースに保存された前記自動運転車両の特徴量情報及び当該自動運転車両の位置に関する情報を無線通信により配信する情報提供手段と、
   前方を走行する車両に対して追従制御が可能な機能を有する手動運転車両が、前記情報提供手段から配信された前記特徴量情報に基づいて、前記自動運転車両を検知し、当該自動運転車両に対する追従制御を一定時間継続したことを示す情報を、前記手動運転車両の前記車載装置から受信する受信手段と
   を具備する道路管理システム。
2. 前記一定時間継続したことを示す情報に基づいて、前記手動運転車両に対してサービスを付与するサービス処理を実行するサービス処理手段を含む請求項１に記載の道路管理システム。
3. 前記特徴量情報生成手段は、
   前記自動運転車両の特徴量として車両の形状、車体の色、車体に付加されたマーク、ナンバープレートのいずれかを示す特徴量情報を生成する手段を含む請求項１に記載の道路管理システム。
4. 前記認識手段は、
   自動運転車両から無線通信により取得された識別情報及び前記画像データのいずれか、または両方を利用して自動運転車両を認識する手段を含む請求項１に記載の道路管理システム。
5. 前方を走行する車両に追従制御が可能な機能を有する車両に搭載され、道路管理システムとの間で、無線通信により情報の交換が可能な車両の車載装置であって、
   前記車両に搭載されたカメラからの画像データに基づいて、前方を走行する車両の特徴量を示す特徴量情報を生成する手段と、
   前記道路管理システムから自動運転車両の特徴量情報を取得する取得手段と、
   各特徴量情報を照合して、前方を走行する車両が自動運転車両であることを検知する検知手段と、
   前記検知手段により、前方を走行する自動運転車両を検知した場合に、当該自動運転車両に対する追従制御を一定時間継続したことを示す情報を、前記道路管理システムに送信する手段と
   を具備する車載装置。
6. 前記取得手段は、
   前記道路管理システムにより、前記車両の前方に位置する自動運転車両が検知された場合に配信される、当該自動運転車両の特徴量情報を受信する手段を含む請求項５に記載の車載装置。
7. 道路上を走行する車両を管理する道路管理システムに適用する道路管理方法であって、 道路上を走行する車両を撮影して画像データを生成する処理と、
   前記車両が自動運転車両であるか否かを認識する処理と、
   前記認識する処理による認識結果が自動運転車両の場合に、前記画像データに基づいて、当該自動運転車両の特徴量情報を生成する処理と、
   認識した前記自動運転車両の特徴量情報をデータベースに保存する処理と、
   前方を走行する車両に対して追従制御が可能な機能を有する手動運転車両の車載装置に対して、前記データベースに保存された前記自動運転車両の特徴量情報及び当該自動運転車両の位置に関する情報を無線通信により配信する処理と、
   前方を走行する車両に対して追従制御が可能な機能を有する手動運転車両が、前記配信された前記特徴量情報に基づいて、前記自動運転車両を検知し、当該自動運転車両に対する追従制御を一定時間継続したことを示す情報を、前記手動運転車両の前記車載装置から受信する処理と
   を実行する道路管理方法。