JP6946809B2 - 走行支援システム - Google Patents

Description

本開示は、走行支援システムに関する。

特許文献１には、車線変更に係る走行制御として、本線につながる合流路に発生した自動運転可能な合流車を自動で合流させる制御装置が開示されている。特許文献１に開示の制御装置は、自動運転可能な合流車が合流路の所定の地点を通過すると、合流車の車線変更区間までの走行予測を決定する。

具体的には、本線を走行する個々の車両について走行予測を行い、個々の車両の車線変更区間への到達予測時間を求める。制御装置は、合流車についての複数の走行予測のうち、個々の車両の到達予測時間から外れる到達予測時間となる走行予測を特定する。

特許第２９６９１７６号公報

特許文献１に記載の制御装置は、車線変更を行う変更車両の走行予測を決定するため、車線変更先の特定車線を走行する車線変更を妨げる可能性のある各車両について、位置や速度などの情報を必要とする。従って、走行予測を決定する時刻は、これらの情報がすべて取得される時刻以降となる。

しかし、実際には、特定車線を走行する車両の情報を十分に取得し難い環境下においても、車線変更を行う変更車両を制御する必要が生じうる。一例として、１台の路側機のみで特定車線を走行する車両の情報を取得している環境下では、走行予測を決定できる時刻は、各車両がすべて路側機の観測地点を通過する時刻以降となる。その結果、変更車両の車速の調整開始が遅くなり、車線変更を円滑に実施できなくなりえた。

本開示は、特定車線を走行する車両の情報を十分に取得し難い環境下であっても、車両の車線変更を円滑に実施可能とする走行支援システムの提供を目的とする。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、本開示の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための本開示は、被合流路への車線変更を予定している変更車両（１０）の走行を支援する走行支援システム（１００）であって、被合流路に車線変更する変更地点までの区間について、変更車両を走行させる目標速度のプロファイルを設定する予定設定部（１２１）と、被合流路上の変更地点より手前側の観測地点にて被合流路を走行している走行車両の速度を検知する少なくとも一つの路側機（３００）より、当該観測地点を通過した走行車両の速度情報を逐次取得する情報取得部（１２２）と、情報取得部により新たな走行車両の速度情報が取得された場合に、この速度情報に基づいて、プロファイルに従って走行する変更車両が、新たな走行車両により変更地点での車線変更を妨げられると予測されるか否かを判断する予測判断部（１２３）と、予測判断部により変更車両の車線変更が妨げられると予測された場合に、変更地点への到達時刻が変更されるようにプロファイルを更新する予定更新部（１２６）と、走行車両について、車外との無線通信により速度調整の要求を受信可能な通信車両（２０）であるか否かを判断する通信判断部（１２４）と、通信車両に対して、車線変更を妨げないように速度調整を要求する協力要求部（１２５）と、を備え、予定更新部は、予測判断部により車線変更を妨げると予測されている通信車両に対して協力要求部により速度の調整が要求された場合、プロファイルの更新を協力要求部が速度の調整を要求した時刻以降行わない走行支援システムとされる。

こうした構成では、特定車線を走行している走行車両の速度情報は、路側機の観測地点を通過した順に従って、路側機より情報取得部に逐次取得される。新たに速度情報を取得された走行車両により変更車両の車線変更が妨げられると予測される場合には、変更車両を走行させる目標速度のプロファイルの更新により、変更地点への到達時刻が変更される。

以上のように、走行支援システムは、路側機から取得した速度情報に基づいて目標速度のプロファイルを更新する処理を行う、これにより、走行支援システムは、特定車線を走行している走行車両の速度情報を断片的にしか取得できない環境下においても、断片的に取得される速度情報に対応した変更車両の走行支援が可能となる。

加えて、新たに速度情報を取得される走行車両への対応を前提としているため、走行支援システムは、車線変更を妨げる走行車両が観測地点を通過する時刻以前に目標速度のプロファイルを決定しうる。その結果、走行支援システムは、変更車両の車速の調整を早期に開始させうるため、車線変更を妨げると予測される走行車両が現れなかった場合には、変更車両の車線変更を円滑に実施可能となる。従って走行支援システムは、特定車線を走行する走行車両の速度情報を取得し難い環境下であっても、変更車両の車線変更を円滑に実施可能である。

交通管理システムの作動概略を示す図である。 路側機の構成を示す図である。 車両システムの構成を示す図である。 予定設定部により設定されるプロファイルの例を示す図である。 予定更新部によるプロファイルの更新の例を示す図である。 変更準備部の作動を示すフローチャートである。 プロファイルを実行するサブルーチンを示すフローチャートである。 プロファイルが更新されない場合の作動例を示す図である。 プロファイルが更新された場合の作動例を示す図である。

以下、本開示の実施形態としての交通管理システム１を図面に基づいて説明する。交通管理システム１は、車線変更を予定している変更車両１０の走行を支援する。図１に示すように、変更車両１０は、被合流路３に対して合流する合流路２を走行している。変更車両１０は、合流路２から被合流路３への合流を予定している。交通管理システム１においては、変更地点４から合流路２の終点６までを変更区間Ａと設定している。交通管理システム１は、変更車両１０の変更区間Ａでの被合流路３への車線変更を円滑に実施させる。

合流路２は、変更前車線に相当する。合流路２は、被合流路３よりも低い制限速度を設定されている。このため、交通管理システム１においては、合流路２の変更地点４の手前を合流に向けて加速するための加速区間Ｂと設定している。加速区間は、例えば変更地点４から８０ｍの長さで設定されている。また、合流路２の加速区間Ｂの手前は、交通管理システム１において変更車両１０の円滑な車線変更のための準備区間Ｃと設定されている。準備区間Ｃは、例えば４０ｋｍ／ｈに制限速度を設定されている。

被合流路３は、特定車線に相当する。被合流路３には、走行車両に相当する車両として、車外との無線通信により速度調整の要求を受信可能な通信車両２０と、受信不能な非通信車両３０とが走行している。

交通管理システム１は、路側機３００と、情報管理装置４００と、車両システム１００とを含んでいる。車両システム１００は、走行支援システムに相当する。

路側機３００は、図１に示すように、被合流路３の周辺に設けられ、走行車両の速度を検知している。路側機３００は、被合流路３の変更地点４より手前側の観測地点５にて、通過する走行車両の速度を検知している。例えば、路側機３００は、変更地点４から４３０ｍ手前の観測地点５を通過する走行車両の速度を検知可能に設けられている。

路側機３００は、一定の観測地点５の走行車両のみ速度を検知可能である。観測地点５から変更地点４までの所要時間は速度の高い走行車両ほど短いため、車線変更を妨げうる走行車両は、速度が高いほど遅い時刻に路側機３００により検知されることとなる。このため、路側機３００のみで車線変更を妨げうる走行車両を全て検知可能となる時刻は、走行車両の速度が高いほど遅くなる。従って、車線変更を妨げうる走行車両を全て検知するためには、想定される最高速度の走行車両が検知される時刻まで待機する必要が生じ得る。

路側機３００は、図２に示すように、カメラ３０１と、通信部３０２と、制御部３１０とを備えている。カメラ３０１は、観測地点５を撮像範囲として、撮像した画像を逐次支出力するカメラである。カメラ３０１は、観測地点５を通過する走行車両を撮像する。カメラ３０１は、走行車両のナンバープレートを、記載されている車番を認識可能に撮像できるように設けられている。

通信部３０２は、情報管理装置４００との間でデータをやりとりするための通信装置である。制御部３１０は、カメラ３０１および通信部３０２を制御するための電子制御装置である。制御部３１０は、路側機３００に対応する観測地点５の位置を示す位置情報を記憶したメモリを有している。制御部３１０は、速度取得部３１１と、車番取得部３１２と、観測情報送信部３１３としての機能を有する。

速度取得部３１１は、観測地点５を通過する走行車両の速度を速度情報として取得する。走行車両の速度は、例えばカメラ３０１が出力する画像中の走行車両の位置を、連続した画像で比較することによって推定すればよい。なお、走行車両の速度は、ドップラーレーダなどその他の速度取得手段を路側機３００の構成に追加して取得してもよい。

車番取得部３１２は、撮像画像を解析し、走行車両のナンバープレートに記載の車番を車番情報として取得する。観測情報送信部３１３は、観測地点５を通過している走行車両についての観測情報を、通信部３０２に情報管理装置４００に対して送信させる。観測情報は、速度取得部３１１により取得された速度情報と、車番取得部３１２により取得された車番情報と、位置情報とを含む。

情報管理装置４００は、図１に示したように、車両システム１００および路側機３００と通信可能となるように、例えばデータセンタなどに設けられる。情報管理装置４００は、一つまたは複数のサーバ装置により実現され、車両システム１００、および路側機３００の通信を仲介する。

車両システム１００は、図１に示したように、変更車両１０および通信車両２０で用いられている。車両システム１００は、図３に示すように、地図データベース１０１、ロケータ１０２、周辺監視装置１０３、通信部１０４、車両制御ＥＣＵ１０５、自動運転ＥＣＵ１１０などを備えている。地図データベース１０１、ロケータ１０２、周辺監視装置１０３、通信部１０４、車両制御ＥＣＵ１０５、自動運転ＥＣＵ１１０は、例えば車載ＬＡＮ１０６を介して相互に通信可能に接続されている。

地図データベース１０１は、地図データを格納している記憶装置である。地図データには、道路を構成する各道路区間の長さ、曲率、勾配といった形状情報や、各道路区間の制限速度、車線数といった属性情報が含まれている。

ロケータ１０２は、自車の位置を特定するための装置である。例えばロケータ１０２は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や慣性センサなどを備えている。ＧＮＳＳ受信機は、ＧＮＳＳを構成する測位衛星が送信する測位信号を受信する受信機である。慣性センサは、自車の角速度を計測するジャイロセンサや、自車の加速度を計測する加速度センサである。ロケータ１０２は、ＧＮＳＳ受信機による測位信号と慣性センサによる計測結果との組み合わせにより自車の位置を逐次決定する。ロケータ１０２は、決定した位置の軌跡を地図データベース１０１が記憶する道路形状に重ね合わせることで位置の補正を行う構成としてもよい。

周辺監視装置１０３は、自車の周辺の状況を逐次取得する装置である。周辺監視装置１０３は、例えば他車や歩行者等の移動物体、ガードレールや標識等の静止物体、および停止線等の道路標示などを周辺の状況として取得する。周辺監視装置１０３は、例えば自車の周辺を撮像範囲とするカメラや、自車の周辺に探査波を送信する、ミリ波レーダ、ソナー、ライダを備えている。

通信部１０４は、自車の外部と無線通信を行う通信装置である。通信部１０４は、他の車両で用いられている車両システム１００や路側機３００と通信する。例えば、通信部１０４は、基地局を介した広域通信回線を通じて情報管理装置４００と通信し、情報管理装置４００の仲介によって他の車両で用いられている車両システム１００や路側機３００と通信する。

車両制御ＥＣＵ１０５は、自車の加減速制御や操舵制御を行う電子制御装置である。車両制御ＥＣＵ１０５は、自車が備える電子制御スロットル、ブレーキアクチュエータ、ＥＰＳ（Electric Power Steering）モータ等の各走行制御デバイスへ制御信号を出力する。制御信号は、ドライバの運転操作を示す操作情報、および自動運転ＥＣＵ１１０より入力される自動運転情報の少なくとも一方に基づいて決定される。

自動運転ＥＣＵ１１０は、自車の走行する環境に基づいて車両制御ＥＣＵ１０５に自動運転情報を入力することにより、自動運転を実現させている。自動運転ＥＣＵ１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるコンピュータを主体として構成されている。自動運転ＥＣＵ１１０は、ＣＰＵが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、あらかじめ定められた機能を発揮する。ＲＯＭは、非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）の一例である。非遷移的実体的記憶媒体は、半導体記憶装置や、磁気ディスクなどの磁気記憶媒体を用いて実現されている。なお、自動運転ＥＣＵ１１０が発揮する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。自動運転ＥＣＵ１１０は、認知部１１１と、通常判断部１１２と、調停部１１３と、変更協力部２２０と、変更準備部１２０としての機能を発揮する。また、自動運転ＥＣＵ１１０が備えるＲＯＭには、自車の車番を示す車番情報が記憶されている。

認知部１１１は、地図データベース１０１に記憶された地図データ、ロケータ１０２が取得する自車の位置、および周辺監視装置１０３が取得する自車周辺の状況に基づいて、自車の走行する環境を認知する。

通常判断部１１２は、認知部１１１が認知した自車の走行する環境に基づいて、自車を自動で走行させるための経路や加減速、制動、および操舵を決定する。通常判断部１１２は、ドライバにより設定された目的地に向けて自車を走行させるための経路を決定する。通常判断部１１２は、経路に沿った走行、車間距離の維持、および障害物の回避などを目的とする加減速、制動、および操舵が必要であるか否かを逐次判断する。通常判断部１１２は、調停部１１３に対して、必要であると判断された加減速、制動、および操舵を要求する。

調停部１１３は、通常判断部１１２、変更協力部２２０、および変更準備部１２０により要求される加減速、制動、および操舵の調停を行う。調停部１１３は、通常判断部１１２により逐次決定された加減速、制動、および操舵の実行を指示する支援信号を車両制御ＥＣＵ１０５に逐次入力する。また調停部１１３は、変更協力部２２０または変更準備部１２０より加減速の実行を要求された場合に、自車周辺の環境に基づいて、自車が要求された加減速を実行可能であるか否かを判断する。実行可能な場合は、要求された加減速を指示する支援信号を車両制御ＥＣＵ１０５に入力する。実行可能でない場合は、要求された加減速ではなく通常判断部１１２により決定された加減速、制動、および操舵を指示する支援信号を車両制御ＥＣＵ１０５に入力する。

変更協力部２２０は、通信車両２０を変更車両１０の車線変更に協力させる。変更協力部２２０は、自車情報送信部２２１と、要求受信部２２２と、要求実行部２２３としての機能を有する。

自車情報送信部２２１は、自車の情報を、通信車両２０を示す通信車情報として送信する。通信車情報は、自動運転ＥＣＵ１１０が備えるＲＯＭに記憶された車番情報を含む。自車情報送信部２２１は、通信部１０４に、変更車両１０に対して情報管理装置４００を介して通信車情報を送信させる。

要求受信部２２２は、情報管理装置４００を介して変更車両１０より通信部１０４に送信された後述の要求情報を受信する。要求実行部２２３は、要求受信部２２２により受信された要求情報に含まれる変更車両１０の走行予定に基づいて、変更車両１０の車線変更を妨げない加減速度を決定する。要求実行部２２３は、例えば変更車両１０を追従する対象の先行車両とみなして車間距離を維持しつつ走行する加減速度を決定する。また要求実行部２２３は、決定させた加減速度を実行するための加減速の実行を調停部１１３に要求する。

変更準備部１２０は、通常判断部１１２の決定した経路に車線変更の予定が含まれている場合に、車線変更を円滑に実施するための準備を行う。変更準備部１２０は、車線変更の準備として、車線変更を円滑に実施するための自車の目標速度を示すプロファイルを決定する。変更準備部１２０は、決定したプロファイルに従って変更車両１０を走行させる加減速を調停部１１３に要求する。変更準備部１２０は、車線変更の準備として、通信車両２０に対して速度調整の要求を行う。以下では、図１に示した変更地点４での車線変更が予定されている場合を例に変更準備部１２０の機能を説明する。変更準備部１２０は、予定設定部１２１と、情報取得部１２２と、予測判断部１２３と、通信判断部１２４と、協力要求部１２５と、予定更新部１２６とを備えている。

予定設定部１２１は、変更地点４までの区間について、自車を走行させる速度を定めるプロファイルを設定する。これ以降、予定設定部１２１が設定したプロファイルを初期プロファイルと表現する。予定設定部１２１は、車線変更を妨げうる走行車両が観測地点５に進入する以前に初期プロファイルを設定する。例えば、自車の位置が変更地点４の４００ｍ手前となった時点で初期プロファイルを設定する。

プロファイルは、自車の変更地点４に対する到達時刻を予測可能に設定される。プロファイルは、地図データに含まれる変更地点４までの道路区間の制限速度や、あらかじめ定められている自車の加減速度の制限を示す加減速制限に従って決定される。加減速制限は、例えば自車の乗員の不快感等が抑制されるように定められている。

予定設定部１２１が決定する初期プロファイルによる速度の推移と、初期プロファイルに従って走行する自車の位置の推移とを図４に沿って説明する。初期プロファイルによる速度Ｖ０は、準備区間Ｃにおいて合流路２の制限速度に設定されている。この速度Ｖ０に従って走行する変更車両１０の位置の軌跡Ｘ０は、時刻Ｔ１に加速区間Ｂ内となる。変更車両１０は、例えば時刻Ｔ１以降において加速度制限に定められている加速度の上限で加速している。

説明を図１および図３に戻す。情報取得部１２２は、路側機３００より、観測地点５を通過した走行車両の速度情報を逐次取得する。情報取得部１２２は、通信部１０４を情報管理装置４００と通信させ、情報管理装置４００の仲介により路側機３００から観測情報を取得する。また情報取得部１２２は、情報管理装置４００の仲介により通信車両２０から通信車情報を取得する。

予測判断部１２３は、情報取得部１２２により新たな走行車両の観測情報が取得された場合に、この走行車両により変更地点における自車の車線変更が妨げられると予測されるか否かを判断する。予測判断部１２３は、変更区間Ａにおける自車と走行車両との関係が変更可能範囲内であると予測される場合には、車線変更が妨げられないと判断する。

自車と走行車両との関係としては、例えば車間距離、車間時間（Time Headway：ＴＨＷ）、衝突余裕時間（Time To Collision：ＴＴＣ）などを用いることができる。変更可能範囲は、用いる走行車両と変更車両との関係に応じて、例えば車線変更時における自車の乗員の不安感が抑制されるようにあらかじめ設定されている。当実施形態においては、自車と走行車両との関係は、変更地点４への自車の到達時刻における走行車両と車間距離である。

自車と走行車両との関係は、設定されているプロファイルに従う自車の位置の軌跡と、新たな走行車両の位置の軌跡とに基づいて予測される。走行車両の位置の軌跡は、観測情報に含まれる速度情報と、観測情報に含まれる位置情報より求められる観測地点５と変更地点４との距離とに基づいて予測される。例えば、予測判断部１２３は、速度情報が示す速度で走行車両が走行し続けると仮定して、観測地点５から変更地点４に向かう走行車両の位置の軌跡を予測する。

通信判断部１２４は、情報取得部１２２により新たな走行車両の観測情報が取得された場合に、この走行車両が通信車両２０であるか否かを判断する。通信判断部１２４は、観測情報に含まれる車番情報の示す車番と、通信車情報に含まれる車番情報の示す車番とが一致するか否かに従って、新たな走行車両が通信車両２０であるか否かを判断する。

協力要求部１２５は、通信判断部１２４により判断された通信車両２０に対して、自車の車線変更を妨げないように速度調整を要求する。協力要求部１２５は、予測判断部１２３により車線変更を妨げると判断された通信車両２０に対して、自車の車線変更を妨げないように減速する速度調整を要求する。なお、協力要求部１２５は、車線変更を妨げると予測されていない通信車両２０に対しても、車線変更を妨げない速度での走行を要求してもよい。例えば、初期プロファイルからプロファイルの更新が行われている場合には、車線変更を妨げないと判断されていても、車線変更を妨げない速度を維持する走行を要求する。協力要求部１２５は、自車の走行予定を含む要求情報を、通信部１０４に情報管理装置４００を介して通信車両２０に対して送信させる。走行予定は、自車の合流を妨げない走行車両の位置の軌跡を特定可能な情報である。走行予定は、例えば設定済みのプロファイルにより特定される自車の変更地点４への到達時刻や、変更区間Ａにおける自車の位置の軌跡を予測したデータである。

予定更新部１２６は、予測判断部１２３により変更車両１０の車線変更が妨げられると判断された場合に、変更地点４への到達時刻が変更されるようにプロファイルを更新する。これ以降、予定更新部１２６により更新されたプロファイルを更新プロファイルと表現する。予定更新部１２６は、設定済みのプロファイルでの到達時刻よりも遅い時刻を到達時刻とするように更新プロファイルを設定する。また予定更新部１２６は、変更車両１０を設定されている最新のプロファイルに従って走行させるように加減速を調停部１１３に対して要求する。なお予定更新部１２６は、車線変更を妨げられると判断された場合であっても、協力要求部１２５が速度調整を要求した時刻以降はプロファイルの更新を行わない。

予定更新部１２６によるプロファイルの更新に伴う変更車両１０の速度および位置の遷移の更新の例を説明する。図５に示す例では、時刻Ｔ１１および時刻Ｔ１２に新たに観測情報を取得された走行車両が、予測判断部１２３により車線変更を妨げると判断されている。また、これらの走行車両が、通信判断部１２４により非通信車両３０であると判断されている。このため予定更新部１２６は、時刻Ｔ１１および時刻１２においてプロファイルの更新を行っている。

時刻Ｔ１１では、速度Ｖ０で示される初期プロファイルに変更車両１０が従う場合に、車線変更が妨げられると判断されている。この場合、予定更新部１２６は、初期プロファイルを、速度Ｖ１で示される第一更新プロファイルに更新する。これにより、変更車両１０の位置の遷移を、初期プロファイルに従う場合の位置の軌跡Ｘ０から、第一更新プロファイルに従う場合の位置の軌跡Ｘ１に変更させる。

第一更新プロファイルは、変更車両１０の変更地点４に対する到達時刻を時刻Ｔ２０とするように決定される。時刻Ｔ２０は、時刻Ｔ１１に路側機３００に検知された走行車両が変更地点４を通過しており、車線変更を妨げないと予測される時刻である。車線変更を妨げないと予測される時刻は、例えば走行車両の変更地点４からの距離が、あらかじめ設定された車線変更を妨げない距離以上となると予測される時刻である。時刻Ｔ２０は、初期プロファイルにおける到達時刻である時刻Ｔ１９よりも遅い時刻に決定されている。

加速区間Ｂにおいては、第一更新プロファイルは、初期プロファイルに対して速度の遷移を維持させている。具体的には、第一更新プロファイルにおいても、加速区間Ｂに進入する時刻Ｔ１７における速度が、初期プロファイルと同様に準備区間Ｃの制限速度となっている。第一更新プロファイルでは、加速区間Ｂにおいて、初期プロファイルと同様に加減速制限に定められている加速度の上限で変更車両１０を加速させている。これにより第一更新プロファイルは、加速区間Ｂの通過に要する時刻Ｔ１７から時刻Ｔ２０までの時間が、初期プロファイルで加速区間Ｂの通過に要する時刻Ｔ１６から時刻Ｔ１９までの時間と等しくなるように決定されている。

一方準備区間Ｃにおいては、第一更新プロファイルは、初期プロファイルに対して、速度を部分的に低下させている。準備区間Ｃにおいて速度を低下させることにより、第一更新プロファイルは到達時間を遅らせている。具体的には、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１４までの期間において、準備区間Ｃの制限速度よりも低い速度となっている。斜線で示した時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１４までの期間における準備区間Ｃの制限速度に対する速度Ｖ１の速度差を積分した値が、第一更新プロファイルにおける調整距離となる。

調整距離は、初期プロファイルに対する時刻Ｔ１６における変更車両１０の位置の差を示す。すなわち、調整距離は、時刻Ｔ１６における加速区間Ｂまでの距離を示す。速度Ｖ１は、調整距離を必要調整距離に一致させるように決定される。

必要調整距離は、初期プロファイルに対する到達時刻の時間差に準備区間Ｃの制限速度を乗算して得られる。第一更新プロファイルにおける必要調整距離は、時刻Ｔ１９と時刻Ｔ２０との時間差に準備区間Ｃの制限速度を乗算することで得られる。調整距離が必要到達距離と等しくなっている変更車両１０は、準備区間Ｃの制限速度で走行することにより、時刻Ｔ１６から到達時刻の時間差に等しい時間差で加速区間Ｂに進入する。

予定更新部１２６は、時刻Ｔ１１において、以降の速度Ｖ１の遷移をあらかじめ決定すればよい。また、予定更新部１２６は、時刻Ｔ１１においては到達時刻として時刻Ｔ２０のみを決定し、時刻Ｔ２０に到達するように加減速を逐次決定することによりＶ１の遷移を決定してもよい。

加減速を逐次決定することによりＶ１の遷移を決定する場合を説明する。予定更新部１２６は、時刻Ｔ１１において変更車両１０に減速を開始させる。予定更新部１２６は、時刻Ｔ１２において、調整済距離と推定調整距離との和が必要調整距離に一致すると判断して変更車両１０に加速を開始させる。

調整済距離は、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までに調整済みとなった距離である。調整済距離は、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの期間における初期プロファイルに対する速度Ｖ１の速度差を積分した値である。時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの期間における初期プロファイルの速度は準備区間Ｃの制限速度であるため、調整済距離は、準備区間Ｃの制限速度と速度Ｖ１の速度差を積分した値となる。

推定調整距離は、減速を終了して加速に転じた場合に、加速に転じてから準備区間Ｃの制限速度に回復するまでに調整されると推定される距離である。すなわち推定調整距離は、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１４の期間における準備区間Ｃの制限速度に対する速度Ｖ１の速度差を積分した値である。

予定更新部１２６は、第一更新プロファイルで変更車両１０を走行させる場合には、時刻Ｔ１４において準備区間Ｃの制限速度まで変更車両１０の速度を回復させたと判断し、変更車両１０に速度の維持を開始させる。

時刻Ｔ１３では、第一更新プロファイルに変更車両１０が従う場合に、車線変更が妨げられると判断されている。この場合、予定更新部１２６は、第一更新プロファイルを、速度Ｖ２で示される第二更新プロファイルに再び更新する。これにより、変更車両１０の位置の遷移を、軌跡Ｘ１から第二更新プロファイルに従う場合の位置の軌跡Ｘ２に変更させる。

第二更新プロファイルは、変更車両１０の変更地点４に対する到達時刻を時刻Ｔ２１とするように決定される。時刻Ｔ２１は、時刻Ｔ１３に路側機３００に検知された走行車両が変更地点４を通過しており、車線変更を妨げないと予測される時刻である。時刻Ｔ２１は、第一更新プロファイルにおける到達時刻である時刻Ｔ２０よりも遅い時刻に決定されている。

加速区間Ｂにおいては、第二更新プロファイルは、第一更新プロファイルと同様に初期プロファイルに対して速度の遷移を維持させている。具体的には、第二更新プロファイルにおいても、加速区間Ｂに進入する時刻Ｔ１８における速度が初期プロファイルと同様に準備区間Ｃの制限速度となっている。第二更新プロファイルは、加速区間Ｂにおいて、初期プロファイルと同様に加減速制限が示す上限速度で加速している。これにより第二更新プロファイルは、加速区間Ｂの通過に要する時刻Ｔ１８から時刻Ｔ２１までの時間が、初期プロファイルで加速区間Ｂの通過に要する時刻Ｔ１６から時刻Ｔ１９までの時間と等しくなるように決定されている。

一方準備区間Ｃにおいては、第二更新プロファイルは、初期プロファイルおよび第一更新プロファイルに対して、速度を部分的に低下させている。準備区間Ｃにおいて速度を低下させることにより、第二更新プロファイルは到達時間をさらに遅らせている。具体的には、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１５までの期間において、準備区間Ｃの制限速度よりも低い速度となっている。また時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１５までの期間において、第一更新プロファイルにおける速度よりもさらに遅い速度となっている。

時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１５までの期間における初期プロファイルに対する速度Ｖ２の速度差を積分した値が、第二更新プロファイルにおける調整距離となる。時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１５までの期間における初期プロファイルの速度は準備区間Ｃの制限速度であるため、調整距離は、準備区間Ｃの制限速度と速度Ｖ２の速度差を積分した値となる。速度Ｖ２は、調整距離を、到達時刻である時刻Ｔ１９と時刻Ｔ２１の時間差に準備区間Ｃの制限速度を乗算して得られる第二更新プロファイルにおける必要調整距離に一致させるように決定される。

変更準備部１２０の作動を、図６および図７のフローチャートに沿って説明する。変更準備部１２０は、例えば自車の位置が変更地点４の４００ｍ手前となると、変更地点４までの初期プロファイルを決定し、図６に示す処理をステップＳ１（以下、ステップを省略）から順に実行する。

Ｓ１では、路側機３００より送信された新たな走行車両の観測情報を取得したか否かを判断する。観測情報を取得した場合はＳ２に進み、取得していない場合はＳ８に進む。Ｓ２では、Ｓ１で観測情報を取得された新たな走行車両が通信車両２０であるか否かを判断する。通信車両２０である場合はＳ３に進み、通信車両２０でない場合にはＳ５に進む。

Ｓ３では、Ｓ１で観測情報を取得された走行車両により車線変更が妨げられるかを判断する。またＳ３では、図６の処理を開始してから更新プロファイルへの更新が行われたか否かを判断する。車線変更を妨げられるか、または更新されていた場合には、Ｓ４に進む。車線変更を妨げられず、かつ更新されていない場合はＳ８に進む。Ｓ４では、Ｓ１で観測情報を取得された通信車両２０に対して、変更車両１０の車線変更を妨げないように要求する。

Ｓ５では、図６の処理を開始してから、通信車両２０に対する協力要求を行っているか否かを判断する。通信車両２０に対する協力要求を行っている場合はＳ８に進み、通信車両２０に対する協力要求を行っていない場合にはＳ６に進む。Ｓ６では、Ｓ１で観測情報を取得された走行車両により、車線変更が妨げられるか否かを判断する。妨げられる場合にはＳ７に進み、妨げられない場合はＳ８に進む。

Ｓ７では、新たな更新プロファイルへの更新を行う。具体的には、新たな到達時刻を決定する。Ｓ８では、図７に示す処理をＳ８１から順に実行することにより、設定されている最新のプロファイルに従って変更車両１０を走行させる。

Ｓ８１では、直前の処理がＳ７であり、新たな更新プロファイルに更新されたか否かを判断する。更新された場合はＳ８２に進み、更新されていない場合はＳ８３に進む。Ｓ８２では、変更車両１０を減速させることにより、更新前の到達時刻よりも遅い更新後の到達時刻となるように変更車両１０を走行させる。その後Ｓ８のサブルーチンを終了し、図６のＳ９に進む。

Ｓ８３では、変更車両１０を減速させているか否かを判断する。変更車両１０を減速させている場合はＳ８４に進み、変更車両１０を減速させていない場合はＳ８６に進む。Ｓ８４では、加速に転じることにより調整が完了すると予測されるか否かを判断する。具体的には、調整済距離と推定調整距離との和が必要調整距離と等しくなると予測されるか否かを判断する。完了すると判断した場合はＳ８５に進み、完了しないと判断した場合はＳ８２に進む。

Ｓ８５では、変更車両１０を加速させ、準備区間Ｃの制限速度まで速度を回復させる。その後Ｓ８のサブルーチンを終了し、図６のＳ９に進む。Ｓ８６では、準備区間Ｃの制限速度まで速度が回復し、到達時刻の調整が完了しているか否かを判断する。完了している場合はＳ８７に進み、完了していない場合はＳ８５に進む。Ｓ８６では、準備区間Ｃの制限速度および加減速制限に従う走行を維持するように変更車両１０を走行させる。具体的には、変更車両１０が準備区間Ｃに位置する場合は準備区間Ｃの制限速度で変更車両１０を走行させる。変更車両１０が加速区間Ｂに位置する場合は、加減速制限に定められている加速度の上限で変更車両１０を加速させる。その後Ｓ８のサブルーチンを終了し、図６のＳ９に進む。

説明を図６に戻す。Ｓ９では、変更車両１０が被合流路３への車線変更を完了したか否かを判断する。完了した場合はＳ１０に進み、完了していない場合は再びＳ１の処理を行う。Ｓ１０では、変更準備部１２０としての処理を終了するための各種の処理を行い、図６に示す処理を終了する。各種の処理は、例えばプロファイルの消去や、通信車両２０に対して協力要求を終了する旨の送信である。

［交通管理システム１の作動例］
以上の構成による交通管理システム１の作動例を図８、図９を用いて説明する。図８、図９では、変更車両１０の速度および位置の遷移に加えて、変更車両１０の車線変更を妨げると判断された走行車両の速度および位置の遷移を示している。なお、車線変更前において通信車両２０を含む走行車両と変更車両１０とは異なる車線を走行しているため位置は異なるが、図８および図９では変更地点４からの距離に従って同一の座標軸上に示している。

図８に示す例では、時刻Ｔ３１に新たに観測情報を取得された走行車両は、予測判断部１２３により車線変更を妨げると判断されている。しかしこの走行車両は、通信判断部１２４により通信車両２０であると判断されている。このため、協力要求部１２５が車線変更への協力を要求し、予定更新部１２６は、協力要求部１２５が通信車両２０に速度の調整を要求した時刻Ｔ３１においてはプロファイルの更新を行わない。また、時刻Ｔ３１より後に観測情報を取得される走行車両は、変更車両１０の後方となるように減速する通信車両２０を追従するため、変更車両１０の車線変更を妨げないと判断されている。従って予定更新部１２６は、協力要求部１２５が速度の調整を要求した時刻Ｔ３１以降においてはプロファイルの更新を行わない。このようにプロファイルが更新されることにより、変更車両１０は、予定設定部１２１により設定された初期プロファイルに従いＶ０で走行する。変更車両１０の位置は、軌跡Ｘ０に示される遷移となる。

一方通信車両２０は、時刻Ｔ３１に協力の要求を受けたことにより減速し、Ｖ１１に示される速度で走行する。これにより通信車両２０の位置は、軌跡Ｘ１１に示される変更車両１０を追従する軌跡となる。

時刻Ｔ３２において、変更車両１０は、変更地点４に到達する。このとき、時刻Ｔ３１に検知された通信車両２０は、減速して変更地点４の手前に位置し、車線変更を妨げない状態である。

図９に示す例では、時刻Ｔ４１および時刻Ｔ４３に新たに観測情報を取得された走行車両が、予測判断部１２３により車線変更を妨げると判断されている。これらの走行車両のうち、時刻Ｔ４１の走行車両は、通信判断部１２４により非通信車両３０であると判断されている。一方時刻Ｔ４３の走行車両は、通信判断部１２４により通信車両２０であると判断されている。協力要求部１２５は、時刻Ｔ４３の通信車両２０に対して車線変更を妨げないように要求する。このため予定更新部１２６は、時刻Ｔ４１においては更新プロファイルへの更新を行い、協力要求部１２５が速度の調整を要求した時刻Ｔ４３においてはプロファイルの更新を行わない。また、時刻Ｔ４３より後に観測情報を取得される走行車両は、変更車両１０の後方となるように減速する通信車両２０を追従するため、変更車両１０の車線変更を妨げないと判断されている。従って予定更新部１２６は、協力要求部１２５が速度の調整を要求した時刻Ｔ４３以降においてはプロファイルの更新を行わない。

このようにプロファイルが更新されることにより、変更車両１０は、時刻Ｔ４１において予定更新部１２６に更新された更新プロファイルに従い速度Ｖ１で走行する。変更車両１０の位置は、軌跡Ｘ１に示される遷移となる。

非通信車両３０は、協力の要求を受けることなく、速度Ｖ１２で示されるように実質的に同一の速度を維持して走行する。これにより非通信車両３０の位置は、軌跡Ｘ１２で示される軌跡となる。通信車両２０は、時刻Ｔ３１に協力の要求を受けたことにより減速し、速度Ｖ１３で示される速度の遷移で走行する。これにより通信車両２０の位置は、変更車両１０を追従する軌跡Ｘ１３で示される軌跡となる。

時刻Ｔ４１において予定更新部１２６が更新プロファイルへの更新を行うことにより、変更車両１０は減速を開始し、速度Ｖ１を準備区間Ｃの制限速度よりも低い速度とする。時刻Ｔ４２において、加速に転じて速度Ｖ１を準備区間Ｃの制限速度に戻すことで、到達時刻の調整が完了すると予測されたことにより、変更車両１０は加速を開始する。

時刻Ｔ４３においては、協力要求部１２５が車線変更への協力を要求し、予定更新部１２６はプロファイルを更新しない。従って変更車両１０は、時刻Ｔ４１に更新されたＶ１で示される更新プロファイルに従って走行を継続する。時刻Ｔ４４において、変更車両１０は、到達時刻の調整を完了して準備区間Ｃの制限速度に従う走行を開始する。時刻Ｔ４５において、変更車両１０は、加速区間Ｂに進入したことにより加速を開始する。時刻Ｔ４６において、変更車両１０は、変更地点４に到達する。このとき、時刻Ｔ４１に検知された非通信車両３０は、変更地点４を通過し、車線変更を妨げない位置まで走行している。また、時刻Ｔ４３に検知された通信車両２０は、減速して変更地点４の手前に位置し、車線変更を妨げない状態である。

［実施形態のまとめ］
以上、説明した実施形態によれば、被合流路３を走行している走行車両の速度情報は、観測地点５を通過した順に従って、路側機３００より情報取得部１２２に逐次取得される。新たに速度情報を取得された走行車両により変更車両１０の車線変更が妨げられると予測される場合には、変更車両１０を走行させる目標速度のプロファイルの更新により、変更地点４への到達時刻が変更される。

以上のように、交通管理システム１は、路側機３００から取得した速度情報に基づいてプロファイルを更新する処理を行う。これにより、交通管理システム１は、被合流路３を走行している走行車両の速度情報を断片的にしか取得できない環境下においても、断片的に取得される速度情報に対応した変更車両１０の走行支援が可能となる。

加えて、新たに速度情報を取得される走行車両への対応を前提としているため、交通管理システム１は、車線変更を妨げる走行車両が観測地点５を通過する時刻以前にプロファイルを決定しうる。その結果、交通管理システム１は、変更車両１０の速度の調整を早期に開始させうるため、車線変更を妨げると予測される走行車両が現れなかった場合には、変更車両１０の車線変更を円滑に実施可能となる。従って交通管理システム１は、被合流路３を走行する走行車両の速度情報を取得し難い環境下であっても、変更車両１０の車線変更を円滑に実施可能である。

また、新たな走行車両への対応を前提としているため、車線変更を妨げうる走行車両が全て検知される時刻以前にプロファイルを更新しうる。その結果、交通管理システム１は、更新されたプロファイルへの調整を早期に開始させうるため、変更車両１０の車線変更をより円滑に実施可能となる。

また予定更新部１２６は、予測判断部１２３が走行車両により車線変更を妨げられると判断している場合、到達時刻が遅くなるようにプロファイルを更新する。このように更新されたプロファイルに従う変更車両１０の車線変更を妨げると判断されうる走行車両は、この更新以降に観測地点５を通過する走行車両である。このため、予定更新部１２６は、プロファイルを更新するにあたり、この更新以前に観測地点５を通過した走行車両の速度情報を考慮することなくプロファイルを更新可能である。

また予定更新部１２６は、加速区間Ｂに進入する以前の準備区間Ｃにおいて、設定済みのプロファイルにおける速度よりも低い速度となるプロファイルに更新する。これにより、予定更新部１２６は、到達時刻を遅らせるプロファイルに更新する場合であっても、加速区間Ｂにおける加速不足が抑制されるプロファイルに更新しうる。従って交通管理システム１は、変更車両１０の変更地点４における速度の低下を抑制し、車線変更をより円滑に実施可能である。さらに本実施形態では、予定更新部１２６は、加速区間Ｂにおける速度の遷移を維持するようにプロファイルを更新する。これにより交通管理システム１は、車線変更をより円滑に実施可能である。

また協力要求部１２５は、走行車両により車線変更が妨げられると判断されている場合に、その走行車両が通信車両２０であればその通信車両２０に速度調整を要求する。このため、車線変更が妨げられると判断されている場合であっても、プロファイルの更新による到達時刻の変更が抑制されうる。従って、交通管理システム１は、車線変更をより円滑に実施可能である。

加えて要求を受けた通信車両２０は、減速することにより車線変更後の変更車両１０の後方となるように速度調整を行う。これにより、通信車両２０は、変更区間Ａで車線変更する変更車両１０に対する、被合流路３上の走行車両の後方からの接近を抑制する。従って、交通管理システム１は、車線変更をより円滑に実施可能である。

また予定更新部１２６は、車線変更を妨げる通信車両２０に対して協力要求部１２５が速度調整を要求した場合、更新プロファイルへの更新を協力要求部１２５が速度調整を要求した時刻以降行わない。従って、交通管理システム１は、到達時刻の変更を抑制し、車線変更をより円滑に実施可能である。

以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本開示の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。なお、以下の説明において、実施形態で使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については実施形態を適用できる。

＜変形例１＞
変形例１における変更準備部１２０は、その機能の少なくとも一部が車両システム１００の外部にて実現されている。例えば、情報管理装置４００が、変更準備部１２０の機能のうち、通信判断部１２４の機能を実現している。この場合、情報管理装置４００は、例えば各観測情報および通信車情報から車番情報を取り除き、観測情報に対して車番が一致する通信車情報を関連付けたうえで観測情報を送信する。

あるいは、情報管理装置４００が、変更準備部１２０の機能を全て実現している。この場合情報管理装置４００は、変更車両１０より通常判断部１１２が設定する経路を取得し、この経路に従ってプロファイルの設定を行う。またプロファイルが設定または更新された場合に、変更車両１０に対してプロファイルを送信し、プロファイルに従って変更車両１０を走行させる。

＜変形例２＞
変形例２における協力要求部１２５は、通信車両２０に対して車線変更を妨げないように速度調整を依頼するにあたり、加速も考慮して速度調整を要求する。例えば、協力要求部１２５は、車線変更を妨げないように速度調整をするにあたって、加速する場合における調整すべき速度差と減速する場合における調整すべき速度差とを比較する。協力要求部１２５は、加速する場合における速度差の方が小さいと予測される場合に、通信車両２０に対して車線変更を妨げないように加速を要求する。

＜変形例３＞
変形例３における予定更新部１２６は、更新プロファイルの到達時刻として、設定済みのプロファイルの到達時刻よりも早い時刻も考慮する。この場合、交通管理システム１は、予測判断部１２３により車線変更を妨げるか否かを判断された後も、走行車両の観測情報を保持する。予定更新部１２６は、新たな走行車両により車線変更を妨げられると判断された場合、新たな走行車両が変更地点４に到達しておらず、かつ新たな走行車両により車線変更を妨げられない到達時刻を特定する。例えば、新たな走行車両の変更地点４からの距離があらかじめ設定された車線変更を妨げない距離以上となると予測される到達時刻を特定する。

予定更新部１２６は、特定された到達時刻において、新たな走行車両以前の走行車両にも車線変更を妨げられないと予測されるか否かを判断する。また予定更新部１２６は、特定された到達時刻に到達可能な速度および加速度で変更車両１０が走行可能であるか否かを判断する。車線変更を妨げられず、かつ走行可能である場合、予定更新部１２６は、特定された到達時刻に変更地点４に到達する新たな更新プロファイルに更新する。車線変更を妨げられるか、または走行可能でない場合には、予定更新部１２６は、実施形態に示した方法により、設定済みのプロファイルによる到達時刻よりも遅い到達時刻となる更新プロファイルに更新する。

＜変形例４＞
変形例４における予定更新部１２６は、協力要求部１２５により車線変更を妨げる通信車両２０に対して速度調整を要求する場合であっても、プロファイルの更新を行う。例えば、協力要求部１２５が減速を要求する場合に、予定更新部１２６は、設定済みのプロファイルよりも到達時刻が早い到達時刻となる更新プロファイルに更新する。更新プロファイルに従う変更車両１０の車線変更を妨げないように減速する速度調整は、更新前のプロファイルに従う変更車両１０の車線変更を妨げないように減速する速度調整よりも緩やかな減速で実施しうる。従って、このような交通管理システム１は、通信車両２０に対して速度調整を要求する場合であっても、通信車両２０の加減速を緩やかにすることが可能である。

＜変形例５＞
変形例５における予定更新部１２６は、加速区間Ｂにおける速度についても、設定済みのプロファイルにおける速度よりも低い速度となる更新プロファイルを決定する。

＜変形例６＞
変形例６における交通管理システム１は、通常判断部１１２により設定された経路に合流を目的としない車線変更が含まれている場合にも、その車線変更を円滑に実施させるための支援を行う。

１０：変更車両 １００：車両システム（走行支援システム） １２１：予定設定部 １２２：情報取得部 １２３：予測判断部 １２４：通信判断部 １２５：協力要求部 １２６：予定更新部 ２０：通信車両 ３００：路側機

Claims (4)

1. 被合流路への車線変更を予定している変更車両（１０）の走行を支援する走行支援システム（１００）であって、
   前記被合流路に車線変更する変更地点までの区間について、前記変更車両を走行させる目標速度のプロファイルを設定する予定設定部（１２１）と、
   前記被合流路上の前記変更地点より手前側の観測地点にて前記被合流路を走行している走行車両の速度を検知する少なくとも一つの路側機（３００）より、当該観測地点を通過した前記走行車両の速度情報を逐次取得する情報取得部（１２２）と、
   前記情報取得部により新たな前記走行車両の前記速度情報が取得された場合に、この速度情報に基づいて、前記プロファイルに従って走行する前記変更車両が、新たな前記走行車両により前記変更地点での車線変更を妨げられると予測されるか否かを判断する予測判断部（１２３）と、
   前記予測判断部により前記変更車両の車線変更が妨げられると予測された場合に、前記変更地点への到達時刻が変更されるように前記プロファイルを更新する予定更新部（１２６）と、
   前記走行車両について、車外との無線通信により速度調整の要求を受信可能な通信車両（２０）であるか否かを判断する通信判断部（１２４）と、
   前記通信車両に対して、車線変更を妨げないように速度調整を要求する協力要求部（１２５）と、を備え、
   前記予定更新部は、前記予測判断部により車線変更を妨げると予測されている前記通信車両に対して前記協力要求部により速度の調整が要求された場合、前記プロファイルの更新を前記協力要求部が速度の調整を要求した時刻以降行わない走行支援システム。
2. 前記予定更新部は、設定済みの前記プロファイルでの前記到達時刻よりも遅い時刻を到達時刻とするように前記プロファイルを更新する請求項１に記載の走行支援システム。
3. 前記予定設定部は、車線変更前の変更前車線上の前記変更地点より手前側に設けられた加速区間において、前記変更車両を加速しつつ走行させる前記プロファイルを決定し、
   前記予定更新部は、前記変更前車線上の前記加速区間より手前側に設けられた準備区間において、設定済みの前記プロファイルより目標速度を減速させて走行させる前記プロファイルに更新する請求項２に記載の走行支援システム。
4. 前記協力要求部は、前記予測判断部により前記変更車両の車線変更を妨げると判断された前記通信車両に対して、車線変更を妨げないように減速を要求する請求項１〜３のいずれか１項に記載の走行支援システム。

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