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JP7456392B2 - Control equipment and control systems - Google Patents
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Description

本発明は、管制装置及び管制システムに関する。 The present invention relates to a control device and a control system.

特許文献1には、車両からは確認しづらい箇所を撮影した画像をリモートサーバから受信して当該箇所に障害物がないかを判断し、障害物がある場合には、受信した画像と自身の車両に取り付けられたセンサ等の計測データから障害物の回避軌跡を生成して障害物を回避する制御を行う自動運転車両の制御方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses that an image of a location that is difficult to see from the vehicle is received from a remote server, and it is determined whether there is an obstacle in the location. If there is an obstacle, the received image and the vehicle's own image are A method for controlling an automatically driving vehicle is disclosed in which an obstacle avoidance trajectory is generated from measurement data from a sensor or the like attached to the vehicle, and control is performed to avoid the obstacle.

特許文献2には、走行ルートが互いに交差する交差点に2台以上の車両が接近しているとき、車両同士が干渉するタイミングで交差点に進入するかを判断し、干渉する場合には通過優先順位を決定して、通過優先順位に従って交差点の通行を許可する通行札を1台ずつ順番に発行する走行管制方法が開示されている。 Patent Document 2 discloses that when two or more vehicles are approaching an intersection where their travel routes intersect with each other, it is determined whether the vehicles will enter the intersection at a timing when the vehicles interfere with each other, and if there is interference, a passing priority is determined. A travel control method is disclosed in which a traffic ticket is sequentially issued to each vehicle to permit passage through the intersection in accordance with the priority order of traffic.

特開2019-182402号公報JP 2019-182402 Publication 特開2019-46013号公報JP 2019-46013 Publication

特許文献1における自動運転車両は、自身の車両に取り付けられたセンサ等による計測データを用いて確認しづらい箇所を認知するものであり、また、障害物の回避軌跡の生成において他の車両の行動を考慮しておらず、他の車両と協調した障害物の回避を行うことができない。すなわち、特許文献1に係る交通管制システムは、自動運転車両の「認知」と協調する交通管制システムである。 The self-driving vehicle in Patent Document 1 uses measurement data from sensors installed on its own vehicle to recognize locations that are difficult to see, and also uses the actions of other vehicles to generate an obstacle avoidance trajectory. It is not possible to avoid obstacles in cooperation with other vehicles. That is, the traffic control system according to Patent Document 1 is a traffic control system that cooperates with the "recognition" of an autonomous vehicle.

特許文献2の走行管理方法では、交通環境の変化や通信の遅延等を原因として車両が通行札を用いた通行命令に従えない場合、例えば後続の車両の通行にも影響を与え交通効率が低下する。具体的には、走行管制を行うサーバから通行札を受信した車両が車道上にある落下物に対応するために減速や回避行動を行った場合、当該車両の通行を待っている他の車両は、通行札を持っている車両が交差点を通過し終えて通行札をサーバに返却するまで交差点を通過できずに交差点の手前で停止し続ける必要があるため、交通効率が低下する。 In the travel management method of Patent Document 2, if a vehicle is unable to follow a traffic order using a pass ticket due to changes in the traffic environment or communication delays, for example, the traffic efficiency of the following vehicle is affected and traffic efficiency is reduced. do. Specifically, if a vehicle that receives a pass ticket from a server that performs traffic control slows down or takes evasive action to deal with a fallen object on the roadway, other vehicles waiting for the vehicle to pass will , Traffic efficiency decreases because a vehicle holding a pass ticket cannot pass through the intersection until it returns the pass ticket to the server after passing through the intersection and must continue to stop in front of the intersection.

また、車両同士が交差点で干渉するか否かの判断は、車両が交差点の手前で停止した場合に行われるため、例えば優先道路を走る車両のように、本来交差点で停止する必要のない車両も交差点で停止する必要があり、交通効率が低下する。 In addition, since the determination of whether or not vehicles will interfere with each other at an intersection is made when the vehicles have stopped before the intersection, some vehicles, such as vehicles running on the priority road, that do not originally need to stop at the intersection may also It is necessary to stop at intersections, reducing traffic efficiency.

なお、特許文献2は、交通管制システムの設計者が合流点における車両の干渉パターンと干渉回避動作を予め規定しておき、車両はサーバから受信した干渉パターンに対応する干渉回避動作に従って移動するだけであり、車両自身が自律的にどのような干渉回避行動を取ればよいのかを制御しているわけではない。また、特許文献2は、交通環境が有する潜在的な不確実性による外乱要因が発生したとしても、外乱要因を避けようとして、車両が自らの判断で干渉回避動作によって示された経路と異なる経路を移動するように制御するものでもない。 Furthermore, in Patent Document 2, the designer of the traffic control system predefines interference patterns and interference avoidance operations for vehicles at merging points, and the vehicles simply move according to the interference avoidance operations corresponding to the interference patterns received from the server. Therefore, the vehicle itself does not autonomously control what kind of interference avoidance action it should take. Furthermore, Patent Document 2 discloses that even if a disturbance factor occurs due to the potential uncertainty of the traffic environment, the vehicle attempts to avoid the disturbance factor by taking a route different from the route indicated by an interference avoidance operation based on its own judgment. It is not intended to control the movement of the object.

すなわち、自動運転車両の機能を、状況を確認する「認知」、認知結果に基づきどのような行動を行うかを決定する「判断」、及び判断結果に従った動作を行うように車両を制御する「操作」の3つに分類した場合、特許文献2に係る交通管制システムは、自動運転車両の「操作」と協調する交通管制システムである。 In other words, the functions of an autonomous vehicle are "recognition" to check the situation, "judgment" to decide what action to take based on the recognition results, and control the vehicle to take actions according to the judgment results. When classified into three types of "operations," the traffic control system according to Patent Document 2 is a traffic control system that cooperates with the "operations" of automatic driving vehicles.

ところで、信号機が無い交差点において車両同士が干渉するのを回避する方法として、自動運転車両が自律的に計画した局所経路を時空間的に制約する時空間制約としての仮想交通ルールを管制装置が生成して自動運転車両に送信することにより、自動運転車両を時空間制約に従って自律走行させることが考えられる。 By the way, as a way to avoid interference between vehicles at intersections without traffic lights, a control device generates virtual traffic rules as spatio-temporal constraints that spatio-temporally constrain local routes autonomously planned by autonomous vehicles. It is conceivable that the self-driving vehicle can run autonomously according to spatio-temporal constraints by transmitting the information to the self-driving vehicle.

しかしながら、時空間制約に従って自律走行することができない車両については、他車両との干渉を回避するのは困難である。 However, for vehicles that cannot drive autonomously according to spatiotemporal constraints, it is difficult to avoid interference with other vehicles.

本発明は、時空間制約に従って自律走行することができない車両であっても、干渉領域における他車両との干渉を回避させることができる管制装置及び管制システムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a control device and a control system that can prevent interference with other vehicles in an interference area, even for vehicles that cannot drive autonomously according to time-space constraints.

請求項1に記載の管制装置は、複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を移動体毎に生成する制御制約生成部と、前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備え、前記制御制約生成部は、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの区間に対する制限速度を前記制御制約として算出し、前記制御制約が予め定めた閾値未満の場合において、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの距離が、前記干渉領域から予め定めた停止位置までの距離以上の場合は、前記制御制約を前記閾値に設定する The control device according to claim 1 includes: a reception unit that receives mobile body information representing the state of the mobile body from each of a plurality of mobile bodies; a global route representing a route to a destination for each mobile body; Generates a spatio-temporal constraint for each mobile body to follow in an interference region where global routes of a plurality of mobile bodies approach to a predetermined range, based on the mobile body information received by the reception unit for each mobile body. a control constraint generation unit that generates, for each moving body, a control constraint that constrains the control of the moving body based on the spatiotemporal constraints for each moving body; a transmission unit that transmits each of the control constraints to a mobile body associated with the control constraint, and the control constraint generation unit generates a speed limit for a section from the current position of the mobile body to the interference area. is calculated as the control constraint, and when the control constraint is less than a predetermined threshold, the distance from the current position of the moving object to the interference area is greater than or equal to the distance from the interference area to the predetermined stop position. If so, the control constraint is set to the threshold value .

請求項2記載の管制装置は、複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を移動体毎に生成する制御制約生成部と、前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備え、前記制御制約生成部は、前記移動体の現在の目標速度を前記制御制約として算出し、前記制御制約が予め定めた閾値未満の場合において、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの距離が、前記干渉領域から予め定めた停止位置までの距離以上の場合は、前記制御制約を前記閾値に設定する The control device according to claim 2 includes a receiving unit that receives moving object information representing the state of the moving object from each of the plurality of moving objects; and the mobile object information received by the receiving unit, generate for each mobile object a spatio-temporal constraint to be followed by the mobile object in an interference region where global routes of a plurality of mobile objects approach to a predetermined range. a control constraint generation unit that generates a control constraint that restricts control of a moving body for each moving body based on the spatiotemporal constraint for each moving body; a transmitting unit that transmits each of the control constraints to a moving body associated with the control constraint, and the control constraint generating unit calculates the current target speed of the moving body as the control constraint; If the control constraint is less than the predetermined threshold, and the distance from the current position of the moving object to the interference area is greater than or equal to the distance from the interference area to the predetermined stop position, the control constraint is lower than the threshold. Set to .

請求項3記載の管制装置は、複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を移動体毎に生成する制御制約生成部と、前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備え、前記制御制約生成部は、前記移動体に対する先行車が、前記干渉領域の手前に存在する場合と前記干渉領域を通過していた場合とで変化する可変車間時間を用いて、前記移動体の現在の目標車間距離を前記制御制約として算出する The control device according to claim 3 includes a receiving unit that receives moving object information representing the state of the moving object from each of the plurality of moving objects, a global route representing the route to the destination of each moving object, and and the mobile object information received by the receiving unit, generate for each mobile object a spatio-temporal constraint to be followed by the mobile object in an interference region where global routes of a plurality of mobile objects approach to a predetermined range. a spatio-temporal constraint generation unit; a control constraint generation unit that generates a control constraint that restricts control of a movable body for each moving body based on the spatio-temporal constraint for each moving body; a transmitting unit that transmits each of the control constraints to a moving body associated with the control constraint, and the control constraint generating unit is configured to transmit the control constraint when a preceding vehicle with respect to the moving body is located in front of the interference area. A current target inter-vehicle distance of the moving object is calculated as the control constraint using a variable inter-vehicle time that changes depending on whether the moving object has passed through the interference area .

請求項記載の管制システムは、複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を生成する制御制約生成部と、前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備えた管制装置と、前記管制装置から受信した前記制御制約を満たすように移動体の移動を制御する制御部を備えた移動体と、を含み、前記制御制約生成部は、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの区間に対する制限速度を前記制御制約として算出し、前記制御制約が予め定めた閾値未満の場合において、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの距離が、前記干渉領域から予め定めた停止位置までの距離以上の場合は、前記制御制約を前記閾値に設定する
請求項5記載の管制システムは、複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を生成する制御制約生成部と、前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備えた管制装置と、前記管制装置から受信した前記制御制約を満たすように移動体の移動を制御する制御部を備えた移動体と、を含み、前記制御制約生成部は、前記移動体の現在の目標速度を前記制御制約として算出し、前記制御制約が予め定めた閾値未満の場合において、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの距離が、前記干渉領域から予め定めた停止位置までの距離以上の場合は、前記制御制約を前記閾値に設定する。
請求項6記載の管制システムは、複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を生成する制御制約生成部と、前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備えた管制装置と、前記管制装置から受信した前記制御制約を満たすように移動体の移動を制御する制御部を備えた移動体と、を含み、前記制御制約生成部は、前記移動体に対する先行車が、前記干渉領域の手前に存在する場合と前記干渉領域を通過していた場合とで変化する可変車間時間を用いて、前記移動体の現在の目標車間距離を前記制御制約として算出する。
The control system according to claim 4 includes a receiving unit that receives, from each of a plurality of moving bodies, moving body information that indicates a state of the moving body, a spatio-temporal constraint generating unit that generates, for each moving body, a spatio-temporal constraint that the moving body should follow in an interference region where the global routes of the plurality of moving bodies approach each other to a predetermined range, based on a global route that indicates a route to a destination for each moving body and the moving body information received by the receiving unit for each moving body, a control constraint generating unit that generates control constraints that restrict control of the moving body, based on the time-space constraints for each moving body, and The system includes a control device having a transmitter that transmits to each moving body associated with a control constraint, and a moving body having a control unit that controls the movement of the moving body so as to satisfy the control constraint received from the control device, wherein the control constraint generation unit calculates a speed limit for the section from the current position of the moving body to the interference area as the control constraint, and if the control constraint is less than a predetermined threshold, and the distance from the current position of the moving body to the interference area is equal to or greater than the distance from the interference area to a predetermined stopping position, the control constraint is set to the threshold .
The control system described in claim 5 includes a control device including: a receiving unit that receives mobile body information representing a state of each of a plurality of moving bodies from each of the moving bodies; a space-time constraint generation unit that generates, for each moving body, a space-time constraint to be followed by the moving body in an interference area where the global routes of the plurality of moving bodies approach within a predetermined range based on a global route representing a route to a destination for each moving body and the moving body information received by the receiving unit for each moving body; a control constraint generation unit that generates a control constraint that constrains the control of the moving body based on the space-time constraint for each moving body; and a transmission unit that transmits each of the control constraints generated by the control constraint generation unit to a moving body associated with the control constraint; and a moving body including a control unit that controls the movement of the moving body so as to satisfy the control constraint received from the control device, wherein the control constraint generation unit calculates a current target speed of the moving body as the control constraint, and when the control constraint is less than a predetermined threshold, when the distance from the current position of the moving body to the interference area is equal to or greater than the distance from the interference area to a predetermined stopping position, the control constraint is set to the threshold.
The control system described in claim 6 includes a control device including: a receiving unit that receives mobile body information representing a state of each of a plurality of moving bodies from each of the moving bodies; a space-time constraint generation unit that generates, for each moving body, a space-time constraint to be followed by the moving body in an interference area where the global routes of the plurality of moving bodies approach each other to a predetermined range based on a global route representing a route to a destination for each moving body and the moving body information received by the receiving unit for each moving body; a control constraint generation unit that generates control constraints that constrain the control of the moving body based on the space-time constraint for each moving body; and a transmission unit that transmits each of the control constraints generated by the control constraint generation unit to a moving body associated with the control constraint; and a moving body including a control unit that controls the movement of the moving body so as to satisfy the control constraint received from the control device, wherein the control constraint generation unit calculates a current target vehicle distance of the moving body as the control constraint using a variable inter-vehicle time that changes depending on whether a preceding vehicle relative to the moving body is in front of the interference area or has passed through the interference area.

本発明によれば、時空間制約に従って自律走行することができない車両であっても、干渉領域における他車両との干渉を回避させることができる、という効果を有する。 According to the present invention, even a vehicle that cannot autonomously travel according to spatio-temporal constraints can avoid interference with other vehicles in an interference area.

管制システムのシステム構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a system configuration of a control system. 自動運転車両の制御装置における機能構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a control device for an automated driving vehicle. 部分運転自動化車両の制御装置における機能構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a functional configuration of a control device for a partially automated vehicle. 管制装置の機能構成例を示す図である。It is a figure showing an example of functional composition of a control device. 車管制走行ルート地図の内容例を示す図である。It is a figure which shows the example of the content of a vehicle control driving route map. 干渉地点の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of interference points. 干渉地点情報の一例を示す図である。It is a figure showing an example of interference point information. 大域経路の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a global route. 走行経路の一例を示す図である。It is a diagram showing an example of a travel route. 管制装置における電気系統の要部構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a main part of an electrical system in a control device. 車両の制御装置における電気系統の要部構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a main part configuration of an electrical system in a vehicle control device. 管制装置のCPUによって実行される管制処理の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of control processing performed by CPU of a control device. 干渉地点における車両の干渉時間の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of an interference time of a vehicle at an interference point. 状態sx=0に設定された干渉地点での仮想交通ルールを模式化した模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating virtual traffic rules at an interference point where the state s x =0. 状態sx=1に設定された干渉地点での仮想交通ルールを模式化した模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating virtual traffic rules at an interference point set to the state s x =1. 干渉地点の協調について説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining cooperation of interference points. 制御制約が制限速度の場合について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a case where the control constraint is a speed limit. 制御制約が制限速度の場合について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a case where the control constraint is a speed limit. 自動運転車両の制御装置におけるCPUによって実行される走行制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of the driving control process performed by CPU in the control device of an automatic driving vehicle. 制御制約が目標速度の場合について説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a case where the control constraint is a target velocity. 制御制約が目標速度の場合について説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a case where the control constraint is a target velocity. 制御制約が目標車間距離の場合について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a case where the control constraint is a target inter-vehicle distance.

以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素及び処理には全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を省略するものとする。 The present embodiment will be described below with reference to the drawings. Note that the same components and processes are given the same reference numerals throughout all the drawings, and redundant explanations will be omitted.

<第1実施形態> <First embodiment>

図1は、本実施の形態に係る管制システム1のシステム構成例を示す図である。管制システム1は、センサ等から得られる交通環境情報を参照しながら、目的地までの経路6に沿って、自身の判断により自身を制御しながら自律的に走行する複数の車両(図1の例では車両P及び車両Q)、経路6に沿って設置される複数の無線通信装置3及び管制装置10を含み、各々の無線通信装置3は通信網5を通じて管制装置10と接続されている。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a system configuration of a control system 1 according to the present embodiment. The control system 1 refers to traffic environment information obtained from sensors, etc., and controls a plurality of vehicles (the example in Fig. 1) that autonomously travels along a route 6 to a destination based on its own judgment. The vehicle P and the vehicle Q) include a plurality of wireless communication devices 3 and a control device 10 installed along a route 6, and each wireless communication device 3 is connected to the control device 10 through a communication network 5.

本実施形態において、車両P及び車両Qは、無線設備を備えている。車両P及び車両Qは、走行中に例えば最も近い場所に設置されている何れか1つの無線通信装置3に無線接続することで、通信網5を通じて管制装置10とデータ通信を行う。管制システム1で管制対象となる車両台数は2台以上であればよいが、以降では車両P及び車両Qに注目して管制システム1における車両の管制方法について説明する。なお、管制システム1で管制対象となる複数の車両を区別して説明する必要がない場合、複数の車両を総称して「車両7」ということがある。 In this embodiment, vehicle P and vehicle Q are equipped with wireless equipment. Vehicles P and Q perform data communication with the control device 10 through the communication network 5 by wirelessly connecting to any one of the wireless communication devices 3 installed at the closest location, for example, while driving. Although the number of vehicles to be controlled by the control system 1 may be two or more, the method for controlling vehicles in the control system 1 will be described below, focusing on the vehicle P and the vehicle Q. Note that when it is not necessary to separately explain the plurality of vehicles to be controlled by the control system 1, the plurality of vehicles may be collectively referred to as "vehicles 7."

無線通信装置3は、車両7と管制装置10の間のデータ中継装置としての役割を果たす。無線通信装置3は、車両7との無線通信が可能な範囲内であればその設置場所に制約はないが、例えば車道と並走して設けられた歩道や車道の中央分離帯、及び信号設備のように、車道からできるだけ近い場所に設置されることが好ましい。また、無線通信装置3の設置台数に制約はない。 The wireless communication device 3 serves as a data relay device between the vehicle 7 and the control device 10. There are no restrictions on the installation location of the wireless communication device 3 as long as it is within the range where wireless communication with the vehicle 7 is possible; It is preferable to install it as close as possible to the roadway. Further, there is no restriction on the number of wireless communication devices 3 installed.

通信網5は、無線通信装置3が受信した車両7の各種情報を管制装置10に伝送すると共に、管制装置10で生成された車両7の管制情報を、管制装置10が指定した無線通信装置3に伝送する。管制情報は管制装置10からの指示によってすべての無線通信装置3に伝送され、各々の車両7に通知されることもある。なお、通信網5は、有線回線であっても無線回線であってもよい。 The communication network 5 transmits various information about the vehicle 7 received by the wireless communication device 3 to the control device 10, and transmits the control information about the vehicle 7 generated by the control device 10 to the wireless communication device 3 designated by the control device 10. to be transmitted. The control information is transmitted to all the wireless communication devices 3 according to instructions from the control device 10, and may be notified to each vehicle 7. Note that the communication network 5 may be a wired line or a wireless line.

管制装置10は、車両7同士の交通効率を低下させることなく、車両7同士が接触する危険性が認められる予め定めた範囲(以降、「干渉範囲」という)まで接近するような箇所、すなわち、干渉地点Xで干渉を回避させる交通管制を行う装置である。ここで「干渉」とは、車両7同士が接触する状況を示すだけでなく、車両7同士が干渉範囲まで接近する状況をいう。 The control device 10 operates at locations where the vehicles 7 approach to a predetermined range (hereinafter referred to as "interference range") where there is a risk of contact between the vehicles 7 without reducing the traffic efficiency of the vehicles 7, i.e. This is a device that performs traffic control to avoid interference at interference point X. Here, "interference" refers not only to a situation in which the vehicles 7 come into contact with each other, but also to a situation in which the vehicles 7 approach each other to the extent of interference.

管制装置10は、管制対象となる各々の車両7から、車両7の状態を表す移動体情報を受信し、各々の車両7が行う移動に関する判断を制約する制約条件(以降、「仮想交通ルール」という)を、車両7同士が干渉地点Xで干渉しないように車両7毎に生成して、各車両7の目的地までの走行ルート(以降、「大域経路」という)と共に対応する車両7に送信する。 The control device 10 receives moving object information representing the state of the vehicle 7 from each vehicle 7 to be controlled, and determines constraint conditions (hereinafter referred to as "virtual traffic rules") that constrain decisions regarding movement made by each vehicle 7. ) is generated for each vehicle 7 so that the vehicles 7 do not interfere with each other at the interference point do.

車両7が備える運転に関する機能である運転機能の相違により、車両7は複数の種類に分類される。本実施形態では、車両7が、一例として自動運転車両及び部分運転自動化車両に分けられる場合について説明する。 The vehicle 7 is classified into a plurality of types depending on the driving functions that the vehicle 7 has. In this embodiment, a case will be described in which the vehicle 7 is divided into a self-driving vehicle and a partially automated vehicle, as an example.

本実施形態における自動運転車両とは、管制装置10から仮想交通ルールに基づいて生成された制御制約を受信し、車両7に取り付けられたセンサ等から得られる交通環境情報を参照しながら、受信した制御制約を満たし、かつ、車両7同士の干渉を自律的に回避するように、車両7自らの判断によって車両7を制御しながら走行する自動運転機能を備えた車両7のことである。なお、本実施形態に係る自動運転とは、運転手ではなく自動運転機能が走行に関する責任を負う自動運転レベル3~5の区分に分類される運転を指す。なお、本実施形態において、自動運転レベルとは、SAE(Society of Automotive Engineers)によって定義された自動運転のレベルをいう。 In this embodiment, the autonomous vehicle receives control constraints generated based on virtual traffic rules from the control device 10, and receives them while referring to traffic environment information obtained from sensors attached to the vehicle 7. This refers to a vehicle 7 equipped with an automatic driving function that runs while controlling the vehicle 7 based on its own judgment so as to satisfy control constraints and autonomously avoid interference between vehicles 7. Note that automatic driving according to the present embodiment refers to driving classified into automatic driving levels 3 to 5, in which the automatic driving function is responsible for driving rather than the driver. Note that in this embodiment, the automatic driving level refers to the level of automatic driving defined by the Society of Automotive Engineers (SAE).

部分運転自動化車両とは、管制装置10から仮想交通ルールに基づいて生成された制御制約を受信し、受信した制御制約を満たすように車両の移動を制御するが、自動運転車両のように車両7自らの判断によって車両7を制御しながら走行する自動運転機能は備えておらず、部分的に運転機能が自動化された車両である。本実施形態では、部分運転自動化車両が、運転支援機能を備えた自動運転レベル1又は2の車両である場合について説明する。部分運転自動化車両の一例として、例えば車両の速度及び先行車との車間距離の少なくとも1つの制御を自動化したクルーズコントロール機能を備えた車両が挙げられるが、これに限られるものではない。 A partially automated vehicle receives control constraints generated based on virtual traffic rules from the control device 10 and controls the movement of the vehicle to satisfy the received control constraints. It does not have an automatic driving function that allows the vehicle 7 to travel while controlling it based on its own judgment, but is a vehicle whose driving functions are partially automated. In this embodiment, a case will be described in which the partially automated driving vehicle is an automated driving level 1 or 2 vehicle equipped with a driving support function. An example of a partially automated vehicle includes, but is not limited to, a vehicle equipped with a cruise control function that automates at least one control of vehicle speed and inter-vehicle distance to a preceding vehicle.

以降では、自動運転車両及び部分運転自動化車両を区別して説明する必要がない場合には総称して「車両7」と表し、区別して説明する場合には、それぞれ自動運転車両7A及び部分運転自動化車両7Bということにする。 Hereinafter, if there is no need to distinguish between an automated driving vehicle and a partially automated vehicle, they will be collectively referred to as "vehicle 7", and if they are explained separately, they will be referred to as an automated vehicle 7A and a partially automated vehicle, respectively. Let's call it 7B.

図2は、自動運転車両7Aの制御装置における機能構成例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the functional configuration of the control device of the automatic driving vehicle 7A.

図2に示すように、自動運転車両7Aの制御装置は、位置推定部21A、状態管理部22A、無線通信部23A、局所経路計画部24、及び制御部25Aの各機能部と、車両走行ルート地図26を含む。 As shown in FIG. 2, the control device of the autonomous vehicle 7A includes functional units, namely, a position estimation unit 21A, a state management unit 22A, a wireless communication unit 23A, a local route planning unit 24, and a control unit 25A, as well as a vehicle driving route map 26.

位置推定部21Aは、自動運転車両7Aの位置を推定する。具体的には、位置推定部21Aは、自動運転車両7Aに取り付けられた例えばレーザレンジファインダやカメラのように、自動運転車両7Aが走行する周辺環境の形状や、移動体である自動運転車両7Aの移動路の一例である車線8上の状況を捉える外界センサから外形形状データを取得し、取得した外形形状データと、例えば予め用意している環境外形データ(自己位置推定用地図)をマッチングさせ、一致する地点を自動運転車両7Aの現在位置として推定するマップマッチングを用いて自動運転車両7Aの位置を推定する。位置推定部21Aにおける自動運転車両7Aの位置の推定方法に制約はなく、例えばGPS(Global Positioning System)を用いた自動運転車両7Aの位置の推定等、他の推定方法を用いてもよい。位置推定部21Aは、推定した自動運転車両7Aの位置を位置情報として状態管理部22A及び局所経路計画部24に通知する。 The position estimation unit 21A estimates the position of the automatic driving vehicle 7A. Specifically, the position estimating unit 21A determines the shape of the surrounding environment in which the automated driving vehicle 7A runs, such as a laser range finder or camera attached to the automated driving vehicle 7A, and the automated driving vehicle 7A that is a moving object. External shape data is acquired from an external sensor that captures the situation on lane 8, which is an example of the travel path of , the position of the automatic driving vehicle 7A is estimated using map matching that estimates a matching point as the current position of the automatic driving vehicle 7A. There are no restrictions on the method of estimating the position of the automatic driving vehicle 7A in the position estimation unit 21A, and other estimation methods may be used, such as estimating the position of the automatic driving vehicle 7A using GPS (Global Positioning System). The position estimation unit 21A notifies the state management unit 22A and the local route planning unit 24 of the estimated position of the automated driving vehicle 7A as position information.

状態管理部22Aは、例えばナンバー情報及び車体番号のように自動運転車両7Aを一意に識別するために用いられる情報を含んだ車両固有情報を管理する。また、状態管理部22Aは、例えば位置情報によって表される車両7の位置、並びに、姿勢、速度、及び制御内容等を計測するセンサ(「内界センサ」と呼ばれる)や外界センサで取得した周囲の交通環境に関するセンサ値を時系列に沿って収集し、自動運転車両7Aの状態として管理する。 The state management unit 22A manages vehicle-specific information including information used to uniquely identify the automatic driving vehicle 7A, such as number information and vehicle body number. The state management unit 22A also includes, for example, the position of the vehicle 7 represented by position information, and the surroundings acquired by a sensor (referred to as an "internal sensor") or an external sensor that measures the attitude, speed, control details, etc. Sensor values related to the traffic environment are collected in chronological order and managed as the state of the automatic driving vehicle 7A.

状態管理部22Aは、車両固有情報と自動運転車両7Aの状態を移動体情報として定期及び随時の少なくとも一方のタイミングで、無線通信部23A及び局所経路計画部24に通知する。 The status management unit 22A notifies the wireless communication unit 23A and the local route planning unit 24 of the vehicle-specific information and the status of the autonomously driven vehicle 7A as moving body information at least periodically and/or whenever necessary.

無線通信部23Aは、状態管理部22Aから受け付けた移動体情報を、無線通信装置3を通じて管制装置10に送信すると共に、無線通信装置3を通じて管制装置10から受信した管制情報を遅滞なく局所経路計画部24に通知する。 The wireless communication unit 23A transmits the mobile information received from the state management unit 22A to the control device 10 through the wireless communication device 3, and also transmits the control information received from the control device 10 through the wireless communication device 3 to local route planning without delay. Department 24.

局所経路計画部24は、位置推定部21Aから受け付けた位置情報、状態管理部22Aから受け付けた移動体情報、無線通信部23Aから受け付けた管制情報、及び車両走行ルート地図26を用いて局所経路を計画し、制御部25Aに通知する。 The local route planning unit 24 uses the position information received from the position estimation unit 21A, the mobile information received from the state management unit 22A, the control information received from the wireless communication unit 23A, and the vehicle travel route map 26 to plan a local route. plan and notify the control unit 25A.

局所経路計画部24は、自動運転車両7Aが管制情報に含まれる制御制約を満たし、かつ、管制情報で指定された大域経路に沿って走行するという条件の下で、移動体情報に含まれる自動運転車両7Aに取り付けられた外界センサの計測データから走行中の車道の状況を判断し、大域経路に対応した車道のどの位置を実際に走行しなければならないのかといった実経路を決定する。その上で、局所経路計画部24は、決定した実経路に沿って車両7を走行させるために従うべき各時刻における自動運転車両7Aの速度や姿勢を設定する。 The local route planning unit 24 executes automatic driving included in the moving object information under the conditions that the autonomous vehicle 7A satisfies the control constraints included in the traffic control information and travels along the global route specified in the traffic control information. The condition of the road on which the vehicle is traveling is determined from the measurement data of an external sensor attached to the driving vehicle 7A, and an actual route is determined, such as which position on the road corresponding to the global route should be actually traveled. Then, the local route planning unit 24 sets the speed and attitude of the automatically driven vehicle 7A at each time to be followed in order to cause the vehicle 7 to travel along the determined actual route.

このように、自動運転車両7Aが制御制約を満たしながら、管制装置10によって指定された大域経路に沿って走行するという条件の下で決定した実経路を「局所経路」と呼び、局所経路には、局所経路に従って自動運転車両7Aを走行させるための制御内容が付加される。なお、大域経路及び制御制約の詳細内容については後ほど説明する。 In this way, the actual route determined under the condition that the automated driving vehicle 7A travels along the global route designated by the control device 10 while satisfying the control constraints is called a "local route", and the local route includes , control details for causing the automatically driven vehicle 7A to travel along the local route are added. Note that the details of the global route and control constraints will be explained later.

車両走行ルート地図26は、自動運転車両7Aが走行する車線8を表す地図情報を含んでおり、局所経路の決定や、局所経路に沿って自動運転車両7Aを走行させるための各時刻における自動運転車両7Aの制御内容の設定に用いられる。 The vehicle travel route map 26 includes map information representing the lane 8 in which the autonomous vehicle 7A travels, and is used to determine a local route and perform automatic driving at each time for the autonomous vehicle 7A to travel along the local route. It is used to set the control details of the vehicle 7A.

制御部25Aは局所経路計画部24から局所経路を受け付けると、局所経路に含まれる制御内容に従って自動運転車両7Aのハンドル、アクセル、ブレーキ等を制御し、局所経路に沿った自動運転車両7Aの自律走行を実現する。 When the control unit 25A receives the local route from the local route planning unit 24, it controls the steering wheel, accelerator, brake, etc. of the automatic driving vehicle 7A according to the control contents included in the local route, and autonomously controls the automatic driving vehicle 7A along the local route. Realize driving.

制御部25Aが実施した制御に伴うハンドル、アクセル、ブレーキ等の操作量といった自動運転車両7Aの制御内容は、各種制御量を計測するそれぞれの内界センサを通じて状態管理部22Aに通知され、自動運転車両7Aの状態として状態管理部22Aで管理される。 The control contents of the automatic driving vehicle 7A, such as the operation amount of the steering wheel, accelerator, brake, etc. accompanying the control performed by the control unit 25A, are notified to the state management unit 22A through the respective internal sensors that measure various control amounts, and the automatic driving This is managed by the state management unit 22A as the state of the vehicle 7A.

なお、自動運転車両7Aは管制装置10から大域経路を受信しなくても、外界センサの計測データから走行中の車道の状況を判断し、仮想交通ルールを満たすような実経路を決定することができるが、ここでは一例として、自動運転車両7Aは管制装置10から大域経路を受信して実経路、すなわち、局所経路を決定するものとする。 Note that even if the autonomous vehicle 7A does not receive the global route from the control device 10, it is possible to judge the condition of the road on which it is traveling based on the measurement data of the external sensor and determine the actual route that satisfies the virtual traffic rules. However, as an example, it is assumed here that the automatic driving vehicle 7A receives the global route from the control device 10 and determines the actual route, that is, the local route.

図3は、部分運転自動化車両7Bの制御装置における機能構成例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the functional configuration of the control device of the partially automated vehicle 7B.

図3に示すように、部分運転自動化車両7Bの制御装置は、位置推定部21B、状態管理部22B、無線通信部23B、制御部25B、及び運転支援制御部27を含む。 As shown in FIG. 3, the control device of the partially automated vehicle 7B includes a position estimation section 21B, a state management section 22B, a wireless communication section 23B, a control section 25B, and a driving support control section 27.

部分運転自動化車両7Bは運転手が実経路を決定するため、自動運転車両7Aのように局所経路計画部24及び車両走行ルート地図26は存在せず、その代わりに、運転支援制御部27が存在する。 Since the driver of the partially automated vehicle 7B determines the actual route, there is no local route planning section 24 and vehicle travel route map 26 as in the automated vehicle 7A, but instead there is a driving support control section 27. do.

位置推定部21Bは、自動運転車両7Aにおける位置推定部21Aと同様の方法により部分運転自動化車両7Bの位置を推定し、推定した部分運転自動化車両7Bの位置を位置情報として状態管理部22Bに通知する。 The position estimating unit 21B estimates the position of the partially driven automated vehicle 7B using the same method as the position estimating unit 21A in the automated driving vehicle 7A, and notifies the state management unit 22B of the estimated position of the partially driven automated vehicle 7B as position information. do.

状態管理部22Bは、自動運転車両7Aにおける状態管理部22Aと同様に、部分運転自動化車両7Bの移動体情報の収集及び管理を行う。部分運転自動化車両7Bの場合、運転手が部分運転自動化車両7Bを制御するため、部分運転自動化車両7Bの状態には、運転手が操作したハンドル、アクセル、ブレーキ等の操作量が含まれる。 The state management unit 22B collects and manages moving body information of the partially driven automated vehicle 7B, similarly to the state managed unit 22A of the automated driving vehicle 7A. In the case of the partially automated vehicle 7B, since the driver controls the partially automated vehicle 7B, the state of the partially automated vehicle 7B includes the amount of operation of the steering wheel, accelerator, brake, etc. operated by the driver.

また、状態管理部22Bは、管理する移動体情報を定期及び随時の少なくとも一方のタイミングで、無線通信部23Bに通知する。 In addition, the state management unit 22B notifies the wireless communication unit 23B of the mobile object information to be managed at least either periodically or at any time.

無線通信部23Bは、状態管理部22Bから受け付けた移動体情報を、無線通信装置3を通じて管制装置10に送信すると共に、無線通信装置3を通じて管制装置10から受信した管制情報を遅滞なく運転支援制御部27に通知する。 The wireless communication unit 23B transmits the moving object information received from the state management unit 22B to the control device 10 through the wireless communication device 3, and performs driving support control on the control information received from the control device 10 through the wireless communication device 3 without delay. Department 27.

運転支援制御部27は、例えばクルーズコントロール機能を備え、無線通信部23Bを通じて管制装置10から受信した管制情報に含まれる制御制約に基づいて、部分運転自動化車両7Bの速度及び先行車との車間距離の少なくとも1つを制御する。 The driving support control unit 27 includes, for example, a cruise control function, and controls the speed of the partially automated vehicle 7B and the inter-vehicle distance to the preceding vehicle based on the control constraints included in the control information received from the control device 10 through the wireless communication unit 23B. control at least one of the following.

図4は、管制装置10の機能構成例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing an example of the functional configuration of the control device 10.

図4に示すように、管制装置10は、目的地設定部11、通信部12、大域経路計画部13、走行経路予測部14、干渉地点特定部15、仮想交通ルール生成部16、及び制御制約生成部17の各機能部と、管制走行ルート地図18を含む。 As shown in FIG. 4, the control device 10 includes functional units, namely, a destination setting unit 11, a communication unit 12, a global route planning unit 13, a driving route prediction unit 14, an interference point identification unit 15, a virtual traffic rule generation unit 16, and a control constraint generation unit 17, as well as a controlled driving route map 18.

通信部12は、自動運転車両7A及び部分運転自動化車両7Bの各々から無線通信装置3を通じて移動体情報を受信すると共に、後述する仮想交通ルール生成部16で生成した仮想交通ルールに基づいて、制御制約生成部17が生成した制御制約を含む管制情報を、管制情報の送信先として指定された各々の自動運転車両7A及び部分運転自動化車両7Bに送信する。通信部12は移動体情報を受信する受信部の一例であると共に、制御制約を送信する送信部の一例である。 The communication unit 12 receives mobile information from each of the automated driving vehicle 7A and the partially automated vehicle 7B through the wireless communication device 3, and performs control based on virtual traffic rules generated by a virtual traffic rule generation unit 16, which will be described later. The control information including the control constraints generated by the constraint generation unit 17 is transmitted to each of the automatically driven vehicles 7A and the partially automated vehicles 7B designated as transmission destinations of the control information. The communication unit 12 is an example of a receiving unit that receives mobile object information, and is also an example of a transmitting unit that transmits control constraints.

自動運転車両7Aは、管制装置10によって指定された大域経路に沿って走行する車両7であるため、管制装置10が大域経路を計画する必要がある。 Since the automatic driving vehicle 7A is a vehicle 7 that travels along a global route specified by the control device 10, the control device 10 needs to plan the global route.

そのため、目的地設定部11は、自動運転車両7Aが向かおうとしている目的地と自動運転車両7Aの車両固有情報を受け付け、自動運転車両7Aの車両固有情報と目的地を対応付けて大域経路計画部13に通知する。 Therefore, the destination setting unit 11 receives the destination to which the automated driving vehicle 7A is heading and the vehicle-specific information of the automated driving vehicle 7A, associates the vehicle-specific information of the automated driving vehicle 7A with the destination, and plans a global route. Notify Department 13.

自動運転車両7Aの目的地及び車両固有情報は管制装置10の操作者が目的地設定部11に設定してもよいが、自動運転車両7Aから目的地を含む移動体情報を受信し、目的地設定部11が、受信した移動体情報に含まれる車両固有情報と目的地を対応付けて大域経路計画部13に通知してもよい。 Although the destination and vehicle-specific information of the automated driving vehicle 7A may be set in the destination setting unit 11 by the operator of the control device 10, the destination and vehicle specific information may be set by receiving moving body information including the destination from the automated driving vehicle 7A. The setting unit 11 may associate the vehicle-specific information included in the received moving object information with the destination and notify the global route planning unit 13 of the association.

大域経路計画部13は、目的地設定部11から受け付けた自動運転車両7Aの目的地、通信部12から受け付けた自動運転車両7Aの移動体情報A、及び管制走行ルート地図18を用いて大域経路を計画する。大域経路計画部13は計画した大域経路を干渉地点特定部15に通知する。 The global route planning unit 13 plans a global route using the destination of the autonomous vehicle 7A received from the destination setting unit 11, the moving object information A of the autonomous vehicle 7A received from the communication unit 12, and the controlled driving route map 18. The global route planning unit 13 notifies the interference point identification unit 15 of the planned global route.

図5は、大域経路の計画に用いられる管制走行ルート地図18の内容例を示す図である。管制走行ルート地図18は、交通規則が変化しない区間を最小単位とした、各区間における経路情報の集合によって表現される道路構造データベースである。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the contents of the controlled travel route map 18 used for planning a global route. The controlled travel route map 18 is a road structure database expressed by a set of route information for each section, with the minimum unit being a section where traffic rules do not change.

管制走行ルート地図18を構成する区間(図5の例の場合、地点K1から地点K2までの区間、地点K2から地点K3までの区間、地点K3から地点K7までの区間、地点K2から地点K5までの区間、地点K4から地点K5までの区間、及び地点K5から地点K6までの区間の6区間)には、それぞれ区間における制限速度、車線数、幅員、及び区間における車線が交差する場合に優先車線であるのか、それとも非優先車線であるのかといった車線優先度等の交通規則情報が設定されている。 Sections constituting the control driving route map 18 (in the example of FIG. 5, the section from point K1 to point K2, the section from point K2 to point K3, the section from point K3 to point K7, and the section from point K2 to point K5) , the section from point K4 to point K5, and the section from point K5 to point K6), each section has a speed limit, number of lanes, width, and priority lanes when lanes in the section intersect. Traffic rule information such as lane priority, such as whether the lane is a priority lane or a non-priority lane, is set.

更に、管制走行ルート地図18を構成する各区間は、仮想的に設定された経由点の集合である経由点列によって車両7の経路6を表している。経由点とは、経路6上における車両7の位置を表す指標の1つであり、各々の経由点には経由点IDが一意に設定されているため、経由点IDから経路6上における車両7の位置が特定される。 Further, each section constituting the controlled driving route map 18 represents the route 6 of the vehicle 7 by a way point sequence that is a set of virtually set way points. A way point is one of the indicators representing the position of the vehicle 7 on the route 6, and since a way point ID is uniquely set for each way point, the way point ID indicates the position of the vehicle 7 on the route 6. is located.

なお、管制走行ルート地図18には干渉地点Xを予め規定している干渉地点情報が含まれる。 Note that the controlled travel route map 18 includes interference point information that defines the interference point X in advance.

図6は、干渉地点Xの例を示す図である。干渉地点Xには例えば図6(A)に示すように、優先車線8Aと非優先車線8Bが交差する交差点や、一般道や高速道路でみられるような、図6(B)に示す優先車線8Aと非優先車線8Bが合流する合流点が含まれる。干渉地点Xとは、車両7同士が干渉範囲まで接近するような箇所のことであるため、干渉地点Xは必ずしも点で表されるわけではなく、一定の大きさを有する領域で表されることもある。すなわち、干渉地点Xは干渉領域の一例である。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the interference point X. For example, the interference point This includes the junction where 8A and non-priority lane 8B merge. The interference point X is a place where the vehicles 7 approach each other within the interference range, so the interference point X is not necessarily represented by a point, but by an area having a certain size. There is also. That is, the interference point X is an example of an interference area.

図7は、干渉地点情報の一例を示す図であり、干渉地点情報は、例えば干渉地点X毎に干渉地点Xを一意に識別するための干渉地点ID、干渉地点Xの位置、干渉地点Xに対応する経由点を一意に識別するための経由点ID、並びに、干渉地点Xの1つ手前の経由点の位置及び経由点IDを、同じ干渉地点Xを共有する優先車線8Aと非優先車線8Bのそれぞれについて規定した情報である。 FIG. 7 is a diagram showing an example of interference point information, and the interference point information includes, for example, an interference point ID for uniquely identifying the interference point X for each interference point X, the position of the interference point The way point ID for uniquely identifying the corresponding way point, the position and way point ID of the way point one before the interference point X, and the priority lane 8A and non-priority lane 8B that share the same interference point This is information stipulated for each of the following.

前述した自動運転車両7Aにおける車両走行ルート地図26も管制走行ルート地図18と同じ情報で構成されるが、車両走行ルート地図26は、自動運転車両7Aが実際に走行する上で必要になる、管制走行ルート地図18には含まれない情報を含んでもよい。 The vehicle travel route map 26 for the automatic driving vehicle 7A described above is also configured with the same information as the controlled travel route map 18, but the vehicle travel route map 26 includes the control information necessary for the automatic driving vehicle 7A to actually travel. It may also include information that is not included in the driving route map 18.

なお、管制走行ルート地図18に必ずしも干渉地点情報が含まれている必要はなく、この場合、管制装置10は、管制走行ルート地図18に含まれる経由点列の情報から干渉地点情報を生成すればよい。また、管制走行ルート地図18は必ずしも管制装置10に含まれる必要はなく、管制装置10は、通信部12を通じて管制装置10とは異なる外部装置から管制走行ルート地図18を取得してもよい。 Note that the controlled travel route map 18 does not necessarily need to include interference point information; in this case, the control device 10 may generate interference point information from the information on the way point sequence included in the controlled travel route map 18. good. Further, the controlled travel route map 18 does not necessarily need to be included in the control device 10, and the control device 10 may acquire the controlled travel route map 18 from an external device different from the control device 10 through the communication unit 12.

図4における大域経路計画部13は、目的地設定部11から受け付けた自動運転車両7Aの車両固有情報と目的地、移動体情報Aに含まれる自動運転車両7Aの位置情報と車両固有情報、及び管制走行ルート地図18に基づいて、自動運転車両7A毎に管制走行ルート地図18上で自動運転車両7Aの現在位置から目的地までの経路6である大域経路を探索する。すなわち、大域経路は、管制走行ルート地図18を構成する各区間の経由点列をつないだ経路6として表される。 The global route planning unit 13 in FIG. 4 searches for a global route, which is a route 6 from the current position of the autonomous vehicle 7A to the destination on the controlled driving route map 18, for each autonomous vehicle 7A based on the vehicle-specific information and destination of the autonomous vehicle 7A received from the destination setting unit 11, the position information and vehicle-specific information of the autonomous vehicle 7A included in the mobile unit information A, and the controlled driving route map 18. In other words, the global route is represented as a route 6 connecting a series of via points in each section that constitutes the controlled driving route map 18.

図8は、共に自動運転車両7Aである車両P及び車両Qの大域経路の一例を示す図である。複数の経路6の中から車両Pの現在位置と車両Pの目的地をつなぐ1つの経路6Pが車両Pの大域経路として選択され、車両Qの現在位置と車両Qの目的地をつなぐ1つの経路6Qが車両Qの大域経路として選択された状況を表している。 FIG. 8 is a diagram showing an example of a global route of vehicle P and vehicle Q, both of which are automatically driven vehicles 7A. One route 6P connecting the current position of the vehicle P and the destination of the vehicle P from among the plurality of routes 6 is selected as the global route of the vehicle P, and one route 6P connects the current position of the vehicle Q and the destination of the vehicle Q. 6Q represents a situation where vehicle Q has selected the global route.

なお、大域経路計画部13における自動運転車両7Aの大域経路の探索に用いる探索方法はどのような方法であってもよく、例えばダイクストラ探索といった公知の探索方法が用いられる。 Note that the search method used by the global route planning unit 13 to search for a global route for the automatic driving vehicle 7A may be any method, and for example, a known search method such as Dijkstra search may be used.

自動運転車両7Aであれば予め目的地が決められるため、管制装置10が主体となって大域経路計画部13で自動運転車両7Aの大域経路を計画することができる。自動運転車両7Aは大域経路に基づいて決定した局所経路を走行することから、管制装置10は自らが計画した大域経路によって、自動運転車両7Aの経路6を知ることができる。 Since the destination of the automatic driving vehicle 7A is determined in advance, the global route planning unit 13 can plan a global route for the automatic driving vehicle 7A, with the control device 10 taking the lead. Since the automatic driving vehicle 7A travels on a local route determined based on the global route, the control device 10 can know the route 6 of the automatic driving vehicle 7A based on the global route planned by itself.

一方、部分運転自動化車両7Bの場合、運転手が経路6を決定することから目的地が予め決められていないことがある。 On the other hand, in the case of the partially automated vehicle 7B, the driver determines the route 6, so the destination may not be determined in advance.

したがって、管制装置10は大域経路計画部13で部分運転自動化車両7Bの大域経路を計画することができない。 Therefore, the control device 10 cannot plan a global route for the partially automated vehicle 7B using the global route planning unit 13.

その代わりに管制装置10は、走行経路予測部14で部分運転自動化車両7Bの走行経路を予測する。 Instead, the control device 10 uses the travel route prediction unit 14 to predict the travel route of the partially automated vehicle 7B.

具体的には、走行経路予測部14は、部分運転自動化車両7Bにおける移動体情報Bに含まれる位置情報と速度から走行経路を予測する。例えば走行経路予測部14は、部分運転自動化車両7Bの現在位置から特定の距離(例えば100m)までを移動体情報Bで示される速度で走行するものとし、特定の距離に対応する車線8の区間の経由点列をつないだ経路6を部分運転自動化車両7Bの走行経路として干渉地点特定部15に通知する。 Specifically, the travel route prediction unit 14 predicts the travel route from the position information and speed included in the moving body information B of the partially automated vehicle 7B. For example, the traveling route prediction unit 14 assumes that the partially driven automated vehicle 7B travels from the current position to a specific distance (for example, 100 m) at a speed indicated by the moving object information B, and the section of the lane 8 that corresponds to the specific distance. The interference point identification unit 15 is notified of the route 6 that connects the series of waypoints as the travel route of the partially automated vehicle 7B.

しかしながら、部分運転自動化車両7Bの目的地は不明であるため、走行経路予測部14は、車線8が分岐する場合には大域経路と異なり、車線8が分岐する毎に枝分かれするすべての経路6の組み合わせを走行経路として取り扱う。 However, since the destination of the partially-driving automated vehicle 7B is unknown, the driving route prediction unit 14 predicts all routes 6 that branch each time the lane 8 branches, unlike the global route when the lane 8 branches. The combination is treated as a travel route.

図9は、車両Pが部分運転自動化車両7Bである場合の走行経路の一例を示す図である。図9に示すように車両Pの走行先が2つに分岐している場合、走行経路予測部14は、車両Pが分岐点で何れの方向に分岐するか不明であるため、経路6P-1及び経路6P-2を共に車両Pの走行経路とする。 FIG. 9 is a diagram showing an example of a travel route when the vehicle P is a partially automated vehicle 7B. When the driving destination of the vehicle P branches into two as shown in FIG. and route 6P-2 are both travel routes of vehicle P.

なお、既に説明したように、部分運転自動化車両7Bの移動体情報Bは無線通信装置3を通じて取得される。 Note that, as already explained, the mobile object information B of the partially automated vehicle 7B is acquired through the wireless communication device 3.

干渉地点特定部15は、大域経路計画部13から受け付けた自動運転車両7Aの大域経路と、走行経路予測部14で予測した部分運転自動化車両7Bの走行経路に基づいて、各大域経路及び各走行経路における干渉地点Xを特定する。干渉地点特定部15は、各車両7の経路6と各々の経路6における干渉地点Xを仮想交通ルール生成部16に通知する。 The interference point identification unit 15 determines each global route and each travel based on the global route of the automated vehicle 7A received from the global route planning unit 13 and the travel route of the partially driven automated vehicle 7B predicted by the travel route prediction unit 14. Identify the interference point X on the route. The interference point identification unit 15 notifies the virtual traffic rule generation unit 16 of the route 6 of each vehicle 7 and the interference point X on each route 6.

仮想交通ルール生成部16は、通信部12から受け付けた各車両7の移動体情報、大域経路計画部13から受け付けた各車両7の経路6、すなわち、大域経路と走行経路、各々の経路6における干渉地点Xを用いて、自動運転車両7A及び部分運転自動化車両7Bに対する仮想交通ルールを生成する。なお、仮想交通ルールは、時空間制約の一例であり、仮想交通ルール生成部16は、時空間制約生成部の一例である。 The virtual traffic rule generation unit 16 generates the moving object information of each vehicle 7 received from the communication unit 12, the route 6 of each vehicle 7 received from the global route planning unit 13, that is, the global route and the travel route, and the route 6 of each vehicle 7 received from the communication unit 12. Using the interference point X, virtual traffic rules for the automated driving vehicle 7A and the partially automated driving vehicle 7B are generated. Note that the virtual traffic rule is an example of a spatio-temporal constraint, and the virtual traffic rule generation unit 16 is an example of a spatio-temporal constraint generation unit.

具体的には、仮想交通ルール生成部16は、自動運転車両7Aの大域経路における干渉地点Xで干渉しあう自動運転車両7Aと他の車両7について、各々の干渉地点Xにおける干渉時間tを推定し、各干渉地点Xにおいて、車両7同士の交通効率を低下させることなく干渉地点Xでの車両7同士の干渉が回避されるような通過優先順位を自動運転車両7Aに対して規定する。 Specifically, the virtual traffic rule generation unit 16 estimates the interference time t at each interference point X for the autonomous vehicle 7A and another vehicle 7 that interfere with each other at the interference point X on the global route of the autonomous vehicle 7A. However, at each interference point X, a passing priority order is defined for the automatic driving vehicle 7A such that interference between the vehicles 7 at the interference point X is avoided without reducing the traffic efficiency between the vehicles 7.

同様に、仮想交通ルール生成部16は、部分運転自動化車両7Bの走行経路における干渉地点Xで干渉しあう部分運転自動化車両7Bと他の車両7について、各々の干渉地点Xにおける干渉時間tを推定し、各干渉地点Xにおいて、車両7同士の交通効率を低下させることなく干渉地点Xでの車両7同士の干渉が回避されるような通過優先順位を部分運転自動化車両7Bに対して規定する。 Similarly, the virtual traffic rule generation unit 16 estimates the interference time t at each interference point X for the partially driven automated vehicle 7B and the other vehicle 7 that interfere with each other at the interference point X on the travel route of the partially automated vehicle 7B. However, at each interference point X, a passing priority order is defined for the partially driven automated vehicle 7B such that interference between the vehicles 7 at the interference point X is avoided without reducing the traffic efficiency between the vehicles 7.

仮想交通ルール生成部16は、自動運転車両7Aに対しては大域経路と仮想交通ルールを含んだ管制情報を生成し、部分運転自動化車両7Bに対して仮想交通ルールを含んだ管制情報を生成し、制御制約生成部17に出力する。 The virtual traffic rule generation unit 16 generates control information including a global route and virtual traffic rules for the autonomous vehicle 7A, and generates control information including virtual traffic rules for the partially automated vehicle 7B, and outputs the information to the control constraint generation unit 17.

制御制約生成部17は、仮想交通ルール生成部16で生成された管制情報に含まれる仮想交通ルールに基づいて、自動運転車両7A及び部分運転自動化車両7Bの制御を制約する制御制約を自動運転車両7A及び部分運転自動化車両7B毎に生成し、通信部12に対して自動運転車両7A及び部分運転自動化車両7Bの各々に対応付けられた管制情報の送信依頼を行う。これにより、無線通信装置3から自動運転車両7Aの各々に対しては、各々に対応付けられた大域経路及び制御制約を含む管制情報が送信され、部分運転自動化車両7Bの各々に対しては、各々に対応付けられた制御制約を含む管制情報が送信されることになる。 The control constraint generation unit 17 generates control constraints that constrain the control of the automated driving vehicle 7A and the partially automated vehicle 7B based on the virtual traffic rules included in the control information generated by the virtual traffic rule generating unit 16. It is generated for each of the automated driving vehicle 7A and the partially automated vehicle 7B, and requests the communication unit 12 to transmit the control information associated with each of the automated driving vehicle 7A and the partially automated vehicle 7B. As a result, control information including global routes and control constraints associated with each of the automated driving vehicles 7A is transmitted from the wireless communication device 3 to each of the automated driving vehicles 7A, and to each of the partially automated driving vehicles 7B, Control information including control constraints associated with each will be transmitted.

なお、仮想交通ルールについての詳細な生成方法及び仮想交通ルールに基づく制御制約の生成方法については後ほど説明することにする。 Note that a detailed method for generating virtual traffic rules and a method for generating control constraints based on virtual traffic rules will be explained later.

次に、管制装置10及び車両7の制御装置における各々の電気系統の要部構成例について説明する。 Next, an example of the main part configuration of each electrical system in the control device 10 and the control device of the vehicle 7 will be described.

図10は、管制装置10における電気系統の要部構成例を示す図である。図10に示すように、管制装置10は例えばコンピュータ30を用いて構成される。 FIG. 10 is a diagram showing an example of the main part configuration of the electrical system in the control device 10. As shown in FIG. 10, the control device 10 is configured using a computer 30, for example.

コンピュータ30は、図4に示した管制装置10に係る各機能部の処理を担うプロセッサの一例であるCPU(Central Processing Unit)31、コンピュータ30を管制装置10として機能させる管制プログラムを記憶するROM(Read Only Memory)32、CPU31の一時的な作業領域として使用されるRAM(Random Access Memory)33、不揮発性メモリ34、及び入出力インターフェース(I/O)35を備える。そして、CPU31、ROM32、RAM33、不揮発性メモリ34、及びI/O35がバス36を介して各々接続されている。 The computer 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 31, which is an example of a processor that processes each functional unit related to the control device 10 shown in Figure 4, a ROM (Read Only Memory) 32 that stores a control program that causes the computer 30 to function as the control device 10, a RAM (Random Access Memory) 33 used as a temporary work area for the CPU 31, a non-volatile memory 34, and an input/output interface (I/O) 35. The CPU 31, ROM 32, RAM 33, non-volatile memory 34, and I/O 35 are each connected via a bus 36.

不揮発性メモリ34は、不揮発性メモリ34に供給される電力が遮断されても、記憶したデータが維持される記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるが、ハードディスクを用いてもよい。また、不揮発性メモリ34は、必ずしもコンピュータ30に内蔵されている必要はなく、例えばUSBメモリやメモリカードのようにコンピュータ30に着脱可能な可搬型の記憶媒体を用いてもよい。 The non-volatile memory 34 is an example of a storage device in which stored data is maintained even if the power supplied to the non-volatile memory 34 is cut off, and for example, a semiconductor memory is used, but a hard disk may also be used. Furthermore, the non-volatile memory 34 does not necessarily have to be built into the computer 30, and a portable storage medium that can be attached to and detached from the computer 30, such as a USB memory or a memory card, may also be used.

I/O35には、例えば通信ユニット37、入力ユニット38、及び表示ユニット39が接続される。 For example, a communication unit 37, an input unit 38, and a display unit 39 are connected to the I/O 35.

通信ユニット37は通信網5に接続され、無線通信装置3や、通信網5と接続された外部装置との間でデータ通信を行う通信プロトコルを備える。 The communication unit 37 is connected to the communication network 5 and includes a communication protocol for performing data communication with the wireless communication device 3 and external devices connected to the communication network 5.

入力ユニット38は、管制装置10の操作者からの指示を受け付けてCPU31に通知するユニットであり、例えばボタン、タッチパネル、キーボード、及びマウス等が用いられる。指示が音声で行われる場合には、入力ユニット38としてマイクが用いられることがある。 The input unit 38 is a unit that receives instructions from the operator of the control device 10 and notifies the CPU 31, and uses, for example, buttons, a touch panel, a keyboard, a mouse, and the like. If the instructions are given by voice, a microphone may be used as the input unit 38.

表示ユニット39は、CPU31によって処理された情報を表示する装置であり、例えば液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、及びプロジェクタ等が用いられる。 The display unit 39 is a device that displays information processed by the CPU 31, and may be, for example, a liquid crystal display, an organic EL (Electro Luminescence) display, or a projector.

管制装置10が無人のデータセンター等に設置されている場合のように情報の表示を必要としない状況では、表示ユニット39がI/O35に接続されないこともある。また、必要に応じてプリンタユニットのような他のユニットがI/O35に接続されることがある。 In a situation where display of information is not required, such as when the control device 10 is installed in an unmanned data center or the like, the display unit 39 may not be connected to the I/O 35. Further, other units such as a printer unit may be connected to the I/O 35 as necessary.

一方、図11は、車両7の制御装置における電気系統の要部構成例を示す図である。車両7の制御装置も管制装置10と同様に、例えばコンピュータ40を用いて構成される。 On the other hand, FIG. 11 is a diagram showing an example of the main part configuration of the electrical system in the control device of the vehicle 7. As shown in FIG. Similarly to the control device 10, the control device of the vehicle 7 is also configured using, for example, a computer 40.

コンピュータ40は、図2、3にそれぞれ示した各種類の車両7の制御装置に係る各機能部の処理を担うプロセッサの一例であるCPU41、コンピュータ40を各種類の車両7に対応した制御装置として機能させる制御プログラムを記憶するROM42、CPU41の一時的な作業領域として使用されるRAM43、不揮発性メモリ44、及びI/O45を備える。そして、CPU41、ROM42、RAM43、不揮発性メモリ44、及びI/O45がバス46を介して各々接続されている。 The computer 40 includes a CPU 41, which is an example of a processor that handles processing of each functional unit related to the control device of each type of vehicle 7 shown in FIGS. 2 and 3, and the computer 40 as a control device corresponding to each type of vehicle 7. It includes a ROM 42 that stores a control program to function, a RAM 43 used as a temporary work area for the CPU 41, a nonvolatile memory 44, and an I/O 45. A CPU 41, a ROM 42, a RAM 43, a nonvolatile memory 44, and an I/O 45 are connected to each other via a bus 46.

I/O45には、例えば通信ユニット47、入力ユニット48、表示ユニット49、内界センサ51、外界センサ52、及び走行装置53が接続される。 For example, a communication unit 47, an input unit 48, a display unit 49, an internal sensor 51, an external sensor 52, and a traveling device 53 are connected to the I/O 45.

通信ユニット47は無線通信装置3との間でデータ通信を行う通信プロトコルを備える。 The communication unit 47 includes a communication protocol for performing data communication with the wireless communication device 3.

入力ユニット48は、車両7の運転手からの指示を受け付けてCPU41に通知するユニットであり、例えばボタン、タッチパネル、及びポインティングデバイス等が用いられる。指示が音声で行われる場合には、入力ユニット48としてマイクが用いられることがある。 The input unit 48 is a unit that receives instructions from the driver of the vehicle 7 and notifies the CPU 41, and uses, for example, a button, a touch panel, a pointing device, or the like. If the instructions are given by voice, a microphone may be used as the input unit 48.

表示ユニット49は、CPU41によって処理された情報を表示する装置であり、例えば液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、及びプロジェクタ等が用いられる。 The display unit 49 is a device that displays information processed by the CPU 41, and uses, for example, a liquid crystal display, an organic EL display, a projector, or the like.

走行装置53は、例えばハンドル、アクセル、及びブレーキのように車両7の走行状態に影響を与える操作装置の操作量を調整すると共に、操作量を車両7の状態としてCPU41に通知する装置である。自動運転車両7Aの走行装置53の場合、CPU41によって操作量が制御される。一方、部分運転自動化車両7Bの走行装置53の場合、クルーズコントロール機能に関する操作量、例えばアクセル及びブレーキに関する操作量についてはCPU41によって操作量が制御され、クルーズコントロール機能に関係しない機能に関する操作量、例えばハンドルの操作量については運転手によって操作量が制御される。 The traveling device 53 is a device that adjusts the amount of operation of an operating device that affects the traveling state of the vehicle 7, such as a steering wheel, an accelerator, and a brake, and notifies the CPU 41 of the amount of operation as the state of the vehicle 7. In the case of the traveling device 53 of the automatic driving vehicle 7A, the amount of operation is controlled by the CPU 41. On the other hand, in the case of the traveling device 53 of the partially automated vehicle 7B, the CPU 41 controls the operation amount related to the cruise control function, for example, the operation amount related to the accelerator and the brake, and the operation amount related to the function not related to the cruise control function, e.g. The amount of operation of the steering wheel is controlled by the driver.

なお、I/O45には、管制装置10から受信した管制情報の内容を音声で通知するスピーカーや、触覚によって通知するデバイスを接続してもよい。内界センサ51及び外界センサ52の機能については既に説明した通りであり、例えば部分運転自動化車両7Bのように自動運転機能を備えていない車両7の場合、必ずしもI/O45に外界センサ52が接続されていないこともある。 Note that the I/O 45 may be connected to a speaker that notifies the contents of the control information received from the control device 10 by voice, or a device that notifies by touch. The functions of the internal world sensor 51 and the external world sensor 52 are as described above, and for example, in the case of a vehicle 7 that does not have an automatic driving function such as a partially automated driving vehicle 7B, the external world sensor 52 is not necessarily connected to the I/O 45. Sometimes it hasn't been done.

次に、管制システム1における管制装置10の動作について詳細に説明する。 Next, the operation of the control device 10 in the control system 1 will be described in detail.

図12は、各車両7から移動体情報を受け付けた場合に、管制装置10のCPU31によって実行される管制処理の流れの一例を示すフローチャートである。 FIG. 12 is a flowchart showing an example of the flow of control processing executed by the CPU 31 of the control device 10 when moving object information is received from each vehicle 7.

管制処理を規定する管制プログラムは、例えば管制装置10のROM32に予め記憶されている。管制装置10のCPU31は、ROM32に記憶される管制プログラムを読み込み、管制処理を実行する。 A control program that defines the control process is stored in advance in the ROM 32 of the control device 10, for example. The CPU 31 of the control device 10 reads a control program stored in the ROM 32 and executes control processing.

なお、以降では説明の便宜上、管制システム1の管制対象となる車両7が車両P及び車両Qの場合における管制装置10の動作について説明するが、管制対象となる車両7が3台以上の場合であっても、各々の車両7について同様の処理を行えばよい。 For ease of explanation, the following describes the operation of the control device 10 when the vehicles 7 to be controlled by the control system 1 are vehicles P and Q. However, even if there are three or more vehicles 7 to be controlled, the same processing can be performed for each vehicle 7.

ステップS10において、CPU31は、移動体情報によって通知される車両7の運転機能に基づいて、車両Pと車両Qの種類を判定する。 In step S10, the CPU 31 determines the types of the vehicle P and the vehicle Q based on the driving function of the vehicle 7 notified by the moving object information.

ステップS20において、CPU31は、ステップS10で判定した車両P及び車両Qの少なくとも一方の種類が自動運転車両7Aであるか否かを判定する。車両P及び車両Qの少なくとも一方が自動運転車両7AであればステップS30に移行する。 In step S20, the CPU 31 determines whether the type of at least one of the vehicles P and Q determined in step S10 is an autonomous vehicle 7A. If at least one of the vehicles P and Q is an autonomous vehicle 7A, the process proceeds to step S30.

ステップS30において、CPU31は、自動運転車両7Aから受信した移動体情報に含まれる車両7の位置情報と、自動運転車両7Aの目的地に基づいて、自動運転車両7Aの大域経路を生成する。 In step S30, the CPU 31 generates a global route for the automated driving vehicle 7A based on the location information of the vehicle 7 included in the moving body information received from the automated driving vehicle 7A and the destination of the automated driving vehicle 7A.

一方、ステップS20の判定処理において車両P及び車両Qの何れも自動運転車両7Aでないと判定された場合、ステップS30の処理を実行することなくステップS40に移行する。 On the other hand, if it is determined in the determination process of step S20 that neither vehicle P nor vehicle Q is an autonomously driven vehicle 7A, the process proceeds to step S40 without executing the process of step S30.

ステップS40において、CPU31は、ステップS10で判定した車両P及び車両Qの少なくとも一方の種類が自動運転車両7A以外であるか否か、すなわち、車両P及び車両Qの少なくとも一方の種類が部分運転自動化車両7Bであるか否かを判定する。車両P及び車両Qの少なくとも一方の種類が部分運転自動化車両7Bである場合には、ステップS50に移行する。 In step S40, the CPU 31 determines whether the type of at least one of the vehicle P and the vehicle Q determined in step S10 is other than the automatic driving vehicle 7A, that is, the type of at least one of the vehicle P and the vehicle Q is partially automated. It is determined whether the vehicle is vehicle 7B. If the type of at least one of the vehicle P and the vehicle Q is the partially automated vehicle 7B, the process moves to step S50.

ステップS50において、CPU31は、部分運転自動化車両7Bから受信した移動体情報Bに含まれる部分運転自動化車両7Bの位置情報と部分運転自動化車両7Bの速度に基づいて、部分運転自動化車両7Bの走行経路を生成する。 In step S50, the CPU 31 determines the travel route of the partially automated vehicle 7B based on the position information of the partially automated vehicle 7B included in the moving body information B received from the partially automated vehicle 7B and the speed of the partially automated vehicle 7B. generate.

なお、分岐点の手前の地点で部分運転自動化車両7Bの速度が減速した場合、分岐点を直進するよりも折れ曲がる蓋然性が高いことから、CPU31は、折れ曲がる方向に進む経路6だけを部分運転自動化車両7Bの走行経路として生成してもよい。 In addition, if the speed of the partially-driving automated vehicle 7B is reduced at a point before a branch point, there is a higher probability that the partially-driving automated vehicle 7B will make a turn rather than going straight through the fork, so the CPU 31 determines that the partially-driving automated vehicle 7B will only take route 6 in the direction of the bend. It may also be generated as a travel route of 7B.

一方、ステップS40の判定処理において車両P及び車両Qの何れも部分運転自動化車両7Bでないと判定された場合、ステップS50の処理を実行することなくステップS60に移行する。 On the other hand, if it is determined in the determination process of step S40 that neither the vehicle P nor the vehicle Q is the partially automated vehicle 7B, the process proceeds to step S60 without executing the process of step S50.

ステップS60において、CPU31は、車両Pの経路6を示す経由点が、車両Qの経路6を示す経由点から干渉範囲以内まで接近するような地点、すなわち、車両Pと車両Qの干渉地点Xを特定する。具体的には、CPU31は、ステップS30またはステップS50で取得した車両Pの大域経路若しくは走行経路(単に「車両Pの経路6」という)と、ステップS30またはステップS50で取得した車両Qの大域経路若しくは走行経路(単に「車両Qの経路6」という)が交差または合流する地点の経由点や、車両Pの経路6と車両Qの経路6が干渉範囲以内まで接近して並走するような領域の経由点を、車両Pと車両Qの干渉地点Xとして特定する。 In step S60, the CPU 31 selects a point where the way point indicating the route 6 of the vehicle P approaches within the interference range from the way point indicating the route 6 of the vehicle Q, that is, the point of interference X between the vehicles P and the vehicle Q. Identify. Specifically, the CPU 31 uses the global route or traveling route of the vehicle P acquired in step S30 or step S50 (simply referred to as "vehicle P route 6") and the global route of the vehicle Q acquired in step S30 or step S50. Or a waypoint where the driving routes (simply referred to as "vehicle Q's route 6") intersect or merge, or an area where vehicle P's route 6 and vehicle Q's route 6 run parallel to each other within the interference range. The way point is specified as the interference point X between vehicle P and vehicle Q.

なお、図7に示したような干渉地点情報を参照することができる場合、CPU31は、車両Pと車両Qの各々の経路6に、干渉地点情報で干渉地点Xとして設定されている同一の経由点が含まれていれば、当該経由点によって表される地点を車両Pと車両Qの干渉地点Xとしてもよい。 Note that when the interference point information as shown in FIG. 7 can be referred to, the CPU 31 determines whether the same route set as the interference point X in the interference point information is added to each route 6 of vehicle P and vehicle If a point is included, the point represented by the way point may be set as the interference point X between vehicle P and vehicle Q.

ステップS70において、CPU31は、ステップS60で特定した車両Pと車両Qの各干渉地点Xについて、車両Pと車両Qの干渉時間tを算出する。 In step S70, the CPU 31 calculates the interference time t between the vehicle P and the vehicle Q for each interference point X between the vehicle P and the vehicle Q identified in step S60.

干渉時間tは、車両P及び車両Qのそれぞれの現在位置から干渉地点Xまでの経路6に沿った距離(以降、「干渉地点Xまでの距離」という)と、車両P及び車両Qのそれぞれの速度から算出することができる。しかしながら、交通事情等により車両P及び車両Qは一定の速度で走行することができないため、実際には車両P及び車両Qの速度は変動する。 The interference time t is determined by the distance along the route 6 from the current position of each of vehicles P and vehicle Q to the interference point X (hereinafter referred to as "distance to interference point It can be calculated from the speed. However, because vehicles P and Q cannot travel at a constant speed due to traffic conditions and the like, the speeds of vehicles P and Q actually vary.

たとえば、“v”を車両P及び車両Qにおけるそれぞれの速度、“l”を干渉地点Xまでの距離、“α”及び“β”を車両P及び車両Qの速度変化に対応する正数のマージン、“ε”を他の値よりも0に近い正定数とすれば、車両P及び車両Qの速度の変動量を考慮した干渉地点Xにおける干渉時間tは(1)式で算出される。 For example, "v" is the respective speed of vehicle P and vehicle Q, "l" is the distance to interference point X, and "α" and "β" are positive margins corresponding to the speed changes of vehicle P and vehicle Q. , "ε" is a positive constant closer to 0 than other values, then the interference time t at the interference point X, taking into account the amount of variation in the speeds of the vehicle P and the vehicle Q, is calculated by equation (1).

なお、tbeginは車両P及び車両Qが最も早く干渉地点Xを通過する場合の時刻であり、tendは、車両P及び車両Qが最も遅く干渉地点Xを通過する場合の時刻である。このように、車両P及び車両Qの各干渉地点Xにおける干渉時間tは、tbegin以上tend未満の期間で表される。以降では、車両Pの干渉地点Xにおける干渉時間tを「干渉時間tp」と表し、車両Qの干渉地点Xにおける干渉時間tを「干渉時間tq」と表す。干渉時間tの算出方法は上記に限定されず、ドライバモデルや車両挙動モデルを用いた予測等を用いてもよい。 Note that t begin is the time when the vehicle P and the vehicle Q pass the interference point X earliest, and t end is the time when the vehicle P and the vehicle Q pass the interference point X the latest. In this way, the interference time t at each interference point X of the vehicle P and the vehicle Q is expressed as a period greater than or equal to t begin and less than t end . Hereinafter, the interference time t of the vehicle P at the interference point X will be expressed as "interference time tp ", and the interference time t of the vehicle Q at the interference point X will be expressed as "interference time tq ". The method for calculating the interference time t is not limited to the above method, and prediction using a driver model or vehicle behavior model may be used.

図13は、特定の干渉地点Xに対する車両Pの干渉時間tpと、車両Qの干渉時間tqの一例を示す図である。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the interference time t p of the vehicle P and the interference time t q of the vehicle Q with respect to the specific interference point X.

このようにして、CPU31は各干渉地点Xについて、車両Pの干渉時間tp及び車両Qの干渉時間tqを算出する。 In this way, the CPU 31 calculates the interference time t p of the vehicle P and the interference time t q of the vehicle Q for each interference point X.

ステップS80において、CPU31は、ステップS60で特定した車両Pと車両Qの各干渉地点Xにおける通過優先順位を設定する。 In step S80, the CPU 31 sets the passing priority order of the vehicle P and the vehicle Q identified in step S60 at each interference point X.

通過優先順位が上、すなわち、通過優先順位が優先に設定された車両7は、干渉地点Xを優先的に通過することができ、通過優先順位が下、すなわち、通過優先順位が非優先に設定された車両7は、通過優先順位が優先に設定された車両7の干渉地点Xにおける干渉時間tの間は、当該干渉地点Xに進入しないようにする制約が設定される。 Vehicles 7 whose passing priority is set to high, that is, whose passing priority is set to priority, can preferentially pass through the interference point X, and whose passing priority is set to low, that is, whose passing priority is set to non-priority. A constraint is set to prevent the vehicle 7 whose passing priority is set to priority from entering the interference point X during the interference time t at the interference point X.

このように、各干渉地点Xにおける通過優先順位と干渉時間tを対応付け、車両Pと車両Qが走行することができる時間と場所を制約することで、各干渉地点Xにおいて車両Pと車両Qの干渉が回避されることになる。 In this way, by associating the passing priority order and the interference time t at each interference point interference will be avoided.

各干渉地点Xにおける通過優先順位と、通過優先順位が優先に設定された車両7の干渉時間tの対応付け、すなわち、通過優先順位が非優先に設定された車両7にとっての干渉地点Xへの進入禁止時間が仮想交通ルールとなる。仮想交通ルールは、車両7が干渉地点Xで他の車両7と干渉しないように、干渉時間tと干渉地点Xの位置情報を用いて車両7が走行することができる時間と場所を制約することから時空間制約の一例である。 The correspondence between the passing priority order at each interference point No-entry times become virtual traffic rules. The virtual traffic rule is to restrict the time and place in which the vehicle 7 can travel using the interference time t and the position information of the interference point X so that the vehicle 7 does not interfere with other vehicles 7 at the interference point X. This is an example of a spatiotemporal constraint.

以降では、干渉地点Xにおいて通過優先順位が優先に設定されているのか、それとも非優先に設定されているのかを表す状態を“sx”で表す。干渉地点Xにおける状態sxは“0”または“1”の値をとり、CPU31は、干渉地点Xにおいて車両Pが優先の場合には状態sx=0に設定し、車両Qが優先の場合には状態sx=1に設定する。 Hereinafter, the state indicating whether the passage priority at the interference point X is set to priority or non-priority will be expressed as "s x ". The state s x at the interference point In this case, the state s x =1 is set.

図14は、状態sx=0に設定された干渉地点Xでの仮想交通ルールを模式化した模式図である。 FIG. 14 is a schematic diagram illustrating virtual traffic rules at the interference point X where the state s x =0.

この場合、車両Pの干渉時間tpがtp begin以上tp end未満までの期間で表されるとすれば、車両Pは、干渉時間tpの間は干渉地点Xを車両Qに優先して通過することができる。しかしながら、車両Qは、干渉時間tpに干渉地点Xに進入すると車両Pと干渉する恐れがあるため、干渉時間tpの間は干渉地点Xへ進入しないようにする必要がある。 In this case, if the interference time tp of vehicle P is expressed as a period from tp begin to before tp end , vehicle P can pass through the interference point X during the interference time tp in priority to vehicle Q. However, vehicle Q needs to avoid entering the interference point X during the interference time tp because there is a risk of interference with vehicle P if vehicle Q enters the interference point X during the interference time tp .

一方、図15は、状態sx=1に設定された干渉地点Xでの仮想交通ルールを模式化した模式図である。 On the other hand, FIG. 15 is a schematic diagram illustrating the virtual traffic rules at the interference point X set to the state s x =1.

この場合、車両Qの干渉時間tqがtq begin以上tq end未満までの期間で表されるとすれば、車両Qは、干渉時間tqの間は干渉地点Xを車両Pに優先して通過することができる。しかしながら、車両Pは、干渉時間tqに干渉地点Xに進入すると車両Qと干渉する恐れがあるため、干渉時間tqの間は干渉地点Xへ進入しないようにする必要がある。 In this case, if the interference time t q of vehicle Q is expressed as a period from t q begin to less than t q end , vehicle Q will give priority to interference point X over vehicle P during interference time t q . can be passed through. However, since the vehicle P may interfere with the vehicle Q if it enters the interference point X during the interference time tq , it is necessary to prevent the vehicle P from entering the interference point X during the interference time tq .

すなわち、干渉地点Xでの通過優先順位が非優先に設定された車両7は、同じ干渉地点Xにおいて通過優先順位が優先に設定された車両7の干渉時間tに当該干渉地点Xへ進入しないようにすれば、車両7同士の干渉を回避して目的地まで到達することができる。 That is, the vehicle 7 whose passage priority at the interference point X is set to non-priority is prevented from entering the interference point X during the interference time t of the vehicle 7 whose passage priority at the same interference point By doing so, it is possible to avoid interference between the vehicles 7 and reach the destination.

このように、仮想交通ルールは、干渉地点Xにおける状態sxと干渉地点Xにおける進入禁止時間(すなわち、干渉地点Xにおいて通過優先順位が優先に設定されている車両7の干渉時間t)の組み合わせを干渉地点X毎に設定した情報によって表される。 In this way, the virtual traffic rule is a combination of the state s x at the interference point X and the no-entry time at the interference point is expressed by information set for each interference point X.

各干渉地点Xにおいて、車両P及び車両Qの通過優先順位をどのように決定するかは、目的関数C(S)を評価することによって行われる。 At each interference point X, how to determine the passing priorities of vehicles P and vehicles Q is determined by evaluating the objective function C(S).

管制システム1が管理する範囲内に車両Pと車両Qの干渉地点XがN地点(Nは正の整数)ある場合において、各干渉地点Xにおける状態sxの集合を状態ベクトルS=(s1, s2,・・, si,・・,sN)とすれば、目的関数C(S)は例えば(2)式で表される。 When there are N interference points X (N is a positive integer) between vehicles P and Q within the range managed by the control system 1, the set of states s x at each interference point X is expressed as a state vector S = (s 1 , s 2 , . . . s i , .

目的関数C(S)は、車両7が目的地まで移動することによって発生する交通コストを表す関数である。交通コストとは、個々の車両7に対するコストだけでなく、車両7が走行することで他の車両7の走行に与える影響も加味したコストであり、車両7の交通効率を表す。 The objective function C(S) is a function representing the transportation cost generated when the vehicle 7 moves to the destination. The transportation cost is a cost that takes into consideration not only the cost for each individual vehicle 7 but also the influence that the traveling of the vehicle 7 has on the traveling of other vehicles 7, and represents the traffic efficiency of the vehicle 7.

ここで、Csingle(S)は、各干渉地点Xを通過する車両P及び車両Qに対する管制制御を特徴付けるコストである。Cconsistency(S)は、車両P及び車両Qに設定される通過優先順位の時間方向の一貫性に関するコストである。Cmulti(S)は、干渉地点X間の整合性や相互作用に関するコストである。ωc及びωmは、目的関数C(S)に対してCconsistency(S)、及びCmulti(S)が与える影響度を調整するための重みである。 Here, C single (S) is a cost that characterizes the traffic control for vehicles P and Q that pass through each interference point X. C consistency (S) is a cost related to the consistency of passage priorities set for vehicle P and vehicle Q in the time direction. C multi (S) is a cost related to consistency and interaction between interference points X. ω c and ω m are weights for adjusting the influence of C consistency (S) and C multi (S) on the objective function C(S).

CPU31は、目的関数C(S)が最小となるような状態ベクトルSを設定する。目的関数C(S)が最小になれば交通コストも最小となるため、管制システム1が管制を行う範囲の交通効率が向上する。 The CPU 31 sets the state vector S so that the objective function C(S) is minimized. If the objective function C(S) is minimized, the traffic cost is also minimized, and the traffic efficiency in the area controlled by the control system 1 is improved.

次に、目的関数C(S)について詳細に説明する。 Next, the objective function C(S) will be explained in detail.

single(S)は、各干渉地点Xを通過する車両7(この場合、車両P及び車両Q)に対して定義され、(3)式及び(4)式で表される。 C single (S) is defined for the vehicles 7 (in this case, vehicles P and Q) passing through each interference point X, and is expressed by equations (3) and (4).

すなわち、Csingle(S)は、干渉地点X毎に干渉地点Xにおける干渉時間tが早い車両7、すなわち、干渉地点Xの予想通過時間が早い車両7の通過優先順位を優先に設定した場合に低くなるような値をとる。 In other words, C single (S) is obtained when the passing priority of the vehicle 7 whose interference time t at the interference point X is early for each interference point X, that is, the vehicle 7 whose expected passage time at the interference point Take the value that will be lower.

CPU31は、車両7が走行する車線8の優先度、車両7が走行する車線8における車列の長さや交通密度、及び車両7がこれまでに待機した時間を考慮してCsingle(S)の重み付けを行ってもよい。例えば(4)式によれば、ある干渉地点Xiにおいて車両Pの通過優先順位が優先に設定されているにも関わらず、車両Pの干渉時間tpが車両Qの干渉時間tqより遅い場合、Csingle(si;tp,tq)は“1”に設定されるが、更に、車両Pが非優先道路を走行している場合には、Csingle(si;tp,tq)が1より大きい値となるように重み付けを行えばよい。 The CPU 31 calculates C single (S) by considering the priority of the lane 8 in which the vehicle 7 travels, the length and traffic density of the vehicle line in the lane 8 in which the vehicle 7 travels, and the time the vehicle 7 has waited so far. Weighting may also be performed. For example, according to equation (4), although the passing priority of vehicle P is set to priority at a certain interference point X i , the interference time t p of vehicle P is slower than the interference time t q of vehicle Q. In this case, C single (s i ;t p ,t q ) is set to “1”; however, if the vehicle P is traveling on a non-priority road, C single (s i ;t p , Weighting may be performed so that t q ) becomes a value larger than 1.

すなわち、本来、優先通過順位を優先に設定した方がよいと考えられる状況において、優先通過順位を非優先にするような設定、及び優先通過順位を非優先に設定した方がよいと考えられる状況において、優先通過順位を優先にするような設定を行った場合、CPU31は、Csingle(S)が大きくなるように重み付けを行ってもよい。 In other words, in situations where it would originally be better to set the priority passage order to priority, there are settings where the priority passage order is set to non-priority, and situations where it is considered better to set the priority passage order to non-priority. In this case, when the priority passage order is set to be prioritized, the CPU 31 may weight C single (S) so that it becomes large.

(2)式において、車両7に設定される通過優先順位の時間方向の一貫性に関するコストを表すCconsistency(S)は、(5)式及び(6)式で表される。 In equation (2), C consistency (S) representing the cost related to the consistency in the time direction of the passage priority set for the vehicle 7 is expressed by equations (5) and (6).

状態sxは、予め定めた時間単位(例えば1秒)毎に、時系列に沿ってその時点の移動体情報等を参考にしながら最適な値が設定されるが、sx (T)は時刻Tの時点で設定した状態sxを表し、sx (T-1)は時刻Tよりも1単位前の時刻に設定した状態sxを表す。 The state s x is set to an optimal value in each predetermined time unit (for example, 1 second) along the time series with reference to the moving object information at that time, but s x (T) is set at a time It represents the state s x set at time T, and s x (T-1) represents the state s x set at a time one unit before time T.

同じ車両7に関して通過優先順位を表す優先と非優先が頻繁に切り替わらない方が、車両7は車線8を効率よく走行することができる。したがって、Cconsistency(S)は、時系列に沿って繰り返し計算された時間的に隣り合う状態sxが同じ値であれば小さくなるように設定され、異なる値であれば大きくなるような値をとる。 The vehicle 7 can travel more efficiently in the lane 8 if the same vehicle 7 does not switch frequently between priority and non-priority indicating the passing priority order. Therefore, C consistency (S) is set so that it becomes smaller if the temporally adjacent states s x calculated repeatedly along the time series have the same value, and increases if they have different values. Take.

ここでは一例として、1単位前の時刻に設定した状態sx (T-1)との関係性から状態sx (T)を設定した場合の一貫性に関するコストを算出したが、CPU31は、例えばM単位前(Mは2以上の正の整数)までの各時刻における状態sxとの関係性から状態sx (T)を設定した場合の一貫性に関するコストを算出してもよい。具体的には、CPU31は、干渉地点X毎に現在時刻からM単位前までの期間で優先と非優先が切り替わった数を算出し、各干渉地点Xにおける優先と非優先の切り替わり回数が多くなるにつれてCconsistency(S)の値が大きくなるように、Cconsistency(S)を計算してもよい。 Here, as an example, the cost related to consistency when setting the state s x ( T) is calculated from the relationship with the state s x (T-1) set one unit ago, but the CPU 31, for example, The cost related to consistency when setting the state s x (T) may be calculated from the relationship with the state s x at each time up to M units ago (M is a positive integer of 2 or more). Specifically, the CPU 31 calculates the number of switches between priority and non-priority for each interference point C consistency (S) may be calculated such that the value of C consistency (S) increases as the time increases.

(2)式において、干渉地点X間の整合性や相互作用に関するコストを表すCmulti(S)は、(7)式及び(8)式で表される。 In equation (2), C multi (S) representing the cost related to consistency and interaction between interference points X is expressed by equations (7) and (8).

ここで、wi,jは2つの干渉地点Xi、Xjの協調度を表す値であり、wi,j≧0に設定される。干渉地点Xの協調度とは、一方の干渉地点Xの通過優先順位を他方の干渉地点Xの通過優先順位に連動させて同じ状態に設定した方がよいと考えられる度合いのことを表す。 Here, w i,j is a value representing the degree of cooperation between the two interference points X i and X j and is set to w i,j ≧0. The degree of cooperation of the interference points X refers to the degree to which it is considered that it is better to link the passage priority of one interference point X with the passage priority of the other interference point X and set them to the same state.

i,j=0は干渉地点Xi、Xjが協調する必要がないことを表し、wi,jが大きくなるにつれて2つの干渉地点Xi、Xjを協調して扱った方がよいことを表す。 w i,j = 0 indicates that there is no need for the interference points X i and X j to cooperate; as w i,j increases, it is better to treat the two interference points X i and X j in cooperation. represents something.

図16は、複数の干渉地点Xを協調させて取り扱った方がよい例を示す図である。図16に示すように、非優先車線8Bを走行する車両Pが、他の車両7が走行する片側1車線の優先車線8Aを横切って直進する場合、車両Pは、干渉地点X1及び干渉地点X2を通過する必要がある。 FIG. 16 is a diagram showing an example in which it is better to handle a plurality of interference points X in a coordinated manner. As shown in FIG. 16, when a vehicle P traveling on a non-priority lane 8B crosses a priority lane 8A with one lane on each side where another vehicle 7 travels and goes straight, the vehicle P travels straight between the interference point X 1 and the interference point It is necessary to pass X 2 .

こうした状況において、車両Pに対して干渉地点X1における状態s1を“0”に設定し、干渉地点X2における状態s2を“1”に設定すると、干渉地点X2で他の車両7と干渉してしまうことを回避するため、車両Pが優先車線8A上に停止してしまうことがある。この場合、車両Pは優先車線8Aを走行する車両7の流れを妨げてしまうことになる。 In such a situation, if the state s1 of the vehicle P at the interference point X1 is set to " 0 " and the state s2 of the vehicle P at the interference point X2 is set to " 1 ", the vehicle P may stop in the priority lane 8A to avoid interference with another vehicle 7 at the interference point X2. In this case, the vehicle P will obstruct the flow of vehicles 7 traveling in the priority lane 8A.

したがって、車両7が通過し始めたら通過し終えるまで停止しない方がよい箇所に複数の干渉地点Xが存在する場合には、各々の干渉地点Xの状態sxを同じ値に設定して、干渉地点X同士を協調させた方がよい。 Therefore, if there are multiple interference points X at locations where it is better not to stop until the vehicle 7 has finished passing once it has started passing, the state s x of each interference point It is better to coordinate points X with each other.

各々の干渉地点Xの組み合わせに対するwi,jは予め計算され、例えば不揮発性メモリ34に記憶されている。CPU31は、不揮発性メモリ34に記憶されているwi,jを参照してCmulti(S)を計算すればよい。 w i,j for each combination of interference points X is calculated in advance and stored in the nonvolatile memory 34, for example. The CPU 31 may calculate C multi (S) by referring to w i,j stored in the nonvolatile memory 34 .

ここでは一例として、2つの干渉地点Xの協調度に基づくCmulti(S)の計算について説明したが、3つ以上の干渉地点Xの協調度を用いてCmulti(S)の計算を行ってもよい。 Here , as an example, we have explained the calculation of C multi (S) based on the degree of cooperation between two interfering points Good too.

(2)式で示したように、目的関数C(S)は車両7に対する管制制御の内容、干渉地点Xにおける通過優先順位の時間方向の一貫性、及び干渉地点X間の整合性や相互作用を反映したコストによって構成されるが、CPU31が各車両7の干渉地点Xにおける通過優先順位を決定するために用いる目的関数C(S)は(2)式に限られない。 As shown in equation (2), the objective function C(S) is based on the content of air traffic control for the vehicle 7, the temporal consistency of the passage priority at the interference point X, and the consistency and interaction between the interference points X. However, the objective function C(S) used by the CPU 31 to determine the passing priority order of each vehicle 7 at the interference point X is not limited to equation (2).

例えば複数の車両7の位置が近づくにつれて大きな値が設定されるような車両7の位置関係を用いて定義した目的関数C(S)を用いてもよい。 For example, an objective function C(S) defined using the positional relationship of the vehicles 7 may be used such that a larger value is set as the positions of the plurality of vehicles 7 approach.

また、CPU31は、取り得るすべての状態ベクトルSを目的関数C(S)に代入して目的関数C(S)を最小にする状態ベクトルSを決定してもよいが、勾配法等の公知の最適化手法を用いて、目的関数C(S)を最小にする状態ベクトルSを決定してもよい。更には、Cmulti(S)が目的関数C(S)に与える影響が、Csingle(S)及びCconsistency(S)が目的関数C(S)に与える影響より少なければ、CPU31は、目的関数C(S)からCmulti(S)を削除した部分問題に分割して、目的関数C(S)を最小にする状態ベクトルSを決定してもよい。また、状態ベクトルSをS=(Sa,Sb)、ただしSa=(s1,・・・,si)、Sb=(si+1,・・・,sN)と分割したときに、Cmulti(S)=Cmulti(Sa)+Cmulti(Sb)であれば、CPU31は、目的関数C(S)を部分問題C(Sa)とC(Sb)に分割して、それぞれを最小にする状態ベクトルSa、Sbを決定してもよい。 Further, the CPU 31 may determine the state vector S that minimizes the objective function C(S) by substituting all possible state vectors S into the objective function C(S). An optimization method may be used to determine the state vector S that minimizes the objective function C(S). Furthermore, if the influence of C multi (S) on the objective function C(S) is less than the influence of C single (S) and C consistency (S) on the objective function C(S), the CPU 31 The state vector S that minimizes the objective function C(S) may be determined by dividing C(S) into subproblems by removing C multi (S). Also, the state vector S is divided into S=(S a ,S b ), where S a =(s 1 ,...,s i ), S b =(s i+1 ,...,s N ) Then, if C multi (S)=C multi (S a )+C multi (S b ), the CPU 31 converts the objective function C(S) into subproblems C(S a ) and C(S b ). The state vectors S a and S b that minimize each may be determined by dividing the state vectors.

図12のステップS90において、CPU31は、車両P及び車両Qの種類に応じて仮想交通ルールの要否を決定し、仮想交通ルールが必要な車両7、すなわち、自動運転車両7A及び部分運転自動化車両7Bに対しては、ステップS60で特定した車両Pと車両Qの各干渉地点X、ステップS70で算出した各干渉地点Xにおける干渉時間t、及びステップS80で設定した各干渉地点Xにおける状態sxを用いて仮想交通ルールを生成する。具体的には、CPU31は、各干渉地点Xの位置を表す位置情報(例えば干渉地点ID)と、各干渉地点Xにおける状態sxと、状態sx及び干渉時間tから得られる各干渉地点Xへの進入禁止時間を対応付けた仮想交通ルールを、車両P及び車両Qの種類に応じて生成する。 In step S90 of FIG. 12, the CPU 31 determines whether or not virtual traffic rules are necessary according to the types of vehicles P and Q, and selects the vehicles 7 that require virtual traffic rules, that is, the automated driving vehicle 7A and the partially automated driving vehicle. 7B, each interference point X between vehicle P and vehicle Q identified in step S60, interference time t at each interference point X calculated in step S70, and state s x at each interference point X set in step S80. Generate virtual traffic rules using Specifically, the CPU 31 uses position information representing the position of each interference point X (for example, interference point ID), the state s x at each interference point X , and each interference point A virtual traffic rule is generated in accordance with the types of vehicles P and Q, in which entry prohibition times are associated with each other.

ステップS100では、ステップS90で生成した仮想交通ルールに基づいて、制御制約を生成する。 In step S100, control constraints are generated based on the virtual traffic rules generated in step S90.

以下では、目的関数C(S)を最小化することで、車両Pが優先、すなわち状態sx=0となった場合を例に説明する。この場合、車両Pが干渉地点Xを通過すると予想されている干渉時間t(tp begin以上tp end未満までの期間)は、車両Qは干渉地点Xへの侵入を禁止される。従って、車両Qの干渉地点Xでの進入禁止時間、すなわち干渉時間tに基づいて制御制約を算出する。 In the following, an example will be explained in which the vehicle P is prioritized, that is, the state s x =0 by minimizing the objective function C(S). In this case, the vehicle Q is prohibited from entering the interference point X during the interference time t (period from t p begin to less than t p end ) during which the vehicle P is expected to pass the interference point X. Therefore, control constraints are calculated based on the time during which the vehicle Q is prohibited from entering at the interference point X, that is, the interference time t.

本実施形態では、車両Qの現在位置から干渉地点Xまでの区間に対する制限速度を制御制約として算出する。 In this embodiment, the speed limit for the section from the current position of the vehicle Q to the interference point X is calculated as a control constraint.

図17(A)に示すように、車両Qの現在位置から干渉地点Xまでの距離をdとし、車両Qが走行している車線の制限速度をvmaxとする。 As shown in FIG. 17(A), the distance from the current position of the vehicle Q to the interference point X is d, and the speed limit of the lane in which the vehicle Q is traveling is v max .

図17(A)に示すように、車両Qが制限速度vmaxで走行している場合、車両Qが干渉地点Xを通過する時刻tは次式で表される。 As shown in FIG. 17(A), when the vehicle Q is traveling at the speed limit vmax , the time tx at which the vehicle Q passes the interference point X is expressed by the following equation.

=d/vmax ・・・(9) tx =d/ vmax ...(9)

そして、時刻t1が下記(10)式を満たす場合は、車両Qに対して制限速度を設定しないという制御制約を生成する。 Then, when time t1 satisfies the following equation (10), a control constraint is generated that a speed limit is not set for vehicle Q.

+α<tp begin 若しくは tp end<t-α ・・・(10) t x + α < t p begin or t p end < t x - α (10)

ここで、αは時刻余裕、すなわちマージンであり、予め定めた固定値である。 Here, α is a time margin, that is, a margin, and is a predetermined fixed value.

すなわち、図17(B)に示すように、車両Qが、車両Pが最も早く干渉地点Xを通過する場合の時刻tp beginよりも早く干渉地点Xを通過する場合、若しくは、車両Pが最も遅く干渉地点Xを通過する場合の時刻tp endよりも遅く干渉地点Xを通過する場合は、車両Qに対して制限速度を設定しないという制御制約を生成する。 That is, as shown in FIG. 17(B), when vehicle Q passes through interference point X earlier than the time t p begin when vehicle P passes through interference point X earliest, or when vehicle P passes through interference point If the vehicle Q passes through the interference point X later than the time t p end when the vehicle Q passes through the interference point X later, a control constraint is generated such that no speed limit is set for the vehicle Q.

一方、図18(B)に示すように、車両Qが干渉地点Xを通過する時刻tが干渉時間tの間の場合は、制限速度v~maxを制御制約として次式により算出する。 On the other hand, as shown in FIG. 18(B), when the time tx at which the vehicle Q passes the interference point X is during the interference time t, the speed limit v~ max is calculated using the following equation as a control constraint.

v~max=d/(tp end+β) ・・・(11) v~ max = d/(t p end + β) ... (11)

ここで、βは時刻余裕、すなわちマージンであり、予め定めた固定値である。αとβの関係としては、α≦βであることが好ましい。なお、制限速度v~maxは、図5に示す経由点毎に算出される。これにより、図18(A)、(B)に示すように、車両Pが最も遅く干渉地点Xを通過する場合の時刻tp end+βよりも後に車両Qが干渉地点Xを通過するように、制限速度v~maxは徐々に小さくなる。 Here, β is a time margin, that is, a margin, and is a predetermined fixed value. The relationship between α and β is preferably α≦β. Note that the speed limit v~ max is calculated for each way point shown in FIG. As a result, as shown in FIGS. 18A and 18B, the vehicle Q passes the interference point X after the time t p end +β when the vehicle P passes the interference point X latest. The speed limit v~ max gradually decreases.

なお、算出した制限速度v~maxが、予め定めた閾値vmin未満になった場合において、車両Qの現在位置から干渉地点Xまでの距離dが距離dstop以上の場合は、制限速度v~maxをvminに設定してもよい。ここで、距離dstopは、図18(A)に示すように、干渉地点Xから予め定めた停止位置(例えば停止線)STまでの距離である。 If the calculated speed limit v~ max becomes less than a predetermined threshold vmin , and the distance d from the current position of the vehicle Q to the interference point X is equal to or greater than the distance dstop , the speed limit v~ max may be set to vmin . Here, the distance dstop is the distance from the interference point X to a predetermined stop position (e.g., a stop line) ST, as shown in Fig. 18(A).

すなわち、算出した制限速度v~maxが閾値vmin未満になった場合に車両Qの現在位置が停止位置STより手前の場合は、干渉地点Xまで余裕があるので、算出した制限速度v~maxよりも大きい閾値vminにする。これにより、車両Qの速度が必要以上に遅くなるのを防ぐことができる。 That is, when the calculated speed limit v~ max becomes less than the threshold value v min and the current position of the vehicle Q is before the stop position ST, there is a margin up to the interference point X, so the calculated speed limit v~ max Set the threshold value v min to be larger than . This can prevent the speed of the vehicle Q from becoming slower than necessary.

一方、算出した制限速度v~maxが閾値vmin未満になった場合において、車両Qの現在位置から干渉地点Xまでの距離dが距離dstop未満の場合、すなわち、車両Qの現在位置が停止位置STを超えている場合は、干渉地点Xまで余裕がないので、算出した制限速度v~maxは閾値vminに設定せず、そのままとする。例えば算出した制限速度v~maxが0の場合は、車両Qは停止することとなる。これにより、車両Qが干渉地点Xに進入し、車両Pと干渉するのを防ぐことができる。 On the other hand, when the calculated speed limit v~ max becomes less than the threshold value v min , and the distance d from the current position of the vehicle Q to the interference point X is less than the distance d stop , that is, the current position of the vehicle Q is stopped. If it exceeds the position ST, there is not enough time to reach the interference point X, so the calculated speed limit v~ max is not set to the threshold value v min and is left as is. For example, if the calculated speed limit v~ max is 0, the vehicle Q will stop. This can prevent the vehicle Q from entering the interference point X and interfering with the vehicle P.

ステップS110において、CPU31は、車両P及び車両Qの種類に応じて管制情報の生成の有無、及び管制情報の内容を決定する。 In step S110, the CPU 31 determines whether to generate control information and the content of the control information depending on the types of vehicles P and Q.

車両Pまたは車両Qが自動運転車両7Aであれば、CPU31は、大域経路及びステップS100で算出した制御制約を含む管制情報を生成する。車両Pまたは車両Qが部分運転自動化車両7Bであれば、CPU31は、ステップS100で算出した制御制約を含む管制情報を生成する。 If the vehicle P or the vehicle Q is the automatic driving vehicle 7A, the CPU 31 generates control information including the global route and the control constraints calculated in step S100. If vehicle P or vehicle Q is partially automated vehicle 7B, CPU 31 generates control information including the control constraints calculated in step S100.

CPU31は無線通信装置3を通じて、生成した管制情報を管制情報の生成対象となった車両7にそれぞれ送信するための制御を行う。 The CPU 31 performs control to transmit the generated control information to each of the vehicles 7 for which the control information is generated, through the wireless communication device 3 .

この場合、CPU31は、最新の移動体情報から管制情報の生成対象となった車両7の位置を把握し、当該車両7の現在位置に最も近い無線通信装置3から管制情報が送信されるように、管制情報を送信する無線通信装置3を指定する。無線通信装置3の位置情報は、例えば不揮発性メモリ34に予め記憶されている。 In this case, the CPU 31 grasps the position of the vehicle 7 for which control information is to be generated from the latest moving object information, and makes sure that the control information is transmitted from the wireless communication device 3 closest to the current position of the vehicle 7. , designates the wireless communication device 3 to which the control information is to be transmitted. The position information of the wireless communication device 3 is stored in advance in the nonvolatile memory 34, for example.

以上により、図12に示した管制処理を終了する。 With the above, the control process shown in FIG. 12 is completed.

なお、管制装置10の管制対象となる車両7が自動運転車両7A及び部分運転自動化車両7Bに限られ、部分運転自動化車両7Bの目的地が明らかな場合、自動運転車両7Aと同じように大域経路計画部13で部分運転自動化車両7Bの大域経路を計画すればよい。この場合、管制装置10の走行経路予測部14は不要となる。 In addition, when the vehicles 7 to be controlled by the control device 10 are limited to the self-driving vehicle 7A and the partially-driving automated vehicle 7B, and the destination of the partially-driving automated vehicle 7B is clear, the global route is determined in the same way as the self-driving vehicle 7A. The planning unit 13 may plan a global route for the partially automated vehicle 7B. In this case, the travel route prediction unit 14 of the control device 10 is not required.

一方、図19は、管制装置10から管制情報を受信した場合に、自動運転車両7Aの制御装置におけるCPU41によって実行される走行制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 On the other hand, FIG. 19 is a flowchart showing an example of the flow of the travel control process executed by the CPU 41 in the control device of the automatic driving vehicle 7A when control information is received from the control device 10.

自動運転車両7Aの走行制御処理を規定する制御プログラムは、例えば自動運転車両7Aの制御装置におけるROM42に予め記憶されている。自動運転車両7Aの制御装置におけるCPU41は、ROM42に記憶される制御プログラムを読み込み、自動運転車両7Aの走行制御処理を実行する。 A control program that defines travel control processing for the automatic driving vehicle 7A is stored in advance in, for example, the ROM 42 in the control device of the automatic driving vehicle 7A. The CPU 41 in the control device of the automatic driving vehicle 7A reads a control program stored in the ROM 42 and executes travel control processing of the automatic driving vehicle 7A.

ステップS200において、CPU41は、自身の自動運転車両7Aにおける最新の位置情報を取得する。 In step S200, the CPU 41 acquires the latest position information of the self-driving vehicle 7A.

ステップS210において、CPU41は、自身の自動運転車両7Aにおける最新の移動体情報を取得する。 In step S210, the CPU 41 acquires the latest moving object information in its own automatic driving vehicle 7A.

ステップS220において、CPU41は、ステップS200で取得した自動運転車両7Aの位置情報、ステップS210で取得した自動運転車両7Aの移動体情報A、及び管制装置10から受信した管制情報を用いて、局所経路を生成する。 In step S220, the CPU 41 uses the position information of the automated driving vehicle 7A obtained in step S200, the moving object information A of the automated driving vehicle 7A obtained in step S210, and the control information received from the control device 10 to determine the local route. generate.

具体的には、CPU41は、移動体情報Aに含まれる車線8上の状況を表す外界センサのセンサ値や、自動運転車両7Aの状態を表す内界センサのセンサ値から、他の車両7と干渉しないように走行することができる大域経路に沿った実経路、すなわち、局所経路を決定する。この際、CPU41は、管制情報に含まれる制御制約、すなわち制限速度を参照して、非優先に設定されている干渉地点Xでは干渉地点Xと対応付けられている進入禁止時間に当該干渉地点Xへ進入しないような局所経路を自動運転車両7Aが走行するように、自動運転車両7Aの制限速度を決定する。 Specifically, the CPU 41 determines the relationship between other vehicles 7 based on the sensor value of the external sensor representing the situation on the lane 8 included in the moving object information A and the sensor value of the internal sensor representing the state of the automatic driving vehicle 7A. An actual route along the global route, that is, a local route, that can be traveled without interference is determined. At this time, the CPU 41 refers to the control constraints included in the air traffic control information, that is, the speed limit, and at the interference point X that is set as non-priority, the interference point The speed limit for the automatic driving vehicle 7A is determined so that the automatic driving vehicle 7A travels on a local route that does not allow the automatic driving vehicle 7A to enter.

ステップS230において、CPU41は、ステップS220で生成した局所経路に沿って自動運転車両7Aを移動させるための制御内容に従って、例えばハンドル、アクセル、ブレーキといった自動運転車両7Aの走行を制御する走行装置の操作量を制御し、計画した局所経路通りに且つ制限速度に従って自動運転車両7Aを走行させる。 In step S230, the CPU 41 operates the travel device, such as the steering wheel, accelerator, and brake, that controls the travel of the automatic driving vehicle 7A, in accordance with the control details for moving the automatic driving vehicle 7A along the local route generated in step S220. The automatic driving vehicle 7A is driven along the planned local route and according to the speed limit.

以上により、図19に示す自動運転車両7Aの走行制御処理を終了する。 This completes the driving control process for the autonomous vehicle 7A shown in FIG. 19.

なお、管制装置10から管制情報を受信した車両7が部分運転自動化車両7Bである場合、部分運転自動化車両7Bの制御装置におけるCPU41は、図19のステップS220、S230の処理に代えて、以下の処理を実行する。すなわち、管制情報に含まれる制御制約としての制限速度で走行するように部分運転自動化車両7Bを走行させる。これにより、部分運転自動化車両7Bは、進入禁止時間には当該進入禁止時間と対応付けられた干渉地点Xに進入しないように走行するため、干渉地点Xにおける他の車両7との干渉を回避することができる。 Note that when the vehicle 7 that has received the control information from the control device 10 is the partially automated vehicle 7B, the CPU 41 in the control device of the partially automated vehicle 7B performs the following steps instead of the processes in steps S220 and S230 in FIG. Execute processing. That is, the partially automated vehicle 7B is caused to travel at the speed limit as a control constraint included in the control information. As a result, the partially driven automated vehicle 7B travels during the prohibited entry time so as not to enter the interference point X associated with the prohibited entry time, thereby avoiding interference with other vehicles 7 at the interference point X. be able to.

<第2実施形態> <Second embodiment>

次に、第2実施形態について説明する。 Next, a second embodiment will be described.

第2実施形態では、制御制約として目標速度を用いる場合について説明する。管制システム1及び管制装置10の構成は第1実施形態と同一であるため説明は省略する。 In the second embodiment, a case will be described in which a target speed is used as a control constraint. The configurations of the control system 1 and the control device 10 are the same as those in the first embodiment, so description thereof will be omitted.

第2実施形態では、第1実施形態で説明した図12に示す管制処理のフローチャートのステップS100の処理について説明する。ステップS100以外の処理は第1実施形態と同一であるため説明は省略する。 In the second embodiment, the process of step S100 in the flowchart of the control process shown in FIG. 12 described in the first embodiment will be described. Processing other than step S100 is the same as in the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

第2実施形態では、第1実施形態で説明した制限速度に代えて、車両Qの現在の目標速度を制御制約として算出する。従って、第1実施形態で説明した制限速度を、車両Qの現在の目標速度に置き換えればよい。以下、具体的に説明する。 In the second embodiment, instead of the speed limit described in the first embodiment, the current target speed of the vehicle Q is calculated as the control constraint. Therefore, the speed limit described in the first embodiment can be replaced with the current target speed of the vehicle Q. A detailed description will be given below.

ステップS100では、ステップS90で生成した仮想交通ルールに基づいて、制御制約を生成する。 In step S100, control constraints are generated based on the virtual traffic rules generated in step S90.

以下では、目的関数C(S)を最小化することで、車両Pが優先、すなわち状態sx=0となった場合を例に説明する。この場合、車両Pが干渉地点Xを通過すると予想されている干渉時間t(tp begin以上tp end未満までの期間)は、車両Qは干渉地点Xへの侵入を禁止される。従って、車両Qの干渉地点Xでの進入禁止時間、すなわち干渉時間tに基づいて制御制約を算出する。 In the following, an example will be explained in which the vehicle P is prioritized, that is, the state s x =0 by minimizing the objective function C(S). In this case, the vehicle Q is prohibited from entering the interference point X during the interference time t (period from t p begin to less than t p end ) during which the vehicle P is expected to pass the interference point X. Therefore, control constraints are calculated based on the time during which the vehicle Q is prohibited from entering at the interference point X, that is, the interference time t.

本実施形態では、車両Qの現在の目標速度を制御制約として算出する。例えば、目標速度は、自動運転システムの速度制御の目標値としてセットされる。他の例としては、目標速度は、クルーズコントロール機能の設定速度としてセットされる。 In this embodiment, the current target speed of the vehicle Q is calculated as a control constraint. For example, the target speed is set as a target value for speed control of the automatic driving system. As another example, the target speed is set as a set speed for a cruise control function.

図20(A)に示すように、車両Qの現在位置から干渉地点Xまでの距離をdとし、車両Qの目標速度をvrとする。 As shown in FIG. 20(A), the distance from the current position of the vehicle Q to the interference point X is d, and the target speed of the vehicle Q is v r .

図20(A)に示すように、車両Qが目標速度vrで走行している場合、車両Qが干渉地点Xを通過する時刻tは次式で表される。 As shown in FIG. 20(A), when the vehicle Q is traveling at the target speed v r , the time t x at which the vehicle Q passes the interference point X is expressed by the following equation.

=d/vr ・・・(12) tx =d/ vr ...(12)

そして、時刻tが上記(10)式を満たす場合は、車両Qに対して目標速度を設定しないという制御制約を生成する。 Then, when the time tx satisfies the above equation (10), a control constraint is generated that the target speed is not set for the vehicle Q.

すなわち、図20(B)に示すように、車両Qが、車両Pが最も早く干渉地点Xを通過する場合の時刻tp beginよりも早く干渉地点Xを通過する場合、若しくは、車両Pが最も遅く干渉地点Xを通過する場合の時刻tp endよりも遅く干渉地点Xを通過する場合は、車両Qに対して目標速度を設定しないという制御制約を生成する。 That is, as shown in FIG. 20(B), when vehicle Q passes through interference point X earlier than the time t p begin when vehicle P passes through interference point X earliest, or when vehicle P passes through interference point If the vehicle Q passes through the interference point X later than the time t p end when the vehicle Q passes through the interference point X later, a control constraint is generated in which the target speed is not set for the vehicle Q.

一方、図21(B)に示すように、車両Qが干渉地点Xを通過する時刻tが干渉時間tの間の場合は、目標速度を制御制約として次式により算出する。 On the other hand, as shown in FIG. 21(B), when the time tx at which the vehicle Q passes the interference point X is during the interference time t, the target speed is calculated using the following equation as a control constraint.

r=d/(tp end+β) ・・・(13) v r = d/(t p end + β) ... (13)

ここで、βは時刻余裕、すなわちマージンであり、予め定めた固定値である。αとβの関係としては、α≦βであることが好ましい。なお、目標速度vrは、図5に示す経由点毎に算出される。これにより、図21(A)、(B)に示すように、車両Pが最も遅く干渉地点Xを通過する場合の時刻tp end+βよりも後に車両Qが干渉地点Xを通過するように目標速度vrは徐々に小さくなる。 Here, β is a time margin, that is, a margin, and is a predetermined fixed value. The relationship between α and β is preferably α≦β. Note that the target speed v r is calculated for each way point shown in FIG. 5 . As a result, as shown in FIGS. 21(A) and 21(B), the target is set so that the vehicle Q passes the interference point X after the time t p end +β when the vehicle P passes the interference point X latest. The speed v r gradually decreases.

なお、算出した目標速度vrが、予め定めた閾値vmin未満になった場合において、車両Qの現在位置から干渉地点Xまでの距離dが距離dstop以上の場合は、目標速度vrをvminに設定してもよい。 In addition, when the calculated target speed v r becomes less than the predetermined threshold value v min and the distance d from the current position of the vehicle Q to the interference point X is greater than or equal to the distance d stop , the target speed v r is It may be set to vmin .

すなわち、算出した目標速度vrが閾値vmin未満になった場合に車両Qの現在位置が停止位置STより手前の場合は、干渉地点Xまで余裕があるので、算出した目標速度vrよりも大きい閾値vminにする。これにより、車両Qの速度が必要以上に遅くなるのを防ぐことができる。 In other words, if the calculated target speed v r becomes less than the threshold v min and the current position of the vehicle Q is before the stop position ST, there is a margin up to the interference point Set a large threshold value v min . This can prevent the speed of the vehicle Q from becoming slower than necessary.

一方、算出した目標速度vrが閾値vmin未満になった場合において、車両Qの現在位置から干渉地点Xまでの距離dが距離dstop未満の場合、すなわち、車両Qの現在位置が停止位置STを超えている場合は、干渉地点Xまで余裕がないので、算出した目標速度vrは閾値vminに設定せず、そのままとする。例えば算出した目標速度vrが0の場合は、車両Qは停止することとなる。これにより、車両Qが干渉地点Xに進入し、車両Pと干渉するのを防ぐことができる。 On the other hand, when the calculated target speed v r becomes less than the threshold v min and the distance d from the current position of the vehicle Q to the interference point X is less than the distance d stop , that is, the current position of the vehicle Q is the stop position. If ST is exceeded, there is not enough time to reach the interference point X, so the calculated target speed v r is not set to the threshold value v min and is left as is. For example, if the calculated target speed v r is 0, the vehicle Q will stop. Thereby, the vehicle Q can be prevented from entering the interference point X and interfering with the vehicle P.

<第3実施形態> <Third embodiment>

次に、第3実施形態について説明する。 Next, a third embodiment will be described.

第3実施形態では、制御制約として目標車間距離を用いる場合について説明する。管制システム1及び管制装置10の構成は第1実施形態と同一であるため説明は省略する。 In the third embodiment, a case will be described in which a target inter-vehicle distance is used as a control constraint. The configurations of the control system 1 and the control device 10 are the same as those in the first embodiment, so description thereof will be omitted.

第3実施形態では、第1実施形態で説明した図12に示す管制処理のフローチャートのステップS100の処理について説明する。ステップS100以外の処理は第1実施形態と同一であるため説明は省略する。 In the third embodiment, the process of step S100 in the flowchart of the control process shown in FIG. 12 described in the first embodiment will be described. Processing other than step S100 is the same as in the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

第3実施形態では、第1実施形態で説明した制限速度及び第2実施形態で説明した目標速度に代えて、車両Qの現在の目標車間距離を制御制約として算出する。 In the third embodiment, instead of the speed limit described in the first embodiment and the target speed described in the second embodiment, the current target inter-vehicle distance of vehicle Q is calculated as the control constraint.

ステップS100では、ステップS90で生成した仮想交通ルールに基づいて、制御制約を生成する。 In step S100, control constraints are generated based on the virtual traffic rules generated in step S90.

以下では、目的関数C(S)を最小化することで、車両Pが優先、すなわち状態sx=0となった場合を例に説明する。この場合、車両Pが干渉地点Xを通過すると予想されている干渉時間t(tp begin以上tp end未満までの期間)は、車両Qは干渉地点Xへの侵入を禁止される。従って、車両Qの干渉地点Xでの進入禁止時間、すなわち干渉時間tに基づいて制御制約を算出する。 In the following, an example will be explained in which the vehicle P is prioritized, that is, the state s x =0 by minimizing the objective function C(S). In this case, the vehicle Q is prohibited from entering the interference point X during the interference time t (period from t p begin to less than t p end ) during which the vehicle P is expected to pass the interference point X. Therefore, control constraints are calculated based on the time during which the vehicle Q is prohibited from entering at the interference point X, that is, the interference time t.

本実施形態では、車両Qの現在の目標車間距離を制御制約として算出する。 In this embodiment, the current target inter-vehicle distance of vehicle Q is calculated as a control constraint.

ここで、図22に示すように、車両Qが先行車Rに対して車間距離を一定に保つための目標車間距離Ldesは次式で定義される。 Here, as shown in FIG. 22, a target inter-vehicle distance L des for maintaining a constant inter-vehicle distance between the vehicle Q and the preceding vehicle R is defined by the following equation.

des=(h+h~)v+Lsafe ・・・(14) L des = (h+h~)v+L safe ...(14)

ここで、hは車間時間である。車間時間とは、先行車Rがある地点を通過してから車両Qがその地点を通過するまでの時間である。h~は制御制約による可変車間時間である。vは車両Qの速度である。Lsafeは予め定めた固定値である。Lsafeは、上記(15)式より、(h+h~)またはvが0のときの目標車間距離である。 Here, h is the inter-vehicle time. Inter-vehicle time is the time from when preceding vehicle R passes a certain point until vehicle Q passes that point. h~ is the variable inter-vehicle time due to control constraints. v is the speed of vehicle Q. Lsafe is a predetermined fixed value. From the above formula (15), Lsafe is the target inter-vehicle distance when (h+h~) or v is 0.

管制装置10から制御制約が車両Qに対して送信されない場合、h~=0である。 When no control constraints are transmitted from the control device 10 to the vehicle Q, h~=0.

車両Qが速度vで走行している場合に、車両Qが干渉地点Xを通過する時刻tは次式で表される。 When the vehicle Q is traveling at a speed v, the time tx at which the vehicle Q passes the interference point X is expressed by the following equation.

=d/v ・・・(15) t x = d/v (15)

時刻tが上記(10)式を満たす場合は、車両Qに対して目標車間距離を設定しないという制御制約を生成する。 When the time tx satisfies the above formula (10), a control constraint is generated such that a target inter-vehicle distance is not set for the vehicle Q.

一方、車両Qが速度vで車間距離を一定に保ちながら走行しており、車両Qが干渉地点Xを通過する時刻tが干渉時間tの間の場合において、図22(A)に示すように先行車Rが干渉地点Xより手前に存在する場合は、可変車間時間h~を次式により算出する。 On the other hand, when vehicle Q is traveling at speed v while keeping the inter-vehicle distance constant, and time tx when vehicle Q passes interference point X is during interference time t, as shown in FIG. 22(A), When the preceding vehicle R is located in front of the interference point X, the variable inter-vehicle time h~ is calculated by the following formula.

h~=(tp end-tnow)+β-(h+Lsafe/v+La/v) ・・・(16) h~ = (t p end - t now ) + β - (h + L safe / v + L a / v) ... (16)

ここで、tnowは現在時刻である。Laは図22(A)に示すように、先行車Rの後尾から干渉地点Xまでの距離である。βは時刻余裕、すなわちマージンであり、予め定めた固定値である。αとβの関係としては、α≦βであることが好ましい。 Here, t now is the current time. L a is the distance from the rear of the preceding vehicle R to the interference point X, as shown in FIG. 22(A). β is a time margin, that is, a margin, and is a predetermined fixed value. The relationship between α and β is preferably α≦β.

一方、車両Qが速度vで車間距離を一定に保ちながら走行しており、車両Qが干渉地点Xを通過する時刻tが干渉時間tの間の場合において、図22(B)に示すように先行車Rが干渉地点Xを通過していた場合は、可変車間時間h~を次式により算出する。 On the other hand, when vehicle Q is traveling at speed v while keeping the inter-vehicle distance constant, and time tx when vehicle Q passes interference point X is during interference time t, as shown in FIG. 22(B), When the preceding vehicle R has passed the interference point X, the variable inter-vehicle time h~ is calculated by the following formula.

h~=(tp end-tnow)+β-(h+Lsafe/v-La/v) ・・・(17) h~=(t p end -t now )+β-(h+L safe /v-L a /v) ...(17)

これにより、図22(C)に示すように、車両Pが干渉地点Xを通過した後で車両Qが干渉地点Xを通過するので干渉が回避される。このように、目標車間距離Ldesが、先行車Rと干渉地点Xとの位置関係に応じて変化する可変車間時間h~により決定されるため、先行車Rとの車間距離を適切に保ちつつ、干渉地点Xにおいて他の車両7との干渉を回避することができる。 22C, vehicle P passes the interference point X before vehicle Q passes the interference point X, and thus interference is avoided. In this manner, the target inter-vehicle distance Ldes is determined by the variable inter-vehicle time h~ that changes according to the positional relationship between the preceding vehicle R and the interference point X, so interference with another vehicle 7 at the interference point X can be avoided while maintaining an appropriate inter-vehicle distance from the preceding vehicle R.

なお、上記各実施形態では、管制システム1が車両7を管制する例について説明したが、管制システム1の管制対象は車両7に限られず、移動体であればどのようなものであってもよい。移動体には歩行者、自転車、オートバイ、車いす、キックボード、船舶、及びドローン等の飛行体が含まれる。 In each of the above embodiments, an example in which the control system 1 controls the vehicle 7 has been described, but the control target of the control system 1 is not limited to the vehicle 7, and may be any moving object. . Mobile objects include pedestrians, bicycles, motorcycles, wheelchairs, kickboards, ships, and flying objects such as drones.

以上、実施の形態を用いて本発明について説明したが、本発明は実施の形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、本発明の要旨を逸脱しない範囲で処理の順序を変更してもよい。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the present invention is not limited to the scope described in the embodiments. Various changes or improvements can be made to the embodiments without departing from the gist of the present invention, and forms with such changes or improvements are also included within the technical scope of the present invention. For example, the order of processing may be changed without departing from the gist of the present invention.

実施の形態では、一例として管制装置10における管制処理、及び自動運転車両7Aにおける走行制御処理をソフトウェアで実現する形態について説明したが、図12及び図19に示したフローチャートと同等の処理を、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはPLD(Programmable Logic Device)に実装し、ハードウェアで処理させるようにしてもよい。この場合、各々の処理をソフトウェアで実現した場合と比較して、処理の高速化が図られる。 In the embodiment, an example has been described in which the control process in the control device 10 and the travel control process in the automatic driving vehicle 7A are realized by software, but the process equivalent to the flowcharts shown in FIGS. It may be implemented in an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a PLD (Programmable Logic Device) and processed by hardware. In this case, compared to the case where each process is realized by software, the processing speed can be increased.

このように、管制装置10のCPU31や車両7の制御装置におけるCPU41を例えばASIC、FPGA、PLD、GPU(Graphics Processing Unit)、及びFPU(Floating Point Unit)といった特定の処理に特化した専用のプロセッサに置き換えてもよい。 In this way, the CPU 31 of the control device 10 and the CPU 41 of the control device of the vehicle 7 can be replaced by a dedicated processor specialized for specific processing, such as an ASIC, FPGA, PLD, GPU (Graphics Processing Unit), and FPU (Floating Point Unit). may be replaced with

また、実施の形態における管制装置10のCPU31や車両7の制御装置におけるCPU41の動作は、それぞれ1つのCPU31及びCPU41によって実現される形態の他、複数のCPU31及び複数のCPU41によって実現されてもよい。更に、実施の形態における管制装置10のCPU31や車両7の制御装置におけるCPU41の動作は、それぞれ物理的に離れた位置に存在するコンピュータ30におけるCPU31やコンピュータ40におけるCPU41の協働によって実現されるものであってもよい。 Further, the operations of the CPU 31 of the control device 10 and the CPU 41 of the control device of the vehicle 7 in the embodiment may be realized by a plurality of CPUs 31 and a plurality of CPUs 41, in addition to being realized by one CPU 31 and one CPU 41, respectively. . Furthermore, the operations of the CPU 31 of the control device 10 and the CPU 41 of the control device of the vehicle 7 in the embodiment are realized by the cooperation of the CPU 31 of the computer 30 and the CPU 41 of the computer 40, which are located at physically separate locations. It may be.

また、上述した実施の形態では、管制装置10のCPU31が読み込む管制プログラムがROM32にインストールされ、車両7の制御装置におけるCPU41が読み込む制御プログラムがROM42にインストールされている形態について説明したが、これに限定されるものではない。本発明に係る管制プログラム及び制御プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録された形態で提供することも可能である。例えば管制プログラム及び制御プログラムを、CD(Compact Disc)-ROM、またはDVD(Digital Versatile Disc)-ROM等の光ディスクに記録した形態で提供してもよい。また、管制プログラム及び制御プログラムをUSB(Universal Serial Bus)メモリやメモリカード等の可搬型の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。 In the above embodiment, the control program read by the CPU 31 of the control device 10 is installed in the ROM 32, and the control program read by the CPU 41 in the control device of the vehicle 7 is installed in the ROM 42, but this is not limiting. The control program and control program of the present invention can also be provided in a form recorded on a computer-readable storage medium. For example, the control program and control program may be provided in a form recorded on an optical disc such as a CD (Compact Disc)-ROM or a DVD (Digital Versatile Disc)-ROM. The control program and control program may also be provided in a form recorded on a portable semiconductor memory such as a Universal Serial Bus (USB) memory or a memory card.

更に、管制装置10及び車両7の制御装置は、通信網5に接続される外部装置からそれぞれ管制プログラム及び制御プログラムをダウンロードするようにしてもよい。 Furthermore, the control device 10 and the control device of the vehicle 7 may download the control program and the control program, respectively, from an external device connected to the communication network 5.

1 管制システム
7A 自動運転車両
7B 部分運転自動化車両
10 管制装置
11 目的地設定部
12 通信部
13 大域経路計画部
14 走行経路予測部
15 干渉地点特定部
16 仮想交通ルール生成部
17 制御制約生成部
18 管制走行ルート地図
21A、21B 位置推定部
22A、22B 状態管理部
23A、23B 無線通信部
24 局所経路計画部
25A、25B 制御部
26 車両走行ルート地図
27 運転支援制御部
1 Control system 7A Autonomous driving vehicle 7B Partially automated driving vehicle 10 Control device 11 Destination setting unit 12 Communication unit 13 Global route planning unit 14 Travel route prediction unit 15 Interference point identification unit 16 Virtual traffic rule generation unit 17 Control constraint generation unit 18 Controlled travel route map 21A, 21B Position estimation unit 22A, 22B State management unit 23A, 23B Wireless communication unit 24 Local route planning unit 25A, 25B Control unit 26 Vehicle travel route map 27 Driving assistance control unit

Claims (6)

複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、
移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、
移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を移動体毎に生成する制御制約生成部と、
前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、
を備え
前記制御制約生成部は、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの区間に対する制限速度を前記制御制約として算出し、前記制御制約が予め定めた閾値未満の場合において、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの距離が、前記干渉領域から予め定めた停止位置までの距離以上の場合は、前記制御制約を前記閾値に設定する
管制装置。
a receiving unit that receives mobile body information representing the state of the mobile body from each of the plurality of mobile bodies;
The global routes of the plurality of moving objects approach each other within a predetermined range based on the global route representing the route to the destination of each moving object and the moving object information received by the receiving unit for each moving object. a spatio-temporal constraint generator that generates spatio-temporal constraints to be followed by the movable body in the interference region for each movable body;
a control constraint generation unit that generates control constraints that constrain control of the moving body for each moving body based on the spatio-temporal constraints for each moving body;
a transmitter that transmits each of the control constraints generated by the control constraint generator to a mobile object associated with the control constraint;
Equipped with
The control constraint generation unit calculates a speed limit for a section from the current position of the moving body to the interference area as the control constraint, and when the control constraint is less than a predetermined threshold, the current position of the moving body is calculated. If the distance from to the interference area is greater than or equal to the distance from the interference area to a predetermined stop position, the control constraint is set to the threshold value.
Control device.
複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、 a receiving unit that receives mobile body information representing the state of the mobile body from each of the plurality of mobile bodies;
移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、 The global routes of the plurality of moving objects approach each other within a predetermined range based on the global route representing the route to the destination of each moving object and the moving object information received by the receiving unit for each moving object. a spatio-temporal constraint generator that generates spatio-temporal constraints to be followed by the movable body in the interference region for each movable body;
移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を移動体毎に生成する制御制約生成部と、 a control constraint generation unit that generates control constraints that constrain control of the moving body for each moving body based on the spatio-temporal constraints for each moving body;
前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、 a transmitter that transmits each of the control constraints generated by the control constraint generator to a mobile object associated with the control constraint;
を備え、 Equipped with
前記制御制約生成部は、前記移動体の現在の目標速度を前記制御制約として算出し、前記制御制約が予め定めた閾値未満の場合において、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの距離が、前記干渉領域から予め定めた停止位置までの距離以上の場合は、前記制御制約を前記閾値に設定する The control constraint generation unit calculates the current target speed of the moving object as the control constraint, and when the control constraint is less than a predetermined threshold, the distance from the current position of the moving object to the interference area is calculated. , if the distance from the interference area to the predetermined stop position is greater than or equal to the distance, the control constraint is set to the threshold value.
管制装置。 Control device.
複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、 a receiving unit that receives mobile body information representing the state of the mobile body from each of the plurality of mobile bodies;
移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、 The global routes of the plurality of moving objects approach each other within a predetermined range based on the global route representing the route to the destination of each moving object and the moving object information received by the receiving unit for each moving object. a spatio-temporal constraint generator that generates spatio-temporal constraints to be followed by the movable body in the interference region for each movable body;
移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を移動体毎に生成する制御制約生成部と、 a control constraint generation unit that generates control constraints that constrain control of the moving body for each moving body based on the spatio-temporal constraints for each moving body;
前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、 a transmitter that transmits each of the control constraints generated by the control constraint generator to a mobile object associated with the control constraint;
を備え、 Equipped with
前記制御制約生成部は、前記移動体に対する先行車が、前記干渉領域の手前に存在する場合と前記干渉領域を通過していた場合とで変化する可変車間時間を用いて、前記移動体の現在の目標車間距離を前記制御制約として算出する The control constraint generation unit determines the current state of the moving body using a variable inter-vehicle time that changes depending on whether a vehicle preceding the moving body is in front of the interference area or passing through the interference area. The target inter-vehicle distance is calculated as the control constraint.
管制装置。 Control device.
複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を生成する制御制約生成部と、前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備えた管制装置と、
前記管制装置から受信した前記制御制約を満たすように移動体の移動を制御する制御部を備えた移動体と、
を含み、
前記制御制約生成部は、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの区間に対する制限速度を前記制御制約として算出し、前記制御制約が予め定めた閾値未満の場合において、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの距離が、前記干渉領域から予め定めた停止位置までの距離以上の場合は、前記制御制約を前記閾値に設定する
管制システム。
a receiving unit that receives mobile unit information representing the state of the mobile unit from each of a plurality of mobile units ; a global route representing a route to a destination for each mobile unit; a spatio-temporal constraint generation unit that generates, for each mobile body, spatio-temporal constraints to be followed by the mobile bodies in an interference region where the global routes of the plurality of mobile bodies approach to a predetermined range, based on the body information ; a control constraint generation unit that generates a control constraint that constrains control of a moving body based on the spatio-temporal constraints of each time , and each of the control constraints generated by the control constraint generation unit is associated with the control constraint. a control device comprising a transmitting unit that transmits data to each mobile object;
a mobile body comprising a control unit that controls movement of the mobile body so as to satisfy the control constraints received from the control device;
including;
The control constraint generation unit calculates a speed limit for a section from the current position of the moving body to the interference area as the control constraint, and when the control constraint is less than a predetermined threshold, the current position of the moving body is calculated. If the distance from to the interference area is greater than or equal to the distance from the interference area to a predetermined stop position, the control constraint is set to the threshold value.
control system.
複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を生成する制御制約生成部と、前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備えた管制装置と、 a receiving unit that receives mobile unit information representing the state of the mobile unit from each of a plurality of mobile units; a global route representing a route to a destination for each mobile unit; a spatio-temporal constraint generation unit that generates, for each mobile body, spatio-temporal constraints to be followed by the mobile bodies in an interference region where the global routes of the plurality of mobile bodies approach to a predetermined range, based on the body information; a control constraint generation unit that generates a control constraint that constrains control of a moving body based on the spatio-temporal constraints of each time, and each of the control constraints generated by the control constraint generation unit is associated with the control constraint. a control device comprising a transmitting unit that transmits data to each mobile object;
前記管制装置から受信した前記制御制約を満たすように移動体の移動を制御する制御部を備えた移動体と、 a mobile body comprising a control unit that controls movement of the mobile body so as to satisfy the control constraints received from the control device;
を含み、 including;
前記制御制約生成部は、前記移動体の現在の目標速度を前記制御制約として算出し、前記制御制約が予め定めた閾値未満の場合において、前記移動体の現在位置から前記干渉領域までの距離が、前記干渉領域から予め定めた停止位置までの距離以上の場合は、前記制御制約を前記閾値に設定する The control constraint generation unit calculates the current target speed of the moving object as the control constraint, and when the control constraint is less than a predetermined threshold, the distance from the current position of the moving object to the interference area is calculated. , if the distance from the interference area to the predetermined stop position is greater than or equal to the distance, the control constraint is set to the threshold value.
管制システム。Control system.
複数の移動体の各々から移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、移動体毎の目的地までの経路を表す大域経路と、移動体毎に前記受信部で受信した前記移動体情報と、に基づいて、複数の移動体の大域経路が予め定めた範囲まで接近する干渉領域において移動体が従うべき時空間制約を移動体毎に生成する時空間制約生成部と、移動体毎の前記時空間制約に基づいて、移動体の制御を制約する制御制約を生成する制御制約生成部と、前記制御制約生成部で生成した前記制御制約の各々を、前記制御制約と対応付けられる移動体にそれぞれ送信する送信部と、を備えた管制装置と、 a receiving unit that receives mobile unit information representing the state of the mobile unit from each of a plurality of mobile units; a global route representing a route to a destination for each mobile unit; a spatio-temporal constraint generation unit that generates, for each mobile body, spatio-temporal constraints to be followed by the mobile bodies in an interference region where the global routes of the plurality of mobile bodies approach to a predetermined range, based on the body information; a control constraint generation unit that generates a control constraint that constrains control of a moving body based on the spatio-temporal constraints of each time, and each of the control constraints generated by the control constraint generation unit is associated with the control constraint. a control device comprising a transmitting unit that transmits data to each mobile object;
前記管制装置から受信した前記制御制約を満たすように移動体の移動を制御する制御部を備えた移動体と、 a mobile body comprising a control unit that controls movement of the mobile body so as to satisfy the control constraints received from the control device;
を含み、 including;
前記制御制約生成部は、前記移動体に対する先行車が、前記干渉領域の手前に存在する場合と前記干渉領域を通過していた場合とで変化する可変車間時間を用いて、前記移動体の現在の目標車間距離を前記制御制約として算出する The control constraint generation unit determines the current state of the moving body using a variable inter-vehicle time that changes depending on whether a vehicle preceding the moving body is in front of the interference area or passing through the interference area. The target inter-vehicle distance is calculated as the control constraint.
管制システム。 control system.
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