JP7616183B2 - 走行計画作成装置、走行計画作成方法、および走行計画作成用コンピュータプログラム - Google Patents

走行計画作成装置、走行計画作成方法、および走行計画作成用コンピュータプログラム Download PDF

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Description

本開示は、車両の走行計画を作成する走行計画作成装置、走行計画作成方法、および走行計画作成用コンピュータプログラムに関する。
一の車線と他の車線とが接続される接続地点（例えば交差点）では、それぞれの車線から進入する車両の衝突を防止するため、それぞれの車線から同時に車両が進入することのないように交通流を制御することが好ましい。接続地点における交通流の制御の一例として、信号機による制御が行われることがある。
特許文献１には、交差点に到達する到達予測時刻の予測精度を向上させ、信号機の信号サイクルを利用した運転支援を適切に行える運転支援装置が記載されている。
特開２００９－０４８４５８号公報
接続地点によっては、信号機が設置されておらず、交通参加者による自律的な走行が求められることがある。このような接続地点に、走行制御装置による自動運転で走行する車両が異なる方向から同時に到着した場合、相手方を先に進入させようとして両方の車両が接続地点に進入することなく停止し続ける状況が生じ得る。
本開示は、車線の接続地点を円滑に走行するための走行計画を作成することができる走行計画作成装置を提供することを目的とする。
本開示の要旨は以下のとおりである。
（１）車両の走行している走行車線が前記車両の前方で前記走行車線とは異なる他車線と接続される接続地点について、前記走行車線から前記接続地点への前記車両の進入が推奨される時間範囲を示す進入時間範囲を特定する特定部と、
前記進入時間範囲内に前記接続地点に到達するように、前記車両の現在位置から前記接続地点までの前記車両の走行速度の推移を含む走行計画を作成する作成部と、
を備える走行計画作成装置。
（２）前記進入時間範囲は、所定の時刻から繰り返される所定の周期において、前記周期の始期からの経過時間により定義される時間範囲である、上記（１）に記載の走行計画作成装置。
（３）前記特定部は、前記接続地点について、前記走行車線から前記接続地点への前記車両の進入の回避が推奨される時間範囲を示す回避時間範囲をさらに特定し、
前記作成部は、前記回避時間範囲内に前記接続地点に到達しないように前記走行計画を作成する、
上記（１）または（２）に記載の走行計画作成装置。
（４）前記特定部は、前記車両の進入を制御する信号機の設置されていない前記接続地点を特定し、当該接続地点について前記進入時間範囲を特定する上記（１）－（３）のいずれか一つに記載の走行計画作成装置。
（５）前記特定部は、前記接続地点に接続される車線ごとの前記進入時間範囲を予め保存する前記車両に搭載されたストレージ装置を参照し、前記車両の現在位置および進行方向に基づいて前記接続地点に接続される車線を特定することで、前記進入時間範囲を特定する上記（１）－（４）のいずれか一つに記載の走行計画作成装置。
（６）前記走行計画に従って前記車両の少なくとも加減速の制御を含む走行制御を実行する走行制御部をさらに備える上記（１）－（５）のいずれか一つに記載の走行計画作成装置。
（７）前記車両の後方の状況を表す後方データから、前記車両の後方を走行する後方車両の有無を検出する後方車両検出部をさらに備え、
前記走行制御部は、前記後方車両がない場合は前記走行計画に従った走行制御を実行しない、
上記（６）に記載の走行計画作成装置。
（８）前記車両の車室内の状況を表す車室内データから、前記車両の運転操作を実行可能な運転者とは異なる乗員の乗車の有無を検出する乗員検出部をさらに備え、
前記走行制御部は、前記運転者以外の乗員が乗車していない場合は前記走行計画に従った走行制御を実行しない、
上記（６）または（７）に記載の走行計画作成装置。
（９）前記特定部は、前記接続地点が、前記走行車線から進入する前に一時停止することが求められる一時停止接続地点であるか否かをさらに特定し、
前記走行制御部は、前記接続地点が前記一時停止接続地点である場合は前記走行計画に従った走行制御を実行しない、
上記（６）－（８）のいずれか一つに記載の走行計画作成装置。
（１０）車両の走行計画を作成する走行計画作成装置が、
前記車両の走行している走行車線が前記車両の前方で前記走行車線とは異なる他車線と接続される接続地点について、前記走行車線から前記接続地点への前記車両の進入が推奨される時間範囲を示す進入時間範囲を特定し、
前記進入時間範囲内に前記接続地点に到達するように、前記車両の現在位置から前記接続地点までの前記車両の走行速度の推移を含む前記走行計画を作成する、
ことを含む走行計画作成方法。
（１１）車両の走行している走行車線が前記車両の前方で前記走行車線とは異なる他車線と接続される接続地点について、前記走行車線から前記接続地点への前記車両の進入が推奨される時間範囲を示す進入時間範囲を特定することと、
前記進入時間範囲内に前記接続地点に到達するように、前記車両の現在位置から前記接続地点までの前記車両の走行速度の推移を含む走行計画を作成することと、
を前記車両に搭載されたコンピュータに実行させる走行計画作成用コンピュータプログラム。
本開示にかかる走行計画作成装置によれば、車線の接続地点を円滑に走行するための走行計画を作成することができる。
走行計画作成装置が実装される車両の概略構成図である。 走行計画作成装置のハードウェア模式図である。 走行計画作成装置が有するプロセッサの機能ブロック図である。 （ａ）は接続地点の第１の例を説明する模式図であり、（ｂ）は接続地点の第１の例における進入時間範囲を説明する図であり、（ｃ）は接続地点の第１の例における進入時間範囲のタイムチャートである。 （ａ）は接続地点の第２の例を説明する模式図であり、（ｂ）は接続地点の第２の例における進入時間範囲および回避時間範囲を説明する図であり、（ｂ）は接続地点の第２の例における進入時間範囲および回避時間範囲のタイムチャートである （ａ）は接続地点の第３の例を説明する模式図であり、（ｂ）は接続地点の第３の例における進入時間範囲を説明する図であり、（ｃ）は接続地点の第３の例における進入時間範囲のタイムチャートである。 接続地点への到達予定時刻の設定を説明する図である。 接続地点に到達するまでの車両の走行速度の推移を表す図である。 走行計画作成処理のフローチャートである。
以下、図面を参照して、車線の接続地点を円滑に走行するための走行計画を作成することができる走行計画作成装置について詳細に説明する。走行計画作成装置は、接続地点について、走行車線から接続地点への車両の進入が推奨される時間範囲を示す進入時間範囲を特定する。接続地点は、車両の走行している走行車線が車両の前方で走行車線とは異なる他車線と接続される地点である。そして、走行計画作成装置は、進入時間範囲内に接続地点に到達するように、車両の現在位置から接続地点までの車両の走行速度の推移を含む走行計画を作成する。
図１は、走行計画作成装置が実装される車両の概略構成図である。
車両１は、周辺カメラ２と、車室内カメラ３と、メーターディスプレイ４と、ＧＮＳＳ受信機５と、ストレージ装置６と、走行計画作成装置７とを有する。周辺カメラ２、車室内カメラ３、メーターディスプレイ４、ＧＮＳＳ受信機５、およびストレージ装置６と走行計画作成装置７とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワークを介して通信可能に接続される。
周辺カメラ２は、車両１の周辺の状況が表された周辺データを生成するための周辺センサの一例である。周辺カメラ２は、ＣＣＤあるいはＣ－ＭＯＳなど、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系とを有する。周辺カメラ２は、前方周辺カメラ２－１および後方周辺カメラ２－２を有する。前方周辺カメラ２－１は、例えば車室内の前方上部に、前方を向けて配置され、後方周辺カメラ２－２は、例えば車室内の後方上部に、後方を向けて配置される。前方周辺カメラ２－１および後方周辺カメラ２－２は、所定の撮影周期（例えば1/30秒～1/10秒）ごとにそれぞれフロントガラスおよびリヤガラスを介して車両１の周辺の状況を撮影する。前方周辺カメラ２－１および後方周辺カメラ２－２は、前方および後方の状況が表された前方データおよび後方データを周辺データとして出力する。なお、車両１は、周辺センサとして、周辺カメラ２以外のセンサ、例えば、車両１の周辺状況に基づいて、各画素が当該画素に表わされた物体までの距離に応じた値を持つ距離画像を周辺データとして生成するＬｉＤＡＲ(Light Detection And Ranging)センサを有していてもよい。
車室内カメラ３は、車両１の車室内の状況を表す車室内画像を生成するための車室内センサの一例である。車室内カメラ３は、ＣＣＤあるいはＣ－ＭＯＳなど、赤外光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系とを有する。また、車室内カメラ３は、赤外光を発する光源を有する。車室内カメラ３は、例えば車室内の前方に、車室の後方に向けて取り付けられる。車室内カメラ３は、所定の撮影周期（例えば1/30秒～1/10秒）ごとに車室内に赤外光を照射し、車室内の状況が表された画像を時系列に出力する。車両１は、車室内センサとして、車室内カメラ３以外のセンサ、例えば、各座席の座面に加えられた重量を計測し、重量に応じたセンサ信号を出力する着座センサを有していてもよい。
メーターディスプレイ４は、出力装置の一例であり、例えば液晶ディスプレイを有する。メーターディスプレイ４は、車内ネットワークを介して走行計画作成装置７から受け取った信号に従って、作成された走行計画に関する情報を、運転者に視認可能に表示する。
ＧＮＳＳ受信機５は、所定の周期ごとにＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号を受信し、受信したＧＮＳＳ信号に基づいて車両１の自己位置を測位する。ＧＮＳＳ受信機５は、所定の周期ごとに、ＧＮＳＳ信号に基づく車両１の自己位置の測位結果を表す測位信号を、車内ネットワークを介して走行計画作成装置７へ出力する。また、ＧＮＳＳ受信機５は、ＧＮＳＳ信号に含まれる時刻情報から、現在時刻を検出する。
ストレージ装置６は、記憶部の一例であり、例えば、ハードディスク装置、または不揮発性の半導体メモリを有する。ストレージ装置６は、車両１が走行する車線および接続地点に関する情報を含む地図データを保存する。接続地点に関する情報は、接続地点に接続される車線ごとの進入時間範囲を含む。
走行計画作成装置７は、ストレージ装置６に保存される地図データに含まれる接続地点に関する情報に基づいて、接続地点までの車両１の走行速度の推移を含む走行計画を作成する。
図２は、走行計画作成装置７のハードウェア模式図である。走行計画作成装置７は、通信インタフェース７１と、メモリ７２と、プロセッサ７３とを備える。
通信インタフェース７１は、通信部の一例であり、走行計画作成装置７を車内ネットワークへ接続するための通信インタフェース回路を有する。通信インタフェース７１は、受信したデータをプロセッサ７３に供給する。また、通信インタフェース７１は、プロセッサ７３から供給されたデータを外部に出力する。
メモリ７２は、揮発性の半導体メモリおよび不揮発性の半導体メモリを有する。メモリ７２は、プロセッサ７３による処理に用いられる各種データ、例えば走行速度の変更（加減速）の範囲を定める加減速条件等を記憶する。また、メモリ７２は、各種アプリケーションプログラム、例えば走行計画作成処理を実行する走行計画作成プログラム等を保存する。
プロセッサ７３は、制御部の一例であり、１以上のプロセッサおよびその周辺回路を有する。プロセッサ７３は、論理演算ユニット、数値演算ユニット、またはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。
図３は、走行計画作成装置７が有するプロセッサ７３の機能ブロック図である。
走行計画作成装置７のプロセッサ７３は、機能ブロックとして、特定部７３１と、作成部７３２、後方車両検出部７３３と、乗員検出部７３４と、走行制御部７３５とを有する。プロセッサ７３が有するこれらの各部は、プロセッサ７３上で実行されるプログラムによって実装される機能モジュールである。プロセッサ７３の各部の機能を実現するコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な可搬性の記録媒体に記録された形で提供されてもよい。あるいは、プロセッサ７３が有するこれらの各部は、独立した集積回路、マイクロプロセッサ、またはファームウェアとして走行計画作成装置７に実装されてもよい。
特定部７３１は、車両１の走行している走行車線が車両１の前方で走行車線とは異なる他車線と接続される接続地点について、走行車線から接続地点への車両１の進入が推奨される時間範囲を示す進入時間範囲を特定する。
特定部７３１は、ＧＮＳＳ受信機５から受信した測位信号に表される自己位置の近傍について、ストレージ装置６に保存された地図データを参照することにより走行車線の前方の接続地点を特定し、当該接続地点における走行車線についての進入時間範囲を特定する。
接続地点に関する情報は、地図サーバ（不図示）に保存されていてもよい。この場合、特定部７３１は、ＧＮＳＳ受信機５から取得した測位信号を、通信インタフェース７１および車内ネットワークに接続されたデータ通信モジュール（不図示）を介して地図サーバ送信する。地図サーバは、送信された測位信号に表される位置の近傍の状況を表す地図データを、走行計画作成装置７に送信する。特定部７３１は、地図サーバから取得した地図データに基づいて走行車線の前方の接続地点を特定し、当該接続地点についての進入時間範囲を特定する。
図４－６は、接続地点の第１－第３の例、および、接続地点についての進入時間範囲を説明する図である。接続地点の第１－第３の例では、いずれの接続地点にも車両の進入を制御する信号機は設置されていない。ただし、信号機の設置された接続地点についても、走行計画作成装置１は走行計画を作成することができる。
図４（ａ）に示す接続地点ＣＰ１は、接続地点の第１の例である。接続地点ＣＰ１は、車線Ｌ１１、Ｌ１２を有する道路に、車線Ｌ１３、Ｌ１４を有する道路、車線Ｌ１５、Ｌ１６を有する道路、および、車線Ｌ１７、Ｌ１８を有する道路が接続される交差点である。
ストレージ装置６には、接続地点ＣＰ１に進入可能な車線Ｌ１１、Ｌ１３、Ｌ１５、Ｌ１７のそれぞれについての、当該車線から接続地点ＣＰ１への車両の進入が推奨される進入時間範囲を示す情報を含む地図データが保存されている。
進入時間範囲は、所定の時刻（例えば2000年1月1日00:00:00）から繰り返される所定の周期（例えば30秒間）において、周期の始期からの経過時間により定義される。図４（ｂ）、（ｃ）に示す例では、車線Ｌ１１、Ｌ１３からの接続地点ＣＰ１への進入時間範囲は、各周期において始期より15秒間（0:00-0:15）とされる。また、車線Ｌ１５、Ｌ１７からの接続地点ＣＰ１への進入時間範囲は、各周期において始期から20秒経過後より5秒間（0:20-0:25）とされる。
このように進入時間範囲が設定された接続地点ＣＰ１では、各周期において始期より15秒間は車線Ｌ１１、Ｌ１３から車両が進入し、始期から20秒経過後より5秒間は車線Ｌ１５、Ｌ１７から車両が進入することが推奨される。各車両が接続地点ＣＰ１を進入時間範囲に従って走行する場合、進入時間範囲に接続地点ＣＰ１に到達した車両は、他の車線から進入する車両の通過を待つことなく接続地点ＣＰ１に進入することが期待できる。
接続地点の第１の例では、接続地点ＣＰ１からの退出先となる車線にかかわらず、ある車線からの進入に対し同一の進入時間範囲が設定されているが、退出先の車線によって異なる進入時間範囲が設定されていてもよい。例えば、接続地点ＣＰ１において、車線Ｌ１８に退出するための車線Ｌ１１からの進入についての進入時間範囲を、各周期において始期から19秒間（0:00-0:19）としてもよい。このように設定することで、車線Ｌ１１から進入した車両は、少なくとも接続地点ＣＰ１に接続される他の車線からの進入が推奨されない時間範囲（0:15-0:19）に、確実に車線Ｌ１８へ退出することができる。なお、車線Ｌ１１から進入した車両は、車線Ｌ１３からの進入が推奨される時間範囲（0:00-0:15）であっても、車線Ｌ１３からの車両の進入がないことが確認された場合、車線Ｌ１８に退出しても差し支えない。
図５（ａ）に示す接続地点ＣＰ２は、接続地点の第２の例である。接続地点ＣＰ２は、車線Ｌ２１、Ｌ２２を有する道路に、車線Ｌ２３、Ｌ２４を有する道路、車線Ｌ２５、Ｌ２６を有する道路、および、車線Ｌ２７、Ｌ２８を有する道路が接続される交差点である。車線Ｌ２５、Ｌ２７における接続地点ＣＰ２の手前には、それぞれ停止線が設けられ、接続地点ＣＰ２への進入の前に一時停止することが求められる。接続地点ＣＰ２は、車線Ｌ２５、Ｌ２７から進入する場合、進入する前に一時停止することが求められる一時停止接続地点に該当する。
ストレージ装置６には、接続地点ＣＰ２に進入可能な車線Ｌ２１、Ｌ２３、Ｌ２５、Ｌ２７のそれぞれについての進入時間範囲に加えて、当該車線から接続地点ＣＰ２への車両の進入の回避が推奨される回避時間範囲を示す情報を含む地図データが保存されている。
回避時間範囲は、進入時間範囲と同様に、所定の時刻から繰り返される所定の周期において、周期の始期からの経過時間により定義される。図５（ｂ）、（ｃ）に示す例では、進入時間範囲は接続地点ＣＰ１と同様に設定される。車線Ｌ２１、Ｌ２３からの接続地点ＣＰ２への進入については、回避時間範囲は設定されない。車線Ｌ２５、Ｌ２７からの接続地点ＣＰ２への進入の回避時間範囲は、各周期において始期から2秒経過後より16秒間（0:02-0:18）とされる。
このように進入時間範囲および回避時間範囲が設定された接続地点ＣＰ２では、各周期において始期より2秒経過後から16秒間は車線Ｌ２５、Ｌ２７からの車両の進入の回避が推奨される。そのため、車線Ｌ２１、Ｌ２３を走行する車両は、この時間範囲に、より安全に接続地点ＣＰ２に進入することができる。
なお、このように回避時間範囲が設定された場合、車線Ｌ２５、Ｌ２７から接続地点ＣＰ２に進入する時間範囲が制限される。車線Ｌ２５、Ｌ２７から接続地点ＣＰ２に進入するには一時停止が求められるため、回避時間範囲に対応することは比較的容易である。
図６（ａ）に示す接続地点ＣＰ３は、接続地点の第３の例である。接続地点ＣＰ３は、進行方向が同一の車線Ｌ３１、Ｌ３２において、車線変更可能に設定された地点である。この例において、接続地点ＣＰ３通過後の車線Ｌ３１、Ｌ３２をそれぞれ車線Ｌ３３、Ｌ３４とする。接続地点ＣＰ３は、道路上において道路標識、路面標示等により視認可能に表されていなくてもよい。
ストレージ装置６には、接続地点ＣＰ３に進入可能な車線Ｌ３１、Ｌ３２のそれぞれについて、接続地点ＣＰ３からの退出先の車線ごとに、進入時間範囲を示す情報を含む地図データが保存されている。
図６（ｂ）、（ｃ）に示す例では、車線Ｌ３１を走行する車両は、各周期において常に車線Ｌ３３へと直進でき、始期より3秒経過後から2秒間（0:03-0:05）車線Ｌ３４へと車線変更できる。また、車線Ｌ３２を走行する車両は、各周期において始期から2秒間（0:00-0:02）車線Ｌ３４へと直進でき、常に車線Ｌ３３へと車線変更できない。
このように進入時間範囲が設定された接続地点ＣＰ３では、車線Ｌ３１から車線Ｌ３４に向かうための進入時間範囲と車線Ｌ３２から車線Ｌ３４に向かうための進入時間範囲とが重ならない。そのため、車線Ｌ３１、Ｌ３２を走行する車両は、車線Ｌ３４に向けて、より安全に接続地点ＣＰ３に進入することができる。
図３に戻り、作成部７３２は、進入時間範囲内に接続地点に到達するように、車両１の走行計画を作成する。作成部７３２は、車両１の現在位置から接続地点までの距離と、現在の走行計画に含まれる接続地点までの車両１の走行速度の推移とに基づいて、接続地点への標準到達時刻を推定する。作成部７３２は、推定された標準到達時刻と接続地点の進入時間範囲との関係に基づいて、到達予定時刻を設定する。作成部７３２は、到達予定時刻を、標準到達時刻の前後に設けられる最早到達時刻と最遅到達時刻との間で設定可能である。最早到達時刻および最遅到達時刻は、車両１が、安全かつ車両１の乗員が違和感を覚えないように走行するための到達時刻の限度値である。作成部７３２は、例えば標準到達時刻に、車両１の現在位置から接続地点までの距離および車両１の速度に応じて定められる最大短縮時間（例えば-2秒）および最大延長時間（例えば5秒）を加えることにより、最早到達時刻および最遅到達時刻を設定することができる。作成部７３２は、設定された到達予定時刻に接続地点に到着するように、走行計画を作成する。
図７は、接続地点への到達予定時刻の設定を説明する図である。図７において、接続地点の進入時間範囲は、周期Ｐ1においては時刻ｔ1sから時刻ｔ1eまでの間に設定され、Ｐ2などのその他の周期についても同様に設定される。
図７の（１）において、作成部７３２は、標準到達時刻ＳＡＴ1を、最早到達時刻ＥＡＴ1と最遅到達時刻ＬＡＴ1との間で設定可能である。標準到達時刻ＳＡＴ1は、周期Ｐ1における進入時間範囲に含まれる。このとき、作成部７３２は、標準到達時刻ＳＡＴ1を到達予定時刻に設定する。
図７の（２）において、作成部７３２は、標準到達時刻ＳＡＴ2を、最早到達時刻ＥＡＴ2と最遅到達時刻ＬＡＴ2との間で設定可能である。最早到達時刻ＥＡＴ2および標準到達時刻ＳＡＴ2は、周期Ｐ1における進入時間範囲でない時間範囲に含まれる。最遅到達時刻ＬＡＴ2は、周期Ｐ2における進入時間範囲に含まれる。このとき、作成部７３２は、最遅到達時刻ＬＡＴ2を到達予定時刻に設定する。
図７の（３）において、作成部７３２は、標準到達時刻ＳＡＴ3を、最早到達時刻ＥＡＴ3と最遅到達時刻ＬＡＴ3との間で設定可能である。標準到達時刻ＳＡＴ3および最遅到達時刻ＬＡＴ3は、周期Ｐ1における進入時間範囲でない時間範囲に含まれる。最早到達時刻ＥＡＴ3は、周期Ｐ1における進入時間範囲に含まれる。このとき、作成部７３２は、最早到達時刻ＥＡＴ3を到達予定時刻に設定する。
図７の（４）において、作成部７３２は、標準到達時刻ＳＡＴ4を、最早到達時刻ＥＡＴ4と最遅到達時刻ＬＡＴ4との間で設定可能である。標準到達時刻ＳＡＴ4は、周期Ｐ1における進入時間範囲でない時間範囲に含まれる。最早到達時刻ＥＡＴ4は、周期Ｐ1における進入時間範囲に含まれる。最遅到達時刻ＬＡＴ4は、周期Ｐ2における進入時間範囲に含まれる。作成部７３２は、最早到達時刻ＥＡＴ4または最遅到達時刻ＬＡＴ4を到達予定時刻に設定することができる。この場合、作成部７３２は、最遅到達時刻ＬＡＴ4を到達予定時刻に設定することにより、より安全な走行計画を作成することができる。
図８は、接続地点に到達するまでの車両の走行速度の推移を表す図である。図８に示すグラフＧにおいて、縦軸は車両の速度を表し、横軸は車両から接続地点までの距離（右に進むほど近づく）を表す。車両は接続地点から距離Ｄ0（例えば80m）の地点（以下、「地点Ｄ0」のように表す）を、第１の速度（例えば6m/s）で走行している。作成部７３２は、車両が接続地点に到達するときの速度が第２の速度（例えば0m/s）となるように走行計画を作成する。
［１］は、標準的な走行計画における車両の走行速度の推移の例を表す。［１］では、車両は、所定の地点まで第１の速度で走行し、所定の地点から第１の加速度（例えば-0.36m/s2）で速度を第１の速度から変更（減速）しつつ走行し、第２の速度で接続地点に到達するよう計画される。
作成部７３２は、第１の速度を第１の加速度で第２の速度に変更するのに要する時間（例えば16.7秒）を求め、その時間に車両が走行する距離Ｄ2（例えば50m）を求める。接続地点から距離Ｄ2の地点（地点Ｄ2）は、［１］における所定の地点に該当する。［１］において、接続地点に到達する到達予定時刻は、地点Ｄ0を走行していた時刻に、地点Ｄ0から地点Ｄ2までの走行時間（例えば5.0秒）と、地点Ｄ2から接続地点までの走行時間との合計（例えば21.7秒）を加えた時刻となる。以降、図８の説明においては走行時間を示すことにより到達予定時刻の説明に代える。
［２］は、到達予定時刻を標準的な走行計画における到達予定時刻よりも早い時刻に変更する走行計画における車両の走行速度の推移の例を表す。［２］では、車両は、所定の地点まで第１の速度で走行し、所定の地点から第１の加速度の絶対値よりも大きい絶対値を有する第２の加速度（例えば-0.5m/s2）で速度を第１の速度から変更（減速）しつつ走行し、第２の速度で接続地点に到達するよう計画される。
作成部７３２は、第１の速度を第２の加速度で第２の速度に変更するのに要する時間（例えば12.0秒）を求め、その時間に車両が走行する距離Ｄ3（例えば36m）を求める。接続地点から距離Ｄ3の地点（地点Ｄ3）は、［２］における所定の地点に該当する。［２］において、地点Ｄ0から接続地点までの走行時間は、地点Ｄ0から地点Ｄ3までの走行時間（例えば7.3秒）と、地点Ｄ3から接続地点までの走行時間との合計（例えば19.3秒）である。
［３］は、到達予定時刻を標準的な走行計画における到達予定時刻よりも遅い時刻に変更する走行計画における車両の走行速度の推移の第１の例を表す。［３］では、車両は、所定の地点まで第１の速度で走行し、所定の地点から第１の加速度の絶対値よりも小さい絶対値を有する第３の加速度（例えば-0.3m/s2）で速度を第１の速度から変更（減速）しつつ走行し、第２の速度で接続地点に到達するよう計画される。
作成部７３２は、第１の速度を第３の加速度で第２の速度に変更するのに要する時間（例えば20.0秒）を求め、その時間に車両が走行する距離Ｄ1（例えば60m）を求める。接続地点から距離Ｄ1の地点（地点Ｄ1）は、［３］における所定の地点に該当する。［３］において、地点Ｄ0から接続地点までの走行時間は、地点Ｄ0から地点Ｄ1までの走行時間（例えば3.3秒）と、地点Ｄ1から接続地点までの走行時間との合計（例えば23.3秒）である。
［４］は、到達予定時刻を標準的な走行計画における到達予定時刻よりも遅い時刻に変更する走行計画における車両の走行速度の推移の第２の例を表す。［４］では、車両は標準的な走行計画において速度変更が開始される地点Ｄ2から、第１の加速度の絶対値よりも大きい絶対値を有する第４の加速度（例えば-0.4m/s2）で第１の速度から変更（減速）しつつ、第１の速度よりも遅く第２の速度よりも速い第３の速度（例えば2m/s）となる所定の第１の地点まで走行する。その後、車両は、所定の第１の地点から所定の第２の地点まで第３の速度で走行し、所定の地点から接続地点まで、第４の加速度で速度を変更（減速）しつつ走行する。
作成部７３２は、第１の速度を第４の加速度で第３の速度に変更するのに要する時間（例えば10.0秒）を求め、その時間に車両が走行する距離（例えば40m）を求める。作成部７３２は、速度の変更を開始した地点Ｄ2の接続地点までの距離（例えば50m）から速度変更の間に車両が進んだ距離（例えば40m）を減ずることにより、接続地点から車両の速度が第３の速度となる地点までの距離Ｄ4を求める（例えば10m）。接続地点から距離Ｄ4の地点（地点Ｄ4）は、［４］における所定の第１の地点に該当する。
作成部７３２は、第３の速度を第４の加速度で第２の速度に変更するのに要する時間（例えば5.0秒）を求め、その時間に車両が走行する距離Ｄ5（例えば5m）を求める。接続地点から距離Ｄ5の地点（地点Ｄ5）は、［４］における所定の第２の地点に該当する。［４］において、地点Ｄ0から接続地点までの走行時間は、地点Ｄ0から地点Ｄ2までの走行時間（例えば5.0秒）と、地点Ｄ2から地点Ｄ4までの走行時間と、地点Ｄ4から地点Ｄ5までの走行時間（例えば2.5秒）と、地点Ｄ5から接続地点までの走行時間との合計（例えば22.5秒）である。
作成部７３２は、設定された到達予定時刻と現在時刻との差が所要時間となるように走行速度の推移を決定し、走行計画を作成する。
作成部７３２は、車両１の現在の状態（時刻t、距離d、速度v、加速度a）を所定の制約条件を満たす任意の状態（時刻t′、距離d′、速度v′、加速度a′）に変更するための走行計画を、以下の式に従い計算することができる。jerk（加加速度）、snap（加加加速度）、crackle（snapの変化度）が有限と仮定すると、以下の式に基づいて、現在の状態と、接続地点に到達するときの状態と、その状態遷移の所要時間（t′-t）とから、jerk、snap、crackleを求めることができる。作成部７３２は、求められたjerk、snap、crackleに従った走行計画を作成する。
Figure 0007616183000001
Figure 0007616183000002
Figure 0007616183000003
接続地点について回避時間範囲が特定されている場合、作成部７３２は、さらに、回避時間範囲内に接続地点に到達しないように走行計画を作成する。例えば、図５に示す接続地点の第２の例において、車線Ｌ２５から接続地点ＣＰ２に向かう車両の接続地点ＣＰ２への標準到達時刻および最早到達時刻が回避時間範囲に含まれ、最遅到達時間が進入時間範囲でも回避時間範囲でもない時間範囲に含まれるとする。この場合、作成部７３２は、到達予定時刻を、進入時間範囲でも回避時間範囲でもない時間範囲に含まれる時刻のうち最遅到達時間よりも早い時刻に設定する。
作成部７３２は、ＧＮＳＳ受信機５の出力する測位信号に示される車両１の現在位置から指定された目的地に至るよう作成された走行経路を予め取得してもよい。また、作成部７３２は、走行経路を、ストレージ装置６に保存された地図情報を参照し、ダイクストラ法といった所定の経路探索手法に従って予め作成してもよい。作成部７３２は、走行経路を参照することで接続地点から退出する車線を特定し、退出先の車線によって異なる進入時間範囲が設定された接続地点に適切に到達する走行計画を作成することができる。
作成部７３２は、作成した走行計画を、出力装置を介して出力してもよい。例えば、作成部７３２は、メーターディスプレイ４に、走行計画に関する情報を、運転者に視認可能に表示させる。走行計画に関する情報は、例えば、標準到達時刻に接続地点に到達する標準走行計画による車速と現在の走行計画による車速との差分を含む。このような情報を出力することで、運転者は、標準走行計画による挙動とは異なる挙動の理由を理解することができる。また、作成部７３２は、走行計画に関する情報として、接続地点までの距離、接続地点に設定された進入時間範囲、回避時間範囲等を出力させてもよい。
車両１が手動運転により走行している場合、運転者は、作成部７３２により出力される走行計画に関する情報に基づいて車両１の速度を制御することができる。
図３に戻り、後方車両検出部７３３は、車両１の後方の状況を表す周辺画像から、車両１の後方を走行する後方車両の有無を検出する。後方車両検出部７３３は、後方周辺カメラ２－２から通信インタフェース７１を介して後方データを受信する。後方車両検出部７３３は、後方車両を検出するように予め学習された識別器に受信した後方データを入力することにより、車両１の後方を走行する後方車両を検出する。
識別器は、例えば、YOLO（You Only Look Once）、SSD（Single Shot MultiBox Detector）といった、入力側から出力側に向けて直列に接続された複数の畳み込み層を有する畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）とすることができる。予め後方車両を含む多数の画像を教師データとして用いてＣＮＮに入力し、学習を行うことにより、ＣＮＮは画像から後方車両を検出する識別器として動作する。また、識別器には、サポートベクトルマシン（ＳＶＭ）、AdaBoostといった機械学習アルゴリズムが用いられてもよい。識別器をＳＶＭとする場合、後方データ上の様々な領域について、後方車両を含むか否かを識別するためのサポートベクトルを定めるようにＳＶＭが学習されることにより、ＳＶＭは後方車両を検出する識別器として動作する。
乗員検出部７３４は、車室内の状況を表す車室内データから、車両１の運転操作を実行可能な運転者とは異なる乗員の乗車の有無を検出する。乗員検出部７３４は、車室内カメラ３から通信インタフェース７１を介して車室内画像を受信する。乗員検出部７３４は、乗員を検出するように予め学習された識別器に受信した車室内画像を入力することにより、運転者とは異なる乗員の乗車の有無を検出する。識別器は、ＣＮＮまたはその他の機械学習アルゴリズムを用いることができる。
車両１が車室内センサとして着座センサを有している場合、乗員検出部７３４は、着座センサから通信インタフェース７１を介して受信するセンサ信号に基づいて乗員の有無を検出してもよい。
走行制御部７３５は、走行計画に従って車両１の少なくとも加減速制御を含む走行制御を実行する。走行制御部７３５は、走行計画に含まれる走行速度の推移に応じた車速で車両１が走行するように、通信インタフェース７１を介して車両１の走行機構（不図示）に制御信号を出力する。走行機構には、例えば車両１に動力を供給するエンジンまたはモータといった駆動源および車両１の走行速度を減少させるブレーキが含まれる。
走行制御部７３５は、接続地点に到達した後、他の車線から進入する車両が存在しないことを確認し、接続地点に進入するよう車両１の走行を制御する。
走行制御部７３５は、車両１の前方の状況を表す前方データから、接続地点に進入する他車両の有無を検出する。走行制御部７３５は、前方周辺カメラ２－１から通信インタフェース７１を介して前方データを受信する。走行制御部７３５は、他車両を検出するように予め学習された識別器に受信した前方データを入力することにより、接続地点に進入する他車両を検出する。識別器は、ＣＮＮまたはその他の機械学習アルゴリズムを用いることができる。
走行制御部７３５は、接続地点に進入する他車両が存在しない場合に接続地点に進入し、接続地点に進入する他車両が存在する場合に接続地点に進入せず停止するように、車両１の走行制御を実行する。走行制御部７３５は、駆動源およびブレーキに加え、車両１を操舵するステアリング機構を制御してもよい。
走行制御部７３５は、後方車両検出部７３３により後方車両が検出されていない場合、作成部７３２により作成された走行計画に従った走行制御を実行しなくてもよい。このとき、作成部７３２は、例えば標準到達時刻に接続地点に到達する標準的な走行計画に従った走行制御を実行する。
接続地点に設定される進入時間範囲は、接続地点への車両の進入が推奨される時間範囲を示すものであり、それ以外の時間における進入を禁止するものではない。接続地点に到達した車両は、そのときに他の車線から進入する車両が存在しなければ、接続地点への進入は可能である。走行計画に従った走行制御を実行せずに標準到達時刻に接続地点に到達すると、到達時刻から直後の進入時間範囲までの間に、接続地点に進入できる可能性がある一方で、接続地点の手前で不要な停止といった不自然な挙動を行う可能性もある。このような車両の挙動は、後方車両に不審な印象を与え得るため、走行計画に従った走行制御を実行しないこととするのは、後方車両が検出されない場合とすることが好ましい。
走行制御部７３５は、乗員検出部７３４により運転者とは異なる乗員が検出されていない場合、作成部７３２により作成された走行計画に従った走行制御を実行しなくてもよい。
走行計画に従った走行制御を実行せずに標準到達時刻に接続地点に到達したときに生じ得る車両の不自然な挙動は、運転者以外の乗員に不審な印象を与え得る。そのため、走行計画に従った走行制御を実行しないこととするのは、運転者以外の乗員が検出されない場合とすることが好ましい。
走行制御部７３５は、特定部７３１により接続地点が一時停止接続地点である場合、作成部７３２により作成された走行計画に従った走行制御を実行しなくてもよい。
一時停止接続地点では、進入時間範囲内に到達したとしても一時停止なく接続地点に進入することができない。すなわち、一時停止接続地点では、走行計画に従った走行制御によっても接続地点の円滑な走行が実現できない。そのため、走行計画に従った走行制御を実行せずに標準到達時刻に接続地点に到達する方が、早く接続地点に進入できる可能性があり、好ましい。
図５は、走行計画作成処理のフローチャートである。走行計画作成装置７のプロセッサ７３は、車両１から接続地点までの間隔が所定の間隔閾値を下回った場合に、以下に記載する走行計画作成処理を実行する。
まず、走行計画作成装置７のプロセッサ７３の特定部７３１は、車両１の走行している走行車線の前方で走行車線とは異なる他車線と接続される接続地点について、進入時間範囲を特定する（ステップＳ１）。
続いて、プロセッサ７３の作成部７３２は、進入時間範囲内に接続地点に到達するように、車両１の現在位置から接続地点までの車両１の走行速度の推移を含む走行計画を作成し（ステップＳ２）、走行計画作成処理を終了する。
このように走行計画作成処理を実行することにより、車線の接続地点を円滑に走行するための走行計画を作成することができる。
変形例によれば、接続地点に関する情報は、各接続地点の周辺に設置された情報提供器から提供されてもよい。情報提供器は、例えば、接続地点に関する情報を埋め込まれた２次元バーコードが記載された掲示板である。２次元バーコードには、設置位置の前方にある接続地点の位置を特定する情報（例えば設置位置からの距離、緯度および経度など）と、２次元バーコードの設置された車線から特定された接続地点に進入するときの進入時間範囲を示す情報とが埋め込まれている。
例えば、図４（ａ）に示す接続地点ＣＰ１について、車線Ｌ１１における接続地点ＣＰ１の手前に設置される２次元バーコードには、車線Ｌ１１から進入して車線Ｌ１４、Ｌ１６、Ｌ１８に退出する場合の進入時間範囲が埋め込まれる。
２次元バーコードには、進入時間範囲を示す情報に加えて、回避時間範囲を示す情報も埋め込まれていてよい。
この変形例において、特定部７３１は、周辺カメラ２により生成され、２次元バーコードが表された周辺データから２次元バーコードをデコードすることにより、走行車線の前方の接続地点を特定し、当該接続地点についての進入時間範囲を特定する。
当業者は、本開示の精神および範囲から外れることなく、種々の変更、置換および修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
１ 車両
７ 走行計画作成装置
７３１ 特定部
７３２ 作成部
７３３ 後方車両検出部
７３４ 乗員検出部
７３５ 走行制御部

Claims (9)

  1. 車両の走行している走行車線が前記車両の前方で前記走行車線とは異なる他車線と接続される接続地点について、前記走行車線から前記接続地点への前記車両の進入が推奨される時間範囲を示す進入時間範囲を特定する特定部と、
    前記進入時間範囲内に前記接続地点に到達するように、前記車両の現在位置から前記接続地点までの前記車両の走行速度の推移を含む走行計画を作成する作成部と、
    を備え、
    前記特定部は、前記車両の進入を制御する信号機の設置されていない前記接続地点を特定し、当該接続地点について前記進入時間範囲を特定する走行計画作成装置。
  2. 車両の走行している走行車線が前記車両の前方で前記走行車線とは異なる他車線と接続される接続地点について、前記走行車線から前記接続地点への前記車両の進入が推奨される時間範囲を示す進入時間範囲を特定する特定部と、
    前記進入時間範囲内に前記接続地点に到達するように、前記車両の現在位置から前記接続地点までの前記車両の走行速度の推移を含む走行計画を作成する作成部と、
    を備え、
    前記特定部は、前記接続地点に接続される車線ごとの前記進入時間範囲を予め保存する前記車両に搭載されたストレージ装置を参照し、前記車両の現在位置および進行方向に基づいて前記接続地点に接続される車線を特定することで、前記進入時間範囲を特定する走行計画作成装置。
  3. 車両の走行している走行車線が前記車両の前方で前記走行車線とは異なる他車線と接続される接続地点について、前記走行車線から前記接続地点への前記車両の進入が推奨される時間範囲を示す進入時間範囲を特定する特定部と、
    前記進入時間範囲内に前記接続地点に到達するように、前記車両の現在位置から前記接続地点までの前記車両の走行速度の推移を含む走行計画を作成する作成部と、
    前記走行計画に従って前記車両の少なくとも加減速の制御を含む走行制御を実行する走行制御部と、
    前記車両の後方の状況を表す後方データから、前記車両の後方を走行する後方車両の有無を検出する後方車両検出部と、
    を備え、
    前記走行制御部は、前記後方車両がない場合は前記走行計画に従った走行制御を実行しない走行計画作成装置。
  4. 車両の走行している走行車線が前記車両の前方で前記走行車線とは異なる他車線と接続される接続地点について、前記走行車線から前記接続地点への前記車両の進入が推奨される時間範囲を示す進入時間範囲を特定する特定部と、
    前記進入時間範囲内に前記接続地点に到達するように、前記車両の現在位置から前記接続地点までの前記車両の走行速度の推移を含む走行計画を作成する作成部と、
    前記走行計画に従って前記車両の少なくとも加減速の制御を含む走行制御を実行する走行制御部と、
    前記車両の車室内の状況を表す車室内データから、前記車両の運転操作を実行可能な運転者とは異なる乗員の乗車の有無を検出する乗員検出部と、
    を備え、
    前記走行制御部は、前記運転者以外の乗員が乗車していない場合は前記走行計画に従った走行制御を実行しない走行計画作成装置。
  5. 車両の走行している走行車線が前記車両の前方で前記走行車線とは異なる他車線と接続される接続地点について、前記走行車線から前記接続地点への前記車両の進入が推奨される時間範囲を示す進入時間範囲を特定する特定部と、
    前記進入時間範囲内に前記接続地点に到達するように、前記車両の現在位置から前記接続地点までの前記車両の走行速度の推移を含む走行計画を作成する作成部と、
    前記走行計画に従って前記車両の少なくとも加減速の制御を含む走行制御を実行する走行制御部と、
    を備え、
    前記特定部は、前記接続地点が、前記走行車線から進入する前に一時停止することが求められる一時停止接続地点であるか否かをさらに特定し、
    前記走行制御部は、前記接続地点が前記一時停止接続地点である場合は前記走行計画に従った走行制御を実行しない、
    走行計画作成装置。
  6. 前記進入時間範囲は、所定の時刻から繰り返される所定の周期において、前記周期の始期からの経過時間により定義される時間範囲である、請求項１－５のいずれか一項に記載の走行計画作成装置。
  7. 前記特定部は、前記接続地点について、前記走行車線から前記接続地点への前記車両の進入の回避が推奨される時間範囲を示す回避時間範囲をさらに特定し、
    前記作成部は、前記回避時間範囲内に前記接続地点に到達しないように前記走行計画を作成する、
    請求項１－５のいずれか一項に記載の走行計画作成装置。
  8. 車両の走行計画を作成する走行計画作成装置が、
    前記車両の走行している走行車線が前記車両の前方で前記走行車線とは異なる他車線と接続される接続地点について、前記走行車線から前記接続地点への前記車両の進入が推奨される時間範囲を示す進入時間範囲を特定し、
    前記進入時間範囲内に前記接続地点に到達するように、前記車両の現在位置から前記接続地点までの前記車両の走行速度の推移を含む前記走行計画を作成し、
    前記特定において、前記車両の進入を制御する信号機の設置されていない前記接続地点を特定し、当該接続地点について前記進入時間範囲を特定する、
    ことを含む走行計画作成方法。
  9. 車両の走行している走行車線が前記車両の前方で前記走行車線とは異なる他車線と接続される接続地点について、前記走行車線から前記接続地点への前記車両の進入が推奨される時間範囲を示す進入時間範囲を特定することと、
    前記進入時間範囲内に前記接続地点に到達するように、前記車両の現在位置から前記接続地点までの前記車両の走行速度の推移を含む走行計画を作成することと、
    を前記車両に搭載されたコンピュータに実行させ、
    前記特定することは、前記車両の進入を制御する信号機の設置されていない前記接続地点を特定し、当該接続地点について前記進入時間範囲を特定することを含む走行計画作成用コンピュータプログラム。
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