(57)【要約】【課題】車載カメラの視野を出来る限り確保できる隊列の走行順序を決定できる隊列走行制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】対象物を認識するためのカメラ４を搭載した複数の車両が隊列で走行するための走行順序を決定する隊列走行制御装置１であって、隊列走行の対象車両毎に前方車両の車高、カメラの高さ位置、隊列走行中の目標車間距離に基づいて前方車両の車高に対するカメラの仰角を算出する仰角算出手段６ａと、隊列走行の対象車両毎に対象物の高さ、カメラの高さ位置、対象物までの距離に基づいてカメラで対象物を認識するために必要な仰角許容値を算出する仰角許容値算出手段６ｂと、隊列走行の対象車両毎の前方車両となる各車両に対する仰角と隊列走行の対象車両毎の仰角許容値に基づいて隊列走行の走行順序を決定する走行順序決定手段６ｃとを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2014157489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を認識するためのカメラを搭載した複数の車両が隊列で走行するための走行順序を決定する隊列走行制御装置であって、
隊列走行の対象車両毎に、前方車両の車高、カメラの高さ位置、隊列走行中の目標車間距離に基づいて前記前方車両の車高に対する前記カメラの仰角を算出する仰角算出手段と、
前記仰角算出手段で算出した隊列走行の対象車両毎の前方車両となる各車両に対する仰角に基づいて隊列走行の走行順序を決定する走行順序決定手段と、
を備えることを特徴とする隊列走行制御装置。
【請求項２】
隊列走行の対象車両毎に、対象物の高さ、カメラの高さ位置、対象物までの距離に基づいて前記カメラで前記対象物を認識するために必要な仰角許容値を算出する仰角許容値算出手段を備え、
前記走行順序決定手段は、前記仰角算出手段で算出した隊列走行の対象車両毎の前方車両となる各車両に対する仰角と前記仰角許容値算出手段で算出した隊列走行の対象車両毎の仰角許容値に基づいて隊列走行の走行順序を決定することを特徴とする請求項１に記載の隊列走行制御装置。
【請求項３】
前記仰角算出手段で算出した隊列走行の対象車両毎の前方車両となる各車両に対する仰角と前記仰角許容値算出手段で算出した隊列走行の対象車両毎の仰角許容値とを比較し、仰角が仰角許容値より小さくなる車両の組み合わせを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出した各組み合わせの中で各車両に対して前方車両となることができる候補前方車両台数を取得する候補台数取得手段と、
を備え、
前記走行順序決定手段は、前記候補台数取得手段で取得した各車両についての候補前方車両台数を用いて、候補前方車両台数が少ない車両ほど隊列の前方になるように走行順序を決定することを特徴とする請求項２に記載の隊列走行制御装置。
【請求項４】
前記走行順序決定手段は、候補前方車両台数が同じ車両が複数台ある場合、当該複数台の車両については仰角の大きい車両ほど前方になるように走行順序を決定することを特徴とする請求項３に記載の隊列走行制御装置。
【請求項５】
前記走行順序決定手段は、仰角が同じ場合、当該仰角が同じ車両については車高が高い車両ほど前方になるように走行順序を決定することを特徴とする請求項４に記載の隊列走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を認識するためのカメラを搭載した複数の車両が隊列で走行するための走行順序を決定する隊列走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の車両を隊列で走行させる場合、隊列内での走行順序が重要であり、この走行順序を決定する方法が各種提案されている。例えば、特許文献１には、緊急停止時であっても追突することなく安全に停止できるように制動距離が長い車両から順に並ぶように走行順序を決定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２９３８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、車両周辺の各種対象物を認識するためにカメラを搭載した車両が増加している。このようにカメラを搭載した車両で隊列走行する場合、隊列の走行順序によっては前方車両によって後方車両のカメラの視野が遮られ、対象物を認識できないことがある。特許文献１に記載のように制動距離が長い車両順に走行順序を決定した場合、通常、制動距離の長い車両では早めに制動を開始するので、制動タイミングの早い車両順に並ぶことになる。そのため、前方車両ほど早く制動を開始し、前方車両と後方車両との車間距離が短くなる。その結果、後方車両が前方車両に近づき、前方車両によって後方車両のカメラの視野が狭くなり、対象物を認識できなくなることがある。
【０００５】
そこで、本発明は、車載カメラの視野を出来る限り確保できる隊列の走行順序を決定できる隊列走行制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る隊列走行制御装置は、対象物を認識するためのカメラを搭載した複数の車両が隊列で走行するための走行順序を決定する隊列走行制御装置であって、隊列走行の対象車両毎に、前方車両の車高、カメラの高さ位置、隊列走行中の目標車間距離に基づいて前方車両の車高に対するカメラの仰角を算出する仰角算出手段と、仰角算出手段で算出した隊列走行の対象車両毎の前方車両となる各車両に対する仰角に基づいて隊列走行の走行順序を決定する走行順序決定手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この隊列走行制御装置では、隊列走行の対象車両毎に、前方車両の車高、対象車両（後方車両）に搭載されるカメラの高さ位置、隊列走行中の目標車間距離（前方車両と後方車両との車間距離）に基づいて、前方車両の車高に対する対象車両の仰角を算出する。仰角以下の角度では、カメラの視野が前方車両で遮られ、対象物を認識できない。仰角を超える角度では、カメラの視野が確保され、対象物を認識できる。したがって、仰角が小さいほど、対象物を認識できる視野を広く確保できる。隊列走行の任意の対象車両（後方車両となる車両）についての仰角は、隊列走行の対象の他の全ての車両（前方車両となる車両）とした場合の前方車両の車高に対する仰角がそれぞれ算出される。そして、隊列走行制御装置では、隊列走行の各対象車両についての前方車両となる他の全ての車両に対する仰角をそれぞれ比較し、隊列走行の走行順序を決定する。仰角は、前方車両の車高と後方車両のカメラの高さ位置が考慮された値であるので、前方車両に対する後方車両のカメラの視野を最も反映したパラメータである。したがって、隊列走行の対象車両において前方車両と後方車両との各組み合わせの仰角を比較することにより、前方車両に対して後方車両のカメラで出来る限り広く視野を確保できる走行順序を決定することができる。このように、隊列走行制御装置は、隊列走行の各対象車両（後方車両）についての他の全ての車両（前方車両）に対する仰角を用いて隊列の走行順序を決定することにより、後方車両となる車両のカメラの視野を前方車両となる車両に対して出来る限り広く確保できる走行順序を決定できる。その結果、後方車両となる車両のカメラを用いて対象物を出来る限り認識できる走行順序となる。
【０００８】
本発明の上記隊列走行制御装置では、隊列走行の対象車両毎に、対象物の高さ、カメラの高さ位置、対象物までの距離に基づいてカメラで対象物を認識するために必要な仰角許容値を算出する仰角許容値算出手段を備え、走行順序決定手段は、仰角算出手段で算出した隊列走行の対象車両毎の前方車両となる各車両に対する仰角と仰角許容値算出手段で算出した隊列走行の対象車両毎の仰角許容値に基づいて隊列走行の走行順序を決定すると好適である。
【０００９】
この隊列走行制御装置では、隊列走行の対象車両毎に、カメラを用いて認識したい対象物の高さ、カメラの高さ位置、対象物までの距離に基づいて仰角許容値を算出する。仰角許容値は、カメラで対象物を認識するために必要な仰角である。したがって、車両Ａを前方車両とし、車両Ｂを後方車両とした場合、車両Ｂの車両Ａの車高に対する仰角が車両Ｂの対象物に対する仰角許容値より小さいと車両Ｂのカメラを用いて対象物を認識でき（カメラで対象物を撮像でき）、車両Ｂの車両Ａの車高に対する仰角が車両Ｂの対象物に対する仰角許容値以上であると車両Ｂのカメラを用いて対象物を認識できない（カメラで対象物を撮像できない）。そこで、隊列走行制御装置では、隊列走行の各対象車両についての前方車両となる他の全ての車両に対する仰角と隊列走行の各対象車両についての仰角許容値とをそれぞれ比較し、隊列走行の走行順序を決定する。前方車両と後方車両との各組み合わせの仰角とその後方車両の対象物に対する仰角許容値とをそれぞれ比較することによって、各組み合わせの走行順序のときに後方車両のカメラを用いて対象物を認識できるか否か（カメラで対象物を撮像できるか否か）を判定できる。その結果、後方車両のカメラを用いて対象物を出来る限る認識できる走行順序を決定することができる。このように、隊列走行制御装置は、隊列走行の各対象車両（後方車両）についての他の全ての車両（前方車両）に対する仰角と隊列走行の各対象車両についての対象物に対する仰角許容値を用いて隊列の走行順序を決定することにより、後方車両となる車両のカメラを用いて対象物を出来る限り認識できる走行順序を決定できる。
【００１０】
本発明の上記隊列走行制御装置では、仰角算出手段で算出した隊列走行の対象車両毎の前方車両となる各車両に対する仰角と仰角許容値算出手段で算出した隊列走行の対象車両毎の仰角許容値とを比較し、仰角が仰角許容値より小さくなる車両の組み合わせを抽出する抽出手段と、抽出手段で抽出した各組み合わせの中で各車両に対して前方車両となることができる候補前方車両台数を取得する候補台数取得手段とを備え、走行順序決定手段は、候補台数取得手段で取得した各車両についての候補前方車両台数を用いて、候補前方車両台数が少ない車両ほど隊列の前方になるように走行順序を決定する構成としてもよい。
【００１１】
この隊列走行制御装置では、隊列走行の各対象車両についての前方車両となる他の全ての車両に対する仰角と隊列走行の各対象車両についての仰角許容値とをそれぞれ比較し、仰角が仰角許容値より小さくなる車両の組み合わせを抽出する。前方車両と後方車両とのある組み合わせで、後方車両の前方車両に対する仰角が後方車両の対象物に対する仰角許容値より小さくなる場合、その組み合わせでは後方車両のカメラを用いて対象物を認識できる。したがって、ここで抽出される組み合わせは、後方車両のカメラを用いて対象物を確実に認識できる組み合わせである。隊列走行制御装置では、抽出した各組み合わせの中で各車両に対して前方車両となることができる候補前方車両台数を取得する。候補前方車両台数は、ある車両を後方車両とした場合にその後方車両の仰角が仰角許容値よりも小さくなる前方車両の台数である。したがって、候補前方車両台数が少ないほど前方に配置できる車両が少ない。そこで、隊列走行制御装置では、各車両についての候補前方車両台数を用いて、候補前方車両台数が少ない車両ほど隊列の前方に（候補前方車両台数が多い車両ほど隊列の後方に）なるように走行順序を決定する。このように、隊列走行制御装置は、仰角が仰角許容値より小さくなる車両の組み合わせの中で候補前方車両台数が少ない車両ほど隊列の前方になるように走行順序を決定することにより、カメラを用いて対象物を認識できる走行順序を簡単に決定できる。
【００１２】
本発明の上記隊列走行制御装置では、走行順序決定手段は、候補前方車両台数が同じ車両が複数台ある場合、当該複数台の車両については仰角の大きい車両ほど前方になるように走行順序を決定すると好適である。
【００１３】
カメラの仰角が大きいほど、前方車両で視野が遮られ、対象物を認識できる視野が狭くなる。そこで、この隊列走行制御装置では、候補前方車両台数が同じ車両が複数台ある場合、その複数台の車両の中で仰角の大きい車両ほど前方になるように走行順序を決定する。このように、隊列走行制御装置は、候補前方車両台数が同じ場合には仰角の大きい車両ほど前方になるように走行順序を決定することにより、候補前方車両台数が同じ車両の中でカメラの視野を出来る限り広く確保できる走行順序を決定できる（ひいては、カメラを用いて対象物を出来る限り認識できる走行順序を決定できる）。
【００１４】
本発明の上記隊列走行制御装置では、走行順序決定手段は、仰角が同じ場合、当該仰角が同じ車両については車高が高い車両ほど前方になるように走行順序を決定すると好適である。
【００１５】
仰角が同じ場合、どちらの車両を前方にしても、同様の視野を確保できる。同様の視野を確保できるのであれば、車高の低い車両を後方にしておいたほうが、それより後方に配置させる車両に対してカメラの視野を広く確保し易くなる。そこで、この隊列走行制御装置では、仰角が同じ場合、その仰角が同じ車両の中で車高が高い車両ほど前方に（車高が低い車両ほど後方に）なるように走行順序を決定する。このように、隊列走行制御装置は、仰角が同じ場合には車高が高い車両ほど前方になるように走行順序を決定することにより、それより後方の車両のカメラの視野を出来る限り広く確保できる走行順序を決定できる（ひいては、カメラを用いて対象物を出来る限り認識できる走行順序を決定できる）。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、隊列走行の各対象車両（後方車両）についての他の全ての車両（前方車両）に対する仰角を用いて隊列の走行順序を決定することにより、後方車両となる車両のカメラの視野を前方車両となる車両に対して出来る限り広く確保できる走行順序を決定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る隊列走行制御装置の構成図である。
【図２】図１の仰角算出機能の説明図である。
【図３】図１の仰角許容値算出機能の説明図である。
【図４】図１の最適隊列順序決定機能の説明図である。
【図５】隊列走行の対象車両の一例（隊列順序決定前）である。
【図６】図５の例での隊列順序決定マトリクスであり、（ａ）が全ての車両組み合わせでの仰角を示したマトリクスであり、（ｂ）が仰角許容値θｍａｘを満たす車両組み合わせでの仰角だけを示したマトリクスであり、（ｃ）が候補前方車両台数も示したマトリクスである。
【図７】図１の車両情報演算ＥＣＵにおける隊列順序決定処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る隊列走行制御装置の実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
本実施の形態では、本発明に係る隊列走行制御装置を、車車間通信可能でありかつ周辺認識用のカメラを備える車両に搭載される隊列走行制御装置に適用する。本実施の形態では、隊列走行の対象となる車両は車車間通信可能な範囲内に存在する同一車線を走行している車両とする。本実施の形態に係る隊列走行制御装置は、車車間通信で各車両の情報を取得し、各車両の情報を用いて隊列の走行順序（以下、隊列順序と記載）を決定し、決定した隊列順序で走行させる。
【００２０】
なお、本実施の形態では、各車両が、走行中の周辺に存在する対象物をカメラを用いて認識し、その対象物を用いて車両位置のキャリブレーションを行っている。したがって、その対象物を認識できないと、車両位置のキャリブレーションができない。そこで、各車両では、カメラを用いてキャリブレーション用の対象物を認識する。キャリブレーション用の対象物としては、位置情報が予め分っている固定の物体であり、例えば、案内標識、道路標識、キロポストがある。なお、カメラを用いて認識する対象物は、キャリブレーション用の物体以外の物体でもよく、また、固定の物体以外の移動物体でもよい。
【００２１】
また、本実施の形態では、隊列走行の対象車両の中で１台のリーダ車が存在し、そのリーダ車で隊列順序を決定し、リーダ車から決定した隊列順序を車車間通信で他の車両に配信する。リーダ車としては、例えば、隊列走行の対象車両の中で車高が最も高い車両、カメラ高さが最も高い車両、ＥＣＵの処理能力が最も高い車両とする。なお、リーダ車を設けずに、隊列走行の全ての対象車両で同様の処理で隊列順序を決定するようにしてもよい。
【００２２】
図１〜図４を参照して、本実施の形態に係る隊列走行制御装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る隊列走行制御装置の構成図である。図２は、図１の仰角算出機能の説明図である。図３は、図１の仰角許容値算出機能の説明図である。図４は、図１の最適隊列順序決定機能の説明図である。
【００２３】
隊列走行制御装置１は、隊列走行の各対象車両でカメラを用いて対象物を認識できるように、隊列順序を決定する。そのために、隊列走行制御装置１では、隊列走行の対象車両から車高やカメラ高さ等の情報を取得し、隊列走行の各対象車両についての他の対象車両をそれぞれ前方車両にした場合の仰角と各対象車両についての対象物を認識するために必要な仰角許容値を用いて、各対象車両のカメラの視野を出来る限り広く確保できる走行順序を決定し、各対象車両のカメラを用いて対象物を認識できる走行順序を得る。
【００２４】
隊列走行制御装置１は、ナビゲーションシステム２、車車間通信機３、カメラ４、画像認識システム５、車両情報演算ＥＣＵ[Electronic Control Unit]６（仰角算出機能６ａ、仰角許容値算出機能６ｂ、最適隊列順序決定機能６ｃ）、車両制御ＥＣＵ７を備えている。なお、リーダ車でのみ隊列順序を決定する場合、リーダ車以外の車両は車両情報演算ＥＣＵ６を備えない。リーダ車がなく、隊列走行の全ての対象車両で隊列順序を決定する場合、全ての車両が車両情報演算ＥＣＵ６を備えている。
【００２５】
なお、本実施の形態では、仰角算出機能６ａが特許請求の範囲に記載の仰角算出手段に相当し、仰角許容値算出機能６ｂが特許請求の範囲に記載の仰角許容値算出手段に相当し、最適隊列順序決定機能６ｃが特許請求の範囲に記載の走行順序決定手段、抽出手段及び候補台数取得手段に相当する。
【００２６】
ナビゲーションシステム２は、自車両の現在位置の検出及び目的地までの経路案内等を行うシステムである。特に、ナビゲーションシステム２は、車両データベース２ａを有している。車両データベース２ａには、自車両の各種情報が格納されており、少なくとも自車両の車高Ｈｖ、カメラ４が取り付けられている高さＨｃ、隊列走行中の目標車間距離Ｄ（一定の車間距離）の情報が格納されている。目標車間距離は、１つの距離だけでもよいし、あるいは、車速に応じた複数の各距離でもよい。カメラ高さＨｃは、図２に示すように、道路面からカメラ４の光軸（レンズの中心）までの距離である。ナビゲーションシステム２では、車両データベース２ａに格納されている車高Ｈｖ、カメラ高さＨｃ、隊列走行中の目標車間距離Ｄを読み出し、その各情報を車両情報信号として車両情報演算ＥＣＵ６に送信する。なお、ナビゲーションシステム２を備えない車両の場合、車両データベース２ａを車両情報演算ＥＣＵ６内に持っていてもよいし、上記の各情報を車両情報演算ＥＣＵ６内の所定の記憶領域に記憶させておいてもよい。
【００２７】
車車間通信機３は、通信アンテナなどを備えており、車両同士で通信するための無線通信機である。車車間通信機３では、通信アンテナで所定距離以内（車車間通信可能な範囲内）に存在する他車両に対して自車両からの車車間信号を送信するとともに、所定距離以内に存在する他車両からの車車間信号を受信する。車車間通信機３では、通信アンテナで受信した他車両からの車車間信号を復調し、その復調した他車両の情報を車車間受信信号として車両情報演算ＥＣＵ６等に送信する。また、車車間通信機３では、車両情報演算ＥＣＵ６等から入力した各種情報を変調し、その変調した情報からなる車車間信号を通信アンテナから配信する。この車車間通信で送受信する車両の情報としては、少なくとも車両ＩＤ、車高Ｈｖ、カメラ高さＨｃがある。車両ＩＤは、各車両を識別するために各車両にそれぞれ割り振られている。特に、リーダ車両の場合、車車間通信で送信する情報として、決定した隊列順序の情報がある。なお、リーダ車両が存在する場合、リーダ車以外の車両は、車両情報演算ＥＣＵ６がないので、車両制御ＥＣＵ７等とのやりとりとなる。
【００２８】
カメラ４は、ＣＣＤ[Charge Coupled Device]、ＣＭＯＳ[Complementary Metal Oxide Semiconductor]などを用いた自車両前方を撮像するカメラである。カメラ４は、自車両の前側の中央の所定の高さ位置に取り付けられる。この取り付け高さＨｃは、上記したように車両データベース２ａに格納されている。カメラ４では、一定時間毎に、自車両前方を撮像し、その撮像した画像データを画像信号として画像認識システム５に送信する。
【００２９】
画像認識システム５は、カメラ４で撮像した画像から対象物を認識するシステムである。対象物を認識する方法は、従来の周知の方法を適用する。認識対象の対象物としては、少なくとも上記したキャリブレーション用の固定の物体である。この対象物に関する情報として、少なくとも対象物までの距離Ｄｏと高さＨｏの情報である。対象物までの距離Ｄｏは、図３に示すように、カメラ４から対象物Ｏまでの道路面に平行した距離である。対象物の高さＨｏは、図３に示すように、道路面から対象物Ｏの上端までの高さである。画像認識システム５では、カメラ４から画像信号を受信する毎に、その画像を用いて対象物認識を行い、対象物を認識できた場合には対象物に関する情報を算出し、対象物の認識結果や対象物が認識できた場合には対象物の情報からなる対象物認識信号を車両情報演算ＥＣＵ６やキャリブレーションを行うＥＣＵ（図示せず）等に送信する。なお、リーダ車両が存在する場合、リーダ車以外の車両は、車両情報演算ＥＣＵ６がないので、車両情報演算ＥＣＵ６以外に対象物認識信号が送信される。
【００３０】
車両情報演算ＥＣＵ６は、ＣＰＵ[CentralProcessing Unit]、ＲＯＭ[ReadOnly Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等からなる電子制御ユニットであり、隊列順序を決定する。車両情報演算ＥＣＵ６では、ＲＯＭに記憶されている各種プログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、仰角算出機能６ａ、仰角許容値算出機能６ｂ、最適隊列順序決定機能６ｃでの各処理を行う。車両情報演算ＥＣＵ６では、ナビゲーションシステム２からの車両情報信号を受信し、自車両の車高Ｈｖとカメラ高さＨｃ及び目標車間距離Ｄを取得する。また、車両情報演算ＥＣＵ６では、車車間通信機３からの各他車両についての車車間受信信号をそれぞれ受信し、隊列走行の他の全ての対象車両（車両ＩＤ）についての車高Ｈｖとカメラ高さＨｃを取得する。また、車両情報演算ＥＣＵ６では、画像認識システム５からの対象物認識信号を受信し、対象物までの距離Ｄｏと高さＨｏを取得する。
【００３１】
仰角算出機能６ａでは、図２に示すように、隊列走行の対象車両（後方車両ＶＲとする車両）毎に、隊列走行の他の対象車両それぞれを前方車両ＶＦとした場合のその前方車両ＶＦの車高Ｈｖに対する後方車両ＶＲの仰角θを算出する。この算出方法としては、前方車両ＶＦの車高Ｈｖ、後方車両ＶＲのカメラ４の高さＨｃ、目標車間距離（一定車間距離）Ｄを用いて、式（１）により仰角θを算出する。仰角θは、前方車両ＶＦの車高Ｈｖと後方車両ＶＲのカメラ４の高さＨｃが考慮された値であるので、前方車両ＶＦに対する後方車両ＶＲのカメラ４の視野を最も反映したパラメータである。仰角θ以下の角度では、後方車両ＶＲのカメラ４の視野が前方車両ＶＦで遮られ、対象物を認識できない。仰角θを超える角度では、後方車両ＶＲのカメラ４の視野が確保され、対象物を認識できる。したがって、仰角θが小さいほど、対象物を認識できる視野を広く確保できる。ちなみに、仰角θがマイナス値になった場合、カメラ４の光軸より下側の視野も確保される。
【数１】
2014157489.tif 000003
【００３２】
仰角許容値算出機能６ｂでは、図３に示すように、隊列走行の対象車両Ｖ毎に、対象物Ｏを認識するために必要な仰角許容値θｍａｘ（対象物Ｏを認識できる最大角度）を算出する。この算出方法としては、対象物Ｏの高さＨｏ、車両Ｖのカメラ４の高さＨｃ、対象物Ｏまでの距離Ｄｏを用いて、式（２）により仰角許容値θｍａｘを算出する。仰角許容値θｍａｘはカメラ４で対象物Ｏを認識するために必要な仰角であるので、この仰角許容値θｍａｘよりも仰角θが大きいとカメラ４で撮像された画像には対象物Ｏが映らない（対象物Ｏは前方車両で隠される）。なお、仰角許容値算出機能６ｂで用いる対象物Ｏの高さＨｏや対象物Ｏまでの距離Ｄｏについては、キャリブレーション用の固定の物体の場合には予め分っている情報であるので、その情報をデータベース等に予め格納しておき、その情報を用いてもよい。
【数２】
2014157489.tif 000004
【００３３】
最適隊列順序決定機能６ｃでは、隊列走行の対象車両の中から２台の車両の組み合わせを順次抽出する。そして、最適隊列順序決定機能６ｃでは、抽出した組み合わせ毎に、２台の車両のうちの一方の車両を後方車両とし、他方の車両を前方車両とした場合の一方の車両の他方の車両に対する仰角θと一方の車両の仰角許容値θｍａｘを用いて仰角θが仰角許容値θｍａｘを満たす（θ＜θｍａｘ）か否かを判定するとともに、２台の車両のうちの他方の車両を後方車両とし、一方の車両を前方車両とした場合の他方の車両の一方の車両に対する仰角θと他方の車両の仰角許容値θｍａｘを用いて仰角θが仰角許容値θｍａｘを満たすか否かを判定し、この条件を満たす組み合わせを抽出する。２台の任意の組み合わせで、それぞれの車両を前方車両及び後方車両として、後方車両の前方車両に対する仰角θが後方車両の対象物Ｏに対する仰角許容値θｍａｘより小さくなる場合、その組み合わせではそれぞれ後方車両とした場合にカメラ４を用いて対象物を認識できる。したがって、ここで抽出される組み合わせは、後方車両のカメラ４で対象物Ｏを確実に認識できる組み合わせである。
【００３４】
図４に示す例の場合、車両ＶＡと車両ＶＢの組み合わせが抽出され、車両ＶＢを後方車両とし、車両ＶＡを前方車両とした場合の車両ＶＢの車両ＶＡに対する仰角θＢが車両ＶＢの仰角許容値θｍａｘＢを満たし（図４（ａ））、かつ、車両ＶＡを後方車両とし、車両ＶＢを前方車両とした場合の車両ＶＡの車両ＶＢに対する仰角θＡが車両ＶＡの仰角許容値θｍａｘＡを満たす（図４（ｂ））。したがって、この２台の車両ＶＡと車両ＶＢの組み合わせは、条件を満たす組み合わせとして抽出される。
【００３５】
仰角θが仰角許容値θｍａｘを満たす２台の車両の組み合わせを全て抽出した場合、最適隊列順序決定機能６ｃでは、抽出した各組み合わせの中で、各車両に対して前方車両になることができる候補前方車両台数を求める。候補前方車両台数は、ある車両を後方車両とした場合に他の車両を前方車両としたとすると仰角θが仰角許容値θｍａｘよりも小さくなる前方車両の台数である。したがって、候補前方車両台数が少ないほど前方に配置できる車両が少なく、候補前方車両台数が多いほど前方に配置できる車両が多い。そこで、最適隊列順序決定機能６ｃでは、各車両についての候補前方車両台数を用いて、候補前方車両台数が少ない車両ほど隊列の前方に（補前方車両台数が多い車両ほど隊列の後方に）なるように隊列順序を決定する。
【００３６】
候補前方車両台数が同じ車両が複数台存在する場合、最適隊列順序決定機能６ｃでは、その複数台の各車両について、その車両の候補前方車両それぞれに対する各仰角θの中で最大値を選択する。そして、最適隊列順序決定機能６ｃでは、その複数台の車両の仰角θの最大値を比較し、仰角θの最大値が大きい車両ほど前方に（仰角θの最大値が小さい車両ほど後方に）なるように隊列順序を決定する。仰角θが小さいほど対象物Ｏを認識できる視野を広く確保でき、仰角θが大きいほど対象物Ｏを認識できる視野が狭くなるので、仰角θの最大値が大きい車両ほど前方に配置する。図４に示す例の場合、車両ＶＡと車両ＶＢの候補前方車両台数が共に１台だったとすると（車両ＶＡの候補前方車両は車両ＶＢであり、車両ＶＢの候補前方車両は車両ＶＡであった）、車両ＶＢの車両ＶＡに対する仰角θＢが車両ＶＡの車両ＶＢに対する仰角θＡより大きい場合には車両ＶＢが前方に配置され、車両ＶＡの車両ＶＢに対する仰角θＡが車両ＶＢの車両ＶＡに対する仰角θＢより大きい場合には車両ＶＡが前方に配置される。
【００３７】
仰角θの最大値が同じ車両が複数台存在する場合、最適隊列順序決定機能６ｃでは、車高Ｈｖが高い車両ほど前方に（車高Ｈｖが低い車両ほど後方に）なるように隊列順序を決定する。複数台の仰角θが同じ場合、その複数台の車両をどのように配置しても、カメラ４の視野を同様に確保して対象物Ｏを認識できる。そこで、その複数台の車両の中で車高Ｈｖが低い車両を後方に配置したほうが、それより後方に配置される車両のカメラ４の視野を広く確保し易くなる。
【００３８】
仰角θが仰角許容値θｍａｘを満たす組み合わせがない車両が存在する場合、最適隊列順序決定機能６ｃでは、その車両を隊列の最後尾になるように隊列順序を決定する。そして、車両情報演算ＥＣＵ６では、その車両の仰角許容値θｍａｘを満たすような前方に配置される車両に対する車間距離Ｄｄ（目標車間距離Ｄよりも長い車間距離）を設定する。この算出方法としては、対象物Ｏの高さＨｏ、その車両のカメラ高さＨｃ、その車両の仰角許容値θｍａｘを用いて、式（３）により車間距離Ｄｄを算出する。なお、仰角θが仰角許容値θｍａｘを満たす組み合わせがない車両が複数台存在する場合、いずれの車両を前方に配置してもよい。例えば、車高Ｈｖの低い車両ほど前方に配置する。
【数３】
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【００３９】
図５及び図６を参照して、車両情報演算ＥＣＵ６における隊列順序決定の一例を説明する。図５は、隊列走行の対象車両の一例（隊列順序決定前）である。図６は、図５の例での隊列順序決定マトリクスであり、（ａ）が全ての車両組み合わせでの仰角を示したマトリクスであり、（ｂ）が仰角許容値θｍａｘを満たす車両組み合わせでの仰角だけを示したマトリクスであり、（ｃ）が候補前方車両台数も示したマトリクスである。
【００４０】
この例では、図５に示すように、４台の車両ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤの隊列順序を決定する。車高Ｈｖは、車両ＶＣ（車高ＨｖＣ），車両ＶＢ（車高ＨｖＢ），車両ＶＤ（車高ＨｖＤ），車両ＶＡ（車高ＨｖＡ）の順で高い。また、カメラ高さＨｃは、車両ＶＢ（カメラ高さＨｃＢ），車両ＶＣ（カメラ高さＨｃＣ），車両ＶＡ（カメラ高さＨｃＡ），車両ＶＤ（カメラ高さＨｃＤ）の順で高い。
【００４１】
各車両ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤについて他の３台の車両をそれぞれ前方車両にした場合の仰角θ（ａ，ｂ，・・・）をそれぞれ算出し、その結果を図６（ａ）の隊列順序決定マトリクスに示している。また、各車両ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤについての対象物Ｏに対する仰角許容値θｍａｘもそれぞれ算出している。
【００４２】
そして、車両ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤにおける全ての組み合わせについて仰角θと仰角許容値θｍａｘとをそれぞれ比較し、仰角許容値θｍａｘを満たす仰角θを持つ組み合わせを抽出し、その組み合わせの仰角θだけを残した結果を図６（ｂ）の隊列順序決定マトリクスに示している。ここでは、前方が車両ＶＢで後方が車両ＶＡ、車両ＶＤの場合、前方が車両ＶＣで後方が車両ＶＡ、車両ＶＤの場合に条件を満たさなかったので、図６（ｂ）の隊列順序決定マトリクスでは仰角のｂ、ｃ、ｅ、ｆが削除されている。
【００４３】
この図６（ｂ）に示す結果から、各車両ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤについて、前方車両になることができる候補前方車両台数を求め、その結果を図６（ｃ）に示している。この結果では、車両ＶＤについては車両ＶＡの１台であり、車両ＶＡについては車両ＶＤの１台であり、車両ＶＣについては車両ＶＡ，ＶＤ，ＶＢの３台であり、車両ＶＢについては車両ＶＡ，ＶＤ，ＶＣの３台であった。ここでは、候補前方車両台数が多い車両は車両ＶＢと車両ＶＣであり、この２台は隊列の後方に配置され、候補前方車両台数が少ない車両は車両ＶＡと車両ＶＤであり、この２台は隊列の前方に配置される。
【００４４】
後方に配置される車両ＶＢと車両ＶＣとは候補前方車両台数が同じであり、前方に配置される車両ＶＡと車両ＶＤとは候補前方車両台数が同じある。そこで、仰角θの最大値を比較し、仰角θの最大値の大きい車両を前方とする。この例の場合、車両ＶＢと車両ＶＣについては、車両ＶＢの車両ＶＣに対する仰角ｍが車両ＶＣの車両ＶＢに対する仰角ｉよりも大きいので、車両ＶＢが前方に配置される。また、車両ＶＡと車両ＶＤについては、車両ＶＤの車両ＶＡに対する仰角ａが車両ＶＡの車両ＶＤに対する仰角ｄよりも大きいので、車両ＶＤが前方に配置される。したがって、最終的な隊列順序は、車両ＶＤ、車両ＶＡ、車両ＶＢ、車両ＶＣの順になる。
【００４５】
車両情報演算ＥＣＵ６では、隊列順序を決定すると、その隊列順序の情報からなる隊列順序信号を車両制御ＥＣＵ７に送信する。なお、リーダ車両が存在する場合、リーダ車のみで隊列順序を決定するので、リーダ車の車両情報演算ＥＣＵ６では、車車間通信機３にも隊列順序信号を送信する。そして、車車間通信機３から、隊列順序の情報からなる車車間信号を隊列走行の他の対象車両に配信する。なお、ある車両について車間距離Ｄｄを算出している場合、その車両に対しては車間距離Ｄｄも情報に含めて配信する。
【００４６】
車両制御ＥＣＵ７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる電子制御ユニットであり、エンジン制御、ブレーキ制御、操舵制御を行う。この各制御については、従来の周知の方法を適用する。特に、車両制御ＥＣＵ７では、隊列順序を示す隊列順序信号を受信すると、自車両の配置がその隊列順序になるようにエンジン制御、ブレーキ制御及び操舵制御を行い、隊列順序の配置になると前方車両との間で目標車間距離Ｄを維持して走行するようにエンジン制御及びブレーキ制御を行う。なお、車間距離Ｄｄ（＞目標車間距離Ｄ）が算出されている場合、車間距離Ｄｄを維持して走行するようにエンジン制御及びブレーキ制御を行う。
【００４７】
図１を参照して、隊列走行制御装置１の動作について説明する。特に、車両情報演算ＥＣＵ６における隊列順序決定処理の流れを図７のフローチャートに沿って説明する。図７は、図１の車両情報演算ＥＣＵにおける隊列順序決定処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、リーダ車が存在し、そのリーダ車の隊列走行制御装置１での動作について説明する。
【００４８】
ナビゲーションシステム２では、車両データベース２ａから車高Ｈｖとカメラ高さＨｃ及び隊列走行中の目標車間距離Ｄを読み出し、その各情報を含む車両情報信号を車両情報演算ＥＣＵ６に送信する。車両情報演算ＥＣＵ６では、その車両情報信号を受信し、自車両の車高Ｈｖとカメラ高さＨｃ及び目標車間距離Ｄを取得する（Ｓ１）。また、車車間通信機３では、周辺の各他車両から車車間信号を受信する毎に、その車車間信号から他車両の車両ＩＤ、車高Ｈｖ、カメラ高さＨｃを抽出し、その各情報を含む車車間受信信号を車両情報演算ＥＣＵ６に送信する。車両情報演算ＥＣＵ６では、その車車間受信信号を受信し、隊列走行の対象の他車両の車高Ｈｖとカメラ高さＨｃを取得する（Ｓ１）。
【００４９】
カメラ４では、自車両前方を撮像し、その撮像した画像データからなる画像信号を画像認識システム５に送信する。画像認識システム５では、その画像信号を受信すると、その画像を用いて対象物認識を行い、対象物を認識できた場合には対象物までの距離Ｄｏと高さＨｏを算出し、対象物の認識結果や対象物が認識できた場合には対象物の情報からなる対象物認識信号を車両情報演算ＥＣＵ６等に送信する。車両情報演算ＥＣＵ６では、その対象物認識信号を受信し、対象物までの距離Ｄｏと高さＨｏを取得する。
【００５０】
車両情報演算ＥＣＵ６では、隊列走行の対象車両毎に、他の全ての対象車両をそれぞれ前方車両にした場合の前方車両の車高Ｈｖに対するカメラ４の仰角θを式（１）によりそれぞれ算出する（Ｓ２）。ここで、隊列走行の全ての対象車両について、他の全ての車両を前方車両とした場合の仰角θが求められる。また、車両情報演算ＥＣＵ６では、隊列走行の対象車両毎に、対象物Ｏに対するカメラ４の仰角許容値θｍａｘを式（２）により算出する（Ｓ３）。ここで、隊列走行の全ての対象車両について、対象物Ｏを認識するために必要な仰角許容値θｍａｘが求められる。
【００５１】
車両情報演算ＥＣＵ６では、隊列走行の対象車両の中から２台の車両の組み合わせを順序抽出し、その各組み合わせでそれぞれ前方車両及び後方車両とした場合の仰角θと仰角許容値θｍａｘをそれぞれ比較し、仰角θが仰角許容値θｍａｘを満たす２台の車両の組み合わせを探索する（Ｓ４）。
【００５２】
Ｓ４にて仰角θが仰角許容値θｍａｘを満たす車両の組み合わせがある場合、車両情報演算ＥＣＵ６では、その各組み合わせの中で各車両に対して前方車両となることができる候補前方車両台数をそれぞれ算出する（Ｓ５）。そして、車両情報演算ＥＣＵ６では、候補前方車両台数が少ない車両ほど隊列の前方に配置し、候補前方車両台数が同じ車両が複数台ある場合にはその複数台の車両の中で仰角θの最大値が大きい車両ほど隊列の前方に配置し、仰角θの最大値が同じ車両が複数台ある場合にはその複数台の車両の中で車高Ｈｖが高い車両ほど隊列の前方に配置し、隊列順序を決定する（Ｓ６）。
【００５３】
Ｓ４にて仰角θが仰角許容値θｍａｘを満たす車両の組み合わせがない車両が存在する場合、車両情報演算ＥＣＵ６では、その車両を隊列の最後尾に配置する（Ｓ７）。そして、車両情報演算ＥＣＵ６では、その車両を後方車両とした場合に仰角許容値θｍａｘを満たす前方に配置される車両との車間距離Ｄｄを式（３）により算出する（Ｓ８）。
【００５４】
そして、車両情報演算ＥＣＵ６では、隊列順序の決定を完了したか否かを判定する（Ｓ９）。Ｓ９にて完了していないと判定した場合、車両情報演算ＥＣＵ６では、Ｓ１の処理に戻る。Ｓ９にて完了したと判定した場合、車両情報演算ＥＣＵ６では、決定した隊列順序（Ｓ８で車間距離Ｄｄを算出している場合にはその情報を含む）からなる隊列順序信号を車両制御ＥＣＵ７に送信する。また、車両情報演算ＥＣＵ６では、車車間通信機３に隊列順序信号を送信する。車車間通信機３では、その隊列順序信号を受信すると、隊列順序からなる車車間信号を隊列走行の他の対象車両に配信する。周辺の各対象車両の車車間通信機３では、その車車間信号を受信すると、その車車間信号から隊列順序を抽出し、その隊列順序を含む車車間受信信号を車両制御ＥＣＵ７に送信する。
【００５５】
各車両の車両制御ＥＣＵ７では、隊列順序信号を受信すると、自車両の配置がその隊列順序になるようにエンジン制御、ブレーキ制御及び操舵制御を行い、隊列順序の配置になると前方車両との間で目標車間距離Ｄ（車間距離Ｄｄの場合もある）を維持して走行するようにエンジン制御及びブレーキ制御を行う。これによって、隊列走行の全ての対象車両が、対象物Ｏをカメラ４で撮像でき（仰角θ＜仰角許容値θｍａｘ）、対象物Ｏを認識できる。
【００５６】
この隊列走行制御装置１によれば、隊列走行の対象の各車両（後方車両）について他の全ての対象車両（前方車両）に対する仰角θを用いて隊列順序を決定することにより、後方車両となる車両のカメラ４の視野を前方車両となる車両に対して出来る限り広く確保できる走行順序を決定できる。さらに、隊列走行制御装置１によれば、隊列走行の対象の各対象車両について他の全ての対象車両に対する仰角θと隊列走行の各対象車両について対象物Ｏに対する仰角許容値θｍａｘを用いて隊列順序を決定することにより、後方車両となる車両のカメラ４を用いて対象物Ｏを認識できる隊列順序を決定できる。
【００５７】
特に、隊列走行制御装置１では、仰角θが仰角許容値θｍａｘより小さくなる車両の組み合わせを抽出し、その組み合せの中で前方車両となることができる候補前方車両台数が少ない車両ほど隊列の前方になるように隊列順序を決定することにより、カメラ４を用いて対象物Ｏを認識できる隊列順序を簡単に決定できる。さらに、隊列走行制御装置１では、候補前方車両台数が同じ場合には仰角θの最大値の大きい車両ほど前方になるように隊列順序を決定することにより、候補前方車両台数が同じ車両の中でカメラ４の視野を出来る限り広く確保できる隊列順序を決定できる。さらに、隊列走行制御装置１では、仰角θの最大値が同じ場合には車高Ｈｖが高い車両ほど前方になるように隊列順序を決定することにより、それより後方の車両のカメラの視野を出来る限り広く確保できる隊列順序を決定できる。また、隊列走行制御装置１では、仰角θが仰角許容値θｍａｘより小さくなる車両の組み合わせがない車両については、仰角θが仰角許容値θｍａｘより小さくなる前方車両との車間距離Ｄｄを求めることにより、その車両のカメラ４でも対象物Ｏを認識できる。
【００５８】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００５９】
例えば、本実施の形態では隊列順序を決定し、その決定した隊列順序に基づいて車両制御を行う隊列走行制御装置に適用したが、隊列順序の決定のみを行う装置に適用してもよい。また、本実施の形態では車両に搭載される装置に適用したが、車外のセンタ等において隊列走行の対象車両の各情報を収集し、センタ等に設置される車外の装置で隊列順序の決定する構成でもよい。
【００６０】
また、本実施の形態では隊列走行の各対象車両について他の対象車両それぞれに対する仰角及び各対象車両についての仰角許容値をそれぞれ算出し、仰角と仰角許容値とを比較することによって走行順序を決定する構成としたが、隊列走行の各対象車両について他の対象車両それぞれに対する仰角だけを算出し、仰角だけを用いて走行順序を決定してもよい。例えば、仰角が小さい車両ほど後方に配置する。
【００６１】
また、本実施の形態では仰角が仰角許容値を満たす車両の組み合わせを抽出し、その組み合わせの中で各車両の候補前方車両台数を求めて、候補前方車両台数が少ないほど隊列の前方に配置させる走行順序を決定する構成としたが、仰角と仰角許容値とを比較して走行順序を決定する方法としては他の方法でもよい。
【００６２】
また、本実施の形態では候補前方車両台数が同じ車両が複数台存在する場合には仰角θの最大値で比較して走行順序を決定し、仰角θの最大値も同じ場合には車高Ｈｖを比較して走行順序を決定する構成としたが、候補前方車両台数が同じ複数台の車両に対する走行順序の決定方法としては他の方法でもよい。
【００６３】
また、本実施の形態では仰角が仰角許容値を満たす車両の組み合わせがない車両については仰角許容値を満たす車間距離を求める構成としたが、このような車間距離を求めない構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…隊列走行制御装置、２…ナビゲーションシステム、２ａ…車両データベース、３…車車間通信機、４…カメラ、５…画像認識システム、６…車両情報演算ＥＣＵ、６ａ…仰角算出機能、６ｂ…仰角許容値算出機能、６ｃ…最適隊列順序決定機能、７…車両制御ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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