(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
渋滞予兆に基づく車群解消装置であって、
対象車両の先行車両の有無を判定する先行車両判定手段と、
前記対象車両の加速度スペクトルを取得する加速度スペクトル取得手段と、
前記先行車両判定手段によって前記先行車両が存在すると判定され、かつ前記加速度スペクトル取得手段によって傾き角度が所定値以下の前記加速度スペクトルが取得された場合に、前記対象車両は車群の先頭車両であると同定する車群同定手段と、
前記車群同定手段によって同定された前記先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度に応じた車群解消のための車群制御指令を、前記加速度スペクトル取得手段によって取得された前記加速度スペクトルの傾き角度が前記所定値を超える前記対象車両に出力する指令出力手段と、
を備える車群解消システム。
【請求項２】
前記対象車両と前方車両との車間距離を取得する車間距離取得手段を更に備え、
前記車群同定手段は、前記先行車両判定手段によって前記先行車両が存在しないと判定され、かつ前記車間距離取得手段によって所定距離以上の前記車間距離が取得された場合に、前記対象車両は車群の先頭車両であると同定し、
前記指令出力手段は、前記車群において前記先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の前記対象車両、または前記加速度スペクトル取得手段によって取得された前記加速度スペクトルの傾き角度が前記所定値を超える前記対象車両に、前記車群制御指令を出力する、
請求項１に記載の車群解消システム。
【請求項３】
前記指令出力手段は、前記加速度スペクトル取得手段によって取得された前記加速度スペクトルの傾き角度が前記所定値を超える前記対象車両に、前記車群同定手段によって同定された前記先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度が所定角度以上の場合には、減速を指示する前記車群制御指令を出力し、前記車群同定手段によって同定された前記先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度が所定角度未満の場合には、加速を指示する前記車群制御指令を出力する、
請求項１または２に記載の車群解消システム。
【請求項４】
前記指令出力手段は、前記車群において前記先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の前記対象車両に、前記車群同定手段によって同定された前記先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度が所定角度以上の場合には、減速を指示する前記車群制御指令を出力し、前記車群同定手段によって同定された前記先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度が所定角度未満の場合には、加速を指示する前記車群制御指令を出力する、
請求項２または３に記載の車群解消システム。
【請求項５】
前記指令出力手段は、前記車群制御指令を、前記車群において前記先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の前記車両または前記加速度スペクトルの傾き角度が前記所定値を超える前記対象車両に対して出力する、
請求項２から４のうちいずれか１項に記載の車群解消システム。
【請求項６】
前記指令出力手段は、
前記加速度スペクトル取得手段によって取得された前記先頭車両の前記加速度スペクトルの前記傾き角度が所定角度以上の場合には、自動走行制御において制御される車間距離の低減を指示する前記車群制御指令を、前記車群において前記先頭車両から前記所定距離だけ離間した範囲内の前記車両または前記加速度スペクトルの傾き角度が前記所定値を超える前記対象車両に対して出力し、
前記加速度スペクトル取得手段によって取得された前記先頭車両の前記加速度スペクトルの前記傾き角度が前記所定角度未満の場合には、自動走行制御において制御される車間距離の増大を指示する前記車群制御指令を、前記車群において前記先頭車両から前記所定距離だけ離間した範囲内の前記車両または前記加速度スペクトルの傾き角度が前記所定値を超える前記対象車両に対して出力する、
請求項２から５のうちいずれか１項に記載の車群解消システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車群解消システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば道路の交通流が自然流から渋滞流に相転移する車両密度を臨界密度とし、車両が走行する道路の車両密度が臨界密度以下になるようにして、車両密度が臨界密度に近づくほど車間距離が短くなり難くなるように車両の走行制御を行なう走行制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６２８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術に係る走行制御装置によれば、他車両の位置情報および速度情報に基づいて車両密度および交通流量を算出し、この算出結果に基づく統計処理によって臨界密度などの交通流の状態を導出している。
しかしながら、このような統計的な指標に応じて走行制御を行なう場合には、制御介入の最適なタイミングを規定することが困難であり、渋滞をもたらす車群形成を解消することはできないという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、渋滞の発生にかかわる車群の形成を的確に解消することが可能な車群解消システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１の発明に係る車群解消システムは、渋滞予兆に基づく車群解消装置であって、対象車両の先行車両の有無を判定する先行車両判定手段（例えば、実施の形態での先行車両検知部５７，７４）と、前記対象車両の加速度スペクトルを取得する加速度スペクトル取得手段（例えば、実施の形態での周波数分析部５４，７１）と、前記先行車両判定手段によって前記先行車両が存在すると判定され、かつ前記加速度スペクトル取得手段によって傾き角度が所定値以下の前記加速度スペクトルが取得された場合に、前記対象車両は車群の先頭車両であると同定する車群同定手段（例えば、実施の形態での車群同定部５９，９１）と、前記車群同定手段によって同定された前記先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度に応じた車群解消のための車群制御指令を、前記加速度スペクトル取得手段によって取得された前記加速度スペクトルの傾き角度が前記所定値を超える前記対象車両に出力する指令出力手段（例えば、実施の形態での車群制御指令出力部６０，９２）と、を備える。
【０００７】
さらに、本発明の第２の発明に係る車群解消システムでは、前記対象車両と前方車両との車間距離を取得する車間距離取得手段（例えば、実施の形態での車間距離算出部５８，７５）を更に備え、前記車群同定手段は、前記先行車両判定手段によって前記先行車両が存在しないと判定され、かつ前記車間距離取得手段によって所定距離以上の前記車間距離が取得された場合に、前記対象車両は車群の先頭車両であると同定し、前記指令出力手段は、前記車群において前記先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の前記対象車両、または前記加速度スペクトル取得手段によって取得された前記加速度スペクトルの傾き角度が前記所定値を超える前記対象車両に、前記車群制御指令を出力する。
【０００８】
さらに、本発明の第３の発明に係る車群解消システムでは、前記指令出力手段は、前記加速度スペクトル取得手段によって取得された前記加速度スペクトルの傾き角度が前記所定値を超える前記対象車両に、前記車群同定手段によって同定された前記先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度が所定角度以上の場合には、減速を指示する前記車群制御指令を出力し、前記車群同定手段によって同定された前記先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度が所定角度未満の場合には、加速を指示する前記車群制御指令を出力する。
【０００９】
さらに、本発明の第４の発明に係る車群解消システムでは、前記指令出力手段は、前記車群において前記先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の前記対象車両に、前記車群同定手段によって同定された前記先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度が所定角度以上の場合には、減速を指示する前記車群制御指令を出力し、前記車群同定手段によって同定された前記先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度が所定角度未満の場合には、加速を指示する前記車群制御指令を出力する。
【００１０】
さらに、本発明の第５の発明に係る車群解消システムでは、前記指令出力手段は、前記車群制御指令を、前記車群において前記先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の前記車両または前記加速度スペクトルの傾き角度が前記所定値を超える前記対象車両に対して出力する。
さらに、本発明の第６の発明に係る車群解消システムでは、前記指令出力手段は、前記加速度スペクトル取得手段によって取得された前記先頭車両の前記加速度スペクトルの前記傾き角度が所定角度以上の場合には、自動走行制御において制御される車間距離の低減を指示する前記車群制御指令を、前記車群において前記先頭車両から前記所定距離だけ離間した範囲内の前記車両または前記加速度スペクトルの傾き角度が前記所定値を超える前記対象車両に対して出力し、前記加速度スペクトル取得手段によって取得された前記先頭車両の前記加速度スペクトルの前記傾き角度が前記所定角度未満の場合には、自動走行制御において制御される車間距離の増大を指示する前記車群制御指令を、前記車群において前記先頭車両から前記所定距離だけ離間した範囲内の前記車両または前記加速度スペクトルの傾き角度が前記所定値を超える前記対象車両に対して出力する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の第１の発明に係る車群解消システムによれば、例えば対象車両の進行方向前方において渋滞が発生する可能性の大小を示す渋滞予兆度に関連する対象車両の加速度スペクトルおよび対象車両と前方車両との車間距離に基づいて車群および車群の先頭車両を同定する。
これによって、渋滞の発生にかかわる車群を的確に制御することができるとともに、車群に対する制御を実施するタイミングを最適化することができる。
【００１２】
さらに、車群のうちの何れか１台の車両に対して車群解消のための車群制御指令を出力することにより、この車両に対する走行制御に伴って他車両が分断または追従することによって、車群の形成を解消することができる。
これによって、例えば車群を構成する全ての車両または複数の車両に車群制御指令を出力する場合に比べて、演算負荷の増大を防止しつつ、より的確かつ効率的に車群の形成を解消することができる。
【００１３】
さらに、例えば、対象車両の加速度スペクトルは、通常に車載される車速センサや加速度センサなどによって検出される速度や加速度に基づいて算出可能であり、対象車両と前方車両との車間距離は、各車両に搭載されたナビゲーション装置が通常に用いるＧＰＳ信号などの測位信号に基づいて算出可能である。
これによって、例えばカメラや路側センサなどのように、車群および車群の先頭車両を同定するための専用の機器を追加的に備える必要が無く、システム構成が複雑化したり、システム構成に要する費用が嵩むことを防止することができる。
【００１４】
さらに、本発明の第２の発明に係る車群解消システムによれば、車群における対象車両の位置に関連する先行車両の有無と、渋滞予兆度に関連する対象車両の加速度スペクトルとに基づいて、対象車両を車群制御に適したペースカーであると同定する。
これによって、ペースカーを基準として渋滞の発生にかかわる車群を的確かつ効率的に制御することができ、車群の形成を的確に解消することができる。
【００１５】
さらに、本発明の第３の発明に係る車群解消システムによれば、車群において先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の車両またはペースカーに対して車群解消のための車群制御指令を出力することにより、的確かつ効率的に車群の形成を解消することができる。
【００１６】
さらに、本発明の第４の発明に係る車群解消システムによれば、先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度が所定角度以上となって、先頭車両の進行方向前方において渋滞が発生する可能性が高い場合には、車群において先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の車両またはペースカーに減速を指示する。
一方、先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度が所定角度未満となって、先頭車両の進行方向前方において渋滞が発生する可能性が低い場合には、車群において先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の車両またはペースカーに加速を指示する。
【００１７】
これらにより、先頭車両の加速度スペクトルに応じて、車群において先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の車両またはペースカーの速度を制御することによって、渋滞の発生にかかわる車群を分断することができ、的確かつ効率的に車群の形成を解消することができる。
【００１８】
さらに、本発明の第５の発明に係る車群解消システムによれば、先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度が所定角度以上となって、先頭車両の進行方向前方において渋滞が発生する可能性が高い場合には、車群において先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の車両またはペースカーに車間距離の低減を指示する。
一方、先頭車両の加速度スペクトルの傾き角度が所定角度未満となって、先頭車両の進行方向前方において渋滞が発生する可能性が低い場合には、車群において先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の車両またはペースカーに車間距離の増大を指示する。
【００１９】
これらにより、先頭車両の加速度スペクトルに応じて、車群において先頭車両から所定距離だけ離間した範囲内の車両またはペースカーの自動走行での車間距離を制御することによって、渋滞の発生にかかわる車群を分断することができ、的確かつ効率的に車群の形成を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る車群解消システムの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車群解消システムの各車両の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る加速度スペクトルの例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る各車両の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る各車両の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係るサーバ装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】図６に示す所定リンク内の車群同定の処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る車間距離低減型追従および車間距離増大型追従を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態の第１変形例に係る車群解消システムの構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態の第１変形例に係る車群解消システムの各車両の構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態の第２変形例に係る車群解消システムの構成図である。
【図１２】本発明の実施の形態の第２変形例に係る車群解消システムの各車両の構成図である。
【図１３】本発明の実施の形態の第２変形例に係る確率密度分布の例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態の第２変形例に係る共分散値の分布の例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態の第２変形例に係る共分散最小値と傾き極大値との相間マップの例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態の第２変形例に係る交通密度と交通量の関係の例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態の第２変形例に係る車間距離分布についての共分散最小値の対数と加速度スペクトルについての傾き極大値の対数との相関マップの例を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態の第３変形例に係る車群解消システムの構成図である。
【図１９】本発明の実施の形態の第３変形例に係る車群解消システムの各車両の構成図である。
【図２０】本発明の実施の形態の第４変形例に係る車群解消システムの各車両の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の車群解消システムの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２２】
本実施の形態による車群解消装置１０は、例えば複数の車両２と通信可能なサーバ装置３に搭載され、複数の車両２とサーバ装置３とによって車群解消システム１が構成されている。
【００２３】
車両２は、例えば、車車間通信などによって直接的に、あるいは、路側通信機や基地局などを備える無線通信ネットワークシステムを介した無線通信などによって間接的に、他の車両２に対して双方向通信可能とされている。
また、車両２は、例えば、路側通信機を介した路車間通信や、基地局などを備える無線通信ネットワークシステムを介した無線通信などによって、サーバ装置３に対して双方通信可能とされている。
【００２４】
車両２は、例えば、車両通信装置２１と、各種センサ２２と、スイッチ２３と、各種アクチュエータ２４と、表示器２５と、スピーカー２６と、車両処理装置２７とを備えて構成されている。
【００２５】
車両通信装置２１は、例えば、車車間通信などによって直接的に、あるいは、車両２との間でクライアントサーバー型の無線通信ネットワークシステムを構成するサーバ装置３を介した無線通信などによって間接的に、他の車両２の車両通信装置２１と通信可能であって、各種信号を送受信する。
なお、複数の車両２同士間の通信は、上記の通信形態に限定されず、例えば通信衛星を経由する通信などの他の通信が採用されてもよい。
【００２６】
各種センサ２２は、例えば、車両２の車輪速などに基づき速度を検出する車速センサと、車両２のヨーレートを検出するヨーレートセンサとなどであって、車両２の走行状態に係る検出結果の信号を車両処理装置２７に出力する。
【００２７】
スイッチ２３は、例えば車両２の走行制御に係る各種の信号を車両処理装置２７に出力する。
スイッチ２３から出力される各種の信号は、例えば、運転者によるブレーキペダルやアクセルペダルの操作状態（例えば、操作位置など）に係る信号と、運転者の入力操作に応じて自動的に車両２の走行状態を制御する自動走行制御に係る各種信号（例えば、制御開始や制御停止を指示する信号と、目標車速や先行車両に対する目標車間距離の増減を指示する信号となど）となどである。
【００２８】
各種アクチュエータ２４は、例えば、車両２の駆動力を制御するスロットルアクチュエータと、車両２の制動を制御するブレーキアクチュエータと、車両２の転舵を制御するステアリングアクチュエータとなどであって、車両処理装置２７から出力される制御信号によって駆動制御される。
【００２９】
表示器２５は、例えば、液晶表示画面などの表示画面を備える各種のディスプレイや、フロントウィンドウ上を表示画面とした投影により表示を行なうヘッドアップディスプレイや、各種の灯体などであり、車両処理装置２７から出力される制御信号に応じた表示や点灯または消灯をおこなう。
【００３０】
スピーカー２６は、車両処理装置２７から出力される制御信号に応じて、警報音や音声などを出力する。
なお、表示器２５およびスピーカー２６は、例えばナビゲーション装置などの各種の車載機器に具備されていてもよい。
【００３１】
車両処理装置２７は、例えば、演算処理部３１と、車両通信制御部３２と、走行制御部３３と、報知制御部３４とを備えて構成されている。
さらに、演算処理部３１は、例えば図２に示すように、現在位置検出部４１と、加速度算出部４２と、を備えて構成されている。
【００３２】
現在位置検出部４１は、例えば人工衛星を利用して車両２の位置を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）信号などの測位信号を受信するアンテナ３１ａにより受信された測位信号によって車両２の現在位置を検出する。
なお、現在位置検出部４１は、さらに、各種センサ２２から出力される車両２の速度およびヨーレートなどに基づく自律航法の演算処理を併用して、車両２の現在位置を検出してもよい。
【００３３】
加速度算出部４２は、例えば、各種センサ２２から出力された車両２の速度の情報または現在位置検出部４１により検出された現在位置の情報に基づき、速度の経時的な変化または現在位置の経時的な変化から車両２の加速度を算出する。
なお、各種センサ２２として加速度センサを備える場合には、加速度算出部４２は加速度センサから出力される車両２の加速度を取得する。
【００３４】
車両通信制御部３２は、車両通信装置２１による各種の情報の送受信を制御する。
例えば、車両通信制御部３２は、現在位置検出部４１により検出された自車両の現在位置および加速度算出部４２により算出された自車両の加速度の各情報をサーバ装置３に送信する。
【００３５】
また、例えば、車両通信制御部３２は、サーバ装置３から送信されて車両通信装置１１により受信された車群に関する同定結果の情報および車群制御指令を取得する。
【００３６】
走行制御部３３は、現在位置検出部４１により検出された自車両の現在位置および加速度算出部４２により算出された自車両の加速度と、スイッチ２３から出力される各種の信号と、各種センサ２２から出力される自車両の走行状態に係る検出結果の信号と、車両通信装置１１により受信された車群に関する同定結果の情報および車群制御指令と、に基づき、例えばスロットルアクチュエータとブレーキアクチュエータとステアリングアクチュエータとを駆動制御することによって、自車両の走行を制御する。
【００３７】
例えば、走行制御部３３は、スイッチ２３から出力される信号に応じて、自動走行制御の実行を開始または停止したり、自動走行制御での目標車速や目標車間距離の設定や変更を行なう。
【００３８】
また、例えば、走行制御部３３は、サーバ装置３から送信されて車両通信装置１１により受信された車群制御指令において減速または加速、あるいは車間距離の低減または増大が指示された場合には、自車両の走行状態を制御するための走行制御信号を各種アクチュエータ２４に出力する。
【００３９】
なお、自車両の走行状態を制御するための走行制御信号は、例えば、自動走行を制御する自動走行制御信号であってもよい。
この自動走行制御信号は、例えば、必要とされる目標車速や目標車間距離を設定して、これらの目標車速や目標車間距離を維持するような自動走行制御（例えば、実際の車速を目標車速に一致させる定速走行制御や、他車両（例えば、先行車両や後続車両など）に対する実際の車間距離を目標車間距離に一致させる車間距離制御（例えば、追従走行制御など）など）の実行を制御する。
【００４０】
報知制御部３４は、現在位置検出部４１により検出された自車両の現在位置および加速度算出部４２により算出された自車両の加速度と、各種センサ２２から出力される自車両の走行状態に係る検出結果の信号と、車両通信装置１１により受信された車群に関する同定結果の情報および車群制御指令と、に基づき、表示器２５とスピーカー２６とを制御することによって、各種の報知動作を制御する。
【００４１】
例えば、報知制御部３４は、サーバ装置３から送信されて車両通信装置１１により受信された車群制御指令において減速または加速、あるいは車間距離の低減または増大が指示された場合には、表示器２５の表示画面での所定の表示や灯体の所定の点灯または消灯などを制御して、また、スピーカー２６からの所定の音や音声などの出力を制御して、車群制御指令の指示内容や、車群制御指令に応じて自車両の走行状態を制御することなどを運転者に報知するための報知信号を出力する。
【００４２】
なお、報知制御部３４は、例えば表示器２５の表示画面での表示やスピーカー２６から出力される音声などを制御する場合には、車群制御指令の指示内容に応じて必要とされる運転操作の指示（例えば、加減速動作の実行や他車両に対する車間距離の増減など）を報知してもよい。
【００４３】
サーバ装置３は、例えば車群解消装置１０として、サーバ通信装置５１と、制御部５２と、地図データ記憶部５３と、周波数分析部５４と、単回帰直線算出部５５と、傾き極大値算出部５６と、先行車両検知部５７と、車間距離算出部５８と、車群同定部５９と、車群制御指令出力部６０と、を備えて構成されている。
【００４４】
サーバ通信装置５１は、車両２の車両通信装置２１と通信可能であって、車両２の車両通信装置２１に対する直接的な無線通信接続または所定の通信網を介した通信接続によって、各種の情報を送受信する。
【００４５】
例えば、所定の通信網は、無線通信用の基地局と、無線通信用の基地局とサーバ装置３とを有線接続するインターネットなどの公衆通信網とを備え、サーバ通信装置５１から有線通信により発信される情報は、基地局により受信され、この基地局から無線通信により車両２へ転送される。
【００４６】
制御部５２は、サーバ通信装置５１による各種の情報の送受信を制御する。
例えば、制御部５２は、各車両２の車両通信装置２１から送信された現在位置および加速度の各情報をサーバ通信装置５１により受信する。
また、例えば、制御部５２は、車群同定部５９および車群制御指令出力部６０から出力された車群に関する同定結果の情報および車群制御指令をサーバ通信装置５１から適宜の車両２の車両通信装置２１へと送信する。
【００４７】
地図データ記憶部５３は、地図データを記憶する。
地図データは、例えば、各車両２の現在位置に基づくマップマッチングの処理に必要とされる道路上の位置座標を示す道路座標データと、経路探索や経路誘導などの処理に必要とされる道路データ（例えば、交差点および分岐点などの道路上の所定位置の緯度および経度からなる座標点であるノードおよび各ノード間を結ぶ線であるリンクと、道路形状および道路種別となど）とを備えている。
【００４８】
周波数分析部５４は、サーバ通信装置５１により受信された適宜の車両（対象車両）２の加速度に対して周波数分析を行ない、周波数に対応するパワースペクトルを算出する。
例えば、２つの異なる適宜の走行状態において加速度算出部４２により検出された対象車両２の加速度に対して周波数分析が行なわれることで、図３（Ａ），（Ｂ）に示すようなパワースペクトルとして周波数に対応した加速度スペクトルＳ１，Ｓ２が算出される。
【００４９】
単回帰直線算出部５５は、周波数分析部５４により算出されたパワースペクトルにおいて単回帰直線を算出する。
例えば、図３（Ａ），（Ｂ）に示す加速度スペクトルＳ１，Ｓ２に対して、単回帰直線Ｌ１，Ｌ２が算出される。
【００５０】
傾き極大値算出部５６は、単回帰直線算出部５５により算出された単回帰直線に対して、所定周波数範囲での単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出する。
【００５１】
例えば、傾き極大値算出部５６は、図３（Ａ），（Ｂ）に示す単回帰直線Ｌ１，Ｌ２に対して、所定周波数範囲Ｙ（例えば、数秒から数分の時間範囲に対応する周波数範囲であって、０〜０．５Ｈｚなど）でのスペクトル値の変化Ｘに基づき、傾きα１，α２（＝Ｙ／Ｘ）を算出する。
【００５２】
先行車両検知部５７は、サーバ通信装置５１により受信された適宜の車両（対象車両）２を含む複数の車両２の現在位置の情報に基づき、対象車両２の進行方向前方の直近に存在する先行車両（例えば、対象車両２から所定の距離範囲内の進行方向前方に存在する前方車両など）を検知する。
車間距離算出部５８は、先行車両検知部５７により検知された対象車両２の先行車両に対して、あるいは対象車両２の進行方向前方に存在する前方車両に対して、対象車両２からの車間距離を算出する。
【００５３】
車群同定部５９は、例えば車群制御対象となる所定位置範囲内を走行する複数の車両２（例えば、所定距離のリンク内に存在する複数の車両２など）により構成される車群を同定する。
例えば、車群同定部５９は、サーバ通信装置５１により受信された複数の車両２の加速度に基づく所定の走行状態（例えば、加減速の繰り返しや停止および発進の繰り返しなど）に基づいて車群を同定する。
【００５４】
また、例えば、車群同定部５９は、先行車両検知部５７によって対象車両２の先行車両が存在すると判定され、かつ傾き極大値算出部５６によって対象車両２の加速度スペクトルに対して所定値以下の傾き極大値が算出された場合、または、先行車両検知部５７によって対象車両２の先行車両が存在しないと判定され、かつ車間距離算出部５８によって所定距離以上の車間距離が取得された場合に、対象車両２は車群の先頭車両（車群先頭車両）であると同定する。
【００５５】
なお、傾き極大値に対する所定値は、例えば、一般的に（１／ｆ）ゆらぎ特性として知られている「−４５度」および所定パラメータε（０＜ε＜１）による、「−４５＋ε度」などである。
また、車間距離に対する所定距離は、例えば、「数十メートル」などである。
【００５６】
また、例えば、車群同定部５９は、先行車両検知部５７によって対象車両２の先行車両が存在すると判定され、かつ傾き極大値算出部５６によって対象車両２の加速度スペクトルに対して所定値よりも大きい傾き極大値が算出された場合に、対象車両２は車群制御に適したペースカーであると同定する。
【００５７】
車群制御指令出力部６０は、例えば、車群同定部５９による車群に関する同定結果に応じて、車群解消のための車群制御指令を、対象車両２を含む車群のうちの何れかの車両２に対して出力する。
【００５８】
例えば、車群制御指令出力部６０は、傾き極大値算出部５６によって車群先頭車両の加速度スペクトルに対して所定角度以上の傾き極大値が算出された場合には、減速を指示する車群制御指令を、車群において車群先頭車両から所定距離だけ後方に離間した範囲内の車両（例えば、車群中央車両など）２またはペースカーに対して出力する。
また、例えば、車群制御指令出力部６０は、傾き極大値算出部５６によって車群先頭車両の加速度スペクトルに対して所定角度未満の傾き極大値が算出された場合には、加速を指示する車群制御指令を、車群において車群先頭車両から所定距離だけ後方に離間した範囲内の車両２またはペースカーに対して出力する。
【００５９】
なお、傾き極大値に対する所定角度は、例えば、一般的に（１／ｆ）ゆらぎ特性として知られている「−４５度」および所定パラメータε（０＜ε＜１）による、「−４５＋ε度」などである。
なお、車群において車群先頭車両から所定距離だけ後方に離間した範囲内の車両２は、例えば、車群先頭車両の現在位置を数秒などの所定時間経過後に通過する車両２などであってもよい。
【００６０】
また、例えば、車群制御指令出力部６０は、傾き極大値算出部５６によって車群先頭車両の加速度スペクトルに対して所定角度以上の傾き極大値が算出された場合には、自動走行制御において制御される車間距離の低減を指示する車群制御指令を、車群において車群先頭車両から所定距離だけ後方に離間した範囲内の車両２またはペースカーに対して出力する。
また、例えば、車群制御指令出力部６０は、傾き極大値算出部５６によって車群先頭車両の加速度スペクトルに対して所定角度未満の傾き極大値が算出された場合には、自動走行制御において制御される車間距離の増大を指示する車群制御指令を、車群において車群先頭車両から所定距離だけ後方に離間した範囲内の車両２またはペースカーに対して出力する。
【００６１】
本実施の形態による車群解消装置１０および車群解消システム１は上記構成を備えており、次に、この車群解消システム１の動作について説明する。
【００６２】
以下に各車両２の動作について説明する。
例えば、各車両２においては、図４および図５に示す各処理が独立して所定周期で繰り返し実行されている。
【００６３】
先ず、例えば図４に示すステップＳ０１においては、各種センサ２２の車速センサにより車両２の速度を検出し、現在位置検出部４１により車両２の現在位置を検出する。
次に、ステップＳ０２においては、車両２の速度または現在位置に基づき、速度の経時的な変化または現在位置の経時的な変化から、車両２の加速度を算出する。
そして、ステップＳ０３においては、車両２の現在位置および加速度の各情報をサーバ装置３に送信し、エンドに進む。
【００６４】
また、例えば図５に示すステップＳ１１においては、サーバ装置３から車群制御指令を受信したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１１の判定の処理を繰り返す。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１２に進む。
そして、ステップＳ１２においては、車群制御指令の指示内容に応じた走行制御および報知制御を実行し、エンドに進む。
【００６５】
以下にサーバ装置３の動作について説明する。
先ず、例えば図６に示すステップＳ２１においては、地図データから所定のリンクの情報を取得する。
次に、ステップＳ２２においては、後述する所定リンク内の車群同定の処理を実行する。
次に、ステップＳ２３においては、車群先頭車両が同定されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ３０に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２４に進む。
【００６６】
次に、ステップＳ２４においては、車群先頭車両から所定距離だけ後方に離間した範囲内の車両２、あるいは車群先頭車両の現在位置を数秒などの所定時間経過後に通過する車両２などとされる車群中央車両を推定する。
【００６７】
次に、ステップＳ２５においては、サーバ通信装置５１により受信された車群先頭車両の加速度に対して周波数分析を行ない、周波数に対応するパワースペクトルを算出する。
次に、ステップＳ２６においては、パワースペクトルにおいて単回帰直線を算出し、所定周波数範囲での単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出する。
【００６８】
次に、ステップＳ２７においては、傾き極大値は所定角度以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ２９に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２８に進む。
そして、ステップＳ２８においては、車群中央車両に減速を指示するとともに、例えば自動走行制御において制御される車間距離の低減を指示する車群制御指令を出力し、エンドに進む。
また、ステップＳ２９においては、車群中央車両に加速を指示するとともに、例えば自動走行制御において制御される車間距離の増大を指示する車群制御指令を出力し、エンドに進む。
【００６９】
また、ステップＳ３０においては、ペースカーが同定されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ３３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３１に進む。
【００７０】
次に、ステップＳ３１においては、ステップＳ２２（後述する所定リンク内の車群同定の処理）において算出されたペースカーの加速度スペクトルでの傾き極大値は所定角度以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ３３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３２に進む。
そして、ステップＳ３２においては、ペースカーに減速を指示するとともに、例えば自動走行制御において制御される車間距離の低減を指示する車群制御指令を出力し、エンドに進む。
また、ステップＳ３３においては、ペースカーに加速を指示するとともに、例えば自動走行制御において制御される車間距離の増大を指示する車群制御指令を出力し、エンドに進む。
【００７１】
以下に、上述したステップＳ２２での所定リンク内の車群同定の処理について説明する。
先ず、例えば図７に示すステップＳ４１においては、各車両２の車両通信装置２１から送信された現在位置および加速度の各情報をサーバ通信装置５１により受信する。
次に、ステップＳ４２においては、適宜の車両（対象車両）２の進行方向前方に先行車両（例えば、対象車両２から所定の距離範囲内の進行方向前方に存在する前方車両など）が存在するか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ４８に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４３に進む。
【００７２】
そして、ステップＳ４３においては、サーバ通信装置５１により受信された対象車両２の加速度に対して周波数分析を行ない、周波数に対応するパワースペクトルを算出する。
次に、ステップＳ４４においては、パワースペクトルにおいて単回帰直線を算出し、所定周波数範囲での単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出する。
【００７３】
次に、ステップＳ４５においては、傾き極大値は所定値よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ４８に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４６に進む。
【００７４】
そして、ステップＳ４６においては、対象車両２は車群制御に適したペースカーであると同定する。
次に、ステップＳ４７においては、所定距離のリンク内に存在する対象車両２を含む複数の車両２の加速度に基づく所定の走行状態（例えば、加減速の繰り返しや停止および発進の繰り返しなど）に基づいて車群を同定し、エンドに進む。
【００７５】
また、ステップＳ４８においては、サーバ通信装置５１により受信された対象車両２を含む複数の車両２の現在位置の情報に基づき、対象車両２の進行方向前方に存在する前方車両に対して、対象車両２と前方車両との車間距離を算出する。
なお、このステップＳ４８においては、上述したステップＳ４２において対象車両２の先行車両が存在すると判定されている場合には、対象車両２と前方車両との車間距離を算出する。
一方、上述したステップＳ４２において対象車両２の先行車両が存在しないと判定されている場合には、対象車両２と前方車両との車間距離を算出する。
【００７６】
次に、ステップＳ４９においては、車間距離は所定距離以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ５０に進む。
そして、ステップＳ５０においては、対象車両２は車群の先頭車両（車群先頭車両）であると同定し、上述したステップＳ４７に進む。
【００７７】
この車群解消システム１において、車群先頭車両の加速度スペクトルにおいて傾き極大値が所定角度以上の状態は、例えば図８（Ａ）に示すように、車群先頭車両の進行方向前方において渋滞が発生する可能性を示す渋滞予兆の度合い（渋滞予兆度）が大きい状態である。
この場合には、車群先頭車両は、加速度変動が大きく、かつ減速傾向の走行状態となることに伴い、車群先頭車両と、この車群先頭車両の後続車両との車間距離は減少傾向に変化する。
【００７８】
このとき、例えば車群中央車両に対して減速を指示するとともに、例えば自動走行制御において制御される車間距離の低減を指示することにより、車群中央車両と、車群中央車両の後続車両との車間距離も減少傾向に変化する。
これにより、所定距離のリンク内に存在する複数の車両２のうちから、車群先頭車両から順次直前の車両２に対して所定距離以下の車間距離で追従する車間距離低減型追従を行なう一連の複数の車両２のみが分断される。
【００７９】
一方、この車群解消システム１において、車群先頭車両の加速度スペクトルにおいて傾き極大値が所定角度未満の状態は、例えば図８（Ｂ）に示すように、車群先頭車両の進行方向前方において渋滞が発生する可能性を示す渋滞予兆度が小さい状態である。
この場合には、車群先頭車両は、加速度変動が小さく、かつ加速傾向の走行状態となることに伴い、車群先頭車両と、この車群先頭車両の後続車両との車間距離は増大傾向に変化する。
【００８０】
このとき、車群中央車両に対して加速を指示するとともに、例えば自動走行制御において制御される車間距離の増大を指示することにより、車群中央車両と、車群中央車両の後続車両との車間距離も増大傾向に変化する。
これにより、所定距離のリンク内に存在する複数の車両２は、車群先頭車両から順次直前の車両２に対して所定距離より大きい車間距離で追従する車間距離増大型追従を行なう一連の複数の車両２によって分断される。
【００８１】
上述したように、本実施の形態による車群解消装置１０および車群解消システム１によれば、車群先頭車両またはペースカーの進行方向前方において渋滞が発生する可能性が高いことに伴い、車群先頭車両またはペースカーの加速度変動が大きく、かつ車群先頭車両またはペースカーが減速傾向である場合には、車群中央車両またはペースカーに減速および自動走行制御での車間距離の低減を指示する。これにより、車群のサイズの拡大を防止し、車群のサイズを小さくとどめることによって、車両２同士間の間隔を一定間隔に維持しつつ車群全体を適正な速度で円滑に走行させることができ、渋滞の発生にかかわるような車群の形成を解消または緩和することができる。
【００８２】
一方、車群先頭車両またはペースカーの進行方向前方において渋滞が発生する可能性が低いことに伴い、車群先頭車両またはペースカーの加速度変動が小さく、かつ車群先頭車両またはペースカーが加速傾向である場合には、車群中央車両またはペースカーに加速および自動走行制御での車間距離の増大を指示する。これにより、車群を分断する確率を増大させ、渋滞の発生にかかわるような車群の形成を解消または緩和することができる。
【００８３】
さらに、渋滞の発生にかかわるような車群の形成を解消または緩和するための車群制御に用いられる車群先頭車両および車群中央車両、またはペースカーを、車両２の加速度スペクトルおよび車両２と前方車両との車間距離、つまり車両２の進行方向前方において渋滞が発生する可能性の大小を示す渋滞予兆度に関連する情報に基づいて同定する。これにより、渋滞の発生にかかわる車群を的確に制御することができるとともに、車群に対する制御を実施するタイミングを最適化することができる。
【００８４】
しかも、車群のうちの何れか１台の車両２、つまり車群中央車両またはペースカーに対して車群解消のための車群制御指令を出力することにより、この車両２に対する走行制御に伴って他の車両２が分断または追従することによって、車群の形成を解消することができる。
これによって、例えば車群を構成する全ての車両２または複数の車両２に車群制御指令を出力する場合に比べて、演算負荷の増大を防止しつつ、より的確かつ効率的に車群の形成を解消することができる。
【００８５】
さらに、例えば、車両２の加速度スペクトルは、通常に車載される車速センサや加速度センサなどによって検出される速度や加速度に基づいて算出可能であり、複数の車両２同士の車間距離は、各車両２に搭載されたナビゲーション装置が通常に用いるＧＰＳ信号などの測位信号に基づいて算出可能である。
これによって、例えばカメラや路側センサなどのように、車群および車群先頭車両を同定するための専用の機器を追加的に備える必要が無く、システム構成が複雑化したり、システム構成に要する費用が嵩むことを防止することができる。
【００８６】
さらに、車群解消装置１０はサーバ装置３に備えられていることから、各車両２においける車群解消に係る処理負荷を低減することができる。
さらに、広範な範囲内に存在する複数の車両２を対象として車群解消を容易かつ適正に実施することができる。
【００８７】
なお、上述した実施の形態においては、サーバ装置３に備えられた車群解消装置１０の機能の少なくとも一部を実現するためのもの（例えば、周波数分析部５４と、単回帰直線算出部５５と、傾き極大値算出部５６と、先行車両検知部５７と、車間距離算出部５８と、など）は各車両２に備えられていてもよい。
【００８８】
例えば図９および図１０に示す第１変形例において、サーバ装置３は、例えば車群解消装置１０として、サーバ通信装置５１と、制御部５２と、地図データ記憶部５３と、先行車両検知部５７と、車間距離算出部５８と、車群同定部５９と、車群制御指令出力部６０と、を備えて構成されている。
【００８９】
また、この第１変形例において、車両２の演算処理部３１は、例えば、現在位置検出部４１と、加速度算出部４２と、周波数分析部７１と、単回帰直線算出部７２と、傾き極大値算出部７３と、を備えて構成されている。
【００９０】
周波数分析部７１は、加速度算出部４２により算出された車両２の加速度に対して周波数分析を行ない、周波数に対応するパワースペクトルを算出する。
例えば、２つの異なる適宜の走行状態において加速度算出部４２により検出された対象車両２の加速度に対して周波数分析が行なわれることで、図３（Ａ），（Ｂ）に示すようなパワースペクトルとして周波数に対応した加速度スペクトルＳ１，Ｓ２が算出される。
【００９１】
単回帰直線算出部７２は、周波数分析部７１により算出されたパワースペクトルにおいて単回帰直線を算出する。
例えば、図３（Ａ），（Ｂ）に示す加速度スペクトルＳ１，Ｓ２に対して、単回帰直線Ｌ１，Ｌ２が算出される。
【００９２】
傾き極大値算出部７３は、単回帰直線算出部７２により算出された単回帰直線に対して、所定周波数範囲での単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出する。
【００９３】
例えば、傾き極大値算出部７３は、図３（Ａ），（Ｂ）に示す単回帰直線Ｌ１，Ｌ２に対して、所定周波数範囲Ｙ（例えば、数秒から数分の時間範囲に対応する周波数範囲であって、０〜０．５Ｈｚなど）でのスペクトル値の変化Ｘに基づき、傾きα１，α２（＝Ｙ／Ｘ）を算出する。
【００９４】
この第１変形例において各車両２の車両通信制御部３２は、例えば、現在位置検出部４１により検出された自車両の現在位置および傾き極大値算出部７３により算出された自車両の傾き極大値をサーバ装置３に送信する。
【００９５】
そして、サーバ装置３の制御部５２は、例えば、各車両２の車両通信装置２１から送信された現在位置および傾き極大値の各情報をサーバ通信装置５１により受信する。
そして、制御部５２は、車群同定部５９および車群制御指令出力部６０から出力された車群に関する同定結果の情報および車群制御指令をサーバ通信装置５１から適宜の車両２の車両通信装置２１へと送信する。
【００９６】
この第１変形例においては、さらに、車群解消装置１０における先行車両検知部５７および車間距離算出部５８の機能を実現するためのものを、車両２の演算処理部３１に備えてもよい。
さらに、上述した実施の形態においては、車両２の加速度スペクトルでの傾き極大値に基づいて、車群に関する同定および車群制御指令の出力を行なうとしたが、これに限定されず、例えば、車両２の加速度スペクトルでの傾き極大値に応じた渋滞予兆度、あるいは車両２の加速度スペクトルでの傾き極大値および車両２の先行車両に対する車間距離に応じた渋滞予兆度に基づいて、車群に関する同定および車群制御指令の出力を行ってもよい。
【００９７】
例えば図１１および図１２に示す第２変形例において、サーバ装置３は、例えば車群解消装置１０として、サーバ通信装置５１と、制御部５２と、地図データ記憶部５３と、車群同定部５９と、車群制御指令出力部６０と、を備えて構成されている。
【００９８】
また、この第２変形例において、車両２の演算処理部３１は、例えば、現在位置検出部４１と、加速度算出部４２と、周波数分析部７１と、単回帰直線算出部７２と、傾き極大値算出部７３と、先行車両検知部７４と、車間距離算出部７５と、車間距離分布推定部７６と、共分散最小値算出部７７と、相関演算部７８と、渋滞予測部７９と、情報記憶部８０と、を備えて構成されている。
【００９９】
なお、この第２変形例において、車両２の各種センサ２２は、車両２の外界を検出するレーダ装置や撮像装置などの外界センサを備えていてもよい。
【０１００】
例えば、レーダ装置は、車両２の外界（進行方向前方の外界など）に設定された検出対象領域を複数の角度領域に分割し、各角度領域を走査するようにして、電磁波の発信信号を発信する。そして、各発信信号が車両２の外部の物体（例えば、先行車両など）や歩行者によって反射されることで生じた反射波の反射信号を受信する。そして、発信信号および反射信号に応じた信号、例えばレーダ装置から外部の物体や歩行者までの距離に係る検知信号などを生成し、この検知信号を出力する。
【０１０１】
また、例えば、撮像装置はカメラを備え、車両２の外界（進行方向前方の外界など）に設定された撮像領域を撮像して得た画像に所定の画像処理を行なって画像データ（例えば、動画像または時系列の間欠的な複数の静止画像など）を生成し、この画像データを出力する。
【０１０２】
先行車両検知部７４は、外界センサから出力された信号に基づき、車両２の先行車両（例えば、車両２から所定の距離範囲内の進行方向前方に存在する前方車両など）を検知する。
車間距離算出部７５は、先行車両検知部７４により検知された車両２の各先行車両に対して車間距離を検出する。
【０１０３】
車間距離分布推定部７６は、車間距離算出部７５により検出された車両２の各先行車両に対する車間距離と、先行車両の検知台数とに基づき、車間距離分布を推定する。
【０１０４】
例えば、車間距離分布推定部７６は、車間距離と車両台数の情報から車両２の前方での車群（すなわち、車間距離が比較的緻密な先行車両の集合）が検知される場合、変分ベイズなどの分布推定法を用いて各車群に対してガウス分布（確率密度分布）を適用する。
例えば２つの車群が検知される場合は、２つの車群を２つのガウス分布を線形結合した分布として捉えることができ、例えば図１３に示すように、２つのガウス分布を表わす確率関数Ｐ１（Ｘ）、Ｐ２（Ｘ）の和（重ね合わせ）として全体の分布を表す確率関数Ｐ（Ｘ）を得る。
【０１０５】
ここで、ガウス分布（確率関数）をＮ（ｘ｜μ，Σ）で表すと、図１３に例示されるような複数のガウス分布の重ね合わせは、下記数式（１）に示すように記述される。
【０１０６】
【数１】
0005909144.tif 000002
【０１０７】
なお、上記数式（１）において、例えば任意の自然数ｋに対して、期待値（平均値）μｋは密度が最も高い位置を表す。共分散値（行列）Σｋは、分布のゆがみ、すなわち期待値μｋからどの方向に離れると密度がどのように減るかを表す。ガウス分布の混合係数（混合比）πｋ（０≦πｋ≦１）は、各ガウス分布がどれだけ寄与しているかの割合を表し、いわゆる確率とされている。
【０１０８】
共分散最小値算出部７７は、例えば上記した確率関数Ｐ（Ｘ）から得られる尤度関数が最大となるパラメータ（共分散）を求めるために変分ベイズなどを用いて算出処理をおこなう。
例えば、共分散最小値算出部４４は、図１３で例示されるような複数のガウス分布の重ね合わせとして得られる確率関数Ｐ（Ｘ）に対しては、各ガウス分布に対して共分散値Σｋを算出する。そして、各ガウス分布に対して得られた複数の共分散値Σｋの最小値を算出する。
【０１０９】
例えば図１４（Ａ）に示すような共分散値Σｋの分布のグラフＶは、共分散値Σｋに係る変数δ（例えば、共分散値Σｋそのものなど）に対して、変数δ＝０においてシャープなグラフとなっており、車群の変動が無い、すなわち車間距離がほぼ一定の走行状態にあることを示唆している。
一方、図１４（Ｂ）に示すような共分散値Σｋの分布は、共分散値Σｋに係る変数δの負の領域の値δ１でピークを持つグラフＶ１と正の領域の値δ２でピークを持つグラフＶ２の２つのグラフにより構成されている。各グラフＶ１、Ｖ２は共分散値Σｋに係る変数δに対して所定の変動幅を有しており、車群の変動が有る、言い換えれば車間距離が異なる車両２の集合が複数存在することを示唆している。
そして、例えば図１４（Ａ）において、共分散値Σｋの最小値（共分散最小値）はほぼゼロとなり、例えば図１４（Ｂ）において、共分散値Σｋの最小値は２つの値δ１，δ２のうち小さいほうの値δ１となる。
【０１１０】
相関演算部７８は、傾き極大値算出部７３により算出された傾き極大値と、共分散最小値算出部７７によって算出された共分散最小値との相関マップを作成する。
例えば図１５に示す傾き極大値と共分散最小値との相関マップのイメージ（概念）図では、横（Ｘ）軸を共分散最小値Ｘとし、縦（Ｙ）軸を傾き極大値Ｙとして、変数（Ｘ、Ｙ）の相関をマッピングしている。
【０１１１】
例えば図１５に示す相関マップでは、２つの領域Ａ１，Ａ２が示されており、２つの領域Ａ１，Ａ２が重なっている境界領域Ａ３が存在している。領域Ａ１は比較的共分散最小値が小さく、車群の変動が小さい状態、言い換えれば車間距離が比較的一定しているような状態に相当する。逆に領域Ａ２は比較的共分散最小値が大きく、車群の変動が大きい状態、言い換えれば車間距離が異なる車の集合が複数存在する状態に相当する。
境界領域Ａ３は、車群の変動が小さい状態から大きい状態へ遷移する領域であり、この境界領域Ａ３に相当する車群の状態を定量的に見出すことによって、渋滞予測をおこなうことができる。
【０１１２】
例えば図１６に示すような交通密度と交通量の関係を示す図において、グラフの横（Ｘ）軸は、適宜の車両から所定距離内に存在する他の車両の台数を意味する交通密度であり、この交通密度の逆数が車間距離に相当する。縦（Ｙ）軸は所定位置を通過する車両数を意味する交通量である。
例えば図１６に示すような交通密度と交通量の関係を示す図は、いわば車両の流れを意味する交通流を表わしていると捉える事ができる。
【０１１３】
図１６で例示される交通流は、大きく４つの状態（領域）に区分けすることができる。
第１の状態は、渋滞が発生する可能性が低い自由流の状態であって、ここでは一定以上の加速度および車間距離が確保可能である。
第２の状態は、車両の制動状態と加速状態が混合する混合流の状態である。この混合流の状態は、渋滞流に移行する前の状態であって、運転者による運転の自由度が低下して、交通密度の増大（車間距離の縮小）によって渋滞流へと移行する確率が高い状態である。
第３の状態は、渋滞を示す渋滞流の状態である。
第４の状態は、自由流の状態から混合流の状態へ移行する間に存在する遷移状態である臨界領域である。この臨界領域は、自由流に比べて交通量および交通密度が高い状態であって、交通量の低下と交通密度の増大（車間距離の縮小）によって混合流へと移行する状態である。なお、臨界領域は、準安定流、メタ安定流と呼ばれることもある。
【０１１４】
そして、例えば図１５に示される領域Ａ１は、例えば図１６に示される自由流および臨界領域を含むことになり、例えば図１５に示される領域Ａ２は、例えば図１６に示される混合流および渋滞流の状態を含むことになる。
したがって、例えば図１５に示される境界領域は、例えば図１６に示される臨界領域と混合流の状態との双方を含む境界状態であり、例えば図１６に示される臨界領域の境界とされる。
この臨界領域の境界を含む臨界領域を定量的に把握することによって、混合流の状態への移行を抑制して渋滞の発生を防ぐことが可能である。
【０１１５】
以下に、例えば車間距離分布についての共分散最小値の対数と加速度スペクトルについての傾き極大値の対数との相関マップを示す図１７（Ａ），（Ｂ）を参照しながら臨界領域の定量化について説明する。
図１７（Ａ）は図１６に示される交通流のマップを簡略化して描いた図であり、図１７（Ｂ）は共分散最小値の対数と傾き極大値の対数との相関マップを示す。
図１７（Ｂ）に示される共分散最小値の対数と傾き極大値の対数は、傾き極大値算出部７３により算出された傾き極大値と共分散最小値算出部７７によって算出された共分散最小値との対数値として算出され、臨界領域における相転移状態のパラメータ化を描写したものである。
【０１１６】
例えば図１７（Ｂ）において、領域Ｂ１は図１７（Ａ）に示される臨界領域を含み、領域Ｂ２は図１７（Ａ）に示される混合流の状態を含む。臨界線Ｃは、これを越えて混合流の状態へ移行すると渋滞に至ってしまう可能性が高い臨界点を意味する。各領域Ｂ１，Ｂ２の境界領域Ｂ３は臨界線Ｃ直前の臨界領域の境界に相当する。
なお、図１７（Ｂ）に例示される相関マップは車両処理装置２７内の情報記憶部８０に格納される。
【０１１７】
渋滞予測部７９は、相関演算部７８によって作成された相関マップにおいて、臨界領域の境界の状態が存在するか否かを判定し、この判定結果に応じて渋滞予兆度を算出する。
なお、渋滞予兆度は、例えば、渋滞が発生する可能性（渋滞予兆度）が所定の閾値よりも高いことを示し、相関マップにおいて臨界領域の境界の状態が存在しない場合に対応して、渋滞が発生する可能性（渋滞予兆度）が所定の閾値よりも低いことを示す。
【０１１８】
この第２変形例において各車両２の車両通信制御部３２は、例えば、車間距離算出部７５により検出された先行車両に対する車間距離および渋滞予測部７９により算出された渋滞予兆度をサーバ装置３に送信する。
そして、サーバ装置３の制御部５２は、例えば、各車両２の車両通信装置２１から送信された車間距離および渋滞予兆度の各情報をサーバ通信装置５１により受信する。
【０１１９】
そして、サーバ装置３の車群同定部５９および車群制御指令出力部６０は、上述した実施の形態での傾き極大値の代わりに渋滞予兆度を用いて、例えば渋滞予兆度が所定値以上であるか否かを判定することに基づいて、車群と、車群先頭車両および車群中央車両、またはペースカーと、を同定するとともに、車群解消のための車群制御指令を出力する。
そして、サーバ装置３の制御部５２は、車群同定部５９および車群制御指令出力部６０から出力された車群に関する同定結果の情報および車群制御指令をサーバ通信装置５１から適宜の車両２の車両通信装置２１へと送信する。
【０１２０】
なお、上述した実施の形態においては、車群解消装置１０はサーバ装置３に搭載されるとしたが、これに限定されず、例えば複数の他の車両２と通信可能な車両２に搭載され、この車両２と、複数の他の車両２とによって車群解消システム１が構成されてもよい。
この場合において、車群解消装置１０を搭載する車両２は、上述した実施の形態での対象車両とされる。
【０１２１】
例えば図１８および図１９に示す第３変形例において、サーバ装置３は、例えば、サーバ通信装置５１と、制御部５２と、を備えて構成されている。
【０１２２】
また、この第３変形例において、車両２の演算処理部３１は、例えば車群解消装置１０として、現在位置検出部４１と、加速度算出部４２と、周波数分析部７１と、単回帰直線算出部７２と、傾き極大値算出部７３と、先行車両検知部７４と、車間距離算出部７５と、地図データ記憶部９０と、車群同定部９１と、車群制御指令出力部９２と、を備えて構成されている。
【０１２３】
地図データ記憶部９０は、上述した実施の形態での地図データ記憶部５３と同様に、地図データを記憶する。
【０１２４】
車群同定部９１は、自車両を上述した実施の形態での対象車両として、上述した実施の形態での車群同定部５９と同様に、傾き極大値算出部７３によって算出された傾き極大値と、先行車両検知部７４によって検知された先行車両の有無と、車間距離算出部７５によって算出された車間距離と、に基づき、車群と、車群先頭車両および車群中央車両、またはペースカーと、を同定する。
【０１２５】
車群制御指令出力部９２は、上述した実施の形態での車群制御指令出力部６０と同様に、車群同定部９１による車群に関する同定結果に応じて、車群解消のための車群制御指令を、自車両を含む車群のうちの何れかの車両２に対して出力する。
【０１２６】
そして、演算処理部３１は、例えば、車群制御指令出力部９２によってペースカー（つまり、自車両）に対して車群制御指令が出力された場合には、自車両の走行制御部３３および報知制御部３４によって、車群制御指令の指示内容に応じた走行制御および報知制御を実行する。
一方、例えば、車群制御指令出力部９２によって車群中央車両（つまり、車群先頭車両である自車両から所定距離だけ後方に離間した範囲内の他の車両２）に対して車群制御指令が出力された場合には、この車群制御指令を車両通信制御部３２へと転送する。
【０１２７】
この第３変形例において各車両２の車両通信制御部３２は、例えば、現在位置検出部４１により検出された自車両の現在位置および加速度算出部４２により算出された自車両の加速度などの各種の情報に加えて、車群制御指令出力部９２から出力された車群制御指令（例えば、車群中央車両に対する車群制御指令など）をサーバ装置３に送信する。
【０１２８】
そして、サーバ装置３の制御部５２は、例えば、適宜の車両２の車両通信装置２１から送信されてサーバ通信装置５１により受信された現在位置および加速度などの各種の情報を、車両２の周辺の他の車両２の車両通信装置２１へと転送する。
また、サーバ装置３の制御部５２は、例えば、適宜の車両２の車両通信装置２１から送信されてサーバ通信装置５１により受信された車群制御指令を、特定の他の車両２（例えば、車群中央車両）の車両通信装置２１へと転送する。
【０１２９】
なお、上述した実施の形態の第３変形例においては、車両２の加速度スペクトルでの傾き極大値に基づいて、車群に関する同定および車群制御指令の出力を行なうとしたが、これに限定されず、例えば、車両２の加速度スペクトルでの傾き極大値に応じた渋滞予兆度、あるいは車両２の加速度スペクトルでの傾き極大値および車両２の先行車両に対する車間距離に応じた渋滞予兆度に基づいて、車群に関する同定および車群制御指令の出力を行ってもよい。
【０１３０】
例えば図２０に示す第４変形例において、車両２の演算処理部３１は、例えば車群解消装置１０として、現在位置検出部４１と、加速度算出部４２と、周波数分析部７１と、単回帰直線算出部７２と、傾き極大値算出部７３と、先行車両検知部７４と、車間距離算出部７５と、車間距離分布推定部７６と、共分散最小値算出部７７と、相関演算部７８と、渋滞予測部７９と、地図データ記憶部９０と、車群同定部９１と、車群制御指令出力部９２と、を備えて構成されている。
【０１３１】
この第４変形例において、車群同定部９１および車群制御指令出力部９２は、上述した第３変形例での傾き極大値の代わりに渋滞予兆度を用いて、例えば渋滞予兆度が所定値以上であるか否かを判定することに基づいて、車群と、車群先頭車両および車群中央車両、またはペースカーと、を同定するとともに、車群解消のための車群制御指令を出力する。
【符号の説明】
【０１３２】
１  車群解消システム
２  車両
３  サーバ装置
１０  車群解消装置
２１  車両通信装置
２２  各種センサ
２４  各種アクチュエータ
２７  車両処理装置
５１  サーバ通信装置
５２  制御部
５４，７１  周波数分析部（加速度スペクトル取得手段）
５７，７４  先行車両検知部（先行車両判定手段）
５８，７５  車間距離算出部（車間距離取得手段）
５９，９１  車群同定部（車群同定手段）
６０，９２  車群制御指令出力部（指令出力手段）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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