(57)【要約】【課題】車両群の走行を最適に制御すること。【解決手段】車両群制御システム１０は、所定の制御領域内を走行する車両群の各車両の走行状態を検出する走行状態検出手段３、４と、車両群の各車両に対する目標車間距離を夫々算出する目標車間距離算出手段５と、目標車間距離に基づいて各車両の目標速度又は目標加減速度を夫々算出する目標速度算出手段５と、目標速度又は目標加減速度を、対応する各車両に対して送信する送信手段２と、を備えている。車両群は、目標速度又は目標加減速度を受信する車両側受信手段１２と、目標速度又は目標加減速度に基づいて、車両挙動を制御する制御手段１１と、を有する知能車両と、車両側受信手段１２及び制御手段１１のうち少なくとも一方を有しない非知能車両と、を含んでいる。目標車間距離算出手段５は、非知能車両に対する目標車間距離を、知能車両に対する目標車間距離よりも大きくなるように算出する。【選択図】図１
2008059094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の制御領域内を走行する車両群の各車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段により検出された前記車両群の各車両の走行状態に基づいて、前記車両群の各車両に対する目標車間距離を夫々算出する目標車間距離算出手段と、
前記目標車間距離算出手段により算出された前記各車両に対する目標車間距離に基づいて、前記各車両の目標速度又は目標加減速度を夫々算出する目標速度算出手段と、
前記目標速度算出手段により算出された前記目標速度又は目標加減速度を、対応する前記各車両に対して送信する送信手段と、を備える車両群制御システムであって、
前記車両群は、前記送信手段から送信される前記目標速度又は目標加減速度を受信する車両側受信手段と、前記目標速度又は目標加減速度に基づいて、車両挙動を制御する制御手段と、を有する知能車両と、前記車両側受信手段及び前記制御手段のうち少なくとも一方を有しない非知能車両と、を含むと共に、
前記目標車間距離算出手段は、前記非知能車両に対する前記目標車間距離を、前記知能車両に対する前記目標車間距離よりも大きくなるように算出する、ことを特徴とする車両群制御システム。
【請求項２】
請求項１記載の車両群制御システムであって、
前記目標車間距離算出手段は、前記知能車両と、前記非知能車両とに対して異なる重み付けを行って前記目標車間距離を算出し、該算出された目標車間距離が予め設定された最低目標車間距離よりも短い場合は、前記算出された目標車間距離を前記最低目標車間距離よりも長くなるように再設定する、ことを特徴とする車両群制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の車両群制御システムであって、
前記所定の制御領域内の道路は、複数の車線を有すると共に、
前記目標速度算出手段は、右側の前記車線ほど前記目標速度が大きくなるように算出する、ことを特徴とする車両群制御システム。
【請求項４】
請求項３記載の車両群制御システムであって、
前記目標速度算出手段は、前記目標速度を減速制御により到達する速度とする、ことを特徴とする車両群制御システム。
【請求項５】
請求項４記載の車両群制御システムであって、
前記目標速度算出手段は、前記目標速度が所定速度以下となるとき、該目標速度を加速制御により到達する速度とする、ことを特徴とする車両群制御システム。
【請求項６】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の車両群制御システムであって、
前記最低目標車間距離は、前記各車両の空走車間距離と、前記各車両の制動距離と、余裕距離とを加算して算出されると共に、
前記目標車間距離算出手段は、前記目標車間距離を前記最低目標車間距離よりも長くなるように算出する、ことを特徴とする車両群制御システム。
【請求項７】
請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の車両群制御システムであって、
前記目標車間距離算出手段は、前記各車両の目標加速度の和が最小となるように、前記目標車間距離を算出する、ことを特徴とする車両群制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、所定の制御領域内を走行する車両群を制御する車両群制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、適正な目標車間距離を維持するために自車両の走行速度を自動的に加減速制御し、急な加減速が生じない車両走行制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２２５８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の車両走行制御装置を搭載する複数の車両が車両群として走行する場合に、各車両の車両走行制御装置は、例えば、インフラ（地上）側から送信される上記目標車間距離を、通信手段を介して受信して、この目標車間距離となるように制御を行うことが考えられる。このとき、車両群のうち一部の車両が上記通信手段を有していないとき、上記一部の車両を含めた車両群全体の走行を適切に制御できない虞がある。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両群の走行を最適に制御することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
所定の制御領域内を走行する車両群の各車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態検出手段により検出された前記車両群の各車両の走行状態に基づいて、前記車両群の各車両に対する目標車間距離を夫々算出する目標車間距離算出手段と、
前記目標車間距離算出手段により算出された前記各車両に対する目標車間距離に基づいて、前記各車両の目標速度又は目標加減速度を夫々算出する目標速度算出手段と、
前記目標速度算出手段により算出された前記目標速度又は目標加減速度を、対応する前記各車両に対して送信する送信手段と、を備える車両群制御システムであって、
前記車両群は、前記送信手段から送信される前記目標速度又は目標加減速度を受信する車両側受信手段と、前記目標速度又は目標加減速度に基づいて、車両挙動を制御する制御手段と、を有する知能車両と、前記車両側受信手段及び前記制御手段のうち少なくとも一方を有しない非知能車両と、を含むと共に、
前記目標車間距離算出手段は、前記非知能車両に対する前記目標車間距離を、前記知能車両に対する前記目標車間距離よりも大きくなるように算出することを特徴とする車両群制御システムである。
【０００６】
この一態様によれば、目標車間距離算出手段は、非知能車両に対する目標車間距離を、知能車両に対する目標車間距離よりも大きくなるように算出する。これにより、知能車両と非知能車両とを含む車両群の走行を最適に制御することができる。
【０００７】
この一態様において、所定の制御領域は、例えば、事故多発領域、渋滞多発領域を含む。これにより、事故多区間の事故率を低減でき、また、渋滞多発区間の渋滞を緩和することができる。
【０００８】
この一態様において、前記目標車間距離算出手段は、前記知能車両と、前記非知能車両とに対して異なる重み付けを行って前記目標車間距離を算出し、該算出された目標車間距離が予め設定された最低目標車間距離よりも短い場合は、前記算出された目標車間距離を前記最低目標車間距離よりも長くなるように再設定してもよい。これにより、知能車両と、非知能車両とに最適な目標車間距離が夫々設定されつつ、各車両は安全性を考慮した最低目標車間距離を確実に確保できる。
【０００９】
この一態様において、前記非知能車両は、前記車両側受信手段を有する第１非知能車両と、前記車両側受信手段を有しない第２非知能車両と、を含むと共に、
前記目標車間距離算出手段は、前記第１非知能車両と前記第２非知能車両とに対して異なる重み付けを行って前記目標車間距離を算出し、該算出された目標車間距離が予め設定された最低目標車間距離よりも短い場合は、前記目標車間距離を長くなるように再設定してもよい。これにより、第１非知能車両と、第２非知能車両とに最適な目標車間距離が夫々設定されつつ、各車両には安全性を考慮した最低目標車間距離を確実に確保できる。
【００１０】
また、前記目標車間距離算出手段は、前記知能車両、前記第１非知能車両および前記第２非知能車両の制御レベル（例えば、制御装置の搭載状態）に応じて、異なる重み付けを行って前記目標車間距離を算出してもよい。これにより、各車両の制御レベルに応じて、最適な目標車間距離が設定される。
【００１１】
この一態様において、前記所定の制御領域内の道路は、複数の車線を有すると共に、
前記目標速度算出手段は、右側の前記車線ほど前記目標速度が大きくなるように算出してもよい。これにより、交通事情に応じて、適切な目標速度を設定することができる。
【００１２】
この一態様において、前記目標速度算出手段は、前記目標速度を減速制御により到達する速度としてもよい。これにより、より安全性を考慮した目標速度を設定することができる。
【００１３】
この一態様において、前記目標速度算出手段は、前記目標速度が所定速度以下となるとき、該目標速度を加速制御により到達する速度としてもよい。これにより、各車両の目標速度が所定速度以下となり、車両群が低速状態となるのを抑制することができる。
【００１４】
この一態様において、前記最低目標車間距離は、例えば、前記各車両の空走車間距離と、前記各車両の制動距離と、余裕距離とを加算して算出されると共に、
前記目標車間距離算出手段は、前記目標車間距離を前記最低目標車間距離よりも長くなるように算出してもよい。
【００１５】
この一態様において、前記目標車間距離算出手段は、前記各車両の目標加速度の和が最小となるように、前記目標車間距離を算出してもよい。これにより、各車両が目標車間距離をとる際の各車両の加速度を小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車両群の走行を最適に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例に係る車両群制御システムの概略の構成を示すブロック図である。本実施例に係る車両群制御システム１０は、所定の制御領域を走行する車両群の走行を制御し、効率的かつ安全性の高い車両群の走行を実現するものである。
【００１９】
なお、車両群は、例えば、複数又は単一の車線からなる道路を走行する複数の車両からなる。また、所定の制御領域は、例えば、一定の距離（例えば、１ｋｍ〜５ｋｍ）を有する制御道路区間Ｓを含む。
【００２０】
車両群制御システム１０は、地上側に配設され、車両群を制御する車両群制御装置１と、車両群のうち後述の知能車両に搭載され、知能車両を制御する車両制御装置（制御手段）１１（図２（ａ））と、備えている。
【００２１】
車両群の知能車両に搭載される車両制御装置１１には、路車間通信を行う車両側路車間通信機（車両側受信手段）１２が接続されている。
【００２２】
車両側路車間通信機１２は、後述の地上側路車間通信機（送信手段）２との間で路車間通信を行い、双方データ通信を行う。
【００２３】
車両制御装置１１は、例えば、エンジン１４を制御することで車両の駆動力を制御し、又はブレーキ装置１５を制御することで車両の制動力を制御する。なお、車両制御装置１１は、車両が車線内を走行するように自動制御を行うＬＫＡ装置（Ｌａｎｅ  Ｋｅｅｐｉｎｇ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ：車線維持支援装置）、及び／又は、設定された目標車間距離に自動的に制御するＡＣＣ装置（Ａｃｔｉｖｅ  Ｃｌｅａｒａｎｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：車間制御装置）を含む構成であってもよい。
【００２４】
車両群は、車両側路車間通信機１２と、車両制御装置１１と、が搭載された知能車両（図２（ａ））と、車両側路車間通信機１２及び車両制御装置１１のうちいずれか一方が搭載されない非知能車両と、を含む。また、非知能車両は、車両側路車間通信機１２のみが搭載される第１非知能車両（図２（ｂ））と、車両側路車間通信機１２及び車両制御装置１１のいずれも搭載されない第２非知能車両と、を含む。
【００２５】
第１非知能車両には、車両側路車間通信機１２より受信した各種のデータを表示する液晶ディスプレイ等の車載表示装置１３が配設されている。車載表示装置１３は、地上側路車間通信機２から送信される、例えば、後述の最適配置マップにおける目標速度又は目標加減速度を表示する。
【００２６】
車両群制御装置１は、制御道路区間Ｓを走行する車両群の各車両の走行を制御する。制御道路区間Ｓは、車両群の各車両の走行状態が検出される走行検出区間Ｓ１と、走行検出区間Ｓ１に連続し、走行検出区間Ｓ１において検出された各車両の走行状態に基づいて、各車両の走行が制御される走行制御区間Ｓ２と、から構成されている。
【００２７】
なお、制御道路区間Ｓは、例えば、複数組の走行検出区間Ｓ１及び走行制御区間Ｓ２により構成され、走行検出区間Ｓ１と走行制御区間Ｓ２とが交互に接続される構成である。また、制御道路区間Ｓは、例えば、曲線（カーブ）道路のような事故多発区間やサグ・トンネル部、合流部のような渋滞多発区間に設定される構成でもよい。これにより、事故多区間の事故率を低減でき、また、渋滞多発区間の渋滞を緩和することができる。
【００２８】
車両群制御装置１は、路車間通信を行う地上側路車間通信機２と、走行検出区間Ｓ１に設置された監視用カメラ３と、監視用カメラ３により撮影された撮影画像に対して周知の画像処理を行う画像処理装置４と、各種の演算処理を行う演算処理装置（目標車間距離算出手段及び目標速度算出手段）５と、を有している。
【００２９】
地上側路車間通信機２は、制御道路区間Ｓの走行検出区間Ｓ１と走行制御区間Ｓ２とに夫々設置され、両区間Ｓ１、Ｓ２を走行する車両群の各車両との間で、夫々路車間通信を行う。
【００３０】
走行検出区間Ｓ１の地上側路車間通信機２は、各車両と路車間通信を行い、例えば、各車両の走行状態を、車両側路車間通信機１２から受信する。なお、各車両の走行状態として、例えば、各車両の車両ナンバー（車両固有のＩＤコード）、走行中の車線の位置（左から第１車線、第２車線、第３車線等）、各車両の速度、各車両の加速度又は減速度、各車両の車間距離（前方車両との距離）、各車両の車線変更の意思（ウィンカーの指示情報）が含まれる。
【００３１】
監視用カメラ３は、例えば、ＣＣＤカメラ、赤外線カメラ等の任意のカメラが用いられている。また、監視用カメラ３は、各走行検出区間Ｓ１に１台ずつ配設されているが、配設される台数は任意でよい。監視用カメラ３は、走行検出区間Ｓ１を走行する車両群の各車両の走行状態を処理周期Ｔ１（例えば、数秒程度）で撮影を行う。
【００３２】
図３は、監視用カメラ３による各車両の走行状態の撮影処理フローの一例を示すフローチャートである。なお、図３、後述の図４及び図５に示す処理フローは、所定の微少時間毎に繰り返し実行される。
【００３３】
例えば、監視用カメラ３は撮影開始時からの経過時間Ｔに、初期値０を設定し（Ｓ１０）、経過時間Ｔが処理周期Ｔ１になったか否かを判断する（Ｓ１１）。監視用カメラ３は、経過時間Ｔが処理周期Ｔ１になったと判断すると（Ｓ１１のＹｅｓ）、走行検出区間Ｓ１を走行する車両群の各車両の走行状態を微少間隔Ｔ２（例えば、数ミリ秒程度）で、２回連続で撮影し（Ｓ１２）、経過時間Ｔに０を設定する（Ｓ１３）。
【００３４】
画像処理装置４は、監視用カメラ３により撮影された車両群の各車両の撮影画像に対して、周知の画像処理を行い、各車両の走行状態を検出する。さらに、画像処理装置４は、検出した各車両の走行状態に基づいて、各車両の走行状態のデータベースを生成する。
【００３５】
図４は、画像処理装置４による監視用カメラ３により撮影された撮影画像に対する処理フローの一例を示すフローチャートである。
【００３６】
例えば、画像処理装置４は、監視カメラ３により撮影された撮影画像が更新されたか否かを判断する（Ｓ２０）。
【００３７】
画像処理装置４は、監視カメラ３により撮影された撮影画像が更新されたと判断すると（Ｓ２０のＹｅｓ）、撮影画像の中から各車両を抽出する（Ｓ２１）。
【００３８】
次に、画像処理装置４は、抽出した車両毎に、例えば、各車両の車両ナンバー、走行中の車線の位置、各車両の速度等の各車両の走行状態を算出する（Ｓ２２）。なお、画像処理装置４は、例えば、２回連続して撮影された各撮影画像の差分画像に基づいて、各車両の速度を算出してもよい。
【００３９】
その後、画像処理装置４は、地上側路車間通信機２を介して受信する路車間通信データ（例えば、各車両のＩＤコード）に基づいて、各車両が第１非知能車両、第２非知能車両および知能車両のうちいずれに属するかを識別する（Ｓ２３）。なお、各車両のＩＤコードには、例えば、第１非知能車両と、第２非知能車両と、知能車両とを識別するための識別コードが含まれているものとする。
【００４０】
そして、画像処理装置４は、算出した各車両の走行状態及び上記各車両の属性（第１非知能車両等）に基づいて、各車両の走行状態のデータベース（Ｄ／Ｂ）を最新状態に更新する（Ｓ２４）。
【００４１】
演算処理装置５は、画像処理装置４により生成された各車両の走行状態のデータベースに基づいて、制御道路区間Ｓにおける車両群の最適配置マップを算出する。なお、最適配置マップとは、例えば、車両群の各車両同士における衝突（玉突き衝突等）の確率である車両衝突発生確率が最小となり、各車両が略均等に分布するような配置を指す。
【００４２】
なお、画像処理装置４、演算処理装置５及び車両制御装置１１は、例えば、主としてコンピュータから構成されており、制御、演算プログラムに従って各種処理を実行すると共に、各装置４、５、１１の各部を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵの実行プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、出力インターフェイス等を有している。
【００４３】
図５は、演算処理装置５による処理フローの一例を示すフローチャートである。
【００４４】
演算処理装置５は、各車両の走行状態のデータベース（Ｄ／Ｂ）が更新されたと判断すると（Ｓ３０のＹｅｓ）、最適配置マップを算出する（Ｓ３１）。
【００４５】
次に、演算処理装置５は、車両群の各車両が目標とする目標速度（又は目標加減速度）を算出する（Ｓ３２）。各車両の目標速度又は目標加減速度は、例えば、車両群の各車両が、走行制御区間Ｓ２において、各車両に対する目標速度及び／又は目標加減速度に従って走行すると、次に連続する走行検出区間Ｓ１において、車両群の各車両が最適配置マップの配置となるような値が算出される。
【００４６】
例えば、最適配置マップには、各車両の目標制御位置（車両同士の車間距離が最適に確保された目標車距離となる位置）が設定され、各車両が走行制御区間Ｓ２を走行し、ｔ秒後に到達した次に連続する走行検出区間Ｓ１内において、目標制御位置となるような走行パターン（目標速度及び／又は目標加減速度）が車両群の各車両に対して設定されている。
【００４７】
演算処理装置５は、算出した車両群の各車両の目標速度及び／又は目標加減速度を、地上側路車間通信機２を介して、対応する各車両に対して送信する（Ｓ３３）。
【００４８】
演算処理装置５には、走行制御区間Ｓ２に設置され、当該区間Ｓ２を走行する車両の運転者が視認可能な路上表示装置６が接続されている。路上表示装置６は、例えば、演算処理装置５により算出された各車両の目標速度及び／又は目標加減速度を、各車両の車両ナンバーと対応させて表示する。
【００４９】
例えば、第１非知能車両において、車両側路車間通信機１２より受信された目標速度及び／又は目標加減速度が車載表示装置１３により表示される。第１非知能車両の運転者は、車載表示装置１３に表示された目標速度及び／又は目標加減速度となるように車両のアクセルペダル又はブレーキペダルを操作する。なお、車載表示装置１３により目標速度及び／又は目標加減速度が表示されているが、スピーカ等の音声出力装置により目標速度及び／又は目標加減速度が音声出力されてもよい。
【００５０】
また、第２非知能車両において、走行制御区間Ｓ２に配設された路上表示装置６により各車両の目標速度又は目標加減速度が各車両の車両ナンバーと対応させて表示される。第２非知能車両の運転者は、該当する車両ナンバーの目標速度及び／又は目標加減速度となるように、車両のアクセルペダル又はブレーキペダルを操作する。
【００５１】
さらに、知能車両において、車両制御装置１１は、車両側路車間通信機１２を介して受信した目標速度及び／又は目標加減速度となるように、エンジン１４を制御して車両の駆動力を制御し、又はブレーキ装置１５を制御して車両の制動力を制御する。以上のようにして、第１非知能車両、第２非知能車両および知能車両を含む車両群が最適配置マップの状態に制御される。
【００５２】
次に、演算処理装置５による最適配置マップの算出方法について、詳細に説明する。
【００５３】
例えば、同一の車線において、各車両が３台連なって走行しているとして、各車両の車速が走行方向の先頭から順に車速Ｖ１’、Ｖ２’、Ｖ３’として夫々検出されたとする。
【００５４】
演算処理装置５は、当該車線における速度許容最大値（＝制限最高速度＋α）をＶｍａｘとして、車速Ｖ１’、Ｖ２’及びＶ３’のいずれも速度許容最大値Ｖｍａｘを超えていないと判断したとき、Ｖ１＝Ｖ１’、Ｖ２＝Ｖ２’、Ｖ３＝Ｖ３’とする。
【００５５】
一方、演算処理装置５は、例えば、Ｖ１’＞Ｖｍａｘであると判断したとき、Ｖ１＝Ｖｍａｘとして下方修正する。また、Ｖ２’及びＶ３’に対しても同様の処理が行われる。これにより、制限速度Ｖｍａｘを極端に超えるような高速の車両による影響を排除することができ、後述の仮目標速度Ｖｔ’をより最適な値に設定できる。
【００５６】
さらに、演算処理装置５は、上記修正された各車両の車速Ｖ１、Ｖ２及びＶ３を用いて、下記（１）式により、当該車線の仮目標速度Ｖｔ’を算出する。
【００５７】
Ｖｔ’（平均速度）＝ａｖｅｒａｇｅ（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）
＝（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）／３        （１）式
演算処理装置５は、上記同様にして、各車線に対する仮目標速度Ｖｔ’を算出し、さらに、右側の車線にいくほど、速度が高くなるように修正する。
【００５８】
例えば、日本において、右側の車線が追越し車線となり、通常、右側の車線ほど車両の速度が高くなるため、上述のような設定が行われる。これにより、交通事情に応じて車両群の走行状態を適切に制御でき、効率の良い道路交通が実現できる。なお、米国等のように左側の車線が追越し車線となる場合は、左側の車線にいくほど、速度が高くなるように修正してもよい。また、車両が検出されない走行車線は、この修正対象から除外されるものとする。
【００５９】
例えば、制御道路区間Ｓが片側３車線である場合を想定し、上述の如く、演算処理装置５は、各車線の仮目標速度を、左側車線から順に夫々Ｖｔ１’、Ｖｔ２’、Ｖｔ３’として算出するものとする。
【００６０】
この場合、演算処理装置５は、Ｖｔ１’≦Ｖｔ２’≦Ｖｔ３’のとき、各車線の目標速度をＶｔ１＝Ｖｔ１’、Ｖｔ２＝Ｖｔ２’、Ｖｔ３＝Ｖｔ３’として、夫々決定する。
【００６１】
また、演算処理装置５は、Ｖｔ１’＞Ｖｔ２’≦Ｖｔ３’のとき、各車線の目標速度をＶｔ１＝Ｖｔ２’、Ｖｔ２＝Ｖｔ２’、Ｖｔ３＝Ｖｔ３’として、夫々修正する。
【００６２】
さらに、演算処理装置５は、Ｖｔ１’≦Ｖｔ２’＞Ｖｔ３’かつＶｔ１’≦Ｖｔ３’のとき、各車線の目標速度をＶｔ１＝Ｖｔ１’、Ｖｔ２＝Ｖｔ３’、Ｖｔ３＝Ｖｔ３’として、夫々修正する。
【００６３】
演算処理装置５は、Ｖｔ１’≦Ｖｔ２’＞Ｖｔ３’かつＶｔ１’＞Ｖｔ３’のとき、各車線の目標速度をＶｔ１＝Ｖｔ３’、Ｖｔ２＝Ｖｔ３’、Ｖｔ３＝Ｖｔ３’として、夫々修正する。
【００６４】
演算処理装置５は、Ｖｔ１’＞Ｖｔ２’＞Ｖｔ３’のとき、各車線の目標速度をＶｔ１＝Ｖｔ３’、Ｖｔ２＝Ｖｔ３’、Ｖｔ３＝Ｖｔ３’として、夫々修正する。
【００６５】
なお、右側の車線にいくほど目標速度が高くなるような上記修正処理において、上述の如く、目標速度を減速側に合わせるように、上記修正処理を行っている。このような減速制御により、目標速度が高く設定されるのを抑えることができるため、車両の安全性が確保される。
【００６６】
一方で、右側車線の仮目標速度が低いため、全体の目標速度が大幅に低下し、例えば、目標速度の平均が所定速度以下（例えば、制限速度の５０％以下）となる場合は、加速側に合わせて修正処理を行う加速制御を行ってもよい。
【００６７】
例えば、演算処理装置５は、Ｖｔ１’＞Ｖｔ２’＞Ｖｔ３’かつ（Ｖｔ１’＋Ｖｔ２’＋Ｖｔ３’）／３≦３０ｋｍ／ｈのとき、目標速度をＶｔ１＝Ｖｔ１’、Ｖｔ２＝Ｖｔ１’、Ｖｔ３＝Ｖｔ１’として、夫々修正し、目標速度を加速側に合わせて修正してもよい。これにより、車両の目標速度が低くなり過ぎるのを抑制して、適度な高さに設定することができる。
【００６８】
次に、演算処理装置５は上記算出した各車線の目標速度Ｖｔに基づいて、以下のように、各車両の目標制御位置（最適配置マップ）を算出する。
【００６９】
まず、演算処理装置５は、上記算出した各車線の目標速度Ｖｔに基づいて、走行制御区間（目標制御ゾーン）Ｓ２における最低目標車間距離Ｌｍｉｎを決定する。なお、最低目標車間距離Ｌｍｉｎの値は、例えば、先行車両が急制動しても、後方車両が先行車両に追突せずに回避できるだけの余裕が確保された距離が、下記（２）式により設定される。
【００７０】
Ｌｍｉｎ＝（空走距離＋制動距離＋余裕距離）
＝Ｖｔ×ｔ０＋Ｖｔ２／（２×ａｍａｘ）＋ｌ０        （２）式
上記（２）式は目標速度Ｖｔの関数として表現され、ｔ０は空走時間であり、ａｍａｘは車両の最大減速度であり、ｌ０は各車両の性能差、路面状況等を考慮して安全性を確実に確保するための余裕距離である。
【００７１】
走行制御区間Ｓ２における目標車間距離Ｌｔ１、Ｌｔ２は、以下のようにして算出される。なお、前方から１台目の車両と２台目の車両との車間距離をＬ１とし、２台目と３台目との車間距離をＬ２とする。また、１台目の車両と２台目の車両との目標車間距離をＬｔ１とし、２台目の車両と３台目の車両との目標車間距離をＬｔ２とする。さらに、目標車間距離Ｌｔ１、Ｌｔ２は、いずれも最低目標車間距離Ｌｍｉｎよりも大きい値が設定される。
【００７２】
このとき、例えば、走行制御区間Ｓ２を走行する各車両の車速が目標速度Ｖｔまでに制御される過程において、各車両の加減速度が最小となるように、目標車間距離Ｌｔ１、Ｌｔ２の値が設定されるのが好ましい。これにより、車両群の各車両の加減速度制御を抑制でき、効率的な走行が実現できる。
【００７３】
具体的には、先頭の１台目の車両が目標制御位置に到達したとき、図６に示すような車両配置であると想定すると、以下のような関係式が導かれる。
【００７４】
１台目の車両の目標加速度ａ１について、関係式ａ１＝（Ｖｔ２−Ｖ１２）／（２×Ｌ）が成立する。また、２台目の車両の目標加速度ａ２について、関係式ａ２＝（Ｖｔ２−Ｖ２２）／（２×（Ｌ＋Ｌ１−Ｌｔ１））が成立する。さらに、３台目の車両の目標加速度ａ３について、関係式ａ３＝（Ｖｔ２−Ｖ３２）／（２×（Ｌ＋Ｌ１＋Ｌ２−Ｌｔ１−Ｌｔ２））が成立する。
【００７５】
次に、目標加速度ａ１、ａ２、ａ３の和が最小となるように、目標車間距離Ｌｔ１、Ｌｔ２の値を決定する。例えば、上記関係式において、（｜ａ１｜＋｜ａ２｜＋｜ａ３｜）の値が最小となるように、目標車間距離Ｌｔ１、Ｌｔ２の値を決定する。なお、上記関係式において、（｜ａ１｜２＋｜ａ２｜２＋｜ａ３｜２）の最小となるように、目標車間距離Ｌｔ１、Ｌｔ２の値を決定してもよい。
【００７６】
演算処理装置５は、例えば、上述のように算出した各知能車両の目標加速度ａ１、ａ２、ａ３を、地上側路車間通信機２および車両側路車間通信機１２を介して、各知能車両の車両制御装置１１に対して送信する。各知能車両の車両制御装置１１は、受信した目標加速度ａ１、ａ２、ａ３となるように、エンジン１４及びブレーキ装置１５を介して、車両の駆動力及び制動力を制御する。
【００７７】
次に、車両群が第１非知能車両、第２非知能車両及び知能車両から構成される場合について説明する。
【００７８】
第１非知能車両において、例えば、目標速度及び／又は目標加減速度が車載表示装置１３によって表示され、この目標速度及び／又は目標加減速度となるように、運転者はこの第１非知能車両を操作する。また、第２非知能車両において、目標速度及び／又は目標加減速度が路上表示装置６によって表示され、この目標速度及び／又は目標加減速度となるように運転者は第２非知能車両を操作する。したがって、最終的な車両操作は、運転者に依存している為、目標速度及び／又は目標加減速度となるように車両操作が行われるとは限らず、目標速度及び／又は目標加減速度に対する誤差変動を考慮する必要が生じる。
【００７９】
したがって、演算処理装置５は、第１非知能車両及び第２非知能車両に対する目標車間距離を、知能車両に対する目標車間距離よりも大きく確保されるように、上述のように算出された夫々の目標車間距離に対して異なる重み付け（例えば、異なる係数を乗算する）を行う。これにより、第１非知能車両及び第２非知能車両において、上記誤差変動が生じたとしても、より大きく確保された目標車間距離によって、安全な車間距離が確保される。
【００８０】
また、演算処理装置５は、算出された各目標車間距離が最低目標車間距離Ｌｍｉｎよりも短いと判断すると、最低目標車間距離Ｌｍｉｎよりも長い目標車間距離を再設定する。これにより、最低目標車間距離Ｌｍｉｎよりも長い目標車間距離が確実に設定されるため、より安全な車間距離が確保される。
【００８１】
さらに、第１非知能車両及び第２非知能車両の目標車間距離において、上記目標速度及び／又は目標加減速度の誤差変動が生じた場合でも、より確実に最低目標車間距離Ｌｍｉｎが確保されるように、以下の処理を行ってもよい。
【００８２】
知能車両（１台目）、第１非知能車両（２台目）、第２非知能車両（３台目）が先頭からこの順で、同一車線を走行している場合を想定する。なお、知能車両において、当該車両の車両制御装置１１が車両側路車間通信機１２を介して受信した目標速度及び／又は目標加減速度に基づいて、車両の駆動力及び／又は制動力を自動制御することから、上記誤差変動が生じないものとする。
【００８３】
一方、第１非知能車両において、加速度変動ａｂが生じ、第２非知能車両において、加速度変動ａｃが生じるものとする。なお、第１非知能車両および第２非知能車両の加速度変動ａｂ、ａｃの値は、実験的に求められた最適値が設定される。
【００８４】
走行制御区間Ｓ２において、第１非知能車両、第２非知能車両及び知能車両に対する目標車間距離Ｌｔ１、Ｌｔ２の変動範囲が以下のようにして算出される。
【００８５】
演算処理装置５は、１台目の知能車両と２台目の第１非知能車両との間の目標車間距離Ｌｔ１を、下記（３）式により算出する。
【００８６】
２台目の目標加速度ａ２＝（Ｖｔ２−Ｖ２２）／（２×（Ｌ＋Ｌ１−Ｌｔ１））  （３）式
また、上記（３）式により下記（４）式が求められる。
【００８７】
目標車間距離Ｌｔ１＝（Ｌ＋Ｌ１）−（Ｖｔ２−Ｖ２２）／（２×ａ２）        （４）式
したがって、上記（４）式により、目標車間距離Ｌｔ１の変動範囲は、下記（５）式のようになる。
【００８８】
（Ｌ＋Ｌ１）−（Ｖｔ２−Ｖ２２）／（２×（ａ２−ａｂ））≦Ｌｔ１≦（Ｌ＋Ｌ１）−（Ｖｔ２−Ｖ２２）／（２×（ａ２＋ａｂ））        （５）式
また、演算処理装置５は、第１非知能車両と第２非知能車両との間の目標車間距離Ｌｔ２を、下記（６）式により算出される。
【００８９】
３台目の目標加速度ａ３＝（Ｖｔ２−Ｖ３２）／（２×（Ｌ＋Ｌ１＋Ｌ２−Ｌｔ１−Ｌｔ２））  （６）式
また、上記（６）式により、下記（７）式が求められる。
【００９０】
目標車間距離Ｌｔ２＝（Ｌ＋Ｌ１＋Ｌ２−Ｌｔ１）−（Ｖｔ２−Ｖ３２）／（２×ａ３）  （７）式
したがって、上記（７）式により、目標車間距離Ｌｔ２の変動範囲は、下記（８）式のようになる。
【００９１】
（Ｌ＋Ｌ１＋Ｌ２−Ｌｔ１）−（Ｖｔ２−Ｖ３２）／（２×（ａ３−ａｃ））≦Ｌｔ２≦（Ｌ＋Ｌ１＋Ｌ２−Ｌｔ１）−（Ｖｔ２−Ｖ３２）／（２×（ａ３＋ａｃ））        （８）式
なお、上記（５）式及び（８）式の各変動範囲における最小値が、最低目標車間距離Ｌｍｉｎよりも大きい場合は、上記加速度変動ａｂ、ａｃが生じたときでも最低目標車間距離Ｌｍｉｎが確保される為、車両の安全性が確実に維持されることが分かる。したがって、当該値が目標車間距離Ｌｔ１、Ｌｔ２として決定される。
【００９２】
一方、上記（５）式及び（８）式の各変動範囲における各最小値が、最低目標車間距離Ｌｍｉｎよりも小さくなる場合は、上記加速度変動ａｂ、ａｃが生じたときに最低目標車間距離Ｌｍｉｎが確保されない虞がある。したがって、目標速度Ｖｔ１、Ｖｔ２、Ｖｔ３に対して、例えば、所定係数を乗算することで、又は所定値を減算することで、目標速度Ｖｔ１、Ｖｔ２、Ｖｔ３を低く再設定した後、上記演算を再実施する。そして、再度算出された、上記（５）式及び（８）式の各変動範囲における各最小値が、最低目標車間距離Ｌｍｉｎよりも大きい場合は、当該値が目標車間距離Ｌｔ１、Ｌｔ２として決定される。
【００９３】
以上、演算処理装置５は、第１非知能車両及び第２非知能車両に対する目標車間距離を、知能車両に対する目標車間距離よりも大きく確保されるように、各目標車間距離に対して異なる重み付けを行う。これにより、第１非知能車両及び第２非知能車両において、上記誤差変動が生じたとしても、より大きく確保された目標車間距離によって、安全な車間距離が確保される。また、演算処理装置５は、算出された各目標車間距離が最低目標車間距離よりも短いと判断すると、最低目標車間距離Ｌｍｉｎよりも長い目標車間距離を再設定する。これにより、最低目標車間距離Ｌｍｉｎよりも長い目標車間距離が確実に設定されるため、より安全な車間距離が確保される。さらに、第１非知能車両及び第２非知能車両の目標速度及び／又は目標加減速度の誤差変動が生じたときにおける目標車間距離の変動範囲の最小値が最低目標車間距離Ｌｍｉｎよりも大きくなるように目標車間距離が設定されてもよい。これにより、上記目標速度及び／又は目標加減速度の誤差変動が生じた場合でも、より確実に最低目標車間距離Ｌｍｉｎが確保される。すなわち、車両群に非知能車両が混在する場合でも、各車両の目標車間距離を十分に確保し、安全性の高い車両群の制御を実現できる。したがって、知能車両と非知能車両とを含む車両群の走行を最適に制御することができる。
【００９４】
以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００９５】
例えば、上記一実施例において、演算処理装置５は、走行制御区間Ｓ２の各車線における目標速度Ｖｉｔ（ｉ＝１〜ｍ：車線数）を、以下のように算出してもよい。
【００９６】
例えば、車線１において、２台の車両が、夫々、車速Ｖ１１’、Ｖ１２’で連なって走行している場合を想定する。
【００９７】
演算処理装置５は、車速Ｖ１１’及びＶ１２’が制限速度Ｖｍａｘを超えていないと判断したとき、Ｖ１１＝Ｖ１１’、Ｖ１２＝Ｖ１２’とする。一方、演算処理装置５は、Ｖ１１’＞Ｖｍａｘであると判断したとき、Ｖ１１＝Ｖｍａｘとして下方修正を行う。同様に、演算処理装置５は、Ｖ１２’＞Ｖｍａｘであると判断したとき、Ｖ１２＝Ｖｍａｘとして下方修正を行う。これにより、制限速度を極端に超えるような高速の車両による影響を排除することができる。
【００９８】
また、演算処理装置５は、車線１の仮目標速度Ｖ１ｔ’をＶ１ｔ’＝ａｖｅｒａｇｅ（Ｖ１１、Ｖ１２）により算出した平均車速とする。
【００９９】
演算処理装置５は、各車線の仮目標速度Ｖ１ｔ’、Ｖ２ｔ’、・・・、Ｖｍｔ’を算出する。なお、演算処理装置５は、Ｖ１ｔ’≦Ｖ２ｔ’≦・・・≦Ｖｍｔ’が成立すると判断すると、目標速度Ｖｉｔ＝Ｖｉｔ’として決定する。一方、演算処理装置５は、Ｖ１ｔ’≦Ｖ２ｔ’≦・・・≦Ｖｍｔ’が成立しないと判断すると、Ｖ１ｔ’≦Ｖ２ｔ’≦・・・≦Ｖｍｔ’となるように修正を行う。
【０１００】
次に、演算処理装置５は、以下のようにして各車線（ｉ＝１、２、・・・・、ｍ：車線数）の目標車両配置を算出する。
【０１０１】
演算処理装置５は、上記算出した目標速度Ｖ１ｔに基づいて、走行制御区間Ｓ２においてｔ秒後における最低目標車間距離Ｌ１ｍｉｎを決定する。このとき、最低目標車間距離Ｌ１ｍｉｎの値は、Ｌ１ｍｉｎ＝ｆ１（Ｖ１ｔ）のように目標速度Ｖ１ｔの関数ｆ１（Ｖ１ｔ）によって一義的に決定されてもよい。なお、最低目標車間距離Ｌ１ｍｉｎの値は、例えば、先行車両が急制動しても後方車両が先行車両に追突すること無く、回避できるだけの余裕を確保した距離が設定される。
【０１０２】
走行制御区間Ｓ２における目標車間距離Ｌ１ｔを、目標車間距離Ｌ１ｔ＞最低目標車間距離Ｌ１ｍｉｎとなるように決定する。このとき、例えば、走行制御区間Ｓ２を走行する各車両の車速が目標速度Ｖｔまでに制御される過程において、各車両の加減速度が最小となるように、目標車間距離Ｌｔ１の値が設定されるのが好ましい。
【０１０３】
演算処理装置５は、上述と同様に、各車両の目標加速度ａ１１ｔ、ａ１２ｔを算出し、対応する各車両へ、地上側路車間通信機２を介して送信する。各車両の車両制御装置１１は、対応する目標加速度を、車両側路車間通信機１２を介して受信すると、この目標加速度ａ１１ｔ、ａ１２ｔとなるように、車両の駆動力又は制動力を制御する。
【０１０４】
また、上記一実施例において、演算処理装置５は、第１非知能車両と第２非知能車両とに対して異なる重み付けを行って、夫々の目標車間距離を算出してもよい。例えば、演算処理装置５は、第２非知能車両に対する目標車間距離を、第１非知能車両に対する目標車間距離よりも大きく確保されるように、上述のように算出された夫々の目標車間距離に対して異なる重み付けを行ってもよい。
【０１０５】
一般に路上表示装置６の表示の方が車載表示装置１３の表示よりも視認性が低くなる。この為、路上表示装置６の表示に従って車両操作が行われる第２非知能車両の方が、車載表示装置１３の表示に従って車両操作が行われる第１非知能車両よりも上記誤差変動が大きくなる傾向にある。したがって、第２非知能車両に対する目標車間距離を、第１非知能車両に対する目標車間距離よりも大きく確保されるようにすることで、より安全な目標車間距離が設定される。なお、演算処理装置５は、車両制御装置（ＬＫＡ装置、ＡＣＣ装置、クルーズコントロール装置等）の搭載状態に応じて、上記重み付けを変更してもよい。
【０１０６】
なお、上記一実施例における監視用カメラ３及び画像処理装置４が、特許請求の範囲に記載の走行状態検出手段に相当する。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、例えば、複数の車線を走行する車両群を制御する車両群制御システムに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の一実施例に係る車両群制御システムの概略の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）車両群における知能車両の構成の一例を示す概略のブロック図である。（ｂ）車両群における第１非知能車両の構成の一例を示す概略のブロック図である。
【図３】監視用カメラによる各車両の走行状態の撮影処理フローの一例を示すフローチャートである。
【図４】画像処理装置による監視用カメラにより撮影された撮影画像に対する処理フローの一例を示すフローチャートである。
【図５】演算処理装置による処理フローの一例を示すフローチャートである。
【図６】各車両が目標制御位置に到達するまでの車両配置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１    車両群制御装置
２    地上側路車間通信機
３    監視用カメラ
４    画像処理装置
５    演算処理装置
６    路上表示装置
１０    車両群制御システム
１１    車両制御装置
１２    車両側路車間通信機
【図１】
2008059094.tif 000003
【図２】
2008059094.tif 000004
【図３】
2008059094.tif 000005
【図４】
2008059094.tif 000006
【図５】
2008059094.tif 000007
【図６】
2008059094.tif 000008