(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-19
(45)【発行日】2023-09-27
(54)【発明の名称】自律走行車両及び交通システム
(51)【国際特許分類】
G08G 1/127 20060101AFI20230920BHJP
【FI】
G08G1/127 B
(21)【出願番号】P 2020066647
(22)【出願日】2020-04-02
【審査請求日】2022-07-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人YKI国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】東出 宇史
(72)【発明者】
【氏名】岡崎 健志
(72)【発明者】
【氏名】宇野 慶一
【審査官】西 秀隆
(56)【参考文献】
【文献】特表2019-535367(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G08G 1/00-99/00
B60W 30/00-60/00
B61L 1/00-99/00
H04B 7/24- 7/26
H04W 4/00-99/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の停留所が設けられた循環路を自律走行する自律走行車両であって、
前記循環路に設けられた運行スケジュール更新地点において提供された前記循環路の一周分の運行スケジュールが記憶される運行スケジュール記憶部と、
前記運行スケジュールに基づいた自律走行制御を実行するとともに、運行中断指令を受信したときに緊急停止制御を実行する、自律走行制御部と、
前記運行中断指令の受信後に退避先停留所まで移動する退避運転の後に、前記退避先停留所で運行再開指令を受信したときに、前記運行スケジュールに対する実運行の遅延時間に基づいて、前記退避先停留所から前記運行スケジュール更新地点までの巡行時間を、前記運行スケジュールに基づいた前記巡行時間よりも短縮するスケジュール変更を実行する、運行スケジュール変更部と
、
前記運行中断指令を受信したときに、乗車中の管理者に対して手動運転の実行を要求する画像を表示する表示部と、
手動運転の実行指令を入力可能な入力部と、
手動運転の前記実行指令が入力されたときに、前記退避運転に当たり、前記自律走行制御部による自律走行運転から、乗車中の前記管理者による手動運転に切り替える運転切替制御部と、
を備える、自律走行車両。
【請求項2】
請求項
1に記載の自律走行車両と、前記自律走行車両の運行を管理する運行管理装置を備える、交通システムであって、
前記運行管理装置は、
複数の前記自律走行車両に対して前記運行スケジュールを作成する運行スケジュール作成部と、
前記運行スケジュール更新地点をそれぞれの前記自律走行車両が通過する際に、前記循環路の一周分の前記運行スケジュールを提供する、運行スケジュール提供部と、
複数の前記自律走行車両に対して前記運行中断指令及び前記運行再開指令を発報可能な指令部と、
を備え、
前記運行スケジュール作成部は、前記運行スケジュールとして、複数の前記自律走行車両の運行間隔が等間隔となるように定められた通常運行スケジュールを作成し、
さらに前記運行スケジュール作成部は、運行再開後の前記運行スケジュール更新地点の通過時刻が、前記通常運行スケジュールに基づく通過目標時刻よりも遅延すると予測される前記自律走行車両に対して、前記通常運行スケジュールよりも周回時間が遅延時間に応じて短縮された復帰用運行スケジュールを、次周の前記運行スケジュールとして作成する、
交通システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書では、複数の停留所が設置された循環路を走行する自律走行車両と、当該自律走行車両とその運行管理装置を含む交通システムが開示される。
【背景技術】
【0002】
近年、自律走行可能な車両を用いた交通システムが提案されている。例えば、特許文献1には、専用路線に沿って自律走行可能な車両を用いた車両交通システムが開示されている。この車両交通システムは、専用路線に沿って走行する複数の車両と、当該複数の車両を運行させる管制制御システムとを備える。管制制御システムは、運行計画に従い、車両に出発指令や進路指令を送信する。また、管制制御システムは、乗車需要に応じて、車両の増車または減車を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、交通システムの不調や要人の移動時等に、運行が一時的に中断される場合がある。運行が再開されると、予め定められていた運行スケジュールに対して遅延が生じる。そこで本明細書では、運行中断に伴って生じる遅延を速やかに解消可能な、自律走行車両及び交通システムが開示される。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本明細書では、複数の停留所が設けられた循環路を自律走行する、自律走行車両が開示される。当該自律走行車両は、運行スケジュール記憶部、自律走行制御部、運転切替制御部、及び運行スケジュール変更部を備える。運行スケジュール記憶部には、循環路に設けられた運行スケジュール更新地点において提供された循環路の一周分の運行スケジュールが記憶される。自律走行制御部は、運行スケジュールに基づいた自律走行制御を実行するとともに、運行中断指令を受信したときに緊急停止制御を実行する。運行スケジュール変更部は、運行中断指令の受信後に退避先停留所まで移動する退避運転の後に、退避先停留所で運行再開指令を受信したときに、運行スケジュールに対する実運行の遅延時間に基づいて、退避先停留所から運行スケジュール更新地点までの巡行時間を、運行スケジュールに基づいた巡行時間よりも短縮するスケジュール変更を実行する。
【0006】
上記構成によれば、運行中断指令の発報時に、退避先停留所にて運行再開まで待機することで、運行中断期間の一部を、停留所での乗降時間に吸収させることが出来る。さらに、運転再開後は、運行スケジュールを短縮変更させることで、遅延を解消可能となる。
【0007】
また上記構成において、自律走行車両は、運行中断指令を受信したときに、乗車中の管理者に対して手動運転の実行を要求する画像を表示する表示部と、手動運転の実行指令を入力可能な入力部を備えてもよい。さらに自律走行車両は、手動運転の実行指令が入力されたときに、退避運転に当たり、自律走行制御部による自律走行運転から、乗車中の管理者による手動運転に切り替える、運転切替制御部を備えてもよい。
【0008】
上記構成によれば、退避運転時の手動運転を車内の管理者に促すことが出来る。
【0009】
また本明細書では、上記構成に係る自律走行車両と、自律走行車両の運行を管理する運行管理装置を備える、交通システムが開示される。運行管理装置は、運行スケジュール作成部、運行スケジュール提供部、及び指令部を備える。運行スケジュール作成部は、複数の自律走行車両に対して運行スケジュールを作成する。運行スケジュール提供部は、運行スケジュール更新地点をそれぞれの自律走行車両が通過する際に、循環路の一周分の運行スケジュールを提供する。指令部は、複数の自律走行車両に対して運行中断指令及び運行再開指令を発報可能となっている。運行スケジュール作成部は、運行スケジュールとして、複数の自律走行車両の運行間隔が等間隔となるように定められた通常運行スケジュールを作成する。さらに運行スケジュール作成部は、運行再開後の運行スケジュール更新地点の通過時刻が、通常運行スケジュールに基づく通過目標時刻よりも遅延すると予測される自律走行車両に対して、通常運行スケジュールよりも周回時間が遅延時間に応じて短縮された復帰用運行スケジュールを、次周の運行スケジュールとして作成する。
【0010】
上記構成によれば、運行再開から運行スケジュール更新地点まで巡行する間に遅延を解消することが困難である場合に、次周も引き続き遅延を解消させることが出来る。
【発明の効果】
【0011】
本明細書で開示される技術によれば、運行中断に伴って生じる遅延が速やかに解消可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】本実施形態に係る自律走行車両及び運行管理装置が含まれる交通システムの概略図である。
【
図2】運行管理装置及び自律走行車両のハードウェア構成図である。
【
図3】運行管理装置及び自律走行車両の機能ブロック図である。
【
図4】運行スケジュール作成に用いられる用語の説明図(1/2)である。
【
図5】運行スケジュール作成に用いられる用語の説明図(2/2)である。
【
図6】通常運行スケジュールが例示されたダイヤグラムである。
【
図7】通常運行スケジュールによるダイヤグラムの一部拡大図である。
【
図8】運行中断指令が発報されたときの運行管理が例示されたダイヤグラムである。
【
図9】運行中断指令受信時の退避制御を例示するフローチャートである。
【
図10】
図8の一部拡大図であり、主に運行中断から運行再開までの自律走行車両の動作が例示されたダイヤグラムである。
【
図11】運行再開指令受信時の復帰制御を例示するフローチャートである。
【
図12】
図8の一部拡大図であり、主に運行再開以降の自律走行車両の動作が例示されたダイヤグラムである。
【
図13】復帰用運行スケジュール作成工程が例示されたフローチャートである。
【
図14】
図8の一部拡大図であり、主に復帰用運行スケジュールの提供過程が例示されたダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
図1には、本実施形態に係る自律走行車両C1~C7及び運行管理装置10を含む交通システムの概略図が例示される。この交通システムでは、循環路100に沿って複数の停留所ST1~ST3が設けられる。
【0014】
なお、以下では、複数の自律走行車両C1~C7を区別しない場合は、区別用の添え字番号が省略され「車両C」と表記される。同様に、複数の停留所ST1~ST3も、区別の必要がない場合は、「停留所ST」と表記される。
【0015】
図1に例示される交通システムでは、予め規定された循環路100に沿って車両Cが走行し、不特定多数の利用者が輸送される。車両Cは、循環路100上を図示矢印のように一方通行にて循環運行し、循環路100沿いに設けられた停留所ST1~ST3を巡回する。
【0016】
循環路100は、例えば車両Cのみが走行を許可される専用道路であってよい。車両Cが鉄道車両である場合には、循環路100は循環線であってよい。又は、循環路100は、車両C以外の車両も通行可能な一般道路に設定された路線であってもよい。
【0017】
また、循環路100と接続するようにして、交通システムには車庫110が設けられる。
図1では車庫110に待機中の自律走行車両C4~C7が例示される。車庫110との接続ポイントとして、循環路100には回収ポイントPout及び投入ポイントPinが設けられる。
図1の例では回収ポイントPout及び投入ポイントPinは停留所ST2と停留所ST3との間に設けられる。
【0018】
循環路100を走行中の自律走行車両C1~C3は、回収ポイントPoutにて、車庫110に入る。また、車庫110にて待機中の自律走行車両C4~C7は、投入ポイントPinから循環路100内に投入される。回収用の車両Cと投入用の車両Cとの交錯を避けるために、回収ポイントPoutは投入ポイントPinの上流側に設けられる。
【0019】
また循環路100には、運行中の自律走行車両C1~C3に各自の運行スケジュールを提供する運行スケジュール更新ポイントPu(運行スケジュール更新地点)が設けられる。運行スケジュール更新ポイントPuでは、運行管理装置10から、当該ポイントを通過する車両Cに対して、運行スケジュール更新ポイントPuを起点とした一周分の運行スケジュールが提供される。このようにして車両Cは運行スケジュール更新ポイントPuを通過するたびに(周ごとに)運行スケジュールが変更される。運行スケジュールの提供方法の詳細は後述される。
【0020】
<車両構成>
車両Cは、循環路100を自律走行可能な車両であって、例えば、所定の停留所STから他の停留所STまで不特定多数の利用者を輸送する乗合車両として機能する。車両Cは、例えば乗合バスであってよい。
【0021】
車両Cは、自律走行可能な車両である。例えば、米国の自動車技術会(SAE)による基準で示されるレベル3、すなわち、循環路100の運転操作が自動化され、緊急時は管理者105が手動運転を行う運転制御が可能となっている。例えば後述されるように、運行中の車両Cに対して運行中断指令が発報されると、自律走行制御が中断される。その後、退避先停留所まで車両Cを移動させる際に、手動運転が実施される。このような手動運転を可能とするために、運行中の車両Cには管理者105が乗車している。
【0022】
図2には、車両C及び運行管理装置10のハードウェア構成が例示される。また
図3には、車両C及び運行管理装置10の機能ブロックが、ハードウェアと混在した状態で例示される。
図2、
図3に例示されるように、車両Cは、回転電機29(モータ)を駆動源とし、図示しないバッテリを電源とする電動車両である。車両Cは、運行管理装置10と無線通信により通信可能、つまりデータのやり取りが可能となっている。
【0023】
また車両Cには、自律走行を可能とするための機構が搭載されている。具体的には、車両Cは、制御部20、カメラ22、ライダーユニット23、近接センサ25、GPS受信機26、時計27、駆動機構28、操舵機構30、制動機構32、及び操作レバー33を備える。
【0024】
カメラ22は、ライダーユニット23と略同一の視野を撮像する。カメラ22は、例えばCMOSセンサやCCDセンサ等のイメージセンサを備える。カメラ22が撮像した画像(撮像画像)は、後述するように、自律走行制御に利用される。
【0025】
ライダーユニット23(LiDAR Unit)は、自律走行用のセンサであり、例えば赤外線を用いた測距センサである。例えば、ライダーユニット23から、水平方向及び鉛直方向に赤外線レーザー光線が走査され、これにより、車両Cの周辺環境についての測距データが3次元的に配列された、3次元点群データを得ることが出来る。カメラ22及びライダーユニット23は、一纏まりのセンサユニットとして、例えば、車両Cの前面、後面、ならびに前面及び後面を繋ぐ両側面の4面に設けられる。
【0026】
近接センサ25は、例えばソナーセンサであって、例えば車両Cが停留所STに停車する際に、車道と歩道との境界である縁石と車両Cとの距離を検出する。この検出により、車両Cを縁石に寄せて停車させる、いわゆる正着制御が可能となる。近接センサ25は、例えば車両Cの両側面と、前面と側面との角部に設けられる。
【0027】
GPS受信機26は、GPS衛星からの測位信号を受信する。例えばこの測位信号を受信することで、車両Cの現在位置(緯度、経度)が求められる。
【0028】
また、車両Cには手動運転を行うための機構として、操作レバー33が設けられる。例えば操作レバー33は車両Cの車室内前方に設置される。例えば操作レバー33は前後左右に倒すことが可能となっており、当該操作によって車両Cの制駆動(言い換えると加減速)及び操舵を制御可能となっている。具体的には操作レバー33が前に倒されると加速、後ろに倒されると減速、右または左に倒されると倒された方向に転回するような制御指令が、駆動機構28、操舵機構30、及び制動機構32に送信される。操作レバー33は手動運転時に管理者105(
図1参照)によって操作される。
【0029】
制御部20は、例えば車両Cの電子コントロールユニット(ECU)であってよく、コンピュータから構成される。
図2に例示される制御部20は、データの入出力を制御する入出力コントローラ20Aを備える。また制御部20は演算素子として、CPU20B、GPU20C(Graphics Processing Unit)、DLA20D(Deep Learning Accelerators)を備える。さらに制御部20は記憶部として、ROM20E、RAM20F、及びハードディスクドライブ20G(HDD)を備える。これらの構成部品は内部バス20Jに接続される。
【0030】
加えて制御部20は、乗車中の管理者とのユーザーインターフェースとして、入力部20H及び表示部20Iを備える。入力部20H及び表示部20Iは例えばタッチパネルであってよい。
【0031】
図3には、制御部20の機能ブロックが例示される。この機能ブロックは、スキャンデータ解析部40、自己位置推定部42、経路作成部44、自律走行制御部46、運行スケジュール変更部50、運転切替制御部52、及び手動運転制御部54を含んで構成される。また制御部20は、記憶部として、ダイナミックマップ記憶部48及び運行スケジュール記憶部49を備える。
【0032】
ダイナミックマップ記憶部48には、循環路100及びその周辺のダイナミックマップデータが記憶される。ダイナミックマップは、3次元地図であって、例えば道路(車道及び歩道)の位置及び形状(3次元形状)が記憶される。また道路に引かれた車線、横断歩道、停止線等の位置もダイナミックマップに記憶される。加えて、建物や車両用信号機等の構造物の位置及び形状(3次元形状)もダイナミックマップに記憶される。ダイナミックマップデータは、運行管理装置10から提供される。
【0033】
運行スケジュール記憶部49には、当該記憶部が搭載された車両Cの運行スケジュールが記憶される。上述のように、この運行スケジュールは、運行スケジュール更新ポイントPu(
図1参照)にて一周ごとに更新される。
【0034】
車両Cは、ダイナミックマップ記憶部48に記憶された循環路100のデータに沿って自律走行する。自律走行に当たり、車両Cの周辺環境の3次元点群データがライダーユニット23により取得される。またカメラ22によって車両Cの周辺環境の画像が撮像される。
【0035】
カメラ22が撮像した撮像画像内の物体は、スキャンデータ解析部40により解析される。例えば、教師有り学習を用いたSSD(Single Shot Multibox Detector)やYOLO(You Only Look Once)といった既知のディープラーニング手法により撮像画像内の物体が検出され、さらに検出された物体の属性(停留所ST、通行人、構造物等)が認識される。
【0036】
また、スキャンデータ解析部40は、ライダーユニット23から3次元点群データ(ライダーデータ)を取得する。カメラ22による撮像画像とライダーデータを重ね合わせることで、どのような属性(停留所ST、通行人、構造物等)の物体が、自身からどれ位の距離にいるかを求めることが出来る。
【0037】
また、自己位置推定部42は、GPS受信機26から受信した自己位置(緯度、経度)から、ダイナミックマップ中の自己位置を推定する。推定された自己位置は、経路作成に用いられる他、時計27から取得した時刻情報とともに運行管理装置10に送信される。
【0038】
経路作成部44は、推定された自己位置と直近の目標地点までの経路を作成する。例えば自己位置と停留所STまでの経路が作成される。自己位置と停留所STまでの直線経路上に障害物があることが、ライダーユニット23による3次元点群データ及びカメラ22による撮像画像から判明したときには、当該障害物を避けるような経路が作成される。
【0039】
自律走行制御部46は、上記により求められた、撮像画像とライダーデータの重ね合わせデータ、自己位置、作成済みの経路、及び運行スケジュールに基づいて車両Cの自律走行制御を実行する。例えば作成済み経路の走行速度は、通常運行スケジュールによって定められた目標速度V0(後述される)と一致するように、自律的に制御される。例えば自律走行制御部46は、インバータ等の駆動機構28を制御して、車両Cの速度を目標速度V0に維持する。また、自律走行制御部46は、アクチュエータ等の操舵機構30の制御を通して車輪31を操作し、決定された経路を車両Cが進むように制御する。
【0040】
また、停留所STでは、自律走行制御部46は、車両Cを停車させた後に乗降扉(図示せず)を開放させる。このとき、自律走行制御部46は、時計27を参照して、運行スケジュールによって定められた出発目標時刻Td*(後述される)まで車両Cを停車状態に維持させる。乗車及び降車が完了した後、出発目標時刻Td*に至ると、自律走行制御部46は、乗降扉を閉止させ、車両Cを発車させる。
【0041】
さらに、運行管理装置10の指令部61から発報された運行中断指令を車両Cが受信すると、自律走行制御部46は、車両Cを停止させる緊急停止制御を実行する。
【0042】
運転切替制御部52は、車両Cの走行態様を、自律走行運転と手動運転とに切替可能となっている。後述されるように、運行管理装置10から運行中断指令を受信し、自律走行制御部46により緊急停止制御が実行された後に、運転切替制御部52は、車両Cの運転制御を、自律走行運転から手動運転に切り替える。これにより、退避先停留所STまで車両Cを移動させる退避運転が、手動運転により行われる。後述されるように、この切り替えは、入力部20Hを介した管理者105からの確認指令の入力に応じて実行される。
【0043】
手動運転制御部54は、車両Cの運転方法が自律走行運転から手動運転に切り替えられたときに、管理者による操作レバー33の操作に応じて、駆動機構28、操舵機構30、及び制動機構32を制御する。
【0044】
運行スケジュール変更部50は、運行管理装置10からの運行再開指令を受信したときに、運行スケジュール記憶部49に記憶された通常運行スケジュールを短縮変更する。この詳細は後述される。
【0045】
<運行管理装置の構成>
運行管理装置10は、循環路100を自律走行する車両Cの運行を管理する。運行管理装置10は、例えば車両Cの運行を管理する管理会社に設置される。運行管理装置10は例えばコンピュータから構成され、
図2には、運行管理装置10のハードウェア構成が例示される。
【0046】
運行管理装置10は、車両Cのハードウェア構成と同様にして、入出力コントローラ10A、CPU10B、GPU10C、DLA10D、ROM10E、RAM10F、及びハードディスクドライブ10G(HDD)を備える。これらの構成部品は内部バス10Jに接続される。
【0047】
また運行管理装置10は、適宜データを入力するキーボードやマウス等の入力部10Hを備える。さらに運行管理装置10は、運行スケジュール等を閲覧表示するためのディスプレイ等の表示部10Iを備える。入力部10H及び表示部10Iは内部バス10Jに接続される。
【0048】
図3には、運行管理装置10の機能ブロックが例示される。運行管理装置10は、記憶部として、運行スケジュール記憶部65及びダイナミックマップ記憶部66を備える。また運行管理装置10は、機能部として、車両情報取得部60、指令部61、運行スケジュール作成部62、運行スケジュール提供部63、及び運行ルート作成部64を備える。
【0049】
運行ルート作成部64は、車両Cを走行させるルート、つまり循環路100を作成する。例えば分岐を含むような道路から経路が選択されて循環路100が作成される。作成された循環路100に対応するダイナミックマップデータが、ダイナミックマップ記憶部66から抽出され、車両Cに送信される。
【0050】
運行スケジュール作成部62は、循環路100を運行中の複数の運行車両Cに提供される運行スケジュールを作成する。後述されるように、運行スケジュール作成部62は、通常運行スケジュール及び復帰用運行スケジュールを作成可能となっている。また後述されるように、運行スケジュール作成部62は、作成された運行スケジュールと、時計17から得られた時刻情報に基づいて、各停留所ST1~ST3の到着目標時刻Ta*及び出発目標時刻Td*を算出可能となっている。なお
図2では、時計17は運行管理装置10の外部に設けられているが、運行管理装置10に時計17が内蔵されていてもよい。
【0051】
運行スケジュール提供部63は、運行スケジュール作成部62により作成された運行スケジュールを、運行スケジュール更新ポイントPu(運行スケジュール更新地点)にて運行車両Cに提供する。上述されたように、運行スケジュール提供部63は、運行スケジュール更新ポイントPuを通過する運行車両Cに循環路100の一周分の運行スケジュールを提供する。
【0052】
車両情報取得部60は、車両Cから車両情報を受信する。車両情報には、現在位置、乗車人数、バッテリのSOC、車載センサが取得した各種機器の情報等が含まれる。
【0053】
指令部61は、運行中の車両Cに対して、運行中断指令及び運行の再開を指示する再開指令を発報可能となっている。例えば運行管理装置10の不調や、要人の通過予定がある場合に、運行中断指令が発報される。運行管理装置10が復帰し、また、要人の通過が完了すると、再開指令が発報される。
【0054】
<運行スケジュール>
運行スケジュール及びスケジュール変更の際に用いられる用語が
図4、
図5に例示される。
図4に例示されるように、通常運行スケジュールでは、各停留所STにおける到着目標時刻Ta*と、当該停留所から出発する出発目標時刻Td*が車両Cごとに定められる。到着目標時刻Ta*から出発目標時刻Td*までの期間は、スケジュール上での車両Cの停車時間となり、計画停車時間Dwpと呼ばれる。
【0055】
また実際の運行に当たり、前の停留所における遅延や、循環路100上の渋滞等に起因して、車両Cが到着目標時刻Ta*とは異なる時刻に停留所STに到着する場合がある。この実際の到着時刻は到着実時刻Taと呼ばれる。加えて到着実時刻Taから出発目標時刻Td*までの期間は、その停留所STからスケジュール通りに車両Cを出発させるための目標時間となり、停車目標時間Dw*と呼ばれる。
【0056】
さらに、車両Cへの実際の乗降時間が乗降実時間Dpと呼ばれる。乗降実時間Dpは、到着実時刻Taから乗降完了時刻Tpまでの期間である。また、停車目標時間Dw*から乗降実時間Dpを引いた時間は待機時間Dwと呼ばれる。
【0057】
図4には、待機時間Dwが正の値を取る場合が例示される。この場合、待機時間Dwは、乗降完了時刻Tpから出発目標時刻Td*までの時間となり、車両Cへの乗降が済み、そこから出発を待つ時間となる。待機時間Dw経過後、出発目標時刻Td*に至ると、車両Cは停留所から出発する。つまり、待機時間Dwが正の値を取る場合は、車両Cが実際に停留所STから出発する時刻である出発実時刻Tdと出発目標時刻Td*とが基本的に等しくなる。
【0058】
図5では、乗降実時間Dpが停車目標時間Dw*を超過し、待機時間Dwが負の値を取る場合、すなわち、待機時間Dwが遅延時間Dwとして表される場合が例示される。この場合、出発目標時刻Td*を過ぎても乗員の乗降が続き、乗降が完了すると直ちに車両Cが出発するため、乗降完了時刻Tpと出発実時刻Tdとが基本的に等しくなる。
【0059】
<通常運行スケジュール>
図6には、通常運行スケジュールに基づくダイヤグラムが例示される。ダイヤグラムについて横軸は時刻を示し、縦軸は循環路100上の停留所ST1~ST3、運行スケジュール更新ポイントPu、回収ポイントPout、投入ポイントPinの各地点が示される。このような通常運行スケジュールは、運行スケジュール作成部62により作成される。
【0060】
図6では、3台の車両C1~C3が20分間隔で運行する通常運行スケジュールが編成されている。通常運行スケジュールとは、循環路100を自律走行する車両C(
図6では車両C1~C3がこれに当たる)の台数が維持されながら周回走行されるときに適用される運行スケジュールを指す。言い換えると、増車も減車も無い状態で車両Cが循環路100をそれぞれ一周する場合に、通常運行スケジュールが適用される。
【0061】
例えば、通常運行スケジュールでは、循環路100を走行する運行車両Cの運行間隔が等間隔となるように、各停留所ST1~ST3での計画停車時間Dwp1,Dwp2,Dwp3が各車両Cで一律に設定され、また目標速度V0も各車両Cで一律に設定される。
【0062】
通常運行スケジュールにて設定される目標速度V0及び各停留所ST1~ST3での計画停車時間Dwp1,Dwp2,Dwp3は、適宜「通常値」とも記載される。このような観点から、通常運行スケジュールとは、通常値を用いて編成される運行スケジュールということが出来る。通常運行スケジュールは、例えば当該運行スケジュールにて実際の運行がなされる前に、予め運行管理装置10の運行スケジュール作成部62によって定められる。
【0063】
目標速度V0及び計画停車時間Dwp1,Dwp2,Dwp3に基づいて、循環路100上の各地点を通過する時刻が求められる。例えば運行スケジュール更新ポイントPuの通過時刻が時計17(
図2参照)から得られる。さらに例えば
図7に例示されるように、運行スケジュール更新ポイントPuから目標速度V0で運行車両C1を走行させたときの、停留所ST2への到着目標時刻(到着目標時刻Ta*_C1_ST2)が求められる。またそこから計画停車時間Dwp2に亘り運行車両C1を停車させた後の、停留所ST2からの出発目標時刻(出発目標時刻Td*_C1_ST2)が求められる。このようにして各停留所STの到着目標時刻及び出発目標時刻が求められる。さらに、目標速度V0と循環路100の道のり、及び、計画停車時間Dwp1,Dwp2,Dwp3に基づいて、運行スケジュール更新ポイントPuの通過目標時刻が求められる。
【0064】
運行スケジュール提供部63(
図3)は、運行スケジュール更新ポイントPu(運行スケジュール更新地点)にて、当該ポイントを通過する車両C1~C3に通常運行スケジュール、または後述される復帰用運行スケジュールを提供する。このとき、運行スケジュール提供部63は、運行スケジュール更新ポイントPuを通過中の運行車両C1~C3に、上記どちらかの運行スケジュールを、1周分提供する。
【0065】
例えば、運行車両C1が運行スケジュール更新ポイントPuを通過するときには、当該ポイントPuから、次回運行スケジュール更新ポイントPuを通過するまで(例えば
図6におけるポイントP1からポイントP2まで)の、運行車両C1の運行スケジュールデータが、運行車両C1に提供される。
【0066】
このとき運行車両Ck(3台体制ではk=1~3)に提供される運行スケジュールデータには、各停留所ST1~ST3への到着目標時刻Ta*_Ck_ST1~Ta*_Ck_ST3、及び、各停留所ST1~ST3からの出発目標時刻Td*_Ck_ST1~Td*_Ck_ST3が含まれる。さらに、各停留所ST1~ST3における計画停車時間Dwp1,Dwp2,Dwp3、及び目標速度V0が、運行車両Ckに提供される運行スケジュールデータに含まれる。
【0067】
<運行中断/再開時の運行管理>
図8には、運行中の車両Cの運行中断及び再開時のダイヤグラムが例示される。
図9には、運行管理装置10の指令部61から車両Cに対して運行中断指令が発報されたときの、退避制御のフローチャートが例示される。このフローチャートは車両Cの制御部20(
図3参照)によって実行される。また
図10には、主に、運行中断指令の発報から再開指令の発報までのダイヤグラムが例示される。
【0068】
車両Cの自律走行制御部46は、指令部61から発報された運行中断指令を受信する(
図10の7:57付近)と、緊急停止制御を実行する(S10)。例えば自律走行制御部46は、制動機構32を操作して車両Cを緊急停止させる。次に運転切替制御部52は、表示部20Iに、手動運転を要求する画像を表示させる(S12)。運転切替制御部52は、手動運転要求に対する確認指令が、入力部20Hから入力されたか否かを判定する(S14)。確認指令が未入力の場合は、表示部20Iは、手動運転要求画像の表示を維持する。
【0069】
車両Cに乗車中の管理者105(
図1参照)が手動運転要求画像を見て、これに対する確認指令が入力部20Hから入力される。確認指令は、手動運転の実行指令と捉えられる。確認指令の入力に応じて、運転切替制御部52は、車両Cの運転を、自律走行制御部46による自律走行運転から、管理者105の操作レバー33の操作による手動運転に切り替える(S16)。
【0070】
手動運転により、車両Cは退避先停留所まで移動させられる。退避先停留所は、例えば、車両Cの進行方向に沿って最寄りの停留所STである。
図10の例では、車両C1は退避先停留所ST1、車両C2は退避先停留所ST3、車両C3は退避先停留所ST2にそれぞれ移動する。
【0071】
この手動運転に当たり、表示部20Iは、現在位置から退避先停留所STまでの経路を表示する(S18)。経路表示に沿って管理者が操作レバー33を操作し、手動運転制御部54は、操作レバー33の操作に応じて、駆動機構28、操舵機構30、制動機構32を制御する。
【0072】
手動運転制御部54は、車両Cが退避先停留所STに到着したか否かを判定する(S20)。手動運転により、車両Cが退避先停留所STに到着すると、手動運転制御部54は車両Cを停車させる(S22)。その後手動運転制御部54は、車両Cの運転を、管理者105の操作レバー33の操作による手動運転から、自律走行制御部46による自律走行運転に切り替える(S24)。自律走行制御部46は、再開指令を受信するまで停車状態を維持する。またこのとき、自律走行制御部46は、乗降扉(図示せず)を開放する。これにより中断期間における車両Cの乗降が可能となる。
【0073】
このように、運行中断期間の一部を、停留所での乗降時間に吸収させる、言い換えると、運行中断期間の一部を車両Cの停車時間に含めることで、例えば停留所間の路上で運行中断期間を待機する場合と比較して、遅延時間が短縮可能となる。
【0074】
図11には、再開指令受信後の復帰制御のフローチャートが例示される。なお
図11では、車両C及び停留所STに応じて各パラメータに付与されるサフィックスの表示が省略される。
図12には、復帰制御により短縮変更された運行スケジュールに基づく車両C2のダイヤグラムが二点鎖線で示されている。以下では、車両C2について説明されるが、車両C1,C3についても同様の制御が実行される。
【0075】
運行再開の環境が整えられると、運行管理装置10の指令部61から再開指令(運行再開指令)が発報される。当該指令を受信した、車両C2の運行スケジュール変更部50は、再開された現在時刻が、通常運行スケジュールに基づいて定められた、退避先停留所ST3の出発目標時刻Td*_C2_ST3よりも遅いか否かを判定する(S30)。
【0076】
現在時刻が出発目標時刻Td*_C2_ST3と同時刻であるかそれよりも速い場合、運行中断期間は退避先停留所ST3の停車時間に含まれることになり、遅延は生じていないことから、運行スケジュール変更部50は、スケジュール変更を行わない。自律走行制御部46は、通常運行スケジュールに基づいて、車両C2の運行を再開させる(S32)。
【0077】
一方、ステップS30にて、現在時刻(言い換えると再開時刻)が退避先停留所ST3の出発目標時刻Td*_C2_ST3よりも遅い場合、運行スケジュール変更部50は、運行スケジュール記憶部49に記憶された通常運行スケジュールを短縮変更する。
【0078】
図12に例示されるように、運行スケジュール変更部50は、退避先停留所ST3から運行スケジュール更新ポイントPuまでの巡行時間を、通常運行スケジュールに基づく巡行時間Dt_Oよりも短縮させて、巡行時間Dt_Sとするように、通常運行スケジュールを変更する。
【0079】
この短縮変更に当たり、運行スケジュール変更部50は、通常運行スケジュールにおける退避先停留所ST3の出発目標時刻Td*_C2_ST3から、出発実時刻Td_C2_ST3である現在時刻(つまり再開時刻)までの遅延時間Dw3を求める(S34)。
【0080】
さらに運行スケジュール変更部50は、求められた遅延時間Dw3に基づいて、復帰用目標速度V(>V0)を求める(S36)。
図12では、車両C2に対する復帰用目標速度が速度V2で示される。例えば定性的には、遅延時間Dwと復帰用目標速度Vは正比例関係にあり、遅延時間Dwが長いほど復帰用目標速度Vは速い速度に設定される。
【0081】
例えば目標速度V0に対する係数K(>1.0)が、遅延時間Dw3に応じて定められ、V0×K=V2により復帰用目標速度V2(
図12参照)が求められる。なお、過度の高速化を抑制するために、目標速度V2には上限値が定められていてもよい。
【0082】
次に運行スケジュール変更部50は、求められた遅延時間Dw3に基づいて、現在位置から運行スケジュール更新ポイントPuまでの、つまり巡回予定の停留所STの復帰用計画停車時間Dwp**(<Dwp)を求める(S38)。
図12では、車両C2が巡回予定である停留所ST1の復帰用計画停車時間Dwp1**(<Dwp1)が求められる。例えば定性的には、遅延時間Dwと復帰用計画停車時間Dwp**は反比例関係にあり、遅延時間Dwが長いほど復帰用計画停車時間Dwp**は短い期間に設定される。
【0083】
例えば計画停車時間Dwp1に対する係数K(<1.0)が、遅延時間Dw3に応じて定められ、Dwp1×K=Dwp1**により、復帰用計画停車時間Dwp1**が求められる。
【0084】
運行スケジュール変更部50は、求められた復帰用目標速度V2、復帰用計画停車時間Dwp1**、及び現在時刻(つまり再開時刻)に基づいて、運行スケジュール更新ポイントPuの到着前に巡回予定の停留所ST1の、到着目標時刻Ta**_C2_ST1及び出発目標時刻Td**_C2_ST1を求める(S40)。さらに運行スケジュール更新ポイントPuの通過目標時刻T**_C2_Puが求められる。このようにして、通常運行スケジュールに対して短縮変更された運行スケジュールが、
図12の2点鎖線のように作成される。自律走行制御部46は、短縮変更された運行スケジュールに基づいて、車両C2の自律走行を再開する(S42)。
【0085】
<復帰用運行スケジュールの作成>
運行再開地点が運行スケジュール更新ポイントPuから十分に遠い場合には、短縮変更された運行スケジュールに基づいた運行により、遅延を解消可能となる。一方、運行スケジュール更新ポイントPuに近い場所で運行が再開された場合、遅延が十分に解消されない状態で運行スケジュール更新ポイントPuに到着する場合がある。
【0086】
このような場合に備えて運行管理装置10の運行スケジュール作成部(
図3)は、運行再開後の運行スケジュール更新ポイントPuの通過時刻が、通常運行スケジュールに基づく通過目標時刻よりも遅延すると予測される車両Cに対して、復帰用運行スケジュールを作成する。復帰用運行スケジュールは、遅延時間に応じて、通常運行スケジュールよりも周回時間が短縮される。
【0087】
図13には、復帰用運行スケジュール作成工程が例示される。なお
図13では、車両C及び停留所STに応じて各パラメータに付与されるサフィックスの表示が省略される。
図14には、車両C1に対して復帰用運行スケジュールが提供されるダイヤグラムが例示される。なお、以下では、車両C1について説明されるが、車両C2,C3についても同様の制御が実行される。
【0088】
運行スケジュール作成部62は、循環路100上の車両C1の位置情報を取得する。さらに運行スケジュール作成部62は、運行再開後に、車両C1の進行方向に沿って運行スケジュール更新ポイントPuの上流側であり、かつ運行スケジュール更新ポイントPuに最も近い停留所ST(
図14では停留所ST1)を出発した車両C1を検出する。
【0089】
次に運行スケジュール作成部62は、検出された車両C1の、通常運行スケジュールに基づく出発目標時刻Td*_C1_ST1を取得する(S50)。さらに運行スケジュール作成部62は、停留所ST1から出発した車両C1の出発実時刻Td_C1_ST1を求める。そして運行スケジュール作成部62は、出発目標時刻Td*_C1_ST1から出発実時刻Td_C1_ST1までの遅延時間Dw1を求める(S52)。
【0090】
さらに運行スケジュール作成部62は、遅延時間Dw1が、閾値時間Dw_th1を超過するか否かを判定する(S54)。閾値時間Dw_th1は、遅延時間Dw1が、例えば通常運行時に生じ得る軽微な遅延であるか否かを判定するための正のパラメータである。
【0091】
遅延時間Dw1が閾値時間Dw_th1以下である場合、運行スケジュール作成部62は、通常運行スケジュールを作成し、運行スケジュール更新ポイントPu(スケジュール更新地点)を通過する車両C1に対して、一周分の通常運行スケジュールを提供する(S56)。
【0092】
一方、遅延時間Dw1が閾値時間Dw_th1を超過する場合、運行スケジュール作成部62は、当該遅延時間Dw1を抱える車両C1の、運行スケジュール更新ポイントPuの通過時刻が、通常運行スケジュールに基づく通過目標時刻よりも遅延すると予測する。さらに運行スケジュール作成部62は、当該車両C1に提供される運行スケジュールとして、通常運行スケジュールに代えて、復帰用運行スケジュールを作成する(S58)。
【0093】
運行スケジュール作成部62は、遅延時間Dw1に基づいて、復帰用目標速度V1(>V0)を求める(S60)。例えば定性的には、遅延時間Dwと復帰用目標速度Vは正比例関係にあり、遅延時間Dwが長いほど復帰用目標速度Vは速い速度に設定される。
【0094】
例えば目標速度V0に対する係数K(>1.0)が、遅延時間Dw1に応じて定められ、V0×K=V1により復帰用目標速度V1が求められる。なお、過度の高速化を抑制するために、目標速度V1には上限値が定められていてもよい。
【0095】
次に運行スケジュール作成部62は、遅延時間Dw1に基づいて、循環路100上の各停留所ST1~ST3の復帰用計画停車時間Dwp1**(<Dwp1)、Dwp2**(<Dwp2)、Dwp3**(<Dwp3)を求める(S62)。例えば定性的には、遅延時間Dwと復帰用計画停車時間Dwp**は反比例関係にあり、遅延時間Dwが長いほど復帰用計画停車時間Dwp**は短い期間に設定される。
【0096】
例えば計画停車時間Dwp1に対する係数K(<1.0)が、遅延時間Dw1に応じて定められ、Dwp1×K=Dwp1**により、復帰用計画停車時間Dwp1**が求められる。
【0097】
運行スケジュール作成部62は、求められた復帰用目標速度V1、復帰用計画停車時間Dwp1**~Dwp3**、及び、停留所ST1から出発した車両C1の出発実時刻Td_C1_ST1に基づいて、各停留所ST1~ST3の、到着目標時刻Ta**_C1_ST1~Ta**_C1_ST3及び出発目標時刻Td**_C1_ST1~Td**_C1_ST3を求める(S64)。さらに運行スケジュール更新ポイントPuの通過目標時刻T**_C1_Puが求められる。
【0098】
このようにして、通常運行スケジュールに対して短縮変更された復帰用運行スケジュールが、
図14の2点鎖線のように作成される。運行スケジュール更新ポイントPuを通過する際に車両C1には復帰用運行スケジュールが提供される(S66)。当該スケジュールに基づいて、自律走行制御部46は、車両C1の自律走行制御を行う。
【0099】
<退避運転の別実施形態>
図9に例示されるように、運行中断指令の受信後、退避先停留所までの車両Cの移動は、手動運転により行われていたが、本実施形態に係る自律走行車両は、この形態に限られない。例えば、運行中断指令の受信後、退避先停留所までの車両Cの移動が、自律走行運転で行われてもよい。
【0100】
例えば、運行中断指令の受信後、自律走行制御部46は、経路作成部44により作成された、現在位置から退避先停留所までの経路を取得する。退避先停留所は例えば進行方向に沿った最寄りの停留所であってよい。さらに自律走行制御部46は、取得された経路に沿って、自律走行運転により退避先停留所まで走行する。このとき、車両Cの外表面に設けられた表示器(図示せず)にて、退避運転中であることを外部に伝えてもよい。
【0101】
車両Cが退避先停留所STに到着すると、自律走行制御部46は、車両Cを停車させ、再開指令を受信するまで停車状態を維持する。またこのとき、自律走行制御部46は、乗降扉(図示せず)を開放する。これにより中断期間における車両Cの乗降が可能となる。
【符号の説明】
【0102】
10 運行管理装置、20 車両の制御部、20H 入力部、20I 表示部、22 カメラ、23 ライダーユニット、25 近接センサ、26 GPS受信機、27 時計、28 駆動機構、29 回転電機、30 操舵機構、32 制動機構、33 操作レバー、40 スキャンデータ解析部、42 自己位置推定部、44 経路作成部、46 自律走行制御部、50 運行スケジュール変更部、52 運転切替制御部、54 手動運転制御部、60 車両情報取得部、61 指令部、62 運行スケジュール作成部、63 運行スケジュール提供部、64 運行ルート作成部、65 運行スケジュール記憶部、66 ダイナミックマップ記憶部、100 循環路、105 管理者、110 車庫、C 車両、ST 停留所。