特許 7491023 管制装置、及び管制システム

(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】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】管制装置、及び管制システム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20240521BHJP

   G08G 1/04 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

G08G1/16 A

G08G1/04 C

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020063885

(22)【出願日】2020-03-31

(65)【公開番号】P2021163189

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-02-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 武男

(72)【発明者】

【氏名】藤井 亮暢

【審査官】高島 壮基

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０２１１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８０８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２６２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０１７０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ ３０／００－６０／００

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

データ通信を行う機能を有しない非コネクテッド移動体の画像を撮像した撮像センサの各画素における解像度の違いを反映した前記非コネクテッド移動体の状態を表す移動体情報を用いて、自律的に移動する自律移動体が前記非コネクテッド移動体と干渉しないように、前記自律移動体における移動に関する判断を制約する制約条件を生成する生成部と、
移動体の経路を点列で表した地図データと、
前記地図データの点列を構成する地点毎に、前記画像から検出した前記非コネクテッド移動体の位置及び速度に対する誤差を表す信頼度を対応付けた信頼度データと、
前記非コネクテッド移動体の位置に対応した前記地図データの地点における前記信頼度が反映された前記非コネクテッド移動体の位置及び速度を用いて、前記非コネクテッド移動体が移動する移動経路を予測する予測部と、
前記予測部で予測された前記非コネクテッド移動体の移動経路と、前記自律移動体の目的地から計画された前記自律移動体の移動経路が干渉する干渉領域を特定する特定部と、
を備え、
前記生成部は、前記特定部で特定された前記干渉領域の位置情報と、前記干渉領域での干渉時間における前記非コネクテッド移動体と前記自律移動体の通過優先順位に基づいて設定した前記干渉領域への進入禁止時間を、前記制約条件として生成する
管制装置。

【請求項2】

前記信頼度は、
推定された前記画像上における移動体の位置の検出誤差に、前記画像上の移動体の位置に対応した地点の解像度を乗じることによって得られる、前記画像上の移動体の位置に対応した地点における移動体の位置の検出誤差と、前記画像上の移動体の位置に対応した地点の解像度に、前記画像の撮像間隔の逆数によって表される前記画像上の移動体を表す画素の移動量の最大誤差を乗じることによって得られる、前記画像上の移動体の位置に対応した地点における移動体の速度の検出誤差と、から構成される
請求項１に記載の管制装置。

【請求項3】

前記画像上における移動体の位置の検出誤差は、前記画像から検出された前記画像上における移動体の位置と、前記画像上における移動体の位置に対応した前記画像上での移動体の実際の位置である正解位置との差分を用いて推定された誤差である
請求項２に記載の管制装置。

【請求項4】

前記画像上の移動体の位置に対応した地点の解像度は、
前記地図データの経路上における各地点の位置を前記画像内の位置に変換し、隣接する地点間の前記地図データ上の距離を、前記画像内における前記隣接する各々の地点に対応した画素間の距離で除すことによって算出された解像度である
請求項２または請求項３記載の管制装置。

【請求項5】

データ通信を行う機能を有しない非コネクテッド移動体が移動する経路に沿って設置され、前記非コネクテッド移動体の画像を撮像する撮像センサと、
前記撮像センサで撮像された前記画像から前記非コネクテッド移動体の位置を検出する検出部、前記検出部で検出された前記画像上における前記非コネクテッド移動体の位置を、移動体の経路を点列として表した地図上の地点に変換する変換部、及び、前記変換部で変換された前記非コネクテッド移動体が位置する地点を時系列に沿って追尾し、前記地図上における前記非コネクテッド移動体の位置及び速度を含む移動体情報を出力する追尾部を備えた、前記非コネクテッド移動体が移動する経路に沿って設置される収集装置と、
データ通信を行う機能を有しない非コネクテッド移動体の画像を撮像した撮像センサの各画素における解像度の違いを反映した前記非コネクテッド移動体の状態を表す移動体情報を用いて、自律的に移動する自律移動体が前記非コネクテッド移動体と干渉しないように、前記自律移動体における移動に関する判断を制約する制約条件を生成する生成部、移動体の経路を点列で表した地図データ、前記地図データの点列を構成する地点毎に、前記画像から検出した前記非コネクテッド移動体の位置及び速度に対する誤差を表す信頼度を対応付けた信頼度データ、前記非コネクテッド移動体の位置に対応した前記地図データの地点における前記信頼度が反映された前記非コネクテッド移動体の位置及び速度を用いて、前記非コネクテッド移動体が移動する移動経路を予測する予測部、及び前記予測部で予測された前記非コネクテッド移動体の移動経路と、前記自律移動体の目的地から計画された前記自律移動体の移動経路が干渉する干渉領域を特定する特定部、を備え、前記生成部は、前記特定部で特定された前記干渉領域の位置情報と、前記干渉領域での干渉時間における前記非コネクテッド移動体と前記自律移動体の通過優先順位に基づいて設定した前記干渉領域への進入禁止時間を、前記制約条件として生成する管制装置と、
を含む管制システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、管制装置、及び管制システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、路上など、車両以外に設置されたカメラで撮像された画像と、カメラの撮像パラメータを受信し、受信した撮像パラメータに基づき画像を幾何変換することで、車両以外の所定位置から見た場合の画像に変換して車両の運転手に表示する画像受信表示装置が開示されている。

【0003】

特許文献２には、検出した車両の位置と速度に基づいて車両の走行状態を判別し、車両が所定の地点に到達する到達時刻のように車両の走行状態から得られる情報を出力するタイミングを制御する車両検出装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－２０１７０７号公報

【文献】特開２００１－１７５９９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

車両の交通を管制する管制装置は、車道を走行する車両の状態を収集し、収集した車両の状態に基づいて車両同士が干渉しないように生成した管制情報を無線で自動運転車両に送信することで、車両同士の干渉を回避させる交通管制を行うことがある。

【0006】

このように、自動運転車両は無線設備を備えているため、車両の状態も無線で管制装置に送信することができるが、車両の中には無線設備を備えていない車両も存在する。こうした車両の位置や速度といった車両の状態は、例えば車道に設置されたインフラセンサ、具体的にはカメラで撮像した画像から取得することがある。

【0007】

特許文献１に記載の画像受信表示装置は、魚眼レンズを通して撮像したカメラの画像を幾何変換し、画像の歪みを補正した上で、車両の上空から車両周辺を眺めた俯瞰画像を生成して車両の運転手に表示している。しかしながら、特許文献１に記載の画像受信表示装置は、車両の運転手が俯瞰画像を見て車両同士の干渉を回避する操作を手動で行うような使い方を想定しており、俯瞰画像を自動運転車両の走行制御に利用することまでは想定していない。

【0008】

また、特許文献２に記載の車両検出装置の場合、カメラで撮像した画像から車両の位置及び速度を計測しているが、計測した車両の位置及び速度の誤差を考慮していないため、車両が所定の地点に到達する到達時刻幅を精度よく推定することができない。したがって、特許文献２に記載の車両検出装置で推定した到達時刻に基づいて、車両同士が干渉しないように管制装置が自動運転車両の走行制御を行った場合、車両同士が干渉する恐れがある。

【0009】

本発明は、上記に示した問題点を鑑みてなされたものであり、画像から移動体の状態を計測する場合であっても、移動体同士の交通効率を低下させることなく干渉領域における干渉を回避させることができる管制装置、管制システム、信頼度生成装置、及び信頼度生成方法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】

【0010】

請求項１に記載の管制装置は、データ通信を行う機能を有しない非コネクテッド移動体の画像を撮像した撮像センサの各画素における解像度の違いを反映した前記非コネクテッド移動体の状態を表す移動体情報を用いて、自律的に移動する自律移動体が前記非コネクテッド移動体と干渉しないように、前記自律移動体における移動に関する判断を制約する制約条件を生成する生成部と、移動体の経路を点列で表した地図データと、
前記地図データの点列を構成する地点毎に、前記画像から検出した前記非コネクテッド移動体の位置及び速度に対する誤差を表す信頼度を対応付けた信頼度データと、前記非コネクテッド移動体の位置に対応した前記地図データの地点における前記信頼度が反映された前記非コネクテッド移動体の位置及び速度を用いて、前記非コネクテッド移動体が移動する移動経路を予測する予測部と、前記予測部で予測された前記非コネクテッド移動体の移動経路と、前記自律移動体の目的地から計画された前記自律移動体の移動経路が干渉する干渉領域を特定する特定部と、を備え、前記生成部は、前記特定部で特定された前記干渉領域の位置情報と、前記干渉領域での干渉時間における前記非コネクテッド移動体と前記自律移動体の通過優先順位に基づいて設定した前記干渉領域への進入禁止時間を、前記制約条件として生成する。

【0011】

請求項２記載の発明では、前記信頼度は、推定された前記画像上における移動体の位置の検出誤差に、前記画像上の移動体の位置に対応した地点の解像度を乗じることによって得られる、前記画像上の移動体の位置に対応した地点における移動体の位置の検出誤差と、前記画像上の移動体の位置に対応した地点の解像度に、前記画像の撮像間隔の逆数によって表される前記画像上の移動体を表す画素の移動量の最大誤差を乗じることによって得られる、前記画像上の移動体の位置に対応した地点における移動体の速度の検出誤差と、から構成される。

【0012】

請求項３記載の発明では、前記画像上における移動体の位置の検出誤差は、前記画像から検出された前記画像上における移動体の位置と、前記画像上における移動体の位置に対応した前記画像上での移動体の実際の位置である正解位置との差分を用いて推定された誤差である。
請求項４記載の発明では、前記画像上の移動体の位置に対応した地点の解像度は、
前記地図データの経路上における各地点の位置を前記画像内の位置に変換し、隣接する地点間の前記地図データ上の距離を、前記画像内における前記隣接する各々の地点に対応した画素間の距離で除すことによって算出された解像度である。

【0013】

請求項５に記載の管制システムは、データ通信を行う機能を有しない非コネクテッド移動体が移動する経路に沿って設置され、前記非コネクテッド移動体の画像を撮像する撮像センサと、前記撮像センサで撮像された前記画像から前記非コネクテッド移動体の位置を検出する検出部、前記検出部で検出された前記画像上における前記非コネクテッド移動体の位置を、移動体の経路を点列として表した地図上の地点に変換する変換部、及び、前記変換部で変換された前記非コネクテッド移動体が位置する地点を時系列に沿って追尾し、前記地図上における前記非コネクテッド移動体の位置及び速度を含む移動体情報を出力する追尾部を備えた、前記非コネクテッド移動体が移動する経路に沿って設置される収集装置と、データ通信を行う機能を有しない非コネクテッド移動体の画像を撮像した撮像センサの各画素における解像度の違いを反映した前記非コネクテッド移動体の状態を表す移動体情報を用いて、自律的に移動する自律移動体が前記非コネクテッド移動体と干渉しないように、前記自律移動体における移動に関する判断を制約する制約条件を生成する生成部、移動体の経路を点列で表した地図データ、前記地図データの点列を構成する地点毎に、前記画像から検出した前記非コネクテッド移動体の位置及び速度に対する誤差を表す信頼度を対応付けた信頼度データ、前記非コネクテッド移動体の位置に対応した前記地図データの地点における前記信頼度が反映された前記非コネクテッド移動体の位置及び速度を用いて、前記非コネクテッド移動体が移動する移動経路を予測する予測部、及び前記予測部で予測された前記非コネクテッド移動体の移動経路と、前記自律移動体の目的地から計画された前記自律移動体の移動経路が干渉する干渉領域を特定する特定部、を備え、前記生成部は、前記特定部で特定された前記干渉領域の位置情報と、前記干渉領域での干渉時間における前記非コネクテッド移動体と前記自律移動体の通過優先順位に基づいて設定した前記干渉領域への進入禁止時間を、前記制約条件として生成する管制装置と、を含む。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、画像から移動体の状態を計測する場合であっても、移動体同士の交通効率を低下させることなく干渉領域における干渉を回避させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】管制システムのシステム構成例を示す図である。

【図2】遵守車両の制御装置における機能構成例を示す図である。

【図3】遵守車両と非コネクテッド車両の運転機能の相違例を示す図である。

【図4】収集装置及び管制装置の機能構成例を示す図である。

【図5】管制走行ルート地図の内容例を示す図である。

【図6】干渉地点の一例を示す図である。

【図7】干渉地点情報の一例を示す図である。

【図8】撮像センサによって撮像される画像の一例を示す図である。

【図9】画像上の位置を管制走行ルート地図上の経由点に写像した一例を示す図である。

【図10】大域経路の一例を示す図である。

【図11】走行経路の一例を示す図である。

【図12】レンズの歪みによる視野角の違いを説明する図である。

【図13】収集装置と地面との位置関係による視野幅の違いを説明する図である。

【図14】同じ視野角における視野幅の違いの一例を示す図である。

【図15】収集装置で撮像した画像例を示す図である。

【図16】信頼度生成装置の機能構成例を示す図である。

【図17】車両の位置の検出誤差例を示す図である。

【図18】座標の逆変換例を示した図である。

【図19】画像から車両の速度を算出する例について説明した図である。

【図20】管制装置及び信頼度生成装置における電気系統の要部構成例を示す図である。

【図21】遵守車両の制御装置における電気系統の要部構成例を示す図である。

【図22】信頼度生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図23】管制処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図24】干渉地点における車両の干渉時間の一例を示す図である。

【図25】状態ｓ_x＝０に設定された干渉地点での仮想交通ルールを模式化した模式図である。

【図26】状態ｓ_x＝１に設定された干渉地点での仮想交通ルールを模式化した模式図である。

【図27】干渉地点の協調について説明する模式図である。

【図28】走行制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図29】仮想交通ルールを満たす局所経路の選択例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素及び処理には全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を省略するものとする。

【0021】

図１は、本実施の形態に係る管制システム１のシステム構成例を示す図である。管制システム１は、管制システム１による管制対象となる車両７、それぞれ経路６に沿って設置される複数の無線通信装置３及び収集装置９、並びに管制装置１０を含み、各々の無線通信装置３及び収集装置９は、通信網５を通じて管制装置１０と接続されている。

【0022】

車両７が備える運転に関する機能である運転機能の相違により、車両７は複数の種類に分類される。例えば車両７のうち、無線設備を備え、走行中に例えば最も近い場所に設置されている何れか１つの無線通信装置３に無線接続することで、通信網５を通じて管制装置１０とデータ通信を行う車両７はコネクテッド車両に分類され、無線設備を備えておらず、管制装置１０とデータ通信を行うことができない車両７は非コネクテッド車両に分類される。

【0023】

無線通信装置３は、コネクテッド車両と管制装置１０の間のデータ中継装置としての役割を果たす。無線通信装置３は、コネクテッド車両との無線通信が可能な範囲内であればその設置場所に制約はないが、例えば車道と並行して設けられた歩道や車道の中央分離帯、及び信号設備のように、車道からできるだけ近い場所に設置されることが好ましい。また、無線通信装置３の設置台数に制約はない。

【0024】

通信網５は、無線通信装置３及び収集装置９で収集した車両７の各種情報を管制装置１０に伝送すると共に、管制装置１０で生成されたコネクテッド車両の管制情報を、管制装置１０が指定した無線通信装置３に伝送する。管制情報は管制装置１０からの指示によってすべての無線通信装置３に伝送され、各々のコネクテッド車両に通知されることもある。なお、通信網５は、有線回線であっても無線回線であってもよい。

【0025】

管制装置１０は、車両７同士の交通効率を低下させることなく、車両７同士が接触する危険性が認められる予め定めた範囲（以降、「干渉範囲」という）まで接近するような箇所、すなわち、干渉地点Ｘで干渉を回避させる交通管制を行う装置である。ここで「干渉」とは、車両７同士が接触する状況を示すだけでなく、車両７同士が干渉範囲まで接近する状況をいう。

【0026】

管制装置１０は、管制対象となる各々の車両７から、車両７の状態を表す移動体情報を受信し、各々の車両７が行う移動に関する判断を制約する制約条件（以降、「仮想交通ルール」という）を、車両７同士が干渉地点Ｘで干渉しないように制約条件の受信機能を有する車両７毎に生成して、制約条件の受信機能を有する各車両７に送信する。

【0027】

車両７の状態とは、車両７の動き、車両７に対して行われた制御内容、及び車両７に備わっている各機能の動作状況等、計測及び収集可能な車両７に関する項目を項目毎に表した情報の集合体である。

【0028】

なお、管制装置１０が車両７に送信する仮想交通ルールは、車両７の管制情報の一例であり、詳細内容については後ほど説明する。

【0029】

管制装置１０は、コネクテッド車両であれば無線通信装置３を通じて移動体情報を受信することができるが、非コネクテッド車両の場合には無線設備を備えていないため、無線通信装置３を通じて移動体情報を受信することができない。

【0030】

したがって、管制装置１０は、収集装置９を通じて非コネクテッド車両の移動体情報を取得する。

【0031】

収集装置９は無線通信装置３と同様に、例えば車道と並行して設けられた歩道や車道の中央分離帯、及び信号設備のように非コネクテッド車両の移動体情報が得られる範囲に設置される。収集装置９は、例えば光学的に撮像を行う撮像センサを用いて、車線における非コネクテッド車両や非コネクテッド車両周辺の交通環境を撮像し、非コネクテッド車両に関する移動体情報を収集する装置である。本実施の形態における収集装置９の取り付け位置、撮像方向、及び撮像される画像の撮像範囲（視野角）は固定とする。

【0032】

コネクテッド車両は、運転機能の相違によって更に複数の種類の車両に分類されることがあるが、以降では、本実施の形態に係るコネクテッド車両は遵守車両であるものとする。

【0033】

遵守車両とは、管制装置１０から仮想交通ルールを受信し、車両７に取り付けられたセンサ等から得られる交通環境情報を参照しながら、受信した仮想交通ルールを満たし、かつ、車両７同士の干渉を自律的に回避するように、車両７自らの判断によって車両７を制御しながら走行する自動運転機能を備えた車両７のことである。なお、本実施の形態に係る自動運転とは、運転手ではなく自動運転機能が走行に関する責任を負うレベル３以上の区分に分類される運転を指す。

【0034】

以降では、特に断りがない場合、管制装置１０が交通管制を行う範囲内に遵守車両と非コネクテッド車両が走行している例について説明する。遵守車両及び非コネクテッド車両を区別して説明する必要がない場合には総称して「車両７」と表し、区別して説明する場合には、それぞれ遵守車両７Ａと非コネクテッド車両７Ｄのように表す。また、車両７のうち注目する２台の車両を「車両Ｐ」及び「車両Ｑ」ということがある。

【0035】

図２は、遵守車両７Ａの制御装置における機能構成例を示す図である。

【0036】

図２に示すように、遵守車両７Ａの制御装置は、位置推定部２１、状態管理部２２、無線通信部２３、局所経路計画部２４、及び制御部２５の各機能部と、車両走行ルート地図２６を含む。

【0037】

位置推定部２１は遵守車両７Ａの位置を推定する。具体的には、位置推定部２１は、遵守車両７Ａに取り付けられた例えばレーザレンジファインダやカメラのように、遵守車両７Ａが走行する周辺環境の形状や、移動体である遵守車両７Ａの移動路の一例である車線８上の状況を捉える外界センサから外形形状データを取得し、取得した外形形状データと、例えば予め用意している環境外形データ（自己位置推定用地図）をマッチングさせ、一致する地点を遵守車両７Ａの現在位置として推定するマップマッチングを用いて遵守車両７Ａの位置を推定する。位置推定部２１における遵守車両７Ａの位置の推定方法に制約はなく、例えばＧＰＳ(Global Positioning System)を用いた遵守車両７Ａの位置の推定等、他の推定方法を用いてもよい。位置推定部２１は、推定した遵守車両７Ａの位置を位置情報として状態管理部２２及び局所経路計画部２４に通知する。

【0038】

状態管理部２２は、例えばナンバー情報及び車体番号のように遵守車両７Ａを一意に識別するために用いられる情報を含んだ車両固有情報を管理する。また、状態管理部２２は、例えば位置情報によって表される遵守車両７Ａの位置、並びに、姿勢、速度、及び制御内容等を計測するセンサ（「内界センサ」と呼ばれる）や外界センサで取得した周囲の交通環境に関するセンサ値を時系列に沿って収集し、遵守車両７Ａの状態として管理する。

【0039】

状態管理部２２は、車両固有情報と遵守車両７Ａの状態を移動体情報として定期及び随時の少なくとも一方のタイミングで、無線通信部２３及び局所経路計画部２４に通知する。

【0040】

無線通信部２３は、状態管理部２２から受け付けた移動体情報を、無線通信装置３を通じて管制装置１０に送信すると共に、無線通信装置３を通じて管制装置１０から受信した管制情報を遅滞なく局所経路計画部２４に通知する。

【0041】

局所経路計画部２４は、位置推定部２１から受け付けた位置情報、状態管理部２２から受け付けた移動体情報、無線通信部２３から受け付けた管制情報、及び車両走行ルート地図２６を用いて局所経路を計画し、制御部２５に通知する。

【0042】

局所経路計画部２４は、遵守車両７Ａが管制情報に含まれる仮想交通ルールを満たし、かつ、管制情報で指定された大域経路に沿って走行するという条件の下で、移動体情報に含まれる遵守車両７Ａに取り付けられた外界センサの計測データから走行中の車道の状況を判断し、大域経路に対応した車道のどの位置を実際に走行しなければならないのかといった実経路を決定する。その上で、局所経路計画部２４は、決定した実経路に沿って車両７を走行させるために従うべき各時刻における遵守車両７Ａの速度や姿勢を設定する。

【0043】

このように、遵守車両７Ａが仮想交通ルールを満たしながら、管制装置１０によって指定された大域経路に沿って走行するという条件の下で決定した実経路を「局所経路」と呼び、局所経路には、局所経路に従って遵守車両７Ａを走行させるための制御内容が付加される。なお、大域経路の詳細内容については後ほど説明する。

【0044】

車両走行ルート地図２６は、遵守車両７Ａが走行する車線を表す地図情報を含んでおり、局所経路の決定や、局所経路に沿って遵守車両７Ａを走行させるための各時刻における遵守車両７Ａの制御内容の設定に用いられる。

【0045】

制御部２５は局所経路計画部２４から局所経路を受け付けると、局所経路に含まれる制御内容に従って遵守車両７Ａのハンドル、アクセル、ブレーキ等を制御し、局所経路に沿った遵守車両７Ａの自律走行を実現する。

【0046】

制御部２５が実施した制御に伴うハンドル、アクセル、ブレーキ等の操作量といった遵守車両７Ａの制御内容は、各種制御量を計測するそれぞれの内界センサを通じて状態管理部２２に通知され、遵守車両７Ａの状態として状態管理部２２で管理される。

【0047】

なお、遵守車両７Ａは管制装置１０から大域経路を受信しなくても、外界センサの計測データから走行中の車道の状況を判断し、仮想交通ルールを満たすような実経路を決定することができるが、ここでは一例として、遵守車両７Ａは管制装置１０から大域経路を受信して実経路、すなわち、局所経路を決定するものとする。

【0048】

一方、非コネクテッド車両７Ｄの場合、管制装置１０とデータ通信を行う通信機能を備えていなければ、どのような機能構成であっても構わない。

【0049】

図３は、遵守車両７Ａ及び非コネクテッド車両７Ｄが有する運転機能の相違をまとめた図である。

【0050】

図３において、“〇”は対応する機能を備えていることを表し、“×”は対応する機能を備えていないことを表す。“〇／×”は対応する機能を備えていても備えていなくてもどちらでもよいことを表し、“－”は原則不要な機能であることを表す。仮想交通ルール伝達機能とは、管制装置１０から受信した仮想交通ルールを、視覚、聴覚、及び触覚の少なくとも１つを利用して車両７の運転手に伝達する機能である。

【0051】

非コネクテッド車両７Ｄは管制装置１０との通信機能を備えていないため、通信機能の存在を前提とした仮想交通ルール受信、仮想交通ルール伝達機能、及び大域経路取得の各機能は備えていない。一方、非コネクテッド車両７Ｄは、例えば自動運転機能のように必ずしも通信機能の存在を前提としていない機能については、該当する機能を備えていても備えていなくてもどちらでもよい。

【0052】

以降では、説明の便宜上、移動体情報を区別して説明する必要がある場合、遵守車両７Ａの移動体情報を「移動体情報Ａ」、非コネクテッド車両７Ｄの移動体情報を「移動体情報Ｄ」ということにする。

【0053】

図４は、収集装置９及び管制装置１０の機能構成例を示す図である。図４に示すように、収集装置９は撮像センサ９Ａ、移動体検出部９Ｂ、座標変換部９Ｃ、及び移動体追尾部９Ｄを備える。

【0054】

撮像センサ９Ａは、非コネクテッド車両７Ｄや非コネクテッド車両７Ｄ周辺の交通環境を撮像した画像を生成し、画像を移動体検出部９Ｂに通知する。撮像センサ９Ａは複数の撮像素子で構成され、各々の撮像素子がそれぞれ画像の画素に対応した画素値を出力する。

【0055】

なお、撮像センサ９Ａは、例えば予め定めた間隔（以降、「撮像間隔」という）毎に撮像を行うが、非コネクテッド車両７Ｄのような移動体を検出してから一定期間の間だけ撮像を行うようにしてもよい。ここでは一例として、撮像センサ９Ａは、予め定めた撮像間隔で画像を常時撮像しているものとする。撮像間隔を短く設定していけば、撮像センサ９Ａが撮像する画像は動画となる。

【0056】

移動体検出部９Ｂは、撮像センサ９Ａで撮像された画像から公知の移動体検出手法、例えばディープラーニングを用いた機械学習やパターンマッチングを用いて移動体（本実施の形態の場合、非コネクテッド車両７Ｄ）を検出し、検出した非コネクテッド車両７Ｄの画像上における位置を座標変換部９Ｃに通知する。こうした移動体検出部９Ｂは、本実施の形態に係る収集装置９の検出部に相当する。

【0057】

座標変換部９Ｃは、移動体検出部９Ｂから受け付けた画像上における非コネクテッド車両７Ｄの位置が、後述する管制走行ルート地図上ではどの地点に対応するのかを表すために、画像上における非コネクテッド車両７Ｄの位置を、管制走行ルート地図上の地点に座標変換する。座標変換部９Ｃは、本実施の形態に係る収集装置９の変換部に相当する。

【0058】

こうした座標変換は、撮像間隔で撮像される各々の画像から検出された非コネクテッド車両７Ｄに対して行われるため、時系列に沿った管制走行ルート地図上での非コネクテッド車両７Ｄの位置が得られる。したがって、移動体追尾部９Ｄは公知のトラッキング処理を用いて、走行する非コネクテッド車両７Ｄを時系列に沿って追尾する。その上で、移動体追尾部９Ｄは、非コネクテッド車両７Ｄの位置や、非コネクテッド車両７Ｄの位置の変化から得られる非コネクテッド車両７Ｄの速度等を含んだ移動体情報を、通信網５を通じて管制装置１０に出力する。

【0059】

非コネクテッド車両７Ｄの速度は、例えば時系列に沿って撮像された時間的に隣り合う画像から得られた非コネクテッド車両７Ｄの管制走行ルート地図上の位置の差分と撮像間隔から推定される。移動体追尾部９Ｄは、オプティカルフローを用いて非コネクテッド車両７Ｄの速度を推定してもよい。また、非コネクテッド車両７Ｄの速度や非コネクテッド車両７Ｄの走行軌跡を参照することで、非コネクテッド車両７Ｄの姿勢が推定される。移動体追尾部９Ｄは、本実施の形態に係る収集装置９の追尾部に相当する。

【0060】

このように、収集装置９は、位置、姿勢、及び速度といった非コネクテッド車両７Ｄの移動体情報Ｄを収集する。

【0061】

収集装置９は、必ずしも撮像センサ９Ａ、移動体検出部９Ｂ、座標変換部９Ｃ、及び移動体追尾部９Ｄを備える必要はなく、例えば撮像センサ９Ａだけを備えてもよい。この場合、移動体検出部９Ｂ、座標変換部９Ｃ、及び移動体追尾部９Ｄを備えた図示しない状態検出装置を通信網５に接続し、図示しない状態検出装置でそれぞれの収集装置９から通知された画像を受け付けて、各収集装置９で撮像された画像に含まれるそれぞれの非コネクテッド車両７Ｄの移動体情報を取得すればよい。各々の収集装置９から移動体検出部９Ｂ、座標変換部９Ｃ、及び移動体追尾部９Ｄが不要となるため、収集装置９の小型化及び低コスト化が図られる。当然のことながら、収集装置９から撮像センサ９Ａだけを分離し、撮像センサ９Ａが取り除かれた収集装置９の移動体検出部９Ｂに撮像センサ９Ａで撮像した画像を入力するようにしてもよい。

【0062】

次に、管制装置１０の機能について説明する。

【0063】

図４に示すように、管制装置１０は、目的地設定部１１、通信部１２、大域経路計画部１３、走行経路予測部１４、干渉地点特定部１５、及び仮想交通ルール生成部１６の各機能部と、信頼度付き管制走行ルート地図１７を含む。

【0064】

通信部１２は、遵守車両７Ａから無線通信装置３を通じて移動体情報Ａを受信すると共に、後述する仮想交通ルール生成部１６で生成した仮想交通ルールを含む管制情報を、管制情報の送信先として指定された各々の遵守車両７Ａに送信する。

【0065】

遵守車両７Ａは、管制装置１０によって指定された大域経路に沿って走行する車両７であるため、管制装置１０が大域経路を計画する必要がある。

【0066】

そのため、目的地設定部１１は、遵守車両７Ａが向かおうとしている目的地と遵守車両７Ａの車両固有情報を受け付け、遵守車両７Ａの車両固有情報と目的地を対応付けて大域経路計画部１３に通知する。

【0067】

遵守車両７Ａの目的地及び車両固有情報は管制装置１０の操作者が目的地設定部１１に設定してもよいが、遵守車両７Ａから目的地を含む移動体情報を受信し、目的地設定部１１が、受信した移動体情報に含まれる車両固有情報と目的地を対応付けて大域経路計画部１３に通知してもよい。

【0068】

大域経路計画部１３は、目的地設定部１１から受け付けた遵守車両７Ａの目的地、通信部１２から受け付けた遵守車両７Ａの移動体情報Ａ、及び信頼度付き管制走行ルート地図１７を用いて大域経路を計画する。大域経路計画部１３は計画した大域経路を干渉地点特定部１５に通知する。

【0069】

信頼度付き管制走行ルート地図１７とは、管制走行ルート地図上の地点毎に、その地点に存在する車両７の位置及び速度に対する誤差を表す信頼度を付加した地図である。まず、信頼度が付加される前の管制走行ルート地図について説明する。

【0070】

図５は、管制走行ルート地図の内容例を示す図である。管制走行ルート地図は、交通規則が変化しない区間を最小単位とした、各区間における経路情報の集合によって表現される道路構造データベースである。

【0071】

管制走行ルート地図を構成する区間（図５の例の場合、地点Ｋ１から地点Ｋ２までの区間、地点Ｋ２から地点Ｋ３までの区間、地点Ｋ３から地点Ｋ７までの区間、地点Ｋ２から地点Ｋ５までの区間、地点Ｋ４から地点Ｋ５までの区間、及び地点Ｋ５から地点Ｋ６までの区間の６区間）には、それぞれ区間における制限速度、車線数、幅員、及び区間における車線が優先車線であるのか、それとも非優先車線であるのかといった車線優先度等の交通規則情報が設定されている。

【0072】

更に、管制走行ルート地図を構成する各区間は、仮想的に設定された経由点４の集合である経由点列によって車両７の経路６を表している。経由点４とは、経路６上における車両７の位置を表す指標の１つであり、各々の経由点４には経由点ＩＤが一意に設定されているため、経由点ＩＤから経路６上における車両７の位置が特定される。この経由点４が、管制走行ルート地図における「地点」に相当する。管制走行ルート地図における経由点４の位置情報は、３次元空間を規定する地図座標系によって表される。

【0073】

なお、管制走行ルート地図には干渉地点Ｘを予め規定している干渉地点情報が含まれる。

【0074】

図６は、干渉地点Ｘの例を示す図である。干渉地点Ｘには例えば図６（Ａ）に示すように、優先車線８Ａと非優先車線８Ｂが交差する交差点や、一般道や高速道路でみられるような、図６（Ｂ）に示す優先車線８Ａと非優先車線８Ｂが合流する合流点が含まれる。干渉地点Ｘとは、車両７同士が干渉範囲まで接近するような箇所のことであるため、干渉地点Ｘは必ずしも点で表されるわけではなく、一定の大きさを有する領域で表されることもある。すなわち、干渉地点Ｘは干渉領域の一例である。

【0075】

図７は、干渉地点情報の一例を示す図であり、干渉地点情報は、例えば干渉地点Ｘ毎に干渉地点Ｘを一意に識別するための干渉地点ＩＤ、干渉地点Ｘの位置、干渉地点Ｘに対応する経由点４を一意に識別するための経由点ＩＤ、並びに、干渉地点Ｘの１つ手前の経由点４の位置及び経由点ＩＤを、同じ干渉地点Ｘを共有する優先車線８Ａと非優先車線８Ｂのそれぞれについて規定した情報である。

【0076】

前述した遵守車両７Ａにおける車両走行ルート地図２６も管制走行ルート地図と同じ情報で構成されるが、車両走行ルート地図２６は、車両７が実際に走行する上で必要になるような、管制走行ルート地図には含まれない情報を含んでもよい。

【0077】

なお、管制走行ルート地図に必ずしも干渉地点情報が含まれている必要はなく、この場合、管制装置１０は、管制走行ルート地図に含まれる経由点列の情報から干渉地点情報を生成すればよい。また、管制走行ルート地図は必ずしも管制装置１０に含まれる必要はなく、管制装置１０は、通信部１２を通じて管制装置１０とは異なる外部装置から管制走行ルート地図を取得してもよい。このように車両７の経路６を点列で表した管制走行ルート地図は、本実施の形態に係る地図データに相当する。

【0078】

次に管制走行ルート地図に付加される信頼度について説明する。

【0079】

図８は、収集装置９の撮像センサ９Ａによって撮像される画像５０について説明する図である。図８のうち、図８（Ａ）は車線８を走行する車両Ｐ及び車両Ｑを収集装置９で撮像している状況を示している図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示した状況で撮像された画像５０の一例を示している。

【0080】

撮像センサ９Ａ上に被写体の像を結像させるため、収集装置９にはレンズが装着されているが、レンズに歪みがあると車両Ｐと車両Ｑの大きさが同じであっても、レンズを通して撮像された画像５０内での車両Ｐと車両Ｑの大きさが異なる場合がある。また、収集装置９から車両Ｐ及び車両Ｑまでのそれぞれの距離が異なる場合にも、車両Ｐと車両Ｑの大きさが同じであっても画像５０内での車両Ｐと車両Ｑの大きさが異なる場合がある。

【0081】

そのため、図８（Ｂ）の画像５０の例では、実際には同じ大きさの車両Ｐと車両Ｑであっても、車両Ｑが車両Ｐより小さく表示されている。なお、枠５５Ｐ及び枠５５Ｑは、それぞれ収集装置９の移動体検出部９Ｂで画像５０から検出した車両Ｐ及び車両Ｑの位置を表す枠線である。車両Ｐ及び車両Ｑの具体的な位置は、例えば枠５５Ｐ及び枠５５Ｑにそれぞれ存在する２本の対角線の交点の座標で表してもよい。画像５０には座標軸Ｘ１及び座標軸Ｙ１で表される画像座標系が適用されている。

【0082】

実際には同じ大きさの車両Ｐと車両Ｑであっても、車両Ｐに比べて車両Ｑが画像５０内で小さく表示されているということは、撮像センサ９Ａにおいて車両Ｑを撮像している画素１つあたりの撮像範囲の幅が、車両Ｐを撮像している画素１つあたりの撮像範囲の幅よりも長いことを表している。こうした撮像センサ９Ａの各々の画素が撮像する撮像範囲の幅を「画素の解像度」という。画像５０内の各々の画素に対応する撮像センサ９Ａの画素の解像度は、画像５０内のどの場所を撮像しているかによって画素毎に異なる。１つの画素の撮像範囲が狭いほど、予め定めた大きさの範囲をより多くの画素で撮像することになるため、画像５０上では大きく撮像される（図８（Ｂ）の車両Ｐ）。一方、１つの画素の撮像範囲が広いほど、予め定めた大きさの範囲をより少ない画素で撮像することになるため、画像５０上では小さく撮像される（図８（Ｂ）の車両Ｑ）。

【0083】

すなわち、画像５０において、車両Ｑよりも大きく表示された車両Ｐは、車両Ｑよりも高解像度で撮像されているため、画像５０から検出した車両Ｐの位置と、車線８上における実際の車両Ｐの位置との誤差は、車両Ｑの位置の誤差よりも小さくなる。

【0084】

したがって、収集装置９の移動体検出部９Ｂで画像５０から検出した車両Ｐ及び車両Ｑの位置を、収集装置９の座標変換部９Ｃで管制走行ルート地図上の地点に座標変換する場合、図８（Ｂ）の画像５０内で車両Ｑに比べて大きく表示されている車両Ｐの座標変換後における管制走行ルート地図上での位置の誤差は、車両Ｑの座標変換後における管制走行ルート地図上での位置の誤差に比べて小さくなる傾向がある。

【0085】

図９は、図８（Ｂ）に示した画像５０における車両Ｐ及び車両Ｑの位置を、それぞれ管制走行ルート地図上の最も近い経由点４に写像した例を示す図である。一例として、経由点４Ａが座標変換後の車両Ｐの位置を表し、経由点４Ｂが座標変換後の車両Ｑの位置を表しているものとする。画像５０から検出した車両Ｐの位置の誤差の関係から、実際の車両Ｐの位置は、車両Ｑの位置を表す経由点４Ｂを囲む領域Ｚ_qよりも狭い領域Ｚ_p内に含まれることになる。すなわち、地図座標系における車両Ｐの位置の誤差は、車両Ｑの位置の誤差よりも小さくなる。なお、地図座標系は座標Ｘ２、Ｙ２、及びＺ２を用いた三次元座標系として表されるが、説明の便宜上、図９では地面に沿った面であるＸ２-Ｙ２平面上での経路６を表している。

【0086】

このように、管制走行ルート地図で表される経路６上の各経由点４において、各々の経由点４に対応した場所を撮像する撮像センサ９Ａにおける画素の解像度の違いにより、画像５０から得られる車両７の位置や速度といった移動体情報にどの程度の誤差が発生するかという誤差情報は、収集装置９を用いて車両７同士が干渉しないように交通管制を行う管制装置１０が交通管制を行う上で考慮しなければならない情報である。こうした誤差情報は、管制走行ルート地図で表される経路６上の経由点４に位置する車両７の移動体情報の確からしさを表すことから、「信頼度」と呼ばれる。

【0087】

信頼度付き管制走行ルート地図１７とは、管制走行ルート地図で表される経路６上の経由点４毎に、画像５０から検出した各経由点４における車両７の位置及び速度に対する誤差を表す信頼度を対応付けた地図データである。

【0088】

図４における大域経路計画部１３は、目的地設定部１１から受け付けた遵守車両７Ａの車両固有情報と目的地、移動体情報Ａに含まれる遵守車両７Ａの位置情報と車両固有情報、及び信頼度付き管制走行ルート地図１７に基づいて、遵守車両７Ａ毎に信頼度付き管制走行ルート地図１７上で遵守車両７Ａの現在位置から目的地までの経路６である大域経路を探索する。すなわち、大域経路は、信頼度付き管制走行ルート地図１７を構成する各区間の経由点列をつないだ経路６として表される。

【0089】

図１０は、共に遵守車両７Ａである車両Ｐ及び車両Ｑの大域経路の一例を示す図である。複数の経路６の中から車両Ｐの現在位置と車両Ｐの目的地をつなぐ１つの経路６Ｐが車両Ｐの大域経路として選択され、車両Ｑの現在位置と車両Ｑの目的地をつなぐ１つの経路６Ｑが車両Ｑの大域経路として選択された状況を表している。

【0090】

なお、大域経路計画部１３における遵守車両７Ａの大域経路の探索に用いる探索方法はどのような方法であってもよく、例えばダイクストラ探索といった公知の探索方法が用いられる。

【0091】

遵守車両７Ａであれば予め目的地が決められるため、管制装置１０が主体となって大域経路計画部１３で遵守車両７Ａの大域経路を計画することができる。遵守車両７Ａは大域経路に基づいて決定した局所経路を走行することから、管制装置１０は自らが計画した大域経路によって、遵守車両７Ａの経路６を知ることができる。

【0092】

一方、非コネクテッド車両７Ｄの場合、管制装置１０とデータ通信を行うことができないため、管制装置１０にはそもそも非コネクテッド車両７Ｄが向かおうとしている目的地を取得する手段がない。したがって、管制装置１０は、走行経路予測部１４で非コネクテッド車両７Ｄの走行経路を予測する。

【0093】

具体的には、走行経路予測部１４は、非コネクテッド車両７Ｄの移動体情報Ｄに含まれる位置情報と速度、及び信頼度付き管制走行ルート地図１７を用いて、非コネクテッド車両７Ｄが位置する経由点４と対応付けられている信頼度を考慮しながら非コネクテッド車両７Ｄの走行経路を予測する。例えば走行経路予測部１４は、誤差を考慮して得られた非コネクテッド車両７Ｄの現在位置から特定の距離（例えば１００ｍ）までを、移動体情報Ｄで示される速度に各経由点４での誤差を反映した速度で走行するものとし、特定の距離に対応する車線８の区間の経由点列をつないだ経路６を非コネクテッド車両７Ｄの走行経路として干渉地点特定部１５に通知する。

【0094】

しかしながら、非コネクテッド車両７Ｄの目的地は不明であるため、走行経路予測部１４は、車線８が分岐する場合には大域経路と異なり、車線８が分岐する毎に枝分かれするすべての経路６の組み合わせを非コネクテッド車両７Ｄの走行経路として取り扱う。

【0095】

図１１は、車両Ｐが非コネクテッド車両７Ｄである場合の走行経路の一例を示す図である。図１１に示すように車両Ｐの走行先が２つに分岐している場合、走行経路予測部１４は、車両Ｐが分岐点で何れの方向に分岐するか不明であるため、経路６Ｐ－１及び経路６Ｐ－２を共に車両Ｐの走行経路とする。こうした走行経路予測部１４は、本実施の形態に係る予測部に相当する。

【0096】

なお、既に説明したように、非コネクテッド車両７Ｄの移動体情報Ｄは収集装置９を通じて取得される。収集装置９で撮像される画像５０には非コネクテッド車両７Ｄだけでなく、例えば遵守車両７Ａも含まれる場合がある。この場合、収集装置９から取得した車両７の移動体情報は遵守車両７Ａの移動体情報Ａであるのか、それとも非コネクテッド車両７Ｄの移動体情報Ｄであるのか区別がつかないことがある。したがって、走行経路予測部１４は、例えば通信部１２を通じて取得した遵守車両７Ａの移動体情報Ａに含まれる位置情報と、収集装置９から取得した車両７の移動体情報に含まれる位置情報が一致していると認められる車両一致判定範囲以内まで接近している場合、収集装置９から通知された移動体情報によって表される車両７は、通信部１２から取得した移動体情報Ａによって表される遵守車両７Ａであると判定し、非コネクテッド車両７Ｄの移動体情報Ｄと区別すればよい。

【0097】

干渉地点特定部１５は、大域経路計画部１３から受け付けた遵守車両７Ａの大域経路と、走行経路予測部１４で予測した非コネクテッド車両７Ｄの走行経路に基づいて、大域経路と走行経路が干渉する干渉地点Ｘを特定する。干渉地点特定部１５は、特定した干渉地点Ｘと遵守車両７Ａの大域経路を仮想交通ルール生成部１６に通知する。こうした干渉地点特定部１５は、本実施の形態に係る特定部に相当する。

【0098】

仮想交通ルール生成部１６は、通信部１２から受け付けた遵守車両７Ａの移動体情報、及び干渉地点特定部１５から受け付けた遵守車両７Ａの大域経路と大域経路における干渉地点Ｘの位置情報を用いて、遵守車両７Ａに対する仮想交通ルールを生成する。仮想交通ルール生成部１６は、本実施の形態に係る生成部に相当する。

【0099】

具体的には、仮想交通ルール生成部１６は、遵守車両７Ａの大域経路における干渉地点Ｘで干渉しあう遵守車両７Ａと他の車両７について、各々の干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔを推定し、各干渉地点Ｘにおいて、車両７同士の交通効率を低下させることなく干渉地点Ｘでの車両７同士の干渉が回避されるような通過優先順位を遵守車両７Ａに対して規定する。

【0100】

仮想交通ルール生成部１６は、遵守車両７Ａに対して大域経路と仮想交通ルールを含んだ管制情報を生成し、通信部１２に対して遵守車両７Ａと対応付けられた管制情報の送信依頼を行う。これにより、無線通信装置３から遵守車両７Ａと対応付けられた管制情報が送信されることになる。

【0101】

なお、信頼度付き管制走行ルート地図１７は必ずしも管制装置１０に含まれている必要はなく、通信網５を通じて外部装置から取得するようにしてもよい。また、仮想交通ルールについての詳細な生成方法については後ほど説明することにする。

【0102】

既に説明したように、実際には同じ大きさの車両７であっても、車両７が表示されている画像５０内の位置によって画像５０上における車両７の大きさが異なるのは、撮像センサ９Ａでの画素の解像度に違いが生じているためであることを説明した。ここでは、撮像センサ９Ａにおける画素の解像度に違いが生じる理由について詳細に説明する。

【0103】

図８（Ｂ）に示した画像５０の例のように、実際には同じ大きさの車両７であっても、画像５０内の位置によって車両７の大きさが異なる理由としては、収集装置９のレンズの歪みの影響による１画素分の視野角の違いと、収集装置９と地面との位置関係によって、同一視野角内に含まれる地面の範囲（視野幅）が異なることの２つの理由が考えられる。

【0104】

収集装置９の設置台数を抑制するため、収集装置９に用いられるレンズにはできるだけ広い範囲を撮像することができる、例えば魚眼レンズのような広角レンズが用いられる。広角レンズとは焦点距離が３５ｍｍフィルム換算で約３５ｍｍ相当以下のレンズのことをいう。

【0105】

レンズには歪みがないことが理想であるが、実際には歪みが含まれる。したがって、図１２に示すように、レンズの光軸方向を撮像する１画素分の視野角αに比べて、レンズの光軸方向と成す角度が大きくなる方向（周辺方向）を撮像する１画素分の視野角βは広くなる。こうした傾向は、収集装置９のレンズに焦点距離が３５ｍｍフィルム換算で５０ｍｍ前後の標準レンズを用いた場合よりも広角レンズを用いた場合の方が顕著に表れる。したがって、レンズの光軸方向を撮像する画素の解像度は、レンズの周辺方向を撮像する画素の解像度に比べて高くなる。

【0106】

次に、収集装置９と地面との位置関係によって視野幅に違いが生じる理由について説明するが、説明の便宜上、収集装置９には歪みのない理想的なレンズが用いられているものとする。この場合、図１３に示すように、同じ視野角αであっても、収集装置９で撮像される視野幅は、収集装置９の撮像方向と地面が成す角度、及び収集装置９から地面までの距離によって変化する。

【0107】

図１４は、こうした状況を説明した図である。図１４（Ａ）に示すように、地面に対してレンズの光軸が垂直に交わるように、地面から光軸方向に沿って距離Ｌ1だけ離れた位置にある収集装置９を収集装置９の基準位置とする。また、基準位置に取り付けられた収集装置９の視野角αにおける視野幅をＲ₁とする。

【0108】

これに対して、図１４（Ｂ）に示すように、地面から光軸方向に沿った距離は距離Ｌ₁のまま、地面とレンズの光軸が成す角度が９０度よりも小さい角度γとなるように収集装置９を移動させて地面を撮像した場合、地面から光軸方向に沿った距離は同じ距離Ｌ₁であっても、視野角αにおける視野幅Ｒ₂は基準位置にある収集装置９の視野角αに対する視野幅Ｒ₁よりも広くなる。

【0109】

また、図１４（Ｃ）に示すように、地面に対してレンズの光軸が垂直に交わるようにしたまま、地面から光軸方向に沿った距離が距離Ｌ₁よりも長い距離Ｌ₂となるように収集装置９を移動させて地面を撮像した場合、地面とレンズの光軸が成す角度は基準位置にある収集装置９と同じであっても、視野角αにおける視野幅Ｒ₃は基準位置にある収集装置９の視野角αに対する視野幅Ｒ₁よりも広くなる。すなわち、撮像センサ９Ａの各々の画素が担う撮像範囲の方向の違いによって、画素の視野角に対する視野幅が異なることになる。したがって、撮像センサ９Ａにおける画素の解像度に違いが生じる。

【0110】

図１５は、収集装置９で撮像した実際の画像５０の例であるが、説明したように画像５０内の位置によって、車両７の大きさが変化していることがわかる。具体的には画像５０の端部よりも解像度が高い画像５０の中央部では車両７が大きく表示され、画像５０の中央部よりも解像度が低い画像５０の端部では車両７が小さく表示されている。

【0111】

これまで説明してきたように、管制装置１０では、既に経由点４毎に信頼度が付加された信頼度付き管制走行ルート地図１７を用いて非コネクテッド車両７Ｄの走行経路を予測し、遵守車両７Ａの大域経路と非コネクテッド車両７Ｄの走行経路から車両７同士が干渉する干渉地点Ｘや干渉時間ｔを推定する。以降では、管制走行ルート地図の経由点４に付加される信頼度の生成方法について説明する。

【0112】

図１６は、管制走行ルート地図の経由点４に付加される信頼度を生成する信頼度生成装置６０の機能構成例を示す図である。

【0113】

図１６に示すように、信頼度生成装置６０は、物体検出部６２、誤差推定部６４、解像度算出部６５、座標逆変換部６７、及び信頼度算出部６８の各機能部と、撮像センサ９Ａ、撮像画像ＤＢ６１、正解座標ＤＢ６３、管制走行ルート地図６６、及び信頼度ＤＢ６９を含む。

【0114】

このうち撮像センサ９Ａ、撮像画像ＤＢ６１、物体検出部６２、正解座標ＤＢ６３、管制走行ルート地図６６、及び信頼度ＤＢ６９は必ずしも信頼度生成装置６０に含まれる必要はなく、外部の装置に備えられているものを利用してもよい。また「ＤＢ」はデータベース(Database)の略語である。撮像センサ９Ａは、管制システム１で用いられる設置済みの収集装置９の撮像センサ９Ａを用いることが好ましいが、収集装置９と異なる別の装置の撮像センサ９Ａを用いてもよい。ここでは一例として、管制システム１で用いられる設置済みの収集装置９の撮像センサ９Ａを用いるものとする。

【0115】

撮像センサ９Ａで車線８を走行する１台の車両７を撮像した後、撮像センサ９Ａで撮像された画像５０が撮像画像ＤＢ６１に記憶される。

【0116】

物体検出部６２は撮像画像ＤＢ６１から１つの画像５０を取得し、収集装置９の移動体検出部９Ｂと同様に公知の移動体検出手法を用いて、取得した画像５０から車両７を検出する。こうした物体検出部６２は、本実施の形態に係る信頼度生成装置６０の検出部に相当する。

【0117】

誤差推定部６４は、物体検出部６２で画像５０から検出された車両７の位置情報と、画像５０における車両７の正解位置情報を用いて、物体検出部６２で検出された画像５０上における車両７の位置の検出誤差を推定する。

【0118】

車両７を撮像した撮像センサ９Ａにおける画素の解像度の違いにより、画像５０から得られる車両７の見かけ上の位置と実際の位置に対応した画像５０上の位置の間には誤差が生じる。したがって、誤差推定部６４は、画像５０から検出した位置に車両７がいる場合に、画素の解像度の違いがなければ実際には画像５０上のどの位置に車両７が表示されるかといった車両７の実際の位置情報を用いて、物体検出部６２で検出された画像５０上における車両７の位置の検出誤差を推定する。車両７の位置に対応した画像５０内での実際の位置情報が正解位置情報であり、正解位置情報は車両７の位置毎に予め作成されて正解座標ＤＢ６３に記憶されている。

【0119】

図１７は、車両７の位置の検出誤差例を示す図である。図１７（Ａ）は、画像５０から検出した車両７の位置を枠５５で表した図である。図１７（Ｂ）は、画像５０から検出した車両７の位置に対応した正解位置情報を示す図であり、枠５５Ａが図１７（Ａ）の画像５０から検出した車両７の正解位置を示している。

【0120】

したがって、図１７（Ｃ）に示すように、誤差推定部６４は画像５０から検出した車両７の位置と、正解位置情報で表される車両７の正解位置を比較し、その差分を画像５０から検出した車両７の位置の検出誤差とする。画像５０における車両７の位置の検出誤差は、画像５０から検出した車両７の位置と正解位置との差分に対応した画素数によって表される。

【0121】

一方、解像度算出部６５は、解像度を撮像センサ９Ａの画素毎に算出する。そのため、まず解像度算出部６５は、撮像センサ９Ａの撮像範囲に含まれる経路６上の各経由点４における位置情報を管制走行ルート地図６６から取得し、地図座標系で表される各経由点４の位置情報を座標逆変換部６７に通知する。

【0122】

座標逆変換部６７は、地図座標系で表された位置を画像座標系で表される位置に変換する機能部であり、これにより、管制走行ルート地図６６から取得した経路６上の各経由点４の位置が、画像５０内の位置に変換される。本実施の形態では、地図座標系で表された位置を画像座標系で表される位置に変換することを「逆変換」という。

【0123】

図１８は座標の逆変換例を示した図である。図１８（Ａ）は、地図座標系で表される経路６上の経由点４の例を示す図である。図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）における経路６上の経由点４が存在する範囲の画像５０を収集装置９で撮像した場合に、経路６上の各経由点４が画像５０内のどの位置に表示されるのかを表す画像５０の例である。

【0124】

解像度算出部６５は、座標逆変換部６７から画像５０上における経由点４の位置情報を受け付けると、経由点４の撮像を担う撮像センサ９Ａの画素の解像度（以降、「経由点４の解像度」という）を経由点４毎に算出する。これにより、管制走行ルート地図６６上の経路６に対応する画素の解像度が得られる。なお、画像５０内における経由点４の解像度の算出方法については後ほど説明する。

【0125】

信頼度算出部６８は、誤差推定部６４で推定された、画像５０から検出した車両７の位置の検出誤差と、解像度算出部６５で算出された、画像５０内における各経由点４の解像度を用いて、画像５０から検出された車両７の位置に最も近い画像５０上の経由点４、すなわち、画像５０から検出された車両７の位置に対応した経由点４を特定する。信頼度算出部６８は、画像５０から検出した車両７の位置の検出誤差に、当該車両７の位置に対応した経由点４の解像度を乗じることで、経由点４における車両７の位置の検出誤差を具体的な距離で表す。

【0126】

一方で、時系列に沿って撮像センサ９Ａで撮像された時間的に隣接する画像５０に対して、例えばオプティカルフローを適用することで画像５０から車両７の速度が算出される。

【0127】

図１９はオプティカルフローを用いて画像５０から車両７の速度を算出する例について説明した図である。

【0128】

時系列に沿って撮像された時間的に隣接する図１９（Ａ）に示す画像５０と図１９（Ｂ）に示す画像５０が存在する場合、一方の画像５０に表示されている同じ車両７が、他方の画像５０ではどの位置に移動しているのかといった車両７の位置の対応付けを画素単位で行い、各々の画像５０の間で画素毎の対応関係を求める（図１９（Ｃ））。画素毎の対応関係から得られる車両７を表す画素の移動量の平均と画像５０の撮像間隔から、車両７の速度を算出することができる。

【0129】

しかしながら、車両７に画素分解能未満の移動量があったとしても、画像５０からこの移動量を検出することができないため、算出した車両７の速度には誤差が含まれる。具体的には、画像５０の撮像間隔を“Ｔ_int”とした場合、車両７を表す画素の移動量の最大誤差は１／Ｔ_int［画素／秒］となる。

【0130】

したがって、信頼度算出部６８は、画像５０内における車両７の位置に対応した経由点４の解像度に画素の移動量の最大誤差を乗じることで、画像５０から検出された車両７の位置に対応した経由点４における速度の検出誤差を算出する。

【0131】

信頼度算出部６８は、車両７の位置に対応した経由点４に、信頼度算出部６８で算出した車両７の位置の検出誤差と車両７の速度の検出誤差を含む信頼度を対応付けて信頼度ＤＢ６９に記憶する。信頼度ＤＢ６９に記憶された信頼度は、本実施の形態に係る信頼度データに相当し、信頼度付き管制走行ルート地図１７の各経由点４には、信頼度ＤＢ６９に記憶された各経由点４に対応する信頼度が付加される。

【0132】

ここでは一例として、管制走行ルート地図６６上の１つの経由点４に信頼度を対応付ける方法について説明したが、走行する車両７を繰り返し撮像センサ９Ａで撮像することで、車両７の位置が異なる複数の画像５０が得られる。したがって、各々の画像５０における車両７の位置に対応した経由点４に信頼度生成装置６０で算出した信頼度を付加することで、１台の収集装置９で撮像された画像５０に含まれる経路６上のすべての経由点４に信頼度が付加される。また、管制システム１に含まれるすべての収集装置９の撮像センサ９Ａで撮像した画像５０に対して信頼度生成装置６０で経由点４の信頼度を算出すれば、管制走行ルート地図６６に含まれるすべての経路６の経由点４に信頼度が付加される。

【0133】

次に、管制装置１０、信頼度生成装置６０、及び遵守車両７Ａの制御装置における各々の電気系統の要部構成例について説明する。

【0134】

図２０は、管制装置１０における電気系統の要部構成例を示す図である。図２０に示すように、管制装置１０は例えばコンピュータ３０を用いて構成される。

【0135】

コンピュータ３０は、図４に示した管制装置１０に係る各機能部の処理を担うプロセッサの一例であるＣＰＵ(Central Processing Unit)３１、コンピュータ３０を管制装置１０として機能させる管制プログラムを記憶するＲＯＭ(Read Only Memory)３２、ＣＰＵ３１の一時的な作業領域として使用されるＲＡＭ(Random Access Memory)３３、不揮発性メモリ３４、及び入出力インターフェース(Ｉ／Ｏ)３５を備える。そして、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、不揮発性メモリ３４、及びＩ／Ｏ３５がバス３６を介して各々接続されている。

【0136】

不揮発性メモリ３４は、不揮発性メモリ３４に供給される電力が遮断されても、記憶したデータが維持される記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるが、ハードディスクを用いてもよい。また、不揮発性メモリ３４は、必ずしもコンピュータ３０に内蔵されている必要はなく、例えばＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリやメモリカードのようにコンピュータ３０に着脱可能な可搬型の記憶媒体を用いてもよい。

【0137】

Ｉ／Ｏ３５には、例えば通信ユニット３７、入力ユニット３８、及び表示ユニット３９が接続される。

【0138】

通信ユニット３７は通信網５に接続され、無線通信装置３及び収集装置９や、通信網５と接続された外部装置との間でデータ通信を行う通信プロトコルを備える。

【0139】

入力ユニット３８は、管制装置１０の操作者からの指示を受け付けてＣＰＵ３１に通知するユニットであり、例えばボタン、タッチパネル、キーボード、及びマウス等が用いられる。指示が音声で行われる場合には、入力ユニット３８としてマイクが用いられることがある。

【0140】

表示ユニット３９は、ＣＰＵ３１によって処理された情報を表示する装置であり、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレイ、及びプロジェクタ等が用いられる。

【0141】

管制装置１０が無人のデータセンター等に設置されている場合のように情報の表示を必要としない状況では、表示ユニット３９がＩ／Ｏ３５に接続されないこともある。また、必要に応じてプリンタユニットのような他のユニットがＩ／Ｏ３５に接続されることがある。

【0142】

なお、信頼度生成装置６０における電気系統の要部構成は、図２０に示した管制装置１０における電気系統の要部構成例と同じ構成を備える。すなわち、信頼度生成装置６０は例えばコンピュータ７０を用いて構成され、コンピュータ７０は、図１６に示した信頼度生成装置６０に係る各機能部の処理を担うプロセッサの一例であるＣＰＵ７１、コンピュータ７０を信頼度生成装置６０として機能させる信頼度生成プログラムを記憶するＲＯＭ７２、ＣＰＵ７１の一時的な作業領域として使用されるＲＡＭ７３、不揮発性メモリ７４、及びＩ／Ｏ７５を備える。そして、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、不揮発性メモリ７４、及びＩ／Ｏ７５がバス７６を介して各々接続されている。

【0143】

また、Ｉ／Ｏ７５には、例えば通信ユニット７７、入力ユニット７８、及び表示ユニット７９が接続される。通信ユニット７７、入力ユニット７８、及び表示ユニット７９の機能は、管制装置１０における通信ユニット３７、入力ユニット３８、及び表示ユニット３９と同じ機能を有する。

【0144】

一方、図２１は、遵守車両７Ａの制御装置における電気系統の要部構成例を示す図である。遵守車両７Ａの制御装置も管制装置１０や信頼度生成装置６０と同様に、例えばコンピュータ４０を用いて構成される。

【0145】

コンピュータ４０は、図２に示した遵守車両７Ａの制御装置に係る各機能部の処理を担うプロセッサの一例であるＣＰＵ４１、コンピュータ４０を遵守車両７Ａの制御装置として機能させる制御プログラムを記憶するＲＯＭ４２、ＣＰＵ４１の一時的な作業領域として使用されるＲＡＭ４３、不揮発性メモリ４４、及びＩ／Ｏ４５を備える。そして、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、不揮発性メモリ４４、及びＩ／Ｏ４５がバス４６を介して各々接続されている。

【0146】

Ｉ／Ｏ４５には、例えば通信ユニット４７、入力ユニット４８、表示ユニット４９、内界センサ５１、外界センサ５２、及び走行装置５３が接続される。

【0147】

通信ユニット４７は無線通信装置３との間でデータ通信を行う通信プロトコルを備える。

【0148】

入力ユニット４８は、遵守車両７Ａの運転手からの指示を受け付けてＣＰＵ４１に通知するユニットであり、例えばボタン、タッチパネル、及びポインティングデバイス等が用いられる。指示が音声で行われる場合には、入力ユニット４８としてマイクが用いられることがある。

【0149】

表示ユニット４９は、ＣＰＵ４１によって処理された情報を表示する装置であり、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、及びプロジェクタ等が用いられる。

【0150】

走行装置５３は、ＣＰＵ４１の指示に従い、例えばハンドル、アクセル、及びブレーキのように車両７の走行状態に影響を与える操作装置の操作量を調整する装置であると共に、操作装置の操作量を遵守車両７Ａの状態としてＣＰＵ４１に通知する。内界センサ５１及び外界センサ５２の機能については、既に説明した通りである。

【0151】

次に、信頼度生成装置６０の動作について詳細に説明する。

【0152】

図２２は、信頼度の生成依頼を受け付けた場合に、信頼度生成装置６０のＣＰＵ７１によって実行される信頼度生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0153】

信頼度生成処理を規定する信頼度生成プログラムは、例えば信頼度生成装置６０のＲＯＭ７２に予め記憶されている。信頼度生成装置６０のＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２に記憶される信頼度生成プログラムを読み込み、信頼度生成処理を実行する。なお、撮像画像ＤＢ６１には、管制システム１に含まれるすべての収集装置９の撮像センサ９Ａで走行する車両７を繰り返し撮像した複数の画像５０が予め記憶されており、正解座標ＤＢ６３にも、撮像画像ＤＢ６１に記憶されている各画像５０内の車両７の位置に対応した実際の車両７の位置情報が予め記憶されているものとする。

【0154】

まず、ステップＳ２００において、ＣＰＵ７１は、撮像画像ＤＢ６１から１つの画像５０を取得し、公知の移動体検出手法を用いて、取得した画像５０から車両７を検出する。

【0155】

ステップＳ２１０において、ＣＰＵ７１は、ステップＳ２００で検出した車両７の位置に対応した正解位置情報を正解座標ＤＢ６３から取得し、取得した正解位置情報に対応する位置とステップＳ２００で検出した車両７の位置の差分を、画像５０上における車両７の位置の検出誤差として推定する。

【0156】

ステップＳ２２０において、ＣＰＵ７１は、画像５０内において車両７が位置している経由点４の解像度を算出する。

【0157】

既に説明したように、経由点４の解像度を算出するためには地図座標系で表された管制走行ルート地図６６上の位置と、画像座標系で表された画像５０上の位置の写像関係を定義する必要がある。この写像関係は、撮像センサ９Ａにおける内部パラメータと外部パラメータから計算することが可能である。また、収集装置９の撮像範囲内にマークを置いて収集装置９でマークを撮像し、実空間でのマークの位置、すなわち、地図座標系でのマークの位置と、画像５０内でのマークの位置、すなわち、画像座標系でのマークの位置を記録し、この対応付けから地図座標系と画像座標系の写像関係を定義してもよい。

【0158】

ＣＰＵ７１は予め定義された地図座標系と画像座標系の写像関係を参照して、それぞれ地図座標系で表される車両７が位置する経由点４（特定経由点４）の位置と、経路６に沿って特定経由点４と隣接する隣接経由点４の位置を、画像座標系で表される画像５０内の位置に逆変換する。その上でＣＰＵ７１は、地図座標系における特定経由点４と隣接経由点４の経由点間距離を管制走行ルート地図６６の情報を用いて算出し、経由点間距離を画像５０内における特定経由点４と隣接経由点４に対応した各々の画素間の距離で除すことで特定経由点４の解像度を算出する。なお、画像５０内の画素間の距離は、例えば各々の画素を結ぶ直線と接触する画素数で表される。

【0159】

車両７は経路６に沿って移動することから、経路６上における各経由点４の解像度を算出すれば十分であるが、画像５０に含まれる各画素の解像度を算出することもできる。例えばＣＰＵ７１は、解像度の算出対象である画素（特定画素）と、特定画素に隣接する隣接画素が表す画像座標系上の位置を、地図座標系と画像座標系の写像関係を参照してそれぞれ地図座標系上の地点に変換し、地図座標系における特定画素に対応した地点と隣接画素に対応した地点の距離を算出すれば、この距離が特定画素の解像度となる。したがって、ＣＰＵ７１は、画像５０内の各々の画素について上記の演算を繰り返すことで、画像５０内のすべての画素の解像度を算出することができる。

【0160】

ステップＳ２３０において、ＣＰＵ７１は、ステップＳ２１０で推定した、画像５０から検出した車両７の位置の検出誤差に、ステップＳ２２０で算出した、画像５０内の車両７の位置に対応した経由点４の解像度を乗じることで、当該経由点４における車両７の位置の検出誤差を算出する。

【0161】

また、ＣＰＵ７１は、画像５０内の車両７の位置に対応した経由点４の解像度に、画像５０の撮像間隔Ｔ_intの逆数で表される画素の移動量の最大誤差「１／Ｔ_int［画素／秒］」を乗じることで、当該経由点４における車両７の速度の検出誤差を算出する。

【0162】

その上でＣＰＵ７１は、画像５０内の車両７の位置に対応した経由点４に、それぞれ算出した車両７の位置の検出誤差と車両７の速度の検出誤差を当該経由点４の信頼度として対応付ける。なお、画像５０に表示される車両７の速度は、図１９で説明したオプティカルフローを用いて、時間的に隣接する画像５０間における車両７を表す画素の移動量の平均と画像５０の撮像間隔から算出される。

【0163】

ＣＰＵ７１が、管制走行ルート地図６６に含まれる各々の経由点４を走行している車両７の画像５０に対してステップＳ２００～Ｓ２３０の処理を繰り返し実行することで、管制走行ルート地図６６のすべての経路６上におけるすべての経由点４に信頼度が付加される。以上により、図２２の信頼度生成処理を終了する。

【0164】

次に、信頼度生成装置６０で信頼度が付加された信頼度付き管制走行ルート地図１７を用いて、車両７の交通管制を行う管制装置１０の動作について説明する。

【0165】

図２３は、各車両７から移動体情報を受け付けた場合に、管制装置１０のＣＰＵ３１によって実行される管制処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0166】

管制処理を規定する管制プログラムは、例えば管制装置１０のＲＯＭ３２に予め記憶されている。管制装置１０のＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に記憶される管制プログラムを読み込み、管制処理を実行する。

【0167】

なお、以降では説明の便宜上、２台の車両７（車両Ｐ及び車両Ｑ）に注目して管制装置１０の動作について説明するが、管制対象となる車両７が３台以上の場合であっても、各々の車両７について同様の処理を行えばよい。また、車両Ｐ及び車両Ｑの少なくとも１台は遵守車両７Ａであるものとする。

【0168】

ステップＳ１０において、ＣＰＵ３１は、受け付けた移動体情報の内容に基づいて、車両Ｐ及び車両Ｑの種類を判定する。例えばＣＰＵ３１は、無線通信装置３から受信した移動体情報に対応する車両７は遵守車両７Ａであると判定すればよい。また、ＣＰＵ３１は、収集装置９から受信した移動体情報に含まれる位置情報が、遵守車両７Ａと判定した車両７の移動体情報に含まれる位置情報から車両一致判定範囲より離れている場合、当該移動体情報に対応する車両７は非コネクテッド車両７Ｄであると判定すればよい。

【0169】

ステップＳ２０において、ＣＰＵ３１は、遵守車両７Ａから受信した移動体情報Ａに含まれる車両７の位置情報と遵守車両７Ａの目的地に基づいて、遵守車両７Ａの大域経路を生成する。

【0170】

ステップＳ３０において、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１０で判定した車両Ｐ及び車両Ｑの何れか一方の種類が遵守車両７Ａ以外、すなわち、非コネクテッド車両７Ｄであるか否かを判定する。車両Ｐ及び車両Ｑの何れか一方の種類が非コネクテッド車両７Ｄである場合にはステップＳ４０に移行する。

【0171】

ステップＳ４０において、ＣＰＵ３１は、非コネクテッド車両７Ｄから受信した移動体情報Ｄに含まれる位置情報と非コネクテッド車両７Ｄの速度に基づいて、非コネクテッド車両７Ｄの走行経路を生成する。

【0172】

なお、分岐点の手前の地点で非コネクテッド車両７Ｄの速度が減速した場合、分岐点を直進するよりも折れ曲がる蓋然性が高いことから、ＣＰＵ３１は、折れ曲がる方向に進む経路６だけを非コネクテッド車両７Ｄの走行経路として生成してもよい。

【0173】

一方、ステップＳ３０の判定処理において車両Ｐ及び車両Ｑの何れも非コネクテッド車両７Ｄではないと判定された場合、ステップＳ２０で既に車両Ｐ及び車両Ｑの大域経路が生成されていることから、ステップＳ４０の処理を実行することなくステップＳ５０に移行する。

【0174】

ステップＳ５０において、ＣＰＵ３１は、車両Ｐの経路６を示す経由点が、車両Ｑの経路６を示す経由点から干渉範囲以内まで接近するような地点、すなわち、車両Ｐと車両Ｑの干渉地点Ｘを特定する。具体的には、ＣＰＵ３１は、ステップＳ２０またはステップＳ４０で取得した車両Ｐの大域経路若しくは走行経路（単に「車両Ｐの経路６」という）と、ステップＳ２０またはステップＳ４０で取得した車両Ｑの大域経路若しくは走行経路（単に「車両Ｑの経路６」という）が交差または合流する地点の経由点４や、車両Ｐの経路６と車両Ｑの経路６が干渉範囲以内まで接近して並走するような領域の経由点４を、車両Ｐと車両Ｑの干渉地点Ｘとして特定する。

【0175】

なお、図７に示したような干渉地点情報を参照することができる場合、ＣＰＵ３１は、車両Ｐと車両Ｑの各々の経路６に、干渉地点情報で干渉地点Ｘとして設定されている同一の経由点が含まれていれば、当該経由点４によって表される地点を車両Ｐと車両Ｑの干渉地点Ｘとしてもよい。

【0176】

ステップＳ６０において、ＣＰＵ３１は、ステップＳ５０で特定した車両Ｐと車両Ｑの各干渉地点Ｘについて、車両Ｐと車両Ｑの各経路６における経由点４の信頼度を反映した移動体情報を用いて車両Ｐと車両Ｑの干渉時間ｔを算出する。

【0177】

干渉時間ｔは、車両Ｐ及び車両Ｑのそれぞれの現在位置から干渉地点Ｘまでの経路６に沿った距離（以降、「干渉地点Ｘまでの距離」という）と、車両Ｐ及び車両Ｑのそれぞれの速度から算出することができる。しかしながら、既に説明したように、収集装置９が画像５０から算出した非コネクテッド車両７Ｄの位置及び速度には検出誤差が含まれる。また、遵守車両７Ａであっても交通事情等により一定の速度で走行することはできないため、実際には車両Ｐ及び車両Ｑの速度は変動し、速度から推定される各時刻における予想位置も変動する。

【0178】

したがって、“ｖ”を車両Ｐ及び車両Ｑにおけるそれぞれの速度、“ｌ”を干渉地点Ｘまでの距離、“δ₁”及び“δ₂”を車両Ｐ及び車両Ｑの速度変化に対応する正数のマージン、“ε”を他の値よりも０に近い正定数とすれば、車両Ｐ及び車両Ｑの速度の変動量を考慮した干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔは（１）式で算出される。

【0179】

【数1】

【0180】

なお、ｔ_beginは車両Ｐ及び車両Ｑが最も早く干渉地点Ｘを通過する場合の時刻であり、ｔ_endは、車両Ｐ及び車両Ｑが最も遅く干渉地点Ｘを通過する場合の時刻である。このように、車両Ｐ及び車両Ｑの各干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔは、ｔ_begin以上ｔ_end未満の期間で表される。以降では、車両Ｐの干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔを「干渉時間ｔ^p」と表し、車両Ｑの干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔを「干渉時間ｔ^q」と表す。

【0181】

（１）式で干渉地点Ｘにおける非コネクテッド車両７Ｄの干渉時間ｔを算出する場合には、ＣＰＵ３１は信頼度付き管制走行ルート地図１７を参照し、干渉地点Ｘまでの経路６上に存在する各経由点４に付加された信頼度を用いて“δ₁”及び“δ₂”を決定すればよい。具体的には、ＣＰＵ３１は、非コネクテッド車両７Ｄの現在位置から干渉地点Ｘまでの経路６上に存在する各経由点４に対応付けられた位置及び速度の誤差をそれぞれ加算することで、干渉地点Ｘまでの経路６の信頼度を算出する。その上で、ＣＰＵ３１は、干渉地点Ｘまでの経路６の信頼度から得られる非コネクテッド車両７Ｄの干渉地点Ｘまでの距離の誤差や速度の誤差に基づいて、干渉時間ｔの変動幅を調整するマージンδ₁及びマージンδ₂を決定すればよい。

【0182】

なお、ＣＰＵ３１が干渉地点Ｘまでの経路６上に存在する各経由点４に対応付けられた位置及び速度の誤差を毎回加算して干渉地点Ｘまでの経路６の信頼度を算出しないでも済むように、例えば信頼度付き管制走行ルート地図１７を構成する区間毎に、予め区間内の経路６上に存在する各経由点４の信頼度を加算しておき、区間の信頼度として対応付けておいてもよい。

【0183】

図２４は、特定の干渉地点Ｘに対する車両Ｐの干渉時間ｔ^pと、車両Ｑの干渉時間ｔ^qの一例を示す図である。

【0184】

このようにして、ＣＰＵ３１は各干渉地点Ｘについて、車両Ｐの干渉時間ｔ^p及び車両Ｑの干渉時間ｔ^qを算出する。

【0185】

ステップＳ７０において、ＣＰＵ３１は、ステップＳ５０で特定した車両Ｐと車両Ｑの各干渉地点Ｘにおける通過優先順位を設定する。

【0186】

通過優先順位が上、すなわち、通過優先順位が優先に設定された車両７は、干渉地点Ｘを優先的に通過することができ、通過優先順位が下、すなわち、通過優先順位が非優先に設定された車両７は、通過優先順位が優先に設定された車両７の干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔの間は、当該干渉地点Ｘに進入しないようにする制約が設定される。

【0187】

このように、各干渉地点Ｘにおける通過優先順位と干渉時間ｔを対応付け、車両Ｐと車両Ｑが走行することができる時間と場所を制約することで、各干渉地点Ｘにおいて車両Ｐと車両Ｑの干渉が回避されることになる。

【0188】

各干渉地点Ｘにおける通過優先順位と、通過優先順位が優先に設定された車両７の干渉時間ｔの対応付け、すなわち、通過優先順位が非優先に設定された車両７にとっての干渉地点Ｘへの進入禁止時間が仮想交通ルールとなる。仮想交通ルールは、車両７が干渉地点Ｘで他の車両７と干渉しないように、干渉時間ｔと干渉地点Ｘの位置情報を用いて車両７が走行することができる時間と場所を制約することから時空間制約の一例である。

【0189】

以降では、干渉地点Ｘにおいて通過優先順位が優先に設定されているのか、それとも非優先に設定されているのかを表す状態を“ｓ_x”で表す。干渉地点Ｘにおける状態ｓ_xは“０”または“１”の値をとり、ＣＰＵ３１は、干渉地点Ｘにおいて車両Ｐが優先の場合には状態ｓ_x＝０に設定し、車両Ｑが優先の場合には状態ｓ_x＝１に設定する。

【0190】

図２５は、状態ｓ_x＝０に設定された干渉地点Ｘでの仮想交通ルールを模式化した模式図である。

【0191】

この場合、車両Ｐの干渉時間ｔ^pがｔ^p _begin以上ｔ^p _end未満までの期間で表されるとすれば、車両Ｐは、干渉時間ｔ^pの間は干渉地点Ｘを車両Ｑに優先して通過することができる。しかしながら、車両Ｑは、干渉時間ｔ^pに干渉地点Ｘに進入すると車両Ｐと干渉する恐れがあるため、干渉時間ｔ^pの間は干渉地点Ｘへ進入しないようにする必要がある。

【0192】

一方、図２６は、状態ｓ_x＝１に設定された干渉地点Ｘでの仮想交通ルールを模式化した模式図である。

【0193】

この場合、車両Ｑの干渉時間ｔ^qがｔ^q _begin以上ｔ^q _end未満までの期間で表されるとすれば、車両Ｑは、干渉時間ｔ^qの間は干渉地点Ｘを車両Ｐに優先して通過することができる。しかしながら、車両Ｐは、干渉時間ｔ^qに干渉地点Ｘに進入すると車両Ｑと干渉する恐れがあるため、干渉時間ｔ^qの間は干渉地点Ｘへ進入しないようにする必要がある。

【0194】

すなわち、干渉地点Ｘでの通過優先順位が非優先に設定された車両７は、同じ干渉地点Ｘにおいて通過優先順位が優先に設定された車両７の干渉時間ｔに当該干渉地点Ｘへ進入しないようにすれば、車両７同士の干渉を回避して目的地まで到達することができる。

【0195】

このように、仮想交通ルールは、干渉地点Ｘにおける状態ｓ_xと干渉地点Ｘにおける進入禁止時間（すなわち、干渉地点Ｘにおいて通過優先順位が優先に設定されている車両７の干渉時間ｔ）の組み合わせを干渉地点Ｘ毎に設定した情報によって表される。

【0196】

各干渉地点Ｘにおいて、車両Ｐ及び車両Ｑの通過優先順位をどのように決定するかは、目的関数Ｃ(Ｓ)を評価することによって行われる。

【0197】

目的関数Ｃ(Ｓ)は干渉地点Ｘで干渉する車両７の種類の組み合わせ毎に予め用意されており、不揮発性メモリ３４に記憶される。ＣＰＵ３１は、ステップＳ１０で判定した車両Ｐ及び車両Ｑの種類の組み合わせに対応した目的関数Ｃ(Ｓ)を用いて、車両Ｐ及び車両Ｑの通過優先順位を決定する。目的関数Ｃ(Ｓ)は、車両７が移動することによって発生する交通コストを表す関数である。交通コストとは、個々の車両７に対するコストだけでなく、車両７が走行することで他の車両７の走行に与える影響も加味したコストであり、車両７の交通効率を表す。

【0198】

したがって、ＣＰＵ３１は、目的関数Ｃ(Ｓ)が最小となるような状態ベクトルＳを設定する。目的関数Ｃ(Ｓ)が最小になれば交通コストも最小となるため、管制システム１が管制を行う範囲の交通効率が向上する。

【0199】

なお、目的関数Ｃ(Ｓ)における状態ベクトルＳは、管制システム１が管理する範囲内に車両Ｐと車両Ｑの干渉地点ＸがＮ地点(Ｎは正の整数)ある場合において、各干渉地点Ｘにおける状態ｓ_xを要素としたベクトルである。すなわち、状態ベクトルＳはＳ＝(ｓ₁, ｓ₂,・・, ｓ_i,・・,ｓ_N)で表される。

【0200】

以降では、干渉地点Ｘで干渉する車両７の種類の組み合わせと対応付けられたそれぞれの目的関数Ｃ(Ｓ)を用いて、車両Ｐ及び車両Ｑの通過優先順位を決定する決定方法について説明する。

【0201】

まず、車両Ｐ及び車両Ｑが共に遵守車両７Ａである場合の干渉地点Ｘにおける通過優先順位の決定方法について説明する。

【0202】

この場合、ＣＰＵ３１は、例えば（２）式で表されるような目的関数Ｃ１(Ｓ)を用いる。

【0203】

【数2】

【0204】

ここで、Ｃ_single(Ｓ)は、各干渉地点Ｘを通過する車両Ｐ及び車両Ｑに対する管制制御を特徴付けるコストである。Ｃ_consistency(Ｓ)は、車両Ｐ及び車両Ｑに設定される通過優先順位の時間方向の一貫性に関するコストである。Ｃ_multi(Ｓ)は、干渉地点Ｘ間の整合性や相互作用に関するコストである。ω_c及びω_mは、目的関数Ｃ１(Ｓ)に対してＣ_consistency(Ｓ)、及びＣ_multi(Ｓ)が与える影響度を調整するための重みである。

【0205】

（２）式において、Ｃ_single(Ｓ)は、各干渉地点Ｘを通過する車両７（この場合、車両Ｐ及び車両Ｑ）に対して定義され、（３）式及び（４）式で表される。

【0206】

【数3】

【0207】

すなわち、Ｃ_single(Ｓ)は、干渉地点Ｘ毎に干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔが早い車両７、すなわち、干渉地点Ｘの予想通過時間が早い車両７の通過優先順位を優先に設定した場合に低くなるような値をとる。

【0208】

ＣＰＵ３１は、車両７が走行する車線８の優先度、車両７が走行する車線８における車列の長さや交通密度、及び車両７がこれまでに待機した時間を考慮してＣ_single(Ｓ)の重み付けを行ってもよい。例えば（４）式によれば、ある干渉地点Ｘ_iにおいて車両Ｐの通過優先順位が優先に設定されているにも関わらず、車両Ｐの干渉時間ｔ^pが車両Ｑの干渉時間ｔ^qより遅い場合、Ｃ_single(s_i;ｔ^p,ｔ^q)は“１”に設定されるが、更に、車両Ｐが非優先道路を走行している場合には、Ｃ_single(s_i;ｔ^p,ｔ^q)が１より大きい値となるように重み付けを行えばよい。

【0209】

すなわち、本来、優先通過順位を優先に設定した方がよいと考えられる状況において、優先通過順位を非優先にするような設定、及び優先通過順位を非優先に設定した方がよいと考えられる状況において、優先通過順位を優先にするような設定を行った場合、ＣＰＵ３１は、Ｃ_single(Ｓ)が大きくなるように重み付けを行ってもよい。

【0210】

（２）式において、車両７に設定される通過優先順位の時間方向の一貫性に関するコストを表すＣ_consistency(Ｓ)は、（５）式及び（６）式で表される。

【0211】

【数4】

【0212】

状態ｓ_xは、予め定めた時間単位（例えば１秒）毎に、時系列に沿ってその時点の移動体情報等を参考にしながら最適な値が設定されるが、ｓ_x ^(T)は時刻Ｔの時点で設定した状態ｓ_xを表し、ｓ_x ^(T-1)は時刻Ｔよりも１単位前の時刻に設定した状態ｓ_xを表す。

【0213】

同じ車両７に関して通過優先順位を表す優先と非優先が頻繁に切り替わらない方が、車両７は車線８を効率よく走行することができる。したがって、Ｃ_consistency(Ｓ)は、時系列に沿って繰り返し計算された時間的に隣り合う状態ｓ_xが同じ値であれば小さくなるように設定され、異なる値であれば大きくなるような値をとる。

【0214】

ここでは一例として、１単位前の時刻に設定した状態ｓ_x ^(T-1)との関係性から状態ｓ_x ^(T)を設定した場合の一貫性に関するコストを算出したが、ＣＰＵ３１は、例えばＭ単位前（Ｍは２以上の正の整数）までの各時刻における状態ｓ_xとの関係性から状態ｓ_x ^(T)を設定した場合の一貫性に関するコストを算出してもよい。具体的には、ＣＰＵ３１は、干渉地点Ｘ毎に現在時刻からＭ単位前までの期間で優先と非優先が切り替わった数を算出し、各干渉地点Ｘにおける優先と非優先の切り替わり回数が多くなるにつれてＣ_consistency(Ｓ)の値が大きくなるように、Ｃ_consistency(Ｓ)を計算してもよい。

【0215】

（２）式において、干渉地点Ｘ間の整合性や相互作用に関するコストを表すＣ_multi(Ｓ)は、（７）式及び（８）式で表される。

【0216】

【数5】

【0217】

ここで、ｗ_i,jは２つの干渉地点Ｘ_i、Ｘ_jの協調度を表す値であり、ｗ_i,j≧０に設定される。干渉地点Ｘの協調度とは、一方の干渉地点Ｘの通過優先順位を他方の干渉地点Ｘの通過優先順位に連動させて同じ状態に設定した方がよいと考えられる度合いのことを表す。

【0218】

ｗ_i,j＝０は干渉地点Ｘ_i、Ｘ_jが協調する必要がないことを表し、ｗ_i,jが大きくなるにつれて２つの干渉地点Ｘ_i、Ｘ_jを協調して扱った方がよいことを表す。

【0219】

図２７は、複数の干渉地点Ｘを協調させて取り扱った方がよい例を示す図である。図２７に示すように、非優先車線８Ｂを走行する車両Ｐが、他の車両７が走行する片側１車線の優先車線８Ａを横切って直進する場合、車両Ｐは、干渉地点Ｘ_A及び干渉地点Ｘ_Bを通過する必要がある。

【0220】

こうした状況において、車両Ｐに対して干渉地点Ｘ_Aにおける状態ｓ₁を“０”に設定し、干渉地点Ｘ_Bにおける状態ｓ₂を“１”に設定すると、干渉地点Ｘ_Bで他の車両７と干渉してしまうことを回避するため、車両Ｐが優先車線８Ａ上に停止してしまうことがある。この場合、車両Ｐは優先車線８Ａを走行する車両７の流れを妨げてしまうことになる。

【0221】

したがって、車両７が通過し始めたら通過し終えるまで停止しない方がよい箇所に複数の干渉地点Ｘが存在する場合には、各々の干渉地点Ｘの状態ｓ_xを同じ値に設定して、干渉地点Ｘ同士を協調させた方がよい。

【0222】

各々の干渉地点Ｘの組み合わせに対するｗ_i,jは予め計算され、例えば不揮発性メモリ３４に記憶されている。ＣＰＵ３１は、不揮発性メモリ３４に記憶されているｗ_i,jを参照してＣ_multi(Ｓ)を計算すればよい。

【0223】

ここでは一例として、２つの干渉地点Ｘの協調度に基づくＣ_multi(Ｓ)の計算について説明したが、３つ以上の干渉地点Ｘの協調度を用いてＣ_multi(Ｓ)の計算を行ってもよい。

【0224】

次に、車両Ｐが遵守車両７Ａで、車両Ｑが非コネクテッド車両７Ｄである場合の干渉地点Ｘにおける通過優先順位の決定方法について説明する。

【0225】

この場合、ＣＰＵ３１は、例えば（９）式で表されるような目的関数Ｃ２(Ｓ)を用いる。

【0226】

【数6】

【0227】

Ｃ_func1(Ｓ)は、車両Ｑが干渉地点Ｘに近い位置にいる場合において、車両Ｑの通過優先順位と干渉回避の妥当性を表したコストであり、（１０）式及び（１１）式で表される。

【0228】

【数7】

【0229】

すなわち、車両Ｑが干渉地点Ｘから離れている場合には、干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔが早い車両７を優先的に通過させるとコストが低く設定される一方で、管制装置１０によって交通管制を行うことができない車両Ｑが干渉地点Ｘに近づいている場合には、車両Ｑの通過を優先させるとコストが低く設定される。これは、車両Ｑが干渉地点Ｘに近づいている場合には、運転手が手動で運転している車両Ｑの通過を優先させた方が、遵守車両７Ａである車両Ｐを優先させた場合よりも干渉を回避することができる可能性が高くなるためである。車両Ｑが干渉地点Ｘに近い位置にいるとは、干渉地点Ｘから車両Ｑまでの距離ｌ^qが、手動運転では干渉の回避に急な操作が必要になると考えられる予め定めた閾値Ｄ₁以下になっている状況をいう。また、（９）式においてω_f1は、目的関数Ｃ２(Ｓ)に対してＣ_func1(Ｓ)が与える影響度を調整するための重みである。

【0230】

なお、非コネクテッド車両７Ｄの場合、移動体情報Ｄは収集装置９の撮像センサ９Ａで撮像された画像５０から推定され、撮像センサ９Ａの画素には解像度の違いが発生している。したがって、移動体情報Ｄから算出した干渉地点Ｘにおける非コネクテッド車両７Ｄの干渉時間ｔは、移動体情報Ａから算出した遵守車両７Ａの干渉時間ｔよりも誤差が大きくなる傾向を示す。

【0231】

そこで、（９）式のＣ_single(Ｓ)の代わりに、Ｃ_single(Ｓ)を修正したＣ^{^} _single(Ｓ)を用いてもよい。Ｃ^{^} _single(Ｓ)は（１２）式で表される。

【0232】

【数8】

【0233】

ここで、σは移動体情報Ｄを用いて算出した非コネクテッド車両７Ｄにおける干渉時間ｔの予測誤差であり正数で表される。すなわち、移動体情報Ｄを用いて非コネクテッド車両７Ｄが最も早く干渉地点Ｘを通過する時刻として算出した時刻ｔ^q _beginよりも更に予測誤差σだけ早く干渉地点Ｘを通過しても、また、非コネクテッド車両７Ｄが最も遅く干渉地点Ｘを通過する時刻として算出したｔ^q _endよりも更に予測誤差σだけ遅く干渉地点Ｘを通過しても車両Ｐ及び車両Ｑが干渉しないように、当初算出した干渉時間ｔよりも更に幅を持たせた干渉時間ｔに基づいて、Ｃ_single(Ｓ)を補正する。

【0234】

ＣＰＵ３１は、予測誤差σを非コネクテッド車両７Ｄの走行経路上における経由点４の信頼度を用いて設定すればよい。

【0235】

上述したように、目的関数Ｃ(Ｓ)は車両７に対する管制制御の内容、干渉地点Ｘにおける通過優先順位の時間方向の一貫性、干渉地点Ｘ間の整合性や相互作用を反映したコスト、車両７から干渉地点Ｘまでの距離に基づいて考慮した安全性、及び車線８の優先度等を組み合わせて構成されるが、ＣＰＵ３１が各車両７の干渉地点Ｘにおける通過優先順位を決定するために用いる目的関数Ｃ(Ｓ)は上述した目的関数Ｃ(Ｓ)に限られない。交通環境、安全性、交通効率を表す他の要素を反映した目的関数Ｃ(Ｓ)を用いてもよい。

【0236】

ＣＰＵ３１は、取り得るすべての状態ベクトルＳを目的関数Ｃ(Ｓ)に代入して目的関数Ｃ(Ｓ)を最小にする状態ベクトルＳを決定してもよいが、勾配法等の公知の最適化手法を用いて、目的関数Ｃ(Ｓ)を最小にする状態ベクトルＳを決定してもよい。更には、Ｃ_multi(Ｓ)が目的関数Ｃ(Ｓ)に与える影響が、Ｃ_single(Ｓ)及びＣ_consistency(Ｓ)が目的関数Ｃ(Ｓ)に与える影響より少なければ、ＣＰＵ３１は、目的関数Ｃ(Ｓ)からＣ_multi(Ｓ)を削除した部分問題に分割して、目的関数Ｃ(Ｓ)を最小にする状態ベクトルＳを決定してもよい。

【0237】

また、状態ベクトルＳをＳ＝(Ｓ_a,Ｓ_b)、ただしＳ_a＝(ｓ₁,・・・,ｓ_i)、Ｓ_b＝(ｓ_i+1,・・・,ｓ_N)と分割したときに、Ｃ_multi(Ｓ)＝Ｃ_multi(Ｓ_a)＋Ｃ_multi(Ｓ_b)であれば、ＣＰＵ３１は、目的関数Ｃ(Ｓ)を部分問題Ｃ(Ｓ_a)とＣ(Ｓ_b)に分割して、それぞれを最小にする状態ベクトルＳ_a、Ｓ_bを決定してもよい。

【0238】

図２３のステップＳ８０において、ＣＰＵ３１は遵守車両７Ａに対して、ステップＳ５０で特定した車両Ｐと車両Ｑの各干渉地点Ｘ、ステップＳ６０で算出した各干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔ、及びステップＳ７０で設定した各干渉地点Ｘにおける状態ｓ_xを用いて仮想交通ルールを生成する。具体的には、ＣＰＵ３１は、各干渉地点Ｘの位置を表す位置情報（例えば干渉地点ＩＤ）と、各干渉地点Ｘにおける状態ｓ_xと、状態ｓ_x及び干渉時間ｔから得られる各干渉地点Ｘへの進入禁止時間を対応付けた仮想交通ルールを生成する。

【0239】

ステップＳ９０において、ＣＰＵ３１は、大域経路及び仮想交通ルールを含む管制情報を生成し、生成した管制情報を、無線通信装置３を通じて遵守車両７Ａに送信する制御を行う。

【0240】

この場合、ＣＰＵ３１は、最新の移動体情報Ａから遵守車両７Ａの位置を把握し、遵守車両７Ａの現在位置に最も近い無線通信装置３から管制情報が送信されるように、管制情報を送信する無線通信装置３を指定する。無線通信装置３の位置情報は、例えば不揮発性メモリ３４に予め記憶されている。以上により、図２３に示した管制処理を終了する。

【0241】

一方、図２８は、管制装置１０から管制情報を受信した場合に、遵守車両７Ａの制御装置におけるＣＰＵ４１によって実行される走行制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0242】

遵守車両７Ａの走行制御処理を規定する制御プログラムは、例えば遵守車両７Ａの制御装置におけるＲＯＭ４２に予め記憶されている。遵守車両７Ａの制御装置におけるＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶される制御プログラムを読み込み、遵守車両７Ａの走行制御処理を実行する。

【0243】

ステップＳ１００において、ＣＰＵ４１は、自身の遵守車両７Ａにおける最新の位置情報を取得する。

【0244】

ステップＳ１１０において、ＣＰＵ４１は、自身の遵守車両７Ａにおける最新の移動体情報を取得する。

【0245】

ステップＳ１２０において、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１００で取得した遵守車両７Ａの位置情報、ステップＳ１１０で取得した遵守車両７Ａの移動体情報Ａ、及び管制装置１０から受信した管制情報を用いて局所経路を生成する。

【0246】

具体的には、ＣＰＵ４１は、移動体情報Ａに含まれる車線８上の状況を表す外界センサのセンサ値や、遵守車両７Ａの状態を表す内界センサのセンサ値から、他の車両７と干渉しないように走行することができる大域経路に沿った実経路、すなわち、局所経路を決定する。この際、ＣＰＵ４１は、管制情報に含まれる仮想交通ルールを参照して、非優先に設定されている干渉地点Ｘでは干渉地点Ｘと対応付けられている進入禁止時間に当該干渉地点Ｘへ進入しないような局所経路を遵守車両７Ａが走行するように、目標位置、目標姿勢、及び目標速度といった遵守車両７Ａの制御内容を決定する。

【0247】

ＣＰＵ４１は、遵守車両７Ａの目標位置及び目標姿勢から局所経路を計算した上で、仮想交通ルールを満たすように遵守車両７Ａが局所経路を走行するための目標速度を計算してもよい。また、ＣＰＵ４１は、遵守車両７Ａの目標位置、目標姿勢、及び目標速度を一緒に計算してもよい。

【0248】

ＣＰＵ４１は、局所経路をパラメトリック曲線で表現し、パラメトリック曲線の曲率やパラメトリック曲線上を安全に走行することのできる速度等の制約条件を満たすようにパラメトリック曲線を最適化してもよい。

【0249】

図２９は仮想交通ルールを満たす局所経路の選択例を示す図である。図２９の縦軸は遵守車両７Ａの現在位置からの距離を表し、横軸は経過時間を表す。

【0250】

ＣＰＵ４１は、遵守車両７Ａの位置情報、移動体情報Ａ、及び大域経路から計算した経路６Ａが、仮想交通ルールで指定された干渉地点Ｘを進入禁止時間に通過するような経路６であった場合、進入禁止時間に干渉地点Ｘを通過しないような別の経路６Ｂを再計算し、車両７が経路６Ｂに沿って移動するために必要となる各時刻における遵守車両７Ａの制御内容を決定する。

【0251】

ステップＳ１３０において、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１２０で生成した局所経路に沿って遵守車両７Ａを移動させるための制御内容に従って、例えばハンドル、アクセル、ブレーキといった遵守車両７Ａの走行を制御する走行装置の操作量を制御し、計画した局所経路通りに遵守車両７Ａを走行させる。

【0252】

以上により、図２８に示す遵守車両７Ａの走行制御処理を終了する。

【0253】

管制情報に含まれる仮想交通ルールは、干渉地点Ｘにおける通過優先順位の時間方向の一貫性に関するコストや干渉地点Ｘ同士の協調度といった、管制システム１が管理する範囲の交通効率に影響を与えるパラメータを考慮して設定されている。したがって、遵守車両７Ａが仮想交通ルールを満たすように経路６を走行することで、仮想交通ルールを受信しない非コネクテッド車両７Ｄも車線８を円滑に走行することができるようになる。結果として、各々の車両７の判断のみに基づいて車線８を走行する場合と比較して、管制システム１が車両７の管制を行う範囲では交通効率が向上する。

【0254】

更に、管制装置１０は、撮像センサ９Ａの各画素における解像度の違いから生じる信頼度を反映した非コネクテッド車両７Ｄの位置や速度を用いて仮想交通ルールを生成するため、収集装置９で撮像された画像５０から検出した非コネクテッド車両７Ｄの位置や速度の検出誤差を考慮せずに仮想交通ルールを生成する場合と比較して、干渉地点Ｘを安全に通過することができる仮想交通ルールを生成することができる。

【0255】

以上、実施の形態を用いて本発明について説明したが、本発明は実施の形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、本発明の要旨を逸脱しない範囲で処理の順序を変更してもよい。

【0256】

実施の形態では、一例として管制装置１０における管制処理、遵守車両７Ａにおける走行制御処理、及び信頼度生成装置６０における信頼度生成処理をソフトウェアで実現する形態について説明したが、図２２、図２３、及び図２８に示したフローチャートと同等の処理を、例えばＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)、またはＰＬＤ(Programmable Logic Device)に実装し、ハードウェアで処理させるようにしてもよい。この場合、各々の処理をソフトウェアで実現した場合と比較して、処理の高速化が図られる。

【0257】

このように、管制装置１０のＣＰＵ３１、車両７の制御装置におけるＣＰＵ４１、及び信頼度生成装置６０のＣＰＵ７１を例えばＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、及びＦＰＵ(Floating Point Unit)といった特定の処理に特化した専用のプロセッサに置き換えてもよい。

【0258】

また、実施の形態における管制装置１０のＣＰＵ３１、車両７の制御装置におけるＣＰＵ４１、及び信頼度生成装置６０のＣＰＵ７１の動作は、それぞれ１つのＣＰＵ３１、ＣＰＵ４１、及びＣＰＵ７１によって実現される形態の他、複数のＣＰＵ３１、ＣＰＵ４１、及びＣＰＵ７１によって実現されてもよい。更に、実施の形態における管制装置１０のＣＰＵ３１、車両７の制御装置におけるＣＰＵ４１、及び信頼度生成装置６０のＣＰＵ７１の動作は、それぞれ物理的に離れ、通信回線で接続されたＣＰＵの協働によって実現されるものであってもよい。

【0259】

また、上述した実施の形態では、管制プログラム、制御プログラム、及び信頼度生成プログラムがそれぞれＲＯＭ３２、ＲＯＭ４２、及びＲＯＭ７２にインストールされている形態について説明したが、これに限定されるものではない。本発明に係る管制プログラム、制御プログラム、及び信頼度生成プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録された形態で提供することも可能である。例えば管制プログラム、制御プログラム、及び信頼度生成プログラムをＣＤ(Compact Disc)－ＲＯＭ、またはＤＶＤ(Digital Versatile Disc)－ＲＯＭ等の光ディスクに記録した形態で提供してもよい。また、管制プログラム、制御プログラム、及び信頼度生成プログラムをＵＳＢメモリやメモリカード等の可搬型の半導体メモリに記録した形態で提供してもよい。

【0260】

更に、管制装置１０、車両７の制御装置、信頼度生成装置６０は、通信網５に接続される外部装置からそれぞれ管制プログラム、制御プログラム、及び信頼度生成プログラムをダウンロードするようにしてもよい。

【符号の説明】

【0261】

１ 管制システム、３ 無線通信装置、４（４Ａ、４Ｂ） 経由点、５ 通信網、６（６Ａ、６Ｂ、６Ｐ、６Ｑ） 経路、７（Ｐ、Ｑ） 車両、７Ａ 遵守車両、７Ｄ 非コネクテッド車両、８ 車線、８Ａ 優先車線、８Ｂ 非優先車線、９ 収集装置、９Ａ 撮像センサ、９Ｂ 移動体検出部、９Ｃ 座標変換部、９Ｄ 移動体追尾部、１０ 管制装置、１１ 目的地設定部、１２ 通信部、１３ 大域経路計画部、１４ 走行経路予測部、１５ 干渉地点特定部、１６ 仮想交通ルール生成部、１７ 信頼度付き管制走行ルート地図、２１ 位置推定部、２２ 状態管理部、２３ 無線通信部、２４ 局所経路計画部、２５ 制御部、２６ 車両走行ルート地図、３０（４０、７０） コンピュータ、３１（４１、７１） ＣＰＵ、３２（４２、７２） ＲＯＭ、３３（４３、７３） ＲＡＭ、３４（４４、７４） 不揮発性メモリ、３５（４５、７５） Ｉ／Ｏ、３６（４６、７６） バス、３７（４７、７７） 通信ユニット、３８（４８、７８） 入力ユニット、３９（４９、７９） 表示ユニット、５０ 画像、５１ 内界センサ、５２ 外界センサ、５３ 走行装置、５５（５５Ａ、５５Ｐ、５５Ｑ） 枠、６０ 信頼度生成装置、６１ 撮像画像ＤＢ、６２ 物体検出部、６３ 正解座標ＤＢ、６４ 誤差推定部、６５ 解像度算出部、６６ 管制走行ルート地図、６７ 座標逆変換部、６８ 信頼度算出部、６９ 信頼度ＤＢ、α（β） 視野角、γ 角度、σ 予測誤差、Ｃ(Ｓ)（Ｃ１(Ｓ)、Ｃ２(Ｓ)） 目的関数、Ｋ１～Ｋ７ 地点、Ｒ₁（Ｒ₂、Ｒ₃） 視野幅、Ｓ 状態ベクトル、ｓ_x 状態、ｔ 干渉時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】