特許 7605004 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】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(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 20060101AFI20241217BHJP

   G08G 1/00 20060101ALI20241217BHJP

   G08G 1/13 20060101ALI20241217BHJP

   B60W 60/00 20200101ALI20241217BHJP

   B60W 40/04 20060101ALI20241217BHJP

   G05D 1/43 20240101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

G08G1/16 A

G08G1/00 X

G08G1/13

B60W60/00

B60W40/04

G05D1/43

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021064086

(22)【出願日】2021-04-05

(65)【公開番号】P2022159718

(43)【公開日】2022-10-18

【審査請求日】2024-02-09

(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】藤井 亮暢

(72)【発明者】

【氏名】奥村 文洋

【審査官】西畑 智道

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１０５８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１９７８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６０３０７７８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２５９２８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１１１１３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１６２１９３９４（ＤＥ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１９－００９９７５６（ＫＲ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１２１６１２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／３６

Ｇ０１Ｃ ２３／００－２５／００

Ｂ６０Ｗ ６０／００

Ｂ６０Ｗ ４０／０４

Ｇ０５Ｄ １／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動時間及び空間を規定した制約条件を受信する自律移動体を含んだ各々の移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、
前記受信部で移動体情報を受信した各々の移動体のうち、干渉領域において前記自律移動体と予め定めた範囲まで接近する可能性がある接近移動体の状態の変化から、前記接近移動体について移動に関する異常が発生したか否かを検知する異常検知部と、
前記異常検知部で異常が検知された場合、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件よりも、前記干渉領域への進入を禁止する進入禁止時間が長くなるようにして、前記接近移動体と前記干渉領域で干渉しづらくなるように制約を強めた前記制約条件である強化制約条件を前記自律移動体に対して生成する生成部と、
を備えた管制装置。

【請求項2】

前記異常検知部は、前記接近移動体の状態に関する状態値が、前記受信部で受信した前記接近移動体の移動体情報を用いて設定した予測範囲内に含まれない場合に、前記接近移動体について移動に関する異常が発生したと検知する
請求項１に記載の管制装置。

【請求項3】

前記異常検知部は、前記接近移動体の速度、前記接近移動体の加速度、前記接近移動体が前記干渉領域を通過する通過時間、及び前記接近移動体の位置の少なくとも１つの前記接近移動体の状態について設定した前記予測範囲内に前記状態値が含まれない場合に、前記接近移動体について移動に関する異常が発生したと検知する
請求項２に記載の管制装置。

【請求項4】

前記異常検知部は、前記接近移動体の速度、前記接近移動体の加速度、前記接近移動体が前記干渉領域を通過する通過時間、及び前記接近移動体の位置の少なくとも１つの前記接近移動体の状態に関する前記状態値の測定精度が予め定めた基準精度より低い場合、前記状態値が前記予測範囲内に含まれる場合であっても、前記接近移動体について移動に関する異常が発生したと検知する
請求項２に記載の管制装置。

【請求項5】

前記生成部は、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件における前記干渉領域への進入禁止時間に対して延長した前記強化制約条件における前記干渉領域への進入禁止時間の延長時間を、前記干渉領域の形状を用いて調整する
請求項１～請求項４の何れか１項に記載の管制装置。

【請求項6】

前記接近移動体が、前記生成部で生成された前記制約条件を受信すると共に、受信した前記制約条件に従った移動を行うコネクテッド移動体である場合、
前記生成部は、前記自律移動体及び前記コネクテッド移動体の各々について前記干渉領域への進入禁止時間が重複するように設定した前記強化制約条件を前記自律移動体及び前記コネクテッド移動体に対してそれぞれ生成する
請求項１～請求項５の何れか１項に記載の管制装置。

【請求項7】

前記生成部は、前記接近移動体の移動に関する異常の検知回数が多くなるにつれて、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件よりも、前記干渉領域への進入禁止時間を長く設定した前記強化制約条件を前記自律移動体に対して生成する
請求項１～請求項６の何れか１項に記載の管制装置。

【請求項8】

前記生成部は、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件よりも、前記自律移動体の進入を禁止する範囲が広くなるように設定した前記強化制約条件を前記自律移動体に対して生成する
請求項１～請求項７の何れか１項に記載の管制装置。

【請求項9】

前記生成部は、前記接近移動体の移動に関する異常の検知回数が多くなるにつれて、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件よりも、前記自律移動体の進入を禁止する前記干渉領域の範囲を広く設定した前記強化制約条件を前記自律移動体に対して生成する
請求項８記載の管制装置。

【請求項10】

干渉領域において、移動時間及び空間を規定した制約条件を受信する自律移動体と予め定めた範囲まで接近する可能性がある接近移動体の状態を表す移動体情報、及び前記自律移動体の状態を表す移動体情報を取得する取得装置と、
前記取得装置で取得した前記自律移動体及び前記接近移動体の移動体情報を前記取得装置から受信する受信部、前記受信部で受信した移動体情報によって表される前記接近移動体の状態の変化から、前記接近移動体について移動に関する異常が発生したか否かを検知する異常検知部、及び前記異常検知部で異常が検知された場合、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件よりも、前記干渉領域への進入を禁止する進入禁止時間が長くなるようにして、前記接近移動体と前記干渉領域で干渉しづらくなるように制約を強めた前記制約条件である強化制約条件を前記自律移動体に対して生成する生成部と、
を備えた管制システム。

【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、規定の走行ルートに沿って走行する複数の無人走行車両における任意のステータスを、通信にて逐次統合管理する統合制御サーバにより、走行ルートが互いに交差する交差箇所に２台以上の車両が接近している際に、車両同士が合流干渉するタイミングでの進入になるかどうかを判断し、交差箇所への進入が行われると判断した場合、合流干渉の対象となる各車両に対して予め定めた秩序に基づいて通過優先順位を決定する走行管制方法が開示されている。

【0003】

特許文献２には、無人車両及び有人車両と、それらを管制制御する管制局とがそれぞれ通信可能に接続された車両管理システムであって、有人車両の有人車両車載制御装置は、管制局への位置通知の異常を判定した場合に、有人車両の運転手に対して停止を要求する警告を出力する指令を生成し、管制局は、有人車両からの位置通知の異常を認識した場合に、有人車両を中心とする異常時無人車両進入禁止領域を生成することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－４６０１３号公報

【文献】特開２０２０－１９７８８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１における車両の走行管制方法は、車両が統合制御サーバの予測範囲内の動作を行うことを前提とした技術である。しかしながら、実際の車両の走行時には、例えば障害物の検知によって車両が急減速こともあるため、車両は統合制御サーバの予測から外れた動作を行うこともある。したがって、特許文献１に示す車両の走行管制方法において、車両が統合制御サーバの予測から外れた動作を行った場合、車両同士が交差箇所で干渉することがある。

【0006】

また、特許文献２における車両管理システムでは、管制局が有人車両からの位置通知の異常を認識した場合、有人車両を中心とする領域であって、当該領域への無人車両の進入を禁止する異常時無人車両進入禁止領域を生成する。したがって、例えば既に干渉領域に進入している無人車両に対して有人車両が接近するような場合には、いくら有人車両に異常時無人車両進入禁止領域が生成されていたとしても、干渉領域で有人車両と無人車両が干渉してしまうことがある。

【0007】

更に言えば、無人車両は異常時無人車両進入禁止領域に進入することはできないため、例えば交差点を通過しようとしている有人車両に対して異常時無人車両進入禁止領域が生成されていると、無人車両は交差点の手前に引かれた停止線から離れた位置に停止しなければならず、交通流の妨げとなってしまう。

【0008】

一方、有人車両が交差点を通過した後も、しばらくの間は交差点が異常時無人車両進入禁止領域に含まれるため、無人車両はすぐに発進することができない。すなわち、無人車両は交差点の手前で停止状態を継続することになるため、この場合においても交通流の妨げとなってしまう。

【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、移動体の移動に関する状態が予測した状態とは異なる場合であっても、干渉領域における移動体同士の干渉を抑制する安全な交通流を実現することができる管制装置、及び管制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】

【0010】

請求項１記載の管制装置は、移動時間及び空間を規定した制約条件を受信する自律移動体を含んだ各々の移動体の状態を表す移動体情報を受信する受信部と、前記受信部で移動体情報を受信した各々の移動体のうち、干渉領域において前記自律移動体と予め定めた範囲まで接近する可能性がある接近移動体の状態の変化から、前記接近移動体について移動に関する異常が発生したか否かを検知する異常検知部と、前記異常検知部で異常が検知された場合、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件よりも、前記干渉領域への進入を禁止する進入禁止時間が長くなるようにして、前記接近移動体と前記干渉領域で干渉しづらくなるように制約を強めた前記制約条件である強化制約条件を前記自律移動体に対して生成する生成部と、を備える。

【0011】

請求項２記載の発明では、前記異常検知部は、前記接近移動体の状態に関する状態値が、前記受信部で受信した前記接近移動体の移動体情報を用いて設定した予測範囲内に含まれない場合に、前記接近移動体について移動に関する異常が発生したと検知する。

【0012】

請求項３記載の発明では、前記異常検知部は、前記接近移動体の速度、前記接近移動体の加速度、前記接近移動体が前記干渉領域を通過する通過時間、及び前記接近移動体の位置の少なくとも１つの前記接近移動体の状態について設定した前記予測範囲内に前記状態値が含まれない場合に、前記接近移動体について移動に関する異常が発生したと検知する。

【0013】

請求項４記載の発明では、前記異常検知部は、前記接近移動体の速度、前記接近移動体の加速度、前記接近移動体が前記干渉領域を通過する通過時間、及び前記接近移動体の位置の少なくとも１つの前記接近移動体の状態に関する前記状態値の測定精度が予め定めた基準精度より低い場合、前記状態値が前記予測範囲内に含まれる場合であっても、前記接近移動体について移動に関する異常が発生したと検知する。

【0015】

請求項５記載の発明では、前記生成部は、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件における前記干渉領域への進入禁止時間に対して延長した前記強化制約条件における前記干渉領域への進入禁止時間の延長時間を、前記干渉領域の形状を用いて調整する。

【0016】

請求項６記載の発明では、前記接近移動体が、前記生成部で生成された前記制約条件を受信すると共に、受信した前記制約条件に従った移動を行うコネクテッド移動体である場合、前記生成部は、前記自律移動体及び前記コネクテッド移動体の各々について前記干渉領域への進入禁止時間が重複するように設定した前記強化制約条件を前記自律移動体及び前記コネクテッド移動体に対してそれぞれ生成する。

【0017】

請求項７記載の発明では、前記生成部は、前記接近移動体の移動に関する異常の検知回数が多くなるにつれて、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件よりも、前記干渉領域への進入禁止時間を長く設定した前記強化制約条件を前記自律移動体に対して生成する。

【0018】

請求項８記載の発明では、前記生成部は、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件よりも、前記自律移動体の進入を禁止する範囲が広くなるように設定した前記強化制約条件を前記自律移動体に対して生成する。

【0019】

請求項９記載の発明では、前記生成部は、前記接近移動体の移動に関する異常の検知回数が多くなるにつれて、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件よりも、前記自律移動体の進入を禁止する前記干渉領域の範囲を広く設定した前記強化制約条件を前記自律移動体に対して生成する。

【0020】

請求項１０記載の管制システムは、干渉領域において、移動時間及び空間を規定した制約条件を受信する自律移動体と予め定めた範囲まで接近する可能性がある接近移動体の状態を表す移動体情報、及び前記自律移動体の状態を表す移動体情報を取得する取得装置と、前記取得装置で取得した前記自律移動体及び前記接近移動体の移動体情報を前記取得装置から受信する受信部、前記受信部で受信した移動体情報によって表される前記接近移動体の状態の変化から、前記接近移動体について移動に関する異常が発生したか否かを検知する異常検知部、及び前記異常検知部で異常が検知された場合、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件よりも、前記干渉領域への進入を禁止する進入禁止時間が長くなるようにして、前記接近移動体と前記干渉領域で干渉しづらくなるように制約を強めた前記制約条件である強化制約条件を前記自律移動体に対して生成する生成部と、を備える。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、移動体の移動に関する状態が予測した状態とは異なる場合であっても、干渉領域における移動体同士の干渉を抑制する安全な交通流を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【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】準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4】非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5】車両種類毎の運転機能の相違例を示す図である。

【図6】収集装置及び管制装置の機能構成例を示す図である。

【図7】管制走行ルート地図の内容例を示す図である。

【図8】干渉地点の一例を示す図である。

【図9】干渉地点情報の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】管制装置における電気系統の要部構成例を示す図である。

【図13】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14】管制装置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。

【図15】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16】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17】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18】干渉地点の協調について説明する模式図である。

【図19】仮想交通ルール生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図20】車両の速度変化によって引き起こされる交通流の事例を示す図である。

【図21】手動車両の速度変化に対する自動車両の仮想交通ルールの一例を示す図である。

【図22】車両の速度が予測範囲内に含まれていない状態例を示す図である。

【図23】強化仮想交通ルールの一例を示す図である。

【図24】車両の速度が予測範囲内に含まれている状態例を示す図である。

【図25】進入禁止範囲の一例を示す図である。

【図26】通過優先順位が優先に設定されている状況での強化仮想交通ルールの一例を示す図である。

【図27】通過優先順位が優先に設定されている状況で車両同士が接近した場合の制約条件の一例を示す図である。

【図28】通過優先順位が非優先に設定されている状況での強化仮想交通ルールの一例を示す図である。

【図29】通過優先順位が非優先に設定されている状況で車両同士が接近した場合の制約条件の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素及び同じ処理には全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明を省略する。

【0024】

図１は、本実施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。

【0025】

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。

【0026】

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、例えば車道と並走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。

【0027】

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。

【0028】

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同士が接触する可能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。

【0029】

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。これにより車両７同士が干渉地点Ｘで干渉しないような交通管制が行われる。

【0030】

ここで「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というように、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。

【0031】

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に対する制約条件の一例であり、詳細内容については後ほど説明する。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

収集装置９は、例えば光学的に撮影を行う撮影ユニットやＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）レーダ等を用いて、車線８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影又は計測し、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。

【0035】

コネクテッド車両は、運転機能の相違により、遵守車両、準遵守車両、及び非遵守車両の３つの種類に分離される。

【0036】

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。遵守車両は、車両７自らの判断によって移動を行う自律移動体の一例である。

【0037】

準遵守車両とは、管制装置１０から仮想交通ルールを受信するが、遵守車両のように車両７自身が仮想交通ルールを満たすように走行を制御するのではなく、仮想交通ルールの伝達を受けた運転手が仮想交通ルールを満たし、かつ、車両７同士の干渉を回避するように自らの判断によってハンドルやアクセルを制御して走行する車両７のことである。

【0038】

非遵守車両とは、無線通信装置３を通じて管制装置１０に移動体情報を送信することはできるが、管制装置１０から仮想交通ルールを受信することができない車両７のことである。

【0039】

以降では、遵守車両、準遵守車両、非遵守車両、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、準遵守車両７Ｂ、非遵守車両７Ｃ、及び非コネクテッド車両７Ｄということにする。

【0040】

また、準遵守車両７Ｂ、非遵守車両７Ｃ、及び非コネクテッド車両７Ｄは運転手の操作により車両７の走行が行われることから「手動車両」と表すことがある。一方、遵守車両７Ａは車両７自らの判断と制御により車両７の走行が行われることから、手動車両に対して「自動車両」と表すことがある。

【0041】

管制装置１０が管制情報によって指示した経路６に沿って車両７の移動が実現される度合い、又は管制装置１０が予測した経路６に沿って車両７の移動が実現される度合いを「遵守度」と呼び、遵守度が高い車両７ほど、管制装置１０が指示した経路６、又は管制装置１０が予測した経路６に沿って移動する蓋然性が高くなる。なお、車両７の移動は仮想交通ルールによって制約されるため、遵守度を仮想交通ルールの遵守度、又は移動に関する遵守度ということがある。

【0042】

車両７において、遵守車両７Ａの遵守度が最も高く、次に準遵守車両７Ｂの遵守度が高い。非遵守車両７Ｃにおける遵守度は準遵守車両７Ｂよりも低く、非コネクテッド車両７Ｄの遵守度は車両７の中で最も低い。すなわち、本実施形態に係る車両７の種類は、各車両７の遵守度によって区分される。

【0043】

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。

【0044】

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

【0045】

位置推定部２１Ａは遵守車両７Ａの位置を推定する。具体的には、位置推定部２１Ａ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２１Ａ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２１Ａ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２２Ａ及び局所経路計画部２４に通知する。こうした位置推定部２１Ａは、本実施形態に係る第１位置推定部に相当する。

【0046】

状態管理部２２Ａ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２２Ａは、例えば位置情報によって表される車両７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。

【0047】

状態管理部２２Ａ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２３Ａ及び局所経路計画部２４に通知する。

【0048】

無線通信部２３Ａは、状態管理部２２Ａ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。

【0049】

局所経路計画部２４は、位置推定部２１Ａから受け付けた位置情報、状態管理部２２Ａから受け付けた移動体情報、無線通信部２３Ａ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２５Ａに通知する。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

車両走行ルート地図２６は、遵守車両７Ａが走行する車線８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。

【0053】

制御部２５Ａ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。

【0054】

制御部２５Ａ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２２Ａに通知され、遵守車両７Ａの状態として状態管理部２２Ａで管理される。

【0055】

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。

【0056】

図３は、準遵守車両７Ｂの制御装置における機能構成例を示す図である。

【0057】

図３に示すように、準遵守車両７Ｂの制御装置は、位置推定部２１Ｂ、状態管理部２２Ｂ、無線通信部２３Ｂ、制御部２５Ｂ、及び仮想交通ルール伝達部２７を含む。

【0058】

準遵守車両７Ｂは運転手が実経路を決定するため、遵守車両７Ａのように局所経路計画部２４及び車両走行ルート地図２６は存在せず、その代わりに、仮想交通ルール伝達部２７が存在する。

【0059】

位置推定部２１Ｂは、遵守車両７Ａにおける位置推定部２１Ａと同様の方法により準遵守車両７Ｂの位置を推定し、推定した準遵守車両７Ｂの位置を位置情報として状態管理部２２Ｂに通知する。

【0060】

状態管理部２２Ｂは、遵守車両７Ａにおける状態管理部２２Ａと同様に、準遵守車両７Ｂの移動体情報の収集及び管理を行う。準遵守車両７Ｂの場合、運転手が準遵守車両７Ｂを制御するため、準遵守車両７Ｂの状態には、運転手が操作したハンドル、アクセル、ブレーキ等の操作量が含まれる。

【0061】

また、状態管理部２２Ｂは、管理する移動体情報を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２３Ｂに通知する。

【0062】

無線通信部２３Ｂは、状態管理部２２Ｂ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仮想交通ルール伝達部２７に通知する。

【0063】

仮想交通ルール伝達部２７は、無線通信部２３Ｂを通じて管制装置１０から受信した管制情報に含まれる仮想交通ルールをドライバに伝達する。準遵守車両７Ｂの運転手が仮想交通ルールを把握することができる方法であれば、仮想交通ルール伝達部２７における仮想交通ルールの伝達方法に制約はなく、表示による伝達、音声による伝達、及び触覚による伝達の何れの方法を用いてもよく、また、複数の伝達方法を組み合わせて運転手に仮想交通ルールを伝達してもよい。

【0064】

なお、準遵守車両７Ｂは管制装置１０から大域経路を受信し、仮想交通ルール伝達部２７で大域経路を仮想交通ルールと共に運転手に伝達して運転手の運転支援を行ってもよいが、ここでは一例として、準遵守車両７Ｂは管制装置１０から大域経路を受信しないものとして説明を行う。

【0065】

図４は、非遵守車両７Ｃの制御装置における機能構成例を示す図である。

【0066】

図４に示すように、非遵守車両７Ｃの制御装置は、位置推定部２１Ｃ、状態管理部２２Ｃ、無線通信部２３Ｃ、及び制御部２５Ｃを含む。

【0067】

非遵守車両７Ｃでは管制装置１０から仮想交通ルールを受信することができないか、又は、仮想交通ルールを受信しても仮想交通ルールを活用する機能を備えていないため、準遵守車両７Ｂから仮想交通ルール伝達部２７を取り除いた構成となる。

【0068】

位置推定部２１Ｃは、遵守車両７Ａにおける位置推定部２１Ａと同様の方法により非遵守車両７Ｃの位置を推定し、推定した非遵守車両７Ｃの位置を位置情報として状態管理部２２Ｃに通知する。

【0069】

状態管理部２２Ｃは、準遵守車両７Ｂにおける状態管理部２２Ｂと同様に、非遵守車両７Ｃの移動体情報の収集及び管理を行う。また、状態管理部２２Ｃは、管理する移動体情報を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２３Ｃに通知する。

【0070】

無線通信部２３Ｃは、状態管理部２２Ｃ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。

【0071】

なお、非遵守車両７Ｃは管制装置１０から大域経路を受信し、受信した大域経路を運転手に伝達して運転手の運転支援を行うようにしてもよいが、ここでは一例として、非遵守車両７Ｃは管制装置１０から大域経路を受信しないものとして説明を行う。

【0072】

非遵守車両７Ｃは、管制装置１０から仮想交通ルールを受信することができないか、又は、仮想交通ルールを受信しても仮想交通ルールを活用する機能を備えていなければ、何らかの自動運転機能を備えていてもよいが、ここでは一例として運転手が非遵守車両７Ｃを手動運転しているものとする。

【0073】

図５は、上述した遵守車両７Ａ、準遵守車両７Ｂ、非遵守車両７Ｃ、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。

【0074】

図５において、“〇”は対応する運転機能を備えていることを表し、“×”は対応する運転機能を備えていないことを表す。“〇／×”は対応する運転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、“－”は原則不要な運転機能であることを表す。

【0075】

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」、準遵守車両７Ｂの移動体情報を「移動体情報Ｂ」、及び非遵守車両７Ｃの移動体情報を「移動体情報Ｃ」ということにする。

【0076】

一方、図６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６に示すように、収集装置９はインフラセンサ９Ａと状態検出部９Ｂを備える。

【0077】

インフラセンサ９Ａは、例えば光学的に撮影を行う撮影ユニットやＵＷＢレーダ等であり、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影又は計測する。インフラセンサ９Ａは、撮影又は計測して収集した非コネクテッド車両７Ｄの走行状態や交通環境に関する収集データを状態検出部９Ｂに通知する。なお、インフラセンサ９Ａは、例えば予め定めた間隔毎に交通環境の撮影又は計測を行うが、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、交通環境の撮影又は計測を行うようにしてもよい。一例として、インフラセンサ９Ａは、予め定めた間隔で画像を常時撮影しているカメラとする。画像の撮影間隔を短く設定していけば、インフラセンサ９Ａが撮影する画像は動画となる。こうしたインフラセンサ９Ａは、車両７の状態を取得する取得装置に相当する。

【0078】

状態検出部９Ｂは、インフラセンサ９Ａから収集データを受け付けると、公知の画像処理によってインフラセンサ９Ａが撮影した画像から非コネクテッド車両７Ｄの車両部分を抽出し、画像における非コネクテッド車両７Ｄの位置を、インフラセンサ９Ａにおけるカメラ座標の位置から実際の道路の形状を表す地図座標の位置に座標変換を行って、管制走行ルート地図１９上における非コネクテッド車両７Ｄの位置を算出する。管制走行ルート地図１９上における非コネクテッド車両７Ｄの位置が確定すれば、例えば２枚の画像から得られた非コネクテッド車両７Ｄの位置のずれと２枚の画像が撮影された時間差から、非コネクテッド車両７Ｄの速度が得られる。また、時系列に沿った非コネクテッド車両７Ｄの位置の変化から、非コネクテッド車両７Ｄがどのように移動しているのか追尾することができる。

【0079】

このように、状態検出部９Ｂは、非コネクテッド車両７Ｄの位置、姿勢、及び速度といった非コネクテッド車両７Ｄの移動体情報を検出し、通信網５を通じて遅滞なく管制装置１０に送信する。以降では、非コネクテッド車両７Ｄの移動体情報を「移動体情報Ｄ」ということがある。

【0080】

収集装置９は、必ずしもインフラセンサ９Ａと状態検出部９Ｂを備える必要はなく、例えばインフラセンサ９Ａだけを備えてもよい。この場合、状態検出部９Ｂ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各収集装置９から通知されるそれぞれの収集データを受け付けて、非コネクテッド車両７Ｄの移動体情報を検出すればよい。各々の収集装置９から状態検出部９Ｂが不要となるため、収集装置９に状態検出部９Ｂを含めるよりも収集装置９を小型化することができ、収集装置９の取り付けが容易になる。

【0081】

収集装置９も無線通信装置３と同様に、例えば車道と並走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７Ｄの移動体情報が得られる範囲に設置される。収集装置９におけるインフラセンサ９Ａの撮影方向及び撮影される画像の範囲（画角）は固定であっても可変であってもよい。

【0082】

次に、管制装置１０の機能について説明する。

【0083】

図６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、異常検知部１６、及び仮想交通ルール生成部１８の各機能部と、管制走行ルート地図１９を含む。

【0084】

通信部１２は、遵守車両７Ａ、準遵守車両７Ｂ、及び非遵守車両７Ｃの各々から無線通信装置３を通じて移動体情報を受信すると共に、後述する仮想交通ルール生成部１８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及び準遵守車両７Ｂに送信する。通信部１２は移動体情報を受信する受信部の一例である。

【0085】

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。

【0086】

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。

【0087】

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Ａを受信し、目的地設定部１１が、受信した移動体情報Ａ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。

【0088】

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、及び管制走行ルート地図１９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。

【0089】

図７は、大域経路の計画に用いられる管制走行ルート地図１９の内容例を示す図である。管制走行ルート地図１９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。

【0090】

管制走行ルート地図１９を構成する区間（図７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、曲率、幅員、勾配、及び区間における車線が交差する場合に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。

【0091】

更に、管制走行ルート地図１９を構成する各区間は、仮想的に設定された経由点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。

【0092】

なお、管制走行ルート地図１９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。

【0093】

図８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８（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８（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。

【0094】

図９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。

【0095】

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１９と同じ情報で構成されるが、車両走行ルート地図２６は、遵守車両７Ａが実際に走行する上で必要な情報で、かつ、管制走行ルート地図１９には含まれない情報を含んでもよい。

【0096】

なお、管制走行ルート地図１９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１９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１９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１９を取得してもよい。

【0097】

図６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、及び管制走行ルート地図１９に基づいて、遵守車両７Ａ毎に管制走行ルート地図１９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、管制走行ルート地図１９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。

【0098】

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。

【0099】

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。

【0100】

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。

【0101】

一方、準遵守車両７Ｂの場合、運転手が経路６を決定することから目的地が予め決められていないことがある。また、非遵守車両７Ｃも運転手が運転していれば準遵守車両７Ｂと同様に運転手が経路６を決定することから、目的地が予め決められていないことがある。更に、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。

【0102】

したがって、管制装置１０は大域経路計画部１３で準遵守車両７Ｂ、非遵守車両７Ｃ、及び非コネクテッド車両７Ｄの大域経路を計画することができない。

【0103】

その代わりに管制装置１０は、走行経路予測部１４で準遵守車両７Ｂ、非遵守車両７Ｃ、及び非コネクテッド車両７Ｄの走行経路を予測する。

【0104】

具体的には、走行経路予測部１４は、準遵守車両７Ｂ、非遵守車両７Ｃ、及び非コネクテッド車両７Ｄ、すなわち、手動車両における各々の移動体情報Ｂ、移動体情報Ｃ、及び移動体情報Ｄに含まれる位置情報と速度から走行経路を予測する。例えば走行経路予測部１４は、手動車両の現在位置から特定の距離（例えば１００ｍ）までを移動体情報で示される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を手動車両の走行経路として干渉地点特定部１５に通知する。

【0105】

しかしながら、手動車両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の組み合わせを走行経路として取り扱う。

【0106】

図１１は、車両Ｐが手動車両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。

【0107】

なお、既に説明したように、準遵守車両７Ｂの移動体情報Ｂ及び非遵守車両７Ｃの移動体情報Ｃは無線通信装置３を通じて取得され、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。

【0108】

収集装置９で撮影される画像には非コネクテッド車両７Ｄ以外の種類の車両７も含まれる場合がある。この場合、収集装置９から取得した何れの移動体情報が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を通じて取得した移動体情報Ａ、移動体情報Ｂ、及び移動体情報Ｃに含まれる何れかの位置情報と、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予め定めた範囲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によって表される遵守車両７Ａ、準遵守車両７Ｂ、及び非遵守車両７Ｃの何れかであると判定し、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。

【0109】

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でそれぞれ予測した準遵守車両７Ｂ、非遵守車両７Ｃ、及び非コネクテッド車両７Ｄの走行経路に基づいて、各経路６における干渉地点Ｘを特定する。また、干渉地点特定部１５は、各車両７の経路６と各々の経路６における干渉地点Ｘを仮想交通ルール生成部１８に通知する。

【0110】

異常検知部１６は、通信部１２及び収集装置９から各車両７の移動体情報を受け付け、受け付けた移動体情報によって表される接近車両の移動に関する状態の変化から、接近車両について移動に関する異常が発生したか否かを検知する。

【0111】

ここで「接近車両」とは、特定の車両７に対して移動体情報を受け付けた各車両７のうち、干渉地点Ｘにおいて特定の車両７と予め定めた範囲まで接近する可能性がある車両７のことである。また、接近車両の「移動に関する異常」とは、接近車両が管制装置１０で予測していない想定外の移動を行うことである。

【0112】

特定の車両７に接近する車両７について移動に関する異常が発生していることがわかれば、管制装置１０は特定の車両７に対して、干渉地点Ｘで接近する車両７と干渉しないように移動に関する制約をより強めた仮想交通ルールを送信することで、干渉地点Ｘで特定の車両７が接近車両と干渉することを抑制することができる。

【0113】

しかしながら、特定の車両７が手動車両である場合、必ずしも運転手が仮想交通ルールに従って手動車両を運転するとは限らず、特に特定の車両７が非コネクテッド車両７Ｄであれば、仮想交通ルールを受信することもできない。すなわち、特定の車両７は仮想交通ルールに従った運転が行われる遵守車両７Ａであることが好ましい。したがって、本実施形態に係る異常検知部１６は、遵守車両７Ａに接近する手動車両を接近車両として認識し、手動車両について移動に関する異常が発生したか否かを検知する。

【0114】

異常検知部１６は、接近車両の移動に関する異常の発生の有無を表す判定結果を仮想交通ルール生成部１８に通知する。

【0115】

なお、以降では、接近車両の移動に関する異常のことを、単に接近車両の「異常」ということにする。接近車両における異常の検知方法については後ほど詳細に説明する。図６では、収集装置９からの移動体情報Ｄの通知先をわかりやすく表すため、移動体情報Ｄが収集装置９から走行経路予測部１４及び異常検知部１６に通知されているが、実際には通信部１２を経由して走行経路予測部１４及び異常検知部１６に通知される。

【0116】

仮想交通ルール生成部１８は、通信部１２から受け付けた各車両７の移動体情報、干渉地点特定部１５から受け付けた各車両７の経路６、すなわち、大域経路及び走行経路と、各々の経路６における干渉地点Ｘ、並びに、異常検知部１６から受け付けた接近車両の異常に関する判定結果を用いて、遵守車両７Ａ及び準遵守車両７Ｂ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１８は、本実施形態に係る生成部に相当する。

【0117】

具体的には、仮想交通ルール生成部１８は、まず各車両７の移動体情報、各車両７の経路６、及び各々の経路６における干渉地点Ｘを用いて、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。

【0118】

同様に、仮想交通ルール生成部１８は、各車両７の移動体情報、各車両７の経路６、及び各々の経路６における干渉地点Ｘを用いて、準遵守車両７Ｂの走行経路における干渉地点Ｘで干渉しあう準遵守車両７Ｂ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同士の干渉が回避されるような通過優先順位を準遵守車両７Ｂに対して規定する。

【0119】

その上で、仮想交通ルール生成部１８は、接近車両の異常に関する判定結果を参照し、遵守車両７Ａの大域経路における干渉地点Ｘで遵守車両７Ａに干渉する可能性のある接近車両に対して異常が検知されている場合には、フェールセーフの設計思想に基づいて、接近車両の異常に関する判定結果を参照する前に生成した仮想交通ルールよりも、干渉地点Ｘで接近車両と干渉しづらくなるように移動に関する制約を強めた強化仮想交通ルールを生成する。強化仮想交通ルールは、本実施形態に係る強化制約条件に相当する。

【0120】

仮想交通ルール生成部１８は、遵守車両７Ａに対しては大域経路と仮想交通ルールを含んだ管制情報を生成し、準遵守車両７Ｂに対しては仮想交通ルールを含んだ管制情報を生成し、通信部１２に対して各々の遵守車両７Ａ及び準遵守車両７Ｂ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から該当する遵守車両７Ａ及び準遵守車両７Ｂに対して、各々の遵守車両７Ａ及び準遵守車両７Ｂと対応付けられた管制情報が送信されることになる。

【0121】

なお、仮想交通ルール及び強化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。

【0122】

次に、管制装置１０及び車両７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。

【0123】

図１２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１２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。

【0124】

コンピュータ３０は、図６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。

【0125】

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。

【0126】

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。

【0127】

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。

【0128】

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。

【0129】

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。

【0130】

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。

【0131】

一方、図１３は、非コネクテッド車両７Ｄを除く車両７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。車両７の制御装置も管制装置１０と同様に、例えばコンピュータ４０を用いて構成される。

【0132】

コンピュータ４０は、図２～図４にそれぞれ示した各種類の車両７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を各種類の車両７に対応した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。

【0133】

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。

【0134】

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。

【0135】

入力ユニット４８は、車両７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。

【0136】

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。

【0137】

走行装置５３は、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と共に、操作量を車両７の状態としてＣＰＵ４１に通知する装置であり、遵守車両７Ａの場合、ＣＰＵ４１によって操作量が制御され、準遵守車両７Ｂの場合、運転手によって操作量が制御される。非遵守車両７Ｃの場合には自動運転機能を備えていてもいなくてもよいため、操作装置の操作量は運転モードに応じてＣＰＵ４１によって制御されることもあれば、運転手によって制御されることもあるが、既に説明したように、運転手が非遵守車両７Ｃを手動運転している例について説明していることから、本実施形態における非遵守車両７Ｃの操作装置の操作量は運転手によって制御される。

【0138】

なお、Ｉ／Ｏ４５には、管制装置１０から受信した管制情報の内容を音声で通知するスピーカーや、触覚によって通知するデバイスを接続してもよい。車両７が準遵守車両７Ｂの場合、運転手に管制情報を伝達する少なくとも１つのデバイスがＩ／Ｏ４５に接続される。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り、例えば準遵守車両７Ｂのように自動運転機能を備えていない車両７の場合、必ずしもＩ／Ｏ４５に外界センサ５２が接続されていないこともある。

【0139】

次に、管制システム１における管制装置１０の動作について詳細に説明する。

【0140】

図１４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。

【0141】

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。

【0142】

なお、以降では説明の便宜上、管制システム１の管制対象となる車両７が車両Ｐ及び車両Ｑの場合について管制装置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。

【0143】

ステップＳ１０において、ＣＰＵ３１は、移動体情報によって通知される車両７の運転機能に基づいて、車両Ｐと車両Ｑの種類を判定する。説明の便宜上、車両Ｐを手動車両とし、車両Ｑを自動車両とする。

【0144】

ステップＳ２０において、ＣＰＵ３１は、自動車両である車両Ｑから受信した移動体情報に含まれる車両Ｑの位置情報と、車両Ｑの目的地に基づいて、車両Ｑの大域経路を生成する。

【0145】

ステップＳ３０において、ＣＰＵ３１は、手動車両である車両Ｐから受信した移動体情報に含まれる車両Ｐの位置情報と車両Ｐの速度に基づいて、車両Ｐの走行経路を生成する。

【0146】

なお、分岐点の手前の地点で手動車両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だけを車両Ｐの走行経路として生成してもよい。

【0147】

ステップＳ４０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で取得した車両Ｑの大域経路（単に「車両Ｑの経路６」という）と、ステップＳ３０で取得した車両Ｐの走行経路（単に「車両Ｐの経路６」という）が交差又は合流する地点の経由点や、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を、車両Ｐと車両Ｑの干渉地点Ｘとして特定する。

【0148】

なお、図９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。

【0149】

ステップＳ５０において、ＣＰＵ３１は、ステップＳ４０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の干渉時間ｔを算出する。

【0150】

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、交通事情等により車両Ｐ及び車両Ｑは一定の速度で走行することができないため、実際には車両Ｐ及び車両Ｑの速度は変動する。

【0151】

たとえば、“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、“α”及び“β”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。

【0152】

【数1】

【0153】

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。干渉時間ｔの算出方法は上記に限定されず、ドライバモデルや車両挙動モデルを用いた予測等を用いてもよい。

【0154】

図１５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。

【0155】

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。

【0156】

ステップＳ６０において、ＣＰＵ３１は、ステップＳ４０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。

【0157】

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。

【0158】

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。

【0159】

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時空間制約の一例である。

【0160】

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”又は“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。

【0161】

図１６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。

【0162】

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。

【0163】

一方、図１７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。

【0164】

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。

【0165】

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。

【0166】

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。

【0167】

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。

【0168】

ＣＰＵ３１は、例えば不揮発性メモリ３４に予め記憶されている目的関数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。

【0169】

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。

【0170】

なお、目的関数Ｃ(Ｓ)における“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の集合をベクトルとして表したものであり「状態ベクトル」と呼ばれる。状態ベクトルＳは、Ｓ＝(ｓ₁, ｓ₂,・・, ｓ_i,・・,ｓ_N)で表される。

【0171】

以降では、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。

【0172】

目的関数Ｃ(Ｓ)は例えば（２）式で表される。

【0173】

【数2】

【0174】

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Ｃ(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。

【0175】

（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。

【0176】

【数3】

【0177】

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。

【0178】

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、車両７がこれまでに待機した時間、及び緊急車両などの車両７自身の優先度を考慮して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。

【0179】

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を行う場合、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。

【0180】

（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。

【0181】

【数4】

【0182】

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Ｔ－１に設定した状態ｓ_xを表す。

【0183】

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。

【0184】

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毎に時刻Ｔ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。

【0185】

（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。

【0186】

【数5】

【0187】

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。

【0188】

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。

【0189】

図１８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１８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Ｘ₁及び干渉地点Ｘ₂を通過する必要がある。

【0190】

こうした状況において、車両Ｐに対して干渉地点Ｘ₁における状態ｓ₁を“０”に設定し、干渉地点Ｘ₂における状態ｓ₂を“１”に設定すると、干渉地点Ｘ₂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。

【0191】

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。

【0192】

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。

【0193】

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。

【0194】

このように目的関数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、及び車線８の優先度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。

【0195】

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。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。

【0196】

図１４のステップＳ７０において、ＣＰＵ３１は、自動車両である車両Ｑに対する仮想交通ルールを生成すると共に、手動車両である車両Ｐが仮想交通ルールの必要な車両７、すなわち、車両Ｐが準遵守車両７Ｂであれば、車両Ｐ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処理を実行する。なお、仮想交通ルール生成処理については後ほど詳細に説明する。

【0197】

ステップＳ８０において、ＣＰＵ３１は、車両Ｐ及び車両Ｑの種類に応じて管制情報の生成の有無、及び管制情報の内容を決定する。

【0198】

具体的には、自動車両である車両Ｑに対して、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する。車両Ｐが仮想交通ルールの必要な手動車両、すなわち、準遵守車両７Ｂである場合、ＣＰＵ３１は、車両Ｐに対して仮想交通ルールを含む管制情報を生成する。車両Ｐが仮想交通ルールを必要としない手動車両、すなわち、非遵守車両７Ｃ若しくは非コネクテッド車両７Ｄである場合、ＣＰＵ３１は、車両Ｐに対して管制情報を生成しない。

【0199】

ＣＰＵ３１は無線通信装置３を通じて、生成した管制情報を管制情報の生成対象となった車両７にそれぞれ送信するための制御を行う。

【0200】

この場合、ＣＰＵ３１は、最新の移動体情報から管制情報の生成対象となった車両７の位置を把握し、当該車両７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。

【0201】

以上により、図１４に示した管制処理を終了する。

【0202】

管制情報を受信した車両７では、管制情報に含まれる仮想交通ルールに従った運転が行われるため、干渉地点Ｘでの車両７同士の干渉が回避されることになる。

【0203】

次に、先ほど概略について言及した図１４のステップＳ７０における仮想交通ルール生成処理の説明を行う。図１９は、仮想交通ルール生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0204】

ステップＳ１００において、ＣＰＵ３１は、図１４のステップＳ４０で特定した車両Ｐと車両Ｑの各干渉地点Ｘ、図１４のステップＳ５０で算出した各干渉地点Ｘにおける干渉時間ｔ、及び図１４のステップＳ６０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への進入禁止時間とを対応付けた仮想交通ルールを生成する。ＣＰＵ３１は、各干渉地点Ｘの位置を表す位置情報に干渉地点Ｘの範囲を含めてもよい。干渉地点Ｘの範囲は、進入禁止時間に車両７が進入することができない範囲であることから「進入禁止範囲２０」とも呼ばれる。

【0205】

生成した仮想交通ルールに従って車両Ｐ及び車両Ｑが干渉地点Ｘに進入すれば、干渉地点Ｘで車両Ｐと車両Ｑが干渉することを回避することができる。しかしながら、車両Ｐは手動車両であるため、車両Ｐに対する仮想交通ルールを生成しても、車両Ｐの運転手が仮想交通ルールに従って車両Ｐを運転するとは限らない。したがって、車両Ｐの速度が急に変化し、干渉地点Ｘにおける車両Ｐの干渉時間ｔ^pが図１４のステップＳ５０で算出した干渉時間ｔ^pからずれることも想定される。

【0206】

図２０は、こうした車両Ｐの速度変化によって引き起こされる交通流の事例を説明する図である。図２０において車両Ｐは優先道路を走行し、車両Ｑは非優先道路を走行している。

【0207】

干渉地点Ｘにおいて車両Ｐの通過優先順位が優先に設定された仮想交通ルールに従って走行する車両Ｑは、干渉地点Ｘの手前で停止し、車両Ｐが干渉地点Ｘを通過するまで待機する（図２０（Ａ）参照）。

【0208】

この状況において、例えば障害物を避けようとして車両Ｐが一時的に急減速し、車両Ｐの移動体情報によって表される時刻Ｔにおける車両Ｐの速度が、時刻Ｔから１単位前の時刻Ｔ－１における車両Ｐの速度よりも急激に低下した場合、車両Ｐが干渉地点Ｘを通過し始める時間ｔ^p _beginが遅くなり、車両Ｐが干渉地点Ｘを通過しないにもかかわらず、車両Ｑは干渉地点Ｘの手前で停止し続ける状況が発生してしまう。

【0209】

したがって、管制装置１０は、車両Ｑに対して車両Ｑの通過優先順位を優先に設定した新たな仮想交通ルールを生成して車両Ｑに送信したとする。新たな仮想交通ルールを受信した車両Ｑは仮想交通ルールに従って走行を開始し、干渉地点Ｘに進入することになる(図２０（Ｂ）参照）。

【0210】

これに対して、障害物を避けたことによって走行に支障がなくなった車両Ｐが速度を上げてきた場合、車両Ｐが干渉地点Ｘを通過し始める時間ｔ^p _beginが早まるため、管制装置１０は車両Ｑに対して、車両Ｐの通過優先順位を優先に設定した新たな仮想交通ルールを生成して車両Ｑに送信することになる。

【0211】

その結果、車両Ｑは車両Ｐの通過を待とうとして干渉地点Ｘに進入した状態で停止し、車両Ｐの通行の妨げとなることがある（図２０（Ｃ）参照）。

【0212】

図２１は、図２０で説明した車両Ｐの速度変化に対して生成される、車両Ｑの仮想交通ルールの一例を示す図である。

【0213】

図２１（Ａ）は、車両Ｐの速度変化を示すグラフであり、期間ＩＴ_１は車両Ｐが一時的に急減速する前の期間を表し、期間ＩＴ_２は車両Ｐが急減速している期間を表し、期間ＩＴ_３は車両Ｐが加速して速度を上げてきた期間を表す。

【0214】

図２１（Ｂ）は、期間ＩＴ_２における車両Ｐの速度変化に伴い、期間ＩＴ_２の間だけ車両Ｑに対して車両Ｑの通過優先順位を優先に設定した、図１９のステップＳ１００で生成される仮想交通ルールの一例を表す。先ほど説明したように、車両Ｑは図２１（Ｂ）に示す仮想交通ルールに従って干渉地点Ｘに進入すると、期間ＩＴ_３における車両Ｐの加速により車両Ｐと干渉する可能性が発生する。

【0215】

したがって、本発明に係る管制装置１０は、図１９のステップＳ１１０以降の処理により、期間ＩＴ_２に車両Ｐが一時的に急減速するといった想定外の状態変化が発生した場合、その後に車両Ｐが加速するかもしれないという最悪の事態を考慮したフェールセーフの設計思想に基づいた強化仮想交通ルールを生成する。

【0216】

具体的には、管制装置１０は、図２１（Ａ）に示した車両Ｐの速度変化のように、期間ＩＴ_２における車両Ｐの減速により車両Ｐが干渉地点Ｘを通過し始める時間が予測した時間ｔ^p _beginより遅れるような場合であっても、期間ＩＴ_２に車両Ｑの通過優先順位を優先に設定しないようにする図２１（Ｃ）に示すような強化仮想交通ルールを生成する。

【0217】

そのために、図１９のステップＳ１１０において、ＣＰＵ３１は、車両Ｑに対する接近車両で、かつ、手動車両である車両Ｐの移動体情報から車両Ｐの速度を取得する。車両Ｐの速度は、車両Ｑに接近する接近移動体の状態に関する状態値の一例である。ＣＰＵ３１が車両Ｐの速度を取得している間も時間は経過しているため、ステップＳ１１０で取得した車両Ｐの移動体情報は、既に１単位前の時刻Ｔ－１における車両Ｐの移動体情報を表していることになる。

【0218】

ステップＳ１２０において、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１１０で取得した１単位前の時刻Ｔ－１における車両Ｐの移動体情報から、１単位後の時刻Ｔにおいて車両Ｐが取り得る速度の範囲を予測し、時刻Ｔにおける車両Ｐの速度の予測範囲を設定する。設定した速度の予測範囲の上限速度をｖ^upperと表し、下限速度をｖ^lowerと表す。なお、速度の予測には、時刻Ｔ－１における車両Ｐの速度や加速度、並びに、運転手のアクセルやブレーキの操作量を用いて時刻Ｔにおける車両Ｐの速度を予測してもよく、また、過去の各時刻とその時刻における車両Ｐの速度を組み合わせた学習データをサポートベクターマシンで機械学習することで時刻Ｔにおける車両Ｐの速度を予測してもよい。

【0219】

ステップＳ１３０において、ＣＰＵ３１は、時刻Ｔに対応した時点が到来したタイミングで取得した車両Ｐの移動体情報から車両Ｐの現在速度を取得する。

【0220】

ステップＳ１４０において、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１３０で取得した車両Ｐの現在速度が、ステップＳ１２０で設定した速度の予測範囲内に含まれているか否かを判定する。車両Ｐの現在速度が予測範囲内に含まれていない場合には、ステップＳ１５０に移行する。

【0221】

図２２は、車両Ｐの現在速度が予測範囲内に含まれていない状態例を示す図である。図１９のステップＳ１００で生成した仮想交通ルールは、時刻Ｔにおける車両Ｐの現在速度Ｖ_Ｔが予測範囲内に入ることを前提にして生成した仮想交通ルールである。すなわち、図２２に示すように、時刻Ｔにおける車両Ｐの現在速度Ｖ_Ｔが時刻Ｔ－１における速度Ｖ_Ｔ－１を含む移動体情報から予測された予測範囲内に含まれない場合、図１９のステップＳ１００で生成した仮想交通ルールに従って車両Ｑが走行すると、車両Ｐの現在速度Ｖ_Ｔが予測範囲内に含まれる場合と比較して、車両Ｑが干渉地点Ｘで車両Ｐと干渉したり、干渉地点Ｘで車両Ｐの通行を妨害したりする確率が高まる。したがって、ステップＳ１５０において、ＣＰＵ３１は、車両Ｐに異常が発生したと判定する。

【0222】

車両Ｐに異常が発生していることから、ステップＳ１６０において、ＣＰＵ３１は、強化仮想交通ルールを生成する。

【0223】

例えばＣＰＵ３１は、車両Ｐの速度変化にあわせて、ステップＳ１００で生成した車両Ｑに対する仮想交通ルールよりも車両Ｑの進入禁止時間を長く設定して、車両Ｑが車両Ｐと干渉地点Ｘで干渉しづらくなるように制約を強めた強化仮想交通ルールを生成する。

【0224】

図２３は、車両Ｑに対する強化仮想交通ルールの一例を示す図である。図２３に示すように、車両Ｐの速度が予測範囲の下限速度ｖ^lowerよりも遅い場合、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１００で生成した車両Ｑの仮想交通ルールに対して、車両Ｑの進入禁止時間を延長時間δだけ後方に延長した強化仮想交通ルールを生成する。図２３において、元のｔ^p _endは、車両Ｐの異常を検知する前に算出された干渉時間ｔ^pのｔ^p _endを表しており、新たなｔ^p _endは、車両Ｐの異常を検知した際の車両Ｐの速度から想定される干渉時間ｔ^pのｔ^p _endを表している。

【0225】

また、車両Ｐの速度が予測範囲の上限速度ｖ^upperよりも早い場合、ＣＰＵ３１は、図１９のステップＳ１００で生成した車両Ｑの仮想交通ルールに対して、車両Ｑの進入禁止時間を延長時間δだけ前方に延長した強化仮想交通ルールを生成する。当然のことながら、ＣＰＵ３１は、車両Ｐの速度が今後も予測範囲を超えて不規則に変化する可能性を考慮して、ステップＳ１００で生成した車両Ｑの仮想交通ルールに対して、車両Ｑの進入禁止時間を前方及び後方にそれぞれ延長時間δだけ延長してもよい。この場合、ＣＰＵ３１は、前方に延長する延長時間δと後方に延長する延長時間δを異なる値に設定してもよい。

【0226】

以上により、図１９に示す仮想交通ルール生成処理を終了する。

【0227】

一方、図１９のステップＳ１４０の判定処理で、図２４に示すように車両Ｐの現在速度Ｖ_Ｔが予測範囲内に含まれていると判定された場合、ステップＳ１７０に移行する。

【0228】

この場合、ステップＳ１００で生成した車両Ｑの仮想交通ルールに従って車両Ｑが走行すれば、干渉地点Ｘにおける車両Ｐとの干渉を回避することができる。したがって、図１９のステップＳ１７０において、ＣＰＵ３１は、車両Ｐに異常は発生しておらず正常であると判定する。また、車両Ｐに異常が発生していないことから強化仮想交通ルールを生成する必要がないため、ＣＰＵ３１は、ステップＳ１６０で強化仮想交通ルールを生成することなく図１９に示す仮想交通ルール生成処理を終了する。

【0229】

図１９に示す仮想交通ルール生成処理では、車両Ｑに接近する車両Ｐに異常が発生しているか否かを判定するための判定対象である車両Ｐの状態に関する状態値として車両Ｐの速度を用いたが、車両Ｐの速度の代わりに、例えば車両Ｐの加速度、車両Ｐが干渉地点Ｘを通過する通過時間ｔ^p、及び車両Ｐの位置を用いてもよい。更に、ＣＰＵ３１は、例えば車両Ｐの速度、車両Ｐの加速度、車両Ｐが干渉地点Ｘを通過する通過時間ｔ^p、及び車両Ｐの位置といった複数の状態値に対してそれぞれ予測範囲を設定し、何れか１つの状態値が予測範囲に含まれない場合、又は予め定めた数（例えば２つ）の状態値が予測範囲に含まれない場合に、車両Ｐに異常が発生していると判定してもよい。

【0230】

車両Ｐの異常の判定対象となる各々の状態値の予測に、車両Ｐの移動体情報だけでなく、管制走行ルート地図１９に含まれる交通規則情報のうち、例えば車両Ｐが走行する道路の制限速度、車線数、曲率、幅員、勾配、及び車線優先度といった、車両Ｐが走行している道路の規制や形状を表す情報を用いてもよい。

【0231】

なお、車両Ｐが非コネクテッド車両７Ｄである場合には、車両Ｐの速度、車両Ｐの加速度、車両Ｐが干渉地点Ｘを通過する通過時間ｔ^p、及び車両Ｐの位置といった車両Ｐの異常の判定対象となる状態値は、収集装置９で撮影された画像に基づいて測定される。したがって、収集装置９で撮影した画像の画質が低下するにつれて、車両Ｐの異常の判定対象となる状態値の測定精度も低下する。測定精度が低下した状態値を用いて車両Ｐの異常の有無を判定すれば、その判定結果の信頼性も低下する。

【0232】

したがって、ＣＰＵ３１は、図１９のステップＳ１４０で車両Ｐの異常の判定対象となる状態値が予測範囲内に含まれると判定された場合であっても、状態値の測定精度が予め定めた基準精度より低くなっていると考えられる場合には、フェールセーフの設計思想に基づき、車両Ｐに異常が発生していると判定することが好ましい。

【0233】

画像の画質は気象状況の影響を受ける。例えば雨や霧のときに収集装置９で撮影した画像の画質は、晴天のときに収集装置９で撮影した画像の画質より低下することがある。

【0234】

また、画像の画質は収集装置９の稼働状態の影響を受ける。例えば収集装置９に何らかの故障が発生している状態で撮影された画像の画質は、故障が発生していない状態で撮影された画像の画質より低下することがある。

【0235】

したがって、収集装置９が設置されている地域の降雨量が基準値より多い場合、収集装置９が設置されている地域で霧の発生が通知されている場合、及び収集装置９から故障通知が通知された場合の少なくとも１つの事象が発生すれば、ＣＰＵ３１は、車両Ｐの異常の判定対象となる状態値の測定精度が予め定めた基準精度より低くなっていると判定すればよい。ＣＰＵ３１は、例えば通信網５に接続された外部装置から気象情報を取得する。

【0236】

また、ＣＰＵ３１は、予測した状態値と実際の状態値の誤差が予め定める値よりも大きくなっているような場合には、状態値の測定精度が予め定めた基準精度より低くなっていると判定してもよい。

【0237】

なお、車両Ｐの異常の判定対象となる状態値を収集装置９で撮影した画像に基づいて測定しない準遵守車両７Ｂ及び非遵守車両７Ｃが車両Ｐである場合であっても、予測した状態値と実際の状態値の誤差が予め定める値よりも大きくなっていれば、ＣＰＵ３１は、状態値の測定精度が予め定めた基準精度より低くなっていると判定すればよい。

【0238】

これまで図１９のステップＳ１６０で強化仮想交通ルールを生成する場合、干渉地点Ｘで車両Ｐと車両Ｑが干渉しづらくなるように、図１９のステップＳ１００で生成した車両Ｑの仮想交通ルールにおける進入禁止時間を延長する例について説明した。しかしながら、ＣＰＵ３１は進入禁止時間を延長するのではなく、干渉地点Ｘの範囲、すなわち、車両Ｑの進入禁止範囲２０を、ステップＳ１００で生成した車両Ｑの仮想交通ルールで表される進入禁止範囲２０よりも広く設定してもよい。

【0239】

図２５は干渉地点Ｘを中心にして設定された進入禁止範囲２０の一例を示す図である。図２５において、進入禁止範囲２０Ａは、図１９のステップＳ１００で生成した車両Ｑの仮想交通ルールによって表される進入禁止範囲２０を表し、進入禁止範囲２０Ｂは、強化仮想交通ルールによって表される進入禁止範囲２０を表す。このように、進入禁止範囲２０Ｂを進入禁止範囲２０Ａより広く設定することで、車両Ｐと車両Ｑが干渉地点Ｘで干渉しづらくなる。

【0240】

また、ＣＰＵ３１は、車両Ｐにおける異常の検知回数に応じて、強化仮想交通ルールにおける制約の強さを調整してもよい。

【0241】

同じ車両Ｐに関して異常が複数回検知されているということは、当該車両Ｐの運転手は頻繁に車線８を変更したり、急停車や急発進を繰り返したりする傾向があるということになる。すなわち、異常の検知回数が多い車両Ｐほど走行状態が予測しづらいため、車両Ｑが仮想交通ルールに従って走行したとしても、異常を一度も検知していない車両Ｐに比べて干渉地点Ｘで干渉する確率が高くなる。

【0242】

したがって、ＣＰＵ３１は、車両Ｐの異常の検知回数が多くなるにつれて、図１９のステップＳ１００で生成した車両Ｑに対する仮想交通ルールよりも、車両Ｑが車両Ｐと干渉地点Ｘで干渉しづらくなるように制約を強めた強化仮想交通ルールを生成することが好ましい。例えばＣＰＵ３１は、車両Ｐの異常の検知回数が多くなるにつれて延長時間δを長く設定したり、進入禁止範囲２０を広く設定したりすればよい。

【0243】

＜強化仮想交通ルール生成の変形例＞
手動車両である車両Ｐが、受信した仮想交通ルールに従って走行を行うコネクテッド車両である場合、すなわち、車両Ｐが遵守車両７Ａ及び準遵守車両７Ｂである場合には、ＣＰＵ３１は、車両Ｑだけでなく車両Ｐに対しても強化仮想交通ルールを生成してもよい。

【0244】

車両Ｐ及び車両Ｑに対して強化仮想交通ルールを生成することで、車両Ｑにのみ強化仮想交通ルールを生成する場合よりも、更に車両Ｐと車両Ｑが干渉地点Ｘで干渉しづらくなる。

【0245】

図２６は、図１６に示したように、車両Ｐの通過優先順位が優先に設定されている状況において、車両Ｐに異常が検知された場合に生成される強化仮想交通ルールの一例を示す図である。

【0246】

図２６に示すように、ＣＰＵ３１は、車両Ｐ及び車両Ｑに対して干渉時間ｔ^pと干渉時間ｔ^qが重複している重複期間を含むように進入禁止時間を設定した強化仮想交通ルールを生成する。車両Ｐに対する進入禁止時間は“τ”で表され、τ＝ｔ^p _end－ｔ^q _begin＋τ₀である。ここで“τ₀”は安全マージンであり、０以上の実数値をとる。安全マージンτ₀が大きくなるにつれて干渉地点Ｘにおける車両Ｐの進入禁止時間が長くなるため、干渉地点Ｘで車両Ｐと車両Ｑが干渉する確率をより低下させることができる。

【0247】

なお、安全マージンτ₀は、車両Ｐが走行している道路の形状や干渉地点Ｘの見通し状況を表す情報を加味して設定される値である。例えば、見通しの悪い干渉地点Ｘの場合には安全マージンτ₀が基準値より大きく設定される。また、安全マージンτ₀は固定値である必要はなく、例えば車両Ｐが走行している道路周辺の地域で雨が降り、干渉地点Ｘの見通しが悪くなったと考えられる場合には、安全マージンτ₀を更に大きくしてもよい。また、ＣＰＵ３１は、夜間の安全マージンτ₀を昼間の安全マージンτ₀より大きくするなど、車両Ｐが走行する時間帯によって安全マージンτ₀の大きさを調整してもよい。

【0248】

一方、ＣＰＵ３１は、車両Ｑについては、図１９のステップＳ１００で生成した車両Ｑの仮想交通ルールに対して車両Ｑの進入禁止時間を延長時間δだけ延長した強化仮想交通ルールを生成する。この場合の延長時間δはδ＝ｍａｘ（τ，δ_min）で表される。すなわち、延長時間δは、車両Ｐに対する進入禁止時間τと、延長時間δに対して予め定められている延長時間δの下限値δ_minのうち、いずれか長い方の時間に設定される。

【0249】

なお、延長時間δの下限値δ_minも安全マージンτ₀と同様に、車両Ｑが走行している道路の形状や見通し状況を表す情報を加味して設定される値である。例えば、見通しの悪い干渉地点Ｘの場合には下限値δ_minを基準値より大きくすることが好ましい。下限値δ_minも安全マージンτ₀と同様に固定値である必要はなく、干渉地点Ｘ周辺の気象状況や車両Ｑが走行する時間帯により下限値δ_minを調整してもよい。

【0250】

既に説明したように、図１９のステップＳ１００で生成される仮想交通ルールでは、干渉地点Ｘにおける車両Ｐの通過優先順位が優先に設定されている場合、図１６に示したように、車両Ｐは干渉時間ｔ^p全域に亘って干渉地点Ｘに進入可能と設定され、車両Ｑは干渉時間ｔ^p全域に亘って干渉地点Ｘに進入禁止と設定されるといった排他的な設定が行われる。

【0251】

これに対して、本強化仮想交通ルールの生成に係る変形例を適用した場合には、干渉時間ｔ^p内に車両Ｐと車両Ｑが共に干渉地点Ｘに進入禁止となる時間帯が設定される。このように、車両Ｐと車両Ｑの進入禁止時間が重複するように設定された強化仮想交通ルールが生成されることで、車両Ｐ及び車両Ｑの何れか一方の車両７が強化仮想交通ルールに従わずに誤って干渉地点Ｘに進入したとしても、干渉地点Ｘで車両７同士が干渉することを回避することができる。

【0252】

なお、車両Ｐの干渉時間ｔ^pは、車両Ｐの位置が干渉地点Ｘから遠いほど干渉時間ｔ^pを算出するのに考慮すべき要素が多くなるため長くなり、干渉地点Ｘに近づくほど干渉時間ｔ^pの算出精度が上がり短くなる。同じことは車両Ｑの干渉時間ｔ^qについてもいえる。すなわち、干渉時間ｔ^pと干渉時間ｔ^qが重複している重複期間は、車両Ｐ及び車両Ｑがそれぞれ干渉地点Ｘに近づくにつれて短くなる。干渉時間ｔ^pと干渉時間ｔ^qの重複期間が短くなれば、それに伴い車両Ｐに対する進入禁止時間τも短くなり、強化仮想交通ルールに従って走行する車両Ｐは干渉地点Ｘの手前で停止した後、すぐに発進するような挙動をとることになる。

【0253】

こうした数秒程度の短期間の停車は車両Ｐの円滑な走行を妨げることから、ＣＰＵ３１は、干渉時間ｔ^pと干渉時間ｔ^qの重複期間の長さに応じて強化仮想交通ルールの生成内容を変更してもよい。

【0254】

具体的には、干渉地点Ｘにおける車両Ｐの通過優先順位が優先に設定されている状況において、車両Ｐに対する進入禁止時間τが予め定めた閾値τ_thを超える場合、図２６に示したように、ＣＰＵ３１は、車両Ｐに対して進入禁止時間τを設定した強化仮想交通ルールを生成すると共に、車両Ｑに対して車両Ｑの進入禁止時間を延長時間δだけ延長した強化仮想交通ルールを生成する。

【0255】

一方、干渉地点Ｘにおける車両Ｐの通過優先順位が優先に設定されている状況において、車両Ｐに対する進入禁止時間τが閾値τ_th以下の場合、ＣＰＵ３１は、車両Ｐに対しては強化仮想交通ルールを生成せずに、車両Ｑに対してのみ、車両Ｑの進入禁止時間を延長時間δだけ延長した強化仮想交通ルールを生成する。すなわち、ＣＰＵ３１は、車両Ｐに対して進入禁止時間τを設定しない代わりに、車両Ｑの進入禁止時間を延長時間δだけ延長する。

【0256】

なお、進入禁止時間τが閾値τ_th以下となる位置まで車両Ｐが車両Ｑに近づいていることを、「車両Ｐが車両Ｑに接近している」という。

【0257】

図２７は、進入禁止時間τが閾値τ_th以下の場合における車両Ｐ及び車両Ｑのそれぞれの走行を制約する制約条件の一例を示す図である。車両Ｐの制約条件として、図１９のステップＳ１００で生成した車両Ｐの仮想交通ルールが適用され、車両Ｑの制約条件として、図１９のステップＳ１００で生成した車両Ｑの仮想交通ルールに対して車両Ｑの進入禁止時間を延長時間δだけ延長した強化仮想交通ルールが適用される。

【0258】

本強化仮想交通ルールの生成に係る変形例においても、ＣＰＵ３１は、車両Ｐの異常の検知回数が多くなるにつれて延長時間δが長くなるように、延長時間δの下限値δ_min及び安全マージンτ₀の少なくとも一方の値を調整してもよい。

【0259】

ここまで干渉地点Ｘにおける車両Ｐの通過優先順位が優先に設定されている状況における強化仮想交通ルールの生成に係る変形例について説明してきたが、干渉地点Ｘにおける車両Ｐの通過優先順位が非優先に設定されている場合についても、ＣＰＵ３１は、車両Ｐ及び車両Ｑに対して干渉時間ｔ^pと干渉時間ｔ^qが重複している重複期間を含むように進入禁止時間を設定した強化仮想交通ルールを生成する。

【0260】

図２８は、車両Ｐの通過優先順位が非優先に設定されている状況において、車両Ｐに異常が検知された場合に生成される強化仮想交通ルールの一例を示す図である。

【0261】

この場合、ＣＰＵ３１は、車両Ｑに対して干渉時間ｔ^pと干渉時間ｔ^qが重複している重複期間を含むように設定した進入禁止時間τを含んだ強化仮想交通ルールを生成する。一方、ＣＰＵ３１は、車両Ｐについては、図１９のステップＳ１００で生成した車両Ｐの仮想交通ルールに対して車両Ｐの進入禁止時間を延長時間δだけ延長した強化仮想交通ルールを生成する。

【0262】

当然のことながら、車両Ｑに対する進入禁止時間τが閾値τ_th以下である場合には、ＣＰＵ３１は、図２９に示すように車両Ｑに対して強化仮想交通ルールを生成せずに、車両Ｐに対してのみ、車両Ｐの進入禁止時間を延長時間δだけ延長した強化仮想交通ルールを生成する。

【0263】

本実施形態では、管制システム１が車両７を管制する例について説明したが、管制システム１の管制対象は車両７に限られず、移動体であればどのようなものであってもよい。移動体には歩行者、自転車、オートバイ、車いす、キックボード、船舶、及びドローン等の飛行体が含まれる。

【0264】

こうした移動体も、車両７と同じように、移動体が備える機能及び移動体の状態によって、遵守移動体、準遵守移動体、非遵守移動体、及び非コネクテッド移動体に分類される。

【0265】

以上、実施形態を用いて本発明について説明したが、本発明は実施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形態に多様な変更又は改良を加えることができ、当該変更又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。

【0266】

実施形態では、一例として管制装置１０における管制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１４及び図１９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）、又は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。

【0267】

このように、管制装置１０のＣＰＵ３１や車両７の制御装置におけるＣＰＵ４１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。

【0268】

また、実施形態における管制装置１０のＣＰＵ３１や車両７の制御装置におけるＣＰＵ４１の動作は、それぞれ１つのＣＰＵ３１及びＣＰＵ４１によって実現される形態の他、複数のＣＰＵ３１及び複数のＣＰＵ４１によって実現されてもよい。更に、実施形態における管制装置１０のＣＰＵ３１や車両７の制御装置におけるＣＰＵ４１の動作は、それぞれ物理的に離れた位置に存在するコンピュータ３０におけるＣＰＵ３１やコンピュータ４０におけるＣＰＵ４１の協働によって実現されるものであってもよい。

【0269】

また、上述した実施形態では、管制装置１０のＣＰＵ３１が読み込む管制プログラムがＲＯＭ３２にインストールされ、車両７の制御装置におけるＣＰＵ４１が読み込む制御プログラムがＲＯＭ４２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及び制御プログラムは、コンピュータ３０及びコンピュータ４０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及び制御プログラムを、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）－ＲＯＭ、又は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、管制プログラム及び制御プログラムをＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）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。ＲＯＭ３２、ＲＯＭ４２、不揮発性メモリ３４、不揮発性メモリ４４、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢ、及びメモリカードは非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記憶媒体の一例である。

【0270】

更に、管制装置１０及び車両７の制御装置は、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及び制御プログラムをダウンロードするようにしてもよい。この場合、管制装置１０のＣＰＵ３１及び車両７の制御装置におけるＣＰＵ４１は、それぞれ外部装置からダウンロードした管制プログラム及び制御プログラムを読み込んで管制処理及び車両７の制御処理を実行する。

【0271】

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

【0272】

（付記項１）
メモリと、
前記メモリに接続された少なくとも１つのプロセッサと、
を含み、
前記プロセッサは、
移動時間及び空間を規定した制約条件を受信する自律移動体を含んだ各々の移動体の状態を表す移動体情報を受信し、
移動体情報を受信した各々の移動体のうち、干渉領域において前記自律移動体と予め定めた範囲まで接近する可能性がある接近移動体の状態の変化から、前記接近移動体について移動に関する異常が発生したか否かを検知し、
異常が検知された場合、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件よりも、前記干渉領域への進入を禁止する進入禁止時間が長くなるようにして、前記接近移動体と前記干渉領域で干渉しづらくなるように制約を強めた前記制約条件である強化制約条件を前記自律移動体に対して生成する
管制装置。

【0273】

（付記項２）
仮想交通ルール生成処理を実行するようにコンピュータによって実行可能なプログラムを記憶した非一時的記憶媒体であって、
前記仮想交通ルール生成処理は、
移動体の状態を表す移動体情報を受信した移動体であって、移動時間及び空間を規定した制約条件を受信する自律移動体を含んだ各々の移動体のうち、干渉領域において前記自律移動体と予め定めた範囲まで接近する可能性がある接近移動体の状態の変化から、前記接近移動体について移動に関する異常が発生したか否かを検知し、
異常が検知された場合、前記異常検知部で異常が検知される前に生成した前記制約条件よりも、前記干渉領域への進入を禁止する進入禁止時間が長くなるようにして、前記接近移動体と前記干渉領域で干渉しづらくなるように制約を強めた前記制約条件である強化制約条件を前記自律移動体に対して生成する
非一時的記憶媒体。

【符号の説明】

【0274】

１ 管制システム、３ 無線通信装置、５ 通信網、６（６Ｐ、６Ｑ） 経路、７ 車両、７Ａ 遵守車両、７Ｂ 準遵守車両、７Ｃ 非遵守車両、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 インフラセンサ、９Ｂ 状態検出部、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 異常検知部、１８ 仮想交通ルール生成部、１９ 管制走行ルート地図、２０（２０Ａ、２０Ｂ） 進入禁止範囲、２１Ａ（２１Ｂ、２１Ｃ） 位置推定部、２２Ａ（２２Ｂ、２２Ｃ） 状態管理部、２３Ａ（２３Ｂ、２３Ｃ） 無線通信部、２４ 局所経路計画部、２５Ａ（２５Ｂ、２５Ｃ） 制御部、２６ 車両走行ルート地図、２７ 仮想交通ルール伝達部、３０（４０） コンピュータ、３１（４１） ＣＰＵ、３２（４２） ＲＯＭ、３３（４３） ＲＡＭ、３４（４４） 不揮発性メモリ、３５（４５） Ｉ／Ｏ、３６（４６） バス、３７（４７） 通信ユニット、３８（４８） 入力ユニット、３９（４９） 表示ユニット、５１ 内界センサ、５２ 外界センサ、５３ 走行装置、δ 延長時間、δ_min 延長時間の下限値、τ 進入禁止時間、τ₀ 安全マージン、τ_th 進入禁止時間の閾値、Ｃ（Ｓ） 目的関数、Ｋ１～Ｋ７ 地点、Ｓ 状態ベクトル、Ｘ 干渉地点

【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】