JP7292495B2 - 経路調停装置 - Google Patents

Description

本願は、経路調停装置、自動運転制御装置、及び自動運転及び経路調停システムに関するものである。

特許文献１には、車両が自動運転により車線変更又は合流する場合において、事前に車両間の車車間通信を行い、安全確認の意思疎通を行ってから実際の走行動作を行う技術が開示されている。

国際公開第２０１６／１４７６２３号

特許文献１の技術では、車線変更を行う車両が、車線変更先の車線を走行している車両に対して、車線変更の要求を送信するように構成されている。しかしながら、特許文献１の技術では、車線変更の要求を受け取った車両は、自身の走行の安全性を判定し、車線変更を許可するだけで、第３者の車両の挙動まで考慮して、巨視的に判定しない。

そのため、特許文献１の技術では、例えば、第１走行車線を走行している第１車両と第３走行車線を走行している第３車両とが、同時期に第２走行車線への車線変更を計画し、第２走行車線を走行している第２車両に対して、第２走行車線への車線変更要求を送信した場合、第２車両は、自身が安全に走行できる場合は、第１車両及び第３車両に車線変更を許可する可能性がある。そのため、第２走行車線に同時期に車線変更を行った第１車両及び第２車両が近接し、急な回避運転が必要になる可能性がある。

また、合流又は分岐を行う車両、障害物を回避する車両、緊急車両等のように、車線変更を行う必要性は、各車両によって異なっている。そのため、車線変更の必要性の高い車両を優先的に車線変更させる必要がある。

そこで、本願の目的は、周辺に存在する複数の車両について、巨視的に、車両間の優先度を考慮しつつ、走行経路の重なりを回避し、円滑に走行操作を行わせることができる経路調停装置を提供することにある。

本願に係る経路調停装置は、
複数の車両と通信する通信部と、
各車両から目標走行経路を受信する目標経路受信部と、
各車両の前記目標走行経路が相互に重なるか否かを判定する経路重複判定部と、
車両間の優先度を判定する優先度判定部と、
前記目標走行経路の相互重複が生じると判定された場合に、前記目標走行経路が相互に重なると判定された重複車両の内、前記優先度が最も高い車両である最優先車両が、前記最優先車両の前記目標走行経路に即して走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である優先走行領域を判定し、前記重複車両の内、前記最優先車両以外の車両である低優先車両が、前記優先走行領域を避けつつ走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である回避走行領域を判定する走行領域判定部と、
前記通信部を介して、前記優先走行領域を前記最優先車両に送信し、前記最優先車両を前記優先走行領域の範囲内を走行させ、前記回避走行領域を前記低優先車両に送信し、前記低優先車両を前記回避走行領域の範囲内を走行させる走行領域送信部と、を備え、
前記走行領域判定部は、前記優先走行領域として、時間間隔ごとに設定された将来の各時点において、前記最優先車両が、最優先車両の目標走行経路に即して走行できる各時点の領域を判定し、
前記回避走行領域として、前記低優先車両が、各時点の前記優先走行領域を避けつつ走行できる各時点の領域を判定するものである。

本願の経路調停装置によれば、受信した複数の車両の目標走行経路に基づいて、事前に走行経路の重なりを予測することができる。そして、車両間の優先度が判定され、最も優先度が高い最優先車両には、最優先車両の目標走行経路に即して走行できる領域である優先走行領域を判定して送信し、最優先車両を優先走行領域の範囲内を、最優先車両の目標走行経路に即して優先的に走行させることができる。また、優先度が低い低優先車両には、優先走行領域を避けつつ走行できる領域である回避走行領域を判定して送信し、低優先車両を回避走行領域の範囲内を走行させ、最優先車両との接触を回避させる回避走行を行わせることができる。よって、事前に走行経路の重なりを回避し、各車両に円滑な走行操作を行わせることができる。この際、各車両には走行経路を送信するのではなく、各車両が走行できる走行領域を送信するので、各車両に、各車両が認識した周辺の走行状況を考慮させて、走行領域の範囲内で、自由度を持たせて、安全かつ適切に走行させることができる。

実施の形態１に係る自動運転及び経路調停システムの概略構成図である。 実施の形態１に係る経路調停装置の概略構成図である。 実施の形態１に係る目標走行経路のデータを説明するための図である。 実施の形態１に係る第１ケースの走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る第１ケースの走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る第２ケースの走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る第３ケースの走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る第３ケースの走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る第４ケースの走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る第５ケースの走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る第５ケースの走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る第６ケースの走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る第６ケースの走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る経路調停装置のハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る経路調停装置の処理を説明するフローチャートである。 実施の形態１に係る車両システムの概略構成図である。 実施の形態１に係る自動運転制御装置の概略構成図である。 実施の形態１に係る走行領域の範囲内になる目標走行経路の決定を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る走行領域の範囲内になる目標走行経路の決定を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る自動運転制御装置のハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る自動運転制御装置の処理を説明するフローチャートである。 実施の形態２に係る経路調停装置の概略構成図である。 実施の形態２に係る走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態２に係る走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態２に係る走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態２に係る経路調停装置の処理を説明するフローチャートである。 実施の形態３に係る経路調停装置の概略構成図である。 実施の形態３に係る小集団リストを説明するための図である。 実施の形態３に係る走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る走行領域の判定を説明するための模式図である。 実施の形態３に係る経路調停装置の処理を説明するフローチャートである。 実施の形態４に係る経路調停装置の概略構成図である。

１．実施の形態１
実施の形態１に係る経路調停装置１と、自動運転制御装置２５を搭載した複数の車両２０と、を備えた自動運転及び経路調停システムについて図面を参照して説明する。図１は、自動運転及び経路調停システムの概略全体構成を示す図である。

経路調停装置１は、ネットワーク網３に接続されたサーバ２に設けられている。すなわち、サーバ２が、経路調停装置１のアプリケーション（プログラム）を実行することにより、経路調停装置１の機能が実現される。本実施の形態では、経路調停装置１は、複数設けられており、複数の車両の走行経路を分担して調停する。また、サーバ２は、例えば、ＭＥＣ(Multi-access Edge Computing)サーバとされる。ＭＥＣの詳細は、例えば、文献（ＥＴＳＩ ＧＳ ＭＥＣ ００３ Ｖ２．１．１ （２０１９－０１）に記載されている。ネットワーク網３は、例えば、コアネットワークとされる。経路調停装置１及びサーバ２は、管制する地域の近くに設定されてもよい。

各車両２０は、無線通信により、近くの基地局４に接続される。複数の基地局４が、道路網をカバーできるように、各地点に分散して設けられている。基地局４は、４Ｇ、５Ｇ等のセルラー方式の無線通信の規格を用いて、通信圏内に存在する車両に搭載された移動端末機器と無線通信を行う無線局であり、ネットワーク網３に接続されている。よって、各車両２０と経路調停装置１とは、基地局４及びネットワーク網３を介して通信接続される。

１－１．経路調停装置１の構成
図２に、経路調停装置１の概略構成図を示す。経路調停装置１は、通信部４０、目標経路受信部４１、経路重複判定部４２、優先度判定部４３、走行領域判定部４４、走行領域送信部４５、回避事由送信部４６、委譲情報受信部４７、及び判定遅延部４８等を備えている。

通信部４０は、複数の車両と通信する。本実施の形態では、上述したように、通信部４０は、ネットワーク網３に接続されており、ネットワーク網３及び基地局４を介して、調停対象の車両と通信する。調停対象の車両は、例えば、経路調停装置１が管制している地域に位置している車両とされる。

目標経路受信部４１は、各車両から目標走行経路を受信する。本実施の形態では、目標走行経路は、各時刻の車両の位置（緯度、経度、標高）、車両の速度、及び車両の向き等の時系列データである。図３に、目標走行経路の時系列データの例を示す。図３の例では、時刻、緯度、経度、車速、及び車両の向き（例えば、車両の前後方向の方位）からなる時系列データである。また、目標走行経路のデータには、車両の種別、車両の輪郭形状、車両の情報、及び車両の緊急性等の車両の基本情報が含まれる。車両の種別は、例えば、救急車、パトカー、路線バス、貨物車、タクシー、一般乗用車、二輪バイク等である。車両の情報は、例えば、車両の性能、車両の状態、搭乗者人数等である。委譲情報受信部４７は、各車両から、他車両に走行経路を譲ってもよい旨の委譲許可情報を受信する。

判定遅延部４８は、各車両から目標走行経路を受信するまで、後述する経路重複判定部４２の判定を遅らせる。この構成によれば、各車両の目標走行経路が揃った状態で、経路重複判定部４２の判定を行わせることができ、経路重複判定部４２の判定精度を向上させることができる。なお、判定遅延部４８は、互いに近接している複数の車両毎に、目標走行経路の受信を管理していてもよい。判定遅延部４８は、予め設定された待ち時間が経過しても、各車両の目標走行経路が揃わない場合は、経路重複判定部４２の判定を開始させてもよい。なお、各車両の待ち時間は、上述したように、各車両から目標走行経路と併せて送信された待ち時間に設定されてもよい。

回避事由送信部４６は、後述する走行領域判定部４４により回避走行領域を判定することとなった低優先車両に対して、回避走行領域を判定することとなった回避事由を送信する。そして、回避事由を受け取った車両は、後述するように、スピーカー２４ｂ又はディスプレイ２４ｃにより、回避事由を搭乗者に報知する。回避事由は、例えば、「緊急車両に進路を譲るため車線変更が生じます」、「右側車両に進路を譲るため、車線変更が生じます」、「右側車両に進路を譲るため、減速が生じます」、「周辺の走行状況を考慮して、走行経路が生じます」等とされる。この構成によれば、低優先車両の搭乗者が、自車両の走行状態を知ることができ、搭乗者の利便性を高めることができる。

＜車両間の走行経路の調停の必要性＞
車両間の目標走行経路の相互重複が生じる場合は、車両の接触を防止するため、車両間の目標走行経路が相互に重複しないように、調停する必要がある。特に、複数の車両が同時期に車線変更を行う場合は、他車両の車線変更を事前に予測することが比較的に難しいため、車両間の目標走行経路が相互に重なる場合がある。特に、同時に２台以上の車両が車線変更を行う場合は、事前予測の難易度が高くなる。

図４の例を用いて、車線変更に伴う走行経路の重なりを説明する。図４は、第１車両１００及び第２車両２００から受信した目標走行経路を、道路形状に重ねて可視化している。第１車両１００が、現在時刻Ｔから３００ｍｓ後（Ｔ＋３００ｍｓ）に車線変更を開始しており、第２車両２００が、現在時刻Ｔから３００ｍｓ後（Ｔ＋３００ｍｓ）に車線変更を開始している。そして、現在時刻Ｔから５００ｍｓ後（Ｔ＋５００ｍｓ）及び６００ｍｓ後（Ｔ＋６００ｍｓ）において、第１車両１００の車両位置と第２車両２００の車両位置とが相互に重なっている。

この場合でも、各車両は自律的な自動運転により、車両同士の接触を回避することができるが、急な走行操作が必要になる。そこで、事前に走行経路の重なりを予測し、事前に走行経路の重なりを回避し、円滑な走行操作を行うことが望まれる。

＜走行車線の重複の回避＞
そこで、経路重複判定部４２は、各車両の目標走行経路が相互に重なるか否かを判定する。優先度判定部４３は、車両間の優先度を判定する。走行領域判定部４４は、目標走行経路の相互重複が生じると判定された場合に、目標走行経路が相互に重なると判定された重複車両の内、優先度が最も高い車両である最優先車両が、最優先車両の目標走行経路に即して走行できる領域である優先走行領域を判定する。また、走行領域判定部４４は、重複車両の内、最優先車両以外の車両である低優先車両が、優先走行領域を避けつつ走行できる領域である回避走行領域を判定する。走行領域送信部４５は、通信部４０を介して、優先走行領域を最優先車両に送信し、最優先車両を前記優先走行領域の範囲内を走行させ、回避走行領域を低優先車両に送信し、低優先車両を回避走行領域の範囲内を走行させる。

この構成によれば、受信した複数の車両の目標走行経路に基づいて、事前に走行経路の重なりを予測することができる。そして、車両間の優先度が判定され、最も優先度が高い最優先車両には、最優先車両の目標走行経路に即して走行できる領域である優先走行領域を判定して送信し、最優先車両を優先走行領域の範囲内を、最優先車両の目標走行経路に即して優先的に走行させることができる。また、優先度が低い低優先車両には、優先走行領域を避けつつ走行できる領域である回避走行領域を判定して送信し、低優先車両を回避走行領域の範囲内を走行させ、最優先車両との接触を回避させる回避走行を行わせることができる。よって、事前に走行経路の重なりを回避し、各車両に円滑な走行操作を行わせることができる。

この際、各車両には走行経路を送信するのではなく、各車両が走行できる走行領域を送信するので、各車両に、各車両が認識した周辺の走行状況を考慮させて、走行領域の範囲内で、自由度を持たせて、安全かつ適切に走行させることができる。

また、優先度の高い車両の走行経路を優先させるので、交通システムの車両の流れを円滑化させたり、緊急性の高い車両を優先して走行させたりすることができる。また、相互重複が生じない場合は、各車両に走行領域を送信しないので、各車両の自律的な走行を阻害することはなく、交通システムの車両の流れを円滑化させることができる。以下で、各構成について詳細に説明する。

＜経路重複判定部４２＞
上述したように、経路重複判定部４２は、受信した各車両の目標走行経路が相互に重なるか否かを判定する。例えば、経路重複判定部４２は、各車両の目標走行経路が車線変更に伴って相互に重なるか否かを判定する。車線変更には、複数の走行車線を有する道路における走行車線の変更、現在の走行道路から別の道路への移動に伴う走行車線の変更（例えば、道路の合流点又は分岐点における合流又は退出、右左折）等が含まれる。

本実施の形態では、経路重複判定部４２は、各車両の目標走行経路に基づいて、車線変更を行う車両を判定する。例えば、経路重複判定部４２は、各車両の目標走行経路と高精度地図データとを照らし合わせて、車線が変化している車両を特定したり、車両の向きの変化から車線変更を行う車両を特定したりする。そして、経路重複判定部４２は、各時刻において、車線変更を行う車両の位置が、他の各車両の位置と判定距離よりも近接しているか否かを判定する。車線変更を行う車両が２台以上ある場合は、経路重複判定部４２は、車線変更を行う各車両について、同様の判定を行う。

また、経路重複判定部４２は、車線変更を伴っていないが、同一車線における各車両の速度の差などにより、各車両の目標走行経路が相互に重なるか否かも判定する。

経路重複判定部４２は、各車両の輪郭形状及び各車両の向きも考慮して、車両間の近接を判定する。並走する２台の車両が、近接していると判定されないように、車両の左右方向の判定距離は、車両の前後方向の判定距離よりも短く設定される。経路重複判定部４２は、車両間の輪郭が、各車両の左右方向において、左右方向の判定距離よりも近接しているか否かを判定し、車両間の輪郭が、各車両の前後方向において、前後方向の判定距離よりも近接しているか否かを判定する。

例えば、図４の例では、時刻Ｔ＋５００ｍｓからＴ＋６００ｍｓにおいて、車線変更を行う第１車両１００と第２車両２００とが相互に重なると判定される。

＜優先度判定部４３＞
上述したように、優先度判定部４３は、車両間の優先度を判定する。車両間の優先度は、車両間の優先順位とも表現できる。なお、優先度判定部４３は、相互に重なると判定された車両の間で優先度を判定してもよいし、相互に重なると判定された車両及び重複車両の周辺の車両の間で優先度を判定してもよい。後者の場合は、重複車両の走行経路の変更により、重複車両の周辺の車両の走行経路に影響を与える場合も対応できる。

本実施の形態では、優先度判定部４３は、複数のルールを組み合わせて、車両間の優先度を判定する。例えば、各ルールには評価点が設定されており、より優先度の高いルールにはより高い評価点が設定されている。優先度判定部４３は、各車両について、各ルールが満たされるか否かを判定し、満たされたルールの評価点を合計し、合計値を各車両の評価点とする。そして、優先度判定部４３は、評価点がより高い車両を、より優先度が高い車両であると判定する。優先度判定部４３は、評価点が同じ複数の車両がある場合は、ランダムに決定した車両を優先させる。

例えば、複数のルールには、以下のようなルールがある。なお、以下のルールは例示であり、これ以外の任意のルール、評価点を用いることができる。例えば、ルール１のルールとルール２のルールとが入れ替えられてもよい。また、各ルールの判定に必要な情報は、各車両、高精度地図データ等からも取得することができる。

ルール１：現在の走行車線の前方に、障害物、歩行者、車線の減少、工事現場等の車両の走行の障害になる事由がある車両であるか。評価点１０。
ルール２：救急車、パトカーなどの緊急車両であるか。評価点８。
ルール３：現在の走行道路から、別の道路に移動する予定の車両であるか。評価点７。
ルール４：現在の走行車線の後方を、緊急車両が走行している車両であるか。評価点５。
ルール５：路線バス等の公共交通機関の車両であるか。評価点４。
ルール６：優先度の判定対象となった他車両よりも前に位置する車両であるか。評価点４。
ルール７：優先度の判定対象となった他車両よりも車速が高い車両であるか。車速としてＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）の設定速度が用いられてもよい。評価点４。
ルール８：車体が長い車両、もしくは長い車両群であるか。評価点４。
ルール９：追い越し車線又は高速側の車線を走行中の車両であるか。評価点４。
ルール１０：優先度の判定対象となった他車両よりも車線変更禁止区間に近い車両であるか。評価点４。
ルール１１：優先度の判定対象となった他車両よりも搭乗人数が多い車両であるか。評価点４。
ルール１２：最近車線を譲った車両であるか。評価点４。

このように、優先度判定部４３は、少なくとも、車線変更の必要性に係る複数のルールを組み合わせて、車両間の優先度を判定する。なお、上記の例では、ルール１、ルール３、ルール４、ルール１０等が、車線変更の必要性に係るルールに該当する。

優先度判定部４３は、委譲許可情報を受け取った車両の優先度を、委譲許可情報を受け取っていない車両の優先度よりも低くする。例えば、優先度判定部４３は、評価点が同じ複数の車両がある場合は、委譲許可情報を受け取った車両の優先度を低くする。また、優先度判定部４３は、委譲許可情報を受け取った車両の評価点を減算してもよい。

例えば、図４の例では、第１車両１００が、第２車両２００よりも前に位置しているため、ルール６が満たされ、第１車両１００の評価点が４加算される。一方、第２車両２００が、追い越し車線を走行中であるため、ルール９が満たされ、第２車両２００の評価点が４加算される。また、第２車両２００の車速が、第１車両１００の車速よりも高いため、ルール７が満たされ、第２車両２００の評価点が４加算される。よって、第１車両１００の合計の評価点が４になり、第２車両２００の合計の評価点が８になるため、第２車両２００の優先度が、第１車両１００の優先度よりも高くなる。

＜走行領域判定部４４＞
上述したように、走行領域判定部４４は、目標走行経路の相互重複が生じると判定された場合に、目標走行経路が相互に重なると判定された重複車両の内、優先度が最も高い車両である最優先車両が、最優先車両の目標走行経路に即して走行できる領域である優先走行領域を判定する。また、走行領域判定部４４は、重複車両の内、最優先車両以外の車両である低優先車両が、優先走行領域を避けつつ走行できる領域である回避走行領域を判定する。ここで、「最優先車両が、最優先車両の目標走行経路に即して走行できる優先走行領域」は、「最優先車両が、最優先車両の目標走行経路を基準に走行できる領域」、又は「最優先車両が、最優先車両の目標走行経路を含み走行できる領域」等とも表現できる。

本実施の形態では、走行領域判定部４４は、優先走行領域として、将来の各時点において、最優先車両が、最優先車両の目標走行経路に即して走行できる各時点の領域を判定する。走行領域判定部４４は、回避走行領域として、低優先車両が、各時点の優先走行領域を避けつつ走行できる各時点の領域を判定する。すなわち、走行領域判定部４４は、優先走行領域及び回避走行領域として、時系列の領域を判定する。

この構成によれば、各時点において、各走行領域が重ならないように設定されるので、時間をずらして、同じ領域を各走行領域に設定することができる。よって、より複雑に走行領域を設定することができる。そして、各時点の走行領域の範囲内で、各車両に自由度を持たせて走行させることができる。

また、走行領域判定部４４は、優先走行領域として、周囲の車両の走行の妨げにならない、最優先車両が走行できる走行車線を含めて、複数の走行車線を含む領域を判定する。また、走行領域判定部４４は、回避走行領域として、周囲の車両の走行の妨げにならない、低優先車両が走行できる走行車線を含めて、複数の走行車線を含む領域を判定する。

この構成によれば、優先走行領域として、設定可能であれば複数の走行車線を含む領域が判定されるので、優先走行領域に判定された複数の走行車線の範囲内を、最優先車両に、自由度を持たせて、安全かつ適切に走行させることができる。回避走行領域として、設定可能であれば複数の走行車線を含む領域が判定されるので、回避走行領域に判定された複数の走行車線の範囲内を、低優先車両に、自由度を持たせて、安全かつ適切に走行させることができる。この複数の走行車線には、周囲の車両の走行の妨げにならないような走行車線が含まれるので、周囲の車両の走行を必要以上に制限することはない。

また、走行領域判定部４４は、最優先車両の優先走行領域を判定する際に、最優先車両の周辺の走行状況を考慮する。走行領域判定部４４は、低優先車両の回避走行領域を判定する際に、低優先車両の周辺の走行状況を考慮する。この構成によれば、周辺の走行状況を考慮した適切で安全な優先走行経路及び回避走行経路を判定することができる。

ここで、周辺の走行状況には、最優先車両又は低優先車両の周辺車両の走行状態、及び最優先車両又は低優先車両の周辺の走行道路の状態等が含まれる。周辺車両が、目標走行経路を受信した車両である場合は、周辺車両の走行状態として、車両の目標走行経路が用いられる。目標走行経路を受信していない車両である場合は、周辺車両の走行状態として、道路監視システム又は他車両から得られた現在の車両の走行状態（例えば、速度及び車両の向き）が用いられる。また、周辺の走行道路の状態として、高精度の地図データから得た道路の形状、車線、標識情報等が用いられる。また、周辺の走行道路の状態として、道路監視システム又は他車両から得た障害物、歩行者、信号情報、渋滞情報等が用いられる。道路監視システムは、各種の情報に基づいて、道路の状態、信号機の状態、走行車両の状態等を監視するシステムである。

以下で、優先走行領域及び回避走行領域について複数の例を説明する。

＜第１ケース＞
走行領域判定部４４は、最優先車両の目標走行経路に車線変更が含まれる場合は、優先走行領域として、最優先車両が、車線変更先の走行車線及び現在の走行車線に沿って走行できる領域を判定する。

例えば、図４の例では、上述したように、第２車両２００の優先度が、第１車両１００の優先度よりも高くなっているので、第２車両２００が、最優先車両に判定され、第１車両１００が、低優先車両に判定される。そして、図５に示すように、走行領域判定部４４は、優先走行領域として、第２車両２００が、車線変更先の第２車線及び現在の走行車線の第３車線に沿って走行できる領域を判定する。

例えば、走行領域判定部４４は、第２車両２００の目標走行経路の各時点の位置を中心とし、前後方向の領域設定幅及び車線幅を有する車線の領域を、各時点の優先走行領域に設定する。また、走行領域判定部４４は、設定された各時点の優先走行領域が車線変更先の走行車線である場合は、各時点の優先走行領域を、現在の走行車線が含まれるように、横方向に拡張する。この現在の走行車線に拡張する領域に、目標走行経路が重複していない他車両の目標走行経路が存在する場合など、現在の走行車線への拡張により、周囲の車両の走行を妨げる場合は、拡張が行われない。

前後方向の領域設定幅は、車両の速度が大きくなるに従って増加される。この優先走行領域の判定の際、最優先車両の周辺の走行状況が考慮されるが、特に考慮すべき、低優先車両以外の周辺車両の走行状態、周辺の走行道路の状態がないので、上述したように設定される。

このように優先走行領域が設定されるので、最優先車両は、当初の目標走行経路に従って、他の車両に接触する可能性がなく、優先的に車線変更を行って、走行できる。また、障害物の発生などの何らかの要因により、車線変更を行えなくなった場合でも、優先走行領域に現在の走行車線も含まれるので、他の車両に接触する可能性がなく、優先的に現在の走行車線を走行することもできる。よって、最優先車両に、当初の目標走行経路に従った安全な走行を可能としつつ、最優先車両に、最優先車両が認識した周辺の走行状況を考慮させて、現在の走行車線及び車線変更先の走行車線を含む優先走行領域の範囲内で、自由度を持たせて、安全かつ適切に走行させることができる。

図４の例のように、走行領域判定部４４は、低優先車両の車線変更に伴って目標走行経路の相互重複が生じる場合は、回避走行領域として、低優先車両が、加速又は減速を行うことより、最優先車両の優先走行領域を避けつつ車線変更を行うことができる領域を判定する。

図５に太い点線で示すように、低優先車両である第１車両１００が減速を行えば、第２車両２００の後方で車線変更を行うことができる。よって、走行領域判定部４４は、図５に太い点線で示すように、第１車両１００に減速を行わせ、優先走行領域の後方で車線変更を行うことができる時系列の回避走行経路を判定し、回避走行経路の各時点の位置を中心とし、前後方向の領域設定幅及び車線幅を有する車線の領域を、各時点の回避走行領域に設定する。この場合、走行領域判定部４４は、設定された各時点の回避走行領域が車線変更先の走行車線である場合は、各時点の回避走行領域を現在の走行車線が含まれるように、横方向に拡張する。この現在の走行車線に拡張する領域に、目標走行経路が重複していない他車両の目標走行経路が存在する場合など、現在の走行車線への拡張により、周囲の車両の走行を妨げる場合は、拡張が行われない。

この回避走行領域の判定の際、低優先車両の周辺の走行状況が考慮されるが、特に考慮すべき、最優先車両以外の周辺車両の走行状態、周辺の走行道路の状態がないので、上述したように設定される。なお、走行領域判定部４４は、最優先車両の車速が低い場合などにおいて、低優先車両に加速を行わせ、優先走行領域の前方で車線変更を行わせる回避走行経路を判定してもよい

このように回避走行領域が設定されるので、低優先車両は、最優先車両に進路を譲り、最優先車両との接触を避けつつ、車線変更を行って、走行できる。また、障害物の発生などの何らかの要因により、車線変更を行えなくなった場合でも、回避走行領域に現在の走行車線も含まれるので、最優先車両に接触する可能性がなく、現在の走行車線を走行することもできる。よって、低優先車両に、最優先車両との接触を避けた安全な車線変更を可能としつつ、低優先車両に、低優先車両が認識した周辺の走行状況を考慮させて、現在の走行車線及び車線変更先の走行車線を含む回避走行領域の範囲内で、自由度を持たせて、安全かつ適切に走行させることができる。

＜第２ケース＞
次に、図４の状況において、図５に示した回避走行領域とは別の設定例を示す。すなわち、走行領域判定部４４は、低優先車両の車線変更に伴って目標走行経路の相互重複が生じる場合は、回避走行領域として、低優先車両が、優先走行領域を避けつつ現在の走行車線に沿って走行できる領域を判定する。

例えば、図６に示すように、走行領域判定部４４は、低優先車両である第１車両１００の目標走行経路の各時点の車速又は現在の車速で、現在の走行車線を走行した場合の各時点の位置を中心とし、前後方向の領域設定幅及び車線幅を有する車線の領域を、各時点の回避走行領域に設定する。この回避走行領域の判定の際、低優先車両の周辺の走行状況が考慮されるが、特に考慮すべき、最優先車両以外の周辺車両の走行状態、周辺の走行道路の状態がないので、上述したように設定される。

このように回避走行領域が設定されるので、低優先車両は、現在の走行車線を走行することにより、最優先車両に進路を譲り、最優先車両との接触を避けることができる。また、回避走行領域の範囲内で、減速又は加速を行う等、自由度を持たせて、安全かつ適切に走行させることができる。

＜第３ケース＞
次に、図７及び図８を用いて、第３ケースを説明する。図７は、受信した第１車両１００及び第２車両２００の目標走行経路を示しており、図８は、走行領域判定部４４の判定後の優先走行領域及び回避走行領域を示している。図７において、第２車両２００の目標走行経路は、現在時刻Ｔから３００ｍｓ後（Ｔ＋３００ｍｓ）に車線変更を開始しており、第１車両１００の目標走行経路は、現在の走行車線を維持している。そして、現在時刻Ｔから４００ｍｓ後（Ｔ＋４００ｍｓ）から６００ｍｓ後（Ｔ＋６００ｍｓ）において、第２車両２００の車線変更に伴って、第１車両１００の車両位置と第２車両２００の車両位置とが相互に重なっている。

図７の例では、図４の場合と同様に、第１車両１００の合計の評価点が４になり、第２車両２００の合計の評価点が８になるため、第２車両２００の優先度が、第１車両１００の優先度よりも高くなる。よって、第２車両２００が、最優先車両に判定され、第１車両１００が、低優先車両に判定される。

図８に示すように、最優先車両である第２車両２００の優先走行領域は、図５及び図６と同様に設定されているので説明を省略する。一方、走行領域判定部４４は、回避走行領域として、低優先車両が、減速又は加速を行うことより、優先走行領域を避けつつ走行できる領域を判定する。

例えば、走行領域判定部４４は、図８に太い点線で示すように、現在の走行車線において、第１車両１００に減速を行わせ、優先走行領域の後方を走行する時系列の回避走行経路を判定し、回避走行経路の各時点の位置を中心とし、前後方向の領域設定幅及び車線幅を有する車線の領域を、各時点の回避走行領域に設定する。この場合、走行領域判定部４４は、各時点の回避走行領域を、第１車線に横方向に拡張する。この第１車線に拡張する領域に、目標走行経路が重複していない他車両の目標走行経路が存在する場合など、現在の走行車線への拡張により、周囲の車両の走行を妨げる場合は、拡張が行われない。なお、第３車線は、最優先車両が走行する車線であるため、第３車線への拡張は行われていないが、最優先車両が前方に通過した後は、拡張されてもよい。

低優先車両は、現在の走行車線を減速して走行することにより、最優先車両に進路を譲り、最優先車両との接触を避けることができる。また、車両の特性に合わせて、回避走行領域の範囲内で、速度を調整し、安全かつ適切に走行させることができる。何らかの要因に対して、第１車線に車線変更をすることも可能である。

＜第４ケース＞
次に、図７の状況において、図８に示した回避走行領域とは別の設定例を示す。すなわち、走行領域判定部４４は、回避走行領域として、低優先車両が、車線変更を行うことにより、優先走行領域を避けつつ走行できる領域を判定する。

例えば、走行領域判定部４４は、図９に太い点線で示すように、第１車両１００に車線変更を行わせ、優先走行領域を回避する時系列の回避走行経路を判定し、回避走行経路の各時点の位置を中心とし、前後方向の領域設定幅及び車線幅を有する車線の領域を、各時点の回避走行領域に設定する。この際、走行領域判定部４４は、周辺の走行状況として、最優先車両とは反対側の左側に車線が存在すること、その左側の車線に他車両、障害物等が存在しないことを考慮する。左側の車線が存在しない場合、又は左側の車線に他車両などが存在する場合は、上述した第３ケースのように、減速又は加速を行わせる回避走行領域が判定される。

＜第５ケース＞
走行領域判定部４４は、最優先車両の目標走行経路に車線変更が含まれない場合は、優先走行領域として、最優先車両が、現在の走行車線に沿って走行できる領域を判定する。

この構成によれば、最優先車両の目標走行経路に車線変更が含まれない場合は、最優先車両に、現在の走行車線に沿って設定された優先走行領域の範囲内で、減速又は加速を行う等、自由度を持たせて、安全かつ適切に走行させることができる。

例えば、図１０及び図１１を用いて、第５ケースの場合を説明する。図１０は、受信した第１車両１００及び第２車両２００の目標走行経路を示しており、図１１は、走行領域判定部４４の判定後の優先走行領域及び回避走行領域を示している。図１０において、第１車両１００の目標走行経路は、現在時刻Ｔから３００ｍｓ後（Ｔ＋３００ｍｓ）に右側車線への車線変更を開始しており、第２車両２００の目標走行経路は、現在の走行車線を維持している。そして、現在時刻Ｔから４００ｍｓ後（Ｔ＋４００ｍｓ）付近において、第１車両１００の車線変更に伴って、第１車両１００の車両位置と第２車両２００の車両位置とが相互に重なっている。

図１０の例では、図４の場合と同様に、第１車両１００の合計の評価点が４になり、第２車両２００の合計の評価点が８になるため、第２車両２００の優先度が、第１車両１００の優先度よりも高くなる。よって、第２車両２００が、最優先車両に判定され、第１車両１００が、低優先車両に判定される。

そして、図１１に示すように、走行領域判定部４４は、最優先車両である第２車両２００の目標走行経路に車線変更が含まれないので、優先走行領域として、第２車両２００が、現在の走行車線である第２車線に沿って走行できる領域を判定する。例えば、走行領域判定部４４は、第２車両２００の目標走行経路の各時点の位置を中心とし、前後方向の領域設定幅及び車線幅を有する車線の領域を、各時点の優先走行領域に設定する。走行領域判定部４４は、各時点の優先走行領域を、第３車線に横方向に拡張している。この第３車線に拡張する領域に、目標走行経路が重複していない他車両の目標走行経路が存在する場合など、現在の走行車線への拡張により、周囲の車両の走行を妨げる場合は、拡張が行われない。なお、第１車線は、低優先車両が走行する車線であるため、第１車線への拡張は行われない。

この優先走行領域の判定の際、最優先車両の周辺の走行状況が考慮されるが、特に考慮すべき、低優先車両以外の周辺車両の走行状態、周辺の走行道路の状態がないので、上述したように設定される。

一方、第１ケースの図５と同様に、走行領域判定部４４は、低優先車両である第１車両１００の車線変更に伴って目標走行経路の相互重複が生じているので、回避走行領域として、低優先車両が、減速を行うことより、最優先車両の優先走行領域を避けつつ車線変更を行うことができる領域を判定している。第２ケースの図６と同様に、走行領域判定部４４は、回避走行領域として、低優先車両が、優先走行領域を避けつつ現在の走行車線に沿って走行できる領域を判定してもよい。

＜第６ケース＞
走行領域判定部４４は、低優先車両が複数台ある場合は、複数の低優先車両の回避走行領域として、優先度のより低い低優先車両が、最優先車両の優先走行領域、及び優先度のより高い低優先車両の回避走行領域を避けつつ走行できる領域を判定する。

この構成によれば、低優先車両が複数台ある場合でも、優先度がより高い車両の走行を優先させるので、交通システムの車両の流れをより円滑化させたり、より緊急性の高い車両を優先して走行させたりすることができる。

例えば、図１２及び図１３を用いて、第６ケースの場合を説明する。図１２は、受信した第１車両１００、第２車両２００、及び第３車両３００の目標走行経路を示しており、図１３は、走行領域判定部４４の判定後の優先走行領域及び回避走行領域を示している。図１２において、第１車両１００の目標走行経路は、現在時刻Ｔから３００ｍｓ後（Ｔ＋３００ｍｓ）に右側車線への車線変更を開始しており、第２車両２００の目標走行経路は、現在の走行車線を維持しており、第３車両３００の目標走行経路は、現在時刻Ｔから３００ｍｓ後（Ｔ＋３００ｍｓ）に左側車線への車線変更を開始している。そして、現在時刻Ｔから４００ｍｓ後（Ｔ＋４００ｍｓ）において、第１車両１００及び第３車両の３００の車線変更に伴って、第１車両１００、第２車両２００、及び第３車両３００の車両位置が相互に重なっている。

図１２の例では、第２車両２００が、緊急車両であるため、ルール２が満たされ、他の重複車両よりも評価点が高くなり、最優先車両に判定され、第１車両１００及び第３車両３００が低優先車両に判定される。そして、第１車両１００が、第３車両３００よりも前に位置しているため、ルール６が満たされ、第１車両１００の評価点が４加算される。また、第３車両３００の車速が、第１車両１００の車速よりも高いため、ルール７が満たされ、第１車両１００の評価点が４加算される。一方、第３車両３００が、追い越し車線を走行中であるため、ルール９が満たされ、第３車両３００の評価点が４加算される。よって、第３車両３００の合計の評価点が８になり、第１車両１００の合計の評価点が４になるため、第３車両３００の優先度が、第１車両１００の優先度よりも高くなる。

図１３に示すように、図１１の第５ケースと同様に、走行領域判定部４４は、最優先車両である第２車両２００の目標走行経路に車線変更が含まれないので、優先走行領域として、第２車両２００が、現在の走行車線である第２車線に沿って走行できる領域を判定する。例えば、走行領域判定部４４は、第２車両２００の目標走行経路の各時点の位置を中心とし、前後方向の領域設定幅及び車線幅を有する車線の領域を、各時点の優先走行領域に設定する。走行領域判定部４４は、各時点の優先走行領域を、第１車線及び第３車線に横方向に拡張していない。これは、第１車線及び第３車線を第１車両１００及び第３車両３００が走行しており、これら周囲の車両の走行の妨げるためである。

次に、走行領域判定部４４は、低優先車両の中で、第１車両１００よりも優先度の高い第３車両３００の回避走行経路を判定する。走行領域判定部４４は、第３車両３００の車線変更に伴って目標走行経路の相互重複が生じているので、回避走行領域として、第３車両３００が、車線変更のタイミングを遅らせることにより、優先走行領域を避けつつ車線変更を行うことができる領域を判定する。

走行領域判定部４４は、図１３に太い一点鎖線で示すように、第３車両３００に車線変更のタイミングを遅らせることにより、優先走行領域の後方で車線変更を行うことができる時系列の回避走行経路を判定し、回避走行経路の各時点の位置を中心とし、前後方向の領域設定幅及び車線幅を有する車線の領域を、各時点の回避走行領域に設定する。この場合、走行領域判定部４４は、設定された各時点の回避走行領域が車線変更先の走行車線である場合は、各時点の回避走行領域を現在の走行車線が含まれるように、横方向に拡張する。この現在の走行車線に拡張する領域に、目標走行経路が重複していない他車両の目標走行経路が存在する場合など、現在の走行車線への拡張により、周囲の車両の走行を妨げる場合は、拡張が行われない。

そして、走行領域判定部４４は、第３車両３００よりも優先度の低い第１車両１００に、第２車両２００の優先走行領域及び第３車両３００の回避走行領域を避けつつ、車線変更を行わせるために、第１車両１００に減速をさせることにより、第２車両２００の優先走行領域及び第３車両３００の回避走行領域を避けつつ車線変更を行うことができる領域を判定する。走行領域判定部４４は、図１３に太い点線で示すように、第１車両１００に減速を行わせることにより、第２車両２００の優先走行領域及び第３車両３００の回避走行領域の後方で車線変更を行うことができる時系列の回避走行経路を判定し、回避走行経路の各時点の位置を中心とし、前後方向の領域設定幅及び車線幅を有する車線の領域を、各時点の回避走行領域に設定する。この場合、走行領域判定部４４は、設定された各時点の回避走行領域が車線変更先の走行車線である場合は、各時点の回避走行領域を現在の走行車線が含まれるように、横方向に拡張する。この現在の走行車線に拡張する領域に、目標走行経路が重複していない他車両の目標走行経路が存在する場合など、現在の走行車線への拡張により、周囲の車両の走行を妨げる場合は、拡張が行われない。

＜経路調停装置１のハードウェア構成例＞
経路調停装置１の各機能は、経路調停装置１が備えた処理回路により実現される。経路調停装置１は、図１４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置７０（コンピュータ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ハードディスク（ＨＤＤ）等の記憶装置７１、データ通信を行う通信装置７２等を備えている。通信装置７２は、ネットワーク網３に接続され、有線データ通信を行う。

経路調停装置１のハードディスク等の記憶装置７１には、各機能のためのプログラム、及び高精度の地図データ等が記憶されている。経路調停装置１の各処理は、演算処理装置７０が、記憶装置７１に記憶されたプログラム（ソフトウェア）を実行し、記憶装置７１、通信装置７２等の他のハードウェアと協働することにより実現される。

＜経路調停装置１のフローチャート＞
次に、経路調停装置１の処理について、図１５のフローチャートを用いて説明する。図１５のフローチャートの処理は、例えば一定の演算周期毎に、繰り返し実行される。

ステップＳ０１で、上述したように、目標経路受信部４１は、通信部４０を介して、各車両から目標走行経路を受信する。また、ステップＳ０２で、委譲情報受信部４７は、各車両から委譲許可情報を受信する。ステップＳ０３で、上述したように、判定遅延部４８は、各車両から目標走行経路を受信するまで、経路重複判定部４２の判定を遅らせる。

ステップＳ０４で、上述したように、経路重複判定部４２は、受信した各車両の目標走行経路が相互に重なるか否かを判定し、重なると判定した場合は、ステップＳ０６に進み、重ならないと判定した場合は、ステップＳ０５に進む。ステップＳ０５で、走行領域判定部４４は、通信部４０を介して、各車両に対して目標走行経路を維持する指令を送信する。

一方、ステップＳ０６で、上述したように、優先度判定部４３は、車両間の優先度を判定する。そして、ステップＳ０７で、上述したように、走行領域判定部４４は、目標走行経路が相互に重なると判定された重複車両の内、優先度が最も高い車両である最優先車両が、最優先車両の目標走行経路に即して走行できる領域である優先走行領域を判定する。そして、走行領域送信部４５は、通信部４０を介して、優先走行領域を最優先車両に送信し、最優先車両を優先走行領域の範囲内を走行させる。

ステップＳ０８で、上述したように、走行領域判定部４４は、重複車両の内、最優先車両以外の車両である低優先車両が、優先走行領域を避けつつ走行できる領域である回避走行領域を判定する。そして、走行領域送信部４５は、通信部４０を介して、回避走行領域を低優先車両に送信し、低優先車両を回避走行領域の範囲内を走行させる。

ステップＳ０９で、回避事由送信部４６は、走行領域判定部４４により回避走行領域を判定することとなった低優先車両に対して、回避走行領域を判定することとなった回避事由を送信する。

１－２．車両の構成
図１６に、各車両２０に搭載されたシステムの概略構成を示す。各車両２０は、車載ネットワーク２１、通信装置２２、ロケータ２３、ナビゲーション装置２４、自動運転制御装置２５、動力制御装置２６、ブレーキ制御装置２７、自動操舵制御装置２８、及びライト制御装置２９等を備えている。

車載ネットワーク２１は、各車載装置２２から２９の相互の通信を行うネットワークである。例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、Ｆｌｅｘｒａｙ（いずれも、登録商標）等の通信規格が用いられる。

通信装置２２は、アンテナ２２ａを用いて、通信圏内に存在する基地局４と無線通信を行い、経路調停装置１とデータ通信を行う通信装置である。また、通信装置２２は、近くの車両と通信してもよい。

ロケータ２３は、自車両の位置を認識する装置であり、ＧＰＳアンテナ、加速センサ、方位センサ等を有している。ロケータ２３は、ＧＰＳアンテナ等から得た自車両の位置情報（緯度、経度、標高）及び周辺監視装置２５ａから得た情報等と、高精度の地図データとをマッチングし、自車両の高精度な位置情報を認識する。

ナビゲーション装置２４は、ロケータ２３から得た自車両の現在位置、目標地点、地図データ、及び道路状況に基づいて、現在位置から目標地点までの目標経路を決定する。ナビゲーション装置２４は、ヒューマンインターフェイス２４ａを備えており、搭乗者による目標地点の設定を受け付ける。ナビゲーション装置２４は、ナビゲーション情報を、スピーカー２４ｂ及びディスプレイ２４ｃに出力し、搭乗者に提示することができる。

自動運転制御装置２５は、自動運転のための認知・判断・制御を行う装置である。図１７に示すように、自動運転制御装置２５は、センサ情報取得部２５１、認知部２５２、通信部２５３、目標走行経路生成部２５４、管理部２５５、目標走行経路変更部２５６、及び車両制御部２５７等を備えている。

通信部２５３は、車載ネットワーク２１を介して他の車載装置と通信する。センサ情報取得部２５１は、周辺監視装置２５ａから情報を取得する。周辺監視装置２５ａは、自車両の周辺を監視するカメラ及びレーダ等である。レーダには、ミリ波レーダ、レーザレーダ、超音波レーダ等が用いられる。

＜認知部２５２＞
認知部２５２は、自車両の周辺の走行状況を認知する。本実施の形態では、認知部２５２は、自車両の位置情報、高精度の地図データ、周辺監視装置２５ａから得た周辺情報に基づいて、周辺車両の走行状態及び走行道路の状態等の周辺の走行状況を認知する。周辺車両の走行状態として、周辺車両の位置、速度、走行方向、走行車線、大きさ、及び種別等が認知される。走行道路の状態として、道路の形状、車線、障害物の有無、歩行者の有無、道路標識情報、車線変更の禁止区間等の道路の交通ルール、信号情報、及び渋滞情報等が認知される。

＜目標走行経路生成部２５４＞
そして、目標走行経路生成部２５４は、自車両の周辺の走行状況を考慮し、自車両が走行する目標走行経路を決定する。本実施の形態では、目標走行経路生成部２５４は、ナビゲーション装置２４により設定された目標地点までの目標経路に沿って走行するために、認知した周辺の走行状況に合わせた、近距離の目標走行経路を決定する。近距離の目標走行経路は、現在から所定距離前方又は所定時間先までの目標走行経路とされる。どれだけ未来の目標走行経路が決定されるかは、任意であるが、例えば、周辺監視装置２５ａにより検知できる範囲に対応した範囲内の目標走行経路が決定される。

例えば、目標走行経路生成部２５４は、周辺監視装置２５ａにより自車両の前方に他車両、障害物、歩行者等が検出された場合は、他車両、障害物、歩行者等への接触を避けるような目標走行経路を決定する。また、目標走行経路生成部２５４は、周辺監視装置２５ａにより、高精度地図データとは異なる道路形状が認知された場合は、認知した道路形状に合わせた目標走行経路を決定する。また、目標走行経路生成部２５４は、周辺監視装置２５ａにより標識情報、信号情報が認知された場合は、認知した標識情報、信号情報に合わせた目標走行経路を決定する。なお、目標走行経路生成部２５４は、ナビゲーション装置２４により設定された目標経路を変更する必要がない場合は、ナビゲーション装置２４の目標経路に合わせた目標走行経路を決定する。目標走行経路は、将来の各時刻における車両の位置、車両の進行方向、車両の速度、走行車線、及び車線変更を行う位置等の時系列の走行計画である。

＜管理部２５５＞
管理部２５５は、決定した目標走行経路を、通信装置２２を介して経路調停装置１に送信する。例えば、管理部２５５は、目標走行経路のデータとして、各時刻の車両の位置（緯度、経度、標高）、車両の速度、及び車両の向き等の時系列データを送信する。上述したように、図４に、目標走行経路の時系列データの例を示す。図４の例では、時刻、緯度、経度、車速、及び車両の向き（例えば、車両の前後方向の方位）からなる時系列データである。

なお、送信する目標走行経路のデータには、車両の基本情報が含まれる。基本情報には、車両の種別（例えば、救急車、パトカー、路線バス、貨物車、タクシー、一般乗用車、二輪バイク）、車両の輪郭形状、車両の情報（例えば、車両の性能、車両の状態、搭乗者人数）、及び車両の緊急性の情報がある。

また、管理部２５５は、他車両に走行経路を譲ってもよい旨の委譲の許可が設定されている場合は、目標走行経路のデータに併せて、委譲許可情報を経路調停装置１に送信する。委譲の許可は、ヒューマンインターフェイス２４ａ等を介して搭乗者により設定されたり、車両にデフォルトで設定されたりする。

また、管理部２５５は、後述する経路調停装置１の判定遅延部４８が目標走行経路の受信を待機する待ち時間を、目標走行経路のデータに併せて経路調停装置１に送信してもよい。例えば、管理部２５５が送信する待ち時間は、その目標走行経路を走行する予定の最も未来の時刻と現在の時刻との差に設定される。

上述したように、経路調停装置１は、受信した各車両の目標走行経路が相互に重なるか否かを判定し、重なると判定された車両間の優先度を考慮し、最優先車両が目標走行経路に即して走行できる領域である優先走行領域と、低優先車両が優先走行領域を回避しつつ走行できる領域である回避走行領域とを判定し、最優先車両に優先走行領域を送信し、低優先車両に回避走行領域を送信する。

経路調停装置１が、自車両を最優先車両として判定し、自車両に優先走行領域を送信している場合は、管理部２５５は、経路調停装置１から送信された優先走行領域を受信する。経路調停装置１が、自車両を低優先車両として判定し、自車両に回避走行領域を送信している場合は、管理部２５５は、経路調停装置１から送信された回避走行領域を受信する。

管理部２５５は、回避走行領域と共に、経路調停装置１から回避走行領域を判定することとなった回避事由を受信した場合は、通信部２５３及びナビゲーション装置２４を介して、スピーカー２４ｂ及びディスプレイ２４ｃの一方又は双方により、回避事由を搭乗者に報知する。

＜目標走行経路変更部２５６＞
目標走行経路変更部２５６は、優先走行領域又は回避走行領域を受信した場合は、自車両の目標走行経路が優先走行領域又は回避走行領域の範囲内になるように、自車両の周辺の走行状況を考慮し、目標走行経路を変更する。

図５の優先走行領域及び回避走行領域を受信した場合を例に説明する。図１８に示すように、最優先車両である第２車両２００の目標走行経路変更部２５６は、図１８に細い一点鎖線で示すように送信した目標走行経路が、受信した優先走行領域の範囲内であり、現在の自車両の周辺の走行状況を考慮しても、送信した目標走行経路から変更する必要がないため、図１８に太い一点鎖線で示すように、送信した目標走行経路と同様の目標走行経路を決定している。

一方、低優先車両である第１車両１００の目標走行経路変更部２５６は、図１８に細い点線で示す送信した目標走行経路が、受信した回避走行領域の範囲内でないため、現在の自車両の周辺の走行状況を考慮し、回避走行領域の範囲内になるように、太い点線で示すように目標走行経路を変更している。具体的には、目標走行経路変更部２５６は、第１車両１００を減速し、車線変更を行う目標走行経路に変更している。

図１９に別の例を示す。第１車両１００及び第２車両２００の認知部２５２は、優先走行領域又は回避走行領域を受信する前後で、新たに故障車４００を認知している。そのため、最優先車両である第２車両２００の目標走行経路変更部２５６は、図１９に細い一点鎖線で示すように送信した目標走行経路が、受信した優先走行領域の範囲内であるが、新たに認知した故障車４００を考慮して、優先走行領域の範囲内で、図１９に太い一点鎖線で示すように故障車４００を避ける目標走行経路に変更している。具体的には、優先走行領域が、車線変更先の走行車線だけでなく、現在の走行車線にも拡張されているため、目標走行経路変更部２５６は、第２車線に存在する故障車４００を避けるために、現在の走行車線である第３車線を維持する目標走行経路に変更している。

一方、低優先車両である第１車両１００の目標走行経路変更部２５６は、図１９に細い点線で示す送信した目標走行経路が、受信した回避走行領域の範囲内でないため、新たに認知した故障車４００を考慮して、回避走行領域の範囲内になるように、太い点線で示すように目標走行経路を変更している。具体的には、回避走行領域が、車線変更先の走行車線だけでなく、現在の走行車線にも拡張されているため、目標走行経路変更部２５６は、第２車線に存在する故障車４００を避けるために、現在の走行車線である第１車線を維持する目標走行経路に変更している。

このように、経路調停装置１から各車両には走行経路が送信されるのではなく、各車両が走行できる走行領域が送信されるので、各車両が認識した周辺の走行状況を考慮させて、走行領域の範囲内で、自由度を持たせて、安全かつ適切に走行させることができる。

＜車両制御部２５７＞
管理部２５５は、目標走行経路変更部２５６が目標走行経路を変更した場合は、変更後の目標走行経路を車両制御部２５７に伝達し、目標走行経路変更部２５６が目標走行経路を変更していない場合は、目標走行経路生成部２５４により生成された目標走行経路を車両制御部２５７に伝達する。

車両制御部２５７は、管理部２５５から伝達された目標走行経路に沿って自車両を走行させる。本実施の形態では、車両制御部２５７は、目標走行経路に沿って自車両が走行するように、目標速度、目標操舵角、方向指示器の操作指令等を決定し、目標速度を動力制御装置２６及びブレーキ制御装置２７に指令し、目標操舵角を自動操舵制御装置２８に指令し、方向指示器の操作指令をライト制御装置２９に指令する。

動力制御装置２６は、自車両の速度が目標速度に追従するように、内燃機関、モータ等の動力機２６ａの出力を制御する。ブレーキ制御装置２７は、自車両の速度が目標速度に追従するように、電動ブレーキ装置２７ａのブレーキ動作を制御する。自動操舵制御装置２８は、操舵角が目標操舵角に追従するように、電動操舵装置２８ａを制御する。ライト制御装置２９は、方向指示器の操作指令に従って、方向指示器２９ａを制御する。

なお、自動運転機能を有する車両の構成は、車両製造メーカによって異なるため、本願で説明した構成から異なってもよいが、少なくとも、経路調停装置１に目標走行経路を伝達し、経路調停装置１から伝達された優先走行領域又は回避走行領域の範囲内を自動運転する機能を有する車両であれば、本願の自動運転及び経路調停システムを構成することができる。

＜自動運転制御装置２５のハードウェア構成例＞
自動運転制御装置２５の各機能は、自動運転制御装置２５が備えた処理回路により実現される。自動運転制御装置２５は、図２０に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置８０（コンピュータ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ハードディスク（ＨＤＤ）等の記憶装置８１、データ通信を行う通信装置８２等を備えている。各実施の形態では、通信装置８２は、車載ネットワーク２１、周辺監視装置２５ａ等に接続され、データ通信を行う。

自動運転制御装置２５のハードディスク等の記憶装置８１には、各機能のためのプログラム等が記憶されている。自動運転制御装置２５の各処理は、演算処理装置８０が、記憶装置８１に記憶されたプログラム（ソフトウェア）を実行し、記憶装置８１、通信装置８２等の他のハードウェアと協働することにより実現される。

＜自動運転制御装置２５のフローチャート＞
次に、自動運転制御装置２５の処理について、図２１のフローチャートを用いて説明する。図２１のフローチャートの処理は、例えば一定の演算周期毎に、繰り返し実行される。

ステップＳ２１で、上述したように、通信部２５３は、車載ネットワーク２１を介してナビゲーション装置２４及びロケータ２３等の他の車載装置と通信し、目標地点までの目標経路、自車両の位置情報、高精度の地図データ等の情報を取得する。なお、通信部２５３は、適時、必要に応じて通信する。

ステップＳ２２で、上述したように、センサ情報取得部２５１は、周辺監視装置２５ａから情報を取得する。ステップＳ２３で、上述したように、認知部２５２は、自車両の位置情報、高精度の地図データ、及び周辺監視装置２５ａから得た周辺情報に基づいて、周辺車両の走行状態及び走行道路の状態等の周辺の走行状況を認知する。

ステップＳ２４で、上述したように、目標走行経路生成部２５４は、ナビゲーション装置２４により設定された目標地点までの目標経路に沿って走行するために、認知した周辺の走行状況に合わせた、近距離の目標走行経路を決定する。

ステップＳ２５で、上述したように、管理部２５５は、目標走行経路生成部２５４が決定した目標走行経路を、通信部２５３及び通信装置２２を介して経路調停装置１に送信する。また、管理部２５５は、委譲の許可が設定されている場合は、目標走行経路のデータに併せて、委譲許可情報を経路調停装置１に送信する。

ステップＳ２６で、管理部２５５は、目標走行経路の送信後、予め設定された待機時間が経過するまで、経路調停装置１から優先走行領域又は回避走行領域の受信を待機し、受信した場合は、受信した時点でステップＳ２７に進み、待機時間が経過しても受信していない場合は、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８で、管理部２５５は、経路調停装置１からの受信がタイムアウトしたので、目標走行経路を車両制御部２５７に伝達する。

ステップＳ２７で、上述したように、目標走行経路変更部２５６は、自車両の目標走行経路が優先走行領域又は回避走行領域の範囲内になるように、自車両の周辺の走行状況を考慮し、目標走行経路を変更する。

ステップＳ２９で、管理部２５５は、目標走行経路変更部２５６による変更処理後の目標走行経路を車両制御部２５７に伝達する。また、ステップＳ３０で、管理部２５５は、経路調停装置１から回避走行領域を判定することとなった回避事由を受信した場合は、通信部２５３及びナビゲーション装置２４を介して、スピーカー２４ｂ及びディスプレイ２４ｃの一方又は双方により、回避事由を搭乗者に報知する。

ステップＳ３１で、上述したように、車両制御部２５７は、管理部２５５から伝達された目標走行経路に沿って自車両が走行するように、目標速度、目標操舵角、方向指示器の操作指令等を決定して、動力制御装置２６、ブレーキ制御装置２７、自動操舵制御装置２８、ライト制御装置２９に指令する。そして、各制御装置は、指令値に従って、各装置の制御を行う。

２．実施の形態２
次に、実施の形態２に係る自動運転及び経路調停システムについて説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る自動運転及び経路調停システムの基本的な構成及び処理は実施の形態１と同様である。本実施の形態では、受信した各車両の目標走行経路に対して、周辺の走行状況を考慮した経路変更を行った後、経路重複判定部４２、優先度判定部４３、走行領域判定部４４等の処理を行う点が、実施の形態１と異なる。

図２２に、本実施の形態に係る経路調停装置１の概略構成図を示す。経路調停装置１は、通信部４０から判定遅延部４８に加えて、走行状況考慮部４９を更に備えている。

各車両の目標走行経路に考慮されていない障害物、道路状況等の周辺の走行状況が存在する場合は、各車両から送信された目標走行経路に基づいて走行領域の判定を行っても、判定結果が周辺の走行状況に則したものにならず、適切でないものになる可能性がある。

そこで、走行状況考慮部４９は、周辺の走行状況を考慮して、受信した各車両の目標走行経路を変更する。経路重複判定部４２及び優先度判定部４３は、走行状況考慮部４９による変更処理後の目標走行経路を用いて判定を行う。走行領域判定部４４は、走行状況考慮部４９による変更処理後の目標走行経路を用い、周辺の走行状況を考慮して、優先走行領域及び回避走行領域を判定する。なお、走行状況考慮部４９により目標走行経路が変更されていない車両について、各部の処理において、受信した目標走行経路が用いられる。

この構成によれば、経路調停装置１が把握している周辺の走行状況が考慮されて、各車両の目標走行経路が変更される。そして、変更処理後の目標走行経路を用いて、走行領域の判定が行われ、判定結果が、周辺の走行状況に則した、より適切なものになる。

ここで、周辺の走行状況には、実施の形態１で説明したように、目標走行経路を受信した各車両の周辺車両の走行状態及び周辺の走行道路の状態等が含まれる。周辺車両の走行状態として、道路監視システム又は各車両から得られた車両の走行状態（例えば、速度及び車両の向き）が用いられる。また、周辺の走行道路の状態として、高精度の地図データから得た道路の形状、車線、標識情報等が用いられる。また、周辺の走行道路の状態として、道路監視システム又は各車両から得た障害物、歩行者、信号情報、渋滞情報等が用いられる。

例えば、走行状況考慮部４９は、周辺の走行状況として、目標走行経路上に、障害物、車線減少、工事情報、他車両等の走行の障害になるものがある場合は、その障害になるものを回避するように、目標走行経路を変更する。走行状況考慮部４９は、周辺の走行状況として、目標走行経路上に、渋滞情報、標識情報、信号機の情報等の交通情報がある場合は、車両の減速、停止、加速等を行うように目標走行経路を変更する。

図２３、図２４、及び図２５を用いて例を説明する。図２３は、受信した第１車両１００及び第２車両２００の目標走行経路を示しており、図２４は、周辺の走行状況を考慮した各車両の変更処理後の目標走行経路を示しており、図２５は、各車両の変更処理後の目標走行経路を用いた判定後の優先走行領域及び回避走行領域を示している。

図２３において、第２車両２００の目標走行経路は、走行車線を維持する経路となっている。しかし、第２車両２００の走行車線の前方に、第２車両２００が未だ認識していない故障停止車両がある。一方、経路調停装置１は、道路監視システム又は先行車両から得た情報から、故障停止車両を認識している。第１車両１００の目標走行経路は、現在時刻Ｔから３００ｍｓ後（Ｔ＋３００ｍｓ）に右側車線に車線変更を開始している。経路調停装置１は、第１車両１００の目標走行経路について、特に注意すべき周辺の走行状況を認識していない。

図２４に示すように、走行状況考慮部４９は、故障停止車両を考慮して、故障停止車両を避けるように、第２車両２００の目標走行経路を変更している。すなわち、走行状況考慮部４９は、故障停止車両の手前の現在時刻Ｔから３００ｍｓ後（Ｔ＋３００ｍｓ）に、左側車線に車線変更を開始する第２車両２００の目標走行経路に変更している。一方、走行状況考慮部４９は、第１車両１００の目標走行経路の変更は行っていない。その結果、現在時刻Ｔから４００ｍｓ後（Ｔ＋４００ｍｓ）において、第１車両１００及び第２車両２００の車線変更に伴って、第１車両１００の車両位置と第２車両２００の車両位置とが相互に重なっている。そのため、経路重複判定部４２は、変更処理後の第１車両１００の目標走行経路と第２車両２００の目標走行経路とが相互に重なっていると判定している。

そして、優先度判定部４３は、走行状況考慮部４９による変更処理後の第２車両２００と第１車両１００との間の優先度を判定する。第２車両２００は、車両前方の障害物を避けているため、ルール１が満たされ、第２車両２００の評価点が１０加算される。その結果、第２車両２００の優先度が、第１車両１００の優先度よりも高くなる。よって、第２車両２００が、最優先車両に判定され、第１車両１００が、低優先車両に判定される。

そして、走行領域判定部４４は、変更処理後の目標走行経路の相互重複が生じると判定された場合に、最優先車両である第２車両２００が、変更処理後の第２車両２００の目標走行経路に即して走行できる領域である優先走行領域を、周辺の走行状況を考慮して判定する。走行領域判定部４４は、低優先車両である第１車両１００が、優先走行領域を避けつつ走行できる領域である回避走行領域を、周辺の走行状況を考慮して判定する。

図２５に示すように、走行領域判定部４４は、変更処理後の第２車両２００の目標走行経路の各時点の位置を中心とし、前後方向の領域設定幅及び車線幅を有する車線の領域を、各時点の優先走行領域に設定する。図５の場合と異なり、現在の走行車線には故障停止車両が存在するため、優先走行領域は、現在の走行車線に拡張されていない。

一方、走行領域判定部４４は、図２５に太い点線で示すように、第１車両１００に減速を行わせ、優先走行領域の後方で車線変更を行うことができる時系列の回避走行経路を判定し、回避走行経路の各時点の位置を中心とし、前後方向の領域設定幅及び車線幅を有する車線の領域を、各時点の回避走行領域に設定する。この場合、走行領域判定部４４は、設定された各時点の回避走行領域が車線変更先の走行車線である場合は、各時点の回避走行領域を現在の走行車線が含まれるように、横方向に拡張する。

このように、走行状況考慮部４９による変更処理後の目標走行経路に基づいて走行領域の判定が行われ、経路調停装置１が把握していた障害物を回避するために、各車両に円滑な走行操作を行わせることができる。

なお、実施の形態１と同様に、走行状況考慮部４９により目標走行経路の変更が行われてなかったとしても、第２車両２００は、周辺監視装置２５ａにより故障停止車両を認識した時点で、故障停止車両を回避する目標走行経路に変更し、それに応じて、経路調停装置１が各車両の走行領域を判定するので、重大な問題が生じるわけではない。但し、第１車両１００が車線変更を開始した後、車線変更を中止し、元の車線に戻る等、走行操作の円滑性が若干悪化する可能性がある。

＜経路調停装置１のフローチャート＞
次に、本実施の形態に係る経路調停装置１の処理について、図２６のフローチャートを用いて説明する。図２６のフローチャートの処理は、例えば一定の演算周期毎に、繰り返し実行される。

ステップＳ３１で、実施の形態１と同様に、目標経路受信部４１は、通信部４０を介して、各車両から目標走行経路を受信する。また、ステップＳ３２で、委譲情報受信部４７は、各車両から委譲許可情報を受信する。ステップＳ３３で、判定遅延部４８は、各車両から目標走行経路を受信するまで、経路重複判定部４２の判定を遅らせる。

ステップＳ３４で、上述したように、走行状況考慮部４９は、通信部４０を介して、道路監視システム、各車両等から周辺の走行状況を取得する。ステップＳ３５で、上述したように、走行状況考慮部４９は、周辺の走行状況を考慮して、受信した各車両の目標走行経路を変更する。

そして、ステップＳ３６で、経路重複判定部４２は、走行状況考慮部４９による変更処理後の各車両の目標走行経路が車線変更に伴って相互に重なるか否かを判定し、重なると判定した場合は、ステップＳ３９に進み、重ならないと判定した場合は、ステップＳ３７に進む。なお、経路重複判定部４２は、走行状況考慮部４９により目標走行経路が変更されていない車両について、受信した目標走行経路を用いて、重複判定を行う。

ステップＳ３７で、走行領域判定部４４は、走行状況考慮部４９により目標走行経路が変更された車両が存在するか否かを判定し、存在すると判定した場合は、ステップＳ３８に進み、存在しないと判定した場合は、処理を終了する。ステップＳ３８で、最優先車両と同様に、走行領域判定部４４は、目標走行経路が変更された変更車両が、変更された目標走行経路に即して走行できる領域である変更走行領域を、周辺の走行状況を考慮して判定する。そして、走行領域送信部４５は、通信部４０を介して、変更走行領域を目標走行経路が変更された車両に送信し、目標走行経路が変更された変更車両を変更走行領域の範囲内を走行させる。

一方、ステップＳ３９で、優先度判定部４３は、走行状況考慮部４９による変更処理後の各車両の目標走行経路に基づいて、車両間の優先度を判定する。なお、優先度判定部４３は、走行状況考慮部４９により目標走行経路が変更されていない車両について、受信した目標走行経路に基づいて、優先度を判定する。

そして、ステップＳ４０で、上述したように、走行領域判定部４４は、変更処理後の目標走行経路が相互に重なると判定された重複車両の内、優先度が最も高い車両である最優先車両が、変更処理後の最優先車両の目標走行経路に即して走行できる領域である優先走行領域を、周辺の走行状況を考慮して判定する。そして、走行領域送信部４５は、通信部４０を介して、優先走行領域を最優先車両に送信し、最優先車両を前記優先走行領域の範囲内を走行させる。

ステップＳ４１で、上述したように、走行領域判定部４４は、重複車両の内、最優先車両以外の車両である低優先車両が、優先走行領域を避けつつ走行できる領域である回避走行領域を、周辺の走行状況を考慮して判定する。そして、走行領域送信部４５は、通信部４０を介して、回避走行領域を低優先車両に送信し、低優先車両を回避走行領域の範囲内を走行させる。

ステップＳ４２で、回避事由送信部４６は、回避走行領域を判定することとなった低優先車両に対して、通信部４０を介して、回避走行領域を判定することとなった回避事由を送信する。走行状況考慮部４９により最優先車両の目標走行経路が変更されている場合は、最優先車両に対して、「周辺の走行状況を考慮して、走行経路が変更されます」等の回避事由を送信する。

３．実施の形態３
次に、実施の形態３に係る自動運転及び経路調停システムについて説明する。上記の実施の形態１、２と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る自動運転及び経路調停システムの基本的な構成及び処理は実施の形態１、２と同様である。本実施の形態では、小集団毎に、走行領域の判定を行う点が、実施の形態１、２と異なる。

図２７に、本実施の形態に係る経路調停装置１の概略構成図を示す。経路調停装置１は、通信部４０から走行状況考慮部４９に加えて、小集団管理部５０を更に備えている。

経路調停装置１は、調停する全ての車両の走行経路を一括して処理すると、一括して処理する演算処理量が多くなる問題がある。また、レイテンシが高い車両が含まれると全体の走行経路の演算に悪影響を及ぼす可能性もある。

そこで、小集団管理部５０は、距離が近い１台以上の車両からなる小集団を決定する。そして、経路重複判定部４２は、小集団毎に、各車両の目標走行経路が車線変更に伴って相互に重なるか否かを判定する。優先度判定部４３は、小集団毎に、車両間の優先度を判定する。走行領域判定部４４は、小集団毎に、車両間の優先度を考慮し、走行経路が相互に重複しないような各車両の走行領域の判定を行う。

この構成によれば、距離が近く走行経路が互いに影響する小集団毎に、走行領域を適切に判定することができる。距離が遠く、走行経路が互いに影響しない小集団外の車両を、走行領域の判定から除外することができ、判定処理を容易化することができる。これにより、一括して処理する演算処理量を低減することができると共に、ある小集団にレイテンシが高い車両が含まれても、他の小集団の走行経路の演算に悪影響が及ぶことを抑制できる。

本実施の形態では、小集団管理部５０は、各車両から受信した位置、車速、及び進行方向等に基づいて、距離、速度及び進行方向が判定値よりも近い単数又は複数の車両からなる小集団を決定する。例えば、小集団管理部５０は、車両間の距離が判定距離内になり、車両間の進行方向の差が判定角度差内になり、車両間の速度の差が判定速度差内になる１台以上の車両を１つの小集団として判定する。小集団管理部５０は、車両間の距離が判定距離以上離れている場合は、その車両間に小集団の区切りを設定する。進行方向及び速度の判定により、同じ進行方向の単数又は複数の車線を走行している車両を選定することができる。

或いは、小集団管理部５０は、各車両から受信した位置情報等に基づいて、道路上の特定範囲にある１台以上の車両からなる小集団を決定してもよい。例えば、小集団管理部５０は、道路地図データと、各車両の位置情報とに基づいて、同じ道路リンク上に存在する１台以上の車両を１つの小集団として判定する。道路リンクとは、高速道路のランプ及び交差点等のノードの間の道路区間である。なお、道路リンクを適当な長さで分割してものを道路リンクと見なしてもよい。高速道路のランプ付近、交差点付近では、車線変更が危険であったり、交通ルールにより車線変更が禁止されていたりする。そのため、このような道路の合流地点に存在する車両は、小集団から外されてもよい。或いは、このような道路の合流地点に存在する１台以上の車両が、１つの小集団として判定されてもよい。

実施の形態１で説明したように、経路調停装置１は、複数設けられて、複数の車両の走行経路を分担して調停する。同じ小集団の１台以上の車両は、同じ経路調停装置１により調停される。

小集団管理部５０は、小集団を判定する毎に、小集団リストを作成、更新する。小集団リストは、例えば、図２８に示すような、小集団の識別符号と、車両の識別符号との対応関係を表すリストとされる。

＜周囲の小集団の考慮＞
周囲の小集団の間で、走行領域の判定結果が互いに影響する場合が考えられる。そこで、本実施の形態では、経路重複判定部４２は、判定を行う小集団を判定小集団とし、判定小集団の各車両の走行経路が、判定小集団の周囲（例えば、前後）の小集団の各車両の走行経路と相互に重なるか否かを判定する。優先度判定部４３は、周囲の小集団の走行経路と重なると判定された場合は、重なると判定された周囲の小集団の車両を考慮して、車両間の優先度を判定する。なお、優先度判定部４３は、周囲の小集団の走行経路と重ならないと判定された場合は、判定小集団において、車両間の優先度を判定する。

そして、走行領域判定部４４は、周囲の小集団の走行経路と重なると判定された場合は、車両間の優先度を考慮し、重なると判定された重複車両について、優先走行領域及び回避走行領域を判定する。なお、優先度判定部４３は、周囲の小集団の走行経路と重ならないと判定された場合は、判定小集団において、車両間の優先度を考慮し、優先走行領域及び回避走行領域を判定する。この構成によれば、小集団毎に走行領域を判定する場合であっても、周囲の小集団の走行経路と重複しないように、走行領域を判定することができる。

図２９及び図３０の例を用いて説明する。図２９の例では、第１車両１００と第２車両２００とが距離、速度及び進行方向が近いため第１小集団５０１と判定され、第１車両１００又は第２車両２００と第３車両３００との距離が判定距離以上離れているため、第３車両３００は、第２小集団５０２と判定されている。

しかし、第２車両２００の目標走行経路が、第３車両３００の目標走行経路に近づくため、第２車両２００は車線変更した後、急減速する必要がある。そこで、経路重複判定部４２は、第１小集団５０１の第２車両２００の走行経路が、第２小集団５０２の第３車両３００の走行経路と重なると判定し、図３０に示すように、走行領域判定部４４は、第３車両３００の走行経路と重ならないように第２車両２００の回避走行領域を判定している。

図３０の例では、第１小集団５０１だけを考慮すると、第２車両２００の方が第１車両１００よりも優先度が高いが、優先度判定部４３は、第３車両３００を考慮して、第２車両２００の優先度を下げて、第１車両１００の方が第２車両２００よりも優先度が高いと判定している。そして、走行領域判定部４４は、最優先車両である第１車両１００の目標走行経路に即して走行できる領域である優先走行領域を判定している。そして、走行領域判定部４４は、低優先車両である第２車両２００が、減速を行うことにより、第３車両３００の目標走行経路及び優先走行領域を避けつつ車線変更できる領域である回避走行領域を判定している。このように小集団間の走行経路を考慮することにより、各車両により円滑な走行操作を行わせることができる。

次に、図３１及び図３２の例を用いて説明する。図３１の例では、図２９の例と同様に、第１車両１００と第２車両２００とが第１小集団５０１と判定され、第３車両３００が第２小集団５０２と判定されている。

図２９の例と異なり、第３車両３００が車線変更を行うため、第２車両２００の目標走行経路が、第３車両３００の目標走行経路に近接しない。そのため、第２車両２００は車線変更した後、そのまま走行できる。そこで、経路重複判定部４２は、第１小集団５０１の車両の走行経路と第２小集団５０２の車両の走行経路とが、重ならないと判定する。

そして、優先度判定部４３は、第１小集団５０１だけを考慮して、第２車両２００の方が第１車両１００よりも優先度が高いと判定している。そして、図３２に示すように、走行領域判定部４４は、最優先車両である第２車両２００の目標走行経路に即して走行できる領域である優先走行領域を判定している。そして、走行領域判定部４４は、低優先車両である第１車両１００が、減速を行うことにより、優先走行領域を避けつつ車線変更できる領域である回避走行領域を判定している。

図２９及び図３０の別の例として、第２車両２００が緊急車両等のように優先度が高い車両の場合は、第３車両３００よりも第２車両２００の走行経路を優先させた方がよい。そのため、経路重複判定部４２は、判定小集団の各車両の走行経路が、判定小集団の周囲の小集団の各車両の走行経路と相互に重なるか否かを判定する。優先度判定部４３は、周囲の小集団の走行経路と重なると判定された場合は、小集団の間で走行経路が重なる車両間の優先度を判定してもよい。走行領域判定部４４は、周囲の小集団の走行経路と重なると判定された場合は、小集団の間で走行経路が重なる車両間で、優先度のより低い車両の走行領域を、優先度のより高い車両の走行領域と重ならないように変更してもよい。

この場合は、図２９の例において、優先度判定部４３は、目標走行経路が相互に重なる第１小集団５０１の第２車両２００と、第２小集団５０２の第３車両３００との間の優先度を判定し、第２車両２００の方が第３車両３００よりも優先度が高いと判定する。そして、図３３に示すように、走行領域判定部４４は、優先度のより高い第２車両２００について、第２車両２００の目標走行経路に即して走行できる領域である優先走行領域を判定する。そして、走行領域判定部４４は、優先度のより低い第３車両３００について、第２車両２００の優先走行領域を避けるために、車線変更できる領域である回避走行領域を判定している。また、走行領域判定部４４は、優先度のより低い第１車両１００について、第２車両２００の優先走行領域を避けつつ、車線変更を行うことができる回避走行領域を判定している。このように小集団間の優先度を考慮することにより、小集団間を跨いで、優先度の高い車両を優先的に走行させることができる。

＜経路調停装置１のフローチャート＞
次に、本実施の形態に係る経路調停装置１の処理について、図３４のフローチャートを用いて説明する。図３４のフローチャートの処理は、例えば一定の演算周期毎に、繰り返し実行される。

ステップＳ４１で、上述したように、小集団管理部５０は、通信部４０を介して、調停対象の各車両から受信した位置情報等に基づいて、距離が近い１台以上の車両からなる小集団を決定する。

ステップＳ４２で、目標経路受信部４１は、通信部４０を介して、小集団毎に、各車両から目標走行経路を受信する。この際、目標経路受信部４１は、周囲の小集団の各車両からも目標走行経路を受信する。また、ステップＳ４３で、委譲情報受信部４７は、小集団毎に、各車両から委譲許可情報を受信する。ステップＳ４４で、判定遅延部４８は、同じ小集団の各車両から目標走行経路を受信するまで、経路重複判定部４２の判定を遅らせる。

ステップＳ４５で、走行状況考慮部４９は、通信部４０を介して、小集団毎に、道路監視システム、各車両等から周辺の走行状況を取得する。ステップＳ４６で、走行状況考慮部４９は、小集団毎に、周辺の走行状況を考慮して、受信した各車両の目標走行経路を変更する。

そして、ステップＳ４７で、経路重複判定部４２は、小集団毎に、各車両の目標走行経路が車線変更に伴って相互に重なるか否かを判定する。本実施の形態では、経路重複判定部４２は、判定を行う小集団を判定小集団とし、判定小集団の各車両の目標走行経路が、判定小集団の周囲の小集団の各車両の走行経路と相互に重なるか否かを判定する。

ステップＳ４８で、優先度判定部４３は、小集団毎に、車両間の優先度を判定する。本実施の形態では、優先度判定部４３は、周囲の小集団の走行経路と重なると判定された場合は、重なると判定された周囲の小集団の車両を考慮して、車両間の優先度を判定する。この際、優先度判定部４３は、小集団の間で走行経路が重なる車両間の優先度を判定してもよい。

ステップＳ４９で、走行領域判定部４４は、小集団毎に、車両間の優先度を考慮し、優先走行領域及び回避走行領域を判定する。本実施の形態では、走行領域判定部４４は、周囲の小集団の走行経路と重なると判定された場合は、車両間の優先度を考慮し、周囲の小集団と走行経路が重なる重複車両について、優先走行領域及び前記回避走行領域を判定する。この際、走行領域判定部４４は、小集団の間で走行経路が重なる車両間で、優先度のより低い低優先車両の回避走行領域を、優先度のより高い最優先車両の優先走行領域を避けつつ走行できる領域に判定してもよい。

そして、ステップＳ５０で、走行領域送信部４５は、小集団毎に、走行領域の判定結果を各車両に対して送信する。ステップＳ５１で、回避事由送信部４６は、小集団毎に、回避走行領域を判定することとなった低優先車両に対して、回避走行領域を判定することとなった回避事由を送信する。

４．実施の形態４
次に、実施の形態４に係る自動運転及び経路調停システムについて説明する。上記の実施の形態１、２、３と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る自動運転及び経路調停システムの基本的な構成及び処理は実施の形態１、２、３と同様である。本実施の形態では、経路調停装置１が車両に搭載されている点が、実施の形態１、２、３と異なる。

図３５に、本実施の形態に係る経路調停装置１の概略構成図を示す。経路調停装置１は、通信部４０から小集団管理部５０に加えて、親機決定部５１を更に備えている。

本実施の形態では、経路調停装置１は、各車両に搭載されている。親機決定部５１は、経路調停装置１を搭載した周囲の複数の車両の間で動作する親機を決定する。そして、経路調停装置１は、経路調停装置１自身が親機であると判定した場合は、周囲の複数の車両の走行経路を調停する。

この構成によれば、実施の形態１から３のように、各車両は、サーバに設けられた経路調停装置１に依存せずに、経路調停装置１を搭載した車両間で、親機を決定し、相互通信を行うことで、自律的に車両間の走行経路の調停を行うことができる。

本実施の形態では、各車両の経路調停装置１（通信部４０）は、周囲の車両の経路調停装置１と無線通信を行う。なお、各車両の経路調停装置１は、基地局を介して、周囲の車両の経路調停装置１と無線通信を行ってもよい。また、経路調停装置１は、通信装置７２が車載ネットワーク２１に接続され、車載ネットワーク２１を介して、自動運転制御装置２５、通信装置２２等と接続されてもよく、無線通信装置とされた通信装置７２を用いて周囲の車両の経路調停装置１と無線通信を行ってもよい。

親機決定部５１は、周囲に存在する各車両の経路調停装置１（親機決定部５１）との間で、車両ＩＤ、エリアＩＤ、親機ＩＤ等の親機管理リストを交換し、親機及び子機の設定を管理する。車両ＩＤは、各車両を特定するための識別符号であり、エリアＩＤは、各車両が位置する地域の識別符号であり、親機ＩＤは、親機になっている経路調停装置１の識別符号である。任意の車両の親機決定部５１が、親機になる経路調停装置１を、同じ調停地域に存在する車両の中からランダムに決定してもよいし、同じ調停地域の中心付近に存在する車両に決定してもよい。また、親機に設定された車両が、調停地域から離脱する場合は、周囲の経路調停装置１に離脱情報を送信し、他の経路調停装置１に親機を引き継ぐ。

親機に設定された経路調停装置１は、実施の形態１から３と同様に、同じ調停地域に位置する各車両の自動運転制御装置２５から目標走行経路等を受信し、各車両の走行経路を判定した後、各車両の自動運転制御装置２５に走行領域の判定結果等を送信する。親機に設定された経路調停装置１は、基地局を介して、道路監視システム等から情報を取得する。一方、親機に設定されていない各車両の経路調停装置１は、親機の設定を管理する親機決定部５１以外の機能を停止する。また、親機に設定されていない各車両の自動運転制御装置２５は、親機に設定された車両の経路調停装置１に目標走行経路等を送信し、親機に設定された車両の経路調停装置１から走行領域の判定結果等を受信する。

〔その他の実施の形態〕
最後に、本願のその他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施の形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記の各実施の形態においては、経路調停装置１は、各車両から目標走行経路を受信するまで、後述する経路重複判定部４２の判定を遅らせる判定遅延部４８を備えている場合を例として説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、経路調停装置１は、判定遅延部４８を備えていなくてもよく、各演算タイミングにおいて各車両から受信している最新の目標走行経路を用いて、経路重複判定部４２、優先度判定部４３、及び走行領域判定部４４の処理を行ってもよい。

（２）上記の各実施の形態においては、経路調停装置１は、回避事由送信部４６及び委譲情報受信部４７を備えている場合を例として説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、経路調停装置１は、回避事由送信部４６及び委譲情報受信部４７の一方又は双方を備えていなくてもよい。

（３）上記の実施の形態３、４においては、経路調停装置１は、周辺の走行状況を考慮して、受信した各車両の目標走行経路を変更する走行状況考慮部４９を備えており、経路重複判定部４２及び優先度判定部４３は、走行状況考慮部４９による変更処理後の目標走行経路を用いて判定を行う場合を例として説明した。しかし、上記の実施の形態３、４において、経路調停装置１は、走行状況考慮部４９を備えていなくてもよく、経路重複判定部４２及び優先度判定部４３は、受信した目標走行経路を用いて判定を行ってもよい。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 経路調停装置、２ サーバ、３ ネットワーク網、２５ 自動運転制御装置、４０ 通信部、４１ 目標経路受信部、４２ 経路重複判定部、４３ 優先度判定部、４４ 走行領域判定部、４５ 走行領域送信部、４６ 回避事由送信部、４７ 委譲情報受信部、４８ 判定遅延部、４９ 走行状況考慮部、５０ 小集団管理部、５１ 親機決定部

Claims (17)

1. 複数の車両と通信する通信部と、
   各車両から目標走行経路を受信する目標経路受信部と、
   各車両の前記目標走行経路が相互に重なるか否かを判定する経路重複判定部と、
   車両間の優先度を判定する優先度判定部と、
   前記目標走行経路の相互重複が生じると判定された場合に、前記目標走行経路が相互に重なると判定された重複車両の内、前記優先度が最も高い車両である最優先車両が、前記最優先車両の前記目標走行経路に即して走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である優先走行領域を判定し、前記重複車両の内、前記最優先車両以外の車両である低優先車両が、前記優先走行領域を避けつつ走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である回避走行領域を判定する走行領域判定部と、
   前記通信部を介して、前記優先走行領域を前記最優先車両に送信し、前記最優先車両を前記優先走行領域の範囲内を走行させ、前記回避走行領域を前記低優先車両に送信し、前記低優先車両を前記回避走行領域の範囲内を走行させる走行領域送信部と、を備え、
   前記走行領域判定部は、前記優先走行領域として、時間間隔ごとに設定された将来の各時点において、前記最優先車両が、最優先車両の目標走行経路に即して走行できる各時点の領域を判定し、
   前記回避走行領域として、前記時間間隔ごとに設定された将来の各時点において、前記低優先車両が、各時点の前記優先走行領域を避けつつ走行できる各時点の領域を判定する経路調停装置。
2. 複数の車両と通信する通信部と、
   各車両から目標走行経路を受信する目標経路受信部と、
   各車両の前記目標走行経路が相互に重なるか否かを判定する経路重複判定部と、
   車両間の優先度を判定する優先度判定部と、
   前記目標走行経路の相互重複が生じると判定された場合に、前記目標走行経路が相互に重なると判定された重複車両の内、前記優先度が最も高い車両である最優先車両が、前記最優先車両の前記目標走行経路に即して走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である優先走行領域を判定し、前記重複車両の内、前記最優先車両以外の車両である低優先車両が、前記優先走行領域を避けつつ走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である回避走行領域を判定する走行領域判定部と、
   前記通信部を介して、前記優先走行領域を前記最優先車両に送信し、前記最優先車両を前記優先走行領域の範囲内を走行させ、前記回避走行領域を前記低優先車両に送信し、前記低優先車両を前記回避走行領域の範囲内を走行させる走行領域送信部と、を備えた経路調停装置であって、
   前記走行領域判定部は、前記低優先車両が複数台ある場合は、複数の前記低優先車両の前記回避走行領域として、前記優先度のより低い前記低優先車両が、前記最優先車両の前記優先走行領域、及び前記優先度のより高い前記低優先車両の前記回避走行領域を避けつつ走行できる領域を判定し、
   前記経路調停装置は、車両に搭載され、
   前記経路調停装置を搭載した周囲の複数の車両の間で動作する親機を決定する親機決定部を備え、
   前記経路調停装置自身が前記親機であると判定した場合は、周囲の複数の車両の走行経路を調停する経路調停装置。
3. 複数の車両と通信する通信部と、
   各車両から目標走行経路を受信する目標経路受信部と、
   各車両の前記目標走行経路が相互に重なるか否かを判定する経路重複判定部と、
   車両間の優先度を判定する優先度判定部と、
   前記目標走行経路の相互重複が生じると判定された場合に、前記目標走行経路が相互に重なると判定された重複車両の内、前記優先度が最も高い車両である最優先車両が、前記最優先車両の前記目標走行経路に即して走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である優先走行領域を判定し、前記重複車両の内、前記最優先車両以外の車両である低優先車両が、前記優先走行領域を避けつつ走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である回避走行領域を判定する走行領域判定部と、
   前記通信部を介して、前記優先走行領域を前記最優先車両に送信し、前記最優先車両を前記優先走行領域の範囲内を走行させ、前記回避走行領域を前記低優先車両に送信し、前記低優先車両を前記回避走行領域の範囲内を走行させる走行領域送信部と、
   各車両から、他車両に走行経路を譲ってもよい旨の委譲許可情報を受信する委譲情報受信部と、を備え、
   前記優先度判定部は、前記委譲許可情報を受け取った車両の前記優先度を、前記委譲許可情報を受け取っていない車両の前記優先度よりも低くする経路調停装置。
4. 複数の車両と通信する通信部と、
   各車両から目標走行経路を受信する目標経路受信部と、
   各車両の前記目標走行経路が相互に重なるか否かを判定する経路重複判定部と、
   車両間の優先度を判定する優先度判定部と、
   前記目標走行経路の相互重複が生じると判定された場合に、前記目標走行経路が相互に重なると判定された重複車両の内、前記優先度が最も高い車両である最優先車両が、前記最優先車両の前記目標走行経路に即して走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である優先走行領域を判定し、前記重複車両の内、前記最優先車両以外の車両である低優先車両が、前記優先走行領域を避けつつ走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である回避走行領域を判定する走行領域判定部と、
   前記通信部を介して、前記優先走行領域を前記最優先車両に送信し、前記最優先車両を前記優先走行領域の範囲内を走行させ、前記回避走行領域を前記低優先車両に送信し、前記低優先車両を前記回避走行領域の範囲内を走行させる走行領域送信部と、
   周辺の走行状況を考慮して、受信した前記目標走行経路を変更する走行状況考慮部と、を備え、
   前記経路重複判定部は、前記走行状況考慮部による変更処理後の各車両の前記目標走行経路が相互に重なるか否かを判定し、
   前記優先度判定部は、変更処理後の車両間の優先度を判定し、
   前記走行領域判定部は、変更処理後の前記目標走行経路の相互重複が生じると判定された場合に、前記最優先車両が、変更処理後の前記最優先車両の前記目標走行経路に即して走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である前記優先走行領域を、周辺の走行状況を考慮して判定し、前記低優先車両が、前記優先走行領域を避けつつ走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である前記回避走行領域を、周辺の走行状況を考慮して判定する経路調停装置。
5. 前記走行領域判定部は、変更処理後の前記目標走行経路の相互重複が生じないと判定され、且つ前記走行状況考慮部により前記目標走行経路が変更された場合に、前記目標走行経路が変更された変更車両が、変更された前記変更車両の前記目標走行経路に即して走行できる、単数の走行車線又は設定可能であれば複数の走行車線を含む領域である変更走行領域を、周辺の走行状況を考慮して判定し、
   前記走行領域送信部は、前記通信部を介して、前記変更走行領域を前記変更車両に送信し、前記変更車両を前記変更走行領域の範囲内を走行させる請求項４に記載の経路調停装置。
6. 前記走行領域判定部は、前記優先走行領域として、時間間隔ごとに設定された将来の各時点において、前記最優先車両が、最優先車両の目標走行経路に即して走行できる各時点の領域を判定し、
   前記回避走行領域として、前記時間間隔ごとに設定された将来の各時点において、前記低優先車両が、各時点の前記優先走行領域を避けつつ走行できる各時点の領域を判定する請求項２から５のいずれか一項に記載の経路調停装置。
7. 前記走行領域判定部は、前記最優先車両の前記目標走行経路に車線変更が含まれる場合は、前記優先走行領域として、前記最優先車両が、車線変更先の走行車線に沿って走行できる領域と現在の走行車線に沿って走行できる領域とを合計した領域を判定し、
   前記最優先車両の前記目標走行経路に車線変更が含まれない場合は、前記優先走行領域として、前記最優先車両が、現在の走行車線に沿って走行できる領域を判定する請求項１から６のいずれか一項に記載の経路調停装置。
8. 前記走行領域判定部は、前記低優先車両の車線変更に伴って前記目標走行経路の相互重複が生じる場合は、前記回避走行領域として、前記低優先車両が、前記優先走行領域を避けつつ車線変更を行うことができる領域と、前記優先走行領域を避けつつ現在の走行車線に沿って走行できる領域と、を合計した領域を判定する請求項１から７のいずれか一項に記載の経路調停装置。
9. 前記走行領域判定部は、前記低優先車両が複数台ある場合は、複数の前記低優先車両の前記回避走行領域として、前記優先度のより低い前記低優先車両が、前記最優先車両の前記優先走行領域、及び前記優先度のより高い前記低優先車両の前記回避走行領域を避けつつ走行できる領域を判定し、
   前記経路調停装置は、ネットワーク網に接続されたサーバに設けられている請求項１、３、及び４のいずれか一項に記載の経路調停装置。
10. 距離が近い１台以上の車両からなる小集団を決定する小集団管理部を備え、
    前記経路重複判定部は、前記小集団毎に、各車両の前記目標走行経路が車線変更に伴って相互に重なるか否かを判定し、
    前記優先度判定部は、前記小集団毎に、車両間の優先度を判定し、
    前記走行領域判定部は、前記小集団毎に、車両間の優先度を考慮し、前記優先走行領域及び前記回避走行領域を判定する請求項１から９のいずれか一項に記載の経路調停装置。
11. 前記経路重複判定部は、判定を行う前記小集団を判定小集団とし、前記判定小集団の各車両の目標走行経路が、前記判定小集団の周囲の前記小集団の各車両の走行経路と相互に重なるか否かを判定し、
    前記優先度判定部は、周囲の前記小集団の走行経路と重なると判定された場合は、重なると判定された周囲の前記小集団の車両を考慮して、車両間の優先度を判定し、
    前記走行領域判定部は、周囲の前記小集団の走行経路と重なると判定された場合は、車両間の優先度を考慮し、重なると判定された重複車両について、前記優先走行領域及び前記回避走行領域を判定する請求項１０に記載の経路調停装置。
12. 前記経路重複判定部は、判定を行う前記小集団を判定小集団とし、前記判定小集団の各車両の走行経路が、前記判定小集団の周囲の前記小集団の各車両の走行経路と相互に重なるか否かを判定し、
    前記優先度判定部は、周囲の前記小集団の走行経路と重なると判定された場合は、前記小集団の間で走行経路が重なる車両間の優先度を判定し、
    前記走行領域判定部は、周囲の前記小集団の走行経路と重なると判定された場合は、車両間の優先度を考慮し、前記小集団の間で走行経路が重なる重複車両について、前記優先走行領域及び前記回避走行領域を判定する請求項１０に記載の経路調停装置。
13. 前記小集団管理部は、距離、速度及び進行方向が判定値よりも近い１台以上の車両からなる前記小集団を決定する、又は道路上の特定範囲にある１台以上の車両からなる前記小集団を決定する請求項１０から１２のいずれか一項に記載の経路調停装置。
14. 前記経路調停装置は、複数設けられて、複数の車両の走行経路を分担して管制すると共に、１台以上の車両からなる小集団毎に管制し、
    同じ前記小集団の１台以上の車両は、同じ前記経路調停装置により管制される請求項１から１３のいずれか一項に記載の経路調停装置。
15. 前記優先度判定部は、少なくとも車線変更の必要性に係る、複数のルールを組み合わせて、車両間の前記優先度を判定する請求項１から１４のいずれか一項に記載の経路調停装置。
16. 各車両から前記目標走行経路を受信するまで、前記経路重複判定部の判定を遅らせる判定遅延部を備えた請求項１から１５のいずれか一項に記載の経路調停装置。
17. 前記低優先車両に対して、前記回避走行領域を判定することとなった回避事由を送信する回避事由送信部を備えた請求項１から１６のいずれか一項に記載の経路調停装置。

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