JP2002266672A

JP2002266672A - 車群走行制御装置

Info

Publication number: JP2002266672A
Application number: JP2001065796A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ugawa; 洋鵜川
Original assignee: National Institute for Land and Infrastructure Management
Current assignee: National Institute for Land and Infrastructure Management
Priority date: 2001-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2002-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】協調走行する車両が走行路上に存在する障害
物を自動的に回避して走行することができる車群走行制
御装置を提供する。【解決手段】車群走行時に、各車に装備した側方車両
検知データを先頭車両に送信し、車群長範囲の隣接車線
を走行する対象車両を常時監視し、走行路上の前方に障
害物を検知し、ブレーキ操作で衝突が避けられない場合
に、先頭車両が回避のスケジューリングを行い、後続車
両に回避方法の指令を出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、協調走行する車群
走行制御装置に関し、特に、走行路上に存在する障害物
を自動的に回避して走行する車両の制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の道路交通システムでは、ド
ライバが周囲の状況を判断し、その判断結果を基に車両
を操作して走行してきた。

【０００３】近年、車両の保有台数の増加により、上記
した従来の方法では、判断結果や運転操作のバラツキに
より、しばしば、交通渋滞が発生し、これにより、交通
の流れを悪化させている。

【０００４】これを解決する手段として、従来では、走
行する車両で車群を構成し、協調動作により車間を詰め
て隊列走行する車群走行制御装置が提案されている。

【０００５】このような車群走行制御装置では、車載セ
ンサや車車間通信装置および路車間通信装置を装備した
車両（以下、装備車という）が、車群内や周囲の状況を
判断し、自律的に走行するように制御している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た車群走行制御装置は、全ての車両が装備車である専用
道路においては互いの走行情報の送受信により緻密な制
御が可能であるが、非装備車が混在する道路において
は、非装備車からの情報伝達がないため、走行状況が把
握できない。

【０００７】例えば、障害物を操舵により回避する場
合、隣接車線に車線変更できるスペースと時間的余裕が
あることが条件である。すなわち、隣接車両が装備車で
ある場合は、協調により回避が可能であるが、隣接車両
が非装備車の場合は、路側に接地した走行車両検出設備
等により、隣接車線の状況を監視する必要が有り、検出
範囲や応答時間の制約から、安全確実に回避するには問
題があった。

【０００８】また、車群は車間距離が詰まっているた
め、一旦、先頭車両が障害物と衝突すると、後続車両が
次々と追突する危険性もあった。

【０００９】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、協調走行する車両が走行路上前方に存在する障害
物を自動的に回避して走行することができる車群走行制
御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、先頭車両に複数台の後続車両が連なる
車群走行制御装置において、先頭車両に走行路前方の障
害物検知手段と、後続各車両からの隣接車線上の走行車
両情報を受信する手段と、これらの情報により前方に障
害物が存在した場合の回避スケジューリングを策定する
手段と、この結果を後続車両に送信する手段と、ブレー
キおよびステアリングを制御する手段とを設け、後続各
車両に隣接車線上の車両を検知する手段と、検知した車
両情報を先頭車両に送信する手段と、先頭車両からの回
避スケジューリングを受信する手段と、ブレーキおよび
ステアリングを制御する手段とを設けてなることを特徴
とする。

【００１１】また、本発明の車群走行制御装置におい
て、前記回避スケジューリング策定手段は、先頭車両と
前方障害物までの距離・相対速度、および隣接車両の位
置・相対速度のから、ブレーキまたはステアリングの組
み合わせにより、車群全体として安全な回避手段をけ決
定するようになっていることを特徴とする。

【００１２】さらに、本発明の車群走行制御装置におい
て、前記各車両に搭載する隣接車両検知手段は、検知範
囲が少なくとも車頭距離をカバーし、車群全体としては
車群長全体をカバーすることを特徴とする。

【００１３】すなわち、本発明によれば、車群の各車両
が側方車両検知装置を装備し、隣接車両の走行情報を先
頭車両に送信することにより、検知装置の検知範囲がた
かだか車頭距離程度であっても、車群長全体領域の状況
が事前に把握できる。また、先頭車両が、隊列の何台ま
でをステアリングにより回避できるかのスケジューリン
グを行い、後続車両に指令を出すので、車群全体として
安全でスムーズな回避が可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。図１は、車両の走行状況を示
す説明図である。図２は、隣接車線内での障害物の判定
法を示す説明図である。図３は、走行路上での障害物に
対する車両の回避動作を示す説明図である。図４は、車
両の回避スケジューリングを示すフローチャートであ
る。

【００１５】図１において、車両Ａ１〜Ａｎは、ｎ台の
車群走行中の装備車である。物体Ｂは、故障車または落
下物等の障害物である。車両Ｃは、隣接車線を走行中の
非装備車である。

【００１６】そして、車両Ａ１〜Ａｎに搭載された前方
障害物検知装置１および側方車両検知装置２は、前方お
よび側方を常時監視し、車両Ａ１〜Ａｎが目標車間距離
になるようにブレーキおよびアクセルを制御する。この
場合、目標車間距離Ｐ１は、車頭距離（前後隣合った車
両の前端間の距離）をＤ、車両長をＬとすれば、下記の
式（１）で表される。Ｐ１＝Ｄ−Ｌ（１）

【００１７】ここで、側方車両検知装置２の進行方向で
の検知範囲を車頭距離Ｄより大きめ採っておけば、車群
長全体の範囲をカバーできることになる。この場合、車
群長Ｐ２は、下記の式（２）で表される。Ｐ２＝（ｎ−１）Ｄ＋Ｌ（２）

【００１８】例えば、先頭車両Ａ１から第２番目の後続
車両Ａ２の側方車両検知装置２によって検知された、後
続車両Ａ２と隣接車線を走行する車両Ｃとの車頭距離の
計測値がｄ２であると、先頭車両Ａ１と車両Ｃとの車頭
距離Ｐ３は、下記の式（３）で表される。Ｐ３＝Ｄ＋ｄ２（３）

【００１９】そして、隣接車線内での障害物の判定する
場合、図２に示すように、前方障害物検知装置１は、光
または電磁波を発射し、これを物体Ｂからの反射波と比
較することにより、物体Ｂとの距離と相対速度を算出す
る。一方、側方車両検知装置２も同様であるが、反射角
検出手段と隣接車線内判定手段を有し、例えば、先頭車
両Ａ１から第ｍ番目の車両Ａｍと、隣接車線を走行中の
車両Ｃとの進行方向の距離ｄｍおよび車線幅方向の車間
距離ｄｍ１を、下記の式（４），（５）で算出できる。ｄｍ＝ｄｍ０・ｓｉｎθ （４）ｄｍ１＝ｄｍ０・ｃｏｓθ （５）ここで、ｄｍ０：測定距離 θ：反射角

【００２０】このとき、上記のような状態での隣接車線
内の判定条件は、走行車線と隣接車線の車線幅をＲ、車
両Ａｍの車両幅をＷとすると、下記の条件式（６）で表
すことができる。（Ｒ−Ｗ）／２＜ｄｍ１（Ｒ−Ｗ）／２＋Ｒ（６）

【００２１】また、上記のような状態での走行中に、図
３（Ａ）に示すように、先頭車両Ａ１が、自車両に備え
た前方障害物検知装置１で前方に存在する障害物（物体
Ｂ）を検知し、この障害物（物体Ｂ）との距離と相対速
度から、このまま走行すると衝突してしまうと判断した
場合には、自車両および後続車両Ａ２〜Ａｎの側方車両
検知装置２からの情報を基に、隣接車線上の検知範囲内
での車両Ｃの有無を検知する。

【００２２】このとき、隣接車線上の検知範囲内に対象
となる車両Ｃが存在しない場合は、図３（Ｂ）に示すよ
うに、ステアリング操作（操舵）による車線変更にて、
障害物（物体Ｂ）の回避動作を行う。

【００２３】また、隣接車線上の検知範囲内に対象とな
る車両Ｃが存在する場合は、その距離と相対速度から車
線変更の可否を算出する。

【００２４】ここで、先頭車両Ａ１の速度をＶ１、対象
車両Ｃの速度をＶ２とし、先頭車両Ａ１と対象車両Ｃの
距離および相対速度（Ｖ２−Ｖ１）を求める。例えば、
先頭車両Ａ１から第ｍ番目の後続車両Ａｍの側方車両検
知装置から計測距離（ｄｍ）を受信したときは、先頭車
両Ａ１から対象車両Ｃまでの距離Ｐ４は、下記の式
（７）で求まる。Ｐ４＝Ｄ×（ｍ−１）×ｄｍ（７）この場合に、
複数の後続車両から計測距離を受信したときは、先頭車
両Ａ１に近い方を採用する。また、車群内各車両Ａ１〜
Ａｎの速度は、ほぼ一定と考えても良いので、相対速度
は、受信データ（Ｖ２−Ｖ１）をそのまま使う。

【００２５】そして、車線変更に要する時間をＴとする
と、下記の条件式（８）のとき、車線変更可能と判断す
る。Ｔ＜｛Ｄ×（ｍ−１）×ｄｍ｝／（Ｖ２−Ｖ１）（８）例えば、先頭車両Ａ１からｎ台までの車両に車線変更の
指令を出す場合、下記の条件式（９）を満足する最大値
ｎを求めることにより行う。Ｔ＜｛Ｄ×（ｍ−ｎ＋１）×ｄｍ｝／（Ｖ２−Ｖ１）（９）ただし、１＜ｎ＜ｍ

【００２６】ここで、車群内各車両Ａ１〜Ａｎの隊列が
切り離され、車線変更の指令を受けたｎ台までの車両
は、車群内前方車両と協調を採り、車線変更を行う。

【００２７】車群内各車両Ａ１〜Ａｎの隊列以降、すな
わち、ｎ＋１台以降の車両は、新たに車群を構成し、ブ
レーキ操作により回避操作に入る。

【００２８】図４は、車線変更による回避スケジューリ
ングの手順を示すフローチャートである。すなわち、図
４において、隣接車線上の検知範囲内に対象となる車両
Ｃが存在する場合における走行路上の車群Ａ１〜Ａｎの
車線変更による回避スケジューリングは、まず、各車両
Ａ１〜Ａｎは、自車に搭載された前方障害物検知装置１
および側方車両検知装置２で前方の障害物および側方の
隣接車両状況を監視しながら走行する。先頭車両Ａ１が
前方に障害物（物体Ｂ）が「有り」と判断したとき、ブ
レーキ操作（制動）で回避可能かを判断し、回避可能で
あれば、ブレーキ操作（制動）による回避動作を行う。

【００２９】ブレーキ操作（制動）による回避が不可能
の場合には、側方車両検知装置２で隣接車線の車両Ｃの
有無を判定し、車両Ｃが「無い」と判断した場合には、
ステアリング操作（操舵）による回避を行う。一方、車
両Ｃが「有り」と判断した場合には、上記した式
（８），（９）の回避判定式を計算し、先頭車両Ａ１か
ら何台までの後続車両が車線変更可能かを判定する。車
線変更が不可能の場合には、緊急時処理を行う。車線変
更が可能な場合には、先頭車両Ａ１が後続車両に回避方
法を指示し、ステアリング操作（操舵）による回避動作
を行う。

【００３０】なお前記では、２の場合について説明した
が、３車線以上で中央車線を走行する場合に、左右の隣
接車両を検出する手段を用いて、より安全な車線側に回
避することはいうまでもない。

【００３１】

【発明の効果】このように、本発明に係る車群走行制御
装置では、車群走行時に、各車に装備した側方車両検知
データを先頭車両に送信し、車群長範囲の隣接車線を走
行する対象車両を常時監視し、走行路上の前方に障害物
を検知し、ブレーキ操作で衝突が避けられない場合に、
先頭車両が回避のスケジューリングを行い、後続車両の
に回避方法の指令を出すことで、安全でスムーズな障害
物回避を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】車群の走行状況を示す説明図である。

【図２】隣接車線内での障害物の判定法を示す説明図
である。

【図３】走行路上での障害物に対する車両の回避動作
を示す説明図である。

【図４】車両の回避スケジューリングを示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１前方障害物検知装置２側方車両検知装置Ａ１〜Ａｎ車両（ｎ台）Ｂ物体（障害物）Ｃ隣接車線の対象車両

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先頭車両に複数台の後続車両が連なる車
群走行制御装置において、先頭車両に走行路前方の障害物検知手段と、後続各車両
からの隣接車線上の走行車両情報を受信する手段と、こ
れらの情報により走行車線上前方に障害物が存在した場
合の回避スケジューリングを策定する手段と、この結果
を後続車両に送信する手段と、ブレーキおよびステアリ
ングを制御する手段とを設け、後続各車両に隣接車線上の車両を検知する手段と、検知
した車両情報を先頭車両に送信する手段と、先頭車両か
らの回避スケジューリングを受信する手段と、ブレーキ
およびステアリングを制御する手段とを設けたことを特
徴とする車群走行制御装置。
【請求項２】前記回避スケジューリング策定手段は、
先頭車両と走行車線上前方障害物までの距離・相対速
度、および隣接車両の位置・相対速度のから、ブレーキ
または操舵操作の組み合わせにより、車群全体として安
全な回避手段を決定するようになっていることを特徴と
する請求項１記載の車群走行制御装置。
【請求項３】前記各車両に搭載する隣接車両検知手段
は、検知範囲が少なくとも車頭距離をカバーし、車群全
体としては車群長全体をカバーすることを特徴とする請
求項１記載の車群走行制御装置。