JP3584679B2

JP3584679B2 - Vehicle travel control device

Info

Publication number: JP3584679B2
Application number: JP14746397A
Authority: JP
Inventors: 伸小池
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2017-06-05
Also published as: JPH10334391A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両走行制御装置、特に、車両が道路網に含まれる出発地から目的地まで走行する時に効率的に当該車両を移動させることのできる車両走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の自動車社会の発達に伴い道路の渋滞が急増し、その解消が望まれている。
【０００３】
例えば、道路施設側で対応する場合、幹線道路や高速道路等においては、通過車両台数や車両の平均速度等を検出して所定区間の道路が渋滞しているか否かの判断や、その区間を通過するためにどの位の時間を必要とするか等を算出して運転者に通知して渋滞を迂回させたり、認識された交通状況に基づいて進入路の開放や封鎖を行い意図的に渋滞等の緩和を行いながら車両走行状態の監視制御を行う交通監視システムが導入されている。
【０００４】
また、特開平８−２４９５９１号公報には、環状道路において、内回り道路を使用する場合と外回り道路を使用する場合とで、どちらが短時間で目的地に到達できるかを示す経路誘導装置が開示されている。この装置によれば、所定区間を通過するのに必要な時間を検出して、その検出結果に基づいて、任意の進入路から所定時間で到達できる環状道路上の位置を提示し、運転者に渋滞のより少ない経路を選択させると共に、渋滞した経路の選択を防止することによって渋滞の増大を防止している。
【０００５】
一方、各車両側で対応する場合、外部より交通情報や自車位置を入手して、ナビゲーション装置等により渋滞の少ないまたは無い道路を探索して運転者を誘導する装置も実用化され、車両を非渋滞エリアに誘導することによって渋滞の緩和を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法では、発生した渋滞を緩和するのみで、渋滞の発生の防止を行うことはできないという問題がある。また、従来の渋滞緩和は主として別経路の利用によって行われるため、余分な経路の走行によるエネルギ（燃料）の消費や、住宅街や細い道路の走行を強いられるため停止、発進操作の繰り返しが頻繁に行われるためにエネルギ効率（燃費）の低下等が発生するという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決することを課題としてなされたものであり、渋滞の発生自体を計画的に防止すると共に、エネルギ（燃料）の利用効率を向上させることのできる車両走行制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の構成は、道路網を通行する複数の車両に対する走行制御を行う車両走行制御装置であって、道路網内の個々の車両の出発位置を認識する出発位置認識手段と、前記車両の移動目的位置を認識する目的位置認識手段と、前記道路網上で車両の所定方向の走行を所定時間許可する走行許可ベクトルを設定するベクトル設定手段と、前記道路網を構成し内部が複数の支線道路で分割された小ブロックからなり、当該小ブロック間を前記支線道路を介して前記車両が往来するブロックエリアにおいて、前記小ブロックの一辺の最小の長さを車両が通過するのに必要な時間に合わせた変更周期で前記走行許可ベクトルの向きを変更する変更手段と、を含み、前記車両の出発位置と移動目的位置と、周期的変更される走行許可ベクトルの向きに基づいて当該車両が他の交通要素と非干渉で移動目的位置に到達できる出発タイミングと走行経路と走行速度とを算出し走行計画を算出する走行計画算出手段と、前記走行計画に基づいて道路網内の複数の車両の走行指示を行う走行指示手段と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
ここで、走行開始車両が他の交通要素と非干渉で目的位置に到達できるとは、他車両や歩行者等の存在によって走行開始車両が極端な減速や停止を行うことなく出発位置から目的位置まで到達することをいう。また、走行許可ベクトルとは、例えば***路や交差点における走行可能な方向を示すと共に、所定台数の車両の走行を許容する量である。
【００１０】
この構成によれば、道路網内の車両は、他の交通要素と非干渉になるように出発タイミングと走行経路と走行速度とが個々に管理され、一度走行を開始したら他の交通が原因となる極端な減速や停止を行うことなく走行を続けることができる。特に、走行許可ベクトルに基づいて走行計画を作成することによって、走行中の車両が他の交通要素と干渉することなく車両にとって不必要な極端な減速や停止を必要としない走行計画を容易に作成することができると共に、走行許可ベクトルの向きを周期的に変更することによって、任意の方向に車両の誘導をスムーズに行うことができる。その結果、渋滞の発生自体を計画的に防止できると共に、必要以上の減速や加速を必要としないため車両のエネルギ使用効率を向上させることができる。
【００１４】
上記のような目的を達成するために、本発明の構成は、前記装置において、さらに、走行計画算出手段は、道路網上の走行許可ベクトルの有無に応じて道路横断用歩行者信号機を制御する信号制御手段を含むことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、道路網上に走行許可ベクトルが存在しないタイミングで歩行者の道路横断を許可するので、道路横断中の歩行者によって走行中の車両が極端な減速や停止を行うことが無くなり、車両のエネルギ使用効率を向上させることができると共に、渋滞の発生を計画的に防止することができる。
【００１６】
上記のような目的を達成するために、本発明の構成は、前記装置において、前記車両は、前記走行計画に基づいて制御される自動運転車両であることを特徴とする。
【００１７】
ここで、自動運転車両とは、例えば、車両外部の環境を認識しつつ目的地まで走行可能な無軌道の車両や、列車のように軌道上を走行し所定の乗降場所を巡回する車両である。
【００１８】
この構成によれば、個々の車両の公共交通化が可能で、渋滞の発生原因の一つである車両数の増加を抑制することができる。
【００１９】
上記のような目的を達成するために、本発明の構成は、前記装置において、前記道路網は、支線道路を含む複数のブロックエリアと、前記ブロックエリア間を接続する幹線道路と、を含み、前記走行計画算出手段は、前記ブロックエリア毎に車両の管理を行うことを特徴とする。
【００２０】
ここで、支線道路とは、例えば、市街地や所定地域内に設けられた低速走行可能な道路で、ブロックエリアとは支線道路によって往来が可能な生活エリアである。また、幹線道路とは、前記ブロックエリア間を結ぶ道路で、例えば高速走行可能道路である。
【００２１】
この構成によれば、広域エリアを走行開始車両が移動する場合でも他の交通要素と非干渉になるように出発タイミングと走行経路と走行速度とがブロックエリア毎に個々に管理され、一度走行を開始したら他の交通が原因となる減速や停止を行うことなく走行を続けることができる。その結果、渋滞の発生自体を計画的に防止できると共に、必要以上の減速や加速を必要としないため車両のエネルギ使用効率を向上させることができる。
【００２２】
上記のような目的を達成するために、本発明の構成は、道路網を通行する複数の車両に対する走行制御を行う車両走行制御装置であって、道路網内の個々の車両の出発位置を認識する出発位置認識手段と、前記車両の移動目的位置を認識する目的位置認識手段と、走行を開始する車両の前記出発位置と移動目的位置とに基づいて、当該車両が他の交通要素と非干渉で目的位置に到達できる出発タイミングと走行経路と走行速度とを算出する走行計画算出手段と、前記走行計画に基づいて道路網内の複数の車両の走行指示を行う走行指示手段と、を含み、前記走行計画算出手段は、道路網の道路が交差して形成される格子形状の道路の格子部分の一方の道路と他方の道路との長さ比が各道路の設定走行速度の比であるとして走行計画を作成することを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、交差点における自車両の合流や分流のタイミングを他車両に合わせることができるので、渋滞を発生させることなくスムーズな交通の流れを作ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。
【００２７】
図１には、本実施形態の車両走行制御装置１０及び制御の対象である車両（不図示）に搭載する車載装置１２，１４の構成ブロック図が示されている。また、図２には、本実施形態の車両走行制御装置１０を適用可能な複数のブロックエリア１６から成る都市構造１８の全体構成が一例として示されている。さらに、図３には、前記ブロックエリア１６の詳細が示されている。図２に示すように、ブロックエリア１６は任意の数の集団を形成し、各ブロックエリア１６は高速走行が可能な幹線道路２０で接続されている。この幹線道路２０は例えば高速道路や国道等である。図２は、ブロックエリア１６が円形状に配置されたものと、直線状に配置されたものとを結合した例を示している。また、各ブロックエリア１６は、図３に示すように、内部が複数の支線道路２２によって分割された小ブロック２４によって構成されている。前記支線道路２２は例えば格子状に配置された低速走行用の道路である。本実施形態の制御対象である車両は、この小ブロック２４間を往来することになる。なお、車両の移動は同一のブロックエリア１６内部で行われる場合と、離れた２つのブロックエリア１６間で行われる場合がある。
【００２８】
前記小ブロック２４は、図４に示すように中央部にオフィスや住宅等の利用空間２４ａを形成し、その周囲に歩道２４ｂを形成し、さらにその周囲に車両２６が小ブロック２４に発着するための停車帯２４ｃを形成している。小ブロック２４に発着する車両２６ａは、支線道路２２から前記停車帯２４ｃに進入することによって利用者の乗車または降車を可能にしている。また、隣接する小ブロック２４間には横断歩道２４ｄが形成され、歩行者は小ブロック２４間を往来することができる。
【００２９】
また、図３に示すように、ブロックエリア１６間を接続する幹線道路２０から当該ブロックエリア１６に進入する入口には、幹線道路２０と支線道路２２との走行速度の整合を行うための減速車線２０ａが設けられている。同様に、ブロックエリア１６から退去する出口には、加速車線２０ｂが設けられている。つまり、支線道路２２を含むブロックエリア１６の周囲には、幹線道路２０が設けられ、車両２６は幹線道路２０を介して異なるブロックエリア１６間を往来することができる。
【００３０】
本実施形態の特徴的事項は、前記ブロックエリア１６毎に、当該ブロックエリア１６内の全車両の出発タイミングと走行経路と走行速度を一括的に管理して、走行を開始した車両が他の交通と干渉すること無く目的位置に到達させる制御を行う車両走行制御装置が配置されているところである。
【００３１】
図３に示すように、本実施形態の場合、各エリアブロック１６には少なくとも一つの管制塔２８が配設され、当該管制塔の中に車両走行制御装置１０が配置されている。なお、図３の場合、ブロックエリア１６に接続された幹線道路２０の入口部分に管制塔２８が配設されているが、この位置は任意であり、また複数の管制塔によって管制作業を行うようにしてもよい。
【００３２】
前記管制塔２８に配置されている車両走行制御装置１０（以下、単に制御装置１０という）は図１に示すように、管制（制御）対象である車両と交信を行うための第１通信機３０と他の管制塔（他のブロックエリアの管制塔２８Ａや同一ブロックエリア内の他の管制塔）と交信を行うための第２通信機３２を有している。また、制御装置１０は前記第１通信機３０を介して車両から当該車両の出発地と移動の目的地を入手する出発地・目的地認識部３４を有している。この出発地・目的地認識部３４は認識した目的地が自己のブロックエリア内であるか他ブロックエリア内であるかを識別し、目的地が自己のブロックエリア内、つまり、車両移動がブロックエリア内で行われる場合、車両の出発タイミングと走行経路と走行速度を算出する走行計画算出部３６に制御対象になっている車両の出発地と目的地を供給する。走行計画算出部３６は、ブロックエリア内の車両の走行スケジュールを記憶したスケジュールデータベース（Ｄ／Ｂ）３８を参照しつつ、該当車両が他の交通要素と非干渉、具体的には、他の車両や歩行者等の存在によって減速や停止、加速を生じることなく目的位置に到達できる出発タイミングと走行経路と走行速度を算出して、前記走行スケジュールの更新を行う。同時に、走行指示部４０に算出結果を供給し、第１通信機３０を介して、出発地と目的地を送信してきた該当車両に出発タイミングと走行経路と走行速度を送信する。
【００３３】
一方、出発地・目的地認識部３４が認識した目的地が他のブロックエリア内である場合には、第２通信機３２を介して、制御対象の車両の出発地と目的地の情報を目的地の存在するブロックエリアの管制塔２８Ａに送信する。送信を受けた管制塔２８Ａには前記制御装置１０と同様な構成の車両走行制御装置が配置され、該当ブロックエリアで他のブロックエリアからの車両の受け入れが可能であるかを検討し、第２通信手段３２を介して入場の可否を問い合わせてきた管制塔２８に返送する。返送を受けた管制塔２８の走行計画算出部３６は前述と同様に、出発タイミングと走行経路と走行速度を算出して、前記走行スケジュールの更新を行う。同時に、走行指示部４０に算出結果を供給し、第１通信機３０を介して、出発地と目的地を送信してきた該当車両に出発タイミングと走行経路と走行速度を送信する。なお、図１においては、図面の簡略化のため他のブロックエリアの管制塔２８Ａの制御部１０ａの構成は一部省略しスケジューラとして示している。
【００３４】
また、図１には制御対象である車両に搭載される車載装置１２，１４の構成ブロック図が示されてる。車載装置１２はナビゲーション装置を利用した例で、利用者が目的地入力部４２から移動の目的地を入力すると、車載通信機４４を介して前述した制御装置１０の第１通信機３０に目的地を送信する。この時の目的地入力は、例えば車載ディスプレイ上に表示された地図上のポイントを指し示すようにしてもよいし、キーボード等により具体的な名称を入力するようにしてもよい。同様に、出発地の入力を出発地入力部４６から行う。この出発地も目的地と同様に車載通信機４４を介して前述した制御装置１０の第１通信機３０に送信される。なお、出発地は車両の現在位置であるため、ＧＰＳ衛星等を利用して車両の絶対位置を検出して、その情報を直接車載通信機４４を介して前述した制御装置１０の第１通信機３０に送信してもよい。
【００３５】
制御装置１０は車両の出発地と目的地を取得すると、前述したように走行計画を算出し、第１通信機３０から車載通信機４４に走行計画を送信する。車載装置１２では走行計画をナビゲーション表示部４８に表示して、利用者に出発タイミングと走行経路と走行速度を提示する。
【００３６】
一方、車載装置１４は自動運転車両に適用する例で、例えば、車両外部の環境を認識しつつ目的地まで走行可能な無軌道の車両や、列車のように軌道上を走行し所定の乗降場所を巡回する車両に搭載される。車載装置１４の場合も目的地と出発地は車載装置１２と同様に車載通信機４４から制御装置１０の第１通信機３０に送信される。そして、車載通信機４４が前記第１通信機３０を介して走行計画を受信すると、その情報が自動運転コントローラ５０に供給され、車両の自動運転が実施される。
【００３７】
続いて、車両の走行計画の算出処理を具体例を用いて説明する。本実施形態では図５（ａ）に示すように、自己のブロックエリアから他のブロックエリアに移動する場合と、図５（ｂ）に示すように、他のブロックエリアから自己のブロックエリアに移動する場合と、図５（ｃ）に示すように、自己のブロックエリア内で移動を行う場合を説明する。
【００３８】
前記走行計画算出部３６（図１参照）は、その内部に、図６に矢印（→）で示すような道路網上で所定台数の車両に対して、所定方向への走行を所定時間許可する走行許可ベクトル５２を設定するベクトル設定手段を含んでいる。この走行許可ベクトル５２は支線道路２２の交差点における車両の直進及び右折または左折の許可と車両の存在しうる範囲とタイミングを示している。つまり、走行許可ベクトル５２が存在しているタイミングのみに車両の走行が可能になる。また、前記走行計画算出部３６は走行許可ベクトル５２の方向を図６に示すように周期的に変更する変更手段を有している。図６に示す例では、タイミング１〜タイミング４の４種類のタイミングで走行許可ベクトル５２の方向及び存在位置が順次変化している。なお、支線道路２２を巡航走行する場合、基準速度（例えば、１０ｋｍ／ｈ）が提示され、基準速度で支線道路２２を走行した場合、一つの小ブロック２４の一辺を通過するのに３０秒必要な場合には、前記タイミング１〜タイミング４の各変更周期は３０秒になる。また、小ブロック２４の一辺の長さが異なる場合には、最小の長さに合わせて変更周期が決定される。従って、走行許可ベクトル５２に基づいて走行計画を作成することによって、走行中の車両の不必要な減速や停止を容易に防止することができる。また、走行許可ベクトル５２の向きを周期的に変更することによって、任意の方向に車両の誘導をスムーズに行うことができる。
【００３９】
図５（ａ）〜（ｃ）に戻って、車両の目的地毎に走行計画算出手段の処理動作を図１及び図７のフローチャートを用いて説明する。初めに図５（ａ），（ｂ）に基づいて自己のブロックエリア１６から他のブロックエリア１６に移動する場合を示す。なお、本実施形態の場合、ナビゲーション装置を搭載した車載装置１２の走行制御を例に取って説明する。まず、車載装置１２は、車載通信機４４を介して出発地（自車位置）５４及び移動の目的地５６を自車が存在するブロックエリア１６の管制塔２８の制御装置１０に出発データとして送信する。なお、この送信タイミングは、車両の利用者が出発希望時刻直前に行ってもよいし、予め出発希望時刻を含んだ出発データを例えば１時間前等に送信するようにしてもよい。制御部１０が出発データを受信すると（Ｓ１００）、出発地・目的地認識部３４は、目的地５６が自己のブロックエリア内部に存在するか否かの判断を行う（Ｓ１０１）。
【００４０】
図５（ａ）のように車両が自己のブロックエリア１６を出て他のブロックエリア１６へ移動する場合、その情報を走行計画算出部３６が取得し、当該走行計画算出部３６は目的地５６を含むブロックエリアの入口（減速車線２０ａ；図３参照）に到達する到着予定時刻を算出する（Ｓ１０２）。ブロックエリア内の移動経路は任意であるが、例えば、図５（ａ）の場合上方向を北とすると、西向きに移動した後北上する方法と、先に北上した後西向きに移動して出口（加速車線２０ｂ）に向かう方法等がある。前者の場合、図６のタイミング３で移動を開始すれば、タイミング３→４→１→２→３・・・の順に走行許可ベクトル５２を順に渡っていけば出口まで車両を誘導することができる。この時、走行計画算出部３６は、出発データを受信したタイミング、または出発希望時間からタイミング３までの出発待ち時間を取得できる。また、出発地５４から出口までの経路、距離、走行速度（例えば１０ｋｍ／ｈ）に基づいて出口に到達するために必要な必要時間が算出できる。さらに、加速車線２０ｂにおける速度や加速車線２０ｂの長さ、目的地５６が存在する他のブロックエリアまでの距離と走行速度（例えば１００ｋｍ／ｈ）から出発地５４を含むブロックエリアから目的地５６を含むブロックエリアまで移動するための必要時間が算出可能である。従って、走行計画算出部３６は目的のブロックエリア入口の到着予定時刻が算出できる。
【００４１】
続いて、走行計画算出部３６は第２通信機３２を介して目的地５６を含むブロックエリアの管制塔２８Ａに到着予定時刻を通信する（Ｓ１０３）。管制塔２８Ａでは、受信した到着予定時刻に車両の受け入れが可能であるか否かを判断して、その結果を走行指示部４０及び第２通信機３２を介して前記制御部１０の第２通信機３２に返送する。そして、制御部１０の走行計画算出部３６は到着予定時刻に目的のブロックエリアの入場が許可されるか否かを認識する（Ｓ１０４）。すなわち、管制塔２８Ａに含まれる走行計画算出部は自己のブロックエリアの入口である減速車線２０ａ（図３参照）に同じ時間帯の到着予定時刻に他の車両の進入が重なり当該減速車線２０ａの許容量をオーバーするか否かをスケジュールＤ／Ｂ３８を参照して判断する。同じ時刻帯に許容量に余裕があれば、減速車線２０ａに進入可能である。そして、車両は減速車線２０ａの終端部分で直進または左折することによってブロックエリア内に進入することができる。すなわち、管制塔２８Ａは、何時であれば車両の受入が可能であるか（受入可能タイミング）を認識しているため、当該管制塔２８Ａの走行計画算出部は、進入可否の結果と共に何時であれば車両の受け入れが可能であるかを制御部１０に送信することになる。
【００４２】
（Ｓ１０４）において、到着予定時刻に目的ブロックエリアへの入場が許可されない場合、走行計画算出部３６は管制塔２８Ａから受け取った受入可能タイミングを認識する（Ｓ１０５）。そして、受入可能タイミングに到達可能な出発タイミングの選定を行う（Ｓ１０６）。つまり、初回に到着予定時間を算出した時に使用したタイミング以降の同一タイミング（本実施形態ではタイミング３）でも車両の出発は可能なので、走行計画算出部３６は、取得した受入可能タイミングと次以降のタイミング３との一致する時刻、すなわち出発タイミングの選定を行う。
【００４３】
また、（Ｓ１０４）において、到着予定時刻に目的ブロックエリアへの入場が許可された場合、走行計画算出部３６は前記到着予定時刻算出に使用した出発タイミング（本実施形態の場合はタイミング３）になったか否かの判断を行う（Ｓ１０７）。そして、所定のタイミングになったら、制御装置１０の走行指示部４０は第１通信機３０を介して車載装置１２に出発指示指令を送信する（Ｓ１０８）。一方、出発タイミングになっていない場合、走行指示部４０は第１通信機３０を介して車載装置１２に出発待機状態である旨を送信し（Ｓ１０９）、出発タイミングになるのを待つ。なお、出発待機を示す時に、出発許可時刻を合わせて提示してもよい。また、（Ｓ１０４）で入場許可が出た時点で、出発許可時刻を車載装置１２に提示するようにしてもよい。
【００４４】
次に、ブロックエリア１６内における車両の移動方法を説明する。例えば、図６におけるタイミング３で出発許可の出た車両は、所定の出発タイミングになったら出発するが、この出発は、車両が自己のブロックエリア１６から他のブロックエリア１６に向かうため出口に移動する場合、タイミング３の走行許可ベクトル５２に存在する車両の流れの最後尾に合流するタイミングで出発指示が出される。格子状のブロックエリア１６内において、経路変更は、ある走行許可ベクトル５２から方向の異なる走行許可ベクトル５２に車両が渡ることによって行われる。従って、向きの異なる走行許可ベクトル５２が接触しているタイミング（図６の場合、タイミング２、タイミング４）で行われる。このベクトル間の渡りをスムーズに行うためには、経路変更を行う場合、ベクトル内に存在する車両集団の先頭に位置する車両から順次向きの異なる走行許可ベクトル５２に移動していく。ここで、ブロックエリア１６の出口に向かうためには、ブロックエリア１６の最外周まで曲がる必要が無いため、他のブロックエリア１６に移動する車両は前記車両集団の最後尾に初めから合流することになる。なお、制御部１０は自己のブロックエリア１６内の車両の動きを全て認識しているためタイミング３における車両の最後尾を正確に認識可能で、出発指示を出すことができる。
【００４５】
図５（ｂ）に示すように、目的地５６を含むブロックエリア１６に進入が許可され、減速道路２０ａに進入が完了した車両の走行制御は目的地５６を含むブロックエリア１６の管制塔２８Ａの制御部に引き渡される。車両の制御を引き継いだ制御部は車両が自己のブロックエリア１６の支線道路２２に入るタイミングに応じて、直進するか左折するかを決定する。つまり、支線道路２２に入るタイミングがタイミング１，２の場合は直進を指示し、タイミング３，４の場合には左折を指示する。その後は、図６に示すタイミング１〜４に従って目的地５６までの車両の誘導を行う。
【００４６】
また、（Ｓ１０６）で次の出発タイミングが選定された場合には、選定した出発タイミングに成ったか否かの判断が（Ｓ１０７）で行われ、出発指示（Ｓ１０８）または出発待機指示（Ｓ１０９）が出される。なお、（Ｓ１０４）で最初に算出した到着予定時刻に入場が許可されない場合に、高速道路等を走行中に走行速度を加減速することによって、入場可能時刻にタイミングを合わせることが可能であるが、走行中の速度を一定に保つことを優先し、出発タイミングを選定することが望ましい。このように、走行中の速度を一定にすることにより、渋滞の発生自体を防止できると共に、車両のエネルギ使用効率を向上させることができる。
【００４７】
一方、図７の（Ｓ１０１）において、図５（ｃ）に示すように車両の出発地５４と目的地５６とが同一のブロックエリア１６にある場合、すなわち、自己ブロックエリア１６内での移動である場合、図６に示すタイミング１で出発すれば、走行許可ベクトル５２の先頭に合流することができる。前述したように先頭に位置する車両から順次向きの異なる走行許可ベクトル５２に移動していくため、先に曲がる車両が車両集団の先頭に合流する必要がある。なお、方向の異なる走行許可ベクトル５２に移動した車両は移動先の走行許可ベクトルの最後尾に順次合流していくことになる。従って、出発地から車両が出発する時に、当該車両より先に経路変更を行う車両が、合流しようとする車両集団に存在する場合には、先に曲がる車両の後ろに後から曲がる車両が合流することになる。
【００４８】
例えば、図５（ｃ）の上方向を北とすると、車両が出発地５４から目的地５６に移動する場合、単純な移動経路の例として、西に進んだ後南下する経路と、まず南下して西に進む経路とがある。前者の場合、図６のタイミング１で西進の集団の先頭で出発し、タイミング４で左折して、西進集団の先頭から南下集団の最後尾に合流する。また、後者の場合は、タイミング１で南下集団の先頭で出発し、タイミング２で右折して、南下集団の先頭から西進集団の最後尾に合流すれば、スムーズにブロックエリア内を移動することができる。
【００４９】
ブロックエリア１６内には、多数の利用空間２４ａが存在し（図４参照）、歩行者の交通もある。前述したように支線道路２２には歩行者等が横断するための横断歩道２４ｄが設けられている。前記走行計画算出部３６は、道路網上の走行許可ベクトル５２の有無に応じて、道路横断用歩行者信号機を制御する信号制御手段を有している。この信号制御手段は走行許可ベクトル５２が道路網上に存在しないタイミングで歩行者の横断を許可するように信号機を制御する。その結果、道路横断中の歩行者によって走行中の車両が極端な減速や停止を行うことが無くなり、車両のエネルギ使用効率を向上させることができると共に、渋滞の発生を計画的に防止することができる。
前述した図３〜図６等に示すブロックエリア１６は同一形状の小ブロック２４が規則正しく配置されている例を示しているが、実際の都市構造では、様々な制約があり、ブロックエリアやそれを構成する小ブロックの大きさや形状は様々である。図８には形状や大きさの異なる小ブロック５８ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ・・・で構成されたブロックエリア６０を示している。前記小ブロック５８ａ，５８ｂ等は図３や図４に示す小ブロック２４と同様に、利用空間、歩道、停車帯、横断歩道等を含んでいると共に、図９に示すように、走行許可ベクトルが設定可能であり、図６と同様に所定の周期で走行許可ベクトルの方向が変更される。前記走行許可ベクトルの方向の変更周期は小ブロック５８ａ，５８ｂ等のうち最小の一辺を基本単位とし、当該基本単位を所定速度（例えば、１０ｋｍ／ｈ）で通過するために必要な時間で決定される。例えば、基本単位を通過するために３０秒必要な場合には、変更周期も３０秒である。また、走行許可ベクトルの長さは、基本単位に存在可能な走行許可ベクトルの長さで統一される。さらに、各小ブロックにおいて、その一辺の長さが基本単位の整数倍で構成される区画を通過する車両の速度は一定（例えば、１０ｋｍ／ｈ）であるが、整数倍でない区画を車両が通過する場合、速度調整が適宜行われ、次の交差点で他の方向からの交通との合流が一致するように制御される。このような都市構造においても車両の出発タイミング等は、図７のフローチャートに示す手順で決定され、管制塔の制御部から各車両に走行経路や走行速度と共に出発タイミングの指示が出される。また、ブロックエリア内に存在する横断歩道用信号機の制御も前述した例と同様に行われる。
【００５０】
図１０（ａ）〜（ｃ）には、基準走行速度の異なる道路が交差する場合、例えば、高速道路６２と一般道路６４とが平面で交差する平面交差エリア６６が存在する場合の構成が示されている。前記平面交差エリア６６は、高速道路６２に対して一般道路６４が略直角に交わる格子形状で構成され、格子の縦横比が高速道路６２と一般道路６４との速度比に設定されている。例えば、高速道路６２と一般道路６４が形成する格子部分の長さの縦横比が５：１の場合、高速道路６２の設定走行速度は１００ｋｍ／ｈであり、一般道路６４の設定走行速度は２０ｋｍ図１０（ａ）〜（ｃ）には、基準走行速度の異なる道路の交差する場合、例えば、高速道路６２と一般道路６４とが平面で交差する平面交差エリア６６が存在する場合の構成が示されている。前記平面交差エリア６６は、高速道路６２に対して一般道路６４が略直角に交わる格子形状で構成され、格子の縦横比が高速道路６２と一般道路６４との速度比に設定されている。例えば、高速道路６２と一般道路６４が形成する格子部分の長さの縦横比が５：１の場合、高速道路６２の設置走行速度は１００ｋｍ／ｈであり、一般道路６４の設定走行速度は２０ｋｍ／ｈになる。
【００５１】
図１０（ｂ）は、交通の流れを示したもので、実線矢印で示す流れが、２０ｋｍ／ｈの道路から１００ｋｍ／ｈの道路に移る場合の交通の流れで、破線矢印で示した流れが、１００ｋｍ／ｈの道路から２０ｋｍ／ｈの道路に移る場合の交通の流れである。
【００５２】
また、図１０（ｃ）には、図６や図９等に示した走行許可ベクトルのタイミン／ｈになる。
【００５３】
なお、以上説明した実施形態では、走行許可ベクトルの切り換えを４つのタイミングパターンで行う例を示したが、タイミングパターン数は任意であり、パタる。
【００５４】
このように、平面交差エリア６６を構成する格子の縦横比と交差する道路の速度比とを一致させることによって、走行許可ベクトルを順次切り換える場合でも、各格子間での車両の移動のタイミングが同期して、スムーズな走行制御を行うことができる。
【００５５】
なお、以上説明した実施形態では、走行許可ベクトルの切り替えを４つのタイミングパターンで行う例を示したが、タイミングパターン数は任意であり、パターン数を増やせば、より待ち時間の少ない効率的な走行制御を行うことができる。
【００５６】
また、本実施形態では、ナビゲーション装置を有する車両の走行制御を例にとって説明したが、自動走行可能な軌道車両や無軌道車両でも同様の効果を得ることができると共に、公共車両に本実施形態を適用すれば、ユーザが目的に応じて所望の車両を呼び出し利用することが可能で、目的地に到着後は他のユーザが利用することも可能である。さらに、自動走行車両に本実施形態を適用する場合、車両の少ない地域や利用頻度の高い地域に空車両を集中的に移動させることによって効率的な交通システムを容易に構築することができる。また、利用者は、出発可能時刻を予め認識することが可能なので、有効な時間利用を行うことができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、道路網内の車両は、他の交通要素と非干渉になるように出発タイミングと走行経路と走行速度とが個々に管理され、一度走行を開始したら他車両が原因となる極端な減速や停止を行うことなく走行を続けることができるので、渋滞の発生自体を計画的に防止できる。また、必要以上の減速や加速を必要としないため車両のエネルギ使用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両走行制御装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両走行制御装置を適用可能な都市構造を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車両走行制御装置を適用可能な都市構造を構成するブロックエリアを説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る車両走行制御装置を適用可能なブロックエリアを構成する小ブロックの構造を説明する説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る車両走行制御装置の制御により出発地から目的地まで移動する場合の移動例を説明する説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る車両走行制御装置の制御による走行許可ベクトルの存在タイミングを説明する説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る車両走行制御装置の制御を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る車両走行制御装置を適用可能な他の都市構造を示す説明図である。
【図９】図８に示す都市構造に適用する走行許可ベクトルの存在タイミングを説明する説明図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る車両走行制御装置を適用可能な平面交差エリアの構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０車両走行制御装置、１２，１４車載装置、２８管制塔、３０第１通信機、３２第２通信機、３４出発地・目的地認識部、３６走行計画算出部、３８スケジュールデータベース、４０走行指示部、４２目的地入力部、４４車載通信機、４６出発地入力部、４８ナビゲーション表示部、５０
自動運転コントローラ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle travel control device, and more particularly to a vehicle travel control device that can efficiently move a vehicle when traveling from a departure place to a destination included in a road network.
[0002]
[Prior art]
With the recent development of the automobile society, traffic congestion on roads has rapidly increased, and it is desired to eliminate the traffic congestion.
[0003]
For example, when the road facility side responds, on a highway, an expressway, or the like, the number of passing vehicles, the average speed of vehicles, and the like are detected to determine whether or not a road in a predetermined section is congested, and the section is determined. Calculate how much time is required to pass and notify the driver to bypass the traffic jam, or intentionally open or close the approach based on the recognized traffic situation, and intentionally traffic jam A traffic monitoring system for monitoring and controlling the running state of a vehicle while alleviating the situation has been introduced.
[0004]
In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-249591 discloses a route guidance device that indicates which of a ring road and an outer road can be used to reach a destination in a short time. ing. According to this device, a time required to pass a predetermined section is detected, and based on the detection result, a position on a ring road that can be reached in a predetermined time from an arbitrary approach road is presented to a driver. A route with less congestion is selected, and an increase in congestion is prevented by preventing selection of a route with congestion.
[0005]
On the other hand, when each vehicle responds, a device that obtains traffic information and the position of the vehicle from the outside, searches for a road with little or no traffic congestion using a navigation device or the like, and guides the driver has been put into practical use. Reducing traffic congestion by guiding to non-congested areas.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method, there is a problem that the occurrence of traffic congestion cannot be prevented only by reducing the generated traffic congestion. In addition, conventional traffic congestion mitigation is mainly performed by using another route, so that energy (fuel) is consumed by traveling on an extra route, and stop and start operations are frequently repeated because the user is forced to travel on a residential area or a narrow road. Therefore, there is a problem that energy efficiency (fuel efficiency) is reduced.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and has a vehicle traveling control device capable of systematically preventing the occurrence of traffic congestion and improving the efficiency of energy (fuel) utilization. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a configuration of the present invention is a vehicle travel control device that controls travel of a plurality of vehicles passing through a road network, and recognizes a starting position of each vehicle in the road network. Starting position recognizing means, and target position recognizing means for recognizing a moving target position of the vehicle.,PreviousVector setting means for setting a travel permission vector that permits travel of the vehicle in a predetermined direction on the road network for a predetermined time,SaidConstruct the road networkThe interior is composed of small blocks divided by a plurality of branch roads, and the vehicle travels between the small blocks via the branch roads.Block areaIn the aboveWith a change cycle that matches the time required for the vehicle to pass the minimum length of one side of the small blockThe direction of the travel permission vectorChanging means for changing,The departure position and travel destination position of the vehicle, and the departure timing, travel route, and travel speed at which the vehicle can reach the travel destination position without interference with other traffic elements based on the direction of the traveling permission vector that is periodically changed. Is calculatedA travel plan calculating means for calculating a travel plan, and travel instruction means for giving a travel instruction for a plurality of vehicles in a road network based on the travel plan are provided.
[0009]
Here, that the traveling start vehicle can reach the destination position without interference with other traffic elements means that the traveling start vehicle does not extremely decelerate or stop due to the presence of other vehicles or pedestrians from the departure position to the destination position. To reach.The travel permission vector indicates, for example, a direction in which the vehicle can travel on a single road or an intersection, and is an amount that allows a predetermined number of vehicles to travel.
[0010]
According to this configuration, the departure timing, the traveling route, and the traveling speed are individually managed so that the vehicles in the road network do not interfere with other traffic elements. You can continue driving without extreme deceleration or stopping. In particular, by creating a travel plan based on the travel permission vector, it is easy to create a travel plan that does not require unnecessary deceleration or stop unnecessary for the vehicle without causing the running vehicle to interfere with other traffic elements In addition, by periodically changing the direction of the travel permission vector, the vehicle can be smoothly guided in an arbitrary direction. As a result, the occurrence of traffic congestion itself can be prevented systematically, and the energy use efficiency of the vehicle can be improved because unnecessary deceleration or acceleration is not required.
[0014]
In order to achieve the above object, according to the configuration of the present invention, in the above-mentioned device, the travel plan calculation means further controls the road-crossing pedestrian traffic light according to the presence or absence of the travel permission vector on the road network. It is characterized by including signal control means.
[0015]
According to this configuration, the pedestrian is allowed to cross the road at a timing when the travel permission vector does not exist on the road network, so that the traveling vehicle is not extremely decelerated or stopped by the pedestrian crossing the road. Thus, the energy use efficiency of the vehicle can be improved, and the occurrence of traffic congestion can be systematically prevented.
[0016]
In order to achieve the above object, a configuration of the present invention is characterized in that, in the device, the vehicle is an automatic driving vehicle that is controlled based on the travel plan.
[0017]
Here, the automatic driving vehicle is, for example, a trackless vehicle that can travel to a destination while recognizing an environment outside the vehicle, or a vehicle that travels on a track like a train and goes around a predetermined getting on / off place.
[0018]
According to this configuration, individual vehicles can be made public, and an increase in the number of vehicles, which is one of the causes of traffic congestion, can be suppressed.
[0019]
In order to achieve the object as described above, the configuration of the present invention, in the device, wherein the road network includes a plurality of block areas including branch roads, and a main road connecting the block areas, The travel plan calculation means manages vehicles for each of the block areas.
[0020]
Here, the branch road is, for example, a road that can be run at a low speed provided in an urban area or a predetermined area, and the block area is a living area that can travel by the branch road. The main road is a road connecting the block areas, and is, for example, a high-speed road.
[0021]
According to this configuration, even when the traveling start vehicle moves in the wide area, the departure timing, the traveling route, and the traveling speed are individually managed for each block area so as not to interfere with other traffic elements. Once started, you can continue driving without deceleration or stopping caused by other traffic. As a result, the occurrence of traffic congestion itself can be prevented systematically, and the energy use efficiency of the vehicle can be improved because unnecessary deceleration or acceleration is not required.
[0022]
In order to achieve the above object, a configuration of the present invention is a vehicle travel control device that controls travel of a plurality of vehicles passing through a road network, and recognizes a starting position of each vehicle in the road network. Starting position recognizing means, target position recognizing means for recognizing a moving target position of the vehicle,TostartDoThe starting position of the vehicle andMoveTravel plan calculation means for calculating a departure timing, a travel route, and a travel speed at which the vehicle can reach the destination position without interfering with other traffic elements based on the destination position; and in a road network based on the travel plan. Traveling instruction means for instructing traveling of a plurality of vehicles, wherein the traveling plan calculation means,Of a grid-shaped road formedA travel plan is created on the assumption that the length ratio between one road and the other road in the grid portion is the ratio of the set traveling speed of each road.
[0023]
According to this configuration, the timing of the merging and diverting of the own vehicle at the intersection can be adjusted to the timing of the other vehicle, so that a smooth traffic flow can be created without causing congestion.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[0027]
FIG. 1 shows a configuration block diagram of a vehicle traveling control device 10 of the present embodiment and vehicle-mounted devices 12 and 14 mounted on a vehicle (not shown) to be controlled. FIG. 2 shows, as an example, the entire configuration of an urban structure 18 including a plurality of block areas 16 to which the vehicle travel control device 10 of the present embodiment can be applied. FIG. 3 shows details of the block area 16. As shown in FIG. 2, the block areas 16 form an arbitrary number of groups, and each block area 16 is connected by a highway 20 capable of high-speed traveling. The main road 20 is, for example, an expressway or a national road. FIG. 2 shows an example in which the block areas 16 are arranged in a circle and those arranged in a straight line. Further, as shown in FIG. 3, each block area 16 is constituted by small blocks 24 divided inside by a plurality of branch roads 22. The branch roads 22 are, for example, low-speed traveling roads arranged in a grid. The vehicle to be controlled according to the present embodiment moves between the small blocks 24. The movement of the vehicle may be performed within the same block area 16 or may be performed between two separate block areas 16.
[0028]
As shown in FIG. 4, the small block 24 forms a use space 24a such as an office or a house in a central portion, forms a sidewalk 24b around the small block 24, and further around which a vehicle 26 arrives and departs from the small block 24. The stop belt 24c is formed. The vehicle 26a arriving and arriving at the small block 24 enters the stop zone 24c from the branch road 22 so that the user can get on or off. A pedestrian crossing 24d is formed between the adjacent small blocks 24, and a pedestrian can move between the small blocks 24.
[0029]
As shown in FIG. 3, a deceleration lane for matching the running speeds of the main road 20 and the branch road 22 is provided at an entrance which enters the block area 16 from the main road 20 connecting the block areas 16. 20a is provided. Similarly, an acceleration lane 20b is provided at an exit that leaves the block area 16. That is, the main road 20 is provided around the block area 16 including the branch road 22, and the vehicle 26 can move between different block areas 16 via the main road 20.
[0030]
The characteristic feature of the present embodiment is that the departure timing, the traveling route, and the traveling speed of all the vehicles in the block area 16 are collectively managed for each of the block areas 16 so that the vehicle that has started traveling is in a different traffic area. The vehicle travel control device that performs control to reach the target position without interfering with the vehicle is arranged.
[0031]
As shown in FIG. 3, in the case of the present embodiment, at least one control tower 28 is disposed in each area block 16, and the vehicle traveling control device 10 is disposed in the control tower. In the case of FIG. 3, the control tower 28 is provided at the entrance of the main road 20 connected to the block area 16, but this position is arbitrary, and the control work is performed by a plurality of control towers. It may be.
[0032]
As shown in FIG. 1, a vehicle travel control device 10 (hereinafter, simply referred to as a control device 10) disposed in the control tower 28 has a first communication device 30 for communicating with a vehicle to be controlled (controlled). And a second communication device 32 for communicating with another control tower (control tower 28A in another block area or another control tower in the same block area). In addition, the control device 10 has a departure place / destination recognition unit 34 that obtains a departure place and a movement destination of the vehicle from the vehicle via the first communication device 30. The departure / destination recognition unit 34 identifies whether the recognized destination is within its own block area or another block area, and determines that the destination is within its own block area, that is, the vehicle movement is within the block area. In this case, the departure place and the destination of the vehicle to be controlled are supplied to the travel plan calculation unit 36 that calculates the departure timing, the travel route, and the travel speed of the vehicle. The traveling plan calculation unit 36 refers to the schedule database (D / B) 38 that stores the traveling schedule of the vehicles in the block area, and the relevant vehicle does not interfere with other traffic elements. The travel schedule is updated by calculating the departure timing, travel route, and travel speed at which the vehicle can reach the target position without deceleration, stop, or acceleration due to the presence of a pedestrian or the like. At the same time, the calculation result is supplied to the traveling instruction unit 40, and the departure timing, the traveling route, and the traveling speed are transmitted to the corresponding vehicle that has transmitted the departure place and the destination via the first communication device 30.
[0033]
On the other hand, when the destination recognized by the departure / destination recognition unit 34 is in another block area, the information of the departure and destination of the vehicle to be controlled is transmitted via the second communication device 32 to the destination. This is transmitted to the control tower 28A in the block area where the ground exists. A vehicle traveling control device having the same configuration as the control device 10 is disposed in the control tower 28A that has received the transmission, and it is determined whether the corresponding block area can accept a vehicle from another block area. The information is returned to the control tower 28 which has inquired about the admission via the communication means 32. The travel plan calculation unit 36 of the control tower 28 that has received the return calculates the departure timing, the travel route, and the travel speed in the same manner as described above, and updates the travel schedule. At the same time, the calculation result is supplied to the traveling instruction unit 40, and the departure timing, the traveling route, and the traveling speed are transmitted to the corresponding vehicle that has transmitted the departure place and the destination via the first communication device 30. In FIG. 1, the configuration of the control unit 10a of the control tower 28A in another block area is partially omitted and shown as a scheduler for simplification of the drawing.
[0034]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the in-vehicle devices 12 and 14 mounted on the vehicle to be controlled. The in-vehicle device 12 is an example using a navigation device. When a user inputs a destination of travel from the destination input unit 42, the destination is transmitted to the first communication device 30 of the control device 10 via the in-vehicle communication device 44. Send At this time, the destination may be input, for example, by pointing to a point on a map displayed on the vehicle-mounted display, or by inputting a specific name using a keyboard or the like. Similarly, the departure place is input from the departure place input unit 46. This departure point is also transmitted to the first communication device 30 of the control device 10 via the on-vehicle communication device 44 in the same manner as the destination. Since the departure point is the current position of the vehicle, the absolute position of the vehicle is detected using a GPS satellite or the like, and the information is directly transmitted to the first communication device of the control device 10 via the on-board communication device 44. 30.
[0035]
When acquiring the departure place and the destination of the vehicle, the control device 10 calculates the travel plan as described above, and transmits the travel plan from the first communication device 30 to the on-vehicle communication device 44. The in-vehicle device 12 displays the travel plan on the navigation display unit 48, and presents the departure timing, the travel route, and the travel speed to the user.
[0036]
On the other hand, the in-vehicle device 14 is an example applied to an autonomous vehicle, for example, a trackless vehicle capable of traveling to a destination while recognizing the environment outside the vehicle, or traveling on a track like a train to set a predetermined boarding place. Mounted on patrol vehicles. In the case of the vehicle-mounted device 14, the destination and the departure place are transmitted from the vehicle-mounted communication device 44 to the first communication device 30 of the control device 10, similarly to the vehicle-mounted device 12. When the in-vehicle communication device 44 receives the travel plan via the first communication device 30, the information is supplied to the automatic driving controller 50, and the vehicle is automatically driven.
[0037]
Subsequently, the calculation process of the travel plan of the vehicle will be described using a specific example. In this embodiment, as shown in FIG. 5 (a), the user moves from his own block area to another block area, and as shown in FIG. 5 (b), his user moves from another block area to his own block area. 5 and the case of moving within its own block area as shown in FIG.
[0038]
The travel plan calculation unit 36 (see FIG. 1) permits a predetermined number of vehicles to travel in a predetermined direction on a road network as indicated by an arrow (→) in FIG. 6 for a predetermined time. Vector setting means for setting the travel permission vector 52 is included. The traveling permission vector 52 indicates permission of the vehicle to travel straight and right or left at the intersection of the branch road 22, and the range and timing at which the vehicle can exist. That is, the vehicle can travel only at the timing when the travel permission vector 52 exists. In addition, the travel plan calculation unit 36 has a change unit that periodically changes the direction of the travel permission vector 52 as shown in FIG. In the example shown in FIG. 6, the direction and the existing position of the travel permission vector 52 are sequentially changed at four types of timings, timing 1 to timing 4. When cruising on the branch road 22, a reference speed (for example, 10 km / h) is presented. When traveling on the branch road 22 at the reference speed, it takes 30 seconds to pass one side of one small block 24. In such a case, each of the change periods from the timing 1 to the timing 4 is 30 seconds. If the length of one side of the small block 24 is different, the change cycle is determined according to the minimum length. Therefore, by creating a travel plan based on the travel permission vector 52, unnecessary deceleration and stop of the traveling vehicle can be easily prevented. In addition, by periodically changing the direction of the travel permission vector 52, it is possible to smoothly guide the vehicle in an arbitrary direction.
[0039]
Returning to FIGS. 5A to 5C, the processing operation of the travel plan calculation means for each destination of the vehicle will be described with reference to the flowcharts of FIGS. First, a case of moving from the own block area 16 to another block area 16 based on FIGS. 5A and 5B will be described. Note that, in the case of the present embodiment, a description will be given of an example of traveling control of the vehicle-mounted device 12 equipped with the navigation device. First, the in-vehicle device 12 transmits, via the in-vehicle communication device 44, the departure place (own vehicle position) 54 and the travel destination 56 as departure data to the control device 10 of the control tower 28 in the block area 16 where the own vehicle exists. I do. This transmission timing may be performed by the vehicle user immediately before the desired departure time, or the departure data including the desired departure time may be transmitted in advance, for example, one hour before. When the control unit 10 receives the departure data (S100), the departure / destination recognition unit 34 determines whether or not the destination 56 exists in its own block area (S101).
[0040]
When the vehicle moves out of its own block area 16 and moves to another block area 16 as shown in FIG. 5A, the travel plan calculation unit 36 acquires the information, and the travel plan calculation unit 36 transmits the information to the destination 56. Is calculated (S102). The moving route in the block area is arbitrary. For example, in the case of FIG. 5A, when the upward direction is north, a method of moving westward and then northward, and a method of moving northward first and then moving westward and exiting ( There is a method of heading to the acceleration lane 20b). In the former case, if the movement is started at timing 3 in FIG. 6, the vehicle can be guided to the exit by passing the traveling permission vector 52 in order of timing 3 → 4 → 1 → 2 → 3. . At this time, the traveling plan calculation unit 36 can acquire the timing when the departure data is received or the departure waiting time from the desired departure time to the timing 3. In addition, the time required to reach the exit can be calculated based on the route, distance, and traveling speed (for example, 10 km / h) from the departure point 54 to the exit. Further, based on the speed in the acceleration lane 20b, the length of the acceleration lane 20b, the distance to another block area where the destination 56 exists, and the traveling speed (for example, 100 km / h), the destination 56 is determined from the block area including the departure place 54. The time required to move to the included block area can be calculated. Therefore, the traveling plan calculation unit 36 can calculate the estimated arrival time at the entrance of the target block area.
[0041]
Subsequently, the travel plan calculation unit 36 communicates the estimated arrival time to the control tower 28A in the block area including the destination 56 via the second communication device 32 (S103). At the control tower 28A, it is determined whether or not the vehicle can be received at the received expected arrival time, and the result is transmitted to the second communication of the control unit 10 via the travel instructing unit 40 and the second communication device 32. To the machine 32. Then, the travel plan calculation unit 36 of the control unit 10 recognizes whether or not entry into the target block area is permitted at the estimated arrival time (S104). That is, the travel plan calculation unit included in the control tower 28A overlaps the deceleration lane 20a (see FIG. 3), which is the entrance of the own block area, with the arrival of another vehicle at the estimated arrival time in the same time zone, and It is determined whether or not the allowable amount is exceeded by referring to the schedule D / B 38. If there is enough allowance in the same time zone, the vehicle can enter the deceleration lane 20a. Then, the vehicle can enter the block area by going straight or turning left at the end portion of the deceleration lane 20a. That is, since the control tower 28A recognizes when the vehicle can be received (acceptable timing), the travel plan calculation unit of the control tower 28A determines the time along with the result of the admission. In this case, whether the vehicle can be accepted is transmitted to the control unit 10.
[0042]
In (S104), when entry into the destination block area is not permitted at the estimated arrival time, the travel plan calculation unit 36 recognizes the receivable timing received from the control tower 28A (S105). Then, a departure timing that can reach the acceptable timing is selected (S106). In other words, since the vehicle can depart at the same timing (timing 3 in the present embodiment) after the timing used when the estimated arrival time is calculated for the first time, the travel plan calculation unit 36 determines that the acquired receivable timing is A time coincident with the timing 3, that is, a departure timing is selected.
[0043]
In addition, in (S104), when entry into the target block area is permitted at the estimated arrival time, the travel plan calculation unit 36 determines the departure timing (timing 3 in the present embodiment) used for calculating the estimated arrival time. It is determined whether or not it has become (S107). Then, at a predetermined timing, the traveling instruction unit 40 of the control device 10 transmits a departure instruction command to the in-vehicle device 12 via the first communication device 30 (S108). On the other hand, when the departure timing has not come, the travel instructing unit 40 transmits the fact that it is in the departure standby state to the in-vehicle device 12 via the first communication device 30 (S109), and waits for the departure timing. When indicating the waiting for departure, the departure permission time may be presented together. Further, the departure permission time may be presented to the in-vehicle device 12 when the entrance permission is issued in (S104).
[0044]
Next, a method of moving the vehicle in the block area 16 will be described. For example, a vehicle for which departure has been permitted at timing 3 in FIG. 6 departs at a predetermined departure timing. However, this departure moves to the exit because the vehicle goes from its own block area 16 to another block area 16. In this case, a departure instruction is issued at a timing at which the vehicle merges with the end of the flow of the vehicle existing in the travel permission vector 52 at the timing 3. In the grid-shaped block area 16, the route is changed by a vehicle passing from a certain travel permission vector 52 to a travel permission vector 52 having a different direction. Therefore, it is performed at the timing when the traveling permission vectors 52 having different directions are in contact with each other (in the case of FIG. 6, the timing 2 and the timing 4). In order to smoothly carry out the transfer between the vectors, when the route is changed, the vehicle is sequentially moved from the vehicle located at the head of the vehicle group existing in the vector to the traveling permission vector 52 having a different direction. Here, since it is not necessary to turn to the outermost periphery of the block area 16 in order to head toward the exit of the block area 16, vehicles moving to the other block areas 16 may join the rear end of the vehicle group from the beginning. Become. Since the control unit 10 recognizes all the movements of the vehicle in its own block area 16, the control unit 10 can accurately recognize the tail of the vehicle at the timing 3 and can issue a departure instruction.
[0045]
As shown in FIG. 5B, the vehicle that has been permitted to enter the block area 16 including the destination 56 and has completed the entry to the deceleration road 20a is controlled by the control tower 28A of the block area 16 including the destination 56. Delivered to the control unit. The control unit that has taken over the control of the vehicle determines whether to go straight or turn left in accordance with the timing at which the vehicle enters the branch road 22 in its own block area 16. In other words, when the timing of entering the branch road 22 is timing 1 or 2, a straight ahead is instructed, and when the timing is timing 3 or 4, a left turn is instructed. After that, the vehicle is guided to the destination 56 according to the timings 1 to 4 shown in FIG.
[0046]
When the next departure timing is selected in (S106), it is determined in (S107) whether or not the selected departure timing has come, and a departure instruction (S108) or a departure standby instruction (S109) is issued. Will be issued. If entry is not permitted at the estimated arrival time initially calculated in (S104), it is possible to adjust the timing to the entry possible time by accelerating or decelerating the traveling speed while traveling on a highway or the like. It is desirable to give priority to keeping the running speed constant and to select the departure timing. In this way, by keeping the traveling speed constant, it is possible to prevent the occurrence of traffic congestion itself and to improve the energy use efficiency of the vehicle.
[0047]
On the other hand, in (S101) of FIG. 7, when the departure place 54 and the destination 56 of the vehicle are in the same block area 16 as shown in FIG. In some cases, starting at timing 1 shown in FIG. 6, the vehicle can join the head of the travel permission vector 52. As described above, since the vehicle sequentially moves from the vehicle located at the head to the traveling permission vector 52 having a different direction, the vehicle that turns first needs to join the head of the vehicle group. In addition, the vehicle that has moved to the travel permission vector 52 having a different direction sequentially joins the tail of the travel permission vector of the destination. Therefore, when a vehicle that departs from the departure place changes its route earlier than the vehicle in the group of vehicles to be merged, the vehicle that turns later merges behind the vehicle that turns earlier. Will be.
[0048]
For example, assuming that the upward direction in FIG. 5C is north, when the vehicle moves from the departure point 54 to the destination 56, as a simple moving path, as an example, a path that goes west and then goes south, and a path that goes south first. There is a route going west. In the former case, it starts at the head of the westward group at timing 1 in FIG. 6 and turns left at timing 4 to merge from the head of the westward group to the end of the southern group. In the latter case, if the user departs at the beginning of the southern group at timing 1 and turns right at timing 2 to merge from the beginning of the southern group to the end of the westward group, it is possible to move smoothly within the block area. it can.
[0049]
In the block area 16, there are a large number of use spaces 24a (see FIG. 4), and there is also pedestrian traffic. As described above, the branch road 22 is used for pedestrians to cross.A pedestrian crossing 24d is provided. The travel plan calculation unit 36 has signal control means for controlling the pedestrian traffic light for crossing the road in accordance with the presence or absence of the travel permission vector 52 on the road network. The signal control means controls the traffic signal so as to permit the pedestrian to cross at a timing when the travel permission vector 52 does not exist on the road network. As a result, the traveling vehicle does not extremely decelerate or stop due to the pedestrian crossing the road, and the energy use efficiency of the vehicle can be improved, and the occurrence of traffic congestion can be prevented systematically. it can.
The block area 16 shown in FIGS. 3 to 6 described above shows an example in which small blocks 24 having the same shape are regularly arranged. However, in an actual urban structure, there are various restrictions, and the block area and the block The size and shape of the small blocks that constitute the components vary. FIG. 8 shows a block area 60 composed of small blocks 58a, b, c, d, e,... Having different shapes and sizes. The small blocks 58a, 58b, etc., like the small block 24 shown in FIGS. 3 and 4, include a use space, a sidewalk, a stop, a pedestrian crossing, and the like, and as shown in FIG. It can be set, and the direction of the traveling permission vector is changed at a predetermined cycle as in FIG. The change cycle of the direction of the traveling permission vector is determined by a time necessary for passing the basic unit on a minimum side of the small blocks 58a, 58b and the like at a predetermined speed (for example, 10 km / h). You. For example, if 30 seconds are required to pass through the basic unit, the change cycle is also 30 seconds. The length of the travel permission vector is the length of the travel permission vector that can exist in the basic unit.soUnified. Further, in each small block, the speed of a vehicle passing through a section whose one side length is an integral multiple of the basic unit is constant (for example, 10 km / h), but the vehicle passes through a section that is not an integral multiple of the basic unit. In such a case, speed adjustment is appropriately performed, and control is performed so that the merging with traffic from other directions at the next intersection coincides. Even in such an urban structure, the departure timing of the vehicle and the like are determined according to the procedure shown in the flowchart of FIG. In addition, the control of the pedestrian crossing traffic signal existing in the block area is performed in the same manner as in the above-described example.
[0050]
FIGS. 10A to 10C show a configuration in a case where roads having different reference traveling speeds intersect, for example, in a case where there is a plane intersection area 66 where a highway 62 and a general road 64 intersect in a plane. Have been. The plane intersection area 66 is formed in a grid shape in which the general road 64 intersects the highway 62 at a substantially right angle, and the aspect ratio of the grid is set to the speed ratio between the highway 62 and the general road 64. For example, when the aspect ratio of the length of the grid portion formed by the highway 62 and the general road 64 is 5: 1, the set traveling speed of the highway 62 is 100 km / h, and the set traveling speed of the general road 64 is 20 km. FIGS. 10A to 10C show a configuration in a case where roads having different reference traveling speeds intersect, for example, when there is a plane intersection area 66 where a highway 62 and a general road 64 intersect in a plane. Have been. The plane intersection area 66 is formed in a grid shape in which the general road 64 intersects the highway 62 at a substantially right angle, and the aspect ratio of the grid is set to the speed ratio between the highway 62 and the general road 64. For example, when the aspect ratio of the length of the grid portion formed by the highway 62 and the general road 64 is 5: 1, the installation traveling speed of the highway 62 is 100 km / h, and the set traveling speed of the general road 64 is 20 km. / H.
[0051]
FIG. 10B shows the flow of traffic.solid lineThe flow indicated by the arrow is the flow of traffic when moving from a 20 km / h road to a 100 km / h road.Broken lineThe flow indicated by the arrow is the flow of traffic when moving from a 100 km / h road to a 20 km / h road.
[0052]
Further, in FIG. 10C, the driving permission vector shown in FIGS.
[0053]
In the above-described embodiment, an example in which the switching of the travel permission vector is performed using four timing patterns has been described. However, the number of timing patterns is arbitrary, and the timing is fluctuated.
[0054]
As described above, by matching the aspect ratio of the grids constituting the plane intersection area 66 with the speed ratio of the intersecting roads, even when the driving permission vectors are sequentially switched, the timing of the movement of the vehicle between the grids is synchronized. As a result, smooth running control can be performed.
[0055]
In the above-described embodiment, the example in which the switching of the travel permission vector is performed by using four timing patterns has been described. However, the number of timing patterns is arbitrary. Control can be performed.
[0056]
Further, in the present embodiment, the traveling control of the vehicle having the navigation device has been described as an example. However, the same effect can be obtained in a tracked vehicle or a trackless vehicle that can automatically travel, and the present embodiment is applied to a public vehicle. Then, the user can call and use a desired vehicle according to the purpose, and another user can use the vehicle after arriving at the destination. Further, when the present embodiment is applied to an automatic traveling vehicle, an efficient transportation system can be easily constructed by intensively moving empty vehicles to an area where the number of vehicles is small or an area where the frequency of use is high. In addition, since the user can recognize the departure possible time in advance, the user can use the vehicle for an effective time.
[0057]
【The invention's effect】
According to the present invention, for a vehicle in the road network, the departure timing, the traveling route, and the traveling speed are individually managed so as not to interfere with other traffic elements. Since traveling can be continued without extremely decelerating or stopping, occurrence of traffic congestion itself can be prevented systematically. In addition, since unnecessary deceleration or acceleration is not required, the energy use efficiency of the vehicle can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration block diagram of a vehicle traveling control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an urban structure to which the vehicle travel control device according to the embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating block areas constituting a city structure to which the vehicle travel control device according to the embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a structure of a small block forming a block area to which the vehicle travel control device according to the embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a movement example when the vehicle travels from a departure place to a destination under the control of the vehicle travel control device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the existence timing of a travel permission vector under the control of the vehicle travel control device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating control of the vehicle travel control device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing another city structure to which the vehicle travel control device according to the embodiment of the present invention can be applied.
9 is an explanatory diagram illustrating the existence timing of a travel permission vector applied to the city structure shown in FIG. 8;
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a plane intersection area to which the vehicle travel control device according to the embodiment of the present invention can be applied.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 vehicle travel control device, 12, 14 vehicle-mounted device, 28 control tower, 30 first communication device, 32 second communication device, 34 departure / destination recognition unit, 36 travel plan calculation unit, 38 schedule database, 40 travel instruction Unit, 42 destination input unit, 44 in-vehicle communication device, 46 departure place input unit, 48 navigation display unit, 50
Automatic operation controller.

Claims

道路網を通行する複数の車両に対する走行制御を行う車両走行制御装置であって、
道路網内の個々の車両の出発位置を認識する出発位置認識手段と、
前記車両の移動目的位置を認識する目的位置認識手段と、
前記道路網上で車両の所定方向の走行を所定時間許可する走行許可ベクトルを設定するベクトル設定手段と、前記道路網を構成し内部が複数の支線道路で分割された小ブロックからなり、当該小ブロック間を前記支線道路を介して前記車両が往来するブロックエリアにおいて、前記小ブロックの一辺の最小の長さを車両が通過するのに必要な時間に合わせた変更周期で前記走行許可ベクトルの向きを変更する変更手段と、を含み、前記車両の出発位置と移動目的位置と、周期的変更される走行許可ベクトルの向きに基づいて当該車両が他の交通要素と非干渉で移動目的位置に到達できる出発タイミングと走行経路と走行速度とを算出し走行計画を算出する走行計画算出手段と、
前記走行計画に基づいて道路網内の複数の車両の走行指示を行う走行指示手段と、
を含むことを特徴とする車両走行制御装置。A vehicle travel control device that performs travel control for a plurality of vehicles passing through a road network,
Departure position recognition means for recognizing the departure position of each vehicle in the road network;
Target position recognition means for recognizing a movement target position of the vehicle,
And vector setting means for setting a running permission vector that permits a predetermined time traveling in a predetermined direction of the vehicle on the front SL road network consists small blocks internal to configure the road network is divided in a plurality of feeder roads, the In a block area in which the vehicle comes and goes between the small blocks via the branch road, the travel permission vector is changed at a change cycle corresponding to a time required for the vehicle to pass the minimum length of one side of the small block . Changing means for changing the direction , including the departure position and the movement destination position of the vehicle, and the vehicle moving to the movement destination position without interference with other traffic elements based on the direction of the periodically changed traveling permission vector. Travel plan calculation means for calculating a departure timing, a travel route, and a travel speed that can be reached to calculate a travel plan,
Travel instructing means for instructing travel of a plurality of vehicles in a road network based on the travel plan,
A vehicle travel control device comprising:

請求項１記載の装置において、
さらに、前記走行計画算出手段は、
道路網上の走行許可ベクトルの有無に応じて道路横断用歩行者信号機を制御する信号制御手段を含むことを特徴とする車両走行制御装置。The device of claim 1,
Further, the travel plan calculation means includes:
A vehicle travel control device comprising signal control means for controlling a road-crossing pedestrian signal according to the presence or absence of a travel permission vector on a road network.

請求項１記載の装置において、
前記車両は、
前記走行計画に基づいて制御される自動運転車両であることを特徴とする車両走行制御装置。The device of claim 1,
The vehicle is
A vehicle travel control device, which is an automatic driving vehicle controlled based on the travel plan.

請求項１記載の装置において、
前記道路網は、
支線道路を含む複数のブロックエリアと、
前記ブロックエリア間を接続する幹線道路と、
を含み、
前記走行計画算出手段は、前記ブロックエリア毎に車両の管理を行うことを特徴とする車両走行制御装置。The device of claim 1,
The road network comprises:
Multiple block areas, including branch roads,
An arterial road connecting the block areas,
Including
The vehicle travel control device, wherein the travel plan calculation means manages a vehicle for each block area.

道路網を通行する複数の車両に対する走行制御を行う車両走行制御装置であって、
道路網内の個々の車両の出発位置を認識する出発位置認識手段と、
前記車両の移動目的位置を認識する目的位置認識手段と、
走行を開始する車両の前記出発位置と移動目的位置とに基づいて、当該車両が他の交通要素と非干渉で目的位置に到達できる出発タイミングと走行経路と走行速度とを算出する走行計画算出手段と、
前記走行計画に基づいて道路網内の複数の車両の走行指示を行う走行指示手段と、
を含み、
前記走行計画算出手段は、道路網の道路が交差して形成される格子形状の道路の格子部分の一方の道路と他方の道路との長さ比が各道路の設定走行速度の比であるとして走行計画を作成することを特徴とする車両走行制御装置。A vehicle travel control device that performs travel control for a plurality of vehicles passing through a road network,
Departure position recognition means for recognizing the departure position of each vehicle in the road network;
Target position recognition means for recognizing a movement target position of the vehicle,
Travel plan calculation means for calculating a departure timing, a travel route, and a travel speed at which the vehicle can reach the destination position without interference with other traffic elements based on the departure position and the travel destination position of the vehicle to start traveling. When,
Travel instructing means for instructing travel of a plurality of vehicles in a road network based on the travel plan,
Including
The travel plan calculation means determines that a length ratio between one road and the other road in the grid portion of the grid-shaped road formed by intersecting the roads of the road network is a ratio of a set travel speed of each road. A vehicle travel control device for creating a travel plan.