JP2024063790A - 速度計画装置、速度計画方法、および、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の道路が接続する接続地点を含む接続領域において、接続する一方の道路から流入した車両と、接続された他方の道路を進行する移動障害物とが干渉しないようにする。【解決手段】第１の道路が第２の道路に接続する接続地点を含む接続領域において第１の道路から進行する第１の車両の速度を計画する速度計画装置であって、第２の道路を進行する移動障害物の位置および速度を含む障害物情報を取得し、当該障害物情報を用いて接続地点における、移動障害物の予測到達時間、および、速度を含む障害物状態を算出する障害物状態予測部（２１０）と、第１の車両の車両状態を示す車両情報、および、第１の車両の周辺環境情報を取得し、周辺環境情報、車両情報、および、障害物予測状態情報を用いて、移動障害物に干渉しない目標到達時間、および目標速度を含む目標状態を算出する目標状態演算部（２２０）と目標状態情報を用いて速度計画情報を算出する。【選択図】図１

Description

本開示技術は、複数の道路が接続する接続地点を含む接続領域において、走行する車両の速度を計画する速度計画技術に関する。

従来の速度計画技術の中には、特許文献１の「走行支援システム」のように、高速道路の本線と合流路との合流地点において、合流路から本線へ車線変更する車両の走行を支援する技術がある。
具体的には、特許文献１には、高速道路の本線といった「特定の車線への車線変更を予定している変更車両の走行を支援する走行支援システムであって」「前記特定車線に車線変更する変更地点までの区間について、前記変更車両を走行させる目標速度のプロファイルを設定する予定設定部（１２１）と、 前記特定車線上の前記変更地点より手前側の観測地点にて前記特定車線を走行している走行車両の速度を検知する少なくとも一つの路側機（３００）より、当該観測地点を通過した前記走行車両の速度情報を逐次取得する情報取得部（１２２）と、 前記情報取得部により新たな前記走行車両の前記速度情報が取得された場合に、この速度情報に基づいて、前記プロファイルに従って走行する前記変更車両が、新たな前記走行車両により前記変更地点での車線変更を妨げられると予測されるか否かを判断する予測判断部（１２３）と、 前記予測判断部により前記変更車両の車線変更が妨げられると予測された場合に、前記変更地点への到達時刻が変更されるように前記プロファイルを更新する予定更新部（１２６）と、を備える」ことが記載されている。
特許文献１の「走行支援システム」は、車線変更地点において変更車両の車線変更が妨げられないように変更車両の到達時刻を変更するように構成されている。

特開２０１９－２１１７１号公報

しかし、特許文献１の「走行支援システム」では、例えば、車両変更地点に到達した変更車両の速度と走行車両の速度とが異なることがあるため、車両変更地点といった複数の道路が接続する接続地点を含む接続領域において、接続する一方の道路から流入した車両（変更車両）の状態と、接続された他方の道路を進行する移動障害物（走行車両）の状態とが相互に干渉してしまう場合がある、といった課題がある。

本開示は、上記課題を解決するもので、複数の道路が接続する接続地点を含む接続領域において、接続する一方の道路から流入した車両と、接続された他方の道路を進行する移動障害物とが干渉しないようにする、ことを目的とする。

本開示の速度計画装置は、
第１の道路が第２の道路に接続する接続地点を含む接続領域において前記第１の道路から前記接続領域に進行する前記第１の車両の速度を計画する速度計画装置であって、
前記第２の道路を進行する移動障害物の位置および速度を含む障害物状態を示す障害物情報を取得し、当該障害物情報を用いて前記接続地点における、前記移動障害物の予測到達時間、および、前記移動障害物の速度を含む障害物状態を示す障害物予測状態情報、を算出する障害物状態予測部と、
前記第１の道路における前記第１の車両の位置および速度を含む車両状態を示す車両情報、および、前記第１の車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得し、当該周辺環境情報、前記車両情報、および、前記障害物予測状態情報を用いて、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において、前記移動障害物に干渉しない目標到達時間、および、前記移動障害物の状態に干渉しない目標速度を含む目標状態を示す目標状態情報、を算出する目標状態演算部と、
前記目標状態情報を用いて、前記接続領域における前記第１の車両の速度パターンを含む速度計画情報を算出する速度計画部と、
を備えた。

本開示によれば、複数の道路の接続地点を含む接続領域において、接続する一方の道路から流入した車両と、接続された他方の道路を進行する移動障害物とが干渉しないようにすることができる、という効果を奏する。

図１は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置の構成例を示す図である。 図２は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置の処理の一例を示すフローチャートである。 図３は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置の障害物状態予測処理における具体的な処理の一例を示すフローチャートである。 図４は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置の目標状態演算処理における具体的処理の一例を示すフローチャートである。 図５は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置の速度計画処理における具体的処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置を含む速度計画システムの構成の一例を説明する図である。 図７は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置を含む速度計画システムの処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、本開示の実施の形態１に係る速度計画システムにおける車両制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 図９は、本開示の実施の形態２に係る速度計画装置による処理が実行される具体的な場面の例を説明する図である。（合流路） 図１０は、本開示の実施の形態２に係る速度計画装置を含む速度計画システムの構成の一例を説明する図である。 図１１は、本開示の実施の形態２に係る速度計画装置の障害物状態予測処理における具体的な処理の一例を示すフローチャートである。 図１２は、本開示の実施の形態２に係る速度計画装置の目標状態演算処理における具体的処理の一例を示すフローチャートである。 図１３は、本開示の実施の形態２に係る速度計画装置の速度計画処理における具体的処理の一例を示すフローチャートである。 図１４は、本開示の速度計画装置における座標変換処理後の座標イメージの第１例を示す図である。 図１５は、本開示の速度計画装置における座標変換処理後の座標イメージの第２例を示す図である。 図１６は、本開示の速度計画装置における障害物情報のノイズおよび誤差を除去する方法の一例を説明する図である。 図１７は、合流開始地点から障害物までの距離の時系列データを示す図である。 図１８は、障害物移動予測処理により得られる移動軌跡の第１の表現例（距離と時間との関係で表現）を説明するための図である。 図１９は、障害物移動予測処理により得られる移動軌跡の第２の表現例（速度と時間との関係で表現）を説明するための図である。 図２０は、障害物移動予測処理により得られる移動軌跡の第３の表現例（速度と距離との関係で表現）を説明するための図である。 図２１は、到達可能範囲の例を説明するための図である。 図２２は、到達可能範囲における最速予測軌道の例を説明するための図である。 図２３は、到達可能範囲における最遅予測軌道の例を説明するための図である。 図２４は、到達可能範囲における最遅予測軌道の別の例を説明するための図である。 図２５は、第１の車両の前後に別の車両が存在する状況を示す図である。 図２６は、図２５の状況における到達可能範囲の例を説明するための図である。 図２７は、目標状態を算出する方法の概念を説明するための第１の図である。 図２８は、目標状態を算出する方法の概念を説明するための第２の図である。 図２９は、目標状態を算出する方法の概念を説明するための第３の図である。 図３０は、速度計画処理により計画される速度パターンの第１表現例を説明するための図である。 図３１は、速度パターンの生成方法を説明するための第１の図である。 図３２は、速度パターンの生成方法を説明するための第２の図である。 図３３は、速度計画処理により計画される速度パターンの第２表現例を説明するための図である。 図３４は、速度計画処理により計画される速度パターンの第３表現例を説明するための図である。 図３５は、速度計画処理により計画される速度パターンの第４表現例を説明するための図である。 図３６は、速度計画処理により計画される速度パターンの第５表現例を説明するための図である。 図３７は、速度計画処理により計画される速度パターンの第６表現例を説明するための図である。 図３８は、車両制御部による車両制御を説明するための図である。 図３９は、本開示の実施の形態３に係る速度計画装置による処理が実行される具体的な場面の例を説明する図である。（交差点） 図４０は、本開示の実施の形態３に係る速度計画装置の障害物状態予測処理における具体的な処理の一例を示すフローチャートである。 図４１は、本開示の実施の形態３に係る速度計画装置の目標状態演算処理における具体的処理の一例を示すフローチャートである。 図４２は、本開示の実施の形態３に係る速度計画装置の速度計画処理における具体的処理の一例を示すフローチャートである。 図４３は、図３９に示されるような場面において、目標状態を算出する方法の概念を説明するための図である。 図４４は、本開示における速度計画装置の機能を実現するためのハードウェア構成の第１の例を示す図である。 図４５は、本開示における速度計画装置の機能を実現するためのハードウェア構成の第２の例を示す図である。

以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示の実施の形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置２００の構成例を示す図である。
速度計画装置２００は、現在から未来の速度パターンを計画する。
速度計画装置２００は、第１の道路が第２の道路に接続する接続地点を含む接続領域において第１の道路から接続領域に進行する第１の車両の速度を計画するものである。
接続地点は、例えば、第１の道路が第２の道路に合流する合流地点であり、接続領域は、例えば、合流地点を含む合流領域である。この場合、第１の道路は、合流路であり、第２の道路は、被合流路あるいは本線である。
接続地点は、例えば、第１の道路と第２の道路とが交差する交差点であり、接続領域は、例えば、交差地点を含む交差領域である。この場合、第１の道路と第２の道路とはそれぞれ交差路とも記載する。

速度計画装置２００は、第１の道路から接続領域に進行する第１の車両が、接続地点に到達した場合において、第２の道路を進行する移動障害物に干渉しない目標到達時間、および、第２の道路を進行する移動障害物の状態に干渉しないような目標状態、を算出し、目標到達時間および目標状態を用いて第１の車両の速度パターンを計画する。

本明細書の説明において、移動障害物は、第１の道路を進行する第１の車両以外の移動物であり、例えば、第２の道路を進行する車両等である。また、移動障害物は、例えば、第１の車両の前方を進行する車両等、および、第１の車両の後方を進行する車両等を含む。

本明細書の説明において、干渉は、例えば、第１の車両と第１の車両以外の移動障害物とが、接続地点を含む接続領域に到達した場合に、互いの位置、速度、加速度、躍度といった状態のうちの何れかが影響し合う可能性がある状況、または、一方の状態が他方の状態に影響して妨害または阻害してしまうといった状況を言う。

図１に示す速度計画装置２００は、障害物状態予測部２１０、目標状態演算部２２０、および、速度計画部２３０、を含み構成されている。

障害物状態予測部２１０は、接続地点における、移動障害物の予測到達時間、および、移動障害物の速度を含む障害物状態を予測する。
具体的には、障害物状態予測部２１０は、第２の道路を進行する移動障害物の位置および速度を含む障害物状態を示す障害物情報を取得する。障害物状態予測部２１０は、障害物情報を用いて現在より未来の障害物状態を予測する。障害物状態予測部２１０は、予測結果を用いて、接続地点における予測到達時間および速度を含む障害物状態を示す障害物予測状態情報を算出する。
すなわち、障害物状態予測部２１０は、第２の道路を進行する移動障害物の位置および速度を含む障害物情報を取得し、当該障害物情報を用いて接続地点における、移動障害物の予測到達時間、および、移動障害物の速度を含む障害物状態を示す障害物予測状態情報、を算出する。

目標状態演算部２２０は、第１の車両が移動障害物に干渉しないように接続地点に到達する目標到達時間、および、到達するべき状態である目標状態を算出する。
具体的には、目標状態演算部２２０は、障害物状態予測部２１０により算出された障害物予測状態情報を取得する。また、目標状態演算部２２０は、第１の道路における第１の車両の位置および速度を含む車両状態を示す車両情報を取得する。また、目標状態演算部２２０は、第１の車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得する。また、目標状態演算部２２０は、周辺環境情報、車両情報、および、障害物予測状態情報を用いて、目標到達時間および目標速度を含む目標状態を演算し、当該目標状態を示す目標状態情報を出力する。
目標到達時間は、現在位置から第１の車両が接続地点に到達した場合において移動障害物に干渉しないような時間である。
目標状態は、移動障害物の状態に干渉しない目標速度を含む。目標状態は、さらに目標加速度、および、目標躍度を含むようにしてもよい。なお、躍度は、加加速度とも言い、単位時間あたりの加速度の変化度合いを示す値である。
すなわち、目標状態演算部２２０は、第１の道路における第１の車両の位置および速度を含む車両状態を示す車両情報、および、第１の車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得し、当該周辺環境情報、車両情報、および、障害物予測状態情報を用いて、第１の車両が接続地点に到達した場合において移動障害物に干渉しない目標到達時間、および、移動障害物の状態に干渉しない目標速度を含む目標状態を示す目標状態情報、を算出する。
ここで、本明細書に説明する時間、および、到達時間（目標到達時間を含む）は、現在の時刻を基準とした相対的な値（＋５秒、－７秒等）を想定しているが、例えば１４時３５分６７秒といった絶対的な値である時刻であってもよい。以下、説明においては、相対的な時間を用いるが、絶対的な時刻を用いても本開示を実現できることが明らかである。
なお、目標状態演算部２２０は、障害物情報に基づき移動障害物が存在しないと判定した場合、予め記憶された速度情報を用いて前記目標速度を含む目標状態を算出し、当該目標状態を示す前記目標状態情報を出力するように構成されていてもよい。速度情報は、例えば、周辺環境情報に含まれる法定速度を示す情報であってもよい。

速度計画部２３０は、第１の車両が接続地点に到達した場合において移動障害物に干渉しないような速度パターンを示す速度計画情報を算出する。
具体的には、速度計画部２３０は、目標状態演算部２２０により算出された目標状態情報を取得する。また、速度計画部２３０は、目標状態情報を用いて、第１の車両の現在位置から接続地点に到達した際に、第１の車両が目標状態に到達するように、現在から接続地点に到達するまでの接続領域を含む区間における第１の車両の速度パターンを含む速度計画情報を算出する。
すなわち、速度計画部２３０は、目標状態情報を用いて、接続領域における第１の車両の速度パターンを含む速度計画情報を算出する。
目標状態情報が移動障害物の状態に干渉しない加速度である目標加速度をさらに含む場合、速度計画部２３０は、第１の車両が接続地点に到達した場合において目標加速度を満たす速度パターンを算出する。
目標状態情報が移動障害物の状態に干渉しない躍度である目標躍度をさらに含む場合、速度計画部２３０は、第１の車両が接続地点に到達した場合において目標躍度を満たす前記速度パターンを算出する。

速度計画部２３０は、目標状態情報を算出する際に用いられた第１の車両の車両状態を初期状態にして、当該初期状態から目標状態情報に示される目標状態に到達するまでの速度パターンを算出する。

速度計画部２３０は、目標状態演算部２２０により、第１の車両が前記接続地点に到達した場合における移動障害物の状態に干渉しないような目標状態を算出できない場合、速度計画ができない旨を第１の車両の乗員へ宛てて通知する。
速度計画部２３０は、同様に、速度計画部２３０により、第１の車両が接続地点に到達した場合における移動障害物の状態に干渉しないような速度パターンを算出できない場合、速度計画ができない旨を前記第１の車両の乗員へ宛てて通知する。

なお、速度計画装置２００は、図示しない構成部として、制御部、通信部、および、記憶部、を備える。制御部は、例えば速度計画装置２００の動作を開始、または、終了させるといった速度計画装置２００全体の制御を行う。通信部は、例えば速度計画装置２００の外部装置または外部構成部とネットワークを介して情報通信を行う。記憶部は、例えば速度計画装置２００の処理に用いる情報を保持または記憶する。

本開示の速度計画装置２００を実現するためのハードウェア構成の例は、本明細書の最後にまとめて記載するため、ここでの詳細な説明を省略する。

速度計画装置２００の処理を説明する。
図２は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置２００の処理の一例を示すフローチャートである。
速度計画装置２００は、例えば、現在位置の周辺の環境を示す周辺環境情報を逐次取得し、図示しない制御部が、周辺環境情報を用いて、第１の道路が第２の道路に接続する接続地点を含む接続領域まで、予め定められた距離に近づいたと判定した場合に、以下の処理を開始させる。

速度計画装置２００は、障害物状態予測処理を実行する（ステップＳＴ１００）。
具体的には、速度計画装置２００における障害物状態予測部２１０は、第２の道路を進行する移動障害物の位置および速度を含む障害物情報を取得し、障害物状態予測部２１０は、障害物情報を用いて接続地点における、移動障害物の予測到達時間、および、移動障害物の速度を含む障害物状態を示す障害物予測状態情報、を算出する。

速度計画装置２００は、目標状態演算処理を実行する（ステップＳＴ２００）。
具体的には、速度計画装置２００における目標状態演算部２２０は、第１の道路における第１の車両の位置および速度を含む車両状態を示す車両情報、および、第１の車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得し、当該周辺環境情報、車両情報、および、障害物予測状態情報を用いて、第１の車両が接続地点に到達した場合において、移動障害物に干渉しない目標到達時間、および、移動障害物の状態に干渉しない目標速度を含む目標状態を示す目標状態情報、を算出する。

速度計画装置２００は、速度計画処理を実行する（ステップＳＴ３００）。
具体的には、速度計画装置２００における速度計画部２３０は、目標状態情報を用いて、接続領域における第１の車両の速度パターンを含む速度計画情報を算出する。
速度計画装置２００は、速度計画処理を終了すると、処理を終了する。または、速度計画装置２００は、ステップＳＴ１００からの処理を繰り返す。

障害物状態予測部２１０の処理の具体的な一例を説明する。
図３は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置２００の障害物状態予測処理における具体的な処理の一例を示すフローチャートである。
障害物状態予測部２１０は、座標変換処理を実行する（ステップＳＴ１０１）。
障害物状態予測部２１０は、第２の道路を進行する移動障害物の位置および速度を含む障害物状態を示す障害物情報を取得する。障害物状態予測部２１０は、移動障害物の状態と第１の車両の状態とを同じ基準で扱えるように座標変換を行う。

ここで、障害物状態予測部２１０は、障害物状態とともに車両状態の座標変換処理を行ってもよい。この場合、障害物状態予測部２１０は、車両情報を取得して車両状態の座標変換処理を実行する。移動障害物の位置および第１の車両の位置はそれぞれ、接続地点を基準にして表現された情報で示され、第１の車両と移動障害物とを同じ軸で扱うことができ、速度計画に係る演算を効率よく実行することができる。
なお、障害物状態の座標変換処理は、障害物状態予測部２１０が実行し、第１の車両の車両状態の座標変換処理は、目標状態演算部２２０が実行するようにしてもよい。

障害物状態予測部２１０は、障害物移動予測処理を実行する（ステップＳＴ１０２）。
具体的には、障害物状態予測部２１０は、障害物情報取得部１３０から取得した障害物情報を用いて第２の道路を進行する移動障害物の移動予測を行う。障害物状態予測部２１０は、障害物情報に含まれる少なくとも位置情報および速度情報を用いて、例えば現在位置から等速で移動したと仮定した場合の位置および速度といった、移動障害物の現在の状態値から未来の状態値までの軌跡、を算出することで移動予測を行う。

障害物状態予測部２１０は、接続地点における障害物状態を予測する（ステップＳＴ１０３）。
障害物状態予測部２１０は、移動障害物の現在の状態値から未来の状態値までの軌跡、を示す情報を用いて、移動障害物の予測位置と接続地点とが一致するまでの予想到達時間および障害物の状態（障害物状態）を予測する。
このようにして、障害物状態予測部２１０は、障害物情報を用いて、接続地点における、移動障害物の予測到達時間、および、移動障害物の速度を含む障害物状態を示す障害物予測状態情報、を算出する。

次に、目標状態演算部２２０の処理の具体的な一例を説明する。
図４は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置２００の目標状態演算処理における具体的処理の一例を示すフローチャートである。
速度計画装置２００における目標状態演算部２２０は、接続地点における目標状態を演算する処理を実行する（ステップＳＴ２０２）。
具体的には、目標状態演算部２２０は、障害物状態予測部２１０から障害物予測状態情報を取得する。目標状態演算部２２０は、例えば、障害物予測状態情報に示される障害物状態に含まれる速度を目標速度にするとともに、障害物予測状態情報に示される予測到達時間から外れるように目標状態を算出する。目標状態演算部２２０は、目標到達時間および目標状態を示す目標状態情報を速度計画部２３０へ出力する。

次に、速度計画部２３０の処理の具体的な一例を説明する。
図５は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置２００の速度計画処理における具体的処理の一例を示すフローチャートである。
速度計画装置２００における速度計画部２３０は、まず、目標状態演算部２２０により算出された目標状態があるかを判定する（ステップＳＴ３０１）。
速度計画部２３０は、目標状態演算部２２０により算出された目標状態があると判定した場合（ステップＳＴ３０１“ＹＥＳ”）、現在地点から接続地点までの速度パターンを計画する（ステップＳＴ３０２）。
速度計画部２３０は、目標状態に到達する速度パターンがあるかを判定する（ステップＳＴ３０３）。
速度計画部２３０は、目標状態に到達する速度パターンがあると判定した場合（ステップＳＴ３０３“ＹＥＳ”）、速度計画情報出力処理を実行する（ステップＳＴ３０４）。
速度計画部２３０は、目標状態演算部２２０により算出された目標状態がないと判定した場合（ステップＳＴ３０１“ＮＯ”）、および、目標状態に到達する速度パターンがないと判定した場合（ステップＳＴ３０３“ＮＯ”）、通知指令処理を実行する（ステップＳＴ３０５）。
速度計画部２３０は、ステップＳＴ３０４の処理またはステップＳＴ３０５の処理を実行すると、処理を終了する。

実施の形態１に係る速度計画装置２００を車両に搭載した形態を用いてさらに説明する。
図６は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置２００を含む速度計画システム１０の構成の一例を説明する図である。

図６に示す速度計画システム１０は、速度計画装置２００に用いる情報を取得する構成部と、速度計画装置２００が出力した情報を用いて第１の車両の自動運転制御を行う構成部とを備えたシステムである。
図６に示す速度計画システム１０は、情報取得部１００、速度計画装置２００、および、車両制御部３００を含み構成されており、車両１０００に搭載されている。
図６において、車両１０００は、第１の車両である。以下、本開示の速度計画装置２００に係る説明において、速度計画装置２００が車両に搭載されている場合には、車両１０００および第１の車両を「自車」と記載する場合がある。

情報取得部１００は、速度計画装置２００において処理に用いられる情報である周辺環境情報、車両情報、および、障害物情報を取得する。
図６に示す情報取得部１００は、周辺環境情報取得部１１０、車両状態取得部１２０、および、障害物情報取得部１３０を含み構成されている。

周辺環境情報取得部１１０は、車両１０００（第１の車両）が走行する道路の周辺環境を示す周辺環境情報を取得する。
具体的には、周辺環境情報取得部１１０は、例えば車両１０００に取り付けられているカメラによる撮像映像、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）による検知結果から得られた車両１０００が走行すべき車線中央の情報と、全地球衛星測位システム（ＧＮＳＳ）の情報と、車両１０００において保持されている地図情報とを適宜組み合わせることにより、車両１０００が走行すべきより大域的な車線情報や目標ルート情報を取得する。
ここで、車両１０００が保持する地図情報は、高精度地図、カーナビ地図、ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）等で生成した点群地図等である。
周辺環境情報は、合流開始地点までの距離や合流開始地点までの勾配や曲率情報、法定速度情報が含まれていても良い。

車両状態取得部１２０は、車両１０００（第１の車両）の車両状態を示す車両情報を取得する。
具体的には、車両状態取得部１２０は、センサ等を用いて車両１０００自身の現在の内部状態を取得する。
車両状態取得部１２０を構成するセンサ等は、例えば、速度センサ、加速度センサ、慣性計測装置、操舵角センサ、操舵トルクセンサ、ヨーレートセンサおよび全地球衛星測位システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）センサなどが挙げられる。
ここで慣性計測装置は、以下においてＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）センサと呼称する。
車両情報は、車両の位置および車両速度といった車両状態を示す状態値で表される（説明において、状態値は状態量とも記載する）。車両１０００の状態量（状態値）は現在の自車の加速度、躍度、方位角、操舵角、ヨーレートが含まれていても良い。

障害物情報取得部１３０は、第１の車両以外の移動物である障害物の障害物状態を示す障害物情報を取得する。障害物情報に示される移動障害物は、第２の道路を走行する全ての移動障害物でなくてもよく、少なくとも１台の移動障害物であってもよい。
障害物状態は、具体的には、第２の道路を進行する移動障害物、第１の車両の前方を進行する前方障害物、および、第１の車両の後方を進行する後方障害物、の状態である。また、
障害物情報は、障害物の位置および速度といった障害物状態を示す状態値で表される（説明において、状態値は状態量とも記載する）。
障害物の状態量は加速度、躍度、方位角、操舵角、ヨーレート、情報信頼度、手動運転車両か自動運転車両かどうかの種別情報が含まれていても良い。
障害物情報取得部１３０は、自車（車両１０００）が第１の道路における合流前の地点および交差点前の地点といった接続前地点を走行している際に、もう一方の車線（第２の道路）から進行してくる移動障害物の速度、位置、接続地点（例えば、合流地点、および、交差地点など）への到達時間といった情報を車両１に取り付けられているミリ波レーダー、ソナー、カメラ、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）から取得する。
また、車両１０００と移動障害物とが通信可能な車車間通信端末を用いて前記情報を取得するようにしてもよい。

図６に示す速度計画装置２００は、処理に用いる情報の取得元が情報取得部であり、処理により得られた情報の出力先が車両制御部３００である点のみで既に説明した速度計画装置２００と異なり、それ以外の機能が既に説明した速度計画装置２００と同様であるため、ここでの詳細な説明を省略する。

車両制御部３００は、速度計画情報を用いて、速度計画情報に含まれる速度パターンに追従するように第１の車両を制御する。
図６に示す車両制御部３００は、速度制御量演算部３１０、および、アクチュエータ制御部３２０を含み構成されている。

速度制御量演算部３１０は、速度計画装置２００により計画された速度パターンに沿って走行するための車両１０００（第１の車両）に対する制御値を算出する。
具体的には、速度制御量演算部３１０は、速度計画情報に示される速度パターンを目標軌道として、目標軌道に沿って走行するための車両１０００の目標速度、および、目標加速度といった制御値を演算し、アクチュエータ制御部３２０へ出力する。

アクチュエータ制御部３２０は、車両１０００に搭載されたコントローラであり、車両１０００の車両状態を制御する。
具体的には、アクチュエータ制御部３２０は、速度制御量演算部３１０により算出された制御値にしたがって、速度制御量演算部３１０により演算された目標速度や目標加速度に車両１０００が追従するように、アクチュエータを動作させる。
アクチュエータは、具体的には、例えば駆動用モータおよびブレーキが挙げられる。

速度計画システム１０における処理を説明する。
図７は、本開示の実施の形態１に係る速度計画装置２００を含む速度計画システム１０の処理の一例を示すフローチャートである。
速度計画システム１０における情報取得部は、情報取得処理を実行する（ステップＳＴ１０００）。具体的には、情報取得部における周辺環境情報取得部１１０は、周辺環境情報を取得し、情報取得部における車両状態取得部１２０は、車両情報を取得し、情報取得部における障害物情報取得部１３０は、障害物情報を取得する。
まず、速度計画システム１０における速度計画装置２００は、既に説明したステップＳＴ１００の障害物状態予測処理と同様に、障害物状態予測処理を実行する（ステップＳＴ１１００）。
次いで、速度計画システム１０における速度計画装置２００は、既に説明したステップＳＴ２００の目標状態演算処理と同様に、目標状態演算処理を実行する（ステップＳＴ１２００）。
速度計画システム１０における速度計画装置２００は、既に説明したステップＳＴ３００の速度計画処理と同様に、速度計画処理を実行する（ステップＳＴ１３００）。
次いで、速度計画システム１０における車両制御部３００は、車両制御処理を実行する（ステップＳＴ２０００）。

車両制御部３００の処理の具体的な一例を説明する。
図８は、本開示の実施の形態１に係る速度計画システム１０における車両制御部３００の処理の一例を示すフローチャートである。
車両制御部３００は、まず、自動運転中断通知があったかを判定する（ステップＳＴ２１００）。具体的には、車両制御部３００は、速度計画装置２００から第１の車両の乗員に対して自動運転中断通知がされたかを判定する。
車両制御部３００は、自動運転中断通知がないと判定した場合（ステップＳＴ２１００“ＮＯ”）、速度計画情報に基づく自動運転処理を実行する（ステップＳＴ２２００）。車両制御部３００は、速度計画装置２００から速度計画情報を取得する。車両制御部３００における速度制御量演算部３１０は、速度計画情報を用いて制御値を算出する。車両制御部３００におけるアクチュエータ制御部３２０は、制御値を用いてアクチュエータを動作させる。
車両制御部３００は、自動運転中断通知があると判定した場合（ステップＳＴ２１００“ＹＥＳ”）、自動運転処理を中断する（ステップＳＴ２３００）。

本開示の速度計画装置は、以下のように構成した。
第１の道路が第２の道路に接続する接続地点を含む接続領域において前記第１の道路から前記接続領域に進行する前記第１の車両の速度を計画する速度計画装置であって、
前記第２の道路を進行する移動障害物の位置および速度を含む障害物状態を示す障害物情報を取得し、当該障害物情報を用いて前記接続地点における、前記移動障害物の予測到達時間、および、前記移動障害物の速度を含む障害物状態を示す障害物予測状態情報、を算出する障害物状態予測部と、
前記第１の道路における前記第１の車両の位置および速度を含む車両状態を示す車両情報、および、前記第１の車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得し、当該周辺環境情報、前記車両情報、および、前記障害物予測状態情報を用いて、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において、前記移動障害物に干渉しない目標到達時間、および、前記移動障害物の状態に干渉しない目標速度を含む目標状態を示す目標状態情報、を算出する目標状態演算部と、
前記目標状態情報を用いて、前記接続領域における前記第１の車両の速度パターンを含む速度計画情報を算出する速度計画部と、
を備えた速度計画装置。
これにより、本開示は、複数の道路の接続地点を含む接続領域において、接続する一方の道路から流入した車両と、接続された他方の道路を進行する移動障害物とが干渉しないようにする、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。

本開示の速度計画方法は、以下のように構成した。
第１の道路が第２の道路に接続する接続地点を含む接続領域において前記第１の道路から前記接続領域に進行する第１の車両の速度を計画する速度計画方法であって、
速度計画装置の障害物状態予測部が、前記第２の道路を進行する移動障害物の位置および速度を含む障害物状態を示す障害物情報を取得し、当該障害物情報を用いて前記接続地点における、前記移動障害物の予測到達時間、および、前記移動障害物の速度を含む障害物状態を示す障害物予測状態情報、を算出する障害物状態予測ステップと、
前記速度計画装置の目標状態演算部が、前記第１の道路における前記第１の車両の位置および速度を含む車両状態を示す車両情報、および、前記第１の車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得し、当該周辺環境情報、前記車両情報、および、前記障害物予測状態情報を用いて、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において、前記移動障害物に干渉しない目標到達時間、および、前記移動障害物の状態に干渉しない目標速度を含む目標状態を示す目標状態情報、を算出する目標状態演算ステップと、
前記速度計画装置の速度計画部が、前記目標状態情報を用いて、前記接続領域における前記第１の車両の速度パターンを含む速度計画情報を算出する速度計画ステップと、
を備えた速度計画方法。
これにより、本開示は、複数の道路の接続地点を含む接続領域において、接続する一方の道路から流入した車両と、接続された他方の道路を進行する移動障害物とが干渉しないようにする、速度計画方法を提供することができる、という効果を奏する。

本開示の速度計画プログラムは、以下のように構成した。
コンピュータを、第１の道路が第２の道路に接続する接続地点を含む接続領域において前記第１の道路から前記接続領域に進行する第１の車両の速度を計画する速度計画装置として実行させるプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記第２の道路を進行する移動障害物の位置および速度を含む障害物状態を示す障害物情報を取得し、当該障害物情報を用いて前記接続地点における、前記移動障害物の予測到達時間、および、前記移動障害物の速度を含む障害物状態を示す障害物予測状態情報、を算出する障害物状態予測部と、
前記第１の道路における前記第１の車両の位置および速度を含む車両状態を示す車両情報、および、前記第１の車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得し、当該周辺環境情報、前記車両情報、および、前記障害物予測状態情報を用いて、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において、前記移動障害物に干渉しない目標到達時間、および、前記移動障害物の状態に干渉しない目標速度を含む目標状態を示す目標状態情報、を算出する目標状態演算部と、
前記目標状態情報を用いて、前記接続領域における前記第１の車両の速度パターンを含む速度計画情報を算出する速度計画部と、
を備える前記速度計画装置として実行させるプログラム。
これにより、本開示は、複数の道路の接続地点を含む接続領域において、接続する一方の道路から流入した車両と、接続された他方の道路を進行する移動障害物とが干渉しないようにする、プログラムを提供することができる、という効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記接続地点は、前記第１の道路が前記第２の道路に合流する合流地点である、
ように構成した。
これにより、本開示は、合流地点を含む合流領域といった接続領域において、接続する一方の道路（合流路）から流入した車両と、接続された他方の道路（被合流路）を進行する移動障害物とが干渉しないようにする、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記接続地点は、前記第１の道路と前記第２の道路とが交差する交差点である、
ように構成した。
これにより、本開示は、交差地点を含む交差点領域といった接続領域において、交差地点において接続する一方の道路から流入した車両と、交差地点において接続する他方の道路を進行する移動障害物とが干渉しないようにする、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記移動障害物の位置および前記第１の車両の位置はそれぞれ、前記接続地点を基準にして表現された情報で示される、
ように構成した。
これにより、本開示は、第１の車両と移動障害物とを同じ軸で扱うことができ、速度計画に係る演算を効率よく実行することができる、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記目標状態情報は、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において前記移動障害物の状態に干渉しない加速度である目標加速度をさらに含み、
前記速度計画部は、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において前記目標加速度を満たす前記速度パターンを算出する、
ように構成した。
これにより、本開示は、接続地点を含む接続領域において、さらに、第２の道路を進行する移動障害物の加速度に合わせた速度計画を可能にする、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記目標状態情報は、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において前記移動障害物の状態に干渉しない躍度である目標躍度をさらに含み、
前記速度計画部は、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において前記目標躍度を満たす前記速度パターンを算出する、
ように構成した。
これにより、本開示は、接続地点を含む接続領域において、さらに、第２の道路を進行する移動障害物の躍度に合わせた速度計画を可能にする、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記速度計画部は、
前記目標状態情報を算出する際に用いられた前記第１の車両の車両状態を初期状態にして、当該初期状態から前記目標状態情報に示される目標状態に到達するまでの前記速度パターンを算出する、
ように構成した。
これにより、本開示は、第１の車両の現在の状態を考慮し、現在の状態から到達可能な速度を計画することができる、速度計画装置を提供することができる。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記目標状態演算部が、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合における前記移動障害物の状態に干渉しないような目標状態を算出できない場合、または、前記速度計画部が前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合における前記移動障害物の状態に干渉しないような速度パターンを算出できない場合、
速度計画ができない旨を前記第１の車両の乗員へ宛てて通知する、
ように構成した。
これにより、本開示は、速度計画ができないことを通知する、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記目標状態演算部は、
前記障害物情報に基づき前記移動障害物が存在しないと判定した場合、
予め記憶された速度情報を用いて前記目標速度を含む目標状態を算出し、当該目標状態を示す前記目標状態情報を出力する、
ように構成した。
これにより、本開示は、第１の道路が接続する先の道路である第２の道路に移動障害物が存在しなくても、速度計画情報を出力できる、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

実施の形態２．
実施の形態１においては、本開示の速度計画装置に係る基本的な構成について説明した。
実施の形態２は、速度計画装置における詳細な処理内容の一例、および、実施の形態１に説明した速度計画装置に付加した機能について、接続地点が第１の道路が第２の道路に合流する合流地点である場合を例にして説明する。

図９は、本開示の実施の形態２に係る速度計画装置２００Ａによる処理が実行される具体的な場面の例を説明する図である。（合流路）
図９は、第１の車両が第１の道路において合流地点よりも手前を走行している場面を表現している。
図９においては、第１の車両ｅｇｏ_ｃ、合流開始地点ｐｏｓ_ｍｓ、第１の道路Ｌａｎｅ_ｅ 、第２の道路Ｌａｎｅ_ｏ、移動障害物ｏｂｓ_ｃｉ、を示している。移動障害物ｏｂｓ_ｃｉにおける添え字ｉは、複数の移動障害物それぞれを区別するために付した障害物の番号である。
説明において、第１の車両から見て、第２の道路Ｌａｎｅ_ｏが死角領域になっており、移動障害物ｏｂｓ_ｃｉが見えないものとしている。
このような場合においては、死角領域を監視する路側センサｒｓｕが設置されているものとし、第１の車両に搭載された速度計画装置２００Ａは、路側センサｒｓｕとの間で路車間通信によって第２の車線を走行する移動障害物の情報を取得することができるように構成されている。
このような場面においても適用できる速度計画装置２００Ａを含む速度計画システム１０Ａを説明する。

図１０は、本開示の実施の形態２に係る速度計画装置２００Ａを含む速度計画システム１０Ａの構成の一例を説明する図である。
速度計画システム１０Ａは、路側機２０００との間で路車間通信によって通信可能に接続されている。
速度計画システム１０Ａは、速度計画システム１０に比べ、車両側に設けられていた障害物情報取得部１３０が路側機２０００に設けられており、路側機２０００に設けられた障害物情報取得部１３０から障害物情報を取得する点で異なっている。

速度計画システム１０Ａは、情報取得部１００Ａ、速度計画装置２００Ａ、および、車両制御部３００を含み構成されている。
情報取得部１００Ａは、障害物情報取得部１３０が路側機２０００に移動して設けられた以外は、情報取得部１００と同様である。
速度計画装置２００Ａは、障害物状態予測部２１０、目標状態演算部２２０Ａ、速度計画部２３０、および、到達可能範囲演算部２４０を含み構成されている。

障害物状態予測部２１０は、既に説明した障害物状態予測部２１０と同様の機能に加えて、以下の機能を有する。
障害物状態予測部２１０は、第２の道路が第１の道路から見て死角である場合、第２の道路を監視できるように配置された障害物情報取得部１３０から障害物情報を取得する。
障害物状態予測部２１０は、第２の道路を監視できるように配置された障害物情報取得部１３０との通信にかかる通信遅延時間を取得し、当該通信遅延時間を用いて障害物状態を予測する。これにより、通信遅延を考慮することができ、移動障害物の状態を精度よく予測することができるようになる。
障害物状態予測部２１０は、逐次的に取得した障害物情報を用いて統計処理を行い、統計処理後の障害物情報を用いて障害物状態を予測する。これにより、障害物情報の異常値を除去、または、ばらつきの影響を除去した状態予測を行うことができるようになる。

到達可能範囲演算部２４０は、車両情報および周辺環境情報を用いて、合流地点または交差地点といった接続地点までに到達可能な状態の範囲を示す到達可能範囲を算出する。
到達可能領域演算部は、合流開始地点までの区間で現在の自車の状態から自車が車両運動的に到達可能な少なくとも速度や到達時間を含む状態量の領域を演算する。
到達可能範囲演算部２４０は、前方障害物の状態または後方障害物の状態をさらに用いて到達可能範囲を算出する。この場合、周辺環境情報は、第１の車両の前方を進行する前方障害物の状態、または、第１の後方を進行する後方障害物の状態を含む。

目標状態演算部２２０Ａは、既に説明した目標状態演算部２２０と同様の機能に加えて以下の機能を有する。
目標状態演算部２２０Ａは、到達可能範囲の範囲内の目標状態を示す前記目標状態情報を出力する。これにより、目標状態が第１の車両における現在の状態から到達可能であることが保証される。
例えば、到達可能範囲は、車両情報が示す第１の車両の車両状態から接続地点まで最速時間で走行した場合の車両状態の変化を示す軌跡と、車両情報が示す第１の車両の車両状態から接続地点まで最遅時間で走行した場合の車両状態の変化を示す軌跡との間の範囲である。

目標状態演算部２２０Ａは、第１の車両の到達可能範囲内において、第１の車両が接続地点に到達した場合において、移動障害物との車間時間または車間距離が最大となる車間地点が前記第１の車両の到達地点になるように目標到達時間を含む前記目標状態にする。

目標状態演算部２２０Ａは、障害物情報とともに当該障害物情報の信頼度を取得し、当該信頼度をさらに用いて目標状態を算出する。これにより、速度計画の誤差を抑制することができる。

速度計画部２３０は、既に説明した速度計画部２３０と同様の機能に加えて以下の機能を有する。
速度計画部２３０は、接続地点における状態から目標状態に到達させるような第１の速度パターンを算出し、第１の速度パターンにより目標状態に到達した状態から、第１の車両が接続地点に到達する到達目標時間までの速度パターンである第２の速度パターンを算出し、第１の速度パターンと第２の速度パターンとを結合して速度パターンを算出する。

また、速度計画部２３０は、前記車両状態を示す値と前記目標状態を示す値とを境界条件にして、当該境界条件を満たした、時間を変数にした速度を連続的に示す連続関数、で表される速度パターンを算出する。

また、速度計画部２３０は、到達可能領域、及び目標状態に基づいて車両の性能限界や乗り心地、実行可能性に関わる制約条件と乗り心地や、効率性といった設計者が満たしたい動作仕様に従う評価関数を設定し、前記制約条件を満たしつつ、前記評価関数を最小化、または最大化する速度を計画する。言い換えると、速度計画部２３０は、前記到達可能範囲および前記目標状態に基づいて車両の性能限界、乗り心地、または、計画の実行可能性、に関する制約条件が設定され、かつ、車両の乗り心地、または、計画実行の効率性、に関する評価関数が予め設定され、前記制約条件を満たしつつ、前記評価関数を最小化または最大化する速度を計画する。

本開示の速度計画装置２００Ａを実現するためのハードウェア構成の例は、本明細書の最後にまとめて記載し、ここでの詳細な説明を省略する。

速度計画装置２００Ａを含む速度計画システム１０Ａにおける処理について図７、図１１、図１２，図１３および図１４を参照して説明する。
図１１は、本開示の実施の形態２に係る速度計画装置２００Ａの障害物状態予測処理における具体的な処理の一例を示すフローチャートである。
図１２は、本開示の実施の形態２に係る速度計画装置２００Ａの目標状態演算処理における具体的処理の一例を示すフローチャートである。
図１３は、本開示の実施の形態２に係る速度計画装置２００Ａの速度計画処理における具体的処理の一例を示すフローチャートである。
速度計画システム１０Ａは、情報取得処理を実行する（ステップＳＴ１０００）。
具体的には、まず、速度計画システム１０Ａにおける情報取得部１００Ａは、周辺環境情報取得部１１０より自車が走行するべき車線情報や経路情報などの周辺環境情報を取得し、車両状態取得部１２０より少なくとも自車の速度と位置を含む状態量を取得し、障害物情報取得部１３０よりもう一方の車線（第２の道路）上を走行する障害物の少なくとも速度と位置を含む状態量を取得する。

速度計画システム１０Ａは、障害物状態予測処理を実行する（ステップＳＴ１１００）。
具体的には、速度計画システム１０Ａにおける速度計画装置２００Ａは、図１１に示すように、障害物状態予測処理を実行する。
速度計画装置２００Ａにおける障害物状態予測部２１０は、座標変換処理を実行する（ステップＳＴ１１１０）。

障害物状態予測部２１０は、本線（第２の道路）を走行する移動障害物、および、自車（第１の車両）の位置座標を、合流地点を基準とする距離ｄの同一の座標系へ変換する。
前記距離の座標の概要図を図１４に示す。
図１４は、本開示の速度計画装置２００Ａにおける座標変換処理後の座標イメージの第１例を示す図である。
図１４において、「ｄ_ｅ」は自車（第１の車両）の合流地点ｐｏｓ_ｍｓまでの距離、「ｄ_ｏｉ」はｉ番目の障害物の合流地点までの距離である。

また、図１５のように前記自車や各障害物の状態量を合流地点への到達時間ｔについての座標系で表現しても良い。
図１５は、本開示の速度計画装置２００Ａにおける座標変換処理後の座標イメージの第２例を示す図である。
図１５において、「ｔ_ｅ」は自車（第１の車両）の合流開始地点ｐｏｓ_ｍｓへの到達時間、「ｔ_ｏｉ」はｉ番目の障害物の合流地点への到達時間である。

前記障害物情報は、通信遅延に掛かるノイズやセンサ誤差、外れ値等が含まれている場合が想定されるため、ノイズや誤差の影響を除去する方法を適用しても良い。
例えば、周辺環境情報取得部１１０から逐次的に取得する障害物の速度情報や位置情報、加速度情報等は過去に取得した障害物情報をバッファに蓄積し、蓄積したデータの外れ値を除外した状態で平均や移動平均処理を行う。
その時の様子を図１６に示す。
図１６は、本開示の速度計画装置２００Ａにおける障害物情報のノイズおよび誤差を除去する方法の一例を説明する図である。
図１６は、ｉ番目の移動障害物の速度情報の時系列データを表している。
図１６において、「ｖ_ｒａｗｊ」は時刻ｊのときの障害物速度の生値、「ｖ_ｍａｊ」は障害物の速度情報を移動平均した時刻ｊの時の値、「ｖ_{ｏｕｔｌｉｅｒｉ}」は、ｉ番目の外れ値を表す。

また、例えば障害物の合流開始地点からの距離のデータは、現在の障害物の距離の値は前記バッファに蓄積した過去の数秒分のデータ点を時間の関数で表現し、現在の時刻を前記関数に代入した値としても良い。（回帰）
その場合の様子を図１７に示す。
図１７は、合流開始地点から障害物までの距離の時系列データを示す図である。
図１７は、ｉ番目の障害物の合流開始地点からの距離の時系列データを表している。
「ｖ_ｒａｗｊ」は時刻ｊのときの障害の距離の生値、
「ｆ（ｔ）」は、時刻１０ステップ前から０［ｓ］までのデータをフィッティングして得た時刻ｔの関数であり現在の時刻の障害物の距離は前記関数に現在の時刻を代入して得たｆ（ｔ_０）としても良い。
前記フィッティングの関数は線形関数や多項式関数、三角関数等を用いても良い。

このように処理された障害物の信号情報を用いてフローチャートにおける以降の処理を行っていくとしても良い。

フローチャートの説明に戻る。
障害物状態予測部２１０は、障害物移動予測処理を実行する（ステップＳＴ１１２０）。
具体的には、障害物状態予測部２１０は、障害物情報取得部１３０から取得した障害物情報を用いて第２の道路を進行する移動障害物の移動予測を行う。障害物状態予測部２１０は、障害物情報に含まれる少なくとも位置情報および速度情報を用いて、例えば現在位置から等速で移動したと仮定した場合の位置および速度といった、移動障害物の現在の状態値から未来の状態値までの軌跡、を算出することで移動予測を行う。
さらに詳細に説明する。
障害物状態予測部２１０は、障害物情報取得部１３０から取得した障害物情報を用いて本線（第２の道路）を走行する移動障害物の移動予測を行う。障害物状態予測部２１０において、障害物情報に含まれる少なくとも速度情報を用いて、各障害物が等速で動作すると仮定すると、等速運動の式（１）によって合流開始地点までの移動軌跡ｔｒｊ_ｐｏｉを算出できる。

式（１）において、「ｔ」は時間、「ｔ_０」は現在の時刻、「ｄ_{ｏｉ ｔ０}」は現在の時間（ｔ＝０時）のｉ番目の移動障害物の合流開始点までの距離を表す。
式（１）を用いて算出した各移動障害物の移動軌跡を図１８に示す。
図１８は、障害物移動予測処理により得られる移動軌跡の第１の表現例（距離と時間との関係で表現）を説明するための図である。
図１８中の黒線ｔｒｊ_ｐｏｉ（ｔ）は、ｉ番目の移動障害物の予測軌道（時間の関数）を表す。
図１８中の障害物周囲の予測軌道付近の灰色の網掛け部は、移動障害物の車長を考慮して厚みを持たせたものである。

また、車長に限らず路側機２０００のノイズなど不確実な要素を含めてもよく、予測軌道ｔｒｊ_ｐｏｉの周辺にセンサ誤差等のバイアスμ_ｐｏｉを平均、標準偏差σ_ｐｏｉとする正規分布に従うノイズや、予測軌道ｔｒｊ_ｐｏｉを中心とする一様分布に従う雑音など、確率的な要素を障害物の軌道に加えても良い。
一例として、式（２）に正規分布と仮定したセンサ誤差のバラツキを付与した移動軌跡ｔｒｊ_ｐｏｉ（ｔ）の定義式を示す。

式（２）において、「Ｎ（μ_ｐｏｉ，σ_ｐｏｉ ^２）」は平均μ、標準偏差σとする正規に従う雑音である。

また、自車と路側機の通信に通信遅延が発生している場合、通信遅延量分を含めて障害物の移動予測を行うとしても良い。
その場合、通信遅延量を「ｔ_{ｄｅｌａｙ}」とすると式（３）であらわされる。

また、前記移動予測方法は式（１）から式（３）において、障害物が等速で移動することを仮定しているが、等加速度直線運動や等躍度運動であっても良い。

更に、図１９のように障害物群で先頭の車両よりも後方車両の方が速い速度の場合は先行車に追従するような挙動をする予測を行っても良い。
図１９は、障害物移動予測処理により得られる移動軌跡の第２の表現例（速度と時間との関係で表現）を説明するための図である。
その場合、例えば後方車両の移動軌跡は式（４）から式（６）のように求められる。

式（４）は、Ｈｅｌｙモデルという車両追従モデルであり、先行車との車間距離と相対速度に応じて自車の加速度を決定するもので、式（５）および式（６）において式（４）で演算した加速度を積分して速度、距離を算出したものである。
具体的には、式（４）において、「ａ_ｐｏｉ」は、ｉ番目の障害物の加速度、「ｄ_ｏｉ－１」は、ｉ－１番目の障害物（先行車）の距離、「ｄ_{ｉｄｅａｌ}」は、理想的な車間距離（設計者で任意に設定可能）、「ｖ_ｏｉ－１」は、先行車の速度、「ｋ」、ｋ_２」は、設計者が任意に設定可能なゲインである。
式（５）において、「ｖ_ｐｏｉ」はｉ番目の障害物の速度、「ｔ_ｓ」は離散時間である。
式（６）において、「ｄ_{ｏｉ（ｔ－１）}」は、１ステップ前のｉ番目の障害物の合流開始地点までの距離である。
説明においては、Ｈｅｌｙモデルで演算する例を示しているが、最適速度モデルや、ＣｈａｎｄｌｅｒモデルのようなＨｅｌｙモデル以外の車両追従モデルや、他の車両運動モデルを用いることによっても実現できる。
ステップＳ１１２０で演算する障害物の移動軌跡は、合流開始地点までの距離の時間推移に限らず、加速度の時間推移や、速度の時間推移であっても良い。
図１９は、速度と時間の関係で表した障害物の移動軌跡の例を示す。
図１９より、現在から今後何秒間で各障害物が何［ｋｍ／ｈ］の速度で走行しているかが予測できる。これにより、例えば自車が合流開始地点へ到達する時間に各障害物が何［ｋｍ／ｈ］で走行しているのかが予測できる。

更に、時間推移に限らず、加速度と距離の関係で表現したものや、速度と距離の関係で表現しても良い。
図２０は、障害物移動予測処理により得られる移動軌跡の第３の表現例（速度と距離との関係で表現）を説明するための図である。
図２０は、速度と距離の関係で表した障害物の移動軌跡の例を示す。
図２０より、障害物が各位置を何［ｋｍ／ｈ］の速度で走行しているかが予測できる。
これにより、各障害物が合流開始地点到達時に何［ｋｍ／ｈ］で走行しているのかが予測できる。

また、距離と速度に限らず障害物の加速度の軌跡を予測するとしても良い。
これにより、障害物が合流開始地点到達時に定速で走行しているのか、加速しながら走行しているのか、あるいは各障害物が合流開始地点到達時にどれくらいの加速度で走行しているのかが予測できる。

フローチャートの説明に戻る。
障害物状態予測部２１０は、合流地点における障害物状態を予測する（ステップＳＴ１１３０）。
具体的には、障害物状態予測部２１０は、ステップＳＴ１１２０の処理で得られた上述した予測結果である、移動障害物の現在の状態値から未来の状態値までの軌跡、を示す情報を用いて、合流地点における障害物の状態（障害物状態）を予測する。
このようにして、障害物状態予測部２１０は、障害物情報を用いて合流地点における、移動障害物の予測到達時間、および、移動障害物の速度を含む障害物状態を示す障害物予測状態情報、を算出する。

速度計画システム１０Ａは、障害物状態予測処理を終了すると、次いで、目標状態演算処理を実行する（ステップＳＴ１２００）。
速度計画システム１０Ａにおける速度計画装置２００Ａは、周辺環境情報取得部１１０で取得した現在の位置から合流開始地点までの車線（経路）について、車両状態取得部１２０１１２より取得した現在の自車の状態量から合流開始地点までの到達可能な時間や速度等を含む領域を演算する。
具体的には、図１２に示すように、まず、速度計画装置２００Ａにおける到達可能範囲演算部２４０は、到達可能範囲演算処理を実行する（ステップＳＴ１２１０）。
図２１は、到達可能範囲の例を説明するための図である。
図２１に自車（第１の車両）の到達可能領域の一例を示す。
図２１は、自車がもう一方の車線を走行する障害物の流れに合流可能な速度の状態で合流開始地点に到達可能な領域を予測する図である。
ここで障害物の流れに合流可能な速度は、もう一方の車線を走行する障害物の交通流の速度とする。
図２１において、「ｄ_ｃｅ」は現在の自車から合流開始地点までの距離、「ｔｒｊ_ｅｈ（ｔ）」は自車が合流開始地点までを最速で移動したときの予測軌道、「ｔｒｊ_ｅｌ（ｔ）」は自車が合流開始地点までを最遅で移動したときの予測軌道である。
この予測軌道に囲まれた領域Ｆは、自車（第１の車両）が合流開始地点までに合流可能速度に到達可能な領域である。
更に前記合流可能領域Ｆと合流開始地点（ｄ_ｍｓ＝０）到達時のｔ軸が交わる時間の幅ｔ_ｒは自車が合流開始地点までに合流可能速度で到達可能な時間の領域である。
よって、この到達可能な時間領域ｔ_ｒは自車が合流可能速度で合流開始地点へ到達するタイミングを調整できる時間の範囲となっている。
前記合流可能な速度は、図１４や図１５より自車と最も近い座標に位置する障害物の速度、前方障害物の中で最も近い障害物の速度、後方障害物の中で最も近い障害物の速度、もしくは自車の前後に存在する２つの障害物群の平均速度であっても良い。

図２２は、到達可能範囲における最速予測軌道の例を説明するための図である。
前記最速予測軌道は、図２２のように自車が最高加速度で初めから前記合流可能な速度まで加速して、加速し切った後に前記合流可能速度で等速走行する軌跡とする。
図２２において、「ｖ_ｃｅ」は、現在の自車の速度であり、「ｖ_ｍｆ」は、合流可能な速度である。

前記最速予測軌道は、最終的に合流可能な速度に限らず合流可能な速度よりも大きな速度、予め定められた所定の相対速度分だけ小さな速度、あるいは周辺環境情報取得部１１０から取得した高速道路本線（第２の道路）の法定速度であっても良い。

図２３は、到達可能範囲における最遅予測軌道の例を説明するための図である。
前記最遅予測軌道は、図２３のように初めは現在の自車速度の定速走行を行い、最大加速度で合流可能速度に合流開始地点ギリギリで到達できる軌跡とする。

図２４は、到達可能範囲における最遅予測軌道の別の例を説明するための図である。
前記最遅予測軌道は、図２４のように初めに減速を行い、最終的に合流可能速度で合流開始地点へギリギリ到達できる軌跡としても良い。

図２５は、第１の車両の前後に別の車両が存在する状況を示す図である。
図２６は、図２５の状況における到達可能範囲の例を説明するための図である。
図２５において、「ｏｂｓ_ｌ」は、自車前方に存在する車両（前方障害物の例）を表し、「ｏｂｓ_ｆ」は、自車後方に存在する車両（後方障害物の例）を表す。
図２５のように同一車線上に自車前方に低速車両、また自車後方に車両がいる場合は合流開始地点までの大きな加速や減速が制限されるため、自車前後の車両の有無を考慮した方がよい。
そこで、図２６のように前記最速軌道ｔｒｊ_ｅｈ（ｔ）、および、最遅軌道ｔｒｊ_ｅｌ（ｔ）は、前後の車両の挙動を考慮（前方の車両を追い抜くことが出来なかったり、急減速して衝突しないような軌道となるように）、前記合流可能領域Ｆが前後の他車両の予測軌道の予測軌道の間収まるようにしても良い。
図２６において、「ｔｒｊ_ｏｌ（ｔ）」は自車前方車両の予測軌道を表し、「ｔｒｊ_ｏｆ（ｔ）」は自車後方車両の予測軌道を表す。

フローチャートの説明に戻る。
速度計画装置２００Ａにおける目標状態演算部２２０Ａは、合流地点における目標状態を演算する処理を実行する（ステップＳＴ１２２０）。
目標状態演算部２２０Ａは、第１の車両の到達可能範囲内において、合流開始地点までの障害物の移動予測結果より目標状態量（合流可能な状態量）（＝状態値）を演算する。

図２７は、目標状態を算出する方法の概念を説明するための第１の図である。
具体的には、図２７に示すような概念で目標状態を算出する。
前記目標状態の例としては、例えば図２７のように、自車の合流開始地点への到達が、もう一方の道路を走行する障害物の丁度間に入れるようなタイミングで、かつ、その時の速度がもう一方の道路を走行する障害物の交通流と合っているような状態である。（自車速ｖ_ｃ＝ｖ_ｏ）
ステップＳ１１２０で演算した障害物の移動予測軌道ｔｒｊ_ｏｊ（ｔ）と、ステップＳ１２１０で演算した到達可能な領域Fを同じ座標系に投影すると図２８のように示すことができる。

図２８は、目標状態を算出する方法の概念を説明するための第２の図である。
図２８において、「ｔ_ｉｏｉ」は到達可能な時間領域「ｔ_ｒ」」内に存在する、合流開始地点時点での障害物間の車間時間である。この車間時間には、自車の到達可能な時間領域の境界と障害物の時間の間も含む。（図２８の例であれば「ｔ_ｉｏ１」がこれに該当する）
まず、目標状態演算部２２０Ａは、自車が到達可能な時間領域（調整可能なタイミングの範囲）ｔ_ｒの中で最も大きな障害物間の車間時間ｔ_ｉｏｉを探索する。
図２８の場合、目標状態演算部２２０Ａにより、例えば時間領域「ｔ_ｒ」」の中に存在する車間時間「ｔ_ｉｏｉ」が式（７）の大小関係であれば「ｔ_ｉｏ３」が障害物の車間として選択される。

その後、車間時間ｔ_ｉｏ３を形成する前方の障害物が合流開始地点に到達する時間ｔ_ｍｓｏ２と後方の障害物が到達する時間ｔ_ｍｓｏ３を用いて自車が合流開始地点に到達する目標到達時間ｔ_ｔを式（８）のように演算する。（「ｔ_ｍｓｏ２」と「ｔ_ｍｓｏ３」とは図２９を参照）

式（８）において、「ｗ_１」、「ｗ_２」は重み係数であり、ｗ_１とｗ_２との合計が１になるように設定する。
例えばｗ_１とｗ_２を共に０．５とすると、目標時間ｔ_ｔは２台目の障害物と３台目の障害物の中央に自車が入るような時間となる。
また、ｗ_１をｗ_２よりも大きな値とすると２台目の障害物寄りに自車が入ろうとするような時間となり、ｗ_１をｗ_２よりも小さな値とすると３台目の障害物寄りに自車が入ろうとするような時間となる。
前記ｔ_ｔを算出する際に、自車が到達可能な時領域の中から車間時間が最大となる車間を探索するとしたが、車間時間ではなく車間距離や衝突余裕時間であっても良い。

次に、選択した前後２台の障害物の合流開始地点到達時の速度ｖ_ｏ２（ｔ_ｍｓｏ２)と速度ｖ_ｏ３（ｔ_ｍｓｏ３）を用いて自車が合流開始地点に到達すべき目標速度ｖ_ｔを式（９）のように演算する。

式（９）において、「ｗ_１」、「ｗ_２」重み係数であり、「ｗ_１」と「ｗ_２」との合計が１になるように設定する。
例えば「ｗ_１」と「ｗ_２」を共に０．５とすると、目標速度ｖ_ｔは２台目の障害物と３台目の障害物の平均速度となる。
また、ｗ_１を０とすると３台目の障害物の速度が目標速度となり、ｗ_２を０とすると２台目の障害物の速度が目標速度となる。

障害物の前記合流到達時の到達時間「ｔ_ｍｓｏ２」および「ｔ_ｍｓｏ３」、速度「ｖ_ｏ２（ｔ_ｍｓｏ２）」および「ｖ_ｏ３（ｔ_ｍｓｏ３）」は、前記ステップＳ１０３で予測した合流開始地点までの障害物の移動予測結果を用いことで得ることが出来る。

前記目標速度ｖ_ｔはもう一方の道路を走行する障害物全体の交通流の速度や、周辺環境情報取得部１１０から取得した高速道路本線の法定速度であっても良い。
もう一方の道路を走行する障害物全体の交通流の速度を用いる場合、目標状態演算部２２０Ａは、前記障害物情報とともに当該障害物情報の信頼度を取得し、当該信頼度をさらに用いて前記目標状態を算出するようにしてもよい。
具体的には、例えば、目標状態演算部２２０Ａは、障害物「ｏｂｓ_ｃ１」、障害物「ｏｂｓ_ｃ２」、障害物「ｏｂｓ_ｃ３」、および、障害物「ｏｂｓ_ｃ４」の速度の平均を用いて目標速度を算出する場合、各障害物情報の信頼度を取得する。障害物「ｏｂｓ_ｃ１」の信頼度が３．２であり、障害物「ｏｂｓ_ｃ２」の信頼度が２．７であり、障害物「ｏｂｓ_ｃ３」の信頼度が３．３であり、障害物「ｏｂｓ_ｃ４」の信頼度が２．５であったとする。目標状態演算部２２０Ａは、予め設定された信頼度の閾値（ここでは仮に「３．０」とする）を用いて、信頼度が閾値以上である障害物「ｏｂｓ_ｃ１」および、障害物「ｏｂｓ_ｃ３」の速度の平均を算出する。

前記方法で導出した目標到達速度ｔ_ｔと目標速度ｖ_ｔは、自車が合流開始地点到達時に達成するべき目標状態である。

ここまでの様子を図２９に示す。
図２９は、目標状態を算出する方法の概念を説明するための第３の図である。

また、前記目標状態は、目標到達時間と目標速度のみに限らず、目標加速度や目標躍度を含めても良い。
目標加速度は式（９）とのように選択した車間の前後の障害物の加速度に基づいて算出しても良く、もう一方の道路を走行する障害物の交通流の加速度としても良い。
さらに加速しながらの合流を防ぐために目標加速度を０としても良い。目標躍度も同様である。

前記目標状態量を算出する際に、自車が到達可能な時間領域の中から車間時間が最大となる車間を探索するとしたが、自車が合流可能とするための車間時間（車間距離）の閾値を導入し、前記自車が到達可能な領域に加えて、前記車間時間（車間距離）の閾値以上であるかどうかの条件を加えてよい。

前記目標状態演算部２２０Ａは、もう一方の道路から進行してくる障害物が存在しない場合、前記目標状態に時間の情報は必要なく、自車が走行するべき速度を含む目標状態としても良い。

前記自車が走行するべき速度とは例えば、法定速度、現在の自車状態から乗り心地良く快適に到達可能な速度、設計者が指定した任意の速度などがある。

この場合も前記同様に、目標加速度、目標躍度といった状態を目標状態に含めても良い。

フローチャートの説明に戻る。
速度計画システム１０Ａは、速度計画処理を実行する（ステップＳＴ１３００）。
速度計画装置２００Ａにおける速度計画部２３０は、図１３に示すように、まず、目標状態演算部２２０Ａにより算出された目標状態があるかを判定する（ステップＳＴ１３１０）。
速度計画部２３０は、自車（第１の車両）が合流開始地点で到達すべき目標状態が存在するかどうかをチェックする。
例えば、前記車間時間（車間距離）の閾値を導入する場合、もし閾値以上となる車間が存在しなければ目標状態が存在しないということになる。このように目標状態が見つからない場合はステップＳ１３５０に移行する。

速度計画部２３０は、目標状態演算部２２０Ａにより算出された目標状態があると判定した場合（ステップＳＴ１３１０“ＹＥＳ”）、現在地点から接続地点までの速度パターンを計画する（ステップＳＴ１３２０）。
図３０は、速度計画処理により計画される速度パターンの第１表現例を説明するための図である。
前記速度パターンは、例えば図３０のような速度と時間の関数ｖ_ｐｌａｎ（ｔ）を計画する。図３０において、「ｔ_ｃｅ」は現在の時刻である。
速度パターンｖ_ｐｌａｎ（ｔ）は、現在の自車（第１の車両）の状態量（目標状態値）（ｔ_ｃｅ，ｖ_ｃｅ）を始点、目標状態演算部２２０Ａにより演算した目標状態量（目標状態値）（ｔ_ｔ，ｖ_ｔ）を終点とする連続関数で表現する。

図３１は、速度パターンの生成方法を説明するための第１の図である。
図３２は、速度パターンの生成方法を説明するための第２の図である。
例えば図３１のような－π／２からπ／２の正弦波関数で表現することを考える。
図３２のように正弦波関数の縮尺（拡大）と平行移動を行うことで速度パターンの表現が可能であり、具体的には、まず前記正弦波のｘ軸方向の大きさを前記現在の時刻ｔ_ｃｅと目標到達時間ｔ_ｔの差の大きさに、ｙ軸方向の大きさを前記現在の自車速ｖ_ｃｅと目標速度ｖ_ｔとなるように縮小（拡大）を行う（図３２中の矢印Ａの変換）。
次に正弦波関数の始点が現在の自車の状態量（ｔ_ｃｅ, ｖ_ｃｅ）、終点が目標状態量（ｔ_ｔ, ｖ_ｔ）となるように正弦波関数を平行移動する（図３２中の矢印Ｂの変換）。

また前記目標状態演算部２２０Ａで目標加速度を演算している場合は、前記速度パターンｖ_ｐｌａｎ（ｔ）の終端条件に目標加速度条件を加えることが出来る。
その場合、ａ_ｃｅを現在の自車の加速度、ａ_ｔを目標加速度とすると始点を現在の自車の状態量（ｔ_ｃｅ，ｖ_ｃｅ，ａ_ｃｅ）、終点を目標状態量（ｔ_ｔ,ｖ_ｔ,ａ_ｔ）し、前記加速度を含む始点と終点の境界条件を満たす、時間ｔの３次の多項式の関数によって現在の自車の全ての状態量と全ての目標状態量を繋ぐ連続関数を演算する。
具体的には、まず前記導出したい速度パターンｖ_ｐｌａｎ（ｔ）を速度ｖと時間ｔの多項式である式（１０）を定義する。

式（１０）において、「ｃ」は多項式の係数で、「ｉ」は次数を表し、本具体例では次数は３次となる。
以下の境界条件の式（１１）から式（１４）の連立方程式を解くことで各係数ｃ_ｉを導出することができ、速度パターンｖ_ｐｌａｎ（ｔ）の連続関数を求めることができる。

上記式において、「ｖ´_ｐｌａｎ（ｔ）」は、「ｖ_ｐｌａｎ（ｔ）」の一回微分を表し（速度の微分は加速度）、式（１１）は始点の速度の条件、式（１２）は終点の速度の条件、式（１３）は始点の加速度の条件、式（１４）は終点の加速度の条件を表す。

更に前記目標状態演算部２２０Ａで目標躍度を演算している場合は、前記速度パターンｖ_ｐｌａｎ（ｔ）の終端条件に目標加速度と目標躍度の条件を加えることが出来る。
その場合、ｊ_ｃｅを現在の自車の躍度、ｊ_ｔを目標躍度とすると始点を現在の自車の状態量（ｔ_ｃｅ，ｖ_ｃｅ，ａ_ｃｅ，ｊ_ｃｅ）、終点を目標状態量（ｔ_ｔ，ｖ_ｔ，ａ_ｔ，ｊ_ｔ）とし、前記加速度と躍度を含む始点と終点の境界条件を満たす時間ｔの５次の多項式の関数によって、現在の全ての自車の状態量と全ての目標状態量を繋ぐ連続関数を演算する。
また車両状態取得部１２０で現在の自車の躍度を取得出来ない時や、目標状態量演算部で目標躍度を取得できない場合は各々に０を代入しても良い。（取得出来ていても０を代入しても良い）
具体的には、まず前記導出したい速度パターンｖ_ｐｌａｎ（ｔ）を速度vと時間ｔの多項式である上記した式（１０）を定義する。
式（１０）において、「ｃ」は多項式の係数で、「ｉ」は次数を表し、本具体例では５次となる。
以下の境界条件の式（１５）から式（２０）の連立方程式を解くことで各係数ｃ_ｉを導出することができ、速度パターンｖ_ｐｌａｎ（ｔ）の連続関数を求めることができる。

上記式において、「ｖ´´_ｐｌａｎ（ｔ）」は「ｖ_ｐｌａｎ（ｔ）」の二階微分を表し（加速度の微分は躍度で、速度の２階微分は加速度）、式（１９）は、始点の躍度の条件、式（２０）は終点の躍度の条件を表す。

図３３は、速度計画処理により計画される速度パターンの第２表現例を説明するための図である。
前記速度計画の連続関数ｖ_ｐｌａｎ（ｔ）は始点と終点を結ぶ連続関数としていたが図３３のように、まず自車が目標状態に到達する第一の区間の関数ｖ_{ｐｌａｎ１}（ｔ）と自車が目標状態に到達した後に時間を調節する第二の区間の関数ｖ_{ｐｌａｎ２}（ｔ）を結合したものであっても良い。
例えば、図３３において、
区間１（ｓｅｃｔｉｏｎ１）は最大加速度で素早く目標速度に到達するまでの計画を行い、
区間２（ｓｅｃｔｉｏｎ２）では目標到達時間に合流開始地点に到達するために時間の微調整等を行う計画を行う。
前記、区間２では目標速度や目標加速度などの状態量からあまり乖離しないようにする制約を設けても良い。
前記２つの区間を用いた速度計画は２つの区間に限らず、更に多くの複数の区間を用いても良い。

図３４は、速度計画処理により計画される速度パターンの第３表現例を説明するための図である。
前記連続関数ｖ_ｐｌａｎ（ｔ）を速度計画の出力としても良いが、図３４のように関数ｖ_ｐｌａｎ（ｔ）をサンプリングした点列を出力するとしても良い。
点列表現のメリットは、点列の座標内の移動等の処理の自由度等がある。
例えば図３０の正弦波関数の例で示した拡大や縮小、平行移動は点列であれば容易に行える。更に点列は回転行列によって座標原点周りに回転させる処理も行える。（関数そのものを座標回転させることは出来ない。）

図３５は、速度計画処理により計画される速度パターンの第４表現例を説明するための図である。
図３６は、速度計画処理により計画される速度パターンの第５表現例を説明するための図である。
また前記計画速度は、図３５のように横軸を距離、縦軸を速度とする距離と速度の関係で表現しても良く、図３６のように点列で表現した各点までの面積がその点での距離ｄ（図３４の例では７点目の距離）となり、各点について距離を求めると、点列全ての点の距離が算出できるため、図３５のような速度と距離の点列（座標）で表すことが出来る。

図３７は、速度計画処理により計画される速度パターンの第６表現例を説明するための図である。
点列ではなく、速度と時間の連続関数である場合は、任意のサンプリング間隔で前記連続関数を定積分することで、各サンプリング間隔ごとに距離が求まるので、図３７のような速度と距離の関係で表される点列を算出することが出来る。
速度パターンｖ_ｐｌａｎは、到達可能範囲演算部２４０で演算した合流可能領域Ｆと、車両状態取得部１２０で取得する現在の自車状態、目標状態演算部２２０で演算した目標状態を満たすような制約条件下で、任意の動作仕様に従う評価関数を最小化または最大化することによって速度パターンを得るとしても良い。

次に最適化による速度計画として現在の自車の状態量から目標状態量までの状態量の遷移（図３７中の状態量ｄ_ｉ，ｖ_ｉ点群）を、到達可能条件内であるという制約条件の下で任意の動作仕様に基づいて設計された評価関数を最小化して算出する例について示す。
この例の場合、速度計画部２３０は、前記到達可能範囲および前記目標状態に基づいて車両の性能限界、乗り心地、または、計画の実行可能性、に関する制約条件が設定され、かつ、車両の乗り心地、または、計画実行の効率性、に関する評価関数が予め設定され、前記制約条件を満たしつつ、前記評価関数を最小化または最大化する速度を計画する。
その時の概要図を図３７に示す。
この例の場合、計画する状態量ｘを式（２１）に示す。

式（２１）の状態量は、今回計画する状態量であるが、加速度を状態変数に加えても良く、入力（後述するｕ）を躍度とした定式化を行っても良い。
次に速度の遷移を表現可能な運動方程式を式（２２）に示す。

式（２２）において、「ｋ」は離散時間のインデックスを示し、「ｋ＋１」はｋの次のステップを示し、「Δｔは離散時間の間隔を示し、「ｘ」の上にドットを付した記号（以下、「ｘドット」とも記載する）は「ｘ」の時間微分を表す。
前記運動方程式は車両の運動モデルなどを用いる。
また、「ｕ」は入力を表し、本例では加速度とする。（運動方程式によっては躍度入力であっても良い）

式（２３）から式（２６）に制約条件を記載する。

ｘ（０）は計画する軌道の初期状態を表し、ｘ（Ｎ）は計画する軌道の終端状態を表す。

式（２３）は速度計画の初期状態が現在の自車状態と一致しているかという制約条件であり、
式（２４）は速度計画の最終状態が前記目標状態演算部２２０Ａで演算した目標状態量と一致しているかという制約条件であり、
式（２５）は計画した速度の各距離の値が前記到達可能領域演算部１２４で演算した合流可能領域内かどうかの制約条件であり、
式（２６）は入力値（今回の例では加速度）が上限値と下限値の間であるかどうかの制約条件である。
前記入力の上下限値は自車の性能限界とすることが考えられる。

評価関数は設計者が達成したい任意の仕様を評価できる式を設定する。任意の仕様の例として、「なるべく早く（効率的に）移動する」、「走行軌道の速度変化や加速度変化が少ない」、「先行車が存在する場合は先行車に近づきすぎない」、「乗り心地よく走行する」などがある。

前記「最も効率的に移動する」評価関数Ｊの設定方法の一例として、「なるべく加減速を行うことなく上限速度に近い速度で走行する」問題としてとらえることが出来るため、式（２７）のように設定する。

式（２７）において、「ｖ_ｌｉｍ」は上限速度、「Ｑ_ｋ」、「Ｒ_ｋ」は各項における評価関数の重みを表す。前記上限速度とは例えばその道路の法定速度などがある。

本速度計画装置２００Ａで最適化を行って速度を計画する方法は、式（２３）から式（２６）の制約条件や式（２７）の評価関数とは異なる定式化を行った問題を解いて計画速度を導くとしても良い。
例えば式（２７）に躍度ｊ_ｋを最小化する項も追加することで乗り心地の良さも考慮出来る。

もし前記制約条件を満たす速度パターンが見つからなかった場合は図２のフローチャートのステップＳＴ１３５０へ遷移する。

フローチャートの説明に戻る。
速度計画部２３０は、目標状態に到達する速度パターンがあるかを判定する（ステップＳＴ１３３０）。
速度計画部２３０は、目標状態に到達する速度パターンがあると判定した場合（ステップＳＴ１３３０“ＹＥＳ”）、速度計画情報出力処理を実行する（ステップＳＴ１３４０）。
具体的には、速度計画部２３０は、合流開始地点に到達するための速度パターンが計画出来たと判定した場合、速度計画情報を車両制御部３００へ出力する。
次いで、車両制御部３００において、現在の自車の速度が計画速度に追従するように自動走行を行う。
図３８は、車両制御部３００による車両制御を説明するための図である。
例えば、図３８のように自車から、計画速度の所定の時間先の時点での速度ｖ_ｒｅｑを局所的な目標速度として、速度制御量演算部３１０が目標加速度を演算し、アクチュエータ制御部３２０で前記目標加速度を達成するような駆動制御を行う。

速度計画部２３０は、目標状態演算部２２０Ａにより算出された目標状態がないと判定した場合（ステップＳＴ１３１０“ＮＯ”）、および、目標状態に到達する速度パターンがないと判定した場合（ステップＳＴ１３３０“ＮＯ”）、通知指令処理を実行する（ステップＳＴ１３５０）。
通知指令処理により、図示しない通信部により車両の報知装置を介して、ドライバーへ自動運転の継続を止めることを事前に通知する。
これは、目標状態が見つからない場合、あるいは、合流開始地点に到達する速度パターンが見つからない場合は、自動運転制御により合流動作を行うことが困難であり、ドライバーへ運転の権限を委譲する必要がある。そのため、前もって通知した上で権限移譲を行う目的で、本ステップを実施する。
ドライバーが手動運転可能な状態になったらドライバーへ運転の権限を委譲する処理を実行する。

速度計画部２３０は、ステップＳＴ１３４０の処理またはステップＳＴ１３５０の処理を実行すると、処理を終了する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記接続地点は、前記第１の道路が前記第２の道路に合流する合流地点である、
ように構成した。
これにより、本開示は、合流地点を含む合流領域といった接続領域において、接続する一方の道路（合流路）から流入した車両と、接続された他方の道路（被合流路）を進行する移動障害物とが干渉しないようにする、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記速度計画部は、
前記接続地点における状態から前記目標状態に到達させるような第１の速度パターンを算出し、
前記第１の速度パターンにより前記目標状態に到達した状態から、前記第１の車両が前記接続地点に到達する到達目標時間までの第２の速度パターンを算出し、
前記第１の速度パターンと前記第２の速度パターンとを結合して前記速度パターンを算出する、
ように構成した。
これにより、本開示は、第１の車両の現在の状態と目標状態とが大きく乖離している場合（例えば相対速度が大きい場合など）において、不自然な速度パターンになってしまうことを抑制できる、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記速度計画部は、
前記車両状態を示す値と前記目標状態を示す値とを境界条件にして、当該境界条件を満たした、時間を変数にした速度を連続的に示す連続関数、で表される速度パターンを算出する、
ように構成した。
これにより、本開示は、第１の車両の現在の状態から目標状態まで連続的に変化する速度パターンを出力することができる、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
また、第１の車両の乗員にとって乗り心地がよい速度パターンを出力することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記車両情報および前記周辺環境情報を用いて、前記接続地点までに到達可能な状態の範囲を示す到達可能範囲を算出する到達可能範囲演算部をさらに備え、
前記目標状態演算部は、前記到達可能範囲の範囲内の目標状態を示す前記目標状態情報を出力する、
ように構成した。
これにより、本開示は、目標状態が第１の車両における現在の状態から到達可能であることが保証され、速度計画の精度を向上させる、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記到達可能範囲は、前記車両情報が示す前記第１の車両の車両状態から前記接続地点まで最速時間で走行した場合の車両状態の変化を示す軌跡と、前記車両情報が示す前記第１の車両の車両状態から前記接続地点まで最遅時間で走行した場合の車両状態の変化を示す軌跡との間の範囲である、
ように構成した。
これにより、本開示は、目標状態が第１の車両における現在の状態から到達可能であることが保証され、速度計画の精度を向上させる、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
また、この速度計画装置による速度計画を用いて第１の車両を制御する場合は、第１の車両のダイナミクスまたは制御性能に追従する速度パターンにすることができる。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記目標状態演算部は、
前記第１の車両の到達可能範囲内において、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において、前記移動障害物との車間時間または車間距離が最大となる車間地点が前記第１の車両の到達地点になるように目標到達時間を含む前記目標状態にする、
ように構成した。
これにより、本開示は、死角からやってくる障害物が多数の場合、合流開始地点到達直後に多数の車両の最も車間の空いたタイミングで合流動作や交差点通過動作が可能な速度パターンを計画できる、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記周辺環境情報は、前記第１の車両の前方を進行する前方障害物の状態、または、前記第１の車両の後方を進行する後方障害物の状態を含み、
前記到達可能範囲演算部は、前記前方障害物の状態または前記後方障害物の状態をさらに用いて前記到達可能範囲を算出する、
ように構成した。
これにより、本開示は、例えば、自車前方に先行車が存在して先行車の追い越しが出来ないこと、自車後方に車両が存在して大減速し難いことを考慮した走行計画を行える、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記速度計画部は、
前記到達可能範囲、および目標状態に基づいて車両の性能限界や乗り心地、実行可能性に関わる制約条件と乗り心地や、効率性といった設計者が満たしたい動作仕様に従う評価関数を設定し、前記制約条件を満たしつつ、前記評価関数を最小化、または最大化する速度を計画する
ように構成した。
これにより、本開示は、解析的に速度パターンが導出できない複雑な状況下であっても速度パターンを導出できる、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
また、本開示は、制御限界的な制約を満たしつつ、所望の動作仕様に従って最適化された速度パターンを導出できる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記障害物状態予測部は、
前記第２の道路が前記第１の道路から見て死角である場合、前記第２の道路を監視できるように配置された障害物情報取得部から前記障害物情報を取得する、
ように構成した。
これにより、本開示は、死角になる道路を進行する移動障害物に対して干渉しない速度計画を実行する、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記目標状態演算部は、
前記障害物情報とともに当該障害物情報の信頼度を取得し、
当該信頼度をさらに用いて前記目標状態を算出する、
ように構成した。
これにより、本開示は、速度計画の誤差を抑制することができる、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記障害物状態予測部は、
前記第２の道路を監視できるように配置された障害物情報取得部との通信にかかる通信遅延時間を取得し、当該通信遅延時間を用いて前記障害物状態を予測する、
ように構成した。
これにより、本開示は、移動障害物の状態を精度よく予測することができる、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記障害物状態予測部は、
逐次的に取得した前記障害物情報を用いて統計処理を行い、統計処理後の障害物情報を用いて前記障害物状態を予測する、
ように構成した。
これにより、本開示は、障害物情報の異常値を除去、または、ばらつきの影響を除去した状態予測を行うことができ、より精度よく速度計画を実行することができる、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態２に係る速度計画装置と同様の構成について、接続地点が第１の道路と第２の道路との交差点である場合を例にして説明する。

実施の形態３に係る速度計画装置２００Ａは、実施の形態２に係る速度計画装置２００Ａが合流地点を含む合流領域における速度パターンを計画するのに対し、交差点（交差地点）を含む交差領域における速度パターンを計画する点で異なり、構成上同様であるため、その詳細な説明を省略する。

図３９は、本開示の実施の形態３に係る速度計画装置２００Ａによる処理が実行される具体的な場面の例を説明する図である。（交差点）
以下では図３９のように自車が交差点よりも手前を走行しているシーンで適用する場合について説明する。
図３９において、「ｅｇｏ_ｃ」は現在における自車（第１の車両）を示し、「ｐｏｓ_ｃ」は自車が走行する自車線（第１の道路）ともう一方の車線（第２の道路）とが交差する交差地点位置を示し、「Ｃ」は２つの道路の交差領域を示し、「Ｌａｎｅ_ｅ」自車が走行する車線を示し、「Ｌａｎｅ_ｏ」は障害物が走行するもう一方の車線を示し、「ｏｂｓ_ｃｉ」は現在における移動障害物で添え字ｉは障害物ごとに区別するための番号を表す。
本具体例では、「Ｌａｎｅ_ｏ」および「ｏｂｓ_ｃｉ」は自車の死角となっており自車からは見えない領域であるとする。
そこで前記死角領域を監視する路側センサｒｓｕからの路車間通信によって、もう一方の車線を走行する障害物の情報を得ることが出来る構成とする。

図４０は、本開示の実施の形態３に係る速度計画装置２００Ａの障害物状態予測処理における具体的な処理の一例を示すフローチャートである。
図４１は、本開示の実施の形態３に係る速度計画装置２００Ａの目標状態演算処理における具体的処理の一例を示すフローチャートである。
図４２は、本開示の実施の形態３に係る速度計画装置２００Ａの速度計画処理における具体的処理の一例を示すフローチャートである。

速度計画装置２００Ａにおける障害物状態予測部２１０は、実施の形態１または実施の形態２と同様に、座標変換処理を実行し（ステップＳＴ３１１０）、障害物移動予測処理を実行し（ステップＳＴ３１２０）、第１の道路と第２の道路との接続地点である交差地点における障害物状態量を予測する（ステップＳＴ３１３０）。

速度計画装置２００Ａにおける到達可能範囲演算部２４０は、到達可能範囲演算処理を実行する（ステップＳＴ３２１０）。
実施の形態２においては、合流可能な速度といった目標状態へ到達するまでの到達可能範囲の算出方法について説明したが、実施の形態３において、到達可能範囲演算部２４０は、交差点ではもう一方の道路を走行する障害物に衝突することなく交差領域通過可能な速度といった目標状態へ到達するまでの到達可能範囲を算出する。
例えば、交差地点到達時に自車の速度が０になると、もう一方の障害物の走行を阻害したり、衝突したりする。前記交差領域通過可能な速度とはこのような衝突や障害物の走行を阻害しないような速度であり、例えば交差点内での最大速度（交差点をなるべく早く通り抜けたほうが良いため）、もう一方の道路を走行する自車最近傍の前後２台の障害物が交差領域Ｃに侵入する間に自車が交差点を通り抜けられる速度などがある。

速度計画装置２００Ａにおける目標状態演算部２２０Ａは、実施の形態２に説明したステップＳＴ１２２０の処理と同様の処理を行って、自車（第１の車両）が交差地点に到達した場合に通過できるように、交差地点における目標状態を演算する処理を実行する（ステップＳＴ３２２０）。

図４３は、図３９に示されるような場面において、目標状態を算出する方法の概念を説明するための図である。
前記目標状態量の例として、例えば図４３のように自車が交差領域地点にて、もう一方の道路を走行する障害物の丁度間を通り抜けるようなタイミングで、かつその時の速度が前記交差領域通過可能な速度となっているような状態である。
実施の形態３においても目標状態量は目標到達時間と目標速度に限らず、目標加速度や目標躍度を含めても良い。

次いで、速度計画装置２００Ａにおける速度計画部２３０は、図４２実施の形態２に説明した処理（ステップＳＴ１３１０からステップＳＴ１３５０）と同様の処理により、交差地点または交差地点を含む交差領域を通過できるような目標状態へ到達するまでの速度パターンを算出し、当該速度パターンを含む速度計画情報を出力する（ステップＳＴ３３１０からステップＳＴ３３５０）。

なお、実施の形態２では最適化問題を解くことによって速度を計画する例を挙げたが、本実施の形態３では、交差領域Ｃで他車と衝突しないことを制約条件に加えても良い。

本開示の速度計画装置は、さらに、以下のように構成した。
前記接続地点は、前記第１の道路と前記第２の道路とが交差する交差点である、
請求項１に記載の速度計画装置
ように構成した。
これにより、本開示は、交差地点を含む交差点領域といった接続領域において、交差地点において接続する一方の道路から流入した車両と、交差地点において接続する他方の道路を進行する移動障害物とが干渉しないようにする、速度計画装置を提供することができる、という効果を奏する。
さらに、本開示は、上記構成を上記速度計画方法または上記プログラムに適用することにより、上記効果と同様の効果を奏する。

ここで、本開示の速度計画装置２００，２００Ａの機能を実現するハードウェア構成を説明する。
図４４は、本開示における速度計画装置２００，２００Ａの機能を実現するためのハードウェア構成の第１の例を示す図である。
図４５は、本開示における速度計画装置２００，２００Ａの機能を実現するためのハードウェア構成の第２の例を示す図である。
本開示の速度計画装置２００，２００Ａは、図４４または図４５に示されるようなハードウェアにより実現される。

速度計画装置２００，２００Ａは、図４４に示すように、例えばプロセッサ１０００１、メモリ１０００２、入出力インタフェース１０００３、および、通信回路１０００４により構成される。
プロセッサ１０００１、メモリ１０００２は、例えば、コンピュータに搭載されているものである。
メモリ１０００２には、当該コンピュータを、障害物状態予測部２１０、目標状態演算部２２０，２２０Ａ、速度計画部２３０、到達可能範囲演算部２４０、および、図示しない制御部として機能させるためのプログラムが記憶されている。メモリ１０００２に記憶されたプログラムをプロセッサ１０００１が読み出して実行することにより、障害物状態予測部２１０、目標状態演算部２２０，２２０Ａ、速度計画部２３０、到達可能範囲演算部２４０、
および、図示しない制御部の機能が実現される。
また、メモリ１０００２または図示しない他のメモリにより、図示しない記憶部が実現される。
プロセッサ１０００１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラまたはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを用いたものである。
メモリ１０００２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ)またはフラッシュメモリ等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスクまたはフレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）またはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ ＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）等の光ディスクであってもよいし、光磁気ディスクであってもよい。
プロセッサ１０００１とメモリ１０００２とは、相互にデータを伝送することが可能な状態に接続されている。また、プロセッサ１０００１とメモリ１０００２とは、入出力インタフェース１０００３を介して他のハードウェアと相互にデータを伝送することが可能な状態に接続されている。
また、通信回路１０００４により、図示しない通信部が実現される。

または、障害物状態予測部２１０、目標状態演算部２２０，２２０Ａ、速度計画部２３０、到達可能範囲演算部２４０、および、図示しない制御部の機能は、図４５に示すように、専用の処理回路２０００１により実現されるものであっても良い。
処理回路２０００１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）またはシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ－Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等を用いたものである。
また、メモリ２０００２または図示しない他のメモリにより、図示しない記憶部が実現される。
メモリ２０００２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ)またはフラッシュメモリ等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスクまたはフレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）またはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ ＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）等の光ディスクであってもよいし、光磁気ディスクであってもよい。
処理回路２０００１とメモリ２０００２とは、相互にデータを伝送することが可能な状態に接続されている。また、処理回路２０００１とメモリ２０００２とは、入出力インタフェース２０００３を介して他のハードウェアと相互にデータを伝送することが可能な状態に接続されている。
また、通信回路２０００４により、図示しない通信部が実現される。
なお、障害物状態予測部２１０、目標状態演算部２２０，２２０Ａ、速度計画部２３０、到達可能範囲演算部２４０、および、図示しない制御部の機能をそれぞれ別の処理回路で実現しても良いし、まとめて処理回路で実現しても良い。

または、障害物状態予測部２１０、目標状態演算部２２０，２２０Ａ、速度計画部２３０、到達可能範囲演算部２４０、および、図示しない制御部のうちの一部の機能がプロセッサ１０００１およびメモリ１０００２により実現され、かつ、残りの機能が処理回路２０００１により実現されるものであっても良い。

なお、本開示は、その発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

本開示の速度計画装置は、複数の道路の接続地点を含む接続領域において、接続する一方の道路から流入した車両と、接続された他方の道路を進行する移動物とが干渉しないようにすることができるので、例えば、複数の道路が接続する合流地点または交差地点までの接続領域における速度を計画する速度計画装置に用いるのに適している。

１０，１０Ａ 速度計画システム、１００，１００Ａ 情報取得部、１１０ 周辺環境情報取得部、１２０ 車両状態取得部、１３０ 障害物情報取得部、２００，２００Ａ 速度計画装置、２１０ 障害物状態予測部、２２０，２２０Ａ 目標状態演算部、２３０ 速度計画部、２４０ 到達可能範囲演算部、３００ 車両制御部、３１０ 速度制御量演算部、３２０ アクチュエータ制御部、１０００ 車両、２０００ 路側機、１０００１ プロセッサ、１０００２ メモリ、１０００３ 入出力インタフェース、１０００４ 通信回路、２０００１ 処理回路、２０００２ メモリ、２０００３ 入出力インタフェース、２０００４ 通信回路。

Claims (22)

1. 第１の道路が第２の道路に接続する接続地点を含む接続領域において前記第１の道路から前記接続領域に進行する第１の車両の速度を計画する速度計画装置であって、
   前記第２の道路を進行する移動障害物の位置および速度を含む障害物状態を示す障害物情報を取得し、当該障害物情報を用いて前記接続地点における、前記移動障害物の予測到達時間、および、前記移動障害物の速度を含む障害物状態を示す障害物予測状態情報、を算出する障害物状態予測部と、
   前記第１の道路における前記第１の車両の位置および速度を含む車両状態を示す車両情報、および、前記第１の車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得し、当該周辺環境情報、前記車両情報、および、前記障害物予測状態情報を用いて、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において、前記移動障害物に干渉しない目標到達時間、および、前記移動障害物の状態に干渉しない目標速度を含む目標状態を示す目標状態情報、を算出する目標状態演算部と、
   前記目標状態情報を用いて、前記接続領域における前記第１の車両の速度パターンを含む速度計画情報を算出する速度計画部と、
   を備えた速度計画装置。
2. 前記接続地点は、前記第１の道路が前記第２の道路に合流する合流地点である、
   請求項１に記載の速度計画装置。
3. 前記接続地点は、前記第１の道路と前記第２の道路とが交差する交差点である、
   請求項１に記載の速度計画装置。
4. 前記移動障害物の位置および前記第１の車両の位置はそれぞれ、前記接続地点を基準にして表現された情報で示される、
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
5. 前記目標状態情報は、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において前記移動障害物の状態に干渉しない加速度である目標加速度をさらに含み、
   前記速度計画部は、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において前記目標加速度を満たす前記速度パターンを算出する、
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
6. 前記目標状態情報は、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において前記移動障害物の状態に干渉しない躍度である目標躍度をさらに含み、
   前記速度計画部は、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において前記目標躍度を満たす前記速度パターンを算出する、
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
7. 前記速度計画部は、
   前記目標状態情報を算出する際に用いられた前記第１の車両の車両状態を初期状態にして、当該初期状態から前記目標状態情報に示される目標状態に到達するまでの前記速度パターンを算出する、
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
8. 前記速度計画部は、
   前記接続地点における状態から前記目標状態に到達させるような第１の速度パターンを算出し、
   前記第１の速度パターンにより前記目標状態に到達した状態から、前記第１の車両が前記接続地点に到達する到達目標時間までの第２の速度パターンを算出し、
   前記第１の速度パターンと前記第２の速度パターンとを結合して前記速度パターンを算出する、
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
9. 前記速度計画部は、
   前記車両状態を示す値と前記目標状態を示す値とを境界条件にして、当該境界条件を満たした、時間を変数にした速度を連続的に示す連続関数、で表される速度パターンを算出する、
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
10. 前記車両情報および前記周辺環境情報を用いて、前記接続地点までに到達可能な状態の範囲を示す到達可能範囲を算出する到達可能範囲演算部をさらに備え、
    前記目標状態演算部は、前記到達可能範囲の範囲内の目標状態を示す前記目標状態情報を出力する、
    請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
11. 前記到達可能範囲は、前記車両情報が示す前記第１の車両の車両状態から前記接続地点まで最速時間で走行した場合の車両状態の変化を示す軌跡と、前記車両情報が示す前記第１の車両の車両状態から前記接続地点まで最遅時間で走行した場合の車両状態の変化を示す軌跡との間の範囲である、
    請求項１０に記載の速度計画装置。
12. 前記目標状態演算部は、
    前記第１の車両の到達可能範囲内において、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において、前記移動障害物との車間時間または車間距離が最大となる車間地点が前記第１の車両の到達地点になるように目標到達時間を含む前記目標状態にする、
    請求項１０に記載の速度計画装置。
13. 前記周辺環境情報は、前記第１の車両の前方を進行する前方障害物の状態、または、前記第１の車両の後方を進行する後方障害物の状態を含み、
    前記到達可能範囲演算部は、前記前方障害物の状態または前記後方障害物の状態をさらに用いて前記到達可能範囲を算出する、
    請求項１０に記載の速度計画装置。
14. 前記速度計画部は、
    前記到達可能範囲および前記目標状態に基づいて車両の性能限界、乗り心地、または、計画の実行可能性、に関する制約条件が設定され、かつ、車両の乗り心地、または、計画実行の効率性、に関する評価関数が予め設定され、前記制約条件を満たしつつ、前記評価関数を最小化または最大化する速度を計画する、
    請求項１０に記載の速度計画装置。
15. 前記障害物状態予測部は、
    前記第２の道路が前記第１の道路から見て死角である場合、前記第２の道路を監視できるように配置された障害物情報取得部から前記障害物情報を取得する、
    請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
16. 前記目標状態演算部は、
    前記障害物情報とともに当該障害物情報の信頼度を取得し、
    当該信頼度をさらに用いて前記目標状態を算出する、
    請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
17. 前記障害物状態予測部は、
    前記第２の道路を監視できるように配置された障害物情報取得部との通信にかかる通信遅延時間を取得し、当該通信遅延時間を用いて前記障害物状態を予測する、
    請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
18. 前記障害物状態予測部は、
    逐次的に取得した前記障害物情報を用いて統計処理を行い、統計処理後の障害物情報を用いて前記障害物状態を予測する、
    請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
19. 前記目標状態演算部が、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合における前記移動障害物の状態に干渉しないような目標状態を算出できない場合、または、前記速度計画部が前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合における前記移動障害物の状態に干渉しないような速度パターンを算出できない場合、
    速度計画ができない旨を前記第１の車両の乗員へ宛てて通知する、
    請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
20. 前記目標状態演算部は、
    前記障害物情報に基づき前記移動障害物が存在しないと判定した場合、
    予め記憶された速度情報を用いて前記目標速度を含む目標状態を算出し、当該目標状態を示す前記目標状態情報を出力する、
    請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の速度計画装置。
21. 第１の道路が第２の道路に接続する接続地点を含む接続領域において前記第１の道路から前記接続領域に進行する第１の車両の速度を計画する速度計画方法であって、
    速度計画装置の障害物状態予測部が、前記第２の道路を進行する移動障害物の位置および速度を含む障害物状態を示す障害物情報を取得し、当該障害物情報を用いて前記接続地点における、前記移動障害物の予測到達時間、および、前記移動障害物の速度を含む障害物状態を示す障害物予測状態情報、を算出する障害物状態予測ステップと、
    前記速度計画装置の目標状態演算部が、前記第１の道路における前記第１の車両の位置および速度を含む車両状態を示す車両情報、および、前記第１の車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得し、当該周辺環境情報、前記車両情報、および、前記障害物予測状態情報を用いて、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において、前記移動障害物に干渉しない目標到達時間、および、前記移動障害物の状態に干渉しない目標速度を含む目標状態を示す目標状態情報、を算出する目標状態演算ステップと、
    前記速度計画装置の速度計画部が、前記目標状態情報を用いて、前記接続領域における前記第１の車両の速度パターンを含む速度計画情報を算出する速度計画ステップと、
    を備えた速度計画方法。
22. コンピュータを、第１の道路が第２の道路に接続する接続地点を含む接続領域において前記第１の道路から前記接続領域に進行する第１の車両の速度を計画する速度計画装置として実行させるプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記第２の道路を進行する移動障害物の位置および速度を含む障害物状態を示す障害物情報を取得し、当該障害物情報を用いて前記接続地点における、前記移動障害物の予測到達時間、および、前記移動障害物の速度を含む障害物状態を示す障害物予測状態情報、を算出する障害物状態予測部と、
    前記第１の道路における前記第１の車両の位置および速度を含む車両状態を示す車両情報、および、前記第１の車両の周辺環境を示す周辺環境情報を取得し、当該周辺環境情報、前記車両情報、および、前記障害物予測状態情報を用いて、前記第１の車両が前記接続地点に到達した場合において、前記移動障害物に干渉しない目標到達時間、および、前記移動障害物の状態に干渉しない目標速度を含む目標状態を示す目標状態情報、を算出する目標状態演算部と、
    前記目標状態情報を用いて、前記接続領域における前記第１の車両の速度パターンを含む速度計画情報を算出する速度計画部と、
    を備える前記速度計画装置として実行させるプログラム。

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