JP4939564B2 - 車両用情報提供装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のプローブカーおよび基地局間で相互に通信を行うことで、前記複数のプローブカーの一つである自車の進路上で自車に接近する可能性がある移動物の情報を自車の乗員に提供する車両用情報提供装置に関する。

自車と他車との間の車車間通信により、各々の位置、走行方向および走行速度の情報を交換し合い、地図データ上における自車の走行方向に存在する交差点に自車および他車が同時に進入する可能性がある場合に、自車の運転者にブザー等で警報を発するものが、下記特許文献１により公知である。

非優先道を走行する車両が優先道との交差点に進入したときの出会い頭の衝突を防止すべく、交差点の手前の非優先道にサービスエリアを設定し、非優先道の車両がサービスエリアに入ると、優先道の車両のデータを路車間通信により非優先道の車両に送信し、衝突の可能性がある場合に運転者に警報を発したり自動制動を行ったりするものが、下記特許文献２により公知である。

特開平４−２９０２００号公報 特開２００１−１２６１９８号公報

ところで、上記特許文献１に記載された発明は、車車間通信手段を持つ車両であっても、車車間通信手段を持たない車両との間では情報交換を行えないため、車両どうしの衝突回避効果が得られる確率は、２台の車両が各々車車間通信手段を持つ確率の積となる。例えば、車両の車車間通信手段の普及率が１０％である場合には、任意の２台の車両が接近したときに衝突回避効果が得られる確率は僅かに１％となってしまう問題がある。

また上記特許文献２に記載された発明は、交差点毎に衝突回避用のインフラを設ける必要があるため、多くの交差点に前記インフラを整備しようとすると莫大な費用がかかる問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車車間通信手段のような装置を搭載していない車両に対する出会い頭の事故を未然に回避できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、複数のプローブカーおよび基地局間で相互に通信を行うことで、前記複数のプローブカーの一つである自車の進路上で自車に接近する可能性がある移動物の情報を自車の乗員に提供する車両用情報提供装置であって、前記複数のプローブカーの各々は、自車の位置、走行速度および走行方向を含む自車情報を検出する自車情報検出手段と、自車周辺に存在する移動物を検出する移動物検出手段と、前記移動物検出手段の検出結果および前記自車情報に基づいて移動物の位置、走行速度および走行方向を含む移動物情報を算出する移動物情報算出手段と、前記自車情報、前記移動物情報および該情報が得られた時刻を基地局に送信する第１送信手段と、前記基地局からの信号を受信する第１受信手段と、乗員に情報提供を行う情報提供手段とを備え、前記基地局は、前記複数のプローブカーの前記第１送信手段により送信された信号を受信する第２受信手段と、地図データを記憶する基地局側地図データ記憶手段と、前記第２受信手段で得られた前記移動物情報および前記時刻情報に基づいて前記地図データ上における移動物の存在確率を算出する移動物存在確率算出手段と、前記第２受信手段により得られた前記複数のプローブカーの自車位置および前記移動物の存在確率に基づいて、前記複数のプローブカーの各々から所定範囲内に存在する移動物の予測情報を該プローブカーに送信する第２送信手段とを備え、前記移動物存在確率算出手段は、前記移動物検出手段が移動物を検出してからの経過時間と、前記移動物検出手段が移動物を検出した位置から所定位置までの距離と、前記基地局側地図データ記憶手段に記憶した地図データの道路分岐情報とに基づいて該所定位置における移動物の存在確率を算出し、前記複数のプローブカーの各々の前記情報提供手段は、自車位置と前記第１受信手段で受信した前記予測情報とに基づいて乗員への情報提供を行うことを特徴とする車両用情報提供装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、自車は、地図データを記憶する自車側地図データ記憶手段と、前記自車情報検出手段で検出した自車位置および前記自車側地図データ記憶手段に記憶した地図データに基づいて自車の走行方向に存在する交差点を検出するとともに、前記基地局の第２送信手段から送信された移動物の予測情報から前記交差点に移動物が進入すると判断された場合に、前記情報提供手段は乗員への情報提供を行うことを特徴とする車両用情報提供装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記情報提供手段は、自車の走行速度が所定値以上であり、かつ自車の走行方向に存在する交差点に進入する移動物の存在確率が所定値以上の場合に乗員への情報提供を行うことを特徴とする車両用情報提供装置が提案される。

尚、実施の形態の検出車両ＶＢは本発明の移動物に対応し、実施の形態のレーザーレーダー装置１１は本発明の移動物検出手段に対応し、実施の形態のナビゲーションシステム１２は本発明の自車情報検出手段あるいは自車側地図データ記憶手段に対応する。

請求項１の構成によれば、複数のプローブカーの一つである自車が、自車の位置、走行速度および走行方向を含む自車情報と、移動物の位置、走行速度および走行方向を含む移動物情報と、それらが得られた時刻を含む時刻情報とを基地局に送信すると、基地局は複数のプローブカーの各々からの前記各情報に基づいて地図データ上における移動物の存在確率を算出するとともに、複数のプローブカーの自車位置および移動物の存在確率に基づいて、複数のプローブカーの各々から所定範囲内に存在する移動物の予測情報を該プローブカーに送信するので、自車は、前記予測情報に基づいて乗員への情報提供を行うことで、移動物との出会い頭の衝突を回避することができる。その際、移動物は自車情報や移動物情報を検出する手段や、自車あるいは基地局との間で通信する手段を備えている必要がないため、自車は全ての移動物を対象として出会い頭の衝突を回避することができ、しかも各交差点毎にインフラを整備する必要がないので低コストで実現することができる。

しかも移動物存在確率算出手段は、移動物検出手段が移動物を検出してからの経過時間と、移動物検出手段が移動物を検出した位置から所定位置までの距離と、基地局側地図データ記憶手段に記憶した地図データの道路分岐情報とに基づいて該所定位置における移動物の存在確率を算出するので、移動物の存在確率を精度良く算出することができる。

また請求項２の構成によれば、自車は地図データと該地図データ上の自車位置とに基づいて自車の走行方向に存在する交差点を検出し、基地局から送信された移動物の予測情報から交差点に移動物が進入すると判断された場合に乗員への情報提供を行うので、交差点における移動物との衝突を効果的に回避することができる。

また請求項３の構成によれば、情報提供手段は、自車の走行速度が所定値以上であり、かつ自車の走行方向に存在する交差点に進入する移動物の存在確率が所定値以上の場合に乗員への情報提供を行うので、交差点において移動物に接近した際に回避が困難な場合に情報提供を行うことで、移動物との衝突を効果的に回避することができる。

車両用報提供装置のシステム構成を示す図。 自車側システムのブロック図。 基地局側システムのブロック図。 自車における検出車両の検出処理のフローチャート。 基地局における検出車両の情報処理のフローチャート。 自車における運転者に対する情報提供処理のフローチャート。 検出位置からの距離に応じた検出車両の存在確率の一例を、検出からの経過時間に応じ示すグラフ。 道路の分岐状態に応じた検出車両の存在確率の一例を示す図。

以下、図１〜図８に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、自車ＶＡは、例えば移動物検出手段を構成するレーザーレーダー装置１１を備えたプローブカーであり、レーザーレーダー装置１１によって自車ＶＡの近傍に存在する他車（以下、検出車両ＶＢと言う）を検出する。検出車両ＶＢには、自車ＶＡの前方を同方向に走行する先行車や、自車ＶＡの後方を同方向に走行する後続車や、自車ＶＡの前方から接近する対向車等が含まれる。自車ＶＡには、地図データを記憶する機能、自車位置を検出する機能、自車ＶＡの走行方向を検出する機能を備えるナビゲーションシステム１２が搭載される。また自車ＶＡは、自車ＶＡの車速を検出する車速センサ１３と、運転者に音響、画像、光等で注意を喚起する注意喚起手段１４と、運転者に音響、画像、光等で警報を発する警報手段１５とを備える。注意喚起手段１４および警報手段１５は同一のスピーカ、ディスプレイ、ランプ等で構成される情報提供手段１６に相当するもので、その出力する信号の強さで注意喚起機能および警報機能を選択的に発揮することが可能である。

ナビゲーションシステム１２は第１地図情報記憶手段を構成するとともに、車速センサ１３と合わせて自車情報検出手段を構成する。自車情報検出手段が検出する自車情報には、第１地図情報記憶手段に記憶された地図上の自車ＶＡの位置、自車ＶＡの走行方向および自車ＶＡの走行速度が含まれる。

前記レーザーレーダー装置１１、ナビゲーションシステム１２、車速センサ１３および情報提供手段１６が接続される自車ＶＡの電子制御ユニット１７は、移動物情報算出手段１７ａを備える。移動物情報算出手段１７ａは、自車情報検出手段が検出した自車ＶＡの位置、自車ＶＡの走行方向および走行速度と、レーザーレーダー装置１１で検出した検出車両ＶＢの相対走行方向および相対走行速度とを比較することで、第１地図情報記憶手段に記憶された地図上の検出車両ＶＢの位置、検出車両ＶＢの走行方向および検出車両ＶＢの走行速度を算出する。

電子制御ユニット１７には第１送信手段１８および第１受信手段１９が接続されており、第１送信手段１８は、自車情報としての自車ＶＡの位置、走行方向および走行速度と、移動物情報としての検出車両ＶＢの位置、走行方向および走行速度と、それらの情報が検出あるいは算出された時刻よりなる時刻情報とを、後述する基地局２０に送信する。第１受信手段１９は、基地局２０から送信された検出車両ＶＢの情報、即ち、自車ＶＡの進路上の交差点で自車ＶＡと出会う可能性がある検出車両ＶＢの情報を受信し、その際の衝突の可能性の高さに応じて情報提供手段１６が運転者に注意喚起あるいは警報を行う。

図１および図３に示すように、基地局２０は、各々が第２送信手段２１および第２受信手段２２を含む多数の通信アンテナ２３…と、各通信アンテナ２３…がネットワーク２４を介して接続される情報センター２５とで構成される。情報センター２５の情報サーバー２６は移動物存在確率算出手段２６ａを備えており、複数の自車ＶＡの第１送信手段１８…から送信された自車情報、移動物情報および時刻情報と、基地局側地図データ記憶手段２７に記憶された地図データとから、道路上の各位置における自車ＶＡ…および検出車両ＶＢ…の存在確率を算出する。そして前記存在確率は車両情報蓄積手段２８に蓄積されて逐次更新され、第２送信手段２１から各自車ＶＡの第１受信手段１９に送信される。

次に、図４に基づいて自車ＶＡ（プローブカー）において行われる検出車両ＶＢの検出処理を更に説明する。

ステップＳ１：ナビゲーションシステム１２により地図データ上の自車ＶＡの位置および走行方向を検出するとともに、車速センサ１３により自車ＶＡの車速を検出する。

ステップＳ２：移動物検出手段であるレーザーレーダー装置１１により自車ＶＡの走行方向前方の先行車、自車ＶＡの走行方向後方の後続車および自車ＶＡに向かって走行する対向車等の検出車両ＶＢの存在を検出する。

ステップＳ３：レーザーレーダー装置１１で検出した検出車両ＶＢの地図データ上の位置を算出する。この地図データ上の検出車両ＶＢの位置は、地図データ上の自車ＶＡの位置が既知であることから、レーザーレーダー装置１１で検出した検出車両ＶＢの自車ＶＡに対する相対位置を用いて算出することができる。

ステップＳ４：レーザーレーダー装置１１で前回（１サイサイクル前）検出した検出車両ＶＢの相対位置と今回検出した検出車両ＶＢの相対位置とを比較することで、自車ＶＡに対する検出車両ＶＢの相対走行速度および相対走行方向を算出し、これらの相対走行速度および相対走行方向と自車ＶＡの車速および走行方向とを比較することで、検出車両ＶＢの絶対的な走行速度および走行方向を算出する。

ステップＳ５：自車情報である自車ＶＡの位置、走行方向、走行速度と、移動物情報である検出車両ＶＢの位置、走行方向、走行速度と、時刻情報である現在の時刻とを、自車ＶＡの第１送信手段１８から基地局２０の第２受信手段２２へ所定時間毎に送信する。

次に、図５に基づいて基地局２０において行われる検出車両ＶＢの情報処理を説明する。

ステップＳ１１：自車ＶＡの第１送信手段１８から送信される自車情報である自車ＶＡの位置、走行方向、走行速度と、移動物情報である検出車両ＶＢの位置、走行方向、走行速度と、時刻情報である現在の時刻とを、基地局２０の第２受信手段２２で受信する。

ステップＳ１２：基地局２０の情報センター２５は、は所定時間毎に受信した前記各データを車両情報蓄積手段２８に記憶して逐次更新する。

ステップＳ１３：前回に続いて今回受信した移動物情報は、前回の情報を今回の情報に書き換える。また自車ＶＡあるいは検出車両ＶＢが進路を変えたりして前回は受信されたが今回は受信されなかった移動物情報については、最後に受信した情報から今回の位置を推定する。推定される今回の位置とは、基地局側地図データ記憶手段２７に記憶された地図データ上の任意の位置における検出車両ＶＢの存在確率として表される。基地局２０の情報サーバー２６の移動物存在確率算出手段２６ａは、検出車両ＶＢの存在確率を以下のようにして算出する。

図７は、検出車両ＶＢが所定時間後に何れの位置に存在するかの存在確率の一例を示すものである。検出車両ＶＢの平均車速が１０ｍ／ｓであり、車速分散が１ｍ／ｓであり、現在位置の距離を０ｍ（基準位置）とすると、１秒後には距離１０ｍに存在する確率が最大となり、２秒後には距離２０ｍに存在する確率が最大となり、３秒後には距離３０ｍに存在する確率が最大となり、４秒後には距離４０ｍに存在する確率が最大となり、５秒後には距離５０ｍに存在する確率が最大となり、６秒後には距離６０ｍに存在する確率が最大となる。そして各時刻での存在確率は時間の経過と共に小さくなり、距離のばらつきは時間の経過と共に大きくなる。このように、時間の経過および距離の変化に伴って所定位置に検出車両ＶＢが存在する確率は変化する。

図８は、検出車両ＶＢの前方の道路の分岐状態に応じた存在確率の一例を示すものである。検出車両ＶＢが走行する広い道路Ａに交差点ａで狭い道路Ｂが交差し、交差点ｂで広い道路Ｃが交差しているとする。交差点ａを通過した後の検出車両ＶＢの存在確率は、狭い道路Ｂに右折あるいは左折する確率が小さいため、道路Ａの存在確率が８０％であり、道路Ｂの左右の存在確率が各々１０％である。更に、道路Ａの交差点ａの先に進入した検出車両ＶＢは、交差点ｂで広い道路Ｃに右左折する確率は前記狭い交差点ａで右左折する確率よりも大きいため、道路Ａの存在確率が４０％であり、道路Ｂの左右の存在確率が各々２０％である。このように、道路の分岐状態や道路の広さに応じて道路の各部分に検出車両ＶＢが存在する確率は変化する。

以上のように、移動物存在確率算出手段２６ａは、自車情報および移動物情報を得てからの経過時間と、自車情報および移動物情報を得た位置からの距離と、地図データの道路分岐情報とに基づいて所定位置における検出車両ＶＢの存在確率を算出するので、検出車両ＶＢの存在確率を精度良く算出することができる。

ステップＳ１４：既に検出されなくなって存在確率のピーク値が所定値以下になった検出車両ＶＢの情報は、車両情報蓄積手段２８から削除する。

ステップＳ１５：各自車ＶＡ（プローブカー）について、その現在位置から所定範囲内に存在する検出車両ＶＢ（周辺車両）の情報を車両情報蓄積手段２８から抽出し、その情報を基地局２０の第２送信手段２１から各自車ＶＡに送信する。

次に、図６に基づいて自車ＶＡ（プローブカー）において行われる自車ＶＡの運転者に対する情報提供処を説明する。

ステップＳ２１：基地局２０の第２送信手段２１からの情報を自車ＶＡの第１受信手段１９で受信する。

ステップＳ２２：ナビゲーションシステム１２から地図情報を取得する。

ステップＳ２３：車速センサ１３で検出した自車ＶＡの車速が所定値以上であり、かつ地図データ上の自車ＶＡの走行方向前方に交差点があり、かつ該交差点に進入する検出車両ＶＢの情報が受信されているか否かを判断する。

ステップＳ２４：前記ステップＳ２３の答がＹＥＳの場合、前記交差点で自車ＶＡが前記検出車両ＶＢに出会い頭に衝突する可能性あると判断し、情報提供手段１６の注意喚起手段１４を作動させて検出車両ＶＢとの衝突を回避すべく注意喚起を行う。

ステップＳ２５：前記ステップＳ２３の答がＮＯの場合、前記交差点で自車ＶＡが前記検出車両ＶＢに出会い頭に衝突する可能性がないと判断し、情報提供手段１６の注意喚起手段１４を作動させないか、あるいは作動中であれば作動を停止する。

ステップＳ２６：前記交差点に進入する検知車両ＶＢの存在確率が所定値以上であるか否かを判断する。

ステップＳ２７：前記ステップＳ２６の答がＹＥＳの場合、前記交差点で自車ＶＡが前記検出車両ＶＢに出会い頭に衝突する可能性が高いと判断し、情報提供手段１６の警報手段１５を作動させて検出車両ＶＢとの衝突を回避すべく運転者に対して警報を行う。

ステップＳ２５：前記ステップＳ２６の答がＮＯの場合、前記交差点で自車ＶＡが前記検出車両ＶＢに出会い頭に衝突する可能性がないと判断し、情報提供手段１６の警報手段１５を作動させないか、あるいは作動中であれば作動を停止する。

尚、情報提供手段１６が画像を媒体とする場合には、注意喚起の場合は画像の輝度を低くし、警報の場合には画像の輝度を高くする。また情報提供手段１６が音響を媒体とする場合には、注意喚起の場合は音響の強さを弱くし、警報の場合には音響の強さを強くする。

例えば、図１において、自車ＶＡ(3) が前方の交差点に進入しようとするとき、交差点の左側から別の自車ＶＡ(2) が接近し、交差点の右側から検出車両ＶＢ(1) が接近するが、自車ＶＡ(3) が自車ＶＡ(2) あるいは検出車両ＶＢ(1) に衝突する可能性がある場合には、自車ＶＡ(1) の運転者に注意喚起あるいは警報を行って出会い頭の衝突を回避することができる。

以上のように、自車ＶＡが、自車ＶＡの位置、走行速度および走行方向を含む自車情報と、検出車両ＶＢの位置、走行速度および走行方向を含む移動物情報と、それらが得られた時刻を含む時刻情報とを基地局２０に送信すると、基地局２０は前記各情報に基づいて地図データ上における移動物の存在確率を算出するとともに、自車位置および検出車両ＶＢの存在確率に基づいて自車ＶＡが進入する交差点に進入するであろう検出車両ＶＢの予測情報を自車ＶＡに送信するので、自車ＶＡの運転者に対して前記予測情報に基づいて乗員への注意喚起や警報を行うことで、検出車両ＶＢとの出会い頭の衝突を回避することができる。

しかも、検出車両ＶＢは自車情報や移動物情報を検出する手段や、自車ＶＡあるいは基地局２０との間で通信する手段を備えている必要がないため、全ての検出車両ＶＢを対象として出会い頭の衝突を回避することができ、しかも各交差点毎にインフラを整備する必要がないので低コストで実現することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では移動物検出手段としてレーザーレーダー装置１１を例示したが、移動物検出手段はミリ波レーダー装置やテレビカメラであっても良い。

また実施の形態では移動物として検出車両ＶＢを例示したが、移動物は歩行者であっても良い。

また実施の形態では情報提供手段１６が画像や音響で運転者に情報を提供するようになっているが、自動ブレーキを作動させたりステアリングホイールに操舵反力を付与したりすることで運転者に注意喚起あるいは警報を行うことができる。

ＶＡ 自車
ＶＢ 検出車両（移動物）
１１ レーザーレーダー装置（移動物検出手段）
１２ ナビゲーションシステム（自車情報検出手段、自車側地図データ記憶手段）
１６ 情報提供手段
１７ａ 移動物情報算出手段
１８ 第１送信手段
１９ 第１受信手段
２０ 基地局
２１ 第２送信手段
２２ 第２受信手段
２７ 基地局側地図データ記憶手段
２６ａ 移動物存在確率算出手段

Claims (3)

1. 複数のプローブカーおよび基地局（２０）間で相互に通信を行うことで、前記複数のプローブカーの一つである自車（ＶＡ）の進路上で自車（ＶＡ）に接近する可能性がある移動物（ＶＢ）の情報を自車（ＶＡ）の乗員に提供する車両用情報提供装置であって、
   前記複数のプローブカーの各々は、
   自車（ＶＡ）の位置、走行速度および走行方向を含む自車情報を検出する自車情報検出手段（１２，１３）と、
   自車周辺に存在する移動物（ＶＢ）を検出する移動物検出手段（１１）と、
   前記移動物検出手段（１１）の検出結果および前記自車情報に基づいて移動物（ＶＢ）の位置、走行速度および走行方向を含む移動物情報を算出する移動物情報算出手段（１７ａ）と、
   前記自車情報、前記移動物情報および該情報が得られた時刻を基地局（２０）に送信する第１送信手段（１８）と、
   前記基地局（２０）からの信号を受信する第１受信手段（１９）と、
   乗員に情報提供を行う情報提供手段（１６）とを備え、
   前記基地局（２０）は、
   前記複数のプローブカーの前記第１送信手段（１８）により送信された信号を受信する第２受信手段（２２）と、
   地図データを記憶する基地局側地図データ記憶手段（２７）と、
   前記第２受信手段（２２）で得られた前記移動物情報および前記時刻情報に基づいて前記地図データ上における移動物（ＶＢ）の存在確率を算出する移動物存在確率算出手段（２６ａ）と、
   前記第２受信手段（２２）により得られた前記複数のプローブカーの自車位置および前記移動物（ＶＢ）の存在確率に基づいて、前記複数のプローブカーの各々から所定範囲内に存在する移動物（ＶＢ）の予測情報を該プローブカーに送信する第２送信手段（２１）とを備え、
   前記移動物存在確率算出手段（２６ａ）は、前記移動物検出手段（１１）が移動物（ＶＢ）を検出してからの経過時間と、前記移動物検出手段（１１）が移動物（ＶＢ）を検出した位置から所定位置までの距離と、前記基地局側地図データ記憶手段（２７）に記憶した地図データの道路分岐情報とに基づいて該所定位置における移動物（ＶＢ）の存在確率を算出し、
   前記複数のプローブカーの各々の前記情報提供手段（１６）は、自車位置と前記第１受信手段（１９）で受信した前記予測情報とに基づいて乗員への情報提供を行うことを特徴とする車両用情報提供装置。
2. 自車（ＶＡ）は、
   地図データを記憶する自車側地図データ記憶手段（１２）と、
   前記自車情報検出手段（１２，１３）で検出した自車位置および前記自車側地図データ記憶手段（１２）に記憶した地図データに基づいて自車（ＶＡ）の走行方向に存在する交差点を検出するとともに、前記基地局（２０）の第２送信手段（２１）から送信された移動物（ＶＢ）の予測情報から前記交差点に移動物（ＶＢ）が進入すると判断された場合に、前記情報提供手段（１６）は乗員への情報提供を行うことを特徴とする、請求項１に記載の車両用情報提供装置。
3. 前記情報提供手段（１６）は、自車（ＶＡ）の走行速度が所定値以上であり、かつ自車（ＶＡ）の走行方向に存在する交差点に進入する移動物（ＶＢ）の存在確率が所定値以上の場合に乗員への情報提供を行うことを特徴とする、請求項２に記載の車両用情報提供装置。

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