JP5450365B2 - Driving support system - Google Patents
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本発明は、走行支援システムに関し、より具体的には、車群の渋滞予測情報に基づきその車群の渋滞を解消するための走行支援情報を提供する走行支援システムに関する。 The present invention relates to a driving support system, and more specifically, to a driving support system that provides driving support information for eliminating traffic jams in a vehicle group based on the traffic jam prediction information of the vehicle group.
従来から、車群の管理に関する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、車載機と光通信路側機と光システムネットワークとの間で、車群IDを送受信しながら車群の管理をおこなう交通情報システムが記載されている。 Conventionally, techniques related to vehicle group management have been proposed. For example, Patent Document 1 describes a traffic information system that manages a vehicle group while transmitting and receiving a vehicle group ID among an in-vehicle device, an optical communication roadside device, and an optical system network.
特許文献1を含む従来の方法では、道路に設置されたカメラ等の高度道路交通システム(ITS)等からの情報を前提にして、車群の特定およびその管理をおこなっている。したがって、そうしたITSインフラが利用できない場合は、車群の管理が行えず、車群の渋滞解消情報を提供することはできない。さらに、車群の渋滞予測の精度が必ずしも高いとは言えず、渋滞の回避あるいは解消のためにはさらなる改善の余地がある。 In conventional methods including Patent Document 1, vehicle groups are specified and managed on the premise of information from an intelligent road traffic system (ITS) such as a camera installed on a road. Therefore, when such an ITS infrastructure cannot be used, the vehicle group cannot be managed, and the vehicle congestion information cannot be provided. Furthermore, it cannot be said that the accuracy of the traffic jam prediction of the vehicle group is necessarily high, and there is room for further improvement in order to avoid or eliminate the traffic jam.
したがって、本発明の目的は、ITSインフラ無しに渋滞を形成する車群を特定して、その車群の渋滞を解消させることができる走行支援システムを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a driving support system that can identify a vehicle group that forms a traffic jam without an ITS infrastructure and can eliminate the traffic jam of the vehicle group.
本発明は、リアルタイムに渋滞予測をおこなう渋滞予測手段と、渋滞予測手段により得られた車群についての渋滞予測情報を取得する車群渋滞情報取得手段と、車群についての渋滞情報から、渋滞の開始または終了を示す車群端車両を特定する車群端車両特定手段と、車群端車両特定手段によって特定された車群端車両に走行支援情報を提供する走行支援情報提供手段とを有し、走行支援情報提供手段は、少なくとも一方の車群端車両に渋滞解消のための走行支援情報を提供する、車両の走行支援システムである。 The present invention relates to a traffic jam prediction unit that performs traffic jam prediction in real time, a vehicle group traffic jam information acquisition unit that acquires traffic jam prediction information about a vehicle group obtained by the traffic jam prediction unit, and traffic jam information about the vehicle group. Vehicle group end vehicle specifying means for specifying a vehicle group end vehicle indicating start or end, and driving support information providing means for providing driving support information to the vehicle group end vehicle specified by the vehicle group end vehicle specifying means The travel support information providing means is a vehicle travel support system that provides travel support information for eliminating traffic congestion to at least one vehicle in the end of the vehicle group.
本発明によれば、渋滞を形成する車群の車群端車両(最後方車両または最前方車両)に走行支援情報を提供することにより、その渋滞の解消を図ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to eliminate the traffic jam by providing the travel support information to the vehicle group end vehicle (the last vehicle or the foremost vehicle) of the vehicle group forming the traffic jam.
本発明の渋滞予測手段は、自車両の加速度を検出するステップと、検出した加速度の周波数分析から周波数に対応するパワースペクトルを算出するステップと、算出したパワースペクトルの単回帰直線を演算し、所定周波数範囲での当該単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出するステップと、自車両と先行車両との車間距離を検出するステップと、検出した車間距離から分布推定法を用いて、車間距離分布を推定するステップと、推定された車間距離分布から共分散の最小値を算出するステップと、共分散の最小値と傾き極大値との相関関係から前方の車群分布を推定するステップと、車群分布に基づきリアルタイムに渋滞予測をおこなうステップと、を実行することにより渋滞予測をおこなう。 The traffic jam prediction means of the present invention calculates the acceleration of the host vehicle, calculates the power spectrum corresponding to the frequency from frequency analysis of the detected acceleration, calculates a single regression line of the calculated power spectrum, A step of calculating a maximum value of the amount of change of the slope of the single regression line in the frequency range as a slope maximum value, a step of detecting the inter-vehicle distance between the host vehicle and the preceding vehicle, and a distribution estimation method from the detected inter-vehicle distance Using the estimation of the inter-vehicle distance distribution, the step of calculating the minimum covariance from the estimated inter-vehicle distance distribution, and the vehicle group distribution ahead from the correlation between the minimum covariance value and the maximum slope value. The traffic jam prediction is performed by executing the estimation step and the traffic jam prediction step based on the vehicle group distribution in real time.
本発明の渋滞予測手段によれば、自車両の加速度スペクトルから得られる傾き極大値と車間距離密度から得られる共分散の最小値との相関関係から推定される車群分布に基づき渋滞予測をおこなうので、渋滞予測精度を向上させることが可能になる。 According to the traffic jam prediction means of the present invention, traffic jam prediction is performed based on the vehicle group distribution estimated from the correlation between the maximum slope value obtained from the acceleration spectrum of the host vehicle and the minimum covariance value obtained from the inter-vehicle distance density. As a result, it is possible to improve the congestion prediction accuracy.
本発明の一形態によると、渋滞解消のための走行支援情報は、渋滞の終了を示す車群端車へ向けた、車間距離を広げる指示を含む。 According to one aspect of the present invention, the driving support information for eliminating the traffic jam includes an instruction to increase the inter-vehicle distance toward the end-of-car group vehicle indicating the end of the traffic jam.
本発明の一形態によれば、車群の最後尾車両とその前方車両との車間距離を広げることにより、車群の渋滞を解消に向かわせることが可能となる。 According to an aspect of the present invention, it is possible to reduce the traffic jam in the vehicle group by increasing the inter-vehicle distance between the last vehicle in the vehicle group and the vehicle in front of the vehicle.
本発明の一形態によると、渋滞解消のための走行支援情報は、渋滞の開始を示す車群端車の車速が所定速度以下の場合において当該車群端車へ向けた、車速を上げる指示を含む。 According to one aspect of the present invention, the travel support information for eliminating the traffic congestion is an instruction to increase the vehicle speed toward the vehicle end vehicle when the vehicle speed of the vehicle end vehicle indicating the start of the traffic jam is equal to or lower than a predetermined speed. Including.
本発明の一形態によれば、渋滞の原因となっている車群の最前方車両の速度を上げさせることにより、車群の渋滞を解消に向かわせることが可能となる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to make the vehicle group's traffic jam clear by increasing the speed of the foremost vehicle in the vehicle group that is causing the traffic jam.
本発明の一形態によると、車群渋滞情報取得手段は、車両と基地局のサーバとの間の通信、車車間通信、および路車間通信の少なくとも1つから前記車群の渋滞情報を取得する。 According to an aspect of the present invention, the vehicle group traffic jam information acquisition unit acquires the vehicle traffic jam information from at least one of communication between the vehicle and the base station server, vehicle-to-vehicle communication, and road-to-vehicle communication. .
本発明の一形態によれば、利用可能な情報源から適時必要な車群の渋滞情報を取得して、渋滞解消のための走行支援情報を提供することが可能となる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to obtain traffic information of a vehicle group that is necessary in a timely manner from an available information source and provide travel support information for eliminating the traffic jam.
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施例に従う、走行支援システムの構成を示す図である。走行支援システム100は、車両80に搭載される渋滞予測手段10と、基地局のサーバ等に搭載される走行支援手段90とからなる。渋滞予測手段10と走行支援手段90とは、無線通信により相互に情報を交換する。走行支援手段90は、路上に設けられた通信装置内に設置することもでき、その場合は渋滞予測手段10と路車間通信により相互に情報を交換する。また、走行支援手段90は渋滞予測手段10と同様に、車両80に搭載することも可能であり、その場合は車車間通信により相互に情報を交換する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a driving support system according to an embodiment of the present invention. The
走行支援手段90は、車群渋滞情報取得手段901と、車群端車両特定手段902と、走行支援情報提供手段903とを有する。車群渋滞情報取得手段901は、渋滞予測手段10により得られた車群についての渋滞予測情報を取得する。車群端車両特定手段902は、車群についての渋滞情報から、渋滞の開始または終了を示す車群端車両(最後方車両または最前方車両)を特定する。走行支援情報提供手段903は、車群端車両特定手段902によって特定された車群端車両(最後方車両または最前方車両、あるいは双方)に走行支援情報を提供する。走行支援手段90によるこれらの処理は、走行支援手段90が有するコンピュータ(CPU)、メモリ、無線通信インターフェース等(図示なし)によって実現される。
The
図2は、本発明の一実施形態に従う、渋滞予測方法を実施するための渋滞予測手段10の構成を示すブロック図である。渋滞予測手段10は、1つの装置としてあるいは他の装置の一部として車両に搭載することができる。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the traffic jam prediction means 10 for carrying out the traffic jam prediction method according to one embodiment of the present invention. The traffic jam prediction means 10 can be mounted on a vehicle as one device or as part of another device.
渋滞予測手段10は、車速センサ11、レーダ装置12、ナビゲーション装置13、処理装置14、スイッチ15、各種アクチュエータ16、スピーカー17、表示器18、および通信装置19を備える形で構成される。なお、処理装置14は、ナビゲーション装置13の中に組み込んでもよい。また、スピーカー17および表示器18は、ナビゲーション装置13が備える該当機能を利用してもよい。
The traffic jam prediction means 10 includes a vehicle speed sensor 11, a
車速センサ11は、自車両の加速度を検出し、その検出信号を処理装置14へ送る。レーダ装置12は、自車両の周辺に設定される所定の検出対象領域を複数の角度領域に分割し、各角度領域を走査(スキャン)しながら赤外光レーザやミリ波等の電磁波を発信する。レーダ装置12は、検出対象領域における物体からの反射信号(電磁波)を受信し、その反射信号を処理装置14へ送る。
The vehicle speed sensor 11 detects the acceleration of the host vehicle and sends a detection signal to the
ナビゲーション装置13は、GPS信号等の測位信号を受信して、その測位信号から自車両の現在位置を算出する。また、ナビゲーション装置13は、車速センサ11およびヨーレートセンサ(図示なし)等が検出した加速度およびヨーレートから自律航法を用いて自車両の現在位置を算出することもできる。ナビゲーション装置13は、地図データを備え、表示する地図上に自車両の現在位置、目的地までの経路情報や渋滞情報等を出力する機能を有する。
The
処理装置14は、周波数分析部31、単回帰直線算出部32、傾き極大値算出部33、反射点検出部34、他車両検出部35、車間距離検出部36、車間距離分布推定部37、共分散最小値算出部38、相関マップ作成部40、渋滞予測部41、走行制御部42、報知制御部43、および通信制御部44を備える。各ブロックの機能は、処理装置14が有するコンピュータ(CPU)によって実現される。
The
処理装置14は、ハードウエア構成として、例えば、入力アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路、各種演算処理を行う中央演算処理装置(CPU)、CPUが演算に際してデータを記憶するのに使用するRAM、CPUが実行するプログラムおよび用いるデータ(テーブル、マップを含む)を記憶するROM、スピーカー17に対する駆動信号および表示器18に対する表示信号などを出力する出力回路等を備えている。
The
スイッチ15は、自車両の走行制御に係る各種信号を処理装置14へ出力する。各種信号には、例えばアクセルペダルやブレーキペダルの操作(位置)信号、自動走行制御(ACC)に係る各種信号(制御開始、制御停止、目標車速、車間距離等)などが含まれる。
The
各種アクチュエータ16は、複数のアクチュエータの総称として用いており、例えばスロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、ステアリングアクチュエータ等が含まれる。
The
表示器18は、LCD等のディスプレイを含み、タッチパネル機能を有するディスプレイとすることができる。表示装置16は、音声出力部および音声入力部を備える構成でもよい。表示器18は、報知制御部43からの制御信号に応じて、所定の警報情報を表示したり、所定の警告灯を点滅ないし点灯させることによって、運転者に報知する。スピーカー17は、報知制御部43からの制御信号に応じて所定の警報音や音声を出力することによって、運転者に報知する。
The
通信装置19は、通信制御部44による制御下で、無線通信によって他車両あるいはサーバ装置(図示なし)や中継局(図示なし)と通信を行い、渋滞予測部41から出力される渋滞予測結果と位置情報を対応付けて送信したり、他車両等から渋滞予測結果と位置情報との対応情報を受信する。取得された情報は、通信制御部44を介して報知制御部43あるいは走行制御部42に送られる。
The
次に処理装置14の各ブロックの機能について説明する。周波数分析部31は、車速センサ11が検出した自車両の加速度について周波数分析を行い、パワースペクトルを算出する。図3に2つの異なる走行状態(a)、(b)におけるパワースペクトルの例を示す。図3では、パワースペクトルとして周波数に対応した加速度スペクトル51、53が例示されている。
Next, the function of each block of the
単回帰直線算出部32は、得られたパワースペクトルに対して単回帰分析をおこない単回帰直線を算出する。図3の例では、符号52、54で指示される直線がそれぞれ加速度スペクトル51、53に対して得られる単回帰直線である。
The single regression
傾き極大値算出部33は、得られた単回帰直線から傾き極大値を算出する。図3の例では、最初に単回帰直線52、54の傾きを算出する。すなわち、図3において、所定の周波数範囲Y(例えば、数秒から数分の時間範囲に対応する周波数範囲、0〜0.5Hz等)でのスペクトル値の変化Xに基づき傾きα(=Y/X)を算出する。図2では(a)と(b)での傾きα1、α2が得られる。
The slope maximum
次に、得られた傾きαの差分、すなわち所定の時間間隔での傾きαkとαk−1との差分Δα(=αk―αk−1)を算出する。得られた差分Δαの時間変化、あるいは差分Δαから得られるパラメータ(例えば、2乗値(Δα)2、絶対値|Δα|等)の時間変化の極大値を求める。得られた極大値を傾き極大値として処理装置14内のメモリ(RAM等)に格納する。
Next, a difference between the obtained inclinations α, that is, a difference Δα (= α k −α k−1 ) between the inclinations α k and α k−1 at a predetermined time interval is calculated. A time change of the obtained difference Δα or a maximum value of the time change of a parameter (for example, a square value (Δα) 2 , an absolute value | Δα |, etc.) obtained from the difference Δα is obtained. The obtained maximum value is stored in a memory (RAM or the like) in the
反射点検出部34は、レーダ装置12が検出した反射信号から反射点(物体)の位置を検出する。他車両検出部35は、反射点検出部34から出力される反射点の位置情報に基づき、隣り合う反射点間の距離、反射点の分布状態等から自車両の周辺に存在する少なくとも1台以上の他車両を検出する。車間距離検出部36は、反射点検出部34が検出した他車両情報から自車両と他車両との間の車間距離を検出し、その結果を他車両の検出台数と共に出力する。
The
車間距離分布推定部37は、車間距離検出部36から出力される車間距離と車両台数の情報から車間距離分布を推定する。図4を参照しながら車間距離分布推定について説明する。図4は確率密度分布を示す図である。
The inter-vehicle distance
車間距離と車両台数の情報から前方での車群、すなわち車間距離が比較的緻密な車の集合が観測できる場合、変分ベイズなどの分布推定法を用いて各車群に対してガウス分布(確率密度分布)を適用する。例えば2つの車群があるとした場合は、車群を2つのガウス分布を線形結合した分布として捉えることができる。すなわち、図4に示すように、この2つのガウス分布を表わす確率関数P1(X)、P2(X)の和(重ね合わせ)として全体の分布を表す確率関数P(X)を得ることができる。 If a vehicle group ahead, that is, a set of cars with relatively small distance between vehicles, can be observed from the information on the distance between vehicles and the number of vehicles, a Gaussian distribution ( Apply probability density distribution. For example, when there are two vehicle groups, the vehicle group can be regarded as a distribution obtained by linearly combining two Gaussian distributions. That is, as shown in FIG. 4, a probability function P (X) representing the entire distribution can be obtained as the sum (superposition) of the probability functions P1 (X) and P2 (X) representing the two Gaussian distributions. .
ガウス分布(確率関数)をN(X|μ、Σ)で表すと、図4に例示されるような複数のガウス分布の重ね合わせは、次式で得ることができる。
共分散最小値算出部38は、例えば上記したP(X)から得られる尤度関数が最大となるパラメータ(共分散)を求めるために変分ベイズ等を用いて計算をおこなう。ガウス分布P(X)が図4で例示されるような複数のガウス分布の重ね合わせとして得られる場合は、個々のガウス分布に対して共分散値Σkを算出する。
The covariance minimum
共分散最小値算出部38は、次に各ガウス分布P(X)に対して得られた複数の共分散値Σkの最小値を算出する。図5は共分散値Σkを模式的に表わした図である。図5(a)では、共分散値Σkを表わすグラフ56がデルタ(δ)0においてシャープなグラフとなっており、車群の変動が無い、すなわち車間距離がほぼ一定の走行状態にあることを示唆している。一方、図5(b)では、デルタ(δ)が負の領域のδ1でピークを持つグラフ57と正の領域のδ2でピークを持つグラフ58の2つのグラフが得られている。グラフ57、58ともに所定の変動幅(δ)を有しており、車群の変動が有る、言い換えれば車間距離が異なる車の集合が複数存在することを示唆している。図5において、共分散値Σkの最小値は(a)ではほぼゼロ(0)、(b)では小さいほうのδ1となる。
The covariance minimum
図2の相関マップ作成部40は、傾き極大値算出部33により算出された傾き極大値と、共分散最小値算出部38によって算出された共分散最小値との相関マップを作成する。図6は、傾き極大値と共分散最小値との相関マップのイメージ(概念)図である。図6では、横(X)軸を共分散最小値Xとし、縦(Y)軸を傾き極大値Yとして、変数(X、Y)の相関をマッピングしている。符号59と60で指示される2つの領域が示されており、この2つの領域が重なっている境界領域61が存在している。領域59は比較的共分散最小値が小さく、車群の変動が小さい状態、言い換えれば車間距離が比較的一定しているような状態に相当する。逆に領域60は比較的共分散最小値が大きく、車群の変動が大きい状態、言い換えれば車間距離が異なる車の集合が複数存在する状態に相当する。境界領域61は、車群の変動が小さい状態から大きい状態へ遷移する領域であり、本発明はこの境界領域61に相当する車群の状態を定量的に見出して、渋滞予測をおこなうところに特徴がある。
The correlation
ここで図7を参照しながら、図6に例示した各領域についてさらに説明する。図7は、交通密度と交通量の関係を示す図である。グラフの横(X)軸は、自車両から所定距離内に存在する車両の台数を意味する交通密度である。この交通密度の逆数が車間距離に相当する。縦(Y)軸は所定位置を通過する車両数を意味する交通量である。図7は、いわば車両の流れを意味する交通流を表わしていると捉える事ができる。 Here, the respective regions illustrated in FIG. 6 will be further described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between traffic density and traffic volume. The horizontal (X) axis of the graph is a traffic density that means the number of vehicles existing within a predetermined distance from the host vehicle. The reciprocal of this traffic density corresponds to the inter-vehicle distance. The vertical (Y) axis is a traffic volume that means the number of vehicles passing through a predetermined position. It can be understood that FIG. 7 represents a traffic flow that means the flow of a vehicle.
図7で例示される交通流は、大きく4つの状態(領域)に区分けできる。1つめは、渋滞が発生する可能性が低い自由流の状態であって、ここでは一定以上の車の加速度および車間距離が確保可能である。2つめは車両の制動状態と加速状態が混合する混合流の状態である。この混合流の状態は、渋滞流に移行する前の状態であって、運転者による運転の自由度が低下して、交通流の低下と交通密度の増大(車間距離の縮小)によって渋滞流へと移行する確率が高い状態である。3つめは渋滞を示す渋滞流の状態である。4つめは自由流の状態から混合流の状態へ移行する間に存在する遷移状態である臨界領域である。この領域は、自由流に比べて交通量および交通密度が高い状態であって、交通量の低下と交通密度の増大(車間距離の縮小)によって混合流へと移行する状態である。なお、臨界領域は、準安定流、メタ安定流と呼ばれることもある。 The traffic flow illustrated in FIG. 7 can be roughly divided into four states (regions). The first is a free flow state in which the possibility of traffic congestion is low, and here, it is possible to ensure a certain level of acceleration and inter-vehicle distance. The second is a mixed flow state in which the braking state and the acceleration state of the vehicle are mixed. This mixed flow state is the state before the transition to the congestion flow, and the degree of freedom of driving by the driver is reduced, and the traffic flow is reduced and the traffic density is increased (reduction of the inter-vehicle distance). It is in a state where the probability of transition is high. The third is a traffic flow state indicating a traffic jam. The fourth is a critical region which is a transition state that exists during the transition from the free flow state to the mixed flow state. This region is a state in which the traffic volume and the traffic density are higher than those in the free stream, and a transition is made to a mixed stream due to a decrease in the traffic volume and an increase in the traffic density (a reduction in the inter-vehicle distance). The critical region is sometimes called metastable flow or metastable flow.
図6と図7との関係から、図6の領域59は図7の自由流および臨界領域を含むことになり、図6の領域60は図7の混合流および渋滞流の状態を含むことになる。したがって、図6の境界は図7の臨界領域と混合流の状態との双方を含む境界状態であり、ここでは図7に示すように臨界領域の境界と呼ぶ。
6 and 7, the region 59 in FIG. 6 includes the free flow and critical region in FIG. 7, and the
図8を参照しながら臨界領域の定量化について説明する。図8は、車間距離分布についての共分散最小値の対数と加速度スペクトルについての傾き極大値の対数との相関マップを示す図である。図8の(a)は図7の交通流マップを簡略化して描いた図であり、(b)は共分散最小値の対数と傾き極大値の対数との相関マップを示す。(b)の共分散最小値の対数と傾き極大値の対数は、傾き極大値算出部33により算出された傾き極大値と、共分散最小値算出部38によって算出された共分散最小値との対数値として算出される。図8(b)は、単車両による臨界領域における相転移状態のパラメータ化を描写したものである。
Quantification of the critical region will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a correlation map between the logarithm of the minimum covariance value for the inter-vehicle distance distribution and the logarithm of the maximum slope value for the acceleration spectrum. FIG. 8A is a simplified drawing of the traffic flow map of FIG. 7, and FIG. 8B shows a correlation map between the logarithm of the minimum covariance value and the logarithm of the slope maximum value. The logarithm of the covariance minimum value and the logarithm of the slope maximum value in (b) is the difference between the slope maximum value calculated by the slope maximum
図8(b)において、符号62で指示される領域は(a)の臨界領域を含み、符号63で指示される領域は(a)の混合流の状態を含む。符号64で指示される線は臨界線であり、これを越えて混合流の状態へ移行すると渋滞に至ってしまう可能性が高い臨界点を意味する。領域62、63の境界領域65は臨界64直前の臨界領域の境界に相当する。図8(b)に例示される相関マップは処理装置14内のメモリ(RAM等)に格納される。
In FIG. 8B, the region indicated by
図2の渋滞予測部41は、相関マップ作成部40によって作成された相関マップにおいて、臨界領域の境界が存在するか否かを判定する。臨界領域の境界が存在する場合、渋滞予測部41は、渋滞予測情報として、渋滞が起こるあるいは起こっている車群の情報を通信制御部44に送る。通信制御部44は、受け取った渋滞予測情報を、通信装置19を介して基地局のサーバ等の走行支援手段90(図1)に送る。
The traffic
渋滞予測部41は、同時に、渋滞への移行を阻止すべく、走行制御部42、報知制御部43に渋滞予測結果を含む制御信号を送ることができる。これにより、報知または車両の各種制御を実行して、図8に例示される混合流への移行を未然に阻止することが可能となり、その結果渋滞回避のみならず渋滞解消に役立つ渋滞予測が可能となる。また、渋滞予測部41は、渋滞予測結果をナビゲーション装置13に出力する。ナビゲーション装置13は、渋滞予測部41から受信した渋滞予測結果と、通信制御部41から出力される他車両において予測された渋滞予測結果とに基づき、渋滞を回避するように自車両の経路探索や経路誘導を行うことができる。
At the same time, the traffic
次に、図9〜図12を参照しながら、図1の車群端車両特定手段602の詳細について説明する。図9は、信号の前後での車両状態を示す図である。(a)は信号が青(B)の場合であり、(b)は信号が赤(R)の場合である。(a)においては、信号を青にすることで、信号を境にして車群を解消させることを想定している。この場合、車両はスムーズに流れ出しており、車間距離もほぼ一定な状態になっている。(b)においては、信号を赤にすることで、信号の前で車両を減速、停止させて車群を形成させることを想定している。この場合、信号の前後で各車両間の車間距離が密でばらついている。 Next, the details of the vehicle group end vehicle specifying means 602 in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram illustrating a vehicle state before and after a signal. (A) is the case where the signal is blue (B), and (b) is the case where the signal is red (R). In (a), it is assumed that the vehicle group is eliminated at the signal by making the signal blue. In this case, the vehicle flows out smoothly and the distance between the vehicles is almost constant. In (b), it is assumed that the vehicle is decelerated and stopped before the signal to form a vehicle group by setting the signal to red. In this case, the inter-vehicle distance between the vehicles is dense and varies before and after the signal.
図10は、図8と同様に、車間距離分布についての共分散最小値の対数と加速度スペクトルについての傾き極大値の対数との相関マップを示す図である。図10では、図8と違って、横軸が傾き極大値の対数であり、縦軸が共分散最小値の対数となっている。図10(a)は、図9(a)の車群の無いスムーズな走行状態に対応した相関マップであり、車間距離分布101は図の左下側に比較的まとまった形で存在する。一方、図10(b)は図9の(b)の赤信号前後での車群が形成され、車間距離が密でばらついている走行状態に対応した相関マップであり、車間距離分布102は図の中央やや右上側で比較的横に広がった状態で存在する。このように、信号機を用いた簡単なモデルからも明らかなように、車両の走行状態の違い、すなわち車間距離分布の相違、言い換えれば車群形成の有無を、本発明の共分散最小値の対数と加速度スペクトルについての傾き極大値の対数との相関マップから、定量化することが可能となる。
FIG. 10 is a diagram showing a correlation map between the logarithm of the minimum covariance value for the inter-vehicle distance distribution and the logarithm of the maximum slope value for the acceleration spectrum, as in FIG. In FIG. 10, unlike FIG. 8, the horizontal axis is the logarithm of the slope maximum value, and the vertical axis is the logarithm of the minimum covariance value. FIG. 10A is a correlation map corresponding to the smooth running state without the vehicle group of FIG. 9A, and the
図11は、この定量化を説明するための図であり、基本的に図10と同様な相関マップを示す図である。符号103で示される領域は、図10(a)の分布に対応し、符号104で示される領域は、図10(b)の分布に対応している。言い換えれば、領域103は、図8の臨界領域に相当し、領域104は図8の混合流状態に相当すると判断できる。図11の符号105で示される領域は、傾き極大値が観測される領域である。渋滞が進行する過程において、最初に臨界領域の状態103から傾き極大値が急に変化する領域105に移行する。次に、この領域105から混合流状態に相当する領域104に移行してしまうと渋滞となる車群が形成されてしまう。渋滞の車群を解消させるには、領域104から領域103へ戻してやる必要がある。この流れができれば、車群が形成されてもそれを速やかに解消させることが可能となる。
FIG. 11 is a diagram for explaining this quantification, and is a diagram basically showing a correlation map similar to FIG. The area indicated by
本発明の実施形態では、この車群(渋滞)解消の流れをつくるために、車群端車両特定手段602が、渋滞(車群)の開始または終了を示す車群端車両(最後方車両または最前方車両)を特定する。図12は、この車群端車両の特定を説明するための図である。図12(a)は、走行タイムステップ(横軸)毎の加速度スペクトルについての傾き極大値の絶対値(縦軸)を示した図である。図12(b)は、加速度スペクトルについての傾き極大値の絶対値(横軸)と共分散最小値の絶対値(縦軸)との相関マップを示す図である。 In the embodiment of the present invention, in order to create a flow for eliminating the vehicle group (congestion), the vehicle group end vehicle specifying means 602 indicates that the vehicle group end vehicle (the last vehicle or Identify the foremost vehicle. FIG. 12 is a diagram for explaining the specification of the vehicle at the end of the vehicle group. FIG. 12A is a diagram showing the absolute value (vertical axis) of the slope maximum value for the acceleration spectrum for each travel time step (horizontal axis). FIG. 12B is a diagram showing a correlation map between the absolute value (maximum horizontal axis) of the slope maximum value and the absolute value (vertical axis) of the minimum covariance for the acceleration spectrum.
図12(a)において、符号Aで示される走行タイムにおいて、急激に傾き極大値の絶対値が変化しており、車群変動(車群形成)のきっかけとなる車両が存在することを示している。今、その車両を同じ符号を付けて車両Aとすると、車両Aの分布は図12(b)の同じ符号Aを付けたポイントに対応し、それぞれ加速度スペクトルについての傾き極大値の絶対値および共分散最小値の絶対値が大きく変化している。したがって、この図12の符号Aで示したポイント(分布)の把握により、車群形成のきっかけとなる車両を特定することが可能となる。 In FIG. 12 (a), the absolute value of the slope maximum value suddenly changes during the travel time indicated by the symbol A, indicating that there is a vehicle that triggers vehicle group fluctuation (vehicle group formation). Yes. Assuming that the vehicle is given the same symbol as vehicle A, the distribution of vehicle A corresponds to the point given the same symbol A in FIG. 12B, and the absolute value and the common value of the slope maximum values for the acceleration spectrum, respectively. The absolute value of the minimum variance has changed greatly. Therefore, it is possible to identify the vehicle that will trigger the formation of the vehicle group by grasping the point (distribution) indicated by the symbol A in FIG.
また、図12(a)において符号Bを付けた走行タイムの場合、傾き極大値の絶対値が小さくなっていく(ゼロに収束していく)起点の役割をしており、傾き極大値の絶対値が小さくなっていく起点の役割をしており、車群変動(車群解消)のきっかけとなる車両が存在することを示している。今、その車両を同じ符号を付けて車両Bとすると、車両Bの分布は図12(b)の同じ符号Bを付けたポイントに対応し、加速度スペクトルについての傾き極大値の絶対値および共分散最小値の絶対値が小さくなり(収束し)つつある。したがって、この図12の符号Bで示したポイント(分布)の把握により、車群解消のきっかけとなる車両を特定することが可能となる。 In addition, in the case of the travel time indicated by B in FIG. 12A, the absolute value of the maximum slope value serves as a starting point, and the absolute value of the maximum slope value is obtained. It acts as a starting point for the value to decrease, indicating that there is a vehicle that triggers vehicle group fluctuation (vehicle group cancellation). Assuming that the vehicle is given the same symbol as vehicle B, the distribution of vehicle B corresponds to the point given the same symbol B in FIG. 12B, and the absolute value and covariance of the slope maximum value for the acceleration spectrum. The absolute value of the minimum value is decreasing (converging). Therefore, by grasping the point (distribution) indicated by the symbol B in FIG. 12, it becomes possible to identify the vehicle that triggers the elimination of the vehicle group.
この車両A、Bに相当する車両は、一般に車群の先頭あるいは最後尾の車両である場合が多いので、このように、共分散最小値の絶対値および、または傾き極大値の絶対値の変化量を観測することにより、渋滞となる車群の解消に役立つ車両(車群の先頭あるいは最後尾の車両)を特定することが可能となる。 Since the vehicles corresponding to the vehicles A and B are generally the first or last vehicle in the vehicle group, the change in the absolute value of the covariance minimum value and / or the absolute value of the slope maximum value is thus changed. By observing the quantity, it becomes possible to specify a vehicle (the vehicle at the head or the tail of the vehicle group) that is useful for eliminating the vehicle group that is congested.
渋滞の車群解消に役立つ車両が特定された後は、図1の走行支援情報提供手段は、特定された少なくとも一方の車両(車群の先頭あるいは最後尾の車両)に渋滞解消のための走行支援情報を提供する。具体的には、例えば、最後尾の車両に対して車間距離を広げる指示を出したり、あるいは先頭車両の車速が遅い(所定速度以下)場合には、その車両に対して車速を上げる指示を出すことが行われる。なお、この支援情報の内容は、これらに限られず任意に設定することができる。 After the vehicle useful for eliminating the congested vehicle group is identified, the driving support information providing means in FIG. 1 travels to the identified at least one vehicle (the first or last vehicle in the vehicle group) to eliminate the congested traffic. Provide support information. Specifically, for example, an instruction to increase the inter-vehicle distance is issued to the last vehicle, or an instruction to increase the vehicle speed is issued to the vehicle when the vehicle speed of the leading vehicle is slow (below a predetermined speed). Is done. The content of the support information is not limited to these and can be arbitrarily set.
図13は、本発明の一実施例に従う、走行支援制御のフローチャートである。なお、各ステップの詳細は既に説明した通りである。ステップS10において、車速センサ11によって自車両の加速度を検出する。並行して、ステップS11において、レーダ装置12からの出力信号に基づき自車両の周辺の車両との車間距離を検出する(図2のブロック34〜36)。ステップS12において、車速スペクトル単回帰極大化をおこなう。具体的には、上述した傾き極大値を算出する(図2のブロック31〜33)。並行して、ステップS13において、共分散値特異化をおこなう。具体的には、上述した共分散最小値を算出する(図2のブロック37、38)。
FIG. 13 is a flowchart of the driving support control according to one embodiment of the present invention. The details of each step are as described above. In step S10, the vehicle speed sensor 11 detects the acceleration of the host vehicle. In parallel, in step S11, an inter-vehicle distance from a vehicle around the host vehicle is detected based on an output signal from the radar device 12 (
ステップS14において、臨界領域のモデリングをおこなう。具体的には、上述した図8(b)で例示されるような相関マップを作成する(図2のブロック40)。ステップS15において、臨界領域(とその境界)が存在するか否かを判定する。臨界領域とは、上述した図7、図8(a)に例示される臨界領域である。この判定がNoの場合は、ステップS12、S13に戻り以降のフローを繰り返す。判定がYesの場合、次のステップS16において渋滞予測をおこなう(図2のブロック41)。
In step S14, the critical region is modeled. Specifically, a correlation map as illustrated in FIG. 8B is created (
ステップS17において、渋滞予測結果から車群についての渋滞予測情報を取得する。ステップS18において、渋滞の開始または終了を示す車群の先頭あるいは最後尾の車両を特定できたか否かを判定する。この判定がYesの場合、次のステップS19において、特定した車両に対して走行支援情報を提供する。判定がNoの場合は、処理を終了する。なお、ステップS16の渋滞予測結果から必要に応じて当該車両における各種制御をおこなうことができる。(図2のブロック42〜44)。
In step S17, the traffic jam prediction information about the vehicle group is acquired from the traffic jam prediction result. In step S18, it is determined whether the first or last vehicle in the vehicle group indicating the start or end of the traffic jam has been identified. When this determination is Yes, in the next step S19, travel support information is provided to the identified vehicle. If the determination is No, the process ends. In addition, various control in the said vehicle can be performed as needed from the traffic jam prediction result of step S16. (
以上のように、本発明の実施形態によれば、車群の両端車両を特定し、この車両に対し、渋滞解消のための走行支援(各種指示等)を行うことで、車群を解消させ、ひいては渋滞を解消させることができる。例えば、最後方車両に、車間距離を明けてもらうことで、この車両の後続車に対する衝撃波を緩和し、車群自体を消滅させることができる。逆に最前方車両については、その車両の速度が渋滞の原因となっているとき、車速を上げるように促すことで、車群の維持や巨大化を抑制し、渋滞を解消させることができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the vehicles at both ends of the vehicle group are identified, and the vehicle group is eliminated by performing traveling support (various instructions, etc.) for eliminating the traffic congestion on the vehicle. As a result, traffic congestion can be eliminated. For example, by having the last vehicle clear the distance between the vehicles, the shock wave to the following vehicle of this vehicle can be relaxed and the vehicle group itself can be extinguished. On the other hand, for the foremost vehicle, when the speed of the vehicle is the cause of the traffic jam, it is possible to suppress the traffic jam by suppressing the maintenance and enlargement of the vehicle group by urging the vehicle speed to increase.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において改変して用いることができる。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and can be modified and used without departing from the spirit of the present invention.
10 渋滞予測手段
14 処理装置
51、53 加速度(パワー)スペクトル
52、54 単回帰直線
56、57、58 共分散
80 車両
90 基地局のサーバ等
DESCRIPTION OF
Claims (4)
検出した加速度の周波数分析から周波数に対応するパワースペクトルを算出するステップと、
算出したパワースペクトルの単回帰直線を演算し、所定周波数範囲での当該単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出するステップと、
自車両と先行車両との車間距離を検出するステップと、
検出した車間距離から分布推定法を用いて、車間距離分布を推定するステップと、
推定された車間距離分布から共分散の最小値を算出するステップと、
前記共分散の最小値と前記傾き極大値との相関関係から前方の車群分布を推定するステップと、
前記車群分布に基づきリアルタイムに渋滞予測をおこなうステップと、
を実行することにより渋滞予測をおこなう渋滞予測手段と、
前記渋滞予測手段により得られた車群についての渋滞予測情報を取得する車群渋滞情報取得手段と、
前記車群についての渋滞情報から、渋滞の開始または終了を示す車群端車両を特定する車群端車両特定手段と、
車群端車両特定手段によって特定された車群端車両に走行支援情報を提供する走行支援情報提供手段とを有し、
前記走行支援情報提供手段は、少なくとも一方の前記車群端車両に渋滞解消のための走行支援情報を提供する、車両の走行支援システム。 Detecting the acceleration of the host vehicle;
Calculating a power spectrum corresponding to the frequency from frequency analysis of the detected acceleration;
Calculating a single regression line of the calculated power spectrum, and calculating a maximum value of a change amount of the slope of the single regression line in a predetermined frequency range as a slope maximum value;
Detecting an inter-vehicle distance between the host vehicle and a preceding vehicle;
Estimating the inter-vehicle distance distribution from the detected inter-vehicle distance using a distribution estimation method;
Calculating a minimum value of covariance from the estimated inter-vehicle distance distribution;
Estimating a forward vehicle group distribution from the correlation between the minimum value of the covariance and the slope maximum value;
Performing a traffic jam prediction in real time based on the vehicle group distribution;
A traffic jam prediction means for performing traffic jam prediction by executing
Vehicle group traffic information acquisition means for acquiring traffic jam prediction information about the vehicle group obtained by the traffic jam prediction means;
From the traffic jam information about the vehicle group, vehicle group end vehicle specifying means for specifying the vehicle group end vehicle indicating the start or end of the traffic jam,
Driving support information providing means for providing driving support information to the vehicle group end vehicle specified by the vehicle group end vehicle specifying means;
The driving support information providing means provides driving support information for eliminating traffic jams to at least one of the vehicles in the vehicle group.
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