JP2005227987A - 信号情報提供システム - Google Patents

Abstract

【課題】自動車等を運転中、車両の交通を規制する信号が変化することを運転手や他の搭乗者にも知らせるシステムを提供する。
【解決手段】
車両の交通を規制する信号機に又は信号機に接続して、その信号機の信号情報を送信する信号情報送信装置を設置する。信号情報には、その信号機に固有の識別番号と信号の規制状態の情報が含まれる。そして車両には、信号情報を受信する信号情報受信装置と、信号機の信号の規制状態の変化を事前に報知する車両用ナビゲーション装置を設置する。車両用ナビゲーション装置は、車両の現在位置を検出する検出手段と、信号機に固有の識別番号を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、地図情報上で車両の現在位置を表示する表示手段とを含み、地図上の現在位置を認識することに基づいて、信号機の識別番号を認識し、その識別番号を含む信号情報を、信号情報受信手段を介して受信して、搭乗者に報知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両搭乗者に信号の変化の情報を提供する信号情報提供システムに関する。

近年、自動車等の運転を快適にするために、様々なシステムが考案されている。例えば、自動車等の車両内に設置し、現在位置を表示し、目的地までの経路を表示するナビゲーションシステムが知られている。車両の走行に伴ってＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）等により現在位置を検出し、その現在位置を表示装置上に道路地図と共に表示して、現在地から目的地までの適切な経路を設定し、表示装置や音声出力装置などによって案内する車両用ナビゲーション装置は、運転者の効率的で安全な運転に貢献している。この装置によって、道に迷うことが少なくなり、快適な運転をすることができる。さらにナビゲーションシステムは、道路を表示するだけでなく、渋滞情報や、交通情報を表示するものもある（特許文献１）。

さらに交差点において、信号により停止した際に、信号の停止時間を加味し、エンジンを自動制御するシステムもある。このシステムにより、燃料を節約することができる。これらの装置により、ますます快適なドライブを楽しむことができるようになってきている（特許文献２，３）。

特開２００２−１０７１５６号公報 特開２０００−１８０５９号公報 特開２００１−２０７８８３号公報

しかし、目的地までの経路が容易に把握することができ、快適さが増しているが、目的地に到達するまで数多くの信号機によって停車しなくてはならない。そして自動車等を運転中に、交差点において、赤信号により停車した際に、どのくらいで信号が変わるのか分からないため、いらいらする原因となったり、まだしばらく信号が変わらないだろうと思い、他のことしていて、信号の変化に気がつかないことがある。その際、後ろの車からクラクションを鳴らされたり、あわてて発進したりして、危険なことも起こりうる。

そこで、本発明の課題は、自動車等を運転中、交通規制用の信号が変化することを運転手や他の搭乗者にも知らせることのできるシステムを提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するために、本発明の信号情報提供システムは、
車両交通を規制する信号機に又は信号機に接続して設置され、その信号機の信号情報を送信する信号情報送信手段と、
信号機によって交通を規制される車両に設置され、信号情報を受信する信号情報受信手段と、
車両に設置され、信号情報受信手段によって受信された信号情報により、信号機の信号の規制状態の変化を事前に報知する情報提供手段と、
を含む。

信号機に又は信号機に接続して信号情報送信手段を設置する。本明細書において信号機とは、道路の交差点に設置される自動車等の車両を点灯色の変化により規制する信号機や、鉄道車両の接近を自動車等の車両搭乗者などに知らせる踏切に設置される警報器（遮断機）を意味する。そして信号情報送信手段は、信号機の信号の規制状態の情報を送信するものである。規制状態の情報とは、例えば、交差点に設置された信号機の場合では、現在、停止信号（赤信号）であるが、あと５秒で、走行許可信号（青信号）の変わるという情報を意味する。そしてこの情報を電波等で、繰り返し送信する。例えば、あと４秒で変わる、あと３秒で変わると毎秒送信する。また踏切においては、規制状態の情報とは、あと何秒で踏切を通行することができるかという情報を意味する。或いは、あと何秒で踏切が閉まるかという情報を発信してもよい。この信号情報を、車両に設置された信号情報受信手段によって受信することができる。受信された信号情報に基づいて、車両に設置された情報提供手段によって、その信号情報を車両搭乗者に知らせることができる。例えば、あと５秒で青信号に変わるということを報知する。

そして信号情報送信手段は、信号機に固有の識別番号を有し、その識別番号を含んだ信号情報を送信する。識別番号（ＩＤ）とは、道路に設置された各信号機、或いは踏切に設置された警報器（遮断機）に割り振られた各々が異なる番号である。この識別番号により、どの信号機なのかを特定することができる。信号情報手段が、この識別番号を含んだ信号情報を送信することにより、受信側は、どの信号の情報なのかを識別することができる。

また情報提供手段としては、車両用ナビゲーション装置を利用することができ、本発明の車両用ナビゲーション装置は、
車両の現在位置を検出する検出手段と、
信号機に固有の識別番号を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
地図情報上で車両の現在位置を表示する表示手段とを含み、
地図上の現在位置を認識することに基づいて、信号機の識別番号を認識し、その識別番号を含む信号情報を、信号情報受信手段を介して受信する。

検出手段によって車両の現在位置を検出し、その現在位置を地図情報手段の地図情報上で、表示手段によって表示することができる。さらに地図情報には、各々の信号機に割り振られた識別番号が記録されており、この車両用ナビゲーション装置は、地図上の現在位置を認識することで、現在目前の信号機の識別番号を認識することができる。そして信号情報送信手段から送信される信号情報には、識別番号が含まれることから、目前の信号機の識別番号を有する信号情報を受信し、この情報を搭乗者に報知することができる。

本発明の信号情報提供システムは、車両が信号機の信号により道路上で停止中の場合に、信号機の信号情報を取得するようにすることもできる。さらに情報提供手段を操作中または操作後所定時間内である場合のみ報知を行うようにしてもよい。停止信号（赤信号）により停止中に、信号を見ずに他の所を見ていたり、ナビゲーション装置を操作していたりすることがある。この場合、信号が変わったことに気づかず、後ろの車からクラクションを鳴らされることもある。本発明の信号情報提供システムによれば、信号により停止中に、信号情報を取得し、搭乗者に知らせることができる。また設定により、ナビゲーション装置を操作中や操作後一定時間内の場合のみ、報知するようにすることもできる。

そして情報提供手段は、信号機の停止規制状態から走行許可状態に変わるまでの時間を表示または音により報知する。信号機の信号情報における信号の切り替わりまでの時間が、設定時間より短い場合、警告を行い、設定時間より長い場合、設定時間になった場合に警告を行うようにしてもよい。すなわち、車両が停止した場合に、信号情報を取得し、走行許可信号（青信号）に変わる時間が、５秒以下の場合に、報知するように設定できる。この場合、信号が変わるまで１０秒あれば、報知せず、５秒になったところで報知する。表示による報知とは、文字により、例えば、「あと５秒で信号が変わります」と警告する。これは、車両用ナビゲーション装置を操作中に、有効である。また音による報知は、音声により、「あと５秒で信号が変わります」と知らせてもよいし、ある特定の警告音（例えば、ブザー音）が発生するようにしてもよい。また信号機としての踏切の警報器（遮断機）についても同様に行うことができる。

なお走行中にも信号情報を取得し、まもなく停止信号（赤信号）に変わる旨、踏切においては、鉄道車両が接近するため、まもなく警報が発せられ遮断機が下りる旨報知するようにしてもよい。このようにすれば、信号の変化を知った上で、安全に走行することができる。

さらに道路を走行中、停止信号（赤信号）により停止した場合に、信号情報受信手段によって受信された信号情報により、走行許可信号（青信号）に変わるまでの時間や鉄道車両が通行して踏切を横断できるようになるまでの時間が所定時間以上の場合に、エンジンを停止するエンジン自動制御装置を車両に備えてもよい。例えば、赤信号により停止したときに、青信号に変わるまでの時間や、踏切における遮断機が開くまでの時間が２分以上あれば、エンジンを自動的に停止するようにする。これにより燃料費を節約するとともに、環境を保護することもできる。そして例えば青信号に変わる１０秒前に、自動的にエンジンを始動するようにする。

以下図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。まず図１に本発明の信号情報提供システムの構成図を示す。本発明の情報提供システムは、信号情報送信手段である信号情報送信装置１６、信号情報受信手段である信号情報受信装置１５、情報提供手段である車両用ナビゲーション装置１００を備える。車両用ナビゲーション装置１００は、車両の現在位置を検出するための位置検出器１、本装置に道路等の地理的情報を入力するための地図データ入力装置６、本装置を操作するための操作スイッチ群７、搭乗者に音声で知らせる音声出力装置９、情報を記録する外部メモリ１０、各種情報を表示する表示装置１１、リモートコントロール（以下リモコンと称する）センサ１２、音声認識ユニット１４、これらに接続された制御装置１４を備える。

位置検出器１は、絶対方位（基準方位）を検出するために地磁気を検出する地磁気センサ２、ジャイロスコープ３、距離センサ４、GPS受信機５を備えている。地磁気センサ２は、地磁気を検出する。この検出結果に基づいて方位を計測することができる。すなわち地球磁場を検出することにより、移動体（自動車等）の絶対方位を計測する。ジャイロスコープ３は、移動体の方位変化量（回転角速度）を検出する。ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機５は、衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出する。これらのセンサ等は各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては前述したうちの一部センサで構成してもよく、さらに、ステアリングの回転センサや各転動輪の車輪センサ等を用いてもよい。

地図データ入力器６は、位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ，地図データを含む各種データを入力するための装置である。媒体としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭを用いるのが一般的であるが、メモリカード，ハードディスク等の大容量の記憶媒体を用いてもよい。

操作スイッチ群７は、例えば表示装置１１と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられる。タッチスイッチは、表示装置１１の画面上に縦横に微細に配置された赤外線センサより構成されており、例えば指やタッチペンなどでその赤外線を遮断すると、その遮断した位置が２次元座標値（Ｘ，Ｙ）として検出される。これら操作スイッチ群７によって、種々の指示を入力することが可能である。

また、外部メモリ１０には、本ナビゲーション装置１００の動作に必要な情報およびデータが記憶されている。なお、外部メモリ１０は、車両のアクセサリスイッチがオフ状態（即ち、ナビゲーション装置１００がオフ状態）になっても、記憶内容が保持されるようになっている。

表示装置１１はカラーＣＲＴやカラー液晶表示器により構成されており、表示装置１１の画面には位置検出器１から入力された車両現在位置マークと、地図データ入力装置６から入力された地図データと、更に地図上に表示する誘導経路等付加データとを重ね合わせて表示すると共に、本画面に経路案内の設定および経路誘導中の案内や画面の切り換え操作を行うためのボタンが表示される。

そして、音声認識ユニット１４は、利用者が音声を入力することによって、操作スイッチ群７あるいはリモコン１３を操作したときと同様に目的地などを指示することができるようにするための装置である。

なお制御回路８は通常のコンピュータとして構成されており、図２に示すように、周知のＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２，ＲＡＭ８３，入出力回路であるＩ／Ｏ８４およびこれらの構成を接続するバスライン８５が備えられている。ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２およびＲＡＭ８３に記憶されたプログラムおよびデータにより制御を行なう。ＲＯＭ８２は、プログラム格納領域８２ａとデータ記憶領域８２ｂとを有している。プログラム格納領域８２ａにはナビゲーションプログラム（以下、ナビプログラムと称する）が格納される。データ記憶領域８２ｂにはナビプログラムの動作に必要なデータが格納されている。また、ナビプログラムは、ＲＡＭ８３上にてワークメモリ８３ｗを作業領域とする形で作動する。なお、地図データ入力器６にＨＤＤを用いる場合は、ＲＯＭ８２およびＲＡＭ８３の機能をＨＤＤによって実施してもよい。

信号情報受信装置１５は、外部から提供される情報を受信するための装置である。信号情報送信装置１６から送信される信号情報をこの信号情報受信装置１５で受信し、外部から受け取った情報は、制御回路８において処理する。

このような構成を持つことにより、本ナビゲーション装置１００は、制御回路８のＣＰＵ８１によりナビプログラムが起動されると、運転者が操作スイッチ群７を操作して、表示装置１１上に表示されるメニューから目的地経路を表示装置１１に表示させるための経路案内処理を選択した場合、次のような処理を実施する。即ち、運転者が表示装置１１上の地図に基づいて目的地を入力すると、ＧＰＳ受信機５から得られる衛星のデータに基づき車両の現在地が求められ、現在地から目的地までの最適な経路を求める処理が行われる。そして、表示装置１１上の道路地図に誘導経路を重ねて表示し、運転者に適切な経路を案内する。また、表示装置１１および音声出力装置９のスピーカによって、操作時のガイダンスや動作状態に応じたメッセージの送出、信号情報の報知などを行なう。

図３に信号情報送信装置の実施例を示す。図３（ａ）に示すように、交差点に設置された信号機それぞれは、固有のＩＤ（識別番号）を有する。信号機には、信号の点灯色や点灯時間、次の色に変わるまでの時間等を管理し信号情報として送信する信号情報送信装置が備えられている。信号情報送信装置は、点灯部９２内に設置され、（ｂ）に示すように、信号が赤の時、常に待ち時間情報４２を発信している。

道路を走行中の車４１は、情報提供手段としてのナビゲーション装置１００に接続された信号情報受信装置１５を有する。そしてナビゲーション装置１００内には、地図情報とともに、信号機のＩＤデータが保存されている。

図３（ｂ）のように、車４１が道路を走行中、交差点に差し掛かり、前方の赤信号により停止した場合、前方の信号機のＩＤを、ナビゲーション装置１００が判断する。ナビゲーション装置１００内に記録された地図情報には、各信号機のＩＤも記録されており、車の現在位置を検知して、目前の信号機のＩＤを認識する。図の場合、目前の信号は、１２３４ａである。例えば、図の場合、車両用ナビゲーション装置１００は、車４１の現在位置を検出し、記憶された地図情報と比較することにより、直前の信号機は、ＩＤが１２３４ａと判断し、このＩＤの信号情報４２を受信する。この信号機の近辺には、他の信号機も存在しており、信号情報を発信しているが、ＩＤが異なるため、これらの情報は取得しない。例えば、前方の信号機（ＩＤ：２２３４ａ）も赤である場合、信号情報を発しているが、ナビゲーション装置１００は、現在位置と地図情報とを照らし合わせ、直前の信号機ではないと判断し、この信号機の発する信号情報は、取得しない。取得した信号情報を、ナビゲーション装置１００の表示部１１にて、ユーザに見える形で、あと何秒で青信号に変わるかを表示する。或いは、音で報知するようにしてもよい。

図４に車両用の信号機に又は信号機に接続して設置された信号情報送信装置１６ａ，１６ｂの実施例を示す。この信号情報送信装置１６ａ，１６ｂは、信号の固有のＩＤとともに、信号の点灯色の情報を電波等により発信するものである。（ａ）は、信号機９０の点灯部９２に隣接して信号情報送信装置１６ａが設置された場合を示す。或いは、点灯部９２内に設置してもよい。（ｂ）は、信号機９１に隣接して信号情報送信装置１６ｂを設置した場合を示す。信号情報送信装置を設置する場所は、これらの実施例に限られない。信号情報送信装置は、点灯部９２内に設置してもよいし、信号情報には、それぞれの信号機のＩＤが含まれるため、その信号機から離れて設置されていてもよい。

図５に本発明の車両用ナビゲーション装置１００におけるユーザ設定の実施例を示す。図は、ナビゲーション装置１００の表示部１１の表示画面であり、ユーザ設定画面にした場合を示している。この画面上で、信号機変わり目警告の設定を行う。Ａは、変わり目警告を行うか行わないかの設定、Ｂは警告時間の設定、Ｃは、警告のタイミング設定、Ｄは警告の種類の設定である。それぞれをユーザが選択した後、完了を押すことで、設定が終了する。

例えば、Ａにおいて、「する」を選択した場合、信号が青（走行許可信号）に変わる事前に、その旨警告を行う。「しない」を選択すれば、警告は行わない。そして警告を行う場合、Ｂで警告の時間の設定を行う。この時間は、信号が青に変わる何秒前に警告を発するかの時間である。例えば「５秒」と設定すると、信号が青に変わる５秒前に警告を発する。Ｃでは、警告のタイミングを設定する。「常時」にすると、設定時間が５秒となっていれば、５秒前になると警告を発する。しかし「操作時のみ」を選択すると、５秒前になった場合で、かつユーザがナビゲーション装置１００を操作していた場合にのみ、警告を発する。Ｄの警告の種類で、「画面表示」を選択すると、ナビゲーション装置１００の表示部１１に信号が青になるまでの待ち時間を表示する。「音声」を選択すると、音声で信号の変化を知らせる。「両方」を選択すると、表示と音声の両方により、信号の変化を知らせる。

図６に本発明の判定処理のフローチャートを示す。車両が道路を走行中、停止信号（赤信号）により交差点にて停止する。車速が０になると、信号情報送信装置１６からナビゲーション装置１００が、信号の待ち時間を取得する（Ｓ１）。このとき、ナビゲーション装置１００内に保存された信号のＩＤ情報から、現在どのＩＤの信号機により停止したのかを判断する。そしてそのＩＤの信号機が発している信号情報を取得する。そして取得した待ち時間があらかじめ設定した時間より短い場合、例えば設定時間が５秒で、待ち時間が５秒以下の場合、即Ｓ４の警告判定を行う。Ｓ２において、設定時間よりも、待ち時間が長い場合、Ｓ３で設定時間になるまで待ち、Ｓ４に移る。前述の設定時間（５秒）の場合、待ち時間が１０秒なら、５秒になるまで待ち、Ｓ４に移る。警告タイミングをユーザがどのように設定しているかをＳ４で判断する。すなわち警告タイミングを「常時」に設定してある場合、Ｓ６へ進み、画面表示または音声発生にて、信号の変わり目であることを警告する。あるいは警告タイミングを「操作時」に設定してある場合、Ｓ５でユーザが操作中かを判定し、操作中であれば、Ｓ６で画面表示または音声発生にて信号の変わり目を警告する。もし操作中でなければ、警告を発せずに終了となる。

図５で示した設定条件による実施例を説明する。まず交差点において赤信号により停止した場合、赤信号の待ち時間を、信号情報装置から取得する。ここで例えば取得した時間が、２０秒であったとする。この場合、ユーザにより警告の時間は、５秒前と設定されているので、１５秒後に警告タイミングの判定処理を行う。そして１５秒後に、ユーザ設定Ｃの警告のタイミングが「操作時」に設定されているため、ユーザが操作中であるかを判定する。もし操作中であれば、ユーザ設定Ｄに従って、音声で信号が変わる旨通知する。音声の警告は、例えば、「まもなく、信号が青に変わります」「あと５秒で青に変わります」と行う。

信号情報の利用方法としては、次のようなことも考えられる。信号情報受信装置に接続されたエンジン制御装置を車両に設置する。信号情報送信手段からの信号情報を信号情報受信手段で取得して、赤信号による停止時間が長い場合、自動でエンジンをＯＦＦにするようにする。すなわち、例えば青信号に変わるまで２分以上ある場合は、自動でエンジンを停止する。また、青信号に変わる前、例えば、１０秒前に、エンジンを自動で始動する。このように信号の切り替わりの情報が得られることにより、自動でエンジンの制御を行うこともできる。

以上の実施例では、停止信号（赤信号）により、車両が停止している際に、走行許可信号（青信号）に変わる時間を報知する場合を示したが、走行中に赤信号になる情報を報知するようにすることもできる。このようにすれば、走行中に信号の変化を知ることができるため、余裕のある運転が可能になる。

さらに信号機として踏切に設置された警報器の実施例を図７に示す。図は、踏切を示し、踏切には警報器９５が設置されている。線路９７を鉄道車両（図示されていない）が通行するため、遮断機がおりて自動車４１が停止している。この警報器９５には、前述と同様に固有の番号が割り当てられており、鉄道車両が通行した後、自動車等が踏み切りを通行できるまでの時間等を管理し信号情報として送信する信号情報送信装置が備えられている。

道路を走行中の車４１は、情報提供手段としてのナビゲーション装置１００に接続された信号情報受信装置１５を有する。そしてナビゲーション装置１００内には、地図情報とともに、信号機のＩＤデータが保存されている。

図７のように、車４１が道路を走行中、踏切に差し掛かり、警報や遮断機により停止した場合、警報器（信号機）９５のＩＤを、ナビゲーション装置１００が判断する。ナビゲーション装置１００内に記録された地図情報には、各警報器のＩＤも記録されており、車の現在位置を検知して、目前の警報器のＩＤを認識する。図の場合、車４１の目前の警報器は、３２３４ａである。例えば、図の場合、車両用ナビゲーション装置１００は、車４１の現在位置を検出し、記憶された地図情報と比較することにより、直前の警報器のＩＤが３２３４ａと判断し、このＩＤの信号機（警報器）の発する信号情報を受信する。取得した信号情報を、ナビゲーション装置１００の表示部１１にて、ユーザに見える形で、あと何秒で遮断機が開くのかを表示する。或いは、音で報知するようにしてもよい。

以上のように鉄道車両の線路を横断する道路の踏切警報器にも本発明を適用することができる。踏切が閉じた状態が、道路交差点の赤信号に相当し、踏切の開いた状態が、青信号に相当する。そして踏切が開くまでの時間や閉まるまでの時間を、交差点の信号点灯情報と同様に、車両ナビゲーションシステムに取り込むことで、運転手が余裕をもって安全運転をすることができる。

本発明の一実施例としての信号情報提供システムの全体構成を示すブロック図。 制御回路の構成を説明するための図。 道路における信号情報提供システムを説明する図。 信号情報送信装置を説明する図。 ナビゲーション装置の設定画面を説明する図。 本発明の一実施例を説明するためのフローチャート。 踏切における信号情報提供システムを説明する図。

符号の説明

１ 位置検出器
８ 制御装置
１１ 表示装置
１５ 信号情報受信装置
１６ 信号情報送信装置
４２ 信号情報
１００ ナビゲーション装置

Claims (6)

1. 車両交通を規制する信号機に又は信号機に接続して設置され、その信号機の信号情報を送信する信号情報送信手段と、
   前記信号機によって交通を規制される車両に設置され、前記信号情報を受信する信号情報受信手段と、
   前記車両に設置され、前記信号情報受信手段によって受信された前記信号情報により、前記信号機の信号の規制状態の変化を事前に報知する情報提供手段と、
   を含むことを特徴とする信号情報提供システム。
2. 前記信号情報送信手段は、前記信号機に固有の識別番号を有し、その識別番号を含んだ信号情報を送信する請求項１に記載の信号情報提供システム。
3. 前記情報提供手段は、
   前記車両の現在位置を検出する検出手段と、
   信号機に固有の前記識別番号を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
   前記地図情報上で前記車両の現在位置を表示する表示手段とを含み、
   地図上の現在位置を認識することに基づいて、前記信号機の前記識別番号を認識し、その識別番号を含む前記信号情報を、前記信号情報受信手段を介して受信する車両用ナビゲーション装置である請求項２に記載の信号情報提供システム。
4. 前記車両が前記信号機の信号により道路上で停止中に、前記信号機の前記信号情報を取得する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の信号情報提供システム。
5. 前記情報提供手段を操作中または操作後所定時間内である場合のみ前記報知を行う請求項４に記載の信号情報提供システム。
6. 前記情報提供手段は、前記信号機が停止規制状態から走行許可状態に変わるまでの時間を表示または音により報知する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の信号情報提供システム。
   

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