JP2007137139A - 通信による障害物判定システム - Google Patents

Abstract

【課題】車車間通信を介して取得した自車両以外の車両の走行情報に基づいて路上の障害物の存在を判定し、安全性を向上する。
【解決手段】自車両の現在位置や交差点の特定位置等の検出点を設定して自車両周囲の車両との車車間通信を試み（Ｓ１）、車車間通信を利用可能のとき、通信先車両から受信した車両走行情報に基づいて通信先車両の位置の時間変化に基づく走行軌跡を検出し、この走行軌跡から路上の障害物（固定物或いは移動体）に対する回避動作の有無を検出することにより、障害物の有無（及び種類）を判定する（Ｓ２）。そして、障害物の有無や種類をディスプレイ表示或いは音声出力することで情報提示を行い、特に、自車両の走行上、注意を要する障害物が存在する場合には、警報を発して運転者の注意を喚起する（Ｓ３）。これにより、障害物の存在を予め検知することができ、安全な走行を確保することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信を用いて取得した走行情報に基づいて障害物を判定する通信による障害物判定システムに関し、具体的には車車間通信による障害物判定システムに関する。

近年、自動車等の車両の交通状況の改善と安全性向上のため、エレクトロニクス技術を用いて人と道路と車両とを一体のシステムとして構築し、ナビゲーションシステムの高度化、有料道路等の自動料金収受システムの確立、安全運転の支援、交通管理の最適化、道路管理の効率化を図るＩＴＳ（IntelligentTransport Systems；高度道路交通システム）の技術開発が進められている。

また、ＩＴＳ技術に対応した自動車としては、車両周辺の走行環境や路面の状況等の各種情報を収集するための各種センサや情報認識装置を搭載し、収集した情報や認識結果に基づいてドライバの安全運転を支援するＡＳＶ（Advanced Safety Vehicle；先進安全自動車）の開発も進められている。

ＩＴＳやＡＳＶの技術開発の流れにおいては、光や電波ビーコン等を用いて道路付帯設備から車両に交通渋滞情報、天気情報、特定区域の交通規制情報等の各種情報を通信する路車間通信が想定されているが、大規模なインフラ整備が必要となるため、各車両間で情報通信を行うことにより簡易的に車両の走行支援を行うことが可能な車車間通信の技術が有力視されている。

このような車車間通信を用いた技術としては、例えば、特許文献１に開示された先行技術がある。この先行技術は、複数の車両に搭載される各情報端末器間において情報通信を行う走行支援システムに関するものであり、情報通信を行う車載端末器が他車両との衝突可能性を判定し、衝突可能性がある場合には、乗員にこれを報知する一方、相手方の車両で衝突の報知が既に行われている場合には、自車両における衝突の報知を規制することで、乗員の煩わしさを解消して乗員にとって必要な衝突の報知を行うものである。
特開２００５−１０９３７号公報

しかしながら、路上に設置された電柱等の固定物や、歩行者、自転車、原動機付自転車等が存在する走行環境下においては、通常、それらが車車間通信を利用できないことから、車車間通信による情報の交換のみでは事故防止には不十分である。

特に、自車両からの認識が容易でない交差点における歩行者や自転車との出会い頭、夜間や悪天候状態下等の前方視界不良時に自車両の前方を走行する車両の陰に隠れた歩行者や自転車、原動機付自転車等に対する事故を防止するには、不十分である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、通信を介して取得した自車両以外の移動体の走行情報に基づいて路上の障害物の存在を判定し、安全性を向上することのできる通信による障害物判定装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の通信による障害物判定システムは、自車両周辺の移動体と通信し、走行情報を授受可能な通信手段と、上記通信手段を介して取得した走行情報に基づいて、上記移動体の挙動を検出する挙動検出手段と、上記挙動検出手段で検出した移動体の挙動から路上の障害物の存在を判定する障害物判定手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の通信による障害物判定システムは、通信を介して取得した自車両以外の移動体の走行情報に基づいて路上の障害物の存在を判定することができ、車車間通信においては自車両以外の車両の走行状況による判定により、事故発生を未然に防止して安全性を向上することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図５は本発明の実施の一形態に係り、図１は障害物判定システムの基本構成図、図２はメインルーチンのフローチャート、図３は障害物判定ルーチンのフローチャート、図４は車両の障害物回避挙動を示す説明図、図５は走行軌跡モデルを示す説明図である。

図１に示す障害物判定システム１は自動車等の車両に搭載され、周辺の車両や路肩に設置された通信装置或いは通信センタ等と通信可能なシステムである。本形態においては、障害物判定システム１は、自車両と他の車両との通信により各種情報を交換する車車間通信機能を主として、通信装置１０、車両制御装置２０、測位装置３０、障害物判定装置４０、運転情報提示装置５０を基本構成としている。各装置１０〜５０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内通信系５５を介して双方向通信可能に接続されている。

通信装置１０は、例えばＩＴＳ（Intelligent Transport Systems；高度道路交通システム）に対応した装置として、道路付帯設備からの光や電波ビーコンを受信して交通渋滞情報、天気情報、特定区域の交通規制情報等の各種情報を取得し、また、自車両周辺を走行する他の車両との車車間通信を行い、車両情報を授受する機能を有している。本形態における車車間通信においては、所定の周波数帯でのキャリア信号を用いて通信可能エリア内に存在する車両との通信を行い、車両種別、車両位置、車速、加減速状態、ブレーキ作動状態、ウィンカ状態等の情報を相互に交換する。

車両制御装置２０は、具体的には、エンジン制御、変速機制御、ＶＤＣ（Vehicle Dynamics Control；ビークルダイナミクスコントロール）等の各制御コントローラから形成されるものであり、一定車速での定速走行制御、自車両前方を走行する先行車両に対する追従走行制御、自動ブレーキによる減速等の制御機能を備えている。車両制御装置２０における自車両のエンジン回転数、速度、変速段、ブレーキの作動状態等の運転状態は、車内通信系５５に送出される。

測位装置３０は、例えばナビゲーション装置によって形成されるものであり、自車両の位置を測位し、この測位した自車両位置と地図情報とを演算・合成し、地図の縮尺変更、地名の詳細表示、地域情報の表示切換え等の操作入力に対応して、自車両の現在位置及びその周辺の地図をディスプレイに表示し、また、通信装置１０を介して受信した道路・交通情報等の各種情報を表示する。自車両の位置は、ＧＰＳ（Global Positioning System；全世界測位衛星システム）等の測位衛星からの電波に基づく自車両の位置、地磁気センサ及び車輪速センサからの信号に基づく推測航法による自車両の位置、通信装置１０を介して取得した情報等に基づいて測位する。この測位情報は車内通信系５５を介して自車両内の他の装置にも送信され、更には、通信装置１０を介した車車間通信により、他の車両にも送信される。

障害物判定装置４０は、通信装置１０を介して取得した他車両の走行情報に基づいて、他車両の車両挙動を検出する挙動検出手段の機能と、この車両挙動から道路脇の電柱等の固定物や移動体（歩行者、自転車等の軽車両、原動機付自転車等）の有無及び種類を判定する障害物判定手段の機能とを有するものである。障害物判定装置４０の判定結果は、障害物情報提示手段としての運転情報提示装置５０に送信され、障害物に関する情報が運転者に提示されて運転支援が行われる。

すなわち、交差点等の出会い頭で一時停止した場合等には、側方から進行してくる交差車両を車車間通信で認識することができるが、通信手段を持たない歩行者や自転車、原動機付自転車等を認識することは容易ではなく、車両の陰に隠れた歩行者や自転車、原動機付自転車等には十分な注意が必要となる。同様に、夜間や悪天候状態下等の前方視界不良時に自車両の前方を走行する車両の陰に隠れた歩行者や自転車、原動機付自転車等を認識することも容易ではなく、十分な注意が必要となり、運転者の負担となる。

従って、障害物判定装置４０は、自車両の側方や前方にあって認識が容易でない固定物や移動体（歩行者、自転車等の軽車両、原動機付自転車等）の存在を、車車間通信で取得した他車両の挙動から判定し、障害物の情報を運転情報提示装置５０を介して運転者に提示することで、運転者に対する支援を行う。

尚、測位装置３０をナビゲーション装置として構成する場合には、運転者への運転情報の提示をナビゲーション装置の表示出力や音声出力を利用して行っても良く、運転情報提示装置５０をナビゲーション装置である測位装置３０で兼用することが可能である。

次に、以上の障害物判定システム１における障害物判定処理について、図２〜図５を用いて説明する。

図２に示す障害物判定処理のフローチャートは、障害物判定システム１の中心となる障害物判定装置４０において実行されるメインルーチンのプログラム処理を示し、最初のステップＳ１で、自車両の現在位置や交差点の特定位置等の検出点を設定して自車両周囲の車両との車車間通信を試み、車車間通信が利用可能か否か（車車間通信可能な車両の有無）を調べる。そして、車車間通信を利用可能のとき、ステップＳ２へ進んで車車間通信の相手車両（通信先車両）から受信した車両走行情報に基づいて通信先車両の挙動を検出し、この通信先車両の挙動から障害物を判定する。

通信先車両の挙動は、車車間通信で取得した通信先車両の位置、速度、進行方向等を用いて検出することができ、また、ウィンカ操作、加速度、操舵角、ヨーレート等の通信先車両の挙動を直接的に示す情報を車車間通信によって取得可能な場合には、これらのデータを用いて通信先車両の挙動を検出することができる。本形態においては、ステップＳ２で図３に示す障害物判定ルーチンを呼び出して通信先車両の位置の時間変化に基づく走行軌跡を検出し、この走行軌跡から路上の障害物（固定物或いは移動体）に対する回避動作の有無を検出することにより、障害物の有無（及び種類）を判定する。

具体的には、図３の障害物判定ルーチンの最初のステップＳ１１において、先ず、通信先車両の位置をマップマッチングして求め、このマップマッチングした位置を所定の基準位置を原点とする座標系に変換して設定時間内で時系列的に蓄積し、通信先車両の位置（基準位置と通信先車両との相対距離）を縦軸、経過時間を横軸とする走行軌跡を検出する。基準位置としては、例えばＧＰＳによって測位した自車両の位置を基準とする。

この場合、通信先車両の走行軌跡は、同一方向に走行する複数台の車両について検出することが望ましい。以下に説明するように、通信先車両が１台である場合、その走行軌跡から障害物の有無を検出することは可能であるが、障害物が固定物であるか、歩行者や自転車、更には、原動機付自転車等の移動体であるかはわからない。複数台の通信先車両を検出した場合には、各車両の走行軌跡における障害回避位置の差から障害物の移動速度を把握することができ、移動速度から障害物が電柱等の固定物であるのか、歩行者、自転車、原動機付自転車等の何れであるかを区別することができる。

本障害物判定ルーチンにおいては、同一進行方向に走行する２台の通信先車両を処理対象としており、交差点において横方向の道路から交差点に接近する同一方向の２台の車両、夜間や悪天候状態下等の前方視界不良時に自車両の前方を走行する同一方向の車両等の走行軌跡を車車間通信によって取得することにより、自車両から把握困難な障害物の存在を確認する。

例えば、図４に示すように、道路Ｒ１，Ｒ２がＴ字状に交差する交差点において、非優先側の道路Ｒ１を走行する自車両Ｃが交差点で一時停止し、優先道路Ｒ１の自車両Ｃの右側から接近する車両Ｃ１及び後続する車両Ｃ２を車車間間通信で検出したとき、自車両Ｃの停止位置を基準として、自車両Ｃの位置を原点、通信先車両Ｃ１，Ｃ２の走行方向に対して、原点に接近する側を−座標、原点から遠ざかる側を＋座標として通信先車両Ｃ１，Ｃ２の位置を求め、通信先車両位置を縦軸、経過時間を横軸とする走行軌跡を求める。図４の例では、自車両Ｃの右側を−座標、左側を＋座標で表し、自車両Ｃの右側から交差点に接近する通信先車両Ｃ１，Ｃ２の位置データを時系列的に記録して蓄積し、図５に示すような走行軌跡を得る。

通信先車両の走行軌跡を求めた後は、ステップＳ１２へ進み、通信先車両の走行軌跡上に軌跡全体に対して特異な変化点が有るか否かを調べる。すなわち、通信先車両Ｃ１，Ｃ２が障害物を回避して追い越す動作を行うと、図５に示すように、障害物の回避及び復帰に伴って走行軌跡上で比較的短時間に速度や進行方向が変化する。従って、この変化部分のエッジ位置、中心位置、平均位置等を変化点として、この変化点の有無を調べることにより障害物の存在を判定することができる。

そして、ステップＳ１２において、通信先車両の走行軌跡に特異な変化点が無い場合には、ステップＳ１３へ進んで路上には車両走行の障害となる障害物が存在しないと判定し、ルーチンを抜ける。一方、走行軌跡に特異な変化点がある場合には、ステップＳ１２からステップＳ１４へ進んで障害物が有ると判定し、通信先車両Ｃ１の変化点（符号付の縦軸座標値）Ｃ１ｐと、この変化点Ｃ１ｐの近傍の通信先車両Ｃ２の変化点（符号付の縦軸座標値）Ｃ２ｐとの関係に基づいて障害物の種類を特定してルーチンを抜ける。

例えば、自車両Ｃの右側から交差点に接近する通信先車両Ｃ１，Ｃ２の位置を検出する図４の例では、図５に示す走行軌跡から求めた各変化点Ｃ１ｐ，Ｃ２ｐを比較することにより、以下の（ａ）〜（ｅ）に示すように、障害物が固定物か移動体かを判定することができる。尚、図４の交差点で自車両Ｃの右側に車車間通信可能な車両が存在せず、自車両Ｃの左側で交差点に接近する車車間通信可能な２台の車両を検出した場合には、自車両Ｃの右側を＋座標、左側を−座標として各通信先車両の走行軌跡を取得することにより、同じ判定を適用することができる。

（ａ）Ｃ１ｐ＝Ｃ２ｐ
通信先車両Ｃ１，Ｃ２が同じ位置で障害物を回避しているため、障害物は電柱等の固定物であると判定する。

（ｂ）Ｃ１ｐ＜０，Ｃ２ｐ＜０、且つＣ１ｐ＜Ｃ２ｐ
通信先車両Ｃ１が障害物を回避した位置よりも後続の通信先車両Ｃ２の回避位置が交差点に近づいているため、障害物は通信先車両Ｃ１，Ｃ２と同方向に移動している移動体である判定する。

（ｃ）Ｃ１ｐ＜０，Ｃ２ｐ＜０、且つＣ１ｐ＞Ｃ２ｐ
通信先車両Ｃ１が障害物を回避した位置よりも後続の通信先車両Ｃ２の回避位置が交差点から遠ざかっているため、障害物は通信先車両Ｃ１，Ｃ２と逆方向に移動している移動体であると判定する。

（ｄ）Ｃ１ｐ＞０，Ｃ２ｐ＞０、且つＣ１ｐ＜Ｃ２ｐ
通信先車両Ｃ１が障害物を回避した位置よりも後続の通信先車両Ｃ２の回避位置が交差点から遠ざかっているため、障害物は通信先車両Ｃ１，Ｃ２と同方向に移動している移動体であると判定する。

（ｅ）Ｃ１ｐ＞０，Ｃ２ｐ＞０、且つＣ１ｐ＞Ｃ２ｐ
通信先車両Ｃ１が障害物を回避した位置よりも後続の通信先車両Ｃ２の回避位置が交差点に近づいているため、障害物は通信先車両Ｃ１，Ｃ２と逆方向に移動している移動体であると判定する。

また、障害物が移動体であると判定した場合には、各変化点座標値Ｃ１ｐ，Ｃ２ｐから求めた近似直線に基づいて、移動体の速度を推定し、歩行者、自転車、原動機付自転車等の移動体の種類を特定する。例えば、図５の走行軌跡上において、（ａ）の条件に適合する障害物ＯＢＪ１は自車両Ｃの右側に存在する固定物であるが、（ｂ）の条件に適合する障害物ＯＢＪ２は自車両Ｃの右側から交差点に向かって進行してくる移動体であり、その移動速度から自転車であると推定することができる。また、（ｅ）の条件に適合する障害物ＯＢＪ３は、自車両Ｃの左側から交差点に向かって進行してくる移動体であり、その移動速度から歩行者であると推定することができる。

以上の障害物判定ルーチンで障害物を判定した後は、メインルーチンへ戻ってステップＳ３へ進み、障害物判定結果の情報提示を行い、本処理を終了する。この障害物判定結果の情報提示は、障害物の有無や種類をディスプレイ表示或いは音声出力することで行い、特に、自車両の走行上、注意を要する障害物が存在する場合には、警報を発して運転者の注意を喚起する。

これにより、交差点等において、予め交差道路から進行してくる歩行者や自転車、原動機付自転車の存在を知ることができ、安全に交差点に進入することができる。また、夜間走行時や悪天候下等の視界不良時等にような視界不良でカメラやレーザレーダ等を用いた車外状況の認識装置でも認識が困難な状況下においても、車車間通信を用いた他車両の挙動から障害物の存在を検知することができ、安全な走行を確保することができる。

障害物判定システムの基本構成図 メインルーチンのフローチャート 障害物判定ルーチンのフローチャート 車両の障害物回避挙動を示す説明図 走行軌跡モデルを示す説明図

符号の説明

１ 障害物判定システム
１０ 通信装置
２０ 車両制御装置
３０ 測位装置
４０ 障害物判定装置
５０ 運転情報提示装置
Ｃ 自車両
Ｃ１，Ｃ２ 通信先車両
Ｃ１ｐ，Ｃ２ｐ 変化点
ＯＢＪ１〜ＯＢＪ３ 障害物

Claims (5)

1. 自車両周辺の移動体と通信し、走行情報を授受可能な通信手段と、
   上記通信手段を介して取得した走行情報に基づいて、上記移動体の挙動を検出する挙動検出手段と、
   上記挙動検出手段で検出した移動体の挙動から路上の障害物の存在を判定する障害物判定手段とを備えたことを特徴とする通信による障害物判定システム。
2. 上記挙動検出手段は、上記移動体の位置の時間変化に基づいて、上記移動体の挙動を検出することを特徴とする請求項１記載の通信による障害物判定システム。
3. 上記障害物判定手段は、上記移動体の速度或いは進行方向の変化に基づいて、上記障害物の存在を判定することを特徴とする請求項１又は２記載の通信による障害物判定システム。
4. 上記障害物判定手段は、複数の移動体の挙動に基づいて上記障害物の存在と移動速度とを検出し、該移動速度から上記障害物の種類を特定することを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の通信による障害物判定システム。
5. 上記障害物判定手段による障害物の判定情報を、運転者に提示する障害物情報提示手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一に記載の通信による障害物判定システム。

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