JP2007280060A - 車両位置演算装置、車両選定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車車間通信している他車両の位置を高精度に検出可能な車両位置演算装置、車両選定方法を提供すること。
【解決手段】自車に搭載された他車の位置を検出する他車位置検出手段１１と、外部から他車の位置情報を取得する他車位置情報取得手段１４と、他車位置検出手段１１により検出された他車の位置に対応する位置情報の他車を選定する他車選定手段１０と、を有することを特徴とする車両位置演算装置、車両選定方法を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、追従走行する際の先行車両の位置を検出する車両位置演算装置、車両選定方法に関し、特に、近接した車両間同士で通信する車車間通信手段を利用して先行車両の位置を検出する車両位置演算装置、車両選定方法に関する。

車載された通信機器が互いに直接通信して、先行車をはじめとする他車からの情報を利用することで、自動車交通の安全と効率化を図る車車間通信が提案されている。他車両の位置や走行状況を車車間通信により検出することができれば、自動運転や協調走行などが可能となる。

車車間通信が可能であれば、他車両に車載されたＧＰＳ（Global Positioning System ）等の位置検出装置により他車両の位置情報を取得することができる（例えば、特許文献１参照。）。自車両は自車両に車載された位置検出装置により自車両の位置を検出しているので、それらの位置情報を比較すれば他車両と異常接近する場合に警報を吹聴するなど走行支援が可能となる。

また、車車間通信により自車両と他車両で共通に受信しているＧＰＳ衛星を検出して、他車の位置を算出する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２記載の位置算出方法では、共通のＧＰＳ衛星からの電波到達時間の差分を算出することで電波到達時間の誤差をキャンセルして、自車両を基準とした他車両の相対位置を算出ことを図っている。
特開２００５−８４７９０号公報 特開平１０−１４８６６５号公報

しかしながら、ＧＰＳ衛星により位置を算出してもそれぞれの位置算出方法は多様であり、それぞれが固有かつ動的に変化する位置誤差を有している。このため、特許文献１に記載されたように他車両の位置を受信しても他車両の正確な相対位置を求めることは困難である。

また、ＧＰＳ衛星の電波到達時間の差分を用いる方法としてスタティック方式とキネマティック方式が知られているが、スタティック方式では少なくても１０分から１時間程度の測位時間が必要であるため移動体の測位には適用が困難である。また、キネマティック方式では位置が既知の基地局が必要であるため、基地局が検出されない状態では適用できない。また、車車間通信により他車両への電波到達時間は取得できるが、相対位置の計算方法など内部処理の仕様が自車両と他車両と同じでなければ誤差のキャンセルができないため、異なるメーカ間では他車両の相対位置を算出ことは困難となる。

本発明は、上記課題に鑑み、車車間通信している他車両の位置を高精度に検出可能な車両位置演算装置、車両選定方法を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、自車に搭載された他車の位置を検出する他車位置検出手段（例えば、周辺監視手段１１）と、外部から他車の位置情報を取得する他車位置情報取得手段（例えば、車車間通信手段１４）と、他車位置検出手段により検出された他車の位置に対応する位置情報の他車を選定する他車選定手段（例えば、演算処理手段１０）と、を有することを特徴とする車両位置演算装置を提供する。

本発明によれば、車車間通信している他車両の位置を高精度に検出可能な車両位置演算装置を提供することができる。自車両がＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール）装置により先行車両に追従走行する場合に、先行車両との車間距離を通常より詰めたりまたは増大させるなど、車間距離を高度に制御することが可能になる。

車車間通信している他車両の位置を高精度に検出可能な車両位置演算装置、車両選定方法を提供することができる

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

図１は、本実施の形態の車両位置演算装置の機能ブロック図を示す。車両位置演算装置は車両がＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール）装置により先行車両に追従走行する場合に車間距離を高精度に制御することを可能にする。

車両位置演算装置は、周辺監視手段１１、情報提供手段１２、車両制御手段１３、車車間通信手段１４、ナビゲーション手段１５及び地図データベース１７が接続された演算処理手段１０により制御される。演算処理手段１０には、ウィンカー１８、ライト１９、ハザード２０及びブレーキ２１等の車載装置が接続されている。これらは互いにＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの情報系ＬＡＮ又はボディ系ＬＡＮにより接続されている。

周辺監視手段１１は、車両の前方や後方など車両の周辺を監視するものであり、具体的にはレーザレーダやミリ波レーダ、車両前方や後方を撮影する撮影装置や夜間に歩行者等を検出する暗視カメラである。レーザレーダやミリ波レーダは、レーダパルスを発してから受信されるまでの時間を計測することで前方の障害物の形状及び距離情報を取得する。レーダ装置は、レーザダイオードにパルス電流を流すと共に、タイマカウンタの計測をスタートさせる。パルス電流を流されたレーザダイオードは、電流に比例したレーザパルスを前方へ向けて照射する。前方の障害物に反射されたレーザパルスが受光部により受信されると共に、タイマカウンタの計測をストップさせる。計測された時間は障害物までの距離に比例するので、この値に適当な係数を乗算すれば、障害物までの距離情報も取得される。

レーダ装置は、車両の進行方向前方の所定範囲をレーザが走査するように、レーザパルスの発信方向を変えながら連続的にレーザパルスを発信するので、上記した動作を繰り返すことにより、各走査点において障害物までの距離情報が得られる。障害物は例えば、先行車両やガードレールなどであるので、周辺監視手段１１は先行車両までの距離及び方向を検出する。

また、周辺監視手段１１が撮影装置の場合、ＣＣＤやＣＭＯＳなど光電変換素子を有し、車両前方から入射した光をフォトダイオードで光電変換し、蓄積した電荷を電圧として読み出し後増幅してＡ／Ｄ変換を施し所定の輝度階調（例えば、２５６階調）のデジタル画像（以下、単に画像データという）に変換する。

撮影装置が１つであっても画像処理により被写体との距離情報を得ることもできるが、ステレオカメラであった場合、同時に撮影された２つの画像データを解析することで２つのカメラの視差が得られ、視差、カメラの焦点距離、２つのカメラの距離等に基づき、三角測量の原理から各画素毎に距離情報が得られる。

車両制御手段１３は、ブレーキＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）やエンジンＥＣＵ等と通信してアダプティブクルーズコントロールを実行する。車両制御手段１３は、運転者が設定した速度で車両を追従走行させると共に、先行車両が検出される場合には車間距離を保つ追従走行を実行する。エンジンＥＣＵは先行車両が検出されない場合は設定速度にて走行するように車両制御手段１３から供給された速度に基づき、エンジンへの吸気通路の途中に配設されるスロットル弁の開度を制御する。先行車両が検出される場合は、先行車両との車間距離を保つようにスロットル開度を制御すると共に、先行車両が減速した場合にはブレーキＥＣＵが車輪に制動が加える。

なお、アクセルペダルの踏み込み量がスロットル開度に連動するように、アクセルペダルとスロットル弁とが連結されている。アクセルペダルの踏み込みに応じたスロットル弁の開度とエンジンＥＣＵによる制御とは、それぞれ独立して動作可能であるが、両者の動作の内、スロットル開度の大きい方がスロットル弁の制御に反映する。また、さらに、変速機制御器がエンジンＥＣＵからの指示により、自車両の速度を制御する上で必要な自動変速機のギヤ位置を選択する。

車車間通信手段１４は、車車間通信 に利用可能な送信機／受信機（以下、単に送受信機という）を備え、通信用のアンテナにより無線周波数帯の電波（例えば、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ帯のミリ波）を送受信することにより他車両との車車間通信を実現する。通信方式には、例えば、スペクトラム拡散方式を採用することができる。なお、車車間通信
には、インフラを経由した車両間での通信、すなわち個々のリンクの一部又は全部が路車間通信として実現される車両間での通信も含まれる。

ナビゲーション手段１５は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信装置１６に接続されており、ＧＰＳ衛星から発信される電波の到達時間を利用して単独測位方法やＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｃａｌ ＧＰＳ）方法により、自車両の位置を高精度に推定する。

また、ナビゲーション手段１５には、自車両の速度を検出する車速センサ、走行方向を検出するジャイロセンサが接続されており、ＧＰＳにより検出した自車両の座標情報に基づき自律航法により車両の位置を高精度に推定する。すなわち、車速センサにより測定された車速及びジャイロセンサにより測定された自車両の走行方向に基づいて、走行距離と走行方向による走行経路を累積しながら自律航法により車両の現在位置を推定する。

ナビゲーション手段１５は、また、地図データベース１７を利用して、自律航法による位置推定に対して地図データベース１７から抽出した道路地図の道路と車両の位置とを対応づけるマップマッチング法により最終的に現在位置を精度よく推定する。

地図データベース１７は、道路網や交差点などの道路地図情報が、緯度経度に対応づけて格納されたＨＤＤやＣＤやＤＶＤ−ＲＯＭ等である。地図データベース１７は、実際の道路網に対応してノード(道路と道路が交差する点、すなわち交差点)に関係する情報と、リンク(ノードとノードを接続する道路)に関係する情報とからなるテーブル状のデータベースである。

ノードテーブルは、ノードの番号、座標、そのノードから流出するリンク数及びそれらのリンク番号を有する。また、リンクテーブルは、リンクの番号、リンクを構成する始点ノードと終点ノード、リンク長及びリンク方向等を有する。ノード番号及びリンク番号は、互いに重複しないように定められている。したがって、ノード番号とリンク番号をそれぞれ辿ることで道路網が形成される。

また、地図データベース１７には、道路の幅長、車線数等の道路情報が格納されている。なお、この他にも、高速道路，一般国道，地方道というような道路種別情報や、デパートや陸橋などの建築物、制限速度や一方通行、Ｕターン禁止などの交通規則が記憶されている。

目的地が入力された場合ナビゲーション手段１５は、リンク長や幅員、右左折の必要性などをコストに換算して、コストが小さくなるように現在地から目的地までの経路を算出し運転者に提供する。

ウィンカー１８、ライト１９、ハザード２０及びブレーキ２１等は、これらの装置のオン／オフ、作動状況を示す信号等を演算処理手段１０に送出する。

情報提供手段１２は、車車間通信手段１４により送信するための情報及び受信した情報のバッファリング、通信方式の変換、所定のプロトコルによるデータ通信等、車車間通信のための制御を行う。

送受信する情報は、ナビゲーション手段１５による自車位置情報、周辺監視手段１１により検出された先行車両との距離情報、車載カメラによる画像情報、各種制御装置による制御信号、各種センサによる検出信号、各種スイッチのオン／オフ信号、などの多種多様な信号（以下、自車両情報という）である。情報提供手段１２が提供する情報はこれらに限定されるものではなく、自車両情報には車車間通信
で他車両又は自車両にとって有益となり得るあらゆる情報が含まれ得る。バッファに格納される自車両情報は、情報提供手段１２が所定の間隔毎に更新する。

また、同様の構成により、車車間通信手段１４を備えた他の車両から多種多様な信号（以下、他車両情報という）を車車間通信手段１４により受信する。

情報提供手段１２、車両制御手段１３及び演算処理手段１０は、それぞれＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ（Non-Volatile ＲＡＭ）及び通信部等がバスにより接続されたマイコンであり、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで上述した制御を実行する。なお、これら情報提供手段１２と演算処理手段１０は一体のマイコンに搭載されていてもよい。

演算処理手段１０については実施例において詳述するが、演算処理手段１０は周辺監視手段１１により検出された主に先行車両の位置と、車車間通信により取得された他車両の位置情報との一致度を算出し、他車両から先行車両を選定する他車選定手段を有する。他車選定手段は、先行車両又は他車両の位置情報に基づき他車の移動量を線分として形成し、これらの線分の重畳度に基づき一致度を算出する。

また、演算処理手段１０は、車車間通信が受信する他車両の位置情報の時間的な遅れを検出し、検出された時間的遅れの補正値を他車に送信する時間遅れ補正手段、車車間通信手段１４の出力を増減する出力制御手段を有する。演算処理手段１０のＣＰＵは、他車選定手段、時間遅れ補正手段及び出力制御手段を実現するプログラムを実行することで、実施例に説明する制御を実行する。

本実施例ではＡＣＣにより追従走行する場合の先行車両の選定について説明する。図２は先行車両を決定する処理の流れを示すフローチャート図である。本実施例では、他車選定手段が、周辺監視手段１１により検出された先行車両に相当する他車両を、車車間通信手段１４により取得された位置情報に基づき選定する。

まず、演算処理手段１０は周辺監視手段１１により先行車両との相対距離を取得する（Ｓ１１）。周辺監視手段１１の種別（レーダやカメラ）毎に相対距離が検出可能であるが、複数の周辺監視手段１１から相対距離が検出された場合には測位手段に対応づけて相対距離を検出する。ここではレーダにより相対距離を検出するものとする。なお、相対距離は連続的に取得されているので、相対速度の時間微分により相対速度が得られる。

ついで、他車選定手段は検出した相対距離に基づき、先行車両の相対位置を所定平面に形成（マッピング）する（Ｓ１２）。他車選定手段は、自車両の前方バンパの略中心を原点に、先行車両の相対距離を始点とした線分の一端としてマッピングする。線分の終点は定期的に検出される次回の相対距離により決定される。なお、周辺監視手段１１により検出した相対速度により線分の終端を定めてもよい。かかる線分は、レーダにより検出した先行車両の移動量及び移動方向を示すので、この線分をレーダベクトルと称す。

ついで、演算処理手段１０は、車車間通信手段１４により周辺の車両の他車両情報を取得する（Ｓ１３）。他車選定手段は、受信した他車両情報から位置情報及び速度を抽出し、他車両の位置をマッピングする（Ｓ１４）。他車両から送信される位置情報は、例えばＧＰＳによる座標情報であり、速度には走行方向を示す情報が含まれる。自車両の位置はナビゲーション手段１５により明らかであるので、他車両の位置情報との差分により相対的な位置（相対距離）は既知となる。

他車選定手段は、同様に他車両の相対距離を始点とした線分の一端としてマッピングする。線分の終点は定期的に検出される次回の位置情報により決定される。車車間通信により受信された位置情報に基づき検出した他車両の線分は、ＧＰＳにより検出した他車両の移動量及び移動方向を示すので、この線分をＧＰＳベクトルと称す。

また、車車間通信では通信可能なすべての他車両から他車両情報が受信されるので、受信された全ての他車両についてマッピングする。

他車選定手段は、同様の処理を少なくとも２回繰り返して線分が形成されたか否かを判定する（Ｓ１５）。すなわち、２回以上繰り返すことで線分の終端が決定される。線分の形成を定期的に行えば、線分の長さが相対速度の大きさを示す。

本実施例では移動量及び方向だけでなく太さという指標をＧＰＳベクトルに導入する。ＧＰＳベクトルの太さは、位置情報の位置検出精度に応じて定められている。

図３は、ＧＰＳベクトルの太さを定める規定表の一例を示す。図３では、測位手段及び測位状況（特許請求の範囲における精度情報）に対応づけてＧＰＳベクトルの太さが規定されている。図３では、「○」が測位手段として利用されたことを示す。

ＧＰＳベクトルの太さは一例として４段階に規定されており、数値が大きいほど位置検出精度が高い。例えば、測位手段がレーダの場合、太さは「１」に規定されている。レーダの場合、霧や雨などの測位状況に関わらず所定の精度が期待できるため、測位状況により分類されていないが分類してもよい。

ＧＰＳによる測位の場合、捕捉したＧＰＳ衛星の数、マップマッチング（図ではＭＭと示す）の有無により位置検出精度が異なるため、これら測位状況に応じてＧＰＳベクトルの太さが規定されている。
（ａ１）ＧＰＳのみにより位置検出された場合ＧＰＳベクトルの太さは「３」である。
（ａ２）全く位置検出されていない場合ベクトルの太さは「１」である。
（ａ３）ＧＰＳと自律航法により位置検出された場合ＧＰＳベクトルの太さは「３」である。
（ａ４）ＧＰＳ衛星が捕捉されず自律航法のみにより位置検出された場合ＧＰＳベクトルの太さは「２」である。
（ａ５）ＧＰＳ、自律航法及びマップマッチングにより位置検出された場合ＧＰＳベクトルの太さは「４」である。
（ａ６）マップマッチング及び自律航法により位置検出された場合ＧＰＳベクトルの太さは「３」である。
（ａ７）マップマッチングのみにより位置検出された場合ＧＰＳベクトルの太さは「１」である。演算処理手段１０は、図３のような太さの規定に基づきレーダベクトルとＧＰＳベクトルをマッピングする。

図４（ａ）はマッピングされた線分の一例を示す図である。図４（ａ）では線分Ｌ２４がレーダベクトルである。レーダによる先行車両の検出では、通常、直前の先行車両しか検出されないため、図３では１つのレーダベクトルＬ２４がマッピングされている。また、太さは「１」である。また、図４（ａ）では３つの他車両のＧＰＳベクトルＧ２５〜Ｇ２７が示されている。

所定の回数のマッピングが終了した場合、演算処理手段１０は図４（ａ）のようなマッピングの結果からレーダベクトルＬ２４と車車間通信によるＧＰＳベクトルＧ２５〜２７との一致度を評価する（Ｓ１６）。一致度の判定方法については後述するが、他車選定手段は、レーダベクトルＬ２４と一致度の大きいＧＰＳベクトルを示す他車両を選定する。

図４（ａ）のように、レーダベクトルＬ２４と重畳するＧＰＳベクトルが検出されない場合、演算処理手段１０は先行車両が選定されないと判定して、図２の処理をステップＳ１１から繰り返す（Ｓ１７）。

繰り返すことにより、演算処理手段１０は同一の他車両のレーダベクトル及びＧＰＳベクトルを繰り返した数だけ得られる。図４（ｂ）は２回繰り返してマッピングされたレーダベクトル及びＧＰＳベクトルを示す。

なお、図４（ｂ）では同一の線分に同一の符号を付したが、測位状況の変化から同一の他車両のＧＰＳベクトルであっても太さが異なっている場合がある。

図４（ｂ）のように、重複部分が存在しレーダベクトルと所定以上に重畳するＧＰＳベクトルが検出された場合、先行車両を選定して図２の処理を終了する。

続いて、一致度の評価について説明する。一致度はレーダベクトルとＧＰＳベクトルの長さの差、角度の差及び重なり度合に基づき算出された評価点により評価される。

図５は他車選定手段による一致度の評価手順を示すフローチャート図の一例を示す。

まず、他車選定手段はレーダベクトルとＧＰＳベクトルの長さの差に基づく評価点と角度の差に基づく評価点とを算出する（Ｓ２１）。

図６（ａ）は長さの差と評価点の関係の一例を示す図である。図６（ａ）では、長さの差が±１０％以内の場合の評価点は「３」、長さの差が±１０％〜±２０％の場合の評価点は「２」、長さの差が±２０％〜±３０％の場合の評価点は「−１」、長さの差が±３０％以上の場合の評価点は「−２」とされている。

図６（ｂ）は角度の差と評価点の関係の一例を示す図である。図６（ｂ）では、レーダベクトルとＧＰＳベクトルの角度の差が±５度以内の場合の評価点が「３」、±５度〜±１０度の場合の評価点が「２」、±１０度〜±２０度の場合の評価点が「１」、±２０度以上の場合の評価点が「−１」とされている。

図７はレーダベクトルとＧＰＳベクトルの関係の一例を示す図である。例えば、他車選定手段は正方形のメッシュを作成し、正方形の１辺の長さをレーダベクトル又はＧＰＳベクトルのうち長い方の長さ、メッシュ目の大きさをレーダベクトルの太さとする。

他車選定手段は、レーダベクトルとＧＰＳベクトルの長さ及び方向を抽出し、図６（ａ）を参照して、長さの差による評価点と図６（ｂ）を参照して角度の差による評価点をそれぞれ抽出する。

ついで、他車選定手段はレーダベクトルとＧＰＳベクトルの重なり度合いに基づき評価点を抽出する（Ｓ２２）。図６（ｃ）はレーダベクトルとＧＰＳベクトルとの重なり度合いと評価点の関係を示す。図６（ｃ）ではレーダベクトル又はＧＰＳベクトルの長い方の長さに対し、短い方のベクトルが重なっている長さの割合に応じて評価点を定めている。

例えば、レーダベクトルとＧＰＳベクトルが８０％以上重なっている場合の評価点は「３」、４０〜８０％重なっている場合の評価点は「２」、２０〜４０％重なっている場合の評価点は「１」、重なり方が２０％未満場合の評価点は「０」となっている。

他車選定手段は、図７のようなレーダベクトルとＧＰＳベクトルの関係から、重なったメッシュの割合により重なり度合いを算出し、図５（ｃ）から評価点を抽出する。

１つのＧＰＳベクトルについてすべての評価点が抽出されると、他車選定手段は全ての評価点を合算し、当該ＧＰＳベクトルと対応づけて記憶する（Ｓ２３）。

なお、評価点に重み付けをしてもよい。重み付けにより一致度に影響の大きい指標（例えば、角度の差）を重視して一致度を評価できる。

なお、他車選定手段は、１つのレーダベクトルに対し全てのＧＰＳベクトルの評価点を合算するので、本実施例では合算により３つの評価点が得られる。

ついで、他車選定手段は、ＧＰＳベクトル毎に過去の評価点を加算する（Ｓ２４）。過去の評価点は図２のフローチャート図のステップＳ１７において先行車が決定されない場合に記憶されているので、初めてステップＳ２４を処理する場合加算しない。過去の評価点を加算することで、先行車を決定しやすくなる。

ついで、他車選定手段は、所定値以上の評価点のＧＰＳベクトルがあるか否かを判定する（Ｓ２５）。所定値以上の評価点のＧＰＳベクトルがなければ（Ｓ２５のＮｏ）、図２のフローチャート図のステップＳ１７の判定もＮｏとなり、他車選定手段は次のレーダベクトル及びＧＰＳベクトルをマッピングする。

所定値以上の評価点のＧＰＳベクトルがある場合（Ｓ２５のＹｅｓ）、それが複数ある場合には評価点が最大のＧＰＳベクトルの他車両を選定する（Ｓ２６）。以上の処理により、レーザにより検出される先行車両と一致度の高い他車両を車車間通信により選定できる。

なお、一致度の評価は、ベクトル間の近似度を評価する手法を用いればよい。例えば、図７のようにレーダベクトルとＧＰＳベクトルを表した場合、レーダベクトルを標準テンプレートとしたテンプレートマッチングにより一致度を評価することができる。この場合、相関が最大となる場合の重なり度合いに基づき評価点を定める。

また、レーダベクトル及びＧＰＳベクトルの長さと方向のみを用いて、ベクトルの内積をレーダベクトルとＧＰＳベクトルと一致度の評価点としてもよい。レーダベクトルは共通なので、ベクトルの内積を取ることで、ベクトルの方向に基づく相関の大きさを得ることができる。

なお、測位方式と測位状況による線分の太さを変えることとしたが、太さはすべての線分で同じにしてもよい。

以上のように、本実施例によれば車車間通信により先行車両を精度よく選定することが可能になる。先行車両が選定できれば、追従走行時に車車間通信を利用して車間距離を詰めたり増大するなどより高度な車間距離の制御が可能となる。

車車間通信により受信した他車両の位置情報は、先行車両による測位の遅れ、処理の遅れ、通信の遅れ、自車両の内部処理の遅れ、等により、受信した他車両情報から位置情報を抽出した時にはすでに他車両の実際の位置とずれが生じている。本実施例では、この通信により生じる時間的遅れを測定し、補正すると共に、補正値を他車両（先行車）に送信して、追従走行中に時間的遅れが少なくなるように収束させる車両位置演算装置について説明する。

なお、本実施例では先行車両による位置の先読み処理が必要となるが、先行車両の構成は自車両の構成と同様であり、先行車両のナビゲーション手段１５が当該先行車両の位置を先読みする。

本実施例では実施例１により先行車両が選定されており、車両制御手段１３により所定の巡航速度を上限に先行車両と車間距離を一定に保つ追従走行が実行されている状態が得られている。

図８（ａ）は演算処理手段１０が追従走行中に時間的遅れが少なくなるように収束させる処理手順を示すフローチャート図である。

まず、時間遅れ補正手段は、車両制御手段１３に車間距離を設定された距離よりも広げさせる（Ｓ３１）。距離の増大量、増大開始時及び終了時の時刻は時間遅れ補正手段に既知である。

演算処理手段１０は、実際の先行車両との距離をレーダセンサ等により検出しながら、車車間通信により先行車両からの他車両情報を受信する（Ｓ３２）。車車間通信により得られた距離が実際の先行車両との距離と等しくなるまでの時間が、先行車両が有する時間的遅れとなる。

時間遅れ補正手段は、検出した時間的遅れ情報を車車間通信により先行車両に送信する（Ｓ３３）。

図８（ｂ）は先行車両が時間的遅れを補正する処理の手順を示すフローチャート図である。
先行車両は自車両から車車間通信により時間的遅れ情報を受信する（Ｓ４１）。そして、先行車両は、受信した時間的遅れの分、先行車両の位置を先読みする（Ｓ４２）。すなわち、時間的遅れが数秒である場合、数秒先に先行車両が存在する位置を取得する。数秒先に先行車両が走行するのは現在走行している道路上であるので、現在走行している位置、走行速度、及び、時間的遅れにより、数秒先に先行車両が存在する位置は容易に取得できる。

先行車両は、以降は先読みした車両位置を車車間通信により自車両に送信するように設定し、先読みした位置情報を自車両に送信する（Ｓ４３）。

なお、先読みする時間は補正が過度にならないよう上限を定めるものとし、また、より好適には先行車両の速度に応じて上限を定める。

図８（ａ）に戻り、時間遅れ補正手段は、車間距離を設定された距離に戻す（Ｓ３４）。そしてステップＳ３２と同様に、実際の先行車両との距離をレーダセンサ等により検出しながら、車車間通信により先行車両からの他車両情報を受信する。ここで受信する他車両情報は時間的遅れが補正されたものである。

時間遅れ補正手段は、車車間通信により得られた距離が実際の先行車両との距離と等しくなるまでの時間を時間的遅れとして再度検出する（Ｓ３５）。そして、時間遅れ補正手段は、検出した時間的遅れを先行車両に送信する（Ｓ３６）。

時間遅れ補正手段は時間的遅れが所定以内に収束したか否かを判定し（Ｓ３７）、収束した場合、処理を打ち切り、時間的遅れが所定以上の場合、ステップＳ３１から処理を繰り返す。

以上のように、本実施例によれば、時間的遅れの補正値を先行車に送信して、先行車が時間的遅れを見込んで先読みした位置を自車両に送信することで、追従走行中に時間的遅れが少なくなるように収束させることができる。先行車両との通信に時間的遅れが少なくなれば、追従走行時に車間距離を詰めたり増大するなどより高度な車間距離の制御が可能となる。

定期的に時間的遅れを検出し、又は、時間的遅れがあることを検出された場合に、本実施例の処理を起動することで、自動的に時間的遅れを補正することができる。

また、車間距離を増減したにもかかわらず先行車から送信される位置情報が変化しない場合は先行車の選定にミスがあったことを検出することもできる。したがって、この場合、実施例１の先行車の選定処理を行うことで先行車の選定ミスを防止できる。

ところで、時間的な遅れは先行車両の車載システムと自車両のシステムとの違いに依存するものであるため、車両の組み合わせが変われば時間的遅れも異なることとなる。したがって、時間的遅れが収束したか否かは一定の値に基づき判定するのでなく、補正前の時間的遅れに基づき（例えば、補正前の時間的遅れの１／２〜１／１０等）決定するなど、動的に定めることで補正の効果を車両の組み合わせ毎に高めることができる。

車車間通信を光や比較的高い周波数の電波により実現した場合、比較的近距離の通信に限定されることが多く、自車との間に何台もの車両を挟んで数百ｍ離れた車両と通信することは困難である。そこで、車車間通信では隣接した車両同士で短距離通信して、隣接した車両を中継することで比較的離れた車両との通信を実現することも可能となっている。

本実施の形態で説明したようにＡＣＣにより先行車両が捕捉され追従走行している状態では、先行車両との車間距離が略一定に保たれるので、その範囲でのみ車車間通信のための電波を発信しても自車両情報は先行車両が受信することができる。先行車両は、電波の送信エリアを限定せずに車車間通信したり、同様に電波の送信エリアを限定して車車間通信する。

このように、自車両が送信エリアを限定して先行車両にのみ自車両情報を提供すれば、電波到達距離の制限ができまた帯域低減に貢献できる。

図９は自車両が車車間通信による電波の送信エリアを可変とする処理手順のフローチャート図を示す。図９のフローチャート図は、ＡＣＣにより追従走行している状態でスタートする。

まず、出力制御手段は、車車間通信により先行車に車間距離と自車の車長を送信する（Ｓ５１）。この車間距離は、レーダによるものでも位置情報によるものであってもよい。

出力制御手段は、先行車から車車間通信により他車両情報を受信して、ステップＳ５１で送信した自車両情報が反映されているか否かを判定する（Ｓ５２）。先行車両は、追従走行している車両の有無、追従走行車がある場合にはその台数、車間距離及び車長による連結長、を車車間通信により所定のエリアに送信するので、出力制御手段は先行車両から受信した他車両情報に自車の情報が含まれているかにより、自車両情報が反映されたか否かを判定できる。

自車両情報が先行車両に反映されていない場合（Ｓ５２のＮｏ）、出力制御手段は車車間通信手段１４の出力を所定量だけ増大する（Ｓ５４）。

また、自車両情報が先行車両に反映されている場合（Ｓ５２のＹｅｓ）、車車間通信手段１４の出力が所定値以上が否かを判定する（Ｓ５３）。この所定値は、先行車両と車車間通信を維持するための下限の出力値＋αであり、最低限先行車両に電波を送信するために必要な出力量に若干のマージンαを含ませたものである。

車車間通信手段１４の出力が所定値以上の場合（Ｓ５３のＹｅｓ）、出力制御手段は、車車間通信手段１４の出力を所定量だけダウンさせる（Ｓ５６）。車車間通信手段１４の出力が所定値未満の場合（Ｓ５３のＮｏ）、出力制御手段は、車車間通信手段１４の出力を保持する（Ｓ５６）。

以降は、図９のような処理を繰り返す。出力の増大やダウンを繰り返すことで、電波の到達状況に応じて自動的に車車間通信の出力を増減でき、車車間通信による電力消費を最適化できる。なお、このような出力の制御は、ＡＣＣによる追従走行をしていなくても車車間通信が可能であれば好適に適用できる。

図１０は出力制御手段により調整される車車間通信の送信エリアを示す図である。図１０（ａ）は送信エリアを制御する前を、図１０（ｂ）は送信エリアを制御した後の送信エリアをそれぞれ示す。

図１０では車両Ａが先行車両、車両Ｂが自車両である。送信エリアを制御する前は車両Ａ、Ｂは共にＡｒｅａ_１をカバーする送信エリアで車車間通信が可能となっている。図１０（ａ）の状態から本実施例の出力制御を行うと、図１０（ｂ）に示すように車両Ｂの送信エリアをＡｒｅａ_２（＜Ａｒｅａ_１）に限定することができ、電波到達距離の制限及び帯域低減が可能になる。

また、図１０（ａ）又は（ｂ）の状態から車間距離が増大した場合には、出力を増大させることもできるので、車間距離に応じて最小限の出力で通信するという出力の最適化が可能となる。

以上のように、本実施の形態の車両位置演算装置は、ＡＣＣによる追従走行を行う場合に、車車間通信により先行車両を選定することができ、選定した先行車両との通信による時間的遅れを低減できる。したがって、車車間通信により先行車が選定でき、また、通信の時間的遅れを補正できるので、先行車両との車間距離を通常より詰めたりまたは増大させるなど、車間距離を高度に制御することが可能になる。車間距離が短縮又は増大した場合には、車車間通信の送信出力を最適化できるので、出力の低減や帯域低減が可能になる。

車両位置演算装置の機能ブロック図である。 先行車両を決定する処理の流れを示すフローチャート図である。 ベクトルの太さを定める規定表の一例である。 マッピングされた線分の一例を示す図である。 一致度の評価手順を示すフローチャート図の一例である。 長さの差、角度、重なり度合いと評価点の関係の一例を示す図である。 レーダベクトルとＧＰＳベクトルの関係の一例を示す図である。 時間遅れ補正手段が追従走行中に時間的遅れが少なくなるように収束させる処理手順を示すフローチャート図である。 自車両が車車間通信による電波の送信エリアを可変とする処理手順のフローチャート図である。 制御された車車間通信の送信エリアの一例を示す図である。

符号の説明

１０ 演算処理手段
１１ 周辺監視手段
１２ 情報提供手段
１３ 車両制御手段
１４ 車車間通信手段
１５ ナビゲーション手段
１６ ＧＰＳ
１７ 地図データベース
１８ ウィンカ
１９ ライト
２０ ハザード
２１ ブレーキ
Ｌ２４ レーダベクトル
Ｇ２５〜２６ ＧＰＳベクトル

Claims (7)

1. 自車に搭載された他車の位置を検出する他車位置検出手段と、
   外部から他車の位置情報を取得する他車位置情報取得手段と、
   前記他車位置検出手段により検出された他車の位置に対応する前記位置情報の他車を選定する他車選定手段と、
   を有することを特徴とする車両位置演算装置。
2. 前記他車選定手段は、前記他車位置検出手段により検出された他車の移動量を示す第１の線分と、前記他車位置情報取得手段により取得された前記位置情報に基づく他車の移動量を示す第２の線分との一致度を検出する、
   ことを特徴とする請求項１記載の車両位置演算装置。
3. 前記他車選定手段は、前記他車位置検出手段により検出された他車の移動量を示す第１の線分及び前記他車位置情報取得手段により取得された他車の前記位置情報に基づく移動量を示す第２の線分を形成する線分形成手段を有し、
   前記線分形成手段が形成した第１の線分と第２の線分との重畳度に基づき前記一致度を検出する、
   ことを特徴とする請求項１記載の車両位置演算装置。
4. 前記他車位置情報取得手段は、前記位置情報の精度を示す精度情報を取得し、
   前記線分形成手段は、前記精度情報に基づき第１及び第２の線分の太さを変更する、
   ことを特徴とする請求項３記載の車両位置演算装置。
5. 前記位置情報と自車位置に基づき前記他車位置情報取得手段の時間的な遅れを検出し、
   検出された時間的遅れの補正値を、前記他車選定手段により選定された他車に送信する時間遅れ補正手段を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の車両位置演算装置。
6. 前記他車選定手段により選定された他車と通信するための出力を増減する出力制御手段を有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載の車両位置演算装置。
7. 自車に搭載された他車の位置を検出する他車位置検出ステップと、
   外部から他車の位置情報を取得する他車位置情報取得ステップと、
   前記他車位置検出ステップにより検出された他車の位置に対応する前記位置情報の他車を選定する他車選定ステップと、
   を有することを特徴とする車両選定方法。
   
   
   
   

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