JP2007323183A - 車両用運転支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】他車との衝突可能性を短時間で精度良く算出でき、不要な警報を低減する運転支援システムを実現する。
【解決手段】自車の情報を送信すると共に、他車から情報を取得する車車間通信装置を有する車両用運転支援システムであって、直交するｘ軸及びｙ軸により規定される平面において、自車位置を原点、自車前方をｙ軸正方向とする座標系を設定する座標系設定手段６１と、前記座標系上で警報エリアを設定する警報エリア設定手段６２と、前記他車の走行軌跡が前記警報エリアに進入すると、前記他車との衝突に対して警報を出力する警報手段６４と、前記警報エリアに対して、前記警報手段による警報を禁止する警報禁止エリアを設定する警報禁止エリア設定手段６３と、を有する。
【選択図】図２

Description

自車の情報と車車間通信により他車から取得した情報とを用いて情報提供を行う運転支援システムに関する。

特許文献１には、自車の予想到達点を中心に自車の車速に基づいて予想円を求め、同様にして他車の予想円を求め、これら予想円の重なりから自車と他車の衝突割合を算出してドライバに報知する周辺車両情報提供装置が記載されている。

また、車車間通信により取得した他車情報により、交差点での出会い頭事故や右折事故等を防止する運転支援システムも知られている。この運転支援システムは、図１０に示すように、自車Ａの方位角θａに対する他車Ｂの方位角θｂに基づいて、自車Ａの走行路Ｒａと他車Ｂの走行路Ｒｂとが交差する交差点ＩＳを算出し、その交差点ＩＳまで自車Ａと他車Ｂの距離と到達時間を予測してドライバに情報提供（警報）を行うものである。
特開２００４−１４５４７９号公報

上記従来の運転支援システムにおいて、例えば、自車と他車とが交差する交差点（衝突ポイント）を算出する場合、衝突ポイントの算出に時間がかかると共に、精度が悪いため、不要な警報を出力するという不都合がある。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされ、その目的は、他車との衝突可能性を短時間で精度良く算出でき、不要な警報を低減する運転支援システムを実現することである。

上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る第１の形態は、自車の情報を送信すると共に、他車から情報を取得する車車間通信手段を有する車両用運転支援システムであって、直交するｘ軸及びｙ軸により規定される平面において、自車位置を原点、自車前方をｙ軸正方向とする座標系を設定する座標系設定手段と、前記座標系上で警報エリアを設定する警報エリア設定手段と、前記他車の走行軌跡が前記警報エリアに進入すると、前記他車との衝突に対して警報を出力する警報手段と、前記警報エリアに対して、前記警報手段による警報を禁止する警報禁止エリアを設定する警報禁止エリア設定手段と、を有する。

この第１の形態によれば、自車と他車とが交差する交差点を推定しないため、他車との衝突可能性を短時間で精度良く算出でき、不要な警報出力を低減できる。

また、第２の形態では、前記警報エリアは、前記原点を中心とし、前記警報を出力後停止するまでの間に前記他車が走行する距離を半径とした円形状に設定される。この形態によれば、自車が走行している場合に他車との相対位置により警報エリアを精度良く算出できる。

また、第３の形態では、前記警報エリアは、前記自車が停止しているときに、前記原点を中心とし、前記自車が発進するまでの間に前記他車が走行する距離を半径とした円形状に設定される。この形態によれば、自車が停止している場合に他車との相対位置により警報エリアを精度良く算出できる。

また、第４の形態では、前記警報禁止エリアは、前記他車の走行軌跡が前記ｙ軸と平行で且つｙ軸と一致しない領域に設定される。この形態によれば、例えば、他車が停止、減速、又は右左折した場合等のように他車が自車に近づかない場合の不要な警報出力を低減できる。

また、第５の形態では、前記警報禁止エリアは、前記他車の走行軌跡のｙ軸座標が所定値以上の領域に設定される。この形態によれば、例えば、他車が十分に距離及び時間に余裕を持って自車の走行路を交差する場合等の不要な警報出力を低減できる。

また、第６の形態では、前記警報禁止エリアは、前記自車の走行路の幅に相当する領域に設定される。この形態によれば、自車の走行路を警報エリアから除外することで、対向車に対する警報を行わないようにできる。

また、第７の形態では、前記自車の車速及びヨーレートから自車の走行軌跡を推定する走行軌跡推定手段を更に備え、前記自車の走行路は、推定された前記走行軌跡に相当する領域に設定される。この形態によれば、自車の走行路を警報エリアから除外することで、対向車に対する警報を行わないようにできる。

また、第８の形態では、前記自車の走行路を画定するラインを検知する車線検出手段を更に備え、前記自車の走行路は、検出された前記ラインに相当する領域に設定される。この形態によれば、自車の走行路を警報エリアから除外することで、対向車に対する警報を行わないようにできる。

また、第９の形態では、前記警報禁止エリアは、前記自車の走行路と他車の走行路との交差角度を中心角とした扇状の領域に設定される。この形態によれば、自車と他車が交差する走行路以外を走行する対向車両や後続車両等に対する警報を行わないようにできる。

また、第１０の形態では、前記車車間通信手段は、前記自車のイグニッションスイッチがオフであっても、ハザードランプがオンの場合、前記自車の情報を送信する。この形態によれば、他車の停車の有無を判定できる。

本発明によれば、他車との衝突可能性を短時間で精度良く算出でき、不要な警報出力を低減する車両両運転支援システムを実現することができる。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。

［システム構成］
図１は、本発明に係る実施形態の運転支援システムの構成を示すブロック図である。

図１において、車両に搭載される運転支援システム１は、同システムを搭載する１台又は複数台の他車（相手車両ともいう。）との間で各種情報を送受する車車間通信装置２と、カーナビゲーション装置３と、自車の走行状態に関する情報を出力する走行状態検出装置４と、これら装置２，３，４から取得した各情報に基づいて自車と自車の周囲に存在する他車との衝突可能性を予測し、衝突を回避するための情報を文字や画像、音声等により出力してドライバに情報提供（警報）する運転支援制御を行うＥＣＵ５と、を備える。

車車間通信装置２は送受信アンテナ２１を備え、例えば自車位置の周囲数百ｍの範囲に存在する他車との間で無線通信により自車情報の配信及び他車情報を受信を行う。尚、他車との距離が数十ｍ程度であれば、ＤＳＲＣ（狭域無線通信方式）等の路車間通信を利用してもよい。

カーナビゲーション装置３はＧＰＳアンテナ３１及びＧＰＳ受信機３２を備え、例えば自車の位置情報（緯度、経度、方位等に関する情報）をＥＣＵ５に出力する。また、カーナビゲーション装置３は地図情報等の画像を表示するディスプレイ３３及び経路誘導等で音声メッセージ等を発するスピーカ３４を備え、上記ＥＣＵ５は、これらディスプレイ３３及びスピーカ３４を利用して、他車位置や他車との衝突を回避するための情報を画像や音声等でドライバに情報提供（警報）を行う。

更に、カーナビゲーション装置３は、地図データベース（以下、地図ＤＢ）３５を備え、ＥＣＵ５は、この地図ＤＢ３５から、例えばマップマッチング後の自車の位置座標、前方交差点座標（列）、各交差点までの距離、各交差点の信号機の有無、各交差点での分岐路の交差角度（道路接続角度）、各分岐路の道路情報（道路種別（国道や県道等）、路線番号、道路幅員、車線数等）、自車の走行路情報（道路種別、路線番号、道路幅員、車線数等）を得る（以下、これらの情報をナビ情報という。）。尚、カーナビゲーション装置３にＤＧＰＳ（デファレンシャルＧＰＳ）を内蔵することで、ＦＭ多重放送の補正データを受信してＧＰＳの位置情報を補正し、測位精度を高めることもできる。

走行状態検出装置４は、例えば自車の車速を検出する車速センサ、加速度を検出する加速センサ、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ、自車の進行方向（方位）を検出するジャイロメータ等からなる自律航法装置等のセンサ類や、オン／オフ信号を出力するイグニッションスイッチやハザードスイッチ、ブレーキスイッチ、ウインカースイッチ等のスイッチ類を含み、ＥＣＵ５は、これらセンサ類やスイッチ類から自車の走行状態情報を得る。

ＥＣＵ５は、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、ＲＯＭ５３を基本構成とするコンピュータである。ＲＯＭ５３には、車車間通信装置２により異なる車両間で情報の授受を行う通信プログラム、上記車車間通信装置２を介して取得した他車情報やナビ情報、走行状態情報等を利用して他車との衝突可能性を算出するプログラム、自車位置及び他車位置を地図上に表示すると共に、上記衝突可能性に応じてドライバに画像や音声で注意を喚起するための警報を出力するプログラムが夫々格納されている。

ＥＣＵ５は、自車の位置や速度、進行方向（方位）等に関するナビ情報や走行状態情報に加えて、自車の全長等の諸元情報や車両の種別を含む固有の識別（ＩＤ）情報（送信元情報）、他車のＩＤ情報（送信先情報）を、所定の車車間通信可能な範囲内に存在する他車に対して車車間通信装置２を介して配信する（以下、これらの情報を自車配信情報という。）。同様に、ＥＣＵ５は他車に関する配信情報（以下、他車配信情報という。）を他車から受信する。

尚、本実施形態の車車間通信では、複数車両への配信を同時に行える同報通信方式（ブロードキャスト方式）を適用するが、送信元及び送信先の車両を特定し通信開始時に回線接続を確立するような通信方式を適用してもよい。

また、本実施形態の車車間通信は通信間隔が約０．１秒であり、車両のイグニッションスイッチがオフであっても、ハザードランプがオンの場合、停車車両としての把握のために情報が配信されるようになっている。

また、路面の交差点や交差点付近等にインフラ装置（例えば、路車間通信で利用されるビーコン等）が設けられている場合には、自車近くに設けられたインフラ装置を利用して、自車は周辺の他車に対して自車情報を配信することもできる。

ＥＣＵ５は、上記ナビ情報や走行状態情報を利用して、自車の警報エリアを設定し、他車がこの警報エリアに進入したときに、ドライバに警報を発する。

尚、本実施形態では、ナビゲーション装置３のディスプレイ３３やスピーカ３４を用いて情報提供（警報）を行っているが、例えば、ヘッドアップディスプレイを用いたり、警報音を発するブザーや、ドライバが着座しているシートを振動させるシートバイブレータ等を用いても良い。

また、車両に、例えば、自車の周囲を監視する自車の走行路前方を撮像するＣＣＤカメラ、前方車両との車間距離を測定するレーザレーダや、超音波を利用したクリアランスソナー等を設け、ＥＣＵ５が、これらカメラやレーダ類から得た情報を用いて、自車の前方を走行中或いは前方に駐車している他車を監視して、衝突可能性のある他車を特定してもよい。

図２は、本実施形態の運転支援システムを実現するＥＣＵの機能ブロック図である。

図２において、６１は、直交するｘ軸及びｙ軸により規定される平面において、自車位置を原点、自車前方をｙ軸正方向とする座標系を設定する座標系設定ブロックである。６２は、上記座標系上で警報エリアを設定する警報エリア設定ブロック６２である。６４は、他車の走行軌跡が警報エリアに進入すると、他車との衝突に対して警報を出力する警報ブロックである。６３は、警報エリアに対して警報を禁止する警報禁止エリアを設定する警報禁止エリア設定ブロックである。更に、警報禁止エリア設定ブロック６３は、自車の車速及びヨーレートから将来の自車の走行軌跡を推定する走行軌跡推定ブロック６３ａと、自車の走行路を画定するラインを検出する車線検出ブロック６３ｂとを有する。

図３及び図４は、本実施形態の車両用運転支援システムによる警報処理を示すフローチャートである。

図３において、ＥＣＵ５は、自車のナビ情報及び走行状態情報を取得し（Ｓ１）、自車位置、進行方向（方位）、ＩＤ（送信元情報）、送信先情報等を含む自車配信情報を配信する（Ｓ３）。次に、ＥＣＵ５は、他車から他車配信情報を受信したならば、他車のＩＤ、位置、速度、進行方向等の他車情報を取得する（Ｓ５，Ｓ７）。

次に、ＥＣＵ５は、座標系設定ブロック６１により、直交するｘ軸及びｙ軸により規定される平面において、自車位置を原点、自車前方をｙ軸正方向とする座標系を設定し、この座標上で自車に対する他車の相対位置を設定する（Ｓ９）。つまり、他車の走行軌跡が原点と交わると衝突、ｙ＞０でｙ軸と交差すると他車が先に交差点（衝突ポイント）を通過、ｘ＞０でｘ軸と交差すると自車が先に交差点（衝突ポイント）を通過することになる。

次に、ＥＣＵ５は、警報エリア設定ブロック６２により、上記Ｓ９で設定された座標系上で他車ごとに警報エリアを設定する（Ｓ１１）。

次に、ＥＣＵ５は、警報禁止エリア設定ブロック６３により、上記警報エリアにおいて警報を禁止する警報禁止エリアを設定する（Ｓ１３）。

図４において、ＥＣＵ５は、他車配信情報から他車ごとの走行軌跡を予測する（Ｓ１５）。

次に、ＥＣＵ５は、警報ブロック６４として、予測された走行軌跡が警報エリア内で且つ警報禁止エリア外であれば、他車が警報エリアに進入したとしてドライバに警報を発する（Ｓ１７，Ｓ１９，Ｓ２１）。

また、ＥＣＵ５は、上記Ｓ１５で予測された走行軌跡が警報エリア内にあるが、警報禁止エリア内であれば、警報を禁止する（Ｓ１７，Ｓ１９，Ｓ２３）。

尚、ＥＣＵ５は、上記Ｓ１５で予測された走行軌跡が警報エリア外であれば、警報エリアに進入した車両はないので警報を発しない（Ｓ１７，Ｓ２３）。

尚、上記警報は、他車の存在を画像や音声等により出力し、ドライバに注意を喚起する。図５はディスプレイに出力される警報画面の一例を示し、自車の警報エリアに他車が進入している場合には、警告文字及び画像を表示すると共に「車両が接近中です。」という音声メッセージを出力する。

［自車が走行しているときの警報エリアの設定方法（Ｓ１１）］
図６は、図３のＳ１１における警報エリアの設定方法であって、自車が走行している場合の例を説明する図である。

図６において、警報を出力してから停止するまでにかかる時間をＴ１、その間に他車が走行する距離をＤ１とし、原点を中心とした半径Ｄ１の円を警報エリアＳとする。

Ｔ１＝Ｖａ／α＋Ｔｒ
Ｄ１＝Ｖｂ・Ｔ１
但し、Ｖａは自車の速度（ｍ／ｓ）、Ｖｂは他車の速度（ｍ／ｓ）、αは警報により減速するときの平均減速度（ｍ／ｓ²）、Ｔｒは警報に対するドライバの反応遅れ時間（ｓ）である。

以上によれば、自車が走行している場合に他車との相対位置により警報エリアを精度良く算出できる。

［自車が走行しているときの警報禁止エリアの設定方法（Ｓ１３）］
図７（ａ）〜（ｄ）は、図３のＳ１３における警報禁止エリアの設定方法であって、自車が走行している場合の例を説明する図である。

図７（ａ）に示すように、他車の走行軌跡の進行方向（方位角）θがｘ軸を０°として反時計方向に増えるとすると、θ≒９０°又は２７０°のときは、他車が警報エリアＳに進入しても警報を禁止する。

つまり、他車が停止したとき、他車の走行軌跡はｙ軸に平行になる。また、他車が十分に減速したしたとき、他車の走行軌跡はｙ軸と略平行になる。

また、他車が右折（又は左折）し、自車の走行路と交差しない道路を走行すると、他車の走行軌跡はｙ軸に平行になる。

よって、警報禁止エリアは、他車の走行軌跡がｙ軸と平行で且つｙ軸と一致しない領域に設定される。

尚、他車が停車しているか否かは、他車のイグニッションスイッチがオフであってもハザードランプがオンの場合、停車車両としての把握のために情報が配信されることで判定できる。

以上によれば、例えば、他車が停止、減速、又は右左折した場合等のように他車が自車に近づかない場合の不要な警報出力を低減できる。

また、図７（ｂ）に示すように、他車の走行軌跡が警報エリアＳに進入した場合であっても、ｙｂ＞ｙ０であるならば警報を禁止する。但し、ｙｂは他車の走行軌跡のｙ座標を表わす。また、ｙ０は予め設定された値とし、他車が十分に余裕を持って自車より先に交差点（衝突ポイント）を通過する値とする。

警報禁止エリアは、他車の走行軌跡のｙ軸座標が所定値以上の部分円領域Ｓ’に設定される。

以上によれば、例えば、他車が十分に距離及び時間に余裕を持って自車の走行路を交差する場合等の不要な警報出力を低減できる。

また、図７（ｃ）に示すように、他車の走行軌跡が警報エリアＳに進入した場合であっても、ｙｂ＞０且つｗ１＜ｘｂ＜０、又はｙｂ＞０且つ０＜ｘｂ＜ｗ２であるならば警報を禁止する。但し、（ｘｂ，ｙｂ）は他車の走行軌跡のｘｙ座標を表わす。また、ｗ１，ｗ２は予め設定された値とし、自車の走行路幅に相当する領域である。つまり、警報禁止エリアは、自車の走行路幅に相当する領域に設定される。

以上によれば、自車の走行路を警報エリアから除外することで、対向車に対する警報を行わないようにできる。

また、図７（ｄ）に示すように、ＥＣＵ５の走行軌跡推定ブロック６３ａにより自車の車速及びヨーレートから進路前方の走行軌跡を予測し、或いは車線検出ブロック６３ｂにより自車の進路前方の走行路を画定するラインを車載カメラ等で検出し、この予測又は検出された領域ｗ３、ｗ４を警報禁止エリアとする。ｗ３，ｗ４は自車の走行路幅に相当する領域である。

［自車が停止若しくは徐行しているときの警報エリアの設定方法（Ｓ１１）］
図８は、図３のＳ１１における警報エリアの設定方法であって、自車が一旦停止若しくは一旦停止後に低速走行している場合の例を説明する図である。

図８において、自車が停止しているときは、一旦停止状態から発進、右折（左折）までにかかる時間をＴ２、その間に他車が走行する距離をＤ２とし、原点を中心とした半径Ｄ２の円を警報エリアＳとする。

Ｄ２＝Ｖｂ・Ｔ２
但し、Ｖｂは他車の速度（ｍ／ｓ）である。

以上によれば、自車が停止又は徐行している場合に他車との相対位置により警報エリアを精度良く算出できる。

［自車が停止又は徐行しているときの警報禁止エリアの設定方法（Ｓ１３）］
図９は、図３のＳ１３における警報禁止エリアの設定方法であって、自車が一旦停止若しくは一旦停止後に低速走行している場合の例を説明する図である。

図９に示すように、自車と他車の走行路の交差角度β（例えば、１２０°）を中心角とした扇型エリアＳ１，Ｓ２を設定し、これらＳ１，Ｓ２以外の領域を警報禁止エリアとする。ここでは、自車と他車が交差する走行路以外を走行する車両（対向車や後続車）が警報エリアＳに進入しても警報を発しないようにする。

以上によれば、自車と他車が交差する走行路以外を走行する対向車両や後続車両等に対する警報を行わないようにできる。

上記実施形態によれば、自車と他車とが交差する交差点を推定しないで警報エリアを設定するため、他車との衝突可能性を短時間で精度良く算出できる。また、警報禁止エリアを設定することで不要な警報出力を低減できる。

本発明に係る実施形態の運転支援システムの構成を示すブロック図である。 本実施形態の運転支援システムを実現するＥＣＵの機能ブロック図である。 本実施形態の車両用運転支援システムによる警報処理を示すフローチャートである。 本実施形態の車両用運転支援システムによる警報処理を示すフローチャートである。 ディスプレイに出力される警報画面の一例を示す図である。 図３のＳ１１における警報エリアの設定方法を説明する図である。 図３のＳ１３における警報禁止エリアの設定方法を説明する図である。 図３のＳ１１における警報エリアの設定方法を説明する図である。 図３のＳ１３における警報禁止エリアの設定方法を説明する図である。 従来の運転支援システムによる衝突可能性のある他車の特定方法を説明する図である。

符号の説明

１ 運転支援システム
２ 車車間通信装置
３ カーナビゲーション装置
４ 走行状態検出装置
５ ＥＣＵ
２１ 送受信アンテナ
３１ ＧＰＳアンテナ
３２ ＧＰＳ受信機
３３ ディスプレイ
３４ スピーカ
３５ 地図ＤＢ
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＡＭ
５３ ＲＯＭ
６１ 座標系設定ブロック
６２ 警報エリア設定ブロック
６３ 警報禁止エリア設定ブロック
６３ａ 走行軌跡推定ブロック
６３ｂ 車線検出ブロック６３ｂ
６４ 警報ブロック

Claims (10)

1. 自車の情報を送信すると共に、他車から情報を取得する車車間通信手段を有する車両用運転支援システムであって、
   直交するｘ軸及びｙ軸により規定される平面において、自車位置を原点、自車前方をｙ軸正方向とする座標系を設定する座標系設定手段と、
   前記座標系上で警報エリアを設定する警報エリア設定手段と、
   前記他車の走行軌跡が前記警報エリアに進入すると、前記他車との衝突に対して警報を出力する警報手段と、
   前記警報エリアに対して、前記警報手段による警報を禁止する警報禁止エリアを設定する警報禁止エリア設定手段と、を有することを特徴とする車両用運転支援システム。
2. 前記警報エリアは、前記原点を中心とし、前記警報を出力後停止するまでの間に前記他車が走行する距離を半径とした円形状に設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用運転支援システム。
3. 前記警報エリアは、前記自車が停止しているときに、前記原点を中心とし、前記自車が発進するまでの間に前記他車が走行する距離を半径とした円形状に設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用運転支援システム。
4. 前記警報禁止エリアは、前記他車の走行軌跡が前記ｙ軸と平行で且つｙ軸と一致しない領域に設定されることを特徴とする請求項２に記載の車両用運転支援システム。
5. 前記警報禁止エリアは、前記他車の走行軌跡のｙ軸座標が所定値以上の領域に設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用運転支援システム。
6. 前記警報禁止エリアは、前記自車の走行路の幅に相当する領域に設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用運転支援システム。
7. 前記自車の車速及びヨーレートから自車の走行軌跡を推定する走行軌跡推定手段を更に備え、
   前記自車の走行路は、推定された前記走行軌跡に相当する領域に設定されることを特徴とする請求項６に記載の車両用運転支援システム。
8. 前記自車の走行路を画定するラインを検出する車線検出手段を更に備え、
   前記自車の走行路は、検出された前記ラインに相当する領域に設定されることを特徴とする請求項６に記載の車両用運転支援システム。
9. 前記警報禁止エリアは、前記自車の走行路と他車の走行路との交差角度を中心角とした扇状の領域に設定されることを特徴とする請求項３に記載の車両用運転支援システム。
10. 前記車車間通信手段は、前記自車のイグニッションスイッチがオフであっても、ハザードランプがオンの場合、前記自車の情報を送信することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の車両用運転支援システム。

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