JP2008225828A - 車両特定システム及び車両特定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＧＰＳ等の絶対位置測定方法を用いることなく、複数台の車両の中からリンク対象となる車両を特定する車両特定システム及び車両特定方法を提供する。
【解決手段】 リンク対象車両Ｃｔを探索する探索車両Ｃｍが検知したリンク対象車両Ｃｔを含む車両群Ｃｘの状態と、リンク対象車両Ｃｔが検知したリンク対象車両Ｃｔの状態とを比較し、車両群Ｃｘの中からリンク対象車両Ｃｔを特定することを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、複数の車両がリンクを形成する際のリンク対象車両を特定する車両特定システム及び車両特定方法に関する。

従来、自車両の車両情報を検出し、グループ走行を行っている他車両との間で車両情報を送受信し、受信した他車両の車両情報、および検出した自車両の車両情報に基づいて、グループ内における自車両の走行位置を判定し、判定したグループ内における自車両の走行位置に基づいて、グループ走行を行う他車両を近隣車両として特定し、自車両の現在位置、および近隣車両の現在位置を含む範囲の現在位置地図を抽出し、抽出した現在位置地図をモニタに表示するものがある（特許文献１参照）。
特開２００６−１７７７２１号公報

しかしながら、ある特定の車両とリンクする場合、装置がその相手を特定するためには、ＧＰＳ等の絶対位置測定方法を用いて得た位置情報データを、無線通信等で送受信しなければならない。しかし、ＧＰＳは、トンネルやビル等、衛星からの電波が届きにくい場所では測定できない。また、水平方向にレーザビームをスキャンすることで、２次元平面での距離を測定するレーザレーダは、相手車両との相対位置を正確に計測することが可能だが、複数台が測定された場合、自車両がリンクすべき相手車両を特定することはできない。

本発明は、上記課題を解決するものであって、ＧＰＳ等の絶対位置測定方法を用いることなく、複数台の車両の中からリンク対象となる車両を特定する車両特定システム及び車両特定方法を提供することを目的とする。

そのために本発明は、車両が他の車両とリンクを形成する際に、リンクの対象となる車両を特定するための車両特定システムにおいて、リンク対象車両を探索する探索車両と、前記リンク対象車両を含む車両群と、があり、前記探索車両が自らの状態を検知する第１検知手段と、前記探索車両が車両群の状態を検知する第２検知手段と、前記探索車両と前記リンク対象車両とで通信する通信手段と、前記第１検知手段及び前記第２検知手段から得られた前記車両群の状態と、前記リンク対象車両から前記探索車両に前記通信手段により通信された前記リンク対象車両の状態とを比較し、前記車両群の中から前記リンク対象車両を特定する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、前記探索車両は、前記リンク対象車両へ指示を与える入力手段を備え、前記リンク対象車両は、前記指示の内容を表示する表示手段を備えたことを特徴とする。

また、前記制御手段は、前記第１検知手段及び前記第２検知手段から得られた前記車両群の状態を記憶する記憶手段を有し、前記リンク対象車両の状態と比較する際に前記記憶手段に記憶された履歴を使用することを特徴とする。

また、前記第１検知手段及び前記第２検知手段は、それぞれ速度及びヨーレートを検知することを特徴とする。

さらに本発明の方法は、車両が他の車両とリンクを形成する際に、リンクの対象となる車両を特定するための車両特定方法において、リンク対象車両を探索する探索車両が検知した前記リンク対象車両を含む車両群の状態と、前記リンク対象車両が検知した前記リンク対象車両の状態とを比較し、前記車両群の中から前記リンク対象車両を特定することを特徴とする。

また、前記車両群の中から前記リンク対象車両を含むリンク候補車両が選ばれた場合、前記リンク対象車両に指示を与え、前記リンク対象車両の挙動を他のリンク候補車両と異ならせることで前記リンク対象車両を特定することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、車両が他の車両とリンクを形成する際に、リンクの対象となる車両を特定するための車両特定システムにおいて、リンク対象車両を探索する探索車両と、前記リンク対象車両を含む車両群と、があり、前記探索車両が自らの状態を検知する第１検知手段と、前記探索車両が車両群の状態を検知する第２検知手段と、前記探索車両と前記リンク対象車両とで通信する通信手段と、前記第１検知手段及び前記第２検知手段から得られた前記車両群の状態と、前記リンク対象車両から前記探索車両に前記通信手段により通信された前記リンク対象車両の状態とを比較し、前記車両群の中から前記リンク対象車両を特定する制御手段と、を備えたので、ＧＰＳ等の絶対位置測定方法を用いることなく、複数台の車両の中から効率的にリンク対象車両を特定することができる。

請求項２記載の発明によれば、前記探索車両は、前記リンク対象車両へ指示を与える入力手段を備え、前記リンク対象車両は、前記指示の内容を表示する表示手段を備えたので、周囲の車両と区別させてリンク対象車両を特定することができる。

請求項３記載の発明によれば、前記制御手段は、前記第１検知手段及び前記第２検知手段から得られた前記車両群の状態を記憶する記憶手段を有し、前記リンク対象車両の状態と比較する際に前記記憶手段に記憶された履歴を使用するので、迅速にリンク対象車両を特定することができる。

請求項４記載の発明によれば、前記第１検知手段及び前記第２検知手段は、それぞれ速度及びヨーレートを検知するので、簡単な構造で、リンク対象車両を特定することができる。

請求項５記載の発明によれば、車両が他の車両とリンクを形成する際に、リンクの対象となる車両を特定するための車両特定方法において、リンク対象車両を探索する探索車両が検知した前記リンク対象車両を含む車両群の状態と、前記リンク対象車両が検知した前記リンク対象車両の状態とを比較し、前記車両群の中から前記リンク対象車両を特定するので、ＧＰＳ等の絶対位置測定方法を用いることなく、複数台の車両の中から効率的にリンク対象車両を特定することができる。

請求項６記載の発明によれば、前記車両群の中から前記リンク対象車両を含むリンク候補車両が選ばれた場合、前記リンク対象車両に指示を与え、前記リンク対象車両の挙動を他のリンク候補車両と異ならせることで前記リンク対象車両を特定するので、周囲の車両と区別させてリンク対象車両を特定することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。図１乃至図３は、本発明の実施形態における車両特定システムの概念を示すものである。図中、Ｃｍは探索車両の一例としての自車両、Ｃｘは車両群、Ｃｔはリンク対象車両、Ｃ１及びＣ２はその他の車両である。

あらかじめ、リンクを形成しようとしている車両同士は、通信によりリンク形成の意思を確認しているとする。この場合の通信には無線近距離通信を適用するので、互いの車両は数百メートルの範囲内に存在していることになる。また、リンクとは、２台以上の車両が一定の車間距離を保ちつつ１台の車両の動きにあわせて走行するソフトリンク走行や、走行だけでなく、１台の車両にあわせて他の車両が制御されることを表す。

この状態で、図１に示すように、自車両Ｃｍの周囲にリンク対象となるリンク対象車両Ｃｔとその他の車両Ｃ１，Ｃ２等を含む車両群Ｃｘが走行し、どの車両がリンク対象車両Ｃｔであるのか特定できていない場合を考える。

この場合、図２に示すように、水平方向にレーザビーム等をスキャンすることで、周囲の複数車両の２次元平面内での相対距離や相対速度等を測定し、周囲の車両の挙動を把握すること、また、リンク対象車両Ｃｔと通信することで、リンク対象車両Ｃｔの速度やヨーレート等の情報を取得することは可能である。その結果、リンク対象車両Ｃｔのある程度の位置は把握することができる。しかしながら、リンク対象車両Ｃｔの周辺に車両群Ｃｘのうちリンク候補車両Ｃｔ，Ｃ１，Ｃ２が接近し、似たような挙動で走行している場合、リンク対象車両Ｃｔを特定することは困難である。

そこで、図３に示すように、自車両Ｃｍからリンク対象車両Ｃｔへ減速等の挙動変更の指示をする。リンク対象車両Ｃｔが、挙動を変更することにより、車両群Ｃｘのうちリンク候補車両Ｃ１，Ｃ２との挙動の差異が明確となり、リンク対象車両Ｃｔを特定することができる。

次に、本実施形態を具体的に説明する。図４は、本実施形態の車両特定システムの構成図を示す。図中、１は第１検知手段の一例としてのヨーレートセンサ、２は第１検知手段の一例としての車速センサ、３は第２検知手段の一例としてのレーザレーダ、４は表示装置、５は入力装置、６は通信手段の一例としての無線通信送受信部、７は操縦装置、１０はＥＣＵ、１１は記憶手段の一例としてのメモリ、１２は車両制御部、１３は無線通信制御部、１４はリンク制御部である。

ヨーレートセンサ１及び車速センサ２は、自車両Ｃｍの状態を測定するセンサである。他の状態を検知する場合は、その状態を検知するセンサを適用してもよい。レーザレーダ３は、周囲を走行する車両群Ｃｘの状態を計測するものである。

表示装置４は、レーザレーダ３等の計測結果や地図等を表示するものであり、入力装置５は、リンク対象車両Ｃｔへの挙動変更を指示する信号を入力するものである。無線通信送受信部６は、リンク対象車両Ｃｔとの信号を送受信するものであり、操縦装置７は、自車両を操縦するためのものである。

ＥＣＵ１０は、メモリ１１、車両制御部１２、無線通信制御部１３及びリンク制御部１４を有する。メモリ１１は、ヨーレートセンサ１、車速センサ２及びレーザレーダ３等の計測結果のデータを保存するためのものである。車両制御部１２は、操縦装置７等の操縦系からの信号を制御するものであり、無線通信制御部１３は、無線通信送受信部６からの信号を制御するものである。

リンク制御部１４には、ヨーレートセンサ１、車速センサ２及びレーザレーダ３等の計測結果、入力装置５の指示信号、メモリ１１に保存されているデータ、車両制御部１２からの操縦信号、無線通信制御部１３からの受信信号等が入力され、それらの信号からリンク対象車両Ｃｔを特定し、リンクを形成すると共に、表示装置４に表示する。

次に、車両特定システムにより車両を特定する方法を、フローチャートを用いて説明する。図５は、自車両Ｃｍに搭載したレーザレーダ３による計測結果をメモリに記録する第１保存ルーチンを示す。まず、ステップ１で、レーザレーダ３のデータを抽出し、周辺の状況を計測する（ＳＴ１）。周辺の状況とは、周辺の車両の他に障害物等も含む。次に、ステップ２で、ステップ１において抽出したデータから、形状のマッチングを実行して、複数の車両群Ｃｘの抽出を実行する（ＳＴ２）。次に、ステップ３で、自車両に対するステップ２において抽出されたすべての車両群Ｃｘの相対距離及び相対方位を保存する（ＳＴ３）。次に、ステップ４で、自車両の速度センサ１の速度検出値を取得し、メモリ１１に保存する（ＳＴ４）。また、ステップ５で、自車両のヨーレートセンサ２のヨーレート検出値を取得し、メモリ１１に保存する（ＳＴ５）。

次に、図６に示す無線通信によりリンク対象車両Ｃｔの情報を保存する第２保存ルーチンを説明する。まず、ステップ１１で、無線により、リンク対象車両Ｃｔの状態を記録したデータを取得する（ＳＴ１１）。次に、ステップ１２で、ステップ１１において取得したリンク対象車両Ｃｔの速度検出値をメモリ１１に保存する（ＳＴ１２）。また、ステップ１３で、ステップ１１において取得したリンク対象車両Ｃｔのヨーレート検出値をメモリ１１に保存する（ＳＴ１３）。

これら第１保存ルーチン及び第２保存ルーチンは、車両の走行中、所定の間隔、例えば１０ｍsec程度の非常に短い間隔で実行される。また、メモリ１１の記憶容量を考慮し、一定時間経過したデータ、例えば約３０秒以上経過したデータについては破棄する。なお、第１保存ルーチン及び第２保存ルーチンは、次に示すリンク対象車両特定ルーチンの最初に実行してもよい。

次に、図７に示すリンク対象車両特定ルーチンについて説明する。まず、ステップ２１で、自車両Ｃｍとリンク対象車両Ｃｔのそれぞれのリンク意思を確認する（ＳＴ２１）。リンク意思は、自車両Ｃｍからのリンク要求に対するリンク対象車両Ｃｔからの応答を、無線通信を介して実行することで確認される。これらは、表示装置４及び入力装置５を介して実行される。なお、リンクの意思は、自車両Ｃｍとリンク対象車両Ｃｔのどちらから要求してもよい。

次に、ステップ２２で、リンクが許可されたかどうかを判断する（ＳＴ２２）。リンクが許可された場合、ステップ２３で、リンク候補車両抽出サブルーチンを実行する（ステップ２３）。リンクが許可されなかった場合、リンク車両特定ルーチンを終了する。

ここで、図８に示すリンク候補車両抽出サブルーチンについて説明する。まず、ステップ３１で、第１保存ルーチンのステップ３で保存した車両群相対位置データをメモリ１１から取得する（ＳＴ３１）。次に、ステップ３２で、第１保存ルーチンのステップ４で保存した自車両Ｃｍの速度データをメモリ１１から取得する（ＳＴ３２）。続いて、ステップ３３で、第１保存ルーチンのステップ５で保存した自車両Ｃｍのヨーレートデータをメモリ１１から取得する（ＳＴ３３）。

次に、ステップ３４で、車両群Ｃｘの移動ベクトルを作成する（ＳＴ３４）。車両群Ｃｘの移動ベクトルは、過去のデータの１点から新しい相対位置へ向かって引いたベクトルに、同時刻の自車両Ｃｍの速度データ及びヨーレートデータから求めた自車両Ｃｍの移動ベクトルを加算することにより算出することができる。

次に、ステップ３５で、第２保存ルーチンのステップ１２で保存したリンク対象車両Ｃｔの速度データを取得する（ＳＴ３５）。また、ステップ３６で、ステップ１３で保存したリンク対象車両Ｃｔのヨーレートデータを取得する（ＳＴ３６）。続いて、ステップ３７で、ステップ３４において使用した過去のデータの１点と同じ時刻から、ステップ３５及びステップ３６で取得したリンク対象車両Ｃｔのセンサデータを使用し、リンク対象車両Ｃｔの移動ベクトルを算出する（ＳＴ３７）。

次に、ステップ３８で、ステップ３４において自車両Ｃｍのレーザレーダ３及びセンサデータから算出した車両群移動ベクトルと、ステップ３７においてリンク対象車両Ｃｔのセンサデータから算出したリンク対象車両移動ベクトルとを比較し、後述するような一致度を算出する（ＳＴ３８）。次に、ステップ３９で、ステップ３８において算出した一致度が１に近い車両群Ｃｘ中の車両をリンク候補車両Ｃｔ，Ｃ１，Ｃ２として抽出し（ＳＴ３９）、リンク候補車両抽出サブルーチンを終了する。

ここで、移動ベクトルの一致度の算出について説明する。ステップ３４及びステップ３７で算出した移動ベクトルの履歴は、図９に示すように、プロットすることができる。例えば、自車両Ｃｍのレーザレーダ３及びセンサデータから算出した車両群移動ベクトルのうちの一つの車両に対する移動ベクトルを０→１→２→３→４、リンク対象車両Ｃｔのセンサデータから算出したリンク対象車両移動ベクトルを０→１'→２'→３'→４'とする。ベクトル０→１と０'→１'、１→２と１'→２'・・・というように、それぞれのベクトルで一致度を算出し、その一致度すべてを乗じたものを全体の一致度とする。各ベクトルの一致度は、長さと角度で評価する。角度は最初のデータのみＸ軸となす角、その後は、前のベクトルとのなす角とする。ベクトル０→１の長さを、角度を、０→１'の長さを、角度を、１→２の長さを、角度を、１'→２'の長さを、角度を・・・というように設定すると、各ベクトルの一致度（は０〜：はベクトルの数）は、

で表すこととする。およびは実験的に求めるものとする。

最終的な一致度は、

で求めるものとする。

次に、図７に示したリンク対象車両特定ルーチンに戻り、ステップ２４で、リンク候補車両が２台以上あるか判断する（ＳＴ２４）。２台以上ある場合、ステップ２５で、図１０に示すメッセージ送出ルーチンを実行する（ＳＴ２５）。本実施形態では、リンク対象車両Ｃｔに「減速してください。」というメッセージを送出し、減速を促す場合を想定するが、それ以外のメッセージ、例えば「旋回してください」等を送出し、リンク対象車両Ｃｔにそのメッセージにあわせた挙動を促してもよい。

図１０に示すメッセージ送出ルーチンは、まず、ステップ４１で、図６に示した第２保存ルーチンのステップ１２で保存したリンク対象車両Ｃｔの速度データを取得する（ＳＴ４１）。次に、ステップ４２で、直近までの所定時間Ｔでリンク対象車両Ｃｔの速度がある閾値以上減速したかを判断する（ＳＴ４２）。減速を判断する閾値は、適用する車両に応じて決定される。ステップ４２において、減速中と判断された場合、交通信号等で周囲の車両も減速している可能性が高いので、メッセージは送出せずに、メッセージ送出ルーチンを終了する。

次に、ステップ４２において、減速中でないと判断された場合、ステップ４３で、リンク対象車両Ｃｔの直近の速度が所定の速度Ｖ以下か判断する（ＳＴ４３）。ステップ４３において、所定の速度以下の場合、これ以上減速しても変化が観測できない可能性が高いので、メッセージは送出せずに、メッセージ送出ルーチンを終了する。続いて、ステップ４３において、所定の速度より早いと判断された場合、ステップ４４で、図６に示した第２保存ルーチンのステップ１３で保存したリンク対象車両Ｃｔのヨーレートデータを取得する（ＳＴ４４）。

次に、ステップ４５で、リンク対象車両Ｃｔが直近の所定時間Ｔで旋回しているかを判断する（ＳＴ４５）。ステップ４５において、旋回中と判断された場合、旋回時の減速は危険な場合があるので、メッセージは送出せずに、メッセージ送出ルーチンを終了する。ステップ４５において、旋回中と判断されなかった場合、ステップ４６で、リンク対象車両Ｃｔに「減速してください。」のメッセージを送出する（ＳＴ４６）。メッセージを送出した後は、図７に示したリンク対象車両特定ルーチンに戻り、再びステップ２３において、リンク候補車両抽出サブルーチンから実行する。

図７に示したリンク対象車両特定ルーチンのステップ２４で、リンク候補車両が２台未満と判断された場合、ステップ２６で、リンク候補車両が１台か判断する（ＳＴ２６）。リンク候補車両が無い場合、再びステップ２３において、リンク候補車両抽出サブルーチンから実行する。リンク候補車両が１台の場合、その車両をリンク対象車両Ｃｔに設定し、リンクを形成する。

このように、リンク対象車両Ｃｔを探索する自車両Ｃｍと、リンク対象車両Ｃｔを含む車両群Ｃｘと、があり、自車両Ｃｍが自らの状態を検知するヨーレートセンサ１及び車速センサ２と、自車両Ｃｍが車両群Ｃｘの状態を検知するレーザレーダ３と、自車両Ｃｍとリンク対象車両Ｃｔとで通信する無線通信送受信部６と、ヨーレートセンサ１及び車速センサ２並びにレーザレーダ３から得られた車両群Ｃｘの状態と、リンク対象車両Ｃｔから自車両Ｃｍに無線通信送受信部６により通信されたリンク対象車両Ｃｔの状態とを比較し、車両群Ｃｘの中からリンク対象車両Ｃｔを特定するＥＣＵ１０と、を備えたので、ＧＰＳ等の絶対位置測定方法を用いることなく、複数台の車両の中から効率的にリンク対象車両Ｃｔを特定することができる。

また、自車両Ｃｍは、リンク対象車両Ｃｔへ指示を与える入力手段５を備え、リンク対象車両Ｃｔは、指示の内容を表示する表示手段４を備えたので、周囲の車両と区別させてリンク対象車両Ｃｔを特定することができる。

また、ＥＣＵ１０は、ヨーレートセンサ１及び車速センサ２並びにレーザレーダ３から得られた車両群Ｃｘの状態を記憶するメモリ１１を有し、リンク対象車両Ｃｔの状態と比較する際にメモリ１１に記憶された履歴を使用するので、迅速にリンク対象車両Ｃｔを特定することができる。

また、ヨーレートセンサ１及び車速センサ２並びにレーザレーダ３は、それぞれ速度及びヨーレートを検知するので、簡単な構造で、リンク対象車両Ｃｔを特定することができる。

さらに、リンク対象車両Ｃｔを探索する自車両Ｃｍが検知したリンク対象車両Ｃｔを含む車両群Ｃｘの状態と、リンク対象車両Ｃｔが検知したリンク対象車両Ｃｔの状態とを比較し、車両群Ｃｘの中からリンク対象車両Ｃｔを特定するので、ＧＰＳ等の絶対位置測定方法を用いることなく、複数台の車両の中から効率的にリンク対象車両Ｃｔを特定することができる。

また、車両群Ｃｘの中からリンク対象車両Ｃｔを含むリンク候補車両Ｃｔ，Ｃ１，Ｃ２が選ばれた場合、リンク対象車両Ｃｔに挙動変更の指示を与え、リンク対象車両Ｃｔの挙動を他のリンク候補車両Ｃ１，Ｃ２と異ならせることでリンク対象車両Ｃｔを特定するので、周囲の車両と区別させてリンク対象車両Ｃｔを特定することができる。

本実施形態の車両特定システムの概念を示す図である。 本実施形態の車両特定システムの概念を示す図である。 本実施形態の車両特定システムの概念を示す図である。 本実施形態の車両特定システムの構成を示す図である。 本実施形態の第１保存ルーチンを示す図である。 本実施形態の第２保存ルーチンを示す図である。 本実施形態のリンク車両特定ルーチンを示す図である。 本実施形態のリンク候補車両抽出サブルーチンを示す図である。 本実施形態の移動ベクトルを示す図である。 本実施形態のメッセージ送出ルーチンを示す図である。

符号の説明

１…ヨーレートセンサ（第１検知手段）、２…車速センサ（第１検知手段）、３…レーザレーダ（第２検知手段）、４…表示装置、５…入力装置、６…無線通信送受信部（通信手段）、７…操縦装置、１０…ＥＣＵ、１１…メモリ（記憶手段）、１２…車両制御部、１３…無線通信制御部、１４…リンク制御部、Ｃｍ…自車両（探索車両）、Ｃｘ…その他の車両、Ｃｔ…リンク対象車両・リンク候補車両、Ｃ１，Ｃ２…リンク候補車両

Claims (6)

1. 車両が他の車両とリンクを形成する際に、リンクの対象となる車両を特定するための車両特定システムにおいて、
   リンク対象車両を探索する探索車両と、前記リンク対象車両を含む車両群と、があり、
   前記探索車両が自らの状態を検知する第１検知手段と、
   前記探索車両が車両群の状態を検知する第２検知手段と、
   前記探索車両と前記リンク対象車両とで通信する通信手段と、
   前記第１検知手段及び前記第２検知手段から得られた前記車両群の状態と、前記リンク対象車両から前記探索車両に前記通信手段により通信された前記リンク対象車両の状態とを比較し、前記車両群の中から前記リンク対象車両を特定する制御手段と、を備えたことを特徴とする車両特定システム。
2. 前記探索車両は、前記リンク対象車両へ指示を与える入力手段を備え、前記リンク対象車両は、前記指示の内容を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両特定システム。
3. 前記制御手段は、前記第１検知手段及び前記第２検知手段から得られた前記車両群の状態を記憶する記憶手段を有し、前記リンク対象車両の状態と比較する際に前記記憶手段に記憶された履歴を使用することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両特定システム。
4. 前記第１検知手段及び前記第２検知手段は、それぞれ速度及びヨーレートを検知することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両特定システム。
5. 車両が他の車両とリンクを形成する際に、リンクの対象となる車両を特定するための車両特定方法において、
   リンク対象車両を探索する探索車両が検知した前記リンク対象車両を含む車両群の状態と、前記リンク対象車両が検知した前記リンク対象車両の状態とを比較し、前記車両群の中から前記リンク対象車両を特定することを特徴とする車両特定方法。
6. 前記車両群の中から前記リンク対象車両を含むリンク候補車両が選ばれた場合、前記リンク対象車両に指示を与え、前記リンク対象車両の挙動を他のリンク候補車両と異ならせることで前記リンク対象車両を特定することを特徴とする請求項５に記載された車両特定方法。

Images