JP2008269481A - 運転支援システム及び車載運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】必要な信号機の点灯状態情報のみを高い精度で運転者に提供する運転支援システム及び車載運転支援装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、路車間通信可能な路上通信手段２０と、
所定領域の信号機３０の点灯スケジュールと、前記路上通信手段を管理する信号制御器１０と、
該信号制御器同士を接続する通信網４０と、
車両の予想進行方向を推定する予想進行方向推定手段６１と、路車間通信可能な車載通信手段６２と、信号機の点灯状態情報を表示する表示手段６３とを有する車載運転支援装置６０とを備え、
前記車載運転支援装置は、予想進行方向情報を、前記車載通信手段により前記車両の近隣の前記信号制御器に送信し、
前記信号制御器は、信号機の選別を行い、選別された信号機を管理する信号制御器から信号機の点灯状態情報を前記通信網により取得し、取得した前記点灯状態情報を前記路上通信手段により前記車両に送信することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の運転を支援する運転支援システム及び車載運転支援装置に関し、特に、信号機の点灯状態情報を運転者に表示する運転支援システム及び車載運転支援装置に関する。

従来から、信号機の信号状態が変化する変化パターンを送信する送信手段を備えた信号機と、信号変化パターンを通信により取得する変化パターン取得手段と、取得された変化パターンをもとに、信号機の信号状態の変化を予測する信号予測手段とを備えた運転支援装置とから構成され、信号機の状態予測を実現して運転者に通知する運転支援装置及び信号機が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
特開平２００５−１４７８８４号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、表示対象となる信号機が通信機周辺の狭域に限定され、やや離れたエリアにある信号機の制御情報を表示することができないため、サービス利用効果が少なく、目的地への走行の見通しを立てた信号機の制御情報の入手はできないという問題があった。

また、車両周辺の信号機の信号状態を画一的に取り込むため、不要な情報を取り込む無駄や、これにより必要な情報をより多く取り込めない無駄が存在していた。

そこで、本発明は、近隣の信号機の点灯状態情報だけでなく、目的地の方向にあるやや離れた位置にある信号機の点灯状態情報を表示するとともに、不要な点灯状態情報は省き、必要な信号機の点灯状態情報のみを高い精度で運転者に提供し、運転支援を行なう運転支援システム及び車載運転支援装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明に係る運転支援システムは、路車間通信可能な路上通信手段と、
所定領域の信号機の点灯スケジュールと、前記路上通信手段を管理する信号制御器と、
該信号制御器同士を接続する通信網と、
車両の予想進行方向を推定する予想進行方向推定手段と、路車間通信可能な車載通信手段と、信号機の点灯状態情報を表示する表示手段とを有する車載運転支援装置とを備え、
前記車載運転支援装置は、前記予想進行方向推定手段が予想進行方向を推定したときに、推定された予想進行方向情報を、前記車載通信手段により前記車両の近隣の前記信号制御器に送信し、
前記信号制御器は、前記路上通信手段により受信した前記予想進行方向情報に基づいて、前記車両が通過すると予想される信号機の選別を行い、選別された信号機を管理する信号制御器から信号機の点灯状態情報を前記通信網により取得し、取得した前記点灯状態情報を前記路上通信手段により前記車両に送信し、
前記車載運転支援装置は、前記車載通信手段により受信した前記点灯状態情報を、前記表示手段により表示することを特徴とする。

これにより、信号制御器の通信網を利用することにより、車両の予想進行方向については、必要な信号機の点灯状態情報を離れた領域まで提供することができる。

第２の発明は、第１の発明に係る運転支援システムにおいて、前記信号機の選別は、前記車両から所定距離内にある狭域範囲では、前記車両の予想進行方向に対して所定の広角度で信号機を選別し、前記狭域範囲よりも離れた広域範囲では、前記所定の広角度よりも狭い所定の狭角度で信号機を選別して行われることを特徴とする。これにより、より詳細な情報が必要な車両の近隣の領域の信号機の点灯状態情報については、広い角度で精度高く情報を提供でき、やや離れた領域については、狭い角度で点灯状態情報を提供してその先の交差点通過の見通しを与えることができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明に係る運転支援システムにおいて、
前記通信網は、交通管制センターに接続されていることを特徴とする。これにより、交通管制センターから正確な信号機の点灯状態情報を得ることができ、これに基づいて信号機の点灯状態情報を提供することができる。

第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明に係る運転支援システムにおいて、
前記車載運転支援装置は、ナビゲーションシステムを備え、
前記予想進行方向推定手段は、前記ナビゲーションシステムにより目的地の設定がなされているときには、該目的地の方向を予想進行方向と推定することを特徴とする。これにより、ナビゲーションシステムの目的地情報を利用して、運転者の走行ニーズに正確に適合した信号機の点灯状態情報を提供することができる。

第５の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明に係る運転支援システムにおいて、
前記予想進行方向推定手段は、ナビゲーションシステムにより目的地の設定がなされていないときには、前記車両の走行軌跡に基づいて予想進行方向を推定することを特徴とする。これにより、ナビゲーションシステムが利用されていないときであっても、運転者の運転を支援する信号機の点灯状態情報を提供することができる。

第６の発明は、第５の発明に係る運転支援システムにおいて、
前記予想進行方向推定手段は、前記走行軌跡が過去に所定回数以上の走行実績がある走行軌跡の場合には、過去の走行実績に基づいて予想進行方向を推定することを特徴とする。これにより、ナビゲーションシステムが利用されていない場合であっても、過去の走行実績に基づいて、運転者の必要とする信号機の点灯状態情報を提供することができる。

第７の発明は、第１〜６のいずれか１つの発明に係る運転支援システムにおいて、
前記信号機の選別は、前記予想進行方向に対して対向する位置に配置された信号機についてのみ行い、他の向きに配置された信号機の点灯状態情報は、送信しないことを特徴とする。これにより、予想進行方向の路上に存在する信号機であっても、車両の進行に無関係の向きの信号機については情報を省くことができ、通信量を減少させるとともに、運転者にとって必要な情報のみを更に精密に提供することができる。

第８の発明は、第２の発明に係る運転支援システムにおいて、
前記狭域範囲を定める前記所定距離及び前記広域範囲を定める距離は、前記信号機間の距離に応じて変化させることを特徴とする。これにより、信号機の間の距離が長い郊外では距離範囲を長く取り、路上通信手段が多く設置されている都心では、頻繁に情報更新が可能であるので距離範囲を短く設定することができる。

第９の発明は、第２又は第７の発明に係る運転支援システムにおいて、
前記所定の広角度及び前記所定の狭角度は、走行中の道路の交通量に応じて変化させることを特徴とする。これにより、交通量の多いバイパスや幹線道路では、表示する信号機の角度を絞り、通信データ量を減少させ、通信速度が低下しないようにすることができる。

第１０の発明に係る車載運転支援装置は、車両の自車位置を検出する自車位置検出手段と、
前記車両の予想進行方向を推定する予想進行方向推定手段と、
信号機の点灯状態情報を取得する信号機状態取得手段と、
信号機の点灯状態情報を表示する表示手段と、
該表示手段の表示を制御する表示制御手段とを有し、
該表示制御手段は、前記予想進行方向推定手段により推定された予想進行方向に基づいて、前記予想進行方向にある信号機のうち、前記自車位置検出手段により検出された自車位置から所定距離の狭域範囲内にある領域については所定の広角度で信号機を選別し、前記所定距離より離れた広域範囲にある領域については、前記所定の広角度よりも狭い所定の狭角度で信号機を選別し、前記信号機状態取得手段により取得された信号機の点灯状態情報のうち、選別された信号機の前記点灯状態情報を前記表示手段に表示することを特徴とする。

これにより、車載運転支援装置により、進行方向にある信号機の点灯状態情報について、車両の近隣の範囲についてはより詳細な情報を提供し、車両から離れた位置については絞られた必要な情報のみを提供して無駄な情報を省いて煩わしさを無くし、運転者の運転を適切に支援することができる。

本発明によれば、予想される車両の進行方向に対して、運転者が必要とする範囲の信号機の点灯状態情報のみを適切に提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明を適用した実施例に係る運転支援システム１００の装置構成に関するシステム構成図である。本実施例に係る運転支援システム１００は、大きく分けると、路面側の構成要素と、車両９０側の構成要素とから構成される。

本実施例に係る運転支援システム１００の路面側の構成要素は、信号制御器１０と、路上通信手段２０と、通信網４０とからなる。また、これらの構成要素は、信号機３０と、交通管制センターに接続されてよい。

一方、本実施例に係る運転支援システムの車両９０側の構成要素は、車載運転支援装置６０であって、車載運転支援装置６０は、予想進行方向推定手段６１と、車載通信手段６２と、表示手段６３とを備える。また、車載運転支援装置６０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）６４を備えてよい。更に、車載運転支援装置６０に接続される構成要素として、警報機７０と、制動装置８０とを備えてもよい。

次に、個々の構成要素について詳説する。

信号制御器１０は、信号機３０の点灯スケジュールと、路上通信手段２０の管理又は制御を行う制御手段である。信号制御器１０は、複数の信号機の点灯スケジュールを管理する。例えば、図１において、信号制御器１１は、信号機３１ａ及び信号機３１ｂの点灯スケジュールを管理する。なお、図１においては、模式的に信号機３１ａ及び信号機３１ｂの２台しか示されていないが、実際的にはもっと多くの信号機３１ａ、３１ｂ、…を管理してよい。

信号制御器１０は、信号機選別手段１１０を備える。信号機選別手段１１０は、演算機能を有する計算機等で構成されてよい。なお、信号機選別手段１１０の具体的機能については、後述する。

信号制御器１０は、管理下にある信号機３０について、その点灯時間と、点灯タイミングを制御する。例えば、信号制御器１１は、信号機３１ａの点灯時間について、赤６０秒、黄１０秒、青６０秒というように、各点灯状態の継続時間を管理又は制御してよい。また、信号機３１ａの青になるタイミングと、信号機３１ｂの青になるタイミングを１０秒ずらす、というように、その点灯タイミングも制御してよい。従って、各信号制御器１１、１２から点灯状態情報を取得することにより、信号制御器の管理下にある各信号機３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂの点灯状態を総て把握することができる。

信号制御器１０は、所定の各領域の信号機３０を分担して制御するので、例えば、信号機３１ａ、３１ｂを管理するのは信号制御器１１、信号機３２ａ、３２ｂを管理するのは信号制御器１２というように、各所定の領域毎に１個ずつ設けられる。

路上通信手段２０は、車両と路面側で路車間通信を行うための手段である。路上通信手段２０による路車間通信は、車両との通信が可能であれば、種々の態様が適用されてよく、例えば、ＤＳＲＣ（Dedicated Short-Range Communications、専用狭域通信）等の通信方式が適用されてもよい。また、必要に応じて、信号制御器１０同士の通信が可能な態様とされてもよい。

路上通信手段２０は、信号制御器１０により管理又は制御され、本実施例に係る運転支援システムにおいては、信号機３０の点灯状態に関する情報の車両９０への送信と、車両９０から送られてくる予想進行方向情報の受信を行う。路上通信手段２０は、各々の信号制御器１０に対し、少なくも１つ以上設けられ、例えば、図１において、信号制御器１１に対しては路上通信手段２１、信号制御器１２に対しては路上通信手段２２が各々設けられる。

通信網４０は、信号制御器１０同士を接続する通信回線手段である。これにより、各信号制御器１０が管轄する信号機３０の点灯状態情報を他の信号制御器１０に送ることが可能となり、離れた位置にある信号制御器１０が保持する点灯状態情報についても、１箇所の信号制御器１０に集約することが可能となる。

通信網４０は、交通管制センター５０に接続されてよい。交通管制センター５０は、各信号制御器１０に制御信号を送って信号機３０の点灯時間等の制御を行っている場合も多いので、交通管制センター５０の情報から、信号機３０の点灯状態情報を得るようにしてもよい。例えば、交通管制センター５０は、交通渋滞の状況に応じて、信号機３０の信号の点灯時間を変化させる場合があり、このような場合には、信号制御器１０の信号機制御の内容も変化する。本実施例に係る運転支援システム１００においては、リアルタイムの信号制御器１０の信号点灯状態情報を取得する必要があるため、そのような情報を交通管制センター５０から得るようにしてもよい。

次に、車両９０側の構成要素について詳説する。

車載運転支援装置６０は、運転者の運転を支援するための装置であり、本実施例に係る運転支援システム１００においては、予想進行方向推定手段６１と、車載通信手段６２と、表示手段６３とを備える。

予想進行方向推定手段６１は、車両９０の予想進行方向を推定する演算手段である。予想進行方向推定手段６１は、例えば、ＧＰＳ６４に接続されていてよい。ＧＰＳ６４により、車両９０の自車位置を知ることができ、ナビゲーションシステムにおいて目的地が設定されている場合には、ＧＰＳ６４を利用して目的地と自車位置との位置関係を知ることができる。この場合には、予想進行方向推定手段６１は、ナビゲーションシステムで設定された目的地の方向を予想進行方向と推定する。また、例えば、ナビゲーションシステムにおいて目的地が設定されていない場合には、ＧＰＳ６４で検出したそれまでの走行履歴を残しておき、走行履歴から予想進行方向を推定する。更に例えば、特定の領域について、過去の走行実績が所定回数以上ある場合には、それらの走行実績に基づいて車両９０の予想進行方向を推定する。このように、予想進行方向推定手段６１は、種々の演算手法を用いて、車両９０の予想進行方向を推定する役割を果たす。

車載通信手段６２は、路車間通信が可能な情報送受信手段である。本実施例に係る運転支援システム１００においては、路上通信手段２０と通信を行う。つまり、予想進行方向推定手段６１で推定された予想進行方向情報は、車載通信手段６２により路上通信手段２０に送信される。また、車載通信手段６２は、路上通信手段２０から送信された信号機３０の点灯状態情報を受信する。なお、車載通信手段６２は、路車間通信のみならず、車車間通信等が可能な通信手段が用いられてもよい。

表示手段６３は、信号機３０の点灯状態情報を表示して運転者に視覚的に知らせるための手段である。ナビゲーションシステムに用いられているディスプレイ等と併用されてもよく、ヘッドアップディスプレイ等が用いられてもよい。本実施例に係る運転支援システムにおいては、例えば、信号機３０と車両９０との位置関係を示す位置情報と、信号機３０の点灯状態を示す点灯状態情報と、当該点灯状態があとどの位の時間継続するかの時間情報を表示するようにしてもよい。

警報機７０は、運転者に危険や注意を喚起するための手段であり、音声を出力できるスピーカ等が用いられてよい。車載運転支援装置６０は、本実施例において説明する信号機３０の点灯状態情報の表示の他、信号機３０を通過するのが間に合わない場合には、減速するような指示警報を出すように構成してもよく、このような場合に、警報機７０を用いてもよい。

制動装置８０は、車両９０にブレーキによる制動力を与えるための装置である。上述のような安全性の観点から、例えば走行中の車両９０が、信号機３０の通過が間に合わない状況で、警報を出しても指示に運転者が従わない場合には、制動力を与えて車両９０を減速させるような制御を行う機能を付加してもよい。そのような場合に、制動装置８０を設けて安全機能を付加してもよい。

次に、図２を用いて、路面側の設備の情報伝達について説明する。図２は、本実施例に係る運転支援システム１００の、主に路上側の設備の平面的構成に関するシステム構成図である。

図２において、本実施例に係る運転支援システム１００は、複数の信号制御器１１、１２、１３と、複数の信号機３１ａ〜３１ｆ、３２ａ〜３２ｅ、３３ａ〜３３ｄと、複数の路上通信手段２１、２２、２３と、各々の信号制御器１１、１２、１３同士を接続する通信網４０と、通信網４０に接続された交通管制センター５０とから構成される。

信号制御器１１、１２、１３は、路面上で互いに近い位置に配置されている所定領域の信号機３１ａ〜３１ｆ、３２ａ〜３２ｅ、３３ａ〜３３ｄと、その所定領域内又は所定領域付近に設けられた路上通信手段２１、２２、２３を各々管理又は制御している。例えば、信号制御器１１は信号機３１ａ〜３１ｆ及び路上通信手段２１を管理し、信号制御器１２は信号機３２ａ〜３２ｅ及び路上通信手段２２を管理し、信号制御器１３は信号機３３ａ〜３３ｄ及び路上通信手段２３を管理する。信号制御器１１、１２、１３が管理する信号機３１ａ〜３１ｆ、３２ａ〜３２ｅ、３３ａ〜３３ｄの数も、信号制御器１１が管理する信号機３１ａ〜３１ｆは６台、信号制御器１２が管理する信号機３２ａ〜３２ｅは５台、信号制御器１３が管理する信号機３３ａ〜３３ｄは４台というように、必ずしも統一されていなくてもよい。

また、信号制御器１１、１２、１３は、互いに通信網４０により接続されており、互いの信号制御情報又は信号機３１ａ〜３１ｆ、３２ａ〜３２ｅ、３３ａ〜３３ｄに関する情報を、通信取得又は提供可能に構成されている。更に、通信網４０は、交通管制センター５０にも接続されており、交通管制センター５０からもデータ取得が可能に構成されている。

このような路面側の構成において、車両９０が路上通信手段２１の近くを走行している場合には、路上通信手段２１から車両９０に信号機３０に関する情報を送信することができる。このとき路上通信手段２１が車両９０に対して送信できる情報は、信号制御器１１が管理する信号機３１ａ〜３１ｆに関する信号機情報だけではなく、信号制御器１２が管理する信号機３２ａ〜３２ｅ及び信号制御器１３が管理する信号機３３ａ〜３３ｄの信号機情報も送信することができる。従来の路車間通信においては、通信距離が限られ、例えば図２の場合では、信号制御器１１が管理する信号機３１ａ〜３１ｆの信号機情報しか送信できなかったが、本実施例に係る運転支援システムにおいては、通信網４０を用いて遠隔にある信号制御器１２、１３が管理する信号機情報も信号制御器１１が取得できるので、これらの情報も併せて車両９０に送信できる。このように、本実施例に係る運転支援システムにおいては、路車間通信の通信距離については従来と同様の通信能力の路上通信手段２１を用いたとしても、通信網４０により、車両９０とは路車間通信不可能な領域にある信号機３２ａ〜３２ｅ、３３ａ〜３３ｄの信号機情報をも車両９０に提供することができる。

なお、信号制御器１０（図１においては信号制御器１１）は、信号機状態情報を、通信遅れによる伝達ずれを防ぐために、時刻を基準とした信号状態遷移パターンとして車両９０に送信し、車両９０側は、ＧＰＳ６４を元に生成した時刻からパターンを解析し、各信号機３０の正しい点灯状態情報を取得するようにしてもよい。

次に、図３を用いて、信号機３０の選別制御の内容について説明する。これらの選別制御は、信号制御器１０内に設けられた信号機選別手段１１０により実行されてよい。図３は、信号機選別手段１１０が行う予想進行方向に対する信号機情報の選別制御の概念図である。

図３において、車両９０の現在位置は路上通信手段２１の近くであり、予想進行方向は、北北東となって示されている。このとき、予想進行方向に対して、車両９０の現在位置から近い範囲にある距離Ｌ１の範囲内にある領域を狭域範囲とすると、狭域範囲は角度Ｒ１の広角度で信号機３０の選別がなされる。例えば、距離Ｌ１は５００ｍの設定とし、角度Ｒ１は１８０°とし、予想進行方向を中心として両側約９０°ずつになる角度として設定してもよい。このように設定した狭域範囲内にある信号機３０を選別すると、信号機３１ｂ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆが該当する。従って、この場合には、信号機３１ｂ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆの点灯状態情報を表示するようにする。

このように、車両９０に近い所定の距離Ｌ１内にある狭域範囲については、所定の広角度で、広い角度範囲の信号機３１ｂ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆを表示するようにしている。これは、運転者が車両９０の周辺情報については、広い詳細な情報があった方が運転に役立つからであり、また例えば、予想進行方向推定手段６１により推定された予想進行方向に、現実の運転者の意図とずれがあったとしても、その相違分をカバーできるだけの情報を提供すれば、運転者が困ることは無いからである。

一方、車両９０から離れた距離Ｌ１より大きい領域を広域範囲とすると、広域範囲については、予想進行方向に対して距離Ｌ２と角度Ｒ２の範囲内にある信号機３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３１ｃを選別している。距離Ｌ２は、距離Ｌ１よりも大きい所定の距離であり、例えば、２０００ｍに設定されてもよい。また、角度Ｒ２は、角度Ｒ１よりも狭い所定の狭角度であり、例えば３０°に設定され、予想進行方向を中心として両側に約１５°ずつ設定されるようにしてもよい。

このように、車両９０の現在位置から離れた広域領域においては、予想進行方向を中心とする比較的狭い角度にある信号機３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３１ｃの信号機情報のみを提供している。これは、車両９０の現在の走行位置から離れた領域についてまで、広い角度に亘る詳細な情報を表示すると、不要な信号機情報の量が多くなり、運転者が必要な情報を容易に視認することが出来なくなるおそれがあるからである。また、推定された予想進行方向が、現実に運転者の意図する目的地の方向とズレを生じていたとしても、距離がまだ離れているため、運転者に大きな不都合を与えることはなく、走行中に予想進行方向の修正も十分に可能だからである。

このように、運転者が詳細な信号機３０の点灯状態情報を必要とする狭域範囲については所定の広角度で詳細な情報を表示し、しばらくしたら到達するやや離れた広域領域については情報を絞って表示することにより、運転者の必要とする情報の緊急度と広さに合致した信号機状態情報を提供することができ、運転者の運転を適切に支援することができる。

なお、狭域範囲を定める所定距離Ｌ１及び所定の広角度Ｒ１と、広域範囲を定める所定距離Ｌ２及び所定の狭角度Ｒ２は状況に応じて可変としてよい。例えば、都心部に対して郊外は信号機３０の間の距離が長いので、所定距離Ｌ１、Ｌ２をともに長く設定してもよい。また、逆に、路上通信手段２０が多数設置されている地域では、頻繁に信号機３０の点灯状態情報の更新が可能なため、所定距離Ｌ１、Ｌ２をともに短く設定するようにしてよい。更に、バイパス、幹線道路等、交通量が多い路線の道路は、所定の広角度Ｒ１及び所定の狭角度Ｒ２を狭く設定し、データ通信量を減少させて、通信負担を減少させるようにしてもよい。

次に、図４を用いて、選別した信号機３０の点灯状態情報をどのように路車間通信するかについて説明する。図４は、選別された信号機３０と、通信経路の関係について示した図である。

図４において、車両９０の現在位置、予想進行方向及び選別された信号機は、図３に示した内容と同様であり、車両９０は路上通信手段２１付近に位置し、北北東を予想進行方向としている。そして、狭域範囲内では信号機３１ｂ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆが選別され、広域範囲内では信号機３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３１ｃが選別されている。

この場合において、以下に通信例を示す。

まず、信号制御器１１、１２、１３は、近隣の信号制御器１１、１２、１３同士の間で信号の点灯状態情報を事前に授受している。具体的には、信号制御器１１は、信号制御器１２及び信号制御器１３の点灯状態情報を、通信網４０を介して取得している。同様に、信号制御器１２は信号制御器１１、１３の点灯状態情報を取得し、信号制御器１３は信号制御器１１、１２の点灯状態情報を、各々通信網４０を介して取得している。

次に、車両９０が路上通信手段２１に接近すると、車両９０から予想進行方向情報が伝達される。予想進行方向情報は、車両９０に搭載された車載運転支援装置６０が備える予想進行方向推定手段６１により予想進行方向の推定がなされ、推定された予想進行方向情報は車載通信手段６２により送信されて、路上通信手段２１を介して信号制御器１１に伝達される。図４においては、その通信経路は破線４２により示されている。

信号制御器１１は、路上通信手段２１を介して予想進行方向情報を受信したら、受信した予想進行方向情報に基づいて、狭域範囲と広域範囲に該当する信号機３０を選別する。具体的には、図４においては、狭域範囲については信号機３１ｂ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆが選別され、広域範囲内では信号機３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３１ｃが選別される。信号制御器１１は、このような予想進行方向に基づいて該当する領域にある信号機３０の選別演算を、内部に備える信号機選別手段１１１により実行してよい。

選別された信号機３０の点灯状態情報は、狭域範囲内にある信号機３１ｂ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆについては、信号制御器１１自身が持っているので、信号制御器１１内の制御管理データからそのまま取得する。一方、選別された広域範囲にある信号機３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３１ｃのうち、信号機３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄについては、これらを管理する信号制御器１２から、点灯状態情報が通信網４０を介して送られているので、この点灯状態情報から選別取得する。図４においては、信号制御器１２から信号制御器１１への点灯状態伝達経路が破線４１で示されている。また、選別された広域領域にある信号機３１ｃについては、信号制御器１１の管理下にあるので、そのまま信号制御器１１内の制御管理データから点灯状態情報が選別取得される。

信号制御器１１は、路上通信手段２１を制御し、選別取得した信号機３１ｂ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３１ｃの点灯状態情報を、車両９０に対して送信する。図４においては、この路上通信手段２１から車両９０への送信経路が、破線４３で示されている。

車両９０に搭載された運転支援装置６０は、車載通信手段６２で受信した信号機３１ｂ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３１ｃの点灯状態情報を、表示手段６３に表示する。これにより、運転者は、信号機３０の存在する交差点の通過に際し、必要な点灯状態情報のみが、境域領域のみならず広域領域においても表示され、適切な運転支援を受けることができる。

次に、図５を用いて、車載運転支援装置６０の予想進行方向推定手段６１で行われる、予想進行方向の推定方法の例について説明する。

図５は、目的地Ｇに向かって車両９０が走行している途中の状態を示した図である。図５において、走行軌跡９１が、車両９０が今まで実際に走行してきた経路を示している。

図５において、例えば、車両９０に搭載されたナビゲーションシステムの目的地設定が目的地Ｇになされた場合には、予想進行方向推定手段６１は、目的地Ｇの方向を予想進行方向と推定する。従って、図５に示したように、目的地Ｇと車両９０を結ぶ直線の方向が予想進行方向に定まり、これを中心として略２分するように、所定距離Ｌ１内にある狭域範囲の広角度Ｒ１及び所定距離Ｌ２内にある広域範囲の狭角度Ｒ２が設定される。また、ナビゲーションシステムにおいて、目的地が設定されると、図５の破線９２に示すように、予定経路９２が算出されるので、これを更に考慮してより精密に狭域範囲及び広域範囲を定めるようにしてもよい。このように、ナビゲーションシステムの目的地設定がなされた場合には、これを利用して明確に対象となる信号機３０を選別することができる。

一方、ナビゲーションシステムで目的地の設定がなされていない場合には、それまで走行してきた走行軌跡９１に基づいて予想進行方向を推定してもよい。例えば、それまでの走行経路のうち、所定距離Ｌ３の範囲内における走行軌跡から予想進行方向を推定するように定めておけば、これに基づいて予想進行方向を推定でき、推定された予想進行方向に基づいて対象信号機３０の選別を行うことができる。図５の例においては、所定距離Ｌ３の範囲内において、車両９０は走行軌跡９１の実線に示すように略北東の方向に向かっている走行経路を描いているので、車両９０の予想進行方向は北東の向きと推定することができる。このように、ナビゲーションシステムの目的地設定がなされておらず、明確な予想進行方向を決定できない場合には、車両９０のそれまでの所定距離内（図５ではＬ３）の走行軌跡を求め、これに基づいて予想進行方向を推定してもよい。これにより、運転者に、一般的に妥当と考えられる予想進行方向について、安定して信号機３０の点灯状態情報を提供することができる。

次に、図６を用いて、ナビゲーションシステムの目的地設定がなされていない場合の、図５に示した態様とは異なる態様の統計処理を利用した予想進行方向の推定方法について説明する。図６は、走行実績と予想進行方向の関係について示した図である。

図６においては、ナビゲーションシステムで目的地設定がなされておらず、車両９０が実線の走行軌跡９１を辿って走行していた状態を示している。ここで、図５で説明した所定距離内の走行軌跡９１に基づいて予想進行方向を推定する手法によれば、車両９０は略北北西の方向に向かって走行しており、予想進行方向は北北西の目的地Ｇｃに向かう方向と推定できる。

しかし、走行中の走行軌跡９１と同様の走行軌跡９３の走行実績が過去にあり、その後に北東の目的地Ｇｒに向かって走行しており、走行軌跡９４を辿って走行している走行実績が所定回数以上ある場合には、過去の走行実績を優先し、予想進行方向を目的地Ｇｒの方向とする予想進行方向推定を行ってもよい。つまり、単純計算によれば、車両９０は北北西の目的地Ｇｃは向かっていると推定演算されるが、過去の走行軌跡９３、９４が所定回数以上あり、走行パターンが確立している道路を走行していると判断できる場合には、過去の走行実績を優先して予想進行方向を推定するようにしてもよい。走行実績の所定回数の設定や、走行軌跡のパターン認識の一致度の設定は、状況に応じて適切な基準を種々適用してよい。例えば、２０回以上走行実績があれば、通常のそれまでの走行軌跡から算出する図５に示した推定方法よりも、過去の走行実績を優先して適用する、というような推定方法にしてもよい。

なお、過去の走行実績については、走行実績データをデータベース上に保存しておき、予想進行方向推定手段６１において、予想進行方向の推定を行う際に、走行実績データベースを参照して照合一致の判断演算を行なうようにしてもよい。

このように、過去に走行実績がある走行軌跡９３、９４については、単純計算された予想進行方向よりも過去の走行実績を優先し、より個別の運転者に適合した運転支援システムとすることができる。

なお、このような所定距離内の走行軌跡に基づかない予想進行方向の推定方法は、高速道路や自走車専用道路が経路上に存在する場合にも適用できる。高速道路や自走車専用道路を降りた場合、それまで走行してきた高速道路や自動車専用道路の方角が、目的地の方角を指しているとは限らないため、インターチェンジを降りた地点で、新たに走行軌跡に基づく進行方向の推定をやり直した方が好ましい。インターチェンジを降りたことは、ＧＰＳ６４において認識可能であるので、その場合には、走行軌跡をリセットするようにしてもよい。その際、インターチェンジを降りた過去の走行実績があれば、それらを適用して良いことは言うまでもない。

次に、図７を用いて、予想進行方向の向きを考慮した信号機３０の選別方法の例について説明する。図７は、車両９０が路上通信手段２１付近の交差点Ｃ１に設けられた信号機３１ａを通過する状態を示した図である。

図７において、交差点Ｃ１には、東西南北の各々の方向に、信号機３１ａＮ、３１ａＥ、３１ａＳ、３１ａＷが４台設置されている。このように、狭域範囲において、総ての信号機３０の点灯状態情報を表示することとすると、例えば、交差点Ｃ１については、総ての信号機３１ａＮ、３１ａＥ、３１ａＳ、３１ａＷの総てについて点灯状態情報が表示手段６３に表示されることになる。

しかしながら、図７において、車両９０の予想進行方向が、交差点Ｃ１をいずれの方向に通過する場合であったとしても、車両９０の交差点Ｃ１の通過の可否を定める信号機３１ａは、車両９０の進行方向に対向する信号機３１ａＮのみである。従って、信号機３１ａＥ、３１ａＳ、３１ａＷについては、点灯状態情報を表示したとしても、運転者にとっては不必要な情報となってしまう。

そこで、このような場合には、信号制御器１１は、運転者にとって必要な、車両９０の進行の可否を定める信号機３１ａＮのみを選別して送信するようにしてよい。これにより、運転者は、自車の進行方向に関係の無い信号機３１ａＥ、３１ａＳ、３１ａＷの点灯状態情報については表示手段６３に表示されないので、必要な信号機３１ａＮのみの点灯状態情報を得ることができ、余分な煩わしさを感じずに車両９０の運転を行うことができる。また、路上通信手段２１と車載通信手段６２の通信量も減らすことができ、制御演算の高速化に寄与できる。

次に、図８を用いて、交差点Ｃ１と交差点Ｃ２が近接して存在する場合の、予想進行方向の向きを考慮した信号機３０の選別方法の例について説明する。図８は、交差点Ｃ１、Ｃ２が接近して存在し、各々の交差点が東西南北に信号機３１ａＮ、３１ａＥ、３１ａＳ、３１ａＷ及び信号機３１ｂＮ、３１ｂＥ、３１ｂＳ、３１ｂＷを備えている態様を示している。

この場合において、車両９０が最初に交差点Ｃ１を右折して通過して次に交差点Ｃ２を左折する場合を考える。車両９０は、最初の交差点Ｃ１では、北向きの進行方向であって、この方向に対向している信号機３１ａが車両９０の交差点Ｃ１の通過の可否を定める。よって、信号機３１ａＥ、３１ａＳ、３１ａＷについては、車両９０の進行方向には無関係であるので、信号制御器１１は、信号機３１ａＮのみを選別してこの点灯状態情報のみを送信し、他の信号機３１ａＥ、３１ａＳ、３１ａＷについては、点灯状態情報を送信しない。

次に、車両９０が交差点Ｃ１を右折して東方向に向かうときに、車両９０の交差点Ｃ２の通過の可否を定めるのは、やはり車両９０の進行方向前方に対向する信号機３１ｂＥである。よって、交差点Ｃ２については、信号機３１ｂＥの点灯状態情報のみが運転者にとって必要な情報であり、他の信号機３１ｂＮ、３１ｂＳ、３１ｂＷの点灯状態情報は不要な情報であるので、信号制御器１１は、信号機３１ｂＥのみを選別して残し、この点灯状態情報のみを車両９０に送信するようにしてよい。なお、図８において、車両９０は、交差点Ｃ２を左折しているが、これが直進又は右折であったとしても、必要な情報は信号機３１ｂＥの点灯状態情報であるので、その選別方法は同様である。

このように、交差点Ｃ１、Ｃ２が接近して存在する場合であっても、ともに車両９０の予想進行方向に対して対向する信号機３１ａＮ、３１ｂＥを選別し、これらの点灯状態情報のみを送信して表示手段６３に表示させることにより、運転者にとって必要な情報のみを適切に提供できる運転支援システムとすることができる。

次に、図９を用いて、今まで説明した信号制御器１０が行っていた制御の一部を、車両９０側において実行する車載運転支援装置６０ａについて説明する。図９は、車載運転支援装置６０ａを搭載した車両９０と、路面側の設備を示したシステム構成図である。

図９において、路面側の設備については、信号制御器１０と、路面通信手段２０と、信号機３０と、通信網４０と、交通管制センター５０については、図１に示したシステム構成と同様であるが、信号制御器１０の内部から、信号機選別手段１１０が取り除かれた点が異なっている。

図９において、車載運転支援装置６０ａが、表示制御手段６５を更に備え、表示制御手段６５が予想進行方向推定手段６１を取り込み、かつ信号機選別手段６６を新たに備えた点で、図１に示した車載運転支援装置６０と異なっている。他の構成要素については、図１に示した構成要素と同様であるので、その説明を省略する。

表示制御手段６５は、表示手段６３の表示制御を行う制御手段であり、ＥＣＵ（Electronic Control Unit、電子制御ユニット）等の演算手段で構成されてよい。本実施例に係る車載運転支援装置６０ａは、図１の実施例に係る運転支援システム１００において、信号制御器１０の信号機選別手段１１０が行っていた信号機３０の選別制御を、表示制御手段６５に備えられた信号機選別手段６６が行う。

つまり、予想進行方向推定手段６１により推定された車両９０の進行方向に対し、表示手段６３で表示すべき信号機３０の選別演算を車両９０側で行なう。車載運転支援装置６０ａは、ＧＰＳ６４により自車の絶対位置を検出し、マップマッチングを行うことによって、道路上のどこを走行しているのかを検出することができる。従って、予想進行方向推定手段６１により、予想進行方向を推定したら、それをマップデータ上で特定し、信号機３０の選別を信号機選別手段６６で行うことができる。そして、表示制御手段６５は、不要な信号機３０を削除して表示手段６３に表示する制御を行うことができる。

このとき、車両９０の近隣の所定距離以内の狭域範囲については、所定の広角度で広く信号機３０の点灯状態情報を表示し、所定の距離より大きい広域範囲については、所定の狭角度で信号機３０の点灯状態情報を表示するようにすれば、今まで説明した運転支援システムと同様の効果を得ることができる。

このような信号機３０の選別制御を車両９０側で行う場合には、路面側の信号制御器１０は、離れた領域の他の信号制御器１０の信号機制御情報を取得できるようにさえしておけばよい。

このように、本実施例に係る車載運転支援装置６０ａのように、信号機３０の選別については、車両９０に搭載された車載運転支援装置６０ａで行うようにしてもよい。この場合にも、今まで説明した予想進行方向推定手段６１による種々の推定方法や、表示範囲を可変とする制御は、同様に適用することができる。

本実施例に係る車載運転支援装置６０ａによれば、インフラ側が必ずしも完全に整備されていなくても、運転者にとって必要な信号機３０の点灯状態情報を提供することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

本実施例の運転支援システム１００の装置構成に関するシステム構成図である。 本実施例に係る運転支援システムの路上側設備の平面的システム構成図である。 予想進行方向に対する信号機の選別制御の概念図である。 選別された信号機３０と、通信経路について示した図である。 目的地Ｇに向かって車両９０が走行している途中の状態を示した図である。 走行実績と予想進行方向との関係について示した図である。 車両９０が交差点Ｃ１を通過する状態を示した図である。 交差点Ｃ１、Ｃ２が接近して存在し、各々の交差点が東西南北に信号機を備えた態様を示した図である。 車載運転支援装置６０ａを搭載した車両９０と、路面側の設備を示したシステム構成図である。

符号の説明

１０、１１、１２、１３ 信号制御器
２０、２１、２２、２３ 路上通信手段
３０、３１ａ〜３１ｆ、３２ａ〜３２ｅ、３３ａ〜３３ｄ 信号機
４０ 通信網
５０ 交通管制センター
６０、６０ａ 車載運転支援装置
６１ 予想進行方向推定手段
６２ 車載通信手段
６３ 表示手段
６４ ＧＰＳ
６５ 表示制御手段
６６、１１０、１１１、１１２ 信号機選別手段
７０ 警報機
８０ 制動装置
９０ 車両
９１、９３、９４ 走行軌跡
９２ 予定経路
１００ 運転支援システム

Claims (10)

1. 路車間通信可能な路上通信手段と、
   所定領域の信号機の点灯スケジュールと、前記路上通信手段を管理する信号制御器と、
   該信号制御器同士を接続する通信網と、
   車両の予想進行方向を推定する予想進行方向推定手段と、路車間通信可能な車載通信手段と、信号機の点灯状態情報を表示する表示手段とを有する車載運転支援装置とを備え、
   前記車載運転支援装置は、前記予想進行方向推定手段が予想進行方向を推定したときに、推定された予想進行方向情報を、前記車載通信手段により前記車両の近隣の前記信号制御器に送信し、
   前記信号制御器は、前記路上通信手段により受信した前記予想進行方向情報に基づいて、前記車両が通過すると予想される信号機の選別を行い、選別された信号機を管理する信号制御器から信号機の点灯状態情報を前記通信網により取得し、取得した前記点灯状態情報を前記路上通信手段により前記車両に送信し、
   前記車載運転支援装置は、前記車載通信手段により受信した前記点灯状態情報を、前記表示手段により表示することを特徴とする運転支援システム。
2. 前記信号機の選別は、前記車両から所定距離内にある狭域範囲では、前記車両の予想進行方向に対して所定の広角度で信号機を選別し、前記狭域範囲よりも離れた広域範囲では、前記所定の広角度よりも狭い所定の狭角度で信号機を選別して行われることを特徴とする請求項１に記載の運転支援システム。
3. 前記通信網は、交通管制センターに接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の運転支援システム。
4. 前記車載運転支援装置は、ナビゲーションシステムを備え、
   前記予想進行方向推定手段は、前記ナビゲーションシステムにより目的地の設定がなされているときには、該目的地の方向を予想進行方向と推定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の運転支援システム。
5. 前記予想進行方向推定手段は、ナビゲーションシステムにより目的地の設定がなされていないときには、前記車両の走行軌跡に基づいて予想進行方向を推定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の運転支援システム。
6. 前記予想進行方向推定手段は、前記走行軌跡が過去に所定回数以上の走行実績がある走行軌跡の場合には、過去の走行実績に基づいて予想進行方向を推定することを特徴とする請求項５に記載の運転支援システム。
7. 前記信号機の選別は、前記予想進行方向に対して対向する位置に配置された信号機についてのみ行い、他の向きに配置された信号機の点灯状態情報は、送信しないことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の運転支援システム。
8. 前記狭域範囲を定める前記所定距離及び前記広域範囲を定める距離は、前記信号機間の距離に応じて変化させることを特徴とする請求項２に記載の運転支援システム。
9. 前記所定の広角度及び前記所定の狭角度は、走行中の道路の交通量に応じて変化させることを特徴とする請求項２又は７に記載の運転支援システム。
10. 車両の自車位置を検出する自車位置検出手段と、
    前記車両の予想進行方向を推定する予想進行方向推定手段と、
    信号機の点灯状態情報を取得する信号機状態取得手段と、
    信号機の点灯状態情報を表示する表示手段と、
    該表示手段の表示を制御する表示制御手段とを有し、
    該表示制御手段は、前記予想進行方向推定手段により推定された予想進行方向に基づいて、前記予想進行方向にある信号機のうち、前記自車位置検出手段により検出された自車位置から所定距離の狭域範囲内にある領域については所定の広角度で信号機を選別し、前記所定距離より離れた広域範囲にある領域については、前記所定の広角度よりも狭い所定の狭角度で信号機を選別し、前記信号機状態取得手段により取得された信号機の点灯状態情報のうち、選別された信号機の前記点灯状態情報を前記表示手段に表示することを特徴とする車載運転支援装置。

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