JP2009064331A - 車載用通信装置、車載用通信方法、車載用通信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】交差点における衝突を回避するための通信技術を提供する。
【解決手段】衝突を回避するため、複数の車両で共通する内容のデータベースを用いて、交差点への予測到達時間に基いた周波数の信号を送信することで、他車に対して交差点への予測到達時間を伝達する。また、複数の車両で共通する内容のデータベースを用いて、受信した周波数に基く他車の交差点への予測到達時間を認識することができ、予測到達時間に基いて適切な運転支援を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、交差点での衝突を回避するための運転支援に関するものである。

従来、交差点における衝突を回避するために、他車との間で通信を行うことが提案されている。下記特許文献１に開示される車両間通信においては、送信車両は自車の位置情報や所定地点の通過時間情報等を送信し、当該信号を受信した受信車両は、当該送信車両の状況を把握することができる。

特開２０００−２０７６７９号公報

交差点における衝突を回避するための処理は、即時性、瞬時性が求められるものである。しかし、上記特許文献１に記載される車両間通信は、送信情報が多く情報処理に時間を要するため、衝突を回避するための処理としては好ましくない。

本発明は、上記のような問題点を解決し、簡素な処理で交差点への進入時間を他車へ伝達することができる通信技術の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、交差点の周辺に複数設定された地点に対して、該地点から該交差点までの到達時間毎に周波数が対応付けられたデータ群を複数有するデータベースと、自車の状態を検出する自車状態検出手段と、上記検出した自車の状態を用いて、上記交差点までの到達時間を予測する到達時間予測手段と、上記データベースと上記予測された到達時間とを用いて、送信周波数を決定する送信周波数決定手段と、上記決定された送信周波数の信号を送信する送信手段とを備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の車載用通信装置において、上記検出した自車の状態には、自車の位置及び速度が含まれ、上記到達時間予測手段は、上記検出した自車の位置に基いて、上記設定された地点及び交差点を特定し、上記検出された自車の速度に基いて、上記特定された地点から上記特定された交差点への到達時間を算出し、上記送信周波数決定手段は、上記特定された地点及び上記到達時間に対応する周波数を送信周波数として決定することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、車載用通信方法において、自車の状態を検出する自車状態検出ステップと、上記検出した自車の状態を用いて、上記交差点までの到達時間を予測する到達時間予測ステップと、データベースと上記予測された到達時間とを用いて、送信周波数を決定する送信周波数決定ステップと、上記決定された送信周波数の信号を送信する送信ステップと、からなり、上記データベースには、交差点の周辺に複数設定された地点に対して、該地点から該交差点までの到達時間毎に周波数が対応付けられたデータ群を複数有することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、車載用通信プログラムにおいて、コンピュータに、自車の状態を検出する自車状態検出ステップと、上記検出した自車の状態を用いて、上記交差点までの到達時間を予測する到達時間予測ステップと、データベースと上記予測された到達時間とを用いて、送信周波数を決定する送信周波数決定ステップと、上記決定された送信周波数の信号を送信する送信ステップと、からなり、上記データベースには、交差点の周辺に複数設定された地点に対して、該地点から該交差点までの到達時間毎に周波数が対応付けられたデータ群を複数有することを特徴とする。

本発明によれば、交差点までの到達時間を予測し、予測した到達時間に対応した周波数で信号を送信するので、簡易な処理によって他車に対して交差点への進入予測時間を伝達することができる。

本発明に係る車載用通信装置における一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明においては、交差点という用語を用いるが、本発明における交差点という用語は、道路が交差している地点をいい、また、道路交通法で定める意義をも有するものとする。

まず、本実施形態の車載用通信装置のシステム構成について図１を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態の車載用通信装置のシステム構成の要部概略を示したブロック図である。図１に示すとおり、本実施形態の車載用通信装置は、ＥＣＵ１、ＧＰＳ２、地図ＤＢ３、無線ユニット４、表示装置５、スピーカ６、ノード-周波数ＤＢ７、センサ８、から基本的に構成される。なお、図１に示した構成は、本発明の説明に必要な部分を記載したものであり、本実施形態に係る車載用通信装置に図示しない種々の要素が存在することはいうまでもない。

ＥＣＵ（electronic control unit）１は、車両全体の電子制御を行うものである。ＥＣＵ１は、主に、種々の機器からの入力信号を変換する入力インタフェース、決められた手順に従って入力データの演算を行うコンピュータ部（マイクロコンピュータ）、その演算結果をアクチュエータ作動信号に変換する出力インタフェースとから構成される。ＥＣＵ１によって、接続されている種々の要素は制御されることになる。

ＧＰＳ（global positioning system）２は、人工衛星から発射される電波の到着時間を計測し、衛星からの距離を計算することによって自車の位置を検出するシステムである。なお、ＧＰＳ２は、図示しないナビゲーションシステムの構成要素である。

地図ＤＢ３は、経路案内、交通情報案内及び地図表示に必要な各種地図データが記憶されている。地図ＤＢ３は、図示しないナビゲーションシステムで用いられる。また、地図ＤＢ３には、ノードデータ、リンクデータが含まれる。ノードデータは、道路上の所定位置をノードＩＤ、ノード座標（緯度、経度）等で定義したものである。リンクデータは、リンクＩＤ、リンク長、リンクの始端及び終端ノード座標等を定義したものである。それぞれのノード間はリンクとして規定されることになる。

無線ユニット４は、他車との通信を行うためのものである。所定の周波数信号の送受信が可能である。なお、送受信される周波数の帯域は限定されない。また、無線ユニット４として種々の公知のものを採用することができる。

表示装置５は、図示しないナビゲーションの一部としても構成され、自車の位置や道路を表示する。また、ユーザに対し種々の警告を行う場合にも用いられる。液晶ディスプレイで構成してもよく、また、タッチパネル対応としてもよい。

スピーカ６は、図示しないナビゲーションの一部としても構成され、経路案内、警告等の音声出力に用いられる。また、図示しない音楽再生装置のスピーカとして兼用してもよい。

ノード-周波数ＤＢ７は、交差点の周辺に複数設定された地点に対して、該地点から該交差点までの到達時間毎に周波数が対応付けられているデータが記憶されている。ノード-周波数ＤＢ７の詳細については後述する。また、ノード-周波数ＤＢ７の内容は、各車両で共通である。

センサ８は、自車の状態を検出するためのセンサである。自車の状態として、車速、ブレーキ情報、加速度が含まれる。

［送信プロセス］
次に、本実施形態における送信プロセスについて、図２を参照しつつ説明する。図２は、送信プロセスを示すフローチャートである。本プロセスは、自車の走行中に実行されるものである。また、手動によって、送信プロセスのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるよう構成することができる。

まず、Ｓ１において、ノード-周波数データを取得する。ノード-周波数データは、ノード-周波数ＤＢ７に記憶されている。データベースの内容は、図示しないセンタから配信されてもよい。また、ノード-周波数データを自車内に有することなく、必要に応じて、図示しないセンタから取得するよう構成してもよい。その場合は、自車内にノード-周波数ＤＢ７は存在しないことになる。

ここで、ノード-周波数ＤＢ７に記憶されているノード-周波数データについて説明する。図３は、ノード-周波数データの一例を示している。１つの交差点に対し、道路上のノードと交差点のノードとの対が複数対応付けられている。また、それぞれの対に対して複数の周波数が対応付けられている。また、それぞれの周波数には、交差点への進入時間が対応付けられている。また、道路上のそれぞれの地点は、ノード番号で定義されている。ノード−周波数ＤＢ７に記憶されるノード番号は、地図ＤＢ３におけるノード番号と共通である。そして、ノード番号に対応する座標情報は、地図ＤＢ３を参照することにより取得できるため、図３における座標情報は省略してもよい。この点は、道路リンクについても同様である。

図４に、交差点１周辺におけるノード位置の概要を示す。図４に示すように、交差点周辺の道路上の所定地点にノードＮ１〜Ｎ４が定義されている（以下、道路上のノードに対応する地点を「道路ノード位置」という。）。ここで、それぞれの道路ノード位置は、交差点の手前に設定されている。また、図４に示すように、交差点内にノードＮ１ａ〜Ｎ４ａが定義されている（以下、交差点内のノードに対応する地点を「交差点ノード位置」という。）。また、道路ノード位置及び交差点ノード位置は適宜設定可能である。

なお、図４に示される自車２０と他車３１の位置関係を例として送信プロセスを説明するが、他の位置関係においても同様に処理することができる。

図２に説明を戻す。Ｓ２において、自車位置を取得する。自車位置の取得には、ＧＰＳ２が用いられる。

Ｓ３において、Ｓ２で取得した自車位置に基いて、自車がノード-周波数ＤＢ７に定義されているいずれかの道路ノード位置に接近したか否かが判断される。また、Ｓ３において、「道路ノード位置を通過したか否か」が判断されるよう構成することもできる。

自車が道路ノード位置に接近していないと判断した場合は（Ｓ３：ＮＯ）、Ｓ２に戻る。すなわち、自車が道路ノード位置に接近していない間は、Ｓ２→Ｓ３→Ｓ２…の処理を繰り返すことになる。

自車が道路ノード位置に接近したと判断した場合は（Ｓ３：ＹＥＳ）、Ｓ４の信号送信処理に進む。

次に、信号送信処理の詳細について説明する。図５は、本実施形態の信号送信処理のフローチャートである。

まず、Ｓ１１において、自車の車速及びブレーキ情報を取得する。これらの情報の取得には、センサ８が用いられる。また、必要に応じ、加速度情報を取得してもよい。

次に、Ｓ１２において、図２で接近したと判断された道路ノード位置（以下、「接近ノード位置」という。）に対応する交差点ノード位置を特定し、特定した交差点ノード位置までの到達時間を予測する。到達時間の予測には、Ｓ１１で取得した自車の状態に関する情報が用いられる。その後、Ｓ１３に進む。

Ｓ１３において、Ｓ１２で予測した到達時間が第１の所定時間（例えば、１秒）未満か否かを判断する。到達時間が第１の所定時間未満であると判断した場合は（Ｓ１３：ＹＥＳ）、Ｓ１４に進む。到達時間が第１の所定時間未満でないと判断した場合は（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１５に進む。

Ｓ１４において、接近ノード位置に対応付けられている第１周波数の信号を送信する。Ｓ１５において、Ｓ１２で予測した到達時間が第２の所定時間（例えば、２秒）未満であるか否かを判断する。到達時間が第２の所定時間未満であると判断した場合は（Ｓ１５：ＹＥＳ）、Ｓ１６に進む。到達時間が第２の所定時間未満でないと判断した場合は（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ１７に進む。

Ｓ１６において、接近ノード位置に対応付けられている第２周波数の信号を送信する。Ｓ１７において、接近ノード位置に対応付けられている第３の周波数の信号を送信する。

図４に示した例においては、他車３１は、交差点ノード位置Ｎ１ａまでの到達時間が１秒未満であると判断した場合は、周波数f1で信号を送信し、１秒以上２秒未満であると判断した場合は、周波数f5で信号を送信し、２秒以上であると判断した場合は、周波数f9で信号を送信することになる。

上述した送信プロセスによれば、交差点への予測到達時間に基いて送信周波数を決定し、決定した周波数を送信するという簡素な処理で、自車における交差点への予測到達時間を他車に伝達することができる。

［受信プロセス］
次に、本実施形態における受信プロセスについて、図を参照しつつ説明する。図６は、受信プロセスを示すフローチャートである。本プロセスは、自車の走行中に実行されるものである。また、手動によって、受信プロセスのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるよう構成することもできる。また、受信プロセスと送信プロセスとを交互に行ってもよく、両プロセスを並行して行ってもよい。

図６に示すフローチャートでは、基本的には、図２に示した送信プロセスのフローチャートと同様の処理が行われる。すなわち、Ｓ２１〜Ｓ２３における処理は、図２のＳ１〜Ｓ３における処理と同様である。ただし、自車が道路ノード位置に接近した場合に、Ｓ２４の信号受信処理を行う点で異なる。

信号受信処理ついて、図を参照しつつ詳細に説明する。図７は、信号受信処理のフローチャートである。

まず、Ｓ３１において、現在の自車位置における受信されうる周波数を決定する。この処理は、図６のＳ２３で接近したと判断された道路ノード位置（以下、「接近ノード位置」という。）とノード-周波数ＤＢ７とに基いて決定される。図４における例においては、自車２０が存在する道路リンクＬ４に交差する道路リンクを特定し（この場合、Ｌ１及びＬ３）、特定した道路リンク上の道路ノード位置（この場合、Ｎ１及びＮ３）に対応する周波数が受信されうる周波数として決定される。したがって、ノードＮ１に対応するf1,f5,f9、及び、ノードＮ３に対応するf3,f7,f11が受信されうる周波数として決定される。

次に、Ｓ３２において、Ｓ３１で決定した周波数のいずれかを受信したか否かを判断する。いずれかの周波数を受信していないと判断した場合は（Ｓ３２：ＮＯ）、Ｓ３３に進む。Ｓ３３において、自車位置を取得する。自車位置の取得にはＧＰＳ２が用いられる。

Ｓ３４において、Ｓ３３で取得した自車位置に基いて、交差点を通過したか否かが判断される。交差点を通過していないと判断した場合は（Ｓ３４：ＮＯ）、Ｓ３２に戻る。すなわち、受信周波数を受信しない間は、交差点を通過するまで、Ｓ３２→Ｓ３３→Ｓ３４→Ｓ３２…の処理を繰り返すことになる。

交差点を通過したと判断した場合は（Ｓ３４：ＹＥＳ）、信号受信処理を終了する。

受信周波数を受信したと判断した場合は（Ｓ３２：ＹＥＳ）、Ｓ３５に進む。Ｓ３５において、自車の状態が検出される。ここで検出される自車の状態は、自車の位置及び自車の速度が含まれる。また、ブレーキ操作量についても検出してよい。検出された自車の状態に基いて、自車の交差点への到達時間が予測される。その後、Ｓ３６に進む。

Ｓ３６において、交差点における衝突の可能性があるか否かが判断される。具体的には、他車の交差点への予測到達時間と自車の交差点への予測到達時間とに基いて衝突の可能性が判断される。ここで、他車の交差点への予測到達時間は、受信した信号の周波数及びノード-周波数ＤＢ７に基いて決定されることになる。

衝突の可能性がないと判断した場合は（Ｓ３６：ＮＯ）、信号受信処理を終了する。一方、衝突の可能性があると判断した場合は（Ｓ３６：ＹＥＳ）、Ｓ３７に進む。

Ｓ３７において、衝突の回避が可能であるか否かが判断される。衝突の回避が可能であると判断した場合は（Ｓ３７：ＹＥＳ）、Ｓ３８に進む。Ｓ３８において、衝突の可能性があることを示す内容を報知する。このとき、表示装置５及び／またはスピーカ６が用いられる。また、光や振動等で報知してもよい。また、減速を促すための報知を行ってもよい。

一方、衝突の回避が可能ではないと判断した場合は（Ｓ３７：ＮＯ）、Ｓ３９に進む。Ｓ３９において、ブレーキ制御を行う。

なお、上述した図７のＳ３６及びＳ３７においては、衝突の可能性があると判断された場合に、衝突の回避が可能か否かという２つの分岐で支援内容を決定したが、Ｓ３６で衝突の可能性があると判断された場合に、衝突の可能性を複数段階（例えば、３段階）に分類し、分類した可能性に基いて、支援内容を決定してもよい。この場合、衝突の可能性が低い場合は、警告のみを報知し、衝突の可能性が比較的高い場合は、サスペンションコントロール及び／またはブレーキアシストスタンバイを行い、衝突の可能性が高い（衝突が不可避）場合に、ブレーキを作動するように構成してもよい。また、衝突が不可避の場合は、シートベルトの巻き取り制御を併せて行ってもよい。

また、図４に示した例において、f1の周波数を受信した場合は、他車の交差点への到達時間が１秒未満であると判断し、自車の状態に基いて、支援内容が決定される。また、f5の周波数を受信した場合は、他車の交差点への到達時間が１秒以上２秒未満であると判断し、自車の状態に基いて、支援内容が決定される。

上述した信号受信プロセスによれば、受信した信号の周波数及び自車の状態に基いて交差点での衝突可能性を判断し、衝突可能性に応じて支援内容を決定するので、即時性、瞬時性が求められる衝突回避処理を簡素な処理で実現することができる。

上述した実施形態においては、周波数を変更することで、通信チャネルを異なるように構成したが、信号の位相及び／または振幅を可変にすることによって複数の通信チャネルを実現してもよい。また、送受信する信号は、アナログ、ディジタルのいずれでもよい。時分割多重化によって、複数の信号を送信するよう構成してもよい。

上述した実施形態によれば、複数の車両で同一内容のノード-周波数ＤＢ７を用いることによって、所定の周波数の信号を送受信するのみで、自車に関する情報が伝達可能であり、また、他車に関する情報を取得可能であるという格別の技術的効果を有する。

以上の説明においては、車載用通信装置について主に説明を行ったが、本発明は、上述した処理を実行するための車載用通信方法としても実現可能である。さらに、当該方法をコンピュータで実行させるためのプログラム、及び、そのプログラムが記録された記録媒体としても本発明は実現可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、本発明は、送信プロセスのみを行う車載用通信装置としても実現可能であり、また、受信プロセスのみを行う車載用通信装置としても実現可能である。

システム構成の要部概略を示した図である。 送信プロセスのフローチャートである。 ノード-周波数ＤＢの内容の一例を示した図である。 交差点における車両とノードとの関係を示した図である。 信号送信処理のフローチャートである。 受信プロセスのフローチャートである。 信号受信処理のフローチャートである。

符号の説明

１ ＥＣＵ
２ ＧＰＳ
３ 地図ＤＢ
４ 無線ユニット
５ 表示装置
６ スピーカ
７ ノード-周波数ＤＢ７
８ センサ

Claims (4)

1. 交差点の周辺に複数設定された地点に対して、該地点から該交差点までの到達時間毎に周波数が対応付けられたデータ群を複数有するデータベースと、
   自車の状態を検出する自車状態検出手段と、
   上記検出した自車の状態を用いて、上記交差点までの到達時間を予測する到達時間予測手段と、
   上記データベースと上記予測された到達時間とを用いて、送信周波数を決定する送信周波数決定手段と、
   上記決定された送信周波数の信号を送信する送信手段と、
   を備える車載用通信装置。
2. 上記検出した自車の状態には、自車の位置及び速度が含まれ、
   上記到達時間予測手段は、
   上記検出した自車の位置に基いて、上記設定された地点及び交差点を特定し、
   上記検出した自車の速度に基いて、上記特定された地点から上記特定された交差点への到達時間を算出し、
   上記送信周波数決定手段は、上記特定された地点及び上記到達時間に対応する周波数を送信周波数として決定する、
   ことを特徴とする請求項１の車載用通信装置。
3. 自車の状態を検出する自車状態検出ステップと、
   上記検出した自車の状態を用いて、上記交差点までの到達時間を予測する到達時間予測ステップと、
   データベースと上記予測された到達時間とを用いて、送信周波数を決定する送信周波数決定ステップと、
   上記決定された送信周波数の信号を送信する送信ステップと、
   からなり、
   上記データベースには、交差点の周辺に複数設定された地点に対して、該地点から該交差点までの到達時間毎に周波数が対応付けられたデータ群を複数有する、
   ことを特徴とする車載用通信方法。
4. コンピュータに、
   自車の状態を検出する自車状態検出ステップと、
   上記検出した自車の状態を用いて、上記交差点までの到達時間を予測する到達時間予測ステップと、
   データベースと上記予測された到達時間とを用いて、送信周波数を決定する送信周波数決定ステップと、
   上記決定された送信周波数の信号を送信する送信ステップと、
   からなり、
   上記データベースには、交差点の周辺に複数設定された地点に対して、該地点から該交差点までの到達時間毎に周波数が対応付けられたデータ群を複数有する、
   ことを特徴とする車載用通信プログラム。

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