JP2009110498A - 運転支援装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両の交差点進入時の信号機の状態を高精度に予測する運転支援装置を提供することを課題とする。
【解決手段】車両の交差点進入時の信号機の状態を予測する運転支援装置であって、車両の交差点手前での車速の変化を予測する車速変化予測手段と、車速変化予測手段で予測した車速の変化に基づいて交差点進入時の信号機の状態を予測する信号機状態予測手段とを備えることを特徴とし、車速変化予測手段は、記憶手段に記憶されている運転者の過去の交差点手前での車速変化に関する特性と走行環境とを対応付けた情報に基づいて車速の変化を予測したり、あるいは、車両の位置が交差点手前に設定される所定領域の手前に存在する場合と存在しない場合とで車速変化の予測方法を変える。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両の交差点進入時の信号機の状態を予測する運転支援装置に関する。
運転支援装置には、信号機のある交差点に車両が進入するときに赤信号（あるいは、黄信号）と予測される場合に、交差点に進入する前に運転者に対する警報出力や車両に対する自動ブレーキなどを行うものがある。このような運転支援装置では、車両が交差点に進入するときの信号機の状態を予測することが重要となる。特許文献１には、信号機のサイクル情報、車両の交差点までの残距離と現在車速に基づいて車両が交差点に進入するときの信号機の状態を予測することが開示されている。また、特許文献２には、自車両の周囲状況（他車両の状態、歩行者の情報など）なども考慮して交差点通過に要する時間を予測し、交差点を通過できるかを判断することが開示されている。
特開２００６−７２９３６号公報 特開２００６−５８１００号公報
交差点手前でも、様々な道路状況や他車両状況などに応じて車両が加速又は減速して車速が変化する場合がある。そのため、例えば、現在車速に基づいて交差点進入時に赤信号で通過できないと予測した後に、自車両が加速して交差点を青信号で通過できる場合でも、警報出力などを行ってしまうことがある。逆に、現在車速に基づいて交差点を青信号で通過できると予測した後に、自車両が減速して交差点を赤信号で通過できない場合でも、警報出力などを行わないことがある。このように、現在車速に基づく予測では、交差点進入時の信号機の状態を精度良く予測できない場合がある。
そこで、本発明は、車両の交差点進入時の信号機の状態を高精度に予測する運転支援装置を提供することを課題とする。
本発明に係る運転支援装置は、車両の交差点進入時の信号機の状態を予測する運転支援装置であって、車両の交差点手前での車速の変化を予測する車速変化予測手段と、車速変化予測手段で予測した車速の変化に基づいて交差点進入時の信号機の状態を予測する信号機状態予測手段とを備えることを特徴とする。
この運転支援装置では、車速変化予測手段により、交差点手前での車速の変化を予測する。そして、運転支援装置では、信号機状態予測手段により、信号機情報、現在車速や交差点までの残距離などの従来から用いられていた情報に加えて予測した車速の変化に基づいて交差点進入時の信号機の状態（青信号、黄信号、赤信号）を予測する。このように、運転支援装置では、交差点手前での未来の車速の変化も考慮することにより、交差点進入時の信号機の状態を高精度に予測することができる。さらに、この高精度な交差点進入時の信号機状態を用いて運転支援（警報出力、車両制御）を行うことにより、より適切な運転支援を行うことができる。
本発明の上記運転支援装置では、車両の運転者の過去の交差点手前での車速変化に関する特性と走行環境とを対応付けて記憶する記憶手段を備え、車速変化予測手段は、記憶手段に記憶されている情報に基づいて車両の車速の変化を予測する構成としてもよい。
この運転支援装置では、記憶手段に運転者の過去の交差点手前での車速変化に関する特性と走行環境とが対応付けて記憶されている。車速変化に関する特性としては、例えば、車速の時系列情報、加減速度がある。走行環境としては、例えば、道路情報（道路形状情報、勾配情報、車線数、車幅など）、他車両情報（車速、位置など）、システム作動情報（定車速制御のＯＮ／ＯＦＦなど）、信号機情報がある。そして、運転支援装置では、車速変化予測手段により、記憶手段に記憶されている情報に基づいて、走行中の実際の走行環境と記憶手段に記憶されている走行環境を比較し、実際の走行環境に応じた交差点手前での車速の変化を予測する。このように、運転支援装置では、運転者固有の運転行動特性を考慮して交差点手前での車速の変化を予測することにより、交差点進入時の信号機の状態をより高精度に予測することができる。
本発明の上記運転支援装置では、車速変化予測手段は、車両の位置が交差点手前に設定される所定領域の手前に存在する場合と存在しない場合とで車速変化の予測方法を変える構成としてもよい。
この運転支援装置では、車速変化予測手段により、車両の位置が交差点手前の所定領域の手前か否かを判定し、手前に存在する場合と存在しない場合とで車速変化の予測方法を変える。所定領域は、交差点手前で一時的な車速の変化（加速など）がある領域である。例えば、交差点において信号機が青信号の場合、運転者は「なるべく青信号で通過したい」という心理が働くので、交差点手前の所定領域で一時的に加速する傾向にある。したがって、所定領域を通過する前には所定領域での一時的な加速に基づいて車速の変化を予測し、所定領域を通過した後には他の手法で予測する。このように、運転支援装置では、交差点手前の所定領域を考慮して交差点手前での車速の変化を予測することにより、交差点進入時の信号機の状態をより高精度に予測することができる。
本発明の上記運転支援装置では、車速を検出する車速検出手段と、車速検出手段で検出した車速に基づいて交差点進入時の信号機の状態を予測する第２信号機状態予測手段と、信号機状態予測手段で予測した信号機の状態と第２信号機状態予測手段で予測した信号機の状態に基づいて運転支援を行う運転支援手段とを備える構成としてもよい。
この運転支援装置では、上記したように、信号機状態予測手段により未来の車速の変化を考慮して交差点進入時の信号機の状態を予測する。また、運転支援装置では、車速検出手段により車速を検出し、第２信号機状態予測手段により検出した現在の車速に基づいて交差点進入時の信号機の状態を予測する。そして、運転支援装置では、運転支援手段により、信号機状態予測手段で予測した信号機の状態と第２信号機状態予測手段で予測した信号機の状態とに基づいて運転支援を行う。このように、運転者支援装置では、２つの予測手段に基づく予測結果に基づいて運転支援を行うことにより、より適切な運転支援を行うことができる。
本発明の上記運転支援装置では、運転支援手段は、信号機状態予測手段で予測した信号機の状態と第２信号機状態予測手段で予測した信号機の状態のうちの少なくとも一方の信号機の状態が停止信号点灯状態の場合に停止支援を行い、信号機状態予測手段で予測した信号機の状態と第２信号機状態予測手段で予測した信号機の状態が共に停止信号点灯状態か否かによって停止支援の内容を変更すると好適である。
この運転支援装置では、運転支援手段により、信号機状態予測手段と第２信号機状態予測手段のうちの少なくとも一方の予測手段で車両の交差点進入時の信号機の状態として停止信号点灯状態を予測した場合に停止支援を行う。停止支援としては、例えば、信号機の状態などの情報を提供する情報提供、停止を促すような注意喚起や警報出力、停止させるための自動ブレーキなどの車両制御がある。特に、この運転支援手段では、信号機状態予測手段と第２信号機状態予測手段のうちの一方だけで停止信号点灯状態を予測した場合と両方で停止信号点灯状態を予測した場合とで停止支援の内容を変更する。つまり、両方で予測した場合と一方だけで予測した場合では、予測の精度が異なるので、予測精度に応じて停止支援の支援レベルを変える。停止支援の停止支援の内容の変更としては、例えば、一方だけで停止信号点灯状態を予測した場合には両方で停止信号点灯状態と予測した場合よりも停止支援の支援レベルを下げる。支援レベルを下げる場合、例えば、停止を促す警報出力から注意喚起や情報提供程度に変更（警報出力の内容自体を強い内容から弱い内容に変更）、車両制御から警報出力などに変更、車両制御の程度を自動停止からアシストブレーキ程度に変更がある。これによって、この運転支援装置では、誤った停止支援による煩わしさを回避しつつ、停止支援もれも防止することができ、より適切な停止支援を行うことができる。
本発明の上記運転支援装置では、信号機状態予測手段で予測した信号機の状態が停止信号点灯状態の場合に停止支援を行う運転支援手段と、車速変化予測手段で予測した車速の変化に基づいて、信号機状態予測手段で停止信号点灯状態となることが予測される時点における車両の走行状態を推定する走行状態推定手段とを備え、運転支援手段は、走行状態推定手段で推定した走行状態に応じて停止支援の内容を変更すると好適である。
この運転支援装置では、信号機状態予測手段で車両の交差点進入時の信号機の状態として停止信号点灯状態を予測した場合、走行状態推定手段により、交差点手前での未来の車速の変化に基づいて、停止信号点灯状態になると予測される時点での車両の走行状態（車速、車両位置（交差点までの残距離）など）を推定する。さらに、運転支援装置では、信号機状態予測手段で車両の交差点進入時の信号機の状態として停止信号点灯状態を予測した場合、運転支援手段により、その推定された走行状態に応じて変更した停止支援の内容によって停止支援を行う。停止支援の内容の変更としては、車両制御（ブレーキ制御）の制御レベル自体、警報出力や注意喚起などの内容自体を変更してもよいし、車両制御、警報出力、注意喚起、情報提供などの各種停止支援を段階的に変えてもよいし、あるいは、支援を行うタイミングも変えてもよい。このように、この運転支援装置では、未来の車速の変化を考慮して推定された停止信号点灯状態になるときの車両の走行状態に応じて停止支援の内容を変更することにより、より適切な停止支援を行うことができる。
本発明は、交差点手前での未来の車速の変化も考慮することにより、交差点進入時の信号機の状態を高精度に予測することができる。
以下、図面を参照して、本発明に係る運転支援装置の実施の形態を説明する。
本実施の形態では、本発明に係る運転支援装置を、車両に搭載される信号見落とし防止装置に適用する。本実施の形態に係る信号見落とし防止装置は、交差点を赤信号で通過することを防止するために、交差点進入時に赤信号と予測した場合には警報を実施する。本実施の形態には、未来の車速の変化の予測方法の異なる２つの形態があり、第１の実施の形態が交差点手前での一時加速区間（所定領域に相当）を考慮して予測する形態であり、第２の実施の形態が運転者固有の運転行動特性を考慮して予測する形態である。また、本実施の形態（第３の実施の形態）に係る信号見落とし防止装置は、交差点を赤信号で通過することを防止するために、交差点進入時に赤信号と予測した場合には注意喚起を実施する。この第３の実施の形態に係る信号見落とし防止装置では、第２の実施の形態に係る予測方法を適用する。
図１〜図４を参照して、第１の実施の形態に係る信号見落とし防止装置１について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る信号見落とし防止装置の構成図である。図２は、第１の実施の形態に係る交差点手前での一時的な加速を考慮した予測の説明図である。図３は、第１の実施の形態に係る連続的な加速を考慮した場合の通過可能境界線及び警報条件境界線の一例を示す図である。図４は、第１の実施の形態に係る一時的な加速を考慮した場合の通過可能境界線及び警報条件境界線の一例を示す図である。
信号見落とし防止装置１は、自車両が交差点を通過するときの信号機の状態を予測し、その予測結果に基づいて警報判断を行う。特に、信号見落とし防止装置１では、自車両が交差点到達までの経過時間の予測精度を高めるために、交差点手前での一時的な加速を予測し、その一時的な加速を考慮する。そのために、信号見落とし防止装置１は、光ビーコン受信機１０、ＧＰＳ[Global Positioning System]受信機１１、車速センサ１２、警報装置２０及びＥＣＵ[Electronic Control Unit]３１を備えている。
第１の実施の形態では、ＥＣＵ３１における各処理が特許請求の範囲に記載する車速変化予測手段と信号機状態予測手段に相当する。
図２を参照して、交差点手前での一時的な加速について一例を説明しておく。車両が交差点Ｃに差し掛かるときに前方の信号機Ｓの青信号を確認した場合、「なるべく青信号で通過したい」という運転者心理が働く。このとき、運転者は、青信号で通過するために、一時的な加速を行う傾向がある。さらに、この一時的な加速行動はアクセルオンの後にアクセルオフ（ブレーキオンはなし）であるので、加速の後にエンジンブレーキによる減速がある。したがって、交差点直前で、一時的に加速して車速が上昇し、その後に減速して車速が低下する。
この交差点手前で一時的な加速を行う区間は、一時加速区間Ａとして設定される。一時加速区間Ａは、実際の走行実験などによって設定される。一時加速区間Ａは、一律の値でもよいし、交差点手前の道路形状（直線路、カーブ路、上り坂、下り坂など）、道路幅、車線数などに応じた値でもよいし、あるいは、運転者固有の運転行動に応じた交差点毎の値でもよい。この一時加速区間Ａの情報としては、少なくとも、前端から後端までの区間の長さ、前端から交差点（停止線）までの距離を含む。一律の値の場合にはＥＣＵ３１で予め保持するとよい。各交差点に応じた値の場合には光ビーコンＢからインフラ情報の一つとして受信するとよい。運転者固有の値の場合にはＥＣＵ３１で学習機能が必要となり、学習によって得られた値を用いるとよい。
また、一時加速区間Ａでの加速度及びその後の減速度は、実際の走行実験などによって設定される。この加速度、減速度は、一律の値でもよいし、現在車速などに応じた値でもよいし、運転者固有の運転行動に応じた値でもよい。一律の値の場合にはＥＣＵ３１で予め保持するとよい。車速などに応じた値の場合にＥＣＵ３１においてその都度演算するとよい。運転者個々の値の場合にはＥＣＵ３１で学習機能が必要となり、学習によって得られた値を用いるとよい。
光ビーコン受信機１０は、光ビーコンアンテナや処理装置などを備えており、交差点Ｃの手前の所定の位置に設置される光ビーコンＢから近赤外線によって情報を受信する。光ビーコン受信機１０では、光ビーコンアンテナでダウンリンクエリア内で光ビーコンＢからの信号を受信する。光ビーコン受信機１０では、処理装置でその受信した信号を復調してダウンリンク情報を取り出し、そのダウンリンク情報をＥＣＵ３１に送信する。なお、光ビーコンとの間で情報を送受信できる光ビーコン送受信機でもよい。
ダウンリンク情報としては、ＶＩＣＳ[Vehicle Information CommunicationSystem]情報やインフラ情報がある。ＶＩＣＳ情報は、全車線で共通の道路交通情報である。道路交通情報は、渋滞情報、交通規制情報、駐車場情報などがある。インフラ情報は、車線毎に構成される車線情報であり、車線毎の信号サイクル情報、道路形状情報、停止線情報、車線識別情報などがある。信号サイクル情報は、青信号、黄信号、赤信号の各点灯時間、右折指示信号の点灯時間、現在点灯している信号とその信号が点灯してからの経過時間などである。この信号サイクル情報により、例えば、何秒後に赤信号になるか、右折車線の場合には右折指示に何秒後になり、何秒後に終了するかが判る。道路形状情報は、周囲の道路の形状を示す情報であり、勾配情報（上り坂、下り坂、勾配角度）も含んでいる。停止線情報は、交差点での停止線の位置情報などである。また、光ビーコンＢにおいて他車両情報（位置、車速など）の情報を取得できる場合には他車両情報もインフラ情報に含まれる。
ＧＰＳ受信機１１は、ＧＰＳアンテナや処理装置などを備えており、自車両の現在位置などを推定する。ＧＰＳ受信機１１では、ＧＰＳアンテナでＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。そして、ＧＰＳ受信機１１では、処理装置でそのＧＰＳ信号を復調し、その復調された各ＧＰＳ衛星の位置データに基づいて自車両の現在位置（緯度、経度）などを演算する。そして、ＧＰＳ受信機１１では、自車両の現在位置情報などをＥＣＵ３１に送信する。ちなみに、現在位置を演算するためには３つ以上のＧＰＳ衛星の位置データが必要となるで、ＧＰＳ受信機１１では、異なる３つ以上のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号をそれぞれ受信している。なお、車両にナビゲーションシステムが搭載される場合、ナビゲーションシステムのＧＰＳ受信機を共有するか、あるいは、ナビゲーションシステムから現在位置を取得する。
車速センサ１２は、車速を検出するセンサである。車速センサ１２では、車速を検出し、検出した車速情報をＥＣＵ３１に送信する。
警報装置２０は、自車両が交差点進入時に赤信号と予測される場合にそのことを知らせる警報を出力する装置であり、警報出力として音声出力や画像表示などを行う。警報装置２０では、ＥＣＵ３１から警報信号を受信すると、警報信号に応じて音声を出力したり、画像を表示する。
ＥＣＵ３１は、ＣＰＵ[Central ProcessingUnit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などからなる電子制御ユニットであり、信号見落とし防止装置１を統括制御する。ＥＣＵ３１では、一定時間毎に、光ビーコン受信機１０、ＧＰＳ受信機１１、車速センサ１２から各情報を受信し、これら情報に基づいて各処理を実行し、警報が必要と判断した場合には警報装置２０に警報信号を送信する。
ＥＣＵ３１の各処理について具体的に説明する前に、図３、図４を参照して、ＥＣＵ３１で用いる警報条件境界線ＷＢと通過可能境界線ＰＢについて説明しておく。図３、図４において、横軸は現時点から交差点Ｃ（停止線）到達までに要する時間（残時間）であり、縦軸は自車両Ｖの車速である。なお、横軸については、残時間でなく、現在位置から交差点Ｃ（停止線）までの距離（残距離Ｌ）としてもよい。
通過可能境界線ＰＢは、自車両Ｖが交差点Ｃを通過できるか否か（交差点進入時に青信号又は黄信号かあるいは赤信号か）の境界線である。通過可能境界線ＰＢの上側の領域は、自車両Ｖが交差点Ｃを通過できる領域（交差点進入時に青信号又は黄信号の領域）である。通過可能境界線ＰＢの下側の領域は、自車両Ｖが交差点を通過できない領域（交差点進入時に赤信号の領域）である。通過可能境界線ＰＢは、残時間と車速に応じた可変な線であり、車速が高いほど傾きが小さくなる。図３の例の場合、現時点での残時間ｔと車速ｖの場合には通過可能境界線ＰＢｔより上側なので交差点Ｃを通過可能であり、現時点より過去時点での残時間ｔ１と車速ｖ１の場合には通過可能境界線ＰＢｔ１より上側なので交差点Ｃを通過可能であり、現時点より未来時点での残時間ｔ２と車速ｖ２の場合には通過可能境界線ＰＢｔ２より上側なので交差点Ｃを通過可能である。
警報条件境界線ＷＢは、運転者がブレーキ操作を行った場合の自車両Ｖの減速度を示す曲線であり、警報出力が必要か否かの境界線である。警報条件境界線ＷＢの下側の領域は、自車両Ｖが交差点Ｃの停止線で安全に止まることができる領域であり、警報出力が必要ない領域である。警報条件境界線ＷＢの上側の領域は、自車両Ｖが交差点Ｃの停止線で安全に止まることができない領域であり、警報出力が必要な領域である。警報条件境界線ＷＢは、車両のブレーキ性能などに応じた一定の曲線であり、実際の走行実験などによって予め設定される。図３の例の場合、現時点での残時間ｔと車速ｖの場合には警報条件境界線ＷＢより下側なので交差点Ｃの停止線で安全に止まることが可能であり、現時点より過去時点での残時間ｔ１と車速ｖ１の場合には警報条件境界線ＷＢより下側なので交差点Ｃの停止線で安全に止まることが可能であり、現時点より未来時点での残時間ｔ２と車速ｖ２の場合には警報条件境界線ＷＢより上側なので交差点Ｃの停止線で安全に止まることが不可能である。
したがって、各時点における残時間と車速の関係を通過可能境界線ＰＢ及び警報条件境界線ＷＢでそれぞれ判定し、その残時間と車速の関係が通過可能境界線ＰＢから下側の領域内かつ警報条件境界線ＷＢから上側の領域内にある場合に警報出力を行う。
ＥＣＵ３１では、光ビーコン受信機１０からの交差点Ｃでの停止線の位置情報及びＧＰＳ受信機１１からの現在位置に基づいて交差点Ｃ（停止線）までの残距離Ｌを演算する。そして、ＥＣＵ３１では、残距離Ｌと一時加速区間Ａの情報に基づいて、自車両Ｖが一時加速区間Ａより手前（一時加速区間Ａを通過する前）か否かを判定する。さらに、自車両Ｖが一時加速区間Ａより手前と判定した場合、ＥＣＵ３１では、光ビーコン受信機１０からの信号サイクル情報、車速センサ１２からの現在車速及び演算した残距離Ｌに基づいて、一時加速区間Ａに進入時に信号機Ｓが青信号か否かを判定する。
一時加速区間Ａを既に通過したと判定した場合又は一時加速区間Ａを通過前と判定かつ一時加速区間Ａに進入時に青信号以外と判定した場合、ＥＣＵ３１では、一時加速区間Ａでの一時的な加速を考慮しない通常の警報判断を実施する。一方、一時加速区間Ａを通過前と判定かつ一時加速区間Ａに進入時に青信号と判定した場合、一時加速区間Ａでの一時的な加速を考慮して警報判断を実施する。この各警報判断では、通過可能境界線ＰＢと警報条件境界線ＷＢを用いた判定を行う。
通常の警報判断の場合、ＥＣＵ３１では、前回（過去）の車速と今回（現時点）の現在車速に基づいて加減速度を演算する。前回の車速だけでなく、過去の数回の車速を用いて加減速度を演算してもよい。そして、ＥＣＵ３１では、この演算した加減速度が未来の連続的に継続すると仮定し、その加減速度に基づいて未来の車速の変化を予測し、その車速の変化を現在車速に加味した未来車速を予測演算する。さらに、ＥＣＵ３１では、その未来車速に応じて通過可能境界線ＰＢを設定する。例えば、図３の例の場合、現時点での残時間ｔでの車速ｖと過去時点での残時間ｔ１での車速ｖ１から加速度ａ１が求められるので、この加速度ａ１が未来も継続したと仮定すると、この加速度ａ１と現時点での車速ｖに基づいて未来時点の残時間ｔ２での車速ｖ２を予測できる。過去時点での車速ｖ１に応じた通過可能境界線ＰＢｔ１、現時点での車速ｖに応じた通過可能境界線ＰＢｔ、予測した未来時点での車速ｖ２に応じた通過可能境界線ＰＢｔ２を比較した場合、未来ほど、通過可能境界線ＰＢの傾きが徐々に小さくなり、交差点Ｃを通過できる領域が大きくなる。なお、加減速度は、加速度センサなどを用いて取得してもよい。
ＥＣＵ３１では、予測演算した未来車速を考慮し、交差点Ｃ（停止線）到達までに要する残時間を演算する。そして、ＥＣＵ３１では、設定した通過可能境界線ＰＢを基準として、その予測した残時間と未来車速との関係から交差点を通過可能か否かを判定する。交差点を通過可能と判定した場合、ＥＣＵ３１では、この交差点Ｃについての処理を終了する。一方、交差点を通過不可能と判定した場合（交差点進入時に赤信号と予測した場合）、ＥＣＵ３１では、警報待機状態とし、警報条件境界線ＷＢを基準として、その予測した残時間と未来車速との関係から警報出力を行う必要があるか否かを判定する。警報出力を行う必要がないと判定した場合、ＥＣＵ３１では、一定時間経過後、上記した各処理を再度行う。警報出力を行う必要があると判定した場合、ＥＣＵ３１では、交差点進入時の赤信号に対する警報音声や警報画像を生成し、警報信号として警報装置２０に送信する。
一時的な加速を考慮した警報判断の場合、ＥＣＵ３１では、一時加速区間Ａでの加速度及びその後の減速度に基づいて未来の車速の変化を予測し、その車速の変化を現在車速に加味した未来車速を予測演算する。そして、ＥＣＵ３１では、その未来車速に応じた通過可能境界線ＰＢを設定する。例えば、図４の例の場合、過去時点での残時間ｔ１から現時点での残時間ｔまでの間において一時的に加速度ａ２で加速し、現時点での残時間ｔから未来時点での残時間ｔ２までの間においてエンジンブレーキによって減速度ａ３（マイナス値の加速度）で減速する。この減速度ａ３と現時点での車速ｖに基づいて未来時点での残時間ｔ２での車速ｖ２を予測できる。この例では、この予測される車速ｖ２は、過去時点での車速ｖ１と等しくなる。過去時点での車速ｖ１に応じた通過可能境界線ＰＢｔ１と予測した未来時点での車速ｖ２に応じた通過可能境界線ＰＢｔ２を比較した場合、予測される車速ｖ２と過去時点での車速ｖ１とが等しいので、通過可能境界線ＰＢｔ１と通過可能境界線ＰＢｔ２とが同じ傾きとなり、交差点Ｃを通過できる領域が同じになる。また、現時点での車速ｖに応じた通過可能境界線ＰＢｔと通過可能境界線ＰＢｔ２を比較した場合、通過可能境界線ＰＢｔ２の傾きが通過可能境界線ＰＢｔより大きくなり、交差点Ｃを通過できる領域が小さくなる。
ＥＣＵ３１では、予測演算した未来車速を考慮し、交差点Ｃ（停止線）到達までに要する残時間を演算する。そして、ＥＣＵ３１では、設定した通過可能境界線ＰＢを基準として、その予測した残時間と未来車速との関係から交差点を通過可能か否かを判定する。交差点を通過可能と判定した場合、ＥＣＵ３１では、この交差点Ｃについての処理を終了する。一方、交差点を通過不可能と判定した場合、ＥＣＵ３１では、警報待機状態とし、警報条件境界線ＷＢを基準として、その予測した残時間と未来車速との関係から警報出力を行う必要があるか否かを判定する。警報出力を行う必要がないと判定した場合、ＥＣＵ３１では、一定時間経過後、上記した各処理を再度行う。警報出力を行う必要があると判定した場合、ＥＣＵ３１では、上記と同様に、警報信号として警報装置２０に送信する。
なお、残時間と車速との関係により通過可能境界線ＰＢ、警報条件境界線ＷＢの判定を行うのでなく、残距離と車速との関係により通過可能境界線ＰＢ、警報条件境界線ＷＢの判定を行うようにしてもよい。
図１〜図４を参照して、信号見落とし防止装置１の動作について説明する。特に、ＥＣＵ３１における処理について図５のフローチャートに沿って説明する。図５は、図１のＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。
自車両Ｖが交差点手前のダウンリンクエリアに入ると、光ビーコン受信機１０では、光ビーコンＢからインフラ情報などを受信し、そのインフラ情報をＥＣＵ３１に送信している。このとき、ＥＣＵ３１では、光ビーコン受信機１０からインフラ情報を取得する（Ｓ１０）。
一定時間毎に、ＧＰＳ受信機１１では、各ＧＰＳ衛星からＧＰＳ情報をそれぞれ受信し、各ＧＰＳ情報に基づいて現在位置などを演算し、その現在位置をＥＣＵ３１に送信している。また、車速センサ１２では、自車両Ｖの車速を検出し、その車速をＥＣＵ３１に送信している。そして、ＥＣＵ３１では、ＧＰＳ受信機１１からの現在位置を取得するとともに（Ｓ１１）、車速センサ１２からの車速を取得する（Ｓ１２）。そして、ＥＣＵ３１では、現在位置とインフラ情報における交差点Ｃの停止線の位置情報から交差点Ｃまでの残距離Ｌを演算する（Ｓ１３）。
ＥＣＵ３１では、残距離Ｌと一時加速区間Ａの情報に基づいて、自車両Ｖが一時加速区間Ａより手前か否かを判定する（Ｓ１４）。Ｓ１４にて一時加速区間Ａの手前と判定した場合、ＥＣＵ３１では、インフラ情報の信号サイクル情報、現在車速及び残距離Ｌに基づいて、一時加速区間Ａへの進入時に交差点Ｃの信号機Ｓが青信号か否かを判定する（Ｓ１５）。
Ｓ１５にて一時加速区間Ａへの進入時に青信号と判定した場合、ＥＣＵ３１では、一時加速区間Ａでの一時的な加速を考慮して警報判断を実施する（Ｓ１６）。まず、ＥＣＵ３１では、現在車速に一時加速区間Ａでの加速及びその後の減速を考慮した未来車速を予測演算する（Ｓ１８）。そして、ＥＣＵ３１では、その未来車速に応じて通過可能境界線ＰＢを設定する（Ｓ１８）。また、ＥＣＵ３１では、その未来車速を考慮して残時間を演算する（Ｓ１８）。そして、ＥＣＵ３１では、その一時的な加速と減速を考慮した各値を用いて、通過可能境界線ＰＢを基準として、その残時間と未来車速との関係から交差点を通過可能か否かを判定する（Ｓ１８）。Ｓ１８にて交差点を通過可能と判定した場合（交差点進入時に青信号又は黄信号の場合）、ＥＣＵ３１では、この交差点Ｃについての処理を終了する。
Ｓ１４にて一時加速区間Ａを既に通過したと判定した場合又はＳ１５にて一時加速区間Ａへの進入時に赤信号又は黄信号と判定した場合、ＥＣＵ３１では、通常の警報判断を実施する（Ｓ１７）。まず、ＥＣＵ３１では、過去時点での車速と現時点での現在車速に基づいて加減速度を演算し、現在車速にその加減速度を考慮した未来車速を予測演算する（Ｓ１８）。そして、ＥＣＵ３１では、その未来車速に応じて通過可能境界線ＰＢを設定する（Ｓ１８）。また、ＥＣＵ３１では、その未来車速を考慮して残時間を演算する（Ｓ１８）。そして、ＥＣＵ３１では、その加減速度を考慮した各値を用いて、通過可能境界線ＰＢを基準として、その残時間と未来車速との関係から交差点を通過可能か否かを判定する（Ｓ１８）。Ｓ１８にて交差点を通過可能と判定した場合、ＥＣＵ３１では、この交差点Ｃについての処理を終了する。
Ｓ１８にて交差点を通過不可能と判定した場合（交差点進入時に赤信号と予測した場合）、ＥＣＵ３１では、警報待機状態となり（Ｓ１９）、警報条件境界線ＷＢを基準として、その予測した残時間と未来車速との関係から警報出力を行う必要があるか否かを判定する（Ｓ２０）。Ｓ２０にて警報出力を行う必要がないと判定した場合、ＥＣＵ３１では、一定時間経過後、Ｓ１１に戻って、上記した各処理を再度行う。一方、Ｓ２０にて警報出力を行う必要があると判定した場合、ＥＣＵ３１では、交差点進入時の赤信号に対する警報出力を行うための警報信号を警報装置２０に送信し、この交差点Ｃに対する処理を終了する（Ｓ２１）。この警報信号を受信すると、警報装置２０では、警報音声を出力したり、警報画像を表示したりする。この警報によって、運転者は、交差点を赤信号で通過できないことを認識し、直ちに、ブレーキ操作を行う。
この信号見落とし防止装置１では、一時加速区間Ａでの一時的な加速及びその後の減速に基づく未来の車速の変化を考慮することにより、交差点到達までの残距離や残時間を高精度に予測でき、交差点の通過判定を高精度に行うことができる。また、信号見落とし防止装置１では、一時加速区間Ａを既に通過した場合でも過去の車速の変化から求めた加減速度に基づく未来の車速の変化を考慮することにより、交差点到達までの残距離や残時間を高精度に予測でき、交差点の通過判定を高精度に行うことができる。その結果、警報が必要な場合の未警報や警報が不要な場合の誤警報を防止することができる。
図６〜図８を参照して、第２の実施の形態に係る信号見落とし防止装置２について説明する。図６は、第２の実施の形態に係る信号見落とし防止装置の構成図である。図７は、第２の実施の形態に係る交差点手前での運転者固有の運転行動に応じた車速変化を考慮した予測の説明図である。図８は、第２の実施の形態に係る通過可能境界線及び警報条件境界線の一例を示す図である。なお、信号見落とし防止装置２では、第１の実施の形態に係る信号見落とし防止装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
信号見落とし防止装置２は、自車両が交差点を通過するときの信号機の状態を予測し、その予測結果に基づいて警報判断を行う。特に、信号見落とし防止装置２では、自車両が交差点到達までの経過時間の予測精度を高めるために、自車両の周囲の状況や運転者固有の運転行動に応じて車速の変化を予測し、その車速の変化を考慮する。そのために、信号見落とし防止装置２は、光ビーコン受信機１０、ＧＰＳ受信機１１、車速センサ１２、警報装置２０及びＥＣＵ３２を備えており、ＥＣＵ３２内にデータベース３２ａが構成される。
第２の実施の形態では、ＥＣＵ３２における各処理が特許請求の範囲に記載する車速変化予測手段と信号機状態予測手段に相当し、データベース３２ａが特許請求の範囲に記載する記憶手段に相当する。
図７を参照して、交差点手前の車速の変化について説明しておく。運転者は、交差点手前での道路の状況や他車両の状況などによって、加速操作あるいは減速操作を行う。例えば、下り坂では、車両は通常加速するが、運転者によっては、車速の増加を回避するために減速操作を行う場合もある。また、交差点Ｃの信号機Ｓが黄信号に変わったときに、運転者によっては、加速操作を行う場合もあれば、あるいは、減速操作を行う場合もある。また、前方車両が存在すると、運転者によっては、前方車両に追従するように加減速操作を行う場合もあれば、あるいは、前方車両との車間距離をあけるために減速操作を行う場合もある。また、隣接車線に車両が存在すると、運転者によっては、その隣の車両に追従するように加減速操作を行う場合がある。このように、運転者は、周囲の状況に応じて様々な加減速操作を行う。そこで、交差点手前での過去の車速の変化（運転者固有の運転行動に相当）と周囲の状況とを関連付けてデータベース化しておくことにより、交差点手前での周囲の状況から車速の変化を予測することができる。
また、運転者固有の運転行動に関係なく車速が変化する場合がある。例えば、交差点の手前が下り坂の場合には自車両Ｖは加速し、上り坂の場合には減速する。また、自車両ＶにＡＣＣ［Adaptive Cruise Control］装置が搭載され、作動している場合、自車両Ｖは、前方車両が存在するときには前方車両に応じて加減速し、前方車両が存在しないときには設定車速になるように車速を維持する。したがって、周囲の状況や車速制御装置の作動状況などから、車速の変化を予測することもできる。
なお、光ビーコンＢにおいて交差点手前での車両の情報（位置、車速など）を取得できる場合、光ビーコンＢからダウンリンクされるインフラ情報の中に車両情報も含まれる。したがって、自車両Ｖでは、周囲の他車両の情報も取得できる。
ＥＣＵ３２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなる電子制御ユニットであり、信号見落とし防止装置２を統括制御する。ＥＣＵ３２では、一定時間毎に、光ビーコン受信機１０、ＧＰＳ受信機１１、車速センサ１２から各情報を受信し、これら情報とデータベース３２ａに格納されている情報に基づいて各処理を実行し、警報が必要と判断した場合には警報装置２０に警報信号を送信する。
なお、ＥＣＵ３２でも警報条件境界線ＷＢと通過可能境界線ＰＢを用いるが、図８に示すように、横軸を距離、縦軸を時間とした警報条件境界線ＷＢと通過可能境界線ＰＢを用いる。ＥＣＵ３２でも、各位置における自車両Ｖの交差点Ｃ（停止線）到達までに距離（残時間）と車速の関係を通過可能境界線ＰＢと警報条件境界線ＷＢで判定し、その関係が通過可能境界線ＰＢから下側の領域内かつ警報条件境界線ＷＢから上側の領域内にある場合に警報出力を行う。
データベース３２ａは、ＲＡＭの所定の領域に構成され、交差点手前（光ビーコンＢからのインフラ情報を受信後）での周囲の状況と運転者固有の運転行動とを対応付けた情報が格納される。データベース３２ａに格納される情報としては、交差点毎に、時系列での車速及び残距離に対して道路形状情報（上り坂、下り坂、勾配角度、直線路、カーブ路など）、車線線、車線幅、自車両Ｖの周囲の他車両の情報（位置、車速など）、自車両Ｖに搭載される車速制御装置の作動状況（例えば、ＡＣＣ装置の作動状況など）、交差点Ｃでの信号サイクル情報などである。
ＥＣＵ３２では、光ビーコン受信機１０からの交差点Ｃでの停止線の位置情報及びＧＰＳ受信機１１からの現在位置に基づいて交差点Ｃまでの残距離Ｌを演算する。
ＥＣＵ３２では、運転者固有の運転行動を示す過去の車速の変化情報などを格納したデータベース３２ａがあるか否か（つまり、データベース３２ａを利用して車速の変化の予測が可能か否か）を判定する。ここでは、データベース３２ａ自体の有無の他に、データベース３２ａの中に車速の変化を予測可能なデータが格納されているか否かも判定する。
過去の車速の変化情報などを格納したデータベース３２ａがある場合、ＥＣＵ３２では、データベース３２ａの中の情報を参照し、光ビーコン受信機１０からの道路形状情報、信号サイクル情報、他車両情報及び自車両Ｖに搭載の車速制御を行う他装置の作動状況などに基づいて、現在の走行中の状況に一致あるいは近似する情報をデータベース３２ａの中から抽出する。そして、ＥＣＵ３２では、その抽出した情報の車速情報から未来の車速の変化を予測する。例えば、青信号から黄信号に変わった場合には過去の車速の上昇情報（運転者の過去の加速行動）から車速が上昇すると予測する。前方車両や隣接車両が存在する場合には過去の他車両の車速に従った車速の変化情報（運転者の過去の追従行動）から車速が他車両の車速に合わせて変動すると予測する。車速がどの程度変化するかは、データベース３２ａから抽出した過去の車速の変化から演算して求める。ＥＣＵ３２では、その予測した車速の変化を現在車速に加味して未来車速を予測演算する。
過去の車速の変化情報などを格納したデータベース３２ａがない場合、ＥＣＵ３２では、周囲の状況などを考慮した車速の変化の予測が可能か否かを判定する。ここでは、光ビーコン受信機１０によって道路形状情報や周囲の他車両の情報を取得できているかや自車両Ｖに搭載の車速制御装置の作動状況などを取得できているかを判定する。
周囲の状況などを考慮した車速の変化の予測が可能な場合、ＥＣＵ３２では、光ビーコン受信機１０からの道路形状情報や車速制御装置の作動状況などに基づいて、未来の車速の変化を予測する。例えば、下り坂の場合には車速が上昇すると予測する。ＡＣＣ装置が作動し、前方車両が存在しない場合には車速が変化しないと予測する。下り坂、上り坂、カーブ路などで車速がどの程度変化するかは、実際の走行実験などによって予め求めておく。ＥＣＵ３２では、その予測した車速の変化を現在車速に加味して未来車速を予測演算する。
周囲の状況などを考慮した車速の変化の予測が不能な場合、ＥＵＵ３２では、現在車速から一定車速減算した車速を予測演算する。一定車速減算するのは、交差点をより安全に通過できるように、現在車速より少し落とした車速でも交差点を通過できるかを判断するためである。一定車速は、実際の走行実験などによって予め設定される。
ＥＣＵ３２では、予測演算によって求めた未来車速に応じて通過可能境界線ＰＢを設定する。例えば、図８の例の場合、運転者の過去の運転行動から加速（車速が上昇）と予測した場合、光ビーコンＢからダウンリンクした直後の現在位置Ｘ１（残距離Ｌ１）から未来の位置Ｘ２（残距離Ｌ２＜Ｌ１）までの間において加速度ａで加速し、この加速度ａと現在位置Ｘ１での車速ｖ１に基づいて未来の位置Ｘ２での車速ｖ２を予測できる。この例では、現在位置Ｘ１での車速ｖ１に応じた通過可能境界線ＰＢＬ１と予測した未来車速ｖ２に応じた通過可能境界線ＰＢＬ２を比較した場合、通過可能境界線ＰＢＬ２の傾きが通過可能境界線ＰＢＬ１より小さくなるので、交差点Ｃを通過できる領域が大きくなる。
ＥＣＵ３２では、予測した未来車速を考慮し、交差点Ｃ（停止線）到達までの残距離Ｌを演算する。そして、ＥＣＵ３２では、設定した通過可能境界線ＰＢを基準として、その予測した残距離Ｌと未来車速との関係から交差点を通過可能か否かを判定する。交差点を通過可能と判定した場合、ＥＣＵ３２では、この交差点Ｃについての処理を終了する。
交差点を通過不可能と判定した場合、ＥＣＵ３２では、警報待機状態とし、警報条件境界線ＷＢを基準として、その予測した残距離Ｌと未来車速との関係から警報出力を行う必要があるか否かを判定する。警報出力を行う必要がないと判定した場合、ＥＣＵ３２では、一定時間経過後、上記した各処理を再度行う。警報出力を行う必要があると判定した場合、ＥＣＵ３２では、上記と同様に、警報信号として警報装置２０に送信する。
図６〜図８を参照して、信号見落とし防止装置２の動作について説明する。特に、ＥＣＵ３２における処理について図９のフローチャートに沿って説明する。図９は、図６のＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。
第１の実施の形態と同様に、自車両Ｖが交差点手前のダウンリンクエリアに入ると、光ビーコン受信機１０では光ビーコンＢから受信したインフラ情報をＥＣＵ３２に送信し、ＥＣＵ３２では光ビーコン受信機１０からインフラ情報を取得する（Ｓ３０）。そして、一定時間毎に、ＧＰＳ受信機１１では各ＧＰＳ衛星から受信した各ＧＰＳ情報に基づいて演算した現在位置をＥＣＵ３２に送信し、車速センサ１２では検出した車速をＥＣＵ３２に送信している。ＥＣＵ３２では、ＧＰＳ受信機１１からの現在位置を取得するとともに（Ｓ３１）、車速センサ１２からの車速を取得し（Ｓ３２）、現在位置とインフラ情報における交差点Ｃの停止線の位置から交差点Ｃまでの残距離Ｌを演算する（Ｓ３３）。
ＥＣＵ３２では、周囲の状況と過去の車速の変化とを対応付けたデータベース３２ａがあるか否か（つまり、運転者の過去の運転行動を考慮した車速変化の予測が可能か否か）を判定する（Ｓ３４）。Ｓ３４でデータベース３２ａがないと判定した場合、ＥＣＵ３２では、自車両Ｖの周囲の状況や車速制御装置の作動状況などを考慮した車速変化の予測が可能かを判定する（Ｓ３５）。
Ｓ３４にてデータベース３２ａがあると判定した場合、ＥＣＵ３２では、データベース３２ａを利用し、自車両Ｖの周囲の状況（道路形状情報、信号サイクル情報、他車両情報など）に応じて未来の車速変化を予測する（Ｓ３６）。そして、ＥＣＵ３２では、現在車速にその未来の車速変化を加味して未来車速を予測演算する（Ｓ３６）。
Ｓ３５にて周囲の状況などを考慮した車速変化の予測が可能と判定した場合、ＥＣＵ３２では、自車両Ｖの周囲の状況（道路形状情報など）や車速制御装置（ＡＣＣ装置など）の作動状況などに応じて未来の車速変化を予測する（Ｓ３７）。そして、ＥＣＵ３２では、現在車速にその未来の車速変化を加味して未来車速を予測演算する（Ｓ３７）。
Ｓ３５にて周囲の状況などを考慮した車速変化の予測が不能と判定した場合、ＥＣＵ３２では、現在車速から一定車速減算した車速を予測演算する（Ｓ３８）。
ＥＣＵ３２では、予測演算によって求めた未来車速に応じて通過可能境界線ＰＢを設定する（Ｓ３９）。また、ＥＣＵ３２では、その未来車速を考慮して残距離を演算する（Ｓ３９）。そして、ＥＣＵ３２では、その車速変化を考慮した各値を用いて、通過可能境界線ＰＢを基準として、その残距離と未来車速との関係から交差点を通過可能か否かを判定する（Ｓ３９）。Ｓ３９にて交差点を通過可能と判定した場合、ＥＣＵ３２では、この交差点Ｃについての処理を終了する。
Ｓ３９にて交差点を通過不可能と判定した場合（交差点進入時に赤信号と予測した場合）、ＥＣＵ３２では、警報待機状態となり（Ｓ４０）、警報条件境界線ＷＢを基準として、その残時間と未来車速との関係から警報出力を行う必要があるか否かを判定する（Ｓ４１）。Ｓ４１にて警報出力を行う必要がないと判定した場合、ＥＣＵ３２では、一定時間経過後、Ｓ３１に戻って、上記した各処理を再度行う。一方、Ｓ４１にて警報出力を行う必要があると判定した場合、ＥＣＵ３２では、交差点進入時の赤信号に対する警報出力を行うための警報信号を警報装置２０に送信する（Ｓ４２）。この警報信号を受信すると、警報装置２０では、警報音声を出力したり、警報画像を表示したりする。この警報によって、運転者は、交差点を赤信号で通過できないことを認識し、直ちに、ブレーキ操作を行う。さらに、ＥＣＵ３２では、自車両Ｖの周囲の状況、車速制御装置の作動状況と時系列での車速及び残距離とを対応付けた情報をデータベース３２ａに記録し、この交差点Ｃに対する処理を終了する（Ｓ４３）。
この信号見落とし防止装置２では、運転者の過去の運転行動に基づく未来の車速の変化を考慮することにより、交差点到達までの残距離や残時間を高精度に予測でき、交差点の通過判定を高精度に行うことができる。また、信号見落とし防止装置２では、データベース３２ａに基づく予測ができない場合でも周囲の状況や車速制御装置の作動状況に基づく未来の車速の変化を考慮することにより、交差点到達までの残距離や残時間を高精度に予測でき、交差点の通過判定を高精度に行うことができる。その結果、運転者の運転行動や周囲の状況などに応じた細やかな警報判断ができ、警報が必要な場合の未警報や警報が不要な場合の誤警報を防止することができる。また、予測に必要な道路状況を取得できれば、道路状況から車速変化を予測することができるので、初めて通る交差点や周囲に他車両が存在しない状況でも車速変化を予測可能である。
さらに、信号見落とし防止装置２では、データベース３２ａに基づく予測や周囲の状況に基づく予測ができない場合でも現在車速から一定車速減算した車速を用いることにより、交差点通過時の安全性を高めることができる。これによって、ぎりぎりで交差点を通過できるような場合に交差点付近で少しでも車速を落とすと警報されるような場面においても、適切な警報判断が可能となる。また、黄信号時における強引な交差点進入を防止することができるとともに、交差点を通過できるかどうかの判断に迷うジレンマ状態などを回避できる。
ここで、図１０を参照して、時々刻々とリアルタイムで変化する車速や現在位置を検出し、その車速や残距離（リアルタイム値）に基づいて交差点通過の可否判定を行う場合と上記した第１の実施の形態に係る信号見落とし防止装置１あるいは第２の実施の形態に係る信号機見落とし防止装置２における未来の車速の変化を予測し、車速や残距離（リアルタイム値）にその車速の変化（予測値）を考慮して交差点通過の可否判定を行う場合とによる警報出力のＨＭＩ[Human Machine Interface]について考える。なお、図１０では、○印は交差点通過可能判定を示し、×印は交差点通過不能判定であることを示す。
リアルタイム値だけを用いた判定の場合、交差点通過可能判定のときには警報出力は行わず、交差点通過不能判定のときには「減速して下さい」などと警報出力する。
予測値も用いた判定の場合、交差点通過可能判定のときには警報出力は行わず、交差点通過不能判定のときには「減速が必要になりそうです」などと少し柔らかい表現で警報出力する。
リアルタイム値を用いた判定と予測値を用いた判定とを融合した場合、２つの判定結果に基づいて警報判断及び警報出力を行う。リアルタイム値判定で交差点通過可能判定かつ予測値判定で交差点通過不能判定のときには、予測値判定において車速の低下(減速)を予測しているので、「まもなく信号が赤に変わります」などと警報出力し、運転者に早めの停止を促す。逆に、リアルタイム値判定で交差点通過不能判定かつ予測値判定で交差点通過可能判定のときには、予測値判定において車速の上昇（加速）を予測しているので、「信号に注意して下さい」などと警報出力し、運転者に早めの通過を促す。
なお、このリアルタイムで変化する車速を検出する手段が特許請求の範囲に記載する車速検出手段に相当し、このリアルタイム値だけを用いて交差点通過の可否判定を行う手段が特許請求の範囲に記載する第２信号機状態予測手段に相当し、リアルタイム値を用いた判定と予測値を用いた判定とを融合して警報判断及び警報出力を行う手段が特許請求の範囲に記載する運転支援手段に相当する。
このように、リアルタイム値を用いた判定と予測値を用いた判定で交差点通過判定の判定結果が異なる場合（すなわち、一方の判定だけで車両の交差点進入時の信号機の状態として停止信号点灯状態を予測した場合）には、両方の判定で車両の交差点進入時の信号機の状態として停止信号点灯状態を予測した場合よりも警報レベル（停止支援の支援レベル）を下げる。これによって、誤った警報による煩わしさを回避しつつ、警報もれも防止することができ、より適切な警報出力を行うことができる。ちなみに、両方で停止信号点灯状態を予測した場合には、「信号が赤に替わるので、停止して下さい。」などと強い表現で警報出力する。
なお、リアルタイム値を用いた判定と予測値を用いた判定で交差点通過判定の判定結果が異なる場合に警報レベルを下げる以外にも、停止支援として情報提供、注意喚起、自動ブレーキなどのブレーキ制御を行う場合にはこれらの支援レベルを下げるようにしてもよいし、あるいは、警報出力から注意喚起や情報提供程度に変更してもよいし、ブレーキ制御から警報出力などに変更してもよい。
図７、図８及び図１１〜図１６を参照して、第３の実施の形態に係る信号見落とし防止装置３について説明する。図１１は、第３の実施の形態に係る信号見落とし防止装置の構成図である。図１２は、リアルタイムで検出した車速と残距離に基づく注意喚起判定の一例である。図１３は、リアルタイムで検出した車速と残距離に基づく注意喚起判定の他の例である。図１４は、第３の実施の形態に係る赤信号の点灯開始時点での予測した車速と残距離に基づく注意喚起判定の一例である。図１５は、第３の実施の形態に係る赤信号の点灯開始時点での予測した車速と残距離に基づく注意喚起の領域判定マップである。図１６は、第３の実施の形態に係る予測した車速と残距離に応じた注意喚起の内容（ＨＭＩ）とタイミングの一覧表である。
信号見落とし防止装置３は、自車両が交差点を通過するときの信号機の状態を予測し、その予測結果に基づいて注意喚起を行う。特に、信号見落とし防止装置３では、自車両の周囲の状況や運転者固有の運転行動に応じて車速の変化を予測し、その車速の変化を考慮して赤信号の点灯開始時点での車速と残距離を予測し、その予測した車速と残距離に基づいて注意喚起の内容とタイミングを決定する。そのために、信号見落とし防止装置３は、光ビーコン受信機１０、ＧＰＳ受信機１１、車速センサ１２、注意喚起装置２３及びＥＣＵ３３を備えており、ＥＣＵ３３内にデータベース３３ａが構成される。
第３の実施の形態では、ＥＣＵ３３における各処理が特許請求の範囲に記載する車速変化予測手段、信号機状態予測手段及び走行状態推定手段に相当し、データベース３３ａが特許請求の範囲に記載する記憶手段に相当し、ＥＣＵ３３における処理及び注意喚起装置２３が特許請求の範囲に記載する運転支援手段に相当する。
図７及び図１２〜図１４を参照して、注意喚起を行うか否かの判定について説明しておく。図１２〜図１４において、横軸は現時点から交差点Ｃ（停止線）到達までの距離（残距離）であり、縦軸は自車両Ｖの車速である。
なお、第３の実施の形態では、警報ではなく、注意喚起を行うので、第１及び第２の実施の形態で用いた警報条件境界線ＷＢを停止可能境界線ＳＢと呼ぶ。また、通過可能境界線ＰＢは、上記で説明したように車速が高いほど傾きが小さくなるとともに、時間が経過するほど（すなわち、自車両Ｖが交差点Ｃに近づくほど）傾きが大きくなる。さらに、第３の実施の形態では、ＥＣＵ３３で注意喚起境界線ＡＢを用いる。
注意喚起境界線ＡＢは、注意喚起が必要か否かの境界線である。注意喚起境界線ＡＢの下側（右側）の領域は、通常、注意喚起が必要ない領域である。注意喚起境界線ＡＢの上側（左側）の領域は、通常、注意喚起が必要な領域である。注意喚起境界線ＡＢは、残距離と車速に応じた一定の直線であり、実際の走行実験などによって予め設定される。
図１２には、光ビーコンＢからダウンリンクした直後における自車両Ｖの現在位置Ｘ１（残距離Ｌ１）と車速ｖ１がリアルタイム値として検出された場合を示している。この残距離Ｌ１と車速ｖ１との関係は、注意喚起境界線ＡＢより上側なので、通常、注意喚起が必要である。しかし、自車両Ｖが車速ｖ１を維持したとすると、この残距離Ｌ１と車速ｖ１との関係は、通過可能境界線ＰＢＬ１より上側なので、交差点Ｃを通過可能である。この場合、注意喚起は不要と判定され、運転者に対して注意喚起されない。しかし、この後、図１３に示すように、交差点Ｃに近づくのに従って自車両Ｖが減速したとする。
図１３には、自車両Ｖが位置Ｘ１から減速しながら交差点Ｃに接近しているときに、自車両Ｖの現在位置Ｘ２（残距離Ｌ２）と車速ｖ２（＜ｖ１）がリアルタイム値として検出された場合を示している。この残距離Ｌ２と車速ｖ２との関係は、注意喚起境界線ＡＢより上側なので、通常、注意喚起が必要である。さらに、時間の経過に伴って通過可能境界線ＰＢＬ２の傾きが大きくなったため、この残距離Ｌ２と車速ｖ２との関係は、通過可能境界線ＰＢＬ２より下側となり、交差点Ｃを通過不能（自車両Ｖが交差点進入時に赤信号）となった。この場合、注意喚起は必要と判定されるが、注意喚起を行ったとしても無駄である。つまり、自車両Ｖが交差点Ｃに接近し過ぎているため、注意喚起後に運転者がブレーキ操作を行っても、自車両Ｖが交差点Ｃの停止線で停止することはできない。
したがって、このような状態に至る前のタイミングで注意喚起を行い、その注意喚起によって自車両Ｖが交差点Ｃの停止線で安全に停止できるようにする必要がある。そこで、第２の実施の形態に係る予測方法により未来の車速変化を予測し、その未来の車速変化を利用する。つまり、その未来の車速変化に基づいて赤信号が点灯を開始する時点での自車両Ｖの残距離と車速を予測するとともに通過可能境界線ＰＢを予測し、その予測した自車両Ｖの残距離と車速との関係及び通過可能境界線ＰＢに基づいて自車両Ｖが交差点Ｃを通過可能か否かを判定する。そして、交差点Ｃを通過不能と判定した場合、その予測した車速と残距離との関係に応じた注意喚起の内容及びタイミングを決定し、事前に注意喚起を行う。
図１４には、光ビーコンＢからダウンリンクした直後における自車両Ｖの現在位置Ｘ１（残距離Ｌ１）と車速ｖ１がリアルタイム値として検出されるとともに、未来の車速変化に基づいて所定時間後の自車両Ｖの位置Ｘ２（残距離Ｌ２）と車速ｖ２及び通過可能境界線ＰＢＬ２が予測された場合を示している。図１２に示す例と同じように、リアルタイム値である残距離Ｌ１と車速ｖ１との関係では、注意喚起は不要と判定される。しかし、予測値である残距離Ｌ２と車速ｖ２との関係では、予測された通過可能境界線ＰＢＬ２より下側となり、交差点Ｃを通過不能（自車両Ｖが交差点進入時に赤信号）と判定される。この場合、予測値である残距離Ｌ２と車速ｖ２との関係で注意喚起の内容（ＨＭＩ）とタイミングが決定され、自車両Ｖが実際に位置Ｘ２に至る前に注意喚起を行う。この注意喚起により、運転者がブレーキ操作を行い、自車両Ｖが交差点Ｃの停止線で安全に停止することができる。
注意喚起装置２３は、自車両が交差点進入時に赤信号と予測される場合にそのことを知らせる注意喚起を出力する装置であり、注意喚起として音声出力や画像表示などを行う。注意喚起装置２３では、ＥＣＵ３３から注意喚起信号を受信すると、注意喚起信号に応じて音声を出力したり、画像を表示する。
ＥＣＵ３３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなる電子制御ユニットであり、信号見落とし防止装置３を統括制御する。ＥＣＵ３３では、一定時間毎に、光ビーコン受信機１０、ＧＰＳ受信機１１、車速センサ１２から各情報を受信し、これら情報とデータベース３３ａに格納されている情報に基づいて各処理を実行し、注意喚起が必要と判断した場合には注意喚起装置２３に注意喚起信号を送信する。なお、データベース３３ａは、第２の実施の形態に係るデータベース３２ａと同様のデータベースである。
ＥＣＵ３３における残距離演算、車速変化の予測、未来車速の予測、通過可能境界線ＰＢによる交差点通過判定の各処理については、第２の実施の形態に係るＥＣＵ３２と同様の処理を行うので、説明を省略する。ちなみに、未来の通過可能境界線ＰＢＬ２の傾きについては、未来車速の他に経過時間も考慮して設定される。
交差点を通過可能と判定した場合、ＥＣＵ３３では、注意喚起を行う必要はないと判断する。
交差点を通過不可能と判定した場合、ＥＣＵ３３では、注意喚起を行う必要があると判断する。ＥＣＵ３３では、光ビーコンＢからダウンリングしてからの未来への経過時間毎に、予測した車速の変化に基づいて、未来の車速及び位置（残距離）を順次予測するとともに未来の通過可能境界線ＰＢを順次設定する。つまり、ダウンリンク後に一定時間（極短時間）ずつ時間が経過した（自車両Ｖが交差点Ｃに徐々に近づく）と仮定した場合の未来の車速及び残距離と通過可能境界線ＰＢを予測する。そして、ＥＣＵ３３では、未来への経過時間毎に未来の車速と残距離との位置と通過可能境界線ＰＢとを比較し、その未来の車速と残距離との位置が通過可能境界線ＰＢ上に位置する時点（つまり、赤信号の点灯が開始する時点での自車両Ｖの車速と残距離）を探索する。未来の車速と残距離Ｌとの位置が通過可能境界線ＰＢ上に位置する時点を探索できると、ＥＣＵ３３では、その時点での未来の車速及び残距離を記憶する。そして、ＥＣＵ３３では、その赤信号の点灯が開始する時点での未来の車速及び残距離に基づいて、注意喚起の内容（ＨＭＩ）とタイミングを決定する。
この決定方法としては、まず、ＥＣＵ３３では、図１５に示す領域判定マップを参照し、未来の車速と残距離の関係に該当する領域を判定する。つまり、自車両Ｖが予測された車速の変化で走行すると、所定時間後の赤信号が点灯を開始する時点で自車両Ｖが入っている領域を判定する。この領域判定マップは、停止可能境界線ＳＢと注意喚起境界線ＡＢによって、車速と残距離との関係を４つの領域ＡＡ，ＢＡ，ＣＡ，ＤＡに区分けしたマップである。領域ＡＡは、停止可能境界線ＳＢより下側（自車両Ｖが交差点Ｃの停止線で停止可能）かつ注意喚起境界線ＡＢより上側（注意喚起が必要）の領域である。領域ＢＡは、停止可能境界線ＳＢより上側（自車両Ｖが交差点Ｃの停止線で停止不能）かつ注意喚起境界線ＡＢより下側（注意喚起が不要）の領域である。領域ＣＡは、停止可能境界線ＳＢより上側（自車両Ｖが交差点Ｃの停止線で停止不能）かつ注意喚起境界線ＡＢより上側（注意喚起が必要）の領域である。領域ＤＡは、停止可能境界線ＳＢより下側（自車両Ｖが交差点Ｃの停止線で停止可能）かつ注意喚起境界線ＡＢより下側（注意喚起が不要）の領域である。
次に、ＥＣＵ３３では、図１６に示す注意喚起の内容（ＨＭＩ）とタイミングの一覧表を参照し、赤信号が点灯を開始する時点で入っていると予測される領域に対応する注意喚起の内容（ＨＭＩ）とタイミングを決定する。領域ＡＡに入ると予測される場合、この領域ＡＡに極力入らないように、実際の車速ｖと残距離Ｌとの関係が注意喚起境界線ＡＢを通過する時点を注意喚起のタイミングとし、「赤信号になります。ご注意ください。」という内容で注意喚起を行う。領域ＢＡに入ると予測される場合、停止可能境界線ＳＢを上回り停止不能とならないように、実際の車速ｖと残距離Ｌとの関係が停止可能境界線ＳＢを通過する時点を注意喚起のタイミングとし、「赤信号になります。減速してください。」という内容で注意喚起を行う。領域ＣＡに入ると予測される場合、停止可能境界線ＳＢを上回り停止不能とならないように、光ビーコンＢからダウンリングした直後を注意喚起のタイミングとし、「信号注意！」という内容で注意喚起を行う。領域ＤＡに入ると予測される場合、余裕がある領域であるが情報提供程度に、黄信号が点灯を開始する時点を注意喚起のタイミングとし、「まもなく赤信号になります。」という内容で注意喚起を行う。
注意喚起の内容とタイミングを決定すると、ＥＣＵ３３では、決定したタイミングになったか否かを判定する。決定したタイミングになった場合、ＥＣＵ３３では、決定した内容に応じて注意喚起音声や注意喚起画像を生成し、注意喚起信号として注意喚起装置２３に送信する。
図１１及び図１４〜図１６を参照して、信号見落とし防止装置３の動作について説明する。特に、ＥＣＵ３３における処理について図１７のフローチャートに沿って説明する。図１７は、図１１のＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。
信号見落とし防止装置３では、交差点を通過可能か否かの判定までの各動作（特に、ＥＣＵ３３におけるＳ５０〜Ｓ５９の各処理）については、第２の実施の形態に係る信号見落とし防止装置２（特に、ＥＣＵ３２におけるＳ３０〜Ｓ３９の各処理）と同様の動作を行うので、説明を省略する。
Ｓ５９にて交差点を通過可能と判定した場合、ＥＣＵ３３では、この交差点Ｃについての処理を終了する。一方、Ｓ５９にて交差点を通過不可能と判定した場合（交差点進入時に赤信号と予測した場合）、ＥＣＵ３３では、予測した未来の車速の変化に基づいて、赤信号が点灯開始する時点での自車両Ｖの車速と残距離を予測演算する（Ｓ６０）。そして、ＥＣＵ３３では、この予測した車速と残距離に応じて注意喚起の内容及びタイミングを決定する（Ｓ６１）。
ＥＣＵ３３では、一定時間毎に、決定した注意喚起のタイミングになったか否かを判定する（Ｓ６２）。注意喚起のタイミングになったと判定した場合、ＥＣＵ３３では、決定した注意喚起の内容を出力するための注意喚起信号を注意喚起装置２３に送信する（Ｓ６２）。この注意喚起信号を受信すると、注意喚起装置２３では、決定した注意喚起の内容で音声を出力したり、画像を表示したりする。この注意喚起よって、運転者は、交差点を赤信号で通過できないことを認識し、ブレーキ操作を行う。さらに、ＥＣＵ３３では、自車両Ｖの周囲の状況、車速制御装置の作動状況と時系列での車速及び残距離とを対応付けた情報をデータベース３３ａに記録し、この交差点Ｃに対する処理を終了する（Ｓ６３）。
この信号見落とし防止装置３によれば、交差点進入時に赤信号と予測した場合には未来の車速の変化に基づいて予測した赤信号が点灯開始するときの車速と残距離に応じて注意喚起の内容とタイミングを設定することにより、事前に適切なタイミングで適切な内容の注意喚起を行うことができる。その結果、運転者は適切なタイミングでブレーキ操作を行うことができ、自車両を交差点の停止線で安全に停止させることができる。
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
例えば、本実施の形態では信号見落とし防止装置に適用したが、他の運転支援も行う運転支援装置あるいは自動運転装置などに組み込まれる構成としてもよい。
また、本実施の形態では車両が交差点に赤信号で進入すると予測される場合に運転者に対して音声出力や画像表示によって警報出力を行う構成としたが、自動ブレーキなどの他の制御を行う構成としてもよい。
また、本実施の形態では光ビーコンからの情報を受信することによって信号サイクル情報、道路形状情報などを取得する構成としたが、他の方法によって取得する構成としてもよい。
また、本実施の形態ではＧＰＳからの情報を受信することによって自車両の現在位置を取得する構成としたが、他の方法によって取得する構成としてもよい。
また、本実施の形態では警報出力を一度行うと処理を終了する構成としたが、警報出力後も判定を継続し、判定結果が変わった場合にはその判定結果に応じて再度出力する構成としてもよい。
また、本実施の形態では警報出力するか否かの判断として通過可能境界線での交差点を通過できるか否かの判定の後に警報条件境界線での交差点で安全に止まれるか否かの判定を行う構成としたが、警報出力するか否かの判断として通過可能境界線での判定だけを行う構成としてもよい。
また、第１の実施の形態では通常の警報判断の場合に現時点と過去時点との車速変化から予測した加減速度に基づいて判断する構成としたが、リアルタイムで検知した現在車速と残距離だけで判断するなど他の判断方法でもよい。
また、第１の実施の形態では交差点手前で一時的に加速する運転者を想定した構成としたが、運転者によっては、「青信号で通過したい」という思いが強く、交差点を通過するまで加速する運転者や通過区間の終了までに青信号から黄信号に変化するかどうかによって行動が変わる（黄信号にならなければ通常どおりであるが、黄信号になれば通過できるように加速するあるいは減速する）運転者などもいると想定できる。このような場合も、その運転者のタイプに合わせて予測方法を切り替えることにより、より効果的なシステムを実現できる。
また、第２の実施の形態ではデータベースをＥＣＵ内に備える構成としたが、ＥＣＵ外に備える構成としてもよいし、あるいは、基地局などにデータベースがあり、通信によって情報を送受信する構成としてもよい。
また、第２の実施の形態では光ビーコンからのダウンリンク情報によって自車両の周囲の状況を取得する構成としたが、他の方法によって周囲の状況を取得してもよく、例えば、勾配センサによって道路の勾配情報を取得したり、他車両検知センサによって他車両の位置や車速を検知したり、車車間通信によって他車両の情報を取得する。
また、第３の実施の形態では第２の実施の形態の予測方法を適用したが、第１の実施の形態の予測方法などの他の予測方法を適用してもよい。
また、第３の実施の形態では予測した残距離（車両位置）と車速に応じて注意喚起の内容とタイミングを決定する構成としたが、注意喚起以外の停止支援を行う場合には予測した残距離と車速などの走行状態に応じて警報の内容、自動ブレーキやアシストブレーキなどの車両制御の内容などを決定する構成としてもよいし、あるいは、車両制御（ブレーキ制御）、警報出力、注意喚起、情報提供などの停止支援を段階的に変えてもよい。
また、第３の実施の形態では車速と残距離との関係に応じて４つの領域についての注意喚起の内容及びタイミングの一例を示したが、この内容やタイミングについては任意に設定可能である。また、４つの領域について全て注意喚起を行ったが、情報提供程度のものについては行わなくてもよい。また、領域の区分けについても、他の区分け方でもよい。
また、第３の実施の形態では注意喚起の内容及びタイミングを変更する構成としたが、注意喚起の内容だけを変更するようにしてもよい。
第１の実施の形態に係る信号見落とし防止装置の構成図である。 第１の実施の形態に係る交差点手前での一時的な加速を考慮した予測の説明図である。 第１の実施の形態に係る連続的な加速を考慮した場合の通過可能境界線及び警報条件境界線の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る一時的な加速を考慮した場合の通過可能境界線及び警報条件境界線の一例を示す図である。 図１のＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る信号見落とし防止装置の構成図である。 第２の実施の形態に係る交差点手前での運転者固有の運転行動に応じた車速変化を考慮した予測の説明図である。 第２の実施の形態に係る通過可能境界線及び警報条件境界線の一例を示す図である。 図６のＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。 車速リアルタイム値を用いた交差点通過可否判定と車速変化予測値を用いた交差点通過可否判断との警報出力のＨＭＩの一例である。 第３の実施の形態に係る信号見落とし防止装置の構成図である。 リアルタイムで検出した車速と残距離に基づく注意喚起判定の一例である。 リアルタイムで検出した車速と残距離に基づく注意喚起判定の他の例である。 第３の実施の形態に係る予測した車速と残距離に基づく注意喚起判定の一例である。 第３の実施の形態に係る赤信号の点灯開始時点での予測した車速と残距離に基づく注意喚起の領域判定マップである。 第３の実施の形態に係る赤信号の点灯開始時点での予測した車速と残距離に応じた注意喚起の内容（ＨＭＩ）とタイミングの一覧表である。 図１１のＥＣＵにおける処理の流れを示すフローチャートである。
符号の説明
１，２，３…信号見落とし防止装置、１０…光ビーコン受信機、１１…ＧＰＳ受信機、１２…車速センサ、２０…警報装置、２３…注意喚起装置、３１，３２，３３…ＥＣＵ、３２ａ，３３ａ…データベース

Claims (6)

  1. 車両の交差点進入時の信号機の状態を予測する運転支援装置であって、
    車両の交差点手前での車速の変化を予測する車速変化予測手段と、
    前記車速変化予測手段で予測した車速の変化に基づいて交差点進入時の信号機の状態を予測する信号機状態予測手段と
    を備えることを特徴とする運転支援装置。
  2. 車両の運転者の過去の交差点手前での車速変化に関する特性と走行環境とを対応付けて記憶する記憶手段を備え、
    前記車速変化予測手段は、前記記憶手段に記憶されている情報に基づいて車両の車速の変化を予測することを特徴とする請求項１に記載する運転支援装置。
  3. 前記車速変化予測手段は、車両の位置が交差点手前に設定される所定領域の手前に存在する場合と存在しない場合とで車速変化の予測方法を変えることを特徴とする請求項１に記載する運転支援装置。
  4. 車速を検出する車速検出手段と、
    前記車速検出手段で検出した車速に基づいて交差点進入時の信号機の状態を予測する第２信号機状態予測手段と、
    前記信号機状態予測手段で予測した信号機の状態と前記第２信号機状態予測手段で予測した信号機の状態に基づいて運転支援を行う運転支援手段と
    を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載する運転支援装置。
  5. 前記運転支援手段は、前記信号機状態予測手段で予測した信号機の状態と前記第２信号機状態予測手段で予測した信号機の状態のうちの少なくとも一方の信号機の状態が停止信号点灯状態の場合に停止支援を行い、前記信号機状態予測手段で予測した信号機の状態と前記第２信号機状態予測手段で予測した信号機の状態が共に停止信号点灯状態か否かによって停止支援の内容を変更することを特徴とする請求項４に記載する運転支援装置。
  6. 前記信号機状態予測手段で予測した信号機の状態が停止信号点灯状態の場合に停止支援を行う運転支援手段と、
    前記車速変化予測手段で予測した車速の変化に基づいて、前記信号機状態予測手段で停止信号点灯状態となることが予測される時点における車両の走行状態を推定する走行状態推定手段と
    を備え、
    前記運転支援手段は、前記走行状態推定手段で推定した走行状態に応じて停止支援の内容を変更することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載する運転支援装置。
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