JP2011209849A - 運転支援方法および運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両や車車間通信の通信相手の他の車両の位置を車車間通信を行う全ての車両においてより高い精度で推定できる技術を提供する。
【解決手段】車車間受信機により受信した他の車両の位置精度クラスに基づいて判断される他の車両の車両位置の推定精度および自車両の自車情報管理部により推定される車両位置の推定精度のうち、推定精度の高い方の車両において自車情報管理部および他車両情報管理部により推定された自車両および他車両の車両位置に関する情報を含む車両情報を用いて自車両の自車情報管理部および他車両情報管理部は車両位置を推定するため、従来のように交差点などの基準位置を用いずとも、自車両や車車間通信の通信相手の他の車両の位置を車車間通信を行う全ての車両においてより高い精度で推定でき、精度よく推定された車両位置の情報を用いて適切な運転支援を行うことができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、車車間通信の情報を用いて運転支援を行う技術に関する。

従来、衝突防止等にとって重要な走行中の車両の位置は、車両にＧＰＳ（Global Positioning System）の受信機を搭載し、この受信機が受信したＧＰＳ測位情報を用いて算出されるが、この場合、ＧＰＳの測位状況によっては位置の算出誤差が数ｍ〜１０数ｍ以上となる。

そのため、ＧＰＳの測位情報を用いて算出された自車の位置に基づき自車とその周囲の車両（他車両）との位置関係を把握し、両車の相対的な距離に基づいて衝突可能性等の注意喚起を行なう際に、十分な精度では自車の位置を検出できず、衝突防止の信頼性の低下等を招来する。

そこで、ＧＰＳの測位情報を用いた自車の位置の情報だけでなく、自車の車速センサや測距レーダ等の自律センサの情報や、所謂、自律センサの情報に基づくマップマッチングが行われるナビゲーションシステムより得た自車位置に関する情報等に基づいて検出した自車の車速や周囲車両との相対距離の情報を、車車間通信により周囲車両とやり取りし、また、測距レーダ等が検出している車両の速度変化から通信相手の車両（他車）を同定することが知られている。

ところが、各車両の性能・仕様・装備は様々であるため、自車位置の検出精度も各車両ごとに異なり、各車両が自車と他車との相対的な位置関係を正確に認識できないおそれがある。また、自律航法用の自律センサやナビゲーションシステム等の各車両への導入コストを鑑みれば、大衆車やモータバイク等の全ての車両にナビゲーションシステム等を導入するのは現実的ではない。そこで、各車両が検出した交差点等の同一の基準位置に基づいて各車両の相対的な位置関係を認識することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１８５４２９号公報（段落００３９〜００４９、図１，４，５、要約書など）

前記特許文献１に記載のようにして自車と他車との相対的な位置の認識精度を高める場合、各車両により認識される交差点などの基準位置が必要となる。また、各車両により認識される基準位置が同一のものであるか否かを認識するためには、各車両に地図データが搭載されていなければならない。

本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、自車両や車車間通信の通信相手の他の車両の位置を車車間通信を行う全ての車両においてより高い精度で推定できる技術を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の運転支援方法は、車両位置を推定する位置推定手段が複数の車両に設けられ、前記各車両に設けられた前記位置推定手段による車両位置の推定精度を示す位置精度クラスを、前記各車両は相互に車車間通信手段により送信し、前記各車両は、前記車車間通信手段により受信した他の車両の前記位置精度クラスに基づいて判断される前記他の車両の車両位置の推定精度および自車両の前記位置推定手段による車両位置の推定精度のうち、推定精度の高い方の車両における車両位置の情報を用いて運転支援を行うことを特徴としている（請求項１）。

また、本発明の運転支援装置は、車両位置を推定する位置推定手段と、前記位置推定手段により推定された車両位置の情報および前記位置推定手段による車両位置の推定精度を示す位置精度クラスを他の車両と相互に通信する車車間通信手段とを備え、前記位置推定手段は、前記車車間通信手段により受信した前記他の車両の前記位置精度クラスに基づいて判断される前記他の車両の車両位置の推定精度および自車両の前記位置推定手段による車両位置の推定精度のうち、推定精度の高い方の車両における車両位置の情報を用いて車両位置を推定することを特徴としている（請求項２）。

請求項１の発明によれば、車両位置を推定する位置推定手段による車両位置の推定精度を示す位置精度クラスを、各車両は相互に車車間通信手段により送信し、各車両は、車車間通信手段により受信した他の車両の位置精度クラスに基づいて判断される他の車両の車両位置の推定精度および自車両の位置推定手段による車両位置の推定精度のうち、推定精度の高い方の車両において位置推定手段により推定された車両位置の情報を用いることにより、従来のように交差点などの基準位置を用いずとも、車両や車車間通信の通信相手の他の車両の位置を車車間通信を行う全ての車両においてより高い精度で推定でき、このようにして得た自車両や他の車両の位置情報を用いて適切な運転支援を行うことができる。

請求項２の発明によれば、車両位置を推定する位置推定手段により推定された車両位置の情報および位置推定手段による車両位置の推定精度を示す位置精度クラスを他の車両と相互に通信する車車間通信手段により受信した他の車両の位置精度クラスに基づいて判断される他の車両の車両位置の推定精度および自車両の位置推定手段による車両位置の推定精度のうち、推定精度の高い方の車両において位置推定手段により推定された車両位置の情報を用いて位置推定手段は車両位置を推定するため、従来のように交差点などの基準位置を用いずとも、自車両や車車間通信の通信相手の他の車両の位置を車車間通信を行う全ての車両においてより高い精度で推定でき、精度よく推定された車両位置の情報を用いて運転支援を行うことができる。

本発明の一実施形態の車両走行状態の一例を示す模式図である。 運転支援装置を備えた車両のブロック図である。 送信処理を示すフローチャートである。 受信処理を示すフローチャートである。 補正処理を示すフローチャートである。

本発明の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。

まず、この実施形態においては、本発明の運転支援装置を備える自動車、モータバイクなどの車両をシステム車両と称し、本発明の運転支援装置を備えていない車両を一般車両と称する。そして、これらの車両が例えば十字路の交差点を有する道路を縦横に走行しているものとする。

図１は上記の走行状況を模式的に示し、１は紙面上下方向の南北路１ａと紙面左右方向の東西路１ｂとが交差点１ｃで十字路状に交差する道路である。また、図１の黒塗りの三角印（自動車）および短冊形状印（モータバイク）はシステム車両を示し、白抜きの三角印は一般車両を示し、いずれの三角印も二等辺三角形状であり、頂角の方向が走行方向である。

図１において、２１は南北路１ａを交差点１ｃに向かって北進する車両であり、２２は東西路１ｂを交差点１ｃに向かって西進する車両である。３は東西路１ｂを交差点１ｃに向かって西進するモータバイク（本発明の「車両」に相当）である。２３は車両２１の前方の一般車両、２４は車両２２の走行車線の隣の車線を走行する一般車両である。

そして、システム車両である車両２１，２２、モータバイク３は本発明の運転支援装置を備える。

図２は車両２２の運転支援装置の構成の一例を示し、５は自車情報管理部（本発明の「位置推定手段」に相当）であり、例えば、自律航法用の自律センサの検出情報に基づくマップマッチングが行われるナビゲーションシステム６による自車両の緯度および経度からなる車両位置、ＧＰＳ受信部７により受信した自車両位置のＧＰＳの測位情報および、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信部８により受信した速度センサ、舵角センサ、ヨーレートセンサ等の自車両内の走行に関連する各種自律センサの検出情報を収集し、それらを自車両の車両情報として管理して、自車両の位置を推定する。

９は他車両情報管理部（本発明の「位置検出手段」に相当）であり、例えば自車両前方の探査範囲ＳＲを探査する前方認識用測距レーダとしての前方レーザレーダ１０の測距データ、自車両の後方を撮影する後方認識装置としての単眼のバックカメラ１１の撮影データを収集し、自律型運転支援システムのセンサを構築する前方レーザレーダ１０、バックカメラ１１のデータにより、自車両を基準にして周囲車両（少なくとも自車両と同じ走行車線を走行する先行車や後続車両）までの距離（車間距離）を検出するとともに、走行軌跡等を監視してそれらの緯度および経度からなる位置、速度、加速度、進行方位などを測定して管理し、他の車両の位置を推定する。

図１に示す例では、車両２１の探査範囲ＳＲ内の一般車両２３の位置および前記速度等の走行情報が車両２１の他車両情報管理部９により管理され、車両２２の探査範囲ＳＲ内のモータバイク３および一般車両２４の位置および前記速度等の走行情報が車両２２の他車両情報管理部９により管理される。

１２は自車情報管理部５による自車両位置の推定精度を示す位置精度クラスを格納して管理する位置精度管理部である。この実施形態では、
第１クラス：ＧＰＳ受信部７により受信したＧＰＳの測位情報のみにより自車両位置を推定する、
第２クラス：第１クラスの情報およびＣＡＮ通信部８により受信した速度センサ、舵角センサ、ヨーレートセンサ等の自車内の走行に関連する各種自律センサの検出情報を統合して自車両位置を推定する、
第３クラス：ＧＰＳ受信部７により受信したＧＰＳの測位情報と、自律航法用の各種自律センサの検出情報と、ＧＰＳの測位情報および各種自律センサの検出情報に基づくマップマッチングが行われるナビゲーションシステム６による車両位置情報とにより自車両位置を推定する、
の３つの位置精度クラスが定義されており、第１クラスが最も車両位置の推定精度が悪く、第３クラスが最も車両位置の推定精度が高い状態を示す。

１３は本発明の車車間通信手段の送信機（車車間送信機）であり、自車情報管理部５が管理している時々刻々の自車両の車両情報、他車両情報管理部９が管理している時々刻々の周囲車両の車両情報（他の車両の緯度および経度からなる車両位置、他の車両との車間距離や相対速度、他の車両の加速度、他の車両の進行方位等の情報）、前記位置精度クラスなどを車外に無線送信する。

なお、自車情報管理部５、他車両情報管理部９、位置精度管理部１２等は、フラッシュメモリ等の書き換え自在の固体情報記憶素子あるいはＨＤＤにより形成された記憶部を有しており、自車情報管理部５、他車両情報管理部９、位置精度管理部１２が管理する最新の一定時間分の各種情報を書き換え自在に記憶する。

１４は本発明の車車間通信手段の受信機（車車間受信機）であり、同様の車車間通信手段を備えた送受信可能距離内の車両２１、モータバイク３等の他の車両の車車間送信機１３からの車車間通信の情報を受信する。この実施形態では、車車間受信機１４は、他の車両から送信された自車両および他の車両の車両情報ならびに他の車両の位置精度クラスを受信する。

１５は他の車両から受信した車両情報と、自車情報管理部５および他車両情報管理部９により管理される車両情報とを車両位置に関する情報および前記速度等の走行情報に基づいて照合し、自車両が管理する複数の車両情報および他の車両が管理する複数の車両情報どうしを同定する車両情報照合部である。例えば、モータバイク３から送信されたＧＰＳ受信部７による測位データに基づく自車両の車両情報を受信した車両２２の車両情報照合部１５は、受信した車両情報に含まれる車両位置の情報および前記速度等の走行情報の変化に基づく照合を行うことにより、他車両情報管理部９により管理されている複数の車両情報（モータバイク３、一般車両２４）のうちいずれの車両情報がモータバイク３から受信した車両情報であるかを同定する。

また、例えば、車両２２から送信された車両情報を受信したモータバイク３の車両情報照合部１５は、受信した車両情報に含まれる車両位置の情報および前記速度等の走行情報の変化に基づく照合を行うことにより、受信した複数の車両に関する車両情報のうちいずれの車両情報がモータバイク３の車両情報を示すものであるかを同定する。

１６は車車間受信機１４を介して受信した他の車両の位置精度クラスと自車両の位置精度管理部１２により管理される位置精度クラスとを比較することにより、自車両および他の車両のいずれの自車情報管理部５による自車両位置の推定精度が高いかを判定する。受信した他の車両の位置精度クラスと、自車両の位置精度クラスとを比較することによる判定の結果、自車両の自車情報管理部５により推定される自車両位置の推定精度よりも他の車両の自車情報管理部５により推定される車両位置の推定精度が高ければ、位置精度管理部１２により管理される自車両の位置精度クラスを、受信した他の車両の位置精度クラスに更新する。

そして、車車間受信機１４により受信した他の車両の位置精度クラスに基づいて判断される他の車両における車両位置の推定精度および自車両の自車情報管理部５による車両位置の推定精度のうち、推定精度の高い方の車両において自車情報管理部５および他車両情報管理部９により推定された車両情報を用いて、自車情報管理部５および他車両情報管理部９により管理されている各車両情報を更新する。また、他の車両から受信した車両情報に基づいて自車両の他車両情報管理部９により管理される他の車両の車両情報を更新する際に、他の車両から受信した車両情報に自車両の他車両情報管理部９により管理されていない他の車両の車両情報が含まれている場合には、他の車両から受信した車両情報に基づいて管理されていなかった他の車両の管理を他車両情報管理部９により新たに行う。

１７は自車情報管理部５により管理される自車両の車両情報および他車両情報管理部９により管理される他の車両の車両情報に基づいて、自車両および他の車両との相対距離、相対速度、両車両の進行方向などを総合的に判断することにより、自車両と衝突する可能性のある他の車両の存在を予測する衝突予測部である。

１８は衝突予測部１７による予測結果に基づいてドライバに対する報知を行う報知部であり、例えば走行モニタに表示中のカーナビゲーション用の地図に警告表示を重畳して表示したりして、衝突の可能性のある他の車両の存在を視覚的にドライバに報知する。また、図示省略されたスピーカから、予測結果の音声メッセージ、警告音を発生して衝突の可能性のある他の車両の存在を聴覚的にドライバに報知する。報知部１８よるこれらの視覚的または聴覚的なドライバに対する報知により、ドライバの運転支援を行う。

そして、自車情報管理部５、他車両情報管理部９、位置精度管理部１２、車両情報照合部１５、位置精度判定部１６、衝突予測部１７、報知部１８は、マイクロコンピュータのソフトウェア処理によって形成される。

なお、この実施形態では、車両２１は、図２を参照して説明した運転支援装置と同様の運転支援装置を備えるが、モータバイク３が備える運転支援装置は、ＧＰＳ受信部７および他の車両から受信した車両情報の２つの情報にのみ基づいて車両位置を推定する機能を有しており、周囲車両を前方レーザレーダ１０などにより検出する機能は有していない。

したがって、モータバイク３が、モータバイク３および一般車両２４の情報を含む車両情報を車両２２から受信した場合には、モータバイク３の位置精度クラス（第１クラス）と車両２２の位置精度クラス（第３クラス）とが比較されることにより、車両２２における車両位置の推定精度の方がモータバイク３における車両位置の推定精度よりも高精度であるため、モータバイク３の位置精度管理部１２により管理される位置精度クラスが車両２２の位置精度クラスである第３クラスに更新される。そして、車両２２から受信したモータバイク３および一般車両２４の車両情報のうち、車両情報照合部１５によりモータバイク３の車両情報であると同定された車両情報により、モータバイク３の自車情報管理部５により管理される自車両の車両情報が更新され、車両２２から受信した一般車両２４の車両情報に基づいて他車両情報管理部９により一般車両２４の車両情報が新たに管理される。

さらに、車両２２から送信された車両情報および位置精度クラスに基づいて更新されたモータバイク３の自車情報管理部５および他車両情報管理部９により管理される車両情報と位置精度管理部１２により管理される位置精度クラスとが、車車間送信機１３により他の車両に向けて送信される。したがって、例えば、モータバイク３と車両２１との間で行われる車車間通信により、モータバイク３は、車両２１および車両２１に認識されている一般車両２３の存在を認識することができ、モータバイク３の衝突予測部１７は、自車情報管理部５により管理される自車両の車両情報と、車両２１から受信して他車両情報管理部９により管理される車両２１および一般車両２３の車両情報とに基づいて、衝突予測部１７による衝突予測を行うことができ、報知部１８により衝突予測部１７の予測結果に基づく報知をドライバに対して行うことで適切な運転支援を行うことができる。

また、モータバイク３と車両２１との間で行われる車車間通信により、車両２１は、モータバイク３および車両２２に認識されている一般車両２４の存在を認識することができ、車両２１の衝突予測部１７は、自車情報管理部５により管理される自車両の車両情報と、モータバイク３から受信して他車両情報管理部９により管理されるモータバイク３および一般車両２４の車両情報とに基づいて、衝突予測部１７による衝突予測を行うことができ、報知部１８により衝突予測部１７の予測結果に基づく報知をドライバに対して行うことで適切な運転支援を行うことができる。

次に、車両２２に搭載される運転支援装置による処理の一例について図３〜図５を参照して説明する。

図３は車両情報および位置精度クラスの送信処理を示し、自車情報管理部５により管理される自車両の車両情報と、他車両情報管理部９により管理される他の車両の車両情報とが車車間送信機１３により周囲車両に向けて送信され（ステップＳ１）、位置精度管理部１２により管理される自車両の位置精度クラスが車車間送信機１３により周囲車両に向けて送信される（ステップＳ２）。

図４は車両情報および位置精度クラスの受信処理を示し、他の車両の自車情報管理部５および他車両情報管理部９により管理される車両情報が車車間受信機１４により受信され（ステップＳ１１）、他の車両の位置精度クラスが車車間受信機１４により受信されて（ステップＳ１２）、受信された車両情報と自車両の自車情報管理部５および他車両情報管理部９により管理される車両情報とが車両情報照合部１５により照合される（ステップＳ１３）。

つぎに、自車両の位置精度管理部１２により管理される位置精度クラスと、受信した他の車両の位置精度クラスとが位置精度判定部１６により比較され、他の車両の位置精度クラスに基づいて判断される他の車両の車両位置の推定精度が自車両における車両位置の推定精度よりも高ければ（ステップＳ１４でＹＥＳ）、後述する補正処理が実行されて処理を終了し（ステップＳ１５）、自車両の推定精度が他の車両の推定精度よりも高ければステップＳ１４をＮＯで通過して処理を終了する。

図５は他の車両の位置精度クラスに基づいて判断される他の車両の車両位置の推定精度が自車両における車両位置の推定精度よりも高い場合に実行される補正処理であり、位置精度管理部１２により管理される位置精度クラスが、受信した他の車両の位置精度クラスに更新され（ステップＳ２１）、受信した他の車両の他車両情報管理部９により管理される自車両の車両情報により、自車両の自車情報管理部５により管理される自車両の車両情報が更新され、受信した他の車両の自車情報管理部５および他車両情報管理部９により管理される他車両の車両情報により、自車両の他車両情報管理部９により管理される他の車両の車両情報が更新される（ステップＳ２２）。

以上のように、この実施形態によれば、車車間受信機１４により受信した他の車両の位置精度クラスに基づいて判断される他の車両の車両位置の推定精度および自車両の自車情報管理部５により推定される車両位置の推定精度のうち、推定精度の高い方の車両において自車情報管理部５および他車両情報管理部９により推定された自車両および他車両の車両位置に関する情報を含む車両情報を用いて自車両の自車情報管理部５および他車両情報管理部９は車両位置を推定するため、従来のように交差点などの基準位置を用いずとも、自車両や車車間通信の通信相手の他の車両の位置を車車間通信を行う全ての車両においてより高い精度で推定でき、精度よく推定された車両位置の情報を用いて適切な運転支援を行うことができる。

また、各車両は相互に位置精度クラスを送受信することにより、他の車両から受信した車両情報の信頼性を自車両において容易に判断することができ、他の車両から受信した車両情報のうち、信頼性の高い情報を位置精度クラスに基づいて容易に取捨選択することができるため、容易に信頼性の高い車両情報のみを用いてより信頼性の高い運転支援を行うことができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、上記した位置精度クラスに代えて、自車情報管理部５により管理される自車両の車両位置の誤差範囲を位置精度クラスとして車車間送信機１３により送信するようにしてもよく、位置精度判定部１６は、車車間受信機１４により受信した位置精度クラスとしての誤差範囲の大きさと、自車両の位置精度管理部１２により位置精度クラスとして管理される誤差範囲の大きさとに基づいて判定を行うようにしてもよい。

また、上記した実施形態の前方レーザレーダ１０、バックカメラ１１に代えて、または、前方レーザレーダ１０、バックカメラ１１とともに、単眼のフロントカメラ、後方レーザレーダをそれぞれを設け、システム車の前方や後方の車両を、撮影画像の画像処理や、撮影画像の画像処理と測距データとを組み合わせたセンサフュージョンの処理で検出（認識）するようにしてもよい。

また、他の車両の位置精度クラスにより更新された位置精度管理部１２の位置精度クラスは、当該他の車両と自車両との車車間通信のリンクが切れた場合に、例えば、所定時間後に本来の自車両の位置精度クラスに更新するようにしてもよいし、例えば、一定以上の操舵があった場合など、自律航法用の自律センサの検出情報に基づいて自車情報管理部５により管理される自車両の車両位置への累積誤差が所定以上の大きさであると想定される場合に本来の自車両の位置精度クラスに更新するようにしてもよいし、エンジンが停止される際に本来の自車両の位置精度クラスに更新するようにしてもよい。

また、他車両情報管理部９より、他の車両の種別、すなわち、自動車やモータバイク３などの種別に関する情報も管理されている場合には、車両の種別に関する情報も車車間送信機１３により周囲車両に向けて送信するようにしてもよく、このようにすれば、車両の種別に関する情報を受信した車両において車両情報照合部１５による照合が行われる際に、前記車速等の走行状態に関する情報に加えて車両の種別に関する情報を用いて照合を行うことで、車両情報どうしの照合時間の短縮を図ることができる。

また、運転支援装置は図２の構成に限るものではないのは勿論である。

また、本発明は、車車間通信を行なう種々の車両の衝突防止支援等の運転支援に適用すことができる。

３ モータバイク（車両）
５ 自車情報管理部（位置推定手段）
９ 他車両情報管理部（位置推定手段）
１３ 車車間送信機（車車間通信手段）
１４ 車車間受信機（車車間通信手段）
２１，２２ 車両

Claims (2)

1. 車両位置を推定する位置推定手段が複数の車両に設けられ、前記各車両に設けられた前記位置推定手段による車両位置の推定精度を示す位置精度クラスを、前記各車両は相互に車車間通信手段により送信し、
   前記各車両は、前記車車間通信手段により受信した他の車両の前記位置精度クラスに基づいて判断される前記他の車両の車両位置の推定精度および自車両の前記位置推定手段による車両位置の推定精度のうち、推定精度の高い方の車両における車両位置の情報を用いて運転支援を行う
   ことを特徴とする運転支援方法。
2. 車両位置を推定する位置推定手段と、
   前記位置推定手段により推定された車両位置の情報および前記位置推定手段による車両位置の推定精度を示す位置精度クラスを他の車両と相互に通信する車車間通信手段とを備え、
   前記位置推定手段は、
   前記車車間通信手段により受信した前記他の車両の前記位置精度クラスに基づいて判断される前記他の車両の車両位置の推定精度および自車両の前記位置推定手段による車両位置の推定精度のうち、推定精度の高い方の車両における車両位置の情報を用いて車両位置を推定する
   ことを特徴とする運転支援装置。

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