JP2013073480A - 運転支援装置、および運転支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】運転者による運転操作を支援する運転支援装置において、信号機情報を送信する送信器を不要とする構成で灯色が変化することを把握できるようにする。
【解決手段】車載装置は、ある交通信号機の灯色が変化したことを示す灯色変化情報、およびこの交通信号機の位置を示す信号機位置情報を、自車両および他車両から取得し（Ｓ１１０、Ｓ１２０）、灯色変化情報および信号機位置情報に基づいて、交通信号機の灯色が変化する時刻を表す灯色変化時刻を予測する（Ｓ１３０）。そして、灯色変化時刻に応じて自車両を運転するための支援を行う。このような運転者支援システムによれば、灯色変化情報および信号機位置情報を自車両および他車両から取得するので、信号機情報を送信する送信器を不要とする構成で灯色が変化することを把握することができる。そして、灯色変化時刻に応じた支援を行うことができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両を運転する運転者による運転操作を支援する運転支援装置、および運転支援プログラムに関する。

従来、上記運転支援装置として、路上に備えられた送信器から交通信号機のサイクル（灯色の変更時刻）等の信号機情報を受信し、この信号機情報に基づいて交通信号機の灯色が変化することを事前に通知する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−０１５５１０号公報

しかしながら、上記運転支援装置を有効に利用するためには、信号機情報を送信するための送信器を多く配置することが必要であり、送信器が配置されていない交通信号機については運転支援装置において灯色が変化することを把握できないという問題点があった。

そこで、このような問題点を鑑み、運転者による運転操作を支援する運転支援装置、および運転支援プログラムにおいて、信号機情報を送信する送信器を不要とする構成で灯色が変化することを把握できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された第１の構成の運転支援装置において、信号機情報取得手段は、ある交通信号機の灯色が変化したことを示す灯色変化情報、およびこの交通信号機の位置を示す信号機位置情報を、自車両および他車両の少なくとも一方から取得する。そして、灯色変化予測手段は、灯色変化情報および信号機位置情報に基づいて、交通信号機の灯色が変化する時刻を表す灯色変化時刻を予測する。また、自車両位置取得手段は、自車両の位置の情報を取得し、支援手段は、灯色変化時刻に応じて自車両を運転するための支援を行う。

このような運転支援装置によれば、灯色変化情報および信号機位置情報を自車両および他車両の少なくとも一方から取得するので、信号機情報を送信する送信器を不要とする構成で灯色が変化することを把握することができる。そして、灯色変化時刻に応じた支援を行うことができる。

なお、本発明における支援とは、自車両を運転するための助けになるものであればどのようなものでもよく、例えば、交通信号機の灯色の変化を報知する構成や、灯色の変化に基づいて車両を制御する構成、或いは灯色の変化に応じて加減速を促す構成等を採用することができる。

ところで、上記運転支援装置においては、第２の構成のように、自身の位置および走行速度の情報を含む車両情報を送信する他車両からこの車両情報を取得し蓄積する車両情報取得手段と、車両情報に基づいて他車両が発進または停止した時刻、および他車両が停止する原因となった交通信号機を推定し、他車両が発進または停止した時刻に基づいて灯色変化情報を生成する灯色変化情報生成手段と、を備えていてもよい。

なお、本発明において他車両が停車する原因となった交通信号機を推定する際には、交通信号機の位置（対応する交差点の位置）が地図データ等から分かる場合には、最も近くに存在する交通信号機を他車両が停止する原因となった交通信号機として推定すればよい。また、他車両が停車する原因となった交通信号機の位置が分からない場合には、後述する第３の構成のようにして推定すればよい。また、複数の車両の挙動を監視し、複数の車両の挙動が交差する位置のうち他車両が発進または停止した位置から最も近い位置を交通信号機の位置として推定してもよい。

このような運転支援装置によれば、自身の位置および速度の情報を含む車両情報を他車両から取得できれば、灯色変化情報を外部から取得することなく灯色変化情報を得ることができる。

さらに、上記運転支援装置においては、第３の構成のように、車両情報に基づいて他車両が停止した位置を推定し、この停止した位置に基づいて信号機位置情報を生成する信号機位置情報生成手段、を備えていてもよい。例えば、他車両が停止していた位置をそのまま交通信号機の位置として信号機位置情報する構成や、他車両が停止していた位置の進行方向側の所定の位置に交通信号機が配置されているとみなす構成等を採用することができる。

このような運転支援装置によれば、他車両の位置および他車両の走行速度の情報を含む車両情報を他車両から取得できれば、信号機位置情報についても外部から取得する必要がないので、少ない情報を取得する構成で本発明を実現することができる。

また、上記運転支援装置においては、第４の構成のように、自車両および交通信号機の位置に基づき求められる交通信号機までの距離、並びに灯色が変化する時刻に基づいて、自車両が停車することなく交通信号機を通過できる速度を表す通過速度を演算する通過速度演算手段、を備え、支援手段は、通過速度で自車両を運転するための支援を行うようにしてもよい。

このような運転支援装置によれば、自車両が停車しないように支援することができるので、燃費や環境負荷を向上に貢献することができる。
また、上記運転支援装置においては、第５の構成のように、支援手段は、通過速度が予め設定された速度範囲外である場合、支援を実施しないようにしてもよい。

このような運転支援装置によれば、極端な通過速度を案内することがないので交通流を乱さないようにすることができる。
また、上記運転支援装置においては、第６の構成のように、自車両または他車両が予め準備された地図情報に含まれる道路上を走行しているか否かを判定する道路走行判定手段と、自車両または他車両が地図情報に含まれる道路上を走行していない場合、道路上を走行していない自車両または他車両の位置履歴に基づいて新たな道路を地図情報に追加する道路追加手段と、を備えていてもよい。

このような運転支援装置によれば、地図情報に含まれない新たな道路を地図情報に追加することができる。なお、本発明においては、新たに生成された信号機情報を地図情報に追加してもよい。

さらに、上記運転支援装置においては、第７の構成のように、道路走行判定手段は、複数の車両について道路上を走行しているか否かを判定し、道路追加手段は、道路上を走行していない複数の車両の位置履歴に基づく最も確からしい道路形状を新たな道路として地図情報に追加するようにしてもよい。

このような運転支援装置によれば、位置を検出する際の誤差によって不自然な道路形状が検出された場合に、道路形状を補正することができるので、不自然な道路形状が地図情報として登録されることを防止することができる。

また、上記運転支援装置においては、第８の構成のように、道路追加手段は、自車両または他車両が地図情報に含まれる道路上を走行していない場合であっても、位置履歴に基づく自車両または他車両の挙動が道路でない走行路を走行する際に生じる予め準備された特徴的な挙動と一致する場合に、地図情報の追加をしないようにしてもよい。

このような運転支援装置によれば、例えば、道路でない駐車場等を車両が走行するときのように、挙動が折り返す場合、低速度である場合、螺旋状に走行する場合（立体駐車場）等の、特徴的な挙動と一致する場合に、地図情報の追加をしないので、道路でないものが道路として登録されることを防止することができる。

さらに、上記運転支援装置においては、第９の構成のように、灯色変化情報に取得日時が取得されたときに、灯色変化情報に取得日時を対応付けて記録する記録手段、を備え、灯色変化予測手段は、記録された灯色変化情報のうちの現在の日時に類似する日時が対応付けられた灯色変化情報に基づいて、灯色が変化する時刻を予測するようにしてもよい。なお、現在の日時に類似する日時とは、例えば、曜日、時間帯（朝、夕方等）、日付、祝祭日、集金日、等の何れかの条件が一致することを示す。

このような運転支援装置によれば、日時に応じて信号サイクルを予測して灯色が変化する時刻を予測することができる。
次に、上記目的を達成するためには、第１０の構成としての運転支援プログラムのように、コンピュータを、上記運転支援装置を構成する各手段として機能させるためのプログラムとしてもよい。

このような運転支援プログラムによれば、上記運転支援装置と同様の効果を享受することができる。

運転者支援システム１００の概略構成を示すブロック図である。 表示部１２の具体例を示す説明図である。 実施形態の概要を示す説明図である。 目標速度設定処理を示すフローチャートである。 信号サイクル推定処理を示すフローチャートである。 時間と各車両の位置との関係を示すグラフ（ａ）、および差分値（時間）と度数（投票数）との関係のグラフ（ｂ）である。 交差点・青時間推定処理を示すフローチャートである。 目標速度を設定する際の概要を示すとともに、時間と距離との関係を示すグラフである。 交差点で停止できる目標速度を設定する際の概要を示すグラフである。 報知処理を示すフローチャートである。 報知開始速度と報知終了速度との関係を示すグラフである。 道路情報追加処理を示すフローチャートである。 走行軌跡の形状を示す説明図である。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
まず、図１に基づいて本実施形態の運転者支援システム１００の構成を説明する。運転者支援システム１００は、道路を走行する複数の車両にそれぞれ搭載される車載装置１（運転者支援装置）を備えている。車載装置１は、自車両の運転者による運転操作を支援する装置として構成されており、特に本実施形態においては、交通信号機のサイクル（灯色変化のスケジュール）を予測し、交通信号機において自車両が停車することがないよう支援を行う。

各車両の車載装置１は、他の車両の車載装置１と車車間通信を実施可能に構成されている。なお、各車両の車載装置１は全て同様の構成とされているため、図１においては、ある１つの車載装置１についてのみを詳細に図示している。

車載装置１は、図１に示すように、位置特定部１０、外部機器接続部１１、表示部１２、音声出力部１３、データベース１４、無線通信部１５、および制御部１６等を備えている。

このうち、位置特定部１０は、車速センサ３２や、光ビーコン受信機３４、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ等による検出信号に基づいて車両の現在地や進行方向を特定し、その特定したデータを制御部１６に入力する。なお、光ビーコン受信機３４は、交差点手前に配置された光ビーコン送信機から、交差点までの距離の情報、現在地（ビーコン送信機の位置）の情報、交通情報等を受信する。

また、外部機器接続部１１は、車両に搭載されているレーダ３１、車速センサ３２、光ビーコン受信機３４、作動処理部３３等の他のＥＣＵ（Electronic Control Unit）等、各種機器との間で通信を行うためのインタフェースであり、各機器から送信されてくる車両情報のデータを制御部１６に入力する。

表示部１２は、画像を表示する液晶パネル等の表示面を備えた表示装置であり、制御部１６からの制御に基づいて各種の運転支援画像を表示する。画像を表示する表示面は、車両の運転席から視認可能な場所に配置される。

より詳細には、図２に示すように、表示部１２は、ヘッドアップディスプレイ１２ａ、メータ表示部１２ｃ、或いはナビゲーション装置の液晶ディスプレイ１２ｅ等として構成されていればよい。特に、ヘッドアップディスプレイ１２ａにおいては、所定形状の加減速指示表示画像１２ｂを表示可能に構成されている。また、メータ表示部１２ｃにおいては、所定形状の発光体１２ｄを点灯および点滅可能に構成されている。さらに、液晶ディスプレイ１２ｅにおいては、ヘッドアップディスプレイ１２ａと同様に、所定形状の画像を表示可能に構成されている。

これらの加減速指示表示画像１２ｂや発光体１２ｄ等の発光部は、それぞれ、例えば緑色と赤色とを含む２色以上の色のうちの１つを選択して発光するよう構成されている。なお、本実施形態では、説明を簡素にするため、車載装置１は、加減速指示表示画像１２ｂを表示させるヘッドアップディスプレイ１２ａのみを備えているものとして以下の説明を行う。

音声出力部１３は、音声を出力するスピーカ等を備えた音声出力装置であり、制御部１６からの制御に基づいて運転支援のための各種の案内音声を出力する。
データベース１４は、自車両において生成した信号機情報を記憶するための記憶装置であり、フラッシュメモリやハードディスクドライブ等の書き換え可能な不揮発性の記憶装置が用いられる。

なお、信号機情報としては、各交通信号機（以下、単に「信号機」ともいう。）についての現在および将来の灯色、各灯色の継続時間の情報（つまり、信号灯色に関するスケジュールの情報）と、信号機が配置された位置の情報とが含まれている。データベース１４に記憶されている信号機情報は、その信号機情報に該当の交通信号機を通過する際に実行する運転支援制御に用いられる。

無線通信部１５は、他車両の無線通信部との間で双方向の無線通信（車車間通信）を行うための通信装置である。この車車間通信に用いる通信様式としては、例えばＥＴＣ（登録商標）システム等で用いられる狭域通信（ＤＳＲＣ）や、ＶＩＣＳ（登録商標）等で用いられる電波ビーコンおよび光ビーコンの技術を用いることが考えられる。あるいは、２０１１年（予定）のアナログテレビ放送の終了後に利用区分が再編される予定の７００ＭＨｚ帯の電波を利用することも考えられる。この７００ＭＨｚ帯の電波は、ＤＳＲＣで用いられる５．８ＧＨｚ帯の電波と比較して波長が長いため、回折を起こし易い。そのため、建築物が密集する都市部において、建物の影からでも良好に通信が行うことができる。

なお、無線通信部１５は、位置特定部１０によって生成された自車両の位置情報や速度の情報を制御部１６からの指令（例えば、定期的に制御部１６から送信指令が成される。）に応じて外部送信する。

制御部１６は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータとして構成されており、車載装置１の各部を統括制御する。この制御部１６は、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って、路車間通信による信号機情報の取得・更新に関する処理や、各種の運転支援に関する処理を実行する。

ここで、運転支援の具体的な内容としては、例えば、信号機情報が含まれる信号機情報に基づいて、次に通過する交通信号機に関する情報提供や、交差点を円滑に通行するための走行制御等を行う。

［本実施形態による処理］
このような運転者支援システム１００においては、例えば、図３（ａ）に示すように、車載装置１を搭載した車両である自車両が各交差点付近（自車両の周囲）に存在する他車両から車両情報を受信し、交差点１および交差点２に進入しようとする際に、車両情報に基づいて信号機情報を生成し、信号機が配置された交差点を極力停車せずに通過できるように適切な速度を報知する処理を行う。

つまり、図３（ｂ）に示すように、現在の自車両の車速で交差点１や交差点２に到達すると灯色が赤の状態となる場合（破線参照）には、表示部１２を用いて自車両の加速や減速を促し、灯色が青の状態のときに交差点１や交差点２に到達できるようにする。また、複数の交差点について灯色が青の状態で通過できる速度があればその速度で走行できるよう促すようにする。

この処理については、図４以下の図面を用いて説明する。図４は車載装置１の制御部１６が実行する目標速度設定処理を示すフローチャートである。目標速度設定処理は、例えば、車載装置１の電源が投入されると開始され、その後、所定の周期で（例えば１００〜１０００ｍｓ毎に）繰り返し実行される処理である。

目標速度設定処理では、まず、現状で取得できるだけの全ての自車両や他車両に関する情報を取得する（Ｓ１１０）。この処理では、自車両および他車両の、位置および走行速度の情報を含む車両情報を取得し、取得した情報に取得日時を対応付けて記録し、一定期間（一定個数）蓄積する。

そして、道路情報を取得する（Ｓ１２０）。この処理では、自車両が走行する道路の制限速度の情報、交通信号機が配置された位置（交差点位置）の情報等が含まれる道路情報を、データベース１４（ナビゲーション装置等）から取得する。なお、交差点位置の情報は、予めナビゲーション装置の地図情報としてデータベース１４に記録されているか、後述する交差点・青時間推定処理が実施されることで新たに生成されてデータベース１４に記録されているものとする。

続いて、変数ｎを１に設定する（Ｓ１２５）。ここで、変数ｎは、自車両の進行方向側における何番目に近い交差点（信号機が配置されたものに限る）であるかを示す。つまり、ｎ＝１の交差点は、自車両から最も近い交差点を示す。

次に、後述する信号サイクル推定処理を実施する（Ｓ１３０）。信号サイクル推定処理は、ある交通信号機の灯色が変化したことを示す灯色変化情報およびこの交通信号機の位置を示す信号機位置情報を車両情報に基づいて推定し、これらに基づいて信号サイクルを交差点毎に推定する処理である。

続いて、ｎが自身が有する最大のｎ（判定可能な交差点の数）以上であるか否かを判定する（Ｓ１３５）。ｎが自身が有する最大のｎ未満であれば（Ｓ１３５：ＮＯ）、ｎをインクリメントし（Ｓ１４０）、Ｓ１３０の処理に戻る。

また、ｎが自身が有する最大のｎ以上であれば（Ｓ１４５：ＹＥＳ）、取得した車両情報の数が信頼できるだけの情報量に達しているか否かを判定する（Ｓ１４５）。ここで、信頼できるだけの情報量とは、信号サイクルを推定する際の信頼性を得るために必要な情報量であり、例えば、１０個程度の値に設定される。

車両情報の数が信頼できるだけの情報量に達していなければ（Ｓ１４５：ＮＯ）、Ｓ１１０の処理に戻る。また、車両情報の数が信頼できるだけの情報量に達していれば（Ｓ１２５：ＹＥＳ）、変数ｎを１に設定する（Ｓ１５０）。

そして、ｎ番目の交差点についての信号機情報の有無を判定する（Ｓ１６０）。つまり、道路情報としてｎ番目の交差点についての信号機情報（信号サイクルおよび交差点位置の情報）が取得できているか否かを判定する。

この信号機情報がなければ（Ｓ１６０：ＮＯ）、目標速度設定処理を終了する。また、この信号機情報があれば（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、ｎ番目の交差点までの距離（交差点距離）を算出する（Ｓ１７０）。

この処理では、自車両の走行速度と走行時間とを用いて演算すればよい。
また、光ビーコン受信機３４を備えていない場合や、光ビーコン送信機からの情報を受信してから一定以上の時間が経過している場合等には、路側機６から配信される信号機が配置された交差点の緯度および経度を含む情報と、位置特定部１０によって検出された自車両の現在地（緯度および経度の情報）と、を利用して交差点距離を演算してもよい。このように演算された交差点距離は、ＲＡＭ等のメモリに格納され、以下の処理において適宜読み出されて利用される。

続いて、ｎ番目の交差点に自車両が到達するまでの時間を算出する（Ｓ１８０。ここで、以下の説明においては、
Ｖmax ：上限速度
Ｖmin ：下限速度
Ｖn ：ｎ交差点に進入する際の速度
dn ：ｎ交差点までの距離
d0 ：速度Ｖnから減速度αで停止するまでに走行する距離
tn ：速度Ｖnから減速度αで停止するまでにかかる時間
tnmax ：上限速度で走行したときのn交差点に到達するまでの時間
（最も早くｎ交差点に到達する時間）
tnmin ：下限速度で走行したときのn交差点に到達するまでの時間
（最も遅くｎ交差点に到達する時間）
tGnstart ：ｎ交差点で信号が青になるまでの時間（既に青の場合は0）
tGnend ：ｎ交差点で青信号が終了するまでの時間
Ｖnmax ：ｎ交差点を青信号で通過するための上限速度
Ｖnmin ：ｎ交差点を青信号で通過するための下限速度
Ｖajustmax ：共通の目標速度上限値
Ｖajustmin ：共通の目標速度下限値
α ：設定減速度
と定義する（図５参照）。

すると、上限速度Ｖmaxでｎ番目の交差点に到達するまでの時間ｔnmaxと下限速度Ｖminでｎ番目の交差点に到達するまでの時間ｔnminとは、次式で表すことができる。

ここで、上限速度Ｖmaxは、先行車両がある場合には先行車両の走行速度、自車両が走
行する道路の制限速度のうちの遅いほうの速度が採用される。また、下限速度Ｖminは、
交通流を妨げない程度の速度（例えば３０ｋｍ／ｈ）が採用される。

続いて、上記の到達時間（ｔnmaxからｔnminまでの時間）の少なくとも一部が対象交差点の青の時間の範囲内（tGnstart〜tGnend）に含まれているか否かを判定する（Ｓ１９０）。つまり、下記の式（３）を満たすか否かを判定する。

上記式（３）を満たさなければ（Ｓ１９０：ＮＯ）、自車両がｎ番目の交差点を停車することなく通過することは不可能であるため、目標速度設定処理を終了する。また、上記式（３）を満たせば（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、自車両がｎ番目の交差点を停車することなく通過可能であるため、目標速度を算出する（Ｓ２００）。

この処理では、まず、ｎ＝１の場合には、次式により目標速度Ｖ1max、Ｖ1minを算出する。ここで、信号機の灯色が赤から青に遷移する際に自車両が交差点に進入するような目標速度を演算する場合において、自車両の走行速度に応じて設定される距離だけ信号機の手前側で信号機の灯色が青に遷移するような目標速度を演算する。

具体的には、
d0=Ｖ1／2α
t1=Ｖ1／α
（d1−d0）／Ｖ1 = tG1start
という関係から、図６に示すように、加速度αで交差点手前で停車できる距離d0において信号機の灯色が赤から青に遷移するよう目標車速を設定すると式（４）（５）が得られる。

なお、式（４）については、カンマ「，」で区切られた前の項と後の項とのうちの小さいほうの値をＶ1maxとして採用することを意味し、式（５）ついては、カンマ「，」で区切られた前の項と後の項とのうちの大きいほうの値をＶ1minとして採用することを意味する。

そして、式（６）（７）に示すように、Ｖ1maxとＶ1minとを目標速度の範囲の初期値（最大の範囲）とする。

次にｎ＝２以降の場合には、次式で目標速度Ｖnmax、Ｖnminを算出する。

このようにして目標速度（範囲）を算出する。ここで、式（８）（９）は、自車両がｎ番目の交差点のみを通過する場合の目標速度であるから、算出した目標速度（範囲）が（ｎ−１）番目に設定した目標速度の範囲内か否かを判定する（Ｓ２１０）。つまり、その手前の交差点を今回求めた速度の範囲内で通過できるかを次式で判定する。

式（１０）の条件が満たされなければｎ番目の交差点を一定の速度で走行して通過できないことを意味する。また、式（１０）の条件が満たされた場合には、一定速度でｎ番目までの交差点の通過が可能であることを示す。つまり、（ｎ−１）番目に設定した目標速度の範囲内であれば（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、過去に演算された目標速度を今回の処理で演算した目標速度に上書きする（Ｓ２２０）。

この場合、次式によってＶajustmaxおよびＶajustminを選択し、更新する。

Ｓ２２０の処理が終了すると、変数ｎをインクリメントし（Ｓ２３０）、（ｎ＋１）番目の交差点に対してＳ１６０以下の処理を繰り返す。また、Ｓ２１０の処理にて、（ｎ−１）番目に設定した目標速度の範囲内でなければ（Ｓ２１０：ＮＯ）、目標速度設定処理を終了する。

次に、信号サイクル推定処理について図７に示すフローチャートを用いて説明する。信号サイクル推定処理では、まず、同一の交差点で、かつ同時間帯（曜日、日等の歴や、朝、昼、夕、早朝、深夜等の２〜６時間程度の時間範囲で分類したときに同じ種別に分類されるもの）での停車データを抽出する（Ｓ３２０）。

ここで、停車データについて図８（ａ）を用いて説明する。図８（ａ）は時間と各車両の位置との関係を示すグラフである。当該車載装置１は、自車両および他車両の位置を繰り返し取得する構成（Ｓ１１０の処理）によって時間に対する各車両の位置をグラフ化することができる（図８（ａ）参照）。Ｓ３２０の処理では、このグラフのうちの、ｎ番目の交差点手前側の所定距離から交差点までの車両情報を抽出する。

続いて、抽出した車両情報から停車位置を抽出する（Ｓ３３０）。ここで、図８（ａ）のグラフでは、各実線および各破線のそれぞれが各車両の移動状態を示し、各線の時間が経過しても距離が変化しない部位（水平な部位）が、車両が停車中であることを示す。そこで、Ｓ３３０の処理では、このように停車している車両のｎ番目の交差点までの距離をそれぞれ検出する。なお、図中の破線は、車両情報を送信する機能を有していない車両の予想位置（車両情報を送信可能な車両の位置から推定可能）を示していてもよい。

続いて、交差点までの距離に基づいて発車時刻を補正する（Ｓ３４０）。この処理では、なお、発車時刻とは、図８（ａ）のグラフでは、各線の時間が経過しても距離が変化しない部位から距離の変化が開始する部位（水平でなくなる部位）を示す。そして、この発車時刻には車両の位置（交差点に信号待ちのために並ぶ車両の台数：交差点までの距離）によって遅れ時間が生じるため、Ｓ３４０の処理では交差点までの距離に基づいて発車時刻（例えば８ｍ毎に３秒程度）遅らせる補正をする。

そして、現在時刻と補正後の発車時刻との差分値をそれぞれ演算し（Ｓ３５０）、差分値の分布図を生成する（Ｓ３６０）。差分値の分布図とは差分値（時間）の分散程度を示し、例えば、図８（ｂ）に示すように、差分値（時間）と度数（投票数）との関係のグラフで示すことができる。

続いて、全ての停車データについて処理を行なったか（同一交差点において、Ｓ１１０の処理で取得した全ての車両情報についての計算（Ｓ３２０〜Ｓ３６０の処理）を行ったか）否かを判定する（Ｓ３７０）。何れかの停車データについての処理が終了していなければ（Ｓ３７０：ＮＯ）、Ｓ３２０の処理に戻り、処理が終了していない停車データについての処理を行う。

また、全ての停車データについての処理が終了していれば（Ｓ３７０：ＹＥＳ）、差分値の分布図（図８（ｂ）参照）、分布の極大値を示す時刻を抽出し（Ｓ４１０）、後述する交差点・青時間推定処理で推定される青時間（灯色が青の時間）を取得する（Ｓ４２０）。

そして、分布の極大値の間隔に基づいて信号サイクルを演算する（Ｓ４３０）。なお、この処理では、分布の極大値の間隔の平均値や、極大値同士の間隔のうちの現在時刻に近いものに重み付けを増した加重平均等により信号サイクルを演算する。

また、この信号サイクルには、灯色の継続時間の情報を含み、信号サイクル開始直後から取得した青時間だけ灯色を青とし、その後、信号サイクル終了まで青以外の灯色とする。このような処理が終了すると、信号サイクル推定処理を終了する。

次に、交差点位置（信号機の位置）が分からない場合に交差点位置を推定する処理、および前述の青時間を推定する処理について、図９を用いて説明する。図９は制御部１６が実行する交差点・青時間推定処理を示すフローチャートである。

交差点・青時間推定処理では、まず、データベース１４に一定距離以内（例えば自車両から５００ｍ以内）の交差点位置の情報があるか否かを判定する（Ｓ５１０）。交差点の情報があれば（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、後述するＳ５３０の処理に移行する。

また、交差点の情報がなければ（Ｓ５１０：ＮＯ）、車両の停車位置に基づいて交差点位置を推定する（Ｓ５２０）。この処理では、図８（ａ）に示すグラフ等の各車両の挙動を参照し、一定時間以上複数の車両が停車し、その後発車する位置の数ｍ手前を交差点位置として推定し、この位置をデータベース１４に記録する。なお、交差点位置の情報がある場合においても、新規に設置された信号機に対応するために本処理を実施するようにしてもよい。

続いて、ｎ＝１に設定し（Ｓ５３０）、対象交差点（ｎ番目の交差点）に停止車両が存在しているか否かを判定する（Ｓ５４０）。この処理では対象交差点に停止車両が存在しているか否かを前述の停車データの有無によって判定する。対象交差点に停止車両が存在していなければ（Ｓ５４０：ＮＯ）、後述するＳ６８０の処理に移行する。

また、対象交差点に停止車両が存在していれば（Ｓ５４０：ＹＥＳ）、停止位置と進行方向（停車位置と交差点との位置関係）とを記録し（Ｓ５５０）、停止車両が発車した時刻を抽出する（Ｓ５６０）。

そして、この車両の停車開始時刻と発車時刻に基づいて停車時間を算出する（Ｓ５７０）。そして、停車していた車両の進行方向や停車時間に基づいて、自車両の進行方向の青時間を推定する（Ｓ５８０）。

特にこの処理では、停止車両が自車両の走行する道路を走行しているか、自車両の走行する道路と交差する道路を走行しているかを停止位置に基づいて認識し、停止車両が自車両の走行する道路を走行している場合、停止車両が停止していた時間の前後を灯色が青である（可能性がある）時間とする。また、停止車両が自車両の走行する道路と交差する道路を走行している場合には、停止車両が停止していた時間を灯色が青である（可能性がある）時間とする。この処理を複数の車両において実施し、全ての車両において灯色が青であると判定された時間を灯色が青の時間として決定する。

続いて、ｎが自身が有する最大のｎ以上であるか否かを判定する（Ｓ６８０）。ｎが自身が有する最大のｎ未満であれば（Ｓ６８０：ＮＯ）、ｎをインクリメントし（Ｓ６９０）、Ｓ５４０の処理に戻る。また、ｎが自身が有する最大のｎ以上であれば（Ｓ６８０：ＹＥＳ）、信号サイクル推定処理を終了する。

次に、自車両の運転者に信号機の灯色が青の状態で自車両が交差点に進入できるように報知する処理について図１０を用いて説明する。図１０は制御部１６が実行する報知処理を示すフローチャートである。

報知処理は、前述の目標速度設定処理とは並行して実施される処理であって、例えば、車載装置１の電源が投入されると開始され、その後、所定の周期で繰り返し実行される処理である。

報知処理では、まず、車両情報や運転者反応時間等、本処理で必要となる各種情報をＲＡＭから抽出する（Ｓ７１０：反応時間取得手段）。そして、自車両の走行速度が、自車両が走行する道路の制限速度を超えているか否かを判定する（Ｓ７２０）。

自車両の走行速度が制限速度を超えていれば（Ｓ７２０：ＹＥＳ）、減速する旨の報知を行うよう設定する（Ｓ７３０：第２報知手段）。この設定が終了すると、後述するＳ８５０の処理に移行し、報知の態様が設定される。

また、自車両の走行速度が制限速度を超えていなければ（Ｓ７２０：ＮＯ）、現在、報知を行っているか否かを判定する（Ｓ７４０）。報知を行っているか否かについては、例えば、報知フラグの状態で判断する。

報知を行っていれば（Ｓ７４０：ＹＥＳ）、報知終了速度を設定する（Ｓ７５０）。ここで、報知終了速度については図１１を用いて説明する。図１１は自車両の走行速度と報知開始速度および報知終了速度との関係を示すグラフである。図１１に示すように、例えば、自車両の速度が目標速度（Ｖajustmax）を超えている場合には、Ｖajustmax−ΔＶに報知終了速度を設定する。また、自車両の速度が目標速度（Ｖajustmin）を下回っている場合には、Ｖajustmin＋ΔＶを報知終了速度に設定する。なお、ΔＶは、例えば目標速度の５〜１０％程度の値に設定されていればよい。

続いて、運転者の特性に応じて報知終了速度を補正する（Ｓ７６０）。ここでは、予め運転者の反応時間（例えば、車載装置１が運転者に対して報知等の何らかの指示を行ってから自車両の運転者が報知に対応する操作を行うまでの反応時間）を検出し、この検出結果（反応時間に関する情報）をＲＡＭ等のメモリに記録しておき、現在の操作状態（加速や減速の操作）が継続されたと仮定した場合に、この反応時間後に報知終了速度になるような速度を補正後の報知終了速度として設定する。

つまり、補正後の報知終了速度のときに運転者に対して何らかの報知をすれば、この運転者が報知に対する反応をする反応時間後には、補正前の報知終了速度になっていることを意味する。

そして、報知を終了すべきか否かを判定する（Ｓ７７０）。この処理では、自車両の走
行速度が補正後の報知終了速度と一致したか否かを判定し、一致していれば報知を終了すべきと判定する。報知を終了すべきであれば（Ｓ７７０：ＹＥＳ）、報知を終了するよう設定し（Ｓ７８０）、報知フラグをＯＦＦ状態にする（Ｓ７９０）。

また、報知を終了すべきでなければ（Ｓ７７０：ＮＯ）、後述するＳ８５０の処理に移行する。
ところで、Ｓ７４０の処理において、報知を行っていなければ（Ｓ７４０：ＮＯ）、報知開始速度を設定する（Ｓ８１０）。ここで、報知開始速度としては、図１１に示すように、例えば、高速側報知開始速度（Ｖajustmax）と低速側報知開始速度（Ｖajustmin）とを設定する。なお、図１１から分かるように、報知を開始する速度（ＶajustmaxまたはＶajustmin）と報知を終了する速度（Ｖajustmax−ΔＶまたはＶajustmin＋ΔＶ）とは異なる速度に設定されているので、一旦報知が開始されると、しばらく報知が継続され、一旦報知が終了されると、しばらく報知が開始されないようにすることができる。

続いて、報知を開始すべきか否かを判定する（Ｓ８２０）。この処理では、自車両の走行速度が報知開始速度と一致したか否かを判定し、一致していれば報知を開始すべきと判定する。

報知を開始すべきでなければ（Ｓ８２０：ＮＯ）、後述するＳ８６０の処理に移行する。また、報知を開始すべきであれば（Ｓ８２０：ＹＥＳ）、報知を開始するよう設定し（Ｓ８３０）、報知フラグをＯＮ状態に設定する（Ｓ８４０）。そして、加減速指示表示画像１２ｂの点滅周期を設定する（Ｓ８５０）。

この処理では、自車両の走行速度と目標速度（範囲）とを比較し、自車両の走行速度が目標速度を超えている場合、および減速する旨の報知をするよう設定されている場合には、加減速指示表示画像１２ｂの点灯色を赤色に設定する。また、自車両の走行速度が目標速度を下回っている場合には、加減速指示表示画像１２ｂの点灯色を緑色に設定する。そして、加減速指示表示画像１２ｂの点滅周期を、自車両の走行速度と目標速度（制限速度）との差が大きくなるにつれて早くなるように設定する。

詳細には、０．５Ｈｚ〜２．０Ｈｚ程度の範囲内で点滅周期を設定すると、運転者に連続点灯の見間違いを生じさせたり、いらつきを誘発したりする可能性が低くなるため好ましい。

次いで、このような設定に応じて表示部１２を制御するための出力を行い（Ｓ８６０：）、報知処理を終了する。なお、表示部１２に何も表示させない場合には、この出力を省略してもよい。このような出力がなされると、表示部１２では加減速指示表示画像１２ｂが設定された条件で点灯や点滅することになる。

［本実施形態と本発明との関係］
本実施形態における車載装置１は、本発明でいう運転支援装置に相当する。また、本実施形態における信号サイクル推定処理は、本発明でいう信号機情報取得手段、灯色変化予測手段、灯色変化情報生成手段に相当する。また、本実施形態における交差点・青時間推定処理は、本発明でいう信号機情報取得手段、灯色変化予測手段、灯色変化情報生成手段、信号機位置情報生成手段に相当する。

さらに、本実施形態における目標速度設定処理は、本発明でいう車両情報取得手段、通過速度演算手段、記録手段に相当する。また、本実施形態における道路情報追加処理は、本発明でいう道路走行判定手段、道路追加手段に相当し、本実施形態における報知処理は本発明でいう支援手段に相当する。

［本実施形態による効果］
以上のように詳述した運転者支援システム１００において、制御部１６は、ある交通信号機の灯色が変化したことを示す灯色変化情報、およびこの交通信号機の位置を示す信号機位置情報を、自車両および他車両の少なくとも一方から取得する。そして、灯色変化情報および信号機位置情報に基づいて、交通信号機の灯色が変化する時刻を表す灯色変化時刻を予測する。また、制御部１６は、自車両の位置の情報を取得し、灯色変化時刻に応じて自車両を運転するための支援を行う。

ただし、上記運転者支援システム１００において制御部１６は、自身の位置および走行速度の情報を含む車両情報を送信する他車両からこの車両情報を取得し、車両情報に基づいて他車両が発進または停止した時刻、および他車両が停止する原因となった交通信号機を推定し、他車両が発進または停止した時刻に基づいて灯色変化情報を生成する。

また、上記運転者支援システム１００において制御部１６は、車両情報に基づいて他車両が停止した位置を推定し、この停止した位置に基づいて信号機位置情報を生成する。
このような運転者支援システム１００によれば、車両情報を自車両および他車両から取得し、自車両において灯色変化情報および信号機位置情報を生成するので、信号機情報を送信する送信器を不要とする構成で灯色が変化することを把握することができる。そして、灯色変化時刻に応じた支援を行うことができる。

また、このような運転者支援システム１００によれば、自身の位置および速度の情報を含む車両情報を他車両から取得できれば、灯色変化情報および信号機位置情報を外部から取得することなく灯色変化情報および信号機位置情報を得ることができる。したがって、少ない情報で信号機位置情報を取得する構成を実現することができる。

また、上記運転者支援システム１００において制御部１６は、自車両および交通信号機の位置に基づき求められる交通信号機までの距離、並びに灯色が変化する時刻に基づいて、自車両が停車することなく交通信号機を通過できる速度を表す通過速度を演算し、通過速度で自車両を運転するための支援を行う。

このような運転者支援システム１００によれば、自車両が停車しないように支援することができるので、燃費や環境負荷を向上に貢献することができる。
また、上記運転者支援システム１００において制御部１６は、通過速度が予め設定された速度範囲外である場合、支援を実施しない。

このような運転者支援システム１００によれば、極端な通過速度を案内することがないので交通流を乱さないようにすることができる。
さらに、上記運転者支援システム１００において制御部１６は、灯色変化情報および信号機位置情報に取得日時を対応付けて記録し、記録された灯色変化情報および信号機位置情報のうちの現在の日時に類似する日時が対応付けられた灯色変化情報および信号機位置情報に基づいて、灯色が変化する時刻を予測する。特に、現在の日時に類似する日時とは、曜日、時間帯（朝、夕方等）、日付、祝祭日、集金日、等の何れかの条件が一致することを示す。

このような運転者支援システム１００によれば、日時に応じて信号サイクルを予測して灯色が変化する時刻を予測することができる。したがって、日時に応じて信号サイクルが変更される場合においても適切に信号サイクルを予測することができる。

［その他の実施形態］
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

例えば、上記実施形態においては、交差点位置の情報が存在しない場合に交差点位置の情報を地図情報（データベース１４）に追加するよう構成したが、交差点だけでなく、道路位置の情報を追加するようにしてもよい。具体的には、図１２のフローチャートに示す道路情報追加処理を実施すればよい。なお、道路情報追加処理は、制御部１６が実行する処理であり、車両の電源が投入されると開始され、他の処理とは並行して繰り返し実施される処理である。

道路情報追加処理では、まず、自車両または他車両が走行している領域について判定する（Ｓ９１０）。自車両または他車両が自身が有する地図情報に含まれる道路を走行していれば（Ｓ９１０：ＮＯ）、道路情報追加処理を終了する。

また、自車両または他車両が自身が有する地図情報に含まれる道路外を走行していれば（Ｓ９１０：ＹＥＳ）、この車両の挙動が特定の挙動と一致するか否かを判定する（Ｓ９３０）。ここで、特定の挙動とは、例えば、挙動が折り返す場合、低速度である場合、螺旋状に走行する場合（立体駐車場）等、道路でない駐車場等を車両が走行するときに生じる特徴的な挙動、或いは、地図情報に含まれる道路外を走行する車両が道路に戻っていない場合等を示し、予めこの特徴的な挙動がデータベース１４に記録されている。

この車両の挙動が特定の挙動と一致すれば（Ｓ９３０：ＹＥＳ）、道路情報追加処理を終了する。また、この車両の挙動が特定の挙動と一致しなければ（Ｓ９３０：ＮＯ）、交差点を検出したものとする（Ｓ９７０）。

続いて、この交差点に他の停止車両が存在するか否かを判定する（Ｓ９８０）。この交差点に他の停止車両が存在していれば（Ｓ９８０：ＹＥＳ）、この交差点に信号が有るものとする（Ｓ９９０）。また、この交差点に他の停止車両が存在していなければ（Ｓ９８０：ＮＯ）、この交差点に信号がないものとする（Ｓ１０００）。

ここで、Ｓ９８０の処理にて、交差点に他の停止車両が存在するか否かを判定するのは、交差点の信号の有無を判定するためであるが、この処理において、より精度よく信号の有無を判定するためには、他の車両の挙動が予め設定された特定の挙動（例えば、ある車両が、自身が存在する道路と交差する道路に車両が存在しないにも拘わらず、継続的に停車している場合等）であるか否かを判定するようにすればよい。

続いて、この車両の新たに検出した交差点付近における走行軌跡の形状を演算する（Ｓ１０５０）。ここで、走行軌跡の形状について図１３を用いて説明する。特に、図１３（ａ）はナビゲーション装置のマップマッチングによって得られる走行軌跡を示す説明図であり、図１３（ｂ）はＧＰＳ（全地球測位システム）のみにて得られる走行軌跡を示す説明図であり、図１３（ｃ）はＧＰＳ、ジャイロ、車速センサの組み合わせから得られる走行軌跡を示す説明図である。

図１３（ａ）に示すように、マップマッチングを用いて走行軌跡を演算する場合には、時折マップマッチングによる誤差を補正するために測位点が飛ぶことがあるが、概ね道路形状（地図データ）に沿った走行軌跡が得られる。しかし、本処理では、地図データがない領域において道路形状を生成するため、図１３（ｂ）または図１３（ｃ）に示すような走行軌跡が得られる。

例えば、図１３（ｂ）に示すように、ＧＰＳのみにて得られる走行軌跡を利用する場合には、測位点を時系列に接続すると、非常に複雑な曲線となり、実際の道路形状とはかけ離れた道路形状が得られる。また、図１３（ｃ）に示すように、ＧＰＳ、ジャイロ、車速センサの組み合わせから得られる走行軌跡においても、時折ＧＰＳによる補正により位置を修正するので（図中「ずれの補正」）、実際の道路形状とはかけ離れた道路形状が得られる。

そこで、本処理では、複数の車両の走行履歴に基づいて、道路形状を特定する処理を実施する（Ｓ１０７０）。この処理では、例えば、複数の車両による走行履歴を最小二乗法に基づく各測位点の近似直線または滑らかな近似曲線を道路形状とする等の処理によって最も確からしい道路形状を特定する。

そして、得られた道路形状および交差点位置（信号機の有無を含む）を地図情報としてデータベース１４に追加し（Ｓ１０８０）、道路情報追加処理を終了する。
このような変形例の運転者支援システム１００において制御部１６は、自車両または他車両が予め準備された地図情報に含まれる道路上を走行しているか否かを判定し、自車両または他車両が地図情報に含まれる道路上を走行していない場合、自車両または他車両の位置履歴に基づいて新たな道路を地図情報に追加する。

このような変形例の運転者支援システム１００によれば、地図情報に含まれない新たな道路を地図情報に追加することができる。また、新たに生成された信号機情報についても地図情報に追加することができる。

さらに、変形例の運転者支援システム１００において制御部１６は、複数の車両による位置履歴に基づいて道路形状を特定し、この道路形状を地図情報に追加する。
このような変形例の運転者支援システム１００によれば、より最適化された道路形状を登録することができるので、不自然な道路形状が地図情報として登録されることを防止することができる。

また、変形例の運転者支援システム１００において制御部１６は、自車両または他車両が地図情報に含まれる道路上を走行していない場合であっても、位置履歴に基づく自車両または他車両の挙動が道路でない走行路を走行する際に生じる予め準備された特徴的な挙動と一致する場合に、地図情報の追加をしない。

このような変形例の運転者支援システム１００によれば、例えば、道路でない駐車場等を車両が走行するときのように、挙動が折り返す場合、低速度である場合、螺旋状に走行する場合（立体駐車場）等の、特徴的な挙動と一致する場合に、地図情報の追加をしないので、道路でないものが道路として登録されることを防止することができる。

また、上記実施形態においては灯色の変化に応じて加減速を促す構成を採用したが、自車両を運転するための助けになるものであればどのようなものでもよく、例えば、交通信号機の灯色の変化を報知する構成や、灯色の変化に基づいて車両を制御する構成等を採用することができる。

１…車載装置、１０…位置特定部、１１…外部機器接続部、１２…表示部、１２ａ…ヘッドアップディスプレイ、１２ｂ…加減速指示表示画像、１２ｃ…メータ表示部、１２ｄ…発光体、１２ｅ…液晶ディスプレイ、１３…音声出力部、１４…データベース、１５…無線通信部、１６…制御部、３１…レーダ、３２…車速センサ、３３…作動処理部、３４…光ビーコン受信機、１００…運転者支援システム。

Claims (10)

1. 車両に搭載され、自車両の運転者による運転操作を支援する運転支援装置であって、
   ある交通信号機の灯色が変化したことを示す灯色変化情報、およびこの交通信号機の位置を示す信号機位置情報を、自車両および他車両の少なくとも一方から取得する信号機情報取得手段と、
   前記灯色変化情報および前記信号機位置情報に基づいて、前記交通信号機の灯色が変化する時刻を表す灯色変化時刻を予測する灯色変化予測手段と、
   自車両の位置の情報を取得する自車両位置取得手段と、
   前記灯色変化時刻に応じて自車両を運転するための支援を行う支援手段と、
   を備えたことを特徴とする運転支援装置。
2. 請求項１に記載の運転支援装置において、
   自身の位置および走行速度の情報を含む車両情報を送信する他車両から該車両情報を取得し蓄積する車両情報取得手段と、
   前記車両情報に基づいて他車両が発進または停止した時刻、および他車両が停止する原因となった交通信号機を推定し、他車両が発進または停止した時刻に基づいて前記灯色変化情報を生成する灯色変化情報生成手段と、
   を備えたことを特徴とする運転支援装置。
3. 請求項２に記載の運転支援装置において、
   前記車両情報に基づいて他車両が停止した位置を推定し、該停止した位置に基づいて前記信号機位置情報を生成する信号機位置情報生成手段、
   を備えたことを特徴とする運転支援装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の運転支援装置において、
   前記自車両および交通信号機の位置に基づき求められる交通信号機までの距離、並びに灯色が変化する時刻に基づいて、自車両が停車することなく前記交通信号機を通過できる速度を表す通過速度を演算する通過速度演算手段、を備え、
   前記支援手段は、前記通過速度で自車両を運転するための支援を行うこと
   を特徴とする運転支援装置。
5. 請求項４に記載の運転支援装置において、
   前記支援手段は、前記通過速度が予め設定された速度範囲外である場合、前記支援を実施しないこと
   を特徴とする運転支援装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の運転支援装置において、
   自車両または他車両が予め準備された地図情報に含まれる道路上を走行しているか否かを判定する道路走行判定手段と、
   自車両または他車両が前記地図情報に含まれる道路上を走行していない場合、道路上を走行していない自車両または他車両の位置履歴に基づいて新たな道路を前記地図情報に追加する道路追加手段と、
   を備えたことを特徴とする運転支援装置。
7. 請求項６に記載の運転支援装置において、
   前記道路走行判定手段は、複数の車両について道路上を走行しているか否かを判定し、
   前記道路追加手段は、道路上を走行していない複数の車両の位置履歴に基づく最も確からしい道路形状を新たな道路として前記地図情報に追加すること
   を特徴とする運転支援装置。
8. 請求項６または請求項７に記載の運転支援装置において、
   前記道路追加手段は、自車両または他車両が前記地図情報に含まれる道路上を走行していない場合であっても、前記位置履歴に基づく自車両または他車両の挙動が道路でない走行路を走行する際に生じる予め準備された特徴的な挙動と一致する場合に、前記地図情報の追加をしないこと
   を特徴とする運転支援装置。
9. 請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の運転支援装置において、
   前記灯色変化情報が取得されたときに、前記灯色変化情報に取得日時を対応付けて記録する記録手段、を備え、
   前記灯色変化予測手段は、前記記録された灯色変化情報のうちの現在の日時に類似する日時が対応付けられた灯色変化情報に基づいて、灯色が変化する時刻を予測すること
   を特徴とする運転支援装置。
10. コンピュータを、請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の運転支援装置を構成する各手段として機能させるための運転支援プログラム。