JP2013104815A - Navigation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ナビゲーション装置に関する。 The present invention relates to a navigation device.
従来、例えばGPS(Global Positioning System)信号などの測位信号、さらには自律航法の演算処理などを組み合わせて検出される車両の現在位置と、予め信号機の位置情報を有する地図情報とに基づいて、信号機の実際の位置を把握する場合には、位置検出の精度を向上させることが困難であるという問題が生じる。
このような問題に対して、従来、例えば予め信号機の位置情報を有する地図情報と、車両の外界を撮像するカメラから出力される画像データに対する画像認識処理による信号機の検出とを組み合わせて、信号機の実際の位置を把握するナビゲーション装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、従来、例えば路側などに配置され、周辺に存在する車両に各種の情報を発信する路車間通信装置(路上機)によって、信号機の位置の情報を車両に通知する通信システムが知られている。
Conventionally, based on a positioning signal such as a GPS (Global Positioning System) signal, a current position of a vehicle detected by combining arithmetic processing of autonomous navigation, and map information having position information of a traffic light in advance, the traffic light When the actual position is grasped, there is a problem that it is difficult to improve the accuracy of position detection.
Conventionally, for example, map information having position information of a traffic light is combined with detection of a traffic light by image recognition processing for image data output from a camera that captures the outside of the vehicle. A navigation device that grasps an actual position is known (see, for example, Patent Document 1).
Conventionally, there is known a communication system that notifies a vehicle of position information of a traffic signal by a road-to-vehicle communication device (on-road device) that is arranged on the roadside and transmits various types of information to surrounding vehicles. .
ところで、上記従来技術に係るナビゲーション装置によれば、画像認識によって信号機を検出するための特別な機器として、車両の外界に対して所望の画質の画像データを得るためのカメラおよびカメラから出力される画像データを迅速かつ高度に処理する画像処理装置を、追加的に車両に搭載する必要が生じる虞があり、装置構成に要する費用が嵩むという問題が生じる。
また、上記従来技術に係る通信システムによれば、路車間通信を行なうための専用の機器として、路上機および路上機と通信可能な車載通信器を、追加的に備える必要が生じ、システム構成に要する費用が嵩むという問題が生じる。
By the way, according to the navigation device according to the above prior art, as a special device for detecting a traffic light by image recognition, it is output from a camera and a camera for obtaining image data having a desired image quality with respect to the outside of the vehicle. There is a possibility that an image processing apparatus that processes image data quickly and highly needs to be additionally mounted on the vehicle, which causes a problem that the cost required for the apparatus configuration increases.
In addition, according to the communication system according to the related art, it is necessary to additionally include a road unit and a vehicle-mounted communication device capable of communicating with the road unit as dedicated devices for performing road-to-vehicle communication. There arises a problem that the cost required increases.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、装置構成が複雑化したり、装置構成に要する費用が嵩むことを防止しつつ、信号機の位置を精度良く検出することが可能なナビゲーション装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a navigation device capable of accurately detecting the position of a traffic light while preventing the device configuration from becoming complicated and the cost required for the device configuration from increasing. For the purpose.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の請求項1に係るナビゲーション装置は、信号機の位置情報を有する道路情報を記憶する記憶手段(例えば、実施の形態での地図データ記憶部11)と、車両の現在位置を取得する現在位置取得手段(例えば、実施の形態での現在位置検出部23)と、前記車両の加速度を検出する加速度検出手段(例えば、実施の形態での各種センサ12および加速度算出部25)と、前記加速度検出手段により検出され前記加速度の周波数分析から周波数に対応するパワースペクトルを算出する加速度スペクトル算出手段(例えば、実施の形態での周波数分析部26)と、前記加速度スペクトル算出手段により算出された前記パワースペクトルに基づき渋滞予兆度を算出する渋滞予兆度算出手段(例えば、実施の形態での渋滞予測部29)と、を備えるナビゲーション装置であって、前記記憶手段に記憶された前記位置情報および前記現在位置取得手段により取得された前記現在位置に基づき、前記信号機が前記現在位置から所定範囲内に存在するか否かを判定する位置判定手段(例えば、実施の形態での位置判定部24)と、前記位置判定手段により前記信号機が前記現在位置から所定範囲内に存在すると判定された場合に、前記渋滞予兆度算出手段により算出された前記渋滞予兆度に応じて前記現在位置から前記信号機までの距離を推定する推定手段(例えば、実施の形態でのステップS10、S35、渋滞予測部29が兼ねる)と、を備える。
In order to solve the above problems and achieve the object, the navigation apparatus according to claim 1 of the present invention is a storage means for storing road information having traffic signal position information (for example, map data storage in the embodiment). Unit 11), current position acquisition means for acquiring the current position of the vehicle (for example, current
さらに、本発明の請求項2に係るナビゲーション装置は、前記加速度スペクトル算出手段により算出された前記パワースペクトルの単回帰直線を演算し、所定周波数範囲での当該単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出する極大値算出手段(例えば、実施の形態での単回帰直線算出部27および傾き極大値算出部28)と、前記極大値算出手段により算出された前記傾き極大値が周期性を有するか否かを判定する周期性判定手段(例えば、実施の形態でのステップS09、S34、渋滞予測部29が兼ねる)と、を備え、前記推定手段は、前記周期性判定手段により前記傾き極大値が周期性を有すると判定された場合に、前記渋滞予兆度と前記現在位置から前記信号機までの距離とが所定の相関を有するとして、前記渋滞予兆度に応じて前記距離を推定する。
Furthermore, the navigation device according to claim 2 of the present invention calculates a single regression line of the power spectrum calculated by the acceleration spectrum calculation means, and maximizes the amount of change in the slope of the single regression line in a predetermined frequency range. The maximum value calculation means (for example, the single regression
さらに、本発明の請求項3に係るナビゲーション装置では、前記加速度スペクトル算出手段により算出された前記パワースペクトルの単回帰直線を演算し、所定周波数範囲での当該単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出する極大値算出手段(例えば、実施の形態での単回帰直線算出部27および傾き極大値算出部28)を備え、前記推定手段は、前記極大値算出手段により算出された前記傾き極大値に応じて、前記渋滞予兆度と前記信号機の点灯状態とが所定の相関を有するとして、前記渋滞予兆度に応じて前記点灯状態を推定する。
Furthermore, in the navigation device according to claim 3 of the present invention, a single regression line of the power spectrum calculated by the acceleration spectrum calculation means is calculated, and a maximum amount of change in the slope of the single regression line in a predetermined frequency range is calculated. A maximum value calculating unit (for example, a single regression
さらに、本発明の請求項4に係るナビゲーション装置は、前記推定手段による前記信号機の点灯状態の推定結果に応じて、前記車両の加減速を抑制するように走行を支援する走行支援情報を作成し、該走行支援情報を前記車両に提供する走行支援手段(例えば、実施の形態でのステップS12、S37、渋滞予測部29が兼ねる)を備える。 Furthermore, the navigation device according to claim 4 of the present invention creates travel support information for supporting travel so as to suppress acceleration and deceleration of the vehicle according to the estimation result of the lighting state of the traffic light by the estimation means. In addition, the vehicle is provided with travel support means for providing the travel support information to the vehicle (for example, steps S12 and S37 in the embodiment also serve as the traffic jam prediction unit 29).
本発明の請求項1に係るナビゲーション装置によれば、現在位置取得手段により取得される現在位置の精度が低い場合であっても、現在位置から所定範囲内に信号機が存在すると判定される状態において、渋滞予兆度に応じて現在位置から信号機までの距離を精度良く推定することができる。
例えば車両の進行方向前方において渋滞が発生する可能性の大小を示す渋滞予兆度が大きい場合には、近くに信号機が存在することに起因して渋滞予兆度が増大していると看做すことができる。
According to the navigation device of the first aspect of the present invention, even when the accuracy of the current position acquired by the current position acquisition unit is low, in a state where it is determined that there is a traffic light within a predetermined range from the current position. The distance from the current position to the traffic signal can be accurately estimated in accordance with the traffic sign.
For example, if there is a large traffic sign indicating the possibility of traffic jam in the forward direction of the vehicle, consider that the traffic jam sign is increasing due to the presence of a traffic signal nearby. Can do.
このため、例えば予め渋滞予兆度の大小と現在位置から信号機までの距離の長短との相関を把握しておくことにより、渋滞予兆度算出手段により算出された渋滞予兆度に応じて現在位置から信号機までの距離を精度良く推定することができる。
しかも、信号機の位置情報を有する道路情報はナビゲーション装置が通常に用いる地図データに備えられ、渋滞予兆度は車両に通常に搭載される加速度センサなどにより検出される加速度に基づいて算出されることから、現在位置から信号機までの距離を推定するための専用の機器を追加的に備える必要が無く、装置構成が複雑化したり、装置構成に要する費用が嵩むことを防止することができる。
For this reason, for example, by grasping in advance the correlation between the magnitude of the traffic jam sign degree and the length of the distance from the current position to the traffic signal, the traffic signal from the current position according to the traffic jam sign degree calculated by the traffic jam sign degree calculating means. Can be accurately estimated.
Moreover, the road information having the traffic signal position information is provided in the map data normally used by the navigation device, and the traffic jam sign is calculated based on the acceleration detected by the acceleration sensor or the like normally mounted on the vehicle. Therefore, it is not necessary to additionally provide a dedicated device for estimating the distance from the current position to the traffic light, and it is possible to prevent the device configuration from becoming complicated and the cost required for the device configuration from increasing.
さらに、本発明の請求項2に係るナビゲーション装置によれば、渋滞予兆度は極大値算出手段により算出される傾き極大値に応じたパラメータであることに加えて、信号機が現在位置から所定範囲内に存在する場合には、信号機の周期的な点灯状態の変化に起因して傾き極大値が周期性を有すると看做すことができ、傾き極大値が周期性を有する場合に渋滞予兆度に応じて現在位置から信号機までの距離を推定することにより、推定結果の信頼性を向上させることができる。 Furthermore, according to the navigation device of the second aspect of the present invention, the traffic sign is a parameter corresponding to the slope maximum value calculated by the maximum value calculation means, and the traffic signal is within a predetermined range from the current position. Can be considered to have a periodicity due to a periodic change in the lighting state of the traffic light, and when the slope maximum has a periodicity, Accordingly, the reliability of the estimation result can be improved by estimating the distance from the current position to the traffic light.
さらに、本発明の請求項3に係るナビゲーション装置によれば、渋滞予兆度は極大値算出手段により算出される傾き極大値に応じたパラメータであることに加えて、信号機が現在位置から所定範囲内に存在する場合には、傾き極大値は信号機の点灯状態(例えば、青色、黄色、赤色の点灯や点滅など)に応じて変化すると看做することができ、渋滞予兆度に応じて信号機の点灯状態を精度良く推定することができる。
例えば渋滞予兆度が大きい場合には、信号機が赤色、黄色の点灯状態であると推定することができ、例えば渋滞予兆度が小さい場合には、信号機が青色の点灯状態であると推定することができる。
Further, according to the navigation device of the third aspect of the present invention, the traffic jam sign is a parameter corresponding to the slope maximum value calculated by the maximum value calculation means, and the traffic light is within a predetermined range from the current position. Can be considered to change according to the lighting state of the traffic light (for example, blue, yellow, red lighting or flashing), and the traffic light can be turned on according to the traffic jam sign level. The state can be estimated with high accuracy.
For example, when the traffic sign is large, it can be estimated that the traffic light is in a red and yellow lighting state. For example, when the traffic sign is small, it can be estimated that the traffic light is in a blue lighting state. it can.
さらに、本発明の請求項4に係るナビゲーション装置によれば、車両の進行方向前方に存在する信号機の点灯状態に応じて車両の不要な加減速を防止するように走行を支援する走行支援情報を作成することができ、この走行支援情報によって車両のスムースな走行および車両の燃費向上を促すことができる。 Furthermore, according to the navigation device of the fourth aspect of the present invention, the travel support information for assisting the travel so as to prevent unnecessary acceleration / deceleration of the vehicle according to the lighting state of the traffic light existing ahead in the traveling direction of the vehicle. The travel support information can be used to facilitate smooth travel of the vehicle and improvement of fuel consumption of the vehicle.
以下、本発明のナビゲーション装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態によるナビゲーション装置10は、例えば車両に搭載されており、図1に示すように、地図データ記憶部11と、各種センサ12と、スイッチ13と、各種アクチュエータ14と、表示器15と、スピーカー16と、処理装置17とを備えて構成されている。
Hereinafter, an embodiment of a navigation device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
A
地図データ記憶部11は、地図データを記憶する。
地図データは、例えば、表示器15の表示画面に地図を表示するための地図表示用のデータと、車両の現在位置に基づくマップマッチングの処理に必要とされる道路上の位置座標(例えば、信号機の位置座標など)を示す道路座標データと、経路探索や経路誘導などの処理に必要とされる道路データ(例えば、交差点および分岐点などの道路上の所定位置の緯度および経度からなる座標点であるノードおよび各ノード間を結ぶ線であるリンクと、道路形状および道路種別となど)と、を備えている。
The map
The map data includes, for example, map display data for displaying a map on the display screen of the
各種センサ12は、例えば、車両の速度を検出する車速センサと、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサとなどであって、車両の走行状態に係る検出結果の信号を処理装置17に出力する。
The
スイッチ13は、例えば車両の走行制御に係る各種の信号を処理装置17に出力する。
スイッチ13から出力される各種の信号は、例えば、運転者によるブレーキペダルやアクセルペダルの操作状態(例えば、操作位置など)に係る信号と、運転者の入力操作に応じて自動的に車両の走行状態を制御する自動走行制御に係る各種信号(例えば、制御開始や制御停止を指示する信号と、目標車速や先行車両に対する目標車間距離の増減を指示する信号となど)となどである。
The
The various signals output from the
各種アクチュエータ14は、例えば、車両の駆動力を制御するスロットルアクチュエータと、車両2の制動を制御するブレーキアクチュエータと、車両の転舵を制御するステアリングアクチュエータとなどであって、処理装置17から出力される制御信号によって駆動制御される。
The
表示器15は、例えば、液晶表示画面などの表示画面を備える各種のディスプレイや、フロントウィンドウ上を表示画面とした投影により表示を行なうヘッドアップディスプレイや、各種の灯体などであり、処理装置17から出力される制御信号に応じた表示や点灯または消灯をおこなう。
スピーカー16は、処理装置17から出力される制御信号に応じて、警報音や音声などを出力する。
The
The
処理装置17は、例えば、測位信号受信部21と、自律航法処理部22と、現在位置検出部23と、位置判定部24と、加速度算出部25と、周波数分析部26と、単回帰直線算出部27と、傾き極大値算出部28と、渋滞予測部29と、走行制御部30と、報知制御部31とを備えて構成されている。
The
測位信号受信部21は、例えば人工衛星を利用して車両の位置を測定するためのGPS(Global Positioning System)信号などの測位信号をアンテナ21aにより受信する。
自律航法処理部22は、各種センサ12から出力される車両の速度およびヨーレートなどに基づく自律航法の演算処理を実行する。
現在位置検出部23は、測位信号受信部21により取得された測位信号および自律航法処理部22により実行された自律航法の演算処理の処理結果に基づき、車両の現在位置を検出する。
The
The autonomous
The current
位置判定部24は、地図データ記憶部11に記憶された信号機の位置座標の情報と、現在位置検出部23により検出された車両の現在位置とに基づき、信号機が現在位置から所定範囲内に存在するか否かを判定し、この判定結果を出力する。
The
また、加速度算出部25は、例えば、各種センサ12から出力された車両の速度の情報または現在位置検出部23により検出された現在位置の情報に基づき、速度の経時的な変化または現在位置の経時的な変化から車両の加速度を算出する。
In addition, the
周波数分析部26は、加速度算出部25により算出された車両の加速度に対して周波数分析を行ない、周波数に対応するパワースペクトルを算出する。
例えば、2つの異なる適宜の走行状態において加速度算出部25により検出された代表車両の加速度に対して周波数分析が行なわれることで、図2(A),(B)に示すようなパワースペクトルとして周波数に対応した加速度スペクトル51,53が算出される。
The
For example, frequency analysis is performed on the acceleration of the representative vehicle detected by the
単回帰直線算出部27は、周波数分析部26により算出されたパワースペクトルにおいて単回帰直線を算出する。
例えば、図2(A),(B)に示す加速度スペクトル51,53に対して、単回帰直線52,54が算出される。
The single regression
For example,
傾き極大値算出部28は、単回帰直線算出部27により算出された単回帰直線に対して、所定周波数範囲での単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出する。
The slope maximum
例えば、傾き極大値算出部28は、図2(A),(B)に示す単回帰直線52,54に対して、所定周波数範囲Y(例えば、数秒から数分の時間範囲に対応する周波数範囲であって、0〜0.5Hzなど)でのスペクトル値の変化Xに基づき、傾きα1,α2(=Y/X)を算出する。
For example, the slope maximum
渋滞予測部29は、傾き極大値算出部28により算出された傾き極大値に応じて、渋滞が発生する可能性あるいは既に渋滞が発生している可能性を示す渋滞予兆度を算出する。
渋滞予兆度は、例えば傾き極大値に応じたパラメータであって、車両の進行方向前方において渋滞となる可能性が高い場合に大きくなり、可能性が低い場合に小さくなる。
また、渋滞予兆度の大小を判定する所定の閾値については、任意の値を定めることができるが、一般的に(1/f)ゆらぎ特性として知られている「−45度」を所定の閾値とすることができる。
The traffic
The traffic jam sign degree is a parameter corresponding to, for example, the maximum value of the slope, and increases when there is a high possibility of traffic jam ahead in the traveling direction of the vehicle, and decreases when the possibility is low.
In addition, an arbitrary value can be set as the predetermined threshold value for determining the magnitude of the traffic jam sign degree, but “−45 degrees”, which is generally known as (1 / f) fluctuation characteristics, is set as the predetermined threshold value. It can be.
例えば、単回帰直線算出部27により算出された単回帰直線に対して、傾きαが小さい場合は、先行車両から受ける衝撃波(振動、ゆらぎ)が小さい場合に相当し、先行車両に対する反応遅れが小さく、車間距離が長くなって車群が形成され難い、すなわち渋滞に至る可能性が小さい場合に相当する。この場合、渋滞予兆度は小さな値をとる。
逆に、傾きαが大きい場合は、先行車両から受ける衝撃波(振動、ゆらぎ)が大きい場合に相当し、先行車両に対する反応遅れが大きく、車群が密になりやすく、すなわち渋滞に至る可能性が大きい場合に相当する。この場合、渋滞予兆度は大きな値をとる。
なお、ここで言う衝撃波(振動、ゆらぎ)とは、車両が加速および減速の動作を繰り返すことにより、この動作(前後の動き)を後方の車両に一種の振動として伝播させることを意味する。
For example, when the slope α is small with respect to the single regression line calculated by the single regression
On the contrary, when the inclination α is large, it corresponds to the case where the shock wave (vibration, fluctuation) received from the preceding vehicle is large, the reaction delay with respect to the preceding vehicle is large, and the vehicle group tends to become dense, that is, there is a possibility that the traffic congestion will occur. Corresponds to large case. In this case, the sign of congestion is a large value.
The shock wave (vibration, fluctuation) referred to here means that this operation (back and forth movement) is propagated to the rear vehicle as a kind of vibration by repeating the acceleration and deceleration operations.
したがって、渋滞予測部29は、単回帰直線算出部27により算出された単回帰直線の傾きαの大きさ、より具体的には、傾き極大値算出部28によって算出された傾き極大値に応じて渋滞予兆度を算出する。
例えば、渋滞予測部29は、傾き極大値(x)と渋滞予兆度(y)との関係を示す関数(例えば、y=ax+bなど)を予め求めておき、傾き極大値算出部28によって算出された傾き極大値(x)に対する渋滞予兆度(y)を算出する。
なお、渋滞予測部29は、傾き極大値と対応する渋滞予兆度の値との関係を予め作成してテーブルとしてメモリに格納しておき、算出された傾き極大値に対する渋滞予兆度をそのテーブルを参照して求めることもできる。
Therefore, the traffic
For example, the traffic
The traffic
さらに、渋滞予測部29は、算出した渋滞予兆度および地図データ記憶部34に記憶されている地図データに基づき、車両において渋滞回避さらには渋滞解消に必要とされる走行の支援を示す走行支援情報を作成する。
走行支援情報は、例えば、渋滞の発生を未然に阻止することを可能とするために車両の走行制御に用いられたり、車両の表示器15やスピーカー16から運転者に報知される情報である。より詳細には、例えば、車両において渋滞回避さらには渋滞解消に必要とされる自動走行制御での目標車速や目標車間距離の情報や、先行車両に対する車間距離の増大や加速動作の抑制などの所定の運転操作の情報や、車両に対する経路探索や経路誘導の情報などである。
Further, the traffic
The driving support information is, for example, information that is used for driving control of the vehicle in order to prevent the occurrence of traffic jams or is notified to the driver from the
また、渋滞予測部29は、位置判定部24から出力された判定結果において、信号機が現在位置から所定範囲内に存在すると判定されている場合には、渋滞予兆度と現在位置から信号機までの距離とが所定の相関を有するとして、渋滞予兆度に応じて現在位置から信号機までの距離を推定する。
In addition, the traffic
なお、渋滞予測部29は、位置判定部24から出力された判定結果において、信号機が現在位置から所定範囲内に存在すると判定されている場合には、さらに、傾き極大値算出部28によって算出された傾き極大値が周期性を有しているか否かを判定して、傾き極大値が周期性を有すると判定した場合に、渋滞予兆度と現在位置から信号機までの距離とが所定の相関を有するとして、渋滞予兆度に応じて現在位置から信号機までの距離を推定してもよい。
この場合には、予め信号機の点灯状態が変化する際の周期性を記憶しておき、算出した傾き極大値の周期性が、信号機の点灯状態の周期性に関連するものであるか否かを判定してもよい。
The traffic
In this case, the periodicity when the lighting state of the traffic light changes is stored in advance, and whether or not the periodicity of the calculated slope maximum value is related to the periodicity of the lighting state of the traffic light. You may judge.
渋滞予測部29は、例えば、車両の進行方向前方において渋滞が発生する可能性の大小を示す渋滞予兆度が大きい場合には、近くに信号機が存在することに起因して渋滞予兆度が増大している、との判断に基づいて、また、傾き極大値が有する周期性は信号機の周期的な点灯状態の変化に起因する、との判断に基づいて、渋滞予兆度に応じて現在位置から信号機までの距離を推定する。
このため、渋滞予測部29は、予め渋滞予兆度の大小と現在位置から信号機までの距離の長短との相関を示すマップなどのデータを記憶しており、このデータを参照して、現在位置から信号機までの距離を取得する。
The traffic
For this reason, the traffic
さらに、渋滞予測部29は、傾き極大値算出部28によって算出された傾き極大値は、信号機の点灯状態(例えば、青色、黄色、赤色の点灯や点滅など)に応じて変化する、との判断に基づいて、渋滞予兆度に応じて信号機の点灯状態を推定する。
このため、渋滞予測部29は、予め渋滞予兆度の大小と信号機の点灯状態との相関を示すマップなどのデータを記憶しており、このデータを参照して、信号機の点灯状態を取得する。
このデータにおいては、例えば渋滞予兆度が大きい場合には、信号機が赤色、黄色の点灯状態が対応付けられ、例えば渋滞予兆度が小さい場合には、信号機が青色の点灯状態が対応付けられている。
Furthermore, the traffic
For this reason, the traffic
In this data, for example, when the traffic sign is large, the traffic lights are associated with red and yellow lighting states. For example, when the traffic sign is small, the traffic light is associated with a blue lighting state. .
そして、渋滞予測部29は、取得した現在位置から信号機までの距離および信号機の点灯状態の情報と、地図データ記憶部34に記憶されている地図データとに基づき、車両において不要な加減速を抑制するために必要とされる走行の支援を示す走行支援情報を作成する。
この走行支援情報は、例えば、信号機をスムースに通過あるいは迂回することを可能とするために車両の走行制御に用いられたり、車両の表示器15やスピーカー16から運転者に報知される情報である。より詳細には、例えば、車両において信号機のスムースな通過に必要とされる自動走行制御での目標車速や目標車間距離の情報や、先行車両に対する車間距離の増大や加速動作の抑制などの所定の運転操作の情報や、車両に対する経路探索や経路誘導の情報などである。
Then, the traffic
This driving support information is, for example, information that is used for driving control of the vehicle so that the traffic light can be smoothly passed or detoured, or is notified to the driver from the
走行制御部30は、渋滞予測部29によって算出された渋滞予兆度および走行支援情報と、スイッチ13から出力される各種の信号と、各種センサ12から出力される車両の走行状態に係る検出結果の信号とに基づき、例えばスロットルアクチュエータとブレーキアクチュエータとステアリングアクチュエータとを駆動制御することによって、車両の走行を制御する。
The
例えば、走行制御部30は、スイッチ13から出力される信号に応じて、自動走行制御の実行を開始または停止したり、自動走行制御での目標車速や目標車間距離の設定や変更を行なう。
For example, the traveling
また、例えば、走行制御部30は、渋滞予測部29によって算出された渋滞予兆度において車両の進行方向前方に渋滞が発生する可能性が高いこと(あるいは、既に渋滞が発生している可能性が高いことなど)が示されている場合には、車両が渋滞を回避するようにして、さらには車両の後続車両が渋滞を起こし難いようにして、あるいは、車両の周辺の渋滞を解消するようにして、必要とされる目標車速や目標車間距離を設定したり、車両の走行状態を変更する。
そして、これらの目標車速や目標車間距離を維持するような自動走行制御(例えば、実際の車速を目標車速に一致させる定速走行制御や、他車両(例えば、先行車両など)に対する実際の車間距離を目標車間距離に一致させる車間距離制御(例えば、追従走行制御など)を行なう。
In addition, for example, the
Then, automatic travel control that maintains these target vehicle speed and target inter-vehicle distance (for example, constant speed travel control that matches the actual vehicle speed to the target vehicle speed, and actual inter-vehicle distance with respect to other vehicles (for example, preceding vehicles)) The inter-vehicle distance control (for example, follow-up traveling control) is performed so as to match the target inter-vehicle distance.
また、例えば、走行制御部30は、渋滞予測部29によって作成された走行支援情報に応じて、車両が渋滞を回避するようにして、さらには車両の後続車両が渋滞を起こし難いようにして、あるいは、車両の周辺の渋滞を解消するようにして、必要とされる目標車速や目標車間距離を設定したり、車両の走行状態を変更する。
In addition, for example, the
また、例えば、走行制御部30は、渋滞予測部29によって作成された走行支援情報が、渋滞予兆度に応じた現在位置から信号機までの距離および信号機の点灯状態の情報に基づくものである場合には、この走行支援情報に応じて、不要な加減速を抑制するようにして、必要とされる目標車速や目標車間距離を設定したり、車両の走行状態を変更する。
In addition, for example, the
報知制御部31は、渋滞予測部29によって算出された渋滞予兆度および走行支援情報に基づき、表示器15とスピーカー16とを制御することによって、各種の報知動作を制御する。
The
例えば、報知制御部31は、渋滞予測部29によって算出された渋滞予兆度において車両の進行方向前方に渋滞が発生する可能性が高いこと(あるいは、既に渋滞が発生している可能性が高いことなど)が示されている場合には、例えば、表示器15の表示画面での表示や灯体の点灯または消灯などを制御して、また、スピーカー16からの警報音や音声などの出力を制御して、これらの渋滞に係る情報を車両の乗員に報知する。
For example, the
また、例えば、報知制御部31は、渋滞予測部29によって算出された渋滞予兆度または走行支援情報に応じて、車両が渋滞を回避するようにして、さらには車両の後続車両が渋滞を起こし難いようにして、あるいは、車両の周辺の渋滞を解消するようにして、必要とされる運転操作の指示(例えば、先行車両に対する車間距離の増大や加速動作の抑制など)を報知する。
In addition, for example, the
例えば表示器15では、渋滞発生の有無を示す2色信号(青色と赤色など)の表示が切り替えられたり、渋滞発生を示す単色の灯体の点灯や点滅が行なわれたり、渋滞発生を示す警報メッセージの出力が行なわれる。
例えばスピーカー16では、渋滞発生を示す警報音や警報音声の出力が行なわれる。
また、例えば、走行支援情報の内容が表示器15やスピーカー16から運転者に報知される。
For example, the
For example, the
Further, for example, the content of the driving support information is notified to the driver from the
また、例えば、報知制御部31は、渋滞予測部29によって渋滞予兆度に応じた現在位置から信号機までの距離および信号機の点灯状態の情報が取得された場合には、例えば、表示器15の表示画面での表示や灯体の点灯または消灯などを制御して、また、スピーカー16からの警報音や音声などの出力を制御して、これらの信号機に係る情報を車両の乗員に報知する。
In addition, for example, when the
また、例えば、報知制御部31は、渋滞予測部29によって作成された走行支援情報が、渋滞予兆度に応じた現在位置から信号機までの距離および信号機の点灯状態の情報に基づくものである場合には、この走行支援情報に応じて、信号機をスムースに通過あるいは迂回することを可能とし、不要な加減速を抑制するようにして、必要とされる運転操作の指示(例えば、先行車両に対する車間距離や速度の増減や経路誘導など)を報知する。
In addition, for example, the
本実施の形態によるナビゲーション装置10は上記構成を備えており、次に、このナビゲーション装置10の動作について説明する。
The
先ず、例えば図3に示すステップS01においては、各種センサ12の車速センサにより車両の速度を検出し、現在位置検出部23により車両の現在位置を検出する。
次に、ステップS02においては、車両の速度または現在位置に基づき、速度の経時的な変化または現在位置の経時的な変化から、車両の加速度を算出する。
First, for example, in step S01 shown in FIG. 3, the vehicle speed is detected by the vehicle speed sensors of the
Next, in step S02, based on the vehicle speed or the current position, the acceleration of the vehicle is calculated from the change in speed over time or the change in current position over time.
次に、ステップS03においては、車両の加速度に対して周波数分析を行ない、周波数に対応するパワースペクトルを算出する。
次に、ステップS04においては、パワースペクトルにおいて単回帰直線を算出し、所定周波数範囲での単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出する。
Next, in step S03, frequency analysis is performed on the acceleration of the vehicle, and a power spectrum corresponding to the frequency is calculated.
Next, in step S04, a single regression line is calculated in the power spectrum, and a maximum value of the amount of change in the slope of the single regression line in a predetermined frequency range is calculated as a slope maximum value.
次に、ステップS05においては、傾き極大値(例えば、所定値以上の傾き極大値など)が算出されたか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS01に戻る。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS06に進む。
そして、ステップS06においては、傾き極大値に応じて、渋滞が発生する可能性あるいは既に渋滞が発生している可能性を示す渋滞予兆度を算出する。
Next, in step S05, it is determined whether or not a slope maximum value (for example, a slope maximum value greater than or equal to a predetermined value) has been calculated.
If this determination is “NO”, the flow returns to step S 01 described above.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 06.
In step S06, a traffic jam sign indicating the possibility of traffic jams or the possibility of traffic jams is calculated according to the slope maximum value.
次に、ステップS07においては、地図データ記憶部11に記憶された信号機の位置座標の情報を取得する。
次に、ステップS08においては、信号機が車両の現在位置から所定範囲内に存在するか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS12に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS09に進む。
Next, in step S07, the position coordinate information of the traffic light stored in the map
Next, in step S08, it is determined whether the traffic light is within a predetermined range from the current position of the vehicle.
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S 09.
次に、ステップS09においては、傾き極大値が周期性を有しているか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS12に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS10に進む。
次に、ステップS10においては、予め記憶している渋滞予兆度の大小と現在位置から信号機までの距離の長短との相関を示すマップなどのデータを参照して、渋滞予兆度に応じて現在位置から信号機までの距離を取得する。
次に、ステップS11においては、予め記憶している渋滞予兆度の大小と信号機の点灯状態との相関を示すマップなどのデータを参照して、渋滞予兆度に応じて信号機の点灯状態を取得する。
Next, in step S09, it is determined whether the slope maximum value has periodicity.
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step
On the other hand, if the determination is “YES”, the flow proceeds to step S10.
Next, in step S10, referring to data such as a map showing the correlation between the magnitude of the traffic jam sign level stored in advance and the length of the distance from the current position to the traffic light, the current position is determined according to the traffic jam sign level. Get the distance from the traffic light.
Next, in step S11, with reference to data such as a map indicating the correlation between the pre-stored magnitude of the traffic jam sign level and the traffic light lighting state, the traffic light lighting state is obtained according to the traffic jam sign level. .
そして、ステップS12においては、算出した渋滞予兆度および地図データに基づき、車両において渋滞回避さらには渋滞解消に必要とされる走行の支援を示す走行支援情報を作成する。
なお、ステップS12において、算出した渋滞予兆度および地図データに加えて、さらに車両の現在位置から信号機までの距離および信号機の点灯状態の情報を取得している場合には、例えば信号機をスムースに通過あるいは迂回することを可能とし、車両において不要な加減速を抑制するために必要とされる走行の支援を示す走行支援情報を作成する。
Then, in step S12, based on the calculated traffic sign and the map data, travel support information indicating the travel support necessary for avoiding the traffic and for eliminating the traffic is generated in the vehicle.
In addition, in step S12, in addition to the calculated traffic jam sign and map data, when information on the distance from the current position of the vehicle to the traffic signal and the lighting state of the traffic signal is acquired, for example, the traffic signal passes smoothly. Alternatively, it is possible to make a detour and create travel support information indicating the travel support required to suppress unnecessary acceleration / deceleration in the vehicle.
そして、ステップS13においては、渋滞予兆度および走行支援情報に応じて、さらに車両の現在位置から信号機までの距離および信号機の点灯状態の情報を取得している場合には、これらの情報にも応じて、報知制御および走行制御を実行し、エンドに進む。 Then, in step S13, according to the traffic jam sign and the driving support information, if information on the distance from the current position of the vehicle to the traffic light and the lighting state of the traffic light is acquired, the information also corresponds to the information. Then, the notification control and the traveling control are executed, and the process proceeds to the end.
上述したように、本実施の形態によるナビゲーション装置10によれば、現在位置検出部23により検出される現在位置の精度が低い場合であっても、現在位置から所定範囲内に信号機が存在すると判定される状態において、渋滞予兆度に応じて現在位置から信号機までの距離を精度良く推定することができる。
例えば車両の進行方向前方において渋滞が発生する可能性の大小を示す渋滞予兆度が大きい場合には、近くに信号機が存在することに起因して渋滞予兆度が増大していると看做すことができる。
As described above, according to the
For example, if there is a large traffic sign indicating the possibility of traffic jam in the forward direction of the vehicle, consider that the traffic jam sign is increasing due to the presence of a traffic signal nearby. Can do.
このため、例えば予め渋滞予兆度の大小と現在位置から信号機までの距離の長短との相関を把握しておくことにより、渋滞予測部29により算出された渋滞予兆度に応じて現在位置から信号機までの距離を精度良く推定することができる。
しかも、信号機の座標位置の情報はナビゲーション装置が通常に用いる地図データに備えられ、渋滞予兆度は車両に通常に搭載される加速度センサなどにより検出される加速度に基づいて算出されることから、現在位置から信号機までの距離を推定するための専用の機器を追加的に備える必要が無く、装置構成が複雑化したり、装置構成に要する費用が嵩むことを防止することができる。
For this reason, for example, by grasping in advance the correlation between the magnitude of the traffic jam sign degree and the length of the distance from the current position to the traffic signal, the current position to the traffic signal according to the traffic jam sign degree calculated by the traffic
Moreover, the information on the coordinate position of the traffic light is provided in the map data normally used by the navigation device, and the traffic jam sign is calculated based on the acceleration detected by the acceleration sensor normally mounted on the vehicle. It is not necessary to additionally provide a dedicated device for estimating the distance from the position to the traffic light, and it is possible to prevent the device configuration from becoming complicated and the cost required for the device configuration from increasing.
さらに、渋滞予兆度は傾き極大値算出部28により算出される傾き極大値に応じたパラメータであることに加えて、信号機が現在位置から所定範囲内に存在する場合には、信号機の周期的な点灯状態の変化に起因して傾き極大値が周期性を有すると看做すことができ、傾き極大値が周期性を有する場合に渋滞予兆度に応じて現在位置から信号機までの距離を推定することにより、推定結果の信頼性を向上させることができる。
Further, in addition to the parameter according to the slope maximum value calculated by the slope maximum
さらに、渋滞予兆度は傾き極大値算出部28により算出される傾き極大値に応じたパラメータであることに加えて、信号機が現在位置から所定範囲内に存在する場合には、傾き極大値は信号機の点灯状態(例えば、青色、黄色、赤色の点灯や点滅など)に応じて変化すると看做することができ、渋滞予兆度に応じて信号機の点灯状態を精度良く推定することができる。
例えば渋滞予兆度が大きい場合には、信号機が赤色、黄色の点灯状態であると推定することができ、例えば渋滞予兆度が小さい場合には、信号機が青色の点灯状態であると推定することができる。
Furthermore, in addition to being a parameter corresponding to the slope maximum value calculated by the slope maximum
For example, when the traffic sign is large, it can be estimated that the traffic light is in a red and yellow lighting state. For example, when the traffic sign is small, it can be estimated that the traffic light is in a blue lighting state. it can.
さらに、車両の進行方向前方に存在する信号機の点灯状態に応じて車両の不要な加減速を防止するように走行を支援する走行支援情報を作成することができ、この走行支援情報によって車両のスムースな走行および車両の燃費向上を促すことができる。 Further, it is possible to create travel support information that assists in traveling so as to prevent unnecessary acceleration / deceleration of the vehicle in accordance with the lighting state of a traffic light that exists in front of the traveling direction of the vehicle. Driving and improving fuel efficiency of the vehicle can be promoted.
なお、上述した実施の形態においては、例えば図4に示す変形例に係るナビゲーション装置10のように、車両の加速度に加えて、車両と先行車両との車間距離の情報に基づいて、渋滞予測の演算を行なってもよい。
この変形例に係るナビゲーション装置10の構成において、上述した実施の形態のナビゲーション装置10の構成と異なる点は、例えば、レーダ装置41と、先行車両検知部42と、車間距離算出部43と、車間距離分布推定部44と、共分散最小値算出部45と、相関演算部46と、が追加されている点である。
In the above-described embodiment, for example, as in the
The configuration of the
つまり、変形例のナビゲーション装置10は、地図データ記憶部11と、各種センサ12と、スイッチ13と、各種アクチュエータ14と、表示器15と、スピーカー16と、処理装置17と、レーダ装置41とを備えて構成されている。
そして、処理装置17は、例えば、測位信号受信部21と、自律航法処理部22と、現在位置検出部23と、位置判定部24と、加速度算出部25と、周波数分析部26と、単回帰直線算出部27と、傾き極大値算出部28と、渋滞予測部29と、走行制御部30と、報知制御部31と、先行車両検知部42と、車間距離算出部43と、車間距離分布推定部44と、共分散最小値算出部45と、相関演算部46とを備えて構成されている。
That is, the
The
レーダ装置41は、例えば、車両の進行方向の前方に設定された検出対象領域を複数の角度領域に分割し、各角度領域を走査するようにして、赤外光レーザやミリ波などの電磁波の発信信号を発信する。そして、各発信信号が車両の外部の物体(例えば、先行車両など)や歩行者などによって反射されることで生じた反射波の反射信号を受信する。そして、発信信号および反射信号に応じた信号を処理装置17に出力する。
For example, the
先行車両検知部42は、レーダ装置41から出力された信号に基づき、車両の進行方向の前方に存在する先行車両を検知する。
車間距離算出部43は、先行車両検知部42により検知された車両の各先行車両に対して車間距離を検出する。
The preceding
The inter-vehicle
車間距離分布推定部44は、車間距離算出部43により検出された車両の各先行車両に対する車間距離と、先行車両の検知台数とに基づき、車間距離分布を推定する。
The inter-vehicle distance
例えば、車間距離分布推定部44は、車間距離と車両台数の情報から車両の前方での車群(すなわち、車間距離が比較的緻密な先行車両の集合)が検知される場合、変分ベイズなどの分布推定法を用いて各車群に対してガウス分布(確率密度分布)を適用する。
例えば2つの車群が検知される場合は、2つの車群を2つのガウス分布を線形結合した分布として捉えることができ、例えば図5に示すように、2つのガウス分布を表わす確率関数P1(X)、P2(X)の和(重ね合わせ)として全体の分布を表す確率関数P(X)を得る。
For example, the inter-vehicle distance
For example, when two vehicle groups are detected, the two vehicle groups can be regarded as a distribution obtained by linearly combining two Gaussian distributions. For example, as shown in FIG. 5, a probability function P1 ( A probability function P (X) representing the entire distribution is obtained as the sum (superposition) of X) and P2 (X).
ここで、ガウス分布(確率関数)をN(x|μ,Σ)で表すと、図5に例示されるような複数のガウス分布の重ね合わせは、下記数式(1)に示すように記述される。 Here, when the Gaussian distribution (probability function) is represented by N (x | μ, Σ), the superposition of a plurality of Gaussian distributions as illustrated in FIG. 5 is described as shown in the following formula (1). The
なお、上記数式(1)において、例えば任意の自然数kに対して、期待値(平均値)μkは密度が最も高い位置を表す。共分散値(行列)Σkは、分布のゆがみ、すなわち期待値μkからどの方向に離れると密度がどのように減るかを表す。ガウス分布の混合係数(混合比)πk(0≦πk≦1)は、各ガウス分布がどれだけ寄与しているかの割合を表し、いわゆる確率とされている。 In the above formula (1), for example, for an arbitrary natural number k, an expected value (average value) μ k represents a position having the highest density. The covariance value (matrix) Σ k represents the distortion of the distribution, that is, how the density decreases when moving away from the expected value μ k . A mixing coefficient (mixing ratio) π k (0 ≦ π k ≦ 1) of the Gaussian distribution represents a ratio of how much each Gaussian distribution contributes, and is a so-called probability.
共分散最小値算出部45は、例えば上記した確率関数P(X)から得られる尤度関数が最大となるパラメータ(共分散)を求めるために変分ベイズなどを用いて算出処理をおこなう。
例えば、共分散最小値算出部45は、図5で例示されるような複数のガウス分布の重ね合わせとして得られる確率関数P(X)に対しては、各ガウス分布に対して共分散値Σkを算出する。そして、各ガウス分布に対して得られた複数の共分散値Σkの最小値を算出する。
The covariance minimum
For example, for the probability function P (X) obtained as a superposition of a plurality of Gaussian distributions as illustrated in FIG. 5, the covariance minimum
例えば図6(A)に示すような共分散値Σkの分布のグラフ56は、共分散値Σkに係る変数δ(例えば、共分散値Σkそのものなど)に対して、変数δ=0においてシャープなグラフとなっており、車群の変動が無い、すなわち車間距離がほぼ一定の走行状態にあることを示唆している。
一方、図6(B)に示すような共分散値Σkの分布は、共分散値Σkに係る変数δの負の領域の値δ1でピークを持つグラフ57と正の領域の値δ2でピークを持つグラフ58の2つのグラフにより構成されている。各グラフ57、58は共分散値Σkに係る変数δに対して所定の変動幅を有しており、車群の変動が有る、言い換えれば車間距離が異なる車両2の集合が複数存在することを示唆している。
そして、例えば図6(A)において、共分散値Σkの最小値(共分散最小値)はほぼゼロとなり、例えば図6(B)において、共分散値Σkの最小値は2つの値δ1,δ2のうち小さいほうの値δ1となる。
For example Figure 6 the graph of the distribution of the covariance value sigma k as shown in (A) 56, to the variable of the covariance values sigma k [delta] (e.g., the covariance value sigma k itself, etc.), the variable [delta] = 0 A sharp graph indicates that there is no fluctuation in the vehicle group, that is, the vehicle distance is in a substantially constant traveling state.
On the other hand, the distribution of the covariance value Σ k as shown in FIG. 6B is represented by a
For example, in FIG. 6A, the minimum value (covariance minimum value) of the covariance value Σ k is substantially zero. For example, in FIG. 6B, the minimum value of the covariance value Σ k is two values δ1. , Δ2 is the smaller value δ1.
相関演算部46は、傾き極大値算出部28により算出された傾き極大値と、共分散最小値算出部45によって算出された共分散最小値との相関マップを作成する。
例えば図7に示す傾き極大値と共分散最小値との相関マップのイメージ(概念)図では、横(X)軸を共分散最小値Xとし、縦(Y)軸を傾き極大値Yとして、変数(X、Y)の相関をマッピングしている。
The
For example, in the image (concept) diagram of the correlation map between the maximum slope value and the minimum covariance value shown in FIG. 7, the horizontal (X) axis is the minimum covariance value X, and the vertical (Y) axis is the maximum slope value Y. The correlation of variables (X, Y) is mapped.
例えば図7に示す相関マップでは、2つの領域59,60が示されており、2つの領域59,60が重なっている境界領域61が存在している。領域59は比較的共分散最小値が小さく、車群の変動が小さい状態、言い換えれば車間距離が比較的一定しているような状態に相当する。逆に領域60は比較的共分散最小値が大きく、車群の変動が大きい状態、言い換えれば車間距離が異なる車の集合が複数存在する状態に相当する。
境界領域61は、車群の変動が小さい状態から大きい状態へ遷移する領域であり、この境界領域61に相当する車群の状態を定量的に見出すことによって、渋滞予測をおこなうことができる。
For example, in the correlation map shown in FIG. 7, two
The
例えば図8に示すような交通密度と交通量の関係を示す図において、グラフの横(X)軸は、適宜の車両から所定距離内に存在する他の車両の台数を意味する交通密度であり、この交通密度の逆数が車間距離に相当する。縦(Y)軸は所定位置を通過する車両数を意味する交通量である。
例えば図8に示すような交通密度と交通量の関係を示す図は、いわば車両の流れを意味する交通流を表わしていると捉える事ができる。
For example, in the diagram showing the relationship between the traffic density and the traffic volume as shown in FIG. 8, the horizontal (X) axis of the graph is the traffic density that means the number of other vehicles existing within a predetermined distance from an appropriate vehicle. The reciprocal of this traffic density corresponds to the inter-vehicle distance. The vertical (Y) axis is a traffic volume that means the number of vehicles passing through a predetermined position.
For example, the diagram showing the relationship between the traffic density and the traffic volume as shown in FIG. 8 can be regarded as representing a traffic flow that means the flow of vehicles.
図8で例示される交通流は、大きく4つの状態(領域)に区分けすることができる。
第1の状態は、渋滞が発生する可能性が低い自由流の状態であって、ここでは一定以上の加速度および車間距離が確保可能である。
第2の状態は、車両の制動状態と加速状態が混合する混合流の状態である。この混合流の状態は、渋滞流に移行する前の状態であって、運転者による運転の自由度が低下して、交通密度の増大(車間距離の縮小)によって渋滞流へと移行する確率が高い状態である。
第3の状態は、渋滞を示す渋滞流の状態である。
第4の状態は、自由流の状態から混合流の状態へ移行する間に存在する遷移状態である臨界領域である。この臨界領域は、自由流に比べて交通量および交通密度が高い状態であって、交通量の低下と交通密度の増大(車間距離の縮小)によって混合流へと移行する状態である。なお、臨界領域は、準安定流、メタ安定流と呼ばれることもある。
The traffic flow illustrated in FIG. 8 can be roughly divided into four states (regions).
The first state is a free flow state in which the possibility of traffic congestion is low, and here, a certain amount of acceleration and inter-vehicle distance can be secured.
The second state is a mixed flow state in which the braking state and the acceleration state of the vehicle are mixed. The state of this mixed flow is the state before the transition to the congestion flow, and the driver's freedom of driving decreases, and the probability of transition to the congestion flow due to the increase in traffic density (reduction of the inter-vehicle distance). It is in a high state.
The third state is a traffic flow state indicating a traffic jam.
The fourth state is a critical region that is a transition state that exists during the transition from the free flow state to the mixed flow state. This critical region is a state where the traffic volume and the traffic density are higher than those of the free flow, and the state transitions to a mixed flow due to a decrease in traffic volume and an increase in traffic density (a reduction in the inter-vehicle distance). The critical region is sometimes called metastable flow or metastable flow.
そして、例えば図7に示される領域59は、例えば図6に示される自由流および臨界領域を含むことになり、例えば図7に示される領域60は、例えば図8に示される混合流および渋滞流の状態を含むことになる。
したがって、例えば図7に示される境界領域は、例えば図8に示される臨界領域と混合流の状態との双方を含む境界状態であり、例えば図8に示される臨界領域の境界とされる。
この臨界領域の境界を含む臨界領域を定量的に把握することによって、混合流の状態への移行を抑制して渋滞の発生を防ぐことが可能である。
Then, for example, the
Therefore, for example, the boundary region shown in FIG. 7 is a boundary state including both the critical region shown in FIG. 8 and the mixed flow state, for example, and is the boundary of the critical region shown in FIG.
By quantitatively grasping the critical region including the boundary of this critical region, it is possible to prevent the occurrence of traffic congestion by suppressing the transition to the mixed flow state.
以下に、例えば車間距離分布についての共分散最小値の対数と加速度スペクトルについての傾き極大値の対数との相関マップを示す図9(A),(B)を参照しながら臨界領域の定量化について説明する。
図9(A)は図8に示される交通流のマップを簡略化して描いた図であり、図9(B)は共分散最小値の対数と傾き極大値の対数との相関マップを示す。
図9(B)に示される共分散最小値の対数と傾き極大値の対数は、傾き極大値算出部28により算出された傾き極大値と共分散最小値算出部45によって算出された共分散最小値との対数値として算出され、臨界領域における相転移状態のパラメータ化を描写したものである。
The critical region quantification will be described below with reference to FIGS. 9A and 9B showing a correlation map between the logarithm of the covariance minimum value for the inter-vehicle distance distribution and the logarithm of the slope maximum value for the acceleration spectrum, for example. explain.
FIG. 9A is a simplified drawing of the traffic flow map shown in FIG. 8, and FIG. 9B shows a correlation map between the logarithm of the covariance minimum value and the logarithm of the slope maximum value.
The logarithm of the covariance minimum value and the slope maximum value shown in FIG. 9B are the slope maximum value calculated by the slope maximum
例えば図9(B)において、領域62は図9(A)に示される臨界領域を含み、領域63は図9(A)に示される混合流の状態を含む。臨界線64は、これを越えて混合流の状態へ移行すると渋滞に至ってしまう可能性が高い臨界点を意味する。各領域62,63の境界領域65は臨界線64直前の臨界領域の境界に相当する。
なお、図9(B)に例示される相関マップは処理装置17内のメモリに格納される。
For example, in FIG. 9B, the
Note that the correlation map illustrated in FIG. 9B is stored in a memory in the
この変形例の渋滞予測部29は、相関演算部46によって作成された相関マップにおいて、臨界領域の境界の状態が存在するか否かを判定し、この判定結果に応じて渋滞予兆度を算出する。さらに、相関マップにおいて、臨界領域の境界の状態が存在する場合には、渋滞への移行を阻止すべく、地図データ記憶部11に記憶されている地図データを参照して、走行支援情報を作成する。
The traffic
なお、この変形例での渋滞予兆度は、例えば、相関マップにおいて臨界領域の境界の状態が存在する場合に対応して、所定の閾値よりも高くなり、相関マップにおいて臨界領域の境界の状態が存在しない場合に対応して、所定の閾値よりも低くなる。 Note that the traffic jam sign degree in this modification is higher than a predetermined threshold value, for example, in the case where the boundary state of the critical region exists in the correlation map, and the boundary state of the critical region in the correlation map is Corresponding to the case where it does not exist, it becomes lower than a predetermined threshold value.
この変形例によるナビゲーション装置10は上記構成を備えており、次に、このナビゲーション装置10の動作について説明する。
The
先ず、例えば図10に示すステップS21においては、各種センサ12の車速センサにより車両の速度を検出し、現在位置検出部23により車両の現在位置を検出する。
次に、ステップS22においては、車両の速度または現在位置に基づき、速度の経時的な変化または現在位置の経時的な変化から、車両の加速度を算出する。
First, for example, in step S21 shown in FIG. 10, the vehicle speed is detected by the vehicle speed sensors of the
Next, in step S22, based on the vehicle speed or the current position, the acceleration of the vehicle is calculated from the change in speed over time or the change in current position over time.
次に、ステップS23においては、車両の加速度に対して周波数分析を行ない、周波数に対応するパワースペクトルを算出する。
次に、ステップS24においては、パワースペクトルにおいて単回帰直線を算出し、所定周波数範囲での単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出する。
Next, in step S23, frequency analysis is performed on the acceleration of the vehicle, and a power spectrum corresponding to the frequency is calculated.
Next, in step S24, a single regression line is calculated in the power spectrum, and the maximum value of the amount of change in the slope of the single regression line in the predetermined frequency range is calculated as the slope maximum value.
次に、ステップS25においては、傾き極大値(例えば、所定値以上の傾き極大値など)が算出されたか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS21に戻る。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS26に進む。
Next, in step S25, it is determined whether or not a slope maximum value (for example, a slope maximum value greater than or equal to a predetermined value) has been calculated.
If this determination is “NO”, the flow returns to step
On the other hand, if the determination is “YES”, the flow proceeds to step S26.
次に、ステップS26においては、車両の進行方向前方に存在する先行車両を検知し、車両の各先行車両に対する車間距離を算出する。
次に、ステップS27においては、車両の各先行車両に対する車間距離と、複数の先行車両の検出台数とに基づき、車間距離分布を推定する。
次に、ステップS28においては、車間距離分布から共分散の最小値を算出する。
次に、ステップS29においては、共分散の最小値と傾き極大値との相関関係から車両の進行方向前方の車群分布を推定する。
Next, in step S26, a preceding vehicle existing ahead in the traveling direction of the vehicle is detected, and an inter-vehicle distance of the vehicle with respect to each preceding vehicle is calculated.
Next, in step S27, the inter-vehicle distance distribution is estimated based on the inter-vehicle distance of the vehicle with respect to each preceding vehicle and the number of detected preceding vehicles.
Next, in step S28, the minimum value of covariance is calculated from the inter-vehicle distance distribution.
Next, in step S29, the vehicle group distribution ahead of the traveling direction of the vehicle is estimated from the correlation between the minimum covariance value and the maximum slope value.
次に、ステップS30においては、共分散最小値と加速度スペクトルの傾き極大値との相関マップにおいて臨界領域の境界の状態が存在するか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、上述したステップS21に戻る。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS31に進む。
次に、ステップS31においては、傾き極大値に応じて、渋滞が発生する可能性あるいは既に渋滞が発生している可能性を示す渋滞予兆度を算出する。
Next, in step S30, it is determined whether or not the boundary state of the critical region exists in the correlation map between the minimum covariance value and the gradient maximum value of the acceleration spectrum.
If this determination is “NO”, the flow returns to step
On the other hand, if the determination is “YES”, the flow proceeds to step S31.
Next, in step S31, a traffic jam sign indicating the possibility of traffic jams or the possibility of traffic jams is calculated according to the slope maximum value.
次に、ステップS32においては、地図データ記憶部11に記憶された信号機の位置座標の情報を取得する。
次に、ステップS33においては、信号機が車両の現在位置から所定範囲内に存在するか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS37に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS34に進む。
Next, in step S32, information on the position coordinates of the traffic light stored in the map
Next, in step S33, it is determined whether the traffic light is within a predetermined range from the current position of the vehicle.
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 37 described later.
On the other hand, if this determination is “YES”, the flow proceeds to step S34.
次に、ステップS34においては、傾き極大値が周期性を有しているか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、後述するステップS37に進む。
一方、この判定結果が「YES」の場合には、ステップS35に進む。
次に、ステップS35においては、予め記憶している渋滞予兆度の大小と現在位置から信号機までの距離の長短との相関を示すマップなどのデータを参照して、渋滞予兆度に応じて現在位置から信号機までの距離を取得する。
次に、ステップS36においては、予め記憶している渋滞予兆度の大小と信号機の点灯状態との相関を示すマップなどのデータを参照して、渋滞予兆度に応じて信号機の点灯状態を取得する。
Next, in step S34, it is determined whether the slope maximum value has periodicity.
If this determination is “NO”, the flow proceeds to step S 37 described later.
On the other hand, if the determination is “YES”, the flow proceeds to step S35.
Next, in step S35, referring to data such as a map showing the correlation between the magnitude of the traffic jam sign level stored in advance and the distance from the current position to the traffic light, the current position is determined according to the traffic jam sign level. Get the distance from the traffic light.
Next, in step S36, with reference to data such as a map indicating the correlation between the pre-stored magnitude of the traffic jam sign degree and the traffic light lighting state, the traffic light lighting state is acquired according to the traffic jam sign degree. .
そして、ステップS37においては、算出した渋滞予兆度および地図データに基づき、車両において渋滞回避さらには渋滞解消に必要とされる走行の支援を示す走行支援情報を作成する。
なお、ステップS37において、算出した渋滞予兆度および地図データに加えて、さらに車両の現在位置から信号機までの距離および信号機の点灯状態の情報を取得している場合には、例えば信号機をスムースに通過あるいは迂回することを可能とし、車両において不要な加減速を抑制するために必要とされる走行の支援を示す走行支援情報を作成する。
Then, in step S37, based on the calculated traffic sign and the map data, travel support information indicating travel support necessary for avoiding traffic congestion and eliminating traffic congestion is created in the vehicle.
In addition, in step S37, in addition to the calculated traffic sign and map data, when information on the distance from the current position of the vehicle to the traffic light and information on the lighting state of the traffic light is acquired, for example, the traffic light passes smoothly. Alternatively, it is possible to make a detour and create travel support information indicating the travel support required to suppress unnecessary acceleration / deceleration in the vehicle.
そして、ステップS38においては、渋滞予兆度および走行支援情報に応じて、さらに車両の現在位置から信号機までの距離および信号機の点灯状態の情報を取得している場合には、これらの情報にも応じて、報知制御および走行制御を実行し、エンドに進む。 In step S38, according to the traffic congestion predictor and the driving support information, if information on the distance from the current position of the vehicle to the traffic light and the lighting state of the traffic light is acquired, the information is also received. Then, the notification control and the traveling control are executed, and the process proceeds to the end.
この変形例に係るナビゲーション装置10によれば、車両の加速度に加えて、車両と先行車両との車間距離という容易に取得可能な情報を組み合わせて渋滞予兆度を算出することにより、渋滞予兆度の算出精度および信頼性を向上させることができ、現在位置から信号機までの距離および信号機の点灯状態の推定精度を向上させることができる。
According to the
なお、上述した実施の形態の変形例においては、例えばレーダ装置41の代わりに、他車両と通信可能な車載通信装置を備え、この車載通信装置によって他車両の現在位置の情報を取得して、車両と先行車両との車間距離を算出してもよい。
In the modification of the above-described embodiment, for example, instead of the
10 ナビゲーション装置
11 地図データ記憶部(記憶手段)
12 各種センサ(加速度検出手段)
23 現在位置検出部(現在位置取得手段)
24 位置判定部(位置判定手段)
25 加速度算出部(加速度検出手段)
26 周波数分析部(加速度スペクトル算出手段)
27 単回帰直線算出部(極大値算出手段)
28 傾き極大値算出部(極大値算出手段)
29 渋滞予測部(渋滞予兆度算出手段、推定手段、周期性判定手段、走行支援手段)
42 先行車両検知部
43 車間距離算出部
44 車間距離分布推定部
45 共分散最小値算出部
46 相間演算部
ステップS09、S34 周期性判定手段
ステップS10、S35 推定手段
ステップS12、S37 走行支援手段
10
12 Various sensors (acceleration detection means)
23 Current position detector (current position acquisition means)
24 position determination unit (position determination means)
25 Acceleration calculation unit (acceleration detection means)
26 Frequency analyzer (acceleration spectrum calculation means)
27 Simple regression line calculation unit (maximum value calculation means)
28 Inclination maximum value calculation unit (maximum value calculation means)
29 Congestion prediction unit (congestion sign calculation means, estimation means, periodicity determination means, travel support means)
42 preceding
Claims (4)
車両の現在位置を取得する現在位置取得手段と、
前記車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出され前記加速度の周波数分析から周波数に対応するパワースペクトルを算出する加速度スペクトル算出手段と、
前記加速度スペクトル算出手段により算出された前記パワースペクトルに基づき渋滞予兆度を算出する渋滞予兆度算出手段と、を備えるナビゲーション装置であって、
前記記憶手段に記憶された前記位置情報および前記現在位置取得手段により取得された前記現在位置に基づき、前記信号機が前記現在位置から所定範囲内に存在するか否かを判定する位置判定手段と、
前記位置判定手段により前記信号機が前記現在位置から所定範囲内に存在すると判定された場合に、前記渋滞予兆度算出手段により算出された前記渋滞予兆度に応じて前記現在位置から前記信号機までの距離を推定する推定手段と、
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。 Storage means for storing road information having position information of traffic lights;
Current position acquisition means for acquiring the current position of the vehicle;
Acceleration detecting means for detecting acceleration of the vehicle;
An acceleration spectrum calculating means for calculating a power spectrum corresponding to the frequency detected from the acceleration frequency analysis detected by the acceleration detecting means;
A traffic jam sign degree calculating means for calculating a traffic jam sign degree based on the power spectrum calculated by the acceleration spectrum calculating means,
Position determining means for determining whether or not the traffic light is within a predetermined range from the current position based on the position information stored in the storage means and the current position acquired by the current position acquiring means;
The distance from the current position to the traffic signal according to the traffic congestion sign degree calculated by the traffic congestion sign degree calculation means when the position determination means determines that the traffic signal is within a predetermined range from the current position Estimating means for estimating
A navigation device comprising:
前記極大値算出手段により算出された前記傾き極大値が周期性を有するか否かを判定する周期性判定手段と、を備え、
前記推定手段は、前記周期性判定手段により前記傾き極大値が周期性を有すると判定された場合に、前記渋滞予兆度と前記現在位置から前記信号機までの距離とが所定の相関を有するとして、前記渋滞予兆度に応じて前記距離を推定することを特徴とする請求項1に記載のナビゲーション装置。 A maximum value calculating means for calculating a single regression line of the power spectrum calculated by the acceleration spectrum calculating means, and calculating a maximum value of a change amount of the inclination of the single regression line in a predetermined frequency range as an inclination maximum value;
Periodicity determining means for determining whether or not the slope maximum value calculated by the maximum value calculating means has periodicity,
When the estimation means determines that the slope maximum value has periodicity by the periodicity determination means, the traffic sign and the distance from the current position to the traffic light have a predetermined correlation. The navigation apparatus according to claim 1, wherein the distance is estimated according to the traffic jam sign degree.
前記推定手段は、前記極大値算出手段により算出された前記傾き極大値に応じて、前記渋滞予兆度と前記信号機の点灯状態とが所定の相関を有するとして、前記渋滞予兆度に応じて前記点灯状態を推定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のナビゲーション装置。 A maximum value calculating means for calculating a single regression line of the power spectrum calculated by the acceleration spectrum calculating means and calculating a maximum value of a change amount of the slope of the single regression line in a predetermined frequency range as an inclination maximum value; ,
The estimation means determines that the traffic jam sign degree and the lighting state of the traffic light have a predetermined correlation according to the slope maximum value calculated by the local maximum value calculation means, and the lighting is performed according to the traffic jam sign degree. The navigation device according to claim 1, wherein the state is estimated.
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