JP2013149191A - 交通安全支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】道路上を移動する各種移動体の移動安全を支援するシステムの構築。
【解決手段】システムを移動体に搭載した移動体端末群とセンター装置で構成する。移動体の位置特定は移動体に搭載した移動体端末の有する位置特定機能で、また、移動体相互間の接近・衝突の予測、あるいは移動体と道路・構築物との相互位置関係による移動状態の異常検出は、センター装置において、センター装置に集積した各移動体の位置特定データ履歴、および前記センター装置に集積した各移動体の位置特定データ履歴から外挿演算される現時点以降の各移動体移動予測結果、を用いて行う
【選択図】図１

Description

本願発明は、移動体（自動車、二輪車、自転車、車いす、歩行者等）の、移動中における他移動体との接近・衝突、あるいは道路・建築物等の固定物に対する異常移動状態、を検知・予測してその警報等を行う交通安全支援システムに関する。

従来の自動車用接近・衝突警報装置用センサーとしてはレーダあるいはカメラが主体であった。但しこれらセンサー単独では、例えば車両前方のみのように、検知領域が限定され自車周辺全体情報を得ることが困難であることから、この問題解決の方策として、レーダあるいはカメラを複数使用する、両者を複合化して使用する、等の方法が提案されている。しかし、これら方法でも、見通し外車両の検知が不可能であるという致命的な欠陥があり、この対策として路車間通信あるいは車車間通信を利用する方法が提案されている（特許文献２、特許文献４）。
又、センサーとしてレーダあるいはカメラを用いずに、即ち自車搭載したセ
ンサーによって他車の検知を行わずに、自・他車ともに各々の位置情報をＧＰＳ等の位置特定機能で行い、その結果を相互に車車間通信で交換し合うことによって、他車の存在を検知する方法も提案されている（特許文献１、特許文献３）。しかし上記いずれにおいても、現状ではシステム（車載装置）の複雑化、高価格化が免れ得ていない。
また、自動車以外の移動体に関する安全支援システムは、現在のところ実用
に耐える装置はまだ存在しない。

特許公開２００６−１８２２０７号公報 特許公開２００９−０４３０９０号公報 特許公開２００９−１２２８３８号公報 特許公開２００９−２１１４９７号公報

本願発明において、安全支援を行う対象移動体として、自動車、二輪車、自
転車、車いす、あるいは歩行者、を想定する。
また、安全支援を上記移動体相互の接近・衝突の回避に限定せず、移動体の移
動環境即ち道路状態、形状、あるいは建築物、等と移動体との相互関係にかかわる危険回避をも考慮した移動体および周辺構築物にわたる安全支援を図ろうとするものである。

本願発明による、移動体間の接近・衝突等の危機検知は、移動体に搭載した
レーダ、カメラ等によって検知しようとするものではなく、移動体に搭載した
ＧＰＳ受信機等の高精度位置特定機能で自移動体位置を検知し、他移動体が検
知した当該移動体位置との相互関係によって危険を検知しようとするものであ
る。
但し、本願発明においては、自・他移動体の相互位置関係は、自移動体と他
移動体間の車車間通信等によって自・他移動体が個別に得るのではなく、各移
動体が特定した位置情報はすべてセンター装置に集めて、センター装置で、各
移動体の過去一定時間内の位置データ履歴を外挿する等によって各移動体の現
時点以降一定時間内の移動状態予測を行い、前記予測結果を相互に比較するこ
とによって各移動体間の危険状態を検知しようとするものである。

システムは、ＧＰＳ受信機等の高精度位置特定機能、センター装置との通信
機能、音声・表示出力機能、を有する移動体端末群と、詳細な道路状態・形状情報（道路工事場所等の情報を含む）、建築物形状情報、を含む地図データベース、移動体端末との通信機能、演算処理機能、記憶機能、および管轄区域内移動体を網羅しての表示を行うモニタ機能、を有するセンター装置、から構成する。
又移動体端末を有する移動体として、即ちシステムの対象とする移動体は、自動車は勿論、二輪車、自転車、車いす、歩行者等、道路上あるいは建築物内・周辺を移動するすべての移動体を想定する。

移動体端末の有する位置特定機能としては、高精度（特定誤差：数十センチメートル以下）の位置特定機能を有するＧＰＳ受信機を想定する。本ＧＰＳ受信機によって移動体位置は勿論、移動体の移動速度、の特定、あるいは高精度の時刻情報を用いての移動体間の位置特定タイミング同期が可能となる。

システムの動作は以下の如くである。
センター装置において、各移動体端末から周期的に特定・送信されてくる移動体位置特定情報、即ち時刻（ｔ−ｎ・Ｔ）、（ｔ−（ｎ−１）・Ｔ）、・・・（ｔ−２Ｔ）、（ｔ−Ｔ）、ｔ、（但しｔ：現時刻、Ｔ：位置特定周期、ｎ：過去の位置特定回数）に特定した位置情報を順次記憶機能に記憶する。
一方演算処理機能において、前記記憶機能に記憶されている時刻（ｔ−ｎＴ）から現時刻ｔまでの間の位置情報履歴から今後一定時間ｍ・Ｔ内即ち時刻（ｔ＋Ｔ）、（ｔ＋２Ｔ）、・・・（ｔ＋（ｍ−１）Ｔ）、（ｔ＋ｍＴ）、（但しｔ：現時刻、Ｔ：位置特定周期、ｍ：位置予測回数）の位置を、例えば外挿法により、予測演算し、記憶機能に記憶する。

さらに演算処理機能において、上記移動体毎の予測演算結果を他移動体の予測演算結果と比較し、位置的、時刻的に異常接近・衝突の恐れのある移動体を抽出する。

またセンター装置においては、移動体相互間の危険性予測のみではなく、移動体の移動位置履歴あるいは移動位置予測に対応する道路状態・形状、建築物形状、の比較を行うことによって、例えば、車両の車線逸脱の恐れ、蛇行運転、等の危険運転状況の早期検知・警報、あるいは道路工事場所等への接近警報も可能となる。
但し道路工事場所への接近警報を行おうとした場合には、あらかじめ地図データベースに道路工事場所の位置・道路上に占める範囲等をあらかじめ入力しておく必要がある。

上記の如く、移動体相互間の接近・衝突の危険性検知、あるいは移動体と道路・建築物との相互位置関係等の比較、をセンター装置において行うことによって、移動体端末の演算処理負荷を軽減することができる。この結果、例えばスマートフォン等の高精度位置特定機能（ＧＰＳ受信機）を有する携帯端末を、本願発明の移動体端末として、特に自転車用、車いす用、あるいは歩行者用として、利用することが可能となり、システムの普及に大きく寄与することになる。

但し、歩行者用移動体端末としてスマートフォンを利用する場合、歩行者における位置特定周期を自動車における位置特定周期と同一にすることは、位置特定周期間の移動体移動距離の相違を考えると、不合理である。従って、移動体の移動速度によってその位置特定周期を変える、例えば、位置特定一周期の間の移動体移動距離がほぼ等しくなるように、その各移動体の位置特定周期を設定する等の配慮が必要である。また移動体を取り巻く交通環境によっても移動体位置特定周期を可変とすることも有効である。例えば、自移動体の周辺に自移動体の移動に障害となりそうな他移動体が存在しない場合には、自移動体の位置情報を規定通りの周期で特定する必要はないことから、当該移動体を取り巻く交通環境を把握できるセンター装置からの指示で、位置特定周期を変えることも有効である。

また、移動体端末における位置特定精度が向上すれば、その精度向上に対応して移動体相互間の接近・衝突の危険性の判定あるいは、移動体と道路・建築物形状との相互位置関係把握に、移動体上の移動体端末（内の位置特定機能）設置場所、あるいは移動体そのものの形状・寸法等の情報も、必要になる。

従って、各移動体は自移動体の位置特定機能（ＧＰＳ受信機）設置位置情報と合わせて自移動体の種別・形状・寸法情報を含む二次元的あるいは三次元的形状情報をセンター装置に事前に通報しておき、センター装置では、前記情報を用いての移動体の移動予測軌跡算出を二次元的あるいは三次元的に行い、移動体間の異常接近・衝突の危険は、対応する移動体間の二次元的あるいは三次元的移動状態予測軌跡の位置的・時間的交差量から判定する。

上記移動体端末からの移動体形状情報等に対応する形で、センター装置においては、道路形状・建築物形状等に関し詳細な情報を有する地図データベースが必要になる。
例えば、自動車が車線上を正しく走行しているか否かを正確に知るためには、自動車の道路横断方向幅情報、車線数情報、車線種別（優先車線、上り／下り車線等）情報、車線分離線位置情報、路側帯位置情報、歩道情報、道路に沿った建築物の位置・形状情報、等を正確に知っておく必要がある。
これによって車線分離線内を自動車が正常に走行しているか否か、現時点から一定時間内に車線逸脱して他車線、路側帯、あるいは歩道に侵入する恐れの有無、道路沿いの建築物に異常接近・衝突の恐れの有無、等々の判定が可能になる。

また歩道上の歩行者・自転車・電動車いす等の相互間の、移動上の相互関係の危険性を事前に検知し対象移動体に通報するためにも、歩道の位置、幅、自転車の通行可否、段差の有無、等の情報等も必要である。

またセンター装置へ、各移動体からの位置特定情報以外に、他情報源からの情報、例えば、交差点中央に取り付けられ、交差点に進入する車両の存在・位置を撮影するカメラからの情報を取り込み、これら情報を交差点に接近した移動体（車両）に通報する、等によって、システムの安全支援能力を一層向上させることもできる。

本願発明によって、移動体端末装置としては他移動体検知の為のレーダ、カメラあるいはそれらの信号処理のための機能の必要性はなくなり、自移動体位置特定の為のＧＰＳ機能を有するスマートフォン等の比較的簡易な装置の利用が可能になり、システムの普及・拡大が容易となる。
また移動体が自動車の場合、本システムによって、自動車運転者は自車周辺を移動する他移動体の存在・移動状態を正確に把握できることに加えて自車の道路上の走行位置・走行状態上の危険をも知ることもでき、従来の安全運転支援システムに比べてその危険運転回避の可能性が拡大する。
また、歩行者は、自動車・自転車等の異常接近等を適切なタイミングで事前に知ることができて走行・歩行の安全確保が可能になる。

本願発明による安全運転支援システムの構成例である。

本願発明の移動体端末は、自動車用としては従来のカーナビゲーションシステムにセンター装置との通信機能を付加したもの、二輪車、自転車、車いす、あるいは歩行者用としては、ＧＰＳ受信機を備えたスマートフォン、が各々最適である。但し、スマートフォン等の携帯端末は位置特定頻度が必要以上に高くなると電池の電力消費が過大となることから、それを防止するための位置特定頻度の低減策として、移動体の移動速度に対応した位置特定周期の設定、あるいは周辺交通状況に対応した位置特定頻度の低減、が必要になる。

図１に本発明による交通安全支援システムの構成例を示す。
図１において、
１０a、１０b、・・１０n、・・は、移動体端末装置、
１１a、１１b、・・１１ｎ、・・は、各々移動体端末装置１０a、１０b、・・１０n、・・内においてセンター装置２０との通信を行う通信部、
１２a、１２b、・・１２ｎ、・・は、各々移動体端末装置１０a、１０b、・・１０n、・・内において他移動体と同期したタイミングで位置特定を行うＧＰＳ受信機で構成される位置特定部、

２０は、センター装置、
２１は移動体端末１０a、１０b、・・１０n、・・と通信を行う通信部、
２２は、移動体端末１０a、１０b、・・１０n、・・から送られてくる位置特定データを記憶部２３に順次記憶すると同時に、過去に送られ記憶部２３に記憶されている一定時間内の位置特定データから各移動体の現時点以降一定時間内の移動位置の予測を行い、あわせて各移動体間の接近・衝突の危険の検知、あるいは各移動体の道路形状等に対する移動状態の異常の検知、を行う演算処理部、
２３は、移動体端末装置から送られてきた位置データを順次記憶するとともに、一定時間内の記憶データを演算処理部２２に出力する、また演算処理部２２によって演算された各移動体の現時点以降の位置予測結果、危険判定結果を記憶する、記憶部、
２４は、本センター装置が管轄する区域内の道路、建築物等の詳細情報を含む地図データベース、
２５は、演算処理部２２による位置予測結果、危険検知結果、のデータを位置図データベースデータと合わせて表示するモニタ部、
である。

上記の如く構成された交通安全支援システムによって、移動体側は、過大な
センサー機能、信号処理機能の装備を必要とせずに、即ち、自移動体の移動予測を含めて他移動体との接近・衝突の危険性判定あるいは道路上での自移動状態の異常検知等をすべてセンター装置側に負担させることによって、自移動体移動に際しての危険性を事前に、簡易に、かつ正確に、予測できることになり、システムの普及及びその結果としての大きな交通安全効果が期待できる。

本願発明による交通安全支援システムによって、自動車相互間は勿論、自転車、歩行者に至るまで各種移動体相互の安全移動が可能になることと合わせて、現在普及が加速しているＧＰＳ受信機あるいはスマートフォンのさらなる用途拡大も期待でき、関連業界のさらなる事業拡大に大きく貢献できるものである。

図１、において、
１a、１b、・・１n、・・：移動体端末装置、
１１a、１１b、・・１１n、・・：移動体端末通信部、
１２a、１２b、・・１２n、・・：位置特定部、
２０：センター装置、
２１：センター装置通信部、
２２：演算処理部、
２３：記憶部、
２４：地図データベース、
２５：モニタ部、
である。

Claims (9)

1. 移動体に搭載した移動体端末群とセンター装置で構成され、移動体の位置特定は移動体に搭載した移動体端末の有する位置特定機能で、また、移動体相互間の接近・衝突の予測、あるいは移動体と道路・構築物との相互位置関係による移動状態の異常検出は、センター装置において、センター装置に集積した各移動体の位置特定データ履歴、および前記各移動体の位置特定データ履歴から外挿演算される現時点以降の各移動体移動予測結果、を用いて行う、ことを特徴とする交通安全支援システム。
2. 位置特定機能、音声・表示出力機能、センター装置との通信機能、を有する移動体端末群と、詳細な道路・建築物形状情報を含む地図データベース、移動体端末との通信機能、記憶機能、演算処理機能、を有するセンター装置、から構成され、
   各移動体端末においては、周期的に移動体の位置特定を行い、特定結果をセンター装置に送信する。センター装置においては、各移動体端末から周期的の送られてくる移動体特定位置情報の履歴から、移動体毎の現時点以降一定時間内の当該移動体の移動の向き、位置、速度等の移動状態予測を行うとともに、前記各移動体の移動予測結果に対応する周辺他移動体の移動状態予測結果との相互比較、あるいは各移動体の移動予測結果に対応する周辺道路・建築物形状・寸法データとの相対関係比較、を移動体毎に行い、前記比較結果交通安全上支障がある移動体に関しその旨を当該移動体に送信することによって移動体の安全移動支援を行うことを特徴とする交通安全支援システム。
3. 各移動体における位置特定は、特定タイミングを同期させて行うことを特徴とする、請求項１あるいは請求項２記載の交通安全支援システム。
4. 移動体の位置特定および位置特定同期タイミングはＧＰＳの位置特定機能・時計機能を利用することを特徴とする、請求項１あるいは請求項２記載の交通安全支援システム。
5. 移動体における位置特定周期は、移動体の移動速度に対応した周期であることを特徴とする、請求項１あるいは請求項２記載の交通安全支援システム。
6. 移動体における位置特定周期は、センター装置からの指示によって可変とすることを特徴とする、請求項１あるいは請求項２記載の交通安全支援システム。
7. 移動体からセンター装置への送信情報中に、移動体種別、移動体形状、移動体中の位置特定機能設置場所、等を、二次元的に平面として、あるいは三次元的に立体として特定できる情報を含め、センター装置においては前記移動体の二次元あるいは三次元の形状情報を用いて、移動体間、あるいは移動体と道路・建築物等の相互位置間の二次元的あるいは三次元的危険・異常の検知をおこなうことを特徴とする、請求項１あるいは請求項２記載の交通安全支援システム。
8. 各移動体の移動状態は、移動体の二次元的あるいは三次元的形状寸法に対応した二次元的あるいは三次元的軌跡として予測し、移動体間の異常接近・衝突の危険判定は、対応する移動体間の二次元的あるいは三次元的移動状態予測軌跡の位置的・時間的交差量から判定することを特徴とする、請求項７記載の交通安全支援システム。
9. 移動体端末はスマートフォンで構成することを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の交通安全支援システム。