JP2015064733A - 運転支援装置及び運転支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が集中する大規模交差点や都市部内でも、車車間通信の通信収容可能台数を超えることなく、事故防止のため進路交錯の予測が必要な車両間で情報交換を行うことができる運転支援装置を提供する。【解決手段】ＧＰＳ処理部７は自車両の位置を検出し、車両位置判定部１３は、自車両の道路上の位置を判定する。交錯位置接近検出部１５は自車両と他車両とが交錯する可能性がある交錯位置と自車両の位置との距離を検出する。検出した距離が所定距離以下となったときに、制御部１１は車車間通信部３を介して自車位置と自車両の挙動情報とを含む質問メッセージを送信する。質問メッセージに対する応答メッセージを他車両から受信した場合、スピーカ１７やディスプレイ装置１９により他車両への注意喚起情報を提示する。【選択図】図１

Description

本発明は、車車間通信により車両相互で交換した情報を用いて運転者へ警告を発する運転支援装置及び運転支援方法に関する。

従来より車車間通信を利用して車両の位置情報や速度情報を交換して、自車両の進路と他車両の進路とが交錯する可能性を判断し、交錯する可能性がある場合に、運転者へ警告する運転支援装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の運転支援装置は、一定周期で自車両の位置、移動方向及び速度に関する情報を周囲の車両に向けて発信する方法が取られる。

特開２０１１−２０９８４９号公報

しかしながら上記従来技術によれば、各車両が一定周期で情報を発信する方法を取るため、車車間通信装置を搭載した車両が集中する大規模交差点や都市部内では、車車間通信の帯域内で可能な通信台数（通信収容可能台数）を超えてしまうケースがあった。このため、事故防止のため進路交錯の予測が必要な車両間で情報が交換できないという問題点があった。

上記問題点を解決するために本発明の運転支援装置は、自車両の位置を検出し、自車両の前方で他車両と交錯する可能性がある位置である交錯位置と自車両の位置との間の距離を検出する。検出した距離が所定距離以下となった場合、自車両の位置と自車両の挙動情報とを含む質問メッセージを送信する。質問メッセージに対する他車両からの応答メッセージを受信した場合、運転者に対して他車両への注意喚起情報を提示する。

本発明によれば、車両が集中する大規模交差点や都市部内でも、車車間通信の通信収容可能台数を超えることなく、事故防止のため進路交錯の予測が必要な車両間で情報交換を行うことができる運転支援装置及び方法を提供することができるという効果がある。

本発明に係る運転支援装置の実施形態の構成を説明する制御ブロック図である。 実施形態における質問メッセージ送信動作を説明するフローチャートである。 実施形態における応答メッセージ送信動作を説明するフローチャートである。 実施形態における車車間通信の状態を説明する図である。 実施形態における車車間通信の送信データパケットのフィールド構成例を示す図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る運転支援装置の実施形態の構成を説明する制御ブロック図である。運転支援装置１は、他車両と交信可能な車車間通信部３と、車車間通信アンテナ５と、全地球測位システムであるＧＰＳを使用して自車両の位置を検出するＧＰＳ処理部７と、ＧＰＳアンテナ９とを備えている。また、運転支援装置１は、車両位置判定部１３と、交錯位置接近検出部１５を備える制御部１１を備えている。制御部１１には、車車間通信部３と、ＧＰＳ処理部７と、スピーカ１７と、ディスプレイ装置１９と、地図データ記憶装置２１が接続されている。

制御部１１は、車車間通信部３と、ＧＰＳ処理部７と、スピーカ１７と、ディスプレイ装置１９と、地図データ記憶装置２１とを制御して、運転支援装置１の機能を実現する。

制御部１１は、特に限定されないが、本実施形態では、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力インターフェースを備えたマイクロコンピュータで構成されている。また、制御部１１は、例えば、図示しない車両内のバスシステムであるＣＡＮ（Controller Area Network）を介して車体制御コンピュータと接続されている。そして、車体制御コンピュータからＣＡＮを介して、制御部１１へ、各種の車両状態信号として、車両の速度、車両のシフトポジション、ブレーキランプの状態、左右のウインカースイッチの状態、及びハザードスイッチの状態等が取り込まれるようになっている。

車車間通信部３は、例えば、７００ＭＨｚ帯の無線電波を使用して、車両間の送受信を行う通信装置であり、車両の位置情報及び車両の挙動情報を車両間で交換する。

車車間通信部３の通信方式は、受信者を特定せず、受信可能なエリア内の車車間通信部を搭載した全車両へ同一内容を同時に送信する同報通信方式と、一対一通信方式とを適宜切り替えて利用可能な通信方式とする。

ＧＰＳ処理部７は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波信号を受信して、自車両の現在位置を検出し、例えば、緯度、経度からなる自車両の位置情報と、自車両の進行方向とを制御部１１へ出力する。尚、自車両の現在位置の精度を高めるために、ＧＰＳ処理部７は、運輸多目的衛星用衛星航法補強システムによるＤＧＰＳ（Differential GPS）機能を備えていることが好ましい。さらに、運転支援装置１は、ＧＰＳ処理部７が衛星電波を受信できないトンネル等を通行中に自車両の位置を検出する位置検出手段として、ジャイロセンサや加速度センサを用いた慣性航法装置を備えていることが好ましい。尚、車体制御コンピュータから自車両の位置情報及び進行方向が得られる場合には、車体制御コンピュータが位置検出手段となり、ＧＰＳ処理部７及びＧＰＳアンテナ９は不要である。

車両位置判定部１３は、地図データ記憶装置２１に記憶した道路地図を参照しながら、ＧＰＳ処理部７から入力した自車両の位置、及び車車間通信部３から入力した他車両の位置に基づいて、地図上における、自車両の位置及び他車両の位置を判定する。この位置判定に際しては、ＧＰＳ処理部７の位置検出誤差を考慮して、周知のマップマッチング法により、自車両及び他車両の位置を最寄りの道路上の位置として判定する。

交錯位置接近検出部１５は、自車両の前方で他車両と交錯する可能性がある位置である交錯位置と、自車両の位置との距離を検出する手段である。ここで、自車両の前方で他車両と交錯する可能性がある位置とは、交差点及び合流点を含むものとする。

スピーカ１７及びディスプレイ装置１９は、運転者に対して注意喚起情報を提示する情報提示手段であり、運転者の聴覚または視覚、或いは聴覚と視覚の両方により、前方の交錯位置に他車両が接近していることを注意喚起するものである。ディスプレイ装置１９は、コンビネーションメータ内に設けた車両情報ディスプレイと共用されてもよい。尚、スピーカ１７に代えて電子ブザー、ディスプレイ装置１９に代えて警告ランプ等を用いてもよい。

地図データ記憶装置２１は、ハードディスク装置や半導体不揮発メモリ装置に、道路地図データを記憶した記憶装置である。

次に、図２に制御フローチャートを参照して、質問メッセージ送信側の運転支援装置１の動作を説明する。図２のフローチャートは、運転支援装置１の電源であるシステム電源がＯＮされたときに実行が開始される。最初にステップ（以下、ステップをＳと略す）１０において、制御部１１は、ＣＡＮを介して車体制御コンピュータから車両状態信号を取り込む。この車両状態信号には、車両の速度、車両のシフトポジション、ブレーキランプの状態、左右のウインカースイッチの状態、及びハザードスイッチの状態が含まれる。

次いで、Ｓ１２において、制御部１１は、ＧＰＳ処理部７から、自車両の位置情報及び自車両の進行方向を取り込む。次いで、Ｓ１４において、制御部１１の車両位置判定部１３は、自車両の道路上の位置を判定する。このとき、制御部１１は、地図データ記憶装置２１に記憶された道路地図データを参照して、自車両の位置情報に基づいて、マップマッチング法により道路上の自車両の位置を判定する。

次いで、Ｓ１６において、制御部１１の交錯位置接近検出部１５は、自車両の前方の交錯位置と自車両の位置との距離を算出し、この距離が所定距離Ｌ１以下であるか否かを判定する。Ｓ１６の判定で、交錯位置と自車両の位置との距離がＬ１を超えていれば、Ｓ３０へ進む。Ｓ１６の判定で、交錯位置と自車両の位置との距離がＬ１以下であれば、Ｓ１８へ進む。ここで所定距離Ｌ１は、下記の式（１）により求められる。

Ｌ１＝Ｌｓ＋Ｖ（Ｔｒ＋Ｔｄ） …（１）
式（１）において、Ｌｓは、自車両の現在速度Ｖから安全に停止できるまでに進む距離である安全停止距離である。Ｔｒは、後述するＳ２０における応答待ちの所定時間である。Ｔｄは、一般的な運転者が注意喚起情報を認識するのに要する時間である。

尚、自車両が交錯位置を通過した際には、Ｓ１６において、新たな自車両前方の交錯位置が認識されて、新たな交錯位置と自車両の位置との距離が算出され、算出された距離と所定距離Ｌ１が比較されるようになっている。

Ｓ１８では、制御部１１は、車車間通信部３に自車両の位置情報と自車両の挙動情報とを含む質問メッセージを同報通信により送信させる。送信後は、Ｓ２０へ進む。

図５は、車車間通信部３が送信する送信データパケットのフィールド構成例を示す図である。項番１は、フィールド・フォーマットのバージョンを示すフィールドである。本実施形態における車車間通信は、複数のフィールド・フォーマットのバージョンが存在しても、送信側が付与したフィールド・フォーマットのバージョンに従って受信側がデータパケットを解釈することにより、誤りなくデータを解釈することができる。

項番２は、送信元の車両を識別するために車両に割り当てられた識別番号である送信元車両識別番号のフィールドである。送信元車両識別番号に代えて、送信元の車車間通信部３に割り当てられた固有番号である車車間通信部識別番号を利用するシステムであれば、送信元車車間通信部識別番号となる。

項番３は、宛先の車両に割り当てられた識別番号である宛先車両識別番号のフィールドである。車車間通信部識別番号を利用するシステムであれば、宛先車車間通信部識別番号となる。尚、宛先車両識別番号のフィールドが宛先車両識別番号となるのは一対一通信の場合であり、同報通信時には、宛先車両識別番号のフィールド値は、車両の識別番号として割り当てられない特定値が設定される。

項番４は、送信元の種別を示すフィールドである。特殊車両、大型車、普通車、小型車等の車両の車種や、緊急車両とそれ以外の車両等の区別を示すことができる。

項番５は、送信元の位置を示すフィールドである。ＧＰＳ処理部７が出力する位置情報と同様に、緯度と経度で送信元の車両の位置情報を示すものとする。

項番６から項番１１は、送信元車両の挙動情報を示すフィールドである。項番６は、車両の速度を示すフィールドである。項番７は、車両の進行方向を示すフィールドである。項番８は、車両のシフトポジションを示すフィールドである。項番９は、車両のブレーキランプの状態、即ち、ブレーキランプが点灯状態か消灯状態かを示すフィールドである。項番１０は、左右のウィンカースイッチがそれぞれオンであるかオフであるかの状態を示すフィールドである。項番１１は、ハザードスイッチがオンであるかオフであるかの状態を示すフィールドである。

項番１２は、車車間通信を利用するアプリケーションソフトウェアが利用可能なアプリケーション領域である。本実施形態では、アプリケーション領域中に、運転者に対して注意喚起情報の提示を起動したことを示すメッセージを送信する場合にセットされるフラグ（以下、ＨＭＩ起動フラグと呼ぶ）を定義している。以上で、図５の説明を終了する。

次いで、図２に戻って、Ｓ２０において、制御部１１は、Ｓ１８で送信した質問メッセージに対して、所定時間Ｔｒ内に他車両から応答メッセージが有ったか否かを判定する。所定時間Ｔｒ内に応答メッセージが有れば、Ｓ２２へ進む。所定時間Ｔｒ内に応答メッセージが無ければ、Ｓ３０へ進む。ここで、応答メッセージは、一対一通信で行われ、図５の項番３に示した宛先車両識別番号に、自車両の識別番号が設定されているので、自車両宛の応答メッセージと、関係のない他の車車間通信とを区別することができる。また、応答待ちの所定時間Ｔｒは、車車間通信部３が使用する周波数帯域、送信電力、アンテナ性能、市街地における車車間通信環境等により変化するものである。本実施形態では、実験的に求めて設定され、例えば２秒が設定される。

Ｓ２２では、制御部１１の車両位置判定部１３は、応答メッセージに含まれる相手車両の位置情報に基づいて、相手車両の道路地図上の位置を判定する。次いでＳ２４で、制御部１１は、自車両の前方の交錯位置と、相手車両の道路地図上の位置と、相手車両の進行方向とを用いて、相手車両が交錯する可能性が有るか否かを判断する。本実施形態では、相手車両が交錯位置へ向かって進行中であり、かつ、交錯位置と相手車両との距離が第２の所定距離ＬＡ以下であれば、相手車両が交錯する可能性があると判断する。第２の所定距離ＬＡは、交錯位置と相手車両の位置との距離、相手車両の速度を考慮して設定される。Ｓ２４の判断で、相手車両が交錯する可能性のあると判断すれば、Ｓ２６へ進む。Ｓ２４の判断で、相手車両が交錯する可能性がないと判断すれば、Ｓ３０へ進む。

Ｓ２６では、制御部１１は、他車両に対する注意喚起情報の提示を起動する。他車両に対する注意喚起情報の提示が起動されると、例えば、スピーカ１７から音声にて運転者に注意を促す。或いは、ディスプレイ装置１９に注意喚起情報を提示する。音声による注意喚起の場合、例えば、「前方の交差点に右方向から車が来ます。」という音声や「前方の合流点に左側から合流車があります。」という音声で注意喚起情報を提示する。ディスプレイ装置１９による注意喚起情報の提示の場合、自車両の前方の交錯位置である交差点や合流点の形状を示すと共に、その上に自車両の位置と、自車両と交錯する可能性がある相手車両の位置を表示するのが好ましい。また、スピーカ１７からの音声による注意喚起情報の提示と、ディスプレイ装置１９の画像表示による注意喚起情報の提示を併用してもよい。

次いでＳ２８で、制御部１１は、自車両の位置情報及び自車両の挙動情報とともに、ＨＭＩ起動フラグをセットした送信メッセージを同報通信で送信して、Ｓ３０へ進む。

Ｓ３０では、制御部１１は、システム電源オフか否かを判定し、システム電源オフでなければ、Ｓ１０へ戻る。システム電源オフであれば、動作を終了する。

次に、図３の制御フローチャートを参照して、応答メッセージ送信側の運転支援装置１の動作を説明する。図３のフローチャートは、運転支援装置１の電源であるシステム電源がＯＮされたときに実行が開始される。最初にＳ５０において、制御部１１は、ＣＡＮを介して車体制御コンピュータから車両状態信号を取り込む。この車両状態信号には、車両の速度、車両のシフトポジション、ブレーキランプの状態、左右のウインカースイッチの状態、及びハザードスイッチの状態が含まれる。

次いで、Ｓ５２において、制御部１１は、ＧＰＳ処理部７から、自車両の位置情報及び自車両の進行方向を取り込む。次いで、Ｓ１５において、制御部１１の車両位置判定部１３は、自車両の道路上の位置を判定する。このとき、制御部１１は、地図データ記憶装置２１に記憶された道路地図データを参照して、自車両の位置情報に基づいて、マップマッチング法により道路上の自車両の位置を判定する。

次いで、Ｓ５６において、制御部１１は、他車両の質問メッセージ、即ち、他車両の位置情報及び他車両の挙動情報を含む車車間通信の同報通信を受信したか否かを判定する。受信していなければ、Ｓ６８へ進む。Ｓ５６の判定において、受信していれば、Ｓ５８へ進む。

Ｓ５８では、制御部１１の車両位置判定部１３は、受信した質問メッセージから、相手車両の位置情報と進行方向とを取り出して、相手車両の道路上の位置を判定する。このとき、制御部１１は、地図データ記憶装置２１に記憶された道路地図データを参照して、相手車両の位置情報に基づいて、マップマッチング法により道路上の相手車両の位置を判定する。

次いで、Ｓ６０において、制御部１１は、道路上の自車両の位置と、自車両の進行方向と、道路上の相手車両の位置と、相手車両の進行方向とに基づいて、自車両と相手車両とが交錯する可能性があるか否かを判断する。本実施形態では、相手車両が交錯位置へ向かって進行中であり、かつ、交錯位置と相手車両との距離が第３の所定距離ＬＢ以下であれば、相手車両が交錯する可能性があると判断する。ここで、第３の所定距離ＬＢは、交錯位置と相手車両の位置との距離、相手車両の速度を考慮して設定される。本実施形態においては、Ｓ２４の判断で用いた第２の所定距離ＬＡより大きい値として第３の所定距離ＬＢを設定している。Ｓ６０の判断において、交錯する可能性がなければ、Ｓ６８へ進む。Ｓ６０の判断で交錯する可能性が有れば、Ｓ６２へ進む。

Ｓ６２では、制御部１１は、車車間通信部３に、自車両の位置情報と自車両の挙動情報とを含む応答メッセージとして、一対一通信で質問メッセージを発した車両宛に送信させる。このとき、宛先車両識別番号には、質問メッセージに含まれていた送信元車両識別番号を用いる。

次いでＳ６４において、制御部１１は、質問メッセージを送信した車両である相手車両から所定時間内にＨＭＩ起動フラグ付きの車車間通信を受信したか否かを判定する。所定時間内に受信していなければ、Ｓ６６へ進む。所定時間内に受信していれば、Ｓ６８へ進む。

Ｓ６６では、制御部１１は、運転者に対して交錯車両があることを示す注意喚起情報の提示を起動する。注意喚起情報の提示が起動されると、例えば、スピーカ１７から音声にて運転者に注意を促す。或いは、ディスプレイ装置１９に注意喚起情報を提示する。音声による注意喚起の場合、例えば、「前方の交差点に右方向から車が来ます。」という音声や「前方の合流点に左側から合流車があります。」という音声で注意喚起情報を提示する。ディスプレイ装置１９による注意喚起情報の提示の場合、自車両の前方の交錯位置である交差点や合流点の形状を示すと共に、その上に自車両の位置と、自車両と交錯する可能性がある相手車両の位置を表示するのが好ましい。また、スピーカ１７からの音声による注意喚起情報の提示と、ディスプレイ装置１９の画像表示による注意喚起情報の提示を併用してもよい。Ｓ６６の交錯車両有りの注意喚起情報の提示を起動が終われば、Ｓ６８へ進む。

Ｓ６８では、制御部１１は、システム電源オフか否かを判定し、システム電源オフでなければ、Ｓ５０へ戻る。システム電源オフであれば、動作を終了する。

図４は、本発明による車車間通信状態を説明する図である。図中二等辺三角形は車両を示し、線は道路を示す。道路の線上にある三角形の頂点は、その車両の進行方向を示す。

図４（ａ）において、車両１０１は、道路２０１上を図中上方へ進行しているものとする。道路２０１は、道路２０３と交差点２０５で交差しているものとする。交差点２０５は、車両１０１の前方かつ他車両と交錯する可能性がある位置である交錯位置である。そして、車両１０１と交錯する可能性がある車両は、車両１０２である。その他の車両１０３，１０４は、車両１０１と交錯する可能性はない。

本発明では、図４（ａ）に示すように、まず車両１０１が交差点２０５に接近したので、質問メッセージを送信する。これに対して、図４（ｂ）に示すように、車両１０１と交錯する可能性がある車両１０２が車両１０１に対して応答メッセージを送信する。そして、車両１０３，１０４は、他車両と交錯する可能性がないので車車間通信を行わない。

従来技術によれば、図４（ｃ）に示すような、交差点近傍の全ての車両が車車間通信を行っていたので、車車間通信の通信収容可能台数を超えてしまう場合があった。

本発明では、他車両と交錯する可能性がある車両だけが車車間通信を行うので、車車間通信の通信収容可能台数を超えてしまうことが無くなり、事故防止のため進路交錯の予測が必要な車両間で情報が交換できるという効果がある。

また、本発明によれば、注意喚起情報を提示した後に、車車間通信により注意喚起情報を提示した旨のメッセージを送信しているので、このメッセージを受信しなかった相手車両は、自車両の運転者に対して注意喚起情報を提示することができるという効果がある。

１ 運転支援装置
３ 車車間通信部
５ 車車間通信アンテナ
７ ＧＰＳ処理部
９ ＧＰＳアンテナ
１１ 制御部
１３ 車両位置判定部
１５ 交錯位置接近検出部
１７ スピーカ
１９ ディスプレイ装置
２１ 地図データ記憶装置

Claims (5)

1. 他車両と交信可能な車車間通信手段と、
   自車両の位置を検出する位置検出手段と、
   地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、
   自車両及び他車両の地図上の位置を判定する車両位置判定手段と、
   自車両の前方で他車両と交錯する可能性がある位置である交錯位置と自車両の位置との間の距離を検出する交錯位置接近検出手段と、
   運転者に対して注意喚起情報を提示する情報提示手段と、
   前記車車間通信手段、前記位置検出手段、前記地図情報記憶手段、前記車両位置判定手段、前記交錯位置接近検出手段及び前記情報提示手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記交錯位置接近検出手段が検出した距離が所定距離以下となった場合、前記車車間通信手段を介して自車両の位置情報と自車両の挙動情報とを含む質問メッセージを送信し、
   前記車車間通信手段が前記質問メッセージに対する他車両からの応答メッセージを受信した場合に、前記情報提示手段により他車両への注意喚起情報を提示することを特徴する運転支援装置。
2. 他車両から当該車両の位置情報と当該車両の挙動情報とを含む質問メッセージを受信した場合に、
   自車両に備えた前記位置検出手段により検出した自車両の位置と、自車両の進行方向と、前記質問メッセージに含まれた他車両の位置情報及び他車両の挙動情報とに基づいて前記質問メッセージを送信した他車両と交錯する可能性を判断し、交錯する可能性が有れば、自車両の位置情報と自車両の挙動情報を他車両向けの応答メッセージに付与して送信することを特徴する請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記制御手段は、前記情報提示手段による前記注意喚起情報の提示後に、前記車車間通信手段により注意喚起情報を提示した旨のメッセージを送信することを特徴する請求項２に記載の運転支援装置。
4. 前記応答メッセージの送信後に、
   前記他車両から注意喚起情報を提示した旨のメッセージを受信できない場合は、
   前記情報提示手段により他車両への注意喚起情報を提示することを特徴する請求項３に記載の運転支援装置。
5. 自車両と他車両とが交錯する可能性がある場合に、運転者に対して注意喚起情報を提示する運転支援方法において、
   自車両の位置を検出する過程と、
   自車両の前方で他車両と交錯する可能性がある位置である交錯位置と自車両の位置との間の距離を検出する過程と、
   前記距離が所定距離以下となった場合、自車両の位置及び自車両の挙動情報を含む質問メッセージを送信する過程と、
   前記質問メッセージに対する他車両からの応答メッセージが所定時間内に受信したか否かを判定する過程と、
   応答メッセージを所定時間内に受信した場合、他車両への注意喚起情報を提示する過程と、を備えたことを特徴する運転支援方法。

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