JP2020027416A - Intersection passage control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は信号を備えた交差点における通過制御システムに関する。 The present invention relates to a traffic control system at an intersection with a signal.
信号機には、青、黄、赤の信号を決まった時間で繰り返し表示する定周期式、車両が来たことを感知して信号が変わる感応式、横断歩道等に適用される押しボタン式、この他にも音響式や点滅式などがある。 The traffic light has a fixed cycle type that repeatedly displays blue, yellow and red signals at a fixed time, a response type that changes the signal when a vehicle comes, a push button type applied to pedestrian crossings, etc. There are also acoustic and flashing types.
一般的な交差点には定周期式が採用される。定周期式信号機は1サイクル毎に青→黄→赤の順に変化し、1サイクルのうち一方向に割り当てる信号時間の配分率(スプリット)が決められている。 The regular intersection type is adopted for general intersections. The fixed-period traffic light changes in the order of blue → yellow → red every cycle, and the distribution ratio (split) of signal time allocated to one direction in one cycle is determined.
交差点における車両の運転を安全且つスムーズに行うためのシステムとして、特許文献1が提案されている。
この特許文献1には、信号機通過を支援する装置として、信号機の灯火情報に基づいた情報を報知する報知手段と、車両が走行する経路の情報に基づいて車両の減速を予測する予測手段と、車両の減速が予測される場合には車両の速度維持又は加速を促す報知を行わないように報知手段を制御する制御手段を備えたものが提案されている。
この装置によれば、現在の車速等から自車両が前方の信号機で停止する必要があるか否かを予測して、運転者に対し、信号機の設置された交差点が通過可能であるか否かを報知することができる。
According to this device, it is predicted from the current vehicle speed or the like whether or not the own vehicle needs to stop at the traffic signal in front, and the driver is asked whether or not the intersection where the traffic signal is installed can pass. Can be reported.
特許文献2には、前方の信号機の信号を判定する車両制御装置が提案されている。この車両制御装置は、車両が走行する道路の情報を示す地図情報と、車両の位置の情報を示す位置情報とを取得し、地図情報および位置情報に基づいて車両の前方の信号機の位置を検出する信号機位置検出部と、車両の周辺の情報を検出する周辺情報検出部と、車両の前方の画像情報を取得し、信号機位置検出部により検出された検出結果と画像情報とに基づいて車両の前方の信号機の信号を判定する。
特に、前方の信号機の信号を判定できない場合、車載カメラなどの周辺情報検出部により検出された検出結果に基づいて前方の信号機の信号を判定する前方信号判定部が開示されている。
Patent Literature 2 proposes a vehicle control device that determines a signal of a forward traffic light. The vehicle control device acquires map information indicating information of a road on which the vehicle travels and position information indicating information of a position of the vehicle, and detects a position of a traffic signal ahead of the vehicle based on the map information and the position information. A traffic signal position detecting unit, a peripheral information detecting unit that detects information around the vehicle, and image information in front of the vehicle, and based on the detection result and the image information detected by the traffic signal position detecting unit, Determine the signal of the traffic light ahead.
In particular, a forward signal determination unit that determines a signal of a forward traffic signal based on a detection result detected by a peripheral information detection unit such as a vehicle-mounted camera when a signal of a forward traffic signal cannot be determined is disclosed.
特許文献3には、所定の運行経路を定刻通りに走行することが求められるバスなどの公共車両に適した交通信号制御システムが提案されている。このシステムは、公共車両に搭載される車載装置から送信されるアップリンク情報に基づいて、道路に設置された信号灯器を制御する内容が記載されている。 Patent Literature 3 proposes a traffic signal control system suitable for a public vehicle such as a bus that is required to travel on a predetermined operation route on time. This system describes the content of controlling a signal light installed on a road based on uplink information transmitted from an in-vehicle device mounted on a public vehicle.
特許文献4には交通端末装置と通信可能な中央装置とを備える信号制御システムが開示されている。前記中央装置が車両感知情報を受信し、この車両感知情報に基づいて対象交差点での交通指標を算出し、算出値に基づいて、サイクル長、スプリット及びオフセットを含む信号制御パラメータを算出するようにしている。 Patent Document 4 discloses a signal control system including a traffic terminal device and a central device capable of communicating with the traffic terminal device. The central device receives the vehicle sensing information, calculates a traffic index at the target intersection based on the vehicle sensing information, and calculates a signal control parameter including a cycle length, a split and an offset based on the calculated value. ing.
自動車を安全且つスムーズに運転するには、定められた交通ルールを守るのは当然であるが、更に周囲の車両と協調した動きを行うことが重要である。
特に交差点において、通常の速度で十分に通過できる状態であるのに停止したり、青信号で渡りきれないのに交差点内に進入したりすると、周囲の車両に迷惑をかけるだけでなく、重大な事故を引き起こすおそれがある。
In order to drive a car safely and smoothly, it is natural to observe prescribed traffic rules, but it is also important to perform cooperative movement with surrounding vehicles.
In particular, if you stop at an intersection where you can pass sufficiently at normal speed or enter an intersection where you can not cross with a green light, not only disturb the surrounding vehicles but also cause a serious accident May cause
交差点を通過する際のドライバーの判断は、目の前にある信号が現在赤か青かだけを判断するのではなく、信号の色が変わるまでの時間、自車両の速度、渋滞の程度、交差点内に入っている車両の台数などを判断要素として、交差点をそのまま通過するか否かを判断している。 The driver's judgment when crossing the intersection is not only whether the signal in front of the intersection is red or blue but also the time until the color of the signal changes, the speed of the own vehicle, the degree of congestion, the intersection It is determined whether or not to pass through the intersection as it is, using the number of vehicles inside the vehicle as a determination factor.
先行技術に開示された技術を自動運転に応用する場合、上記の予測判断をコンピュータ(AI)が行うにあたり、以下の問題がある。
例えば、特許文献1の場合には、自車両の車速などから前の信号を渡り切れるか信号の前で停止すべきかを判断するが、その判断のファクターには信号灯火の残り時間或いはスプリットを考慮しなければならない。
しかしながら、特許文献1には信号灯火の残り時間或いはスプリットについての言及がなく、また仮に考慮していたとしても、スプリットのずれ、即ち、自車両の時刻と信号機の時刻とが完全に一致していない場合には、信号灯火の残り時間或いはスプリットにずれが生じることまで考慮していない。
When the technology disclosed in the prior art is applied to automatic driving, there are the following problems when the computer (AI) performs the above-described prediction determination.
For example, in the case of
However,
特許文献2も特許文献1と同様に、前方にある信号機の状態を認識するが、信号機の信号灯火の残り時間(スプリット)及び自車両と信号機との信号灯火の残り時間(スプリット)のズレについては全く考慮していない。
Similarly to
特許文献3に開示されたシステムは、バスなどの公共車両を他の車両に対して優先的に走行させる内容であり、公共車両を含め全ての車両の交差点での運行に適用できるものではない。 The system disclosed in Patent Literature 3 is a content in which a public vehicle such as a bus runs preferentially with respect to other vehicles, and is not applicable to operation at intersections of all vehicles including public vehicles.
特許文献4は、交通量に応じて交差点の信号機のスプリットやオフセットを遠隔操作するものであり、バスなどを自動運転する際の交差点での走行をスムーズに行わせることについては何ら触れていない。 Patent Literature 4 is for remotely controlling the split and offset of a traffic signal at an intersection in accordance with the traffic volume, and does not mention anything about smooth running at the intersection when automatically driving a bus or the like.
上記の課題を解決するため、本発明に係る交差点通過制御システムは、通過しようとする交差点の信号灯火の残り時間を検知する手段と、前記信号灯火の残り時間を検知する手段で得た情報と自車両(隊列後続車も含む)の位置及び速度情報に基づいて自車両が前記交差点に到達および通過する時の信号灯火を予測する手段と、自車両が交差点を赤色灯火になる前に通過できるか否かを判断する手段と、通過できないと判断した場合に自車両の減速を制御する手段とを備える。 In order to solve the above problems, an intersection passage control system according to the present invention includes a means for detecting a remaining time of a signal light at an intersection to be passed, and information obtained by means for detecting a remaining time of the signal light. Means for predicting a signal light when the own vehicle reaches and passes the intersection based on the position and speed information of the own vehicle (including the following vehicles in the platoon), and that the own vehicle can pass before the intersection turns red light. And means for controlling the deceleration of the vehicle when it is determined that the vehicle cannot pass.
前記信号灯火の残り時間を検知する手段としては、信号機または信号管理センタから残り時間を直接取得するか、信号機または信号管理センタから信号スプリット情報を取得し、信号機と自車両の時計のずれを検知して残り時間を修正する手段が考えられる。 As means for detecting the remaining time of the signal light, the remaining time is directly obtained from a traffic light or a signal management center, or signal split information is obtained from a traffic light or a signal management center to detect a time difference between a traffic light and a clock of the own vehicle. Then, a means for correcting the remaining time can be considered.
また、信号機と自車両の時計のずれを検知して残り時間を修正する手段としては、自車両に取付けたセンサにより通過しようとする交差点の信号灯火を読み取り時計のずれを検知して修正するか、路側に設置したセンサにより通過しようとする交差点の信号灯火を読み取り時計のずれを検知して修正するか、或いは、先に交差点を通過した先行車両に取付けたセンサにより通過しようとする交差点の信号灯火を読み取り時計のずれを検知して修正する手段が考えられる。 As a means for detecting a time difference between the clock of the traffic light and the own vehicle and correcting the remaining time, a sensor attached to the own vehicle reads a signal light at an intersection to be passed and detects and corrects the time difference of the clock. The traffic light at the intersection to be passed is read by a sensor installed on the roadside, and the time difference between the clocks is detected and corrected, or the signal light at the intersection to be passed by the sensor attached to the preceding vehicle that has passed the traffic intersection first. Means for reading the fire and detecting and correcting the deviation of the clock can be considered.
また自車両が前記交差点に到達および通過する時の信号灯火を予測する手段は、前記検知した信号灯火の残り時間と、現在の自車両の速度で交差点に到達し、さらに自車両が完全に交差点を通過し切るまでの時間から、到着時および通過時の信号灯火を予測する。 Further, the means for predicting the signal light when the own vehicle reaches and passes the intersection, reaches the intersection with the remaining time of the detected signal light and the current speed of the own vehicle, and further, the own vehicle completely crosses the intersection. Predict the signal lights at the time of arrival and at the time of passing from the time until the vehicle completely passes through.
また、自車両が前記交差点に到達および通過する時の信号灯火を予測する手段は、現在の自車両の速度が低く、信号を通過するまでの時間が信号の1サイクルを超えるほど大きくなる場合は、信号灯火の予測は行わない。この場合、速度回復が行われる。 Means for predicting the signal light when the own vehicle reaches and passes the intersection is based on the assumption that the current speed of the own vehicle is low and the time required to pass the signal increases as the signal exceeds one cycle. No prediction of signal lights is made. In this case, speed recovery is performed.
自車両が交差点を通過できるか否かを判断する手段は、予測した交差点通過時の信号灯火に対して、黄信号は赤信号とみなし、「現在の信号または到着時の信号」と「通過時の信号」の何れもが青信号であれば、現在の速度以上で通過し、少なくとも一方が赤信号であれば所定の位置に到達してから減速、停止するように判断する。 The means for determining whether or not the vehicle can pass through the intersection is based on the assumption that the yellow traffic light will be regarded as a red traffic light and the current traffic light or the traffic light upon arrival and the If any of the "light signals" is a green light, it is determined that the vehicle passes at or above the current speed, and if at least one of them is a red light, it reaches a predetermined position and then decelerates and stops.
自車両の減速を制御する手段は、事前に設定したランカーブに従って減速する。 The means for controlling the deceleration of the host vehicle decelerates according to a previously set run curve.
更に上記した信号灯火の残り時間を検知する手段、自車両が前記交差点に到達および通過する時の信号灯火を予測する手段、自車両が交差点を赤色灯火になる前に通過できるか否かを判断する手段、及び通過できないと判断した場合に自車両の減速を制御する手段の全ては、信号を通過するまでリアルタイムで更新される。 Means for detecting the remaining time of the signal light described above, means for predicting the signal light when the vehicle reaches and passes the intersection, and determines whether or not the vehicle can pass through the intersection before turning to the red light. All of the means for controlling the vehicle and the means for controlling the deceleration of the own vehicle when it is determined that the vehicle cannot pass are updated in real time until the signal is passed.
本発明に係る交差点通過制御システムを路線バスなどを自動運転する場合に適用すると、交差点における信号変化を適切に予測し、その予測に基づいて信号の手前で停止するか、そのまま通過するかを判断できる。 When the intersection passage control system according to the present invention is applied to automatic operation of a route bus or the like, a signal change at an intersection is appropriately predicted, and it is determined whether to stop immediately before the signal or pass as it is based on the prediction. it can.
上記の判断は周囲の車両の流れを乱すことなく、スムーズに交通の流れにのるため、交差点における事故や渋滞を引き起こすことがない。 The above-mentioned judgment smoothly flows the traffic without disturbing the flow of the surrounding vehicles, and therefore does not cause an accident or traffic jam at the intersection.
特に、灯火信号の残り時間を自車両側において正確に判断することができるので、灯火信号が赤になっても交差点を渡り切れないなどの不都合を起こすことがない。 In particular, since the remaining time of the light signal can be accurately determined on the host vehicle side, there is no inconvenience such as being unable to cross an intersection even when the light signal turns red.
図1に示すように、本発明に係る交差点通過制御システム100は例えばバス等の決められたルートを自動運転で走行する車両1に搭載される。
As shown in FIG. 1, an intersection
交差点通過制御システム100は図2に示すように、信号情報確認部110、GPSアンテナ120、通過可否判断部130および信号通過制御部140から構成される。
As shown in FIG. 2, the intersection
信号情報確認部110は車両(バス)1が交差点を通過する時の信号を予測するために必要な情報、即ち現在の信号灯火、当該信号灯火の残り時間情報、信号スプリット情報を取得する機能を備える。これらの情報は信号機自身が発信するか信号機を制御する交通管制センタから発信される。
The signal
信号機には交通管制センタと接続している信号機と、交通管制センタと接続していない信号機(ローカル)とがある。ローカルで動いている信号機は各ローカル信号機に内部時計が組み込まれており設定されたスプリット情報に従って信号灯火の切替を行っている。 The traffic light includes a traffic light connected to the traffic control center and a traffic light (local) not connected to the traffic control center. Locally operating traffic lights have an internal clock incorporated in each of the local traffic lights and switch signal lights according to the set split information.
ローカル信号機に内部時計と、車両(バス)1が使用しているGPS等の時計とのずれが生じることが考えられる。そして、このままにすると、交差点通過制御システム100で計算する信号灯火の残り時間と実際の残り時間とが相違し、車両が青信号のうちに交差点を通過できない事態などが発生する。
It is conceivable that the internal clock of the local traffic signal and the clock such as the GPS used by the vehicle (bus) 1 are shifted. If this is left as it is, the remaining time of the signal light calculated by the intersection
そこで、信号情報確認部110は、交通管制センタと接続している信号機に対しては、無線通信などによってリアルタイムで信号機(または交通管制センタ)から信号情報を取得し、ローカル信号機に対しては、信号スプリット情報および信号機の内部時計と車両(バス)側の時計とのずれを取得する。
Therefore, the signal
時計のずれの取得方法としては具体的に以下の方法が考えられる。
(1)車両(バス)側に取付けたカメラにより遠方から信号の色を読み取り、信号が変わる時刻を利用し、ずれを計測する。
(2)路側に設置したカメラにより信号の色を読み取り、信号が変わる時刻を利用し、ずれを計測する。
(3)先に信号を通過した先行車両から情報を受け取り、ずれを計測する。
The following method is specifically conceivable as a method of acquiring the clock deviation.
(1) The color of the signal is read from a distance by a camera mounted on the vehicle (bus) side, and the shift is measured using the time when the signal changes.
(2) The color of the signal is read by a camera installed on the roadside, and the deviation is measured using the time when the signal changes.
(3) Information is received from the preceding vehicle that has passed the signal first, and the deviation is measured.
GPSアンテナ120は、車両の位置(座標)や車速、時刻を特定するための情報を衛星から受信できるように構成されている。GPSアンテナ120で受信された情報は、通過可否判定部130に出力される。
The
前記信号情報確認部110で確認された灯火情報も、通過可否判定部130に出力される。この通過可否判定部130は、信号情報確認部110から取得した信号灯火情報とGPSアンテナ120から取得した位置や車速(現在の車速)に基づいて、青信号で交差点を通過できるか否かを判定する。
The lamp information confirmed by the signal
GPSアンテナ120から取得した位置情報により、車両(バス)が交差点に到着するまでの距離および通過するまでの距離が分かる。
またGPSアンテナ120から取得した車速情報により、車両(バス)が交差点を通過するまでにかかる時間を算出できる。
From the position information acquired from the
Further, the time required for the vehicle (bus) to pass through the intersection can be calculated from the vehicle speed information acquired from the
現在の信号灯火の残り時間を取得するか、ローカル信号機の場合は、信号機と車両側の時刻合わせが終了すると、車両が交差点に到着する時刻および通過する時刻を算出できる。 When the current remaining time of the signal light is acquired or, in the case of a local traffic light, the time alignment of the traffic light and the vehicle side ends, the time at which the vehicle arrives at the intersection and the time at which the vehicle passes by can be calculated.
算出した到着時刻および通過時刻と信号灯火の残り時間から、到着時刻通過する時の信号灯火をリアルタイムで予測できる。
自動運転バスにおいては、交差点直前で信号が黄信号に変わるとこと(ジレンマゾーン)、または車両が交差点を通過する途中に信号が黄信号に変わることを回避するため、予測信号が黄信号でも赤信号として認識する。
From the calculated arrival time and passing time and the remaining time of the signal light, the signal light at the time of passing the arrival time can be predicted in real time.
In an autonomous driving bus, if the traffic light changes to a yellow light just before the intersection (dilemma zone), or if the traffic light changes to a yellow light while the vehicle is passing through the intersection, the prediction signal is red even if it is a yellow light. Recognize as a signal.
現在の信号灯火または到着時の信号灯火と、通過信号の両方が青信号のときに、現在の速度を維持または加速すれば、車両は青信号で交差点を通過できる。即ち、このときには減速制御の必要がないと判断する。 If both the current signal light or the arrival signal light and the passing signal are green signals, maintaining or accelerating the current speed allows the vehicle to pass the intersection at the green signal. That is, at this time, it is determined that there is no need for deceleration control.
また、到着時の信号灯火と通過時の信号灯火の両方或いは片方が赤信号の時には、車両は現在の速度で青信号の間に交差点を通過することができないため、一旦減速制御に入る必要があると判断する。この通過可否判定部130による辺低結果は、信号通過制御部140に出力される。
Also, when both or one of the signal lights at the time of arrival and the signal light at the time of passing is a red light, the vehicle cannot pass through the intersection between the green lights at the current speed, so it is necessary to temporarily enter the deceleration control. Judge. The result of edge reduction by the
信号通過制御部140は通過可否判定部130から入力される情報に基づいて交差点通過速度制御を行う。具体的には信号通過制御部140は通過可否判定部130による青信号で交差点を通過できると判断した場合には、車速を維持する。一方、青信号で交差点を通過できないと判断した場合には、急な速度変化が起きないように図3に示すランカーブに従って減速する。
The signal
また、前記車両はヒューマン・マシン・インターフェース(HMI)としてナビゲーションシステムの表示装置150を備えており、自動運転の場合でも表示装置150には地図の他に、交差点の名称、現示信号、予測信号等が表示される。
Further, the vehicle is provided with a
システム全体の流れを図4に従って説明する。車両が走行を開始し、交差点に近づくと、信号情報確認部110が情報を取得し、通過時の信号を予測する。
The flow of the entire system will be described with reference to FIG. When the vehicle starts traveling and approaches an intersection, the signal
現在および通過時信号が青と予測した場合には速度維持または加速を行い、それ以外の場合は停止線で停止するように減速する。この場合、先行車がいる場合には、車間自動制御システム(ACC)によって、予定していた目標速度よりも低い車速に目標を切り替えて減速・停止する。 If the current and passing signals are predicted to be green, the speed is maintained or accelerated; otherwise, the speed is reduced to stop at the stop line. In this case, if there is a preceding vehicle, the target is switched to a vehicle speed lower than the planned target speed and decelerated / stopped by the inter-vehicle automatic control system (ACC).
1…車両(バス)、100…交差点通過制御システム、110…信号情報確認部、120…GPSアンテナ、130…通過可否判断部、140…信号通過制御部、150…ヒューマン・マシン・インタフェース。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
The intersection passage control system according to claim 1, wherein all the means are updated in real time until a signal is passed.
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