JP2021093041A - 車両制御装置、車両制御方法及び交通管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 車両が交差点を通過する際に、交差点内で停止する可能性を抑制できる車両制御装置、車両制御方法及び交通管理システムを提供すること。【解決手段】 交差点を含む所定範囲に設置された観測装置によって取得された自車が交差点を通過することを許可する交通信号の残り時間に基づく第１情報を取得し、観測装置によって取得された交差点の出口から自車の通過先の道路における自車の進入可能なスペースに基づく第２情報を取得し、交差点の入口の手前に位置する自車から出口までの距離に関する物理量を取得し、自車の速度に関する物理量を取得し、第１情報と第２情報と距離に関する物理量と速度に関する物理量とに基づいて、自車の交差点への進入可否をドライバへ報知するための報知部を制御することとした。【選択図】 図５

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、及び交通管理システムに関する。

特許文献1には、車両が交差点を右左折で通過する際に、右左折する車両及びその周辺車両が安全に交差点を通過することを目的として、交差点管理システムが、車両右折時の右折（進行）方向側の移動物体を検出し、さらに、交差点管理システムから停止可能性情報を周辺車両に送信する技術が開示されている。

特開２０１９−１０９５８５号公報

上記従来技術では、車両が交差点を右左折で通過する際に、移動物体を検出することで、交差点内での車両の停止可能性を判定して、注意喚起を行っているに過ぎない。つまり、車両が交差点を通過した先の道路に対する交通状況までは考慮されておらず、場合によっては車両が交差点内で停止するおそれがあった。
本発明の目的は、車両が交差点を通過する際に、交差点内で停止する可能性を抑制できる車両制御装置、車両制御方法及び交通管理システムを提供することにある。

本発明の一つの態様において、交差点を含む所定範囲に設置された観測装置によって取得された自車が交差点を通過することを許可する交通信号の残り時間に基づく第１情報を取得し、観測装置によって取得された交差点の出口から自車の通過先の道路における自車の進入可能なスペースに基づく第２情報を取得し、交差点の入口の手前に位置する自車から出口までの距離に関する物理量を取得し、自車の速度に関する物理量を取得し、第１情報と第２情報と距離に関する物理量と速度に関する物理量とに基づいて、自車の交差点への進入可否をドライバへ報知するための報知部を制御することとした。

よって、本発明によれば、車両が交差点を通過する際に、交差点内で停止する可能性を抑制できる。

本発明の実施形態に係る運転支援システムのハードウェア構成の一態様を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る制御ブロック図である。 本発明の実施形態１に係る交差点通過支援制御を表すフローチャートである。 実施形態１の交差点通過支援制御のステップS7における判断内容の一例を表すタイムチャートである。 本発明の実施形態１に係る交差点通過支援制御で取得する第２情報の模式図である。 本発明の実施形態１における交差点通過支援制御で取得する距離に関する物理量の模式図である。 本発明の実施形態２に係る交差点通過支援制御を表すフローチャートである。 実施形態２のステップS１１において、交差点周囲に他車を観測した場合であって自車A1が直進する場合の自車A1と他車A2，A11との位置関係を示す模式図である。 実施形態２のステップS１１において、自車A1が左折する場合の自車A1と他車A2，A11との位置関係を示す模式図である。 実施形態２のステップS１１において、自車A1が右折する場合の自車A1と他車A2，A11との位置関係を示す模式図である。

〔実施形態１〕
図1は本発明の実施形態に係る運転支援システムのハードウェア構成の一態様を示すブロック図である。
制御ユニット4には、自車周辺の他車の位置および車両情報等を取得する外界情報取得装置1と、車両に発生する加速度、速度などの車両情報を取得する車両情報取得装置2と、自車の位置を取得する自車位置取得装置3と、車両外部と通信が可能な外部通信装置5と、ドライバへ交差点進入可否を報知する報知装置であるHMI装置９が接続されている。
外界情報取得装置１は、カメラ装置(ステレオカメラ、単眼カメラ、アラウンドビューカメラ等)、レーダ装置(レーザレーダ、ミリ波レーダ等)、ソナー等により外界情報を取得する。
自車位置取得装置３は、自車ルートを決定するナビゲーションシステム（NAVI）、自車位置を特定するGPS信号、交差点の入口から出口までの距離に関する物理量を持つHD-MAP等の情報に基づいて自車位置を取得する。
交差点観測装置７は、各交差点に設置されたカメラ等である。交差点観測装置７から得られる交差点情報は、交差点情報集約装置８に送信され、集約された各交差点情報がサーバ６内に蓄積される。
外部通信装置5は、サーバ6との間で通信し、交差点観測装置7で取得された情報を受信する。
HMI装置９は、ドライバの正面側フロントガラスに投影されるヘッドアップディスプレイや、ヒューマンマシンインタフェース等である。
制御ユニット4では、外界情報取得装置1、車両情報取得装置2、自車位置取得装置3から入力される情報と、交差点観測装置7から得られる情報を基に、自車が安全にかつ完全に交差点を通過可能か否かを判断し、HMI装置９に制御指令を出力する交差点通過支援制御を行う。

図2は本発明部の実施形態１に係る制御ブロック図である。上述した各「取得装置１，２，３」が取得した情報を送受信制御する部分を「取得部１０１，１０２，１０３」として表し、「外部通信装置５」が通信制御を行う部分を「外部通信部１０５」とし、「交差点観測装置７」が観測した情報を送信する部分を「交差点観測部１０７」とし、「交差点情報集約装置８」が交差点観測装置７から取得した情報を集約してサーバ６に送信する部分を「交差点情報集約部１０８」とし、「ＨＭＩ装置９」が制御ユニット４から送信された制御信号に基づいて表示制御を行う部分を「ＨＭＩ表示部１０９」と記載する。

制御ユニット４内には、他車行動判断部４０１と、交差点出口特定部４０２と、交差点情報取得部４０３と、交差点進入可否判断部４０４と、を有する。
他車行動判断部４０１は、外界情報取得部１０１からの、他車の位置、速度、方向指示器、その他情報から自車の進行方向の交差点出口に他車が進入するかを判断する。
交差点出口特定部４０２は、車両情報取得部２０１からの自車の車両状態を表す情報(速度、車体長さ等)を取得し、自車位置取得部３０１から自車に必要な交差点出口を特定する。
交差点情報取得部４０３は、外部通信部５０１を通じて必要な交差点情報を取得する。
交差点進入可否判断部４０４は、ここから得られた各種情報を入力として、自車が交差点内に立ち止まらずに、安全に交差点を通過できるかを判断し、HMI表示部１０９に制御指令を出力する。

図3は、本発明の実施形態１に係る交差点通過支援制御を表すフローチャートである。
ステップS１では、自車位置取得部１０３から得られた、自車位置情報から自車が交差点付近にいるかを判断する。
ステップS２では、自車位置取得部１０３から得られた自車位置情報とNAVI情報等と、車両情報取得部１０２から得られた方向指示器情報と舵角情報等と、を基に通過する交差点における自車の進行方向を判断する。
ステップS３では、自車位置情報と自車の進行方向から自車が通過する交差点出口を特定する。
ステップS４では、特定した交差点出口の交差点情報をサーバ６に要求する。

ステップS５では、交差点情報である第１情報、第２情報を取得する。
ここで、第１情報とは、交差点に設置された交通信号において、交差点を通過することを許可する交通信号（具体的には青信号）が点灯している残り時間を表す。
また、第２情報とは、交差点通過後に自車が進入可能なスペース（以下、進入可能スペースとも記載する。）を表す情報である。図5は、本発明の実施形態１に係る交差点通過支援制御で取得する第２情報の模式図である。一例として、自車が左折することを想定した模式図に基づいて説明する。図５に示すように、自車A1が交差点を通過する際に、カメラ等の交差点観測装置A2により常時交差点出口を俯瞰的に観測A3し、そこに存在する車両A4の情報も取得する。そして、その観測結果から交差点境界A5と車両後端A6までの距離A7を本発明で取得する第２情報とする。尚、図５では、左折を例に説明したが、直進でも右折でも同様に距離A7を第２情報とする。

ステップS６では、交差点の出口から自車の通過先の道路における自車の進入可能スペースに基づく第２情報と、自車の車体長さを基に、現時点で交差点の出口に自車が進入可能かどうかを判断する。具体的には、自車の車体長さと観測時瞬間の第２情報を基に判断を行い、第２情報が自車の車体長さより長い場合は、ＹＥＳ判断してステップＳ８に進む一方で、第２情報が自車の車体長さより短い場合は、NO判断してステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、第２情報から第２情報の時間変化分を算出し、第２情報と第２情報の時間変化分と自車の車体長さから、第１情報の時間以内に進入できるスペースが生まれる可能性があるか否かを判断し、GO/STOPを決定する。
図4は、実施形態１の交差点通過支援制御のステップS7における判断内容の一例を表すタイムチャートである。第１情報を基にGO判定限界時間を算出し、現在までの観測された第２情報の時間変化分から第２情報の予測値（図４中の点線）を算出し、第２情報の予測値がGO判定基準長さ(車体長さ等)を超える可能性がある場合は、YES判断してステップＳ８に進む。一方、進入できるスペースが生まれる可能性がない場合は、STOP判定としヘッドアップディスプレイ等に「交差点STOP」等と表示することで、ドライバへ報知する。

次に、ステップＳ８では、自車の速度に関する物理量と、地図情報から取得した交差点の入り口から出口までの距離に自車の後端までの距離を合算した距離の物理量と、第１情報を基に、第１情報から得られた時間内に安全に交差点を通過できるかを判断する。図6は本発明の実施形態１における交差点通過支援制御で取得する距離に関する物理量の模式図である。自車A1が交差点に近づいた際に、自車の後端A8から交差点境界A5までの距離A9を、距離に関する物理量とする。また、直進、右左折に関わらず交差点内の距離等は各高精度地図に登録されている情報を用いる。
ステップS8における判断では、単純な距離の物理量と第１情報から通過に必要な最低速度を算出する。自車速度が最低速度以上である場合は、GO判定としてステップS９に進み、ヘッドアップディスプレイ等に「交差点GO」等と表示する。一方、自車速度が最低速度未満である場合は、STOP判定としてステップS１０に進み、ヘッドアップディスプレイ等に「交差点STOP」等と表示し、ドライバへ報知する。

次に、作用効果を説明する。実施形態１の運転支援システムでは、以下に列挙する作用効果を奏する。
（１）自車の乗員に対して報知を行う報知部を備えた自車に設けられ、入力した情報に基づいて演算を行って演算結果を出力する制御ユニット５（コントロール部）を備える車両制御装置であって、
制御ユニット４は、
交差点を含む所定範囲に設置された交差点観測装置７及び交差点情報集約装置８（以下、観測装置とも記載する。）によって取得された、自車が交差点を通過することを許可する交通信号の残り時間に基づく第１情報を取得し、
観測装置によって取得された、交差点の出口から自車の通過先の道路における自車の進入可能なスペースに基づく第２情報を取得し、
交差点の入口の手前に位置する自車から交差点の出口までの距離に関する物理量を取得し（図６参照）、
自車の速度に関する物理量を取得し、
第１情報と、第２情報と、距離に関する物理量と、速度に関する物理量と、に基づいて、自車の交差点への進入可否をドライバへ報知するためにＨＭＩ装置（報知部）を制御する制御指令を出力する。
よって、車両が交差点を通過する際に、交差点内で停止する可能性を抑制できる。

（２）制御ユニット４は、
第２情報においてスペースが存在しないと判断された場合、第２情報の時間変化量を取得し、
時間変化量と、自車の前後方向の長さに関する物理量と、に基づいて第１情報の時間内で自車の通過先の道路における自車の進入可能なスペースが得られるか否かを予測した予測スペース情報を取得し（図４参照）、
予測スペース情報と、第１情報と、距離に関する物理量と、速度に関する物理量と、に基づいて、自車の交差点への進入可否をドライバへ報知するためにＨＭＩ装置を制御する制御指令を出力する。
よって、現在の状況に加え、予測された状況に基づいて交差点への進入可否を判断するため、車両が交差点を通過する際に、交差点内で停止する可能性を抑制するとともに、不要な交差点STOPを回避できる。

（３）距離に関する物理量は、交差点の入口の手前に位置する自車の後端部から交差点の出口までの距離である。
よって、自車が確実に交差点を通過できるか否かを判断できる。

［実施形態２］
次に、実施形態２について説明する。基本的な構成は実施形態１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。
図７は、本発明の実施形態２に係る交差点通過支援制御を表すフローチャートである。ステップS１〜S１０は実施形態１と同じであるため、ステップS１１について説明する。
ステップＳ８で、交差点通過可能と判断後、ステップS１１に進む。
ステップS１１では、交差点周囲に他車を観測した場合、その観測結果を基に他車が自車の進入する予定の出口スペースに進入するか否かを予測し、他車が進入したことを考慮して、自車が残ったスペースに進入できるかを判断する。

図8は、実施形態２のステップS１１において、交差点周囲に他車を観測した場合であって自車A1が直進する場合の自車A1と他車A2，A11との位置関係を示す模式図、図9は、実施形態２のステップS１１において、自車A1が左折する場合の自車A1と他車A2，A11との位置関係を示す模式図、図10は、実施形態２のステップS１１において、自車A1が右折する場合の自車A1と他車A2，A11との位置関係を示す模式図である。

図８に示すように、交差点に入る前に、他車A11が自車A1の前方におり、他車A2が交差点を直進した際の出口付近に存在する場合、他車A11が交差点を直進し、他車A2の後方まで進むと、自車A１のスペースを確保できないおそれがある。また、図９に示すように、交差点に入る前に、他車A11が自車A1の前方におり、他車A2が交差点を左折した際の出口付近に存在する場合、他車A11が交差点を左折し、他車A2の後方まで進むと、自車A1のスペースを確保できないおそれがある。同様に、図１０に示すように、交差点に入る前に、他車A11が対向車線側であって交差点の出口側から左折を意図しており、他車A2が交差点を右折した際の出口付近に存在する場合、他車A11が交差点を左折することで他車A２の後方まで進むと、自車A1のスペースを確保できないおそれがある。このように、交差点出口付近に存在する他車A2だけでなく、他車A２の後方、言い換えると自車A1と他車A2との間に割り込む可能性のある他車A11にも配慮することで、自車A1のスペースの有無をより精度良く把握できるのである。

以上のように、ステップS１１では、第２情報から観測した他車の情報を基に、他車の行動を予測し、自車の通過予定出口に進入するかを判断する。他車が自車の通過予定出口に進入しないと予測した場合は、GO判定としてステップS９に進む。一方で、他車が自車の通過予定出口に進入すると予測した場合は、進入する可能性がある他車の車体長さを推測し、観測された第２情報から推測した車体長さを差し引いた残距離を基に自車が進入できるかを判断する。そして、前記残距離と自車の車体長さを比較したときに前記残距離が自車の車体長さより長い場合は、GO判定としてステップS９に進む。一方、残距離が自車の車体長さより短い場合は、STOP判定としてステップS１０に進む。

以上説明したように、実施形態２にあっては、下記の作用効果が得られる。
（４）制御ユニット４は、交差点の付近における他車の行動に関する他車情報を取得し、
他車情報に基づいて他車がスペースに進入するか否かを予測した他車進入情報を取得し、
他車進入情報と、第１情報と、第２情報と、距離に関する物理量と、速度に関する物理量と、に基づいて、自車の前記交差点への進入可否をドライバへ報知するためにHMI装置を制御する制御指令を出力する。
よって、他車の存在によって、自車が交差点内で停止する可能性を更に抑制できる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明の範囲内にある限り上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態では、交差点付近に固定設置されたカメラ等により交差点情報を取得したが、交差点付近に位置する他車のカメラ等の情報を共有することで交差点情報を取得しても良い。

１ 外界情報取得装置
２ 車両情報取得装置
３ 自車位置取得装置
４ 制御ユニット
５ 外部通信装置
６ サーバ
７ 交差点観測装置
８ 交差点情報集約装置
９ HMI装置

Claims (6)

1. 自車の乗員に対して報知を行う報知部を備えた前記自車に設けられ、入力した情報に基づいて演算を行って演算結果を出力するコントロール部を備える車両制御装置であって、
   前記コントロール部は、
   交差点を含む所定範囲に設置された観測装置によって取得された、前記自車が前記交差点を通過することを許可する交通信号の残り時間に基づく第１情報を取得し、
   前記観測装置によって取得された、前記交差点の出口から前記自車の通過先の道路における前記自車の進入可能なスペースに基づく第２情報を取得し、
   前記交差点の入口の手前に位置する前記自車から前記出口までの距離に関する物理量を取得し、
   前記自車の速度に関する物理量を取得し、
   前記第１情報と、前記第２情報と、前記距離に関する物理量と、前記速度に関する物理量と、に基づいて、前記自車の前記交差点への進入可否をドライバへ報知するために前記報知部を制御する制御指令を出力する、
   車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記コントロール部は、
   前記交差点の付近における他車の行動に関する他車情報を取得し、
   前記他車情報に基づいて前記他車が前記スペースに進入するか否かを予測した他車進入情報を取得し、
   前記他車進入情報と、前記第１情報と、前記第２情報と、前記距離に関する物理量と、前記速度に関する物理量と、に基づいて、前記自車の前記交差点への進入可否をドライバへ報知するために前記報知部を制御する制御指令を出力する、
   車両制御装置。
3. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記コントロール部は、
   前記第２情報において前記スペースが存在しないと判断された場合、前記第２情報の時間変化量を取得し、
   前記時間変化量と、前記自車の前後方向の長さに関する物理量と、に基づいて前記第１情報の時間内で前記自車の通過先の道路における前記自車の進入可能なスペースが得られるか否かを予測した予測スペース情報を取得し、
   前記予測スペース情報と、前記第１情報と、前記距離に関する物理量と、前記速度に関する物理量と、に基づいて、前記自車の前記交差点への進入可否をドライバへ報知するために前記報知部を制御する制御指令を出力する、
   車両制御装置。
4. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記距離に関する物理量は、前記交差点の入口の手前に位置する前記自車の後端部から前記出口までの距離である、
   車両制御装置。
5. 自車の乗員に対して報知を行う報知部を備えた前記自車に対する車両制御方法であって、
   交差点を含む所定範囲に設置された観測装置によって取得された、前記自車が前記交差点を通過することを許可する交通信号の残り時間に基づく第１情報を取得し、
   前記観測装置によって取得された、前記交差点の出口から前記自車の通過先の道路における前記自車の進入可能なスペースに基づく第２情報を取得し、
   前記交差点の入口の手前に位置する前記自車から前記出口までの距離に関する物理量を取得し、
   前記自車の速度に関する物理量を取得し、
   前記第１情報と、前記第２情報と、前記距離に関する物理量と、前記速度に関する物理量と、に基づいて、前記自車の前記交差点への進入可否をドライバへ報知するために前記報知部を制御する制御指令を出力する、
   車両制御方法。
6. 交差点を含む所定範囲に設置された観測装置と、
   自車の乗員に対して報知を行う報知装置と、
   前記観測装置によって取得された情報に基づいて演算を行って演算結果を出力するコントローラであって、
   前記コントローラは、
   前記観測装置によって取得された、前記自車が前記交差点を通過することを許可する交通信号の残り時間に基づく第１情報を取得し、
   前記観測装置によって取得された、前記交差点の出口から前記自車の通過先の道路における前記自車の進入可能なスペースに基づく第２情報を取得し、
   前記交差点の入口の手前に位置する前記自車から前記出口までの距離に関する物理量を取得し、
   前記自車の速度に関する物理量を取得し、
   前記第１情報と、前記第２情報と、前記距離に関する物理量と、前記速度に関する物理量と、に基づいて、前記自車の前記交差点への進入可否をドライバへ報知するために前記報知装置を制御する制御指令を出力する、
   コントローラと、
   を備える交通管理システム。

Images