JP2740054B2 - 信号機システム及び信号機システム用車両 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、信号機のある交差点を
走行しようとする車両に信号機の点灯状況に関する情報
を伝達する信号機システム、及びこの情報を受けて運転
者に信号機の点灯状況に関する情報や交差点を正常に走
行するための指示を与えることを可能にした信号機シス
テム用車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両を運転して道路を走行する時には、
当然のことながら信号機のある多くの交差点を通過す
る。交通事故の発生場所としては交差点が大きな比重を
占めており、交差点での事故防止は安全上非常に重要で
ある。交差点での事故の原因はいろいろあるが、その中
には信号機の見落としによる赤信号での交差点への侵入
や信号機の変り目における判断の誤りがある。交差点へ
の侵入の直前に信号が青から黄へ変化した場合に、停止
すべきかどうかの判断は難しく、走行速度も考慮して一
瞬のうちに判断する必要がある。

【０００３】信号機は走行中の車両から良く見える位置
に設置されているが、朝夕の太陽が水平線に近い位置に
ある時には太陽光により信号の判別が著しく難しくなる
ことがある。また街路樹等が信号の観察を妨げることも
ある。このような場合には誤って交差点に侵入してしま
しことが起こり得る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように交差点で
の事故防止には、信号機を確実に認識して正しい判断を
行うことが重要である。しかしながらこれまでは運転者
が正確な判断を行うことを期待するだけで、信号機が確
実に認識されるための対策は何ら施されていないのが現
状である。

【０００５】そこで、特開平２−２１４０００号公報に
は、信号機又はその近くに発信装置を設け、各車両には
受信装置を備え、運転者に対し信号機の色信号と等価な
信号を各車内において可視信号、可聴信号で報知するも
のが開示されている。また、特開平４−２８１５９９号
公報には、信号機の信号切り替えに対応して信号機から
の距離に応じて所定のゾーンに分け、それぞれのゾーン
の車両に対して「車両の進行可能」、「車両停止」、
「指示なし」等の情報を不可視光線で与えるものが開示
されている。

【０００６】しかし、車両が交差点を安全に通過できる
か否かは信号機からの距離のみに依存するものではな
く、例えば同じゾーンに存在する車両であっても速度が
速い場合には、同様の制動をかけても停止線を越えて停
止してしまうような場合、かえって危険な場合があり得
る。本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、
交差点を通過しようとする車両の運転者に対し交差点を
安全に通過、或いは停止できるかをより確実に認識さ
せ、的確な判断が行えるように支援することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では上記問題点を
解決するため、信号機の手前に信号機の点灯状況、信号
機のある位置の路面状態等に関する情報を車両に伝達す
る送信手段を設け、車両側ではこの情報を運転者に報知
又はこの情報や走行状態から交差点を安全に通過できる
か或いは停止できるかを判定して運転者に報知する。

【０００８】すなわち本発明の信号機システムは、信号
機と信号機の点灯を制御する信号制御手段とを備える信
号機システムにおいて、信号機のある位置の路面状態を
検出する検出手段と、信号機の手前に設けられ、道路に
向かって少なくとも検出した信号機のある位置の路面状
態に関する情報を送信する送信手段を備えることを特徴
とする。

【０００９】また上記のような信号機システムから送信
される情報を利用する車両は、信号機システムよりの送
信情報を受信する受信手段、及び受信手段が受信した信
号機システムよりの送信情報を運転者に報知する報知手
段を備える。更に、別の態様の信号機システム用の車両
は、少なくとも送信手段より送信された信号機の点灯情
報及び信号機のある位置の路面状態に関する情報を受信
する受信手段、自車の走行速度を検出する自車速検出手
段、受信した点灯情報および路面状態に関する情報、並
びに検出した自車速に基づいて信号機のある交差点を正
常に通過できるかどうかの判定を行う判定手段、及び判
定手段による判定結果を運転者に報知する報知手段を備
えることを特徴とする。

【００１０】

【作用】交差点内の路面状況は車両の制動に大きく影響
するが、その状況は交差点に進入する車両の運転者から
は判別しにくい。そこで、信号機のある位置の路面状態
を検出して交差点に進入してくる車両にその情報を送
り、車両はこの情報を受信して運転者に報知すれば、運
転者は交差点内の路面状況を的確に把握して運転が行え
る。もちろん、この交差点内の路面状況に関する情報に
加えて、信号機の点灯情報等を送信するようにしてもよ
い。

【００１１】また、信号機の点灯情報を交差点に進入し
てくる車両に送信するようにした信号機システムに対応
した本発明の別の態様の車両では、信号機の点灯情報と
自車の走行速度に基づいて信号機のある交差点を正常に
通過できるかどうかの判定を行い、運転者に報知するの
でより的確な判断が可能になる。また、信号機の点灯情
報に加えて上記の交差点内の路面状況に関する情報等他
の情報も進入してくる車両に送信するようにし、これら
の情報を合わせて判定するようにすれば、更に的確な判
断が可能になる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の実施例の前提となる信号機
システムの構成を示す図である。なお構成を示す図にお
いては、同一機能を有する部分には同一番号を付し、図
２以降順番にアルファベットの小文字を付して表すこと
とする。図１において、参照番号１は信号機を、２は信
号機１の点灯を制御する信号制御手段を、３は信号機１
の手前に設けられ下の道路に向かって略垂直な方向に信
号機１の点灯情報等の情報を送信する送信手段を、４は
信号機のある交差点に進入する車両を示す。信号機１、
信号制御手段２及び送信手段３で構成される信号機シス
テムから送信される情報を利用する車両４は、車両の上
部に設けられ信号機システムよりの送信情報を受信する
受信手段、及び受信手段が受信した信号機システムより
の送信情報を運転者に報知する報知手段を備える。

【００１３】ここで信号機情報の送信手段３が交差点の
手前に設けられ、対象とする車両に向かって略垂直な方
向に送信されることが重要である。すなわち送信手段３
を信号機１の手前に設けることで、信号機情報を交差点
に侵入する前に得ることが可能になる。また略垂直な方
向に送信することにより、車両４が信号機情報を受信す
る位置が一定となり、障害物の影響を受けずに確実に受
信することが可能になる。もし信号機１に送信手段３を
付属させ、走行して来る車両に向かって斜めに送信する
と、前方車両により受信が妨害される場合が生じる上に
受信位置の特定が難しいといった問題が生じる。更に信
号機が連続していると、受信した情報がどの信号機のも
のであるかを特定できないといった問題が生じる。送信
手段３から車両に向かって略垂直な方向に送信するに
は、道路の側方に送信手段３を設けて路面に平行に送信
することが考えられるが、これでは反対側の車線を走行
する車両に送信する可能性が生じるのであまり好ましい
とはいえない。そこで、図１に示すように、送信手段３
を空中に設けるか地中に設けることが望ましい。ここで
は、車両にすでに付属している上部に設けられたアンテ
ナを使用することを前提として図１に示すように、送信
手段３を空中に設けた例を説明する。

【００１４】本発明の実施例の構成を図２に示す。図に
おいて１a は信号機であり、２a は信号機の点灯色を制
御する信号制御装置であり、これらは従来からの信号機
システムと同様のものである。信号制御装置は、ある地
域の信号すべてを一元的に管理する中央管制センタより
制御される。４a は走行する車両で、上部に受信アンテ
ナ５１a を備えている。

【００１５】３１a は送信アンテナであり、信号機１a
のある交差点から距離Ｌだけ手前に設けられている。３
２a は送信機であり、信号制御装置２a から信号機を点
灯する制御情報を受けて、アンテナ３１a より道路に向
けて送信する。送信はビーコンで用いられるラジオ波に
よる無線通信により行われるが、無線通信以外の赤外光
を用いた通信等であっても構わない。車両は送信アンテ
ナの直下を通過するので外乱の影響を受けずに確実な送
信が行われる。

【００１６】後述するように送信する情報量はそれほど
多くないので、無線通信を用いればこの情報量を短時間
に送信することが可能である。そこで所定の情報フォー
マットを定め開始信号と組み合わせて、これらの情報を
短い周期で繰り返して送信する。車両が送信アンテナの
下を通過する間にこれらの情報はすべて受信される。図
２に示すように、信号機１a のある交差点から送信アン
テナ３１a までは距離Ｌだけ離れている。本発明の信号
機システムを構築する際に、この距離Ｌを一定とするこ
とも可能であるが、設置場所の自由度等を考慮した場合
現実的でない。この距離Ｌは後述する制動動作も考慮す
れば重要であり、一定にできない場合には信号機の点灯
情報と一緒に車両４a に送信することが望ましい。

【００１７】次にこのような信号機システムからの点灯
情報を受信して利用する車両側の装置を説明する。図３
はこのような車両側の装置の構成を示す図である。５１
b は受信アンテナであり、５２b は受信機である。これ
らは信号機システムの送信手段と対応するものである。
５３b はマイクロコンピュータであり、この装置のすべ
ての制御を行う。６１b から６９b は、受信機５２b が
受信した信号機システムからの送信情報を、マイクロコ
ンピュータ５３b が読み取って運転者に報知するための
部分である。６２b は信号の色に対応したＬＥＤであ
り、６１b はその制御部である。６４b はヘッドアップ
ディスプレイ（ＨＵＤ）であり、６３b はその制御部で
ある。６６b はＣＲＴであり、６５b はその制御部であ
る。ＣＲＴの替わりに液晶ディスプレイでも良いが、カ
ラー表示可能であることが望ましい。これらの表示装置
のうち一種類でもあれば充分である。

【００１８】６７b は音声合成部であり、受信した情報
に応じてマイクロコンピュータにあらかじめ記憶された
パターンから適当なパターンを選択してこの部分で合成
し、増幅器６８b で処理した後スピーカ６９b より出力
する。また音声では、運転者への情報伝達にかかる時間
が問題となる場合、短時間で報知できるビープ（ブザ
ー）音でも良い。

【００１９】信号機システムより走行する車両に送信す
る情報は、信号機の点灯色の制御に関する情報である。
時間帯により変わることはあるが、通常信号機の点灯色
の制御は、赤、青及び黄をそれぞれ一定期間とするサイ
クルで行っている。そのためそれぞれの色の点灯時間、
現在の色及び次の色に変化するまでの時間が、点灯色の
制御に関するすべての情報である。かならずしもこれら
の情報をすべて伝える必要はなく、システムに応じて例
えば現在の色と次の色に変化するまでの時間だけを対象
としても良い。そして前述のようにこれらの情報の他
に、情報の受信地点より交差点までの距離Ｌも送信情報
に含まれることが望ましい。

【００２０】ではこのような情報をどのようにして運転
者に報知するかについて説明する。報知手段としては、
音声によるもの及び表示によるものがある。音声による
場合は、図３の音声合成部６７b 、増幅器６８b 及びス
ピーカ６９b により、例えば「青です。Ｘ秒で黄に変わ
ります。」という様に運転者に知らせる。もちろんこれ
以外の表現でも良く、現在の信号色が青で充分な時間青
が維持される時には、耳障りであるから報知を行わない
ようにしても良い。

【００２１】表示による例を図４に示す。図４の(a) は
図３のＬＥＤ 6２b を用いた例で、ＬＥＤは三個使用
し、それぞれ信号色に対応する色で発光する。青は実際
には緑である。それぞれの色のＬＥＤが、信号機の点灯
色に合わせて発光する。この場合は次の色に変化するま
での時間は表示できないが、図示のように青から黄への
変化時及び黄から赤への変化時は警告のため信号機より
早めに変化する。

【００２２】図４の(b) はヘッドアップディスプレイで
の表示であり、次の色を表示してその色に変化するまで
の時間を表示する。色の部分は色の名称を表示しても良
い。図４の(c) は、ＣＲＴ又は液晶ディスプレイでの表
示例であり、カラー表示可能であれば色の名称部分は色
を表示しても良い。交差点を通過しようとしている時
に、図４のような表示を見るのは難しいこともあるた
め、一般的には音声による報知の方が適当であるが、音
声による報知は耳障りであり、特に前述のような青が続
くといった緊急性のない信号状況の時には運転の障害に
なることもある。そこで音声報知と表示による報知を組
み合わせて、状況に応じた報知を行うことが望ましい。

【００２３】本実施例では、上記のように次の色に変化
するまでの時間も報知されるため運転者は信号の変化を
予測した上で運転動作を行え、急停車や交差点への無理
な侵入が防止できる。また赤信号で停車する場合も、青
へ変化するまでの時間がわかるためどの程度赤の状態が
続くかわからずにイライラすることもなくなり、青へ変
化した場合の運転動作もより的確に行える。

【００２４】以上が本発明の前提となる信号機システム
及び信号機情報を利用する車両の説明である。このよう
なシステム及び車両であっても、これから通過しようと
する交差点の信号機の点灯状況を車内でも確認でき信号
の変化も予測できるためより的確な判断が行えるように
なり安全性が向上するが、それでも交差点の侵入時に信
号機が変化する場合の判断は難しいものである。そこで
第１実施例では、信号機システムより伝達された情報か
ら、安全な走行のためにはどのような運転動作をすべき
かを判定して運転者に助言を与えるようにしている。

【００２５】第１実施例では、適切な運転操作を判定す
るために信号機の点灯状況の他に、図２に示すこの情報
の受信地点から交差点までの距離Ｌに関する情報と自車
速に関する情報を利用する。自車の制動能力等の車両固
有の情報は車両毎に記憶されているものとする。距離Ｌ
は前述のように信号機システムからの送信情報に含まれ
る。自車速は図３の車輪速センサ７０b より得られる。
マイクロコンピュータ５３b は、信号機の点灯状況と距
離Ｌの情報を受信機５２b より読み取り、自車速を車輪
速センサ７０b より読み取り、メモリに記憶された自車
の制動能力に基づく所定の関係に従って停止すべきか通
過すべきかを判定して運転者に判定結果に従った指示を
与える。この場合は音声による指示が望ましい。

【００２６】判定方法にはいろいろあるが、その時点の
車速と距離Ｌから交差点に侵入するまでの時間が算出で
きるので、交差点侵入時の信号機状況が予測できる。そ
の時青であると予測されるならば通過を指示し、赤であ
ると予測されるならば停止を指示する。黄であると予測
される場合は停止の指示が望ましいが、距離Ｌと自車速
に応じて注意を喚起した上で通過を指示することもあ
る。

【００２７】第１実施例のように交差点を安全に走行す
るための助言を与える場合、信号機の点灯状況、距離Ｌ
及び自車速だけからでなく、交差点での路面状況も考慮
した方がより適切な指示が与えられる。そこで交差点で
の路面状況も検出して、信号機の点灯状況の情報と一緒
に送信するようにしたのが第２実施例であり、その信号
機システムの構成を図５に示す。図において、８２c は
路面温度を検出するための温度計であり、８３c は湿度
計であり、８４c は雨滴センサである。これら各センサ
の検出値は路面状態検出器８１c で検出されて送信機３
２c に送られる。

【００２８】アンテナ３１c から出力される情報として
は、各センサの検出値をそのまま用いても良いが、路面
状態検出器８１c で各センサの検出値より路面の濡れ具
合や凍結具合を判定して制動係数の変化具合を算出した
上で、この制動係数を送信しても良い。車両側では自車
の制動能力をこの路面状況の情報で補正した上で安全な
走行を行うための判定を行う。

【００２９】以上第１実施例と第２実施例まで説明した
が、信号機システムより送信される情報量としては第２
実施例の場合が多くなる。そこでこの場合の送信情報の
フォーマットについて説明する。図６は信号機システム
より送信する情報のフォーマットの例を示す図である。
図示のように一ブロックは９６ビットで構成されてい
る。現在の点灯色は三種類だけであるから２ビットで表
せる。次の色に変化するまでの時間は、0.01秒単位で約
３分まで表せる。青、黄及び赤のサイクル時間は秒単位
で４分まで表せる。距離Ｌはメートル単位で256mまで表
せる。センサ出力はそれぞれ８ビットで表現される。こ
れらすべて合計しても９６ビットである。実際にはこれ
に開始ビット等の制御ビットが付加される。

【００３０】送信手段として9600ボーの無線データ通信
を用いた場合、１ブロック送信するのに約0.01秒単位で
ある。車両が７２km／秒で走行しているとしてこの時間
に走行する距離は２０cmであり、空中に設けられた送信
機の下を通過する間に充分受信可能である。図６に示し
たフォーマットは最大の情報量を想定したものであり、
各色のサイクル時間はかならずしも必要とせず、各セン
サの検出値も信号機システム側で路面状況を判定してそ
れに応じた制動係数とした上で送信すれば送信量は大幅
に減少させることが可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明により、通過しようとする交差点
の状況が車内で運転者に伝えられるため、信号機や路面
の認識がより確実に行えるようになり、安全性が向上す
る。更に信号機の変化を予測することもでき、運転者が
より的確な運転動作を行うための指示も与えられるの
で、運転者の負担が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の前提となる信号機システムの
構成を示す図である。

【図２】本発明の実施例の信号機システムの構成を示す
図である。

【図３】信号機情報を利用する車両側の装置の実施例の
構成を示す図である。

【図４】運転者への信号機情報の表示例を示す図であ
る。

【図５】信号機情報に加えて交差点での路面状況も検出
して送信する第２実施例の信号機システムを示す図であ
る。

【図６】送信情報のフォーマット例を示す図である。

【符号の説明】

１…信号機 ２…信号制御手段 ３…送信手段 ４…車両

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号機(1) と該信号機(1) の点灯を制御
   する信号制御手段(2) とを備える信号機システムにおい
   て、前記信号機(1) のある位置の路面状態を検出する検出手
   段(82c,83c,84c) と、 前記 信号機(1) の手前に設けられ、道路に向かって、少
   なくとも検出した前記信号機(1) のある位置の路面状態
   に関する情報を送信する送信手段(3) を備えることを特
   徴とする信号機システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の信号機システム用の車
   両であって、 前記信号機システムよりの送信情報を受信する受信手
   段、及び 該受信手段が受信した前記信号機システムよりの送信情
   報を運転者に報知する報知手段を備えることを特徴とす
   る信号機システム用車両。
3. 【請求項３】 少なくとも送信手段（３）より送信され
   た信号機（１）の点灯情報及び該信号機（１）のある位
   置の路面状態に関する情報を受信する受信手段、 自車の走行速度を検出する自車速検出手段、前記送信手段より受信した点灯情報及び路面状態に関す
   る情報、並びに 検出した自車速に基づいて前記信号機の
   ある交差点を正常に通過できるかどうかの判定を行なう
   判定手段、及び 該判定手段による判定結果を運転者に報知する報知手段
   を備えることを特徴とする信号機システム用の車両。