JP3094106B1

JP3094106B1 - 車線逸脱防止システム

Info

Publication number: JP3094106B1
Application number: JP11304919A
Authority: JP
Inventors: 雅也山田; 昭彦滝口; 浩司久保田; 直也野口; 聡茂木; 英明村上; 晴聖大屋; 高橋　　宏; 晃久野; 久江連; 哲啓近藤; 亮滋松原; 泰幸大平; 健一大谷; 博間下; 孝男伊野部; 一正宮本; 和孝川原
Original assignee: 建設省土木研究所長
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: JP2001126197A; DE60002283T2; EP1104881B1; EP1104881A1; DE60002283D1

Abstract

【要約】【課題】ＡＨＳ車が降雨や降雪などの悪天候時に道路
を走行するときや、カーブ等の比較的高速走行に危険な
箇所を走行する際にも、車線の逸脱を回避することがで
きる車線逸脱防止システムを提供する。【解決手段】自車両位置検出センサと走行速度を検出
する自車両状態検出センサと、各検出センサからの情報
を処理する車載処理装置と走行速度、操舵角を制御する
車両制御装置と警報装置とを具備した車両と、複数の位
置検出支援設備と路面状況検出設備と道路線形情報が格
納される路側データベースと路側処理設備と路車間通信
設備とを具備し、高速走行が危険なカーブ等の危険箇所
に到達するまでの、所定区間をサービスエリアとし、危
険箇所の入口から所定距離離れた位置にサービスイン位
置検出支援設備を、危険箇所の入口近くにサービスアウ
ト位置検出支援設備を設置し、路側処理設備によって処
理された路面情報及び自車両位置及び走行速度とを統合
し車線逸脱の処理判断を行い必要に応じて制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＡＨＳ車（以
下、本システムが適用する車両を『ＡＨＳ車』と称す
る）が降雨や降雪など車線の認識が困難な場所におい
て、適正なステアリング制御を行うことにより車線逸脱
を防止し、また、カーブ等の高速走行が危険である箇所
を走行する場合において、前もって安全な走行速度に制
御することにより、車線逸脱を回避させる車線逸脱防止
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図22は従来の一般的な車線逸脱防止シス
テムを示す全体構成ブロック図である。すなわち、従来
から、道路を走行中の車両が前方に位置する車線区分線
（白線）を逸脱するのを防止する車線逸脱防止システム
としては、この車線区分線（以下、『白線』とする）を
車両側に設けられている小型ＣＣＤカメラ等のビデオカ
メラにより撮影（検出）することにより行われている。
すなわち、車線逸脱防止システム１としては車両側に道
路上の白線を検出するＣＣＤセンサであるＣＣＤカメラ
３と、自車両の走行速度を検出する自車両状態検出セン
サ４と、これら各センサ３，４からの情報を処理する車
載処理装置５とを具えている。６は車載制御装置で、こ
の車載制御装置６により自車両の操舵角の自動制御が行
われる。７は運転者に対する警報を行う警報装置として
の車両用ＨＭＩ（Human Machine Interface）である。

【０００３】そして、ＣＣＤカメラ３による白線の検出
時には自車両状態検出センサ４との統合した車載処理装
置５からの情報に基づいて、警報装置である車両ＨＭＩ
７により運転者に対して車線の逸脱を警報する。この警
報によって、運転者は予め白線の位置を認識することに
より、走行中の車両が「白線位置」から逸脱することを
未然に防止することができる。

【０００４】また、高速走行が危険なカーブや交差点な
どの危険箇所では、その手前側（前方）に急カーブの存
在及び減速を促す交通標識が設けられ、このような目視
によるもので高速での走行が危険であることをドライバ
に伝えることで、ドライバ自身の減速走行などにより危
険を回避する方策がとられていた。また、ドライバの運
転する車両に具えた車載装置により、予め前方のカーブ
情報、路面情報を推定し危険な走行速度の場合には警告
の報知が行われるなどの方策があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した従
来の車線逸脱防止システムの場合には路面情報の検出用
として小型ＣＣＤカメラなどのビデオカメラが使用され
ている。このため、降雨、降雪、濃霧発生時等の視界の
悪い悪天候や異常気象時の場合にはフロントガラスが汚
損することから「白線位置」を正確に認識できないこと
があり適正な作動制御を行えなくなる恐れがある。これ
に伴って、常時、適正な車線を保持する走行が行えなく
なるため、逸脱走行が継続した場合には交通渋滞、交通
事故が発生する恐れがある。

【０００６】また、あらゆる自動車を想定し常に安全走
行できる速度の設定であったため、多少速度を超過して
も大きな危険もなく走行が可能であるケースもあり、ド
ライバに実走行との違和感を抱かせ、その結果速度を守
らなかったり、急カーブなどという抽象的な表現でどの
程度まで減速すれば適切かの判断が短時間では困難であ
ったり、カーブ内の路面が凍結などですべり易い状態に
なっていることの認知が遅れ、危険な速度のままカーブ
を走行するなど、カーブ内の危険な走行を十分抑制する
結果は得られず、最悪の場合車線の逸脱により事故が発
生してしまうことがあった。さらに、車両側の車載装置
により道路線形情報や路面状態を推定する方法の場合に
は、カーブなどでは一般に見通しが悪くこのカーブ上の
路面状態の情報を正確に入手するのは困難であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、前記のような車線逸脱防止システムのもつ問題を
解決し、降雨、降雪、濃霧発生時などの視界の悪い悪天
候（異常気象時）やカーブなどの比較的高速走行に危険
な道路を走行する場合でも、正確で適正な作動制御を行
うことにより、常に安全な走行速度を維持することがで
きると共に、車線の逸脱防止を図ることができる車線逸
脱防止システムを提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、請求項１に記載の発明は車載
装置として自車両の位置を検出する自車両位置検出セン
サと自車両の走行速度、走行距離或はヨーレートを検出
する自車両状態検出センサと、これら各検出センサから
の情報を処理する車載処理装置と自車両の走行速度及び
操舵角を制御する車載制御装置とドライバに対する警報
を行うための警報装置とを具備した車両と、所定のサー
ビスエリア内に配置された複数の位置検出支援設備と路
面の路面状況を検出する路面状況検出設備と気象状況を
検出する気象状況検出設備と走行道路の屈曲形状を示す
曲率データなどの道路線形情報が格納される路側データ
ベースと路側処理設備と車両との間で通信を行う路車間
通信設備とを具備した路側設備とにより構成される車線
逸脱防止システムであって、自車両位置検出センサは位
置検出支援設備からの信号によって自車両位置を検出
し、路側処理設備によって処理された路面情報、気象情
報及び道路線形情報は路車間通信設備を介して車両側の
路車間通信装置に送信され、これら路面情報、気象情報
及び道路線形情報と自車両位置検出センサから検出した
自車両位置と自車両状態検出センサから検出した自車両
の走行速度とを統合すると共に、これら各情報に基づい
て車載処理装置により車両が車線から逸脱すると判断さ
れた場合には、警報開始位置で運転者に対する警報を報
知し、次いで車両が自動制御開始位置に到達した際には
走行中の車両を安全で適正な走行基準位置に戻すことが
できるように自動制御を行うことを特徴とするものであ
る。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において高速走行が危険な危険箇所を有する道路
を走行する車両が、この危険箇所を安全な速度を保持し
て走行できるように、危険箇所の入口から所定距離離れ
た直線道路に設置されたサービスイン用位置検出支援設
備と危険箇所の入口近くに設置されたサービスアウト用
位置検出支援設備との間のサービスエリアにおいて、路
側設備との間で情報信号の授受を行う車線逸脱防止シス
テムであって、車載装置は路側設備からの情報信号を受
信し、自車両の性能に応じた危険箇所を走行する安全速
度を算出し、この安全速度をドライバに対して情報提供
すると共に、このドライバによる減速量が不足している
ときは安全速度まで減速するよう警報装置によりドライ
バに警報し、さらにドライバの減速量が不足していると
きには車載制御装置により自動的に減速させると共に、
危険箇所の入口の手前までに安全速度になるように自動
減速制御を行うことを特徴とするものである。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において気象状況検出設備は降雨、降雪情報や風
速及び風向などの気象情報が検出される気象用の検出設
備であって、これら検出された気象情報は一定の周期毎
に路側処理設備に送信され、走行道路のほぼ中央位置で
ある車両の走行位置を適正である走行基準位置とし、こ
の基準位置より車線区分線側に近接する走行位置を警報
開始位置とし、この警報開始位置よりもさらに車線区分
線側に近接する走行位置を自動制御開始位置とすること
を特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態におけ
る車線逸脱防止システムを示す全体構成ブロック図であ
る。ここで、各装置及び設備の設置台数は一例として単
独で示しているが実際には設置部位や路側設備の監視範
囲等によって複数となる場合がある。また、図中の入出
力データは本発明の基本となる情報データのみを示して
いる。以下、本発明の第１実施形態を図１に示す全体構
成ブロック図を参照して詳細に説明する。本発明の特徴
は気象情報を活用すると共に、道路側に具えた複数の位
置検出支援設備の信号によりＡＨＳ車は走行位置を常時
監視し、車線逸脱時には警報及び自動操舵制御を行うこ
とにより車線逸脱防止を図ることにある。このため、車
線逸脱防止システム１ａを構成するＡＨＳ車２側には車
載装置15として自車両の位置を検出する自車両位置検出
センサ８と自車両の走行速度を検出する自車両状態検出
センサ４とこれら各センサ４，８とから出力される情報
を処理する車載処理装置５とを具えている。自車両位置
検出センサ８は後述する位置検出支援設備11からの情報
を基にして、自車両の位置を検出する。また、車載処理
装置５は受信した気象情報及び道路線形情報と自車両位
置、速度に基づいて「車線逸脱の判定」を行う。また、
６は車載制御装置で、この車載制御装置６は車載処理装
置５からの制御指示により自車両の操舵制御が行われ
る。７は運転者に対する情報提供や警報を行うための車
両ＨＭＩ（Human Machine Interface）である。

【００１２】一方、道路側には路側設備である複数の位
置検出支援設備11と道路上の気象状況を観測することの
できる気象状況検出設備10と路面の積雪、凍結、湿潤、
乾燥などの状態を検出することができる路面状況検出設
備16と路側処理設備12と走行道路の道路線形情報が格納
される路側データベース13と、これら各設備によって検
出される路面情報、気象情報及び道路線形情報とを車両
側に通信伝達することができる路車間通信設備14とを具
えている。気象状況検出設備10により降雨、降雪情報や
風速及び風向等の気象情報を検出することができ、この
気象状況検出設備10は、その設置点において「風向」を
周囲に（例えば、６方向）検出可能である。また、11は
走行中のＡＨＳ車の位置の検出を支援するために道路上
に複数設けられた位置検出支援設備で、これら位置検出
支援設備11の信号により車両側に設けられた自車両位置
検出センサ８は自車両位置を検出することができる。そ
して、この位置検出支援設備11は、後述されるようにサ
ービスエリア内でのサービスイン／アウト検出用として
も機能する。また、路側処理設備12は走行支援情報作成
設備として機能するもので、主に出力データの作成や演
算処理を行い、この路側処理設備12に対して気象状況検
出設備10から気象情報が伝達される。

【００１３】また、13は路側データベースでこの路側デ
ータベース設備13には道路線形情報が格納されており、
路側処理設備12との間で情報伝達が行われる。これにつ
いては、ＡＨＳ車２側にもナビゲーションシステム等に
より道路線形情報を保存させることができるため、この
道路線形情報も併用して利用することもできる。そし
て、これら各設備10，13によって検出される気象情報及
び道路線形情報は路車間通信設備14を介してＡＨＳ車２
側の路車間通信装置９に直接伝達される。

【００１４】以下、図２，図３を参照して本発明の実施
形態の詳細を説明する。ここでは、本発明が適用される
部位の一例として自専道における直線単路部を示してい
る。この直線単路部は片側通行２車線（道路Ｙ₁，道路
Ｙ₂）で車線の境界が３箇所設けられているものとす
る。また、その一例として気象状況検出設備10（図１）
は500ｍ毎（総データ量は、10区画分＝10km）に設置す
ることとし、この設置範囲毎に１つの情報を出力するも
のとする。また、以下で記載する「サービスエリア」と
は本発明による「車線逸脱防止システム」が機能するこ
とができる所定の道路範囲を示すものとする。

【００１５】図２に示すように、道路上のサービスエリ
ア内においては複数の位置検出支援設備11がほぼ等間隔
で設置され、このうちＰ_１地点の位置検出支援設備11ａ
はサービスイン用として、Ｐ₂地点の位置検出支援設備1
1ｂはサービスアウト用として機能する。また、その他
の複数配置された位置検出支援設備11は走行中の自車両
の位置検出用として機能する。これら位置検出支援設備
11は道路のほぼ中央部に設置され、その周囲には路側処
理設備12が設置される。実際には、これら位置検出支援
設備11，11ａ，11ｂにはレーンマーカ等を採用すること
ができる。

【００１６】そして、図３に示すように、先ずサービス
エリア内に進入したＡＨＳ車２はＰ ₁地点の位置検出支
援設備11ａによりサービスが提供されることを認識する
と共に、ここから車線逸脱防止機能（サービス）が開始
される（Ｓ１）。この開始により、気象状況検出設備1
0、路面状況検出設備16による路面情報、気象情報及び
路側データベースからの道路線形情報が路車間通信設備
14を介して、ＡＨＳ車２に伝達される（Ｓ２）。また、
この時ＡＨＳ車２は複数の位置検出支援設備11を通過す
る毎に、その検出情報が自車両位置検出センサ８に入力
され走行中の自車両の位置が把握される（Ｓ３）。この
ように、ＡＨＳ車は路側設備側から入手した情報と、走
行速度、ヨーレートなどによる自車両状態とを入手し時
々刻々変化する現時点での車両位置情報に基づいて「車
線逸脱防止判定」を行う（Ｓ４）。

【００１７】すなわち、本発明では走行道路のほぼ中央
位置である車両の走行位置を適正である走行基準位置
（図２参照）とし、この基準位置より車線境界側に近接
する走行位置を警報開始位置（距離Ｌ₁）とし、この警
報開始位置よりもさらに車線境界側に近接する走行位置
を制御開始位置（距離Ｌ₂）とするもので、車載処理装
置５により走行中のＡＨＳ車２が逸脱すると判断された
場合には、警報開始位置（距離Ｌ₁）でＡＨＳ車に対す
る警報を報知し、次いで車両が制御開始位置（距離
Ｌ₂）に到達した際には走行中の車両を適正な走行基準
位置である制御終了距離（距離Ｌ₃）まで戻すための自
動制御を行うものである。

【００１８】これを図３を参照して説明すると、走行中
のＡＨＳ車２が「車線逸脱の可能性がある」と判定され
た場合には、警報開始位置（距離Ｌ₁）においてブザー
等の警報により運転者に対する警告が行われる（Ｓ
５）。この際、ここで運転者によるステアリング操作
（手動操舵）が不適切であり、依然として「逸脱の可能
性がある」と判定された場合には、運転者による手動ス
テアリング操作を自動運転モードに切換えると共に、車
載制御装置６により走行中のＡＨＳ車を適正な走行基準
位置に戻すための自動制御が行われる（Ｓ６）。つま
り、制御開始位置である距離Ｌ₂を車線逸脱の限外点と
しており、自動制御によりＡＨＳ車が適正な走行基準位
置（制御終了距離Ｌ₃）まで戻った時点でその制御は終
了となる（Ｓ７）。そして、最終的にはＡＨＳ車が位置
検出支援設備11ｂ（サービスアウト）を通過した時点で
一連のサービスシステムは終了となる（Ｓ８）。尚、サ
ービスエリア内では範囲は、当然道路状況によって異な
るため、サービスイン用及びサービスアウト用の位置検
出支援設備の配置は、適用道路形状に準じてその都度検
討する必要がある。また、本発明の車線逸脱防止システ
ムは走行中のＡＨＳ車が車線逸脱の可能性がある場合に
のみ作動し機能するものとし、通常は走行においては運
転者による手動操舵が行われているものとする。

【００１９】図４(Ａ)，(Ｂ)は上述した「車線逸脱防止
システム」に適用される判定方法の一例を示す説明図で
ある。ここで、曲線Ａは警告後に運転者による操舵修正
が行われた場合の軌跡を示し、曲線Ｂは警告が発っせら
れても運転者による操舵修正が行われずに車載制御装置
６により操舵修正が行われた際の軌跡を示している。す
なわち、ＡＨＳ車は位置検出支援設備により自車両の位
置を把握すると共に、車線中央からの距離を算出する。
そして、道路線形情報と車線中央からの距離に基づいて
車線の境界との「距離Ｌ₁」及び「距離Ｌ₂」を算出す
る。そして、ＡＨＳ車が例えばヨー角θ（走行傾斜角
度）で車線を逸脱しようとした場合に警告後の空走時間
Ｔ₀経過後に運転者による自然な操舵修正を行って、車
線の境界との距離Ｌ₁になった時に警告が発っせられ
る。また、空走時間Ｔ₀が経過しても運転者による操舵
修正が行われずに、車線の境界との距離が距離Ｌ₂にな
った際には車両制御装置６（図１）によりＡＨＳ車を適
正位置に戻す操舵修正が行われる。

【００２０】図５は「道路の線形情報のデータ量」の詳
細について示されている。すなわち、道路線形情報は道
路の曲率においては単位区画（１km）内において、曲率
半径が変化する点（位置）と２つの変化点間の曲率半径
とするもので、曲率半径変化点は、その曲率半径変化点
最大で３箇所とする。これは自分専用道路での最小曲率
半径（500Ｒ）で45度程度カーブしている時の距離が２
箇所（１区画内）存在する場合を考慮したものである。

【００２１】図６は、前述した本発明の制御に適用され
るタイムチャートの一例を示している。すなわち、本発
明の入力情報の基本は降雨、降雪情報や風速及び風向等
が検出された気象情報である。このため、このタイムチ
ャートに示すように気象情報検出設備10（図１）で検出
された気象情報は60ｓ周期で路側処理設備12に送信さ
れ、この路側処理設備12では受信した気象情報をデータ
ベースに保存し、その都度路車間通信設備14へ送信す
る。路車間通信設備14では受信した情報をバッファへ格
納し、このバッファへ格納された情報は0.1ｓ毎にそれ
ぞれのＡＨＳ車に送信される。ここで、図中「Ａ」は気
象情報の処理を示すもので、この「気象情報処理」は気
象状況検出設備10からの送信時のタイミングで路側処理
装置12により処理される。

【００２２】図７は、前述した図２を対象とする路側処
理設備により処理される気象情報の「処理フロー」を示
すもので、具体的には気象状況の状態変化による「割り
込み時」の「処理フロー」を示している。この図７に示
すように、「処理フロー」の開始とほぼ同時に「気象状
況とその観測時刻を保存」し、路側処理設備12により検
出された気象状況及びその検出時刻がそれぞれ路側デー
タベース13に保存される。

【００２３】ここで、本発明を対象とする路側処理設備
12の「入力データ」の一覧を以下の「表１」に示す。こ
の「表１」に示すようにデータの大項目としては、「気
象情報」に基づくものであるからその「入力源」として
は、気象状況検出設備10によって検出される降雨、降雪
情報や風速及び風向（周囲16方位）が主な「入力デー
タ」として利用される。また、その詳細としては道路Ｙ
₁上における風速及び風向（16方位）、道路Ｙ₂上におけ
る風速及び風向が60ｓの周期で入力されるものとする。

【００２４】

【表１】

【００２５】さらに、路側インフラ設備である路車間通
信設備14からＡＨＳ車に対して送信される気象情報及び
走路線形情報の主な「出力データ」の一覧を以下の「表
２」に示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】ここで、本発明者は本発明では「自専道−
一般道−単路部」を対象としていることから、その一例
として「自専道−単路−直線−普通」について検討する
と共に、この「自専道−単路−直線−普通」の条件に基
づく設備構成を検討した。この設備構成の詳細について
以下、図８〜図11を参照して説明する。また、図12には
路側インフラ設備とその管理範囲をまとめた構成図を示
す。図８は気象状況検出設備10の設置例の一例を示して
いる。この図９では、500ｍの管理範囲が適用可能な気
象状況検出設備10の設置例を示している。

【００２８】図９はサービスエリア内でのサービスイン
／アウト用としての位置検出支援設備11ａ，11ｂの設置
例の一例を示している。この図９に示すように、サービ
スイン／アウト用の位置検出支援設備11ａ，11ｂはサー
ビスエリア内での各車線上に各２個（合計、４個）設け
ている。また、図10はＡＨＳ車の走行位置を検出するた
めの位置検出支援設備11，11の設置例の一例を示してい
る。この例では、複数個の位置検出支援設備11は車線の
ほぼ中央に等間隔（「２ｍ」）で設置している。図11
は、路車間通信設備14の設置例の一例を示している。こ
の図11に示すように、路車間通信設備は１区画（１km）
毎に「30ｍ」の範囲を通信可能な通信設備を設置してい
る。図12は、路側設備とその管理範囲の設置例の一例を
示すもので、上述した図８〜図11をまとめたものであ
る。この図12に示すように、路側処理設備12を基点とし
て気象状況検出設備10、路側データベース13、路車間通
信設備14がそれぞれ有効に機能できるように所定の位置
に配置される。

【００２９】次に、本発明における第２実施形態を図面
を参照して説明する。すなわち、図13に示すように、路
側設備としては２箇所の位置検出支援設備19ａ，19ｂと
路面状況検出設備16が路側センサ関連としてあり、また
路側処理設備12ａ、路側データベース13、路車間通信設
備14がある。位置検出支援設備19ａ，19ｂはＡＨＳ車２
の自車両位置検出センサ８と対で使用される設備で、こ
のうち位置検出支援設備19ａが比較的高速での走行が危
険とされるカーブ入口から所定距離離れた直線道路に設
置され、位置検出支援設備19ｂがカーブ入口近くに設置
されており、サービス対象車両であるＡＨＳ車に道路上
での位置検出を支援するため、例えばカーブまでの距離
などの位置情報を提供する。後述するように、本システ
ム対応ではサービスイン、システムの判別、カーブ入口
までの距離などが把握できる。以下、路面状況検出設備
16は路面の積雪、凍結、湿潤、乾燥などの状態を検出す
る。路側処理設備12は本サービスの路側のメインとなる
演算処理装置で、路面状況検出設備16からの路面状態と
路側データベース13からの道路線形情報を入力し、路車
間通信設備14に車両に送信するための送信情報を出力す
る。路側データベース13は道路線形情報であるカーブの
形状や曲率、勾配データ等の各線形情報を記憶し格納す
ることができる。路車間通信設備14はＡＨＳ車側の路車
間通信装置９とで無線による通信が行われる。

【００３０】一方、ＡＨＳ車の車載装置15としては第１
実施形態と同様自車両位置検出センサ８、路車間通信装
置９の他、自車両状態検出センサ18、車載処理装置５が
あり、それぞれ次のような機能がある。すなわち、自車
両位置検出センサ８は位置検出支援設備19ａ，19ｂの情
報から自車両の走行位置（カーブ入口までの距離）、サ
ービスイン、システムの判別を検出する。自車両状態検
出センサ18は自車両の速度などを検出する。車載処理装
置５（演算処理装置を含む）はサービスイン後、路面状
態、道路線形からの情報に基づいて安全速度を算出す
る。また自車位置と速度から自車両が安全速度まで減速
されるかを判断し、必要に応じてその減速指示を行う。

【００３１】この第２実施形態におけるシナリオを図14
により説明する。ここで、図14は道路の危険箇所である
カーブ部21とその手前側の直線部22を示しており、本シ
ステムが適用される代表的な部位である。ここでのシナ
リオとはサービス対象車であるＡＨＳ車２が位置検出支
援設備19ａ（サービスイン）と位置検出支援設備19ｂ
（サービスアウト）間のサービスエリア23に入り、カー
ブ手前までに安全にカーブを走行できる速度（安全速
度）まで減速できない可能性のある場合に対して行う警
告と制御の動き等を、車の進行にそって、車中心にサー
ビスアウトするまでを説明する。図２でサービスエリア
23に入った地点Ｐ₁のＡＨＳ車は、カーブ安全速度保持
のサービスがあると認識するとともに、自車両の走行位
置及びカーブ入口までの距離を把握する。更に、前方の
路面状況を路側設備から入手する。また、路面状況、及
びカーブ曲率などの道路線形は路車間通信設備14で一定
周期（代表として0.5秒の周期）で同報されている。Ａ
ＨＳ車の車載処理装置５は路面状況及び自車の速度、現
在位置、カーブ入口までの距離、カーブ曲率などの道路
線形などから、安全速度を算出し、自車が安全速度まで
減速してカーブへ進入できるかの判定を行う。そして、
カーブへの進入速度が安全速度を超過する判定となった
場合には地点Ｐ₂（この地点は車の速度、路面状況など
に依存する）でドライバに警報（例えば、ブザー）を発
し、ドライバにカーブ入口の地点Ｐ₃の手前までに安全
速度まで減速するように指示を与える。ドライバの減速
量が不足と判断される場合には車載制御装置６からの指
示により自車を自動的に減速させ、カーブ入口の地点Ｐ
₃の手前までに安全速度まで減速する。ＡＨＳ車がカー
ブ入口の地点Ｐ₃に設置されるサービスアウト用の位置
検出支援設備19ｂを通過すると、このカーブでの本サー
ビスは終了する。以上の動作をフローと図を使って示し
たのが、図15の車線逸脱防止システムにおける「カーブ
安全速度保持システム」のシナリオ説明図である。

【００３２】ここで、この第２実施形態でのシステムに
おける前提条件及び補足事項は以下の通りである。（１）自車（ＡＨＳ車）がサービスエリア23に入ってか
ら自車がカーブを通過する時点で、路面状態は変わらな
いことを前提とする。通常の自然現象による路面状態の
変化以外（例えば前方走行車両の散水など）の急激な路
面状態の変化は考慮しない。（２）カーブの曲率の違いは本システムの基本的機能に
は影響しない。（３）複数のカーブが連続している場所では、場所によ
ってはサービス区間を分けて考えるなどの配慮が必要で
ある。

【００３３】次に、本第２実施形態における安全速度の
超過可能性判定方法の一例を図16を参照して説明する。
図16において、Ａ₁の曲線は通常の状態、ドライバがカ
ーブ入口までに安全速度まで減速する速度−位置曲線で
ある。Ａ_Nの曲線は緊急時においてドライバが急ブレー
キをかける場合の速度−位置曲線である。Ｂの曲線は車
載装置15による強制減速させた場合の速度−位置曲線で
ある。今、ＡＨＳ車２が80km/ｈで走行しているとす
る。ＡＨＳ車２の車載処理装置５は車の現状速度を常に
監視し、カーブ手前までに安全速度まで減速できるかを
判定する。この図16の場合、地点Ｐ_Aを過ぎた場合、カ
ーブ入口までに安全速度まで減速できないと判定し、ド
ライバに警告する。ドライバのブレーキ操作による減速
量が不足していると判断した場合、車載制御装置６によ
りＡＨＳ車の減速制御が行われる。

【００３４】本システムの路側設備の処理タイムチャー
トを図17に示す。この図17に示すように、本システムの
入力は道路線形情報と路面状況であり、この路面状況を
路面状況検出設備16から60秒毎に入手し、路側データベ
ース13に保存すると共に、路側処理設備12ａは0.5秒毎
にＡＨＳ車に送る情報を作成する。ＡＨＳ車２に送る情
報の詳細はシステムの入出力で述べる。尚、このタイム
チャートは一般道、自動車専用道路（自専道）とも共通
である。

【００３５】次に、図18，19は図14に示す危険箇所であ
るカーブを対象とする路側処理設備12ａの処理フローを
に示したものである。図18は路面状況検出設備16により
検出した路面状況を処理するフローである。60秒毎に起
動され、路面状況と時刻を保存データとして路側データ
ベース13に保存する。図19はＡＨＳ車に送る出力データ
の作成処理フローで、0.5ｓ毎に起動され、作成された
出力データはいったん路側データベース13に保存され
る。保存された出力データは路車間通信設備14を介して
同報の形でＡＨＳ車に送られる。この処理フローは一般
道、自専道とも共通である。

【００３６】ここで、図14においてサービスエリア23に
入ったＡＨＳ車は警報及び減速開始点である地点Ｐ₂前
までに路面状況などの情報を路車間通信設備14から入手
すれば良く、例えばＡＨＳ車の走行速度を120km/ｈとし
た場合、１秒間に約33.3ｍ進む。地点Ｐ₁と地点Ｐ₂との
距離を約33.3ｍとすれば、情報の出力周期0.5ｓ〜0.9ｓ
であれば、ＡＨＳ車はこの区間で確実に入手できること
になる。逆に、情報の出力周期0.5ｓをすれば、地点Ｐ₁
と地点Ｐ₂との距離は約17ｍ以上であれば良いことにな
る。これらの観点から、路車間通信設備14からの情報の
出力周期は0.5ｓに決定した。一般道においては、ＡＨ
Ｓ車の速度を80km/ｈであるが、情報提供区間について
は、一般道、自専道共に20ｍ（以上）とする。通信バケ
ット長については、出力表から１つのデータに１byteを
割り付けてもオーバヘッドを除くと336（bits）であ
り、32kbps程度でも10.5（msec）であり、特に問題とな
らない。

【００３７】また本システムは、一般道、自専道のカー
ブを対象としているから、「一般道−カーブ」、「自専
道−カーブ」について検討した。（１）一般道−カーブ路側システムの管理範囲と路側設備をまとめた図を図20
に示す。カーブ走行における安全速度Ｖ_S、安全速度に
まで減速できる距離Ｌは数１，２で示される。安全速度
は、

【数１】但し、ｇ：重力加速度、Ｒ：カーブの曲率半径、ｆ：摩
擦係数、ｃ：安全係数を示す。減速距離は、

【数２】但し、Ｖ_A：サービス対象車両の速度、ｔ₀：空走時間、
ｔ₁：減速速度が一定になるまでの立ち上がり時間＝0.5
［ｓ］、α：減速度を示す。これらに、Ｖ_A＝80［km/
ｈ］，Ｒ＝50［ｍ］，ｆ＝0.1，ｔ₀＝１［ｓ］，ｔ₁＝
0.5［ｓ］，α＝0.1ｇ［ｍ/ｓ²］，ｃ＝0.5（トラック
を想定）を代入すると、安全速度Ｖ_Sは18［km/ｈ］、減
速距離Ｌは268［ｍ］となる。尚、車載制御装置６によ
る自動減速での区間はｔ₀＝0.3［ｓ］，ｔ₁＝0.3［ｓ]
を代入するとカーブ手前から250ｍとなる。上記数１，
２に示されるとおり、安全速度、減速距離は路面の摩擦
係数、カーブの曲率半径、サービス対象車両の速度等に
より変化するため、機器もそれらに合わせた配置を行う
必要がある。上記の試算では、一般道における最も厳し
いサービス条件の組合せでの結果であり、実際の配置に
おいては、現地の条件に合わせた最適な配置が必要とな
る。

【００３８】（２）自専道−カーブ路側システムの管理範囲と路側設備をまとめた図を図21
に示す。カーブ走行における安全速度Ｖ_S、安全速度に
まで減速できる距離Ｌは数３，４で示される。安全速度
は、

【数３】但し、ｇ：重力加速度、Ｒ：カーブの曲率半径、ｆ：摩
擦係数、ｃ：安全係数を示す。減速距離は、

【数４】但し、Ｖ_A：サービス対象車両の速度、ｔ₀：空走時間、
ｔ₁：減速速度が一定になるまでの立ち上がり時間＝0.5
［ｓ］、α：減速度を示す。これらに、Ｖ_A＝120［km/
ｈ］，Ｒ＝400［ｍ］，ｆ＝0.1，ｔ₀＝１［ｓ］，ｔ ₁＝
0.5［ｓ］，α＝0.1ｇ［ｍ/ｓ²］，ｃ＝0.5（トラック
を想定）を代入すると、安全速度Ｖ_Sは50［km/ｈ］、減
速距離Ｌは509［ｍ］となる。尚、車載制御装置６によ
る自動減速での区間はｔ₀＝0.3［ｓ］，ｔ₁＝0.3［ｓ]
を代入するとカーブ手前から482ｍとなる。上記数３，
４に示されるとおり、安全速度、減速距離は、路面の摩
擦係数、カーブの曲率半径、サービス対象車両の速度等
により変化するため、機器もそれらに合わせた配置を行
う必要がある。また、上記の試算では自専道における最
も厳しいサービス条件の組合せでの結果であり、実際の
配置においては、現地の条件に合わせた最適な配置が必
要となる。前記の実施の形態は好ましい一例を示し、例
えば路側設備の細部の構成については、実施に際し適宜
変更して実施できることは謂うまでもない。

【００３９】

【発明の効果】この発明は、上記のようであって、請求
項１に記載の発明は車載装置として自車両の位置を検出
する自車両位置検出センサと自車両の走行速度、走行距
離或はヨーレートを検出する自車両状態検出センサと、
これら各検出センサからの情報を処理する車載処理装置
と自車両の走行速度及び操舵角を制御する車載制御装置
とドライバに対する警報を行うための警報装置とを具備
した車両と、所定のサービスエリア内に配置された複数
の位置検出支援設備と路面の路面状況を検出する路面状
況検出設備と気象状況を検出する気象状況検出設備と走
行道路の屈曲形状を示す曲率データなどの道路線形情報
が格納される路側データベースと路側処理設備と車両と
の間で通信を行う路車間通信設備とを具備した路側設備
とにより構成される車線逸脱防止システムであって、自
車両位置検出センサは位置検出支援設備からの信号によ
って自車両位置を検出し、路側処理設備によって処理さ
れた路面情報、気象情報及び道路線形情報は路車間通信
設備を介して車両側の路車間通信装置に送信され、これ
ら路面情報、気象情報及び道路線形情報と自車両位置検
出センサから検出した自車両位置と自車両状態検出セン
サから検出した自車両の走行速度とを統合すると共に、
これら各情報に基づいて車載処理装置により車両が車線
から逸脱すると判断された場合には、警報開始位置で運
転者に対する警報を報知し、次いで車両が自動制御開始
位置に到達した際には走行中の車両を安全で適正な走行
基準位置に戻すことができるように自動制御を行うの
で、降雨、降雪、濃霧発生時等の悪天候や異常気象時に
も車線逸脱のない適正な車線を保持する走行が行えるた
め、ドライバの安全を確実に確保することができると共
に、交通事故の防止により交通渋滞の低減を図れるとい
う効果がある。

【００４０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において高速走行が危険な危険箇所を有する道路
を走行する車両が、この危険箇所を安全な速度を保持し
て走行できるように、危険箇所の入口から所定距離離れ
た直線道路に設置されたサービスイン用位置検出支援設
備と危険箇所の入口近くに設置されたサービスアウト用
位置検出支援設備との間のサービスエリアにおいて、路
側設備との間で情報信号の授受を行う車線逸脱防止シス
テムであって、車載装置は路側設備からの情報信号を受
信し、自車両の性能に応じた危険箇所を走行する安全速
度を算出し、この安全速度をドライバに対して情報提供
すると共に、このドライバによる減速量が不足している
ときは安全速度まで減速するよう警報装置によりドライ
バに警報し、さらにドライバの減速量が不足していると
きには車載制御装置により自動的に減速させると共に、
危険箇所の入口の手前までに安全速度になるように自動
減速制御を行うので、前方にある比較的高速走行に危険
なカーブなどの走行環境情報と自車両の性能に応じた個
別の安全速度を算出し、この安全速度をドライバに提供
して減速を促すのでドライバにとって違和感が少なく従
うことができ、またドライバの減速量が足らずカーブ手
前までに安全速度まで減速できないと判断したときは警
報し、さらに自動的に減速するので、カーブ手前で安全
速度まで減速することができる。この結果、危険箇所に
おける車線逸脱などによる事故を低減することができ、
交通事故及びこれに伴う交通渋滞の防止を図れるという
効果がある。

【００４１】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において気象状況検出設備は降雨、降雪情報や風
速及び風向などの気象情報が検出される気象用の検出設
備であって、これら検出された気象情報は一定の周期毎
に路側処理設備に送信され、走行道路のほぼ中央位置で
ある車両の走行位置を適正である走行基準位置とし、こ
の基準位置より車線区分線側に近接する走行位置を警報
開始位置とし、この警報開始位置よりもさらに車線区分
線側に近接する走行位置を自動制御開始位置とするの
で、降雨、降雪、濃霧発生時等の悪天候や異常気象時に
も車線逸脱のない適正な車線を保持する走行が行えるた
め、ドライバの安全を確実に確保することができると共
に、交通事故の防止により交通渋滞の低減を図れるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１実施形態の車線逸脱防止シ
ステムを示す全体構成ブロック図である。

【図２】同直線単路部での構成及び機能を示す説明図で
ある。

【図３】同機能手順を示すためのタイムチャートであ
る。

【図４】車線逸脱防止システムにおける判定方法の概略
を示す説明図である。

【図５】道路の線形情報の詳細を示す説明図である。

【図６】制御に適用されるタイムチャートの一例を示す
図である。

【図７】路側処理設備により処理される気象情報の「処
理フロー」図である。

【図８】気象状況検出設備の設置例の一例を示す構成図
である。

【図９】位置検出支援設（サービスイン／アウト用）の
設置例の一例を示す構成図である。

【図１０】位置検出支援設（ＡＨＳ車走行位置用）の設
置例の一例を示す構成図である。

【図１１】路車間通信設備の設置例の一例を示す構成図
である。

【図１２】路側設備とその管理範囲の設置例の一例を示
す構成図である。

【図１３】この発明の第２実施形態を示す全体構成ブロ
ック図である。

【図１４】同シナリオ説明用道路部位を表す図である。

【図１５】本システムのシナリオ説明図である。

【図１６】カーブ安全速度保持の警告判定方法の説明図
である。

【図１７】路側設備の処理タイムチャートである。

【図１８】路側処理設備の処理フロー１である。

【図１９】路側処理設備の処理フロー２である。

【図２０】カーブ安全速度保持「一般道−カーブ」にお
ける設備配置図である。

【図２１】カーブ安全速度保持「自専道−カーブ」にお
ける設備配置図である。

【図２２】従来の車線逸脱防止システムを示す全体構成
ブロック図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ車線逸脱防止システム２ＡＨＳ車３ＣＣＤカメラ４，18 自車両状態検出センサ５車載処理装置６車載制御装置７車両ＨＭＩ８自車両位置検出センサ９路車間通信装置 10 気象状況検出設備 11，11ａ，11ｂ，19ａ，19ｂ位置検出支援設備 12，12ａ路側処理設備 13 路側データベース 14 路車間通信設備 15 車載装置 16 路面状況検出設備 21 カーブ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ０８Ｇ 1/09 Ｇ０８Ｇ 1/09 Ｆ (72)発明者野口直也東京都千代田区大手町二丁目２番１号石川島播磨重工業株式会社内 (72)発明者茂木聡東京都品川区南大井六丁目26番１号いすゞ自動車株式会社内 (72)発明者村上英明京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内 (72)発明者大屋晴聖東京都港区虎ノ門一丁目７番12号沖電気工業株式会社内 (72)発明者高橋宏神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者久野晃愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者江連久神奈川県川崎市幸区堀川町72番地株式会社東芝内 (72)発明者近藤哲啓東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所内 (72)発明者松原亮滋東京都千代田区丸の内二丁目１番２号日立電線株式会社内 (72)発明者大平泰幸神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者大谷健一東京都千代田区丸の内二丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者間下博東京都港区青山二丁目１番１号本田技研工業株式会社内 (72)発明者伊野部孝男大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者宮本一正東京都千代田区丸の内二丁目５番１号三菱重工業株式会社内 (72)発明者川原和孝東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (56)参考文献特開平11−283200（ＪＰ，Ａ) 特開平11−53695（ＪＰ，Ａ) 特開平11−31300（ＪＰ，Ａ) 特開平11−29016（ＪＰ，Ａ) 特開平５−54299（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/00 - 1/16 B60R 21/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車載装置として自車両の位置を検出する
自車両位置検出センサと自車両の走行速度、走行距離或
はヨーレートを検出する自車両状態検出センサと、これ
ら各検出センサからの情報を処理する車載処理装置と自
車両の走行速度及び操舵角を制御する車載制御装置とド
ライバに対する警報を行うための警報装置とを具備した
車両と、所定のサービスエリア内に配置された複数の位
置検出支援設備と路面の路面状況を検出する路面状況検
出設備と気象状況を検出する気象状況検出設備と走行道
路の屈曲形状を示す曲率データなどの道路線形情報が格
納される路側データベースと路側処理設備と車両との間
で通信を行う路車間通信設備とを具備した路側設備とに
より構成される車線逸脱防止システムであって、自車両
位置検出センサは位置検出支援設備からの信号によって
自車両位置を検出し、路側処理設備によって処理された
路面情報、気象情報及び道路線形情報は路車間通信設備
を介して車両側の路車間通信装置に送信され、これら路
面情報、気象情報及び道路線形情報と自車両位置検出セ
ンサから検出した自車両位置と自車両状態検出センサか
ら検出した自車両の走行速度とを統合すると共に、これ
ら各情報に基づいて車載処理装置により車両が車線から
逸脱すると判断された場合には、警報開始位置で運転者
に対する警報を報知し、次いで車両が自動制御開始位置
に到達した際には走行中の車両を安全で適正な走行基準
位置に戻すことができるように自動制御を行うことを特
徴とする車線逸脱防止システム。
【請求項２】高速走行が危険な危険箇所を有する道路
を走行する車両が、この危険箇所を安全な速度を保持し
て走行できるように、危険箇所の入口から所定距離離れ
た直線道路に設置されたサービスイン用位置検出支援設
備と危険箇所の入口近くに設置されたサービスアウト用
位置検出支援設備との間のサービスエリアにおいて、路
側設備との間で情報信号の授受を行う車線逸脱防止シス
テムであって、車載装置は路側設備からの情報信号を受
信し、自車両の性能に応じた危険箇所を走行する安全速
度を算出し、この安全速度をドライバに対して情報提供
すると共に、このドライバによる減速量が不足している
ときは安全速度まで減速するよう警報装置によりドライ
バに警報し、さらにドライバの減速量が不足していると
きには車載制御装置により自動的に減速させると共に、
危険箇所の入口の手前までに安全速度になるように自動
減速制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車線
逸脱防止システム。
【請求項３】気象状況検出設備は降雨、降雪情報や風
速及び風向などの気象情報が検出される気象用の検出設
備であって、これら検出された気象情報は一定の周期毎
に路側処理設備に送信され、走行道路のほぼ中央位置で
ある車両の走行位置を適正である走行基準位置とし、こ
の基準位置より車線区分線側に近接する走行位置を警報
開始位置とし、この警報開始位置よりもさらに車線区分
線側に近接する走行位置を自動制御開始位置とすること
を特徴とする請求項１に記載の車線逸脱防止システム。