JP3198562B2 - 運転警報装置 - Google Patents

運転警報装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は運転警報装置に関し、特
に自動車等の車両を運転する際の脇見運転や居眠り運転
に対する警報を与える装置に関するものである。
【0002】近年、車載ナビゲーション装置や自動車電
話、車載AV装置等が普及し、車両の前方を見ないで運
転する脇見運転が増えて来ており、このような脇見運転
や無意識の内に危険運転状態を呈するという意味で脇見
運転と類似した居眠り運転に対する警報装置が求められ
ている。
【0003】従来の運転警報装置としては、居眠り運転
の検出を運転者及び走行状況に応じて的確に行うことを
目的とした装置が特開昭60−76425号公報に開示
されており、この装置においては、居眠り運転時のステ
アリング操舵の色々な基準パターンを記憶しておき、こ
の記憶した基準パターンと実際に検出した操舵パターン
とを比較して居眠り運転の発生を検出したときには警報
を発生すると共に、居眠り運転で無いときに警報が発生
したときには運転者がこれをリセットすることにより警
報を停止させ、更に以後の居眠り運転の検出においては
このときの基準検出パターンを用いないようにしてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の運転
警報装置の場合には、ステアリングの切れ角のパターン
を判定基準としているが、このようなパターンは統計的
な予想に基づいている為警報に当たり外れが生じてしま
う。
【0005】また、操舵中に居眠りが始まり、途中一度
覚醒し急操舵したときには警報が出るようにしてある
為、覚醒がなければ警報が発生されず事故を防止出来な
いという問題点があった。
【0006】従って本発明は、警告の当たり外れが無く
なると共に覚醒が無くても警報を発することが出来る運
転警報装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決する為の手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る運転警報装置は、走行中の道路情報を
発信するビーコンを路上に設け、車両側に、車速検出手
段と、横加速度検出手段と、警報手段と、各検出手段に
よる横加速度及び車速から計算した曲率半径と該道路情
報中の曲率半径との相互相関係数が強相関を示している
ときに両曲率半径による一定の微小時間後のずれ距離を
演算し該ずれ距離が許容最大値を越えているときにター
ンシグナルが発生していなければ該警報手段を付勢する
演算装置と、を設けている。
【0008】また本発明では、上記のビーコンの代わり
に車載ナビゲーション装置を用いることもできる。
【0009】
【作用】本発明に係る運転警報装置を図1を用いて説明
すると、演算装置は、車両が道路上を走行するとき、路
上に設けたビーコンから発信される道路情報を受信する
と共に車速検出手段からの車速及び横加速度検出手段か
らの横加速度から車両が実際に走行している曲率半径を
計算し、この計算した曲率半径と前記の受信した道路情
報中の曲率半径との相互相関係数を求める。
【0010】そして、この求めた相互相関係数が一定の
強い相関D0 を示しているときには、図1に示すように
道路の曲率半径と車両の走行軌道の曲率半径とがほぼ一
致した関係にあり、ビーコンから受信した道路情報が正
しい情報であることが確認されたことになる。
【0011】そこで、演算装置は更に現在の道路情報中
の曲率半径と計算した曲率半径とによる一定の微小時間
後のずれ距離がどの様になるかを演算する。
【0012】これを同図で説明すると、道路の曲率半径
がr2であればこれと同じときに正常運転となり、脇見
運転や居眠り運転により車両の曲率半径がr1又はr3
になるときには、一定の微小時間後に「ずれ」が生じ、
このずれ距離δLが求められ、このずれ距離δLが許容
最大値を越えるような場合には、脇見運転又は居眠り運
転であると判定し警報手段を付勢して運転者に警報を発
するようにしている。
【0013】尚、上記のビーコンの代わりに車載ナビゲ
ーション装置を用い、この車載ナビゲーション装置から
の道路情報を用いても同様の運転警報を行うことが出来
る。
【0014】このようにして本発明では、道路情報に基
づいて危険な運転の前兆を見つけることにより警報を出
すことが出来、応答性の優れた運転警報装置を実現する
ことが出来る。
【0015】
【実施例】本発明に係る運転警報装置は道路側のシステ
ムと車両側のシステムとで構成されたものであり、図2
は前者の道路側システムを示した図であり、ビーコン1
は道路の路肩Rに設けたポストPに設けられており、次
のビーコン又は更に次のビーコンまでの離散的な(等距
離間隔の)曲率半径データを含む道路情報2を絶えず脇
を通過する車両3に対して発信している。
【0016】このビーコン1から発信される道路情報2
が図3に示されており、それぞれ道路の20m毎の方向
と曲率半径と任意の地点を基準としたときの東方距離
(X座標)及び北方距離(Y座標)とを含んでいる。
尚、この様な道路情報2はビーコン1に内蔵されたメモ
リ(図示せず)に格納されている。
【0017】一方、車両側のシステムが図4に示されて
おり、受信アンテナANTから受信した道路情報は受信
機4で復調されて演算装置10に与えられるようになっ
ている。
【0018】この演算装置10には、更に、車速信号を
与える車速検出手段としての車速センサ5と、横加速度
信号を与える横加速度検出手段としての横加速度センサ
6と、ターンシグナルを与える方向指示センサ7とが接
続されている。なお、後述するように、ハンドル切れ角
信号を与えるハンドル切れ角センサ8及び方位信号を与
える方位センサ9も付加的に接続されている。
【0019】この演算装置10は図示のように受信機4
及びセンサ5〜9に接続された入力インタフェース11
と、この入力インタフェース11にバスBを介して接続
されたCPU12と、このCPU12からバスBを介し
て相互接続されたメモリ13と、CPU12からの出力
信号をバスBを介して外部の異常運転警報手段としての
警報器20に出力する出力インタフェース14とで構成
されている。
【0020】尚、図4の実施例では受信機4の代わり
に、図5に示すような車載ナビゲーション装置を用いる
ことも出来、この場合にはCD−ROM41に予め格納
されている電子マップとしてのデジタル地図データに、
上記のビーコン1からの道路情報2と同様な道路情報
(位置座標、道路の向き、曲率半径等)を含ませ、この
様な道路情報を車載ナビゲーション装置40がデータ処
理することにより現在走行している場所の道路の曲率半
径を演算装置10に与えるようにすることも可能であ
る。
【0021】図6は、図4に示した演算装置10におけ
るCPU12の処理アルゴリズムを示したフローチャー
トであり、以下、この図6を参照して図4に示した車両
側システムの実施例を説明する。
【0022】まず、受信機4(又は車載ナビゲーション
装置40)からの道路情報における曲率半径Rと車速セ
ンサ5からの車速信号vと、横加速度センサ6からの横
加速度信号ANと方向指示センサ7からのターンシグナ
ルとを読み込む(ステップS1)。
【0023】尚、受信機4(又は車載ナビゲーション装
置40)から入力される曲率半径r2のデータは、演算
装置10に於いて、車速信号vを積算して得られる走行
距離から推定出来る場所での(2次)補間及び遅れ補正
等の処理を行う事が望ましい。
【0024】この後、CPU12は、車速vと横加速度
ANから式(1)に示すように曲率半径r1を計算する
(ステップS2)。
【0025】そして、上記の曲率半径r1及びr2のそ
れぞれの逆数で示される曲率a1及びa2の遅れ“0”
に於ける相互相関Dを式(2)に示すように演算する
(ステップS3)。
【0026】そして、この様にして演算した相互相関D
が強い相関を示しているか否かを判定する。この判定に
際しては、0.85<D≦1であるか否かによって判定
する(ステップS4)。
【0027】この結果、相互相関Dが0.85〜1の間
に無いときには、相互のデータが実質的に一致しておら
ず、従って受信機4(又は車載ナビゲーション40)か
らの曲率半径r2のデータは正しく無いものと判定し、
従って以下の各ステップで運転が正しいものか否かを判
定することはできないので、ステップS10に進み異常
運転警報器20をOFFにして処理を終了する。
【0028】一方、相互相関Dが0.85〜1の間にあ
る時には、相互のデータがほぼ一致しており、曲率半径
r2のデータが正しいものと判断されるので、ステップ
S5に進み、車速vが50km/h以上で5秒以上走行
したか否かを判定する。これは、低速で走行している場
合、遠心力が小さいので曲率半径r1の演算精度が落ち
るからであり、高速走行のみに図6の運転警報処理を適
用させる為である。
【0029】即ち、一般道路では道路の曲率に沿って走
行するのが困難な場合が多く(電柱、駐車車両、自転
車、歩行者をよける等の為)、又50km/h以下では
チェーンをタイヤに巻いて走行している可能性もあり、
車速及び走行距離の精度が落ちている場合があるからで
ある。
【0030】ステップS5に於いて車速vが50km/
h以上である期間が5秒以上であった場合には、次に一
定の微小時間δt秒後の軌道からのずれ距離δLを演算
する(ステップS6)。
【0031】このずれ距離δLの演算に関し図7及び図
8を参照して説明すると、まず、図7に示した等速度円
運動の例では車両が速度vで走行している場合、微小時
間δt秒後には距離δsだけ進む。この場合、δs=v
×δtとなる。
【0032】また、車両が接線からずれる角度δθは、
その角度が小さい場合には、δθ=δs/rとなる。但
し、rは曲率半径を示す。
【0033】この様な図7の等速度円運動の例を用い
て、図8に示すように軌道からのずれを計算すると、ま
ず受信機4(又は車載ナビゲーション装置40)から得
られた曲率半径r2と、実際に計算によって求めた曲率
半径r1とが異なる場合、微小時間δt秒後の車両1と
道路の軌道からのずれ距離δLは近似的に次のように表
すことが出来る。
【0034】 δL=δs・sin(δθ2−δθ1) ≒δs(δθ2−δθ1) =δs2 (r2-1−r1-1) =v2 δt2 (r2-1−AN/v2 ) 式(3)
【0035】この様にして求められたずれ距離δLが許
容できる最大値、即ち、閾値LMAXを越えているか否
かをその絶対値に於いて比較し(ステップS7)、この
閾値LMAXを越えていなければ、警報器20はOFF
のままとする(ステップS10)が、閾値LMAXを越
えている時には、更に方向指示センサ7からのターンシ
グナルがONになっているかOFFになっているを判定
する(ステップS8)。これは、例えば片側二車線以上
の道路であれば車線変更する場合もあり、また別の道路
へ進路変更する場合もあり、その様な場合には通常ター
ンシグナルが作動(ON)しているので、ターンシグナ
ルがONの場合には警報は発生させず(ステップS1
0)、ターンシグナルが作動していないときのみ、脇見
運転又は居眠り運転と考えられるので、異常運転警報器
20をT秒間ONにする(ステップS9)。そして、こ
のルーチンを終了する。
【0036】以上に述べた実施例の他、図9に示す実施
例の様に、XY座標の上に曲率の積算から求められる走
行軌跡をトレースさせながら、横加速度ANから推定さ
れる数刻後の予想位置qi+1 からデータベース(受信機
4又は車載ナビゲーション装置40からのデータ)から
求められる軌跡の接線までの距離hを上記のずれ距離δ
Lの代わりに用いる事も出来る。
【0037】この場合の距離hは、 h=|axi+1 +yi+1 +c|/( a2 +1)1/2 (a,cは定数) となり、この場合、ハンドル切れ角や方位信号が必要で
あり、それぞれ図4に点線で示したハンドル切れ角セン
サ8及び方位センサ9が用いられることとなる。
【0038】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明に係る運転警報
装置によれば、横加速度及び車速から実際に計算した曲
率半径とビーコン又は車載ナビゲーション装置から与え
られた道路情報中の曲率半径との相互相関係数が強相関
を示している時には、両方の曲率半径による一定の微小
時間後のずれ距離を演算しこのずれ距離が許容最大値を
越えており且つターンシグナルが発生していない時には
警報を発生する様に構成したので、以下の特有の効果が
得られる。 危険運転の前兆を見つけた場合に警報を迅速に発生さ
せることができると共に警告の当たり外れが無くなり覚
醒が無くても警報を発することが出来、より安全性の高
い装置が実現される。 ターンシグナルを作動させずに進路変更する場合も警
報が発生されるので運転マナーの指導に役立つ。 将来的には自動車の自動運転装置(軌道からのずれを
最小にする様にハンドル切れ角を制御する装置や、離散
的勾配データを用いて変速機のギヤ段を選択する装置)
にも応用する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る運転警報装置の動作を説明する為
の図である。
【図2】本発明に係る運転警報装置に用いられる道路側
のシステム図である。
【図3】本発明によりビーコンから送信され車両側に与
えられる道路情報を示した図である。
【図4】本発明に係る運転警報装置の車両側のシステム
構成を示したブロック図である。
【図5】本発明の変形例としてビーコンを用いない時の
車載ナビゲーション装置を概略的に示した図である。
【図6】本発明に用いる演算装置内のCPUで実効され
る処理手順を示したフローチャート図である。
【図7】本発明に於ける運転警報装置で演算される軌道
からのずれ距離を説明する為の等速度円運動の例を示し
た図である。
【図8】本発明に於いて軌道からのずれ距離を演算する
過程を説明した図である。
【図9】本発明の変形例として軌跡をXY座標上にトレ
ースし軌道からのずれを推定する方法を示した図であ
る。
【符号の説明】
1 ビーコン 2 道路情報 3 車両 4 受信機 5 車速センサ 6 横加速度センサ 7 方向指示センサ 10 演算装置 12 CPU 13 メモリ 20 警報器 40 車載ナビゲーション装置 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行中の道路情報を発信するビーコンを
    路上に設け、車両側に、車速検出手段と、横加速度検出
    手段と、警報手段と、各検出手段による横加速度及び車
    速から計算した曲率半径と該道路情報中の曲率半径との
    相互相関係数が強相関を示しているときに両曲率半径に
    よる一定の微小時間後のずれ距離を演算し該ずれ距離が
    許容最大値を越えているときにターンシグナルが発生し
    ていなければ該警報手段を付勢する演算装置と、を設け
    たことを特徴とする運転警報装置。
  2. 【請求項2】 該ビーコンの代わりに車載ナビゲーショ
    ン装置を用いることを特徴とした請求項1に記載の運転
    警報装置。
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