JP3933025B2

JP3933025B2 - 障害物情報提供装置及び障害物衝突防止支援システム

Info

Publication number: JP3933025B2
Application number: JP2002284148A
Authority: JP
Inventors: 敦鵜飼
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004118730A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、障害物情報提供装置及び障害物衝突防止支援システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）方式による路側無線装置（基地局）と車両に搭載された通信機（移動局）との間の通信により、車両へ各種サービスを提供する路車間通信システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されている路車間通信システムによれば、基点マーカを具備した道路において、道路に設置された路側センサが車両前方の障害物を検出すると、路側センサに接続される路側無線装置へ障害物の位置等の情報を送信し、路側無線装置は、この障害物の位置の情報を車両に搭載される障害物衝突防止支援装置へ送信する。なお、この障害物の位置は、上述の基点マーカからの道程で表されるものである。一方、車両の障害物衝突防止支援装置は、この路側無線装置から受信した障害物の位置の情報と、車両の基点マーカからの積算走行距離とに基づいて、車両から障害物までの相対的な距離を算出する。そして、この算出した相対距離から停止余裕距離を減じ、その減じた結果である余裕距離が０以下になった場合に、車両のドライバに対して情報提供を行ったり、警報や操作支援を行ったりする。
【０００４】
このように、従来の障害物への衝突防止を支援する路車間通信システムでは、基点マーカからの道程で表される障害物の位置と、基点マーカからの積算走行距離による車両の位置とに基づいて、車両から障害物までの相対距離を算出している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１６３７９５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の基点マーカは、路側無線装置が設置される道路毎に必ず具備する必要があり、基点マーカを具備するためのコストが膨大となる。そこで、上述の基点マーカを用いずに、車両から障害物までの相対距離を特定する方法が検討されている。例えば、障害物の位置を路側無線装置から車両側へ送信する地点（以下、基準点と呼ぶ）からの道程で表し、これを車両側へ送信する。そして、車両側では、この障害物の位置情報を受信した位置を基準点と認識して、この認識した地点から障害物までの相対距離を特定するものである。
【０００７】
しかしながら、路側無線装置の通信領域は、車両側が障害物の位置の情報を確実に受信できるようにするため、車両の進行方向に数十ｍ程度の領域が設けられる。従って、上述の方法の場合、車両側の受信感度、走行速度の違い、車両の全長の違い等により、車両毎に障害物の位置情報を受信する基準点が、通信領域内で変動することがある。そのため、この通信領域内を通過する車両毎に、車両から障害物までの相対距離に違いが生じることになる。
【０００８】
本発明は、かかる問題を鑑みてなされたもので、基点マーカを用いることなく車両から障害物までの相対距離を正確に特定することができる障害物情報提供装置及び障害物衝突防止支援システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の障害物情報提供装置は、道路上の障害物を検出する障害物検出手段と、この検出した障害物の位置を特定する障害物位置特定手段と、この特定した障害物の位置の情報を道路上の所定の通信領域内を通過する車両に対して送信する路側通信手段と、複数の道路の交差・分岐・合流する点を示すノード及び２つのノード間により規定されるリンクに関する道路データを記憶する道路データベースとを備え、障害物位置特定手段は、道路データベースの道路データを用いて、障害物が存在する道路のリンクとそのリンクのノードからの距離によって、道路上の障害物を絶対位置により特定することを特徴とする。
【００１０】
このように、本発明の障害物情報提供装置は、障害物の位置を道路のリンク及びノードからの距離を用いて表すことで、障害物の位置を絶対位置で特定する。これにより、基点マーカを用いなくても車両から障害物までの相対距離を正確に特定することができる。また、車両側においても、障害物情報提供装置と同じ道路データベースに基づき、車両の現在位置を道路のリンク及びノードからの距離によって把握することで、車両から障害物までの相対距離に違いを生じさせないようにすることができる。
【００１４】
請求項２に記載の障害物衝突防止支援システムは、請求項１記載の障害物情報提供装置と、路側通信手段との通信を行う車載通信手段と、車両の現在位置を絶対位置により検出する位置検出手段と、車載通信手段を介して障害物の位置の情報を受信したとき、この障害物の位置と位置検出手段によって検出された車両の現在位置とに基づいて、車両と障害物との相対距離を算出する相対距離算出手段と、相対距離算出手段によって算出された相対距離を報知する報知制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
このように、本発明の障害物衝突防止支援システムは、絶対位置で特定された障害物の位置と車両の位置とに基づいて車両と障害物との相対距離を算出する。これにより、基点マーカの位置を車両側で検出することなく、車両から障害物までの相対距離を正確に特定することができる。また、この相対距離を報知することで、車両のドライバは、車両前方に障害物が存在することを認識することができる。
【００１６】
請求項３に記載の障害物衝突防止システムでは、相対距離が所定の距離よりも短いか否かを判定する判定手段を備え、報知制御手段は、判定手段によって相対距離が所定の距離に比べ短いと判定された場合に障害物衝突警報を報知することを特徴とする。
【００１７】
例えば、車両のドライバによるブレーキ操作やステアリング操作等、障害物の回避行動を開始すべき距離を予め設定しておく。そして、車両と障害物との相対距離がこの設定した距離よりも短い場合に、障害物衝突警報をドライバに対して報知する。これにより、障害物衝突警報が報知されたドライバは、回避行動を速やかに開始することができる。
【００１８】
請求項４に記載の障害物衝突防止支援システムによれば、障害物位置特定手段は、複数の走行レーンのうち障害物が存在する走行レーンを検出する走行レーン検出手段を有し、障害物の存在する走行レーンが車両の走行レーン上に位置するか否かを判定する障害物レーン判定手段を備え、報知制御手段は、障害物レーン判定手段によって障害物が車両の走行レーンに位置すると判定され、かつ、判定手段によって相対距離が所定の距離に比べ短い判定された場合には、障害物衝突警報とともに障害物回避案内情報を報知することを特徴とする。
【００１９】
例えば、障害物が車両の走行レーンに位置する場合には、「ブレーキ」等の回避操作を促す案内をドライバへ報知する。これにより、車両のドライバは、回避操作を速やかに実行することが期待できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における障害物情報提供装置及び障害物衝突防止支援システムに関して、図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係わる障害物衝突防止支援システムの概略構成を示す図である。同図に示すように、本実施形態の障害物衝突防止支援システムは、車両に搭載される障害物衝突防止支援装置１００、障害物情報提供装置としての路側設備２００、この路側設備２００に接続される障害物検出部４００及び路側ビーコン５００から構成される。
【００２２】
障害物検出部４００は、道路上の故障車両３００等の障害物を検出する監視カメラである。この監視カメラは、図２に示すように、道路上に所定の高さで設置され、検出範囲４１０を所定の時間間隔で撮像する。この撮像された画像のデータは、路側設備２００に送信され、路側設備２００において、受信した画像データを二値化処理等して特徴量を抽出し、この抽出した特徴量から、障害物の有無や障害物の種類等を特定する。
【００２３】
なお、障害物検出部４００は、本実施形態の監視カメラに限定されるものではなく、例えば、夜間においても検出が可能な遠赤外カメラや、天候に左右されないミリ波センサ等によって障害物を検出するものであってもよい。
【００２４】
路側ビーコン５００は、道路上を走行する車両との送受信を行うアンテナである。この車両と路側ビーコン５００の通信には、公知の自動料金収受システムと同様に、５．８ＧＨｚ帯の電波によるＤＳＲＣ方式が採用される。従って、この車両と路側ビーコン５００とは通信領域内においてのみ通信が可能であり、１つの路側ビーコンの通信領域は、車両の進行方向で数十ｍ程度となっている。
【００２５】
図３に路側設備２００の構成を示す。同図に示すように、路側設備２００は、入出力回路２１０、道路データベース２２０、及びこれらと接続する路側処理装置２３０によって構成される。
【００２６】
入出力回路２１０は、障害物検出部４００からの画像データを受信し、この受信した画像データを路側処理装置２３０へ送信する。また、路側ビーコン５００からの信号を受信して路側処理装置２３０へ送信するとともに、後述する路側処理装置２３０からの障害物の位置情報を路側ビーコン５００へ送信する。
【００２７】
道路データベース２２０は、障害物検出部４００が障害物を検出する道路、及び路側ビーコン５００が送受信する道路のリンクデータ、ノードデータ等が記憶される。ここで、ノードデータは、複数の道路が交差、合流、分岐するノード毎に固有の番号を付したノードＩＤ、ノード座標（緯度・経度）、ノード名称、ノードに接続する全てのリンクのリンクＩＤが記述される接続リンクＩＤ等の各データから構成されている。
【００２８】
一方、リンクデータは、道路毎に固有の番号を付したリンクＩＤ、リンク長、始点及び終点のノード座標（緯度・経度）、高速道路、有料道路等の道路種別、道路幅員、車線数等の各データから構成されている。このうち、リンクデータのリンクとは、道路を、交差点、分岐点などを示すノードにより複数に分割し、２つのノード間をリンクとして規定したものである。なお、始点及び終点のノード座標には、リンクの始端と終端の座標が記述される。
【００２９】
路側処理装置２３０は、入出力回路２１０を介して障害物検出部４００からの画像データを受信する。そして、上述のように、受信した画像データを二値化処理等して特徴量を抽出し、この抽出した特徴量から、障害物の有無や障害物の種類等を特定する。
【００３０】
さらに、この特定した障害物の道路上の位置を、リンクとそのリンクのノードの始点からの距離によって特定する。すなわち、図２に示すように、路側処理装置２３０において、障害物検出部４００が検出する道路のリンクを予め設定しておき、さらに、障害物検出部４００の検出範囲４１０を車両の進行方向へ所定間隔毎（例えば１ｍ等）に区分けし、各々の区分けをノードの始点からの距離で割り付けておく。そして、特徴量から障害物を特定した際に、その特定した障害物が予め設定されたリンクのノードの始点からの距離を把握する。
【００３１】
このように、検出範囲４１０内に存在する障害物の位置を、道路のリンク及びノードの始点からの距離を用いて表すことで、障害物の位置を絶対位置で特定することができる。なお、本実施形態では、検出範囲４１０内に車線が複数存在する場合を想定し、障害物の車線位置を加えて特定する。この車線位置の特定には、検出範囲４１０を車線毎に区分けしておき、特定した障害物がどの車線に位置するのかを特定する。
【００３２】
路側処理装置２３０は、障害物が存在するリンクとノードの始点からの距離及び車線位置を特定すると、この障害物の距離と車線位置の情報からなる障害物の位置情報を入出力回路２１０を介して路側ビーコン５００から送信する。
【００３３】
続いて、図４に、車両に搭載される障害物衝突防止支援装置１００の構成を示す。同図に示すように、障害物衝突防止支援装置１００は、車載通信装置１１０、位置検出器１２０、道路データ入力器１３０、表示装置１４０、音声出力装置１５０、及びこれらと接続する車載処理装置１６０から構成される。
【００３４】
車載通信装置１１０は、路側ビーコン５００との送受信を行うもので、通信リンク確立のための信号を路側ビーコン５００に対して送信したり、路側ビーコン５００から障害物の位置情報を受信したりする。この受信した障害物の位置情報は、車載処理装置１６０に送信される。
【００３５】
位置検出器１２０は、いずれも周知の地磁気センサ、ジャイロスコープ、車速センサ、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置（緯度・経度）を検出するＧＰＳ(Global Positioning System)のためのＧＰＳ受信機から構成されている（いずれも図示せず）。これらは、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお各センサの精度によっては、位置検出器１を上述した内の一部で構成してもよく、更にステアリングの操舵位置を検出する回転センサ、各転動輪の回転速度を検出する車輪速センサなどを用いてもよい。
【００３６】
道路データ入力器１３０は、ノードデータ、リンクデータ等の道路データを車載処理装置１６０に入力する機器である。この道路データ入力器１３０は、道路データを記憶する記憶媒体を備え、各々の記憶媒体としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いるのが一般的であるが、メモリカードやハードディスクなどの書き換え可能な媒体を用いてもよい。
【００３７】
なお、リンクデータ及びノードデータの構成は、上述の道路データベース２２０のものと同一のものとなっている。従って、車載通信装置１１０が受信する障害物の位置情報のリンクとノードの始点からの距離を、この道路データ入力器１３０の記憶媒体の記憶内容と照合することが可能となっている。
【００３８】
表示装置１４０は、例えば液晶ディスプレイによって構成され、表示装置１０の画面には各種情報が表示される。音声出力装置１５０は、スピーカやオーディオアンプ等から構成され、音声や警告音等が出力される。
【００３９】
車載処理装置１６０は、車載通信装置１１０からの障害物の位置情報を受けると、この障害物の位置情報のリンクとノードの始点からの距離と、位置検出器１２０から検出される車両の現在位置とを用いて、車両と障害物との相対距離を算出する。この算出の際には、位置検出器１２０が検出した車両の現在位置に相当する道路のリンクとそのリンクのノードの始点からの距離を、道路データ入力器１３０から抽出する。そして、障害物のリンク及びノード始点からの距離と、車両の現在位置のリンク及びノード始点からの距離とを用いて、車両と障害物までの相対距離を算出する。この算出した相対距離は、表示装置１４０や音声出力装置１５０へ固定メッセージとともに出力される。
【００４０】
このように、本実施形態では、絶対位置で特定された障害物の位置と車両の位置とに基づいて車両と障害物との相対距離を算出している。これにより、従来の基点マーカを用いることなく、車両と障害物との相対距離を正確に特定することができる。また、この相対距離をドライバへ報知することで、車両のドライバは、車両前方に障害物が存在することを認識することができる。
【００４１】
また、車載処理装置１６０は、算出した相対距離が所定の距離よりも短いか否かを判定し、所定の距離よりも短い場合には、障害物衝突警報を表示装置１４０や音声出力装置１５０へ出力する。これにより、障害物衝突警報が報知されたドライバは、回避行動を速やかに開始することができる。
【００４２】
なお、所定の距離とは、車両のドライバによるブレーキ操作やステアリング操作等、障害物の回避行動を開始すべき距離であり、この距離については、予め実験等により定めておく。
【００４３】
さらに、車載処理装置１６０は、算出した相対距離が所定の距離よりも短く、かつ、障害物の存在する車線と車両が走行している車線とが一致しているか否かを判定する。そして、障害物の存在する車線と車両が走行している車線とが一致した場合には、障害物衝突警報とともに障害物回避案内を出力する。例えば、「ブレーキ」等の回避操作を促す案内を出力する。これにより、車両のドライバは、回避操作を速やかに実行することが期待できる。
【００４４】
次に、障害物衝突防止支援装置１００における、障害物の位置情報を受信した際の処理について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４５】
先ず、ステップＳ１０では初期設定を行う。この初期設定とは、各種センサの初期化処理等である。ステップＳ２０では、障害物の位置情報を受信したか否かを判定する。ここで、障害物の位置情報を受信した場合には、ステップＳ３０へ処理を進め、障害物の位置情報を受信していない場合には、障害物の位置情報を受信するまで待機状態となる。
【００４６】
ステップＳ３０では、受信した障害物の位置情報と車両の現在位置とから、車両と障害物との相対距離を算出し、算出した相対距離をドライバへ報知する。例えば、「この先○○（キロ）ｍに障害物あり」等というような固定メッセージを表示装置１４０へ表示したり、音声出力装置１５０から出力したりする。
【００４７】
ステップＳ４０では、この相対距離が所定の距離よりも短いか否か、すなわち、所定の距離まで障害物に接近したか否かを判定する。そして、所定の距離まで障害物に接近したと判定された場合には、ステップＳ５０へ処理を進め、所定の距離まで接近していないと判定された場合には、ステップＳ３０に処理を移行し、更新された車両の現在位置から障害物までの相対速度を算出する。
【００４８】
ステップＳ５０では、障害物の存在する車線が車両の走行している車線に一致するか否かを判定し、車線が一致する場合にはステップＳ６０へ処理を進め、車線が一致しない場合には、ステップＳ７０へ処理を進める。
【００４９】
ステップＳ６０では、車両の走行車線と同じ車線に障害物が存在するため、ドライバに対して、車両が障害物に急接近していると同時に、障害物を回避する行動を促す案内を呈示する。例えば、「障害物危険」等というような警告を表示装置１４０へ表示したり、音声出力装置１５０から出力したりする。これに加えて、回避操作を促すために、「ブレーキ」等というような案内を出力する。
【００５０】
ステップＳ７０では、車両の走行車線とは異なる車線に障害物が存在するため、この場合には、例えば、「障害物危険」等というような警告を表示装置１４０へ表示したり、音声出力装置１５０から出力したりする。
【００５１】
このように、本実施形態の障害物情報提供装置及び障害物衝突防止支援システムは、障害物の位置を道路のリンク及びノードによる絶対位置を用いて特定している。これにより、従来の基点マーカを用いることなく、車両と障害物との相対距離を正確に特定することができる。また、車両側においても、基点マーカの位置を検出することなく、車両から障害物までの相対距離を取得することができる。
【００５２】
（変形例）
本実施形態における路側処理装置２３０は、障害物の位置を道路のリンクとそのリンクのノードの始点からの距離により特定しているが、例えば、緯度・経度の座標によって特定してもよい。
【００５３】
すなわち、路側処理装置２３０において、障害物検出部４００の検出範囲４１０を所定の大きさ（例えば１ｍ四方）の区画毎に分割し、各々の区画中心の緯度・経度の座標を予め設定しておく。そして、特徴量から特定した障害物の位置を、区画中心の緯度・経度の座標によって特定する。そして、車載処理装置１６０において、この障害物の位置を示す緯度・経度の座標から道路のリンク及びノードの始点からの距離を道路データ入力器１３０の道路データから参照する。
【００５４】
これにより、従来の基点マーカを用いることなく、車両と障害物との相対距離を正確に特定することができる。なお、道路上の地点を絶対位置で特定する方法は、本実施形態で説明した道路のリンク及びノードの始点からの距離や緯度・経度の座標に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係わる、障害物衝突防止支援システムを示す概念図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる、障害物検出部４００の検出範囲を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係わる、路側設備２００の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係わる、車両に搭載される障害物衝突防止支援装置１００の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係わる、障害物衝突防止支援装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００障害物衝突防止支援装置
２００路側設備
３００故障車両
４００障害物検出部
５００路側ビーコン

Claims

道路上の障害物を検出する障害物検出手段と、
該検出した障害物の位置を特定する障害物位置特定手段と、
該特定した障害物の位置の情報を道路上の所定の通信領域内を通過する車両に対して送信する路側通信手段と、
複数の道路の交差・分岐・合流する点を示すノード及び２つの前記ノード間により規定されるリンクに関する道路データを記憶する道路データベースとを備え、
前記障害物位置特定手段は、前記道路データベースの道路データを用いて、障害物が存在する道路のリンクとそのリンクのノードからの距離によって、前記道路上の障害物を絶対位置により特定することを特徴とする障害物情報提供装置。
請求項１記載の障害物情報提供装置と、
前記路側通信手段との通信を行う車載通信手段と、
車両の現在位置を絶対位置により検出する位置検出手段と、
前記車載通信手段を介して障害物の位置の情報を受信したとき、この障害物の位置と前記位置検出手段によって検出された車両の現在位置とにより、車両と障害物との相対距離を算出する相対距離算出手段と、
前記相対距離算出手段によって算出された相対距離を報知する報知制御手段とを備えることを特徴とする障害物衝突防止支援システム。
前記相対距離が所定の距離よりも短いか否かを判定する判定手段を備え、
前記報知制御手段は、前記判定手段によって相対距離が所定の距離に比べ短いと判定された場合に障害物衝突警報を報知することを特徴とする請求項２記載の障害物衝突防止支援システム。
前記障害物位置特定手段は、複数の走行レーンのうち前記障害物が存在する走行レーンを検出する走行レーン検出手段を有し、
前記障害物の存在する走行レーンが車両の走行レーン上に位置するか否かを判定する障害物レーン判定手段を備え、
前記報知制御手段は、前記障害物レーン判定手段によって障害物が車両の走行レーンに位置すると判定され、かつ、前記判定手段によって相対距離が所定の距離に比べ短い判定された場合には、前記障害物衝突警報とともに障害物回避案内情報を報知することを特徴とする請求項３記載の障害物衝突防止支援システム。