JP4596359B2 - 警報システム及び移動体端末 - Google Patents

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Description

本発明は、移動体同士の衝突を警報する移動体用の警報システム、特に車両などの移動体において、近距離無線を用いて複数の移動体間で現在位置の位置情報を送受信することで、移動体同士の衝突を警報する移動体用の警報システム及び移動体端末に関するものである。
移動体同士の衝突、特に車両同士の衝突事故としては、交差点における出会い頭の衝突事故がその多くを占めている。従って、他の車両が交差点にどの方向からどのタイミングで入ってくるかをその交差点に向かっている運転者が知ることは、出会い頭の衝突事故を防ぐ有力な解決策となる。
他の車両が交差点にどの方向からどのタイミングで入ってくるかを運転者が知る1つの方法としては、交差点付近の車両の走行情報をAHS(走行支援システム:Advanced Cruise-Asist Highway Systems)から取得する方法がある。しかし、AHSを通行量の少ない交差点や、狭い道の交差点に設けるのは、高価なために無駄が多い。ところが、通行量の少ない交差点や、狭い道の交差点には信号が無い場合が多く、出会い頭の衝突事故の危険性は高い。
そこで、最近では、近距離無線を用いて車両間通信で情報を交換して、他の車両の位置や走行方向及び速度を確認するシステムが開発されて来た。例えば、特許文献1では、他車両から車両間通信で、操作スイッチの作動情報や、他車両の位置情報、速度、ヨーレート、横加速度等の車両走行状態の情報、他車両で撮影された画像情報を受信して、自車両の周辺に存在する他車両の走行状態及び相対位置、画像情報、道路状況や標識等の情報を警報・表示部に表示する技術が開示されている。上記特許文献1では、他車両からの位置情報が他車両の走行道路を判断する情報となる。
特開平11−195196号公報
しかしながら、他車両からの位置情報の精度が悪い場合には、自車両の地図情報で走行道路上に一致するとは限らない。例えば、図7に示すように、自車両70とした場合に、実際には他車両が71にあっても、受信した位置情報は自車両の地図情報では72を指している場合がある。このような場合には、他車両が通過する交差点が実際はX1、X2、X3であるにも係わらず、交差点Y1、Y2、Y3を通過すると判断してしまい、自車両と他車両とは出会う交差点もX3からY3に誤認識してしまう。
図7の例では、出会う交差点がY3と誤認識されると、自車両70が先に通過して他車両とは衝突の可能性はないので、警報はしないことになる。ところが、実際は交差点X3で出会う可能性が高く、出会い頭の衝突の可能性があっても警報が無いため危険性が高まることになる。逆に、他車両が通過する交差点が実際はY1、Y2、Y3であるにも係わらず、交差点X1、X2、X3を通過すると誤認識された場合には、不必要な警報が行われることになる。
このように現在位置の位置座標の精度が悪化したとしても、送信側では常に現在位置を検出して地図上で常時マップマッチングできるので、マップマッチングにより実際走行している道路を正確に判断できる可能性は高い。従って、送信側からマップマッチングした現在位置の位置情報を送信することが考えられるが、両移動体が保有している地図が異なっていると、送信側の移動体の位置を受信側で正確に把握できない場合がある。又、受信側でマップマッチングを行って送信側の移動体が走行中の道路を推測して到達する交差点を検出することも考えられるが、両移動体が所定距離以内に近接してからしか情報の送受信ができないので、マップマッチングを行うには受信する位置座標の回数が少なく受信側で送信側の移動体が実際走行している道路を正確に判断できない。
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、送信側の移動体の現在位置の位置座標の精度が悪い場合であっても、向かっている交差点を確実に認知することができ、送信側の移動体との衝突警報を精度良く実行する警報システム及び移動体端末を提供する。
かかる課題を解決するために、本発明の警報システムは、第1の移動体が有する第1の移動体端末と第2の移動体が有する第2の移動体端末とを備え、前記第1の移動体端末と第2の移動体端末との間で離間距離が所定距離以下の場合に送受信される移動体の位置情報に基づいて前記第1及び第2の移動体間の衝突を警報する警報システムであって、前記第1の移動体端末が、地図情報を記憶する第1の記憶手段と、前記地図情報を用いたマッチング処理により、前記第1の移動体の現在位置の第1の位置座標を検出する第1の検出手段と、前記第1の検出手段が検出した第1の位置座標と前記地図情報とに基づいて、前記第1の移動体がこれから通過しようとする交差点を特定可能な交差点情報を抽出する抽出手段と、前交差点情報を前記第1の位置座標と共に送信する送信手段とを備え、前記第2の移動体端末が、地図情報を記憶する第2の記憶手段と、前記第2の移動体の現在位置の位置座標を検出する第2の検出手段と、前記交差点情報及び第1の位置座標を受信する受信手段と、前記交差点情報及び第1の位置座標と、前記地図情報及び第2の位置座標とに基づいて、交差点での衝突の可能性を判定する判定手段と、前記判定手段で衝突可能性ありと判定された場合に、衝突の警報を行う警報手段とを備え、前記衝突の警報は前記衝突可能性ありと判定された移動体の表示を含み、前記警報を行う移動体端末を備える移動体の速度が所定速度より遅い場合には、当該移動体の所定時間先の到達位置までの交差点と該交差点で衝突可能性ありと判定された移動体とを表示することを特徴とする。
ここで、前記交差点情報には、移動体が交差点へ到達する到達時間が含まれる。また、前記送信手段は、走行経路上で前方にある複数の交差点の交差点情報を送信する。
又、本発明の移動体端末は、各移動体にそれぞれ備えられ、移動体間で離間距離が所定距離以下の場合に送受信される各移動体の位置情報に基づいて移動体間の衝突を警報する移動体端末であって、地図情報を記憶する記憶手段と、前記地図情報を用いたマッチング処理により、自移動体の現在位置の位置座標を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した自移動体の位置座標と前記地図情報とに基づいて、前記自移動体がこれから通過しようとする交差点を特定可能な交差点情報を抽出する抽出手段と、前記自移動体の交差点情報を前記自移動体の位置座標と共に送信する送信手段と、他移動体の移動体端末から送信された、前記他移動体がこれから通過しようとする交差点を特定可能な交差点情報及び前記他移動体の位置座標を受信する受信手段と、前記地図情報及び自移動体の位置座標と、受信した前記他移動体の交差点情報及び位置座標とに基づいて、交差点での衝突の可能性を判定する判定手段と、前記判定手段で衝突可能性ありと判定された場合に、衝突の警報を行う警報手段とを備え、前記警報手段は前記判定手段により衝突可能性ありと判定された移動体を表示する表示手段を含み、前記移動体端末を備える移動体の速度が所定速度より遅い場合には、当該移動体の所定時間先の到達位置までの交差点と前記判定手段により該交差点で衝突可能性ありと判定された移動体とを表示することを特徴とする。
本発明によれば、送信側から交差点情報を送信することにより、送信側の移動体の現在位置の位置座標の精度が悪い場合であっても、向かっている交差点を確実に検出することができ、送信側の移動体との衝突警報を精度良く実行することができる。すなわち、現在位置の位置精度が悪化したとしても、実際に走行している道路をマッチング処理でより正確に検出できる送信側でこれから到達する予定の交差点を検出して送信することで、衝突警報を精度良く実行することができる。更に、衝突警報を画面上で行った場合、自移動体の速度が遅い場合は所定時間先の到達位置までを表示するようにして、無駄な表示をなくし、各表示も細かくなり見にくくなるのを防ぐ。
請求項2に係る発明によれば、送信側から交差点への到達期間を送信することにより、送信側の移動体との衝突可能性を正確に予想でき、送信側の移動体との衝突警報をより精度良く実行することができる。
請求項3に係る発明によれば、送信側から走行経路上で前方にある複数の交差点情報を送信することにより、送信側の移動体との衝突可能性をより広い範囲で予想でき、送信側の移動体との衝突警報をミスなく実行することができる。
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素の相対配置、表示画面等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
又、以下の実施形態では移動体として車両を例に説明するが、複数の移動体の衝突を防ぐための警報を行う技術は、別の移動体、船舶、飛行機、人などでも適用が可能であって同様の効果を達成でき、本発明に含まれるものである。
<本実施形態の移動体用衝突警報システムの構成例>
図1に、本実施形態の移動体用衝突警報システムの構成例を示す。尚、図1では、2つの交差点情報を送受信及び衝突警報可能な車両からなるシステムを示したが、交差点情報を送信可能な車両と、交差点情報を受信して衝突警報可能な車両とからなるシステムであってもよく、それらの組み合わせであってよい。又、実際には図5に示すように、受信側の車両40に交差点情報を送信する車両は1台ではなく複数車両あり、図1はその1つを示しているに過ぎない。尚、本実施形態でのマップマッチングとは、車両の位置座標と地図情報とから車両が移動中の道路を特定する機能を含むものである。又、以下で使用する位置情報は基本的には車両の位置座標である。
図1で、10a,10bは車両を制御するECUである。ECUは、演算処理用のCPUや固定データ及びプログラムを記憶すROM、データ及びプログラムの一時記憶用のRAMなどから構成されている。11a,11bはECU10a,10bの制御に必要な各種センサでありエンジン制御などのセンサも含まれるが、本例の衝突警報処理で使用されるセンサは、車速センサやブレーキ・スイッチ、ウインカ・スイッチなどである。12a,12bは車両の位置情報を検出すると共に、ECU10a,10bが交差点情報を取得するためのGPS/ナビシステムである。GPS/ナビシステム12a,12bは地図情報を記憶している。
13a,13bはナビ情報を提供したり本例の衝突警報を行う画像出力ユニットや音声出力ユニットを含む情報提供ユニットであり、本例ではその一部として警報部を有している。14a,14bは車両間通信で送受信するデータを記憶する送受信データ記憶部であり、ECU10a,10bのRAMと共有してもよい。本例における送受信データ記憶部14a,14bの構成例は、以下に図2を参照して説明する。
15a,15bは近距離、例えば200m圏で車両間通信が可能な車両間通信ユニットである。かかる車両間通信の方式はいずれの方式であっても良いが、簡潔な方式とするのであれば送信データを固定長方式、送信データ量の削減を目指すのであれば可変長方式が望ましい。これらの選択は、通信能力やECUの処理能力などとの関係で選択されるものである。
<送受信データ記憶部の構成例>
図2は、送受信データ記憶部14a,14bの構成例を示す図である。尚、図2には、本実施形態の処理で直接使用するデータのみを示しているが、他のデータの送受信も可能である。又、受信データは送信データと同様であるので、詳細は示していない。尚、データを送信する機能のみを有する移動体には受信データ記憶領域は必要でなく、一方、データを受信して衝突警告を行う機能のみの移動体には送信データ記憶領域は必要ない。
21は、自車両の車両状態量を記憶する記憶領域である。本例では、例えば、GPSにより検出した自車両の位置(緯度,経度)211、各種センサ11a,11bの車速センサから得られた車速212、車両の向きセンサあるいは位置の移動から得られた車両の向き213などが記憶される。尚、自車両の位置(緯度,経度)211は、GPSにより検出した情報を更に地図情報に基づいてマップマッチングした位置情報であってもよい。
22は、自車両のドライバの操作状態を記憶する記憶領域である。本例では、例えば、ブレーキを踏んでいるか否かを示すブレーキ信号221、ウインカが点滅しているか右か左かのウインカ信号222などが記憶される。
23は、GPSから得られた自車両の位置と地図情報とから求められた交差点情報を記憶する記憶領域である。かかる交差点情報には、少なくとも交差点位置の情報が含まれる。車速や走行道路などを参照して算出したその交差点までの到達時間が含まれていれば、出会う交差点の予測をより正確にするために好ましい。図2には、交差点位置・到達時間(1)から交差点位置・到達時間(n)までの複数の交差点情報が記憶されている。
交差点情報の数は、例えば図5に示すように、自車両から半径200m内にある交差点、より好ましくは自車両の走行方向の経路上の200m以内(あるいは所定時間内、例えば9、10秒などで到達する距離以内)の交差点の情報があればよい。これらは、車両間の通信可能距離や、衝突警報を行う車両が対象とする距離や時間の範囲に対応するものであり、交差点情報の数を絞れば通信データ量を削減することが可能になる。
例えば、車両41であれば交差点A,B,C、車両44であれば交差点D、車両50であれば交差点G,E,Cが記憶・送信される。この場合に、車両44が交差点Dを左折するようにナビされている場合に、交差点Fも記憶・送信するか否かはいずれでもよいが、処理が複雑に成るのを避けるために、走行方向の交差点のみに限定し、交差点Dを左折した後で交差点Fを記憶・送信するのが望ましい。
尚、図2に示した送信データは一例であって、それぞれの交差点への到達時刻がより正確に認識あるいは算出できる情報を含んでもよい。例えば、自車両前方の道路状況(例えば混雑状況)なども考えられる。
<本実施形態の移動体用衝突警報システムの動作例>
以下、上記本実施形態の移動体用衝突警報システムの構成によるその動作例を説明する。
図3は、本実施形態の移動体用衝突警報システムの動作手順例を示すフローチャートである。以下、図1の左を送信側、右側を受信側として説明する。
送信側では、ステップS31でGPSにより得た自車位置、あるいは地図情報を用いたマップマッチングで得た自車位置を送受信データ記憶部14aに記憶する。ステップS32では、地図情報を用いたマップマッチングで得た自車位置と地図情報とから走行方向の経路上の200m以内(あるいは9秒で到達する距離以内)の交差点位置情報を取得し、送受信データ記憶部14aに記憶する。次に、ステップS33で、車速や道路状態などから検出された各交差点への到達時間を算出して、送受信データ記憶部14aに記憶する。尚、他の送信データの記憶については省略する。ここで、図2のような送信データの準備が完了したとする。
ステップS34で、送信データ記憶領域に記憶された送信データを送信する。この送信は、送信相手を決めたものではなく、例えば200m四方に存在する不特定多数の相手に同報通信する。
尚、ステップS34の送信は、例えば100ms毎とする。図3のフローチャートで送信側をループとして記載しているのは模式的な図であって、実際には他の制御の途中にサブルーチンで挿入されたり、100msを計測したりする手順があるが、ここでは煩雑さを避けるために図示していない。
受信側では、まず、ステップS41でGPSにより自車位置を検出して送受信データ記憶部14bに記憶する。ステップS42で、自車位置と地図情報とから走行方向の経路上の200m以内(あるいは9秒で到達する距離以内)の交差点位置情報を取得し、送受信データ記憶部14bに記憶する。
ステップS43で受信があるか否かを判定し、受信がなければ次の処理に進む。受信があれば、ステップS44で交差点情報を含むデータを受信して、送受信データ記憶部14bに記憶する。尚、図3では1つの送信側の車両しか図示していないが、200m圏内の複数の車両から受信する。
ステップS45では、送信側車両からの交差点位置(及び到達時間)と自車両の交差点位置(及び到達時間)から、衝突警報が必要か否かを判定する。この判定は、例えば同じ交差点を通過するか、交差点への到達時刻の差が所定時間内である場合、更に車速を考慮に入れた時間差などから判定される。
尚、上記実施形態では、受信側でも独自に自車位置と地図情報とから交差点情報を取得する例を示したが、送信側から送られる交差点情報の精度は高いのでその中から自車が通過する交差点情報を抽出するように構成すると、処理を簡素化できる。この場合は、以下の図4のステップS451では他車両からの交差点情報を読み出し、ステップS452では読み出した交差点情報から自車両が今後通過する交差点情報を選別する処理となる。
図4に、ステップS45の警報判定の例の詳細なフローチャートを示す。
まず、ステップS451で、ステップS44で受信した他車両の交差点情報と、ステップS42で取得した自車両の交差点情報とを読み出す。ステップS452で同じ交差点が有るかを判定する。互いの交差点情報中に対象の他車両と同じ交差点が無ければ、ステップS456に進んで、衝突判定をしていない他車両が有るかを判定し、有る場合はステップS451に戻って次の他車両との関係をチェックする。
対象の他車両と同じ交差点が有ればステップS453に進んで、その交差点への対象の他車両と自車両との到達時刻を比較する。ステップS454で到達時刻の差が所定のしきい値Th未満か否かを判定して、しきい値Thより大きければ衝突可能性無しと判断してステップS456に進む。しきい値Th未満であればステップS455で警報情報を作成する。
尚、ステップS453の到達時刻は、本例のように他車両から到達時刻を受信するものが望ましいが、他車両の到達時刻は他車両の現在位置と速度とから自車両で算出が可能であり、車両の通信能力や方式などから制限がある場合などは到達時刻の送信が無くても、他車両の現在位置と速度とがあれば衝突可能性の判断が可能である。
又、同じ交差点が有るか否かの判定においては、単なる比較のみでなくそれぞれの交差点を通過する可能性があるか否かを考慮して、可能性が無ければその交差点は削除するのが望ましい。
例えば、図5で自車両を車両50とすると、図示しない車両50より後方(図面では下方)の車両は、その速度との関連もあるが削除される。又、車両58や60のように、それぞれが走行中の道路を直進する場合に衝突可能性が無い場合も削除される。これについては、前述したが、送信する交差点情報を直進範囲に制限することでも達成される。又、図5に示す車両53や59は、同じ道路を同じ方向に進んでいる車両であり、本例の出会い頭の衝突可能性は無い。この場合も削除してよい。又、車両51と52が自車両50と出会う可能性があるのは、信号がある交差点Bなので、これも削除してよい。又、例えば、車両51が左折又は右折のウインカを出している場合や、車両52が左折のウインカを出している場合も、出会い頭の衝突可能性は無いので、この場合も削除してよい。更に、地図情報からの左折又は右折禁止などの情報、あるいは車線の多い道路や分離帯のある道路の情報を基に、出会い頭の衝突可能性が無いことを判断することが出来る。上記例は削除する交差点の条件の数例であって、他の種々の条件が考えられる。これらの出会い頭の衝突可能性の判断は、以下の到達時刻の比較や算出との関連で、警報の正確さとECUの負担との関係から決定される。
又、ステップS453では到達時刻を比較したが、単に他車両から受信した到達時刻を比較するものであっても、他車両の他の車両状態やドライバの操作、道路の状況などのデータにより、更に正確に到達時刻を算出した後の時刻を比較するようにしても良い。
図3に戻って、ステップ46では、ステップS45の判定結果から警報をするか否かを決定し、警報の場合はステップS47で警報処理、画面や音の出力を行う。
<衝突警報の具体例>
図6に、衝突警報を画面上で行った場合の例を示す。又、図5は、自車両を車両50とした場合の道路状況の俯瞰図の例である。図5で51〜60は車両50から半径200m以内の他車両、A〜Gは交差点である。交差点AとBには信号がある。
図6は、図5の車両50において、ナビ画面に出力される衝突警報の例である。車両50の走行道路前方の200m以内には、走行順に交差点F,D,Bがある。この内、交差点Fでは右からの車両57と左からの車両56に出会い、交差点Dでは右から車両54と出会うことを示している。交差点Bでは左からの車両51、右からの車両52と出会うが、交差点Bには信号があるので表示しない。
図6では走行道路前方の200m以内を全て表示したが、自車両速度が遅い場合は200mまで表示するのは無駄があり、各表示も細かくなり見にくくなる。例えば、自車両速度が遅い場合は所定時間先(例えば、9秒や10秒先)の到達位置までを表示するようにしてもよい。
尚、本発明は警報の仕方に係る発明ではないので詳説しないが、例えば、衝突可能性の違いや緊急性に応じて、識別可能に表示することも可能である。例えば、交差点までの距離、他車両の速度やブレーキ状態、広い道路では左右の方向などが可能性や緊急度の判断条件となる。
又、衝突警報は、画面表示に限らず、例えば緊急性の高い場合は、音で警報するあるいは座席を振動させるなどの他の方法も可能である。
<他の実施形態>
上記実施形態では、自車両も他車両も交差点情報を互いに送受信し、互いに衝突警報が可能なシステムについて説明したが、交差点情報を送信するのみで衝突警報が可能でない車両や、交差点情報を受信して衝突警報が可能であるが、交差点情報の送信は出来ない車両、あるいは送受信情報を衝突警報に利用できる車両と出来ない車両など双方向でなく一方向の場合もある。本発明は、これらも含むものである。
本実施形態に係る衝突警報システムの構成例を示す図である。 図1の送受信データ記憶部の構成例を示す図である。 本実施形態に係る衝突警報システムにおける送信側及び受信側車両の動作例を示すフローチャートである。 図3の警報判定(S45)の詳細を示すフローチャートである。 本実施形態に係る衝突警報システムの動作を説明するための道路状況の俯瞰図である。 本実施形態に係る衝突警報の表示例を示す図である。 従来の問題点を説明するための道路状況の俯瞰図である。

Claims (4)

  1. 第1の移動体が有する第1の移動体端末と第2の移動体が有する第2の移動体端末とを備え、前記第1の移動体端末と第2の移動体端末との間で離間距離が所定距離以下の場合に送受信される移動体の位置情報に基づいて前記第1及び第2の移動体間の衝突を警報する警報システムであって、
    前記第1の移動体端末が、
    地図情報を記憶する第1の記憶手段と、
    前記地図情報を用いたマッチング処理により、前記第1の移動体の現在位置の第1の位置座標を検出する第1の検出手段と、
    前記第1の検出手段が検出した第1の位置座標と前記地図情報とに基づいて、前記第1の移動体がこれから通過しようとする交差点を特定可能な交差点情報を抽出する抽出手段と、
    前交差点情報を前記第1の位置座標と共に送信する送信手段とを備え、
    前記第2の移動体端末が、
    地図情報を記憶する第2の記憶手段と、
    前記第2の移動体の現在位置の位置座標を検出する第2の検出手段と、
    前記交差点情報及び第1の位置座標を受信する受信手段と、
    前記交差点情報及び第1の位置座標と、前記地図情報及び第2の位置座標とに基づいて、交差点での衝突の可能性を判定する判定手段と、
    前記判定手段で衝突可能性ありと判定された場合に、衝突の警報を行う警報手段とを備え
    前記衝突の警報は前記衝突可能性ありと判定された移動体の表示を含み、前記警報を行う移動体端末を備える移動体の速度が所定速度より遅い場合には、当該移動体の所定時間先の到達位置までの交差点と該交差点で衝突可能性ありと判定された移動体とを表示することを特徴とする警報システム。
  2. 前記交差点情報には、移動体が交差点へ到達する到達時間が含まれることを特徴とする請求項1記載の警報システム。
  3. 前記送信手段は、走行経路上で前方にある複数の交差点の交差点情報を送信することを特徴とする請求項1又は2記載の警報システム。
  4. 各移動体にそれぞれ備えられ、移動体間で離間距離が所定距離以下の場合に送受信される各移動体の位置情報に基づいて移動体間の衝突を警報する移動体端末であって、
    地図情報を記憶する記憶手段と、
    前記地図情報を用いたマッチング処理により、自移動体の現在位置の位置座標を検出する検出手段と、
    前記検出手段が検出した自移動体の位置座標と前記地図情報とに基づいて、前記自移動体がこれから通過しようとする交差点を特定可能な交差点情報を抽出する抽出手段と、
    前記自移動体の交差点情報を前記自移動体の位置座標と共に送信する送信手段と、
    他移動体の移動体端末から送信された、前記他移動体がこれから通過しようとする交差点を特定可能な交差点情報及び前記他移動体の位置座標を受信する受信手段と、
    前記地図情報及び自移動体の位置座標と、受信した前記他移動体の交差点情報及び位置座標とに基づいて、交差点での衝突の可能性を判定する判定手段と、
    前記判定手段で衝突可能性ありと判定された場合に、衝突の警報を行う警報手段とを備え
    前記警報手段は前記判定手段により衝突可能性ありと判定された移動体を表示する表示手段を含み、前記移動体端末を備える移動体の速度が所定速度より遅い場合には、当該移動体の所定時間先の到達位置までの交差点と前記判定手段により該交差点で衝突可能性ありと判定された移動体とを表示することを特徴とする移動体端末。
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