JP5082815B2 - 運転支援システム及び路上通信装置 - Google Patents
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そのようなシステムの一例として、信号機の作動情報を無線で車両に送信し、前記作動情報に含まれる青信号の残表示時間に応じて車両がブレーキ制御を行う安全運転支援システム等が提案されている(特許文献1参照)。
つまり、ある車両はカーブに対して比較的高速で接近した上でカーブの入口で大きく減速するが、別の車両はカーブに対して比較的低速で接近した上でカーブの入口ではそれほど減速しない、といったように車両毎に制御方法が異なるケースがありうるが、こういった異なる制動方法の車両が混在する場合、当該地点における交通流は円滑にならず、安全性を向上させるというシステムの効果が半減してしまう可能性がある。
上記提案システムの運転方法に関する指示は、原則としてこの道路区間を走行しようとする全ての車両に対して統一的なものとして与えられていたが、道路状況等に応じて随時変更できることが好ましい。
さらに、前後して走行する2台の車両の走行状況に応じて後続する車両に対して与える指示の内容を変動させることで、より一層安全で円滑な走行をさせることが可能になった。
なお、ここにいう道路形状情報は、道路上のある地点からどの方向にどの程度の距離を有する道が連なっていくかを示す情報であり、運転方法とは、当該道路上における連続した車両の制動方法である。運転方法の指示は、車両を制御する上で必要な諸元である運転状態量を車両側に提示することによって行われる。
前後して走行する2台の車両の車間距離は、ある道路区間を走行する車両の安全運転にとって重要な要因となりうるためである。
また、前後する2台の車両の車間距離が小さい場合に、後続車両の走行速度を先行車両の速度よりも相対的に小さくすれば、その道路区間を走行する車両の車間距離を適正に保ち、安全性が高まると共に、先行車両の挙動に応じて加減速を不規則に繰り返すことがなくなり、円滑な走行をすることが可能となる。
例えば、道路区間内に分岐や車線変更することが好ましい地点が含まれる場合には、方向指示器に関する指示を与えることが好ましいし、歩行者などに注意を要する地点であれば、ドライバが運転に集中するようにカーオーディオや車載テレビ等の音量を小さくしたりオフしたりすることが好ましいし、トンネルの入口などの地点であればヘッドライトを点灯することが好ましいし、対向車に存在を知らせたほうが良い地点であれば、クラクションを鳴らしたりヘッドライトによるパッシングをしたりすることが好ましいためである。これらのきめ細かな指示により、道路交通のより一層の安全が促進される。
道路の勾配や車線数などのきめ細かな情報を車両側に提供することで、車載機はこれらに基づいてより一層適切な運転方針を決定できるようになる。
なお、この運転支援システムに用いられる路上通信装置(請求項6)も非常に有用である。
以下、本発明の第1の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明に係る運転支援システムの機器配置の概要を示す模式図であり、路上通信装置1とその通信アンテナ(通信ヘッド)1A、交通信号制御機2、車両C、及び車両Cに搭載された車載機6を含むものである。また、図4は路上通信装置1の機能ブロックを示すブロック図である。
S字カーブを有する道路Rには、該S字カーブよりも所定距離だけ手前に路上通信装置1が設置されている。路上通信装置1は、車両との間で通信を行うためのアンテナ(ヘッド)1Aを備えている。なお、道路Rは例えばアップダウンを繰り返す形状など、S字カーブ以外の形状であっても良い。
ここで、路上通信装置1としては、例えば光ビーコン、電波ビーコンやDSRCなど、無線で路車間通信を実現できる装置であればどのようなものを用いても良い。
この場合、例えばS字カーブ等の区間に接近してくる車両に対して、その区間から所定距離だけ手前の地点で確実に情報を通知したいのであれば、光ビーコン等のように狭域通信を行う路上通信装置を用いることが望ましい。
ここにいう道路形状情報には、道路Rの区間長、車線数や勾配といった道路の形状等に関する情報が含まれている。
なお、前記道路形状情報は、交通管制センターに設置された情報提供装置5からルータ4や通信回線を通じて予め路上通信装置1の記憶部に格納されている。
ここにいう安全運転支援動作とは、前記道路形状情報等に基づいて、車両Cが道路Rを走行する場合の車両の適切な制御方法を決定した上で、自動的にブレーキやアクセルを制御することを指す。この場合、車両によっては完全に車両が自動運転を実施しても良いが、ドライバの運転を支援する(例えばブレーキアシスト等)制御方法であっても良い。
なお、道路Rを走行する全ての車両が前記安全運転支援動作の機能を有する必要はなく、また、前記機能を有する車両であっても当該機能を停止していても良い。
以下、図2及び図3を用いて前記道路形状情報の詳細を説明する。
図2は道路形状情報の形式の基本的な考え方を説明するための説明図である。
図2に示すように、道路形状情報は、道路上に仮想的に複数のサンプル点S1、S2、・・・を置き、当該サンプル点Snに関連する情報、及びサンプル点間Sn〜Sn+1に関する情報をサンプル点毎に表現したものとして構成される。
この場合、サンプル点Snは、主に道路の形状が変化する箇所に置くことが望ましい。例えば、道路の勾配や曲率などが変化する地点や車線数が増減する地点などである。特に、カーブなどのような曲線形状の区間においては、サンプル点の間隔を短くして、道路形状をより正確に表現できるようにすると良い。また、路上通信装置1と路車間通信する地点や停止線の描かれた位置などにも置くことが好ましい。
道路形状情報は、(a)に示すように、ヘッダ部、データ部及びフッタ部によって構成される。この場合、ヘッダ部には、道路形状情報のデータサイズやサンプル点数などが格納され、フッタ部には全体のSUM値や誤り検出用のCRC値などが格納される。
このように、道路形状情報には、道路Rの所定区間S1〜S15の全てのサンプル点とそのサンプル点間の情報が順次格納される。
その点では、路車間通信領域が限定的でかつ車線毎に通信可能な光ビーコンを路上通信装置1として用いることが最も好ましい。地点S1に設置した光ビーコンとの路車間通信により、車載機6は、道路形状情報の起点に到達したことや走行車線などを正確に知ることができる。
例えば、S2地点の情報は、平面上におけるS1地点への車両の進入方向に対してS2地点に向かう道路の方向が時計回りのどちらの方向に何度回転しているのかを示す角度情報と、S2地点までの距離の情報と、S2地点までの勾配の情報を組み合わせたもの(つまりS1からS2へのベクトルの情報)として表現することもできる。
このように、道路形状情報は、車載機が道路の形状を正確に把握できるような情報であれば、どのような形式であっても良い。
以下、路上通信装置1の基本的動作を図4を用いて、図1を参照しつつ説明する。
なお、送受信手段111は、例えばルータ4等を介して交通信号制御機2等の他の路上装置との間でデータをやり取りしても良く、例えば、交通信号制御機2から信号表示の現在及び将来の表示予定に関する情報を取得することができる。
そして、路車間通信領域Qに進入した車両Cの車載機6は、前記ダウンリンク情報の受信に応じて、当該車両Cの車両IDを含むアップリンク情報を路上通信装置1に対して送信する。
なお、前記車線通知情報には、車線番号と車載機6の車両IDとを対応付けた情報が含まれており、前記車線通知情報を受信した車載機6は、自己の車両IDを基に自身の走行車線を認識することができる。
図5および図6は、第一の運転方法指示情報の一例を示す図であり、図7および図8は第二の運転方法指示情報の一例を示す図である。なお、格納される数値は全て16進数で表現されている。
なお、この例では全てのサンプル点の情報を格納したが、運転制御にとって特に重要なサンプル点の情報のみを格納するようにしても良い。また、サンプル点間の区間における運転の指示を与えるようにしても良い。
まず、サンプル点S1とS2の走行については特に指示を与えず、サンプル点S3における走行速度を40〜45km/h(16進数で表現されるデータ「28」と「2D」)とするように指示されている。つまり、路上通信装置1と路車間通信する際の車両の走行速度がそれぞれ異なっていたとしても、少なくともS3地点に到達するまでには走行速度を40〜45km/hとするように、という指示である。
次に、S4地点では、走行速度を20〜25km/hに減速した上で、車体を右(データ「02」)に5度回転するように指示されている。すなわち、S3地点からS4地点の間に、概ね20km/h減速するように指示されている。
S5地点では車体をさらに右(データ「02」)に15度、S6地点ではさらに車体を右に大きく120度、そしてS7地点でさらに右に5度回転するように指示されており、この間の走行速度は10〜15km/hと指定されている。
以上が、第一の運転方法指示情報の内容となっている。
ここで、前後して走行する2台の車両の車間距離に応じて、これら第一および第二の運転方法指示情報を切り替えて車載機6に送信する方法について説明する。
そして、第一車載機との通信完了後、最初に第一車両と同一の車線を走行する車両の車載機(以下、第二車両の第二車載機という。)からアップリンク情報を受信した時点で、前記経過時間の計時を停止し、経過時間を確認する。
例えば、平均的な走行速度が50km/hで経過時間が2秒であれば、第一車両と第二車両の車間距離は約28mと算出することができる。
なお、平均的な走行速度は、固定的な値として記憶していても良いが、時間帯等に応じて変動する値として記憶しておくことが望ましい。また、路車間通信領域Qの近傍に速度を計測しうる車両感知器などが設置されているのであれば、当該車両感知器などからの情報に基づいて、随時取得しても良い。
例えば所定の閾値が30mとされている場合、車間距離は所定の閾値よりも小さいので、車間距離が車両走行の安全や円滑にとって十分ではないと判断することができる。
そこで、第二車載機には、先行車である第一車載機に与えた第一の運転方法指示情報よりも走行速度が小さい第二の運転方法指示情報を送信し、S字カーブにおいて第一車両と第二車両の車間距離が広がるようにする。
なお、ここでは、第一および第二の運転方法指示情報における相違点は走行速度についての指示のみであったが、速度に応じて操舵角度等の指示が異なっていても良い。
また、車間距離についての所定の閾値についても、例えば時間帯や天候等の状況に応じて変動させても良い。
図9は、車載機6と車載機6を搭載した車両Cの機能ブロックの概略図である。
車両Cには車載機6の他に、車両Cを進行させるためのエンジンと制動するためのブレーキが備えられている。前記エンジンやブレーキは、ドライバがアクセルペダルやブレーキペダル等を操作することによって制御できるが、この他にも、車載機6からの指示等に基づいて自動的に制御することができる。
また、車両Cには、車載機6からの情報等に基づいて、搭乗者に対して画像や音声等によって各種情報を報知するためのディスプレイ(ヘッドアップディスプレイやカーナビゲーション装置の表示機等)やスピーカが備えられている。
そして、当該時点から、S1地点を出発点として、搭載するGPSや速度計・加速度計等によって自車両の位置を、前記道路形状情報上にリアルタイムにプロットしていく。
このとき、報知情報作成手段611は、スピーカやディスプレイなどを通じて音声や図柄等により、ドライバに対して安全運転支援動作が開始されることを通知することが好ましい。例えば、路車間通信が不良であった場合には、必要な情報を取得できないために安全運転支援動作を開始できないこともあるためである。
そして、車載機6がS1地点を60km/hで走行していた場合には、S1地点からS3地点までの距離を走行する間に20km/hだけ減速するように、速度制御手段621がエンジンとブレーキを制御する。この場合、道路の勾配が上りか下りか、路面状態が乾燥か湿潤か等に応じてブレーキ等の制御を適宜微調整するようにしても良い。
そして、自身の立てた運転方針に従って、S15地点まで車体を制御して自動運転を行う。なお、完全な自動運転をしない場合でも、報知情報作成手段611が音声等によりドライバに対して運転方法に関する指示を与えたり、速度制御手段621がブレーキアシストを行ったりすることで、前記運転方針に沿って車両が走行するように誘導しても良い。
1A 通信アンテナ
2 交通信号制御機
4 ルータ
5 情報提供装置
6 車載機
111 送受信手段
121 記憶部
131 ダウンリンク情報作成手段
141 路車間通信手段
601 道路形状情報等取得手段
611 報知情報作成手段
621 速度制御手段
Claims (6)
- 道路上を走行する第一車両に搭載された第一車載機と、前記第一車両に後続して走行する第二車両の第二車載機と、前記道路上の所定の通信領域において前記第一車載機および第二車載機との間で通信する路上通信装置とを含み、
前記路上通信装置は、前記車両の進行方向の道路形状の情報である道路形状情報と、前記道路における運転方法を指示するための運転方法指示情報とを含むダウンリンク情報を前記車載機に送信し、
前記第一車載機および第二車載機は、前記ダウンリンク情報に基づいて前記道路における運転方針を決定する運転支援システムであって、
前記道路形状情報は、前記道路上に仮想的に設けた一連のサンプル点のそれぞれの位置に関する位置情報を含み、
前記運転方法指示情報は、前記サンプル点のうち少なくとも1つのサンプル点における運転状態量を含むものであり、
前記第二車載機に与える運転方法指示情報の内容は、前記第一車両および第二車両の走行状況に応じて決定されるように構成されていること
を特徴とする運転支援システム。 - 前記第一車両および第二車両の走行状況は、
前記第二車両が前記所定の通信領域を通過した時点における第一車両および第二車両間の車間距離であること
を特徴とする請求項1に記載の運転支援システム。 - 前記運転状態量は、
サンプル点における車両の走行速度に関する速度指示情報と、
サンプル点における車両の操舵角度に関する操舵角度指示情報を含むこと
を特徴とする請求項1乃至2のいずれか1つに記載の運転支援システム。 - 前記第一車両および第二車両間の車間距離が所定値以下の場合に、
前記第二車載機に与える速度指示情報に含まれる走行速度を、前記第一車載機に対して与えられた速度指示情報に含まれる走行速度よりも相対的に小さい値にするように構成されていること
を特徴とする請求項3に記載の運転支援システム。 - 前記道路形状情報は、
サンプル点間の道路における道路の勾配及び車線数に関する情報を含むこと
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の運転支援システム。 - 請求項1乃至5のいずれか1つに記載の運転支援システムに用いられる路上通信装置。
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