JP5494411B2 - 走行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され、信号待ちで停止している車両の発進を支援する走行支援装置に関する。

信号待ちで車両が停止している場合、信号機の色が赤から青に変化すると、運転者が信号機の色の変化を認識してブレーキペダルを解放し、アクセルペダルを踏み込むことにより車両は発進する。しかし、車両を発進させるためには運転者の操作が必要であるから、運転者の操作が遅れると、車両の発進が遅れるという問題がある。

この問題を解決するために特許文献１では、アイドルストップ制御を行う車両において、青信号開始までの残り時間や、自車両と信号機が設置されている交差点の停止線との距離等の情報を路側機から取得し、エンジンを停止すべき時間を予測している。そして、予測された停止時間に基づいて、アイドルストップを解除しエンジンを自動的に始動させるか、音声等によりエンジンの始動タイミングを運転者に伝えることにより、信号待ちしている車両の発進を支援する。

また、特許文献１では、エンジンを始動して車両を発進させるタイミングを設定するための情報を路側機から取得するので、信号待ちしている車列の後方に位置し信号機の認識が困難な車両であっても、路側機から取得する情報により発進タイミングを適切に設定できる。

特開２００７−５６７３４号公報

しかしながら、特許文献１では、エンジンを始動して車両を発進させるタイミングを設定するための情報を路側機から取得するので、路側機が設置されていない道路では発進を支援することができないという問題が生じる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、車両以外の設備から信号機の色を認識するための信号機情報を得ることなく、信号機を認識できないか認識の困難な車両であっても、信号待ちの停止状態からの発進を支援する走行支援装置を提供することを目的とする。

請求項１から６に記載の発明によると、認識手段は、車両が停止しているときに自車両前方の信号機を認識し、情報生成手段は、認識手段の認識結果に基づいて、信号機の色と認識した色の確度とを含んだ信号機の色を認識するための信号機情報を生成し、送信手段は、情報生成手段が生成した信号機情報を他車両に送信し、受信手段は、他車両が送信してきた信号機情報を受信する。

また、請求項７に記載の発明によると、認識手段は、自車両が停止しているときに自車両前方の信号機を認識し、情報生成手段は、認識手段の認識結果に基づいて、信号機の色と認識した色の確度とを含んだ信号機の色を認識するための信号機情報を生成し、受信手段は、他車両が送信してきた信号機情報を受信する。

これにより、信号機の色を認識するための信号機情報を、路側機等の車両に搭載されていない設備からではなく、他車両から受信できる。したがって、路側機等が設置されていない道路であっても、自車両以外の車両から信号機情報を取得できる。

そして、請求項１から７に記載の発明によると、支援レベル調整手段は、自車両の情報生成手段が生成した信号機情報の色の確度と、他車両が送信して受信手段が受信した信号機情報の色の確度とに基づいて信号機に対する認識精度を設定し、認識精度に応じて自車両の発進を支援する支援レベルを調整する。

これにより、自車両の前方を他車両が塞いでいるために前方の信号機を自車両が認識できないか、自車両と信号機との距離が長いなどの理由により信号機を高精度に認識できない場合にも、信号機を高精度に認識している他車両から信号機情報を受信すれば、自車両の発進を支援する支援レベルを適切に調整できる。自車両が信号機を高精度に認識できるのであれば、自車両が認識した情報に基づいて、発進の支援レベルを適切に調整すればよい。

ここで、発進の支援レベルを調整することは、信号機の色が青に変ったときに、例えばアイドルストップ制御を行う車両であれば、アイドルストップ状態からエンジンを自動的に始動させる高い支援レベルを選択するか、単に信号機の色をディスプレイに表示する低い支援レベルを選択するかを表している。

請求項１から６に記載の発明によると、情報生成手段は、信号機に対する認識手段の認識結果である信号機の色と、認識した色の確度とを信号機情報として生成し、送信手段から他車両に送信する。

これにより、複数の車両からそれぞれ信号機情報を受信する車両では、信号機の色の認識確度を比較し、認識確度の高い信号機情報を自車両以外の車両が認識する信号機情報として採用できる。

さらに、請求項１から６に記載の発明によると、他車両から採用した信号機情報と自車両で生成した信号機情報とのうち、信号機の色の認識確度の高い信号機情報を採用できる。その結果、発進の支援レベルをより高精度に調整できる。

請求項２に記載の発明によると、情報生成手段は、信号機の色と認識した色の確度、ならびに、車両情報取得手段が取得する自車両が向いている方位と自車両の位置を、信号機情報として生成する。

これにより、他車両が向いている方位と他車両の位置とを含む信号機情報を受信した車両では、信号機情報を送信してきた車両と自車両とがそれぞれ向いている方位情報に基づいて、同じ方向に位置する信号機で信号待ちしているか否かを容易に判定できる。

また、信号機情報を送信してきた車両と自車両との位置情報に基づいて車両間の距離を算出できる。これにより、同じ方向に位置する信号機で信号待ちしていても、互いの距離が所定距離よりも離れている場合には、異なる信号機で信号待ちしていると判定できる。

また、信号機の位置を取得できる地図情報を備えている場合には、自車両と信号機との距離を直接測定できない場合に、自車両の位置と信号機の位置とに基づいて自車両と信号機との距離を算出できる。自車両と信号機との距離が分かれば、信号機が青になっても、信号機と自車両との間で信号待ちしていた他車両が発進し、自車両が発進できるまでの待ち時間を推定できる。したがって、自車両と信号機との距離を算出することにより、信号機が青になってからの自車両の発進タイミングを推定できる。

請求項３に記載の発明によると、距離測定手段が信号機と自車両との距離を測定し、情報生成手段は、信号機の色と、認識した色の確度と、自車両が向いている方位と、自車両の位置とに、距離測定手段が測定する信号機と自車両との距離をさらに加えて信号機情報を生成する。

これにより、自車両と信号機との距離を測定できないか、あるいは地図情報がなく信号機の位置が分からないために自車両と信号機との距離を測定できない場合に、他車両が送信してきた信号機情報を受信する車両では、他車両と信号機との距離、ならびに他車両の位置と自車両の位置とに基づいて、自車両と信号機との距離を算出できる。

請求項４に記載の発明によると、送信手段は、デジタル署名を付加して信号機情報を他車両に送信する。
このように、他車両が送信してきた信号機情報にデジタル署名が付加されている場合、その信号機情報の信頼度は高いと判断できる。

したがって、請求項４に記載の発明のように、他車両が送信してきた信号機情報にデジタル署名が付加されており、他車両が送信してきた信号機情報を採用して自車両の発進の支援レベルを調整する場合、デジタル署名が付加されていない場合よりも支援レベルを上げることができる。

請求項５に記載の発明によると、送信手段は、信号機の色に対する認識手段の認識結果として信号機の色の変化状態を含む信号機情報を送信する。
これにより、信号機の色の変化状態を受信する車両では、今回受信した信号機情報だけで、信号機の色が変化したか否かを認識できる。したがって、前回に受信した信号機の色情報を記憶しておく必要がない。

請求項６に記載の発明によると、送信手段は、信号機の色が赤から青に変化したときだけ、信号機の色の変化状態を含む信号機情報を送信する。
これにより、信号機の色が赤から青に変化したときだけ信号機情報を送信すればよいので、通信トラフィックを低減できる。

請求項８に記載の発明によると、受信手段は、自車両が停止しているときに、自車両前方の信号機を他車両が撮像して送信してきた画像データを受信し、認識手段は、他車両が送信して受信手段が受信した画像データにより信号機を認識し、支援レベル調整手段は、認識手段による信号機の色を認識するための認識結果に基づいて、自車両の発進を支援する。

このように、他車両が信号機を撮像した画像データを受信して信号機を認識することにより、路側機等の車両に搭載されていない設備からではなく、他車両が送信してきた画像データにより信号機を認識できる。したがって、路側機等が設置されていない道路であっても、他車両から信号機を認識するための情報を取得できる。

また、自車両の前方を他車両が塞いでいるか、あるいは撮像装置等の信号機を検出する手段を持たないために、自車両では前方の信号機を認識できない車両であっても、路側機等の車両に搭載されていない設備から信号機情報を取得することなく、他車両が送信してきた画像データに基づいて、自車両前方の信号機の色を認識し、認識した信号機の色に基づいて自車両の発進を適切に支援できる。

他車両から画像データを取得する場合、請求項９に記載の発明のように、自車両前方の信号機を他車両が撮像した画像データが必要なときに、他車両に画像データの送信を要求することが望ましい。

これにより、画像データを送信する側の車両では、要求があるときだけ画像データを送信すればよいので、送信負荷を低減できる。さらに、車車間通信の通信トラフィックを低減できる。

尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。

本実施形態による走行支援システムを示すブロック図。 （Ａ）は他車両からの信号機情報を蓄積するデータ構成図、（Ｂ）は前回と今回との信号機情報を記憶するデータ構成図。 自車両から前方の信号機までの距離の測定方法を示す模式図。 信号待ちしている車両からの信号機の認識状態を示す模式図。 送信側での走行支援処理を示すフローチャート。 信号機情報の受信処理を示すフローチャート。 受信側での走行支援処理を示すフローチャート。 受信側での走行支援処理を示すフローチャート。 受信側での走行支援処理を示すフローチャート。 信号機の色の変化状態と対応するコードとを示す対応図。 送信側での他の走行支援処理を示すフローチャート。 信号機を撮像した画像データの送受信処理を示すフローチャート。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
本実施形態による走行支援システムを図１に示す。
（走行支援システム２）
走行支援システム２は、無線機４、車載カメラ６、ＧＰＳ受信機８、方位センサ１０、車速センサ１２、車両制御ＥＣＵ１４、ディスプレイ１６、スピーカ１８、および走行支援装置３０等から構成され、車両に搭載されている。

走行支援システム２の走行支援装置３０は、自車両が信号待ちで停止しているときに、信号機の色を認識するための自車両で生成した信号機情報と、他車両が生成して送信してきた信号機の色を認識するための信号機情報とに基づいて、信号機の色が赤から青に変わったときに、自車両の発進の支援レベルを調整し、発進を促す装置である。

本実施形態の走行支援装置３０は、予め設定した停止条件が成立するとエンジンを停止させ、予め設定した始動条件が成立するとエンジンを始動させるアイドルストップ制御を行う車両に適用される。

まず、走行支援装置３０に接続する各装置について説明する。
無線機４は、走行支援装置３０から出力される送信パケットを変調、周波数変換および増幅してアンテナから送信するとともに、アンテナが受信する受信信号を増幅、周波数変換および復調して受信パケットを復元する。車載カメラ（以下、単に「カメラ」とも言う。）６は、車両の前方、後方等の所定位置に設置されており、対象物体を撮像した画像データを出力する。

ＧＰＳ受信機８は、ＧＰＳ衛星からの測位信号に基づいて自車両の現在位置を測位するための装置である。方位センサ１０は、例えばジャイロスコープにより自車両の角速度を検知し、そこから自車両の進行方位を検知する装置である。車速センサ１２は、自車両の速度を検知するための装置である。

車両制御ＥＣＵ１４は、車両におけるボディ系、パワートレイン系、シャーシ系の制御対象の挙動を制御する複数のＥＣＵの総称である。ボディ系の制御ＥＣＵは、ドア、パワーウィンドウ、シートベルト、ライト等を制御し、パワートレイン系の制御ＥＣＵは、インジェクタ、トランスミッション等を制御し、シャーシ系の制御ＥＣＵは、ブレーキ、ハンドル等を制御する。

ディスプレイ１６およびスピーカ１８は、情報処理部３８が表示または音で運転者に対して発進を通知するときに使用される。
走行支援装置３０は、通信制御部３２、物体認識部３４、車両情報制御部３６、情報処理部３８、地図情報ＤＢ４０、受信情報記憶部４２、および認識情報記憶部４４等から構成されている。

通信制御部３２、物体認識部３４、車両情報制御部３６、および情報処理部３８の各機能を、各機能毎に構成されたＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えるマイクロコンピュータで実現してもよいし、複数の機能を一つのマイクロコンピュータで実現してもよい。マイクロコンピュータは、ＲＯＭ等に記憶している制御プログラムをＣＰＵが実行することにより、各種処理を実行する。

通信制御部３２は、情報処理部３８が生成した送信データから送信パケットを生成して無線機４に出力するとともに、無線機４が復元した受信パケットから受信データを抽出する。

物体認識部３４は、車両の前方、後方等の所定位置に設置されたカメラ６が撮像した画像データを取得し、画像認識により対象物体を認識する。物体認識部３４により、車両の前方に信号機が存在すること、そして信号機の色が認識される。本実施形態では、カメラ６が撮像した画像データに基づいて、物体認識部３４が自車両と信号機との距離を測定する。

車両情報制御部３６は、ＧＰＳ受信機８、方位センサ１０、車速センサ１２等から、車両の走行状態を表す車両情報を取得し、取得した車両情報を走行支援装置３０の情報処理部３８に出力するとともに、情報処理部３８から車両挙動に対する指令がある場合、その指令を車両制御ＥＣＵ１４に出力する。

情報処理部３８は、車速センサ１２から取得する車速情報により車両が停止していると判断すると、信号機の色を認識するための信号機情報を生成する。信号機情報については後述する。

情報処理部３８は、生成した信号機情報を通信制御部３２を介して他車両に送信する。さらに、情報処理部３８は、自身が生成した信号機情報と、同じ構成の走行支援装置３０を有する他車両が送信してきた信号機情報とに基づき、自車両前方の信号機の色を認識し、信号機の色が赤から青に変わったときに、自車両の発進を支援する支援レベルを調整する。そして、調整した支援レベルに応じて自車両の発進を支援する。

地図情報ＤＢ４０は、ハードディスク等で構成されており、車両が走行する道路情報、信号機の位置情報等を地図情報として格納している。車両がナビゲーション装置を備えている場合には、ナビゲーション装置と地図情報ＤＢ４０を共用してもよい。

受信情報記憶部４２は、他車両から受信した信号機情報を記憶するために、ＲＡＭ等の書き換え可能な記憶装置で構成されている。図２の（Ａ）に、受信情報記憶部４２に記憶されるデータの構成例を示す。各車両ＩＤに対応する列データが、該当する車両ＩＤを有する他車両から送信されてきた信号機情報を表すデータである。情報処理部３８が生成する信号機情報の内容も、図２の（Ａ）に示す車両ＩＤに対応する列データと同じである。図２の（Ａ）に示す例では、車両ＩＤ＝１の方が、車両ＩＤ＝２よりも信号機に近く、信号機の色の認識確度が高いことを表している。

認識情報記憶部４４は、前回採用した信号機情報と今回採用した信号機情報とを記憶するために、ＲＡＭ等の書き換え可能な記憶装置で構成されている。
（信号機情報）
受信情報記憶部４２に記憶される図２の（Ａ）に示す信号機情報の各項目について以下に説明する。
（１）車両ＩＤ
車両毎に付与された車両毎に異なる識別番号。
（２）緯度、経度
ＧＰＳ受信機８から取得する自車両の位置データ。
（３）方位
方位センサ１０から取得され、自車両が向いている方位を、北を０とし、時計回りに３６０度の範囲で示す。
（４）距離
物体認識部３４が画像データから信号機を認識するときに、図３の（Ａ）に示すように、信号機１００の道路との接点位置１０２を示す画像上の座標から推定して測定する自車両と信号機１００との距離。画像上の各座標には、自車両との距離が対応づけられている。

信号機１００の道路との接点位置１０２が撮像できない場合には、物体認識部３４は、図３の（Ｂ）に示すように、信号機１００の表示部１０４を示す画像上の座標から、信号機の高さを考慮して自車両と信号機１００との距離を測定してもよい。

この場合、表示部１０４の座標は信号機１００の接点位置１０２、つまり信号機１００が設置されている座標とずれているので、接点位置１０２の座標から自車両と信号機１００との距離を測定するよりも、自車両と信号機１００との距離の測定確度は低下する。

また、物体認識部３４は、車両前方のルームミラー等にカメラが左右に離れて２台設置されている場合には、２台のカメラの視差により、自車両と信号機１００との距離を測定してもよい。また、レーザレーダ等を備えている場合には、レーザの照射時刻と反射波の入射時刻との時間差に基づいて、自車両と信号機１００との距離を測定してもよい。

２台のカメラの視差、またはレーザレーダにより自車両と信号機１００との距離を測定する場合、自車両と信号機１００との距離の測定確度は、図３の（Ｂ）に示す信号機１００の表示部１０４を示す画像上の座標から自車両と信号機１００との距離を測定する場合よりも高くなる。
（５）信号認識結果
物体認識部３４が画像データから認識した信号機の色。
（６）確度
物体認識部３４が画像データから公知のアルゴリズムで信号機の色を認識するときに算出される、認識した色の確からしさ。１００％を最大値として、数値が高いほど色の認識精度は高い。
（７）署名
信号機情報が信頼できる車両から送信されたことを証明するために、信号機情報に付加されるデジタル署名。

情報処理部３８は、自車両が停止しているときに、一定時間毎に、自身が生成した信号機情報と、他車両が送信してきた信号機情報とに基づいて走行支援処理を実行する。そのとき、前回の走行支援処理で最も色の認識確度が高かった信号機情報を前回情報とし、今回の走行支援処理で最も色の認識確度が高い信号機情報を今回情報として、図２の（Ｂ）に示すデータ構造で、認識情報記憶部４４に記憶しておく。図２の（Ｂ）では、車両ＩＤ＝１の車両が認識した色の認識確度が、前回および今回ともに最も高かったことを表している。認識情報記憶部４４に記憶される信号機情報は、自車両または他車両のいずれが生成した情報でもよい。

（支援レベル）
次に、走行支援装置３０が自車両の発進を支援するときの支援レベルについて説明する。本実施形態では、支援レベルとして、次の「高」、「中」、「低」の３レベルを設定している。
（１）高レベル
車両制御ＥＣＵ１４に指令して、信号待ちでアイドルストップ状態のエンジンを再始動させ、アイドルストップを解除する。
（２）中レベル
スピーカ１８から、「まもなく発進です。」といった音声を流し、運転者に発進を促す。
（３）低レベル
ディスプレイ１６に信号機の色が青に変わったことを表示し、運転者に発進を促す。

（車両からの信号機の認識状態）
次に、信号待ちしている車両からの信号機の認識状態について説明する。例えば、図４に示すように、信号機１００が赤の状態で自車両２００と他車両２１０、２２０とが信号待ちで停止している場合、走行支援装置３０を搭載している自車両２００および他車両２１０は、車両前方のカメラ６で前方の信号機１００を撮像する。そして、自車両２００および他車両２１０では、走行支援装置３０の物体認識部３４が、それぞれのカメラ６が撮像した画像データ２０２、２１２に基づいて、信号機１００の画像認識を実行する。

そして、信号機の画像認識の認識結果として、信号機１００の色と、信号機１００の色の認識確度とを含み、信号機１００の色を認識するための信号機情報を周囲の車両に送信する。

自車両２００では、自車両２００で生成した信号機情報と、他車両２１０が生成して送信してきた信号機情報とに基づいて、信号機１００の色が赤から青に変わったときに、自車両２００の発進の支援レベルを調整し、支援レベルに基づいて自車両の発進を支援する。

ここで、図４に示す信号待ちの状態では、自車両２００は信号機１００から離れており、しかも前に車高の高いトラックのような他車両２２０が停止しているので、画像データに２０２による信号機１００の色の認識確度は、先頭で信号待ちしている他車両２１０よりも低いと考えられる。このような場合は、信号機の色を認識するための信号機情報として、他車両２１０が送信してきた信号機情報を採用することになる。

（走行支援処理）
次に、走行支援装置３０が実行する走行支援処理を図５〜図９のフローチャートに基づいて説明する。各フローチャートにおいて、「Ｓ」はステップを表している。図５〜図９のフローチャートに示す処理は、走行支援装置３０を構成するマイクロコンピュータにおいて実行される処理であり、走行支援装置３０を構成する通信制御部３２、物体認識部３４、車両情報制御部３６、情報処理部３８としての機能は、マイクロコンピュータが図５〜図９に示す処理を実行することにより実現される。

（送信側での走行支援処理）
図５は、送信側の走行支援装置３０が実行する走行支援処理を示すフローチャートである。

車両が停止している場合、走行支援装置３０は、一定時間周期、例えば１００ｍｓ毎に、車両前方のカメラ６が撮像した画像データを画像認識する（Ｓ４００）。画像認識の結果、信号機を認識しなかったか（Ｓ４０２：Ｎｏ）、認識しても信号機の色の認識確度が規定値未満の場合（Ｓ４０４：Ｎｏ）、走行支援装置３０はＳ４００に処理を移行する。

信号機を認識し（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、信号機の色の認識確度が規定値以上の場合（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、走行支援装置３０は自車両と信号機との距離を、図３に示すいずれかの方法で画像上の信号機１００の座標から測定する（Ｓ４０６）。自車両と信号機との距離の測定確度が規定値未満の場合（Ｓ４０８：Ｎｏ）、走行支援装置３０は、Ｓ４００に処理を移行する。

自車両と信号機との距離の測定確度が規定値以上の場合（Ｓ４０８：Ｙｅｓ）、走行支援装置３０は、ＧＰＳ受信機８、方位センサ１０から、自車両の位置を表す緯度および経度、自車両が向いている方位をそれぞれ取得する（Ｓ４１０）。そして、Ｓ４００における画像認識結果から信号機の色および色の認識確度と、Ｓ４０６で測定した自車両と信号機との距離と、Ｓ４１０で取得した自車両の位置および方位とから信号機情報を生成する（Ｓ４１２）。

そして、走行支援装置３０は、Ｓ４１２で生成した信号機情報に自車両の車両ＩＤおよびデジタル署名を加えて信号機情報とし、無線機４を介して他車両に送信し（Ｓ４１４）、Ｓ４００に処理を移行する。

（信号機情報の受信処理）
図６は、受信側の走行支援装置３０が実行する、他車両が送信してきたパケットの受信処理を示すフローチャートである。図６に示す受信処理は、後述する図７〜図９に示す走行支援処理とは独立しており、並列して実行される。

走行支援装置３０は、他車両から受信したパケットの有無を確認し（Ｓ４２０）、受信パケットが存在する場合（Ｓ４２２：Ｙｅｓ）、受信パケットから抽出した信号機情報を受信情報記憶部４２に新規に記憶、あるいは受信パケットから抽出した信号機情報により受信情報記憶部４２に記憶されている信号機情報を更新する（Ｓ４２４）。

具体的には、受信情報記憶部４２に記憶されている信号機情報の車両ＩＤと、受信した受信パケットから抽出した信号機情報の車両ＩＤとを比較し、受信した信号機情報の車両ＩＤが受信情報記憶部４２に格納されている信号機情報の車両ＩＤと一致しない場合には、受信した信号機情報を受信情報記憶部４２に新規に記憶する。

一方、受信した信号機情報の車両ＩＤが受信情報記憶部４２に記憶されている信号機情報の車両ＩＤと一致する場合には、受信した信号機情報で既に記憶されている信号機情報を更新する。尚、一定時間更新されていない車両ＩＤの信号機情報は削除される。

（受信側での走行支援処理）
図７〜図９は、受信側の走行支援装置３０が実行する走行支援処理を示すフローチャートである。

図７のフローチャートにおいて、車両が停止している場合、走行支援装置３０は、一定時間周期、例えば１００ｍｓ毎に、車両前方のカメラ６が撮像した画像データを画像認識する（Ｓ４３０）。画像認識の結果、信号機を認識しなかった場合（Ｓ４３２：Ｎｏ）、走行支援装置３０はＳ４３０に処理を移行する。

尚、Ｓ４３２において信号機を認識しなかった場合（Ｓ４３２：Ｎｏ）、前方に実際に信号機がないのか、あるいは、車両に前方を塞がれているためにカメラ６が信号機を撮像できないのかを判別できるのであれば、前方に実際に信号機がない場合には、Ｓ４３０に処理を移行し、車両に前方を塞がれているためにカメラ６が信号機を撮像できない場合には、図８のＳ４５０に処理を移行してもよい。

車両に前方を塞がれているためにカメラ６が信号機を撮像できないためにＳ４５０に処理を移行する場合、図８の処理において、Ｓ４５２の判定は「Ｎｏ」、Ｓ４６２の判定は「Ｙｅｓ」の側になされるものとする。

信号機を認識すると（Ｓ４３２：Ｙｅｓ）、走行支援装置３０は、Ｓ４３０の画像認識処理の結果に基づいて自車両と信号機との距離を測定するとともに、自車両の位置をＧＰＳ受信機８から取得する（Ｓ４３４）。

そして、走行支援装置３０は、前回の走行支援処理において今回の信号機の色として採用し認識情報記憶部４４に記憶していた信号機の色の認識結果を前回の認識結果とし、Ｓ４３０の画像認識処理において認識した信号機の色の認識結果を今回の信号機の色の認識結果とし、Ｓ４３４で測定した自車両と信号機との距離と、Ｓ４３４で取得した自車両の位置と、自車両の車両ＩＤとを加えて、認識情報記憶部４４に仮に記憶し、認識情報記憶部４４を更新する（Ｓ４３６）。

次に、走行支援装置３０は、自車両による信号機の色の認識確度が規定値以上であるか否かを判定し、自車両による信号機の色の認識確度が規定値未満であれば（Ｓ４３８：Ｎｏ）、図８のＳ４５０に処理を移行する。

自車両による信号機の色の認識確度が規定値以上であり（Ｓ４３８：Ｙｅｓ）、自車両と信号機との距離の測定確度が規定値以上であれば（Ｓ４４０：Ｙｅｓ）、色および距離の確度がともに規定値以上であるから、走行支援装置３０は、信号機に対する認識精度を「高」に設定し（Ｓ４４２）、図９のＳ４６８に処理を移行する。

自車両による信号機の色の認識確度は規定値以上であるが（Ｓ４３８：Ｙｅｓ）、自車両と信号機との距離の測定確度が規定値未満であれば（Ｓ４４０：Ｎｏ）、走行支援装置３０は、他車両から信号機情報を含んだパケットを受信しており、受信パケットから抽出した他車両の信号機情報が受信情報記憶部４２に記憶されているか否かを判定する（Ｓ４４４）。

他車両の信号機情報が受信情報記憶部４２に記憶されていない場合（Ｓ４４４：Ｎｏ）、走行支援装置３０は、信号機に対する認識精度を「中」に設定し（Ｓ４４８）、図９のＳ４６８に処理を移行する。

他車両の信号機情報が受信情報記憶部４２に記憶されている場合（Ｓ４４４：Ｙｅｓ）、走行支援装置３０は、受信情報記憶部４２に記憶されている信号機情報の中で色の認識確度が最も高い信号機情報を参照し、その信号機情報の方位から、該当する信号機情報を送信してきた他車両と自車両とが同じ方向にある信号機、つまり同じ信号機を認識しているか否かを判定する（Ｓ４４６）。このとき、該当する信号機情報の車両位置と自車両の位置とから車両間の距離を算出し、所定距離以上離れている場合には、同じ方向の信号機であっても、異なる信号機を認識していると判断してもよい。

同じ信号機を認識している場合（Ｓ４４６：Ｙｅｓ）、走行支援装置３０は、信号機に対する認識精度を「高」に設定し（Ｓ４４２）、図９のＳ４６８に処理を移行する。異なる信号機を認識している場合（Ｓ４４６：Ｎｏ）、信号機に対する認識精度を「中」に設定し（Ｓ４４８）、図９のＳ４６８に処理を移行する。

図７においてＳ４３８の判定が「Ｎｏ」の場合、図８のＳ４５０において、走行支援装置３０は、他車両から信号機情報を含んだパケットを受信しており、受信パケットから抽出した他車両の信号機情報が受信情報記憶部４２に記憶されているか否かを判定する。他車両の信号機情報が受信情報記憶部４２に記憶されている場合（Ｓ４５０：Ｙｅｓ）、走行支援装置３０は、図７のＳ４４６と同様に、色の認識確度が最も高い信号機情報を送信してきた他車両と自車両とが同じ信号機を認識しているか否かを判定する。

同じ信号機を認識している場合（Ｓ４５２：Ｙｅｓ）、走行支援装置３０は、該当する信号機情報を受信した受信パケットにデジタル署名が付加されているか否かを判定する（Ｓ４５４）。

デジタル署名が付加されている場合（Ｓ４５４：Ｙｅｓ）、走行支援装置３０は、他車両から送信された信号機情報は信頼できると判断し、信号機に対する認識精度を「高」に設定し（Ｓ４５６）、図９のＳ４６８に処理を移行する。デジタル署名が付加されていない場合（Ｓ４５４：Ｎｏ）、走行支援装置３０は、信号機に対する認識精度を「中」に設定し（Ｓ４６０）、図９のＳ４６８に処理を移行する。

異なる信号機を認識している場合（Ｓ４５２：Ｎｏ）、走行支援装置３０は、今回の信号機に対する認識結果として他車両が送信してきた認識結果を採用し、採用した認識結果で認識情報記憶部４４の今回の認識結果を更新する。そして、走行支援装置３０は、信号機に対する認識精度を「中」に設定し（Ｓ４６０）、図９のＳ４６８に処理を移行する。

他車両の信号機情報が受信情報記憶部４２に記憶されていない場合（Ｓ４５０：Ｎｏ）、走行支援装置３０は、自車両による色の認識確度が、Ｓ４３８で判定に使用した規定値よりも低い所定値未満か否かを判定する（Ｓ４６２）。規定値よりも低い所定値としては、これよりも認識確度が低い場合には信号機の色の認識結果の信頼性が低すぎるため、自車両による認識結果に基づいて自車両の発進の支援をできないと判断できる値を設定する。

自車両による色の認識確度が所定値以上の場合（Ｓ４６２：Ｎｏ）、走行支援装置３０は、自車両による色の認識確度は規定値未満であり（Ｓ４３８：Ｎｏ）、他車両からパケットも受信していないが（Ｓ４５０：Ｎｏ）、自車両の発進を支援することはできると判断し、信号機に対する認識精度を「低」に設定し（Ｓ４６４）、図９のＳ４６８に処理を移行する。

自車両による色の認識確度が所定値未満の場合（Ｓ４６２：Ｙｅｓ）、走行支援装置３０は、発進を支援できないと判断し、図７のＳ４３０に処理を移行する。
図９のＳ４６８において、走行支援装置３０は、今回採用された信号機の色の認識結果を認識情報記憶部４４から取得し、信号機の今回の色と前回の色とを比較する（Ｓ４７０）。信号機の色が赤から青に変わっていない場合（Ｓ４７２：Ｎｏ）、走行支援装置３０は支援処理を終了する。

信号機の色が赤から青に変わった場合（Ｓ４７２：Ｙｅｓ）、走行支援装置３０は、「高」、「中」、「低」のいずれかに設定した認識精度に応じて支援レベルを割り当てる（Ｓ４７４）。

続くＳ４７６、Ｓ４８０で用いる自車両と信号機との距離としては、認識情報記憶部４４に記憶された今回の信号機情報が自車両によるものであれば、自車両が測定した距離が採用される。一方、認識情報記憶部４４に記憶された今回の信号機情報が他車両によるものであれば、他車両が測定した他車両と信号機との距離と、自車両の位置と、他車両の位置とに基づいて、自車両と信号機との距離が算出される。認識情報記憶部４４に記憶された今回の信号機情報が自車両または他車両のいずれのものかは、車両ＩＤで判別する。

認識精度が「高」の場合、走行支援装置３０は、自車両と信号機との距離に基づいて、信号機が赤から青になってから、エンジンを再始動しアイドルストップを解除する時刻を算出する（Ｓ４７６）。

信号機が赤から青に変わっても、信号待ちの車列において自車両の前の車両がすべて発進するまで自車両は発進できない。したがって、自車両と信号機との距離が長いほど、つまり自車両の前に信号待ちしている車の台数が多いほど、信号機が赤から青に変わってから、自車両が発進できるまでの時間は長くなる。そこで、信号機が赤から青に変わってもすぐにエンジンを再始動させるのではなく、自車両と信号機との距離に応じて再始動時刻を遅らせることが望ましい。これにより、アイドルストップしている時間を極力長くし、燃費を低減できる。

Ｓ４７６で算出したアイドルストップの解除時刻になると、走行支援装置３０は、車両制御ＥＣＵ１４にアイドルストップの解除を指令して（Ｓ４７８）、走行支援処理を終了する。アイドルストップの解除は、走行支援装置３０がアイドルストップの解除時刻になってから車両制御ＥＣＵ１４に指令してもよいし、走行支援装置３０がアイドルストップの解除時刻を車両制御ＥＣＵ１４に通知し、車両制御ＥＣＵ１４で解除時刻になるまで待ってから実行してもよい。

認識精度が「中」の場合、Ｓ４７６で算出したアイドルストップ解除時刻と同様に、走行支援装置３０は、自車両と信号機との距離から、信号機が赤から青になってからエンジンを再始動して車両を発進させる時刻を算出する（Ｓ４８０）。そして、走行支援装置３０は、発進時刻になると、スピーカ１８から「まもなく発進です。」のように、音声で運転者に発進を通知し（Ｓ４８２）、走行支援処理を終了する。

認識精度が「低」の場合、走行支援装置３０は、信号機の色が赤から青に変わったことをディスプレイ１６に表示し（Ｓ４８４）、走行支援処理を終了する。ディスプレイ１６には、例えば、信号機の色状態を示す絵や、文字が表示される。

以上説明した上記実施形態では、信号機の色を認識するための信号機情報を、路側機等の車両に搭載されていない設備からではなく、他車両から取得できる。したがって、路側機等が設置されていない道路であっても、自車両以外の車両から信号機情報を取得できる。

そして、自車両の前方を他車両が塞いでいるために前方の信号機を自車両が認識できないか、自車両と信号機との距離が長いなどの理由により信号機を高精度に認識できない場合にも、信号機を高精度に認識している他車両から信号機情報を受信することにより、自車両で信号機の色を高精度に認識できる。これにより、自車両の発進を支援する支援レベルを適切に調整できる。

当然のことながら、自車両が信号機に近い位置で信号待ちしており、自車両が他車両よりも信号機を高精度に認識できるのであれば、他車両から受信する信号機情報に関係なく、自車両の認識結果に基づいて、自車両の発進を支援する支援レベルを適切に調整できる。

このように、自車両または他車両の一方が信号機を認識して生成する信号機情報ではなく、自車両と他車両とがそれぞれ信号機を認識して生成した信号機情報のうち認識精度の高い方を採用できるので、信号機の色が赤から青に変ったときに、自車両の発進を支援する支援レベルを適切に調整できる。

本実施形態では、走行支援装置３０が本発明の走行支援装置に相当し、物体認識部３４が本発明の認識手段および距離測定手段に相当し、情報処理部３８が本発明の情報生成手段および支援レベル調整手段に相当し、車両情報制御部３６が本発明の車両情報取得手段に相当し、通信制御部３２が本発明の送信手段および受信手段に相当する。

また、図５のＳ４００の処理が本発明の認識手段が実行する機能に相当し、Ｓ４０６の処理が本発明の距離測定手段が実行する機能に相当し、Ｓ４１０の処理が本発明の車両情報取得手段が実行する機能に相当し、Ｓ４１２の処理が本発明の情報生成手段が実行する機能に相当し、Ｓ４１４の処理が本発明の送信手段が実行する機能に相当する。

また、図６のＳ４２０の処理が本発明の受信手段が実行する機能に相当する。
また、図７〜図９のＳ４３０の処理が本発明の認識手段が実行する機能に相当し、Ｓ４３４の自車両と信号機との距離を測定する処理が本発明の距離測定手段が実行する機能に相当し、Ｓ４３６の処理が本発明の情報生成手段が実行する機能に相当し、Ｓ４４０〜Ｓ４６６の処理が本発明の支援レベル調整手段が実行する機能に相当する。

［送信側での他の走行支援処理］
上記実施形態では、送信側において、現在認識している信号機の色を送信している。これに対し、送信側において、前回認識したときの信号機の色と今回認識した色との変化状態を、図１０に示すように数値データとして送信してもよい。これにより、受信側では、前回受信した色の認識結果を記憶しておく必要がない。

［送信側での他の走行支援処理］
図１１に、送信側での他の走行支援処理のフローチャートを示す。図１１のフローチャートでは、図５のフローチャートのＳ４１２とＳ４１４との間に、信号機の色が赤から青に変わったか否かを判定するＳ４９０が追加されている。そして、信号機の色が赤から青に変わったときに（Ｓ４９０：Ｙｅｓ）、信号機情報をパケット送信する（Ｓ４１４）。

これにより、自車両が停止しているときに、一定時間間隔で常時信号機情報を送信する必要がないので、車車間通信の通信トラフィックを低減できる。
図１１のフローチャートにおいて、Ｓ４９０処理が本発明の送信手段が実行する機能に相当する。

［他の走行支援処理］
図１２に、他の走行支援処理のフローチャートを示す。図１２の走行支援処理では、送信側は、撮像した画像データを画像認識することなく、送信要求が他車両からあったときに画像データをそのまま送信する。受信側では、他車両から送信されてきた画像データに基づいて信号機を認識する。

以下に、受信側および送信側における走行支援処理について説明する。
（受信側）
受信側の走行支援装置では、自車両が停止しているときに、一定時間待機してから、画像データ送信要求を周囲の車両に送信する（Ｓ５００）。他車両から、画像データとともに該当する他車両の位置、方位情報等の車両情報を受信すると（Ｓ５０２）、走行支援装置は、自車両と、画像データを送信してきた他車両との位置情報から、自車両に対する他車両の相対位置、つまり前後左右のいずれであるかを算出する（Ｓ５０４）。画像データを送信してきた他車両が自車両の前方に存在していない場合（Ｓ５０６：Ｎｏ）、走行支援装置は、画像データによる画像認識の精度は低いと判断し、Ｓ５００に処理を移行する。

画像データを送信してきた他車両が自車両の前方に存在している場合（Ｓ５０６：Ｙｅｓ）、走行支援装置は、受信した画像データに基づいて信号機を認識し（Ｓ５０８）、認識結果である信号機の色と、色の認識確度と、画像データから測定した他車両と信号機との距離と、他車両の方位および位置とを、信号機の色を認識するための信号機情報として受信情報記憶部４２に記憶して（Ｓ５１０）、Ｓ５００に処理を移行する。

受信側の走行支援装置では、受信した画像データを認識した信号機の認識結果に基づいて、信号機の色が赤から青に変わったときに、自車両の発進を支援する支援レベルを調整する。

（送信側）
送信側の走行支援装置では、自車両が停止しているときに、他車両から画像データの送信要求があるまで待機する（Ｓ５２０）。画像データの送信要求があると、カメラで前方を撮像する（Ｓ５２２）。そして、走行支援装置は、自車両の位置、方位情報等を取得し（Ｓ５２４）、画像データともに送信し（Ｓ５２６）、Ｓ５１０に処理を移行する。

図１２に示す走行支援処理では、画像データを送信する側の車両では、要求があるときだけ画像データを送信すればよいので、送信負荷を低減できる。これにより、車車間通信の通信トラフィックを低減できる。

また、送信側では、撮像した画像データを画像認識することなく、画像データ自体をそのまま送信するので、送信側において画像認識処理が不要である。一方、受信側では、信号機を撮像するためのカメラが不要である。

また、図１２に示す走行支援処理では、他車両が信号機を撮像した画像データを受信して信号機を認識することにより、他車両が送信してきた画像データにより信号機を認識できる。したがって、路側機等が設置されていない道路であっても、他車両から信号機を認識するための情報を取得できる。

また、自車両の前方を他車両が塞いでいるか、あるいは撮像装置等の信号機を検出する手段を持たないために、自車両では前方の信号機を認識できない車両であっても、路側機等の車両以外の設備から信号機情報を取得することなく、他車両が送信してきた画像データに基づいて、自車両前方の信号機の色を認識し、認識した信号機の色に基づいて自車両の発進を適切に支援できる。

図１２のフローチャートにおいて、Ｓ５０２の処理が本発明の受信手段が実行する機能に相当し、Ｓ５０８の処理が本発明の認識手段が実行する機能に相当し、Ｓ５１０の処理が本発明の情報生成手段が実行する機能に相当し、Ｓ５２４の処理が本発明の車両情報取得手段が実行する機能に相当し、Ｓ５２６の処理が本発明の送信手段が実行する機能に相当する。

［他の実施形態］
図５〜図９および図１１に示す走行支援処理では、信号機情報の送信処理と、他車両から信号機情報を受信し、受信した信号機情報に基づいて走行支援レベルを調整する処理との両方を、走行支援装置が備えている。

これに対し、信号機の色の認識結果、および認識確度とともに、自車両の位置と自車両が向いている方位とを信号機情報として送信するのであれば、走行支援装置として、送信処理だけを実行してもよい。信号機の色の認識結果、および認識確度とともに、自車両の位置と自車両が向いている方位とを有する信号機情報を他車両から受信した車両は、自車両では信号機の認識処理を行うことなく、受信した信号機情報に基づいて、自車両の発進を支援する支援レベルを調整できる。

また、他車両から信号機情報を受信し、自車両が生成した信号機情報と、他車両が生成して送信してきた信号機情報とに基づいて自車両の発進を支援する支援レベルを調整する機能を備えているのであれば、自車両が生成した信号機情報を他車両に送信する機能がない走行支援装置であってもよい。

図１２に示す走行支援処理では、画像データの送信側は、送信要求を受信すると画像データを送信した。これに対し、画像データの送信側は、送信要求がなくても、自車両が停止しているときに、撮像した車両前方の画像データを一定時間間隔で送信してもよい。

また、画像データの送信側では、画像データの送信要求を受信しても、自車両よりも前方の車両からの送信要求であれば画像データを送信しなくてもよい。
上記実施形態では、アイドルストップ制御を行う車両に本発明の走行支援装置を適用した。これに対し、アイドルストップ制御を行わない車両に本発明の走行支援装置を適用してもよい。この場合、信号待ちで停止している車両に対し、エンジンを自動的に再始動する支援レベルの「高」の支援処理は実行しない。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

２：走行支援システム、６：カメラ（撮像装置）、８：ＧＰＳ受信機、１０：方位センサ、１２：車速センサ、１４：車両制御ＥＣＵ、３０：走行支援装置（認識手段、情報生成手段、車両情報取得手段、距離測定手段、送信手段、受信手段、支援レベル調整手段）、３２：通信制御部（送信手段、受信手段）、３４：物体認識部（認識手段、距離測定手段）、３６：車両情報制御部（車両情報取得手段）、３８：情報処理部（情報生成手段、支援レベル調整手段）

Claims (10)

1. アイドルストップ制御を行う車両に搭載され、信号待ちで停止している車両の発進を支援する走行支援装置において、
   自車両が停止しているときに自車両前方の信号機を認識する認識手段と、
   前記認識手段の認識結果に基づいて、前記信号機の色と認識した色の確度とを含んだ前記信号機の色を認識するための信号機情報を生成する情報生成手段と、
   前記情報生成手段が生成した前記信号機情報を他車両に送信する送信手段と、
   他車両が送信してきた前記信号機情報を受信する受信手段と、
   自車両の前記情報生成手段が生成した前記信号機情報の前記色の確度と、他車両が送信して前記受信手段が受信した前記信号機情報の前記色の確度とに基づいて前記信号機に対する認識精度を設定し、前記認識精度に応じて自車両の発進を支援する支援レベルを調整する支援レベル調整手段と、
   を備えることを特徴とする走行支援装置。
2. 自車両が向いている方位と自車両の位置とを取得する車両情報取得手段をさらに備え、
   前記情報生成手段は、前記車両情報取得手段が取得する自車両の方位および位置をさらに加えて前記信号機情報を生成し、
   前記支援レベル調整手段は、自車両の前記情報生成手段が生成した前記信号機情報の前記色の確度と自車両の方位および位置、ならびに他車両から前記受信手段が受信した前記信号機情報の前記色の確度と他車両の方位および位置に基づいて前記信号機に対する前記認識精度を設定し、前記認識精度に応じて前記支援レベルを調整する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の走行支援装置。
3. 前記信号機と自車両との距離を測定する距離測定手段をさらに備え、
   前記情報生成手段は、前記距離測定手段が測定する前記信号機と自車両との距離をさらに加えて前記信号機情報を生成し、
   前記支援レベル調整手段は、自車両の前記情報生成手段が生成した前記信号機情報の前記色の確度と、自車両の方位および位置と、前記信号機と自車両との距離、ならびに他車両から前記受信手段が受信した前記信号機情報の前記色の確度と、他車両の方位および位置と、前記信号機と他車両との距離に基づいて前記信号機に対する前記認識精度を設定し、前記認識精度に応じて前記支援レベルを調整する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の走行支援装置。
4. 前記送信手段は、デジタル署名を付加して前記信号機情報を他車両に送信し、
   前記支援レベル調整手段は、他車両が送信してきた前記信号機情報にデジタル署名が付加されており、他車両が送信してきた前記信号機情報を採用して前記支援レベルを調整する場合、デジタル署名が付加されていない場合よりも前記支援レベルを上げる、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の走行支援装置。
5. 前記送信手段は、前記信号機の色に対する前記認識手段の認識結果として前記信号機の色の変化状態を含む前記信号機情報を送信することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の走行支援装置。
6. 前記送信手段は、前記信号機の色が赤から青に変化したときだけ、前記信号機の色の変化状態を含む信号機情報を送信することを特徴とする請求項５に記載の走行支援装置。
7. アイドルストップ制御を行う車両に搭載され、信号待ちで停止している車両の発進を支援する走行支援装置において、
   自車両が停止しているときに自車両前方の信号機を認識する認識手段と、
   前記認識手段の認識結果に基づいて、前記信号機の色と認識した色の確度とを含んだ前記信号機の色を認識するための信号機情報を生成する情報生成手段と、
   他車両が送信してきた前記信号機情報を受信する受信手段と、
   自車両の前記情報生成手段が生成した前記信号機情報の前記色の確度と、他車両が送信して前記受信手段が受信した前記信号機情報の前記色の確度とに基づいて前記信号機に対する認識精度を設定し、前記認識精度に応じて自車両の発進を支援する支援レベルを調整する支援レベル調整手段と、
   を備えることを特徴とする走行支援装置。
8. アイドルストップ制御を行う車両に搭載され、信号待ちで停止している車両の発進を支援する走行支援装置において、
   自車両が停止しているときに、自車両前方の信号機を他車両が撮像して送信してきた画像データを受信する受信手段と、
   他車両が送信して前記受信手段が受信した前記画像データにより前記信号機を認識する認識手段と、
   前記信号機の色と認識した色の確度とを含んだ前記認識手段による前記信号機の色を認識するための認識結果に基づいて前記信号機に対する認識精度を設定し、前記認識精度に応じて自車両の発進を支援する支援レベルを調整する支援レベル調整手段と、
   を備えることを特徴とする走行支援装置。
9. 自車両が停止しているときに、自車両前方の信号機を他車両が撮像した画像データが必要なときに、他車両に画像データの送信を要求する送信手段をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の走行支援装置。
10. 前記支援レベル調整手段は、信号待ちでアイドルストップしている車両のエンジンを再始動させアイドルストップを解除することを複数の前記支援レベルの一つとしていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の走行支援装置。

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