JP5780201B2 - 運転支援システム、および、車両用運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、交差点およびその周辺において、車両に対して運転支援を行なう運転支援システムおよび車両用運転支援装置に関し、特に、運転支援終了を迅速に判断する技術に関する。

従来、自車が交差点に進入する際に、道路に設置された路側機から送信される運転支援用の情報を受信し、この情報に基づいて運転支援を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、交差点の各進入路に設置された光ビーコンから送信される、各進入路に応じた信号機の信号機情報を受信し、この信号機情報に基づいて、進行方向の信号機の点灯状態に合わせた運転支援を行う技術が開示されている。

また、交差点に設けられた路側機から、電波を用いて、運転支援情報を車両に送信する運転支援システムも知られている。

交差点に設けられた路側機から運転支援情報を送信する上記システムでは、車両が支援対象道路から途中逸脱したと判定した場合には支援を中止するようになっている。

この途中逸脱の判定は、路側機が送信する路側機情報に含まれる道路線形情報と、自車のＧＰＳ測位位置とを用いており、自車のＧＰＳ測位位置から道路線形情報が示す線までの距離が閾値を越えたか否かにより行なう。

特開２０１０−９２２１号公報

上述したように、途中逸脱の判定には自車のＧＰＳ測位位置を用いている。ＧＰＳ測位位置には誤差があることから、上記判定に用いる閾値は、この誤差を考慮して、道路幅に誤差を加えた値か、あるいは、それよりも大きい値となっている。

ＧＰＳ測位位置の誤差が大きいことから、上記閾値は、道路幅に比較して大きな値となってしまい、その結果、車両は途中逸脱したにもかかわらず、なかなか途中逸脱と判定されないという問題があった。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、迅速に逸脱判定が行える運転支援システムおよび車両用運転支援装置を提供することにある。

その目的を達成するための本発明は、運転支援サービスが行われる交差点に設置されて、交差点周囲に運転支援のための情報を逐次送信する路側機（１）と、前記路側機が送信する情報を受信し、受信した情報に基づいて運転支援制御を行なう車両用運転支援装置（２）と、を備えた運転支援システム（１００）であって、
前記路側機は、ＧＰＳ受信機（１２）と、この路側機が設置された位置の測量により決定した座標、および、この路側機が設置された交差点を含む運転支援対象道路の道路線形情報を記憶する記憶部（１４）と、前記ＧＰＳ受信機が受信した電波に基づいて現在位置を逐次演算する現在位置演算手段（１３）と、前記現在位置演算手段が演算した現在位置と、記憶部に記憶されている座標とに基づく情報であって、この路側機が設置されている交差点への進入路に対して垂直な方向のＧＰＳ測位誤差である垂直方向測位誤差、あるいは、その垂直方向測位誤差を演算することができる情報のいずれかであるＧＰＳ誤差情報を逐次決定する誤差情報決定手段（１３）と、この誤差情報決定手段が決定したＧＰＳ誤差情報、前記道路線形情報、および運転支援のための情報を、交差点周辺へ送信する送信機（１１）とを含み、
前記車両用運転支援装置は、ＧＰＳ受信機（２３）と、このＧＰＳ受信機が受信した電波に基づいて、自車の現在位置を逐次演算する自車位置演算手段（２２、Ｓ２）と、前記路側機の送信機が送信する情報を受信する受信機（２１）と、自車の現在位置から、前記受信機が受信した道路線形情報が示す、自車が走行中の道路の道路線形までの垂直距離を逐次演算する垂直距離演算手段（２２、Ｓ３）と、前記受信機が受信したＧＰＳ誤差情報に基づいて定まる前記垂直方向測位誤差と前記垂直距離との差分が、閾値よりも大きい場合に、自車が道路を逸脱したと判定する逸脱判定手段（２２、Ｓ４）と、前記受信機が受信した運転支援のための情報に基づいて運転支援制御を実行する運転支援制御手段（２２、Ｓ５、Ｓ７）とを含み、この運転支援制御手段は、前記逸脱判定手段により、自車が道路を逸脱したと判断された場合に、運転支援制御を終了することを特徴とする。

このように、本発明では、路側機は、測量により決定した座標を記憶していることに加えて、ＧＰＳ受信機を備えており、現在位置を逐次演算している。これら２つの座標、位置の違いは、時間的変動があるＧＰＳ測位の誤差を反映している。そして、車両用運転支援装置の逸脱判定手段では、ＧＰＳ誤差情報に基づいて定まる垂直方向測位誤差を判定に用いており、この垂直方向測位誤差と垂直距離との差分が閾値よりも大きい場合に、自車が道路を逸脱したと判定する。よって、閾値をＧＰＳ測位の誤差を考慮した大きい値とする必要がないので、迅速に逸脱判定が行えるようになる。

路側機１の構成を示すブロック図である。 垂直方向測位誤差(Err)vを説明する図である。 車両用運転支援装置２の構成を示すブロック図である。 車両用運転支援装置２の制御部２２が実行する運転支援制御を示すフローチャートである。 ＧＰＳ測位誤差を説明する図である。 第２実施形態で車両用運転支援装置２の制御部２２が行う運転支援処理を示すフローチャートであって、図４との相違部分を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。第１実施形態の運転支援システム１００は、ＤＳＳＳ（Driving Safety Support Systems）に適用されるものであって、図１に構成図を示す路側機１、および、図３に構成図を示す車両用運転支援装置２を含んでいる。なお、ＤＳＳＳは、信号情報サービス、規制情報サービス、及び障害物検知情報利用サービス等を提供する安全運転支援システムである。

まず、路側機１の構成について図１を用いて説明する。路側機１は、通信機１１、ＧＰＳ受信機１２、制御装置１３、記憶部１４を備え、交差点の所定位置に設置される。路側機１が設置される交差点を以下では対象交差点と呼ぶ。路側機１は、対象交差点につき１台が設置される。

通信機１１は、送信機としての機能を有しており、対象交差点に接続する各進入路の交差点から所定距離部分を含む通信範囲に交差点情報を逐次送信する。この交差点情報の内容は後述する。通信機１１は、例えば７００ＭＨｚ帯の電波を用いており、対象交差点から半径数百ｍ程度（例えば４００ｍ）の３６０°全範囲に情報を送信する。なお、指向性アンテナを用い、対象交差点の各進入路方向にのみ電波の送信方向を絞ってもよい。また、送信電波の周波数は、７００ＭＨｚ帯に限られず、例えば５．９ＧＨｚ帯でもよい。

ＧＰＳ受信機１２は、ＧＰＳ（global positioning system）が備える人工衛星が逐次送信する電波を受信、復調して信号を取り出し、この信号を制御装置１３へ逐次出力する。記憶部１４には、路側機１が設置された位置の測量により決定した座標および後述の道路線形情報が記憶されている。

制御装置１３には、通信機１１からの信号、ＧＰＳ受信機１２からの信号、記憶部１４に記憶された記憶内容が供給されることに加えて、信号サイクル情報、交差点周辺の物体検知情報など、公知のＤＳＳＳ路側機に備えられた制御装置と同じ情報も入力される。この制御装置１３は、公知のＣＰＵ及び内蔵メモリを有して構成されるコンピュータであり、そのＣＰＵが、内蔵メモリに予め記憶されているプログラムを実行することによって各種機能を実現する。

具体的には、制御装置１３は、ＧＰＳ受信機１２が受信した信号に基づいて、ＧＰＳ測位位置の演算を逐次行う。さらに、この演算したＧＰＳ測位位置と、予め記憶されている測量位置とからＧＰＳ測位誤差の道路垂直方向成分である垂直方向測位誤差(Err)vを逐次演算し、この垂直方向測位誤差(Err)vを含む交差点情報を、通信機１１から逐次送信させる。交差点情報の送信周期は、例えば１００ｍｓｅｃに設定される。なお、垂直方向測位誤差(Err)vについては、図２を用いて、後でさらに説明する。

上記交差点情報には、垂直方向測位誤差(Err)vの他に、道路線形情報やＤＳＳＳで用いる周知のシステム情報、信号情報、信号事象表現情報、規制情報、規制事象表現情報、障害物検知情報、障害物検知事象表現情報等、ＤＳＳＳにおいて車両に路側機１が送信する周知の種々の情報が含まれる。なお、これら周知の情報のうちの一部が交差点情報に含まれていなくてもよいし、また、これら以外の情報が交差点情報に含まれていてもよい。

システム情報は、路側機１から提供される全サービスに共通の情報であって、提供時刻や提供サービスの内容等の情報である。

道路線形情報は、対象交差点の各進入路のサービス対象範囲を含んだ対象交差点周辺の道路の線形的構造を表す情報であって、対象交差点の位置の情報も含んでいる。例えば、道路線形情報は、予め測定されて記憶された対象交差点の位置（緯度・経度）、その対象交差点の周囲の複数の道路構造規定点（緯度、経度）、互いに隣接する道路構造規定点を結ぶ線分の長さ、その線分の方向（方位）等の情報である。対象交差点の位置は、交差点中心の位置とする。

図２は、前述の垂直方向測位誤差(Err)vを説明する図である。この図２において、N(0)は対象交差点の中心、N(1)、N(2)は道路構造規定点であり、これらの点Ｎの間を結ぶ破線が道路線形である。交差点測位位置N(Pos)は、前述のＧＰＳ測位位置であり、N(0)に対応した測位位置である。ＧＰＳ測位位置には誤差があり、また、この誤差は時間的変動があることが知られている。

垂直方向測位誤差(Err)vは、交差点測位位置N(Pos)から道路線形に対して引いた垂線の長さである。この垂直方向測位誤差(Err)vは、対象交差点に進入する進入路に対して直交する方向のＧＰＳ測位誤差を意味しており、進入路の数分の垂直方向測位誤差(Err)vが逐次作成されて、交差点情報の一部として逐次送信される。

この垂直方向測位誤差(Err)vは下記式１により算出する。下記式１において、Errは、N(Pos)とN(0)との間の距離であり、φは北を基準とした道路線形の角度、θはN(Pos)とN(0)とを結ぶ線分の北を基準とした角度である。

（式１） (Err)v = Err×sin(φ−θ)
続いて、車両用運転支援装置２の構成について図３を用いて説明する。車両用運転支援装置２は、自動車等の車両に固定されるか、或いは、持ち運び可能に構成されて車両内に持ち込まれて使用される。

この車両用運転支援装置２は、図３に示すように、無線通信部２１、制御部２２、ＧＰＳ受信機２３、表示装置２４、音声出力装置２５を備えている。

無線通信部２１は、受信機として機能して路側機１から送信される交差点情報を受信する。つまり、路側機１との間で路車間通信を行う。また、無線通信部２１は、路側機１から受信した交差点情報を制御部２２に出力する。

ＧＰＳ受信機２３は、路側機１が備えるものと同様、ＧＰＳ人工衛星が逐次送信する電波を受信、復調して信号を取り出し、この信号を制御部２２へ逐次出力する。制御部２２は、ＧＰＳ受信機２３が供給する信号に基づいて、自車の現在位置を示す座標（緯度・経度）を逐次演算する。以下では、この位置を自車現在位置HvPosとする。

表示装置２４は、テキストや画像を表示するものであって、運転支援のための種々の情報が表示され、音声出力装置２５からは、運転支援のための種々の音声が出力される。これら表示装置２４、音声出力装置２５は、他の構成要素と同じ筐体に収容されていても良いし、あるいは、他の構成要素と別体となっていてもよい。また、これら表示装置２４、音声出力装置２５として、外部装置（たとえば、ナビゲーション装置やメータ表示部）を利用する構成でもよい。

制御部２２は、内部に周知のＣＰＵ、ＲＯＭ・ＲＡＭ・ＥＥＰＲＯＭなどのメモリ、Ｉ／Ｏ、及びこれらの構成を接続するバスライン（いずれも図示せず）等が備えられている。制御部２２は、無線通信部２１を介して路側機１から取得する交差点情報に基づいて、右折支援、信号見落とし防止支援など、周知の運転支援制御を行なう。ただし、この運転支援制御は、車両がサービス対象区間に入ったと判定（サービスイン判定）してから開始し、サービス対象区間を出たと判定（サービスアウト判定）したら終了する。対象交差点を通過した場合にサービスアウト判定を行なうのはもちろんであるが、対象交差点の手前でサービス対象道路を途中逸脱した場合にもサービスアウト判定をする。このサービスアウト判定は、自車現在位置HvPosから道路線形までの垂直距離Distと閾値ＴＨとを用いて行なう。

次に、図４のフローチャートを用いて、車両用運転支援装置２の制御部２２が行う運転支援処理を、上記サービスアウト判定を中心に説明する。

図４に示す処理は、サービスイン判定を行った場合に開始する。サービスイン判定方法には様々な方法を用いることができる。たとえば、路側機１が送信する上記交差点情報を受信したことでサービスインと判定してもよいし、また、交差点情報を受信できるようになったことに加えて、対象交差点までの距離を条件としてもよい。対象交差点までの距離は、たとえば、交差点情報に含まれている交差点測位位置N(Pos)と、自車現在位置HvPosとの差とする。また、光ビーコンが設置されており、その光ビーコンの下を通過したことを検知した場合にサービスイン判定をしてもよい。

ステップＳ１では、自車現在位置HvPosの更新周期となったか否かを判断する。この更新周期は、たとえば、数百ｍsec程度である。ステップＳ１がＮＯであれば、ステップＳ１の判断を繰り返す。

一方、ステップＳ１がＹＥＳとなった場合には、ステップＳ２へ進み、ＧＰＳ受信機２３からの信号に基づく現在位置の演算を行なって、自車現在位置HvPosを更新する。

続くステップＳ３では、自車現在位置HvPosから道路線形までの垂直距離Distを演算する。この演算には、最新の自車現在位置HvPosと、路側機１から受信した交差点情報に含まれている道路線形情報を用いる。なお、交差点情報には、進入路の数分の道路線形情報が含まれているため、自車が走行中の進入路に対する道路線形情報を選択する必要がある。この選択は、道路線形情報が示す各進入路の方向と、自車の向き、あるいは走行履歴の方向との比較に基づいて行い、自車の向き、あるいは、走行履歴の方向に最も一致する進入路の道路線形情報を選択する。

また、対象交差点から延びる道路線形は複数の線分により構成されているが、垂直距離Distの演算にどの線分を用いるかは、次のようにして決定する。すなわち、道路線形情報に含まれている複数の道路構造規定点のうち、自車現在位置HvPosに最も近い２点を両端点とする線分を用いる。あるいは、自車現在位置HvPosから垂線を引くことができる線分を、この垂直距離Distを演算する線分として決定してもよい。

逸脱判定手段に相当する処理であるステップＳ４では、下記式２に示す不等式が成立するか否かを判定する。式２において、垂直距離Distは直前のステップＳ３で演算したものを用い、垂直方向測位誤差(Err)vは、路側機１から受信した交差点情報に含まれている。閾値ＴＨは、道路逸脱を判定するために、道路幅よりも大きい値に設定されており、本実施形態では一定値である。なお、道路幅よりもどの程度大きくするかは、実験に基づいて決定される。

（式２） ｜Dist−(Err)v｜＞TH
上記式２の左辺では、垂直距離Distから、対象交差点における垂直方向測位誤差(Err)vを引いている。垂直方向測位誤差(Err)vは、自車現在位置HvPosにおけるものではないが、ＧＰＳ測位誤差は、運転支援制御を行う交差点周辺程度の範囲であれば、その範囲内の場所による違いは比較的少ない。そこで、対象交差点における垂直方向測位誤差(Err)vを、自車現在位置における誤差とみなしているのである。

ＧＰＳ測位誤差は、前述したように、時間的変動があるので、図５に示すC（T)が自車の真の現在位置である場合に、ＧＰＳ測位位置である自車現在位置HvPosは、あるときは、HvPos(1)のように、その真の現在位置C(T)の右側となるが、別なときは、HvPos(2)のように、その真の現在位置C(T)の左側となる。そのため、従来のサービスアウト判定では閾値ＴＨをＧＰＳ測位誤差を考慮した大きな値にしなければならなかった。

しかし、本実施形態では、上記式２の左辺は、自車走行道路に対する自車位置の道路幅方向のずれの真値を、ほぼ示している。よって、閾値ＴＨは、ＧＰＳ測位誤差を考慮した大きい値にする必要がない。従って、この閾値ＴＨは道路幅よりもやや大きい程度に設定される。

ステップＳ４がＹＥＳの場合には、自車が道路を途中逸脱した場合と考えられるので、ステップＳ５に進み、運転支援制御を終了する。

ステップＳ４がＮＯの場合にはステップＳ６へ進み、対象交差点を通過したか否かをさらに判断する。この判断がＹＥＳの場合にもステップＳ５へ進み、運転支援制御を終了する。ステップＳ６もＮＯの場合には、ステップＳ７へ進み、運転支援制御を継続する。この場合には、ステップＳ１へ戻る。

以上、説明した本実施形態によれば、Ｓ４（逸脱判定手段）において、垂直方向測位誤差(Err)vと垂直距離Distとの差分が閾値ＴＨよりも大きい場合に、自車が道路を逸脱したと判定している。よって、閾値ＴＨをＧＰＳ測位の誤差を考慮した大きい値とする必要がないので、迅速に逸脱判定が行えるようになる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を説明する。なお、この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一の要素である。

第１実施形態では、閾値ＴＨは一定値であったが、第２実施形態では、対象交差点までの距離に応じて閾値ＴＨを動的に変更する。

前述のように、ＧＰＳ測位誤差は、運転支援制御を行う交差点周辺程度の範囲であれば、その範囲内での場所による違いは比較的少ない。しかしながら、場所による測位誤差が完全に一致するというわけではなく、細かく見れば、場所による測位誤差は多少は異なる。

この第２実施形態でも、対象交差点における垂直方向測位誤差(Err)vを、自車現在位置におけるＧＰＳ測位誤差とみなす。しかし、上述のとおり、ＧＰＳ測位誤差は、場所により多少は異なる。よって、対象交差点における垂直方向測位誤差(Err)vを、自車現在位置におけるＧＰＳ測位誤差とみなすことによる誤差が多少は生じる。閾値ＴＨは、この誤差を考慮した大きさにする必要がある。

しかし、この誤差は、自車現在位置が対象交差点に近づくに従って小さくなる。そこで、第２実施形態では、自車現在位置が対象交差点に近づくほど、閾値ＴＨを小さい値に設定する。

図６に示すように、第２実施形態では、運転支援処理において、ステップＳ３に続き、ステップＳ３−１を実行する。そのステップＳ３−１では、対象交差点までの距離に基づいて閾値ＴＨを設定する。より詳しくは、対象交差点までの距離が短くなるほど、閾値ＴＨを小さい値に設定する。対象交差点までの距離に対する閾値ＴＨの変化程度は、実験に基づいて決定する。また、対象交差点までの距離に応じて直線的に閾値ＴＨが変化するようにしてもよいし、対象交差点までの距離に応じて、段階的に閾値ＴＨが変化するようにしてもよい。また、対象交差点までの距離は、交差点測位位置N(Pos)と自車現在位置HvPosとの差である。ただし、自車現在位置HvPosから道路線形に垂線を下ろし、この垂線と道路線形との交点から、道路線形に沿った対象交差点までの距離を算出してもよい。つまり、走行中の道路に沿って対象交差点までの距離を算出してもよい。

ステップＳ３−１を実行したら、第１実施形態と同じステップＳ４以下を実行する。

以上、説明した第２実施形態では、対象交差点までの距離が短くなるほど、Ｓ４の逸脱判定に用いる閾値ＴＨを小さくすることから、より迅速に逸脱判定が行える。

（第３実施形態）
第１実施形態では、路側機１が、式１から垂直方向測位誤差(Err)vを演算していた。しかし、第３実施形態では、路側機１は、対象交差点のＧＰＳ測位位置N(Pos)および対象交差点の測量位置をＧＰＳ誤差情報として、交差点情報に含ませて送信する。そして、車両用運転装置２の制御部２２が、これらの情報から式１の演算を行なってり垂直方向測位誤差(Err)vを決定する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

１：路側機、 ２：車両用運転支援装置、 １１：通信機（送信機）、 １２：ＧＰＳ受信機、 １３：制御装置（現在位置演算手段、誤差情報決定手段）、 １４：記憶部、 ２１：無線通信部（受信機）、 ２２：制御部、 ２３：ＧＰＳ受信機、 ２４：表示装置、 ２５：音声出力装置、 １００：運転支援システム、 Ｓ２：自車位置演算手段、 Ｓ３：垂直距離演算手段、 Ｓ４：逸脱判定手段、 Ｓ５，Ｓ７：運転支援制御手段

Claims (3)

1. 運転支援サービスが行われる交差点に設置されて、交差点周囲に運転支援のための情報を逐次送信する路側機（１）と、
   前記路側機が送信する情報を受信し、受信した情報に基づいて運転支援制御を行なう車両用運転支援装置（２）と、を備えた運転支援システム（１００）であって、
   前記路側機は、
   ＧＰＳ受信機（１２）と、
   この路側機が設置された位置の測量により決定した座標、および、この路側機が設置された交差点を含む運転支援対象道路の道路線形情報を記憶する記憶部（１４）と、
   前記ＧＰＳ受信機が受信した電波に基づいて現在位置を逐次演算する現在位置演算手段（１３）と、
   前記現在位置演算手段が演算した現在位置と、記憶部に記憶されている座標とに基づく情報であって、この路側機が設置されている交差点への進入路に対して垂直な方向のＧＰＳ測位誤差である垂直方向測位誤差、あるいは、その垂直方向測位誤差を演算することができる情報のいずれかであるＧＰＳ誤差情報を逐次決定する誤差情報決定手段（１３）と、
   この誤差情報決定手段が決定したＧＰＳ誤差情報、前記道路線形情報、および運転支援のための情報を、交差点周辺へ送信する送信機（１１）とを含み、
   前記車両用運転支援装置は、
   ＧＰＳ受信機（２３）と、
   このＧＰＳ受信機が受信した電波に基づいて、自車の現在位置を逐次演算する自車位置演算手段（２２、Ｓ２）と、
   前記路側機の送信機が送信する情報を受信する受信機（２１）と、
   自車の現在位置から、前記受信機が受信した道路線形情報が示す、自車が走行中の道路の道路線形までの垂直距離を逐次演算する垂直距離演算手段（２２、Ｓ３）と、
   前記受信機が受信したＧＰＳ誤差情報に基づいて定まる前記垂直方向測位誤差と前記垂直距離との差分が、閾値よりも大きい場合に、自車が道路を逸脱したと判定する逸脱判定手段（２２、Ｓ４）と、
   前記受信機が受信した運転支援のための情報に基づいて運転支援制御を実行する運転支援制御手段（２２、Ｓ５、Ｓ７）とを含み、
   この運転支援制御手段は、前記逸脱判定手段により、自車が道路を逸脱したと判断された場合に、運転支援制御を終了することを特徴とする運転支援システム。
2. 請求項１において、
   前記車両用運転支援装置は、自車の現在位置から前記路側機が設置された交差点までの距離に基づいて、前記閾値を逐次設定する閾値設定手段（２２、Ｓ３−１）を備えることを特徴とする運転支援システム。
3. 請求項１または２の運転支援システムに用いられる車両用運転支援装置。

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