JP7074087B2 - 走行経路予測装置 - Google Patents

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Description

本開示は、車車間通信を用いて、走行経路を予測する技術に関する。
特許文献１に記載の衝突事故防止システムは、周辺車両から受信した時系列的な車両位置情報を登録し、登録した時系列的な車両位置情報である走行軌跡から自車前方の道路線形を推定して用いている。
特開２０１０－１７０２３９号公報
ところで、車両の周辺に、高層ビルや林のような衛星からの電波を遮る遮蔽物がある場合などに、周辺車両から受信した車両位置情報が不正確になることがある。不正確な車両位置情報に基づいて道路線形を推定すると、誤った道路線形を推定する可能性がある。
本開示の１つの局面は、精度良く走行経路を予測可能な走行経路予測装置を提供する。
本開示の１つの局面は、走行経路予測装置であって、受信部（１３）と、予測部（２３）と、を備える。受信部は、車車間通信によって、複数の周辺車両の走行軌跡と各走行軌跡の測位精度と、を受信するように構成される。予測部は、受信部によって受信された走行軌跡と測位精度とを用いて、今後自車が走行する走行経路を予測するように構成される。
本開示の１つの局面によれば、複数の他車両の走行軌跡と各走行軌跡の測位精度とを用いるため、精度良く走行経路を予測することができる。
走行経路予測装置の構成を示すブロック図である。 走行経路予測装置が実行する衝突予測処理を示すフローチャートである。 走行経路予測装置が実行する走行経路算出処理を示すフローチャートである。 複数の車両の走行軌跡と走行経路の算出結果とを示す図である。 図４における各走行軌跡の測位精度を示す図である。 走行経路の予測結果を示す他の一例である。 高度を用いて走行経路を予測した結果を示す一例である。
以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。
＜１．構成＞
まず、本実施形態に係る走行経路予測装置２０の構成について、図１を参照して説明する。走行経路予測装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、半導体メモリ及びＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータを主体とした車載器である。
また、走行経路予測装置２０は、ＣＰＵが半導体メモリ等に記憶されているプログラムを実行することにより、状態算出部２１、周辺状態算出部２２、経路予測部２３、衝突予測判定部２４、及び警報出力部２５の機能を実現する。各機能の詳細は後述する。
また、走行経路予測装置２０は、ＧＰＳ受信機１１、車両センサ装置１２、無線通信機１３、警報装置３０、及び表示装置４０に接続されている。
ＧＰＳ受信機１１は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号を走行経路予測装置２０へ出力する。ＧＰＳ信号には、自車両６０が存在する位置の緯度、経度及び高度を含む位置情報と、位置の測位精度を示す測位精度情報とが含まれる。
車両センサ装置１２は、自車両６０の車速を検出する車速センサ、自車両６０の加速度を検出する加速度センサ、及び自車両６０のヨーレートを検出するヨーレートセンサを含む。車両センサ装置１２は、検出した車速信号、加速度信号及びヨーレート信号を、走行経路予測装置２０へ出力する。以下では、車速信号、加速度信号及びヨーレート信号をまとめてセンサ情報と称する。
無線通信機１３は、自車両６０の周辺に存在する複数の周辺車両と無線で車車間通信を行い、複数の周辺車両のそれぞれから、周辺車両の車両情報を受信する。周辺車両の車両情報は、周辺車両のセンサ装置により検出されたセンサ情報と、走行軌跡情報と、測位精度情報と、を含む。走行軌跡情報は、位置情報の時系列であり、連続して受信された所定数の位置情報を含む。測位精度情報は、所定数の位置情報のそれぞれの測位精度を含む。
また、無線通信機１３は、自車両６０の車両情報をブロードキャストで無線送信する。自車両６０の車両情報は、車両センサ装置１２により検出されたセンサ情報、ＧＰＳ受信機１１により連続して受信された所定数の位置情報、及び、測位精度情報を含む。
警報装置３０は、スピーカを含み、走行経路予測装置２０からの警報出力指令に応じて、音又は音声によって警報を出力する。表示装置４０は、ディスプレイ及び／又はインジケータを含み、走行経路予測装置２０からの警報出力指令に応じて、警報を表示したり、点滅したりする。走行経路予測装置２０は、自車両６０と周辺車両との衝突を予測した場合に、警報装置３０及び表示装置４０へ警報出力指令を出力する。なお、警報装置３０及び表示装置４０はどちらか一方のみが設けられていてもよい。
＜２．処理＞
次に、走行経路予測装置２０が実行する走行経路予測処理の手順について、図２のフローチャートを参照して説明する。
まず、Ｓ１０では、状態算出部２１が、ＧＰＳ信号及びセンサ情報を用いて、自車状態を算出する。具体的には、状態算出部２１は、ＧＰＳ信号から緯度、経度、高度を算出する。ここで、ＧＰＳによる測位頻度は比較的低い。よって、状態算出部２１は、センサ情報を用いて、ＧＰＳの測位間隔を補間し、自車両６０の現在の位置及び走行方向を算出する。すなわち、ＧＰＳによる最新の位置の測位時点から現時点までの間における自車両６０の移動量を算出し、自車両６０の現在の位置及び走行方向を算出する。
続いて、Ｓ２０では、状態算出部２１は、Ｓ１０において算出した自車両状態が警報対象か否か判定する。例えば、自車両６０が停止している場合には、警報対象外と判定し、自車両６０が走行している場合には、警報対象と判定する。Ｓ２０において、自車両状態が警報対象であると判定した場合は、Ｓ３０の処理へ進み、自車両状態が警報対象外と判定した場合は、本処理を終了する。
Ｓ３０では、周辺状態算出部２２が、自車両６０の周辺に存在する複数の周辺車両の車両状態を算出する。具体的には、周辺状態算出部２２は、車車間通信によって複数の周辺車両から受信した車両情報に含まれる走行軌跡情報とセンサ情報を用いて、各周辺車両の現在の位置及び走行方向を算出する。
続いて、Ｓ４０は、周辺状態算出部２２は、Ｓ３０において算出した周辺車両状態のそれぞれが警報対象か否か判定する。例えば、周辺車両が停止している場合には、警報対象外と判定し、自車両６０の走行方向と周辺車両の走行方向とが交差する場合には、警報対象と判定する。Ｓ４０において、いずれかの周辺車両状態が警報対象であると判定した場合は、Ｓ５０の処理へ進み、いずれの周辺車両状態も警報対象外であると判定した場合は本処理を終了する。
Ｓ５０では、経路予測部２３が、複数の周辺車両から受信した走行軌跡と、各走行軌跡に含まれる位置情報の測位精度と、を用いて、今後自車両６０が走行するだろう走行経路を算出（すなわち予測）する。走行経路の予測の詳細は後述する。
続いて、Ｓ６０では、衝突予測判定部２４が、Ｓ５０において算出した走行経路を用いて、自車両６０と周辺車両との衝突予測判定が成立するか否か判定する。具体的には、周辺車両のそれぞれと自車両６０と間の道のり距離を算出する。そして、例えば、算出した道のり距離が判定閾値未満の場合に、衝突予測判定が成立し、道のり距離が判定閾値以上の場合に、衝突予測判定が成立しない。道のり距離は、Ｓ５０において算出された走行経路の形状に沿った距離である。ここでは、図７に示すように、緯度及び経度だけでなく高度も考慮した、立体的な道のり距離を算出する。なお、衝突予測判定は、道のり距離と判定閾値との比較に限らない。例えば、道のり距離と現状の車両速度や加速度情報から、衝突するか否かを判定してもよい。
図６のように、走行経路が折れ曲がっている場合、自車両６０と周辺車両７０と間の直線距離は、道のり距離と比べて著しく小さくなることがある。また、図７のように、走行経路の高度が変化している場合も、自車両６０と周辺車両７０との間の直線距離は、道のり距離と比べて小さくなることがある。このような場合、衝突予測判定に直線距離を用いると、実際には自車両６０と周辺車両７０とが衝突する可能性が低い場合でも、衝突予測判定が成立することがある。これに対して、衝突予測判定に道のり距離を用いることにより、実際の走行路の形状に応じて、衝突を予測することができる。
Ｓ６０において、衝突予測判定が成立する場合には、Ｓ７０の処理へ進み、衝突予測判定が成立しない場合には、本処理を終了する。
Ｓ７０では、警報出力部２５が、警報装置３０及び表示装置４０へ警報出力指令を出力する。以上で、本処理を終了する。
続いて、経路予測部２３が実行する走行経路の算出処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。
まず、Ｓ１００では、経路予測部２３は、走行経路の候補地点を抽出する。具体的には、複数の周辺車両の走行軌跡の中から基準とする基準軌跡を抽出し、基準軌跡に含まれる各位置情報が示す地点を候補地点とする。経路予測部２３は、基準軌跡として、警報対象の周辺車両の走行軌跡の中から、所定の条件を満たす走行軌跡を抽出する。所定の条件は、自車両６０と最も距離が近い位置に存在する周辺車両の走行軌跡、自車両６０の走行方向と同じ方向又は対向する方向に走行する周辺車両の走行軌跡、走行中の周辺車両の走行軌跡、などである。
図４は、自車両６０が周辺車両７０Ａ，７０Ｂのそれぞれから受信した走行軌跡情報を示す。周辺車両７０Ａの走行軌跡情報には、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の地点が含まれている。周辺車両７０Ｂの走行軌跡情報には、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の地点が含まれている。ここでは、自車両６０と距離が近い周辺車両７０Ｂの走行軌跡を基準軌跡として抽出し、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が示す地点を候補地点として抽出する。
続いて、Ｓ１１０では、走行経路の補正対象があるか否か判定する。自車両６０の周辺に、ＧＰＳ衛星からの電波を遮る遮蔽物がある場合には、ＧＰＳによる自車両６０の位置情報の測位精度が低下する。測位精度の低い位置情報を用いて走行路を算出すると、誤った走行経路を算出する可能性がある。そこで、候補地点の近傍に候補地点よりも測位精度が高い地点がある場合に、候補地点を補正対象とする。具体的には、Ｓ１００において抽出した候補地点を含む所定範囲Ｒａ内において、候補地点よりも測位精度の高い地点が存在するか否か判定する。所定範囲Ｒａは、例えば、候補地点から距離が閾値以内の範囲としてもよい。Ｓ１１０において、補正対象があると判定した場合には、Ｓ１２０の処理へ進み、補正対象がないと判定した場合には、Ｓ１３０の処理へ進む。
Ｓ１２０では、走行経路の補正処理を実行する。具体的には、所定範囲Ｒａ内において、最も測位精度が高い地点を選択して候補地点とする。すなわち、所定範囲Ｒａ内において候補地点よりも測位精度が高い地点がない場合には、Ｓ１００において抽出した候補地点をそのまま候補地点とする。一方、Ｓ１００において抽出した候補地点よりも測位精度が高い地点がある場合には、候補地点をより測位精度が高い地点に補正する。
図４に示す例の場合、候補地点Ｂ３を含む所定範囲Ｒａには、地点Ａ４が含まれている。図５に示すように、候補地点Ｂ３の測位精度よりも地点Ａ４の測位精度の方が高い。よって、候補地点Ｂ３を含む所定範囲Ｒａにおいては、候補地点を地点Ｂ３から地点Ａ４に補正する。候補地点Ｂ２を含む所定範囲Ｒａには、その他の地点が含まれていない。よって、地点Ｂ２をそのまま候補地点とする。候補地点Ｂ１を含む所定範囲Ｒａには、地点Ａ２が含まれている。地点Ｂ１と地点Ａ２の測位精度は同等であるため、地点Ｂ１をそのまま候補地点とする。
なお、図５では、説明の便宜上、測位精度を「良い」と「悪い」の２値で表しているが、実際には測位精度は決められた範囲の数値で表される。
Ｓ１３０では、走行経路を確定する。具体的には、複数の候補地点を繋ぐ走行経路を確定する。図４に示す例では、地点Ａ４と地点Ｂ２と地点Ｂ１とを繋ぐ走行経路を確定する。以上で本処理を終了する。
＜３．効果＞
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）複数の周辺車両の走行軌跡と各走行軌跡に含まれる位置情報の測位精度とを用いるため、今後自車両６０が走行するだろう走行経路を精度良く算出することができる。
（２）基準軌跡に含まれる候補地点が抽出され、抽出された候補地点のそれぞれを含む所定範囲Ｒａ内に存在する地点のうち、最も測位精度が高い地点が選択される。そして、選択された各地点が候補地点とされ、複数の候補地点に基づいて走行経路が算出される。したがって、精度良く走行軌跡を算出することができる。
（３）高度を含む位置情報を用いて走行路を算出るため、高度を考慮して、立体的な走行経路を算出することができる。
（他の実施形態）
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
（ａ）上記実施形態では、複数の周辺車両の走行軌跡情報の中から基準軌跡を抽出しが、必ずしも基準軌跡を抽出する必要はない。例えば、自車両６０の前方の領域を所定範囲Ｒａごとに分けて、各所定範囲Ｒａの中で最も測位精度の高い位置情報が示す地点を候補地点としてもよい。また、複数の周辺車両の走行軌跡に含まれるすべての位置情報を、互いに位置が近い位置情報ごとにまとめてグループにし、各グループの中で最も側制度の高い位置情報が示す地点を候補地点としてもよい。
（ｂ）本開示に記載の走行経路予測装置２０及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の走行経路予測装置２０及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の走行経路予測装置２０及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。走行経路予測装置２０に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。
（ｃ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。
（ｄ）上述した走行経路予測装置２０の他、当該走行経路予測装置を構成要素とするシステム、当該走行経路予測装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、走行経路予測方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
１３…無線通信機、２０…走行経路予測装置、２３…経路予測部、６０…自車両。

Claims (4)

  1. 車車間通信によって、複数の周辺車両の走行軌跡と各走行軌跡の測位精度と、を受信するように構成された受信部（１３）と、
    前記受信部によって受信された前記走行軌跡と前記測位精度とを用いて、今後自車両（６０）が走行する走行経路を予測するように構成された予測部（２３）と、を備え、
    前記予測部は、前記受信部によって受信された前記走行軌跡のうち所定範囲内に存在する前記走行軌跡の中で最も前記測位精度が高い前記走行軌跡を選択し、選択した前記走行軌跡に基づいて、前記走行経路を予測する、
    走行経路予測装置
  2. 前記予測部は、前記受信部によって受信された前記走行軌跡の中から基準とする基準軌跡を抽出し、抽出した前記基準軌跡を含む所定範囲内に存在する前記走行軌跡の中で最も前記測位精度が高い前記走行軌跡を選択し、選択した前記走行軌跡に基づいて、前記走行経路を予測する、
    請求項１に記載の走行経路予測装置。
  3. 車車間通信によって、複数の周辺車両の走行軌跡と各走行軌跡の測位精度と、を受信するように構成された受信部（１３）と、
    前記受信部によって受信された前記走行軌跡と前記測位精度とを用いて、今後自車両（６０）が走行する走行経路を予測するように構成された予測部（２３）と、を備え、
    前記予測部は、前記受信部によって受信された前記走行軌跡の中から基準とする基準軌跡を抽出し、抽出した前記基準軌跡を含む所定範囲内に存在する前記走行軌跡の中で最も前記測位精度が高い前記走行軌跡を選択し、選択した前記走行軌跡に基づいて、前記走行経路を予測する、
    走行経路予測装置
  4. 前記走行軌跡は、高度情報を含み、
    前記予測部は、前記走行軌跡の高度情報を用いて、前記走行経路を予測する、
    請求項１～３のいずれか１項に記載の走行経路予測装置。
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