JPH1153689A - 車両間通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両間通信装置において、自車の走行状態を
確実に後続車に送信する。 【解決手段】 車両のリア部に走行状態インジケータ１
４が設けられ、自車の走行状態に応じた発光パターンで
発光する。例えば、自車が１台目である場合には、２次
元ＬＥＤアレイを全て発光させて長方形の発光パターン
とし、自車が２台目である場合には中央部のＬＥＤアレ
イを発光させず中抜きの発光パターンとする。また、自
動運転中である場合には略Ｔ字型の発光パターンとし、
手動運転中である場合には略逆Ｔ字型の発光パターンと
する。後続車は、先行車からの発光パターンを認識し、
認識結果に応じて自車の走行を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両間通信装置、特
に後続車に対して自車の走行状態をパターンで送信する
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、運転者の運転操作低減や安全性の
一層の向上並びに交通流の制御等を目的とした自動走行
制御装置が開発されており、ＡＨＳ（オートメーテッド
ハイウェイシステム）等として鋭意研究開発が進められ
ている。このようなＡＨＳシステムにおいては、先行車
との車間距離を所定の距離に維持しつつ先行車に追従走
行することにより円滑な走行を可能とするが、先行車に
効率よく追従するためには先行車の走行状態を迅速且つ
確実に認識して自車の走行を制御する必要がある。

【０００３】例えば、特開平４−７９０００号公報に
は、走行制御の一例として追突防止車間通信システムが
開示されており、自車両が所定減速度以上となった場合
に後続車に対して警報光を発し、後続車は光センサにて
この警報光を検知することで運転者に警報し、または自
車の走行を制御する技術が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、自車が所
定減速度以上となった場合に後続車に対して警報光を発
する構成は先行車との追突を防止する観点からは有効で
あるが、単に光信号のオン／オフで情報を後続車に送信
しているため、後続車が得られる情報に限りがある問題
があった。すなわち、先行車に追従走行する場合、先行
車の前に更に先行車が存在するか否かや、追従しようと
する先行車が自動運転か手動運転か等により自車の走行
を変化させる必要があるが、上記従来技術では単に光信
号のオン／オフで情報を区別しているため、これらの情
報を確実に送信できない問題があった。もちろん、自車
の走行状態を電波で送信することも考えられるが、後続
車から見て複数の先行車が存在する場合（先行車と更に
その前方を走行する先行車）、いずれの先行車からの電
波であるかを判別することが困難である問題が生じる。

【０００５】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、自車の走行状態を確
実に後続車に送信し、これにより円滑な自動走行を可能
とする車両間通信装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、車両に搭載され、車両間で情報を送
受信する車両間通信装置であって、発光パターンによっ
て後続車に情報を送信する送信手段と、先行車の発する
発光パターンを認識することにより前記先行車からの情
報を判別する認識手段とを有することを特徴とする。

【０００７】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、前記発光パターンで送信すべき情報は、自車の順
位、自動運転と手動運転の別、減速度の少なくともいず
れかであることを特徴とする。

【０００８】また、第３の発明は、第２の発明におい
て、前記発光パターンで送信すべき情報が自車の順位で
あり、かつ前記判別手段により前記先行車からの発光パ
ターンがｎ台目（ｎ≧２）であると判別された場合に
は、ｎ−１台目に比べて前記先行車との車間距離を増大
させるように自車の走行を制御する制御手段をさらに有
することを特徴とする。

【０００９】また、第４の発明は、第２の発明におい
て、前記発光パターンで送信すべき情報が自動運転と手
動運転の別であり、かつ前記判別手段により前記先行車
からの発光パターンが手動運転であると判別された場合
には、前記先行車に対する追従走行をキャンセルする制
御手段をさらに有することを特徴とする。

【００１０】また、第５の発明は、第２の発明におい
て、前記発光パターンで送信すべき情報が減速度である
場合、前記送信手段は自車の減速度が所定値以上の場合
のみ前記後続車に送信することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。

【００１２】図１には、本実施形態における車両構成図
が示されている。（Ａ）は主に車両のフロント部が示さ
れ、（Ｂ）には車両のリア部が示されている。車室内に
はカラーＣＣＤカメラ１０、１１が設けられている。カ
ラーＣＣＤカメラ１０は広角用カメラであり、ＣＣＤカ
メラ１１は望遠カメラである。もちろん、２台のＣＣＤ
カメラは必須ではなく、広角カメラ１台のみでもよい。
また、フロントバンパー下部にはレーザレーダ１２が設
けられており、先行車との車間距離や相対速度を検出す
る。

【００１３】一方、車両のリア部にはスポイラー部に走
行状態インジケータ１４が設けられている。なお、この
走行状態インジケータ１４は、公知のハイマウントスト
ップランプを改造したものであり、２次元の赤色ＬＥＤ
アレイから構成されている。また、リア部にはパターン
認識装置１６、レーダ信号処理器１８及び制御装置２０
が設けられる。

【００１４】図２には本実施形態の全体構成ブロック図
が示されている。カラーＣＣＤカメラ１０、１１にはパ
ターン認識装置１６が接続されており、それぞれのカメ
ラで取得した画像がパターン認識装置１６に供給され
る。パターン認識装置１６は入力した画像から赤色画素
のみを抽出し、先行車からどのようなパターンが送信さ
れたかを認識する。具体的な認識処理については後述す
る。

【００１５】また、レーザレーダ１２にはレーダ信号処
理器１８が接続されており、レーザレーダ１２からの検
出信号を処理して先行車との車間距離や相対速度を算出
する。なお、レーザレーダ１２は水平スキャン角度±２
０°のスキャン型レーザレーダであり、スキャン周期は
１０ｓｃａｎ／ｓｅｃ、分解能約０．６°毎に７０個／
ｓｃａｎ、距離精度±１０ｃｍの能力を有している。ま
た、測距可能範囲は約１００ｍである。

【００１６】パターン認識装置１６及びレーダ信号処理
器１８には制御装置２０が接続されており、パターン認
識装置１６での認識結果、すなわち先行車の走行状態が
供給され、またレーダ信号処理器１８から先行車との車
間距離や相対速度が供給される。制御装置２０はマイク
ロコンピュータで構成され、これらの検出信号に基づい
てスロットルコントローラ２２やブレーキコントローラ
２４に制御信号を出力し、スロットルアクチュエータ２
６やブレーキアクチュエータ２８を駆動して自車を加速
あるいは減速制御する。また、制御装置２０には走行状
態インジケータ１４が接続されており、走行状態インジ
ケータ１４を発光させることにより自車の走行状態を後
続車に送信する。

【００１７】図３には、パターン認識装置１６の構成ブ
ロック図が示されている。なお、説明の都合上カラーＣ
ＣＤカメラ１０からの画像信号を処理する場合について
のみ示している。カラーＣＣＤカメラ１０からの画像信
号はパターン認識装置１６内のインターフェース１６ａ
に供給され、デジタル信号に変換された後メモリ１６ｂ
に供給される。メモリ１６ｂは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）それぞれのメモリから構成されており、Ｒ、Ｇ、
Ｂ信号をそれぞれ格納する。メモリ１６ｂには２つのオ
ペアンプ１６ｃが接続されており、赤（Ｒ）メモリの出
力はオペアンプ１６ｃの非反転入力端子（＋）に接続さ
れ、緑（Ｇ）メモリ及び青（Ｂ）メモリの出力はオペア
ンプ１６ｃの反転入力端子（−）に接続されている。従
って、オペアンプ１６ｃでは、それぞれＲ−Ｇ、Ｒ−Ｂ
の差分が演算され、赤色成分のみを持つ画素部分、すな
わち先行車の走行状態インジケータ１４の発光画素が抽
出される。オペアンプ１６ｃには２値化するためのｌｕ
ｔ（ルックアップテーブル）回路１６ｄが接続されてお
り、更にｌｕｔ回路にはＡＮＤゲート１６ｅが接続され
ている。そして、ＡＮＤゲート１６ｅで論理和演算が行
われた後、その出力は画像メモリ１６ｆに格納される。

【００１８】以上のようにして赤色成分のみがメモリ１
６ｆに格納されると、次にこれらの赤色成分はラベリン
グ回路１６ｇに供給される。ラベリング回路１６ｇは得
られた画像内の赤色成分をグルーピングし、各グループ
に順次ラベルを付していく。そして、ラベルを付した各
グループは特徴抽出回路１６ｈに供給される。

【００１９】特徴抽出回路１６ｈはラベリングされた複
数の赤色グループのうち、直前の先行車のパターンのみ
を抽出する。具体的には、得られた複数のグループのう
ち、最もサイズの大きいグループを直前先行車から送信
されたパターンであるとして抽出する。抽出された直前
先行車からのパターンは更に解析部１６ｉに供給され
る。解析部１６ｉは、抽出されたパターンと予め用意さ
れたパターン（テンプレート）とを比較し、パターンマ
ッチング法により送信されたパターンがどのパターンで
あるかを認識する。認識結果は制御装置２０に出力され
る。

【００２０】本実施形態の構成は以上のようであり、走
行状態インジケータ１４の発光パターン（２次元赤色Ｌ
ＥＤアレイの発光配列）によって後続車に自車の走行状
態を送信する。後続車に送信すべき自車の走行状態とし
ては、ＡＨＳシステムにおいて追従走行している自車の
順位、すなわち自車が先頭車両であるか２台目であるか
３台目であるかの情報や、自車が自動運転中であるか手
動運転中であるかの情報、自車の減速度についての情報
等がある。以下、これらの情報を送信する場合について
順次説明する。

【００２１】＜自車の順位＞図４には、追従走行中の複
数の車両の平面図が示されている。（Ａ）は２台の車両
Ａ，Ｂが走行している場合であり、車両Ａは先頭車両、
車両Ｂは２台目の車両である。この場合、車両Ｂは先頭
車両である車両Ａと所定の車間距離を維持しつつ追従走
行を行うことができる。一方、（Ｂ）は３台の車両Ａ，
Ｂ，Ｃが追従走行している場合であり、車両Ａが先頭車
両、車両Ｂが２台目の車両、車両Ｃが３台目の車両であ
る。車両Ｂは先頭車両である車両Ａと所定の車間距離を
維持しつつ追従走行できるが、車両Ｃは車両Ｂとの間に
同一の車間距離を維持して追従走行することは好ましく
ない。車両Ａが減速した場合、一定の遅れ時間をもって
車両Ｂが減速を開始し、車両Ｃは更に一定の遅れ時間を
もって減速制御を開始するため、車両Ｂと車両Ｃとの車
間距離が大きく減少して運転者に不安感を与えてしまう
可能性があるからである。このように、追従走行する場
合、追従走行すべき先行車が何台目であるか、あるいは
自車が何台目であるかの情報は極めて重要であり、ここ
に自車の順位を後続車に送信する意義がある。

【００２２】図５〜図７には、自車の順位を送信する場
合の走行状態インジケータ１４の発光パターン例が示さ
れている。図５は自車の順位が１台目、すなわち先頭車
両である場合の走行状態インジケータ１４の発光パター
ンであり、制御装置２０が２次元赤色ＬＥＤアレイの全
てを発光させて長方形の発光パターンとしている。図
中、斜線部分は発光している赤色ＬＥＤを表している。
この発光パターンを受信した後続車では、この長方形の
発光パターンを認識することにより、追従すべき先行車
が１台目であり、従って自車の制御装置２０は所定の車
間距離で先行車に追従走行することになる。

【００２３】図６は自車の順位が２台目の場合の走行状
態インジケータ１４の発光パターンであり、２次元赤色
ＬＥＤアレイの周辺部のみが発光し、中央部が発光しな
いパターンであって、図５の長方形パターンを中抜きし
たパターンである。このような発光パターンを受信した
後続車では、追従すべき先行車が２台目の車両であり、
従って自車の順位は３台目となるので、制御装置２０は
通常の車間距離よりも先行車との車間距離を増大させて
追従することになる。

【００２４】図７は自車の順位が３台目の場合の走行状
態インジケータ１４の発光パターンであり、２次元赤色
ＬＥＤアレイの中央行及び中央列のみを発光させて十文
字状のパターンを形成している。この発光パターンを受
信した後続車では、追従すべき先行車が３台目の車両で
あり、従って自車の順位は４台目となり、制御装置２０
は自車の順位が２台目あるいは３台目の場合の車間距離
以上に車間距離を増大させて先行車に追従すべきことが
わかる。すなわち、自車が２台目の場合の先行車との車
間距離をＬ2、３台目の場合の車間距離をＬ3、４台目の
場合の車間距離をＬ4とするとＬ2＜Ｌ3＜Ｌ4であり、一
般にｎを２以上の自然数として、Ｌn-1＜Ｌnとなるよう
に自車の走行を制御する。

【００２５】＜自動運転と手動運転の別＞自車が追従走
行する場合、追従すべき先行車も自車と同様に自動運転
中であることが前提となる。手動運転中の車両は、運転
者の意思に従って走行しており、このような車両に追従
するのは円滑な走行の観点から必ずしも妥当でないから
である。従って、自車が自動運転中か手動運転中である
かの情報は後続車にとって極めて重要である。

【００２６】図８〜図９には、自動運転と手動運転の別
を後続車に送信するための発光パターン例が示されてい
る。図８は自車が自動運転中の走行状態インジケータ１
４の発光パターンであり、制御装置２０は２次元赤色Ｌ
ＥＤアレイの下部の両端ＬＥＤアレイを発光させず、そ
れ以外のＬＥＤアレイを発光させて略Ｔ字型の発光パタ
ーンを形成している。この発光パターンを受信した後続
車では、先行車が自動運転中であることを容易に認識
し、制御装置２０はこの先行車に追従すべく自車の走行
を制御する。

【００２７】図９は自車が手動運転中の場合の発光パタ
ーンであり、２次元赤色ＬＥＤアレイの上部の両端ＬＥ
Ｄアレイが発光せず、略逆Ｔ字型の発光パターンを形成
している。走行状態インジケータ１４がこのような発光
パターンとなった場合、後続車では先行車が手動運転中
であることを容易に認識でき、後続車の制御装置２０は
追従走行をキャンセルして自車を手動運転モードに移行
させる。

【００２８】なお、図５〜図９に示された発光パターン
は、自車が減速していない場合に制御装置２０からの指
令により生成される。具体的には、まず自動運転と手動
運転の別を表す図８または図９の発光パターンを送信
し、所定時間経過後に自車の順位を表す図５〜図７の発
光パターンを生成する。自車が減速する場合には、これ
らの発光パターンは全て消失し、後述する減速中の発光
パターンを生成する。

【００２９】＜減速度＞追従走行中の先行車が穏やかな
減速を行った場合、後続車もこの減速を検知して減速制
御できるが、先行車が急減速（例えば濡れた路面のよう
に摩擦係数の低い状態で出せる最大減速Ｇである０．４
Ｇ以上の減速度）である場合、先行車との車間距離や相
対速度を検知して自車を減速制御したのでは先行車との
車間距離が急速に縮まり、運転者に不安感を与える可能
性がある。従って、自車が所定の減速度以上で減速する
場合、後続車に送信することは極めて重要である。

【００３０】図１０には、自車が所定の減速度以上で減
速を開始する場合の走行状態インジケータ１４の発光パ
ターンが示されている。減速制御を行う場合、ストップ
ランプ３０が点灯するが、その減速度が所定値以上であ
った場合には更に走行状態インジケータ１４の２次元赤
色ＬＥＤアレイの全てが発光し、長方形の発光パターン
となる。具体的な発光タイミングは、制御装置２０から
ブレーキコントローラ２４に対して所定値以上の減速Ｇ
の指令が出力されたタイミングであり、制御装置２０は
所定値以上の減速Ｇの指令を出力するとともに、走行状
態インジケータ１４に対して発光を指示する。このよう
に、自車が所定の減速度以上（例えば０．４Ｇ以上）で
減速する場合には、走行状態インジケータ１４とストッ
プランプ３０が発光するため、図に示すように赤色発光
パターンでトライアングルを形成することになる。すな
わち、トライアングルの頂点に走行状態インジケータ１
４による赤色発光パターンが存在し、トライアングルの
底辺の２頂点にストップランプ３０による赤色発光パタ
ーンが存在することになる。一方、自車の減速度が所定
値以下である場合には、制御装置２０は走行状態インジ
ケータ１４の２次元赤色ＬＥＤアレイを発光させないの
で、図１０に示すようなトライアングルは形成されな
い。従って、後続車はこのようにトライアングルとなっ
た発光パターンの有無により先行車が所定の減速度以上
で減速するか否かを認識することができる。

【００３１】図１１には、図１０に示されるような発光
パターンを先行車から受信した場合の後続車における走
行制御のブロック図が示されている。レーザーレーダ１
４で先行車との車間距離を検出し、目標車間距離と検出
車間距離との差分（偏差）を演算して比例微分によるフ
ィードバック制御を行う。そして、このフィードバック
制御に加え、パターン認識装置１６で認識した先行車の
走行状態、すなわち所定値以上の減速度情報を考慮し、
比例微分フィードバック制御にフィードフォワード項を
加えて自車の走行を制御する。すなわち、パターン認識
装置１６からの走行状態が供給されない場合、制御装置
２０は

【数１】ｕ（ｔ）＝Ｋｄ・｛ｅ（ｔ）＋Ｔｄ／ｄｅ
（ｔ）／ｄｔ｝ により自車の走行を制御する。ここで、ｅ（ｔ）は目標
車間距離と検出車間距離の差分（偏差）、ｕ（ｔ）は制
御ゲイン入力、Ｋｄはフィードバックゲイン、Ｔｄは比
例定数である。パターン認識装置１６から走行状態が供
給された場合、制御装置２０はこの走行状態をフィード
フォワード制御に利用し、

【数２】ｕ（ｔ）＝Ｋｄ・｛ｅ（ｔ）＋Ｔｄ・ｄｅ
（ｔ）／ｄｔ｝＋ｇｆｆ により自車の走行を制御する。ここで、ｇｆｆがパター
ン認識装置１６から先行車の走行状態、すなわち図１０
に示す発光パターンが認識された場合のフィードフォワ
ード項であり、一定値である。このフィードフォワード
項ｇｆｆの存在により、ない場合に比べて応答性良く自
車を減速することが可能となり、従って先行車が所定値
以上で減速した場合でも先行車との車間距離が大きく減
少することを防ぐことができる。

【００３２】このように、本実施形態においては自車の
走行状態を発光パターンで後続車に送信するので、種々
の走行状態を後続車に送信できるとともに、複数の先行
車が存在する場合でも、相対的な発光パターンのサイズ
により直前の先行車からの発光パターンのみを容易に認
識することができる。

【００３３】なお、図５〜図１０に示された発光パター
ンは例示にすぎず、自車の走行状態を表す発光パターン
として任意の発光パターンを採用することが可能であ
る。ただし、その発光パターンは互いに相似でなく、か
つ類似しないことが条件となる。

【００３４】また、本実施形態では、走行状態インジケ
ータを車両リア部のスポイラー部に設けたが（ハイマウ
ントストップランプの位置）、その位置は任意であり、
例えばナンバープレート近傍に設けることも可能であ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自車の走行状態を確実に後続車に送信することが可能と
なり、後続車では先行車の走行状態を認識して自車の走
行状態を最適化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の車両構成図である。

【図２】 本実施形態の構成ブロック図である。

【図３】 本実施形態のパターン認識装置の構成ブロッ
ク図である。

【図４】 本実施形態の追従走行中の車両配列を示す平
面図である。

【図５】 本実施形態における１台目の車両の発光パタ
ーン説明図である。

【図６】 本実施形態における２台目の車両の発光パタ
ーン説明図である。

【図７】 本実施形態における３台目の車両の発光パタ
ーン説明図である。

【図８】 本実施形態における自動運転中の発光パター
ン説明図である。

【図９】 本実施形態における手動運転中の発光パター
ン説明図である。

【図１０】 本実施形態における所定値以上の減速度の
場合の発光パターン説明図である。

【図１１】 本実施形態における制御装置の制御ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０，１１ カラーＣＣＤカメラ、１２ レーザレー
ダ、１４ 走行状態インジケータ、１６ パターン認識
装置、１８ レーダ信号処理器、２０ 制御装置、３０
ストップランプ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載され、車両間で情報を送受信
   する車両間通信装置であって、 発光パターンによって後続車に情報を送信する送信手段
   と、 先行車の発する発光パターンを認識することにより前記
   先行車からの情報を判別する認識手段と、 を有することを特徴とする車両間通信装置。
2. 【請求項２】 前記発光パターンで送信すべき情報は、
   自車の順位、自動運転と手動運転の別、減速度の少なく
   ともいずれかであることを特徴とする請求項１記載の車
   両間通信装置。
3. 【請求項３】 前記発光パターンで送信すべき情報が自
   車の順位であり、かつ前記判別手段により前記先行車か
   らの発光パターンがｎ台目（ｎ≧２）であると判別され
   た場合には、ｎ−１台目に比べて前記先行車との車間距
   離を増大させるように自車の走行を制御する制御手段を
   さらに有することを特徴とする請求項２記載の車両間通
   信装置。
4. 【請求項４】 前記発光パターンで送信すべき情報が自
   動運転と手動運転の別であり、かつ前記判別手段により
   前記先行車からの発光パターンが手動運転であると判別
   された場合には、前記先行車に対する追従走行をキャン
   セルする制御手段をさらに有することを特徴とする請求
   項２記載の車両間通信装置。
5. 【請求項５】 前記発光パターンで送信すべき情報が減
   速度である場合、前記送信手段は自車の減速度が所定値
   以上の場合のみ前記後続車に送信することを特徴とする
   請求項２記載の車両間通信装置。