(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車速センサが、自車両の加速度を検出するステップと、
周波数分析部が、検出した加速度の周波数分析から周波数に対応するパワースペクトルを算出するステップと、
単回帰直線算出部が、算出したパワースペクトルの単回帰直線を演算するステップと、
傾き極大値算出部が、所定周波数範囲での当該単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出するステップと、
渋滞予兆算出部が、傾き極大値に応じて自車両前方での渋滞予兆度を算出するステップと、
報知制御部が、渋滞予兆度に応じた表示を表示器へ出力するステップと、
を含む渋滞予兆表示方法。
【請求項２】
さらに、車間距離検出部が、自車両と先行車両との車間距離を検出するステップを含み、
前記表示器へ出力するステップは当該車間距離も同時に表示するように出力する、請求項１に記載の渋滞予兆表示方法。
【請求項３】
前記表示器へ出力するステップは、渋滞予兆が有る場合と無い場合とで表示形態を変化させるように出力する、請求項１または２に記載の渋滞予兆表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、渋滞予兆表示方法に関し、より具体的には、自車両の加速度から渋滞予兆を判定しその渋滞予兆結果を表示する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両用運転支援装置において渋滞予測方法が提案されている。例えば、特許文献１には、レーダ装置による検出結果から自車両の前方及び後方の所定距離内に存在する他車両の車両密度を算出し、その車両密度を用いて自車両の走行状態が渋滞の発生原因になり得るか否かを判定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６２８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１を含む従来の方法では、渋滞予測結果の表示が必ずしも運転者にとって見やすくわかりやすいものとは言えず、運転者が渋滞の回避あるいは解消のための運転操作を迅速におこなう上でさらなる改善の余地がある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、渋滞予兆を的確におこなうと共にその予兆結果を運転者にとって見やすくわかりやすく表示して、運転者が渋滞の回避あるいは解消のための運転操作を迅速におこなうことが可能な渋滞予兆表示方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、自車両の加速度を検出するステップと、検出した加速度の周波数分析から周波数に対応するパワースペクトルを算出するステップと、算出したパワースペクトルの単回帰直線を演算し、所定周波数範囲での当該単回帰直線の傾きの変化量の極大値を傾き極大値として算出するステップと、傾き極大値に応じて自車両前方での渋滞予兆度を算出するステップと、渋滞予兆度に応じた表示をおこなうステップと、を含む渋滞予兆表示方法である。
【０００７】
本発明によれば、渋滞予兆を視覚的に把握できるので、運転者が渋滞の回避あるいは解消のための運転操作へ迅速に移行することが可能となる。
【０００８】
本発明の一形態によると、さらに、自車両と先行車両との車間距離を検出するステップを含み、表示をおこなうステップはその車間距離も同時に表示する。
【０００９】
本発明の一形態によれば、渋滞予兆と共に先行車両との車間距離をも視覚的に把握できるので、運転者が車間距離を把握した上で渋滞の回避あるいは解消のための運転操作をとることが可能となる。
【００１０】
本発明の一形態によると、表示をおこなうステップは、渋滞予兆が有る場合と無い場合とで表示形態を変化させる。
【００１１】
本発明の一形態によれば、渋滞予兆の有無を即座に把握することができるので速やかに渋滞への進行を防ぐために適した運転操作へ移行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例に従う、渋滞予兆表示方法を実施する装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に従う、加速度スペクトルを示す図である。
【図３】本発明の一実施例に従う、渋滞予兆度と傾き極大値との関係を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施例に従う、表示器の配置例を示す図である。
【図５】本発明の一実施例に従う、表示器による表示例を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に従う、渋滞予兆表示制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に従う、渋滞予兆表示方法を実施する渋滞予兆表示装置１０の構成を示す図である。渋滞予兆表示装置１０は車両に搭載される。渋滞予兆表示装置１０は、１つの装置としてあるいは他の装置の一部として車両に搭載することができる。
【００１４】
渋滞予兆表示装置１０は、車速センサ１１、レーダ装置１２、ナビゲーション装置１３、処理装置１４、スイッチ１５、各種アクチュエータ１６、スピーカー１７、表示器１８、および通信装置１９を備える形で構成される。なお、処理装置１４は、ナビゲーション装置１３の中に組み込んでもよい。また、スピーカー１７および表示器１８は、ナビゲーション装置１３が備える該当機能を利用してもよい。
【００１５】
車速センサ１１は、自車両の加速度を検出し、その検出信号を処理装置１４へ送る。レーダ装置１２は、自車両の周辺に設定される所定の検出対象領域を複数の角度領域に分割し、各角度領域を走査（スキャン）しながら赤外光レーザやミリ波等の電磁波を発信する。レーダ装置１２は、検出対象領域における物体からの反射信号（電磁波）を受信し、その反射信号を処理装置１４へ送る。
【００１６】
ナビゲーション装置１３は、ＧＰＳ信号等の測位信号を受信して、その測位信号から自車両の現在位置を算出する。また、ナビゲーション装置１３は、車速センサ１１およびヨーレートセンサ（図示なし）等が検出した加速度およびヨーレートから自律航法を用いて自車両の現在位置を算出することもできる。ナビゲーション装置１３は、地図データを備え、表示する地図上に自車両の現在位置、目的地までの経路情報や渋滞情報等を出力する機能を有する。
【００１７】
処理装置１４は、周波数分析部３１、単回帰直線算出部３２、傾き極大値算出部３３、反射点検出部３４、他車両検出部３５、車間距離検出部３６、渋滞予兆算出部３７、走行制御部３８、報知制御部３９、および通信制御部４０を備える。各ブロックの機能は、処理装置１４が有するコンピュータ（ＣＰＵ）によって実現される。各ブロックの機能の詳細は後述する。
【００１８】
処理装置１４は、ハードウエア構成として、例えば、入力アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、各種演算処理を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＣＰＵが演算に際してデータを記憶するのに使用するＲＡＭ、ＣＰＵが実行するプログラムおよび用いるデータ（テーブル、マップを含む）を記憶するＲＯＭ、スピーカー１７に対する駆動信号および表示器１８に対する表示信号などを出力する出力回路を備えている。
【００１９】
スイッチ１５は、自車両の走行制御に係る各種信号を処理装置１４へ出力する。各種信号には、例えばアクセルペダルの操作（位置）信号、自動走行制御（ＡＣＣ）に係る各種信号（制御開始、制御停止、目標車速、車間距離等）などが含まれる。
【００２０】
各種アクチュエータ１６は、複数のアクチュエータの総称として用いており、例えばスロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、ステアリングアクチュエータ等が含まれる。
【００２１】
表示器１８は、ＬＣＤ等のディスプレイを含み、タッチパネル機能を有するディスプレイとすることができる。表示器１８は、音声出力部および音声入力部を備える構成でもよい。表示器１８は、報知制御部３９からの制御信号に応じて、所定の警報情報を表示したり、所定の警告灯を点滅ないし点灯させることによって、運転者に報知する。スピーカー１７は、報知制御部３９からの制御信号に応じて所定の警報音や音声を出力することによって、運転者に報知する。
【００２２】
通信装置１９は、通信制御部４０による制御下で、無線通信によって他車両あるいはサーバ装置（図示なし）や中継局（図示なし）と通信を行い、渋滞予兆算出３７から出力される渋滞予兆算出結果と位置情報を対応付けて送信したり、他車両等から渋滞情報等を受信する。取得された情報は、通信制御部４０を介して報知制御部３９あるいは走行制御部３８に送られる。
【００２３】
次に処理装置１４の各ブロックの機能について説明する。周波数分析部３１は、車速センサ１１が検出した自車両の加速度について周波数分析を行い、パワースペクトルを算出する。図２に２つの異なる走行状態（ａ）、（ｂ）におけるパワースペクトルの例を示す。図２では、パワースペクトルとして周波数に対応した加速度スペクトル５１、５３が例示されている。
【００２４】
単回帰直線算出部３２は、得られたパワースペクトルに対して単回帰分析をおこない単回帰直線を算出する。図２の例では、符号５２、５４で指示される直線がそれぞれ加速度スペクトル５１、５３に対して得られる単回帰直線である。
【００２５】
傾き極大値算出部３３は、得られた単回帰直線から傾き極大値を算出する。図２の例では、最初に単回帰直線５２、５４の傾きを算出する。すなわち、図２において、所定の周波数範囲Ｙ（例えば、数秒から数分の時間範囲に対応する周波数範囲、０〜０．５Ｈｚ等）でのスペクトル値の変化Ｘに基づき傾きα（＝Ｙ／Ｘ）を算出する。図２では（ａ）と（ｂ）での傾きα１、α２が得られる。
【００２６】
次に、得られた傾きαの差分、すなわち所定の時間間隔での傾きαｋとαｋ−１との差分Δα（＝αｋ―αｋ−１）を算出する。得られた差分Δαの時間変化、あるいは差分Δαから得られるパラメータ（例えば、絶対値｜Δα｜、２乗値（Δα）２等）の時間変化の極大値を求める。得られた極大値を傾き極大値として処理装置１４内のメモリ（ＲＡＭ等）に格納する。
【００２７】
反射点検出部３４は、レーダ装置１２が検出した反射信号から反射点（物体）の位置を検出する。他車両検出部３５は、反射点検出部３４から出力される反射点の位置情報に基づき、隣り合う反射点間の距離、反射点の分布状態等から自車両の周辺に存在する少なくとも１台以上の他車両を検出する。車間距離検出部３６は、反射点検出部３４が検出した他車両情報から自車両と他車両との間の車間距離を検出し、その結果を走行制御部３８、報知制御部３９、および通信制御部４０へ出力する。
【００２８】
渋滞予兆算出部３７は、傾き極大値算出部３３により算出された傾き極大値に応じて渋滞予兆度を算出する。ここで、渋滞予兆度は、自車両前方にける道路（車線）において渋滞に至る可能性を示すパラメータとして定義する。すなわち、渋滞予兆度は、渋滞となる可能性が高い場合に大きくなり、その可能性が低い場合に小さくなる。この渋滞予兆度を本発明では傾き極大値から算出する。
【００２９】
図３は、渋滞予兆度と傾き極大値との関係を説明するための図である。図３の直線５６、５７は、図２の直線５２、５４と同様に単回帰直線算出部３２によって求められる単回帰直線である。単回帰直線５６は傾きαが小さい場合の例であり、単回帰直線５７は傾きαが大きい場合の例である。渋滞予兆度の大小を判定する閾値については、任意の値を定めることができるが、一般的に（１／ｆ）ゆらぎ特性として知られている「−４５度」をその値とすることができる。
【００３０】
傾きαが小さい場合は、先行車両から受ける衝撃波（振動、ゆらぎ）が小さい場合に相当し、車間距離が短くなって車群が密になる、すなわち渋滞に至る可能性が大きい場合に相当する。この場合、渋滞予兆度は大きな値をとる。逆に傾きαが大きい場合は、先行車両から受ける衝撃波（振動、ゆらぎ）が大きい場合に相当し、車間距離が短くなりにくく車群が密になりにくい、すなわち渋滞に至る可能性が小さ場合に相当する。この場合、渋滞予兆度は小さな値をとる。なお、ここで言う衝撃波（振動、ゆらぎ）とは、各車両が加速および減速の動作を繰り返すことにより後方の車両にその動作（前後の動き）を一種の振動として伝播させることを意味する。図３の例では、単回帰直線５６から単回帰直線５７へ向かって傾きαが大きくなるにつれて、渋滞に至る可能性が低くなっていく、すなわち渋滞予兆度が小さくなっていく関係にある。
【００３１】
したがって、本発明ではこの単回帰直線の傾きの大きさ、より具体的には、傾き極大値算出部３３によって算出された傾き極大値（例えば、｜Δα｜、（Δα）２等の時間変化の極大値）に応じて渋滞予兆度を算出する。具体的には、例えば傾き極大値（ｘ）と渋滞予兆度（ｙ）との関係を示す関数（例えば、ｙ＝ａｘ＋ｂ）を予め求めておき、傾き極大値算出部３３によって算出された傾き極大値（ｘ）に対する渋滞予兆度（ｙ）を算出する。あるいは、傾き極大値と対応する渋滞予兆度の値との関係を予め作成してテーブルとしてメモリに格納しておき、算出された傾き極大値に対する渋滞予兆度をそのテーブルを参照して求めることもできる。
【００３２】
渋滞予兆算出部３７は、算出した渋滞予兆度を含む制御信号を走行制御部３８、報知制御部３９、および通信制御部４０に送る。また、渋滞予兆算出部３７は、渋滞予兆度をナビゲーション装置１３に出力する。ナビゲーション装置１３は、渋滞予兆算出部３７から受信した渋滞予兆度と、通信制御部４０から出力される他車両において予測された渋滞予測結果等とに基づき、渋滞を回避するように自車両の経路探索や経路誘導を行うことができる。
【００３３】
走行制御部３８は、渋滞予兆算出部３７から出力される渋滞予兆度と通信制御部４０から出力される他車両において予測された渋滞発生予測結果等と、スイッチ１５から出力される各種信号と、車速センサ１１から出力される自車両の加速度の検出結果と、車間距離検出部３６から出力される車間距離の検出結果とに基づき、各種アクチュエータを制御することにより、自車両の走行を制御する。
【００３４】
報知制御部４３は、渋滞予兆算出部３７から出力される渋滞予兆度と通信制御部４０から出力される他車両において予測された渋滞発生予測結果等とに基づき、表示器１８およびスピーカー１７による報知制御をおこなう。報知制御部４３は、例えば、「減速して車間距離を取ること」等をスピーカー１７から音声で伝えたりするための制御信号を送る。
【００３５】
図４は、本発明の一実施例に従う、車室内での表示器の配置例を示す図である。図４では、表示部６３を、車室の中心線Ｃ上に位置するルームミラー６２の下部に設置する場合と、フロントカバー部６０の上に設置する場合を例示している。表示部６３は、ナビゲーション装置１３の表示部６１の一部として組み込むあるいはその上部等に配置してもよい。なお、表示部６３は、車室の中心付近に位置することが望ましい。その理由は、表示部６３が車室の中心付近に位置することにより、運転者の視線方向が左右いずれに向かっていても、表示部６３を運転者の視野内に入れることができるからである。
【００３６】
図５は、表示部６３の表示例を示す図である。表示部６３は、渋滞予兆の有無を表示する点灯部６３１、６３２を有する。点灯部６３１は、渋滞予兆度が所定値以下の場合、すなわち渋滞の可能性が低い場合に所定の色（例えば緑色）で点灯あるいは点滅する。点灯部６３２は、渋滞予兆度が所定値より大きい場合、すなわち渋滞の可能性が高い場合に所定の色（例えば赤色）で点灯あるいは点滅する。なお、図の点灯部６３１、６３２内の文字表示は説明のために記載されているもので実際には表示してもしなくてもよい。この渋滞予兆の有無の表示により、運転者は前方での渋滞の可能性を視覚的に把握することができ、減速して車間距離をとる等の渋滞回避のための運転に速やかに移行することが可能となる。
【００３７】
表示ブロック６３３は、上述した衝撃波が所定の大きさ以上の場合に所定の色（例えば白色）で点灯する。衝撃波の大きさは、渋滞予兆算出部３７において渋滞予兆度を算出する際に用いる傾き極大値の時間的変化（微分値）の大きさ等から算出することができる。例えば、その時間的変化が小さい場合には衝撃波は小さく、時間的変化が大きい場合には衝撃波は大きくなるので、所定のしきい値を設けて、そのしきい値を越えた場合に点灯部６３３を点灯させるようにする。なお、この衝撃波の有無の表示６３３は設けなくてもよく、適宜設定することができる。表示ブロック６３４には、車間距離検出部３６から送られる車間距離（ｍ）を表示する。
【００３８】
表示ブロック６３５、６３６、６３７は、スイッチボタンであり、それぞれ、点灯部６３１、６３２の表示をオフさせるスイッチ、表示ブロック６３３の表示をオフさせるスイッチ、表示部６３全体の表示をオフさせるスイッチである。運転者は各スイッチを押す（触れる）ことにより、手動で対応する表示機能を停止させることができる。
【００３９】
図６は、本発明の一実施例に従う、渋滞予兆表示制御のフローチャートである。なお、各ステップの詳細は既に説明した通りである。ステップＳ１０において、車速センサ１１によって自車両の加速度を検出する。並行して、ステップＳ１２において、レーダ装置１２からの出力信号に基づき自車両の周辺の車両との車間距離を検出する（図１のブロック３４〜３６）。
【００４０】
ステップＳ１４において、加速度スペクトル単回帰極大化をおこなう。具体的には、上述した傾き極大値を算出する（図１のブロック３１〜３３）。ステップＳ１６において、渋滞予兆度を算出する（図１のブロック３７）。ステップＳ１８において、渋滞予兆の有無、すなわち渋滞予兆度が所定値より大きいか否かを判定する。この判定がＹｅｓの場合、次のステップＳ２０において渋滞予兆の有無等の表示をおこなう。ステップＳ１８の判定がＮｏの場合、ステップＳ１４に戻り以降のフローを繰り返す。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において改変して用いることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  渋滞予兆表示装置
１４  処理装置
５１、５３  加速度（パワー）スペクトル
５２、５４、５６、５７  単回帰直線
６３  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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