(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
速度センサと、道路地図データベースと、処理装置と、表示器と、を有する車両の運転支援方法であって、
前記処理装置は、
自車両の加速度を前記速度センサから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大きさに基づく傾き極大値を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、
前記道路地図データベースから自車両が進行する道路における、上り坂または下り坂の位置と、クロソイド区間の位置とを抽出するステップと、
前記渋滞予兆度と、前記２つの位置とから運転支援情報を作成するステップと、
前記運転支援情報を前記表示器へ表示するステップと、を有し、
前記運転支援情報を作成するステップは、前記上り坂または下り坂において前記クロソイド区間が存在し、かつ前記渋滞予兆度から渋滞予兆があると判断される場合に、運転支援情報を作成する、
運転支援方法。
【請求項２】
前記運転支援情報を作成するステップは、前記上り坂に向かう前記クロソイド区間が存在する場合には、前方車両との距離を狭める運転支援情報を作成し、前記下り坂に向かう前記クロソイド区間が存在する場合には、緩やかに減速する運転支援情報を作成する、請求項１に記載の運転支援方法。
【請求項３】
前記運転支援情報を表示するステップは、前方車両との距離を狭める運転支援情報を表示する場合と、緩やかに減速する運転支援情報を表示する場合とで表示形態を変化させる、請求項２に記載の運転支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転支援方法に関し、より具体的には、道路情報と自車両の加速度から得られる渋滞予兆とに応じた運転支援情報を表示するための運転支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、道路の上り坂やサグ部（凹部）では平坦な道路に比べて渋滞が発生しやすい。そのため、上り坂やサグ部において、運転者に注意を促して渋滞を防ぐあるいは緩和させるために、道路に設けられた情報表示板による各種表示が行われている。
【０００３】
また、特許文献１には、進行方向前方の道路のコーナー情報に基づき推奨車速を設定する推奨車速設定装置又は車両制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３１０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来からの情報表示板を使用する方法では、その情報表示板の設置位置やそのコストの観点から、必ずしも必要となる場所に設置されていない場合も多く、その効果が十分に発揮されていない状況にある。
【０００６】
また、特許文献１に記載の方法では、渋滞情報については何ら考慮することなく、コーナー情報だけに基づいて推奨車速を設定しているので、実際に渋滞を防ぐあるいは緩和させるためには十分なものとは言えない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、渋滞が起こりやすい道路の上り坂やサグ部において、運転者が実際に渋滞の回避あるいは緩和させるための運転操作を適切かつ迅速におこなうことが可能となる運転支援方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、道路地図データベースから自車両が進行する道路における、上り坂または下り坂の位置と、クロソイド区間の位置とを抽出するステップと、渋滞予兆度と、前記２つの位置とから運転支援情報を作成するステップと、運転支援情報を表示するステップとを有し、運転支援情報を作成するステップは、上り坂または下り坂においてクロソイド区間が存在し、かつ渋滞予兆度から渋滞予兆があると判断される場合に、運転支援情報を作成する、運転支援方法である。
【０００９】
本発明によれば、上り坂または下り坂のクロソイド区間において、運転者が運転支援情報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緩和のための運転操作へ迅速に移行することが可能となる。
【００１０】
本発明の一形態によると、運転支援情報を作成するステップは、上り坂に向かうクロソイド区間が存在する場合には、前方車との車間距離を狭める運転支援情報を作成し、下り坂に向かうクロソイド区間が存在する場合には、緩やかに減速する運転支援情報を作成する。
【００１１】
本発明の一形態によれば、上り坂のクロソイド区間において車速が落ちて車間距離が広がってしまうことを防ぎことができ、下り坂のクロソイド区間において車速が上がって車間距離が狭まってしまうことを防ぐことが可能となる。
【００１２】
本発明の一形態によると、運転支援情報を表示するステップは、前方車両との距離を狭める運転支援情報を表示する場合と、緩やかに減速する運転支援情報を表示する場合とで表示形態を変化させる
本発明の一形態によれば、前方車両との車間距離を広げるべきか狭くするべきかを瞬時に把握することができ、そのための運転操作へ素早く移行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例に従う、運転支援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】クロソイド区間を例示した図である。
【図５】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６】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７】本発明の一実施例に従う、走行支援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】
【００１４】
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、運転支援方法を実施する運転支援装置１０の構成を示す図である。運転支援装置１０は車両に搭載される。運転支援装置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。
【００１５】
運転支援装置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、通信装置１９および地図データベース（ＤＢ）２０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。さらに、地図ＤＢ２０は、運転支援装置１０の一部として無くてもよく、携帯電話網や無線ＬＡＮを用いてネットワークを介してナビゲーション装置１３が道路地図データをダウンロードできればよい。
【００１６】
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。
【００１７】
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、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。
【００１８】
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、渋滞予兆度算出部３７、クロソイド情報抽出部３８、運転支援情報作成部３９、通信制御部４０、報知制御部４１、および走行制御部４２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。
【００１９】
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。
【００２０】
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やブレーキペダルの操作（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。
【００２１】
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。
【００２２】
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４１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４１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。
【００２３】
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、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４１あるいは走行制御部４２に送られる。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
渋滞予兆算出部３７は、傾き大値算出部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、自車両前方の道路（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、車間距離が長くなって車群が疎になる、すなわち渋滞に至る可能性が小さい場合に相当する。この場合、渋滞予兆度は小さな値をとる。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、車群が密になりやすく、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。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高くなっていく、すなわち渋滞予兆度が大き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。例えば、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運転支援情報作成部３９、さらには通信制御部４０、報知制御部４１、走行制御部４２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】
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、その結果を通信制御部４０、報知制御部４１、および走行制御部４２へ出力する。
【００３４】
クロソイド情報抽出部３８は、ナビゲーション装置１３を介して地図ＤＢ２０から取得した道路地図情報から、自車両が進行する道路における、上り坂または下り坂の位置と、クロソイド区間の位置とを抽出する。その際、上り坂または下り坂の位置およびその近傍にクロソイド区間が存在するか否かを判断し、存在する場合は、上り坂または下り坂の位置とクロソイド区間の位置とを１組の情報（データ）としてメモリに格納すると同時に運転支援情報作成部３９に送る。
【００３５】
クロソイド区間は、クロソイドカーブとも呼ばれ、緩和曲線が形成される道路区間を意味する。図４は、クロソイド区間を例示した図である。道路４５において、現在地から進行方向に向かって、順番に符号Ｃ１からＣ４で指示される各区間がクロソイド区間である。本発明の実施形態では、上り坂または下り坂がある場合は、Ｃ１からＣ４の各クロソイド区間の位置（区間）情報に、上り坂または下り坂の位置（区間）の情報を関連付けてメモリに格納すると同時に運転支援情報作成部３９に送る。
【００３６】
運転支援情報作成部３９は、自車両が進行する道路の前方に上り坂または下り坂が存在し、その上り坂または下り坂においてクロソイド区間が存在し、かつ算出された渋滞予兆度から渋滞予兆があると判断される場合に、運転支援情報を作成する。具体的には、例えば上り坂に向かうクロソイド区間が存在し渋滞予兆がある場合には、前方車両との距離を狭める運転支援情報を作成する。また、下り坂に向かうクロソイド区間が存在し渋滞予兆がある場合には、緩やかに減速する運転支援情報を作成する。なお、これらの運転支援情報はあくまで例示であって、他のパラメータ（速度、加減速等）を運転支援情報に含めてもよい。また、下り坂の場合は、安全面や燃料消費の観点からエンジンブレーキの利用が推奨されるため、エンジンブレーキを用いて緩やかに減速するように運転支援情報を提供してもよい。運転支援情報作成部３９は、作成した運転支援情報を報知制御部４１に送る。
【００３７】
報知制御部４１は、運転支援情報作成部３９から出力される運転支援情報を報知するために、表示器１８およびスピーカー１７に報知制御信号を送る。報知制御部４３は、音声を利用する場合は、例えば、「緩やかに減速してください」、「エンジンブレーキを利用して、緩やかに減速してください」、「前方車両との距離を狭くしてください」、あるいは「速度を上げて車間距離を狭くしてください」等をスピーカー１７から音声で伝えるための制御信号を送る。表示器１８による表示を利用する場合は、例えば以下のような表示をおこなう。なお、音声と表示とによる報知は、そのいずれか一方のみを利用または両方併用のいずれであってもよい。
【００３８】
図５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５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。
【００３９】
図６は、表示部６３の表示例を示す図である。表示部６３は、緩やかに減速する、または車間距離を狭くすることを表示する点灯部６３１、６３２を有する。点灯部６３１は、緩やかに減速して車間距離を広くする場合、すなわち例えば下り坂に向かうクロソイド区間が存在し渋滞予兆がある場合に所定の色（例えば緑色）で点灯あるいは点滅する。点灯部６３２は、車間距離を狭くする場合、すなわち例えば上り坂に向かうクロソイド区間が存在し渋滞予兆がある場合に所定の色（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。この表示により、運転者は、前方でのクロソイド区間での渋滞の可能性を把握できると同時に、渋滞を回避するために、緩やかに減速して車間距離を広げる、あるいは速度を上げて車間距離を狭くし前方車に追随して走行を可能とすることで、加速度スペクトルの極大を抑制する。
【００４０】
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。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６３４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。
【００４１】
走行制御部４２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。すなわち、例えば走行制御部４２は、スイッチ１５から出力される信号に応じて自動走行制御（ＡＣＣ）の実行を開始または停止したり、ＡＣＣでの目標車速や目標車間距離の設定や変更を行う。
【００４２】
図７は、本発明の一実施例に従う、走行支援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）。
【００４３】
ステップＳ１４において、加速度スペクトルの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Ｎｏの場合、ステップＳ１４に戻り以降のフローを繰り返す。ステップＳ１８の判定がＹｅｓの場合、次のステップＳ２０において道路情報を取得する。
【００４４】
ステップＳ２２において、道路情報から自車両が進行する道路における、上り坂または下り坂の位置と、クロソイド区間の位置とを抽出する（図１のブロック３８）。ステップＳ２４において、下り坂でクロソイド区間であるか否かを判定する。この判定がＹｅｓの場合、次のステップＳ２６において、緩やかに減速する表示（例えば図６の６３１の点灯）をする。ステップＳ２４の判定がＮｏの場合、ステップＳ２８において、上り坂でクロソイド区間であるか否かを判定する。この判定がＹｅｓの場合、次のステップＳ３０において、車間距離を狭くする表示（例えば図６の６３２の点灯）をする。ステップＳ２８の判定がＮｏの場合、ステップＳ３２において、運転支援の表示をオフにする（例えば図６の６３１、６３２の消灯）。
【００４５】
このように、本発明の実施形態によれば、地図情報からクロソイド区間を抽出することを前提として、クロソイド区間でのスペクトル極大による状態遷移をモニターして渋滞予兆の有無を判断し、その結果を運転者に告知することで、効率的に車群を解消して、渋滞の回避または緩和を促進することが可能となる。
【００４６】
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】
【００４７】
１０  運転支援装置
１４  処理装置
４５  道路
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】
0005501208.tif 000002
【図２】
0005501208.tif 000003
【図３】
0005501208.tif 000004
【図４】
0005501208.tif 000005
【図５】
0005501208.tif 000006
【図６】
0005501208.tif 000007
【図７】
0005501208.tif 000008