(57)【要約】【課題】車両の速度や交差点からの距離、さらに運転者の運転スキル等に関係なくより安全に交差点を走行することができる交差点安全走行システムを提案する。【解決手段】信号機情報受信部３０７は、カメラ２０１で撮影したＬＥＤ信号機１０１ａの画像データを画像処理して信号機情報４００を取得する。データ解析部３１０は、信号機情報４００の交差点ＩＤ４０１により交差点２０を特定し、ブランチＩＤ４０２により車両１０の進行方向の道路の信号機を特定する。判断部３１２は、信号機情報４００、車両情報及び停止距離２０５から、交差点２０の走行が危険かどうか判断する。危険と判断されたとき、判断部３１２の指示に基づいて警報部３１３は、警報信号を発信する。音声出力部３１４は、警報信号を受け運転者に制動が必要であることを音声で警報する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
青、黄、及び赤の信号機用ランプの点灯状態、及び点灯残り時間を含む信号機情報を受信する受信部と、
車両の位置及び進行方向、及び車速を含む車両情報を発生する車両情報発生部と、
交差点に設置された複数の信号機から前記車両の進行方向に対応した信号機を選択する信号機選択部と、
制動の必要性を認識してから制動操作を開始するまでに走行する空走距離に、前記制動操作を開始してから車両が停止するまでに走行する制動距離を加算した停止距離を算出する算出部と、
前記車両が前記信号機選択部によって選択された前記信号機から受信した前記信号機情報、及び前記車両情報に基づいて前記交差点を通過することが適切でないと判断されたとき、前記車両が前記交差点の停止線より前記停止距離だけ前方に到達した時点で、あるいは所定の時間だけずれた当該時点の前後に前記車両に制動を促す警報を発生する警報部とを備えたことを特徴とする交差点安全走行システム。
【請求項２】
前記受信部は、前記信号機情報を符号化した符号化信号に応じて点灯時限中前記信号機ランプを点滅することによって生成された可視光信号を撮像するカメラを含むことを特徴とする請求項１に記載の交差点安全走行システム。
【請求項３】
前記車両情報発生部は、前記車両の位置及び進行方向の前記車両情報を発生するカーナビゲーション装置と、前記車両の進行方向の前記車両情報を発生する方向指示器と、前記車速の前記車両情報を発生する車速検出装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の交差点安全走行システム。
【請求項４】
前記算出部は、実験によって求められた前記空走距離を初期値として記憶し、走行中に算出された前記空走距離によって前記初期値を更新した更新値を記憶する記憶部を含むことを特徴とする請求項１に記載の交差点安全走行システム。
【請求項５】
前記算出部は、昼間走行、夜間走行、晴天走行、雨天走行、雪上走行、タイヤ交換後の走行距離の少なくとも１つの条件を考慮して前記制動距離の算出を行うことを特徴とする請求項１に記載の交差点安全走行システム。
【請求項６】
前記信号機選択部は、前記信号機情報に含まれる交差点識別信号及び信号機識別信号、及び前記車両情報に含まれる前記車両の位置及び進行方向に基づいて前記信号機を選択することを特徴とする請求項１に記載の交差点安全走行システム。
【請求項７】
前記警報部は、音声及び振動及び光の少なくとも１つによって前記警報を発することを特徴とする請求項１に記載の交差点安全走行システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の速度に関係なくより安全に交差点を走行することができる交差点安全走行システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、信号機の点灯情報と車両の速度に基づいて運転者に警報を発する信号機情報伝達システムがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この信号機情報伝達システムによると、信号機に予め設置しておいた送信機から、信号機の点灯情報等の信号機情報を、法定速度で走行している車両が、交差点の停止線で安全に停止できる距離を所定の距離だけ越えた領域を通信領域として送信し、その通信領域に車両が進入したとき、車載の受信機でこの信号機情報を受信し、交差点を安全に走行できるか否かを判断し、安全に走行できないとき、運転者に警報する。
【特許文献１】特開２００４−２５８８６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の信号機情報伝達システムによると、通信領域はあくまで法定速度で停止できる停止距離に所定の余裕を持たせたものであり、路面状況の変化等で停止距離が伸びる可能性があり、その事によって安全に停止できない場合も考えられ、走行状況に応じて正確な判断の支援を行うことができない。
【０００５】
また、ブレーキ装置の遊びや、運転者が警報を知覚して制動操作を開始するまでの時間には個人差があるため、安全に停止できる距離は、速度以外の要素にも大きく左右される。
【０００６】
従って、本発明の目的は、車両の速度や交差点からの距離、さらに運転者の運転スキル等に関係なくより安全に交差点を走行することができる交差点安全走行システムを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
青、黄、及び赤の信号機用ランプの点灯状態、及び点灯残り時間を含む信号機情報を受信する受信部と、車両の位置及び進行方向、及び車速を含む車両情報を発生する車両情報発生部と、交差点に設置された複数の信号機から前記車両の進行方向に対応した信号機を選択する信号機選択部と、制動の必要性を認識してから制動操作を開始するまでに走行する空走距離に、前記制動操作を開始してから車両が停止するまでに走行する制動距離を加算した停止距離を算出する算出部と、前記車両が前記信号機選択部によって選択された前記信号機から受信した前記信号機情報、及び前記車両情報に基づいて前記交差点を通過することが適切でないと判断されたとき、前記車両が前記交差点の停止線より前記停止距離だけ前方に到達した時点で、あるいは所定の時間だけずれた当該時点の前後に前記車両に制動を促す警報を発生する警報部とを備えたことを特徴とする交差点安全走行システムを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
このような構成によれば、車両の速度や交差点からの距離、さらに運転者の運転スキル等に関係なくより安全に交差点を走行することができる交差点安全走行システムを提案することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の交差点安全走行システムの実施の形態を図面を参考にして詳細に説明していく。
[実施の形態]
（実施の形態の構成）
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態に関する交差点の概略構成図である。
【００１１】
車両１０が、交差点２０に近づいたとき、車両１０の進行方向に位置するＬＥＤ信号機１０１ａと画像処理を利用した可視光通信をする場合を表わしている。
【００１２】
交差点２０は、複数のＬＥＤ素子から構成されるＬＥＤ信号機１０１ａ〜１０１ｅと、交差点２０につながる道路１０２ａ〜１０２ｅと、交差点２０の手前に配置される停止線１０３ａ〜１０３ｅから構成され、車両１０が図示した進行方向に進む様子を表わしている。ＬＥＤ信号機１０１ａ〜１０１ｅの青、黄、及び赤のランプは、後述する信号機情報を符号化した符号化信号に応じて点滅することにより、車両１０へ信号機情報を送信する。
【００１３】
図２は、本発明の実施の形態に関するＬＥＤ信号機と車両間の可視光通信に関する概略構成図である。
【００１４】
車両１０は、青、黄及び赤のＬＥＤランプが点灯及び消灯するＬＥＤ信号機１０１ａを前方の画像取得範囲２０２において撮影するカメラ２０１を有する。停止距離２０５は、運転者が警報を知覚して制動操作を開始するまでに、車両１０が進む距離である空走距離２０３と、制動操作を開始してから車両１０が停止するまでに、車両１０が進む距離である制動距離２０４とを加算したものである。警報開始点２０６は、運転者に警報を開始する、車両１０の道路１０２ａ上の位置である。
【００１５】
空走距離２０３は、個人差や車両１０のブレーキ装置の遊び等が制動操作の開始に影響する。そのため、初期値では複数の被験者による平均時間を運転者が警報を知覚して制動操作を開始するまでの時間として設定する。車両１０が走行に供された以降は、後述する学習部３１５が交差点を走行するたびに学習される運転者が警報を知覚して制動操作を開始するまでの時間を、記憶部３１６に記憶し、初期値よりも制動操作を開始するまでの時間が長い場合に設定を変更する。
【００１６】
また、制動距離２０４は、現在の速度、タイヤ交換後の走行距離、ブレーキ装置の性能、昼夜の別、晴天、雨天等の天候、路面状況等から安全に停止するために必要な距離を決定するので、例えば、インフラ側からの路面状況の情報に基づいて、制動距離２０４が長めになるようなら、警報を早めにすることができる。
【００１７】
ここで制動距離２０４は、フルブレーキで停止するまでの距離ではなく、運転者が負担とならない減速度（例えば０．４Ｇ以下）で減速した時の距離を意味する。
【００１８】
図３（ａ）は、本発明の実施の形態に関するＬＥＤ信号機の信号機情報送信部の概略構成図であり、図３（ｂ）は、本発明の実施の形態に関する車両の信号機情報受信部及び車両情報発生部の概略構成図である。
【００１９】
図３（ａ）において、信号機制御部３０１は、交通管制センター等から送られてくる、ＬＥＤ信号機の各ランプの点灯時間、時間間隔等の信号機情報を受け取る。信号機情報送信部３０２は、信号機制御部３０１から受け取った信号機情報を、可視光通信用に符号化した符号化信号を供給する符号化部３０３と、信号機制御部３０１及び符号化部３０３からの符号化信号及び信号機情報に基づいて信号機の点灯及び点滅（消灯）を指示する信号機点灯制御部３０４と、青ランプ３０６ａ、黄ランプ３０６ｂ及び赤ランプ３０６ｃを駆動する第１ＬＥＤドライバ３０５ａ、第２ＬＥＤドライバ３０５ｂ及び第３ＬＥＤドライバ３０５ｃと、交差点２０に接続している走行可能な道路に対して表示される矢印ランプ３０６ｄと、矢印ランプ３０６ｄを駆動する矢印ランプドライバ３０５ｄとを有する。
【００２０】
図３（ｂ）において、信号機情報受信部３０７は、カメラ２０１で撮影した画像データを画像処理する画像処理部３０８と、画像処理部３０８から出力された符号化信号を復号する復号化部３０９と、車両情報発生部３２０のカーナビゲーション装置３１１から出力される地図情報や現在位置情報、車速信号発生部３１８から出力される速度情報、方向指示器信号発生部３１９から出力される方向指示器情報といった車両情報発生部３２０からの車両情報、及び復号化部３０９からの信号機情報４００を用いて解析して得た交差点ＩＤ４０１やブランチＩＤ４０２から、車両１０の進行方向に対応した信号機を選択するデータ解析部３１０と、停止距離２０５を算出して交差点２０の走行が安全か否かを判断する判断部３１２と、判断部３１２の指示に基づいて警報信号を発信する警報部３１３と、警報信号を受けて運転者に注意するように音声で警報する音声出力部３１４と、制動操作の開始信号を車両情報発生部３２０のブレーキ部３１７から受け取り、運転者が警報を知覚して制動操作を開始するまでの時間を学習する学習部３１５と、学習部３１５が学習した内容を記憶する記憶部３１６とを有する。
【００２１】
図４は、本発明の実施の形態に関する信号機情報の構成図である。
【００２２】
ＬＥＤ信号機１０１ａから送信される信号機情報４００は、交差点ＩＤ４０１、ブランチＩＤ４０２、現在状態４０３、現在矢印４０４、次の状態４０５、次の矢印４０６、次の状態に切り替わるまでの時間４０７とから構成される。
【００２３】
交差点ＩＤ４０１とは、各地域の交差点数が６４個以下となるように、全国を複数の地域に分割し、各地域の交差点に割り振られた０〜６３の番号のことである。０〜６３の交差点を特定するために、例えば、６ビットのコードが使用される。尚、各地域にもコードが付されるが、ここでは省略する。
【００２４】
ブランチＩＤ４０２とは、例えば、交差点２０に設置されているＬＥＤ信号機１０１ａ〜１０１ｅに対して付けられる番号である。ブランチＩＤ４０２によって、車両１０が交通の規制を受けるＬＥＤ信号機１０１ａ〜１０１ｅが特定される。このことによって、図１において、車両１０が直進する場合、カメラ２０１で撮影した画像の中に、複数のＬＥＤ信号機が含まれていたとしても、容易に直進方向のＬＥＤ信号機１０１ａの信号機情報４００を抽出することができる。ブランチＩＤ４０２のために、例えば、４ビットのコードが使用される。
【００２５】
現在状態４０３とは、ＬＥＤ信号機１０１ａが現在青、黄、及び赤のどのランプを点灯しているのかを表わす。現在状態４０３のために、例えば、２ビットのコードが使用される。
【００２６】
現在矢印４０４とは、矢印ランプ３０６ｄを点灯しているとき、例えば、交差点２０につながる道路１０２ａ〜１０２ｅの中で、どの道路が通行可能なのかを表わす。現在矢印４０４のために、例えば、７ビットのコードが使用される。
【００２７】
次の状態４０５とは、現在点灯しているランプの次に点灯するランプは青、黄、及び赤のどのランプであるかを表わす。次の状態４０５のために、例えば、２ビットのコードが使用される。
【００２８】
次の矢印４０６とは、次にどの道路が通行可能なのかを表わす。次の矢印４０６のために、例えば、７ビットのコードが使用される。
【００２９】
次の状態に切り替わるまでの時間４０７とは、例えば、現在点灯している青ランプ３０６ａから次に点灯する黄ランプ３０６ｂへと変わるまでの時間のことである。次の状態に切り替わるまでの時間４０７のために、例えば、５ビットのコードが使用される。
【００３０】
図５（ａ）は、本発明の実施の形態に関する交差点ＩＤの割り振り例に関する概略図である。
【００３１】
図５（ａ）において、Ｒ１〜Ｒ１１は、道路を表わしており、Ｃ０１、Ｃ０２等は、交差点ＩＤ４０１であり、各交差点を表わしている。
【００３２】
図５（ｂ）は矢印ランプ３０６等の矢印信号が交差点２０においてどの道路０〜６への進行を許可しているかを示す説明図である。
【００３３】
この０〜６は現在矢印４０４の各ビットに割り当てられる。例えば、左折と直進のみの許可であれば、現在矢印４０４の第０ビットと第５ビットのみが１となり、その他は０となる。
【００３４】
（動作）
以下に、本発明の実施の形態における交差点安全走行システムの動作を図１から図６を参照しつつ詳細に説明する。
【００３５】
図６は、本発明の実施の形態に関する交差点接近時にＬＥＤ信号機が青ランプを点灯していた場合のフローチャートである。
【００３６】
車両１０が道路１０２ａを走行中、データ解析部３１０がカーナビゲーション装置３１１の地図情報に基づいて進行方向に交差点２０があるか否かをチェックしている（ｓ６１）。ステップ６１において、Ｙｅｓが成立すると、データ解析部３１０が、カーナビゲーション装置３１１の位置情報に基づいて交差点２０から、例えば、３０ｍ手前の監視領域に入ったか否かをチェックする（ｓ６２）。ステップ６２において、Ｙｅｓが成立すると、車両１０の進行方向の道路の信号機の青ランプ３０６ａが点灯しているか否かをチェックする（ｓ６３）。
【００３７】
このとき、車両１０の進行方向の道路の決定は次のようにして行われる。
【００３８】
（１）車両１０がカーナビゲーション装置３１１の経路案内に基づいて走行しているとき
（イ）監視領域に入ったとき方向指示器がカーナビゲーション装置３１１が指示する道路と同じ方向を指示したときは、カーナビゲーション装置３１１が指示する道路を車両１０の進行方向とし、
（ロ）カーナビゲーション装置３１１と方向指示器の指示する方向が相違するときは、方向指示器の指示する方向を車両１０の進行方向とする。
【００３９】
（２）車両１０がカーナビゲーション装置３１１を利用しないで走行しているときは、方向指示器が指示する方向を車両１０の進行方向とし、方向指示器の指示がないときは、直進方向を車両１０の進行方向とする。
【００４０】
ステップ６３において、交通管制センター等から送られてくる信号機情報４００に基づいて点灯している青、黄、及び赤の各ランプ３０６ａ、３０６ｂ、及び３０６ｃをカメラ２０１で撮影し、得られた画像を画像処理部３０８で処理した後、復号化部３０９で復号した復号化信号をデータ解析部３１０へ出力する。データ解析部３１０は、信号機情報４００の交差点ＩＤ４０１により交差点２０を特定し、ブランチＩＤ４０２により車両１０の進行方向の道路の信号機を特定し、現在状態４０３より進行方向の道路の信号機の青ランプ３０６ａが点灯しているか否かをチェックする（ｓ６３）。
【００４１】
ステップ６３において、Ｙｅｓが成立すると、判断部３１２は、交差点ＩＤ４０１とカーナビゲーション装置３１１の地図情報と車両１０の現在位置及び車速から車両１０が交差点２０を通過するまでの通過時間を算出する（ｓ６４）とともに、この通過時間がデータ解析部３１０の信号機情報４００の次の状態に切り替わるまでの時間４０７の解析結果より得られた切り替り時間より長いか否かをチェックする（ｓ６５）。
【００４２】
ステップ６５において、判断部３１２が通過時間が切り替り時間よりも短いと判断したとき（ｓ６５；Ｙｅｓ）は、警報を発しないで（ｓ７１）判断部３１２の制御は終了するが、その判断においてＮｏのとき（ｓ６５；Ｎｏ）は、車両１０の車速、道路状況等から車両１０の制動に基づく停止距離２０５を演算する（ｓ６６）。この停止距離２０５の演算は、ステップ６３においてＮｏと判断されたときも行われる。
【００４３】
このとき、図２に示したように、停止距離２０５は次の（１）及び（２）の加算によって演算される。
【００４４】
（１）空走距離２０３
警報を出したとき運転者が知覚して制動を開始するまでの時間に車両１０が走行する距離（記憶部３１６に記憶されているデータに基づく）
【００４５】
（２）制動距離２０４
車両１０が制動を開始してから停止するまでの距離（記憶部３１６に記憶されているデータと現在の走行路面状況等に基づく）
【００４６】
判断部３１２は、車両１０の現在位置から交差点２０の停止線１０３ａまでの距離をカーナビゲーション装置３１１からの位置情報に基づいて算出し、この距離が停止距離２０５（＝空走距離２０３＋制動距離２０４）より小であるか否か、あるいは等しいか否かをチェックする（ｓ６７）。
【００４７】
ステップ６７において、Ｙｅｓが成立すると、判断部３１２は制動する必要があることを知らせる制動信号を警報部３１３へ出力する。制動信号を入力した警報部３１３は警報信号を音声出力部３１４へ出力する。警報信号を入力した音声出力部３１４は音声によって運転者に制動を促す（ｓ６８）。
【００４８】
学習部３１５は、運転者が警報を知覚してブレーキを操作するまでの時間を警報部３１３とブレーキ部３１７の信号出力に基づいて算出し（ｓ６９）、算出した時間が記憶部３１６のデータより大であるときは、記憶部３１６のデータを更新する（ｓ７０）。
【００４９】
（実施の形態の効果）
このようにして、車両１０の進行方向の道路の信号機が黄ランプ３０６ｂあるいは赤ランプ３０６ｃが点灯しているとき、あるいは青ランプ３０６ａが点灯していても青ランプ３０６ａの点灯の残り時間内には、車両１０が交差点２０を通過できないと判断したときは、車両１０が警報開始点２０６（停止線１０３ａまでの距離が停止距離２０５となる点）に到達した時点、あるいはその時点に所定の時間を加減算して得られた時点で運転者に警報を出して車両１０を制動することができるので、車両１０の走行の安全を図ることができる。尚、警報開始点２０６と停止線１０３ａの距離に反比例して警報の度合いを大にしても良い。
【００５０】
以上の実施の形態では、信号機情報４００はＬＥＤの点滅に基づく可視符号化信号によって車両１０へ送信されたが、これに限定されるものではなく、例えば、電波によって送信されてもよい。また、警報は音声によって運転者に報知されたが、これに限定されるものではなく、例えば、振動及び光その他の方法によって運転者に報知されても良い。
【００５１】
また、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の精神において、修正、変更できることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に関する交差点の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に関するＬＥＤ信号機と車両間の可視光通信に関する概略構成図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施の形態に関するＬＥＤ信号機の信号機情報送信部の概略構成図である。（ｂ）は、本発明の実施の形態に関する車両の信号機情報受信部の概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に関する信号機情報の構成図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施の形態に関する交差点ＩＤの割り振り例に関する概略図である。（ｂ）は矢印ランプ３０６ｄ等の矢印信号が交差点２０においてどの道路０〜６への進行を許可しているかを示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に関する交差点接近時にＬＥＤ信号機が青ランプを点灯していた場合のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１０・・・車両、２０・・・交差点、１０１ａ〜１０１ｅ・・・ＬＥＤ信号機、１０２ａ〜１０２ｅ・・・道路、１０３ａ〜１０３ｅ・・・停止線、２０１・・・カメラ、２０２・・・画像取得範囲、２０３・・・空走距離、２０４・・・制動距離、２０５・・・停止距離、２０６・・・警報開始点、３０１・・・信号機制御部、３０２・・・信号機情報送信部、３０３・・・符号化部、３０４・・・信号機点灯制御部、３０５ａ・・・第１ＬＥＤドライバ、３０５ｂ・・・第２ＬＥＤドライバ、３０５ｃ・・・第３ＬＥＤドライバ、３０５ｄ・・・矢印ランプドライバ、３０６ａ・・・青ランプ、３０６ｂ・・・黄ランプ、３０６ｃ・・・赤ランプ、３０６ｄ・・・矢印ランプ、３０７・・・信号機情報受信部、３０８・・・画像処理部、３０９・・・復号化部、３１０・・・データ解析部、３１１・・・カーナビゲーション装置、３１２・・・判断部、３１３・・・警報部、３１４・・・音声出力部、３１５・・・学習部、３１６・・・記憶部、３１７・・・ブレーキ部、３１８・・・車速信号発生部、３１９・・・方向指示器信号発生部、３２０・・・車両情報発生部、４００・・・信号機情報、４０１・・・交差点ＩＤ、４０２・・・ブランチＩＤ、４０３・・・現在状態、４０４・・・現在矢印、４０５・・・次の状態、４０６・・・次の矢印、４０７・・・次の状態に切り替わるまでの時間、Ｒ１〜Ｒ１１・・・道路、Ｃ０１〜Ｃ３４・・・交差点ＩＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008033617.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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