JP2016532975A - 自動車の誤走行の確実性を検査する方法および制御検出装置 - Google Patents

Abstract

本願では、片側走行路（２）へ進入するときの自動車（７）の誤走行の確実性を検査する方法を開示しており、当該方法では、片側走行路（２）のジャンクション（３）の停車線または車線変更禁止線を越えたことを検出し、および／または、前記自動車（７）前方にある、ジャンクション（３）の車道（５）の少なくとも１つの方向情報（１８，２０）を検出し、当該検出結果に基づいて誤走行の確率を求める。さらに、片側走行路（２）へ進入するときの自動車（７）の誤走行の確実性を検査する制御検出装置であって、前記片側走行路（２）のジャンクション（３）の停車線（１４）または車線変更禁止線（１５）を越えたことの検出を行う手段（２１）、および／または、前記自動車（７）前方にある、ジャンクション（３）の車道（５）の少なくとも１つの方向情報（１８，２０）を検出する手段（２１）と、前記検出の結果に基づき、誤走行の確率を求める手段（２３）とを有することを特徴とする制御検出装置も開示する。

Description

本発明は、片側走行路へ進入するときの自動車の誤走行の確実性を検査する方法および制御検出装置に関する。

従来技術
誤走行運転者はゴーストドライバとも称され、事故時に死者、負傷者および甚大な物的損害を引き起こす原因となる。ここで「誤走行」とは、片側走行路にて定められた走行方向とは逆方向に走行することをいう。「片側走行路」とは、対向車線から構造的に分離している車道である。片側走行路は自動車道または高速道路上に、たとえば整備された国道等において見られるものである。誤走行は前進走行と後退走行とに分けることができ、前進走行は、誤進入または誤方向転換によって始まるものである。

誤走行の大半は、国道自動車道のジャンクションにおいて生じる。まさに自動車道上におけるこの誤走行のときに、事故が発生すると、その走行速度が速く衝突速度も速いことにより、死亡事故となる頻度が高くなる。

ナビゲーション機器による誤走行の識別は、常に高信頼性で実現できるとは限らない。というのも、道路分類や道路方向等のナビゲーション機器の情報通知は、大半の誤走行発生時には遅すぎるからである。すなわち、車両はこの時点で既に、車線上において走行方向とは逆方向になっているからである。

最新の自動車は、セーフティシステムやコンフォートシステムを実現するため、たとえば加速度センサ、ヨーレートセンサ等の慣性力センサと、車両状態を特定するための操舵角とを使用する。さらに現在では、たとえば自動車のナビゲーションシステムまたは位置検出用等の内蔵ＧＰＳモジュールを備えた自動車が数多く存在する。同様に種々の情報を処理および出力するビデオセンサ系を備えた自動車が、既に現在も、また将来的にも、ますます増えている。

発明の開示
片側走行路へ進入するときの自動車の誤走行の確実性を検査する本発明の方法は、
前記片側走行路のジャンクションの停車線または車線変更禁止線を越えたことを検出するステップ、
および／または、
当該自動車前方にある、ジャンクションの車道の少なくとも１つの方向情報を検出するステップと、
前記検出の結果に基づき、誤走行の確率を求めるステップと
を有する。

本発明の方法によって作用連鎖の検出が可能となり、これにより確実性の検査を、すなわち誤走行の検出または判別の構成要素または備えとしての検査または事前検査を実現できるという顕著な利点が奏される。本発明の方法を既に誤走行の検出とみなして使用することも可能である。その確実性は、周辺データを検出することによって改善することができ、これにより、本方法の信頼性およびロバスト性が向上する。このことによって本発明は、意図されない誤走行を、その発生時に既に確実に判別することができ、全般的な交通安全性を向上させることができる。

本発明の方法は、進入路においてまたはジャンクション内において自動車または自動車運転者の誤走行挙動を対象として検討するものである。というのも、大抵の誤走行は進入路またはジャンクションにおいて発生するからである。このことにより、道路自体に進入する前に既に、誤走行を有利に確実性検査および／または検出することができる。

上述の検出ステップまたは検出プロセスの他に、更に他の検出を用いることも可能である。かかる検出に基づき、誤走行の確実性が検査され、または誤走行の確率が求められる。このことは、上述の検出された情報と確実性検査値との比較、および、その後の重み付けを含む。各個別の重み付けにより、確率を求めることまたは算出することができる。各個々の検出を確実性検査基準とみなすことが可能であり、この確実性検査基準は、上述の確率を求めるのに用いられる。

本方法の各ステップ全てを自動車内において処理すること、または、中央サーバ等の外部ユニットにおいて処理すること、または、これら両システム上に分散させて並列処理することが可能である。各ステップの実施は、上述の順序に拘束されることはない。

１つの特殊な実施形態では、前記方向情報は、方向に依存する路面標示および／または方向に依存する交通標識を含む。各個別の情報を単独で、または組み合わせて、かかる検出の基礎として用いることができる。好適には、上記情報または確実性検査基準のうち複数を検出する。このことにより、本方法のロバスト性および確実性が向上する。というのも、より幅広い基礎に基づくことができるからである。

ジャンクションの車道から片側走行路への曲がりを検出することができる。この比較的迅速に検出可能な基準は、確実性検査の更なる基準として用いることができる。確実性検査基準を互いに独立して、ある程度は並列して、または、可能なまたは可能性のある順序で、たとえば作用連鎖で検討することができる。いずれの態様でも、本方法の確実性および信頼性を向上させることができる。上記基準は、たとえばビデオセンサ系等であるセンサ系を用いて、またはナビゲーション機器もしくはナビゲーションモジュールを用いて検出することができる。

本発明の１つの有利な実施形態では、前記検出は、自動車のビデオデータ、ナビゲーションデータおよび／または慣性力センサ系のデータの情報に基づいて行われ、ないしは、前記検出のために自動車の少なくとも１つのセンサが用いられる。大抵の自動車は複数の異なるセンサを組み込んでいるので、これらの異なるセンサまたはその信号を本方法に容易に用いることができる。この信号は直接的または間接的に、たとえば処理して、もしくは、導出パラメータもしくは導出値を求める基礎として使用することができる。前記センサとしてはたとえば、カメラまたはビデオカメラを含む画像センサ、レーダセンサ、加速度センサ、車輪センサ、舵角センサ、ＧＰＳ機器もしくはナビゲーション機器を用いることができ、または、これらのもしくは他のデータを処理する計算ユニットまたはコントロールユニットを用いることができる。特に好適なのは、２種類のセンサを用いること、たとえばナビゲーションモジュールとビデオセンサ系とを用いることである。というのも、両種類が互いに補完し合うからである。このことにより、本方法の確実性およびロバスト性が向上する。

さらに、上述の求めるステップ、特定ステップおよび／または確実性検査ステップを、自動車外部の装置において行うことも可能である。代替システムまたはバックアップシステムとして、たとえば自動車製造者等のサーバなどの外部装置を用いることができる。また、本方法を外部装置内だけで実行させることも可能である。このことはたとえば、自動車が必要なセンサ系、地図素材またはその一部を有さない場合に当てはまる。外部装置とサーバとの通信は、移動無線通信路を介して確立することができる。

片側走行路上にて走行中に、方向転換の開始および／または実施を検出することができる。その際には、片側走行路上での走行を第１の確実性検査基準とし、上述の開始を第２の確実性検査基準とし、実際の実施をもう１つの確実性検査基準とすることができる。このように段階に分けて検討することにより、本方法の確実性が向上する。

好適には、各検出プロセスがそれぞれ１つの確実性検査基準を検出し、各確実性検査基準ごとに、誤走行の確率を求めるためのパーセンテージを割り当てる。このことにより、互いに独立した各パーセンテージを、または、条件に応じた重みが付与された各パーセンテージを簡単に加算することによって、誤走行の確率を迅速かつ確実に求めることができる。このようにして、本方法のロバスト性および信頼性を向上させることができ、これにより、車両および乗員の安全性を向上させることができる。

また、上記確率に基づいて誤走行を検査または検出することも可能である。この検査または検出は、前記確率またはパーセンテージの予め設定された限界値を超えることによって行うことができ、当該限界値は、適応調整可能とすることもできる。

本発明では、片側走行路へ進入するときの自動車の誤走行の確実性を検査する制御検出装置を開示しており、当該制御検出装置は、
前記片側走行路のジャンクションの停車線または車線変更禁止線を越えたことを検出する手段、
および／または、
当該自動車前方にある、ジャンクションの車道の少なくとも１つの方向情報を検出する手段と、
前記検出の結果に基づき、誤走行の確率を求める手段と
を有する。上述の利点および改良形態は、当該制御検出装置にも当てはまる。

前記検出する手段は少なくとも１つの光学センサ、ナビゲーションシステムおよび／または慣性力センサを有することができ、当該光学センサは、好適にはビデオセンサ系である。これらの構成要素は簡単に組み込むことができ、かつ、迅速かつ確実な検出を可能にする。前記求める手段は、コントローラもしくはコントロールユニットを、または適した計算ユニットを含むことができる。

前記検出するステップないしは確実性検査基準は、以下の群を含む：
片側走行路のジャンクションの停止線または車線変更禁止線を越えたことの検出
自動車前方にある、ジャンクションの車道の少なくとも１つの方向情報の検出
少なくとも１つの方向に依存する路面標示の検出
少なくとも１つの方向に依存する交通標識の検出
ジャンクションから片側走行路への曲がりの検出
片側走行路上にて走行中に方向転換が開始されたことの検出
片側走行路上にて走行中に方向転換が実施されていることの検出。
本発明の方法は、上記群の少なくとも１つ、有利には複数のステップを含む。

本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されており、これについて本明細書にて説明する。

片側走行路のジャンクションの概略図である。 ジャンクションへの自動車の進入の概略図である。 ジャンクションへの自動車の更なる進入の概略図である。 ジャンクションへの自動車の更なる進入継続後の概略図である。 ジャンクションから片側走行路への自動車の曲がりの概略図である。 片側走行路上における自動車の方向転換の概略図である。 制御検出装置を備えた自動車の概略図である。 自動車の誤走行の確実性を検査する方法のフローチャートである。

本発明の実施形態
図面と、下記の記載とに基づいて、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１に、構造的に互いに分離された２つの片側走行路２を有する道路または自動車道１と、ジャンクション３とを示す。ジャンクション３は進入ランプ４と離脱ランプ５とを有する。進入ランプ４または進入路は、共用車道６から自動車道１の片側走行路２へ進入するためのものであるのに対し、離脱ランプ５または離脱路は片側走行路２から出ていくためのものである。

誤走行する車両または誤走行運転者７が第１位置８において、ジャンクション３へ進入しているところであるのが示されている。この状況については、図２を参照して詳細に後述する。さらに、第２位置９において対向車道上ないしは離脱ランプ５上での走行中の自動車７も示されている。この状況については、図３を参照して詳細に後述する。

第３位置１０において、または第３位置１０の直後において、自動車７は離脱ランプ５を更に進んでいる。この状況については、図４を参照して後述する。第４位置１１において、誤走行する自動車７はジャンクション３ないしは離脱ランプから片側走行路２内へ移行する。これについては、図５を参照して詳細に後述する。第５位置１２は、図６に示している。

「車両」または「自動車」との用語は、ここでは、駆動されるすべての交通手段を指しており、たとえば乗用自動車、貨物自動車、バス、自動二輪車等を指す。

図２に、自動車７が進入可能道路１３からジャンクション３内へ進入するのが示されている。正確にいうと、自動車７は進入ランプ４の車線内に曲がるのではなく、離脱ランプ５の車線内に誤進入している。その際には、この誤走行の車両７は停止線１４または車線変更禁止線１５のいずれかを越える。停止線１４は、離脱ランプ５上にて正しく走行している車両に対しては、上述の進入可能道路１３との接続部分となるものである。車線変更禁止線１５は共用車道６の領域において、離脱ランプ５と進入ランプ４とを互いに分離するものである。

停止線１４の領域または停止線１４より下流において、離脱ランプ５への進入を禁止する２つの禁止標識１６が立てられている。これらの標識は、道路交通規則（StVO）の標識２６７に相当する。さらに方向標識１７も立てられており、これは、当該標識の右側を通行すべきことを規定するものである。この標識は、同道路交通規則の標識２２２に相当する。

図３に、離脱ランプ５を更に進んでいる誤走行車両７を示す。車両７より前方の走行方向には道路標示または路面標示１８が示されており、ここではこの道路標示または路面標示は方向矢印の形態となっている。自動車７の直前にある方向矢印１８は、当該自動車７の走行方向とは逆方向を指しており、それに対して、進入ランプ４上に配置された方向矢印１８が指す方向は、当該自動車７の走行方向となっている。

自動車７のセンサ系の、たとえばビデオカメラ等の検出範囲１９を示している。検出範囲１９の検出奥行すなわち長さ、および／または、当該検出範囲１９の検出幅ないしは検出円錐は、実寸の比率通りに示しているとは限らない。

図４は、離脱ランプ５上を更に走行して進んだ自動車７を示している。この自動車７はちょうど、ジャンクション３の共用車道６から出ていく最中である。ここでは、自動車７の検出範囲１９内に複数の方向板２０がある。方向板２０は、道路交通規則における右方向を指す方向板である標識６２５−２０とすることができる。この方向板２０は、離脱ランプ５上にて正しく走行しているトラフィックの方向転換のためのものである。誤走行の自動車７に対しては、この方向板２０が含む方向情報は、当該誤走行の自動車７の走行方向または移動方向とは逆方向となっている。

図５には、自動車７が離脱ランプ５から片側走行路２上または片側走行路２内に移行するところが示されている。この移行は「曲がり過程」とも称し得る。離脱ランプ５ないしはジャンクション３から出ていくと、自動車７は片側走行路２上の走行方向とは逆方向となり、これが誤走行に相当する。離脱ランプ５上における走行自体を既に、誤走行とみなすことも可能である。

図６に一例として、片側走行路２上における自動車７の禁止されている方向転換を示す。自動車７は当初、片側走行路２の右側車線２ａ上において正しく走行しており、その後、中央車線２ｂへ移行する。この移行は未だ、正しい走行の仕方である。ここで更に左側車線２ｃへ方向転換すると、これは禁止されている誤走行となる。当初の正しい走行方向または向きに対して車両の向きが９０°になった時点から、誤走行と考えることも可能である。

図７に、たとえば上述の図の誤走行運転者７に相当する自動車７を概略的に示す。自動車７は制御検出装置を含む。これは、少なくとも１つのセンサ２１を備えており、このセンサ２１は、本実施例では一例として、多数のセンサを代表して示されている。センサ２１はたとえば、ビデオカメラ等の画像センサ、レーダセンサ、加速度センサ、車輪センサ、舵角センサ、ＧＰＳ機器またはこれに類するものとすることができる。自動車７ないしは制御検出装置はさらに、ナビゲーション機器２２と、誤走行の確率を求める手段とを含み、これはたとえば、コントローラまたはコントロールユニット２３である。コントローラ２３はセンサ２１およびナビゲーション機器２２と通信接続されており、これは有線または無線とすることができる。これと同様に、コントローラはメモリ２４にも接続されており、これはたとえば、方向情報についてのデータを、たとえば比較値または確実性検査値等を記憶するのに用いられる。さらに前記コントローラは、たとえば中央サーバ等の外部装置２６と通信するために構成された通信インタフェース２５にも接続されている。

センサ２１、ナビゲーション機器２２、コントローラ２３、メモリ２４および通信インタフェース２５は、‐同図中に示されているように‐各独立したユニットとすることができ、または、１つまたは複数のユニットに統合することができる。特に、どの構成要素もハードウェアとする必要はなく、また、各機能をソフトウェアルーティンまたはプログラムとして実現することも可能である。

上述の通信インタフェース２５を用いて、自動車７および制御検出装置へ、地図データ等の情報を、および／または、外部装置２６のプログラムへのアクセス等の機能を提供することができる。

以下、図８と図１から図７までとを併せて参照して、自動車７の誤走行の確実性を検査する方法を説明する。

本方法の第１のステップ１００において、当該方法を作動させる。これはたとえば、自動車７の１つまたは複数のセンサに応答して、および／または外部のセンサに応答して行うことができる。

以下、複数の検出ステップ１１０乃至１５０について説明する。これらの検出ステップは、時間的に並列および／または時間的に前後して進行または実施することができる。ステップ１１０において、自動車７が片側走行路２のジャンクション３の停止線１４または車線変更禁止線１５を越えたか否かを検出する。この検出は、ビデオデータおよび／またはナビゲーションデータに基づいて行うことができる。この検出の状況は、図２に示されたものである。停止線１４または車線変更禁止線１５を越えたことは、当該線をカメラ記録することによって直接検出するか、または、１つまたは複数の禁止標識１６ならびに／もしくは方向標識１７を通過したことを介して間接的に検出することができる。

他の１つのステップ１２０において、方向に依存する路面標示１８を検出する。これは、自動車７のセンサ２１によって識別される。この１つまたは複数の路面標示１８の検出は、更なる確実性検査ステップとなる。上記にて述べたように、このステップはビデオデータ方式とすることができ、さらに、ナビゲーションデータによって支援したり、ないしは、更に確実性検査を行うことも可能である。この検出ステップ１２０の状況は、図３に示されたものである。

他の１つのステップ１３０において、自動車７のビデオセンサ系２１によって、少なくとも１つの方向に依存する交通標識２０が検出される。これは、図４に示されたものである。この検出または識別も、自動車７の誤走行を更に確実性検査するために用いられるものである。

他の１つの確実性検査ステップ１４０において、確実性検査３の車道５から片側走行路２へ曲がることが検出される。自動車７のこの曲がりまたはこの進入は、図５に示されたものである。自動車７のビデオセンサ系２１、慣性力センサ系および／またはナビゲーションモジュール２２を用いることにより、この検出を行うことができる。

他の検出および／または確実性検査ステップ１５０において、片側走行路２上での走行中に方向転換の開始および／または実施が検出されたか否かを検査する。この状況は、図６に示されたものである。当該ステップ１５０自体はたとえば３つの個別の確実性検査ステップを含み、そのうち第１のステップは、たとえば自動車道等の片側走行路２上にて走行していることを検査するステップとすることができる。これは、ビデオセンサ系２１および／またはナビゲーションシステム２２を介して行うことができる。第２のステップは、自動車７の慣性力センサ系を介して方向転換の開始を特定することができる。最後のステップは、たとえば低速度と大きな舵角とヨーレートとを介して、方向転換の実施を検査することができる。最後の２つのステップに基づき、他の道路または車道上における方向転換の開始および／または実施を、たとえばジャンクション３における方向転換の開始および／または実施を検出することも可能である。

他の１つのステップ１６０において誤走行の確率を求める。この確率は特に、上述の検出ステップ１１０，１２０，１３０，１４０または１５０のうち少なくとも１つに基づいて求められる。この確率を求めるために場合によっては行われるセンサデータの処理または計算は、自動車７内において、たとえばコントローラ２３において、または外部装置２６において行うことができる。

一般的に、各検出または確実性検査ステップ１１０，１２０，１３０，１４０および１５０ごとに異なる確実性検査基準が検討されるように、誤走行の確実性を検査する方法を検討することが可能である。たとえば停止線を越えたことの検出等の、これらの各確実性検査基準については、まず最初に測定値またはセンサ値を検出する。この測定値またはセンサ値はたとえば、停止線を越えることの検出の場合には、停止線１４を含むカメラ画像とすることができ、または、既に処理または事前処理されたセンサデータとすることができる。当該既に処理または事前処理されたセンサデータは、たとえば車道面上の線の寸法および／または向きとすることができる。次に、かかる測定値と、予め定められた確実性検査値とを比較する。この確実性検査値はたとえば、自動車７のメモリ２４内または外部装置２６内に記憶しておいたものとすることができる。停止線１４の場合には、この確実性検査値はたとえば、停止線の寸法および／または空間的配置を含むことができる。

上記比較の結果に基づき、各確実性検査基準に重みづけをすることができる。これはデジタル方式のみで行うことができる。具体的には、基準または確実性検査基準が満たされているかまたは違反している場合には値１をとり、そうでない場合には値０をとるとすることができる。これに代えて択一的に、上記重みづけをパーセンテージで行うことも可能であり、たとえば、センサデータの信頼性および／または有効性に応じて行うことができる。

さらに、各確実性検査値ないしは各検出ステップ１１０乃至１５０に対してパーセンテージまたは確率を割り当てることも可能である。たとえば、各ステップ１１０乃至１５０に対して２０％のパーセント値を割り当てることができる。また、各ステップ１１０乃至１５０ごとに異なるパーセント値またはパーセンテージを割り当てることも可能であり、たとえば、作用連鎖を成すように複数の確実性検査基準を配列し、かつ、当該作用連鎖内において進行するにつれて各確実性検査基準のパーセンテージが高くなるようにすることも可能である。かかる作用連鎖は、停止線を越えたことの検出と、その後の方向に依存する路面標示の検出と、次の方向に依存する交通標識の検出とすることができる。その際にはたとえば、第１のステップに１０％の重みを与えるかまたは付属させ、第２のステップには２０％の重みを与えるかまたは付属させ、第３のステップには３０％の重みを与えるかまたは付属させることができる。

次に、上述の複数の異なるパーセンテージまたはパーセント値に基づき、誤走行の確率を求める。このことはたとえば、満たされたすべての確実性基準について上述のパーセンテージを加算することにより行うことができ、このようにして、誤走行の確率が直接求められる。たとえば、それぞれ２０％のパーセンテージであり、かつ、３つの確実性基準が満たされた場合には、誤走行の確率は６０％となる。

次のステップ１７０において、上記確率に基づいて誤走行を検査または検出することができる。こうするためには、求められた確率と、予め定められた限界値とを比較することができ、この限界値は適応調整可能とすることもできる。たとえばこの限界値を６０％として、確率が６０％に達した後または達したときに誤走行が検出されたとすることができる。次に、ステップ１７０において、または別の１つのステップにおいて、上記検出結果に対する対応を行うことができる。かかる対応は、たとえば自動車７の運転者への警報または警告指示等のパッシブアクションを含むことができ、また、たとえば自動車７の運動および／または操舵への介入等のアクティブアクションを含むことも可能である。

Claims (10)

1. 片側走行路（２）へ進入するときの自動車（７）の誤走行の確実性を検査する方法であって、
   前記片側走行路（２）のジャンクション（３）の停車線（１４）または車線変更禁止線（１５）を越えたことの検出を行うステップ、
   および／または、
   前記自動車（７）前方にある、ジャンクション（３）の車道（５）の少なくとも１つの方向情報（１８，２０）の検出を行うステップと、
   前記検出の結果に基づき、誤走行の確率を求めるステップと
   を有することを特徴とする方法。
2. 前記方向情報（１８，２０）は、方向に依存する路面標示（１８）および／または方向に依存する交通標識（２０）を含む、
   請求項１記載の方法。
3. 前記ジャンクション（３）の車道（５）から前記片側走行路（２）へ曲がることの検出を行う、
   請求項１または２記載の方法。
4. 前記検出（１１０，１２０，１３０，１４０，１５０）を、前記自動車（７）のビデオデータ、ナビゲーションデータおよび／または慣性力センサのデータの情報に基づいて行う、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記検出（１１０，１２０，１３０，１４０，１５０）および／または前記求めるステップ（１６０）を、前記自動車（７）の外部の装置（２６）において実施する、
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記片側走行路（２）上での走行中に、方向転換の開始および／または実施を検出する、
   請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 各前記検出のプロセス（１１０，１２０，１３０，１４０，１５０）において、それぞれ１つの確実性検査基準を検討し、
   このとき当該各確実性検査基準ごとに、誤走行の確率を求めるためのパーセンテージが割り当てられている、
   請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 前記確率に基づいて誤走行を検査する、
   請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 片側走行路（２）へ進入するとき自動車（７）の誤走行の確実性を検査する制御検出装置であって、
   前記片側走行路（２）のジャンクション（３）の停車線（１４）または車線変更禁止線（１５）を越えたことを検出する手段（２１）、
   および／または、
   前記自動車（７）前方にある、ジャンクション（３）の車道（５）の少なくとも１つの方向情報（１８，２０）を検出する手段（２１）と、
   前記検出の結果に基づき、誤走行の確率を求める手段（２３）と
   を有することを特徴とする制御検出装置。
10. 前記検出する手段は、少なくとも１つの光学センサ（２１）、ナビゲーションシステム（２２）および／または慣性力センサを有し、
    前記光学センサ（２１）は好適にはビデオセンサ系である、
    請求項９記載の制御検出装置。

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