JP3933025B2 - 障害物情報提供装置及び障害物衝突防止支援システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、障害物情報提供装置及び障害物衝突防止支援システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、DSRC(Dedicated Short Range Communication)方式による路側無線装置(基地局)と車両に搭載された通信機(移動局)との間の通信により、車両へ各種サービスを提供する路車間通信システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
特許文献1に開示されている路車間通信システムによれば、基点マーカを具備した道路において、道路に設置された路側センサが車両前方の障害物を検出すると、路側センサに接続される路側無線装置へ障害物の位置等の情報を送信し、路側無線装置は、この障害物の位置の情報を車両に搭載される障害物衝突防止支援装置へ送信する。なお、この障害物の位置は、上述の基点マーカからの道程で表されるものである。一方、車両の障害物衝突防止支援装置は、この路側無線装置から受信した障害物の位置の情報と、車両の基点マーカからの積算走行距離とに基づいて、車両から障害物までの相対的な距離を算出する。そして、この算出した相対距離から停止余裕距離を減じ、その減じた結果である余裕距離が0以下になった場合に、車両のドライバに対して情報提供を行ったり、警報や操作支援を行ったりする。
【0004】
このように、従来の障害物への衝突防止を支援する路車間通信システムでは、基点マーカからの道程で表される障害物の位置と、基点マーカからの積算走行距離による車両の位置とに基づいて、車両から障害物までの相対距離を算出している。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−163795号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の基点マーカは、路側無線装置が設置される道路毎に必ず具備する必要があり、基点マーカを具備するためのコストが膨大となる。そこで、上述の基点マーカを用いずに、車両から障害物までの相対距離を特定する方法が検討されている。例えば、障害物の位置を路側無線装置から車両側へ送信する地点(以下、基準点と呼ぶ)からの道程で表し、これを車両側へ送信する。そして、車両側では、この障害物の位置情報を受信した位置を基準点と認識して、この認識した地点から障害物までの相対距離を特定するものである。
【0007】
しかしながら、路側無線装置の通信領域は、車両側が障害物の位置の情報を確実に受信できるようにするため、車両の進行方向に数十m程度の領域が設けられる。従って、上述の方法の場合、車両側の受信感度、走行速度の違い、車両の全長の違い等により、車両毎に障害物の位置情報を受信する基準点が、通信領域内で変動することがある。そのため、この通信領域内を通過する車両毎に、車両から障害物までの相対距離に違いが生じることになる。
【0008】
本発明は、かかる問題を鑑みてなされたもので、基点マーカを用いることなく車両から障害物までの相対距離を正確に特定することができる障害物情報提供装置及び障害物衝突防止支援システムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の障害物情報提供装置は、道路上の障害物を検出する障害物検出手段と、この検出した障害物の位置を特定する障害物位置特定手段と、この特定した障害物の位置の情報を道路上の所定の通信領域内を通過する車両に対して送信する路側通信手段と、複数の道路の交差・分岐・合流する点を示すノード及び2つのノード間により規定されるリンクに関する道路データを記憶する道路データベースとを備え、障害物位置特定手段は、道路データベースの道路データを用いて、障害物が存在する道路のリンクとそのリンクのノードからの距離によって、道路上の障害物を絶対位置により特定することを特徴とする。
【0010】
このように、本発明の障害物情報提供装置は、障害物の位置を道路のリンク及びノードからの距離を用いて表すことで、障害物の位置を絶対位置で特定する。これにより、基点マーカを用いなくても車両から障害物までの相対距離を正確に特定することができる。また、車両側においても、障害物情報提供装置と同じ道路データベースに基づき、車両の現在位置を道路のリンク及びノードからの距離によって把握することで、車両から障害物までの相対距離に違いを生じさせないようにすることができる。
【0014】
請求項2に記載の障害物衝突防止支援システムは、請求項1記載の障害物情報提供装置と、路側通信手段との通信を行う車載通信手段と、車両の現在位置を絶対位置により検出する位置検出手段と、車載通信手段を介して障害物の位置の情報を受信したとき、この障害物の位置と位置検出手段によって検出された車両の現在位置とに基づいて、車両と障害物との相対距離を算出する相対距離算出手段と、相対距離算出手段によって算出された相対距離を報知する報知制御手段とを備えることを特徴とする。
【0015】
このように、本発明の障害物衝突防止支援システムは、絶対位置で特定された障害物の位置と車両の位置とに基づいて車両と障害物との相対距離を算出する。これにより、基点マーカの位置を車両側で検出することなく、車両から障害物までの相対距離を正確に特定することができる。また、この相対距離を報知することで、車両のドライバは、車両前方に障害物が存在することを認識することができる。
【0016】
請求項3に記載の障害物衝突防止システムでは、相対距離が所定の距離よりも短いか否かを判定する判定手段を備え、報知制御手段は、判定手段によって相対距離が所定の距離に比べ短いと判定された場合に障害物衝突警報を報知することを特徴とする。
【0017】
例えば、車両のドライバによるブレーキ操作やステアリング操作等、障害物の回避行動を開始すべき距離を予め設定しておく。そして、車両と障害物との相対距離がこの設定した距離よりも短い場合に、障害物衝突警報をドライバに対して報知する。これにより、障害物衝突警報が報知されたドライバは、回避行動を速やかに開始することができる。
【0018】
請求項4に記載の障害物衝突防止支援システムによれば、障害物位置特定手段は、複数の走行レーンのうち障害物が存在する走行レーンを検出する走行レーン検出手段を有し、障害物の存在する走行レーンが車両の走行レーン上に位置するか否かを判定する障害物レーン判定手段を備え、報知制御手段は、障害物レーン判定手段によって障害物が車両の走行レーンに位置すると判定され、かつ、判定手段によって相対距離が所定の距離に比べ短い判定された場合には、障害物衝突警報とともに障害物回避案内情報を報知することを特徴とする。
【0019】
例えば、障害物が車両の走行レーンに位置する場合には、「ブレーキ」等の回避操作を促す案内をドライバへ報知する。これにより、車両のドライバは、回避操作を速やかに実行することが期待できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における障害物情報提供装置及び障害物衝突防止支援システムに関して、図面に基づいて説明する。
【0021】
図1は、本実施形態に係わる障害物衝突防止支援システムの概略構成を示す図である。同図に示すように、本実施形態の障害物衝突防止支援システムは、車両に搭載される障害物衝突防止支援装置100、障害物情報提供装置としての路側設備200、この路側設備200に接続される障害物検出部400及び路側ビーコン500から構成される。
【0022】
障害物検出部400は、道路上の故障車両300等の障害物を検出する監視カメラである。この監視カメラは、図2に示すように、道路上に所定の高さで設置され、検出範囲410を所定の時間間隔で撮像する。この撮像された画像のデータは、路側設備200に送信され、路側設備200において、受信した画像データを二値化処理等して特徴量を抽出し、この抽出した特徴量から、障害物の有無や障害物の種類等を特定する。
【0023】
なお、障害物検出部400は、本実施形態の監視カメラに限定されるものではなく、例えば、夜間においても検出が可能な遠赤外カメラや、天候に左右されないミリ波センサ等によって障害物を検出するものであってもよい。
【0024】
路側ビーコン500は、道路上を走行する車両との送受信を行うアンテナである。この車両と路側ビーコン500の通信には、公知の自動料金収受システムと同様に、5.8GHz帯の電波によるDSRC方式が採用される。従って、この車両と路側ビーコン500とは通信領域内においてのみ通信が可能であり、1つの路側ビーコンの通信領域は、車両の進行方向で数十m程度となっている。
【0025】
図3に路側設備200の構成を示す。同図に示すように、路側設備200は、入出力回路210、道路データベース220、及びこれらと接続する路側処理装置230によって構成される。
【0026】
入出力回路210は、障害物検出部400からの画像データを受信し、この受信した画像データを路側処理装置230へ送信する。また、路側ビーコン500からの信号を受信して路側処理装置230へ送信するとともに、後述する路側処理装置230からの障害物の位置情報を路側ビーコン500へ送信する。
【0027】
道路データベース220は、障害物検出部400が障害物を検出する道路、及び路側ビーコン500が送受信する道路のリンクデータ、ノードデータ等が記憶される。ここで、ノードデータは、複数の道路が交差、合流、分岐するノード毎に固有の番号を付したノードID、ノード座標(緯度・経度)、ノード名称、ノードに接続する全てのリンクのリンクIDが記述される接続リンクID等の各データから構成されている。
【0028】
一方、リンクデータは、道路毎に固有の番号を付したリンクID、リンク長、始点及び終点のノード座標(緯度・経度)、高速道路、有料道路等の道路種別、道路幅員、車線数等の各データから構成されている。このうち、リンクデータのリンクとは、道路を、交差点、分岐点などを示すノードにより複数に分割し、2つのノード間をリンクとして規定したものである。なお、始点及び終点のノード座標には、リンクの始端と終端の座標が記述される。
【0029】
路側処理装置230は、入出力回路210を介して障害物検出部400からの画像データを受信する。そして、上述のように、受信した画像データを二値化処理等して特徴量を抽出し、この抽出した特徴量から、障害物の有無や障害物の種類等を特定する。
【0030】
さらに、この特定した障害物の道路上の位置を、リンクとそのリンクのノードの始点からの距離によって特定する。すなわち、図2に示すように、路側処理装置230において、障害物検出部400が検出する道路のリンクを予め設定しておき、さらに、障害物検出部400の検出範囲410を車両の進行方向へ所定間隔毎(例えば1m等)に区分けし、各々の区分けをノードの始点からの距離で割り付けておく。そして、特徴量から障害物を特定した際に、その特定した障害物が予め設定されたリンクのノードの始点からの距離を把握する。
【0031】
このように、検出範囲410内に存在する障害物の位置を、道路のリンク及びノードの始点からの距離を用いて表すことで、障害物の位置を絶対位置で特定することができる。なお、本実施形態では、検出範囲410内に車線が複数存在する場合を想定し、障害物の車線位置を加えて特定する。この車線位置の特定には、検出範囲410を車線毎に区分けしておき、特定した障害物がどの車線に位置するのかを特定する。
【0032】
路側処理装置230は、障害物が存在するリンクとノードの始点からの距離及び車線位置を特定すると、この障害物の距離と車線位置の情報からなる障害物の位置情報を入出力回路210を介して路側ビーコン500から送信する。
【0033】
続いて、図4に、車両に搭載される障害物衝突防止支援装置100の構成を示す。同図に示すように、障害物衝突防止支援装置100は、車載通信装置110、位置検出器120、道路データ入力器130、表示装置140、音声出力装置150、及びこれらと接続する車載処理装置160から構成される。
【0034】
車載通信装置110は、路側ビーコン500との送受信を行うもので、通信リンク確立のための信号を路側ビーコン500に対して送信したり、路側ビーコン500から障害物の位置情報を受信したりする。この受信した障害物の位置情報は、車載処理装置160に送信される。
【0035】
位置検出器120は、いずれも周知の地磁気センサ、ジャイロスコープ、車速センサ、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置(緯度・経度)を検出するGPS(Global Positioning System)のためのGPS受信機から構成されている(いずれも図示せず)。これらは、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお各センサの精度によっては、位置検出器1を上述した内の一部で構成してもよく、更にステアリングの操舵位置を検出する回転センサ、各転動輪の回転速度を検出する車輪速センサなどを用いてもよい。
【0036】
道路データ入力器130は、ノードデータ、リンクデータ等の道路データを車載処理装置160に入力する機器である。この道路データ入力器130は、道路データを記憶する記憶媒体を備え、各々の記憶媒体としては、そのデータ量からCD−ROMやDVD−ROM等を用いるのが一般的であるが、メモリカードやハードディスクなどの書き換え可能な媒体を用いてもよい。
【0037】
なお、リンクデータ及びノードデータの構成は、上述の道路データベース220のものと同一のものとなっている。従って、車載通信装置110が受信する障害物の位置情報のリンクとノードの始点からの距離を、この道路データ入力器130の記憶媒体の記憶内容と照合することが可能となっている。
【0038】
表示装置140は、例えば液晶ディスプレイによって構成され、表示装置10の画面には各種情報が表示される。音声出力装置150は、スピーカやオーディオアンプ等から構成され、音声や警告音等が出力される。
【0039】
車載処理装置160は、車載通信装置110からの障害物の位置情報を受けると、この障害物の位置情報のリンクとノードの始点からの距離と、位置検出器120から検出される車両の現在位置とを用いて、車両と障害物との相対距離を算出する。この算出の際には、位置検出器120が検出した車両の現在位置に相当する道路のリンクとそのリンクのノードの始点からの距離を、道路データ入力器130から抽出する。そして、障害物のリンク及びノード始点からの距離と、車両の現在位置のリンク及びノード始点からの距離とを用いて、車両と障害物までの相対距離を算出する。この算出した相対距離は、表示装置140や音声出力装置150へ固定メッセージとともに出力される。
【0040】
このように、本実施形態では、絶対位置で特定された障害物の位置と車両の位置とに基づいて車両と障害物との相対距離を算出している。これにより、従来の基点マーカを用いることなく、車両と障害物との相対距離を正確に特定することができる。また、この相対距離をドライバへ報知することで、車両のドライバは、車両前方に障害物が存在することを認識することができる。
【0041】
また、車載処理装置160は、算出した相対距離が所定の距離よりも短いか否かを判定し、所定の距離よりも短い場合には、障害物衝突警報を表示装置140や音声出力装置150へ出力する。これにより、障害物衝突警報が報知されたドライバは、回避行動を速やかに開始することができる。
【0042】
なお、所定の距離とは、車両のドライバによるブレーキ操作やステアリング操作等、障害物の回避行動を開始すべき距離であり、この距離については、予め実験等により定めておく。
【0043】
さらに、車載処理装置160は、算出した相対距離が所定の距離よりも短く、かつ、障害物の存在する車線と車両が走行している車線とが一致しているか否かを判定する。そして、障害物の存在する車線と車両が走行している車線とが一致した場合には、障害物衝突警報とともに障害物回避案内を出力する。例えば、「ブレーキ」等の回避操作を促す案内を出力する。これにより、車両のドライバは、回避操作を速やかに実行することが期待できる。
【0044】
次に、障害物衝突防止支援装置100における、障害物の位置情報を受信した際の処理について、図5に示すフローチャートを用いて説明する。
【0045】
先ず、ステップS10では初期設定を行う。この初期設定とは、各種センサの初期化処理等である。ステップS20では、障害物の位置情報を受信したか否かを判定する。ここで、障害物の位置情報を受信した場合には、ステップS30へ処理を進め、障害物の位置情報を受信していない場合には、障害物の位置情報を受信するまで待機状態となる。
【0046】
ステップS30では、受信した障害物の位置情報と車両の現在位置とから、車両と障害物との相対距離を算出し、算出した相対距離をドライバへ報知する。例えば、「この先○○(キロ)mに障害物あり」等というような固定メッセージを表示装置140へ表示したり、音声出力装置150から出力したりする。
【0047】
ステップS40では、この相対距離が所定の距離よりも短いか否か、すなわち、所定の距離まで障害物に接近したか否かを判定する。そして、所定の距離まで障害物に接近したと判定された場合には、ステップS50へ処理を進め、所定の距離まで接近していないと判定された場合には、ステップS30に処理を移行し、更新された車両の現在位置から障害物までの相対速度を算出する。
【0048】
ステップS50では、障害物の存在する車線が車両の走行している車線に一致するか否かを判定し、車線が一致する場合にはステップS60へ処理を進め、車線が一致しない場合には、ステップS70へ処理を進める。
【0049】
ステップS60では、車両の走行車線と同じ車線に障害物が存在するため、ドライバに対して、車両が障害物に急接近していると同時に、障害物を回避する行動を促す案内を呈示する。例えば、「障害物危険」等というような警告を表示装置140へ表示したり、音声出力装置150から出力したりする。これに加えて、回避操作を促すために、「ブレーキ」等というような案内を出力する。
【0050】
ステップS70では、車両の走行車線とは異なる車線に障害物が存在するため、この場合には、例えば、「障害物危険」等というような警告を表示装置140へ表示したり、音声出力装置150から出力したりする。
【0051】
このように、本実施形態の障害物情報提供装置及び障害物衝突防止支援システムは、障害物の位置を道路のリンク及びノードによる絶対位置を用いて特定している。これにより、従来の基点マーカを用いることなく、車両と障害物との相対距離を正確に特定することができる。また、車両側においても、基点マーカの位置を検出することなく、車両から障害物までの相対距離を取得することができる。
【0052】
(変形例)
本実施形態における路側処理装置230は、障害物の位置を道路のリンクとそのリンクのノードの始点からの距離により特定しているが、例えば、緯度・経度の座標によって特定してもよい。
【0053】
すなわち、路側処理装置230において、障害物検出部400の検出範囲410を所定の大きさ(例えば1m四方)の区画毎に分割し、各々の区画中心の緯度・経度の座標を予め設定しておく。そして、特徴量から特定した障害物の位置を、区画中心の緯度・経度の座標によって特定する。そして、車載処理装置160において、この障害物の位置を示す緯度・経度の座標から道路のリンク及びノードの始点からの距離を道路データ入力器130の道路データから参照する。
【0054】
これにより、従来の基点マーカを用いることなく、車両と障害物との相対距離を正確に特定することができる。なお、道路上の地点を絶対位置で特定する方法は、本実施形態で説明した道路のリンク及びノードの始点からの距離や緯度・経度の座標に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係わる、障害物衝突防止支援システムを示す概念図である。
【図2】本発明の実施形態に係わる、障害物検出部400の検出範囲を示す図である。
【図3】本発明の実施形態に係わる、路側設備200の構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の実施形態に係わる、車両に搭載される障害物衝突防止支援装置100の構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の実施形態に係わる、障害物衝突防止支援装置100の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
100 障害物衝突防止支援装置
200 路側設備
300 故障車両
400 障害物検出部
500 路側ビーコン
Claims (4)
- 道路上の障害物を検出する障害物検出手段と、
該検出した障害物の位置を特定する障害物位置特定手段と、
該特定した障害物の位置の情報を道路上の所定の通信領域内を通過する車両に対して送信する路側通信手段と、
複数の道路の交差・分岐・合流する点を示すノード及び2つの前記ノード間により規定されるリンクに関する道路データを記憶する道路データベースとを備え、
前記障害物位置特定手段は、前記道路データベースの道路データを用いて、障害物が存在する道路のリンクとそのリンクのノードからの距離によって、前記道路上の障害物を絶対位置により特定することを特徴とする障害物情報提供装置。 - 請求項1記載の障害物情報提供装置と、
前記路側通信手段との通信を行う車載通信手段と、
車両の現在位置を絶対位置により検出する位置検出手段と、
前記車載通信手段を介して障害物の位置の情報を受信したとき、この障害物の位置と前記位置検出手段によって検出された車両の現在位置とにより、車両と障害物との相対距離を算出する相対距離算出手段と、
前記相対距離算出手段によって算出された相対距離を報知する報知制御手段とを備えることを特徴とする障害物衝突防止支援システム。 - 前記相対距離が所定の距離よりも短いか否かを判定する判定手段を備え、
前記報知制御手段は、前記判定手段によって相対距離が所定の距離に比べ短いと判定された場合に障害物衝突警報を報知することを特徴とする請求項2記載の障害物衝突防止支援システム。 - 前記障害物位置特定手段は、複数の走行レーンのうち前記障害物が存在する走行レーンを検出する走行レーン検出手段を有し、
前記障害物の存在する走行レーンが車両の走行レーン上に位置するか否かを判定する障害物レーン判定手段を備え、
前記報知制御手段は、前記障害物レーン判定手段によって障害物が車両の走行レーンに位置すると判定され、かつ、前記判定手段によって相対距離が所定の距離に比べ短い判定された場合には、前記障害物衝突警報とともに障害物回避案内情報を報知することを特徴とする請求項3記載の障害物衝突防止支援システム。
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