JP4087930B2 - 右側通行または左側通行の自動検出方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交通の流れ方向の検出のための方法ならびにその方法に基づく装置、すなわちある交通状況においてまたはある交通環境において、多くの欧州諸国および米国におけるように右側通行か、たとえば英国におけるように左側通行かのいずれが規制されているかを検出するための方法およびその方法のための装置に関するものである。この方法は、車両の適応速度制御または自動速度制御の範囲内で使用される。
【０００２】
【従来の技術】
このような車両の適応速度制御は、たとえばドイツ特許公開第４２００６９４号（米国特許第５４００８６４号）に記載されている。これによると、センサにより前方を走行する車両との間隔およびその車両の速度が決定され、これらの情報に基づいて、被制御車両の速度が調節される。わかりやすく説明すると、この場合、純粋な速度制御に、前方を走行する車両に対する間隔制御が重ねられる。前記文献の実質的な内容は、所定の条件が存在したとき、この間隔制御がある時間の間中断され、この時間が経過したのちに自動的にその前の機能を再び行うことである。これによりドライバは、たとえば追越し動作のために車両をあらかじめ早めに加速することが可能である。同様に、この文献には、このような追越し過程を制御装置の自動加速により補助することが可能であることが記載されている。しかしながら、このために、追越し過程は制御装置により自動的に検出されなければならない。これは、たとえば走行方向指示器に基づいて行うことができ、この場合、追越し過程を右側でまたは左側で行うかに関する知見がさらに必要である。これは同様に、それぞれの交通状況において、右側通行または左側通行のいずれに規制されているかを検出することを必要とする。
【０００３】
欧州特許公開第０７１６９４９号においてもまた車両速度の適応制御方法が記載されている。この文献の対象は、選択すべき車両が少なくとも２台存在するとき、間隔制御のための制御目標として前方を走行する車両を選択することである。この場合、選択されなかった車両は、その車両が緩速走行レーン上に存在するときは追い越すことが可能である。これに対し、本来の高速走行レーン上に存在する前方走行車両は追い越してはならない。これに関する決定は、同様にそれぞれに適用される交通法規により、したがって最終的にはそれぞれの交通の流れ方向の検出により依存する。これに対応して、この文献においては、それぞれの交通状況において右側通行か左側通行かのいずれに規制されているかに依存して、制御装置を２つの異なる運転方式間で手動または自動切換が必要であることが記載されている。しかしながら、この文献においては、自動切換のための実現可能性または自動切換のためにまず必要な交通の流れ方向の検出については記載されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、ある交通状況においてまたはある交通環境において、右側通行または左側通行のいずれに規制されているかを自動的に検出することができる方法およびその方法に基づく装置を提供することが本発明の課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、ある交通状況またはある交通環境において、右側通行または左側通行のいずれに規制されているかを自動検出する方法において、前記方法が車両において使用され、規制されている交通の流れ方向が前記車両に対向接近する他の車両に基づいて決定されることを特徴とする本発明の右側通行または左側通行の自動検出方法により解決される。
【０００６】
また、上記課題は、ある交通状況またはある交通環境において、右側通行または左側通行のいずれに規制されているかを自動検出するための装置において、前記装置が車両の内部または外部に組み込まれ、少なくとも車両の前方周囲内に存在する対象物を検出する手段と、検出された対象物から対向接近車両を検出する手段と、検出された対向接近車両に基づいて規制されている交通の流れ方向を決定する手段と、を含む本発明の右側通行または左側通行の自動検出装置により解決される。
【０００７】
つまり、上記課題は、本発明により、間隔センサにより供給される信号が通常は全く考慮されない対向の通行を考慮して検査されることにより解決される。このために、ヒストグラムないし度数分布が形成され、これは、それぞれの横間隔ごとにおよびいずれの側の横方向に、何台の対向接近車両が検出されたかを与えるものである。続いてこの度数分布の重心が形成される。この重心が被制御車両の左側に存在するとき、右側通行に規制されている。度数分布の重心が被制御車両の右側に存在するとき、左側通行に規制されている。
【０００８】
間隔センサにより供給されるすべての信号から対向の通行を検出するために被制御車両と間隔信号を出した対象物との間の相対速度が決定されることが好ましい。この相対速度が被制御車両のそれ自身の速度の負の値より小さい場合、得られた信号は対向接近車両から由来するものと特定される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面により説明する。
【００１０】
図１に２車線道路１０が示され、２車線道路１０の右側走行レーン上に車両Ｆ１が存在している。この場合、被制御車両、すなわち本明細書に記載の適応速度制御を備えた車両が対象となる。この車両は、走行方向前方に存在する対象物を検出しかつ評価するために、角度が求められる間隔および速度センサを備えている。これは、レーダセンサまたはレーザセンサにより形成されることが好ましい。角度の測定はたとえば測定ビームによる空間走査により、または複数ビームセンサを用いて行うことができる。さらに、基準軸１２およびその方向が示され、この方向においては方位角αが測定される。
【００１１】
車両Ｆ１は速度ｖ₁で走行している。その走行方向前方に車両Ｆ２ｂが示され、車両Ｆ２ｂは速度ｖ_2bで同じ方向に走行している。同様に、車両Ｆ１の走行方向前方ではあるが反対車線上に車両Ｆ２ａが存在し、車両Ｆ２ａは速度ｖ_2aで車両Ｆ１とは反対方向に走行している。車両Ｆ１の正面から出てｖ形状で発散状に走る２本の線が領域１３を形成し、領域１３は速度および間隔センサの測定領域を示している。この場合、車両Ｆ２ａおよびＦ２ｂは少なくとも部分的に領域１３により覆われている。寸法ｙは車両Ｆ１およびＦ２ａ間の横間隔を示している。具体的な実施形態に応じてそれぞれ、この横間隔ｙは車両の長手軸又は車両の側部あるいはこれらの組合せを基準としてよい。
【００１２】
図２の（ａ）ないし（ｅ）においてそれぞれ車両Ｆ１およびＦ２が示され、これらの車両におけるベクトル矢印は走行方向を示している。さらに例として、種々の速度ｖ₁およびｖ₂が与えられている。図２の（ａ）においては両方の車両は同じ方向に走行し、この場合、ｖ₂はｖ₁より大きい。図２の（ｂ）においては両方の車両は同様に同じ方向に走行し、この場合、ｖ₂はｖ₁より小さい。図２の（ｃ）においては車両Ｆ１は走行しているが、車両Ｆ２は停止し、すなわちｖ₂はゼロに等しい。図２の（ｄ）においては車両Ｆ１およびＦ２が相互に反対方向に走行し、すなわち相互に対向接近している。したがってｖ₂は反転された負の符号を有し、この場合、ｖ₂の絶対値はｖ₁より小さい。図２の（ｅ）においては両方の車両Ｆ１およびＦ２は同様に相互に対向接近しながら走行し、この場合、ｖ₂の絶対値はｖ₁より大きくかつ方向に対応して同様に負の符号を有している。さらに、図２の（ａ）ないし（ｅ）の５つの図示において、それぞれに対して求められる両方の車両Ｆ１およびＦ２間の相対速度ｖ_relが与えられている。この場合、相対速度ｖ_relはｖ₂−ｖ₁の差から計算される。
【００１３】
両方の車両Ｆ１およびＦ２が相互に離れるように走行しているとき、すなわち両方の車両間の間隔が増大しているとき、ｖ_relは正の符号を有している。逆に、相対速度の負の符号は、両方の車両Ｆ１およびＦ２間の間隔が減少することを示している。これは、間隔の時間微分としての速度の物理的定義に対応している。間隔が小さくなることは負の微分を与える。
【００１４】
図２の（ａ）ないし（ｅ）の５つに示した実施例からわかるように、車両Ｆ１およびＦ２が相互に接近している場合に対しては、符号を含めた相対速度は、車両Ｆ１のそれ自身の速度に負の符号を付けた値より、小さくなることは明らかである。これは、本発明により、間隔および速度センサにより与えられる信号から対向接近する車両を検出することに利用される。
【００１５】
図３に例として、識別された対向接近車両の頻度分布線図が示されている。この場合、横軸に図１に示した横間隔ｙがたとえば−５ないし＋５ｍの範囲内で示されている。縦軸は度数を与え、すなわちそれぞれに割り付けられた間隔ｙを有する車両がいかなる頻度でまたは何台検出されたかを示している。この場合、割付を簡単にするために、この線図においてはたとえば０．５ｍの間隔または距離の区間が形成されていることが好ましい。しかしながら、さらに大きいまたはさらに小さい区間分割もまた可能であることは当然である。ここに示した数値は説明をわかりやすくするために例として選択されたものであることは明らかである。
【００１６】
ここで、個々の棒グラフの集合から形成される階段状の面３１が線図を構成する。ここで、たとえば棒グラフ３２から、横間隔ｙが−２．５から−３ｍの範囲内に４台の対向接近車両が検出されたことが読み取れる。
【００１７】
横間隔ｙは、間隔および速度センサが与えるデータから次式により求められ、
ｙ＝ｄ＊ｓｉｎ（α）
ここで、
ｙは決定すべき横間隔、
ｄはセンサにより測定された間隔、
αはそれぞれの車両が検出されたときにセンサにより決定された角度である。
【００１８】
角度αは図１に示すように被制御車両Ｆ１の縦方向軸に対して定義されることが好ましい。これにより、上記の式のｓｉｎ項から、間隔ｙに対する方向指示としての符号が与えられる。ここに選択された、図１に示す角度のカウント方向において、負の符号は、対向接近車両Ｆ２ａが被制御車両Ｆ１の左側に存在することを示している。しかしながら、本発明による方法を他の角度定義および／または他の基準値を用いて行ってもよいことは当然である。
【００１９】
Ｓにより棒グラフ全体の重心が示されている。この重心は計算により、一般に物理学から既知のような均一な平面の質量中心点として求めることができる。その位置は以下に示すように右側通行または左側通行に関する決定のために評価される。ここで、例として示したグラフにおいては、対向接近車両は主としてｙの負の値において発生している。この例においては、これは、図１に示したような状況、すなわち対向接近車両が主として被制御車両Ｆ１の左側において測定されたことに対応している。しかしながら、さらに、外乱影響、曖昧さ又は測定誤差に基づき個々の測定値がグラフの他の領域内に発生することがある。これはたとえば棒グラフ３３で示されている。しかしながら、重心、及びしたがってそれに関連する平均値の評価により、これらの外乱影響等は排除される。
【００２０】
図４は本発明による方法を実行するための流れ図を示す。ステップ４０１において、相対速度に基づき、図２に示すように対向通行対象物のすべてが決定される。これは、センサにより与えられるすべての信号の中から、明らかに対向接近車両から起因する信号が選択されることを意味する。ステップ４０２から４０８によりループが形成され、このループは対向接近車両が検出されるたびに実行される。次に、ステップ４０３において、対向接近車両のそれぞれに対して横間隔ｙが決定される。横間隔ｙは、測定された間隔ｄおよび測定された角度αに基づいて計算される。含まれていることが好ましいステップ４０４において、補正横間隔ｙ＊が決定される。これは車両Ｆ１に関するものではなく、その走行レーンに関するものである。これは、あらかじめ決定された間隔ｙの関数として、ならびに車道の曲率Ｋ及び／又は車道の幅Ｂに関するデータに基づいて与えられる。一方これらのデータは、ステップ４０５および４０６においてたとえばビデオ処理により決定され、計算ステップ４０４に供給される。ステップ４０４ないし４０６は本発明の有利な変更形態に対応しているが、これらは必ずしも必要ではない。
【００２１】
ステップ４０７において、あらかじめ決定された間隔ｙないし有利な変更形態に対応する間隔ｙ＊がメモリ内に記憶される。メモリはたとえばＦＩＦＯメモリ（先入れ先出しメモリ）であってもよい。この場合、基本的な考え方は、ここで何個かの測定値たとえば１０００個の測定値が記憶され、新しい測定値がそれぞれ記憶されるごとにそれぞれ古い測定値はメモリから排除される。このようにして、この例における１０００個の最も新しい測定値をその都度利用することが可能である。
【００２２】
ここでステップ４０９により、記憶されているすべてのデータから、図３に示すような度数分布ないしヒストグラムが作成される。ステップ４１０において、与えられた度数分布の重心Ｓが決定される。ここで、交通の流れ方向を特定するために、この重心Ｓがいずれの側に、すなわちいかなるｙ値に存在するかが検査される。このために、たとえばステップ４１１に示すように、Ｓのｙ値が−１ｍより小さいか否かがまず問い合わせられる。この問い合わせが肯定のとき、４１２に示すように右側通行が特定される。これは図３に示す図に対応している。問い合わせが否定のとき、ステップ４１３により、重心のｙ値が１ｍより大きい位置に存在するか否かが検査される。これが肯定の場合ステップ４１４により左側通行が特定される。この問い合わせもまた否定とされた場合、ステップ４１５により、一義的な特定は明らかに不可能である。
【００２３】
問い合わせステップ４１１および４１３の順序ならびに比較値１ｍはこの場合も単に例として使用されているにすぎない。経験値に応じて、問い合わせないし検査に使用される比較値はこれより小さくてもまたは大きくてもよい。同様に問い合わせの順序は入れ替えてもよい。
【００２４】
メモリ容量および計算時間を節約するために、分離されたステップ４０７および４０９の代替形態として、新しい値により記憶された測定値の更新と、ヒストグラムの計算とを統合してもよい。このために、ヒストグラムは、システムの最初の開始後またはそれぞれの更新後に１回だけ、最初に記憶されている測定値に基づいて計算される。新たに得られたその他の測定値のそれぞれは、直接この既存のヒストグラム内に組み込まれる。この場合同時に、記憶されている度数は個々の間隔区間に対し選択されたパーセンテージだけまたは部分値だけ低下され、これによりすべての度数の合計は常に一定となる。
【００２５】
ステップ４１５に示すように一義的な特定が失敗に終わるケースは、評価可能な測定値が少なすぎるときに発生することがある。この場合、本発明の第１の実施形態により、右側／左側の判定を行うことなく制御器の中立応答が行われる。この中立応答は、はじめから右側／左側判定を有しない走行速度制御に対応している。
【００２６】
本発明の代替形態としての第２の実施形態により、最後に検出されたシステムの状態が保持される。このために同様に、たとえば不揮発性メモリ媒体内への記憶およびそれからの引出しが行われる。
【００２７】
少なくとも２つのヒストグラムを形成することにより、特定確度が向上された本発明の他の実施形態が与えられる。この場合、第１のヒストグラムＨ_fastはたとえば値がきわめて大きい相対速度を有する検出されたすべての車両を含み、これは原則として対向接近車両である。第２のヒストグラムＨ_slowは比較的小さい相対速度を有する検出されたすべての車両、すなわち主として同じ方向に走行する車両を含んでいる。ここで２つの事象ＡおよびＢは次のように定義される。
【００２８】
Ａ：Ｈ_fastにおける重心Ｓは負の値であり、すなわち確率的に右側通行である。および
Ｂ：Ｈ_slowにおける重心Ｓは正の値であり、すなわち確率的に右側通行であり、
したがって、両方の事象の論理結合から確実な特定が可能となる。たとえば、両方の事象が同時に真となるとき、すなわちＡ∩Ｂが成立したときに右側通行に対して高い確率が存在し、ここで“∩”はブール演算における“ＡＮＤ（論理積）”結合を示す。逆に（ＮＯＴ Ａ）∩（ＮＯＴ Ｂ）が成立したとき、左側通行に対する高い確率が存在し、ここで（ＮＯＴ Ａ）および（ＮＯＴ Ｂ）はブール演算における事象ＡおよびＢの否定を示す。両方の定義された事象の一方のみが発生したとき、すなわちたとえばＡ∩（ＮＯＴ Ｂ）のとき一義的に特定はできない。
【００２９】
ここで、他の実施形態により、事象Ａに優先度を与えてもよい。このとき、事象ＢすなわちヒストグラムＨ_slowの評価は、一般にヒストグラムＨ_fastにより確実な決定が不可能な場合に対してのみ参照される。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の方法及び装置の利点は、一方で、前記の２つの文献とは対照的に、交通の流れ方向の検出を実際に自動的に行うことができることである。このために、適応速度制御のために存在する測定および評価装置をさらに費用をかけて拡張する必要がないことはとくに有利である。
【００３１】
交通の流れ方向の自動検出により、たとえば追越しのための自動加速のようなドライバに既知の、制御装置の特性をそれぞれに規制されている交通の流れ方向とは無関係に確実に機能させることができる。したがって、メーカーサイドで、制御装置を工場においてまたは製造工程においてその国に特有の交通状況に適合させる必要性がなくなることになる。
【００３２】
さらに、ドライバは場合により反対の交通の流れ方向を有する国に短期間滞在するとき、ドライバに慣れている制御特性を操作できることは、ドライバにとって有利である。この場合、手動切換とは異なり、より高い運転の安全性が与えられる。その理由は、たとえば手動切換忘れのようなエラー条件に基づく予期しない制御応答が排除されるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法を使用するための交通状況の説明図である。
【図２】相対速度を評価するための２つの車両の可能な速度関係を示す説明図である。
【図３】度数分布図である。
【図４】本発明による方法を実行するための流れ図である。
【符号の説明】
１０ ２車線道路
１２ 基準軸
１３ 領域

Claims (9)

1. ある交通状況またはある交通環境において、右側通行または左側通行のいずれに規制されているかを自動検出する方法において、
   前記方法が被制御車両において使用され、
   規制されている交通の流れ方向が被制御車両に対向接近する他の車両の被制御車両に対する横間隔が決定され、
   決定された横間隔または決定された補正横間隔に対して、少なくとも１つの度数分布が形成され、
   前記少なくとも１つの度数分布の重心の位置から、規制されている交通の流れ方向が決定されることを特徴とする右側通行または左側通行の自動検出方法。
2. 交通の流れ方向を特定するために、前記重心が前記横間隔のいずれの側に存在するかが検査され、
   前記重心が被制御車両の左側に存在するとき、右側通行に規制されており、
   前記重心が被制御車両の右側に存在するとき、左側通行に規制されていることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 被制御車両との相対速度に基づいて対向接近車両が検出されることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 他の車両と被制御車両とが相互に対向接近している場合に、
   符号を含めた相対速度は、被制御車両のそれ自身の速度に負の符号を付けた値より、小さいことを特徴とする請求項３の方法。
5. 対向接近車両との横間隔（ｙ）が角度位置（α）および被制御車両との間隔（ｄ）に基づいて決定されることを特徴とする請求項１の方法。
6. 横間隔（ｙ）と、車道の曲率又は幅あるいはこれら双方に関するデータとから、補正横間隔が決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記少なくとも１つの度数分布を形成するために、横間隔（ｙ）の割付区間が形成されていることを特徴とする請求項１記載の方法。
8. ある交通状況またはある交通環境において、右側通行または左側通行のいずれに規制されているかを自動検出するための装置において、
   前記装置が被制御車両の内部または外部に組み込まれ、少なくとも被制御車両の前方周囲内に存在する対象物を検出する手段と、
   検出された対象物から対向接近車両を検出する手段と、
   検出された対向接近車両に基づいて規制されている交通の流れ方向を決定する手段と、を具備し、
   当該決定手段は、
   対向接近車両の被制御車両に対する横間隔または補正横間隔を決定する手段と、
   前記横間隔に基づいて少なくとも１つの度数分布を形成する手段と、を含み、
   これにより、前記少なくとも１つの度数分布の重心の位置から、規制されている交通の流れ方向が決定されることを特徴とする右側通行または左側通行の自動検出装置。
9. 検出された対象物との相対速度を決定する手段と、
   検出された相対速度に基づいて対向接近車両を検出する手段と、を含む請求項８記載の装置。

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