JP6133230B2 - サーキット特定装置およびサーキット特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、サーキット特定装置およびサーキット特定方法に関し、特に、自車両がサーキット内に位置することを特定する、サーキット特定装置およびサーキット特定方法に関する。

市販されている一般車でサーキットを走行することがある。その場合、運転者は、車両を自宅からサーキットまで一般道路を使用して走行する。サーキットにおいては乗り入れた車両で走行する。運転者は、サーキットで走行する場合は、一般道路での車両の種々の設定を変えて運転をしたい。
従来、現在の自車の位置を、ＧＰＳにより取得したデータと地図情報とから特定し、サーキット路であれば操舵力アシスト量を変える車両運動制御装置が知られている（特許文献１参照）。
しかしながら、ＧＰＳにより取得したデータは誤差があり、自車位置がサーキット内か判定する精度としては十分ではない。

特開平５−６９８４８号公報

上記背景より、自車がサーキット内に位置している、ということが、より正確に特定できるサーキット特定装置が望まれている。

本発明のサーキット特定装置は、ＧＰＳにより自車位置を特定する自車位置特定ユニットと、一般道路における特徴物を認識する特徴物認識ユニットと、自車位置がサーキットを区画する境界内またはサーキットの近傍にあることを判定することにより、サーキット予測領域内にあること判定した場合、かつ、特徴物が認識されていない場合、自車がサーキット内に位置すると判定する、サーキット判定ユニットと、を備える。

本発明の一の態様によると、特徴物は、少なくとも、中央線、中央分離帯、横断歩道、信号機、歩行者、歩道のいずれか一つを含む。
本発明の他の態様によると、自車の車両性能を制限または抑制するリミッタを解除するリミッタ解除ユニットと、をさらに備える。サーキット判定ユニットは、自車がサーキット内に位置すると判定されたことを条件として、リミッタの解除の実行を許可する。

本発明の他の態様によると、サーキット判定ユニットは、サーキット予測領域内にあると判定され、かつ特徴物が所定時間以上または所定走行距離以上認識されないとき、自車がサーキット内に位置すると判定する。
本発明の他の態様によると、サーキットの近傍は、境界から所定距離以内の範囲である。
本発明の他の態様によると、サーキットの近傍は、境界からＧＰＳの精度による誤差に基づく範囲である。

本発明のサーキット特定方法は、ＧＰＳにより特定された自車位置が、サーキットを区画する境界内またはサーキットの近傍にあることを判定することにより、サーキット予測領域内にあることを判定するサーキット予測領域内判定ステップと、一般道路における特徴物が認識されたか判定する特徴物判定ステップと、サーキット予測領域内であり、かつ、特徴物が認識された場合、自車がサーキット内に位置すると判定する総合判定ステップと、を含む。

本発明によれば、ＧＰＳの精度によって一般道路をサーキット内と誤判定してしまうことを防止することができる。

本発明の実施形態に係るサーキット特定装置とサーキット特定装置に関係する装置との構成を示すブロック図である。 中央線を説明する概略図である。 中央分離帯を説明する概略図である。 横断歩道を説明する概略図である。 信号機を説明する概略図である。 歩行者と歩道を説明する概略図である。 本発明の実施形態に係るサーキット特定装置情の、動作手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るサーキット特定装置の概略構成を示すブロック図である。

サーキット（Circuit）とは、モータースポーツを行うための競技施設であり、周回走路と付随施設の総称である。サーキットは、スピードウェイ（Speedway）、レースウェイ（Raceway）、トラック（Track）と呼ばれることもある。
サーキットは、一般的には舗装路施設に対してのみ使われるが、本実施形態ではダートと呼ばれる未舗装路も含むことができる。

本実施形態のサーキット特定装置は、ＧＰＳ装置１０と、携帯端末２０と、カメラ３０と、レーダー４０と、回転パルス発生器５０と、タイマー６０と、入力装置７０と、処理装置８０と、記憶装置９０と、を含む構成である。

ＧＰＳ装置１０と、携帯端末２０と、はＧＰＳにより自車位置を特定する自車位置特定ユニットの一例である。
ＧＰＳ装置１０は、測位用のデータを含むＧＰＳ（Global Positioning System）信号を複数のＧＰＳ衛星から受信して現在位置の緯度及び経度を算出する。ＧＰＳ装置１０は、ＧＰＳ信号のほか、携帯電話の基地局が送信する電波をさらに受信して、基地局の位置情報に基づいて、現在位置の緯度及び経度を算出することもできる。
携帯端末２０は、持ち運び可能な電子機器であり、車外から車内に持ち込んで使用される。携帯端末２０は、たとえば、スマートフォンと呼ばれる多機能携帯電話を用いることができる。携帯端末２０は内部にＧＰＳ装置を含む。携帯端末２０と処理装置８０とは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの有線通信、ブルートゥース（Bluetooth(登録商標)）などの無線通信で情報の伝達を行う。

カメラ３０と、レーダー４０と、は一般道路における特徴物を認識する特徴物認識ユニットの一例である。
カメラ３０は車両の前部分に装着され、車両の進行方向の画像を撮影する。カメラ３０は２つ以上でもよく、車両の前方方向だけではなく、他のカメラで車両の周囲の画像を撮影してもよい。
レーダー４０は、ミリ波などの電波を発射し、その反射波を測定することにより対象物を検知する装置である。レーダー４０は、車両の前部分に装着され、車両の前方を前後方向、左右方向、上下方向にスキャンすることにより、車両の前方に存在する物体を検知することができる。レーダー４０は、２つ以上でもよく、車両の前方方向だけではなく他のレーダーで車両の周囲の画像を撮影してもよい。
また、レーダー４０は、ミリ波レーダーに代えて、または加えて、レーザレーダを用いてもよい。

回転パルス発生器５０は、車両の車輪軸に装着されている。回転パルス発生器５０は、車輪軸が回転することによってパルスを発生する。発生した回転パルスは車両が走行した距離を算出することに使用される。
タイマー６０は、時間計測装置であり、時間を算出することに使用される。
入力装置７０は、テンキーやカーソル移動キーなどを備え、運転者または乗員が処理装置８０へ各種設定をすることに使用される。

処理装置８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（Read Only Memory）、データの一時記憶のためのＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを有するコンピュータである。処理装置８０は、時間算出ユニット１１０と、走行距離算出ユニット１２０と、地図上位置判定ユニット１３０と、特徴物判定ユニット１４０と、サーキット総合判定ユニット１５０と、リミッタ解除ユニット１６０と、を備える。

処理装置８０が備える上記各ユニットは、コンピュータである処理装置８０がプログラムを実行することにより実現される、機能実現手段である。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。
なお、処理装置８０が備える上記各ユニットは、プログラムの実行により実現されるほか、それぞれ一つ以上の電気部品を含む専用のハードウエアとして構成することもできる。

記憶装置９０は、半導体メモリやハードディスク装置（HDD、Hard Disc Drive）を含む、任意の不揮発性の記憶装置又は不揮発性の記憶装置と揮発性の記憶装置との組み合わせとすることができる。記憶装置８０は、地図データ２１０と、特徴物データ２２０と、処理装置８０がその動作に伴って生成又は参照する作業データと、を記憶する。

次に、処理装置８０が有する各種処理ユニットを説明する。
時間算出ユニット１１０は、タイマー６０からの情報で時間を算出する。算出した内容はサーキット総合判定ユニット１５０で使用される。
走行距離算出ユニット１２０は、回転パルス発生器５０からの信号から車両の走行距離を算出する。また、ＧＰＳ装置１０からの自車位置の情報から、現在位置と過去位置を演算して算出してもよい。算出した内容はサーキット総合判定ユニット１５０で使用される。

次に、地図上位置判定ユニット１３０を説明する。
地図上位置判定ユニット１３０は、自車位置がサーキットを区画する境界内またはサーキットの近傍にあることを判定する。

まず、地図上位置判定ユニット１３０は、ＧＰＳ装置１０から出力される自車位置の経度および緯度の詳細情報を取得する。なおＧＰＳ装置１０に代えて、携帯端末２０から取得してもよい。
次に地図上位置判定ユニット１３０は、得られた経度及び緯度情報に基づいて、記憶装置９０に保存されている地図データ２１０を検索し、自車位置が地図上のどの位置であるか認定する。

さらに地図上位置判定ユニット１３０は、地図データ２１０からサーキットを検出し、自車位置がサーキットを区画する境界の範囲内であるか判定する。自車位置がこの境界内であれば、自車位置がサーキットであるという予測される範囲内である、サーキット予測範囲内と判定する。
サーキットの境界の範囲外である場合、地図上位置判定ユニット１３０は、自車位置がサーキットの近傍に位置するか判定する。サーキットの近傍は、サーキットを区画する境界から所定距離内の範囲であるかを判定する。

このために地図上位置判定ユニット１３０は、自車位置から最短距離にある境界位置を特定する。地図上位置判定ユニット１３０は、特定した境界位置と自車位置との距離を算出する。地図上位置判定ユニット１３０は、算出した距離が予め設定された所定距離内であるか否か判定する。
所定距離はＧＰＳの精度またはＧＰＳ装置１０の測定誤差に基づいて設定する。たとえばＧＰＳの精度による誤差が５０ｍであれば、５０ｍと設定する。
また所定距離は、ＧＰＳの精度による誤差に加え、地図データ２１０の精度や余裕を加えた距離に設定してもよい。また所定距離は、運転者や乗員により入力装置７０から設定してもよい。
地図上位置判定ユニット１３０は、自車位置がサーキットの近傍に位置すると判定すれば、サーキット予測範囲内と判定する。

次に、特徴物判定ユニット１４０を説明する。
特徴物判定ユニット１４０は、カメラ３０からの画像またはレーダー４０からの信号に基づいて、記憶装置９０に保存されている特徴物データ２２０を参照することによって特徴物が存在するか否かを判定する。

本実施形態の特徴物は、一般道路であれば存在する可能性があるが、サーキット内では存在しないと思われる対象である。たとえば、中央線、中央分離帯、横断歩道、信号機、歩行者、歩道である。
サーキットでは車線の区分けがないので道路に中央線はない。また片方向にしか車両は走行しないので、中央分離帯はない。また交差点はないので信号機はない。道路上には人間は立ち入り禁止であるので、歩行者は存在しない。また、横断歩道や歩道もない。
このような特徴物の画像データを記憶装置９０の中の特徴物データ２２０に格納する。

図２は、中央線を説明する概略図である。
中央線Ｌ１は道路に沿って平行に線状に存在する、という特徴がある。
図３は、中央分離帯を説明する概略図である。
中央分離帯Ｌ２は、道路の中央部に存在し、縁石などの高さがある構造物によって分離されている、という特徴がある。

図４は、横断歩道を説明する概略図である。
横断歩道Ｌ３は、道路を横切る方向に梯子状の線が存在する、という特徴がある。
図５は、信号機を説明する概略図である。
信号機Ｌ４は、所定の高さに装着され、共通の形があり、決められた３色で発光する、という特徴がある。

図６は、歩行者と歩道を説明する概略図である。
歩行者Ｌ５は、頭部、胴体部、脚部が存在する、という特徴がある。
歩道Ｌ６は、道路に沿って、道路の端側に線または縁石で区画されている、という特徴がある。
特徴物データ２２０は、これらの特徴を、カメラ３０からの画像データまたはレーダー４０からの信号を生成したデータと比較できる形式で、格納されている。

特徴物判定ユニット１４０は、カメラ３０からの画像データまたはレーダー４０から生成されるデータと特徴物データ２２０とを、よく知られたパターンマッチングにより比較する手法や、ＳＩＦＴ（Scale Invariant Feature Transform）など特定のアルゴリズムを使用する手法を用いて、特徴物が存在するか否か判定する。この場合、特徴物の拡大または縮小の技術を使用することができる。

サーキット総合判定ユニット１５０は、自車位置がサーキット内であるか否かを総合的に判定する。
サーキット総合判定ユニット１５０は、地図上位置判定ユニット１３０での判定の結果、自車位置がサーキット予測範囲内であり、かつ、特徴物判定ユニット１４０での判定の結果、特徴物が認識されていない、という場合に自車がサーキット内に位置すると判定する。
サーキット総合判定ユニット１５０は、自車位置がサーキット予測範囲内であっても、特徴物が認識された場合は、自車がサーキット内に位置しないと判定する。

なお総合判定を確実にするために、サーキット総合判定ユニット１５０は、特徴物の認識に関しては、所定時間以上継続したときに、自車がサーキット内に位置すると総合判定してもよい。所定時間は予め設定され、例えば１秒とする。時間の測定は時間算出ユニット１１０へ指令して行う。
また、総合判定を確実にするために、サーキット総合判定ユニット１５０は、特徴物の認識に関しては、所定距離以上に自車が走行したときに、自車がサーキット内に位置すると総合判定してもよい。所定距離は予め設定され、例えば１０ｍとする。走行距離の測定は、走行距離算出ユニット１２０へ指令して行う。

なお、特徴物に関する所定時間以上または所定距離以上の継続の条件は、特徴物判定ユニット１４０で行ってもよい。また設定する数値は、運転者または乗員が入力装置７０から変更できるようにしてもよい。

次に、サーキット総合判定ユニット１５０は、自車がサーキット内に位置すると判定した場合、リミッタ解除ユニット１６０に対して、リミッタの解除の実行を許可する。
リミッタ解除ユニット１６０は、自車の車両性能を制限または抑制するリミッタを解除する。このようなリミッタは、安全設定や燃料節約などのためにある諸機能を制限するリミッタである。

このような機能としては、たとえば、アンチロック・ブレーキシステム（Anti-lock Brake System）などの横滑り防止機能、前を走行する車両との衝突を避ける衝突軽減ブレーキ（Collision Mitigation Brake System）、ステアリング操作をアシストする機能、走行状態によって自動的にエンジンの「３分の1または半分」を休ませて燃料を節約する可変シリンダーシステム（Variable Cylinder Management）、エンジンの回転数に応じてガソリンを含んだ空気（混合気）を吸う（吸気）バルブと混合気が燃えたガスを出す（排気）バルブとの開きを変えるしくみである可変バルブ機構（Variable valve Timing and lift Electronic Control system）などがある。

次に、本実施形態の処理装置８０が実行する動作手順について説明する。
図７は、処理装置８０の動作手順を示すフロー図である。

ステップＳ１１０は、サーキット予測領域内判定ステップの一例である。
まずステップＳ１１０で、処理装置８０は、自車位置がサーキット予測領域内にあるか判定する。この判定は、自車位置が、サーキットを区画する境界内またはサーキットの近傍にあることを判定することにより、行う。その結果、自車位置がサーキット予測領域内と判定されれば、ステップＳ１２０へ移行する。自車位置がサーキット予測領域内と判定されなければ、処理を終了する。

ステップＳ１２０は、特徴物判定ステップの一例である。
ステップＳ１２０で、処理装置８０は、特徴物が認識されたか判定する。その結果、特徴物が認識されたと判定されれば、ステップＳ１３０へ移行する。特徴物が認識されたと判定されなければ、処理を終了する。
ステップＳ１３０で、処理装置８０は、自車がサーキット内に位置すると判定する。本処理では、ステップＳ１１０とステップＳ１２０との組み合わせによる処理手順により、ステップＳ１３０で自車がサーキット内に位置すると総合判定する。
次にステップＳ１４０へ移行する。
ステップＳ１４０で、処理装置８０は、自車の車両性能を制限または抑制するリミッタを解除する。その後処理を終了する。

各ステップでの詳細な処理は、上述した地図上位置判定ユニット１３０などで説明したとおりである。
なお、ステップＳ１１０とＳ１２０との処理の順序は、入れ替えてもよい。

また別の実施形態として、サーキット特定装置は、携帯端末２０内に構成することもできる。
携帯端末２０は、上述したように、ＧＰＳにより自車位置を特定する自車位置特定ユニットであるＧＰＳ装置を含む。また携帯端末２０は、一般道路における特徴物を認識するカメラを含む。さらに携帯端末２０は、上述した、タイマーと、入力装置と、処理装置と、記憶装置とを含む。ここで、カメラを車両の外が撮影できるように車両に装着する。
携帯端末２０の処理装置で、上述したように、自車位置がサーキットを区画する境界内またはサーキットの近傍にあることを判定することにより、サーキット予測領域内にあること判定した場合、かつ、特徴物が認識されていない場合、自車がサーキット内に位置すると判定することができる。

携帯端末２０は、この判定結果を送信し、車載装置に備えるリミッタ解除ユニットに各種リミッタを解除するように指令することができる。
また、上述した処理装置８０が行う内容を、携帯端末２０の処理装置と車載の処理装置とに分割して分担してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係るサーキット特定装置は、ＧＰＳにより自車位置を特定するＧＰＳ装置１０などの自車位置特定ユニットと、一般道路における特徴物を認識するカメラ３０などの特徴物認識ユニットと、自車位置がサーキットを区画する境界内またはサーキットの近傍にあることを判定することにより、サーキット予測領域内にあること判定した場合、かつ、特徴物が認識されていない場合、自車がサーキット内に位置すると判定する、処理装置８０と、を備える。

また本実施形態に係るサーキット特定方法は、ＧＰＳにより特定された自車位置が、サーキットを区画する境界内またはサーキットの近傍にあることを判定することにより、サーキット予測領域内にあることを判定するサーキット予測領域内判定ステップと、一般道路における特徴物が認識されたか判定する特徴物判定ステップと、サーキット予測領域内であり、かつ、特徴物が認識された場合、自車がサーキット内に位置すると判定する総合判定ステップと、を含む。

このように、ＧＰＳの位置情報に加え、カメラ３０等を用いて、中央分離帯などの特徴物を認識することで、一般道とサーキットとを判別する。
これにより、ＧＰＳの精度によって一般道路をサーキット内と誤判定してしまうことを防止することができる。

なお本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１０・・・ＧＰＳ装置、２０・・・携帯端末、３０・・・カメラ、４０・・・レーダー、５０・・・回転パルス発生器、６０・・・タイマー、７０・・・入力装置、８０・・・処理装置、９０・・・記憶装置、１１０・・・時間算出ユニット、１２０・・・走行距離算出ユニット、１３０・・・地図上位置判定ユニット、１４０・・・特徴物判定ユニット、１５０・・・サーキット総合判定ユニット、１６０・・・リミッタ解除ユニット、２１０・・・地図データ、２２０・・・特徴物データ、Ｌ１・・・中央線、Ｌ２・・・中央分離帯、Ｌ３・・・横断歩道、Ｌ４・・・信号機、Ｌ５・・・歩行者、Ｌ６・・・歩道。

Claims (5)

1. 自車両の現在位置を特定する自車位置特定ユニットと、
   一般道路における特徴物を認識する特徴物認識ユニットと、
   自車両の現在位置が、サーキットを区画する境界内の範囲及び前記境界から所定距離内の範囲を含むサーキット予測領域内にあり、かつ、前記特徴物が所定時間以上のあいだ認識されず及び又は自車両の走行距離が所定距離以上となるまでのあいだ認識されないときに、自車両の現在位置が前記サーキット内に位置すると判定する、サーキット判定ユニットと、を備えた、
   サーキット特定装置。
2. 前記特徴物は、少なくとも、中央線、中央分離帯、横断歩道、信号機、歩行者、歩道のいずれか一つを含む、
   請求項１に記載のサーキット特定装置。
3. 前記自車の車両性能を制限または抑制するリミッタを解除するリミッタ解除ユニットと、をさらに備え、
   前記サーキット判定ユニットは、
   前記自車が前記サーキット内に位置すると判定されたことを条件として、前記リミッタの解除の実行を許可する、
   請求項１または２に記載のサーキット特定装置。
4. 前記所定距離は、前記自車位置特定ユニットにおける自車両の現在位置を特定する際の位置特定誤差に基づく範囲である、
   請求項１ないし３のいずれか一項に記載のサーキット特定装置。
5. 処理装置が実行するサーキット特定方法であって、
   自車両の現在位置を取得するステップと、
   自車両の現在位置が、サーキットを区画する境界内の範囲及び前記境界から所定距離内の範囲を含むサーキット予測領域内にあるか否かを判断するステップと、
   一般道路における特徴物が認識されたか否かを判定する特徴物判定ステップと、
   自車両の現在位置が前記サーキット予測領域内にあると判定され、かつ、前記特徴物が所定時間以上のあいだ認識されず及び又は自車両の走行距離が所定距離以上となるまでのあいだ認識されないときに、自車両の現在位置が前記サーキット内に位置すると判定する総合判定ステップと、
   を含む、サーキット特定方法。

Images