JP7444099B2 - 車両、信号機制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は車両、信号機制御方法およびプログラムに関する。

道路の交差点にカメラを設置し、このカメラにより撮影した画像から、車両の路線毎の通行状態および停止車両数を検出し、この検出結果に基づいて、車両が円滑の走行するよう交差点に設置された信号機の点灯時間を制御するようにした信号機制御装置が公知である（例えば特許文献１を参照）。

特開２０１２－２２１０９１号公報

しかしながら、この信号機制御装置では、カメラの設置された限られた信号機しか制御できないという問題がある。

本発明によれば、自車両の走行経路に設置された信号機と、自車両の周りを走行する他車両と、自車両周辺の他の移動体とを検出するセンサと、
センサの検出結果に基づいて信号機、他車両、および他の移動体の存在を認識する認識部と、
認識部により自車両が信号機を通過したと認識された後、信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在するか否かを判別する判別部と、
他車両の走行状態を推定する推定部と、
信号機と通信する通信部と、
判別部により信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在すると判別されたときには、推定部により推定された他車両の走行状態に基づいて信号機を制御する信号機制御部と、
を具備した車両が提供される。
更に、本発明によれば、自車両の周りを走行する他車両を検出するセンサと、
センサの検出結果に基づいて他車両の存在を認識する認識部と、
センサの検出結果に基づいて、認識部により認識された他車両の現在位置および走行状態を推定する推定部と、
推定部により推定された他車両の現在位置および走行状態から他車両の進行経路を予測する進行経路予測部と、
進行経路予測部により予測された他車両の進行経路および取得された信号機の設置位置に基づき、他車両がこれから通過すると予測される信号機を特定する信号機特定部と、
特定された信号機と通信する通信部と、
推定部により推定された他車両の走行状態に基づいて特定された信号機を制御する信号機制御部とを具備しており、推定部により、他車両の走行状態が、法定制限速度を超過している制限速度超過状態であると推定されたときには、信号機制御部は、特定された信号機の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換え、特定された信号機の信号が赤信号の場合には赤信号である時間を長くする車両が提供される。
更に、本発明によれば、自車両に搭載されたコンピュータが、
自車両の走行経路に設置された信号機と、自車両の周りを走行する他車両と、自車両周辺の他の移動体とを検出するセンサの検出結果に基づいて信号機、他車両、および他の移動体の存在を認識し、
自車両が信号機を通過したと認識された後、信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在するか否かを判別し、
他車両の走行状態を推定し、
信号機と通信し、
信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在すると判別されたときには、推定された他車両の走行状態に基づいて信号機を制御する信号機制御方法が提供される。
更に、本発明によれば、自車両の走行経路に設置された信号機と、自車両の周りを走行する他車両と、自車両周辺の他の移動体とを検出するセンサの検出結果に基づいて信号機、他車両、および他の移動体の存在を認識し、
自車両が信号機を通過したと認識された後、信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在するか否かを判別し、
他車両の走行状態を推定し、
信号機と通信し、
信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在すると判別されたときには、推定された他車両の走行状態に基づいて信号機を制御するように、コンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。

広範囲に亘り信号機を制御することができる。

図１は、図解的に表した車両とサーバを示す図である。 図２は、車両を自律走行させるための機能構成図である。 図３は、車両の運転制御を行うためのフローチャートである。 図４Ａおよび図４Ｂは、道路上を走行する車両と信号機を図解的に示す図である。 図５Ａおよび図５Ｂは、車載カメラの画像を図解的に示す図である。 図６は、車載カメラの画像を図解的に示す図である。 図７は、信号機制御を行うためのフローチャートである。 図８は、信号機制御を行うためのフローチャートである。 図９は、本発明による実施例の機能構成図である。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、道路上を走行する車両と信号機を図解的に示す図である。 図１１は、信号機制御を行うためのフローチャートである。 図１２は、信号機制御を行うためのフローチャートである。 図１３は、本発明による実施例の機能構成図である。 図１４Ａおよび図１４Ｂは、道路上を走行する車両と信号機を図解的に示す図である。 図１５は、信号機制御を行うためのフローチャートである。 図１６は、信号機制御を行うためのフローチャートである。 図１７は、道路上を走行する車両と信号機を図解的に示す図である。 図１８は、信号機制御を行うためのフローチャートである。 図１９は、信号機制御を行うためのフローチャートである。

図１を参照すると、１は車両を図解的に示している。本発明による実施例では、この車両１は、予め設定された領域内で、予め設定された走行経路に沿って自律走行せしめられる循環バスからなる。また、図１において、２は車両１の駆動輪に駆動力を与えるための車両駆動部、３は車両１を制動するための制動装置、４は車両１を操舵するための操舵装置、５は車両１内に搭載された電子制御ユニットを夫々示す。図１に示されるように、電子制御ユニット５はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス６によって互いに接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）７、ＲＯＭおよびＲＡＭからなるメモリ８および入出力ポート９を具備する。

一方、図１に示されるように、車両１には、位置情報センサ１０、環境情報センサ１１、地図データ記憶装置１２および検知部１３が設けられている。位置情報センサ１０は、車両１の現在位置を検出するためのセンサであり、この位置情報センサ１０は、例えば、人工衛星からの電波を受信して車両１の現在位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）受信器からなる。また、環境情報センサ１１は、車両１に自律走行を行わせるために車両１の状態を検出するセンサおよび車両１の周辺を検出するセンサからなる。この場合、車両１の状態を検出するセンサとしては、加速度センサ、速度センサ、方位角センサが用いられており、車両１の周辺を検出するセンサとしては、車両１の前方等を撮影するカメラ、ライダ（LIDAR）、レーダ等が用いられる。

一方、地図データ記憶装置１２には、車両１に自律走行を行わせるのに必要な地図データ等が記憶されており、また、検知部１３は、例えば、循環バスへの乗降者の乗降動作を検出するための種々のセンサからなる。これらの位置情報センサ１０、環境情報センサ１１、地図データ記憶装置１２および検知部１３は、電子制御ユニット４に接続されている。

一方、図１において２０はサーバを示している。図１に示されるように、このサーバ２０内には電子制御ユニット２１が設置されている。この電子制御ユニット２１はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス２２によって互いに接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２３、ＲＯＭおよびＲＡＭからなるメモリ２４および入出力ポート２５を具備する。更に、サーバ２０内には、車両１と通信を行うための通信装置２６が設置されている。一方、車両１には、サーバ２０と通信を行うための通信装置１４が搭載されている。

本発明による実施例では、車両駆動部２は、２次電池により駆動される電気モータ、或いは、燃料電池により駆動される電気モータより構成されており、駆動輪は、電子制御ユニット４の出力信号に従って、これらの電気モータにより駆動制御される。また、車両１の制動制御は、電子制御ユニット４の出力信号に従って制動装置３により行われ、車両１の操舵制御は、電子制御ユニット４の出力信号に従って操舵装置４により行われる。

図２は、車両１に自律走行を行わせるための機能構成図を示している。図２に示されるように、本発明による実施例では、車両１が、運行計画生成部３０と、環境情報検出部３１と、走行制御部３２と、位置情報送信部３３を具備している。運行計画生成部３０では、サーバ２０から運行指令を受信すると、運行指令に基づいて、車両１の走行経路、走行速度および停車位置等の運行計画が生成される。環境情報検出部３１では、環境情報センサ１１により、車両１の自律走行に必要な環境情報が検出される。例えば、環境情報検出部３１では、車線の個数や位置、自車両１の周囲に存在する他の移動体の個数や位置、自車両１の周囲に存在する障害物（例えば、歩行者、自転車、構造物、建築物等）の個数や位置、道路の構造、道路標識が検出される。

走行制御部３２では、運行計画生成部３０において生成された運行計画と、環境情報検出部において検出された環境情報と、地図データ記憶装置１２に記憶されている地図データと、位置情報センサ１０により検出された車両１の現在位置に基づいて、車両１を自律走行させるための走行制御が行われる。それにより車両１は、設定された走行経路に沿って、他の移動体や障害物との接触を回避しつつ自律走行せしめられる。一方、位置情報送信部３３では、位置情報センサ１０により検出された車両１の現在位置に関する情報が、通信装置１４を経てサーバ２０に送信される。なお、これら運行計画生成部３０、環境情報検出部３１、走行制御部３２および位置情報送信部３３は、車両１の電子制御ユニット４内に形成されている。

図３は、車両を自律走行させるために車両１に搭載された電子制御ユニット５内において実行される車両の運転制御ルーチンを示している。このルーチンは、一定時間毎の割り込みによって実行される。
図３を参照すると、まず初めに、ステップ４０において、サーバ２０から運行指令を受信したか否かが判別される。サーバ２０から運行指令を受信していないと判別されたときには処理サイクルを終了する。これに対し、サーバ２０から運行指令を受信したと判別されたときにはステップ４１に進んで、運行指令が取得される。次いで、ステップ４２では、運行指令に基づいて、車両１の走行経路、走行速度および停車位置等の運行計画が生成される。

次いで、ステップ４３では、車両１の自律走行に必要な環境情報が検出される。次いで、ステップ４４では、車両１を自律走行させるための走行制御が行われ、それにより車両１は、設定された走行経路に沿って、他の移動体や障害物との接触を回避しつつ自律走行せしめられる。次いで、ステップ４５では、車両１の現在位置に関する情報がサーバ２０に送信される。次いで、ステップ４６では、車両１が、運行指令により設定された目的地に到達したか否かが判別される。この場合、本発明による実施例では、循環バスが、設定された回数だけ循環した後に、設定された目的地に到達したか否かが判別される。車両１が目的地に到達していないと判別されたとき、本発明による実施例では、循環バスが、設定された回数だけ循環した後に目的地に到達していないと判別されたときには、ステップ４３に戻り、車両１の自律走行制御が続行される。車両１が目的地に到達したと判別されたとき、本発明による実施例では、循環バスが、設定された回数だけ循環した後に目的地に到達したと判別されたときには、処理サイクルを終了する。

さて、本発明による実施例では、車両１は、予め設定された領域内で、予め設定された走行経路に沿って自律走行せしめられる循環バスからなる。このように自律走行せしめられる循環バスは、循環バスの周りを走行する他車両および他車両周辺の状態を検知し得る種々のセンサを備えており、従って、別の見方をすると、これらセンサを用いて、循環バスの走行経路に沿った他車両および他車両周辺の状態を広範囲に亘って検出できることになる。そこで、本発明による実施例では、これらセンサを用いて、他車両および他車両周辺の状態を検出し、他車両の走行状態に応じて、他車両の進行方向に設置されている信号機を制御するようにしている。

次に、他車両の走行状態に応じて、他車両の進行方向に設置されている信号機を制御するようにした具体的ないくつかの例について順次説明する。図４Ａから図９は、本発明による第１の例を示している。図４Ａを参照すると、６０は道路、６１は信号機、６２は信号機制御装置を示しており、本発明による実施例では、自車両１は信号機制御装置６２と通信可能である。また、図４Ａには、矢印方向に走行する自車両１と、自車両１からみて対向車線上を矢印方向に走行する他車両６３が示されている。なお、以下、図４Ａに示される構成要素と同一の構成要素については、図４Ａで用いられている符号と同一の符号を付し、説明を省略する。

さて、図４Ａは、他車両６３の進行方向前方に、例えば、登園中或いは登校中の列をなす子供のような歩行者６４が存在している場合を示している。この場合には、歩行者６４の安全のために他車両６３は歩行者６４の側方を低速度で走行することが好ましく、そのためには、他車両６３を減速させる必要がある。そこで図４Ａに示される例では、他車両６３の進行方向前方に歩行者６４が存在している場合には、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号が赤信号以外のときには赤信号以外から赤信号に切換え、信号機６１の信号が赤信号の場合には赤信号である時間を長くし、それにより他車両６３を減速させるようにしている。

一方、図４Ｂは、他車両６３の進行方向前方に、自転車に乗って走行する自転車走行者６５が存在している場合を示している。この場合にも、自転車走行者６５の安全のために他車両６３は自転車走行者６５の側方を低速度で走行することが好ましく、そのためには、他車両６３を減速させる必要がある。そこで本発明による第１の例では、他車両６３の進行方向前方に歩行者６４や自転車走行者６５のような他の移動体が存在している場合には、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号が赤信号以外のときには赤信号以外から赤信号に切換え、信号機６１の信号が赤信号の場合には赤信号である時間を長くし、それにより他車両６３を減速させるようにしている。

ところで、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号を赤信号に切換えるか、或いは、赤信号である時間を長くすることにより他車両６３を減速させるには、他車両６３と信号機６１との間の距離が、１００メートル程度から２００メートル程度の間の或る一定距離以下であることが必要とされる。そこで、本発明による第１の例では、他車両６３の進行方向前方に歩行者６４や自転車走行者６５のような他の移動体が存在しているときに、他車両６３と信号機６１との間の距離が、予め設定された設定距離ＳＸ以下である場合には、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号を赤信号に切換えるか、或いは、赤信号である時間を長くする信号機制御を行い、他車両６３の進行方向前方に歩行者６４や自転車走行者６５のような他の移動体が存在しているときに、他車両６３と信号機６１との間の距離が設定距離ＳＸ以上である場合には、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号を赤信号に切換えたり、赤信号である時間を長くする信号機制御を行なわない。

さて、本発明による実施例では、環境情報センサ１１の一つであって車両１の前方を撮影するカメラを用いた物体検出方法により、他車両６３および歩行者６４や自転車走行者６５のような他の移動体の存在が検出される。この物体検出方法について、例えば、畳み込みニューラルネットワークを用いた周知のＲ－ＣＮＮ（regions with CNN features）を用いた場合を例にとって簡単に説明すると、図５Ａは、このカメラにより撮影された画面を図解的に示しており、図５Ａに示されるように、カメラにより撮影された画面上には、自車両１の走行車線６６と、対向車線６７と、物体領域候補であるバウンディングボックス６８が示されている。図５Ａに示される例では、歩行者６４を囲むバウンディングボックス６８が示されている。これらの物体領域候補であるバウンディングボックス６８内の画像は、夫々、学習済みの畳み込みニューラルネットワークＣＮＮに入力され、各画像に対するＣＮＮ特徴と称されるベクトルが生成される。畳み込みニューラルネットワークＣＮＮにおいて生成されたＣＮＮ特徴は、サポートベクトルマシーンからなる分類器に入力され、物体領域候補であるバウンディングボックス内の物体のクラス（例えば、歩行者）の識別が行われる。即ち、物体が何であるかの識別が行われる。無論、物体検出方法として、このＲ－ＣＮＮの発展形であるFast Ｒ－ＣＮＮ、Faster Ｒ－ＣＮＮ、ＹＯＬＯ或いは、ＳＳＤを用いることもできる。

図５Ａは、自車両１が信号機６１を通過した後、歩行者６４の存在が認識されたときを示しており、図５Ｂは、その後、他車両６３（バウンディングボックスを省略）の存在が認識されたときを示している。本発明による実施例では、環境情報センサ１１の一つとして、前方を撮影するステレオカメラを具備しており、他車両６３の存在が認識されたときに、ステレオカメラによって、他車両６３までの距離が検出される。更にこのとき、信号機６１を通過した後の自車両１の走行距離が算出され、この算出された走行距離と検出された他車両６３までの距離との和、即ち、信号機６１と他車両６３との距離が設定距離ＳＸ以下である場合には、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号が赤信号以外から赤信号に切換えられるか、或いは、赤信号である時間が長くされる。

一方、図６は、自車両１が信号機６１を通過した後、歩行者６４の存在および他車両６３（バウンディングボックスを省略）の存在が同時に認識されたときを示している。この場合でも、ステレオカメラによって他車両６３までの距離が検出されると共に、信号機６１を通過した後の自車両１の走行距離が算出され、この算出された走行距離と検出された他車両６３までの距離との和、即ち、信号機６１と他車両６３との距離が設定距離ＳＸ以下である場合には、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号が赤信号以外から赤信号に切換えられるか、或いは、赤信号である時間が長くされる。なお、ライダ（LIDAR）を用いて他車両６３の存在、および歩行者６４や自転車走行者６５のような他の移動体の存在を認識することもできるし、ライダ（LIDAR）又はレーダを用いて、他車両６３までの距離を検出することができる。

図７および図８は、本発明による第１の例を実施するために自車両１の電子制御ユニット５において実行される信号機制御ルーチンを示している。なお、このルーチンは一定時間毎の割り込みによって実行される。
図７および図８を参照すると、まず初めに、ステップ１００において、前方を撮影するカメラおよび前方を撮影するステレオカメラにより、自車両１の走行道路に設置された信号機６１、他車両６３および他の移動体の検出が行われる。次いで、ステップ１０１では、自車両１が信号機６１を通過したときからの走行距離、即ち、信号機６１からの距離Ｓが算出される。次いで、ステップ１０２では、他車両６３の存在は認識されず他の移動体の存在のみが認識されたときにセットされる検出フラグがセットされているか否かが判別される。検出フラグがセットされていないときには、ステップ１０３に進んで、カメラにより撮影された画面に基づいて、他の移動体の認識処理が行われる

次いで、ステップ１０４では、この認識処理に基づいて、他の移動体が存在しているか否かが、例えば、対向車線６７上、又は対向車線６７の側方に他の移動体が存在しているか否かが判別される。他の移動体が存在していないと判別されたときには、処理サイクルを完了する。これに対し、他の移動体が存在していると判別されたときには、ステップ１０５に進んで、カメラにより撮影された画面に基づいて、他車両６３の認識処理が行われる。次いで、ステップ１０６では、他車両６３が存在しているか否かが、例えば、対向車線６７上を走行する他車両６３が存在しているか否かが判別される。他車両６３が存在していないと判別されたときには、ステップ１１０に進んで、他車両６３の存在は認識されず他の移動体の存在のみが認識されたときにセットされる検出フラグがセットされる。次いで、処理サイクルを終了する。

これに対し、ステップ１０６において、他車両６３が存在していると判別されたとき、即ち、他の移動体の存在と他車両６３の存在が同時に認識されたときには、ステップ１０７に進んで、ステレオカメラにより撮影された画像に基づき算出された他車両６３までの距離と、ステップ１０１において算出された信号機６１からの距離Ｓとの和から、信号機６１と他車両６３との距離ＳＳが算出される。次いで、ステップ１０８では、ステレオカメラにより撮影された画像に基づき他車両６３の速度が算出される。次いで、ステップ１１１では、信号機６１と他車両６３との距離ＳＳが設定距離ＳＸ以下であるか否かが判別される。信号機６１と他車両６３との距離ＳＳが設定距離ＳＸ以下であるときにはステップ１１２に進んで、他車両６３の速度が、安全速度α以上であるか否かが判別される。この安全速度αは、予め定められていて、例えば時速２０Km である。

他車両６３の速度が、安全速度α以上であるときには、ステップ１１３に進んで、信号機６１の制御が完了したか否かが判別される。信号機６１の制御が完了していないときには、ステップ１１４に進んで、自車両１と信号機６１との通信が行われる。次いで、ステップ１１５では、信号機６１の信号が赤信号以外であるか否かが判別される。信号機６１の信号が赤信号以外であるときには、ステップ１１６に進んで、信号機６１の信号が赤信号以外から赤信号に切換えられる。これに対し、信号機６１の信号が赤信号であるときには、ステップ１１７に進んで、信号機６１の信号が赤信号である時間が延長される。

一方、検出フラグがセットされると、ステップ１０２からステップ１０９に進んで、ステップ１０１において算出された信号機６１からの距離Ｓが設定距離ＳＸ以下であるか否かが判別される。信号機６１からの距離Ｓが設定距離ＳＸ以下であるときには、ステップ１０５に進んで、カメラにより撮影された画面に基づいて、他車両６３の認識処理が行われ、次いで、ステップ１０６では、他車両６３が存在しているか否かが、例えば、対向車線６７上を走行する他車両６３が存在しているか否かが判別される。このとき、他車両６３が存在していると判別されたとき、即ち、他の移動体の存在が認識されてから暫くして他車両６３の存在が認識されたときには、ステップ１０７以降のルーチンが実行される。

即ち、このとき、信号機６１と他車両６３との距離ＳＳが設定距離ＳＸ以下であると判別され、他車両６３の速度が、安全速度α以上であると判別され、信号機６１の制御が完了していないと判別されたときには、ステップ１１４からステップ１１７において、信号機６１の信号が赤信号以外であるときには、信号機６１の信号が赤信号以外から赤信号に切換えられ、信号機６１の信号が赤信号であるときには、赤信号である時間が延長される。

一方、ステップ１０９において、ステップ１０１において算出された信号機６１からの距離Ｓが設定距離ＳＸを越えたと判別されたときには、ステップ１１８に進んで、検出フラグがリセットされる。次いで、処理サイクルを終了する。このときには、信号機６１の制御処理は行われない。また、ステップ１１１において、信号機６１と他車両６３との距離ＳＳが設定距離ＳＸ以下でないと判別されたとき、或いは、ステップ１１２において、他車両６３の速度が、安全速度α以上でないと判別されたとき、或いは、ステップ１１３において、信号機６１の制御が完了したと判別されたときには、ステップ１１８に進んで、検出フラグがリセットされる。このときにも、信号機６１の制御処理は行われない。

図９に、本発明による第１の例の機能構成図を示す。図９に示されるように、本発明による第１の例では、車両が、自車両の走行経路に設置された信号機と、自車両の周りを走行する他車両と、自車両周辺の他の移動体とを検出するセンサ１０，１１と、センサ１０，１１の検出結果に基づいて信号機、他車両、および他の移動体の存在を認識する認識部７０と、認識部７０により自車両が信号機を通過したと認識された後、信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在するか否かを判別する判別部７１と、他車両の走行状態を推定する推定部７２と、信号機と通信する通信部、即ち、通信装置１４と、判別部７２により信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在すると判別されたときには、推定部７２より推定された他車両の走行状態に基づいて信号機を制御する信号機制御部７３とを具備している。

この場合、本発明による実施例では、判別部７１により、信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在すると判別されたときには、推定部７２より推定された他車両の走行状態に基づいて、信号機制御部７３により、信号機の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換えられ、信号機の信号が赤信号の場合には赤信号である時間が長くされる。また、本発明による実施例では、判別部７１により信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在すると判別され、かつ信号機と他車両との距離が設定距離ＳＸよりも短いときには、推定部７２により推定された他車両の走行状態に基づいて、信号機制御部７３により、信号機の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換えられ、信号機の信号が赤信号の場合には赤信号である時間が長くされる。また、本発明による実施例では、他の移動体が、歩行者又は自転車走行者であり、推定部７２により、他車両周辺に歩行者又は自転車走行者が存在しており、かつ他車両の走行状態が予め設定された安全速度を超過している安全速度超過状態であると推定されたときには、信号機制御部７３によって、信号機の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換えられ、信号機の信号が赤信号の場合には赤信号である時間が長くされる。

一方、本発明による第１の例を、信号機制御方法として捉えると、この本発明による第１の例では、自車両の走行経路に設置された信号機と、自車両の周りを走行する他車両と、自車両周辺の他の移動体とを検出するセンサ１０，１１の検出結果に基づいて信号機、他車両、および他の移動体の存在を認識し、自車両が信号機を通過したと認識された後、信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在するか否かを判別し、他車両の走行状態を推定し、信号機と通信し、信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在すると判別されたときには、推定された他車両の走行状態に基づいて信号機が制御される。

また、本発明による第１の例では、この信号機制御方法を実行するために、自車両の走行経路に設置された信号機と、自車両の周りを走行する他車両と、自車両周辺の他の移動体とを検出するセンサ１０，１１の検出結果に基づいて信号機、他車両、および他の移動体の存在を認識し、自車両が信号機を通過したと認識された後、信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在するか否かを判別し、他車両の走行状態を推定し、信号機と通信し、信号機に向かう他の移動体、および他の移動体の側方を通って信号機に向かう他車両が存在すると判別されたときには、推定された他車両の走行状態に基づいて信号機を制御するように、コンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。

図１０Ａから図１３は、本発明による第２の例を示している。この第２の例でも、他車両６３の走行状態に応じて、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１が制御される。例えば、この第２の例では、他車両６３が法定制限速度を越えている場合には、他車両６３を減速させるために、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換えられ、信号機６１の信号が赤信号の場合には赤信号である時間が長くされる。

この第２の例でも、第１の例において用いられている物体検出方法と同様な物体検出方法を用いて、前方を撮影するカメラの画像から、他車両６３の認識処理が行われる。一方、この第２の例では、前方を撮影するカメラの画像、或いは、前方を撮影するステレオカメラの画像から、他車両６３の進行経路が予測される。また、この第２の例では、信号機６１の設置位置に関する情報と、予測された他車両６３の進行経路に基づき、他車両６３がこれから通過すると予測される信号機６１が特定される。例えば、図１０Ａに示される場合には、前方を撮影するカメラの画像から、他車両６３も自車両１と同じ道路を走行していることが認識されるので、信号機６１の設置位置に関する情報に基づいて、他車両６３がこれから通過すると予測される信号機６１を特定することが可能となる。

一方、図１０Ｂに示される場合には、前方を撮影するカメラの画像から、自車両１の前方を横切る道路上を他車両６３が走行していることを認識することができる。自車両１の前方を横切る道路は、道路に関する地図データ情報に基づいて特定できるので、この場合も、信号機６１の設置位置に関する情報に基づいて、他車両６３がこれから通過すると予測される信号機６１を特定することが可能となる。この第２の例では、他車両６３がこれから通過すると予測される信号機６１が特定されると、他車両６３の走行状態に基づいて、この特定された信号機６１が制御される。この場合、例えば、他車両６３の進行方向前方に設置されている特定された信号機６１の信号が赤信号以外のときには赤信号以外から赤信号に切換えられ、信号機６１の信号が赤信号の場合には赤信号である時間を長くされ、それにより他車両６３が減速せしめられる。

ところで、前述したように、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号を赤信号以外から赤信号に切換えるか、或いは、信号機６１の信号が赤信号である時間を長くすることにより他車両６３を減速させるには、他車両６３と信号機６１との間の距離が、１００メートル程度から２００メートル程度の間の或る設定距離ＳＸ以下であることが必要となる。従って、この第２の例でも、他車両６３と信号機６１との間の距離が設定距離ＳＸ以下である場合には、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号を赤信号に切換えるか、或いは、赤信号である時間を長くする信号機制御を行い、他車両６３と信号機６１との間の距離が設定距離ＳＸ以上である場合には、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号を赤信号に切換えたり、或いは、赤信号である時間を長くする信号機制御を行なわない。

図１１および図１２は、本発明による第２の例を実施するために自車両１の電子制御ユニット５において実行される信号機制御ルーチンを示している。なお、このルーチンは一定時間毎の割り込みによって実行される。
図１１および図１２を参照すると、まず初めに、ステップ２００において、前方を撮影するカメラ、或いは前方を撮影するステレオカメラによって、自車両１の周りを走行する他車両６３および他車両６３の周囲の状態の検出が行われる。次いで、ステップ２０１では、カメラにより撮影された画面に基づいて、他車両６３の認識処理が行われる。他車両６３の認識処理が行われると、ステップ２０２に進んで、他車両６３の現在位置が検出される。この他車両６３の現在位置が検出は、例えば、道路に関する地図データ情報およびＧＰＳ（Global Positioning System）の受信情報に基づいて求められた自車両１の位置を基準とし、カメラ或いはステレオカメラにより撮影された画面情報を用いて行われる。

次いで、ステップ２０３では、カメラ又はステレオカメラにより撮影された画像に基づき他車両６３の速度が算出される。次いで、ステップ２０４では、他車両６３の速度が、法定制限速度β以上であるか否かが判別される。他車両６３の速度が、法定制限速度βを越えていないときには処理サイクルを終了する。これに対し、他車両６３の速度が、法定制限速度β以上であるときには、ステップ２０５に進んで、カメラにより撮影された画像、或いは、ステレオカメラにより撮影された画像から、他車両６３の進行経路が予測される。次いで、ステップ２０６では、信号機の設置位置が読み込まれる。この信号機の設置位置は、例えば、地図データ記憶装置１２に記憶されている。次いで、ステップ２０７では、この信号機の設置位置に基づいて、他車両６３の予測進行経路上に位置しかつ他車両６３の現在位置から設定距離ＳＸ内に位置する信号機の検索作業、即ち、該当する信号機の検索作業が行われる。

検索作業の結果、該当する信号機が見つからなかった場合には、ステップ２０８において該当する信号機が存在しないと判別され、処理サイクルを終了する。これに対し、該当する信号機が見つかった場合には、ステップ２０８において該当する信号機が存在すると判別され、ステップ２０９に進んで、該当する信号機、即ち、制御すべき信号機が特定される。次いで、ステップ２１０に進んで、特定された信号機の制御が完了したか否かが判別される。特定された信号機の制御が完了していないときには、ステップ２１１に進んで、自車両１と特定された信号機との通信が行われる。次いで、ステップ２１２では、特定された信号機の信号が赤信号以外であるか否かが判別される。特定された信号機の信号が赤信号以外であるときには、ステップ２１３に進んで、特定された信号機の信号が赤信号以外から赤信号に切換えられる。これに対し、特定された信号機の信号が赤信号であるときには、ステップ２１４に進んで、特定された信号機の信号が赤信号である時間が延長される。

図１３に、本発明による第２の例の機能構成図を示す。図１３に示されるように、本発明による第２の例では、車両が、自車両の周りを走行する他車両を検出するセンサ１０，１１と、センサの検出結果に基づいて該他車両の存在を認識する認識部８０と、センサ１０，１１の検出結果に基づいて、認識部８０により認識された他車両６３の現在位置および走行状態を推定する推定部８１と、推定部８１により推定された他車両６３の現在位置および走行状態から他車両６３の進行経路を予測する進行経路予測部８２と、進行経路予測部８２により予測された他車両６３の進行経路および取得された信号機の設置位置に基づき、他車両６３がこれから通過すると予測される信号機を特定する信号機特定部８３と、特定された信号機と通信する通信部、即ち、通信装置１４と、推定部８１により推定された他車両６３の走行状態に基づいて特定された信号機を制御する信号機制御部８４とを具備している。

この場合、本発明による実施例では、推定部８１により、他車両６３の走行状態が、法定制限速度を超過している制限速度超過状態であると推定されたときには、信号機制御部８４は、特定された信号機の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換え、特定された信号機の信号が赤信号の場合には赤信号である時間を長くする。また、本発明による実施例では、推定部８１により、他車両６３の走行状態が、法定制限速度を超過している制限速度超過状態であると推定され、かつ特定された信号機と他車両６３との距離が設定距離ＳＸ以下のときには、信号機制御部８４は、特定された信号機の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換え、特定された信号機の信号が赤信号の場合には赤信号である時間を長くする。

図１４Ａから図１６は、本発明による第２の例の第１変形例を示している。図１４Ａおよび図１４Ｂに示されるように、この第２の例の第１変形例は、他車両６３に接近して別の他車両６３ａが後続している場合を対象としている。さて、この第２の例の第１変形例でも、他車両６３の走行状態に応じて、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１が制御される。例えば、この第２の例の第１変形例でも、他車両６３が法定制限速度を越えている場合には、他車両６３を減速させるために、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換えられ、信号機６１の信号が赤信号の場合には赤信号である時間が長くされる。

ところが、図１４Ａおよび図１４Ｂに示されるように、他車両６３に接近して別の他車両６３ａが後続しているときに、他車両６３を減速させるべく、他車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１の信号を赤信号に切換えると、後続する他車両６３ａが
先行する他車両６３に追突する危険性がある。そこで、この第２の例の第１変形例では、自車両１の周辺に対して、信号機の制御を報知する報知装置を設け、信号機の制御を行う前に、報知装置により、特定された信号機の信号を赤信号以外から赤信号に切換える旨を報知するようにしている。この場合、この報知装置としては、自車両１の前面に取り付けられた、或いは、道路の側方又は上方に設置されたスピーカ又はディスプレイを用いることができる。

図１５および図１６は、この第２の例の第１変形例を実施するために自車両１の電子制御ユニット５において、一定時間毎の割り込みにより実行される信号機制御ルーチンを示している。なお、図１５および図１６に示されるルーチンのステップ２００からステップ２１４は、図１１および図１２に示されるルーチンのステップ２００からステップ２１４と同じであり、図１５および図１６に示されるルーチンと図１１および図１２に示されるルーチンとの異なるところは、図１５および図１６に示されるルーチンでは、ステップ２０９とステップ２１０との間に、二つのステップ２０９ａおよびステップ２０９ｂが追加されていることだけである。従って、図１５および図１６に示されるルーチンについては、二つのステップ２０９ａおよびステップ２０９ｂに関係する部分だけを説明し、その他の部分については説明を省略する。

図１５および図１６を参照すると、ステップ２０９において、制御すべき信号機が特定されると、ステップ２０９ａに進んで、カメラにより撮影された画像から、後続する他車両６３ａが存在しているか否かが判別される。後続する他車両６３ａが存在していないと判別されたときには、ステップ２１０に進んで、特定された信号機の制御が完了したか否かが判別される。これに対し、後続する他車両６３ａが存在していると判別されたときには、ステップ２０９ｂに進んで、スピーカ又はディスプレイにより、信号機の信号を赤信号以外から赤信号に切換える旨を報知する。次いで、ステップ２１０に進む。

図１７から図１９は、本発明による第２の例の第２変形例を示している。この第２の例の第２変形例は、他車両６３が緊急車両である場合を対象としている。この第２の例の第２変形例では、他車両６３が緊急車両でありかつ他車両６３の走行状態が緊急走行状態であると推定されたときには、緊急車両６３の進行方向前方に設置されている信号機６１が制御される。例えば、この第２の例の第２変形例では、他車両６３が緊急車両でありかつ他車両６３の走行状態が緊急走行状態であると推定されたときには、他車両６３が継続して緊急走行し得るように、特定された信号機の信号が青信号以外の場合には青信号以外から青信号に切換えられ、特定された信号機の信号が青信号の場合には青信号である時間が長くされる。

図１８および図１９は、本発明による第２の例の第２変形例を実施するために自車両１の電子制御ユニット５において、一定時間毎の割り込みにより実行される信号機制御ルーチンを示している。
図１８および図１９を参照すると、まず初めに、ステップ３００において、前方を撮影するカメラ、或いは前方を撮影するステレオカメラによって、自車両１の周りを走行する他車両６３および他車両６３の周囲の状態の検出が行われる。次いで、ステップ３０１では、カメラにより撮影された画面に基づいて、他車両６３の認識処理が行われる。次いで、ステップ３０２では、他車両６３の現在位置が検出される。次いで、ステップ３０３では、他車両６３が緊急車両でありかつ他車両６３の走行状態が緊急走行状態であるか否かが判別される。このとき、例えば、カメラにより撮影された画面に基づいて、赤色灯が点灯していることが認識され、かつ、車載の集音器によってサイレン音が取得されときに、他車両６３が緊急車両でありかつ他車両６３の走行状態が緊急走行状態であると判別される。

他車両６３が緊急車両でありかつ他車両６３の走行状態が緊急走行状態であると判別されたときには、ステップ３０４に進んで、カメラにより撮影された画像、或いは、ステレオカメラにより撮影された画像から、他車両６３の進行経路が予測される。次いで、ステップ３０５では、信号機の設置位置が読み込まれる。この信号機の設置位置は、例えば、地図データ記憶装置１２に記憶されている。次いで、ステップ３０６では、この信号機の設置位置に基づいて、他車両６３の予測進行経路上に位置しかつ他車両６３の現在位置から設定距離ＳＸ内に位置する信号機の検索作業、即ち、該当する信号機の検索作業が行われる。

検索作業の結果、該当する信号機が見つからなかった場合には、ステップ３０７において該当する信号機が存在しないと判別され、処理サイクルを終了する。これに対し、該当する信号機が見つかった場合には、ステップ３０７において該当する信号機が存在すると判別され、ステップ３０８に進んで、該当する信号機、即ち、制御すべき信号機が特定される。次いで、ステップ３０９に進んで、特定された信号機の制御が完了したか否かが判別される。特定された信号機の制御が完了していないときには、ステップ３１０に進んで、自車両１と特定された信号機との通信が行われる。次いで、ステップ３１１は、特定された信号機の信号が青信号であるか否かが判別される。特定された信号機の信号が青信号でないときには、ステップ３１２に進んで、特定された信号機の信号が青信号以外から青信号に切換えられる。これに対し、特定された信号機の信号が青信号であるときには、ステップ３１３に進んで、特定された信号機の信号が青信号である時間が延長される

１ 自車両
２ 車両駆動部
５ 電子制御ユニット
２０ サーバ
６０ 道路
６１ 信号機
６３ 他車両

Claims (10)

1. 自車両の走行経路に設置された信号機と、自車両の周りを走行する他車両と、自車両周辺の他の移動体とを検出するセンサと、
   該センサの検出結果に基づいて該信号機、該他車両、および該他の移動体の存在を認識する認識部と、
   該認識部により自車両が該信号機を通過したと認識された後、該信号機に向かう該他の移動体、および該他の移動体の側方を通って該信号機に向かう他車両が存在するか否かを判別する判別部と、
   該他車両の走行状態を推定する推定部と、
   該信号機と通信する通信部と、
   該判別部により該信号機に向かう該他の移動体、および該他の移動体の側方を通って該信号機に向かう他車両が存在すると判別されたときには、該推定部により推定された他車両の走行状態に基づいて該信号機を制御する信号機制御部と、
   を具備した車両。
2. 該信号機制御部は、該判別部により該信号機に向かう該他の移動体、および該他の移動体の側方を通って該信号機に向かう他車両が存在すると判別されたときには、該推定部により推定された他車両の走行状態に基づいて、該信号機の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換え、該信号機の信号が赤信号の場合には赤信号である時間を長くする請求項１に記載の車両。
3. 該信号機制御部は、該判別部により該信号機に向かう該他の移動体、および該他の移動体の側方を通って該信号機に向かう他車両が存在すると判別され、かつ該信号機と他車両との距離が設定距離よりも短いときには、該推定部により推定された他車両の走行状態に基づいて、該信号機の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換え、該信号機の信号が赤信号の場合には赤信号である時間を長くする請求項２に記載の車両。
4. 該他の移動体が、歩行者又は自転車走行者であり、該推定部により、該他車両周辺に歩行者又は自転車走行者が存在しており、かつ該他車両の走行状態が予め設定された安全速度を超過している安全速度超過状態であると推定されたときには、該信号機制御部は、該信号機の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換え、該信号機の信号が赤信号の場合には赤信号である時間を長くする請求項２に記載の車両。
5. 自車両の周りを走行する他車両を検出するセンサと、
   該センサの検出結果に基づいて該他車両の存在を認識する認識部と、
   該センサの検出結果に基づいて、該認識部により認識された該他車両の現在位置および走行状態を推定する推定部と、
   該推定部により推定された他車両の現在位置および走行状態から他車両の進行経路を予測する進行経路予測部と、
   該進行経路予測部により予測された他車両の進行経路および取得された信号機の設置位置に基づき、他車両がこれから通過すると予測される信号機を特定する信号機特定部と、
   該特定された信号機と通信する通信部と、
   該推定部により推定された他車両の走行状態に基づいて該特定された信号機を制御する信号機制御部とを具備しており、該推定部により、該他車両の走行状態が、法定制限速度を超過している制限速度超過状態であると推定されたときには、該信号機制御部は、該特定された信号機の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換え、該特定された信号機の信号が赤信号の場合には赤信号である時間を長くする車両。
6. 該推定部により、該他車両の走行状態が、法定制限速度を超過している制限速度超過状態であると推定され、かつ該特定された信号機と他車両との距離が設定距離以下のときには、該信号機制御部は、該特定された信号機の信号が赤信号以外の場合には赤信号以外から赤信号に切換え、該特定された信号機の信号が赤信号の場合には赤信号である時間を長くする請求項５に記載の車両。
7. 自車両の周りを走行する他車両を検出するセンサと、
   該センサの検出結果に基づいて該他車両の存在を認識する認識部と、
   該センサの検出結果に基づいて、該認識部により認識された該他車両の現在位置および走行状態を推定する推定部と、
   該推定部により推定された他車両の現在位置および走行状態から他車両の進行経路を予測する進行経路予測部と、
   該進行経路予測部により予測された他車両の進行経路および取得された信号機の設置位置に基づき、他車両がこれから通過すると予測される信号機を特定する信号機特定部と、
   該特定された信号機と通信する通信部と、
   該推定部により推定された他車両の走行状態に基づいて該特定された信号機を制御する信号機制御部と、自車両の周辺に対して、該信号機制御部による信号機の制御を報知する報知装置とを具備しており、該信号機制御部による信号機の制御を行う前に、報知装置により、該特定された信号機の信号を赤信号以外から赤信号に切換える旨を報知する車両。
8. 自車両の周りを走行する他車両を検出するセンサと、
   該センサの検出結果に基づいて該他車両の存在を認識する認識部と、
   該センサの検出結果に基づいて、該認識部により認識された該他車両の現在位置および走行状態を推定する推定部と、
   該推定部により推定された他車両の現在位置および走行状態から他車両の進行経路を予測する進行経路予測部と、
   該進行経路予測部により予測された他車両の進行経路および取得された信号機の設置位置に基づき、他車両がこれから通過すると予測される信号機を特定する信号機特定部と、
   該特定された信号機と通信する通信部と、
   該推定部により推定された他車両の走行状態に基づいて該特定された信号機を制御する信号機制御部とを具備しており、該推定部により、該他車両が緊急車両でありかつ該他車両の走行状態が緊急走行状態であると推定されたときには、該信号機制御部は、該特定された信号機の信号が青信号以外の場合には青信号以外から青信号に切換え、該特定された信号機の信号が青信号の場合には青信号である時間を長くする車両。
9. 自車両に搭載されたコンピュータが、
   自車両の走行経路に設置された信号機と、自車両の周りを走行する他車両と、自車両周辺の他の移動体とを検出するセンサの検出結果に基づいて該信号機、該他車両、および該他の移動体の存在を認識し、
   自車両が該信号機を通過したと認識された後、該信号機に向かう該他の移動体、および該他の移動体の側方を通って該信号機に向かう他車両が存在するか否かを判別し、
   該他車両の走行状態を推定し、
   該信号機と通信し、
   該信号機に向かう該他の移動体、および該他の移動体の側方を通って該信号機に向かう他車両が存在すると判別されたときには、推定された他車両の走行状態に基づいて該信号機を制御する信号機制御方法。
10. 自車両の走行経路に設置された信号機と、自車両の周りを走行する他車両と、自車両周辺の他の移動体とを検出するセンサの検出結果に基づいて該信号機、該他車両、および該他の移動体の存在を認識し、
    自車両が該信号機を通過したと認識された後、該信号機に向かう該他の移動体、および該他の移動体の側方を通って該信号機に向かう他車両が存在するか否かを判別し、
    該他車両の走行状態を推定し、
    該信号機と通信し、
    該信号機に向かう該他の移動体、および該他の移動体の側方を通って該信号機に向かう他車両が存在すると判別されたときには、推定された他車両の走行状態に基づいて該信号機を制御するように、コンピュータを機能させるためのプログラム。

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