JP5003465B2 - 運転支援システム、路上通信装置、および、情報提供装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載機に対して運転を支援するための情報を提供する運転支援システム、路上通信装置および車載機に関する。

従来、交通情報を収集するために、所定の間隔毎に道路上に車両感知器を設置して車両の通過台数（交通量）や占有時間等を計測するという方法が用いられてきたが、近年は、車両感知器の設置されていない道路の交通情報を取得する等の目的で、車両が自身の走行軌跡に関するプローブデータを生成して所定の周期毎にセンター側装置に送信し、センター側で複数の車両から送信されるプローブデータを分析することにより、道路のリンク旅行時間等を取得するという方法も用いられるようになってきた。

また、交通安全の促進や交通事故の防止を目的として、路上等に設置されたインフラ装置から情報を受信し、当該情報を活用することで、車両の安全性を向上させるシステムが検討されている。
そのようなシステムとして、例えば、信号機の作動情報を無線で車両に送信し、前記作動情報に含まれる青信号の残表示時間に応じて車両がブレーキ制御を行う安全運転支援システムが提案されている（特許文献１参照）。

特許第２８０６８０１号公報

車載機が道路形状などの情報に基づいて自動的に適切な車両の制動方法を決定し、当該制動方法に応じてアクセルやブレーキを制御するいわゆる車両の自動運転システムでは、道路構造や路面状況などの様々な情報を入手して、短時間で適切な車両の制動方法を決定しなければならないため、車載機には複雑で高度な演算処理を行う能力が要求されていた。

例えば、Ｓ字カーブに差し掛かった自動運転車両においては、カーブの入口のどの辺りで加減速するか、どれくらいの速度でカーブを曲がるか、カーブの出口付近で加速するか否か、各地点における操舵角をどのように変動させるか、といった車両制御パラメータを決定するが、これらは繰り返し演算によって求める必要があった。

具体的には、以下のような手順で計算されていた。（１）まず、各地点における速度や操舵角などの車両制御パラメータの組み合わせを仮に決定し、決定した組み合わせで前記Ｓ字カーブなどの道路を走行した場合の車両の安全性や燃費などの指標を算出する。（２）次に、車両制御パラメータの値を少し変更して同様に車両の安全性や燃費などの指標を算出する。（３）この計算を繰り返し行い、山登り法などによって、車両制御パラメータの組み合わせを最適化する。

この最適化演算の演算量は膨大で、限られた短い時間内に適切な制動方法を決定するためには高性能で高価な車載機を開発する必要があり、あらゆる種類の車両に搭載することが難しいという問題点があった。
そこで、本願出願人は、ある区間等を所定時間前に既に通過した先行車両の走行データを、その区間等を走行する前に車両に対して提供する運転支援システムを提案した（特願２００７−２３５０９７号）。このシステムであれば、その区間等を安全に走行し終えた先行車両の走行データを取得できるため、その走行データを参考にすることで、高性能車載機でなくても適切な運転方法を比較的短時間で決定できる。

上記提案システムでは、その区間等を安全に走行し終えた先行車両の走行データを用いて自車両の運転方法を決定していたが、これに加えて、道路上で発生する種々の要因等をも考慮することが好ましい。
そこで、本発明は、運転方法を決定すべき対象区間の途中や近傍において発生する事象を考慮して運転方法を決定する運転支援システムを提供することを目的とする。

第一の発明にかかる運転支援システムは、道路の所定区間に接近する第一の車両に搭載された第一の車載機と、前記第一の車両よりも前方を走行する第二の車両に搭載された第二の車載機と、前記所定区間の終了地点又は当該終了地点よりも下流側の地点において、前記第二の車載機から前記第二の車両の前記所定区間における走行軌跡を示す走行軌跡情報を受信する下流側路上通信装置と、前記所定区間の開始地点又は当該開始地点よりも上流側の地点において、前記第一の車載機に対して、受信した前記第二の車両の走行軌跡情報を送信する上流側路上通信装置と、前記道路上における車両の進行を妨げる事象についての道路事象情報を取得する道路事象情報取得手段とを含み、前記下流側路上通信装置の受信した走行軌跡情報の中から前記道路事象情報に応じて走行軌跡情報を選択する選択手段をさらに有し、前記上流側路上通信装置は、前記選択手段の選択した走行軌跡情報を前記第一の車載機に対して送信するように構成されており、前記第一の車載機は、選択された前記第二の車両の走行軌跡情報を用いて前記所定区間における第一の車両の運転方法を決定する。

また、第二の発明にかかる路上通信装置は、道路の所定区間の開始地点又は当該開始地点よりも上流側の地点において該所定区間に接近する車両に搭載された車載機に対して情報を送信するものであり、前記所定区間を走行し終えた他の車両の走行軌跡情報のうち、前記所定区間内又はその近傍に設置された信号灯器の表示が進行を許可するものであるか否かに応じて選択された１又は複数の走行軌跡情報を前記車載機に送信する（請求項９）。

また、第三の発明にかかる車載機は、道路の所定区間の開始地点又は当該開始地点よりも上流側の地点において、該所定区間を走行し終えた先行車両の走行軌跡情報と、前記所定区間内又はその近傍に設置された信号灯器の現在および将来の表示に関する信号情報とを受信し、これらの情報に基づいて、前記所定区間における自車両の運転方法を決定する。

これらの発明では、車載機は、これから走行しようとする道路区間について、その区間を既に走行し終えた先行車両の走行軌跡情報を、その区間を走行する前に取得することができる。その区間を走行し終えた先行車両は、少なくともその区間を安全に走行して通過したのであるから、当該先行車両の走行軌跡は、自車両の運転方法を決定する上での参考情報として活用することができるものである。すなわち、これらの発明によれば、適切な運転方法の決定にとって有効な参考情報を車両に提供することができるため、車載機は比較的短時間で運転方法を決定できるようになる。
なお、ここにいう運転方法の決定とは、前記所定区間における走行速度、加速度や操舵角等の車両の制動方法を決定することを指す。

また、これらの発明では、前記道路上における前記車両の進行を妨げる事象についての道路事象情報を取得した上で、当該道路事象情報に応じて選択した走行軌跡情報を車載機に対して送信するようにしたので、当該車載機と同じような道路状況で前記所定区間を走行した先行車両の走行軌跡情報を得ることができ、車載機が運転方法を決定する上で極めて有用な情報を的確に取得できるようになった。
なお、道路事象情報取得手段や選択手段等は、上流側路上通信装置や下流側路上通信装置等に設けても良いし、別途中央装置等を設置してその装置に設けても良い。

前記選択手段は、以下のうち少なくとも１つの条件を満たす走行軌跡情報を選択対象外とすることが好ましい（請求項２）。
（１）前記所定区間における車線変更の回数が所定の回数以上であること
（２）前記所定区間のうち予め決められた地点における走行速度又は加速度が所定の範囲外であること

上記（１）や（２）のような走行をした先行車両は必ずしも安全かつ円滑に前記所定区間を走行したとは言えないから、車載機に提供する情報として好ましくないためである。

前記選択手段に、前記下流側路上通信装置の受信した走行軌跡情報を車種ごとに分類する分類手段を備えさせておき、前記上流側路上通信装置が、前記第一の車載機に対し、前記第一の車両の車種に応じた走行軌跡情報を送信するようにしておいても良い（請求項３）。

前記所定区間によっては車種ごとに適切な運転方法が異なることもあるから、同一車種の走行軌跡情報を選定して送信することで、車載機にとって有用な情報のみを提供できるようになる。なお、車種は、車種判別可能な路上センサ等を別途設置して、当該センサで検知して取得しても良いし、車載機が路上通信装置等に自身の車種を通知する構成でも良い。

また、前記走行軌跡情報は、前記第二の車両が前記所定区間を走行した際の離散的な通過地点に対応した情報を含んでおり、少なくとも前記通過地点の位置に関する位置情報と前記通過地点における通過時刻に関する時刻情報とを含ませておくことが望ましい（請求項４）。

位置に関する情報と通過時刻の情報を含めることで、どの地点をいくらの速度で走行したか、どの地点で加減速したのか、などを正確に知ることができるようになるためである。なお、前記走行軌跡情報には走行速度、加速度や操舵角度の情報を含めることもできるし、方向指示器や警笛等の車載機器類の動作状況や、車載センサ等によって収集した車間距離等に関する情報等を格納しても良い。

また、前記上流側路上通信装置は、前記第一の車載機に対し、前記所定区間を含む道路の形状についての道路形状情報を送信してもよく、この場合の前記道路形状情報は、前記所定区間を含む道路上に仮想的に設けた一連のサンプル点の位置に関する情報を含むものであることが好ましい（請求項５）。
車載機は、先行車両の走行軌跡情報に加えて、詳細な道路形状を把握できる道路形状情報をも受け取ることで、より一層適切な運転方法を決定することが可能となる。例えば、前記所定区間を走行した先行車両の走行軌跡情報と道路形状情報を比較することで、前記所定区間では多くの車両がカーブにおいて車線を逸脱して走行する傾向にあることなどを把握することができるようになる。
なお、前記一連のサンプル点は前記所定区間を含む道路上に所定の間隔で設けられており、特に、交差点やカーブ、勾配の変動する地点などのように道路形状が変化する地点には原則として配置される。

ここで、そのサンプル点のうち少なくとも１つは、前記上流側路上通信装置と前記第一の車載機との路車間通信地点であることが望ましい（請求項６）。
このようにすることで、車載機は路車間通信によって道路形状情報等を受信した時点において、当該道路形状情報に含まれる所定のサンプル点上に自車が存在することを認識できるようになるためである。
この場合、前記上流側路上通信装置は光ビーコンであることが望ましい。
光ビーコンは近赤外線によって路車間通信を行うから、その通信領域を限られた範囲に限定することができるという利点があるためである。路車間通信領域が限定的であれば、その通信領域を前記所定区間の開始地点もしくはその開始地点よりも上流側の地点に確実に設定することができる。特に、道路形状情報にその路車間通信地点を含めている場合、車載機が路車間通信によって道路形状情報等を受信した時点が、その道路形状情報に含まれる路車間通信地点に到着した時点であると認識でき、自車両の位置を正確に特定できるという利点がある。自車位置を所定区間を走行する直前に正確に知ることができれば、その後の運転制御の精度をより一層高いものとすることができるようになる。
なお、前記上流側路上通信装置として前記道路事象情報取得手段と前記選択手段とを備えさせた路上通信装置（請求項７）も大変有用であるし、路上通信装置とは別に設けられる路側の装置として、前記道路事象情報取得手段と前記選択手段とを備えさせた情報提供装置（請求項８、１０）も大変有用である。

なお、前記所定区間において車両の進行を妨げる事象としては、その道路に設置される信号機、踏切や停止車両などが考えられるから、前記道路事象情報は、以下の情報のうち少なくとも１つを含むことが好ましい（請求項８）。
（１）前記道路に設置される信号灯器の現在及び将来の表示とその継続時間に関する情報
（２）前記道路上に存在する踏切の現在及び将来の動作とその継続時間に関する情報
（３）前記道路上で停止する先行車両に関する情報

以上のように、本発明の運転支援システムによれば、ある地点や区間に差し掛かった車両の車載機が、所定時間前に当該地点等を通過した先行車両の走行データに基づいて、短時間で容易に適切な運転方法を決定することができるようになる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る交通システムの機器配置の概要を示す模式図であり、上流側路上通信装置１、下流側路上通信装置２、信号灯器３Ａとこれを制御する交通信号制御機３、情報提供装置５、車両Ｃ１及びこの車両に搭載される車載機６を含むものである。

〔システムの全体構成〕
Ｓ字カーブを有する道路Ｒには、該Ｓ字カーブよりも所定距離だけ手前に上流側路上通信装置１が、Ｓ字カーブを過ぎた地点に下流側路上通信装置２がそれぞれ設置されている。上流側路上通信装置１は車両Ｃ１との間で通信を行うためのヘッド（アンテナ）１Ａを有しており、同様に、下流側路上通信装置２は車両との間で通信を行うためのヘッド（アンテナ）２Ａを有する。なお、道路Ｒは例えばアップダウンを繰り返す形状など、Ｓ字カーブ以外の形状を有していても良い。

上流側路上通信装置１は、道路上の所定の通信領域Ｑ１（図１において示す範囲）において車両Ｃ１に搭載された車載機６との間で通信データを送受信する。
ここで、上流側路上通信装置１としては、例えば光ビーコン、電波ビーコンやＤＳＲＣなど、無線で路車間通信を実現できる装置であればどのようなものを用いても良い。
この場合、例えばＳ字カーブ等の区間に接近してくる車両に対して、その区間から所定距離だけ手前の地点で確実に情報を通知したいのであれば、光ビーコン等のように狭域通信を行う路上通信装置を用いることが望ましい。

通信領域Ｑ１において上流側路上通信装置１から車両Ｃ１に対して送信される前記通信データには、上流側路上通信装置１の設置地点やその先の道路に関する情報、すなわちＳ字カーブ及びその前後の区間における道路Ｒに関する道路形状情報が含まれている。
ここにいう道路形状情報には、道路Ｒの区間長、車線数や勾配といった道路の形状等に関する情報が含まれている。
なお、前記道路形状情報は、交通管制センターに設置された情報提供装置５からルータ４や通信回線を通じて送られ、予め上流側路上通信装置１の記憶部に格納されている。

一方、車載機６が上流側路上通信装置１宛に送信する情報には、車両Ｃ１の車両ＩＤの情報や前回別の地点に設けられた他の路上通信装置（図示せず）と路車間通信してからの経過時間（路上通信装置設置地点間の旅行時間）に関する情報などがある。さらに、車載機６は上流側路上通信装置１に対して自身の走行軌跡に関するプローブデータを送信する。このプローブデータの内容については後に詳述する。

そして、道路Ｒを走行する車両Ｃ１は、前記道路形状情報等を受信して安全運転支援動作を行う機能を有する。
ここにいう安全運転支援動作とは、前記道路形状情報等に基づいて、車載機６が道路Ｒを走行する場合の車両Ｃ１の適切な制御方法を決定した上で、自動的にブレーキやアクセルを制御することを指す。この場合、車両によっては完全に車両が自動運転を実施しても良いが、ドライバの運転を支援する（例えばブレーキアシスト等）制御方法であっても良い。
なお、道路Ｒを走行する全ての車両が前記安全運転支援動作の機能を有する必要はなく、また、前記機能を有する車両であっても当該機能を停止していても良い。
なお、下流側路上通信装置２と車両Ｃ１との間でも、同様の手順で路車間通信が行われる。

また、下流側路上通信装置２の近傍には信号灯器３Ａとこれを制御する交通信号制御機３が設置されている。なお、信号灯器３Ａは上流側路上通信装置１と下流側路上通信装置２の間に設置されていても良い。
道路Ｒを走行する車両Ｃ１は、信号灯器３Ａが赤信号であれば信号灯器３Ａの設置地点よりも手前に設けられた停止線等に従って停止し、青信号であれば当該停止線を通過する。

〔道路形状情報の内容〕
以下、図２及び図３を用いて前記道路形状情報の詳細を説明する。
図２は道路形状情報の形式の基本的な考え方を説明するための説明図である。
図２に示すように、道路形状情報は、道路上に仮想的に複数のサンプル点Ｓ１、Ｓ２、・・・を置き、当該サンプル点Ｓｎに関連する情報、及びサンプル点間Ｓｎ〜Ｓｎ＋１に関する情報をサンプル点毎に表現したものとして構成される。
この場合、サンプル点Ｓｎは、主に道路の形状が変化する箇所に置くことが望ましい。例えば、道路の勾配や曲率などが変化する地点や車線数が増減する地点などである。特に、カーブなどのような曲線形状の区間においては、サンプル点の間隔を短くして、道路形状をより正確に表現できるようにすると良い。また、路上通信装置と路車間通信する地点や交差点などにも置くことが好ましい。

図３は道路形状情報の一例であり、（ａ）にその構造を、（ｂ）に具体的な内容を示す。
道路形状情報は、（ａ）に示すように、ヘッダ部、データ部及びフッタ部によって構成される。この場合、ヘッダ部には、道路形状情報のデータサイズやサンプル点数などが格納され、フッタ部には全体のＳＵＭ値や誤り検出用のＣＲＣ値などが格納される。

また、データ部には、ヘッダ部に格納されたサンプル点数に相当する情報が格納される。この例では、まず上流側路上通信装置１と路車間通信を行うＳ１の位置に関する情報（緯度及び経度の情報）が格納される。そして後続領域には次のサンプル点Ｓ２の位置に関する情報が格納され、さらにその後ろに、Ｓ１〜Ｓ２間における距離、勾配や車線数などの情報が格納される。
このように、道路形状情報には、道路Ｒの所定区間Ｓ１〜Ｓ１５の全てのサンプル点とそのサンプル点間の情報が順次格納される。

なお、前記道路形状情報を活用するに当たっては、情報の起点となる地点Ｓ１に到着したことを車載機６が正確に認識できないと、その後の車両制御の精度が著しく低下してしまう恐れがある。そのため、この道路形状情報を地点Ｓ１において車両Ｃ１側に送信することで、単に道路形状情報を提供するだけではなく、情報提供時点がＳ１地点に到着した時点であることをも車載機６に通知する方法が好ましい。
その点では、路車間通信領域が限定的でかつ車線毎に通信可能な光ビーコンを上流側路上通信装置１として用いることが最も好ましい。地点Ｓ１に設置した光ビーコンとの路車間通信により、車載機６は、前記道路形状情報の地点Ｓ１に到達したことや走行車線などを正確に知ることができる。

また、道路の車線数が複数である場合には、車線毎にサンプル点を置き、さらに詳細かつ正確な情報とすることもできる。この場合、車載機６が自身の走行車線を認識できるならば、当該走行車線の道路形状情報を採用することができる。

なお、道路形状情報はこの形式に限られない。ここでは、全てのサンプル点の緯度・経度の情報を格納するようにしたが、起点となるＳ１地点の緯度・経度のみを格納し、その他の地点については、一連のサンプル点のうち直前のサンプル点からの相対的な位置のみを表現するようにしても良い。
例えば、Ｓ２地点の情報は、平面上におけるＳ１地点への車両の進入方向に対してＳ２地点に向かう道路の方向が時計回りのどちらの方向に何度回転しているのかを示す角度情報と、Ｓ２地点までの距離の情報と、Ｓ２地点までの勾配の情報を組み合わせたもの（つまりＳ１からＳ２へのベクトルの情報）として表現することもできる。
このように、道路形状情報は、車載機６が道路の形状を正確に把握できるような情報であれば、どのような形式であっても良い。

〔情報提供装置５、上流側路上通信装置１及び下流側路上通信装置２の基本的動作〕
以下、情報提供装置５、上流側路上通信装置１及び下流側路上通信装置２の基本的動作を、図４および図５を用いて説明する。
なお、下流側路上通信装置２の基本的構成は上流側路上通信装置１と同様である。

上流側路上通信装置１は、通信回線やルータ等を通じて情報提供装置５と情報をやりとりする。送受信手段１１１は、情報提供装置５との間でデータを送受信する機能を有し、情報提供装置５の送信する道路形状情報や後述する他車プローブデータ情報を受け取る。受け取った情報は、記憶部１２１に格納される。
なお、この他車プローブデータ情報は、１又は複数の個々の車両の走行軌跡に関する走行軌跡情報を含んでいる。

路車間通信手段１４１は、常時、路車間通信領域Ｑ１にダウンリンク情報作成手段１３１の作成したダウンリンク情報を送信し続けている。前記ダウンリンク情報は、車載機６に対して路車間通信領域Ｑ１に進入したことを知らせ、車載機６からのアップリンク情報の送信を促すことを主な目的として送信しており、システムの運用状態や現在時刻などの基本的な情報のみを含んでいる。
そして、路車間通信領域Ｑ１に進入した車両Ｃ１の車載機６は、前記ダウンリンク情報の受信に応じて、当該車両Ｃ１の車両ＩＤを含むアップリンク情報を上流側路上通信装置１に対して送信する。なお、このアップリンク情報には、車両Ｃ１が路車間通信領域Ｑ１に至るまでの所定の距離の車両Ｃ１の走行軌跡に関する自車プローブデータ情報が含まれている。この受信した自車プローブデータ情報等は、送受信手段１１１によって通信回線等を通じて情報提供装置５に送信される。

路車間通信手段１４１は、前記アップリンク情報を受信したら、当該アップリンク受信に応じてダウンリンクの切替を実行し、車載機６に対して、車載機６の走行する車線を通知する車線通知情報、前記道路形状情報や他車プローブデータ情報などを含む切替実行後のダウンリンク情報の送信を開始する。当該切替実行後のダウンリンク情報の送信は、概ね２５０ｍｓ程度の間のみ行われる。
なお、前記車線通知情報には、車線番号と車載機６の車両ＩＤとを対応付けた情報が含まれており、前記車線通知情報を受信した車載機６は、自己の車両ＩＤを基に自身の走行車線を認識することができる。

そして、車両Ｃ１はＳ字カーブの道路Ｒを走行した後、下流側路上通信装置２の路車間通信領域Ｑ２に到達すると、上流側路上通信装置１の場合と同様の手順で、下流側路上通信装置２との間で自車プローブデータ情報や他車プローブデータ情報等をやり取りする。
この場合、車両Ｃ１から下流側路上通信装置２に対して送信される前記自車プローブデータ情報には、路車間通信領域Ｑ１の地点から路車間通信領域Ｑ２までのＳ字カーブにおける走行軌跡情報が含まれている。そして、下流側路上通信装置２は受信した自車プローブデータ情報を、通信回線等を通じて情報提供装置５に送信する。

情報提供装置５の端末装置通信手段５１１は、上流側路上通信装置１および下流側路上通信装置２からの自車プローブデータ情報を収集し、記憶部５２１に格納する。
他車プローブデータ情報生成手段５３１は、記憶部５２１に記憶されている自車プローブデータ情報のうち、下流側路上通信装置２から送られてきた複数の自車プローブデータ情報を選定する。そして、その中から選択した１又は複数の自車プローブデータ情報の走行軌跡情報を他社プローブデータ情報に含ませて、上流側路上通信装置１に対して送信する。つまり、この他車プローブデータ情報には、道路Ｒ上を走行した１又は複数の車両のＳ字カーブにおける走行軌跡情報が含まれている。
上流側路上通信装置１は、情報提供装置５から送られた該他車プローブデータ情報を路車間通信領域Ｑ１に進入した車載機６に対して送信する。
このシステムによれば、車載機６は、Ｓ字カーブを走行する前に、そのＳ字カーブを既に走行し終えた他車の走行軌跡に関する情報を受信することができるようになる。

〔プローブデータ情報の内容〕
次に、この自車プローブデータ情報および他車プローブデータ情報に含まれる１台の車両の走行軌跡情報について説明する（図６）。
走行軌跡情報には、車両が走行中に記録した自車位置に関する情報が時系列に格納されている。具体的には、１０秒おきに自車位置の情報を記録する方法や、予め決められた距離（例えば２０ｍ等）を走行したと判断される時点毎に記録する方法等がある。この場合、右左折した時点や所定以上の加減速が行われた地点では原則としてその位置情報が記録される。方向指示器、ワイパー、警笛、ヘッドライト等の動作を開始／停止した地点においても自車位置が記録される。

前記走行軌跡情報には、自車位置情報のみならず、その地点における操舵角、速度や加速度を含めてもよい。また、方向指示器等の車載機器類の動作状況や、車載センサ等によって収集した車間距離や落下物の有無等に関する情報等を格納しても良い。また、前方に信号機が設置されており、当該信号機の表示灯色に関する情報を受信できる状態であれば、その信号機の灯色の情報も格納できる。
なお、自車位置の情報は車載機に搭載されるＧＰＳ受信機等の測位装置を用いて取得することができるし、速度センサ、加速度センサやジャイロなどから速度や操舵角などを取得することができる。

自車プローブデータ情報には、前記のようにして作成した各車両の自車両の走行軌跡が１つ含まれている。なお、車両によって、走行軌跡情報に含ませる情報は異なっていてもよい。例えば、通過地点の位置の情報とその地点を通過した時刻の情報の組み合わせ、または、通過地点の位置の情報と地点間の走行所要時間のみを含ませるようにしてもよい。速度や加速度の情報が格納されていなくても、各地点間の所要時間が分かれば、各地点間の走行速度や加速度を推定することが可能となるためである。
また他車プローブデータ情報には、１又は複数の車両の走行軌跡情報が含まれている。他車プローブデータ情報は情報提供装置５によって作成されるが、例えば、走行速度が所定以上変動した車両、カーブなどの予め決められた地点における速度が所定値以上の車両、頻繁に車線変更を行う車両、あるいは、車線を逸脱して走行した車両など、事前に決められた１又は複数の条件に当てはまらない車両の走行軌跡を他車プローブデータ情報には含ませないようにすることが好ましい。安全な運転あるいは円滑な運転を行わなかった車両の走行軌跡は、運転方法決定における参考情報としては相応しくないためである。

この他車プローブデータ情報を取得した車載機６は、他車が道路Ｒをどのようにして走行したか、についての実績を詳細に知ることができるようになる。例えば、各車両ともに道路Ｒ上のカーブの入口よりも手前のＳ３地点付近で概ね３０ｋｍ／ｈ程度まで減速してからカーブに進入していることや、Ｓ８地点付近では多くの車両が警笛音を鳴らしていること、などの情報をＳ字カーブに進入する前に事前に取得することができる。

また、他車プローブデータ情報には、大型車やバスなどのプローブ情報を生成した車両の車種に関する情報や重量や長さ等の車両の諸元に関する情報を含めることもできる。
車両の種類や諸元に応じて、適切な運転方法が異なる道路区間も存在するから、これらの情報を付与することで、この情報を受け取った車載機６は、なお一層適切に運転方法を決定することが可能となる。

なお、本実施形態では、情報提供装置５が他車プローブデータ情報を作成するようにしたが、近接する他の路上装置（たとえば交通信号制御機２）が作成するようにしてもよい。この場合、下流側路上通信装置２が車載機６から受信した自車プローブデータ情報を該他の路上装置に送信すればよい。
また、下流側路上通信装置２が受信した自車プローブデータ情報を上流側路上通信装置１に送信し、上流側路上通信装置１自身が他車プローブデータ情報を作成するようにしてもよい。

また、他車プローブデータ情報に含ませる走行軌跡は、所定時間以上古い情報を含ませないようにすると良い。時間の経過とともに天候や周辺照度、交通状況などの車両の走行条件が変動するから、なるべく車載機６に対して実際に他車プローブデータ情報が受け渡される時刻に近い時刻の情報の方が参考情報としての有用性が高いためである。そのため、所定時間以上過去の走行軌跡を含める場合であっても、同一の日種や時間帯、天候条件等のもののように極力現時点の道路状況に近いものを選定することが望ましい。

〔信号灯器３Ａの表示に応じた他車プローブデータ情報の作成手順〕
ここで、信号灯器３ＡがＳ字カーブを含む道路区間内あるいは近傍に設置されている場合、その信号灯器３Ａの表示に応じて、この区間を走行した車両から受信される自車プローブデータの内容は大きく相違する。
例えば、図１のように信号灯器３Ａが下流側路上通信装置２の路車間通信領域Ｑ２の近傍に設置されている場合、信号灯器３Ａに接近した時点でその表示が黄信号や赤信号であれば、その車両は信号灯器３Ａの手前に設けられた停止線に従って停止する。そのため、その場合に下流側路上通信装置２に対して送信される自車プローブデータは、路車間通信領域Ｑ２に接近するに従って車両の走行速度が減じられ、停止線の手前で停止するような走行軌跡となっている。
一方、信号灯器３Ａに接近した時点でその表示が青信号であれば、その車両は停止線で停止せずに通過する。そのため、その場合に下流側路上通信装置２に対して送信される自車プローブデータは、路車間通信領域Ｑ２に接近しても車両の走行速度は大きく変動することなく、停止線の手前で停止せずに通過するような走行軌跡となっている。

この場合、情報提供装置５は、信号灯器３Ａの現在及び将来の表示に関する情報を交通信号制御機３Ａから受信しておき、その信号灯器３Ａの表示に応じて受信する自車プローブデータ情報を２つに大別して記憶するようにすると良い。
具体的には、交通信号制御機３からの情報によって信号灯器３Ａの表示状態を把握した上で、黄信号や赤信号時の自車プローブデータに含まれる走行軌跡情報を第一の記憶領域に、青信号時の自車プローブデータに含まれる走行軌跡情報を第二の記憶領域にそれぞれ分別して記憶する。

次に、情報提供装置５は、分別して記憶した自車プローブデータに含まれる走行軌跡情報に基づいて他車プローブデータ情報を作成する。
この場合にも、交通信号制御機３からの情報によって信号灯器３Ａの表示状態を把握した上で、その時点において上流側路上通信装置１の路車間通信領域Ｑ１を通過する車両が、Ｓ字カーブを経て信号灯器３Ａに接近する未来の時点における信号灯器３Ａの表示状態を予測した上で、当該予測に応じて他車プローブデータ情報を作成する。
例えば、信号灯器３Ａが黄信号や赤信号であると予測される場合には、第一の記憶領域に記憶された１又は複数の走行軌跡情報の中から選択した走行軌跡情報を他車プローブデータ情報に含ませる。一方、信号灯器３Ａが青信号であると予測される場合には、第二の記憶領域に記憶された１又は複数の走行軌跡情報の中から選択するようにする。
なお、例えば、信号灯器３Ａの表示が青信号であると予測される場合でも、その継続時間が残り僅かであれば、安全性を高めるためには停止線手前で停止するほうが望ましいから、第一の記憶領域の走行軌跡情報を用いる方が良い。

このように、情報提供装置５が、信号灯器３Ａの表示状態に応じて分別して記憶した自車プローブデータに含まれる走行軌跡情報に基づいて他車プローブデータ情報を作成することで、車両側に提供する情報をより一層適切なものとすることが可能になる。

なお、ここでは情報提供装置５が信号灯器３Ａの表示状態に応じて走行軌跡情報を分別する方法を示したが、下流側路上通信装置２が交通信号制御機３からの情報によって信号灯器３Ａの表示状態を把握した上で分別し、自車プローブデータ情報にその分別結果を付加して情報提供装置５に送信するようにしても良い。
また、上流側路上通信装置１が分別するようにしても良い。その場合、上流側路上通信装置１は、情報提供装置５から送られる他車プローブデータ情報のうち、信号灯器３Ａの表示との関係において適切でない走行軌跡情報をその他車プローブデータ情報から除外して車載機に対して送信すれば良い。

なお、ここでは信号灯器３Ａに応じて自車プローブデータ情報を２つに分別する方法を示したが、３つ以上に分別してもよい。例えば、ドライバが信号灯器３Ａを前方に視認できる地点における信号灯器３Ａの表示と、停止線に接近した時点における信号灯器３Ａの表示とが同一の場合と異なる場合とでは、ドライバの運転方法にも差異があると考えられるから、これらを場合分けして分別するようにしても良い。

また、上流側路上通信装置１からは、車載機６に対して信号灯器３Ａの現在及び将来の表示に関する信号情報を送信するようにしても良い。他車プローブデータ情報に基づいて運転方法を決定するだけでなく、この信号情報に基づいて信号灯器３Ａの手前で停止すべきなのか安全に通過可能なのかを事前に把握できるようになるため、より一層車両走行の安全性を高めることができるようになる。

〔車載機の基本的動作〕
図７は、車載機６と車載機６を搭載した車両Ｃ１の機能ブロックの概略図である。
車両Ｃ１には車載機６の他に、車両Ｃ１を進行させるためのエンジンと制動するためのブレーキが備えられている。前記エンジンやブレーキは、ドライバがアクセルペダルやブレーキペダル等を操作することによって制御できるが、この他にも、車載機６からの指示等に基づいて自動的に制御することができる。
また、車両Ｃ１には、車載機６からの情報等に基づいて、搭乗者に対して画像や音声等によって各種情報を報知するためのディスプレイ（ヘッドアップディスプレイやカーナビゲーション装置の表示機等）やスピーカが備えられている。

路側情報取得手段６０１は、路車間通信領域Ｑ１において、所定の通信方式で送出される前記道路形状情報や他車プローブデータ情報等を、車両Ｃ１に搭載した受信アンテナ（図示せず）等を介して受信して取得する。この場合、道路形状情報と他車プローブデータ情報が異なる路上装置から送信される場合には、情報毎に受信手段を備えていても良い。

路車間通信によって受信する道路形状情報及び他車プローブデータ情報に基づいて、車載機６は以下のように安全運転支援動作を行う。

まず、車載機６は、路車間通信領域Ｑ１において路車間通信を完了した時点で、自身が道路形状情報に格納されているサンプル点Ｓ１の地点に到達したと認識する。
そして、当該時点から、Ｓ１地点を出発点として、搭載するＧＰＳや速度計・加速度計等によって自車両の位置を、前記道路形状情報上にリアルタイムにプロットしていく。
このとき、報知情報作成手段６１１は、スピーカやディスプレイなどを通じて音声や図柄等により、ドライバに対して安全運転支援動作が開始されることを通知することが好ましい。例えば、路車間通信が不良であった場合には、必要な情報を取得できないために安全運転支援動作を開始できないこともあるためである。

次に、車載機６は、道路形状情報と他車プローブデータ情報を分析して自身の運転方針を決定する。運転方針の決定方法はいくつかも考えられるが、どの方法を選択しても良い。

従来の車載機では、道路形状情報を用いて、道路Ｒ上の各地点における速度や操舵角などの値の組み合わせを最適化するために繰り返し演算を実施していた。具体的には、各地点における操舵角、速度や加速度といった運転制御パラメータの組み合わせを決定した上で、カーブでの遠心力による横滑りの確率、後続車両が追突する確率、燃費、ドライバにとっての快適性などのような複数の指標値を算出し、これらの指標値が最適化されるような運転制御パラメータの組み合わせを山登り法などの繰り返し演算によって求めていた。
そのため、短時間で最適化するためには非常に高い演算能力を持った車載機を導入する必要があった。

本発明では、他車プローブデータ情報を用いるため、従来までのような複雑な演算をすることなく、適切な運転方法を簡便かつ短時間で決定することができる。
例えば、受信した他車プローブデータ情報に含まれる複数の走行軌跡のうち、自車の重量や長さなどの車両諸元が最も近い車両の走行軌跡と全く同一の軌跡を辿るような運転方法を自身の運転方法としてそのまま決定する方法を用いることができる。他車プローブデータ情報に含まれる走行軌跡情報が１つしかない場合は、その車両の走行軌跡と全く同一の軌跡を辿るような運転方法を用いても良い。
この方法によれば、下流側の地点まで安全に走行し終えた車両の運転方法をそのまま採用するので、最適とまでは言えなくても妥当な運転方法を瞬時に求めることが可能となる。

また、別の方法として、道路形状情報と信号情報とに基づいて自身の運転方法の基本方針のみを決定した後、その基本方針に最も符合する走行軌跡を選定し、その車両の走行軌跡と全く同一の軌跡を辿るような運転方法を用いても良い。ここにいう運転方法の基本方針とは、例えば、カーブの入口では２０ｋｍ／ｈ以下に必ず減速する、あるいは、常に加速度が所定の値以下となるようにする、といった運転方法の概要を示すものである。
このような方法によれば、自身の基本方針に最も符合した走行を行った先行車両の運転方法をそのまま採用することができるため、簡単かつ短時間で、適切な運転方法を決定することが可能となる。
また、これらの方法では、選択した他車の運転方法をそのまま用いるのではなく、選択した運転方法を自車に合わせて微調整するようにしても良い。例えば、選択した他車よりも自車の重量が大きい場合には、他車の運転方法に比べてカーブへのアプローチ速度やカーブでの走行速度を所定の割合だけ小さくする（例えば１割減速する等）といった方法を用いても良い。自車にかかる遠心力が他車よりも大きくなることに応じた調整である。

また、本実施例のようなＳ字カーブであれば、カーブ走行時に車線を逸脱すると事故に繋がりやすいと考えられることから、複数の走行軌跡のうち、その走行軌跡が同一の走行車線上に存在するもの、あるいは、その走行軌跡が同一の走行車線上でありかつ大部分がその車線の中央付近に存在するものを選択する、という基本方針に沿って運転方法を決定しても良い。そうすることで、より安全性を重視した走行を確保することができる。なお、走行軌跡が同一の走行車線上に存在するか否か等は、走行軌跡として示される車両の位置情報と道路形状情報とを比較して各地点における走行車線を割り出した上で判断すれば良い。
なお、先行車両がことごとく車線を逸脱している場合には、これらの先行車両のカーブへのアプローチ速度や加速度が許容される値よりも大きく、求めるべき運転制御パラメータは先行車両の速度等よりも小さい範囲に存在すると判断できる。このような場合には、前記範囲を、取りうる運転制御パラメータの範囲として予め限定した上で繰り返し演算を行うようにしても良い。そうすることで、従来に比べて演算量を減らすことが可能となるため、短時間で適切な運転方法を決定することができる。

そして、自身の決定した運転方法に従って、Ｓ１５地点までブレーキやエンジンを制御して自動運転を行う。なお、自動運転を行わずに、報知情報作成手段６１１が音声等によりドライバに対して運転方法に関する指示を与えたり、速度制御手段６２１がブレーキアシストを行ったりすることで、前記運転方法に従って車両が走行するように誘導しても良い。

本発明は、道路形状情報に含まれる道路構造に関する情報や路面状況などの精度がそれほど高くない場合であっても、妥当な運転方法を決定できるという効果をも有する。
ここで、精度が高くない場合とは、具体的には、道路形状情報に含まれる道路勾配や距離等に関する情報の単位が大きいために（例えば５度区切りや１０ｍ単位になっている等）、実際の勾配や距離等とは差異がある場合や、地震や経年変化などで勾配等が変化しているような場合、あるいは路面状態センサ等による計測結果に誤りがあり実際には道路が滑りやすくなっている場合等のことを指す。

このような場合、従来までは与えられた道路形状情報が正しいものとして最適化演算を行うから、高性能車載機を導入して膨大な演算量によって運転制御パラメータを最適化したにも関わらず、決定した運転方法が実際の道路に適したものとならないことがある。
しかし、本発明では、実際にその道路を走行した他車の実績走行軌跡を用いて運転方法を決定するため、より実際の道路に適した運転方法を簡便に決定することが可能となるのである。

なお、ここでは、他車プローブデータ情報に複数の走行軌跡を含ませて、車載機６がその中から適当な走行軌跡を選択する方法を示したが、走行軌跡の選択を情報提供装置５や上流側路上通信装置１が行うようにしても良い。
例えば、情報提供装置５が他車プローブデータ情報を作成する場合に、記憶部５２１に記憶される自車プローブデータ情報のうち、その走行軌跡が安全性を欠くものや他の車両の走行軌跡との差異が大きいものは他車プローブデータ情報に含めないようにしても良い。具体的には、カーブ走行時の速度が所定の閾値以上である、あるいは同じ時間帯に同じ道路を走行した他車の平均速度と所定以上乖離している、頻繁に車線変更を行っている、といった走行軌跡を除外することができる。同様の処理を上流側路上通信装置１が行うこともできる。

さらに、車載機６に送信する他車プローブデータ情報に含める走行軌跡を１つに絞り込むようにしても良い。例えば、走行軌跡を複数の車種毎に分類した上で（例えば、普通乗用車と大型乗用車など）、各車種の走行軌跡のうち最も適当と思われるものを１つだけ選択して上流側路上通信装置１に記憶させておき、アップリンク情報に含まれる車種に応じて、当該車種の走行軌跡を車載機６に提供することもできる。
あるいは、所定時間（たとえば５分間）内に走行した複数の車両の平均的な走行軌跡を情報提供装置５や上流側路上通信装置１が演算して求めた上で、その走行軌跡を車載機６に提供しても良い。ここにいう平均的な走行軌跡とは、道路Ｒ上の各地点における複数の車両の速度や操舵角の平均値や中央値を採用して作成した仮想的な走行軌跡である。この場合、前記各地点は、道路形状情報のサンプル点と一致させることが好ましい。その方が、情報を受信した車載機６が道路形状情報と走行軌跡とを対応付けやすくなるためである。

また、信号灯器３Ａが設置されており、車載機６がその信号灯器３Ａの信号情報を受信できる場合には、その信号情報に基づいて信号灯器３Ａの表示を予測した上で、信号灯器３Ａの手前で停止する必要があるのかそのまま通過しても良いのかを判断する。
そして、ドライバに対し、ディスプレイやスピーカを介してその判断の結果に応じた情報を提供するようにしても良い。例えば、前方の信号灯器が間もなく赤信号となるため、停止すべきである、といった警告を音声や画像等を通じてドライバに与えても良い。

また、路側から受け取る他車プローブデータ情報に、信号灯器３Ａの手前で停止した車両の走行軌跡情報と信号灯器３Ａを青信号でそのまま通過した車両の走行軌跡情報の双方が含まれている場合には、前記信号情報に基づいて車載機６が信号灯器３Ａの表示を予測した上で、信号灯器３Ａの手前で停止する必要があるのかそのまま通過しても良いのかを判断し、その判断の結果に応じて他車プローブデータ情報に含まれる走行軌跡情報を取捨選択するようにしても良い。

以上のように、単に過去に同一の道路を走行した車両の走行軌跡情報をそのまま提供するだけではなく、より安全で円滑な走行をした車両の走行軌跡を選定した後に車載機に対して送信する方法や信号機が設置されている場合にはその信号機の表示に関する信号情報を送信する方法を用いることにより、車載機はさらに短時間で運転方法を決定できると共に、車載機が不適当な運転方法を採用してしまうリスクを軽減することができる。

なお、本実施形態における道路上における前記車両の進行を妨げる事象は、信号灯器３Ａの表示によるものを例としているが、この事象は信号機による場合に限られない。
例えば、列車の踏切などが設置されている場合にも同様の方法で、他車プローブデータを生成することができる。すなわち、列車の踏切が閉じている場合を信号表示が赤信号の場合と、列車の踏切が開いている場合を信号表示が青信号の場合とみなして他車プローブデータに含ませる先行車両の走行軌跡情報を選択しても良い。

また、前記車両の進行を妨げる事象は、この道路区間内に停止する先行車両であってもよい。例えば、事故などの理由である車両がある車線上で停止しているような場合であれば、当該事象の有無が走行車両の走行軌跡情報に大きな違いをもたらすため、停止車両の有無、その停止位置などに応じて他車プローブデータに含ませる先行車両の走行軌跡情報を選択しても良い。

なお、本発明における情報提供装置５、路上通信装置や車載機６等は、１つの筐体によって実現されていても良いし、複数の筐体の組み合わせによって実現されても良い。また、これらは、それぞれ１つのコンピュータによって実現されていても良いし、複数のコンピュータを組み合わせて実現されていても良い。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係る運転支援システムの機器配置の概要を示す模式図である。 道路形状情報を構成するサンプル点の一例を示す図である。 （ａ）は道路形状情報のデータフォーマットの一例を示す図、（ｂ）は道路形状情報のデータ部等の詳細の一例を示す図である。 上流側路上通信装置１の機能構成の一例を示す図である。 情報提供装置５の機能構成の一例を示す図である。 走行軌跡情報の一例を示す図である。 車載機６の機能ブロック構成の一例を示す図である。

符号の説明

１ 上流側路上通信装置
１Ａ 上流側路上通信装置の通信アンテナ
２ 下流側路上通信装置
２Ａ 下流側路上通信装置の通信アンテナ
３ 交通信号制御機
３Ａ 信号灯器
４ ルータ
５ 情報提供装置
６ 車載機
１１１ 送受信手段
１２１ 記憶部
１３１ ダウンリンク情報作成手段
１４１ 路車間通信手段
５１１ 端末装置通信手段
５２１ 記憶部
５３１ 他車プローブデータ情報生成手段
６０１ 路側情報取得手段
６１１ 報知情報作成手段
６２１ 速度制御手段

Claims (10)

1. 道路の所定区間に接近する第一の車両に搭載された第一の車載機と、
   前記第一の車両よりも前方を走行する第二の車両に搭載された第二の車載機と、
   前記所定区間の終了地点又は当該終了地点よりも下流側の地点において、前記第二の車載機から前記第二の車両の前記所定区間における走行軌跡を示す走行軌跡情報を受信する下流側路上通信装置と、
   前記所定区間の開始地点又は当該開始地点よりも上流側の地点において、前記第一の車載機に対して、受信した前記第二の車両の走行軌跡情報を送信する上流側路上通信装置と、
   前記道路上における車両の進行を妨げる事象についての道路事象情報を取得する道路事象情報取得手段とを含む運転支援システムであって、
   前記下流側路上通信装置の受信した走行軌跡情報の中から前記道路事象情報に応じて走行軌跡情報を選択する選択手段をさらに有し、
   前記上流側路上通信装置は、前記選択手段の選択した走行軌跡情報を前記第一の車載機に対して送信するように構成されており、
   前記第一の車載機は、選択された前記第二の車両の走行軌跡情報を用いて前記所定区間における第一の車両の運転方法を決定するものであり、
   前記道路事象情報は、以下の情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする運転支援システム。
   （１）前記道路に設置される信号灯器の現在及び将来の表示とその継続時間に関する情報
   （２）前記道路上に存在する踏切の現在及び将来の動作とその継続時間に関する情報
   （３）前記道路上で停止する先行車両に関する情報
   
2. 前記選択手段は、以下のうち少なくとも１つの条件を満たす走行軌跡情報を選択対象外とすることを特徴とする請求項１に記載の運転支援システム。
   （１）前記所定区間における車線変更の回数が所定の回数以上であること
   （２）前記所定区間のうち予め決められた地点における走行速度又は加速度が所定の範囲外であること
3. 前記選択手段は、前記下流側路上通信装置の受信した走行軌跡情報を車種ごとに分類する分類手段を有し、
   前記上流側路上通信装置は、前記第一の車載機に対し、前記第一の車両の車種に応じた走行軌跡情報を送信すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の運転支援システム。
4. 前記走行軌跡情報は、前記第二の車両が前記所定区間を走行した際の離散的な通過地点に対応した情報を含んでおり、少なくとも前記通過地点の位置に関する位置情報と前記通過地点における通過時刻に関する時刻情報とを含むこと
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の運転支援システム。
5. 前記上流側路上通信装置は、前記第一の車載機に対し、前記所定区間を含む道路の形状についての道路形状情報を送信するものであり、
   前記道路形状情報は、前記所定区間を含む道路上に仮想的に設けた一連のサンプル点の位置に関する情報を含むこと
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の運転支援システム。
6. 前記一連のサンプル点のうち少なくとも１つは、前記上流側路上通信装置と前記第一の車載機との路車間通信地点であること
   を特徴とする請求項５に記載の運転支援システム。
7. 請求項１乃至６のいずれか１つの運転支援システムにおいて上流側路上通信装置として用いられる路上通信装置であって、
   前記道路事象情報取得手段と前記選択手段とを備えることを特徴とする路上通信装置。
   
8. 請求項１乃至６のいずれか１つの運転支援システムにおける道路事象情報取得手段と選択手段とを備えることを特徴とする情報提供装置。
   
9. 道路の所定区間の開始地点又は当該開始地点よりも上流側の地点において該所定区間に接近する車両に搭載された車載機に対して情報を送信する路上通信装置であって、
   前記路上通信装置は、前記所定区間を走行し終えた他の車両の走行軌跡情報のうち、前記所定区間内又はその近傍に設置された信号灯器の表示が進行を許可するものであるか否かに応じて選択された１又は複数の走行軌跡情報を前記車載機に送信すること
   を特徴とする路上通信装置。
10. 路上通信装置を介して道路上を走行する車両に対して情報提供を行う情報提供装置であって、
    前記道路上における車両の進行を妨げる事象についての道路事象情報を取得する道路事象情報取得手段と、
    前記道路の所定区間を走行し終えた車両の走行軌跡情報を取得し、取得された走行軌跡情報の中から前記道路事象情報に応じて走行軌跡情報を選択する選択手段とを備え、
    前記選択手段で選択された走行軌跡情報を、前記路上通信装置を介して、これから前記所定区間を走行しようとする車両に対して提供するものであり、
    前記道路事象情報は、以下の情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする情報提供装置。
    （１）前記道路に設置される信号灯器の現在及び将来の表示とその継続時間に関する情報
    （２）前記道路上に存在する踏切の現在及び将来の動作とその継続時間に関する情報
    （３）前記道路上で停止する先行車両に関する情報
    

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