JP5191916B2 - 停止距離推定システム及び該停止距離推定システムを用いて停止距離を算出して推定する方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば走行する車両などの測定対象物の停止距離を算出することができる停止距離推定システム及び該停止距離推定システムを用いて停止距離を算出して推定する方法に関する。

従来、この種停止距離推定システムとしては、測定対象物としての車両が交差点等の所定の位置までに安全に停止することができる速度（閾値速度）を算出するために、当該車両の停止距離を算出するものが公知である。かかる停止距離推定システムは、［数９１０］及び［数９２０］を用いて車両の空走距離と制動距離とを算出し、算出した空走距離と制動距離とから［数９３０］を用いて停止距離を算出し、該算出した停止距離に基づいて、走行する車両が所定位置までに安全に停止することができる速度を算出するよう構成されている（下記特許文献１参照）。尚、空走距離とは、車両の運転者が、ブレーキをかける必要があると判断し、アクセルペダルから足を離し、ブレーキペダルを踏み込んでブレーキが効き始めるまでに車両が進んだ距離である。また、制動距離とは、ブレーキが効き始め、車両が停止するまでの間に車両が進んだ距離である。
但し、Ｄｔは空走距離、Ｔｒは運転者が危険を感じてブレーキが必要と判断した時点から、ブレーキペダルを踏み込んでブレーキが効き始める時点までの反応時間、Ｖは車両の速度である。
但し、Ｄｂは制動距離、μは摩擦係数、ｇは重力加速度である。
但し、Ｄｓは停止距離である。

ここで、上記の停止距離推定システムにおいては、前記反応時間と摩擦係数とは、それぞれ定数である。即ち、反応時間は一般的な平均値の０．７５秒であり、摩擦係数は、表９００に示すように、路面の状態に応じて決定される一定値である。

特開２００５−３４６３３３号公報（第１８頁乃至第１９頁）

しかしながら、上記従来の停止距離推定システムにおける反応時間の値は、実際には、運転者の性別や年齢、運転技能、反応感覚の速さ、体調などに応じて個々に定まる値であるため、一定の値ではなく測定する車両毎に変化する値である。

また、摩擦係数の値は、実際には、車両の種類や構造、或いは、積載重量、ブレーキ性能、タイヤの摩耗状態等の車両の条件だけでなく、路面の勾配や凹凸、新旧状態等の路面の条件にも密接に関係して定まる値であるため、測定する車両に対して一定の値を確定することは実質的にできない。

更に、実際に走行している車両は、運転者がブレーキを踏み込む動作である制動動作をすると直ちに十分な制動力を得て減速するものではなく、ブレーキを踏み込むと徐々に制動力が増加して最終的に十分な制動力を得て減速するものである、即ち、実際に走行している車両の制動挙動は緩やかな減速となるのに対し、上記従来の停止距離推定システムにおいては、かかる車両の実際の制動挙動については一切考慮されていない。

これらのことから、上記従来の停止距離推定システムにあっては、算出される空走距離や制動距離に多くの誤差が含まれてしまい、従って、精度よく停止距離を算出することはできなかった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされ、停止距離を精度よく算出することができる停止距離推定システム及び該停止距離推定システムを用いて停止距離を算出して推定する方法を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、本発明に係る停止距離推定システムは、測定対象物の速度を所定時間測定する測定手段と、該測定手段の測定結果に基づいて前記測定対象物が停止するまでの停止距離を算出する制御部とを備え、該制御部は、前記測定手段により所定時間測定した速度結果のうち所定期間連続して減速している期間を減速判断期間と認識することで前記測定対象物が減速していると判断する減速判断手段と、前記減速判断期間の減速開始時における測定速度を初速度として設定する初速度設定手段と、前記減速判断期間内で測定される減速測定速度と、前記減速開始時を基準として［数１］から算出される算出速度との誤差に基づいて［数１］を補正する補正手段と、前記減速測定速度に関する測定加速度と前記算出速度に関する算出加速度とに基づく差に基づいて、前記減速度合と時定数とを決定する決定手段と、前記補正手段によって補正された数式と前記初速度設定手段によって設定された初速度と前記決定手段によって決定された減速度合及び時定数とを用いて、減速開始時から測定対象物が停止するまでの時間を停止時間として算出する停止時間算出手段と、前記減速開始時から測定対象物が停止するまでの間に前記測定対象物が移動する距離を停止距離として［数２］より算出する停止距離算出手段と、を備えることを特徴とする。
但し、ｖを算出速度と、ｖ₀を初速度と、μｇを減速度合と、ｔを減速開始時を基準に経過した時間である減速時間と、τを時定数とする。
但し、ｄ_sを停止距離と、ｔ_sを停止時間とする。

該構成の停止距離推定システムにあっては、補正手段が、減速測定速度と算出速度との誤差に基づいて［数１］を補正し、決定手段が、測定加速度と算出加速度との差に基づいて減速度合と時定数とを決定するので、補正した数式から算出される速度と減速度合と時定数との値を、実際に測定している測定対象物の制動挙動に対応した値とすることができる。そして、停止時間算出手段が、前記補正した数式と減速度合と時定数とを用いて停止時間を算出するので、誤差が小さい停止時間を算出することができる。故に、停止距離算出手段が、測定対象物の制動挙動に対応した減速度合及び時定数と、誤差が小さい停止時間とを、停止距離を算出するための［数２］に適用して誤差が小さく精度のよい停止距離を算出することができる。

特に、前記補正手段は、前記減速測定速度と前記算出速度との誤差が０となるように、［数１］を補正することが好ましい。

また、前記決定手段は、前記減速測定加速度と前記算出加速度との差の絶対値が最小値となるように前記減速度合と時定数とを決定することが好ましい。

更に、前記減速測定速度は、減速判断期間内で所定の測定時間ごとに測定されており、前記算出速度は、前記各々の減速測定速度に対応するように、前記測定時間ごとに算出されており、前記補正手段は、互いに対応する減速測定速度と算出速度との間の誤差をそれぞれ算出し、該算出したそれぞれの誤差の平均値が０となるように、［数１］を補正することが好ましい。

また更に、前記減速測定速度は、減速判断期間内で所定の測定時間ごとに測定されており、前記算出速度は、前記各々の減速測定速度に対応するように、前記測定時間ごとに算出されており、前記決定手段は、前記測定時間に相当する区間ごとに、該区間での減速測定速度と該減速測定速度の直前に測定された減速測定速度とを用いて、当該区間での加速度を測定加速度として算出し、前記測定時間に相当する区間ごとに、該区間での算出速度と該算出速度の直前に算出された算出速度とを用いて、当該区間での加速度を算出加速度として算出し、それぞれの区間において、互いに対応する測定加速度と算出加速度との差の絶対値を算出し、該算出したそれぞれの絶対値の総和が最小値となるように、前記減速度合と時定数とを決定することが好ましい。

また、本発明に係る方法は、測定対象物の速度を所定時間測定する測定手段と、該測定手段の測定結果に基づいて前記測定対象物が停止するまでの停止距離を算出する制御部とを備える停止距離推定システムを用いて前記停止距離を算出して推定する方法であって、該制御部は、前記測定手段により所定時間測定した速度結果のうち所定期間連続して減速している期間を減速判断期間と認識することで前記測定対象物が減速していると判断するステップと、前記減速判断期間の減速開始時における測定速度を初速度として設定するステップと、前記減速判断期間内で測定される減速測定速度と、前記減速開始時を基準として［数１］から算出される算出速度との誤差に基づいて［数１］を補正するステップと、前記減速測定速度に関する測定加速度と前記算出速度に関する算出加速度とに基づく差に基づいて、前記減速度合と時定数とを決定するステップと、前記補正するステップにおける補正された数式と前記初速度と前記決定された減速度合及び時定数とを用いて、減速開始時から測定対象物が停止するまでの時間を停止時間として算出するステップと、前記減速開始時から測定対象物が停止するまでの間に前記測定対象物が移動する距離を停止距離として［数２］より算出するステップと、を備えることを特徴とする。
但し、ｖを算出速度と、ｖ₀を初速度と、μｇを減速度合と、ｔを減速開始時を基準に経過した時間である減速時間と、τを時定数とする。
但し、ｄ_sを停止距離と、ｔ_sを停止時間とする。

このように、本発明に係る停止距離推定システム及び該停止距離推定システムを用いて停止距離を算出して推定する方法にあっては、補正手段が、減速測定速度と算出速度との誤差に基づいて［数１］を補正し、決定手段が、測定加速度と算出加速度との差に基づいて減速度合と時定数とを決定し、停止時間算出手段が、前記補正した数式と減速度合と時定数とを用いて停止時間を算出するので、補正した数式から算出される速度と減速度合と時定数との値を、実際に測定している測定対象物の制動挙動に対応した値とすることができ、誤差が小さい停止時間を算出することができる結果、停止距離算出手段が、測定対象物の制動挙動に対応した減速度合及び時定数と、誤差が小さい停止時間とを、停止距離を算出するための［数２］に適用して誤差が小さく精度のよい停止距離を算出することができるという効果を奏する。

本発明に係る停止距離推定システムの第一実施形態を示す概略図である。 同停止距離推定システムの構成を示すブロック図である。 同停止距離推定システムによる停止距離算出手順を示すフローチャートである。 本発明に係る停止距離推定システムの第二実施形態を示す概略図である。 同停止距離推定システムの構成を示すブロック図である。 同停止距離推定システムによる停止位置判断手順を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る停止距離推定システム及び停止距離を算出して推定する方法の第一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１及び２に、本第一実施形態における停止距離推定システム１が示されている。該停止距離推定システム１は、例えば走行している測定対象物としての車両Ｐの速度を測定し、該測定結果に基づいて、車両Ｐのブレーキが効き始めてから停止するまでの停止距離を算出して推定することができるシステムであり、車両Ｐの速度としての測定速度を所定時間測定する測定手段１０と、該測定手段１０の測定結果に基づいて前記車両Ｐが停止するまでの停止距離を算出する制御部２０とを備えている。

測定手段１０は、車両Ｐへ向けて送信波を連続的に送信し、車両Ｐにて反射した反射波を受信波として受信する送受信手段１１０と、該送受信手段１１０が受信した受信波に基づいて、測定速度を演算し、該測定速度を測定順に並ぶように測定された順に例えば不図示のメモリー等に記憶する演算手段１２０とから構成されている。

送受信手段１１０は、信号波を生成する信号源１１１と、該信号源１１１にて生成された信号波を送信波として車両Ｐへ向けて送信し、車両Ｐにて反射した反射波を受信波として受信するアンテナ１１２とを備えている。また、送受信手段１１０は、受信した受信波を演算手段１２０へ順次入力するように構成されており、本第一実施形態では、受信した受信波を、増幅器としてのパワーディテクタ１１３によって増幅して演算手段１２０へ順次入力するように構成されている。

演算手段１２０は、順次入力される受信波に基づいて測定速度を演算し、演算した測定速度を測定順に並ぶように測定した順に記憶するよう構成されている。尚、本第一実施形態では、測定速度は、所定の測定時間ごとに測定されており、具体的には、所定の測定時間ごとに演算手段１２０にて演算されて記憶されるように構成されている。また、演算手段１２０は制御部２０に設けられているが、これに限らず、例えば送受信手段１１０に内蔵してもよい。

制御部２０は、測定手段１０によって順次測定される測定速度と、その直前に測定された測定速度とを比較する速度比較手段２０１と、測定手段１０により所定時間測定した速度結果のうち所定期間連続して減速している期間を減速判断期間と認識することで車両Ｐが減速していると判断する減速判断手段２０２とを備えている。

速度比較手段２０１は、測定手段１０によって測定時間ごとに測定されるそれぞれの測定速度について、測定されたものから順に、今回測定された測定速度と前回測定された測定速度とを比較するよう構成されている。具体的には、速度比較手段２０１は、演算手段１２０により最新（最後）に記憶された測定速度を、その直前に記憶された測定速度と比較するよう構成されている。

減速判断手段２０２は、速度比較手段２０１の比較結果に基づいて、車両Ｐが減速しているか否かを判断するように構成されている。具体的には、減速判断手段２０２は、速度比較手段２０１によって測定順になされる比較に基づいて、今回測定された測定速度が前回測定された測定速度よりも小さいか否かを判断するよう構成されており、今回測定した測定速度が前回測定した測定速度よりも小さい結果が所定期間連続して得られた場合に、当該期間を減速判断期間と認識し、これにより測定に係る車両Ｐが減速していると判断するよう構成されている。

より詳細に説明すると、減速判断手段２０２は、速度比較手段２０１による比較の結果、演算手段１２０により最新に記憶された測定速度の方がその直前に記憶された測定速度よりも小さい場合、即ち、速度勾配が負となっている場合には、最新に記憶された速度にフラッグメントを付すように構成されており、かかる工程を複数回連続して繰り返した結果、その全ての工程において最新に記憶された測定速度にフラッグメントが付された場合、即ち、速度勾配が負である状態が所定期間持続した場合に、かかる期間を減速判断期間と認識して減速であると判断するよう構成されている。尚、減速判断手段２０２によって減速判断期間が認識されると、該減速判断期間内で測定時間ごとに測定された複数の測定速度は、減速判断期間内で測定時間ごとに測定された複数の減速測定速度と認識される。

また、制御部２０は、減速判断期間の減速開始時における測定速度を初速度としての測定初速度として設定する初速度設定手段２０３と、減速判断期間内で測定される減速測定速度と、減速開始時を基準として［数１］から算出される算出速度との誤差に基づいて［数１］を補正する補正手段２０４と、減速測定速度に関する測定加速度と算出速度に関する算出加速度とに基づく差に基づいて、減速度合と時定数とを決定する決定手段２０５と、補正手段２０４によって補正された数式と初速度設定手段によって設定された測定初速度と決定手段２０５によって決定された減速度合及び時定数とを用いて、減速開始時から車両Ｐが停止するまでの時間を停止時間として算出する停止時間算出手段２０６と、減速開始時から車両Ｐが停止するまでの間に車両Ｐが移動する距離を停止距離として［数２］より算出する停止距離算出手段２０７とを備える。
但し、ｖを算出速度と、ｖ₀を初速度と、μｇを減速度合と、ｔを減速開始時を基準に経過した時間である減速時間と、τを時定数とする。
但し、ｄ_sを停止距離と、ｔ_sを停止時間とする。

初速度設定手段２０３は、減速判断手段２０２によって車両Ｐが減速していると判断された場合に、減速判断手段２０２が認識した減速判断期間の間に測定された減速測定速度のうち、最初に測定された減速測定速度を測定初速度として設定するように構成されている。具体的には、初速度設定手段２０３は、減速判断手段２０２によって車両Ｐが減速していると判断されると、減速判断期間のうち、今回測定した減速測定速度が前回測定した減速測定速度よりも小さくなった最初の時点を割出し、かかる時点における前回測定した減速測定速度を測定初速度として設定して記憶する。

より詳細に説明すると、初速度設定手段２０３は、車両Ｐが減速していると判断されると、減速判断手段２０２によって減速判断期間において測定時間ごとに順に付されている複数のフラッグメントを、減速であると判断した時点でのフラッグメントから付された順と逆順になるように遡り、最初にフラッグメントが付されている時点での減速測定速度を割出し、当該割出した減速測定速度の直前に記憶されている減速測定速度を割出してこれを測定初速度として設定して記憶するよう構成されている。尚、本第一実施形態では、初速度設定手段２０３は、測定初速度を設定すると、決定手段２０５に減速度合と時定数とを決定するよう、決定手段２０５に対して決定命令を出力するように構成されている。

補正手段２０４は、減速判断期間内で測定される減速測定速度と、減速開始時を基準として［数１］から算出される算出速度と、に関する誤差としての速度誤差に基づいて、［数１］を補正するように構成されており、前記速度誤差が０となるように［数１］を補正するように構成されている。具体的には、補正手段２０４は、互いに対応する減速測定速度と算出速度との差に基づく速度誤差を用いて、該速度誤差の平均値が０となるように、［数１］を補正するように構成されている。

尚、算出速度は、各々の減速測定速度に対応するように、減速判断期間内で測定時間ごとに算出されている。つまり、算出速度は、減速開始時から測定時間が経過する度に算出されており、算出されるタイミングが、減速測定速度を測定するタイミングと同じタイミングとなっている。尚、本実施形態では、算出速度は、［数１］を変換した［数３］から算出される。

本実施形態では、補正手段２０４は、ｔ＝ｊΔｔ（ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ）と、ｘ＝μｇΔｔと、ｚ＝Δｔ／τとを用いて［数１］を変換した［数３］を、速度誤差を考慮した数式に補正するよう構成されており、具体的には、［数３］の算出初速度ｖ(０)を、速度誤差を考慮して補正するように構成されている。尚、ｊは測定回数を示し、Δｔは測定時間を示す。また、ｘは、測定時間Δｔが経過する間に減速する減速量を示し、ｚは、単位時間あたりの時間の遅れ度合を示す係数である。
但し、ｖ(ｊΔｔ)を算出速度と、ｖ(０)を算出初速度とする。

より詳細に説明すると、補正手段２０４は、まず、［数１］を［数３］に変換する。そして、かかる［数３］と、算出速度及び速度誤差を用いて減速測定速度を表した［数４］とを用いて、［数５］に示すように、測定時間ごとの減速測定速度をそれぞれ演算する。
但し、ｖ_jを減速測定速度と、Δｖ_jを速度誤差とする。

そして、［数５］のｖ₀＝ｖ(０)＋Δｖ₀よりｖ(０) ＝ｖ₀−Δｖ₀とし、この数式を［数５］の他の数式に代入して［数６］を演算する。

そして、ｙ_j0＝Δｖ_j−Δｖ₀とし、この数式を［数６］に代入してｘの数式である［数７］を演算する。尚、ｙ_j0は、減速測定速度と算出速度との速度誤差の差に関する数式であり、具体的には、測定初速度及び算出初速度の初速度誤差Δｖ₀と、ｊ回目に測定した減速測定速度及び算出した算出速度の速度誤差Δｖ_jとの差を示す数式である。

そして、［数７］を用いて、ｙ₁₀〜ｙ_(n-1)0をそれぞれ示す［数８］を演算する。具体的には、［数７］の第１式と第ｎ式とを用いてｙ₁₀を演算し、第２式と第ｎ式とを用いてｙ₂₀を演算し、かかる演算を続けて最終的にｙ_(n-1)0を演算する。

ここで、補正手段２０４は、ｙ_n0＝０と仮定し、速度誤差の平均値としての速度誤差の総和が０となることを示す数式である［数９］と仮定する。

そして、［数９］を変形して、Δｖ₀−Δｖ₀＋Δｖ₁−Δｖ₀＋・・・＋Δｖ_n−Δｖ₀＋（ｎ＋１）Δｖ₀＝ｙ₁₀＋ｙ₂₀＋・・・＋ｙ_n0＋（ｎ＋１）Δｖ₀＝０とし、初速度誤差を示す数式である［数１０］を演算する。

最後に、補正手段２０４は、［数１０］と、［数５］から得られるｖ(０) ＝ｖ₀−Δｖ₀とを、［数３］に代入し、速度誤差を考慮して［数３］を補正した数式である［数１１］を演算する。

このように、補正手段２０４は、速度を算出するための速度算出式が速度誤差を考慮した数式となるように、［数３］の算出初速度ｖ(０)を、速度誤差Δｖ₀で表して補正し、［数１１］を得るのである。

決定手段２０５は、減速測定速度に関する測定加速度と前記算出速度に関する算出加速度とに基づく差としての加速度誤差に基づいて、減速度合と時定数とを決定するように構成されており、加速度誤差に基づく絶対値が最小値となるように減速度合と時定数とを決定するように構成されている。

具体的には、決定手段２０５は、測定時間に相当する区間ごとに、該区間での減速測定速度と該減速測定速度の直前に測定された減速測定速度とを用いて、当該区間での加速度を測定加速度として算出し、同じく区間ごとに、該区間での算出速度と該算出速度の直前に算出された算出速度とを用いて、当該区間での加速度を算出加速度として算出し、それぞれの区間において、互いに対応する測定加速度と算出加速度との差である加速度誤差の絶対値を算出し、該算出したそれぞれの絶対値の総和が最小値となるように、前記減速度合と時定数とを決定するように構成されている。

より詳細に説明すると、決定手段２０５は、［数１２］を用いて、測定時間に相当する区間ごとの加速度誤差を演算する。尚、［数１２］の[ｖ((ｊ−１)Δｔ)−ｖ(ｊΔｔ)]／Δｔは、算出加速度を示し、（ｖ_j-1−ｖ_j)／Δｔは、測定加速度を示す。また、［数１２］で示される加速度誤差は、区間ごとの傾きの差に等しくなっている。

そして、［数１２］に［数４］を代入して［数１３］を得、更に、該［数１３］にｙ_j0＝Δｖ_j−Δｖ₀を代入して加速度誤差を速度誤差同士の差で表した［数１４］を得る。

そして、決定手段２０５は、加速度誤差の絶対値の総和、即ち、測定時間に相当する区間ごとの加速度誤差の二乗の和の平均値を示す［数１５］を用いて、該［数１５］が最小値となるようにｚを演算する。
最後に、決定手段２０５は、求めたｚを用いて［数６］のｖ_n＝Δｖ_n＋ｖ₀−Δｖ₀ −ｘ［ｎ−（１−ｅ^-nz）／ｚ］よりｘを求める。

停止時間算出手段２０６は、補正手段２０４によって補正された数式である［数１１］を用いて、減速開始時から車両が停止するまでの時間、即ち、初速度を測定した時点から車両が停止するまでの時間を停止時間として算出するよう構成されている。具体的には、停止時間算出手段２０６は、［数１１］と、初速度設定手段によって設定された初速度である測定初速度ｖ₀と、決定手段２０５によって決定された減速度合に基づくｘ及び時定数に基づくｚと、を用いて、停止時間ｔ_sを算出する。具体的には、［数１１］に、ｖ₀とｘとｚとをそれぞれ代入すると共に算出速度をｖ(ｊΔｔ)＝０として、停止時間ｔ_s＝ｎΔｔを演算する。

停止距離算出手段２０７は、減速開始時から測定対象物が停止するまでの間に測定対象物が移動する距離を停止距離、即ち、初速度を測定した時点から車両が停止するまでの間に車両が移動する距離を停止距離として算出するよう構成されている。具体的には、停止距離算出手段２０７は、一次遅れ系を加えた速度算出式［数１］に基づいて得られる停止距離算出式［数２］を用いて、停止距離を算出するように構成されており、本実施形態では、測定初速度ｖ₀と、ｘから求まる減速度合μｇと、ｚから求まる時定数τと、停止時間ｔ_sとを［数２］に代入して停止距離ｄ_sを演算するよう構成されている。

続いて、以上のような構成の停止距離推定システム１を用いて停止距離を算出する方法について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、停止距離算出方法がスタートすると、測定手段１０によって、測定対象物である車両Ｐの速度である測定速度を所定の測定時間ごとに測定する（ステップＳ１）。具体的には、送受信手段１１０によって、車両Ｐへ向けて送信波を連続的に送信し、車両Ｐにて反射した反射波を受信波として受信して該受信波を制御部２０の演算手段１２０へ順次入力する。そして、演算手段１２０によって、測定時間が経過する度に、順次入力される受信波に基づいて車両Ｐの速度である測定速度を演算し、演算した測定速度を測定順に並ぶように測定されたものから順に例えばメモリー等に記憶する。

次に、減速判断手段２０２によって、測定手段１０により所定時間測定した速度結果のうち所定期間連続して減速している期間を減速判断期間と認識することで車両Ｐが減速していると判断する（ステップＳ２）。具体的には、速度比較手段２０１によって、測定手段１０により所定の測定時間ごとに測定されるそれぞれの測定速度について、測定されたものから順に、今回測定された測定速度と前回測定された測定速度とを比較する。そして、減速判断手段２０２によって、測定順になされる前記比較に基づいて、今回測定された測定速度が前回測定された測定速度よりも小さいか否かを判断し、今回測定した測定速度が前回測定した測定速度よりも小さい結果が所定期間連続して得られた場合に、当該期間を減速判断期間と認識し、これにより測定に係る車両Ｐが減速していると判断する。

より詳細に説明すると、速度比較手段２０１によって、測定順に記憶される測定速度のうち、最新に記憶された測定速度（最後に記憶された測定速度）と、その直前に記憶された測定速度とを比較する。そして、減速判断手段２０２により、最新の測定速度の方が直前に記憶された測定速度よりも小さい場合、即ち、速度勾配が負となっている場合には、最新の速度にフラッグメントを付す。かかる工程を複数回連続して繰り返し、その全ての工程においてフラッグメントが付される場合、即ち、速度勾配が負である状態が所定期間持続した場合に、かかる期間を減速判断期間と認識して減速であると判断する。つまり、ステップＳ２においては、減速判断手段２０２によって、測定手段１０により所定時間測定した速度結果のうち速度勾配が負である状態が所定期間連続して持続している場合に、当該期間を減速判断期間と認識することで車両Ｐが減速していると判断する。尚、減速判断手段２０２によって減速判断期間が認識されると、該減速判断期間内で測定時間ごとに測定された複数の測定速度は、減速判断期間内で測定時間ごとに測定された複数の減速測定速度と認識される。

減速判断手段２０２によって車両Ｐが減速していると判断されると、初速度設定手段２０３によって、減速判断期間の減速開始時における車両Ｐの速度を初速度として設定する（ステップＳ３）。具体的には、ステップＳ２において車両Ｐが減速していると判断されると、初速度設定手段２０３によって、減速判断期間のうち、今回測定した減速測定速度が前回測定した減速測定速度よりも小さくなった最初の時点の直前の減速測定速度を測定初速度として設定して記憶する。より詳細には、車両Ｐが減速していると判断されると、初速度設定手段２０３により、減速判断期間において連続して順に付されている複数のフラッグメントを、減速であると判断した時点でのフラッグメントから、フラッグメントが付された順と逆順になるように遡り、最初にフラッグメントが付されている時点での減速測定速度を割出し、当該割出した減速測定速度の直前に記憶されている減速測定速度を割出してこれを測定初速度として設定して記憶する。尚、初速度設定手段２０３は、測定初速度を設定すると、決定手段２０５に減速度合と時定数とを決定するよう決定命令を出力する。

次に、補正手段２０４によって、減速判断期間内で測定される減速測定速度と、減速開始時を基準として［数１］から算出される算出速度と、に関する誤差としての速度誤差に基づいて、［数１］を補正する（ステップＳ４）。具体的には、補正手段２０４によって、速度誤差が０となるように、つまり、互いに対応する減速測定速度と算出速度との差に基づく速度誤差を用いて、該速度誤差の平均値が０となるように、［数１］を補正する。

本実施形態では、補正手段２０４によって、ｔ＝ｊΔｔ（ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ）と、ｘ＝μｇΔｔと、ｚ＝Δｔ／τとを用いて［数１］を変換した［数３］を、速度誤差を考慮した数式、つまり、［数３］の算出初速度ｖ(０)を、速度誤差を考慮して補正する。

より詳細に説明すると、ステップＳ４では、補正手段２０４によって、［数１］を［数３］に変換し、かかる［数３］と、算出速度及び速度誤差を用いて減速測定速度を表した［数４］とを用いて、［数５］に示すように、測定時間ごとの減速測定速度をそれぞれ演算する。

そして、［数５］よりｖ(０) ＝ｖ₀−Δｖ₀を算出し、この数式を［数５］の他の数式に代入して［数６］を演算する。

そして、ｙ_j0＝Δｖ_j−Δｖ₀とし、この数式を［数６］に代入してｘの数式である［数７］を演算する。

そして、［数７］を用いて、ｙ₁₀〜ｙ_(n-1)0をそれぞれ示す［数８］を演算する。具体的には、［数７］の第１式と第ｎ式とを用いてｙ₁₀を演算し、第２式と第ｎ式とを用いてｙ₂₀を演算し、かかる演算を続けて最終的にｙ_(n-1)0を演算する。

ここで、ｙ_n0＝０と仮定し、速度誤差の平均値としての速度誤差の総和が０となることを示す数式である［数９］と仮定する。

そして、［数９］を変形して、Δｖ₀−Δｖ₀＋Δｖ₁−Δｖ₀＋・・・＋Δｖ_n−Δｖ₀＋（ｎ＋１）Δｖ₀＝ｙ₁₀＋ｙ₂₀＋・・・＋ｙ_n0＋（ｎ＋１）Δｖ₀＝０とし、初速度誤差を示す数式である［数１０］を演算する。

そして、［数１０］と、［数５］から得られるｖ(０) ＝ｖ₀−Δｖ₀とを、［数３］に代入し、速度誤差を考慮して［数３］を補正した数式である［数１１］を演算する（ステップＳ４１）。

そして、ステップＳ４１において［数１１］が演算されたか否かを確認する（ステップＳ４２）。

このように、ステップＳ４では、補正手段２０４によって、速度を算出するための速度算出式が速度誤差を考慮した数式となるように、［数３］の算出初速度ｖ(０)を、速度誤差Δｖ₀で表して補正して［数１１］を算出し（ステップＳ４１）、補正がなされたか否か、つまり、［数１１］が算出されたか否かを確認する（ステップＳ４２）。

次に、決定手段２０５によって、減速測定速度に関する測定加速度と算出速度に関する算出加速度とに基づく加速度誤差に基づいて、減速度合と時定数とを決定する（ステップＳ５）。本実施形態では、決定手段２０５によって、加速度誤差に基づく絶対値が最小値となる、即ち、ように減速度合と時定数とを決定する。

具体的には、決定手段２０５によって、測定時間に相当する区間ごとに、該区間での減速測定速度と該減速測定速度の直前に測定された減速測定速度とを用いて、当該区間での加速度を測定加速度として算出し（ステップＳ５１）、前記区間ごとに、該区間での算出速度と該算出速度の直前に算出された算出速度とを用いて、当該区間での加速度を算出加速度として算出し（ステップＳ５２）、それぞれの区間において、互いに対応する測定加速度と算出加速度との差である加速度誤差の絶対値を算出し（ステップＳ５３）、該算出したそれぞれの絶対値の総和が最小値となるように、前記減速度合と時定数とを決定する（ステップＳ５４乃至Ｓ５７）。

より詳細に説明すると、ステップＳ５においては、［数１２］を用いて、測定加速度と算出加速度と加速度誤差とを演算する（ステップＳ５１乃至Ｓ５３）。そして、［数１２］に［数４］を代入して［数１３］を得、更に、該［数１３］にｙ_j0＝Δｖ_j−Δｖ₀を代入して加速度誤差を速度誤差同士の差で表した［数１４］を得て、更に、加速度誤差の絶対値の総和、即ち、測定時間に相当する区間ごとの加速度誤差の二乗の和の平均値を示す［数１５］を用いて、該［数１５］が最小値となるようにｚを演算する（ステップＳ５４）。

そして、ステップＳ５４の演算がなされたか否かを確認、即ち、ｚが演算されたか否かを確認し（ステップＳ５５）、ｚが演算された場合には、求めたｚを用いて［数６］のｖ_n＝Δｖ_n＋ｖ₀−Δｖ₀ −ｘ［ｎ−（１−ｅ^-nz）／ｚ］よりｘを求め（ステップＳ５６）、ステップＳ５６においてｘが求められたか否かを確認する（ステップＳ５７）。

次に、停止時間算出手段２０６によって、［数１１］を用いて、減速開始時から車両が停止するまでの時間、即ち、測定初速度を測定した時点から車両が停止するまでの時間を停止時間として算出する（ステップＳ６）。具体的には、［数１１］に、初速度設定手段によって設定された測定初速度ｖ₀と、決定手段２０５によって決定された減速度合に基づくｘ及び時定数に基づくｚとをそれぞれ代入すると共に算出速度をｖ(ｊΔｔ)＝０として、停止時間ｔ_s＝ｎΔｔを演算する。

最後に、停止距離算出手段２０７によって、減速開始時から車両Ｐが停止するまでの間に車両Ｐが移動する距離を停止距離、即ち、測定初速度を測定した時点から車両が停止するまでの間に当該車両が移動する距離を停止距離として算出する（ステップＳ７）。具体的には、測定初速度ｖ₀と、ｘから求まる減速度合μｇと、ｚから求まる時定数τと、停止時間ｔ_sとを［数２］に代入して停止距離ｄ_sを演算する。

続いて、本発明に係る第二実施形態について図４乃至６を参照して説明する。尚、第一実施形態と共通する構成及び手順（ステップ）については、第一実施形態と同じ符号を付すこととし、その説明を省略する。

図４及び５に本第二実施形態に係る停止距離推定システム１が示されている。該停止距離推定システム１は、測定対象物としての車両Ｐの速度及び該車両Ｐの位置としての車両Ｐまでの距離を路肩から測定することによって、当該車両Ｐの停止位置を割出すことができるシステムである。

かかる停止距離推定システム１は、車両Ｐの速度と該車両Ｐまでの距離とを所定時間測定する測定手段１０と、該測定手段１０の測定結果に基づいて車両Ｐが停止するまでの停止距離を算出し、算出した停止距離に基づいて車両Ｐが停止する位置を割出す制御部２０と、割出した停止位置が基準位置を越えると判断した場合に、当該基準位置を越えて停止することを報知すべく作動する報知手段３０とを備える。尚、本第二実施形態では、停止距離推定システム１は、交差点に向かって走行している車両Ｐが基準位置としての交差点手前の停止線Ｙを越えて停止するか否かを判断することができるものである。

具体的には、制御部２０は、第一実施形態と同様の構成を備え、更に、前記停止距離算出手段２０７によって算出した停止距離に基づいて車両Ｐが停止する位置を割出す停止位置割出手段２０８と、割出した停止位置が基準位置としての停止線Ｙを越えるか否かを判断する停止位置判断手段２０９とを具備する。

停止位置割出手段２０８は、前記減速判断期間の減速開始時における車両Ｐの位置と、停止距離算出手段２０７によって算出された停止距離とに基づいて、減速開始時における車両Ｐの位置を基準にした車両Ｐの停止位置を割出すように構成されている。

停止位置判断手段２０９は、停止位置割出手段２０８によって割出された停止位置と停止線Ｙとの間の距離を算出することによって、停止位置が停止線Ｙを越えるか否かを判断するように構成されている。具体的には、停止位置判断手段２０９は、停止位置割出手段２０８によって割出される停止位置における車両Ｐまでの距離と、停止線Ｙまでの距離とを比較し、停止位置における車両Ｐまでの距離が停止線Ｙまでの距離よりも大きい（遠い）場合には、割出した停止位置が停止線Ｙを越えない、つまり車両Ｐが停止線Ｙの手前で停止すると判断し、小さい（近い）場合には、割出した停止位置が停止線Ｙを越える、つまり車両Ｐが停止線Ｙを越えて停止すると判断するように構成されている。尚、停止位置判断手段２０９は、停止位置が停止線Ｙを越えると判断した場合に報知手段３０に作動命令を出力するように構成されている。

報知手段３０は、停止位置が停止線Ｙを越えると停止位置判断手段２０９が判断した場合に、当該越えることを報知すべく作動するように構成されている。具体的には、報知手段３０は、例えば表示灯やサイレンなどであり、停止位置判断手段２０９からの作動命令を受信すると、光や音を放つことによって、周囲に或いは車両Ｐの運転者に対して当該車両Ｐの停止位置が停止線Ｙを越えることを報知するように構成されている。

続いて、以上のような構成の停止距離推定システム１を用いて車両Ｐの停止位置が停止線Ｙを越えるか否かを判断する方法について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。尚、車両Ｐの停止距離を算出するまでの手順（ステップＳ１乃至ステップＳ７）については、第一実施形態の手順と同様である。

ステップＳ７において車両Ｐの停止距離が算出されると、停止位置割出手段２０８により算出された停止距離に基づいて車両Ｐが停止する位置を割出す（ステップＳ８）。具体的には、停止位置割出手段２０８によって、前記減速判断期間の減速開始時における車両Ｐの位置と、停止距離算出手段２０７によって算出された停止距離とに基づいて、車両Ｐの停止位置を割出す。

次に、停止位置判断手段２０９によって、割出された停止位置が基準位置としての停止線Ｙを越えるか否かを判断する（ステップＳ９）。具体的には、ステップＳ８において割出された停止位置と、基準位置としての停止線Ｙの位置とを比較し、当該停止位置が停止線Ｙよりも車両Ｐ進行方向前側である場合には、車両Ｐが停止線Ｙを越えて停止すると判断し、停止位置が停止線Ｙよりも車両Ｐ進行方向後側である場合には、車両Ｐが停止線Ｙを越えないで停止すると判断する。そして、停止位置判断手段２０９は、車両Ｐが停止線Ｙを越えて停止すると判断した場合には、報知手段３０に対して作動命令を出力する。尚、車両Ｐが停止線Ｙを越えないで停止すると判断された場合には、制御は終了する。

次に、車両Ｐが停止線Ｙを越えて停止すると判断された場合には報知手段３０が作動する（ステップＳ１０）。具体的には、表示灯が点灯したり、サイレンが鳴動したりする。これにより当該車両Ｐが停止線Ｙを越えて停止することを報知することができる。

以上のような第一及び第二実施形態にかかる停止距離推定システム１及び該停止距離推定システム１を用いて停止距離を算出して推定する方法にあっては、補正手段２０４が、減速測定速度と算出速度との誤差に基づいて［数１］を補正し、決定手段２０５が、測定加速度と算出加速度との差に基づいて減速度合と時定数とを決定するので、補正した数式である［数１１］から算出される算出速度と減速度合と時定数との値を、実際に測定している車両の制動挙動に対応した値、つまり、車両や路面、運転者等の状況によって様々に変化する摩擦係数や反応時間とは無関係に、実際の車両にて起こる緩やかな制動挙動に対応した値とすることができる。そして、停止時間算出手段２０６が、［数１１］と減速度合と時定数とを用いて停止時間を算出するので、誤差が小さい精度のよい停止時間を算出することができる。故に、停止距離算出手段２０７が、車両の実際の制動挙動に対応した減速度合及び時定数と、精度がよい停止時間とを、停止距離を算出するための［数２］に適用して誤差が小さく精度のよい停止距離を算出することができる。

また、減速度合及び時定数を決定するに際し、速度誤差を考慮して補正した［数１１］を用い、加速度誤差の絶対値が最小となるように演算するので、減速度合と時定数との値をより適切な値とすることができ、停止距離を精度よく算出することができる。

更に、演算手段１２０が、演算した速度を測定順に並ぶように測定したものから順に例えばメモリー等に記憶するので、処理の効率化が図られる。

また更に、第二実施形態にかかる停止距離推定システム１及び該停止距離推定システム１を用いて停止距離を算出して推定する方法にあっては、精度よく算出した車両Ｐの停止距離に基づいて、当該車両Ｐの停止位置と基準位置としての停止線Ｙとの位置関係を判断するので、車両Ｐが停止線Ｙを越えて停止する場合を精度よく判断してこれを報知することができ、例えば停止線Ｙでの停止を忘れている車両Ｐの運転手を正確に判別して注意喚起することができる。

尚、第一及び第二実施形態では、車両Ｐの位置が、測定手段１０から車両Ｐまでの距離である場合について説明したが、これに限らず、車両Ｐの位置を、例えば所定の基準車両位置から車両Ｐまでの距離とすることも可能である。

また、第一及び第二実施形態では、補正手段２０４による補正ステップ（ステップＳ４）の後に、決定手段２０５による決定ステップ（ステップＳ５）を実行する場合について説明したが、これに限らず、例えば、補正ステップと決定ステップとを同時期に実行する場合であってもよい。

１…停止距離推定システム、１０…測定手段、２０…制御部、３０…報知手段、１１０…送受信手段、１１１…信号源、１１２…アンテナ、１１３…パワーディテクタ、１２０…演算手段、２０１…速度比較手段、２０２…減速判断手段、２０３…初速度設定手段、２０４…補正手段、２０５…決定手段、２０６…停止時間算出手段、２０７…停止距離算出手段、２０８…停止位置割出手段、２０９…停止位置判断手段、Ｐ…車両、Ｙ…停止線

Claims (6)

1. 測定対象物の速度を所定時間測定する測定手段と、該測定手段の測定結果に基づいて前記測定対象物が停止するまでの停止距離を算出する制御部とを備え、
   該制御部は、
   前記測定手段により所定時間測定した速度結果のうち所定期間連続して減速している期間を減速判断期間と認識することで前記測定対象物が減速していると判断する減速判断手段と、
   前記減速判断期間の減速開始時における測定速度を初速度として設定する初速度設定手段と、
   前記減速判断期間内で測定される減速測定速度と、前記減速開始時を基準として［数１］から算出される算出速度との誤差に基づいて［数１］を補正する補正手段と、
   但し、ｖを算出速度と、ｖ₀を初速度と、μｇを減速度合と、ｔを減速開始時を基準に経過した時間である減速時間と、τを時定数とする。
   前記減速測定速度に関する測定加速度と前記算出速度に関する算出加速度とに基づく差に基づいて、前記減速度合と時定数とを決定する決定手段と、
   前記補正手段によって補正された数式と前記初速度設定手段によって設定された初速度と前記決定手段によって決定された減速度合及び時定数とを用いて、減速開始時から測定対象物が停止するまでの時間を停止時間として算出する停止時間算出手段と、
   前記減速開始時から測定対象物が停止するまでの間に前記測定対象物が移動する距離を停止距離として［数２］より算出する停止距離算出手段と、を備えることを特徴とする停止距離推定システム。
   但し、ｄ_sを停止距離と、ｔ_sを停止時間とする。
2. 前記補正手段は、前記減速測定速度と前記算出速度との誤差が０となるように、［数１］を補正することを特徴とする請求項１に記載の停止距離推定システム。
3. 前記決定手段は、前記減速測定加速度と前記算出加速度との差の絶対値が最小値となるように前記減速度合と時定数とを決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の停止距離推定システム。
4. 前記減速測定速度は、減速判断期間内で所定の測定時間ごとに測定されており、
   前記算出速度は、前記各々の減速測定速度に対応するように、前記測定時間ごとに算出されており、
   前記補正手段は、互いに対応する減速測定速度と算出速度との間の誤差をそれぞれ算出し、該算出したそれぞれの誤差の平均値が０となるように、［数１］を補正することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の停止距離推定システム。
5. 前記減速測定速度は、減速判断期間内で所定の測定時間ごとに測定されており、
   前記算出速度は、前記各々の減速測定速度に対応するように、前記測定時間ごとに算出されており、
   前記決定手段は、前記測定時間に相当する区間ごとに、該区間での減速測定速度と該減速測定速度の直前に測定された減速測定速度とを用いて、当該区間での加速度を測定加速度として算出し、前記測定時間に相当する区間ごとに、該区間での算出速度と該算出速度の直前に算出された算出速度とを用いて、当該区間での加速度を算出加速度として算出し、それぞれの区間において、互いに対応する測定加速度と算出加速度との差の絶対値を算出し、該算出したそれぞれの絶対値の総和が最小値となるように、前記減速度合と時定数とを決定することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の停止距離推定システム。
6. 測定対象物の速度を所定時間測定する測定手段と、該測定手段の測定結果に基づいて前記測定対象物が停止するまでの停止距離を算出する制御部とを備える停止距離推定システムを用いて前記停止距離を算出して推定する方法であって、
   該制御部は、
   前記測定手段により所定時間測定した速度結果のうち所定期間連続して減速している期間を減速判断期間と認識することで前記測定対象物が減速していると判断するステップと、
   前記減速判断期間の減速開始時における測定速度を初速度として設定するステップと、
   前記減速判断期間内で測定される減速測定速度と、前記減速開始時を基準として［数１］から算出される算出速度との誤差に基づいて［数１］を補正するステップと、
   但し、ｖを算出速度と、ｖ₀を初速度と、μｇを減速度合と、ｔを減速開始時を基準に経過した時間である減速時間と、τを時定数とする。
   前記減速測定速度に関する測定加速度と前記算出速度に関する算出加速度とに基づく差に基づいて、前記減速度合と時定数とを決定するステップと、
   前記補正するステップにおける補正された数式と前記初速度と前記決定された減速度合及び時定数とを用いて、減速開始時から測定対象物が停止するまでの時間を停止時間として算出するステップと、
   前記減速開始時から測定対象物が停止するまでの間に前記測定対象物が移動する距離を停止距離として［数２］より算出するステップと、を備えることを特徴とする方法。
   但し、ｄ_sを停止距離と、ｔ_sを停止時間とする。