JP7522713B2 - 運転支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、運転者の運転を支援する運転支援装置に関する。
この種の装置として、従来、信号機に設けられたDSRC送信機から送信された信号機情報を受信するとともに、受信した信号機情報から信号機の点灯状態と変化タイミングとを求め、これら点灯状態と変化タイミングとを車両の表示装置に表示してドライバに報知するようにした装置が知られている(例えば特許文献1参照)。特許文献1記載の装置では、信号機が切り換わるまでの時間が表示装置に表示される。
特開2004-171459号公報
しかしながら、信号機の青信号への切換が報知された後、ドライバが車両を発進させると、交通状況によっては、車両が停止線を越えた後に交差点に留まって移動できなくなり、交通流れを妨げるおそれがある。したがって、周辺の交通流れに支障を与えることなく、交通の安全性を向上さながら、交通の円滑性の低下を抑制するような構成とすることが望まれる。
本発明の一態様である運転支援装置は、交差点に設置されて停止命令を示す第1態様と進行可能を示す第2態様とに少なくとも切換可能に構成された交通信号機が切り換わるまでの残り時間の情報を含む信号機情報を取得する情報取得部と、情報取得部により取得された信号機情報に基づいて、交通信号機が第1態様から第2態様へ切り換わる切換情報を自車両のドライバに対し報知する報知部と、自車両の周囲状況を検出する検出部と、検出部により検出された周囲状況に基づいて、交差点を通過後の領域に自車両が移動可能な移動スペースが存在するか否かを判定する判定部と、を備える。報知部は、切換情報に含まれる第1態様の残時間の情報を表示する表示部を有し、残時間の情報を表示中に残時間が所定時間以内になったときに判定部により移動スペースが存在しないと判定されると、残時間の情報とともに警告情報を表示部に表示する。
本発明によれば、交通信号機の切換情報にしたがって誤って交差点に進入することを防止することができる。
本発明の実施形態に係る運転支援装置が適用される走行シーンの一例を示す図。 本発明の実施形態に係る運転支援装置に含まれる表示装置の表示画面の一例を示す図。 本発明の実施形態に係る運転支援装置に含まれる表示装置の表示画面の他の例を示す図。 本発明の実施形態に係る運転支援装置が適用される走行シーンの他の例を示す図。 本発明の実施形態に係る運転支援装置の要部構成を示すブロック図。 図4の移動判定部による処理を説明する図。 図2A、図2Bとは異なる状況での、表示装置の表示画面の一例を示す図。 図4のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。
以下、図1~図7を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る運転支援装置は、交通信号機(単に信号機と呼ぶ)についての切換情報を表示装置の表示部に表示するように構成される。表示装置は車両に設けられ、表示部を介してドライバに信号機の切換情報が報知される。
図1は、本実施形態に係る運転支援装置が適用される走行シーンの一例を示す図である。図1では、信号機200が設置された交差点201(ハッチングで示す)に自車両101が停車する例が示される。より詳しくは、自車両101は、交差点201の最前部に停車、より詳しくは信号機200に面して停止線202の手前で停車している。なお、交差点201は、2本以上の道路が交差する部分(図1にハッチングで示す領域)をいう。図1では、2本の道路が直交した状態で四方に道路が延びる四叉路(十字路)の交差点201が示されるが、本実施形態が適用される交差点は三叉路(T字路)や五叉路等であってもよい。
図1では、便宜上、単一の信号機200を示す。信号機200は、停止命令を示す赤色と、進行可能を示す青色と、安全な停止が困難なときの進行可能を示す黄色とに、所定の周期で順次灯色が切り換わるように構成される。図1では信号機200の灯色が赤色である。なお、信号機の構成はこれに限らない。例えば赤色と青色の二色に切り換わるものでもよい。所定方向への進行可能を矢印で示す矢印信号に切り換わるものでもよい。以下では、便宜上、信号機の停止命令を示す状態を停止命令状態と呼び、進行可能を示す状態を進行可能状態と呼ぶ。車両は、例えば路車間通信を介して信号機の切換情報を取得する。切換情報は、信号機が停止命令状態から進行可能状態に変化するまでの残り時間の情報を含む。
図2Aは、信号機200の切換情報を表示する表示装置1の表示画面1aの一例を示す正面図である。表示装置1は、車内の前部にドライバに面して設けられたインストルメントパネルに組み込まれる。例えば表示装置1はインストルメントパネルのメータ画面の側方に配置される。インストルメントパネルの近傍に配置されるナビゲーションユニットのディスプレイを、表示装置1として用いることもできる。フロントガラスやフロントガラス近傍に設けられたパネルに画像を投影するヘッドアップディスプレイにより、表示装置1を構成してもよい。
図2Aに示すように、表示装置1は、表示画面1a上に上下方向に並んで配置された複数(n個)の表示部10を有する。各表示部10の構成は互いに同一である。なお、表示部10を下方に向けて徐々に小さくまたは大きくしてもよい。図2Aでは、各表示部10が上下方向に互いに隙間を空けて配置されているが、各表示部10が隙間なく配置されてもよい。すなわち、各表示部10が互いに隣接して配置されてもよい。
各表示部10は、それぞれ表示画面1aの内側に配置されたLEDを有し、LEDの点灯、消灯および点滅により、表示部10が点灯、消灯および点滅される。LEDの代わりに、点消灯および点滅が可能な他のライトを表示部10として用いてもよい。液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等により表示画面1aを構成し、表示部10を画像として用いることもできる。図2Aでは、各表示部10の点灯状態を、便宜上、ハッチングで示す。
表示部10の点消灯は、車載コントローラ(図4)により制御される。図2Aは、信号機が停止命令状態(例えば赤色)から進行可能状態(例えば青色)に切り換わるまでの間における、表示部10の点灯状態の一例を示す図である。以下では、信号機が停止命令状態から進行可能状態に切り換わるまでの時間を、便宜上、切換時間Tと呼び、切換時間Tを表示部10の個数nで除算した時間(T/n)を、単位切換時間Δtと呼ぶ。単位切換時間Δtは例えば5秒である。
図示は省略するが、停止命令状態に切り換えられた直後には、n個全ての表示部10が点灯される。その時点から、単位切換時間Δtが経過する度に、表示部10が上から順番に1つずつ消灯される。図2Aは、停止命令状態に切り換えられてから、3×Δt秒が経過した時点に対応し、3個の表示部10が消灯される。表示画面1aには、表示部10の側方に、信号機200の点灯状態(赤信号点灯)を示す表示部11が設けられる。なお、表示部10の消灯に要する単位切換時間Δtを一定に設定するのではなく、進行可能状態に近づくにつれてΔtを長く、または短くしてもよい。
図2Bは、図2Aの状態から時間が経過した時点における表示画面1aの一例を示す正面図である。図2Bは、進行可能状態になる所定時間前(例えば6秒)、つまり単位切換時間Δt前の時点に相当し、n個の表示部10のうち最下部の表示部10のみが点灯し、残りは消灯している。なお、進行可能状態になる所定時間前の時点を切換直前時点と呼ぶ。切換直前時点では、表示部10の側方の表示部11には、信号機200の点灯状態の変化を示すような表示、すなわち赤信号点灯から青信号点灯への変化を示す表示が呈される。
このとき、車載コントローラからの指令により、車室内のスピーカから所定の警告音が発生され、信号機200の切換タイミングがドライバに報知される。これにより、ドライバは、信号機200がまもなく進行可能状態(青色)に切り換わることを認識することができる。その結果、青信号に切り換わった際の自車両の発進遅れを防止することができ、スムーズな交通流れが可能である。
ところで、青信号に切り換わったとしても、自車両が直ちに交差点に進入することができない場合がある。図3は、そのような交通状況の一例を示す図である。図3では、自車両101の直進方向が渋滞しており、交差点201を超えた領域に他車両102が存在する。このため、自車両101は、交差点201に進入した後、交差点201を超えて前方に移動できず、自車両101が交差点201に取り残されて交通流れを妨げるおそれがある。そこで、停止命令状態から進行可能状態への信号機200の切換が報知されたとき、自車両101が交差点201に進入して取り残されることがないよう、本実施形態は以下のように運転支援装置を構成する。
図4は、本発明の実施形態に係る運転支援装置100の要部構成を示すブロック図である。図4に示すように、運転支援装置100は、コントローラ20と、それぞれコントローラ20に接続された通信ユニット3と、外界センサ4と、ウインカースイッチ5と、表示装置1と、音声出力装置2とを有する。
通信ユニット3は、道路に設けられた光ビーコン、電波ビーコン等の通信装置に無線通信可能に、すなわち路車間通信可能に構成される。通信ユニット3は道路に設けられた通信装置から、自車両の進行方向に位置する信号機、すなわち、自車両が次に通過する信号機についての信号機情報を受信する。信号機情報には、信号機の切換時間Tと信号機が停止命令状態(例えば赤色)から進行可能状態(例えば青色)に切り換わるまでの残り時間の情報とが含まれる。通信ユニット3は、さらに自車両の周囲の他車両と車車間通信可能に構成され、車車間通信を介して他車両の車速データや位置データなどの車両情報を受信する。
外界センサ4は、自車両の外界状況を検出するセンサである。具体的には、CCDやCMOS等の撮像素子を有し、自車両の周辺を撮像するカメラ、電磁波を照射し反射波を検出することで自車両の周辺の物体の位置を検出するレーダ、レーザ光を照射して反射光を検出することで自車両の周辺の物体の位置(自車両からの距離や方向)を検出するライダなどにより構成される。
ウインカースイッチ5は、ドライバによる方向指示器の操作を検出する。方向指示器とは、自車両の右左折や進路変更の際に、その方向を周囲に示すための装置であり、ウインカーレバーなどにより構成される。なお、図示は省略するが、コントローラ20には、GPS衛星や準天頂衛星などの測位衛星から送信された測位用の信号を受信する測位センサも接続され、測位センサが受信した測位情報を利用して自車両の現在位置を算出することができる。
コントローラ20は、CPU,ROM,RAMおよびI/Oインターフェース等のその他の周辺回路を有するコンピュータを含んで構成される。コントローラ20は、機能的構成として情報取得部21と、表示制御部22と、音声制御部23と、移動判定部24とを有する。
情報取得部21は、通信ユニット3を介して、路車間通信により通信装置から送信された信号機情報と、車車間通信により他車両から送信された車両情報とを取得する。さらに情報取得部21は、外界センサ4からの信号による外界状況の検出情報と、ウインカースイッチ5からの信号による方向指示器の操作情報とを取得する。
表示制御部22は、情報取得部21により取得された信号機情報に基づいて表示部10の点消灯を制御する。すなわち、信号機情報に基づいて信号機が停止命令状態から進行可能情報に切り換わるまでの切換時間Tと、切換時間Tを表示部10の個数nで除算した単位切換時間Δtを算出する。そして、信号機が停止命令状態に切り換わると全ての表示部10を点灯し、その後、停止命令状態に切り換わってから単位切換時間Δtが経過するたびに上から1つずつ表示部10を消灯するように表示装置1を制御する。信号機が進行可能状態に切り換わる所定時間前(単位切換時間Δt前)の切換直前時点においては、最下部の表示部10のみが点灯するように表示装置1を制御する。
音声出力装置2は、車室内に設けられたスピーカから音声を出力する装置である。音声制御部23は、切換直前時点において、スピーカから所定の警告音が発生されるように音声出力装置2を制御する。なお、切換直前時点では最下部の表示部10のみが点灯されるが、この切換直前時点よりも前または後に警告音が発生されるようにしてもよい。
移動判定部24は、切換直前時点において、ウインカースイッチ5からの信号に基づき、交差点201を通過後の自車両が進む方向を予測する。すなわち、右折のウインカースイッチ5がオンであれば右折すると予測し、左折のウインカースイッチ5がオンであれば左折すると予測し、右折のウインカースイッチ5と左折のウインカースイッチ5がともにオフであれば直進すると予測する。さらに移動判定部24は、外界センサ4からの信号に基づいて、自車両の予測進行方向のうち、交差点201を超えた領域に、自車両が移動可能なスペース(移動スペース)が存在するか否かを判定する。
図5は、移動スペースの例を示す図である。図5に示すように、自車両101が右折するときの移動スペースはSP1、左折するときの移動スペースはSP2、直進するときの移動スペースはSP3で示される。これらスペースSP1~SP3は、自車両101の大きさに応じて定められる。移動判定部24は、外界センサ4からの信号により、自車両101の予測進行方向のスペースSP1~SP3に他車両等の障害物が存在すると判定すると(図3)、自車両101はそのスペースSP1~SP3に移動することができないため、移動スペースは存在しないと判定する。一方、移動判定部24は、自車両101の予測進行方向のスペースSP1~SP3に障害物が存在しないと判定すると、移動スペースが存在すると判定する。
なお、交差点201の右側および左側の領域は、建物等の影になって外界センサ4によりスペースSP1,SP2の有無を検出できないおそれがある。したがって、車車間通信を介して他車両の車両情報を取得するとともに、車両情報に含まれる位置データから他車両の位置を検出し、これによりスペースSP1,SP2に他車両が存在するか否かを判定してもよい。自車両101の前方のスペースSP3についても、車車間通信により他車両が存在するか否かを判定するようにしてもよい。
表示制御部22は、切換直前時点において、移動判定部24の判定結果に応じて表示画面1aの表示を変更する。すなわち、自車両の予測進行方向に移動スペースが存在すると判定されると、図2Bに示すように最下部の表示部10を点灯表示させるとともに、表示部10の側方の表示部11に、信号機の点灯状態の変化を示す表示をさせるように表示画面1aの表示を変更する。一方、自車両の予測進行方向に移動スペースが存在しないと判定されると、表示画面1aに警告情報を表示させる。
図6は、その場合の表示画面の一例を示す図である。図6に示すように、表示画面1aには、警告画像15が図2Bの表示(表示部10,11)に重ねて表示される。警告画像15には、交差点201の先に移動スペースがないことによりドライバに運転注意を促すようなメッセージが含まれる。例えば「前方注意」のメッセージが表示部10,11の表示とは異なる表示色で強調して表示される。これによりドライバは、通常以上に前方に注意して車両を運転するようになる。なお、表示部10と重ならない位置に警告画像15が表示されるようにしてもよい。画像以外(例えばランプの点灯)により、表示画面1aに警告情報が表示されるようにしてもよい。
図7は、図4のコントローラ20で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば通信ユニット3を介して停止命令状態にある信号機の信号機情報を受信すると開始される。この信号機情報には、信号機の灯色が赤色から青色に切り換わるまでの残り時間(赤信号残り時間と呼ぶ)の情報が含まれる。赤信号残り時間は、信号機情報に含まれる切換時間Tと信号機が赤信号に切り換わってからの経過時間の情報とにより算出することもできる。
図7に示すように、まず、ステップS1で、赤信号残り時間に応じて表示部10が点灯するように表示装置1に制御信号を出力する。例えば停止命令状態に切り換わった直後で、赤信号残り時間が切換時間Tであるとき、全ての表示部10が点灯するように制御信号を出力する。次いで、ステップS2で、赤信号残り時間が単位切換時間Δt内になったか否か、すなわち切換直前時点になったか否かを判定する。ステップS2で否定されるとステップS1に戻り、同様の処理を繰り返す。これにより、表示部10は時間経過に伴い上から順番に消灯される。
ステップS2で肯定されるとステップS3に進み、例えばスピーカから「ポーン」などの所定の警告音を発生するように音声出力装置2に制御信号を出力する。次いで、ステップS4で、ウインカースイッチ5からの信号に基づき、自車両の進行方向を推定する。具体的には、右側のウインカースイッチ5がオンであれば右折、左側のウインカースイッチ5がオンであれば左折、左右のウインカースイッチ5がともにオフであれば直進すると推定する。
次いで、ステップS5で、外界センサ4からの信号に基づいて、ステップS4で推定された自車両の進行方向に、交差点201を超えて自車両が移動可能な移動スペースが存在するか否かを判定する。車車間通信により他車両の位置情報を取得し、これにより移動スペースが存在するか否かを判定するようにしてもよい。ステップS5で否定されるとステップS6に進み、肯定されるとステップS6をパスして処理を終了する。ステップS6では、表示画面1aに「前方注意」などの所定の警告情報が表示されるように表示装置1に制御信号を出力し、処理を終了する。
本実施形態に係る運転支援装置100の動作をまとめると以下のようになる。図1に示すように、信号機200が設置された交差点201の手前の最前部で、赤信号により自車両101が停車しているとき、赤信号残り時間に応じて表示部10が点灯する(ステップS1)。換言すれば、時間経過により青信号への切換が近づくにつれて、点灯している表示部10の個数が減少する。これによりドライバは信号機が赤信号から青信号に切り換わるまでの残り時間を認識できる。赤信号残り時間が単位切換時間Δt(例えば6秒)になると(切換直前時点)、音声出力装置2を介してスピーカから所定の警告音が出力される(ステップS3)。これにより、ドライバは表示画面1aを見ていなくても、信号機200が停止命令状態から進行可能状態に切り換わることを容易に認識できる。
交差点で停車中の自車両101の進行方向が例えば直進方向であり、切換直前時点において、交差点201を超えた領域に、自車両101が移動可能な移動スペースSP3(図5)が存在すれば、表示画面1aに警告情報は表示されない。この場合、警告音に従いドライバが自車両101を発進しても、自車両101が交差点201に取り残されることがなく、交通流れに悪影響を及ぼすことを防止できる。
一方、切換直前時点において、交差点201を超えた領域に、渋滞などを理由として自車両101が移動可能な移動スペースSP3(図5)が存在しなければ、表示画面1aに「前方注意」などの警告画像15が表示される(ステップS6)。これにより、ドライバは、自車両101の前方に移動スペースSP3がないことを容易に認識することができる。このため、停止命令状態から進行可能状態へ切り換わることを示す音声が出力されたとしても、ドライバは自車両101を発進させず、移動スペースSP3が生じるまで待機するようになる。その結果、自車両101が交差点201に取り残されて交通流れに支障を及ぼすことを防止できる。
本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)運転支援装置100は、交差点201に設置されて停止命令を示す赤信号と進行可能を示す青信号とに切換可能に構成された信号機200が切り換わるまでの残り時間の情報を含む信号機情報を取得する情報取得部21と、情報取得部21により取得された信号機情報に基づいて、信号機200が赤信号から青信号へ切り換わる切換情報を自車両101のドライバに対し報知する表示装置1と、自車両101の周囲状況を検出する外界センサ4と、外界センサ4により検出された周囲状況に基づいて、交差点201を通過後の領域に自車両101が移動可能な移動スペースSP1~SP3が存在するか否かを判定する移動判定部24と、を備える(図4)。表示装置1は、移動判定部24により移動スペースSP1~SP3が存在しないと判定されると、切換情報とともに警告情報を表示する(図7)。
これにより、ドライバは前方の渋滞状況に注意して自車両101を発進させるようになる。このため、信号機200の赤信号から青信号への切換情報が報知されたときに、自車両101が交差点201に進入して交差点201を通過できずに交差点201に取り残されることを防止することができる。すなわち、交差点201に進入できない状況であるにも拘わらず、誤って交差点201に進入して移動できなくなることを防止できる。その結果、交通流れを妨げることを防止することができ、円滑な交通を実現できる。
(2)運転支援装置100は、ウインカースイッチ5を備え、移動判定部24は、ウインカースイッチ5からの信号により、自車両101が交差点201を通過する前に、交差点201を通過後の自車両101の進行方向を推定するとともに、推定された進行方向に、移動スペースSP1~SP3が存在するか否かを判定する(図4)。例えば自車両101が右折するときは、直進方向に移動スペースSP3が存在しなくても、右折方向に移動スペースSP1が存在すれば、自車両101は交差点201を通過して移動可能である。この点を考慮して、進行方向における移動スペースSP1~SP3の有無を判定し、警告情報を表示するので、ドライバにとってより有用な情報を提供することができる。
(3)表示装置1は、信号機200の切換情報に含まれる赤信号残り時間の情報を表示する表示部10を有し、移動判定部24により移動スペースSP1~SP3が存在しないと判定されると、赤信号残り時間の情報とともに警告情報を表示画面1aに表示する(図6)。これによりドライバは、表示画面1aを見て残り時間を認識するとき、前方注意の警告発生を同時に認識することができ、警告情報を見過ごすことを防止できる。
(4)運転支援装置100は、信号機200の切換情報を警告音で出力する音声出力装置2(音声出力部)を有する(図4)。これにより、信号機200が青信号に切り換わるタイミングをドライバは容易に認識できる。
上記実施形態は種々の形態に変形することができる。以下、いくつかの変形例について説明する。上記実施形態では、情報取得部21が通信ユニット3を介して路車間通信により、信号機200が切り換わるまでの残り時間の情報を含む信号機情報を取得するようにしたが、自車位置を検出した上で、情報取得部が自車位置に対応する信号機情報を、外部のサーバ装置から取得するようにしてもよい。車車間通信により信号機情報を取得するようにしてもよい。上記実施形態では、停止命令を示す赤信号を第1態様、進行可能を示す青信号を第2態様として、信号機200を第1態様から第2態様に切換可能に構成したが、第1態様、第2態様は上述したものに限らない。
上記実施形態では、表示装置1および音声出力装置2を介して信号機200の切換情報(例えば第1態様である赤信号の残時間の情報)をドライバに報知するようにしたが、報知部の構成は上述したものに限らない。上記実施形態では、文字画像としての警告画像15により警告情報を報知するようにしたが、イラスト画像等により警告情報を報知するようにしてもよい。警告ランプの点灯等により、警告情報を報知するようしてもよい。
上記実施形態では、外界センサ4により、あるいは車車間通信を介して自車両の周囲状況を検出するようにしたが、他の検出部によりこれを検出するようにしてもよい。上記実施形態では、判定部および推定部としての移動判定部24が、交差点201を通過後の自車両101の進行方向を推定した上で、その進行方向に自車両101の移動スペースSP1~SP3が存在するか否かを判定するようにしたが、交差点を通過後の自車両の進行方向を推定することなく、自車両の移動スペースが存在するか否かを判定するようにしてもよく、判定部の構成は上述したものに限らない。
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の1つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。
1 表示装置、2 音声出力装置、3 通信ユニット、4 外界センサ、5 ウインカースイッチ、20 コントローラ、21 情報取得部、22 表示制御部、23 音声制御部、24 移動判定部、100 運転支援装置

Claims (4)

  1. 交差点に設置されて停止命令を示す第1態様と進行可能を示す第2態様とに少なくとも切換可能に構成された交通信号機が切り換わるまでの残り時間の情報を含む信号機情報を取得する情報取得部と、
    前記情報取得部により取得された信号機情報に基づいて、前記交通信号機が前記第1態様から前記第2態様へ切り換わる切換情報を自車両のドライバに対し報知する報知部と、
    自車両の周囲状況を検出する検出部と、
    前記検出部により検出された周囲状況に基づいて、前記交差点を通過後の領域に自車両が移動可能な移動スペースが存在するか否かを判定する判定部と、を備え、
    前記報知部は、前記切換情報に含まれる前記第1態様の残時間の情報を表示する表示部を有し、前記残時間の情報を表示中に前記残時間が所定時間以内になったときに前記判定部により前記移動スペースが存在しないと判定されると、前記残時間の情報とともに警告情報を前記表示部に表示することを特徴とする運転支援装置。
  2. 請求項1に記載の運転支援装置において、
    自車両が前記交差点を通過する前に、前記交差点を通過後の自車両の進行方向を推定する推定部をさらに備え、
    前記判定部は、前記推定部により推定された進行方向に、前記移動スペースが存在するか否かを判定することを特徴とする運転支援装置。
  3. 請求項1または2に記載の運転支援装置において、
    前記報知部は、前記残時間の情報を表示中に前記残時間が前記所定時間以内になったときに前記判定部により前記移動スペースが存在しないと判定されると、前記警告情報を前記残時間の情報に重ねて前記表示部に表示することを特徴とする運転支援装置。
  4. 請求項1~3のいずれか1項に記載の運転支援装置において、
    前記報知部は、前記切換情報を音声で出力する音声出力部を有することを特徴とする運転支援装置。
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