信号機情報表示システム及び車速制御システム
【課題】 車両がジレンマ領域に入るのを容易に回避することができ、車両の安全な走行を実現できる信号機情報表示システム、及び車速制御システムを提供する。
【解決手段】
本発明の信号機情報表示システムは、自動車の外部より前方の信号機の点灯情報を取得する受信部２と、自動車に対する信号機の位置情報を取得する位置情報取得部３２２と、自動車Ａの車速を把握する車速入力部３１と、自動車Ａが車速入力部３１により把握された車速で進んだ時に、前記信号機の点灯色が黄色及び赤色となる道路上の領域である黄色領域及び赤色領域の位置情報を算出するための演算部３３と、を備えている。運転者は、黄色領域及び赤色領域の位置情報を、ヘッドアップディスプレイ５によって認識することができる。
【解決手段】
本発明の信号機情報表示システムは、自動車の外部より前方の信号機の点灯情報を取得する受信部２と、自動車に対する信号機の位置情報を取得する位置情報取得部３２２と、自動車Ａの車速を把握する車速入力部３１と、自動車Ａが車速入力部３１により把握された車速で進んだ時に、前記信号機の点灯色が黄色及び赤色となる道路上の領域である黄色領域及び赤色領域の位置情報を算出するための演算部３３と、を備えている。運転者は、黄色領域及び赤色領域の位置情報を、ヘッドアップディスプレイ５によって認識することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両を安全に走行させるための信号機情報を車両の運転者に提供する信号機情報表示システム、及び車両を安全にさせるための車速制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両が信号機のある交差点に向かって走行している時、当該車両がいわゆる「ジレンマ領域」に入る可能性がある。このジレンマ領域とは、車両が交差点に進入する手前において、信号が青から黄に変わることによって、通常の減速度で安全に停止線で停止することができず、かつ、赤信号になる前に交差点に進入することもできなくなる時間的・空間的領域をいう。車両がこのようなジレンマ領域に入ると、運転者は停止するか、そのまま通過するか瞬時に判断しなければならず、誤った判断をする可能性が高くなる。このため、車両がジレンマ領域に入ることは、安全上好ましくない。
ここで、運転者が前方の信号機の点灯色が赤になるタイミングを把握していれば、それに応じて、交差点に進入する手前から余裕をもって車速を調整することができ、ジレンマ領域に入るのを事前に回避することができる。
そこで、複数個のランプが取り付けられ、これらランプの点灯状態で信号機の点灯時間（信号機の点灯色が切り替わるタイミング）を運転者に認識させる信号機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５３５８５号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来例では、前方の信号機の点灯色が切り替わるタイミングに合わせて、ジレンマ領域に入らないように運転者が車速を調整する。しかし、運転者自らが車速を調整するので、運転操作に熟練していない運転者の場合、結局ジレンマ領域に入ってしまうことがあった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、運転者が容易にジレンマ領域を回避でき、安全な走行を実現できる信号機情報表示システム、及び車速制御システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、車両に搭載される信号機情報表示システムであって、前記車両の外部より前方の信号機の点灯情報を取得する点灯情報取得手段と、前記車両に対する前記信号機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記車両の車速を把握する車速把握手段と、前記車両が前記車速把握手段により把握された車速で進んだ時に、前記信号機の点灯色が所定の色となる道路上の領域である所定色領域の位置情報を、少なくとも二種類の所定色について、前記点灯情報及び前記信号機位置情報に基づいて算出する算出手段と、前記所定色領域の位置情報を、運転者に認識させるための表示手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００６】
上記のように構成された信号機情報表示システムによれば、車両が前方の信号機に到達するまでの間、少なくとも二種類の点灯色について、道路上の所定色領域を運転者に認識させることができるので、運転者は、車両を信号機で停止させるか通過するかの判断を余裕をもって行うことができるとともに、信号機の手前から余裕をもって車両の速度を調整することができ、車両がジレンマ領域を回避することを容易にできる。
【０００７】
また、前記位置情報取得手段は、車両の位置を検出する位置検出手段と、前記信号機の位置情報を含んだ地図情報を記憶した地図情報記憶手段と、を備えたものとすることが好ましく、この場合、前記車両と信号機との位置情報をより正確に得ることができる。
【０００８】
また、前記表示手段は、フロントガラスを通して視認される道路形状を画像情報として取得し、この取得された道路形状の画像情報を運転者から視認される三次元的な道路形状の画像情報に補正する画像取得手段と、前記所定色領域の位置情報を、運転者から視認した場合の三次元的な位置情報に変換し、この変換された三次元的な位置情報と、前記画像取得手段によって取得された三次元的な道路形状の画像情報と、に基づいて、運転者からフロントガラスを通して視認される実際の道路形状に一致させて認識できるように前記フロントガラスに重畳表示する重畳表示手段と、を備えたものとすることができる。
【０００９】
上記の場合、運転者は、前方から目線をはずすことなく、安全に、所定色領域を認識できるとともに、運転者から実際に視認される道路形状に一致させて所定色領域をフロントガラスに重畳表示するので、運転者にとって、所定色領域が認識し易く、ジレンマ領域の回避をより容易にすることができる。
【００１０】
また、上記信号機情報表示システムにおいて、前記前方の信号機を第一の信号機とし、この第一の信号機のさらに前方に配置される信号機を第二の信号機としたとき、前記車両が第一の信号機を通過したかどうかを判断し、通過したと判断した場合には、前記表示手段によって運転者に認識させる所定色領域の位置情報を、前記第一の信号機の所定色領域の位置情報から、前記第二の信号機の所定色領域の位置情報に切り替えるとともに、前記第二の信号機の所定色領域の位置情報に切り替えたことを運転者に認識させる切換表示手段をさらに備えていてもよい。
この場合、第一の信号機の所定色領域の位置情報と、第二の信号機の所定色領域の位置情報とが交錯した場合にも、運転者には、直近の信号機である第一の信号機を通過するまでは、第一の信号機の情報が表示され、第二の信号機の情報が表示されない。さらに、第一の信号機を通過し第二の信号機の情報に切り替わった際に、表示情報が切り替わったことを運転者に認識させるので、運転者Ｕが、表示される信号機情報について混同するのを防止することができる。
【００１１】
また、本発明は、車両に搭載され、その車速を制御する車速制御システムであって、車両の外部より前方の信号機の点灯情報を取得する点灯情報取得手段と、前記車両に対する前記信号機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記車両の車速を把握する車速把握手段と、前記車両が前記車速把握手段により把握された車速で進んだ時に、前記信号機の点灯色が黄色、及び赤色となる道路上の領域である黄色領域、及び赤色領域の位置情報を、前記点灯情報及び前記位置情報に基づいて算出する算出手段と、前記信号機の位置が前記黄色領域内もしくは前記赤色領域内に位置しているかどうかを判断し、前記信号機の位置が前記黄色領域内もしくは前記赤色領域内にあると判断した場合、前記黄色領域と前記赤色領域との境界が、前記信号機の位置と一致するように車両を減速させる減速度を算出する減速度算出手段と、前記車両の車速を前記減速度に基づいて制御する車速制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
上記のように構成された車速制御システムによれば、前記信号機の位置が前記黄色領域内もしくは前記赤色領域内にあると判断した場合、点灯色が青色の状態で車両が信号機を通過できないと判断する。そして、この場合、減速度決定手段、及び車速制御手段によって、点灯色が黄色から赤色に切り替わるタイミングで、車両が信号機の位置で停止できる減速度をもって車両を減速させることができる。従って、運転者の運転操作の熟練度に関わらず、車両がジレンマ領域に入るのを確実に回避できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明に係る信号機情報表示システム、及び車速制御システムによれば、車両がジレンマ領域に入るのを容易に回避することができるので、車両の安全な走行を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第一の実施形態である信号機情報表示システムを車両としての自動車Ａに搭載した時の構成を示した模式図である。この信号機情報表示システムは、前方に位置する信号機Ｋの点灯情報を取得する点灯情報取得手段としての受信部２が接続された信号機情報処理部３と、自動車ＡのフロントガラスＧを通して見たときの前方の道路形状を画像情報として取得するカメラ４、及びヘッドアップディスプレイ５が接続された表示処理部６とを備えている。
【００１５】
受信部２は、信号機Ｋに備えられた信号機情報発信装置７から電波として発信される、信号機Ｋの現在の点灯色や、何秒後に現在の点灯色が他の色に切り替わるか等の点灯情報を受信する。なお、信号機情報発信装置７は、自動車Ａが所定の速度で走行し信号機Ｋに近づいてきた時、自動車Ａが信号機Ｋの手前に位置する停止線で安全に停止が可能である距離の範囲で電波を発信する。すなわち、受信部２が点灯情報を受信可能となる初期段階においては、自動車Ａは、信号機Ｋに対して、安全に停止することができる程度の距離が確保される。上記の信号機情報発信器装置７、及び受信部２には、例えば、ＤＳＲＣ（狭域無線通信）等を用いることができる。
ヘッドアップディスプレイ５は、自動車ＡのダッシュボードＡ１上に配置され、フロントガラスＧの内側面に所定の情報を重畳表示するものである。信号機情報処理部３は、自動車Ａに備えられた車速センサＳと接続されている。また、表示処理部６は、信号機情報処理部３と接続され、信号機情報処理部３から出力される信号に基づいて表示処理を行う。
【００１６】
図２は、信号機情報表示システムの構成を示すブロック図である。図中、信号機情報処理部３は、車速センサＳに接続されて自動車Ａの車速を把握するための車速把握手段としての車速入力部３１と、自動車Ａと前方に位置する信号機Ｋとの位置情報を取得するための位置情報取得手段としての位置情報取得部３２と、を備えている。また、信号機情報処理部３は、自動車Ａが車速入力部３１により把握される現在の車速で進んだ時に、信号機Ｋの点灯色が黄色及び赤色となる道路上の領域の位置情報を算出するための算出手段としての演算部３３を備えている。この演算部３３には、受信部２、車速入力部３１、及び位置情報取得部３２が接続されており、これらは信号機Ｋの点灯色が黄色及び赤色となる道路上の領域である黄色領域、及び赤色領域の位置情報を算出するのに必要な、信号機Ｋの点灯情報、自動車Ａの車速、及び自動車Ａと信号機Ｋとの距離を演算部３３に出力する。
【００１７】
位置情報取得部３２は、自動車の位置を検出するための位置検出手段としてのＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）３２１と、信号機Ｋ（信号機Ｋの停止線）の位置情報を含んだ地図情報を記憶した地図情報記憶手段としての地図情報記憶装置３２２と、を備えている。位置情報取得部３２は、これらによって、自動車Ａの位置と信号機Ｋ（信号機Ｋの停止線）との位置情報をより正確に得ることができる。
【００１８】
ここで、上記の黄色領域及び赤色領域について説明する。図３は、道路Ｄ上の信号機Ｋと、自動車Ａとの位置関係を示した模式図である。
図において、自動車Ａが点Ｏを速度Ｖで信号機Ｋに向かって走行している状態を示している。信号機Ｋは、自動車Ａが速度Ｖを維持したまま直進したとすると、自動車Ａが点Ｏ１に達した時に黄色に切り替わり、点Ｏ２に達した時に赤色に切り替わり、点Ｏ３に達した時に再び青色に切り替わるような点灯色表示のタイミングであるとする。
このとき、点Ｏと点Ｏ１との間の領域が、信号機Ｋの点灯色が青色の状態で自動車Ａが通過する青色領域Ｒ１である。また、同様に点Ｏ１と点Ｏ２との間の領域が、黄色の状態で自動車Ａが通過する黄色領域Ｒ２、点Ｏ２と点Ｏ３との間の領域が、赤色の状態で自動赤色領域Ｒ３である。この場合、演算部３が算出する黄色領域Ｒ２、及び赤色領域Ｒ３の位置情報とは、上記各点Ｏ、点Ｏ１〜点Ｏ３のそれぞれの距離間隔である。
【００１９】
図２に戻って、演算部３３により算出された、黄色領域Ｒ２、及び赤色領域Ｒ３の位置情報は、表示処理部６に対して出力される。表示処理部６は、カメラ４が接続された画像補正部６１と、演算部３３が接続された表示制御部６２と、を備えている。
カメラ４は、フロントガラスＧ（図１）を通して視認される三次元的な道路形状を画像情報として画像補正部６１に出力する。画像補正部６１は、カメラ４から出力される画像情報の道路形状を、運転者Ｕから視認される三次元的な道路形状の画像情報に補正変換し、表示制御部６２に出力する。すなわち、カメラ４、及び画像補正部６１は、運転者Ｕから視認される三次元的な道路形状の画像情報を取得する画像取得手段を構成している。
【００２０】
表示制御部６２は、上記で得られた各情報に基づいて、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報を、表示制御部６２に接続されたヘッドアップディスプレイ５によって、フロントガラスＧの内側面に重畳表示する。
このとき表示制御部６２は、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報を、運転者Ｕが黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３を視認した場合の三次元的な位置情報に変換する。さらに、表示制御部６２は、この三次元的な位置情報と、上記の画像補正部６１からの三次元的に示された道路形状の画像情報と、に基づいて、ヘッドアップディスプレイ５でフロントガラスＧに表示された時に、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３を運転者Ｕから視認される実際の道路形状にほぼ一致させて示すことができるように、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報をヘッドアップディスプレイ５に出力する。すなわち、表示制御部６２、及びヘッドアップディスプレイ５は、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報をフロントガラスＧに重畳表示する重畳表示手段を構成している。
【００２１】
図４は、図３における、自動車Ａの運転者Ｕの前方視界を示した模式図である。図中クロスハッチングで示した領域は、ダッシュボードＡ１上のヘッドアップディスプレイ５（図１）によってフロントガラスＧの内側面に重畳表示された黄色領域Ｒ２を示す投影像ｒ２であり、斜線ハッチングで示した領域は、同じくフロントガラスＧの内側面に重畳表示された赤色領域Ｒ３を示す投影像ｒ３を示している。投影像ｒ２は、フロントガラスＧを通した視界が妨げられない程度に透過しつつ、クロスハッチングの部分を黄色に着色している。投影像ｒ３も同じようにして、斜線ハッチングの部分を赤色に着色している。
ヘッドアップディスプレイ５は、投影像ｒ２及びｒ３を、図のように、運転者Ｕから実際に視認される道路形状にほぼ一致させて、フロントガラスＧの裏面に重畳表示する。すなわち、表示処理部６、カメラ４、及びヘッドアップディスプレイ５は、信号機情報処理部３によって算出された各領域Ｒ２、Ｒ３の位置情報を表示する表示手段を構成しており、各領域Ｒ２、Ｒ３の位置情報を、投影像ｒ２及びｒ３として、運転者Ｕから視認される実際の道路形状に一致させてフロントガラスＧに表示することで、各領域Ｒ２、Ｒ３を運転者Ｕに認識させる。
【００２２】
次に、上記のような機能を有する信号機情報表示システムで行われる、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報算出処理について説明する。図５は、信号機情報処理部３内で、繰り返し実行される各領域Ｒ２、Ｒ３の位置情報算出処理のフローチャートである。
まず、ステップＳ１において、信号機情報処理部３は、信号機Ｋからの点灯情報を受信したか否かの判断を行う。点灯情報を受信しない場合には、処理を終了して開始に戻り、フロントガラスＧには何も表示されない。一方、受信した場合には、信号機の現在の点灯色と残りの点灯時間、及び各点灯色の点灯時間を取得する（ステップＳ２）。次に、車速入力部３１より出力される自動車Ａの現在の車速を把握する（ステップＳ３）。次に、信号機情報処理部３は、位置情報取得部３２によって、自動車Ａと信号機との現在の距離を取得する（ステップＳ４）。
【００２３】
次に、信号機情報処理部３は、上記ステップＳ２〜Ｓ４にて取得した各情報から、黄色領域、及び赤色領域の位置情報を算出する（ステップＳ５）。次に、算出された各領域の位置情報を表示処理部６に出力し、開始に戻る（ステップＳ６）。表示処理部６に、ステップＳ６からの各領域の位置情報が入力されると、表示処理部６は、上記位置情報に基づいて投影像ｒ２、ｒ３をフロントガラスＧに投影する。上記の処理を高速で繰り返し行うことで、各処理ごとにフロントガラスＧに投影する投影像ｒ２、ｒ３は、随時更新される。
【００２４】
図６は、投影像ｒ２、ｒ３がフロントガラスＧに投影された時における、運転者Ｕの前方視界の他の例を示した模式図であり、図４における状態から、速度Ｖのまま、さらに自動車Ａが前方の信号に近づいた時の状態を示している。図において、投影像ｒ２、ｒ３は、信号機Ｋの位置に合わせて、より自動車Ａに近い範囲に投影されている。この場合、自動車Ａは、黄色領域Ｒ２に進入する直前であり、信号機Ｋの点灯色が青色から黄色に切り替わる直前であることを、運転者Ｕに対して認識させることができる。
またさらに、運転者Ｕが自動車Ａを加減速すれば、その加減速された速度に応じて、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３に位置情報が算出され、それに基づいた投影像ｒ２、ｒ３が投影される。
このように、信号機情報表示システムは、上記の構成によって、自動車Ａと信号機Ｋとの位置関係、及びそのときの車速に応じた黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３を随時更新しつつフロントガラスＧに重畳表示する。これによって、運転者Ｕは、自動車Ａの車速に応じた各領域Ｒ２、Ｒ３を認識することができる。
【００２５】
上記のように構成された本実施形態の信号機情報表示システムによれば、自動車Ａが前方の信号機Ｋに到達するまでの間、道路Ｄ上において、点灯色が黄色となる黄色領域Ｒ２と点灯色が赤色になる赤色領域Ｒ３を運転者に認識させることができるので、運転者は、自動車Ａを信号機Ｋで停止させるか通過するかの判断を余裕をもって行うことができるとともに、信号機Ｋの手前から余裕をもって自動車Ａの速度を調整することができる。従って、自動車Ａがいわゆるジレンマ領域に入るのを容易に回避することができ、自動車Ａの安全な走行を確保することができる。
【００２６】
また、自動車Ａの進行方向に、点灯色の切り替わりのタイミングがそれぞれ異なる複数の信号機が直列に配列されていると、複数の信号機の情報が交錯することが考えられる。この場合、直近の信号機の情報のみを表示させ、当該直近の信号機を通過した際に、次の信号機の情報の表示に切り替わるようにし、それを運転者Ｕに認識させるようにすればよい。
すなわち、直近の信号機を第一の信号機とし、この第一の信号機の前方に所定間隔をおいて配置されている信号機を第二の信号機とすると、自動車Ａが第一の信号機を通過する直前までは、第一の信号機の情報を表示させる。つまり、第一の信号機の所定色領域の位置情報と、第二の信号機の所定色領域の位置情報とが交錯した場合にも、運転者Ｕには、直近の信号機である第一の信号機を通過するまでは、第二の信号機の情報が表示されない。
そして、自動車Ａが第一の信号機を通過した際に、第二の信号機の情報の表示に切り替わるようにする。この際、第二の信号機の情報の表示に切り替えたことを運転者Ｕに認識させるための表示を、ヘッドアップディスプレイ５によってフロントガラスＧに表示するようにする。
【００２７】
上記のように、自動車Ａが第一の信号機を通過したかどうかを判断し、通過したと判断した場合には、第二の信号機の情報の表示に切り替えるとともにそれを運転者Ｕに認識させるための表示を行う切替表示手段を備えることで、運転者Ｕが表示される信号機情報について混同しないようにすることができる。
なお、第一の信号機を通過したか否かは、上述した各位置情報により判断することができるし、受信部２（図１、図２）が受信する信号機からの点灯情報は、通常、自動車Ａが通過すると受信できないようにされているので、第一の信号機を通過した直後にも信号機情報が受信される際には、この受信される信号機情報は、第一の信号機以外の信号機の情報であることが判断できる。また、信号機からの点灯情報が識別情報等を有している場合には、これを参照することによっても判断できる。
【００２８】
また、上記の黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３は、例えば、カーナビゲーションシステム等に用いられている小型の液晶表示装置等に表示することで、運転者Ｕに認識させることも可能であるが、この場合、運転者Ｕは、液晶表示装置に視線を移す必要があり、前方から視線を外さなければならない。一方、本実施形態のように、フロントガラスＧに各領域Ｒ２、Ｒ３を示す投影像ｒ２、ｒ３を重畳表示すれば、運転者Ｕは、前方から視線を外すことなく、各領域Ｒ２、Ｒ３を認識することができるので、より安全性が高まる。さらに、各領域Ｒ２、Ｒ３が認識し易く、ジレンマ領域の回避をより容易にすることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３をフロントガラスＧに表示するために、ヘッドアップディスプレイを用いたが、例えば、プロジェクタや投影機等をフロントガラスＧの後方に配置することによってフロントガラスＧに表示してもよく、フロントガラスＧに重畳表示可能なものであれば、それらを用いることができる。
【００３０】
図７は、本発明の第二の実施形態である車速制御システムのブロック図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、信号機情報処理部３から得られる黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報に基づいて、自動車Ａを停止させるかどうかの判断をし、必要な場合は、自動車Ａを減速させるための減速度を算出する減速度算出部８、及び車両速度制御部９を備えている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００３１】
図中、減速度算出部８には、信号機情報処理部３と、自動車Ａに備えられる車速センサＳとが接続されており、それぞれ、信号機Ｋ、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報、並びに自動車Ａの車速を、減速度算出部８に出力する。減速度算出部８は、これらの情報に基づいて、自動車Ａを前方の信号機Ｋの手前で停止させるための減速度を算出する。
車速制御手段としての車両速度制御部９には、減速度算出部８と、自動車Ａに備えられる車速センサＳとが接続されており、それぞれ、算出した減速度、及び自動車Ａの車速を、車両速度制御部９に出力する。車両速度制御部９は、自動車Ａのアクセル開度やブレーキを、運転者Ａが操作することなく作動制御できるようにされており、自動車Ａの速度を車速センサＳから取得し、自動車Ａを所定の減速度に制御することができるように構成されている。
【００３２】
図８は、減速度算出部８内で、繰り返し実行される自動車Ａの減速度を算出するための処理のフローチャートである。
まず、減速度算出部８は、ステップＳ２１において、信号機情報処理部３（図７）から、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報が出力されたかどうかを判断する。この位置情報が出力されないと判断する場合には、処理を終了して開始に戻り、自動車Ａの速度は自動制御されない。一方、前記位置情報が出力されてきた場合には、減速度算出部８は、その出力されてきた、自動車Ａ、信号機Ｋ（信号機Ｋの停止線Ｔ（図３））、黄色領域Ｒ２、及び赤色領域Ｒ３の位置情報を取得する（ステップＳ２２）。次に、これら位置情報に基づいて、信号機Ｋの停止線Ｔの位置が、黄色領域Ｒ２内、もしくは赤色領域Ｒ３内に位置しているかどうかを判断する（ステップＳ２３）。停止線Ｔの位置が、両領域Ｒ２、Ｒ３の領域外と判断する場合、現状の車速を維持して走行すれば、点灯色が青色の状態で信号機Ｋを通過できるので、減速度算出部８は、自動車Ａの速度を自動制御することなく処理を終了し開始に戻る。一方、停止線Ｔの位置が、両領域Ｒ２、Ｒ３の領域内と判断される場合、現在の車速を維持して走行すると、自動車Ａが停止線Ｔに到達する手前で、点灯色が青色から黄色に変わり、青色の状態で信号機Ｋを通過できないので、次のステップに進み、自動車Ａを減速させる。
【００３３】
ステップ２４において、減速度算出部８は、自動車Ａの現在の車速を、自動車Ａに備えられた車速センサＳより把握する。次に、黄色領域Ｒ２と赤色領域Ｒ３との境界が、停止線Ｔの位置と一致させることができる減速度を、上記現在の車速と上記位置情報とに基づいて算出する（ステップＳ２５）。そして、算出された減速度を車両速度制御部９（図７）に出力し、処理を終了し、開始に戻る（ステップＳ２６）。上記処理を繰り返し行うことで、減速度算出部８は、自動車Ａを減速させる減速度を算出する減速度算出手段を構成している。
車両速度制御部９は、上記の処理によって算出された減速度で自動車Ａを減速させる。すなわち、本実施形態の車速制御システムは、自動車Ａを停止させると判断した場合に、黄色領域Ｒ２と赤色領域Ｒ３との境界と、停止線Ｔの位置とを一致させつつ自動車Ａを減速させるので、自動車Ａは、点灯色が黄色から赤色に切り替わるタイミングの時に、信号機Ｋの停止線Ｔの位置で停止させることができる。
【００３４】
上記のように構成された本実施形態の車速制御システムによれば、信号機Ｋの位置が黄色領域Ｒ２内もしくは赤色領域Ｒ３内にあると判断した場合、点灯色が青色の状態で自動車Ａが信号機Ｋ（信号機Ｋの停止線Ｔ）を通過できないと判断する。そして、この場合、上述したように、点灯色が黄色から赤色に切り替わるタイミングで、自動車Ａが信号機Ｋ（信号機Ｋの停止線Ｔ）の位置で停止できる減速度をもって自動車Ａを減速させることができる。従って、運転者Ｕの運転操作の熟練度に関わらず、自動車Ａがジレンマ領域に入るのを確実に回避でき、自動車Ａの安全走行が確保される。
【００３５】
また、本実施形態では、信号機Ｋの停止線Ｔを基準として、自動車Ａの減速度を求めたが、例えば停止線が無い場合や、受信部により取得される点灯情報や、位置情報取得部から取得される位置情報等から、信号機Ｋの情報停止線Ｔの位置が特定できない場合には、信号機Ｋの位置を基準として自動車Ａの減速度を求めてもよい。
【００３６】
なお、本発明の信号機情報表示システム、及び車速制御システムは上記各実施形態のみに限定されるものではない。例えば、上記各実施形態では、信号機情報発信器装置、及び受信部には、ＤＳＲＣを用いた場合を例示したが、例えば、光ビーコンによって信号機情報の通信を行ってもよい。光ビーコンによる通信は、受信器が発信器の下を通過した瞬間にのみ情報の通信が行われる。このため、光ビーコンによって発信される情報の中に前方の信号機までの距離を盛り込めば、自動車と信号機との間の位置情報を取得することができ、位置情報取得手段を兼ねることができる。従って、光ビーコンによって信号機情報の通信を行う場合には、上記実施形態で示したＧＰＳや地図情報記憶装置等からなる位置情報取得部を除いてシステムを構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第一の実施形態である信号機情報表示システムを自動車に搭載したときの構成を示した模式図である。
【図２】信号機情報表示システムの構成を示すブロック図である。
【図３】道路上の信号機Ｋと、自動車との位置関係を示した模式図である。
【図４】図３における、自動車の運転者の前方視界を示した模式図である。
【図５】信号機情報処理部内で、繰り返し実行される各領域の位置情報算出処理のフローチャートである。
【図６】投影像がフロントガラスに投影された時における、運転者の前方視界の他の例を示した模式図である。
【図７】本発明の第二の実施形態である車速制御システムのブロック図である。
【図８】減速度算出部内で、繰り返し実行される自動車の減速度を算出するための処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
２ 受信部（点灯情報取得手段）
３１ 車速入力部（車速把握手段）
３２ 位置情報取得部（位置情報取得手段）
３２１ ＧＰＳ（位置検出手段）
３２２ 地図情報記憶装置（地図情報記憶手段）
３３ 演算部（算出手段）
４ カメラ（画像取得手段）
５ ヘッドアップディスプレイ（重畳表示手段）
６１ 画像補正部（画像取得手段）
６２ 表示制御部（重畳表示手段）
８ 減速度算出部（減速度算出手段）
９ 車両速度制御部（車速制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両を安全に走行させるための信号機情報を車両の運転者に提供する信号機情報表示システム、及び車両を安全にさせるための車速制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両が信号機のある交差点に向かって走行している時、当該車両がいわゆる「ジレンマ領域」に入る可能性がある。このジレンマ領域とは、車両が交差点に進入する手前において、信号が青から黄に変わることによって、通常の減速度で安全に停止線で停止することができず、かつ、赤信号になる前に交差点に進入することもできなくなる時間的・空間的領域をいう。車両がこのようなジレンマ領域に入ると、運転者は停止するか、そのまま通過するか瞬時に判断しなければならず、誤った判断をする可能性が高くなる。このため、車両がジレンマ領域に入ることは、安全上好ましくない。
ここで、運転者が前方の信号機の点灯色が赤になるタイミングを把握していれば、それに応じて、交差点に進入する手前から余裕をもって車速を調整することができ、ジレンマ領域に入るのを事前に回避することができる。
そこで、複数個のランプが取り付けられ、これらランプの点灯状態で信号機の点灯時間（信号機の点灯色が切り替わるタイミング）を運転者に認識させる信号機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５３５８５号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来例では、前方の信号機の点灯色が切り替わるタイミングに合わせて、ジレンマ領域に入らないように運転者が車速を調整する。しかし、運転者自らが車速を調整するので、運転操作に熟練していない運転者の場合、結局ジレンマ領域に入ってしまうことがあった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、運転者が容易にジレンマ領域を回避でき、安全な走行を実現できる信号機情報表示システム、及び車速制御システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、車両に搭載される信号機情報表示システムであって、前記車両の外部より前方の信号機の点灯情報を取得する点灯情報取得手段と、前記車両に対する前記信号機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記車両の車速を把握する車速把握手段と、前記車両が前記車速把握手段により把握された車速で進んだ時に、前記信号機の点灯色が所定の色となる道路上の領域である所定色領域の位置情報を、少なくとも二種類の所定色について、前記点灯情報及び前記信号機位置情報に基づいて算出する算出手段と、前記所定色領域の位置情報を、運転者に認識させるための表示手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００６】
上記のように構成された信号機情報表示システムによれば、車両が前方の信号機に到達するまでの間、少なくとも二種類の点灯色について、道路上の所定色領域を運転者に認識させることができるので、運転者は、車両を信号機で停止させるか通過するかの判断を余裕をもって行うことができるとともに、信号機の手前から余裕をもって車両の速度を調整することができ、車両がジレンマ領域を回避することを容易にできる。
【０００７】
また、前記位置情報取得手段は、車両の位置を検出する位置検出手段と、前記信号機の位置情報を含んだ地図情報を記憶した地図情報記憶手段と、を備えたものとすることが好ましく、この場合、前記車両と信号機との位置情報をより正確に得ることができる。
【０００８】
また、前記表示手段は、フロントガラスを通して視認される道路形状を画像情報として取得し、この取得された道路形状の画像情報を運転者から視認される三次元的な道路形状の画像情報に補正する画像取得手段と、前記所定色領域の位置情報を、運転者から視認した場合の三次元的な位置情報に変換し、この変換された三次元的な位置情報と、前記画像取得手段によって取得された三次元的な道路形状の画像情報と、に基づいて、運転者からフロントガラスを通して視認される実際の道路形状に一致させて認識できるように前記フロントガラスに重畳表示する重畳表示手段と、を備えたものとすることができる。
【０００９】
上記の場合、運転者は、前方から目線をはずすことなく、安全に、所定色領域を認識できるとともに、運転者から実際に視認される道路形状に一致させて所定色領域をフロントガラスに重畳表示するので、運転者にとって、所定色領域が認識し易く、ジレンマ領域の回避をより容易にすることができる。
【００１０】
また、上記信号機情報表示システムにおいて、前記前方の信号機を第一の信号機とし、この第一の信号機のさらに前方に配置される信号機を第二の信号機としたとき、前記車両が第一の信号機を通過したかどうかを判断し、通過したと判断した場合には、前記表示手段によって運転者に認識させる所定色領域の位置情報を、前記第一の信号機の所定色領域の位置情報から、前記第二の信号機の所定色領域の位置情報に切り替えるとともに、前記第二の信号機の所定色領域の位置情報に切り替えたことを運転者に認識させる切換表示手段をさらに備えていてもよい。
この場合、第一の信号機の所定色領域の位置情報と、第二の信号機の所定色領域の位置情報とが交錯した場合にも、運転者には、直近の信号機である第一の信号機を通過するまでは、第一の信号機の情報が表示され、第二の信号機の情報が表示されない。さらに、第一の信号機を通過し第二の信号機の情報に切り替わった際に、表示情報が切り替わったことを運転者に認識させるので、運転者Ｕが、表示される信号機情報について混同するのを防止することができる。
【００１１】
また、本発明は、車両に搭載され、その車速を制御する車速制御システムであって、車両の外部より前方の信号機の点灯情報を取得する点灯情報取得手段と、前記車両に対する前記信号機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記車両の車速を把握する車速把握手段と、前記車両が前記車速把握手段により把握された車速で進んだ時に、前記信号機の点灯色が黄色、及び赤色となる道路上の領域である黄色領域、及び赤色領域の位置情報を、前記点灯情報及び前記位置情報に基づいて算出する算出手段と、前記信号機の位置が前記黄色領域内もしくは前記赤色領域内に位置しているかどうかを判断し、前記信号機の位置が前記黄色領域内もしくは前記赤色領域内にあると判断した場合、前記黄色領域と前記赤色領域との境界が、前記信号機の位置と一致するように車両を減速させる減速度を算出する減速度算出手段と、前記車両の車速を前記減速度に基づいて制御する車速制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
上記のように構成された車速制御システムによれば、前記信号機の位置が前記黄色領域内もしくは前記赤色領域内にあると判断した場合、点灯色が青色の状態で車両が信号機を通過できないと判断する。そして、この場合、減速度決定手段、及び車速制御手段によって、点灯色が黄色から赤色に切り替わるタイミングで、車両が信号機の位置で停止できる減速度をもって車両を減速させることができる。従って、運転者の運転操作の熟練度に関わらず、車両がジレンマ領域に入るのを確実に回避できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明に係る信号機情報表示システム、及び車速制御システムによれば、車両がジレンマ領域に入るのを容易に回避することができるので、車両の安全な走行を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第一の実施形態である信号機情報表示システムを車両としての自動車Ａに搭載した時の構成を示した模式図である。この信号機情報表示システムは、前方に位置する信号機Ｋの点灯情報を取得する点灯情報取得手段としての受信部２が接続された信号機情報処理部３と、自動車ＡのフロントガラスＧを通して見たときの前方の道路形状を画像情報として取得するカメラ４、及びヘッドアップディスプレイ５が接続された表示処理部６とを備えている。
【００１５】
受信部２は、信号機Ｋに備えられた信号機情報発信装置７から電波として発信される、信号機Ｋの現在の点灯色や、何秒後に現在の点灯色が他の色に切り替わるか等の点灯情報を受信する。なお、信号機情報発信装置７は、自動車Ａが所定の速度で走行し信号機Ｋに近づいてきた時、自動車Ａが信号機Ｋの手前に位置する停止線で安全に停止が可能である距離の範囲で電波を発信する。すなわち、受信部２が点灯情報を受信可能となる初期段階においては、自動車Ａは、信号機Ｋに対して、安全に停止することができる程度の距離が確保される。上記の信号機情報発信器装置７、及び受信部２には、例えば、ＤＳＲＣ（狭域無線通信）等を用いることができる。
ヘッドアップディスプレイ５は、自動車ＡのダッシュボードＡ１上に配置され、フロントガラスＧの内側面に所定の情報を重畳表示するものである。信号機情報処理部３は、自動車Ａに備えられた車速センサＳと接続されている。また、表示処理部６は、信号機情報処理部３と接続され、信号機情報処理部３から出力される信号に基づいて表示処理を行う。
【００１６】
図２は、信号機情報表示システムの構成を示すブロック図である。図中、信号機情報処理部３は、車速センサＳに接続されて自動車Ａの車速を把握するための車速把握手段としての車速入力部３１と、自動車Ａと前方に位置する信号機Ｋとの位置情報を取得するための位置情報取得手段としての位置情報取得部３２と、を備えている。また、信号機情報処理部３は、自動車Ａが車速入力部３１により把握される現在の車速で進んだ時に、信号機Ｋの点灯色が黄色及び赤色となる道路上の領域の位置情報を算出するための算出手段としての演算部３３を備えている。この演算部３３には、受信部２、車速入力部３１、及び位置情報取得部３２が接続されており、これらは信号機Ｋの点灯色が黄色及び赤色となる道路上の領域である黄色領域、及び赤色領域の位置情報を算出するのに必要な、信号機Ｋの点灯情報、自動車Ａの車速、及び自動車Ａと信号機Ｋとの距離を演算部３３に出力する。
【００１７】
位置情報取得部３２は、自動車の位置を検出するための位置検出手段としてのＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）３２１と、信号機Ｋ（信号機Ｋの停止線）の位置情報を含んだ地図情報を記憶した地図情報記憶手段としての地図情報記憶装置３２２と、を備えている。位置情報取得部３２は、これらによって、自動車Ａの位置と信号機Ｋ（信号機Ｋの停止線）との位置情報をより正確に得ることができる。
【００１８】
ここで、上記の黄色領域及び赤色領域について説明する。図３は、道路Ｄ上の信号機Ｋと、自動車Ａとの位置関係を示した模式図である。
図において、自動車Ａが点Ｏを速度Ｖで信号機Ｋに向かって走行している状態を示している。信号機Ｋは、自動車Ａが速度Ｖを維持したまま直進したとすると、自動車Ａが点Ｏ１に達した時に黄色に切り替わり、点Ｏ２に達した時に赤色に切り替わり、点Ｏ３に達した時に再び青色に切り替わるような点灯色表示のタイミングであるとする。
このとき、点Ｏと点Ｏ１との間の領域が、信号機Ｋの点灯色が青色の状態で自動車Ａが通過する青色領域Ｒ１である。また、同様に点Ｏ１と点Ｏ２との間の領域が、黄色の状態で自動車Ａが通過する黄色領域Ｒ２、点Ｏ２と点Ｏ３との間の領域が、赤色の状態で自動赤色領域Ｒ３である。この場合、演算部３が算出する黄色領域Ｒ２、及び赤色領域Ｒ３の位置情報とは、上記各点Ｏ、点Ｏ１〜点Ｏ３のそれぞれの距離間隔である。
【００１９】
図２に戻って、演算部３３により算出された、黄色領域Ｒ２、及び赤色領域Ｒ３の位置情報は、表示処理部６に対して出力される。表示処理部６は、カメラ４が接続された画像補正部６１と、演算部３３が接続された表示制御部６２と、を備えている。
カメラ４は、フロントガラスＧ（図１）を通して視認される三次元的な道路形状を画像情報として画像補正部６１に出力する。画像補正部６１は、カメラ４から出力される画像情報の道路形状を、運転者Ｕから視認される三次元的な道路形状の画像情報に補正変換し、表示制御部６２に出力する。すなわち、カメラ４、及び画像補正部６１は、運転者Ｕから視認される三次元的な道路形状の画像情報を取得する画像取得手段を構成している。
【００２０】
表示制御部６２は、上記で得られた各情報に基づいて、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報を、表示制御部６２に接続されたヘッドアップディスプレイ５によって、フロントガラスＧの内側面に重畳表示する。
このとき表示制御部６２は、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報を、運転者Ｕが黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３を視認した場合の三次元的な位置情報に変換する。さらに、表示制御部６２は、この三次元的な位置情報と、上記の画像補正部６１からの三次元的に示された道路形状の画像情報と、に基づいて、ヘッドアップディスプレイ５でフロントガラスＧに表示された時に、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３を運転者Ｕから視認される実際の道路形状にほぼ一致させて示すことができるように、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報をヘッドアップディスプレイ５に出力する。すなわち、表示制御部６２、及びヘッドアップディスプレイ５は、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報をフロントガラスＧに重畳表示する重畳表示手段を構成している。
【００２１】
図４は、図３における、自動車Ａの運転者Ｕの前方視界を示した模式図である。図中クロスハッチングで示した領域は、ダッシュボードＡ１上のヘッドアップディスプレイ５（図１）によってフロントガラスＧの内側面に重畳表示された黄色領域Ｒ２を示す投影像ｒ２であり、斜線ハッチングで示した領域は、同じくフロントガラスＧの内側面に重畳表示された赤色領域Ｒ３を示す投影像ｒ３を示している。投影像ｒ２は、フロントガラスＧを通した視界が妨げられない程度に透過しつつ、クロスハッチングの部分を黄色に着色している。投影像ｒ３も同じようにして、斜線ハッチングの部分を赤色に着色している。
ヘッドアップディスプレイ５は、投影像ｒ２及びｒ３を、図のように、運転者Ｕから実際に視認される道路形状にほぼ一致させて、フロントガラスＧの裏面に重畳表示する。すなわち、表示処理部６、カメラ４、及びヘッドアップディスプレイ５は、信号機情報処理部３によって算出された各領域Ｒ２、Ｒ３の位置情報を表示する表示手段を構成しており、各領域Ｒ２、Ｒ３の位置情報を、投影像ｒ２及びｒ３として、運転者Ｕから視認される実際の道路形状に一致させてフロントガラスＧに表示することで、各領域Ｒ２、Ｒ３を運転者Ｕに認識させる。
【００２２】
次に、上記のような機能を有する信号機情報表示システムで行われる、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報算出処理について説明する。図５は、信号機情報処理部３内で、繰り返し実行される各領域Ｒ２、Ｒ３の位置情報算出処理のフローチャートである。
まず、ステップＳ１において、信号機情報処理部３は、信号機Ｋからの点灯情報を受信したか否かの判断を行う。点灯情報を受信しない場合には、処理を終了して開始に戻り、フロントガラスＧには何も表示されない。一方、受信した場合には、信号機の現在の点灯色と残りの点灯時間、及び各点灯色の点灯時間を取得する（ステップＳ２）。次に、車速入力部３１より出力される自動車Ａの現在の車速を把握する（ステップＳ３）。次に、信号機情報処理部３は、位置情報取得部３２によって、自動車Ａと信号機との現在の距離を取得する（ステップＳ４）。
【００２３】
次に、信号機情報処理部３は、上記ステップＳ２〜Ｓ４にて取得した各情報から、黄色領域、及び赤色領域の位置情報を算出する（ステップＳ５）。次に、算出された各領域の位置情報を表示処理部６に出力し、開始に戻る（ステップＳ６）。表示処理部６に、ステップＳ６からの各領域の位置情報が入力されると、表示処理部６は、上記位置情報に基づいて投影像ｒ２、ｒ３をフロントガラスＧに投影する。上記の処理を高速で繰り返し行うことで、各処理ごとにフロントガラスＧに投影する投影像ｒ２、ｒ３は、随時更新される。
【００２４】
図６は、投影像ｒ２、ｒ３がフロントガラスＧに投影された時における、運転者Ｕの前方視界の他の例を示した模式図であり、図４における状態から、速度Ｖのまま、さらに自動車Ａが前方の信号に近づいた時の状態を示している。図において、投影像ｒ２、ｒ３は、信号機Ｋの位置に合わせて、より自動車Ａに近い範囲に投影されている。この場合、自動車Ａは、黄色領域Ｒ２に進入する直前であり、信号機Ｋの点灯色が青色から黄色に切り替わる直前であることを、運転者Ｕに対して認識させることができる。
またさらに、運転者Ｕが自動車Ａを加減速すれば、その加減速された速度に応じて、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３に位置情報が算出され、それに基づいた投影像ｒ２、ｒ３が投影される。
このように、信号機情報表示システムは、上記の構成によって、自動車Ａと信号機Ｋとの位置関係、及びそのときの車速に応じた黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３を随時更新しつつフロントガラスＧに重畳表示する。これによって、運転者Ｕは、自動車Ａの車速に応じた各領域Ｒ２、Ｒ３を認識することができる。
【００２５】
上記のように構成された本実施形態の信号機情報表示システムによれば、自動車Ａが前方の信号機Ｋに到達するまでの間、道路Ｄ上において、点灯色が黄色となる黄色領域Ｒ２と点灯色が赤色になる赤色領域Ｒ３を運転者に認識させることができるので、運転者は、自動車Ａを信号機Ｋで停止させるか通過するかの判断を余裕をもって行うことができるとともに、信号機Ｋの手前から余裕をもって自動車Ａの速度を調整することができる。従って、自動車Ａがいわゆるジレンマ領域に入るのを容易に回避することができ、自動車Ａの安全な走行を確保することができる。
【００２６】
また、自動車Ａの進行方向に、点灯色の切り替わりのタイミングがそれぞれ異なる複数の信号機が直列に配列されていると、複数の信号機の情報が交錯することが考えられる。この場合、直近の信号機の情報のみを表示させ、当該直近の信号機を通過した際に、次の信号機の情報の表示に切り替わるようにし、それを運転者Ｕに認識させるようにすればよい。
すなわち、直近の信号機を第一の信号機とし、この第一の信号機の前方に所定間隔をおいて配置されている信号機を第二の信号機とすると、自動車Ａが第一の信号機を通過する直前までは、第一の信号機の情報を表示させる。つまり、第一の信号機の所定色領域の位置情報と、第二の信号機の所定色領域の位置情報とが交錯した場合にも、運転者Ｕには、直近の信号機である第一の信号機を通過するまでは、第二の信号機の情報が表示されない。
そして、自動車Ａが第一の信号機を通過した際に、第二の信号機の情報の表示に切り替わるようにする。この際、第二の信号機の情報の表示に切り替えたことを運転者Ｕに認識させるための表示を、ヘッドアップディスプレイ５によってフロントガラスＧに表示するようにする。
【００２７】
上記のように、自動車Ａが第一の信号機を通過したかどうかを判断し、通過したと判断した場合には、第二の信号機の情報の表示に切り替えるとともにそれを運転者Ｕに認識させるための表示を行う切替表示手段を備えることで、運転者Ｕが表示される信号機情報について混同しないようにすることができる。
なお、第一の信号機を通過したか否かは、上述した各位置情報により判断することができるし、受信部２（図１、図２）が受信する信号機からの点灯情報は、通常、自動車Ａが通過すると受信できないようにされているので、第一の信号機を通過した直後にも信号機情報が受信される際には、この受信される信号機情報は、第一の信号機以外の信号機の情報であることが判断できる。また、信号機からの点灯情報が識別情報等を有している場合には、これを参照することによっても判断できる。
【００２８】
また、上記の黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３は、例えば、カーナビゲーションシステム等に用いられている小型の液晶表示装置等に表示することで、運転者Ｕに認識させることも可能であるが、この場合、運転者Ｕは、液晶表示装置に視線を移す必要があり、前方から視線を外さなければならない。一方、本実施形態のように、フロントガラスＧに各領域Ｒ２、Ｒ３を示す投影像ｒ２、ｒ３を重畳表示すれば、運転者Ｕは、前方から視線を外すことなく、各領域Ｒ２、Ｒ３を認識することができるので、より安全性が高まる。さらに、各領域Ｒ２、Ｒ３が認識し易く、ジレンマ領域の回避をより容易にすることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３をフロントガラスＧに表示するために、ヘッドアップディスプレイを用いたが、例えば、プロジェクタや投影機等をフロントガラスＧの後方に配置することによってフロントガラスＧに表示してもよく、フロントガラスＧに重畳表示可能なものであれば、それらを用いることができる。
【００３０】
図７は、本発明の第二の実施形態である車速制御システムのブロック図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、信号機情報処理部３から得られる黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報に基づいて、自動車Ａを停止させるかどうかの判断をし、必要な場合は、自動車Ａを減速させるための減速度を算出する減速度算出部８、及び車両速度制御部９を備えている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
【００３１】
図中、減速度算出部８には、信号機情報処理部３と、自動車Ａに備えられる車速センサＳとが接続されており、それぞれ、信号機Ｋ、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報、並びに自動車Ａの車速を、減速度算出部８に出力する。減速度算出部８は、これらの情報に基づいて、自動車Ａを前方の信号機Ｋの手前で停止させるための減速度を算出する。
車速制御手段としての車両速度制御部９には、減速度算出部８と、自動車Ａに備えられる車速センサＳとが接続されており、それぞれ、算出した減速度、及び自動車Ａの車速を、車両速度制御部９に出力する。車両速度制御部９は、自動車Ａのアクセル開度やブレーキを、運転者Ａが操作することなく作動制御できるようにされており、自動車Ａの速度を車速センサＳから取得し、自動車Ａを所定の減速度に制御することができるように構成されている。
【００３２】
図８は、減速度算出部８内で、繰り返し実行される自動車Ａの減速度を算出するための処理のフローチャートである。
まず、減速度算出部８は、ステップＳ２１において、信号機情報処理部３（図７）から、黄色領域Ｒ２及び赤色領域Ｒ３の位置情報が出力されたかどうかを判断する。この位置情報が出力されないと判断する場合には、処理を終了して開始に戻り、自動車Ａの速度は自動制御されない。一方、前記位置情報が出力されてきた場合には、減速度算出部８は、その出力されてきた、自動車Ａ、信号機Ｋ（信号機Ｋの停止線Ｔ（図３））、黄色領域Ｒ２、及び赤色領域Ｒ３の位置情報を取得する（ステップＳ２２）。次に、これら位置情報に基づいて、信号機Ｋの停止線Ｔの位置が、黄色領域Ｒ２内、もしくは赤色領域Ｒ３内に位置しているかどうかを判断する（ステップＳ２３）。停止線Ｔの位置が、両領域Ｒ２、Ｒ３の領域外と判断する場合、現状の車速を維持して走行すれば、点灯色が青色の状態で信号機Ｋを通過できるので、減速度算出部８は、自動車Ａの速度を自動制御することなく処理を終了し開始に戻る。一方、停止線Ｔの位置が、両領域Ｒ２、Ｒ３の領域内と判断される場合、現在の車速を維持して走行すると、自動車Ａが停止線Ｔに到達する手前で、点灯色が青色から黄色に変わり、青色の状態で信号機Ｋを通過できないので、次のステップに進み、自動車Ａを減速させる。
【００３３】
ステップ２４において、減速度算出部８は、自動車Ａの現在の車速を、自動車Ａに備えられた車速センサＳより把握する。次に、黄色領域Ｒ２と赤色領域Ｒ３との境界が、停止線Ｔの位置と一致させることができる減速度を、上記現在の車速と上記位置情報とに基づいて算出する（ステップＳ２５）。そして、算出された減速度を車両速度制御部９（図７）に出力し、処理を終了し、開始に戻る（ステップＳ２６）。上記処理を繰り返し行うことで、減速度算出部８は、自動車Ａを減速させる減速度を算出する減速度算出手段を構成している。
車両速度制御部９は、上記の処理によって算出された減速度で自動車Ａを減速させる。すなわち、本実施形態の車速制御システムは、自動車Ａを停止させると判断した場合に、黄色領域Ｒ２と赤色領域Ｒ３との境界と、停止線Ｔの位置とを一致させつつ自動車Ａを減速させるので、自動車Ａは、点灯色が黄色から赤色に切り替わるタイミングの時に、信号機Ｋの停止線Ｔの位置で停止させることができる。
【００３４】
上記のように構成された本実施形態の車速制御システムによれば、信号機Ｋの位置が黄色領域Ｒ２内もしくは赤色領域Ｒ３内にあると判断した場合、点灯色が青色の状態で自動車Ａが信号機Ｋ（信号機Ｋの停止線Ｔ）を通過できないと判断する。そして、この場合、上述したように、点灯色が黄色から赤色に切り替わるタイミングで、自動車Ａが信号機Ｋ（信号機Ｋの停止線Ｔ）の位置で停止できる減速度をもって自動車Ａを減速させることができる。従って、運転者Ｕの運転操作の熟練度に関わらず、自動車Ａがジレンマ領域に入るのを確実に回避でき、自動車Ａの安全走行が確保される。
【００３５】
また、本実施形態では、信号機Ｋの停止線Ｔを基準として、自動車Ａの減速度を求めたが、例えば停止線が無い場合や、受信部により取得される点灯情報や、位置情報取得部から取得される位置情報等から、信号機Ｋの情報停止線Ｔの位置が特定できない場合には、信号機Ｋの位置を基準として自動車Ａの減速度を求めてもよい。
【００３６】
なお、本発明の信号機情報表示システム、及び車速制御システムは上記各実施形態のみに限定されるものではない。例えば、上記各実施形態では、信号機情報発信器装置、及び受信部には、ＤＳＲＣを用いた場合を例示したが、例えば、光ビーコンによって信号機情報の通信を行ってもよい。光ビーコンによる通信は、受信器が発信器の下を通過した瞬間にのみ情報の通信が行われる。このため、光ビーコンによって発信される情報の中に前方の信号機までの距離を盛り込めば、自動車と信号機との間の位置情報を取得することができ、位置情報取得手段を兼ねることができる。従って、光ビーコンによって信号機情報の通信を行う場合には、上記実施形態で示したＧＰＳや地図情報記憶装置等からなる位置情報取得部を除いてシステムを構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第一の実施形態である信号機情報表示システムを自動車に搭載したときの構成を示した模式図である。
【図２】信号機情報表示システムの構成を示すブロック図である。
【図３】道路上の信号機Ｋと、自動車との位置関係を示した模式図である。
【図４】図３における、自動車の運転者の前方視界を示した模式図である。
【図５】信号機情報処理部内で、繰り返し実行される各領域の位置情報算出処理のフローチャートである。
【図６】投影像がフロントガラスに投影された時における、運転者の前方視界の他の例を示した模式図である。
【図７】本発明の第二の実施形態である車速制御システムのブロック図である。
【図８】減速度算出部内で、繰り返し実行される自動車の減速度を算出するための処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
２ 受信部（点灯情報取得手段）
３１ 車速入力部（車速把握手段）
３２ 位置情報取得部（位置情報取得手段）
３２１ ＧＰＳ（位置検出手段）
３２２ 地図情報記憶装置（地図情報記憶手段）
３３ 演算部（算出手段）
４ カメラ（画像取得手段）
５ ヘッドアップディスプレイ（重畳表示手段）
６１ 画像補正部（画像取得手段）
６２ 表示制御部（重畳表示手段）
８ 減速度算出部（減速度算出手段）
９ 車両速度制御部（車速制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される信号機情報表示システムであって、
前記車両の外部より前方の信号機の点灯情報を取得する点灯情報取得手段と、
前記車両に対する前記信号機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記車両の車速を把握する車速把握手段と、
前記車両が前記車速把握手段により把握された車速で進んだ時に、前記信号機の点灯色が所定の色となる道路上の領域である所定色領域の位置情報を、少なくとも二種類の所定色について、前記点灯情報及び前記信号機位置情報に基づいて算出する算出手段と、
前記所定色領域の位置情報を、運転者に認識させるための表示手段と、を備えたことを特徴とする信号機情報表示システム。
【請求項２】
前記位置情報取得手段は、
車両の位置を検出する位置検出手段と、
前記信号機の位置情報を含んだ地図情報を記憶した地図情報記憶手段と、を備えた請求項１記載の信号機情報表示システム。
【請求項３】
前記表示手段は、
フロントガラスを通して視認される道路形状を画像情報として取得し、この取得された道路形状の画像情報を運転者から視認される三次元的な道路形状の画像情報に補正する画像取得手段と、
前記所定色領域の位置情報を、運転者から視認した場合の三次元的な位置情報に変換し、この変換された三次元的な位置情報と、前記画像取得手段によって取得された三次元的な道路形状の画像情報と、に基づいて、運転者からフロントガラスを通して視認される実際の道路形状に一致させて認識できるように前記フロントガラスに重畳表示する重畳表示手段と、を備えた請求項１又は２に記載の信号機情報表示システム。
【請求項４】
前記前方の信号機を第一の信号機とし、この第一の信号機のさらに前方に配置される信号機を第二の信号機としたとき、
前記車両が第一の信号機を通過したかどうかを判断し、通過したと判断した場合には、前記表示手段によって運転者に認識させる所定色領域の位置情報を、前記第一の信号機の所定色領域の位置情報から、前記第二の信号機の所定色領域の位置情報に切り替えるとともに、前記第二の信号機の所定色領域の位置情報に切り替えたことを運転者に認識させる切換表示手段をさらに備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の信号機情報表示システム。
【請求項５】
車両に搭載され、その車速を制御する車速制御システムであって、
車両の外部より前方の信号機の点灯情報を取得する点灯情報取得手段と、
前記車両に対する前記信号機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記車両の車速を把握する車速把握手段と、
前記車両が前記車速把握手段により把握された車速で進んだ時に、前記信号機の点灯色が黄色、及び赤色となる道路上の領域である黄色領域、及び赤色領域の位置情報を、前記点灯情報及び前記位置情報に基づいて算出する算出手段と、
前記信号機の位置が前記黄色領域内もしくは前記赤色領域内に位置しているかどうかを判断し、前記信号機の位置が前記黄色領域内もしくは前記赤色領域内にあると判断した場合、前記黄色領域と前記赤色領域との境界が、前記信号機の位置と一致するように車両を減速させる減速度を算出する減速度算出手段と、
前記車両の車速を前記減速度に基づいて制御する車速制御手段と、を備えたことを特徴とする車速制御システム。
【請求項１】
車両に搭載される信号機情報表示システムであって、
前記車両の外部より前方の信号機の点灯情報を取得する点灯情報取得手段と、
前記車両に対する前記信号機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記車両の車速を把握する車速把握手段と、
前記車両が前記車速把握手段により把握された車速で進んだ時に、前記信号機の点灯色が所定の色となる道路上の領域である所定色領域の位置情報を、少なくとも二種類の所定色について、前記点灯情報及び前記信号機位置情報に基づいて算出する算出手段と、
前記所定色領域の位置情報を、運転者に認識させるための表示手段と、を備えたことを特徴とする信号機情報表示システム。
【請求項２】
前記位置情報取得手段は、
車両の位置を検出する位置検出手段と、
前記信号機の位置情報を含んだ地図情報を記憶した地図情報記憶手段と、を備えた請求項１記載の信号機情報表示システム。
【請求項３】
前記表示手段は、
フロントガラスを通して視認される道路形状を画像情報として取得し、この取得された道路形状の画像情報を運転者から視認される三次元的な道路形状の画像情報に補正する画像取得手段と、
前記所定色領域の位置情報を、運転者から視認した場合の三次元的な位置情報に変換し、この変換された三次元的な位置情報と、前記画像取得手段によって取得された三次元的な道路形状の画像情報と、に基づいて、運転者からフロントガラスを通して視認される実際の道路形状に一致させて認識できるように前記フロントガラスに重畳表示する重畳表示手段と、を備えた請求項１又は２に記載の信号機情報表示システム。
【請求項４】
前記前方の信号機を第一の信号機とし、この第一の信号機のさらに前方に配置される信号機を第二の信号機としたとき、
前記車両が第一の信号機を通過したかどうかを判断し、通過したと判断した場合には、前記表示手段によって運転者に認識させる所定色領域の位置情報を、前記第一の信号機の所定色領域の位置情報から、前記第二の信号機の所定色領域の位置情報に切り替えるとともに、前記第二の信号機の所定色領域の位置情報に切り替えたことを運転者に認識させる切換表示手段をさらに備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の信号機情報表示システム。
【請求項５】
車両に搭載され、その車速を制御する車速制御システムであって、
車両の外部より前方の信号機の点灯情報を取得する点灯情報取得手段と、
前記車両に対する前記信号機の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記車両の車速を把握する車速把握手段と、
前記車両が前記車速把握手段により把握された車速で進んだ時に、前記信号機の点灯色が黄色、及び赤色となる道路上の領域である黄色領域、及び赤色領域の位置情報を、前記点灯情報及び前記位置情報に基づいて算出する算出手段と、
前記信号機の位置が前記黄色領域内もしくは前記赤色領域内に位置しているかどうかを判断し、前記信号機の位置が前記黄色領域内もしくは前記赤色領域内にあると判断した場合、前記黄色領域と前記赤色領域との境界が、前記信号機の位置と一致するように車両を減速させる減速度を算出する減速度算出手段と、
前記車両の車速を前記減速度に基づいて制御する車速制御手段と、を備えたことを特徴とする車速制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−７２７８３（Ｐ２００７−７２７８３Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５９３５１（Ｐ２００５−２５９３５１）
【出願日】平成１７年９月７日（２００５．９．７）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月７日（２００５．９．７）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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