安全支援情報提供車載システム
【課題】道路地図情報に基づく予測車両位置を通信情報として、立体交差などでの誤判定を防ぐとともに、判定装置および通信装置を追加するのみで、安価な安全支援情報提供車載システムを得る。
【解決手段】車両の予測車両位置を道路地図情報１０６に基づき求める車両位置予測装置１１０と、予測車両位置を他車両との間で通信する通信装置１２０と、車両および他車両の各予測車両位置を比較する判定装置１１９と、ドライバに情報を提供する表示再生装置１０９を備えている。道路地図情報１０６には立体交差情報が付加されており、平面的な予測車両位置に立体的な情報を加えて送信する。自車両の予測車両位置および道路の高さ情報を通信で他車両に送信し、受信側では車両および他車両との各予測車両位置および高さ情報を比較して、衝突可能性を判定する。
【解決手段】車両の予測車両位置を道路地図情報１０６に基づき求める車両位置予測装置１１０と、予測車両位置を他車両との間で通信する通信装置１２０と、車両および他車両の各予測車両位置を比較する判定装置１１９と、ドライバに情報を提供する表示再生装置１０９を備えている。道路地図情報１０６には立体交差情報が付加されており、平面的な予測車両位置に立体的な情報を加えて送信する。自車両の予測車両位置および道路の高さ情報を通信で他車両に送信し、受信側では車両および他車両との各予測車両位置および高さ情報を比較して、衝突可能性を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載されて、車両のドライバに安全を支援するための情報を提供する安全支援情報提供車載システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、外部（路側）のインフラ設備から車両に情報を提供する装置として、ＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）が実用化されており、渋滞情報などを含む各種情報が提供されている。
また、近年では、渋滞情報のみでなく、見えないカーブ先の停止車両などの存在を路側に設置されたセンサで検知し、路車間通信を用いて、路側の通信装置から車両内の通信装置に安全支援情報を提供する技術が提案されており、実証実験も行われている。
【０００３】
一方、インフラ設備を必要とせずに、各車両間で直接通信が可能な車車間通信機を車両に搭載し、ＧＰＳなどで得られた車両の位置情報や進行方向、速度などの車両情報を相互に交換し、自車両の車両位置と他車両の車両位置とが将来接近する可能性が高い場合に、安全支援のための情報を提供する技術も提案され、実験も行われている。
【０００４】
上記のいずれのサービスにおいても、車両のドライバが情報を認識および判定する時間を確保するためには、少なくとも衝突状態になるまでの数秒前に将来の衝突可能性を判定して、ドライバに情報を提供する必要がある。
また、様々な道路状況においても、間違った情報提供を回避する必要がある。
【０００５】
従来の安全支援情報提供車載システムとして、車両衝突回避制御装置に適用したものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の従来システムは、ＧＰＳなどの位置測定センサや、ハンドル角またはアクセル開度などのセンサ情報に基づいて、自車両の数秒先の車両位置を予測して他車両に送信するとともに、他車両の予測車両位置を車車間通信で入手して、自車両と他車両との衝突確率を演算し、衝突確率が高い場合には車両のドライバに情報を提供するように構成されている。
また、過去の車両位置情報も合わせて送信する従来システムも提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
図１１、図１２は上記特許文献１、２に記載された従来の安全支援情報提供車載システムによるサービス提供例を示す説明図であり、図１１は平面構造の交差点でのサービス提供例を示し、図１２は立体構造の交差点（立体交差）でのサービス提供例を示している。
各図において、車両（自車両）１０および他車両２０の走行方向は、矢印で示されている。
【０００７】
図１１において、車両１０は、道幅の狭い非優先道路１４を走行して交差点に進入しようとしており、他車両２０は、道幅の広い優先道路２４を走行して交差点に進入しようとしている。
一方、図１２において、車両１０は、立体交差の下段側の道路１３を走行しており、他車両２０は、立体交差の上段側の道路２３を走行している。
【０００８】
図１１のように平面構造の交差点においては、優先道路２４側の他車両２０の接近状態は、車車間通信によって非優先道路１４側の車両１０に伝えられ、衝突確率が高い場合に、車両１０内の警告装置が、ドライバに「右車両接近」などの注意情報を提供することになる。
【０００９】
しかしながら、従来システムの場合、車両１０および他車両２０の互いの予測車両位置を平面的に予測して通信するのみなので、図１２に示すように立体交差（物理的に衝突が発生しない状況）においても、衝突確率が高いと判定して誤った安全支援情報（「右車両接近」などの注意情報）をドライバに提供する可能性がある。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２７６６９６号公報
【特許文献２】特開２００６−１８２２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の安全支援情報提供車載システムでは、車両１０および他車両２０の互いの予測車両位置を平面的に予測し、各車両間の位置予測に基づいて安全支援情報を提供いるのみなので、立体交差などで衝突可能性がないにも関わらず衝突確率が高いと誤判定し、誤った安全支援情報をドライバに提供するという課題があった。
【００１２】
また、誤りの少ない安全支援情報提供システムを実現するために、他車両から連続的に通信で入手した複数の時刻の位置情報を、立体交差の情報を持つ地図情報の道路上にマッチング処理することにより、自車両の走行道路と他車両の走行道路とが立体交差であると特定することも考えられるが、地図情報はカーナビゲーション装置に内蔵されているので、通信で入手する自車両周辺のすべての他車両に対してマッチング処理および判定を行うためには、カーナビゲーション装置の演算処理性能を大幅に増強する必要があり、従来のカーナビゲーション装置では対応することができないという課題があった。
【００１３】
さらに、他車両の将来位置の予測精度を上げるための車両情報（加速性能、運転時におけるドライバの癖、カーナビゲーション装置による案内中のルート、常時利用する通勤ルートなど）は、自車両側で入手することができないので、他車両の将来位置を高精度に予測することができないという課題があった。
【００１４】
この発明は、道路地図情報に基づく予測車両位置を通信情報とすることにより、立体交差などにおける誤判定を防止するとともに、判定装置および通信装置を追加するのみで、カーナビゲーション装置の性能を大幅アップすることなく安価な安全支援情報提供車載システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明による安全支援情報提供車載システムは、車両に搭載されて安全支援情報を提供する安全支援情報提供車載システムであって、車両に搭載されて道路地図情報を含むカーナビゲーション装置と、車両の周辺に位置する他車両との間で相互通信を行うための通信装置と、道路地図情報に基づいて、車両および他車両の将来の走行位置をそれぞれ予測して予測車両位置を求める車両位置予測装置と、車両の予測車両位置と他車両の予測車両位置とを比較する判定装置と、判定装置の判定結果に基づき安全支援情報を提供する表示再生装置と、を備え、表示再生装置は、将来の時刻における車両と他車両との各予測車両位置が近い場合に、安全支援情報を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、道路地図情報に基づく予測車両位置を通信情報とすることにより、立体交差などでの誤判定を防ぐとともに、判定装置および通信装置を追加するのみで、既存のカーナビゲーション装置の性能を大幅に変更することなく、安価に安全支援情報車載システムを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係る安全支援情報提供車載システムの全体構成を示すブロック図である。
図１において、車両に搭載されたカーナビゲーション装置１００は、ＧＰＳアンテナ１０１と、ＧＰＳ位置計測装置１０２ａと、自立位置計測装置１０２ｂと、ジャイロセンサ１０３と、車速パルス入力装置１０４と、ハードディスク記録装置１０５と、ハードディスク記録装置１０５内に記録された道路地図情報１０６、走行履歴情報１１１および運転特性情報１１２と、ナビゲーションルート検索装置１０７と、地図・経路表示生成装置１０８と、表示再生装置１０９と、車両位置予測装置１１０と、車載ネットワーク１１３とを備えている。
【００１８】
車両位置予測装置１１０には、車載ネットワーク１１３を介した車両機器情報（各種センサの検出情報）として、ウィンカ情報１１４、ブレーキ情報１１５、アクセル開度情報１１６、ギア位置情報１１７、ハンドル角情報１１８などが入力されている。
なお、車両機器情報は、車載ネットワーク１１３を介することなく、個別に直接入力されてもよい。
【００１９】
表示再生装置１０９は、地図・経路表示生成装置１０８からのルート情報や、車両に搭載された判定装置１１９からの外部交通情報などの各種入力情報を表示する。
また、車両位置予測装置１１０により求められた位置予測情報（予測車両位置）は、判定装置１１９に入力されている。
判定装置１１９は、車車間通信用の通信装置１２０およびアンテナ１２１に接続されている。
【００２０】
ＧＰＳ位置計測装置１０２ａは、ＧＰＳアンテナ１０１からの入力信号に基づいて自車両の車両位置を測定する。
また、自立位置計測装置１０２ｂは、ジャイロセンサ１０３からの検出信号と、車速センサ（図示せず）から車速パルス入力装置１０４を介して入力される車速パルスと、ハードディスク記録装置１０５内の道路地図情報１０６とに基づいて、自立的に自車両の車両位置を計測する。
【００２１】
カーナビゲーション装置１００は、ＧＰＳ位置計測装置１０２ａに基づく車両位置計測機能と、自立位置計測装置１０２ｂに基づく車両位置計測機能との、ハイブリッドによる位置計測機能を有しており、トンネルや立体交差下などでＧＰＳ信号が受信できない状態であっても、道路地図情報１０６に基づくマップマッチングにより、地図上に正確に自車両の車両位置を特定することができるようになっている。
なお、この場合、道路地図情報１０６は、ハードディスク記録装置１０５内に記録されているが、ＤＶＤ―ＲＯＭやＣＤ−ＲＯＭの光ディスクなどの大容量記憶装置であれば記録装置の種類を問わないのは当然であり、記録装置としてたとえば半導体メモリを用いてもよい。
【００２２】
ナビゲーションルート検索装置１０７は、車両のドライバによる運転開始時の目的地設定時に、ＧＰＳ位置計測装置１０２ａおよび自立位置計測装置１０２ｂからの車両位置情報と、ハードディスク記録装置１０５内の情報とに基づいて、車両の走行ルートを検索する。
【００２３】
地図・経路表示生成装置１０８は、車両位置情報と道路地図情報１０６とに基づいて、道路地図や車両のナビゲーション経路を表示する。
表示再生装置１０９は、地図・経路表示生成装置１０８からの地図および経路情報と、判定装置１１９からの入力情報（後述する衝突可能性に関する判定結果、外部交通情報など）とに基づいて、道路地図、自車両位置および外部交通情報などを表示する。
以上の装置１０２ａ、１０２ｂ、１０４、１０７〜１０９は、一般的なカーナビゲーション機能に関するものである。
【００２４】
車両位置予測装置１１０には、ＧＰＳ位置計測装置１０２ａおよび自立位置計測装置１０２ｂからの現在の自車両の車両位置情報と、立体交差など高さ情報を含む道路地図情報１０６と、通勤などでよく通る走行ルート記録する走行履歴情報１１１と、加減速などドライバの運転癖を学習する運転特性情報１１２と、ナビゲーションルート検索装置１０７からのナビゲーションルートとが入力されており、ナビゲーション動作中におけるナビゲーションルートに応じて自車両の予測車両位置を予測する。
【００２５】
また、予測車両位置の予測精度を向上させるために、車両位置予測装置１１０には、前述のように、ウィンカ情報１１４、ブレーキ情報１１５、アクセル開度情報１１６、ギア位置情報１１７、ハンドル角情報１１８などの車両機器情報が入力されている。
車両位置予測装置１１０による上記機能は、カーナビゲーション装置１００において、現在のマップマッチング技術を利用した自車両の車両位置計測技術を拡張することにより、比較的容易に実現することができる。
【００２６】
以下、車両位置予測装置１１０により予測された予測車両位置（道路の高さ階層情報などを含む）は、判定装置１１９に入力される。
通信装置１２０は、判定装置１１９に入力された自車両の予測車両位置をアンテナ１２１から送信するとともに、アンテナ１２１を介して受信した他車両の予測車両位置を判定装置１１９に入力する。
【００２７】
判定装置１１９は、他車両の予測車両位置と自車両の予測車両位置とを比較して、車両間の衝突可能性（衝突確率）を演算し、衝突可能性が高いと判定された場合には、衝突の可能性があると見なした時刻の数秒前に、表示再生装置１０９に安全支援情報を表示し、ドライバに注意を促す。
なお、図１においては、表示再生装置１０９をカーナビゲーション装置１００内に構成したが、カーナビゲーション装置１００とは別体に構成してもよい。
【００２８】
一方、判定装置１１９および通信装置１２０は、カーナビゲーション装置１００とは別体に構成され、従来のカーナビゲーション装置にない追加機能を備えており、新規のハードウェアおよびソフトウェアを必要とする。
このように、判定装置１１９および通信装置１２０をカーナビゲーション装置１００から分離することにより、従来のカーナビゲーション装置への追加機能は、ソフトウェアで容易に実現可能な車両位置予測装置１１０のみとなるので、既存のカーナビゲーション機器の性能を大幅に向上させる（コストアップを招く）ことなく、この発明の実施の形態１による安全支援情報提供車載システムを容易に実現することができる。
また、判定装置１１９および通信装置１２０を追加変更するのみで、今後発展する安全支援情報提供車載システムのアップグレード時（通信方法や判定ロジックの変更などを含む）にも、容易に対応することができる。
【００２９】
次に、図１に示したこの発明の実施の形態１による動作について説明する。
まず、既存技術である現在の車両位置のマップマッチング機能について、簡単に説明する。
マップマッチング機能とは、ＧＰＳ位置計測装置１０２ａで演算した位置情報を、道路地図情報（道路地図上の位置情報）１０６と比較し、ＧＰＳの位置座標が地図の道路上に存在しない場合には、近くの道路上に位置を修正して、道路上に自車両の車両位置を示す機能である。
【００３０】
これにより、トンネルや立体交差などでＧＰＳの位置情報が入手できなくなった場合でも、ジャイロセンサ１０３と車速パルスを積分した距離とに基づき、自車両が道路上を走行しているものと見なして、自車両の車両位置を自立的に計算することができる。
【００３１】
従来のカーナビゲーション装置においては、ＧＰＳの位置演算およびマップマッチング演算のための各遅延時間が存在し、演算結果の自車両の車両位置を単純に地図上に表示すると、現在の車両位置よりも少し前の時刻の位置が表示されることになるので、自車両の車速と演算遅延時間分とから実際の予測車両位置を求め、現在の車両位置として表示する簡単な車両位置予測処理が行われている。
【００３２】
一方、この発明の実施の形態１による車両位置予測装置１１０においては、上記従来技術を拡張して、数秒先の車両位置を予測するようになっている。
以下、図２および図３を参照しながら、この発明の実施の形態１による特徴的な動作について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１による車両位置予測処理を示すフローチャートであり、図３は道路地図情報１０６に基づいて予測した車両位置を図式化して示す説明図である。
図２において、まず、自車両の現在の車両位置を計測し（ステップＳ１０）、マップマッチングしている現在の走行道路を推定する（ステップＳ１１）。
【００３３】
続いて、自車両の現在の車速および加速度から予測される数秒後の予測移動距離を演算する（ステップＳ１２）。
このとき、車載ネットワーク１１３から、車両の挙動をさらに詳細に推定するために必要な情報（ブレーキ情報１１５、アクセル開度情報１１６、ギア位置情報１１７、車両重量、ハンドル角情報１１８など）が得られる場合には、これらの各情報を用いて予測移動距離を演算する。
【００３４】
次に、現在マップマッチングしている道路から、ステップＳ１２で求めた予測移動距離まで移動する間に、交差点などの分岐が存在するか否かを、道路地図情報１０６に基づいて判定する（ステップＳ１３）。
ステップＳ１３において、分岐が存在しない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、現在マップマッチングしている道路上で予測移動距離分だけ移動した地点を予測車両位置とする（ステップＳ１８）。
【００３５】
このとき、平面的には交差点などの分岐が存在したとしても、道路地図上で、立体交差などのように、物理的な交差が存在しないことが判明した場合には、分岐なしの処理（ステップＳ１８）に進む。
この場合、車両位置予測装置１１０は、ハードディスク記録装置１０５内の道路地図情報１０６にあらかじめ記録しておいた道路の高さの階層情報を必ず求めて、予測車両位置とともに、道路の高さの階層情報も合わせて判定装置１１９に送信する。
【００３６】
たとえば図３のように、自車両１０が走行している道路１３Ａの形状が左方向に直角にカーブしている場合に、仮に従来システムのように自車両１０の現在方位や速度のみから自車両１０の車両位置を予測したとすると、予測車両位置１２（点線枠参照）のように、実際の道路上では起こり得ない車両位置を予測するが、この発明の実施の形態１によれば、図３内の予測車両位置１１（実線枠参照）のように、道路１３Ａの形状に合わせて車両位置を予測することができる。
【００３７】
また、予測車両位置１１の演算に合わせて、マップマッチングした走行中の道路情報を同時に取り扱い、予測車両位置１１および道路情報の両方の情報を、通信装置１２０およびアンテナ１２１を用いた車車間通信により他車両２０に送信する。
さらに、自車両１０においては、通信装置１２０およびアンテナ１２１を用いた車車間通信により、他車両２０の予測車両位置２１を受信する。
【００３８】
図２に戻り、車両位置予測装置１１０の動作について、引き続き説明する。
前述のステップＳ１３において、現在マップマッチングしている道路から予測移動距離まで移動する間に、交差点などの分岐が存在する（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、車両位置予測装置１１０は、その分岐点で道路を変更する可能性を考慮して予測車両位置を演算する。
【００３９】
具体的に、交差点などで実際に分岐が可能な場合には、ステップＳ１３に続いて、以下のように分岐道路を推定する。
まず、ウィンカ情報１１４を参照し、自車両が交差点に近いかまたは交差点に進入しているときに、ウィンカが動作しているか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００４０】
ステップＳ１４において、ウィンカが動作している（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ウィンカの指示方向に右折または左折するか、もしくは、合流または分岐することが予測されるので、ウィンカの指示方向に合わせた道路を選択し、ウィンカ動作方向の道路上に車両位置を予測して、予測車両位置をマッチングする（ステップＳ１６）。
【００４１】
一方、ステップＳ１４において、ウィンカが動作していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、カーナビゲーション装置１００の機能によるルート案内で右左折があるか否かを判定する（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５において、ルート案内で右左折がある（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ルート案内に応じた道路を選択し、ルート案内方向の道路上に車両位置を予測して、予測車両位置をマッチングする（ステップＳ１７）。
【００４２】
一方、ステップＳ１５において、ルート案内で右左折がない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、分岐なしの処理（ステップＳ１８）に進む。
なお、図２には記載していないが、自車両の交差点への進入時において、ウィンカの操作がルート案内と異なる場合には、ルート案内をドライバが無視したものと見なして、ウィンカ情報１１４の方を優先して予測車両位置を推定する。
【００４３】
分岐での車両位置および道路の予測処理（ステップＳ１６〜Ｓ１８）が終了したら、次に、予測した道路の車線幅を、道路地図情報１０６に基づいて求め（ステップＳ１９）、続いて、予測した道路の高さを、道路地図情報１０６に基づいて求める（ステップＳ２０）。
なお、ステップＳ２０で予測する道路の高さは、メートル単位の絶対値で求めなくてもよく、階層構造（地下、地上、高架１、高架２など）が分かる程度の値でよい。
【００４４】
以上のステップＳ１０〜Ｓ２０によれば、車両が走行中の場合には車両位置を予測することができるが、右折待ち状態や一時停止状態などでは、車両が停止しているので、数秒後の車両位置も、停止位置のままで予測車両位置が演算されることになる。
しかし、実際のサービスにおいては、停止状態の車両が発進したときに衝突可能性があるか否かを判定しなければならないので、以下の条件下（ステップＳ２１〜Ｓ２７参照）においては、仮想的に車両が発進した場合の車両位置を予測する。
【００４５】
まず、車両位置予測装置１１０は、赤信号情報や一時停止情報を通信で入手することができる交差点や、地図上にあらかじめ記録された交差点情報などで一時停止が要求されている場合や、地図上にあらかじめ記録された自車両の走行道路幅および分岐道路の道路幅などの情報に基づいて、自車両の走行道路が非優先側であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００４６】
また、図２では示していないが、車両位置予測装置１１０は、ブレーキ情報１１５から減速中（ブレーキが踏まれているなど）であることが明確な場合には、交差点で停止することを考慮して車両位置を予測する。
また、赤信号による停止や一時停止が必要な交差点であっても、ブレーキが踏まれていない場合や、減速の加速度が弱い場合には、停止することを考慮しない車両位置を予測する。
【００４７】
ステップＳ２１において、自車両の走行道路が優先側である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、一時停止が不要な走行道路なので、既に予測した予測車両位置をそのまま利用し（ステップＳ２８）、図２の処理ルーチンを終了する。
一方、ステップＳ２１において、自車両の走行道路が非優先側である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、自車両が一時停止しているか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【００４８】
ステップＳ２２において、自車両が走行中である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ２８に進み、既に予測した予測車両位置をそのまま利用して、図２の処理ルーチンを終了する。
【００４９】
一方、ステップＳ２２において、自車両が交差点などで停止中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、まず、将来の移動距離がゼロである場合の予測車両位置を、第１の予測車両位置として現在の車両位置に設定する（ステップＳ２３）。
続いて、停止状態からブレーキを離して加速する場合を想定して、学習機能によって求めた通常の加速度で加速される場合の予測車両位置を、第２の予測車両位置として求める（ステップＳ２４）。
【００５０】
また、自車両が一時停止中の場合には、車両位置予測装置１１０は、その後のブレーキ情報１１５に基づき、以下のように、２種類（第１および第２）の予測車両位置のそれぞれに予測確率を付して出力する。
まず、ブレーキ情報１１５から、ブレーキが踏まれているか否かを判定し（ステップＳ２５）、ブレーキが踏まれている（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、第１の予測車両位置を設定するための第１の予測確率を大きく設定して（ステップＳ２６）、図２の処理ルーチンを終了する。
【００５１】
一方、ステップＳ２５において、ブレーキが踏まれていない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ブレーキを離して発進加速に移るものと予測し、第２の予測車両位置を設定するための第２の予測確率を大きく設定して（ステップＳ２７）、図２の処理ルーチンを終了する。
【００５２】
ステップＳ２７により、ブレーキを離しただけで、発進加速に移ると予測した場合の第２の予測車両位置の予測確率が高まるので、より早い段階での情報提供が可能となる。
すなわち、通信装置１２０およびアンテナ１２１を介して送信された予測車両位置を受信した他車両は、第２の予測車両位置に基づいて衝突可能性を判定することができる。
なお、ギア位置情報１１７がニュートラル位置を示す場合、または、パーキングブレーキがかかっている場合など、すぐに車両が発進することができない条件を示す場合には、ステップＳ２７の実行は禁止される。
【００５３】
なお、図２では示していないが、ルート案内をしていない道路や、毎日の通勤経路などの、走行履歴情報１１１の学習によってルート案内される道路の分岐対象の交差点（右左折が予測される状態）でのウィンカの操作忘れを考慮して、走行履歴情報１１１の学習から予測される分岐道路上の第３の予測車両位置と、直進方向の道路上の第４の予測車両位置とを演算し、第３および第４の予測車両位置に対してそれぞれ第３および第４の予測確率を付して、２つの情報を出力することにより安全性を高めるようにしてもよい。
【００５４】
以上のように、車両位置予測装置１１０は、走行中の予測車両位置を演算するが、始動直後の状態においては、自車両の位置が、駐車場など、道路上に位置しないことが多いことが予測されるので、道路上に予測車両位置をマッチングすると、予測車両位置がずれる問題がある。
そこで、車両が道路地図情報１０６に記録されていない道路を走行中であることを判定する走行路判定装置（図示せず）を設け、始動後の低速での移動状態、ＧＰＳを受信できない状態、駐車場への入場状態（決済などの通信から分かる）など、道路上を走行していないことが明らかであることが判定された場合には、車両位置予測装置１１０は、予測車両位置の道路上へのマッチング演算処理を停止する。
【００５５】
図４は駐車場通路と公道とが隣接している状態を示す説明図である。
図４においては、駐車場の入口ＩＮから構内に入る車両（破線矢印参照）と、駐車場の出口ＯＵＴから公道に出る車両（破線矢印参照）と、駐車場の構内を走行する自車両１５と、公道上を走行するものとして誤認識される自車両１５’（破線）と、非優先道路から公道に出る他車両１６（実線矢印参照）とが示されている。
【００５６】
通常、道路地図情報１０６には、公道以外の私有地や駐車場内の道路は記録されていないので、道路地図情報１０６に基づいて予測車両位置をマッチングすると、駐車場の構内を走行中の自車両１５が、公道を走行していないにも関わらず、公道上の車両１５’の位置を走行しているものと誤判定する。
したがって、予測車両位置を誤演算し、たとえば他車両１６と衝突可能性が高いなど、誤った情報を提供する可能性がある。
【００５７】
そこで、通信で駐車場への入場状態を判定可能な場合には、駐車場への入場時に、道路地図情報１０６での予測車両位置のマッチングを停止し、出場時の決算に使用する通信で駐車場からの出場を判定し、道路地図情報１０６での予測車両位置のマッチングを再開することにより、予測車両位置の誤演算を回避することができる。
また、他の誤演算回避処理として、たとえば、一定速度以上での走行中であって、ＧＰＳでの位置測定結果が連続して公道上に存在しているなどの条件を満たす場合に、マッチングを再開するようにしてもよい。
上記処理により、カーブ、立体交差、交差点、合流、分岐など様々な道路形状でも、また、ドライバの運転特性や車両の加速性能がどのような条件であっても、将来の予測車両位置を的確に求めることができる。
【００５８】
次に、図５〜図１０を参照しながら、この発明の実施の形態１による表示再生装置１０９および判定装置１１９の動作について説明する。
図５〜図７は判定装置１１９への入力情報を示す説明図であり、図５は他車両から通信で入手する位置予測情報、図６は自車両の位置予測情報、図７は路側（信号機など）から配信される路側情報をそれぞれ示している。
図８は予測車両位置に基づく判定処理を示すフローチャートである。
また、図９、図１０は予測車両位置の比較処理を図式化して示す説明図であり、図９は交差点での状態、図１０は立体交差での状態をそれぞれ示している。
【００５９】
判定装置１１９には、図５〜図７に示すように、通信装置１２０およびアンテナ１２１で受信した他車両の位置予測情報（予測車両位置）２００と、自車両の位置予測情報（予測車両位置）２０１と、路側に設置された機器（信号など）から受信した路側情報２０３（路側から配信される信号情報、交差点構造、提供サービス種別情報）とが入力される。
【００６０】
自車両の位置予測情報２０１には、自車両がこれから進入する交差点などの路側情報２０２（自車両内の交差点構造、提供サービス種別情報）も添付される。
また、路側情報２０３には、路側から配信されて表示再生装置１０９に表示されるコンテンツ２０４が含まれる場合もある。
【００６１】
図５〜図７において、他車両の予測車両位置２００（図５参照）は、他車両の識別が可能な車両ＩＤと、予測車両位置情報（予測演算した時刻、予測時間、他車両の予測車両位置を示す緯度、経度、進行方向、進行速度、他車両の予測車両位置の確率分布など）と、他車両の走行中の道路幅および道路の高さ方向の階層情報とを含む。
さらに、渋滞情報などで用いられる道路の特定区間を示すリンク番号が設定されている道路の場合には、リンク番号も予測車両位置２００に含まれる。
【００６２】
自車両の予測車両位置２０１（図６参照）は、図５に他車両の場合と同様の情報を含み、通信で送信される予測車両位置２０１に加えて、判定装置１１９のみで利用する路側情報２０２（交差点構造および提供サービス種別情報など）が付加される。
また、信号機などから通信による路側情報２０３（図７参照）が提供される場合には、信号機の信号情報、交差点構造および提供サービス種別などの情報を受信するとともに、表示再生装置に表示するコンテンツ２０４を受信する場合もある。
【００６３】
次に、図８〜図１０を参照しながら、予測車両位置に基づく判定装置１１９の判定処理について説明する。
図８において、まず、予測時刻を調整するために、他車両からの予測時刻（受信情報）と自車両の予測時刻との間にずれ（他車両からの通信による遅延）が存在するか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【００６４】
ステップＳ３０において、予測時刻のずれがある（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、自車両の予測時刻に合わせて、他車両の情報（予測車両位置）を予測時間のずれ分だけ修正する（ステップＳ３１）。
このとき、他車両の予測時刻と自車両の予測時刻との差と、他車両の進行方向および速度とを用いて、他車両の緯度および経度を再計算する。
【００６５】
続いて、自車両と他車両の予測時刻の差が所定値よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ３２）、予測時刻のずれが所定値よりも大きい（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、予測車両位置の領域に対応した確率分布を広げる（ステップＳ３３）。
続いて、入手した他車両の情報のすべてを補正した（他車両からの予測時刻を自車両の予測時刻と合わせた）か否かを判定し（ステップＳ３４）、他車両のすべての補正が完了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ３０に戻り、以上の処理を繰り返し実行する。
【００６６】
なお、ステップＳ３０において、予測時刻のずれがない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ３１〜Ｓ３３の処理を実行せずに、補正完了判定処理（ステップＳ３４）に進む。
また、ステップＳ３２において、予測時刻のずれが所定値以下（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ３３の処理を実行せずに、他車両の補正完了判定処理（ステップＳ３４）に進む。
【００６７】
一方、ステップＳ３４において、他車両のすべての補正が完了した（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、自車両の予測車両位置と他車両の予測車両位置とがほぼ等しいか否かを判定し（ステップＳ３５）、自車両と他車両との各予測車両位置が異なる（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、衝突可能性がないと見なされるので、図８の処理ルーチンを直ちに終了する。
【００６８】
一方、ステップＳ３５において、自車両と他車両との各予測車両位置がほぼ等しい（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、自車両の走行道路の高さと他車両の走行道路の高さとが異なるか否かを判定し（ステップＳ３６）、自車両と他車両との各走行道路の高さが異なる（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、立体交差などで衝突可能性がないと見なされるので、図８の処理ルーチンを直ちに終了する。
【００６９】
一方、ステップＳ３６において、自車両と他車両との各走行道路の高さが等しい（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、自車両に対する他車両の接近方向および接近速度を演算し（ステップＳ３７）、自車両が非優先側であるか否かを判定する（ステップＳ３８）。
【００７０】
ステップＳ３８において、自車両が非優先側である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、非優先情報をセットして（ステップＳ３９）、道路地図情報１０６に特定サービス情報（安全支援サービス種類情報）があるか否かを判定する（ステップＳ４０）。
一方、ステップＳ３８において、自車両が優先側である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ３９を実行せずに、特定サービス情報の判定処理（ステップＳ４０）に進む。
【００７１】
図９および図１０は自車両および他車両の各分布（緯度、経度、進行方向、確率分布）の比較処理（ステップＳ３５〜Ｓ３９）を図式化して示す説明図であり、図９は平面構造の交差点での状態（図９）を示し、図１０は立体構造の交差点（立体交差）での状態を示している。
図９、図１０において、前述（図１１、図１２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００７２】
図９においては、自車両の予測車両位置１１（実線の楕円枠参照）と、他車両の予測車両位置２１（点線の楕円枠参照）との各分布が重なり、かつ、自車両１０が走行する非優先道路１４と、他車両が走行する優先道路２４との高さの階層が一致する。
したがって、図９の場合には、判定装置１１９は、自車両１０と他車両２０との衝突可能性が高いものと判定し、衝突対象となり得る他車両２０の自車両１０への接近方向および接近速度を演算して出力するとともに、各予測車両位置１１、２１の重なり具合を衝突可能性として出力する。
【００７３】
また、判定装置１１９は、非優先道路１４および優先道路２４の各道路幅を比較し、自車両１０の走行する非優先道路１４の幅が狭く非優先であることを示す情報も出力する。
また、車両位置予測装置１１０の処理（図２参照）で説明したように、たとえば自車両１０が一時停止中であって、第１の予測車両位置（停止中の現在位置）が他車両２０の予測車両位置２１の分布と重ならない場合でも、判定装置１１９は、一時停止後の発進を想定した第２の予測車両位置を用いて衝突可能性を演算する。
【００７４】
一方、図１０においては、自車両１０の予測車両位置１１と他車両２０の予測車両位置２１とが平面上では重なるものの、自車両１０が走行する道路１３の道路高さの階層と、他車両２０が走行する道路２３の道路高さの階層とが一致しない。
したがって、図１０の場合には、判定装置１１９は、自車両１０に対して衝突可能性のある対象物は存在しないものと判定し、衝突可能性を示す判定結果を出力することはない。
【００７５】
なお、表示再生装置１０９は、判定装置１１９から入力される他車両２０の接近方位、接近速度、衝突可能性、非優先情報などを表示するが、そのまま表示しても、ドライバには容易に状況を理解することができない。
したがって、判定装置１１９は、ドライバがどのようなことに注意すればよいかを判定して、分かりやすいコンテンツを用意して表示再生装置１０９に表示させる必要がある。
【００７６】
そこで、図８に戻り、判定装置１１９は、特定サービス情報の有無を判定する（ステップＳ４０）。
このとき、交差点の信号機などからの通信により、どのようなサービスを行うかが明確な場合や、特定サービスの提供を指定する情報が道路地図情報１０６にあらかじめ設定されている場合などの条件下であって、ステップＳ４０において、特定サービス情報がある（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、判定装置１１９は、特定サービスの表現方法に応じたコンテンツを用意する（ステップＳ４１）。
【００７７】
具体的には、たとえば、特定サービスが右折待ち車両に対する情報提供サービスである場合には、信号が「青」のときに他車両が前方から接近する場合に、「直進車あり」などのコンテンツを用意する。
また、コンテンツが同時に通信で送られてきた場合には、送られてきたコンテンツの利用を優先する。これにより、車両間での通信に基づいて判定して提供される情報と、路側機器（信号機など）から提供される情報とを、二重に提供してドライバが混乱するのを防ぐことができる。
【００７８】
一方、通信によるサービスがない交差点の場合や、特定サービスの提供を指定する情報が道路地図情報１０６にあらかじめ設定されていない場合などの条件下であって、ステップＳ４０において、特定サービス情報がない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、判定装置１１９は、他車両の接近方向および非優先情報などから判定したコンテンツを提供する（ステップＳ４２）。
【００７９】
具体的には、たとえば、自車両の走行道路が非優先側であって、右から他車両が接近中の場合には、衝突確率が低くても、「右車両接近」のコンテンツを用意する。
また、自車両が優先側であって、左から他車両が一時停止中の状況下で他車両のブレーキが解除された場合など、他車両の第２の予測車両位置が自車両への衝突確率が高いことを示す場合には、「左車両飛び出し」のコンテンツを用意する。
他車両が一時停止中でブレーキを踏んでいる場合など、他車両の第２の予測車両位置が自車両への衝突確率が低い場合には、特にコンテンツを用意しない。
【００８０】
最後に、判定装置１１９は、用意されたコンテンツをカーナビゲーション装置１００の表示再生装置１０９に送り、一定時間にわたって表示再生させることにより、ドライバに安全支援情報を提供し（ステップＳ４３）、図８の処理ルーチンを終了する。
【００８１】
以上のように、この発明の実施の形態１に係る安全支援情報提供車載システムは、車両に搭載されて道路地図情報を含むカーナビゲーション装置１００と、車両の周辺に位置する他車両との間で相互通信を行う（予測車両位置を相互通信する）ための通信装置１２０と、道路地図情報１０６に基づいて、車両および他車両の将来の走行位置をそれぞれ予測して予測車両位置を求める車両位置予測装置１１０と、車両の予測車両位置と他車両の予測車両位置とを比較する判定装置１１９と、判定装置１１９の判定結果に基づき安全支援情報を提供する表示再生装置１０９とを備え、表示再生装置１０９は、将来の時刻における車両と他車両との各予測車両位置が近い場合に、安全支援情報（所要のコンテンツ）をドライバに提供する。
【００８２】
車両位置予測装置１１０は、カーナビゲーション装置１００に内蔵され、判定装置１１９および通信装置１２０は、カーナビゲーション装置１００から分離されている。
また、道路地図情報１０６には、通常のカーナビゲーション装置に使用される道路情報に加えて、立体交差の情報が付加されており、立体交差情報は、車両および他車両の各予測車両位置に対応した時刻情報および緯度経度情報に関連して、立体交差の高さ方向の階層情報を含む。
【００８３】
車両位置予測装置１１０は、平面的な予測車両位置に立体的な情報を加えて送信する。
また、車両位置予測装置１１０は、自車両の予測車両位置に道路の高さ情報を付加して判定装置１１９に入力し、通信装置１２０およびアンテナ１２１を介して他車両に送信する。
これにより、受信側の判定装置１１９は、自車両および他車両の各予測車両位置および高さ情報を比較して、衝突可能性を判定する。
【００８４】
また、道路地図情報１０６は、車線幅情報を含み、車線幅情報は、車両および他車両の各予測車両位置に対応した時刻情報および緯度経度情報に関連している。
これにより、判定装置１１９は、車線幅情報に基づいて、車両および他車両の各走行車線の優先／非優先を判定する。
【００８５】
また、道路地図情報１０６は、交差点情報と、一時停止または速度規制を含む規制情報とを含み、車両位置予測装置１１０は、交差点情報に基づいて、複数の予測車両位置が想定される場合には、複数の予測車両位置に予測確率情報を付与し、通信装置１２０は、予測確率情報とともに複数の予測車両位置を通信する。
【００８６】
また、車両位置予測装置１１０には、カーナビゲーション装置１００による案内中の予定経路情報が入力されている。
また、車両の過去の走行履歴情報１１１を保持するハードディスク記録装置１０５（記憶装置）を備え、車両位置予測装置１１０には、過去の走行履歴情報１１１が入力されている。
【００８７】
また、道路地図情報１０６は、特定サービス情報（安全支援サービス種類情報）を含み、判定装置１１９は、特定サービス情報に応じて、現地点における有効な提供サービスを判定する。
また、車両位置予測装置１１０には、車両のウィンカ情報１１４、アクセル開度情報、ブレーキ情報、ギア位置情報および重量情報の少なくとも１つの情報が入力されており、さらに信頼性の高い予測車両位置を演算する。
【００８８】
また、車両が道路地図情報１０６に記録されていない道路を走行中であることを判定する走行路判定装置を備え、車両位置予測装置は、車両が道路地図情報に記録されていない道路を走行中と判定された場合には、車両位置予測装置１１０による道路地図情報１０６に基づく予測処理を停止させる。
このとき、走行路判定装置は、駐車場の入退場時の決済に利用される通信情報に基づいて車両の走行路を判定する。
【００８９】
したがって、この発明の実施の形態１によれば、道路地図情報１０６に基づく予測車両位置を通信情報とすることにより、立体交差などにおける衝突可能性の誤判定を防ぐことができる。
また、複数の他車両の予測車両位置を、道路地図情報１０６に基づいてマップマッチング演算をする必要がないので、車両位置予測装置１１０の演算量を大幅に軽減することができる。
【００９０】
また、カーナビゲーション装置１００の持つ情報（道路地図情報１０６など）を利用しなくても、立体交差などの高さ方向の情報も含む予測車両位置のみに基づいて衝突可能性を判定することができるので、判定装置１１９をカーナビゲーション装置１００と別体に構成することができ、カーナビゲーション装置１００の外部に判定装置１１９および通信装置１２０を追加するのみで、既存のカーナビゲーション装置の性能を大幅に変更することなく、安価に安全支援情報車載システムを構築することができる。
【００９１】
また、車両位置予測装置１１０は、自車両のみの予測車両位置を求めればよいので、通常のカーナビゲーション装置が有するマップマッチング機能を用いて、ＧＰＳ位置計測装置１０２ａの位置測定結果と道路地図情報１０６とのずれの補正などが容易であり、走行道路を容易に判定可能なことから、道路地図情報１０６に付加した立体交差や道路幅などの道路属性を間違えずに入手することができる。
また、車両の加速性能などはあらかじめ分かっているので、アクセル開度情報１１６から、加速度を考慮した予測車両位置を容易に計算することができる。
さらに、運転特性情報１１２により、ドライバの運転癖を学習して予測精度を向上させることができるとともに、ナビゲーション動作中のルート案内や、通勤など複数回通っている経路などを参照して、交差点や分岐などでも進路を正確に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る安全支援情報提供車載システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による車両位置予測処理を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１により道路地図情報に基づき求めた予測車両位置を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１が適用される駐車場通路と公道との隣接情報を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１における他車両の予測車両位置の情報構造を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１における自車両の予測車両位置の情報構造を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１における路側情報の具体的構造を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１による衝突可能性の判定処理を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態１による交差点での衝突可能性の判定処理を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態１による立体交差での衝突可能性の判定処理を示す説明図である。
【図１１】従来の安全支援情報提供車載システムによる交差点での安全支援サービスを示す説明図である。
【図１２】従来の安全支援情報提供車載システムによる立体交差での安全支援サービスを示す説明図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０ 自車両、１１ 自車両の予測車両位置、１３ 自車両の走行道路（衝突可能性のない立体交差の道路）、１３Ａ 自車両の走行道路（衝突可能性のない左折道路）、１４ 自車両の走行道路（衝突可能性のある交差点の道路）、１５ 駐車場内の自車両、１５’ 公道上に誤ってマッチングされた自車両、１６、２０ 他車両、２１ 他車両の予測車両位置（予測エリア）、２３ 他車両の走行道路（衝突可能性のない道路）、２４ 他車両の走行道路（衝突可能性のある交差点の道路）、 １００ カーナビゲーション装置、１０１ ＧＰＳアンテナ、１０２ａ ＧＰＳ位置計測装置、１０２ｂ 自立位置計測装置、１０５ ハードディスク記録装置、１０６ 道路地図情報、１０７ ナビゲーションルート検索装置、１０８ 地図・経路表示生成装置、１０９ 表示再生装置、１１０ 車両位置予測装置、１１１ 走行履歴情報、１１２ 運転特性情報、１１３ 車載ネットワーク、１１４ ウィンカ情報、１１５ ブレーキ情報、１１６ アクセル開度情報、１１７ ギア位置情報、１１８ ハンドル角情報、１１９ 判定装置、１２０ 通信装置、１２１ アンテナ、２００ 他車両の位置予測情報、２０１ 自車両の位置予測情報、２０３ 路側情報。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載されて、車両のドライバに安全を支援するための情報を提供する安全支援情報提供車載システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、外部（路側）のインフラ設備から車両に情報を提供する装置として、ＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）が実用化されており、渋滞情報などを含む各種情報が提供されている。
また、近年では、渋滞情報のみでなく、見えないカーブ先の停止車両などの存在を路側に設置されたセンサで検知し、路車間通信を用いて、路側の通信装置から車両内の通信装置に安全支援情報を提供する技術が提案されており、実証実験も行われている。
【０００３】
一方、インフラ設備を必要とせずに、各車両間で直接通信が可能な車車間通信機を車両に搭載し、ＧＰＳなどで得られた車両の位置情報や進行方向、速度などの車両情報を相互に交換し、自車両の車両位置と他車両の車両位置とが将来接近する可能性が高い場合に、安全支援のための情報を提供する技術も提案され、実験も行われている。
【０００４】
上記のいずれのサービスにおいても、車両のドライバが情報を認識および判定する時間を確保するためには、少なくとも衝突状態になるまでの数秒前に将来の衝突可能性を判定して、ドライバに情報を提供する必要がある。
また、様々な道路状況においても、間違った情報提供を回避する必要がある。
【０００５】
従来の安全支援情報提供車載システムとして、車両衝突回避制御装置に適用したものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の従来システムは、ＧＰＳなどの位置測定センサや、ハンドル角またはアクセル開度などのセンサ情報に基づいて、自車両の数秒先の車両位置を予測して他車両に送信するとともに、他車両の予測車両位置を車車間通信で入手して、自車両と他車両との衝突確率を演算し、衝突確率が高い場合には車両のドライバに情報を提供するように構成されている。
また、過去の車両位置情報も合わせて送信する従来システムも提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
図１１、図１２は上記特許文献１、２に記載された従来の安全支援情報提供車載システムによるサービス提供例を示す説明図であり、図１１は平面構造の交差点でのサービス提供例を示し、図１２は立体構造の交差点（立体交差）でのサービス提供例を示している。
各図において、車両（自車両）１０および他車両２０の走行方向は、矢印で示されている。
【０００７】
図１１において、車両１０は、道幅の狭い非優先道路１４を走行して交差点に進入しようとしており、他車両２０は、道幅の広い優先道路２４を走行して交差点に進入しようとしている。
一方、図１２において、車両１０は、立体交差の下段側の道路１３を走行しており、他車両２０は、立体交差の上段側の道路２３を走行している。
【０００８】
図１１のように平面構造の交差点においては、優先道路２４側の他車両２０の接近状態は、車車間通信によって非優先道路１４側の車両１０に伝えられ、衝突確率が高い場合に、車両１０内の警告装置が、ドライバに「右車両接近」などの注意情報を提供することになる。
【０００９】
しかしながら、従来システムの場合、車両１０および他車両２０の互いの予測車両位置を平面的に予測して通信するのみなので、図１２に示すように立体交差（物理的に衝突が発生しない状況）においても、衝突確率が高いと判定して誤った安全支援情報（「右車両接近」などの注意情報）をドライバに提供する可能性がある。
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２７６６９６号公報
【特許文献２】特開２００６−１８２２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の安全支援情報提供車載システムでは、車両１０および他車両２０の互いの予測車両位置を平面的に予測し、各車両間の位置予測に基づいて安全支援情報を提供いるのみなので、立体交差などで衝突可能性がないにも関わらず衝突確率が高いと誤判定し、誤った安全支援情報をドライバに提供するという課題があった。
【００１２】
また、誤りの少ない安全支援情報提供システムを実現するために、他車両から連続的に通信で入手した複数の時刻の位置情報を、立体交差の情報を持つ地図情報の道路上にマッチング処理することにより、自車両の走行道路と他車両の走行道路とが立体交差であると特定することも考えられるが、地図情報はカーナビゲーション装置に内蔵されているので、通信で入手する自車両周辺のすべての他車両に対してマッチング処理および判定を行うためには、カーナビゲーション装置の演算処理性能を大幅に増強する必要があり、従来のカーナビゲーション装置では対応することができないという課題があった。
【００１３】
さらに、他車両の将来位置の予測精度を上げるための車両情報（加速性能、運転時におけるドライバの癖、カーナビゲーション装置による案内中のルート、常時利用する通勤ルートなど）は、自車両側で入手することができないので、他車両の将来位置を高精度に予測することができないという課題があった。
【００１４】
この発明は、道路地図情報に基づく予測車両位置を通信情報とすることにより、立体交差などにおける誤判定を防止するとともに、判定装置および通信装置を追加するのみで、カーナビゲーション装置の性能を大幅アップすることなく安価な安全支援情報提供車載システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明による安全支援情報提供車載システムは、車両に搭載されて安全支援情報を提供する安全支援情報提供車載システムであって、車両に搭載されて道路地図情報を含むカーナビゲーション装置と、車両の周辺に位置する他車両との間で相互通信を行うための通信装置と、道路地図情報に基づいて、車両および他車両の将来の走行位置をそれぞれ予測して予測車両位置を求める車両位置予測装置と、車両の予測車両位置と他車両の予測車両位置とを比較する判定装置と、判定装置の判定結果に基づき安全支援情報を提供する表示再生装置と、を備え、表示再生装置は、将来の時刻における車両と他車両との各予測車両位置が近い場合に、安全支援情報を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、道路地図情報に基づく予測車両位置を通信情報とすることにより、立体交差などでの誤判定を防ぐとともに、判定装置および通信装置を追加するのみで、既存のカーナビゲーション装置の性能を大幅に変更することなく、安価に安全支援情報車載システムを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係る安全支援情報提供車載システムの全体構成を示すブロック図である。
図１において、車両に搭載されたカーナビゲーション装置１００は、ＧＰＳアンテナ１０１と、ＧＰＳ位置計測装置１０２ａと、自立位置計測装置１０２ｂと、ジャイロセンサ１０３と、車速パルス入力装置１０４と、ハードディスク記録装置１０５と、ハードディスク記録装置１０５内に記録された道路地図情報１０６、走行履歴情報１１１および運転特性情報１１２と、ナビゲーションルート検索装置１０７と、地図・経路表示生成装置１０８と、表示再生装置１０９と、車両位置予測装置１１０と、車載ネットワーク１１３とを備えている。
【００１８】
車両位置予測装置１１０には、車載ネットワーク１１３を介した車両機器情報（各種センサの検出情報）として、ウィンカ情報１１４、ブレーキ情報１１５、アクセル開度情報１１６、ギア位置情報１１７、ハンドル角情報１１８などが入力されている。
なお、車両機器情報は、車載ネットワーク１１３を介することなく、個別に直接入力されてもよい。
【００１９】
表示再生装置１０９は、地図・経路表示生成装置１０８からのルート情報や、車両に搭載された判定装置１１９からの外部交通情報などの各種入力情報を表示する。
また、車両位置予測装置１１０により求められた位置予測情報（予測車両位置）は、判定装置１１９に入力されている。
判定装置１１９は、車車間通信用の通信装置１２０およびアンテナ１２１に接続されている。
【００２０】
ＧＰＳ位置計測装置１０２ａは、ＧＰＳアンテナ１０１からの入力信号に基づいて自車両の車両位置を測定する。
また、自立位置計測装置１０２ｂは、ジャイロセンサ１０３からの検出信号と、車速センサ（図示せず）から車速パルス入力装置１０４を介して入力される車速パルスと、ハードディスク記録装置１０５内の道路地図情報１０６とに基づいて、自立的に自車両の車両位置を計測する。
【００２１】
カーナビゲーション装置１００は、ＧＰＳ位置計測装置１０２ａに基づく車両位置計測機能と、自立位置計測装置１０２ｂに基づく車両位置計測機能との、ハイブリッドによる位置計測機能を有しており、トンネルや立体交差下などでＧＰＳ信号が受信できない状態であっても、道路地図情報１０６に基づくマップマッチングにより、地図上に正確に自車両の車両位置を特定することができるようになっている。
なお、この場合、道路地図情報１０６は、ハードディスク記録装置１０５内に記録されているが、ＤＶＤ―ＲＯＭやＣＤ−ＲＯＭの光ディスクなどの大容量記憶装置であれば記録装置の種類を問わないのは当然であり、記録装置としてたとえば半導体メモリを用いてもよい。
【００２２】
ナビゲーションルート検索装置１０７は、車両のドライバによる運転開始時の目的地設定時に、ＧＰＳ位置計測装置１０２ａおよび自立位置計測装置１０２ｂからの車両位置情報と、ハードディスク記録装置１０５内の情報とに基づいて、車両の走行ルートを検索する。
【００２３】
地図・経路表示生成装置１０８は、車両位置情報と道路地図情報１０６とに基づいて、道路地図や車両のナビゲーション経路を表示する。
表示再生装置１０９は、地図・経路表示生成装置１０８からの地図および経路情報と、判定装置１１９からの入力情報（後述する衝突可能性に関する判定結果、外部交通情報など）とに基づいて、道路地図、自車両位置および外部交通情報などを表示する。
以上の装置１０２ａ、１０２ｂ、１０４、１０７〜１０９は、一般的なカーナビゲーション機能に関するものである。
【００２４】
車両位置予測装置１１０には、ＧＰＳ位置計測装置１０２ａおよび自立位置計測装置１０２ｂからの現在の自車両の車両位置情報と、立体交差など高さ情報を含む道路地図情報１０６と、通勤などでよく通る走行ルート記録する走行履歴情報１１１と、加減速などドライバの運転癖を学習する運転特性情報１１２と、ナビゲーションルート検索装置１０７からのナビゲーションルートとが入力されており、ナビゲーション動作中におけるナビゲーションルートに応じて自車両の予測車両位置を予測する。
【００２５】
また、予測車両位置の予測精度を向上させるために、車両位置予測装置１１０には、前述のように、ウィンカ情報１１４、ブレーキ情報１１５、アクセル開度情報１１６、ギア位置情報１１７、ハンドル角情報１１８などの車両機器情報が入力されている。
車両位置予測装置１１０による上記機能は、カーナビゲーション装置１００において、現在のマップマッチング技術を利用した自車両の車両位置計測技術を拡張することにより、比較的容易に実現することができる。
【００２６】
以下、車両位置予測装置１１０により予測された予測車両位置（道路の高さ階層情報などを含む）は、判定装置１１９に入力される。
通信装置１２０は、判定装置１１９に入力された自車両の予測車両位置をアンテナ１２１から送信するとともに、アンテナ１２１を介して受信した他車両の予測車両位置を判定装置１１９に入力する。
【００２７】
判定装置１１９は、他車両の予測車両位置と自車両の予測車両位置とを比較して、車両間の衝突可能性（衝突確率）を演算し、衝突可能性が高いと判定された場合には、衝突の可能性があると見なした時刻の数秒前に、表示再生装置１０９に安全支援情報を表示し、ドライバに注意を促す。
なお、図１においては、表示再生装置１０９をカーナビゲーション装置１００内に構成したが、カーナビゲーション装置１００とは別体に構成してもよい。
【００２８】
一方、判定装置１１９および通信装置１２０は、カーナビゲーション装置１００とは別体に構成され、従来のカーナビゲーション装置にない追加機能を備えており、新規のハードウェアおよびソフトウェアを必要とする。
このように、判定装置１１９および通信装置１２０をカーナビゲーション装置１００から分離することにより、従来のカーナビゲーション装置への追加機能は、ソフトウェアで容易に実現可能な車両位置予測装置１１０のみとなるので、既存のカーナビゲーション機器の性能を大幅に向上させる（コストアップを招く）ことなく、この発明の実施の形態１による安全支援情報提供車載システムを容易に実現することができる。
また、判定装置１１９および通信装置１２０を追加変更するのみで、今後発展する安全支援情報提供車載システムのアップグレード時（通信方法や判定ロジックの変更などを含む）にも、容易に対応することができる。
【００２９】
次に、図１に示したこの発明の実施の形態１による動作について説明する。
まず、既存技術である現在の車両位置のマップマッチング機能について、簡単に説明する。
マップマッチング機能とは、ＧＰＳ位置計測装置１０２ａで演算した位置情報を、道路地図情報（道路地図上の位置情報）１０６と比較し、ＧＰＳの位置座標が地図の道路上に存在しない場合には、近くの道路上に位置を修正して、道路上に自車両の車両位置を示す機能である。
【００３０】
これにより、トンネルや立体交差などでＧＰＳの位置情報が入手できなくなった場合でも、ジャイロセンサ１０３と車速パルスを積分した距離とに基づき、自車両が道路上を走行しているものと見なして、自車両の車両位置を自立的に計算することができる。
【００３１】
従来のカーナビゲーション装置においては、ＧＰＳの位置演算およびマップマッチング演算のための各遅延時間が存在し、演算結果の自車両の車両位置を単純に地図上に表示すると、現在の車両位置よりも少し前の時刻の位置が表示されることになるので、自車両の車速と演算遅延時間分とから実際の予測車両位置を求め、現在の車両位置として表示する簡単な車両位置予測処理が行われている。
【００３２】
一方、この発明の実施の形態１による車両位置予測装置１１０においては、上記従来技術を拡張して、数秒先の車両位置を予測するようになっている。
以下、図２および図３を参照しながら、この発明の実施の形態１による特徴的な動作について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１による車両位置予測処理を示すフローチャートであり、図３は道路地図情報１０６に基づいて予測した車両位置を図式化して示す説明図である。
図２において、まず、自車両の現在の車両位置を計測し（ステップＳ１０）、マップマッチングしている現在の走行道路を推定する（ステップＳ１１）。
【００３３】
続いて、自車両の現在の車速および加速度から予測される数秒後の予測移動距離を演算する（ステップＳ１２）。
このとき、車載ネットワーク１１３から、車両の挙動をさらに詳細に推定するために必要な情報（ブレーキ情報１１５、アクセル開度情報１１６、ギア位置情報１１７、車両重量、ハンドル角情報１１８など）が得られる場合には、これらの各情報を用いて予測移動距離を演算する。
【００３４】
次に、現在マップマッチングしている道路から、ステップＳ１２で求めた予測移動距離まで移動する間に、交差点などの分岐が存在するか否かを、道路地図情報１０６に基づいて判定する（ステップＳ１３）。
ステップＳ１３において、分岐が存在しない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、現在マップマッチングしている道路上で予測移動距離分だけ移動した地点を予測車両位置とする（ステップＳ１８）。
【００３５】
このとき、平面的には交差点などの分岐が存在したとしても、道路地図上で、立体交差などのように、物理的な交差が存在しないことが判明した場合には、分岐なしの処理（ステップＳ１８）に進む。
この場合、車両位置予測装置１１０は、ハードディスク記録装置１０５内の道路地図情報１０６にあらかじめ記録しておいた道路の高さの階層情報を必ず求めて、予測車両位置とともに、道路の高さの階層情報も合わせて判定装置１１９に送信する。
【００３６】
たとえば図３のように、自車両１０が走行している道路１３Ａの形状が左方向に直角にカーブしている場合に、仮に従来システムのように自車両１０の現在方位や速度のみから自車両１０の車両位置を予測したとすると、予測車両位置１２（点線枠参照）のように、実際の道路上では起こり得ない車両位置を予測するが、この発明の実施の形態１によれば、図３内の予測車両位置１１（実線枠参照）のように、道路１３Ａの形状に合わせて車両位置を予測することができる。
【００３７】
また、予測車両位置１１の演算に合わせて、マップマッチングした走行中の道路情報を同時に取り扱い、予測車両位置１１および道路情報の両方の情報を、通信装置１２０およびアンテナ１２１を用いた車車間通信により他車両２０に送信する。
さらに、自車両１０においては、通信装置１２０およびアンテナ１２１を用いた車車間通信により、他車両２０の予測車両位置２１を受信する。
【００３８】
図２に戻り、車両位置予測装置１１０の動作について、引き続き説明する。
前述のステップＳ１３において、現在マップマッチングしている道路から予測移動距離まで移動する間に、交差点などの分岐が存在する（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、車両位置予測装置１１０は、その分岐点で道路を変更する可能性を考慮して予測車両位置を演算する。
【００３９】
具体的に、交差点などで実際に分岐が可能な場合には、ステップＳ１３に続いて、以下のように分岐道路を推定する。
まず、ウィンカ情報１１４を参照し、自車両が交差点に近いかまたは交差点に進入しているときに、ウィンカが動作しているか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００４０】
ステップＳ１４において、ウィンカが動作している（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ウィンカの指示方向に右折または左折するか、もしくは、合流または分岐することが予測されるので、ウィンカの指示方向に合わせた道路を選択し、ウィンカ動作方向の道路上に車両位置を予測して、予測車両位置をマッチングする（ステップＳ１６）。
【００４１】
一方、ステップＳ１４において、ウィンカが動作していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、カーナビゲーション装置１００の機能によるルート案内で右左折があるか否かを判定する（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５において、ルート案内で右左折がある（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ルート案内に応じた道路を選択し、ルート案内方向の道路上に車両位置を予測して、予測車両位置をマッチングする（ステップＳ１７）。
【００４２】
一方、ステップＳ１５において、ルート案内で右左折がない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、分岐なしの処理（ステップＳ１８）に進む。
なお、図２には記載していないが、自車両の交差点への進入時において、ウィンカの操作がルート案内と異なる場合には、ルート案内をドライバが無視したものと見なして、ウィンカ情報１１４の方を優先して予測車両位置を推定する。
【００４３】
分岐での車両位置および道路の予測処理（ステップＳ１６〜Ｓ１８）が終了したら、次に、予測した道路の車線幅を、道路地図情報１０６に基づいて求め（ステップＳ１９）、続いて、予測した道路の高さを、道路地図情報１０６に基づいて求める（ステップＳ２０）。
なお、ステップＳ２０で予測する道路の高さは、メートル単位の絶対値で求めなくてもよく、階層構造（地下、地上、高架１、高架２など）が分かる程度の値でよい。
【００４４】
以上のステップＳ１０〜Ｓ２０によれば、車両が走行中の場合には車両位置を予測することができるが、右折待ち状態や一時停止状態などでは、車両が停止しているので、数秒後の車両位置も、停止位置のままで予測車両位置が演算されることになる。
しかし、実際のサービスにおいては、停止状態の車両が発進したときに衝突可能性があるか否かを判定しなければならないので、以下の条件下（ステップＳ２１〜Ｓ２７参照）においては、仮想的に車両が発進した場合の車両位置を予測する。
【００４５】
まず、車両位置予測装置１１０は、赤信号情報や一時停止情報を通信で入手することができる交差点や、地図上にあらかじめ記録された交差点情報などで一時停止が要求されている場合や、地図上にあらかじめ記録された自車両の走行道路幅および分岐道路の道路幅などの情報に基づいて、自車両の走行道路が非優先側であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００４６】
また、図２では示していないが、車両位置予測装置１１０は、ブレーキ情報１１５から減速中（ブレーキが踏まれているなど）であることが明確な場合には、交差点で停止することを考慮して車両位置を予測する。
また、赤信号による停止や一時停止が必要な交差点であっても、ブレーキが踏まれていない場合や、減速の加速度が弱い場合には、停止することを考慮しない車両位置を予測する。
【００４７】
ステップＳ２１において、自車両の走行道路が優先側である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、一時停止が不要な走行道路なので、既に予測した予測車両位置をそのまま利用し（ステップＳ２８）、図２の処理ルーチンを終了する。
一方、ステップＳ２１において、自車両の走行道路が非優先側である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、自車両が一時停止しているか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【００４８】
ステップＳ２２において、自車両が走行中である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ２８に進み、既に予測した予測車両位置をそのまま利用して、図２の処理ルーチンを終了する。
【００４９】
一方、ステップＳ２２において、自車両が交差点などで停止中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、まず、将来の移動距離がゼロである場合の予測車両位置を、第１の予測車両位置として現在の車両位置に設定する（ステップＳ２３）。
続いて、停止状態からブレーキを離して加速する場合を想定して、学習機能によって求めた通常の加速度で加速される場合の予測車両位置を、第２の予測車両位置として求める（ステップＳ２４）。
【００５０】
また、自車両が一時停止中の場合には、車両位置予測装置１１０は、その後のブレーキ情報１１５に基づき、以下のように、２種類（第１および第２）の予測車両位置のそれぞれに予測確率を付して出力する。
まず、ブレーキ情報１１５から、ブレーキが踏まれているか否かを判定し（ステップＳ２５）、ブレーキが踏まれている（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、第１の予測車両位置を設定するための第１の予測確率を大きく設定して（ステップＳ２６）、図２の処理ルーチンを終了する。
【００５１】
一方、ステップＳ２５において、ブレーキが踏まれていない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ブレーキを離して発進加速に移るものと予測し、第２の予測車両位置を設定するための第２の予測確率を大きく設定して（ステップＳ２７）、図２の処理ルーチンを終了する。
【００５２】
ステップＳ２７により、ブレーキを離しただけで、発進加速に移ると予測した場合の第２の予測車両位置の予測確率が高まるので、より早い段階での情報提供が可能となる。
すなわち、通信装置１２０およびアンテナ１２１を介して送信された予測車両位置を受信した他車両は、第２の予測車両位置に基づいて衝突可能性を判定することができる。
なお、ギア位置情報１１７がニュートラル位置を示す場合、または、パーキングブレーキがかかっている場合など、すぐに車両が発進することができない条件を示す場合には、ステップＳ２７の実行は禁止される。
【００５３】
なお、図２では示していないが、ルート案内をしていない道路や、毎日の通勤経路などの、走行履歴情報１１１の学習によってルート案内される道路の分岐対象の交差点（右左折が予測される状態）でのウィンカの操作忘れを考慮して、走行履歴情報１１１の学習から予測される分岐道路上の第３の予測車両位置と、直進方向の道路上の第４の予測車両位置とを演算し、第３および第４の予測車両位置に対してそれぞれ第３および第４の予測確率を付して、２つの情報を出力することにより安全性を高めるようにしてもよい。
【００５４】
以上のように、車両位置予測装置１１０は、走行中の予測車両位置を演算するが、始動直後の状態においては、自車両の位置が、駐車場など、道路上に位置しないことが多いことが予測されるので、道路上に予測車両位置をマッチングすると、予測車両位置がずれる問題がある。
そこで、車両が道路地図情報１０６に記録されていない道路を走行中であることを判定する走行路判定装置（図示せず）を設け、始動後の低速での移動状態、ＧＰＳを受信できない状態、駐車場への入場状態（決済などの通信から分かる）など、道路上を走行していないことが明らかであることが判定された場合には、車両位置予測装置１１０は、予測車両位置の道路上へのマッチング演算処理を停止する。
【００５５】
図４は駐車場通路と公道とが隣接している状態を示す説明図である。
図４においては、駐車場の入口ＩＮから構内に入る車両（破線矢印参照）と、駐車場の出口ＯＵＴから公道に出る車両（破線矢印参照）と、駐車場の構内を走行する自車両１５と、公道上を走行するものとして誤認識される自車両１５’（破線）と、非優先道路から公道に出る他車両１６（実線矢印参照）とが示されている。
【００５６】
通常、道路地図情報１０６には、公道以外の私有地や駐車場内の道路は記録されていないので、道路地図情報１０６に基づいて予測車両位置をマッチングすると、駐車場の構内を走行中の自車両１５が、公道を走行していないにも関わらず、公道上の車両１５’の位置を走行しているものと誤判定する。
したがって、予測車両位置を誤演算し、たとえば他車両１６と衝突可能性が高いなど、誤った情報を提供する可能性がある。
【００５７】
そこで、通信で駐車場への入場状態を判定可能な場合には、駐車場への入場時に、道路地図情報１０６での予測車両位置のマッチングを停止し、出場時の決算に使用する通信で駐車場からの出場を判定し、道路地図情報１０６での予測車両位置のマッチングを再開することにより、予測車両位置の誤演算を回避することができる。
また、他の誤演算回避処理として、たとえば、一定速度以上での走行中であって、ＧＰＳでの位置測定結果が連続して公道上に存在しているなどの条件を満たす場合に、マッチングを再開するようにしてもよい。
上記処理により、カーブ、立体交差、交差点、合流、分岐など様々な道路形状でも、また、ドライバの運転特性や車両の加速性能がどのような条件であっても、将来の予測車両位置を的確に求めることができる。
【００５８】
次に、図５〜図１０を参照しながら、この発明の実施の形態１による表示再生装置１０９および判定装置１１９の動作について説明する。
図５〜図７は判定装置１１９への入力情報を示す説明図であり、図５は他車両から通信で入手する位置予測情報、図６は自車両の位置予測情報、図７は路側（信号機など）から配信される路側情報をそれぞれ示している。
図８は予測車両位置に基づく判定処理を示すフローチャートである。
また、図９、図１０は予測車両位置の比較処理を図式化して示す説明図であり、図９は交差点での状態、図１０は立体交差での状態をそれぞれ示している。
【００５９】
判定装置１１９には、図５〜図７に示すように、通信装置１２０およびアンテナ１２１で受信した他車両の位置予測情報（予測車両位置）２００と、自車両の位置予測情報（予測車両位置）２０１と、路側に設置された機器（信号など）から受信した路側情報２０３（路側から配信される信号情報、交差点構造、提供サービス種別情報）とが入力される。
【００６０】
自車両の位置予測情報２０１には、自車両がこれから進入する交差点などの路側情報２０２（自車両内の交差点構造、提供サービス種別情報）も添付される。
また、路側情報２０３には、路側から配信されて表示再生装置１０９に表示されるコンテンツ２０４が含まれる場合もある。
【００６１】
図５〜図７において、他車両の予測車両位置２００（図５参照）は、他車両の識別が可能な車両ＩＤと、予測車両位置情報（予測演算した時刻、予測時間、他車両の予測車両位置を示す緯度、経度、進行方向、進行速度、他車両の予測車両位置の確率分布など）と、他車両の走行中の道路幅および道路の高さ方向の階層情報とを含む。
さらに、渋滞情報などで用いられる道路の特定区間を示すリンク番号が設定されている道路の場合には、リンク番号も予測車両位置２００に含まれる。
【００６２】
自車両の予測車両位置２０１（図６参照）は、図５に他車両の場合と同様の情報を含み、通信で送信される予測車両位置２０１に加えて、判定装置１１９のみで利用する路側情報２０２（交差点構造および提供サービス種別情報など）が付加される。
また、信号機などから通信による路側情報２０３（図７参照）が提供される場合には、信号機の信号情報、交差点構造および提供サービス種別などの情報を受信するとともに、表示再生装置に表示するコンテンツ２０４を受信する場合もある。
【００６３】
次に、図８〜図１０を参照しながら、予測車両位置に基づく判定装置１１９の判定処理について説明する。
図８において、まず、予測時刻を調整するために、他車両からの予測時刻（受信情報）と自車両の予測時刻との間にずれ（他車両からの通信による遅延）が存在するか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【００６４】
ステップＳ３０において、予測時刻のずれがある（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、自車両の予測時刻に合わせて、他車両の情報（予測車両位置）を予測時間のずれ分だけ修正する（ステップＳ３１）。
このとき、他車両の予測時刻と自車両の予測時刻との差と、他車両の進行方向および速度とを用いて、他車両の緯度および経度を再計算する。
【００６５】
続いて、自車両と他車両の予測時刻の差が所定値よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ３２）、予測時刻のずれが所定値よりも大きい（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、予測車両位置の領域に対応した確率分布を広げる（ステップＳ３３）。
続いて、入手した他車両の情報のすべてを補正した（他車両からの予測時刻を自車両の予測時刻と合わせた）か否かを判定し（ステップＳ３４）、他車両のすべての補正が完了していない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ３０に戻り、以上の処理を繰り返し実行する。
【００６６】
なお、ステップＳ３０において、予測時刻のずれがない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ３１〜Ｓ３３の処理を実行せずに、補正完了判定処理（ステップＳ３４）に進む。
また、ステップＳ３２において、予測時刻のずれが所定値以下（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ３３の処理を実行せずに、他車両の補正完了判定処理（ステップＳ３４）に進む。
【００６７】
一方、ステップＳ３４において、他車両のすべての補正が完了した（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、自車両の予測車両位置と他車両の予測車両位置とがほぼ等しいか否かを判定し（ステップＳ３５）、自車両と他車両との各予測車両位置が異なる（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、衝突可能性がないと見なされるので、図８の処理ルーチンを直ちに終了する。
【００６８】
一方、ステップＳ３５において、自車両と他車両との各予測車両位置がほぼ等しい（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、自車両の走行道路の高さと他車両の走行道路の高さとが異なるか否かを判定し（ステップＳ３６）、自車両と他車両との各走行道路の高さが異なる（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、立体交差などで衝突可能性がないと見なされるので、図８の処理ルーチンを直ちに終了する。
【００６９】
一方、ステップＳ３６において、自車両と他車両との各走行道路の高さが等しい（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、自車両に対する他車両の接近方向および接近速度を演算し（ステップＳ３７）、自車両が非優先側であるか否かを判定する（ステップＳ３８）。
【００７０】
ステップＳ３８において、自車両が非優先側である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、非優先情報をセットして（ステップＳ３９）、道路地図情報１０６に特定サービス情報（安全支援サービス種類情報）があるか否かを判定する（ステップＳ４０）。
一方、ステップＳ３８において、自車両が優先側である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ３９を実行せずに、特定サービス情報の判定処理（ステップＳ４０）に進む。
【００７１】
図９および図１０は自車両および他車両の各分布（緯度、経度、進行方向、確率分布）の比較処理（ステップＳ３５〜Ｓ３９）を図式化して示す説明図であり、図９は平面構造の交差点での状態（図９）を示し、図１０は立体構造の交差点（立体交差）での状態を示している。
図９、図１０において、前述（図１１、図１２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００７２】
図９においては、自車両の予測車両位置１１（実線の楕円枠参照）と、他車両の予測車両位置２１（点線の楕円枠参照）との各分布が重なり、かつ、自車両１０が走行する非優先道路１４と、他車両が走行する優先道路２４との高さの階層が一致する。
したがって、図９の場合には、判定装置１１９は、自車両１０と他車両２０との衝突可能性が高いものと判定し、衝突対象となり得る他車両２０の自車両１０への接近方向および接近速度を演算して出力するとともに、各予測車両位置１１、２１の重なり具合を衝突可能性として出力する。
【００７３】
また、判定装置１１９は、非優先道路１４および優先道路２４の各道路幅を比較し、自車両１０の走行する非優先道路１４の幅が狭く非優先であることを示す情報も出力する。
また、車両位置予測装置１１０の処理（図２参照）で説明したように、たとえば自車両１０が一時停止中であって、第１の予測車両位置（停止中の現在位置）が他車両２０の予測車両位置２１の分布と重ならない場合でも、判定装置１１９は、一時停止後の発進を想定した第２の予測車両位置を用いて衝突可能性を演算する。
【００７４】
一方、図１０においては、自車両１０の予測車両位置１１と他車両２０の予測車両位置２１とが平面上では重なるものの、自車両１０が走行する道路１３の道路高さの階層と、他車両２０が走行する道路２３の道路高さの階層とが一致しない。
したがって、図１０の場合には、判定装置１１９は、自車両１０に対して衝突可能性のある対象物は存在しないものと判定し、衝突可能性を示す判定結果を出力することはない。
【００７５】
なお、表示再生装置１０９は、判定装置１１９から入力される他車両２０の接近方位、接近速度、衝突可能性、非優先情報などを表示するが、そのまま表示しても、ドライバには容易に状況を理解することができない。
したがって、判定装置１１９は、ドライバがどのようなことに注意すればよいかを判定して、分かりやすいコンテンツを用意して表示再生装置１０９に表示させる必要がある。
【００７６】
そこで、図８に戻り、判定装置１１９は、特定サービス情報の有無を判定する（ステップＳ４０）。
このとき、交差点の信号機などからの通信により、どのようなサービスを行うかが明確な場合や、特定サービスの提供を指定する情報が道路地図情報１０６にあらかじめ設定されている場合などの条件下であって、ステップＳ４０において、特定サービス情報がある（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、判定装置１１９は、特定サービスの表現方法に応じたコンテンツを用意する（ステップＳ４１）。
【００７７】
具体的には、たとえば、特定サービスが右折待ち車両に対する情報提供サービスである場合には、信号が「青」のときに他車両が前方から接近する場合に、「直進車あり」などのコンテンツを用意する。
また、コンテンツが同時に通信で送られてきた場合には、送られてきたコンテンツの利用を優先する。これにより、車両間での通信に基づいて判定して提供される情報と、路側機器（信号機など）から提供される情報とを、二重に提供してドライバが混乱するのを防ぐことができる。
【００７８】
一方、通信によるサービスがない交差点の場合や、特定サービスの提供を指定する情報が道路地図情報１０６にあらかじめ設定されていない場合などの条件下であって、ステップＳ４０において、特定サービス情報がない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、判定装置１１９は、他車両の接近方向および非優先情報などから判定したコンテンツを提供する（ステップＳ４２）。
【００７９】
具体的には、たとえば、自車両の走行道路が非優先側であって、右から他車両が接近中の場合には、衝突確率が低くても、「右車両接近」のコンテンツを用意する。
また、自車両が優先側であって、左から他車両が一時停止中の状況下で他車両のブレーキが解除された場合など、他車両の第２の予測車両位置が自車両への衝突確率が高いことを示す場合には、「左車両飛び出し」のコンテンツを用意する。
他車両が一時停止中でブレーキを踏んでいる場合など、他車両の第２の予測車両位置が自車両への衝突確率が低い場合には、特にコンテンツを用意しない。
【００８０】
最後に、判定装置１１９は、用意されたコンテンツをカーナビゲーション装置１００の表示再生装置１０９に送り、一定時間にわたって表示再生させることにより、ドライバに安全支援情報を提供し（ステップＳ４３）、図８の処理ルーチンを終了する。
【００８１】
以上のように、この発明の実施の形態１に係る安全支援情報提供車載システムは、車両に搭載されて道路地図情報を含むカーナビゲーション装置１００と、車両の周辺に位置する他車両との間で相互通信を行う（予測車両位置を相互通信する）ための通信装置１２０と、道路地図情報１０６に基づいて、車両および他車両の将来の走行位置をそれぞれ予測して予測車両位置を求める車両位置予測装置１１０と、車両の予測車両位置と他車両の予測車両位置とを比較する判定装置１１９と、判定装置１１９の判定結果に基づき安全支援情報を提供する表示再生装置１０９とを備え、表示再生装置１０９は、将来の時刻における車両と他車両との各予測車両位置が近い場合に、安全支援情報（所要のコンテンツ）をドライバに提供する。
【００８２】
車両位置予測装置１１０は、カーナビゲーション装置１００に内蔵され、判定装置１１９および通信装置１２０は、カーナビゲーション装置１００から分離されている。
また、道路地図情報１０６には、通常のカーナビゲーション装置に使用される道路情報に加えて、立体交差の情報が付加されており、立体交差情報は、車両および他車両の各予測車両位置に対応した時刻情報および緯度経度情報に関連して、立体交差の高さ方向の階層情報を含む。
【００８３】
車両位置予測装置１１０は、平面的な予測車両位置に立体的な情報を加えて送信する。
また、車両位置予測装置１１０は、自車両の予測車両位置に道路の高さ情報を付加して判定装置１１９に入力し、通信装置１２０およびアンテナ１２１を介して他車両に送信する。
これにより、受信側の判定装置１１９は、自車両および他車両の各予測車両位置および高さ情報を比較して、衝突可能性を判定する。
【００８４】
また、道路地図情報１０６は、車線幅情報を含み、車線幅情報は、車両および他車両の各予測車両位置に対応した時刻情報および緯度経度情報に関連している。
これにより、判定装置１１９は、車線幅情報に基づいて、車両および他車両の各走行車線の優先／非優先を判定する。
【００８５】
また、道路地図情報１０６は、交差点情報と、一時停止または速度規制を含む規制情報とを含み、車両位置予測装置１１０は、交差点情報に基づいて、複数の予測車両位置が想定される場合には、複数の予測車両位置に予測確率情報を付与し、通信装置１２０は、予測確率情報とともに複数の予測車両位置を通信する。
【００８６】
また、車両位置予測装置１１０には、カーナビゲーション装置１００による案内中の予定経路情報が入力されている。
また、車両の過去の走行履歴情報１１１を保持するハードディスク記録装置１０５（記憶装置）を備え、車両位置予測装置１１０には、過去の走行履歴情報１１１が入力されている。
【００８７】
また、道路地図情報１０６は、特定サービス情報（安全支援サービス種類情報）を含み、判定装置１１９は、特定サービス情報に応じて、現地点における有効な提供サービスを判定する。
また、車両位置予測装置１１０には、車両のウィンカ情報１１４、アクセル開度情報、ブレーキ情報、ギア位置情報および重量情報の少なくとも１つの情報が入力されており、さらに信頼性の高い予測車両位置を演算する。
【００８８】
また、車両が道路地図情報１０６に記録されていない道路を走行中であることを判定する走行路判定装置を備え、車両位置予測装置は、車両が道路地図情報に記録されていない道路を走行中と判定された場合には、車両位置予測装置１１０による道路地図情報１０６に基づく予測処理を停止させる。
このとき、走行路判定装置は、駐車場の入退場時の決済に利用される通信情報に基づいて車両の走行路を判定する。
【００８９】
したがって、この発明の実施の形態１によれば、道路地図情報１０６に基づく予測車両位置を通信情報とすることにより、立体交差などにおける衝突可能性の誤判定を防ぐことができる。
また、複数の他車両の予測車両位置を、道路地図情報１０６に基づいてマップマッチング演算をする必要がないので、車両位置予測装置１１０の演算量を大幅に軽減することができる。
【００９０】
また、カーナビゲーション装置１００の持つ情報（道路地図情報１０６など）を利用しなくても、立体交差などの高さ方向の情報も含む予測車両位置のみに基づいて衝突可能性を判定することができるので、判定装置１１９をカーナビゲーション装置１００と別体に構成することができ、カーナビゲーション装置１００の外部に判定装置１１９および通信装置１２０を追加するのみで、既存のカーナビゲーション装置の性能を大幅に変更することなく、安価に安全支援情報車載システムを構築することができる。
【００９１】
また、車両位置予測装置１１０は、自車両のみの予測車両位置を求めればよいので、通常のカーナビゲーション装置が有するマップマッチング機能を用いて、ＧＰＳ位置計測装置１０２ａの位置測定結果と道路地図情報１０６とのずれの補正などが容易であり、走行道路を容易に判定可能なことから、道路地図情報１０６に付加した立体交差や道路幅などの道路属性を間違えずに入手することができる。
また、車両の加速性能などはあらかじめ分かっているので、アクセル開度情報１１６から、加速度を考慮した予測車両位置を容易に計算することができる。
さらに、運転特性情報１１２により、ドライバの運転癖を学習して予測精度を向上させることができるとともに、ナビゲーション動作中のルート案内や、通勤など複数回通っている経路などを参照して、交差点や分岐などでも進路を正確に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る安全支援情報提供車載システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による車両位置予測処理を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１により道路地図情報に基づき求めた予測車両位置を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１が適用される駐車場通路と公道との隣接情報を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１における他車両の予測車両位置の情報構造を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１における自車両の予測車両位置の情報構造を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１における路側情報の具体的構造を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１による衝突可能性の判定処理を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態１による交差点での衝突可能性の判定処理を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態１による立体交差での衝突可能性の判定処理を示す説明図である。
【図１１】従来の安全支援情報提供車載システムによる交差点での安全支援サービスを示す説明図である。
【図１２】従来の安全支援情報提供車載システムによる立体交差での安全支援サービスを示す説明図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０ 自車両、１１ 自車両の予測車両位置、１３ 自車両の走行道路（衝突可能性のない立体交差の道路）、１３Ａ 自車両の走行道路（衝突可能性のない左折道路）、１４ 自車両の走行道路（衝突可能性のある交差点の道路）、１５ 駐車場内の自車両、１５’ 公道上に誤ってマッチングされた自車両、１６、２０ 他車両、２１ 他車両の予測車両位置（予測エリア）、２３ 他車両の走行道路（衝突可能性のない道路）、２４ 他車両の走行道路（衝突可能性のある交差点の道路）、 １００ カーナビゲーション装置、１０１ ＧＰＳアンテナ、１０２ａ ＧＰＳ位置計測装置、１０２ｂ 自立位置計測装置、１０５ ハードディスク記録装置、１０６ 道路地図情報、１０７ ナビゲーションルート検索装置、１０８ 地図・経路表示生成装置、１０９ 表示再生装置、１１０ 車両位置予測装置、１１１ 走行履歴情報、１１２ 運転特性情報、１１３ 車載ネットワーク、１１４ ウィンカ情報、１１５ ブレーキ情報、１１６ アクセル開度情報、１１７ ギア位置情報、１１８ ハンドル角情報、１１９ 判定装置、１２０ 通信装置、１２１ アンテナ、２００ 他車両の位置予測情報、２０１ 自車両の位置予測情報、２０３ 路側情報。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されて安全支援情報を提供する安全支援情報提供車載システムであって、
前記車両に搭載されて道路地図情報を含むカーナビゲーション装置と、
前記車両の周辺に位置する他車両との間で相互通信を行うための通信装置と、
前記道路地図情報に基づいて、前記車両および前記他車両の将来の走行位置をそれぞれ予測して予測車両位置を求める車両位置予測装置と、
前記車両の予測車両位置と前記他車両の予測車両位置とを比較する判定装置と、
前記判定装置の判定結果に基づき前記安全支援情報を提供する表示再生装置と、
を備え、
前記表示再生装置は、将来の時刻における前記車両と前記他車両との各予測車両位置が近い場合に、前記安全支援情報を提供することを特徴とする安全支援情報提供車載システム。
【請求項２】
前記車両位置予測装置は、前記カーナビゲーション装置に内蔵されていることを特徴とする請求項１に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項３】
前記通信装置および前記判定装置は、前記カーナビゲーション装置から分離されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項４】
前記道路地図情報は、立体交差情報を含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項５】
前記立体交差情報は、前記車両および前記他車両の各予測車両位置に対応した時刻情報および緯度経度情報に関連して、立体交差の高さ方向の階層情報を含むことを特徴とする請求項４に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項６】
前記道路地図情報は、車線幅情報を含むことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項７】
前記車線幅情報は、前記車両および前記他車両の各予測車両位置に対応した時刻情報および緯度経度情報に関連していることを特徴とする請求項６に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項８】
前記判定装置は、前記車線幅情報に基づいて、前記車両および前記他車両の各走行車線の優先／非優先を判定することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項９】
前記道路地図情報は、交差点情報と、一時停止または速度規制を含む規制情報とを含むことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１０】
前記車両位置予測装置は、前記交差点情報に基づいて、複数の予測車両位置が想定される場合には、前記複数の予測車両位置に予測確率情報を付与し、
前記通信装置は、前記予測確率情報とともに前記複数の予測車両位置を通信することを特徴とする請求項９に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１１】
前記車両位置予測装置には、前記カーナビゲーション装置による案内中の予定経路情報が入力されていることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１２】
前記車両の過去の走行履歴情報を保持する記憶装置を備え、
車両位置予測装置には、前記過去の走行履歴情報が入力されていることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１３】
前記道路地図情報は、安全支援サービス種類情報を含み、
前記判定装置は、現地点における有効な提供サービスを判定することを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１４】
前記車両位置予測装置には、前記車両のウィンカ情報、アクセル開度情報、ブレーキ情報、ギア位置情報および重量情報の少なくとも１つの情報が入力されていることを特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１５】
前記車両が前記道路地図情報に記録されていない道路を走行中であることを判定する走行路判定装置を備え、
前記車両位置予測装置は、前記車両が前記道路地図情報に記録されていない道路を走行中と判定された場合には、前記道路地図情報に基づく予測処理を停止することを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１６】
前記走行路判定装置は、駐車場の入退場時の決済に利用される通信情報に基づいて前記車両の走行路を判定すること特徴とする請求項１５に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１】
車両に搭載されて安全支援情報を提供する安全支援情報提供車載システムであって、
前記車両に搭載されて道路地図情報を含むカーナビゲーション装置と、
前記車両の周辺に位置する他車両との間で相互通信を行うための通信装置と、
前記道路地図情報に基づいて、前記車両および前記他車両の将来の走行位置をそれぞれ予測して予測車両位置を求める車両位置予測装置と、
前記車両の予測車両位置と前記他車両の予測車両位置とを比較する判定装置と、
前記判定装置の判定結果に基づき前記安全支援情報を提供する表示再生装置と、
を備え、
前記表示再生装置は、将来の時刻における前記車両と前記他車両との各予測車両位置が近い場合に、前記安全支援情報を提供することを特徴とする安全支援情報提供車載システム。
【請求項２】
前記車両位置予測装置は、前記カーナビゲーション装置に内蔵されていることを特徴とする請求項１に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項３】
前記通信装置および前記判定装置は、前記カーナビゲーション装置から分離されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項４】
前記道路地図情報は、立体交差情報を含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項５】
前記立体交差情報は、前記車両および前記他車両の各予測車両位置に対応した時刻情報および緯度経度情報に関連して、立体交差の高さ方向の階層情報を含むことを特徴とする請求項４に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項６】
前記道路地図情報は、車線幅情報を含むことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項７】
前記車線幅情報は、前記車両および前記他車両の各予測車両位置に対応した時刻情報および緯度経度情報に関連していることを特徴とする請求項６に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項８】
前記判定装置は、前記車線幅情報に基づいて、前記車両および前記他車両の各走行車線の優先／非優先を判定することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項９】
前記道路地図情報は、交差点情報と、一時停止または速度規制を含む規制情報とを含むことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１０】
前記車両位置予測装置は、前記交差点情報に基づいて、複数の予測車両位置が想定される場合には、前記複数の予測車両位置に予測確率情報を付与し、
前記通信装置は、前記予測確率情報とともに前記複数の予測車両位置を通信することを特徴とする請求項９に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１１】
前記車両位置予測装置には、前記カーナビゲーション装置による案内中の予定経路情報が入力されていることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１２】
前記車両の過去の走行履歴情報を保持する記憶装置を備え、
車両位置予測装置には、前記過去の走行履歴情報が入力されていることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１３】
前記道路地図情報は、安全支援サービス種類情報を含み、
前記判定装置は、現地点における有効な提供サービスを判定することを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１４】
前記車両位置予測装置には、前記車両のウィンカ情報、アクセル開度情報、ブレーキ情報、ギア位置情報および重量情報の少なくとも１つの情報が入力されていることを特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１５】
前記車両が前記道路地図情報に記録されていない道路を走行中であることを判定する走行路判定装置を備え、
前記車両位置予測装置は、前記車両が前記道路地図情報に記録されていない道路を走行中と判定された場合には、前記道路地図情報に基づく予測処理を停止することを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の安全支援情報提供車載システム。
【請求項１６】
前記走行路判定装置は、駐車場の入退場時の決済に利用される通信情報に基づいて前記車両の走行路を判定すること特徴とする請求項１５に記載の安全支援情報提供車載システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−９７４１３（Ｐ２００８−９７４１３Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７９８９５（Ｐ２００６−２７９８９５）
【出願日】平成１８年１０月１３日（２００６．１０．１３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１３日（２００６．１０．１３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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