車両運転支援システム、運転支援装置、車両及び車両運転支援方法
【課題】青信号時間が変動する場合であっても、危険走行領域を特定することができる車両運転支援システム、運転支援装置、車両及び車両運転支援方法を提供する。
【解決手段】車載装置は、停止線までの距離、自車両の速度、交差点に設置された信号機の黄信号開始時点及び黄信号時間などに基づいて、自車両が黄信号開始時点で交差点の手前に停止する停止条件及び黄信号の終了時点で交差点に進入する進入条件を算出する。車載装置は、青信号の延長又は短縮時間の上限値、進入条件及び停止条件に基づいて、危険走行状態を特定する。
【解決手段】車載装置は、停止線までの距離、自車両の速度、交差点に設置された信号機の黄信号開始時点及び黄信号時間などに基づいて、自車両が黄信号開始時点で交差点の手前に停止する停止条件及び黄信号の終了時点で交差点に進入する進入条件を算出する。車載装置は、青信号の延長又は短縮時間の上限値、進入条件及び停止条件に基づいて、危険走行状態を特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転支援に関し、特に交差点で安全に車両を停止させ又は通過させる車両運転支援システム、該車両運転支援システムを構成する運転支援装置、該運転支援装置を搭載した車両及び車両運転支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の安全運転支援には、走行中の車両を減速させて停止させる停止制御に関する技術、信号の切り替え時間を考慮したジレンマ制御に関する技術、車両の位置を検出する技術など多くの技術が適用されている。
【０００３】
例えば、交差点手前の停止線で車両を停止させるために、カメラから得られた画像に基づいて停止線を検出し、車両の速度又は加減速度の情報により車両の走行制御を行って停止線で車両を停止させる技術が開示されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
また、交差点の上流に設置した通信装置から、その交差点の信号の切り替えタイミング情報及び交差点の停止線までの距離（あるいは停止線の位置情報）を車載装置で取得し、車両がジレンマゾーンに入っている場合に、ジレンマゾーンから脱出させるための限界走行速度を提供する安全速度提供方法が開示されている（特許文献３参照）。
【０００５】
一方、ナビゲーションで広く利用されている車両の位置を検出する方法として、自立航法、衛星航法、地図マッチング法、ハイブリッド航法などがある。自立航法は、距離センサ、方位センサ又は角速度センサなど用い、例えば、経緯度座標系を基にした直交座標系に対する車両の走行の方位角と単位時間当たりの走行距離に基づいて、逐次車両位置を算出するものであるが、道路との整合性は考慮されておらず、走行距離の増加に応じて車両位置の誤差が累積するという問題がある。
【０００６】
また、衛星航法は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いるものであり、検出される位置には、１０〜２０ｍ程度の誤差を含む。ＧＰＳを用いるため、距離センサ、方位センサ又は角速度センサ等の車載のセンサは不要である。しかし、高架下の道路、建物に挟まれた道路、山道、街路樹等で覆われた道路では、所定数のＧＰＳ衛星から電波を受信することができず、検出精度が大きく劣化するという問題がある。
【０００７】
また、地図マッチング法は、自立航法による走行軌跡と道路地図との整合性（マッチング）を考慮して車両の位置を検出するものである。すなわち、自立航法による軌跡と、道路地図データとを比較して相関をとりながら、走行していると考えられる複数の道路候補の中から、最も確からしい道路を選定してゆく。そして、候補となる道路が１本に限定された時点で、自立航法により得られた車両の走行軌跡を道路に合致させる。しかし、限定した道路が間違っている場合、それ以降の位置検出が不能になるという問題がある。
【０００８】
また、ハイブリッド航法は、衛星航法と地図マッチング法とを組み合わせたものであり、自立航法と衛星航法の誤差を勘案しながら、合理的に車両の位置を推定し、走行している道路を特定するものである。ハイブリッド航法では、例えば、通常時には、地図マッチング法を用いて車両の位置を検出する。地図マッチング法で車両の位置が検出不能に陥った場合、衛星航法により車両の位置、方位を検出して車両の位置を推定し、道路地図データとの整合性を考慮して車両の位置を検出するものである。ハイブリッド航法を用いれば、特殊な場合を除けば、車両が走行している道路を間違う可能性は殆どなく、道路方向の位置精度も、平均的には１０ｍ程度の誤差範囲内であり、道路案内目的のナビゲーションという目的であれば、実用上殆ど問題ない精度レベルである。
【特許文献１】特開２００２−１９０１００号公報
【特許文献２】特開２００６−１５１０１４号公報
【特許文献３】特開２００６−１３９７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２の技術では、車両が停止線に接近しない限り停止線を検出することができず、停止線を検出できた時点では、車両は停止線付近に到達しており、車両を停止線で停止させるための時間的余裕が十分でない。この場合、車両を停止線で停止させるためには、大きな減速度で減速させる必要があり、後続車が存在する場合には、安全上問題がある。
【００１０】
また、特許文献３では交差点の十分手前からジレンマ領域又はオプション領域を回避する走行制御又は情報提供を行う方法が開示されているものの、さらに安全かつ確実にジレンマ領域又はオプション領域を回避するように走行制御又は情報提供を行う方法が望まれていた。
【００１１】
さらに、交通管制で実施される地上系による危険走行領域の回避制御の手法がある。例えば、予測信号制御等のミクロ制御においては、仮に標準的な青信号時間が設定されている場合でも、青信号で流れる車群を予測し、車群が切れることを考慮して当該方向の青信号時間を延長又は短縮する方が交通流全体の遅れ時間と停止時間の最小化、交通の安全という観点から効果的であるため、青信号時間を随時変更して危険走行領域の回避制御が行われている。
【００１２】
また、路上の特定地点に設置された超音波車両感知器又は画像センサ等により、ある領域内において、危険走行領域に突入している車両があるかどうかを検出し、突入している車両がある場合には、そのような車両がなくなるまで、当該方向の青信号時間を延長することにより危険走行領域の回避制御を行う場合もある。
【００１３】
ただし、交差側道路の赤信号時間との関係から、青信号時間を無制限に延長又は短縮することはできず、延長又は短縮それぞれの上限値が設定されているため、地上系による回避制御のみでは危険走行領域を脱出するには十分でない場合があった。また、路上設備の設置条件、あるいは速度誤差等のため、地上系による回避制御のみでは、必ずしも個々の車両が危険走行領域を回避できるとは限らない場合もあった。このため、青信号時間が変動する場合でも、交差点に向かって走行する車両が危険走行状態にあるのか否かを確実に把握することが望まれていた。
【００１４】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、青信号時間が変動する場合であっても、危険走行領域を特定することができる車両運転支援システム、該車両運転支援システムを構成する運転支援装置、該運転支援装置を搭載した車両及び車両運転支援方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１発明に係る車両運転支援システムは、交差点に設置された信号機の信号情報を送信する送信装置と、該送信装置が送信した信号情報を受信して車両の安全運転を支援する運転支援装置とを備える車両運転支援システムにおいて、前記運転支援装置は、青信号時間の変動範囲に関する変動情報を取得する変動情報取得手段と、自車両の速度情報を取得する速度取得手段と、自車両と交差点との距離に関する情報を取得する距離情報取得手段と、前記交差点までの距離、自車両の速度及び前記信号情報に基づいて、自車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件を算出する条件算出手段と、該条件算出手段で算出した停止条件及び進入条件並びに前記変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
第２発明に係る車両運転支援システムは、第１発明において、前記条件算出手段は、所定の標準減速度に基づいて、停止条件及び進入条件を算出するように構成してあることを特徴とする。
【００１７】
第３発明に係る車両運転支援システムは、第１発明又は第２発明において、前記運転支援装置は、青信号時間の最大短縮時間に基づいて、前記特定手段が前記走行状態にあると特定した場合には、該走行状態を脱するための上限速度を算出する上限速度算出手段と、青信号時間の最大延長時間に基づいて、前記走行状態を脱するための下限速度を算出する下限速度算出手段と、黄信号開始時点での自車両の速度を前記上限速度以上又は下限速度以下にすべく加減速するための情報を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
第４発明に係る車両運転支援システムは、第３発明において、前記運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度が前記下限速度と上限速度との間にある場合、自車両の速度を前記上限速度又は下限速度にすべく自車両の加減速を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
第５発明に係る車両運転支援システムは、第４発明において、前記運転支援装置は、周辺車両の有無を判定する周辺車両判定手段と、前記交差点の交通に関する交通情報を取得する交通情報取得手段とを備え、前記出力手段は、前記制御手段で自車両の速度を前記上限速度にすべく加速した場合の速度が所定速度以下であることの条件を満たし、かつ前方車両が存在しないこと、後続車両が存在すること、及び前記交差点の交差道路の交通が閑散であることの少なくとも１つの条件を満たす場合、自車両を加速するための情報を出力するように構成してあることを特徴とする。
【００２０】
第６発明に係る車両運転支援システムは、第３発明において、前記運転支援装置は、自車両の速度、及び前記上限速度又は下限速度に基づいて、所定時間経過又は所定距離の移動の都度、目標速度を算出する目標速度算出手段と、黄信号開始時点での自車両の速度が前記下限速度と上限速度との間にある場合、自車両の速度と目標速度との差分に応じて、自車両の加減速度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
第７発明に係る車両運転支援システムは、第３発明において、前記運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度が前記下限速度と上限速度との間にない場合、自車両の速度を維持すべく自車両の速度を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
第８発明に係る車両運転支援システムは、第３発明において、前記出力手段で出力する情報に基づいて、自車両の加減速を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
第９発明に係る車両運転支援システムは、第３発明において、前記出力手段で出力する情報に基づいて、自車両の加減速を報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【００２４】
第１０発明に係る運転支援装置は、交差点に設置された信号機の信号情報を受信して車両の安全運転を支援する運転支援装置において、青信号時間の変動範囲に関する変動情報を取得する変動情報取得手段と、自車両の速度情報を取得する速度取得手段と、自車両と交差点との距離に関する情報を取得する距離情報取得手段と、前記交差点までの距離、自車両の速度及び前記信号情報に基づいて、自車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件を算出する条件算出手段と、該条件算出手段で算出した停止条件及び進入条件並びに前記変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
第１１発明に係る車両は、第１０発明に係る運転支援装置を搭載したことを特徴とする。
【００２６】
第１２発明に係る車両運転支援方法は、交差点に設置された信号機の信号情報を運転支援装置で受信して車両の安全運転を支援する車両運転支援方法において、前記運転支援装置は、青信号時間の変動範囲に関する変動情報を取得し、自車両の速度情報を取得し、自車両と交差点との距離に関する情報を取得し、前記交差点までの距離、自車両の速度及び前記信号情報に基づいて、自車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件を算出し、算出した停止条件及び進入条件並びに前記変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定することを特徴とする。
【００２７】
第１発明、第１０発明及び第１２発明にあっては、運転支援装置は、青信号時間の変動範囲に関する変動情報、自車両の速度情報（速度）、自車両と交差点との距離に関する情報を取得する。変動情報は、青信号時間の延長のみの場合、青信号時間の短縮のみの場合、あるいは、青信号時間の延長及び短縮の場合において、例えば、青信号時間の延長時間の上限値、青信号時間の短縮時間の上限値、青信号時間の延長又は短縮制御の有無に関する情報などを含む。また、自車両と交差点との距離に関する情報は、自車両と交差点との距離、あるいは、自車両及び交差点の位置などである。運転支援装置は、交差点までの距離、自車両の速度及び信号情報（例えば、信号パラメータであって、黄信号開始時点、黄信号時間などを含む）に基づいて、自車両が黄信号開始時点で交差点の手前に停止するための停止条件及び黄信号の終了時点で交差点に進入するための進入条件を算出する。
【００２８】
運転支援装置は、算出した停止条件及び進入条件並びに変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定する。車両の走行状態は、例えば、青信号時間が短縮時間の上限値まで短縮された場合において、停止条件及び進入条件で決定されるジレンマ領域又はオプション領域の黄信号開始時点の上限速度と、青信号時間が延長時間の上限値まで延長された場合において、停止条件及び進入条件で決定されるジレンマ領域又はオプション領域の黄信号開始時点の下限速度とで特定することができる。すなわち、自車両の黄信号開始時点の速度が下限速度と上限速度との間にある場合、青信号時間の延長又は短縮に応じて、自車両がジレンマ領域又はオプション領域である危険な走行状態（以下、危険走行状態という）に陥る可能性があるため、車両が危険走行状態にあると判定することができる。また、自車両の黄信号開始時点の速度が下限速度以下であるか、あるいは上限速度以上である場合、青信号時間が延長又は短縮したときでも、自車両の速度が変化しない限り危険走行状態に陥る可能性がないため、車両が危険走行状態にないと判定することができる。これにより、青信号時間が変動する場合でも、交差点に向かって走行する車両が危険走行状態にあるのか否かを確実に把握することができるため、仮に危険走行状態にある場合には、確実に危険走行状態から回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００２９】
第２発明にあっては、運転支援装置は、所定の標準減速度に基づいて、停止条件及び進入条件を算出する。標準減速度は、あくまで車両の速度変化を示すものであり、制動操作の操作内容又は操作のタイミングとは無関係である。標準減速度は、例えば、黄信号に変わって車両の制動を開始する場合など、停止判断時点から反射反応（０．５秒）より十分長い時間（例えば、２秒以上）を経過してから減速操作を行うときにみられる減速度を意味している。つまり、急ブレーキをかけずに余裕のある停止を目的とするときにみられる減速度を意味している。なお、運転支援装置が標準減速度での速度制御を実施するタイミングは、反射反応より十分長い時間、あるいは反射反応の時間に限らない。一般的には、標準減速度は、平地乾燥路面で、およそ２〜３ｍ／ｓ2 である。
【００３０】
第３発明にあっては、運転支援装置は、自車両が危険走行状態にある場合、青信号時間の最大短縮時間（青信号時間が上限値まで短縮された場合の青信号時間）に基づいて、危険走行状態を脱するための上限速度を算出する。上限速度は、停止条件及び進入条件で決定されるジレンマ領域又はオプション領域の境界上であって、黄信号開始時点の速度が最大となる速度である。すなわち、自車両の黄信号開始時点での速度が上限速度以上であれば、危険走行状態を回避することができる。また、運転支援装置は、青信号時間の最大延長時間（青信号時間が上限値まで延長された場合の青信号時間）に基づいて、危険走行状態を脱するための下限速度を算出する。下限速度は、停止条件及び進入条件で決定されるジレンマ領域又はオプション領域の境界上であって、黄信号開始時点の速度が最小となる速度である。すなわち、自車両の黄信号開始時点での速度が下限速度以下であれば、危険走行状態を回避することができる。運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度を上限速度以上又は下限速度以下にすべく加減速するための情報を出力する。これにより、青信号時間が変動する場合でも、自車両が危険走行状態を回避することができる。なお、青信号時間の短縮制御を行わない場合には、最大短縮時間を０として扱い、青信号時間の延長制御を行わない場合には、最大延長時間を０として扱えばよい。
【００３１】
第４発明にあっては、運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度が下限速度と上限速度との間にある場合、自車両の速度を上限速度又は下限速度にすべく自車両の加減速を制御する。すなわち、運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度が下限速度と上限速度との間にある場合、危険走行状態を回避するために、自車両の速度が上限速度又は下限速度に達するように加減速する。なお、加速又は減速のいずれを行うかは、自車両の速度が下限速度よりも上限速度に近い場合には加速し、上限速度よりも下限速度に近い場合には減速することができる。これにより、危険走行状態を回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００３２】
第５発明にあっては、運転支援装置は、自車両の速度を上限速度にすべく加速した場合の速度が所定速度以下であることを必須条件とし、前方車両が存在しないこと、後続車両が存在すること及び交差点の交差道路の交通が閑散であることを選択条件とし、必須条件を満たし、かつ選択条件の少なくとも１つを満たす場合、自車両を加速するための情報を出力する。なお、前方車両とは、例えば、自車両の速度と超音波センサなどから前方車両との相対速度を所定の周期で検出し、検出した相対速度に基づいて、所定の速度まで加速した場合に衝突する可能性があると判断できる範囲内に存在している車両を対象とする。これにより、自車両を緩やかに加速して交差点に進入（通過）させる場合の安全性を確保することができる。
【００３３】
第６発明にあっては、運転支援装置は、所定時間（制御周期、例えば、０．０５〜１秒）経過又は所定距離の移動の都度、自車両の速度、及び上限速度又は下限速度に基づいて、目標速度を算出する。目標速度は、例えば、現時点の自車両の速度と上限速度又は下限速度との速度差が大きい場合、その速度差よりも小さい値だけ変化させた値とすることができる。これにより、加減速を行う場合の速度変化を小さくする。運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度が下限速度と上限速度との間にある場合（すなわち、危険走行状態にある場合）、自車両の速度と目標速度との差分に応じて、自車両の加減速度を制御する。例えば、差分がなくなるまで繰り返し自車両の加減速度を制御することができる。これにより、所定時間経過又は所定距離の移動の都度、自車両の速度を下限速度又は上限速度に徐々に近づけることができ、急な減速あるいは急な加速を行うことなく緩やかな加減速で安全にかつ確実に危険走行状態を回避することができる。
【００３４】
第７発明にあっては、運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度が下限速度と上限速度との間にない場合、自車両の速度を維持すべく自車両の速度を制御する。これにより、危険走行状態から脱している車両が危険走行状態に陥る事態を防止することができる。
【００３５】
第８発明にあっては、運転支援装置は、加減速するために出力する情報に基づいて、自車両の加減速を制御する。すなわち、運転支援装置は、危険走行状態を回避するために、例えば、自車両を交差点に停止させる場合には、自車両を緩やかな減速度で減速し、あるいは、自車両を交差点に進入させる場合（交差点を通過させる場合）には、自車両を緩やかな加速度で加速する。これにより、危険走行状態（危険走行領域）を回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００３６】
第９発明にあっては、運転支援装置は、加減速するために出力する情報に基づいて、自車両の加減速を報知する。すなわち、運転支援装置は、危険走行状態を回避するために、例えば、自車両を交差点に停止させる場合には、自車両が緩やかな減速度で減速すること又は減速指示を運転者に報知し、あるいは、自車両を交差点に進入させる場合（交差点を通過させる場合）には、自車両が緩やかな加速度で加速すること又は加速指示を運転者に報知する。これにより、運転者に危険走行状態（危険走行領域）を回避することを確実に伝えることができ、運転者が不意な操作を行うことを防止して確実に危険走行状態を回避することができる。また、運転者が指示に基づいて運転操作することで、危険走行状態（危険走行領域）を回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００３７】
第１１発明にあっては、車両は前述の運転支援装置を備えるため、車両の運転支援を行うことができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明にあっては、青信号時間が変動する場合でも、交差点に向かって走行する車両が危険走行状態にあるのか否かを確実に把握することができるため、仮に危険走行状態にある場合には、確実に危険走行状態から回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る車両運転支援システムの概要を示す模式図である。本発明に係る車両運転支援システムでは、信号機が設置された交差点手前に停止線を設けてあり、停止線から道路に沿って適長の離隔距離（例えば、２００ｍ）を有して路上装置２１、２２を設置してある。また、路上装置２１の上流側（例えば、路上装置２１から上流３００ｍ程度）に、光ビーコン１０を設置している。
【００４０】
路上装置２１、２２は、例えば、超音波感知器、ＩＣタグ、磁気ネール、光センサ等であり、電波、音波、光、磁気などをセンシングすることにより交信地点を特定することができるものである。路上装置２１、２２は、道路上に車載装置（運転支援装置）との交信領域を有する。車両が交信領域を通過する際に、車載装置は、路上装置２１、２２から交信領域を通過することを示す信号を受信する。なお、路上装置２１、２２は、車載装置との間で一方向通信を行うものでも双方向通信を行うものでもよい。また、路上装置２１、２２は、通信を目的としたものでなく、単に計測のための信号を発するだけでもよい。
【００４１】
光ビーコン１０は、道路上に車載装置との通信領域を有する。車両が通信領域を通過する際に、車載装置は、光ビーコン１０から所定の情報を受信する。所定の情報は、例えば、通信地点の位置情報、停止線の位置情報（例えば、停止線までの距離、停止線の絶対位置など）、路上装置２１、２２の位置情報（例えば、停止線から交信領域までの距離、交信領域の絶対位置など）、信号機の信号情報（例えば、黄信号開始時点及び黄信号時間など）、青信号時間の延長時間の上限値、青信号時間の短縮時間の上限値、青信号時間の延長又は短縮制御の有無に関する情報などを含む青信号時間の変動範囲に関する変動情報などである。ここで、上限値は、形式的な上限値という意味ではなく、ある時間帯において現実的に生じる最大値を設定する。例えば、ある日のある時間帯の過去の実績としての延長時間又は短縮時間の分布の最大値を用いることができる。なお、光ビーコン１０に代えて、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：狭域通信）などを用いることもできる。
【００４２】
車両が交差点に向かって道路を走行する場合、車載装置は、光ビーコン１０との通信により、所定の情報を取得する。例えば、車載装置は、この時点で停止線までの距離が、例えば、７００ｍであることを確認することができる。また、車載装置は、車両が交差点に向かって道路をさらに走行し、車載装置が路上装置２１と交信することにより、車載装置は、自車両の位置が停止線から４００ｍの地点にあることを確認することができる。すなわち、車載装置は、停止線までの距離を補正することができる。また、車載装置が路上装置２２と交信した場合も同様である。これにより、車載装置は、交差点の上流地点で、予め停止線までの距離を精度良く把握しておくことができる。
【００４３】
その後、車載装置は、停止線（交差点）までの距離、自車両の速度、交差点に設置された信号機の黄信号開始時点及び黄信号時間及び所定の標準減速度などに基づいて、自車両が黄信号開始時点で交差点の手前に停止する停止条件及び黄信号の終了時点で交差点に進入する進入条件を算出する。標準減速度は、あくまで車両の速度変化を示すものであり、制動操作の操作内容又は操作のタイミングとは無関係である。標準減速度は、例えば、黄信号に変わって車両の制動を開始する場合など、停止判断時点から反射反応（０．５秒）より十分長い時間（例えば、２秒以上）を経過してから減速操作を行うときにみられる減速度を意味している。つまり、急ブレーキをかけずに余裕のある停止を目的とするときにみられる減速度を意味している。なお、運転支援装置が標準減速度での速度制御を実施するタイミングは、反射反応より十分長い時間、あるいは反射反応の時間に限らない。一般的には、標準減速度は、平地乾燥路面で、およそ２〜３ｍ／ｓ2 である。
【００４４】
車載装置は、上述の変動情報、進入条件及び停止条件に基づいて、危険走行状態を特定する。特定される危険走行状態は、進入条件及び停止条件と青信号時間の変動範囲とにより決定される。なお、危険走行状態の特定方法については後述する。車載装置は、自車両が特定した危険走行状態（停止線までの距離と速度により決定される危険走行領域）にあるか否かを判定する。車載装置は、危険走行状態にあると判定した場合、危険走行状態を回避するために、例えば、車両を停止線に停止させる場合には、車両を緩やかな減速度で減速するための処理を行い、あるいは、車両を交差点に進入させる場合（交差点を通過させる場合）には、車両を緩やかな加速度で加速するための処理を行う。
【００４５】
図２は車載装置３０の構成を示すブロック図である。車載装置３０には、車両に搭載されたビデオカメラ４０を接続してある。ビデオカメラ４０は、例えば、車両のフロントグリル、前部バンパなどに配置され、車両前方の道路を撮像できるようにしてある。また、車載装置３０には、車両の走行状態を制御する車両制御部５０を接続してある。車載装置３０が出力する制御信号に応じて、車両制御部５０は、所要の加減速度で車両を加減速させる。また、車載装置３０には、自車両の前方、及び後方に他の車両が存在するか否かを検出するための超音波センサ６０を接続してある。なお、超音波センサ６０に代えて、ミリ波レーダ等他の車載センサを用いることもできる。
【００４６】
車載装置３０は、各種の演算処理を行うＣＰＵからなり、後述する制御周期を計時するための時計を内蔵する制御部３１を備える。なお、制御部３１は、専用のハードウエア回路で構成してもよく、又は予め処理手順を定めたコンピュータプログラムを実行する構成であってもよい。制御部３１には、内部バスを介して通信部３２、測位部３３、地図データベース３４、表示部３５、画像処理部３６、操作部３７、記憶部３８、報知部３９などが接続されている。測位部３３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）３３１、車速センサ３３２、ジャイロセンサ３３３、走行距離を計測する距離計３３４などを備えている。また、車載装置３０は、専用装置のみならず、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話など、取り外して地上でも別の目的などに利用できる汎用の装置に上述の各部の機能を備えるようにして構成することもできる。
【００４７】
通信部３２は、光ビーコン１０との間で路車間通信を行う通信機能を有する。なお、通信部３２は、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣなどの狭域通信に限定されるものではなく、例えば、中域通信としてＵＨＦ帯又はＶＨＦ帯等の無線ＬＡＮ機能を備えるものでもよく、あるいは、広域通信として携帯電話、ＰＨＳ、多重ＦＭ放送、インターネット通信などの通信機能を備えるものでもよい。また、通信部３２は、路上装置２１、２２が送信する信号を受信する受信機能を備えている。
【００４８】
測位部３３は、複数のＧＰＳ衛星からの電波をＧＰＳ３３１で受け取り、自車の位置を時々刻々測位する。また、測位部３３は、ＧＰＳ衛星からの電波が届かない場所、あるいはＧＰＳ３３１により測位される位置の誤差を小さくするため、車速センサ３３２、ジャイロセンサ３３３から出力される信号に基づいて自車位置を推定し、地図データベース３４の道路データと照合することにより自車の位置をさらに精度良く測位する。なお、ＧＰＳ３３１に加えて、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）を搭載することもできる。ＤＧＰＳは、予め位置が分かっている基準局から発信されるＦＭ放送又は中波を受信し、ＧＰＳで算出した位置のずれを補正することができ、自車の位置の精度を向上させることができる。
【００４９】
表示部３５は、フロントガラスディスプレイ又はヘッドアップディスプレイ、あるいは、カーナビゲーションシステム又は後方監視モニタなどの液晶表示パネルであって、運転者に所要の情報を表示する。
【００５０】
画像処理部３６は、制御部３１から画像処理開始の信号を受け付けた場合、ビデオカメラ４０で道路を撮像して得られた撮像画像に基づいて、停止線を検出するための処理を行う。以下、撮像画像に基づいて停止線の位置を検出する方法について説明する。
【００５１】
ビデオカメラ４０のレンズ中心を原点として、道路座標系を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、カメラ座標系を（Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’）とし、道路座標系は、道路の進行方向をＹ軸（前方向を正）、道路方向と垂直な道路面上の方向をＸ軸（前方に向かって右方向を正）、路面と垂直な方向をＺ（上方を正）とする。また、カメラ座標系は、カメラレンズの光軸をＹ’軸、光軸に垂直であって水平方向の軸をＸ’軸、カメラの上方向をＺ’軸とする。さらに、カメラ座標系の各軸の道路座標系の各軸に対する回転角を、それぞれθ（ピッチ角）、φ（ロール角）、ψ（ヨー角）とし、全て右ねじの進む方向を正（θ：水平面より上向きが正、φ：右回りが正、ψ：左回りが正）とする。この場合、道路座標系からカメラ座標系の変換式は、式（１）で表すことができる。
【００５２】
【数１】
【００５３】
変換行列の係数Ｐ１１〜Ｐ３３それぞれは、式（２）で表すことができる。また、撮像画像上の座標（ｘ、ｙ）は、レンズの焦点距離をＦとすると、式（３）で表すことができる。
【００５４】
停止線の有無の判定は、撮像画像の各画素の画素値に基づいて、エッジ点を抽出し、抽出したエッジ点より得られるエッジ画像と停止線の形状とのパターンマッチングを行うことにより判定することができる。切り出された停止線が撮像画像のｙ軸と交わる点のｙ座標を求め（この場合ｘ＝０）、求めたｙ座標を式（３）に代入すれば、停止線までの距離を精度良く算出することができる。
【００５５】
操作部３７は、各種操作パネルを備え、運転者と車載装置３０とのユーザインタフェースとして機能する。例えば、操作部３７は、運転者の操作により車載装置３０の動作の開始又は停止の操作を受け付ける。
【００５６】
報知部３９は、スピーカを備え、制御部３１の制御のもと、運転者に警告する場合、警告の内容を音声で出力する。例えば、車両が後述する危険走行領域にある場合、危険走行領域を回避すべく自動速度制御を行う（自動速度制御モードに入る）旨を出力する。また、車両を交差点に停止させるために減速させる場合、あるいは交差点に進入（通過）させるため加速させる場合、その旨を出力する。
【００５７】
記憶部３８は、通信部３２を通じて受信された所定の情報を記憶する。
【００５８】
図３はジレンマ領域及びオプション領域の概念を示す説明図である。図３において、横軸は停止線からの距離を示し、縦軸は車両の速度を示す。ジレンマ領域は、車両が黄信号表示後に停止しようとしても停止線（交差点）の手前に停止できず、かつ黄信号の終了時点までに停止線に進入できない状態であり安全に停止又は進入できない状態である。また、オプション領域は、車両が黄信号表示後に停止しようとして停止線の手前に停止でき、かつ黄信号の終了時点までに停止線に進入できる状態であり、運転者の特性により車両が停止するのか又は進入するのかが異なる不安定な状態である。
【００５９】
図３において、停止線を基準とした車両の現在位置をＸ、現在速度をＶ、黄信号開始となるまでの時間をｔ（０＜ｔ＜信号周期）とする。黄信号開始時刻での車両の位置Ｘｙは、車両の速度が変化しないとすれば（Ｖｙ＝Ｖ）、式（４）で求められる。式（４）は、現在の車両の走行状態に基づいた判定条件Ｅである。
【００６０】
【数２】
【００６１】
一方、車両が停止線の手前で安全に停止し、信号待ちになる停止条件Ｃは、式（５）で求められる。ここで、ｇは、車両の標準減速度であり、αは黄信号になってから運転者がブレーキを踏むまでの時間遅れである。すなわち、停止条件Ｃは、黄信号開始時に車両が標準減速度で減速したならば、車両が停止線で停止することができる車両の速度と停止線までの距離の限界を示す曲線である。
【００６２】
車両が黄信号の終了時点で停止線に進入し、信号待ちに会わない進入条件Ｌは、式（６）で求められる。ここで、Ｔｙは黄信号時間である。すなわち、進入条件Ｌは、車両が走行中に黄信号になった場合、その黄信号時間内（赤信号になる前）に停止線まで到達することができる車両の速度と停止線までの距離の限界を示す直線である。
【００６３】
ジレンマ領域は、式（５）及び式（６）の両者とも満足しない領域であり、オプション領域は、式（５）及び式（６）の両者とも満足する領域である。なお、図３において、ジレンマ領域及びオプション領域の下側の領域は交差点停止領域であり、停止線手前に安全に停止することができる領域である。また、ジレンマ領域及びオプション領域の上側の領域は交差点通過領域であり、安全に停止線に進入（通過）することができる領域である。
【００６４】
図４は青信号時間が変動する場合の危険走行領域の一例を示す説明図である。図４において、横軸は停止線からの距離を示し、縦軸は車両の速度を示す。また、進入条件Ｌ、停止条件Ｃ、判定条件Ｅは、図３の場合と同様である。停止線を基準とした車両の現在位置をＸ、現在速度をＶ、黄信号開始となるまでの時間をｔ（０＜ｔ＜信号周期）とする。青信号の延長時間の上限値をΔｔ１、青信号の短縮時間の上限値をΔｔ２とすると、青信号時間が上限値まで延長された場合に、黄信号開始時刻での車両の位置Ｘｙは、車両の速度が変化しないとすれば（Ｖｙ＝Ｖ）、式（７）で求められる。式（７）は現在の車両の走行状態に基づいた判定条件Ｅ１である。
【００６５】
【数３】
【００６６】
また、青信号時間が上限値まで短縮された場合に、黄信号開始時刻での車両の位置Ｘｙは、車両の速度が変化しないとすれば（Ｖｙ＝Ｖ）、式（８）で求められる。式（８）は現在の車両の走行状態に基づいた判定条件Ｅ２である。なお、図４の例では、判定条件Ｅ１、Ｅ２で表される直線がジレンマ領域を通過している場合について説明する。
【００６７】
危険走行領域に入るか否かは、青信号時間が上限値まで延長又は短縮された場合に、黄信号開始時刻での車両の状態（位置Ｘｙ、速度Ｖｙ）がジレンマ領域に入るか否かにより判定することができる。すなわち、黄信号開始時刻での車両の速度Ｖｙが、判定条件Ｅ１で表される直線と停止条件Ｃで表される曲線との交点Ｑの状態における速度Ｖｑ以下であれば、青信号時間が上限値内でどのように変動しても、自車両の状態はジレンマ領域に入ることはなく、安全に交差点に停止することができる。また、黄信号開始時刻での車両の速度Ｖｙが、判定条件Ｅ２で表される直線と進入条件Ｌで表される直線との交点Ｐの状態における速度Ｖｐ以上であれば、青信号時間が上限値内でどのように変動しても、自車両の状態はジレンマ領域に入ることはなく、安全に交差点を通過することができる。すなわち、黄信号開始時刻での車両の速度Ｖｙが、速度Ｖｑ（下限速度）と速度Ｖｐ（上限速度）との間にある場合には、青信号時間が上限値内で変動したときには、自車両がジレンマ領域、すなわち、危険走行領域に突入することになる。
【００６８】
従って、図３の例のように、青信号時間の変動を考慮しない場合、危険走行領域は、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌにより決定され、ジレンマ領域及びオプション領域が危険走行領域となる。一方、図４の例のように、青信号時間が変動する場合、危険走行領域は、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌのみにより決定されず、さらに青信号時間の変動範囲（例えば、延長時間の上限値、短縮時間の上限値）に応じて決定される。すなわち、この場合の危険走行領域は、青信号時間が延長時間の上限値Δｔ１まで延長された場合において、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌで決定されるジレンマ領域の黄信号開始時点の下限速度Ｖｑと、青信号時間が短縮時間の上限値Δｔ２まで短縮された場合において、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌで決定されるジレンマ領域の黄信号開始時点の上限速度Ｖｐとで特定することができる。
【００６９】
次に、特定した危険走行領域からの回避制御について説明する。現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶａとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図４の点Ａ（速度Ｖａ、位置Ｘａ）で示される場合、Ｖａ＞Ｖｐであって自車両は交差点通過領域にある。従って、青信号時間が変動する場合であっても、自車両の現在の速度Ｖａを維持して走行すれば、危険走行領域に入る可能性はなく、自車両は安全に交差点を通過することができる。
【００７０】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｂとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図４の点Ｂ（速度Ｖｂ、位置Ｘｂ）で示される場合、Ｖｑ＜Ｖｂ＜Ｖｐであって自車両はジレンマ領域にある。従って、自車両の現在の速度Ｖｂが下限速度Ｖｑ又は上限速度Ｖｐに到達するように減速制御又は加速制御を行うことにより、危険走行領域を回避して安全に交差点に停止又は交差点を通過することができる。なお、加速制御又は減速制御のいずれを行うかは、自車両の速度が下限速度Ｖｑよりも上限速度Ｖｐに近い場合には加速制御し、上限速度Ｖｐよりも下限速度Ｖｑに近い場合には減速制御することができる。例えば、自車両の速度が上限速度Ｖｐに近い場合には、自車両の速度が上限速度Ｖｐになるように緩やかな加速度による加速制御を行う。これにより、青信号時間が変動する場合であっても、危険走行状態を回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００７１】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｃとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図４の点Ｃ（速度Ｖｃ、位置Ｘｃ）で示される場合、Ｖｑ＜Ｖｂ＜Ｖｐであって自車両は交差点停止領域であってジレンマ領域に近い領域（停止条件Ｃに近い領域）にある。従って、自車両の現在の速度Ｖｂが下限速度Ｖｑ又は上限速度Ｖｐに到達するように減速制御又は加速制御を行う。例えば、自車両の速度が下限速度Ｖｑに近い場合には、自車両の速度が下限速度Ｖｑになるように緩やかな減速度による減速制御を行う。これにより、青信号時間が変動する場合であっても、危険走行領域を回避して安全に交差点に停止又は交差点を通過することができる。
【００７２】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｄとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図４の点Ｄ（速度Ｖｄ、位置Ｘｄ）で示される場合、Ｖａ＜Ｖｑであって自車両は交差点停止領域にある。従って、青信号時間が変動する場合であっても、自車両の現在の速度Ｖｄを維持して走行することにより、危険走行領域に入る可能性はなく、自車両は安全に交差点に停止することができる。
【００７３】
図５は青信号時間が変動する場合の危険走行領域の他の例を示す説明図である。図４の例との相違点は、判定条件Ｅ１で表される直線が、ジレンマ領域ではなくオプション領域内を通ることである。図５に示すように、車両の現在位置、現在速度、黄信号開始となるまでの時間ｔ（０＜ｔ＜信号周期）、青信号の延長時間の上限値Δｔ１、青信号の短縮時間の上限値Δｔ２などに応じて、判定条件を表す直線がジレンマ領域ではなくオプション領域内を通ることもある。この場合の危険走行領域の回避制御は以下のとおりである。
【００７４】
現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶａとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図５の点Ａ（速度Ｖａ、位置Ｘａ）で示される場合、Ｖａ＞Ｖｐであって自車両は交差点通過領域にある。従って、青信号時間が変動する場合であっても、自車両の現在の速度Ｖａを維持して走行すれば、危険走行領域に入る可能性はなく、自車両は安全に交差点を通過することができる。
【００７５】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｂとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図５の点Ｂ（速度Ｖｂ、位置Ｘｂ）で示される場合、Ｖｑ＜Ｖｂ＜Ｖｐであって自車両は交差点通過領域であってジレンマ領域に近い領域（進入条件Ｌに近い領域）にある。従って、自車両の現在の速度Ｖｂが下限速度Ｖｑ又は上限速度Ｖｐに到達するように減速制御又は加速制御を行うことにより、危険走行領域を回避して安全に交差点に停止又は交差点を通過することができる。なお、加速制御又は減速制御のいずれを行うかは、自車両の速度が下限速度Ｖｑよりも上限速度Ｖｐに近い場合には加速制御し、上限速度Ｖｐよりも下限速度Ｖｑに近い場合には減速制御することができる。これにより、青信号時間が変動する場合であっても、危険走行状態を回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００７６】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｃとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図５の点Ｃ（速度Ｖｃ、位置Ｘｃ）で示される場合、Ｖｑ＜Ｖｂ＜Ｖｐであって自車両は交差点停止領域であってジレンマ領域に近い領域（停止条件Ｃに近い領域）にある。従って、青信号時間が変動する場合であっても、自車両の現在の速度Ｖｂが下限速度Ｖｑ又は上限速度Ｖｐに到達するように減速制御又は加速制御を行うことにより、危険走行領域を回避して安全に交差点に停止又は交差点を通過することができる。
【００７７】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｄとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図５の点Ｄ（速度Ｖｄ、位置Ｘｄ）で示される場合、Ｖａ＜Ｖｑであって自車両は交差点停止領域にある。従って、青信号時間が変動する場合であっても、自車両の現在の速度Ｖｄを維持して走行することにより、危険走行領域に入る可能性はなく、自車両は安全に交差点に停止することができる。
【００７８】
図５の例では、判定条件Ｅ１で表される直線はオプション領域を通り、判定条件Ｅ２で表される直線はジレンマ領域を通る場合であるが、判定条件Ｅ１、Ｅ２で表される両直線がオプション領域を通る場合もあり得る。この場合の危険走行領域の回避制御も同様に行うことができる。
【００７９】
青信号時間の延長制御又は短縮制御を行わない場合には、上限値Δｔ１又は上限値Δｔ２を０として扱うことができる。図６は青信号時間の延長制御のみを行う場合の危険走行領域の一例を示す説明図である。図６の例は、青信号時間の短縮制御を行わず、延長制御のみを行う場合を示す。図６において、横軸は停止線からの距離を示し、縦軸は車両の速度を示す。また、進入条件Ｌ、停止条件Ｃ、判定条件Ｅは、図４の場合と同様である。停止線を基準とした車両の現在位置をＸ、現在速度をＶ、黄信号開始となるまでの時間をｔ（０＜ｔ＜信号周期）とする。青信号の延長時間の上限値をΔｔ１とすると、青信号時間が上限値まで延長された場合に、黄信号開始時刻での車両の位置Ｘｙは、車両の速度が変化しないとすれば（Ｖｙ＝Ｖ）、式（７）で求められる。式（７）は現在の車両の走行状態に基づいた判定条件Ｅ１である。
【００８０】
危険走行領域に入るか否かは、青信号時間が上限値まで延長された場合に、黄信号開始時刻での車両の状態（位置Ｘｙ、速度Ｖｙ）がジレンマ領域に入るか否かにより判定することができる。すなわち、黄信号開始時刻での車両の速度Ｖｙが、判定条件Ｅ１で表される直線と停止条件Ｃで表される曲線との交点Ｑの状態における速度Ｖｑ以下であれば、青信号時間が上限値内でどのように変動しても、自車両の状態はジレンマ領域に入ることはなく、安全に交差点に停止することができる。また、黄信号開始時刻での車両の速度Ｖｙが、判定条件Ｅで表される直線と進入条件Ｌで表される直線との交点Ｐの状態における速度Ｖｐ以上であれば、青信号時間が上限値内でどのように変動しても、自車両の状態はジレンマ領域に入ることはなく、安全に交差点を通過することができる。すなわち、黄信号開始時刻での車両の速度Ｖｙが、速度Ｖｑ（下限速度）と速度Ｖｐ（上限速度）との間にある場合には、青信号時間が上限値内で延長したときには、自車両がジレンマ領域、すなわち、危険走行領域に突入することになる。
【００８１】
従って、図６の例のように、青信号時間が延長される場合、危険走行領域は、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌのみにより決定されず、さらに青信号時間の延長時間の上限値に応じて決定される。すなわち、この場合の危険走行領域は、青信号時間が延長時間の上限値Δｔ１まで延長された場合において、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌで決定されるジレンマ領域の黄信号開始時点の下限速度Ｖｑと、青信号時間の延長及び短縮が行われない場合に、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌで決定されるジレンマ領域の黄信号開始時点の上限速度Ｖｐとで特定することができる。
【００８２】
次に、特定した危険走行領域からの回避制御について説明する。現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶａとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図６の点Ａ（速度Ｖａ、位置Ｘａ）で示される場合、Ｖａ＞Ｖｐであって自車両は交差点通過領域にある。従って、青信号時間が変動する場合であっても、自車両の現在の速度Ｖａを維持して走行すれば、危険走行領域に入る可能性はなく、自車両は安全に交差点を通過することができる。
【００８３】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｂとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図６の点Ｂ（速度Ｖｂ、位置Ｘｂ）で示される場合、Ｖｑ＜Ｖｂ＜Ｖｐであって自車両はジレンマ領域にある。従って、自車両の現在の速度Ｖｂが下限速度Ｖｑ又は上限速度Ｖｐに到達するように減速制御又は加速制御を行うことにより、危険走行領域を回避して安全に交差点に停止又は交差点を通過することができる。なお、加速制御又は減速制御のいずれを行うかは、自車両の速度が下限速度Ｖｑよりも上限速度Ｖｐに近い場合には加速制御し、上限速度Ｖｐよりも下限速度Ｖｑに近い場合には減速制御することができる。例えば、自車両の速度が上限速度Ｖｐに近い場合には、自車両の速度が上限速度Ｖｐになるように緩やかな加速度による加速制御を行う。これにより、青信号時間が延長された場合であっても、危険走行状態を回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００８４】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｃとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図６の点Ｃ（速度Ｖｃ、位置Ｘｃ）で示される場合、Ｖｑ＜Ｖｂ＜Ｖｐであって自車両は交差点停止領域であってジレンマ領域に近い領域（停止条件Ｃに近い領域）にある。従って、自車両の現在の速度Ｖｂが下限速度Ｖｑ又は上限速度Ｖｐに到達するように減速制御又は加速制御を行う。例えば、自車両の速度が下限速度Ｖｑに近い場合には、自車両の速度が下限速度Ｖｑになるように緩やかな減速度による減速制御を行う。これにより、青信号時間が延長された場合であっても、危険走行領域を回避して安全に交差点に停止又は交差点を通過することができる。
【００８５】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｄとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図６の点Ｄ（速度Ｖｄ、位置Ｘｄ）で示される場合、Ｖａ＜Ｖｑであって自車両は交差点停止領域にある。従って、青信号時間が延長された場合であっても、自車両の現在の速度Ｖｄを維持して走行することにより、危険走行領域に入る可能性はなく、自車両は安全に交差点に停止することができる。
【００８６】
なお、青信号時間の延長制御を行わずに短縮制御のみを行う場合も同様である。この場合は、図４の例において、判定条件Ｅ１を除外し判定条件Ｅ及び判定条件Ｅ２をも用いればよい。
【００８７】
次に車載装置３０による危険走行領域回避の自動速度制御について説明する。図６から図９は自動速度制御の処理手順を示すフローチャートである。制御部３１は、光ビーコン１０との通信の有無を判定し（Ｓ１１）、通信がない場合（Ｓ１１でＮＯ）、ステップＳ１１の処理を続け、光ビーコン１０との通信があるまで待機する。
【００８８】
光ビーコン１０との通信があった場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、制御部３１は、光ビーコン１０から通信地点、停止線及び路上装置の位置情報、青信号延長又は短縮制御の有無、青信号の延長又は短縮の上限値、並びに信号情報を受信する（Ｓ１２）。
【００８９】
制御部３１は、青信号の延長又は短縮制御の有無を判定し（Ｓ１３）、延長又は短縮制御がある場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、危険走行領域の回避制御を車載系で実施するか否かを判定する（Ｓ１４）。延長又は短縮制御がない場合（Ｓ１３でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ１４の処理を行わずに後述のステップＳ１５の処理を行う。例えば、地上系による危険走行領域の回避制御が実施されている場合に、車載系による回避制御を実施しないときにステップＳ１４の処理を行うことができる。地上系で回避制御を実施しているか否かの情報は、交差点上流での通信（例えば、光ビーコン１０）で入手することができる。なお、地上系に加えて車載系でも回避制御を行う場合には、ステップＳ１４の処理は行わずにスキップする。ステップＳ１４をスキップすることにより、地上系のみでは必ずしも個々の車両が危険走行領域を回避できるとは限らない場合でも、交差点に向かって走行する車両が危険走行状態にあるのか否かを確実に把握することができる。
【００９０】
危険走行領域の回避制御を車載系で実施する場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、制御部３１は、停止線までの距離を算出し（Ｓ１５）、路上装置２１、２２から信号を受信したか否かを判定し（Ｓ１６）、信号を受信した場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、停止線までの距離を修正する（Ｓ１７）。例えば、停止線から路上装置２１、２２との交信地点までの距離をＬとすると、車両の位置を、停止線から距離Ｌにあると修正する。これにより、自車両が停止線に向かって走行するにつれて累積する距離誤差をリセットし、停止線までの距離の精度を向上させることができる。信号を受信していない場合（Ｓ１６でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ１７の処理を行うことなく、後述のステップＳ１８の処理を行う。
【００９１】
制御部３１は、自動運転開始タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１８）。自動運転開始タイミングは、停止線から所定の距離（例えば、２００ｍ）になった地点、黄信号に切り替わるまでの時間が所定の時間（例えば、５〜１０秒）になった時点、最後の路上装置２２との交信時点、あるいは光ビーコン１０との通信時点など適宜設定できる。自動運転開始タイミングは、自車両の速度に応じて変化させることもできる。
【００９２】
自動運転開始タイミングでない場合（Ｓ１８でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ１５以降の処理を続け、自動運転開始タイミングである場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、青信号の延長又は短縮の上限値に基づいて危険走行領域を特定する（Ｓ１９）。なお、青信号の延長又は短縮制御がない場合、延長又は短縮の上限値を０として処理する。
【００９３】
制御部３１は、自車両が危険走行領域内に突入するか否かを判定する（Ｓ２０）。自車両が危険走行領域内に突入する場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、制御部３１は、交差点に停止する場合と交差点を通過する場合の目標速度を算出する（Ｓ２１）。目標速度は、自車両を緩やかな減速度で減速させることで危険走行領域から回避（脱出）するために到達させる速度、あるいは自車両を緩やかな加速度で加速させることで危険走行領域から回避（脱出）するために到達させる速度である。
【００９４】
目標速度の算出は以下のとおり行うことができる。例えば、交差点に停止させる場合において、自車両がジレンマ領域に突入する可能性があるときは、図４に示すように、下限速度Ｖｑが目標速度Ｖｓとなる。停止条件Ｃを表す式（５）と式（７）で等式とした式からＸｙ、Ｖを変数として解くことにより目標速度Ｖｓは式（９）で求めることができる。
【００９５】
【数４】
【００９６】
また、交差点に停止させる場合において、自車両がオプション領域に突入する可能性があるときは、図５に示すように、下限速度Ｖｑが目標速度Ｖｓとなる。この場合、進入条件Ｌを表す式（６）と式（７）で等式とした式からＸｙ、Ｖを変数として解くことにより目標速度Ｖｓは式（１０）で求めることができる。
【００９７】
また、交差点を通過させる場合において、自車両がジレンマ領域に突入する可能性があるときは、図４、図５に示すように、上限速度Ｖｐが目標速度Ｖｓとなる。この場合、進入条件Ｌを表す式（６）と式（８）で等式とした式からＸｙ、Ｖを変数として解くことにより目標速度Ｖｓは式（１１）で求めることができる。
【００９８】
また、交差点を通過させる場合において、自車両がオプション領域に突入する可能性があるときは、上限速度Ｖｐが目標速度Ｖｓとなる。この場合、停止条件Ｃを表す式（５）と式（８）で等式とした式からＸｙ、Ｖを変数として解くことにより目標速度Ｖｓは式（１２）で求めることができる。
【００９９】
制御部３１は、自車両の現在速度と各目標速度（上限速度Ｖｐ及び下限速度Ｖｑ）との各速度差を算出し（Ｓ２２）、各速度差が所定の閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ２３）。各速度差が所定の閾値より大きくない場合（Ｓ２３でＮＯ）、制御部３１は、算出した目標速度と現在速度との間に大きな差がないとして、交差点を通過する場合の速度差が交差点に停止する場合の速度差より小さいか否かを判定する（Ｓ２４）。
【０１００】
交差点を通過する場合の速度差が交差点に停止する場合の速度差より小さい場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、すなわち、自車両の現在速度が下限速度Ｖｑよりも上限速度Ｖｐに近い場合、制御部３１は、加速制御が可能であるか否かを判定する（Ｓ２５）。また、交差点を通過する場合の速度差が交差点に停止する場合の速度差より小さくない場合（Ｓ２４でＮＯ）、すなわち、自車両の現在速度が上限速度Ｖｐよりも下限速度Ｖｑに近い場合、制御部３１は、ステップＳ２５の処理を行わずに後述のステップＳ２６の処理を行う。
【０１０１】
加速制御の可否の判定は、自車両を加速しても安全であるか否かを確認するものである。例えば、自車両を加速した場合の速度が所定速度（例えば、制限速度、制限速度に若干の余裕を上乗せした速度など）以下であることを必須条件とし、自車両の前方に他の車両（前方車両）が存在しないこと、自車両の後方に後続車両が存在すること、及び交差点の交差道路の交通が閑散であることを選択条件とし、必須条件及び少なくとも１つの選択条件を満たす場合に加速可能と判定することができる。なお、前方車両とは、例えば、自車両の速度と超音波センサ６０などから前方車両との相対速度を所定の周期で検出し、検出した相対速度に基づいて、所定の速度まで加速した場合に衝突する可能性があると判断できる範囲内に存在している車両を対象とする。交通が閑散であるか否かは、交通量が少ない場合であり、例えば、通常、青時間１分間あたりの交通量が２０〜３０台の地点の道路で、１分間あたりの交通量が１５台より少ない場合など、地点毎の飽和流率も考慮して閑散であると判断する。規制速度は、地図データベース３４から取得してもよく、光ビーコン１０などの外部から取得してもよい。また、自車両周辺の他の車両の状況は、超音波センサ６０から取得することができ、交差点の交通情報は、外部の光ビーコン１０又は後述する他の通信装置７０などから取得することができる。
【０１０２】
加速制御が可能でない場合（Ｓ２５でＮＯ）、制御部３１は、自動速度制御モードに入る旨を報知し（Ｓ２６）、段階的目標速度Ｖｒを算出する（Ｓ２７）。段階的目標速度Ｖｒは、自車両の現時点の速度と目標速度Ｖｓとの差が大きい場合、目標速度Ｖｓへの速度変化が大きいため、緩やかな減速を行うことができなくなる事態を防ぐため、自車両の現時点の速度Ｖと目標速度Ｖｓとの間の暫定目標値であり、所定の制御周期、例えば、０．０５〜１秒経過の都度算出することができる。制御周期の計時は、例えば、制御部３１で行うことができる。なお、制御周期に代えて所定距離の移動の都度算出するようにしてもよい。上述の例では、運転者に対して車両が減速することを報知するが、制御部３１による自動速度制御モードに入らずに、運転者に対して減速の指示を与え、運転者がその指示に従って減速するように構成することもできる。
【０１０３】
段階的目標速度Ｖｒの算出は、減速を行う場合に、制御周期の間における速度変化を小さくするように求めることができる。例えば、現時点の速度Ｖが、目標速度Ｖｓに比べて大きい場合、その差分をｎ分割した値ΔＶ＝（Ｖ−Ｖｓ）／ｎだけ減速させ、速度変化が微小になるように目標速度Ｖｓに追従させることができる。この場合、段階的目標速度Ｖｒは、Ｖｒ＝Ｖ−Δｖ＝Ｖ−（Ｖ−Ｖｓ）／ｎとなる。このようにして、Δｖを調整することにより、自車両は、後続車両に対して減速を感じさせないように緩やかな減速度で減速することができるので、後続車両は、急ブレーキを踏み込むような事態を防止でき、安全性が向上する。
【０１０４】
また、段階的目標速度Ｖｒの算出方法として、所定の閾値β（例えば、β＝１ｋｍ／ｈ）を用いて、Ｖ−Ｖｓ≧βの場合、Ｖｒ＝Ｖ−βとし、Ｖ−Ｖｓ＜βの場合、Ｖｒ＝Ｖｓのように求めることもできる。
【０１０５】
制御部３１は、現時点の速度Ｖを、算出した目標速度Ｖｓ又は段階的目標速度Ｖｒに近づけるべく緩やかな減速度で減速制御を行い（Ｓ２８）、制御周期を経過したか否かを判定し（Ｓ２９）、制御周期を経過していない場合（Ｓ２９でＮＯ）、ステップＳ２９の処理を続け、制御周期が経過するまで減速制御を続ける。これにより、後続車両に対し、自車両の減速を感じさせないようにすることができる。
【０１０６】
制御周期を経過した場合（Ｓ２９でＹＥＳ）、制御部３１は、危険走行領域の境界に到達したか否かを判定する（Ｓ３０）。危険走行領域の境界に到達したか否かは、自車両の速度が下限速度Ｖｑ、すなわち、目標速度Ｖｓに到達したか否かにより判定することができる。危険走行領域の境界に到達していない場合（Ｓ３０でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ２７以降の処理を続ける。これにより、減速制御の処理は、制御周期の経過の都度行われるため、目標速度Ｖｓ、段階的目標速度Ｖｒは徐々に変化し、滑らかな減速制御を実現することができる。
【０１０７】
危険走行領域の境界に到達した場合（Ｓ３０でＹＥＳ）、制御部３１は、危険走行領域の境界に到達した時点の速度、すなわち、目標速度Ｖｓで速度維持を行う（Ｓ３１）。危険走行領域の境界に到達した後は速度を一定にすることにより、自車両の状態を危険走行領域の境界に維持させる走行が可能となる。これにより、後続車両が自車両に追突し、あるいは自車両を無理に追い越すという危険を防止することができる。
【０１０８】
制御部３１は、停止のための減速制御開始地点に到達したか否かを判定する（Ｓ３２）。この場合、減速制御開始地点は、停止線からの所定の距離の地点とすることができ、例えば、標準減速度、自車両の速度などに基づいて算出することができる。例えば、標準減速度ｇを３ｍ／ｓ2、速度ｖを２０ｍ／ｓとすると、減速制御開始地点は、ｖ2 ／２ｇより求めることができ、停止線から６７ｍ程度の地点となる。
【０１０９】
減速制御開始地点に到達していない場合（Ｓ３２でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ３１以降の処理を続ける。減速制御開始地点に到達した場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、制御部３１は、標準減速度で減速制御する（Ｓ３３）。標準減速度ｇは、例えば、３ｍ／ｓ2 とすることができる。これにより、停止線で停止することができる車両の速度と停止線までの距離の限界を示す曲線上を推移して、自車両の速度を減速させることができる。
【０１１０】
制御部３１は、撮像画像に基づいて、停止線を検出したか否かを判定し（Ｓ３４）、停止線を検出していない場合（Ｓ３４でＮＯ）、ステップＳ３３以降の処理を続ける。停止線を検出した場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、制御部３１は、停止線までの距離を算出し、停止線までの距離を補正して微調整制御で速度を制御し（Ｓ３５）、車両を停止させ（Ｓ３６）、自動速度制御モードを解除し、その旨を報知し（Ｓ３７）、処理を終了する。微調整制御は、時々刻々停止線の位置を検出して停止線までの距離を算出し、停止線までの距離に基づいて速度を徐々に変更するものである。これにより、車両の速度を微調整することができ、車両を停止線に確実に停止させることができる。
【０１１１】
加速制御可能な場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、制御部３１は、自動速度制御モードに入る旨を報知し（Ｓ３８）、段階的目標速度を算出する（Ｓ３９）。段階的目標速度Ｖｒは、自車両の現時点の速度と目標速度Ｖｓとの差が大きい場合、速度変化が大きいため、緩やかな加速を行うことができなくなる事態を防ぐため、自車両の現時点の速度Ｖと目標速度Ｖｓとの間の暫定目標値であり、所定の制御周期、例えば、０．０５〜１秒経過の都度、算出する。上述の例では、運転者に対して車両が加速することを報知するが、制御部３１による自動速度制御モードに入らずに、運転者に対して加速の指示を与え、運転者がその指示に従って加速するように構成することもできる。
【０１１２】
段階的目標速度Ｖｒの算出は、加速を行う場合に、制御周期の間における速度変化を小さくするように求めることができる。例えば、現時点の速度Ｖが、目標速度Ｖｓに比べて小さい場合、その差分をｎ分割した値ΔＶ＝（Ｖｓ−Ｖ）／ｎだけ加速させ、速度変化が微小になるように目標速度Ｖｓに追従させることができる。この場合、段階的目標速度Ｖｒは、Ｖｒ＝Ｖ＋Δｖ＝Ｖ＋（Ｖｓ−Ｖ）／ｎとなる。このようにして、Δｖを調整することにより、自車両の加速を感じさせないように緩やかな加速度で自車両を加速することができる。
【０１１３】
また、段階的目標速度Ｖｒの算出方法として、所定の閾値β（例えば、β＝１ｋｍ／ｈ）を用いて、Ｖｓ−Ｖ≧βの場合、Ｖｒ＝Ｖ＋βとし、Ｖｓ−Ｖ＜βの場合、Ｖｒ＝Ｖｓのように求めることもできる。
【０１１４】
制御部３１は、現時点の速度Ｖを目標速度Ｖｓ又は段階的目標速度Ｖｒに近づけるべく緩やかな加速度で加速制御を行い（Ｓ４０）、制御周期を経過したか否かを判定し（Ｓ４１）、制御周期を経過していない場合（Ｓ４１でＮＯ）、ステップＳ４１の処理を行い制御周期が経過するまで加速制御を続ける。
【０１１５】
制御周期を経過した場合（Ｓ４１でＹＥＳ）、制御部３１は、危険走行領域の境界に到達したか否かを判定する（Ｓ４２）。危険走行領域の境界に到達したか否かは、自車両の速度が上限速度Ｖｐ、すなわち、目標速度Ｖｓに到達したか否かにより判定することができる。危険走行領域の境界に到達していない場合（Ｓ４２でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ３９以降の処理を続ける。これにより、加速制御の処理は、制御周期の経過の都度行われるため、目標速度Ｖｓ、段階的目標速度Ｖｒは徐々に変化し、滑らかな加速制御を実現することができる。
【０１１６】
危険走行領域の境界に到達した場合（Ｓ４２でＹＥＳ）、制御部３１は、危険走行領域の境界に到達した時点の速度、すなわち、目標速度Ｖｓで速度維持を行う（Ｓ４３）。これにより、危険走行領域の境界に到達した後は速度を一定にすることにより、自車両の状態を危険走行領域の境界に維持させる走行が可能となる。
【０１１７】
制御部３１は、撮像画像に基づいて、停止線を検出したか否かを判定し（Ｓ４４）、停止線を検出していない場合（Ｓ４４でＮＯ）、ステップＳ４３以降の処理を続ける。停止線を検出した場合（Ｓ４４でＹＥＳ）、制御部３１は、停止線までの距離を補正して速度を微調整し（Ｓ４５）、停止線を通過したか否かを判定する（Ｓ４６）。停止線を通過していない場合（Ｓ４６でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ４５以降の処理を続ける。停止線を通過した場合（Ｓ４６でＹＥＳ）、制御部３１は、自動速度制御モードを解除するとともに、その旨報知し（Ｓ４７）、処理を終了する。
【０１１８】
危険走行領域の回避制御を車載系で実施しない場合（Ｓ１４でＮＯ）、自車両が危険走行領域内に突入しない場合（Ｓ２０でＮＯ）、又は各速度差が所定の閾値より大きい場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、制御部３１は、処理を終了する。
【０１１９】
図１１は危険走行領域を回避して減速制御する場合の走行軌跡の一例を示す説明図である。図中、上段は自車両の停止線までの距離と速度との関係を示し、下段は停止線までの距離と信号変化との関係を示す。停止線から２００ｍの位置までは、運転者による手動運転を行う手動運転領域である。停止線から２００ｍの位置において、車載装置３０は、自車両が危険走行領域に突入するか否かを判定して自動運転制御を行う。なお、自動運転開始タイミングは、これに限定されるものではない。
【０１２０】
自車両が危険走行領域にあると判定した場合、この地点からは車載装置３０による自動速度制御が行われ、まず危険走行領域を回避するための制御を行う回避制御領域となる。車載装置３０は、自車両の速度が下限速度Ｖｑ（目標速度）に到達するように緩やかな減速度で減速制御を行う。目標速度に到達した後は、その速度を維持し、減速制御開始位置まで一定の速度制御を行う。なお、青信号の延長又は短縮制御がない場合、減速制御開始位置を黄信号開始時点としてもよい。
【０１２１】
自動速度制御のうち、減速制御開始位置以降は、自車両を標準減速度で減速制御する標準減速度制御領域である。すなわち、車載装置３０は、減速制御開始位置から標準減速度で減速制御を行う。ビデオカメラ４０により停止線を検出した場合、それ以降は、停止線までの距離を補正しつつ微調整制御で速度を制御する微調整領域となる。微調整制御は、時々刻々停止線の位置を検出して停止線までの距離を算出し、停止線までの距離に基づいて速度を徐々に変更するものである。これにより、図中曲線ｐで示すように、停止線で安全かつ確実に自車両を停止させることができる。なお、図中、破線で表示した直線ｍ、曲線ｎは、回避制御を行わない場合の走行軌跡である。直線ｍは、交差点をそのまま走行した場合の走行軌跡であり、黄信号の終了時点で停止線に到達しておらず、赤信号で交差点を通過することになる。また、曲線ｎは、黄信号になってから標準減速度で停止を試みるが、停止線で停止することができない。
【０１２２】
危険走行領域から脱出するための回避制御は、上述の例に限定されるものではなく、種々の方法を取り得る。例えば、回避制御領域において、現在速度から一定の減速度で減速し、減速制御開始位置で目標速度Ｖｓに到達するようにすることもできる。
【０１２３】
図１２は危険走行領域を回避して停止制御する場合の走行軌跡の他の例を示す説明図である。図１２に示すように、回避制御領域において、車載装置３０は、停止線から２００ｍの位置から減速制御開始位置までの間、一定の減速度で減速制御を行う。例えば、現在の速度Ｖから、一定の減速度βで減速し、減速制御開始位置で目標速度Ｖｓ（下限速度Ｖｑ）に到達させることができる。
【０１２４】
図１３は危険走行領域を回避して停止制御する場合の走行軌跡の他の例を示す説明図である。図１３に示すように、回避制御領域において、車載装置３０は、減速制御開始位置に至るまでの途中まで速度を変えず一定速度で走行させ、その後、所定の減速度βで減速し、減速制御開始位置で目標速度Ｖｓ（下限速度Ｖｑ）に到達させることができる。
【０１２５】
図１４は危険走行領域を回避して加速制御する場合の走行軌跡の一例を示す説明図である。図中、上段は自車両の停止線までの距離と速度との関係を示し、下段は停止線までの距離と信号変化との関係を示す。停止線から２００ｍの位置までは、運転者による手動運転を行う手動運転領域である。停止線から２００ｍの位置において、車載装置３０は、自車両が危険走行領域に突入するか否かを判定して自動運転制御を行う。なお、自動運転開始タイミングは、これに限定されるものではない。
【０１２６】
自車両が危険走行領域にあると判定した場合、この地点からは車載装置３０は、自動速度制御を行い、危険走行領域を回避する制御を行う回避制御領域となる。車載装置３０は自車両の速度が上限速度Ｖｐ（目標速度Ｖｓ）に到達するように緩やかな加速度で加速制御を行う。目標速度に到達した後は、その速度を維持し、黄信号開始時点まで一定の速度制御を行う。
【０１２７】
黄信号開始時点以降も、速度を維持し一定の速度で停止線を通過する。なお、車載装置３０は、ビデオカメラ４０により停止線を検出した時点以降は、停止線までの距離を補正しつつ速度を微調整し、自車両が黄信号の終了時点で停止線を進入（通過）するように制御する。これにより、図中曲線ｐで示すように、黄信号の終了時点で安全かつ確実に自車両を、停止線を通過させることができる。なお、破線で表示した直線ｍ、曲線ｎは、回避制御を行わない場合の走行軌跡である。直線ｍは、交差点をそのまま走行した場合の走行軌跡であり、黄信号の終了時点で停止線に到達しておらず、赤信号で交差点を通過することになる。また、曲線ｎは、黄信号になってから標準減速度で停止を試みるが、停止線で停止することができない。
【０１２８】
図１５は本発明に係る車両運転支援システムの概要の他の例を示す模式図である。図１５に示すように、路上装置２１、２２を設置せずに、光ビーコン１０のみを設置することもできる。この場合には、光ビーコン１０を、停止線の上流側２００ｍ〜１０００ｍ程度の位置に設けることができる。また、この場合も、光ビーコン１０に代えて、電波ビーコン、ＤＳＲＣなどを用いることもできる。
【０１２９】
図１６は本発明に係る車両運転支援システムの概要の他の例を示す模式図である。車両位置検出システムの概要の他の例を示す模式図である。図１６に示すように、光ビーコン１０、路上装置２１、２２に加えて、通信装置７０を設ける。通信装置７０は、例えば、無線ＬＡＮなどの中域通信機能を備え、信号情報を広い範囲に送信する。なお、通信装置７０は、信号制御、交通情報収集、交通情報提供などの処理を行う装置などを利用することも可能である。また、通信装置７０は、中域通信に限らず、ＦＭ放送、携帯電話、インターネット通信等の広域通信機能を備えた装置でもよい。
【０１３０】
上述の例では説明を簡単にするために記していないが、回避制御で一旦目標速度に達して危険走行領域から外れた後、何らかの原因で再び、危険走行領域に入った場合には、再度目標速度を設定して回避制御を行う必要がある。
【０１３１】
以上説明したように、本発明にあっては、青信号時間が変動する場合でも、交差点に向かって走行する車両が危険走行状態にあるのか否かを確実に把握することができるため、仮に危険走行状態にある場合には、確実に危険走行状態から回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【０１３２】
上述の実施の形態において、危険走行領域を回避するため停止条件Ｃ、進入条件Ｌを用いる構成であったが、これに限定されるものではなく、余裕をもって危険走行領域の回避を行えるように、危険走行領域を予め広めに設定しておくこともできる。例えば、黄信号時間Ｔｙを意図的に小さくすることができる。また、目標速度として、上限速度Ｖｐ、下限速度Ｖｑそのものを使用する代わりに、これらを基準として、例えば、上限速度Ｖｐ、又は下限速度Ｖｑに所定の定数を乗じる等して算出した数値を用いることもできる。さらに、上記の危険走行領域は、対象とする速度の範囲を、予め決めておいても良いし、ジレンマ領域だけを対象としたり、オプション領域だけを対象としたりしても良い。
【０１３３】
上述の実施の形態では、自車両が危険走行領域に突入する可能性があると判断してからは、停止線に停止するまで、あるいは、停止線を通過するまで、自動速度制御モードとしているが、危険走行領域の境界線に到達した時点で自動速度制御モードを終了し、後は運転者による手動運転に切り替えることも可能である。
【０１３４】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明に係る車両運転支援システムの概要を示す模式図である。
【図２】車載装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ジレンマ領域及びオプション領域の概念を示す説明図である。
【図４】青信号時間が変動する場合の危険走行領域の一例を示す説明図である。
【図５】青信号時間が変動する場合の危険走行領域の他の例を示す説明図である。
【図６】青信号時間の延長制御のみを行う場合の危険走行領域の一例を示す説明図である。
【図７】自動速度制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】自動速度制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】自動速度制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】自動速度制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】危険走行領域を回避して減速制御する場合の走行軌跡の一例を示す説明図である。
【図１２】危険走行領域を回避して停止制御する場合の走行軌跡の他の例を示す説明図である。
【図１３】危険走行領域を回避して停止制御する場合の走行軌跡の他の例を示す説明図である。
【図１４】危険走行領域を回避して加速制御する場合の走行軌跡の一例を示す説明図である。
【図１５】本発明に係る車両運転支援システムの概要の他の例を示す模式図である。
【図１６】本発明に係る車両運転支援システムの概要の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１０ 光ビーコン
２１、２２ 路上装置
３０ 車載装置
３１ 制御部
３２ 通信部
３３ 測位部
３４ 地図データベース
３５ 表示部
３６ 画像処理部
３７ 操作部
３８ 記憶部
３９ 報知部
４０ ビデオカメラ
５０ 車両制御部
６０ 超音波センサ
７０ 通信装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転支援に関し、特に交差点で安全に車両を停止させ又は通過させる車両運転支援システム、該車両運転支援システムを構成する運転支援装置、該運転支援装置を搭載した車両及び車両運転支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の安全運転支援には、走行中の車両を減速させて停止させる停止制御に関する技術、信号の切り替え時間を考慮したジレンマ制御に関する技術、車両の位置を検出する技術など多くの技術が適用されている。
【０００３】
例えば、交差点手前の停止線で車両を停止させるために、カメラから得られた画像に基づいて停止線を検出し、車両の速度又は加減速度の情報により車両の走行制御を行って停止線で車両を停止させる技術が開示されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
また、交差点の上流に設置した通信装置から、その交差点の信号の切り替えタイミング情報及び交差点の停止線までの距離（あるいは停止線の位置情報）を車載装置で取得し、車両がジレンマゾーンに入っている場合に、ジレンマゾーンから脱出させるための限界走行速度を提供する安全速度提供方法が開示されている（特許文献３参照）。
【０００５】
一方、ナビゲーションで広く利用されている車両の位置を検出する方法として、自立航法、衛星航法、地図マッチング法、ハイブリッド航法などがある。自立航法は、距離センサ、方位センサ又は角速度センサなど用い、例えば、経緯度座標系を基にした直交座標系に対する車両の走行の方位角と単位時間当たりの走行距離に基づいて、逐次車両位置を算出するものであるが、道路との整合性は考慮されておらず、走行距離の増加に応じて車両位置の誤差が累積するという問題がある。
【０００６】
また、衛星航法は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いるものであり、検出される位置には、１０〜２０ｍ程度の誤差を含む。ＧＰＳを用いるため、距離センサ、方位センサ又は角速度センサ等の車載のセンサは不要である。しかし、高架下の道路、建物に挟まれた道路、山道、街路樹等で覆われた道路では、所定数のＧＰＳ衛星から電波を受信することができず、検出精度が大きく劣化するという問題がある。
【０００７】
また、地図マッチング法は、自立航法による走行軌跡と道路地図との整合性（マッチング）を考慮して車両の位置を検出するものである。すなわち、自立航法による軌跡と、道路地図データとを比較して相関をとりながら、走行していると考えられる複数の道路候補の中から、最も確からしい道路を選定してゆく。そして、候補となる道路が１本に限定された時点で、自立航法により得られた車両の走行軌跡を道路に合致させる。しかし、限定した道路が間違っている場合、それ以降の位置検出が不能になるという問題がある。
【０００８】
また、ハイブリッド航法は、衛星航法と地図マッチング法とを組み合わせたものであり、自立航法と衛星航法の誤差を勘案しながら、合理的に車両の位置を推定し、走行している道路を特定するものである。ハイブリッド航法では、例えば、通常時には、地図マッチング法を用いて車両の位置を検出する。地図マッチング法で車両の位置が検出不能に陥った場合、衛星航法により車両の位置、方位を検出して車両の位置を推定し、道路地図データとの整合性を考慮して車両の位置を検出するものである。ハイブリッド航法を用いれば、特殊な場合を除けば、車両が走行している道路を間違う可能性は殆どなく、道路方向の位置精度も、平均的には１０ｍ程度の誤差範囲内であり、道路案内目的のナビゲーションという目的であれば、実用上殆ど問題ない精度レベルである。
【特許文献１】特開２００２−１９０１００号公報
【特許文献２】特開２００６−１５１０１４号公報
【特許文献３】特開２００６−１３９７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２の技術では、車両が停止線に接近しない限り停止線を検出することができず、停止線を検出できた時点では、車両は停止線付近に到達しており、車両を停止線で停止させるための時間的余裕が十分でない。この場合、車両を停止線で停止させるためには、大きな減速度で減速させる必要があり、後続車が存在する場合には、安全上問題がある。
【００１０】
また、特許文献３では交差点の十分手前からジレンマ領域又はオプション領域を回避する走行制御又は情報提供を行う方法が開示されているものの、さらに安全かつ確実にジレンマ領域又はオプション領域を回避するように走行制御又は情報提供を行う方法が望まれていた。
【００１１】
さらに、交通管制で実施される地上系による危険走行領域の回避制御の手法がある。例えば、予測信号制御等のミクロ制御においては、仮に標準的な青信号時間が設定されている場合でも、青信号で流れる車群を予測し、車群が切れることを考慮して当該方向の青信号時間を延長又は短縮する方が交通流全体の遅れ時間と停止時間の最小化、交通の安全という観点から効果的であるため、青信号時間を随時変更して危険走行領域の回避制御が行われている。
【００１２】
また、路上の特定地点に設置された超音波車両感知器又は画像センサ等により、ある領域内において、危険走行領域に突入している車両があるかどうかを検出し、突入している車両がある場合には、そのような車両がなくなるまで、当該方向の青信号時間を延長することにより危険走行領域の回避制御を行う場合もある。
【００１３】
ただし、交差側道路の赤信号時間との関係から、青信号時間を無制限に延長又は短縮することはできず、延長又は短縮それぞれの上限値が設定されているため、地上系による回避制御のみでは危険走行領域を脱出するには十分でない場合があった。また、路上設備の設置条件、あるいは速度誤差等のため、地上系による回避制御のみでは、必ずしも個々の車両が危険走行領域を回避できるとは限らない場合もあった。このため、青信号時間が変動する場合でも、交差点に向かって走行する車両が危険走行状態にあるのか否かを確実に把握することが望まれていた。
【００１４】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、青信号時間が変動する場合であっても、危険走行領域を特定することができる車両運転支援システム、該車両運転支援システムを構成する運転支援装置、該運転支援装置を搭載した車両及び車両運転支援方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１発明に係る車両運転支援システムは、交差点に設置された信号機の信号情報を送信する送信装置と、該送信装置が送信した信号情報を受信して車両の安全運転を支援する運転支援装置とを備える車両運転支援システムにおいて、前記運転支援装置は、青信号時間の変動範囲に関する変動情報を取得する変動情報取得手段と、自車両の速度情報を取得する速度取得手段と、自車両と交差点との距離に関する情報を取得する距離情報取得手段と、前記交差点までの距離、自車両の速度及び前記信号情報に基づいて、自車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件を算出する条件算出手段と、該条件算出手段で算出した停止条件及び進入条件並びに前記変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
第２発明に係る車両運転支援システムは、第１発明において、前記条件算出手段は、所定の標準減速度に基づいて、停止条件及び進入条件を算出するように構成してあることを特徴とする。
【００１７】
第３発明に係る車両運転支援システムは、第１発明又は第２発明において、前記運転支援装置は、青信号時間の最大短縮時間に基づいて、前記特定手段が前記走行状態にあると特定した場合には、該走行状態を脱するための上限速度を算出する上限速度算出手段と、青信号時間の最大延長時間に基づいて、前記走行状態を脱するための下限速度を算出する下限速度算出手段と、黄信号開始時点での自車両の速度を前記上限速度以上又は下限速度以下にすべく加減速するための情報を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
第４発明に係る車両運転支援システムは、第３発明において、前記運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度が前記下限速度と上限速度との間にある場合、自車両の速度を前記上限速度又は下限速度にすべく自車両の加減速を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
第５発明に係る車両運転支援システムは、第４発明において、前記運転支援装置は、周辺車両の有無を判定する周辺車両判定手段と、前記交差点の交通に関する交通情報を取得する交通情報取得手段とを備え、前記出力手段は、前記制御手段で自車両の速度を前記上限速度にすべく加速した場合の速度が所定速度以下であることの条件を満たし、かつ前方車両が存在しないこと、後続車両が存在すること、及び前記交差点の交差道路の交通が閑散であることの少なくとも１つの条件を満たす場合、自車両を加速するための情報を出力するように構成してあることを特徴とする。
【００２０】
第６発明に係る車両運転支援システムは、第３発明において、前記運転支援装置は、自車両の速度、及び前記上限速度又は下限速度に基づいて、所定時間経過又は所定距離の移動の都度、目標速度を算出する目標速度算出手段と、黄信号開始時点での自車両の速度が前記下限速度と上限速度との間にある場合、自車両の速度と目標速度との差分に応じて、自車両の加減速度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
第７発明に係る車両運転支援システムは、第３発明において、前記運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度が前記下限速度と上限速度との間にない場合、自車両の速度を維持すべく自車両の速度を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
第８発明に係る車両運転支援システムは、第３発明において、前記出力手段で出力する情報に基づいて、自車両の加減速を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
第９発明に係る車両運転支援システムは、第３発明において、前記出力手段で出力する情報に基づいて、自車両の加減速を報知する報知手段を備えることを特徴とする。
【００２４】
第１０発明に係る運転支援装置は、交差点に設置された信号機の信号情報を受信して車両の安全運転を支援する運転支援装置において、青信号時間の変動範囲に関する変動情報を取得する変動情報取得手段と、自車両の速度情報を取得する速度取得手段と、自車両と交差点との距離に関する情報を取得する距離情報取得手段と、前記交差点までの距離、自車両の速度及び前記信号情報に基づいて、自車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件を算出する条件算出手段と、該条件算出手段で算出した停止条件及び進入条件並びに前記変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
第１１発明に係る車両は、第１０発明に係る運転支援装置を搭載したことを特徴とする。
【００２６】
第１２発明に係る車両運転支援方法は、交差点に設置された信号機の信号情報を運転支援装置で受信して車両の安全運転を支援する車両運転支援方法において、前記運転支援装置は、青信号時間の変動範囲に関する変動情報を取得し、自車両の速度情報を取得し、自車両と交差点との距離に関する情報を取得し、前記交差点までの距離、自車両の速度及び前記信号情報に基づいて、自車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件を算出し、算出した停止条件及び進入条件並びに前記変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定することを特徴とする。
【００２７】
第１発明、第１０発明及び第１２発明にあっては、運転支援装置は、青信号時間の変動範囲に関する変動情報、自車両の速度情報（速度）、自車両と交差点との距離に関する情報を取得する。変動情報は、青信号時間の延長のみの場合、青信号時間の短縮のみの場合、あるいは、青信号時間の延長及び短縮の場合において、例えば、青信号時間の延長時間の上限値、青信号時間の短縮時間の上限値、青信号時間の延長又は短縮制御の有無に関する情報などを含む。また、自車両と交差点との距離に関する情報は、自車両と交差点との距離、あるいは、自車両及び交差点の位置などである。運転支援装置は、交差点までの距離、自車両の速度及び信号情報（例えば、信号パラメータであって、黄信号開始時点、黄信号時間などを含む）に基づいて、自車両が黄信号開始時点で交差点の手前に停止するための停止条件及び黄信号の終了時点で交差点に進入するための進入条件を算出する。
【００２８】
運転支援装置は、算出した停止条件及び進入条件並びに変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定する。車両の走行状態は、例えば、青信号時間が短縮時間の上限値まで短縮された場合において、停止条件及び進入条件で決定されるジレンマ領域又はオプション領域の黄信号開始時点の上限速度と、青信号時間が延長時間の上限値まで延長された場合において、停止条件及び進入条件で決定されるジレンマ領域又はオプション領域の黄信号開始時点の下限速度とで特定することができる。すなわち、自車両の黄信号開始時点の速度が下限速度と上限速度との間にある場合、青信号時間の延長又は短縮に応じて、自車両がジレンマ領域又はオプション領域である危険な走行状態（以下、危険走行状態という）に陥る可能性があるため、車両が危険走行状態にあると判定することができる。また、自車両の黄信号開始時点の速度が下限速度以下であるか、あるいは上限速度以上である場合、青信号時間が延長又は短縮したときでも、自車両の速度が変化しない限り危険走行状態に陥る可能性がないため、車両が危険走行状態にないと判定することができる。これにより、青信号時間が変動する場合でも、交差点に向かって走行する車両が危険走行状態にあるのか否かを確実に把握することができるため、仮に危険走行状態にある場合には、確実に危険走行状態から回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００２９】
第２発明にあっては、運転支援装置は、所定の標準減速度に基づいて、停止条件及び進入条件を算出する。標準減速度は、あくまで車両の速度変化を示すものであり、制動操作の操作内容又は操作のタイミングとは無関係である。標準減速度は、例えば、黄信号に変わって車両の制動を開始する場合など、停止判断時点から反射反応（０．５秒）より十分長い時間（例えば、２秒以上）を経過してから減速操作を行うときにみられる減速度を意味している。つまり、急ブレーキをかけずに余裕のある停止を目的とするときにみられる減速度を意味している。なお、運転支援装置が標準減速度での速度制御を実施するタイミングは、反射反応より十分長い時間、あるいは反射反応の時間に限らない。一般的には、標準減速度は、平地乾燥路面で、およそ２〜３ｍ／ｓ2 である。
【００３０】
第３発明にあっては、運転支援装置は、自車両が危険走行状態にある場合、青信号時間の最大短縮時間（青信号時間が上限値まで短縮された場合の青信号時間）に基づいて、危険走行状態を脱するための上限速度を算出する。上限速度は、停止条件及び進入条件で決定されるジレンマ領域又はオプション領域の境界上であって、黄信号開始時点の速度が最大となる速度である。すなわち、自車両の黄信号開始時点での速度が上限速度以上であれば、危険走行状態を回避することができる。また、運転支援装置は、青信号時間の最大延長時間（青信号時間が上限値まで延長された場合の青信号時間）に基づいて、危険走行状態を脱するための下限速度を算出する。下限速度は、停止条件及び進入条件で決定されるジレンマ領域又はオプション領域の境界上であって、黄信号開始時点の速度が最小となる速度である。すなわち、自車両の黄信号開始時点での速度が下限速度以下であれば、危険走行状態を回避することができる。運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度を上限速度以上又は下限速度以下にすべく加減速するための情報を出力する。これにより、青信号時間が変動する場合でも、自車両が危険走行状態を回避することができる。なお、青信号時間の短縮制御を行わない場合には、最大短縮時間を０として扱い、青信号時間の延長制御を行わない場合には、最大延長時間を０として扱えばよい。
【００３１】
第４発明にあっては、運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度が下限速度と上限速度との間にある場合、自車両の速度を上限速度又は下限速度にすべく自車両の加減速を制御する。すなわち、運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度が下限速度と上限速度との間にある場合、危険走行状態を回避するために、自車両の速度が上限速度又は下限速度に達するように加減速する。なお、加速又は減速のいずれを行うかは、自車両の速度が下限速度よりも上限速度に近い場合には加速し、上限速度よりも下限速度に近い場合には減速することができる。これにより、危険走行状態を回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００３２】
第５発明にあっては、運転支援装置は、自車両の速度を上限速度にすべく加速した場合の速度が所定速度以下であることを必須条件とし、前方車両が存在しないこと、後続車両が存在すること及び交差点の交差道路の交通が閑散であることを選択条件とし、必須条件を満たし、かつ選択条件の少なくとも１つを満たす場合、自車両を加速するための情報を出力する。なお、前方車両とは、例えば、自車両の速度と超音波センサなどから前方車両との相対速度を所定の周期で検出し、検出した相対速度に基づいて、所定の速度まで加速した場合に衝突する可能性があると判断できる範囲内に存在している車両を対象とする。これにより、自車両を緩やかに加速して交差点に進入（通過）させる場合の安全性を確保することができる。
【００３３】
第６発明にあっては、運転支援装置は、所定時間（制御周期、例えば、０．０５〜１秒）経過又は所定距離の移動の都度、自車両の速度、及び上限速度又は下限速度に基づいて、目標速度を算出する。目標速度は、例えば、現時点の自車両の速度と上限速度又は下限速度との速度差が大きい場合、その速度差よりも小さい値だけ変化させた値とすることができる。これにより、加減速を行う場合の速度変化を小さくする。運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度が下限速度と上限速度との間にある場合（すなわち、危険走行状態にある場合）、自車両の速度と目標速度との差分に応じて、自車両の加減速度を制御する。例えば、差分がなくなるまで繰り返し自車両の加減速度を制御することができる。これにより、所定時間経過又は所定距離の移動の都度、自車両の速度を下限速度又は上限速度に徐々に近づけることができ、急な減速あるいは急な加速を行うことなく緩やかな加減速で安全にかつ確実に危険走行状態を回避することができる。
【００３４】
第７発明にあっては、運転支援装置は、黄信号開始時点での自車両の速度が下限速度と上限速度との間にない場合、自車両の速度を維持すべく自車両の速度を制御する。これにより、危険走行状態から脱している車両が危険走行状態に陥る事態を防止することができる。
【００３５】
第８発明にあっては、運転支援装置は、加減速するために出力する情報に基づいて、自車両の加減速を制御する。すなわち、運転支援装置は、危険走行状態を回避するために、例えば、自車両を交差点に停止させる場合には、自車両を緩やかな減速度で減速し、あるいは、自車両を交差点に進入させる場合（交差点を通過させる場合）には、自車両を緩やかな加速度で加速する。これにより、危険走行状態（危険走行領域）を回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００３６】
第９発明にあっては、運転支援装置は、加減速するために出力する情報に基づいて、自車両の加減速を報知する。すなわち、運転支援装置は、危険走行状態を回避するために、例えば、自車両を交差点に停止させる場合には、自車両が緩やかな減速度で減速すること又は減速指示を運転者に報知し、あるいは、自車両を交差点に進入させる場合（交差点を通過させる場合）には、自車両が緩やかな加速度で加速すること又は加速指示を運転者に報知する。これにより、運転者に危険走行状態（危険走行領域）を回避することを確実に伝えることができ、運転者が不意な操作を行うことを防止して確実に危険走行状態を回避することができる。また、運転者が指示に基づいて運転操作することで、危険走行状態（危険走行領域）を回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００３７】
第１１発明にあっては、車両は前述の運転支援装置を備えるため、車両の運転支援を行うことができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明にあっては、青信号時間が変動する場合でも、交差点に向かって走行する車両が危険走行状態にあるのか否かを確実に把握することができるため、仮に危険走行状態にある場合には、確実に危険走行状態から回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る車両運転支援システムの概要を示す模式図である。本発明に係る車両運転支援システムでは、信号機が設置された交差点手前に停止線を設けてあり、停止線から道路に沿って適長の離隔距離（例えば、２００ｍ）を有して路上装置２１、２２を設置してある。また、路上装置２１の上流側（例えば、路上装置２１から上流３００ｍ程度）に、光ビーコン１０を設置している。
【００４０】
路上装置２１、２２は、例えば、超音波感知器、ＩＣタグ、磁気ネール、光センサ等であり、電波、音波、光、磁気などをセンシングすることにより交信地点を特定することができるものである。路上装置２１、２２は、道路上に車載装置（運転支援装置）との交信領域を有する。車両が交信領域を通過する際に、車載装置は、路上装置２１、２２から交信領域を通過することを示す信号を受信する。なお、路上装置２１、２２は、車載装置との間で一方向通信を行うものでも双方向通信を行うものでもよい。また、路上装置２１、２２は、通信を目的としたものでなく、単に計測のための信号を発するだけでもよい。
【００４１】
光ビーコン１０は、道路上に車載装置との通信領域を有する。車両が通信領域を通過する際に、車載装置は、光ビーコン１０から所定の情報を受信する。所定の情報は、例えば、通信地点の位置情報、停止線の位置情報（例えば、停止線までの距離、停止線の絶対位置など）、路上装置２１、２２の位置情報（例えば、停止線から交信領域までの距離、交信領域の絶対位置など）、信号機の信号情報（例えば、黄信号開始時点及び黄信号時間など）、青信号時間の延長時間の上限値、青信号時間の短縮時間の上限値、青信号時間の延長又は短縮制御の有無に関する情報などを含む青信号時間の変動範囲に関する変動情報などである。ここで、上限値は、形式的な上限値という意味ではなく、ある時間帯において現実的に生じる最大値を設定する。例えば、ある日のある時間帯の過去の実績としての延長時間又は短縮時間の分布の最大値を用いることができる。なお、光ビーコン１０に代えて、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：狭域通信）などを用いることもできる。
【００４２】
車両が交差点に向かって道路を走行する場合、車載装置は、光ビーコン１０との通信により、所定の情報を取得する。例えば、車載装置は、この時点で停止線までの距離が、例えば、７００ｍであることを確認することができる。また、車載装置は、車両が交差点に向かって道路をさらに走行し、車載装置が路上装置２１と交信することにより、車載装置は、自車両の位置が停止線から４００ｍの地点にあることを確認することができる。すなわち、車載装置は、停止線までの距離を補正することができる。また、車載装置が路上装置２２と交信した場合も同様である。これにより、車載装置は、交差点の上流地点で、予め停止線までの距離を精度良く把握しておくことができる。
【００４３】
その後、車載装置は、停止線（交差点）までの距離、自車両の速度、交差点に設置された信号機の黄信号開始時点及び黄信号時間及び所定の標準減速度などに基づいて、自車両が黄信号開始時点で交差点の手前に停止する停止条件及び黄信号の終了時点で交差点に進入する進入条件を算出する。標準減速度は、あくまで車両の速度変化を示すものであり、制動操作の操作内容又は操作のタイミングとは無関係である。標準減速度は、例えば、黄信号に変わって車両の制動を開始する場合など、停止判断時点から反射反応（０．５秒）より十分長い時間（例えば、２秒以上）を経過してから減速操作を行うときにみられる減速度を意味している。つまり、急ブレーキをかけずに余裕のある停止を目的とするときにみられる減速度を意味している。なお、運転支援装置が標準減速度での速度制御を実施するタイミングは、反射反応より十分長い時間、あるいは反射反応の時間に限らない。一般的には、標準減速度は、平地乾燥路面で、およそ２〜３ｍ／ｓ2 である。
【００４４】
車載装置は、上述の変動情報、進入条件及び停止条件に基づいて、危険走行状態を特定する。特定される危険走行状態は、進入条件及び停止条件と青信号時間の変動範囲とにより決定される。なお、危険走行状態の特定方法については後述する。車載装置は、自車両が特定した危険走行状態（停止線までの距離と速度により決定される危険走行領域）にあるか否かを判定する。車載装置は、危険走行状態にあると判定した場合、危険走行状態を回避するために、例えば、車両を停止線に停止させる場合には、車両を緩やかな減速度で減速するための処理を行い、あるいは、車両を交差点に進入させる場合（交差点を通過させる場合）には、車両を緩やかな加速度で加速するための処理を行う。
【００４５】
図２は車載装置３０の構成を示すブロック図である。車載装置３０には、車両に搭載されたビデオカメラ４０を接続してある。ビデオカメラ４０は、例えば、車両のフロントグリル、前部バンパなどに配置され、車両前方の道路を撮像できるようにしてある。また、車載装置３０には、車両の走行状態を制御する車両制御部５０を接続してある。車載装置３０が出力する制御信号に応じて、車両制御部５０は、所要の加減速度で車両を加減速させる。また、車載装置３０には、自車両の前方、及び後方に他の車両が存在するか否かを検出するための超音波センサ６０を接続してある。なお、超音波センサ６０に代えて、ミリ波レーダ等他の車載センサを用いることもできる。
【００４６】
車載装置３０は、各種の演算処理を行うＣＰＵからなり、後述する制御周期を計時するための時計を内蔵する制御部３１を備える。なお、制御部３１は、専用のハードウエア回路で構成してもよく、又は予め処理手順を定めたコンピュータプログラムを実行する構成であってもよい。制御部３１には、内部バスを介して通信部３２、測位部３３、地図データベース３４、表示部３５、画像処理部３６、操作部３７、記憶部３８、報知部３９などが接続されている。測位部３３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）３３１、車速センサ３３２、ジャイロセンサ３３３、走行距離を計測する距離計３３４などを備えている。また、車載装置３０は、専用装置のみならず、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話など、取り外して地上でも別の目的などに利用できる汎用の装置に上述の各部の機能を備えるようにして構成することもできる。
【００４７】
通信部３２は、光ビーコン１０との間で路車間通信を行う通信機能を有する。なお、通信部３２は、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣなどの狭域通信に限定されるものではなく、例えば、中域通信としてＵＨＦ帯又はＶＨＦ帯等の無線ＬＡＮ機能を備えるものでもよく、あるいは、広域通信として携帯電話、ＰＨＳ、多重ＦＭ放送、インターネット通信などの通信機能を備えるものでもよい。また、通信部３２は、路上装置２１、２２が送信する信号を受信する受信機能を備えている。
【００４８】
測位部３３は、複数のＧＰＳ衛星からの電波をＧＰＳ３３１で受け取り、自車の位置を時々刻々測位する。また、測位部３３は、ＧＰＳ衛星からの電波が届かない場所、あるいはＧＰＳ３３１により測位される位置の誤差を小さくするため、車速センサ３３２、ジャイロセンサ３３３から出力される信号に基づいて自車位置を推定し、地図データベース３４の道路データと照合することにより自車の位置をさらに精度良く測位する。なお、ＧＰＳ３３１に加えて、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）を搭載することもできる。ＤＧＰＳは、予め位置が分かっている基準局から発信されるＦＭ放送又は中波を受信し、ＧＰＳで算出した位置のずれを補正することができ、自車の位置の精度を向上させることができる。
【００４９】
表示部３５は、フロントガラスディスプレイ又はヘッドアップディスプレイ、あるいは、カーナビゲーションシステム又は後方監視モニタなどの液晶表示パネルであって、運転者に所要の情報を表示する。
【００５０】
画像処理部３６は、制御部３１から画像処理開始の信号を受け付けた場合、ビデオカメラ４０で道路を撮像して得られた撮像画像に基づいて、停止線を検出するための処理を行う。以下、撮像画像に基づいて停止線の位置を検出する方法について説明する。
【００５１】
ビデオカメラ４０のレンズ中心を原点として、道路座標系を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）、カメラ座標系を（Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’）とし、道路座標系は、道路の進行方向をＹ軸（前方向を正）、道路方向と垂直な道路面上の方向をＸ軸（前方に向かって右方向を正）、路面と垂直な方向をＺ（上方を正）とする。また、カメラ座標系は、カメラレンズの光軸をＹ’軸、光軸に垂直であって水平方向の軸をＸ’軸、カメラの上方向をＺ’軸とする。さらに、カメラ座標系の各軸の道路座標系の各軸に対する回転角を、それぞれθ（ピッチ角）、φ（ロール角）、ψ（ヨー角）とし、全て右ねじの進む方向を正（θ：水平面より上向きが正、φ：右回りが正、ψ：左回りが正）とする。この場合、道路座標系からカメラ座標系の変換式は、式（１）で表すことができる。
【００５２】
【数１】
【００５３】
変換行列の係数Ｐ１１〜Ｐ３３それぞれは、式（２）で表すことができる。また、撮像画像上の座標（ｘ、ｙ）は、レンズの焦点距離をＦとすると、式（３）で表すことができる。
【００５４】
停止線の有無の判定は、撮像画像の各画素の画素値に基づいて、エッジ点を抽出し、抽出したエッジ点より得られるエッジ画像と停止線の形状とのパターンマッチングを行うことにより判定することができる。切り出された停止線が撮像画像のｙ軸と交わる点のｙ座標を求め（この場合ｘ＝０）、求めたｙ座標を式（３）に代入すれば、停止線までの距離を精度良く算出することができる。
【００５５】
操作部３７は、各種操作パネルを備え、運転者と車載装置３０とのユーザインタフェースとして機能する。例えば、操作部３７は、運転者の操作により車載装置３０の動作の開始又は停止の操作を受け付ける。
【００５６】
報知部３９は、スピーカを備え、制御部３１の制御のもと、運転者に警告する場合、警告の内容を音声で出力する。例えば、車両が後述する危険走行領域にある場合、危険走行領域を回避すべく自動速度制御を行う（自動速度制御モードに入る）旨を出力する。また、車両を交差点に停止させるために減速させる場合、あるいは交差点に進入（通過）させるため加速させる場合、その旨を出力する。
【００５７】
記憶部３８は、通信部３２を通じて受信された所定の情報を記憶する。
【００５８】
図３はジレンマ領域及びオプション領域の概念を示す説明図である。図３において、横軸は停止線からの距離を示し、縦軸は車両の速度を示す。ジレンマ領域は、車両が黄信号表示後に停止しようとしても停止線（交差点）の手前に停止できず、かつ黄信号の終了時点までに停止線に進入できない状態であり安全に停止又は進入できない状態である。また、オプション領域は、車両が黄信号表示後に停止しようとして停止線の手前に停止でき、かつ黄信号の終了時点までに停止線に進入できる状態であり、運転者の特性により車両が停止するのか又は進入するのかが異なる不安定な状態である。
【００５９】
図３において、停止線を基準とした車両の現在位置をＸ、現在速度をＶ、黄信号開始となるまでの時間をｔ（０＜ｔ＜信号周期）とする。黄信号開始時刻での車両の位置Ｘｙは、車両の速度が変化しないとすれば（Ｖｙ＝Ｖ）、式（４）で求められる。式（４）は、現在の車両の走行状態に基づいた判定条件Ｅである。
【００６０】
【数２】
【００６１】
一方、車両が停止線の手前で安全に停止し、信号待ちになる停止条件Ｃは、式（５）で求められる。ここで、ｇは、車両の標準減速度であり、αは黄信号になってから運転者がブレーキを踏むまでの時間遅れである。すなわち、停止条件Ｃは、黄信号開始時に車両が標準減速度で減速したならば、車両が停止線で停止することができる車両の速度と停止線までの距離の限界を示す曲線である。
【００６２】
車両が黄信号の終了時点で停止線に進入し、信号待ちに会わない進入条件Ｌは、式（６）で求められる。ここで、Ｔｙは黄信号時間である。すなわち、進入条件Ｌは、車両が走行中に黄信号になった場合、その黄信号時間内（赤信号になる前）に停止線まで到達することができる車両の速度と停止線までの距離の限界を示す直線である。
【００６３】
ジレンマ領域は、式（５）及び式（６）の両者とも満足しない領域であり、オプション領域は、式（５）及び式（６）の両者とも満足する領域である。なお、図３において、ジレンマ領域及びオプション領域の下側の領域は交差点停止領域であり、停止線手前に安全に停止することができる領域である。また、ジレンマ領域及びオプション領域の上側の領域は交差点通過領域であり、安全に停止線に進入（通過）することができる領域である。
【００６４】
図４は青信号時間が変動する場合の危険走行領域の一例を示す説明図である。図４において、横軸は停止線からの距離を示し、縦軸は車両の速度を示す。また、進入条件Ｌ、停止条件Ｃ、判定条件Ｅは、図３の場合と同様である。停止線を基準とした車両の現在位置をＸ、現在速度をＶ、黄信号開始となるまでの時間をｔ（０＜ｔ＜信号周期）とする。青信号の延長時間の上限値をΔｔ１、青信号の短縮時間の上限値をΔｔ２とすると、青信号時間が上限値まで延長された場合に、黄信号開始時刻での車両の位置Ｘｙは、車両の速度が変化しないとすれば（Ｖｙ＝Ｖ）、式（７）で求められる。式（７）は現在の車両の走行状態に基づいた判定条件Ｅ１である。
【００６５】
【数３】
【００６６】
また、青信号時間が上限値まで短縮された場合に、黄信号開始時刻での車両の位置Ｘｙは、車両の速度が変化しないとすれば（Ｖｙ＝Ｖ）、式（８）で求められる。式（８）は現在の車両の走行状態に基づいた判定条件Ｅ２である。なお、図４の例では、判定条件Ｅ１、Ｅ２で表される直線がジレンマ領域を通過している場合について説明する。
【００６７】
危険走行領域に入るか否かは、青信号時間が上限値まで延長又は短縮された場合に、黄信号開始時刻での車両の状態（位置Ｘｙ、速度Ｖｙ）がジレンマ領域に入るか否かにより判定することができる。すなわち、黄信号開始時刻での車両の速度Ｖｙが、判定条件Ｅ１で表される直線と停止条件Ｃで表される曲線との交点Ｑの状態における速度Ｖｑ以下であれば、青信号時間が上限値内でどのように変動しても、自車両の状態はジレンマ領域に入ることはなく、安全に交差点に停止することができる。また、黄信号開始時刻での車両の速度Ｖｙが、判定条件Ｅ２で表される直線と進入条件Ｌで表される直線との交点Ｐの状態における速度Ｖｐ以上であれば、青信号時間が上限値内でどのように変動しても、自車両の状態はジレンマ領域に入ることはなく、安全に交差点を通過することができる。すなわち、黄信号開始時刻での車両の速度Ｖｙが、速度Ｖｑ（下限速度）と速度Ｖｐ（上限速度）との間にある場合には、青信号時間が上限値内で変動したときには、自車両がジレンマ領域、すなわち、危険走行領域に突入することになる。
【００６８】
従って、図３の例のように、青信号時間の変動を考慮しない場合、危険走行領域は、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌにより決定され、ジレンマ領域及びオプション領域が危険走行領域となる。一方、図４の例のように、青信号時間が変動する場合、危険走行領域は、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌのみにより決定されず、さらに青信号時間の変動範囲（例えば、延長時間の上限値、短縮時間の上限値）に応じて決定される。すなわち、この場合の危険走行領域は、青信号時間が延長時間の上限値Δｔ１まで延長された場合において、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌで決定されるジレンマ領域の黄信号開始時点の下限速度Ｖｑと、青信号時間が短縮時間の上限値Δｔ２まで短縮された場合において、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌで決定されるジレンマ領域の黄信号開始時点の上限速度Ｖｐとで特定することができる。
【００６９】
次に、特定した危険走行領域からの回避制御について説明する。現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶａとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図４の点Ａ（速度Ｖａ、位置Ｘａ）で示される場合、Ｖａ＞Ｖｐであって自車両は交差点通過領域にある。従って、青信号時間が変動する場合であっても、自車両の現在の速度Ｖａを維持して走行すれば、危険走行領域に入る可能性はなく、自車両は安全に交差点を通過することができる。
【００７０】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｂとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図４の点Ｂ（速度Ｖｂ、位置Ｘｂ）で示される場合、Ｖｑ＜Ｖｂ＜Ｖｐであって自車両はジレンマ領域にある。従って、自車両の現在の速度Ｖｂが下限速度Ｖｑ又は上限速度Ｖｐに到達するように減速制御又は加速制御を行うことにより、危険走行領域を回避して安全に交差点に停止又は交差点を通過することができる。なお、加速制御又は減速制御のいずれを行うかは、自車両の速度が下限速度Ｖｑよりも上限速度Ｖｐに近い場合には加速制御し、上限速度Ｖｐよりも下限速度Ｖｑに近い場合には減速制御することができる。例えば、自車両の速度が上限速度Ｖｐに近い場合には、自車両の速度が上限速度Ｖｐになるように緩やかな加速度による加速制御を行う。これにより、青信号時間が変動する場合であっても、危険走行状態を回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００７１】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｃとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図４の点Ｃ（速度Ｖｃ、位置Ｘｃ）で示される場合、Ｖｑ＜Ｖｂ＜Ｖｐであって自車両は交差点停止領域であってジレンマ領域に近い領域（停止条件Ｃに近い領域）にある。従って、自車両の現在の速度Ｖｂが下限速度Ｖｑ又は上限速度Ｖｐに到達するように減速制御又は加速制御を行う。例えば、自車両の速度が下限速度Ｖｑに近い場合には、自車両の速度が下限速度Ｖｑになるように緩やかな減速度による減速制御を行う。これにより、青信号時間が変動する場合であっても、危険走行領域を回避して安全に交差点に停止又は交差点を通過することができる。
【００７２】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｄとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図４の点Ｄ（速度Ｖｄ、位置Ｘｄ）で示される場合、Ｖａ＜Ｖｑであって自車両は交差点停止領域にある。従って、青信号時間が変動する場合であっても、自車両の現在の速度Ｖｄを維持して走行することにより、危険走行領域に入る可能性はなく、自車両は安全に交差点に停止することができる。
【００７３】
図５は青信号時間が変動する場合の危険走行領域の他の例を示す説明図である。図４の例との相違点は、判定条件Ｅ１で表される直線が、ジレンマ領域ではなくオプション領域内を通ることである。図５に示すように、車両の現在位置、現在速度、黄信号開始となるまでの時間ｔ（０＜ｔ＜信号周期）、青信号の延長時間の上限値Δｔ１、青信号の短縮時間の上限値Δｔ２などに応じて、判定条件を表す直線がジレンマ領域ではなくオプション領域内を通ることもある。この場合の危険走行領域の回避制御は以下のとおりである。
【００７４】
現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶａとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図５の点Ａ（速度Ｖａ、位置Ｘａ）で示される場合、Ｖａ＞Ｖｐであって自車両は交差点通過領域にある。従って、青信号時間が変動する場合であっても、自車両の現在の速度Ｖａを維持して走行すれば、危険走行領域に入る可能性はなく、自車両は安全に交差点を通過することができる。
【００７５】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｂとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図５の点Ｂ（速度Ｖｂ、位置Ｘｂ）で示される場合、Ｖｑ＜Ｖｂ＜Ｖｐであって自車両は交差点通過領域であってジレンマ領域に近い領域（進入条件Ｌに近い領域）にある。従って、自車両の現在の速度Ｖｂが下限速度Ｖｑ又は上限速度Ｖｐに到達するように減速制御又は加速制御を行うことにより、危険走行領域を回避して安全に交差点に停止又は交差点を通過することができる。なお、加速制御又は減速制御のいずれを行うかは、自車両の速度が下限速度Ｖｑよりも上限速度Ｖｐに近い場合には加速制御し、上限速度Ｖｐよりも下限速度Ｖｑに近い場合には減速制御することができる。これにより、青信号時間が変動する場合であっても、危険走行状態を回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００７６】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｃとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図５の点Ｃ（速度Ｖｃ、位置Ｘｃ）で示される場合、Ｖｑ＜Ｖｂ＜Ｖｐであって自車両は交差点停止領域であってジレンマ領域に近い領域（停止条件Ｃに近い領域）にある。従って、青信号時間が変動する場合であっても、自車両の現在の速度Ｖｂが下限速度Ｖｑ又は上限速度Ｖｐに到達するように減速制御又は加速制御を行うことにより、危険走行領域を回避して安全に交差点に停止又は交差点を通過することができる。
【００７７】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｄとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図５の点Ｄ（速度Ｖｄ、位置Ｘｄ）で示される場合、Ｖａ＜Ｖｑであって自車両は交差点停止領域にある。従って、青信号時間が変動する場合であっても、自車両の現在の速度Ｖｄを維持して走行することにより、危険走行領域に入る可能性はなく、自車両は安全に交差点に停止することができる。
【００７８】
図５の例では、判定条件Ｅ１で表される直線はオプション領域を通り、判定条件Ｅ２で表される直線はジレンマ領域を通る場合であるが、判定条件Ｅ１、Ｅ２で表される両直線がオプション領域を通る場合もあり得る。この場合の危険走行領域の回避制御も同様に行うことができる。
【００７９】
青信号時間の延長制御又は短縮制御を行わない場合には、上限値Δｔ１又は上限値Δｔ２を０として扱うことができる。図６は青信号時間の延長制御のみを行う場合の危険走行領域の一例を示す説明図である。図６の例は、青信号時間の短縮制御を行わず、延長制御のみを行う場合を示す。図６において、横軸は停止線からの距離を示し、縦軸は車両の速度を示す。また、進入条件Ｌ、停止条件Ｃ、判定条件Ｅは、図４の場合と同様である。停止線を基準とした車両の現在位置をＸ、現在速度をＶ、黄信号開始となるまでの時間をｔ（０＜ｔ＜信号周期）とする。青信号の延長時間の上限値をΔｔ１とすると、青信号時間が上限値まで延長された場合に、黄信号開始時刻での車両の位置Ｘｙは、車両の速度が変化しないとすれば（Ｖｙ＝Ｖ）、式（７）で求められる。式（７）は現在の車両の走行状態に基づいた判定条件Ｅ１である。
【００８０】
危険走行領域に入るか否かは、青信号時間が上限値まで延長された場合に、黄信号開始時刻での車両の状態（位置Ｘｙ、速度Ｖｙ）がジレンマ領域に入るか否かにより判定することができる。すなわち、黄信号開始時刻での車両の速度Ｖｙが、判定条件Ｅ１で表される直線と停止条件Ｃで表される曲線との交点Ｑの状態における速度Ｖｑ以下であれば、青信号時間が上限値内でどのように変動しても、自車両の状態はジレンマ領域に入ることはなく、安全に交差点に停止することができる。また、黄信号開始時刻での車両の速度Ｖｙが、判定条件Ｅで表される直線と進入条件Ｌで表される直線との交点Ｐの状態における速度Ｖｐ以上であれば、青信号時間が上限値内でどのように変動しても、自車両の状態はジレンマ領域に入ることはなく、安全に交差点を通過することができる。すなわち、黄信号開始時刻での車両の速度Ｖｙが、速度Ｖｑ（下限速度）と速度Ｖｐ（上限速度）との間にある場合には、青信号時間が上限値内で延長したときには、自車両がジレンマ領域、すなわち、危険走行領域に突入することになる。
【００８１】
従って、図６の例のように、青信号時間が延長される場合、危険走行領域は、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌのみにより決定されず、さらに青信号時間の延長時間の上限値に応じて決定される。すなわち、この場合の危険走行領域は、青信号時間が延長時間の上限値Δｔ１まで延長された場合において、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌで決定されるジレンマ領域の黄信号開始時点の下限速度Ｖｑと、青信号時間の延長及び短縮が行われない場合に、停止条件Ｃ及び進入条件Ｌで決定されるジレンマ領域の黄信号開始時点の上限速度Ｖｐとで特定することができる。
【００８２】
次に、特定した危険走行領域からの回避制御について説明する。現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶａとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図６の点Ａ（速度Ｖａ、位置Ｘａ）で示される場合、Ｖａ＞Ｖｐであって自車両は交差点通過領域にある。従って、青信号時間が変動する場合であっても、自車両の現在の速度Ｖａを維持して走行すれば、危険走行領域に入る可能性はなく、自車両は安全に交差点を通過することができる。
【００８３】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｂとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図６の点Ｂ（速度Ｖｂ、位置Ｘｂ）で示される場合、Ｖｑ＜Ｖｂ＜Ｖｐであって自車両はジレンマ領域にある。従って、自車両の現在の速度Ｖｂが下限速度Ｖｑ又は上限速度Ｖｐに到達するように減速制御又は加速制御を行うことにより、危険走行領域を回避して安全に交差点に停止又は交差点を通過することができる。なお、加速制御又は減速制御のいずれを行うかは、自車両の速度が下限速度Ｖｑよりも上限速度Ｖｐに近い場合には加速制御し、上限速度Ｖｐよりも下限速度Ｖｑに近い場合には減速制御することができる。例えば、自車両の速度が上限速度Ｖｐに近い場合には、自車両の速度が上限速度Ｖｐになるように緩やかな加速度による加速制御を行う。これにより、青信号時間が延長された場合であっても、危険走行状態を回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【００８４】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｃとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図６の点Ｃ（速度Ｖｃ、位置Ｘｃ）で示される場合、Ｖｑ＜Ｖｂ＜Ｖｐであって自車両は交差点停止領域であってジレンマ領域に近い領域（停止条件Ｃに近い領域）にある。従って、自車両の現在の速度Ｖｂが下限速度Ｖｑ又は上限速度Ｖｐに到達するように減速制御又は加速制御を行う。例えば、自車両の速度が下限速度Ｖｑに近い場合には、自車両の速度が下限速度Ｖｑになるように緩やかな減速度による減速制御を行う。これにより、青信号時間が延長された場合であっても、危険走行領域を回避して安全に交差点に停止又は交差点を通過することができる。
【００８５】
また、現在位置Ｘにおける自車両の速度をＶｄとし、青信号の残り時間（黄信号開始となるまでの時間）をｔとする。この場合、判定条件Ｅにより、自車両の黄信号開始時点における状態が図６の点Ｄ（速度Ｖｄ、位置Ｘｄ）で示される場合、Ｖａ＜Ｖｑであって自車両は交差点停止領域にある。従って、青信号時間が延長された場合であっても、自車両の現在の速度Ｖｄを維持して走行することにより、危険走行領域に入る可能性はなく、自車両は安全に交差点に停止することができる。
【００８６】
なお、青信号時間の延長制御を行わずに短縮制御のみを行う場合も同様である。この場合は、図４の例において、判定条件Ｅ１を除外し判定条件Ｅ及び判定条件Ｅ２をも用いればよい。
【００８７】
次に車載装置３０による危険走行領域回避の自動速度制御について説明する。図６から図９は自動速度制御の処理手順を示すフローチャートである。制御部３１は、光ビーコン１０との通信の有無を判定し（Ｓ１１）、通信がない場合（Ｓ１１でＮＯ）、ステップＳ１１の処理を続け、光ビーコン１０との通信があるまで待機する。
【００８８】
光ビーコン１０との通信があった場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、制御部３１は、光ビーコン１０から通信地点、停止線及び路上装置の位置情報、青信号延長又は短縮制御の有無、青信号の延長又は短縮の上限値、並びに信号情報を受信する（Ｓ１２）。
【００８９】
制御部３１は、青信号の延長又は短縮制御の有無を判定し（Ｓ１３）、延長又は短縮制御がある場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、危険走行領域の回避制御を車載系で実施するか否かを判定する（Ｓ１４）。延長又は短縮制御がない場合（Ｓ１３でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ１４の処理を行わずに後述のステップＳ１５の処理を行う。例えば、地上系による危険走行領域の回避制御が実施されている場合に、車載系による回避制御を実施しないときにステップＳ１４の処理を行うことができる。地上系で回避制御を実施しているか否かの情報は、交差点上流での通信（例えば、光ビーコン１０）で入手することができる。なお、地上系に加えて車載系でも回避制御を行う場合には、ステップＳ１４の処理は行わずにスキップする。ステップＳ１４をスキップすることにより、地上系のみでは必ずしも個々の車両が危険走行領域を回避できるとは限らない場合でも、交差点に向かって走行する車両が危険走行状態にあるのか否かを確実に把握することができる。
【００９０】
危険走行領域の回避制御を車載系で実施する場合（Ｓ１４でＹＥＳ）、制御部３１は、停止線までの距離を算出し（Ｓ１５）、路上装置２１、２２から信号を受信したか否かを判定し（Ｓ１６）、信号を受信した場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、停止線までの距離を修正する（Ｓ１７）。例えば、停止線から路上装置２１、２２との交信地点までの距離をＬとすると、車両の位置を、停止線から距離Ｌにあると修正する。これにより、自車両が停止線に向かって走行するにつれて累積する距離誤差をリセットし、停止線までの距離の精度を向上させることができる。信号を受信していない場合（Ｓ１６でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ１７の処理を行うことなく、後述のステップＳ１８の処理を行う。
【００９１】
制御部３１は、自動運転開始タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１８）。自動運転開始タイミングは、停止線から所定の距離（例えば、２００ｍ）になった地点、黄信号に切り替わるまでの時間が所定の時間（例えば、５〜１０秒）になった時点、最後の路上装置２２との交信時点、あるいは光ビーコン１０との通信時点など適宜設定できる。自動運転開始タイミングは、自車両の速度に応じて変化させることもできる。
【００９２】
自動運転開始タイミングでない場合（Ｓ１８でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ１５以降の処理を続け、自動運転開始タイミングである場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、青信号の延長又は短縮の上限値に基づいて危険走行領域を特定する（Ｓ１９）。なお、青信号の延長又は短縮制御がない場合、延長又は短縮の上限値を０として処理する。
【００９３】
制御部３１は、自車両が危険走行領域内に突入するか否かを判定する（Ｓ２０）。自車両が危険走行領域内に突入する場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、制御部３１は、交差点に停止する場合と交差点を通過する場合の目標速度を算出する（Ｓ２１）。目標速度は、自車両を緩やかな減速度で減速させることで危険走行領域から回避（脱出）するために到達させる速度、あるいは自車両を緩やかな加速度で加速させることで危険走行領域から回避（脱出）するために到達させる速度である。
【００９４】
目標速度の算出は以下のとおり行うことができる。例えば、交差点に停止させる場合において、自車両がジレンマ領域に突入する可能性があるときは、図４に示すように、下限速度Ｖｑが目標速度Ｖｓとなる。停止条件Ｃを表す式（５）と式（７）で等式とした式からＸｙ、Ｖを変数として解くことにより目標速度Ｖｓは式（９）で求めることができる。
【００９５】
【数４】
【００９６】
また、交差点に停止させる場合において、自車両がオプション領域に突入する可能性があるときは、図５に示すように、下限速度Ｖｑが目標速度Ｖｓとなる。この場合、進入条件Ｌを表す式（６）と式（７）で等式とした式からＸｙ、Ｖを変数として解くことにより目標速度Ｖｓは式（１０）で求めることができる。
【００９７】
また、交差点を通過させる場合において、自車両がジレンマ領域に突入する可能性があるときは、図４、図５に示すように、上限速度Ｖｐが目標速度Ｖｓとなる。この場合、進入条件Ｌを表す式（６）と式（８）で等式とした式からＸｙ、Ｖを変数として解くことにより目標速度Ｖｓは式（１１）で求めることができる。
【００９８】
また、交差点を通過させる場合において、自車両がオプション領域に突入する可能性があるときは、上限速度Ｖｐが目標速度Ｖｓとなる。この場合、停止条件Ｃを表す式（５）と式（８）で等式とした式からＸｙ、Ｖを変数として解くことにより目標速度Ｖｓは式（１２）で求めることができる。
【００９９】
制御部３１は、自車両の現在速度と各目標速度（上限速度Ｖｐ及び下限速度Ｖｑ）との各速度差を算出し（Ｓ２２）、各速度差が所定の閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ２３）。各速度差が所定の閾値より大きくない場合（Ｓ２３でＮＯ）、制御部３１は、算出した目標速度と現在速度との間に大きな差がないとして、交差点を通過する場合の速度差が交差点に停止する場合の速度差より小さいか否かを判定する（Ｓ２４）。
【０１００】
交差点を通過する場合の速度差が交差点に停止する場合の速度差より小さい場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、すなわち、自車両の現在速度が下限速度Ｖｑよりも上限速度Ｖｐに近い場合、制御部３１は、加速制御が可能であるか否かを判定する（Ｓ２５）。また、交差点を通過する場合の速度差が交差点に停止する場合の速度差より小さくない場合（Ｓ２４でＮＯ）、すなわち、自車両の現在速度が上限速度Ｖｐよりも下限速度Ｖｑに近い場合、制御部３１は、ステップＳ２５の処理を行わずに後述のステップＳ２６の処理を行う。
【０１０１】
加速制御の可否の判定は、自車両を加速しても安全であるか否かを確認するものである。例えば、自車両を加速した場合の速度が所定速度（例えば、制限速度、制限速度に若干の余裕を上乗せした速度など）以下であることを必須条件とし、自車両の前方に他の車両（前方車両）が存在しないこと、自車両の後方に後続車両が存在すること、及び交差点の交差道路の交通が閑散であることを選択条件とし、必須条件及び少なくとも１つの選択条件を満たす場合に加速可能と判定することができる。なお、前方車両とは、例えば、自車両の速度と超音波センサ６０などから前方車両との相対速度を所定の周期で検出し、検出した相対速度に基づいて、所定の速度まで加速した場合に衝突する可能性があると判断できる範囲内に存在している車両を対象とする。交通が閑散であるか否かは、交通量が少ない場合であり、例えば、通常、青時間１分間あたりの交通量が２０〜３０台の地点の道路で、１分間あたりの交通量が１５台より少ない場合など、地点毎の飽和流率も考慮して閑散であると判断する。規制速度は、地図データベース３４から取得してもよく、光ビーコン１０などの外部から取得してもよい。また、自車両周辺の他の車両の状況は、超音波センサ６０から取得することができ、交差点の交通情報は、外部の光ビーコン１０又は後述する他の通信装置７０などから取得することができる。
【０１０２】
加速制御が可能でない場合（Ｓ２５でＮＯ）、制御部３１は、自動速度制御モードに入る旨を報知し（Ｓ２６）、段階的目標速度Ｖｒを算出する（Ｓ２７）。段階的目標速度Ｖｒは、自車両の現時点の速度と目標速度Ｖｓとの差が大きい場合、目標速度Ｖｓへの速度変化が大きいため、緩やかな減速を行うことができなくなる事態を防ぐため、自車両の現時点の速度Ｖと目標速度Ｖｓとの間の暫定目標値であり、所定の制御周期、例えば、０．０５〜１秒経過の都度算出することができる。制御周期の計時は、例えば、制御部３１で行うことができる。なお、制御周期に代えて所定距離の移動の都度算出するようにしてもよい。上述の例では、運転者に対して車両が減速することを報知するが、制御部３１による自動速度制御モードに入らずに、運転者に対して減速の指示を与え、運転者がその指示に従って減速するように構成することもできる。
【０１０３】
段階的目標速度Ｖｒの算出は、減速を行う場合に、制御周期の間における速度変化を小さくするように求めることができる。例えば、現時点の速度Ｖが、目標速度Ｖｓに比べて大きい場合、その差分をｎ分割した値ΔＶ＝（Ｖ−Ｖｓ）／ｎだけ減速させ、速度変化が微小になるように目標速度Ｖｓに追従させることができる。この場合、段階的目標速度Ｖｒは、Ｖｒ＝Ｖ−Δｖ＝Ｖ−（Ｖ−Ｖｓ）／ｎとなる。このようにして、Δｖを調整することにより、自車両は、後続車両に対して減速を感じさせないように緩やかな減速度で減速することができるので、後続車両は、急ブレーキを踏み込むような事態を防止でき、安全性が向上する。
【０１０４】
また、段階的目標速度Ｖｒの算出方法として、所定の閾値β（例えば、β＝１ｋｍ／ｈ）を用いて、Ｖ−Ｖｓ≧βの場合、Ｖｒ＝Ｖ−βとし、Ｖ−Ｖｓ＜βの場合、Ｖｒ＝Ｖｓのように求めることもできる。
【０１０５】
制御部３１は、現時点の速度Ｖを、算出した目標速度Ｖｓ又は段階的目標速度Ｖｒに近づけるべく緩やかな減速度で減速制御を行い（Ｓ２８）、制御周期を経過したか否かを判定し（Ｓ２９）、制御周期を経過していない場合（Ｓ２９でＮＯ）、ステップＳ２９の処理を続け、制御周期が経過するまで減速制御を続ける。これにより、後続車両に対し、自車両の減速を感じさせないようにすることができる。
【０１０６】
制御周期を経過した場合（Ｓ２９でＹＥＳ）、制御部３１は、危険走行領域の境界に到達したか否かを判定する（Ｓ３０）。危険走行領域の境界に到達したか否かは、自車両の速度が下限速度Ｖｑ、すなわち、目標速度Ｖｓに到達したか否かにより判定することができる。危険走行領域の境界に到達していない場合（Ｓ３０でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ２７以降の処理を続ける。これにより、減速制御の処理は、制御周期の経過の都度行われるため、目標速度Ｖｓ、段階的目標速度Ｖｒは徐々に変化し、滑らかな減速制御を実現することができる。
【０１０７】
危険走行領域の境界に到達した場合（Ｓ３０でＹＥＳ）、制御部３１は、危険走行領域の境界に到達した時点の速度、すなわち、目標速度Ｖｓで速度維持を行う（Ｓ３１）。危険走行領域の境界に到達した後は速度を一定にすることにより、自車両の状態を危険走行領域の境界に維持させる走行が可能となる。これにより、後続車両が自車両に追突し、あるいは自車両を無理に追い越すという危険を防止することができる。
【０１０８】
制御部３１は、停止のための減速制御開始地点に到達したか否かを判定する（Ｓ３２）。この場合、減速制御開始地点は、停止線からの所定の距離の地点とすることができ、例えば、標準減速度、自車両の速度などに基づいて算出することができる。例えば、標準減速度ｇを３ｍ／ｓ2、速度ｖを２０ｍ／ｓとすると、減速制御開始地点は、ｖ2 ／２ｇより求めることができ、停止線から６７ｍ程度の地点となる。
【０１０９】
減速制御開始地点に到達していない場合（Ｓ３２でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ３１以降の処理を続ける。減速制御開始地点に到達した場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、制御部３１は、標準減速度で減速制御する（Ｓ３３）。標準減速度ｇは、例えば、３ｍ／ｓ2 とすることができる。これにより、停止線で停止することができる車両の速度と停止線までの距離の限界を示す曲線上を推移して、自車両の速度を減速させることができる。
【０１１０】
制御部３１は、撮像画像に基づいて、停止線を検出したか否かを判定し（Ｓ３４）、停止線を検出していない場合（Ｓ３４でＮＯ）、ステップＳ３３以降の処理を続ける。停止線を検出した場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、制御部３１は、停止線までの距離を算出し、停止線までの距離を補正して微調整制御で速度を制御し（Ｓ３５）、車両を停止させ（Ｓ３６）、自動速度制御モードを解除し、その旨を報知し（Ｓ３７）、処理を終了する。微調整制御は、時々刻々停止線の位置を検出して停止線までの距離を算出し、停止線までの距離に基づいて速度を徐々に変更するものである。これにより、車両の速度を微調整することができ、車両を停止線に確実に停止させることができる。
【０１１１】
加速制御可能な場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、制御部３１は、自動速度制御モードに入る旨を報知し（Ｓ３８）、段階的目標速度を算出する（Ｓ３９）。段階的目標速度Ｖｒは、自車両の現時点の速度と目標速度Ｖｓとの差が大きい場合、速度変化が大きいため、緩やかな加速を行うことができなくなる事態を防ぐため、自車両の現時点の速度Ｖと目標速度Ｖｓとの間の暫定目標値であり、所定の制御周期、例えば、０．０５〜１秒経過の都度、算出する。上述の例では、運転者に対して車両が加速することを報知するが、制御部３１による自動速度制御モードに入らずに、運転者に対して加速の指示を与え、運転者がその指示に従って加速するように構成することもできる。
【０１１２】
段階的目標速度Ｖｒの算出は、加速を行う場合に、制御周期の間における速度変化を小さくするように求めることができる。例えば、現時点の速度Ｖが、目標速度Ｖｓに比べて小さい場合、その差分をｎ分割した値ΔＶ＝（Ｖｓ−Ｖ）／ｎだけ加速させ、速度変化が微小になるように目標速度Ｖｓに追従させることができる。この場合、段階的目標速度Ｖｒは、Ｖｒ＝Ｖ＋Δｖ＝Ｖ＋（Ｖｓ−Ｖ）／ｎとなる。このようにして、Δｖを調整することにより、自車両の加速を感じさせないように緩やかな加速度で自車両を加速することができる。
【０１１３】
また、段階的目標速度Ｖｒの算出方法として、所定の閾値β（例えば、β＝１ｋｍ／ｈ）を用いて、Ｖｓ−Ｖ≧βの場合、Ｖｒ＝Ｖ＋βとし、Ｖｓ−Ｖ＜βの場合、Ｖｒ＝Ｖｓのように求めることもできる。
【０１１４】
制御部３１は、現時点の速度Ｖを目標速度Ｖｓ又は段階的目標速度Ｖｒに近づけるべく緩やかな加速度で加速制御を行い（Ｓ４０）、制御周期を経過したか否かを判定し（Ｓ４１）、制御周期を経過していない場合（Ｓ４１でＮＯ）、ステップＳ４１の処理を行い制御周期が経過するまで加速制御を続ける。
【０１１５】
制御周期を経過した場合（Ｓ４１でＹＥＳ）、制御部３１は、危険走行領域の境界に到達したか否かを判定する（Ｓ４２）。危険走行領域の境界に到達したか否かは、自車両の速度が上限速度Ｖｐ、すなわち、目標速度Ｖｓに到達したか否かにより判定することができる。危険走行領域の境界に到達していない場合（Ｓ４２でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ３９以降の処理を続ける。これにより、加速制御の処理は、制御周期の経過の都度行われるため、目標速度Ｖｓ、段階的目標速度Ｖｒは徐々に変化し、滑らかな加速制御を実現することができる。
【０１１６】
危険走行領域の境界に到達した場合（Ｓ４２でＹＥＳ）、制御部３１は、危険走行領域の境界に到達した時点の速度、すなわち、目標速度Ｖｓで速度維持を行う（Ｓ４３）。これにより、危険走行領域の境界に到達した後は速度を一定にすることにより、自車両の状態を危険走行領域の境界に維持させる走行が可能となる。
【０１１７】
制御部３１は、撮像画像に基づいて、停止線を検出したか否かを判定し（Ｓ４４）、停止線を検出していない場合（Ｓ４４でＮＯ）、ステップＳ４３以降の処理を続ける。停止線を検出した場合（Ｓ４４でＹＥＳ）、制御部３１は、停止線までの距離を補正して速度を微調整し（Ｓ４５）、停止線を通過したか否かを判定する（Ｓ４６）。停止線を通過していない場合（Ｓ４６でＮＯ）、制御部３１は、ステップＳ４５以降の処理を続ける。停止線を通過した場合（Ｓ４６でＹＥＳ）、制御部３１は、自動速度制御モードを解除するとともに、その旨報知し（Ｓ４７）、処理を終了する。
【０１１８】
危険走行領域の回避制御を車載系で実施しない場合（Ｓ１４でＮＯ）、自車両が危険走行領域内に突入しない場合（Ｓ２０でＮＯ）、又は各速度差が所定の閾値より大きい場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、制御部３１は、処理を終了する。
【０１１９】
図１１は危険走行領域を回避して減速制御する場合の走行軌跡の一例を示す説明図である。図中、上段は自車両の停止線までの距離と速度との関係を示し、下段は停止線までの距離と信号変化との関係を示す。停止線から２００ｍの位置までは、運転者による手動運転を行う手動運転領域である。停止線から２００ｍの位置において、車載装置３０は、自車両が危険走行領域に突入するか否かを判定して自動運転制御を行う。なお、自動運転開始タイミングは、これに限定されるものではない。
【０１２０】
自車両が危険走行領域にあると判定した場合、この地点からは車載装置３０による自動速度制御が行われ、まず危険走行領域を回避するための制御を行う回避制御領域となる。車載装置３０は、自車両の速度が下限速度Ｖｑ（目標速度）に到達するように緩やかな減速度で減速制御を行う。目標速度に到達した後は、その速度を維持し、減速制御開始位置まで一定の速度制御を行う。なお、青信号の延長又は短縮制御がない場合、減速制御開始位置を黄信号開始時点としてもよい。
【０１２１】
自動速度制御のうち、減速制御開始位置以降は、自車両を標準減速度で減速制御する標準減速度制御領域である。すなわち、車載装置３０は、減速制御開始位置から標準減速度で減速制御を行う。ビデオカメラ４０により停止線を検出した場合、それ以降は、停止線までの距離を補正しつつ微調整制御で速度を制御する微調整領域となる。微調整制御は、時々刻々停止線の位置を検出して停止線までの距離を算出し、停止線までの距離に基づいて速度を徐々に変更するものである。これにより、図中曲線ｐで示すように、停止線で安全かつ確実に自車両を停止させることができる。なお、図中、破線で表示した直線ｍ、曲線ｎは、回避制御を行わない場合の走行軌跡である。直線ｍは、交差点をそのまま走行した場合の走行軌跡であり、黄信号の終了時点で停止線に到達しておらず、赤信号で交差点を通過することになる。また、曲線ｎは、黄信号になってから標準減速度で停止を試みるが、停止線で停止することができない。
【０１２２】
危険走行領域から脱出するための回避制御は、上述の例に限定されるものではなく、種々の方法を取り得る。例えば、回避制御領域において、現在速度から一定の減速度で減速し、減速制御開始位置で目標速度Ｖｓに到達するようにすることもできる。
【０１２３】
図１２は危険走行領域を回避して停止制御する場合の走行軌跡の他の例を示す説明図である。図１２に示すように、回避制御領域において、車載装置３０は、停止線から２００ｍの位置から減速制御開始位置までの間、一定の減速度で減速制御を行う。例えば、現在の速度Ｖから、一定の減速度βで減速し、減速制御開始位置で目標速度Ｖｓ（下限速度Ｖｑ）に到達させることができる。
【０１２４】
図１３は危険走行領域を回避して停止制御する場合の走行軌跡の他の例を示す説明図である。図１３に示すように、回避制御領域において、車載装置３０は、減速制御開始位置に至るまでの途中まで速度を変えず一定速度で走行させ、その後、所定の減速度βで減速し、減速制御開始位置で目標速度Ｖｓ（下限速度Ｖｑ）に到達させることができる。
【０１２５】
図１４は危険走行領域を回避して加速制御する場合の走行軌跡の一例を示す説明図である。図中、上段は自車両の停止線までの距離と速度との関係を示し、下段は停止線までの距離と信号変化との関係を示す。停止線から２００ｍの位置までは、運転者による手動運転を行う手動運転領域である。停止線から２００ｍの位置において、車載装置３０は、自車両が危険走行領域に突入するか否かを判定して自動運転制御を行う。なお、自動運転開始タイミングは、これに限定されるものではない。
【０１２６】
自車両が危険走行領域にあると判定した場合、この地点からは車載装置３０は、自動速度制御を行い、危険走行領域を回避する制御を行う回避制御領域となる。車載装置３０は自車両の速度が上限速度Ｖｐ（目標速度Ｖｓ）に到達するように緩やかな加速度で加速制御を行う。目標速度に到達した後は、その速度を維持し、黄信号開始時点まで一定の速度制御を行う。
【０１２７】
黄信号開始時点以降も、速度を維持し一定の速度で停止線を通過する。なお、車載装置３０は、ビデオカメラ４０により停止線を検出した時点以降は、停止線までの距離を補正しつつ速度を微調整し、自車両が黄信号の終了時点で停止線を進入（通過）するように制御する。これにより、図中曲線ｐで示すように、黄信号の終了時点で安全かつ確実に自車両を、停止線を通過させることができる。なお、破線で表示した直線ｍ、曲線ｎは、回避制御を行わない場合の走行軌跡である。直線ｍは、交差点をそのまま走行した場合の走行軌跡であり、黄信号の終了時点で停止線に到達しておらず、赤信号で交差点を通過することになる。また、曲線ｎは、黄信号になってから標準減速度で停止を試みるが、停止線で停止することができない。
【０１２８】
図１５は本発明に係る車両運転支援システムの概要の他の例を示す模式図である。図１５に示すように、路上装置２１、２２を設置せずに、光ビーコン１０のみを設置することもできる。この場合には、光ビーコン１０を、停止線の上流側２００ｍ〜１０００ｍ程度の位置に設けることができる。また、この場合も、光ビーコン１０に代えて、電波ビーコン、ＤＳＲＣなどを用いることもできる。
【０１２９】
図１６は本発明に係る車両運転支援システムの概要の他の例を示す模式図である。車両位置検出システムの概要の他の例を示す模式図である。図１６に示すように、光ビーコン１０、路上装置２１、２２に加えて、通信装置７０を設ける。通信装置７０は、例えば、無線ＬＡＮなどの中域通信機能を備え、信号情報を広い範囲に送信する。なお、通信装置７０は、信号制御、交通情報収集、交通情報提供などの処理を行う装置などを利用することも可能である。また、通信装置７０は、中域通信に限らず、ＦＭ放送、携帯電話、インターネット通信等の広域通信機能を備えた装置でもよい。
【０１３０】
上述の例では説明を簡単にするために記していないが、回避制御で一旦目標速度に達して危険走行領域から外れた後、何らかの原因で再び、危険走行領域に入った場合には、再度目標速度を設定して回避制御を行う必要がある。
【０１３１】
以上説明したように、本発明にあっては、青信号時間が変動する場合でも、交差点に向かって走行する車両が危険走行状態にあるのか否かを確実に把握することができるため、仮に危険走行状態にある場合には、確実に危険走行状態から回避して交差点で安全に車両を停止させ又は通過させることができる。
【０１３２】
上述の実施の形態において、危険走行領域を回避するため停止条件Ｃ、進入条件Ｌを用いる構成であったが、これに限定されるものではなく、余裕をもって危険走行領域の回避を行えるように、危険走行領域を予め広めに設定しておくこともできる。例えば、黄信号時間Ｔｙを意図的に小さくすることができる。また、目標速度として、上限速度Ｖｐ、下限速度Ｖｑそのものを使用する代わりに、これらを基準として、例えば、上限速度Ｖｐ、又は下限速度Ｖｑに所定の定数を乗じる等して算出した数値を用いることもできる。さらに、上記の危険走行領域は、対象とする速度の範囲を、予め決めておいても良いし、ジレンマ領域だけを対象としたり、オプション領域だけを対象としたりしても良い。
【０１３３】
上述の実施の形態では、自車両が危険走行領域に突入する可能性があると判断してからは、停止線に停止するまで、あるいは、停止線を通過するまで、自動速度制御モードとしているが、危険走行領域の境界線に到達した時点で自動速度制御モードを終了し、後は運転者による手動運転に切り替えることも可能である。
【０１３４】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明に係る車両運転支援システムの概要を示す模式図である。
【図２】車載装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ジレンマ領域及びオプション領域の概念を示す説明図である。
【図４】青信号時間が変動する場合の危険走行領域の一例を示す説明図である。
【図５】青信号時間が変動する場合の危険走行領域の他の例を示す説明図である。
【図６】青信号時間の延長制御のみを行う場合の危険走行領域の一例を示す説明図である。
【図７】自動速度制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】自動速度制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】自動速度制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】自動速度制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】危険走行領域を回避して減速制御する場合の走行軌跡の一例を示す説明図である。
【図１２】危険走行領域を回避して停止制御する場合の走行軌跡の他の例を示す説明図である。
【図１３】危険走行領域を回避して停止制御する場合の走行軌跡の他の例を示す説明図である。
【図１４】危険走行領域を回避して加速制御する場合の走行軌跡の一例を示す説明図である。
【図１５】本発明に係る車両運転支援システムの概要の他の例を示す模式図である。
【図１６】本発明に係る車両運転支援システムの概要の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１０ 光ビーコン
２１、２２ 路上装置
３０ 車載装置
３１ 制御部
３２ 通信部
３３ 測位部
３４ 地図データベース
３５ 表示部
３６ 画像処理部
３７ 操作部
３８ 記憶部
３９ 報知部
４０ ビデオカメラ
５０ 車両制御部
６０ 超音波センサ
７０ 通信装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差点に設置された信号機の信号情報を送信する送信装置と、該送信装置が送信した信号情報を受信して車両の安全運転を支援する運転支援装置とを備える車両運転支援システムにおいて、
前記運転支援装置は、
青信号時間の変動範囲に関する変動情報を取得する変動情報取得手段と、
自車両の速度情報を取得する速度取得手段と、
自車両と交差点との距離に関する情報を取得する距離情報取得手段と、
前記交差点までの距離、自車両の速度及び前記信号情報に基づいて、自車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件を算出する条件算出手段と、
該条件算出手段で算出した停止条件及び進入条件並びに前記変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする車両運転支援システム。
【請求項２】
前記条件算出手段は、
所定の標準減速度に基づいて、停止条件及び進入条件を算出するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の車両運転支援システム。
【請求項３】
前記運転支援装置は、
青信号時間の最大短縮時間に基づいて、前記特定手段が前記走行状態にあると特定した場合には、該走行状態を脱するための上限速度を算出する上限速度算出手段と、
青信号時間の最大延長時間に基づいて、前記走行状態を脱するための下限速度を算出する下限速度算出手段と、
黄信号開始時点での自車両の速度を前記上限速度以上又は下限速度以下にすべく加減速するための情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両運転支援システム。
【請求項４】
前記運転支援装置は、
黄信号開始時点での自車両の速度が前記下限速度と上限速度との間にある場合、自車両の速度を前記上限速度又は下限速度にすべく自車両の加減速を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両運転支援システム。
【請求項５】
前記運転支援装置は、
周辺車両の有無を判定する周辺車両判定手段と、
前記交差点の交通に関する交通情報を取得する交通情報取得手段と
を備え、
前記出力手段は、
前記制御手段で自車両の速度を前記上限速度にすべく加速した場合の速度が所定速度以下であることの条件を満たし、かつ前方車両が存在しないこと、後続車両が存在すること、及び前記交差点の交差道路の交通が閑散であることの少なくとも１つの条件を満たす場合、自車両を加速するための情報を出力するように構成してあることを特徴とする請求項４に記載の車両運転支援システム。
【請求項６】
前記運転支援装置は、
自車両の速度、及び前記上限速度又は下限速度に基づいて、所定時間経過又は所定距離の移動の都度、目標速度を算出する目標速度算出手段と、
黄信号開始時点での自車両の速度が前記下限速度と上限速度との間にある場合、自車両の速度と目標速度との差分に応じて、自車両の加減速度を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両運転支援システム。
【請求項７】
前記運転支援装置は、
黄信号開始時点での自車両の速度が前記下限速度と上限速度との間にない場合、自車両の速度を維持すべく自車両の速度を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両運転支援システム。
【請求項８】
前記出力手段で出力する情報に基づいて、自車両の加減速を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両運転支援システム。
【請求項９】
前記出力手段で出力する情報に基づいて、自車両の加減速を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両運転支援システム。
【請求項１０】
交差点に設置された信号機の信号情報を受信して車両の安全運転を支援する運転支援装置において、
青信号時間の変動範囲に関する変動情報を取得する変動情報取得手段と、
自車両の速度情報を取得する速度取得手段と、
自車両と交差点との距離に関する情報を取得する距離情報取得手段と、
前記交差点までの距離、自車両の速度及び前記信号情報に基づいて、自車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件を算出する条件算出手段と、
該条件算出手段で算出した停止条件及び進入条件並びに前記変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする運転支援装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の運転支援装置を搭載したことを特徴とする車両。
【請求項１２】
交差点に設置された信号機の信号情報を運転支援装置で受信して車両の安全運転を支援する車両運転支援方法において、
前記運転支援装置は、
青信号時間の変動範囲に関する変動情報を取得し、
自車両の速度情報を取得し、
自車両と交差点との距離に関する情報を取得し、
前記交差点までの距離、自車両の速度及び前記信号情報に基づいて、自車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件を算出し、
算出した停止条件及び進入条件並びに前記変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定することを特徴とする車両運転支援方法。
【請求項１】
交差点に設置された信号機の信号情報を送信する送信装置と、該送信装置が送信した信号情報を受信して車両の安全運転を支援する運転支援装置とを備える車両運転支援システムにおいて、
前記運転支援装置は、
青信号時間の変動範囲に関する変動情報を取得する変動情報取得手段と、
自車両の速度情報を取得する速度取得手段と、
自車両と交差点との距離に関する情報を取得する距離情報取得手段と、
前記交差点までの距離、自車両の速度及び前記信号情報に基づいて、自車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件を算出する条件算出手段と、
該条件算出手段で算出した停止条件及び進入条件並びに前記変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする車両運転支援システム。
【請求項２】
前記条件算出手段は、
所定の標準減速度に基づいて、停止条件及び進入条件を算出するように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の車両運転支援システム。
【請求項３】
前記運転支援装置は、
青信号時間の最大短縮時間に基づいて、前記特定手段が前記走行状態にあると特定した場合には、該走行状態を脱するための上限速度を算出する上限速度算出手段と、
青信号時間の最大延長時間に基づいて、前記走行状態を脱するための下限速度を算出する下限速度算出手段と、
黄信号開始時点での自車両の速度を前記上限速度以上又は下限速度以下にすべく加減速するための情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両運転支援システム。
【請求項４】
前記運転支援装置は、
黄信号開始時点での自車両の速度が前記下限速度と上限速度との間にある場合、自車両の速度を前記上限速度又は下限速度にすべく自車両の加減速を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両運転支援システム。
【請求項５】
前記運転支援装置は、
周辺車両の有無を判定する周辺車両判定手段と、
前記交差点の交通に関する交通情報を取得する交通情報取得手段と
を備え、
前記出力手段は、
前記制御手段で自車両の速度を前記上限速度にすべく加速した場合の速度が所定速度以下であることの条件を満たし、かつ前方車両が存在しないこと、後続車両が存在すること、及び前記交差点の交差道路の交通が閑散であることの少なくとも１つの条件を満たす場合、自車両を加速するための情報を出力するように構成してあることを特徴とする請求項４に記載の車両運転支援システム。
【請求項６】
前記運転支援装置は、
自車両の速度、及び前記上限速度又は下限速度に基づいて、所定時間経過又は所定距離の移動の都度、目標速度を算出する目標速度算出手段と、
黄信号開始時点での自車両の速度が前記下限速度と上限速度との間にある場合、自車両の速度と目標速度との差分に応じて、自車両の加減速度を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両運転支援システム。
【請求項７】
前記運転支援装置は、
黄信号開始時点での自車両の速度が前記下限速度と上限速度との間にない場合、自車両の速度を維持すべく自車両の速度を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両運転支援システム。
【請求項８】
前記出力手段で出力する情報に基づいて、自車両の加減速を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両運転支援システム。
【請求項９】
前記出力手段で出力する情報に基づいて、自車両の加減速を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の車両運転支援システム。
【請求項１０】
交差点に設置された信号機の信号情報を受信して車両の安全運転を支援する運転支援装置において、
青信号時間の変動範囲に関する変動情報を取得する変動情報取得手段と、
自車両の速度情報を取得する速度取得手段と、
自車両と交差点との距離に関する情報を取得する距離情報取得手段と、
前記交差点までの距離、自車両の速度及び前記信号情報に基づいて、自車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件を算出する条件算出手段と、
該条件算出手段で算出した停止条件及び進入条件並びに前記変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする運転支援装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の運転支援装置を搭載したことを特徴とする車両。
【請求項１２】
交差点に設置された信号機の信号情報を運転支援装置で受信して車両の安全運転を支援する車両運転支援方法において、
前記運転支援装置は、
青信号時間の変動範囲に関する変動情報を取得し、
自車両の速度情報を取得し、
自車両と交差点との距離に関する情報を取得し、
前記交差点までの距離、自車両の速度及び前記信号情報に基づいて、自車両が交差点の手前に停止するための停止条件及び交差点に進入するための進入条件を算出し、
算出した停止条件及び進入条件並びに前記変動情報に基づいて、車両の走行状態を特定することを特徴とする車両運転支援方法。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−３０２８１９（Ｐ２００８−３０２８１９Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５２０００（Ｐ２００７−１５２０００）
【出願日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【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２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【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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