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】車線変更の走行制御又は情報提供を行うことにより、自車両が安全に交差点を通過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】運転支援装置は、自車両の位置、前方車両又は後方車両との車間距離などを測位しつつ、通信装置２０から受信した車両情報を探索して車両情報で示される車両の中から自車両、前方車両及び後方車両を特定する。運転支援装置は、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに信号情報に基づいて、自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを判定し、判定結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する。
【解決手段】運転支援装置は、自車両の位置、前方車両又は後方車両との車間距離などを測位しつつ、通信装置２０から受信した車両情報を探索して車両情報で示される車両の中から自車両、前方車両及び後方車両を特定する。運転支援装置は、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに信号情報に基づいて、自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを判定し、判定結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する。
【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、特に交差点で車両を安全に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の例として、例えば、信号の切り替わり時点で運転者が交差点の手前で停止すべきか、あるいは交差点を通過すべきかの判断に迷うジレンマ領域又はオプション領域等の危険走行領域に自車両が突入する可能性があるか否かを交差点の十分手前で判断し、突入する可能性がある場合には、危険走行領域を回避するように、余裕を持った緩やかな速度制御を行い、自車両を交差点の手前に安全確実に停止させ、あるいは安全に交差点を通過させる技術が開発されている。
【０００３】
また、車両の安全運転支援の他の例として、前方の信号機のない交差点等で交差し、自車両から見て死角となる道路の状況をカメラで撮像し、撮像された画像情報に基づいて道路を移動する車両を認識し、認識した車両の位置を算出して、交差点の直上流を走行する自車両に送信する。自車両は、算出された車両の位置を車両内の画面に表示することにより、交差点での出合い頭衝突の防止に役立てるシステムが開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２１５９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のシステムにあっては、自車両から見て死角となる領域から交差点などの所定の地点へ移動してくる他の車両の接近情報を提供するものであり、死角となる領域に他の車両が存在しないことが確認できたとしても、信号機が設置された交差点において、信号の切り替わりタイミングとの関係で自車両が安全に交差点を通過又は交差点で停止することができるか否かを判定することはできない。
【０００５】
また、交差点で自車両を停止させるか、あるいは交差点を通過させるかを判断した結果、例えば、自車両の速度を維持できれば交差点を安全に通過することができるとしても、自車両の前方に速度の遅い車両（例えば、バスがバス停で停止しようとしている場合、車両が駐車場や店舗等の目的地を探しながら走行している場合など）が存在する場合には、自車両が前方車両に追従して走行する結果、前方車両が交差点を通過できないために自車両も交差点を通過できず、最悪の場合、自車両が危険走行領域に突入するおそれがある。
【０００６】
このような場合に、仮に自車両が走行する車線に隣接する他の車線に前方車両が存在しておらず、車線変更が安全に実施できるときには、早めに車線変更を運転者に促して自車両が交差点を通過できるようにする方が、快適走行の観点のみならず、安全走行の観点からも望ましい。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車線変更の走行制御又は情報提供を行うことにより、自車両が安全に交差点を通過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】
【０００８】
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黄信号開始時点及び黄信号時間を含む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であって、前記運転支援装置は、複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信する受信手段と、該受信手段で受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定する車両特定手段と、該車両特定手段で特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定する状態判定手段と、該状態判定手段で判定した結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する車線変更判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第２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黄信号開始時点及び黄信号時間を含む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であって、前記運転支援装置は、自車両の前方を走行する前方車両を特定する車両特定手段と、自車両及び前記前方車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を取得する取得手段と、自車両及び前記前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前記前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定する状態判定手段と、該状態判定手段で判定した結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する車線変更判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
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、前記車線変更判定手段は、前記状態判定手段で自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過できない状態であると判定し、かつ自車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
第４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、前記車線変更判定手段は、前記状態判定手段で自車両と同一車線上の前方車両が存在しなければ自車両が交差点を通過できる状態であると判定し、かつ前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合に、該前方車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
第５発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記運転支援装置は、前記状態判定手段で自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過できない状態であると判定し、かつ自車両が交差点で通過若しくは停止できないジレンマ状態又は交差点で通過若しくは停止できるオプション状態であると判定した場合、自車両を加速したときに自車両が交差点を通過できるか否かを判定する加速判定手段を備え、前記車線変更判定手段は、前記加速判定手段で自車両が交差点を通過できると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第６発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第５発明のいずれか１つにおいて、前記状態判定手段は、前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合、該前方車両が交差点を通過できる状態にあるか否かを判定するように構成してあり、前記車線変更判定手段は、前記前方車両が交差点を通過できる状態にある場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
第７発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第６発明のいずれか１つにおいて、前記運転支援装置は、前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合、該前方車両と自車両との距離に関する情報を取得する前方車両距離取得手段を備え、前記車線変更判定手段は、前記前方車両距離取得手段で取得した距離が所定の閾値以下となる場合、自車両の車線を変更しないと判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１５】
第８発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第７発明のいずれか１つにおいて、前記車両特定手段は、自車両の後方を走行する後方車両を特定するように構成してあり、前記運転支援装置は、前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に後方車両を特定した場合、該後方車両と自車両との距離に関する情報を取得する後方車両距離取得手段を備え、前記車線変更判定手段は、前記後方車両距離取得手段で取得した距離が所定の閾値以下となる場合、自車両の車線を変更しないと判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
第９発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第８発明のいずれか１つにおいて、前記運転支援装置は、道路勾配を含む道路情報を取得する道路情報取得手段を備え、前記状態判定手段は、前記道路情報取得手段で取得した道路情報に基づいて、自車両及び前方車両が前記特定の状態にあるか否かを判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１７】
第１０発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第９発明のいずれか１つにおいて、前記運転支援装置は、前記車線変更判定手段で自車両の車線を変更すると判定した場合、車線変更を指示する指示手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
第１１発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第１０発明のいずれか１つにおいて、前記運転支援装置は、前記車線変更判定手段で自車両の車線を変更すると判定した場合、自車両が交差点を通過すべく自車両を加減速するための情報を出力する出力手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
第１２発明に係る車両運転支援システムは、第１１発明において、前記運転支援装置は、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加減速制御手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
第１３発明に係る車両運転支援システムは、第１１発明又は第１２発明において、前記運転支援装置は、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。
【００２１】
第１４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黄信号開始時点及び黄信号時間を含む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であって、複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信する受信手段と、該受信手段で受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定する車両特定手段と、該車両特定手段で特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定する状態判定手段と、該状態判定手段で判定した結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する車線変更判定手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
第１５発明に係る車両は、第１４発明に係る運転支援装置を搭載したことを特徴とする。
【００２３】
第１６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黄信号開始時点及び黄信号時間を含む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であって、前記運転支援装置は、複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信し、受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定し、特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定し、判定結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定することを特徴とする。
【００２４】
第１発明、第１４発明及び第１６発明にあっては、運転支援装置は、複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信する。この場合、車両と交差点との距離に関する情報は、車両と交差点との距離でもよく、あるいは、車両及び交差点の位置であってもよい。運転支援装置は、受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定する。これにより、運転支援装置は、自車両とその前方車両の速度、交差点までの距離を把握することができる。運転支援装置は、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに信号情報に基づいて、特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを判定する。
【００２５】
特定の状態は、例えば、ジレンマ状態（ジレンマ領域にある状態）、オプション状態（オプション領域にある状態）、交差点通過状態（交差点を通過できる領域にある状態）、交差点停止状態（交差点で停止できる領域にある状態）などがある。ジレンマ状態は、車両が黄信号表示後に停止しようとしても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交差点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、オプション状態は、車両が黄信号表示後に停止しようとして交差点の手前に停止でき、かつ黄信号の終了時点までに交差点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。なお、ジレンマ領域及びオプション領域には、それらの近傍領域も含まれる。ここで、近傍領域は、交差点停止領域又は交差点通過領域であって危険走行領域に近い距離にある領域である。なお、近傍領域は、交差点通過領域側及び交差点停止領域側の両方の領域を考慮してもよく、あるいは、いずれか一方の領域のみを考慮してもよい。また、交差点通過状態は、安全に交差点を通過することができる状態であり、交差点停止状態は、安全に交差点に停止することができる状態である。
【００２６】
運転支援装置は、自車両及び前方車両の判定結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する。例えば、自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過することができない場合、車線変更を行う。これにより、前方車両に追従して走行した場合に、危険走行状態に陥るときでも、車線変更を行うことで危険走行状態を回避して交差点を安全に通過することができる。
【００２７】
第２発明にあっては、運転支援装置は、自車両の前方を走行する前方車両を特定する。前方車両の特定は、例えば、車載カメラ、超音波センサなどの車載センサにより行うことができる。また、前方車両は自車両と同一車線上の車両のみならず、隣接する他の車線上の車両を含む。運転支援装置は、自車両及び前方車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を取得する。前方車両の速度は、例えば、自車両の速度と前方車両との相対速度により求めることができる。また、車両（自車両及び前方車両）と交差点との距離に関する情報は、車両と交差点との距離でもよく、あるいは、車両及び交差点の位置であってもよい。自車両と交差点との距離に関する情報は、例えば、路側装置などから取得することができ、前方車両と交差点との距離に関する情報は、自車両と前方車両との車間距離により求めることができる。運転支援装置は、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに信号情報に基づいて、特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを判定する。
【００２８】
特定の状態は、例えば、ジレンマ状態（ジレンマ領域にある状態）、オプション状態（オプション領域にある状態）、交差点通過状態（交差点を通過できる領域にある状態）、交差点停止状態（交差点で停止できる領域にある状態）などがある。ジレンマ状態は、車両が黄信号表示後に停止しようとしても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交差点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、オプション状態は、車両が黄信号表示後に停止しようとして交差点の手前に停止でき、かつ黄信号の終了時点までに交差点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。なお、ジレンマ領域及びオプション領域には、それらの近傍領域も含まれる。交差点通過状態は、安全に交差点を通過することができる状態であり、交差点停止状態は、安全に交差点に停止することができる状態である。なお、交差点通過状態及び交差点停止状態には、オプション領域の状態を含まない。
【００２９】
運転支援装置は、自車両及び前方車両の判定結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する。例えば、自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過することができない場合、車線変更を行う。これにより、前方車両に追従して走行した場合に、危険走行状態に陥るときでも、車線変更を行うことで危険走行状態を回避して交差点を安全に通過することができる。
【００３０】
第３発明にあっては、運転支援装置は、自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過できない状態であると判定し、かつ自車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定する。例えば、自車両の車線に隣接する他の車線に車線変更するための走行制御又は運転者に車線変更を促すための情報提供を行うことができる。これにより、自車両と同一車線を走行する前方車両の存在により、自車両が危険走行状態に陥ることを防止でき、自車両が安全に交差点を通過することができる。
【００３１】
第４発明にあっては、運転支援装置は、自車両と同一車線上の前方車両が存在しなければ自車両が交差点を通過できる状態であると判定し、かつ自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合に、その前方車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更する。これにより、自車両が加速すれば安全に交差点を通過することができる状態にあるにもかかわらず、自車両と同一車線上に前方車両が存在するなどして自車両が同一車線上で加速できないような場合でも、車線変更により安全に交差点を通過することができる。
【００３２】
第５発明にあっては、運転支援装置は、自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過できない状態であると判定し、かつ自車両が交差点で通過若しくは停止できないジレンマ状態、又は交差点で通過若しくは停止できるオプション状態であると判定した場合、自車両を加速（例えば、所定速度以下の速度に加速）したときに交差点を通過できるか否かを判定する。自車両が交差点を通過できると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定する。これにより、自車両と同一車線を走行する前方車両が交差点を通過できない状態であって自車両が危険走行状態にある場合でも、速度を所定速度以下の速度まで上げることにより、交差点を安全に通過することができ、危険走行状態を回避することができる可能性を向上させることができる。
【００３３】
第６発明にあっては、運転支援装置は、自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合、その前方車両が交差点を通過できる状態にあるか否かを判定し、その前方車両が交差点を通過できる状態にある場合、自車両の車線を変更すると判定する。これにより、変更先の車線に前方車両が存在する場合でも、その前方車両が交差点を通過することができるときには、前方車両の存在により自車両が危険走行領域に陥ることなく、安全に交差点を通過することができる。
【００３４】
第７発明にあっては、運転支援装置は、自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合、その前方車両と自車両との距離に関する情報を取得し、取得した距離が所定の閾値以下となる場合、自車両の車線を変更しないと判定する。なお、距離に関する情報は、距離そのものでもよく、前方車両及び自車両の絶対的な位置（座標）でもよく、前方車両及び自車両の相対的な位置（交差点からの距離）でもよい。これにより、自車両が車線変更した場合に、変更先車線の前方車両と異常接近するようなときには、車線変更を行わないことで前方車両との異常接近又は衝突を防止できる。なお、自車と前方(後方)車両の速度がわかる場合、自車と前方(後方)車両の相対速度を求めて、自車と前方(後方)車両の距離を求めた相対速度で除算して算出される時間を考慮するようにしてもよい。
【００３５】
第８発明にあっては、運転支援装置は、自車両の変更先車線上に後方車両を特定した場合、その後方車両と自車両との距離に関する情報を取得し、取得した距離が所定の閾値以下となる場合、自車両の車線を変更しないと判定する。なお、距離に関する情報は、距離そのものでもよく、後方車両及び自車両の絶対的な位置（座標）でもよく、後方車両及び自車両の相対的な位置（交差点からの距離）でもよい。これにより、自車両が車線変更した場合に、変更先車線の後方車両と異常接近するようなときには、車線変更を行わないことで後方車両との異常接近又は衝突を防止できる。なお、自車と前方(後方)車両の速度がわかる場合、自車と前方(後方)車両の相対速度を求めて、自車と前方(後方)車両の距離を求めた相対速度で除算して算出される時間を考慮するようにしてもよい。
【００３６】
第９発明にあっては、運転支援装置は、道路勾配を含む道路情報を取得し、取得した道路情報に基づいて、自車両及び前方車両が特定の状態にあるか否かを判定する。例えば、運転支援装置は、自車両及び前方車両が特定の状態にあるか否かを判定する場合に、標準減速度に応じた停止条件を用いることができる。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。運転支援装置は、取得した道路情報により、例えば、自車両が下り坂を走行する場合、標準減速度を小さくし、登り坂を走行する場合、標準減速度を大きくすることができる。また、路面状態が乾燥、湿潤、砂地、雪面であるかに応じて、あるいはタイヤの磨耗状態に応じて、標準減速度を変化させることもできる。これにより、一層精度良く車両の停止又は進入を制御することができる。
【００３７】
第１０発明にあっては、運転支援装置は、自車両の車線を変更すると判定した場合、車線変更を指示する。運転者は指示通りに車線変更を行うことにより、自車両は危険走行状態を回避しつつ安全に交差点を通過することができる。
【００３８】
第１１発明にあっては、運転支援装置は、自車両の車線を変更すると判定した場合、自車両が交差点を通過すべく自車両を加減速するための情報を出力する。すなわち、運転支援装置は、自車両が危険走行状態にある場合には、緩やかな加速を行って自車両が交差点を通過できるように速度を上げるための情報を出力する。また、自車両が交差点通過状態にある場合には、自車両の速度を維持するための情報を出力する。これにより、危険走行状態を回避、あるいは交差点通過状態を維持して自車両が安全に交差点を通過することができる。
【００３９】
第１２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、危険走行状態から脱して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。また、運転支援装置は、自車両が危険走行状態に陥らずに交差点を通過できる場合には、自車両の速度を維持する。これにより、危険走行状態を回避して安全に車両を通過させることができる。
【００４０】
第１３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、危険走行状態から脱して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。また、運転支援装置は、自車両が危険走行状態に陥らずに交差点を通過できる場合には、自車両の速度を維持すること又は速度維持の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から脱すること、又は交差点通過状態にあ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から脱すること、あるいは交差点通過状態を維持することができる。また、運転者が指示に基づいて運転操作することで、危険走行状態から脱すること、あるいは交差点通過状態を維持して交差点を安全に通過することができる。
【００４１】
第１５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】
【００４２】
本発明にあっては、前方車両に追従して走行した場合に、危険走行状態に陥るときでも、車線変更を行うことで危険走行状態を回避して交差点を安全に通過することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
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り、図２は本発明に係る運転支援装置３０の構成を示すブロック図である。本発明に係る車両運転支援システムは、自車両に搭載された運転支援装置３０、交差点に設置した信号機の信号情報（例えば、黄信号開始時点及び黄信号時間など）等を運転支援装置３０へ送信するための通信装置２０などを備えている。通信装置２０は狭域通信機能を備え、例えば、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを用いることができる。
【００４４】
図１に示すように、信号機が設置された交差点手前に停止線を設けてあり、停止線から複数の車線を有する道路に沿って上流側に適長の離隔距離（例えば、２００ｍ）を有して通信装置２０を設置してある。停止線から上流側の所定距離までの所定範囲Ａに、適長離隔して画像感知器１０、…を設置してある。各画像感知器１０は、例えば、ビデオカメラで構成され、道路上の所定の撮像領域Ａ１、…を走行する車両を撮像することができる。各画像感知器１０により、道路上の所定範囲Ａ（撮像領域Ａ１、…）内の車両をすべて撮像することができる。また、各画像感知器１０は、通信装置２０に接続してある。
【００４５】
各画像感知器１０は、撮像された画像データに基づいて、車両の車頭又は車尾などを抽出して車両の位置を検出するとともに、撮像時刻の異なる画像データに基づいて、車両の速度を検出する。また、各画像感知器１０は、車両全体の特徴から車種、車色を検出することもできる。各画像感知器１０で算出する車両の位置は、車両の道路の進行方向の位置（例えば、交差点の停止線からの距離）、道路の幅方向の位置（例えば、車線、左側の路肩からの距離）などである。なお、各画像感知器１０は、単眼カメラでもよく、ステレオカメラでもよい。ステレオカメラの場合には、単眼カメラよりも車両の位置、速度を精度良く求めることが可能となる。また、画像感知器１０に代えて、車両の位置、速度などを検出することができるものであれば、他の車両感知器であってもよく、断面的な計測を行う感知器であってもよい。
【００４６】
各画像感知器１０は、検出した車両の停止線等の所定の地点からの距離、走行車線情報又は路肩からの距離、速度、車種、車色、撮像時刻などを含む車両情報を通信装置２０へ出力する。なお、各画像感知器１０は、所定時間（例えば、０．１秒、０．５秒、１秒など）経過の都度、検出処理を繰り返す。
【００４７】
通信装置２０は、各画像感知器１０から入力された車両情報を一旦記憶する。また、通信装置２０は、運転支援装置３０との通信領域Ｒを有する。自車両が通信領域Ｒを通過する際に、運転支援装置３０は、通信装置２０から所定の情報を受信する。所定の情報は、例えば、運転支援装置３０と通信装置２０との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）、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）、各画像感知器１０から入力された車両情報などである。なお、通信装置２０と各画像感知器１０とは物理的に離隔して設置されているが、各画像感知器１０の機能を通信装置２０に統合することは可能である。
【００４８】
運転支援装置３０は、後述するように自車両の位置、及び前方車両又は後方車両との車間距離などを測位しつつ、通信装置２０から受信した車両情報を探索して、車両情報の中で自車両の位置を特定するとともに、自車両の前方及び後方を走行する各車線上のすべての前方車両及び後方車両を特定する。
【００４９】
運転支援装置３０は、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに信号情報に基づいて、特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを判定する。
【００５０】
特定の状態は、例えば、ジレンマ状態（ジレンマ領域にある状態）、オプション状態（オプション領域にある状態）、交差点通過状態（交差点を通過できる領域にある状態）、交差点停止状態（交差点で停止できる領域にある状態）などがあるが詳細は後述する。運転支援装置３０は、自車両及び前方車両の判定結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する。これにより、前方車両に追従して走行した場合に、危険走行状態に陥るときでも、車線変更を行うことで危険走行状態を回避して交差点を安全に通過することができる。
【００５１】
図２に示すように、運転支援装置３０は、車両内に搭載されたビデオカメラ（車載カメラ）３１を接続してある。ビデオカメラ３１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、自車両の前方を走行する前方車両及び前方の路面を撮像できるようにしてある。運転支援装置３０は、ビデオカメラ３１で撮像した画像に基づいて、自車両の前方を走行する前方車両の位置（車間距離）、速度（相対速度）、車種、車色などを所定の時間周期（例えば、０．１秒）で取得し、取得した情報を隣接車両情報として記憶部３０６に記憶する。なお、ビデオカメラ３１を自車両の後部又は側部に設置して後方車両又は隣車線の車両を撮像することもできる。また、ビデオカメラ３１に代えて、超音波センサなどを用いることもできる。これにより、自車両の前方を走行する前方車両及び後方を走行する後方車両などの隣接車両の情報を取得することができる。
【００５２】
運転支援装置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３０１を備える。なお、制御部３０１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。また、運転支援装置３０は、通信部３０２、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部３０３、ナビゲーション部３０４、センサ部３０５、記憶部３０６、車両特定部３０７、走行状態判定部３０８、車線変更判定部３０９、画像処理部３１０、表示部３１１、報知部３１２、インタフェース部３１３などを備えている。また、運転支援装置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。
【００５３】
通信部３０２は、通信装置２０との間で路車間通信を行うための狭域通信機能を有する。また、通信部３０２は、中域通信としてＵＨＦ帯又はＶＨＦ帯等の無線ＬＡＮ機能、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こともできる。
【００５４】
通信部３０２は、通信装置２０から、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）、車両情報、信号情報などを受信し、受信した各情報を記憶部３０６に記憶する。
【００５５】
センサ部３０５は、ジャイロセンサ、距離計、超音波センサ、ミリ波センサ等の車載センサを備える。
【００５６】
ＧＰＳ受信部３０３は、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）又はＲＴＫ−ＧＰＳ(Real-Time KinematicＧＰＳ)などのＧＰＳ受信機能を備え、複数のＧＰＳを含むＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からの電波を随時繰り返し受信し、自車位置を測位する。これにより、運転支援装置３０は、任意の地点での自車両の位置（例えば、交差点の停止線からの距離）を取得することができる。
【００５７】
ナビゲーション部３０４は、地図データベース等を内蔵し、ＧＰＳ受信部３０３からの情報、センサ部３０５からの情報に基づいて、自車両の位置（交差点の停止線からの距離、走行車線など）、自車両の速度等を所定の時間周期（例えば、０．１秒）で求め、自車両の走行履歴を示す自車両情報を生成して記憶部３０６に記憶する。
【００５８】
車両特定部３０７は、自車両情報で示される自車両の位置に基づいて、道路上の所定範囲Ａ内に存在する車両を示す車両情報を探索し、自車両の位置に一致又は近似（最も近い）車両を自車両として特定する。この場合、車両位置の誤差、現在時点（例えば、通信装置２０から車両情報を受信した時点、あるいは受信した車両情報に基づいて自車両の特定処理を行う時点など）と車両情報で示される車両の検出時点との時間差（時間ずれ）の誤差などに応じて、探索範囲を決定する。なお、詳細は後述する。
【００５９】
走行状態判定部３０８は、自車両及びすべての車線上の前方車両の位置（例えば、交差点又は停止線までの距離など）及び速度、信号情報、所定の標準減速度などに基づいて、自車両及び前方車両が、例えば、ジレンマ状態（ジレンマ領域にある状態）、オプション状態（オプション領域にある状態）、交差点通過状態（交差点を通過できる領域にある状態）、交差点停止状態（交差点で停止できる領域にある状態）などの特定状態のいずれの状態にあるかを判定する。
【００６０】
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。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。
【００６１】
走行状態判定部３０８は、判定結果に応じて、自車両を危険走行領域から回避させるための進入限界速度、目標速度及び段階的目標速度などを算出する。進入限界速度、目標速度及び段階的目標速度については後述する。
【００６２】
車線変更判定部３０９は、走行状態判定部３０８で判定された結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する。車線を変更するための判定条件は、一例として以下のとおりである。
【００６３】
条件１は、交差点の信号の黄信号開始時点において、自車両と同一車線を走行する前方車両が交差点通過領域以外の領域にあり、かつ自車両が交差点通過領域にある場合である。
【００６４】
条件２は、交差点の信号の黄信号開始時点において、車線変更の移動先車線に交差点通過領域以外の領域にある前方車両が存在しない場合である。例えば、車線変更の移動先車線に前方車両が存在しない場合、あるいは、前方車両が存在していてもすべて交差点通過領域にある場合である。
【００６５】
条件３は、自車両が移動先車線に車線変更したときに、変更後の車線で前方車両に異常接近しない場合である。すなわち、自車両の速度が移動先車線の前方車両の速度よりも小さい場合、あるいは、自車両の速度が前方車両の速度よりも大きい場合であっても、交差点を通過するまでに前方車両との車間距離が短くならない程度の速度差を有するような場合である。
【００６６】
車線変更を行うための条件は、条件１のみでもよく、条件１及び条件２を満たす場合、条件１及び条件３を満たす場合、あるいは、条件１、２、３すべてを満たす場合とすることができる。どのような条件を組み合わせるかは、道路状況等に応じて設定すればよい。
【００６７】
なお、自車両の後方を走行する後方車両の情報が得られる場合には、条件１〜３に加えて、移動先の車線の後方に車線変更するだけの余裕があるか否か、すなわち、自車両の現在の車線の後方に変更先の車線へ車線変更しようとする車両が存在しない場合、あるいは、変更先の車線に後方車両が存在するときでも、車間距離が詰まりすぎるような異常接近とならない場合などの条件を追加することもできる。また、自車と前方(後方)車両の速度がわかる場合、自車と前方(後方)車両の相対速度を求めて、自車と前方(後方)車両の距離を求めた相対速度で除算して算出される時間を考慮した条件を追加するようにしてもよい。
【００６８】
また、上述の条件１〜３それぞれに代えて、条件４〜６でもよい。すなわち、条件４は、交差点の信号の黄信号開始時点において、自車両と同一車線を走行する前方車両が交差点通過領域以外の領域にあり（すなわち、交差点を通過できない状態にあり）、かつ自車両が危険走行領域（ジレンマ領域又はオプション領域）にあって、黄信号開始時点までに、所定閾値以下の目標速度まで速度を上げることにより交差点通過領域に到達できる場合である。
【００６９】
条件５は条件２と同様であり、条件６は条件３と同様である。車線変更を行うための条件は、条件４のみでもよく、条件４及び条件５を満たす場合、条件４及び条件６を満たす場合、あるいは、条件４、５、６すべてを満たす場合とすることができる。どのような条件を組み合わせるかは、道路状況等に応じて設定すればよい。
【００７０】
また、上述の条件に以下のような条件も加えることができる。すなわち、自車両と同一車線上の前方車両が存在しなければ自車両が交差点を通過できる状態であると判定し、かつ自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合に、その前方車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更する。これにより、自車両が加速すれば安全に交差点を通過することができる状態にあるにもかかわらず、自車両と同一車線上に前方車両が存在するなどして自車両が同一車線上で加速できないような場合でも、車線変更により安全に交差点を通過することができる。なお、自車両の変更先車線の前方車両が存在していない場合は、自車両単独で危険走行領域回避判定を行えばよく、その判定結果に従って、車線変更をして、安全に通過又は停止すればよい。
【００７１】
なお、自車両の前方車両として、車線変更の前後において自車両の直近の前方車両のみを対象としてもよく、すべての前方車両を対象とすることもできる。
【００７２】
画像処理部３１０は、制御部３０１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３１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。また、画像処理部３１０は、撮像画像に基づいて前方車両を抽出し、前方車両の車種又は大きさを特定する。特定した車種又は大きさに応じて、前方車両の車長を算出する。また、画像処理部３１０は、撮像画像に基づいて前方車両までの距離を算出することもできる。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。
【００７３】
ビデオカメラ３１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。
【００７４】
【数１】
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
表示部３１１は、ヘッドアップディスプレイ又はモニタなどの液晶表示パネルであり、運転者に対して、各種情報を表示することができる。
【００７８】
報知部３１２は、スピーカを備え、制御部３０１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、交差点を安全に通過させるべく車両制御（例えば、車線変更、加速制御など）又は情報提供（車線変更の指示、加速の指示など）を行う場合、その旨を出力する。
【００７９】
インタフェース部３１３は、車両の走行を制御する車両制御部（不図示）に対して制御信号を出力する。インタフェース部３１３は、例えば、所要の加減速度で車両を加減速させるための制御信号を出力する。
【００８０】
次に車両情報を探索して自車両、前方車両及び後方車両を特定する方法について説明する。図３は車両の特定方法を示す説明図であり、図４は車両情報の一例を示す説明図である。図３（ａ）は、各画像感知器１０で道路上の所定範囲Ａ内に存在するすべての車両を撮像して車両を検出した検出時点における車両の分布（位置関係）を示したものである。また、図３（ｂ）は、現在時点（例えば、通信装置２０から車両情報を受信した時点、あるいは受信した車両情報に基づいて車両の特定処理を行う時点など）における車両の分布を示す。模様が付された車両は、通信領域Ｒを通過する自車両であり、破線で示された車両は、自車両を特定した後に周辺の車両（前方車両又は後方車両）として特定することができる他の車両である。
【００８１】
図４に示すように、車両情報は、図３（ａ）で示される車両検出時の車両の分布を表したものである。すなわち、車両情報は、交差点の停止線からの走行車線毎の車両順番、停止線までの距離、速度、走行車線、車種、車色などの情報により構成されている。なお、停止線までの距離は車尾の位置を基準としているが、これに限定されるものではない。また、車両情報は、一例であって、これに限定されるものではない。
【００８２】
図３（ｂ）で示す現在時点（例えば、通信装置２０から車両情報を受信した時点、あるいは受信した車両情報に基づいて車両の特定処理を行う時点など）における自車両の位置の真値をＸ、推定値をＸｄ、車両位置の誤差（最大誤差）をＸｍａｘとすると、Ｘｄ−Ｘｍａｘ≦Ｘ≦Ｘｄ＋Ｘｍａｘとなる。また、時間差の誤差についても考慮するとして、車両検出時点と現在時点との時間差（時刻ずれ）の真値をｔ、時間差の推定値をｔｄ、時間差の誤差（最大誤差）をｔｍａｘとすると、ｔｄ−ｔｍａｘ≦ｔ≦ｔｄ＋ｔｍａｘとなる。ここで、ｔｍａｘは、時間差（時刻ずれ）の推定値の誤差である。自車両の現在時刻の速度をＶとする。
【００８３】
この場合、車両探索範囲は、Ｘｄ−Ｘｍａｘ＋ｔｄ・Ｖ−ｔｍａｘ・Ｖ≦Ｘ０≦Ｘｄ＋Ｘｍａｘ＋ｔｄ・Ｖ＋ｔｍａｘ・Ｖにより決定される。なお、時間差の誤差が無視できる程度に小さい場合には、位置の誤差のみにより車両探索範囲を決定してもよい。
【００８４】
図４の例で示される車両情報を探索する場合、例えば、現在時点における自車両の位置（停止線までの距離）の真値Ｘ＝２００ｍ、推定値Ｘｄ＝１９６、速度Ｖ＝７２ｋｍ／ｈ＝２０ｍ／ｓであり、車両位置の誤差Ｘｍａｘ＝５ｍとする。また、時間差の真値ｔ＝１．２ｓ、推定値ｔｄ＝１ｓ、時間差の誤差ｔｍａｘ＝０．３ｓとすると、車両探索範囲は、２０５≦Ｘ０≦２２７となる。図３及び図４の例では、車両Ｃ４、Ｃ７が特定され、いずれか一方が自車両であり、他方が周辺車両である。
【００８５】
運転支援装置３０が通信装置２０との通信により、自車両が走行する走行車線、あるいは路肩からの距離を特定することができる場合、例えば、図３（ｂ）の例では、自車両が車線１を走行していることが判明する場合には、車線２を走行する車両Ｃ７は除外され、車両Ｃ４が自車両であることが分かる。
【００８６】
また、自車両に超音波センサ、車載カメラなどを搭載しておき、自車両の前方を走行する前方車両との車間距離を算出できる場合には、車間距離により自車両を特定することができる。すなわち、図３（ａ）、図４に示すように、車両Ｃ４、Ｃ７の同一車線の前方車両は、それぞれ車両Ｃ３、Ｃ６であり、車両Ｃ４とＣ３の車尾（頭）間距離は７０ｍ、車両Ｃ７とＣ６の車尾（頭）間距離は３０ｍであるとする。一方、自車両で算出した前方車両との車間距離が、例えば、６５ｍであるとすると、これに自車両の車長（例えば、５ｍ）を加えると車尾（頭）間距離は７０ｍとなる。従って、車両Ｃ７は除外され、車両Ｃ４が自車両であることが分かる。自車両Ｃ４が特定されることで、自車両Ｃ４よりも前方を走行する前方車両Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６を特定することができ、自車両Ｃ４の後方を走行する後方車両Ｃ７を特定することができる。
【００８７】
以上により自車両、前方車両及び後方車両を特定することができ、車両検出時の自車両Ｃ４の停止線までの距離は２２０ｍ、速度は７２ｋｍ／ｈであり、前方車両Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６それぞれの停止線までの距離は１２０ｍ、１３５ｍ、１５０ｍ、１３０ｍ、１９５ｍであり、速度は５５ｋｍ／ｈ、５０ｋｍ／ｈ、６５ｋｍ／ｈ、６５ｋｍ／ｈ、６５ｋｍ／ｈである。また、自車両Ｃ４と後方車両Ｃ７との車尾（頭）間距離は５ｍであり、後方車両の速度は７５ｋｍ／ｈである。
【００８８】
なお、車両の位置及び速度は、短時間であるとしても現在時刻から時間差（時刻ずれ）だけ過去の時刻の情報である。このため、各車両の停止線までの距離をそれぞれの車両の速度に応じて補正することもできる。例えば、現在時刻では、自車両の停止線までの距離は、速度２０ｍ／ｓ×時間差（１ｓ）に相当する距離（２０ｍ）だけ停止線に近づくため、現在時刻の自車両の停止線までの距離は２００ｍ（２２０ｍ−２０ｍ）と補正することができる。前方車両及び後方車両についても同様である。なお、時間差ｔが無視できるほど小さい場合には、ｔ＝０とすることができる。また、車線の数は２に限定されるものではなく、３車線以上であってもよい。
【００８９】
図５は自車両及び同一車線上の前方車両の状態量と危険走行領域の一例を示す説明図である。図において、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。危険走行領域は、車両が危険走行状態であることを車両の速度と停止線までの距離とにより表すことができる領域である。危険走行領域は、ジレンマ領域とオプション領域とを含む。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。すなわち、黄信号表示中に（例えば、黄信号開始時点で）車両が危険領域にある状態であると判定した場合、その車両は危険走行状態にあると判定する。
【００９０】
また、危険走行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、危険走行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。
【００９１】
図５において、停止線を基準とした自車両の現在位置を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自車両の状態量（位置Ｘｙ、速度Ｖｙ）は、自車両の速度が変化しないとして（Ｖｙ＝Ｖ）、式（４）で求められる。式（４）は、現在の自車両の走行状態に基づいた判定条件Ｅである。
【００９２】
【数２】
【００９３】
一方、自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、自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、黄信号開始時に自車両が標準減速度で減速したならば、自車両が停止線で停止することができる自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。
【００９４】
自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、自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自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。
【００９５】
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。
【００９６】
また、自車両と同一車線上の前方車両についても、停止線を基準とした前方車両の現在位置をＸｐ、現在速度をＶｐ、黄信号開始となるまでの時間をｔ（０＜ｔ＜信号周期）とすると、自車両の場合と同様に、黄信号開始時刻での前方車両の位置Ｘｐｙ、速度Ｖｐｙ（＝Ｖｐ）を求めることができる。
【００９７】
図５に示すように、自車両が黄信号開始時刻で交差点通過領域にあるためには、すなわち、自車両が安全に交差点を通過できる状態にあるためには、自車両の状態量（位置Ｘｙ、速度Ｖｙ）を示す点Ｂ１が交差点通過領域内にあればよい。また、この場合、自車両の速度Ｖｙをそのまま維持して走行すれば（図５の例では、ジレンマ領域に陥らない境界条件の点Ｑで表される速度Ｖｑ以上の速度であれば）、危険走行領域に突入することなく交差点を安全に通過することができる。自車両の速度が低下して危険走行領域に陥る可能性を防止するため、目標速度などを設定して自車両の速度が目標速度で維持できるよう走行制御又は運転者への情報提供を行うことができる。
【００９８】
一方、自車両と同一車線を走行する前方車両が黄信号開始時刻で交差点通過領域以外の領域（例えば、図５に示すジレンマ領域、オプション領域、交差点通過領域などの領域）にある場合には、前方車両の状態量（位置Ｘｐｙ、速度Ｖｐｙ）を示す点Ｂ２が交差点停止領域内にある。
【００９９】
すなわち、図５の例は、交差点の信号の黄信号開始時刻において、自車両と同一車線を走行する前方車両が交差点通過領域以外の領域にあり（すなわち、交差点を通過できない状態にあり）、かつ自車両が交差点通過領域にあり、仮に自車両が前方車両に追従して走行した場合、自車両も交差点を通過することができず、危険走行領域内に陥る可能性もあるため、運転支援装置３０は、自車両が安全に交差点を通過することができるように自車両の車線を変更すべく車両制御又は情報提供を行う。
【０１００】
図６は自車両及び同一車線上の前方車両の状態量と危険走行領域の他の例を示す説明図である。図６に示すように、自車両と同一車線を走行する前方車両が黄信号開始時刻で交差点通過領域以外の領域（前方車両が交差点を通過できない状態）にある場合、前方車両の状態量（位置Ｘｐｙ、速度Ｖｐｙ）を示す点Ｂ４は交差点停止領域内にある。
【０１０１】
一方、黄信号開始時刻での自車両の状態量（位置Ｘｙ、速度Ｖｙ）を示す点Ｂ３が危険走行領域（図６の例では、ジレンマ領域）にある場合、黄信号開始時刻までに、自車両の現在の速度Ｖｙを所定の上限速度を超えない範囲で設定した目標速度（例えば、図６の例では、ジレンマ領域から脱することができる境界条件である点Ｑで表される速度Ｖｑ）まで上げることにより交差点通過領域に到達できる場合である。これにより、自車両は危険走行領域を回避して交差点を安全に通過することができる。この場合、自車両の速度を目標速度まで上げるべく自車両を加速させるための走行制御又は運転者への情報提供を行うことができる。
【０１０２】
すなわち、図６の例は、交差点の信号の黄信号開始時刻において、自車両と同一車線を走行する前方車両が交差点通過領域以外の領域にあり（すなわち、交差点を通過できない状態にあり）、かつ自車両が危険走行領域にあって、自車両を加速することにより、黄信号開始時刻までに危険走行領域を回避して交差点通過領域に達することができる場合である。この場合も、運転支援装置３０は、自車両が安全に交差点を通過することができるように自車両の車線を変更すべく車両制御又は情報提供を行う。
【０１０３】
図７は自車両及び変更先車線上の前方車両の状態量と危険走行領域の一例を示す説明図である。図７に示すように、黄信号開始時刻において、自車両の状態量（位置Ｘｙ、速度Ｖｙ）を示す点Ｂ５が交差点通過領域内にある場合、すなわち、自車両が安全に交差点を通過できる状態にある場合には、自車両の速度Ｖｙをそのまま維持して走行すれば（図７の例では、ジレンマ領域に陥らない境界条件の点Ｑで表される速度Ｖｑ以上の速度であれば）、危険走行領域に突入することなく交差点を安全に通過することができる。
【０１０４】
一方、自車両が車線変更した場合、黄信号開始時刻での変更先車線（隣接車線）上の前方車両の状態量（位置Ｘｐｙ、速度Ｖｐｙ）を示す点Ｂ６が交差点通過領域内にあると判定されたとしても、図７に示すように、自車両の速度が変更先車線上の前方車両の速度より大きい場合には、自車両が変更先車線上の前方車両に異常接近（車間距離が急速に短くなるような場合）し、場合によっては衝突する可能性もある。
【０１０５】
したがって、自車両が安全に交差点を通過するまで、前方車両との車間距離が所定の閾値内であることを確認しつつ走行する必要がある。自車両と前方車両との車間距離の所定の閾値は、自車両の速度、あるいは前方車両との相対速度に応じて変更することができる。なお、自車両の速度が前方車両の速度よりも大きくない場合には、必ずしも前方車両との車間距離を確認しなくてもよい。
【０１０６】
変更先車線上の前方車両が複数ある場合でも、自車両と前方車両との車間距離の確認は、自車両の直近を走行する前方車両のみ対象とすればよいが、前方車両の速度としては、複数台の前方車両のうち最も速度の小さい値を用いればよい。前方車両の車列の中に速度の遅い車両があれば、後続の前方車両の速度も遅い車両の速度まで低下するからである。
【０１０７】
なお、自車両が車線変更した後でも、運転支援装置３０が安全運転支援のための車両制御又は運転者への情報提供を行うために、前方車両との車間距離を車載カメラ又は他のセンサ等で把握しておけば、自車両の速度に応じた前方車両との車間距離が所定の閾値以下にならないように常時監視することができ、仮に自車両が前方車両に異常接近した場合には、接近を防ぐように情報提供又は車両制御することもできる。
【０１０８】
なお、上述のジレンマ領域及びオプション領域には、それらの近傍領域を含めることもできる。ここで、近傍領域は、交差点停止領域又は交差点通過領域であって危険走行領域に近い距離にある領域である。なお、近傍領域は、交差点通過領域側及び交差点停止領域側の両方の領域を考慮してもよく、あるいは、いずれか一方の領域のみを考慮してもよい。
【０１０９】
次に運転支援装置３０の動作について説明する。図８乃至図１０は運転支援装置３０の処理手順を示すフローチャートである。制御部３０１は、自車両情報を取得し（Ｓ１１）、隣接車両情報を取得する（Ｓ１２）。制御部３０１は、通信装置２０から信号を受信したか否かを判定し（Ｓ１３）、信号を受信していない場合（Ｓ１３でＮＯ）、ステップＳ１１の以降処理を続け、自車両の走行に伴って、自車両情報、隣接車両情報を所定の時間間隔で繰り返し取得する。
【０１１０】
通信装置２０から信号を受信した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、制御部３０１は、通信装置２０が送信した通信地点及び停止線の位置情報、車両情報並びに信号機の黄信号開始時点及び黄信号時間などを含む信号情報を受信する（Ｓ１４）。
【０１１１】
制御部３０１は、受信した通信地点の位置情報により、自車両及び隣接車両の位置を修正する（Ｓ１５）。例えば、停止線から通信装置２０との通信地点までの距離をＬとすると、自車両の位置を停止線から距離Ｌにあると修正する。また、隣接車両と自車両との車間距離に応じて隣接車両の停止線までの距離を修正する。これにより、自車両及び隣接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。
【０１１２】
制御部３０１は、自車両の位置に基づいて、受信した車両情報を探索し（Ｓ１６）、車両情報で示される車両の中から自車両、及び前方車両又は後方車両等の周辺車両を特定する（Ｓ１７）。
【０１１３】
制御部３０１は、車両制御（走行制御）又は情報提供の開始タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１８）。車両制御又は情報提供の開始タイミングは、自車両の位置が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）になった時点など適宜設定できる。また、車両制御又は情報提供の開始タイミングは、自車両の速度、自車両と前方車両との車間距離又は相対速度などに応じて変化させることもできる。
【０１１４】
車両制御又は情報提供の開始タイミングでない場合（Ｓ１８でＮＯ）、制御部３０１は、ステップＳ１８の処理を続け、車両制御又は情報提供の開始タイミングまで待機する。車両制御又は情報提供の開始タイミングである場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、制御部３０１は、黄信号開始時点に自車両が交差点通過領域にあるか否かを判定する（Ｓ１９）。
【０１１５】
黄信号開始時点に自車両が交差点通過領域にある場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、制御部３０１は、現在の車線上に、黄信号開始時点に交差点通過領域以外の領域にある前方車両があるか否かを判定する（Ｓ２０）。黄信号開始時点に自車両が交差点通過領域にない場合（Ｓ１９でＮＯ）、制御部３０１は、黄信号開始時点に自車両がジレンマ領域又はオプション領域にあるか否かを判定する（Ｓ２１）。
【０１１６】
黄信号開始時点に自車両がジレンマ領域又はオプション領域にある場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、制御部３０１は、自車両が加速条件を満たすか否かを判定し（Ｓ２２）、自車両が加速条件を満たす場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２０の処理を行う。加速条件は自車両の速度を所定の上限速度（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）を超えない範囲内における目標速度まで上げるよう緩やかな加速度で加速した場合に、黄信号開始時点までに危険走行領域から脱して交差点通過領域に達することができるか否かという条件とすることができる。
【０１１７】
黄信号開始時点に交差点通過領域以外の領域にある前方車両がある場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、制御部３０１は、移動先の車線の前方車両がすべて交差点通過領域にあるか否かを判定し（Ｓ２３）、移動先の車線の前方車両がすべて交差点通過領域にある場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、自車両の移動先の車線の前方車両との異常接近があるか否かを判定する（Ｓ２４）。異常接近の有無は、例えば、前方車両との車間距離が所定の閾値以下であるか否かにより判定することができる。
【０１１８】
自車両の移動先の車線の前方車両との異常接近がない場合（Ｓ２４でＮＯ）、制御部３０１は、移動先の車線に異常接近する後方車両があるか否かを判定する（Ｓ２５）。異常接近の有無は、前方車両の場合と同様、後方車両との車間距離が所定の閾値以下であるか否かにより判定することができる。
【０１１９】
移動先の車線に異常接近する後方車両がない場合（Ｓ２５でＮＯ）、制御部３０１は、車両制御又は情報提供モードに入る旨を報知し（Ｓ２６）、車線変更の指示を行い（Ｓ２７）、運転者に青信号で交差点を通過する旨を通知する（Ｓ２８）。なお、制御部３０１は、車両制御による車線変更又は情報提供に基づいた運転者による車線変更操作を検知することで車線変更が行われたことを検知することができる。
【０１２０】
制御部３０１は、速度維持した場合に黄信号開始時点に未だ交差点通過領域にあるか否かを判定し（Ｓ２９）、未だ交差点通過領域にない場合（Ｓ２９でＮＯ）、すなわち、例えば、危険走行領域内にある場合、目標速度、段階的目標速度を算出する（Ｓ３０）。
【０１２１】
目標速度は、自車両を緩やかな加速度で加速させて危険走行領域から回避（脱出）させるために到達させる速度である。目標速度の算出は次のように行うことができる。例えば、自車両がジレンマ領域に突入する可能性があると判定された場合、進入条件Ｌを満たす進入限界速度（図６の例では、点Ｑでの速度Ｖｑ）を目標速度とする。また、自車両がオプション領域に突入する可能性があると判定された場合、停止条件Ｃを満たす停止限界速度を目標速度とする。
【０１２２】
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、所定時間（制御周期、例えば、０．０５〜１秒）経過の都度、算出する。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
制御部３０１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加速度で加速制御を行い（Ｓ３１）、車線変更後の車線上の前方車両に異常接近するか否かを判定する（Ｓ３２）。前方車両に異常接近しない場合（Ｓ３２でＮＯ）、制御部３０１は、制御周期を経過したか否かを判定し（Ｓ３３）、制御周期を経過していない場合（Ｓ３３でＮＯ）、ステップＳ３３の処理を続け、制御周期が経過するまで加速制御を続ける。
【０１２６】
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、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。なお、加速制御の処理は、所定距離の移動の都度繰り返し行うこともできる。また、自車両を加速制御して、例えば、ジレンマ領域から脱する場合、危険走行領域の境界に到達したときは、制御部３０１は、危険走行領域の境界に到達した時点の速度、すなわち、進入限界速度で速度維持を行うことができる。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、自車両の状態を交差点通過領域内に維持させる走行が可能となる。
【０１２７】
制御周期を経過した場合（Ｓ３３でＹＥＳ）、制御部３０１は、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Ｓ２９以降の処理を続ける。速度維持した場合に黄信号開始時点に未だ交差点通過領域にある場合（Ｓ２９でＹＥＳ）、制御部３０１は、自車両は交差点通過領域内にあるとして現在の速度を維持し、ステップＳ３４の処理を行う。
【０１２８】
停止線を検出した場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、制御部３０１は、停止線までの距離を補正し、黄信号の終了時点を考慮して速度を微調整し（Ｓ３５）、停止線を通過したか否かを判定する（Ｓ３６）。停止線を通過していない場合（Ｓ３６でＮＯ）、制御部３０１は、ステップＳ３５以降の処理を続ける。停止線を通過した場合（Ｓ３６でＹＥＳ）、制御部３０１は、車両制御又は情報提供モードを解除し、その旨報知し（Ｓ３７）、処理を終了する。
【０１２９】
自車両が車線変更後の車線上の前方車両に異常接近する場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、制御部３０１は、交差点まで前方車両に追従走行する旨指示し（Ｓ３８）、ステップＳ３７の処理を行う。
【０１３０】
制御部３０１は、黄信号開始時点に自車両がジレンマ領域又はオプション領域にない場合（Ｓ２１でＮＯ）、加速条件を満たさない場合（Ｓ２２でＮＯ）、黄信号開始時点に交差点通過領域以外の領域にある前方車両がない場合（Ｓ２０でＮＯ）、移動先の車線の前方車両のいずれかが交差点通過領域にない場合（Ｓ２３でＮＯ）、自車両の移動先の車線の前方車両との異常接近がある場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、又は移動先の車線に異常接近する後方車両がある場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１３１】
図１１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、運転支援装置３０は、黄信号開始時刻で自車両が交差点通過領域内にあるか否かを判定するとともに、自車両と同一車線上の前方車両が交差点通過領域以外の領域にあるか否かを判定する。
【０１３２】
前方車両が交差点通過領域になく、かつ自車両が交差点通過領域内になく、危険走行領域にあると判定した場合、この地点からは運転支援装置３０は、加速制御又は加速のための情報提供を行い、危険走行領域を回避する回避制御領域となる。危険走行領域がジレンマ領域である場合、運転支援装置３０は、自車両の速度が進入条件Ｌを満たす進入限界速度（目標速度）に到達するように緩やかな加速度で加速制御を行うべく、車両制御又は情報提供を行う。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べく車両制御又は情報提供を行う。
【０１３３】
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、運転支援装置３０は、ビデオカメラ３１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。
【０１３４】
なお、停止線から２００ｍの位置において、運転支援装置３０が、黄信号開始時刻で自車両が交差点通過領域内にあるか否かを判定し、自車両と同一車線上の前方車両が交差点通過領域以外の領域にあるか否かを判定した結果、前方車両が交差点通過領域になく、かつ自車両が交差点通過領域内にある場合、自車両が交差点通過領域から脱することがないように、現在の速度を維持すべく車両制御又は情報提供を行う。
【０１３５】
上述の例で、道路勾配を含む道路情報に基づいて標準減速度ｇを決定することもできる。例えば、道路勾配が０の場合に、式（５）を用いることとし、道路勾配を考慮する場合には、式（５）に代えて式（７）及び式（８）を用いればよい。ここで、ｇは標準減速度、ｈは車種毎に一意の定数である勾配係数、γは勾配（単位は度、登りが正）である。
【０１３６】
【数３】
【０１３７】
また、路面状態、タイヤの状態に基づいて、補正後の標準減速度ｇ’を用いることもできる。ここで、ｇ’＝ｇ×（μ＋１）、μは摩擦係数である。図１２は摩擦係数の一例を示す説明図である。なお、道路情報は、通信装置２０など外部から取得してもよく、あるいは、地図データベースから取得するようにしてもよい。
【０１３８】
これにより、例えば、自車両が下り坂を走行する場合、標準減速度が小さくならないように、下り勾配でかかる力の分だけ減速制御量を増し（ｈ・tan｜γ｜、γ＜０）、登り坂を走行する場合、標準減速度が大きくなり過ぎないように、上り勾配でかかる力の分だけ減速制御量を減少（−ｈ・tan｜γ｜、γ＜０）させる。また、路面状態が乾燥、湿潤、砂地、雪面であるかに応じて、あるいはタイヤの磨耗状態に応じて、標準減速度を変化させることもできる。これにより、一層精度良く車両の停止又は進入を制御することができる。
【０１３９】
図１３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１３の例では、狭域通信機能を有する通信装置２０に加えて、中域通信機能又は広域通信機能を有し、道路上の所定範囲Ａ（撮像領域Ａ１、…）内の車両と通信可能な通信領域Ｍを有する通信装置４０を備える。この場合、必ずしも通信装置２０が必要ではないが、通信装置２０との通信により運転支援装置３０が搭載された自車両の位置精度を高めるために用いることができ、停止線までの距離等を送信することもできる。
【０１４０】
図１３に示すように、通信装置４０には、各画像感知器１０を接続してある。通信装置４０は、車両情報、信号情報等を所定の時間間隔で繰り返し運転支援装置３０へ送信することができる。従って、これらの情報を受信して追跡すれば自車両の周辺を走行する周辺車両の速度を検出することができるので、必ずしも車両の速度を送信する必要はない。
【０１４１】
運転支援装置３０は、繰り返し送信される車両情報、信号情報等を受信し、必要に応じて、所定の時間間隔で自車両が交差点通過領域内にあるか否かの判定処理、危険走行領域内にある場合に危険走行領域から回避して安全に交差点を通過するための加速制御処理などを行うことができる。これにより、安全に交差点を通過させるための判定精度を向上させることが可能となる。
【０１４２】
図１４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１４の例では、各画像感知器１０を設置せず、狭域通信機能を有する通信装置２０を停止線の上流側２００ｍ程度の位置に設置する。通信装置２０は、例えば、光ビーコン、電波ビーコン等である。
【０１４３】
この場合、通信装置２０により、常時、通過した車両の車頭時間又は車間時間、速度を計測しておく、自車両が通過した際に、信号情報、停止線までの距離（又は通信地点から停止線までの距離など）等とともに、自車両の通過時点前の通過車両の車頭時間又は車間時間、速度などを運転支援装置３０へ送信する。運転支援装置３０は、受信した車頭時間又は車間時間、速度と自車両の速度から前方車両の位置（停止線までの距離など）及び速度を算出し、信号情報により自車両及び前方車両が交差点通過領域内にあるか否か、危険走行領域内にあるか否か等の判定を行う。
【０１４４】
上述の例では、車両情報を通信装置２０又は通信装置４０などから取得する構成であるが、これに限定されるものではなく、自車両と前方を走行する前方車両との間の車々間通信により、各前方車両から位置情報を受信するようにしてもよい。
【０１４５】
車々間通信により前方車両の位置情報を受信し、受信した位置情報に基づいて、前方車両と交差点との距離に関する情報を取得する。交差点の位置が予め分かっている場合には、前方車両の位置が分かれば、前方車両と交差点との距離を求めることができる。なお、前方車両の交差点までの距離を前方車両の位置情報として車々間通信で受信することもできる。また、前方車両の位置情報を繰り返し受信することにより、前方車両の速度を求めることもできる。これにより、自車両の前方を走行する前方車両の位置及び速度を精度良く把握することができる。
【０１４６】
また、車々間通信に代えて、前方車両から送信された位置情報などを一旦外部の通信装置で受信し、その通信装置は、受信した情報を対象となる自車両へ送信するようにしてもよい。
【０１４７】
以上説明したように、本発明にあっては、前方車両に追従して走行した場合に、前方車両が交差点を通過することができず、そのまま走行したのでは危険走行状態に陥るような場合に、車線変更を行うことで危険走行状態を回避して交差点を安全に通過することができる。
【０１４８】
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、ジレンマ領域及びオプション領域などの危険走行領域には、その近傍領域も含まれる。また、目標速度として、危険走行領域の停止限界速度又は進入限界速度（境界線の速度）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、限界速度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。
【０１４９】
上述の実施の形態では、黄開始時刻を基準とした危険走行領域の回避を示した。しかし、ぎりぎり黄信号で通過せず余裕を持たせる目的で、例えば黄信号時間Ｔｙを意図的に小さくしたり、黄信号開始時刻の黄信号時間だけ手前の時刻を基準として停止線を青信号で通過させるようにしたり、危険走行領域を広くするために式（４）〜式（６）を補正したりする等、本願の概念を損なわない範囲内で、種々、数式、定数等を追加又は変更して用いても良い。また、対象とする危険走行領域は、ジレンマ領域のみとしても良く、あるいは、オプション領域のみとしても良い。
【０１５０】
上述の実施の形態では、外部から車両情報を受信して、自車両及び前方車両などを特定する構成であったが、これに限定されるものではなく、車両に搭載した車載センサにより前方車両又は後方車両などを検知することもできる。この場合、運転支援装置３０は、ビデオカメラ３１、超音波センサなどの車載センサにより前方車両又は後方車両の特定を行うことができる。また、前方車両は自車両と同一車線上の車両のみならず、隣接する他の車線上の車両を含む。運転支援装置３０は、自車両及び前方車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を取得する。前方車両の速度は、例えば、自車両の速度と前方車両との相対速度により求めることができる。また、車両（自車両及び前方車両）と交差点との距離に関する情報は、車両と交差点との距離でもよく、あるいは、車両及び交差点の位置であってもよい。自車両と交差点との距離に関する情報は、例えば、通信装置２０などから取得することができ、前方車両と交差点との距離に関する情報は、自車両と前方車両との車間距離により求めることができる。運転支援装置３０は、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに信号情報に基づいて、ジレンマ領域又はオプション領域などの領域にあるか否かを判定することができる。
【０１５１】
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】
【０１５２】
【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】本発明に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。
【図３】車両の特定方法を示す説明図である。
【図４】車両情報の一例を示す説明図である。
【図５】自車両及び同一車線上の前方車両の状態量と危険走行領域の一例を示す説明図である。
【図６】自車両及び同一車線上の前方車両の状態量と危険走行領域の他の例を示す説明図である。
【図７】自車両及び変更先車線上の前方車両の状態量と危険走行領域の一例を示す説明図である。
【図８】運転支援装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】運転支援装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】運転支援装置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１２】摩擦係数の一例を示す説明図である。
【図１３】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１４】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】
【０１５３】
１０ 画像感知器
２０ 通信装置
３０ 運転支援装置
３１ ビデオカメラ
３０１ 制御部
３０２ 通信部
３０３ ＧＰＳ受信部
３０４ ナビゲーション部
３０５ センサ部
３０６ 記憶部
３０７ 車両特定部
３０８ 走行状態判定部
３０９ 車線変更判定部
３１０ 画像処理部
３１１ 表示部
３１２ 報知部
３１３ インタフェース部
４０ 通信装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転支援に関し、特に交差点で車両を安全に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の例として、例えば、信号の切り替わり時点で運転者が交差点の手前で停止すべきか、あるいは交差点を通過すべきかの判断に迷うジレンマ領域又はオプション領域等の危険走行領域に自車両が突入する可能性があるか否かを交差点の十分手前で判断し、突入する可能性がある場合には、危険走行領域を回避するように、余裕を持った緩やかな速度制御を行い、自車両を交差点の手前に安全確実に停止させ、あるいは安全に交差点を通過させる技術が開発されている。
【０００３】
また、車両の安全運転支援の他の例として、前方の信号機のない交差点等で交差し、自車両から見て死角となる道路の状況をカメラで撮像し、撮像された画像情報に基づいて道路を移動する車両を認識し、認識した車両の位置を算出して、交差点の直上流を走行する自車両に送信する。自車両は、算出された車両の位置を車両内の画面に表示することにより、交差点での出合い頭衝突の防止に役立てるシステムが開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２１５９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のシステムにあっては、自車両から見て死角となる領域から交差点などの所定の地点へ移動してくる他の車両の接近情報を提供するものであり、死角となる領域に他の車両が存在しないことが確認できたとしても、信号機が設置された交差点において、信号の切り替わりタイミングとの関係で自車両が安全に交差点を通過又は交差点で停止することができるか否かを判定することはできない。
【０００５】
また、交差点で自車両を停止させるか、あるいは交差点を通過させるかを判断した結果、例えば、自車両の速度を維持できれば交差点を安全に通過することができるとしても、自車両の前方に速度の遅い車両（例えば、バスがバス停で停止しようとしている場合、車両が駐車場や店舗等の目的地を探しながら走行している場合など）が存在する場合には、自車両が前方車両に追従して走行する結果、前方車両が交差点を通過できないために自車両も交差点を通過できず、最悪の場合、自車両が危険走行領域に突入するおそれがある。
【０００６】
このような場合に、仮に自車両が走行する車線に隣接する他の車線に前方車両が存在しておらず、車線変更が安全に実施できるときには、早めに車線変更を運転者に促して自車両が交差点を通過できるようにする方が、快適走行の観点のみならず、安全走行の観点からも望ましい。
【０００７】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車線変更の走行制御又は情報提供を行うことにより、自車両が安全に交差点を通過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】
【０００８】
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黄信号開始時点及び黄信号時間を含む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であって、前記運転支援装置は、複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信する受信手段と、該受信手段で受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定する車両特定手段と、該車両特定手段で特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定する状態判定手段と、該状態判定手段で判定した結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する車線変更判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
第２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黄信号開始時点及び黄信号時間を含む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であって、前記運転支援装置は、自車両の前方を走行する前方車両を特定する車両特定手段と、自車両及び前記前方車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を取得する取得手段と、自車両及び前記前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前記前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定する状態判定手段と、該状態判定手段で判定した結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する車線変更判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
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、前記車線変更判定手段は、前記状態判定手段で自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過できない状態であると判定し、かつ自車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１１】
第４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、前記車線変更判定手段は、前記状態判定手段で自車両と同一車線上の前方車両が存在しなければ自車両が交差点を通過できる状態であると判定し、かつ前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合に、該前方車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
第５発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第４発明のいずれか１つにおいて、前記運転支援装置は、前記状態判定手段で自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過できない状態であると判定し、かつ自車両が交差点で通過若しくは停止できないジレンマ状態又は交差点で通過若しくは停止できるオプション状態であると判定した場合、自車両を加速したときに自車両が交差点を通過できるか否かを判定する加速判定手段を備え、前記車線変更判定手段は、前記加速判定手段で自車両が交差点を通過できると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１３】
第６発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第５発明のいずれか１つにおいて、前記状態判定手段は、前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合、該前方車両が交差点を通過できる状態にあるか否かを判定するように構成してあり、前記車線変更判定手段は、前記前方車両が交差点を通過できる状態にある場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
第７発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第６発明のいずれか１つにおいて、前記運転支援装置は、前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合、該前方車両と自車両との距離に関する情報を取得する前方車両距離取得手段を備え、前記車線変更判定手段は、前記前方車両距離取得手段で取得した距離が所定の閾値以下となる場合、自車両の車線を変更しないと判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１５】
第８発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第７発明のいずれか１つにおいて、前記車両特定手段は、自車両の後方を走行する後方車両を特定するように構成してあり、前記運転支援装置は、前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に後方車両を特定した場合、該後方車両と自車両との距離に関する情報を取得する後方車両距離取得手段を備え、前記車線変更判定手段は、前記後方車両距離取得手段で取得した距離が所定の閾値以下となる場合、自車両の車線を変更しないと判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１６】
第９発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第８発明のいずれか１つにおいて、前記運転支援装置は、道路勾配を含む道路情報を取得する道路情報取得手段を備え、前記状態判定手段は、前記道路情報取得手段で取得した道路情報に基づいて、自車両及び前方車両が前記特定の状態にあるか否かを判定するように構成してあることを特徴とする。
【００１７】
第１０発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第９発明のいずれか１つにおいて、前記運転支援装置は、前記車線変更判定手段で自車両の車線を変更すると判定した場合、車線変更を指示する指示手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
第１１発明に係る車両運転支援システムは、第１発明乃至第１０発明のいずれか１つにおいて、前記運転支援装置は、前記車線変更判定手段で自車両の車線を変更すると判定した場合、自車両が交差点を通過すべく自車両を加減速するための情報を出力する出力手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
第１２発明に係る車両運転支援システムは、第１１発明において、前記運転支援装置は、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加減速制御手段を備えることを特徴とする。
【００２０】
第１３発明に係る車両運転支援システムは、第１１発明又は第１２発明において、前記運転支援装置は、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。
【００２１】
第１４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黄信号開始時点及び黄信号時間を含む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であって、複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信する受信手段と、該受信手段で受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定する車両特定手段と、該車両特定手段で特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定する状態判定手段と、該状態判定手段で判定した結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する車線変更判定手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
第１５発明に係る車両は、第１４発明に係る運転支援装置を搭載したことを特徴とする。
【００２３】
第１６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黄信号開始時点及び黄信号時間を含む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であって、前記運転支援装置は、複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信し、受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定し、特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定し、判定結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定することを特徴とする。
【００２４】
第１発明、第１４発明及び第１６発明にあっては、運転支援装置は、複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信する。この場合、車両と交差点との距離に関する情報は、車両と交差点との距離でもよく、あるいは、車両及び交差点の位置であってもよい。運転支援装置は、受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定する。これにより、運転支援装置は、自車両とその前方車両の速度、交差点までの距離を把握することができる。運転支援装置は、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに信号情報に基づいて、特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを判定する。
【００２５】
特定の状態は、例えば、ジレンマ状態（ジレンマ領域にある状態）、オプション状態（オプション領域にある状態）、交差点通過状態（交差点を通過できる領域にある状態）、交差点停止状態（交差点で停止できる領域にある状態）などがある。ジレンマ状態は、車両が黄信号表示後に停止しようとしても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交差点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、オプション状態は、車両が黄信号表示後に停止しようとして交差点の手前に停止でき、かつ黄信号の終了時点までに交差点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。なお、ジレンマ領域及びオプション領域には、それらの近傍領域も含まれる。ここで、近傍領域は、交差点停止領域又は交差点通過領域であって危険走行領域に近い距離にある領域である。なお、近傍領域は、交差点通過領域側及び交差点停止領域側の両方の領域を考慮してもよく、あるいは、いずれか一方の領域のみを考慮してもよい。また、交差点通過状態は、安全に交差点を通過することができる状態であり、交差点停止状態は、安全に交差点に停止することができる状態である。
【００２６】
運転支援装置は、自車両及び前方車両の判定結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する。例えば、自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過することができない場合、車線変更を行う。これにより、前方車両に追従して走行した場合に、危険走行状態に陥るときでも、車線変更を行うことで危険走行状態を回避して交差点を安全に通過することができる。
【００２７】
第２発明にあっては、運転支援装置は、自車両の前方を走行する前方車両を特定する。前方車両の特定は、例えば、車載カメラ、超音波センサなどの車載センサにより行うことができる。また、前方車両は自車両と同一車線上の車両のみならず、隣接する他の車線上の車両を含む。運転支援装置は、自車両及び前方車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を取得する。前方車両の速度は、例えば、自車両の速度と前方車両との相対速度により求めることができる。また、車両（自車両及び前方車両）と交差点との距離に関する情報は、車両と交差点との距離でもよく、あるいは、車両及び交差点の位置であってもよい。自車両と交差点との距離に関する情報は、例えば、路側装置などから取得することができ、前方車両と交差点との距離に関する情報は、自車両と前方車両との車間距離により求めることができる。運転支援装置は、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに信号情報に基づいて、特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを判定する。
【００２８】
特定の状態は、例えば、ジレンマ状態（ジレンマ領域にある状態）、オプション状態（オプション領域にある状態）、交差点通過状態（交差点を通過できる領域にある状態）、交差点停止状態（交差点で停止できる領域にある状態）などがある。ジレンマ状態は、車両が黄信号表示後に停止しようとしても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交差点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、オプション状態は、車両が黄信号表示後に停止しようとして交差点の手前に停止でき、かつ黄信号の終了時点までに交差点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。なお、ジレンマ領域及びオプション領域には、それらの近傍領域も含まれる。交差点通過状態は、安全に交差点を通過することができる状態であり、交差点停止状態は、安全に交差点に停止することができる状態である。なお、交差点通過状態及び交差点停止状態には、オプション領域の状態を含まない。
【００２９】
運転支援装置は、自車両及び前方車両の判定結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する。例えば、自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過することができない場合、車線変更を行う。これにより、前方車両に追従して走行した場合に、危険走行状態に陥るときでも、車線変更を行うことで危険走行状態を回避して交差点を安全に通過することができる。
【００３０】
第３発明にあっては、運転支援装置は、自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過できない状態であると判定し、かつ自車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定する。例えば、自車両の車線に隣接する他の車線に車線変更するための走行制御又は運転者に車線変更を促すための情報提供を行うことができる。これにより、自車両と同一車線を走行する前方車両の存在により、自車両が危険走行状態に陥ることを防止でき、自車両が安全に交差点を通過することができる。
【００３１】
第４発明にあっては、運転支援装置は、自車両と同一車線上の前方車両が存在しなければ自車両が交差点を通過できる状態であると判定し、かつ自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合に、その前方車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更する。これにより、自車両が加速すれば安全に交差点を通過することができる状態にあるにもかかわらず、自車両と同一車線上に前方車両が存在するなどして自車両が同一車線上で加速できないような場合でも、車線変更により安全に交差点を通過することができる。
【００３２】
第５発明にあっては、運転支援装置は、自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過できない状態であると判定し、かつ自車両が交差点で通過若しくは停止できないジレンマ状態、又は交差点で通過若しくは停止できるオプション状態であると判定した場合、自車両を加速（例えば、所定速度以下の速度に加速）したときに交差点を通過できるか否かを判定する。自車両が交差点を通過できると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定する。これにより、自車両と同一車線を走行する前方車両が交差点を通過できない状態であって自車両が危険走行状態にある場合でも、速度を所定速度以下の速度まで上げることにより、交差点を安全に通過することができ、危険走行状態を回避することができる可能性を向上させることができる。
【００３３】
第６発明にあっては、運転支援装置は、自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合、その前方車両が交差点を通過できる状態にあるか否かを判定し、その前方車両が交差点を通過できる状態にある場合、自車両の車線を変更すると判定する。これにより、変更先の車線に前方車両が存在する場合でも、その前方車両が交差点を通過することができるときには、前方車両の存在により自車両が危険走行領域に陥ることなく、安全に交差点を通過することができる。
【００３４】
第７発明にあっては、運転支援装置は、自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合、その前方車両と自車両との距離に関する情報を取得し、取得した距離が所定の閾値以下となる場合、自車両の車線を変更しないと判定する。なお、距離に関する情報は、距離そのものでもよく、前方車両及び自車両の絶対的な位置（座標）でもよく、前方車両及び自車両の相対的な位置（交差点からの距離）でもよい。これにより、自車両が車線変更した場合に、変更先車線の前方車両と異常接近するようなときには、車線変更を行わないことで前方車両との異常接近又は衝突を防止できる。なお、自車と前方(後方)車両の速度がわかる場合、自車と前方(後方)車両の相対速度を求めて、自車と前方(後方)車両の距離を求めた相対速度で除算して算出される時間を考慮するようにしてもよい。
【００３５】
第８発明にあっては、運転支援装置は、自車両の変更先車線上に後方車両を特定した場合、その後方車両と自車両との距離に関する情報を取得し、取得した距離が所定の閾値以下となる場合、自車両の車線を変更しないと判定する。なお、距離に関する情報は、距離そのものでもよく、後方車両及び自車両の絶対的な位置（座標）でもよく、後方車両及び自車両の相対的な位置（交差点からの距離）でもよい。これにより、自車両が車線変更した場合に、変更先車線の後方車両と異常接近するようなときには、車線変更を行わないことで後方車両との異常接近又は衝突を防止できる。なお、自車と前方(後方)車両の速度がわかる場合、自車と前方(後方)車両の相対速度を求めて、自車と前方(後方)車両の距離を求めた相対速度で除算して算出される時間を考慮するようにしてもよい。
【００３６】
第９発明にあっては、運転支援装置は、道路勾配を含む道路情報を取得し、取得した道路情報に基づいて、自車両及び前方車両が特定の状態にあるか否かを判定する。例えば、運転支援装置は、自車両及び前方車両が特定の状態にあるか否かを判定する場合に、標準減速度に応じた停止条件を用いることができる。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。運転支援装置は、取得した道路情報により、例えば、自車両が下り坂を走行する場合、標準減速度を小さくし、登り坂を走行する場合、標準減速度を大きくすることができる。また、路面状態が乾燥、湿潤、砂地、雪面であるかに応じて、あるいはタイヤの磨耗状態に応じて、標準減速度を変化させることもできる。これにより、一層精度良く車両の停止又は進入を制御することができる。
【００３７】
第１０発明にあっては、運転支援装置は、自車両の車線を変更すると判定した場合、車線変更を指示する。運転者は指示通りに車線変更を行うことにより、自車両は危険走行状態を回避しつつ安全に交差点を通過することができる。
【００３８】
第１１発明にあっては、運転支援装置は、自車両の車線を変更すると判定した場合、自車両が交差点を通過すべく自車両を加減速するための情報を出力する。すなわち、運転支援装置は、自車両が危険走行状態にある場合には、緩やかな加速を行って自車両が交差点を通過できるように速度を上げるための情報を出力する。また、自車両が交差点通過状態にある場合には、自車両の速度を維持するための情報を出力する。これにより、危険走行状態を回避、あるいは交差点通過状態を維持して自車両が安全に交差点を通過することができる。
【００３９】
第１２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、危険走行状態から脱して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。また、運転支援装置は、自車両が危険走行状態に陥らずに交差点を通過できる場合には、自車両の速度を維持する。これにより、危険走行状態を回避して安全に車両を通過させることができる。
【００４０】
第１３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、危険走行状態から脱して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。また、運転支援装置は、自車両が危険走行状態に陥らずに交差点を通過できる場合には、自車両の速度を維持すること又は速度維持の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から脱すること、又は交差点通過状態にあ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から脱すること、あるいは交差点通過状態を維持することができる。また、運転者が指示に基づいて運転操作することで、危険走行状態から脱すること、あるいは交差点通過状態を維持して交差点を安全に通過することができる。
【００４１】
第１５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】
【００４２】
本発明にあっては、前方車両に追従して走行した場合に、危険走行状態に陥るときでも、車線変更を行うことで危険走行状態を回避して交差点を安全に通過することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
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り、図２は本発明に係る運転支援装置３０の構成を示すブロック図である。本発明に係る車両運転支援システムは、自車両に搭載された運転支援装置３０、交差点に設置した信号機の信号情報（例えば、黄信号開始時点及び黄信号時間など）等を運転支援装置３０へ送信するための通信装置２０などを備えている。通信装置２０は狭域通信機能を備え、例えば、光ビーコン、電波ビーコン、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）などを用いることができる。
【００４４】
図１に示すように、信号機が設置された交差点手前に停止線を設けてあり、停止線から複数の車線を有する道路に沿って上流側に適長の離隔距離（例えば、２００ｍ）を有して通信装置２０を設置してある。停止線から上流側の所定距離までの所定範囲Ａに、適長離隔して画像感知器１０、…を設置してある。各画像感知器１０は、例えば、ビデオカメラで構成され、道路上の所定の撮像領域Ａ１、…を走行する車両を撮像することができる。各画像感知器１０により、道路上の所定範囲Ａ（撮像領域Ａ１、…）内の車両をすべて撮像することができる。また、各画像感知器１０は、通信装置２０に接続してある。
【００４５】
各画像感知器１０は、撮像された画像データに基づいて、車両の車頭又は車尾などを抽出して車両の位置を検出するとともに、撮像時刻の異なる画像データに基づいて、車両の速度を検出する。また、各画像感知器１０は、車両全体の特徴から車種、車色を検出することもできる。各画像感知器１０で算出する車両の位置は、車両の道路の進行方向の位置（例えば、交差点の停止線からの距離）、道路の幅方向の位置（例えば、車線、左側の路肩からの距離）などである。なお、各画像感知器１０は、単眼カメラでもよく、ステレオカメラでもよい。ステレオカメラの場合には、単眼カメラよりも車両の位置、速度を精度良く求めることが可能となる。また、画像感知器１０に代えて、車両の位置、速度などを検出することができるものであれば、他の車両感知器であってもよく、断面的な計測を行う感知器であってもよい。
【００４６】
各画像感知器１０は、検出した車両の停止線等の所定の地点からの距離、走行車線情報又は路肩からの距離、速度、車種、車色、撮像時刻などを含む車両情報を通信装置２０へ出力する。なお、各画像感知器１０は、所定時間（例えば、０．１秒、０．５秒、１秒など）経過の都度、検出処理を繰り返す。
【００４７】
通信装置２０は、各画像感知器１０から入力された車両情報を一旦記憶する。また、通信装置２０は、運転支援装置３０との通信領域Ｒを有する。自車両が通信領域Ｒを通過する際に、運転支援装置３０は、通信装置２０から所定の情報を受信する。所定の情報は、例えば、運転支援装置３０と通信装置２０との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）、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）、各画像感知器１０から入力された車両情報などである。なお、通信装置２０と各画像感知器１０とは物理的に離隔して設置されているが、各画像感知器１０の機能を通信装置２０に統合することは可能である。
【００４８】
運転支援装置３０は、後述するように自車両の位置、及び前方車両又は後方車両との車間距離などを測位しつつ、通信装置２０から受信した車両情報を探索して、車両情報の中で自車両の位置を特定するとともに、自車両の前方及び後方を走行する各車線上のすべての前方車両及び後方車両を特定する。
【００４９】
運転支援装置３０は、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに信号情報に基づいて、特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを判定する。
【００５０】
特定の状態は、例えば、ジレンマ状態（ジレンマ領域にある状態）、オプション状態（オプション領域にある状態）、交差点通過状態（交差点を通過できる領域にある状態）、交差点停止状態（交差点で停止できる領域にある状態）などがあるが詳細は後述する。運転支援装置３０は、自車両及び前方車両の判定結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する。これにより、前方車両に追従して走行した場合に、危険走行状態に陥るときでも、車線変更を行うことで危険走行状態を回避して交差点を安全に通過することができる。
【００５１】
図２に示すように、運転支援装置３０は、車両内に搭載されたビデオカメラ（車載カメラ）３１を接続してある。ビデオカメラ３１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、自車両の前方を走行する前方車両及び前方の路面を撮像できるようにしてある。運転支援装置３０は、ビデオカメラ３１で撮像した画像に基づいて、自車両の前方を走行する前方車両の位置（車間距離）、速度（相対速度）、車種、車色などを所定の時間周期（例えば、０．１秒）で取得し、取得した情報を隣接車両情報として記憶部３０６に記憶する。なお、ビデオカメラ３１を自車両の後部又は側部に設置して後方車両又は隣車線の車両を撮像することもできる。また、ビデオカメラ３１に代えて、超音波センサなどを用いることもできる。これにより、自車両の前方を走行する前方車両及び後方を走行する後方車両などの隣接車両の情報を取得することができる。
【００５２】
運転支援装置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３０１を備える。なお、制御部３０１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。また、運転支援装置３０は、通信部３０２、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信部３０３、ナビゲーション部３０４、センサ部３０５、記憶部３０６、車両特定部３０７、走行状態判定部３０８、車線変更判定部３０９、画像処理部３１０、表示部３１１、報知部３１２、インタフェース部３１３などを備えている。また、運転支援装置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。
【００５３】
通信部３０２は、通信装置２０との間で路車間通信を行うための狭域通信機能を有する。また、通信部３０２は、中域通信としてＵＨＦ帯又はＶＨＦ帯等の無線ＬＡＮ機能、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こともできる。
【００５４】
通信部３０２は、通信装置２０から、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）、車両情報、信号情報などを受信し、受信した各情報を記憶部３０６に記憶する。
【００５５】
センサ部３０５は、ジャイロセンサ、距離計、超音波センサ、ミリ波センサ等の車載センサを備える。
【００５６】
ＧＰＳ受信部３０３は、ＤＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）又はＲＴＫ−ＧＰＳ(Real-Time KinematicＧＰＳ)などのＧＰＳ受信機能を備え、複数のＧＰＳを含むＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からの電波を随時繰り返し受信し、自車位置を測位する。これにより、運転支援装置３０は、任意の地点での自車両の位置（例えば、交差点の停止線からの距離）を取得することができる。
【００５７】
ナビゲーション部３０４は、地図データベース等を内蔵し、ＧＰＳ受信部３０３からの情報、センサ部３０５からの情報に基づいて、自車両の位置（交差点の停止線からの距離、走行車線など）、自車両の速度等を所定の時間周期（例えば、０．１秒）で求め、自車両の走行履歴を示す自車両情報を生成して記憶部３０６に記憶する。
【００５８】
車両特定部３０７は、自車両情報で示される自車両の位置に基づいて、道路上の所定範囲Ａ内に存在する車両を示す車両情報を探索し、自車両の位置に一致又は近似（最も近い）車両を自車両として特定する。この場合、車両位置の誤差、現在時点（例えば、通信装置２０から車両情報を受信した時点、あるいは受信した車両情報に基づいて自車両の特定処理を行う時点など）と車両情報で示される車両の検出時点との時間差（時間ずれ）の誤差などに応じて、探索範囲を決定する。なお、詳細は後述する。
【００５９】
走行状態判定部３０８は、自車両及びすべての車線上の前方車両の位置（例えば、交差点又は停止線までの距離など）及び速度、信号情報、所定の標準減速度などに基づいて、自車両及び前方車両が、例えば、ジレンマ状態（ジレンマ領域にある状態）、オプション状態（オプション領域にある状態）、交差点通過状態（交差点を通過できる領域にある状態）、交差点停止状態（交差点で停止できる領域にある状態）などの特定状態のいずれの状態にあるかを判定する。
【００６０】
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。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。
【００６１】
走行状態判定部３０８は、判定結果に応じて、自車両を危険走行領域から回避させるための進入限界速度、目標速度及び段階的目標速度などを算出する。進入限界速度、目標速度及び段階的目標速度については後述する。
【００６２】
車線変更判定部３０９は、走行状態判定部３０８で判定された結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する。車線を変更するための判定条件は、一例として以下のとおりである。
【００６３】
条件１は、交差点の信号の黄信号開始時点において、自車両と同一車線を走行する前方車両が交差点通過領域以外の領域にあり、かつ自車両が交差点通過領域にある場合である。
【００６４】
条件２は、交差点の信号の黄信号開始時点において、車線変更の移動先車線に交差点通過領域以外の領域にある前方車両が存在しない場合である。例えば、車線変更の移動先車線に前方車両が存在しない場合、あるいは、前方車両が存在していてもすべて交差点通過領域にある場合である。
【００６５】
条件３は、自車両が移動先車線に車線変更したときに、変更後の車線で前方車両に異常接近しない場合である。すなわち、自車両の速度が移動先車線の前方車両の速度よりも小さい場合、あるいは、自車両の速度が前方車両の速度よりも大きい場合であっても、交差点を通過するまでに前方車両との車間距離が短くならない程度の速度差を有するような場合である。
【００６６】
車線変更を行うための条件は、条件１のみでもよく、条件１及び条件２を満たす場合、条件１及び条件３を満たす場合、あるいは、条件１、２、３すべてを満たす場合とすることができる。どのような条件を組み合わせるかは、道路状況等に応じて設定すればよい。
【００６７】
なお、自車両の後方を走行する後方車両の情報が得られる場合には、条件１〜３に加えて、移動先の車線の後方に車線変更するだけの余裕があるか否か、すなわち、自車両の現在の車線の後方に変更先の車線へ車線変更しようとする車両が存在しない場合、あるいは、変更先の車線に後方車両が存在するときでも、車間距離が詰まりすぎるような異常接近とならない場合などの条件を追加することもできる。また、自車と前方(後方)車両の速度がわかる場合、自車と前方(後方)車両の相対速度を求めて、自車と前方(後方)車両の距離を求めた相対速度で除算して算出される時間を考慮した条件を追加するようにしてもよい。
【００６８】
また、上述の条件１〜３それぞれに代えて、条件４〜６でもよい。すなわち、条件４は、交差点の信号の黄信号開始時点において、自車両と同一車線を走行する前方車両が交差点通過領域以外の領域にあり（すなわち、交差点を通過できない状態にあり）、かつ自車両が危険走行領域（ジレンマ領域又はオプション領域）にあって、黄信号開始時点までに、所定閾値以下の目標速度まで速度を上げることにより交差点通過領域に到達できる場合である。
【００６９】
条件５は条件２と同様であり、条件６は条件３と同様である。車線変更を行うための条件は、条件４のみでもよく、条件４及び条件５を満たす場合、条件４及び条件６を満たす場合、あるいは、条件４、５、６すべてを満たす場合とすることができる。どのような条件を組み合わせるかは、道路状況等に応じて設定すればよい。
【００７０】
また、上述の条件に以下のような条件も加えることができる。すなわち、自車両と同一車線上の前方車両が存在しなければ自車両が交差点を通過できる状態であると判定し、かつ自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合に、その前方車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更する。これにより、自車両が加速すれば安全に交差点を通過することができる状態にあるにもかかわらず、自車両と同一車線上に前方車両が存在するなどして自車両が同一車線上で加速できないような場合でも、車線変更により安全に交差点を通過することができる。なお、自車両の変更先車線の前方車両が存在していない場合は、自車両単独で危険走行領域回避判定を行えばよく、その判定結果に従って、車線変更をして、安全に通過又は停止すればよい。
【００７１】
なお、自車両の前方車両として、車線変更の前後において自車両の直近の前方車両のみを対象としてもよく、すべての前方車両を対象とすることもできる。
【００７２】
画像処理部３１０は、制御部３０１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３１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。また、画像処理部３１０は、撮像画像に基づいて前方車両を抽出し、前方車両の車種又は大きさを特定する。特定した車種又は大きさに応じて、前方車両の車長を算出する。また、画像処理部３１０は、撮像画像に基づいて前方車両までの距離を算出することもできる。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。
【００７３】
ビデオカメラ３１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。
【００７４】
【数１】
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
表示部３１１は、ヘッドアップディスプレイ又はモニタなどの液晶表示パネルであり、運転者に対して、各種情報を表示することができる。
【００７８】
報知部３１２は、スピーカを備え、制御部３０１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、交差点を安全に通過させるべく車両制御（例えば、車線変更、加速制御など）又は情報提供（車線変更の指示、加速の指示など）を行う場合、その旨を出力する。
【００７９】
インタフェース部３１３は、車両の走行を制御する車両制御部（不図示）に対して制御信号を出力する。インタフェース部３１３は、例えば、所要の加減速度で車両を加減速させるための制御信号を出力する。
【００８０】
次に車両情報を探索して自車両、前方車両及び後方車両を特定する方法について説明する。図３は車両の特定方法を示す説明図であり、図４は車両情報の一例を示す説明図である。図３（ａ）は、各画像感知器１０で道路上の所定範囲Ａ内に存在するすべての車両を撮像して車両を検出した検出時点における車両の分布（位置関係）を示したものである。また、図３（ｂ）は、現在時点（例えば、通信装置２０から車両情報を受信した時点、あるいは受信した車両情報に基づいて車両の特定処理を行う時点など）における車両の分布を示す。模様が付された車両は、通信領域Ｒを通過する自車両であり、破線で示された車両は、自車両を特定した後に周辺の車両（前方車両又は後方車両）として特定することができる他の車両である。
【００８１】
図４に示すように、車両情報は、図３（ａ）で示される車両検出時の車両の分布を表したものである。すなわち、車両情報は、交差点の停止線からの走行車線毎の車両順番、停止線までの距離、速度、走行車線、車種、車色などの情報により構成されている。なお、停止線までの距離は車尾の位置を基準としているが、これに限定されるものではない。また、車両情報は、一例であって、これに限定されるものではない。
【００８２】
図３（ｂ）で示す現在時点（例えば、通信装置２０から車両情報を受信した時点、あるいは受信した車両情報に基づいて車両の特定処理を行う時点など）における自車両の位置の真値をＸ、推定値をＸｄ、車両位置の誤差（最大誤差）をＸｍａｘとすると、Ｘｄ−Ｘｍａｘ≦Ｘ≦Ｘｄ＋Ｘｍａｘとなる。また、時間差の誤差についても考慮するとして、車両検出時点と現在時点との時間差（時刻ずれ）の真値をｔ、時間差の推定値をｔｄ、時間差の誤差（最大誤差）をｔｍａｘとすると、ｔｄ−ｔｍａｘ≦ｔ≦ｔｄ＋ｔｍａｘとなる。ここで、ｔｍａｘは、時間差（時刻ずれ）の推定値の誤差である。自車両の現在時刻の速度をＶとする。
【００８３】
この場合、車両探索範囲は、Ｘｄ−Ｘｍａｘ＋ｔｄ・Ｖ−ｔｍａｘ・Ｖ≦Ｘ０≦Ｘｄ＋Ｘｍａｘ＋ｔｄ・Ｖ＋ｔｍａｘ・Ｖにより決定される。なお、時間差の誤差が無視できる程度に小さい場合には、位置の誤差のみにより車両探索範囲を決定してもよい。
【００８４】
図４の例で示される車両情報を探索する場合、例えば、現在時点における自車両の位置（停止線までの距離）の真値Ｘ＝２００ｍ、推定値Ｘｄ＝１９６、速度Ｖ＝７２ｋｍ／ｈ＝２０ｍ／ｓであり、車両位置の誤差Ｘｍａｘ＝５ｍとする。また、時間差の真値ｔ＝１．２ｓ、推定値ｔｄ＝１ｓ、時間差の誤差ｔｍａｘ＝０．３ｓとすると、車両探索範囲は、２０５≦Ｘ０≦２２７となる。図３及び図４の例では、車両Ｃ４、Ｃ７が特定され、いずれか一方が自車両であり、他方が周辺車両である。
【００８５】
運転支援装置３０が通信装置２０との通信により、自車両が走行する走行車線、あるいは路肩からの距離を特定することができる場合、例えば、図３（ｂ）の例では、自車両が車線１を走行していることが判明する場合には、車線２を走行する車両Ｃ７は除外され、車両Ｃ４が自車両であることが分かる。
【００８６】
また、自車両に超音波センサ、車載カメラなどを搭載しておき、自車両の前方を走行する前方車両との車間距離を算出できる場合には、車間距離により自車両を特定することができる。すなわち、図３（ａ）、図４に示すように、車両Ｃ４、Ｃ７の同一車線の前方車両は、それぞれ車両Ｃ３、Ｃ６であり、車両Ｃ４とＣ３の車尾（頭）間距離は７０ｍ、車両Ｃ７とＣ６の車尾（頭）間距離は３０ｍであるとする。一方、自車両で算出した前方車両との車間距離が、例えば、６５ｍであるとすると、これに自車両の車長（例えば、５ｍ）を加えると車尾（頭）間距離は７０ｍとなる。従って、車両Ｃ７は除外され、車両Ｃ４が自車両であることが分かる。自車両Ｃ４が特定されることで、自車両Ｃ４よりも前方を走行する前方車両Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６を特定することができ、自車両Ｃ４の後方を走行する後方車両Ｃ７を特定することができる。
【００８７】
以上により自車両、前方車両及び後方車両を特定することができ、車両検出時の自車両Ｃ４の停止線までの距離は２２０ｍ、速度は７２ｋｍ／ｈであり、前方車両Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６それぞれの停止線までの距離は１２０ｍ、１３５ｍ、１５０ｍ、１３０ｍ、１９５ｍであり、速度は５５ｋｍ／ｈ、５０ｋｍ／ｈ、６５ｋｍ／ｈ、６５ｋｍ／ｈ、６５ｋｍ／ｈである。また、自車両Ｃ４と後方車両Ｃ７との車尾（頭）間距離は５ｍであり、後方車両の速度は７５ｋｍ／ｈである。
【００８８】
なお、車両の位置及び速度は、短時間であるとしても現在時刻から時間差（時刻ずれ）だけ過去の時刻の情報である。このため、各車両の停止線までの距離をそれぞれの車両の速度に応じて補正することもできる。例えば、現在時刻では、自車両の停止線までの距離は、速度２０ｍ／ｓ×時間差（１ｓ）に相当する距離（２０ｍ）だけ停止線に近づくため、現在時刻の自車両の停止線までの距離は２００ｍ（２２０ｍ−２０ｍ）と補正することができる。前方車両及び後方車両についても同様である。なお、時間差ｔが無視できるほど小さい場合には、ｔ＝０とすることができる。また、車線の数は２に限定されるものではなく、３車線以上であってもよい。
【００８９】
図５は自車両及び同一車線上の前方車両の状態量と危険走行領域の一例を示す説明図である。図において、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。危険走行領域は、車両が危険走行状態であることを車両の速度と停止線までの距離とにより表すことができる領域である。危険走行領域は、ジレンマ領域とオプション領域とを含む。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。すなわち、黄信号表示中に（例えば、黄信号開始時点で）車両が危険領域にある状態であると判定した場合、その車両は危険走行状態にあると判定する。
【００９０】
また、危険走行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、危険走行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。
【００９１】
図５において、停止線を基準とした自車両の現在位置を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自車両の状態量（位置Ｘｙ、速度Ｖｙ）は、自車両の速度が変化しないとして（Ｖｙ＝Ｖ）、式（４）で求められる。式（４）は、現在の自車両の走行状態に基づいた判定条件Ｅである。
【００９２】
【数２】
【００９３】
一方、自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、自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、黄信号開始時に自車両が標準減速度で減速したならば、自車両が停止線で停止することができる自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。
【００９４】
自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、自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自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。
【００９５】
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。
【００９６】
また、自車両と同一車線上の前方車両についても、停止線を基準とした前方車両の現在位置をＸｐ、現在速度をＶｐ、黄信号開始となるまでの時間をｔ（０＜ｔ＜信号周期）とすると、自車両の場合と同様に、黄信号開始時刻での前方車両の位置Ｘｐｙ、速度Ｖｐｙ（＝Ｖｐ）を求めることができる。
【００９７】
図５に示すように、自車両が黄信号開始時刻で交差点通過領域にあるためには、すなわち、自車両が安全に交差点を通過できる状態にあるためには、自車両の状態量（位置Ｘｙ、速度Ｖｙ）を示す点Ｂ１が交差点通過領域内にあればよい。また、この場合、自車両の速度Ｖｙをそのまま維持して走行すれば（図５の例では、ジレンマ領域に陥らない境界条件の点Ｑで表される速度Ｖｑ以上の速度であれば）、危険走行領域に突入することなく交差点を安全に通過することができる。自車両の速度が低下して危険走行領域に陥る可能性を防止するため、目標速度などを設定して自車両の速度が目標速度で維持できるよう走行制御又は運転者への情報提供を行うことができる。
【００９８】
一方、自車両と同一車線を走行する前方車両が黄信号開始時刻で交差点通過領域以外の領域（例えば、図５に示すジレンマ領域、オプション領域、交差点通過領域などの領域）にある場合には、前方車両の状態量（位置Ｘｐｙ、速度Ｖｐｙ）を示す点Ｂ２が交差点停止領域内にある。
【００９９】
すなわち、図５の例は、交差点の信号の黄信号開始時刻において、自車両と同一車線を走行する前方車両が交差点通過領域以外の領域にあり（すなわち、交差点を通過できない状態にあり）、かつ自車両が交差点通過領域にあり、仮に自車両が前方車両に追従して走行した場合、自車両も交差点を通過することができず、危険走行領域内に陥る可能性もあるため、運転支援装置３０は、自車両が安全に交差点を通過することができるように自車両の車線を変更すべく車両制御又は情報提供を行う。
【０１００】
図６は自車両及び同一車線上の前方車両の状態量と危険走行領域の他の例を示す説明図である。図６に示すように、自車両と同一車線を走行する前方車両が黄信号開始時刻で交差点通過領域以外の領域（前方車両が交差点を通過できない状態）にある場合、前方車両の状態量（位置Ｘｐｙ、速度Ｖｐｙ）を示す点Ｂ４は交差点停止領域内にある。
【０１０１】
一方、黄信号開始時刻での自車両の状態量（位置Ｘｙ、速度Ｖｙ）を示す点Ｂ３が危険走行領域（図６の例では、ジレンマ領域）にある場合、黄信号開始時刻までに、自車両の現在の速度Ｖｙを所定の上限速度を超えない範囲で設定した目標速度（例えば、図６の例では、ジレンマ領域から脱することができる境界条件である点Ｑで表される速度Ｖｑ）まで上げることにより交差点通過領域に到達できる場合である。これにより、自車両は危険走行領域を回避して交差点を安全に通過することができる。この場合、自車両の速度を目標速度まで上げるべく自車両を加速させるための走行制御又は運転者への情報提供を行うことができる。
【０１０２】
すなわち、図６の例は、交差点の信号の黄信号開始時刻において、自車両と同一車線を走行する前方車両が交差点通過領域以外の領域にあり（すなわち、交差点を通過できない状態にあり）、かつ自車両が危険走行領域にあって、自車両を加速することにより、黄信号開始時刻までに危険走行領域を回避して交差点通過領域に達することができる場合である。この場合も、運転支援装置３０は、自車両が安全に交差点を通過することができるように自車両の車線を変更すべく車両制御又は情報提供を行う。
【０１０３】
図７は自車両及び変更先車線上の前方車両の状態量と危険走行領域の一例を示す説明図である。図７に示すように、黄信号開始時刻において、自車両の状態量（位置Ｘｙ、速度Ｖｙ）を示す点Ｂ５が交差点通過領域内にある場合、すなわち、自車両が安全に交差点を通過できる状態にある場合には、自車両の速度Ｖｙをそのまま維持して走行すれば（図７の例では、ジレンマ領域に陥らない境界条件の点Ｑで表される速度Ｖｑ以上の速度であれば）、危険走行領域に突入することなく交差点を安全に通過することができる。
【０１０４】
一方、自車両が車線変更した場合、黄信号開始時刻での変更先車線（隣接車線）上の前方車両の状態量（位置Ｘｐｙ、速度Ｖｐｙ）を示す点Ｂ６が交差点通過領域内にあると判定されたとしても、図７に示すように、自車両の速度が変更先車線上の前方車両の速度より大きい場合には、自車両が変更先車線上の前方車両に異常接近（車間距離が急速に短くなるような場合）し、場合によっては衝突する可能性もある。
【０１０５】
したがって、自車両が安全に交差点を通過するまで、前方車両との車間距離が所定の閾値内であることを確認しつつ走行する必要がある。自車両と前方車両との車間距離の所定の閾値は、自車両の速度、あるいは前方車両との相対速度に応じて変更することができる。なお、自車両の速度が前方車両の速度よりも大きくない場合には、必ずしも前方車両との車間距離を確認しなくてもよい。
【０１０６】
変更先車線上の前方車両が複数ある場合でも、自車両と前方車両との車間距離の確認は、自車両の直近を走行する前方車両のみ対象とすればよいが、前方車両の速度としては、複数台の前方車両のうち最も速度の小さい値を用いればよい。前方車両の車列の中に速度の遅い車両があれば、後続の前方車両の速度も遅い車両の速度まで低下するからである。
【０１０７】
なお、自車両が車線変更した後でも、運転支援装置３０が安全運転支援のための車両制御又は運転者への情報提供を行うために、前方車両との車間距離を車載カメラ又は他のセンサ等で把握しておけば、自車両の速度に応じた前方車両との車間距離が所定の閾値以下にならないように常時監視することができ、仮に自車両が前方車両に異常接近した場合には、接近を防ぐように情報提供又は車両制御することもできる。
【０１０８】
なお、上述のジレンマ領域及びオプション領域には、それらの近傍領域を含めることもできる。ここで、近傍領域は、交差点停止領域又は交差点通過領域であって危険走行領域に近い距離にある領域である。なお、近傍領域は、交差点通過領域側及び交差点停止領域側の両方の領域を考慮してもよく、あるいは、いずれか一方の領域のみを考慮してもよい。
【０１０９】
次に運転支援装置３０の動作について説明する。図８乃至図１０は運転支援装置３０の処理手順を示すフローチャートである。制御部３０１は、自車両情報を取得し（Ｓ１１）、隣接車両情報を取得する（Ｓ１２）。制御部３０１は、通信装置２０から信号を受信したか否かを判定し（Ｓ１３）、信号を受信していない場合（Ｓ１３でＮＯ）、ステップＳ１１の以降処理を続け、自車両の走行に伴って、自車両情報、隣接車両情報を所定の時間間隔で繰り返し取得する。
【０１１０】
通信装置２０から信号を受信した場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、制御部３０１は、通信装置２０が送信した通信地点及び停止線の位置情報、車両情報並びに信号機の黄信号開始時点及び黄信号時間などを含む信号情報を受信する（Ｓ１４）。
【０１１１】
制御部３０１は、受信した通信地点の位置情報により、自車両及び隣接車両の位置を修正する（Ｓ１５）。例えば、停止線から通信装置２０との通信地点までの距離をＬとすると、自車両の位置を停止線から距離Ｌにあると修正する。また、隣接車両と自車両との車間距離に応じて隣接車両の停止線までの距離を修正する。これにより、自車両及び隣接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。
【０１１２】
制御部３０１は、自車両の位置に基づいて、受信した車両情報を探索し（Ｓ１６）、車両情報で示される車両の中から自車両、及び前方車両又は後方車両等の周辺車両を特定する（Ｓ１７）。
【０１１３】
制御部３０１は、車両制御（走行制御）又は情報提供の開始タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１８）。車両制御又は情報提供の開始タイミングは、自車両の位置が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）になった時点など適宜設定できる。また、車両制御又は情報提供の開始タイミングは、自車両の速度、自車両と前方車両との車間距離又は相対速度などに応じて変化させることもできる。
【０１１４】
車両制御又は情報提供の開始タイミングでない場合（Ｓ１８でＮＯ）、制御部３０１は、ステップＳ１８の処理を続け、車両制御又は情報提供の開始タイミングまで待機する。車両制御又は情報提供の開始タイミングである場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、制御部３０１は、黄信号開始時点に自車両が交差点通過領域にあるか否かを判定する（Ｓ１９）。
【０１１５】
黄信号開始時点に自車両が交差点通過領域にある場合（Ｓ１９でＹＥＳ）、制御部３０１は、現在の車線上に、黄信号開始時点に交差点通過領域以外の領域にある前方車両があるか否かを判定する（Ｓ２０）。黄信号開始時点に自車両が交差点通過領域にない場合（Ｓ１９でＮＯ）、制御部３０１は、黄信号開始時点に自車両がジレンマ領域又はオプション領域にあるか否かを判定する（Ｓ２１）。
【０１１６】
黄信号開始時点に自車両がジレンマ領域又はオプション領域にある場合（Ｓ２１でＹＥＳ）、制御部３０１は、自車両が加速条件を満たすか否かを判定し（Ｓ２２）、自車両が加速条件を満たす場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２０の処理を行う。加速条件は自車両の速度を所定の上限速度（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）を超えない範囲内における目標速度まで上げるよう緩やかな加速度で加速した場合に、黄信号開始時点までに危険走行領域から脱して交差点通過領域に達することができるか否かという条件とすることができる。
【０１１７】
黄信号開始時点に交差点通過領域以外の領域にある前方車両がある場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、制御部３０１は、移動先の車線の前方車両がすべて交差点通過領域にあるか否かを判定し（Ｓ２３）、移動先の車線の前方車両がすべて交差点通過領域にある場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、自車両の移動先の車線の前方車両との異常接近があるか否かを判定する（Ｓ２４）。異常接近の有無は、例えば、前方車両との車間距離が所定の閾値以下であるか否かにより判定することができる。
【０１１８】
自車両の移動先の車線の前方車両との異常接近がない場合（Ｓ２４でＮＯ）、制御部３０１は、移動先の車線に異常接近する後方車両があるか否かを判定する（Ｓ２５）。異常接近の有無は、前方車両の場合と同様、後方車両との車間距離が所定の閾値以下であるか否かにより判定することができる。
【０１１９】
移動先の車線に異常接近する後方車両がない場合（Ｓ２５でＮＯ）、制御部３０１は、車両制御又は情報提供モードに入る旨を報知し（Ｓ２６）、車線変更の指示を行い（Ｓ２７）、運転者に青信号で交差点を通過する旨を通知する（Ｓ２８）。なお、制御部３０１は、車両制御による車線変更又は情報提供に基づいた運転者による車線変更操作を検知することで車線変更が行われたことを検知することができる。
【０１２０】
制御部３０１は、速度維持した場合に黄信号開始時点に未だ交差点通過領域にあるか否かを判定し（Ｓ２９）、未だ交差点通過領域にない場合（Ｓ２９でＮＯ）、すなわち、例えば、危険走行領域内にある場合、目標速度、段階的目標速度を算出する（Ｓ３０）。
【０１２１】
目標速度は、自車両を緩やかな加速度で加速させて危険走行領域から回避（脱出）させるために到達させる速度である。目標速度の算出は次のように行うことができる。例えば、自車両がジレンマ領域に突入する可能性があると判定された場合、進入条件Ｌを満たす進入限界速度（図６の例では、点Ｑでの速度Ｖｑ）を目標速度とする。また、自車両がオプション領域に突入する可能性があると判定された場合、停止条件Ｃを満たす停止限界速度を目標速度とする。
【０１２２】
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、所定時間（制御周期、例えば、０．０５〜１秒）経過の都度、算出する。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
制御部３０１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加速度で加速制御を行い（Ｓ３１）、車線変更後の車線上の前方車両に異常接近するか否かを判定する（Ｓ３２）。前方車両に異常接近しない場合（Ｓ３２でＮＯ）、制御部３０１は、制御周期を経過したか否かを判定し（Ｓ３３）、制御周期を経過していない場合（Ｓ３３でＮＯ）、ステップＳ３３の処理を続け、制御周期が経過するまで加速制御を続ける。
【０１２６】
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、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。なお、加速制御の処理は、所定距離の移動の都度繰り返し行うこともできる。また、自車両を加速制御して、例えば、ジレンマ領域から脱する場合、危険走行領域の境界に到達したときは、制御部３０１は、危険走行領域の境界に到達した時点の速度、すなわち、進入限界速度で速度維持を行うことができる。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、自車両の状態を交差点通過領域内に維持させる走行が可能となる。
【０１２７】
制御周期を経過した場合（Ｓ３３でＹＥＳ）、制御部３０１は、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Ｓ２９以降の処理を続ける。速度維持した場合に黄信号開始時点に未だ交差点通過領域にある場合（Ｓ２９でＹＥＳ）、制御部３０１は、自車両は交差点通過領域内にあるとして現在の速度を維持し、ステップＳ３４の処理を行う。
【０１２８】
停止線を検出した場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、制御部３０１は、停止線までの距離を補正し、黄信号の終了時点を考慮して速度を微調整し（Ｓ３５）、停止線を通過したか否かを判定する（Ｓ３６）。停止線を通過していない場合（Ｓ３６でＮＯ）、制御部３０１は、ステップＳ３５以降の処理を続ける。停止線を通過した場合（Ｓ３６でＹＥＳ）、制御部３０１は、車両制御又は情報提供モードを解除し、その旨報知し（Ｓ３７）、処理を終了する。
【０１２９】
自車両が車線変更後の車線上の前方車両に異常接近する場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、制御部３０１は、交差点まで前方車両に追従走行する旨指示し（Ｓ３８）、ステップＳ３７の処理を行う。
【０１３０】
制御部３０１は、黄信号開始時点に自車両がジレンマ領域又はオプション領域にない場合（Ｓ２１でＮＯ）、加速条件を満たさない場合（Ｓ２２でＮＯ）、黄信号開始時点に交差点通過領域以外の領域にある前方車両がない場合（Ｓ２０でＮＯ）、移動先の車線の前方車両のいずれかが交差点通過領域にない場合（Ｓ２３でＮＯ）、自車両の移動先の車線の前方車両との異常接近がある場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、又は移動先の車線に異常接近する後方車両がある場合（Ｓ２５でＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１３１】
図１１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、運転支援装置３０は、黄信号開始時刻で自車両が交差点通過領域内にあるか否かを判定するとともに、自車両と同一車線上の前方車両が交差点通過領域以外の領域にあるか否かを判定する。
【０１３２】
前方車両が交差点通過領域になく、かつ自車両が交差点通過領域内になく、危険走行領域にあると判定した場合、この地点からは運転支援装置３０は、加速制御又は加速のための情報提供を行い、危険走行領域を回避する回避制御領域となる。危険走行領域がジレンマ領域である場合、運転支援装置３０は、自車両の速度が進入条件Ｌを満たす進入限界速度（目標速度）に到達するように緩やかな加速度で加速制御を行うべく、車両制御又は情報提供を行う。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べく車両制御又は情報提供を行う。
【０１３３】
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、運転支援装置３０は、ビデオカメラ３１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。
【０１３４】
なお、停止線から２００ｍの位置において、運転支援装置３０が、黄信号開始時刻で自車両が交差点通過領域内にあるか否かを判定し、自車両と同一車線上の前方車両が交差点通過領域以外の領域にあるか否かを判定した結果、前方車両が交差点通過領域になく、かつ自車両が交差点通過領域内にある場合、自車両が交差点通過領域から脱することがないように、現在の速度を維持すべく車両制御又は情報提供を行う。
【０１３５】
上述の例で、道路勾配を含む道路情報に基づいて標準減速度ｇを決定することもできる。例えば、道路勾配が０の場合に、式（５）を用いることとし、道路勾配を考慮する場合には、式（５）に代えて式（７）及び式（８）を用いればよい。ここで、ｇは標準減速度、ｈは車種毎に一意の定数である勾配係数、γは勾配（単位は度、登りが正）である。
【０１３６】
【数３】
【０１３７】
また、路面状態、タイヤの状態に基づいて、補正後の標準減速度ｇ’を用いることもできる。ここで、ｇ’＝ｇ×（μ＋１）、μは摩擦係数である。図１２は摩擦係数の一例を示す説明図である。なお、道路情報は、通信装置２０など外部から取得してもよく、あるいは、地図データベースから取得するようにしてもよい。
【０１３８】
これにより、例えば、自車両が下り坂を走行する場合、標準減速度が小さくならないように、下り勾配でかかる力の分だけ減速制御量を増し（ｈ・tan｜γ｜、γ＜０）、登り坂を走行する場合、標準減速度が大きくなり過ぎないように、上り勾配でかかる力の分だけ減速制御量を減少（−ｈ・tan｜γ｜、γ＜０）させる。また、路面状態が乾燥、湿潤、砂地、雪面であるかに応じて、あるいはタイヤの磨耗状態に応じて、標準減速度を変化させることもできる。これにより、一層精度良く車両の停止又は進入を制御することができる。
【０１３９】
図１３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１３の例では、狭域通信機能を有する通信装置２０に加えて、中域通信機能又は広域通信機能を有し、道路上の所定範囲Ａ（撮像領域Ａ１、…）内の車両と通信可能な通信領域Ｍを有する通信装置４０を備える。この場合、必ずしも通信装置２０が必要ではないが、通信装置２０との通信により運転支援装置３０が搭載された自車両の位置精度を高めるために用いることができ、停止線までの距離等を送信することもできる。
【０１４０】
図１３に示すように、通信装置４０には、各画像感知器１０を接続してある。通信装置４０は、車両情報、信号情報等を所定の時間間隔で繰り返し運転支援装置３０へ送信することができる。従って、これらの情報を受信して追跡すれば自車両の周辺を走行する周辺車両の速度を検出することができるので、必ずしも車両の速度を送信する必要はない。
【０１４１】
運転支援装置３０は、繰り返し送信される車両情報、信号情報等を受信し、必要に応じて、所定の時間間隔で自車両が交差点通過領域内にあるか否かの判定処理、危険走行領域内にある場合に危険走行領域から回避して安全に交差点を通過するための加速制御処理などを行うことができる。これにより、安全に交差点を通過させるための判定精度を向上させることが可能となる。
【０１４２】
図１４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１４の例では、各画像感知器１０を設置せず、狭域通信機能を有する通信装置２０を停止線の上流側２００ｍ程度の位置に設置する。通信装置２０は、例えば、光ビーコン、電波ビーコン等である。
【０１４３】
この場合、通信装置２０により、常時、通過した車両の車頭時間又は車間時間、速度を計測しておく、自車両が通過した際に、信号情報、停止線までの距離（又は通信地点から停止線までの距離など）等とともに、自車両の通過時点前の通過車両の車頭時間又は車間時間、速度などを運転支援装置３０へ送信する。運転支援装置３０は、受信した車頭時間又は車間時間、速度と自車両の速度から前方車両の位置（停止線までの距離など）及び速度を算出し、信号情報により自車両及び前方車両が交差点通過領域内にあるか否か、危険走行領域内にあるか否か等の判定を行う。
【０１４４】
上述の例では、車両情報を通信装置２０又は通信装置４０などから取得する構成であるが、これに限定されるものではなく、自車両と前方を走行する前方車両との間の車々間通信により、各前方車両から位置情報を受信するようにしてもよい。
【０１４５】
車々間通信により前方車両の位置情報を受信し、受信した位置情報に基づいて、前方車両と交差点との距離に関する情報を取得する。交差点の位置が予め分かっている場合には、前方車両の位置が分かれば、前方車両と交差点との距離を求めることができる。なお、前方車両の交差点までの距離を前方車両の位置情報として車々間通信で受信することもできる。また、前方車両の位置情報を繰り返し受信することにより、前方車両の速度を求めることもできる。これにより、自車両の前方を走行する前方車両の位置及び速度を精度良く把握することができる。
【０１４６】
また、車々間通信に代えて、前方車両から送信された位置情報などを一旦外部の通信装置で受信し、その通信装置は、受信した情報を対象となる自車両へ送信するようにしてもよい。
【０１４７】
以上説明したように、本発明にあっては、前方車両に追従して走行した場合に、前方車両が交差点を通過することができず、そのまま走行したのでは危険走行状態に陥るような場合に、車線変更を行うことで危険走行状態を回避して交差点を安全に通過することができる。
【０１４８】
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、ジレンマ領域及びオプション領域などの危険走行領域には、その近傍領域も含まれる。また、目標速度として、危険走行領域の停止限界速度又は進入限界速度（境界線の速度）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、限界速度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。
【０１４９】
上述の実施の形態では、黄開始時刻を基準とした危険走行領域の回避を示した。しかし、ぎりぎり黄信号で通過せず余裕を持たせる目的で、例えば黄信号時間Ｔｙを意図的に小さくしたり、黄信号開始時刻の黄信号時間だけ手前の時刻を基準として停止線を青信号で通過させるようにしたり、危険走行領域を広くするために式（４）〜式（６）を補正したりする等、本願の概念を損なわない範囲内で、種々、数式、定数等を追加又は変更して用いても良い。また、対象とする危険走行領域は、ジレンマ領域のみとしても良く、あるいは、オプション領域のみとしても良い。
【０１５０】
上述の実施の形態では、外部から車両情報を受信して、自車両及び前方車両などを特定する構成であったが、これに限定されるものではなく、車両に搭載した車載センサにより前方車両又は後方車両などを検知することもできる。この場合、運転支援装置３０は、ビデオカメラ３１、超音波センサなどの車載センサにより前方車両又は後方車両の特定を行うことができる。また、前方車両は自車両と同一車線上の車両のみならず、隣接する他の車線上の車両を含む。運転支援装置３０は、自車両及び前方車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を取得する。前方車両の速度は、例えば、自車両の速度と前方車両との相対速度により求めることができる。また、車両（自車両及び前方車両）と交差点との距離に関する情報は、車両と交差点との距離でもよく、あるいは、車両及び交差点の位置であってもよい。自車両と交差点との距離に関する情報は、例えば、通信装置２０などから取得することができ、前方車両と交差点との距離に関する情報は、自車両と前方車両との車間距離により求めることができる。運転支援装置３０は、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに信号情報に基づいて、ジレンマ領域又はオプション領域などの領域にあるか否かを判定することができる。
【０１５１】
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】
【０１５２】
【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】本発明に係る運転支援装置の構成を示すブロック図である。
【図３】車両の特定方法を示す説明図である。
【図４】車両情報の一例を示す説明図である。
【図５】自車両及び同一車線上の前方車両の状態量と危険走行領域の一例を示す説明図である。
【図６】自車両及び同一車線上の前方車両の状態量と危険走行領域の他の例を示す説明図である。
【図７】自車両及び変更先車線上の前方車両の状態量と危険走行領域の一例を示す説明図である。
【図８】運転支援装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】運転支援装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】運転支援装置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１２】摩擦係数の一例を示す説明図である。
【図１３】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１４】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】
【０１５３】
１０ 画像感知器
２０ 通信装置
３０ 運転支援装置
３１ ビデオカメラ
３０１ 制御部
３０２ 通信部
３０３ ＧＰＳ受信部
３０４ ナビゲーション部
３０５ センサ部
３０６ 記憶部
３０７ 車両特定部
３０８ 走行状態判定部
３０９ 車線変更判定部
３１０ 画像処理部
３１１ 表示部
３１２ 報知部
３１３ インタフェース部
４０ 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黄信号開始時点及び黄信号時間を含む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であって、
前記運転支援装置は、
複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信する受信手段と、
該受信手段で受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定する車両特定手段と、
該車両特定手段で特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定する状態判定手段と、
該状態判定手段で判定した結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する車線変更判定手段と
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】
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を含む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であって、
前記運転支援装置は、
自車両の前方を走行する前方車両を特定する車両特定手段と、
自車両及び前記前方車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を取得する取得手段と、
自車両及び前記前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前記前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定する状態判定手段と、
該状態判定手段で判定した結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する車線変更判定手段と
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３】
前記車線変更判定手段は、
前記状態判定手段で自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過できない状態であると判定し、かつ自車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあ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】
前記車線変更判定手段は、
前記状態判定手段で自車両と同一車線上の前方車両が存在しなければ自車両が交差点を通過できる状態であると判定し、かつ前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合に、該前方車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあ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５】
前記運転支援装置は、
前記状態判定手段で自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過できない状態であると判定し、かつ自車両が交差点で通過若しくは停止できないジレンマ状態又は交差点で通過若しくは停止できるオプション状態であると判定した場合、自車両を加速したときに自車両が交差点を通過できるか否かを判定する加速判定手段を備え、
前記車線変更判定手段は、
前記加速判定手段で自車両が交差点を通過できると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の車両運転支援システム。
【請求項６】
前記状態判定手段は、
前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合、該前方車両が交差点を通過できる状態にあるか否かを判定するように構成してあり、
前記車線変更判定手段は、
前記前方車両が交差点を通過できる状態にある場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つ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、
前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合、該前方車両と自車両との距離に関する情報を取得する前方車両距離取得手段を備え、
前記車線変更判定手段は、
前記前方車両距離取得手段で取得した距離が所定の閾値以下となる場合、自車両の車線を変更しないと判定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の車両運転支援システム。
【請求項８】
前記車両特定手段は、
自車両の後方を走行する後方車両を特定するように構成してあり、
前記運転支援装置は、
前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に後方車両を特定した場合、該後方車両と自車両との距離に関する情報を取得する後方車両距離取得手段を備え、
前記車線変更判定手段は、
前記後方車両距離取得手段で取得した距離が所定の閾値以下となる場合、自車両の車線を変更しないと判定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の車両運転支援システム。
【請求項９】
前記運転支援装置は、
道路勾配を含む道路情報を取得する道路情報取得手段を備え、
前記状態判定手段は、
前記道路情報取得手段で取得した道路情報に基づいて、自車両及び前方車両が前記特定の状態にあるか否かを判定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の車両運転支援システム。
【請求項１０】
前記運転支援装置は、
前記車線変更判定手段で自車両の車線を変更すると判定した場合、車線変更を指示する指示手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載の車両運転支援システム。
【請求項１１】
前記運転支援装置は、
前記車線変更判定手段で自車両の車線を変更すると判定した場合、自車両が交差点を通過すべく自車両を加減速するための情報を出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載の車両運転支援システム。
【請求項１２】
前記運転支援装置は、
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加減速制御手段を備えることを特徴とする請求項１１に記載の車両運転支援システム。
【請求項１３】
前記運転支援装置は、
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１１又は請求項１２に記載の車両運転支援システム。
【請求項１４】
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を含む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であって、
複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信する受信手段と、
該受信手段で受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定する車両特定手段と、
該車両特定手段で特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定する状態判定手段と、
該状態判定手段で判定した結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する車線変更判定手段と
を備えることを特徴とする運転支援装置。
【請求項１５】
請求項１４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１６】
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を含む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であって、
前記運転支援装置は、
複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信し、
受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定し、
特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定し、
判定結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判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黄信号開始時点及び黄信号時間を含む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であって、
前記運転支援装置は、
複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信する受信手段と、
該受信手段で受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定する車両特定手段と、
該車両特定手段で特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定する状態判定手段と、
該状態判定手段で判定した結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する車線変更判定手段と
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】
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を含む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であって、
前記運転支援装置は、
自車両の前方を走行する前方車両を特定する車両特定手段と、
自車両及び前記前方車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を取得する取得手段と、
自車両及び前記前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前記前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定する状態判定手段と、
該状態判定手段で判定した結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する車線変更判定手段と
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３】
前記車線変更判定手段は、
前記状態判定手段で自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過できない状態であると判定し、かつ自車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあ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】
前記車線変更判定手段は、
前記状態判定手段で自車両と同一車線上の前方車両が存在しなければ自車両が交差点を通過できる状態であると判定し、かつ前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合に、該前方車両が交差点を通過できる状態であると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあ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５】
前記運転支援装置は、
前記状態判定手段で自車両と同一車線上の前方車両が交差点を通過できない状態であると判定し、かつ自車両が交差点で通過若しくは停止できないジレンマ状態又は交差点で通過若しくは停止できるオプション状態であると判定した場合、自車両を加速したときに自車両が交差点を通過できるか否かを判定する加速判定手段を備え、
前記車線変更判定手段は、
前記加速判定手段で自車両が交差点を通過できると判定した場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の車両運転支援システム。
【請求項６】
前記状態判定手段は、
前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合、該前方車両が交差点を通過できる状態にあるか否かを判定するように構成してあり、
前記車線変更判定手段は、
前記前方車両が交差点を通過できる状態にある場合、自車両の車線を変更すると判定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つ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、
前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に前方車両を特定した場合、該前方車両と自車両との距離に関する情報を取得する前方車両距離取得手段を備え、
前記車線変更判定手段は、
前記前方車両距離取得手段で取得した距離が所定の閾値以下となる場合、自車両の車線を変更しないと判定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の車両運転支援システム。
【請求項８】
前記車両特定手段は、
自車両の後方を走行する後方車両を特定するように構成してあり、
前記運転支援装置は、
前記車両特定手段で自車両の変更先車線上に後方車両を特定した場合、該後方車両と自車両との距離に関する情報を取得する後方車両距離取得手段を備え、
前記車線変更判定手段は、
前記後方車両距離取得手段で取得した距離が所定の閾値以下となる場合、自車両の車線を変更しないと判定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の車両運転支援システム。
【請求項９】
前記運転支援装置は、
道路勾配を含む道路情報を取得する道路情報取得手段を備え、
前記状態判定手段は、
前記道路情報取得手段で取得した道路情報に基づいて、自車両及び前方車両が前記特定の状態にあるか否かを判定するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の車両運転支援システム。
【請求項１０】
前記運転支援装置は、
前記車線変更判定手段で自車両の車線を変更すると判定した場合、車線変更を指示する指示手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載の車両運転支援システム。
【請求項１１】
前記運転支援装置は、
前記車線変更判定手段で自車両の車線を変更すると判定した場合、自車両が交差点を通過すべく自車両を加減速するための情報を出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載の車両運転支援システム。
【請求項１２】
前記運転支援装置は、
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加減速制御手段を備えることを特徴とする請求項１１に記載の車両運転支援システム。
【請求項１３】
前記運転支援装置は、
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１１又は請求項１２に記載の車両運転支援システム。
【請求項１４】
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を含む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であって、
複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信する受信手段と、
該受信手段で受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定する車両特定手段と、
該車両特定手段で特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定する状態判定手段と、
該状態判定手段で判定した結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判定する車線変更判定手段と
を備えることを特徴とする運転支援装置。
【請求項１５】
請求項１４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１６】
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を含む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であって、
前記運転支援装置は、
複数の車線を有する道路上に存在する車両の速度情報及び交差点との距離に関する情報を含む車両情報を外部から受信し、
受信した車両情報で示される車両の中から自車両及び自車両の前方を走行する前方車両を特定し、
特定した自車両及び前方車両が交差点の手前に停止する停止条件及び交差点に進入する進入条件により決定される特定の状態にあるか否かを、自車両及び前方車両それぞれの交差点までの距離及び速度並びに前記信号情報に基づいて判定し、
判定結果に基づいて、自車両の車線を変更するか否かを判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】
【公開番号】特開２００９−１０４５４４（Ｐ２００９−１０４５４４Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７７９７２（Ｐ２００７−２７７９７２）
【出願日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【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２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【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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