JP2005063354A - 異常走行警告装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成で車両の異常走行を検出し、ドライバに対して警告を行うことが可能な異常走行警告装置を提供すること。
【解決手段】ＥＣＵ８は一定時間毎に、ＤＭＣＡ受信機３が受信した搬送波位相積算値に基づいて、ＧＰＳ受信機２が検出した車両の現在位置に含まれる誤差成分を除去し、道路上における車両の走行位置を算出する。さらに、道路上における車両の走行位置から車両の走行軌跡を算出する。車両の走行軌跡が、車両の走行車線から所定範囲を超えて左右に逸脱している場合や、道路の車線方向と垂直な方向における最大偏差が所定距離以上である場合には、車両が異常走行を行っているものと判断し、ドライバに対して警告を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の異常走行を検出して警告動作を行う異常走行警告装置に関する。

従来、車両の異常走行を検出してドライバに警告を行う装置が、例えば特許文献１に示されている。

この従来装置では、車両走行時において、当該車両の前方走路の画像を車載用カメラによって撮影する。撮影された画像は、画像処理装置によって画像処理が施され、走行車線における車両の横方向の変位、車両の回転角速度、車両が走行中の道路のカーブ半径が算出される。そして、算出された各データと車両の走行速度とから、車両の適正操舵角が算出される。次に、操舵角センサによって車両のステアリング操舵角を検出して、前述の適正操舵角と比較する。検出された車両のステアリング操舵角が、算出された適正操舵角と大きく異なる場合には、居眠り運転や脇見運転等の異常走行が行われているものと判断し、ブザーから警告音を鳴らすなどしてドライバに警告を行う。
特公平８−１３８５号公報

このように、従来装置では、車載用カメラの撮影画像に画像処理を施して適正操舵角を算出し、検出された車両のステアリング操舵角と比較することによって、車両の異常走行を検出する。しかしながら、従来装置では、車両の前方走路を撮影する車載用カメラや、車載用カメラを制御するための制御装置が必要となる。また、車載用カメラが撮影した画像を画像処理するための画像処理装置も必要となり、装置の構造が複雑になる。特に、画像処理装置は、その構造が複雑であり、設計工数およびコスト等の面からも好ましくない。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で車両の異常走行を検出し、ドライバに対して警告を行うことが可能な異常走行警告装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の異常走行警告装置では、道路上における車両の走行位置を周期的に検出する検出手段と、検出手段が検出した車両の走行位置を順次記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された車両の走行位置から、道路上における車両の走行軌跡を算出し、これに基づいて車両が異常走行を行っているか否かを判定する判定手段と、判定手段によって、車両が異常走行を行っていると判定された場合、警告動作を行う警告手段とを備えることを特徴とする。

このように、本発明の異常走行警告装置では、道路上における車両の走行位置を検出手段によって周期的に検出し、記憶手段に順次記憶する。判定手段は、記憶手段に記憶された車両の走行位置から、道路上における車両の走行軌跡を算出し、これに基づいて車両が異常走行を行っているか否かを判定する。車両が異常走行を行っていると判定されると、警告手段は警告動作を行い、ドライバに対して異常走行が行われていることを警告する。これにより、道路上における車両の走行位置から当該車両の走行軌跡を算出し、これに基づいて車両が異常走行を行っているか否かを判定することができる。そのため、車両の異常走行の検出に際し、車載用カメラや画像処理装置は不要となり、簡易な構成で車両の異常走行を検出し、ドライバに対して警告を行うことが可能となる。

請求項２に記載のように、判定手段は、車両の走行軌跡が、車両の走行車線を中心とした所定範囲から左右に逸脱している場合に、車両が異常走行を行っていると判定することが望ましい。車両の走行軌跡が、当該車両の走行車線を中心とした所定範囲から左右に逸脱している場合、当該車両が蛇行しながら走行していることを意味する。このような場合には、ドライバに対して警告を行い、車両を適正に走行させるよう促す必要があるのである。

請求項３に記載のように、判定手段は、車両の走行軌跡の、道路の車線方向と垂直な方向における最大偏差が、所定距離を超えている場合に、車両が異常走行を行っていると判定しても良い。車両の走行軌跡の、道路の車線方向と垂直な方向における最大偏差が所定距離を超えている場合も、当該車両が蛇行しながら走行していることを意味する。そのため、ドライバに対して警告を行い、車両を適正に走行させるよう促すことが望ましい。

請求項４に記載のように、判定手段は、車両の走行軌跡が、道路の車道から逸脱している場合に、車両が異常走行を行っていると判定することが望ましい。車両の走行軌跡が車道から逸脱している場合には、ドライバに対して警告を行い、車道を走行するよう促す必要があるためである。

請求項５に記載のように、各道路の各車線において、車両が通行可能か否かを示す通行情報を記憶するデータベース手段を設け、判定手段は、データベース手段に記憶されている通行情報から、車両の走行軌跡が通行禁止となっている車線へと逸脱している場合には、車両が異常走行を行っていると判定することが望ましい。道路上における車両の走行軌跡が、道路工事等によって通行禁止となっている車線や、バスレーン等の一般車両が通行禁止となっている車線へと逸脱している場合には、ドライバに対して警告を行い、走行車線を変更するよう促す必要があるためである。

請求項６に記載のように、検出手段は、Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ＧＰＳ（ＲＴＫ−ＧＰＳ）方式によって、道路上における車両の走行位置を検出することが望ましい。ＲＴＫ−ＧＰＳ方式は、ＧＰＳを利用した位置計測方式の一種であり、数ｃｍ程度の誤差で位置を検出することが可能である。また、ＲＴＫ−ＧＰＳ方式では、移動中の物体であっても、その位置をリアルタイムに検出することができる。ＲＴＫ−ＧＰＳ方式によって位置検出を行うことにより、道路上における車両の走行位置を高精度に検出することが可能となる。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における異常走行警告装置の全体構成を示すブロック図である。本実施形態の異常走行警告装置１は、車両に搭載されて動作する。

ＧＰＳ受信機２は、人工衛星である図示しないＧＰＳ衛星から送信される位置測定用のＧＰＳ信号を受信し、車両の現在位置を検出する。ＧＰＳ受信機２によって検出される車両の現在位置は、その精度上、数ｍの誤差が含まれている。

ＤＭＣＡ受信機３は、図示しない地上の基地局から送信される搬送波位相積算値を受信する。この搬送波位相積算値は、当該基地局が図示しないＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に含まれる、搬送波の位相を積算した値である。搬送波位相積算値の受信に関しては、小型の汎用無線機を用いることとしても良い。

地図データ入力器４は、例えばハードディスクから構成され、道路情報、建造物情報、各地域の住所情報や郵便番号情報などを含む地図情報を地図データとして記憶する。地図データに関しては、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等に記憶することとしてもよい。

ディスプレイ５は、例えば車載用の小型液晶ディスプレイであり、車両が異常走行を行っていることを警告する警告画面を表示する。警告画面に関しては、車載用ヘッドアップディスプレイによって、車両のフロントガラスに表示しても良い。

スピーカ６は、例えば車載用の小型スピーカであり、車両が異常走行を行っていることを警告する警告音声を出力する。警告音声に関しては、車両に搭載されたオーディオ用のスピーカから出力することとしても良い。

メモリ７は、例えばＤＲＡＭであり、道路上における車両の走行位置を順次記憶する。これらの記憶に関しては、メモリカード等に記憶しても良い。

ＥＣＵ８は、周知のコンピュータから構成され、ＤＭＣＡ受信機３が受信した搬送波位相積算値に基づいて、ＧＰＳ受信機２が検出した車両の現在位置に含まれる誤差成分を除去し、より正確な車両の現在位置を算出する。この動作は一定時間毎に行われ、誤差成分が除去された車両の現在位置は、道路上における車両の走行位置としてメモリ７へ順次記憶される。

前述の誤差成分の除去は、ＲＴＫ−ＧＰＳ方式によって行われる。具体的には、まず、車両に搭載されたＧＰＳ受信機２によって、複数の図示しないＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信し、各ＧＰＳ信号の搬送波位相積算値を算出する。次に、ＤＭＣＡ受信機３によって、図示しない地上の基地局から送信される搬送波位相積算値を受信する。そして、ＧＰＳ受信機２が受信した各ＧＰＳ信号から算出された搬送波位相積算値と、ＤＭＣＡ受信機３が受信した搬送波位相積算値との二重位相差を算出することにより、ＧＰＳ受信機２によって検出された車両の現在位置に含まれる誤差成分を除去する。前述の基地局は、地上における正確な緯度、経度、高度が判明している。また、各ＧＰＳ衛星の正確な軌道は、アルマナックやエフェメリス等の衛星軌道情報から判明する。そのため、当該基地局から送信される搬送波位相積算値に基づいて二重位相差を算出することにより、ＧＰＳ受信機２によって検出された車両の現在位置に含まれる誤差成分を除去することができるのである。なお、ＲＴＫ−ＧＰＳ方式の詳細に関しては、国土地理院技術資料Ａ・１−Ｎｏ．２２８に記載されており、これを参照されたい。

また、ＥＣＵ８は、メモリ７に記憶された道路上における車両の走行位置から、所定距離毎または所定時間毎に当該道路上における車両の走行軌跡を算出する。さらに、算出された車両の走行軌跡が、車両の走行車線を中心とした所定範囲から左右に逸脱している場合には、車両が異常走行を行っているものと判断し、ディスプレイ５に警告画面を表示させるとともに、スピーカ６から警告音声を出力させる。

図２は、第１実施形態の異常走行警告装置が、車両の異常走行を検出してドライバに警告を行う処理に関するフローチャートである。本フローチャートの処理は、一定時間毎に実行される。

ステップ２０１では、ＥＣＵ８は、ＧＰＳ受信機２が検出した車両の現在位置を取得する。ステップ２０２では、ステップ２０１で検出された車両の現在位置から、道路上における車両の走行位置をＲＴＫ−ＧＰＳ方式によって算出する。ＲＴＫ−ＧＰＳ方式を利用することにより、道路上における車両の走行位置を高精度に算出することが可能となるのである。

ステップ２０３では、ステップ２０２で算出された車両の走行位置をメモリ７へ記憶する。ステップ２０４では、メモリ７に記憶された車両の走行位置から、当該車両の道路上における走行軌跡を算出する。

ステップ２０５では、ステップ２０４で算出された車両の走行軌跡が、当該車両の走行車線を中心とした所定範囲から左右に逸脱しているか否か、すなわち、車両が蛇行しながら走行しているか否かを判定する（図３参照：道路上における車両の走行軌跡の一例）。算出された車両の走行軌跡が、当該車両の走行車線を中心とした所定範囲から左右に逸脱している場合、車両が蛇行しながら走行していることを意味する。このような場合には、ドライバに対して警告を行い、車両を適正に走行させるよう促す必要があるのである。車両の走行軌跡が、当該車両の走行車線を中心とした所定範囲から左右に逸脱していると判定された場合は、ステップ２０６へ進む。そうでない場合は、処理を終了する。

ステップ２０６では、ディスプレイ５に警告画面を表示させるとともに、スピーカ６から警告音声を出力し、ドライバに異常走行が行われていることを警告する。

このように、本実施形態の異常走行警告装置では、道路上における車両の走行位置を一定時間毎に算出してメモリ７に順次記憶し、車両の走行軌跡を算出する。算出された走行軌跡が、車両の走行車線を中心とした所定範囲から左右に逸脱している場合には、ディスプレイ５に警告画面を表示するとともに、スピーカ６から警告音声を出力する。これにより、簡易な構成で車両の異常走行を検出し、ドライバに対して警告を行うことが可能となる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。

本変形例のＥＣＵ８では、所定の走行距離毎または、所定時間毎に算出された車両の走行軌跡から、道路の車線方向と垂直な方向における最大偏差を算出する。そして、前述の最大偏差が所定距離以上である場合に、車両が異常走行を行っていると判断し、ディスプレイ５に警告画面を表示させ、スピーカ６から警告音声を出力させる。このように、最大偏差を用いても、車両が蛇行していることを検出できる。

それ以外の構成・動作に関しては、前述の実施形態の場合と同様であるため、説明を省略する。

図４は、本変形例の異常走行警告装置が、車両の異常走行を検出してドライバに警告を行う処理に関するフローチャートである。図４に示すように、本フローチャートは、前述の図２のフローチャートにおいて、算出された車両の走行軌跡から、道路の車線方向と垂直な方向における最大偏差を算出するステップを設ける。さらに、車両の走行軌跡が、当該車両の走行車線を中心とした所定範囲から左右に逸脱しているか否かを判定するステップに代えて、前述の最大偏差が所定距離以上であるか否かを判定するステップを設ける。換言すれば、ステップ４０１〜４０４、４０７の処理は、前述の図２のフローチャートにおける処理と同様であり、その説明は省略する。なお、本フローチャートの処理は、一定時間毎に実行される。

ステップ４０５では、ステップ４０４で算出された車両の走行軌跡から、道路の車線方向と垂直な方向における最大偏差を算出する（図５参照）。

ステップ４０６では、ステップ４０５で算出された最大偏差が所定距離以上であるか否かを判定する。算出された最大偏差が所定距離以上である場合は、ステップ４０７へ進み、ディスプレイ５に警告画面を表示させるとともに、スピーカ６から警告音声を出力し、ドライバに異常走行が行われていることを警告する。道路上における車両の走行軌跡において、当該道路の車線方向と垂直な方向における最大偏差が所定距離を超えている場合、車両が蛇行しながら走行していることを意味する。そのため、ドライバに対して警告を行い、車両を適正に走行させるよう促す必要があるのである。算出された最大偏差が所定距離以下である場合は、処理を終了する。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態における異常走行警告装置について説明する。

本実施形態の地図データ入力器４は、前述の第１実施形態の機能に加え、各道路の各車線を車両が通行可能か否かを示す通行情報を記憶している。具体的には、各道路において、道路工事を行っている車線やバスレーンの車線に関しては、その通行情報が通行禁止となっており、それ以外の車線に関しては通行可能となっている。

本実施形態のＥＣＵ８は、算出した車両の走行軌跡が車道から逸脱している場合には、車両が異常走行を行っていると判断し、ディスプレイ５に警告画面を表示させ、スピーカ６から警告音声を出力させる。また、前述の通行情報から、算出した車両の走行軌跡が通行禁止となっている車線へと逸脱している場合にも、車両が異常走行を行っていると判断し、ディスプレイ５に警告画面を表示させ、スピーカ６から警告音声を出力させる。

それ以外の構成・動作に関しては、前述の第１実施形態の場合と同様であるため、説明を省略する。

図６は、第２実施形態の異常走行警告装置が、車両の異常走行を検出してドライバに警告を行う処理に関するフローチャートである。図６に示すように、本フローチャートは、前述の第１実施形態における図２のフローチャートにおいて、車両の走行軌跡が、当該車両の走行車線を中心とした所定範囲から左右に逸脱しているか否かを判定するステップに代えて、車両の走行軌跡が当該道路の車道から逸脱しているか否かを判定するステップ、および、車両の走行軌跡が通行禁止となっている車線へと逸脱しているか否かを判定するステップを設ける。換言すれば、ステップ６０１〜６０４、６０７の処理は、前述の図２のフローチャートにおける処理と同様であり、その説明は省略する。なお、本フローチャートの処理は、一定時間毎に実行される。

ステップ６０５では、ステップ６０４で算出された車両の走行軌跡が、当該道路の車道から逸脱しているか否かを判定する（図７（ａ）参照）。車両の走行軌跡が当該道路の車道から逸脱している場合には、ステップ６０７へ進み、ディスプレイ５に警告画面を表示させるとともに、スピーカ６から警告音声を出力し、ドライバに異常走行が行われていることを警告する。車両の走行軌跡が車道から逸脱している場合には、ドライバに対して警告を行い、当該道路の車道を走行するよう促す必要があるためである。道路上における車両の走行軌跡が、当該道路の車道から逸脱していない場合には、ステップ６０６へ進む。

ステップ６０６では、ステップ６０４で算出された車両の走行軌跡が通行禁止となっている車線へと逸脱しているか否かを判定する（図７（ｂ）参照）。車両の走行軌跡が通行禁止となっている車線へと逸脱している場合には、ステップ６０７へ進み、ディスプレイ５に警告画面を表示させるとともに、スピーカ６から警告音声を出力し、ドライバに異常走行が行われていることを警告する。車両の走行軌跡が、道路工事等によって通行禁止となっている車線や、バスレーン等の一般車両が通行禁止となっている車線へと逸脱している場合には、ドライバに対して警告を行い、走行車線を変更するよう促す必要があるためである。車両の走行軌跡が通行禁止となっている車線へと逸脱していない場合は、処理を終了する。

このように、本実施形態の異常走行警告装置では、車両の走行軌跡が車道から逸脱している場合や、通行禁止となっている車線へと逸脱している場合にも、ドライバに警告を行い、車両を適正に走行させるよう促すことができる。

なお、前述の各実施形態では、ＲＴＫ−ＧＰＳ方式を利用して、ＧＰＳ受信機３が検出した車両の現在位置から誤差成分を除去し、道路上における車両の走行位置を算出した。しかしながら、ディファレンシャルＧＰＳ（ＤＧＰＳ）方式を利用して、ＧＰＳ受信機３が検出した車両の現在位置から誤差成分を除去し、道路上における車両の走行位置を算出してもよい。また、これらを併用することとしても良い。これにより、道路上における車両の走行位置を高い精度で算出することが可能となる。

また、前述の各実施形態では、道路上における車両の走行位置の算出にＧＰＳを利用した。しかしながら、車両の走行速度とステアリング操舵角を一定時間毎に測定して順次記憶し、これに基づいて道路上における車両の走行位置を算出しても良い。また、ＧＰＳと併用して利用しても良い。これにより、さらに高い精度で道路上における車両の走行位置を算出することが可能となる。

本発明の第１実施形態における異常走行警告装置の全体構成を示すブロック図である。 第１実施形態の異常走行警告装置が、車両の異常走行を検出してドライバに警告を行う処理に関するフローチャートである。 車両が正常に走行している場合と、蛇行して走行している場合との、道路上における車両の走行軌跡の一例を示す図である。 第１実施形態の変形例における異常走行警告装置が、車両の異常走行を検出してドライバに警告を行う処理に関するフローチャートである。 道路上における車両の走行軌跡と、当該道路の車線方向と垂直な方向における最大偏差との関係を示す図である。 第２実施形態の異常走行警告装置が、車両の異常走行を検出してドライバに警告を行う処理に関するフローチャートである。 車両が車道から逸脱した場合、および、通行禁止車線へ逸脱した場合における、車両の走行軌跡の一例を示す図である。

符号の説明

１…異常走行警告装置
２…ＧＰＳ受信機
３…ＤＭＣＡ受信機
４…地図データ入力器
５…ディスプレイ
６…スピーカ
７…メモリ
８…ＥＣＵ

Claims (6)

1. 道路上における車両の走行位置を周期的に検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した前記車両の走行位置を順次記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記車両の走行位置から、前記道路上における前記車両の走行軌跡を算出し、これに基づいて前記車両が異常走行を行っているか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって、前記車両が異常走行を行っていると判定された場合、警告動作を行う警告手段とを備えることを特徴とする異常走行警告装置。
2. 前記判定手段は、
   前記車両の走行軌跡が、前記車両の走行車線を中心とした所定範囲から左右に逸脱している場合に、前記車両が異常走行を行っていると判定することを特徴とする請求項１記載の異常走行警告装置。
3. 前記判定手段は、
   前記車両の走行軌跡の、前記道路の車線方向と垂直な方向における最大偏差が、所定距離を超えている場合に、前記車両が異常走行を行っていると判定することを特徴とする請求項１記載の異常走行警告装置。
4. 前記判定手段は、
   前記車両の走行軌跡が、前記道路の車道から逸脱している場合に、前記車両が異常走行を行っていると判定することを特徴とする請求項１記載の異常走行警告装置。
5. 各道路の各車線において、前記車両が通行可能か否かを示す通行情報を記憶するデータベース手段を設け、
   前記判定手段は、前記データベース手段に記憶されている通行情報から、前記車両の走行軌跡が通行禁止となっている車線へと逸脱している場合には、前記車両が異常走行を行っていると判定することを特徴とする請求項１記載の走行警告装置。
6. 前記検出手段は、Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ＧＰＳ（ＲＴＫ−ＧＰＳ）方式によって、前記道路上における車両の走行位置を検出することを特徴とする請求項１記載の異常走行警告装置。

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