JP6399491B2 - 渋滞判定装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両に搭載され、自車両が渋滞区間内にいることを検出する渋滞判定装置に関する。

車両の前方をレーダ等によって走査し、自車両が渋滞区間内にいるか否かの判定を行う技術として、例えば特許文献１に開示された渋滞判定装置がある。特許文献１に開示された渋滞判定装置は、自車速度を検出する車速センサと、自車両と先行車両との車間距離を検出する測距センサとを有し、車速が所定速度以下に達した時点から一定時間を計時し、その間の自車速度が所定速度以下である場合で、かつ一定時間の間において測距センサにより先行車両が検出され続けている場合に、渋滞と判定する。

しかしながら、特許文献１に開示された渋滞判定装置では、先行車両が例えば自転車等の軽車両や原動機付自転車等、自車両を含む自動車等と比較して低速な車両であった場合には、実際には渋滞ではない場合でも誤って渋滞と判定してしまうことがあった。

このように先行車両１台では渋滞の判定精度が不十分である場合があるため、１台前の先行車両以外にも、２台前の先行車両も渋滞の判定に使用する渋滞判定装置がある。

特開２００２−２２４６６号公報

しかしながら、１台前の先行車両に関する情報と２台前の先行車両に関する情報とを用いて渋滞の判定を行う渋滞判定装置においても、２台の先行車両のうちのどちらかが低速な自転車や原動機付自転車等であった場合には、実際には渋滞ではなくても誤って渋滞と判定してしまうことがある。

本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、自車両が渋滞区間内であるか否かを精度よく判定することができる渋滞判定装置を提供することを目的とする。

本開示の渋滞判定装置は、車両に搭載され、レーダ送信信号を送信して自車両の周囲の物体により反射された反射波を受信して、前記自車両の進行方向に位置する先行車両の有無、自車両との車間距離および相対速度を検出するレーダ装置と、前記自車両の速度を検出する自車両速度検出部と、前記検出された前記自車両の速度が第１の所定速度以下であって、かつ前記レーダ装置が２台以上の先行車両を検出し、２台以上前の先行車両との車間距離が所定の基準距離以下であり、かつ最も大きい相対速度を有する先行車両の相対速度が第２の所定速度以下である場合、あるいは、２台以上前の先行車両との車間距離が前記基準距離より大きく、かつ２台以上前の先行車両の相対速度が１台前の先行車両の相対速度よりも小さい場合に、前記自車両が渋滞区間内であると判断する渋滞要件判定部と、を有する。

本開示によれば、自車両が渋滞区間内であるか否かを精度よく判定することができる。

実施の形態１に係る渋滞判定装置の構成の一例を示す図 レーダ装置による２台前の先行車両の検出を例示する図 自車両が渋滞区間内にいるか否かの判定を行う渋滞要件判定処理の動作の一例を示す図 実施の形態２に係る渋滞判定装置の構成の一例を示す図 レーダ走査範囲制御部が設定するレーダ走査範囲について説明するための図 実施の形態２に係る渋滞判定装置の動作例を示す図

以下、本開示の実施の形態の渋滞判定装置について詳細に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係る渋滞判定装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、渋滞判定装置１００は、レーダ装置１と、自車両速度検出部２と、渋滞要件判定部３と、を有する。渋滞判定装置１００は、例えば自動車等の車両に搭載されることが想定されている。

［レーダ装置１］
レーダ装置１は、例えば車載用のミリ波レーダであり、レーダ送信信号を送信して自車両の周囲の物体からの反射波を受信し、各物体に関する情報を生成する。

自車両の周囲の物体として、例えば他の自動車や原動機付自転車等を含む他の車両、自転車等の軽車両、歩行者、あるいは道路の側壁やガードレール等の静止物が想定される。また、物体に関する情報とは、自車両から物体までの距離および方向、物体の速度および移動方向を含む情報である。

レーダ装置１は、特に、自車両の進行方向に存在し、自車両と同一の方向に走行する物体、すなわち先行車両に関する情報を検出し、渋滞要件判定部３に出力する。

ここで、レーダ装置１は、図２に示すようにレーダ送信波あるいは反射波の路面反射を活用する等して、レーダ走査範囲内に２台以上の先行車両が存在する場合、１台前ではなく２台以上前の先行車両に関する情報、すなわち２台以上前の先行車両までの距離および方向、２台以上前の先行車両の相対速度および移動方向を検出し、各先行車両に関する情報を渋滞要件判定部３に出力する。なお、レーダ装置１の代わりに、カメラ又はレーザを用いた場合、見通しの範囲に限定されるため、２台前以上の先行車両に関する情報を得ることは困難である。

［自車両速度検出部２］
自車両速度検出部２は、自車両の速度を計測し、自車両の速度に関する自車両速度情報を渋滞要件判定部３に出力する。

［渋滞要件判定部３］
渋滞要件判定部３は、レーダ装置１が生成した各先行車両に関する情報、そして自車両速度検出部２が生成した自車両速度情報に基づいて、自車両が渋滞区間内にいるか否か、の判定を行う。

図３は、渋滞要件判定部３が、自車両が渋滞区間内にいるか否かの判定を行う渋滞要件判定処理の動作の一例を示すフローチャートである。

（ステップＳＴ１）
渋滞要件判定部３は、自車両速度検出部２が出力した自車両速度情報に基づいて、自車両が第１の所定速度以下であるか否かを判定する。判定の結果、第１の所定速度以下であった場合にはフローはステップＳＴ２に進み、そうでない場合はステップＳＴ５に進む。なお、第１の所定速度とは、渋滞区間内を走行している車両の速度を想定したものであり、例えば時速１０〜２０ｋｍ等とすればよい。

（ステップＳＴ２）
渋滞要件判定部３は、レーダ装置１により２台以上の先行車両を検出できたか否かを判定する。判定の結果、検出できた場合にはフローはステップＳＴ３に進み、検出できなかった場合はステップＳＴ９に進む。

（ステップＳＴ３）
渋滞要件判定部３は、ステップＳＴ２において検出した先行車両のうち、２台前の先行車両との車間距離が所定の基準距離以内であるか否かを判定する。判定の結果、基準距離以内である場合にはフローはステップＳＴ４に進み、基準距離より大きい場合はステップＳＴ５に進む。なお、所定の基準距離とは、渋滞により車間距離が小さくなっている状態を想定したものであり、例えば車両の速度に応じた安全に停止できる制動距離などを基準に、１０〜３０ｍ等とすればよい。

（ステップＳＴ４）
渋滞要件判定部３は、１台前の先行車両と２台前の先行車両のうち、相対速度が大きい先行車両の相対速度が、第２の所定速度以下であるか否かを判定する。判定の結果、第２の所定速度以下であった場合にはフローはステップＳＴ６に進み、第２の所定速度を超える場合はステップＳＴ５に進む。なお、第２の所定速度とは、先行車両と自車両とが同じような速度で走行しているか否かを判定するための相対速度であり、例えば時速１０ｋｍとすればよい。

（ステップＳＴ５）
渋滞要件判定部３は、１台前の先行車両の相対速度が、２台前の先行車両の相対速度よりも大きいか否かを判定する。判定の結果、相対速度が大きい場合にはフローはステップＳＴ６に進み、そうでない場合はステップＳＴ９に進む。

（ステップＳＴ６）
渋滞要件判定部３は、ステップＳＴ４における、相対速度が大きい先行車両の相対速度が第２の所定速度以下である状態、あるいは、ステップＳＴ５における、１台前の先行車両の相対速度が２台前の先行車両の相対速度よりも大きい状態が、所定時間以上継続しているか否かを判定する。判定の結果、状態が継続している場合にはフローはステップＳＴ７に進み、そうでない場合はステップＳＴ９に進む。なお、所定時間とは、例えば信号や踏切での平均待ち時間より長い時間であり、この時間以上上記状態が継続することで渋滞と見なすことができる時間である。すなわち、所定時間は例えば１分３０秒とすればよい。

（ステップＳＴ７）
渋滞要件判定部３は、自車両が渋滞区間内にいる要件が成立したと判断し、変数Ｔ＿ｊａｍを１にする。変数Ｔ＿ｊａｍは、渋滞判定装置１００内で有効な、自車両が渋滞区間内にいるか否かを示すフラグである。なお、Ｔ＿ｊａｍ＝１は自車両が渋滞区間内にいることを示し、Ｔ＿ｊａｍ＝０は自車両が渋滞区間内でないことを意味する。渋滞判定装置１００は、直前の渋滞判定処理の結果に従って、０か１のいずれかの値をとる変数Ｔ＿ｊａｍを保持しているものとする。

（ステップＳＴ８）
渋滞要件判定部３は、自車両が渋滞区間内にいるとする検出結果を出力する。

（ステップＳＴ９）
渋滞要件判定部３は、自車両が渋滞区間内にいる要件が成立していないと判断し、変数Ｔ＿ｊａｍを０にする。

（ステップＳＴ１０）
渋滞要件判定部３は、ステップＳＴ９において変数Ｔ＿ｊａｍに変化があったか否かを判定する。判定の結果、変化があった場合、すなわちステップＳＴ８より前のステップＳＴ１からＳＴ６において、自車両が渋滞区間内にいることを示すＴ＿ｊａｍ＝１であった場合にはフローはステップＳＴ１１に進み、ステップＳＴ１からＳＴ６において、自車両が渋滞区間内でないことを示すＴ＿ｊａｍ＝０であった場合にはステップＳＴ１２に進む。

（ステップＳＴ１１）
渋滞要件判定部３は、自車両が渋滞区間内にいない状態に遷移した、すなわち渋滞区間を脱したとする検出結果を出力する。

（ステップＳＴ１２）
渋滞要件判定部３は、自車両が渋滞区間内にいない状態が継続しているとする検出結果を出力する。

上記説明したように、本実施の形態１の渋滞判定装置１００では、渋滞要件判定部３が、自車両速度検出部２が検出した自車両の速度が第１の所定速度以下であって、かつレーダ装置１が２台以上の先行車両を検出したとき、２台前の先行車両との車間処理が所定の基準距離以下であり、かつ相対速度が大きい方の先行車両が第２の所定速度以下である場合、あるいは、２台前の先行車両との車間距離が基準距離より大きく、かつ２台前の先行車両の相対速度が１台前の先行車両の相対速度よりも小さい場合に、自車両が渋滞区間内であると判断する。

すなわち、本実施の形態１の渋滞判定装置１００は、自車両速度検出部が検出した自車両の速度が所定速度以下であって、かつレーダ装置１が２台以上の先行車両を検出したとき、２台前の先行車両との車間処理が所定の基準距離以下であり、かつ相対速度が大きい方の先行車両が第２の所定速度以下である場合には、自車両、１台前の先行車両および２台前の先行車両が接近して低速かつ同じような速度で走行していることから、自車両が渋滞区間内であるとみなす。

また、本実施の形態１の渋滞判定装置１００は、自車両の速度が所定速度以下であって、かつレーダ装置１が２台以上の先行車両を検出したとき、２台前の先行車両との車間距離が所定の基準距離より大きく、かつ１台前の先行車両の相対速度が２台前の先行車両の相対速度よりも大きい場合には、２台前の先行車両との車間距離は即座に渋滞と判断できるほど近接してはいないが、レーダ装置１により検出できる程度の距離であり、また１台前の先行車両が速度差に伴い２台前の先行車両に近づこうとしていることから、自車両がこれから渋滞区間に入ろうとしているとみなす。

このように、本実施の形態１の渋滞判定装置１００によれば、自車両の速度以外にも、２台以上前の先行車両との車間距離や先行車両の速度を用いて自車両が渋滞区間内にいるか否かを判断するので、精度よく渋滞を判定することができる。特に、１台前か２台前の先行車両が自車両と比較して低速な自転車や原動機付自転車であったとしても、もう１台の先行車両との速度関係を参照するので、渋滞区間外であるのに誤って渋滞区間内であると判定してしまう事態を回避することができる。

なお、図３に示すフローチャートにおいて、渋滞要件判定部３は、１台前の先行車両に関する情報と、２台前の先行車両に関する情報とを用いて渋滞の判定を行ったが、本開示はこれには限定されず、３台以上前の先行車両に関する情報を用いて渋滞の判定を行ってもよい。

また、図３に示すフローチャートのステップＳＴ１における第１の所定速度、ステップＳＴ３における所定の基準距離、ステップＳＴ４における第２の所定速度は、それぞれ例示した値には限定されない。渋滞要件判定部３は、例えば、自車両速度検出部２による自車両速度情報に基づき、自車両が高速道路を走行しているのか、高速道路以外の一般道路を走行しているのか、を判定し、判定結果に応じて各値を変更するようにしてもよい。具体的には、例えば第１の所定速度は、高速道路では時速４０ｋｍとし、一般道路では時速２０ｋｍとする、等してもよい。

＜実施の形態２＞
次に、本開示の実施の形態２に係る渋滞判定装置１００Ａについて説明する。

図４は、実施の形態２に係る渋滞判定装置１００Ａの構成の一例を示す図である。図４に示すように、渋滞判定装置１００Ａは、レーダ装置１と、自車両速度検出部２と、渋滞要件判定部３と、環境情報取得部４と、レーダ走査範囲制御部５と、を有する。渋滞判定装置１００Ａの構成のうち、レーダ装置１、自車両速度検出部２、および渋滞要件判定部３は実施の形態１と同様の構成であるため、本実施の形態２においては説明を省略する。

［環境情報取得部４］
環境情報取得部４は、自車両の周囲の環境に関する情報を取得する。自車両の周囲の環境に関する情報とは、例えば、天候が晴れであるか雨であるかを示す天候情報、および、昼か夜かを示す昼夜情報を含む。

環境情報取得部４は、例えば自車両のワイパーが動作中であるか否かに関する情報を図示しないワイパー制御部から取得する。そして、環境情報取得部４は、ワイパーが動作中である状態が所定時間継続した場合には天候が雨であると判断し、それ以外の場合は晴れであると判断して天候情報を生成する。

また、環境情報取得部４は、例えば自車両のヘッドライトが点灯しているか否かに関する情報を図示しないヘッドライト制御部から取得する。そして、環境情報取得部４は、ヘッドライトが点灯している状態が所定時間継続した場合には夜間であると判断し、それ以外の場合は昼であると判断して昼夜情報を生成する。

［レーダ走査範囲制御部５］
レーダ走査範囲制御部５は、渋滞要件判定部３が出力した渋滞判定結果と、環境情報取得部４が出力する天候情報および昼夜情報とを用いて、レーダ装置１のレーダ走査範囲を制御する。

具体的には、レーダ走査範囲制御部５は、自車両が渋滞区間であるか否かと、天候情報および昼夜情報との組み合わせに応じて、異なるレーダ走査範囲を設定する。図５は、レーダ走査範囲制御部５が設定するレーダ走査範囲について説明するための図である。

図５（ａ）は、自車両が渋滞区間内でない場合のレーダ走査範囲を示している。図５（ａ）に示すように、レーダ走査範囲は半径Ｒｎの扇形形状をしている。この半径Ｒｎの走査範囲がレーダ装置１の通常の走査範囲であり、また最大の走査範囲である。ここで、レーダ走査範囲の半径Ｒｎについては本開示では限定しないが、例えば制限速度で走行する車両の適正な車間距離を開けた状態で、２台前の先行車両を検出できる距離であることが好ましい。

図５（ｂ）は、自車両が渋滞区間内であり、さらに晴天の昼間である場合のレーダ走査範囲を示している。図５（ｃ）は、自車両が渋滞区間内であり、さらに雨天あるいは夜間である場合のレーダ走査範囲を示している。図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、渋滞区間内において、雨天あるいは夜間である場合のレーダ走査範囲の半径Ｒ２は、晴天の昼間である場合のレーダ走査範囲の半径Ｒ１に比べて大きくなっている。これは、雨天あるいは夜間の場合には、晴天かつ昼間である場合よりも、先行車両との車間距離を大きくとるべきと考えられるからである。本実施の形態２では、例えばＲ２をＲ１の１．２倍に設定する。

なお、図５（ｂ）では雨天あるいは夜間の場合を示しているが、雨天かつ夜間の場合には、レーダ走査範囲の半径をＲ２のさらに１．２倍とした半径Ｒ３とすればよい。ここで、渋滞区間内のレーダ走査範囲の半径Ｒ１〜Ｒ３と、渋滞区間でない場合のレーダ走査範囲の半径Ｒｎとの関係は、以下の式（１）のようになる。
Ｒｎ＞Ｒ３＞Ｒ２＞Ｒ１ ・・・（１）

以上説明したようにレーダ走査範囲制御部５は、渋滞区間内か否か、晴天か雨天か、昼間か夜間か、に応じてレーダ走査範囲を変更する。渋滞区間内である場合に渋滞区間でない場合よりも走査半径を小さくして走査範囲を狭くするのは、渋滞区間においては、車間距離が小さくなり自車両および前後の車両の走行速度も小さくなるため、自車両から遠距離を走査する必要性が小さくなるからである。また、雨天である場合に晴天である場合よりも走査半径を大きくして走査範囲を広くするのは、雨天の場合には運転者の視認のしにくさや制動距離を考慮して晴天の場合より車間距離を大きくとるべきだからである。夜間の場合に昼間の場合よりも走査半径を大きくして走査範囲を広くするのも、雨天の場合と同様の考え方によるものである。

また、レーダ走査範囲制御部５は、渋滞要件判定部３が、自車両が渋滞区間を脱したとする判定結果を出力した場合、渋滞区間内において半径Ｒ１からＲ３のいずれかであったレーダ走査範囲を、速やかに最大のレーダ走査範囲、すなわち半径Ｒｎのレーダ走査範囲に戻す。これは、渋滞区間ではないにもかかわらずレーダ走査範囲を狭くすることで周囲の物体を検出できなくなり、衝突等の事故が生じることを防止するためである。

［動作例］
実施の形態２の渋滞判定装置１００Ａの動作例について、図６を用いて説明する。

（ステップＳＴ１０１）
自車両速度検出部２は、自車両の速度を取得し、自車両速度情報を出力する。

（ステップＳＴ１０２）
レーダ装置１は、レーダ検出結果を取得して出力する。

（ステップＳＴ１０３）
渋滞要件判定部３は、ステップＳＴ１０１の自車両速度情報と、ステップＳＴ１０２のレーダ検出結果に基づいて、上述した図３に示す渋滞要件判定処理を行う。渋滞要件判定部３が、自車両が渋滞区間内にいるとする検出結果を出力した場合には、フローはステップＳＴ１０４に進む。渋滞要件判定部３が、自車両が渋滞区間内にいない状態が継続しているとする検出結果を出力した場合には、フローはステップＳＴ１０１に戻る。渋滞要件判定部３が渋滞区間を脱したとする検出結果を出力した場合には、フローはステップＳＴ１０７に進む。

（ステップＳＴ１０４）
環境情報取得部４は、自車両の周囲の環境に関する環境情報を取得する。

（ステップＳＴ１０５）
レーダ走査範囲制御部５は、ステップＳＴ１０４における環境情報に基づいて、レーダ走査範囲を設定する。具体的には、上記説明したように天候情報および昼夜情報の組み合わせに応じて、適切なレーダ走査範囲を設定する。

（ステップＳＴ１０６）
レーダ走査範囲制御部５は、ステップＳＴ１０５において設定したレーダ走査範囲に基づいて、レーダ装置１のレーダ走査範囲を制御する。具体的には、レーダ走査範囲制御部５は、レーダ送信強度を制御する信号等をレーダ装置１に出力してレーダ送信信号の到達距離を設定したレーダ走査範囲の半径となるように設定する。

（ステップＳＴ１０７）
レーダ走査範囲制御部５は、渋滞区間であるとして狭くしていたレーダ走査範囲を通常の走査範囲（最大のレーダ走査範囲）に戻す。

以上説明したように、本実施の形態２の渋滞判定装置１００Ａは、渋滞要件判定部が渋滞区間内であると判断したとき、環境情報取得部が取得した環境情報に基づいて、レーダ装置１の走査範囲の制御を行う。特に、晴天かつ昼間である場合には、渋滞区間内では遠距離のレーダ走査が必要ないため、レーダ走査範囲制御部５はレーダ走査範囲を通常の走査範囲よりも狭く設定する。また雨天あるいは夜間においては、渋滞区間内でも晴天かつ昼間である場合と比較して車間距離を大きくとる必要があるため、レーダ走査範囲を晴天かつ昼間の走査範囲よりは広く、通常の走査範囲よりは狭く設定する。

レーダ装置１による物体検出は、レーダ反射波に対して多段階の演算処理を行うことで行っており、レーダ走査範囲が広くなると演算量が急激に増加する性質がある。このため、本実施の形態２の渋滞判定装置１００Ａでは、レーダ走査範囲制御部５により周囲環境に応じたレーダ走査範囲とすることで、レーダ装置１における物体検出の演算量を減らし、レーダ装置１の消費電力を抑えることができるようになる。また、レーダ装置１における過剰な演算量はレーダ装置１の発熱やそれに伴う故障等の問題を引き起こす可能性があり、本実施の形態２の渋滞判定装置１００Ａはこれらの問題を未然に防ぐことができる。

また、本実施の形態２の渋滞判定装置１００Ａによれば、渋滞要件判定部３が渋滞区間を脱したと判定した場合には、レーダ走査範囲制御部５はすぐにレーダ走査範囲を通常の走査範囲に戻す。これにより、渋滞区間ではないにもかかわらずレーダ走査範囲を狭くすることで周囲の物体を検出できなくなり、事故が生じる事態を防止することができる。

なお、実施の形態２の変形例として、例えばレーダ走査範囲制御部５は、自車両速度検出部２による自車両速度情報に基づき、自車両が高速道路を走行しているのか、高速道路以外の一般道路を走行しているのか、を判定し、高速道路を走行している場合には、一般道路を走行している場合よりも、レーダ走査範囲を広くするようにしてもよい。

本発明は、自車が渋滞区間内にいるか否かを判定する渋滞判定装置に好適である。

１００，１００Ａ 渋滞判定装置
１ レーダ装置
２ 自車両速度検出部
３ 渋滞要件判定部
４ 環境情報取得部
５ レーダ走査範囲制御部

Claims (4)

1. 車両に搭載され、レーダ送信信号を送信して自車両の周囲の物体により反射された反射波を受信して、前記自車両の進行方向に位置する先行車両の有無、前記自車両との車間距離および相対速度を検出するレーダ装置と、
   前記自車両の速度を検出する自車両速度検出部と、
   前記検出された前記自車両の速度が第１の所定速度以下であって、かつ前記レーダ装置が２台以上の先行車両を検出し、
   ２台以上前の先行車両との車間距離が所定の基準距離以下であり、かつ最も大きい相対速度を有する先行車両の相対速度が第２の所定速度以下である場合、あるいは、
   ２台以上前の先行車両との車間距離が前記基準距離より大きく、かつ２台以上前の先行車両の相対速度が１台前の先行車両の相対速度よりも小さい場合に、
   前記自車両が渋滞区間内であると判断する渋滞要件判定部と、
   を有する渋滞判定装置。
2. 前記渋滞要件判定部は、
   前記先行車両の相対速度が前記第２の所定速度以下である状態が所定時間以上継続した後、あるいは、
   前記２台以上前の先行車両の相対速度が、前記１台前の先行車両の相対速度よりも小さい状態が所定時間以上継続した後に、
   前記自車両が渋滞区間内であると判断する、
   請求項１に記載の渋滞判定装置。
3. 前記自車両の周囲の環境に関する情報である環境情報を出力する環境情報取得部と、
   前記渋滞要件判定部が、前記自車両が渋滞区間内であると判断した場合、前記環境情報取得部が取得した環境情報に基づいて、前記レーダ装置の走査範囲の制御を行うレーダ走査範囲制御部と、
   をさらに有する請求項１に記載の渋滞判定装置。
4. 前記環境情報取得部は、天候が晴れか雨かを示す天候情報、あるいは、昼か夜かを示す昼夜情報、の少なくともいずれかを前記環境情報に含める、
   請求項３に記載の渋滞判定装置。

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