JP3613275B2

JP3613275B2 - Traffic information system

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Publication number: JP3613275B2
Application number: JP2003153849A
Authority: JP
Inventors: 眞人吉田
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2015-12-27
Also published as: JP2003346286A

Description

【０００１】
【技術分野】
この発明は，道路を走行する車両に，渋滞情報，事故情報，気象情報等を含む交通情報を報知する交通情報システムに関する。
【０００２】
【従来技術】
この種の交通情報システムでは，渋滞情報，事故情報，気象情報を作成するための基礎的なデータ（車両の数，車両の速度等）を収集することがその前提である。この基礎データはできるだけ多数の地点で，正確に，かつリアル・タイムで収集されることが望ましい。
【０００３】
既存の設備では道路の主要なポイントに車両センサ（テレビ・カメラを含む）が配置されているにすぎない。データを収集する地点の数を増やそうとすれば，数多くの地点に各種のセンサを設けなければならず，そのための費用は莫大なものとなろう。
【０００４】
【発明の開示】
この発明は，数多くの地点にデータ収集のためのセンサ装置を設置しなくても，多数の地点で，正確に，そしてリアル・タイムで交通に関するデータを収集し，適切な交通情報を提供できるシステムを提供するものである。
【０００５】
第１の観点から把握されたこの発明は，車両に搭載されて使用され，交通等に関する個別情報を収集する個別情報収集装置と，上記個別情報収集装置から伝送された個別情報に基づいて所定範囲内の地域に関する総合情報を作成するセンタ装置とから構成される。
【０００６】
上記個別情報収集装置は，少なくとも位置を計測して位置データを作成する位置検出手段，周囲の状況を表わす情報をマニュアルで入力するためのマニュアル操作情報入力手段，上記位置検出手段によって作成された位置データおよび上記マニュアル操作情報入力手段によって入力された情報を含む個別情報を送信する第１の送信装置，上記センタ装置から送信された総合情報を受信する第１の受信装置，ならびに上記第１の受信装置が受信した総合情報を報知する報知装置を備えている。
【０００７】
上記センタ装置は，上記個別情報収集装置の上記第１の送信装置から送信された上記個別情報を受信する第２の受信装置，上記第２の受信装置が受信した上記個別情報に基づいて所定範囲の地域に関する総合情報を作成する情報処理手段，および上記情報処理手段によって作成された総合情報を上記個別情報収集装置に送信する第２の送信手段を備えている。好ましくは上記個別情報収集装置に時計手段が設けられ，この時計手段によって計時された時刻データが上記個別情報に含ませられて上記センタ装置に送信される。もっとも時刻データとしては，上記センタ装置の上記第２の受信装置が上記個別情報を受信した時点の時刻を用いることができる。
【０００８】
上記個別情報収集装置の上記マニュアル操作情報入力手段によって，たとえば，事故，渋滞または気象に関する情報が入力される。
【０００９】
個別情報収集装置は車両に搭載されて使用される。道路上を走行する車両は数多く存在する。それらの車両の多く，またはいくつかからその車両の周囲の状況を表わす情報がセンタ装置に伝送される。センタ装置ではこれらの情報に基づいて，どこでどのような事態が生じているのか（どこで事故や渋滞が，どの程度の規模で生じているのか）を判断することができる。
【００１０】
道路を走行する車両に個別情報収集装置が搭載されて使用されると，道路の各所に車両センサ等を設けなくても必要な情報が集まる。また，運転者がマニュアルで情報を入力するので，人間の目で見た様子を表わす情報が得られ，適切な判断が可能となる。
【００１１】
一実施態様においては，上記個別情報収集装置が個別情報収集装置またはそれを搭載した車両の識別符号を記憶する記憶装置をさらに備え，上記個別情報収集装置の上記第１の送信手段が，少なくとも上記位置データ，時刻データおよび識別符号を所定時間間隔で少なくとも２回送信し，上記マニュアル操作情報入力手段から情報が入力されたことに応答して，入力された情報と少なくとも上記識別符号とを送信する。上記センタ装置の上記情報処理手段は，少なくとも２回にわたって受信した位置データ，時刻データおよび識別符号に基づいて上記個別情報収集装置を搭載した車両の走行方向を判定する。車両の走行速度も算出することができる。
【００１２】
これによって，個別情報収集装置を搭載した車両の走行方向（走行車線）が分る。一般に道路上の交通流は双方向である。事故や渋滞は一方向においてのみ発生することが多い。上記のように，車両の走行方向が判断されるので，道路上の交通流のどの方向で事故や渋滞が発生しているかが分り，適切な交通情報の提供が可能となる。もっとも，車両に搭載された個別情報収集装置が一定時間間隔をおいた２つの位置データに基づいてその移動ベクトルを算出し，この移動ベクトルに基づいて自車両の走行車線を判定し，その判定結果をセンタに送信するようにしてもよい。
【００１３】
この発明は上記の交通情報システムで用いられる上記情報収集装置を提供している。
【００１４】
この情報収集装置は，少なくとも位置を計測して位置データを作成する位置検出手段，周囲の状況を表わす情報をマニュアルで入力するためのマニュアル操作情報入力手段，ならびに上記位置検出手段によって作成された位置データおよび上記マニュアル操作情報入力手段によって入力された情報を含む個別情報を送信する第１の送信装置を備えている。必要ならば個別情報にはマニアル入力時の時刻を表わすデータが含まれる。
【００１５】
好ましくは，この情報収集装置にはさらに，上記センタ装置から送信された総合情報を受信する第１の受信装置，および上記第１の受信装置が受信した総合情報を報知する報知装置が設けられる。
【００１６】
この情報収集装置はカー・ナビゲーション・システムを利用して実現することができる。少なくとも上記位置検出手段および上記マニュアル操作情報入力手段がカー・ナビゲーション・システムに設けられる。
【００１７】
この発明はさらにカー・ナビゲーション・システムを提供している。このカー・ナビゲーション・システムは，位置を計測して位置データを作成する位置検出手段，ならびに事故，渋滞および気象のうちの少なくとも一つに関する情報をマニュアルで入力するためのマニュアル操作情報入力手段を備えている。
【００１８】
カー・ナビゲーション・システムは徐々に普及する傾向にある。したがって，カー・ナビゲーション・システムに情報収集装置の機能の一部を分担させることにより，情報収集装置を設備する者の経済的負担を軽減することができる。もちろん，情報収集装置の全機能をもつカー・ナビゲーション・システムを用意することもできる。
【００１９】
第２の観点から把握されるこの発明による交通情報システムは，車両に搭載されて使用され，その車両の走行に関する個別情報を収集する個別情報収集装置と，上記個別情報収集装置から伝送された個別情報に基づいて所定範囲内の地域における交通情報を作成するセンタ装置とから構成される。
【００２０】
上記個別情報収集装置は，少なくとも位置を計測して位置データを作成する位置検出手段，上記個別情報収集装置またはそれを搭載した車両の識別符号を記憶する記憶装置，上記位置検出手段によって作成された位置データおよび上記記憶装置に記憶されている識別符号を含む個別情報を，所定時間間隔で少なくとも２回にわたって送信する第１の送信装置，上記センタ装置から送信された交通情報を受信する第１の受信装置，ならびに上記第１の受信装置が受信した交通情報を報知する報知装置を備えている。
【００２１】
上記センタ装置は，上記個別情報収集装置の上記第１の送信装置から送信された上記個別情報を受信する第２の受信装置，上記第２の受信装置が受信した少なくとも２回分の上記個別情報に基づいて所定範囲の地域における交通情報を作成する情報処理手段，および上記情報処理手段によって作成された交通情報を上記個別情報収集装置に送信する第２の送信手段を備えている。
【００２２】
第２の発明は車両の個別情報収集装置から，少なくとも位置データおよび識別番号という最小限のデータをセンタ装置に送信する点に特徴をもつ。また第２の発明はこれらのデータを時間間隔をあけて少なくとも２回送信する点に特徴をもつ。この送信は自動的に行なわれる。必要に応じて車両の個別情報収集装置は時刻データも一緒に送信する。
【００２３】
位置データおよび識別番号を同一の車両から少なくとも２回受信し，これに時刻データ（車両から送信された，またはセンタ装置が受信時点の時刻を検出することにより得られた）を加えることにより，センタ装置では車両の進行方向，速度を算出することができる。この情報に基づいて，センタ装置では渋滞の有無および渋滞がある場合にはその場所を判定することができる。
【００２４】
渋滞情報には渋滞の有無と程度とを含ませることができる。
【００２５】
好ましい実施態様では，上記個別情報収集装置に，それが搭載された車両の走行速度を検出する車速検出手段を含ませておく。上記第１の送信装置が上記車速検出手段が検出した走行速度を表わすデータを上記センタ装置に送信する。
【００２６】
第２の発明においても，道路上を走行する車両から各種データが得られるので，道路の多数地点に特別の情報収集設備を設置する必要はない。
【００２７】
第２の発明もまたこの交通情報システムで用いられる情報収集装置を提供している。
【００２８】
この情報収集装置は，少なくとも位置を計測して位置データを作成する位置検出手段，上記情報収集装置またはそれを搭載した車両の識別符号を記憶する記憶装置，ならびに上記位置検出手段によって作成された位置データおよび上記記憶装置に記憶されている識別符号を含む個別情報を，所定時間間隔で少なくとも２回に送信する第１の送信装置を備えている。好ましくは，上記情報収集装置に時計手段が設けられ，この時計手段から出力される時刻データも個別情報に含ませられて送信される。
【００２９】
さらに好ましくは，上記情報収集装置は，上記センタ装置から送信された交通情報を受信する第１の受信装置，および上記第１の受信装置が受信した交通情報を報知する報知装置をさらに備える。
【００３０】
第３の観点から把握されるこの発明による交通情報システムは，車両に搭載されて使用され，交通等に関する個別情報を収集する個別情報収集装置と，上記個別情報収集装置から伝送された個別情報に基づいて所定範囲内の地域に関する総合情報を作成するセンタ装置とから構成される。
【００３１】
上記個別情報収集装置は，少なくとも位置を計測して位置データを作成する位置検出手段，電磁波（光を含む）を所定範囲に投射し，その反射波を受波し，受波信号に基づいて上記車両の周囲の状況を表わす周囲情報を作成するレーダ装置，上記位置検出手段によって作成された位置データおよび上記レーダ装置によって作成された周囲情報を含む個別情報を送信する第１の送信装置，上記センタ装置から送信された総合情報を受信する第１の受信装置，ならびに上記第１の受信装置が受信した総合情報を報知する報知装置を備えている。
【００３２】
上記センタ装置は，上記個別情報収集装置の上記第１の送信装置から送信された上記個別情報を受信する第２の受信装置，上記第２の受信装置が受信した上記個別情報に基づいて所定範囲の地域に関する総合情報を作成する情報処理手段，および上記情報処理手段によって作成された総合情報を上記個別情報収集装置に送信する第２の送信手段を備えている。
【００３３】
第３の発明はレーダ装置によって車両の周囲の情報を収集する点に特徴をもつ。収集された情報は自動的にセンタ装置に送信される。レーダ装置によって多種多様の情報が得られるので，より正確な交通情報の提供が可能となる。
【００３４】
上記レーダ装置によって作成される周囲情報の例としては，上記車両の近傍に存在する検出対象物の位置，形状，移動方向および速度，車両の数，車間距離，道路形状などがある。
【００３５】
好ましくは，上記個別情報収集装置が，上記レーダ装置によって作成された周囲情報に基づいて交通情報を生成する交通情報生成手段をさらに備える。そして，上記第１の送信装置は上記交通情報生成手段によって生成された交通情報を上記センタ装置に送信する。
【００３６】
さらに好ましくは，上記個別情報収集装置には，上記車両の速度を検出する車速検出手段が設けられる。
【００３７】
この発明はさらに上記交通情報システムにおいて用いられる情報収集装置を提供している。
【００３８】
この情報収集装置は，少なくとも位置を計測して位置データを作成する位置検出手段，電磁波を所定範囲に投射し，その反射波を受波し，受波信号に基づいて上記車両の周囲の状況を表わす周囲情報を作成するレーダ装置，ならびに上記位置検出手段によって作成された位置データおよび上記レーダ装置によって作成された周囲情報を含む個別情報を送信する第１の送信装置を備えている。
【００３９】
好ましくは，情報収集装置に，上記センタ装置から送信された総合情報を受信する第１の受信装置，ならびに上記第１の受信装置が受信した総合情報を報知する報知装置が設けられる。
【００４０】
第４の観点から把握されるこの発明による交通情報システムは，車両に搭載されて使用され，交通等に関する個別情報を収集する個別情報収集装置と，上記個別情報収集装置から伝送された個別情報に基づいて所定範囲内の地域に関する総合情報を作成するセンタ装置とから構成される。
【００４１】
上記個別情報収集装置は，少なくとも位置を計測して位置データを作成する位置検出手段，周囲の状況を表わす情報を検出するセンサ，上記位置検出手段によって作成された位置データおよび上記センサによって検出された情報を含む個別情報を送信する第１の送信装置，上記センタ装置から送信された総合情報を受信する第１の受信装置，ならびに上記第１の受信装置が受信した総合情報を報知する報知装置を備えている。
【００４２】
上記センタ装置は，上記個別情報収集装置の上記第１の送信装置から送信された上記個別情報を受信する第２の受信装置，上記第２の受信装置が受信した上記個別情報に基づいて所定範囲の地域に関する総合情報を作成する情報処理手段，および上記情報処理手段によって作成された総合情報を上記個別情報収集装置に送信する第２の送信手段を備えている。
【００４３】
好ましくは上記個別情報収集装置が時刻を計時する時計手段を備え，上記第１の送信装置によって送信される上記個別情報に，上記時計手段によって計時された時刻データが含まれる。
【００４４】
第４の発明は，車両に搭載される個別情報収集装置において，自動的に周囲の情況を表わす情報が検知され，センタ装置に送信されることに特徴をもつ。周囲の情況を表わす情報とは，交通情報（事故情報，渋滞情報等），気象情報を含む。
【００４５】
したがって，上記センサは，交通情報を検出するセンサおよび気象情報を検出するセンサのうちの少なくとも一つである。または，上記センサは，事故情報を検出するセンサ，渋滞情報を検出するセンサおよび気象情報を検出するセンサのうちの少なくとも一つである。または，上記センサは，レーザ・レーダ，路面状態判別装置および降雨量検出装置のうちの少なくとも一つである。
【００４６】
このようにして，車両の周囲の情況を表わす情報が自動的に収集され，センタ装置に送信されるので，運転者の負担が軽減する。しかも，センタ装置で加工された総合情報が車両に送信されて報知されるので，運転者はより多くの情報を持つことができるようになる。
【００４７】
さらにこの発明は上記交通情報システムで用いられる情報収集装置を提供している。
【００４８】
この情報収集装置は，少なくとも位置を計測して位置データを作成する位置検出手段，周囲の状況を表わす情報を検出するセンサ，ならびに上記位置検出手段によって作成された位置データ，上記情報収集装置に関する識別符号および上記センサによって検出された情報を含む個別情報を送信する第１の送信装置を備えている。
【００４９】
好ましくはこの情報収集装置はセンタ装置から送信された総合情報を受信する第１の受信装置，および上記第１の受信装置が受信した総合情報を報知する報知装置を備えている。
【００５０】
上述したすべての交通情報システムにおいて，上記個別情報収集装置と上記センタ装置との間の交信は必要に応じて中継装置によって中継される。中継装置は適当な間隔で道路近傍の適所に設けられる。
【００５１】
上記第１の受信装置と上記報知装置が上記個別情報収集装置に備えられることに代えてまたは加えて，これらが道路の近傍に設置された大型報知装置に設けられる。上記センタ装置の第２の送信手段は上記総合情報を上記大型報知装置に送信することになる。この大型報知装置によって，多くの車両に一挙に交通情報が伝えられる。
【００５２】
この発明はさらに，上述した情報収集装置，またはカー・ナビゲーション・システムを搭載した車両を提供している。
【００５３】
第５の観点から把握されるこの発明は，上述したすべての交通情報システムにおいて，上記センタ装置が，上記識別符号ごとに，各識別符号をもつ上記個別情報収集装置から送信された上記個別情報を受信した回数を記憶する手段，および所定値に達した受信回数に対応する識別符号に関するデータを出力する手段を備えていることを特徴とする。
【００５４】
上記所定値に等しい，またはそれ以上の回数にわたって個別情報を提供した者のリストがセンタ装置から出力される。多くの情報を提供した者には何らかの報酬（金銭，商品等）が与えられる。これによって，積極的に情報を提供しようとする者が多く現われ，センタ装置には多くの地点から多くの情報が集まる。より確度の高い交通情報をセンタ装置で作成することができるようになることが期待される。
【００５５】
【実施例】
第１実施例
図１は交通情報システムの空間的配置構成を示すものである。
【００５６】
交通情報システムは基本的には，道路１上を走行する車両２に搭載される車載機３と，道路１の近傍の適所に設けられる中継機４と，センタ９とから構成される。中継機４は好ましくは，信号機，街灯柱，歩道橋，陸橋等の道路に関連する建造物，構造体，施設等の設備に取付けられる。もちろん，中継機専用の支持塔に中継機を取付けることもできる。必要に応じて交通情報システムには表示盤８が含まれる。表示盤８はたとえば電光掲示板であり，表示された情報が遠方からも読めるように大きい文字，図，絵等で情報を表示する。表示盤８も道路に関連する上記の設備に取付けられることが好ましいであろう。
【００５７】
交通情報システムは適当な広さの地域にわたって設けられる。この地域は日本全国でも，北海道，本州，四国，九州のような広さのものでもよいし，さらに東京地方，関東地方，中部地方という単位でもよく，行政区画（都道府県，市町村）別でもよい。複数の行政区画にわたるものでもよい。
【００５８】
いずれにしても交通情報システムが設けられる地域は，複数のエリアに分割される。このエリアは交通情報の収集に適した広さまたは区域，交通流制御に適した区域等を単位として定められることが好ましい。図１においてはエリアにＡ〜Ｈの識別符号（以下，エリアＩＤという）が割当てられている。
【００５９】
好ましくは一つのエリアに少なくとも一つの中継機４が設けられる。一つの中継機４がカバーしうる範囲を一つのエリアとすることもできる。エリアＥにはセンタ９が設けられており，センタ９が中継機の働きをするので，このエリアＥには中継機は設けられていない。
【００６０】
図２は車両に搭載される車載機３の電気的構成例を示している。車載機３は主に，各種センサ，通信装置および情報処理装置から構成される。
【００６１】
各種センサとしては，この実施例では，車速センサ１３，レーザ・レーダ１４，路面判別装置１５，雨滴センサ１６および位置センサが設けられている。車速センサ１３は通常の車両に設けられている速度計によって実現できる。
【００６２】
レーザ・レーダ１４は車両の前方に向けてレーザ光を投射しかつ投射レーザ光を水平方向に一次元的にまたは水平，垂直方向に二次元的にスキャンし，前方にある物体からの反射光を受光し，この受光信号を用いた信号処理により周囲の状況に関する情報（相対速度，物体までの距離，物体形状，道路形状，渋滞情報，事故情報，気象状況等）を生成するものである。
【００６３】
路面判別装置１５は路面に向けて光を投射し，その反射光に基づいて，および必要に応じて路面温度計が検出した路面温度に基づいて，路面状態（湿潤，凍結，雨など）を検出するものである。
【００６４】
雨滴センサ１６は光を用いて雨滴の大きさ，降雨量等を測定するものである。この実施例ではレーザ・レーダ１４，路面判別装置１５および雨滴センサ１６は必ずしも必要ない。レーザ・レーダ，路面判別装置および雨滴センサの詳細については後述する。
【００６５】
位置センサとしてはこの実施例ではカー・ナビゲーション・システム２０が利用されている。位置センサは車両の位置を表わすデータ（緯度，経度および必要に応じて高度）を出力する。もちろん，位置センサとしてはカー・ナビゲーション・システムを利用しなくてもよい。
【００６６】
通信装置は送信機１１と受信機１２とから構成され，主に中継機４と交信するためのものである。
【００６７】
情報処理装置１０は小型コンピュータまたはマイクロプロセッサ，メモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭまたは必要に応じてディスク記憶装置），インターフェイス回路等から構成される。情報処理装置１０は，センサ１３，１４，１５，１６，カー・ナビゲーション・システム２０から得られる各種情報をそのまま，または加工処理して送信機１１から中継機４に送り，中継機４から送信されかつ受信機１２で受信した交通情報，気象情報等をカー・ナビゲーション・システム２０の表示装置２５や音声出力装置（ブザー，マイクロホン等）を利用して出力するように制御する。カー・ナビゲーション・システム２０の表示装置２５を利用せず，交通，気象情報専用の表示装置を設けてもよい。
【００６８】
カー・ナビゲーション・システムはよく知られているように，地図を表示し，この地図上に現在位置，目的位置，最適経路等を明示するものであり，プロセッサ２１，位置測定のためのＧＰＳ受信機２２および各種センサ２４，地図データ・ベース２３，ならびにマン・マシン・インターフェイスとしての表示装置２５およびキー群２６を備えている。
【００６９】
地図データ・ベース２３は一般にＣＤ−ＲＯＭにより実現され，いくつかの縮尺の地図を表わすデータを格納している。
【００７０】
位置の計測には種々の方式があるが，一般には複数の方式を併用することにより正確な位置が求められる。ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）方式は複数の人工衛星から発射される電波をＧＰＳ受信機２２で受信し，その到達時間を計測し，衛星からの距離を計算することによって位置を知るシステムである。路側に設けられる電波発信設備（ビーコンと呼ばれる）からの電波を受信して位置を計測する方式もある。上記の中継機４がビーコンとしての役割を果たす。位置計測用の信号は受信機１２で受信され，プロセッサ２１に与えられる。センサ２４にはジャイロや車輪速差センサが含まれる。プロセッサ２１はこれらの受信電波，センサからの信号に基づき，必要に応じて地図データ・ベースによって表わされる道路地図を用いて位置を修正し（マップ・マッチング），正確な位置を表わすデータを得る。
【００７１】
図３はカー・ナビゲーション・システム２０におけるマン・マシン・インターフェイス部分（表示装置２５およびキー群２６）を示している。
【００７２】
中央に表示装置（表示画面）２５があり，地図，センタ９からの情報または後述するメニュー（入力案内）が表示される。表示装置２５の周囲にキー群２６が設けられている。
【００７３】
キー群２６には，自車の周囲の交通情報（事故，渋滞情報等），気象情報，その他の情報を，運転者がマニアルで入力するためのマニアル送信操作部３１が含まれている。この操作部３１はまた，受信した交通情報，気象情報等を表示装置２５に表示させるための指令を入力するためにも用いられる。この操作部３１は５個のタッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｅを含み，これらのタッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｅにはその機能が可変表示される（詳細は後述する）。特にタッチ・スイッチ３１Ｅは，情報マニアル入力モードと情報報知モードのいずれか一方を選択するためのものであり，押される毎にこれらのモードが交互に選択される。もっとも，運転者がタッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｄを用いて各種情報を入力するためにのみこの操作部３１を用いるこの実施例ではタッチ・スイッチ３１Ｅは不要であり，この場合には操作部３１は常に情報マニアル入力モードになっている。運転者が各種情報を入力する必要のない第２実施例でもタッチ・スイッチ３１Ｅは不要であり，この場合には操作部３１は常に情報報知モードとなっている。
【００７４】
キー群２６にはさらに，表示された自車位置のマニアル調整用のキー３２，カー・ナビゲーション・システムの電源スイッチ３３，表示される地図の縮小，拡大を指示するキー３４，３５，テレビジョン／ラジオ／ナビゲーションの切替スイッチ３６，画面の明るさの調整スイッチ３７，音量調整用のつまみ３８等が含まれている。目的地に到着したときに発生するビーブ音や，交通情報，気象情報を案内する音声の音量がつまみ３８によって調整される。
【００７５】
図４から図７はカー・ナビゲーション・システム２０の表示装置２５における地図表示の例を示すものである。
【００７６】
図４は図３に示すものと同じ縮小の地図である。拡大キー３５が押されると図５に示すように拡大された地図が表示される。この状態から縮小キー３４が押されると図４に示す縮尺に戻る。再度縮小キー３４が押されると図６に示すように縮小された地図が表示される。縮小される前の領域（図４に示す範囲）が鎖線で示されている。さらに縮小キーが押されると，図７に示すように，さらに縮小された地図が表示される。図７においても縮小される前の領域（図６に示す範囲）が鎖線で示されている。
【００７７】
図８は中継機４の構成例を示している。中継機４は，送信機４１，処理装置４２および受信機４３を備えている。受信機４３は車両２の車載機３またはセンタ９からの電波を受信し，そこに含まれる情報を処理装置４２に渡す。処理装置４２は受信した情報をそのまま，または加工して送信機４１に渡す。送信機４１は受取った情報を含む電波をセンタ９または車両２の車載機３に向けて発信する。このようにして，車載機３で得られた情報は中継機４を通してセンタ９に，センタ９で作成された情報は中継機４を通して車載機３に送られる。処理装置４２は単なる増幅器でもよい。
【００７８】
図９はセンタ９に設けられるシステムを示している。このセンタ・システム（これも符号９で表わす）は，基本的にはコンピュータ・システムであり，これに送信機５１と受信機５２が接続されて構成される。センタ・コンピュータ５０にはメモリ（半導体メモリ，ディスク・メモリ等）５３と入，出力装置（キーボード，表示装置，プリンタ，マウス等）５４とが接続されている。
【００７９】
この実施例では運転手がカー・ナビゲーション・システム２０の表示装置２５とマニアル送信操作部３１のタッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｅを用いて，交通情報，気象情報，その他の情報を入力し，これらの入力された情報が車載機３から中継機４を経てセンタ９に送られる。送信される情報は，事故，渋滞，気象，およびその他の情報である。
【００８０】
図３に示すように，通常の状態においてはタッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｅには，「事故」，「渋滞」，「気象」，「その他」および「入力／報知」の文字が表示されている。
【００８１】
運転者が事故を発見してその事故についての情報を送信しようとするときには，まずタッチ・スイッチ３１Ｅによって情報マニアル入力モードを選択する。図１０に示すようにタッチ・スイッチ３１Ｅの文字は「入力／報知」から「入力」に変わる。
【００８２】
続いて運転者はタッチ・スイッチ３１Ａを押す。すると，タッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｄの表示は図１１に示すように切替わる。スイッチ３１Ａには「自車線」という文字が，スイッチ３１Ｂには「反対車線」という文字がそれぞれ表示される。スイッチ３１Ｃおよび３１Ｄには何も表示されない。運転者はスイッチ３１Ａ，３１Ｂのうちのいずれかのスイッチを押して事故の発生している車線を入力する。
【００８３】
タッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｄの表示は図１２に示すように切替わる。自車両から事故現場までのおおよその距離を入力するために，タッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｃの表示は「０〜５０ｍ」，「５０〜１００ｍ」および「１００ｍ以上」となる。タッチ・スイッチ３１Ｄには文字は表示されない。運転者はタッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｃを用いて距離を入力する。
【００８４】
車両は走行しているのでその位置を絶えず変えている。車両から事故現場までの距離も刻刻変化する。情報を正確なものとするために，運転者が距離を入力するためにタッチ・スイッチのいずれかを押した時点の車両の位置を表わすデータがプロセッサ２１によってそのメモリに記憶される。
【００８５】
続いてタッチ・スイッチ３１Ａ，３１Ｂの表示は図１３に示すように変わり，事故の位置が自車両の「前方」か，「後方」かを問うものとなる。運転者は方向を入力する。
【００８６】
最後に，事故の規模についての情報を得るために，タッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｃの表示は図１４に示すようになる。運転者は感覚的な判断で「大」，「中」または「小」のいずれかを選択して事故の規模を入力する。
【００８７】
これらのタッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｄにおける表示の変化に伴って，車線，距離，方向および規模の入力を促すような案内が表示装置２５に表示される。
【００８８】
このようにして，運転者が発見した事故についての詳細情報がカー・ナビゲーション・システムのマニアル送信操作部３１を用いて入力される。これらの情報は情報処理装置１０によってまとめられ，中継機４を経てセンタ９に送られることになる。
【００８９】
上述した一連の入力操作が終了すると，表示装置２５の表示画面およびタッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｅは図３に示す通常状態に戻る。
【００９０】
渋滞に関する詳細情報は次のように２段階に分けて入力されよう。渋滞を示すタッチ・スイッチ３１Ｂが押されると，タッチ・スイッチ３１Ａ，３１Ｂの表示が「自車線」，「反対車線」という車線入力状態に変わる。車線が入力されると，渋滞箇所（方向）を入力させるためにタッチ・スイッチ３１Ａ，３１Ｂはそれぞれ「前」，「後」と表示される。渋滞の程度を入力させるようにしてもよい。
【００９１】
気象に関する詳細情報はたとえば次のように３段階に入力されよう。まず現在の天候の種類を入力させるために，タッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｄは「雪」，「雨」，「くもり」，「晴」と表示される。次に，程度を入力させるために「大」，「中」，「小」がタッチ・スイッチに表示される。最後に，天候の変化の状態の入力のために「回復方向」，「悪化方向」が表示される。
【００９２】
「その他」を示すスイッチ３１Ｄは，上述した事故，渋滞および気象情報以外の情報，たとえば上記の天候の中になかった「湿潤」，「凍結」，レストランの有無，特定のレストランの混み具合等を入力するために用いられよう。この場合にも，好ましくは運転者に入力させるべき項目メニューをあらかじめ作成しておいて，表示装置２５およびタッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｄに表示する。もっとも，アルファベット・キー等を用いて運転者に入力させてもよい。
【００９３】
図１５は車両の車載機３における情報処理装置１０の処理手順を示している。
【００９４】
車載機３には識別符号（これを車両ＩＤという）が付されている。車両ＩＤは車載機３の製造番号でもよいし，通し番号でもよいし，車両ナンバーでもよい。運転者の識別符号でもよい。この車両ＩＤは情報処理装置１０のメモリにあらかじめ記憶されている。また，情報処理装置１０には時計が内蔵されている。
【００９５】
情報処理装置１０は一定時間ごとに（比較的短い時間，秒単位または分単位程度），時計から得られる時刻データ，カー・ナビゲーション・システム２０から得られる位置データおよび車速センサ１３から得られる車速データに，車両ＩＤを加えて電文を作成し，この電文を送信機１１から送信する（ステップ１０１，１０２）。
【００９６】
マニアル送信操作部３１から上述した一連の操作があると，これらの入力データが一旦メモリに記憶され，操作が終了した時点で割込が発生する（ステップ１０３）。
【００９７】
この割込に応じて，操作部３１から入力されたデータ（情報）（距離が入力されたときの位置データを含む），ならびにそのときの時刻，位置および車速のデータが車両ＩＤとともに送信されることになる（ステップ１０４）。
【００９８】
図１６は中継機４における処理装置４２の処理手順を示している。
【００９９】
受信機４３が電文を受信したかどうか，受信したときにはその電文が車両の車載機３からのものか，それともセンタ９から送られたものかが判断される（ステップ１１１，１１２）。センタ９からの電文の場合には，それを送信機４１からそのまま車両２に向けて（中継機４がカバーする範囲にわたって）送信する（ステップ１１３）。
【０１００】
車両２からの電文を受信したときには，その電文に含まれる位置データに基づいて，その中継機４がカバーするエリア内に存在する車両からのものかどうかが判断される（ステップ１１４）。中継機４の処理装置４２にはその中継機４が担当するエリアの境界を示す位置データがあらかじめ設定されており，車両から伝送された位置データとこの境界を示す位置データとを比較することにより，車両が自機の管理するエリア内にあるかどうかが判別される。
【０１０１】
中継機４が管理するエリア内に存在する車両からの電文の場合には，その電文に自エリアＩＤ（上述した符号Ａ〜Ｈ等）を付加してセンタ９に送信する（ステップ１１５）。自エリア内の車両からの電文でない場合には，その電文を無視し，センタ９に送らない。
【０１０２】
このようにして，各中継機が自エリア内に存在する車両からの電文のみをセンタ９に送信しているので，センタ９は同一の車両から同じ電文を受信することがなくなり，センタ９の負担が軽減される。
【０１０３】
もっとも，中継機４は車両からの電文をそのままセンタ９に送信する構成でもよい。この場合には処理装置４２は単なる増幅器，または簡単な論理回路で足りる。センタ９は受信した電文中の車両ＩＤと時刻データとから同一電文があるかどうかを判断し，二つ以上の同一電文を受信したときには，その一つを残して他のすべてを棄却することになろう。
【０１０４】
図１７はセンタ９のメモリ５３に設けられる車両情報エリアを示している。このエリアには，車両ＩＤごとに，一定時間ごとに中継機を通して電文を送った（ステップ１０２，１１５で送信された）車両の存在するエリアのエリアＩＤ，ならびに時刻，位置および車速のデータ（これらは前回受信したもの）が格納される。これらのエリアＩＤ，時刻，位置および車速データは受信するたびに更新される。
【０１０５】
センタ・コンピュータ５０は前回の受信データ中の位置データと今回の受信データ中の位置データとを比較することにより，車両の走行車線を判断する。この車線データもまた車両ＩＤに対応して格納される。たとえば今回の受信データ中の位置データと前回の受信データ中の位置データとに基づいて車両の移動ベクトルが算出される。この移動ベクトルと道路の上り方向の方位ベクトルとが比較される。両ベクトルのなす角度が９０度より小ならば車両は上り方向車線を走行していると判断される。車両の移動ベクトルと道路の下り方向の方位ベクトルとの比較に基づいて同じように車両が下り方向車線を走行しているかどうかが分る。車線は道路地図データと関連して記憶されることになろう。地図上で道路の方向が符号化され，この方向に関して車線が符号化される。このような移動方向（走行車線）判定処理は車両の情報処理装置１０が行ない，その判定結果をセンタに送信すれば，センタにおける上記の車線判定処理は不要となる。
【０１０６】
さらに車両ＩＤごとに，車載機３のマニアル送信操作部３１を用いて入力されかつ送信された（ステップ１０４で送信された）交通情報，気象情報等（時刻，位置，車速データを含む）が車両ＩＤに関連づけて記憶される。これらの情報もまた，新たな情報を受信したときに更新される。
【０１０７】
図１８はセンタ・コンピュータ５０による交通情報，気象情報等についての処理手順を示している。
【０１０８】
車両情報エリアに格納された交通情報，気象情報等を，それを送信した車両の存在するエリアごとに分類し（ステップ１２１），エリアごとにそれらの情報の判定処理を行う（ステップ１２２）。
【０１０９】
たとえば車両から送られてくる事故情報には車線，距離，方向，規模，車両の位置，距離の入力時点を示す時刻，車速が含まれている。ある基準の時点を仮定し，かつエリア内に基準地点を定める。車両から送られた車線，車両の位置，時刻および車速のデータから，基準時点において，その車両がどの位置（基準地点を基準とする）にいたかが算出される。この算出された位置，距離，方向，車線のデータから事故が発生しているおおよその位置が算出される。一つのエリアの複数台の車両から情報が得られているときには，各車両からの情報に基づいて算出された事故現場の位置の平均値が算出され，事故の位置が確定される。事故の規模は多数決の原理にしたがって決定される。
【０１１０】
このようにして判定された事故情報はセンタ９からそのエリアの中継機４を通して（大局的な情報の場合には複数のエリアの中継機を通して）各車両に送信される。各車両ではその車載機３の表示装置２５に事故情報が表示される。運転者は事故情報の表示を望むときにはタッチ・スイッチ３１Ｅによって情報報知モードを選択し，続いてタッチ・スイッチ３１Ａによって事故に関する情報を選択することになる。もっとも，重大な事故で運転者に必ず知らせる必要があるときには，タッチ・スイッチの操作なしで自動的に表示するようにしてもよい。事故現場の位置は好ましくは表示装置２５に表示された地図上に適当なマークまたは文字，記号等によって表わされよう。または，地図上の地名，建物名，交叉点名等を基準として，「○○交叉点から上り方向に約○○ｍの箇所で中規模の事故が発生しております」というメッセージを表示装置２５に表示してもよい。表示例については後述する。
【０１１１】
他の情報，すなわち渋滞，気象等についても上記と同様な処理により，車両からの情報に基づいてエリアごとに判定され，その結果が車両に報知される。
【０１１２】
上記の説明では，カー・ナビゲーション・システム２０において，交通，気象情報等はかなり詳しく入力される構成となっている。しかしながら，もっと簡単な構成としてもよい。たとえば，カー・ナビゲーション・システムの図３に示すようなマン・マシン・インターフェイスにおいて，渋滞，事故，晴，雪，凍結，チェーン装着等の文字と，これに対応するボタンを配置し，運転者にはいずれか一つまたは二つ以上のボタンを単に押させるだけでもよい。この場合には，押されたボタンを表わすデータと，その車両の位置データおよびボタンが押された時刻を表わすデータとが（さらに好ましくは車両ＩＤを加えて），センタに送られる。センタではエリアごとに，押されたボタンの多数決によって道路の状態を判定する。判定した結果は車両に送信される。
【０１１３】
一般にカー・ナビゲーション・システムは車両の位置を地図上に表示するものであり，外界に対しては何らの作用も行なわない。上述したシステムをカー・ナビゲーション・システムを中心に考えると，カー・ナビゲーション・システムで収集したデータをセンタに送信し，センタで加工して得られたデータをカー・ナビゲーション・システムで受信して表示（出力）するということになる。これは外界との相互作用を行なうカー・ナビゲーション・システムであり，いわば双方向性をもつカー・ナビゲーション・システムということができる。
【０１１４】
第２実施例
第２実施例は主にセンタ９におけるセンタ・コンピュータ５０によって渋滞を検出する処理に関するものである。車載機３，中継機４およびセンタ９の構成は上述した第１実施例に示すものと基本的に同じである。以下に第１実施例と異なる点について述べる。
【０１１５】
車載機３において，運転者は事故，渋滞，気象等に関する情報を入力する必要はない。第２実施例では車載機３から自動的にセンタ９に送信される情報にのみ基づいて，センタ９において渋滞の有無が判断される。カー・ナビゲーション・システム２０は位置センサとして働くことになる。
【０１１６】
車載機３から中継機４を経てセンタ９に伝送される情報には少なくとも，車両ＩＤ，時刻データおよび位置データが含まれる。
【０１１７】
車載機３の情報処理装置１０は適当な間隔（比較的短い時間，秒単位または分単位程度）をあけて少なくとも２回，上記情報を伝送する。センタ９のセンタ・コンピュータ５０では，同一の車載機３から２回にわたって受信した時刻データと位置データとを用いてその車載機３が搭載されている車両２の車速を算出することができる。もっとも，車載機３には車速センサ１３が含まれているので，車速センサ１３から得られる車速データを車載機３からセンタ９に伝送するようにすることが好ましい。これにより，センタ・コンピュータ５０の負担を軽減することができる。
【０１１８】
同一の車載機３から２回にわたって送られてきた情報（少なくとも時刻データと位置データ）を用いてセンタ・コンピュータ５０は，第１実施例の場合と同じように，その車載機３を搭載した車両２の走行車線を判断する。
【０１１９】
車両２の車載機３からは上記以外に，車載機３を搭載した車輌２の前方を走行している走行車輌との車間距離，道路１の路面状態（乾燥，湿潤，凍結，雨等）を表わす路面情報，雨に関する情報等をセンタ９に伝送するようにしてもよい。これらの情報はレーザ・レーダ，路面判別装置，雨滴センサ等から得られる（第３実施例参照）。
【０１２０】
図１９はセンタ９のメモリ５３内に設けられる車輌情報エリアの例を示している。この車輌情報エリアは図１７に示す第１実施例のものと同じであってもよいが，第２実施例の特徴をきわだたせるために若干異ならせて描かれている。
【０１２１】
この車輌情報エリアには，車輌ＩＤごとに，前回データ，今回データ，走行車線，およびその他の情報が格納される。上述のように，車輌２の車載機３からは一定時間間隔で少なくとも２回にわたって情報が伝達される。最新の情報が今回データであり，その前に送られてきた情報が前回データである。これらのデータには，時刻データ，位置データおよび車速データ（センタで算出されたものでもよい）が含まれる。車輌から新たな情報を受信したときには，格納されている今回データが前回データとして格納され，新たな情報に含まれるデータが今回データとして格納されることにより，今回データと前回データとが更新される。走行車線は，今回データと前回データとに基づいて判定されたものである。その他の情報には上述した車間距離や路面情報が含まれる。
【０１２２】
センタ９のセンタ・コンピュータ５０は，車両情報エリアのデータに基づいて渋滞の有無および必要に応じてその程度を判定する処理を行う。
【０１２３】
図２０は渋滞判定処理の一例を示している。これは渋滞していれば平均車速が遅くなるという事実に着目した最も単純な処理である。
【０１２４】
車両情報エリアに格納された各車両ごとの位置データ（今回データに含まれる）に基づいて，各車両を地図平面上でブロック分けする（ステップ１３１）。ブロックは第１実施例におけるエリアと同じものでもよいが，好ましくは車線を考慮したものとする。たとえば，エリアＡにおける特定の道路の上り車線上を走行している車両が一つのブロックに含まれるようにする。同じ道路の下り車線上を走行している車両は他のブロックに属することになる。ブロックは渋滞を判断すべき範囲の単位と考えればよい。
【０１２５】
ブロックごとに，そのブロックに属するすべての車両の車速（今回データに含まれる）を用いて平均車速が算出される（ステップ１３２）。
【０１２６】
センタ９が統括している地域内にはＮ個のブロックがあるものとする。これらのブロックを計数するためのブロック・カウンタが設けられている。このブロック・カウンタの内容が零にクリアされる（ステップ１３３）。
【０１２７】
ブロックごとに，平均車速が３０Ｋｍ／ｈ（時速３０Ｋｍ）以上であるかどうかが判定される（ステップ１３５）。平均車速が３０Ｋｍ／ｈ未満であれば，そのブロックは渋滞しており（ステップ１３６），３０Ｋｍ／ｈ以上であれば渋滞していない（ステップ１３７）と判定される。渋滞の判定のための基準となる速度は３０Ｋｍ／ｈに限らず任意の速度でよい。
【０１２８】
ブロック・カウンタがインクレメントされ（ステップ１３８），次のブロックについて上述した処理が行なわれる。そして，Ｎ個のブロックのすべてについて上述の処理が終了すれば（ステップ１３４），渋滞判定処理は終る。
【０１２９】
図２１および図２２は渋滞を判定する処理の他の例を示している。この処理は，車両が渋滞しているブロックではすべての車両の車速が遅くなるという事実に着目したものである。
【０１３０】
車両情報エリアにデータが格納されているすべての車両が，図２０の処理と同じように，その位置データにしたがってＮ個のブロックのいずれかに振分けられる（ステップ１４１）。
【０１３１】
ブロックごとに，そのブロックに属するすべての車両に関して平均車速，車速幅および車両台数が算出される（ステップ１４２）。車速幅は，そのブロックに属する車両の速度のうちの最大値と最小値との差（最大車速車両と最小車速車両との速度差）を意味する。車両台数はそのブロックに属する車両の総数である。
【０１３２】
各ブロックについて，車両台数が１０台を超え（ステップ１４５），かつ平均車速が３０Ｋｍ／ｈ未満で（ステップ１４６），かつ車速幅が３０Ｋｍ／ｈ未満である（ステップ１４７）場合にのみ，そのブロックで渋滞が発生していると判定し（ステップ１４８），それ以外の場合には渋滞ではないと判定する（ステップ１４９）。判断の基準となる車両台数，車速，車速幅は任意に設定できるのはいうまでもない。
【０１３３】
上記の処理はＮ個のすべてのブロックについて行なわれる（ステップ１４３，１４４，１５０）。
【０１３４】
図２０または図２１および図２２に示す処理により得られた渋滞の有無を表わす情報は，渋滞有と判定されたブロックの位置情報とともに中継機４を通して車両２の車載機３に伝送される。車載機３においては位置情報とともに渋滞情報が表示される。渋滞情報表示のためにカー・ナビゲーション・システム２０の表示装置２５が用いられた場合には，たとえば図２３に示すように，表示された地図上において渋滞と判定されたブロックに特定の色または模様（図２３ではハッチングで示す）で渋滞の旨が表示される。渋滞している位置を，「○○交差点に至る上り車線１Ｋｍ」のように文字で表現して表示することもできる。必要に応じて表示盤８にも表示されよう。
【０１３５】
図２４および図２５に示す渋滞判定処理は，車両から伝送される車両ＩＤ，時刻データおよび位置データのみ（車速データは不要）に基づいて渋滞を判定するものである。しかも，渋滞の程度も判断されている。
【０１３６】
この処理はブロックごとに行なわれる。すなわち，処理に先だち車両情報エリアにデータが格納された車両がブロック分けされる。
【０１３７】
処理の対象となっている一つのブロックに属する車両の台数が計数される（ステップ１５１）。車両台数をＭとする。
【０１３８】
上記の一ブロックに属する車両ＩＤが小さい順にソート（並べ換え）される（ステップ１５２）。
【０１３９】
処理済の車両台数を計数するための車両カウンタが設けられており，この車両カウンタがクリアされる（ステップ１５３）。
【０１４０】
車両ごとに（車両ＩＤごとに），それに関連する今回データ中の位置データと前回データ中の位置データとの差が算出される。今回データ中の時刻データと前回データ中の時刻データとの差が算出される。位置データの差を時刻データの差によって割ることにより，単位時間当りのその車両の位置変化量（速度）が算出される（ステップ１５５）。この位置変化量算出処理は，車両カウンタをインクレメントしながら，Ｍ台のすべての車両について行なわれる（ステップ１５４，１５６）。
【０１４１】
処理の対象となっている一ブロックに含まれる車両について位置変化量の平均値が算出される（ステップ１５７）。この平均値は上述した平均車速とほぼ同じ意味である。
【０１４２】
算出された平均車速が基準の車速５０Ｋｍ／ｈ，２０Ｋｍ／ｈおよび５Ｋｍ／ｈとそれぞれ比較される（ステップ１５８，１５９，１６０）。この基準の車速は任意に設定できる。
【０１４３】
平均車速が５０Ｋｍ／ｈ以上であれば，そのブロックは渋滞していないと判定される（ステップ１６１）。
【０１４４】
平均車速が５０Ｋｍ／ｈ未満で２０Ｋｍ／ｈ以上の場合には，渋滞しているがその程度は小さいと判定される（ステップ１６２）。
【０１４５】
平均車速が２０Ｋｍ／ｈ未満で５Ｋｍ／ｈ以上の場合には渋滞しているがその程度は中くらいと判定される（ステップ１６３）。
【０１４６】
平均車速が５Ｋｍ／ｈ未満の場合には渋滞しており，かつその程度は大きいと判定される（ステップ１６４）。
【０１４７】
一ブロックに属する車両の台数が多ければ多いほど，上記の判定の確度は高まる。車両台数を確からしさ（確度）を表わす値に変換するテーブルまたは関数があらかじめ設定されており，このテーブルまたは関数を用いて，処理の対象となっている一ブロックに属する車両の台数Ｍが情報の確からしさを表わす値に変換される（ステップ１６５）。
【０１４８】
上述したステップ１５１から１６５の処理は，すべてのブロックについて，ブロックごとに行なわれる。したがって，ブロックごとに，そのブロックにおける渋滞の有無，渋滞の程度およびこの渋滞情報の確からしさが得られる。
【０１４９】
このようにして得られた渋滞情報はブロックの位置を表わす位置情報とともに車両の車載機に伝送される。車載機においては，図２３に示すような図で，または上述したような文章で渋滞情報が運転者に報知される。このとき，渋滞の程度も報知される。たとえば，図２３に示す地図上において，渋滞の程度が色分けされて表示される。
【０１５０】
図２４および図２５に示す処理において，ブロックに含まれる車両台数や車速幅も渋滞の有無および程度を判定するための基礎データとすることができる。
【０１５１】
第３実施例
第３実施例はレーザ・レーダを活用して，自車両に関する情報のみならず，自車両が走行している場所およびその近傍の環境（先行する車両に関する情報を含む）に関する情報も車載機３において収集し，これらをセンタ９に送信する形態に関するものである。第３実施例ではまた，路面判別装置１５によって判別された路面状態に関する情報，および雨滴センサ１６によって測定された雨滴または降雨に関する情報も車載機３からセンタ９に送信される。車載機３，中継機４およびセンタ９の構成は上述した第１実施例のものと基本的に同じである。第３実施例に特有の構成および動作，とくにレーザ・レーダ１４，路面判別装置１５および雨滴センサ１６に関する構成および動作について以下に説明する。
【０１５２】
図２６はレーザ・レーダ１４の構成を示している。レーザ・レーダ１４はヘッド６０を含む。ヘッド６０は車両の前方に向けてまたは後方に向けて（一般には前方に向けて）レーザ光を投射するように車両に取付けられる。このヘッド６０には，投射光を投射する投光光学系と，反射光を受光する受光光学系とが含まれる。車両の前方に向けてレーザ光を投射する場合には，図２７に示すように，ヘッド６０は車両２の前部，たとえばバンパまたはその付近に取付けられる。ヘッド６０の全部を車両２の車体の外側に露出させる必要はなく，少なくともレーザ光の出射窓と反射光の入射窓とがあけられていればよい。各種の信号処理回路は一般には車体内部に設けられるであろう。
【０１５３】
投射されるレーザ光は，後に詳述するように，パルス光であり，その投射方向が２次元的に走査される。投射レーザの走査の様子が図２９に示されている。図２９（Ｂ）は平面からみたもので，投射光はヘッド６０から，ヘッド６０を要として扇状の範囲（検知エリア）に投射される。図２９（Ａ）はヘッド６０から測定可能最大距離はなれた位置における測定範囲（検知エリア）を垂直面上で示すものである。これらの図において投射光（図２９（Ｂ））および走査順序（図２９（Ａ））が鎖線で示されている。投射光を水平方向に往復走査しながら垂直方向に走査する。
【０１５４】
レーザ・レーダ１４の全体的な動作はＣＰＵ６１によって統括される。ＣＰＵ６１は発光指令およびミラー回転指令を出力する。ＣＰＵ６１は発光タイミング信号，水平走査角θ_Ｈを表わす信号，垂直走査角θ_Ｖを表わす信号，測定された距離ｄを表わす信号および受信信号レベルＳを表わす信号を取込んで，後述する座標変換処理，測定データ処理等を行う。
【０１５５】
ＣＰＵ６１が発光指令をパルス発生回路６２に与えると，パルス発生回路６２は，一定周期をもつ一連の発光パルスの発生を開始する。発光パルスの周期は，測定可能最大距離を光が往復するのに要する時間以上の時間をもつ。発光パルスは駆動回路６３に与えられるとともに，発光タイミング信号としてＣＰＵ６１および測定回路６９に与えられる。
【０１５６】
ＣＰＵ６１はまたミラー回転指令をミラー回転装置７１に与える。これに応答してミラー回転装置７１は投射光走査用ミラー７０を所定角度範囲内で水平方向に往復回動させ，かつ上記所定角度範囲の両端で垂直方向にわずかな角度だけ回動させる。
【０１５７】
図２８は，ミラー７０とミラー回転装置７１の一部を示している。
【０１５８】
ミラー７０は水平走査用モータ７６の回転軸に直接にまたは減速機構を介して取り付けられる。水平走査用モータ７６は回転台７５に取付けられている。回転台７５に固定された軸７７は軸受（図示略）に回転自在に受けられている。一方の軸７７が垂直走査用モータ７８によって，必要に応じて減速機構を介して，回転される。垂直走査用モータ７８はヘッド６０のフレーム（図示略）に支持される。
【０１５９】
水平走査用モータ７６がミラー回転装置７１に含まれる水平走査用モータ駆動回路（図示略）により駆動され，ミラー７０が水平平面内で回動される。垂直走査用モータ７８が垂直走査用モータ駆動回路（図示略）により駆動され，回転台７５（ミラー７０と水平走査用モータ７６も）が回動することによりミラー７０が垂直平面内で回動される。
【０１６０】
投光装置６４はレーザ・ダイオードとコリメート・レンズとを含む。レーザ・ダイオードが発光パルスに応答して駆動回路６３によってパルス駆動されるので，投光装置６４からはコリメートされたレーザ光が出射する。このレーザ光はミラー７０で反射し，投光レンズ６５を通って投射される。投光レンズ６５は必ずしも必要ではない。
【０１６１】
ミラー７０が水平方向および垂直方向に回動することにより，投射光は上述したように所定角度範囲（検知エリア）内で２次元的に走査される。
【０１６２】
ミラー７０の水平走査角θ_Ｈは，ミラー７０の反対面（この面も反射面となっている）に向けて光を投射する発光ダイオード（ＬＥＤ）７２Ｈ，ミラー７０からの反射光の位置を検出する位置検出素子（ＰＳＤ）７３Ｈ，および位置検出素子７３Ｈの位置信号を水平走査角信号に変換する角度検出回路７４Ｈにより検出され，ＣＰＵ６１に与えられる。
【０１６３】
ミラー７０の垂直走査角θ_Ｖは，ミラー７０の反対面に向けて投射する発光ダイオード７２Ｖ，ミラー７０からの反射光の位置を検出する位置検出素子７３Ｖ，および位置検出素子７３Ｖの位置信号を垂直走査角信号に変換する角度検出回路７４Ｖにより検出され，ＣＰＵ６１に与えられる。
【０１６４】
道路にはその路側に沿って適当な間隔で多数のリフレクタ（路側リフレクタ）が設けられている。道路のセンタ・ラインまたは車線を分けるラインは白線または黄線により描かれている。これらの白線または黄線上にもリフレクタ（路面リフレクタ）が設けられている。乗用車，バス，トラック等の一般に四輪以上の車両には，その後部の両端部（尾燈が取付けられている箇所付近）に各１個ずつ合計２個のリフレクタ（車両リフレクタ）が取付けられている。二輪車には１個のリフレクタ（車両リフレクタ）が取付けられている。これらの路側リフレクタ，路面リフレクタおよび車両リフレクタは再帰反射板といわれるもので，反射方向が入射方向とほぼ同じになるという性質をもつ。
【０１６５】
レーザ・レーダ１４のヘッド６０から投射されたレーザ光は，車体，路面上の白線または黄線，各種リフレクタ等で反射してヘッド６０に戻ってくる。一般にリフレクタからの反射光強度は高く，車体，白線等からの反射光強度は低い。また，一般に反射光強度はヘッド６０から反射物体までの距離に応じて変化し，近距離になるものほど反射光強度が高い。車体等からの反射光であっても比較的近距離にある場合には検出可能な光強度を持つ。
【０１６６】
このような反射物体からの反射光は受光レンズ６６によって集光され，受光素子（たとえば，フォトダイオード）６７に入射する。受光素子６７の受光信号は増幅器６８を通して測定回路６９に入力する。
【０１６７】
測定回路６９は，発光タイミング信号の入力時点から受光信号の入力時点までの時間を計時し，この時間と光速とを用いて反射物体までの距離ｄ（光が往復した距離：図２９（Ｂ）参照）を算出する。また，増幅器６８から入力する受光信号のレベルＳを表わすレベル信号を出力する。距離ｄを表わす信号と受光レベルＳを表わす信号はＣＰＵ６１に入力する。
【０１６８】
再び図２９を参照して，ヘッド６０の位置を原点として，水平面内において，その前方に向ってＹ軸が，右横方向にＸ軸がとられる。また上方向にＺ軸がとられる。
【０１６９】
ＣＰＵ６１は各走査点について，水平走査角θ_Ｈ，垂直走査角θ_Ｖおよび距離ｄを受取ると，これらの極座標で表わされた値を，上記のＸ，Ｙ，Ｚ軸からなる直交座標における値に変換する。
【０１７０】
測定可能最大距離はたとえば１５０ｍである。距離の分解能を０．０１ｍとする。水平方向の走査角を４００ｍｒａｄとし，その角度範囲が４０００に分割され，４０００の角度位置で計測が行なわれる（４０００個のパルス状投射光が投射される）ものとする。また垂直方向の走査角を１００ｍｒａｄとし，この走査角が４０に分割され，４０回の計測が行なわれるものとする。受光信号のレベルＳは２０レベルの分解能をもつものとする。
【０１７１】
ＣＰＵ６１は得られた距離ｄおよびレベルＳのまるめ処理（平均化処理）を行う。たとえば，水平方向の走査角の範囲で得られる４０００回分の計測値を１００方向のデータにまとめる。４０個のデータを１個のデータにまとめることになる。垂直方向の走査角の範囲で得られる４０回分の計測値を１０方向のデータにまとめる。４個のデータを１個のデータにまとめることになる。このまるめ処理はＸＹＺ座標変換前に行っても変換後に行なってもいずれでもよい。
【０１７２】
いずれにしても，１回の２次元走査において，水平方向（Ｘ軸方向）に１００個の位置データ，垂直方向（Ｚ軸方向）に１０個の位置データ，合計１０００個の位置データが得られる。これらの１０００個の位置データ（１０００個の検出点）のそれぞれについて，反射物体までの距離（Ｙ軸方向）のデータと受光レベルのデータが付随することになる。
【０１７３】
図３０は，１回の２次元走査で得られる上記のデータをまとめたものである。１０００個の位置データには検出点番号が割当てられている。ＣＰＵ６１は，各２次元走査ごとにこのようなデータを作成してそのメモリに記憶する。
【０１７４】
反射物体が検知されない位置（反射光レベルが非常に低いかまたは零に等しい位置）については，Ｙ軸の値および受光信号レベルの値がともに０に設定される。これにより，何らかの反射物体が検出された位置とその数（検出点の位置と数）が分る。
【０１７５】
車載機３の情報処理装置１０はＣＰＵ６１が作成した図３０に示すデータに基づいて，各種の特徴量または状態量を作成する。情報処理装置１０はまた，これらの特徴量および状態量に基づいて，渋滞情報，事故情報，気象情報，その他の情報を作成し，それらの情報をセンタ９に送信する。
【０１７６】
まず情報処理装置１０が特徴量または状態量を作成する処理の代表的なものについて説明する。
【０１７７】
ＣＰＵ６１が作成した一回の２次元走査で得られるデータには信号レベルを表わすデータが含まれている。低い信号レベルをもつデータは処理の誤りを誘発しやすいので，あるしきい値レベル以上の信号レベルをもつ検出点のデータのみが処理の対象となる。
【０１７８】
リフレクタにしても車両の車体にしても，隣接する検出点間の距離（４００ｍｒａｄの水平走査角が１００個の検出光で分割された場合，ヘッド６０からＹ軸方向に１ｍの距離の位置で，２つの隣接する検出点間のＸ軸方向の距離は約４ｍｍである）よりも大きい。したがって，一つの検出対象物の表面上の複数の点（検出点）から反射光が得られる。そこで，同一の検出対象物からの反射光に基づくデータが一つのグループをつくるようにまとめられる。
【０１７９】
同一検出対象物ごとにデータをまとめる処理（同定処理）は，Ｘ，ＹおよびＺ座標データに基づいて行なわれる。２つの検出点のＸ座標データとＺ座標データとが所定の許容範囲内に含まれればこれらの２つの検出点は同一検出対象物上の検出点と判定される。所定の許容範囲は距離Ｙのデータに応じて定められよう。
【０１８０】
ヘッド６０に近い位置に車両が存在する場合には，その車両の車体およびリフレクタからの反射光が検出点を形成し，これらの検出点はヘッド６０からみた車体の輪郭線の範囲内に分布し，上記の処理によって同一検出対象物（一台の車両）上のものとして一つのグループを形成するようにまとめられる。
【０１８１】
ヘッド６０から遠い位置に存在する車両については，その車両に取付けられたリフレクタからの反射光のみが検出点を構成しよう。車両には２個のリフレクタが取付けられている。これら２つのリフレクタの間には車両の車幅よりも少し狭い一定間隔がある。したがって，Ｙ軸上の位置がほぼ同じでかつＸ軸方向に上記一定間隔（Ｙ軸座標値に応じて定められる）にほぼ等しい位置の差をもつ２つのリフレクタからの反射光に基づく検出点は同一の検出対象物（一台の車両）に属するものとしてまとめられる。
【０１８２】
このようにして同定された検出対象物の位置（Ｘ，ＹおよびＺ座標値）ならびにそれらの数が検出される。
【０１８３】
レーザ・レーダ１４は走行する車両に搭載されている。上述のようにして検出された検出対象物のレーザ・レーダ１４を搭載した車両に対する相対速度は次のようにして求められる。
【０１８４】
相対速度の算出には少なくとも２回分（好ましくは３回分）の２次元走査データ（図３０に示すもの）が用いられる。これらの走査データ上にＹ軸方向にウィンドウが設定される。このウィンドウは，２回の２次元走査の周期（時間間隔）の間に，考えられうる最大相対速度で移動する物体が変位する距離またはそれよりも若干大きく設定される。前回（第１回目）の２次元走査データに基づいて検出された対象物と今回（第２回目）の２次元走査データに基づいて検出された対象物とがこのウィンドウ内に含まれるならば，これらの対象物は同一のものと判定される。
【０１８５】
同一対象物の前回位置から出発し今回位置に至る移動ベクトルが設定される。好ましくは，この移動ベクトルに基づいてその対象物が次回（第３回目）の２次元走査において存在するであろう位置が推定される。第３回目の２次元走査データに基づいて検出された対象物が，推定された位置の近傍にあれば，第１回目および第２回目の２次元走査データに基づいて同定された対象物は確かに同一対象物であると確定される。
【０１８６】
上記の移動ベクトルに基づいてその検出対象物の移動方向と相対速度（Ｘ，ＹおよびＺ軸方向のそれぞれについて，およびそれらを合成したものについて）とが算出される。レーザ・レーダ１４が搭載されている車両の走行速度は車速センサ１３によって検出される。検出された車速に相対速度（正，負の符号をもつ）を加算することにより検出対象物の絶対速度が求められる。
【０１８７】
上述したように，道路のセンタ・ライン上や路側には一定間隔で多数のリフレクタが道路の形状に沿って設けられている。これらのリフレクタは上述した同一検出対象物同定処理において，それぞれ別個の検出対象物であると判定される。これらのリフレクタは，一定間隔で直線または曲線に沿って並んでいる，相対速度が車速センサ１３によって検出される車速とほぼ同じでかつ移動方向が逆である，という性質を持っている。これらの性質を利用して路面リフレクタおよび路側リフレクタは他の検出対象物から区別される。路面リフレクタと路側リフレクタとは設けられている高さ位置が異なるので，Ｚ軸座標データを用いてこれらのリフレクタを相互に区別できる。これらの路面リフレクタおよび路側リフレクタの並びの方向は道路の形状を表わすので，道路の形状が判定される。また，これらのリフレクタの高さ位置または移動ベクトルに基づいて道路の勾配の有無およびその程度が判定される。
【０１８８】
上述した特徴量または状態量の同定，検出および判定処理の詳細は，同一出願人による特許出願，特願平４−３０５０１９号，特願平６−５２５１２号および特願平６−８３７９３号に記載されている。
【０１８９】
道路，特に高速道路に存在するものが殆んど，車両（二輪車を含む）と路面リフレクタおよび路側リフレクタであるとすれば，全ての同定した検出対象物の数から路面リフレクタおよび路側リフレクタの数を減算することにより，存在する車両のおおよその数が算出される。
【０１９０】
上述したように一つの検出対象物に属するもの判定された検出点の集合は，特にＸＺ平面において，一つの２次元像を形成する。この２次元像の形状に基づいて検出対象物が何であるかが判定される。
【０１９１】
たとえば，図３１（Ａ）に示される２次元像は横向き（道路を横切る方向）の大型トラックのものであると判断される。図３１（Ｂ）に示される２次元像は，前向きまたは後向きの大型トラックのものであり，図３１（Ｃ）に示される２次元像は高さが低いので前向きまたは後向きの普通車のものであると判断される。このような判断はパターン・マッチングの手法，高さ，幅，面積の比較に基づいて，その他の方法により行なわれよう。高さ，幅，面積の算出は当然，ヘッド６０からの距離（Ｙ座標値）が考慮される。
【０１９２】
検出対象物が何であるかということ，または形状の判別が可能であるとともに，上記のようにその検出対象物の向き（横向き，前向きなど）も判別される。上述したように，移動ベクトルから，検出対象物が静止しているのか，移動しているのか，移動しているとするとその方向と速さも検知される。
【０１９３】
信号のレベルが低い検出点も活用すると，道路に存在する多くの対象物の形状が２次元画像として表現されるので，さらに多くの種類の対象物の認識が可能となる。この場合にも，すべての検出点について同一対象物に属するかどうかの同定処理が行なわれ，同一の検出対象物に属すると判定された検出点の集合によって対象物の２次元画像が得られる。
【０１９４】
対象物の認識の判断基準の一例を挙げると次の通りである。
【０１９５】
横幅が５０ｃｍ程度で，高さが２ｍ弱で，絶対速度の小さい対象物は人である。
横幅が５０ｃｍ程度で，高さが１．５ｍ程度で，絶対速度がある程度速いものは二輪車である。（絶対速度が小さければ人と判断してもよい。）
横幅が２ｍ程度で，高さが１．５ｍ程度の対象物は普通車である。
横幅が３ｍ程度で，高さが３ｍ程度の対象物は大型トラックである。
横幅が３ｍ以上で，絶対速度がほぼ零の対象物は壁である。
絶対速度がほぼ零で，位置が上の方にある対象物は看板である。
細長くかつ連続的につながっている対象物は白線である。
受光信号のレベルが高く，横幅が小さく，絶対速度がほぼ零のものは路側リフレクタである。
【０１９６】
対象物が何であるかの認識処理はファジィ推論またはしきい値処理（しきい値との比較に基づく判断）等により行なわれる。
【０１９７】
上述した特徴量ないしは状態量に主に基づいて情報処理装置１０は渋滞の有無，その程度，事故の有無，その程度等を次のようにして判断する。
【０１９８】
まず渋滞情報の生成処理について説明する。これはファジィ推論により行なわれ，検出した車両数，平均車間距離，平均速度およびこれらのファクタがある大きさをもつ状態が継続する時間に基づいて渋滞が判断される。
【０１９９】
車両数は上述したようにレーザ・レーダ１４の検知エリアに存在する車両の台数である。
【０２００】
車間距離とは一の車両を基準にすると，基準車両の前を走行している車両のうち基準車両に最も近い車両と基準車両との間の距離である。上述した特徴量の作成処理により，レーザ・レーダの検知エリアに存在する殆んどすべての車両（後方からみると，先行する車両が重なって殆んど見えない状態では車両の位置を検出できない場合もある）の位置が検出される。前後に相隣り合う車両の間隔（車間距離）がそれぞれ算出される。算出された車間距離の平均値が平均車間距離である。
【０２０１】
レーザ・レーダの検知エリアに存在する殆んどすべての車両の移動ベクトルからそれらの相対速度が算出され，相対速度に自車両の車速を加算することにより，絶対速度が算出される。検知エリア内の車両の絶対速度の平均値が平均速度である。
【０２０２】
次に示すようなＩｆ，ｔｈｅｎルールが用意される。
【０２０３】
Ｒ１：車両数が多ければ渋滞である。
Ｒ２：車両数が少なければ渋滞ではない。
Ｒ３：平均車間距離が短ければ渋滞である。
Ｒ４：平均車間距離が長ければ渋滞ではない。
Ｒ５：平均速度が遅ければ渋滞である。
Ｒ６：平均速度が速ければ渋滞ではない。
Ｒ７：車両数の多い状態が長時間続くならば渋滞である。
Ｒ８：車両数の少い状態が長時間続くならば渋滞ではない。
Ｒ９：平均車間距離の短い状態が長時間続くならば渋滞である。
Ｒ１０：平均車間距離の長い状態が長時間続くならば渋滞ではない。
Ｒ１１：平均速度の遅い状態が長時間続くならば渋滞である。
Ｒ１２：平均速度の速い状態が長時間続くならば渋滞ではない。
【０２０４】
これらのルールＲ１〜Ｒ１２で用いられるメンバーシップ関数の例が図３２から図３７に示されている。
【０２０５】
図３２（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれルールＲ１およびＲ２で用いられるものである。渋滞度は渋滞といえる度合いであり，非渋滞度は渋滞ではないといえる度合いである。
【０２０６】
図３３（Ａ）および（Ｂ）はルールＲ３およびＲ４のためのメンバーシップ関数を示す。
【０２０７】
図３４（Ａ）および（Ｂ）はルールＲ５およびＲ６でそれぞれ用いられるメンバーシップ関数を示している。
【０２０８】
図３５（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれルールＲ７およびＲ８で用いられるメンバーシップ関数を示す。車両数の多い状態とは，検出された車両数がたとえば１０台以上である状態をいい，車両数の少ない状態とは，検出された車両数がたとえば１０台未満である状態をいう。
【０２０９】
図３６（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれルールＲ９およびＲ１０のためのメンバーシップ関数を示す。平均車間距離の短い状態とは，平均車間距離がたとえば１０ｍ以下の状態を指す。平均車間距離の長い状態とは，平均車間距離がたとえば２０ｍ以上の状態をいう。
【０２１０】
図３７（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれルールＲ１１およびＲ１２で用いられるメンバーシップ関数を示す。平均速度の遅い状態とは，平均速度がたとえば２０Ｋｍ／ｈ以下の状態をいう。平均速度の速い状態とは，たとえば平均速度が３０Ｋｍ／ｈ以上である状態をいう。
【０２１１】
ルールＲ７からＲ１２はある状態の継続時間を計測して適用するものであるから，これらルールに基づく処理は一定時間間隔（たとえば３０分間隔）で行なわれよう。
【０２１２】
図３２から図３７には直線で表現されたメンバーシップ関数が示されているが，メンバーシップ関数を曲線で表現できるのはいうまでもない。
【０２１３】
検出した車両数，平均車間距離，平均速度，車両数の多い状態の継続時間，平均車間距離の短い状態の継続時間および平均速度の遅い状態の連続時間を，ルールＲ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ９およびＲ１１にしたがって図３２（Ａ），図３３（Ａ），図３４（Ａ），図３５（Ａ），図３６（Ａ）および図３７（Ａ）のメンバーシップ関数にあてはめ，それぞれ渋滞度を得る。これらの渋滞度の総和を算出する。
【０２１４】
同じように，検出した車両数，平均車間距離，平均速度，車両数の少ない状態の継続時間，平均車間距離の長い状態の継続時間および平均速度の速い状態の継続時間を，ルールＲ２，Ｒ４，Ｒ６，Ｒ８，Ｒ１０およびＲ１２にしたがって図３２（Ｂ），図３３（Ｂ），図３４（Ｂ），図３５（Ｂ），図３６（Ｂ）および図３７（Ｂ）のメンバーシップ関数に適用し，それぞれ非渋滞度を得る。これらの非渋滞度の総和を算出する。
【０２１５】
渋滞度の総和と非渋滞度の総和を比較して，渋滞度の総和の方が多ければ渋滞状況にあると判定し，逆の場合には渋滞していないと判定する。渋滞状況にあると判定したときには，上記の２つの総和の差を渋滞度合（規格化することが好ましい）とする。
【０２１６】
上述したルールのうちいずれか一つまたは複数を省いてもよいし，他のルールを加えてもよい。
【０２１７】
事故情報は上述した特徴量のうち，検出対象物の種類，その向き，絶対速度，道路形状等に基づいて作成される。
【０２１８】
たとえば，図３８に示すように，両側に路側リフレクタ８１が設けられた道路１において，センタ・ライン８３にまたがって（ほぼ直交して），大型トラックと認識される検出物体が横向きになっており，その絶対速度が零（停車している）と判断されるときには，事故であると判定される。この事故に関連する車両の数，事故現場までの距離も検出される。
【０２１９】
事故情報には，事故の有無，事故の状況，事故に関連する車両数，自車両の位置から事故現場までの距離等が含まれることになる。
【０２２０】
レーザ・レーダを用いると気象情報も得られる。
【０２２１】
例えば，晴天の場合には太陽光による外乱ノイズがレーザ・レーダ１４の受光光学系（受光素子６７）に受光される。投光装置６４のレーザ・ダイオードが発光していないタイミングで受光素子６７から高いレベルの受光信号が得られたときには太陽光の光が入射したものと判断され，晴天と判定される。
【０２２２】
至近距離において，小さな検出対象物（幅および高さが非常に小さいもの）が離散的にかつ不連続的に検出されたときには雨または雪と判断される。温度センサが設けられていれば，検出された温度に基づいて雨または雪のどちらであるかが判断されよう。
【０２２３】
雨または雪はレーザ・レーダの前面に付着する水滴または雪を検出することによっても認識される。たとえば，距離が０ｍの位置に検出点がある場合にはそれは水滴または雪と判断される。
【０２２４】
その他にも，先行車がはね上げる水飛沫（スプラッシュ）の判定により，雨または水たまりが検出される。
【０２２５】
レーザ・レーダを用いた自車両をとりまく外部環境の検出，判断について説明したが，その他のセンサ群を備えることにより，一層正確な情報を各車両が収集することができる。これらのセンサの例としては，日射センサ，雨滴センサ，ハンドル角センサ，ワイパのオン／オフ・センサ，温度センサ，路面状態センサ（路面判別装置）等がある。路面判別装置と雨滴センサについては次に詳述する。
【０２２６】
たとえば一定時間内におけるブレーキまたはアクセルを運転者が踏んだ回数を計数し，この計数値を上述した渋滞の判断において考慮することができる。
【０２２７】
雨滴センサ（降水量も測定する），日射センサ，ワイパのオン／オフの回数を検出するセンサ，路面状態センサ（乾燥，湿潤，凍結，雨などの検知）等からの情報に基づいて気象情報を作成することができる。
【０２２８】
自車両が衝突したときにその衝撃を検出するエアバッグ用衝撃センサを設けておくと，自車両が事故を起したことが検出できる。
【０２２９】
事故情報はさらに車両間通信により得ることもできる。走行する車両が事故を起したとき，または事故を検出したときに，その情報を後続車両に通信により伝える。後続車両の情報処理装置１０は，上述したレーザ・レーダから得られる情報と通信により得られた情報とを総合して事故に関する情報を作成する。
【０２３０】
路面判別装置１５の具体的構成例について詳述する。この路面判別装置は国際公開番号ＷＯ９５／０１５４９（ＰＣＴ／ＪＰ９４／０１０５３）に記載されているものである。
【０２３１】
路面判別装置１５の少なくとも光学系２００（図４０，図４１および図４２に示す構成）は図３９に示すように車両２の下部の適所に下方に向けて固定される。路面判別装置１５の光学系から光が道路１の路面ＬＤに向けて投射され，路面ＬＤからの反射光が光学系によって受光される。光学系から得られる電気信号に基づいて信号処理回路（図４４参照）によって路面状態が判別される。
【０２３２】
識別される路面状態の代表例は次の通りである。
【０２３３】
雪
アスファルト（またはコンクリート）
砂利（または土もしくは砂）
【０２３４】
路面が凍結しているかどうかも判別される。
【０２３５】
さらにアスファルト（コンクリート）路面を次の２つの状態に細分化することもできる。
【０２３６】
湿潤アスファルト（コンクリート）
乾燥アスファルト（コンクリート）
【０２３７】
したがって判別の態様には，上述した路面状態の中の任意の１つの路面状態の識別することおよび任意の２つ以上の路面状態を区別することが含まれる。判別の態様の代表的なものは次の通りである。
【０２３８】
ａ．雪路の識別
ｂ．アスファルト路（コンクリート路）の識別
ｃ．砂利路（土または砂路）の識別
ｄ．路面凍結の識別
ｅ．湿潤アスファルト路の識別
ｆ．乾燥アスファルト路の識別
ｇ．雪路とアスファルト路との区別
ｈ．雪路と砂利路との区別
ｉ．アスファルト路と砂利路との区別
ｊ．雪路とアスファルト路と砂利路との区別
ｋ．上記ｇ．，ｉ．およびｊ．においてアスファルト路を湿潤状態と乾燥状態とに判別すること
ｍ．上記ｇ．，ｈ．，ｉ．，ｊ．およびｋ．において凍結の有無を判別すること
【０２３９】
以下では判別すべき路面状態の種類が最も多い上記ｍ．の態様を中心に説明するが，その光学的構成の必要な一部，電気的構成の必要な一部およびアルゴリズムの必要な一部のみを取出すことにより，上記ａ．〜ｋ．のうち任意の態様の路面判別が可能なのはいうまでもない。
【０２４０】
図４０から図４２は路面判別装置１５の光学系２００の構成を示すものである。図面の枚数を少くするために，この光学系には，後に詳述するいくつかの路面判別アルゴリズムのすべてを実際に実行するために必要なすべての光学的要素が描かれている。逆に言えば，ある路面判別アルゴリズムを実行するためには必要とされない光学的要素もこの光学系に含まれている。図４０から図４２はいくつかの路面判別装置の光学系に含まれるすべての光学的要素をあわせて表現したものといえる。このことは，図４４に示す信号処理回路にもあてはまる。したがって，この光学系および図４４に示す信号処理回路を用いると，上記ｍ．の態様の路面判別が可能である。上記ａ．〜ｋ．のいずれかの態様の路面判別が可能な路面判別装置を実現する場合には，不要な光学的要素および電気回路要素を除けばよい。
【０２４１】
路面照明用光源２１１と正反射光用光源２１２とが光学系に含まれている。これらの光源２１１と２１２はいずれも発光ダイオードにより構成される。路面照明用光源２１１は車両の進行方向に斜め下方に光を投射する。正反射光用光源２１２はこれと直交する方向に斜め下方に光を投射する。好ましくはこれらの光源２１１および２１２から出射する光の波長は異なるものである。これにより，これらの光源の光の路面ＬＤからの反射光を光学フィルタにより分離できる。
【０２４２】
路面からの拡散反射光の受光光学系は受光レンズ２２１，スリット板２２２，コリメート・レンズ２２４を含んでいる。受光レンズ２２１の焦点とコリメート・レンズ２２４の焦点は同じ位置にあり，これらの焦点にスリット板２２２のスリット（絞り）２２２ａが位置している。スリット２２２ａは車両の走行方向に直交する方向に細長くのびている。このような光学系はテレセントリック光学系といわれている。すなわち，路面ＬＤからの反射光のうち，路面ＬＤに垂直でかつ互いに平行な光のみ（図４１において）が，受光レンズ２２１の焦点に集光され，スリット２２２ａを通過する。スリット２２２ａを通過した光はコリメート・レンズ２２４によって平行化される。光源２１１からの光は路面ＬＤに斜めに入射する。路面ＬＤから垂直に反射する光のみがスリット２２２ａを通る。このようにして，路面ＬＤからの拡散反射光のみがコメリート・レンズ２２４でコリメートされて，空間フィルタ光学系に入る（すなわち，路面ＬＤからの正反射光は空間フィルタ光学系には入らない）。
【０２４３】
好ましくはスリット板２２２のスリット２２２ａの位置に光学フィルタ２２３が配置されている。このフィルタ２２３は路面照明用光源２１１から投射された光のみを通過させる波長選択性をもつ。これにより，正反射光用光源２１２からの光，その他の外乱光（太陽光，道路の照明灯の光等）が空間フィルタ光学系に入射するのが防止される。光源２１１の投射光は好ましくは赤外光である。
【０２４４】
空間フィルタ光学系は格子板（スリット・アレイ）２２５，プリズム・アレイ２２６，集光レンズ２２７および２個の光検出器（受光素子，たとえばフォトダイオードまたはフォトトランジスタ）２３１Ａ，２３１Ｂを含む。基本的にプリズム・アレイ２２６が空間フィルタ作用を行う。
【０２４５】
プリズム・アレイ２２６は多数のプリズムから構成されている。これらのプリズムは車両の走行方向に配列されかつ走行方向に直交する方向にのびている。好ましくはプリズム・アレイ２２６は一体成形される。コリメート・レンズ２２４によって平行化された光はプリズム・アレイ２２６のプリズムによって一定のピッチ幅ずつ交互に前後に（走行方向を基準として）屈折によって分離される。これらの分離された光は集光レンズ２２７によってそれぞれ集光され，２個の光検出器２３１Ａおよび２３１Ｂに入射する。
【０２４６】
図４１において鎖線で示された光は光検出器２３１Ａに入射し，破線で示された光は光検出器２３１Ｂに入射する。これらの光の幅はプリズムの配列周期に依存している。プリズムの配列周期が空間フィルタの特性（周期）を規定する。
【０２４７】
格子板（スリット・アレイ）２２５には，車両の走行方向に配列されかつ走行方向と直交する方向にのびる多数のスリットが形成されている。これらのスリットの配列周期はプリズム・アレイ２２６におけるプリズムの配列周期の１／２倍である。コリメート・レンズ２２４によって平行化された光のうちスリットを通過した光が上述のようにプリズム・アレイ２２６に入射して，分離され，空間的に交互に，光検出器２３１Ａ，２３１Ｂに受光される。格子板２２５は迷光がプリズム・アレイ２２６に入射するのを防止するものである。
【０２４８】
光検出器２３１Ａと２３１Ｂは車両の走行方向に間隔をあけて配置されている。この間隔は，プリズム・アレイ２２６におけるプリズムの周期と集光レンズ２２７の倍率によって定まる。光検出器２３１Ａと２３１Ｂの両側には鏡２２８が設けられ，レンズ２２７によって光検出器２３１Ａ，２３１Ｂの受光面上に集光されない光をできるだけ光検出器２３１Ａ，２３１Ｂに入射させるように働く。
【０２４９】
後に示すように，２つの光検出器２３１Ａと２３１Ｂの出力信号は差動増幅回路に与えられ，それらの差が算出される。差動増幅回路の出力信号が，路面の凹凸を含む，拡散反射光に変動を生じさせる路面の状態を表わす空間周波数成分に対応する周波数成分（車両の速度に依存する）を含んでいる。
【０２５０】
光検出器２３１Ａに入射する光と光検出器２３１Ｂに入射する光は，空間フィルタによって選択される空間周期の半分の周期だけ位相がずれている。したがって，両光検出器２３１Ａと２３１Ｂの出力信号の差をとることによって，空間中心周波数成分は２倍になる。主に直流（ＤＣ）成分がこの差動処理により相殺される。
【０２５１】
正反射光用光源２１２と正反射光用光検出器２３２とは，車両の走行方向と直交する平面内において，光源２１２からの投射光の路面ＬＤに対する入射角と，光検出器２３２に入射する路面からの反射光の反射角とが等しくなるように配置されている。この入射角と反射角はブリュースタ角（５３度）よりも小さくすることができるので，光学系の小型化が期待できる。好ましくは，光検出器２３２の前面に，光源２１２の投射光のもつ波長の光のみの通過を許す光学フィルタと，集光レンズとを配置する。
【０２５２】
路面温度計２３３は路面温度を計測するものであり，たとえば赤外線放射温度計により実現される。路面温度計２３３は光学系内に含めずに，車両の他の適所に設けるようにしてもよい。
【０２５３】
さらに，正反射光用光源２１２の投射光の一部を受光する投光量モニタ用光検出器２３４が設けられている。
【０２５４】
図４３は光検出器２３１Ａの出力信号と光検出器２３１Ｂの出力信号との差動信号によって表わされる空間周波数スペクトルの実測例を表わす。このグラフは３種類の路面状態，すなわち雪路，砂利路およびアスファルト路について実測したものである。
【０２５５】
光検出器２３１Ａと２３１Ｂの出力差動信号に含まれる中心周波数信号成分の周波数（電気的な中心周波数）ｆは，空間フィルタの構成によって選択される空間中心周波数μと車両の速度ｖとの積によって表わされる。
【０２５６】
ｆ＝μ×ｖ …式（１）
【０２５７】
空間中心周波数μは空間フィルタの構成によって一義的に定まる。空間フィルタによって選択される路面周期（路面の凹凸を含む，拡散反射光に変化を生じさせる路面状態の周期）はここでは４（ｍｍ）に設定されている。図４３は実測によって得られた電気信号をフーリェ変換して（ＦＦＴ：高速フーリェ変換）周波数スペクトルを得，これを空間中心周波数μで規格化したものである。また，雪，砂利およびアスファルトについてのデータを，空間中心周波数μにおけるピーク値（強度）が一致するように正規化している。
【０２５８】
このグラフから分るように，空間中心周波数μよりも低い（たとえばμ／４以下の帯域）空間周波数成分の強度において，雪路と砂利路とアスファルト路との間には大きなかつ明白な差がある。これらの差は１桁（１０倍）前後または１桁以上である。３種類の路面状態における強度の差は空間周波数が低くなればなるほど大きくなっている。
【０２５９】
したがって，空間周波数の低周波数成分強度（たとえばμ／４やμ／１０の周波数における）を中心周波数成分強度で正規化した値（これを〔低周波数成分強度／中心周波数成分強度〕＝Ｄｂ／Ｄａという）に基づいて雪路と砂利路とアスファルト路とを区別することができる。これらを区別するために用いるしきい値ＴＨ１，ＴＨ２は，各状態における上記の値Ｄｂ／Ｄａの中間に定めればよい。図４３を参照して，値Ｄｂ／Ｄａがしきい値ＴＨ１より大きければ雪路，しきい値ＴＨ１とＴＨ２の間にあれば砂利路，しきい値ＴＨ２以下であればアスファルト路と判別される。
【０２６０】
ここで雪路とは降雪直後の新雪（全表面が真白の雪）よりはむしろ車両や人の交通があって，雪の表面が荒れ，比較的大きな（砂利よりもかなり大きい）凹凸等のある状態（拡散反射光量に変化を生じさせる表面状態）である。
【０２６１】
砂利の混った土路や砂道も砂利路と同じような傾向を示す，また，コンクリート路の周波数スペクトルはアスファルト路のスペクトルとほぼ同様である。
【０２６２】
図４４は路面判別装置に含まれる信号処理回路の構成の一例を示すものである。
【０２６３】
光検出器２３１Ａと２３１Ｂの出力信号は差動増幅回路２５１に与えられ，その差を表わす信号が回路２５１から出力される。
【０２６４】
光検出器２３１Ａ，２３１Ｂおよび差動増幅回路２５１の構成例が図４５に示されている。光検出器２３１Ａと２３１Ｂはそれぞれフォトダイオードにより構成され，これらのフォトダイオードが直列に接続されている。差動増幅回路２５１は帰還抵抗Ｒをもつ演算増幅器２５１Ａにより構成される。フォトダイオード２３１Ａに流れる電流Ｉ_１とフォトダイオード２３１Ｂに流れる電流Ｉ_２との差がそれらの結節点で算出され，この差電流が演算増幅器２５１Ａに入力する。演算増幅器２５１Ａは入力する差電流を電圧信号Ｖ_０に変換して出力する。この出力電圧Ｖ_０は次式で与えられる。
【０２６５】
Ｖ_０＝Ｒ（Ｉ_２ −Ｉ_１） …式（２）
【０２６６】
差動増幅回路２５１の出力電圧Ｖ_０はトラッキング・バンド・パス・フィルタ（トラッキングＢＰＦ（Ｃ））２５２およびトラッキング・ロウ・パス・フィルタ（トラッキングＬＰＦ（Ｌ））２５５に与えられる。
【０２６７】
トラッキングＢＰＦ２５２の出力信号は周波数／電圧（Ｆ／Ｖ）変換回路２５３に与えられる。Ｆ／Ｖ変換回路２５３の出力信号は，路面判別装置が搭載された車両の速度（対地速度）ｖを表わす。Ｆ／Ｖ変換回路２５３の出力信号はトラッキングＢＰＦ２５２およびトラッキングＬＰＦ２５５にフィードバックされ，これらのフィルタ回路における遮断周波数（周波数帯域）を車速ｖに追従して変化させるのに用いられる。
【０２６８】
トラッキングＢＰＦ２５２の出力信号はまた振幅検出回路２５４に入力する。振幅検出回路２５４は上述した中心周波数成分強度Ｄａを表わす信号を出力する。
【０２６９】
トラッキングＬＰＦ２５５の出力信号は振幅検出回路２５６に入力する。振幅検出回路２５６は上述した低周波数成分強度Ｄｂを表わす信号を出力する。
【０２７０】
トラッキングＢＰＦ２５２の構成例が図４６に示されている。トラッキングＢＰＦ２５２はハイ・パス・フィルタ（ＨＰＦ）とロウ・パス・フィルタ（ＬＰＦ）とを含み，これらのＨＰＦとＬＰＦとがバッファ増幅器２７５を介して直列に接続されている。ＨＰＦはコンデンサ２７１と電圧制御可変抵抗素子２７３とから構成されている。ＬＰＦはコンデンサ２７２と電圧制御可変抵抗素子２７４とから構成されている。電圧制御可変抵抗素子２７３，２７４はたとえばＦＥＴにより構成される。これらの素子２７３，２７４には制御電圧発生回路２７６から制御電圧が与えられており，素子２７３，２７４の抵抗値がこの制御電圧に応じて変化する。素子２７３，２７４の抵抗値が変化することによりＨＰＦとＬＰＦの遮断（カットオフ）周波数が変化する。トラッキングＢＰＦ２５２の通過帯域はＨＰＦの遮断周波数とＬＰＦの遮断周波数（ＨＰＦの遮断周波数よりも高い）との間の帯域である。制御電圧発生回路２７６はＦ／Ｖ変換回路２５３の出力電圧信号（車速ｖを表わす）に応じた制御電圧を発生する。
【０２７１】
たとえば上述した光学系における空間フィルタによって選択される路面（における凹凸の）周期を５（ｍｍ）とすると，空間中心周波数μは０．２（ｍｍ^−１）となる。車両の速度（対地速度）をｖ（Ｋｍ／ｈ）とする。
【０２７２】
ｖ（Ｋｍ／ｈ）＝１０００ｖ／３．６（ｍｍ／ｓ） …式（３）
【０２７３】
式（１）より，差動増幅回路２５１から得られる電気信号の中心周波数ｆは，
ｆ＝μ×ｖ＝２００ｖ／３．６（Ｈｚ） …式（４）
となる。
【０２７４】
したがって，トラッキングＢＰＦ２５２の通過帯域の中心周波数を式（４）で表わされる周波数に設定し，かつ式（４）にしたがって車速ｖに応じて変化させればよい。
【０２７５】
トラッキングＬＰＦ２５５はトラッキングＢＰＦ２５２におけるＬＰＦ（コンデンサ２７２，電圧制御可変抵抗素子２７４および制御電圧発生回路２７６）と同じ構成であり（ただし遮断周波数は異なる），その遮断周波数は車速ｖに応じて変化する。
【０２７６】
このトラッキングＬＰＦ２５５で抽出すべき低周波数成分の周波数を中心周波数の１／１０のものと設定するときには，式（４）を参照して，その遮断（カットオフ）周波数を２０ｖ／３．６（Ｈｚ）とすればよい。
【０２７７】
振幅検出回路２５４の具体的構成例が図４７に示されている。この回路２５４は半波整流回路２７７と，ロウ・パス・フィルタ（ＬＰＦ）２７８とから構成されている。半波整流回路２７７に代えて全波整流回路を用いることもできる。ＬＰＦ２７８の通過帯域は路面検出に要求される応答時間の観点から決定される。たとえば応答時間を０．１（Ｓ）とし，ＬＰＦ２７８を一次のロウ・パス・フィルタとすると，遮断（カットオフ）周波数は３．７（Ｈｚ）となる。
【０２７８】
光検出器２３１Ｂ（光検出器２３１Ａでもよい）の出力信号はロウ・パス・フィルタ（ＬＰＦ）２５７を経て，拡散反射光量Ｄｃを表わす信号として出力される。ＬＰＦ２５７は光電検出器２３１Ｂの出力信号に含まれる極低周波のゆらぎを除去するためのもので，その遮断周波数はたとえば１（Ｈｚ）（固定）程度に設定される。
【０２７９】
正反射光用光検出器２３２の出力信号は正反射光量Ｄｄを表わす信号となる。この光検出器２３２の出力側にも適当な通過帯域をもつロウ・パス・フィルタを接続してもよい。
【０２８０】
路面温度計２３３の出力信号は路面温度Ｄｅを表わす信号となる。路面ではなく外気温度を検出する温度計（感温素子）でもよい。この場合には温度計は外気に触れる場所に設けられる。
【０２８１】
路面照明用光源２１１および正反射光用光源２１２はそれぞれ自動パワー制御（ＡＰＣ）回路２６１および２６２によって制御される。これにより，これらの光源２１１，２１２から投射される光の光量が常に一定に保たれる。
【０２８２】
振幅検出回路２５４から出力される中心周波数成分強度Ｄａを表わす信号，振幅検出回路２５６から出力される低周波数成分強度Ｄｂを表わす信号，ＬＰＦ２５７から出力される拡散反射光量Ｄｃを表わす信号，光検出器２３２から出力される正反射光量Ｄｄを表わす信号，および路面温度計２３３から出力される路面温度Ｄｅを表わす信号は判別回路２６０に入力する。
【０２８３】
判別回路２６０はこれらの入力信号のうちの２以上を用いて，後述する路面判別アルゴリズムにしたがって路面状態を識別または判別する。判別回路２６０は好ましくはＣＰＵ（たとえばマイクロコンピュータ），メモリおよびその他の周辺回路から構成される。この場合には，上述した信号Ｄａ〜ＤｅはＡ／Ｄ変換回路でディジタル・データに変換されたのちに判別回路２６０に与えられる。
【０２８４】
図４８は最も簡単な路面判別アルゴリズムを示している。この路面判別アルゴリズムにしたがう処理は判別回路２６０において実行される。このことは他の路面判別アルゴリズムについても同じである。
【０２８５】
低周波数成分強度Ｄｂと中心周波数成分強度Ｄａとの比Ｄｂ／Ｄａが算出され，この比が上述したしきい値ＴＨ１およびＴＨ２と比較される。比Ｄｂ／Ｄａがしきい値ＴＨ１より大きければ（「大」という）雪路，しきい値ＴＨ１とＴＨ２との間にあれば（「中」という）砂利路，しきい値ＴＨ２以下であれば（「小」という）アスファルト路とそれぞれ判定される。
【０２８６】
判別回路２６０にしきい値ＴＨ１のみを設定しておき，雪と砂利との判別のみを行ってもよい。
【０２８７】
判別回路２６０にしきい値ＴＨ２（またはＴＨ１からＴＨ２までの間の適当な値）のみを設定しておき，雪とアスファルトとの判別のみを行ってもよい。
【０２８８】
判別回路２６０にしきい値ＴＨ２のみを設定しておき，砂利とアスファルトとの判別のみを行うようにしてもよい。
【０２８９】
図４９は，光検出器２３２から与えられる正反射光量Ｄｄを表わす信号をさらに用いて，アスファルト路が湿潤状態にあるのか，乾燥状態にあるのかも弁別する路面判定アルゴリズムを示している。
【０２９０】
上記の比Ｄｂ／Ｄａがしきい値ＴＨ２以下の場合にはアスファルト路である。
【０２９１】
アスファルト路の表面（路面）が濡れている場合（湿潤）には路面は鏡面に近い状態となり，乾燥状態に比べて正反射光量Ｄｄが増大する。アスファルト路が湿潤状態にあるときに得られる正反射光量と乾燥状態にあるときに得られる正反射光量とのほぼ中間のレベルにしきい値を設定しておく。正反射光量Ｄｄがこのしきい値以上であれば（「大」という）湿潤アスファルトと判定され，しきい値未満であれば（「小」という）乾燥アスファルトと判定される。
【０２９２】
砂利路および雪路の判定は図４８に示すアルゴリズムによるものと同じである。
【０２９３】
湿潤アスファルト路と乾燥アスファルト路との判別のみを行うようにしてもよいし，これらに砂利路の判定を加えてもよいし，雪路の判定を加えてもよいのはいうまでもない。
【０２９４】
図５０はＬＰＦ２５７から出力される拡散反射光量Ｄｃを表わす信号および路面温度計２３３から出力される路面温度Ｄｅを表わす信号をさらに利用して，路面状態をさらに詳しく判定するものである。
【０２９５】
一般に水分は０（℃）で凍結する。したがって路面温度Ｄｅが０（℃）以下であれば凍結の可能性がある。路面温度Ｄｅが凍結温度を超えているか（「高」とする），凍結温度以下であるか（「低」とする）が判定される。
【０２９６】
凍結温度は０（℃）丁度である必要はなく，経験的に最適値に定めればよい。路面温度に代えて気温を用いた場合には，凍結した路面が融けずに残りうる気温，路面が凍結を始める気温等が判定のしきい値となろう。
【０２９７】
凍結した路面は湿潤路面と同じように鏡面に近いので正反射光量Ｄｄは「大」である。
【０２９８】
したがって，路面温度Ｄｅが「低」で，かつ正反射光量Ｄｄが「大」であれば凍結路面と判定される。この場合に，一般に拡散反射光量Ｄｃは「小」である。
【０２９９】
路面温度Ｄｅが「低」であっても正反射光量Ｄｄが「小」であれば，凍結路面ではない。この場合には，低周波数成分強度Ｄｂと中心周波数成分強度Ｄａとの比に基づいて路面状態が判定される（乾燥アスファルト路または砂利路）。この判定において雪を除いているのは，拡散反射光量Ｄｃに基づいて雪を判定しているからである。しかしながら，比Ｄｂ／Ｄａに基づく雪の判定と拡散反射光量Ｄｃに基づく雪の判定は，雪の状態が若干異なるところがあるので（同じ状態のときもある），比Ｄｂ／Ｄａに基づいて雪を判定してもよい。
【０３００】
新雪や，通行物（車両，人）によって踏まれても白い部分が残っている雪は光を拡散反射させる。雪による拡散反射光量は他の路面状態に比べて極端に大きいので，雪と他の路面状態とを拡散反射光量Ｄｃに基づいて判定することができる。この判定のためのしきい値は，雪のときの拡散反射光量とそれ以外の路面状態の拡散反射光量との間のレベルに設定される。
【０３０１】
路面温度Ｄｅが「低」でかつ拡散反射光量Ｄｃがしきい値以上（「大」とする）の場合には，雪と判定される。凍結と判定するときの路面温度のしきい値と雪と判定するときの路面温度のしきい値を異ならせてもよいのはいうまでもない。
【０３０２】
拡散反射光量Ｄｃに基づいて判定される雪は白い表面を部分的または全面的にもつ雪である。これに対して，比Ｄｂ／Ｄａに基づいて判定される雪は，砂利よりも長い周期で拡散反射光量を変動させるものであり，白い雪のみならず踏みつぶされて黒くなった雪も含まれる。
【０３０３】
路面温度Ｄｅが「高」の場合の判定アルゴリズムは図４９に示すものと同じである。
【０３０４】
凍結，雪，砂利，乾燥アスファルトおよび湿潤アスファルトのうちの任意の１または２以上の種類の路面状態のみを識別または判定するように，図５０に示す判定アルゴリズムの一部のみを用いることができるのはいうまでもない。
【０３０５】
図５１に示す路面判定アルゴリズムは図５０に示すものと似ている。図５１では比Ｄｂ／Ｄａに基づいて砂利とアスファルトとを区別している。この比Ｄｂ／Ｄａに基づいて雪を判定していない点が図５０に示すものと異なる。図５１のアルゴリズムは図５０のアルゴリズムのバリエーションと考えればよい。
【０３０６】
このようにして路面判別装置１５からは種々の路面状態の判別結果が得られる。特に，湿潤，雪，凍結の判別結果は交通情報システムにおいて有効に利用されよう。
【０３０７】
雨滴センサ１６の構成の詳細について説明する。雨滴センサ１６もまた光学系（図５２および図５３）と信号処理回路（図６０）とから構成される。
【０３０８】
雨滴センサ１６の光学系は図５２に示すように，対向して配置された投光器３０１と受光器３０２とを含む。投光器３０１からスリット状（帯状）の光が受光器３０２に投射される。投光器３０１と受光器３０２はケース３０３内に内蔵されている。ケース３０３は，投光器３０１および受光器３０２をそれぞれ収納するヘッド部３０３Ｂと，これらを連結する連結部３０３Ａとから構成される。
【０３０９】
投光器３０１は，図５３に示すように，発光素子３１１，発光素子３１１からの光をコリメートするコリメート・レンズ３１２，およびスリット３１３ａがあけられたスリット板３１３を備えている。コリメート・レンズ３１２によってコリメートされた光はスリット３１３ａを通ってスリット光ＳＬに整形されて投射される。
【０３１０】
受光器３０２は，投光器３０１からのスリット光ＳＬを通過させるスリット３２３ａがあけられたスリット板３２３，スリット３２３ａを通った光を集光する集光レンズ３２２，および集光された光を受光する受光素子３２１を備えている。スリット光ＳＬには好ましくは赤外光が用いられよう。
【０３１１】
このような雨滴センサ１６の光学系は，図５４に示すように，車両２のボンネット３０４とフロント・ガラス（フロント・ガラスを支持するフレームを含む）３０５との境界に設けられる。投光器３０１から受光器３０２に向うスリット光ＳＬが車体の幅方向に水平方向に進むように光学系が配置される。
【０３１２】
好ましくは，図５５に示すように，光学系のケース３０３のヘッド部３０３Ｂと連結部３０３Ａとによってボンネット３０４の先端部を挟むようにして光学系が取付けられる。
【０３１３】
車両２が走行しているときには，雨滴は車両２に対してその前方の上方から斜めに車両２に向って落下してくる。このような雨滴がスリット光ＳＬをその厚さ方向に垂直に通過するように光学系が配置される。すなわち，スリット光ＳＬの面の法線が落下してくる雨滴と平行になるように（スリット光ＳＬの幅方向が車両の前方下部から後方上部に向う方向となるように）光学系が配置される。
【０３１４】
さらに好ましくは，雨滴の大きさまたは雨滴がスリット光ＳＬを横切る（通過する）速度をできるだけ正確に測定するために，雨滴検知エリア（投光器３０１と受光器３０２との間の間隔およびスリット光ＳＬの幅によって規定される）内に１個の雨滴が侵入するようにその大きさが定められる。
【０３１５】
図５６はスリット光ＳＬを雨滴が通過したときの受光器３０２（受光素子３２１）の受光光量の変化を示している。雨滴がスリット光ＳＬを通過するときには受光量が減少する。
【０３１６】
受光量の減少開始時点ｔ_１から受光量が元に戻る時点ｔ_３までの間に，雨滴がスリット光ＳＬを通過したことになる。時間Ｔ＝ｔ_３ −ｔ_１が雨滴の通過時間である。時点ｔ_１〜ｔ_３の間において（時点ｔ_２）受光量が最小ｍｉとなる。
【０３１７】
図５７は直径１ｍｍ，２ｍｍ，３ｍｍ，４ｍｍおよび５ｍｍ（それぞれ符号ａ，ｂ，ｃ，ｄおよびｅで示す）の雨滴がスリット光ＳＬを通過する時間Ｔ_１，Ｔ_２，Ｔ_３，Ｔ_４およびＴ_５ならびに受光量の最小値ｍｉ１，ｍｉ２，ｍｉ３，ｍｉ４およびｍｉ５を示すものである。
【０３１８】
しきい値ｅ_１，ｅ_２，ｅ_３およびｅ_４をそれぞれ隣接する受光量最小値の間に設定することにより，受光量の最小値に基づいて雨滴の大きさを弁別することができる。
【０３１９】
図５８は地表近くにおける雨滴の落下速度ｄｖと雨滴の大きさ（直径）との関係を示すものである。落下速度ｄｖに関するしきい値ｇ_１，ｇ_２，ｇ_３およびｇ_４を設定することによっても雨滴の大きさを弁別することができる。
【０３２０】
図５９（Ａ）に示すように，車両２は速度ｖで走行しているので，スリット光ＳＬを雨滴が通過する速度ｐｖと雨滴の落下速度ｄｖとは等しくない。これらの速度ｖ，ｐｖ，ｄｖの関係が図５９（Ｂ）に示されている。
【０３２１】
雨滴の落下速度ｄｖは次式で求められる。
【０３２２】
ｄｖ＝［（ｐｖ）^２ −ｖ^２］^１／２ …式（５）
【０３２３】
ここで車両２の走行速度ｖは車速センサ１３等から得られる。また，通過速度ｐｖは通過時間Ｔとスリット光ＳＬの厚さとに基づいて算出される。したがって，雨滴の落下速度ｄｖを求めることができる。
【０３２４】
図６０は雨滴センサ１６の信号処理回路を示している。
【０３２５】
同期信号発生回路３３１は高周波パルス信号を発生する。このパルス信号は駆動回路３３２およびＡ／Ｄ変換回路３３４に与えられる。
【０３２６】
駆動回路３３２は入力するパルス信号に同期して発光素子３１１を駆動する。発光素子３１１から出力される投射光（スリット光ＳＬ）の波形が図６１（Ａ）に示されている。
【０３２７】
図６１（Ｂ）は受光素子３１２の受光信号の波形を示すものである。雨滴がスリット光ＳＬを通過すると受光信号のレベルが低下する。受光素子３１２の出力受光信号は増幅器３３３で増幅されたのちＡ／Ｄ変換回路３３４に与えられる。
【０３２８】
Ａ／Ｄ変換回路３３４は同期信号発生回路３３１から与えられるパルス信号に同期して，入力する受光信号を，そのレベルを表わすディジタル信号に変換する。このディジタル信号は処理装置３３０に入力する。
【０３２９】
処理装置３３０はＣＰＵ，メモリ等から構成される。処理装置３３０は入力するディジタル信号に基づいて，受光量の最小値ｍｉまたは雨滴の通過時間Ｔを測定する。測定された受光量の最小値に基づいて雨滴の大きさが判別される。これに代えて，測定された通過時間Ｔと，装置３３０に入力する車速ｖとに基づいて式（５）を用いて雨滴の落下速度ｄｖが算出される。この落下速度ｄｖに基づいて雨滴の大きさが判別される。単位時間当りにスリット光ＳＬに侵入する雨滴の数と，判別した雨滴の大きさと，所定の係数とを用いて，単位時間当りの降雨量が算出される。算出された降雨量を表わす信号が処理装置３３０から出力される。
【０３３０】
このようにして，レーザ・レーダ１４からは主要に渋滞に関する情報が，路面判別装置１５からは路面状態（湿潤，凍結，雪など）に関する情報が，雨滴センサ１６からは降雨量に関する情報がそれぞれ得られる（路面状態情報と降雨量に関する情報をまとめて気象情報ということがある）。
【０３３１】
これらの情報は車載機３から中継機４を通してまたは直接にセンタ９に伝送される。
【０３３２】
車載機３から各種情報をセンタに伝送する方式には種々のものがある。
【０３３３】
第１番目のものはマニアル送信である。車載機３に送信ボタンを設けておく。運転者がこの送信ボタンを押したときのみ送信が行なわれる。必要ならば，送信する情報の種類（渋滞情報，事故情報，気象情報など）を表示し（タッチ・スイッチ３１Ａ〜３１Ｃ），その中から運転者に送信すべき情報を選択させる。選択された情報がセンタに送られる。
【０３３４】
第２番目のものは一定間隔オート送信である。これは一定時間間隔（たとえば１分）で自動的にそのときの情報を送信するものである。
【０３３５】
第３番目のものは可変間隔オート送信である。これは，特定の時点に送信するものである。たとえば，作成した情報に変化が生じたときに送信する。また，検出した車両数が少ないときのみ送信する。検出した車両数が多いときには他の車両も同じように収集しかつ作成した情報をセンタに送信していると考えられるので，センタの負担が増大する。このような場合には送信の時間間隔を長くとるかまたは送信をしない。
【０３３６】
センタに送信する電文には，作成した情報と，車両ＩＤと，時刻データと，位置データとが含まれよう。もっとも，時刻データはセンタが受信した時刻で代えることができるので，必ずしも車両からセンタに送信しなくてもよい。
【０３３７】
各車両からの情報を受信したセンタ９のセンタ・コンピュータ５０は上述した第１実施例の場合と同じようにして，エリアまたはブロックごとに，情報の種類ごとに，その平均値または多数決の原理により，エリアまたはブロックの状況を判定する。この判定結果を，エリアごとに，中継機４を通して各車両に分配する。
【０３３８】
センタ９における処理の一例について図６２および図６３を参照して説明する。
【０３３９】
図６２は渋滞情報についての処理である。車両の車載機３からの電文を受信すると（ステップ１７０），そこに含まれる位置データが抽出され（ステップ１７１），その車両がどのエリアにいるかが判定される（ステップ１７２）。
【０３４０】
エリアごとに次の処理が行なわれる。電文から渋滞情報（渋滞の有無）が抽出される（ステップ１７３）。一定時間（たとえば１０分間）にわたって，そのエリアに存在する車両からの電文に含まれる渋滞有という情報の数が積算される（ステップ１７４）。渋滞有という情報の数がそのエリアについてあらかじめ定められたしきい値（一般にエリアごとに異なる）以上であれば，そのエリアは渋滞であると判定され（ステップ１７５），そのエリアの中継機４（中継機のＩＤを付して）にエリアＩＤとともに渋滞有の情報が伝送される（ステップ１７６）。他のエリアの中継機にエリアＩＤとともに渋滞情報を送ってもよい。この情報は中継機４からそのエリアに存在する各車両等に伝送されるのはいうまでもない。
【０３４１】
渋滞情報に渋滞の程度に関する情報が含まれている場合には，渋滞の程度の平均値が求められ，または多数決により渋滞の程度が決定される。決定された渋滞の程度を表わす情報もまた中継機４および車両に送信される。
【０３４２】
エリアごとではなく，車線を考慮したブロックごとに上記の処理を行ってもよい。同じ道路でも一般に車線によって渋滞の有無が異なるので，上記のエリアごとの処理は車線を考慮して行なわれよう。このとき，上述したように車両の進行方向から車線を判別するか，または車両からの電文に車線情報を含ませておく。
【０３４３】
図６３は気象情報についての判定処理である。気象情報には，天気が晴かどうか（これは，無くてもよい），雨かどうか（降雨量に応じて大，中，小の３段階を表わす詳細情報を車載機３が作成した場合にはこの詳細情報も含む），路面に積雪があるか，路面が凍結しているか，路面がぬれているか（湿潤）などが含まれている。ステップ１７０〜１７２は図６２に示すものと同じである。
【０３４４】
エリアごとに，電文から気象情報が抽出され（ステップ１８１），晴情報，雨情報，雪情報，凍結情報，湿潤情報の数がそれぞれ別個に積算される（ステップ１８２）。雨情報については，必要に応じて，大，中，小の詳細情報も加算される。一定時間（たとえば５分間）の積算が終ると，積算値のうちの最も大きいものが確定情報として選択される（ステップ１８３，１８４，１８５，１８６，１８７，１８８）。もっとも，雨情報が確定されたときに，湿潤情報も雨情報と同程度に多いときには湿潤情報も確定される。このように，２つ以上の情報を確定してもよい。確定された気象情報は中継機を経て車両に伝送される。
【０３４５】
事故およびそれに伴なって発生する渋滞に関するセンタにおける処理および車両の車載機における表示について説明する。事故に関してはセンタではその位置，規模などの細かい内容まで判定する必要がある。
【０３４６】
図６４において三叉路で事故が発生しているものとする。この事故現場に近い車両２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ等から事故に関する情報がセンタに送信される。事故情報には上述したように，事故の有無，事故の状況，事故に関係する車両数，自車両の位置から事故現場までの距離等が含まれている。これに加えて，事故情報を送信した車両の車両ＩＤ，位置データ，時刻等が電文に含まれる。
【０３４７】
複数台の車両からその車両の位置データと，事故現場までの距離が伝送されてくるので，センタ９では事故現場の位置が地図上で正確に判定できる。また，事故に関係する車両台数，事故の状況等から，事故の規模（広がり）が判明する。最初に事故情報を受信した時点からの経過時間も計時される。
【０３４８】
この事故に伴って発生している渋滞に関する情報も事故現場に向っているまたは事故現場から遠ざかっている他の車両から伝送されてくる。その車両の進行方向から渋滞している車線が判定される。渋滞情報を送信した車両の位置から渋滞の始点と終点が判定される。
【０３４９】
このようにして得られた事故と渋滞に関する情報は事故および渋滞の発生しているエリアのみならずその近傍のエリアの中継機にもセンタから送信される。中継機にも中継機ＩＤ（送信アドレス）が割り当てられているので，センタは中継機を指定して情報を送ることができる。
【０３５０】
事故，渋滞情報を受信した車両の車載機３では，これらの情報を，第１実施例の場合と同様に，グラフィック表示，文字などを用いたメッセージ表示，または音や言葉などによる音声出力で運転者に報知する。たとえば運転者はタッチ・スイッチ３１Ｅにより情報報知モードを選択し，タッチ・スイッチ３１Ａにより事故情報を選択すると，表示装置２５に地図とともに事故情報が表示される。
【０３５１】
たとえば，グラフィック表示では，図６５および図６６に示すように，まずエリアＡに事故が発生していることが大局的に表示される。次に運転者の指示に応じて（たとえば，拡大キー３５の押下により），または自動的に図６７に示すように，事故現場を地図上で拡大してその位置が正確に分るように表示する。タッチ・スイッチ３１Ｂにより渋滞情報が選択されると，図６８に示すように渋滞している範囲も表示される。
【０３５２】
地図上には，事故の位置に加えて，事故の規模，関係車両台数，事故発生からの経過時間等も文字等を用いて表示される。
【０３５３】
メッセージ表示，音声出力の例としては，「Ａエリアで事故が発生しております」（大局的な報知），「Ａエリアの三叉路で車両５台が関係する中規模の事故が午後２時ごろ発生しました」（詳細な報知）などがある。
【０３５４】
気象（天候）の情報についても上記と同じように，種々の形態で報知が行なわれよう。
【０３５５】
たとえば，運転者がタッチ・スイッチ３１Ｅにより情報報知モードを選択し，タッチ・スイッチ３１Ｃにより気象情報を選択する。すると，図６９に示すように，雨が降っている道路が表示装置２５に表示される。自車両の位置も表示される（黒丸）。再びタッチ・スイッチ３１Ｃが押されると，図７０に示すようにぬれている道路の表示に切替わる。運転者がさらにタッチ・スイッチ３１Ｃを押すと，図７１に示すように凍結している道路が表示される。さらにタッチ・スイッチ３１Ｃを押すと，図７２に示すように雪が降っている，または積雪のある道路が表示される。このように，タッチ・スイッチ３１Ｃが押される毎に表示が切替わる。もちろん，これらの複数の気象状態（路面状態）を一つの地図上に重ねて表示してもよい。
【０３５６】
中継機４の役割は，上述したように，車載機３からセンタ９へのおよびその逆の電文の中継にあるが，中継機にさらに次のような機能を持たせてもよい。
【０３５７】
車両２の車載機３から局所的な情報が中継機４に伝送された場合には，中継機はその情報をそのまま，または加工して，その中継機が担当するエリアに存在する車両に送信する。事故情報などのすみやかに報知する必要のある情報についても同様である。たとえば複数台の車両から事故情報が送られてきたときには，上述したセンタの処理を中継機が代わって実行し，その結果を，センタを経由せずに，直接に車両に送信する。このように，中継機は車両からの情報を選択的にセンタに送信するとともに，その情報を必要に応じて加工し車両に送信する機能をもつ。
【０３５８】
中継機４はそれが担当するエリアからの車両の情報を加工してセンタ９に送信する機能ももつ。たとえば，５０台の車両から雨情報が送られてきた場合には，自己の管理するエリアに「雨，５０台」というようにデータをまとめた上でセンタに送信する。これにより，センタの負担が軽減する。
【０３５９】
中継機４にはまた，上述したレーザ・レーダ等の各種センサが設けられ，中継機自体が各種情報を収集しかつ加工して，センタに伝送または車両に送信してもよい。
【０３６０】
中継機には上述のように送信アドレスが付され，センタは大局的な情報については複数の中継機を指定して送信する。局所的な情報については一つのエリアの中継機についてのみ送信する。場合によっては，センタまたは中継機は，情報を含む電文に車両ＩＤ（車両アドレス）を付して，特定の車両に対してのみ情報を送るようにしてもよい。
【０３６１】
第４実施例
第１から第３の実施例は基本的に車両に搭載した車載機３が自車両およびその周囲の環境に関する情報を収集し，必要に応じて加工する。車両の所有者は，情報を収集し，必要に応じて加工し，そして中継機またはセンタにその情報を送信する機能をもつ車載機を設備しなければならない。第１実施例のように運転者は情報を手動で入力する労力を提供しなければならない。さらに，情報を収集し，加工しそして送信するためには車両に搭載されたバッテリィから車載機に電力を供給しなければならない。他方では情報を提供せずに情報の受信のみを行なおうとする運転者もいるかも知れない。
【０３６２】
この発明の交通情報システムは各種の情報を収集して提供する者がいることを前提とする。情報提供者が存在しなければこのシステムは成り立たないといえる。
【０３６３】
その意味で情報の提供者に提供した情報量に応じて報いることが重要である。第４実施例は，情報提供者に提供した情報量に応じて報酬を与えようとするものである。
【０３６４】
図７３に示すようにセンタ９のセンタ・コンピュータ５０のメモリ５３には，情報を提供する意志がありかつ上述した車載機３を自己の所有する車両に搭載した者の識別符号があらかじめ登録されている。この識別符号はここでは車両ＩＤである。車両ＩＤに対応して情報提供回数を記憶するエリアが設けられている。
【０３６５】
図７４はセンタにおける処理を示すものである。この処理では上述した第１〜第３実施例のようなセンタの情報配信処理は省略されている。
【０３６６】
車両の車載機３から直接に，または中継機４を介して車両からの各種情報を含む電文を受信すると（ステップ１９０），センタのコンピュータ５０は，その電文に含まれる車両ＩＤを抽出する（ステップ１９１）。
【０３６７】
抽出した車両ＩＤに対応してメモリ５３に記憶されている情報提供回路が１インクレメントされる（ステップ１９２）。
【０３６８】
その情報提供回路があらかじめ定められた所定回数（１０回とか２０回，または５０回，１００回等）に達した場合にはその車両ＩＤ（および必要ならば車両ＩＤに関連して登録された所有者の氏名，住所等）がプリンタから出力され，また表示装置に表示される（ステップ１９４）。
【０３６９】
情報提供回数が所定回数に達した者に対しては，賞金，商品，または特別の情報等の報酬が与えられる。
【０３７０】
情報提供回数が所定回数に達した車両ＩＤに対応する情報提供回数がクリアされる（ステップ１９５）。この車両ＩＤについては再び０から情報提供回数が計数されることになる。
【０３７１】
情報提供回数が所定回数に達したときにただちにその車両ＩＤを出力しなくてもよい。情報提供回数が所定回数以上になった車両ＩＤを定期的に出力させるようにしてもよい。この場合には，車両ＩＤを出力したときの情報提供回数から所定回数を減算した結果が新たな情報提供回数として車両ＩＤに対応して記憶されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】交通情報システムの空間的配置構成を示す。
【図２】車載機の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】カー・ナビゲーション・システムにおけるマン・マシン・インターフェイス部分を示す。
【図４】表示装置における道路の表示例を示す。
【図５】表示装置における道路の拡大表示例を示す。
【図６】表示装置における道路の縮小表示例を示す。
【図７】表示装置における道路のさらに縮小した表示例を示す。
【図８】中継機の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】センタの電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】カー・ナビゲーション・システムから情報を入力するときの初期状態を示す。
【図１１】事故情報を入力するときの表示画面とキー群を示す。
【図１２】事故情報を入力するときの表示画面とキー群を示す。
【図１３】事故情報を入力するときの表示画面とキー群を示す。
【図１４】事故情報を入力するときの表示画面とキー群を示す。
【図１５】車載機における処理手順を示すフロー・チャートである。
【図１６】中継機における処理手順を示すフロー・チャートである。
【図１７】センタの車両情報エリアを示す。
【図１８】センタにおける処理手順を示すフロー・チャートである。
【図１９】センタの車両情報エリアの他の例を示す。
【図２０】センタにおける渋滞検出処理手順を示すフロー・チャートである。
【図２１】センタにおける渋滞検出処理手順の他の例を示すフロー・チャートである。
【図２２】センタにおける渋滞検出処理手順の他の例を示すフロー・チャートである。
【図２３】渋滞情報の車両における表示例を示す。
【図２４】センタにおける渋滞検出処理手順のさらに他の例を示すフロー・チャートである。
【図２５】センタにおける渋滞検出処理手順のさらに他の例を示すフロー・チャートである。
【図２６】レーザ・レーダの構成を示すブロック図である。
【図２７】レーザ・レーダを搭載した車両を示す斜視図である。
【図２８】レーザ・レーダの投光光学系を示す斜視図である。
【図２９】レーザ・レーダの検知エリアを示し，（Ａ）は検知エリアの垂直面，（Ｂ）は平面を表わす。
【図３０】レーザ・レーダによって得られた検出点のデータを示す。
【図３１】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ異なる形状が検出される様子を示す。
【図３２】（Ａ）および（Ｂ）は渋滞判定のためのファジィ推論で用いられるメンバーシップ関数の例を示すグラフである。
【図３３】（Ａ）および（Ｂ）は渋滞判定のためのファジィ推論で用いられるメンバーシップ関数の例を示すグラフである。
【図３４】（Ａ）および（Ｂ）は渋滞判定のためのファジィ推論で用いられるメンバーシップ関数の例を示すグラフである。
【図３５】（Ａ）および（Ｂ）は渋滞判定のためのファジィ推論で用いられるメンバーシップ関数の例を示すグラフである。
【図３６】（Ａ）および（Ｂ）は渋滞判定のためのファジィ推論で用いられるメンバーシップ関数の例を示すグラフである。
【図３７】（Ａ）および（Ｂ）は渋滞判定のためのファジィ推論で用いられるメンバーシップ関数の例を示すグラフである。
【図３８】事故が発生していることが検知される様子を示す。
【図３９】路面判別装置の光学系を備えた車両を示す。
【図４０】路面判別装置の光学的構成の斜視図である。
【図４１】路面判別装置の光学的構成の縦断面図である。
【図４２】正反射光用光学系の正面図である。
【図４３】実測結果を示すグラフである。
【図４４】路面判別装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４５】差動増幅回路の具体例を示す回路図である。
【図４６】トラッキング・バンド・パス・フィルタの具体例を示す回路図である。
【図４７】振幅検出回路の具体例を示すブロック図である。
【図４８】路面判定アルゴリズムの一例を示すフロー・チャートである。
【図４９】路面判定アルゴリズムの他の例を示すフロー・チャートである。
【図５０】路面判定アルゴリズムのさらに他の例を示すフロー・チャートである。
【図５１】路面判定アルゴリズムのさらに他の例を示すフロー・チャートである。
【図５２】雨滴センサのヘッドを示す斜視図である。
【図５３】雨滴センサの光学系を示す斜視図である。
【図５４】雨滴センサを備えた車両を示す斜視図である。
【図５５】雨滴センサ・ヘッドの取付状態を示す断面図である。
【図５６】雨滴がスリット光内に侵入したときの受光光量の変化を示すグラフである。
【図５７】様々な大きさの雨滴に対する受光光量の変化を示すグラフである。
【図５８】雨滴の大きさと落下速度との関係を示すグラフである。
【図５９】（Ａ）は車速と雨滴の落下速度とを示すものであり，（Ｂ）は車速と雨滴の落下速度と雨滴のスリット光の通過速度との関係を示すベクトル図である。
【図６０】雨滴センサの信号処理回路を示すブロック図である。
【図６１】（Ａ）は発光する光の波形を，（Ｂ）は受光信号の波形をそれぞれ示している。
【図６２】センタにおける渋滞情報処理手順を示すフロー・チャートである。
【図６３】センタにおける気象情報処理手順を示すフロー・チャートである。
【図６４】事故発生箇所を示す。
【図６５】事故情報の表示例を示す。
【図６６】事故情報の他の表示例を示す。
【図６７】事故情報の表示例を示す。
【図６８】事故情報の他の表示例を示す。
【図６９】雨情報の表示例を示す。
【図７０】湿潤情報の表示例を示す。
【図７１】凍結情報の表示例を示す。
【図７２】雪情報の表示例を示す。
【図７３】センタのメモリの内容を示す。
【図７４】情報提供者に報酬を付与する処理手順を示すフロー・チャートである。
【符号の説明】
１道路
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ車両
３車載機
４中継機
９センタ
１０情報処理装置
１１，４１，５１送信機
１２，４３，５２受信機
１３車速センサ
１４レーザ・レーダ
１５路面判別装置
１６雨滴センサ
２０カー・ナビゲーション・システム
２５表示装置
２６キー群
３１操作部
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅタッチ・スイッチ
５０センタ・コンピュータ
５３メモリ
６０レーザ・レーダのヘッド[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a traffic information system for notifying a vehicle traveling on a road of traffic information including traffic jam information, accident information, weather information, and the like.
[0002]
[Prior art]
This type of traffic information system is premised on collecting basic data (number of vehicles, vehicle speed, etc.) for creating traffic jam information, accident information, and weather information. This basic data should be collected accurately and in real time at as many points as possible.
[0003]
In existing facilities, vehicle sensors (including televisions and cameras) are only placed at major points on the road. If the number of data collection points is increased, various sensors must be installed at many points, and the cost for that will be enormous.
[0004]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
The present invention is a system capable of collecting traffic-related data accurately and in real time at many points and providing appropriate traffic information without installing sensor devices for data collection at many points. Is to provide.
[0005]
The present invention ascertained from the first viewpoint is used by being mounted on a vehicle and collecting individual information relating to traffic and the like, and a predetermined range based on individual information transmitted from the individual information collecting device. And a center device that creates comprehensive information regarding the area within the area.
[0006]
The individual information collecting device includes at least position detection means for measuring position and creating position data, manual operation information input means for manually inputting information representing surrounding conditions, and position created by the position detection means. A first transmission device that transmits individual information including data and information input by the manual operation information input means, a first reception device that receives comprehensive information transmitted from the center device, and the first reception An informing device for informing the general information received by the device is provided.
[0007]
The center device includes a second receiving device that receives the individual information transmitted from the first transmitting device of the individual information collecting device, and a predetermined range based on the individual information received by the second receiving device. Information processing means for generating general information regarding the area of the vehicle, and second transmission means for transmitting the general information generated by the information processing means to the individual information collecting apparatus. Preferably, the individual information collecting apparatus is provided with a clock means, and time data measured by the clock means is included in the individual information and transmitted to the center apparatus. However, as the time data, the time when the second receiving device of the center device receives the individual information can be used.
[0008]
For example, information relating to an accident, traffic jam or weather is input by the manual operation information input means of the individual information collection device.
[0009]
The individual information collecting device is mounted on a vehicle and used. There are many vehicles traveling on the road. Information representing the situation around the vehicle is transmitted from many or some of these vehicles to the center device. Based on these pieces of information, the center device can determine where and what kind of situation is occurring (where the accident or traffic jam is occurring at what scale).
[0010]
When an individual information collection device is mounted on a vehicle traveling on a road and used, necessary information is collected without providing vehicle sensors or the like at various locations on the road. In addition, since the driver manually inputs information, information representing the state seen by human eyes is obtained, and appropriate judgment can be made.
[0011]
In one embodiment, the individual information collection device further includes a storage device that stores an identification code of the individual information collection device or a vehicle equipped with the individual information collection device, and the first transmission unit of the individual information collection device includes at least the above-mentioned Position data, time data, and an identification code are transmitted at least twice at predetermined time intervals, and in response to input of information from the manual operation information input means, the input information and at least the identification code are transmitted. . The information processing means of the center device determines the traveling direction of the vehicle on which the individual information collecting device is mounted based on the position data, time data, and identification code received at least twice. The traveling speed of the vehicle can also be calculated.
[0012]
As a result, the traveling direction (traveling lane) of the vehicle equipped with the individual information collecting device is known. In general, the traffic flow on the road is bidirectional. Accidents and traffic jams often occur only in one direction. As described above, since the traveling direction of the vehicle is determined, it is possible to know in which direction of the traffic flow on the road the accident or traffic jam occurs and to provide appropriate traffic information. However, the individual information collecting device mounted on the vehicle calculates the movement vector based on the two position data having a certain time interval, determines the traveling lane of the own vehicle based on the movement vector, and the determination result May be transmitted to the center.
[0013]
The present invention provides the information collecting apparatus used in the traffic information system.
[0014]
This information collecting apparatus includes position detection means for measuring position and creating position data, manual operation information input means for manually inputting information representing the surrounding situation, and position created by the position detection means. A first transmission device for transmitting individual information including data and information input by the manual operation information input means is provided. If necessary, the individual information includes data representing the time of manual input.
[0015]
Preferably, the information collecting device is further provided with a first receiving device that receives the comprehensive information transmitted from the center device, and a notification device that notifies the comprehensive information received by the first receiving device.
[0016]
This information collecting apparatus can be realized using a car navigation system. At least the position detection means and the manual operation information input means are provided in the car navigation system.
[0017]
The invention further provides a car navigation system. This car navigation system includes position detection means for measuring position and creating position data, and manual operation information input means for manually inputting information on at least one of accident, traffic jam and weather. ing.
[0018]
Car navigation systems are becoming increasingly popular. Therefore, by making the car navigation system share a part of the functions of the information collection device, it is possible to reduce the economic burden on the person who installs the information collection device. Of course, it is also possible to prepare a car navigation system having all the functions of the information collecting device.
[0019]
The traffic information system according to the present invention ascertained from the second point of view is used by being mounted on a vehicle, and collects individual information relating to traveling of the vehicle, and an individual information transmitted from the individual information collecting device. And a center device that creates traffic information in an area within a predetermined range based on the information.
[0020]
The individual information collecting device is created by position detecting means for measuring at least a position and creating position data, a storage device for storing an identification code of the individual information collecting device or a vehicle on which the individual information collecting device is mounted, and the position detecting means. A first transmission device for transmitting individual information including position data and an identification code stored in the storage device at least twice at predetermined time intervals; a first transmission device for receiving traffic information transmitted from the center device; A receiving device and a notification device for notifying traffic information received by the first receiving device are provided.
[0021]
The center device includes a second receiving device that receives the individual information transmitted from the first transmitting device of the individual information collecting device, and at least two pieces of the individual information received by the second receiving device. Information processing means for creating traffic information in a predetermined area based on the information processing apparatus, and second transmission means for sending the traffic information created by the information processing means to the individual information collecting device.
[0022]
The second invention is characterized in that at least minimum data such as position data and an identification number is transmitted from the individual information collecting device of the vehicle to the center device. The second invention is characterized in that these data are transmitted at least twice with a time interval. This transmission is performed automatically. If necessary, the individual information collecting device of the vehicle also transmits time data together.
[0023]
By receiving the position data and the identification number at least twice from the same vehicle and adding time data (transmitted from the vehicle or obtained by the center device detecting the time of reception) to the center, The device can calculate the traveling direction and speed of the vehicle. Based on this information, the center device can determine the presence or absence of a traffic jam and the location of the traffic jam.
[0024]
The traffic jam information can include the presence and level of traffic jam.
[0025]
In a preferred embodiment, the individual information collecting device includes vehicle speed detecting means for detecting the traveling speed of the vehicle on which the individual information collecting device is mounted. The first transmission device transmits data representing the traveling speed detected by the vehicle speed detection means to the center device.
[0026]
Also in the second invention, since various data can be obtained from a vehicle traveling on the road, it is not necessary to install special information collecting facilities at many points on the road.
[0027]
The second invention also provides an information collecting device used in this traffic information system.
[0028]
This information collection device includes at least position detection means for measuring position and creating position data, a storage device for storing an identification code of the information collection device or a vehicle equipped with the information collection device, and a position created by the position detection means. A first transmission device is provided that transmits the data and the individual information including the identification code stored in the storage device at least twice at predetermined time intervals. Preferably, the information collecting device is provided with a clock means, and the time data output from the clock means is also included in the individual information and transmitted.
[0029]
More preferably, the information collecting device further includes a first receiving device that receives traffic information transmitted from the center device, and a notification device that notifies the traffic information received by the first receiving device.
[0030]
The traffic information system according to the present invention ascertained from the third point of view is used by being mounted on a vehicle and collecting individual information related to traffic etc. and the individual information transmitted from the individual information collecting device. And a center device that creates comprehensive information on an area within a predetermined range.
[0031]
The individual information collecting device is a position detecting means for measuring at least a position and creating position data, projecting an electromagnetic wave (including light) to a predetermined range, receiving the reflected wave, and based on the received signal A radar device for creating ambient information representing the situation around the vehicle, a first transmitter for transmitting individual information including the location data created by the position detecting means and the ambient information created by the radar device, the center A first receiving device that receives the comprehensive information transmitted from the device, and a notification device that notifies the comprehensive information received by the first receiving device are provided.
[0032]
The center device includes a second receiving device that receives the individual information transmitted from the first transmitting device of the individual information collecting device, and a predetermined range based on the individual information received by the second receiving device. Information processing means for generating general information regarding the area of the vehicle, and second transmission means for transmitting the general information generated by the information processing means to the individual information collecting apparatus.
[0033]
The third invention is characterized in that information around the vehicle is collected by a radar device. The collected information is automatically transmitted to the center device. Since a wide variety of information can be obtained by the radar device, more accurate traffic information can be provided.
[0034]
Examples of the ambient information created by the radar device include the position, shape, moving direction and speed of the detection object existing in the vicinity of the vehicle, the number of vehicles, the inter-vehicle distance, the road shape, and the like.
[0035]
Preferably, the individual information collecting device further includes traffic information generating means for generating traffic information based on surrounding information created by the radar device. Then, the first transmission device transmits the traffic information generated by the traffic information generation means to the center device.
[0036]
More preferably, the individual information collecting device is provided with vehicle speed detecting means for detecting the speed of the vehicle.
[0037]
The present invention further provides an information collecting device used in the traffic information system.
[0038]
This information collecting device is a position detecting means for measuring at least a position and creating position data, projecting an electromagnetic wave to a predetermined range, receiving a reflected wave thereof, and detecting a situation around the vehicle based on the received signal. A radar device for generating ambient information to be represented; and a first transmission device for transmitting individual data including the position data created by the position detecting means and the ambient information created by the radar device.
[0039]
Preferably, the information collecting device is provided with a first receiving device that receives the comprehensive information transmitted from the center device, and a notification device that notifies the comprehensive information received by the first receiving device.
[0040]
The traffic information system according to the present invention ascertained from the fourth point of view is used by being mounted on a vehicle and collecting individual information related to traffic and the like, and the individual information transmitted from the individual information collecting device. And a center device that creates comprehensive information on an area within a predetermined range.
[0041]
The individual information collecting device includes at least position detection means for measuring position and generating position data, a sensor for detecting information representing surrounding conditions, position data generated by the position detection means, and detection by the sensor A first transmission device that transmits individual information including information, a first reception device that receives comprehensive information transmitted from the center device, and a notification device that notifies the comprehensive information received by the first reception device. I have.
[0042]
The center device includes a second receiving device that receives the individual information transmitted from the first transmitting device of the individual information collecting device, and a predetermined range based on the individual information received by the second receiving device. Information processing means for generating general information regarding the area of the vehicle, and second transmission means for transmitting the general information generated by the information processing means to the individual information collecting apparatus.
[0043]
Preferably, the individual information collecting device includes clock means for measuring time, and the individual information transmitted by the first transmission device includes time data measured by the clock means.
[0044]
The fourth invention is characterized in that in the individual information collecting apparatus mounted on the vehicle, information representing the surrounding situation is automatically detected and transmitted to the center apparatus. The information representing the surrounding situation includes traffic information (accident information, traffic jam information, etc.) and weather information.
[0045]
Therefore, the sensor is at least one of a sensor that detects traffic information and a sensor that detects weather information. Alternatively, the sensor is at least one of a sensor that detects accident information, a sensor that detects traffic jam information, and a sensor that detects weather information. Alternatively, the sensor is at least one of a laser radar, a road surface state determination device, and a rainfall amount detection device.
[0046]
In this way, information representing the situation around the vehicle is automatically collected and transmitted to the center device, thereby reducing the burden on the driver. In addition, since the comprehensive information processed by the center device is transmitted to the vehicle for notification, the driver can have more information.
[0047]
The present invention further provides an information collecting device used in the traffic information system.
[0048]
This information collection device includes at least position detection means for measuring position and creating position data, a sensor for detecting information representing surrounding conditions, position data created by the position detection means, and identification relating to the information collection apparatus A first transmission device is provided for transmitting individual information including a code and information detected by the sensor.
[0049]
Preferably, the information collecting device includes a first receiving device that receives the comprehensive information transmitted from the center device, and a notification device that notifies the comprehensive information received by the first receiving device.
[0050]
In all the traffic information systems described above, communication between the individual information collection device and the center device is relayed by a relay device as necessary. The relay devices are provided at appropriate positions near the road at appropriate intervals.
[0051]
Instead of or in addition to the first receiving device and the notification device being provided in the individual information collection device, they are provided in a large-scale notification device installed in the vicinity of the road. The second transmission means of the center device transmits the comprehensive information to the large-sized notification device. By this large-sized alarm device, traffic information is transmitted to many vehicles at once.
[0052]
The present invention further provides a vehicle equipped with the above-described information collecting device or car navigation system.
[0053]
The present invention ascertained from the fifth aspect is that, in all the traffic information systems described above, the center device receives the individual information transmitted from the individual information collecting device having each identification code for each identification code. Means is provided for storing the number of times of reception and means for outputting data relating to an identification code corresponding to the number of times of reception that has reached a predetermined value.
[0054]
A list of persons who have provided the individual information for the number of times equal to or greater than the predetermined value is output from the center device. Those who provide a lot of information are given some kind of reward (money, merchandise, etc.). As a result, many people actively try to provide information, and the center device collects a lot of information from many points. It is expected that more accurate traffic information can be created by the center device.
[0055]
【Example】
First embodiment
FIG. 1 shows a spatial arrangement configuration of a traffic information system.
[0056]
The traffic information system basically includes an in-vehicle device 3 mounted on a vehicle 2 traveling on the road 1, a repeater 4 provided at an appropriate location near the road 1, and a center 9. The repeater 4 is preferably attached to equipment such as a building, structure, or facility related to a road such as a traffic light, a streetlight pole, a pedestrian bridge, and an overpass. Of course, the repeater can be mounted on a dedicated tower for the repeater. If necessary, the traffic information system includes a display board 8. The display board 8 is an electronic bulletin board, for example, and displays information in large characters, figures, pictures, etc. so that the displayed information can be read from a distance. The display board 8 will also preferably be attached to the above-mentioned equipment relating to the road.
[0057]
A traffic information system is provided over an area of suitable size. This area may be the whole of Japan, Hokkaido, Honshu, Shikoku, Kyushu, or the unit of Tokyo, Kanto, Chubu, or by administrative division (prefecture, municipality) . It may span multiple administrative districts.
[0058]
In any case, the area where the traffic information system is provided is divided into a plurality of areas. This area is preferably determined in units of an area or area suitable for collecting traffic information, an area suitable for traffic flow control, and the like. In FIG. 1, identification codes A to H (hereinafter referred to as area IDs) are assigned to areas.
[0059]
Preferably, at least one repeater 4 is provided in one area. A range that can be covered by one repeater 4 can be set as one area. In the area E, a center 9 is provided, and since the center 9 functions as a repeater, the area E is not provided with a repeater.
[0060]
FIG. 2 shows an example of the electrical configuration of the in-vehicle device 3 mounted on the vehicle. The in-vehicle device 3 mainly includes various sensors, a communication device, and an information processing device.
[0061]
As various sensors, in this embodiment, a vehicle speed sensor 13, a laser radar 14, a road surface discriminating device 15, a raindrop sensor 16, and a position sensor are provided. The vehicle speed sensor 13 can be realized by a speedometer provided in a normal vehicle.
[0062]
The laser radar 14 projects laser light toward the front of the vehicle and scans the projected laser light one-dimensionally in the horizontal direction or two-dimensionally in the horizontal and vertical directions, and reflects the reflected light from an object ahead. It receives light and generates information related to the surrounding situation (relative speed, distance to the object, object shape, road shape, traffic jam information, accident information, weather condition, etc.) by signal processing using this received light signal.
[0063]
The road surface discrimination device 15 projects light toward the road surface, and detects the road surface condition (wet, frozen, rain, etc.) based on the reflected light and, if necessary, the road surface temperature detected by the road surface thermometer. To do.
[0064]
The raindrop sensor 16 uses light to measure the size of the raindrop, the amount of rainfall, and the like. In this embodiment, the laser radar 14, the road surface discrimination device 15 and the raindrop sensor 16 are not necessarily required. Details of the laser radar, road surface discrimination device, and raindrop sensor will be described later.
[0065]
In this embodiment, the car navigation system 20 is used as the position sensor. The position sensor outputs data representing the position of the vehicle (latitude, longitude, and altitude if necessary). Of course, the car navigation system may not be used as the position sensor.
[0066]
The communication device is composed of a transmitter 11 and a receiver 12, and is mainly for communicating with the repeater 4.
[0067]
The information processing apparatus 10 includes a small computer or a microprocessor, a memory (ROM, RAM, or a disk storage device if necessary), an interface circuit, and the like. The information processing apparatus 10 sends the various information obtained from the sensors 13, 14, 15, 16 and the car navigation system 20 as it is or processes them and sends them from the transmitter 11 to the repeater 4, which is sent from the repeater 4. In addition, traffic information, weather information, and the like received by the receiver 12 are controlled to be output using the display device 25 of the car navigation system 20 or an audio output device (buzzer, microphone, etc.). A display device dedicated to traffic and weather information may be provided without using the display device 25 of the car navigation system 20.
[0068]
As is well known, a car navigation system displays a map and clearly indicates a current position, a target position, an optimum route, etc. on the map, and includes a processor 21, a GPS receiver for position measurement. 22 and various sensors 24, a map data base 23, a display device 25 as a man-machine interface, and a key group 26.
[0069]
The map data base 23 is generally realized by a CD-ROM, and stores data representing several scale maps.
[0070]
There are various methods for measuring the position, but generally an accurate position is required by using a plurality of methods together. The GPS (Global Positioning System) system is a system in which a radio wave emitted from a plurality of artificial satellites is received by a GPS receiver 22, its arrival time is measured, and the position is known by calculating the distance from the satellite. There is also a method of measuring a position by receiving radio waves from a radio wave transmission facility (called a beacon) provided on the roadside. The repeater 4 serves as a beacon. A signal for position measurement is received by the receiver 12 and given to the processor 21. The sensor 24 includes a gyro and a wheel speed difference sensor. Based on these received radio waves and signals from the sensors, the processor 21 corrects the position using a road map represented by the map data base as needed (map matching), and obtains data representing an accurate position.
[0071]
FIG. 3 shows a man-machine interface portion (display device 25 and key group 26) in the car navigation system 20.
[0072]
A display device (display screen) 25 is provided in the center, and displays a map, information from the center 9, or a menu (input guidance) described later. A key group 26 is provided around the display device 25.
[0073]
The key group 26 includes a manual transmission operation unit 31 for the driver to manually input traffic information (accident, traffic jam information, etc.), weather information, and other information around the vehicle. The operation unit 31 is also used for inputting a command for causing the display device 25 to display the received traffic information, weather information, and the like. The operation unit 31 includes five touch switches 31A to 31E, and the functions of the touch switches 31A to 31E are variably displayed (details will be described later). In particular, the touch switch 31E is used to select one of the information manual input mode and the information notification mode, and these modes are alternately selected each time the button is pressed. However, the touch switch 31E is not necessary in this embodiment that uses the operation unit 31 only for the driver to input various information using the touch switches 31A to 31D. In this case, the operation unit 31 is always used. Information manual input mode is selected. Even in the second embodiment in which the driver does not need to input various information, the touch switch 31E is unnecessary, and in this case, the operation unit 31 is always in the information notification mode.
[0074]
The key group 26 further includes a key 32 for manual adjustment of the displayed vehicle position, a power switch 33 for the car navigation system, keys 34 and 35 for instructing reduction and enlargement of the displayed map, television / A radio / navigation changeover switch 36, a screen brightness adjustment switch 37, a volume adjustment knob 38, and the like are included. The knob 38 adjusts the volume of a beep generated when the vehicle arrives at the destination, the sound for guiding traffic information, and weather information.
[0075]
4 to 7 show examples of map display on the display device 25 of the car navigation system 20.
[0076]
FIG. 4 is a reduced map similar to that shown in FIG. When the enlargement key 35 is pressed, an enlarged map is displayed as shown in FIG. When the reduction key 34 is pressed from this state, the scale shown in FIG. 4 is restored. When the reduction key 34 is pressed again, a reduced map is displayed as shown in FIG. A region before reduction (range shown in FIG. 4) is indicated by a chain line. When the reduction key is further pressed, a further reduced map is displayed as shown in FIG. In FIG. 7 as well, the region before reduction (range shown in FIG. 6) is indicated by a chain line.
[0077]
FIG. 8 shows a configuration example of the repeater 4. The repeater 4 includes a transmitter 41, a processing device 42, and a receiver 43. The receiver 43 receives radio waves from the in-vehicle device 3 or the center 9 of the vehicle 2 and passes the information contained therein to the processing device 42. The processing device 42 passes the received information to the transmitter 41 as it is or after processing it. The transmitter 41 transmits radio waves including the received information to the center 9 or the in-vehicle device 3 of the vehicle 2. In this way, information obtained by the in-vehicle device 3 is sent to the center 9 through the relay device 4, and information created at the center 9 is sent to the in-vehicle device 3 through the relay device 4. The processing device 42 may be a simple amplifier.
[0078]
FIG. 9 shows a system provided in the center 9. This center system (also denoted by reference numeral 9) is basically a computer system, and is configured by connecting a transmitter 51 and a receiver 52 thereto. The center computer 50 is connected to a memory (semiconductor memory, disk memory, etc.) 53 and an input / output device (keyboard, display device, printer, mouse, etc.) 54.
[0079]
In this embodiment, the driver uses the display device 25 of the car navigation system 20 and the touch switches 31A to 31E of the manual transmission operation unit 31 to input traffic information, weather information, and other information. The information is sent from the in-vehicle device 3 to the center 9 via the relay device 4. The information sent is accidents, traffic jams, weather, and other information.
[0080]
As shown in FIG. 3, in the normal state, characters “accident”, “congestion”, “weather”, “others”, and “input / notification” are displayed on the touch switches 31A to 31E.
[0081]
When the driver discovers an accident and tries to transmit information about the accident, first, the information manual input mode is selected by the touch switch 31E. As shown in FIG. 10, the character of the touch switch 31E changes from “input / notification” to “input”.
[0082]
Subsequently, the driver presses the touch switch 31A. Then, the display of the touch switches 31A to 31D is switched as shown in FIG. The characters “own lane” are displayed on the switch 31A, and the characters “opposite lane” are displayed on the switch 31B. Nothing is displayed on the switches 31C and 31D. The driver presses one of the switches 31A and 31B and inputs the lane where the accident has occurred.
[0083]
The display of the touch switches 31A to 31D is switched as shown in FIG. In order to input an approximate distance from the host vehicle to the accident site, the touch switches 31A to 31C display “0 to 50 m”, “50 to 100 m”, and “100 m or more”. No characters are displayed on the touch switch 31D. The driver inputs the distance using the touch switches 31A to 31C.
[0084]
Since the vehicle is running, its position is constantly changing. The distance from the vehicle to the accident site also changes every moment. In order to make the information accurate, data representing the position of the vehicle at the time the driver pressed any of the touch switches to enter the distance is stored in its memory by the processor 21.
[0085]
Subsequently, the display of the touch switches 31A and 31B changes as shown in FIG. 13, and asks whether the position of the accident is “front” or “rear” of the own vehicle. The driver inputs the direction.
[0086]
Finally, in order to obtain information about the scale of the accident, the display of the touch switches 31A to 31C is as shown in FIG. The driver selects “Large”, “Medium” or “Small” by sensory judgment and inputs the scale of the accident.
[0087]
Along with changes in display on these touch switches 31A to 31D, guidance for prompting input of lane, distance, direction, and scale is displayed on the display device 25.
[0088]
In this way, detailed information about the accident discovered by the driver is input using the manual transmission operation unit 31 of the car navigation system. These pieces of information are collected by the information processing apparatus 10 and sent to the center 9 via the relay 4.
[0089]
When the series of input operations described above is completed, the display screen of the display device 25 and the touch switches 31A to 31E return to the normal state shown in FIG.
[0090]
Detailed information about traffic jams will be entered in two stages as follows: When the touch switch 31B indicating a traffic jam is pressed, the display of the touch switches 31A and 31B changes to a lane input state of “own lane” and “opposite lane”. When a lane is input, the touch switches 31A and 31B are displayed as “front” and “rear”, respectively, in order to input a traffic jam location (direction). You may make it input the degree of traffic jam.
[0091]
Detailed information about the weather will be input in three stages as follows, for example. First, in order to input the current weather type, the touch switches 31A to 31D are displayed as “snow”, “rain”, “cloudy”, and “sunny”. Next, “Large”, “Medium”, and “Small” are displayed on the touch switch to input the degree. Finally, "Recovery direction" and "Deterioration direction" are displayed for inputting the weather change state.
[0092]
The switch 31D indicating “other” indicates information other than the above-described accident, traffic jam and weather information, for example, “wet”, “freeze”, presence / absence of a restaurant, congestion of a particular restaurant, etc. Will be used to input. Also in this case, an item menu to be input by the driver is preferably created in advance and displayed on the display device 25 and the touch switches 31A to 31D. Of course, the driver may use an alphabet key or the like.
[0093]
FIG. 15 shows a processing procedure of the information processing apparatus 10 in the vehicle-mounted device 3 of the vehicle.
[0094]
The vehicle-mounted device 3 is given an identification code (this is called a vehicle ID). The vehicle ID may be a manufacturing number of the vehicle-mounted device 3, a serial number, or a vehicle number. The identification code of the driver may be used. The vehicle ID is stored in advance in the memory of the information processing apparatus 10. The information processing apparatus 10 has a built-in clock.
[0095]
The information processing apparatus 10 performs time data obtained from a clock, position data obtained from the car navigation system 20 and vehicle speed data obtained from the vehicle speed sensor 13 at regular intervals (relatively short time, about seconds or minutes). In addition, a message is created by adding the vehicle ID, and the message is transmitted from the transmitter 11 (steps 101 and 102).
[0096]
When the above-described series of operations is performed from the manual transmission operation unit 31, these input data are temporarily stored in the memory, and an interrupt is generated when the operation is completed (step 103).
[0097]
In response to this interruption, data (information) input from the operation unit 31 (including position data when the distance is input), and data of time, position, and vehicle speed at that time are transmitted together with the vehicle ID. (Step 104).
[0098]
FIG. 16 shows a processing procedure of the processing device 42 in the repeater 4.
[0099]
It is determined whether or not the receiver 43 has received a message, and when it has been received, whether the message is from the vehicle-mounted device 3 of the vehicle or from the center 9 (steps 111 and 112). In the case of a message from the center 9, it is transmitted as it is from the transmitter 41 toward the vehicle 2 (over the range covered by the repeater 4) (step 113).
[0100]
When a message from the vehicle 2 is received, it is determined whether or not the message is from a vehicle existing in the area covered by the relay device 4 based on the position data included in the message (step 114). The processing device 42 of the repeater 4 is preliminarily set with position data indicating the boundary of the area handled by the repeater 4, and the position data transmitted from the vehicle is compared with the position data indicating the boundary. , It is determined whether the vehicle is within the area managed by the aircraft.
[0101]
In the case of a message from a vehicle that exists in an area managed by the repeater 4, the own area ID (codes A to H described above) is added to the message and transmitted to the center 9 (step 115). If it is not a message from a vehicle in its own area, the message is ignored and not sent to the center 9.
[0102]
In this way, since each relay station transmits only a message from a vehicle existing in its own area to the center 9, the center 9 does not receive the same message from the same vehicle. Is reduced.
[0103]
But the relay machine 4 may be the structure which transmits the message | telegram from a vehicle to the center 9 as it is. In this case, the processing device 42 may be a simple amplifier or a simple logic circuit. The center 9 determines whether there is the same message from the vehicle ID and the time data in the received message, and when two or more same messages are received, it leaves one of them and rejects all others. Become.
[0104]
FIG. 17 shows a vehicle information area provided in the memory 53 of the center 9. In this area, for each vehicle ID, an area ID of the area where the vehicle is sent (transmitted in steps 102 and 115) and data of time, position and vehicle speed (these are sent) Is received last time). These area ID, time, position and vehicle speed data are updated each time they are received.
[0105]
The center computer 50 determines the traveling lane of the vehicle by comparing the position data in the previous received data with the position data in the current received data. This lane data is also stored corresponding to the vehicle ID. For example, the movement vector of the vehicle is calculated based on the position data in the current received data and the position data in the previous received data. This movement vector is compared with the direction vector in the upward direction of the road. If the angle formed by both vectors is smaller than 90 degrees, it is determined that the vehicle is traveling in the upward lane. Based on the comparison between the vehicle movement vector and the down direction vector of the road, it can be determined whether the vehicle is traveling in the down direction lane. Lanes will be stored in association with road map data. The direction of the road is encoded on the map, and the lane is encoded with respect to this direction. If the information processing apparatus 10 of the vehicle performs such a moving direction (traveling lane) determination process and transmits the determination result to the center, the above-described lane determination process at the center becomes unnecessary.
[0106]
Further, for each vehicle ID, traffic information, weather information, etc. (including time, position, and vehicle speed data) input and transmitted (transmitted in step 104) using the manual transmission operation unit 31 of the in-vehicle device 3 are the vehicles. Stored in association with the ID. These pieces of information are also updated when new information is received.
[0107]
FIG. 18 shows a processing procedure for traffic information, weather information, etc. by the center computer 50.
[0108]
The traffic information, weather information, and the like stored in the vehicle information area are classified for each area where the vehicle that transmitted them is present (step 121), and the information is determined for each area (step 122).
[0109]
For example, accident information sent from a vehicle includes a lane, a distance, a direction, a scale, a vehicle position, a time at which the distance is input, and a vehicle speed. Assuming a certain point in time, establish a reference point in the area. From the data of the lane, the position of the vehicle, the time of the vehicle, and the vehicle speed sent from the vehicle, the position (with reference to the reference point) of the vehicle at the reference time is calculated. The approximate position where the accident has occurred is calculated from the calculated position, distance, direction, and lane data. When information is obtained from a plurality of vehicles in one area, the average value of the positions of the accident sites calculated based on the information from each vehicle is calculated, and the position of the accident is determined. The scale of the accident is determined according to the principle of majority vote.
[0110]
The accident information determined in this way is transmitted from the center 9 to each vehicle through the area relay device 4 (in the case of global information, through a plurality of area relay devices). In each vehicle, accident information is displayed on the display device 25 of the vehicle-mounted device 3. When the driver desires to display the accident information, the driver selects the information notification mode by the touch switch 31E, and then selects information on the accident by the touch switch 31A. However, when it is absolutely necessary to inform the driver of a serious accident, it may be automatically displayed without operating the touch switch. The location of the accident site will preferably be represented on the map displayed on the display device 25 by appropriate marks or letters, symbols, etc. Or, using the place name, building name, intersection point name, etc. on the map as a reference, the display device 25 displays a message that “a medium-scale accident has occurred at a location approximately XXm upstream from the XX intersection”. May be displayed. A display example will be described later.
[0111]
Other information, that is, traffic congestion, weather, and the like are also determined for each area based on information from the vehicle by the same processing as described above, and the result is notified to the vehicle.
[0112]
In the above description, the car navigation system 20 is configured to input traffic, weather information, and the like in considerable detail. However, a simpler configuration may be used. For example, in a man-machine interface as shown in Fig. 3 of a car navigation system, characters such as traffic jams, accidents, clear weather, snow, freezing, chain attachment, etc., and buttons corresponding to these characters are arranged for the driver. May simply press any one or more buttons. In this case, the data indicating the pressed button and the position data of the vehicle and the data indicating the time when the button is pressed (more preferably, the vehicle ID is added) are sent to the center. The center determines the state of the road for each area by majority of the pressed buttons. The determination result is transmitted to the vehicle.
[0113]
In general, a car navigation system displays the position of a vehicle on a map and does not perform any action on the outside world. Considering the above-mentioned system centered on the car navigation system, the data collected by the car navigation system is transmitted to the center, and the data obtained by processing at the center is received and displayed by the car navigation system. (Output). This is a car navigation system that interacts with the outside world, so to speak, it can be said to be a car navigation system with bidirectionality.
[0114]
Second embodiment
The second embodiment mainly relates to processing for detecting a traffic jam by the center computer 50 in the center 9. The configurations of the in-vehicle device 3, the relay device 4 and the center 9 are basically the same as those shown in the first embodiment. Differences from the first embodiment will be described below.
[0115]
In the in-vehicle device 3, the driver does not need to input information on accidents, traffic jams, weather, and the like. In the second embodiment, based on only information automatically transmitted from the vehicle-mounted device 3 to the center 9, the center 9 determines whether there is a traffic jam. The car navigation system 20 will act as a position sensor.
[0116]
Information transmitted from the in-vehicle device 3 to the center 9 via the relay device 4 includes at least a vehicle ID, time data, and position data.
[0117]
The information processing apparatus 10 of the in-vehicle device 3 transmits the information at least twice with an appropriate interval (relatively short time, about seconds or minutes). The center computer 50 of the center 9 can calculate the vehicle speed of the vehicle 2 in which the in-vehicle device 3 is mounted using the time data and the position data received twice from the same in-vehicle device 3. However, since the vehicle-mounted device 3 includes the vehicle speed sensor 13, it is preferable to transmit vehicle speed data obtained from the vehicle speed sensor 13 from the vehicle-mounted device 3 to the center 9. As a result, the burden on the center computer 50 can be reduced.
[0118]
The center computer 50 uses the information (at least time data and position data) sent twice from the same vehicle-mounted device 3, as in the case of the first embodiment. 2. Determine the second lane.
[0119]
In addition to the above, the in-vehicle device 3 of the vehicle 2 determines the distance between the vehicle and the road surface condition (dry, wet, frozen, rain, etc.) with the traveling vehicle that is traveling in front of the vehicle 2 equipped with the in-vehicle device 3. The road surface information to be represented, information on rain, and the like may be transmitted to the center 9. Such information is obtained from a laser radar, a road surface discriminating device, a raindrop sensor, etc. (see the third embodiment).
[0120]
FIG. 19 shows an example of a vehicle information area provided in the memory 53 of the center 9. This vehicle information area may be the same as that of the first embodiment shown in FIG. 17, but is drawn slightly differently in order to highlight the features of the second embodiment.
[0121]
This vehicle information area stores previous data, current data, travel lanes, and other information for each vehicle ID. As described above, information is transmitted from the in-vehicle device 3 of the vehicle 2 at least twice at regular time intervals. The latest information is the current data, and the information sent before that is the previous data. These data include time data, position data, and vehicle speed data (may be calculated at the center). When new information is received from the vehicle, the current data stored is stored as the previous data, and the data included in the new information is stored as the current data, so that the current data and the previous data are updated. . The travel lane is determined based on the current data and the previous data. Other information includes the above-mentioned inter-vehicle distance and road surface information.
[0122]
The center computer 50 of the center 9 performs processing for determining the presence / absence of a traffic jam and the level thereof as necessary based on the data in the vehicle information area.
[0123]
FIG. 20 shows an example of the traffic jam determination process. This is the simplest process that pays attention to the fact that the average vehicle speed becomes slower if there is traffic.
[0124]
Each vehicle is divided into blocks on the map plane based on the position data for each vehicle stored in the vehicle information area (included in the current data) (step 131). The block may be the same as the area in the first embodiment, but preferably the lane is taken into consideration. For example, a vehicle traveling on an up lane of a specific road in area A is included in one block. A vehicle traveling on the down lane of the same road belongs to another block. A block may be considered as a unit of a range in which a traffic jam should be judged.
[0125]
For each block, the average vehicle speed is calculated using the vehicle speeds of all the vehicles belonging to that block (included in the current data) (step 132).
[0126]
It is assumed that there are N blocks in the area controlled by the center 9. A block counter is provided for counting these blocks. The contents of this block counter are cleared to zero (step 133).
[0127]
It is determined for each block whether the average vehicle speed is 30 km / h (30 km / h) or more (step 135). If the average vehicle speed is less than 30 km / h, the block is congested (step 136), and if it is 30 km / h or more, it is determined that there is no traffic jam (step 137). The reference speed for determining the traffic jam is not limited to 30 km / h and may be any speed.
[0128]
The block counter is incremented (step 138) and the processing described above is performed for the next block. When the above process is completed for all N blocks (step 134), the congestion determination process is completed.
[0129]
FIG. 21 and FIG. 22 show another example of processing for determining a traffic jam. This processing focuses on the fact that the speed of all the vehicles is reduced in the block where the vehicles are congested.
[0130]
All the vehicles for which data is stored in the vehicle information area are distributed to one of N blocks according to the position data as in the process of FIG. 20 (step 141).
[0131]
For each block, the average vehicle speed, the vehicle speed width, and the number of vehicles are calculated for all the vehicles belonging to that block (step 142). The vehicle speed width means a difference between the maximum value and the minimum value of the speeds of the vehicles belonging to the block (speed difference between the maximum vehicle speed vehicle and the minimum vehicle speed vehicle). The number of vehicles is the total number of vehicles belonging to the block.
[0132]
For each block, only when the number of vehicles exceeds 10 (step 145), the average vehicle speed is less than 30 km / h (step 146), and the vehicle speed width is less than 30 km / h (step 147). It is determined that there is a traffic jam (step 148), otherwise it is determined that there is no traffic jam (step 149). Needless to say, the number of vehicles, the vehicle speed, and the vehicle speed range, which are the criteria for judgment, can be set arbitrarily.
[0133]
The above processing is performed for all N blocks (steps 143, 144, 150).
[0134]
The information indicating the presence or absence of traffic jam obtained by the processing shown in FIG. 20 or FIG. 21 and FIG. 22 is transmitted to the in-vehicle device 3 of the vehicle 2 through the relay device 4 together with the position information of the block determined to have traffic jam. In the in-vehicle device 3, traffic jam information is displayed together with position information. When the display device 25 of the car navigation system 20 is used to display traffic jam information, for example, as shown in FIG. 23, a specific color or pattern is displayed on a block determined as traffic jam on the displayed map. (Indicated in hatching in FIG. 23) is displayed that there is a traffic jam. It is also possible to display the position where the traffic is congested in characters such as “upstream lane 1 km leading to the XX intersection”. It will be displayed on the display panel 8 as necessary.
[0135]
The traffic jam determination process shown in FIG. 24 and FIG. 25 determines traffic jam based on only the vehicle ID, time data, and position data transmitted from the vehicle (vehicle speed data is not required). Moreover, the degree of traffic jam is also judged.
[0136]
This process is performed for each block. That is, the vehicle in which data is stored in the vehicle information area is divided into blocks prior to processing.
[0137]
The number of vehicles belonging to one block to be processed is counted (step 151). Let M be the number of vehicles.
[0138]
The vehicle IDs belonging to one block are sorted (rearranged) in ascending order (step 152).
[0139]
A vehicle counter for counting the number of processed vehicles is provided, and this vehicle counter is cleared (step 153).
[0140]
For each vehicle (for each vehicle ID), the difference between the position data in the current data and the position data in the previous data is calculated. The difference between the time data in the current data and the time data in the previous data is calculated. By dividing the difference in position data by the difference in time data, the position change amount (speed) of the vehicle per unit time is calculated (step 155). This position change amount calculation processing is performed for all M vehicles while incrementing the vehicle counter (steps 154 and 156).
[0141]
An average value of the position change amount is calculated for the vehicles included in one block to be processed (step 157). This average value has substantially the same meaning as the above-mentioned average vehicle speed.
[0142]
The calculated average vehicle speed is compared with the reference vehicle speeds of 50 km / h, 20 km / h and 5 km / h, respectively (steps 158, 159 and 160). This reference vehicle speed can be set arbitrarily.
[0143]
If the average vehicle speed is 50 km / h or more, it is determined that the block is not congested (step 161).
[0144]
If the average vehicle speed is less than 50 km / h and greater than or equal to 20 km / h, it is determined that the traffic is congested but the degree is small (step 162).
[0145]
If the average vehicle speed is less than 20 km / h and greater than or equal to 5 km / h, the traffic is congested but the degree is determined to be medium (step 163).
[0146]
If the average vehicle speed is less than 5 km / h, it is determined that the vehicle is congested and the degree is large (step 164).
[0147]
The greater the number of vehicles belonging to one block, the higher the accuracy of the above determination. A table or function for converting the number of vehicles into a value representing the certainty (accuracy) is set in advance, and using this table or function, the number of vehicles M belonging to one block to be processed is displayed as information. It is converted into a value representing the certainty (step 165).
[0148]
The processing in steps 151 to 165 described above is performed for each block for all blocks. Therefore, for each block, the presence / absence of traffic jam in that block, the level of traffic jam, and the probability of this traffic jam information can be obtained.
[0149]
The traffic jam information obtained in this way is transmitted to the in-vehicle device of the vehicle together with the position information indicating the position of the block. In the in-vehicle device, the traffic jam information is notified to the driver in the diagram as shown in FIG. 23 or in the text as described above. At this time, the degree of traffic jam is also notified. For example, on the map shown in FIG. 23, the degree of traffic congestion is displayed in different colors.
[0150]
In the processing shown in FIG. 24 and FIG. 25, the number of vehicles and the vehicle speed width included in the block can also be used as basic data for determining the presence and degree of traffic congestion.
[0151]
Third embodiment
The third embodiment utilizes the laser radar to provide not only information on the own vehicle but also information on the location where the own vehicle is traveling and the environment in the vicinity thereof (including information on the preceding vehicle). This relates to a form of collecting and transmitting these to the center 9. In the third embodiment, information on the road surface state determined by the road surface determination device 15 and information on raindrops or rainfall measured by the raindrop sensor 16 are also transmitted from the in-vehicle device 3 to the center 9. The configurations of the in-vehicle device 3, the relay device 4 and the center 9 are basically the same as those of the first embodiment described above. The configuration and operation unique to the third embodiment, particularly the configuration and operation relating to the laser radar 14, the road surface discrimination device 15 and the raindrop sensor 16, will be described below.
[0152]
FIG. 26 shows the configuration of the laser radar 14. The laser radar 14 includes a head 60. The head 60 is attached to the vehicle so as to project laser light toward the front or rear (generally forward) of the vehicle. The head 60 includes a light projecting optical system that projects projection light and a light receiving optical system that receives reflected light. When the laser beam is projected toward the front of the vehicle, the head 60 is attached to the front portion of the vehicle 2, for example, a bumper or the vicinity thereof, as shown in FIG. It is not necessary to expose the entire head 60 to the outside of the vehicle body of the vehicle 2 as long as at least a laser light exit window and a reflected light entrance window are provided. Various signal processing circuits will generally be provided inside the vehicle body.
[0153]
As will be described later in detail, the projected laser light is pulsed light, and its projection direction is scanned two-dimensionally. FIG. 29 shows how the projection laser scans. FIG. 29B is a plan view, and the projection light is projected from the head 60 to the fan-shaped range (detection area) using the head 60 as a main component. FIG. 29A shows a measurement range (detection area) at a position away from the maximum measurable distance from the head 60 on a vertical plane. In these figures, the projection light (FIG. 29B) and the scanning order (FIG. 29A) are indicated by chain lines. The projection light is scanned in the vertical direction while reciprocating in the horizontal direction.
[0154]
The overall operation of the laser radar 14 is controlled by the CPU 61. The CPU 61 outputs a light emission command and a mirror rotation command. The CPU 61 receives the light emission timing signal, the horizontal scanning angle θ _H , Vertical scanning angle θ _V , A measured distance d, and a received signal level S are taken in, and coordinate conversion processing, measurement data processing, etc. described later are performed.
[0155]
When the CPU 61 gives a light emission command to the pulse generation circuit 62, the pulse generation circuit 62 starts generating a series of light emission pulses having a fixed period. The period of the light emission pulse has a time longer than the time required for the light to reciprocate the maximum measurable distance. The light emission pulse is supplied to the drive circuit 63 and also to the CPU 61 and the measurement circuit 69 as a light emission timing signal.
[0156]
The CPU 61 also gives a mirror rotation command to the mirror rotation device 71. In response to this, the mirror rotation device 71 reciprocates the projection light scanning mirror 70 in the horizontal direction within a predetermined angle range, and rotates the projection light scanning mirror 70 by a slight angle in the vertical direction at both ends of the predetermined angle range.
[0157]
FIG. 28 shows a part of the mirror 70 and the mirror rotating device 71.
[0158]
The mirror 70 is attached directly to the rotating shaft of the horizontal scanning motor 76 or via a speed reduction mechanism. The horizontal scanning motor 76 is attached to the turntable 75. A shaft 77 fixed to the turntable 75 is rotatably received by a bearing (not shown). One shaft 77 is rotated by a vertical scanning motor 78 through a speed reduction mechanism as necessary. The vertical scanning motor 78 is supported by a frame (not shown) of the head 60.
[0159]
The horizontal scanning motor 76 is driven by a horizontal scanning motor drive circuit (not shown) included in the mirror rotating device 71, and the mirror 70 is rotated in a horizontal plane. The vertical scanning motor 78 is driven by a vertical scanning motor drive circuit (not shown), and the rotating table 75 (also the mirror 70 and the horizontal scanning motor 76) is rotated to rotate the mirror 70 in the vertical plane. The
[0160]
The light projecting device 64 includes a laser diode and a collimating lens. Since the laser diode is pulse-driven by the drive circuit 63 in response to the light emission pulse, collimated laser light is emitted from the light projecting device 64. This laser light is reflected by the mirror 70 and projected through the light projection lens 65. The light projection lens 65 is not always necessary.
[0161]
As the mirror 70 rotates in the horizontal direction and the vertical direction, the projection light is scanned two-dimensionally within a predetermined angle range (detection area) as described above.
[0162]
Horizontal scanning angle θ of mirror 70 _H Is a light emitting diode (LED) 72H that projects light toward the opposite surface of the mirror 70 (this surface is also a reflective surface), and a position detection element (PSD) 73H that detects the position of the reflected light from the mirror 70. , And the angle detection circuit 74H that converts the position signal of the position detection element 73H into a horizontal scanning angle signal, and supplies it to the CPU 61.
[0163]
The vertical scanning angle θ of the mirror 70 _V Is a light emitting diode 72V that projects toward the opposite surface of the mirror 70, a position detection element 73V that detects the position of reflected light from the mirror 70, and an angle detection that converts the position signal of the position detection element 73V into a vertical scanning angle signal. It is detected by the circuit 74V and given to the CPU 61.
[0164]
A large number of reflectors (roadside reflectors) are provided on the road along the roadside at appropriate intervals. The line that separates the center line or lane of the road is drawn by a white line or a yellow line. Reflectors (road surface reflectors) are also provided on these white lines or yellow lines. In general, four or more vehicles such as passenger cars, buses, trucks, etc. have two reflectors (vehicle reflectors), one on each end (near the place where the tail is attached). . One reflector (vehicle reflector) is attached to the two-wheeled vehicle. These roadside reflectors, road surface reflectors and vehicle reflectors are called retroreflectors, and have the property that the reflection direction is almost the same as the incident direction.
[0165]
The laser light projected from the head 60 of the laser radar 14 is reflected by the vehicle body, a white line or a yellow line on the road surface, various reflectors, etc., and returns to the head 60. Generally, the reflected light intensity from the reflector is high, and the reflected light intensity from the vehicle body, white line, etc. is low. In general, the reflected light intensity changes according to the distance from the head 60 to the reflecting object, and the closer the distance is, the higher the reflected light intensity is. Even reflected light from a vehicle body or the like has detectable light intensity when it is at a relatively short distance.
[0166]
The reflected light from such a reflecting object is collected by the light receiving lens 66 and enters a light receiving element (for example, a photodiode) 67. The light reception signal of the light receiving element 67 is input to the measurement circuit 69 through the amplifier 68.
[0167]
The measurement circuit 69 measures the time from the input timing of the light emission timing signal to the input timing of the light reception signal, and using this time and the speed of light, the distance d to the reflecting object (distance that the light reciprocates: FIG. 29B). Reference) is calculated. Further, a level signal representing the level S of the received light signal input from the amplifier 68 is output. A signal representing the distance d and a signal representing the light reception level S are input to the CPU 61.
[0168]
Referring again to FIG. 29, with the position of the head 60 as the origin, the Y axis is taken forward and the X axis is taken to the right in the horizontal plane. The Z axis is taken upward.
[0169]
The CPU 61 determines the horizontal scanning angle θ for each scanning point. _H , Vertical scanning angle θ _V When the distance d is received, the values represented by these polar coordinates are converted into the values in the orthogonal coordinates composed of the X, Y, and Z axes.
[0170]
The maximum measurable distance is, for example, 150 m. The distance resolution is 0.01 m. It is assumed that the horizontal scanning angle is 400 mrad, the angular range is divided into 4000, and measurement is performed at 4000 angular positions (4000 pulsed projection lights are projected). It is assumed that the vertical scanning angle is 100 mrad, the scanning angle is divided into 40, and 40 measurements are performed. The level S of the received light signal is assumed to have a resolution of 20 levels.
[0171]
The CPU 61 performs rounding processing (averaging processing) on the obtained distance d and level S. For example, 4000 measured values obtained in the range of horizontal scanning angles are collected into 100-direction data. Forty pieces of data are combined into one piece of data. The measurement values for 40 times obtained in the range of the scanning angle in the vertical direction are collected into data in 10 directions. Four pieces of data are combined into one piece of data. This rounding process may be performed before or after the XYZ coordinate conversion.
[0172]
In any case, in one two-dimensional scan, 100 position data in the horizontal direction (X-axis direction) and 10 position data in the vertical direction (Z-axis direction), a total of 1000 position data are obtained. . For each of these 1000 pieces of position data (1000 detection points), data on the distance to the reflecting object (in the Y-axis direction) and data on the light reception level are attached.
[0173]
FIG. 30 summarizes the above data obtained by one two-dimensional scanning. Detection point numbers are assigned to 1000 pieces of position data. The CPU 61 creates such data for each two-dimensional scan and stores it in the memory.
[0174]
For a position where a reflecting object is not detected (a position where the reflected light level is very low or equal to zero), both the Y-axis value and the received light signal level value are set to zero. As a result, the position and the number (a position and the number of detection points) at which any reflecting object is detected are known.
[0175]
The information processing apparatus 10 of the in-vehicle device 3 creates various feature quantities or state quantities based on the data shown in FIG. The information processing apparatus 10 also creates traffic jam information, accident information, weather information, and other information based on these feature quantities and state quantities, and transmits the information to the center 9.
[0176]
First, a representative process in which the information processing apparatus 10 creates a feature amount or state amount will be described.
[0177]
Data obtained by the one-dimensional two-dimensional scan created by the CPU 61 includes data representing the signal level. Since data having a low signal level is likely to cause a processing error, only data at a detection point having a signal level higher than a certain threshold level is processed.
[0178]
Whether it is a reflector or a vehicle body, the distance between adjacent detection points (when the horizontal scanning angle of 400 mrad is divided by 100 detection lights, at a position of 1 m from the head 60 in the Y-axis direction). , The distance in the X-axis direction between two adjacent detection points is about 4 mm). Therefore, reflected light is obtained from a plurality of points (detection points) on the surface of one detection object. Therefore, the data based on the reflected light from the same detection object is collected so as to form one group.
[0179]
Processing (identification processing) for grouping data for each identical detection object is performed based on X, Y, and Z coordinate data. If the X coordinate data and the Z coordinate data of the two detection points are included within a predetermined allowable range, these two detection points are determined as detection points on the same detection target. The predetermined allowable range will be determined according to the distance Y data.
[0180]
When a vehicle is present at a position close to the head 60, the reflected light from the vehicle body and reflector of the vehicle forms detection points, and these detection points are distributed within the range of the contour line of the vehicle body viewed from the head 60. , The above processing is combined so as to form one group on the same detection object (one vehicle).
[0181]
For a vehicle that is located far from the head 60, only the reflected light from the reflector attached to the vehicle will constitute the detection point. Two reflectors are attached to the vehicle. There is a fixed interval slightly smaller than the vehicle width between these two reflectors. Therefore, the detection point based on the reflected light from the two reflectors having the same position on the Y axis and a difference in position in the X axis direction that is substantially equal to the above-mentioned fixed interval (determined according to the Y axis coordinate value) is They are grouped as belonging to the same object to be detected (one vehicle).
[0182]
The positions (X, Y and Z coordinate values) of the objects to be detected thus identified and their numbers are detected.
[0183]
The laser radar 14 is mounted on a traveling vehicle. The relative speed of the detection object detected as described above with respect to the vehicle on which the laser radar 14 is mounted is obtained as follows.
[0184]
The relative speed is calculated using at least two (preferably three) two-dimensional scan data (shown in FIG. 30). A window is set in the Y-axis direction on these scan data. This window is set to be slightly larger than the distance at which the moving object is displaced at the maximum possible relative speed during the period (time interval) of two two-dimensional scans. If the object detected based on the previous (first) two-dimensional scanning data and the object detected based on the current (second) two-dimensional scanning data are included in this window, These objects are determined to be the same.
[0185]
A movement vector starting from the previous position of the same object and reaching the current position is set. Preferably, based on this movement vector, a position where the object will exist in the next (third) two-dimensional scan is estimated. If the object detected based on the third two-dimensional scan data is in the vicinity of the estimated position, the object identified based on the first and second two-dimensional scan data is surely Are determined to be the same object.
[0186]
Based on the above-described movement vector, the movement direction and relative speed (for each of the X, Y, and Z axis directions, and a combination thereof) of the detection target are calculated. The vehicle speed sensor 13 detects the traveling speed of the vehicle on which the laser radar 14 is mounted. The absolute speed of the object to be detected is obtained by adding a relative speed (having positive and negative signs) to the detected vehicle speed.
[0187]
As described above, a large number of reflectors are provided along the shape of the road at regular intervals on the center line of the road or on the road side. These reflectors are determined to be separate detection objects in the same detection object identification process described above. These reflectors are arranged along a straight line or curve at regular intervals, and have the property that the relative speed is substantially the same as the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 13 and the moving direction is opposite. Using these properties, the road surface reflector and the road side reflector are distinguished from other detection objects. Since the road surface reflector and the road-side reflector are provided with different height positions, these reflectors can be distinguished from each other using the Z-axis coordinate data. Since the direction of the arrangement of the road surface reflector and the roadside reflector represents the shape of the road, the shape of the road is determined. Further, the presence or absence of the road gradient and its degree are determined based on the height position or the movement vector of these reflectors.
[0188]
Details of the above-described identification, detection, and determination processing of feature quantities or state quantities are described in the patent application filed by the same applicant, Japanese Patent Application No. 4-305019, Japanese Patent Application No. 6-52512, and Japanese Patent Application No. 6-83793. Has been.
[0189]
If most of the roads, especially those on highways, are vehicles (including motorcycles), road reflectors, and roadside reflectors, the number of roadside reflectors and roadside reflectors is subtracted from the number of all detected objects. Thus, the approximate number of vehicles present is calculated.
[0190]
As described above, a set of detection points determined to belong to one detection object forms one two-dimensional image, particularly in the XZ plane. It is determined what the detection target is based on the shape of the two-dimensional image.
[0191]
For example, the two-dimensional image shown in FIG. 31 (A) is determined to be that of a large truck in a horizontal direction (a direction crossing a road). The two-dimensional image shown in FIG. 31 (B) is for a large truck facing forward or backward, and the two-dimensional image shown in FIG. 31 (C) is for a regular vehicle facing forward or backward because the height is low. It is judged that there is. Such a determination may be made by other methods based on pattern matching techniques, height, width, and area comparisons. Naturally, the distance from the head 60 (Y coordinate value) is taken into account in calculating the height, width, and area.
[0192]
It is possible to determine what the detection target is or the shape of the detection target, and also determine the direction of the detection target (sideways, forward, etc.) as described above. As described above, if the detection target is stationary, moving, or moving, its direction and speed are also detected from the movement vector.
[0193]
If detection points with low signal levels are also used, the shape of many objects existing on the road is expressed as a two-dimensional image, so that even more types of objects can be recognized. Also in this case, identification processing is performed to determine whether or not all detection points belong to the same object, and a two-dimensional image of the object is obtained from a set of detection points determined to belong to the same detection object.
[0194]
An example of a criterion for recognition of an object is as follows.
[0195]
An object having a width of about 50 cm, a height of less than 2 m, and a small absolute velocity is a person.
A motorcycle having a width of about 50 cm, a height of about 1.5 m, and a relatively high absolute speed is a motorcycle. (If the absolute speed is small, it may be judged as a person.)
An object having a width of about 2 m and a height of about 1.5 m is an ordinary car.
An object having a width of about 3 m and a height of about 3 m is a large truck.
An object having a width of 3 m or more and an absolute velocity of almost zero is a wall.
The object whose absolute velocity is almost zero and whose position is on the upper side is a signboard.
Objects that are long and continuous are white lines.
A roadside reflector is one that has a high level of received light signal, a small width, and almost zero absolute speed.
[0196]
The recognition process of what the object is is performed by fuzzy reasoning or threshold processing (judgment based on comparison with the threshold).
[0197]
The information processing apparatus 10 determines the presence / absence of traffic congestion, the degree thereof, the presence / absence of an accident, the degree thereof, and the like mainly based on the above-described feature quantity or state quantity.
[0198]
First, the traffic jam information generation process will be described. This is performed by fuzzy reasoning, and traffic congestion is determined based on the number of detected vehicles, the average inter-vehicle distance, the average speed, and the time that these factors have a certain size.
[0199]
The number of vehicles is the number of vehicles existing in the detection area of the laser radar 14 as described above.
[0200]
The inter-vehicle distance is a distance between a reference vehicle and a vehicle closest to the reference vehicle among vehicles traveling in front of the reference vehicle, based on one vehicle. With the above feature value creation process, almost all vehicles in the laser radar detection area (when viewed from behind, the vehicle position cannot be detected when the preceding vehicles are almost invisible. Position) is detected. The distance between the vehicles adjacent to each other in the front-rear direction (inter-vehicle distance) is calculated. The average value of the calculated inter-vehicle distance is the average inter-vehicle distance.
[0201]
The relative speeds are calculated from the movement vectors of almost all vehicles existing in the laser radar detection area, and the absolute speed is calculated by adding the vehicle speed of the host vehicle to the relative speed. The average absolute speed of the vehicles in the detection area is the average speed.
[0202]
If and then rules as shown below are prepared.
[0203]
R1: If the number of vehicles is large, it is a traffic jam.
R2: No traffic jam if the number of vehicles is small.
R3: If the average inter-vehicle distance is short, there is a traffic jam.
R4: If the average inter-vehicle distance is long, there is no traffic jam.
R5: If the average speed is slow, there is a traffic jam.
R6: If the average speed is high, there is no traffic jam.
R7: If the state with a large number of vehicles continues for a long time, it is a traffic jam.
R8: If the state with a small number of vehicles continues for a long time, it is not a traffic jam.
R9: If the state where the average inter-vehicle distance is short continues for a long time, it is a traffic jam.
R10: If there is a long average inter-vehicle distance for a long time, there is no traffic jam.
R11: If the state where the average speed is slow continues for a long time, it is a traffic jam.
R12: If the state where the average speed is high continues for a long time, it is not traffic jam.
[0204]
Examples of membership functions used in these rules R1 to R12 are shown in FIGS.
[0205]
FIGS. 32A and 32B are used in rules R1 and R2, respectively. The degree of congestion is a degree that can be said to be a traffic jam, and the degree of non-congestion is a degree that can be said not to be a traffic jam.
[0206]
FIGS. 33A and 33B show membership functions for rules R3 and R4.
[0207]
FIGS. 34A and 34B show membership functions used in rules R5 and R6, respectively.
[0208]
FIGS. 35A and 35B show membership functions used in rules R7 and R8, respectively. The state where the number of vehicles is large refers to a state where the number of detected vehicles is, for example, 10 or more, and the state where the number of vehicles is small refers to a state where the number of detected vehicles is, for example, less than 10.
[0209]
FIGS. 36A and 36B show the membership functions for rules R9 and R10, respectively. The state where the average inter-vehicle distance is short indicates a state where the average inter-vehicle distance is, for example, 10 m or less. The state where the average inter-vehicle distance is long refers to a state where the average inter-vehicle distance is, for example, 20 m or more.
[0210]
FIGS. 37A and 37B show membership functions used in rules R11 and R12, respectively. The state where the average speed is slow means a state where the average speed is, for example, 20 km / h or less. The state where the average speed is high refers to a state where the average speed is 30 km / h or more, for example.
[0211]
Since rules R7 to R12 measure and apply the duration of a certain state, processing based on these rules will be performed at regular time intervals (for example, every 30 minutes).
[0212]
Although the membership function expressed by a straight line is shown in FIGS. 32 to 37, it goes without saying that the membership function can be expressed by a curve.
[0213]
The number of detected vehicles, the average inter-vehicle distance, the average speed, the duration of the state where the number of vehicles is large, the duration of the state where the average inter-vehicle distance is short and the continuous time of the state where the average speed is slow are represented by rules R1, R3, R5, R7, According to R9 and R11, the membership functions shown in FIGS. 32 (A), 33 (A), 34 (A), 35 (A), 36 (A) and 37 (A) are applied to the degree of congestion. Get. The total sum of these congestion levels is calculated.
[0214]
Similarly, the number of detected vehicles, the average inter-vehicle distance, the average speed, the duration of the state where the number of vehicles is small, the duration of the state where the average inter-vehicle distance is long, and the duration of the state where the average speed is fast are represented by rules R2, R4. Applied to the membership functions of FIGS. 32 (B), 33 (B), 34 (B), 35 (B), 36 (B) and 37 (B) according to R6, R8, R10 and R12. And obtain the degree of non-congestion respectively. The total sum of these non-congestion levels is calculated.
[0215]
The total sum of the congestion levels and the total sum of the non-congestion levels are compared, and if there is more total traffic congestion level, it is determined that the traffic is in a congested state, and vice versa. When it is determined that there is a traffic jam, the difference between the above two sums is taken as the traffic jam level (preferably normalized).
[0216]
Any one or more of the rules described above may be omitted, or other rules may be added.
[0217]
Accident information is created based on the type of detection object, its direction, absolute speed, road shape, etc. among the above-described feature quantities.
[0218]
For example, as shown in FIG. 38, in a road 1 having roadside reflectors 81 on both sides, a detection object that is recognized as a large truck is placed sideways across the center line 83 (substantially orthogonal). When the absolute speed is determined to be zero (stopped), it is determined that there is an accident. The number of vehicles related to this accident and the distance to the accident site are also detected.
[0219]
The accident information includes the presence / absence of the accident, the situation of the accident, the number of vehicles related to the accident, the distance from the position of the own vehicle to the accident site, and the like.
[0220]
Weather information can also be obtained using a laser radar.
[0221]
For example, in the case of fine weather, disturbance noise due to sunlight is received by the light receiving optical system (light receiving element 67) of the laser radar 14. When a high-level light reception signal is obtained from the light receiving element 67 at a timing when the laser diode of the light projecting device 64 is not emitting light, it is determined that sunlight is incident and it is determined that the sky is clear.
[0222]
When small detection objects (those having a very small width and height) are detected discretely and discontinuously at a close distance, it is determined as rain or snow. If a temperature sensor is provided, it will be determined whether it is rain or snow based on the detected temperature.
[0223]
Rain or snow is also recognized by detecting water droplets or snow adhering to the front of the laser radar. For example, if there is a detection point at a distance of 0 m, it is determined as a water drop or snow.
[0224]
In addition, rain or a puddle is detected by determining the splash of water splashed by the preceding vehicle.
[0225]
Although the detection and determination of the external environment surrounding the host vehicle using the laser radar has been described, each vehicle can collect more accurate information by providing other sensor groups. Examples of these sensors include a solar radiation sensor, a raindrop sensor, a handle angle sensor, a wiper on / off sensor, a temperature sensor, a road surface state sensor (road surface discrimination device), and the like. The road surface discrimination device and the raindrop sensor will be described in detail below.
[0226]
For example, it is possible to count the number of times the driver has stepped on the brake or the accelerator within a certain time, and to take this count value into consideration in the above-described congestion determination.
[0227]
Weather information based on information from raindrop sensors (which also measure precipitation), solar radiation sensors, sensors that detect the number of wiper on / off times, road surface sensors (detection of dryness, wetness, freezing, rain, etc.) Can be created.
[0228]
By providing an airbag impact sensor that detects the impact of the host vehicle when it collides, it can be detected that the host vehicle has an accident.
[0229]
Accident information can also be obtained by inter-vehicle communication. When a traveling vehicle causes an accident or detects an accident, the information is transmitted to the following vehicle by communication. The information processing apparatus 10 for the following vehicle creates information related to the accident by combining the information obtained from the laser radar described above and the information obtained by communication.
[0230]
A specific configuration example of the road surface discrimination device 15 will be described in detail. This road surface discrimination device is described in International Publication No. WO95 / 01549 (PCT / JP94 / 01053).
[0231]
At least the optical system 200 (configuration shown in FIGS. 40, 41, and 42) of the road surface discriminating device 15 is fixed downward at an appropriate position below the vehicle 2 as shown in FIG. Light is projected from the optical system of the road surface discrimination device 15 toward the road surface LD of the road 1, and reflected light from the road surface LD is received by the optical system. The road surface state is determined by a signal processing circuit (see FIG. 44) based on an electrical signal obtained from the optical system.
[0232]
A typical example of the road surface condition to be identified is as follows.
[0233]
snow
Asphalt (or concrete)
Gravel (or soil or sand)
[0234]
It is also determined whether the road surface is frozen.
[0235]
Furthermore, the asphalt (concrete) road surface can be subdivided into the following two states.
[0236]
Wet asphalt (concrete)
Dry asphalt (concrete)
[0237]
Therefore, the mode of determination includes identifying any one road surface state among the above-described road surface states and distinguishing any two or more road surface states. The typical discrimination modes are as follows.
[0238]
a. Snow road identification
b. Identification of asphalt road (concrete road)
c. Identification of gravel road (soil or sand road)
d. Identification of road surface freezing
e. Identification of wet asphalt roads
f. Identification of dry asphalt roads
g. Distinguishing between snowy roads and asphalt roads
h. Distinguishing between snowy roads and gravel roads
i. Distinguishing between asphalt road and gravel road
j. Differentiation between snowy road, asphalt road and gravel road
k. G. , I. And j. Discriminating asphalt roads between wet and dry conditions
m. G. H. , I. , J. And k. The presence or absence of freezing
[0239]
In the following, m. However, by extracting only a necessary part of the optical configuration, a necessary part of the electrical configuration, and a necessary part of the algorithm, the above-mentioned a. ~ K. Needless to say, the road surface can be discriminated in any manner.
[0240]
40 to 42 show the configuration of the optical system 200 of the road surface discrimination device 15. In order to reduce the number of drawings, this optical system has all the optical elements necessary to actually execute all of several road surface discrimination algorithms described in detail later. In other words, the optical system also includes optical elements that are not required to execute a certain road surface discrimination algorithm. 40 to 42 can be said to represent all the optical elements included in the optical systems of several road surface discrimination devices. This also applies to the signal processing circuit shown in FIG. Therefore, when this optical system and the signal processing circuit shown in FIG. It is possible to discriminate the road surface. A. ~ K. When realizing the road surface discriminating apparatus capable of discriminating the road surface according to any one of the above, unnecessary optical elements and electric circuit elements may be omitted.
[0241]
A light source 211 for road illumination and a light source 212 for regular reflection light are included in the optical system. These light sources 211 and 212 are both constituted by light emitting diodes. The road surface illumination light source 211 projects light obliquely downward in the traveling direction of the vehicle. The regular reflection light source 212 projects light obliquely downward in a direction perpendicular thereto. Preferably, the wavelengths of light emitted from these light sources 211 and 212 are different. Thereby, the reflected light from the road surface LD of the light of these light sources can be separated by the optical filter.
[0242]
The light receiving optical system for diffusely reflected light from the road surface includes a light receiving lens 221, a slit plate 222, and a collimating lens 224. The focal point of the light receiving lens 221 and the focal point of the collimator lens 224 are at the same position, and the slit (aperture) 222a of the slit plate 222 is located at these focal points. The slit 222a is elongated in a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle. Such an optical system is called a telecentric optical system. That is, of the reflected light from the road surface LD, only the light perpendicular to the road surface LD and parallel to each other (in FIG. 41) is condensed at the focal point of the light receiving lens 221 and passes through the slit 222a. The light that has passed through the slit 222a is collimated by the collimating lens 224. Light from the light source 211 is incident on the road surface LD obliquely. Only light that reflects vertically from the road surface LD passes through the slit 222a. In this way, only the diffusely reflected light from the road surface LD is collimated by the comelite lens 224 and enters the spatial filter optical system (that is, the regular reflected light from the road surface LD does not enter the spatial filter optical system).
[0243]
The optical filter 223 is preferably disposed at the position of the slit 222a of the slit plate 222. This filter 223 has wavelength selectivity that allows only the light projected from the road illumination light source 211 to pass therethrough. This prevents light from the specularly reflected light source 212 and other disturbance light (sunlight, light from road lights, etc.) from entering the spatial filter optical system. The projection light of the light source 211 is preferably infrared light.
[0244]
The spatial filter optical system includes a grating plate (slit array) 225, a prism array 226, a condenser lens 227, and two photodetectors (light receiving elements such as photodiodes or phototransistors) 231A and 231B. Basically, the prism array 226 performs spatial filtering.
[0245]
The prism array 226 is composed of a number of prisms. These prisms are arranged in the traveling direction of the vehicle and extend in a direction perpendicular to the traveling direction. Preferably, the prism array 226 is integrally formed. The light collimated by the collimating lens 224 is separated by refraction by the prisms of the prism array 226 by a predetermined pitch width alternately back and forth (based on the traveling direction). These separated lights are respectively collected by the condenser lens 227 and enter the two photodetectors 231A and 231B.
[0246]
In FIG. 41, light indicated by a chain line is incident on the photodetector 231A, and light indicated by a broken line is incident on the photodetector 231B. The width of these lights depends on the arrangement period of the prisms. The arrangement period of the prisms defines the characteristic (period) of the spatial filter.
[0247]
The grid plate (slit array) 225 is formed with a large number of slits arranged in the traveling direction of the vehicle and extending in a direction perpendicular to the traveling direction. The arrangement period of these slits is ½ times the arrangement period of the prisms in the prism array 226. Of the light collimated by the collimator lens 224, the light passing through the slit is incident on the prism array 226 as described above, separated, and spatially alternately received by the photodetectors 231A and 231B. . The grating plate 225 prevents stray light from entering the prism array 226.
[0248]
The photodetectors 231A and 231B are arranged at intervals in the traveling direction of the vehicle. This interval is determined by the prism period in the prism array 226 and the magnification of the condenser lens 227. Mirrors 228 are provided on both sides of the photodetectors 231A and 231B, and the lens 227 serves to make light that is not condensed on the light receiving surfaces of the photodetectors 231A and 231B enter the photodetectors 231A and 231B as much as possible.
[0249]
As will be described later, the output signals of the two photodetectors 231A and 231B are given to the differential amplifier circuit, and the difference between them is calculated. The output signal of the differential amplifier circuit includes a frequency component (depending on the speed of the vehicle) corresponding to the spatial frequency component representing the state of the road surface that causes the diffuse reflected light to fluctuate, including road surface unevenness.
[0250]
The light incident on the photodetector 231A and the light incident on the photodetector 231B are out of phase by a half period of the spatial period selected by the spatial filter. Therefore, by taking the difference between the output signals of both photodetectors 231A and 231B, the spatial center frequency component is doubled. Mainly direct current (DC) components are canceled out by this differential processing.
[0251]
The light source 212 for regular reflection light and the photodetector 232 for regular reflection light are incident on the light detector 232 and the incident angle of the projection light from the light source 212 with respect to the road surface LD in a plane orthogonal to the traveling direction of the vehicle. The reflection angle of the reflected light from the road surface is arranged to be equal. Since the incident angle and the reflection angle can be made smaller than the Brewster angle (53 degrees), a reduction in the size of the optical system can be expected. Preferably, an optical filter that permits passage of only light having a wavelength of the projection light of the light source 212 and a condenser lens are disposed on the front surface of the photodetector 232.
[0252]
The road surface thermometer 233 measures the road surface temperature and is realized by, for example, an infrared radiation thermometer. The road surface thermometer 233 may not be included in the optical system but may be provided at another appropriate position of the vehicle.
[0253]
Furthermore, a light quantity monitor light detector 234 for receiving a part of the projection light of the regular reflection light source 212 is provided.
[0254]
FIG. 43 shows an actual measurement example of a spatial frequency spectrum represented by a differential signal between the output signal of the photodetector 231A and the output signal of the photodetector 231B. This graph is measured for three types of road surface conditions, namely snowy roads, gravel roads and asphalt roads.
[0255]
The frequency (electrical center frequency) f of the center frequency signal component included in the output differential signals of the photodetectors 231A and 231B is the product of the spatial center frequency μ selected by the configuration of the spatial filter and the vehicle speed v. Is represented by
[0256]
f = μ × v Equation (1)
[0257]
The spatial center frequency μ is uniquely determined by the configuration of the spatial filter. The road surface period selected by the spatial filter (the period of the road surface state that causes a change in the diffuse reflected light including the unevenness of the road surface) is set to 4 (mm) here. FIG. 43 shows a frequency spectrum obtained by performing Fourier transform (FFT: high-speed Fourier transform) on an electric signal obtained by actual measurement, and this is normalized by the spatial center frequency μ. In addition, data on snow, gravel and asphalt are normalized so that the peak values (intensities) at the spatial center frequency μ match.
[0258]
As can be seen from this graph, there is a large and obvious difference between the snow road, gravel road and asphalt road in the intensity of the spatial frequency component lower than the spatial center frequency μ (for example, a band of μ / 4 or less). is there. These differences are around one digit (10 times) or more than one digit. The difference in intensity in the three road surface conditions increases as the spatial frequency decreases.
[0259]
Therefore, a value obtained by normalizing the low frequency component intensity of the spatial frequency (for example, at a frequency of μ / 4 or μ / 10) by the center frequency component intensity (this is [low frequency component intensity / center frequency component intensity] = Db / Da Can be distinguished from snowy roads, gravel roads and asphalt roads. The thresholds TH1 and TH2 used for distinguishing these may be determined to be intermediate between the above values Db / Da in each state. Referring to FIG. 43, if value Db / Da is greater than threshold value TH1, it is determined that it is a snowy road, if it is between threshold values TH1 and TH2, gravel road, and if it is less than threshold value TH2, it is determined as an asphalt road. .
[0260]
Here, the snow road means that there is traffic of vehicles and people rather than fresh snow immediately after snowfall (snow on the whole surface), the surface of the snow is rough, and there are relatively large (much larger than gravel) unevenness etc. It is a state (a surface state that causes a change in the amount of diffusely reflected light).
[0261]
The gravel-laden soil road and sand road show the same tendency as the gravel road, and the frequency spectrum of the concrete road is almost the same as the spectrum of the asphalt road.
[0262]
FIG. 44 shows an example of the configuration of a signal processing circuit included in the road surface discrimination device.
[0263]
The output signals of the photodetectors 231A and 231B are applied to the differential amplifier circuit 251 and a signal representing the difference is output from the circuit 251.
[0264]
An example of the configuration of the photodetectors 231A and 231B and the differential amplifier circuit 251 is shown in FIG. The photodetectors 231A and 231B are each constituted by a photodiode, and these photodiodes are connected in series. The differential amplifier circuit 251 includes an operational amplifier 251A having a feedback resistor R. Current I flowing through the photodiode 231A ₁ And the current I flowing through the photodiode 231B ₂ And the difference current between them is calculated at these nodes, and this difference current is input to the operational amplifier 251A. The operational amplifier 251A converts the input difference current into the voltage signal V ₀ Convert to and output. This output voltage V ₀ Is given by:
[0265]
V ₀ = R (I ₂ -I ₁ ) ... Formula (2)
[0266]
Output voltage V of differential amplifier circuit 251 ₀ Is provided to a tracking band pass filter (tracking BPF (C)) 252 and a tracking low pass filter (tracking LPF (L)) 255.
[0267]
The output signal of the tracking BPF 252 is given to a frequency / voltage (F / V) conversion circuit 253. The output signal of the F / V conversion circuit 253 represents the speed (ground speed) v of the vehicle on which the road surface discrimination device is mounted. The output signal of the F / V conversion circuit 253 is fed back to the tracking BPF 252 and the tracking LPF 255 and used to change the cutoff frequency (frequency band) in these filter circuits following the vehicle speed v.
[0268]
The output signal of the tracking BPF 252 is also input to the amplitude detection circuit 254. The amplitude detection circuit 254 outputs a signal representing the above-described center frequency component intensity Da.
[0269]
The output signal of the tracking LPF 255 is input to the amplitude detection circuit 256. The amplitude detection circuit 256 outputs a signal representing the above-described low frequency component intensity Db.
[0270]
A configuration example of the tracking BPF 252 is shown in FIG. The tracking BPF 252 includes a high pass filter (HPF) and a low pass filter (LPF), and these HPF and LPF are connected in series via a buffer amplifier 275. The HPF includes a capacitor 271 and a voltage control variable resistance element 273. The LPF is composed of a capacitor 272 and a voltage controlled variable resistance element 274. The voltage controlled variable resistance elements 273 and 274 are constituted by, for example, FETs. These elements 273 and 274 are supplied with a control voltage from the control voltage generation circuit 276, and the resistance values of the elements 273 and 274 change according to the control voltage. When the resistance values of the elements 273 and 274 are changed, the cutoff frequency of the HPF and the LPF is changed. The pass band of the tracking BPF 252 is a band between the cutoff frequency of the HPF and the cutoff frequency of the LPF (higher than the cutoff frequency of the HPF). A control voltage generation circuit 276 generates a control voltage corresponding to the output voltage signal (representing the vehicle speed v) of the F / V conversion circuit 253.
[0271]
For example, if the road surface (irregularity) selected by the spatial filter in the optical system described above is 5 (mm), the spatial center frequency μ is 0.2 (mm). ^-1 ) The vehicle speed (ground speed) is assumed to be v (Km / h).
[0272]
v (Km / h) = 1000 v / 3.6 (mm / s) Formula (3)
[0273]
From the expression (1), the center frequency f of the electric signal obtained from the differential amplifier circuit 251 is
f = μ × v = 200 v / 3.6 (Hz) Equation (4)
It becomes.
[0274]
Therefore, the center frequency of the pass band of the tracking BPF 252 may be set to the frequency expressed by the equation (4) and changed according to the vehicle speed v according to the equation (4).
[0275]
The tracking LPF 255 has the same configuration as the LPF (capacitor 272, voltage control variable resistance element 274 and control voltage generation circuit 276) in the tracking BPF 252 (however, the cutoff frequency is different), and the cutoff frequency changes according to the vehicle speed v.
[0276]
When the frequency of the low frequency component to be extracted by the tracking LPF 255 is set to 1/10 of the center frequency, the cutoff frequency is set to 20 v / 3.6 (Hz) with reference to the equation (4). )And it is sufficient.
[0277]
A specific configuration example of the amplitude detection circuit 254 is shown in FIG. This circuit 254 includes a half-wave rectifier circuit 277 and a low pass filter (LPF) 278. A full-wave rectifier circuit can be used instead of the half-wave rectifier circuit 277. The pass band of the LPF 278 is determined from the viewpoint of response time required for road surface detection. For example, if the response time is 0.1 (S) and the LPF 278 is a first-order low-pass filter, the cutoff (cut-off) frequency is 3.7 (Hz).
[0278]
The output signal of the photodetector 231B (which may be the photodetector 231A) passes through a low-pass filter (LPF) 257 and is output as a signal representing the diffuse reflection light amount Dc. The LPF 257 is for removing the fluctuation of the extremely low frequency included in the output signal of the photoelectric detector 231B, and the cutoff frequency is set to about 1 (Hz) (fixed), for example.
[0279]
The output signal of the regular reflection light photodetector 232 is a signal representing the regular reflection light amount Dd. A low pass filter having an appropriate pass band may also be connected to the output side of the photodetector 232.
[0280]
The output signal of the road surface thermometer 233 is a signal representing the road surface temperature De. A thermometer (temperature sensing element) that detects the outside air temperature instead of the road surface may be used. In this case, the thermometer is provided in a place where it is exposed to the outside air.
[0281]
The road illumination light source 211 and the regular reflection light source 212 are controlled by automatic power control (APC) circuits 261 and 262, respectively. As a result, the amount of light projected from these light sources 211 and 212 is always kept constant.
[0282]
A signal indicating the center frequency component intensity Da output from the amplitude detection circuit 254, a signal indicating the low frequency component intensity Db output from the amplitude detection circuit 256, a signal indicating the diffuse reflection light amount Dc output from the LPF 257, a photodetector A signal indicating the regular reflection light amount Dd output from 232 and a signal indicating the road surface temperature De output from the road surface thermometer 233 are input to the discrimination circuit 260.
[0283]
The discrimination circuit 260 identifies or discriminates the road surface state using two or more of these input signals according to a road surface discrimination algorithm described later. The determination circuit 260 is preferably composed of a CPU (for example, a microcomputer), a memory and other peripheral circuits. In this case, the signals Da to De described above are converted to digital data by the A / D conversion circuit and then given to the discrimination circuit 260.
[0284]
FIG. 48 shows the simplest road surface discrimination algorithm. Processing according to this road surface discrimination algorithm is executed in the discrimination circuit 260. The same applies to other road surface discrimination algorithms.
[0285]
A ratio Db / Da between the low frequency component intensity Db and the center frequency component intensity Da is calculated, and this ratio is compared with the threshold values TH1 and TH2. If the ratio Db / Da is greater than the threshold value TH1 (referred to as “large”), if it is between the threshold values TH1 and TH2 (referred to as “medium”), a gravel road, if it is less than the threshold value TH2. Each is determined as an asphalt road (referred to as “small”).
[0286]
Only the threshold value TH1 may be set in the discrimination circuit 260, and only discrimination between snow and gravel may be performed.
[0287]
Only the threshold value TH2 (or an appropriate value between TH1 and TH2) may be set in the discrimination circuit 260, and only discrimination between snow and asphalt may be performed.
[0288]
Only the threshold value TH2 may be set in the discrimination circuit 260, and only discrimination between gravel and asphalt may be performed.
[0289]
FIG. 49 shows a road surface determination algorithm that further discriminates whether the asphalt road is in a wet state or a dry state by further using a signal representing the specularly reflected light amount Dd given from the photodetector 232.
[0290]
When the ratio Db / Da is equal to or less than the threshold value TH2, it is an asphalt road.
[0291]
When the surface (road surface) of the asphalt road is wet (wet), the road surface is close to a mirror surface, and the amount of specular reflection light Dd increases compared to the dry state. The threshold value is set to a level approximately halfway between the amount of specular reflection obtained when the asphalt road is wet and the amount of specular reflection obtained when the asphalt road is dry. If the regular reflection light quantity Dd is greater than or equal to this threshold value, it is determined as wet asphalt (referred to as “large”), and if it is less than the threshold value (referred to as “small”), it is determined as dry asphalt.
[0292]
The determination of gravel road and snow road is the same as that by the algorithm shown in FIG.
[0293]
Needless to say, only a distinction between a wet asphalt road and a dry asphalt road may be performed, or a gravel road may be determined or a snow road may be determined.
[0294]
FIG. 50 further determines the road surface state in further detail by further utilizing the signal representing the diffuse reflection light amount Dc output from the LPF 257 and the signal representing the road surface temperature De output from the road surface thermometer 233.
[0295]
In general, water freezes at 0 (° C). Therefore, if the road surface temperature De is 0 (° C.) or less, there is a possibility of freezing. It is determined whether the road surface temperature De exceeds the freezing temperature (referred to as “high”) or is equal to or lower than the freezing temperature (referred to as “low”).
[0296]
The freezing temperature does not have to be exactly 0 (° C.), and may be determined to an optimum value empirically. When air temperature is used in place of the road surface temperature, the temperature at which the frozen road surface can remain without melting, the air temperature at which the road surface begins to freeze, and the like will be threshold values.
[0297]
Since the frozen road surface is close to a mirror surface in the same way as the wet road surface, the regular reflection light amount Dd is “large”.
[0298]
Therefore, if the road surface temperature De is “low” and the regular reflection light quantity Dd is “large”, it is determined that the road surface is frozen. In this case, the diffuse reflection light amount Dc is generally “small”.
[0299]
Even if the road surface temperature De is “low”, if the specular reflection light amount Dd is “small”, it is not a frozen road surface. In this case, the road surface condition is determined based on the ratio between the low frequency component intensity Db and the center frequency component intensity Da (dry asphalt road or gravel road). The reason for removing snow in this determination is that snow is determined based on the diffuse reflection light amount Dc. However, the snow determination based on the ratio Db / Da and the snow determination based on the diffuse reflection light amount Dc are slightly different in the snow state (they may be the same state), so the snow is determined based on the ratio Db / Da. You may judge.
[0300]
New snow and snow that remains white even when stepped on by traffic (vehicles, people) diffusely reflect light. Since the amount of diffusely reflected light due to snow is extremely large compared to other road surface conditions, it is possible to determine snow and other road surface conditions based on the diffusely reflected light amount Dc. The threshold value for this determination is set to a level between the amount of diffuse reflection during snow and the amount of diffuse reflection during other road conditions.
[0301]
When the road surface temperature De is “low” and the diffused reflected light amount Dc is equal to or greater than a threshold value (“large”), it is determined as snow. Needless to say, the threshold value of the road surface temperature at the time of determining that it is frozen and the threshold value of the road surface temperature at the time of determining that it is snow may be different.
[0302]
The snow determined based on the diffuse reflection light amount Dc is snow having a white surface partially or entirely. On the other hand, snow determined based on the ratio Db / Da changes the amount of diffusely reflected light at a longer period than gravel, and includes snow that has been crushed and blackened as well as white snow. .
[0303]
The determination algorithm when the road surface temperature De is “high” is the same as that shown in FIG.
[0304]
Only a portion of the determination algorithm shown in FIG. 50 can be used to identify or determine only one or more types of road surface conditions among frozen, snow, gravel, dry asphalt and wet asphalt. Needless to say.
[0305]
The road surface determination algorithm shown in FIG. 51 is similar to that shown in FIG. In FIG. 51, gravel and asphalt are distinguished based on the ratio Db / Da. The point which does not determine snow based on this ratio Db / Da differs from what is shown in FIG. The algorithm in FIG. 51 may be considered as a variation of the algorithm in FIG.
[0306]
In this manner, various road surface state determination results can be obtained from the road surface determination device 15. In particular, the results of discrimination between wet, snow and freezing will be used effectively in traffic information systems.
[0307]
Details of the configuration of the raindrop sensor 16 will be described. The raindrop sensor 16 also includes an optical system (FIGS. 52 and 53) and a signal processing circuit (FIG. 60).
[0308]
As shown in FIG. 52, the optical system of the raindrop sensor 16 includes a light projector 301 and a light receiver 302 disposed to face each other. A slit-like (band-like) light is projected from the projector 301 to the light receiver 302. The projector 301 and the light receiver 302 are built in the case 303. The case 303 includes a head portion 303B that houses the light projector 301 and the light receiver 302, and a connecting portion 303A that connects them.
[0309]
As shown in FIG. 53, the projector 301 includes a light emitting element 311, a collimating lens 312 for collimating light from the light emitting element 311, and a slit plate 313 having a slit 313 a. The light collimated by the collimator lens 312 passes through the slit 313a and is shaped into the slit light SL and projected.
[0310]
The light receiver 302 includes a slit plate 323 having a slit 323a that allows the slit light SL from the projector 301 to pass through, a condensing lens 322 that condenses the light that has passed through the slit 323a, and a light receiving device that receives the collected light. An element 321 is provided. Infrared light will preferably be used as the slit light SL.
[0311]
Such an optical system of the raindrop sensor 16 is provided at the boundary between the hood 304 of the vehicle 2 and the windshield (including a frame supporting the windshield) 305 of the vehicle 2 as shown in FIG. The optical system is arranged so that the slit light SL directed from the light projector 301 to the light receiver 302 proceeds in the horizontal direction in the width direction of the vehicle body.
[0312]
Preferably, as shown in FIG. 55, the optical system is attached so that the front end portion of the bonnet 304 is sandwiched between the head portion 303B and the connecting portion 303A of the case 303 of the optical system.
[0313]
When the vehicle 2 is traveling, raindrops fall toward the vehicle 2 obliquely from the upper front of the vehicle 2. The optical system is arranged so that such raindrops pass the slit light SL perpendicularly to the thickness direction thereof. That is, the optical system is arranged so that the normal line of the surface of the slit light SL is parallel to the falling raindrop (the width direction of the slit light SL is the direction from the front lower part to the rear upper part of the vehicle). The
[0314]
More preferably, in order to measure the size of the raindrop or the speed at which the raindrop traverses (passes) the slit light SL as accurately as possible, the raindrop detection area (the distance between the projector 301 and the light receiver 302 and the slit light SL The size of the raindrop is determined so that one raindrop enters within (defined by the width).
[0315]
FIG. 56 shows a change in the amount of light received by the light receiver 302 (light receiving element 321) when raindrops pass through the slit light SL. When raindrops pass through the slit light SL, the amount of light received decreases.
[0316]
Decrease start time t ₁ When the amount of received light returns to the original time t ₃ In the meantime, raindrops have passed through the slit light SL. Time T = t ₃ -T ₁ Is the transit time of raindrops. Time t ₁ ~ T ₃ Between (time t ₂ ) The amount of received light is the minimum mi.
[0317]
FIG. 57 shows a time T during which raindrops having diameters of 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm and 5 mm (represented by symbols a, b, c, d and e, respectively) pass through the slit light SL. ₁ , T ₂ , T ₃ , T ₄ And T ₅ In addition, the minimum values mi1, mi2, mi3, mi4, and mi5 of the received light amount are shown.
[0318]
Threshold e ₁ , E ₂ , E ₃ And e ₄ Are set between adjacent minimum received light amount values, so that the size of raindrops can be discriminated based on the minimum received light amount value.
[0319]
FIG. 58 shows the relationship between the drop rate dv of raindrops near the ground surface and the size (diameter) of raindrops. Threshold value g for drop speed dv ₁ , G ₂ , G ₃ And g ₄ The size of raindrops can also be discriminated by setting.
[0320]
As shown in FIG. 59A, since the vehicle 2 is traveling at the speed v, the speed pv at which the raindrops pass through the slit light SL is not equal to the falling speed dv of the raindrops. The relationship among these velocities v, pv and dv is shown in FIG.
[0321]
The drop rate dv of the raindrop is obtained by the following equation.
[0322]
dv = [(pv) ² -V ² ] ^1/2 ... Formula (5)
[0323]
Here, the traveling speed v of the vehicle 2 is obtained from the vehicle speed sensor 13 or the like. The passage speed pv is calculated based on the passage time T and the thickness of the slit light SL. Therefore, the raindrop fall speed dv can be obtained.
[0324]
FIG. 60 shows a signal processing circuit of the raindrop sensor 16.
[0325]
The synchronization signal generation circuit 331 generates a high frequency pulse signal. This pulse signal is supplied to the drive circuit 332 and the A / D conversion circuit 334.
[0326]
The drive circuit 332 drives the light emitting element 311 in synchronization with the input pulse signal. The waveform of the projection light (slit light SL) output from the light emitting element 311 is shown in FIG.
[0327]
FIG. 61B shows the waveform of the light reception signal of the light receiving element 312. When raindrops pass through the slit light SL, the level of the light reception signal decreases. The light receiving signal output from the light receiving element 312 is amplified by the amplifier 333 and then applied to the A / D conversion circuit 334.
[0328]
The A / D conversion circuit 334 converts the received light reception signal into a digital signal representing the level in synchronization with the pulse signal supplied from the synchronization signal generation circuit 331. This digital signal is input to the processor 330.
[0329]
The processing device 330 includes a CPU, a memory, and the like. The processor 330 measures the minimum value mi of the amount of received light or the raindrop passage time T based on the input digital signal. The size of the raindrop is determined based on the measured minimum value of the received light amount. Instead, the falling speed dv of the raindrop is calculated using the equation (5) based on the measured transit time T and the vehicle speed v input to the device 330. The size of the raindrop is determined based on the falling speed dv. The amount of rainfall per unit time is calculated using the number of raindrops entering the slit light SL per unit time, the size of the determined raindrop, and a predetermined coefficient. A signal representing the calculated rainfall is output from the processing device 330.
[0330]
In this way, the laser radar 14 mainly obtains information on traffic jams, the road surface discriminator 15 obtains information on road surface conditions (wet, frozen, snow, etc.), and the raindrop sensor 16 obtains information on rainfall. (The road surface information and rainfall information may be collectively called weather information).
[0331]
These pieces of information are transmitted from the in-vehicle device 3 to the center 9 through the relay device 4 or directly.
[0332]
There are various methods for transmitting various types of information from the in-vehicle device 3 to the center.
[0333]
The first is manual transmission. A transmission button is provided in the in-vehicle device 3. Transmission is performed only when the driver presses this transmission button. If necessary, the type of information to be transmitted (congestion information, accident information, weather information, etc.) is displayed (touch switches 31A to 31C), and the information to be transmitted to the driver is selected from the information. The selected information is sent to the center.
[0334]
The second is automatic transmission at regular intervals. In this case, information at that time is automatically transmitted at regular time intervals (for example, 1 minute).
[0335]
The third is variable interval auto transmission. This is sent at a specific point in time. For example, it is sent when the created information changes. It is transmitted only when the number of detected vehicles is small. When the number of detected vehicles is large, it is considered that other vehicles collect the same information and transmit the created information to the center, which increases the burden on the center. In such a case, the transmission time interval is increased or transmission is not performed.
[0336]
The message sent to the center will include the created information, vehicle ID, time data, and position data. However, since the time data can be changed by the time received by the center, it is not always necessary to transmit the time data from the vehicle to the center.
[0337]
The center computer 50 of the center 9 that has received information from each vehicle, in the same manner as in the first embodiment described above, for each area or block, for each type of information, based on the average value or the principle of majority vote. Determine the status of an area or block. This determination result is distributed to each vehicle through the repeater 4 for each area.
[0338]
An example of processing in the center 9 will be described with reference to FIGS. 62 and 63. FIG.
[0339]
FIG. 62 shows a process for traffic jam information. When a telegram from the vehicle onboard device 3 is received (step 170), the position data contained therein is extracted (step 171), and it is determined in which area the vehicle is located (step 172).
[0340]
The following processing is performed for each area. Traffic jam information (presence / absence of traffic jam) is extracted from the message (step 173). Over a certain period of time (for example, 10 minutes), the number of information indicating the presence of traffic jams included in messages from vehicles existing in the area is accumulated (step 174). If the number of information that there is traffic jam is greater than or equal to a predetermined threshold (generally different for each area) for the area, it is determined that the area is traffic jam (step 175), and the repeater 4 ( Information indicating that there is a traffic jam is transmitted along with the area ID to the relay machine ID (step 176). The traffic jam information may be sent together with the area ID to a relay device in another area. Needless to say, this information is transmitted from the repeater 4 to each vehicle or the like existing in the area.
[0341]
When the information on the degree of traffic jam is included in the traffic jam information, an average value of the traffic jam level is obtained or the degree of traffic jam is determined by majority vote. Information representing the determined degree of traffic jam is also transmitted to the repeater 4 and the vehicle.
[0342]
You may perform said process for every block which considered the lane instead of every area. Since the presence or absence of traffic congestion generally differs on the same road depending on the lane, the above processing for each area will be performed in consideration of the lane. At this time, as described above, the lane is discriminated from the traveling direction of the vehicle, or the lane information is included in the message from the vehicle.
[0343]
FIG. 63 shows a determination process for weather information. In the weather information, whether the weather is fine (this does not have to be), whether it is rainy (when the in-vehicle device 3 creates detailed information representing three levels of large, medium and small according to the amount of rainfall) Includes this detailed information), whether there is snow on the road surface, whether the road surface is frozen, or whether the road surface is wet (wet). Steps 170 to 172 are the same as those shown in FIG.
[0344]
For each area, weather information is extracted from the telegram (step 181), and the number of clear information, rain information, snow information, freezing information, and wet information is accumulated separately (step 182). For rain information, detailed information on large, medium and small is added as necessary. When the integration for a certain time (for example, 5 minutes) is completed, the largest integrated value is selected as the definite information (steps 183, 184, 185, 186, 187, 188). However, when the rain information is determined, the wet information is also determined when the wet information is as much as the rain information. In this way, two or more pieces of information may be determined. The confirmed weather information is transmitted to the vehicle via the relay.
[0345]
The processing at the center and the display on the vehicle-mounted device of the vehicle related to the accident and the traffic jam that occurs with the accident will be described. Regarding the accident, it is necessary for the center to judge details such as its position and scale.
[0346]
In FIG. 64, it is assumed that an accident has occurred at the three-way intersection. Information about the accident is transmitted to the center from the vehicles 2A, 2B, 2C, 2D, etc. close to the accident site. As described above, the accident information includes the presence / absence of the accident, the situation of the accident, the number of vehicles related to the accident, the distance from the position of the own vehicle to the accident site, and the like. In addition to this, the vehicle ID, position data, time, etc. of the vehicle that transmitted the accident information are included in the message.
[0347]
Since the position data of the vehicle and the distance to the accident site are transmitted from a plurality of vehicles, the center 9 can accurately determine the location of the accident site on the map. In addition, the scale (spread) of the accident can be determined from the number of vehicles related to the accident and the situation of the accident. The elapsed time from when the accident information was first received is also counted.
[0348]
Information related to the traffic congestion occurring in the accident is also transmitted from other vehicles that are facing the accident site or away from the accident site. The traffic lane is determined from the traveling direction of the vehicle. The start point and end point of the traffic jam are determined from the position of the vehicle that transmitted the traffic jam information.
[0349]
Information on accidents and traffic jams obtained in this way is transmitted from the center not only to areas where accidents and traffic jams occur, but also to relay stations in the vicinity. Since the repeater ID (transmission address) is also assigned to the repeater, the center can send information by designating the repeater.
[0350]
In the vehicle-mounted device 3 of the vehicle that has received the accident and traffic jam information, the information is driven by graphic display, message display using characters, or voice output by sound or words, as in the first embodiment. Inform the person. For example, when the driver selects the information notification mode with the touch switch 31E and selects the accident information with the touch switch 31A, the accident information is displayed on the display device 25 together with the map.
[0351]
For example, in the graphic display, as shown in FIGS. 65 and 66, first, it is displayed globally that an accident has occurred in the area A. Next, according to the driver's instruction (for example, by pressing the enlargement key 35) or automatically as shown in FIG. 67, the accident site is enlarged on the map so that the position can be accurately identified. To do. When traffic jam information is selected by the touch switch 31B, a traffic jam area is also displayed as shown in FIG.
[0352]
On the map, in addition to the location of the accident, the scale of the accident, the number of related vehicles, the elapsed time since the occurrence of the accident, etc. are displayed using characters.
[0353]
Examples of message display and voice output are “Accident has occurred in area A” (global notification), “Medium-scale accident involving 5 vehicles on the three-way crossing in area A is around 2:00 pm Has occurred "(detailed notification).
[0354]
The weather information (weather) information may be reported in various forms as described above.
[0355]
For example, the driver selects the information notification mode with the touch switch 31E, and selects weather information with the touch switch 31C. Then, as shown in FIG. 69, the raining road is displayed on the display device 25. The position of the host vehicle is also displayed (black circle). When the touch switch 31C is pressed again, the display is switched to a wet road as shown in FIG. When the driver further presses the touch switch 31C, a frozen road is displayed as shown in FIG. When the touch switch 31C is further pressed, as shown in FIG. 72, a snowed or snowy road is displayed. Thus, the display is switched every time the touch switch 31C is pressed. Of course, these multiple weather conditions (road surface conditions) may be displayed superimposed on a single map.
[0356]
As described above, the role of the repeater 4 is to relay a telegram from the in-vehicle device 3 to the center 9 and vice versa, but the repeater may further have the following functions.
[0357]
When local information is transmitted from the in-vehicle device 3 of the vehicle 2 to the repeater 4, the repeater transmits the information as it is or processed to a vehicle in the area that the repeater is responsible for. . The same applies to information that needs to be notified immediately such as accident information. For example, when accident information is sent from a plurality of vehicles, the above-described processing of the center is executed on behalf of the repeater, and the result is transmitted directly to the vehicle without passing through the center. In this way, the repeater has a function of selectively transmitting information from the vehicle to the center, processing the information as necessary, and transmitting the information to the vehicle.
[0358]
The repeater 4 also has a function of processing vehicle information from the area in which it is in charge and transmitting it to the center 9. For example, when rain information is sent from 50 vehicles, the data is collected in the area managed by itself, such as “rain, 50”, and transmitted to the center. This reduces the burden on the center.
[0359]
The repeater 4 may also be provided with various sensors such as the laser and radar described above, and the repeater itself may collect and process various information and transmit it to the center or to the vehicle.
[0360]
As described above, the transmission address is assigned to the repeater, and the center transmits the global information by designating a plurality of repeaters. The local information is transmitted only for the repeater in one area. In some cases, the center or the relay station may attach a vehicle ID (vehicle address) to a message including information and send information only to a specific vehicle.
[0361]
Fourth embodiment
In the first to third embodiments, the in-vehicle device 3 mounted on the vehicle basically collects information about the host vehicle and the surrounding environment and processes it as necessary. The vehicle owner must be equipped with an on-board unit capable of collecting information, processing it as needed, and transmitting the information to a repeater or center. As in the first embodiment, the driver must provide the effort of manually entering information. Furthermore, in order to collect, process, and transmit information, power must be supplied to the in-vehicle device from the battery installed in the vehicle. On the other hand, some drivers may try to receive information without providing information.
[0362]
The traffic information system of the present invention is based on the premise that there is a person who collects and provides various types of information. It can be said that this system cannot be established if there is no information provider.
[0363]
In that sense, it is important to reward according to the amount of information provided to the information provider. In the fourth embodiment, a reward is given according to the amount of information provided to the information provider.
[0364]
As shown in FIG. 73, in the memory 53 of the center computer 50 of the center 9, the identification code of the person who intends to provide information and has mounted the above-described vehicle-mounted device 3 in his own vehicle is registered in advance. Yes. This identification code is here the vehicle ID. An area for storing the number of times of information provision is provided corresponding to the vehicle ID.
[0365]
FIG. 74 shows processing in the center. In this processing, the information distribution processing of the center as in the first to third embodiments described above is omitted.
[0366]
When a message including various information from the vehicle is received directly from the vehicle onboard device 3 or via the relay device 4 (step 190), the center computer 50 extracts the vehicle ID included in the message (step 190). 191).
[0367]
The information providing circuit stored in the memory 53 corresponding to the extracted vehicle ID is incremented by 1 (step 192).
[0368]
When the information providing circuit reaches a predetermined number of times (10 times, 20 times, 50 times, 100 times, etc.), the vehicle ID (and possession registered in relation to the vehicle ID if necessary) The name, address, etc. of the person is output from the printer and displayed on the display device (step 194).
[0369]
Rewards such as prize money, merchandise, or special information are given to those who have reached the predetermined number of times.
[0370]
The number of times of providing information corresponding to the vehicle ID whose number of times of providing information reaches the predetermined number is cleared (step 195). For this vehicle ID, the number of times of information provision is counted again from 0.
[0371]
The vehicle ID may not be output immediately when the number of times of providing information reaches a predetermined number. You may make it output regularly vehicle ID in which the frequency | count of information provision became more than predetermined number. In this case, the result of subtracting the predetermined number of times from the number of times of providing information when the vehicle ID is output is stored as a new number of times of providing information corresponding to the vehicle ID.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a spatial arrangement configuration of a traffic information system.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the in-vehicle device.
FIG. 3 shows a man-machine interface part in the car navigation system.
FIG. 4 shows a display example of a road on the display device.
FIG. 5 shows an enlarged display example of a road on the display device.
FIG. 6 shows a reduced display example of a road on the display device.
FIG. 7 shows a further reduced display example of a road on the display device.
FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of the repeater.
FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of the center.
FIG. 10 shows an initial state when inputting information from the car navigation system.
FIG. 11 shows a display screen and key group when inputting accident information.
FIG. 12 shows a display screen and a group of keys when inputting accident information.
FIG. 13 shows a display screen and a key group when inputting accident information.
FIG. 14 shows a display screen and a key group when inputting accident information.
FIG. 15 is a flowchart showing a processing procedure in the in-vehicle device.
FIG. 16 is a flowchart showing a processing procedure in the relay.
FIG. 17 shows a center vehicle information area.
FIG. 18 is a flowchart showing a processing procedure in the center.
FIG. 19 shows another example of the vehicle information area of the center.
FIG. 20 is a flowchart showing a traffic jam detection processing procedure in the center.
FIG. 21 is a flowchart showing another example of the traffic jam detection processing procedure in the center.
FIG. 22 is a flowchart showing another example of the traffic jam detection processing procedure in the center.
FIG. 23 shows a display example of traffic information on a vehicle.
FIG. 24 is a flowchart showing still another example of the traffic jam detection processing procedure in the center.
FIG. 25 is a flowchart showing still another example of the traffic jam detection processing procedure in the center.
FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of a laser radar.
FIG. 27 is a perspective view showing a vehicle equipped with a laser radar.
FIG. 28 is a perspective view showing a light projection optical system of a laser radar.
FIG. 29 shows a detection area of a laser radar, where (A) represents a vertical plane of the detection area and (B) represents a plane.
FIG. 30 shows detection point data obtained by a laser radar.
FIGS. 31A, 31B and 31C show how different shapes are detected. FIG.
FIGS. 32A and 32B are graphs showing examples of membership functions used in fuzzy inference for determining traffic jams.
FIGS. 33A and 33B are graphs showing examples of membership functions used in fuzzy inference for determining traffic jams.
FIGS. 34A and 34B are graphs showing examples of membership functions used in fuzzy inference for determining a traffic jam.
FIGS. 35A and 35B are graphs showing examples of membership functions used in fuzzy inference for determining a traffic jam.
FIGS. 36A and 36B are graphs showing examples of membership functions used in fuzzy inference for determining a traffic jam.
FIGS. 37A and 37B are graphs showing examples of membership functions used in fuzzy inference for determining a traffic jam.
FIG. 38 shows a state where it is detected that an accident has occurred.
FIG. 39 shows a vehicle equipped with an optical system of a road surface discrimination device.
FIG. 40 is a perspective view of an optical configuration of a road surface discrimination device.
FIG. 41 is a longitudinal sectional view of an optical configuration of a road surface discrimination device.
FIG. 42 is a front view of an optical system for regular reflection light.
FIG. 43 is a graph showing actual measurement results.
FIG. 44 is a block diagram showing an electrical configuration of the road surface discrimination device.
FIG. 45 is a circuit diagram showing a specific example of a differential amplifier circuit;
FIG. 46 is a circuit diagram showing a specific example of a tracking band pass filter.
FIG. 47 is a block diagram illustrating a specific example of an amplitude detection circuit.
FIG. 48 is a flowchart showing an example of a road surface determination algorithm.
FIG. 49 is a flowchart showing another example of a road surface determination algorithm.
FIG. 50 is a flowchart showing still another example of a road surface determination algorithm.
FIG. 51 is a flowchart showing still another example of a road surface determination algorithm.
FIG. 52 is a perspective view showing a head of a raindrop sensor.
FIG. 53 is a perspective view showing an optical system of a raindrop sensor.
FIG. 54 is a perspective view showing a vehicle equipped with a raindrop sensor.
FIG. 55 is a cross-sectional view showing a mounting state of the raindrop sensor head.
FIG. 56 is a graph showing changes in the amount of received light when raindrops enter the slit light.
FIG. 57 is a graph showing changes in the amount of received light with respect to raindrops of various sizes.
FIG. 58 is a graph showing the relationship between raindrop size and drop speed.
59A shows the vehicle speed and the falling speed of raindrops, and FIG. 59B is a vector diagram showing the relationship between the vehicle speed, the falling speed of raindrops, and the passing speed of the raindrop slit light.
FIG. 60 is a block diagram showing a signal processing circuit of a raindrop sensor.
FIG. 61A shows the waveform of the emitted light, and FIG. 61B shows the waveform of the received light signal.
FIG. 62 is a flowchart showing a traffic jam information processing procedure in the center.
FIG. 63 is a flowchart showing a weather information processing procedure in the center.
FIG. 64 shows the location of an accident.
FIG. 65 shows a display example of accident information.
FIG. 66 shows another display example of accident information.
FIG. 67 shows a display example of accident information.
FIG. 68 shows another display example of accident information.
FIG. 69 shows a display example of rain information.
FIG. 70 shows a display example of wet information.
FIG. 71 shows a display example of freezing information.
FIG. 72 shows a display example of snow information.
FIG. 73 shows the contents of a center memory.
FIG. 74 is a flowchart showing a processing procedure for giving a reward to an information provider.
[Explanation of symbols]
1 road
2,2A, 2B, 2C, 2D vehicles
3 Onboard equipment
4 repeaters
9 Center
10 Information processing equipment
11, 41, 51 Transmitter
12, 43, 52 Receiver
13 Vehicle speed sensor
14 Laser radar
15 Road surface discrimination device
16 Raindrop sensor
20 Car navigation system
25 Display device
26 key group
31 Operation unit
31A, 31B, 31C, 31D, 31E Touch switch
50 Center computer
53 memory
60 Laser radar head

Claims

An individual information collecting device that is mounted on a vehicle and collects individual information about traffic, etc., and a center device that creates comprehensive information about a region within a predetermined range based on the individual information transmitted from the individual information collecting device; Consisting of
The individual information collection device
Position detection means for measuring position and creating position data,
Manual operation information input means for manually inputting information representing the surrounding situation,
A storage device for storing an identification code of the individual information collecting device or a vehicle equipped with the individual information collecting device;
The first individual information including the identification code stored in the position data Contact and the storage device created by at least said position detecting means transmits at least twice at predetermined time intervals, and information from the manual operation information input means In response to the input of the first transmission device that transmits the second individual information including the input information and at least the identification code ,
A first receiving device for receiving comprehensive information transmitted from the center device;
A notification device for reporting the comprehensive information received by the first reception device;
The center device
A second receiving device for receiving the first and second individual information transmitted from the first transmitting device of the individual information collecting device;
Information processing means for creating comprehensive information relating to a predetermined range of area based on the first and second individual information received by the second receiving device, and the comprehensive information created by the information processing means as the individual information A second transmission means for transmitting to the collection device;
The information processing means of the center device further determines the traveling direction and traveling speed of the vehicle on which the individual information collecting device is mounted based on the first individual information including the position data and the identification code received at least twice. Is,
Traffic information system.

The individual information collecting device includes clock means for measuring time, and the first or second individual information transmitted by the first transmission device includes time data timed by the clock means. Item 2. The traffic information system according to item 1.

The traffic information system according to claim 1, wherein information related to at least one of an accident, traffic jam and weather is input by the manual operation information input means of the individual information collection device.

Based on the information collecting device that is used in a vehicle and collects individual information on traffic etc., and the traveling direction and speed of the vehicle equipped with the information collecting device based on the individual information transmitted from the information collecting device. The information collection device used in a traffic information system including a center device that creates comprehensive information about an area within a predetermined range, including information obtained ,
Position detection means for measuring position and creating position data,
Manual operation information input means for manually inputting information representing the surrounding situation,
A storage device for storing an identification code of the information collecting device or a vehicle on which the information collecting device is mounted; and
The first individual information including the identification code stored in the position data Contact and the storage device created by at least said position detecting means transmits at least twice at predetermined time intervals, and information from the manual operation information input means There in response to input, and a first transmitter for transmitting a second individual information including information input and at least the identification code, information collection device.

5. The information collection according to claim 4, further comprising clock means for measuring time, wherein the first or second individual information transmitted by the first transmission device includes time data measured by the clock means. apparatus.

A first receiving device that receives the comprehensive information transmitted from the center device, and a notification device that notifies the comprehensive information received by the first receiving device;
The information collection device according to claim 4, further comprising:

Equipped with car navigation system,
A car navigation system including at least the position detection means and the manual operation information input means;
The information collection device according to claim 4.

An individual information collecting device that is mounted on a vehicle and collects individual information related to the travel of the vehicle, and a center that creates traffic information in an area within a predetermined range based on the individual information transmitted from the individual information collecting device. Equipment and
The individual information collection device
Position detection means for measuring position and creating position data,
A storage device for storing an identification code of the individual information collecting device or a vehicle equipped with the individual information collecting device;
A first transmission device for transmitting individual information including position data created by the position detection means and an identification code stored in the storage device at least twice at predetermined time intervals;
A first receiving device that receives the traffic information transmitted from the center device, and a notification device that notifies the traffic information received by the first receiving device;
The center device
A second receiving device for receiving the individual information transmitted from the first transmitting device of the individual information collecting device;
Based on at least two times of the individual information received by the second receiving device, traffic information in an area within a predetermined range including information obtained from the traveling direction and traveling speed of the vehicle on which the individual information collecting device is mounted. An information processing means for creating, and a second transmission means for sending the traffic information created by the information processing means to the individual information collecting device,
Traffic information system.

9. The traffic according to claim 8, wherein the individual information collecting device includes clock means for measuring time, and the individual information transmitted by the first transmission device includes time data measured by the clock means. Information system.

The traffic information system according to claim 8, wherein the traffic information created by the information processing means in the center device is traffic jam information.

11. The traffic information system according to claim 10, wherein the traffic jam information includes the presence / absence of a traffic jam and its level.

The individual information collecting device includes vehicle speed detecting means for detecting a traveling speed of a vehicle in which the individual information collecting device is mounted;
The first transmission device transmits data representing the traveling speed detected by the vehicle speed detection means to the center device;
The traffic information system according to claim 8.

An information collecting device that is mounted on a vehicle and collects individual information on the traveling of the vehicle, and a traveling direction and traveling of the vehicle equipped with the information collecting device based on the individual information transmitted from the information collecting device. The information collection device used in a traffic information system including a center device that creates traffic information in an area within a predetermined range including information obtained from speed ,
Position detection means for measuring position and creating position data,
A storage device for storing an identification code of the information collecting device or a vehicle equipped with the information collecting device, and individual information including the position data created by the position detecting means and the identification code stored in the storage device at predetermined time intervals. A first transmitter for transmitting at least twice,
An information collection device.

14. The information collecting apparatus according to claim 13, further comprising clock means for measuring time, wherein the individual information transmitted by the first transmitting apparatus includes time data measured by the clock means.

A first receiving device for receiving traffic information transmitted from the center device, and a notification device for notifying traffic information received by the first receiving device;
14. The information collection device according to claim 13, further comprising:

An individual information collecting device that is mounted on a vehicle and collects individual information about traffic, etc., and a center device that creates comprehensive information about a region within a predetermined range based on the individual information transmitted from the individual information collecting device; Consisting of
The individual information collection device
Position detection means for measuring position and creating position data,
Sensors that detect information representing the surrounding situation,
A storage device for storing an identification code of the individual information collecting device or a vehicle equipped with the individual information collecting device;
The first individual information including the identification code stored in the position data Contact and the storage device created by at least said position detecting means transmits at least twice at predetermined time intervals, and information and is detected by the sensor A first transmission device for transmitting second individual information including an identification code stored in the storage device ;
A first receiving device that receives the comprehensive information transmitted from the center device, and a notification device that notifies the comprehensive information received by the first receiving device;
The center device
A second receiving device for receiving the first and second individual information transmitted from the first transmitting device of the individual information collecting device;
Information processing means for creating comprehensive information relating to a predetermined area based on the first and second individual information received by the second receiving device, and the comprehensive information created by the information processing means as the individual information A second transmission means for transmitting to the collection device;
The information processing means of the center device further determines the traveling direction and traveling speed of the vehicle on which the individual information collecting device is mounted based on the first individual information including the position data and the identification code received at least twice. Is,
Traffic information system.

The individual information collecting device includes clock means for measuring time, and the first or second individual information transmitted by the first transmission device includes time data timed by the clock means. Item 16. The traffic information system according to item 16.

17. The traffic information system according to claim 16, wherein the sensor is at least one of a sensor that detects traffic information and a sensor that detects weather information.

17. The traffic information system according to claim 16, wherein the sensor is at least one of a sensor that detects accident information, a sensor that detects traffic jam information, and a sensor that detects weather information.

17. The traffic information system according to claim 16, wherein the sensor is at least one of a laser radar, a road surface state determination device, and a rainfall detection device.

Based on the information collecting device that is used in a vehicle and collects individual information on traffic etc., and the traveling direction and speed of the vehicle equipped with the information collecting device based on the individual information transmitted from the information collecting device. The information collection device used in a traffic information system including a center device that creates comprehensive information about an area within a predetermined range, including information obtained ,
Position detection means for measuring position and creating position data,
Sensors that detect information representing the surrounding situation,
A storage device for storing an identification code of the information collecting device or a vehicle on which the information collecting device is mounted; and
The first individual information including the identification code stored in the position data Contact and the storage device created by at least said position detecting means transmits at least twice at predetermined time intervals, and information and is detected by the sensor A first transmission device for transmitting second individual information including an identification code stored in the storage device ;
An information collecting device.

The information collection according to claim 21, further comprising clock means for measuring time, wherein the first or second individual information transmitted by the first transmission device includes time data measured by the clock means. apparatus.

A first receiving device that receives the comprehensive information transmitted from the center device, and a notification device that notifies the comprehensive information received by the first receiving device;
The information collection device according to claim 21, further comprising:

22. The information collecting apparatus according to claim 21, wherein the sensor is at least one of a sensor that detects traffic information and a sensor that detects weather information.

22. The information collection device according to claim 21, wherein the sensor is at least one of a sensor that detects accident information, a sensor that detects traffic jam information, and a sensor that detects weather information.

22. The information collection device according to claim 21, wherein the sensor is at least one of a laser radar, a road surface state determination device, and a rainfall detection device.

The center device
For each identification code, means for storing the number of times of receiving the first or second individual information transmitted from the individual information collecting apparatus having each identification code, and an identification corresponding to the number of times of reception that has reached a predetermined value Means for outputting data relating to the sign,
21. The traffic information system according to any one of claims 1, 2, 3, 8, 9, 10, 11, 12, 16, 17, 18, 19, and 20.

An individual information collecting device that is used by being mounted on a vehicle and collects and transmits individual information on traffic including an identification code of the own vehicle, and generates comprehensive information based on the individual information transmitted from the individual information collecting device. Center device,
The center device
For each identification code, a means for storing the number of times the individual information transmitted from the individual information collecting apparatus having each identification code is received, and data relating to the identification code corresponding to the number of receptions reaching a predetermined value are output. Equipped with means,
Traffic information system.