JP2004185504A - 運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の運転に不慣れな運転者であっても、各種の運転操作を容易に行なうことが可能な運転支援装置を提供すること。
【解決手段】車線変更予定の車線に、車線変更動作の障害となる他車両が存在しているか否かを、その他車両との距離及び相対速度に基づいて判定する（ステップＳ２７０，２８０）。そして、車線変更動作の障害となる他車両が存在せず、安全に車線変更を行うことができると判定された時点で、車線変更指示を案内する（ステップＳ２９０）。これにより、車線変更指示が案内されたことを契機として、車線変更動作を開始することにより、運転に不慣れな運転者であっても、適切なタイミングで車線変更動作を行なうことができる。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車線変更時、駐車場から道路への合流時、駐車場内における走行時に、車線変更指示を行なったり、他車両等の障害物との接触の可能性に応じた報知を行なう運転支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両の運転操作の負担軽減を目的とした各種の装置が提案されている。例えば、特許文献１には、目的地までの経路に沿って経路誘導を行なう経路誘導装置において、交差点等の分岐をスムーズに通過するため、その分岐における右左折案内を行なうことが記載されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の経路誘導装置では、単に分岐における右左折方向を案内するのみである。車両の運転者は、例えば複数車線からなる道路を走行している場合、その右左折方向に応じた車線変更を行なう必要がある。しかし、右左折案内がなされてからでは、例えば道路の渋滞度合いによっては車線変更がスムーズに行ないえない場合もありえる。
【０００４】
このような問題を解決可能な装置が、例えば、特許文献２に記載されている。特許文献２に記載された装置では、曲がり角で右左折等を行なう場合、事前に曲がるべき方向の車線に車線変更を行なうよう指示する。この車線変更指示は、次のように行なわれる。まず、曲がるべき方向の車線における車両の量および平均走行速度とから、その車線の渋滞度を求める。さらに、この渋滞度と曲がり角までの距離とに基づいて車線変更の緊急度を算出する。そして、その緊急度に応じた車線変更指示を行なう。つまり、変更先の車線の渋滞度が高いほど、また曲がり角までの距離が短いほど、車線変更の緊急度は高く算出され、その場合、「すぐに車線変更してください」等の指示が出される。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−２６７９００号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平８−２１０８６７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２に記載された装置であっても、かならずしも十分な運転操作の負担軽減がなしえていない。例えば、車両の運転に不慣れな運転者は、車線変更を行なうべきタイミングを適切に判断することが難しく感じられるものである。そのような運転者に対して、「すぐに車線変更してください。」との車線変更指示を出しても、それに応じて即座に車線変更を行なうことは困難である。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、車両の運転に不慣れな運転者であっても、各種の運転操作を容易に行なうことが可能な運転支援装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の運転支援装置は、目的地への経路誘導を行なうとともに、複数の車線からなる道路を走行している場合に、目的地への経路に応じて車線変更指示を行なう経路誘導手段を備えた車両に適用される運転支援装置であって、
自車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
障害物検出手段の検出結果に基づいて、車線変更動作の障害となる他車両が、車線変更予定の車線に存在するか否かを判断する判断手段と、
判断手段によって、車線変更動作の障害となる他車両が存在しないと判断された場合に、車線変更指示の出力を許可する許可手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の運転支援装置によれば、車線変更予定の車線に、車線変更動作の障害となる他車両が存在しないと判断した場合に、車線変更指示を出力することができる。従って、この車線変更指示が出力されたことを契機として、車線変更動作を開始することにより、運転に不慣れな運転者であっても、適切なタイミングで車線変更動作を行なうことができる。
【００１１】
請求項２に記載の運転支援装置では、経路誘導手段は、目的地への経路が、分岐点において道なり道路以外の道路に進むとき、その分岐点の手前において、車線変更指示を行なうものであり、許可手段は、分岐点までの距離が指示開始距離から指示限界距離の間において、車線変更動作の障害となる他車両が存在しないと判断された場合に、車線変更指示の出力を許可することを特徴とする。
【００１２】
つまり、請求項２に記載の運転支援装置は、指示開始距離と指示限界距離とによって規定される所定の距離範囲において車線変更指示を行なうようにした。従って、例えば分岐点までの距離が指示開始距離となったときに車線変更動作に対して障害となる他車両が存在しても、指示限界距離に達するまでに他車両が車線変更動作の障害となる位置から移動すれば、その時点で車線変更指示が出力できる。
【００１３】
ただし、指示開始距離から指示限界距離まで、他車両が車線変更動作に対して障害となる位置に存在し続けることも考えられるので、請求項３に記載のように、許可手段は、車線変更指示の出力を許可することなく、車両が指示限界距離に達したとき、他車両の有無に係わらず、車線変更指示の出力を許可することが好ましい。そして、この場合には、他車両に留意して車線変更を行なうよう、車線変更指示を行なうことが好ましい。
【００１４】
請求項４に記載の運転支援装置は、ワイパーの作動状態、ライトの灯火状態、走行している道路の渋滞度合い、時間帯、走行している道路の道路種別の少なくとも１つに基づいて車線変更難易度を算出する算出手段と、車線変更難易度が高いほど、指示開始距離が長くなるように、指示開始距離を設定する設定手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
雨が降っていたり、灯火が必要である例えば夜間である場合、視界が悪くなるため、十分に余裕を持って車線変更を行ないえるようにすることが好ましい。すなわち、雨や夜間の場合、車線変更難易度は高いと判断して、指示開始距離を長くすることが好ましい。また、道路が渋滞度している場合も、即座に車線変更が行なえるとは限らない。このため、直接、ＶＩＣＳ等の交通情報から道路の渋滞度合いを取得したり、渋滞の発生しやすい時間帯であるか否か、時間帯から間接的に渋滞度合いを推測し、その渋滞度合いが激しいほど、車線変更難易度が高くなるように、車線変更難易度を算出することが好ましい。なお、国道等の幹線道路ほど、渋滞が発生しやすいため、道路種別から間接的に渋滞度合いを推測することも可能である。
【００１６】
請求項５に記載したように、設定手段は、車線変更難易度が高いほど、指示限界距離が長くなるように、指示限界距離を設定することが好ましい。これにより、車線変更指示が出力されないまま指示限界距離に達し、その指示限界距離において車線変更指示を出力した場合でも、運転者は十分に余裕を持って車線変更を行なうことができる。
【００１７】
請求項６に記載の運転支援装置は、車両の走行速度を検出する速度検出手段を備え、設定手段は、自車両の走行速度が高くなるほど、指示開始距離および／または指示限界距離が長くなるように、指示開始距離および／または指示限界距離を設定することを特徴とする。自車両の走行速度が高くなるほど、分岐点までの到達時間が短くなるためである。
【００１８】
請求項７に記載の運転支援装置は、判断手段は、検出手段によって検出された他車両との距離および相対速度に基づいて、車線変更予定の車線に存在する他車両との衝突危険度を算出し、その衝突危険度に基づいて、車線変更動作の障害となる他車両が存在するか否かを判断することを特徴とする。安全に車線変更を行なうためには、その車線変更の際に、他車両との車間距離が所定の距離以上に保たれている必要がある。ここで、車線変更時に他車両が自車両に接近してくるか否か、および接近する場合の車間距離は、他車両との距離および相対速度から求めることができる。従って、他車両との距離および相対速度から、車線変更に要する時間内に接近してくる他車両との車間距離に応じて衝突危険度を算出し、その衝突危険度に基づいて、車線変更動作の障害となる他車両が存在すると判断することができる。
【００１９】
請求項８に記載のように、障害物検出手段によって他車両の検出が可能か否か判定する検出判定手段を備え、検出判定手段によって他車両の検出が不可能と判定された場合、許可手段は、常時、経路誘導手段による車線変更指示の出力を許可することが好ましい。例えば、障害物検出手段が正常に作動しない場合や、カーブ、坂道等の道路形状によっては、障害物検出手段が、他車両の検出を行ない得ない場合がある。そのため、例えば、ＶＩＣＳ等の交通情報や道路地図データによる道路形状に基づいて、他車両の検出が可能か否かを判断する。そして他車両の検出が不可能であれば、適切な車線変更指示を行なうことができないため、経路誘導手段による車線変更指示をそのまま出力するのである。
【００２０】
請求項９に記載した運転支援装置は、車両が所定の道路に合流する際に、合流予定の道路に存在する他車両との距離および相対速度を検出する検出手段と、
少なくとも合流ポイントに向かって、合流予定の道路を走行する他車両との距離および相対速度に基づき、合流したときに当該他車両と接触する危険度を判定する合流危険度判定手段と、
合流危険度判定手段によって判定された危険度に応じた報知を行なう報知手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
例えば、駐車場や信号機の設定されていない交差点で道路に合流しようとする場合、その合流予定の道路を走行する他車両がいるときには、運転者は、その他車両と十分な間隔を保って、その合流予定の道路に進入できるかどうかを判断する必要がある。しかし、運転に不慣れな運転者は、その判断に迷う場合がある。そのため、請求項９に記載の運転支援装置では、合流予定の道路を、自車両の合流ポイントに向かって走行してくる他車両との距離と相対速度とを検出し、合流した場合にその他車両と接触する危険度を判定して、その危険度に応じた報知を行なうこととした。
【００２２】
すなわち、他車両との距離と相対速度に基づいて、自車両が合流してから、所定の速度に達するまでの間に、その他車両がどの程度接近するかを推測することができる。そして、例えば、他車両と十分な間隔を保ちつつ合流できる状態であれば、危険度はゼロもしくは小、他車両との間隔が所定の距離まで接近する可能性がある状態であれば、危険度中、他車両との間隔が所定の距離以内の範囲まで接近する可能性がある状態であれば、危険度大と判定し、その危険度に応じた報知を行なう。
【００２３】
これにより、運転に不慣れな運転者であっても、他車両との接触危険度を正確に把握できるので、合流できるのかどうかを適切に判断することができる。
【００２４】
請求項１０に記載したように、合流危険度判定手段は、ワイパーの作動状態とライトの灯火状態との少なくとも一方を考慮して危険度を判定するものであり、ワイパーが作動状態であるとき、および／またはライトが灯火状態であるとき、相対速度に応じて設定される危険度が高いと判定する判定距離を伸長させることが好ましい。雨が降っている場合や夜間においては、視界が悪くなるため、合流時の他車両との車間距離がより長くなるようにするためである。
【００２５】
請求項１１に記載した運転支援装置は、道路地図を記憶する記憶手段と、
車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
道路地図および車両の現在位置から、車両が駐車場から道路へ合流する状態を判定する合流状態判定手段とを備え、
合流状態判定手段によって、車両が駐車場から道路へ合流する状態であると判定された場合に、前記報知手段が合流危険度の報知を行なうことを特徴とする。
【００２６】
特に、駐車場から道路に合流する場合には、その合流地点に信号機が設置されていることが少ないので、その道路を走行する他車両の流れが途絶えたタイミングで、その道路に合流する必要がある。従って、記憶した道路地図に基づいて駐車場から道路に合流する状態を判定し、その合流時に、本発明による運転支援装置による報知を行なうことが好ましいのである。
【００２７】
請求項１２に記載したように、検出手段によって他車両の検出が可能か否か判定する検出判定手段を備え、検出判定手段によって他車両の検出が不可能と判定された場合、報知手段は、他車両の検出が不可能である旨を警告することが好ましい。上述したように、分離帯や工事用のフェンス等の道路上の工作物やカーブ等の道路形状、さらに合流地点における道路脇に設置された看板や樹木によって、検出手段が、他車両の検出を行ない得ない場合がある。このような場合は、他車両の検出が不可能である旨を警告することにより、運転者は、合流危険度の報知が行い得ない状態であることを認識することができる。
【００２８】
請求項１３に記載した運転支援装置は、自車両の周囲に存在する障害物との距離および相対速度を検出する障害物検出手段と、
自車両の進行方向を検出する進行方向検出手段と、
進行方向検出手段によって検出された自車両の進行方向に存在する障害物との距離および相対速度に基づいて、障害物と接触する危険度を判定する危険度判定手段と、
危険度判定手段によって判定された接触危険度に応じた報知を行なう報知手段とを備えることを特徴とする。
【００２９】
例えば、駐車場においては、複数の車両が同時にそれぞれの駐車スペースに向かって移動することがある。このような場合、他車両の存在に留意しつつ、所定のスペースに駐車する必要がある。このような状況で、運転に不慣れな運転者は、車両の周囲に注意を払うことが難しい場合があり、運転支援を行なう必要性が高い。そのため、請求項１３の運転支援装置においては、自車両の進行方向に存在する障害物との距離および相対速度に基づいて、障害物と接触する危険度を判定し、その判定された接触危険度に応じた報知を行なうこととした。このような構成を採用することにより、駐車スペースを区画する壁や柱等の静止物のみでなく、他車両等の移動物に対する接触危険度をも適切に報知することが可能になる。
【００３０】
請求項１４に記載したように、接触判定手段は、ワイパーの作動状態とライトの灯火状態との少なくとも一方を考慮して接触危険度を判定するものであり、ワイパーが作動状態であるとき、および／またはライトが灯火状態であるとき、相対速度に応じて設定される接触危険度が高いと判定する判定距離を伸長させることが好ましい。これにより、視界が悪いときには、障害物との距離が離れている時点から報知を行なうことができる。
【００３１】
請求項１５に記載した運転支援装置は、道路地図を記憶する記憶手段と、
車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
道路地図および車両の現在位置から、車両が駐車場内を走行している状態を判定する駐車場内走行状態判定手段とを備え、
駐車場内走行状態判定手段によって、車両が駐車場内を走行している状態であると判定された場合に、報知手段が接触危険度の報知を行なうことを特徴とする。
【００３２】
特に、駐車場においては、他車両等の移動物が存在するため、その移動物との接触危険度を報知することが好ましい。そのため、請求項１５に記載の運転支援装置では、記憶した道路地図と車両の現在位置から駐車場内を走行中であると判定した場合に、報知手段により移動物等の障害物との接触危険度を報知することが好ましい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における運転支援装置に関して説明する。なお、本実施形態においては、運転支援装置は車両用ナビゲーション装置に組み込まれており、以下、運転支援装置を備えた車両用ナビゲーション装置について、図面に基づいて説明する。
【００３４】
図１は、本実施形態に係わる車両用ナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、車両用ナビゲーション装置は、位置検出器１、地図データ入力装置６、操作スイッチ群７、音声出力装置８、表示装置９、外部記録媒体１０、外部通信装置１１、障害物検出器１２、及びこれらに接続された制御装置１６によって構成される。
【００３５】
位置検出器１は、いずれも周知の地磁気センサ２、距離センサ（車速センサ）３、ジャイロスコープ４、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ受信機５を有している。これらは、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお各センサの精度によっては、位置検出器１を上述した内の一部のセンサで構成しても良い。
【００３６】
地図データ入力装置６は、車両の現在位置の検出精度を向上するためのいわゆるマップマッチング用データ、道路地図を描画するための道路地図データ、及び道路地図上にランドマーク等を描画するための目印データ等の各種の地図データを制御装置１６に入力する。この地図データ入力装置６は、各種の地図データを記憶する記憶媒体を備え、その記憶媒体としては、記憶すべきデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭを用いるのが一般的であるが、メモリカードやハードディスクなどの媒体を用いてもよい。
【００３７】
この地図データ入力装置６の記憶媒体に記憶される道路地図データは、駐車場に関するデータも備えている。具体的には、駐車場に関するデータとして、駐車場の大きさ及びその駐車場と道路との接続位置に関するデータを有している。さらに、道路地図データは、道路脇に設置されるガードレールや標識、中央分離帯等の障害物検出器１２の検出に影響を及ぼす工作物に関する情報も有している。
【００３８】
操作スイッチ群７は、例えば表示装置９の周囲に設置されたメカニカルなスイッチや、表示装置９と一体となったタッチスイッチを有し、各種の入力に使用されるものである。また、操作スイッチ群７の一種として、ヘッドライト等の点灯状態を切り換える灯火スイッチ及びワイパーの作動状態を切り換えるワイパースイッチからの信号も、制御装置１６に入力される。
【００３９】
音声出力装置８は、スピーカによって構成され、ナビゲーション装置における車線変更指示を含む経路案内や、ナビゲーション装置の操作の説明を行なう音声を出力する。さらに、音声出力装置１８は、車両が駐車場内を走行する際、及び駐車場等から道路に合流する際に、他車両等との接触危険度に応じた音声による報知を行なう。
【００４０】
表示装置９は、例えば液晶ディスプレイによって構成される。表示装置９の画面には、位置検出器１によって検出された車両の現在位置を示す自車両マークと地図データ入力装置６から入力される地図データとに基づいて、現在位置周辺の道路地図が自車両マークとともに表示されたり、目的地を選択するための選択画面や選択した目的地の周辺の道路地図、及びナビゲーション装置の各種の機能のオン・オフを設定する設定画面等が表示される。また、目的地を設定した場合には、現在地から目的地までの誘導経路が、道路地図画面に付加表示される。
【００４１】
外部通信装置１１は、外部の情報センターと通信を行なうことにより、交通情報、地図情報、施設情報等の各種の情報を取得するものである。例えば、ＶＩＣＳから規制情報や交通情報を取得したり、インターネット回線を通じて地図情報や交通情報を取得する。この外部通信装置１１によって取得された情報は、外部記録媒体１０に保存される。
【００４２】
障害物検出器１２は、自車両の周囲に存在する障害物を検出するものであり、いずれも周知の超音波センサ１３、ＣＣＤカメラ等から構成される視覚センサ１４、及び赤外線センサ１５を備えている。これらのセンサはそれぞれ異なる性質を有しているため、相互に補完しながら車両の周囲の障害物を検出するように構成されている。例えば、超音波センサは、比較的近距離に存在する障害物を検出するのに適しており、赤外線センサは、夜間等、周囲が暗い場合でも障害物を検出することが可能である。さらに、視覚センサは、車両周囲の画像を取り込むもので、その取り込んだ画像は時系列に処理されて、移動物が抽出・認識される。これらの超音波センサ１３、視覚センサ１４、赤外線センサ１５は、車両の周囲の状況を確認できるように、それぞれ複数設けられる。
【００４３】
なお、障害物検出器１２としては、上述したセンサ以外に、例えばレーザ光を用いたレーザレーダセンサやミリ波を用いたミリ波センサ等を用いても良い。これらのセンサは、レーザ光やミリ波を放射してから、その放射したレーザ光やミリ波による反射波を受信するまでの時間によって反射物までの距離を検出するものである。さらに、所定の角度範囲を走査するように、複数のレーザ光やミリ波を放射することにより、その照射角度と距離とに基づいて、自車両に対する相対位置関係を求めることができる。
【００４４】
制御装置１６は通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ＲＯＭには制御装置１６が実行するためのプログラムが記憶されており、このプログラムに従ってＣＰＵ等が所定の演算処理を実行する。例えば、本実施形態による車両用ナビゲーション装置は、いわゆる経路案内機能を備えており、操作スイッチ群７の操作により目的地を入力すると、現在位置を出発地として、目的地までの最適な経路を自動的に選択して誘導経路を計算して、その誘導経路を道路地図上に表示したり、音声出力装置８によってその誘導経路に従った案内がなされる。
【００４５】
次に、本実施形態における車両用ナビゲーション装置における運転支援に関する処理について説明する。すなわち、本実施形態による車両用ナビゲーション装置は、運転に不慣れな運転者が、運転が難しいと感ずることが多い各種の状況において、車両の運転操作を支援するための報知を行なう。運転に不慣れな運転者が、運転が難しいと感ずる状況として、本実施形態では、図３に示すように、駐車場における運転操作（駐車場モード）、駐車場等から道路に合流するための運転操作（道路入線モード）、及び車線を変更するための運転操作（レーンチェンジモード）の３つの状況を想定した。
【００４６】
図２は、それらのモードのいずれに従って、運転支援を行なうべきかを判定する処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、ナビゲーション装置が起動されることにより、その処理が開始される。
【００４７】
まず、ステップＳ１００にて、障害物検出器１２を含むナビゲーション装置全体の動作チェックを行なう。このとき、障害物検出器１２等の動作に異常が見つかった場合は、ステップＳ１１０の異常処理にて、異常が見つかった機器に対応した異常フラグを設定する。例えば、障害物検出器１２の異常が発見された場合には、障害物検出器異常フラグを設定する。この障害物検出器異常フラグが設定されている場合には、後述する他車両等の接近確認可否判断処理にて、他車両等の障害物の検出等の処理が禁止される。
【００４８】
ステップＳ１２０では、運転者が目的地を設定し、その目的地に対する誘導経路に従った経路案内がなされている場合に、案内中フラグを設定する。そして、ステップＳ１３０では、自車両の現在位置の状況を、位置検出器１によって検出される現在位置、道路地図データ、及び誘導経路に基づいて判定する。この現在位置の状況判定は、上述した３つのモードに対応している。すなわち、道路地図データ及び現在位置から、車両が駐車場内にいると判定される場合には、ステップＳ１４０の駐車場モード処理に進む。また、道路地図データ及び現在位置から、駐車場等から道路に合流しようとしている状況と判定した場合には、ステップＳ１５０の道路入線モード処理に進む。その他の状況、すなわち、自車両が道路上に存在する場合には、ステップＳ１６０に進む。
【００４９】
ステップＳ１６０では、車線変更（レーンチェンジ）案内が必要な状況であるか否かを判定する。この判定では、以下の条件▲１▼〜▲３▼がすべて満足された場合に、車線変更案内が必要な状況と判定する。
▲１▼案内中フラグが設定されており、自車両は誘導経路に沿って目的地に向かって走行している。
▲２▼誘導経路に従って走行した場合、前方に交差点等の分岐点が存在する。
▲３▼現在走行している道路が、複数車線からなる道路である。
【００５０】
なお、▲１▼〜▲３▼の条件に加えて、車両が現在走行している車線を現在位置に基づいて判定し、分岐点における右左折方向に対応した右側あるいは左側車線を走行してない場合に、車線変更案内が必要な状況であると判定しても良い。
【００５１】
ステップＳ１６０において車線変更案内が必要な状況と判定されるとステップＳ１７０のレーンチェンジ処理に進み、一方、車線変更案内が不要と判定された場合には、ステップＳ１２０の処理に戻る。
【００５２】
次に、駐車場モード処理、道路入線モード処理、及びレーンチェンジモード処理のそれぞれのモードにおける、運転支援に関する処理内容を説明する。まず、図４及び図５に基づいて、レーンチェンジモード処理について説明する。図４は、レーンチェンジモード処理を示すフローチャートであり、図５は、レーンチェンジモード処理の内容を説明するための説明図である。
【００５３】
まず、図４のステップＳ２００では、車線変更案内の案内状況について判定する。本実施形態においては、車線変更案内は、図５に示す指示開始点から指示限界点までの範囲において１回、さらに最終指示点において１回、合計２回の車線変更指示がなされる。ただし、車線変更指示の回数は２回に限られるものではなく、その回数は１回でも良いし、３回以上でも良い。さらに、ウインカーの作動状態や、車両の現在位置から走行車線を判別して、車線変更が終了した場合には、その時点で、本フローチャートによる処理を終了するようにしても良い。
【００５４】
ステップＳ２００において、指示開始点から指示限界点までの範囲において車線変更指示の案内がすでに行なわれていると判定した場合、ステップＳ３１０に進み、最終指示点に達したか否かを判定する。これら指示開始点、指示限界点、最終指示点の設定方法は、後述する。ステップＳ３１０において、最終指示点に達したと判定した場合には、ステップＳ３２０に進む。ステップＳ３２０では、例えば「前後の安全に注意しながら、右側の車線に移動してください。」と車線変更指示を音声及び表示装置９による表示によって最終案内する。その後、本フローチャートの処理を終了する。また、ステップＳ２００において、車線変更指示の最終案内が行なわれていると判定された場合にも、そのまま、本フローチャートの処理を終了する。
【００５５】
一方、ステップＳ２００において、車線変更指示は未案内であると判定されると、ステップＳ２１０に進み、前方の分岐点に対して本フローチャートによる処理が始めて行なわれたか否かを判定する。ここで、初回の処理であると判定された場合には、ステップＳ２２０に進んで、車線変更難易度を計算する。この車線変更難易度は、移動する車線数、道路種別、時間帯、自車両の灯火状態、ワイパーの作動状態、道路の渋滞度等から算出される。
【００５６】
例えば、道路種別、時間帯、灯火状態、ワイパーの作動状態、道路の渋滞度に応じて図６（ａ）〜（ｅ）に示すようにそれぞれ係数を設定する。そして、以下の数式１に従って、車線変更難易度を求める。
【００５７】
【数１】
車線変更難易度＝移動する車線数×道路種別係数×時間帯係数×灯火係数
×ワイパー係数×渋滞度
ここで、図６（ａ）に示す道路種別係数は、国道が最も係数が高く、以下、県道、市町村道、有料道となるほど、係数が減少するように設定される。これは、国道等の幹線道路ほど、混雑し易く、車線変更を行なう際に、他車両が障害となりやすいことを考慮したものである。また、図６（ｂ）に示す時間帯係数は、朝夕の通勤時間帯に道路は混雑しやすく、次に、昼の交通量が多く、夜間・早朝は、交通量は少ないことを考慮して設定した。従って、混雑し易い朝・夕の時間帯の係数が最も高く、夜間・早朝の時間帯の係数が最も低く設定されている。
【００５８】
図６（ｃ）に示す灯火係数は、ヘッドライト等が点灯されている場合、係数が１に設定され、点灯されていない場合には、係数が０．８に設定されている。これは、ヘッドライド等の点灯が必要なほど、周囲が暗くなってくると、視界が悪くなるため、車線変更の難易度も高くなると考えられるためである。同様に、雨等が降っている場合も視界が悪くなるので、図６（ｄ）に示すように、ワイパーが動作しているときのワイパー係数は１に設定され、非作動の場合は、０．７に設定されている。
【００５９】
図６（ｅ）の渋滞係数は、渋滞が最も酷い状態（渋滞）の場合には係数が０．７に設定され、ある程度流れてはいるが、車両が切れ目無く続くような状態（混雑）の場合には係数が１に設定され、道路が空いている場合には、係数が０．７に設定されている。渋滞が最も酷い場合、車両は停止しているか、極低速で走行している状態である、この場合は、車両の走行速度が極めて低いため、車線変更は比較的容易に行ないえるので、渋滞係数を０．７とした。また、混雑時は、車両が途切れなく続き、かつ走行速度も渋滞時に比較して高いため、車線変更の難易度は高くなる。従って、混雑時の渋滞係数が最も高く設定されている。なお、道路の渋滞度合いは、ＶＩＣＳ等の外部の情報センターから取得する。
【００６０】
このようにして車線変更難易度を求めると、次に、ステップＳ２３０において、車線変更指示点の計算を行なう。車線変更指示点は、上述したように、指示開始点、指示限界点、及び最終指示点の３点があり、それぞれ、以下の数式２〜数式４に従って計算される。
【００６１】
【数２】
指示開始点＝車線変更難易度×基準距離×自車速度
【００６２】
【数３】
指示限界点＝車線変更難易度×基準距離×自車速度×０．５
【００６３】
【数４】
最終指示点＝車線変更難易度×基準距離×自車速度×０．３
このように、それぞれの車線変更指示点は、上述した車線変更難易度と自車速度に応じた距離として算出される。すなわち、車線変更難易度が高いほど、各指示点と分岐点（交差点）との距離が長くなるように、各指示点が設定される。これにより、車線変更難易度が高く、車線変更を行ない難い状況ほど、早めに車線変更指示の案内が出されることになる。また、自車速度に関しても、自車速度が高くなるほど、各指示点と分岐点との距離が長くなるように、各指示点が設定される。自車速度が高くなるほど、分岐点までの到達時間が短くなるためである。
【００６４】
ステップＳ２４０では、車線変更指示を案内するための処理を開始するか否かを判定する。つまり、自車両の位置がステップＳ２３０にて算出した指示開始点に達して、周囲の状況を確認した上で、車線変更指示を案内するか否かを判定する。ステップＳ２３０にて、自車両の位置が、指示開始点に達していないと判定された場合には、処理を中断する。この際、次回にレーンチェンジモード処理が行われる場合に、処理の初回と判断されるように、車線変更難易度及び各指示点をクリアした後に、本フローチャートの処理を終了する。
【００６５】
一方、ステップＳ２４０にて、自車両の位置が指示開始点に達しており、車両変更指示を案内する処理を継続すると判定した場合には、ステップＳ２５０にて、接近確認の可否判断処理を行なう。この接近確認の可否判断では、上述したように、ステップＳ１００，Ｓ１１０の処理にて、障害物検出器１２の異常が発見され、障害物検出器異常フラグが設定されているか否かに基づいて、他車両等の接近確認を行ない得る状態であるか否かを判断する。また、道路地図データと自車両の現在位置とに基づいて、障害物検出器１２によって車線変更先の車線の他車両が検出可能か否かを判定する。すなわち、障害物検出器１２は、車両の周囲の所定の方向に向けて車両に設置されており、道路が曲がっている場合や、平坦路から坂道となる状況では、正確に他車両を検出することができない。従って、道路地図データ及び現在位置に基づいて、障害物検出器１２が他車両を検出可能な道路形状であるか否かを判定する。この接近確認可否判断処理にて、確認不可と判定された場合には、ステップＳ３２０に進み、上述したように、即座に車線変更指示の案内を行なう。
【００６６】
ステップＳ２５０にて、接近確認が可能と判定された場合、ステップＳ２６０にて、車線変更において障害となる他車両を検出する。この他車両の検出では、図５に示すように、車線変更先の車線を走行する他車両との距離及び相対速度が検出される。例えば、視覚センサ１４は、車両の周囲の状況を確認できるように、複数設けられており、車線変更先の車線を走行する車両を捉えることができる視覚センサ１４を選定する。そして、視覚センサ１４によって所定時間毎に連続して検出された画像から、他車両を抽出するとともに、その画像における位置、及びその位置の変化から、他車両との距離及び相対速度を算出する。なお、検出対象となる他車両は、車線変更先の車線において、自車両の前方及び後方に最も接近している２台の他車両である。
【００６７】
そして、ステップＳ２７０にて、それぞれの他車両との距離及び相対速度に基づいて、それぞれの他車両との接触危険度を計算する。この接触危険度の計算は、例えば、図７に示すようなマップを用いて行なうことができる。このマップでは、自車両の位置を距離０とし、その自車両からの前後方向の距離の絶対値を縦軸とし、横軸を他車両との相対速度としている。なお、この相対速度は、他車両が前方に存在するときには、他車両速度から自車両速度を減算して求め、他車両が後方に存在するときには、自車両速度から他車両速度を減算して求める。これにより、相対速度の符号がプラスとなるときには、その相対速度の大きさに応じて自車両と他車両とが離間することになり、相対速度の符号がマイナスになるときには、その相対速度の大きさに応じて自車両と他車両とが接近することになる。
【００６８】
そして、自車両と他車両とが離間していく場合には、自車両と他車両との距離が比較的短くても、車線変更を行なう際には、その距離が序々に拡大していく。このため、相対速度の符号がプラスの場合には、他車両との距離が比較的短い距離以上離れていれば、安全に車線変更を行ない得る。一方、自車両と他車両とが接近する場合には、車線変更時に、安全な車間距離を確保するために、その接近速度に対応する距離以上離れている必要がある。このような理由から、離間時には、他車両との距離が比較的短い距離以上離れている領域を安全領域とし、接近時には、その接近速度が速くなるにつれて、安全領域と判定する距離を長くする。
【００６９】
ステップＳ２８０では、ステップＳ２７０にて、他車両との距離及び相対速度の関係が、安全領域に属するものとして計算されたのか、危険領域に属するものとして計算されたのかを判定する。そして、安全領域に属すると判定された場合には、ステップＳ２９０に進み、例えば右側の車線に移動する場合、「右側のレーンに移動してください。」等の音声案内及び表示装置９による表示案内を行なう。すなわち、このステップＳ２８０の危険度判定処理が本発明の許可手段に相当する。
【００７０】
一方、ステップＳ２８０にて危険領域に属すると判定された場合には、ステップＳ３００にて自車両の現在位置が指示限界点に達したか否かを判定する。未だ指示限界点に達していなければ、本フローチャートによる処理を一旦終了する。一方、指示限界点に達している場合には、ステップＳ３２０に進んで、車線変更指示の案内を行なう。すなわち、指示開始距離から指示限界距離まで、他車両が車線変更動作に対して障害となる位置に存在し続けた場合、車線変更指示を案内できずに、自車両が指示限界点に達する場合がある。この場合には、車線変更指示を案内することは運転者にとって有用であるため、他車両の存在に係わらず、車線変更指示を案内するのである。ただし、この車線変更指示は、他車両に留意して車線変更を行なうよう、「前後の安全に注意しながら、右側の車線に移動してください。」等の案内とする。
【００７１】
上述したレーンチェンジモード処理によれば、車線変更予定の車線に、車線変更動作の障害となる他車両が存在しないと判断した場合に、車線変更指示を案内することができる。従って、この車線変更指示が案内されたことを契機として、車線変更動作を開始することにより、運転に不慣れな運転者であっても、適切なタイミングで車線変更を行なうことができる。
【００７２】
次に、図８に基づいて、道路入線モード処理について説明する。図８は、道路入線モード処理を示すフローチャートである。
【００７３】
まず、ステップＳ４００では、自車両の状態を取得する。具体的には、自車の走行速度を、距離センサ（車速センサ）３の検出信号に基づいて求める。さらに、自車両が、道路に対して合流する方向を図示しないウインカースイッチの作動状態、もしくは、誘導経路が設定されている場合には、その誘導経路から求める。
【００７４】
ステップＳ４１０では、その合流地点における道路形状や、道路脇に設置されるガードレールや標識、中央分離帯等の障害物検出器１２の検出に影響を及ぼす工作物に関する情報を、道路地図データ及びＶＩＣＳ交通情報から取得する。そして、ステップＳ４２０では、その道路形状及び工作物に関する情報に基づいて、障害物検出器１２が合流地点に向かって走行してくる他車両を検出可能か否かを判定する。さらに、ステップＳ１００，Ｓ１１０の処理にて、障害物検出器１２の異常が発見され、障害物検出器異常フラグが設定されているか否かに基づいて、障害物検出器１２が他車両の検出を行なうことが可能か否かを判定する。
【００７５】
この検出可否判定処理にて、検出不可と判定された場合には、ステップＳ４６０に進み、他車両の検出を行ない得ない旨の警告を音声及び表示装置９による表示によって行なう。一方、ステップＳ４２０にて、検出可能と判定された場合には、ステップＳ４３０にて、自車両が道路に合流しようとしている合流地点に向かって走行してくる他車両を検出する。この他車両の検出では、自車両が左折する場合には、右側から交流地点に向かってくる他車両が検出対象となり、右折する場合には、左右両側から合流地点に向かってくる他車両が検出対象となる。そして、この検出対象となる他車両との距離及び相対速度を検出する。なお、この相対速度は、自車両が合流地点で一時停止している場合は、他車両の走行速度に相当することになる。
【００７６】
ステップＳ４４０では、ステップＳ４３０にて検出した検出対象となる他車両との距離及び相対速度に基づいて、その他車両との接触危険度を計算する。この接触危険度の計算は、基本的な考え方は上述した車線変更の場合と同じであり、その他車両との相対速度が大きい場合には、安全と判定する距離は長くなり、相対速度が小さくなるほど、安全と判定する距離は短くなる。ただし、自車両が道路に合流する場合には、その合流地点に向かってくる他車両との関係のみを考慮すれば良い。従って、算出される相対速度は、自車両に対して他車両が接近してくる場合のみとなる。そして、自車両と他車両との間に、相対速度に応じて設定される安全距離以上の距離がある場合には、安全領域に属すると計算され、安全距離よりも短い距離しかない場合には、危険領域に属すると計算される。
【００７７】
また、この接触危険度の計算において、ヘッドライド等の灯火状態及びワイパーの作動状態を加味しても良い。具体的には、夜間や雨の場合には、視界が悪くなるので、ヘッドライトが灯火されていたり、ワイパーが作動している場合には、安全領域と判定するための安全距離を全体的に長くするようにしても良い。
【００７８】
ステップＳ４５０では、ステップＳ４４０にて計算された安全領域もしくは危険領域に応じた音声及び表示にて、合流危険度を報知する。
【００７９】
なお、合流危険度として、単に安全・危険の２種類を報知するのみではなく、危険領域に隣接する安全領域の一部を注意領域として、安全（危険度ゼロもしくは小）・注意（危険度中）・危険（危険度大）等、危険度の段階を３種類に増やして報知するようにしても良い。これにより、運転者は、他車両と十分な間隔を保ちつつ合流できる安全状態であるのか、他車両との間隔が所定の距離まで接近する可能性がある注意状態であるのか、もしくは、他車両との間隔が所定の距離以内の範囲まで接近する可能性がある危険状態であるのかが把握できる。
【００８０】
上述したように、道路入線モード処理を行うことにより、運転に不慣れな運転者であっても、他車両との接触危険度を正確に把握できるので、その道路に合流できるタイミングであるかどうかの判断を適切に行なうことができる。
【００８１】
次に、図９に基づいて、駐車場モード処理について説明する。図９は、駐車場モード処理を示すフローチャートである。
【００８２】
まず、ステップＳ５００では、自車両の状態を取得する。具体的には、自車の移動方向を、変速機（図示せず）のギア位置とステアリング（図示せず）の操舵状態とから求め、さらに、走行速度を、距離センサ（車速センサ）３の検出信号に基づいて求める。
【００８３】
ステップＳ４１０では、ステップＳ１００，Ｓ１１０の処理にて、障害物検出器１２の異常が発見され、障害物検出器異常フラグが設定されているか否かに基づいて、障害物検出器１２が障害物の検出を行なうことが可能か否かを判定する。
【００８４】
この検出可否判定処理にて、検出不可と判定された場合には、ステップＳ５５０に進み、障害物の検出を行ない得ない旨の警告を音声及び表示装置９による表示によって行なう。一方、ステップＳ５１０にて、検出可能と判定された場合には、ステップＳ５２０にて、自車両の進行方向と側方に存在する障害物までの距離、及び相対速度を求める。
【００８５】
ステップＳ５３０では、ステップＳ５２０にて検出した障害物との距離及び相対速度に基づいて、その障害物との接触危険度を計算する。この接触危険度の計算方法は、上述した道路入線モード処理の場合と同様である。すなわち、相対速度から安全距離を設定し、その安全距離よりも近ければ危険領域、遠ければ安全領域に属するとの計算を行なう。
【００８６】
また、道路入線モード処理の場合と同様に、この接触危険度の計算において、ヘッドライド等の灯火状態及びワイパーの作動状態を加味しても良い。具体的には、夜間や雨の場合には、視界が悪くなるので、ヘッドライトが灯火されていたり、ワイパーが作動している場合には、安全領域と判定するための安全距離を全体的に長くする。
【００８７】
ステップＳ５４０では、ステップＳ５３０にて計算された安全領域もしくは危険領域に応じた音声及び表示にて、接触危険度を報知する。
【００８８】
上述したように、駐車場モード処理においては、自車両の進行方向及び側方に存在する障害物との距離および相対速度に基づいて、障害物と接触する危険度を判定し、その判定された接触危険度に応じた報知を行なうこととした。これにより、駐車スペースを区画する壁や柱等の静止物のみでなく、他車両等の移動物に対する接触危険度をも適切に報知することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係わる、車両用ナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】運転支援を行なうべきモードを判定するための処理を示すフローチャートである。
【図３】運転支援を行なう各モード（駐車場モード、道路入線モード、レーンチェンジモード）における車両の状態を示す説明図である。
【図４】レーンチェンジモード処理の内容を示すフローチャートである。
【図５】レーンチェンジモード処理の内容を説明するための説明図である。
【図６】車線変更難易度を計算するための係数を示し、（ａ）は道路種別係数、（ｂ）は時間帯係数、（ｃ）は灯火係数、（ｄ）はワイパー係数、及び（ｅ）は渋滞度係数を示す。
【図７】車線変更時における他車両との接触危険度を計算するためのマップである。
【図８】道路入線モード処理の内容を示すフローチャートである。
【図９】駐車場モード処理の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 位置検出器
６ 地図データ入力器
７ 操作スイッチ群
８ 音声出力装置
９ 表示装置
１０ 外部通信装置
１２ 障害物検出器
１６ 制御装置

Claims (15)

1. 目的地への経路誘導を行なうとともに、複数の車線からなる道路を走行している場合に、前記目的地への経路に応じて車線変更指示を行なう経路誘導手段を備えた車両に適用される運転支援装置であって、
   自車両の周囲に存在する障害物を検出する障害物検出手段と、
   前記障害物検出手段の検出結果に基づいて、車線変更動作の障害となる他車両が、車線変更予定の車線に存在するか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段によって、車線変更動作の障害となる他車両が存在しないと判断された場合に、前記車線変更指示の出力を許可する許可手段とを備えることを特徴とする運転支援装置。
2. 前記経路誘導手段は、前記目的地への経路が、分岐点において道なり道路以外の道路に進むとき、その分岐点の手前において、車線変更指示を行なうものであり、
   前記許可手段は、分岐点までの距離が指示開始距離から指示限界距離の間において、前記車線変更動作の障害となる他車両が存在しないと判断された場合に、前記車線変更指示の出力を許可することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。
3. 前記許可手段は、車線変更指示の出力を許可することなく、車両が前記指示限界距離に達したとき、前記他車両の有無に係わらず、車線変更指示の出力を許可することを特徴とする請求項２に記載の運転支援装置。
4. ワイパーの作動状態、ライトの灯火状態、走行している道路の渋滞度合い、時間帯、走行している道路の道路種別の少なくとも１つに基づいて車線変更難易度を算出する算出手段と、
   当該車線変更難易度が高いほど、前記指示開始距離が長くなるように、前記指示開始距離を設定する設定手段とを備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の運転支援装置。
5. 前記設定手段は、前記車線変更難易度が高いほど、前記指示限界距離が長くなるように、前記指示限界距離を設定することを特徴とする請求項４に記載の運転支援装置。
6. 車両の走行速度を検出する速度検出手段を備え、
   前記設定手段は、自車両の走行速度が高くなるほど、前記指示開始距離および／または前記指示限界距離が長くなるように、前記指示開始距離および／または前記指示限界距離を設定することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の運転支援装置。
7. 前記判断手段は、前記検出手段によって検出された他車両との距離および相対速度に基づいて、車線変更予定の車線に存在する他車両との衝突危険度を算出し、その衝突危険度に基づいて、車線変更動作の障害となる他車両が存在するか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の運転支援装置。
8. 前記障害物検出手段によって他車両の検出が可能か否か判定する検出判定手段を備え、前記検出判定手段によって他車両の検出が不可能と判定された場合、前記許可手段は、常時、前記経路誘導手段による前記車線変更指示の出力を許可することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の運転支援装置。
9. 車両が所定の道路に合流する際に、合流予定の道路に存在する他車両との距離および相対速度を検出する検出手段と、
   少なくとも合流ポイントに向かって、合流予定の道路を走行する他車両との距離および相対速度に基づき、合流したときに当該他車両と接触する危険度を判定する合流危険度判定手段と、
   前記合流危険度判定手段によって判定された危険度に応じた報知を行なう報知手段とを備えることを特徴とする運転支援装置。
10. 前記合流危険度判定手段は、ワイパーの作動状態とライトの灯火状態との少なくとも一方を考慮して危険度を判定するものであり、ワイパーが作動状態であるとき、および／またはライトが灯火状態であるとき、前記相対速度に応じて設定される危険度が高いと判定する判定距離を伸長させることを特徴とする請求項９に記載の運転支援装置。
11. 道路地図を記憶する記憶手段と、
    車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
    前記道路地図および車両の現在位置から、車両が駐車場から道路へ合流する状態を判定する合流状態判定手段とを備え、
    前記合流状態判定手段によって、車両が駐車場から道路へ合流する状態であると判定された場合に、前記報知手段が合流危険度の報知を行なうことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の運転支援装置。
12. 前記検出手段によって他車両の検出が可能か否か判定する検出判定手段を備え、前記検出判定手段によって他車両の検出が不可能と判定された場合、前記報知手段は、他車両の検出が不可能である旨を警告することを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の運転支援装置。
13. 自車両の周囲に存在する障害物との距離および相対速度を検出する障害物検出手段と、
    自車両の進行方向を検出する進行方向検出手段と、
    前記進行方向検出手段によって検出された自車両の進行方向に存在する障害物との距離および相対速度に基づいて、前記障害物と接触する危険度を判定する危険度判定手段と、
    前記危険度判定手段によって判定された接触危険度に応じた報知を行なう報知手段とを備えることを特徴とする運転支援装置。
14. 前記接触判定手段は、ワイパーの作動状態とライトの灯火状態との少なくとも一方を考慮して接触危険度を判定するものであり、ワイパーが作動状態であるとき、および／またはライトが灯火状態であるとき、前記相対速度に応じて設定される前記接触危険度が高いと判定する判定距離を伸長させることを特徴とする請求項１３に記載の運転支援装置。
15. 道路地図を記憶する記憶手段と、
    車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
    前記道路地図および車両の現在位置から、車両が駐車場内を走行している状態を判定する駐車場内走行状態判定手段とを備え、
    前記駐車場内走行状態判定手段によって、車両が駐車場内を走行している状態であると判定された場合に、前記報知手段が接触危険度の報知を行なうことを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の運転支援装置。

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