JP2008151507A - 合流案内装置および合流案内方法 - Google Patents

Abstract

【課題】合流のための操舵を行うべき路面上の位置を明確に把握することができなかった。
【解決手段】自車両の動作を示す情報を取得し、自車両の周囲を走行する他車両の動作を示す情報を取得し、前記自車両の動作と前記他車両の動作とに基づいて前記自車両を前記他車両の走行車線に合流させるための合流部を特定し、前記自車両を前記合流部に合流させるための操舵を行う路面上の位置を案内する。
【選択図】図３

Description

本発明は、他車両の走行車線に自車両を合流させるための案内を行う合流案内装置および方法に関する。

従来、自車両を他車両の車列に合流させるための案内を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、自車両が合流地点に達するときの他車両と自車両との位置関係を、路面に設置された表示装置によって表示する技術が開示されている。
特開２００２−２６０１７３号公報

従来の技術においては、合流のための操舵を行うべき路面上の位置を明確に把握することができなかった。
すなわち、高速道路などの合流操作においては，一般に、加速車線上で自車両を加速するなど所要の操作を行った上で操舵等を実施するものであり、自車両の操作と他車両の動作とによって合流可能な合流部の位置は変動する。従って、特許文献１のように予め位置が限定された合流地点について案内を行っても、実際に操舵を実施すべき位置と当該合流地点とが一致せず、運転者は合流のための操舵を行うべき路面上の位置を明確に把握することができない。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、合流のための操舵を行うべき路面上の位置を運転者に対して明確に提示することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明においては、自車両を他車両の走行車線に合流させるための合流部を特定し、自車両を当該合流部に合流させるための操舵を行う路面上の位置を案内する。従って、運転者はその位置に至ったときに操舵を行うべきであることを明確に把握することができる。

すなわち、合流案内に際して合流に際して必要になる自車両の加速量等を案内するのみでは、運転者はどの位置で操舵を行うべきであるのかを明確に提示することができない。しかし、本発明によれば操舵を行うべき路面上の位置を明確に把握することができるので、操舵の開始位置を運転者自ら決定する必要がなくなり運転者の負担を極めて小さくすることができる。

ここで、自車両動作取得手段は合流部を特定するために他車両と比較し得る自車両の動作を取得することができればよく、他車両動作取得手段は合流部を特定するために自車両と比較し得る他車両の動作を取得することができればよい。従って、各種センサやカメラ、各種通信など種々の情報に基づいて自車両の動作を取得可能である。例えば、車両の位置、速度、加速度等をセンサやカメラによって特定する構成や、ＧＰＳからの信号や地図上での自車両での軌跡，車車間通信，路車間通信等によって車両の位置，速度，加速度等を取得する構成を採用可能である。

合流部特定手段においては、自車両を他車両の走行車線に合流させるための合流部を特定することができればよい。例えば、自車両を進入させることが可能な間隔が他車両と他車両との間に存在し、自車両を加減速することでこの間隔の脇に移動させることができる状態にあるときに、この間隔が存在する位置を合流部として特定すればよい。このためには、自車両と他車両との関係および他車両と他車両との関係を特定することが必要になるので、自車両と他車両との動作に基づいてこれらを特定すればよい。むろん、合流部は他車両の間に限定されず、他車両の前あるいは後のスペースであっても良いし、他車両が存在しない場合には路面上の任意の位置が合流部になり得る。

操舵位置案内手段は、前記操舵を行う路面上の位置を運転者に案内することができればよい。すなわち、合流部特定手段によって合流部が特定されると、その合流部に自車両を合流させるために操舵を行うべき位置を特定することができる。例えば、予測される合流部の位置に自車両を併走させて両者の相対速度を予め決められた速度以下（例えばほぼ”０”）にすることができる位置を予測し、この位置を前記操舵を行う路面上の位置とすればよい。

路面上の位置を案内するに際しては、運転者が操舵を開始する位置を明確に把握できるように案内を実施することができればよく、各種の案内手段を採用可能である。すなわち、運転者が視覚や聴覚によって認識できるように路面上の位置を案内すればよいが、運転者に対してより明確に路面上の位置を案内するためには視覚によって認識できるように案内することが好ましい。

さらに、操舵位置案内手段にて前記路面上の位置を案内する構成の例として、自車両が前記路面上の位置に達する以前から当該路面上の位置に達するまで前記案内を続ける構成を採用しても良い。この構成によれば、運転者は操舵を行うべき路面上の位置を当該路面上の位置に到達する以前から認識することができるので、操舵を実施するまでに目視による確認を行うなど、充分な準備を行うことができる。従って、運転者の負担を極めて小さくすることができる。

さらに、操舵位置案内手段にて前記路面上の位置を案内する構成の例として、光出力手段によって路面上に案内を表示する構成を採用しても良い。すなわち、光出力手段から路面に対して光を出力して当該路面上に情報を表示できるように構成すれば、前記操舵を行うべき路面上の位置において実際に操舵を行うべき位置であることを示す情報を表示することができる。従って、運転者は運転を行いながら極めて容易に操舵を行う位置を認識することができる。

なお、光出力手段としては種々の構成が採用可能であり、レーザーや他の可視光を自車両の走行方向に出力し、路面に情報を表示することができればよい。むろん、その取り付け位置は限定されないし、常に特定の位置に情報を表示するためにヨー，ロール，ピッチなどの自車両の動作に応じて光の出力方向を調整する構成を採用しても良い。

さらに、操舵位置案内手段にて前記路面上の位置を案内する構成の例として、自車両が走行している路面の画像を表示する画像表示手段によって前記操舵を行う路面上の位置を表示する構成を採用しても良い。すなわち、自車両のナビゲーション等を実施するために画像表示手段にて路面を表示する構成において、操舵を行う位置であることを示す画像と操舵の位置の目印となる構造体の画像とを表示させる。この結果、運転者は運転を行いながら極めて容易に操舵を行う位置を認識することが可能になる。

なお、操舵を行う位置の周囲にその目印となる構造体の画像を表示するためには、自車両をナビゲートする際に利用する地図情報に予め道路の周囲に存在する構造体の画像情報を含めておき、前記操舵を行う路面上の位置を特定したときに、その位置の周囲にある構造体の画像を抽出すればよい。むろん、フロントカメラによって撮影した画像を表示するように構成してもよい。

さらに、操舵位置案内手段にて前記路面上の位置を案内する構成の例として、自車両のフロントガラスに当該路面上の位置を示す情報を表示する構成を採用しても良い。すなわち、この構成において、自車両の運転者から前記操舵を行う位置を見たときの視線とフロントガラスとの交点に前記操舵の位置を示す情報を表示すれば、運転者にとっては前記操舵を行う路面上に当該操舵の位置を示す情報が表示されているように見える。従って、運転者は運転を行いながら極めて容易に操舵を行う位置を認識することができる。なお、情報表示手段としては種々の構成を採用可能であり、例えば、ヘッドアップディスプレイやプロジェクタによって所望の情報をフロントガラスに表示する装置等を採用可能である。

さらに、本発明のように合流のための操舵を行う路面上の位置を案内する手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のような合流案内装置、プログラム、方法は、単独の合流案内装置として実現される場合もあれば、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のような合流案内装置を備えたナビゲーション装置や方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、合流案内装置を制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）ナビゲーション装置の構成：
（２）合流案内処理：
（３）他の実施形態：

（１）ナビゲーション装置の構成：
図１は、本発明にかかる合流案内装置を含むナビゲーション装置１０の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える制御部２０と記憶媒体３０とを備えており、記憶媒体３０やＲＯＭに記憶されたプログラムを制御部２０で実行することができる。本実施形態においては、このプログラムの一つとしてナビゲーションプログラム２１を実施可能であり、当該ナビゲーションプログラム２１はその機能の一つとして自車両を他車両の走行車線に合流させる際の合流案内を実施する機能を備えている。

自車両（ナビゲーション装置１０が搭載された車両）には、ナビゲーションプログラム２１を実現するためにＧＰＳ受信部４０と車速センサ４１とカメラ４２と舵角センサ４３とレーザー出力部４４とスピーカー４５と表示部４６とが備えられており、これらの各部と制御部２０との信号の授受は図示しないインタフェースによって実現されている。

ＧＰＳ受信部４０は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して自車両の現在位置を算出するための情報を出力する。制御部２０は、この信号を取得して自車両の現在位置を取得する。車速センサ４１は、自車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、自車両の速度を取得する。カメラ４２は自車両の後方を視野に含むように自車両に対して取り付けられ、撮影した画像を示す画像データを出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの画像データを取得してカメラ４２の視野に含まれる他車両の動作等を特定する。

舵角センサ４３は、自車両のステアリングの回転角に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、ステアリングの回転角を示す情報を取得する。本実施形態においては、合流のための操舵を実施したか否かを判別するために当該舵角センサ４３が利用される。レーザー出力部４４は、自車両の外部の路面に向けてレーザーを出力する機構であり、任意の位置に向けてレーザーを出力する。従って、レーザーの出力方向を制御して文字や図形など所望の形状を路面に投影することができる。

制御部２０は、ナビゲーションプログラム２１を実行することにより、上述のようにして取得した各種情報に基づいて自車両を他車両の走行車線に合流させるための合流部を特定し、自車両において合流のために操舵を行う路面上の位置（以下、操舵位置とも呼ぶ）を案内する。本実施形態においては、前記レーザー出力部４４によって前記操舵位置を案内し、さらにスピーカー４５および表示部４６によって合流を支援するための案内を行う。

すなわち、制御部２０は、前記合流部に対して合流するために操舵を行うべき位置を予測し、予め決められた図形をこの位置に投影するための情報を前記レーザー出力部４４に対して出力し、当該レーザー出力部４４はこの情報に基づいて当該予め決められた図形を操舵位置に投影する。また、制御部２０は、音声によって各種の案内を行うための制御信号をスピーカー４５に出力し、画像によって各種の案内を行うための制御信号を表示部４６に出力し、スピーカー４５および表示部４６から操舵位置や必要な加減速等を示す各種の案内を出力する。

本実施形態においては、ナビゲーションプログラム２１が前記操舵位置の案内を実施することにより、ナビゲーション装置１０を本発明にかかるナビゲーション装置として機能させる。ナビゲーションプログラム２１は、自車両動作取得部２１ａと他車両動作取得部２１ｂと案内処理部２１ｃとを備えている。また、記憶媒体３０には、ナビゲーションプログラム２１による案内を実施するため地図情報３０ａが記憶されている。地図情報３０ａは、道路上に設定されたノードを示すノードデータやノード同士の連結を示すリンクデータ、目標物を示すデータ、路面の周囲の構造物を示すデータ等を含み、自車両の位置の特定や路面形状の特定、目的地への案内等に利用される。

自車両動作取得部２１ａは、ＧＰＳ受信部４０が出力する信号に基づいて自車両の位置を特定し、車速センサ４１が出力する信号に基づいて自車両の速度と加速度とを取得するモジュールである。他車両動作取得部２１ｂは、カメラ４２が取得した画像に基づいて他車両の動作を取得するモジュールであり、画像処理部２１ｂ１を備えている。すなわち、画像処理部２１ｂ１がカメラ４２を介して自車両の周囲の画像を取得すると、他車両動作取得部２１ｂがこの画像に基づいて他車両の画像を抽出し、当該他車両の動作を抽出する。

より具体的には、他車両の検出を行う対象となる車線を画像から抽出し、その車線内の画像から他車両の画像を抽出してフレーム間の比較を行う。そして、フレーム間における他車両の画像の変位に基づいて他車両の動作、すなわち、他車両の位置（自車両に対する相対位置）と速度と加速度とを検出する。

案内処理部２１ｃは、自車両動作取得部２１ａと他車両動作取得部２１ｂとが出力する情報に基づいて自車両を合流部に合流させる際に操舵を行う操舵位置を特定し、当該操舵位置を案内するモジュールであり、合流部特定部２１ｃ１と操舵位置案内部２１ｃ２とを備えている。合流部特定部２１ｃ１は、自車両を他車両の走行車線に合流させるための合流部を特定する。すなわち、他車両の動作に基づいて他車両の間に存在する間隔を特定し、自車両を合流させるために充分な長さの間隔から過度の加減速をすることなく到達可能な間隔を特定し合流部とする。

操舵位置案内部２１ｃ２は、当該合流部へ自車両を合流させることが可能な上述の操舵位置を特定し、当該操舵位置であることを示す図形をこの位置の路面に投影する。すなわち、当該図形を投影するための情報を前記レーザー出力部４４に対して出力する。また、案内処理部２１ｃは、合流部に当該自車両を到達させるための加減速量等を案内するため、これらの案内を示す情報をスピーカー４５や表示部４６に対して出力する。

（２）合流案内処理：
次に、以上の構成においてナビゲーション装置１０が実施する案内処理を説明する。ナビゲーション装置１０によってナビゲーションプログラム２１が実行されているとき、自車両動作取得部２１ａと他車両動作取得部２１ｂと案内処理部２１ｃとは図２に示す処理を実施する。

この処理においては、まず、自車両動作取得部２１ａが自車両の動作に関する情報を取得する（ステップＳ１００）。すなわち、自車両動作取得部２１ａはＧＰＳ受信部４０の出力信号に基づいて自車両の位置を取得し、車速センサ４１の出力信号に基づいて速度と加速度を示す情報を取得する。次に、前記地図情報３０ａを参照して前記自車両の位置が合流案内を実施すべき合流エリア内（例えば、高速道路の加速車線内）に存在するか否かを判別する（ステップＳ１０５）。当該ステップＳ１０５にて、自車両が合流エリア内に存在すると判別されないときには、ステップＳ１００に戻って処理を繰り返す。

図３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、自車両と他車両および合流部の関係を例示する俯瞰図である。これらの図においては、加速車線Ｌと高速道路Ｅとを示すとともに加速車線Ｌ上の自車両Ｃ₀と高速道路Ｅ上の他車両Ｃ₁，Ｃ₂を示している。また、図３Ａにおいては、自車両Ｃ₀に搭載されたカメラ４２の視野を範囲Ｖにて示している。この例において、図３Ａのように自車両Ｃ₀が高速道路Ｅの加速車線Ｌ上に存在するとき、上述のステップＳ１０５にて自車両Ｃ₀が合流エリア内に存在すると判別される。

ステップＳ１０５にて、自車両が合流エリア内に存在すると判別されたときには、他車両動作取得部２１ｂが他車両の動作に関する情報を取得する（ステップＳ１１０）。すなわち、カメラ４２の出力信号に基づいて他車両の位置と速度と加速度を取得する。より具体的には、上述のように画像処理部２１ｂ１がカメラ４２を介して自車両の周囲の画像を取得して他車両の画像を抽出し、フレーム間比較を行って他車両の位置と速度と加速度とを検出する。

ステップＳ１１０にて他車両の動作に関する情報を取得すると、合流部特定部２１ｃ１が合流部を特定する（ステップＳ１１５）。すなわち、他車両の位置に基づいて他車両の間に存在する間隔を特定し、自車両を合流させるために充分な長さの間隔を特定する。さらに、当該充分な長さの間隔の中で、自車両にて過度の加減速をすることなく到達できる間隔を自車両の速度および加速度と他車両の速度および加速度に基づいて特定し、合流部とする。

例えば、図３Ａに示す例において、他車両Ｃ₁，Ｃ₂の速度および加速度によって各間隔の位置変化を予測することができ、自車両Ｃ₀の速度および加速度によって自車両の到達可能位置を特定することができるので、過度の加減速をすることなく自車両Ｃ₀を他車両Ｃ₁，Ｃ₂の間の間隔に到達させることが可能であるか否かを判定することができる。そこで、特定の間隔に自車両Ｃ₀を到達させることが可能である場合にはその間隔を合流部Ｍとする。

例えば、図３Ｃは図３Ａより後の時間における高速道路Ｅの状況を示しており、当該図３Ｃに示すように時間の経過に伴って他車両Ｃ₁，Ｃ₂の位置が変化するので、他車両Ｃ₁，Ｃ₂の速度や加速度に基づいて他車両Ｃ₁，Ｃ₂の位置を予測すれば他車両Ｃ₁，Ｃ₂の間に形成される間隔の位置変化を予測することができる。自車両Ｃ₀にて過度の加減速を行うことなく前記予測された間隔に対して図３Ｃのように自車両Ｃ₀を併走させることができるのであれば、この間隔を合流部Ｍとすることができる。なお、上述の合流部の特定において、自車両における過度の加減速であるか否かは予め決められた閾値等によって判定すればよく、この閾値を自車両の車種や自車両の速度，位置等によって変更するなど、種々の構成を採用可能である。

ステップＳ１１５にて合流部の特定を行うと、操舵位置案内部２１ｃ２は当該合流部の横に自車両Ｃ₀を到達させるために必要な自車両の加減速量を決定する（ステップＳ１２０）。すなわち、上述のようにして特定された合流部Ｍの予測位置に自車両を到達させるために必要な加減速量を、自車両Ｃ₀の速度と加速度および他車両Ｃ₁，Ｃ₂の速度と加速度に基づいて特定する。

そして、操舵位置案内部２１ｃ２は、レーザー出力部４４に対して指示を行い、レーザーを出力して操舵位置を示す図形を当該操舵位置に表示する（ステップＳ１２５）。すなわち、ステップＳ１１５にて特定された合流部に対して過度の加減速を行うことなく自車両を併走させることができる自車両の位置は、合流部の位置変化予測によって例えば図３Ｃのように特定される。このように自車両を併走させているタイミングは合流のための操舵タイミングとなるので、この位置が操舵位置である。

そこで、合流部特定部２１ｃ１は当該自車両の予測位置を示す座標Ｐ（例えば、予測された合流部Ｍの中央部に隣接する加速車線上の位置における座標）を取得し、この位置に所定の図形を表示するための信号をレーザー出力部４４に対して出力する。この結果、図３Ｂに示すように操舵位置に当該操舵位置であることを示す図形（図３Ｂ例では矢印Ｉ）が投影される。

さらに、本実施形態においては、運転者の負担を減らすため、自車両を操舵位置に導く案内も行っており、案内処理部２１ｃが操舵位置に到達するために自車両にて必要な加減速量（前記ステップＳ１２０にて算出した加減速量）を案内する（ステップＳ１３０）。すなわち、この加減速量に対応した音声をスピーカー４５から出力し、この加減速量に対応した情報を表示部４６に表示する。例えば、「加速してください」「このまま走行してください」「減速してください」などと言った案内を行う。むろん、加減速の大きさを提示しても良い。

以上のようにして合流の案内を行うと、案内処理部２１ｃは自車両による合流が終了したか否かを判別する(ステップＳ１３５）。すなわち、案内処理部２１ｃは舵角センサ４３が出力する信号を取得し、この信号によって操舵が実施されたか否かを判別する。当該ステップＳ１３５において合流が終了したと判別されないときには、ステップＳ１００に戻って処理を繰り返し、ステップＳ１３５にて合流が終了したと判別されたときには、処理を終了する。

以上の処理においては、合流部に自車両を合流させるために自車両で操舵を実施すべき位置がレーザーによって路面上に明示される。従って、運転者は前方の路面を視認して運転しながら極めて容易かつ確実に操舵位置を認識することができる。この結果、合流における運転者の負担は極めて軽くなる。

さらに、本実施形態においては、上述のように、自車両が合流エリア（上述の例においては加速車線）に進入してから実際に操舵を行って合流を終了するまでステップＳ１００〜Ｓ１３５の処理を繰り返すことになる。従って、本実施形態においては、自車両が操舵位置に達する以前から当該操舵位置に達するまでレーザーによって操舵位置が路面上に明示され、運転者は操舵を行う以前から操舵位置を明確に認識し続けることができ、その心理的負担が極めて軽くなる。

（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、合流のための操舵を行う操舵位置を路面上に明示することができる限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、上述の案内とともに、その案内内容に合致した運転操作のアシスト（例えば、シフトチェンジ、ホールドのアシストやブレーキ操作のアシスト）を実施しても良い。

さらに、カメラ４２は他車両の走行車線を撮影することができればよく、自車両のいずれの位置に取り付けられていても良いし、カメラの台数は特に限定されない。さらに、自車両の動作を取得するために利用可能なセンサは、車速センサに限られず、舵角センサや加速度センサを利用しても良い。また、他車両の動作を取得するために利用可能な機器はカメラに限られず、レーダ等のセンサを利用しても良い。また、ＧＰＳ，車車間，路車間等の通信や地図上での自車両での軌跡を利用して車両の動作を取得しても良い。

すなわち、自車両や他車両に関する位置，速度，加速度等の動作は種々のセンサやカメラ等に基づいて取得することが可能である。さらに、当該動作の利用態様も種々の態様を想定可能である。例えば、加速車線の長さと自車両および他車両の速度、加速度に応じて合流部の候補となる他車両の間隔を限定しても良い。

さらに、上述の実施形態においては、カメラ４２の画像から車線の画像を抽出することによってその車線上の他車両の画像を特定していたが、むろん、他の処理手法を採用しても良い。例えば、カメラ４２の画像上の各部位に写っている像と自車両との関係を予め特定しておき、地図情報や自車両の位置情報に基づいてカメラ４２の画像から処理対象を抽出する構成を採用しても良い。

さらに、自車両においては路面や加速に応じてピッチングやローリング、ヨーイングが生じるので、自車両の姿勢を検出するためのセンサ（例えば、ジャイロセンサや加速度センサ）にて自車両の挙動を検出し、自車両の挙動に基づいてレーザーの出力光を補正しても良い。さらに、案内処理部２１ｃによる案内の出力態様としても上述の例に限定されず、矢印によって操舵位置を示す構成の他にも、例えば、図形や文字等他のあらゆる案内を採用可能であるし、操舵位置の提示手法も音声など、レーザー以外の手法を採用可能である。

例えば、ナビゲーション装置における表示部にて操舵位置を示す情報を表示しても良い。このとき、路面上の操舵位置を明確に示すため、操舵位置の付近に操舵位置の目印となる構造体を表示する。この構成は、図１に示す構成とほぼ同様の構成によって実現可能である。ただし、レーザー出力部４４は省略することができる。また、前記構造体を表示するため、地図情報３０ａには路面の座標を示す情報に加え、路面の周囲の構造体を示す情報と路面および当該構造体の画像を表示するための情報を含めておく。

図４は、図１に示す構成とほぼ同様の構成において表示部４６に表示する案内の例を示している。この例において、表示部４６では左側の画面に自車両を目的地に案内するための表示を行っており、右側の画面にて合流案内のための表示を行っている。すなわち、右側の画面においては、高速道路および加速車線を示す画像において操舵位置の路面上に当該操舵位置であることを示す画像Ｉを重ねて示している。さらに、加速車線の脇にある照明装置の画像Ｉiを示している。

すなわち、本実施形態においても図２に示す処理とほぼ同様の処理を行うが、ステップＳ１２５の代わりに図４に示す表示を行うための処理を行う。具体的には、前記ステップＳ１１５にて特定された合流部の位置を予測して操舵位置を特定し、地図情報３０ａを参照してこの操舵位置を含む画像を表示部４６にて描画する。このとき、前記操舵位置において操舵位置であることを示す画像Ｉを重畳し、少なくともその周囲に照明装置の画像Ｉiを表示する。

この表示によれば、運転者は実際に運転をしている加速車線の脇にある照明装置と表示部４６に表示された照明装置の画像とを比較しながら操舵位置を明確に特定することができる。従って、合流に際して運転者に課される負担を低減することができる。なお、路面の周囲に表示する構造体は操舵位置を特定するための目印になればよく、照明装置に限らず、建造物や看板、自然物などあらゆる構造体を目印として表示するよう構成可能である。

さらに、ナビゲーション装置における表示部にて操舵位置を示す情報を表示する際に、フロントカメラによって取得した画像を利用しても良い。図５は、このための構成を示すブロック図である。同図５に示す構成は、前記図１に示す構成においてレーザー出力部４４が省略され、フロントカメラ４４０が追加された構成である。フロントカメラ４４０は、自車両の前方を視野に含むように自車両に対して取り付けられており、撮影した画像データを出力する。

操舵位置案内部２１ｃ２はフロントカメラ４４０が出力する画像データを取得し、操舵位置を示す図形と当該画像データが示す画像とを重畳して表示部４６に表示する処理を行うように構成されている。すなわち、本実施形態においては、フロントカメラ４４０の画像の各位置における路面の像とその実際の位置とを予め対応付けており、自車両から任意の距離にある路面上の位置に対応する画像の位置を特定できるように構成してある。

図６Ａはこの様子を説明するための説明図であり、フロントカメラ４４０によって撮影した画像Ｉｍの例を示している。フロントカメラ４４０の向きは予め決められているので、その画像Ｉｍにおける任意の位置に存在する像（例えば、図６Ａに示す位置Ｐaの路面像）の実際の空間における位置（自車両からの距離）は予め特定することができる。

そこで、上述の図２に示すステップＳ１００〜Ｓ１２０と同様の処理を行って合流部Ｍの予測位置に自車両を到達させるために必要な加減速量を特定した後、ステップＳ１２５において操舵位置案内部２１ｃ２がフロントカメラ４４０の画像とともに操舵位置を示す図形を表示する。すなわち、操舵位置案内部２１ｃ２は、上述の処理と同様にして自車両を合流部Ｍに合流させる際の予測位置を示す座標Ｐを取得し、フロントカメラ４４０にて取得した画像においてこの座標Ｐに相当する位置を特定する。そして、この画像の位置に操舵位置であることを示す画像Ｉを重畳し、表示部４６に表示する。

この結果、表示部４６においては、図６Ｂに示すように、操舵位置を示す画像Ｉとともにフロントカメラ４４０で撮影した路面の周囲の構造体の画像を表示する。すなわち、図６Ａに示す例のように、路面の周囲に建物Ｂ等の構造体が存在しこの構造体が操舵位置の付近に存在するのであれば、表示部４６において操舵位置を示す画像Ｉの周辺に、建物Ｂの画像Ｉｂが表示される。この結果、運転者は実際に運転をしている加速車線の脇にある建物Ｂと表示部４６に表示された建物Ｂの画像Ｉｂとを比較しながら操舵位置を明確に特定することができる。従って、合流に際して運転者に課される負担を低減することができる。

なお、以上の例においては、予めフロントカメラ４４０の画像の各位置と実際の空間上の構造物の位置とを予め対応付けていたが、ここでは画像内に存在する構造体と自車両との相対関係を取得することができればよい。従って、異なるタイミングで取得した複数の画像に基づいて画像に含まれる構造体の３次元位置関係を解析してもよく、種々の構成を採用可能である。むろん、上述の画像内の位置に対応する路面上の位置は自車両の挙動に基づいて補正してもよい。

さらに、以上の例においては、フロントカメラ４４０にて取得した画像を表示部４６に表示する構成としたが、むろん、画像処理を行った後に表示する構成であっても良い。例えば、フロントカメラ４４０にて取得した画像を俯瞰変換した画像を表示する構成としても良い。すなわち、フロントカメラ４４０の画像の各位置に存在する路面等の像とその実際の空間上での位置との対応関係は予め特定することができるので、フロントカメラ４４０の視野に存在する構造体を上から撮影した場合の座標とフロントカメラ４４０の画像の各位置とを対応付けることも可能である。

そこで、フロントカメラ４４０にて取得した画像における各画素の座標と俯瞰変換後の画像における各画素の座標との対応関係を規定する計算式やテーブルデータを予め定義しておけば、フロントカメラ４４０にて取得した画像を俯瞰変換することができる。この定義を利用すれば、図６Ｃに示すように俯瞰変換した画像を表示部４６に表示することが可能になるので、この画像に対して操舵位置を示す画像Ｉを重畳して表示する構成としても良い。むろん、上述のように、地図情報３０ａに路面の周囲の構造体を画像表示するための情報を含めておく場合であっても、これらの情報を俯瞰表示のための情報としておき、俯瞰表示によって操舵位置を案内しても良い。

さらに、自車両のフロントガラスに操舵位置を示す情報を表示する構成を採用しても良い。むろん、フロントガラスに操舵位置を示す情報を表示する構成にて自車両の挙動に基づく表示位置の補正を行っても良く、以下、自車両の挙動に基づいて表示位置を補正しながらフロントガラスに操舵位置を表示する構成を説明する。

この構成は、図１に示す実施形態とほぼ同様の構成にて実現可能であるが、案内表示の手法としてレーザー出力部４４の代わりにフロントガラスに所望の情報を表示するＨＵＤ部を構成する。また、操舵位置案内部２１ｃ２にてジャイロセンサや加速度センサの信号や舵角センサ４３の信号を取得するように構成し、これらの信号に基づいて自車両の挙動を特定する。他の構成は、図１に示す実施形態と同様であり、処理手順としてもほぼ同様であるが、図２に示すステップＳ１２５の代わりに図７に示す処理を行う。

なお、ＨＵＤ部は、自車両のフロントグリルやバンパ、ダッシュボードの任意の位置等に搭載された投影部からの出力光によって自車両のフロントガラスに任意の情報を投影可能な機構であり、操舵位置案内部２１ｃ２の指示によりフロントガラスの所望の位置に操舵位置を示す情報を表示することが可能である。そこで、本実施形態においては、あたかも操舵位置の路面上に当該操舵位置を示す情報が表示されているかのように運転者に認識させるＨＵＤ部による情報の出力位置を調整する。

すなわち、操舵位置の路面上に当該操舵位置であることを示す情報が表示されているように運転者が認識するためには、運転者から操舵位置を見たときの視線とフロントガラスとの交点に操舵位置を示す情報を表示すればよい。図８Ａ，８Ｂは、操舵位置と視線と運転者の視線を説明するための説明図であり、図８Ａは高速道路における加速車線Ｌの俯瞰図、図８Ｂは加速車線Ｌにおける進行方向の右側から自車両を眺めた図である。運転者Ｄが操舵位置（図８Ａ，８Ｂにおける座標Ｐ）を見たとき、その視線Ｓは運転者Ｄの目と座標Ｐとを結ぶ直線である。従って、この直線上に情報を表示すれば、表示された情報の先に位置する路面が操舵位置であることを運転者に認識させることができる。

そこで、本実施形態においては、予め運転者が通常の姿勢をしているときの目の位置を示す座標を特定しおき、この座標を示す情報を予め記憶媒体３０に登録しておく。また、フロントガラスの表面を示す座標を予め記憶媒体３０に登録しておく。そして、自車両動作取得部２１ａと他車両動作取得部２１ｂと案内処理部２１ｃとによって図２のステップＳ１００〜Ｓ１２０と同様の処理を行った後、図７に示すフローを実施する。

この処理においては、まず上述のようにして登録された運転者の目の位置を示す座標を取得する（ステップＳ２００）。なお、この座標系の原点は自車両を基準とした任意の位置に設定することができ、例えば、図８Ａ，８Ｂにおいては自車両Ｃ₀の右前方の端部かつ車両の下端を原点とし車両の進行方向と逆向きをｙ軸、車両の進行方向に対して左向きをｘ軸、車両に対して上向きをｚ軸の向きとしている。

運転者の目の位置を示す座標を取得すると、操舵位置案内部２１ｃ２は上述の各センサの出力を取得して自車両の挙動を特定し、この挙動に伴って変動する前記の目の位置の変動を補償するようにその座標を補正する（ステップＳ２１０）。さらに、操舵位置案内部２１ｃ２は、上述のステップＳ１１５にて特定された合流部の位置変化を予測し（ステップＳ２２０）、過度の加減速を行うことなくこの合流部に自車両を併走させることが可能になる操舵位置を特定してその座標を取得する（ステップＳ２３０）。

操舵位置の座標を取得したら、この座標を前記図８Ａ，８Ｂに示す座標系に変換する。この結果、運転者の目の位置を示す座標と操舵位置を示す座標とが同一の座標系で表現されたことになる。そこで、運転者の目の位置を示す座標と操舵位置を示す座標とに基づいて運転者が操舵位置を見たときの視線Ｓを特定し、前記フロントガラスの表面を示す座標に基づいて前記視線Ｓとフロントガラスとの交点の座標を特定する（ステップＳ２４０）。そして、案内処理部２１ｃがＨＵＤ部に指示を行い、この交点上に操舵位置を示す情報を表示する（ステップＳ２５０）。

例えば、図８Ａに示すようにＨＵＤ部によって操舵位置を示す矢印Ｉがフロントガラスの表面に投影される。この結果、運転者は矢印Ｉの先の路面に矢印Ｉmが表示されているかのごとく、矢印Ｉと座標Ｐの周囲の路面とを一目で認識することができる。従って、運転者は操舵位置を明確に認識することができ、当該運転者の負担は極めて軽くなる。

なお、本実施形態において、目の位置を示す座標を取得するための構成は種々の構成を採用可能である。例えば、運転者の身長や運転席の位置に基づいて特定しても良いし、ＨＵＢ部によってキャリブレート用の情報をフロントガラス上に投影し、対話形式の入力インタフェース等によってキャリブレート用の情報の見え方を運転者に入力させて目の位置の座標を特定しても良い。むろん、目の位置の座標を特定するのではなく、キャリブレートによって視線の位置を特定しても良い。

また、目の位置を検出するためのセンサを自車両に設けてもよい。さらに、ＨＵＤ部を搭載する位置は任意であるし、可視光を出力して操舵位置を見たときの視線上に当該操舵位置を示す情報を表示することができる限りにおいて種々の構成を採用可能である。例えば、光源の出力光を直接的に投影しても良いし、プロジェクタ等によって光源の出力光を調整して投影しても良い。

合流案内装置を含むナビゲーション装置のブロック図である。 案内処理のフローチャートである。 （３Ａ），（３Ｂ），（３Ｃ）は自車両と他車両と合流部の関係を例示する俯瞰図である。 案内出力の例を示す図である。 合流案内装置を含むナビゲーション装置のブロック図である。 フロントカメラによって撮影した画像に対する処理を説明する図である。 案内処理のフローチャートである。 （８Ａ），（８Ｂ）は目の位置と操舵位置との関係を示す図である。

符号の説明

１０…ナビゲーション装置、２０…制御部、２１…ナビゲーションプログラム、２１ａ…自車両動作取得部、２１ｂ…他車両動作取得部、２１ｂ１…画像処理部、２１ｃ…案内処理部、２１ｃ１…合流部特定部、２１ｃ２…操舵位置案内部、３０…記憶媒体、３０ａ…地図情報、４０…ＧＰＳ受信部、４１…車速センサ、４２…カメラ、４３…舵角センサ、４４…レーザー出力部、４５…スピーカー、４６…表示部

Claims (6)

1. 自車両の動作を示す情報を取得する自車両動作取得手段と、
   自車両の周囲を走行する他車両の動作を示す情報を取得する他車両動作取得手段と、
   前記自車両の動作と前記他車両の動作とに基づいて前記自車両を前記他車両の走行車線に合流させるための合流部を特定する合流部特定手段と、
   前記自車両を前記合流部に合流させるための操舵を行う路面上の位置を案内する操舵位置案内手段と、
   を備える合流案内装置。
2. 前記操舵位置案内手段は、前記自車両が前記路面上の位置に達する以前から当該路面上の位置に達するまで前記案内を続ける、
   請求項１に記載の合流案内装置。
3. 路面に対して光を出力する光出力手段を備え、
   前記操舵位置案内手段は、前記光出力手段から光を出力させて路面上に前記操舵の位置を示す情報を表示する、
   請求項１または請求項２のいずれかに記載の合流案内装置。
4. 前記自車両が走行している路面の画像を表示する画像表示手段を備え、
   前記操舵位置案内手段は、前記路面の画像において前記操舵を行う位置であることを示す画像を重畳し、少なくとも当該操舵を行う位置の周囲に当該操舵の位置の目印となる構造体の画像を表示させる、
   請求項１〜請求項３のいずれかに記載の合流案内装置。
5. 前記自車両のフロントガラスに情報を表示する情報表示手段を備え、
   前記操舵位置案内手段は、前記自車両の運転者から前記操舵を行う位置を見たときの視線と前記フロントガラスとの交点に前記操舵の位置を示す情報を表示させる、
   請求項１〜請求項４のいずれかに記載の合流案内装置。
6. 自車両の動作を示す情報を取得する自車両動作取得工程と、
   自車両の周囲を走行する他車両の動作を示す情報を取得する他車両動作取得工程と、
   前記自車両の動作と前記他車両の動作とに基づいて前記自車両を前記他車両の走行車線に合流させるための合流部を特定する合流部特定工程と、
   前記自車両を前記合流部に合流させるための操舵を行う路面上の位置を案内する操舵位置案内工程と、
   を含む合流案内方法。

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