JP2019060669A - 車線変更支援システムおよび車線変更支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで車線変更の支援を実施可能にする技術の提供。【解決手段】車両の現在位置を取得する現在位置取得部と、地図情報に基づいて前記車両が存在する道路の車線数を取得する車線数取得部と、前記車線数と前記車両の左右の車線の有無とに基づいて前記車両が走行している走行車線の候補である候補車線を取得する候補車線取得部と、目標車線を取得する目標車線取得部と、前記候補車線が前記目標車線に一致するまで前記車両を車線変更させる指示を行う車線変更指示部と、を備える車線変更支援システムを構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、車線変更支援システムおよび車線変更支援プログラムに関する。

従来、車両における車線変更を支援する技術が知られている。例えば、特許文献１においては、推奨される車線を特定するために、現在走行中の車線を参照する技術が開示されている。

国際公開番号ＷＯ２０１５／１９０２１２

従来の技術においては車両の走行車線を正確に特定しなければならない。しかし、走行車線を特定するためには高精度な現在位置推定を行う必要があり、この推定のためには車線の位置等を含めた高精度の地図が必要となり、高コストである。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、低コストで車線変更の支援を実施可能にする技術の提供を目的とする。

上記の目的を達成するため、車線変更支援システムは、車両の現在位置を取得する現在位置取得部と、地図情報に基づいて車両が存在する道路の車線数を取得する車線数取得部と、車線数と車両の左右の車線の有無とに基づいて車両が走行している走行車線の候補である候補車線を取得する候補車線取得部と、目標車線を取得する目標車線取得部と、候補車線が目標車線に一致するまで車両を車線変更させる指示を行う車線変更指示部と、を備える。

さらに、上記の目的を達成するため、車線変更支援プログラムは、コンピュータを、車両の現在位置を取得する現在位置取得部、地図情報に基づいて車両が存在する道路の車線数を取得する車線数取得部、車線数と車両の左右の車線の有無とに基づいて車両が走行している走行車線の候補である候補車線を取得する候補車線取得部、目標車線を取得する目標車線取得部、候補車線が目標車線に一致するまで車両を車線変更させる指示を行う車線変更指示部、として機能させる。

すなわち、車線変更支援システム、プログラムでは、候補車線が目標車線に一致するまで車両を車線変更させる指示を行う。ここで、候補車線は、車両が走行している走行車線の候補であり、車両が走行している走行車線が正確に特定されていない状況も許容される。すなわち、車両がどの車線を走行している場合であっても走行車線を正確に特定できるような手段を利用せず、複数の車線が走行車線の候補となり得る状態であっても、車線変更の過程で候補車線と目標車線を比較すれば、やがて車両を目標車線に移動させることができる。

従って、車線変更支援システム、プログラムにおいて、車両がどの車線を走行している場合であっても走行車線を正確に特定できるような高度なシステムは必要なく、場合によっては走行車線が複数の車線のいずれかであることが特定されるようなシステムを利用して車線変更が行われる。そして、走行車線が複数の車線のいずれかであることを特定するために、車線毎の位置等を示す高精度な地図情報は必要ではなく、少なくとも車線数が分かる地図情報と、車両の左右の車線の有無とを特定可能であれば良い。従って、高精度の地図や高精度の現在位置取得システムを用いなくても車線変更を行わせることができる。このため、低コストで車線変更の支援をすることが可能である。

車線変更支援システムを示すブロック図。 車線変更支援処理を示すフローチャートである。 候補車線から目標車線への車線変更処理を示すフローチャートである。 車線と車線変更の実例を説明するための図である。 車線と車線変更の実例を説明するための図である。

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）ナビゲーションシステムの構成：
（２）車線変更支援処理：
（３）他の実施形態：

（１）ナビゲーションシステムの構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかる車線変更支援システムを含むナビゲーションシステム１０の構成を示すブロック図である。ナビゲーションシステム１０は、車両に備えられており、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える制御部２０、記録媒体３０を備えている。ナビゲーションシステム１０は、記録媒体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。記録媒体３０には、予め地図情報３０ａが記録されている。

地図情報３０ａは、車両の位置や案内対象の施設の特定に利用される情報であり、車両が走行する道路上に設定されたノードの位置等を示すノードデータ，ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点の位置等を示す形状補間点データ，ノード同士の連結を示すリンクデータ，道路やその周辺に存在する地物の位置等を示すデータ等を含んでいる。本実施形態においては、ノードが示す交差点への進入道路の車線構成を示す情報が各リンクデータに対して対応づけられて記録されている。

例えば、あるリンクデータがあるノードへの進入道路を示しており、当該あるノードが示す交差点への進入道路上に３個の車線が存在し、左車線、中央車線、右車線のそれぞれにおいて、直進および左折が可能、直進が可能、右折が可能である場合、これらを示す情報が車線構成を示す情報としてリンクデータに対応づけられている。また、車線構成を示す情報には、リンクデータが示す各道路区間に存在する車線の数である車線数を示す情報が含まれている。

本実施形態における車両は、ＧＮＳＳ受信部４１と車速センサ４２とジャイロセンサ４３と側方カメラ４４と自動運転制御部４５とを備えている。ＧＮＳＳ受信部４１は、Global Navigation Satellite Systemの信号を受信する装置であり、航法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車両の現在位置を算出するための信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の現在位置を取得する。車速センサ４２は、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、車速を取得する。ジャイロセンサ４３は、車両の水平面内の旋回についての角加速度を検出し、車両の向きに対応した信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の進行方向を取得する。車速センサ４２およびジャイロセンサ４３等は、車両の走行軌跡を特定するために利用され、本実施形態においては、車両の出発位置と走行軌跡とに基づいて現在位置が特定され、当該出発位置と走行軌跡とに基づいて特定された車両の現在位置がＧＮＳＳ受信部４１の出力信号に基づいて補正される。

側方カメラ４４は、車両が走行する道路上の左右の区画線を視野に含むように車両に対して固定されたカメラであり、所定の周期で車両の側方の画像を撮影し、撮影された画像を示す画像情報を生成して出力する。制御部２０は、側方カメラ４４が出力する画像情報を取得する。自動運転制御部４５は、車両が搭載する装置を制御して車両の挙動を制御するＥＣＵである。本実施形態において自動運転制御部４５は、車両を車線変更させるための制御を行うことができる。

当該制御は種々の態様によって実現されて良く、例えば、車両が図示しない操舵部、車速制御部、画像取得部等を備え、自動運転制御部４５は、これらを制御する構成等が挙げられる。この場合、自動運転制御部４５が、画像取得部に基づいて車線変更方向の画像を取得し、画像に基づいて車線変更のタイミングを特定し、車速制御部を制御して車両の車速を車線変更のための車速に変化させるとともに、操舵部を制御して車線変更方向に１個車線を移動させる構成となる。

制御部２０は、図示しないナビゲーションプログラムの機能により図示しないユーザＩ／Ｆ部の入力部を介して運転者による目的地の入力を受け付け、地図情報３０ａに基づいて車両の現在位置から目的地までの走行予定経路を探索する。また、制御部２０は、当該ナビゲーションプログラムの機能により、図示しないユーザＩ／Ｆ部を介して車両の運転者に対して走行予定経路を指示する経路案内を行うことが可能である。

本実施形態においては、当該ナビゲーションプログラムの付加機能として、自動運転制御部４５に対して車線変更の指示を行うことで自動的に目標車線に車線変更する機能が備えられている。当該車線変更は車線変更支援プログラム２１によって実現される。

車線変更支援プログラム２１は、車線変更の支援を実現するため、現在位置取得部２１ａと車線数取得部２１ｂと候補車線取得部２１ｃと目標車線取得部２１ｄと車線変更指示部２１ｅとを備えている。現在位置取得部２１ａは、車両の現在位置を取得する機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、現在位置取得部２１ａの機能により、ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在位置を特定する。

車線数取得部２１ｂは、地図情報３０ａに基づいて車両が存在する道路の車線数を取得する機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、車両の現在位置が属する道路区間のリンクデータを取得する。また、制御部２０は、当該リンクデータに基づいて車両の現在位置が属する道路区間の車線数を取得する。

候補車線取得部２１ｃは、車線数と車両の左右の車線の有無とに基づいて車両が走行している走行車線の候補である候補車線を取得する機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。本実施形態においては、側方カメラ４４の出力画像に基づいて車両の左右の車線の有無が特定される。すなわち、制御部２０は、候補車線取得部２１ｃの機能により、側方カメラ４４の出力画像を取得し、車両の左右の道路上の区画線を特定する。そして、制御部２０は、当該区画線の種類に基づいて車両の左右の車線の有無を特定する。

なお、本実施形態において制御部２０は、車線間を区切る区画線が破線、道路の左端または右端において車線と他の部位（路肩等）を区切る区画線が実線であることに基づいて車線の有無を特定する。すなわち、車両の左側の区画線が実線である場合、制御部２０は、車両の左側に車線が存在しないと判定し、車両の右側の区画線が実線である場合、制御部２０は、車両の右側に車線が存在しないと判定する。むろん、車線の有無を特定するための手法は他の手法であっても良く、画像に基づいて区画線以外の特徴を解析することで特定されても良いし、光学距離計（ＬＩＤＡＲ等）の出力信号に基づいて、車両の左右の構造物との距離が特定され、当該距離に基づいて車線の有無が特定されても良く、種々の構成を採用可能である。

車両の左右の車線の有無が特定されると、制御部２０は、車線数と車両の左右の車線の有無とに基づいて候補車線を取得する。すなわち、車両の左側に車線が存在しない場合、道路の左端の車線を走行中であることが確定し、車両の右側に車線が存在しない場合、道路の右端の車線を走行中であることが確定する。これらの場合、走行車線は左端の車線または右端の車線であり、制御部２０は候補車線が１個（すなわち、車線は確定）であると見なす。

一方、車両の左右に車線が存在する場合（車両の左右の区画線が破線である場合）、車線数に基づいて候補車線を取得する。例えば、車線数が３である場合において、車両の左右に車線が存在するならば、走行車線は中央の車線であることが確定し、制御部２０は候補車線が中央の車線であると見なす。車線数が４以上である場合において、車両の左右に車線が存在するならば、車線は確定しない。そこで、制御部２０は、左端の車線および右端の車線を除くいずれかの車線が候補車線であると見なす。

図４においては、片側６車線の道路が例示されている。この例において、車両が左端の車線Ｒ₁に存在するならば、制御部２０は、側方カメラ４４の画像に基づいて左側に実線の区画線、右側に破線の区画線が存在することを特定し、車両が車線Ｒ₁に存在すると確定することができる。また、車両が右端の車線Ｒ₆に存在するならば、制御部２０は、側方カメラ４４の画像に基づいて右側に実線の区画線、左側に破線の区画線が存在することを特定し、車両が車線Ｒ₆に存在すると確定することができる。一方、車両が車線Ｒ₂〜Ｒ₅のいずれかに存在する場合、制御部２０は、側方カメラ４４の画像に基づいて左右に破線の区画線が存在することを特定する。従って、この場合において、制御部２０は、車両が車線Ｒ₂〜Ｒ₅のいずれを走行しているのか特定することはできない。そこで、制御部２０は、左端の車線と右端の車線を除外した車線Ｒ₂〜Ｒ₅を候補車線として取得する。

目標車線取得部２１ｄは、目標車線を取得する機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。本実施形態において、目標車線は、経路案内中の経路に沿って走行するために選択することが推奨される車線である。制御部２０は、当該経路に含まれる交差点を特定する。さらに、制御部２０は、地図情報３０ａに基づいて、当該交差点において経路に沿って進行するために走行すべき車線を目標車線として取得する。例えば、図４に示す例において、経路が交差点Ｉで左に曲がる経路である場合、制御部２０は、当該交差点Ｉで左折可能な車線である車線Ｒ₁，Ｒ₂を目標車線として取得する。なお、目標車線は経路上の全ての交差点について特定されても良いし、一部の交差点（例えば、非直進方向に進行する交差点）について特定されても良い。

車線変更指示部２１ｅは、候補車線が目標車線に一致するまで車両を車線変更させる指示を行う機能を制御部２０に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、候補車線と目標車線とを比較することにより、候補車線から目標車線に向かう移動方向を特定する（例えば、目標車線から最も遠い候補車線から目標射線に向かう方向を移動方向とするなど）。移動方向が特定されると、制御部２０は、当該移動方向に車線変更を行うように自動運転制御部４５に指示を行う。この結果、自動運転制御部４５は、車両の挙動を制御し、制御部２０に指示された移動方向に１回車線変更を行わせる。車線変更が行われると候補車線が変化し得るため、制御部２０は、車両が車線変更した場合に候補車線を更新させる。すなわち、制御部２０は、候補車線取得部２１ｃの機能によって候補車線を再度取得する。

候補車線が再取得されると、候補車線が目標車線に一致する場合があるため、制御部２０は、候補車線と目標車線とを比較し、候補車線が目標車線に一致するか否かを判定する。両者が一致していない場合、制御部２０は、自動運転制御部４５に指示を行い、再度移動方向へ車線変更させる。制御部２０は、このような候補車線の更新と目標車線との比較と、車線変更の指示を、更新された候補が目標車線に一致するまで繰り返す。

以上の構成によれば、走行車線が複数個の車線のいずれかであることしか特定できない状態であっても車両を目標車線まで破線変更させることができる。従って、車線を１個に限定するために必要な詳細な情報（例えば、車線毎の座標等）を地図情報３０ａに含めたり、車線毎の区別が可能な精度で車両の現在位置を取得したりするような、高コストの装備を車両に備える必要はない。すなわち、本実施形態の側方カメラ４４など、低コストで実現可能な装備に基づいて車量変更の支援を行うことができる。従って、低コストで車線変更の支援を行うことができる。

（２）車線変更支援処理：
次に、車線変更支援プログラム２１による車線変更支援処理を説明する。図２は制御部２０が実行する車線変更支援処理を示すフローチャートである。本実施形態において車線変更支援処理は、経路案内行われている状況において、一定期間毎（例えば、１００ｍｓ毎）に実行される。車線変更支援処理において、制御部２０は、現在位置取得部２１ａの機能により、車両の現在位置を取得する（ステップＳ１００）。すなわち、制御部２０は、ＧＮＳＳ受信部４１，車速センサ４２，ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在位置を特定する。

次に、制御部２０は、車線数取得部２１ｂの機能により、車線数を取得する（ステップＳ１０５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、車両の現在位置が存在する道路区間を特定するとともに、当該道路区間を示すリンクデータを特定する。そして、制御部２０は、当該リンクデータに対応づけられている車線構成を示す情報を参照し、車両が存在する道路区間の車線数を取得する。

次に、制御部２０は、車線数が複数であるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、車線数が複数であると判定されない場合、車線変更支援処理を終了する。一方、ステップＳ１１０において、車線数が複数であると判定されない場合、制御部２０は、候補車線取得部２１ｃの機能により、交差点まで一定距離以内であるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａに基づいて経路内での交差点を特定する。

そして、制御部２０は、車両の現在位置と車両の前方の最も近い交差点との距離を取得し、当該距離が一定距離以内であるか否かを判定する。なお、一定距離は、候補車線を取得するための処理を開始するための距離として予め決められた距離であり、固定値であっても良いし、車両の現在速度や道路の車線数等に基づいて変化する可変値であっても良い。また、一定距離は、後述する車線変更不可区間と、車線変更区間との和以上であることが好ましい。ステップＳ１１５において、交差点まで一定距離以内であると判定されない場合、制御部２０は、車線変更支援処理を終了する。

一方、ステップＳ１１５において、交差点まで一定距離以内であると判定された場合、制御部２０は、候補車線取得部２１ｃの機能により、車両の左右の車線の有無を取得する（ステップＳ１２０）。すなわち、制御部２０は、側方カメラ４４の出力画像に基づいて車両の左右に存在する車線の区画線を取得する。そして、左右の区画線がともに破線である場合、制御部２０は、車両の左右に車線が存在すると判定する。左の区画線が実線、右の区画線が破線である場合、制御部２０は、車両の左側に車線が存在せず、右側に車線が存在すると判定する。右の区画線が実線、左の区画線が破線である場合、制御部２０は、車両の右側に車線が存在せず、左側に車線が存在すると判定する。

次に、制御部２０は、候補車線取得部２１ｃの機能により、候補車線を取得する（ステップＳ１２５）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１０５で取得した車線数と、ステップＳ１２０で取得した左右の車線の有無に基づいて候補車線を取得する。具体的には、車線数が２または３である場合、制御部２０は、左右の車線の有無に基づいて走行車線の候補車線を１個に確定させる。一方、車線数が４以上である場合、制御部２０は、左右の車線の有無に基づいて候補車線を左端車線または右端車線のいずれか１個に確定させるか、または、道路を構成する車線から左端車線および右端車線を除外した残りの複数個の車線を候補車線と見なす。

次に、制御部２０は、候補車線の取得が失敗したか否かを判定し（ステップＳ１３０）、候補車線の取得が失敗したと判定されなくなるまでステップＳ１２０以降の処理を繰り返す。なお、側方カメラ４４の露光調整中や走行が不安定になっている状況においては、候補車線の取得が失敗し得る。

ステップＳ１３０において、候補車線の取得が失敗したと判定されない場合、制御部２０は、候補車線が１個であるか否かを判定する（ステップＳ１３５）。ステップＳ１３５において、候補車線が１個であると判定された場合、制御部２０は、車線変更指示部２１ｅの機能により、走行車線から目標車線への車線変更を実施する（ステップＳ１４０）。すなわち、候補車線が１個である場合、車両が走行している走行車線は１個に確定されているため、制御部２０は、当該走行車線から目標車線まで車線変更させるように自動運転制御部４５に対して指示する。

例えば、図４に示す例において、候補車線が車線Ｒ₁である場合において、目標車線が車線Ｒ₆である場合、制御部２０は、車両を右に５回車線変更させる。本実施形態において制御部２０は、車線変更不可区間と車線変更区間とを特定し、車線変更区間において車両を車線変更させる。

車線変更不可区間は、交差点Ｉの近くの区間を示している。すなわち、当該区間においては利用者が周囲を確認したり、自動運転の際に旋回のための制御（センシング等）を行ったりするために設けられた区間であり、当該区間において車線変更は禁止される。当該車線変更不可区間は、交差点を含み、交差点から後方に所定距離の区間である。所定距離は、例えば、利用者が余裕を持って交差点で運転できるように設けられた距離であっても良いし、自動運転に必要なセンシング距離とマージン距離の和等であっても良く、種々の構成が挙げられる。距離の例としては例えば１００ｍである。

車線変更区間は車線変更を行うために必要な距離であり、例えば、車線変更１回分の距離と車線変更回数との積等によって特定可能である。車線変更１回分の距離は、固定値であっても良いし、可変値であっても良い。可変値としては、例えば、車速に応じて変化する値が挙げられる。より具体的には、車線変更の所要時間とマージンとして設けられた時間との和に対して車速（実測値であっても良いし、予定速度であっても良いし、道路区間の統計値（平均社則等）であっても良い）を乗じて得られる距離であっても良い。この場合、車線変更の所要時間が６秒、マージンとして設けられた時間が１２秒、車速が１００ｋｍ／ｈであれば、車線変更１回分の距離は５００ｍとなる。

いずれにしても、制御部２０は、交差点から車線変更不可区間と車線変更区間との和に相当する距離だけ手前の地点である開始地点において車線変更を開始する。そして、制御部２０は、車両の現在位置が開始地点に達した場合に、右車線への車線変更の指示を行う。この結果、自動運転制御部４５は、操舵部、車速制御部、画像取得部等を制御し、車両を右方向へ車線変更させる。車線変更が完了した場合に、制御部２０は、再度右車線への車線変更の指示を行う。制御部２０は、以上の処理を繰り返し、合計５回右側に車線変更させる。

一方、ステップＳ１３５において、候補車線が１個であると判定されない場合、制御部２０は、候補車線から目標車線への車線変更を実施する（ステップＳ１４５）。図３は、ステップＳ１４５における、候補車線から目標車線への車線変更処理を詳細に示すフローチャートである。なお、ここでも制御部２０は、交差点から車線変更不可区間と車線変更区間との和に相当する距離だけ手前の地点である開始地点において車線変更のための処理（図３に示す処理）を開始する。

この場合、車線変更回数は未定であるが、例えば、最大車線変更回数を算出することにより、車線変更区間の長さを見積もることができる。最大車線変更回数は、例えば、候補車線の中で目標車線と一致していない車線の数と、左端（または右端）の車線から目標車線まで車線変更する際に必要となる最小限の車線変更回数との和等によって見積もることができる。むろん、候補車線が複数の場合、車線変更不可区間の距離は推定となるため、より簡易に、例えば、既定の長さの距離などとして車線変更不可区間を取得しても良い。

図３に示す処理において、制御部２０は、候補車線取得部２１ｃの機能により、車線移動方向を取得する(ステップＳ２００）。車線移動方向は、候補車線から目標車線に向かう移動方向であり、例えば、制御部２０が、目標車線から最も遠い候補車線から目標射線に向かう方向を移動方向とするなどして移動方向を取得する。

図４に示す例において、目標車線が車線Ｒ₁，Ｒ₂であり、候補車線が左端の車線Ｒ₁、右端の車線Ｒ₆のいずれでもない状態を想定する。この状態において候補車線が取得されると、車線Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄，Ｒ₅が候補車線となる。この場合において、目標車線から最も遠い候補車線である車線Ｒ₅から目標射線である車線Ｒ₁，Ｒ₂に向かう方向は左方向であるため、移動方向は左方向である。図４の右側においては、この例における候補車線の変化が示されている。

次に、制御部２０は、車線変更指示部２１ｅの機能により、移動方向に車線変更させる（ステップＳ２０５）。すなわち、制御部２０は、自動運転制御部４５に対して移動方向を指示し、車線変更の実施を指示する。この結果、自動運転制御部４５は、操舵部、車速制御部、画像取得部等を制御し、車両を移動方向へ車線変更させる。

次に、制御部２０は、候補車線取得部２１ｃの機能により、候補車線を移動方向に移動させる（ステップＳ２１０）。すなわち、自動運転制御部４５の制御によって移動方向への車線変更が完了した場合、候補車線が変化しているはずである。そこで、制御部２０は、現在の候補車線を移動方向に１個移動させる。例えば、図４に示す例において、目標車線が車線Ｒ₁，Ｒ₂であり、候補車線が車線Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄，Ｒ₅であった場合において、ステップＳ２０５で車両が移動方向である左方向に車線変更すると、候補車線は、車線Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄となる。

次に、制御部２０は、車線変更指示部２１ｅの機能により、全ての候補車線が目標車線に含まれるか否かを判定する（ステップＳ２１５）。すなわち、本実施形態においては、ステップＳ２１０によって候補車線が更新されるため、制御部２０は、現在の候補車線の全てが目標車線に含まれるか否か判定する（候補車線が目標車線に一致するか否か判定する）。ステップＳ２１５において、全ての候補車線が目標車線に含まれると判定された場合、制御部２０は、車線変更が終了していると見なし、図３に示す車線変更処理および車線変更支援処理を終了する。

一方、ステップＳ２１５において、全ての候補車線が目標車線に含まれると判定されない場合、制御部２０は、候補車線取得部２１ｃの機能により、車両の左右の車線の有無を取得する（ステップＳ２２０）。すなわち、制御部２０は、側方カメラ４４の出力画像に基づいて車両の左右に存在する車線の区画線を取得する。そして、左右の区画線がともに破線である場合、制御部２０は、車両の左右に車線が存在すると判定する。左の区画線が実線、右の区画線が破線である場合、制御部２０は、車両の左側に車線が存在せず、右側に車線が存在すると判定する。右の区画線が実線、左の区画線が破線である場合、制御部２０は、車両の右側に車線が存在せず、左側に車線が存在すると判定する。

次に、制御部２０は、車線変更指示部２１ｅの機能により、走行車線が左端車線または右端車線であるか否かを判定する（ステップＳ２２５）。すなわち、車両の左側に車線が存在せず、右側に車線が存在する場合、制御部２０は、走行車線が左端車線であると判定する。車両の右側に車線が存在せず、左側に車線が存在する場合、制御部２０は、走行車線が右端車線であると判定する。これらに該当する場合、制御部２０は、走行車線が左端車線または右端車線であると判定する。

ステップＳ２２５において、走行車線が左端車線または右端車線であると判定された場合、走行車線が１個に確定していることになる。そこで、制御部２０は、ステップＳ１４０を実行する。ただし、上述の例においては、走行車線である車線Ｒ₁が目標車線であるため、制御部２０は、自動運転制御部４５に対して車線変更の終了を指示し、この段階で車線変更は終了する。従って、本実施形態においては、目標車線が道路の左端（または右端）の車線である場合においては、車両が車線変更した後に車両の左または右の車線が存在しないと判定された場合に車線変更を終了する構成であるといえる。この構成によれば、車線の有無を判定する簡易なセンシングを行うシステムであっても、目標車線まで車線変更を行わせることができる。

一方、ステップＳ２２５において、走行車線が左端車線または右端車線であると判定されない場合、制御部２０は、候補車線取得部２１ｃの機能により、左端車線および右端車線を候補車線から除外する（ステップＳ２３０）。すなわち、ステップＳ２２５の判定により、車両の走行車線が左端車線ではなく、右端車線でもないことが確定しているため、候補車線にこれらの車線が含まれる場合、制御部２０はこれらの候補車線から除外する。なお、移動方向が左方向である場合に右端車線が走行車線であるか否かの判定を省略するなど、移動方向と逆側の車線についての判定は省略されても良い。

ここで、図４に示す例において目標車線が車線Ｒ₁，Ｒ₂であり、ステップＳ２１０での候補車線の移動の結果、候補車線が車線Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄となった状態において、ステップＳ２２０，Ｓ２２５を経てステップＳ２３０が実行された場合を想定する。この場合、走行車線が左端車線または右端車線ではないことが確定しているため、制御部２０は、左端車線である車線Ｒ₁を候補車線から除外し、候補車線を車線Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄とする。

次に、制御部２０は、車線変更指示部２１ｅの機能により、全ての候補車線が目標車線に含まれるか否かを判定する（ステップＳ２３５）。すなわち、本実施形態においては、ステップＳ２３０によって候補車線が更新されるため、制御部２０は、現在の候補車線の全てが目標車線に含まれるか否か判定する（候補車線が目標車線に一致するか否か判定する）。ステップＳ２３５において、全ての候補車線が目標車線に含まれると判定された場合、制御部２０は、車線変更が終了していると見なし、図３に示す車線変更処理および車線変更支援処理を終了する。一方、ステップＳ２３５において、全ての候補車線が目標車線に含まれると判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ２０５以降の処理を繰り返す。

以上の構成によれば、候補車線が複数車線となり得るような簡易なセンシングを行うシステムであっても、車線変更の過程で候補車線を絞りながら、目標車線まで車線変更を行わせることができる。上述の図４に示す例において、候補車線が車線Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄となってから、ステップＳ２０５以降の処理が行われた場合を想定する。この場合、ステップＳ２０５より、さらに左方向に車線変更が行われ、候補車線が車線Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃となる。

これらの候補車線である車線Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃は、目標車線である車線Ｒ₁，Ｒ₂に含まれないため、ステップＳ２１５の判定を経てステップＳ２２０，Ｓ２２５が実行される。そして、ステップＳ２０５において、車両が左端車線に車線変更されているのであれば、ステップＳ２２０の処理によって車両が左端車線を走行していることが確定されるため、制御部２０は、ステップＳ１４０を実行する（この例においては、走行車線である車線Ｒ₁が目標車線であるため、この段階で車線変更は終了する。）。

一方、車両が左端車線に車線変更されておらず、ステップＳ２２５において、走行車線が左端車線または右端車線であると判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ２３０において左端車線を候補車線から除外し、候補車線を車線Ｒ₂，Ｒ₃とする。この場合、ステップＳ２３５を経て再度ステップＳ２０５で車線変更が行われるため、この場合においてステップＳ２１０において、候補車線が車線Ｒ₁，Ｒ₂となる。従って、この状態において、ステップＳ２１５で全ての候補車線が目標車線に含まれると判定され、図３に示す車線変更処理および図２に示す車線変更支援処理が終了する。

次に、図５によって本実施形態の動作例を説明する。図５に示す例においては、目標車線が車線Ｒ_2，Ｒ₃であり、候補車線が左端の車線Ｒ₁、右端の車線Ｒ₆のいずれでもない状態を想定する。この状態において候補車線が取得されると、車線Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄，Ｒ₅が候補車線となる。この場合においても移動方向は左方向である。図５の右側においては、この例における候補車線の変化が示されている。

この例において、ステップＳ２０５以降の処理が開始されると、ステップＳ２０５，Ｓ２１０によって候補車線が車線Ｒ_1，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄となる。この場合、ステップＳ２１５において、全ての候補車線が目標車線に含まれるとは判定されない。従って、ステップＳ２２０、Ｓ２２５の処理が行われる。この場合においても、車両の走行車線が左端車線であれば、制御部２０は、ステップＳ１４０を実行する。この場合、制御部２０は、ステップＳ１４０において、走行車線である車線Ｒ₁から目標車線であるＲ₂に向けて一回車線変更させる制御を実行する。

車両の走行車線が左端車線でなければ、制御部２０は、ステップＳ２３０において、左端車線および右端車線を候補車線から除外する。この結果、候補車線が車線Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄となる。この状態において候補車線である車線Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は、目標車線である車線Ｒ_2，Ｒ₃に含まれないため、ステップＳ２３５を経て再度ステップＳ２０５以降が実行される。

ステップＳ２０５においてさらに左方向に車線変更が行われると、候補車線が車線Ｒ₁，Ｒ_2，Ｒ₃となる。この場合において、候補車線である車線Ｒ₁，Ｒ_2，Ｒ₃は、目標車線である車線Ｒ_2，Ｒ₃に含まれないため、ステップＳ２１５の判定を経てステップＳ２２０，Ｓ２２５が実行される。そして、ステップＳ２０５において、車両が左端車線に車線変更されているのであれば、ステップＳ２２０の処理によって車両が左端車線を走行していることが確定されるため、制御部２０は、ステップＳ１４０を実行する。

一方、車両が左端車線に車線変更されておらず、ステップＳ２２５において、走行車線が左端車線または右端車線であると判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ２３０において左端車線を候補車線から除外し、候補車線を車線Ｒ₂，Ｒ₃とする。この場合、ステップＳ２３５において、全ての候補車線が目標車線に含まれると判定され、図３に示す車線変更処理および図２に示す車線変更支援処理が終了する。

（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、車両の左右の車線の有無に基づいて候補車線を取得し、候補車線が目標車線に一致するまで車両を車線変更させる限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、車線変更支援システムは、車両等に搭載された装置であっても良いし、可搬型の端末によって実現される装置であっても良いし、複数の装置（例えば、クライアントとサーバ）によって実現されるシステムであっても良い。

車線変更支援システムを構成する現在位置取得部２１ａと車線数取得部２１ｂと候補車線取得部２１ｃと目標車線取得部２１ｄと車線変更指示部２１ｅの少なくとも一部が複数の装置に分かれて存在しても良い。このような構成としては、種々の構成が想定される。例えば、ナビゲーションシステムがサーバに対して通信を介して要求を行うことによって車線数取得部２１ｂの処理の少なくとも一部が実行される構成等であってもよい。むろん、上述の実施形態の一部の構成が省略されてもよいし、処理の順序が変動または省略されてもよい。

現在位置取得部は、車両の現在位置を取得することができればよい。現在位置も極めて高精度に特定される構成は必須ではなく、例えば、現在位置に基づいて車両が走行している道路を特定できる程度の精度であれば良く、各種の現在位置特定手段を利用可能である。

車線数取得部は、地図情報に基づいて車両が存在する道路の車線数を取得することができればよい。すなわち、地図情報においては、少なくとも各道路の車線数が記録されていれば良く、車線の位置を特定するための情報は記録されていても良いが必須ではない。車線の位置を特定するための情報としては、例えば、車線の基準位置（中央位置）の座標（緯度および経度）や各車線と他の基準地物（例えば、ペイントや停止線、標識、路肩等）との距離を示す情報などが挙げられる。

候補車線取得部は、車線数と車両の左右の車線の有無とに基づいて車両が走行している走行車線の候補である候補車線を取得することができればよい。すなわち、車両の左右の車線の有無が特定されると、候補車線取得部は、車線数に基づいて当該車線の状況となり得る車線を限定することができる。この結果、候補車線取得部は、車両が走行している走行車線を１個または複数個に限定することができる。車線変更支援システムにおいては、走行車線として複数個の車線が想定し得る場合であっても許容されるため、候補車線取得部においては、走行車線としてあり得ない車線を除外して候補車線を取得する構成等であっても良い。

目標車線取得部は目標車線を取得することができればよい。目標車線は、上述のように、探索された経路に沿って目的地まで走行する際に推奨される車線以外にも種々の車線であって良く、例えば、道路上での事故や工事等による障害物を回避するために走行すべき車線等であっても良く、種々の車線が目標車線となり得る。

車線変更指示部は、候補車線が目標車線に一致するまで車両を車線変更させる指示を行うことができればよい。すなわち、車線変更指示部は、車線変更の過程で候補車線の更新と、候補車線が目標車線に一致しているか否かの比較を行う。そして、候補車線が目標車線に一致する場合に、走行車線が目標車線と一致しているとみなし、車線変更を終了することができればよい。なお、個々では、候補車線の全てが目標車線に一致していれば良く、目標車線の中で候補車線ではない車線が存在することは許容されるが、候補車線の中で目標車線ではない車線が存在することは許容されない。車線変更の指示を行う対象は、上述の実施形態のように自動運転制御部であっても良いし、利用者であっても良い。後者の場合、移動先の車線を示す案内や移動方向を示す案内等によって車線変更の案内等が行われる。

１０…ナビゲーションシステム、２０…制御部、２１…車線変更支援プログラム、２１ａ…現在位置取得部、２１ｂ…車線数取得部、２１ｃ…候補車線取得部、２１ｄ…目標車線取得部、２１ｅ…車線変更指示部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、４１…ＧＮＳＳ受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、４４…側方カメラ、４５…自動運転制御部

Claims (7)

1. 車両の現在位置を取得する現在位置取得部と、
   地図情報に基づいて前記車両が存在する道路の車線数を取得する車線数取得部と、
   前記車線数と前記車両の左右の車線の有無とに基づいて前記車両が走行している走行車線の候補である候補車線を取得する候補車線取得部と、
   目標車線を取得する目標車線取得部と、
   前記候補車線が前記目標車線に一致するまで前記車両を車線変更させる指示を行う車線変更指示部と、
   を備える車線変更支援システム。
2. 前記車線変更指示部は、
   前記車両が車線変更した場合に前記候補車線を更新させ、更新された候補が前記目標車線に一致するまで車線変更を繰り返す指示を行う、
   請求項１に記載の車線変更支援システム。
3. 前記候補車線は、
   前記車両が車線変更したことによって前記候補車線を車線変更の移動方向へ移動させ、前記車両が車線変更した後に前記車両の左および右に車線が存在する場合に道路の左端および右端の車線を前記候補車線から除外することによって更新される、
   請求項２に記載の車線変更支援システム。
4. 前記車線変更指示部は、
   前記目標車線が道路の左端または右端の車線である場合においては、前記車両が車線変更した後に前記車両の左または右の車線が存在しないと判定された場合に車線変更を終了する指示を行う、
   請求項１〜請求項３のいずれかに記載の車線変更支援システム。
5. 前記車両の左右の車線の有無は、
   前記車両の左右の道路上の区画線に基づいて判定される、
   請求項１〜請求項４のいずれかに記載の車線変更支援システム。
6. 前記車線変更指示部は、
   前記車両を自動運転制御する自動運転制御部に対して車線変更を行わせる、
   請求項１〜請求項５に記載の車線変更支援システム。
7. コンピュータを、
   車両の現在位置を取得する現在位置取得部、
   地図情報に基づいて前記車両が存在する道路の車線数を取得する車線数取得部、
   前記車線数と前記車両の左右の車線の有無とに基づいて前記車両が走行している走行車線の候補である候補車線を取得する候補車線取得部、
   目標車線を取得する目標車線取得部、
   前記候補車線が前記目標車線に一致するまで前記車両を車線変更させる指示を行う車線変更指示部、
   として機能させる車線変更支援プログラム。

Images