JP6477888B2 - 経路誘導装置及び経路誘導方法 - Google Patents

Description

本発明は、経路誘導装置及び経路誘導方法に関する。

従来より、目的地までの走行ルートを案内するナビゲーション装置が知られている。特許文献１では、走行ルートに分岐点が存在した場合、分岐点までの距離と分岐点で進むべき車線を案内する。

特開２００９−１３３８０１号公報

しかしながら、特許文献１では、分岐点で進むべき車線はわかるものの、どこで車線変更するのが適切かわからない。そこで、車線変更を促す案内地点を予め設定しておくことが考えられるが、推定した自車位置が間違っていた場合、正しく案内できないおそれがある。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、自車位置が不確かな場合でも進むべき車線を案内できる経路誘導装置及び経路誘導方法を提供することである。

本発明の一態様に係る経路誘導装置は、自車両の位置および走行車線を推定し、推定した自車両の走行車線の確からしさを判定し、判定した自車両の走行車線の確からしさが予め設定した閾値以下の場合、自車両の位置から走行経路上の分岐点までの距離が所定距離になる前に走行経路に向けて車線変更を案内し、自車両の走行車線の確からしさが所定時間、閾値以下となった場合、分岐点が右方向にある場合は、最も右端の車線に車線変更するよう案内し、分岐点が左方向にある場合は、最も左端の車線に車線変更するよう案内する。

本発明によれば、自車位置が不確かな場合でも進むべき車線を案内できる。

図１は、本発明の実施形態に係る経路誘導装置の構成図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、本発明の実施形態に係る経路誘導装置の動作例を説明する図である。 図３は、本発明の実施形態に係る経路誘導装置の動作例を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

図１を参照して本実施形態に係る経路誘導装置１について説明する。図１に示すように、経路誘導装置１は、カメラ１０と、ＧＰＳ受信機２０と、センサ群３０と、通信Ｉ／Ｆ４０と、地図データベース５０と、ナビゲーション装置６０と、乗員に各種情報を提示するディスプレイ７０と、乗員に各種情報を音声で伝えるスピーカ８０を備える。

カメラ１０（検出手段）は、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの撮像素子を有したカメラであり、自車両の前方を撮影する。カメラ１０は、画像処理機能を有しており、撮影した画像から白線や地物（路肩、歩道、道路標識など）などを検出する。また、カメラ１０は、検出したデータをナビゲーション装置６０に出力する。なお、カメラ１０は、自車両の前方以外の周囲を撮像できる位置に設置されてもよい。

ＧＰＳ受信機２０（検出手段）は、人工衛星からの電波を受信することにより、地上における自車両の現在位置を検出する。ＧＰＳ受信機２０は、検出した自車両の現在位置をナビゲーション装置６０に出力する。

センサ群３０は、速度センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ等から構成される。センサ群３０は、各センサにより自車両の速度、加速度、姿勢等を検出し、検出したデータをナビゲーション装置６０に出力する。

通信Ｉ／Ｆ４０は、例えば、無線で外部と信号を送受信する通信機である。通信Ｉ／Ｆ４０は、例えば、渋滞情報、交通規制等の交通情報や、天気情報等をリアルタイムに送信する高度道路交通システム（ＩＴＳ）により、外部から種々の情報を受信する。ＩＴＳは、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System:登録商標）、テレマティクス等を含む。通信Ｉ／Ｆ４０は、受信した情報をナビゲーション装置６０に出力する。

地図データベース５０には、道路情報や施設情報などの地図情報が記録されている。地図データベース５０には、道路データ、地図上に表示させるアイコンデータなど、経路案内に必要となる各種データが記憶されている。また、地図データベース５０に記憶されている道路データは、道路の車線数、道幅情報、道路の起伏情報などを含んでいる。

ナビゲーション装置６０は、予め乗員によって設定された目的地までの走行経路を決定する。より詳しくは、ナビゲーション装置６０は、ＧＰＳ受信機２０から取得した位置情報や、通信Ｉ／Ｆ４０から取得した情報や、地図データベース５０から取得した地図情報などを用いてディスプレイ７０に目的地までの走行経路を表示したり、自車両の現在位置を示すマークを表示したりする。

ナビゲーション装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスと入出力インターフェースから構成されるコンピュータであり、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行う。ナビゲーション装置６０は、これを機能的に捉えた場合、位置推定部６１と、経路探索部６２と、精度判定部６３と、案内部６４に分類することができる。

位置推定部６１は、自車両の現在位置を車線単位で推定する。具体的には、位置推定部６１は、カメラ１０から取得した白線情報や、ＧＰＳ受信機２０から取得した位置情報や、地図データベース５０から取得した地図情報を用いて、自車両の現在位置を車線単位で推定する。

経路探索部６２は、位置推定部６１によって推定された自車両の現在位置を出発地として、地図データベース５０に記憶されている地図情報を用いて目的地までの走行経路を車線単位で探索する。なお、目的地までの走行経路を常に車線単位で探索すると負荷が大きいため、経路探索部６２は、定期的に走行経路を車線単位で探索してもよい。例えば、経路探索部６２は、分岐点又は交差点までの距離が３ｋｍになったときに走行経路を車線単位で探索してもよい。この３ｋｍという距離は、早めに車線変更できる距離であればよく、３ｋｍに限定されない。また、経路探索部６２は、例えば１ｋｍごとに走行経路を車線単位で探索してもよい。この１ｋｍという距離は、探索負荷を軽減できる距離であればよく、１ｋｍに限定されない。

精度判定部６３（精度判定手段）は、位置推定部６１によって推定された自車両の走行車線の確からしさを判定する。本発明において、推定された走行車線の確からしさとは、走行車線の推定精度のことである。つまり精度判定部６３は、走行車線の推定精度が閾値より高いか否かを判定する。走行車線の推定精度が閾値より高いということは、自車両の走行車線は確かである、すなわち正確であることを意味する。一方、走行車線の推定精度が閾値以下ということは、自車両の走行車線は不確かであることを意味する。以下、具体的な判定方法について説明する。

精度判定部６３は、カメラ１０から取得した白線の濃淡に応じて走行車線の推定精度を判定する。精度判定部６３は、白線が通常より薄い場合、走行車線の推定精度が低いと判定する。カメラ１０が白線以外の何かを白線と誤って検出している可能性があるからである。白線が通常より薄いか否かについては、精度判定部６３はテンプレートマッチングを用いて判定することができる。

また、精度判定部６３は、カメラ画像に白線が映っていない場合、走行車線の推定精度が低いと判定する。これは例えば、渋滞などにより自車両の両側に他車両が存在する場合、この他車両に白線が隠れてしまいカメラ画像に白線が映らないことがある。このような場合、精度判定部６３は、走行車線の推定精度が低いと判定する。

また、精度判定部６３は、太陽の位置が逆光となる場合、走行車線の推定精度が低いと判定する。逆光によりカメラ１０がうまく撮影できない場合があるからである。

また、精度判定部６３は、カメラ１０とナビゲーション装置６０の認識に差異が生じた場合、走行車線の推定精度が低いと判定する。これは例えば、ナビゲーション装置６０が走行道路を４車線と認識しているのに対し、カメラ１０は走行道路を５車線と認識している場合である。カメラ１０は、路肩が狭く歩道が広い場合、この歩道を車道と認識する場合がある。このように、カメラ１０とナビゲーション装置６０の認識に差異が生じた場合、精度判定部６３は、走行車線の推定精度が低いと判定する。

また、精度判定部６３は、地物を用いた位置補正に係る補正値に応じて走行車線の推定精度を判定する。具体的には、まず位置推定部６１は、カメラ１０から取得した地物を用いて現在位置を補正することができる。位置推定部６１は、道路標識や案内標識などの地物までの距離を算出し、算出した距離を用いて走行方向に対する現在位置を補正する。このとき、補正値が通常の補正値より大きい場合、精度判定部６３は、走行車線の推定精度が低いと判定する。

以上説明したように、精度判定部６３は、走行車線の推定精度が閾値より高いか否かを判定する。なお、判定に用いる閾値については、予め実験やシミュレーションを通じて求めることができる。また、この閾値は、走行環境（高速道路または一般道路）に応じて変更することができる。

案内部６４（案内手段）は、走行経路上の分岐点又は交差点での進行案内を行う。進行案内は、例えば、道路が２方向に分岐する分岐点では、どちらの方向へ分岐すればよいかを案内するものであり、交差点では、例えば、直進、左折又は右折を案内するものである。

ディスプレイ７０は、ナビゲーション装置６０によって設定された目的地までの走行経路を提示する。

スピーカ８０は、目的地までの走行経路の誘導や分岐点又は交差点での誘導を音声により乗員に伝える。

次に、上述のように構成された経路誘導装置１の一動作例を図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図２（ａ）、（ｂ）では、分岐点で右方向に分岐する道路が走行経路として設定されているものとする。

図２（ａ）に示すように、自車両が分岐点に近づくと、経路探索部６２は、走行経路を車線単位で探索する。次に、精度判定部６３は、走行車線の推定精度が閾値より高いか否かを判定する。走行車線の推定精度が閾値より高い場合、案内部６４は、図２（ａ）に示すように、自車位置から分岐点までの距離が所定距離（例えば１ｋｍ）になった地点で「１ｋｍ先右方向です。右車線に移動して下さい」と案内する。本実施形態では、自車位置から分岐点までの距離が１ｋｍとなった地点で車線変更を案内することを通常の案内として説明する。なお、この例では所定距離を１ｋｍとして説明したが、所定距離は運転者が安全に車線変更できる距離であればよく、１ｋｍに限定されない。

一方、走行車線の推定精度が閾値以下の場合、案内部６４は、図２（ａ）で説明した通常案内する地点より手前の地点で車線変更を案内する。すなわち、走行車線の推定精度が閾値以下の場合、案内部６４は、図２（ｂ）に示すように、自車位置から分岐点までの距離が、図２（ａ）で説明した通常案内の１ｋｍより長い距離（この例では２ｋｍ）になった地点で、「２ｋｍ先右方向です。右車線に移動して下さい」と案内する。このように案内部６４は、自車両の走行車線が不確かな場合は、通常の案内よりも早めに車線変更の案内を行う。これにより、案内部６４は、自車両の走行車線が不確かであっても、運転者に進むべき方向を案内することができる。

図２（ａ）、（ｂ）に示す例では２車線の道路を用いて説明したが、本発明は車線数に関係なく適用することができる。例えば、３車線以上の道路において分岐点で右方向に分岐する道路が走行経路として設定され、かつ、走行車線の推定精度が閾値以下の場合を例にとって説明する。このケースにおいて、案内部６４は、自車両が走行している車線に関係なく、通常の案内よりも早めに「最も右端の車線に移動してください」と案内する。このように、走行車線に関係なく案内することにより、案内部６４は自車両の走行車線が不確かであっても、運転者に進むべき方向を案内することができる。

なお、車線数に応じて、案内を開始する地点を変更してもよい。例えば、車線数が増えるに従い、案内を開始する地点を手前にずらしてもよい。例えば、５車線道路において自車両が最も左端の車線を走行しており、分岐点で右方向に分岐する場合、自車両は４回車線変更することになる。このようなケースでは、運転者が余裕をもって車線変更するために、自車位置から分岐点までの距離が十分長い地点で経路案内することが好ましい。よって、車線数が増えるにしたがい、案内を開始する地点を手前にずらすことにより、案内部６４は自車両の走行車線が不確かであっても、余裕をもって運転者に進むべき方向を案内することができる。これにより、案内部６４は進むべき方向に進めないというリスクを軽減することができる。

また、案内部６４は、走行車線の推定精度が所定時間閾値以下となった場合、最も右端の車線または最も左端の車線に車線変更するよう案内してもよい。最も右端の車線または最も左端の車線に移動することにより走行車線の推定精度がリセットされ、精度判定部６３は、新たに走行車線の推定精度を判定することができる。

図３に示すフローチャートを参照して、経路誘導装置１の一動作例を説明する。このフローチャートに示す処理は、目的地までの走行経路が設定されると開始する。

ステップＳ１０１において、経路探索部６２は、自車位置から次の分岐点までの距離が３ｋｍ以下になったか否かを判定する。次の分岐点までの距離が３ｋｍより長い場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、経路探索部６２は待機する。一方、次の分岐点までの距離が３ｋｍ以下になった場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、経路探索部６２は走行経路を車線単位で探索する。

ステップＳ１０２において、精度判定部６３は、走行車線の推定精度が閾値より高いか否かを判定する。走行車線の推定精度が閾値より高い場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、処理がステップＳ１０３に進む。一方、走行車線の推定精度が閾値以下の場合（ステップＳ１０２でＮｏ）、処理がステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０３において、案内部６４は、自車位置から分岐点までの距離が１ｋｍになった地点で、通常の案内として走行経路を案内する。

ステップＳ１０４において、案内部６４は、自車位置から分岐点までの距離が１ｋｍになる前に走行経路を案内する。

以上説明したように、本実施形態に係る経路誘導装置１によれば、以下の作用効果が得られる。

経路誘導装置１は、自車位置の推定精度に応じて、案内を開始する地点を変更する。経路誘導装置１は、自車位置の推定精度が閾値より高い場合、自車位置から分岐点までの距離が所定距離になった地点で案内する。一方、経路誘導装置１は、自車位置の推定精度が閾値以下の場合、所定距離より手前の地点で案内する。これにより、経路誘導装置１は、自車位置が不確かであっても分岐点又は交差点で進むべき車線を案内することができる。

また、経路誘導装置１は、自車位置として走行車線を検出し、検出した走行車線の推定精度に応じて、案内を開始する地点を変更する。これにより、走行車線が不確かであっても分岐点又は交差点で進むべき車線を案内することができる。

また、経路誘導装置１は、走行車線に関係なく分岐点又は交差点で進むべき車線を案内する。これにより、経路誘導装置１は、走行車線が不確かであっても分岐点又は交差点で進むべき車線を案内することができる。

また、経路誘導装置１は、走行車線の推定精度が所定時間閾値以下となった場合、最も右端の車線または最も左端の車線に車線変更するよう案内する。これにより、走行車線の推定精度がリセットされ、経路誘導装置１は、新たに走行車線の推定精度を判定することができる。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、地図データベース５０は経路誘導装置１に記憶されていると説明したが、地図データベース５０はサーバ上に記憶されていてもよい。地図データベース５０がサーバ上に記憶されている場合、ナビゲーション装置６０は、通信により随時地図情報を取得することができる。

また、本発明は、走行経路に沿って自動的に走行する自動運転車両に適用することができる。本発明を自動運転車両に適用した場合、自動運転車両は、走行車線の推定精度が閾値より高い場合、自車位置から分岐点までの距離が１ｋｍとなった地点で自動的に車線変更を行うことができる。また、自動運転車両は、走行車線の推定精度が閾値以下の場合、自車位置から分岐点までの距離が２ｋｍとなった地点で自動的に車線変更を行うことができる。なお、自動運転車両は、車線数が増えるにしたがい、自動的に車線変更を行う地点を手前にずらしてもよい。

１０ カメラ
２０ ＧＰＳ受信機
６３ 精度判定部
６４ 案内部

Claims (3)

1. 予め設定された目的地までの走行経路を提示する車両または前記走行経路に沿って自動的に走行する自動運転車両に用いられる経路誘導装置であって、
   自車両の位置および走行車線を推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定された前記自車両の位置から走行経路上の分岐点までの距離が所定距離になった場合に前記走行経路に向けて車線変更を案内する案内手段と、
   前記推定手段によって推定された前記自車両の走行車線の確からしさを判定する判定手段と、を備え、
   前記案内手段は、前記判定手段によって前記自車両の走行車線の確からしさが予め設定された閾値以下と判定された場合、前記自車両の位置から前記分岐点までの距離が前記所定距離になる前に前記走行経路に向けて車線変更を案内し、
   前記案内手段は、前記自車両の走行車線の確からしさが所定時間、前記閾値以下となった場合、前記分岐点が右方向にある場合は、最も右端の車線に車線変更するよう案内し、前記分岐点が左方向にある場合は、最も左端の車線に車線変更するよう案内することを特徴とする経路誘導装置。
2. 前記案内手段は、前記推定手段によって推定された前記走行車線に関係なく前記走行経路を案内することを特徴とする請求項１に記載の経路誘導装置。
3. 予め設定された目的地までの走行経路を提示する車両または前記走行経路に沿って自動的に走行する自動運転車両に用いられる経路誘導方法であって、
   自車両の位置および走行車線を推定し、
   推定した前記自車両の走行車線の確からしさを判定し、
   判定した前記自車両の走行車線の確からしさが予め設定した閾値以下の場合、前記自車両の位置から走行経路上の分岐点までの距離が所定距離になる前に前記走行経路に向けて車線変更を案内し、
   前記自車両の走行車線の確からしさが所定時間、前記閾値以下となった場合、前記分岐点が右方向にある場合は、最も右端の車線に車線変更するよう案内し、前記分岐点が左方向にある場合は、最も左端の車線に車線変更するよう案内することを特徴とする経路誘導方法。

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