JP2009014555A - ナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】外部環境に左右されることが少なく、特別な取り付け設定も必要としない、自車両が走行する車線を考慮した誘導案内が可能なナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムを提供する
【解決手段】ナビゲーション装置１は、道路を走行している移動体の現在位置を算出する位置検出部１４と、移動体が左折を開始したリンク上左折開始位置Ｐ２、及び当該位置での仮想道路幅Ｗ１を算出する左折判定部１８と、算出されたリンク上左折開始位置Ｐ２、及び仮想道路幅Ｗ１を道路リンク情報に記憶する情報記憶部１６と、仮想道路幅Ｗ１と現在位置Ｐ６から現在走行中の道路を表す道路リンクＲＬ１までの距離である実測道路幅Ｗ２との差分値Ｗ３を用いて、移動体が走行している車線を判定する走行車線判定部１９と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＧＰＳ受信機や自立センサ等を用いて、移動体の位置を算出するナビゲーション装置に関し、特に、道路の車線を考慮したナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムに関する。

近年、車両に搭載され、出発地から目的地までの推奨経路に従って案内を行うナビゲーション装置が広く普及している。最近では、交差点までの距離と現在走行している車線に基づいて、車線変更の有無を含めて走行車線を誘導する案内を行うナビゲーション装置も提案されている。

しかしながら、車両の現在位置に応じて走行車線を誘導するためには、車線毎の位置や幅などの詳細な道路地図情報が必要になる。全ての道路地図情報を詳細なものに作り変えるためには、膨大な手間がかかり現実的ではない。また、車両の現在位置に応じて走行車線を誘導するためには、車両の現在位置を正確に把握する必要がある。しかし、車両に設置されるＧＰＳアンテナの設置位置が車両によって異なる（例えば、車両の中央部、車両の前方左側、車両の後方右側等まちまちである。）ので、ＧＰＳアンテナに基づいて検出された車両の現在位置に誤差が生じ、誤った案内をしてしまう可能性がある。

そこで、車両にＣＣＤカメラ等の撮像装置を取り付け、取得した画像情報の白線や対向道路の状況から自車の走行している車線を特定する技術が特許文献１に開示されている。

特開平１０−２０６１７４号公報

しかしながら、従来の撮像装置を用いる構成では、白線や対向道路などの車線を特定するための情報が画像情報から取得できない状況、例えば、前方に大型車が走行していて前方の視界が悪いときや、雨や雪など天候が悪いときなど、走行車線を特定することが難しい。また、撮像装置を車両に設置するとき、取り付けた位置に合わせて、各種設定を行わなければならない。特に、ユーザーが取り付けを行うときには、設置位置に合わせた設定を行う必要があり、ユーザに多くの負担を強いることになる。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、外部環境に左右されることが少なく、且つ特別な取り付け設定も必要としないナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムであって、自車両が走行する車線を考慮した誘導案内が可能なナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムを提供することを目的とする。また、ＧＰＳアンテナの設置位置に影響を受けることなく、ＧＰＳアンテナに基づいて正確な車両の現在位置を検出することができる。これにより、ＧＰＳアンテナの設置位置の自由度が上がり、且つＧＰＳアンテナの設置位置を設定する必要もないナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムを提供することを目的とする。

本発明に係るナビゲーション装置は、道路を走行している移動体の現在位置を算出する位置検出部と、移動体が右左折を開始したリンク上右左折開始位置、及び当該位置での仮想道路幅を算出する右左折判定部と、算出されたリンク上右左折開始位置、及び仮想道路幅を道路リンク情報に記憶する情報記憶部と、前記仮想道路幅と現在位置から現在走行中の道路を表す道路リンクまでの距離である実測道路幅との差分値を用いて、移動体が走行している車線を判定する走行車線判定部と、を備える。

リンク上右左折開始位置は、現在走行中の道路を表す道路リンク上であって、移動体が右左折を開始したときの現在位置から最も近い位置であってもよい。

仮想道路幅は、移動体が右左折を開始したときの現在位置から現在走行中の道路を表す道路リンクまでの距離であってもよい。

右左折判定部は、移動体の進行方位の方位角と現在走行中の道路を表す道路リンクのリンク方位の方位角の差が所定角度以上のときに、移動体が右左折を開始したと判定してもよい。

右左折判定部は、移動体がリンク上右左折開始位置が存在する道路リンクにマッチングしなくなったときに、移動体が右左折を開始したときの現在位置、リンク上右左折開始位置及び道路リンクを用いて、リンク上右左折開始位置での仮想道路幅を算出してもよい。

走行車線判定部は、実測道路幅を算出し、仮想道路幅と実測道路幅との差分値を算出する差分算出部を有し、予め記憶された道路リンク情報から車線幅を算出し、算出された差分値及び車線幅に基づいて移動体が走行している車線を判定してもよい。

上記ナビゲーション装置は、走行車線判定部により特定された走行車線をユーザに報知する表示部をさらに備えてもよい。

移動体が走行している車線に基づき経路案内を行ってもよい。

本発明に係るナビゲーション方法は、道路を走行している移動体の現在位置を算出する位置検出ステップと、移動体が右左折を開始したリンク上右左折開始位置、及び当該位置での仮想道路幅を算出する右左折判定ステップと、算出された前記リンク上右左折開始位置、及び前記仮想道路幅を道路リンク情報に記憶する情報記憶ステップと、前記仮想道路幅と現在位置から現在走行中の道路を表す道路リンクまでの距離である実測道路幅との差分値を用いて、移動体が走行している車線を判定する走行車線判定ステップと、を含む。

リンク上右左折開始位置は、現在走行中の道路を表す道路リンク上であって、移動体が右左折を開始したときの現在位置から最も近い位置であってもよい。

仮想道路幅は、移動体が右左折を開始したときの現在位置から現在走行中の道路を表す道路リンクまでの距離であってもよい。

右左折判定ステップは、移動体の進行方位の方位角と現在走行中の道路を表す道路リンクのリンク方位の方位角の差が所定角度以上のときに、移動体が右左折を開始したと判定してもよい。

右左折判定ステップは、移動体が右左折を開始したと判定したとき、移動体が右左折を開始したときの現在位置、リンク上右左折開始位置及び道路リンクを一時的に記憶し、その後移動体がリンク上右左折開始位置が存在する道路リンクにマッチングしなくなったときに、一時的に記憶した前記現在位置、前記リンク上右左折開始位置及び前記道路リンクを用いて、リンク上右左折開始位置での仮想道路幅を算出してもよい。

走行車線判定ステップは、実測道路幅を算出し、仮想道路幅と実測道路幅との差分値を算出し、予め記憶された道路リンク情報から車線幅を算出し、算出された差分値及び車線幅に基づいて移動体が走行している車線を判定してもよい。

本発明に係るナビゲーションプログラムは、上記ナビゲーション方法を実行する。

本発明のナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムは、外部環境に左右されることが少なく、且つ特別な取り付け設定を必要としない。また、自車両が走行する車線を考慮して、推奨経路の誘導案内を行うことができる。また、ＧＰＳアンテナは、車両の前方、中央、後方、左側、右側等好みの位置に設置することができるが、本発明のナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムにおいて、ＧＰＳアンテナの設置位置に影響を受けることなく、ＧＰＳアンテナに基づいて正確な車両の現在位置を検出することができる。すなわち、ＧＰＳアンテナは車両のどの部分に設置されてもよく、ＧＰＳアンテナの設置位置による初期設定や微調節をする必要がない。

以下、本発明の実施の形態によるナビゲーション装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本実施の形態によるナビゲーション装置としては、例えば自動車などの車両に搭載される場合を例に挙げる。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態によるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。図１において、ナビゲーション装置１は、ＧＰＳ受信機１０と、角度センサ１１と、速度センサ１２と、距離センサ１３と、位置検出部１４と、制御部１５と、情報記憶部１６と、表示部１７とを備える。さらに、制御部１５は、左折判定部１８と、走行車線判定部１９とを備える。

ＧＰＳ受信機１０は、ＧＰＳ衛星から電波を受信して地球上における車両の絶対位置（緯度、経度及び高度）を算出し、またそのドップラーシフトから車両の速度を算出する。

角度センサ１１は、例えば振動ジャイロや光ファイバジャイロ等のジャイロ装置によって構成される。図２に示すように、車両の進行方向をＸｂ軸、車両の右側方向をＹｂ軸、Ｘｂ−Ｙｂ軸平面に対して垂直下方向をＺｂ軸とする。これらＸｂ軸、Ｙｂ軸、Ｚｂ軸からなる座標系を、車両座標系とする。添え字ｂは車両座標系（Ｂｏｄｙ ｆｒａｍｅ）を表す。角度センサ１１は、Ｘｂ軸方向の角度（ロール角）、Ｙｂ軸方向の角度（ピッチ角）、Ｚｂ軸方向の角度（ヨー角）を検出できる構成がよい。角度センサ１１は、車両の相対角度を検出し、その検出された相対角度から車両の姿勢角を算出する。車両が水平に置かれたある状態を基準位置としてロール角、ピッチ角、ヨー角がそれぞれどれだけ変化したかを相対角度という。また、ロール角、ピッチ角の検出については、車両の加速度を検出する加速度センサを用いて算出してもよい。

速度センサ１２は、例えば加速度センサ等によって構成され、車両の速度を検出する。検出される速度は絶対速度でもよいし、既知の速度を基準としてその差を示す速度でもよい。なお、検出された速度から車両の速度、位置が算出されるため、角度センサ１１と同様に予め定められた座標系における加速度が検出されてもよい。

距離センサ１３は、車両の移動距離を検出する。距離センサ１３は、好ましくは、車両に元々設置されており、車両の走行速度に応じてパルス周期が変化する車速パルスを発生する車速パルス発生装置である。

情報記憶部１６は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、又はメモリ等から構成される。情報記憶部１６には地図情報や検索用情報が格納される。地図情報には、経路探索処理、誘導案内処理、及びマップマッチング処理等で使用される道路ネットワーク情報、及び地図表示で使用される背景情報が記録される。一般的に、地図情報は、主に交差点を現すノードと呼ばれる情報と、ノード間を結ぶ道路を意味するリンクと呼ばれる情報によって、道路ネットワークが構成される。また、経路探索処理によって求められる推奨経路も、ノードとリンクによって構成される。しかしながら、これに限らず、例えば、携帯電話、ＰＨＳ等の、図示していない通信部によって、情報記憶部１６に格納する情報を、図示していないセンター設備から適宜ダウンロードしてもよい。

位置検出部１４、左折判定部１８、走行車線判定部１９は、典型的にはＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含み、ＧＰＳ受信機１０、角度センサ１１、速度センサ１２、距離センサ１３と電気的に接続される。ＣＰＵは、ＲＯＭに予め格納されるコンピュータプログラムを、ＲＡＭを使って実行する。

角度センサ１１、速度センサ１２、距離センサ１３は、それぞれ図２に示す車両座標系に沿った検出値を位置検出部１４に出力する。位置検出部１４は、車両座標系に沿った検出値を図３に示す航法座標系（局地水平座標系（Ｌｏｃａｌｌｙ ｌｅｖｅｌ ｆｒａｍｅ））に変換し、推測航法によって現在位置情報を算出する。航法座標系に対する車両座標系の回転角度は、角度センサ１１から得られる相対角度に初期角度を加えることで算出できる。航法座標系に対する車両座標系の回転角度をヨー角θ１、ピッチ角θ２、ロール角θ３とすると、車両座標系から航法座標系への座標変換行列Ｔは次式で表される。

上記座標変換行列Ｔを用いて、速度センサ１２で得られた車両座標系における速度Ｖｂ＝（Ｖｂｘ，Ｖｂｙ，Ｖｂｚ）を、航法座標系における速度Ｖｌ＝（Ｖｌｘ，Ｖｌｙ，Ｖｌｚ）に変換する。

また、距離センサ１３で得られた走行距離Ｒｂも同様に、航法座標系における走行距離Ｒｌ＝（Ｒｌｘ，Ｒｌｙ，Ｒｌｚ）に変換することができる。ただし、距離センサ１３により得られる走行距離Ｒｂは進行方向のみのため、Ｒｂ＝（Ｒ,０,０）で表すことができる。

航法座標系で得られる速度Ｖｌ＝（Ｖｌｘ，Ｖｌｙ，Ｖｌｚ）、走行距離Ｒｌ＝（Ｒｌｘ，Ｒｌｙ，Ｒｌｚ）にそれぞれ初期値を加えることで、ナビゲーション装置１の地図画面上における位置、速度を算出することができる。しかしながら、推測航法ではそれぞれのセンサ固有の誤差が時間の経過とともに累積するため、長時間の航法に耐えることができない。そこで、位置検出部１４では、ＧＰＳ受信機１０から得られる位置、速度と推測航法によって得られる位置、速度の差を観測量（位置誤差、速度誤差）とし、カルマンフィルタを用いて航法誤差（位置誤差、速度誤差、姿勢角誤差）を推定し補正することで現在位置、速度、姿勢角を算出する。

そして、例えば現在位置を中心として半径１０ｍの範囲で情報記憶部１６に予め記憶されている地図情報を抽出し、道路リンクの方位と現在位置の方位が最も一致する道路リンクを走行道路とし、自車位置を特定する。その後は、自車位置に道路リンクのリンク方向に走行距離だけ位置を進め、自車位置を更新する。現在位置情報と地図情報の整合性が保てなくなった場合は、再度自車位置を特定する。この位置の算出方法はマップマッチングと呼ばれる。

以下では、角度センサ１１、速度センサ１２、距離センサ１３といった自立センサやＧＰＳ受信機１０等で求められる車両の位置を現在位置とし、道路ネットワーク情報にマッチングされた車両の位置を自車位置と称する。

図４は、車両が交差点を左折するときの図である。車両Ｖ２のように、車両が交差点を左折するとき、車両は最も左側の車線を走行することが多い。左折判定部１８は、これを利用して、車両が左折したときリンク上左折開始位置Ｐ２及び仮想道路幅Ｗ１を情報記憶部１６に記憶する。以下具体的に説明する。

左折判定部１８は、位置検出部１４から得られる車両の進行方位（方位Ａ１）の方位角θＡ１と情報記憶部１６から得られる現在走行中の道路の道路リンクＲＬ１のリンク方位（方位Ａ２）の方位角θＡ２の差分（θＡ２−θＡ１）を求める。道路リンクは、コンピュータにおいてプログラム処理を可能とするため、道路の中央に存在する仮想の線である。なお、道路リンクは、道路に対して中央ではなく道路の他の位置、例えば路肩や片側車線の中央部に設ける場合も考えられる。ここでの方位角は左回転を負とする。方位角の差分が所定角度Δθ以上のとき、車両が左折を開始したと判定する。左折判定部１８は、現在走行中の道路の道路リンクＲＬ１上であって、車両が左折を開始したときの現在位置Ｐ１から最も近い位置、すなわちリンク上左折開始位置Ｐ２を求める。次に、左折判定部１８は、車両が左折を開始したときの現在位置Ｐ１からリンク上左折開始位置Ｐ２までの距離、すなわち仮想道路幅Ｗ１を求める。そして、左折判定部１８は、求めたリンク上左折開始位置Ｐ２及び仮想道路幅Ｗ１を情報記憶部１６に記憶する。

図５は、車両が以前に学習された道路リンクの道路を走行しているときに、走行車線判定部１９が現在走行中の車線を特定するときの図である。以前の学習において、左折開始位置Ｐ２及び仮想道路幅Ｗ１が記憶されている。走行車線判定部１９は、車両が以前に学習された道路リンクの道路を走行しているときに、左折判定部１８により情報記憶部１６に記憶されたリンク上左折開始位置Ｐ２、仮想道路幅Ｗ１等に基づいて、車両が現在どの車線を走行中かを特定する。以下具体的に説明する。

現在走行中の道路の道路リンクが以前に学習された道路リンクＲＬ１であるとき、走行車線判定部１９は、現在位置Ｐ６から現在走行中の道路の道路リンクＲＬ１までの距離、すなわち実測道路幅Ｗ２を求める。次に、走行車線判定部１９は、仮想道路幅Ｗ１と実測道路幅Ｗ２の差分Ｗ３を求める。走行車線判定部１９は、予め記憶された道路ネットワーク情報から車線幅Ｌを求め、車線幅Ｌ及び差分Ｗ３に基づいて以下のように車両が現在走行中の車線を判定する。式（１）を満たす場合は、差分Ｗ３は実質ゼロである（大略ゼロに等しい）と判断され、現在走行中の車線は最も左側の車線であると判定される。式（１）〜式（３）において、許容値αは例えばＬ／２である。

−α≦Ｗ３＜＋α （１）

また、式（２）を満たす場合は、差分Ｗ３は実質１車線幅に等しいと判断され、現在走行中の車線は左から２番目の車線であると判定される。

Ｌ−α≦Ｗ３＜Ｌ＋α （２）

また、式（３）を満たす場合は、差分Ｗ３は実質２車線幅に等しいと判断され、現在走行中の車線は左から３番目の車線であると判定される。

２Ｌ−α≦Ｗ３＜２Ｌ＋α （３）

左から４番目以降の車線も同様に判定できる。

表示部１７は、走行車線判定部１９により特定された車線、すなわち、車両が現在走行している車線をユーザに報知する。

次に、上記構成のナビゲーション装置１の動作について説明する。図６は、図１の左折判定部１８による左折判定処理を示すフローチャートである。図６において、角度センサ１１から得られる車両の姿勢角、速度センサ１２から得られる速度及び距離センサ１３から得られる移動距離を用いて推測航法を行うことにより算出した位置、速度を、ＧＰＳ受信機１０から得られる位置、速度とで補正することにより現在位置情報を算出する（Ｓ１０１）。位置検出部１４が算出した現在位置情報を、情報記憶部１６に予め記憶されている地図情報を用いてマップマッチングし、走行道路及び自車位置を特定する（Ｓ１０２）。

次に、車両が左折中か否かを判定する。すなわち、左折開始判定フラグが立っているか否かを判定する（Ｓ１０３）。左折開始判定フラグが立っていない場合（Ｓ１０３でＮｏ）、すなわち、車両が左折中でない場合は、車両が左折を開始したか否かを判定する。具体的には、位置検出部１４から得られる車両の進行方位（方位Ａ１）の方位角θＡ１と情報記憶部１６から得られる現在走行中の道路の道路リンクＲＬ１のリンク方位（方位Ａ２）の方位角θＡ２の差分（θＡ２−θＡ１）を求める。求めた方位角の差分が所定角度Δθ以上か否かを判定する（Ｓ１０４）。例えば、所定角度Δθは１０［ｄｅｇ］である。

方位角の差分が所定角度Δθ以上の場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、すなわち、車両が左折を開始したと判定された場合は、左折開始判定フラグを立てる（Ｓ１０５）。現在走行中の道路の道路リンクＲＬ１上であって、車両が左折を開始したときの現在位置Ｐ１から最も近い位置、すなわちリンク上左折開始位置Ｐ２を算出する。車両が左折を開始したときの現在位置Ｐ１、リンク上左折開始位置Ｐ２及び道路リンクＲＬ１の情報を一時的に記憶し（Ｓ１０６）、ステップＳ１０１に戻る。ここで、一時的に記憶したのは、後の判断において、左折が行われず単に蛇行走行が行われたと判断された場合は、一時的に記憶された情報を削除するためである。一方、方位角の差分が所定角度Δθ未満の場合（Ｓ１０４でＮｏ）、すなわち、車両が左折を開始していないと判定された場合は、ステップＳ１０１に戻る。

車両が左折を開始したと判定した場合であっても、図４の車両Ｖ１のように、車両がまた元の道路に戻ることも考えられる。以下の処理は上記場合にも対応できる。ステップＳ１０３において、左折開始判定フラグが立っている場合、すなわち、車両が左折中の場合は、車両が左折を開始したときからの走行距離が、所定距離以上になるまで（Ｓ１０７でＮｏ）、リンク上左折開始位置Ｐ２が存在する道路リンクＲＬ１にマッチングしているか否かを判定する（Ｓ１０８）。例えば、所定距離は５０ｍである。図４において、所定距離を点線で表す。車両がリンク上左折開始位置Ｐ２が存在する道路リンクＲＬ１にマッチングしている間は（Ｓ１０８でＹｅｓ）、ステップＳ１０１に戻る。図４において、車両Ｖ１が現在位置Ｐ３、Ｐ４のとき又は車両Ｖ２が現在位置Ｐ３のときは、ステップＳ１０８でＹｅｓとなる。

一方、車両がリンク上左折開始位置Ｐ２が存在する道路リンクＲＬ１にマッチングしなくなった場合は（Ｓ１０８でＮｏ）、左折が終了したと判定する。例えば、図４の車両Ｖ２が現在位置Ｐ５のときのように、リンク上左折開始位置Ｐ２の存在する道路リンクＲＬ１に交差する道路リンクＲＬ２にマッチングが移行した場合や、駐車場等の道路外に進入した場合等が考えられる。従って、車両が左折を開始したと判定したときに一時的に記憶した情報から、車両が左折を開始したときの現在位置Ｐ１から道路リンクＲＬ１までの距離、すなわち仮想道路幅Ｗ１を算出する（Ｓ１０９）。左折開始位置の有無、リンク上左折開始位置Ｐ２及び仮想道路幅Ｗ１を情報記憶部１６の道路ネットワーク情報（図７）に記憶する（Ｓ１１０）。図７において、上４行の情報は通常のナビゲーション装置が有する情報であり、下２行の情報がステップＳ１１０において追加される情報である。車両が左折を開始したと判定した際にステップＳ１０５及びＳ１０６で一時的に記憶した左折開始判定フラグ、現在位置Ｐ１、リンク上左折開始位置Ｐ２、及び道路リンクＲＬ１の情報を消去し（Ｓ１１１）、ステップＳ１０１に戻る。

車両が左折を開始したときからの走行距離が、所定距離以上になっても、リンク上左折開始位置Ｐ２の存在する道路リンクＲＬ１からマッチングが外れない場合は（Ｓ１０７でＹｅｓ）、図４の車両Ｖ１のように、車両がまた元の道路に戻ったと考えられる。すなわち、車両は左折しなかったので、車両が左折を開始したと判定した際にステップＳ１０５及びＳ１０６で一時的に記憶した情報を消去し（Ｓ１１１）、ステップＳ１０１に戻る。

図８は、図１の走行車線判定部１９による走行車線判定処理を示すフローチャートである。図８のステップＳ２０１及びＳ２０２は、図６のステップＳ１０１及びＳ１０２と同様であるため説明を省略する。

次に、情報記憶部１６に記憶されている、現在走行中の道路の道路リンクＲＬ１の道路ネットワーク情報（図７）を抽出する（Ｓ２０３）。次に、道路ネットワーク情報の左折開始位置の有無が有か否かを判定する（Ｓ２０４）。すなわち、現在走行中の道路が以前に学習された道路リンクの道路であるか否かを判定する。左折開始位置の有無が有の場合は（Ｓ２０４でＹｅｓ）、さらに道路ネットワーク情報の車線数とそれぞれの車線の種類から左折可能車線が１本か否かを判定する（Ｓ２０５）。左折可能車線が１本の場合は（Ｓ２０５でＹｅｓ）、現在位置Ｐ６から現在走行中の道路の道路リンクＲＬ１までの距離、すなわち実測道路幅Ｗ２を算出する（Ｓ２０６）。仮想道路幅Ｗ１から実測道路幅Ｗ２を減算し、道路幅の差分Ｗ３を算出する（Ｓ２０７）。道路幅の差分Ｗ３は、最も左側の車線を走行している車両の位置（車両が左折を開始したときの現在位置Ｐ１）から現在位置Ｐ６までの距離である。道路ネットワーク情報の道路幅Ｄ及び車線数から、車線幅Ｌ（＝道路幅Ｄ÷車線数）を算出する（Ｓ２０８）。道路幅の差分Ｗ３、車線幅Ｌに基づいて車両が現在走行中の車線を判定する（Ｓ２０９）。一例を挙げると、式（１）を満たす場合は、現在走行中の車線は最も左側の車線であると判定される。前述と同様、許容値αは例えばＬ／２である。

−α≦Ｗ３＜＋α （１）

また、式（２）を満たす場合は、現在走行中の車線は左から２番目の車線であると判定される。

Ｌ−α≦Ｗ３＜Ｌ＋α （２）

また、式（３）を満たす場合は、現在走行中の車線は左から３番目の車線であると判定される。

２Ｌ−α≦Ｗ３＜２Ｌ＋α （３）

左から４番目以降の車線も同様に判定できる。より具体的に説明する。車線幅Ｌが３．６ｍのとき、道路幅の差分Ｗ３が−１．８ｍ以上１．８ｍ未満の場合は、現在走行中の車線は最も左側の車線である。また、道路幅の差分Ｗ３が１．８ｍ以上５．４ｍ未満の場合は、現在走行中の車線は左から２番目の車線である。また、道路幅の差分Ｗ３が５．４ｍ以上９．０ｍ未満の場合は、現在走行中の車線は左から３番目の車線である。

なお、許容値αをＬ／２より小さい値とすることも可能である。許容値αをＬ／４としたとき、道路幅の差分Ｗ３が−０．９ｍ以上０．９ｍ未満の場合は、現在走行中の車線は最も左側の車線である。また、道路幅の差分Ｗ３が２．７ｍ以上４．５ｍ未満の場合は、現在走行中の車線は左から２番目の車線である。また、道路幅の差分Ｗ３が６．３ｍ以上８．１ｍ未満の場合は、現在走行中の車線は左から３番目の車線である。道路幅の差分Ｗ３が０．９ｍ以上２．７未満または４．５ｍ以上６．３未満の場合は、ステップＳ２０１に戻って再度走行車線を判定してもよい。

ステップＳ２０４において左折開始位置の有無が無の場合（Ｓ２０４でＮｏ）、すなわち、現在走行中の道路がまだ学習されていない道路リンクの道路である場合及びステップＳ２０５において左折可能車線が複数の場合（Ｓ２０５でＮｏ）は、走行車線を判定することができないので、フローチャートを終了する。

上記のように走行車線判定部１９により特定された走行車線に基づいて、車線変更の有無も含めて、経路案内を行う。図９は、図１の表示部１７に表示される、経路案内における交差点拡大図の一例を示す図である。例えば、図９のように５車線ある道路を走行中に、推奨経路では次の交差点を右折する場合、右側２本の右折専用車線を走行しているときは、交差点拡大図を表示せず、地図等の表示のまま次の交差点を右折するよう案内を行う。また、直進専用車線を走行しているときは、図９に示すような交差点拡大図を表示し、車線変更回数を知らせて最も近い右折専用車線への誘導案内を行う。さらに、最も左側の左折専用車線を走行しているときは、交差点直前で３回も車線変更をしなければならず危険であるため再度経路を検索する。

なお、本実施の形態においては、左折するときのリンク上左折開始位置Ｐ２及び仮想道路幅Ｗ１を記憶し、この仮想道路幅を最も左側の車線を走行しているときの車両から道路リンクまでの距離としたが、本発明はこれに限らない。右折するときのリンク上右折開始位置及び仮想道路幅を記録し、この仮想道路幅を最も右側の車線を走行しているときの車両から道路リンクまでの距離としてもよい。

なお、本実施の形態においては、左折判定部１８は、車両が左折するときにリンク上左折開始位置Ｐ２及び仮想道路幅Ｗ１を情報記憶部１６に記憶するが、本発明はこれに限らない。車両が左折するときでも左折可能車線が複数ある場合は、現在走行中の車線が最も左側の車線か左から２番目以降の車線か判断できないため、リンク上左折開始位置Ｐ２及び仮想道路幅Ｗ１を情報記憶部１６に記憶しない（学習しない）ことも可能である。

なお、本実施の形態においては、道路ネットワーク情報の道路幅Ｄ及び車線数から、車線幅Ｌを算出しているが、本発明はこれに限らない。車線幅Ｌが道路ネットワーク情報に予め記憶されていてもよい。

本実施の形態によれば、現在位置から現在走行中の道路の道路リンクまでの距離と車両が右左折を開始したときの仮想道路幅を比較した結果を用いて、走行車線を特定することができる。これにより、天候など外部環境に左右されることなく、且つ撮像装置等の特別な装置の取り付け設定も必要とせずに、自車両がどの走行車線を走行中かを特定することができる。また、ＧＰＳアンテナの設置位置に影響を受けることなく、ＧＰＳアンテナに基づいて正確な車両の現在位置を検出することができる。すなわち、ＧＰＳアンテナの設置位置の自由度が上がり、且つＧＰＳアンテナの設置位置を設定する必要もない。このように特定した走行車線に基づいて、車線変更の有無を含めて走行車線を誘導する案内を行うことができる。

本発明に係るナビゲーション装置は、走行している道路の車線を特定し、その車線に基づいて経路案内を行うことができる、車両に搭載される装置等として有用である。

本発明の実施の形態によるナビゲーション装置の構成を示すブロック図 車両座標系を示す図 航法座標系を示す図 車両が交差点を左折するときの現在位置、リンク上左折開始位置及び仮想道路幅を示す図 車両が走行車線を特定するときの現在位置、リンク上左折開始位置、仮想道路幅及び実測道路幅を示す図 図１の左折判定部による左折判定処理を示すフローチャート 図１の情報記憶部の道路ネットワーク情報の一例を示す図 図１の走行車線判定部による走行車線判定処理を示すフローチャート 図１の表示部に表示される走行車線を誘導する案内の一例を示す図

符号の説明

１ ナビゲーション装置
１０ ＧＰＳ受信機
１１ 角度センサ
１２ 速度センサ
１３ 距離センサ
１４ 位置検出部
１５ 制御部
１６ 情報記憶部
１７ 表示部
１８ 左折判定部
１９ 走行車線判定部

Claims (15)

1. 道路を走行している移動体の現在位置を算出する位置検出部と、
   移動体が右左折を開始したリンク上右左折開始位置、及び当該位置での仮想道路幅を算出する右左折判定部と、
   算出された前記リンク上右左折開始位置、及び前記仮想道路幅を道路リンク情報に記憶する情報記憶部と、
   前記仮想道路幅と現在位置から現在走行中の道路を表す道路リンクまでの距離である実測道路幅との差分値を用いて、移動体が走行している車線を判定する走行車線判定部と、を備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
2. 前記リンク上右左折開始位置は、現在走行中の道路を表す道路リンク上であって、移動体が右左折を開始したときの現在位置から最も近い位置であることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
3. 前記仮想道路幅は、移動体が右左折を開始したときの現在位置から現在走行中の道路を表す道路リンクまでの距離であることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
4. 前記右左折判定部は、移動体の進行方位の方位角と現在走行中の道路を表す道路リンクのリンク方位の方位角の差が所定角度以上のときに、移動体が右左折を開始したと判定することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
5. 前記右左折判定部は、移動体が前記リンク上右左折開始位置が存在する道路リンクにマッチングしなくなったときに、移動体が右左折を開始したときの現在位置、前記リンク上右左折開始位置及び前記道路リンクを用いて、前記リンク上右左折開始位置での前記仮想道路幅を算出することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
6. 前記走行車線判定部は、
   前記実測道路幅を算出し、前記仮想道路幅と前記実測道路幅との差分値を算出する差分値算出部を有し、
   予め記憶された道路リンク情報から車線幅を算出し、算出された前記差分値及び前記車線幅に基づいて移動体が走行している車線を判定することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
7. 前記走行車線判定部により特定された走行車線をユーザに報知する表示部をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のナビゲーション装置。
8. 前記移動体が走行している車線に基づき経路案内を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のナビゲーション装置。
9. 道路を走行している移動体の現在位置を算出する位置検出ステップと、
   移動体が右左折を開始したリンク上右左折開始位置、及び当該位置での仮想道路幅を算出する右左折判定ステップと、
   算出された前記リンク上右左折開始位置、及び前記仮想道路幅を道路リンク情報に記憶する情報記憶ステップと、
   前記仮想道路幅と現在位置から現在走行中の道路を表す道路リンクまでの距離である実測道路幅との差分値を用いて、移動体が走行している車線を判定する走行車線判定ステップと、を含むことを特徴とするナビゲーション方法。
10. 前記リンク上右左折開始位置は、現在走行中の道路を表す道路リンク上であって、移動体が右左折を開始したときの現在位置から最も近い位置であることを特徴とする請求項９に記載のナビゲーション方法。
11. 前記仮想道路幅は、移動体が右左折を開始したときの現在位置から現在走行中の道路を表す道路リンクまでの距離であることを特徴とする請求項９に記載のナビゲーション方法。
12. 前記右左折判定ステップは、移動体の進行方位の方位角と現在走行中の道路を表す道路リンクのリンク方位の方位角の差が所定角度以上のときに、移動体が右左折を開始したと判定することを特徴とする請求項９に記載のナビゲーション方法。
13. 前記右左折判定ステップは、移動体が右左折を開始したと判定したとき、移動体が右左折を開始したときの現在位置、前記リンク上右左折開始位置及び道路リンクを一時的に記憶し、その後移動体が前記リンク上右左折開始位置が存在する道路リンクにマッチングしなくなったときに、一時的に記憶した前記現在位置、前記リンク上右左折開始位置及び前記道路リンクを用いて、前記リンク上右左折開始位置での前記仮想道路幅を算出することを特徴とする請求項９に記載のナビゲーション方法。
14. 前記走行車線判定ステップは、前記実測道路幅を算出し、前記仮想道路幅と前記実測道路幅との差分値を算出し、予め記憶された道路リンク情報から車線幅を算出し、算出された前記差分値及び前記車線幅に基づいて移動体が走行している車線を判定することを特徴とする請求項９に記載のナビゲーション方法。
15. 請求項９乃至１４のいずれかに記載のナビゲーション方法を実行するためのナビゲーションプログラム。

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