JP2009014574A - 道路情報生成装置、道路情報生成方法および道路情報生成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の車線が存在する道路において各車線を識別して正確に車線情報を生成することが困難であった。
【解決手段】自車両の位置を示す自車位置情報を取得し、前記自車両が走行する道路を含む画像情報を取得し、前記画像情報に基づいて前記自車両が走行する自車両走行車線を検出し、前記自車位置情報に基づいて前記自車両走行車線の位置を示す車線情報を生成し、記憶媒体に登録する。
【選択図】図２

Description

本発明は、道路に関する情報を生成する道路情報生成装置、方法およびプログラムに関する。

従来、ナビゲーション装置にて利用される地図情報を更新する際に、車両の走行履歴に基づいて新規道路情報を生成し、また、当該走行履歴に基づいて車両の走行位置が過去に走行したものと一致するか否かを判定し、一致しない場合に新たな車線を走行したものと判定して車線情報を追加登録する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００４−２５１７９０号公報

従来の技術においては、複数の車線が存在する道路において各車線を識別して正確に車線情報を生成することが困難であった。
すなわち、特許文献１に開示された技術においては、車両における過去の走行軌跡と現在の車両の走行軌跡とを比較して車線情報を生成しており、このような構成においては、狭い区間に並ぶ複数の車線を正確に識別することが困難である。例えば、一つの車線内で複数の走行軌跡が記録される場合があり得る。従って、本来同じ車線であるのに異なる車線であると識別したり、本来異なる車線であるのに同じ車線であると識別したりするなどといった不具合が生じ得る。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、複数の車線が存在する道路において各車線を識別して正確に車線情報を生成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、自車両が走行する道路を含む画像情報に基づいて自車両が走行する自車両走行車線を検出し、当該自車両走行車線の位置を示す車線情報を生成して、記憶媒体に登録する。すなわち、自車両が走行する道路を含む画像に基づいて自車両が走行している自車両走行車線を検出するので、実際に走行車線の様子を識別しながら自車両走行車線を特定することができる。従って、自車両走行車線を正確に特定し、その位置を登録することができる。

ここで、自車位置情報取得手段は、自車両の位置を示す自車位置情報を取得することができればよく、自車両の位置を示す情報を取得するための種々の構成を採用可能である。例えば、車両の位置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の軌跡，車車間通信，路車間通信等によって自車位置情報を取得する構成等を採用可能である。

画像情報取得手段は、自車両が走行する道路を含む画像を取得し、当該画像に基づいて自車両走行車線を検出することができればよく、自車両に搭載されたカメラや路面に設置されたカメラ等によって自車両の周囲を撮影する構成等、種々の構成を採用可能である。なお、自車両に搭載されたカメラにて道路を撮影した画像を取得する構成によれば、その画像内の位置と自車両との相対関係を極めて容易に特定することができ、簡易な構成によって自車両走行車線を特定することができる。

自車両走行車線検出手段は、画像情報に基づいて自車両走行車線を検出することができればよく、画像内の種々の特徴量に基づいて自車両が走行している自車両走行車線を検出することが可能である。すなわち、道路上の車線は、道路上の種々の地物に基づいて特定することが可能であり、当該種々の地物に対応した画像によって車線を検出することが可能である。

そこで、当該地物に対応した画像を検出すれば、自車両が走行する道路上の車線の位置と自車両の位置との相対関係を特定することができ、複数あるいは単数の車線の中から自車両が走行している自車両走行車線を検出することが可能である。なお、自車両走行車線を特定するための地物としては、車線の特徴を反映したあらゆる地物が挙げられる。例えば、車線の境界線を示す線や中央分離帯、路肩、車線上の道路標識や構造物等が挙げられる。

車線情報登録手段は、自車両走行車線の位置を示す車線情報を生成し、記憶媒体に登録することができればよい。すなわち、自車両走行車線の位置は車線における基準位置（例えば、幅方向の中央点や幅方向の端点）によって特定することができる。そこで、自車両の位置を特定すれば、自車両と自車両走行車線との相対関係によって自車両走行車線の位置を特定することができる。むろん、車線情報においては上述の基準位置によって自車両走行車線の位置を特定することができればよいが、ある車線について車線情報として登録する位置は一カ所ではなく、自車両走行車線が延びる方向に離散的に複数箇所登録することが好ましい。

さらに、自車両走行車線の位置を示す車線情報を生成する際に、他の車線との相対関係を特定する構成を採用してもよい。すなわち、複数の車線が存在する道路において自車両走行車線と他の車線との相対関係に基づいて案内や制御を行うと便利である。そこで、車線が複数存在する道路において自車両走行車線と他の車線とを検出し、自車両走行車線の位置とともに当該自車両走行車線と他の車線との相対関係を示す車線情報を生成すれば、各車線の位置とともに各車線の相対関係を認識可能な車線情報を生成可能である。

この結果、この車線情報に基づいて車線の相対関係を認識することが可能になり、車線の相対関係を利用した案内や制御等を実施することが可能になる。例えば、記憶媒体に登録された車線情報を利用するナビゲーション装置において、自車両が走行している車線をマップマッチング等によって特定したり、車線内で自車両が走行している位置を正確に特定したり、車線毎に異なる案内を行ったり、車線変更の案内を正確に行ったり、車線毎に異なる渋滞情報を案内したり、車線毎に異なるカーブ形状に応じた車両制御を行ったりすることが可能である。

なお、画像情報に基づいて車線の境界線の画像を抽出するためには種々の構成を採用可能であり、例えば、車線の境界線に対応した特徴量を画像情報に基づいて抽出すればよい。より具体的には、車線の境界線に対応した種々の地物に基づいて境界線を特定することが可能であり、これらの地物としては、例えば、車線の境界線を示す線や中央分離帯、路肩、車線上の道路標識や構造物等が挙げられる。

さらに、自車両走行車線と他の車線との相対関係を示す情報は、少なくともこの情報に基づいて自車両走行車線から見た他の車線の方向を特定できるように構成されていればよい。従って、例えば、自車両走行車線の左右における他の車線の有無を特定したり、自車両走行車線の順序（例えば、最も左の車線から見て何番目かを示す情報）を特定したり、自車両走行車線が存在する相対位置（左車線、中央車線、右車線など）を特定したりする構成を採用可能である。また、車線情報を生成する際には自車両走行車線と他の車線との相対関係を示す情報として車線情報を生成するが、当該車線情報を利用する段階では、自車両走行車線であるか否かにかかわらず車線間の相対関係を特定することができればよい。

さらに、自車両走行車線の位置に関する定義の例として、自車両走行車線における幅方向の中央位置を自車両走行車線の位置とする構成を採用してもよい。すなわち、自車両走行車線を走行している自車両は、通常、当該自車両走行車線における幅方向の中央あるいは略中央を走行しているので、この場合には、自車両の位置を自車両走行車線の位置とすることにより、極めて容易に自車両走行車線の位置を特定することが可能である。

なお、自車両が自車両走行車線における幅方向の中央あるいは略中央を走行しているか否かは、画像情報に基づいて容易に判定することができる。すなわち、画像情報に基づいて自車両と自車両走行車線との相対関係を特定すれば、自車両が自車両走行車線における幅方向の中央あるいは略中央を走行しているか否かを容易に判定することができる。

また、自車両走行車線を走行している自車両が、当該自車両走行車線における幅方向の略中央を走行していない場合であっても、画像情報に基づいて自車両走行車線における幅方向の中央位置を特定することは可能である。すなわち、画像情報に基づいて自車両と自車両走行車線との相対関係を特定すれば、自車両が走行している位置を自車両走行車線の幅方向において特定することが可能である。そこで、自車両が走行している位置と自車両走行車線における幅方向の中央位置とのずれを特定すれば、自車両の位置から当該ずれの量を増減することによって自車両走行車線における幅方向の中央位置を特定することが可能である。

さらに、記憶媒体において自車両走行車線の車線情報が未登録である場合にその自車両走行車線についての車線情報を生成して登録する構成を採用してもよい。かかる構成においては、同じ情報を過剰に登録したり、同じ車線情報を生成するための処理を重複して実施することがないので、リソースを節約することができる。なお、ある車線に関する車線情報の登録は、各車線について一回車線情報を生成した時点で完了してもよいし、複数回生成したことによって完了してもよい。すなわち、ある車線についての車線情報を複数回生成し、その情報の統計値（平均値など）を取得することによって車線情報を決定し、登録する構成を採用してもよい。この構成によれば、より正確な車線情報を生成し、登録することが可能である。

さらに、本発明のように画像情報に基づいて自車両走行車線を検出し、その位置を示す車線情報を生成する手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のような道路情報生成装置、プログラム、方法は、単独の道路情報生成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、以上のような道路情報生成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、道路情報生成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）道路情報生成処理：
（３）案内処理：
（４）他の実施形態：

（１）ナビゲーション装置の構成：
図１は、本発明にかかる道路情報生成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車線毎の位置および各車線の相対関係を示す車線情報を登録する機能と、当該車線情報に基づく案内を行う機能とを備えている。

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による機能を実現するためにＧＰＳ受信部４０と車速センサ４１とジャイロセンサ４２とカメラ４３と表示部４４とスピーカー４５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。ジャイロセンサ４２は、自車両の向き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、自車両の走行方向を取得する。車速センサ４１およびジャイロセンサ４２は、ＧＰＳ受信部４０の出力信号から特定される自車両の現在位置を補正するなどのために利用される。また、自車両の現在位置は、当該自車両の走行軌跡に基づいて適宜補正される。

カメラ４３は、自車両の周囲の画像を撮影し、自車両が走行する道路を含む画像情報を出力する。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、自車両が走行する道路を含む画像の画像情報を取得する。図２は、道路を走行する自車両Ｃを上から眺めた状態を示す図であり、本実施形態に示すようにカメラ４３は自車両Ｃの後部に取り付けられ、破線で示す自車両Ｃの後方の路面を視野としたリアカメラである。なお、カメラ４３においては、自車両が走行する道路を含む画像を撮影することができればよく、自車両の前方の路面を撮影するフロントカメラであってもよいし、自車両の側方の路面を撮影するカメラであってもよい。

本実施形態においては、ナビゲーションプログラム２１が車線情報の登録処理を行うことにより、ナビゲーション装置１０を本発明にかかる道路情報生成装置として機能させる。このため、ナビゲーションプログラム２１は、自車位置情報取得部２１ａと画像情報取得部２１ｂと自車両走行車線検出部２１ｃと車線情報登録部２１ｄとを備えている。また、車線情報を利用した案内を実行するため、案内処理部２１ｅ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間の道路の形状を特定するための形状補間点データ、ノードや形状補間点の連結を示すリンクデータ、目標物を示すデータ等を含み、自車両の現在位置の特定や目的地への案内、自車両の走行軌跡に基づく自車位置の補正（マップマッチング）等に利用される。

本実施形態において、ノードデータおよび形状補間点データは道路上の位置を示すデータを含み、車線毎に当該ノードデータおよび形状補間点データが生成され、登録される。さらに、本実施形態においては各車線の相対関係が把握できるように、各ノードおよび各形状補間点が構成される。例えば、各ノードおよび各形状補間点に対して、各道路の車線数と道路の左側から右側に向かって数えたときのｎ番目（ｎは自然数）の車線であることを示す情報とを対応づける構成等を採用可能である。なお、本実施形態におけるノードデータおよび形状補間点データは地図情報３０ａに含まれるが、これらが車線に対応した情報であることから、これらを車線情報３０ｂとも呼ぶ。

自車位置情報取得部２１ａは、自車両の位置を示す自車位置情報を取得するモジュールであり、ＧＰＳ受信部４０，車速センサ４１，ジャイロセンサ４２の出力信号を取得し、自車両の現在位置の緯度および経度を検出して自車位置情報とする。画像情報取得部２１ｂは、カメラ４３が出力する画像情報を取得するモジュールであり、取得した画像情報は自車両走行車線検出部２１ｃに受け渡される。

自車両走行車線検出部２１ｃは、当該画像情報に基づいて自車両が走行する自車両走行車線を検出するモジュールであり、本実施形態においては、車線の境界線の画像を抽出する。すなわち、道路においては、車線の境界線に対応する地物（例えば、道路標識や構造物）が存在するので、当該地物の画像を抽出し、車線の境界線に対応した特徴量を抽出すれば、画像情報に基づいて車線を特定することができる。そこで、自車両走行車線検出部２１ｃは、カメラ４３と画像内の各車線の位置に基づいて自車両Ｃと各車線との相対関係を特定することで自車両走行車線を検出する。

例えば、図２に示す道路における車線Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃の境界線は道路標識である白線Ｌ₄，Ｌ₅，Ｌ₆および構造物である中央分離帯Ｄによって構成され、この道路を自車両Ｃのカメラ４３にて撮影すると、図３に示すような画像が得られる。白線Ｌ₄，Ｌ₅，Ｌ₆や中央分離帯Ｄは道路に沿って延びているため、図３に示す画像において白線Ｌ₄，Ｌ₅，Ｌ₆や中央分離帯Ｄを示す画像を抽出し、そのエッジを特定すれば、当該エッジを車線の境界線と見なすことができる。なお、白線Ｌ₄，Ｌ₅，Ｌ₆や中央分離帯Ｄを示す画像の抽出やエッジの特定は公知の手法（例えば、パターンマッチングやエッジ抽出、ハフ変換等）を採用可能である。

さらに、自車両Ｃにおけるカメラ４３の取り付け位置は予め決められた位置であるため、カメラ４３によって撮影した画像の各位置における像と自車両Ｃの周囲に存在する地物の実際の位置とを対応づけることができる。例えば、画像の中央に存在する部分は自車両の中央付近に存在する地物であり、画像の右側に存在する部分は自車両の左後方に存在する地物であることを特定可能である。さらに、図３に示す例においては、自車両Ｃの右後方に中央分離帯Ｄの像が存在し、自車両Ｃの左後方に切れ目のない白線Ｌ₄が存在することを特定することができるため、図３に示す画像に基づいて、車線数が３個であることを特定可能である。従って、左から順に車線Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃としたときに自車両走行車線がＬ₂であることを検出することができる。

車線情報登録部２１ｄは、以上のようにして特定した自車両走行車線の位置を示すノードデータあるいは形状補間点データを上述の自車位置情報に基づいて生成し、車線情報３０ｂとして記憶媒体３０に登録する。なお、本実施形態においては、車線の幅方向の中央位置をノードあるいは形状補間点の位置として車線情報３０ｂを生成することとしている（詳細は後述）。また、本実施形態においては、上述のようにして画像情報から各車線の相対関係を把握することができるので、当該相対関係が把握できるように車線情報３０ｂを生成する。

案内処理部２１ｅは、車線情報３０ｂを参照して案内処理を行う。すなわち、車線情報３０ｂを取得することによって自車両走行車線およびその周囲の車線を識別し、当該識別結果に基づいて案内内容を特定する。そして、当該案内内容を出力するためのデータを表示部４４とスピーカー４５とに出力し、表示部４４に当該案内内容を表示させ、スピーカー４５から当該案内内容を出力させる。この結果、自車両Ｃを運転する運転者は、車線の差異を反映した案内に基づいて的確に運転を行うことが可能である。

（２）道路情報生成処理：
次に、以上の構成においてナビゲーション装置１０が実施する道路情報生成処理を説明する。自車両が走行中に、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、図４に示す道路情報生成処理が一定期間（例えば、１００ｍｓ）毎に繰り返し実施される。

この処理においては、まず、自車位置情報取得部２１ａがＧＰＳ受信部４０，車速センサ４１，ジャイロセンサ４２の出力信号を取得して自車位置情報を取得する（ステップＳ１００）。次に、車線情報登録部２１ｄは、自車両の位置に相当する車線の車線情報が登録済みであるか否かを判別する（ステップＳ１０５）。本実施形態においては、ナビゲーションプログラム２１において、上述のマップマッチング処理を行っているため、当該マッチング処理において自車位置情報が示す自車両の位置がマッチングしない場合に、車線情報が登録済みでないとする。

すなわち、マップマッチングは、自車両の走行軌跡とノードや形状補間点の並びとが適合するときに自車両がノードや形状補間点で示される道路を走行していると見なす処理であり、マッチングがなされるためにはノードや形状補間点が必要になる。そこで、本実施形態においては、マッチングしない場合に当該ノードや形状補間点が登録済みではないと見なすこととしている。そして、ステップＳ１０５にて、自車両の位置に相当する車線の車線情報が登録済みであると判別されたとき、車線情報を生成する必要はないためステップＳ１１０以降をスキップする。

一方、ステップＳ１０５にて、自車両の位置に相当する車線の車線情報が登録済みであると判別されないときには、ステップＳ１１０以降にて車線情報を生成して記憶媒体３０に登録する処理を行う。この処理においては、まず、画像情報取得部２１ｂがカメラ４３から画像情報を取得し（ステップＳ１１０）、自車両走行車線検出部２１ｃが画像認識を行う（ステップＳ１１５）。すなわち、自車両走行車線検出部２１ｃは、画像情報に基づいて車線の境界線に対応する地物の画像を検出し、自車両走行車線および他の車線を検出する処理を行う。

そして、自車両走行車線検出部２１ｃは、自車両走行車線および他の車線が特定可能であるか否かを判別する（ステップＳ１２０）。すなわち、画像認識においては、天候や他車両等の影響によって自車両走行車線および他の車線が特定できない場合もある。このような場合には、正確に自車両走行車線と他の車線との相対関係を規定することができないので、ステップＳ１２０にて車線が特定可能であると判別されないときには、ステップＳ１２５以降の処理をスキップし、車線情報の生成処理を行わない。

一方、ステップＳ１２０にて、自車両走行車線および他の車線が特定可能であると判別されたとき、車線情報登録部２１ｄは、画像情報に基づいて自車両走行車線の幅方向の中央位置を自車両走行車線の位置とする処理を行う。このためにまず、自車両が自車両走行車線における幅方向の略中央（中央を含む）を走行しているか否かを判別する（ステップＳ１２５）。すなわち、カメラ４３は自車両に固定されているため、本実施形態においては、当該カメラ４３にて取得した画像の特定の位置が自車両から見てどの位置に相当するのかが予め特定可能である。従って、画像情報に基づいて自車両走行車線を検出すれば、自車両走行車線と自車両との相対関係を特定し、自車両が自車両走行車線における幅方向の略中央を走行しているか否かを判別することができる。

例えば、カメラ４３の光軸を自車両の後方に向けて当該カメラ４３を自車両の幅方向の中央に固定すると、カメラ４３にて撮影した画像における左右方向の中央が自車両の幅方向の中央に一致する。図３に示す画像はこの例を示しており、画像における左右方向の中央の位置が自車両の幅方向の中央に一致しているため、画像における左右方向の中央の位置と当該中央の位置を挟む２つの境界線の中点とが略一致するか否かによって自車両が自車両走行車線における幅方向の中央を走行しているか否かを特定することが可能である。

ステップＳ１２５にて自車両が自車両走行車線における幅方向の中央を走行していると判別されたとき、車線情報登録部２１ｄは自車位置情報を取得し、自車両の位置をノードあるいは形状補間点の位置として車線情報を生成し、記憶媒体３０に登録する（ステップＳ１３０）。すなわち、本実施形態においては、車線の幅方向の略中央位置をノードあるいは形状補間点の位置として登録することとしているため、自車両が自車両走行車線における幅方向の略中央を走行している場合には、自車両の位置を自車両走行車線の位置とする。この構成によれば、極めて容易に自車両走行車線の位置を特定することが可能である。

ステップＳ１２５にて自車両が自車両走行車線における幅方向の中央を走行していると判別されないとき、車線情報登録部２１ｄは自車位置情報を取得し、自車位置情報が示す位置を補正して車線の幅方向の中央位置を特定し、当該中央位置をノードあるいは形状補間点の位置として車線情報を生成し、記憶媒体３０に登録する（ステップＳ１３５）。すなわち、自車両が自車両走行車線における幅方向の中央を走行していないときには、そのずれを補正するため、まず、カメラ４３にて取得した画像に基づいて自車両走行車線の境界線の間の中央位置を検出する。

そして、当該境界線の間の中央位置と画像の左右方向の中央位置（すなわち、車両の幅方向の中央位置）とを取得すれば、これらの中央位置に基づいて車線の幅方向の中央位置と自車両の位置とのずれを特定することができる。従って、自車両の位置に対して当該ずれの量を増減（幅方向に平行な方向に位置を補正）すれば、自車両の位置に基づいて車線の幅方向の中央位置を特定することができる。そこで、当該車線の幅の中央位置を特定したら、当該位置をノードあるいは形状補間点の位置として車線情報を生成し、記憶媒体３０に登録する。なお、図２に示す白丸は、ステップＳ１３０あるいはステップＳ１３５にて生成される車線情報におけるノードあるいは形状補間点の位置を示しており、当該ノードあるいは形状補間点は予め決められた離散的な位置に登録される。

なお、以上の処理において、車線の幅方向の略中央位置は自車両の位置が車線の幅方向の中央と見なせる範囲の位置として予め決められていればよい。また、ステップＳ１３０，Ｓ１３５において車線情報を生成する際には、上述のように、自車両走行車線と他の車線との相対関係が把握できるように車線情報を作成する。すなわち、車線情報登録部２１ｄは、画像情報に基づいて自車両走行車線と他の車線との境界線を検出し、境界線から特定される各車線の並び順を特定する。そして、ノードおよび形状補間点に対して、道路の車線数と、自車両走行車線が道路の左側から右側に向かって数えたときのｎ番目（ｎは自然数）の車線であることを示す情報とを対応づける。

以上のように、本実施形態においては、カメラ４３によって道路を撮影し、実際の車線の様子を特定しながら、自車両走行車線および他の車線を検出してその位置をノードあるいは形状補間点の位置として登録する。従って、車線間の相対関係を明確に規定しながら正確に車線の位置を登録することができる。

（３）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。自車両が走行中に、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、案内処理部２１ｅは一定期間（例えば、１００ｍｓ）毎に案内処理を繰り返し実施する。

図５は、予め設定された経路に沿って自車両を案内するにあたり、交差点の手前において案内を行う際の処理を示している。この処理においては、まず案内処理部２１ｅが自車両位置情報を取得する（ステップＳ２００）。すなわち、自車位置情報取得部２１ａが取得した自車位置情報が受け渡され、自車両の位置が特定される。

次に、案内処理部２１ｅは、当該自車両の位置に相当する車線が存在するか否かを判別する（ステップＳ２０５）。すなわち、車線情報３０ｂを参照し、自車両の位置の付近に存在するノードあるいは形状補間点のリンクがほぼ自車両の位置に一致するようなノードあるいは形状補間点が存在するか否かを判別する。ステップＳ２０５にて自車両の位置に相当する車線が存在すると判別されなければ、車線毎のノードあるいは形状補間点を示す車線情報を使用しないで案内処理を行う（ステップＳ２３０）。

すなわち、地図情報３０ａは、図４に示す処理が行われていない状態であっても、経路案内等を行うために各道路におけるノードや形状補間点を示す情報が車線を区別しない状態で登録されている。そこで、当該車線を区別しない状態のノードや形状補間点に基づいて案内を行う。

一方、ステップＳ２０５にて自車両の位置に相当する車線が存在すると判別されたときには、自車位置情報に基づいて自車両が走行している自車両走行車線を特定可能か否か判別する（ステップＳ２１０）。ここでも、上述のマッチング処理において、車線情報３０ｂに登録されているノードや形状補間点の並びと自車両の走行軌跡とが適合するか否かを判別し、適合する場合に自車両が走行している自車両走行車線を特定可能であると見なす。ステップＳ２１０にて、自車両走行車線を特定可能であると判別されなければ、車線毎のノードあるいは形状補間点を示す車線情報を使用しないで案内処理を行う（ステップＳ２３０）。

ステップＳ２１０にて、自車両が走行している自車両走行車線を特定可能であると判別されたときには、さらに、案内対象の交差点に接近したか否かを判別する（ステップＳ２１５）。すなわち、案内処理部２１ｅは、自車位置情報および地図情報３０ａを参照し、案内対象となっている交差点のノードから当該交差点の位置を取得し、当該交差点の位置と自車両の位置とから両者の距離が所定距離（例えば、数百ｍ）以下になっているか否かを判別する。ステップＳ２１５にて自車両が案内対象の交差点に接近したと判別されないときには、この時点で交差点についての案内を行う必要がないので、ステップＳ２２０，Ｓ２２５をスキップする。

ステップＳ２１５にて自車両が案内対象の交差点に接近したと判別されたとき、案内処理部２１ｅは車線案内を行う（ステップＳ２２０）。すなわち、案内対象の交差点における自車両の予定経路は特定されているため、当該案内対象の交差点において自車両が右左折あるいは直進のいずれを実施する予定であるのかを特定することができる。そこで、案内処理部２１ｅは、当該右左折あるいは直進のいずれかを実施するために好適な車線に移動するように案内を行うため、当該案内を行うための制御情報を表示部４４およびスピーカー４５に対して出力する。この結果、交差点での右左折あるいは直進のいずれかを実施するために好適な車線に移動することができ、交差点において容易に所望の動作を行うことが可能になる。なお、ステップＳ２２５にて自車両が案内対象の交差点を通過したと判別されると、案内処理部２１ｅは以上の案内処理を終了する。

図６は、図２に示す道路と同様の道路を示しており、以下、この道路において交差点Ｉで右折する場合の動作例を説明する。図６においては、白丸にて形状補間点，黒丸にてノードを示しており、自車両Ｃが走行する道路の車線Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃に関するノードおよび形状補間点を示す車線情報が記憶媒体３０に登録済みである状態を想定している。

この状態において、案内処理部２１ｅが経路案内を行っているとき、ノードや形状補間点と自車両の軌跡とが適合しているため、図５に示す処理において、ステップＳ２００を経てステップＳ２０５では自車両の位置に相当する車線が存在すると判別され、ステップＳ２１０では自車両走行車線を特定可能と判別される。また、ステップＳ２１５にて自車両Ｃが交差点Ｉに接近したと判別される。

従って、ステップＳ２２０において、自車両走行車線の車線情報に基づいて車線案内が行われる。図６に示す例においては、自車両Ｃが最も左側の車線Ｌ₁を走行しており、交差点Ｉにて右折するためには最も右側の車線Ｌ₃を走行している必要がある。そこで、ステップＳ２２０の案内においては、交差点Ｉに自車両Ｃが進入する前に車線Ｌ₃を走行するように案内するため、例えば、"まもなく右方向です。右側に２回車線を変更してください。"という音声を出力するための制御信号をスピーカー４５に対して出力する。この結果、運転者は走行予定に沿って走行するためには車線を２回変更しなければならないことを認識することができ、交差点Ｉに進入する以前に容易にその準備ができるように車線変更を行うことができる。

（４）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、画像情報に基づいて自車両走行車線を検出し、その位置を示す車線情報を生成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、自車位置情報は、ＧＰＳ受信部４０，車速センサ４１，ジャイロセンサ４２のすべてを利用する構成の他、一部を利用する構成であってもよいし、カメラにて取得した画像情報に基づいて自車位置情報を取得してもよい。また、車車間通信，路車間通信等によって自車位置情報を取得する構成等を採用可能である。

さらに、自車両に搭載されたカメラによって撮影した画像に基づいて自車両走行車線を検出する構成の他、路面に設置されたカメラ等によって自車両の周囲を撮影して自車両走行車線を取得する構成を採用してもよい。さらに、画像情報に基づいて車線を検出するに際しては、画像情報に基づいて複数あるいは単数の車線の中から自車両が走行している自車両走行車線を検出することができればよく、車線の境界線を示す線や中央分離帯の他、路肩や車線上の道路標識や構造物等を利用して車線を検出してもよい。

さらに、車線情報として車線の位置を登録する際に、車線における幅方向の中央位置を登録すれば、マップマッチング等に直接利用できる点で好ましいが、車線を特定するという意味では、車線における幅方向の中央位置以外の位置を車線の位置として登録することも可能である。例えば、自車両走行車線の位置は車線における基準位置（例えば、車線における幅方向の端点）によって特定してもよい。

さらに、車線毎にその位置が登録された車線情報の利用態様としては、上述の案内に限られない。例えば、自車両が走行している車線をマップマッチング等によって特定すれば、自車両が走行している車線を正確に特定可能であるし、車線内で自車両が走行している位置を正確に特定すれば、正確な自車両の位置に基づいた案内を行うことができる。また、同じ道路を走行している自車両であっても、車線毎に異なる案内を行うことが可能であるし、車線毎に異なる渋滞情報を案内することも可能である。

さらに、形状補間点が車線毎に設定されることにより、車線毎に異なるカーブ形状に応じた車両制御を行うことが可能である。例えば、カーブ形状に応じて自車両のヘッドライトにおける光軸の向きを変更する構成において、車線毎に異なるカーブの曲率に応じて車線毎に異なる角度で光軸の向きの変更する構成を採用可能である。

さらに、車線情報に登録する、自車両走行車線と他の車線との相対関係を示す情報の態様は、少なくともこの情報に基づいて自車両走行車線から見た他の車線の方向を特定できるように構成されていればよい。従って、例えば、自車両走行車線の位置を登録するに際して、自車両走行車線の左右における他の車線の有無を特定したり、自車両走行車線の順序（例えば、最も左の車線から見て何番目かを示す情報）を特定したり、自車両走行車線が存在する相対位置（左車線、中央車線、右車線など）を特定したりする構成を採用可能である。むろん、車線情報を生成する際には自車両走行車線と他の車線との相対関係を示す情報として車線情報を生成するが、当該車線情報を利用する段階では、自車両走行車線であるか否かにかかわらず車線間の相対関係を特定することができればよい。

さらに、自車両の位置に相当する車線の車線情報が登録済みであるか否かを判別するための構成としては、マッチング処理の成功／不成功に基づく判断に限定されない。すなわち、ここでは、記憶媒体において自車両走行車線の車線情報が未登録である場合にその自車両走行車線についての車線情報を生成して登録することができればよく、自車位置付近の車線情報が登録済みであるか否かを判別する構成であってもよい。かかる構成においては、同じ情報を過剰に登録したり、同じ車線情報を生成するための処理を重複して実施することがないので、リソースを節約することができる。

なお、ある車線に関する車線情報の登録は、各車線について一回車線情報を生成した時点で完了してもよいし、複数回生成したことによって完了してもよい。すなわち、ある車線についての車線情報を複数回生成し、その情報の統計値（平均値など）を取得することによって車線情報を決定し、登録する構成を採用してもよい。この構成によれば、より正確な車線情報を生成し、登録することが可能である。

道路情報生成装置を含むナビゲーション装置のブロック図である。 道路を走行する自車両を上から眺めた状態を示す図である。 カメラで取得する画像の例を示す図である。 道路情報生成処理のフローチャートである。 案内処理のフローチャートである。 道路を走行する自車両を上から眺めた状態を示す図である。

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…自車位置情報取得部、２１ｂ…画像情報取得部、２１ｃ…自車両走行車線検出部、２１ｄ…車線情報登録部、２１ｅ…案内処理部、３０…記憶媒体、３０ａ…地図情報、３０ｂ…車線情報、４０…受信部、４１…車速センサ、４２…ジャイロセンサ、４３…カメラ、４４…表示部、４５…スピーカー

Claims (5)

1. 自車両の位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得手段と、
   前記自車両が走行する道路を含む画像情報を取得する画像情報取得手段と、
   前記画像情報に基づいて前記自車両が走行する自車両走行車線を検出する自車両走行車線検出手段と、
   前記自車両走行車線の位置を示す車線情報が記憶媒体に登録済みであるか否かを判定し、未登録である場合に、前記自車位置情報に基づいて前記自車両走行車線の位置を示す車線情報を生成し、前記記憶媒体に登録する車線情報登録手段と、
   を備える道路情報生成装置。
2. 前記自車両走行車線検出手段は、前記画像情報に基づいて車線の境界線の画像を抽出して前記自車両走行車線と他の車線とを検出し、
   前記車線情報登録手段は、前記自車両走行車線の位置とともに当該自車両走行車線と前記他の車線との相対関係を示す車線情報を生成する、
   請求項１に記載の道路情報生成装置。
3. 前記車線情報登録手段は、前記画像情報に基づいて前記自車両走行車線の幅方向の中央位置を取得し、当該中央位置を前記自車両走行車線の位置とする、
   請求項１または請求項２に記載の道路情報生成装置。
4. 自車両の位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得工程と、
   前記自車両が走行する道路を含む画像情報を取得する画像情報取得工程と、
   前記画像情報に基づいて前記自車両が走行する自車両走行車線を検出する自車両走行車線検出工程と、
   前記自車両走行車線の位置を示す車線情報が記憶媒体に登録済みであるか否かを判定し、未登録である場合に、前記自車位置情報に基づいて前記自車両走行車線の位置を示す車線情報を生成し、前記記憶媒体に登録する車線情報登録工程と、
   を含む道路情報生成方法。
5. 自車両の位置を示す自車位置情報を取得する自車位置情報取得機能と、
   前記自車両が走行する道路を含む画像情報を取得する画像情報取得機能と、
   前記画像情報に基づいて前記自車両が走行する自車両走行車線を検出する自車両走行車線検出機能と、
   前記自車両走行車線の位置を示す車線情報が記憶媒体に登録済みであるか否かを判定し、未登録である場合に、前記自車位置情報に基づいて前記自車両走行車線の位置を示す車線情報を生成し、前記記憶媒体に登録する車線情報登録機能と、
   をコンピュータに実現させる道路情報生成プログラム。

Images