JP2009109340A

JP2009109340A - 車両用ナビゲーション装置及び車両用ナビゲーションプログラム

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Publication number: JP2009109340A
Application number: JP2007281872A
Authority: JP
Inventors: Kiyohide Kato; 清英加藤
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2009-05-21
Anticipated expiration: 2027-10-30
Also published as: JP4446204B2; US8265869B2; EP2056070A2; CN101424538B; US20090138193A1; EP2056070A3; EP2056070B1; CN101424538A

Abstract

【課題】本線から導入レーンを経て分岐路に至る導入レーン付き分岐点を有する特別区間での分岐路に対する走行案内を適切なタイミングで行うことができる車両用ナビゲーション技術を提供する。
【解決手段】自車位置を検出する自車位置情報取得手段１と、前記特別区間を自車位置の前方の案内経路から検出する特別区間検出手段４と、自車が本線から前記特別区間の導入レーンに移行したことを検知する導入レーン移行検知手段５と、導入レーン付き分岐点に対する分岐案内を行うとともに、前記導入レーン移行検知手段が自車の導入レーンへの移行を検出したことに応答して、前記分岐路に対する走行案内を行う分岐案内手段６２とを備えた車両用ナビゲーション装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、目的地へ到達するための案内経路上に存在する案内対象となる分岐路に対する走行案内を行う車両用ナビゲーション技術に関する。

車両の自車位置をＧＰＳ等により検出し、その位置を表すシンボルと道路地図とを共にディスプレイに表示し、設定された目的地までの案内経路に沿って円滑に走行できるように、適時走行案内をディスプレイ表示や音声で報知するナビゲーション装置が知られている。例えば、案内経路において走行案内をすべき分岐点が近づくと、「次の分岐点を右方向に」といった案内を道路地図上の矢印表示や音声によって行う。このような分岐点に対する走行案内は、分岐点の手前の所定距離ゾーンを走行している間にタイミングよく行う必要がある。

交差点などの分岐点が短い間隔で存在する場合、手前の分岐点の通過後に次の分岐点への走行が確認されてから次の分岐点の走行案内を行うと、運転者に運転上の十分な余裕が与えられないという問題がある。このため、案内経路に沿って所定の距離基準内にある案内交差点及び分岐点について、案内交差点の通過後に分岐点を正しく分岐走行するためにレーン変更が必要なケースにおいては、案内交差点に車両が進入する前に、この案内交差点通過後のレーン変更を促す案内を先行して行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。つまり、この技術は、所定の近距離内に連続する２つの案内すべき分岐点が存在する場合、手前の分岐点に対する分岐案内を報知する際に後続する分岐点に対する分岐案内も同時に行うことで、運転者に後続する分岐点の走行案内を余裕をもって把握させることを意図している。しかしながら、２つの分岐点の走行案内を同時に報知されると、運転者に混乱を与えてしまう可能性がある。

特開２００６−２３１５９号公報（段落番号００４３、図２）

高速道路や幹線道路などの本線からの分岐路には、分岐を円滑に行えるように、その分岐点の手前に本線とほぼ平行に延びる導入レーンが設けられていることが多く、この導入レーンを走行してから、分岐点を超えて分岐路に進入することになる。その際、進入した分岐路に次の分岐点や料金所などが存在すると、その次の分岐点や料金所に対する走行案内が行われ、あるいは、分岐点などがない場合でも「そのまま１０ｋｍ道なりで走行してください」と言った走行案内が行われ、運転者はそのような走行案内に合わせた走行を行うことになる。但し、車両用ナビゲーション装置で用いられている地図データの構造上、データ上の導入レーン付き分岐点の位置は、現実の導入レーンの始点よりも進行方向前方にある。従って、従来では、このデータ上の導入レーン付き分岐点を通過してから次の分岐路における分岐案内などの走行案内を行うことになる。つまり、従来の技術では、分岐路に進入すべく導入レーンに入って走行している車両がこの本線から分岐する分岐路の本線との間の分岐点を超えた段階でこの分岐路を進行していることが確認され、続いてこの分岐路に存在する次の分岐点などのための走行案内が行われるが、例えば、この導入レーン付き分岐点と分岐路における最初の分岐点が近距離である場合、この分岐路のための分岐案内が時間的に切迫することになり、運転者に運転上の十分な余裕を与えられないという問題が生じる。また、上記特許文献１のように、先行する分岐点の分岐案内と同時に次の分岐点の分岐案内も報知した場合、まず導入レーンへ移行して導入レーンの走行を経て実際の分岐路へ進入し、さらに次の分岐点で分岐するという走行経路においては、導入レーンへの移行案内とともに本線から分岐する分岐路における分岐点の分岐案内も行われると、導入レーンへ移行して導入レーンを走行している段階で、先に行われた分岐案内の内容が薄れてしまうという問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速道路や幹線道路などの本線導入レーンを経て分岐路に至る導入レーン付き分岐点を有する特別区間での分岐路に対する走行案内を適切なタイミングで行うことができる車両用ナビゲーション技術を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係わる車両用ナビゲーションシステムは、自車位置を検出する自車位置情報取得手段と、前記自車位置と設定された目的地とから案内経路を算定する案内経路算定手段と、本線から導入レーンを通じて分岐路へ分岐する導入レーン付き分岐点を有する特特別区間を前記自車位置の前方の案内経路から検出する特別区間検出手段と、自車が本線から前記特別区間の導入レーンに移行したことを検知する導入レーン移行検知手段と、前記導入レーン付き分岐点に対する分岐案内を行うとともに、前記導入レーン移行検知手段が自車の導入レーンへの移行を検出したことに応答して、前記分岐路に対する走行案内を行う分岐案内手段とを備えている。
本願において、「分岐点」とは、車両が少なくとも２方向に進行可能となるように２つ以上の道路が接続している点を指し、狭角分岐点や交差点等を含む。

この構成によれば、本線から導入レーンを通じて分岐路へ分岐する導入レーン付き分岐点を通過して分岐路に至る特別区間を分岐走行する際には、その前段階として自車が本線から導入レーンに移行した段階で、導入レーン移行検知手段が自車の導入レーン移行を検出して、その先の分岐路に対する走行案内が行われる。つまり、自車の現実の導入レーンへの移行を検知したことに応答して、導入レーン付き分岐点を通過する前に、分岐路の走行案内を行う。これは、本線から導入レーンに移行したことで、自車は実際の導入レーン付き分岐点の手前に位置しているにもかかわらず、運転者は明確に分岐路に向かっている、もしくは分岐路に進入していると認識しているので、この段階で導入レーン付き分岐点の対する分岐案内はもはや無用となっており、この時点でこれから進入する分岐路に対する分岐案内、例えば、分岐路に進入後すぐに現れる分岐点（近距離分岐点）に対する分岐案内、分岐路上に位置する料金所に対する案内、さらには分岐路を道なりに走行することを伝達する案内など、を行っても、運転者は混乱なく、これから進入する分岐路に対する走行案内であると理解することができることに基づいている。これにより、特に、導入レーン付き分岐点と分岐路上の次の案内点との間が近距離にある場合に、導入レーンに移行した段階で次の分岐路に対する走行案内が行われるので、分岐路に対する紛れのない走行案内が十分な余裕をもって運転者に与えることができる。

分岐案内手段は、前記導入レーン付き分岐点に対する分岐案内を行ったのち、前記導入レーン移行検知手段が自車の導入レーンへの移行を検出したことに応答して、所定のタイミングで（いわゆるトリガー信号を受けて）前記分岐路に対する走行案内を行うが、そのタイミングに関しては、前記導入レーン移行検知手段が自車の導入レーンへの移行を検出したのち、前記自車位置が前記導入レーン付き分岐点に達するまでの間に前記分岐路に対する走行案内を行うとよい。これは、導入レーンの長さに依存することになるが、運転者は、導入レーンをある程度走行すると既に本線から分岐路にはいったように気持ちになる傾向があることを考慮して、少なくとも導入レーンの半ばを通過した時点が、前記分岐路に対する走行案内を行うタイミングとして、好適である。

自車が本線から前記特別区間の導入レーンに移行したことを検知する導入レーン移行検知手段は、いくつかの異なる方法で実現することが可能である。そのうちで、車両が車両周辺の少なくとも道路区画線を撮影範囲に入れることができるカメラを搭載している場合に好適な導入レーン移行検知手段として提案されるのは、カメラからの撮影画像から画像認識を通じて得られた経時的な道路区画線の認識に基づいて自車の導入レーンへの移行を検知する画像認識検知部から構成されるものである。ここで、「道路区画線」とは、レーン（車両通行帯）の両側又は片側に標示される車両通行帯境界線を示す実線や破線などの白線や黄色線であるが、一般に走行レーンと導入レーンの境界には破線の道路区画線が標示されている。従って、例えば、走行レーンの左側の道路区画線が実線から破線に変化し、その破線が左から右に流れていくと、車両が走行レーンから左側の導入レーンに移行したことが画像認識から検知することができる。導入レーンの存在及び走行レーンとの位置関係はナビゲーション装置に搭載されている地図情報と道路情報から知ることができるので、上述したような画像認識技術を用いて、比較的容易に自車の導入レーンへの移行を検知することができる。

上述した区画線画像の経時的な変化を画像認識で捉えて、導入レーン移行検知を行うのではなく、導入レーン移行検知手段が、カメラからの撮影画像から画像認識を通じて得られた道路区画線の形態に基づいて自車の導入レーンへの移行を検知する画像認識検知部から構成され、例えば、自車が導入レーンを走行している区画線画像を標準パターンとするパターンマッチング処理を通じて導入レーン移行判定を行うようにしてもよい。この場合、経時的な変化を画像認識する技術に較べ、経時的に取り込まれた多くの撮影画像を一時的に格納する相当なメモリ容量を節約することができる。

カメラによる撮影画像を利用した画像認識による導入レーン移行検知は、雪など環境によって不能となる場合がある。そのようなケースを考慮して、あるいは、道路区画線を撮影範囲に入れることができるカメラを搭載していない車両での適用を考慮して、導入レーン移行検知手段が、方位検出信号と繰向操作信号とウインカ操作信号の内の少なくとも１つの信号に基づいて自車の導入レーンへの移行を検知する非画像認識検知部を含むことも、好適な実施形態の１つである。方位検出信号は、ジャイロや地磁気センサなどの出力信号から生成され、走行操作信号は、ステアリング角度を検出するセンサの出力信号から生成され、ウインカ操作信号はウインカ（方向指示器）制御系から得ることができる。これらの信号は、乗用車などの一般的な車両においては、基本的に用意されているものであり、特別なコストをかけずに、利用することができる利点がある。導入レーンの存在及び走行レーンとの位置関係を地図情報と道路情報から求め、上述した信号の、好ましくは複数の組み合わせから、自車の導入レーンへの移行を推定することができる。さらに、先に述べた画像認識検知部とこの非画像認識検知部を組み合わせることで、より信頼性の高い導入レーン移行検知手段が構築される。

前記特別区間検出手段の好適な具体構成として、車両用ナビゲーション装置には本来備えられている自車位置周辺の道路情報を取得する道路情報取得手段を利用し、この道路情報に基づいて前記特別区間を検出することが提案される。

上述した本発明による車両用ナビゲーション装置の技術的特徴は、この車両用ナビゲーション装置に用いられた車両用ナビゲーション方法や車両用ナビゲーションプログラムにも適用可能であり、それゆえ、本発明は、そのような方法やプログラムも権利の対象としている。例えば、本発明による車両用ナビゲーションプログラムは、自車位置を検出する自車位置検出ステップと、前記自車位置と設定された目的地とから案内経路を算定する案内経路算定ステップと、前記自車位置の前方の案内経路から本線から導入レーンを通じて分岐路へ分岐する導入レーン付き分岐点を有する特別区間を検出する特別区間検出ステップと、自車が本線から前記特別区間の導入レーンに移行したことを検知する導入レーン移行検知ステップと、自車の導入レーンへの移行が検出された段階で、前記分岐路に対する走行案内を行う分岐案内ステップとをコンピュータに実行させる。当然ながら、このような車両用ナビゲーションプログラムも上述した車両用ナビゲーション装置で述べた作用効果を得ることができ、さらにその実施形態例として述べたいくつかの付加的技術を組み込むことも可能である。

本発明による車両用ナビゲーション装置の具体的な構成を説明する前に、その基本的な原理を、図１の模式図を用いて説明する。
図１には、本発明によるナビゲーション処理の対象となる、高速道路や幹線道路などの本線から導入レーンを通じて分岐路へ分岐する導入レーン付き分岐点Ｐ１を特別区間が示されている。なお、本発明を分かり易く説明するため、この特別区間の導入レーン付き分岐点Ｐ１から分岐する分岐路上には、前記導入レーン付き分岐点Ｐ１から所定近距離内に分岐点Ｐ２（以後、このような分岐点を近距離分岐点と呼ぶ）が存在していることにする。つまり、この発明の基本原理の説明においては、予め設定されている目的地に向かう案内経路の一部に、本線から導入レーンを経て、分岐路に入り、分岐路に入ってすぐに位置する近距離分岐点Ｐ２で特定方向に分岐する図１で示すような区間が存在した際の走行案内が主題となっている。従って、この近距離分岐点Ｐ２は、料金所案内のための案内点や単なる分岐路走行上の注意点を案内する案内点などで置き換えることができる。

図１の例では、導入レーン付き分岐点Ｐ１の手前数百ｍが導入レーン付き分岐点Ｐ１に対する分岐案内ゾーンであり、このゾーンに自車が入ると、「左側の導入レーンに入ってください」という分岐案内が、音声又はディスプレイ標示あるいはその両方で行われる（＃０１）。従来の技術では、自車が導入レーンに入ったのち、導入レーン付き分岐点Ｐ１に対する分岐案内ゾーンを過ぎ去り、近距離分岐点Ｐ２に対する分岐案内ゾーンに入ってから、近距離分岐点Ｐ２に対する分岐案内、「右方向に分岐してください」が行われるが、導入レーン付き分岐点Ｐ１と近距離分岐点Ｐ２との間の距離が短い場合、運転者に近距離分岐点Ｐ２の分岐走行に対する十分な余裕を与えることができなくなる。このため、本発明では、導入レーンと本線との境界線に設けられている道路区画線（破線）を車両が跨いで導入レーンに進入したことを検出することで自車の導入レーンへの移行を検知し（＃０２）、この導入レーンへの移行検知をトリガー信号として、近距離分岐点Ｐ２に対する分岐案内を行う（＃０３）。これにより、自車が導入レーン付き分岐点Ｐ１を過ぎ去る前に、近距離分岐点Ｐ２に対する分岐案内が行われるので、従来に較べて、運転者は余裕を持って近距離分岐点Ｐ２で円滑に右方向に分岐することができる（＃０４）。

上述したナビゲーション処理の基本原理に基づいて動作する車両用ナビゲーション装置の一例を示す機能ブロック図が図２に示されている。この車両用ナビゲーション装置の各機能、具体的には、自車位置情報取得手段１、道路情報取得手段２、撮影画像取得部３、図１で説明した特別区間を検出する特別区間検出手段４、導入レーン移行検知手段５、ナビゲーション用演算部６は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うために、ハードウエア又はソフトウエア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。また、地図データベース２０は、例えば、ハードディスクドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭを備えたＤＶＤドライブ、ＣＤ−ＲＯＭを備えたＣＤドライブ等のように、情報を記憶可能な記録媒体とその駆動手段とを有する装置をハードウエア構成として備えている。以下、本実施形態に係るナビゲーション装置の各部の構成について詳細に説明する。

〔地図データベース〕
地図データベース２０は、所定の領域毎に分けられた複数の地図情報Ｍと、この地図情報Ｍに関連付けられた道路情報とが格納されたデータベースである。図３は、地図データベース２０に格納されている地図情報Ｍ及び道路情報の構成の例を示す説明図である。この図に示すように、地図データベース２０には、道路ネットワークレイヤｍ１、道路形状レイヤｍ２、道路情報レイヤｍ３が格納されている。本実施形態においては、これらの各レイヤｍ１〜ｍ３に格納された情報により地図情報Ｍが構成され、その中の道路情報レイヤｍ３に格納された情報により道路情報が構成されている。

道路ネットワークレイヤｍ１は、道路間の接続情報を示すレイヤである。具体的には、緯度及び経度で表現された地図上の位置情報を有する多数のノードｎの情報と、２つのノードｎを連結して道路を構成する多数のリンクｋの情報とを有して構成されている。分岐するリンクｋと接続しているノードｎは分岐ノード又は分岐点と呼ばれる。また、各リンクｋは、そのリンク情報として、道路の種別（高速道路、有料道路、国道、県道等の種別）やリンク長さ等の情報を有している。また、道路形状レイヤｍ２は、道路ネットワークレイヤｍ１に関連付けられて格納され、道路の形状などを示すレイヤである。具体的には、２つのノードｎの間（リンクｋ上）に配置されてリンクｋの詳細形状を表す形状補間点ｓの情報や、道路の詳細形状を表すための各形状補間点ｓでの道路幅の情報等を有して構成されている。

道路情報レイヤｍ３は、道路ネットワークレイヤｍ１及び道路形状レイヤｍ２に関連付けられて構成され、道路に関する詳細な情報が格納されたレイヤである。この道路情報レイヤｍ３に格納される情報としては、例えば、分岐点に関する情報（導入レーン付き分岐点や近距離分岐点等）や各道路のレーン情報（導入レーンを含む）等が含まれる。ここで、レーン情報には、各道路のレーン数、各レーンのレーン幅、導入レーンの長さなどの情報が含まれる。また、レーン情報には、分岐点で分岐して接続される複数の道路間での各レーンの位置関係や接続関係（リンク角度や道なりに接続する関係等）等の情報も含まれる。

〔自車位置情報取得手段〕
自車位置情報取得手段１は、自車位置すなわち自車の現在位置を示す自車位置情報を取得する。ここでは、自車位置情報取得手段１は、ＧＰＳ受信機２２、方位センサ２３、及び距離センサ２４と接続されている。ここで、ＧＰＳ受信機２２は、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）衛星からのＧＰＳ信号を受信する装置である。このＧＰＳ信号は、通常１秒おきに受信され、自車位置情報取得手段１へ出力される。自車位置情報取得手段３では、ＧＰＳ受信機２２で受信されたＧＰＳ衛星からの信号を解析し、自車の現在位置（緯度及び経度）、進行方位、移動速度等の情報を取得することができる。方位センサ２３は、自車の進行方位又はその進行方位の変化を検出するセンサである。この方位センサ２３は、例えば、ジャイロセンサ、地磁気センサ、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回転センサや回転型の抵抗ボリューム、車輪部に取り付ける角度センサ等により構成される。そして、方位センサ２３は、その検出結果を自車位置情報取得手段１へ出力する。距離センサ２４は、自車の車速や移動距離を検出するセンサである。この距離センサ２４は、例えば、自車のドライブシャフトやホイール等が一定量回転する毎にパルス信号を出力する車速パルスセンサ、自車の加速度を検知するヨー・Ｇセンサ及び検知された加速度を積分する回路等により構成される。そして、距離センサ２４は、その検出結果としての車速及び移動距離の情報を自車位置情報取得手段１へ出力する。

自車位置情報取得手段１は、これらのＧＰＳ受信機２２、方位センサ２３及び距離センサ２４からの出力に基づいて、公知の方法により自車位置を特定する演算を行う。また、自車位置情報取得手段１は、地図データベース２０から自車位置周辺の地図情報Ｍを取得し、それに基づいて公知のマップマッチングを行うことにより自車位置を地図情報に示される道路上に合わせる補正も行う。このようにして、自車位置情報取得手段３は、緯度及び経度で表された自車の現在位置の情報、及び自車の進行方位の情報を含む自車位置情報を取得する。このようにして取得される自車位置情報は、各センサ２２〜２４の検出精度等に起因する誤差を含んだ情報となっている。自車位置情報取得手段１により取得された自車位置情報は、道路情報取得手段２、導入レーン移行検知手段５及びナビゲーション用演算部６へ出力される。

〔道路情報取得手段〕
道路情報取得手段２は、自車位置情報取得手段１で取得された自車位置情報等に基づいて、地図データベース２０から必要な地図情報を含む道路情報を取得する。すなわち、道路情報取得手段２は、特別区間検出手段４における検出対象となる特別区間を含む道路情報を取得し、特別区間検出手段４へ出力する。また、道路情報取得手段２は、ナビゲーション用演算部６によるナビゲーション処理に用いるために、ナビゲーション用演算部６から要求があった領域の地図情報Ｍを地図データベース２０から取得し、ナビゲーション用演算部６へ出力する。

〔撮影画像取得部〕
撮影画像取得部３は、カメラ２１により出力された自車位置周辺の撮影画像を取得し、歪み補正や濃度補正などの必要な前処理を行う。カメラ２１は、レンズ光学系と撮像素子を備え、少なくとも自車の周辺の道路の区画線を撮影可能な位置に設けられている。このようなカメラ２１としては、例えば、車両に標準又はオプション装備されるバックカメラ等を用いると好適である。なお、撮影画像取得部３は、カメラ２１からの撮影画像を所定の時間間隔、例えば１０〜５０ｍｓ程度で取り込み、前処理を施した後、導入レーン移行検知手段５及び、ここでは図示されていない周辺領域モニタ用表示ユニットに送り出す。

〔特別区間検出手段〕
特別区間検出手段４は、道路情報取得手段２から送られてくる道路情報及びナビゲーション用演算部６から送られてくる目的地までの案内経路に基づき、自車位置の前方に延びていく案内経路から、本線から導入レーンを通じて分岐路へ分岐する導入レーン付き分岐点を有する特別区間を検出し、自車がその特別区間に進入することを導入レーン移行検知手段５に伝える。この特別区間は、導入レーンの始点より手前から開始し、導入レーン付き分岐点又はそこから始まる分岐路上の最初の分岐点（近距離分岐点）などの走行案内点で終結する。もし、道路情報から正確な導入レーンの始点が不明な場合は、導入レーン付き分岐点から一定距離以上手前（進行方向後方）を導入レーンの始点と見なしてもよい。

〔導入レーン移行検知手段〕
導入レーン移行検知手段５は、特別区間検出手段４から自車がある特別区間に進入することを伝えられることで動作を開始し、自車が本線からこの特別区間の導入レーンを跨いで導入レースに進入し、導入レーンを走行することを検出し、自車が導入レーン走行に移行したことを検知する。この実施形態では、導入レーン移行検知手段５は、カメラからの撮影画像から画像認識を通じて得られた経時的な道路区画線の認識に基づいて自車の導入レーンへの移行を検知する画像認識検知部５Ａと、この画像認識検知部５Ａが環境条件等で十分に機能しない際の補助として用いられる、方位検出信号と繰向操作信号とウインカ操作信号の内の少なくとも１つの信号に基づいて自車の導入レーンへの移行を検知する非画像認識検知部５Ｂを備えている。

画像認識検知部５Ａは、特別区間検出手段４を介して撮影画像取得部５から送られてきた画像情報に基づいて、処理対象となる特別区間における導入レーンと本線の位置関係を判断して、自車が導入レーンに向きを変え、導入レーンを跨ぎ、導入レーンを走行し始めることを撮影画像取得部３で取得された撮影画像に対する画像認識処理によって検知する。このため、撮影画像取得部３から取り込まれた撮影画像に対して二値化処理やエッジ検出処理等を行い、当該撮影画像に含まれている道路区画線の輪郭を示す区画線画像を生成する道路区画線抽出部５１と、生成された区画線画像を経時的な順序で一時的に格納する区画線画像バッファ部５２と、区画線画像バッファ部５２に経時的に格納された区画線画像を比較して、例えば区画線画像から動きベクトルを求めて、最終的に自車が導入レーンに移行したこと判定する導入レーン移行判定部５３が備えられている。

非画像認識検知部５Ｂは、自車が導入レーン移行を行う際に起こりえる事象、ウインカ操作の操作パターンやステアリング操作の操作パターン、あるいは進行方位の変化パターンを利用して、特別区間において、本線から導入レーンへの移行を検知するものである。その際、特別区間の本線が２車線以上ある場合には、本線上での車線変更と本線から導入レーンへの移行を区別するために、現時点のレーン位置を把握しておく必要がある。この現時点レーン位置は、画像認識検知部５Ａが正常に機能している時に得られた道路区画線抽出部５１の区画線画像から求めることができる。しかしながら、非画像認識検知部５Ｂを画像認識検知部５Ａとは完全に独立させて動作させたい場合には、現時点レーン位置は、右方向又は左方向への車線変更の回数パターンを解析して、レーン位置の可能性を絞り込んでいく方法などが採用される。また、特別区画線の手前で、導入レーンが存在する方寄り（右寄り又は左寄り）に走行することが案内されるので、この案内後の車線変更や車線保持からその現時点レーン位置を導入レーンが存在する側の本線レーンであると判断することも可能である。

〔ナビゲーション用演算部〕
ナビゲーション用演算部６は、自車位置表示、出発地から目的地までの経路探索、目的地までの進路案内、目的地検索等のナビゲーション機能を実行するためにインストールされているアプリケーションプログラムに従って動作する演算処理手段である。例えば、ナビゲーション用演算部６は、道路情報取得手段２により地図データベース２０から自車両周辺の地図情報を取得して操作パネル７の液晶ディスプレイ７１に地図の画像を表示するとともに、当該地図の画像上に、自車位置情報に基づいて自車位置マーク（シンボル）を重ね合わせて表示する処理を行う。また、ナビゲーション用演算部８は、公知の方法により計算された出発地から目的地までの案内経路と自車位置情報とに基づいて、液晶ディスプレイ７１又はスピーカ等の音声出力装置８の一方あるいは双方を用いて分岐案内を含む進路案内を行う。このため、このアプリケーションプログラムの実行によって構築される本発明に特に関する機能として、案内経路算定手段６１と分岐案内手段６２が挙げられる。分岐案内手段６２が、特に本発明に関して、液晶ディスプレイ７１や音声出力装置８を通じて行う走行案内の例は、「５０ｍ先の分岐を右方向です」、「この先１０ｋｍ、道なり走行です」、「２００ｍ先に料金所です、料金は××円です」などである。

上述したように構成された車両用ナビゲーション装置における分岐案内処理を図４に示された、導入レーン付き分岐点から分岐した分岐路のすぐの位置に近距離分岐路がある特別区間を例として、図５と図６に示されたフローチャートを用いて説明する。従って、分岐路に対する走行案内は、近距離分岐路に対する分岐案内となる。

車両用ナビゲーション装置の最初の動作として、操作パネル７を通じて入力された目的地に基づいて案内経路算定部６１が目的地までの案内経路を算定する（＃１１）。この案内経路は、分岐案内などの走行案内処理において常に参照される。走行が開始されると、自車位置情報取得手段１により、ＧＰＳ受信機２２等から得られた自車位置情報を取得する（＃１２）。次に、自車位置情報に基づいて自車の進行方向へ向かって所定距離内の地図情報を含む道路情報を地図データベース２０から取得する（＃１３）。ここで取得される道路情報には、区画線の位置、分岐点の位置、導入レーンの有無などの情報が含まれる。この道路情報から、特別区間検出手段４が、自車位置の前方の案内経路において本線から導入レーンを通じて分岐路へ分岐する導入レーン付き分岐点と、この導入レーンからつながる分岐路上で前記導入レーン付き分岐点から所定距離内（例えば数十ｍ〜１００ｍ）に位置する近距離分岐点との両者が存在する特別区間の有無をチェックする（＃１４）。

ステップ＃１４の特別区間検出処理において特別区間が検出されなかった場合（＃１５No分岐）、通常の走行案内を行う必要があるかどうかがチェックされ、必要がある場合（＃１６Yes分岐）、公知の通常の走行案内処理が行われる（＃１７）。通常の走行案内を行う必要がない場合（＃１６No分岐）、及び通常の走行案内処理が完了した場合には、この車両用ナビゲーション装置によるナビゲーションが中止されたかどうかチェックされ（＃３０）、中止されない限り（＃３０No分岐）、再びステップ＃１２に戻って、処理を繰り返す。

ステップ＃１４の特別区間検出処理において特別区間が検出された場合（＃１５Yes分岐）、本発明の特徴である特別区間案内処理が行われる。まず、導入レーンを移行することを運転者に報知する導入レーン移行案内を行い（＃２１）、図６で示されている導入レーン移行検知処理に入る（＃２２）。

この導入レーン移行検知処理では、画像認識検知部５Ａによる処理が非画像認識検知部５Ｂによる処理より優先されるので、まず車両後部に配置された車体後方を撮影するバックカメラ２１を用いた画像認識処理が可能かどうかがチェックされる（＃２２１）。このチェックは、カメラ２１の動作状態やカメラ２１からの撮影画像の画質状態などで判定される。画像認識処理が可能であるなら（＃２２１Yes分岐）、まず、撮影画像取得部３から撮影画像を取り込み（＃２２３）、道路区画線抽出部５１が導入レーン境界線を含む道路区画線を抽出して、区画線画像を生成する（＃２２４）。生成された区画線画像は、１０枚程度の区画線画像を先入れ先出し方式で一時的に格納する区画線画像バッファ部５２に蓄積される（＃２２５）。この特別区間を走行中に格納されていく、車両後方の撮影画像から生成された区画線画像の一例が図７に示されている。さらに、導入レーン移行判定部５３が、区画線画像バッファ部５２に経時的に蓄積される区画線画像を参照しながら、道路区画線の動きと位置に注目して、自車が導入レーンに移行したかどうかを判定する（＃２２６）。例えば、図７の（ａ）で示される区画線画像は自車が導入レーン寄りの本線を走行している状態であり、図７（ｂ）で示される区画線画像は自車が導入レーンを跨ぎ走行している状態であり、図７の（ｃ）で示される区画線画像は自車が本線から導入レーンに移行し、導入レーンを走行している状態である。このような経時的に変化する区画線画像を判別して、自車の導入レーンへの移行が判定される。

次に、導入レーン移行判定部５３の判定結果がチェックされ、自車の導入レーンへの移行が確認された場合（＃２２７Yes分岐）、移行フラグに「１」を代入して（＃２３０）、リターンする。自車の導入レーンへの移行が確認されない場合には（＃２２７No分岐）、さらに、導入レーン付き分岐点の通り過ぎを基準として距離又は時間で設定されているリミットをオーバーしているかどうかがチェックされる（＃２２８）。このチェックでオーバーリミット、つまり導入レーン付き分岐点を通過していると見なされる場合（＃２２８Yes分岐）、移行フラグに「０」を代入して（＃２２９）、リターンする。ステップ＃２２８のチェックでオーバーリミットでない場合には（＃２２８No分岐）、ステップ＃２２３に戻って、さらなる撮影画像を取り込んで画像認識処理を行う。

ステップ＃２２１のチェックで、画像認識処理が不可能と見なされた場合には（＃２２１No分岐）、非画像認識検知部５Ｂによる導入レーン移行検知処理が行われる（＃２５０）。非画像認識検知部５Ｂでは、方位センサ２３からの方位検出信号とステアリングセンサ２５からの繰向操作信号とウインカセンサ２６からのウインカ操作信号の内の少なくとも１つの信号に基づいて、自車が導入レーンの方に進路を変更し、その後導入レーンの延び方向に進路を戻したことを検出することで、自車の導入レーンへの移行を検知確認する。導入レーンへの移行が確認されたかどうかがチェックされ（＃２５１）、自車の導入レーンへの移行が確認された場合（＃２５１Yes分岐）、移行フラグに「１」を代入して（＃２５４）、リターンする。自車の導入レーンへの移行が確認されない場合には（＃２５１No分岐）、ここでもオーバーリミットがチェックされ（＃２５２）、オーバーリミットの場合（＃２５２Yes分岐）、移行フラグに「０」を代入して（＃２２９）、リターンし、オーバーリミットでない場合には（＃２５２No分岐）、ステップ＃２５０に戻って、非画像認識検知部５Ｂによる導入レーン移行検知処理を続行する。

上述の導入レーン移行検知処理を終了して、リターンすると、移行フラッグの値がチェックされる（＃２３）（図５参照）。移行フラッグの値が「０」であれば、自車の導入レーンの移行が確認できなかったとして、ステップ＃１６にジャンプして、通常の走行案内の処理へ移る。移行フラッグの値が「１」であれば、自車の導入レーンへの移行が確認できたとして、次の分岐点である近距離分岐点のための分岐案内をトリガーする（＃２４）。この分岐案内は、自車が近距離分岐点の分岐案内ゾーンを通過するまで行われ、自車が近距離分岐点の分岐案内ゾーンを通過すると（＃２５Yes分岐）、特別区間の案内処理が終了したとして、ステップ＃３０に移り、必要に応じて次の走行案内処理を行う。

上述した特別区間の案内処理では、自車が本線から導入レーンに移行した段階で、その先に続く分岐路に存在する近距離分岐点に対する分岐案内が、実質的には自車が導入レーン付き分岐点に達する前に分岐案内が行われるので、導入レーン付き分岐点と近距離分岐点との距離が短くとも、運転者は円滑に近距離分岐点を正しく分岐することができる。

〔その他の実施形態〕
本発明のその他の実施形態について説明する。
（１）上記実施形態での画像認識検知部５Ａは、区画線画像の経時的な変化を利用して、導入レーン移行判定を行っていたが、これ以外の判定アルゴリズムを採用してもよい。例えば、その導入レーン移行判定部５３を、図７の（ｃ）で示された区画線画像の形態（パターン）だけに基づいて、例えば、自車が導入レーンを走行している区画線画像を標準パターンとするパターンマッチング処理を通じて導入レーン移行判定を行うように構成することが可能である。その場合は、区画線画像バッファ部５２は、最新の区画線画像と標準パターンだけを格納しておくだけでよい。但し、標準パターンは、導入レーンの種類に合わせて、種々のものを用意しておく必要がある。
（２）上記実施形態では、導入レーン移行検知手段５は、画像認識検知部５Ａと非画像認識検知部５Ｂの両方を備えていたが、どちらか一方だけで構成してもよい。画像認識検知部５Ａと非画像認識検知部５Ｂとの間で優先度を設けるのではなく、両方から得られる導入レーン移行検知結果に信頼度を付与させておき、信頼度の高い方の検知結果を採用するようにしてもよい。
（３）本発明による導入レーンは分岐点から分岐する分岐路にのみつながっていくレーンを意味しており、例えば右折専用レーンや左折専用レーンなどのこの導入レーンの解釈範囲に入るものである。

本発明による技術は、高速道路や幹線道路などの本線から導入レーンを経て次の分岐点を有する分岐路に至る案内経路において、運転者に余裕を持って次の分岐点を分岐させるための分岐案内を行う、ナビゲーションシステムに利用可能である。

本発明による車両用ナビゲーション技術の基本的な原理を説明するための模式図本発明の１つの実施形態に係る車両用ナビゲーション装置の機能ブロック図地図データベースに格納されている地図情報及び道路情報の構成を示す説明図本発明による分岐案内処理の対象となる特別区間の一例を示している走行案内図本発明による車両用ナビゲーション装置における分岐案内処理の一例を示すフローチャート本発明による導入レーン移行検知処理の一例を示すフローチャート特別区間を走行中の自車の後方の撮影画像の一例を示す図

符号の説明

１：自車位置情報取得手段
２：道路情報取得手段
３：画像情報取得部
４：特別区間検出手段
５：導入レーン移行検知手段
５Ａ：画像認識検知部
５Ｂ：非画像認識検知部
６：ナビゲーション用演算部
２０：地図データベース
２１：撮像装置
２２：ＧＰＳ受信機
２３：方位センサ
２４：距離センサ
２５：表示装置
５１：道路区間線抽出部
５２：区間線画像バッファ部
５３：導入レーン移行判定部
６１：案内経路算定手段
６２：分岐案内手段
Ｐ１：導入レーン付き分岐点
Ｐ２：近距離分岐点

Claims

自車位置を検出する自車位置情報取得手段と、
前記自車位置と設定された目的地とから案内経路を算定する案内経路算定手段と、
本線から導入レーンを通じて分岐路へ分岐する導入レーン付き分岐点を有する特別区間を前記自車位置の前方の案内経路から検出する特別区間検出手段と、
自車が本線から前記特別区間の導入レーンに移行したことを検知する導入レーン移行検知手段と、
前記導入レーン付き分岐点に対する分岐案内を行うとともに、前記導入レーン移行検知手段が自車の導入レーンへの移行を検出したことに応答して、前記分岐路に対する走行案内を行う分岐案内手段と、
を備えた車両用ナビゲーション装置。
前記分岐案内手段は、前記導入レーン移行検知手段が自車の導入レーンへの移行を検出したのち、前記自車位置が前記導入レーン付き分岐点に達するまでの間に前記分岐路に対する走行案内を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用ナビゲーション装置。
導入レーン移行検知手段が、カメラからの撮影画像から画像認識を通じて得られた経時的な道路区画線の認識に基づいて自車の導入レーンへの移行を検知する画像認識検知部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用ナビゲーション装置。
導入レーン移行検知手段が、カメラからの撮影画像から画像認識を通じて得られた道路区画線の形態に基づいて自車の導入レーンへの移行を検知する画像認識検知部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用ナビゲーション装置。
導入レーン移行検知手段が、方位検出信号と繰向操作信号とウインカ操作信号の内の少なくとも１つの信号に基づいて自車の導入レーンへの移行を検知する非画像認識検知部を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用ナビゲーション装置。
自車位置周辺の道路情報を取得する道路情報取得手段をさらに備え、前記特別区間検出手段は、前記道路情報に基づいて前記特別区間を検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用ナビゲーション装置。
自車位置を検出する自車位置検出ステップと、
前記自車位置と設定された目的地とから案内経路を算定する案内経路算定ステップと、
前記自車位置の前方の案内経路から本線から導入レーンを通じて分岐路へ分岐する導入レーン付き分岐点を有する特別区間を検出する特別区間検出ステップと、
自車が本線から前記特別区間の導入レーンに移行したことを検知する導入レーン移行検知ステップと、
自車の導入レーンへの移行が検出された段階で、前記分岐路に対する走行案内を行う分岐案内ステップと、
をコンピュータに実行させる車両用ナビゲーションプログラム。