JP2018189549A

JP2018189549A - ナビゲーション装置

Info

Publication number: JP2018189549A
Application number: JP2017093167A
Authority: JP
Inventors: 正明大平; Masaaki Ohira
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2018-11-29

Abstract

【課題】自動運転中に生じる位置検出精度や地図精度に起因する誤動作を防止することができるナビゲーション装置を提供すること。【解決手段】ナビゲーション装置２００は、運転者の運転操作に応じて車両を走行させる手動運転と、目的地までの走行経路に沿って運転者の運転操作なしに車両を走行させる自動運転とが切り替え可能な車両に搭載されており、自車位置を検出する車両位置検出部４と、地図画像に含まれる道路上であって、自車位置検出部４によって検出された自車位置近傍の道路上に自車位置を修正するとともに、自動運転中は、自動運転において走行を予定している走行経路上に自車位置を修正する車両位置修正部２０とを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、自動運転された車両において自車位置表示を行うナビゲーション装置に関する。

従来から、設定された誘導経路に沿って走行中の車両の位置がこの誘導経路から外れたときに、外れた状態で所定距離走行した後に誘導経路の再探索を行うようにした車両用誘導装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。これにより、運転者が渋滞回避などの目的で故意にオフルートした場合であっても、無駄な経路探索や迷惑な案内が行われずに、快適な経路案内を行うことが可能となる。

特許第３４１５３０２号公報

ところで、一般には、自車位置の検出精度や使用する地図の精度によっては、右左折する複数の道路が接近している場合などでは、実際に走行している道路とは異なる別の道路上を走行していると判定して自車位置を表示してしまうという問題が生じる。この問題は、自車位置の検出精度や地図精度を向上させることにより、ある程度改善することができるが、検出精度や地図精度を向上させてこれらの誤差をなくすることはできないため、交差点の形状等によってはこの問題を完全に回避することはできない。

最近は、車両の自動運転技術の開発が進んでいるが、自動運転による走行中にも上述した問題は起こりうる。例えば、ある交差点で分岐する経路に沿って車両が走行中に、この道路と並行する他の道路上に自車位置を誤って表示してしまうことが考えられる。実際には、その後、マップマッチング処理によって走行中の道路上に自車位置が修正されるが、一時的であっても自動運転中の経路から外れた表示が行われると、その表示を見た運転者等が不安になるため、特に自動運転中は、このような誤った自車位置表示等の位置検出精度や地図精度に起因する誤動作は望ましくない。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、自動運転中に生じる位置検出精度や地図精度に起因する誤動作を防止することができるナビゲーション装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明のナビゲーション装置は、運転者の運転操作に応じて車両を走行させる手動運転と、目的地までの走行経路に沿って運転者の運転操作なしに車両を走行させる自動運転とが切り替え可能な車両に搭載されたナビゲーション装置において、自車位置を検出する自車位置検出手段と、地図画像に含まれる道路上であって、自車位置検出手段によって検出された自車位置近傍の道路上に自車位置を修正する自車位置修正手段とを備え、自車位置修正手段は、自動運転中に、自動運転において走行を予定している走行経路上に自車位置を修正する。

位置検出精度や地図精度が低いと、検出された自車位置が実際に走行している道路から外れることがあり、これに起因する誤動作が起こりうるが、自動運転中は、自車位置を自動運転時に走行を予定している走行経路上に修正するため、位置検出精度や地図精度が低いことに起因する誤動作を確実に防止することができる。

また、本発明のナビゲーション装置は、運転者の運転操作に応じて車両を走行させる手動運転と、目的地までの走行経路に沿って運転者の運転操作なしに車両を走行させる自動運転とが切り替え可能な車両に搭載されたナビゲーション装置において、自車位置を検出する自車位置検出手段と、地図画像に含まれる道路上であって、自車位置検出手段によって検出された自車位置近傍の道路上に自車位置を修正する自車位置修正手段と、目的地まで車両の走行を案内する誘導経路を設定するとともに、設定した誘導経路から自車位置修正手段によって修正された自車位置が外れたときに、目的地に至る新たな誘導経路を再設定する誘導経路設定手段とを備え、誘導経路設定手段は、誘導経路を自動運転における走行経路として用いる場合に、設定した誘導経路から自車位置修正手段によって修正された自車位置が外れた場合であっても誘導経路の再設定を行わない。

これにより、自動運転時は、位置検出精度や地図精度が低いことに起因して発生する走行経路の再設定を回避することができるため、一時的に誤った走行経路が表示される誤動作を防止することができる。

また、上述した自車位置検出手段によって検出された自車位置周辺の地図画像とともに、自動運転中は、自車位置修正手段によって修正された自車位置であって走行経路上に自車位置マークを表示する地図表示手段をさらに備えることが望ましい。これにより、自動運転中に表示される地図画像に含まれる自車位置マークが走行経路から外れることを防止することができ、地図画像を見ている運転者等が不必要に不安になることがなくなる。

また、上述した自車位置修正手段は、手動運転中は、地図画像に含まれる道路上であって、自車位置検出手段によって検出された自車位置に最も近い道路上に自車位置を修正することが望ましい。これにより、手動運転時は、位置検出精度や地図精度が低いことに起因して一時的に誤った自車位置修正が生じた場合であっても、その後、運転者の意思により進入した道路に沿って正しい自車位置に修正することができる。

一実施形態の車載システムの構成を示す図である。ナビゲーション装置の構成を示す図である。検出した自車位置を修正して自車位置マークを表示する動作手順を示す流れ図である。変形例のナビゲーション装置の構成を示す図である。目的地までの誘導経路から自車位置が外れた場合の再探索に関する動作手順を示す流れ図である。

以下、本発明のナビゲーション装置を適用した一実施形態の車載システムについて、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の車載システムの構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車載システムは、自動運転装置１００、ナビゲーション装置２００、信号生成部３００、運転切替装置４００、ハンドル５００、アクセルペダル５０２、ブレーキペダル５０４、操作部５０６を備えている。

自動運転装置１００は、ナビゲーション装置２００によって設定された目的地までの走行経路（誘導経路）に沿って運転者の運転操作なしに自車両を走行させる自動運転を行う。例えば、本実施形態では、レベル３あるいはレベル４の自動運転を想定している。また、自動運転を実現する具体的な手法については本発明の内容と直接関係がないため、説明は省略するが、現時点あるいは今後実現される各種の技術を用いた自動運転に本発明を適用することができる。

ナビゲーション装置２００は、地図データに基づいてこのナビゲーション装置２００が搭載された車両（自車両）の走行を案内するナビゲーション動作を行う。ナビゲーション装置２００の詳細については後述する。

信号生成部３００は、運転者の運転操作に応じて車両を走行させる手動運転時に、ハンドル操作、アクセルペダル操作、ブレーキペダル操作等の操作内容に対応する各種操作信号を生成する。また、信号生成部３００は、自動運転時に、自動運転装置１００による自動運転動作に対応して、手動運転時に生成する操作信号と同等の操作信号を生成する。これらの操作信号は、エンジンＥＣＵ（図示せず）等に入力され、車両の走行に必要な操舵角制御やエンジン制御、ブレーキ制御などが行われる。

運転切替装置４００は、自動運転装置１００による自動運転と、ハンドル５００、アクセルペダル５０２、ブレーキペダル５０４等を運転者自身が操作して自車両を運転する手動運転とを切り替える際の制御を行う。この切り替えの指示は、運転者が操作部５０６を操作して行うことができる。例えば、操作部５０６に含まれる「自動運転」ボタンが押下されたときに自動運転に切り替えられ、この「自動運転」ボタンの押下状態が解除されたときや、所定の解除条件を満たすときに自動運転が解除されて手動運転に切り替えられる。

図２は、ナビゲーション装置２００の構成を示す図である。図２に示すように、ナビゲーション装置２００は、ナビゲーションコントローラ１、地図データ記憶装置２、操作部３、車両位置検出部４、表示装置５、オーディオ部６を含んで構成されている。

ナビゲーションコントローラ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を用いて所定の動作プログラムを実行することにより、自車位置周辺の地図画像表示動作、出発地と目的地とを結ぶ誘導経路を設定する経路探索処理やこの誘導経路に沿って車両の走行を誘導する経路誘導動作などの各種機能を実現する。ナビゲーションコントローラ１の詳細構成については後述する。

地図データ記憶装置２は、地図データが格納されている記憶媒体およびその読み取り装置である。地図データ記憶装置２には、経度および緯度で適当な大きさに区切られた矩形形状の図葉を単位とした地図データが格納されている。各図葉の地図データは、図葉番号を指定することにより特定され、読み出すことが可能となる。地図データ記憶装置２は、ハードディスク装置や半導体メモリによって、あるいは、ＤＶＤとその読み取り装置によって実現される。また、地図データ記憶装置２を通信装置に置き換えて、外部の地図配信サーバ（図示せず）から地図データを取得するようにしてもよい。

操作部３は、経路探索動作に必要な目的地の設定や経路探索の実施などのナビゲーション動作に関する利用者の指示（操作）を受け付けるためのものであり、各種の操作ボタンや操作つまみ類を備えている。また、操作部３は、表示装置５の画面に取り付けられたタッチパネルを含んでおり、画面上の一部を直接利用者が指等で指し示すことにより、操作指示を行うことができるようになっている。車両位置検出部４は、例えば、ＧＰＳ受信機、方位センサ、距離センサなどを備えており、所定のタイミングで自車位置（経度、緯度）の検出を行い、検出結果を出力する。

表示装置５は、例えばＬＣＤ（液晶表示装置）によって構成されており、ナビゲーションコントローラ１から出力される映像信号に基づいて自車位置周辺の地図画像などを表示する。オーディオ部６は、ナビゲーションコントローラ１から入力される音声信号に基づいて生成した案内音声等を車室内に出力する。

次に、ナビゲーションコントローラ１の詳細構成について説明する。図１に示すナビゲーションコントローラ１は、地図バッファ１０、地図読出制御部１２、地図描画部１４、車両位置修正部２０、経路探索処理部３０、経路誘導処理部３２、目的地設定部３４、自車位置マーク描画部４０、自動運転判定部５０、入力処理部６０、表示処理部７０を含んで構成されている。

地図バッファ１０は、地図データ記憶装置２から読み出された地図データを一時的に格納する。この地図データには、地図画像描画に必要なデータや、経路探索および経路誘導に必要なデータなどが少なくとも含まれる。地図読出制御部１２は、車両位置修正部２０により算出される自車位置や利用者が操作部３を操作して指定した位置に応じて、所定範囲の地図データの読み出し要求を地図データ記憶装置２に出力する。地図描画部１４は、地図バッファ１０に格納された地図データに基づいて、表示装置５に地図画像を表示するために必要な描画処理を行って地図描画データを作成する。

車両位置修正部２０は、車両位置検出部４から出力される検出データに基づいて自車位置を計算するとともに、計算した自車位置が地図データの道路上にない場合には、自車位置を修正するマップマッチング処理を行う。

経路探索処理部３０は、出発地から目的地までが最少のコストとなる誘導経路を、所定の探索条件を用いた経路探索処理によって算出する。また、経路探索処理部３０は、設定した誘導経路から修正後の自車位置が外れたときに、経路探索処理を行って目的地に至る新たな誘導経路を再設定する。経路誘導処理部３２は、経路探索処理部３０による探索処理によって得られた誘導経路を地図画像上に重ねて表示したり、右左折交差点の案内図を表示するための誘導経路描画データを作成するとともに、誘導経路に沿って車両の走行を誘導するために必要な交差点案内等の音声信号を生成する。なお、本実施形態では、経路探索処理部３０によって設定された誘導経路は、自動運転時には、目的地までの「走行経路」として用いられ、手動運転時には、経路誘導処理部３２による経路誘導動作の対象としての「誘導経路」として用いられる。目的地設定部３４は、経路探索処理部３０によって行われる経路探索処理に用いられる目的地を設定する。

自車位置マーク描画部４０は、車両位置修正部２０によって修正された自車位置に、自車両の現在位置を示す自車位置マークを表示するために必要な描画処理を行って自車位置マーク描画データを作成する。

自動運転判定部５０は、自車両が自動運転中か否か（自動運転と手動運転のどちらを実施中か）を判定する。例えば、現在の運転状態（自動運転／手動運転）を示す識別信号がナビゲーション装置１００に入力されており、自動運転判定部５０は、この識別信号に基づいて自動運転中か否かを判定する。

入力処理部６０は、操作部３から入力される各種の操作指示に対応する動作を行うための命令をナビゲーションコントローラ１内の各部に向けて出力する。

表示処理部７０は、地図描画部１４によって作成される地図描画データが入力されており、この描画データに基づいて所定範囲の地図画像を表示装置５の画面に表示する。また、この地図画像内に自車位置が含まれている場合には、表示処理部７０は、自車位置マーク描画部４０によって描画された自車位置マークを地図画像に重ねて表示装置５の画面に表示する。さらに、経路探索処理部３０によって設定される誘導経路などを示す誘導経路描画データが入力されると、表示処理部７０は、この描画データに対応する誘導経路を地図画像に重ねて表示装置５の画面に表示する。

上述した車両位置検出部４が自車位置検出手段に、車両位置修正部２０が自車位置修正手段に、地図描画部１４、自車位置マーク描画部４０、表示処理部７０が地図表示手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の車載システムはこのような構成を有しており、次に、その動作を説明する。

図３は、検出した自車位置を修正して自車位置マークを表示する動作手順を示す流れ図である。この動作手順は所定の時間間隔で繰り返し実施される。

まず、車両位置検出部４によって自車位置を検出する（ステップ１００）。また、自動運転判定部５０は、その時点で自動運転中か否かを判定する（ステップ１０２）。自動運転中の場合には肯定判断が行われる。この場合には、車両位置修正部２０は、自動運転において走行を予定している目的地までの走行経路上に自車位置を修正する（ステップ１０４）。次に、地図描画部１４は自車位置周辺の地図画像を描画し、経路誘導処理部３２は走行経路（誘導経路）を描画し、自車位置マーク描画部４０は修正後の自車位置に対応する自車位置マークを描画する（ステップ１０６）。また、表示処理部７０は、これらの描画データに基づいて、地図画像上に、自動運転の走行経路と、さらのこの走行経路上の自車位置マークとを重ねて表示する（ステップ１０８）。

また、自動運転中でない場合（手動運転中の場合）にはステップ１０２の判定において否定判断が行われる。この場合には、車両位置修正部２０は、経路探索処理部３０によって設定された誘導経路の有無に関係なく、自車位置に最も近い道路上に自車位置を修正する（ステップ１１０）。次に、地図描画部１４は自車位置周辺の地図画像を描画し、経路探索処理部３０によって誘導経路が設定されている場合には経路誘導処理部３２は誘導経路を描画し、自車位置マーク描画部４０は修正後の自車位置に対応する自車位置マークを描画する（ステップ１１２）。また、表示処理部７０は、これらの描画データに基づいて、地図画像上に、目的地までの誘導経路（経路誘導動作中の場合）と、さらの地図画像に含まれる道路上あるいは誘導経路上に自車位置マークとを重ねて表示する（ステップ１１４）。

このように、本実施形態のナビゲーション装置２００では、車両位置検出部４の位置検出精度や地図データ記憶装置２に格納される地図データの精度が低いために、検出された自車位置が実際の走行位置からずれる場合であっても、自動運転中は、自車位置を自動運転時に走行を予定している走行経路上に修正するため、位置検出精度や地図精度が低いことに起因する誤動作、具体的には、地図画像に含まれる自車位置マークが走行経路から外れることを防止することができ、地図画像を見ている運転者等が不必要に不安になることがなくなる。

一方、手動運転時は、車両位置検出部４によって検出された自車位置が最も近い道路上に修正されるため、複数の道路が同方向に分岐する交差点等においては、位置検出精度や地図精度が低いことに起因して一時的に誤った自車位置修正が生じるおそれがあるが、その後、運転者の意思により進入した道路に沿って正しい自車位置に修正することができる。

ところで、上述した実施形態では、自動運転中に走行経路上に自車位置を修正することで自車位置マークがこの走行経路から外れる誤動作を防止するようにしたが、このような自車位置修正の代わりに、自動運転中における経路探索の再設定動作を禁止することによって誤動作防止を図るようにしてもよい。

図４は、変形例のナビゲーション装置の構成を示す図である。図４に示すナビゲーション装置２００Ａは、図２に示したナビゲーション装置２００に対して、車両位置修正部２０を車両位置修正部２０Ａに、経路探索処理部３０を経路探索処理部３０Ａに置き換えた点が異なっている。その他の構成については、図２に示した各構成と基本的に同じである。上述した車両位置修正部２０Ａが自車位置修正手段に、経路探索処理部３０Ａが誘導経路設定手段にそれぞれ対応する。

図２に示した車両位置修正部２０は、自動運転中は、自動運転において走行を予定している目的地までの走行経路上に自車位置を修正したが、車両位置修正部２０Ａは、自動運転の有無にかかわらず、自車位置が道路上にない場合には最も近い道路上に自車位置を修正するマップマッチング処理を行う。

また、図２に示した経路探索処理部３０は、修正後の自車位置が誘導経路から外れたときに新たな誘導経路が再設定されたが、自動運転中は、この誘導経路（走行経路）上に自車位置が修正されるため、誘導経路から外れることはなかった。しかし、車両位置修正部２０Ａでは、自車位置が誘導経路から外れても必ずしもこの誘導経路上に自車位置が修正されるとは限らない。すなわち、車両位置修正部２０を車両位置修正部２０Ａに変更しただけでは、自動運転中であっても、位置検出精度や地図精度が低いために自車位置が誘導経路から外れたと判定されたときに、新たな経路探索処理（再探索処理）が実施されて元の誘導経路とは異なる誘導経路が再設定されるおそれがある。自動運転中はこのような誘導経路の変更を禁止する必要があり、経路探索処理部３０Ａでは、自動運転中は、自車位置が誘導経路から外れた場合であっても再探索処理が実施される誘導経路の再設定は行われない。

図５は、目的地までの誘導経路から自車位置が外れた場合の再探索に関する動作手順を示す流れ図である。この動作手順は所定の時間間隔で繰り返し実施される。

まず、車両位置検出部４によって自車位置を検出する（ステップ２００）。また、車両位置修正部２０Ａは、自車位置に最も近い道路上に自車位置を修正する（ステップ２０２）。

次に、経路探索処理部３０Ａは、その時点で設定されている誘導経路から、修正後の自車位置が外れているか否かを判定する（ステップ２０４）。外れている場合には肯定判断が行われる。この場合には、自動運転判定部５０は、その時点で自動運転中か否かを判定する（ステップ２０６）。自動運転中でない場合（経路誘導処理部３２による経路誘導に従って手動運転により走行中）は否定判断が行われる。次に、経路探索処理部３０Ａは、再探索処理を実施し（ステップ２０８）、自車位置が含まれる道路を含む新たな誘導経路を再設定する（ステップ２１０）。その後、地図描画部１４は自車位置周辺の地図画像を描画し、経路誘導処理部３２は再設定された誘導経路を描画し、自車位置マーク描画部４０は新たな誘導経路上の自車位置に対応する自車位置マークを描画する（ステップ２１２）。また、表示処理部７０は、これらの描画データに基づいて、地図画像上に、再設定された誘導経路と、さらのこの誘導経路上の自車位置マークとを重ねて表示する（ステップ２１４）。

また、自動運転中の場合にはステップ２０６の判定において肯定判断が行われる。この場合には、上述したステップ２０８、２１０の再探索による誘導経路の再設定動作は省略（禁止）され、ステップ２１２に移行して元の誘導経路を用いた地図画像、誘導経路、自車位置マークの描画および表示が行われる。なお、自車位置が誘導経路から外れない場合（ステップ２０４の判定において否定判断）にも、上述したステップ２０８、２１０の再探索による誘導経路の再設定動作は行われず、ステップ２１２に移行して地図画像、誘導経路、自車位置マークの描画および表示が行われる。

このように、変形例のナビゲーション装置２００Ａでは、自動運転時は、位置検出精度や地図精度が低いことに起因して発生する誘導経路（走行経路）の再設定を回避することができるため、自動運転中に一時的に誤った走行経路が表示される誤動作を防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、自動運転装置１００とは別にナビゲーション装置２００、２００Ａを備えたが、自動運転装置１００にナビゲーション装置２００、２００Ａの機能を持たせるようにしてもよい。

上述したように、本発明によれば、自動運転中は、自車位置を自動運転時に走行を予定している走行経路上に修正するため、位置検出精度や地図精度が低いことに起因する誤動作を確実に防止することができる。また、自動運転時は、位置検出精度や地図精度が低いことに起因して発生する走行経路の再設定を回避することができるため、一時的に誤った走行経路が表示される誤動作を防止することができる。

１ナビゲーションコントローラ
２地図データ記憶装置
４車両位置検出部
５表示装置
１０地図バッファ
１２地図読出制御部
１４地図描画部
２０、２０Ａ車両位置修正部
３０、３０Ａ経路探索処理部
３２経路誘導処理部
４０自車位置マーク描画部
５０自動運転判定部
７０表示処理部
１００自動運転装置
２００、２００Ａナビゲーション装置

Claims

運転者の運転操作に応じて車両を走行させる手動運転と、目的地までの走行経路に沿って運転者の運転操作なしに車両を走行させる自動運転とが切り替え可能な車両に搭載されたナビゲーション装置において、
自車位置を検出する自車位置検出手段と、
地図画像に含まれる道路上であって、前記自車位置検出手段によって検出された自車位置近傍の道路上に自車位置を修正する自車位置修正手段と、
を備え、前記自車位置修正手段は、自動運転中に、自動運転において走行を予定している前記走行経路上に自車位置を修正することを特徴とするナビゲーション装置。
運転者の運転操作に応じて車両を走行させる手動運転と、目的地までの走行経路に沿って運転者の運転操作なしに車両を走行させる自動運転とが切り替え可能な車両に搭載されたナビゲーション装置において、
自車位置を検出する自車位置検出手段と、
地図画像に含まれる道路上であって、前記自車位置検出手段によって検出された自車位置近傍の道路上に自車位置を修正する自車位置修正手段と、
目的地まで車両の走行を案内する誘導経路を設定するとともに、設定した誘導経路から前記自車位置修正手段によって修正された自車位置が外れたときに、前記目的地に至る新たな誘導経路を再設定する誘導経路設定手段と、
を備え、前記誘導経路設定手段は、前記誘導経路を自動運転における前記走行経路として用いる場合に、設定した誘導経路から前記自車位置修正手段によって修正された自車位置が外れた場合であっても誘導経路の再設定を行わないことを特徴とするナビゲーション装置。
前記自車位置検出手段によって検出された自車位置周辺の前記地図画像とともに、自動運転中は、前記自車位置修正手段によって修正された自車位置であって前記走行経路上に自車位置マークを表示する地図表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のナビゲーション装置。
前記自車位置修正手段は、手動運転中は、地図画像に含まれる道路上であって、前記自車位置検出手段によって検出された自車位置に最も近い道路上に自車位置を修正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のナビゲーション装置。