JP2019066420A - 経路探索システムおよび経路探索プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】走行予定経路を探索する必要性を正確に判定できる技術の提供。【解決手段】経路探索システムは、走行予定経路を探索する経路探索部と、前記走行予定経路上の交差点に進入する際に走行する予定の推奨レーンを取得する推奨レーン取得部と、車両が走行している走行レーンを取得する走行レーン取得部と、前記走行レーンと前記推奨レーンとの位置関係に基づいて、前記走行レーンから前記推奨レーンまで移動する際に前記車両が前記交差点に接近する距離であるレーン変更距離を取得するレーン変更距離取得部と、を備え、前記経路探索部は、レーン変更が行われることなく前記交差点までの残距離が前記レーン変更距離以下となった場合に、前記走行レーンから前記交差点に進入した場合に退出できる道路区間を出発地として前記走行予定経路を探索する。【選択図】図２

Description

本発明は、経路探索システムおよび経路探索プログラムに関する。

誘導経路上の分岐点までの距離がレーン変更不可能距離以上でなくなった時点で経路を再探索する技術が知られている（特許文献１、参照。）。特許文献１によれば、分岐点を走行するよりも前に経路の再探索を開始できる。

特開２００４−６１３５６号公報

特許文献１の図２，図４においては、レーン数が２本の道路を想定しているため、レーン変更不可能距離は１レーン分だけレーン変更するために必要な距離であると考えられる。しかしながら、レーン数が３本以上の道路を走行している場合、現在走行しているレーンから、分岐点通過後も誘導経路上を走行できるレーンまでに行う必要があるレーン変更の回数は１回に限らないとともに、レーン変更の際に道路を横切る方向に移動する距離が長くなり得る。そのため、誘導経路上の分岐点までの距離がレーン変更不可能距離以上であっても実際にはレーン変更が間に合わないという不具合が生じ得る。結果として、経路の再探索が必要な場合でも、経路の再探索が行われないという問題が生じ得る。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、走行予定経路を探索する必要性を正確に判定できる技術を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明の経路探索システムは、走行予定経路を探索する経路探索部と、走行予定経路上の交差点に進入する際に走行する予定の推奨レーンを取得する推奨レーン取得部と、車両が走行している走行レーンを取得する走行レーン取得部と、走行レーンと推奨レーンとの位置関係に基づいて、走行レーンから推奨レーンまで移動する際に車両が交差点に接近する距離であるレーン変更距離を取得するレーン変更距離取得部と、を備える。そして、経路探索部は、レーン変更が行われることなく交差点までの残距離がレーン変更距離以下となった場合に、走行レーンから交差点に進入した場合に退出できる道路区間を出発地として走行予定経路を探索する。

前記の目的を達成するため、本発明の経路探索プログラムは、コンピュータを、走行予定経路を探索する経路探索部、走行予定経路上の交差点に進入する際に走行する予定の推奨レーンを取得する推奨レーン取得部、車両が走行している走行レーンを取得する走行レーン取得部、走行レーンと推奨レーンとの位置関係に基づいて、走行レーンから推奨レーンまで移動する際に車両が交差点に接近する距離であるレーン変更距離を取得するレーン変更距離取得部、として機能させ、経路探索部は、レーン変更が行われることなく交差点までの残距離がレーン変更距離以下となった場合に、走行レーンから交差点に進入した場合に退出できる道路区間を出発地として走行予定経路を探索する。

本発明の経路探索システムおよび経路探索プログラムによれば、走行レーンと推奨レーンとの位置関係に基づいて、走行レーンから推奨レーンまでの移動する際に車両が交差点に接近する距離であるレーン変更距離を取得するため、交差点までに推奨レーンへの移動が可能であるか否かを正確に判定できる。従って、車両が交差点に到達するよりも前に、走行予定経路を再度探索する必要性を正確に判定できる。

経路探索システムのブロック図である。 道路の模式図である。 レーン変更距離取得処理のフローチャートである。 経路探索処理のフローチャートである。

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）経路探索システムの構成：
（２）経路探索処理：
（３）他の実施形態：

（１）経路探索システムの構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかる経路探索システム１０のブロック図である。経路探索システム１０は車両５０に搭載された車載器である。この車両５０は、位置検出部４０とタッチパネルディスプレイ４１とスピーカ４２と外部通信部４３とを備える。位置検出部４０は、車両の現在地を取得するための各種情報を得るためのセンサであり、ＧＰＳ受信部や車速センサやジャイロセンサや外部カメラ等である。

制御部２０は、位置検出部４０の出力信号に基づいて車両の現在地を取得する。本実施形態において、制御部２０は、外部カメラによって撮像された車両の前方または後方の風景画像の画像認識処理を行うことにより、車両が走行している走行レーンを取得し、当該走行レーン上にて車両の現在地を取得する。

タッチパネルディスプレイ４１は、液晶ディスプレイとタッチセンサとを兼ね備えた入出力装置である。制御部２０は、液晶ディスプレイに映像を表示させるための映像信号をタッチパネルディスプレイ４１に出力するとともに、タッチセンサにおける指等の接触状態を示す信号をタッチパネルディスプレイ４１から入力する。また、制御部２０は、スピーカ４２に出力させるための音声信号をスピーカ４２に出力する。外部通信部４３は、無線通信回線を介して外部の交通情報サーバと通信を行うための回路である。制御部２０は、外部通信部４３の通信によって交通情報サーバから渋滞情報を取得する。

経路探索システム１０は、制御部２０と記録媒体３０とを備えている。制御部２０は、ＣＰＵとＲＡＭとＲＯＭ等を備え、記録媒体３０やＲＯＭに記憶された経路探索プログラム２１を実行する。

記録媒体３０は、地図データ３０ａと経路データ３０ｂとを記録している。地図データ３０ａは、ノードデータとリンクデータとを含む。ノードデータは、おもに交差点（分岐地点、合流地点も含む）についての情報を示す。具体的に、ノードデータは、交差点に対応するノードの座標や交差点の形状を示す。リンクデータは、道路区間に対応するリンクについて区間長や旅行時間や制限速度等の各種情報を示す。また、リンクデータには、道路区間の幅方方向の中央に設定された形状補間点の座標を示す形状補間点データが含まれる。道路区間は、長さ方向に連続する交差点で区切った道路の単位であり、リンクの両端にはノードが存在する。なお、３個以上のリンクが接続しているノードが交差点に対応する。制御部２０は、位置検出部４０の出力信号から自立航法軌跡を得るとともに、当該自立航法軌跡とリンクデータとを用いて公知のマップマッチングを行うことにより、車両が現在走行している道路区間である走行区間を取得する。

さらに、地図データ３０ａは、レーン構成データやレーン形状データや路面ペイントデータ等を含む。レーン構成データは、道路区間ごとにレーン数や交差点付近におけるレーンの増設情報などを規定したデータである。レーン構成データは、道路区間の終点の交差点において退出可能な道路区間をレーンごとに示す。レーン形状データは、レーンの幅などを規定したデータである。路面ペイントデータは、路面上に形成されたレーン区画線等の白線や標識の位置や形状を示すデータである。制御部２０は、風景画像の画像認識処理の結果と、走行区間についてのレーン構成データやレーン形状データや路面ペイントデータとを照合することにより、車両が走行している走行レーンを取得する。

経路データ３０ｂは、走行予定経路を示すデータである。走行予定経路は、出発地から目的地までを接続する一連の道路区間によって構成される。経路データ３０ｂにおいて、走行予定経路上の各道路区間について推奨レーンが規定されている。推奨レーンとは、予め探索された走行予定経路上を走行できるように選択されたレーンである。走行予定経路上のある道路区間における推奨レーンは、当該道路区間の終点の交差点において、走行予定経路上の次の道路区間へと退出可能なレーンのなかから選択される。

図２は、交差点付近の道路を示す図である。同図において、道路区間Ｘ１から案内交差点Ｃに進入した車両が退出可能な３個の道路区間Ｘ２〜Ｘ４が案内交差点Ｃに接続している。案内交差点Ｃとは、走行予定経路上の交差点のうち、例えば直進方向以外の方向の道路区間へと退出する予定の交差点であってもよいし、道なりでない道路区間へと退出する予定の交差点であってもよい。道なりでない道路区間とは、道路種別や路線名が異なる道路区間であってもよい。

図２において、道路区間Ｘ１〜Ｘ４はすべて一方通行の道路であることとする。推奨レーンＬｒ（ハッチング）は、道路区間Ｘ１のうち案内交差点Ｃの手前の区間にて増設されたレーンであり、右折専用レーンである。道路区間Ｘ１は、推奨レーンＬｒ以外にレーンＬ１〜Ｌ３を有している。レーンＬ２，Ｌ３は直進専用レーンであり、レーンＬ１は直進と左折が可能なレーンである。また、走行予定経路は、道路区間Ｘ１と案内交差点Ｃと道路区間Ｘ２とを順に走行する経路であることとする。そのため、道路区間Ｘ１において走行予定経路上の次の道路区間Ｘ２へと右折可能なレーンが推奨レーンＬｒとして選択されている。

経路探索プログラム２１は、経路探索モジュール２１ａと推奨レーン取得モジュール２１ｂと走行レーン取得モジュール２１ｃとレーン変更距離取得モジュール２１ｄと案内モジュール２１ｅとは、それぞれコンピュータとしての制御部２０を経路探索部と推奨レーン取得部と走行レーン取得部とレーン変更距離取得部と案内部として機能させるプログラムモジュールである。

経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、走行予定経路を探索する。具体的に、経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、出発地と目的地とを接続する走行予定経路を公知の経路探索手法によって探索する。さらに、制御部２０は、走行予定経路上の各道路区間について推奨レーンＬｒを選択し、走行予定経路上の一連の道路区間のそれぞれについて推奨レーンＬｒを示す経路データ３０ｂを記録媒体３０に記録する。

推奨レーン取得モジュール２１ｂの機能により制御部２０は、走行予定経路上の交差点に進入する際に走行する予定の推奨レーンＬｒを取得する。具体的に、推奨レーン取得モジュール２１ｂの機能により制御部２０は、車両５０が現在走行している走行予定経路上の走行区間Ｘ１を取得すると、経路データ３０ｂから当該走行区間Ｘ１の推奨レーンＬｒを取得する。

走行レーン取得モジュール２１ｃの機能により制御部２０は、車両５０が走行している走行レーンを取得する。具体的に、制御部２０は、風景画像の画像認識処理の結果と、走行区間についてのレーン構成データやレーン形状データや路面ペイントデータとを照合することにより、車両が走行している走行レーンを取得する。例えば、図２の走行区間Ｘ１においてすべてのレーン区画線が認識できた場合、車両５０よりも左側にて認識されたレーン区画線がＮ本（Ｎは自然数）であるとすると、左端から算えたレーン番号がＮ番のレーンが走行レーンとして取得されることとなる。

レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、走行レーンと推奨レーンＬｒとの位置関係に基づいて、走行レーンから推奨レーンＬｒまで移動する際に車両５０が案内交差点Ｃに接近する距離であるレーン変更距離を取得する。レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、走行区間Ｘ１についての渋滞情報を取得する。そして、走行区間Ｘ１が混雑している場合、制御部２０は、１レーンずつレーン変更を行う際のレーン変更距離を取得する。一方、走行区間Ｘ１が混雑していない場合（空いている場合）、制御部２０は、一度のレーン変更で走行レーンから推奨レーンＬｒまで移動する際のレーン変更距離を取得する。

まず、走行区間Ｘ１が混雑している場合のレーン変更距離Ｄについて説明する。図２においてレーン変更の軌跡を実線と破線によって示している。実線の部分は操舵中の軌跡を示し、破線の部分は空走中の軌跡を示す。操舵とは、レーン変更のための操舵を行っていることを意味し、レーンと平行に走行するための操舵は含まないこととする。空走とは、方向指示器を作動させてから操舵を開始するまでの間に、レーンと平行に進行することを意味する。走行区間Ｘ１が混雑している場合、制御部２０は、１レーン分のレーン変更を移動レーン数Ｍ回だけ行う場合のレーン変更距離Ｄを取得する。移動レーン数Ｍとは、推奨レーンＬｒのレーン番号と走行レーンのレーン番号との差の絶対値である。

走行レーンが左端のレーンＬ１であり、かつ、走行区間Ｘ１が混雑している場合、制御部２０は、１レーン分のレーン変更を３（Ｍ＝３）回行う場合のレーン変更距離Ｄを取得する。走行レーンがレーンＬ２であり、かつ、走行区間Ｘ１が混雑している場合、制御部２０は、１レーン分のレーン変更を２（Ｍ＝２）回行う場合のレーン変更距離Ｄを取得する。走行レーンがレーンＬ２であり、かつ、走行区間Ｘ１が混雑している場合、制御部２０は、１レーン分のレーン変更を１（Ｍ＝１）回行う場合のレーン変更距離Ｄを取得する。この場合において、１レーン分のレーン変更の軌跡のそれぞれが、空走中の軌跡と操舵中の軌跡とによって構成されることとなる。

走行区間Ｘ１が混雑している場合に、制御部２０は、レーン変更距離Ｄを下記（１）式によって算出する。
Ｄ＝Ｍ×Ｖｆ×Ｔｐ＋Ｍ×Ｖｆ×Ｗ／Ｖｗ ・・（１）
ここで、Ｖｆは車両５０がレーンに沿って前方に進行する車速（以下、前方車速）であり、走行区間Ｘ１の制限速度である。なお、前方車速Ｖｆは実際の車速であってもよいし、過去において走行区間Ｘ１を走行した際の車速を統計処理した結果に基づいて得られてもよい。Ｗは隣接するレーンの幅方向の中央線同士の間隔であり、図２の走行区間Ｘ１の各レーンＬ１〜Ｌ３，Ｌｒ間の間隔Ｗは均一であることとする。間隔Ｗは、隣接する２個のレーンの幅の和の半分である。Ｖｗはレーン変更の際に車両５０が走行区間Ｘ１の幅方向に移動する車速（以下、側方車速）であり、予め決められた値（例えば１ｍ／秒）とされている。側方車速Ｖｗは、ユーザによって設定可能であってもよいし、過去に行われたレーン変更の際の車速を統計処理した結果に基づいて得られてもよい。

Ｍは、移動レーン数であり、走行レーンと推奨レーンＬｒとの間に存在する他のレーンの数に１を加えた数を意味する。１レーンずつレーン変更を行う場合において、移動レーン数Ｍはレーン変更の回数を意味することとなる。Ｔｐは、方向指示器を作動させてからレーン変更のための操舵を開始するまでの期間（以下、空走期間）であり、例えば道路交通法施行令第２１条の規定に基づいて３秒とされている。むろん、空走期間Ｔｐは、過去に行われたレーン変更の際の空走期間を統計処理した結果に基づいて得られてもよい。

前記（１）式の右辺の第１項（Ｍ×Ｖｆ×Ｔｐ）は、方向指示器を作動させてから操舵を開始するまでの空走距離Ｖｆ×Ｔｐにレーン変更の回数（移動レーン数Ｍ）を乗算した値である。すなわち、レーン変更距離Ｄには、方向指示器を作動させてからレーン変更のための操舵を開始するまでの空走距離Ｖｆ×Ｔｐが、レーン変更の回数（移動レーン数Ｍ）分だけ加算される。前記（１）式の右辺の第２項（Ｍ×Ｖｆ×Ｗ／Ｖｗ）は、１レーン分のレーン変更における操舵中に前方に進行する距離（Ｖｆ×Ｗ／Ｖｗ）にレーン変更の回数（移動レーン数Ｍ）を乗算した値である。

次に、走行区間Ｘ１が空いている場合のレーン変更距離Ｄについて説明する。走行区間Ｘ１が空いている場合、制御部２０は、一度のレーン変更で移動レーン数Ｍ分のレーン変更を行う場合のレーン変更距離Ｄを取得する。図２に示すように、走行レーンが左端のレーンＬ１であり、かつ、走行区間Ｘ１が空いている場合、制御部２０は、一度のレーン変更で３（Ｍ＝３）レーン分のレーン変更を行う場合のレーン変更距離Ｄを取得する。走行レーンがレーンＬ２であり、かつ、走行区間Ｘ１が空いている場合、制御部２０は、一度のレーン変更で２（Ｍ＝２）レーン分のレーン変更を行う場合のレーン変更距離Ｄを取得する。

走行区間Ｘ１が空いている場合に、制御部２０は、レーン変更距離Ｄを下記（２）式によって算出する。
Ｄ＝Ｖｆ×Ｔｐ＋Ｍ×Ｖｆ×Ｗ／Ｖｗ ・・（２）
前記（２）式の右辺の第２項（Ｍ×Ｖｆ×Ｗ／Ｖｗ）は、前記（１）式と同じである。一度のレーン変更で移動レーン数Ｍ分のレーン変更を行う場合も、１レーン分のレーン変更を移動レーン数Ｍ回行う場合も、操舵中において走行区間Ｘ１の幅方向に移動する距離は同じとなるため、第２項（Ｍ×Ｖｆ×Ｗ／Ｖｗ）は共通となる。一方、前記（２）式の右辺の第１項（Ｖｆ×Ｔｐ）において、移動レーン数Ｍが乗算されない点で前記（１）式と異なる。すなわち、レーン変更距離Ｄには、方向指示器を作動させてからレーン変更のための操舵を開始するまでの空走距離Ｖｆ×Ｔｐが、１回分だけ加算される。一度のレーン変更で移動レーン数Ｍ分のレーン変更を行う場合には、走行レーンと推奨レーンＬｒとの位置関係に拘わらず、一度だけ方向指示器を作動させればよいからである。

ここで、移動レーン数Ｍは、走行レーンと推奨レーンＬｒとの間に存在する他のレーンの数に１を加算した数であるため、当該移動レーン数Ｍに間隔Ｗを乗算した値は走行レーンと推奨レーンＬｒとの間の距離を意味する。従って、レーン変更距離Ｄにおいては、走行レーンと推奨レーンＬｒの位置関係として、走行レーンと推奨レーンＬｒとの間の距離と、走行レーンと推奨レーンＬｒとの間に存在する他のレーンの数（Ｍ−１）とが考慮されていることとなる。

経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、レーン変更が行われることなく案内交差点Ｃまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下となった場合に、走行レーンから案内交差点Ｃに進入した場合に退出できる道路区間を出発地として走行予定経路を探索する。経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、案内交差点Ｃと走行区間Ｘ１との間の境界線Ｋを取得し、車両５０の現在地から境界線Ｋまでの残距離を取得する。そして、制御部２０は、レーン変更が行われることなく、境界線Ｋまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下になったか否かを判定する。例えば、制御部２０は、境界線Ｋまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下となるまで、操舵角のずれ角が基準角（例えば３度）未満のままであった場合、レーン変更が行われることなく、境界線Ｋまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下になったと判定する。なお、操舵角のずれ角とは、走行レーンの方向に進行可能な操舵角から現実の操舵角がずれている角度である。すなわち、操舵角のずれ角とは、単に走行レーンに沿って車両５０を走行させるための操舵角（図２の場合、直進方向）に対するずれ角を意味する。

経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、レーン変更が行われることなく案内交差点Ｃまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下となった時点の走行レーンから退出可能な道路区間を取得し、当該道路区間からもとの目的地までの走行予定経路を探索（リルート）する。図２において、走行レーンがレーンＬ２のまま案内交差点Ｃまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下となった場合、制御部２０は、レーンＬ２から退出可能な道路区間Ｘ３上の地点を出発地として、目的地までの走行予定経路を探索する。

案内モジュール２１ｅの機能により制御部２０は、レーン変更が行われることなく案内交差点Ｃまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下となった場合に、車両が案内交差点Ｃを通過するよりも前に、走行予定経路が変更されることを案内する。具体的に、制御部２０は、『リルート中です』というようなメッセージを表す文字や音声をタッチパネルディスプレイ４１やスピーカ４２に出力させる。

さらに、案内モジュール２１ｅの機能により制御部２０は、レーン変更が行われることなく案内交差点Ｃまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下となった場合に、車両５０が案内交差点Ｃを通過するよりも前に、推奨レーンＬｒの案内を中止する。案内モジュール２１ｅの機能により制御部２０は、案内交差点Ｃまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下となるまでは、推奨レーンＬｒへのレーン変更をすべきことを案内する。当該案内は、タッチパネルディスプレイ４１上において画像を出力することによって行われてもよいし、スピーカ４２にて音声を出力することによって行われてもよい。制御部２０は、案内交差点Ｃまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下となった段階で、レーン変更をすべきことの案内を終了する。

以上説明した本実施形態の経路探索システム１０は、走行レーンと推奨レーンＬｒとの位置関係に基づいて、走行レーンから推奨レーンＬｒまでの移動する際に車両５０が交差点に接近する距離であるレーン変更距離Ｄを取得するため、案内交差点Ｃまでに推奨レーンＬｒまでの移動が可能であるか否かを正確に判定できる。従って、車両５０が案内交差点Ｃに到達するよりも前に、走行予定経路を再度探索する必要性を正確に判定できる。

具体的に、走行レーンと推奨レーンＬｒとの間の距離に基づいてレーン変更距離Ｄを取得することにより、レーンの幅が大きいほどレーン変更距離Ｄを長くすることができる。また、走行レーンから推奨レーンＬｒまで一度のレーン変更により推奨レーンへと移動する際のレーン変更距離Ｄも取得できる。また、走行レーンと推奨レーンＬｒとの間に存在する他のレーンの数に基づいてレーン変更距離Ｄを取得することにより、１レーンずつレーン変更して推奨レーンへと移動する際のレーン変更距離Ｄも取得できる。さらに、レーン変更距離Ｄに、方向指示器を作動させてからレーン変更のための操舵を開始するまでの空走距離Ｖｆ×Ｔｐも加味することにより、レーン変更距離Ｄを正確に取得できる。

本実施形態において、レーン変更が行われることなく案内交差点Ｃまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下となった場合に、車両が案内交差点Ｃを通過するよりも前に、走行予定経路が変更されることを案内する。これにより、元の走行予定経路に忠実に走行しようとして交差点の手前において無理なレーン変更を行う可能性を低減できる。

本実施形態において、レーン変更が行われることなく案内交差点Ｃまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下となった場合に、車両５０が案内交差点Ｃを通過するよりも前に、推奨レーンＬｒの案内を中止する。これにより、案内交差点Ｃの手前において無理に推奨レーンＬｒへのレーン変更が行われる可能性を低減できる。

（２）経路探索システムの処理：
次に、経路探索システム１０が実行するレーン変更距離取得処理と経路探索処理について説明する。図３は、レーン変更距離取得処理のフローチャートである。まず、レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、走行予定経路上の案内交差点Ｃを取得する（ステップＳ１００）。すなわち、制御部２０は、経路データ３０ｂから走行予定経路上の交差点を取得するとともに、当該走行予定経路上の交差点のうち推奨レーンＬｒを案内する対象の案内交差点Ｃを取得する。

次に、レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、案内交差点Ｃの進入道路区間の推奨レーンＬｒを取得する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御部２０は、走行予定経路上において案内交差点Ｃの直前に走行する道路区間を進入道路区間として取得する。そして、制御部２０は、進入道路区間の推奨レーンＬｒを経路データ３０ｂから取得する。

次に、レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、進入道路区間の総レーン数が１であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。すなわち、制御部２０は、地図データ３０ａのレーン構成データに基づいて、進入道路区間が有するレーンの数が１個のみであるか否かを判定する。総レーン数とは、進入道路区間のうち案内交差点Ｃに接続する部分のレーン数であり、案内交差点Ｃの手前にて増設された増設レーンの数も含まれる。

進入道路区間の総レーン数が１であると判定した場合（ステップＳ１２０：Ｙ）、レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、レーン変更距離取得処理を終了する。すなわち、そもそも進入道路区間においてレーン変更を行うことがあり得ないとして、当該進入道路区間におけるレーン変更距離Ｄを取得する処理を終了する。なお、走行予定経路上に複数の案内交差点Ｃが存在する場合には、制御部２０は、ステップＳ１００に戻って、別の案内交差点Ｃについてレーン変更距離Ｄを取得する処理を繰り返して行えばよい。

進入道路区間の総レーン数が１であると判定しなかった場合（ステップＳ１２０：Ｎ）、レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、進入道路区間のレーンにレーン番号を付与する（ステップＳ１３０）。本実施形態において、制御部２０は、進入道路区間上を走行する車両５０から見て左端に位置するレーンから昇順となるようにレーン番号を付与する。図２の走行区間Ｘ１（進入道路区間）においては、Ｎ＝１〜４のレーン番号が付与されることとなる。

次に、レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、ｎに１を設定する（ステップＳ１５０）。ｎは、処理対象の走行レーンのレーン番号を示す自然数である。すなわち、レーン番号がｎとなるレーンが処理対象の走行レーンとなる。

次に、レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、走行レーンがｎ番目である場合のレーン変更距離Ｄを取得する（ステップＳ１５０）。具体的に、制御部２０は、推奨レーンＬｒと走行レーンとの位置関係（移動レーン数Ｍ）を前記（１）式と（２）式のそれぞれに代入することにより、進入道路区間が混雑している場合と空いている場合のそれぞれのレーン変更距離Ｄを取得する。また、制御部２０は、地図データ３０ａを参照することにより、前記（１）式と（２）式に代入するレーン間の間隔Ｗと前方車速Ｖｆとを取得する。さらに、制御部２０は、前記（１）式と（２）式に代入する空走期間Ｔｐと側方車速Ｖｗとを記録媒体３０から取得する。

次に、レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、レーン変更距離Ｄを基準に案内距離を取得する（ステップＳ１６０）。案内距離とは、レーン変更距離Ｄに一定の距離（例えば３００ｍ）を加算した値である。制御部２０は、案内交差点Ｃまでの残距離が案内距離となった段階で推奨レーンＬｒの案内を開始することとなる。案内距離も、レーン変更距離Ｄと同様に、進入道路区間が混雑している場合と空いている場合のそれぞれについて取得される。制御部２０は、経路データ３０ｂにおいて、レーン変更距離Ｄと案内距離とを、レーン番号がｎ番目のレーンに対応付けて記録する。なお、処理対象の走行レーンと推奨レーンとが同一である場合、制御部２０は、ステップＳ１５０〜Ｓ１６０をスキップすればよい。

次に、レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、ｎに１を加算する（ステップＳ１７０）。すなわち、制御部２０は、処理対象の走行レーンを右隣のレーンへとシフトさせる。レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、ｎが総レーン数よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１８０）。すなわち、制御部２０は、進入道路区間のすべてのレーンを処理対象としたか否かを判定する。

ｎが総レーン数よりも大きいと判定しなかった場合（ステップＳ１８０：Ｎ）、レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、ステップＳ１５０に戻る。すなわち、右隣のレーンが走行レーンである場合のレーン変更距離Ｄを取得する処理を実行する。一方、ｎが総レーン数よりも大きいと判定した場合（ステップＳ１８０：Ｙ）、レーン変更距離取得モジュール２１ｄの機能により制御部２０は、レーン変更距離取得処理を終了する。なお、レーン変更距離取得処理は、走行予定経路が探索されたタイミングで実行されてもよいし、案内交差点Ｃを終点とする進入道路区間に車両５０が進入したタイミングで実行されてもよい。

図４は、経路探索処理のフローチャートである。経路探索処理は、車両５０が走行予定経路上を走行している際において、一定の時間周期または走行距離周期ごとに実行される処理である。まず、案内モジュール２１ｅの機能により制御部２０は、走行区間Ｘ１と走行レーンと現在地と渋滞情報を取得する（ステップＳ２００）。すなわち、制御部２０は、最新の走行区間Ｘ１と走行レーンと現在地とを取得するとともに、走行区間Ｘ１について渋滞情報を取得する。

次に、案内モジュール２１ｅの機能により制御部２０は、走行区間Ｘ１の終点が案内交差点Ｃであるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。すなわち、制御部２０は、走行区間Ｘ１が推奨レーンＬｒの案内を行う対象であり、当該走行区間Ｘ１についてレーン変更距離Ｄと案内距離とが予め設定されているか否かを判定する。

次に、案内モジュール２１ｅの機能により制御部２０は、走行区間Ｘ１の案内を実施する（ステップＳ２３０）。例えば、制御部２０は、地図データ３０ａに基づいて走行区間Ｘ１のレーン構成図をタッチパネルディスプレイ４１に表示させてもよい。

次に、案内モジュール２１ｅの機能により制御部２０は、案内交差点Ｃまでの残距離が案内距離以下であるか否かを判定する（ステップＳ２４０）。すなわち、制御部２０は、案内交差点Ｃまでの残距離が、経路データ３０ｂにおいて走行レーンに対応付けられた案内距離以下であるか否かを判定する。上述したように、案内距離は、レーン変更距離Ｄに一定の距離（例えば３００ｍ）を加算した値である。

案内交差点Ｃまでの残距離が案内距離以下であると判定しなかった場合（ステップＳ２４０：Ｎ）、制御部２０は、経路探索処理の最初にリターンする。すなわち、案内交差点Ｃまでの残距離が案内距離以下となるまで待機する。

一方、案内交差点Ｃまでの残距離が案内距離以下であると判定した場合（ステップＳ２４０：Ｙ）、案内モジュール２１ｅの機能により制御部２０は、推奨レーンＬｒの案内を実施する（ステップＳ２５０）。ここで、推奨レーンＬｒの案内とは、単に推奨レーンＬｒの位置やレーン番号や形状をタッチパネルディスプレイ４１やスピーカ４２にて案内することであってもよい。さらに、推奨レーンＬｒの案内とは、走行レーンと推奨レーンＬｒとが異なるレーンである場合に、推奨レーンＬｒへのレーン変更をすべきことを案内することであってもよい。また、制御部２０は、案内交差点Ｃまでの残距離が短くなるほど推奨レーンＬｒへのレーン変更を強く促すように案内をしてもよい。

推奨レーンＬｒの案内を実施すると、経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、案内交差点Ｃまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２６０）。すなわち、制御部２０は、走行レーンから推奨レーンＬｒへのレーン変更を行う際に前方に進行する距離であるレーン変更距離Ｄまで、車両５０が案内交差点Ｃに接近している否かを判定する。つまり、制御部２０は、現在地にて方向指示器を作動させてレーン変更を行った場合に、レーン変更が終了する地点が案内交差点Ｃを通過することとなるか否かを判定する。

案内交差点Ｃまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下であると判定しなかった場合（ステップＳ２６０：Ｎ）、制御部２０は、経路探索処理の最初にリターンする。すなわち、案内交差点Ｃまでの残距離が案内距離以下となるまで推奨レーンＬｒの案内を継続する。

一方、案内交差点Ｃまでの残距離がレーン変更距離Ｄ以下であると判定した場合（ステップＳ２６０：Ｙ）、案内モジュール２１ｅの機能により制御部２０は、推奨レーンＬｒの案内を終了する（ステップＳ２７０）。さらに、制御部２０は、『リルート中です』というようなメッセージを出力することにより、走行予定経路が変更されることを案内する。

推奨レーンＬｒの案内を終了すると、経路探索モジュール２１ａの機能により制御部２０は、走行予定経路を再度探索する（ステップＳ２８０）。具体的に、制御部２０は、案内交差点Ｃにおいて走行レーンから退出可能な道路区間上の地点を出発地として設定し、もとの目的地までの最適な経路を走行予定経路として探索する。走行予定経路が再度探索されると、案内モジュール２１ｅの機能により制御部２０は、再度探索した走行予定経路の案内を開始する。制御部２０は、再度探索した走行予定経路の案内を案内交差点Ｃの通過前に開始してもよいし、案内交差点Ｃの通過後に開始してもよい。

（３）他の実施形態：
制御部２０は、レーン変更が行われることなく交差点までの残距離がレーン変更距離Ｄ以下となった場合に、少なくとも走行予定経路を探索すればよく、必ずしも走行予定経路が変更されることを案内しなくてもよい。さらに、制御部２０は、レーン変更が行われることなく交差点までの残距離がレーン変更距離Ｄ以下となった場合に、必ずしも推奨レーンの案内を中止しなくてもよい。

さらに、走行レーンと推奨レーンの位置関係として、必ずしもレーン間の間隔Ｗと移動レーン数Ｍとを乗算した距離を取得しなくてもよい。例えば、制御部２０は、移動レーン数Ｍのみに基づいて（レーン間の間隔Ｗを変数としない関数に基づいて）レーン変更距離を取得してもよい。むろん、レーン変更距離Ｄには、方向指示器を作動させてからレーン変更のための操舵を開始するまでの空走距離が加算されなくてもよい。すなわち、方向指示器を作動させた直後にレーン変更を開始する可能性を考慮し、空走距離が加算されないレーン変更距離Ｄに基づいて走行予定経路を再度探索するか否かを判定してもよい。

また、制御部２０は、必ずしも走行区間Ｘ１の混雑度に応じて、前記（１）式と（２）式とを切り替えなくてもよい。例えば、制御部２０は、走行区間Ｘ１の混雑度に拘わらず前記（１）式または前記（２）式に基づいてレーン変更距離Ｄを取得してもよいし、ユーザの設定や過去に行われたレーン変更の傾向に応じて前記（１）式と（２）式とを切り替えてもよい。例えば、制御部２０は、前記（１）式や（２）式において、走行区間Ｘ１の混雑度が大きいほど前方車速Ｖｆを小さくしてもよい。さらに、制御部２０は、走行区間Ｘ１全体の混雑度ではなく、レーンごとの混雑度に応じてレーン変更距離Ｄを取得してもよい。さらに、側方車速Ｖｗは走行区間Ｘ１の混雑度に応じて設定されてもよく、走行区間Ｘ１が空いている場合の側方車速Ｖｗが走行区間Ｘ１が混雑している場合の側方車速Ｖｗよりも大きくなるように設定されてもよい。

ここで、走行予定経路とは、目的地へと到達するために走行する経路であり、一連の道路区間によって構成される。走行予定経路上の道路区間は、交差点において接続している。交差点とは、複数の道路区間へと退出可能な地点であり、分岐地点も交差点に含まれる。推奨レーンとは、走行予定経路上の交差点に進入する際に走行する予定のレーンであり、走行予定経路上における当該交差点の次の道路区間へと退出可能なレーンである。従って、推奨レーン以外のレーンを走行したまま交差点へと進入することは、走行予定経路から逸脱することを意味する。推奨レーンは、交差点の手前の地点から交差点までの区間において増設された増設レーンであってもよいし、増設レーンでなくてもよい。走行予定経路から逸脱した場合、経路探索部は、逸脱した地点から目的地までの走行予定経路を探索（リルート）すればよい。

レーンとは、道路上において区画線によって区切られた車線である。走行レーンは、車両が現在走行しているレーンであり、推奨レーンと一致する場合もあるし、推奨レーンと一致しない場合もある。走行レーンと推奨レーンとが一致しない場合、交差点に進入するまでに走行レーンから推奨レーンまでの移動（レーン変更）が必要となる。走行レーン取得部は、走行レーンを取得すればよく、各レーンの位置と車両の位置とを比較することにより走行レーンを取得してもよいし、車両から外部の風景を撮像した画像を画像認識処理することにより走行レーンを取得してもよい。

走行レーンと推奨レーンの位置関係とは、道路の幅方向における走行レーンと推奨レーンの位置関係であってもよい。レーン変更距離は、道路の幅方向において走行レーンから推奨レーンまで車両が移動する期間であるレーン変更期間に車両が交差点に向かって前進する距離である。レーン変更期間には、実際に車両が道路の幅方向に移動する期間だけでなく、車両が道路の幅方向に移動するために必要な準備を行う際に空走する期間が含まれてもよい。また、レーン変更期間と当該レーン変更期間における車速とに基づいてレーン変更距離が導出されてもよい。また、レーン変更期間における車速は、制限車速や現在の車速や混雑度等に基づいて導出されてもよい。例えば、交差点の手前の道路の混雑度が大きいほどレーン変更距離が長くてもよい。さらに、レーン変更距離は、過去におけるレーン変更の履歴に基づいて導出されてもよい。

走行レーンから交差点に進入した場合に退出できる道路区間とは、走行レーンからレーン変更をすることなくそのまま交差点に進入した場合に退出できる道路区間を意味する。
経路探索部は、レーン変更が行われることなく交差点までの残距離がレーン変更距離以下となったタイミング以降のできるだけ早いタイミングで走行予定経路を探索することが望ましく、交差点までの残距離がレーン変更距離以下となったと同時に走行予定経路を探索してもよい。さらに、経路探索部は、レーン変更が行われることなく交差点に到達するよりも前に走行予定経路の探索や案内が完了できるタイミングで走行予定経路を探索してもよい。

さらに、本発明の経路探索システムは、レーン変更が行われることなく交差点までの残距離がレーン変更距離以下となった場合に、車両が交差点を通過するよりも前に、走行予定経路が変更されることを案内する案内部をさらに備えてもよい。これにより、元の走行予定経路に忠実に走行しようとして交差点の手前において無理なレーン変更を行う可能性を低減できる。なお、案内部は、走行予定経路が変更されることだけでなく、変更後の走行予定経路そのものを、車両が交差点を通過するよりも前に案内してもよい。

むろん、本発明の経路探索システムは、レーン変更が行われることなく交差点までの残距離がレーン変更距離以下となった場合に、車両が交差点を通過するよりも前に、推奨レーンの案内を中止する案内部をさらに備えてもよい。これにより、交差点の手前において無理に推奨レーンへのレーン変更が行われる可能性を低減できる。

さらに、走行レーンと推奨レーンの位置関係は、走行レーンと推奨レーンとの間の距離であってもよい。走行レーンと推奨レーンとの間の距離に基づいてレーン変更距離を取得することにより、レーンの幅が大きいほどレーン変更距離を長くすることができる。また、走行レーンから推奨レーンまでを一度のレーン変更により移動する際のレーン変更距離も取得できる。例えば、交差点の手前の道路が空いている場合に、一度のレーン変更により推奨レーンへと移動できるとして、走行レーンと推奨レーンとの間の距離に基づいてレーン変更距離を取得してもよい。

また、走行レーンと推奨レーンの位置関係は、走行レーンと推奨レーンとの間に存在する他のレーンの数であってもよい。走行レーンと推奨レーンとの間に存在する他のレーンの数に基づいてレーン変更距離を取得することにより、１レーンずつレーン変更して推奨レーンへと移動する際のレーン変更距離も取得できる。例えば、交差点の手前の道路が混雑している場合に、１レーンずつレーン変更する必要があるとして、走行レーンと推奨レーンとの間の距離に基づいてレーン変更距離を取得してもよい。

さらに、レーン変更距離には、方向指示器を作動させてからレーン変更のための操舵を開始するまでの空走距離が加算されてもよい。このように、方向指示器を作動させてからレーン変更のための操舵を開始するまでの空走距離も加味することにより、レーン変更距離を正確に取得できる。例えば、道路交通法施行令第２１条の規定に基づいて、方向指示器を作動させてからレーン変更のための操舵を開始するまでに３秒の期間を要すると見なしてもよく、当該期間における空走距離がレーン変更距離に加味されてもよい。

さらに、本発明のように、走行レーンと推奨レーンとの位置関係に基づいてレーン変更距離を取得する手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の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、以上のような装置を備えたナビゲーションシステム、経路探索システムや方法、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、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。

１０…経路探索システム、２０…制御部、２１…経路探索プログラム、２１ａ…経路探索モジュール、２１ｂ…推奨レーン取得モジュール、２１ｃ…走行レーン取得モジュール、２１ｄ…レーン変更距離取得モジュール、２１ｅ…案内モジュール、３０…記録媒体、３０ａ…地図データ、３０ｂ…経路データ、４０…位置検出部、４１…タッチパネルディスプレイ、４２…スピーカ、４３…外部通信部、５０…車両、Ｃ…案内交差点、Ｄ…レーン変更距離、Ｌｒ…推奨レーン、Ｍ…移動レーン数、Ｔｐ…空走期間、Ｖｆ…前方車速、Ｖｗ…側方車速

Claims (7)

1. 走行予定経路を探索する経路探索部と、
   前記走行予定経路上の交差点に進入する際に走行する予定の推奨レーンを取得する推奨レーン取得部と、
   車両が走行している走行レーンを取得する走行レーン取得部と、
   前記走行レーンと前記推奨レーンとの位置関係に基づいて、前記走行レーンから前記推奨レーンまで移動する際に前記車両が前記交差点に接近する距離であるレーン変更距離を取得するレーン変更距離取得部と、
   を備え、
   前記経路探索部は、レーン変更が行われることなく前記交差点までの残距離が前記レーン変更距離以下となった場合に、前記走行レーンから前記交差点に進入した場合に退出できる道路区間を出発地として前記走行予定経路を探索する、
   経路探索システム。
2. レーン変更が行われることなく前記交差点までの残距離が前記レーン変更距離以下となった場合に、前記車両が前記交差点を通過するよりも前に、前記走行予定経路が変更されることを案内する案内部をさらに備える、
   請求項１に記載の経路探索システム。
3. 前記交差点までの残距離が前記レーン変更距離以下となった場合に、前記車両が前記交差点を通過するよりも前に、前記推奨レーンの案内を中止する案内部をさらに備える、
   請求項１または請求項２のいずれかに記載の経路探索システム。
4. 前記位置関係は、前記走行レーンと前記推奨レーンとの間の距離である、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の経路探索システム。
5. 前記位置関係は、前記走行レーンと前記推奨レーンとの間に存在する他のレーンの数である、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の経路探索システム。
6. 前記レーン変更距離には、方向指示器を作動させてからレーン変更のための操舵を開始するまでの空走距離が加算される、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の経路探索システム。
7. コンピュータを、
   走行予定経路を探索する経路探索部、
   前記走行予定経路上の交差点に進入する際に走行する予定の推奨レーンを取得する推奨レーン取得部、
   車両が走行している走行レーンを取得する走行レーン取得部、
   前記走行レーンと前記推奨レーンとの位置関係に基づいて、前記走行レーンから前記推奨レーンまで移動する際に前記車両が前記交差点に接近する距離であるレーン変更距離を取得するレーン変更距離取得部、
   として機能させ、
   前記経路探索部は、レーン変更が行われることなく前記交差点までの残距離が前記レーン変更距離以下となった場合に、前記走行レーンから前記交差点に進入した場合に退出できる道路区間を出発地として前記走行予定経路を探索する、
   経路探索プログラム。

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