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)経路案内処理:
(3)他の実施形態:
(1)ナビゲーション装置の構成:
図1は、本発明の一実施形態にかかる予測軌跡案内システムとしての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、車両に備えられている。ナビゲーション装置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に記憶されたプログラムを実行する。記録媒体30は、地図情報30aを記録する。地図情報30aは、道路の端点(交差点)に対応して設定されたノードを示すノードデータと、ノード間の道路に関する情報を示すリンクデータと、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と、道路の幅を示すデータと、道路やその周辺に存在する地物を示すデータ等を含んでいる。形状補間点データは、道路の幅方向の中央位置に設けられた形状補間点の位置を示す。ノードデータは交差点の中央位置を示す。
車両は、GPS受信部41と車速センサ42とジャイロセンサ43とカメラ44とディスプレイ45とを備えている。GPS受信部41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車両の現在位置を算出するための信号を出力する。車速センサ42は、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。ジャイロセンサ43は、車両に作用する角加速度に対応した信号を出力する。そして、制御部20は、GPS受信部41、車速センサ42、及びジャイロセンサ43等から出力された信号や地図情報30aに基づいて車両の現在位置を特定する。具体的に、制御部20は、地図情報30aの形状補間点データに基づく道路(車両に最も近い道路等)の幅方向の中央線上に補正した車両の位置を現在位置として取得する。
カメラ44は、車両の前方正面の前方風景を撮影し、当該前方風景を表す前方画像を生成するイメージセンサである。カメラ44が撮影した前方画像は、図示しないインタフェースを介して制御部20に出力される。本実施形態において、カメラ44は、車両の幅方向の中央位置に備えられたバックミラーの裏側に備えられている。ディスプレイ45は、制御部20から出力された映像信号に基づいて各種案内を出力する映像出力装置である。ディスプレイ45は、前方画像を表示する。
制御部20は予測軌跡案内プログラム21を実行する。予測軌跡案内プログラム21は、経路情報取得部21aと地物画像取得部21bと表示制御部21cとを含む。
経路情報取得部21aは、車両が走行すべき経路の情報を取得する機能を制御部20に実行させるモジュールである。本実施形態において、制御部20は、目的地点に到達するために予めナビゲーション装置10が探索した走行予定経路を示す情報を記録媒体30から取得する。走行予定経路は目的地点に到達するために車両が走行すべき一連の道路で構成される。なお、走行予定経路は、制御部20が予め探索した経路であってもよいし、制御部20が通信を介して外部の装置から取得した経路であってもよい。図2Aは、走行予定経路(破線)に従って走行する場合に、旋回(右折)をともなって退出道路へ退出すべき交差点(以下、旋回交差点C1)が車両(白三角)の現在位置Xの前方に存在する例を示す。また、走行予定経路上の道路はすべて1レーンのみ含む道路であることとし、走行予定経路を示す破線は走行道路を構成する道路の幅方向の中央線を表すこととする。
なお、退出道路とは、交差点に接続する接続道路のうち、車両が交差点を通過した後に走行すべきことを経路の情報が示す接続道路である。より具体的には、交差点に接続する接続道路のうち、走行予定経路を構成する道路であって、車両の現在位置から遠い側の接続道路が退出道路である。同様に、進入道路とは、交差点に接続する接続道路のうち、車両が交差点を通過する前に走行すべきことを経路の情報が示す接続道路のことである。より具体的には、交差点に接続する接続道路のうち、走行予定経路を構成する道路であって、車両の現在位置から近い側の接続道路が進入道路である。
地物画像取得部21bは、経路の情報に基づく車両の予測軌跡を車両の左右両側から挟む一対の走行忌避地物の画像である地物画像を取得する機能を制御部20に実行させるモジュールである。まず、制御部20は、走行予定経路上において車両が次に旋回して退出すべき旋回交差点C1を特定する。本実施形態において、制御部20は、走行予定経路上における走行方向前方に存在する交差点であって進入方向に対して退出方向がなす旋回角が閾値よりも大きい交差点を地図情報30aに基づいて特定し、当該特定した交差点を旋回交差点C1とする。例えば、運転者が交差点を道なりに走行している感じる旋回角の上限値を閾値としてもよく、閾値は記録媒体30に記録されている。制御部20は、進入道路と退出道路上に存在する形状補間点であって交差点から所定距離以内の形状補間点を接続するベクトルの方向に基づいて交差点に対する進入方向と退出方向とを特定する。なお、走行予定経路上における走行方向前方に存在する交差点であっても旋回角が閾値以内である交差点は旋回交差点C1として扱わない。
制御部20は、走行予定経路上の道路内において車両が走行する可能性が高い軌跡を予測軌跡として取得する。まず、制御部20は、地図情報30aの形状補間点データに基づいて、走行予定経路を構成する道路の幅方向の中央線(破線)を特定する。制御部20は、旋回交差点C1の中央位置(黒丸)と旋回交差点C1に接続する接続道路の幅とを地図情報30aに基づいて特定し、これらに基づいて旋回交差点C1と当該旋回交差点C1への進入道路との境界線B1および旋回交差点C1と当該旋回交差点C1からの退出道路との境界線B2とを特定する。具体的に、制御部20は、進入道路の幅方向における左右の縁のそれぞれについて他の接続道路の幅方向の縁との交点のうち最も後方側(手前側)の交点を特定し、当該特定した交点同士を接続する直線を境界線B1とする。制御部20は、退出道路の幅方向における左右の縁のそれぞれについて他の接続道路の幅方向の縁との交点のうち最も走行予定経路上の前方側の交点を特定し、当該特定した交点同士を接続する直線を境界線B2とする。さらに、制御部20は、前方画像において車両が走行している道路の区画線の像の位置を画像認識によって特定し、当該区画線の像の位置に基づいて道路の中央線に対して現実の車両の位置が道路の幅方向にずれている方向と距離とを特定する。そして、制御部20は、走行予定経路上の道路の中央線のうち現在位置Xから境界線B1までの部分を、道路の幅方向において中央線から車両の位置がずれている方向に、ずれている距離だけ平行移動させることにより、現在の車両の位置から境界線B1までの予測軌跡U(二点鎖線)を取得する。なお、図2Aでは、車両が直線道路を走行する例を示したが、道路が湾曲する場合には中央線と平行となるように予測軌跡Uも湾曲する。
さらに、制御部20は、進入道路の境界線B1と予測軌跡Uとの交点と、退出道路の境界線B2と退出道路の中央線との交点とを接続する線を、旋回交差点C1内の予測軌跡Uとして取得する。具体的に、制御部20は、旋回交差点C1内の予測軌跡Uの形状を、記録媒体30に記録されている理想的な車両の旋回軌跡となるように設定する。記録媒体30においては、交差点と接続道路(進入道路、退出道路)の形状ごとに理想的な車両の旋回軌跡が記録されている。制御部20は、地図情報30aに基づいて旋回交差点C1と接続道路の形状とを特定し、これらに対応する理想的な旋回軌跡を記録媒体30から取得する。理想的な旋回軌跡とは、燃費や安全性や乗り心地等において理想的な旋回軌跡であってもよい。以上により、車両の現在の位置から旋回交差点C1を退出するまでの予測軌跡Uが得られる。
図2Aは、車両から旋回交差点C1までの残距離SがT1≧S>T2である状態(以下、遠距離接近状態)における一対の走行忌避地物の平面図である。図2Bは、車両から旋回交差点C1までの残距離SがT2≧S>T3である状態(以下、中距離接近状態)における一対の走行忌避地物の平面図である。なお、制御部20は、地図情報30aのノードに基づく旋回交差点C1の中央位置と、車両の現在位置Xとの直線距離を残距離Sとしてもよい。図2A,2Bの例では、車両と旋回交差点C1との間に旋回角が閾値以内である交差点(以下、直進交差点C2)が存在する。
遠距離接近状態は、残距離SがT1≧S>T2であり、車両が旋回交差点C1に接近はしているが、旋回すべきタイミングまでの猶予期間が長い状態である。中距離接近状態は、残距離SがT2≧S>T3であり、旋回すべきタイミングまでの猶予期間が遠距離接近状態よりも短いが、旋回すべきタイミングが差し迫っていない状態である
図2A,2Bに示すように、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、予測軌跡Uを左右両側から挟む一対の走行忌避地物O(太線)が存在すると仮定した場合における当該一対の走行忌避地物Oを表す地物画像を取得する。本実施形態において、走行忌避地物は、現在位置Xから予測軌跡Uに沿った長さが所定長さLで地面からの高さが所定高さH(例えば1m)の壁である。所定長さLは、例えば走行忌避地物Oが道路を幅方向に塞ぐことができるように、平均的な道路の幅よりも長く設定されており、記録媒体30に記録されている。走行忌避地物Oは、仮想の壁であるため、実質的に厚みを有していなくてもよい。所定高さHを有する壁は、車両が乗り越えて走行することが困難な印象を運転者に与えることができる地物である。一対の走行忌避地物Oは、それぞれ予測軌跡Uに対して平行であり、互いの距離が予め記録媒体30に記録された間隔Dに保たれる。間隔Dは、車両が一対の走行忌避地物Oの間を走行できるような印象を与えることができる幅であればよく、例えば、車幅程度の幅であったり、少なくとも車両の車幅よりも大きい幅であったりしてよい。なお、間隔Dの値の設定に関しては、例えば、ユーザが車幅を直接または間接的(例えば、車種の指定)に入力して、その値に所定の係数を乗じた値を間隔Dとする構成や、車種毎に予め間隔Dの値を記憶させておく構成などとしてもよい。また、間隔Dは、道路の幅やレーンの幅や車速が大きいほど、大きくなるように設定されてもよいし、運転者の操作によって設定されてもよい。また、制御部20は、地図情報30aに基づく道路の幅方向の縁の位置よりも、前方画像の画像認識に基づく車両の位置から幅方向に間隔Dの半分だけ移動した位置が道路の幅方向の外側にある場合、走行忌避地物Oが幅方向の縁の位置にあると仮定した地物画像を取得してもよい。
なお、予測軌跡Uが湾曲する場合、制御部20は、走行忌避地物Oも予測軌跡Uからの距離をD/2に保つように湾曲させればよい。図2Bにおいて車両は道路の幅方向の中央を走行し、車両から所定長さL前方までの範囲において道路の中央線と予測軌跡Uとは一致している。図2Bのように車両から所定長さL前方の範囲に旋回交差点C1以外の直進交差点C2が存在する場合には、直進交差点C2における直進方向以外の接続道路への退出は一対の走行忌避地物Oによって阻害されることとなる。すなわち、車両の前方に予測軌跡U上の接続道路(退出道路)以外の接続道路が接続する直進交差点C2が存在する場合に、一対の走行忌避地物Oが予測軌跡U上の接続道路(退出道路)以外の接続道路(右左折道路)への退出を阻害するようになる。所定長さLは、平均的な道路の幅よりも長く設定されているため、現在位置Xが直進交差点C2に接近していくにつれて直進交差点C2における接続道路(右左折道路)への退出経路を幅方向に塞ぐ印象を確実に与えることができる。なお、所定長さLは、直進交差点C2における接続道路(右左折道路)の幅が大きいほど、長く設定されてもよい。
さらに、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、地物画像Iとして、一対の走行忌避地物Oの色が車両から旋回交差点C1までの残距離Sに応じた色となるように描画された画像を取得する。すなわち、車両から旋回交差点C1までの残距離Sが短く旋回すべきタイミングまでの猶予期間が短いほど、走行忌避地物Oの色を強く注意を喚起する色とする。本実施形態において、制御部20は、遠距離接近状態の走行忌避地物の色を緑色とし、中距離接近状態の走行忌避地物の色を黄色とする。
そして、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、予測軌跡Uを車両の左右両側から挟む一対の走行忌避地物Oを表す地物画像Iを取得する。すなわち、制御部20は、一対の走行忌避地物Oを、カメラ44と同一の視点にてカメラ44と同一方向に撮影した場合の像である地物画像Iを現在位置Xと前方画像の画像認識に基づく車両の位置とカメラ44の設定とに基づいて描画する。
表示制御部21cは、前方風景に重畳されるように、地物画像をディスプレイ45に表示させる機能を制御部20に実行させるモジュールである。すなわち、制御部20は、前方風景と一緒に一対の走行忌避地物Oをカメラ44で撮影した画像と等価な画像をディスプレイ45に表示させる。具体的に、制御部20は、カメラ44によって前方風景を実際に撮影した前方画像に地物画像Iを重畳し、地物画像Iが重畳された前方画像をディスプレイ45に表示させる。
図2C,2Dは、図2A,2Bの場合において地物画像が重畳された前方画像Iを示す。なお、本実施形態において、予測軌跡の像(二点鎖線)は前方画像に重畳されないが、説明のため予測軌跡の像を図示することとする。ただし、予測軌跡予測軌跡Uの像は前方画像に重畳されてもよい。図2C,2Dにおいて、予測軌跡予測軌跡Uの像を左右両側から挟むように地物画像I(網掛け)が表示されている。また、前方画像の下辺の中点Fは車両(カメラ44)の位置を示し、予測軌跡Uの像は前方画像の下辺の中点Fを始点として上方に延びる直線となる。
以上の説明した本実施形態において、一対の走行忌避地物Oによって左右両側から挟むことにより予測軌跡Uを表すことができ、車両の進路を運転者が直感的に理解できる。さらに、走行忌避地物Oは予測軌跡Uを挟む位置に存在するため、前方風景における予測軌跡Uの像上に地物画像Iが重畳されないようにすることができる。従って、予測軌跡U上の他車両等の視認性を良好とすることができる。また、走行忌避地物Oによって車両を走行させるべきでない印象を運転者に与えることができるため、一対の走行忌避地物Oによって左右両側から挟まれた予測軌跡Uから外れないような進路をとるべきことを案内できる。さらに、図2B,2Dの例のように、所定長さLよりも車両の近くに直進交差点C2が存在する場合、直進交差点C2において予測軌跡U上の接続道路(退出道路)以外の接続道路(右左折道路)への退出を阻害するように描画された地物画像Iが重畳されるため、直進交差点C2において直進方向に退出すべきことを一意に特定できる。
なお、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、一対の走行忌避地物Oの像が描画された地物画像Iを取得すればよく、描画処理を行うことなく、予め描画された地物画像Iを記録媒体30から取得してもよい。また、制御部20が地物画像Iを描画する場合においても、描画の手順は以上説明した手順に限られない。例えば、制御部20は、前方画像における予測軌跡Uの像の位置を特定し、当該予測軌跡Uの像の左右両側に、予め用意された一対の走行忌避地物Oの像を配置するようにしてもよい。この場合、制御部20は、予測軌跡Uの像の形状に応じて、一対の走行忌避地物Oの像の形状を変形させてもよい。
また、記録媒体30に予め地物画像Iを記録する場合、車両の予測軌跡のパターンごとに地物画像Iを記録してもよい。すなわち、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、走行予定経路に基づいて予測軌跡のパターンを特定し、当該パターンに対応する地物画像Iを記録媒体30から取得してもよい。具体的には、走行予定経路において、現在位置Xから所定距離前方までの範囲に旋回交差点C1が存在しない場合、制御部20は、車両の予測軌跡が「直進パターン」に該当すると判定し、「直進パターン」に対応する地物画像Iを取得してもよい。「直進パターン」に対応する地物画像Iとして、操舵角を0度に維持した状態で車両が走行すると仮定した場合の車両の予測軌跡に沿って存在する走行忌避地物Oを表す画像が記録媒体30に記録されてもよい。
走行予定経路において、現在位置Xから所定距離前方までの範囲に旋回交差点C1が存在する場合、制御部20は、旋回交差点C1において車両が左折をするのか右折をするのかを判定する。そして、制御部20は、車両が左折する場合(左方向の旋回角が直角から所定角度以内の角度の場合等)には車両の予測軌跡が「左折パターン」に該当すると判定し、車両が右折する場合(右方向の旋回角が直角から所定角度以内の角度の場合等)には車両の予測軌跡が「右折パターン」に該当すると判定する。「左折パターン」に対応する地物画像Iとして、操舵角を左方向に所定角度に維持した状態で車両が走行すると仮定した場合の車両の予測軌跡に沿って存在する走行忌避地物Oを表す画像が記録媒体30に記録されてもよい。同様に、「右折パターン」に対応する地物画像Iとして、操舵角を右方向に所定角度に維持した状態で車両が走行すると仮定した場合の車両の予測軌跡に沿って存在する走行忌避地物Oを表す画像が記録媒体30に記録されてもよい。
さらに、予測軌跡のパターンは旋回角の詳細な区分ごとに定義されてもよく、旋回角の詳細な区分に対応する予測軌跡のパターンごとに地物画像Iが記録媒体30に記録されてもよい。例えば、予測軌跡のパターンとして「45度だけ左方向に旋回するパターン(斜め奥への左折パターン)」や、「135度だけ右方向に旋回するパターン(斜め手前への右折パターン)」等が定義されてもよい。これらの場合、パターン毎に異なる操舵角の方向及び角度の値を予め規定しておき、当該予め規定されている方向及び角度の値に操舵角を維持した状態で車両が走行すると仮定した場合の車両の予測軌跡に沿って存在する走行忌避地物Oを表す画像を、パターン毎の地物画像Iとして記録媒体30に記録すればよい。このように、地物画像Iを道路形状によらない固定の画像として取得する場合には、地図情報30a等に基づいて予測軌跡を特定する処理と、地物画像Iを描画する処理の処理負荷を軽減することが可能となる。
次に、旋回交差点C1までの残距離SがT3≧Sである状態(以下、近距離接近状態)について説明する。なお、近距離接近状態は、残距離SがT3≧Sであり、旋回すべきタイミングが差し迫っている状態である。また、T3は、遠距離接近状態と中距離接近状態とにおける走行忌避地物Oの長さである所定長さLと同じとされている。従って、遠距離接近状態と中距離接近状態とにおいて、予測軌跡Uのうち進入道路と旋回交差点C1との境界線B1よりも前方の湾曲部分に沿って走行忌避地物Oが設定されることはない。図3Aは、車両の前方の旋回交差点C1について近距離接近状態となっている場合の走行忌避地物の平面図である。旋回交差点C1は旋回方向(右折方向)に接続道路が二個接続する交差点である。図3Aに示すように、右折方向の接続道路のうち退出する場合の旋回角θが大きい方の接続道路が退出すべき退出道路であることとする。右折方向の接続道路のうち、退出道路に退出する場合よりも小さい旋回角θで旋回して退出できる接続道路を小旋回接続道路とする。
図3Aに示すように、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、近距離接近状態において、地物画像Iとして、一対の走行忌避地物Oのうち旋回方向と反対側(左側)の走行忌避地物Oを旋回交差点C1において退出道路(右折道路)に接続するように描画された画像を取得する。すなわち、旋回すべきタイミングが差し迫っている状態において、制御部20は、退出道路へと車両を誘導するように旋回方向と反対側の走行忌避地物Oを変形させる。具体的に、制御部20は、予測軌跡Uの全体(現在位置Xから退出道路の境界線B2まで)において予測軌跡Uとの距離を車幅程度等の間隔Dの半分を保つように旋回方向と反対側の走行忌避地物Oを設定する。これにより、理想的な旋回軌跡を示す予測軌跡Uに沿った走行忌避地物Oを、旋回交差点C1と退出道路との境界線B2に接続するように設定できる。なお、現在位置Xから退出道路との境界線B2までの予測軌跡Uの長さは現在位置Xに依存するため、近距離接近状態においては、走行忌避地物Oの長さは所定長さLに維持されない。
さらに、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、近距離接近状態において、一対の走行忌避地物Oの色を最も強く注意を喚起する赤色とする。近距離接近状態において、走行忌避地物の色が赤色とされるため、旋回すべきタイミングが差し迫っていることを運転者に強く喚起することができる。
図3Bは、図3Aの場合において地物画像Iが重畳された前方画像を示す。図3Bに示すように、旋回方向と反対側の走行忌避地物Oを退出道路に接続するようにすることにより、走行忌避地物Oに沿って退出道路へと車両を誘導できる。
図3Aに示すように、走行忌避地物Oは、旋回方向の反対側から旋回方向側の退出道路にかけて交差点を横切ることとなる。従って、図3Bに示すように、交差点を横切る走行忌避地物Oにより、旋回方向の反対側に接続する接続道路(左折道路)、および、直進方向に接続する接続道路(直進道路)への退出を阻害する印象を運転者に与えることができる。さらに、図3Bに示すように、交差点を横切る走行忌避地物Oにより、小旋回接続道路への退出を阻害する印象を運転者に与えることができる。以上のことから、制御部20は、一対の走行忌避地物Oのうち旋回方向と反対側の走行忌避地物Oを旋回交差点C1において退出道路に接続するようにすることにより、予測軌跡U上の退出道路以外の接続道路への退出を阻害するように描画された地物画像Iを取得することができる。また、走行忌避地物Oと退出道路の境界線B2との間に、車幅に相当する長さ以下の隙間が設けられてもよい。これにより、走行忌避地物Oと退出道路の境界線B2との間の隙間を車両が通行できないような印象を運転者に与えることができる。
さらに、制御部20は、交差点において退出道路へ退出するまでに車両が走行する軌跡の長さに応じて、退出道路と接続する走行忌避地物の交差点における長さを設定してもよい。一般に、交差点において退出道路へ退出するまでに車両が走行する軌跡の長さは旋回角θが大きいほど長くなるため、旋回角θに対して単調的に増加する関数により、退出道路と接続する走行忌避地物Oの長さを設定してもよい。さらに、交差点において退出道路へ退出するまでに車両が走行する軌跡の長さは、旋回交差点C1の大きさや車両が走行している道路幅(レーン数)や退出道路の道路幅(レーン数)が大きいほど長くなるため、これらが大きくなるほど退出道路と接続する走行忌避地物Oの交差点における長さを長く設定してもよい。
地物画像取得部21bの機能により制御部20は、退出道路に、旋回方向と反対側の走行忌避地物Oが接続するようにすればよく、旋回方向と反対側の走行忌避地物Oの形状は種々採用可能である。例えば、旋回方向と反対側の走行忌避地物Oは折れ線状であってもよい。
さらに、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、地物画像Iとして、近距離接近状態において旋回方向側の走行忌避地物が存在しなくなるように描画された画像を取得する。図3Bに示すように、前方画像Iにおいて旋回方向側(右側)の走行忌避地物Oの像が存在しない。その結果、旋回方向側の走行忌避地物Oが旋回方向への旋回を阻害するような印象を運転者に与えることを防止できる。
(2)経路案内処理:
図4は、経路案内処理のフローチャートである。経路案内処理は、走行予定経路の取得をトリガーとして開始し(ステップS100)、車両が走行予定経路における目的地点に到着するまで(ステップS125)、最新の前方画像と車両の現在位置Xとを取得する(ステップS105)ごとに、ディスプレイ45に表示させる前方画像を更新する処理である。
まず、経路情報取得部21aの機能により制御部20は、走行予定経路を取得する(ステップS100)。次に、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、前方画像と車両の現在位置Xとを取得する(ステップS105)。すなわち、制御部20は、最新の前方画像と車両の現在位置Xとを取得する。次に、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、車両が走行している道路の道路種別に応じて、旋回を要する交差点までの残距離Sの閾値である閾値T1〜T3を設定する(ステップS110)。制御部20は、一般道路を走行する場合よりも、高速道路を走行する場合の閾値T1〜T3を大きく設定する。なお、閾値T1〜T3は、車両が旋回すべきタイミングまでの猶予期間を判別するための閾値であるとも捉えられ、車両が走行している道路における平均車速が大きいほど大きい値とされるのが望ましい。
地物画像取得部21bの機能により制御部20は、車両から旋回交差点C1までの残距離Sと閾値T1〜T3との大小関係を判定する(ステップS115)。すなわち、制御部20は、旋回交差点C1に対して車両が、S>T1の未接近状態であるか、T1≧S>T2の遠距離接近状態であるか、T2≧S>T3の中距離接近状態であるか、T3≧Sの近距離接近状態であるかを判定する。
ステップS115においてS>T1と判定された場合、すなわち未接近状態である場合、表示制御部21cの機能により制御部20は、前方画像をディスプレイ45に表示させる(ステップS120)。つまり、制御部20は、地物画像Iを表示させるには時期尚早であるとして、前方風景を示す前方画像をそのまま(地物画像Iを描画、重畳することなく)ディスプレイ45に表示させる。なお、残距離Sが閾値T1となった場合に、ナビゲーション装置10が音声や画像により旋回交差点C1とともに旋回方向を初めて案内するようにしてもよい。この場合、未接近状態においては、運転者が旋回交差点C1の存在と旋回方向を知ることがなく、地物画像Iを表示させなくても旋回交差点C1よりも手前の直進交差点C2にて誤って車両が旋回する可能性は低い。なお、ステップS115においてS=0となった場合、制御部20は、走行予定経路において次の旋回交差点C1を特定し、以降は次の旋回交差点C1について残距離Sを特定する。
前方画像をディスプレイ45に表示させると、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、車両が目的地点に到着したか否かを判定する(ステップS125)。すなわち、制御部20は、予測軌跡Uの案内を継続する必要性があるか否かを判定する。車両が目的地点に到着したと判定した場合(ステップS125:Y)、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、経路案内処理を終了させる。
一方、車両が目的地点に到着したと判定しなかった場合(ステップS125:N)、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、ステップS105に戻る。すなわち、予測軌跡Uの案内を継続する必要があるとして、最新の現在位置Xと前方画像を取得する。なお、走行予定経路を再探索した場合など、走行予定経路が変化した場合には、ステップS100に戻り新たな走行予定経路に基づく予測軌跡Uを取得してもよい。
ステップS115においてT1≧S>T2と判定された場合、すなわち遠距離接近状態である場合、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、走行忌避地物Oの色を緑色に設定する(ステップS130)。一方、ステップS115においてT2≧S>T3と判定された場合、すなわち中距離接近状態である場合、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、走行忌避地物Oの色を黄色に設定する(ステップS135)。つまり、制御部20は、旋回すべきタイミングまでの猶予期間が短いほど運転者に強く注意を喚起する色を走行忌避地物Oの色として設定する。
ステップS130,S135において走行忌避地物Oの色を設定すると、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、予測軌跡Uの左右両側に一対の走行忌避地物Oを設定する(ステップS140)。すなわち、旋回すべきタイミングまでの猶予期間が長い遠距離接近状態および中距離接近状態である場合、旋回交差点C1までに他の交差点が存在したとしても、当該他の交差点において車両の直進が促されるように一対の走行忌避地物Oを双方とも前方風景に重畳すると設定する。
次に、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、一対の走行忌避地物Oの形状を予測軌跡Uに沿った形状に設定する(ステップS145)。すなわち、旋回すべきタイミングまでの猶予期間が長い遠距離接近状態および中距離接近状態である場合、旋回交差点C1における旋回軌跡を案内するには時期尚早であるとして、一対の走行忌避地物Oの形状を予測軌跡Uに平行な形状に設定する(図2A,2B)。この場合、予測軌跡Uと一対の走行忌避地物Oとの距離は一対の走行忌避地物Oの間隔Dの半分に保たれ、予測軌跡Uに沿った方向における一対の走行忌避地物Oの長さは所定長さLとなる。
次に、表示制御部21cの機能により制御部20は、地物画像Iを描画する(ステップS150)。すなわち、制御部20は、走行忌避地物Oをカメラ44で撮影した場合の像を地物画像Iとして描画する。まず、制御部20は、車両の現在位置Xから旋回交差点C1と退出道路との境界線B2までの範囲において予測軌跡Uを特定する(図2A,2B)。そして、制御部20は、間隔Dを隔てて予測軌跡Uを左右両側から挟む一対の走行忌避地物Oを設定し、前方画像の画像認識に基づく車両の位置およびカメラ44の設定に基づいて一対の走行忌避地物Oを表す地物画像Iを描画する。
次に、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、地物画像Iを前方画像に重畳する(ステップS155)。すなわち、制御部20は、地物画像I中の各画素が、車両の前方の空間における同一位置の像を表す前方画像中の画素と重なるように、地物画像Iを前方画像に重畳する。なお、ステップS150,S155では、地物画像Iの全体を描画した後に地物画像Iを前方画像に重畳することとしたが、地物画像Iの描画処理と重畳処理とを同時に行ってもよい。例えば、地物画像Iの描画処理と重畳処理とを画素単位で行い、描画処理と重畳処理とを全画素分だけ繰り返して行うようにしてもよい。制御部20は、予め設定された地物画像Iの透明度が高いほど、重畳後の前方画像における地物画像Iの色の寄与度が小さくなるように地物画像Iを前方画像に重畳する。本実施形態において、地物画像Iの透明度は地物画像Iと前方画像の視認性を両立させる一定の値に設定されていることとする。
表示制御部21cの機能により制御部20は、地物画像Iが重畳された前方画像をディスプレイ45に表示させる(ステップS160)。すなわち、制御部20は、遠距離接近状態と中距離接近状態とにおいて、予測軌跡Uに沿って車両が走行すべきことを案内し、特に旋回交差点C1よりも先に車両が直進交差点C2に到達する場合には直進交差点C2において直進すべきことを案内できる前方画像をディスプレイ45に表示させる(図2C,2D)。また、制御部20は、走行忌避地物Oの色によって、旋回交差点C1にて旋回するまでの猶予期間が遠距離接近状態よりも短い中距離接近状態である場合に、遠距離接近状態よりも強く注意を喚起する。
一方、ステップS115においてT3≧Sと判定された場合、すなわち近距離接近状態である場合、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、走行忌避地物Oの色を赤色に設定する(ステップS165)。つまり、制御部20は、旋回すべきタイミングが差し迫った近距離接近状態である場合、運転者に最も強く注意を喚起する色を走行忌避地物Oの色として設定する。
次に、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、予測軌跡Uを左右両側から挟む一対の走行忌避地物Oのうち旋回方向側の走行忌避地物Oを存在させないようにすると設定する(ステップS170)。すなわち、旋回すべきタイミングが差し迫った近距離接近状態である場合、旋回方向側の走行忌避地物Oが旋回を阻害するような印象を与えることを防止する必要があるとして、旋回方向側において走行忌避地物Oを存在させないように設定する。
次に、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、旋回方向側と反対側の走行忌避地物Oを退出道路に接続する形状に設定する(ステップS175)。すなわち、旋回すべきタイミングが差し迫った近距離接近状態である場合、理想的な旋回軌跡を表現するように旋回方向側と反対側の走行忌避地物Oの形状を設定する(図3A)。具体的に、制御部20は、予測軌跡Uとの距離を車幅相当の間隔Dの半分に維持するように旋回方向と反対側の走行忌避地物Oを設定し、旋回方向と反対側の走行忌避地物Oを退出道路に接続するようにする。
以降の処理(ステップS150,S155)は、遠距離接近状態と中距離接近状態と同様である。そして、表示制御部21cの機能により制御部20は、前方画像をディスプレイ45に表示させる(ステップS160)。これにより、近距離接近状態において、旋回交差点C1において車両が旋回すべき旋回軌跡と退出道路とを案内できる(図3B)。また、走行忌避地物Oを赤色にすることによって、旋回交差点C1にて旋回すべきタイミングが差し迫っていることを運転者に強く喚起できる。
(3)他の実施形態:
地物画像取得部21bの機能により制御部20は、地物画像Iとして、旋回方向と反対側の走行忌避地物Oを退出道路の幅方向の縁であって旋回中心と反対側の縁Eに接続するように描画された画像を取得してもよい。なお、退出道路の位置および当該退出道路の幅方向の縁Eの位置は、地図情報30aに基づいて特定されてもよいし、前方画像を画像認識することにより特定されてもよい。本実施形態において、制御部20は、旋回交差点C1と退出道路との境界線B2のうち縁Eから車幅等に相当する間隔Dの半分だけ退出道路の幅方向内側の位置に予測軌跡Uが接続するように、予測軌跡Uを補正する。そして、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、補正した予測軌跡Uとの距離を車幅程度等の間隔Dの半分を保つように旋回方向と反対側の走行忌避地物Oを設定する。
図5Aは、車両の前方の旋回交差点C1について近距離接近状態となっている場合の走行忌避地物Oの平面図である。図5Aに示すように、旋回方向と反対側の走行忌避地物Oを退出道路の幅方向の縁であって旋回中心と反対側の縁Eに接続するようにすることができる。これにより、退出道路の幅方向において縁Eよりも内側に車両が退出できることを運転者に認識させることができる。すなわち、退出道路の幅方向において車両が走行できる領域が制限されるような印象を運転者に与えることが防止できる。
なお、走行忌避地物Oと退出道路の縁Eとの間に隙間が設けられてもよい。この場合でも、走行忌避地物Oの退出道側の延長線上に退出道路の縁Eが存在するようにしたり、走行忌避地物Oの退出道側の延長線の方向と退出道路の縁Eの方向とが一致するようにすることにより、走行忌避地物Oと退出道路の縁Eとが接続するような印象を与えることができる。さらに、退出道路の幅方向の縁Eは、退出道路の幅方向において車両が法令上走行できる領域の外縁であってもよく、車両通行帯と路側帯を区画する区画線等であってもよい。また、退出道路の幅方向の縁Eは、退出道路の幅方向において車両が物理的に走行できる領域の外縁であってもよく、路側帯の外側のガードレールや縁石や舗装領域の外縁等であってもよい。
図5Aに示す旋回交差点C1は旋回方向側(右側)に接続道路が三個接続する交差点である。図5Aに示すように、旋回方向が同じ(右折方向)接続道路のうち旋回角θが2番目に大きい接続道路が車両が退出すべき退出道路であることとする。なお、右折方向の接続道路のうち、退出道路に退出する場合よりも大きい旋回角θで旋回して退出可能な接続道路を大旋回接続道路とする。なお、大旋回接続道路とは、前方の交差点に接続して運転者が退出道路と紛らわしいと感じる道路であればよく、前方の交差点にて退出可能であるように運転者が感じる道路であればよい。すなわち、大旋回接続道路は、必ずしも前方の交差点にて現実に退出可能な道路でなくてもよく、法令上の理由(一方通行道路や私道)や物理的な理由(行き止まりや工事中など)によって現実には退出できない道路であってもよい。
本実施形態では、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、旋回交差点C1に大旋回接続道路が接続する場合には、地物画像Iとして、追加の走行忌避地物A(太い破線)が大旋回接続道路への退出を阻害するように描画された画像を取得する。制御部20は、地図情報30aに基づいて、旋回交差点C1における大旋回接続道路の接続境界を特定し、当該接続境界に沿うように追加の走行忌避地物Aを設定する。なお、追加の走行忌避地物Aは接続境界を完全に塞がなくてもよく、車両の走行が困難であるとの印象を運転者に与えられるだけの隙間を残して接続境界を塞ぐようにしてもよい。また、制御部20は、退出道路の像と追加の走行忌避地物Aの像とが重なり合って退出道路の視認性が損なわれないように、追加の走行忌避地物Aの位置や大きさを調整してもよい。
図5Bは、本実施形態における地物画像Iが重畳された前方画像を示す。同図に示すように、前記実施形態(図3B)と同様に、旋回方向と反対側(左側)の走行忌避地物Oが旋回交差点C1を横切ることによって、左折道路と直進道路と旋回方向側(右側)の小旋回接続道路への退出を阻害することができる。さらに、図5Bでは、追加の走行忌避地物Aにより、大旋回接続道路への退出を阻害することができる。すなわち、本実施形態では、旋回交差点C1に大旋回接続道路が接続する場合でも、運転者は退出すべき接続道路である退出道路を一意に特定できる。
また、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、予測軌跡Uから所定距離以内に注意物が存在する場合、地物画像Iとして、予測軌跡Uから所定距離以内に注意物が存在しない場合よりも、一対の走行忌避地物Oの色の透明度を高くなるように描画された画像を取得してもよい。これにより、注意物の視認性を向上させることができる。例えば、車両が走行している道路や、車両の前方の交差点に接続する道路が渋滞していることを示す交通情報を受信した場合に、制御部20は、予測軌跡Uから所定距離以内に注意物が存在すると推定して、一対の走行忌避地物Oの色の透明度を高くしてもよい。さらに、制御部20は、前方画像の画像認識や物体検出センサや地図情報30aに基づいて、他車両や事故車両や歩行者や道路の欠陥や落下物等の注意物が予測軌跡Uから所定距離以内に存在している否かを判定してもよい。また、制御部20は、一対の走行忌避地物Oのうち注意物が存在している側の走行忌避地物Oのみ透明度を高くしてもよいし、走行忌避地物Oの長さ方向において注意物から所定距離以内となる部分のみの透明度を高くしてもよい。
さらに、地物画像取得部21bの機能により制御部20は、予測軌跡Uから所定距離以内に注意物が存在する場合、地物画像Iとして、予測軌跡Uから所定距離以内に注意物が存在しない場合よりも、一対の走行忌避地物Oの高さが低くなるように描画された画像を取得してもよい。すなわち、予測軌跡Uから所定距離以内に注意物が存在する場合に走行忌避地物Oの高さを低くすることにより、注意物の視認性を向上させてもよい。この場合も、一対の走行忌避地物Oのうち注意物が存在している側の走行忌避地物Oのみ高さを低くしてもよいし、走行忌避地物Oの長さ方向において注意物から所定距離以内となる部分のみの高さを低くしてもよい。
また、走行忌避地物Oは、車両が走行できない深さや幅を有する溝であってもよいし、車両が走行できない領域に設置される導流帯のペイントであってもよいし、ガードレールであってもよい。さらに、走行忌避地物Oは、旋回交差点C1までの距離に応じて部分ごとに色が異なってもよいし、車両が直進する場合の軌跡に平行な部分と、退出道路に接続するように湾曲する部分とで形状が異なってもよい。一対の走行忌避地物Oは、予測軌跡Uが左右両側から挟まれているような印象を運転者に与えればよく、予測軌跡Uに沿って不連続な形状を有してもよい。例えば、走行忌避地物Oは、地面に対して直立し、走行方向を指し示す複数の矢印が予測軌跡Uに沿って並ぶ形状であってもよい。また、一対の走行忌避地物Oは、予測軌跡Uの一部のみを左右両側から挟んでもよく、車両が複数の進路を選択できる地点(例えば交差点やレーン変更可能区間)が存在する部分についてのみ左右両側から挟んでもよい。地物画像取得部21bの機能により制御部20は、経路上の道路内における車両が走行すると予測されるレーン上の軌跡を予測軌跡としてもよい。例えば、予測軌跡は、現在走行している道路から経路上の次の道路へ進入可能なレーン上の軌跡であってもよい。
前記実施形態において、前方画像は、地図情報30aに基づいて前方風景を描画することにより得られてもよい。地図情報30aに基づいて前方風景を描画する場合、前方画像と同時に地物画像Iを描画するようにしてもよい。さらに、ディスプレイ45は、少なくとも地物画像Iを表示すればよく、前方画像を表示しなくてもよい。すなわち、ディスプレイ45は、ヘッドアップディスプレイとして構成され、車両のフロントガラス越しに運転者が視認する現実の前方風景に対して地物画像Iを重畳してもよい。例えば、ディスプレイ45を半透過型とし、ディスプレイ45から現実の前方風景が透けて見えるようにすることにより、現実の前方風景に対して地物画像Iを重畳してもよい。さらに、前記実施形態において、未接近状態においても、遠距離接近状態や中距離接近状態と同様に、地物画像Iを前方画像に重畳してもよい。
また、前記実施形態では、ステップS115においてT3≧残距離Sと判定された場合に近距離接近状態と判定したが、他の手法により近距離接近状態を判定してもよい。たとえば、手前側(車両側)において旋回交差点C1に最も近い交差点を特定し、当該特定した交差点を通過したと判定された場合に、近距離接近状態となったと判定してもよい。これによれば、近距離接近状態となって旋回方向側の走行忌避地物Oが表示されなくなった場合でも、旋回方向側には走行予定経路上の退出道路以外の道路は存在しないため、走行予定経路上の退出道路へ確実に誘導することが可能となる。なお、旋回交差点C1における旋回方向と同じ方向に接続道路を有する交差点のうち、旋回交差点C1に最も近接する手前の交差点を通過したと判定された場合に、近距離接近状態となったと判定することによっても同じ効果が得られる。