JP5915155B2 - レーン案内表示システム、方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、前方画像においてレーンの案内を表示させるレーン案内表示システム、方法およびプログラムに関する。

従来、車両に備えられたカメラによって車両の前方を撮影した前方画像に対して、案内情報を示すイメージ図を重畳させる技術が知られている（特許文献１、参照。）。特許文献１において、前方画像における道路の像の上方において、走行予定の交差点での行き先案内を示すイメージ図を重畳させている。

特開２００３−１２１１６７号公報

しかしながら、前方画像に重畳されたイメージ図を見ても、道路のレーンと行き先とを関連づけて認識することができず、所望の行き先に行くために走行すべきレーンを認識できないという問題があった。すなわち、イメージ図が示す行き先と、前方画像におけるレーンの像とを関連づけて認識できないという問題があった。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、前方画像におけるレーンの像と当該レーンの案内とを関連づけて認識できる技術の提供を目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明において、前方画像取得手段は、車両の前方を撮影した前方画像を取得する。案内レーン図取得手段は、車両から所定距離以上前方に存在する道路上のレーンである案内レーンを案内する案内レーン図を取得する。表示制御手段は、前方画像に像が含まれる前方レーンと案内レーンとの接続関係に基づいて、前方レーンの像と案内レーン図とが前方画像において接続するように案内レーン図を前方画像に重畳し、当該案内レーン図が重畳された前方画像を表示部に表示させる。前記の構成において、表示制御手段は、前方レーンと案内レーンとの接続関係に基づいて、前方レーンの像と案内レーン図とを前方画像において接続する。従って、前方レーンの像と、当該前方レーンに接続する案内レーンについての案内とを前方画像において関連づけて認識することができる。

前方画像取得手段は、車両の前方を撮影した前方画像を取得すればよく、例えば車両の前方を視野に含むカメラから前方画像を取得すればよい。なお、車両の前方とは車両の走行方向の前方を意味する。

案内レーン図取得手段は、車両から所定距離以上前方に存在する道路上の案内レーンを案内する案内レーン図を取得すればよく、運転者に案内を要するレーンを案内レーンとすればよい。例えば、案内レーン図取得手段は、レーンが分岐するレーン分岐地点から所定距離以内のレーンを案内レーンとしてもよい。案内レーン図は、案内レーンについての案内内容を画像化した図であればよく、案内内容は特に限定されない。例えば、案内レーン図は、案内レーンの形状を案内してもよいし、案内レーンの行き先を案内してもよいし、案内レーン上の地物を案内してもよいし、案内レーンが車両を走行させるべき推奨レーンであるか否かを案内してもよいし、案内レーンについての交通情報や規制情報を案内してもよい。

表示制御手段は、前方画像に像が含まれる道路上のレーンを前方レーンと特定すればよく、前方画像を撮影するカメラの視野に基づいて前方レーンを特定してもよい。すなわち、表示制御手段は、前方画像を撮影するカメラの視野内に存在する道路および当該道路上のレーンを地図情報に基づいて特定し、当該特定したレーンを前方レーンとしてもよい。なお、前方画像を撮影するカメラの視野は、当該カメラを備える車両の現在位置に基づいて特定できる。また、前方レーンは、カメラの視野内に存在する道路上のレーンのうち、前方画像にて視認可能に像が含まれる道路上のレーンであってもよい。

表示制御手段は、地図情報に基づいて前方レーンと案内レーンとの接続関係を特定すればよい。前方レーンと案内レーンとが接続するとは、前方レーンに続いて案内レーンへと車両を走行させることが可能なことを意味する。ここで、前方レーンと案内レーンとの接続関係は、前方レーンと案内レーンとが車両の走行方向に接続する関係であってもよいし、前方レーンから案内レーンが分岐する関係であってもよい。また、表示制御手段は、前方レーンが複数存在する場合、複数の前方レーンの像のそれぞれに対して案内レーン図が接続するように、複数の案内レーン図を前方画像に重畳させてもよい。

前方レーンと案内レーンとが車両の走行方向に接続する場合、表示制御手段は、前方レーンの像と案内レーン図とが前方画像の縦方向に接続するように、案内レーン図を前方画像に重畳してもよい。ここで、レーンにおける車両の走行方向であるレーン方向の位置は、表示部に表示された前方画像における縦方向の位置に表れる。従って、前方レーンの像と案内レーン図とを前方画像の縦方向に接続することにより、運転者は前方レーンをレーン方向に走行すれば案内レーンに進入できることを感覚的に認識できる。

また、前方レーンと案内レーンとが車両の走行方向に接続する場合、表示制御手段は、前方画像における前方レーンの左右の区画線の像と、案内レーン図における案内レーンの左右の区画線の像とがそれぞれ前方画像の縦方向に接続するように、案内レーン図を前方画像に重畳してもよい。前方レーンと案内レーンとをそれぞれ区画する左右の区画線の像がそれぞれ前方画像において縦方向に接続すれば、運転者は前方レーンと案内レーンとがレーン方向に接続することを明確に認識でき、前方レーンの像と案内レーンについての案内とを前方画像において明確に関連づけて認識できる。

さらに、案内レーン図取得手段は、案内レーン図を含む所定サイズの案内画像を取得してもよい。そして、表示制御手段は、前方レーンと案内レーンとが車両の走行方向に接続する場合、前方画像における前方レーンの左右の区画線の像と、案内画像における案内レーンの左右の区画線の像とがそれぞれ前方画像の縦方向に接続するように、案内画像のサイズを変換し、当該サイズを変換した案内画像を前方画像に重畳してもよい。所定サイズの案内画像のサイズを変換することにより、前方レーンの像と案内レーン図とを前方画像の縦方向に接続することができる。さらに、前方レーンの左右の区画線の像と、案内レーンの左右の区画線の像との少なくとも一方が特定できなかった場合に、所定サイズの案内画像を所定位置に重畳した前方画像を表示部に表示させる。すなわち、区画線の像が接続するように案内画像を前方画像に重畳できない場合には、所定サイズの案内画像のサイズを変換することなく、そのまま前方画像に重畳する。これにより、区画線の像が接続できる場合と区画線の像が接続できない場合との双方において、所定サイズの案内画像を利用できる。案内レーン図取得手段は、前方画像の所定位置に重畳するのに好適な所定サイズの案内画像を取得しておけばよいため、区画線の像が接続できる場合と区画線の像が接続できない場合とのそれぞれについて個別に案内画像を生成したり、記録しなくても済む。なお、案内レーン図取得手段は、複数の前方レーンのそれぞれと接続する案内レーンについての案内レーン図を複数含む一枚の案内画像を取得してもよい。

さらに、案内レーンが前方レーンから分岐し、かつ、前方レーンに対して幅方向に隣接するレーンである場合、表示制御手段は、前方レーンの像と案内レーン図とが前方画像の横方向に隣接するように、案内レーン図を前方画像に重畳してもよい。ここで、レーンにおける幅方向の位置は、表示部に表示された前方画像における横方向の位置に表れる。従って、前方レーンの像と案内レーン図とが前方画像の横方向に隣接するようにすれば、案内レーンが前方レーンに対して幅方向に隣接するレーンであることが感覚的に認識できる。

さらに、本発明のように、前方画像に案内レーン図を重畳する手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなレーン案内表示システム、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。すなわち、レーン案内表示システムを構成する各手段が複数の実体的な装置に分散して備えられてもよい。各手段が複数の実体的な装置に分散して備えられる場合に、各手段を機能させるために必要なデータを送受信する通信手段が備えられてもよい。さらに、以上のようなレーン案内表示システムの少なくとも一部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、レーン案内表示システム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。

ナビゲーション装置のブロック図である。 （２Ａ）は道路の平面図、（２Ｂ）はレーン分岐図（案内レーン図）を示す図、（２Ｃ），（２Ｄ）は前方画像を示す図である。 レーン案内表示処理のフローチャートである。 （４Ａ）は道路の平面図、（４Ｂ）は前方画像を示す図である。

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）ナビゲーション装置の構成：
（２）レーン案内表示処理：
（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レーン案内表示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Ｃ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。リンクデータには、道路が含むレーンのレーン数と、道路における幅方向の一方（本実施形態では左側）から数えた各レーンのレーン番号と、レーンを道路の終点まで走行した場合に進入できる道路と、レーンを区画する区画線の線種（線形状，色等）とを示すレーン情報とが含まれる。

地図情報３０ａは、レーン分岐図ＤＢ（Database）３０ａ１を含む。レーン分岐図ＤＢ３０ａ１は、道路上のレーン分岐地点におけるレーンの平面視の形状を案内する案内画像としてのレーン分岐図がレーン分岐地点ごとに記録されたデータベースである。レーン分岐図ＤＢ３０ａ１において、レーン分岐図にはレーン分岐地点の位置を示す位置情報が対応付けられている。レーン分岐図ＤＢ３０ａ１において、各レーン分岐図はすべて同一の所定サイズとされており、当該所定サイズは後述する前方画像に重畳するのに適したサイズとされている。なお、レーン分岐地点は、レーンが分岐する地点であればよく、ノードに対応する地点であってもよいし、ノードに対応しないリンク内の地点であってもよい。

また、車両Ｃ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とユーザＩ／Ｆ部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Ｃ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Ｃ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Ｃに作用する角加速度に対応した信号を出力する。カメラ４４は、車両Ｃの前方の前方画像を撮影するイメージセンサである。

図２Ａは、カメラ４４が前方画像を撮影する様子を示す平面図である。カメラ４４は車両Ｃの正面前方を中心とした視野を有し、車両Ｃの前方を俯瞰した前方画像を示す前方画像を撮影する。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Ｃ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。ユーザＩ／Ｆ部４５は、制御部２０から出力された制御信号に基づいて各種案内を出力する出力装置を含む。本実施形態のユーザＩ／Ｆ部４５の出力装置は、音声により案内を出力するスピーカと、画像により案内を表示する表示部としてのディスプレイとを含む。ディスプレイは、車両Ｃの運転者が視認できる方向に設置されており、ディスプレイに表示される画像の縦方向と横方向とがそれぞれ車両Ｃ内において鉛直方向と水平方向となるように設置されている。

制御部２０は、レーン案内表示プログラム２１を実行する。レーン案内表示プログラム２１は、ナビゲーション部２１ａと前方画像取得部２１ｂと案内レーン図取得部２１ｃと表示制御部２１ｄとを含む。
ナビゲーション部２１ａは、目的地までの走行予定経路を案内するために必要な各種機能を制御部２０に実行させるモジュールである。ナビゲーション部２１ａの機能により制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１と車速センサ４２とジャイロセンサ４３の出力信号等に基づいて車両Ｃの現在位置を特定する。そして、ナビゲーション部２１ａの機能により制御部２０は、地図情報３０ａのリンクデータを参照することにより、車両Ｃの現在位置が存在する道路を走行道路として特定する。また、ナビゲーション部２１ａの機能により制御部２０は、地図情報３０ａを参照して、現在位置から目的地までの走行予定経路を公知の経路探索手法により探索する。本実施形態では走行予定経路が予め探索されていることとする。ナビゲーション部２１ａの機能により制御部２０は、車両Ｃの現在位置に基づいて車両Ｃが現在走行している走行道路を特定し、さらに当該走行道路が含むレーンのうち車両Ｃが現在走行している走行レーンを特定する。また、ナビゲーション部２１ａの機能により制御部２０は、走行道路が含むレーンのうち走行予定経路における目的地に到達するために走行すべきレーンを推奨レーンとして特定する。なお、ナビゲーション部２１ａの機能により制御部２０は、走行予定経路を取得できればよく、外部のコンピュータにおいて探索された走行予定経路を通信により取得してもよい。

前方画像取得部２１ｂは、車両Ｃの前方を撮影した前方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。すなわち、前方画像取得部２１ｂの機能により制御部２０は、カメラ４４が撮影した前方画像データを所定の時間周期ごとに連続して取得する。

図２Ｃは、前方画像を示す図である。車両Ｃが水平に走行する場合、前方画像の横方向の位置は、カメラ４４の視野における水平方向の位置に対応し、特にレーン上におけるレーンの幅方向の位置に対応する。一方、前方画像の縦方向の位置は、視野における鉛直方向の位置、および、カメラ４４からの距離に依存する。従って、前方画像の縦方向の位置が高いほど、車両Ｃの走行方向の前方側における遠い位置を示す。

案内レーン図取得部２１ｃは、車両Ｃから所定距離以上前方に存在する道路上のレーンである案内レーンを案内する案内レーン図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。具体的に、案内レーン図取得部２１ｃの機能により制御部２０は、図２Ａに示すように車両Ｃの現在位置から所定距離Ｄ１以上前方にレーン分岐地点が存在する場合に、当該レーン分岐地点を基準とする所定範囲Ｒの平面視の形状を案内するレーン分岐図Ｉをレーン分岐図ＤＢ３０ａ１から取得する。案内レーン図取得部２１ｃの機能により制御部２０は、矩形状の所定範囲Ｒ内に存在し、レーン分岐図Ｉに像が含まれるレーンを案内レーンとする。本実施形態において所定範囲Ｒは、分岐前の案内レーンのレーン方向における長さが所定距離Ｄ１の２倍とされており、当該レーン方向における所定範囲Ｒの中間の位置にレーン分岐地点が存在する。

図２Ｂは、レーン分岐図Ｉを示す。図２Ｂの場合、レーン分岐図Ｉは、２個の案内レーンの案内レーン図を含む案内画像である。レーン分岐図Ｉの左側の案内レーン図は、左側の案内レーンがレーン分岐地点において分岐しないレーン形状を有することを案内する案内レーン図である。一方、レーン分岐図Ｉの右側の案内レーン図は、右側の案内レーンがレーン分岐地点において直進方向の分岐レーンと右方向の分岐レーンとに分岐するレーン形状を有することを案内する案内レーン図である。なお、一般に地図情報３０ａにおいて、レーン分岐地点における分岐前のレーンと分岐後の分岐レーンとは別のレーンとされるが、レーン分岐地点における分岐前後のレーンは単一の案内レーンと見なすこととする。案内レーン図取得部２１ｃの機能により制御部２０は、レーン分岐地点に依存することなく一定の所定サイズ（横Ｘ，縦Ｙ）のレーン分岐図Ｉを取得する。

表示制御部２１ｄは、前方画像に像が含まれる道路上のレーンである前方レーンと案内レーンとの接続関係に基づいて、前方レーンの像と案内レーン図とが前方画像において接続するように案内レーン図を前方画像に重畳し、当該案内レーン図を重畳した前方画像をユーザＩ／Ｆ部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、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像に像が含まれる道路上のレーンである前方レーンを特定する。具体的に、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、地図情報３０ａに基づいて、レーン方向において車両Ｃの現在位置と同一の位置に存在する走行道路上のレーンを前方レーンとして特定する。上述のように前方画像は車両Ｃに備えられたカメラ４４によって撮影された画像である。従って、レーン方向において車両Ｃの現在位置と同一の位置に存在するレーンは、現在位置を撮影位置とするカメラ４４の視野内に存在するレーンであり、前方画像において視認可能に像が含まれる前方レーンであると特定できる。

表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方レーンと案内レーンとがレーン方向に接続する場合、前方画像における前方レーンの左右の区画線の像ＢＬと、レーン分岐図Ｉにおける案内レーンの左右の区画線の像とがそれぞれ前方画像の縦方向に接続するように、レーン分岐図Ｉのサイズを変換し、当該サイズを変換したレーン分岐図Ｉを前方画像に重畳する。本実施形態において、前方レーンと案内レーンとは所定範囲Ｒにおける車両Ｃ側の境界にてレーン方向に接続することとなる。表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、図２Ｃに示すように前方レーンの左右の区画線の像ＢＬを認識し、当該認識した左右の区画線の像ＢＬの前方画像の縦方向の所定位置Ｋにおける位置を前方レーンごとに特定する。さらに、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、左右の区画線の像ＢＬの位置に基づいて、前方レーンごとに所定位置Ｋにおける前方レーンの像の幅ａ，ｂを特定する。なお、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、公知のハフ変換等の線認識手法により、前方画像からレーンの区画線の像ＢＬを認識する。

表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、線認識手法を用いてレーン分岐図Ｉにて案内レーンの区画線の像を認識し、当該認識した区画線の像のレーン分岐図Ｉの下辺における位置を特定する。さらに、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、レーン分岐図Ｉの下辺における案内レーンの左右の区画線の像の位置に基づいて、案内レーンごとにレーン分岐図Ｉの下辺における案内レーン図の幅Ａ，Ｂを特定する。なお、レーン分岐図Ｉに予め案内レーンの区画線の像の位置情報が登録されていてもよく、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、当該位置情報に基づいて案内レーンの左右の区画線の像のレーン分岐図Ｉの下辺における位置を特定してもよい。

表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、互いに接続する前方レーンと案内レーンとの各組について、レーン分岐図Ｉの下辺における案内レーン図の幅Ａ，Ｂが、前方画像の所定位置Ｋにおける前方レーンの像の幅ａ，ｂと一致するように、レーン分岐図Ｉの横方向のサイズを変換する。図２Ｃの例では、レーン分岐図Ｉのうち左側の案内レーン図が描画された横方向の範囲についてはサイズの変換倍率をａ／Ａとし、右側の案内レーン（右側の案内レーンから分岐した分岐レーンも含む）の像が描画された横方向の範囲についてはサイズの変換倍率をｂ／Ｂとする。

表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、互いに接続する前方レーンと案内レーンとの各組について、前方画像の所定位置Ｋにおける前方レーンの左右それぞれの区画線の像ＢＬの位置と、サイズを変換したレーン分岐図Ｉの下辺における案内レーンの左右それぞれの区画線の像の位置とが一致するように、サイズを変換したレーン分岐図Ｉの重畳位置を前方画像にて設定する。表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像における前記重畳位置にサイズを変換したレーン分岐図Ｉを重畳し、当該レーン分岐図Ｉを重畳した前方画像をユーザＩ／Ｆ部４５に表示させる。

一方、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像における前方レーンの左右の区画線の像ＢＬと、レーン分岐図Ｉにおける案内レーンの左右の区画線の像との少なくとも一方が特定できなかった場合に、所定サイズのレーン分岐図Ｉを所定位置に重畳した前方画像をユーザＩ／Ｆ部４５に表示させる。すなわち、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方レーンの左右の区画線の像ＢＬと、案内レーンの左右の区画線の像との少なくとも一方が特定できなかった場合に、図２Ｄに示すように前方画像において、レーン分岐図Ｉを重畳する領域として予め定められた領域に対して、サイズを変換することなくレーン分岐図Ｉを重畳する。本実施形態において前方画像においてレーン分岐図Ｉを重畳する領域として、前方画像に撮影されたレーンの像と重ならない領域が定められている。

前記の構成において、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像に含まれる前方レーンの像と、当該前方レーンと接続する案内レーンについて案内する案内レーン図とが接続するように、案内レーン図を前方画像に重畳する。従って、案内レーンについて案内と、当該案内レーンが接続する前方レーンの像とを前方画像において関連づけて認識することができる。

また、前方レーンと案内レーンとが車両Ｃの走行方向に接続する場合、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像における前方レーンの左右の区画線の像ＢＬと、案内レーン図における案内レーンの左右の区画線の像とがそれぞれ前方画像の縦方向に接続するように、案内レーン図を前方画像に重畳する。これにより、前方レーンの像と案内レーン図とが前方画像の縦方向に接続するため、運転者は前方レーンをレーン方向に走行すれば案内レーンに進入できることを感覚的に認識できる。さらに、前方レーンの左右の区画線の像ＢＬと、案内レーンの左右の区画線の像とがそれぞれ前方画像の縦方向に接続することにより、運転者は前方レーンと案内レーンとがレーン方向に接続することを明確に認識でき、前方レーンの像と案内レーンについての案内とを前方画像において明確に関連づけて認識できる。

さらに、前方画像における前方レーンの左右の区画線の像ＢＬと、案内画像における案内レーンの左右の区画線の像との少なくとも一方が特定できなかった場合、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、所定サイズのレーン分岐図Ｉを所定位置に重畳した前方画像をユーザＩ／Ｆ部４５に表示させる。すなわち、区画線の像が接続するようにレーン分岐図Ｉを前方画像に重畳できない場合には、所定サイズのレーン分岐図Ｉのサイズを変換することなく、そのまま前方画像に重畳する。これにより、区画線の像が接続できる場合と区画線の像が接続できない場合との双方において、所定サイズのレーン分岐図Ｉを利用できる。案内レーン図取得部２１ｃの機能により制御部２０は、前方画像の所定位置に重畳するのに好適な所定サイズのレーン分岐図Ｉを取得しておけばよいため、区画線の像が接続できる場合と区画線の像が接続できない場合とのそれぞれについて個別にレーン分岐図Ｉを生成したり、記録しなくても済む。

（２）レーン案内表示処理：
次に、レーン案内表示プログラム２１の機能により実行されるレーン案内表示処理を説明する。図３はレーン案内表示処理のフローチャートである。レーン案内表示処理は、前方画像取得部２１ｂの機能により制御部２０が所定の時間周期で前方画像を取得するごとに実行するループ処理である。前方画像取得部２１ｂの機能により制御部２０は、カメラ４４にて撮影された前方画像を取得する（Ｓ１００）。

次に、案内レーン図取得部２１ｃの機能により制御部２０は、レーン分岐図Ｉを取得する（Ｓ１０５）。すなわち、車両Ｃから所定距離Ｄ１以上前方においてレーン分岐地点が存在するか否かを判定し、レーン分岐地点が存在する場合には当該レーン分岐地点を含む所定範囲Ｒの平面図を示すレーン分岐図Ｉをレーン分岐図ＤＢ３０ａ１から取得する。本実施形態において案内レーン図取得部２１ｃの機能により制御部２０は、車両Ｃ前方の距離が所定距離Ｄ１以上、かつ、所定距離Ｄ２（不図示）以内となる位置にレーン分岐地点が存在する場合に、レーン分岐図Ｉを取得する。すなわち、車両Ｃから所定距離Ｄ２よりも遠くにレーン分岐地点が存在する段階では、レーン分岐図Ｉを表示させない。これにより、レーン分岐図Ｉの表示期間が不必要に長くなることが防止できる。一方、車両Ｃから所定距離Ｄ１よりも近くにレーン分岐地点が存在する場合には、前方画像において運転者は十分にレーン分岐地点におけるレーンの形状を認識できるため、レーン分岐図Ｉを表示させない。

次に、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像の縦方向の所定位置Ｋにおける前方レーンの区画線の像ＢＬの位置を前方画像において特定する（Ｓ１１０）。まず、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、地図情報３０ａに基づいて、レーン方向において車両Ｃの現在位置と同一の位置に存在する走行道路上のレーンを前方レーンとして特定する。そして、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、線認識手法により前方レーンの区画線の像ＢＬを前方画像にて認識し、当該認識した前方レーンの区画線の像ＢＬと、前方画像における縦方向の所定位置Ｋに生成した横方向の直線（図２Ｃ，二点鎖線）との交点を特定する。すなわち、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像において、前方レーンの左右の区画線のそれぞれについて区画線の像ＢＬの位置の特定を試みる。また、複数の前方レーンが特定された場合、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像において、複数の前方レーンのそれぞれについて左右それぞれの区画線の像ＢＬの位置の特定を試みる。なお、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方レーンの区画線のうち一部の区画線の像ＢＬの位置が特定できた場合に、当該特定できた区画線の像ＢＬの位置に基づいて、特定できなかった区画線の像ＢＬの位置を類推してもよい。例えば、ある前方レーンについて左右の区画線の像ＢＬの位置が特定できた場合、当該特定できた位置同士の間隔と一致する横方向の周期で、前方画像における縦方向の所定位置Ｋにおいて他の前方レーンの区画線の像ＢＬが位置すると類推できる。同一の走行道路に含まれる複数の前方レーンの幅は互いに一致すると推定できるからである。

次に、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、レーン分岐図Ｉの下辺における案内レーンの区画線の像の位置を特定する（Ｓ１１５）。すなわち、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、線認識手法により案内レーンの区画線の像をレーン分岐図Ｉにて認識し、当該認識した案内レーンの区画線の像と、レーン分岐図Ｉの下辺との交点を特定する。すなわち、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、地図情報３０ａを参照して、レーン分岐図Ｉに案内レーン図が含まれる案内レーンの左右の区画線のそれぞれについて、レーン分岐図Ｉにて区画線の像の位置の特定を試みる。また、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、レーン分岐図Ｉに複数の案内レーンの案内レーン図が含まれる場合、複数の案内レーンのそれぞれについて左右それぞれの区画線の像の位置の特定をレーン分岐図Ｉにて試みる。

表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方レーンと案内レーンとのすべてについて左右それぞれの区画線の像の位置が特定できたか否かを判定する（Ｓ１２０）。なお、ステップＳ１１５において、特定できた区画線の像ＢＬの位置に基づいて、特定できなかった区画線の像ＢＬの位置を類推した場合、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、当該類推した区画線の像ＢＬについても位置が特定できたと見なす。前方レーンと案内レーンとのすべてについて左右それぞれの区画線の像の位置が特定できたと判定された場合、実空間において互いに接続する前方レーンの区画線と案内レーンの区画線との各組について、前方レーンの区画線の像ＢＬと案内レーンの区画線の像とが接続するように、レーン分岐図Ｉを横方向にサイズを変換する（Ｓ１３０）。表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、レーン分岐図Ｉの下辺における案内レーン図の幅Ａ，Ｂが、前方画像の縦方向の所定位置Ｋにおける前方レーンの像の幅ａ，ｂに一致するように、レーン分岐図Ｉが含む案内レーン図ごとに横方向のサイズの変換倍率ａ／Ａ，ｂ／Ｂを設定する。

次に、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、レーン分岐図Ｉを縦方向にサイズを変換する（Ｓ１３５）。本実施形態において、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、ステップＳ１３０における横方向のサイズを変換する前における所定サイズのレーン分岐図Ｉのアスペクト比（Ｘ：Ｙ）を維持するように、横方向におけるサイズを変換したレーン分岐図Ｉを縦方向にサイズを変換する。これにより、前方レーンの像の幅に依存してレーン分岐図Ｉが極端に縦長または横長となることが防止できる。

さらに、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、互いに対応する前方レーンの区画線の像ＢＬと、案内レーンの区画線の像同士が接続するように、前方画像におけるレーン分岐図Ｉの重畳位置を設定する（Ｓ１４０）。すなわち、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、互いに接続する前方レーンと案内レーンとの各組について、前方画像の所定位置Ｋにおける前方レーンの左右それぞれの区画線の像ＢＬの位置と、サイズを変換したレーン分岐図Ｉの下辺における案内レーンの左右それぞれの区画線の像の位置とが一致するように、レーン分岐図Ｉの重畳位置を前方画像にて設定する。

そして、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、レーン分岐図Ｉを前方画像に重畳する（Ｓ１４５）。さらに、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、レーン分岐図Ｉを重畳した前方画像をユーザＩ／Ｆ部４５に表示させる（Ｓ１５０，図２Ｃ）。なお、本実施形態では、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、走行予定経路上の目的地に到達するために車両Ｃが走行すべき案内レーンを示す矢印Ｚをレーン分岐図Ｉに重畳する（図２Ｃ）。

一方、ステップＳ１２０にて前方レーンと案内レーンとのすべてについて左右それぞれの区画線の像の位置が特定できたと判定されなかった場合、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像における所定位置をレーン分岐図Ｉの重畳位置として設定する（Ｓ１５５）。すなわち、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像に撮影されたレーンの像と重ならない領域にレーン分岐図Ｉが重畳できる位置をレーン分岐図Ｉの重畳位置として設定する。そして、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、レーン分岐図Ｉを前方画像に重畳する（Ｓ１４５）。さらに、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、レーン分岐図Ｉを重畳した前方画像をユーザＩ／Ｆ部４５に表示させる（Ｓ１５０，図２Ｄ）。

以上説明したように、案内レーン図を前方レーンの像に接続して表示させることにより、案内レーンの形状を前方レーンと関連づけて認識することができる。図２Ｃの場合、右側の前方レーンに対して、右側へ分岐する分岐レーンを含む形状の案内レーンが接続していることを認識することができ、案内線ＧＬが示すように右側へとレーン変更する意義を運転者は理解できる。すなわち、レーン分岐図Ｉに示された矢印Ｚが示すように将来的に右側の分岐レーンを走行するために、右側の前方レーンへとレーン変更すべきことを認識できる。

（３）他の実施形態：
前記実施形態においては、前方レーンに対してレーン方向に接続する案内レーンについて案内を行う例を説明したが、前方レーンに対して分岐する案内レーンについて案内を行ってもよい。図４Ａは道路の平面図であり、道路の形状は前記実施形態（図２Ａ）と同じである。本実施形態において、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、車両Ｃから所定距離Ｄ１以上前方に存在するレーン分岐地点において、直進方向以外に分岐している分岐レーンを案内レーン（ハッチング）とし、当該案内レーンを示す図を取得する。

そして、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方レーンと案内レーンとが幅方向に隣接する場合、前方レーンの像と案内レーンを示す図とが前方画像の横方向に隣接するように案内レーンを示す図を前方画像に重畳し、当該前方画像を重畳した前方画像をユーザＩ／Ｆ部４５に表示させる。図４Ｂは、本実施形態における前方画像を示す図である。同図に示すように、前方レーンから分岐し、かつ、前方レーンに対して幅方向に隣接する案内レーンを示す案内レーンを示す図Ｆ（ハッチング）が、右側の前方レーンの像に対して横方向に右側から隣接するように重畳されている。案内レーンは右側の前方レーンに対してレーンの幅方向に右側から隣接しており、実空間における前方レーンと案内レーンとの接続関係が、前方画像における前方レーンの像と案内レーンを示す図Ｆとの接続関係においても維持されている。

具体的に、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像の下辺における前方レーンの像の幅ｃに基づいて、前方画像の下辺における案内レーンを示す図Ｆの幅ｄを特定する。例えば、図４Ｂのように案内レーンが走行レーンに隣接する場合、走行レーンに対して同様に隣接する前方レーンの像の幅ｃを、前方画像の下辺における案内レーンを示す図Ｆの幅ｄとしてもよい。表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像の下辺において案内レーンを示す図Ｆが隣接する前方レーンの像から案内レーンの隣接方向に幅ｄだけ離れた点Ｑを特定し、当該特定した点Ｑと消失点とを結ぶ線を案内レーンを示す図Ｆの輪郭線Ｐ（一点鎖線）とする。表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、案内レーンを示す図Ｆが隣接する前方レーンの像と、輪郭線Ｐとの間の領域を案内レーンを示す図Ｆとする。本実施形態において、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前方画像の下辺から所定量だけ上方の範囲において、案内レーンを示す図Ｆの幅を下方ほど狭くする。これにより、案内レーンが前方レーンから分岐する接続関係にあることを感覚的に認識させることができる。

本実施形態において表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、案内レーンが推奨レーンである場合に、走行レーンの像上の実線の案内線ＧＬ１と、走行レーンの像から案内レーン図Ｆへと向かう破線の案内線ＧＬ２とを前方画像に重畳する。これにより、運転者は、実線によって強調された案内線ＧＬ１に基づいてしばらくは走行レーンを直進し、破線によって案内線ＧＬ１よりも強調度が小さくされた案内線ＧＬ２に基づいて将来的に右側に分岐する案内レーンにレーン変更すべきことを認識できる。

前記実施形態においては、車両Ｃの前方における所定距離Ｄ１以上、かつ、所定距離Ｄ２未満の範囲にレーン分岐地点が存在する場合に、案内レーン図を表示させることとしたが、レーン分岐地点の存在有無に拘わらず常に案内レーン図を表示させてもよい。また、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、前記所定範囲において単一の前方レーンとレーン方向に接続する案内レーンから複数の分岐レーンが連続して分岐している場合に、当該案内レーンから複数の分岐レーンが分岐する形状を示す含むレーン分岐図Ｉを表示させてもよい。これにより、複数の分岐レーンのうち車両Ｃを走行させるべきレーンを容易に認識できる。

さらに、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、走行予定経路が探索されていない場合において、案内レーン図を表示させてもよい。すなわち、表示制御部２１ｄの機能により制御部２０は、必ずしも前方画像に推奨レーンを指し示す案内線ＧＬを重畳しなくてもよい。この場合であっても、前方レーンと関連づけて案内レーンの案内を認識することができる。

なお、案内レーンの形状を案内する案内レーン図は、前方画像または直視において案内レーンの像を視認するよりも、案内レーンの形状の視認性が良好となる図であることが望ましい。案内レーンの形状を案内する案内レーン図は、レーンの俯瞰図であってもよいし、レーン形状の模式図やレーン形状を示す記号であってもよい。さらに、案内レーン図は、コンピュータグラフィックでもよいし、写真であってもよい。

案内レーン図取得部２１ｄの機能により制御部２０は、案内レーンの案内内容を画像化した案内レーン図を取得すればよく、必ずしも案内レーンの形状を案内する案内レーン図を取得しなくてもよい。例えば、案内レーン図は、案内レーンの行き先を案内してもよいし、案内レーン上の地物を案内してもよいし、案内レーンが車両を走行させるべき推奨レーンであるか否かを案内してもよいし、案内レーンについての交通情報や規制情報を案内してもよい。

１０…ナビゲーション装置、２０…制御部、２１…レーン案内表示プログラム、２１ａ…ナビゲーション部、２１ｂ…前方画像取得部、２１ｃ…案内レーン図取得部、２１ｄ…表示制御部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、３０ａ１…レーン分岐図ＤＢ、４１…受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、４４…カメラ、４５…ユーザＩ／Ｆ部、ＢＬ…区画線の像、Ｃ…車両、ＧＬ…案内線、Ｉ…レーン分岐図、Ｆ…案内レーン図。

Claims (7)

1. 車両の前方を撮影した前方画像を取得する前方画像取得手段と、
   前記車両から所定距離以上前方に存在する道路上のレーンである案内レーンを案内する案内レーン図を記録したデータベースから前記案内レーン図を取得する案内レーン図取得手段と、
   前記前方画像に像が含まれる道路上のレーンである前方レーンと前記案内レーンとの接続関係に基づいて、前記前方レーンの像と前記案内レーン図とが前記前方画像において接続するように前記案内レーン図を前記前方画像に重畳し、当該案内レーン図を重畳した前記前方画像を表示部に表示させる表示制御手段と、
   を備えるレーン案内表示システム。
2. 前記表示制御手段は、前記前方レーンと前記案内レーンとが前記車両の走行方向に接続する場合、前記前方レーンの像と前記案内レーン図とが前記前方画像の縦方向に接続するように前記案内レーン図を前記前方画像に重畳し、当該案内レーン図を重畳した前記前方画像を前記表示部に表示させる、
   請求項１に記載のレーン案内表示システム。
3. 前記表示制御手段は、前記前方レーンと前記案内レーンとが前記車両の走行方向に接続する場合、前記前方画像における前記前方レーンの左右の区画線の像と、前記案内レーン図における前記案内レーンの左右の区画線の像とがそれぞれ前記前方画像の縦方向に接続するように前記案内レーン図を前記前方画像に重畳し、当該案内レーン図を重畳した前記前方画像を前記表示部に表示させる、
   請求項１または請求項２に記載のレーン案内表示システム。
4. 前記案内レーン図取得手段は、前記案内レーン図を含む所定サイズの案内画像を取得し、
   前記表示制御手段は、前記前方レーンと前記案内レーンとが前記車両の走行方向に接続する場合、
   前記前方画像における前記前方レーンの左右の区画線の像と、前記案内画像における前記案内レーンの左右の区画線の像とがそれぞれ前記前方画像の縦方向に接続するように前記案内画像のサイズを変換して前記前方画像に重畳し、当該サイズを変換した前記案内画像を重畳した前記前方画像を前記表示部に表示させるとともに、
   前記前方画像における前記前方レーンの左右の区画線の像と、前記案内画像における前記案内レーンの左右の区画線の像との少なくとも一方が特定できなかった場合に、前記所定サイズの前記案内画像を所定位置に重畳した前記前方画像を前記表示部に表示させる、
   請求項３に記載のレーン案内表示システム。
5. 前記表示制御手段は、前記案内レーンが前記前方レーンから分岐し、かつ、前記前方レーンに対して幅方向に隣接する場合、前記前方レーンの像と前記案内レーンを示す図とが前記前方画像の横方向に隣接するように、前記案内レーンを示す図を重畳した前記前方画像を前記表示部に表示させる、
   請求項１に記載のレーン案内表示システム。
6. 前方画像取得手段が、車両の前方を撮影した前方画像を取得する前方画像取得工程と、
   案内レーン図取得手段が、前記車両から所定距離以上前方に存在する道路上のレーンである案内レーンを案内する案内レーン図を記録したデータベースから前記案内レーン図を取得する案内レーン図取得工程と、
   表示制御手段が、前記前方画像に像が含まれる道路上のレーンである前方レーンと前記案内レーンとの接続関係に基づいて、前記前方レーンの像と前記案内レーン図とが前記前方画像において接続するように前記案内レーン図を前記前方画像に重畳し、当該案内レーン図を重畳した前記前方画像を表示部に表示させる表示制御工程と、
   を含むレーン案内表示方法。
7. 前方画像取得手段が、車両の前方を撮影した前方画像を取得する前方画像取得機能と、
   案内レーン図取得手段が、前記車両から所定距離以上前方に存在する道路上のレーンである案内レーンを案内する案内レーン図を記録したデータベースから前記案内レーン図を取得する案内レーン図取得機能と、
   表示制御手段が、前記前方画像に像が含まれる道路上のレーンである前方レーンと前記案内レーンとの接続関係に基づいて、前記前方レーンの像と前記案内レーン図とが前記前方画像において接続するように前記案内レーン図を前記前方画像に重畳し、当該案内レーン図を重畳した前記前方画像を表示部に表示させる表示制御機能と、
   をコンピュータに実現させるレーン案内表示プログラム。

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