JP6107956B2 - 車両用走行案内装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、乗員に車両がどのような予定走行状況で走行するかを案内することができる車両用走行案内装置及び方法に関する。

特許文献１には、自車両の位置から案内点（例えば交差点）までの距離に応じて目標経路を色分けすることが記載されている。

特開２０１１−１８５９５１号公報

特許文献１に記載の技術では、乗員は、現在位置より先の自車両の駆動状態または加速状態や、制動状態または減速状態を把握することができないといった問題点があった。

本発明は、乗員に、この先、自車両が駆動状態または加速状態となるのか、あるいは制動状態または減速状態となるのかを案内することができる車両用走行案内装置及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、設定された自車両の予定走行経路に対応する経路画像を、自車両の駆動力及び／または制動力、または、自車両の加速度及び／または減速度に対応した表示形態で、表示部に表示する。

本発明の車両用走行案内装置及び方法によれば、乗員に、自車両が駆動状態または加速状態となるのか、制動状態または減速状態となるのかについて案内することができる。

図１は、一実施形態の車両用走行案内装置を示すブロック図である。 図２は、一実施形態の車両用走行案内装置を搭載した車両の一例を示す斜視図である。 図３は、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法で用いる地図情報に含まれる各種の情報を示す図である。 図４は、図１中の制御部１０の機能的な内部構成を示すブロック図である。 図５は、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法で策定する走行計画の概略を説明するための図である。 図６は、図５に示す走行計画に従って車両が走行する状態を概念的に示す図である。 図７は、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法で用いる走行予定線の第１の例を示す図である。 図８は、図７に示す走行予定線の第１の例の詳細を説明するための図である。 図９は、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法で用いる走行予定線の第２の例を示す図である。 図１０は、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法で用いる走行計画画像の第１の例であり、一定速と減速の状態を示す図である。 図１１は、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法で用いる走行計画画像の第１の例であり、一定速と加速の状態を示す図である。 図１２は、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法で用いる走行計画画像の第２の例であり、一定速と減速の状態を示す図である。 図１３は、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法で用いる走行計画画像の第２の例であり、一定速と加速の状態を示す図である。 図１４は、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法で用いる走行計画画像の第３の例であり、加速状態と減速状態を示す図である。 図１５は、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法で用いる走行計画画像の第４の例であり、加速状態と減速状態とコースト状態を示す図である。 図１６は、一実施形態の車両用走行案内装置における動作及び一実施形態の車両用走行案内方法の手順を示すフローチャートである。 図１７は、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法で用いる走行計画画像の第５の例を示す図である。

以下、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法について、添付図面を参照して説明する。図１に示す一実施形態の車両用走行案内装置は、例えば図２に示す車両１００に搭載されている。以下の説明においては、車両１００が、運転者が存在しなくても、車両１００自体による制御によって自動走行する自動運転車両である場合を例とする。

図１において、測位部１１は、車両１００の現在位置を測位する。測位部１１は、例えば、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を図２に示すＧＰＳアンテナ１１ａで受信して、車両１００の現在位置を測位する。測位部１１が車両１００の現在位置を測位した測位データＤ１１は、制御部１０に入力される。

測位部１１は、ジャイロ等のＧＰＳ以外の測位方法で車両１００の現在位置を測位してもよい。測位部１１は、ＧＰＳとジャイロとを組み合わせて現在位置を測位してもよい。測位部１１の機能を制御部１０の内部に設けてもよい。

地図情報保持部１２は、地図情報を保持する。地図情報は、３次元（３Ｄ）表示が可能な情報であってもよい。地図情報保持部１２は、ハードディスク・ドライブ，半導体メモリ，光ディスク等の任意の記録媒体でよい。地図情報保持部１２より出力された地図データＤ１２は、制御部１０に入力される。

図３に示すように、地図データＤ１２は、地図情報として複数の情報を含む。地図データＤ１２は、交差点や道路と道路との結節点を示すノード情報Ｄ12Nと、ノード情報Ｄ12Nが示すノードとノードとの間の道路区間に相当するリンク情報Ｄ12Lを含む。地図データＤ１２は、それぞれのリンク（即ち、それぞれの道路区間）の制限速度情報Ｄ12sを含む。

地図データＤ１２は、高度情報Ｄ12Hを含んでいてもよい。制御部１０は、高度情報Ｄ12Hに基づいて車両１００が走行する道路の勾配を求めることができる。制御部１０は、ＧＰＳ電波に基づいて道路の勾配を求めてもよい。地図データＤ１２は、道路の周囲に位置する建物等の道路周囲情報Ｄ12Eを含む。道路周囲情報Ｄ12Eは、３Ｄの情報であるとする。

図２に示すように、車両１００内には、車両１００の外部前方を撮影するカメラ１３が取り付けられている。カメラ１３は、車両１００が走行する道路を画角内に含むように前方の景色を撮影する。カメラ１３の取り付け位置は、図２に示す位置に限定されない。図２に示す例では、カメラ１３を１つとしているが、カメラ１３が２つである、いわゆるステレオカメラとしてもよい。カメラ１３で車両１００の前方を撮影した撮影データＤ１３は、制御部１０に入力される。

車両１００の例えばフロントグリルの内側には、測距センサ１４が取り付けられている。測距センサ１４は、レーザレーダやミリ波レーダで構成することができる。測距センサ１４は、車両１００の前方に存在する物体との距離を測定する。測距センサ１４による測距データＤ１４は、制御部１０に入力される。

測距センサ１４は、車両１００の前方に位置する障害物を検出するために設けられている。車両１００の前方に位置する障害物とは、車両１００の前方に侵入してくる障害物を含む。車両１００の前方を走行する先行車両は障害物の１つである。制御部１０は、測距データＤ１４に基づいて障害物を検出する。制御部１０は、測距データＤ１４及び撮影データＤ１３に基づいて障害物を検出してもよい。また、制御部１０は、撮影データＤ１３のみに基づいて障害物を検出してもよい。

車両１００は、走行する車両１００の速度を検出する車速センサ１５を備える。車速センサ１５は車両１００の車速を検出する車速検出部であり、例えば車輪速センサよりなる。車速センサ１５による車速データＤ１５は、制御部１０に入力される。

乗員が操作部１６を操作して目的地を設定すると、目的地の設定データＤ１６は制御部１０に入力される。操作部１６によって、経由地や優先すべき道路等、目的地以外の経路案内に必要な他の情報を設定してもよい。他の情報を設定した場合には、設定データＤ１６は他の情報の設定データを含む。

制御部１０は、測位データＤ１１と地図データＤ１２と設定データＤ１６とに基づいて、現在地から目的地までの走行経路データＤ101を生成する。走行経路データＤ101は、走行経路データ保持部１７に保持される。走行経路データ保持部１７は、不揮発性メモリである。

後述するように、一実施形態の車両用走行案内装置及び方法においては、制御部１０は、走行経路データＤ101及び後述する各種の情報に基づいて、車両１００の走行状況をどのように制御するかを視覚的に示すための走行計画画像データＤ102を生成する。

走行計画画像データＤ102は、カメラ１３からの撮影データＤ１３によるカメラ画像上に、車両１００が走行する走行予定線と走行状況識別画像とを重畳した画像データである。

走行状況識別画像は、車両１００が、駆動力がかけられて駆動状態で走行するのか制動力がかけられて制動状態で走行するのかの走行状況を示す。走行状況識別画像は、駆動状態と制動状態とは関係なく、車両１００が加速している加速状態であるか減速している減速状態であるかの走行状況を示してもよい。走行計画画像データＤ102が示す走行計画画像の詳細については後に詳述する。

制御部１０は、走行計画画像データＤ102をモニタ（表示部）１８に供給する。

車両１００は、車両１００を走行させるための走行装置２２を備える。走行装置２２は、ステアリング２２ｓ，アクセル２２ａ，ブレーキ２２ｂを含む。走行装置２２は、加速または減速のためのギア等の変速機構を含んでもよい。走行装置駆動部２１は、制御部１０による制御に基づいて、走行装置２２を駆動する。

図４を用いて、制御部１０の具体的な動作について説明する。図４は、制御部１０の機能的な内部構成を示している。制御部１０をマイクロコンピュータで構成してもよい。以下に説明する制御部１０の動作は、コンピュータプログラムで実現することも可能である。

図４において、走行経路データ生成部１０１には、測位データＤ１１と地図データＤ１２と設定データＤ１６とが入力される。走行経路データ生成部１０１は、地図データＤ１２に基づき、測位データＤ１１が示す現在位置から設定データＤ１６が示す目的地までの予定走行経路を示す走行経路データＤ101を生成する。

走行経路データＤ101は走行経路データ保持部１７に保持され、走行経路データＤ101のうち、車両１００の進行に伴って経路案内に必要な部分のデータが読み出される。車両が予定走行経路から外れた場合は、走行経路データ生成部１０１は、新たな予定走行経路を示す走行経路データＤ101を生成して走行経路データＤ101を更新する。走行経路データ生成部１０１は、自車両の予定走行経路を設定する予定走行経路設定部である。

走行経路データ生成部１０１が走行経路データ保持部１７より読み出した走行経路データＤ101は、走行計画画像データ生成部１０２及び走行計画策定部１０３に入力される。

走行計画画像データ生成部１０２には、走行経路データＤ101の他、測位データＤ１１，地図データＤ１２，撮影データＤ１３が入力される。走行計画画像データ生成部１０２で実行される処理については後述する。

走行計画策定部１０３には、走行経路データＤ101の他、測位データＤ１１，地図データＤ１２，撮影データＤ１３，車速データＤ１５が入力される。走行計画策定部１０３は、車両１００をどのような車速で走行させるかの計画を策定する車速計画策定部1031と、車両１００を走行させる目標点（走行目標点）を設定する走行目標点設定部1032とを有する。

前述のように、地図データＤ１２は、道路周囲情報Ｄ12Eを含む。よって、走行計画策定部１０３は、地図データＤ１２と撮影データＤ１３とを照らし合わせることによって、車両１００が、走行経路データＤ101が示す予定走行経路上のどこを走行しているかを特定することができる。走行計画策定部１０３は、地図データＤ１２と撮影データＤ１３とに加えて、測位データＤ１１を参照して、車両１００が走行している道路上の位置を特定してもよい。

図５を用いて、車速計画策定部1031及び走行目標点設定部1032の動作を説明する。車両１００は、走行経路データＤ101に基づいて、矢印で示すように、リンクＬ１で示す道路区間を走行し、ノードＮ１で左方向へと進路を変え、リンクＬ２で示す道路区間を走行するものとする。走行目標点設定部1032は、所定間隔で車両１００を走行させる道路上の走行目標点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…を設定する。

走行目標点設定部1032は、それぞれの時点での車両１００の道路上の位置から所定時間走行した位置までの距離、または、それぞれの時点での車両１００の道路上の位置から走行方向前方の所定距離における走行目標点を設定する。図５に示す例では、走行目標点設定部1032は、車両１００の現在位置から走行目標点Ｐ７までの距離に走行目標点を設定する。

車両１００の現在位置から、車両１００から最も離れた前方の走行目標点までの距離を走行計画策定距離と称することとする。走行目標点設定部1032は、車速に応じて走行計画策定距離を設定してもよい。走行目標点設定部1032は、車速が速いほど走行計画策定距離を長くしてもよい。走行計画策定距離を長くすれば、後述する走行状況識別画像も長くなる。

具体的には、走行目標点設定部1032は、車速を複数の範囲に分け、車速が遅い範囲ほど走行計画策定距離を短く、車速が速い範囲ほど走行計画策定距離を長く設定する。走行目標点設定部1032は、例えば、車速が４０ｋｍ／ｈであれば走行計画策定距離を５０ｍ、車速が６０ｋｍ／ｈであれば走行計画策定距離を８０ｍのように設定すればよい。

また、走行目標点設定部1032は、車速に応じて走行目標点を設定する間隔を決定してもよい。走行目標点設定部1032は、車速が遅い範囲ほど間隔を短く、車速が速い範囲ほど間隔を長く設定する。例えば、走行目標点設定部1032は、車速が３０ｋｍ／ｈであれば１．５ｍ間隔、４０ｋｍ／ｈであれば２ｍ間隔、６０ｋｍ／ｈであれば４ｍ間隔のように設定すればよい。

走行目標点設定部1032は、車両１００の例えば中心点や前輪の中央点が道路上を通過する位置を走行目標点として設定する。走行計画策定部１０３は、撮影データＤ１３によって車両１００が走行する車線を認識することができる。走行目標点設定部1032は、車線の例えば中央に走行目標点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…を設定すればよい。

前述のように、地図データＤ１２は、それぞれの道路区間の制限速度情報Ｄ12sを含む。よって、車速計画策定部1031は、リンクＬ１，Ｌ２それぞれの道路区間において、車両１００の車速をどのように設定して車両１００を走行させるかの車速計画を策定することができる。

図５に示す例では、リンクＬ１の制限速度が４０ｋｍ／ｈであり、リンクＬ２の制限速度が３０ｋｍ／ｈである。車速計画策定部1031は、リンクＬ１の道路区間において、走行目標点Ｐ１〜Ｐ３それぞれに対して時速４０ｋｍ／ｈと設定し、走行目標点Ｐ４に対して例えば時速３６ｋｍ／ｈと設定し、走行目標点Ｐ５に対して例えば時速３２ｋｍ／ｈと設定する。

ノードＮ１は、走行目標点設定部1032で設定した走行目標点とは異なる位置にある。この場合でも、車速計画策定部1031は、ノードＮ１に対して時速を設定してもよい。車速計画策定部1031は、ノードＮ１に対して時速３０ｋｍ／ｈと設定する。車速計画策定部1031は、リンクＬ２の道路区間において、走行目標点Ｐ６，Ｐ７それぞれに対して時速３０ｋｍ／ｈと設定する。

以上のようにして、走行計画策定部１０３は、車両１００が走行する道路の前方に走行計画策定距離を設定し、走行計画策定距離内の道路上に所定間隔で走行目標点を設定する。そして、走行計画策定部１０３は、それぞれの走行目標点に対して車両１００を走行させる際の車速を設定した走行計画を策定する。

走行計画策定部１０３は、策定した走行計画を示す走行計画データＤ103を走行装置駆動部２１及び走行計画画像データ生成部１０２に供給する。走行計画データＤ103は、走行目標点データとそれぞれの走行目標点の車速データとを含む。走行計画画像データ生成部１０２に走行目標点データのみを供給してもよい。

走行装置駆動部２１は、走行計画データＤ103に基づいて走行装置２２を駆動する。よって、車両１００は、走行経路データＤ101が示す予定走行経路に沿って、走行計画策定部１０３が策定した走行計画に従って自動的に走行する。

図６は、車両１００がリンクＬ１，Ｌ２の道路区間を走行計画データＤ103が示す走行計画に従って走行する状態を、車両１００から見た状態で概念的に示している。車線の例えば中央に走行目標点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…が設定されている。車両１００は、走行目標点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，…を順次たどるようにして、それぞれの走行目標点に対して設定された車速で走行していく。

図５では、説明を簡略化するために、車両１００の前方を走行する先行車両等の障害物が存在せず、車両１００が制限速度で走行できる状態を示している。実際には、車両１００は、信号機や障害物の存在によって停止したり減速したりする必要がある。

信号機は交差点近傍に設置されており、概ね配置されている高さが決まっている。よって、走行計画策定部１０３は、撮影データＤ１３に基づいて、信号機の色を判別することができる。車速計画策定部1031は、制限速度以外の条件として、信号機の色に応じて、それぞれの走行目標点に対して車速を設定する。

走行計画策定部１０３は、車両１００が予定走行経路に沿って走行するときの道路に関する情報を検出する道路情報検出部として動作している。道路に関する情報とは具体的には道路標識であり、例えば、道路の制限速度や信号機である。

また、走行計画策定部１０３は、道路に関する情報と、車両１００の車速とに基づいて、車両１００が予定走行経路に沿って走行するときに車両１００を駆動状態（または加速状態）と制動状態（または減速状態）とのいずれかに設定する予定走行状況設定部として動作している。

図４において、障害物検出部１０４には、撮影データＤ１３及び測距データＤ１４が入力される。障害物検出部１０４は、撮影データＤ１３と測距データＤ１４との少なくとも一方を用いて、障害物を検出する。障害物検出部１０４は、撮影データＤ１３と測距データＤ１４との双方を用いて障害物を検出してもよい。

障害物とは、車両１００の安全な走行に対する妨げとなる物体（人を含む）である。例えば、先行車両の他、走行中の車両１００の前方に飛び出してくる人物や車両（自動車または自転車）、道路上に駐車している車両等が障害物に当たる。

障害物検出部１０４は、障害物を検出したら、障害物を検出したことを示す障害物検出データＤ104を走行計画策定部１０３に供給する。障害物検出データＤ104は、車両１００と障害物との距離データを含む。車速計画策定部1031は、制限速度及び信号機の色以外の条件として、さらに、障害物の存在の有無、車両１００と障害物との距離に応じて、それぞれの走行目標点に対して車速を設定する。

予定走行状況設定部である走行計画策定部１０３は、障害物検出部１０４が検出した障害物の有無または車両１００と障害物との距離に応じて、車両１００を駆動状態（または加速状態）と制動状態（または減速状態）とのいずれかに設定する。

走行計画画像データ生成部１０２は、走行計画策定部１０３と同様、車両１００が走行している道路上の位置を特定して車線を認識する。走行計画画像データ生成部１０２は、走行計画データＤ103に含まれる走行目標点データに基づいて、撮影データＤ１３によるカメラ画像上に走行目標点に基づいて生成する走行予定線を重畳させた画像データを生成する。

図７は、走行予定線の第１の例を示している。車両１００は、車線ＬＮ０を上方へと走行しているとする。第１の例は、走行目標点をつなぎ、所定の幅Ｗｒ１を有する直線（または曲線）よりなる走行予定線Ｒ１を示している。第１の例である走行予定線Ｒ１は、車両１００の車幅Ｗ100のほぼ中央が通る線を示す。

走行計画画像データ生成部１０２は、走行予定線Ｒ１の幅Ｗｒ１を次のように設定する。図８において、直線Ｒ１０は、走行目標点をつなぐ線である。走行装置駆動部２１が走行計画データＤ103に基づいてステアリング２２ｓを駆動して、車両１００をまっすぐに走行させたとしても、道路表面上の段差等により車両１００は直線Ｒ１０上を走行しないことがある。車両１００は、曲線Ｒ２０で示すように、左右にふらつく。

走行予定線が図８に示す細い直線Ｒ１０であると、乗員は、走行予定線と車両１００の左右のふらつきとのずれに違和感を覚えることがある。そこで、車両１００の左右のふらつきを考慮して、走行予定線Ｒ１の幅Ｗｒ１をふらつきの幅以上としてもよい。

車両１００の左右のふらつきの程度は、車両１００をまっすぐに走行させるようステアリング２２ｓを駆動したとき、ステアリング２２ｓのぶれによって生じる制御誤差値Ｄｓｓに相当する。図４に示すように、走行計画画像データ生成部１０２には、走行装置駆動部２１より制御誤差値Ｄｓｓが入力される。走行計画画像データ生成部１０２は、走行予定線Ｒ１の幅Ｗｒ１をステアリング２２ｓの制御誤差値Ｄｓｓに応じて設定する。

図９は、走行予定線の第２の例を示している。第２の例は、走行目標点をつなぐ直線と平行に、２本の走行予定線Ｒ２を表示する例を示している。走行計画画像データ生成部１０２は、２本の走行予定線Ｒ２の間隔を車両１００の概ね車幅Ｗ100に設定する。走行計画画像データ生成部１０２は、２本の走行予定線Ｒ２の間隔を、制御誤差値Ｄｓｓを考慮して、車幅Ｗ100よりも広い幅Ｗ110に設定してもよい。

幅Ｗ110は、左側の走行予定線Ｒ２を車両１００の左側へのぶれよりも外側、右側の走行予定線Ｒ２を車両１００の右側へのぶれよりも外側とした幅とすればよい。２本の走行予定線Ｒ２の間隔を幅Ｗ110とすれば、車両１００が左右にふらついても車両１００は走行予定線Ｒ２の外側にはみ出さない。よって、乗員は違和感を覚えにくい。

後述するように、１本の走行予定線Ｒ１、または、２本の走行予定線Ｒ２で囲まれた範囲は、車両１００の走行状況を示す識別画像（走行状況識別画像）を重畳させる部分となる。走行計画画像データ生成部１０２は、最小で車両１００のステアリング２２ｓの制御誤差に相当する幅とし、最大で車両１００の車幅Ｗ100に制御誤差に相当する幅を加えた幅とする。

走行計画画像データ生成部１０２は、カメラ画像上に走行予定線Ｒ１またはＲ２を重畳させた上で、車両１００の走行状況を示す走行状況識別画像を重畳させた走行計画画像データＤ102を生成する。車両１００の走行状況とは、具体的には、車両１００が駆動状態（または加速状態）にあるか制動状態（または減速状態）にあるかである。

車両１００の走行状況とは、駆動力も制動力もかけていないコースト状態を含んでもよい。コースト状態は、車両１００加速状態にあるコースト状態と減速状態にあるコースト状態とを含んでもよい。

図１０及び図１１は、モニタ１８に表示され、カメラ画像上に重畳される走行状況識別画像の第１の例を示している。図１０及び図１１は、走行予定線を図９で説明した２本の走行予定線Ｒ２とした場合を示している。

図１０において、障害物検出部１０４は、車線ＬＮ０を走行する車両１００（自車両）の前方に位置する先行車両１５０を障害物として検出して、障害物検出データＤ104を走行計画策定部１０３に供給する。走行計画策定部１０３は、障害物検出データＤ104が入力されたことから、それぞれの走行目標点に対して車速を段階的に減速させるように車速を設定する。

図１０に示すように、走行計画画像データ生成部１０２は、２本の走行予定線Ｒ２の間の領域であり、車両１００が駆動状態にあり一定速となっている範囲に対して、走行状況識別画像（第１の識別画像）Ｉm10を重畳させている。また、走行計画画像データ生成部１０２は、２本の走行予定線Ｒ２の間の領域であり、車両１００が制動状態にあり減速となっている範囲に対して、走行状況識別画像（第２の識別画像）Ｉm11を重畳させている。

走行計画画像データ生成部１０２は、一例として、走行状況識別画像Ｉm10と走行状況識別画像Ｉm11との色を異ならせた状態の走行計画画像データＤ102を生成する。走行状況識別画像Ｉm10及び走行状況識別画像Ｉm11は、半透明画像としてもよい。走行状況識別画像Ｉm10及び走行状況識別画像Ｉm11が半透明画像であれば、道路（車線画像）が完全に隠れてしまうことはなく、道路上の標識や物体を識別することができる。

乗員は、走行計画画像データＤ102が示すモニタ１８に表示される走行計画画像を見ることにより、車両１００が一定速で走行している状態から減速するように制御されることを容易に認識することができる。

図１１は、車両１００が、信号機ＴＬ１が赤であったことから交差点手前で停止し、信号機ＴＬ１が青になって発進しようとする状態を示している。走行計画策定部１０３は、発進後から所定距離までそれぞれの走行目標点に対して車速を段階的に加速させ、制限速度に達したら、それぞれの走行目標点に対して車速を一定速とするように車速を設定する。

図１１に示すように、走行計画画像データ生成部１０２は、２本の走行予定線Ｒ２の間の領域であり、車両１００が駆動状態にあり加速となっている範囲に対して、走行状況識別画像（第３の識別画像）Ｉm12を重畳させている。また、走行計画画像データ生成部１０２は、２本の走行予定線Ｒ２の間の領域であり、車両１００が駆動状態にあり一定速となっている範囲に対して、図１０と同様、走行状況識別画像Ｉm10を重畳させている。

図１１においても、走行計画画像データ生成部１０２は、走行状況識別画像Ｉm10と走行状況識別画像Ｉm12との色を異ならせた状態の走行計画画像データＤ102を生成する。走行状況識別画像Ｉm12も、同様の理由により半透明画像でしてもよい。

乗員は、走行計画画像データＤ102が示すモニタ１８に表示される走行計画画像を見ることにより、車両１００が加速から一定速で走行するように制御されることを容易に認識することができる。

図１０，図１１において、走行計画画像データ生成部１０２は、走行予定線Ｒ２の色を走行状況識別画像Ｉm10，Ｉm11，Ｉm12とは独立した色としてもよいし、走行状況識別画像Ｉm10，Ｉm11，Ｉm12と同色としてもよい。走行予定線Ｒ２の色を走行状況識別画像Ｉm10，Ｉm11，Ｉm12と同色とした場合には、走行計画画像を走行状況識別画像Ｉm10，Ｉm11，Ｉm12のみで構成した場合と実質的に等価である。

走行状況識別画像は、図１０，図１１に示すような色を異ならせる画像に限定されない。走行状況に応じて形状が異なる識別画像を用いてもよい。

図１２及び図１３は、モニタ１８に表示され、カメラ画像上に重畳される走行状況識別画像の第２の例を示している。

図１２は、図１０に示す走行状況識別画像Ｉm10と走行状況識別画像Ｉm11との代わりに、走行状況に応じて形状を異ならせた識別画像の例を示している。図１２に示すように、走行計画画像データ生成部１０２は、車両１００が駆動状態にあり一定速となっている範囲に対して、例えば四角形の走行状況識別画像（第１の識別画像）Ｉm20を重畳させている。

また、走行計画画像データ生成部１０２は、車両１００が制動状態にあり減速となっている範囲に対して、例えば下向き矢印の走行状況識別画像（第２の識別画像）Ｉm21を重畳させている。

図１３は、図１１に示す走行状況識別画像Ｉm10と走行状況識別画像Ｉm12との代わりに、走行状況に応じて形状を異ならせた識別画像の例を示している。図１３に示すように、走行計画画像データ生成部１０２は、車両１００が駆動状態にあり加速となっている範囲に対して、例えば上向き矢印の走行状況識別画像（第３の識別画像）Ｉm22を重畳させている。

また、走行計画画像データ生成部１０２は、車両１００が駆動状態にあり一定速となっている範囲に対して、図１２と同様、例えば四角形の走行状況識別画像Ｉm20を重畳させている。

走行状況識別画像Ｉm20，Ｉm21，Ｉm22の四角形，下向き矢印，上向き矢印は単なる例であり、一定速，減速，加速をイメージさせるような識別画像であればよい。走行状況識別画像Ｉm20，Ｉm21，Ｉm22を、内部を塗りつぶさない枠画像とすることにより、道路上の標識や物体の識別にほとんど影響を与えない。

ところで、走行予定線を図７で説明した走行予定線Ｒ１とした場合には、走行予定線Ｒ１を走行状況識別画像Ｉm10，Ｉm11，Ｉm12と同様に色分けすればよい。または、走行予定線Ｒ１上に、走行状況識別画像Ｉm20，Ｉm21，Ｉm22と同様の識別画像を重畳させればよい。

図１０〜図１３に示す走行計画画像においては、駆動状態と制動状態とを、車両１００の加速度に応じて３種類に区別して表示する走行状況識別画像を用いる例を示している。

例えば、車両１００が上昇する勾配を有する道路を走行するとき、一定速で走行するためにアクセル２２ａを踏み込んだ駆動状態とする場合がある。また、車両１００が下降する勾配を有する道路を走行するとき、一定速で走行するためにブレーキ２２ｂをかける制動状態とする場合がある。走行計画画像データ生成部１０２は、車両１００の加速度とは関係なく、車両１００を駆動状態とするのか制動状態とするのかを区別して表示する走行状況識別画像を用いた走行計画画像としてもよい。

また、走行計画策定部１０３は、車両１００が走行する道路に関する情報、例えば勾配または曲率に応じて、駆動状態と制動状態との予定走行状況を示す走行計画を策定することも可能である。この場合、走行計画画像データ生成部１０２は、道路の勾配または曲率に基づいて走行状況識別画像を設定して、カメラ画像に重畳させることになる。

このようにすると、道路の状態に応じて走行状況識別画像が異なるので、乗員は、車両１００の現在位置以降、道路の状態を把握しつつ、走行計画策定距離分の予定走行状況を認識することが可能となる。

さらに、走行計画画像データ生成部１０２は、駆動状態と制動状態とは関係なく、車両１００が加速している加速状態であるか減速している減速状態であるかの走行状況を示してもよい。

図１４は、走行状況識別画像の第３の例であり、駆動状態と制動状態とは関係なく、加速状態と減速状態のみを表示する例を示している。図１４において、先方の信号機ＴＬ２は赤である。図１４に示すように、走行計画画像データ生成部１０２は、車両１００が加速状態にある範囲に対して、走行状況識別画像Ｉm32を重畳させ、車両１００が減速状態にある範囲に対して、走行状況識別画像Ｉm31を重畳させている。

図１５は、走行状況識別画像の第４の例を示している。道路の状況によっては車両１００が駆動状態でも制動状態でもない状態で、加速の状態であるコースト状態が発生する。道路の状況によっては車両１００が駆動状態でも制動状態でもない状態で、減速の状態であるコースト状態が発生する。図１５は、加速状態の一部であるコースト状態と減速状態の一部であるコースト状態とを区別して走行状況識別画像を表示する例を示している。

図１５に示すように、走行計画画像データ生成部１０２は、車両１００が加速状態にある範囲に対して走行状況識別画像Ｉm32を重畳させ、車両１００が加速の状態であるコースト状態にある範囲に対して走行状況識別画像Ｉm32cを重畳させている。走行計画画像データ生成部１０２は、車両１００が減速状態にある範囲に対して走行状況識別画像Ｉm31を重畳させ、車両１００が減速の状態であるコースト状態にある範囲に対して走行状況識別画像Ｉm31cを重畳させている。

以上をまとめると、実施形態の車両用走行案内装置及び方法による走行状況識別画像は次の態様である。走行状況識別画像は、設定された自車両の予定走行経路に対応する経路画像である。第１の態様として、経路画像を駆動状態（駆動力）と制動状態（制動力）とのそれぞれに対応した表示形態とすることができる。図１０，図１１では、駆動状態を加速の状態と一定速の状態とで画像を異ならせている。加速の状態と一定速の状態と区別せず、駆動状態と制動状態に対応した表示形態とするのが第１の態様である。

図１０〜図１３は、経路画像を駆動状態と制動状態とのそれぞれに対応した表示形態とし、駆動状態を加速の状態と一定速の状態とで画像を異ならせた第２の態様である。

第３の態様として、図１４で説明したように、経路画像を加速状態（加速度）と減速状態（減速度）とのそれぞれに対応した表示形態とすることができる。第４の態様として、図１５で説明したように、経路画像を加速状態と減速状態とコースト状態とのそれぞれに対応した表示形態とすることができる。図１５において、加速の状態であるコースト状態を省略して、減速の状態であるコースト状態のみをコースト状態として表示してもよい。

他の態様として、駆動力及び制動力の程度に応じた表示形態とすることも可能であり、加速度や減速度の程度に応じた表示形態とすることも可能である。

図１６に示すフローチャートを用いて、以上説明した一実施形態の車両用走行案内装置の動作、一実施形態の車両用走行案内方法による手順について、改めて説明する。図１６において、制御部１０は、ステップＳ１にて、走行経路データ保持部１７より走行経路データＤ101を取得する。

制御部１０は、ステップＳ２にて、走行経路データＤ101が示す予定走行経路に沿って、自車両（車両１００）の現在位置から前方の走行計画策定距離だけ、自車両が走行する車線上の走行目標点を所定間隔で設定する。制御部１０は、ステップＳ３にて、それぞれの走行目標点に対して、自車両の現在の車速、走行する道路の制限速度、信号機の色、障害物の有無及び距離に応じて、車速を設定して車速計画を策定する。

ステップＳ２及びステップＳ３によって、車両１００を駆動状態とするか制動状態とするかの予定走行状況を示す走行計画データＤ103が生成される。

制御部１０は、ステップＳ４にて、走行計画データＤ103を走行装置駆動部２１に供給する。制御部１０は、ステップＳ５にて、カメラ画像の車線画像上に走行予定線を重畳する。制御部１０は、ステップＳ６にて、走行予定線上または走行予定線間に走行状況識別画像を重畳する。ステップＳ５及びステップＳ６によって、走行計画画像を示す走行計画画像データＤ102が生成される。

制御部１０は、ステップＳ７にて、走行計画画像データＤ102をモニタ１８に供給する。これによって、モニタ１８には、走行計画画像が重畳されたカメラ画像が表示される。制御部１０は、ステップＳ７の後、処理をステップＳ１に戻してステップＳ１〜ステップＳ７を繰り返す。

以上の説明は、カメラ１３を用いて、カメラ画像の車線画像上に走行計画画像を重畳する場合を示している。カメラ１３の代わりにレーザレンジファインダを用いてもよい。レーザレンジファインダからレーザ光を発して、道路等で反射した反射波を制御部１０によって検出することにより、道路の車線を示す画像データを得ることができる。

カメラ１３の代わりにレーザレンジファインダを用いた場合には、走行計画画像データ生成部１０２には、撮影データＤ１３の代わりに、レーザレンジファインダより出力された道路の車線を示す画像データが入力される。走行計画画像データ生成部１０２は、道路の車線を示す画像データが示す車線画像上に走行計画画像を重畳すればよい。

さらには、図１７に示す第５の例のように、車両１００が走行する実際の道路を撮影したカメラ画像ではなく、地図データＤ１２による地図画像上に走行計画画像を重畳してもよい。地図画像は、自車両の予定走行経路に対応する経路画像を示す。図１７において、モニタ１８には地図データＤ１２に基づいて車両１００の現在位置周辺の道路が表示されている。現在位置マークＭ100は、車両１００の現在位置を示す。

図１７に示す表示例は、車両１００の進行方向を上向きに示している。車両１００は地図画像の下方から上方へと進行している。車両１００前方の信号機ＴＬ３が赤であったとする。走行計画策定部１０３は、車速を一定速とする状態から車速を段階的に減速させて、信号機ＴＬ３の手前で車両１００を停止させるよう、走行計画を策定する。

図１７に示すように、走行計画画像データ生成部１０２は、地図画像の車線画像上に、車両１００が駆動状態で一定速であることを示す走行状況識別画像Ｉm10と、車両１００が制動状態で減速であることを示す走行状況識別画像Ｉm11を重畳させている。

図１７に示す表示例では、車線画像の全体に走行状況識別画像Ｉm10，Ｉm11を重畳させており、走行予定線Ｒ１またはＲ２を省略している。図１７に示す表示例は、図１６におけるステップＳ５を省略し、ステップＳ６にて、地図画像の車線画像上に走行状況識別画像を重畳させることによって実現できる。

車線画像上に走行予定線Ｒ１またはＲ２を重畳させ、さらに走行状況識別画像Ｉm10，Ｉm11を重畳させてもよい。ここでは、一定速と減速の状態しか示していないが、加速の状態であれば、走行状況識別画像Ｉm12を重畳させればよい。

図１７のように、地図画像上に走行状況識別画像Ｉm10，Ｉm11，Ｉm12を重畳させる場合には、走行状況識別画像Ｉm10，Ｉm11，Ｉm12は半透明画像でなくてもよい。走行状況識別画像Ｉm10，Ｉm11，Ｉm12の代わりに、走行状況識別画像Ｉm20，Ｉm21，Ｉm22のような走行状況に応じて形状を異ならせた識別画像とすることも可能である。

図１７では２次元（２Ｄ）の地図画像としているが、３Ｄの地図画像とすることも可能である。３Ｄの地図画像とすれば、カメラ画像に近似した画像となる。

以上の一実施形態の車両用走行案内装置で代表して説明したように、実施形態の車両用走行案内装置は、走行計画策定部１０３と、走行計画画像データ生成部１０２と、モニタ１８とを備える。

走行計画策定部１０３は、道路上を予定走行経路に沿って走行する車両１００の現在位置から前方の所定の距離を走行計画策定距離として設定する。走行計画策定部１０３は、車両１００を走行計画策定距離だけ走行させる際に車両１００を駆動状態とするか制動状態とするかの予定走行状況を示す走行計画を策定する。

走行計画画像データ生成部１０２は、車両が走行する道路の車線画像の位置に、走行計画が示す駆動状態と制動状態とに応じて視覚的に異なる走行状況識別画像（例えばＩm10，Ｉm11，Ｉm12またはＩm20，Ｉm21，Ｉm22）を配置した走行計画画像データＤ102を生成する。モニタ１８は、走行計画画像データＤ102が示す走行計画画像を表示する。

また、実施形態の車両用走行案内装置は次のように構成されている。道路情報検出部として動作する走行計画策定部１０３は、自車両（車両１００）が予定走行経路に沿って走行するときの道路に関する情報を検出する。車速検出部である車速センサ１５は自車両の車速を検出する。

予定走行状況設定部として動作する走行計画策定部１０３は、道路情報検出部が検出した道路に関する情報と、車速センサ１５が検出した車速とに基づいて、自車両が予定走行経路に沿って走行するときに自車両を駆動状態と制動状態とのいずれかに設定する。

走行計画画像データ生成部１０２は、予定走行経路の道路を示す画像上の道路の位置に、予定走行状況設定部が設定した駆動状態と制動状態とを示す走行状況識別画像を配置した画像データ（走行計画画像データ）を生成する。表示部としてのモニタ１８は、画像データによる画像を表示する。

道路の位置に走行状況識別画像を配置するとは、道路を示す車線画像上に走行状況識別画像を重畳すること、車線画像の一部を走行状況識別画像に置換すること、車線画像の全体を走行状況識別画像に置換することのいずれでもよい。

実施形態の車両用走行案内方法は、次のような各ステップを含む。道路情報検出ステップは、自車両が予定走行経路に沿って走行するときの道路に関する情報を検出する。車速検出ステップは、自車両の車速を検出する。設定ステップは、道路情報検出部ステップにて検出した道路に関する情報と、車速検出ステップにて検出した車速とに基づいて、自車両が予定走行経路に沿って走行するときに自車両を駆動状態と制動状態とのいずれかに設定する。

画像データ生成ステップは、予定走行経路の道路を示す画像上の道路の位置に、設定ステップにて設定した駆動状態と制動状態とを示す走行状況識別画像を配置した画像データを生成する。表示ステップは、画像データによる画像を表示部に表示する。

以上の構成により、実施形態の車両用走行案内装置及び方法によれば、乗員に、車両が駆動状態となるのか制動状態となるのかの予定走行状況を案内することができる。

実施形態の車両用走行案内装置において、画像データ生成部は、駆動状態を示す走行状況識別画像と制動状態を示す走行状況識別画像とを視覚的に異ならせると、乗員は、容易に駆動状態と制動状態とを判別することができる。

実施形態の車両用走行案内装置において、走行計画画像データ生成部１０２は、次のように画像データを生成してもよい。

走行計画画像データ生成部１０２は、走行状況識別画像として、道路の位置に、車両１００が一定速で走行する道路の範囲には第１の識別画像を配置させた走行計画画像データを生成する。また、走行計画画像データ生成部１０２は、走行状況識別画像として、道路の位置に、車両１００が減速する道路の範囲には第２の識別画像を、車両１００が加速する道路の範囲には第３の識別画像をそれぞれ配置させた走行計画画像データを生成する。

このようにすれば、単に駆動状態と制動状態とを案内できるだけでなく、車両１００の加速度の状態を案内することができる。

走行計画策定部１０３は、走行目標点設定部1032と車速計画策定部1031とを含んで構成することができる。走行目標点設定部1032は、走行計画策定距離に対して、車両１００を走行させる道路上の複数の走行目標点を所定間隔で設定する。車速計画策定部1031は、複数の走行目標点それぞれに対して車両１００の車速を設定して、車両１００を走行計画策定距離だけ走行させる際の車速計画を策定する。

このようにすれば、車両１００を自動走行させることが可能となる。

走行計画画像データ生成部１０２は、走行状況識別画像として、駆動状態と制動状態とに応じて色または形状が異なる識別画像を用いてもよい。このようにすれば、乗員は、駆動状態と制動状態とを容易に把握することができる。

このとき、走行計画画像データ生成部１０２は、走行状況識別画像として、半透明の識別画像を用いてもよい。このようにすれば、車線画像が完全に隠れてしまうことはなく、道路上の標識や物体を識別することができる。

走行計画画像データ生成部１０２は、走行状況識別画像の幅を、最小で車両１００のステアリング２２ｓの制御誤差による車両１００のぶれに相当する幅とし、最大で車両１００の幅に制御誤差による車両１００のぶれに相当する幅を加えた幅としてもよい。このようにすれば、乗員は、走行状況識別画像を見たときの違和感を覚えにくい。

走行計画策定部１０３は、走行計画策定距離を車両１００の車速が速いほど長く設定してもよい。走行計画画像データ生成部１０２は、走行状況識別画像の自車両が走行する方向の長さを、自車両の車速が速いほど長く設定してもよい。このようにすれば、乗員は、車速が速くなっても車両１００の予定走行状況を把握しやすくなる。

走行計画画像データ生成部１０２は、車両１００が走行する道路の勾配または曲率に基づいて、走行状況識別画像を設定してもよい。このようにすれば、乗員は、道路の状況も把握することができる。

実施形態の車両用走行案内装置は、車両１００の前方に位置する障害物を検出する障害物検出部１０４をさらに備えて構成することができる。走行計画策定部１０３は、障害物検出部１０４が検出した障害物の有無または車両１００と障害物との距離に応じて走行計画を策定して、自車両を駆動状態と制動状態とのいずれかに設定してもよい。

このようにすれば、障害物を考慮して走行計画を策定し、自車両を駆動状態と制動状態とのいずれかに設定することができるので、障害物が存在する可能性のある実際の道路状況に即して走行計画を策定して、走行状況識別画像を表示させることが可能となる。よって、乗員に、実際の道路状況に応じた正確な走行状況識別画像を提供することができる。

図４においては、走行経路データ生成部１０１が走行経路データＤ101を生成して走行経路データ保持部１７に保持する構成を示している。車両１００が走行する予定走行経路が決まっている場合には、走行経路データ生成部１０１を設ける必要はない。予め設定した走行経路データＤ101を保持する走行経路データ保持部１７を有すればよい。

走行計画策定部１０３は、地図データＤ１２に含まれる制限速度情報Ｄ12sに基づいて車両１００の車速計画を策定している。制限速度情報の入手方法は地図データＤ１２からの入手に限定されない。

例えば、車両１００が走行する道路の近傍に、それぞれの道路の制限速度情報を無線送信する送信装置を設け、車両１００に搭載した受信装置で制限速度情報を受信してもよい。

車両１００は自動運転車両でなくてもよく、運転者が運転する通常の車両であってもよい。

以上のようにして、実施形態の車両用走行案内装置及び方法は、自車両の予定走行経路に対応する経路画像を、自車両の駆動状態（駆動力）と自車両の制動状態（制動力）との少なくとも一方に対応した表示形態でモニタ１８に表示することができる。実施形態の車両用走行案内装置及び方法は、自車両の予定走行経路に対応する経路画像を、自車両の加速状態（加速度）と自車両の減速状態（減速度）との少なくとも一方に対応した表示形態でモニタ１８に表示することができる。

このように、本発明の車両用走行案内装置及び方法は、以上説明した実施形態の車両用走行案内装置及び方法に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

本発明は、車両の乗員に、予定走行経路を駆動状態または加速度を有する走行状態と、制動状態または減速度を有する走行状態とのいずれで走行するのかを案内する車両用走行案内装置に利用できる。

１８ モニタ（表示部）
１０１ 走行経路データ生成部（予定走行経路設定部）

Claims (13)

1. 自車両の予定走行経路を設定する予定走行経路設定部と、
   前記自車両を前記予定走行経路に沿ってどのように走行させるかを示す走行計画を策定し、前記走行計画に基づいて、前記予定走行経路における前記自車両の前方の道路に対して前記自車両を駆動状態または制動状態に設定する予定走行状況設定部と、
   前記予定走行経路に対応する経路画像に対して、前記予定走行状況設定部が設定した駆動状態と制動状態とを示す走行状況識別画像を配置した走行計画画像を生成する走行計画画像生成部と、
   前記走行計画画像を表示する表示部と、
   を備えることを特徴とする車両用走行案内装置。
2. 自車両の予定走行経路を設定する予定走行経路設定部と、
   前記自車両を前記予定走行経路に沿ってどのように走行させるかを示す走行計画を策定し、前記走行計画に基づいて、前記予定走行経路における前記自車両の前方の道路に対して前記自車両を加速状態または減速状態に設定する予定走行状況設定部と、
   前記予定走行経路に対応する経路画像に対して、前記予定走行状況設定部が設定した加速状態と減速状態とを示す走行状況識別画像を配置した走行計画画像を生成する走行計画画像生成部と、
   前記走行計画画像を表示する表示部と、
   を備えることを特徴とする車両用走行案内装置。
3. 前記予定走行状況設定部は、前記自車両を加速状態と減速状態とコースト状態とのいずれかに設定し、
   前記走行計画画像生成部は、前記予定走行経路に対応する経路画像に対して、前記予定走行状況設定部が設定した加速状態と減速状態とコースト状態とを示す走行状況識別画像を配置した走行計画画像を生成する
   ことを特徴とする請求項２記載の車両用走行案内装置。
4. 前記予定走行状況設定部は、前記自車両が走行する道路の制限速度及び信号機の状態を含む前記道路に関する情報と、前記自車両の車速とに基づいて、前記走行計画を策定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用走行案内装置。
5. 前記自車両の前方に位置する障害物を検出する障害物検出部をさらに備え、
   前記予定走行状況設定部は、前記障害物検出部が検出した障害物の有無または前記自車両と障害物との距離に応じて、前記走行計画を策定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用走行案内装置。
6. 前記予定走行状況設定部は、前記自車両の外部前方を撮影するカメラによる撮影データに基づいて信号機の状態を判別することを特徴とする請求項４記載の車両用走行案内装置。
7. 前記障害物検出部は、前記自車両の外部前方を撮影するカメラによる撮影データと、前記自車両の前方に存在する物体との距離を測定する測距センサによる測距データとの少なくとも一方に基づいて障害物を検出することを特徴とする請求項５記載の車両用走行案内装置。
8. 前記走行計画画像生成部は、駆動状態を示す走行状況識別画像の色と制動状態を示す走行状況識別画像の色とを異ならせることを特徴とする請求項１記載の車両用走行案内装置。
9. 前記走行計画画像生成部は、加速状態示す走行状況識別画像の色と減速状態を示す走行状況識別画像の色とを異ならせることを特徴とする請求項２または３に記載の車両用走行案内装置。
10. 前記走行計画画像生成部は、前記経路画像の幅を最小で前記自車両のステアリングの制御誤差による前記自車両のぶれに相当する幅とし、最大で前記自車両の幅に前記制御誤差による前記自車両のぶれに相当する幅を加えた幅とすることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両用走行案内装置。
11. 前記走行計画画像生成部は、前記経路画像の前記自車両が走行する方向の長さを、前記自車両の車速が速いほど長くすることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の車両用走行案内装置。
12. 自車両の予定走行経路を設定する第１の設定ステップと、
    前記自車両を前記予定走行経路に沿ってどのように走行させるかを示す走行計画を策定し、前記走行計画に基づいて、前記予定走行経路における前記自車両の前方の道路に対して前記自車両を駆動状態または制動状態に設定する第２の設定ステップと、
    前記予定走行経路に対応する経路画像に対して、前記第２の設定ステップで設定された駆動状態と制動状態とを示す走行状況識別画像を配置した走行計画画像を生成する生成ステップと、
    前記走行計画画像を表示部に表示する表示ステップと、
    を含むことを特徴とする車両用走行案内方法。
13. 自車両の予定走行経路を設定する第１の設定ステップと、
    前記自車両を前記予定走行経路に沿ってどのように走行させるかを示す走行計画を策定し、前記走行計画に基づいて、前記予定走行経路における前記自車両の前方の道路に対して前記自車両を加速状態または減速状態に設定する第２の設定ステップと、
    前記予定走行経路に対応する経路画像に対して、前記第２の設定ステップで設定された加速状態と減速状態とを示す走行状況識別画像を配置した走行計画画像を生成する生成ステップと、
    前記走行計画画像を表示部に表示する表示ステップと、
    を含むことを特徴とする車両用走行案内方法。

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