JP6597782B2 - 経路誘導装置及び経路誘導方法 - Google Patents

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Description

本発明は、経路誘導装置及び経路誘導方法に関する。
従来より、目的地までの走行ルートを案内するナビゲーション装置が知られている。特許文献１では、走行ルートに分岐点が存在した場合、分岐点までの距離と分岐点で進むべき車線を案内する。
特開２００９−１３３８０１号公報
しかしながら、特許文献１では、分岐点で進むべき車線はわかるものの、どこで車線変更するのが適切かわからない。このため、分岐点までに複数の車線を変更する場合、車線変更が遅れると分岐点で進むべき車線に入れず、進むべき方向に行けないという問題があった。また、逆に早く車線変更すると、追い越し車線を延々と走行することになるという問題があった。
本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、適切な車線変更地点を案内する経路誘導装置及び経路誘導方法を提供することである。
本発明の一態様に係る経路誘導装置は、自車両の位置及び走行車線を検出し、検出した自車両の位置から目的地までの走行経路を車線単位で探索し、検出した走行車線から走行経路上の分岐点に向けて複数回車線を変更する必要があるか否かを判定し、自車両の位置及び走行車線に応じて車線変更を案内し、走行車線から連続して複数回車線を変更する必要があると判定した場合、自車両の位置から分岐点までの距離が、最後に案内を行う地点から分岐点までの距離である所定距離より長く、かつ所定距離に車線変更する回数を乗じた距離よりも短くなる地点で最初の案内を行う。最初の案内を行う地点における車線と、最後の案内を行う地点における車線とが異なる。
本発明によれば、適切な車線変更地点を案内することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る経路誘導装置の構成図である。 図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施形態に係る経路誘導装置の動作例を説明する図である。 図３は、本発明の実施形態に係る経路誘導装置の動作例を説明する表である。 図４は、本発明の実施形態に係る経路誘導装置のその他の動作例を説明する図である。 図５は、本発明の実施形態に係る経路誘導装置の動作例を説明するフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
図１を参照して本実施形態に係る経路誘導装置１について説明する。図１に示すように、経路誘導装置１は、カメラ１０と、ＧＰＳ受信機２０と、センサ群３０と、通信Ｉ／Ｆ４０と、地図データベース５０と、ナビゲーション装置６０と、乗員に各種情報を提示するディスプレイ７０と、乗員に各種情報を音声で伝えるスピーカ８０を備える。
カメラ１０（位置検出手段）は、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの撮像素子を有したカメラであり、自車両の前方を撮影する。カメラ１０は、画像処理機能を有しており、撮影した画像から白線などを検出する。また、カメラ１０は、検出したデータをナビゲーション装置６０に出力する。なお、カメラ１０は、自車両の前方以外の周囲を撮像できる位置に設置されてもよい。
ＧＰＳ受信機２０（位置検出手段）は、人工衛星からの電波を受信することにより、地上における自車両の現在位置を検出する。ＧＰＳ受信機２０は、検出した自車両の現在位置をナビゲーション装置６０に出力する。
センサ群３０（車速検出手段）は、速度センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ等から構成される。センサ群３０は、各センサにより自車両の速度、加速度、姿勢等を検出し、検出したデータをナビゲーション装置６０に出力する。
通信Ｉ／Ｆ４０（情報検出手段）は、例えば、無線で外部と信号を送受信する通信機である。通信Ｉ／Ｆ４０は、例えば、渋滞情報、交通規制等の交通情報や、天気情報等をリアルタイムに送信する高度道路交通システム（ＩＴＳ）により、外部から種々の情報を受信する。ＩＴＳは、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System:登録商標）、テレマティクス等を含む。通信Ｉ／Ｆ４０は、受信した情報をナビゲーション装置６０に出力する。
地図データベース５０には、道路情報や施設情報などの地図情報が記録されている。地図データベース５０には、道路データ、地図上に表示させるアイコンデータなど、経路案内に必要となる各種データが記憶されている。また、地図データベース５０に記憶されている道路データは、道路の車線数、道幅情報、道路の起伏情報などを含んでいる。
ナビゲーション装置６０は、予め乗員によって設定された目的地までの走行経路を決定する。より詳しくは、ナビゲーション装置６０は、ＧＰＳ受信機２０から取得した位置情報や、通信Ｉ／Ｆ４０から取得した情報や、地図データベース５０から取得した地図情報などを用いてディスプレイ７０に目的地までの走行経路を表示したり、自車両の現在位置を示すマークを表示したりする。
ナビゲーション装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスと入出力インターフェースから構成されるコンピュータであり、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行う。ナビゲーション装置６０は、これを機能的に捉えた場合、位置推定部６１と、経路探索部６２と、判定部６３と、案内部６４に分類することができる。
位置推定部６１は、自車両の現在位置を車線単位で推定する。具体的には、位置推定部６１は、カメラ１０から取得した白線情報や、ＧＰＳ受信機２０から取得した位置情報や、地図データベース５０から取得した地図情報を用いて、自車両の現在位置を車線単位で推定する。
経路探索部６２は、位置推定部６１によって推定された自車両の現在位置を出発地として、地図データベース５０に記憶されている地図情報を用いて目的地までの走行経路を車線単位で探索する。なお、目的地までの走行経路を常に車線単位で探索すると負荷が大きいため、経路探索部６２は、定期的に走行経路を車線単位で探索してもよい。例えば、経路探索部６２は、分岐点又は交差点までの距離が３ｋｍになったときに走行経路を車線単位で探索してもよい。この３ｋｍという距離は、早めに車線変更できる距離であればよく、３ｋｍに限定されない。また、経路探索部６２は、例えば１ｋｍごとに走行経路を車線単位で探索してもよい。この１ｋｍという距離は、探索負荷を軽減できる距離であればよく、１ｋｍに限定されない。
判定部６３（判定手段）は、現在走行している走行車線から分岐点又は交差点で進むべき方向に向かうために、車線変更する必要があるか否かを判定する。例えば、判定部６３は、走行車線が１車線であれば、車線変更する必要はないと判定する。また、判定部６３は、走行車線が２車線の場合、進むべき側の車線を自車両が走行していれば車線変更する必要はないと判定し、進むべき側ではない車線を自車両が走行していれば車線変更する必要があると判定する。すなわち、判定部６３は、車線が２つ以上あり、自車両が進むべき側の車線を走行していない場合に車線変更する必要があると判定する。
案内部６４（案内手段）は、走行経路上の分岐点又は交差点での進行案内を行う。進行案内は、例えば、道路が２方向に分岐する分岐点では、どちらの方向へ分岐すればよいかを案内するものであり、交差点では、例えば、直進、左折又は右折を案内するものである。
ディスプレイ７０は、ナビゲーション装置６０によって設定された目的地までの走行経路を提示する。
スピーカ８０は、目的地までの走行経路の誘導や分岐点又は交差点での誘導を音声により乗員に伝える。
次に、上述のように構成された経路誘導装置１の一動作例について図２及び図３を参照して説明する。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、分岐点で右方向に分岐する道路が走行経路として設定されているものとする。
まず図２（ａ）を参照して２車線道路での動作例を説明する。
図２（ａ）に示すように、自車両が分岐点に近づくと、経路探索部６２は、走行経路を車線単位で探索する。次に、判定部６３は、分岐点で右方向に進むために車線変更する必要があるか否かを判定する。図２（ａ）、図３に示すように、自車両が左車線を走行しており、分岐点で右方向に進むために１回車線変更する必要がある場合、案内部６４は、自車位置から分岐点までの距離が第１所定距離（例えば１ｋｍ）になった地点で「１ｋｍ先右方向です。右車線に移動して下さい」と案内する。このように、案内部６４は、分岐点で右方向に進むための適切な車線変更地点を案内することできる。なお、この第１所定距離は運転者が安全に車線変更できる距離であればよく、１ｋｍに限定されない。
次に、図２（ｂ）を参照して３車線道路での動作例を説明する。
図２（ｂ）も図２（ａ）と同様に、自車両が分岐点に近づくと、経路探索部６２は、走行経路を車線単位で探索する。次に、判定部６３は、分岐点で右方向に進むために車線変更する必要があるか否かを判定する。図２（ｂ）、図３に示すように、自車両が最も左端の車線を走行しており、分岐点で右方向に進むために連続して２回車線変更する必要がある場合、案内部６４は、自車位置から分岐点までの距離が第２所定距離（例えば１．５ｋｍ）になった地点で「１．５ｋｍ先右方向です。最も右端の車線に移動して下さい」と案内する。
その後も判定部６３は分岐点で右方向に進むために車線変更する必要があるか否かを判定する。そして、図２（ｂ）、図３に示すように、自車両が中央車線を走行しており、分岐点で右方向に進むためにあと１回車線変更する必要がある場合、案内部６４は、自車位置から分岐点までの距離が第１所定距離になった地点で「１ｋｍ先右方向です。右車線に移動して下さい」と２回目の案内を行う。
図２（ｂ）に示す例において、最初に案内を行う地点は、分岐点手前２ｋｍ地点より短い分岐点手前１．５ｋｍ地点である。換言すれば、最初に案内を行う地点は、自車位置から分岐点までの距離が第１所定距離に車線変更する回数である２を乗じた距離（２ｋｍ）よりも短くなる地点である。つまり、連続して２回車線変更する必要がある場合、案内部６４は、自車位置から分岐点までの距離が第１所定距離に車線変更する回数である２を乗じた距離よりも短くなる地点で最初の案内を行う。このように、案内部６４は、分岐点で右方向に進むための適切な車線変更地点を案内することできる。すなわち、最初に案内を行う地点が、分岐点手前２ｋｍ地点より短い分岐点手前１．５ｋｍ地点であるため、運転者は、車線変更するための十分な距離を確保しつつ、最も右端の追い越し車線を延々と走行するといった事態を回避することができる。
また、図２（ｂ）に示す例において、最初の案内地点から２回目の案内地点までの距離は５００ｍである。また、２回目の案内地点から分岐点までの距離は１ｋｍである。ここでいう２回目の案内地点とは最後の案内地点である。すなわち、最後の案内地点から分岐点までの距離は、最初の案内地点から最後の案内地点までの距離より長い。このように設定された案内地点で案内することにより、運転者は、車線変更するための十分な距離を確保することができる。また、最初の案内地点から最後の案内地点までの距離は、最後の案内地点から分岐点までの距離より短い。このように設定された案内地点で案内することにより、運転者は、最も右端の追い越し車線を延々と走行するといった事態を回避することができる。
次に、図２（ｃ）を参照して４車線道路での動作例を説明する。
図２（ｃ）も図２（ａ）と同様に、自車両が分岐点に近づくと、経路探索部６２は、走行経路を車線単位で探索する。次に、判定部６３は、分岐点で右方向に進むために車線変更する必要があるか否かを判定する。図２（ｃ）、図３に示すように、自車両が最も左端の車線を走行しており、分岐点で右方向に進むために連続して３回車線変更する必要がある場合、案内部６４は、自車位置から分岐点までの距離が第３所定距離（例えば２ｋｍ）になった地点で「２ｋｍ先右方向です。最も右端の車線に移動して下さい」と案内する。
その後も判定部６３は分岐点で右方向に進むために車線変更する必要があるか否かを判定する。そして、図２（ｃ）、図３に示すように、自車両が中央左よりの車線を走行しており、分岐点で右方向に進むために連続して２回車線変更する必要がある場合、案内部６４は、自車位置から分岐点までの距離が第２所定距離になった地点で「１．５ｋｍ先右方向です。最も右端の車線に移動して下さい」と２回目の案内を行う。
その後も判定部６３は分岐点で右方向に進むために車線変更する必要があるか否かを判定する。そして、図２（ｃ）、図３に示すように、自車両が中央右よりの車線を走行しており、分岐点で右方向に進むためにあと１回車線変更する必要がある場合、案内部６４は、自車位置から分岐点までの距離が第１所定距離になった地点で「１ｋｍ先右方向です。右車線に移動して下さい」と３回目の案内を行う。
図２（ｃ）に示す例において、最初に案内を行う地点は、分岐点手前３ｋｍ地点より短い分岐点手前２ｋｍ地点である。換言すれば、最初に案内を行う地点は、自車位置から分岐点までの距離が第１所定距離に車線変更する回数である３を乗じた距離（３ｋｍ）よりも短くなる地点である。つまり、連続して３回車線変更する必要がある場合、案内部６４は、自車位置から分岐点までの距離が第１所定距離に車線変更する回数である３を乗じた距離よりも短くなる地点で最初の案内を行う。このように、案内部６４は、分岐点で右方向に進むための適切な車線変更地点を案内することできる。すなわち、最初に案内を行う地点が、分岐点手前３ｋｍ地点より短い分岐点手前２ｋｍ地点であるため、運転者は、車線変更するための十分な距離を確保しつつ、最も右端の追い越し車線を延々と走行するといった事態を回避することができる。
また、図２（ｃ）に示す例において、最初の案内地点から２回目の案内地点までの距離は５００ｍである。また、２回目の案内地点から３回目の案内地点までの距離は５００ｍである。また、３回目の案内地点から分岐点までの距離は１ｋｍである。ここでいう３回目の案内地点とは最後の案内地点である。すなわち、最後の案内地点から分岐点までの距離は、最初の案内地点から２回目の案内地点までの距離及び２回目の案内地点から最後の案内地点までの距離より長い。このように設定された案内地点で案内することにより、運転者は、車線変更するための十分な距離を確保することができる。また、最初の案内地点から２回目の案内地点までの距離及び２回目の案内地点から最後の案内地点までの距離は、最後の案内地点から分岐点までの距離より短い。このように設定された案内地点で案内することにより、運転者は、最も右端の追い越し車線を延々と走行するといった事態を回避することができる。
なお、図２（ｃ）に示す例では、第２所定距離を１．５ｋｍとし、第３所定距離を２ｋｍとして説明した。すなわち、最初の案内地点から２回目の案内地点までの距離と、２回目の案内地点から３回目の案内地点までの距離は、ともに５００ｍであると説明したが、これに限られない。例えば、図４に示すように第２所定距離を１．６ｋｍとして、分岐点に近づくにしたがい、案内間隔の距離を長くしてもよい。
図４に示すように、第２所定距離を１．６ｋｍとすると、最初の案内地点（第１地点）から２回目の案内地点（第２地点）までの距離は４００ｍとなる。また、２回目の案内地点から３回目の案内地点（第３地点）までの距離は６００ｍとなる。なお、３回目の案内地点から分岐点までの距離は１ｋｍであり、図２（ｃ）に示す例と同じである。
このように第２所定距離を１．６ｋｍとすると、最初の案内地点から２回目の案内地点までの距離は２回目の案内地点から３回目の案内地点までの距離より短くなる。また、２回目の案内地点から３回目の案内地点までの距離は、３回目の案内地点から分岐点までの距離より短くなる。このように分岐点に近づくにしたがい、案内間隔の距離を段階的に長く設定することにより、運転者は車線変更するための十分な距離を確保しつつ、最も右端の追い越し車線を延々と走行するといった事態を回避することができる。
次に、図５に示すフローチャートを参照して、本実施形態の経路誘導装置１の一動作例を説明する。このフローチャートに示す処理は、目的地までの走行経路が設定されたときに開始する。
ステップＳ１０１において、判定部６３は、分岐点で進むべき方向に進むために複数回車線変更する必要があるか否かを判定する。複数回車線変更する必要がある場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、処理がステップＳ１０２に進む。一方、複数回車線変更する必要がない場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、処理がステップＳ１０３に進む。
ステップＳ１０２において、案内部６４は、自車位置から分岐点までの距離が、第１所定距離よりも長く、かつ、第１所定距離に車線変更する回数を乗じた距離よりも短くなる地点で最初の案内を行う。その後も案内部６４は自車位置に応じて案内を行う。
ステップＳ１０３において、判定部６３は、分岐点で進むべき方向に進むために１回車線変更する必要があるか否かを判定する。１回車線変更する必要がある場合（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、処理がステップＳ１０４に進む。一方、車線変更する必要がない場合（ステップＳ１０３でＮｏ）、処理が終了する。
ステップＳ１０４において、案内部６４は、自車位置から分岐点までの距離が第１所定距離になった地点で案内を行う。
以上説明したように、本実施形態に係る経路誘導装置１によれば、以下の作用効果が得られる。
経路誘導装置１は、分岐点又で進むべき方向に進むために複数回車線変更する必要があるか否かを判定する。複数回車線変更する必要がある場合、自車位置から分岐点までの距離が、第１所定距離よりも長く、かつ、第１所定距離に車線変更する回数を乗じた距離よりも短くなる地点で最初の案内を行う。これにより、経路誘導装置１は、分岐点で進むべき方向に進むための適切な車線変更地点を案内することできる。
また、経路誘導装置１は、自車位置から次の案内を行う地点までの距離が、最後に案内を行う地点から分岐点までの距離よりも短くなる地点で最初の案内を行う。これにより、経路誘導装置１は、分岐点又は交差点で進むべき方向に進むための適切な車線変更地点を案内することできる。
また、経路誘導装置１は、分岐点に近づくにしたがい、案内間隔の距離を段階的に長く設定する。これにより、経路誘導装置１は、分岐点又は交差点で進むべき方向に進むための適切な車線変更地点を案内することできる。この案内により運転者は、車線変更するための十分な距離を確保しつつ、最も右端の追い越し車線を延々と走行するといった事態を回避することができる。
上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、経路誘導装置１は、車速に応じて案内地点を変更してもよい。例えば、高速道路を制限速度付近で走行している場合、分岐点のさらに手前で案内したほうが安全性が高まる。したがって、このような場合は、図２（ｃ）で説明した第１所定距離、第２所定距離、第３所定距離をそれぞれ１．２５ｋｍ、１．７５ｋｍ、２．２５ｋｍとし、早めに案内を行ってもよい。一方、例えば車速が２０ｋｍ／ｈと遅い場合は、遅めに案内してもよい。
また、経路誘導装置１は、自車両周辺の環境に応じて案内地点を変更してもよい。例えば、道路が渋滞している場合、早めに案内を行ってもよい。これにより、経路誘導装置１は、分岐点で進むべき方向に進めなくなるリスクを低減することができる。
また、経路誘導装置１は、車線を変更してから所定時間経過するまで次の案内を停止してもよい。例えば、図２（ｂ）に示す例において、分岐点手前１．５ｋｍ地点で案内しても、運転者がすぐに車線変更するとは限らない。運転者が分岐点手前１ｋｍ地点より少し手前で車線を変更する場合がある。この場合、運転者は車線を変更したすぐ後に次の案内を受けることになり、運転者によっては煩わしさを感じる場合がある。そこで、経路誘導装置１は、車線を変更してから所定時間経過後に次の案内を開始することにより、このような煩わしさを解消することができる。所定時間は、１０秒でもよいし、１００ｍ走行した後でもよい。
また、経路誘導装置１は、案内を行う回数に上限を設定してもよい。何度も案内を行うと、運転者によっては煩わしく感じる場合がある。そこで、例えば、経路誘導装置１は、案内を行う回数を３回までに設定する。これにより、経路誘導装置１は、このような煩わしさを解消することができる。
また、地図データベース５０は経路誘導装置１に記憶されていると説明したが、地図データベース５０はサーバ上に記憶されていてもよい。地図データベース５０がサーバ上に記憶されている場合、ナビゲーション装置６０は、通信により随時地図情報を取得することができる。
また、本発明は、走行経路に沿って自動的に走行する自動運転車両に適用することができる。本発明を自動運転車両に適用した場合、自動運転車両は、上述のように設定された地点で車線変更を自動的に行うことにより、分岐点で進むべき方向に進むことができる。また、自動運転車両は、高速道路を制限速度付近で走行していたり、道路が渋滞していたりする場合、自動的に車線変更を行う地点を手前にずらしてもよい。
１０ カメラ
２０ ＧＰＳ受信機
６３ 判定部
６４ 案内部

Claims (8)

  1. 予め設定された目的地までの走行経路を提示する車両または前記走行経路に沿って自動的に走行する自動運転車両に用いられる経路誘導装置であって、
    自車両の位置及び走行車線を検出する位置検出手段と、
    前記位置検出手段によって検出された自車両の位置から前記目的地までの走行経路を車線単位で探索する経路探索手段と、
    前記位置検出手段によって検出された走行車線から走行経路上の分岐点又は交差点に向けて複数回車線を変更する必要があるか否かを判定する判定手段と、
    前記自車両の位置及び走行車線に応じて車線変更を案内する案内手段と、を備え、
    前記案内手段は、前記判定手段によって前記走行車線から連続して複数回車線を変更する必要があると判定された場合、前記自車両の位置から前記分岐点までの距離が、最後に案内を行う地点から前記分岐点までの距離である所定距離より長く、かつ前記所定距離に車線変更する回数を乗じた距離よりも短くなる地点で最初の案内を行い、
    前記最初の案内を行う地点における車線と、前記最後の案内を行う地点における車線とが異なることを特徴とする経路誘導装置。
  2. 前記案内手段は、前記自車両の位置から前記分岐点までの距離が、前記走行車線に基づく前記分岐点に向けた最後の車線変更の案内を行う地点から前記分岐点までの距離である所定距離より長く、かつ前記所定距離に車線変更する回数を乗じた距離よりも短くなる地点で前記走行車線に基づく前記分岐点に向けた最初の車線変更の案内を行うことを特徴とする請求項１に記載の経路誘導装置。
  3. 前記案内手段が最初に案内を行う地点から次の案内を行う地点までの距離は、前記案内手段が最後に案内を行う地点から前記分岐点までの距離よりも短いことを特徴とする請求項１または２に記載の経路誘導装置。
  4. 前記案内手段が案内を行う第１地点から次の案内を行う第２地点までの距離は、前記案内手段が前記第２地点からさらにその次の案内を行う第３地点までの距離より短いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の経路誘導装置。
  5. 前記自車両の車速を検出する車速検出手段と、
    前記自車両の周囲の情報を検出する情報検出手段と、をさらに備え、
    前記案内手段は、前記車速検出手段によって検出された車速または前記情報検出手段によって検出された周囲の情報に応じて、案内を開始する地点を変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の経路誘導装置。
  6. 前記案内手段は、前記位置検出手段によって前記走行車線の変更が検出された場合、所定時間経過後に次の案内を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の経路誘導装置。
  7. 前記案内手段は、案内する回数に上限を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の経路誘導装置。
  8. 予め設定された目的地までの走行経路を提示する車両または前記走行経路に沿って自動的に走行する自動運転車両に用いられる経路誘導方法であって、
    自車両の位置及び走行車線を検出し、
    検出した自車両の位置から前記目的地までの走行経路を車線単位で探索し、
    検出した走行車線から走行経路上の分岐点に向けて複数回車線を変更する必要があるか否かを判定し、
    前記自車両の位置及び走行車線に応じて車線変更を案内し、
    前記走行車線から連続して複数回車線を変更する必要があると判定した場合、前記自車両の位置から前記分岐点までの距離が、最後に案内を行う地点から前記分岐点までの距離である所定距離より長く、かつ前記所定距離に車線変更する回数を乗じた距離よりも短くなる地点で最初の案内を行い、
    前記最初の案内を行う地点における車線と、前記最後の案内を行う地点における車線とが異なることを特徴とする経路誘導方法。
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