JP6605257B2 - 車載装置、車線変更判定プログラム、車線変更判定方法 - Google Patents

車載装置、車線変更判定プログラム、車線変更判定方法 Download PDF

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本発明は、車載装置、車線変更判定プログラムおよび車線変更判定方法に関する。
従来のカーナビゲーションシステムでは、車両が次に通過する予定の交差点や分岐点の手前の地点において、必要な情報を地図データより取得して車両がどの車線を走行すべきかを判断し、運転者への車線変更案内が行われる（特許文献１）。
特許第３３０１３８６号
特許文献１に記載の従来技術では、各車線の合流や分岐に基づいて車線変更案内が行われる。そのため、たとえば交差点や分岐点の手前において、故障車等が停車している車線がある場合や、工事中の車線がある場合などは、適切な車線変更案内を行うことができないことがある。また、道路の車線数が多く、車両が所望の車線に移動するまでに複数回の車線変更が必要となる場合や、移動先の車線が渋滞している場合などは、車線変更案内が適切なタイミングで行われないことがある。このように従来技術では、各車線の状況を考慮した適切な車線変更案内が困難であった。
本発明の第１の態様による車載装置は、車両に搭載される装置であって、地図データを記憶する記憶部と、前記車両の位置を検出する位置検出部と、前記地図データと、前記位置検出部により検出された前記車両の位置とに基づいて、前記車両が走行中の道路における各車線の状況に応じた前記車両の車線変更の必要性を判定する車線変更判定部と、前記車線変更判定部による前記車線変更の必要性の判定結果に基づいて、前記車両の運転者に車線変更案内を行うための情報を出力するメッセージ出力部と、前記車両の位置に基づいて前記車両の走行中車線を判定する車線判定部と、を備え、前記地図データは、複数の道路リンクの情報を表す道路情報と、前記複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報とを含み、前記車線変更判定部は、前記地図データに基づいて前記車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを算出し、前記走行中車線の通行コストよりも前記走行中車線の左右いずれかの車線の通行コストが低い場合に、当該車線への車線変更の必要性ありと判定し、前記メッセージ出力部は、前記車線変更判定部により車線変更の必要性ありと判定した車線への移動方向について、前記車線変更案内を行うための情報を出力する。
本発明の第２の態様による車載装置は、車両に搭載される装置であって、地図データを記憶する記憶部と、前記車両の位置を検出する位置検出部と、前記地図データと、前記位置検出部により検出された前記車両の位置とに基づいて、前記車両が走行中の道路における各車線の状況に応じた前記車両の車線変更の必要性を判定する車線変更判定部と、前記車線変更判定部による前記車線変更の必要性の判定結果に基づいて、前記車両の運転者に車線変更案内を行うための情報を出力するメッセージ出力部と、を備え、前記地図データは、複数の道路リンクの情報を表す道路情報と、前記複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報とを含み、前記車線変更判定部は、前記地図データに基づいて前記車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを複数の評価項目についてそれぞれ算出し、算出した評価項目ごとの通行コストに基づいて各車線の最終的な通行コストを算出し、算出した各車線の最終的な通行コストの比較結果に基づいて、前記車両の車線変更の必要性を判定する。
本発明の第３の態様による車線変更判定プログラムは、車両に搭載されたコンピュータにより実行されるプログラムであって、前記車両の位置を取得する処理と、複数の道路リンクの情報を表す道路情報と、前記複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報とを含む地図データを取得する処理と、前記車両の位置に基づいて前記車両の走行中車線を判定する処理と、取得した前記地図データに基づいて前記車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを算出する処理と、前記走行中車線の通行コストよりも前記走行中車線の左右いずれかの車線の通行コストが低い場合に、当該車線への車線変更の必要性ありと判定する処理と、を前記コンピュータに実行させる。
本発明の第４の態様による車線変更判定プログラムは、車両に搭載されたコンピュータにより実行されるプログラムであって、前記車両の位置を取得する処理と、複数の道路リンクの情報を表す道路情報と、前記複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報とを含む地図データを取得する処理と、取得した前記地図データに基づいて前記車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを複数の評価項目についてそれぞれ算出する処理と、算出した評価項目ごとの通行コストに基づいて各車線の最終的な通行コストを算出する処理と、算出した各車線の最終的な通行コストの比較結果に基づいて、前記車両の車線変更の必要性を判定する処理と、を前記コンピュータに実行させる。
本発明の第５の態様による車線変更判定方法は、車両が走行中の道路における各車線の状況に応じた前記車両の車線変更の必要性を判定する方法であって、前記車両に搭載されたコンピュータにより、前記車両の位置を取得し、複数の道路リンクの情報を表す道路情報と、前記複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報とを含む地図データを取得し、前記車両の位置に基づいて前記車両の走行中車線を判定し、取得した前記地図データに基づいて前記車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを算出し、前記走行中車線の通行コストよりも前記走行中車線の左右いずれかの車線の通行コストが低い場合に、当該車線への車線変更の必要性ありと判定する。
本発明の第６の態様による車線変更判定方法は、車両が走行中の道路における各車線の状況に応じた前記車両の車線変更の必要性を判定する方法であって、前記車両に搭載されたコンピュータにより、前記車両の位置を取得し、複数の道路リンクの情報を表す道路情報と、前記複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報とを含む地図データを取得し、取得した前記地図データに基づいて前記車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを複数の評価項目についてそれぞれ算出し、算出した評価項目ごとの通行コストに基づいて各車線の最終的な通行コストを算出し、算出した各車線の最終的な通行コストの比較結果に基づいて、前記車両の車線変更の必要性を判定する。
本発明によれば、各車線の状況を考慮した適切な車線変更案内を実現できる。
本発明の一実施形態に係る車載装置の構成を示す図である。 道路データの構成の一例を示すデータ構成図である。 道路データの具体例を説明する図である。 車線変更判定処理のフローチャートである。 通行コスト算出処理のフローチャートである。 経路の分岐を評価項目とした場合の通行コスト付与区間の設定例を説明する図である。 経路の分岐を評価項目としたときに、分岐地点の手前において車線変更禁止の規制が存在する場合の通行コスト付与区間の設定例を説明する図である。 段階的に通行コストを変化させる例を説明する図である。 車線数の増減を評価項目とした場合の通行コスト付与区間の設定例を説明する図である。 渋滞や交通規制を評価項目とした場合の通行コスト付与区間の設定例を説明する図である。 追い越し車線を評価項目とした場合の通行コスト付与区間の設定例を説明する図である。 いずれ車線変更が必要となる車線の全体を通行コスト付与区間に設定する例を説明する図である。 各車線の最終的な通行コストの算出例を説明する図である。 図１３の例における比較対象の通行コストの取得方法を説明する図である。 別の例における比較対象の通行コストの取得方法を説明する図である。 さらに別の例における比較対象の通行コストの取得方法を説明する図である。 自車両が走行する様子の一例を説明する図である。 自車両が走行する様子の別の一例を説明する図である。 追加の通行コスト付与区間の設定方法を説明する図である。
図１は、本発明の一実施形態に係る車載装置の構成を示す図である。図１に示される車載装置１は、車両等の移動体に搭載されて使用される装置であり、情報配信装置２と通信回線網３を介して接続されている。なお、以下の説明では、車載装置１が搭載されている移動体を自車両と称する。情報配信装置２は、各地の道路に対する交通情報６０や車線状況情報７０を記憶しており、これらの情報を必要に応じて車載装置１に配信する。通信回線網３は、携帯電話回線等の無線通信網や、インターネット等の有線通信網などによって構成される。
車載装置１は、演算部１０、記憶部２０、通信部３０、位置検出部４０、およびメッセージ出力部５０を備える。
演算部１０は、車載装置１が自車両の運転者に対して車線変更案内を行うための各種処理や演算を行うための部分であり、マイクロコンピュータやその他の周辺回路によって構成されている。演算部１０は、記憶部２０に記憶されているデータを利用して所定のプログラムを実行することで、車線変更判定部１０１、経路計算部１０２および車線判定部１０３として機能する。
記憶部２０は、各種のデータや情報等を記憶可能な記録媒体であり、ハードディスクやフラッシュメモリ等によって構成されている。記憶部２０には、地図データ２００、経路データ２２０および個人設定データ２３０が記憶されている。これらのデータは、必要に応じて演算部１０により読み出され、演算部１０が実効する処理や演算において利用される。経路データ２２０は、目的地までの自車両の走行経路を表すデータである。車載装置１は、ユーザに設定された目的地までの自車両の走行経路を地図データ２００に基づいて計算し、その計算結果を経路データ２２０として記憶したり、情報配信装置２から経路データ２２０を取得して記憶したりすることができる。個人設定データ２３０は、ユーザの個人設定に関するデータである。車載装置１のユーザは、自身の嗜好に応じた個人設定データ２３０を予め設定しておくことができる。なお、地図データ２００については、後で詳しく説明する。
通信部３０は、情報配信装置２から通信回線網３を介して配信される情報を受信し、演算部１０に出力する。情報配信装置２は、交通情報６０として、たとえば自車両前方の道路での渋滞や交通規制に関する情報を車載装置１に配信する。また、車線状況情報７０として、自車両前方の道路での車線状況に関する情報、たとえば特定の車線上に存在する落下物や故障車の情報を車載装置１に配信する。
位置検出部４０は、自車両の位置を検出する。たとえば、位置検出部４０にＧＰＳ受信機を設け、このＧＰＳ受信機によりＧＰＳから送信されるＧＰＳ信号を受信して所定の演算処理を行うことで、自車両の位置を検出することができる。
メッセージ出力部５０は、演算部１０の制御により、車載装置１のユーザである自車両の運転者に対して車線変更案内を行うための情報（メッセージ）を出力する。なお、メッセージ出力部５０から出力される車線変更案内のメッセージについては、後で詳しく説明する。
次に、演算部１０が有する車線変更判定部１０１、経路計算部１０２および車線判定部１０３について説明する。
車線変更判定部１０１は、記憶部２０に記憶されている地図データ２００と、位置検出部４０により検出された自車両の位置とに基づいて、自車両が走行中の道路における各車線の状況に応じた自車両の車線変更の必要性を判定する。なお、車線変更判定部１０１の詳細については、後で図４、５のフローチャートを参照して説明する。この車線変更判定部１０１による車線変更の必要性の判定結果に基づいて、メッセージ出力部５０が車線変更案内のメッセージを必要に応じて出力する。
経路計算部１０２は、記憶部２０に記憶されている地図データ２００に基づいて、ユーザに設定された目的地までの自車両の走行経路を計算する。経路計算部１０２による走行経路の計算結果は、前述のように経路データ２２０として記憶部２０に記憶される。
車線判定部１０３は、記憶部２０に記憶されている地図データ２００と、位置検出部４０により検出された自車両の位置とに基づいて、自車両が道路上で走行中の車線（以下、「走行中車線」と称する）を判定するための処理を実行する。たとえば、自車両の位置に対応する道路とその車線数とを地図データ２００から特定する。そして、カメラで自車両の前方または後方の路面を撮影し、その撮影画像から、自車両が道路上でどの車線を走行しているかを特定することにより、走行中車線の判定を行う。なお、自車両の走行中車線を適切に判定できれば、車線判定部１０３はどのような方法を用いてもよい。
次に、記憶部２０に記憶されている地図データ２００について説明する。地図データ２００は、マッピングテーブル２０１、危険個所データ２０２および道路データ２１０を有する。
マッピングテーブル２０１は、道路データ２１０と情報配信装置２から配信される交通情報６０および車線状況情報７０とを対応付けるためのデータである。車載装置１は、情報配信装置２から交通情報６０や車線状況情報７０が配信されると、マッピングテーブル２０１に基づいて、道路データ２１０により表される道路や車線においてどの部分に渋滞や交通規制が存在するかを把握することができる。
危険個所データ２０２は、車両走行における注意を促すためのデータであり、たとえば事故多発地点などの情報を示す。車載装置１は、危険個所データ２０２に基づいて、自車両の走行中に運転者に対して注意喚起のメッセージ等を必要に応じて出力することができる。
道路データ２１０は、道路を表すデータであり、道路情報２１１とレーン情報２１２を含む。道路情報２１１は、並列する複数の車線（レーン）をまとめて、各地の道路を路線（リンク）単位で表現したデータである。レーン情報２１２は、道路情報２１１により表される各道路を個別の車線（レーン）単位で表現したデータである。
図２は、道路データ２１０の構成の一例を示すデータ構成図である。図２に示すように、道路データ２１０において道路情報２１１は、複数の道路リンク（ここではリンク１〜リンクＮとする）の情報を表している。道路情報２１１が表す各道路リンクの情報には、レーン情報２１２がそれぞれ対応付けられている。図２では、リンク１に含まれるレーン１〜レーンＭに関する情報がレーン情報２１２の例として示されている。レーン情報２１２は、各車線のレーン属性２１３として、車線変更の可否、レーン規制情報、レーン長、レーン種別、レーン増減属性などの情報を含む。
図３は、道路データ２１０の具体例を説明する図である。図３（ａ）は、現実世界における道路の例を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した道路を表すための道路情報２１１の概念図を示している。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示した道路の各車線を表すためのレーン情報２１２の概念図を示している。図３（ｄ）は、図３（ｂ）、図３（ｃ）にそれぞれ示した道路情報２１１およびレーン情報２１２により構成される道路データ２１０のデータ構成図を示している。
図３（ａ）では、並列する３車線のうち左側の１車線が分岐し、１車線と２車線に分かれている道路の例を示している。この道路に対応する道路情報２１１は、図３（ｂ）に示すように、分岐前の道路に対応する１つのリンクＬｉ１と、分岐後の道路にそれぞれ対応する左右２つのリンクＬｉ２、Ｌｉ３とによって構成される。また、図３（ａ）の道路に対応するレーン情報２１２は、図３（ｃ）に示すように、リンクＬｉ１の左車線に対応するレーンＬａ１１、Ｌａ１２と、リンクＬｉ１の中央車線に対応するレーンＬａ１３、Ｌａ１４と、リンクＬｉ１の右車線に対応するレーンＬａ１５と、リンクＬｉ２の左車線と右車線にそれぞれ対応するレーンＬａ２１、Ｌａ２２と、リンクＬｉ３に対応するレーンＬａ３１とによって構成される。なお、レーンＬａ１１およびＬａ１３は、図３（ａ）に示した車線変更禁止の開始地点よりも手前にあるリンクＬｉ１の左車線と中央車線にそれぞれ対応し、レーンＬａ１２およびＬａ１４は、車線変更禁止の開始地点よりも先にあるリンクＬｉ１の左車線と中央車線にそれぞれ対応する。このように、リンクＬｉ１の左車線と中央車線の間には車線変更禁止の規制があるため、その開始地点の前後で車線の属性変化が生じる。レーン情報２１２では、こうした車線の属性変化点がある場合には、その前後を別々の車線で表している。図３（ｄ）では、道路情報２１１としてリンクＬｉ１〜Ｌｉ３を示し、そのうちリンクＬｉのレーン情報２１２としてレーンＬａ１１〜Ｌａ１５を示している。また、レーンＬａ１１〜Ｌａ１５のうちレーンＬａ１４のレーン属性２１３として、左隣のレーンＬａ１２への車線変更が不可であり、レーン規制がなく、レーン長が１００ｍであり、レーン種別が本線であり、レーン増減がないことを示している。
次に、車線変更判定部１０１の詳細について、図４、５のフローチャートを参照して説明する。図４は、車線変更判定部１０１において行われる車線変更判定処理のフローチャートである。車線変更判定部１０１は、所定のプログラムを一定の処理周期ごとに実行することで、図４のフローチャートに示す車線変更判定処理を行う。
ステップＳ１１０において、車線変更判定部１０１は、位置検出部４０により検出された自車両の位置を取得する。
ステップＳ１２０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ１１０で取得した自車位置周辺の道路情報２１１とレーン情報２１２を記憶部２０から読み出して取得する。
ステップＳ１３０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ１１０で取得した自車位置と、ステップＳ１２０で取得した道路情報２１１およびレーン情報２１２とに基づいて、自車両が走行中の道路と車線を車線判定部１０３から取得する。車線判定部１０３では、たとえば周知のマップマッチング手法を利用して自車両が走行中の道路を特定し、その道路でどの車線が走行中車線であるかを、カメラ等を用いた車線認識処理によって判定する。車線変更判定部１０１は、こうして判定された自車両の走行中車線の情報を車線判定部１０３から取得することで、自車両が走行中の道路において走行中車線を特定することができる。
ステップＳ１４０において、車線変更判定部１０１は、自車位置から目的地までの経路情報を取得する。経路情報は、経路計算部１０２により地図データ２００から計算して求めてもよいし、外部から取得してもよい。ステップＳ１４０で取得された経路は、前述のように記憶部２０に経路データ２２０として記憶される。なお、目的地が設定されておらずに経路が存在しない場合は、本処理をスキップしてもよい。
ステップＳ１５０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ１３０で取得した自車両の走行道路と、ステップＳ１４０で取得した経路情報とに基づいて、通行コストの算出範囲を決定する。たとえば、目的地までの経路全体を通行コストの算出範囲としてもよいし、自車位置から経路に沿った一定距離先までの範囲を通行コストの算出範囲としてもよい。通行コストの算出範囲を決定したら、車線変更判定部１０１は、その範囲に含まれる道路の各車線に対応するレーン情報２１２を記憶部２０から読み出して取得する。
ステップＳ１６０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ１５０で取得した通行コストの算出範囲におけるレーン情報２１２に基づいて、各車線の状況に応じた通行コストを算出するための通行コスト算出処理を実行する。ここで算出される通行コストとは、算出範囲に含まれる道路の各車線を自車両が走行することに対する不適切度を示す指標である。すなわち、通行コストの値が高い車線ほど、自車両がその車線を走行するのが適切ではなく、他の車線への移動を運転者に促すことが好ましい。なお、ステップＳ１６０で実行される通行コスト算出処理の詳細については、後で図５のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１７０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ１１０で取得した自車位置に基づいて、通行コストの比較範囲を各車線に設定する。ここでは、自車位置に対応する走行中車線上の地点と、走行中車線に並列する各車線上で当該地点にそれぞれ対応する各地点とを含むように、通行コストの比較範囲を設定する。なお、車線変更禁止の規制などにより走行中車線から移動できない車線がある場合は、その車線を含まないように通行コストの比較範囲を設定することが好ましい。
ステップＳ１８０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ１７０で設定した通行コストの比較範囲に基づいて、ステップＳ１６０で算出した各車線の通行コストのうち、走行中車線および車線変更可能な全車線の通行コストを、比較対象の通行コストとして取得する。なお、ステップＳ１６０の通行コスト算出処理では、後述するように各車線上の特定の範囲に通行コスト付与区間が設定され、この通行コスト付与区間ごとに通行コストが算出される。ステップＳ１８０では、通行コストの比較範囲内に通行コスト付与区間が存在する車線については、その通行コスト付与区間の通行コストを当該車線の比較対象の通行コストとする。一方、通行コストの比較範囲内に通行コスト付与区間が存在しない車線については、当該車線の比較対象の通行コストを０とする。この点については、後で図１４〜図１６を参照して詳しく説明する。
ステップＳ１９０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ１８０で取得した各車線の比較対象の通行コスト同士を比較する。この比較結果に基づいて、車線変更可能な車線の中に、走行中車線よりも通行コストが所定の閾値Ｔ以上低い車線があるか否かを判定する。その結果、車線変更可能な左右いずれかの車線の通行コストが走行中車線よりも低く、その差が閾値Ｔ以上である場合には、車線変更判定部１０１は、自車両の車線変更の必要性ありと判断し、ステップＳ２００に進む。一方、車線変更可能な車線の中に走行中車線よりも閾値Ｔ以上低い車線が存在しない場合には、車線変更判定部１０１は、自車両の車線変更の必要性なしと判断し、図４の車線変更判定処理を終了する。なお、閾値Ｔには、０以上の任意の値を設定することができる。
ステップＳ２００において、車線変更判定部１０１は、自車両の車線変更方向を判定する。ここでは、ステップＳ１９０で走行中車線よりも通行コストが閾値Ｔ以上低いと判定した車線について、走行中車線から当該車線への移動方向を、自車両が車線変更すべき方向として判定する。なお、ステップＳ１９０の判定条件を満たす車線が走行中車線の左右両方向に存在する場合には、車線変更判定部１０１は、いずれか一方向を車線変更方向として判定することが好ましい。たとえば、走行中車線からステップＳ１９０の判定条件を満たす各車線へ移動するまでに必要な車線変更回数を比較し、車線変更回数が最も少ない車線への移動方向を、車線変更方向として判定する。あるいは、通行コストが最も低い車線への移動方向を、車線変更方向として判定してもよい。
ステップＳ２１０において、車線変更判定部１０１は、メッセージ出力部５０を用いて、ステップＳ２００で判定された車線変更方向に対する車線変更案内のメッセージを出力する。メッセージ出力部５０から出力されたメッセージは、不図示の表示装置や音声出力装置等の外部装置によって受信され、画像や音声等を用いてその内容が自車両の運転者に通知される。これにより、運転者は車線変更の必要性を判断し、自車両を走行中車線よりも走行に適した車線へと移動させることができる。なお、メッセージを受信した際に車線変更案内を行うかどうかを、外部装置において判定してもよい。たとえば、カメラやレーダ等のセンサによる検出結果に基づいて、自車両の周囲に車線変更の妨げとなる他車両や障害物が存在するか否かを判断し、その判断結果から車線変更案内を行うかどうかを判定してもよい。また、メッセージ出力部５０から出力されたメッセージに基づいて、自車両が自動的に車線変更を行うようにしてもよい。
ステップＳ２１０を実行したら、車線変更判定部１０１は、図４の車線変更判定処理を終了する。
次に、ステップＳ１６０で実行される通行コスト算出処理について説明する。図５は、車線変更判定部１０１において行われる通行コスト算出処理のフローチャートである。
ステップＳ３１０において、車線変更判定部１０１は、通行コストの算出対象とする評価項目を選択する。ここでは、道路上で各車線の状況に影響を及ぼすことで通行コストの生成要因となる様々な評価項目の中から、以降の処理において通行コストの算出対象とする評価項目を選択する。たとえば、経路の分岐、車線数の増減、渋滞、交通規制、追い越し車線などを評価項目として、これらの評価項目の中からいずれかを選択する。なお、車線変更判定部１０１が選択可能な評価項目は上記の例に限らない。各車線の通行の不適切度に影響し、通行コストの生成要因となるものであれば、どのようなものを評価項目としてもよい。
ステップＳ３２０において、車線変更判定部１０１は、図４のステップＳ１５０で決定した通行コストの算出範囲に含まれる車線の中からいずれか一つの車線を、以降の処理対象とする車線（以下、「処理対象車線」と称する）として選択する。
ステップＳ３３０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ３１０で選択した評価項目に対応する通行コストの生成要因が処理対象車線上に存在するか否かを判定する。その結果、前述のような様々な通行コストの生成要因の中で選択した評価項目に対応するものを含む区間が処理対象車線上に存在する場合には、車線変更判定部１０１は、通行コストの生成要因ありと判定してステップＳ３４０に進む。一方、選択した評価項目に対応する通行コストの生成要因を含む区間が処理対象車線上に存在しない場合には、車線変更判定部１０１は、通行コストの生成要因なしと判定してステップＳ３６０に進む。
ステップＳ３４０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ３１０で選択した評価項目に対応する通行コスト付与区間を処理対象車線上に設定する。ここでは、ステップＳ３３０で処理対象車線上に存在すると判定した当該評価項目に対応する区間を、通行コスト付与区間として設定する。これにより、経路の分岐、車線数の増減、渋滞、交通規制、追い越し車線などの評価項目に対して、それぞれに対応する区間が通行コスト付与区間として設定される。
ステップＳ３５０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ３４０で設定した通行コスト付与区間に対する通行コストを算出する。ここでは、評価項目ごとに予め設定された通行コストの基準値に基づいて、通行コストを算出する。
ステップＳ３６０において、車線変更判定部１０１は、図４のステップＳ１５０で決定した通行コストの算出範囲に含まれる車線の中に、ステップＳ３２０で未選択の車線があるか否かを判定する。未選択の車線がある場合には、車線変更判定部１０１はステップＳ３２０に戻り、未選択の車線の中からいずれかの車線をステップＳ３２０で選択した後、前述のような処理を繰り返す。一方、ステップＳ３２０で全ての車線を選択済みである場合には、車線変更判定部１０１は、ステップＳ３７０に進む。
ステップＳ３７０において、車線変更判定部１０１は、図４のステップＳ１５０で決定した通行コストの算出範囲に含まれる車線の中から、通行コスト最小車線を特定する。ここでは、ステップＳ３５０で算出された通行コストが最小である車線を通行コスト最小車線として特定する。たとえば、通行コストの生成要因を含む区間が存在せず、そのためステップＳ３４０およびＳ３５０の処理が行われなかった車線がある場合には、車線変更判定部１０１は、当該車線を通行コスト最小車線として特定する。なお、複数の車線を通行コスト最小車線として特定してもよい。また、区間ごとに異なる車線を通行コスト最小車線として特定してもよい。
ステップＳ３８０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ３７０で特定した通行コスト最小車線以外の各車線について、当該車線から通行コスト最小車線までの車線変更回数を算出する。ここでは、図４のステップＳ１５０で取得したレーン情報２１２に基づいて、各車線から通行コスト最小車線までの間が何車線離れているかを求め、車線変更回数を算出する。なお、複数の車線が通行コスト最小車線として特定された場合には、車線変更判定部１０１は、その中で車線変更回数が最も少ない車線までの車線変更回数を各車線について算出する。
ステップＳ３９０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ３８０で算出した車線変更回数に基づいて、通行コスト最小車線以外の各車線について、車線変更に対する通行コスト付与区間を設定する。ここでは、車線変更回数が増えるほど長い区間が設定されるように、車線変更に対する各車線の通行コスト付与区間を設定する。たとえば、各車線の通行コスト最小車線までの車線変更回数をＮとし、１回あたりの車線変更に必要な所定距離をＬとすると、Ｎ×Ｌの長さに相当する区間を、車線変更に対する通行コスト付与区間として各車線に設定する。なお、Ｌの値には、運転者や自車両が余裕をもって１回の車線変更を実行できるだけの距離を設定することが好ましい。
ステップＳ４００において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ３９０で設定した通行コスト付与区間に対する通行コストを算出する。ここでは、前述のステップＳ３５０と同様に、評価項目ごとに予め設定された通行コストの基準値に基づいて、通行コストを算出する。なお、ステップＳ３５０とは異なる基準値を用いてもよい。
ステップＳ４１０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ３１０で未選択の評価項目があるか否かを判定する。選択可能な評価項目として予め定められた前述のような評価項目の中に、未選択の評価項目がある場合には、車線変更判定部１０１はステップＳ３１０に戻り、未選択の評価項目の中からいずれかの評価項目をステップＳ３１０で選択した後、前述のような処理を繰り返す。一方、ステップＳ３１０で全ての評価項目を選択済みである場合には、車線変更判定部１０１は、ステップＳ４２０に進む。
以上説明したステップＳ３１０〜Ｓ４１０の処理により、車線変更判定部１０１は、複数の評価項目について各車線に通行コスト付与区間を設定し（ステップＳ３４０、Ｓ３９０）、各車線の通行コスト付与区間ごとの通行コストを算出する（ステップＳ３５０、Ｓ４００）。なお、評価項目ごとの通行コスト付与区間の具体的な設定例については、後で図６〜図１２を参照して説明する。
ステップＳ４２０において、車線変更判定部１０１は、ステップＳ３５０、Ｓ４００でそれぞれ算出した各車線の評価項目ごとの通行コストに基づいて、各車線の最終的な通行コストを算出する。ここでは、評価項目ごとに設定された各車線の通行コスト付与区間を繋ぎ合わせると共に、各通行コスト付与区間に対して元の通行コストをそれぞれ適用することで、各車線の最終的な通行コストを算出する。このとき、通行コストが異なる複数の通行コスト付与区間の一部または全部が重複する場合には、車線変更判定部１０１は、その中で最も高い通行コストを当該重複区間の通行コストとして採用する。なお、各車線の最終的な通行コストの具体的な算出例については、後で図１３を参照して説明する。
ステップＳ４２０を実行したら、車線変更判定部１０１は、図５の通行コスト算出処理を終了し、図４のステップＳ１７０に進む。
次に、図５のステップＳ３１０〜Ｓ４１０における評価項目ごとの通行コスト付与区間の具体的な設定例について説明する。
図６は、経路の分岐を評価項目とした場合の通行コスト付与区間の設定例を説明する図である。図６では、３車線の道路が分岐点を境に分岐し、左側の１車線が左方向に、中央および右側の２車線が右方向にそれぞれ進む場合の例を示している。なお、図６（ａ）は左の分岐先に目的地方向がある場合の例であり、図６（ｂ）は右の分岐先に目的地方向がある場合の例である。
図６（ａ）の場合、自車両が左側車線を走行していれば、分岐後にも目的地へ向かう経路を維持できる。しかし、中央車線または右側車線を走行していると、分岐地点の先で経路から外れてしまう。つまり、中央車線および右側車線は、分岐地点の手前の所定範囲では自車両が走行するのに不適切であることになる。そのため、車線変更判定部１０１は、通行コスト算出処理において、これらの車線に対して左側車線までの車線変更回数に応じた通行コスト付与区間を設定する。具体的には、図５のステップＳ３９０において、中央車線に対しては、左側車線までの車線変更回数が１回であるため、分岐地点から前述の距離Ｌ手前までの範囲に通行コスト付与区間６１０を設定する。また、右側車線に対しては、左側車線までの車線変更回数が２回であるため、分岐地点から距離２Ｌ手前までの範囲に通行コスト付与区間６１１を設定する。その結果、Ｌの値をたとえば３００ｍとした場合には、分岐地点から３００ｍ手前までの区間が中央車線の通行コスト付与区間６１０として設定され、分岐地点から６００ｍ手前までの区間が右側車線の通行コスト付与区間６１１として設定される。
一方、図６（ｂ）の場合、上記の例とは反対に、自車両が中央車線または右側車線を走行していれば、分岐後にも目的地へ向かう経路を維持できる。しかし、左側車線を走行していると、分岐地点の先で経路から外れてしまう。そのため、車線変更判定部１０１は、通行コスト算出処理において、左側車線に対して中央車線までの車線変更回数に応じた通行コスト付与区間を設定する。具体的には、図５のステップＳ３９０において、左側車線に対して、そこから最も近い目的地方向への車線である中央車線までの車線変更回数が１回であるため、分岐地点から距離Ｌ手前までの範囲に通行コスト付与区間６２０を設定する。その結果、Ｌの値をたとえば３００ｍとした場合には、分岐地点から３００ｍ手前までの区間が左側車線の通行コスト付与区間６２０として設定される。
図５のステップＳ４００では、車線変更判定部１０１は、上記の通行コスト付与区間６１０および６１１、または通行コスト付与区間６２０に対して、それぞれの通行コストを算出する。たとえば、経路の分岐に対する通行コストの基準値が５であれば、図６（ａ）の場合には、通行コスト付与区間６１０および６１１の通行コストをそれぞれ５と算出する。また、図６（ｂ）の場合には、通行コスト付与区間６２０の通行コストを５と算出する。
図７は、経路の分岐を評価項目としたときに、分岐地点の手前において車線変更禁止の規制が存在する場合の通行コスト付与区間の設定例を説明する図である。図７でも図６と同様に、３車線の道路が分岐点を境に分岐し、左側の１車線が左方向に、中央および右側の２車線が右方向にそれぞれ進む場合の例を示している。なお、図７（ａ）は左の分岐先に目的地方向がある場合の例であり、図７（ｂ）は右の分岐先に目的地方向がある場合の例である。
図７の場合、前述の図６の例とは異なり、分岐地点の直前で車線変更をしようとしても間に合わず、車線変更禁止の規制が開始される地点までに車線変更を完了しておく必要がある。そのため、車線変更判定部１０１は、通行コスト算出処理において、分岐地点の代わりに車線変更禁止の規制開始地点を基準として、図６で説明したのと同様に、車線変更回数に応じた通行コスト付与区間を設定する。
具体的には、図７（ａ）の場合には、車線変更判定部１０１は、図５のステップＳ３９０において、中央車線に対しては、左側車線までの車線変更回数が１回であるため、規制開始地点から距離Ｌ手前までの範囲に通行コスト付与区間７１０を設定する。また、右側車線に対しては、左側車線までの車線変更回数が２回であるため、規制開始地点から距離２Ｌ手前までの範囲に通行コスト付与区間７１１を設定する。一方、図７（ｂ）の場合には、車線変更判定部１０１は、図５のステップＳ３９０において、左側車線に対して、そこから最も近い目的地方向への車線である中央車線までの車線変更回数が１回であるため、規制開始地点から距離Ｌ手前までの範囲に通行コスト付与区間７２０を設定する。
なお、図６や図７で説明したように、分岐地点や車線変更禁止の規制開始地点から手前に車線変更回数に応じた通行コスト付与区間を設定し、その通行コスト付与区間に対して通行コストを算出する際には、段階的に通行コストを変化させてもよい。図８は、段階的に通行コストを変化させる例を説明する図である。
図８の例では、車線変更判定部１０１は、中央車線および右側車線に対して分岐地点から手前にそれぞれ設定される通行コスト付与区間を、それぞれ２つに分けている。具体的には、中央車線については、分岐地点から所定距離Ｌ１手前までの区間を通行コスト付与区間８１０とし、さらにそこから所定距離Ｌ２手前までの区間を通行コスト付与区間８１１としている。また、右側車線については、分岐地点から距離２Ｌ１手前までの区間を通行コスト付与区間８２０とし、さらにそこから距離２Ｌ２手前までの区間を通行コスト付与区間８２１としている。
車線変更判定部１０１は、分岐地点に近い側にある通行コスト付与区間８１０、８２０に対しては、通行コストの値をたとえば５に設定する。一方、分岐地点に遠い側にある通行コスト付与区間８１１、８２１に対しては、通行コスト付与区間８１０、８２０よりも小さな通行コストの値として、たとえば３を設定する。このように段階的に通行コストを変化させることで、分岐地点や車線変更禁止の規制開始地点に近づくほど高い通行コストの値とすることができる。その結果、これらの地点に近づくほど、自車両が不適切な車線を走行することをより一層確実に回避できる。このように段階的に通行コストを変化させる手法は、経路の分岐に限らず、以降で説明するような他の様々な評価項目に対しても適用可能である。
なお、以上説明したように経路の分岐を評価項目とした場合には、分岐地点や車線変更禁止の規制開始地点の手前において、車線変更に対する通行コスト付与区間を設定すればよい。したがってこれらの場合、図５のステップＳ３４０では、通行コスト付与区間を０として設定してもよい。
図９は、車線数の増減を評価項目とした場合の通行コスト付与区間の設定例を説明する図である。図９では、３車線の道路において左側車線が消滅して２車線に減少する場合の例を示している。
図９の場合、自車両が左側車線を走行していると、レーン減少区間において中央車線へと強制的に車線変更させられる。そのときに合流先の車線に他車両が走行していると、減速や停止が必要となり、スムーズな車線変更ができない。そのため、車線変更判定部１０１は、通行コスト算出処理において、消滅する左側車線に対して通行コスト付与区間を設定する。具体的には、図５のステップＳ３４０において、レーン減少区間の開始地点から先に通行コスト付与区間９１０を設定する。また、ステップＳ３９０において、分岐地点から距離Ｌ手前までの範囲に、車線変更に対する通行コスト付与区間９１１を設定する。
車線変更判定部１０１は、上記の通行コスト付与区間９１０および９１１の通行コストを算出する。たとえば、車線数の減少に対する通行コストの基準値が３であれば、通行コスト付与区間９１０および９１１の通行コストをそれぞれ３と算出する。
図１０は、渋滞や交通規制を評価項目とした場合の通行コスト付与区間の設定例を説明する図である。前述のように車載装置１は、通信回線網３を介して情報配信装置２から取得した交通情報６０や車線状況情報７０に基づいて、自車両が走行中の道路における渋滞や交通規制の状況を把握することができる。図１０では、３車線の道路において左側車線の一部が渋滞しており、右側車線の一部が事故車両１０２０で塞がれて通行止めになっている場合の例を示している。
図１０の場合、車線変更判定部１０１は、通行コスト算出処理において、渋滞が発生している左側車線と、事故車両１０２０による交通規制が発生している右側車線とに対して、それぞれ通行コスト付与区間を設定する。具体的には、左側車線に対しては、図５のステップＳ３４０において、渋滞区間を通行コスト付与区間１０１０として設定すると共に、ステップＳ３９０において、渋滞区間の最後尾から距離Ｌ手前までの範囲に、車線変更に対する通行コスト付与区間１０１１を設定する。また、右側車線に対しては、ステップＳ３９０において、事故車両１０２０から距離Ｌ手前までの範囲に、車線変更に対する通行コスト付与区間１０２１を設定する。
車線変更判定部１０１は、上記の通行コスト付与区間１０１０、１０１１および１０２１の通行コストをそれぞれ算出する。たとえば、渋滞に対する通行コストの基準値が４であれば、通行コスト付与区間１０１０および１０１１の通行コストをそれぞれ４と算出する。また、通行止めに対する通行コストの基準値が６であれば、通行コスト付与区間１０２１の通行コストを６と算出する。
図１１は、追い越し車線を評価項目とした場合の通行コスト付与区間の設定例を説明する図である。図１１では、３車線の道路において右側車線が追い越し車線である場合の例を示している。
図１１の場合、自車両が追い越し車線の走行を不必要に続けると、交通法規に違反することになってしまうため、追い越し車線はできるだけ走行しないことが望ましい。そのため、車線変更判定部１０１は、通行コスト算出処理において、追い越し車線である右側車線に対して通行コスト付与区間を設定する。具体的には、図５のステップＳ３４０において、右側車線の全区間を通行コスト付与区間１１１０として設定する。そして、通行コスト付与区間１１１０の通行コストを、たとえば３と算出する。
図１２は、いずれ車線変更が必要となる車線の全体を通行コスト付与区間に設定する例を説明する図である。図１２（ａ）では、３車線の道路が分岐点を境に分岐し、左側の１車線が目的地方向に、中央および右側の２車線が目的地ではない方向にそれぞれ進む場合の例を示している。一方、図１２（ｂ）では、３車線の道路のうち左側の１車線が最初の分岐点において目的地ではない方向に進み、次の分岐点において中央車線が目的地方向に、右側車線が目的地ではない方向にそれぞれ進む場合の例を示している。
図１２（ａ）の場合、自車両が左側車線を走行していれば、分岐後にも目的地へ向かう経路を維持できる。しかし、中央車線または右側車線を走行していると、分岐地点の先で経路から外れてしまう。そのため、車線変更判定部１０１は、通行コスト算出処理において、中央車線および右側車線の分岐地点までの区間を、通行コスト付与区間１２１０、１２１１にそれぞれ設定する。そして、これらの通行コスト付与区間に対して、目的地方向に進む左側車線への車線変更回数に応じた通行コストをそれぞれ算出する。たとえば、車線変更回数が１回である通行コスト付与区間１２１０の通行コストを１とし、車線変更回数が２回である通行コスト付与区間１２１１の通行コストを２とする。
図１２（ｂ）の場合、自車両が中央車線を走行していれば、分岐後にも目的地へ向かう経路を維持できる。しかし、左側車線または右側車線を走行していると、分岐地点の先で経路から外れてしまう。そのため、車線変更判定部１０１は、通行コスト算出処理において、左側車線の最初の分岐地点までの区間と、右側車線の次の分岐地点までの区間とに対して、通行コスト付与区間１２２０、１２２１をそれぞれ設定する。そして、これらの通行コスト付与区間に対して、目的地方向に進む中央車線への車線変更回数に応じた通行コストをそれぞれ算出する。たとえば、車線変更回数が１回であるため、通行コスト付与区間１２２０および１２２１の通行コストをいずれも１とする。
以上説明した図６〜図１２の例のようにして、評価項目に応じた通行コスト付与区間を各車線に設定し、通行コストを算出することができる。なお、上記以外にも、自車両の走行に不適切な車線に関する情報を車載装置１に記憶させておき、これに基づいて通行コスト付与区間の設定や通行コストの計算を行うようにしてもよい。たとえば危険個所データ２０２を利用して、こうした手法の適用が可能である。
次に、図５のステップＳ４２０における各車線の最終的な通行コストの具体的な算出例について説明する。
図１３は、各車線の最終的な通行コストの算出例を説明する図である。図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）は、前述のような処理によって３車線の道路の各車線に設定された評価項目ごとの通行コスト付与区間とその通行コストをそれぞれ示している。具体的には、図１３（ａ）では、中央車線と右側車線に通行コストが５の通行コスト付与区間１３１０、１３１１がそれぞれ設定されている。図１３（ｂ）では、右側車線に通行コストが３の通行コスト付与区間１３２０が設定されている。図１３（ｃ）では、左側車線に通行コストが４の通行コスト付与区間１３３０が設定され、右側車線に通行コストが６の通行コスト付与区間１３３１が設定されている。
図１３（ｄ）は、上記の図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示した通行コスト付与区間および通行コストから算出される各車線の最終的な通行コストを示している。図１３（ｄ）において、通行コスト付与区間の重複がない左側車線と中央車線では、通行コスト付与区間１３３０、１３１０の通行コストがそのまま最終的な通行コストとしてそれぞれ設定されている。一方、通行コスト付与区間１３１１、１３２０および１３３１が存在する右側車線では、これらの通行コスト付与区間を重ね合わせ、重複部分については通行コストの値が最も高いものを採用することで、最終的な通行コストが設定されている。
次に、図４のステップＳ１８０における比較対象の通行コストの具体的な取得方法について説明する。
図１４は、図１３（ｄ）に示した通行コストの算出例における比較対象の通行コストの取得方法を説明する図である。図１４では、自車両が左側車線を走行しており、自車位置１４１０に対して、図４のステップＳ１７０で通行コストの比較範囲１４１１が設定されたときの様子を示している。この場合、ステップＳ１８０で車線変更判定部１０１は、左側車線については、比較範囲１４１１内に通行コスト付与区間１３３０があるため、通行コスト付与区間１３３０の通行コストの値である４を、比較対象の通行コストとして取得する。一方、中央車線については、比較範囲１４１１内に通行コスト付与区間がないため、比較対象の通行コストを０とする。また、右側車線については、比較範囲１４１１内に通行コスト付与区間１３２０があるため、通行コスト付与区間１３２０の通行コストの値である３を、比較対象の通行コストとして取得する。このようにして、比較対象の通行コストを各車線について取得することができる。
ステップＳ１９０において、車線変更判定部１０１は、上記のようにして取得された各車線の比較対象の通行コスト同士を比較する。その結果、たとえば前述の閾値Ｔを２とした場合には、自車両が走行中である左側車線の通行コストは３であり、中央車線の通行コストは０であることから、車線変更判定部１０１は、自車両の車線変更の必要性ありと判断する。したがって、左側車線から中央車線への車線変更案内のメッセージがメッセージ出力部５０から出力される。
図１５は、別の例における比較対象の通行コストの取得方法を説明する図である。図１５では、自車両が３車線の道路において、通行コストの値が４である通行コスト付与区間１５１０が設定された中央車線を走行しており、自車位置１５１１に対して、図４のステップＳ１７０で通行コストの比較範囲１５１２が設定されたときの様子を示している。この場合、ステップＳ１８０で車線変更判定部１０１は、左側車線については、比較範囲１５１２内に通行コスト付与区間がないため、比較対象の通行コストを０とする。一方、中央車線については、比較範囲１５１２内に通行コスト付与区間１５１０があるため、通行コスト付与区間１５１０の通行コストの値である４を、比較対象の通行コストとして取得する。なお、中央車線と右側車線の間には車線変更禁止の交通規制があるため、右側車線は比較範囲１５１２が設定されず、通行コストの比較対象とはされない。
図１６は、さらに別の例における比較対象の通行コストの取得方法を説明する図である。図１６の例では、４車線の道路のうち左側から２車線目と３車線目に、それぞれ通行コストの値が３である通行コスト付与区間１６１０、１６１１が設定されている。
図１６の例において、たとえば自車両が左側から２車線目を走行しており、自車位置１６２０に対して、図４のステップＳ１７０で通行コストの比較範囲１６２１が設定されたとする。この場合、ステップＳ１８０で車線変更判定部１０１は、左端車線と右端車線については、比較範囲１６２１内に通行コスト付与区間がないため、比較対象の通行コストをそれぞれ０とする。一方、左側から２車線目と３車線目については、比較範囲１６２１内に通行コスト付与区間１６１０、１６１１がそれぞれあるため、これらの通行コスト付与区間の通行コストの値である３を、比較対象の通行コストとして取得する。
ステップＳ１９０において、車線変更判定部１０１は、上記のようにして取得された各車線の比較対象の通行コスト同士を比較する。その結果、たとえば前述の閾値Ｔを２とした場合には、走行車線の通行コストは３であり、左端車線および右端車線の通行コストは０であることから、車線変更判定部１０１は、自車両の車線変更の必要性ありと判断する。ここで、自車両は左側から２車線目を走行中であるため、右端車線への車線変更回数よりも左端車線への車線変更回数の方が少ない。したがって、ステップＳ２００では左方向が車線変更方向として判定され、その結果、左方向への車線変更案内のメッセージがメッセージ出力部５０から出力される。
また、図１６の例において、たとえば自車両が左側から３車線目を走行しており、自車位置１６３０に対して、図４のステップＳ１７０で通行コストの比較範囲１６３１が設定されたとする。この場合、ステップＳ１８０で車線変更判定部１０１は、上記と同様に、左端車線と右端車線については、比較範囲１６３１内に通行コスト付与区間がないため、比較対象の通行コストをそれぞれ０とする。一方、左側から２車線目と３車線目については、比較範囲１６３１内に通行コスト付与区間１６１０、１６１１がそれぞれあるため、これらの通行コスト付与区間の通行コストの値である３を、比較対象の通行コストとして取得する。
ステップＳ１９０において、車線変更判定部１０１は、上記のようにして取得された各車線の比較対象の通行コスト同士を比較する。その結果、たとえば前述の閾値Ｔを２とした場合には、走行車線の通行コストは３であり、左端車線および右端車線の通行コストは０であることから、車線変更判定部１０１は、自車両の車線変更の必要性ありと判断する。ここで、自車両は左側から３車線目を走行中であるため、左端車線への車線変更回数よりも右端車線への車線変更回数の方が少ない。したがって、ステップＳ２００では右方向が車線変更方向として判定され、その結果、右方向への車線変更案内のメッセージがメッセージ出力部５０から出力される。
次に、以上説明したような車線変更判定部１０１の処理によって出力される車線変更案内に従って、自車両が車線変更を行いながら走行する様子について説明する。
図１７は、自車両が走行する様子の一例を説明する図である。図１７の例では、２車線から３車線に車線数が増加した後、左側車線が目的地方法である左方向に、中央車線および右側車線が右方向にそれぞれ分岐する道路を、自車両が走行していく様子を示している。このとき車線変更判定部１０１は、たとえば中央車線については、分岐地点の手前に通行コスト付与区間１７１０および１７１１を設定し、通行コスト付与区間１７１０の通行コストの値を５、通行コスト付与区間１７１１の通行コストの値を１としてそれぞれ算出する。一方、右側車線については、分岐地点の手前に通行コスト付与区間１７１２、１７１３および１７１４を設定し、通行コスト付与区間１７１２の通行コストの値を５、通行コスト付与区間１７１３の通行コストの値を２、通行コスト付与区間１７１４の通行コストの値を１としてそれぞれ算出する。
自車両が２車線の道路のうち左側の車線を走行していき、車線の増加地点を通過して自車位置１７２０に到達すると、ステップＳ１７０で車線変更判定部１０１は、通行コストの比較範囲１７３０を設定する。このとき、車線数が３車線に増加した道路の左側車線については、比較範囲１７３０内に通行コスト付与区間がないため、比較対象の通行コストを０とする。一方、中央車線については、比較範囲１７３０内に通行コスト付与区間１７１１があるため、通行コスト付与区間１７１１の通行コストの値である１を、比較対象の通行コストとして取得する。また、右側車線については、比較範囲１７３０内に通行コスト付与区間１７１３があるため、通行コスト付与区間１７１３の通行コストの値である２を、比較対象の通行コストとして取得する。
ステップＳ１９０において、車線変更判定部１０１は、上記のようにして取得された各車線の比較対象の通行コスト同士を比較する。ここで、増加車線への車線変更は危険が少ないため、増加車線が存在するときには閾値Ｔを通常よりも低い値、たとえば０に設定することが好ましい。この場合には、走行車線の通行コストは１であり、増加した左端車線の通行コストは０であることから、車線変更判定部１０１は、自車両の車線変更の必要性ありと判断する。その結果、左方向への車線変更案内のメッセージがメッセージ出力部５０から出力される。
図１８は、自車両が走行する様子の別の一例を説明する図である。図１８の例では、３車線の道路が分岐し、左側車線が目的地方向である左方向に、中央車線および右側車線が右方向にそれぞれ分岐する道路を、自車両が走行していく様子を示している。このとき車線変更判定部１０１は、たとえば左側車線については、渋滞区間およびその手前に通行コスト付与区間１８１０を設定し、通行コスト付与区間１８１０の通行コストの値を３として算出する。一方、中央車線および右側車線については、分岐地点の手前に通行コスト付与区間１８１１、１８１２をそれぞれ設定し、これらの通行コスト付与区間の通行コストの値を５としてそれぞれ算出する。
自車両が左側車線を走行して自車位置１８２０に到達すると、ステップＳ１７０で車線変更判定部１０１は、通行コストの比較範囲１８３０を設定する。このとき、左側車線については、比較範囲１８３０内に通行コスト付与区間１８１０があるため、通行コスト付与区間１８１０の通行コストの値である３を、比較対象の通行コストとして取得する。一方、中央車線および右側車線については、比較範囲１８３０内に通行コスト付与区間がないため、比較対象の通行コストを０とする。
ステップＳ１９０において、車線変更判定部１０１は、上記のようにして取得された各車線の比較対象の通行コスト同士を比較する。その結果、たとえば前述の閾値Ｔを２とした場合には、走行車線の通行コストは３であり、中央車線および右側車線の通行コストは０であることから、車線変更判定部１０１は、自車両の車線変更の必要性ありと判断する。したがって、ステップＳ２００では右方向が車線変更方向として判定され、その結果、右方向への車線変更案内のメッセージがメッセージ出力部５０から出力される。
上記の車線変更案内に従って自車両が中央車線へと移動し、その後に走行を続けて自車位置１８２１に到達すると、ステップＳ１７０で車線変更判定部１０１は、通行コストの比較範囲１８３１を設定する。このとき、左側車線については、比較範囲１８３１内に通行コスト付与区間がないため、比較対象の通行コストを０とする。一方、中央車線および右側車線については、比較範囲１８３１内に通行コスト付与区間１８１１、１８１２がそれぞれあるため、これらの通行コスト付与区間の通行コストの値である５を、比較対象の通行コストとして取得する。
ステップＳ１９０において、車線変更判定部１０１は、上記のようにして取得された各車線の比較対象の通行コスト同士を比較する。その結果、走行車線の通行コストは５であり、左側車線の通行コストは０であることから、車線変更判定部１０１は、自車両の車線変更の必要性ありと判断する。したがって、ステップＳ２００では左方向が車線変更方向として判定され、その結果、左方向への車線変更案内のメッセージがメッセージ出力部５０から出力される。この車線変更案内に従って、自車両は左側車線へと移動し、目的地方向へと進むことができる。
以上説明した本発明の一実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）車載装置１は、地図データ２００を記憶する記憶部２０と、自車両の位置を検出する位置検出部４０と、車線変更判定部１０１と、メッセージ出力部５０とを備える。車線変更判定部１０１は、地図データ２００と、位置検出部４０により検出された自車両の位置とに基づいて、自車両が走行中の道路における各車線の状況に応じた自車両の車線変更の必要性を判定する。メッセージ出力部５０は、車線変更判定部１０１による車線変更の必要性の判定結果に基づいて、自車両の運転者に車線変更案内を行うための情報を出力する。このようにしたので、各車線の状況を考慮した適切な車線変更案内を実現できる。
（２）地図データ２００は、複数の道路リンクの情報を表す道路情報２１１と、複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報２１２とを含む。車線変更判定部１０１は、地図データ２００に基づいて自車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを算出し（ステップＳ１６０）、算出した各車線の通行コストの比較結果に基づいて、自車両の車線変更の必要性を判定する（ステップＳ１９０）。このようにしたので、各車線の状況を的確に反映した車線変更の必要性の判断を行うことができる。
（３）車載装置１は、自車両の位置に基づいて自車両の走行中車線を判定する車線判定部１０３をさらに備える。車線変更判定部１０１は、ステップＳ１９０において、走行中車線の通行コストよりも走行中車線の左右いずれかの車線の通行コストが低い場合に、当該車線への車線変更の必要性ありと判定する。メッセージ出力部５０は、車線変更判定部１０１により車線変更の必要性ありと判定した車線への移動方向について、車線変更案内を行うための情報を出力する。このようにしたので、左右いずれかの車線への車線変更の必要性の有無を確実に判定し、その判定結果に応じた車線変更案内を行うことができる。
（４）車線変更判定部１０１は、ステップＳ１９０において、走行中車線の通行コストよりも走行中車線の左右いずれかの車線の通行コストが所定の閾値Ｔ以上低い場合に、当該車線への車線変更の必要性ありと判定する。このようにしたので、閾値Ｔを調節することにより、車線変更の必要性の判断基準を容易に変更できる。
（５）車線変更判定部１０１は、複数の評価項目について通行コストをそれぞれ算出し（ステップＳ３５０、Ｓ４００）、算出した評価項目ごとの通行コストに基づいて各車線の最終的な通行コストを算出する（ステップＳ４２０）。このようにしたので、各車線の状況に影響を及ぼす様々な評価項目について、その各々による通行の不適切度を総合的に考慮した各車線の通行コストを算出することができる。
（６）車線変更判定部１０１は、各車線上に設定された通行コスト付与区間ごとに通行コストを算出し（ステップＳ３５０、Ｓ４００）、自車両の位置に基づいて通行コストの比較範囲を各車線に設定する（ステップＳ１７０）。そして、比較範囲内に通行コスト付与区間が存在する車線については、その通行コスト付与区間の通行コストを当該車線の通行コストとし、比較範囲内に通行コスト付与区間が存在しない車線については、当該車線の通行コストを０として（ステップＳ１８０）、ステップＳ１９０において各車線の通行コストを比較する。このようにしたので、自車両の位置に応じて各車線の通行コスト同士を適切に比較することができる。
（７）車線変更判定部１０１は、各車線に通行コスト付与区間を設定する（ステップＳ３４０、Ｓ３９０）。このとき、自車両の前方に存在する交差点または分岐点から自車両の経路を外れる方向に進む車線に対しては、その交差点または分岐点の手前の所定区間を通行コスト付与区間に設定する。また、渋滞区間を含む車線に対しては、その渋滞区間および渋滞区間の手前の所定区間を通行コスト付与区間に設定する。さらに、事故車両による通行止めなど所定の交通規制に該当する対象地点を含む車線に対しては、その対象地点の手前の所定区間を通行コスト付与区間に設定する。このようにしたので、各車線の様々な状況に応じて、通行コストの算出対象である通行コスト付与区間を適切に設定することができる。
（８）車線変更判定部１０１は、ステップＳ３９０において、各車線から通行コストが最小となる車線までの車線変更回数に基づいて通行コスト付与区間を設定する。このようにしたので、通行に適した車線への車線変更案内を確実に実現できるように、通行コスト付与区間を適切に設定することができる。
なお、以上説明した本発明の一実施形態において、図５のステップＳ３５０やステップＳ４００で通行コストの算出に用いるための評価項目ごとの通行コストの基準値を、ユーザが任意に設定可能としてもよい。たとえば、所定の設定メニューが選択されたときに、演算部１０の処理により、車載装置１が接続された不図示の表示装置に、評価項目ごとに通行コストの値を設定するための設定画面を表示する。この設定画面において、ユーザはタッチパネル等の操作部材の操作により、評価項目ごとに任意の通行コストの基準値を設定することができる。こうして設定された通行コストの基準値は、車載装置１の記憶部２０に個人設定データ２３０として記憶され、通行コストの算出時に記憶部２０から読み出されて利用される。このようにすれば、ユーザの嗜好を反映した車線変更案内を実現することができる。
また、以上説明した本発明の一実施形態において、同一車線上に設定された複数の通行コスト付与区間同士の距離が近い場合には、これらの間にさらに追加の通行コスト付与区間を設定してもよい。以下に、図１９を参照して説明する。
図１９は、追加の通行コスト付与区間の設定方法を説明する図である。図１９（ａ）は、追加の通行コスト付与区間を設定する前の様子の一例を示し、図１９（ｂ）は、追加の通行コスト付与区間を設定した後の様子を示している。
図１９（ａ）に示す例では、２車線の道路のうち左側車線には、通行コストの値がそれぞれ４の通行コスト付与区間１９１０および１９１１が設定されており、右側車線には、通行コストの値が２の通行コスト付与区間１９１２が設定されている。このような状況で自車両が右側車線を走行して自車位置１９２０に到達すると、このときの比較対象の通行コストの値は、左側車線では０であり、右側車線では２である。そのため、たとえば閾値Ｔが２である場合には、自車両の車線変更の必要性ありと判断され、左方向への車線変更案内が行われる。
上記の車線変更案内に従って自車両が左側車線へと移動し、その後に走行を続けて自車位置１９２１に到達すると、このときの比較対象の通行コストの値は、左側車線では４であり、右側車線では２である。そのため、自車両の車線変更の必要性ありと判断され、今度は右方向への車線変更案内が行われる。したがって、通行コスト付与区間１９１０と通行コスト付与区間１９１１との間の距離が短い場合には、逆方向への車線変更案内が頻繁に行われることとなる。これは、運転者にとって煩わしいだけでなく、周囲車両の走行にも悪影響を及ぼしかねないため、好ましくない。
そこで、車線変更判定部１０１は、図５の通行コスト算出処理において、同一車線上に設定された複数の通行コスト付与区間同士の距離が近い場合には、これらの間にさらに追加の通行コスト付与区間を設定する処理を行うようにする。これにより、図１９（ｂ）に示すように、通行コスト付与区間１９１０と通行コスト付与区間１９１１との間に、さらに追加の通行コスト付与区間１９１３が設定される。この通行コスト付与区間１９１３の通行コストは、通行コスト付与区間１９１０および１９１１の通行コストに基づいて設定することができる。図１９（ｂ）では、通行コスト付与区間１９１３の通行コストを２として示している。
こうして追加の通行コスト付与区間１９１３が設定された状態で、自車両が右側車線を走行して自車位置１９２０に到達すると、このときの左側車線に対する比較対象の通行コストは、通行コスト付与区間１９１３の通行コストである。したがって、左側車線に対する比較対象の通行コストの値は、右側車線と同じ２となるため、自車両の車線変更の必要性なしと判断されて車線変更案内が行われない。これにより、自車両は左側車線へと移動することなく、右側車線を走行し続ける。その結果、上記のように逆方向への車線変更案内が頻繁に行われるのを防止できる。
なお、以上説明した実施形態や変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。
１ 車載装置
２ 情報配信装置
３ 通信回線網
１０ 演算部
２０ 記憶部
３０ 通信部
４０ 位置検出部
５０ メッセージ出力部
６０ 交通情報
７０ 車線状況情報
１０１ 車線変更判定部
１０２ 経路計算部
１０３ 車線判定部
２００ 地図データ
２０１ マッピングテーブル
２０２ 危険個所データ
２１０ 道路データ
２１１ 道路情報
２１２ レーン情報
２２０ 経路データ
２３０ 個人設定データ

Claims (12)

  1. 車両に搭載される装置であって、
    地図データを記憶する記憶部と、
    前記車両の位置を検出する位置検出部と、
    前記地図データと、前記位置検出部により検出された前記車両の位置とに基づいて、前記車両が走行中の道路における各車線の状況に応じた前記車両の車線変更の必要性を判定する車線変更判定部と、
    前記車線変更判定部による前記車線変更の必要性の判定結果に基づいて、前記車両の運転者に車線変更案内を行うための情報を出力するメッセージ出力部と、
    前記車両の位置に基づいて前記車両の走行中車線を判定する車線判定部と、を備え、
    前記地図データは、複数の道路リンクの情報を表す道路情報と、前記複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報とを含み、
    前記車線変更判定部は、前記地図データに基づいて前記車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを算出し、前記走行中車線の通行コストよりも前記走行中車線の左右いずれかの車線の通行コストが低い場合に、当該車線への車線変更の必要性ありと判定し、
    前記メッセージ出力部は、前記車線変更判定部により車線変更の必要性ありと判定した車線への移動方向について、前記車線変更案内を行うための情報を出力する車載装置。
  2. 請求項１に記載の車載装置において、
    前記車線変更判定部は、前記走行中車線の通行コストよりも前記走行中車線の左右いずれかの車線の通行コストが所定の閾値以上低い場合に、当該車線への車線変更の必要性ありと判定する車載装置。
  3. 請求項１または２に記載の車載装置において、
    前記車線変更判定部は、複数の評価項目について前記通行コストをそれぞれ算出し、算出した評価項目ごとの通行コストに基づいて各車線の最終的な通行コストを算出する車載装置。
  4. 車両に搭載される装置であって、
    地図データを記憶する記憶部と、
    前記車両の位置を検出する位置検出部と、
    前記地図データと、前記位置検出部により検出された前記車両の位置とに基づいて、前記車両が走行中の道路における各車線の状況に応じた前記車両の車線変更の必要性を判定する車線変更判定部と、
    前記車線変更判定部による前記車線変更の必要性の判定結果に基づいて、前記車両の運転者に車線変更案内を行うための情報を出力するメッセージ出力部と、を備え、
    前記地図データは、複数の道路リンクの情報を表す道路情報と、前記複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報とを含み、
    前記車線変更判定部は、
    前記地図データに基づいて前記車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを複数の評価項目についてそれぞれ算出し、
    算出した評価項目ごとの通行コストに基づいて各車線の最終的な通行コストを算出し、
    算出した各車線の最終的な通行コストの比較結果に基づいて、前記車両の車線変更の必要性を判定する車載装置。
  5. 請求項３または４に記載の車載装置において、
    表示装置と接続されており、前記評価項目ごとに前記通行コストの値を設定するための設定画面を前記表示装置に表示する車載装置。
  6. 請求項２乃至５のいずれか一項に記載の車載装置において、
    前記車線変更判定部は、
    各車線上に設定された通行コスト付与区間ごとに前記通行コストを算出し、
    前記車両の位置に基づいて前記通行コストの比較範囲を各車線に設定し、
    前記比較範囲内に前記通行コスト付与区間が存在する車線については、前記通行コスト付与区間の通行コストを当該車線の通行コストとし、前記比較範囲内に前記通行コスト付与区間が存在しない車線については、当該車線の通行コストを０として、各車線の通行コストを比較する車載装置。
  7. 請求項６に記載の車載装置において、
    前記車線変更判定部は、
    前記車両の前方に存在する交差点または分岐点から前記車両の経路を外れる方向に進む車線に対しては、前記交差点または前記分岐点の手前の所定区間を前記通行コスト付与区間に設定し、
    渋滞区間を含む車線に対しては、前記渋滞区間および前記渋滞区間の手前の所定区間を前記通行コスト付与区間に設定し、
    所定の交通規制に該当する対象地点を含む車線に対しては、前記対象地点の手前の所定区間を前記通行コスト付与区間に設定する車載装置。
  8. 請求項６または７に記載の車載装置において、
    前記車線変更判定部は、各車線から前記通行コストが最小となる車線までの車線変更回数に基づいて前記通行コスト付与区間を設定する車載装置。
  9. 車両に搭載されたコンピュータにより実行されるプログラムであって、
    前記車両の位置を取得する処理と、
    複数の道路リンクの情報を表す道路情報と、前記複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報とを含む地図データを取得する処理と、
    前記車両の位置に基づいて前記車両の走行中車線を判定する処理と、
    取得した前記地図データに基づいて前記車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを算出する処理と、
    前記走行中車線の通行コストよりも前記走行中車線の左右いずれかの車線の通行コストが低い場合に、当該車線への車線変更の必要性ありと判定する処理と、を前記コンピュータに実行させる車線変更判定プログラム。
  10. 車両に搭載されたコンピュータにより実行されるプログラムであって、
    前記車両の位置を取得する処理と、
    複数の道路リンクの情報を表す道路情報と、前記複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報とを含む地図データを取得する処理と、
    取得した前記地図データに基づいて前記車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを複数の評価項目についてそれぞれ算出する処理と、
    算出した評価項目ごとの通行コストに基づいて各車線の最終的な通行コストを算出する処理と、
    算出した各車線の最終的な通行コストの比較結果に基づいて、前記車両の車線変更の必要性を判定する処理と、を前記コンピュータに実行させる車線変更判定プログラム。
  11. 車両が走行中の道路における各車線の状況に応じた前記車両の車線変更の必要性を判定する方法であって、
    前記車両に搭載されたコンピュータにより、
    前記車両の位置を取得し、
    複数の道路リンクの情報を表す道路情報と、前記複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報とを含む地図データを取得し、
    前記車両の位置に基づいて前記車両の走行中車線を判定し、
    取得した前記地図データに基づいて前記車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを算出し、
    前記走行中車線の通行コストよりも前記走行中車線の左右いずれかの車線の通行コストが低い場合に、当該車線への車線変更の必要性ありと判定する、車線変更判定方法。
  12. 車両が走行中の道路における各車線の状況に応じた前記車両の車線変更の必要性を判定する方法であって、
    前記車両に搭載されたコンピュータにより、
    前記車両の位置を取得し、
    複数の道路リンクの情報を表す道路情報と、前記複数の道路リンクにそれぞれ含まれる各車線の情報を表すレーン情報とを含む地図データを取得し、
    取得した前記地図データに基づいて前記車両の位置に対応する各車線の状況に応じた通行コストを複数の評価項目についてそれぞれ算出し、
    算出した評価項目ごとの通行コストに基づいて各車線の最終的な通行コストを算出し、
    算出した各車線の最終的な通行コストの比較結果に基づいて、前記車両の車線変更の必要性を判定する、車線変更判定方法。
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