JP7030034B2 - 推奨レーン判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両が走行するレーンを推奨する推奨レーン判定装置に関する。

現在、車両を自動運転する技術が盛んに開発されている。自動運転においては、車両の現在位置を判定することが重要である。車両の現在位置は一般に、例えばＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）によって車両の現在座標を特定し、さらにセンサによって車両の方位を特定することにより、判定することができる。

運転者は、例えばカーナビゲーションシステムに対して目的地をセットし、カーナビゲーションシステムはその目的地まで到達することができる経路を、走行予定経路として出力する。自動運転制御装置は、その走行予定経路を自動走行するように車両を制御する。このとき、車両の現在位置と走行予定経路と対比することにより、車両が道路のどのレーンを走行すべきかを決定する必要がある。

下記特許文献１は、環状交差点において車両が走行すべき経路を誘導する技術を記載している。同文献は、『環状交差点における経路誘導を過不足無く行うことができる「ナビゲーション装置」を提供すること。』ことを課題として、『誘導経路上の環状交差点における通行すべき出口が、環状交差点における通行すべき入口から数えて第１番目または第２番目の出口である場合には、出口に対応する環状交差点からの脱出路の道路名称Ａ２、Ａ３の音声案内を行わず、誘導経路上の環状交差点における通行すべき出口が、環状交差点における通行すべき入口から数えて第３番目以降の出口である場合には、出口に対応する環状交差点からの脱出路の道路名称Ａ１、Ｂ１、Ｃ２の音声案内を行うこと。』という技術を開示している（要約参照）。

下記特許文献２は、車両が走行するレーンを推奨する技術を記載している。同文献は、『現在地から目的地に至るルートを、常に最適な１本の推奨レーンで案内する。』ことを課題として、『レーン情報取得部７で取得したレーン情報とレーン計算ルール記憶部８から読み出したルールとを利用して、目標地点抽出部５で設定した目標地点から現在地に向かって逆走レーン計算を行って１つの推奨レーンを決定するレーン判定部９と、決定された推奨レーンをレーン判定部９で逆走した軌跡に沿って案内する出力部１０とを備えたものである。』という技術を開示している（要約参照）。

特開２０１３－０９６７４４号公報 特開２０１１－２２６９６２号公報

上記特許文献１のような従来技術においては、主に環状交差点の出口までの効率的な経路を提示することが目的となっている。他方で車両を自動運転する際には、自動運転に適した走行経路を提示することも重要である。例えば車両の安全性が低下するような経路を自動運転の経路として提示することは適切でない。これは環状交差点を自動運転する場合に限らず、その他一般道路を運転する際にも当てはまる。従来技術は自動運転のための経路を提示するものではないので、従来技術をそのまま自動運転に対して適用しても、適切な経路を得ることは困難である。

上記特許文献２のような従来技術においては、車両が走行するのに最も適したレーンを推奨するのが一般的である。しかしその場合、何らかの事情により車両が最適推奨レーンを走行することができない状況になると、推奨レーンが存在しないことになるので、自動走行を継続することは困難である。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、環状交差点を含む様々な道路を車両が自動運転によって走行する場合において、自動運転に適した走行レーンを推奨するとともに、車両が推奨レーンを走行することができないような突発的事象が発生した場合であっても、自動運転を継続することができる技術を提供することを目的とする。

本発明に係る推奨レーン判定装置は、第１レーンと第２レーンとがともに同じ目的地へ向かっている場合は、前記第１レーンと前記第２レーンのうち他のレーンと合流していない方に対して、推奨レーンとしてより高い優先度をセットするとともに、その優先度を出力する。

本発明に係る推奨レーン判定装置によれば、車両が推奨レーンを走行することができないような突発的事象が発生した場合であっても、自動運転に適した走行レーンを推奨することができる。

実施形態１に係る推奨レーン判定装置１００の構成図である。 環状交差点３００のレーン構成を模式的に示す図である。 環状交差点３００のレーン構成を模式的に示す図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る推奨レーン判定装置１００の構成図である。推奨レーン判定装置１００は、車両が走行することを推奨するレーンを判定する装置であり、当該車両が搭載するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）として構成されている。推奨レーン判定装置１００は、位置取得部１１０、経路取得部１２０、地図取得部１３０、レーン推奨部１４０を備える。

位置取得部１１０は、車両の現在位置を表す座標を取得する。車両の現在位置は、例えばＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）によって車両の現在座標を特定し、さらにセンサによって車両の方位を特定することにより、判定することができる。位置取得部１１０が自ら車両の現在位置を判定してもよいし、推奨レーン判定装置１００の外部から車両の現在位置を表すデータを受信してもよい。

経路取得部１２０は、車両が走行する予定である走行予定経路を記述したデータを取得する。例えば車両が搭載しているカーナビゲーションシステムから走行予定経路を受け取ることができる。

地図取得部１３０は、車両が搭載している高精度地図２００から、道路の座標を記述した地図データを取得する。高精度地図２００は、ＧＮＳＳチューナが取得する車両位置よりも位置精度が高い地図情報である。

レーン推奨部１４０は、後述する手順にしたがって、車両が走行することを推奨する推奨レーンの候補を出力するとともに、推奨レーンごとにその優先度を算出し、これらをペアにして出力する。ここでいう優先度とは、走行予定経路の目的地に到達するために車両が走行することがどの程度望ましいかを表す情報である。

図２は、環状交差点３００のレーン構成を模式的に示す図である。環状交差点３００は内周レーンと外周レーンの２重構造になっている。内周レーンはレーンＡ１～Ｄ１によって構成され、外周レーンはレーンＡ２～Ｄ２によって構成されている。外周レーンは、環状交差点３００に対して出入りするレーンとの間の合流点３０１～３０４を有している。各合流点はそれぞれ、環状交差点３００に対して入る方向のレーンと環状交差点３００から出る方向のレーンのペアと合流している。なお図２においては右側レーンを走行するレーン構成を例示した。内周レーンを構成する各レーンの区切りと外周レーンを構成する各レーンの区切りは、それぞれ合流点３０１～３０４に対応している。高精度地図２００は図２に示すようなレーン構成を保持している。

図２において、車両がレーンＥから環状交差点３００に入り、レーンＦから環状交差点３００を出る場面を想定する。車両が自動運転される場合、推奨レーン判定装置１００はレーンＥからレーンＦに至る経路において、車両が走行するよう推奨するレーン順序を提示する。以下では推奨レーン判定装置１００が推奨レーンを判定する手順について図２にしたがって説明する。

レーンＥから合流点３０１に到達した車両は、レーンＡ１とレーンＡ２のいずれかを走行することができる。レーンＡ１は合流点と交差していないのに対して、レーンＡ２は合流点３０２と交差している。走行経路のなかに合流点が存在すると、他の車両と交差する可能性が生じるので、車両にとっての安全性の観点からは、合流点が存在しないレーンを選択することが望ましい。また他の車両が周囲に存在すると、回避などの挙動をする必要があるので、自動運転の難易度や演算負荷が上昇する。したがって自動運転の観点からも合流点が存在しないレーンを選択することが望ましい。そこでレーン推奨部１４０は、レーンＡ１に対してレーンＡ２よりも高い優先度をセットする。何らかの原因によりレーンＡ１を走行できない場合もあり得るので、レーンＡ２も選択肢としては排除しない。以下の手順においても同様である。

車両が合流点３０２（または内周レーンの対応する位置）を通過した後、車両はレーンＢ１とレーンＢ２のいずれかを走行することができる。車両は合流点３０３を経由してレーンＦへ向かっているので、合流点３０３を回避する必要はない。したがってレーン推奨部１４０は、レーンＢ１とレーンＢ２いずれを推奨してもよい（すなわち同じ優先度をセットすることができる）。

ただし車両が合流点３０３から環状交差点３００を出るためには、合流点３０３に到達する前にレーンＢ２へ移行する必要がある。そこでレーン推奨部１４０は、車両が合流点３０２（または内周レーンの対応する位置）を通過した時点で、車両の現在位置から合流点３０３までの距離を算出して出力してもよい。例えば高精度地図２００が記述しているレーンＢ１の長さと、車両の現在位置とに基づき、その距離を算出することができる。例えばカーナビゲーション装置のディスプレイなどがその距離を運転者に対して提示することにより、運転者はレーンＢ２へ移行するよう促される。車両が合流点３０３から環状交差点３００を出ようとしていることは、例えば車両が備えているカーナビゲーション装置から車両の目的地を得ることによって判定することができる。

レーンＦの混雑状況などによっては、車両が合流点３０３から環状交差点３００を出ることができない場合もあり得る。この場合、レーン推奨部１４０は改めて推奨レーンを提示してもよい。上述のように車両は合流点を回避して走行することが望ましいので、レーン推奨部１４０は内周レーンを推奨することになる。図２の例においては、車両が合流点３０３を通過した時点で、レーンＣ１＝＞レーンＤ１＝＞レーンＡ１の経路に対して最も高い優先度をセットする。レーンＢ１とレーンＢ２については上述の通りである。

レーン推奨部１４０は、車両が合流点３０３を通過した時点で上記経路を再算出してもよいし、あらかじめ算出しておいてもよい。例えば環状交差点３００のレーン構成が複雑である場合や、環状交差点３００が混雑する傾向がある場合などにおいては、推奨レーンを算出する演算負荷が大きくなる可能性があるので、あらかじめ推奨レーンを算出しておくことが有用である。推奨レーンをあらかじめ算出しておくか否かは、例えば環状交差点３００の特性（構造の複雑さや混雑傾向など）を高精度地図２００から取得することにより判断することができる。推奨レーンをあらかじめ算出するタイミングとしては、例えば車両が環状交差点３００に入る前などが考えられる。

＜実施の形態１：まとめ＞
本実施形態１に係る推奨レーン判定装置１００は、他のレーンと合流する合流点を有していないレーンＡ１と有しているレーンＡ２を比較すると、レーンＡ１の方により高い優先度をセットした上で、推奨レーンとして提示する。これにより、車両は他の車両と交差する可能性がより低いレーンを推奨されることになるので、自動運転の容易さの観点からも車両の安全性の観点からも適切なレーンを推奨することができる。さらに優先度を付与した上でレーンを推奨するので、優先度が低いレーンであっても選択することは妨げられない。したがって例えば車両が推奨レーンを走行することができないような突発的事象が発生した場合であっても、自動運転を継続することができる。

本実施形態１に係る推奨レーン判定装置１００は、内周レーンと外周レーンを有する環状交差点３００においては、内周レーンに対して外周レーンよりも高い優先度をセットする。これにより、環状交差点３００に対して外部のレーンから合流する合流点近傍において、上記と同様の効果を発揮することができる。

本実施形態１に係る推奨レーン判定装置１００は、車両が環状交差点３００の出口を通過した場合は、環状レーンをさらに１周走行した上で同じ出口まで至る過程における推奨レーンを改めて提示する。これにより、環状交差点３００の状況や運転ミスなどに起因して環状交差点３００を脱出することができなかった場合であっても、自動運転を継続することができる。

＜実施の形態２＞
図３は、環状交差点３００のレーン構成を模式的に示す図である。図２とは異なり、環状交差点３００に対して出入りするレーンが片側２レーンとなっている。その他のレーン構成は図２と同様である。車両は環状交差点３００へ入る際に、レーンＥ１またはレーンＥ２のいずれかを走行することができる。レーン推奨部１４０は、レーンＥ１とＥ２に対して同じ優先度をセットしてもよいし、以下に説明する基準にしたがっていずれかをより高い優先度としてもよい。

一般に、車両がレーン変更を何度も繰り返すことは、安全性や自動運転の容易性の観点から好ましくない。したがって図３の点線矢印に示すように、環状交差点３００に対してレーンＥ１から合流した場合はレーンＡ１へ進み、レーンＥ２から合流した場合はレーンＡ２へ進むことが、運転者間で共有されていると考えられる。実施形態１で説明したように、車両が合流点をなるべく通過しないように、推奨レーンを提示することが望ましい。そこでレーン推奨部１４０は、車両が環状交差点３００に対して合流しようとしている際には、レーンＥ１に対してレーンＥ２よりも高い優先度をセットする。レーンＡ１とレーンＡ２を比較するとレーンＡ１の方がより優先度が高いからである。

レーン推奨部１４０は、車両がレーンＢ２からレーンＦ１またはレーンＦ２へ進む際にも、同様に優先度をセットすることができる。すなわち、レーンＢ２を走行している車両はレーンＦ２へ進むことが想定されているので、レーンＦ２に対してレーンＦ１よりも高い優先度をセットしてもよい。

＜本発明の変形例について＞
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

以上の実施形態において、環状交差点３００を例としてレーン推奨部１４０の動作を説明したが、合流点がより少ない方が安全性や自動運転性の観点から望ましいのは環状交差点３００以外の道路であっても同様である。そこでレーン推奨部１４０は、同じ目的地へ向かっているレーンが複数存在する場合において、合流点が少ないレーンほど高い優先度をセットするようにしてもよい。例えば車両が高速道路を走行しており、高速道路に対して合流する合流レーンが存在する場合、合流レーンと合流していないレーンに対してより高い優先度をセットすることができる。

各レーンが有する合流点の個数が同じである場合、合流点の個数の観点からは各レーンの優先度は同じである。レーン推奨部１４０はこの場合において、別の観点から優先度をセットしてもよい。例えば車両がレーン変更する回数がより少ないレーンほどより高い優先度をセットすることが考えられる。

上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード等の記録媒体に置くことができる。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１００：推奨レーン判定装置
１１０：位置取得部
１２０：経路取得部
１３０：地図取得部
１４０：レーン推奨部
２００：高精度地図
３００：環状交差点
３０１～３０４：合流点

Claims (9)

1. 車両が走行するレーンを推奨する推奨レーン判定装置であって、
   前記車両の現在位置を推定する位置推定部、
   前記車両が前記現在位置から目的地までの間に走行する予定となっている走行予定経路を記述した経路情報を取得する経路情報取得部、
   前記走行予定経路を含む道路が有するレーンの座標を記述した地図データを取得する地図データ取得部、
   前記レーンのうち前記車両が走行することを推奨する推奨レーンを判定するレーン推奨部、
   を備え、
   前記レーン推奨部は、他のレーンと合流する合流点を有している第１レーンと、他のレーンと合流する合流点を有していない第２レーンがともに同じ環状交差点の環状レーンを構成している場合において、前記環状交差点の環状レーンそれぞれについて、前記推奨レーンとしての優先度をセットし、
   前記レーン推奨部は、前記車両が備えているカーナビゲーションシステムから前記車両の目的地を取得することにより、前記車両が前記環状交差点から脱出する出口を特定し、
   前記地図データは、前記環状交差点のレーン構造または混雑傾向を記述しており、
   前記地図データ取得部は、前記環状交差点のレーン構造または混雑傾向を前記地図データから取得し、
   前記レーン推奨部は、前記環状交差点のレーン構造の複雑度または混雑傾向が所定閾値を超えている場合は、前記出口から前記環状レーンに沿って前記出口に改めて至る走行経路を、前記車両が前記環状交差点に入る前にあらかじめ算出しておき、
   前記レーン推奨部は、前記車両が前記出口を通過したときは、前記あらかじめ算出した走行経路を前記推奨レーンとして出力する
   ことを特徴とする推奨レーン判定装置。
2. 前記レーン推奨部は、前記環状交差点に対して接続する他のレーンと前記第１レーンが合流している場合において、前記第２レーンに対して前記推奨レーンとして前記第１レーンよりも高い優先度をセットする
   ことを特徴とする請求項１記載の推奨レーン判定装置。
3. 前記環状交差点は、環状に構成された外周レーンと、前記外周レーンの内側に配置され環状に構成された内周レーンとを有しており、
   前記レーン推奨部は、前記第１レーンが前記外周レーンとして構成されるとともに、前記第２レーンが前記内周レーンとして構成されている場合は、前記内周レーンに対して前記推奨レーンとして前記外周レーンよりも高い優先度をセットする
   ことを特徴とする請求項２記載の推奨レーン判定装置。
4. 前記環状交差点は、環状に構成された外周レーンと、前記外周レーンの内側に配置され環状に構成された内周レーンとを有しており、
   前記環状交差点は、前記外周レーンに対して合流し前記車両が同じ方向に向かって走行する、第１並走レーンおよび第２並走レーンと接続されており、
   前記レーン推奨部は、前記第１並走レーンと前記第２並走レーンのうち、前記車両がレーン変更する必要がある回数が少ない方に対して、前記推奨レーンとしてより高い優先度をセットする
   ことを特徴とする請求項１記載の推奨レーン判定装置。
5. 前記環状交差点は、環状に構成された外周レーンと、前記外周レーンの内側に配置され環状に構成された内周レーンとを有しており、
   前記レーン推奨部は、前記車両が備えているカーナビゲーションシステムから前記車両の目的地を取得することにより、前記車両が前記環状交差点から脱出する出口を特定し、 前記外周レーンは、前記環状交差点に対して接続する第１合流レーンとの間の第１合流点と、前記環状交差点に対して接続する第２合流レーンとの間の第２合流点とを有しており、
   前記レーン推奨部は、前記出口と前記第１合流点との間に前記第２合流点が配置されている場合、前記車両が前記第１合流点を介して前記環状交差点に入った後、前記第２合流点または前記第２合流点と前記内周レーンとの間の接続点を通過すると、前記車両の現在位置から、前記出口と前記内周レーンとの間の接続点までの走行距離を出力する
   ことを特徴とする請求項１記載の推奨レーン判定装置。
6. 前記レーン推奨部は、前記車両が前記出口から前記環状交差点を脱出することなく前記出口を通過したときは、前記環状交差点の環状レーンに沿って前記出口に改めて至る走行経路を、前記推奨レーンとして改めて出力する
   ことを特徴とする請求項１記載の推奨レーン判定装置。
7. 前記レーン推奨部は、他のレーンと合流する合流点を有している第１レーンと、他のレーンと合流する合流点を有していない第２レーンとがともに同じ目的地へ向かっている場合は、前記第２レーンに対して前記推奨レーンとして前記第１レーンよりも高い優先度をセットするとともに、その優先度を出力する
   ことを特徴とする請求項１記載の推奨レーン判定装置。
8. 前記レーン推奨部は、他のレーンと合流する合流点を有している第３レーンと、他のレーンと合流する合流点を有している第４レーンとがともに同じ目的地へ向かっている場合は、前記第３レーンと前記第４レーンのうち合流点が少ない方に対して前記推奨レーンとしてより高い優先度をセットする
   ことを特徴とする請求項７記載の推奨レーン判定装置。
9. 前記レーン推奨部は、他のレーンと合流する合流点を有している第３レーンと、他のレーンと合流する合流点を有している第４レーンとがともに同じ目的地へ向かっており、かつ前記第３レーンが有する合流点の個数と前記第４レーンが有する合流点の個数が同じである場合は、前記第３レーンと前記第４レーンのうち前記車両がレーン変更する必要がある回数が少ない方に対して、前記推奨レーンとしてより高い優先度をセットする
   ことを特徴とする請求項７記載の推奨レーン判定装置。

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