説明

ナビゲーション装置及びナビゲーション方法

【課題】 前方交差点での正確な右左折困難度に応じた適切な走行経路を案内できるナビゲーション装置及びナビゲーション方法を提供する。
【解決手段】 自車の進行方向に通行可能なレーン数と前記自車が位置するレーンとを検出するレーン検出手段と、前記自車の進行方向に通行可能なレーンの渋滞度を検出する渋滞度検出手段と、検出された前記レーン数、前記レーン及び前記渋滞度に基づいて前方交差点での右左折困難度を判定する判定手段と、判定された前記右左折困難度に応じた走行経路を案内する案内手段と、を備えるナビゲーション装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はナビゲーション装置及びナビゲーション方法に関し、特に前方交差点での右左折困難度の判定に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、交差点で右左折するために必要なレーンチェンジ回数に応じて走行経路を案内するナビゲーション装置が開示されている。ところで自車が走行しているレーンが渋滞しておらず、その隣のレーンが渋滞している場合には、レーンチェンジに必要な走行距離が長くなるなど、レーンの渋滞度に応じてレーンチェンジに必要な走行距離が変動する。特許文献1に記載されているナビゲーション装置では、レーンの渋滞度を検出していないため、自車の進行方向に走行可能ないずれかのレーンが渋滞している道路を走行している状況では正確に前方交差点での右左折困難度を判定できないという問題がある。
【0003】
【特許文献1】特開2004−271375号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、前方交差点での正確な右左折困難度に応じた適切な走行経路を案内できるナビゲーション装置及びナビゲーション方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
(1)上記目的を達成するためのナビゲーション装置は、自車の進行方向に通行可能なレーン数と前記自車が位置するレーンとを検出するレーン検出手段と、前記自車の進行方向に通行可能なレーンの渋滞度を検出する渋滞度検出手段と、検出された前記レーン数、前記レーン及び前記渋滞度に基づいて前方交差点での右左折困難度を判定する判定手段と、判定された前記右左折困難度に応じた走行経路を案内する案内手段と、を備える。
ナビゲーション装置は、自車の進行方向に通行可能なレーン数と自車が位置するレーンと自車の進行方向に走行可能なレーンの渋滞度に基づいて、前方交差点での右左折困難度を判定し、判定結果に応じて走行経路を案内することにより、自車が位置するレーンがどれであろうとも、また自車が走行している渋滞状況がどのようであっても、前方交差点での右左折困難度を正確に判定し、適切な走行経路を案内できる。
【0006】
(2)前記渋滞度検出手段は、検出された前記自車が位置するレーンから車線変更する先のレーンの渋滞度を検出してもよい。前記判定手段は、検出された前記自車が位置するレーンから車線変更する先のレーンの渋滞度に基づいて前記右左折困難度を判定してもよい。。
自車が位置するレーンから車線変更する先のレーンの渋滞度に応じて、レーンチェンジに必要な走行距離が変化するため、右左折困難度の判定にこの渋滞度を加味することにより、右左折困難度の判定精度を上げることができる。
【0007】
(3)前記ナビゲーション装置は、前記渋滞度検出手段は、前記自車が位置するレーンの渋滞度及び前記自車が位置するレーンから車線変更する先のレーンの渋滞度を検出してもよい。前記判定手段は、検出された前記自車が位置するレーンの渋滞度及び前記自車が位置するレーンから車線変更する先のレーンの渋滞度に基づいて前記右左折困難度を判定してもよい。
自車が位置するレーンの渋滞度と自車が位置するレーンから車線変更する先のレーンの渋滞度の差に応じてレーンチェンジに必要な走行距離が変化するため、右左折困難度の判定にこれらの渋滞度を加味することにより、右左折困難度の判定精度を上げることができる。
【0008】
(4)上記目的を達成するためのナビゲーション方法は、自車の進行方向に通行可能なレーン数と前記自車が位置するレーンとを検出し、前記自車の進行方向に通行可能なレーンの渋滞度を検出し、検出した前記レーン数、前記レーン及び前記渋滞度に基づいて前方交差点での右左折困難度を判定し、判定した前記右左折困難度に応じた走行経路を案内する。
自車の進行方向に通行可能なレーン数と自車が位置するレーンと自車の進行方向に走行可能なレーンの渋滞度に基づいて、前方交差点での右左折困難度を判定し、判定結果に応じて走行経路を案内することにより、自車が位置するレーンがどれであろうとも、また自車が走行している渋滞状況がどのようであっても、前方交差点での右左折困難度を正確に判定し、適切な走行経路を案内できる。
【0009】
尚、請求項に記載された方法の各動作の順序は、技術上の阻害要因がない限り、記載順に限定されるものではなく、どのような順番で実行されてもよく、また同時に実行されてもよい。また、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。また、本発明は、プログラムの発明としても、そのプログラムを記録した記録媒体の発明としても、方法の発明としても特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
(ナビゲーション装置の構成)
図2は本発明の一実施例によるナビゲーション装置1のハードウェア構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置1は自動車、オートバイ等の車両に搭載される。
ハードディスク装置(HDD)24には、地図データベース地図DBが格納されている。
方位センサ26は、推測航法に用いる地磁気センサ、左右車輪速度差センサ、振動ジャイロ、ガスレートジャイロ、光ファイバジャイロ等で構成されている。
【0011】
速度検出手段を構成する車速センサ28は、推測航法及び右左折困難度の判定に用いられ、スピードメータに使用される車速センサである。車速を時間で積分することにより、走行距離が求まる。車速センサは、車輪回転速度を用いた車速センサの他、電波や超音波を用いたドップラ対地車速センサ、光と空間フィルタを用いた対地車速センサ等で構成することができる。尚、自車の車速に基づいて自車の走行しているレーンの渋滞度を検出できるため、車速センサ28は、渋滞度検出手段としても機能しうる。
GPSユニット30は、衛星航法に用いる3個又は4個の衛星から送られてくる起動データを受信するアンテナ、自車の現在地の緯度経度データを出力するためのASIC等で構成される。
【0012】
渋滞度検出手段を構成しうるレーダユニット32は、光レーダ、電波レーダ等で構成され、自車の側方に存在する近傍車両の走行速度を検出する。カメラで側方車両を検出してもよい。側方車両の自車に対する相対速度と自車速度とに基づいて側方車両が走行しているレーンの渋滞度を検出することができる。また側方車両の自車に対する相対速度が大きければレーンチェンジ1回当たりに必要な走行距離が長くなるため、側方車両の自車に対する相対速度を右左折困難度の算出に直接用いることもできる。
レーン検出手段を構成するカメラユニット34は、レーンマーカ認識に用いるCCDカメラ、CMOSカメラ等のディジタルカメラで構成され、自車の後方路面画像を撮像することにより、自車の走行レーンを特定するための白線を撮像する。誘導ケーブル方式、磁気マーカ方式、リフレクタ方式に対応したレーンマーカを認識することにより、自車の走行レーンを検出してもよい。
【0013】
レーン検出手段及び渋滞度検出手段を構成する通信ユニット10は、電波、光を媒体として近傍車両又は交通情報センタとのを行うための送信機及び受信機で構成される。交通情報センタの通信ゾーンとの路車間通信やFM多重放送からは、自車が位置する道路網リンク又はそのリンクのレーン毎の渋滞度を取得することができる。車車間通信では、近傍車両の走行速度に基づいてその近傍車両が位置するレーンの渋滞度を検出することができる。車車間通信は自車及び近傍車両と道路に設けられた通信ゾーンとの路車間通信の組み合わせで実現してもよい。
操作ユニット11は、目的地、ルート探索開始指示、ルート再探索開始指示等の入力に用いるリモートコントローラ、操作パネル等で構成される。これらはマイクによって音声入力し、音声を認識してもよい。
【0014】
案内手段を構成するディスプレイ12は、地図や走行経路案内の表示に用いるFPD(Flat Panel Display)、HUD(Head Up Display)等で構成される。
案内手段を構成するスピーカ14は、走行経路の案内音声の出力に用いられる。スピーカ14はオーディオスピーカと共用してもよいし、ナビゲーション専用でもよい。
インタフェース16は、AD変換器、DA変換器等で構成され、上述した各種の入出力ユニットとCPU20との間で信号形態の変換を行う。
RAM22は、CPU20で処理されるデータやプログラムを一時的に格納する。
【0015】
フラッシュメモリ18は、CPU20で実行される制御プログラムを格納しているEEPROMなどの不揮発性のメモリである。制御プログラムはHDD24に格納してもよい。制御プログラムは地図DBは、所定のサーバからのネットワークを介したダウンロード、図示しないリムーバブルメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体からの読み出し等によってもフラッシュメモリ18又はHDD24に格納することができる。
CPU20は、制御プログラムを実行することによりナビゲーション装置1の各部を制御する。
【0016】
図3はナビゲーション装置1の制御プログラムのソフトウェア構成を示すブロック図である。
目的地設定モジュール48は、操作ユニット11からの入力に応じて目的地を設定する。操作ユニット11からの入力が目的地の緯度経度以外の情報、例えば電話番号等である場合、目的地設定モジュール48は電話番号等の情報からそれに対応する緯度経度をデータベースを参照して設定する。
【0017】
地図DB42は、グラフ形式で地図をデジタル表現した情報で構成されるデータベースであって、自車が位置する道路網上の位置の検出、レーン数の検出、並びに走行経路の探索及び表示に用いられる。地図DB42では、交差点、曲がり点、行き止まり点などはノードであり、道路はノードとノードとを結ぶリンク(道路網リンク)として定義されている。また各リンクには距離、制限速度、レーン数などが属性情報として定義されている。
【0018】
自車位置検出モジュール44は、地図DB42を用いてマップマッチングによる補正を行いながら、GPSユニット30から入力される自車の現在地の緯度経度データと、車速センサ28から入力される走行速度と、方位センサ26から入力される進行方位とに基づいて自車の道路網上の位置を算出する。
【0019】
自車レーン検出モジュール46は、CPU20をレーン検出手段として機能させるプログラム部品である。自車レーン検出モジュール46は、カメラユニット34から入力される自車後方の画像データを解析し、エッジ抽出やテンプレートマッチングにより走行レーンを区切る破線の白線と中央分離帯に相当する実線の白線とを認識し、地図DB42に記録されているレーン数を参照しながら、自車の走行レーンを検出する。
【0020】
渋滞度検出モジュール50は、CPU20を渋滞度検出手段として機能させるプログラム部品である。渋滞度検出モジュール50は、自車の走行速度、通信ユニット10が受信するVICS(登録商標)等で配信される渋滞情報や車車間通信により取得する近傍車両の走行速度、レーダユニット32が検出する側方車両の自車に対する相対速度等に基づいて、自車が位置するレーンの渋滞度又は自車が位置するレーンと併設されているレーンの渋滞度を検出する。
【0021】
経路探索モジュール52は、CPU20を案内手段として機能させるプログラム部品である。経路探索モジュール52は地図DB42を参照して現在地に対応するノード又はリンクから目的地に対応するノード又はリンクまでリンクを辿りながら出発地から目的地に到る走行経路を探索する。
【0022】
判定モジュール56は、CPU20を判定手段として機能させるプログラム部品である。判定モジュール52は自車が位置するレーン、自車が走行している道路のレーン数、自車速度、自車が走行しているレーン及びそのレーンに併設されているレーンの渋滞度等に基づいて前方直近交差点の右左折困難度を判定する。
【0023】
案内モジュール54は、CPU20を案内手段として機能させるプログラム部品である。案内モジュール54は、単語、節などの文章要素毎の音声データを組み合わせて案内音声データを生成してスピーカ14に出力したり、経路探索モジュール52によって探索された走行経路を示す矢印を地図画像と合成表示することによってドライバに案内する。
【0024】
(ナビゲーション装置の作動)
図1はナビゲーション装置1の処理の流れを示すフローチャートである。図1に示す処理は、CPU20が制御プログラムを実行することによって、走行状態又は停止状態で道路網上の自車位置の特定後に実行される。例えば図1に示す処理は、探索された経路に従って走行しているときや、走行中に再探索指示が入力されたときや、探索された経路から進路が外れて自動再探索を実行するときや、路側帯などに停車中に探索指示を受け付けたときに実行される。
【0025】
ステップS100では、ナビゲーション装置1は現在地のリンクが片側複数レーンかどうかを判定する。具体的には例えばCPU20は、現在走行している道路に対応するリンクの属性として地図DBに登録されている、自車の進行方向に通行可能なレーン数を取得し、片側レーン数が2以上であるか否かを判定する。
ステップS102では、ナビゲーション装置1は自車速度を検出する。具体的にはCPU20は車速センサ28の出力を読み込む。
【0026】
ステップS104では、ナビゲーション装置1は自車の進行方向に通行可能なレーンの渋滞度を検出する。具体的には例えばCPU20は、交通情報センタから提供される渋滞情報を通信ユニット10を介した路車間通信により取得して渋滞度を検出したり、近傍車両の走行速度を通信ユニット10を介した車車間通信により取得して渋滞度を検出する。渋滞度は段階的に評価する。具体的には例えば、交通情報センタから段階評価が提供されていればそのまま用いることができ、自車の走行速度及び近傍車両の走行速度から渋滞度を検出する場合には走行速度にしきい値を設定して段階評価に換算することができる。例えば走行速度が10km/h未満は渋滞、走行速度が10km/h以上は渋滞でない、という二段階評価に換算することができる。
【0027】
ステップS106では、ナビゲーション装置1は渋滞度に基づいてレーンチェンジ1回当たりに必要な走行距離を算出する。
【0028】
具体的には例えば、次式(2)によってレーンチェンジ1回当たりに必要な走行距離を算出する。
Ls=As×C・・・(2)
As(m):レーンチェンジ1回当たりに最低必要な既定走行距離
C:レーンチェンジ係数
【0029】
表1に示すように、自車が位置するレーン(自車レーン)が渋滞しておらず、自車が位置するレーンから車線変更する先のレーン(変更先レーン)が渋滞している場合、ドライバがレーンチェンジをしようと思い立ってからレーンチェンジが完了するまでに走行する距離は長くなる。自車レーンが渋滞している場合、変更先レーンの渋滞状況に関わらず、ドライバがレーンチェンジをしようとしてからレーンチェンジが完了するまでに走行する距離は短くなる。そこで、自車レーンと変更先レーンの渋滞度に応じて決まる表1の「短い」・「長い」・「標準」のそれぞれに対して、例えば「短い」=0.5、「長い」=1.5、「標準」=1というレーンチェンジ係数Cを予め設定しておく。自車レーン及び変更先レーンの渋滞度を検索条件として、対応するレーンチェンジ係数Cを参照できるテーブルをフラッシュメモリ18又はHDD24に格納しておくことにより、式(2)に基づいてレーンチェンジ1回当たりに必要な走行距離を算出することができる。尚、渋滞度の評価段階を細かく設定し、レーンチェンジ係数Cもより細かく設定することにより、レーンチェンジ1回当たりに必要な走行距離をより正確に見積もることができることは勿論である。尚、自車レーンの渋滞度を加味せずに、変更先レーンの渋滞度だけでレーンチェンジ1回当たりに必要な走行距離を求めることもできる。
【表1】

【0030】
ステップS108では、ナビゲーション装置1は自車が位置しているレーンを検出する。具体的には例えばCPU20がカメラユニット34から入力される自車後方路面の動画像データと地図DB42から取得したレーン数とに基づいて自車が位置している走行レーンを検出する。
【0031】
ステップS110では、ナビゲーション装置1は前方直近交差点で右折する場合に必要なレーンチェンジ回数を算出する。具体的には例えば、自車の進行方向に通行可能な各レーンに左端のレーンから右端のレーンに向かって昇順でレーン番号が設定されている場合、CPU20は自車の進行方向に通行可能な右端のレーン番号(自車の進行方向に通行可能なレーン数)から自車レーン番号を引いた差を算出する。例えば図4に示す状況では、自車の進行方向に通行可能なレーン数が3であり、自車は右端のレーンに位置しているため、前方直近交差点で右折する場合に必要なレーンチェンジ回数は0である。
【0032】
ステップS112では、ナビゲーション装置1は、自車速度(V)、探索時間(Ts)、既定右左折禁止区間長(D)、レーンチェンジ1回当たりに必要な走行距離(Ls)及びレーンチェンジ回数(N)に基づいて前方直近交差点での右折困難度を算出する。探索時間(Ts)は、右左折困難度の算出後に走行経路を探索し、その結果をドライバーに案内するまでに必要な時間に相当する予め決められた時間(例えば1秒)である。既定右左折禁止区間長(D)は、ドライバーに右左折を案内してからドライバーが安全に右左折するまでに必要な時間に走行する距離に相当する予め決められた距離(例えば50m)である。例えばCPU20は次式(3)によって右折困難度(Cr)を算出する。
Cr=Ts×V+D+Ls1+Ls2+・・+Lsn・・・(3)
Ls1:1回目のレーンチェンジに必要な走行距離
Ls2:2回目のレーンチェンジに必要な走行距離
Lsn:n回目のレーンチェンジに必要な走行距離
【0033】
例えば自車速度(V)が10m/s、探索時間が1秒、既定右左折禁止区間長(D)が50(m)、レーンチェンジ回数(N)が2、一度目のレーンチェンジに必要な走行距離(L1)が60(m)、二度目のレーンチェンジに必要な走行距離(L2)が20(m)とすると、右折困難度(Cr)は次式(4)から140(m)となる。
Cr=1×10+50+60+20=140・・(4)
尚、探索時間を加味した既定右左折禁止区間長を予め決めておいてもよいし、既定右左折禁止区間長を自車速度に応じて動的に設定してもよい。
ステップS114、ステップS116では、ナビゲーション装置1は前述したステップS110、ステップS112と同様の処理を左折について実行する。
【0034】
ステップS118では、ナビゲーション装置1は前方直近交差点での右左折困難度に応じた走行経路を探索する。原理的には主に2通りの探索方法がある。第一の方法は、自車位置から前方直近交差点までの距離を検出し、その距離が右折困難度として求めた距離よりも短ければ、右折先リンクを通る経路を探索対象から除外し、その距離が左折困難度として求めた距離よりも短ければ左折先リンクを通る経路を探索対象から除外する方法である。第一の方法であっても、例えば右折困難度が高い交差点であっても、その交差点で右折する経路を除外すると、不合理に経路長が長くなるような場合には、その交差点で右折する経路を推奨経路としてもよい。この場合、例えば、その交差点で右折する最短経路長と右折しない最短経路長とを比較し、その差が予め決めたしきい値以上である場合にはその交差点で右折する経路を選択する処理をCPU20が実行することになる。第二の方法は、右左折困難度が高い前方リンクを通る走行経路長を、そのリンクを通る物理的な走行経路長よりも長くなるように算定し、算定結果に基づいて最短経路を探索する方法である。例えば、右左折困難度が高い前方リンクを通る物理的な走行経路長に右左折困難度を加算してそのリンクを通る走行経路長を算定し、算定結果に基づいて最短経路を探索する。この場合、右左折困難度は、前述した式で求める右左折困難度に係数を乗算した値や、渋滞度、自車速度、レーンチェンジ回数などをそれぞれ重み付けして加算した値として算定しうる。
【0035】
第一の方法について図4及び図5を用いてより具体的に説明すると、図4及び図5に示す状況では、自車から前方直近交差点までの距離Fが左折困難度Clよりも短いため、左折先リンク64を探索対象から除外して経路探索が実行される結果、交差点であるノード63を直進し、リンク60を通って交差点であるノード70を左折し、リンク66を通って交差点であるノード72を通り、リンク68にある目的地に到達する経路が探索される。このとき例えばリンク64の長さとリンク74の長さの和が、リンク60の長さとリンク66の長さよりも不合理に大きく、既定右左折困難禁止区間長よりも自車から前方直近交差点までの距離Fが長い場合には、リンク60及びリンク66を通る経路ではなくリンク64及びリンク74を通る経路を推奨される走行経路と判定してもよい。
【0036】
ステップS120では、ナビゲーション装置1は走行経路を案内する。具体的には例えばCPU14は、スピーカ14を制御して交差点毎に右折、左折又は直進の音声を出力したり、ディスプレイ12を制御して地図上に進行方向を示す矢印を重畳表示する。
以上説明した本発明の実施例によると、前方直近交差点での右左折困難度が自車の位置するレーンに応じて正確に判定されるため、前方直近交差点での右左折困難度に応じた適切な走行経路を案内することができる。尚、以上説明した実施例では、前方交差点として前方直近交差点を例示し、前方直近交差点での右左折困難度に応じた走行経路を案内する例を説明したが、2つ以上先の交差点での右左折困難度を判定し、判定結果に応じて応じて走行経路を案内しても良い。2つ以上先の交差点での右左折困難度に応じて走行経路を案内する場合でも、上述の実施例と同様に、交差点までの距離よりも右左折困難度として求めた距離が長ければその交差点で右左折する走行経路を探索対象から除外したり、その交差点で右左折する走行経路を右左折困難度に応じて変更することにより、適切な走行経路を案内することができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の一実施例に係るフローチャート。
【図2】本発明の一実施例に係るブロック図。
【図3】本発明の一実施例に係るブロック図。
【図4】本発明の一実施例に係る模式図。
【図5】本発明の一実施例に係る模式図。
【符号の説明】
【0038】
1:ナビゲーション装置、10:通信ユニット(渋滞度検出手段)、11:操作ユニット、12:ディスプレイ(案内手段)、14:スピーカ(案内手段)、16:インタフェース、18:フラッシュメモリ、20:CPU、28:車速センサ(速度検出手段)、32:レーダユニット(渋滞度検出手段)、34:カメラユニット(レーン検出手段)、46:自車レーン検出モジュール(レーン検出手段)、50:渋滞度検出モジュール(渋滞度検出手段)、52:経路探索モジュール(案内手段、判定手段)、54:案内モジュール(案内手段)、1 ナビゲーション装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
自車の進行方向に通行可能なレーン数と前記自車が位置するレーンとを検出するレーン検出手段と、
前記自車の進行方向に通行可能なレーンの渋滞度を検出する渋滞度検出手段と、
検出された前記レーン数、前記自車が位置するレーン及び前記渋滞度に基づいて前方交差点での右左折困難度を判定する判定手段と、
判定された前記右左折困難度に応じた走行経路を案内する案内手段と、
を備えるナビゲーション装置。
【請求項2】

前記渋滞度検出手段は、検出された前記自車が位置するレーンから車線変更する先のレーンの渋滞度を検出し、
前記判定手段は、検出された前記自車が位置するレーンから車線変更する先のレーンの渋滞度に基づいて前記右左折困難度を判定する、
請求項1に記載のナビゲーション装置。
【請求項3】
前記渋滞度検出手段は、前記自車が位置するレーンの渋滞度及び前記自車が位置するレーンから車線変更する先のレーンの渋滞度を検出し、
前記判定手段は、検出された前記自車が位置するレーンの渋滞度及び前記自車が位置するレーンから車線変更する先のレーンの渋滞度に基づいて前記右左折困難度を判定する、
請求項1又は2に記載のナビゲーション装置。
【請求項4】
自車の進行方向に通行可能なレーン数と前記自車が位置するレーンとを検出し、
前記自車の進行方向に通行可能なレーンの渋滞度を検出し、
検出した前記レーン数、前記レーン及び前記渋滞度に基づいて前方交差点での右左折困難度を判定し、
判定した前記右左折困難度に応じた走行経路を案内する、
ナビゲーション方法。




【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2007−17396(P2007−17396A)
【公開日】平成19年1月25日(2007.1.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−201777(P2005−201777)
【出願日】平成17年7月11日(2005.7.11)
【出願人】(000100768)アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【Fターム(参考)】