合流退出判定装置及び合流退出判定プログラム
【課題】ＧＰＳ信号が受信できない状況にある場合であっても合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間を拡大し、利便性を向上させる。
【解決手段】ＧＰＳ信号に基づく第一自車位置情報Ｐ１と走行軌跡に基づく第二自車位置情報Ｐ２とに基づいて自車位置を特定する自車位置特定手段１２と、自車位置特定手段１２により特定された自車位置に基づいて、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定手段１７と、自車両がＧＰＳ信号を受信可能な感応区間を走行中には合流退出判定手段１７に判定処理を実行させるとともに、不感応区間を走行中には合流退出判定手段１７に判定処理を禁止させる判定制御手段２０と、自車両が不感応区間を走行中であっても、第二自車位置情報Ｐ２に関する条件を含む所定の許可条件を満たす場合には、合流退出判定手段１７に判定処理を実行させる特別制御手段２４と、を備える。
【解決手段】ＧＰＳ信号に基づく第一自車位置情報Ｐ１と走行軌跡に基づく第二自車位置情報Ｐ２とに基づいて自車位置を特定する自車位置特定手段１２と、自車位置特定手段１２により特定された自車位置に基づいて、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定手段１７と、自車両がＧＰＳ信号を受信可能な感応区間を走行中には合流退出判定手段１７に判定処理を実行させるとともに、不感応区間を走行中には合流退出判定手段１７に判定処理を禁止させる判定制御手段２０と、自車両が不感応区間を走行中であっても、第二自車位置情報Ｐ２に関する条件を含む所定の許可条件を満たす場合には、合流退出判定手段１７に判定処理を実行させる特別制御手段２４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、走行している道路上における自車両の状況を取得し、それぞれの状況に応じて各種の車両制御を行なう技術が提案されている。例えば下記の特許文献１には、自車位置周辺の画像情報を取得する画像情報取得手段と分岐地点に特有の区画線の画像認識を行う画像認識手段とを備え、前記特有の区画線と自車両との位置関係に基づいて、二本の道路の接続地点において自車両が一方の道路から他方の道路へ退出したか否かの退出判定を行い、当該退出判定の結果に基づいて車両を減速制御する車両用制御装置が記載されている。この特許文献１に記載された技術では、画像認識の結果に基づいて退出判定を行なうことにより、高精度かつリアルタイムな退出判定を行ない、それにより適切な減速制御を行なうことが可能とされている。
【０００３】
また、下記の特許文献２には、車両制御を行なうタイミングを判定するための装置として、自車両が二本の道路の接続地点における合流又は退出を行なう可能性がある区間を予測する予測手段と、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定するタイミング判定手段と、を備えた合流退出判定装置が記載されている。この特許文献２に記載された合流退出判定装置では、ＧＰＳ信号に基づく第一自車位置情報と走行軌跡に基づく第二自車位置情報とに基づいて検出される自車位置と、地図データベースに記憶された道路ネットワークデータ及び地物データとに基づいて、自車両が合流又は退出を行なう可能性がある区間を予測手段が予測し、タイミング判定手段が、当該予測された区間内で実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する。これにより、二本の道路の接続地点における合流又は退出のタイミングを的確に判定することが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２３４３１号公報
【特許文献２】特開２００８−１２９８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された技術によれば、確かに高精度かつリアルタイムな退出判定を行なうことができる。しかし、画像認識手段が、常時分岐地点に特有の区画線の画像認識を行う構成とされているため、車両の走行中における処理負荷が大きくなってしまうという問題があった。一方、特許文献２に記載された技術では、予測手段が自車両が合流又は退出を行なう可能性があると判定した区間内においてのみ、タイミング判定手段が実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定するので、当該タイミング判定を分岐地点に特有の区画線の画像認識結果に基づいて行う構成とすることにより、必要最小限の処理負荷で高精度かつリアルタイムな退出判定を行なうことが可能となる。
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載された技術では、上述したようにＧＰＳ信号に基づく第一自車位置情報と走行軌跡に基づく第二自車位置情報とに基づいて検出される自車位置に基づいて、予測手段が機能することが前提となっている。そのため、特許文献２に記載されたような合流退出判定装置では、例えば車両がトンネル内を走行している場合等のようにＧＰＳ信号が受信できない状況にある場合には、自車位置を精度良く検出することができなくなってしまうため、従来は、合流又は退出の判定自体を一律に禁止する構成となっていた。しかしそれでは、自車位置の精度から見て合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間内であっても合流又は退出の判定が禁止され、それに伴って車両制御も行なわれなくなってしまうという不都合があり、利便性の面で改善の余地が残されていた。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ＧＰＳ信号が受信できない状況にある場合であっても合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間を拡大し、利便性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するための、本発明に係る合流退出判定装置の特徴構成は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づく第一自車位置情報と、自車両の移動距離と方位とから取得される走行軌跡に基づく第二自車位置情報と、に基づいて自車位置を特定する自車位置特定手段と、前記自車位置特定手段により特定された自車位置に基づいて、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定手段と、自車両が前記ＧＰＳ信号を受信可能な感応区間を走行中には前記合流退出判定手段に判定処理を実行させるとともに、前記ＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間を走行中には前記合流退出判定手段に判定処理を禁止させる判定制御手段と、自車両が前記不感応区間を走行中であっても、前記第二自車位置情報に関する条件を含む所定の許可条件を満たす場合には、前記合流退出判定手段に判定処理を実行させる特別制御手段と、を備えた点にある。
【０００９】
上記の特徴構成によれば、通常であれば、自車両がＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間を走行中には合流退出判定手段による二本の道路の接続地点における合流又は退出の判定が禁止されるところ、特別制御手段によりＧＰＳ信号とは無関係に取得される第二自車位置情報に関する条件を含む所定の許可条件が設定され、当該許可条件が満たされる場合には、特別制御手段は合流退出判定手段による合流又は退出の判定を許可する。したがって、ＧＰＳ信号が受信できない状況にある場合であっても合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間を拡大することができる。そして、その判定結果を車両制御等の用に供することで、利便性を向上させることができる。
【００１０】
ここで、交差点に対応する複数のノードと各ノード間を接続する道路に対応する複数のリンクとの接続関係により構成される道路ネットワークデータを記憶した地図情報記憶手段と、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクへのマッチング状態を取得するマッチング状態取得手段と、前記第二自車位置情報に示される位置と現実の自車位置との間の推定誤差を取得する推定誤差取得手段と、を備え、前記特別制御手段は、前記マッチング状態と前記推定誤差とに基づいて前記許可条件を満たすか否かを判定する構成とすると好適である。
【００１１】
道路ネットワークデータを構成するリンクの中で、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクをある程度確実に特定していることは、合流退出判定手段が合流又は退出の判定を行なうに当たっての重要な前提条件の一つである。同様に、自車位置特定手段により特定される自車位置と現実の自車位置との間の誤差が所定値よりも小さい状態に保たれていることも、合流退出判定手段が合流又は退出の判定を行なうに当たっての重要な前提条件の一つである。上記の構成によれば、これらの前提条件を満たすか否かを判定するための指標となるマッチング状態及び推定誤差を取得し、これらに基づいて許可条件を満たすか否かが判定されるので、合流退出判定手段による合流又は退出の判定を許可するか否かの判定を特別制御手段に適切に行なわせることができる。
【００１２】
また、前記許可条件は、前記マッチング状態取得手段により自車両が現実に走行している道路に対応するリンクが一つのリンクに特定されたマッチング状態が取得され、かつ、前記推定誤差取得手段により取得される前記推定誤差が所定の許可閾値以下である条件である構成とすると好適である。
【００１３】
この構成によれば、合流退出判定手段による合流又は退出の判定を許可するか否かの基準となる許可条件を、適切に設定することができる。
【００１４】
また、前記特別制御手段は、前記不感応区間内に前記合流退出判定手段による判定処理を行う地点が複数ある場合において、当該複数の地点のうち互いに隣接する二つの地点間の距離が前記推定誤差未満である場合には、当該二つの地点では前記合流退出判定手段に判定処理を禁止させる構成とすると好適である。
【００１５】
推定誤差が距離の情報として取得される場合であって、当該推定誤差が互いに隣接する二つの地点間の距離以上である場合には、自車位置が二つの地点のうちいずれの地点にあるのかを一意に特定することはできない。上記の構成によれば、そのような場合には、特別制御手段は当該二つの地点では合流退出判定手段による合流又は退出の判定処理を禁止するので、合流退出判定手段が誤判定を行なうことを防止することができる。
【００１６】
また、前記自車位置特定手段により特定される自車位置を補正する自車位置補正手段を備え、前記推定誤差は、前記不感応区間への進入前に最後に前記自車位置が補正された地点からの自車両の移動距離に基づいて決定される構成とすると好適である。
【００１７】
自車位置補正手段により自車位置が補正された地点においては、推定誤差は最小の状態となる。また、推定誤差を取得するための基準となる第二自車位置情報は自車両の移動距離に基づいて取得されるので、当該補正がなされた地点からの自車両の移動距離が大きくなるにしたがって推定誤差は大きくなる。よって、上記の構成によれば、取得される推定誤差を高精度なものとすることができる。
【００１８】
また、前記自車位置補正手段は、少なくとも、前記自車位置特定手段により特定される自車位置を、前記第一自車位置情報が有する誤差円の中心に位置するように修正することにより前記自車位置を補正する構成とすると好適である。
【００１９】
この構成によれば、所定の時間間隔で受信される、第一自車位置情報の基準となるＧＰＳ信号が有する情報に基づいて自車位置を定期的に補正することができる。よって、不感応区間への進入前に、自車位置を適切に補正することができる。
【００２０】
また、前記不感応区間は、前記ＧＰＳ信号が完全に遮断される遮断区間と、前記遮断区間からの退出後に前記ＧＰＳ信号を受信して第一自車位置情報を取得可能な状態となるまでに必要となる遅延区間と、を含む構成とすると好適である。
【００２１】
この構成によれば、ＧＰＳ信号が完全に遮断されることにより受信不可能となる遮断区間だけでなく、遮断区間からの退出後の所定距離の遅延区間においても、所定の許可条件を満たす場合には合流退出判定手段による合流又は退出の判定を許可することができる。なお、このような遅延区間を設けると、遮断区間から退出してから間もない位置に合流又は退出を行なうための二本の道路の接続地点がある場合に、特に有効にその効果を発揮する。
【００２２】
また、前記合流退出判定手段は、自車両が二本の道路の接続地点における合流又は退出を行なう可能性がある区間を予測する予測手段と、前記予測手段により予測された前記区間で、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定するタイミング判定手段と、を備えた構成とすると好適である。
【００２３】
この構成によれば、予測手段が自車両が合流又は退出を行なう可能性があると判定した区間内においてのみ、タイミング判定手段が実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定するので、合流又は退出のタイミング判定を行なう場面を絞り込んで、合流又は退出の判定のための処理負荷を軽減することができるとともに、誤判定を抑制することができる。
【００２４】
また、自車位置周辺の画像情報を取得する画像情報取得手段と、前記画像情報に含まれる地物の画像認識を行う画像認識手段と、を備え、前記タイミング判定手段は、前記画像認識手段による画像認識結果に基づいて、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する構成とすると好適である。
【００２５】
この構成によれば、画像認識の結果に基づいて合流又は退出のタイミングを判定するので、高精度かつリアルタイムなタイミング判定を行なうことができる。
【００２６】
本発明に係る合流退出判定プログラムの特徴構成は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づいて検出される第一自車位置と、自車両の移動距離と進行方位とに基づいて検出される第二自車位置と、に基づいて自車位置を特定する自車位置特定機能と、前記自車位置特定機能により特定された自車位置に基づいて、本線道路と取付道路との接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定機能と、自車両が前記ＧＰＳ信号を受信可能な感応区間を走行中には前記合流退出判定機能を実現させるとともに、前記ＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間を走行中には前記合流退出判定機能を停止させる判定制御機能と、自車両が前記不感応区間を走行中であっても、所定の許可条件を満たす場合には、前記合流退出判定機能を実現可能とする特別制御機能と、をコンピュータに実現させる点にある。
【００２７】
この特徴構成によれば、通常であれば、自車両がＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間を走行中にはによる二本の道路の接続地点における合流又は退出の判定を行なう合流退出判定機能が停止されるところ、特別制御機能によりＧＰＳ信号とは無関係に取得される第二自車位置情報に関する条件を含む所定の許可条件が設定され、当該許可条件が満たされる場合には、特別制御機能により合流退出判定機能が実現可能とされる。したがって、ＧＰＳ信号が受信できない状況にある場合であっても合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間を拡大することができる。そして、その判定結果を車両制御等の用に供することで、利便性を向上させることができる。
【００２８】
なお、この合流退出判定プログラムについても、当然ながら上述した合流退出判定装置に関してその好適な構成の例として挙げた、いくつかの付加的技術を組み込むことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態に係るナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】地図データベースに記憶されている道路ネットワークデータの構成の例を示す図である。
【図３】自車両への撮像装置の配置構成の一例を示す図である。
【図４】分岐地点からの退出判定を説明するための説明図である。
【図５】画像情報取得部により取得された画像情報の一例を示す図である。
【図６】不感応区間の概念を説明するための説明図である。
【図７】特別制御を説明するためのである。
【図８】不感応区間内に分岐地点が複数箇所ある場合の特別制御を説明するための説明図である。
【図９】判定制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】退出判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明に係るナビゲーション装置１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、ナビゲーション装置１の概略構成を示すブロック図である。このナビゲーション装置１は、自車位置表示や経路案内等の通常のナビゲーション機能を担う以外に、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定装置２や、合流退出判定装置２による判定結果に基づいて車両の制御を行なう車両制御装置３としても機能する。以下では、ナビゲーション装置１の用語は、合流退出判定装置２及び車両制御装置３をも包括する概念を表すものとして説明する。
【００３１】
まず、ナビゲーション装置１の全体構成について説明する。図１に示すナビゲーション装置１の各機能部は、互いに共通の或いはそれぞれ独立のＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウェア又はソフトウェア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。本実施形態においては、ナビゲーション装置１は、画像情報取得部１１、自車位置特定部１２、自車位置補正部１３、画像認識部１４、データ抽出部１５、ナビゲーション用演算部１６、合流退出判定部１７、判定制御部２０、不感応区間検出部２１、マッチング状態取得部２２、推定誤差取得部２３、特別制御部２４、及び車両制御部２６を機能部として備えている。そして、これらの各機能部は、デジタル転送バス等の通信線を介して互いに情報の受け渡しを行うことができるように構成されている。ここで、各機能部がソフトウェア（プログラム）により構成される場合には、当該ソフトウェアは、演算処理装置が参照可能なＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段に記憶される。また、地図データベース３１は、例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、ＤＶＤ−ＲＯＭを備えたＤＶＤドライブ、ＣＤ−ＲＯＭを備えたＣＤドライブ等の記録媒体（記憶手段）をハードウェア構成として備えている。以下、本実施形態に係るナビゲーション装置１の各部の構成について詳細に説明する。
【００３２】
１．地図データベース
地図データベース３１は、所定の区画毎に分けられた地図データが記憶されたデータベースである。地図データは、道路ネットワークデータ３２及び地物データ３３を含んで構成されている。図２は、地図データベース３１に記憶されている道路ネットワークデータ３２の構成の例を示す図である。この図に示すように、道路ネットワークデータ３２は、交差点に対応する複数のノードｎと各ノードｎ間を接続する道路に対応する複数のリンクｋとの接続関係により構成されている。本実施形態においては、この地図データベース３１が、本発明における「地図情報記憶手段」に相当する。各ノードｎは、緯度及び経度で表現された地図上の位置（座標）の情報を有している。各リンクｋは、ノードｎを介して接続されている。また、各リンクｋは、その属性情報として、道路種別、リンク長、道路幅等の情報を有している。ここで、道路種別情報は、例えば、有料道路（高速道路及び自動車専用道路等を含む）、市街道路、細街路、山岳路等のように、道路を複数の種別に区分した際の道路種別の情報である。なお、図２においては、一つの区画の道路ネットワークデータ３２のみを図示し、他の区画の道路ネットワークデータ３２は省略して示している。
【００３３】
地物データ３３は、道路上や道路周辺に設けられた各種の地物に関するデータである。例えば、道路の路面に設けられた道路標示（ペイント標示）、最高速度等を表す速度標示、ゼブラゾーン、道路に沿って車線を分ける区画線（実線、破線、二重線等の各種区画線を含む。）、各車線の進行方向を指定する進行方向別通行区分標示（矢印標示）等が含まれる。また、道路の周辺に設けられた標識等を含んでいても良い。このような地物データ３３は、当該地物が設けられた道路に対応する、道路ネットワークデータ３２のリンクｋに関連付けられて記憶されている。
【００３４】
２．画像情報取得部
画像情報取得部１１は、撮像装置４１により撮像した自車位置周辺の画像情報Ｇを取得する機能部である。本実施形態においては、この画像情報取得部１１が、本発明における「画像情報取得手段」に相当する。ここで、撮像装置４１は、撮像素子を備えた車載カメラ等であって、少なくとも自車両の周辺の道路の路面を撮像可能な位置に設けられている。このような撮像装置４１としては、例えば、図３に示すような自車両の後方の路面を撮像するバックカメラを用いると好適である。画像情報取得部１１は、撮像装置４１により撮像した撮像情報を、フレームメモリ（不図示）などを介して所定の時間間隔で取り込む。この際の画像情報Ｇの取り込みの時間間隔は、例えば、１０〜５０ｍｓ程度とすることができる。これにより、画像情報取得部１１は、撮像装置４１により撮像した複数フレームの画像情報Ｇを連続的に取得することができる。ここで取得された画像情報Ｇは、画像認識部１４へ出力される。
【００３５】
３．自車位置特定部
自車位置特定部１２は、自車両の現在位置を示す自車位置情報Ｐを取得する機能部である。自車位置特定部１２は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づく第一自車位置情報と、自車両の移動距離と方位とから取得される走行軌跡に基づく第二自車位置情報と、に基づいて自車位置を特定して、自車位置情報Ｐを取得する。本実施形態においては、この自車位置特定部１２が、本発明における「自車位置特定手段」に相当する。ここでは、自車位置特定部１２は、ＧＰＳ受信機４２、方位センサ４３、及び距離センサ４４と接続されている。ＧＰＳ受信機４２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号を受信する装置である。方位センサ４３は、自車両の進行方位又はその進行方位の変化を検出するセンサである。距離センサ４４は、自車両の車速や移動距離を検出するセンサである。
【００３６】
ＧＰＳ信号は通常１秒おきに受信され、自車位置特定部１２へ出力される。自車位置特定部１２では、ＧＰＳ受信機４２で受信された複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を解析し、自車両の現在位置（緯度及び経度）、進行方位、移動速度等の情報を有する第一自車位置情報Ｐ１を取得することができる。このようにして取得される第一自車位置情報Ｐ１は、絶対的な位置情報となっている。ただし、ここで取得される第一自車位置情報Ｐ１は、ある程度の位置誤差を有した情報となっており、当該位置誤差に応じた所定の誤差円内に自車両が位置していることを表す情報となっている。
【００３７】
方位センサ４３は、例えば、ジャイロセンサ、地磁気センサ、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回転センサや回転型の抵抗ボリューム、車輪部に取り付ける角度センサ等により構成され、その検出結果を自車位置特定部１２へ出力する。また、距離センサ４４は、例えば、車両のドライブシャフトやホイール等が一定量回転する毎にパルス信号を出力する車速パルスセンサ、自車両の加速度を検知するヨー・Ｇセンサ及び検知された加速度を積分する回路等により構成され、その検出結果としての車速及び移動距離の情報を自車位置特定部１２へ出力する。自車位置特定部１２は、方位センサ４３及び距離センサ４４からの検出結果に基づいて自車両の移動距離と方位とから走行軌跡を解析し、自車両の現在位置（緯度及び経度）、進行方位等の情報を有する第二自車位置情報Ｐ２を取得することができる。このようにして取得される第二自車位置情報Ｐ２は、ある特定の地点を基準とする相対的な位置情報となっている。
【００３８】
そして、自車位置特定部１２は、絶対的な位置情報である第一自車位置情報Ｐ１と相対的な位置情報である第二自車位置情報Ｐ２とに基づいて、公知の方法により自車両の現在位置を表す自車位置を特定する演算を行い、現在位置（緯度及び経度）、進行方位、移動速度等の情報を有する自車位置情報Ｐを取得する。取得された自車位置情報Ｐは、自車位置補正部１３、データ抽出部１５、及び予測部１８等へ出力される。
【００３９】
４．自車位置補正部
自車位置補正部１３は、自車位置特定部１２により特定される自車位置を補正する機能部である。本実施形態においては、この自車位置補正部１３が、本発明における「自車位置補正手段」に相当する。本実施形態においては、自車位置補正部１３は、少なくとも、自車位置特定部１２により特定される自車位置を、第一自車位置情報Ｐ１が有する誤差円の中心に位置するように修正することにより自車位置を補正する。すなわち、ある時点において取得された第一自車位置情報Ｐ１が有する誤差円の中心を基準として第二自車位置情報Ｐ２が取得され、第二自車位置情報Ｐ２に示される自車位置が当該誤差円の領域からはみ出てしまったときに、自車位置補正部１３は、自車位置情報Ｐが示す自車位置を、次にＧＰＳ信号を受信した時点において取得される第一自車位置情報Ｐ１が有する誤差円の中心に位置するように補正する。これにより、所定の時間間隔で受信されるＧＰＳ信号が有する情報に基づいて自車位置情報Ｐを定期的に補正して、常にある程度の位置精度を維持することができる。
【００４０】
また、本実施形態においては、自車位置補正部１３は、自車位置特定部１２により特定される自車位置を、道路ネットワークデータ３２のいずれかのリンクｋ上に位置するように修正することにより自車位置を補正する。すなわち、自車位置補正部１３は、地図データベース３１から抽出された自車位置周辺の道路ネットワークデータ３２を取得し、それに基づいて公知のマップマッチングを行うことにより自車位置を道路ネットワークデータ３２に示される道路上に合わせる補正も行う。このようなマップマッチングに基づく自車位置の補正は、正確な位置情報を有している道路ネットワークデータ３２に基づいて行なわれるため、上記の所定の位置誤差を有するＧＰＳ信号のみに基づく自車位置補正に比べて、高い精度で補正直後の自車位置を特定することができる。
【００４１】
また、本実施形態においては、自車位置補正部１３は、自車位置特定部１２により特定される自車位置を、後述する画像認識部１４により道路上に設けられた特定の地物の画像認識に成功した位置とするように修正することにより自車位置を補正する。このような画像認識に基づく自車位置の補正は、正確な位置情報を有している道路ネットワークデータ３２及び地物データ３３に基づいて行なわれるため、上記の所定の位置誤差を有するＧＰＳ信号のみに基づく自車位置補正に比べて、高い精度で補正直後の自車位置を特定することができる。画像認識部１４による画像認識処理については、次に述べる。
【００４２】
５．画像認識部
画像認識部１４は、画像情報取得部１１で取得された画像情報Ｇに含まれる地物の画像認識を行う機能部である。本実施形態においては、この画像認識部１４が、本発明における「画像認識手段」に相当する。ここで、画像認識の対象となる地物には、道路に沿って車線を分ける区画線（実線、破線、太破線等）、ゼブラゾーン、横断歩道、停止線、速度標示等のような、道路の路面に設けられた各種の道路標示が含まれる。画像認識部１４は、対象となる地物の画像認識に際しては、画像情報Ｇに対して二値化処理やエッジ検出処理等を行い、当該画像情報Ｇに含まれている地物の輪郭情報を抽出する。その後、画像認識部１４は、抽出された地物の輪郭情報と、対象となる地物の形態の特徴量とのパターンマッチングを行うことにより、画像情報Ｇに含まれる対象地物の画像を抽出する。画像認識部１４による画像認識処理の結果は、自車位置補正部１３及びタイミング判定部１９に出力される。
【００４３】
６．データ抽出部
データ抽出部１５は、自車位置特定部１２で取得された自車位置情報Ｐ等に基づいて、地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２や地物データ３３から必要な情報を抽出する機能部である。本実施形態においては、データ抽出部１５は、自車位置情報Ｐに基づいて、自車両の周辺に存在し画像認識の対象となる地物に関する情報を抽出して、画像認識部１４へ出力する。また、データ抽出部１５は、自車位置補正部１３によるマップマッチングに用いる自車位置周辺の地図ネットワークデータ３２を抽出して、自車位置補正部１３へ出力する。更に、データ抽出部１５は、ナビゲーション用演算部１６による経路案内処理等に用いるために、ナビゲーション用演算部１６から要求があった領域の情報を地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２及び地物データ３３から抽出して、ナビゲーション用演算部１６へ出力する。
【００４４】
７．ナビゲーション用演算部
ナビゲーション用演算部１６は、自車位置表示、出発地から目的地までの経路計算、目的地までの経路案内、目的地検索等のナビゲーション機能を実行するためにアプリケーションプログラムに従って動作する演算処理手段である。例えば、ナビゲーション用演算部１６は、地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２及び地物データ３３から自車両周辺の必要な情報を取得して表示入力装置４５に地図の画像を表示するとともに、当該地図の画像上に、自車位置情報Ｐに基づいて自位置マークを重ね合わせて表示する処理を行う。また、ナビゲーション用演算部１６は、公知の方法により計算された出発地から目的地までの経路と自車位置情報Ｐとに基づいて、表示入力装置４５及び音声出力装置４６の一方又は双方を用いて経路案内を行う。なお、本実施形態においては、ナビゲーション用演算部１６は、この他にも、リモートコントローラや表示入力装置４５と一体的に設けられたタッチパネルなどのユーザインタフェース等、ナビゲーション装置１として必要な公知の各種構成に接続されている。
【００４５】
８．合流退出判定部
合流退出判定部１７は、自車位置特定部１２により特定された自車位置に基づいて、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する機能部である。本実施形態においては、この合流退出判定部１７が、本発明における「合流退出判定手段」に相当する。この合流退出判定部１７は、後述する判定フラグがオンの状態でのみ動作し、判定フラグがオフの状態では動作しない構成となっている。ここで、本実施形態においては、合流退出判定部１７は、予測部１８及びタイミング判定部１９の各機能部を備えている。そして、予測部１７により予測された予測区間Ｆ（図４（ｂ）を参照）で、タイミング判定部１９が動作する構成となっている。以下では、これらの各機能部の詳細について説明する。なお、以下では、「合流退出判定部１７」の用語を用いる場合には、予測部１８及びタイミング判定部１９の各機能部を包括する概念として用いるものとする。
【００４６】
８−１．予測部
予測部１８は、自車両が二本の道路の接続地点における合流又は退出を行なう可能性がある区間を予測する機能部である。本実施形態においては、この予測部１８が、本発明における「予測手段」に相当する。本実施形態においては、予測部１８は、自車位置特定部１２により特定される自車位置と、地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２から抽出された情報とに基づき、自車両が、前方に存在する二本の道路の接続地点の前後の所定距離の区間（予測区間Ｆ）内に位置していることを判定することにより、合流又は退出を行なう可能性がある区間を予測する。すなわち、予測部１８は、自車両が予測区間Ｆ内に位置している場合には、自車両が合流又は退出を行なう可能性があると判定する。ここで、予測区間Ｆを設定するための基準点は、二本の道路の接続地点に対応するノードｎの位置とすることができ、例えば当該ノードｎの位置を基準として進行方向後方側３００〔ｍ〕から進行方向前方側５０〔ｍ〕の区間を予測区間Ｆとして設定することができる。なお、予測区間Ｆの設定方法は単なる一例であり、これ以外にも適宜設定を変更することができる。予測部１８による判定結果は、タイミング判定部１９に出力される。
【００４７】
８−２．タイミング判定部
タイミング判定部１９は、予測部１８により予測された予測区間Ｆで、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する機能部である。本実施形態においては、このタイミング判定部１９が、本発明における「タイミング判定手段」に相当する。本実施形態においては、タイミング判定部１９は、画像認識部１４による画像認識結果に基づいて、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する。すなわち、画像情報取得部１１により取得される画像情報Ｇの中から、画像認識部１４が所定の地物の画像認識に成功したときに、タイミング判定部１９は、そのタイミングで実際に自車両が合流又は退出したと判定する。
【００４８】
例えば、自車両が高速道路の本線道路と料金所又はサービスエリア（ＳＡ／ＰＡ）への取付道路との分岐地点において、本線道路から取付道路への分岐地点で本線道路から取付道路へ退出しようとしている場面を考えてみると、図４（ａ）に示すように、その分岐地点の手前側には太破線の区画線が設けられている。このような太破線の区画線は分岐地点に特有の区画線であるので、当該太破線の区画線を画像認識部１４による画像認識の対象とすることで、本線道路から取付道路への退出のタイミングを判定することができる。すなわち、画像情報Ｇにおいて太破線の区画線が自車両に対して右側に認識された状態から、自車両に対して左側に認識された状態（図５を参照）へと切り替わるタイミングを判定することで、高精度かつリアルタイムなタイミング判定を行なうことができる。なお、ここでは本線道路から取付道路への分岐地点で本線道路から取付道路へ退出する場合を例として説明したが、取付道路から本線道路への合流地点で取付道路から本線道路へ合流する場合にも、画像認識部１４による画像認識の対象を適切に設定することで、同様にして合流判定を行なうことができる。タイミング判定部１９による判定結果は、車両制御部２６に出力される。
【００４９】
９．判定制御部
判定制御部２０は、自車両がＧＰＳ信号を受信可能な感応区間を走行中には合流退出判定部１７に判定処理を実行させるとともに、ＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間Ｎを走行中には合流退出判定部１７に判定処理を禁止させる機能部である。本実施形態においては、この判定制御部２０が、本発明における「判定制御手段」に相当する。この判定制御部２０による上記の制御は、背景技術の欄で説明した従来からある合流退出判定装置が通常行なっていた制御と同様である。すなわち、判定制御部２０は、自車両が感応区間を走行中には通常通り合流退出判定部１７による合流判定又は退出判定を行なうように制御し、自車両が不感応区間Ｎを走行中には、ＧＰＳ信号が受信できないことにより第一自車位置情報Ｐ１が取得できず、結果として自車位置を精度良く検出することができなくなってしまうため、退出判定部１７による合流判定又は退出判定を行なわないように制御する。なお、自車両が感応区間及び不感応区間のいずれの区間を走行しているかは、不感応区間検出部２１の検出結果により判定することができる。
【００５０】
図６は、不感応区間Ｎの概念を説明するための説明図である。この図に示すように、不感応区間Ｎは、ＧＰＳ信号が完全に遮断される遮断区間Ｓと、遮断区間Ｓからの退出後にＧＰＳ信号を受信して第一自車位置情報Ｐ１を取得可能な状態となるまでに必要となる遅延区間Ｄと、を含む。遮断区間Ｓとしては、例えばトンネル内の区間や雪よけ用のゲート内の区間等が挙げられる。また、遮断区間Ｓ以外に遅延区間Ｄをも設定するのは、遮断区間Ｄから退出した後であっても、ＧＰＳ信号を受信して第一自車位置情報Ｐ１を取得可能な状態となるまでには所定の時間が必要となるため、その時間内に走行する距離に相当する区間内でも実質的には自車両が遮断区間Ｓ内に位置するのと同視されるからである。このような遅延区間Ｄとしては、例えば遮断区間Ｓからの退出地点を基準とする、その先の所定距離の区間とすることができ、前記所定距離としては例えば１５０〔ｍ〕とすることができる。なお、遅延区間Ｄの設定方法は単なる一例であり、これ以外にも適宜設定を変更することができる。また、遮断区間Ｓを退出時の車速に応じて遅延区間Ｄを可変に設定できる構成としても良い。さらに、遮断区間Ｓからの退出後に所定時間経過するまでの区間を遅延区間Ｄとしたり、遮断区間Ｓからの退出後に実際に第一自車位置情報Ｐ１を取得するまでの区間を遅延区間Ｄとしたりしても良い。なお、図６においては符号は付されていないが、不感応区間Ｎ以外の全区間が感応区間となる。
【００５１】
図６（ａ）〜（ｅ）には、不感応区間Ｎの様々な設定パターンを示している。図６（ａ）は、一つのトンネル内に道路が通っている場合に対応したパターンである。このパターンが基本となる。図６（ｂ）は、一つのトンネル内で道路が分岐している（トンネルも分岐している、以下同様）場合に対応したパターンである。この場合、分岐後のそれぞれのトンネルについて遮断区間Ｓ及び遅延区間Ｄが設定され、結果として不感応区間Ｎも分岐した形態となる。図６（ｃ）は、二つのトンネル間の距離が遅延区間Ｄを規定する所定距離よりも短い場合に対応したパターンである。この場合、二つのトンネルのそれぞれに対応する遮断区間Ｓ及び遅延区間Ｄが全体として一つの不感応区間Ｎを構成する形態となる。図６（ｄ）及び（ｅ）は、図６（ｂ）及び（ｃ）のパターンを組み合わせたものである。これらの図に示されるように、二つの遮断区間Ｓ間の距離が遅延区間Ｄを規定する所定距離よりも短い距離内で連続し、遮断区間Ｓ又は遅延区間Ｄ内で道路が分岐している場合には、複数の分岐を有しつつ全体として一体的な不感応区間Ｎが設定されることになる。
【００５２】
１０．マッチング状態取得部
マッチング状態取得部２２は、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋへのマッチング状態を取得する機能部である。本実施形態においては、このマッチング状態取得部２２が、本発明における「マッチング状態取得手段」に相当する。ここで、「マッチング状態」とは、道路ネットワークデータ３２を構成するリンクｋの中で、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋをどの程度特定できているかを表す指標である。本実施形態においては、マッチング状態は「レベル０」〜「レベル２」の三段階で規定される構成となっている。「レベル０」のマッチング状態とは、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋが見つかっていない状態、すなわち、マッチング自体ができていない状態を表す。「レベル１」のマッチング状態とは、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋが複数のリンクｋの間で確実には特定できていない状態でマッチングしている状態を表す。「レベル２」のマッチング状態とは、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋが確実に一つに特定された状態でマッチングしている状態を表す。これらのマッチング状態は、自車位置補正部１３がマップマッチングにより自車位置を補正する際の演算結果に基づいて取得することができる。マッチング状態取得部２２により取得されたマッチング状態を表す情報は、特別制御部２４へ出力される。
【００５３】
１１．推定誤差取得部
推定誤差取得部２３は、第二自車位置情報Ｐ２に示される位置と現実の自車位置との間の推定誤差Ｅを取得する機能部である。本実施形態においては、この推定誤差検出部２３が、本発明における「推定誤差取得手段」に相当する。本実施形態においては、推定誤差Ｅは、不感応区間Ｎへの進入前に自車位置補正部１３により最後に自車位置が補正された地点からの自車両の移動距離に基づいて決定される。自車位置補正部１３により自車位置が補正された地点においては、第二自車位置情報Ｐ２に示される位置と現実の自車位置との間の誤差は小さい状態となる。また、第二自車位置情報Ｐ２は自車両の移動距離に基づいて取得されるので、当該補正がなされた地点からの自車両の移動距離が大きくなるにしたがって誤差は大きくなる。よって、不感応区間Ｎへの進入前に自車位置補正部１３により最後に自車位置が補正された地点からの自車両の移動距離が大きくなるほど、推定誤差Ｅも大きくなるように設定される。このようにして推定誤差Ｅを決定することで、取得される推定誤差Ｅを高精度なものとすることができる。取得された推定誤差Ｅは、特別制御部２４へ出力される。
【００５４】
１２．特別制御部
特別制御部２４は、自車両が不感応区間Ｎを走行中であっても、第二自車位置情報Ｐ２に関する条件を含む所定の許可条件を満たす場合には、合流退出判定部１７に合流又は退出に係る判定処理を実行させる機能部である。本実施形態においては、この特別制御部２４が本発明における「特別制御手段」に相当する。ここで、第二自車位置情報Ｐ２に関する条件を含む所定の許可条件には、少なくとも推定誤差取得部２３により取得される推定誤差Ｅに関する条件が含まれる。本実施形態においては、特別制御部２４は、自車両が走行している道路の道路種別と、マッチング状態取得部２２により取得されるマッチング状態に関する情報と、推定誤差取得部２３により取得される推定誤差Ｅと、に基づいて許可条件を満たすか否かを判定する。
【００５５】
また、本実施形態においては、特別制御部２４が合流退出判定部１７に合流又は退出の判定処理を実行させるか否かを判定するための判定基準となる許可条件は、自車両が走行している道路の道路種別が有料道路であり、かつ、マッチング状態が「レベル２」であり、かつ、推定誤差Ｅが所定の許可閾値Ａ以下である条件とされている。なお、許可閾値Ａとしては、自車位置が所定の位置誤差を有していたとしても、合流退出判定部１７による合流又は退出の判定処理を許可した場合にその判定が適切に行われると考えられるような前記位置誤差の最大値が設定されると好適である。そのような許可閾値Ａは、例えば４０〔ｍ〕に設定することができる。なお、許可閾値Ａの設定方法は単なる一例であり、これ以外にも適宜設定を変更することができる。
【００５６】
ところで、合流退出判定部１７が合流又は退出の判定を行なうに当たっては、道路ネットワークデータ３２を構成するリンクｋの中で、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋをある程度確実に特定していることや、自車位置特定部１２により特定される自車位置と現実の自車位置との間の誤差が所定値よりも小さい状態に保たれていることが、重要な前提条件である。本実施形態においては、許可条件として上記したような条件が設定されているので、特別制御部２４は、合流退出判定部１７による合流又は退出の判定を許可するか否かの判定を適切に行うことができる。そして、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋが確実に一つに特定された状態でマッチングしており、かつ、推定誤差Ｅが合流退出判定部１７による合流又は退出の判定が適切に行われると考えられるような誤差範囲内にある場合には、合流退出判定部１７による合流又は退出の判定処理が許可されるので、従来に比べて、合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間が拡大されることになる。それに伴い、その判定結果を利用して車両制御等を行なうことができる区間も拡大されるので、利便性を向上させることができる。
【００５７】
ここで、図７を参照して特別制御の一連の流れについて説明する。この図においては、上から順に、推定誤差Ｅ、自車位置補正のタイミング、感応区間検知フラグの状態、特別制御フラグの状態、判定フラグの状態、を示している。なお、横軸は自車両の移動距離に対応しており、推定誤差Ｅについては下向きが正方向となるように縦軸が設定されている。なお、図示はされていないが、この図に示す全区間において、マッチング状態取得部２２により「レベル２」のマッチング状態が取得されているものとする。
【００５８】
不感応区間Ｎへの進入前に自車位置補正部１３により最後に自車位置が補正された地点ａでは、推定誤差Ｅは最小となる。その状態から自車両の移動距離が大きくなるにしたがって推定誤差Ｅは徐々に大きくなる。地点ｂにおいて、自車両が不感応区間Ｎに進入すると、感応区間検知フラグがオフとなり、通常であれば最下段に破線で示されているように、判定フラグはオフとなる。しかしながら、本実施形態に係るナビゲーション装置１では、地点ｂから地点ｃまでの区間内においては推定誤差Ｅが許可閾値Ａ未満であるので、特別制御部２４は合流退出判定部１７による合流又は退出の判定処理を許可するべく、当該区間では特別制御フラグをオンにする。その結果、地点ｂから地点ｃまでの区間では判定フラグがオンのまま維持される結果となり、上述したように、従来に比べて、合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間が拡大される。なお、地点ｃから不感応区間Ｎからの退出地点ｄまでの間の区間内では、推定誤差Ｅが許可閾値Ａ以上であるので、特別制御フラグはオフとされ、その結果、通常通り判定フラグがオフにされる。地点ｄでは感応区間検知フラグがオンとなり、それに伴い判定フラグがオンとなる。
【００５９】
ところで、図８に示すように、不感応区間Ｎ内に二本の道路の接続地点（合流退出判定部１７による判定処理を行う地点）が複数（図示の例では二箇所）ある場合がある。このような場合において、当該複数の地点のうち互いに隣接する二つの地点間の距離Ｌが、手前側の接続地点（図示の例では、ノードｎ１に対応する接続地点）における推定誤差Ｅ未満である場合には、自車位置が二つの接続地点のうちいずれの接続地点に位置するのかを一意に特定することはできない。そこで、本実施形態においては、そのような場合には、たとえ不感応区間Ｎ内において許可条件が満たされている場合であっても、特別制御部２４は当該二つの接続地点間の区間内では判定フラグを一時的にオフとして、合流退出判定部１７による判定処理を禁止させる。これにより、合流退出判定部１７が誤判定を行なうことを防止している。
【００６０】
１３．車両制御部
車両制御部２６は、タイミング判定部１９による合流又は退出のタイミングに係る判定結果に基づいて、車両を制御する機能部である。例えば、タイミング判定部１９が本線道路から取付道路への退出のタイミングを判定してそのような判定結果を車両制御部２６に出力した場合には、取付道路への退出後に、アクセルオフによるエンジンブレーキの効きを良くして車両を適切に減速させるべく、車両制御部２６は、変速比（減速比）を大きくするように指示する制御信号を車両が備える自動変速機に対して出力する。また例えば、タイミング判定部１９が取付道路から本線道路への合流のタイミングを判定してそのような判定結果を車両制御部２６に出力した場合には、本線道路への合流時に、車両が出力可能なトルクを増大させて車両を適切に加速させるべく、車両制御部２６は、変速比（減速比）を大きくするように指示する制御信号を車両が備える自動変速機に対して出力する。なお、上記の車両制御は一例であり、これ以外にも例えば退出時におけるブレーキアシスト等の各種の制御を行なう構成としても良い。
【００６１】
１４．動作処理の手順
次に、本実施形態に係るナビゲーション装置１において実行される動作処理（合流退出判定プログラム）の手順について説明する。図９は、本実施形態に係る判定制御処理の手順を示すフローチャートである。また、図１０は、退出判定処理の処理手順を示すフローチャートである。以下に説明する各処理の手順は、上記の各機能部を構成するハードウェア又はソフトウェア（プログラム）或いはその両方により実行される。上記の各機能部がプログラムにより構成される場合には、ナビゲーション装置１が有する演算処理装置が、上記の各機能部を構成する合流退出判定プログラムを実行するコンピュータとして動作する。
【００６２】
１４−１．判定制御処理の手順
まず、本実施形態に係るナビゲーション装置１による判定制御処理の手順について、図９に基づいて説明する。まず、自車位置特定部１２は、第一自車位置情報Ｐ１及び第二自車位置情報Ｐ２に基づいて自車位置を特定する（ステップ＃０１）。次に、判定制御部２０は、不感応区間検出部２１の検出結果に基づき、不感応区間Ｎがあるか否かを判定する（ステップ＃０２）。不感応区間Ｎがないと判定された場合には（ステップ＃０２：Ｎｏ）、判定制御部２０は、判定フラグをオンとして（ステップ＃１４）、退出判定処理を行う（ステップ＃１５）。退出判定処理の手順については後述する。
【００６３】
一方、不感応区間Ｎがあると判定された場合には（ステップ＃０２：Ｙｅｓ）、特別制御部２４は、地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２から自車両が走行している道路の道路種別に関する情報を抽出して取得する（ステップ＃０３）。そして、取得された道路種別が有料道路であるか否かを判定する（ステップ＃０４）。道路種別が有料道路であると判定された場合には（ステップ＃０４：Ｙｅｓ）、次に特別制御部２４は、マッチング状態取得部２２により取得されるマッチング状態に関する情報を取得する（ステップ＃０５）。そして、取得されたマッチング状態が「レベル２」であるか否かを判定する（ステップ＃０６）。マッチング状態が「レベル２」であると判定された場合には（ステップ＃０６：Ｙｅｓ）、次に特別制御部２４は、推定誤差取得部２３により取得される推定誤差Ｅを取得する（ステップ＃０７）。そして、取得された推定誤差Ｅが許可閾値Ａ未満であるか否かを判定する（ステップ＃０８）。推定誤差Ｅが許可閾値Ａ未満であると判定された場合には（ステップ＃０８：Ｙｅｓ）、次に特別制御部２４は、当該不感応区間Ｎ内に接続地点が複数あるか否かを判定する（ステップ＃０９）。接続地点が複数はない、すなわち０又は１箇所であると判定された場合には（ステップ＃０９：Ｎｏ）、特別制御部２４は判定フラグをオンとする（ステップ＃１２）。
【００６４】
一方、接続地点が複数あると判定された場合には（ステップ＃０９：Ｙｅｓ）、次に特別制御部２４は、当該複数の接続地点のうち、互いに隣接する二つの地点間の距離Ｌを取得する（ステップ＃１０）。そして、推定誤差Ｅが、取得された二点間距離Ｌ未満であるか否かを判定する（ステップ＃１１）。推定誤差Ｅが二点間距離Ｌ未満であると判定された場合には（ステップ＃１１：Ｙｅｓ）、特別制御部２４は判定フラグをオンとする（ステップ＃１２）。一方、推定誤差Ｅが二点間距離Ｌ以上であると判定された場合には（ステップ＃１１：Ｎｏ）、特別制御部２４は当該二つの接続地点間の区間内では判定フラグを一時的にオフとする（ステップ＃１３）。なお、図９のフローチャートでは、表示を単純化するため、単に判定フラグをオフとするものとして表示している。
【００６５】
また、ステップ＃０４において道路種別が有料道路ではないと判定された場合（ステップ＃０４：Ｎｏ）、ステップ＃０６においてマッチング状態が「レベル２」ではない、すなわち「レベル１」又は「レベル０」であると判定された場合（ステップ＃０６：Ｎｏ）、若しくは、ステップ＃０８において推定誤差Ｅが許可閾値Ａ以上であると判定された場合（ステップ＃０８：Ｎｏ）には、特別制御部２４は判定フラグをオフとする（ステップ＃１３）。以上の処理が終了すると、退出判定処理が実行される（ステップ＃１５）。
【００６６】
１４−２．退出判定処理の手順
次に、ステップ＃１５の退出判定処理の手順について、図１０に基づいて説明する。まず、合流退出判定部１７は、判定フラグがオンであるか否かを判定する（ステップ＃２１）。次に、データ抽出部１５は、自車位置情報Ｐに基づき、地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２及び地物データ３３から自車位置周辺の情報を取得する（ステップ＃２２）。次に、予測部１８は、自車両が本線道路と接続道路の分岐地点において退出を行なう可能性があるか否かを判定する（ステップ＃２３）。このステップ＃２３は、退出を行なう可能性があると判定されるまで繰り返し行なわれ、退出を行なう可能性があると判定されると（ステップ＃２３：Ｙｅｓ）、画像認識部１４は、分岐地点の前後に設けられた太破線の区画線を対象として画像認識処理を行い（ステップ＃２４）、当該太破線の区画線の画像認識に成功したか否かを判定する（ステップ＃２５）。画像認識に成功した場合には（ステップ＃２５：Ｙｅｓ）、タイミング判定部１９は退出が終了したタイミングでその旨を表す情報を車両制御部２６に出力して（ステップ＃２６）、退出判定処理を終了する。一方、画像認識に成功しなかった場合には（ステップ＃２５：Ｎｏ）、退出判定処理はそのまま終了する。なお、図示はされていないが、その後、車両の減速制御が行なわれることになる。
【００６７】
〔その他の実施形態〕
【００６８】
（１）上記の実施形態においては、推定誤差Ｅを、不感応区間Ｎへの進入前に自車位置補正部１３により最後に自車位置が補正された地点における誤差を基準として、当該地点からの自車両の移動距離に基づいて決定する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば自車両が不感応区間Ｎへ進入した地点における誤差を基準として、当該地点からの自車両の移動距離に基づいて推定誤差Ｅを取得する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合においては、不感応区間Ｎへの進入地点における前記誤差は不確かなものであるので、許可閾値Ａを低めに設定しておくことが好ましい。
【００６９】
（２）上記の実施形態においては、特別制御部２４が合流退出判定部１７に合流又は退出の判定処理を実行させるか否かを判定するための判定基準となる許可条件を、自車両が走行している道路の道路種別が有料道路であり、かつ、マッチング状態が「レベル２」であり、かつ、推定誤差Ｅが所定の許可閾値Ａ以下である条件とする場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、自車両が走行している道路の道路種別が有料道路であることは必ずしも必要条件ではなく、マッチング状態が「レベル２」であり、かつ、推定誤差Ｅが所定の許可閾値Ａ以下である条件を許可条件とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。つまり、本発明に係る特別制御処理は、例えば制限速度が異なる二つの市街道路の合流地点又は分岐地点における合流又は退出に係る判定処理等にも好適に適用することができる。
【００７０】
（３）上記の実施形態においては、不感応区間Ｎ内に二本の道路の接続地点が複数ある場合において、当該複数の地点のうち互いに隣接する二つの地点間の距離Ｌが、手前側の接続地点における推定誤差Ｅ未満である場合には、特別制御部２４は当該二つの接続地点間の区間内では判定フラグを一時的にオフとして、合流退出判定部１７による判定処理を禁止させる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば不感応区間Ｎ内に二本の道路の接続地点が複数ある場合には、特別制御部２４は、二点間距離Ｌと推定誤差Ｅとの関係によらず、当該不感応区間Ｎ内では一律に判定フラグをオフとする構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００７１】
（４）上記の実施形態においては、タイミング判定部１９が、画像認識部１４による画像認識結果に基づいて、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えばタイミング判定部１９が、自車位置特定部１２により特定された自車位置情報Ｐと地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２から抽出される自車位置周辺の情報とに基づいて、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００７２】
（５）上記の実施形態においては、ナビゲーション装置１が通常備えている自車位置特定部１２、自車位置補正部１３、及び地図データベース３１等を利用して、ナビゲーション装置１が通常のナビゲーション機能以外にも合流退出判定機能及び車両制御機能を備えている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、自車位置表示や経路案内等の通常のナビゲーション機能は、本発明においては必ずしも必要な機能ではなく、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定装置２や、合流退出判定装置２による判定結果に基づいて車両の制御を行なう車両制御装置３にも、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
２ 合流退出判定装置
１１ 画像情報取得部（画像情報取得手段）
１２ 自車位置特定部（自車位置特定手段）
１３ 自車位置補正部（自車位置補正手段）
１４ 画像認識部（画像認識手段）
１７ 合流退出判定部（合流退出判定手段）
１８ 予測部（予測手段）
１９ タイミング判定部（タイミング判定手段）
２０ 判定制御部（判定制御手段）
２２ マッチング状態取得部（マッチング状態取得手段）
２３ 推定誤差取得部（推定誤差取得手段）
２４ 特別制御部（特別制御手段）
３１ 地図データベース（地図情報記憶手段）
３２ 道路ネットワークデータ
ｎ ノード
ｋ リンク
Ｎ 不感応区間
Ｓ 遮断区間
Ｄ 遅延区間
Ｅ 推定誤差
Ａ 許可閾値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、走行している道路上における自車両の状況を取得し、それぞれの状況に応じて各種の車両制御を行なう技術が提案されている。例えば下記の特許文献１には、自車位置周辺の画像情報を取得する画像情報取得手段と分岐地点に特有の区画線の画像認識を行う画像認識手段とを備え、前記特有の区画線と自車両との位置関係に基づいて、二本の道路の接続地点において自車両が一方の道路から他方の道路へ退出したか否かの退出判定を行い、当該退出判定の結果に基づいて車両を減速制御する車両用制御装置が記載されている。この特許文献１に記載された技術では、画像認識の結果に基づいて退出判定を行なうことにより、高精度かつリアルタイムな退出判定を行ない、それにより適切な減速制御を行なうことが可能とされている。
【０００３】
また、下記の特許文献２には、車両制御を行なうタイミングを判定するための装置として、自車両が二本の道路の接続地点における合流又は退出を行なう可能性がある区間を予測する予測手段と、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定するタイミング判定手段と、を備えた合流退出判定装置が記載されている。この特許文献２に記載された合流退出判定装置では、ＧＰＳ信号に基づく第一自車位置情報と走行軌跡に基づく第二自車位置情報とに基づいて検出される自車位置と、地図データベースに記憶された道路ネットワークデータ及び地物データとに基づいて、自車両が合流又は退出を行なう可能性がある区間を予測手段が予測し、タイミング判定手段が、当該予測された区間内で実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する。これにより、二本の道路の接続地点における合流又は退出のタイミングを的確に判定することが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２３４３１号公報
【特許文献２】特開２００８−１２９８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された技術によれば、確かに高精度かつリアルタイムな退出判定を行なうことができる。しかし、画像認識手段が、常時分岐地点に特有の区画線の画像認識を行う構成とされているため、車両の走行中における処理負荷が大きくなってしまうという問題があった。一方、特許文献２に記載された技術では、予測手段が自車両が合流又は退出を行なう可能性があると判定した区間内においてのみ、タイミング判定手段が実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定するので、当該タイミング判定を分岐地点に特有の区画線の画像認識結果に基づいて行う構成とすることにより、必要最小限の処理負荷で高精度かつリアルタイムな退出判定を行なうことが可能となる。
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載された技術では、上述したようにＧＰＳ信号に基づく第一自車位置情報と走行軌跡に基づく第二自車位置情報とに基づいて検出される自車位置に基づいて、予測手段が機能することが前提となっている。そのため、特許文献２に記載されたような合流退出判定装置では、例えば車両がトンネル内を走行している場合等のようにＧＰＳ信号が受信できない状況にある場合には、自車位置を精度良く検出することができなくなってしまうため、従来は、合流又は退出の判定自体を一律に禁止する構成となっていた。しかしそれでは、自車位置の精度から見て合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間内であっても合流又は退出の判定が禁止され、それに伴って車両制御も行なわれなくなってしまうという不都合があり、利便性の面で改善の余地が残されていた。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ＧＰＳ信号が受信できない状況にある場合であっても合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間を拡大し、利便性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するための、本発明に係る合流退出判定装置の特徴構成は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づく第一自車位置情報と、自車両の移動距離と方位とから取得される走行軌跡に基づく第二自車位置情報と、に基づいて自車位置を特定する自車位置特定手段と、前記自車位置特定手段により特定された自車位置に基づいて、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定手段と、自車両が前記ＧＰＳ信号を受信可能な感応区間を走行中には前記合流退出判定手段に判定処理を実行させるとともに、前記ＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間を走行中には前記合流退出判定手段に判定処理を禁止させる判定制御手段と、自車両が前記不感応区間を走行中であっても、前記第二自車位置情報に関する条件を含む所定の許可条件を満たす場合には、前記合流退出判定手段に判定処理を実行させる特別制御手段と、を備えた点にある。
【０００９】
上記の特徴構成によれば、通常であれば、自車両がＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間を走行中には合流退出判定手段による二本の道路の接続地点における合流又は退出の判定が禁止されるところ、特別制御手段によりＧＰＳ信号とは無関係に取得される第二自車位置情報に関する条件を含む所定の許可条件が設定され、当該許可条件が満たされる場合には、特別制御手段は合流退出判定手段による合流又は退出の判定を許可する。したがって、ＧＰＳ信号が受信できない状況にある場合であっても合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間を拡大することができる。そして、その判定結果を車両制御等の用に供することで、利便性を向上させることができる。
【００１０】
ここで、交差点に対応する複数のノードと各ノード間を接続する道路に対応する複数のリンクとの接続関係により構成される道路ネットワークデータを記憶した地図情報記憶手段と、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクへのマッチング状態を取得するマッチング状態取得手段と、前記第二自車位置情報に示される位置と現実の自車位置との間の推定誤差を取得する推定誤差取得手段と、を備え、前記特別制御手段は、前記マッチング状態と前記推定誤差とに基づいて前記許可条件を満たすか否かを判定する構成とすると好適である。
【００１１】
道路ネットワークデータを構成するリンクの中で、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクをある程度確実に特定していることは、合流退出判定手段が合流又は退出の判定を行なうに当たっての重要な前提条件の一つである。同様に、自車位置特定手段により特定される自車位置と現実の自車位置との間の誤差が所定値よりも小さい状態に保たれていることも、合流退出判定手段が合流又は退出の判定を行なうに当たっての重要な前提条件の一つである。上記の構成によれば、これらの前提条件を満たすか否かを判定するための指標となるマッチング状態及び推定誤差を取得し、これらに基づいて許可条件を満たすか否かが判定されるので、合流退出判定手段による合流又は退出の判定を許可するか否かの判定を特別制御手段に適切に行なわせることができる。
【００１２】
また、前記許可条件は、前記マッチング状態取得手段により自車両が現実に走行している道路に対応するリンクが一つのリンクに特定されたマッチング状態が取得され、かつ、前記推定誤差取得手段により取得される前記推定誤差が所定の許可閾値以下である条件である構成とすると好適である。
【００１３】
この構成によれば、合流退出判定手段による合流又は退出の判定を許可するか否かの基準となる許可条件を、適切に設定することができる。
【００１４】
また、前記特別制御手段は、前記不感応区間内に前記合流退出判定手段による判定処理を行う地点が複数ある場合において、当該複数の地点のうち互いに隣接する二つの地点間の距離が前記推定誤差未満である場合には、当該二つの地点では前記合流退出判定手段に判定処理を禁止させる構成とすると好適である。
【００１５】
推定誤差が距離の情報として取得される場合であって、当該推定誤差が互いに隣接する二つの地点間の距離以上である場合には、自車位置が二つの地点のうちいずれの地点にあるのかを一意に特定することはできない。上記の構成によれば、そのような場合には、特別制御手段は当該二つの地点では合流退出判定手段による合流又は退出の判定処理を禁止するので、合流退出判定手段が誤判定を行なうことを防止することができる。
【００１６】
また、前記自車位置特定手段により特定される自車位置を補正する自車位置補正手段を備え、前記推定誤差は、前記不感応区間への進入前に最後に前記自車位置が補正された地点からの自車両の移動距離に基づいて決定される構成とすると好適である。
【００１７】
自車位置補正手段により自車位置が補正された地点においては、推定誤差は最小の状態となる。また、推定誤差を取得するための基準となる第二自車位置情報は自車両の移動距離に基づいて取得されるので、当該補正がなされた地点からの自車両の移動距離が大きくなるにしたがって推定誤差は大きくなる。よって、上記の構成によれば、取得される推定誤差を高精度なものとすることができる。
【００１８】
また、前記自車位置補正手段は、少なくとも、前記自車位置特定手段により特定される自車位置を、前記第一自車位置情報が有する誤差円の中心に位置するように修正することにより前記自車位置を補正する構成とすると好適である。
【００１９】
この構成によれば、所定の時間間隔で受信される、第一自車位置情報の基準となるＧＰＳ信号が有する情報に基づいて自車位置を定期的に補正することができる。よって、不感応区間への進入前に、自車位置を適切に補正することができる。
【００２０】
また、前記不感応区間は、前記ＧＰＳ信号が完全に遮断される遮断区間と、前記遮断区間からの退出後に前記ＧＰＳ信号を受信して第一自車位置情報を取得可能な状態となるまでに必要となる遅延区間と、を含む構成とすると好適である。
【００２１】
この構成によれば、ＧＰＳ信号が完全に遮断されることにより受信不可能となる遮断区間だけでなく、遮断区間からの退出後の所定距離の遅延区間においても、所定の許可条件を満たす場合には合流退出判定手段による合流又は退出の判定を許可することができる。なお、このような遅延区間を設けると、遮断区間から退出してから間もない位置に合流又は退出を行なうための二本の道路の接続地点がある場合に、特に有効にその効果を発揮する。
【００２２】
また、前記合流退出判定手段は、自車両が二本の道路の接続地点における合流又は退出を行なう可能性がある区間を予測する予測手段と、前記予測手段により予測された前記区間で、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定するタイミング判定手段と、を備えた構成とすると好適である。
【００２３】
この構成によれば、予測手段が自車両が合流又は退出を行なう可能性があると判定した区間内においてのみ、タイミング判定手段が実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定するので、合流又は退出のタイミング判定を行なう場面を絞り込んで、合流又は退出の判定のための処理負荷を軽減することができるとともに、誤判定を抑制することができる。
【００２４】
また、自車位置周辺の画像情報を取得する画像情報取得手段と、前記画像情報に含まれる地物の画像認識を行う画像認識手段と、を備え、前記タイミング判定手段は、前記画像認識手段による画像認識結果に基づいて、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する構成とすると好適である。
【００２５】
この構成によれば、画像認識の結果に基づいて合流又は退出のタイミングを判定するので、高精度かつリアルタイムなタイミング判定を行なうことができる。
【００２６】
本発明に係る合流退出判定プログラムの特徴構成は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づいて検出される第一自車位置と、自車両の移動距離と進行方位とに基づいて検出される第二自車位置と、に基づいて自車位置を特定する自車位置特定機能と、前記自車位置特定機能により特定された自車位置に基づいて、本線道路と取付道路との接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定機能と、自車両が前記ＧＰＳ信号を受信可能な感応区間を走行中には前記合流退出判定機能を実現させるとともに、前記ＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間を走行中には前記合流退出判定機能を停止させる判定制御機能と、自車両が前記不感応区間を走行中であっても、所定の許可条件を満たす場合には、前記合流退出判定機能を実現可能とする特別制御機能と、をコンピュータに実現させる点にある。
【００２７】
この特徴構成によれば、通常であれば、自車両がＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間を走行中にはによる二本の道路の接続地点における合流又は退出の判定を行なう合流退出判定機能が停止されるところ、特別制御機能によりＧＰＳ信号とは無関係に取得される第二自車位置情報に関する条件を含む所定の許可条件が設定され、当該許可条件が満たされる場合には、特別制御機能により合流退出判定機能が実現可能とされる。したがって、ＧＰＳ信号が受信できない状況にある場合であっても合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間を拡大することができる。そして、その判定結果を車両制御等の用に供することで、利便性を向上させることができる。
【００２８】
なお、この合流退出判定プログラムについても、当然ながら上述した合流退出判定装置に関してその好適な構成の例として挙げた、いくつかの付加的技術を組み込むことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態に係るナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】地図データベースに記憶されている道路ネットワークデータの構成の例を示す図である。
【図３】自車両への撮像装置の配置構成の一例を示す図である。
【図４】分岐地点からの退出判定を説明するための説明図である。
【図５】画像情報取得部により取得された画像情報の一例を示す図である。
【図６】不感応区間の概念を説明するための説明図である。
【図７】特別制御を説明するためのである。
【図８】不感応区間内に分岐地点が複数箇所ある場合の特別制御を説明するための説明図である。
【図９】判定制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】退出判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明に係るナビゲーション装置１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、ナビゲーション装置１の概略構成を示すブロック図である。このナビゲーション装置１は、自車位置表示や経路案内等の通常のナビゲーション機能を担う以外に、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定装置２や、合流退出判定装置２による判定結果に基づいて車両の制御を行なう車両制御装置３としても機能する。以下では、ナビゲーション装置１の用語は、合流退出判定装置２及び車両制御装置３をも包括する概念を表すものとして説明する。
【００３１】
まず、ナビゲーション装置１の全体構成について説明する。図１に示すナビゲーション装置１の各機能部は、互いに共通の或いはそれぞれ独立のＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウェア又はソフトウェア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。本実施形態においては、ナビゲーション装置１は、画像情報取得部１１、自車位置特定部１２、自車位置補正部１３、画像認識部１４、データ抽出部１５、ナビゲーション用演算部１６、合流退出判定部１７、判定制御部２０、不感応区間検出部２１、マッチング状態取得部２２、推定誤差取得部２３、特別制御部２４、及び車両制御部２６を機能部として備えている。そして、これらの各機能部は、デジタル転送バス等の通信線を介して互いに情報の受け渡しを行うことができるように構成されている。ここで、各機能部がソフトウェア（プログラム）により構成される場合には、当該ソフトウェアは、演算処理装置が参照可能なＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段に記憶される。また、地図データベース３１は、例えば、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、ＤＶＤ−ＲＯＭを備えたＤＶＤドライブ、ＣＤ−ＲＯＭを備えたＣＤドライブ等の記録媒体（記憶手段）をハードウェア構成として備えている。以下、本実施形態に係るナビゲーション装置１の各部の構成について詳細に説明する。
【００３２】
１．地図データベース
地図データベース３１は、所定の区画毎に分けられた地図データが記憶されたデータベースである。地図データは、道路ネットワークデータ３２及び地物データ３３を含んで構成されている。図２は、地図データベース３１に記憶されている道路ネットワークデータ３２の構成の例を示す図である。この図に示すように、道路ネットワークデータ３２は、交差点に対応する複数のノードｎと各ノードｎ間を接続する道路に対応する複数のリンクｋとの接続関係により構成されている。本実施形態においては、この地図データベース３１が、本発明における「地図情報記憶手段」に相当する。各ノードｎは、緯度及び経度で表現された地図上の位置（座標）の情報を有している。各リンクｋは、ノードｎを介して接続されている。また、各リンクｋは、その属性情報として、道路種別、リンク長、道路幅等の情報を有している。ここで、道路種別情報は、例えば、有料道路（高速道路及び自動車専用道路等を含む）、市街道路、細街路、山岳路等のように、道路を複数の種別に区分した際の道路種別の情報である。なお、図２においては、一つの区画の道路ネットワークデータ３２のみを図示し、他の区画の道路ネットワークデータ３２は省略して示している。
【００３３】
地物データ３３は、道路上や道路周辺に設けられた各種の地物に関するデータである。例えば、道路の路面に設けられた道路標示（ペイント標示）、最高速度等を表す速度標示、ゼブラゾーン、道路に沿って車線を分ける区画線（実線、破線、二重線等の各種区画線を含む。）、各車線の進行方向を指定する進行方向別通行区分標示（矢印標示）等が含まれる。また、道路の周辺に設けられた標識等を含んでいても良い。このような地物データ３３は、当該地物が設けられた道路に対応する、道路ネットワークデータ３２のリンクｋに関連付けられて記憶されている。
【００３４】
２．画像情報取得部
画像情報取得部１１は、撮像装置４１により撮像した自車位置周辺の画像情報Ｇを取得する機能部である。本実施形態においては、この画像情報取得部１１が、本発明における「画像情報取得手段」に相当する。ここで、撮像装置４１は、撮像素子を備えた車載カメラ等であって、少なくとも自車両の周辺の道路の路面を撮像可能な位置に設けられている。このような撮像装置４１としては、例えば、図３に示すような自車両の後方の路面を撮像するバックカメラを用いると好適である。画像情報取得部１１は、撮像装置４１により撮像した撮像情報を、フレームメモリ（不図示）などを介して所定の時間間隔で取り込む。この際の画像情報Ｇの取り込みの時間間隔は、例えば、１０〜５０ｍｓ程度とすることができる。これにより、画像情報取得部１１は、撮像装置４１により撮像した複数フレームの画像情報Ｇを連続的に取得することができる。ここで取得された画像情報Ｇは、画像認識部１４へ出力される。
【００３５】
３．自車位置特定部
自車位置特定部１２は、自車両の現在位置を示す自車位置情報Ｐを取得する機能部である。自車位置特定部１２は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づく第一自車位置情報と、自車両の移動距離と方位とから取得される走行軌跡に基づく第二自車位置情報と、に基づいて自車位置を特定して、自車位置情報Ｐを取得する。本実施形態においては、この自車位置特定部１２が、本発明における「自車位置特定手段」に相当する。ここでは、自車位置特定部１２は、ＧＰＳ受信機４２、方位センサ４３、及び距離センサ４４と接続されている。ＧＰＳ受信機４２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号を受信する装置である。方位センサ４３は、自車両の進行方位又はその進行方位の変化を検出するセンサである。距離センサ４４は、自車両の車速や移動距離を検出するセンサである。
【００３６】
ＧＰＳ信号は通常１秒おきに受信され、自車位置特定部１２へ出力される。自車位置特定部１２では、ＧＰＳ受信機４２で受信された複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を解析し、自車両の現在位置（緯度及び経度）、進行方位、移動速度等の情報を有する第一自車位置情報Ｐ１を取得することができる。このようにして取得される第一自車位置情報Ｐ１は、絶対的な位置情報となっている。ただし、ここで取得される第一自車位置情報Ｐ１は、ある程度の位置誤差を有した情報となっており、当該位置誤差に応じた所定の誤差円内に自車両が位置していることを表す情報となっている。
【００３７】
方位センサ４３は、例えば、ジャイロセンサ、地磁気センサ、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回転センサや回転型の抵抗ボリューム、車輪部に取り付ける角度センサ等により構成され、その検出結果を自車位置特定部１２へ出力する。また、距離センサ４４は、例えば、車両のドライブシャフトやホイール等が一定量回転する毎にパルス信号を出力する車速パルスセンサ、自車両の加速度を検知するヨー・Ｇセンサ及び検知された加速度を積分する回路等により構成され、その検出結果としての車速及び移動距離の情報を自車位置特定部１２へ出力する。自車位置特定部１２は、方位センサ４３及び距離センサ４４からの検出結果に基づいて自車両の移動距離と方位とから走行軌跡を解析し、自車両の現在位置（緯度及び経度）、進行方位等の情報を有する第二自車位置情報Ｐ２を取得することができる。このようにして取得される第二自車位置情報Ｐ２は、ある特定の地点を基準とする相対的な位置情報となっている。
【００３８】
そして、自車位置特定部１２は、絶対的な位置情報である第一自車位置情報Ｐ１と相対的な位置情報である第二自車位置情報Ｐ２とに基づいて、公知の方法により自車両の現在位置を表す自車位置を特定する演算を行い、現在位置（緯度及び経度）、進行方位、移動速度等の情報を有する自車位置情報Ｐを取得する。取得された自車位置情報Ｐは、自車位置補正部１３、データ抽出部１５、及び予測部１８等へ出力される。
【００３９】
４．自車位置補正部
自車位置補正部１３は、自車位置特定部１２により特定される自車位置を補正する機能部である。本実施形態においては、この自車位置補正部１３が、本発明における「自車位置補正手段」に相当する。本実施形態においては、自車位置補正部１３は、少なくとも、自車位置特定部１２により特定される自車位置を、第一自車位置情報Ｐ１が有する誤差円の中心に位置するように修正することにより自車位置を補正する。すなわち、ある時点において取得された第一自車位置情報Ｐ１が有する誤差円の中心を基準として第二自車位置情報Ｐ２が取得され、第二自車位置情報Ｐ２に示される自車位置が当該誤差円の領域からはみ出てしまったときに、自車位置補正部１３は、自車位置情報Ｐが示す自車位置を、次にＧＰＳ信号を受信した時点において取得される第一自車位置情報Ｐ１が有する誤差円の中心に位置するように補正する。これにより、所定の時間間隔で受信されるＧＰＳ信号が有する情報に基づいて自車位置情報Ｐを定期的に補正して、常にある程度の位置精度を維持することができる。
【００４０】
また、本実施形態においては、自車位置補正部１３は、自車位置特定部１２により特定される自車位置を、道路ネットワークデータ３２のいずれかのリンクｋ上に位置するように修正することにより自車位置を補正する。すなわち、自車位置補正部１３は、地図データベース３１から抽出された自車位置周辺の道路ネットワークデータ３２を取得し、それに基づいて公知のマップマッチングを行うことにより自車位置を道路ネットワークデータ３２に示される道路上に合わせる補正も行う。このようなマップマッチングに基づく自車位置の補正は、正確な位置情報を有している道路ネットワークデータ３２に基づいて行なわれるため、上記の所定の位置誤差を有するＧＰＳ信号のみに基づく自車位置補正に比べて、高い精度で補正直後の自車位置を特定することができる。
【００４１】
また、本実施形態においては、自車位置補正部１３は、自車位置特定部１２により特定される自車位置を、後述する画像認識部１４により道路上に設けられた特定の地物の画像認識に成功した位置とするように修正することにより自車位置を補正する。このような画像認識に基づく自車位置の補正は、正確な位置情報を有している道路ネットワークデータ３２及び地物データ３３に基づいて行なわれるため、上記の所定の位置誤差を有するＧＰＳ信号のみに基づく自車位置補正に比べて、高い精度で補正直後の自車位置を特定することができる。画像認識部１４による画像認識処理については、次に述べる。
【００４２】
５．画像認識部
画像認識部１４は、画像情報取得部１１で取得された画像情報Ｇに含まれる地物の画像認識を行う機能部である。本実施形態においては、この画像認識部１４が、本発明における「画像認識手段」に相当する。ここで、画像認識の対象となる地物には、道路に沿って車線を分ける区画線（実線、破線、太破線等）、ゼブラゾーン、横断歩道、停止線、速度標示等のような、道路の路面に設けられた各種の道路標示が含まれる。画像認識部１４は、対象となる地物の画像認識に際しては、画像情報Ｇに対して二値化処理やエッジ検出処理等を行い、当該画像情報Ｇに含まれている地物の輪郭情報を抽出する。その後、画像認識部１４は、抽出された地物の輪郭情報と、対象となる地物の形態の特徴量とのパターンマッチングを行うことにより、画像情報Ｇに含まれる対象地物の画像を抽出する。画像認識部１４による画像認識処理の結果は、自車位置補正部１３及びタイミング判定部１９に出力される。
【００４３】
６．データ抽出部
データ抽出部１５は、自車位置特定部１２で取得された自車位置情報Ｐ等に基づいて、地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２や地物データ３３から必要な情報を抽出する機能部である。本実施形態においては、データ抽出部１５は、自車位置情報Ｐに基づいて、自車両の周辺に存在し画像認識の対象となる地物に関する情報を抽出して、画像認識部１４へ出力する。また、データ抽出部１５は、自車位置補正部１３によるマップマッチングに用いる自車位置周辺の地図ネットワークデータ３２を抽出して、自車位置補正部１３へ出力する。更に、データ抽出部１５は、ナビゲーション用演算部１６による経路案内処理等に用いるために、ナビゲーション用演算部１６から要求があった領域の情報を地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２及び地物データ３３から抽出して、ナビゲーション用演算部１６へ出力する。
【００４４】
７．ナビゲーション用演算部
ナビゲーション用演算部１６は、自車位置表示、出発地から目的地までの経路計算、目的地までの経路案内、目的地検索等のナビゲーション機能を実行するためにアプリケーションプログラムに従って動作する演算処理手段である。例えば、ナビゲーション用演算部１６は、地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２及び地物データ３３から自車両周辺の必要な情報を取得して表示入力装置４５に地図の画像を表示するとともに、当該地図の画像上に、自車位置情報Ｐに基づいて自位置マークを重ね合わせて表示する処理を行う。また、ナビゲーション用演算部１６は、公知の方法により計算された出発地から目的地までの経路と自車位置情報Ｐとに基づいて、表示入力装置４５及び音声出力装置４６の一方又は双方を用いて経路案内を行う。なお、本実施形態においては、ナビゲーション用演算部１６は、この他にも、リモートコントローラや表示入力装置４５と一体的に設けられたタッチパネルなどのユーザインタフェース等、ナビゲーション装置１として必要な公知の各種構成に接続されている。
【００４５】
８．合流退出判定部
合流退出判定部１７は、自車位置特定部１２により特定された自車位置に基づいて、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する機能部である。本実施形態においては、この合流退出判定部１７が、本発明における「合流退出判定手段」に相当する。この合流退出判定部１７は、後述する判定フラグがオンの状態でのみ動作し、判定フラグがオフの状態では動作しない構成となっている。ここで、本実施形態においては、合流退出判定部１７は、予測部１８及びタイミング判定部１９の各機能部を備えている。そして、予測部１７により予測された予測区間Ｆ（図４（ｂ）を参照）で、タイミング判定部１９が動作する構成となっている。以下では、これらの各機能部の詳細について説明する。なお、以下では、「合流退出判定部１７」の用語を用いる場合には、予測部１８及びタイミング判定部１９の各機能部を包括する概念として用いるものとする。
【００４６】
８−１．予測部
予測部１８は、自車両が二本の道路の接続地点における合流又は退出を行なう可能性がある区間を予測する機能部である。本実施形態においては、この予測部１８が、本発明における「予測手段」に相当する。本実施形態においては、予測部１８は、自車位置特定部１２により特定される自車位置と、地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２から抽出された情報とに基づき、自車両が、前方に存在する二本の道路の接続地点の前後の所定距離の区間（予測区間Ｆ）内に位置していることを判定することにより、合流又は退出を行なう可能性がある区間を予測する。すなわち、予測部１８は、自車両が予測区間Ｆ内に位置している場合には、自車両が合流又は退出を行なう可能性があると判定する。ここで、予測区間Ｆを設定するための基準点は、二本の道路の接続地点に対応するノードｎの位置とすることができ、例えば当該ノードｎの位置を基準として進行方向後方側３００〔ｍ〕から進行方向前方側５０〔ｍ〕の区間を予測区間Ｆとして設定することができる。なお、予測区間Ｆの設定方法は単なる一例であり、これ以外にも適宜設定を変更することができる。予測部１８による判定結果は、タイミング判定部１９に出力される。
【００４７】
８−２．タイミング判定部
タイミング判定部１９は、予測部１８により予測された予測区間Ｆで、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する機能部である。本実施形態においては、このタイミング判定部１９が、本発明における「タイミング判定手段」に相当する。本実施形態においては、タイミング判定部１９は、画像認識部１４による画像認識結果に基づいて、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する。すなわち、画像情報取得部１１により取得される画像情報Ｇの中から、画像認識部１４が所定の地物の画像認識に成功したときに、タイミング判定部１９は、そのタイミングで実際に自車両が合流又は退出したと判定する。
【００４８】
例えば、自車両が高速道路の本線道路と料金所又はサービスエリア（ＳＡ／ＰＡ）への取付道路との分岐地点において、本線道路から取付道路への分岐地点で本線道路から取付道路へ退出しようとしている場面を考えてみると、図４（ａ）に示すように、その分岐地点の手前側には太破線の区画線が設けられている。このような太破線の区画線は分岐地点に特有の区画線であるので、当該太破線の区画線を画像認識部１４による画像認識の対象とすることで、本線道路から取付道路への退出のタイミングを判定することができる。すなわち、画像情報Ｇにおいて太破線の区画線が自車両に対して右側に認識された状態から、自車両に対して左側に認識された状態（図５を参照）へと切り替わるタイミングを判定することで、高精度かつリアルタイムなタイミング判定を行なうことができる。なお、ここでは本線道路から取付道路への分岐地点で本線道路から取付道路へ退出する場合を例として説明したが、取付道路から本線道路への合流地点で取付道路から本線道路へ合流する場合にも、画像認識部１４による画像認識の対象を適切に設定することで、同様にして合流判定を行なうことができる。タイミング判定部１９による判定結果は、車両制御部２６に出力される。
【００４９】
９．判定制御部
判定制御部２０は、自車両がＧＰＳ信号を受信可能な感応区間を走行中には合流退出判定部１７に判定処理を実行させるとともに、ＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間Ｎを走行中には合流退出判定部１７に判定処理を禁止させる機能部である。本実施形態においては、この判定制御部２０が、本発明における「判定制御手段」に相当する。この判定制御部２０による上記の制御は、背景技術の欄で説明した従来からある合流退出判定装置が通常行なっていた制御と同様である。すなわち、判定制御部２０は、自車両が感応区間を走行中には通常通り合流退出判定部１７による合流判定又は退出判定を行なうように制御し、自車両が不感応区間Ｎを走行中には、ＧＰＳ信号が受信できないことにより第一自車位置情報Ｐ１が取得できず、結果として自車位置を精度良く検出することができなくなってしまうため、退出判定部１７による合流判定又は退出判定を行なわないように制御する。なお、自車両が感応区間及び不感応区間のいずれの区間を走行しているかは、不感応区間検出部２１の検出結果により判定することができる。
【００５０】
図６は、不感応区間Ｎの概念を説明するための説明図である。この図に示すように、不感応区間Ｎは、ＧＰＳ信号が完全に遮断される遮断区間Ｓと、遮断区間Ｓからの退出後にＧＰＳ信号を受信して第一自車位置情報Ｐ１を取得可能な状態となるまでに必要となる遅延区間Ｄと、を含む。遮断区間Ｓとしては、例えばトンネル内の区間や雪よけ用のゲート内の区間等が挙げられる。また、遮断区間Ｓ以外に遅延区間Ｄをも設定するのは、遮断区間Ｄから退出した後であっても、ＧＰＳ信号を受信して第一自車位置情報Ｐ１を取得可能な状態となるまでには所定の時間が必要となるため、その時間内に走行する距離に相当する区間内でも実質的には自車両が遮断区間Ｓ内に位置するのと同視されるからである。このような遅延区間Ｄとしては、例えば遮断区間Ｓからの退出地点を基準とする、その先の所定距離の区間とすることができ、前記所定距離としては例えば１５０〔ｍ〕とすることができる。なお、遅延区間Ｄの設定方法は単なる一例であり、これ以外にも適宜設定を変更することができる。また、遮断区間Ｓを退出時の車速に応じて遅延区間Ｄを可変に設定できる構成としても良い。さらに、遮断区間Ｓからの退出後に所定時間経過するまでの区間を遅延区間Ｄとしたり、遮断区間Ｓからの退出後に実際に第一自車位置情報Ｐ１を取得するまでの区間を遅延区間Ｄとしたりしても良い。なお、図６においては符号は付されていないが、不感応区間Ｎ以外の全区間が感応区間となる。
【００５１】
図６（ａ）〜（ｅ）には、不感応区間Ｎの様々な設定パターンを示している。図６（ａ）は、一つのトンネル内に道路が通っている場合に対応したパターンである。このパターンが基本となる。図６（ｂ）は、一つのトンネル内で道路が分岐している（トンネルも分岐している、以下同様）場合に対応したパターンである。この場合、分岐後のそれぞれのトンネルについて遮断区間Ｓ及び遅延区間Ｄが設定され、結果として不感応区間Ｎも分岐した形態となる。図６（ｃ）は、二つのトンネル間の距離が遅延区間Ｄを規定する所定距離よりも短い場合に対応したパターンである。この場合、二つのトンネルのそれぞれに対応する遮断区間Ｓ及び遅延区間Ｄが全体として一つの不感応区間Ｎを構成する形態となる。図６（ｄ）及び（ｅ）は、図６（ｂ）及び（ｃ）のパターンを組み合わせたものである。これらの図に示されるように、二つの遮断区間Ｓ間の距離が遅延区間Ｄを規定する所定距離よりも短い距離内で連続し、遮断区間Ｓ又は遅延区間Ｄ内で道路が分岐している場合には、複数の分岐を有しつつ全体として一体的な不感応区間Ｎが設定されることになる。
【００５２】
１０．マッチング状態取得部
マッチング状態取得部２２は、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋへのマッチング状態を取得する機能部である。本実施形態においては、このマッチング状態取得部２２が、本発明における「マッチング状態取得手段」に相当する。ここで、「マッチング状態」とは、道路ネットワークデータ３２を構成するリンクｋの中で、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋをどの程度特定できているかを表す指標である。本実施形態においては、マッチング状態は「レベル０」〜「レベル２」の三段階で規定される構成となっている。「レベル０」のマッチング状態とは、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋが見つかっていない状態、すなわち、マッチング自体ができていない状態を表す。「レベル１」のマッチング状態とは、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋが複数のリンクｋの間で確実には特定できていない状態でマッチングしている状態を表す。「レベル２」のマッチング状態とは、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋが確実に一つに特定された状態でマッチングしている状態を表す。これらのマッチング状態は、自車位置補正部１３がマップマッチングにより自車位置を補正する際の演算結果に基づいて取得することができる。マッチング状態取得部２２により取得されたマッチング状態を表す情報は、特別制御部２４へ出力される。
【００５３】
１１．推定誤差取得部
推定誤差取得部２３は、第二自車位置情報Ｐ２に示される位置と現実の自車位置との間の推定誤差Ｅを取得する機能部である。本実施形態においては、この推定誤差検出部２３が、本発明における「推定誤差取得手段」に相当する。本実施形態においては、推定誤差Ｅは、不感応区間Ｎへの進入前に自車位置補正部１３により最後に自車位置が補正された地点からの自車両の移動距離に基づいて決定される。自車位置補正部１３により自車位置が補正された地点においては、第二自車位置情報Ｐ２に示される位置と現実の自車位置との間の誤差は小さい状態となる。また、第二自車位置情報Ｐ２は自車両の移動距離に基づいて取得されるので、当該補正がなされた地点からの自車両の移動距離が大きくなるにしたがって誤差は大きくなる。よって、不感応区間Ｎへの進入前に自車位置補正部１３により最後に自車位置が補正された地点からの自車両の移動距離が大きくなるほど、推定誤差Ｅも大きくなるように設定される。このようにして推定誤差Ｅを決定することで、取得される推定誤差Ｅを高精度なものとすることができる。取得された推定誤差Ｅは、特別制御部２４へ出力される。
【００５４】
１２．特別制御部
特別制御部２４は、自車両が不感応区間Ｎを走行中であっても、第二自車位置情報Ｐ２に関する条件を含む所定の許可条件を満たす場合には、合流退出判定部１７に合流又は退出に係る判定処理を実行させる機能部である。本実施形態においては、この特別制御部２４が本発明における「特別制御手段」に相当する。ここで、第二自車位置情報Ｐ２に関する条件を含む所定の許可条件には、少なくとも推定誤差取得部２３により取得される推定誤差Ｅに関する条件が含まれる。本実施形態においては、特別制御部２４は、自車両が走行している道路の道路種別と、マッチング状態取得部２２により取得されるマッチング状態に関する情報と、推定誤差取得部２３により取得される推定誤差Ｅと、に基づいて許可条件を満たすか否かを判定する。
【００５５】
また、本実施形態においては、特別制御部２４が合流退出判定部１７に合流又は退出の判定処理を実行させるか否かを判定するための判定基準となる許可条件は、自車両が走行している道路の道路種別が有料道路であり、かつ、マッチング状態が「レベル２」であり、かつ、推定誤差Ｅが所定の許可閾値Ａ以下である条件とされている。なお、許可閾値Ａとしては、自車位置が所定の位置誤差を有していたとしても、合流退出判定部１７による合流又は退出の判定処理を許可した場合にその判定が適切に行われると考えられるような前記位置誤差の最大値が設定されると好適である。そのような許可閾値Ａは、例えば４０〔ｍ〕に設定することができる。なお、許可閾値Ａの設定方法は単なる一例であり、これ以外にも適宜設定を変更することができる。
【００５６】
ところで、合流退出判定部１７が合流又は退出の判定を行なうに当たっては、道路ネットワークデータ３２を構成するリンクｋの中で、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋをある程度確実に特定していることや、自車位置特定部１２により特定される自車位置と現実の自車位置との間の誤差が所定値よりも小さい状態に保たれていることが、重要な前提条件である。本実施形態においては、許可条件として上記したような条件が設定されているので、特別制御部２４は、合流退出判定部１７による合流又は退出の判定を許可するか否かの判定を適切に行うことができる。そして、自車両が現実に走行している道路に対応するリンクｋが確実に一つに特定された状態でマッチングしており、かつ、推定誤差Ｅが合流退出判定部１７による合流又は退出の判定が適切に行われると考えられるような誤差範囲内にある場合には、合流退出判定部１７による合流又は退出の判定処理が許可されるので、従来に比べて、合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間が拡大されることになる。それに伴い、その判定結果を利用して車両制御等を行なうことができる区間も拡大されるので、利便性を向上させることができる。
【００５７】
ここで、図７を参照して特別制御の一連の流れについて説明する。この図においては、上から順に、推定誤差Ｅ、自車位置補正のタイミング、感応区間検知フラグの状態、特別制御フラグの状態、判定フラグの状態、を示している。なお、横軸は自車両の移動距離に対応しており、推定誤差Ｅについては下向きが正方向となるように縦軸が設定されている。なお、図示はされていないが、この図に示す全区間において、マッチング状態取得部２２により「レベル２」のマッチング状態が取得されているものとする。
【００５８】
不感応区間Ｎへの進入前に自車位置補正部１３により最後に自車位置が補正された地点ａでは、推定誤差Ｅは最小となる。その状態から自車両の移動距離が大きくなるにしたがって推定誤差Ｅは徐々に大きくなる。地点ｂにおいて、自車両が不感応区間Ｎに進入すると、感応区間検知フラグがオフとなり、通常であれば最下段に破線で示されているように、判定フラグはオフとなる。しかしながら、本実施形態に係るナビゲーション装置１では、地点ｂから地点ｃまでの区間内においては推定誤差Ｅが許可閾値Ａ未満であるので、特別制御部２４は合流退出判定部１７による合流又は退出の判定処理を許可するべく、当該区間では特別制御フラグをオンにする。その結果、地点ｂから地点ｃまでの区間では判定フラグがオンのまま維持される結果となり、上述したように、従来に比べて、合流又は退出の判定を適切に行なうことができる区間が拡大される。なお、地点ｃから不感応区間Ｎからの退出地点ｄまでの間の区間内では、推定誤差Ｅが許可閾値Ａ以上であるので、特別制御フラグはオフとされ、その結果、通常通り判定フラグがオフにされる。地点ｄでは感応区間検知フラグがオンとなり、それに伴い判定フラグがオンとなる。
【００５９】
ところで、図８に示すように、不感応区間Ｎ内に二本の道路の接続地点（合流退出判定部１７による判定処理を行う地点）が複数（図示の例では二箇所）ある場合がある。このような場合において、当該複数の地点のうち互いに隣接する二つの地点間の距離Ｌが、手前側の接続地点（図示の例では、ノードｎ１に対応する接続地点）における推定誤差Ｅ未満である場合には、自車位置が二つの接続地点のうちいずれの接続地点に位置するのかを一意に特定することはできない。そこで、本実施形態においては、そのような場合には、たとえ不感応区間Ｎ内において許可条件が満たされている場合であっても、特別制御部２４は当該二つの接続地点間の区間内では判定フラグを一時的にオフとして、合流退出判定部１７による判定処理を禁止させる。これにより、合流退出判定部１７が誤判定を行なうことを防止している。
【００６０】
１３．車両制御部
車両制御部２６は、タイミング判定部１９による合流又は退出のタイミングに係る判定結果に基づいて、車両を制御する機能部である。例えば、タイミング判定部１９が本線道路から取付道路への退出のタイミングを判定してそのような判定結果を車両制御部２６に出力した場合には、取付道路への退出後に、アクセルオフによるエンジンブレーキの効きを良くして車両を適切に減速させるべく、車両制御部２６は、変速比（減速比）を大きくするように指示する制御信号を車両が備える自動変速機に対して出力する。また例えば、タイミング判定部１９が取付道路から本線道路への合流のタイミングを判定してそのような判定結果を車両制御部２６に出力した場合には、本線道路への合流時に、車両が出力可能なトルクを増大させて車両を適切に加速させるべく、車両制御部２６は、変速比（減速比）を大きくするように指示する制御信号を車両が備える自動変速機に対して出力する。なお、上記の車両制御は一例であり、これ以外にも例えば退出時におけるブレーキアシスト等の各種の制御を行なう構成としても良い。
【００６１】
１４．動作処理の手順
次に、本実施形態に係るナビゲーション装置１において実行される動作処理（合流退出判定プログラム）の手順について説明する。図９は、本実施形態に係る判定制御処理の手順を示すフローチャートである。また、図１０は、退出判定処理の処理手順を示すフローチャートである。以下に説明する各処理の手順は、上記の各機能部を構成するハードウェア又はソフトウェア（プログラム）或いはその両方により実行される。上記の各機能部がプログラムにより構成される場合には、ナビゲーション装置１が有する演算処理装置が、上記の各機能部を構成する合流退出判定プログラムを実行するコンピュータとして動作する。
【００６２】
１４−１．判定制御処理の手順
まず、本実施形態に係るナビゲーション装置１による判定制御処理の手順について、図９に基づいて説明する。まず、自車位置特定部１２は、第一自車位置情報Ｐ１及び第二自車位置情報Ｐ２に基づいて自車位置を特定する（ステップ＃０１）。次に、判定制御部２０は、不感応区間検出部２１の検出結果に基づき、不感応区間Ｎがあるか否かを判定する（ステップ＃０２）。不感応区間Ｎがないと判定された場合には（ステップ＃０２：Ｎｏ）、判定制御部２０は、判定フラグをオンとして（ステップ＃１４）、退出判定処理を行う（ステップ＃１５）。退出判定処理の手順については後述する。
【００６３】
一方、不感応区間Ｎがあると判定された場合には（ステップ＃０２：Ｙｅｓ）、特別制御部２４は、地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２から自車両が走行している道路の道路種別に関する情報を抽出して取得する（ステップ＃０３）。そして、取得された道路種別が有料道路であるか否かを判定する（ステップ＃０４）。道路種別が有料道路であると判定された場合には（ステップ＃０４：Ｙｅｓ）、次に特別制御部２４は、マッチング状態取得部２２により取得されるマッチング状態に関する情報を取得する（ステップ＃０５）。そして、取得されたマッチング状態が「レベル２」であるか否かを判定する（ステップ＃０６）。マッチング状態が「レベル２」であると判定された場合には（ステップ＃０６：Ｙｅｓ）、次に特別制御部２４は、推定誤差取得部２３により取得される推定誤差Ｅを取得する（ステップ＃０７）。そして、取得された推定誤差Ｅが許可閾値Ａ未満であるか否かを判定する（ステップ＃０８）。推定誤差Ｅが許可閾値Ａ未満であると判定された場合には（ステップ＃０８：Ｙｅｓ）、次に特別制御部２４は、当該不感応区間Ｎ内に接続地点が複数あるか否かを判定する（ステップ＃０９）。接続地点が複数はない、すなわち０又は１箇所であると判定された場合には（ステップ＃０９：Ｎｏ）、特別制御部２４は判定フラグをオンとする（ステップ＃１２）。
【００６４】
一方、接続地点が複数あると判定された場合には（ステップ＃０９：Ｙｅｓ）、次に特別制御部２４は、当該複数の接続地点のうち、互いに隣接する二つの地点間の距離Ｌを取得する（ステップ＃１０）。そして、推定誤差Ｅが、取得された二点間距離Ｌ未満であるか否かを判定する（ステップ＃１１）。推定誤差Ｅが二点間距離Ｌ未満であると判定された場合には（ステップ＃１１：Ｙｅｓ）、特別制御部２４は判定フラグをオンとする（ステップ＃１２）。一方、推定誤差Ｅが二点間距離Ｌ以上であると判定された場合には（ステップ＃１１：Ｎｏ）、特別制御部２４は当該二つの接続地点間の区間内では判定フラグを一時的にオフとする（ステップ＃１３）。なお、図９のフローチャートでは、表示を単純化するため、単に判定フラグをオフとするものとして表示している。
【００６５】
また、ステップ＃０４において道路種別が有料道路ではないと判定された場合（ステップ＃０４：Ｎｏ）、ステップ＃０６においてマッチング状態が「レベル２」ではない、すなわち「レベル１」又は「レベル０」であると判定された場合（ステップ＃０６：Ｎｏ）、若しくは、ステップ＃０８において推定誤差Ｅが許可閾値Ａ以上であると判定された場合（ステップ＃０８：Ｎｏ）には、特別制御部２４は判定フラグをオフとする（ステップ＃１３）。以上の処理が終了すると、退出判定処理が実行される（ステップ＃１５）。
【００６６】
１４−２．退出判定処理の手順
次に、ステップ＃１５の退出判定処理の手順について、図１０に基づいて説明する。まず、合流退出判定部１７は、判定フラグがオンであるか否かを判定する（ステップ＃２１）。次に、データ抽出部１５は、自車位置情報Ｐに基づき、地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２及び地物データ３３から自車位置周辺の情報を取得する（ステップ＃２２）。次に、予測部１８は、自車両が本線道路と接続道路の分岐地点において退出を行なう可能性があるか否かを判定する（ステップ＃２３）。このステップ＃２３は、退出を行なう可能性があると判定されるまで繰り返し行なわれ、退出を行なう可能性があると判定されると（ステップ＃２３：Ｙｅｓ）、画像認識部１４は、分岐地点の前後に設けられた太破線の区画線を対象として画像認識処理を行い（ステップ＃２４）、当該太破線の区画線の画像認識に成功したか否かを判定する（ステップ＃２５）。画像認識に成功した場合には（ステップ＃２５：Ｙｅｓ）、タイミング判定部１９は退出が終了したタイミングでその旨を表す情報を車両制御部２６に出力して（ステップ＃２６）、退出判定処理を終了する。一方、画像認識に成功しなかった場合には（ステップ＃２５：Ｎｏ）、退出判定処理はそのまま終了する。なお、図示はされていないが、その後、車両の減速制御が行なわれることになる。
【００６７】
〔その他の実施形態〕
【００６８】
（１）上記の実施形態においては、推定誤差Ｅを、不感応区間Ｎへの進入前に自車位置補正部１３により最後に自車位置が補正された地点における誤差を基準として、当該地点からの自車両の移動距離に基づいて決定する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば自車両が不感応区間Ｎへ進入した地点における誤差を基準として、当該地点からの自車両の移動距離に基づいて推定誤差Ｅを取得する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この場合においては、不感応区間Ｎへの進入地点における前記誤差は不確かなものであるので、許可閾値Ａを低めに設定しておくことが好ましい。
【００６９】
（２）上記の実施形態においては、特別制御部２４が合流退出判定部１７に合流又は退出の判定処理を実行させるか否かを判定するための判定基準となる許可条件を、自車両が走行している道路の道路種別が有料道路であり、かつ、マッチング状態が「レベル２」であり、かつ、推定誤差Ｅが所定の許可閾値Ａ以下である条件とする場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、自車両が走行している道路の道路種別が有料道路であることは必ずしも必要条件ではなく、マッチング状態が「レベル２」であり、かつ、推定誤差Ｅが所定の許可閾値Ａ以下である条件を許可条件とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。つまり、本発明に係る特別制御処理は、例えば制限速度が異なる二つの市街道路の合流地点又は分岐地点における合流又は退出に係る判定処理等にも好適に適用することができる。
【００７０】
（３）上記の実施形態においては、不感応区間Ｎ内に二本の道路の接続地点が複数ある場合において、当該複数の地点のうち互いに隣接する二つの地点間の距離Ｌが、手前側の接続地点における推定誤差Ｅ未満である場合には、特別制御部２４は当該二つの接続地点間の区間内では判定フラグを一時的にオフとして、合流退出判定部１７による判定処理を禁止させる場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えば不感応区間Ｎ内に二本の道路の接続地点が複数ある場合には、特別制御部２４は、二点間距離Ｌと推定誤差Ｅとの関係によらず、当該不感応区間Ｎ内では一律に判定フラグをオフとする構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００７１】
（４）上記の実施形態においては、タイミング判定部１９が、画像認識部１４による画像認識結果に基づいて、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、例えばタイミング判定部１９が、自車位置特定部１２により特定された自車位置情報Ｐと地図データベース３１に記憶された道路ネットワークデータ３２から抽出される自車位置周辺の情報とに基づいて、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００７２】
（５）上記の実施形態においては、ナビゲーション装置１が通常備えている自車位置特定部１２、自車位置補正部１３、及び地図データベース３１等を利用して、ナビゲーション装置１が通常のナビゲーション機能以外にも合流退出判定機能及び車両制御機能を備えている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、自車位置表示や経路案内等の通常のナビゲーション機能は、本発明においては必ずしも必要な機能ではなく、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定装置２や、合流退出判定装置２による判定結果に基づいて車両の制御を行なう車両制御装置３にも、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
２ 合流退出判定装置
１１ 画像情報取得部（画像情報取得手段）
１２ 自車位置特定部（自車位置特定手段）
１３ 自車位置補正部（自車位置補正手段）
１４ 画像認識部（画像認識手段）
１７ 合流退出判定部（合流退出判定手段）
１８ 予測部（予測手段）
１９ タイミング判定部（タイミング判定手段）
２０ 判定制御部（判定制御手段）
２２ マッチング状態取得部（マッチング状態取得手段）
２３ 推定誤差取得部（推定誤差取得手段）
２４ 特別制御部（特別制御手段）
３１ 地図データベース（地図情報記憶手段）
３２ 道路ネットワークデータ
ｎ ノード
ｋ リンク
Ｎ 不感応区間
Ｓ 遮断区間
Ｄ 遅延区間
Ｅ 推定誤差
Ａ 許可閾値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づく第一自車位置情報と、自車両の移動距離と方位とから取得される走行軌跡に基づく第二自車位置情報と、に基づいて自車位置を特定する自車位置特定手段と、
前記自車位置特定手段により特定された自車位置に基づいて、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定手段と、
自車両が前記ＧＰＳ信号を受信可能な感応区間を走行中には前記合流退出判定手段に判定処理を実行させるとともに、前記ＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間を走行中には前記合流退出判定手段に判定処理を禁止させる判定制御手段と、
自車両が前記不感応区間を走行中であっても、前記第二自車位置情報に関する条件を含む所定の許可条件を満たす場合には、前記合流退出判定手段に判定処理を実行させる特別制御手段と、
を備えた合流退出判定装置。
【請求項２】
交差点に対応する複数のノードと各ノード間を接続する道路に対応する複数のリンクとの接続関係により構成される道路ネットワークデータを記憶した地図情報記憶手段と、
自車両が現実に走行している道路に対応するリンクへのマッチング状態を取得するマッチング状態取得手段と、
前記第二自車位置情報に示される位置と現実の自車位置との間の推定誤差を取得する推定誤差取得手段と、を備え、
前記特別制御手段は、前記マッチング状態と前記推定誤差とに基づいて前記許可条件を満たすか否かを判定する請求項１に記載の合流退出判定装置。
【請求項３】
前記許可条件は、前記マッチング状態取得手段により自車両が現実に走行している道路に対応するリンクが一つのリンクに特定されたマッチング状態が取得され、かつ、前記推定誤差取得手段により取得される前記推定誤差が所定の許可閾値以下である条件である請求項２に記載の合流退出判定装置。
【請求項４】
前記特別制御手段は、前記不感応区間内に前記合流退出判定手段による判定処理を行う地点が複数ある場合において、当該複数の地点のうち互いに隣接する二つの地点間の距離が前記推定誤差未満である場合には、当該二つの地点では前記合流退出判定手段に判定処理を禁止させる請求項２又は３に記載の合流退出判定装置。
【請求項５】
前記自車位置特定手段により特定される自車位置を補正する自車位置補正手段を備え、
前記推定誤差は、前記不感応区間への進入前に最後に前記自車位置が補正された地点からの自車両の移動距離に基づいて決定される請求項２から４のいずれか一項に記載の合流退出判定装置。
【請求項６】
前記自車位置補正手段は、少なくとも、前記自車位置特定手段により特定される自車位置を、前記第一自車位置情報が有する誤差円の中心に位置するように修正することにより前記自車位置を補正する請求項５に記載の合流退出判定装置。
【請求項７】
前記不感応区間は、前記ＧＰＳ信号が完全に遮断される遮断区間と、前記遮断区間からの退出後に前記ＧＰＳ信号を受信して第一自車位置情報を取得可能な状態となるまでに必要となる遅延区間と、を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の合流退出判定装置。
【請求項８】
前記合流退出判定手段は、
自車両が二本の道路の接続地点における合流又は退出を行なう可能性がある区間を予測する予測手段と、
前記予測手段により予測された前記区間で、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定するタイミング判定手段と、
を備えた請求項１から７のいずれか一項に記載の合流退出判定装置。
【請求項９】
自車位置周辺の画像情報を取得する画像情報取得手段と、前記画像情報に含まれる地物の画像認識を行う画像認識手段と、を備え、
前記タイミング判定手段は、前記画像認識手段による画像認識結果に基づいて、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する請求項８に記載の合流退出判定装置。
【請求項１０】
複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づいて検出される第一自車位置と、自車両の移動距離と進行方位とに基づいて検出される第二自車位置と、に基づいて自車位置を特定する自車位置特定機能と、
前記自車位置特定機能により特定された自車位置に基づいて、本線道路と取付道路との接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定機能と、
自車両が前記ＧＰＳ信号を受信可能な感応区間を走行中には前記合流退出判定機能を実現させるとともに、前記ＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間を走行中には前記合流退出判定機能を停止させる判定制御機能と、
自車両が前記不感応区間を走行中であっても、所定の許可条件を満たす場合には、前記合流退出判定機能を実現可能とする特別制御機能と、
をコンピュータに実現させるための合流退出判定プログラム。
【請求項１】
複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づく第一自車位置情報と、自車両の移動距離と方位とから取得される走行軌跡に基づく第二自車位置情報と、に基づいて自車位置を特定する自車位置特定手段と、
前記自車位置特定手段により特定された自車位置に基づいて、二本の道路の接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定手段と、
自車両が前記ＧＰＳ信号を受信可能な感応区間を走行中には前記合流退出判定手段に判定処理を実行させるとともに、前記ＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間を走行中には前記合流退出判定手段に判定処理を禁止させる判定制御手段と、
自車両が前記不感応区間を走行中であっても、前記第二自車位置情報に関する条件を含む所定の許可条件を満たす場合には、前記合流退出判定手段に判定処理を実行させる特別制御手段と、
を備えた合流退出判定装置。
【請求項２】
交差点に対応する複数のノードと各ノード間を接続する道路に対応する複数のリンクとの接続関係により構成される道路ネットワークデータを記憶した地図情報記憶手段と、
自車両が現実に走行している道路に対応するリンクへのマッチング状態を取得するマッチング状態取得手段と、
前記第二自車位置情報に示される位置と現実の自車位置との間の推定誤差を取得する推定誤差取得手段と、を備え、
前記特別制御手段は、前記マッチング状態と前記推定誤差とに基づいて前記許可条件を満たすか否かを判定する請求項１に記載の合流退出判定装置。
【請求項３】
前記許可条件は、前記マッチング状態取得手段により自車両が現実に走行している道路に対応するリンクが一つのリンクに特定されたマッチング状態が取得され、かつ、前記推定誤差取得手段により取得される前記推定誤差が所定の許可閾値以下である条件である請求項２に記載の合流退出判定装置。
【請求項４】
前記特別制御手段は、前記不感応区間内に前記合流退出判定手段による判定処理を行う地点が複数ある場合において、当該複数の地点のうち互いに隣接する二つの地点間の距離が前記推定誤差未満である場合には、当該二つの地点では前記合流退出判定手段に判定処理を禁止させる請求項２又は３に記載の合流退出判定装置。
【請求項５】
前記自車位置特定手段により特定される自車位置を補正する自車位置補正手段を備え、
前記推定誤差は、前記不感応区間への進入前に最後に前記自車位置が補正された地点からの自車両の移動距離に基づいて決定される請求項２から４のいずれか一項に記載の合流退出判定装置。
【請求項６】
前記自車位置補正手段は、少なくとも、前記自車位置特定手段により特定される自車位置を、前記第一自車位置情報が有する誤差円の中心に位置するように修正することにより前記自車位置を補正する請求項５に記載の合流退出判定装置。
【請求項７】
前記不感応区間は、前記ＧＰＳ信号が完全に遮断される遮断区間と、前記遮断区間からの退出後に前記ＧＰＳ信号を受信して第一自車位置情報を取得可能な状態となるまでに必要となる遅延区間と、を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の合流退出判定装置。
【請求項８】
前記合流退出判定手段は、
自車両が二本の道路の接続地点における合流又は退出を行なう可能性がある区間を予測する予測手段と、
前記予測手段により予測された前記区間で、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定するタイミング判定手段と、
を備えた請求項１から７のいずれか一項に記載の合流退出判定装置。
【請求項９】
自車位置周辺の画像情報を取得する画像情報取得手段と、前記画像情報に含まれる地物の画像認識を行う画像認識手段と、を備え、
前記タイミング判定手段は、前記画像認識手段による画像認識結果に基づいて、実際に自車両が合流又は退出したタイミングを判定する請求項８に記載の合流退出判定装置。
【請求項１０】
複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づいて検出される第一自車位置と、自車両の移動距離と進行方位とに基づいて検出される第二自車位置と、に基づいて自車位置を特定する自車位置特定機能と、
前記自車位置特定機能により特定された自車位置に基づいて、本線道路と取付道路との接続地点における合流又は退出を判定する合流退出判定機能と、
自車両が前記ＧＰＳ信号を受信可能な感応区間を走行中には前記合流退出判定機能を実現させるとともに、前記ＧＰＳ信号を受信不可能な不感応区間を走行中には前記合流退出判定機能を停止させる判定制御機能と、
自車両が前記不感応区間を走行中であっても、所定の許可条件を満たす場合には、前記合流退出判定機能を実現可能とする特別制御機能と、
をコンピュータに実現させるための合流退出判定プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１９０８３２（Ｐ２０１０−１９０８３２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３７７６３（Ｐ２００９−３７７６３）
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００１００７６８）アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 (3,717)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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