車線変更案内装置
【課題】交差点においてドライバの意図する走行方向の車線を走行可能なように案内を行なう車線変更案内装置を提供する。
【解決手段】交差点の手前の車線における車線変更禁止区間および当該車線変更禁止区間における車両の走行可能方向を含む車線情報を記憶する車線情報記憶手段と、車両が交差点の手前のどの車線を走行中であるかを取得する走行車線取得手段と、車両が走行中の車線の車線情報を取得する車線情報取得手段と、車両の意図する走行方向を取得する意図走行方向取得手段と、車両が走行中の車線の車線情報と車両の意図する走行方向とを比較して車線変更する必要があるかを判断する車線変更判断手段と、車両が走行中の車線を変更する必要があると判断された場合に、走行車線の変更を案内する車線変更案内手段と、を有することを特徴とする車線変更案内装置として提供可能である。
【解決手段】交差点の手前の車線における車線変更禁止区間および当該車線変更禁止区間における車両の走行可能方向を含む車線情報を記憶する車線情報記憶手段と、車両が交差点の手前のどの車線を走行中であるかを取得する走行車線取得手段と、車両が走行中の車線の車線情報を取得する車線情報取得手段と、車両の意図する走行方向を取得する意図走行方向取得手段と、車両が走行中の車線の車線情報と車両の意図する走行方向とを比較して車線変更する必要があるかを判断する車線変更判断手段と、車両が走行中の車線を変更する必要があると判断された場合に、走行車線の変更を案内する車線変更案内手段と、を有することを特徴とする車線変更案内装置として提供可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線変更の案内を行なう車線変更案内装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行に伴ってＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）等により現在位置を検出し、その現在位置を表示装置上に道路地図と共に表示して、出発地から目的地までの適切な経路を設定し、表示装置や音声出力装置などによって案内する車載用ナビゲーション装置は、ユーザの効率的で安全な運転に貢献している。
【０００３】
この車載用ナビゲーション装置を使用する場合には、ユーザが目的地を入力することによって現在位置から目的地までの推奨ルートを算出し表示する。ユーザはこの指示に従うことによって、道に迷わずに目的地まで到達することができる。また、案内経路上に右折するべき交差点がある場合、その交差点の手前で右折車線を走行するように案内するカーナビゲーション装置が考案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１２８６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１をはじめとする車載用ナビゲーション装置には、現在走行中である道路の車線の数やどの車線が右左折や直進に便利かという道路情報は記憶されているものもあるが、その交差点での各々の車線毎の曲がる方向、直進等の車線毎の走行方向情報まで記憶されていない。
【０００６】
交差点のように複数の走行車線がある道路には、必要に応じて車線変更禁止区間が設けられている。現在走行中の車線の前方に車線変更禁止区間があり、このまま走行するとドライバ（ユーザ）が進みたい方向に進めなくなる場合があり、直ちに走行する車線を変更しなければならない状態がよくあるが、既に車線変更禁止区間に接近し過ぎたり走行車線の変更が禁止されている領域に入ってしまっていると、自車が現在走行している車線をそのまま不本意ながら進まざるを得ないということがある。
【０００７】
この場合、致し方なく不本意な方向に一旦進んで、その先の交差点で改めて進路方向を修正する、あるいはＵターンする等、本来の走行から余分な行為が発生したり、場合よっては道を間違えてしまい、大回りをして目的地への到着が遅延するなどの不利益を蒙ることは日頃よく経験するものである。
【０００８】
例えば、道路の最も中央寄りの車線には、交差点内で直進と右折が共に可能なものもあるし、右折専用車線となるものもある。どの車線が交差点内でどの方向に走行が規制されるのかの情報は、交差点直前の車線変更不可能の位置近辺まで近づいて、車線変更禁止を示す黄色の線を見て、初めて気付くことが多い。また、交差点等の手前に車線毎の走行可能方向を示す看板・標識等が設置されている場合もあるが、特に不慣れな土地を走行する場合は往々にして見落としてしまうことが多い。
【０００９】
例えば、片側４車線の道路の中央から２車線目を走行中に、この車線は直進可能と思っていて交差点に近づくと、最中央寄りと２番目の車線が共に右折専用車線で直進不可の制限された表示が出て、中央から３番目の直進可能な車線に移ろうにもそこは既に車線変更禁止区間であるからやむを得ずそのまま右折してしまうことが起り得る。その結果、前述のように元のルートへ戻すための煩わしさや、道を見失う等の問題が発生する。
【００１０】
上記問題を背景として、本発明の課題は、交差点においてドライバの意図する走行方向の車線を走行可能なように案内を行なう車線変更案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するための車線変更案内装置を提供するものである。すなわち、請求項１によれば、交差点の手前の車線における車線変更禁止区間および当該車線変更禁止区間における車両の走行可能方向を含む車線情報を記憶する車線情報記憶手段と、車両が交差点の手前のどの車線を走行中であるかを取得する走行車線取得手段と、車両が走行中の車線の車線情報を取得する車線情報取得手段と、車両の意図する走行方向を取得する意図走行方向取得手段と、車両が走行中の車線の車線情報と車両の意図する走行方向とを比較して車線変更する必要があるかを判断する車線変更判断手段と、車両が走行中の車線を変更する必要があると判断された場合に、走行車線の変更を案内する車線変更案内手段と、を有することを特徴とする車線変更案内装置として構成される。
【００１２】
本発明は、複数の車線のある交差点を走行する前に各車線の直進あるいは右左折の指定の有無と車線の変更規制がどの地点から行なわれているかを事前に案内することにより安全確実に車線の変更を行なうことを可能とするものである。これにより予め余裕を持って車線変更を行なうことができ、急な車線変更によって周囲の車両へ迷惑を及ぼすこともない。また、行きたくない方向へ不本意に走行することを防ぐことができ、大回りをして目的地への到着が遅延することもない。さらに、車線変更禁止区間で無理に車線変更することで道路交通法違反となることも防ぐことができる。
【００１３】
請求項２によれば、本発明の車線変更案内装置は、車両の走行方向の車線を撮影する撮影手段と、撮影された車線の画像から車線情報を抽出する車線情報抽出手段とを有し、車線情報記憶手段は抽出された車線情報を記憶する構成をとることができる。
【００１４】
上記構成によって、車線情報記憶手段に記憶されていない交差点の車線情報を取得することができ、その取得した車線情報を車線変更案内に用いることができる。
【００１５】
請求項３によれば、本発明の車線変更案内装置は、抽出された車線情報により車線情報記憶手段に記憶された車線情報を更新する車線情報更新手段を有する構成をとることができる。
【００１６】
道路環境改善のために車線が増減したり車線変更禁止区間の範囲が変更され車線情報が変化する場合がある。上記構成によって、常に最新の車線情報を取得して記憶することができ、その記憶された車線情報を車線変更判断に用いることができる。
【００１７】
請求項４によれば、本発明の車線変更案内装置は、走行車線の変更を案内するタイミングであるかどうかを判定する案内タイミング判定手段を有し、車線変更案内手段は走行車線の変更を案内するタイミングであると判定された場合に走行車線の変更を案内する構成をとることができる。
【００１８】
上記構成によって、予め余裕を持って車線変更を行なうことができ、急な車線変更によって周囲の車両へ迷惑を及ぼすこともない。また、行きたくない方向へ不本意に走行することを防ぐことができ、大回りをして目的地への到着が遅延することもない。さらに、車線変更禁止区間で無理に車線変更することで道路交通法違反となることも防ぐことができる。
【００１９】
請求項５によれば、本発明の車線変更案内装置における車線情報は車線変更禁止区間の起点を含み、車両の現在位置を検出する位置検出手段と、検出された車両の現在位置と車線変更禁止区間の起点との距離を算出する距離算出手段とを有し、案内タイミング判定手段は算出された距離が所定の値となった場合に走行車線の変更を案内するタイミングであると判定する構成をとることができる。
【００２０】
上記構成によって、車線変更禁止区間の起点よりも手前で余裕を持って車線変更を行なうことができ、急な車線変更によって周囲の車両へ迷惑を及ぼすこともない。また、行きたくない方向へ不本意に走行することを防ぐことができ、大回りをして目的地への到着が遅延することもない。さらに、車線変更禁止区間で無理に車線変更することで道路交通法違反となることも防ぐことができる。
【００２１】
請求項６によれば、本発明の車線変更案内装置は、車両の速度を検出する車速検出手段と、算出された距離と検出された車速とから車両が車線変更禁止区間の起点に到達する予想到達時間を算出する予想到達時間算出手段とを有し、案内タイミング判定手段は算出された予想到達時間の所定の時間前を走行車線の変更を案内するタイミングであると判定する構成をとることができる。
【００２２】
車両の現在位置と車線変更禁止区間の起点との距離が同じでも、車両の速度が異なれば車線変更禁止区間の起点に到達する時間は異なる。上記構成によって、速度の速い車両では車線変更禁止区間の起点のより手前で車線変更案内が行われ、車両の速度によらず余裕を持って車線変更を行なうことができ、急な車線変更によって周囲の車両へ迷惑を及ぼすこともない。また、行きたくない方向へ不本意に走行することを防ぐことができ、大回りをして目的地への到着が遅延することもない。さらに、車線変更禁止区間で無理に車線変更することで道路交通法違反となることも防ぐことができる。
【００２３】
請求項７によれば、本発明の車線変更案内装置における車線変更案内手段は案内の対象となる車線を他の車線とは異なる表示意匠で表示する表示手段を含む構成をとることができる。
【００２４】
上記構成によって、ユーザはどの車線を走行すればよいかを視覚的に把握でき、余裕を持って運転操作を行なうことができる。
【００２５】
請求項８によれば、本発明の車線変更案内装置は目的地までの経路を案内する経路案内手段を有し、意図走行方向取得手段は、案内される経路から車両の意図する走行方向を取得する構成をとることができる。
【００２６】
上記構成によって、ユーザが目的地設定以外の入力操作を行なわなくてもユーザの意図する走行方向を取得することが可能となる。
【００２７】
請求項９によれば、本発明の車線変更案内装置は所定の入力操作を行なう入力操作手段を有し、意図走行方向取得手段は、入力操作から車両の意図する走行方向を取得する構成をとることができる。
【００２８】
上記構成によって、目的地までの経路を案内していない場合でもユーザの意図する走行方向を取得することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
交差点においてドライバの意図する走行方向の車線を走行可能なように案内を行なう車線変更案内装置を提供するという目的を、複数の車線のある交差点を走行する前に各車線の直進あるいは右左折の指定の有無と車線の変更規制がどの地点から行なわれているかを事前に案内する構成により実現した。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を、本発明の車線変更案内装置を車載用ナビゲーション装置（以下、ナビゲーション装置と略称）に適用した例を用いて、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の車線変更案内装置の適用範囲を車載用ナビゲーション装置に限定するものではない。例えば、パーソナルコンピュータに位置検出器１（後述）やナビプログラム２１ｐ（後述）等の、本発明の車線変更案内装置と同等の機能を含んで車両４０（図１参照）に搭載する構成としてもよい。
【００３１】
図１（ａ）のように、車線変更案内装置はナビゲーション装置１００およびカメラ２５を含んで構成される。カメラ２５は例えば天井部中央のように、車両４０の前方の車線を撮影可能な場所に設置される。また、車両４０のダッシュパネルの中央（図１（ｂ）の位置Ｃ）に設置してもよい。図１（ａ）のように、カメラ２５は破線で示される領域Ａが上下方向の撮影可能範囲である。また、図１（ｂ）のように、カメラ２５の左右方向の撮影範囲Ｂは、例えば広角レンズを用いて、車両４０の走行車線の両側の路面の白線あるいは黄線等を撮影可能となっている。
【００３２】
なお、本発明の撮影手段であるカメラ２５は例えば公知のＣＣＤカメラ等で構成される。また、車両４０への侵入者を検知する不審者侵入検知用カメラ、または車間距離測定用に車両４０の前方を撮影する前方監視カメラ、レーンキープシステムのカメラ等と共用すれば、車線変更案内装置のコストを低減することができる。
【００３３】
図２はナビゲーション装置１００の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１００は、位置検出器１，地図データ入力器６，操作スイッチ群７，リモートコントロール（以下リモコンと称する）センサ１１，音声案内などを行なう音声合成回路２４およびスピーカ１５，不揮発メモリ９，表示器１０，ハードディスク装置（ＨＤＤ）２１，これらの接続された制御回路８，リモコン端末１２を備えている。
【００３４】
本発明の位置検出手段である位置検出器１は、周知の地磁気センサ２，車両４０の回転角速度を検出するジャイロスコープ３，車両４０の走行距離を検出する距離センサ４，および衛星からの電波に基づいて車両４０の位置を検出するＧＰＳ受信機５を有している。これらのセンサ等２，３，４，５は各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては前述したうちの一部のセンサで構成してもよく、さらに、ステアリングの回転センサや各転動輪の車輪センサ例えば車速センサ２３等を用いてもよい。
【００３５】
操作スイッチ群７は、例えば表示器１０と一体になったタッチパネル２２もしくはメカニカルなスイッチが用いられる。タッチパネル２２は、表示器１０の画面上にガラス基盤と透明なフィルムにスペーサと呼ばれる隙間を介してＸ軸方向、Ｙ軸方向に電気回路が配線され、フィルム上をユーザがタッチすると、押された部分の配線がショートして電圧値が変わるため、これを２次元座標値（Ｘ，Ｙ）として検出する、いわゆる抵抗膜方式が広く用いられる。その他に、いわゆる静電容量方式を用いてもよい。メカニカルスイッチの他に、マウスやカーソル等のポインティングデバイスを用いてもよい。
【００３６】
また、マイク３１および音声認識ユニット３０を用いて種々の指示を入力することも可能である。これは、マイク３１から入力された音声信号を、音声認識ユニット３０において周知の隠れマルコフモデル等の音声認識技術により処理を行ない、その結果に応じた操作コマンドに変換するものである。これら本発明の入力操作手段である操作スイッチ群７、リモコン端末１２、マイク３１によって、種々の指示を入力することが可能である。
【００３７】
送受信機１３は、例えば道路に沿って設けられた送信機（図示せず）から出力される光ビーコン、または電波ビーコンによってＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）センタ１４から道路交通情報を受信、あるいはＦＭ多重放送を受信するための装置である。
【００３８】
また、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection：自動料金収受システム）車載器１６と通信することにより、ＥＴＣ車載器１６がＥＴＣ路上器（図示せず）から受信した料金情報などをナビゲーション装置１００に取り込むことができる。また、ＥＴＣ車載器１６によって外部ネットワークと接続し、ＶＩＣＳセンタ１４等との通信を行なう構成をとってもよい。
【００３９】
本発明の走行車線取得手段，車線情報取得手段，走行意図方向取得手段，車線変更判断手段，車線情報更新手段，案内タイミング判定手段，距離測定手段，予想到達時間算出手段，経路案内手段である、制御回路８は通常のコンピュータとして構成されており、周知のＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２，ＲＡＭ８３，入出力回路であるＩ／Ｏ８４およびこれらの構成を接続するバスライン８５が備えられている。ＣＰＵ８１は、ＨＤＤ２１に記憶されたナビプログラム２１ｐおよびデータにより制御を行なう。また、ＨＤＤ２１へのデータの読み書きの制御はＣＰＵ８１によって行なわれる。Ａ／Ｄ変換部８６は周知のＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路を含み、例えば位置検出器１などから制御回路８に入力されるアナログデータをＣＰＵ８１で演算可能なデジタルデータに変換するものである。ＲＯＭ８２に、ＨＤＤ２１が故障した場合にナビゲーション機能のうちで必要最低限の動作を行なうためのプログラムを記憶しておいてもよい。
【００４０】
本発明の車線情報抽出手段である画像処理部８７は、公知のパターン認識などの技術によってカメラ２５によって撮影された画像の解析を行なう画像処理回路を含んで構成される。
【００４１】
本発明の車線情報記憶手段であるＨＤＤ２１には、ナビプログラム２１ｐの他に位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、道路の接続を表した道路データを含む地図データ２１ｍが記憶される。地図データ２１ｍは、表示用となる所定の地図画像情報を記憶するとともに、リンク情報やノード情報等を含む道路網情報を記憶する。リンク情報は、各道路を構成する所定の区間情報であって、位置座標、距離、所要時間、道幅、車線数、制限速度等から構成される。また、ノード情報は、交差点（分岐路）等を規定する情報であって、位置座標、右左折車線数、接続先道路リンク等から構成される。また、リンク間接続情報には、通行の可不可を示すデータなどが設定されている。
【００４２】
また、ＨＤＤ２１には経路案内の補助情報や娯楽情報、その他にユーザが独自にデータを書き込むことができ、ユーザデータ２１ｕとして記憶される。これらのユーザデータ２１ｕは、操作スイッチ群７，タッチパネル２２およびリモコン端末１２の操作あるいはマイク３１からの音声入力によって内容の書き換えが可能である。また、ナビゲーション装置１００の動作に必要なデータや各種情報をデータベース２１ｄとして記憶してもよい。
【００４３】
また、ナビプログラム２１ｐ，地図データ２１ｍおよびユーザデータ２１ｕは、地図データ入力器６を介して記憶媒体２０からそのデータの追加・更新を行なうことが可能である。記憶媒体２０は、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤを用いるのが一般的であるが、例えばメモリカード等の他の媒体を用いてもよい。また、外部ネットワークを介してデータをダウンロードする構成を用いてもよい。
【００４４】
不揮発メモリ９はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable ＆ Programmable Read Only Memory：電気的消去・プログラム可能・読出し専用メモリ）やフラッシュメモリ等の書き換え可能な半導体メモリによって構成され、ナビゲーション装置１００の動作に必要な情報およびデータが記憶されている。なお、不揮発メモリ９は、車両４０のアクセサリスイッチがオフ状態すなわち、ナビゲーション装置１００がオフ状態になっても、記憶内容が保持されるようになっている。また、不揮発メモリ９の代わりにナビゲーション装置１００の動作に必要な情報およびデータをＨＤＤ２１に記憶してもよい。さらに、ナビゲーション装置１００の動作に必要な情報およびデータを不揮発メモリ９とＨＤＤ２１に分けて記憶してもよい。
【００４５】
本発明の車線変更案内手段，表示手段である表示器１０は周知のカラー液晶表示器で構成され、ドット・マトリックスＬＣＤ（Liquid Crystal Display）およびＬＣＤ表示制御を行なうための図示しないドライバ回路を含んで構成されている。ドライバ回路は、例えば、画素毎にトランジスタを付けて目的の画素を確実に点灯させたり消したりすることができるアクティブマトリックス駆動方式が用いられ、制御回路８から送られる表示指令および表示画面データに基づいて表示を行なう。また、表示器１０として有機ＥＬ（ElectroLuminescence：電界発光）表示器，プラズマ表示器を用いてもよい。
【００４６】
本発明の車線変更案内手段であるスピーカ１５は周知の音声合成回路２４に接続され、ナビプログラム２１ｐの指令によって不揮発メモリ９あるいはＨＤＤ２１に記憶されるデジタル音声データが音声合成回路２４においてアナログ音声に変換されたものが送出される。なお、音声合成の方法には、音声波形をそのままあるいは符号化して蓄積しておき、必要に応じて繋ぎあわせる録音編集方式などがある。
【００４７】
車速センサ２３は周知のロータリエンコーダ等の回転検出部を含み、例えば車輪取り付け部付近に設置されて車輪の回転を検出してパルス信号として制御回路８に送るものである。制御回路８では、その車輪の回転数を車両４０の速度に換算して、車両４０の現在位置から所定の場所までの予想到達時間を算出したり、車両４０の走行区間毎の平均車速を算出する。
【００４８】
ＬＡＮ(Local Area Network) Ｉ／Ｆ２６は車内ＬＡＮ２７を介して他の車載機器やセンサとのデータの遣り取りを行なうためのインターフェース回路である。また、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ２６を介して車速センサ２３からのデータ取り込み、あるいはＥＴＣ車載器１６との接続を行なってもよい。
【００４９】
このような構成を持つことにより、ナビゲーション装置１００は、制御回路８のＣＰＵ８１によりナビプログラム２１ｐが起動されると、ユーザが操作スイッチ群７，タッチパネル２２、リモコン端末１２の操作あるいはマイク３１からの音声入力によって、表示器１０上に表示されるメニューから目的地経路を表示器１０に表示させるための経路案内処理を選択した場合、次のような処理を実施する。
【００５０】
すなわち、ユーザが地図上の任意の地点あるいは施設検索や住所検索、ユーザが設定した登録地などから地点を選択して目的地として設定すると、位置検出器１により車両４０の現在位置が求められ、該現在位置を出発地として目的地までの最適な案内経路を求める処理が行われる。そして、表示器１０上の道路地図に案内経路を重ねて表示し、ユーザに適切な経路を案内する。このような自動的に最適な案内経路を設定する手法は、ダイクストラ法等の手法が知られている。また、表示器１０およびスピーカ１５の少なくとも一方によって、操作時のガイダンスや動作状態に応じたメッセージの報知を行なう。
【００５１】
図３のように、地図データ２１ｍあるいはデータベース２１ｄには、交差点における車線変更禁止区間に関する車線情報が記憶されている。この車線情報には、例えば、交差点名，交差点の位置，車線変更禁止区間の有無，車線毎の走行可能方向，車線変更禁止区間の起点等が含まれている。
【００５２】
図４および図５を用いて、本発明における車線変更案内処理について説明する。なお、本処理はナビプログラム２１ｐに含まれ、ナビプログラム２１ｐの他のプログラムとともに繰り返し実行される。まず、ユーザによる操作スイッチ群７，タッチパネル２２およびリモコン端末１２の操作あるいはマイク３１からの音声入力によって、車線変更案内を実施するかの設定が行なわれる。これは、ナビゲーション装置１００の他の操作・設定メニュー同様、表示器１０の表示画面に表示された設定項目から車線変更案内に関する項目を選択し、表示画面上の選択用のボタンを押下して設定する。設定内容はＨＤＤ２１あるいは不揮発メモリ９の所定の記憶領域に記憶される。
【００５３】
図４において、ＨＤＤ２１あるいは不揮発メモリ９を参照して、車線変更案内を実施するモードに設定されていない場合（Ｓ１：Ｎｏ）、通常のナビゲーション表示を行なう（Ｓ１１）。
【００５４】
一方、車線変更案内を実施する設定となっている場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、位置検出器１で検出される車両４０の現在位置，地図データ２１ｍ，図３の車線情報とから、車両４０の前方にある交差点に車線変更禁止区間が含まれているかどうかを調べる。車両４０の前方にある交差点に車線変更禁止区間が含まれていない場合（Ｓ２：Ｎｏ）、その先の交差点を探索して、その交差点に車線変更禁止区間が含まれているかどうかを調べる（Ｓ１０）。
【００５５】
車両４０の前方にある交差点に車線変更禁止区間Ｌが含まれている場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、図３の車線情報を参照して車両４０が現在走行している車線をそのまま走行した場合、ユーザの意図する走行方向を調べ、その意図する走行方向への進行が可能かを調べる。ユーザの意図する走行方向への進行が可能な場合（Ｓ３：Ｎｏ）、上述のように、その道路の先にある交差点を順次探索する（Ｓ１０）。
【００５６】
ユーザの意図する走行方向は、以下の少なくとも一つを用いて決定する。
（１）ナビゲーション装置１００が経路案内を実施している場合、すなわち車両４０が表示器１０の画面上に表示される案内経路に沿って走行している場合は、その案内経路で示される走行方向をユーザの意図する走行方向とする。
（２）ナビゲーション装置１００が経路案内を実施していない場合は、車両４０の現在の走行方向をユーザの意図する走行方向とする。車両４０の走行方向は位置検出器１で検出される車両の現在位置の推移から求めることができる。
（３）右左折時等に方向指示灯を点滅させるための方向指示スイッチ２８の操作（右折・左折）が行なわれた場合は、その操作状態を検出しユーザの意図する走行方向とする。
（４）操作スイッチ群７に含まれて、図示しないハンドル等にユーザの意図する走行方向を入力できるスイッチを設ける。
（５）マイク３１からの音声入力によってユーザの意図する走行方向を入力する。
【００５７】
一方、走行する車線によってはユーザの意図する走行方向への進行ができないことが有り得る場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、図５の車線変更禁止区間Ｌにおける直進車線Ｌ２と右折車線Ｌ３との間の車線変更禁止帯Ｙ２の起点ＰＡ２への接近を待ち（Ｓ５）、車両４０が起点ＰＡ２まで所定の距離に接近した場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、例えば、図５で車両４０がレーン変更可能ゾーンＺの中央の車線Ｌ２を走行中で交差点Ａを直進する場合のように、車両４０が現在の車線を走行すると上記で決定されたユーザの意図する走行方向へ進める場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、例えば「今の車線をこのまま走行して下さい。」のようなメッセージを表示器１０に表示したり、あるいはスピーカ１５から送出する（Ｓ７）。
【００５８】
一方、例えば、図５で車両４０がレーン変更可能ゾーンＺの中央の車線Ｌ２を走行中で交差点Ａを右折する場合のように、車両４０がまだ車線Ｌ２を走行中である場合すなわち現在の車線を走行するとユーザの意図する走行方向へ進めない場合（Ｓ６：Ｎｏ）、例えば「この先交差点右折です。あと約１００ｍで車線変更できなくなります。右車線にお入りください。」のようなメッセージを表示器１０に表示したり、あるいはスピーカ１５から送出し（Ｓ８）、ユーザに右折車線Ｌ３への車線変更を促す。
【００５９】
メッセージの報知は上記の他に、車両４０が起点ＰＡ２まで５０ｍの距離にある場合、あるいは３０ｍの距離にある場合にも行なってもよい。
【００６０】
車線変更禁止帯Ｙ２の起点ＰＡ２への接近すなわちユーザへのメッセージ報知タイミングを、位置検出器１で検出される車両４０の現在位置と起点ＰＡ２との距離を算出し、算出された距離が例えば１００ｍのように所定の値となったときの他に、車速を考慮してもよい。つまり、算出された距離を車速センサ２３により検出される車速で除算し、車両４０の現在位置から起点ＰＡ２への予想到達時間を算出し、算出された予想到達時間の例えば１０秒前をメッセージ報知タイミングとするものである。上記と同様に、予想到達時間の５秒前，３秒前にメッセージの報知を行なってもよい。
【００６１】
上記の報知タイミングをユーザが設定可能な構成としてもよい。
【００６２】
ユーザに右折車線Ｌ３への車線変更を促す場合、表示器１０の表示において、図５のような交差点拡大画面を地図とは別に表示し、右折車線Ｌ３の交差点Ａと車両４０との間の領域を直進左折車線Ｌ１，直進車線Ｌ２とは別の表示色で目立つように表示したり、当該領域を点滅表示してもよい。
【００６３】
また、車線車線変更禁止帯Ｙ２に接近していることをユーザに報知するために、車線変更禁止帯Ｙ２を他の車線変更禁止帯Ｙ１とは別の色で表示したり点滅表示してもよい。
【００６４】
図６を用いて、カメラ２５を用いた車線情報収集処理について説明する。なお、本処理はナビプログラム２１ｐに含まれ、ナビプログラム２１ｐの他のプログラムとともに繰り返し実行される。まず、ユーザによる操作スイッチ群７，タッチパネル２２およびリモコン端末１２の操作あるいはマイク３１からの音声入力によって、カメラ２５による撮影を開始する（Ｓ２１）。ナビゲーション装置１００の動作中は常時撮影状態としてもよい。
【００６５】
撮影された映像データは、位置検出器１で検出された車両４０の位置データとともに制御回路８に送られる。
【００６６】
カメラ２５により撮影された映像信号は制御回路８の画像処理部８７において、その映像信号に一般的な２値化処理を施すことにより、ピクセル毎のデジタル多値画像データに変換される。そして、得られた多値画像データから、一般的な画像処理手法を用いて（Ｓ２２）車線が含まれているかを判別し、その車線に車線変更禁止帯（黄色あるいは白色の連続した線）が含まれているかを調べる。
【００６７】
多値画像データに車線変更禁止帯が含まれていない状態から車線変更禁止帯が含まれている状態に変化した場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、その変化した時点の車両４０の現在位置を車線変更禁止区間の起点とする（Ｓ２４）。
【００６８】
多値画像データに車線変更禁止帯が含まれている状態から車線変更禁止帯が含まれていない状態に変化した場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、その変化した時点の車両４０の現在位置を車線変更禁止区間の終点とする（Ｓ２６）。検出された終点と地図データ２１ｍとから、例えば検出された終点から所定の距離以内にある交差点を車線変更禁止帯が含まれている交差点と見なして交差点位置を特定し（Ｓ２７）、車線情報として地図データ２１ｍあるいはデータベース２１ｄに登録する（Ｓ２８）。
【００６９】
また、検出された終点から所定の距離以内に交差点がない場合は、新規に車線変更禁止帯が設けられたものと見なして、終点を交差点位置として車線情報に記憶する。
【００７０】
図３のように、車線情報にその情報の更新日時を記憶する構成とし、カメラ２５により取得された車線情報が例えば交差点Ｂの車線情報である場合、記憶されている更新日時と車線情報が取得された日時とを比較して、取得された日時が新しい場合に交差点Ｂの車線情報を更新するようにしてもよい。
【００７１】
日時情報は、車載用ナビゲーション装置１００の制御回路８あるいはＣＰＵ８１が計時をするためのＲＴＣ（Real Time Counter）を含み、例えば工場出荷時に設定される日時を基にＲＴＣにより生成されたもの、他の車両搭載機器との通信によって取得されたもの、ＧＰＳ受信機５により取得したＧＰＳ信号に含まれるもの、通信によって車両外部の施設・機器から取得されたもの、のいずれを用いてもよい。
【００７２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】車線変更案内装置の構成を示す図。
【図２】車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図。
【図３】車線情報の一例を示す図。
【図４】車線変更案内処理を説明するためのフロー図。
【図５】交差点の一例を示す図。
【図６】車線情報収集処理を説明するためのフロー図。
【符号の説明】
【００７４】
１ 位置検出器（位置検出手段）
７ 操作スイッチ群（入力操作手段）
８ 制御回路（走行車線取得手段，車線情報取得手段，意図走行方向取得手段，車線変更判断手段，車線情報更新手段，案内タイミング判定手段，距離測定手段，予想到達時間算出手段，経路案内手段）
１０ 表示器（車線変更案内手段，表示手段）
１２ リモコン端末（入力操作手段）
１５ スピーカ（車線変更案内手段）
２１ ハードディスク装置（車線情報記憶手段）
２３ 車速センサ（車速検出手段）
２５ カメラ（撮影手段）
３１ マイク（入力操作手段）
８７ 画像処理部（車線情報抽出手段）
１００ 車載用ナビゲーション装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車線変更の案内を行なう車線変更案内装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行に伴ってＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）等により現在位置を検出し、その現在位置を表示装置上に道路地図と共に表示して、出発地から目的地までの適切な経路を設定し、表示装置や音声出力装置などによって案内する車載用ナビゲーション装置は、ユーザの効率的で安全な運転に貢献している。
【０００３】
この車載用ナビゲーション装置を使用する場合には、ユーザが目的地を入力することによって現在位置から目的地までの推奨ルートを算出し表示する。ユーザはこの指示に従うことによって、道に迷わずに目的地まで到達することができる。また、案内経路上に右折するべき交差点がある場合、その交差点の手前で右折車線を走行するように案内するカーナビゲーション装置が考案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１２８６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１をはじめとする車載用ナビゲーション装置には、現在走行中である道路の車線の数やどの車線が右左折や直進に便利かという道路情報は記憶されているものもあるが、その交差点での各々の車線毎の曲がる方向、直進等の車線毎の走行方向情報まで記憶されていない。
【０００６】
交差点のように複数の走行車線がある道路には、必要に応じて車線変更禁止区間が設けられている。現在走行中の車線の前方に車線変更禁止区間があり、このまま走行するとドライバ（ユーザ）が進みたい方向に進めなくなる場合があり、直ちに走行する車線を変更しなければならない状態がよくあるが、既に車線変更禁止区間に接近し過ぎたり走行車線の変更が禁止されている領域に入ってしまっていると、自車が現在走行している車線をそのまま不本意ながら進まざるを得ないということがある。
【０００７】
この場合、致し方なく不本意な方向に一旦進んで、その先の交差点で改めて進路方向を修正する、あるいはＵターンする等、本来の走行から余分な行為が発生したり、場合よっては道を間違えてしまい、大回りをして目的地への到着が遅延するなどの不利益を蒙ることは日頃よく経験するものである。
【０００８】
例えば、道路の最も中央寄りの車線には、交差点内で直進と右折が共に可能なものもあるし、右折専用車線となるものもある。どの車線が交差点内でどの方向に走行が規制されるのかの情報は、交差点直前の車線変更不可能の位置近辺まで近づいて、車線変更禁止を示す黄色の線を見て、初めて気付くことが多い。また、交差点等の手前に車線毎の走行可能方向を示す看板・標識等が設置されている場合もあるが、特に不慣れな土地を走行する場合は往々にして見落としてしまうことが多い。
【０００９】
例えば、片側４車線の道路の中央から２車線目を走行中に、この車線は直進可能と思っていて交差点に近づくと、最中央寄りと２番目の車線が共に右折専用車線で直進不可の制限された表示が出て、中央から３番目の直進可能な車線に移ろうにもそこは既に車線変更禁止区間であるからやむを得ずそのまま右折してしまうことが起り得る。その結果、前述のように元のルートへ戻すための煩わしさや、道を見失う等の問題が発生する。
【００１０】
上記問題を背景として、本発明の課題は、交差点においてドライバの意図する走行方向の車線を走行可能なように案内を行なう車線変更案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するための車線変更案内装置を提供するものである。すなわち、請求項１によれば、交差点の手前の車線における車線変更禁止区間および当該車線変更禁止区間における車両の走行可能方向を含む車線情報を記憶する車線情報記憶手段と、車両が交差点の手前のどの車線を走行中であるかを取得する走行車線取得手段と、車両が走行中の車線の車線情報を取得する車線情報取得手段と、車両の意図する走行方向を取得する意図走行方向取得手段と、車両が走行中の車線の車線情報と車両の意図する走行方向とを比較して車線変更する必要があるかを判断する車線変更判断手段と、車両が走行中の車線を変更する必要があると判断された場合に、走行車線の変更を案内する車線変更案内手段と、を有することを特徴とする車線変更案内装置として構成される。
【００１２】
本発明は、複数の車線のある交差点を走行する前に各車線の直進あるいは右左折の指定の有無と車線の変更規制がどの地点から行なわれているかを事前に案内することにより安全確実に車線の変更を行なうことを可能とするものである。これにより予め余裕を持って車線変更を行なうことができ、急な車線変更によって周囲の車両へ迷惑を及ぼすこともない。また、行きたくない方向へ不本意に走行することを防ぐことができ、大回りをして目的地への到着が遅延することもない。さらに、車線変更禁止区間で無理に車線変更することで道路交通法違反となることも防ぐことができる。
【００１３】
請求項２によれば、本発明の車線変更案内装置は、車両の走行方向の車線を撮影する撮影手段と、撮影された車線の画像から車線情報を抽出する車線情報抽出手段とを有し、車線情報記憶手段は抽出された車線情報を記憶する構成をとることができる。
【００１４】
上記構成によって、車線情報記憶手段に記憶されていない交差点の車線情報を取得することができ、その取得した車線情報を車線変更案内に用いることができる。
【００１５】
請求項３によれば、本発明の車線変更案内装置は、抽出された車線情報により車線情報記憶手段に記憶された車線情報を更新する車線情報更新手段を有する構成をとることができる。
【００１６】
道路環境改善のために車線が増減したり車線変更禁止区間の範囲が変更され車線情報が変化する場合がある。上記構成によって、常に最新の車線情報を取得して記憶することができ、その記憶された車線情報を車線変更判断に用いることができる。
【００１７】
請求項４によれば、本発明の車線変更案内装置は、走行車線の変更を案内するタイミングであるかどうかを判定する案内タイミング判定手段を有し、車線変更案内手段は走行車線の変更を案内するタイミングであると判定された場合に走行車線の変更を案内する構成をとることができる。
【００１８】
上記構成によって、予め余裕を持って車線変更を行なうことができ、急な車線変更によって周囲の車両へ迷惑を及ぼすこともない。また、行きたくない方向へ不本意に走行することを防ぐことができ、大回りをして目的地への到着が遅延することもない。さらに、車線変更禁止区間で無理に車線変更することで道路交通法違反となることも防ぐことができる。
【００１９】
請求項５によれば、本発明の車線変更案内装置における車線情報は車線変更禁止区間の起点を含み、車両の現在位置を検出する位置検出手段と、検出された車両の現在位置と車線変更禁止区間の起点との距離を算出する距離算出手段とを有し、案内タイミング判定手段は算出された距離が所定の値となった場合に走行車線の変更を案内するタイミングであると判定する構成をとることができる。
【００２０】
上記構成によって、車線変更禁止区間の起点よりも手前で余裕を持って車線変更を行なうことができ、急な車線変更によって周囲の車両へ迷惑を及ぼすこともない。また、行きたくない方向へ不本意に走行することを防ぐことができ、大回りをして目的地への到着が遅延することもない。さらに、車線変更禁止区間で無理に車線変更することで道路交通法違反となることも防ぐことができる。
【００２１】
請求項６によれば、本発明の車線変更案内装置は、車両の速度を検出する車速検出手段と、算出された距離と検出された車速とから車両が車線変更禁止区間の起点に到達する予想到達時間を算出する予想到達時間算出手段とを有し、案内タイミング判定手段は算出された予想到達時間の所定の時間前を走行車線の変更を案内するタイミングであると判定する構成をとることができる。
【００２２】
車両の現在位置と車線変更禁止区間の起点との距離が同じでも、車両の速度が異なれば車線変更禁止区間の起点に到達する時間は異なる。上記構成によって、速度の速い車両では車線変更禁止区間の起点のより手前で車線変更案内が行われ、車両の速度によらず余裕を持って車線変更を行なうことができ、急な車線変更によって周囲の車両へ迷惑を及ぼすこともない。また、行きたくない方向へ不本意に走行することを防ぐことができ、大回りをして目的地への到着が遅延することもない。さらに、車線変更禁止区間で無理に車線変更することで道路交通法違反となることも防ぐことができる。
【００２３】
請求項７によれば、本発明の車線変更案内装置における車線変更案内手段は案内の対象となる車線を他の車線とは異なる表示意匠で表示する表示手段を含む構成をとることができる。
【００２４】
上記構成によって、ユーザはどの車線を走行すればよいかを視覚的に把握でき、余裕を持って運転操作を行なうことができる。
【００２５】
請求項８によれば、本発明の車線変更案内装置は目的地までの経路を案内する経路案内手段を有し、意図走行方向取得手段は、案内される経路から車両の意図する走行方向を取得する構成をとることができる。
【００２６】
上記構成によって、ユーザが目的地設定以外の入力操作を行なわなくてもユーザの意図する走行方向を取得することが可能となる。
【００２７】
請求項９によれば、本発明の車線変更案内装置は所定の入力操作を行なう入力操作手段を有し、意図走行方向取得手段は、入力操作から車両の意図する走行方向を取得する構成をとることができる。
【００２８】
上記構成によって、目的地までの経路を案内していない場合でもユーザの意図する走行方向を取得することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
交差点においてドライバの意図する走行方向の車線を走行可能なように案内を行なう車線変更案内装置を提供するという目的を、複数の車線のある交差点を走行する前に各車線の直進あるいは右左折の指定の有無と車線の変更規制がどの地点から行なわれているかを事前に案内する構成により実現した。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を、本発明の車線変更案内装置を車載用ナビゲーション装置（以下、ナビゲーション装置と略称）に適用した例を用いて、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の車線変更案内装置の適用範囲を車載用ナビゲーション装置に限定するものではない。例えば、パーソナルコンピュータに位置検出器１（後述）やナビプログラム２１ｐ（後述）等の、本発明の車線変更案内装置と同等の機能を含んで車両４０（図１参照）に搭載する構成としてもよい。
【００３１】
図１（ａ）のように、車線変更案内装置はナビゲーション装置１００およびカメラ２５を含んで構成される。カメラ２５は例えば天井部中央のように、車両４０の前方の車線を撮影可能な場所に設置される。また、車両４０のダッシュパネルの中央（図１（ｂ）の位置Ｃ）に設置してもよい。図１（ａ）のように、カメラ２５は破線で示される領域Ａが上下方向の撮影可能範囲である。また、図１（ｂ）のように、カメラ２５の左右方向の撮影範囲Ｂは、例えば広角レンズを用いて、車両４０の走行車線の両側の路面の白線あるいは黄線等を撮影可能となっている。
【００３２】
なお、本発明の撮影手段であるカメラ２５は例えば公知のＣＣＤカメラ等で構成される。また、車両４０への侵入者を検知する不審者侵入検知用カメラ、または車間距離測定用に車両４０の前方を撮影する前方監視カメラ、レーンキープシステムのカメラ等と共用すれば、車線変更案内装置のコストを低減することができる。
【００３３】
図２はナビゲーション装置１００の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１００は、位置検出器１，地図データ入力器６，操作スイッチ群７，リモートコントロール（以下リモコンと称する）センサ１１，音声案内などを行なう音声合成回路２４およびスピーカ１５，不揮発メモリ９，表示器１０，ハードディスク装置（ＨＤＤ）２１，これらの接続された制御回路８，リモコン端末１２を備えている。
【００３４】
本発明の位置検出手段である位置検出器１は、周知の地磁気センサ２，車両４０の回転角速度を検出するジャイロスコープ３，車両４０の走行距離を検出する距離センサ４，および衛星からの電波に基づいて車両４０の位置を検出するＧＰＳ受信機５を有している。これらのセンサ等２，３，４，５は各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては前述したうちの一部のセンサで構成してもよく、さらに、ステアリングの回転センサや各転動輪の車輪センサ例えば車速センサ２３等を用いてもよい。
【００３５】
操作スイッチ群７は、例えば表示器１０と一体になったタッチパネル２２もしくはメカニカルなスイッチが用いられる。タッチパネル２２は、表示器１０の画面上にガラス基盤と透明なフィルムにスペーサと呼ばれる隙間を介してＸ軸方向、Ｙ軸方向に電気回路が配線され、フィルム上をユーザがタッチすると、押された部分の配線がショートして電圧値が変わるため、これを２次元座標値（Ｘ，Ｙ）として検出する、いわゆる抵抗膜方式が広く用いられる。その他に、いわゆる静電容量方式を用いてもよい。メカニカルスイッチの他に、マウスやカーソル等のポインティングデバイスを用いてもよい。
【００３６】
また、マイク３１および音声認識ユニット３０を用いて種々の指示を入力することも可能である。これは、マイク３１から入力された音声信号を、音声認識ユニット３０において周知の隠れマルコフモデル等の音声認識技術により処理を行ない、その結果に応じた操作コマンドに変換するものである。これら本発明の入力操作手段である操作スイッチ群７、リモコン端末１２、マイク３１によって、種々の指示を入力することが可能である。
【００３７】
送受信機１３は、例えば道路に沿って設けられた送信機（図示せず）から出力される光ビーコン、または電波ビーコンによってＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）センタ１４から道路交通情報を受信、あるいはＦＭ多重放送を受信するための装置である。
【００３８】
また、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection：自動料金収受システム）車載器１６と通信することにより、ＥＴＣ車載器１６がＥＴＣ路上器（図示せず）から受信した料金情報などをナビゲーション装置１００に取り込むことができる。また、ＥＴＣ車載器１６によって外部ネットワークと接続し、ＶＩＣＳセンタ１４等との通信を行なう構成をとってもよい。
【００３９】
本発明の走行車線取得手段，車線情報取得手段，走行意図方向取得手段，車線変更判断手段，車線情報更新手段，案内タイミング判定手段，距離測定手段，予想到達時間算出手段，経路案内手段である、制御回路８は通常のコンピュータとして構成されており、周知のＣＰＵ８１，ＲＯＭ８２，ＲＡＭ８３，入出力回路であるＩ／Ｏ８４およびこれらの構成を接続するバスライン８５が備えられている。ＣＰＵ８１は、ＨＤＤ２１に記憶されたナビプログラム２１ｐおよびデータにより制御を行なう。また、ＨＤＤ２１へのデータの読み書きの制御はＣＰＵ８１によって行なわれる。Ａ／Ｄ変換部８６は周知のＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路を含み、例えば位置検出器１などから制御回路８に入力されるアナログデータをＣＰＵ８１で演算可能なデジタルデータに変換するものである。ＲＯＭ８２に、ＨＤＤ２１が故障した場合にナビゲーション機能のうちで必要最低限の動作を行なうためのプログラムを記憶しておいてもよい。
【００４０】
本発明の車線情報抽出手段である画像処理部８７は、公知のパターン認識などの技術によってカメラ２５によって撮影された画像の解析を行なう画像処理回路を含んで構成される。
【００４１】
本発明の車線情報記憶手段であるＨＤＤ２１には、ナビプログラム２１ｐの他に位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、道路の接続を表した道路データを含む地図データ２１ｍが記憶される。地図データ２１ｍは、表示用となる所定の地図画像情報を記憶するとともに、リンク情報やノード情報等を含む道路網情報を記憶する。リンク情報は、各道路を構成する所定の区間情報であって、位置座標、距離、所要時間、道幅、車線数、制限速度等から構成される。また、ノード情報は、交差点（分岐路）等を規定する情報であって、位置座標、右左折車線数、接続先道路リンク等から構成される。また、リンク間接続情報には、通行の可不可を示すデータなどが設定されている。
【００４２】
また、ＨＤＤ２１には経路案内の補助情報や娯楽情報、その他にユーザが独自にデータを書き込むことができ、ユーザデータ２１ｕとして記憶される。これらのユーザデータ２１ｕは、操作スイッチ群７，タッチパネル２２およびリモコン端末１２の操作あるいはマイク３１からの音声入力によって内容の書き換えが可能である。また、ナビゲーション装置１００の動作に必要なデータや各種情報をデータベース２１ｄとして記憶してもよい。
【００４３】
また、ナビプログラム２１ｐ，地図データ２１ｍおよびユーザデータ２１ｕは、地図データ入力器６を介して記憶媒体２０からそのデータの追加・更新を行なうことが可能である。記憶媒体２０は、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤを用いるのが一般的であるが、例えばメモリカード等の他の媒体を用いてもよい。また、外部ネットワークを介してデータをダウンロードする構成を用いてもよい。
【００４４】
不揮発メモリ９はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable ＆ Programmable Read Only Memory：電気的消去・プログラム可能・読出し専用メモリ）やフラッシュメモリ等の書き換え可能な半導体メモリによって構成され、ナビゲーション装置１００の動作に必要な情報およびデータが記憶されている。なお、不揮発メモリ９は、車両４０のアクセサリスイッチがオフ状態すなわち、ナビゲーション装置１００がオフ状態になっても、記憶内容が保持されるようになっている。また、不揮発メモリ９の代わりにナビゲーション装置１００の動作に必要な情報およびデータをＨＤＤ２１に記憶してもよい。さらに、ナビゲーション装置１００の動作に必要な情報およびデータを不揮発メモリ９とＨＤＤ２１に分けて記憶してもよい。
【００４５】
本発明の車線変更案内手段，表示手段である表示器１０は周知のカラー液晶表示器で構成され、ドット・マトリックスＬＣＤ（Liquid Crystal Display）およびＬＣＤ表示制御を行なうための図示しないドライバ回路を含んで構成されている。ドライバ回路は、例えば、画素毎にトランジスタを付けて目的の画素を確実に点灯させたり消したりすることができるアクティブマトリックス駆動方式が用いられ、制御回路８から送られる表示指令および表示画面データに基づいて表示を行なう。また、表示器１０として有機ＥＬ（ElectroLuminescence：電界発光）表示器，プラズマ表示器を用いてもよい。
【００４６】
本発明の車線変更案内手段であるスピーカ１５は周知の音声合成回路２４に接続され、ナビプログラム２１ｐの指令によって不揮発メモリ９あるいはＨＤＤ２１に記憶されるデジタル音声データが音声合成回路２４においてアナログ音声に変換されたものが送出される。なお、音声合成の方法には、音声波形をそのままあるいは符号化して蓄積しておき、必要に応じて繋ぎあわせる録音編集方式などがある。
【００４７】
車速センサ２３は周知のロータリエンコーダ等の回転検出部を含み、例えば車輪取り付け部付近に設置されて車輪の回転を検出してパルス信号として制御回路８に送るものである。制御回路８では、その車輪の回転数を車両４０の速度に換算して、車両４０の現在位置から所定の場所までの予想到達時間を算出したり、車両４０の走行区間毎の平均車速を算出する。
【００４８】
ＬＡＮ(Local Area Network) Ｉ／Ｆ２６は車内ＬＡＮ２７を介して他の車載機器やセンサとのデータの遣り取りを行なうためのインターフェース回路である。また、ＬＡＮ Ｉ／Ｆ２６を介して車速センサ２３からのデータ取り込み、あるいはＥＴＣ車載器１６との接続を行なってもよい。
【００４９】
このような構成を持つことにより、ナビゲーション装置１００は、制御回路８のＣＰＵ８１によりナビプログラム２１ｐが起動されると、ユーザが操作スイッチ群７，タッチパネル２２、リモコン端末１２の操作あるいはマイク３１からの音声入力によって、表示器１０上に表示されるメニューから目的地経路を表示器１０に表示させるための経路案内処理を選択した場合、次のような処理を実施する。
【００５０】
すなわち、ユーザが地図上の任意の地点あるいは施設検索や住所検索、ユーザが設定した登録地などから地点を選択して目的地として設定すると、位置検出器１により車両４０の現在位置が求められ、該現在位置を出発地として目的地までの最適な案内経路を求める処理が行われる。そして、表示器１０上の道路地図に案内経路を重ねて表示し、ユーザに適切な経路を案内する。このような自動的に最適な案内経路を設定する手法は、ダイクストラ法等の手法が知られている。また、表示器１０およびスピーカ１５の少なくとも一方によって、操作時のガイダンスや動作状態に応じたメッセージの報知を行なう。
【００５１】
図３のように、地図データ２１ｍあるいはデータベース２１ｄには、交差点における車線変更禁止区間に関する車線情報が記憶されている。この車線情報には、例えば、交差点名，交差点の位置，車線変更禁止区間の有無，車線毎の走行可能方向，車線変更禁止区間の起点等が含まれている。
【００５２】
図４および図５を用いて、本発明における車線変更案内処理について説明する。なお、本処理はナビプログラム２１ｐに含まれ、ナビプログラム２１ｐの他のプログラムとともに繰り返し実行される。まず、ユーザによる操作スイッチ群７，タッチパネル２２およびリモコン端末１２の操作あるいはマイク３１からの音声入力によって、車線変更案内を実施するかの設定が行なわれる。これは、ナビゲーション装置１００の他の操作・設定メニュー同様、表示器１０の表示画面に表示された設定項目から車線変更案内に関する項目を選択し、表示画面上の選択用のボタンを押下して設定する。設定内容はＨＤＤ２１あるいは不揮発メモリ９の所定の記憶領域に記憶される。
【００５３】
図４において、ＨＤＤ２１あるいは不揮発メモリ９を参照して、車線変更案内を実施するモードに設定されていない場合（Ｓ１：Ｎｏ）、通常のナビゲーション表示を行なう（Ｓ１１）。
【００５４】
一方、車線変更案内を実施する設定となっている場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、位置検出器１で検出される車両４０の現在位置，地図データ２１ｍ，図３の車線情報とから、車両４０の前方にある交差点に車線変更禁止区間が含まれているかどうかを調べる。車両４０の前方にある交差点に車線変更禁止区間が含まれていない場合（Ｓ２：Ｎｏ）、その先の交差点を探索して、その交差点に車線変更禁止区間が含まれているかどうかを調べる（Ｓ１０）。
【００５５】
車両４０の前方にある交差点に車線変更禁止区間Ｌが含まれている場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、図３の車線情報を参照して車両４０が現在走行している車線をそのまま走行した場合、ユーザの意図する走行方向を調べ、その意図する走行方向への進行が可能かを調べる。ユーザの意図する走行方向への進行が可能な場合（Ｓ３：Ｎｏ）、上述のように、その道路の先にある交差点を順次探索する（Ｓ１０）。
【００５６】
ユーザの意図する走行方向は、以下の少なくとも一つを用いて決定する。
（１）ナビゲーション装置１００が経路案内を実施している場合、すなわち車両４０が表示器１０の画面上に表示される案内経路に沿って走行している場合は、その案内経路で示される走行方向をユーザの意図する走行方向とする。
（２）ナビゲーション装置１００が経路案内を実施していない場合は、車両４０の現在の走行方向をユーザの意図する走行方向とする。車両４０の走行方向は位置検出器１で検出される車両の現在位置の推移から求めることができる。
（３）右左折時等に方向指示灯を点滅させるための方向指示スイッチ２８の操作（右折・左折）が行なわれた場合は、その操作状態を検出しユーザの意図する走行方向とする。
（４）操作スイッチ群７に含まれて、図示しないハンドル等にユーザの意図する走行方向を入力できるスイッチを設ける。
（５）マイク３１からの音声入力によってユーザの意図する走行方向を入力する。
【００５７】
一方、走行する車線によってはユーザの意図する走行方向への進行ができないことが有り得る場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、図５の車線変更禁止区間Ｌにおける直進車線Ｌ２と右折車線Ｌ３との間の車線変更禁止帯Ｙ２の起点ＰＡ２への接近を待ち（Ｓ５）、車両４０が起点ＰＡ２まで所定の距離に接近した場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、例えば、図５で車両４０がレーン変更可能ゾーンＺの中央の車線Ｌ２を走行中で交差点Ａを直進する場合のように、車両４０が現在の車線を走行すると上記で決定されたユーザの意図する走行方向へ進める場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、例えば「今の車線をこのまま走行して下さい。」のようなメッセージを表示器１０に表示したり、あるいはスピーカ１５から送出する（Ｓ７）。
【００５８】
一方、例えば、図５で車両４０がレーン変更可能ゾーンＺの中央の車線Ｌ２を走行中で交差点Ａを右折する場合のように、車両４０がまだ車線Ｌ２を走行中である場合すなわち現在の車線を走行するとユーザの意図する走行方向へ進めない場合（Ｓ６：Ｎｏ）、例えば「この先交差点右折です。あと約１００ｍで車線変更できなくなります。右車線にお入りください。」のようなメッセージを表示器１０に表示したり、あるいはスピーカ１５から送出し（Ｓ８）、ユーザに右折車線Ｌ３への車線変更を促す。
【００５９】
メッセージの報知は上記の他に、車両４０が起点ＰＡ２まで５０ｍの距離にある場合、あるいは３０ｍの距離にある場合にも行なってもよい。
【００６０】
車線変更禁止帯Ｙ２の起点ＰＡ２への接近すなわちユーザへのメッセージ報知タイミングを、位置検出器１で検出される車両４０の現在位置と起点ＰＡ２との距離を算出し、算出された距離が例えば１００ｍのように所定の値となったときの他に、車速を考慮してもよい。つまり、算出された距離を車速センサ２３により検出される車速で除算し、車両４０の現在位置から起点ＰＡ２への予想到達時間を算出し、算出された予想到達時間の例えば１０秒前をメッセージ報知タイミングとするものである。上記と同様に、予想到達時間の５秒前，３秒前にメッセージの報知を行なってもよい。
【００６１】
上記の報知タイミングをユーザが設定可能な構成としてもよい。
【００６２】
ユーザに右折車線Ｌ３への車線変更を促す場合、表示器１０の表示において、図５のような交差点拡大画面を地図とは別に表示し、右折車線Ｌ３の交差点Ａと車両４０との間の領域を直進左折車線Ｌ１，直進車線Ｌ２とは別の表示色で目立つように表示したり、当該領域を点滅表示してもよい。
【００６３】
また、車線車線変更禁止帯Ｙ２に接近していることをユーザに報知するために、車線変更禁止帯Ｙ２を他の車線変更禁止帯Ｙ１とは別の色で表示したり点滅表示してもよい。
【００６４】
図６を用いて、カメラ２５を用いた車線情報収集処理について説明する。なお、本処理はナビプログラム２１ｐに含まれ、ナビプログラム２１ｐの他のプログラムとともに繰り返し実行される。まず、ユーザによる操作スイッチ群７，タッチパネル２２およびリモコン端末１２の操作あるいはマイク３１からの音声入力によって、カメラ２５による撮影を開始する（Ｓ２１）。ナビゲーション装置１００の動作中は常時撮影状態としてもよい。
【００６５】
撮影された映像データは、位置検出器１で検出された車両４０の位置データとともに制御回路８に送られる。
【００６６】
カメラ２５により撮影された映像信号は制御回路８の画像処理部８７において、その映像信号に一般的な２値化処理を施すことにより、ピクセル毎のデジタル多値画像データに変換される。そして、得られた多値画像データから、一般的な画像処理手法を用いて（Ｓ２２）車線が含まれているかを判別し、その車線に車線変更禁止帯（黄色あるいは白色の連続した線）が含まれているかを調べる。
【００６７】
多値画像データに車線変更禁止帯が含まれていない状態から車線変更禁止帯が含まれている状態に変化した場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、その変化した時点の車両４０の現在位置を車線変更禁止区間の起点とする（Ｓ２４）。
【００６８】
多値画像データに車線変更禁止帯が含まれている状態から車線変更禁止帯が含まれていない状態に変化した場合（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、その変化した時点の車両４０の現在位置を車線変更禁止区間の終点とする（Ｓ２６）。検出された終点と地図データ２１ｍとから、例えば検出された終点から所定の距離以内にある交差点を車線変更禁止帯が含まれている交差点と見なして交差点位置を特定し（Ｓ２７）、車線情報として地図データ２１ｍあるいはデータベース２１ｄに登録する（Ｓ２８）。
【００６９】
また、検出された終点から所定の距離以内に交差点がない場合は、新規に車線変更禁止帯が設けられたものと見なして、終点を交差点位置として車線情報に記憶する。
【００７０】
図３のように、車線情報にその情報の更新日時を記憶する構成とし、カメラ２５により取得された車線情報が例えば交差点Ｂの車線情報である場合、記憶されている更新日時と車線情報が取得された日時とを比較して、取得された日時が新しい場合に交差点Ｂの車線情報を更新するようにしてもよい。
【００７１】
日時情報は、車載用ナビゲーション装置１００の制御回路８あるいはＣＰＵ８１が計時をするためのＲＴＣ（Real Time Counter）を含み、例えば工場出荷時に設定される日時を基にＲＴＣにより生成されたもの、他の車両搭載機器との通信によって取得されたもの、ＧＰＳ受信機５により取得したＧＰＳ信号に含まれるもの、通信によって車両外部の施設・機器から取得されたもの、のいずれを用いてもよい。
【００７２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】車線変更案内装置の構成を示す図。
【図２】車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図。
【図３】車線情報の一例を示す図。
【図４】車線変更案内処理を説明するためのフロー図。
【図５】交差点の一例を示す図。
【図６】車線情報収集処理を説明するためのフロー図。
【符号の説明】
【００７４】
１ 位置検出器（位置検出手段）
７ 操作スイッチ群（入力操作手段）
８ 制御回路（走行車線取得手段，車線情報取得手段，意図走行方向取得手段，車線変更判断手段，車線情報更新手段，案内タイミング判定手段，距離測定手段，予想到達時間算出手段，経路案内手段）
１０ 表示器（車線変更案内手段，表示手段）
１２ リモコン端末（入力操作手段）
１５ スピーカ（車線変更案内手段）
２１ ハードディスク装置（車線情報記憶手段）
２３ 車速センサ（車速検出手段）
２５ カメラ（撮影手段）
３１ マイク（入力操作手段）
８７ 画像処理部（車線情報抽出手段）
１００ 車載用ナビゲーション装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差点の手前の車線における車線変更禁止区間および当該車線変更禁止区間における車両の走行可能方向を含む車線情報を記憶する車線情報記憶手段と、
前記車両が前記交差点の手前のどの車線を走行中であるかを取得する走行車線取得手段と、
前記車両が走行中の車線の車線情報を取得する車線情報取得手段と、
前記車両の意図する走行方向を取得する意図走行方向取得手段と、
前記車両が走行中の車線の車線情報と前記車両の意図する走行方向とを比較して車線変更する必要があるかを判断する車線変更判断手段と、
前記車両が走行中の車線を変更する必要があると判断された場合に、前記走行車線の変更を案内する車線変更案内手段と、
を有することを特徴とする車線変更案内装置。
【請求項２】
前記車両の走行方向の車線を撮影する撮影手段と、
前記撮影された車線の画像から前記車線情報を抽出する車線情報抽出手段とを有し、
前記車線情報記憶手段は前記抽出された車線情報を記憶する請求項１に記載の車線変更案内装置。
【請求項３】
前記抽出された車線情報により前記車線情報記憶手段に記憶された車線情報を更新する車線情報更新手段を有する請求項２に記載の車線変更案内装置。
【請求項４】
前記走行車線の変更を案内するタイミングであるかどうかを判定する案内タイミング判定手段を有し、
前記車線変更案内手段は前記走行車線の変更を案内するタイミングであると判定された場合に前記走行車線の変更を案内する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車線変更案内装置。
【請求項５】
前記車線情報は前記車線変更禁止区間の起点を含み、
車両の現在位置を検出する位置検出手段と、
前記検出された車両の現在位置と前記車線変更禁止区間の起点との距離を算出する距離算出手段とを有し、
前記案内タイミング判定手段は前記算出された距離が所定の値となった場合に前記走行車線の変更を案内するタイミングであると判定する請求項４に記載の車線変更案内装置。
【請求項６】
前記車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記算出された距離と前記検出された車速とから前記車両が前記車線変更禁止区間の起点に到達する予想到達時間を算出する予想到達時間算出手段とを有し、
前記案内タイミング判定手段は前記算出された予想到達時間の所定の時間前を前記走行車線の変更を案内するタイミングであると判定する請求項５に記載の車線変更案内装置。
【請求項７】
前記車線変更案内手段は案内の対象となる車線を他の車線とは異なる表示意匠で表示する表示手段を含む請求項１ないし６のいずれか１項に記載の車線変更案内装置。
【請求項８】
目的地までの経路を案内する経路案内手段を有し、
前記意図走行方向取得手段は、前記案内される経路から前記車両の意図する走行方向を取得する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の車線変更案内装置。
【請求項９】
所定の入力操作を行なう入力操作手段を有し、
前記意図走行方向取得手段は、前記入力操作から前記車両の意図する走行方向を取得する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の車線変更案内装置。
【請求項１】
交差点の手前の車線における車線変更禁止区間および当該車線変更禁止区間における車両の走行可能方向を含む車線情報を記憶する車線情報記憶手段と、
前記車両が前記交差点の手前のどの車線を走行中であるかを取得する走行車線取得手段と、
前記車両が走行中の車線の車線情報を取得する車線情報取得手段と、
前記車両の意図する走行方向を取得する意図走行方向取得手段と、
前記車両が走行中の車線の車線情報と前記車両の意図する走行方向とを比較して車線変更する必要があるかを判断する車線変更判断手段と、
前記車両が走行中の車線を変更する必要があると判断された場合に、前記走行車線の変更を案内する車線変更案内手段と、
を有することを特徴とする車線変更案内装置。
【請求項２】
前記車両の走行方向の車線を撮影する撮影手段と、
前記撮影された車線の画像から前記車線情報を抽出する車線情報抽出手段とを有し、
前記車線情報記憶手段は前記抽出された車線情報を記憶する請求項１に記載の車線変更案内装置。
【請求項３】
前記抽出された車線情報により前記車線情報記憶手段に記憶された車線情報を更新する車線情報更新手段を有する請求項２に記載の車線変更案内装置。
【請求項４】
前記走行車線の変更を案内するタイミングであるかどうかを判定する案内タイミング判定手段を有し、
前記車線変更案内手段は前記走行車線の変更を案内するタイミングであると判定された場合に前記走行車線の変更を案内する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車線変更案内装置。
【請求項５】
前記車線情報は前記車線変更禁止区間の起点を含み、
車両の現在位置を検出する位置検出手段と、
前記検出された車両の現在位置と前記車線変更禁止区間の起点との距離を算出する距離算出手段とを有し、
前記案内タイミング判定手段は前記算出された距離が所定の値となった場合に前記走行車線の変更を案内するタイミングであると判定する請求項４に記載の車線変更案内装置。
【請求項６】
前記車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記算出された距離と前記検出された車速とから前記車両が前記車線変更禁止区間の起点に到達する予想到達時間を算出する予想到達時間算出手段とを有し、
前記案内タイミング判定手段は前記算出された予想到達時間の所定の時間前を前記走行車線の変更を案内するタイミングであると判定する請求項５に記載の車線変更案内装置。
【請求項７】
前記車線変更案内手段は案内の対象となる車線を他の車線とは異なる表示意匠で表示する表示手段を含む請求項１ないし６のいずれか１項に記載の車線変更案内装置。
【請求項８】
目的地までの経路を案内する経路案内手段を有し、
前記意図走行方向取得手段は、前記案内される経路から前記車両の意図する走行方向を取得する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の車線変更案内装置。
【請求項９】
所定の入力操作を行なう入力操作手段を有し、
前記意図走行方向取得手段は、前記入力操作から前記車両の意図する走行方向を取得する請求項１ないし８のいずれか１項に記載の車線変更案内装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１２７５９８（Ｐ２００７−１２７５９８Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２２３６９（Ｐ２００５−３２２３６９）
【出願日】平成１７年１１月７日（２００５．１１．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【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１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月７日（２００５．１１．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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