道路ノード位置管理システム
【課題】道路情報から読み出される合流・退出ノードの位置と、実際に合流・退出走行が開始される地点とのずれを起因とする各種処理における不都合を低減する。
【解決手段】道路情報中における合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡に基づいて、合流・退出レーンと本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得するとともに、移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得し、学習用合流・退出位置及び学習用合流・退出角度に基づいて、道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置である地点一致位置、及び交差角度が学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置である角度一致位置、の少なくとも一方に補助ノードを設定する。
【解決手段】道路情報中における合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡に基づいて、合流・退出レーンと本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得するとともに、移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得し、学習用合流・退出位置及び学習用合流・退出角度に基づいて、道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置である地点一致位置、及び交差角度が学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置である角度一致位置、の少なくとも一方に補助ノードを設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路情報に含まれている道路ノードを管理する道路ノード位置管理システムに関する。この道路ノード位置管理システムは、目的地へ到達するための走行経路上に存在する本線道路と合流・退出道路との間の移行領域を基準点として、経路案内、マップマッチング、車両制御などの処理を行う車両用ナビゲーション装置に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、高速道路や幹線道路などの本線レーンから導入レーンを経て分岐路に至る導入レーン付き分岐点を有する特別区間での分岐路に対する走行案内を行う車両用ナビゲーションシステムが記載されている。このシステムでは、車両位置を検出する車両位置情報取得手段と、前記車両位置と設定された目的地とから案内経路を算定する案内経路算定手段と、本線から導入レーンを通じて分岐路へ分岐する導入レーン付き分岐点を有する特別区間を前記車両位置の前方の案内経路から検出する特別区間検出手段と、車両が本線から前記特別区間の導入レーンに移行したことを検知する導入レーン移行検知手段と、前記導入レーン付き分岐点に対する分岐案内を行うとともに、前記導入レーン移行検知手段が車両の導入レーンへの移行を検出したことに応答して、前記分岐路に対する走行案内を行う分岐案内手段とが備えられている。そのため、車両の現実の導入レーンへの移行を検知したことに応答して、その後に続く導入レーン付き分岐点を実際に通過する前に、分岐路の走行案内を行ことができるので、分岐路に対する正しい走行案内を十分な余裕をもって運転者に与えることができる。しかしながら、この技術では、導入レーン移行検知手段が車両の導入レーンへの移行を検出したということを基準点にして次にやるべき処理が行われるので、この次にやるべき処理は適切に行われるとしても、車両が導入レーンに移行する前に行われるべき処理のための開始基準としては役に立たない。
【０００３】
また、交差点領域などでは交差点特有の標示線などが地物情報として存在しておりこれを利用して、車両位置を適切に補正する車両位置認識装置が特許文献２に記載されている。この装置では、車両の現在位置を表す車両位置情報を取得する車両位置情報取得手段と、道路情報を取得する道路情報取得手段と、取得された車両の周辺の画像情報に含まれる対象地物の画像認識処理を行う画像認識手段と、進路変更学習情報が記憶された進路変更学習情報記憶手段と、進路変更学習情報に基づいて前記車両位置情報を補正する車両位置補正手段とが備えられている。前記進路変更学習情報には、車両の過去の進路変更動作を学習して生成され、車両の進路変更動作が行われた交差点である進路変更交差点を特定可能な進路変更情報と、当該進路変更動作より前に画像認識された対象地物について当該対象地物の認識位置から車両の進路変更動作が行われた位置までの距離情報とが含まれている。具体的には、車両位置補正手段は、前記画像認識手段により前記対象地物が認識された場合に、当該対象地物についての前記進路変更学習情報に基づいて、前記車両位置情報に基づく当該対象地物の認識位置から前記距離情報に示される距離だけ進行した位置が、前記進路変更情報により特定される進路変更交差点の前記道路情報中の位置と一致するように前記車両位置情報を補正する。つまり、車両の過去の進路変更動作の検出結果と当該検出前の対象地物の画像認識結果とを学習した情報を用いて、車両位置情報を適切に補正することができる。しかしながら、この装置では、進路変更交差点での車両位置情報の補正は可能であるが、道路情報に含まれるノード位置は変わらない。このため、例えば、交差点での進路変更操作の開始タイミングなどが運転者によって異なっていても、同じタイミングで、その進路変更操作に付随する案内や制御が行われる。つまり、道路情報におけるノード位置が普遍的に正しいものとして利用されている。
【０００４】
さらに、近接した交差点が存在する場合、道路情報から得られる交差点間の距離と実際の交差点間の距離との誤差により、適切な経路案内ができないという問題を解決するために道路情報から抽出された近接案内地点間の距離を算出し、算出した距離が所定距離以下の場合に、道路情報における近接案内地点間の距離を実際の近接案内地点間の距離に補正し、補正した距離を用いて案内情報を作成して誘導案内を行うナビゲーション装置が特許文献３に記載されている。この装置における補正は、道路情報から得られる交差点間の距離と実際の交差点間の距離との誤差をなくす補正であるので、事情に応じて異なる種々な走行軌跡で走行する各車両に対して適切な補正を行うことは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０９３４０号公報（段落番号０００５−００１４、図１、図２）
【特許文献２】特開２００９−８５９１号公報（段落番号０００８−００２９、図１）
【特許文献３】特開２００８−２８６７５０号公報（段落番号０００４−００１５、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、本線レーンと合流・退出レーンとの間の領域に設けられている合流・退出ノードが関係する合流・退出走行のための案内制御やその後のマップマッチングなどの制御には、実際の合流・退出走行の軌跡が重要となる。すなわち、合流・退出走行のための案内制御では、実際に合流・退出走行が開始される地点が道路情報における合流・退出ノードの位置より重要である。例えば、退出走行の場合、道路情報における退出ノードの位置より先の位置で退出レーンの方に退出する傾向がある車両（運転者）に対して、道路情報における退出ノードの位置を基準にして退出案内を行うとその案内タイミングが早すぎることになる。逆に、退出ノードの位置より手前の位置で退出レーンの方に退出する傾向がある車両（運転者）に対して、道路情報における退出ノードの位置を基準にして退出案内を行うとその案内タイミングが遅すぎることになる。
また、方位センサや距離センサなどから算出した走行軌跡を、道路情報によって示される道路形状（リンクとノードとによって規定される）と比較して、最も合致する道路リンクとそのリンク上の位置を求めるマップマッチングにおいても、実際の走行軌跡と道路形状との関係が重要となる。しかしながら、このような本線レーンと合流・退出レーンとの間の領域で、合流・退出走行が行われる際の走行軌跡は、道路形状や運転者の運転傾向などによっても異なるので、道路情報における合流・退出ノードの位置及び合流・退出リンクの延在方位と実際の合流・退出走行の走行軌跡とが大きく異なることがある。例えば、道路情報における合流・退出ノードから延びる合流・退出リンクと本線リンクとの交差角度と大きく異なる交差角度で車両が合流・退出走行した場合、合流・退出リンクに沿って車両が走行していると判定されず、マップマッチング処理が長引いたり、全くできなかったりする。
【０００７】
そこで、道路情報から読み出される合流・退出ノードの位置及び合流退出リンクの延在方位と、実際の合流・退出走行における走行軌跡とのずれに起因する各種処理における不都合を低減する技術が要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る道路ノード位置管理システムの特徴構成は、車両の現在位置を表す車両位置情報を取得する車両位置情報取得部と、複数のリンク及びノードの接続関係により道路を表す道路情報を取得する道路情報取得部と、前記道路情報中における合流・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得する走行軌跡取得部と、前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得する合流・退出位置取得部と、前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得する合流・退出角度取得部と、前記学習用合流・退出位置及び前記学習用合流・退出角度に基づいて、前記道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に、地点一致位置及び角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定する補助ノード設定部とを備え、前記地点一致位置は学習用合流・退出位置学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置であり、前記角度一致位置は前記本線リンクとの交差角度が前記学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置である点にある。
【０００９】
この構成によれば、車両が本線レーンと合流・退出レーンとの間を一方から他方に移行したことを車両走行軌跡を通じて検知されるとその移行地点の位置を車両位置情報取得部から得ることができる。そして、この移行地点の位置を学習用合流・退出位置とし、車両走行軌跡に基づいて得られる合流・退出角度（本線レーンに対する移行角度）を学習用合流・退出角度とする。この移行地点の位置は実際に車両がレーンを移行走行した位置であり、車両走行軌跡は実際に車両が走行した軌跡であるので、学習用合流・退出位置は今回の走行における合流・退出位置となり、学習用合流・退出角度は今回の走行における合流・退出角度となる。従って、この学習用合流・退出位置に基づいてその本線リンク上の位置（ここでは地点一致位置と呼ばれる）を求めると、この位置は実際の走行での合流・退出ノードに対応する。また、この学習用合流・退出角度に基づいて規定される傾斜角度とした仮想合流・退出リンクと本線リンクとの交点（ここでは角度一致位置と呼ばれる）を求めると、この交点は実際の走行での合流・退出走行の合流・退出角度に基づく合流・退出ノードとなる。ここで、合流・退出ノードの手前で行われる合流・退出案内の報知等の経路案内のタイミングの決定のためには地点一致位置に対応する合流・退出ノード位置が適する。また、合流・退出ノードの後の車両走行軌跡を利用して行われるマップマッチングのためには角度一致位置に対応する合流・退出ノード位置が適する。このことから、特定の合流・退出ノードを基準にした処理の種類に応じて少なくとも一方に、当該特定の合流・退出ノードの代わりに用いることができる補助ノードを設定することで、道路情報から読み出される合流・退出ノードの位置及び合流・退出リンクの延在方位と、実際の合流・退出走行における走行軌跡とのずれに起因する各種処理における不都合を低減することができる。
なお、ここでいう接続区間とは、本線レーンと合流・退出レーンとの間での車両のレーン移行が可能な区間であり、本線レーンと合流・退出レーンとが接している区間、より詳しくはこれらが互いに隣接して平行に延びている区間が接続区間となる。また、ここでいう合流・退出角度とは、合流・退出レーンと本線レーンとの間の移行の際の車両の走行軌跡の延在方向が本線レーンの延在方向又は本線リンクに対してなす角度である。例えば、車両がレーン移行を行った移行地点の位置における車両走行軌跡の本線リンクに対する傾斜角が合流・退出角度の一例であり、また本線レーンの区画線の画像認識処理により検出される、車両がレーン移行を行った移行地点の位置における車両進行方向と本線レーンの区画線とのなす角度も一例である。
【００１０】
各合流・退出ノード毎に、地点一致位置に対応する合流・退出ノード位置、及び角度一致位置に対応する合流・退出ノード位置が補助ノードとして用意されていると好都合である。しかしながら、その場合実際に使用するのは、この２種類の補助ノードのいずれか一方であり、もはや当該ノードについての道路情報に含まれている基本ノードは不要となる。このため、合流・退出ノードの数が膨大なことを考慮すると、走行した合流・退出ノードの全てに対して２種類の補助ノードを用意するのは好ましくない。従って、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記補助ノード設定部は、前記地点一致位置及び前記角度一致位置のいずれか一方に前記補助ノードを設定し、前記地点一致位置及び前記角度一致位置のいずれか他方に一致させるように前記基本ノードの位置を補正するノード位置補正部を更に備えている。これにより、これにより、当該合流・退出ノードとして地点一致位置に対応する補正ノード合流・退出ノード位置、及び角度一致位置に対応する合流・退出ノード位置の２つだけが格納されることとなり、メモリ等の記憶デバイスの効率的な使用につながる。
【００１１】
上述したように、合流・退出ノードの手前で行われる合流・退出案内の報知等の経路案内のタイミングの決定のためには地点一致位置に対応する合流・退出ノード位置を用いるのが適し、合流・退出ノードの後の車両走行軌跡を利用して行われるマップマッチングのためには角度一致位置に対応する合流・退出ノード位置を用いるのが適している。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記基本ノード及び前記補助ノードの何れかのノードの中から、前記車両の経路案内処理に利用するノードとしては前記地点一致位置に設定されたノードを選択し、前記現在位置のマップマッチング処理に利用するノードとしては前記角度一致位置に設定されたノードを選択する利用ノード選択部が更に備えられている。これにより、実行しようとする処理の種類に応じて適切なノード位置が自動的に選択されて用いられるようになる。
【００１２】
前記走行軌跡取得部を効果的かつ確実に構築するため、車載カメラの撮影画像における画像認識を通じて道路の車道中央線や車線境界線などの地物情報を検知し、車両位置を適切に補正する既に確立した技術を利用することが提案される。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記走行軌跡取得部は、前記車両走行軌跡を、本線レーンと合流・退出レーンとの間に設けられている区域識別線の画像認識を用いて取得し、前記合流・退出位置取得部は、前記車両が前記区域識別線を跨いだ地点を学習用合流・退出位置として取得し、前記合流・退出角度取得部は、前記区域識別線を跨いだ際の前記車両の進行方向と前記区域識別線との角度を学習用合流・退出角度として取得するように構成されている。
【００１３】
さらに、本発明は、道路情報から読み出される合流・退出ノードの位置及び合流退出リンクの延在方位と、実際の合流・退出走行における走行軌跡とのずれに起因する各種処理における不都合を低減するための、道路ノード位置管理方法やその方法をコンピュータに実行させる道路ノード位置管理プログラムも権利対象としている。例えば、そのような道路ノード位置管理方法は、車両の現在位置を表す車両位置情報を取得するステップと、複数のリンク及びノードの接続関係により道路を表す道路情報を取得するステップと、前記道路情報中における合流・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得するステップと、前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得するステップと、前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得するステップと、前記学習用合流・退出位置及び前記学習用合流・退出角度に基づいて、前記道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に、地点一致位置及び角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定するステップとを備え、前記地点一致位置は学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置であり、前記角度一致位置は前記本線リンクとの交差角度が前記学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置である。
また、そのような道路ノード位置管理プログラムは、車両の現在位置を表す車両位置情報を取得する機能と、複数のリンク及びノードの接続関係により道路を表す道路情報を取得する機能と、前記道路情報中における合流・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得する機能と、前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得する機能と、前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得する機能と、前記学習用合流・退出位置及び前記学習用合流・退出角度に基づいて、前記道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に、地点一致位置及び角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定する機能とをコンピュータに実行させるものであり、その際、前記地点一致位置は学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置であり、前記角度一致位置は前記本線リンクとの交差角度が前記学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置である。当然ながら、このような道路ノード位置管理方法や道路ノード位置管理プログラムも上述した施設退出案内システムで述べた作用効果を得ることができ、さらにその好適な実施形態として述べたいくつかの付加的技術を組み込むことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による道路ノード位置管理技術の基本的な原理を模式的に示している説明図である。
【図２】本発明による道路ノード位置管理技術の基本的な原理における学習ノード位置演算アルゴリズムを模式的に示している説明図である。
【図３】本発明による道路ノード位置管理技術で取り扱われる道路情報の一例を模式化した模式図である。
【図４】本発明の１つの実施形態に係る車両用ナビゲーション装置の機能ブロック図である。
【図５】合流・退出ノード学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。−チャートである。
【図６】跨ぎ検知ルーチンの一例を示すフローチャートである。−チャートである。
【図７】合流・退出ノード位置学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。−チャートである。
【図８】学習ノード位置利用処理の一例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】
【００１５】
本発明による道路ノード位置管理システムの具体的な実施形態を説明する前に、その基本的な原理を、図１と図２とを用いて説明する。図１は、本発明による道路ノード位置管理システムの基本的な原理を模式的に示している説明図である。図２は、本発明による道路ノード位置管理システムの基本的な原理発明における、二種類の学習ノード位置演算アルゴリズムを模式的に示している説明図である。
図１には、本線レーンと合流・退出レーンとの間で行われる合流・退出走行の一例として、高速道路や幹線道路などの本線から導入レーンを通じて退出路へ分岐する退出走行が示され、この退出走行において、本発明による道路ノード位置管理システムよって実行される種々の情報（データ）の流れが図解されている。
【００１６】
図３には、図１における道路領域の道路情報が模式的に表されており、通常、このような道路情報はデータベース化され、地図データベースに仕様に応じた形態で格納されている。ここでは、一例として、道路ネットワークレイヤｍ１、道路形状レイヤｍ２、道路属性レイヤｍ３の３つのレイヤに分けられて格納されている。
道路ネットワークレイヤｍ１は、道路間の接続情報を示すレイヤである。具体的には、緯度及び経度で表現された地図上の位置情報を有する多数のノードＮの情報と、２つのノードＮを接続して道路に対応する経路を構成する多数のリンクＫの情報とを記録している。各リンクＫは、そのリンク情報として、道路の種別（高速道路、有料道路、国道、県道等の種別）やリンク長さ等の情報を記録している。なお、分岐するリンクＫと接続しているノードＮは分岐ノードと呼ばれるが、この分岐ノードが車両の合流や退出の基準点となるので、ここでは合流・退出ノードとも呼ばれる。また、本線レーン（本線道路）を表すリンクである本線リンクに対して分岐ノードで接続しているリンクは、合流リンク・退出リンクと呼ばれる。
【００１７】
道路形状レイヤｍ２は、道路ネットワークレイヤｍ１に関連付けられて格納され、道路の形状などを示すレイヤである。具体的には、２つのノードＮの間（リンクＫ上）に配置されてリンクＫの詳細形状を表す形状補間点ｓの情報や、道路の詳細形状を表すための各形状補間点ｓでの道路幅の情報等を記録している。
道路属性レイヤｍ３は、道路ネットワークレイヤｍ１及び道路形状レイヤｍ２に関連付けられて構成され、道路に関する詳細な情報が記録されたレイヤである。この道路属性レイヤｍ３に記録される情報としては、例えば、分岐ノードに関する情報や各道路のレーン情報等が含まれる。ここで、レーン情報には、各道路のレーン数、各レーンのレーン幅、レーン長さなどの情報が含まれる。また、レーン情報には、分岐ノードで分岐して接続される複数の道路間での各レーンの位置関係や接続関係（リンク角度等）等の情報も含まれる。ここでは、道路情報は、上記各レイヤｍ１〜ｍ３に格納された情報の総称であり、それに含まれるいずれの情報も意味するものである。
【００１８】
図１には、本線レーンから退出レーンへ移行する退出走行経路としての、合流・退出ノード（以下の図１と図２とを用いた基本原理の説明では、単に退出ノードと称する）Ｎ2と、それに接続するリンクと、退出走行経路を走行する車両の車両軌跡とが図示されている。また、この退出走行を経時的に説明するために、時間経過を示す時点、ｔ1からｔ5が設定されており、以下にその時点での状況を説明する。なお、図１と図２において退出ノードＮ2が黒点で示され、その退出ノードに接続している各リンクが太実線で示されている。
【００１９】
（１）時点：ｔ1
この時点：ｔ1で示されている時間帯では、車両はまだ本線レーンを走行している。時点：ｔ1は車両位置：Ｐ1が生成された時の時刻（タイムスタンプ）である。
（２）時点：ｔ2
この時点：ｔ2は本線レーンから退出レーンに移行するためにステアリング操作をして退出レーンに向かおうとしているときの時刻（タイムスタンプ）である。この時点：ｔ2における車両位置：Ｐ2が取得されている。ステアリング操作はステアリング角度の変化で示されるが、この時点：ｔ2で、所定のステアリング操作を示すステアリング角度：θが発生したとすると、このステアリング角度：θを含むステアリング操作情報が生成される。さらに、ステアリング操作履歴の一事象として、時点：ｔ2における車両位置：Ｐ2と、ステアリング操作情報：θとが関連付けられる。このステアリング操作情報：θで表されるステアリング操作をトリガーとして、この退出走行における本線レーンと退出レーンとの間の移行地点の位置を求めるための、車両走行軌跡の取得処理が開始される。この車両走行軌跡の取得処理の一例は、車載カメラによる路面撮影画像に基づいて行われる画像認識処理である。このステアリング操作情報：θで表されるステアリング操作の検知をトリガーとして、本線レーンと退出レーンとの間の路面に描画されている区域識別線としての白色太破線の画像認識処理がスタートする。この画像認識処理は、車載カメラによる路面撮影画像に基づいて行われる。そのような画像認識処理では、本線レーンと退出レーンとの間の路面に描画されている区域識別線としての白色太破線の跨ぎを検知することで、移行地点の位置を確定することができる。従って、この基本原理の説明では、移行地点の位置は、白色太破線に対する車両跨ぎ位置とする。
【００２０】
（３）時点：ｔ3
この時点：ｔ3では、車両が、本実施形態では白色太破線で道路面上に白色で描かれている区域識別線を跨ぎ走行する。車載カメラによる路面撮影画像に対する画像認識処理において区域識別線が認識され、このことを伝える跨ぎ認識情報：Ｘが発行される。この時点：ｔ3を起動タイミングとして、以下の補助ノード設定処理がスタートする。
【００２１】
（３-１）
跨ぎ認識情報：Ｘが発行された時点：ｔ3で取得された車両位置：Ｐ3が、移行地点の位置（跨ぎ走行位置）：Ｐxとみなされる。この移行地点の位置（跨ぎ走行位置）：Ｐxと、この位置：Ｐxでの車両走行軌跡とに基づいて、補助ノードの候補となる２つの学習ノード位置、地点一致位置と角度一致位置が求められる。
（ａ）地点一致位置算定アルゴリズム
移行地点の位置：Ｐxを入力パラメータである学習用退出位置として、道路情報中のノードである基本の退出ノードＮ2とは別に学習用退出位置の本線リンク上の位置である地点一致位置を算定する。この算定アルゴリズムでは、図２の（ａ）で示すように、学習用退出位置：Ｐxから本線リンクに垂線を下ろして、その垂線と本線リンクとの交点を地点一致位置：Ｎxとする。
（ｂ）角度一致位置算定アルゴリズム
移行地点の位置：Ｐxにおける車両走行軌跡の傾斜角：αxを入力パラメータである学習用退出角度として、道路情報中のノードである基本の退出ノードＮ2とは別に学習用退出位置の本線リンク上の位置である角度一致位置を算定する。この算定アルゴリズムでは、図２の（ｂ）で示すように、この退出ノード：Ｎ2から延びている退出リンク上の最初のノードである退出第１ノード：Ｎbを通って傾斜角度が学習用退出角度：αxとなる直線を仮想する。この仮想直線と本線リンクとの交点を角度一致位置：Ｎαxとする。この仮想直線が本発明における仮想合流・退出リンクに相当する。
（３-２）
補助ノードの設定は次のように行うことができる。
（ａ）算定された学習ノード位置の１つである地点一致位置：Ｎxは、道路情報中の退出ノードＮ2より実際に退出走行を始める位置に近いので、この地点一致位置：Ｎxを経路案内処理のための基準点となる補助ノードとして設定する。
（ｂ）算定された学習ノード位置の他の１つである角度一致位置：Ｎαxは、退出第１ノード：Ｎbとともに、実際の退出走行時における車両姿勢を表す走行ベクトルに近似する経路を作り出すので、マップマッチング処理のための補助ノードとして設定される。
このように補助ノードとして、地点一致位置：Ｎxと角度一致位置：Ｎαxとが記録されると、その箇所における次の走行において、退出ノードＮ2に関係するナビゲーションの処理の種類に応じて適切な補助ノードを選択することができる。補助ノードが設定されると、元の道路情報中のノードである退出ノード：Ｎ2の役割が減少するので、地点一致位置：Ｎxと角度一致位置：Ｎαxのいずれか一方で退出ノード：Ｎ2を上書きして、道路情報を書き換え、その他方を補助ノードとして記録しておくことも可能である。
【００２２】
（４）時点：ｔ4
この時点：ｔ4において、車両の退出レーンへの移行が完了しており、車両は退出レーンを走行している。
（５）時点：ｔ5
この時点：ｔ5において、車両が退出レーンに移行し、退出レーンに設定されているリンクに対するマップマッチングにより、車両位置が退出レーンに設定されているリンク上の所定位置に設定される。
【００２３】
〔学習ノード位置の利用〕
マップマッチングによって確定された走行予定経路の退出ノードが含まれていた場合、その退出ノードに補助ノードが関連付けられて記録されているかどうかチェックを行う。学習ノードが関連付けられていれば、その退出ノードの代わりに補助ノードの位置を利用して、経路案内処理やその後のマップマッチング処理などを行う。道路地図の退出ノードそのものが補助ノードで書き換えられていた場合には、書き換えられた退出ノードあるいは補助ノードのうち適切な方を行うべき処理の種類に応じて選択する。
【００２４】
上記の原理説明では、退出走行を利用して退出ノードに対する学習ノード位置の算定を例としていたが、合流走行を利用して合流ノードに対する学習ノード位置の算定も同様な手順で行うことができる。従って、ここでは、退出ノードも合流ノードも実質的に同一なものとみなして、退出・合流ノードとして取り扱われている。
【００２５】
上述した基本原理に基づいて動作する道路ノード位置管理システムを採用した車両用ナビゲーション装置の一例を示す機能ブロック図が図４に示されている。このナビゲーション装置は、中核要素としてのナビゲーション電子制御ユニット（以下単にナビゲーションＥＣＵと略称する）３と、推測航法ユニット５、ＧＰＳユニット６と、画像処理ユニット７、車両状態検出管理ユニット８、車載カメラ１１、タッチパネル１３付きモニタ１２、スピーカ１４などから構築されている。
【００２６】
推測航法ユニット５には、車両状態検出管理ユニット８を介して距離センサ８ａと方位センサ８ｂからの信号が入力される。距離センサ８ａ及び方位センサ８ｂは、その検出信号を車両状態検出管理ユニット８を介して推測航法ユニット５に送る。推測航法ユニット５は、刻々と送られてくるこれらの移動距離に関する信号と方位に関する信号とに基づいて推測航法位置座標を演算し、推測航法による車両位置情報としてナビゲーションＥＣＵ３に送る。
【００２７】
ＧＰＳユニット６にはＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ測定ユニットが含まれている。ＧＰＳユニット６は、ＧＰＳ測定ユニットで受信されたＧＰＳ衛星からの信号を解析し、車両の現在位置（緯度及び経度）を算定し、ＧＰＳ位置座標に基づく車両位置情報としてナビゲーションＥＣＵ３に送る。
【００２８】
画像処理ユニット７は、撮影画像取得部７ａと、識別線跨ぎ検知部７０を備えている。
撮影画像取得部７ａは、カメラ１１により出力された撮影画像を取得し、歪み補正や濃度補正などの必要な前処理を行う。カメラ１１は、レンズ光学系と撮像素子を備え、少なくとも車両の周辺の道路の区画線、例えば、車道中央線や車線境界線、あるいは本線レーンと合流・退出レーンとの間に設けられている区域識別線（本例では白色太破線）などを撮影可能な位置に設けられている。このようなカメラ１１としては、例えば、車両に標準又はオプション装備されるバックカメラ等を用いると好適である。なお、撮影画像取得部７ａは、カメラ１１からの撮影画像を所定の時間間隔、例えば１０〜５０ｍｓ程度で取り込む。
【００２９】
識別線跨ぎ検知部７０は、ナビゲーションＥＣＵ３からの指令により動作を開始し、車両が本線レーンから区域識別線を跨いで退出レーンに進入したことを検知する。この実施形態では、識別線跨ぎ検知部７０は、カメラ１１からの撮影画像の画像認識処理を通じて得られた区域識別線の認識に基づいて車両の識別線跨ぎを検知する。この目的のため識別線跨ぎ検知部７０は、識別線抽出部７１と、識別線画像バッファ７２と、識別線跨ぎ判定部７３と、跨ぎ角度検出部７４とを有する。識別線抽出部７１は、撮影画像取得部７ａから取り込まれた撮影画像に対して二値化処理やエッジ検出処理等を行い、当該撮影画像に含まれている区域識別線の輪郭を示す区画線画像を抽出する。識別線画像バッファ７２は、生成された区画線画像を経時的な順序で一時的に格納する。識別線跨ぎ判定部７３は、識別線画像バッファ７２に経時的に格納された区画線画像を比較して、例えば区画線画像から動きベクトルを求めて、最終的に車両が区域識別線を跨いだことを判定する。車両の区域識別線跨ぎ走行が検知されると、識別線跨ぎ検知部７０はナビゲーションＥＣＵ３に識別線跨ぎ検知情報を送る。跨ぎ角度検出部７４は、識別線跨ぎ判定部７３によって車両の区域識別線跨ぎ走行が検知されたときの区画線画像から、車両進行方向と区域識別線との間の角度を検出する。当該角度は、ナビゲーションＥＣＵ３に送る走行軌跡情報に含まれ、本発明における学習用合流・退出角度として利用可能である。また、この実施形態では、識別線跨ぎ検知部７０は、識別線画像バッファ７２に経時的に格納された区画線画像から、合流・退出レーンと本線レーンとの間の道路領域における車両走行軌跡を含む走行軌跡情報を生成し、ナビゲーションＥＣＵ３に送る機能を有する。
【００３０】
ナビゲーションＥＣＵ３は、基本的なナビゲーション機能部として、地図データベース３０と、車両位置情報取得部３１と道路情報取得部３２とナビゲーション処理部４を備えている。車両位置情報取得部３１は、推測航法ユニット５やＧＰＳユニット６から送られてくる車両位置情報から車両の現在位置を読み取る。道路情報取得部３２は、車両位置情報取得部３１で読み取られた車両の現在位置に基づいて、地図データベース３０から必要な地図情報を含む道路情報を取得する。道路情報取得部３２は、取得した道路情報を他のナビゲーションＥＣＵ３の機能部に与える。また、道路情報取得部３２は、ナビゲーション処理部４におけるナビゲーション処理の実行のために要求された領域の地図情報を地図データベース３０から取得し、ナビゲーション処理部４に転送する。なお、この地図データベース３０には、図３で模式的に示したように、道路ネットワークレイヤｍ１、道路形状レイヤｍ２、道路属性レイヤｍ３などのレイヤに分けられた形式のデータやリスト形式のデータで各種道路情報が格納されている。
【００３１】
ナビゲーション処理部４は、車両位置表示、出発地から目的地までの経路探索、目的地までの進路案内、目的地検索等のナビゲーション機能を実行するためにインストールされているアプリケーションプログラムに従って動作する種々の演算処理機能部を有する。例えば、ナビゲーション処理ユニット４は、道路情報取得部３２により取得された車両現在位置周辺の道路情報に含まれる地図イメージをモニタ１２に表示するとともに、当該地図の画像上に、車両位置情報に基づいて車両位置マーク（シンボル）を重ね合わせて表示する処理を行う。さらには、ナビゲーション処理ユニット４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案内経路と車両位置情報とに基づいて、モニタ１２又はスピーカ１４あるいはその両方を用いて分岐案内を含む経路案内を行う。さらには、ナビゲーション処理ユニット４は、車両位置情報取得部３１から送られてきた車両位置が測定誤差等を含んでいるために道路上から外れた場合、車両位置を道路地図に示される道路上とする補正を行うマップマッチング機能部も備えている。マップマッチング処理を通じて補正され車両位置は、車両位置情報取得部３１に与えられる。
【００３２】
ナビゲーションＥＣＵ３は、通信インタフェース２０と、表示制御部２１と、音声処理部２２とを備えている。通信インタフェース２０は、車載ＬＡＮで接続された他のモジュールやＥＣＵとこのナビゲーションＥＣＵ３とをデータ伝送可能に接続するものである。表示制御部２１は、モニタ１４における経路案内画像や撮影画像などの表示を制御する。音声処理部２２は、経路案内情報などを音声化した音声信号を生成して、スピーカ１４に出力する。
【００３３】
さらに、このナビゲーションＥＣＵ３は、上述した道路ノード位置管理システムを実現するために、走行軌跡取得部３３と、合流・退出位置取得部３４ａと、合流・退出角度取得部３４ｂと、ステアリング操作履歴管理部３５と、合流・退出ノード位置学習部３６と、補助ノード設定部３７と、ノード位置補正部３８と、利用ノード選択部３９とを備えており、実質的にはコンピュータプログラムの実行によってその機能が実現する。走行軌跡取得部３３は、画像処理ユニット７の識別線跨ぎ検知部７０から送られてくる走行軌跡情報に基づいて、合流・退出ノードに属する合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得する。接続区間は、本線レーンと合流・退出レーンとが接している区間であり、ここでは区域識別線が設けられている区間に相当する。なお、走行軌跡取得部３３は、距離センサ８ａと方位センサ８ｂからの信号を走行軌跡情報として受け取り、この走行軌跡情報から車両走行軌跡を取得することも可能である。いずれにせよ、走行軌跡取得部３３で取得された車両走行軌跡は他の機能部によるアクセスが可能なように一時的にメモリに格納される。
【００３４】
合流・退出位置取得部３４ａは、格納されている車両走行軌跡及び識別線跨ぎ検知情報に基づいて算定された、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得する。合流・退出角度取得部３４ｂは、格納されている車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を算定する。この合流・退出角度は、移行地点における車両の走行方向の本線レーンに対する角度、もしくは車両走行軌跡の本線レーンに対する平均的傾斜角度のいずれかを、学習用合流・退出角度とすることができる。つまり、まず、走行軌跡取得部３３が、本線レーンと合流・退出レーンとの間に設けられている区域識別線の画像認識に基づく車両走行軌跡を用いて取得する。次いで、取得された車両走行軌跡に基づいて、合流・退出位置取得部３４ａが、車両が区域識別線を跨いだ地点を学習用合流・退出位置として取得し、合流・退出角度取得部３４ｂが、区域識別線を跨いだ際の車両の進行方向と区域識別線との角度を学習用合流・退出角度として取得する。
【００３５】
ステアリング操作履歴管理部３５は、所定のタイミング、例えば、合流リンク・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードが、車両が合流または退出するノードとして走行前方に存在するときに、ステアリング操作履歴の記録を開始し、車両が合流または退出するためにステアリング操作する時点又は地点の把握を可能とする。
【００３６】
合流・退出ノード位置学習部３６は、合流・退出位置取得部３４ａによって取得された学習用合流・退出位置及び合流・退出角度取得部３４ｂによって取得された前記学習用合流・退出角度に基づいて、道路情報中に記録されている合流・退出ノードである基本ノードとは別に学習用合流・退出位置の本線リンク上の位置である地点一致位置、及び合流・退出リンクと本線リンクとの交差角度が学習用合流・退出角度と一致する位置である角度一致位置を算出する。この地点一致位置及び学習用合流・退出角度の算出方法は図２を用いて先に詳しく説明されているので、ここでの説明は省略する。
なお、本実施形態では、合流・退出ノード位置学習部３６は、合流・退出位置取得部３４ａ及び合流・退出角度取得部３４ｂによる処理の実行条件制御も行う。まず、合流・退出ノード位置学習部３６が、取り出された走行予定経路に、合流レーンから本線レーンへの走行又は本線レーンから退出レーンへの走行が予定されている合流・退出ノードが含まれていることを確認する。確認された合流・退出ノードから所定距離内に車両が入ると画像処理ユニット７に識別線跨ぎ検知を要求する。これにより、画像処理ユニット７の識別線跨ぎ検知部７０が動作し、走行軌跡情報を走行軌跡取得部３３に送る。走行軌跡取得部３３によって生成された車両走行軌跡を利用して、合流・退出位置取得部３４ａによって、移行地点の位置を取得させ、合流・退出角度取得部３４ｂによって合流・退出角度を取得させる。取得された移行地点の位置及び合流・退出角度から、合流・退出ノード位置学習部３６の制御管理の下で、学習用合流・退出位置及び学習用合流・退出角度が算出されることになる。
【００３７】
補助ノード設定部３７は、合流・退出ノード位置学習部３６によって学習算出された地点一致位置と角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定する。道路情報中に記録されている合流・退出ノードである基本ノードに代えて補助ノードを一時的に利用することで、適切な経路案内やマップマッチングが実現する。その際、補助ノードとして設定しなかった方（地点一致位置及び前記角度一致位置のいずれか他方）の位置で、道路情報中に記録されている合流・退出ノードである基本ノードの位置を書き換え変更してもよい。このような基本ノードの書き換え補正はノード位置補正部３８によって行われる。
【００３８】
利用ノード選択部３９は、基本ノードと補助ノードとの使い分けを行うための機能部である。利用ノード選択部３９は、基本ノード及び補助ノードの何れかのノードの中から、車両の経路案内処理に利用するノードとしては地点一致位置に設定されたノードを選択し、現在位置のマップマッチング処理に利用するノードとしては角度一致位置に設定されたノードを選択するように構成されている。予め、基本ノードを地点一致位置に設定し、補助ノードを角度一致位置に設定するとともに、経路案内処理時には基本ノードを用いて、マップマッチング処理時には補助ノードを用いるように設定している場合には、利用ノード選択部３９はそのような設定に基づいて利用ノードを選択する。もちろん、予め、基本ノードを角度一致位置に設定し、補助ノードを地点一致位置に設定することも可能である。この場合でも、経路案内処理時には補助ノードを用い、マップマッチング処理時には基本ノードを用いるルールさえ設定しておけば、利用ノード選択部３９はそのような設定に基づいて利用ノードを選択する。
【００３９】
合流・退出位置取得部３４ａ及び合流・退出角度取得部３４ｂによって得られた位置や角度に基づいて決定された学習ノード位置を、道路情報、例えば元の合流・退出ノードと関連付けて記憶することができる。この学習ノード位置の演算アルゴリズムとしては、図２を用いた基礎原理の説明における（ａ）や（ｂ）などを採用することができる。また、合流・退出ノード位置学習部３６は、学習ノード位置を当該学習ノード位置に対応している本線レーンまたは合流・退出レーンあるいはそれら両方のレーンの渋滞状況と関連付けて記憶する機能も備えることが可能である。その場合、補助ノードの設定、及び基本ノードの補正も、当該渋滞状況と関連付けて行われる。
【００４０】
上述したように構成された道路ノード位置管理システムにおけるノード位置の学習管理の制御の流れを図５のフローチャートを用いて説明する。
タッチパネル１３を通じて入力された目的地までの案内経路が算定され、走行が開始されると、その案内経路から走行にともなって順次取り出される直近の走行予定経路に対して、合流・退出ノード学習ルーチンが行われる。従って、まず、道路情報取得部３２が直近の走行予定経路を取り出す（＃０１）。合流・退出ノード位置学習部３６が、取り出された走行予定経路に、合流レーンから本線レーンへの走行又は本線レーンから退出レーンへの走行が予定されている合流・退出ノードが含まれているかどうかをチェックする（＃０２）。そのような合流・退出ノードが含まれていなければ（＃０２No分岐）、次に新たな直近の走行予定経路が取り出されるのを待つ。そのような合流・退出ノードが含まれているならば（＃０２Yes分岐）、合流・退出ノード位置学習部３６は、さらにその合流・退出ノードが所定距離内に存在しているかどうかをチェックする（＃０３）。車両が合流・退出ノードから所定距離内に入るまで待機し、車両が合流・退出ノードから所定距離内に入ると（＃０３Yes分岐）、合流・退出ノード位置学習部３６は、画像処理ユニット７に識別線跨ぎ検知を要求する（＃０４）。画像処理ユニット７は識別線跨ぎ検知の要求を受けて、跨ぎ検知ルーチンを実行する（＃０５）。
【００４１】
図６で示されている跨ぎ検知ルーチンが実行されると、撮影画像取得部７ａが車載カメラ１１の撮影画像を順次取り込み、必要な前処理を施してメモリに展開する（＃５１）。メモリに展開された撮影画像に対して識別線跨ぎ検知部７０が以下のような跨ぎ検知処理を行う。まず、識別線抽出部７１がエッジ検出フィルタなどを用いて本線レーンと合流・退出レーンとの間の太破線である区域識別線の抽出を行う（＃５２）。区域識別線が抽出されなかった場合（＃５３No分岐）、次の撮影画像に対する処理に進む。区域識別線が抽出された場合（＃５３Yes分岐）、抽出された区域識別線をマーキングするとともにこの識別線画像を識別線画像バッファ７２に一時的に格納する（＃５４）。識別線跨ぎ判定部７３は、識別線画像バッファ７２に経時的な順序で格納されている識別線画像から車両が区域識別線を跨いだタイミングを判定する（＃５５）。車両の区域識別線跨ぎが判定されなければ（＃５６No分岐）、跨ぎ検知処理の経過時間がチェックされる（＃５７）。経過時間が所定時間内であれば（＃５７No分岐）、さらにこの跨ぎ検知処理を続行する。経過時間が所定時間を越えると（＃５７Yes分岐）、識別線跨ぎ検知部７０は、「非検知」を内容とする跨ぎ検知情報をナビゲーションＥＣＵ３に送り（＃５８）、このルーチンを終了する。ステップ＃５５で車両の区域識別線跨ぎが判定されると（＃５６Yes分岐）、識別線跨ぎ検知部７０は、「検知」を内容とする跨ぎ検知情報をナビゲーションＥＣＵ３に送り（＃５９）、このルーチンを終了する。
なお、識別線跨ぎ検知部７０は、この跨ぎ検知ルーチンの実行中及び跨ぎ検知後で車両が所定距離だけ走行するまでは、識別線画像バッファ７２に識別線画像を経時的な順序で格納するとともに、当該識別線画像から車両走行軌跡を含む走行軌跡情報を生成する。そして、識別線跨ぎ検知部７０は、生成した走行軌跡情報を走行軌跡取得部３３に送り出す。
【００４２】
跨ぎ検知ルーチンが終了すると、合流・退出ノード位置学習部３６が画像処理ユニット７から送られてきた跨ぎ検知情報から跨ぎ検知を確認する（＃６）。識別線跨ぎが未検知であることが確認されると（＃６No分岐）、ステップ＃７の処理をジャンプしてステップ＃８に移行する。識別線跨ぎが確認されると（＃６Yes分岐）、合流・退出ノード位置学習部３６は、識別線跨ぎが検知された時点の時刻（タイムスタンプ）、その時点の車両位置情報と、この合流・退出ノード学習処理の対象となっている合流・退出ノードの情報とを入力パラメータとして、走行軌跡取得部３３に格納されている、処理に必要な走行軌跡を読み出し、合流・退出位置取得部３４ａと合流・退出角度取得部３４ｂとに与える。これにより制御は、合流・退出ノード位置学習部３６の制御管理下で、合流・退出位置取得部３４ａと合流・退出角度取得部３４ｂとによって実行される合流・退出ノード位置学習ルーチンに移行する（＃７）。
【００４３】
この合流・退出ノード位置学習ルーチンは図７に示され、その説明模式図が図２に示されている。
まず、合流・退出ノード位置学習部３６は、識別線跨ぎが検知された時点の車両位置である移行地点位置を、走行軌跡取得部３３から読み出された車両走行軌跡の属性情報として、取り込む（＃７１）。なお、走行軌跡取得部３３において移行地点位置が算定されていない場合には、走行軌跡取得部３３から読み出された車両走行軌跡から合流・退出ノード位置学習部３６が算定してもよい。また、この移行地点位置が識別線跨ぎ検知部７０で算定されている場合は、識別線跨ぎ検知部７０から移行地点位置を取り込む。
いずれにせよ、移行地点位置が得られると、合流・退出位置取得部３４ａが、この移行地点位置から上述したアルゴリズム（ａ）を用いて地点一致位置を算定する（＃７２）。算定された地点一致位置を経路案内用学習ノード位置として記録する（＃７３）。
【００４４】
次に、合流・退出角度取得部３４ｂが、走行軌跡取得部３３から読み出された走行軌跡情報、具体的には移行地点位置を含む車両走行軌跡に上述したアルゴリズム（ｂ）を適用して、学習合流・退出角度を算定する（＃７６）。算定された学習合流・退出角度から角度一致位置を算定し（＃７７）、算定された角度一致位置を経路案内用補助ノードとして記録する（＃７８）。
【００４５】
ナビゲーションＥＣＵ３により、合流・退出ノード位置学習ルーチンから戻ると、ナビゲーション処理の終了が指令されているかどうかチェックされ（＃８）、終了が指令されていない限り（＃８No分岐）、この合流・退出ノード学習ルーチンが繰り返され、終了が指令されると（＃８Yes分岐）、ナビゲーション処理が終了する。
ナビゲーション処理が終了する。
【００４６】
上述した合流・退出ノード位置学習ルーチンを通じて生成され、記録されている学習ノード位置は、補助ノード設定部３７によって補助ノードとして設定されるか、あるいはノード位置補正部３８によって当該学習ノード位置に関連付けられている合流・退出ノード(基本ノード)の位置を上書きすることにより、利用される。
【００４７】
次に学習ノード位置の利用の一例を、図８のフローチャートを用いて説明する。本例では、基本ノードが地点一致位置に一致するように補正され、補助ノードが角度一致位置に設定される場合について説明する。この学習ノード位置利用処理は、基本的には利用ノード選択部３９によって行われる。
まず、車両位置情報取得部３１が車両位置を取り込み（＃８１）、道路情報取得部３２が走行予定の道路経路における直近のノード情報を取り込む（＃８２）。取り込まれたノード情報から読み取られたノードが合流・退出ノードであるかどうかチェックされる（＃８３）。合流・退出ノードでないなら（＃８３No分岐）、処理対象外なのでこの処理ルーチンを終了する。読み取られたノードが合流・退出ノードなら（＃８３Yes分岐）、さらにその合流・退出ノードがこの処理ルーチンにおいて未処理であるかどうかチェックされる（＃８４）。処理済みなら（＃８４No分岐）、ステップ＃８１に戻ってこの処理を続行する。未処理なら（＃８４Yes分岐）、さらに当該合流・退出ノードに経路案内用学習ノード位置が割り当てられているかどうかチェックされる（＃８５）。この合流・退出ノードに経路案内用学習ノード位置が割り当てられていると（＃８５Yes分岐）、さらに、この合流・退出ノードとこの合流・退出ノードに割り当てられている経路案内用学習ノード位置との差（位置差）が予め設定されている位置しきい値を越えているかどうかをチェックする（＃８６）。位置差が位置しきい値を越えていると（＃８６Yes分岐）、この処理対象の合流・退出ノードである基本ノードを、この合流・退出ノードに割り当てられている経路案内用学習ノード位置で書き換え補正する（＃８７）。位置差が位置しきい値を越えていないと（＃８６No分岐）、今回は基本ノードの補正は行わず、ステップ＃８７をジャンプし、補正ノード設定の処理に移行する。また、ステップ＃８５でこの合流・退出ノードに経路案内用学習ノード位置が割り当てられていなければ（＃８５No分岐）、そのまま補正ノード設定の処理に移行する。
【００４８】
補正ノード設定の処理に移行すると、まず、この処理対象となっている合流・退出ノードにマップマッチング用学習ノード位置が割り当てられているかどうかチェックされる（＃８８）。この合流・退出ノードにマップマッチング用学習ノード位置が割り当てられていると（＃８８Yes分岐）、交差角度チェックが行われる（＃８９）。この交差角度チェックでは、この合流・退出ノードで交差する合流・退出リンクと本線リンクとの交差角度と、この合流・退出ノードに割り当てられているマップマッチング用学習ノード位置に基づいて算定される合流・退出リンクと本線リンクとの交差角度との差（角度差）が、予め設定されている角度しきい値を越えているかどうかをチェックする。角度差が角度しきい値を越えていると（＃８９Yes分岐）、この処理対象の合流・退出ノードのための補助ノードを、この合流・退出ノードに割り当てられているマップマッチング用学習ノード位置に設定する（＃９０）。角度差が角度しきい値を越えていないと（＃８９No分岐）、今回は補助ノードの設定は行わず、ステップ＃９０をジャンプし、この処理を終了する。
【００４９】
〔その他の実施形態〕
（１）上述した実施の形態では、車両が区域識別線を跨ぎ走行したことを検知する画像認識機能は画像処理ユニット７に備えられていたが、画像処理ユニット７は、画像認識の対象となる撮影画像の前処理だけを行い、実際の画像認識は、別のユニット、例えば、ナビゲーションＥＣＵ３によって行うような構成を採用してもよい。
【００５０】
（２）上述した実施の形態では、図２の（ａ）と（ｂ）で示された、二種類の学習ノード位置算出アルゴリズムが用いられた。もちろん、学習ノード位置としての地点一致位置や角度一致位置を算出するアルゴリズムは種々考えられるので、本発明では特定の学習ノード位置算出アルゴリズムを限定していない。例えば、合流・退出走行を開始する最初のステアリング操作の地点に基づいて地点一致位置を求めるアルゴリズムは、運転者の走行傾向にマッチするので好都合である。
【００５１】
（３）上述した実施の形態では、走行軌跡情報から得られた実際の走行に対応する交差角度に基づいて算出された角度一致位置を学習ノード位置として学習する例で説明した。しかし、この角度一致位置を学習ノード位置とするのではなく、実際の走行に対応する交差角度を学習ノード位置として記録しておき、利用のときに、この交差角度に基づいて角度一致位置を算出することができる。そして、その都度算出した角度一致位置が基本ノードの補正や補助ノードの設定に用いられる。
【００５２】
（４）上述した実施の形態では、算出された学習ノード位置が合流・退出ノードと関連付けて記憶されていた。しかしながら同じ合流・退出ノードであっても、道路状況や運転状況によって、合流ないしは退出のためにステアリング操作するタイミングは異なる可能性がある。したがって、同一合流・退出ノードであっても、そのような道路状況や運転状況が異なる毎に学習ノード位置を算定し、道路状況や運転状況別に、学習ノード位置を記憶してもよい。このような構成を採用することで、学習ノード位置の利用時には、道路状況や運転状況に応じてより適切な補助ノード又は補正後の基本ノードを用いることができる。このような学習ノード位置の利用は、当該学習ノード位置に対応する合流・退出ノードだけでなく、道路状況や運転状況が近似する他の合流・退出ノードに対しても行うことができる。
なお、道路状況としては、(1)本線レーンの渋滞度、(2) 合流・退出レーンの渋滞度、(3) 道路形状の一種としての区域識別線の長さ、つまり合流・退出レーンの長さ、(4) 道路形状の一種としての本線レーンや合流・退出レーンの道路幅、(5) 合流・退出が行われる時間帯、などが挙げられる。また、運転状況としては、(11)運転者の疲労度、(12) 合流・退出ノードに対する慣れ度(走行頻度)などが挙げられる。
【００５３】
（５）上述した実施の形態では、車両が区域識別線を跨ぎ走行したことを検知するために車載カメラによる路面撮影画像に対する画像認識処理が採用されていた。しかしながら、悪天候時や夜間の走行を考慮して、跨ぎ検知の精度を高めるために、ステアリング操作履歴を参照して算定される走行軌跡から区域識別線の跨ぎ走行の検知を合わせて行い、画像認識の結果と照合するような技術を採用してもよい。また、そのような後者の跨ぎ走行の検知のみで、画像認識処理を用いずに、車両が区域識別線を跨ぎ走行したことを検知する構成も可能である。
【００５４】
（６）上述した実施の形態では、学習ノード位置を道路情報と関連付けるということを、道路情報に含まれている対応の合流・退出ノードに学習ノード位置を関連付けるということにしていたが、これに限定されるわけではなく、例えばリンクに関連付けてもよい。その他の道路情報に含まれているリンク、あるいは特定の地物やシンボルなどに関連付けられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の道路ノード位置管理システムは、カーナビゲーションのみならず、道路情報に含まれているノードを基準として各種制御を実行するような技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
３：ナビゲーションＥＣＵ
３１：車両位置情報取得部
３２：道路情報取得部
３３：走行軌跡算出部
３４ａ：合流・退出位置取得部
３４ｂ：合流・退出角度取得部
３５：ステアリング操作履歴管理部
３６：合流・退出ノード位置学習部
３７：ノード位置補正部
３８：ノード位置補正部
３９：利用ノード選択部
４：ナビゲーション処理部
５：推測航法ユニット
６：ＧＰＳユニット
７：画像処理ユニット
７ａ：撮影画像取得部
７０：識別線跨ぎ検知部
７１：識別線抽出部
７２：識別線画像バッファ
７３：識別線跨ぎ判定部
７４：跨ぎ角度検出部
８：車両状態検出管理ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路情報に含まれている道路ノードを管理する道路ノード位置管理システムに関する。この道路ノード位置管理システムは、目的地へ到達するための走行経路上に存在する本線道路と合流・退出道路との間の移行領域を基準点として、経路案内、マップマッチング、車両制御などの処理を行う車両用ナビゲーション装置に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、高速道路や幹線道路などの本線レーンから導入レーンを経て分岐路に至る導入レーン付き分岐点を有する特別区間での分岐路に対する走行案内を行う車両用ナビゲーションシステムが記載されている。このシステムでは、車両位置を検出する車両位置情報取得手段と、前記車両位置と設定された目的地とから案内経路を算定する案内経路算定手段と、本線から導入レーンを通じて分岐路へ分岐する導入レーン付き分岐点を有する特別区間を前記車両位置の前方の案内経路から検出する特別区間検出手段と、車両が本線から前記特別区間の導入レーンに移行したことを検知する導入レーン移行検知手段と、前記導入レーン付き分岐点に対する分岐案内を行うとともに、前記導入レーン移行検知手段が車両の導入レーンへの移行を検出したことに応答して、前記分岐路に対する走行案内を行う分岐案内手段とが備えられている。そのため、車両の現実の導入レーンへの移行を検知したことに応答して、その後に続く導入レーン付き分岐点を実際に通過する前に、分岐路の走行案内を行ことができるので、分岐路に対する正しい走行案内を十分な余裕をもって運転者に与えることができる。しかしながら、この技術では、導入レーン移行検知手段が車両の導入レーンへの移行を検出したということを基準点にして次にやるべき処理が行われるので、この次にやるべき処理は適切に行われるとしても、車両が導入レーンに移行する前に行われるべき処理のための開始基準としては役に立たない。
【０００３】
また、交差点領域などでは交差点特有の標示線などが地物情報として存在しておりこれを利用して、車両位置を適切に補正する車両位置認識装置が特許文献２に記載されている。この装置では、車両の現在位置を表す車両位置情報を取得する車両位置情報取得手段と、道路情報を取得する道路情報取得手段と、取得された車両の周辺の画像情報に含まれる対象地物の画像認識処理を行う画像認識手段と、進路変更学習情報が記憶された進路変更学習情報記憶手段と、進路変更学習情報に基づいて前記車両位置情報を補正する車両位置補正手段とが備えられている。前記進路変更学習情報には、車両の過去の進路変更動作を学習して生成され、車両の進路変更動作が行われた交差点である進路変更交差点を特定可能な進路変更情報と、当該進路変更動作より前に画像認識された対象地物について当該対象地物の認識位置から車両の進路変更動作が行われた位置までの距離情報とが含まれている。具体的には、車両位置補正手段は、前記画像認識手段により前記対象地物が認識された場合に、当該対象地物についての前記進路変更学習情報に基づいて、前記車両位置情報に基づく当該対象地物の認識位置から前記距離情報に示される距離だけ進行した位置が、前記進路変更情報により特定される進路変更交差点の前記道路情報中の位置と一致するように前記車両位置情報を補正する。つまり、車両の過去の進路変更動作の検出結果と当該検出前の対象地物の画像認識結果とを学習した情報を用いて、車両位置情報を適切に補正することができる。しかしながら、この装置では、進路変更交差点での車両位置情報の補正は可能であるが、道路情報に含まれるノード位置は変わらない。このため、例えば、交差点での進路変更操作の開始タイミングなどが運転者によって異なっていても、同じタイミングで、その進路変更操作に付随する案内や制御が行われる。つまり、道路情報におけるノード位置が普遍的に正しいものとして利用されている。
【０００４】
さらに、近接した交差点が存在する場合、道路情報から得られる交差点間の距離と実際の交差点間の距離との誤差により、適切な経路案内ができないという問題を解決するために道路情報から抽出された近接案内地点間の距離を算出し、算出した距離が所定距離以下の場合に、道路情報における近接案内地点間の距離を実際の近接案内地点間の距離に補正し、補正した距離を用いて案内情報を作成して誘導案内を行うナビゲーション装置が特許文献３に記載されている。この装置における補正は、道路情報から得られる交差点間の距離と実際の交差点間の距離との誤差をなくす補正であるので、事情に応じて異なる種々な走行軌跡で走行する各車両に対して適切な補正を行うことは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０９３４０号公報（段落番号０００５−００１４、図１、図２）
【特許文献２】特開２００９−８５９１号公報（段落番号０００８−００２９、図１）
【特許文献３】特開２００８−２８６７５０号公報（段落番号０００４−００１５、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、本線レーンと合流・退出レーンとの間の領域に設けられている合流・退出ノードが関係する合流・退出走行のための案内制御やその後のマップマッチングなどの制御には、実際の合流・退出走行の軌跡が重要となる。すなわち、合流・退出走行のための案内制御では、実際に合流・退出走行が開始される地点が道路情報における合流・退出ノードの位置より重要である。例えば、退出走行の場合、道路情報における退出ノードの位置より先の位置で退出レーンの方に退出する傾向がある車両（運転者）に対して、道路情報における退出ノードの位置を基準にして退出案内を行うとその案内タイミングが早すぎることになる。逆に、退出ノードの位置より手前の位置で退出レーンの方に退出する傾向がある車両（運転者）に対して、道路情報における退出ノードの位置を基準にして退出案内を行うとその案内タイミングが遅すぎることになる。
また、方位センサや距離センサなどから算出した走行軌跡を、道路情報によって示される道路形状（リンクとノードとによって規定される）と比較して、最も合致する道路リンクとそのリンク上の位置を求めるマップマッチングにおいても、実際の走行軌跡と道路形状との関係が重要となる。しかしながら、このような本線レーンと合流・退出レーンとの間の領域で、合流・退出走行が行われる際の走行軌跡は、道路形状や運転者の運転傾向などによっても異なるので、道路情報における合流・退出ノードの位置及び合流・退出リンクの延在方位と実際の合流・退出走行の走行軌跡とが大きく異なることがある。例えば、道路情報における合流・退出ノードから延びる合流・退出リンクと本線リンクとの交差角度と大きく異なる交差角度で車両が合流・退出走行した場合、合流・退出リンクに沿って車両が走行していると判定されず、マップマッチング処理が長引いたり、全くできなかったりする。
【０００７】
そこで、道路情報から読み出される合流・退出ノードの位置及び合流退出リンクの延在方位と、実際の合流・退出走行における走行軌跡とのずれに起因する各種処理における不都合を低減する技術が要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る道路ノード位置管理システムの特徴構成は、車両の現在位置を表す車両位置情報を取得する車両位置情報取得部と、複数のリンク及びノードの接続関係により道路を表す道路情報を取得する道路情報取得部と、前記道路情報中における合流・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得する走行軌跡取得部と、前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得する合流・退出位置取得部と、前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得する合流・退出角度取得部と、前記学習用合流・退出位置及び前記学習用合流・退出角度に基づいて、前記道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に、地点一致位置及び角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定する補助ノード設定部とを備え、前記地点一致位置は学習用合流・退出位置学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置であり、前記角度一致位置は前記本線リンクとの交差角度が前記学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置である点にある。
【０００９】
この構成によれば、車両が本線レーンと合流・退出レーンとの間を一方から他方に移行したことを車両走行軌跡を通じて検知されるとその移行地点の位置を車両位置情報取得部から得ることができる。そして、この移行地点の位置を学習用合流・退出位置とし、車両走行軌跡に基づいて得られる合流・退出角度（本線レーンに対する移行角度）を学習用合流・退出角度とする。この移行地点の位置は実際に車両がレーンを移行走行した位置であり、車両走行軌跡は実際に車両が走行した軌跡であるので、学習用合流・退出位置は今回の走行における合流・退出位置となり、学習用合流・退出角度は今回の走行における合流・退出角度となる。従って、この学習用合流・退出位置に基づいてその本線リンク上の位置（ここでは地点一致位置と呼ばれる）を求めると、この位置は実際の走行での合流・退出ノードに対応する。また、この学習用合流・退出角度に基づいて規定される傾斜角度とした仮想合流・退出リンクと本線リンクとの交点（ここでは角度一致位置と呼ばれる）を求めると、この交点は実際の走行での合流・退出走行の合流・退出角度に基づく合流・退出ノードとなる。ここで、合流・退出ノードの手前で行われる合流・退出案内の報知等の経路案内のタイミングの決定のためには地点一致位置に対応する合流・退出ノード位置が適する。また、合流・退出ノードの後の車両走行軌跡を利用して行われるマップマッチングのためには角度一致位置に対応する合流・退出ノード位置が適する。このことから、特定の合流・退出ノードを基準にした処理の種類に応じて少なくとも一方に、当該特定の合流・退出ノードの代わりに用いることができる補助ノードを設定することで、道路情報から読み出される合流・退出ノードの位置及び合流・退出リンクの延在方位と、実際の合流・退出走行における走行軌跡とのずれに起因する各種処理における不都合を低減することができる。
なお、ここでいう接続区間とは、本線レーンと合流・退出レーンとの間での車両のレーン移行が可能な区間であり、本線レーンと合流・退出レーンとが接している区間、より詳しくはこれらが互いに隣接して平行に延びている区間が接続区間となる。また、ここでいう合流・退出角度とは、合流・退出レーンと本線レーンとの間の移行の際の車両の走行軌跡の延在方向が本線レーンの延在方向又は本線リンクに対してなす角度である。例えば、車両がレーン移行を行った移行地点の位置における車両走行軌跡の本線リンクに対する傾斜角が合流・退出角度の一例であり、また本線レーンの区画線の画像認識処理により検出される、車両がレーン移行を行った移行地点の位置における車両進行方向と本線レーンの区画線とのなす角度も一例である。
【００１０】
各合流・退出ノード毎に、地点一致位置に対応する合流・退出ノード位置、及び角度一致位置に対応する合流・退出ノード位置が補助ノードとして用意されていると好都合である。しかしながら、その場合実際に使用するのは、この２種類の補助ノードのいずれか一方であり、もはや当該ノードについての道路情報に含まれている基本ノードは不要となる。このため、合流・退出ノードの数が膨大なことを考慮すると、走行した合流・退出ノードの全てに対して２種類の補助ノードを用意するのは好ましくない。従って、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記補助ノード設定部は、前記地点一致位置及び前記角度一致位置のいずれか一方に前記補助ノードを設定し、前記地点一致位置及び前記角度一致位置のいずれか他方に一致させるように前記基本ノードの位置を補正するノード位置補正部を更に備えている。これにより、これにより、当該合流・退出ノードとして地点一致位置に対応する補正ノード合流・退出ノード位置、及び角度一致位置に対応する合流・退出ノード位置の２つだけが格納されることとなり、メモリ等の記憶デバイスの効率的な使用につながる。
【００１１】
上述したように、合流・退出ノードの手前で行われる合流・退出案内の報知等の経路案内のタイミングの決定のためには地点一致位置に対応する合流・退出ノード位置を用いるのが適し、合流・退出ノードの後の車両走行軌跡を利用して行われるマップマッチングのためには角度一致位置に対応する合流・退出ノード位置を用いるのが適している。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記基本ノード及び前記補助ノードの何れかのノードの中から、前記車両の経路案内処理に利用するノードとしては前記地点一致位置に設定されたノードを選択し、前記現在位置のマップマッチング処理に利用するノードとしては前記角度一致位置に設定されたノードを選択する利用ノード選択部が更に備えられている。これにより、実行しようとする処理の種類に応じて適切なノード位置が自動的に選択されて用いられるようになる。
【００１２】
前記走行軌跡取得部を効果的かつ確実に構築するため、車載カメラの撮影画像における画像認識を通じて道路の車道中央線や車線境界線などの地物情報を検知し、車両位置を適切に補正する既に確立した技術を利用することが提案される。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記走行軌跡取得部は、前記車両走行軌跡を、本線レーンと合流・退出レーンとの間に設けられている区域識別線の画像認識を用いて取得し、前記合流・退出位置取得部は、前記車両が前記区域識別線を跨いだ地点を学習用合流・退出位置として取得し、前記合流・退出角度取得部は、前記区域識別線を跨いだ際の前記車両の進行方向と前記区域識別線との角度を学習用合流・退出角度として取得するように構成されている。
【００１３】
さらに、本発明は、道路情報から読み出される合流・退出ノードの位置及び合流退出リンクの延在方位と、実際の合流・退出走行における走行軌跡とのずれに起因する各種処理における不都合を低減するための、道路ノード位置管理方法やその方法をコンピュータに実行させる道路ノード位置管理プログラムも権利対象としている。例えば、そのような道路ノード位置管理方法は、車両の現在位置を表す車両位置情報を取得するステップと、複数のリンク及びノードの接続関係により道路を表す道路情報を取得するステップと、前記道路情報中における合流・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得するステップと、前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得するステップと、前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得するステップと、前記学習用合流・退出位置及び前記学習用合流・退出角度に基づいて、前記道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に、地点一致位置及び角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定するステップとを備え、前記地点一致位置は学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置であり、前記角度一致位置は前記本線リンクとの交差角度が前記学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置である。
また、そのような道路ノード位置管理プログラムは、車両の現在位置を表す車両位置情報を取得する機能と、複数のリンク及びノードの接続関係により道路を表す道路情報を取得する機能と、前記道路情報中における合流・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得する機能と、前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得する機能と、前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得する機能と、前記学習用合流・退出位置及び前記学習用合流・退出角度に基づいて、前記道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に、地点一致位置及び角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定する機能とをコンピュータに実行させるものであり、その際、前記地点一致位置は学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置であり、前記角度一致位置は前記本線リンクとの交差角度が前記学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置である。当然ながら、このような道路ノード位置管理方法や道路ノード位置管理プログラムも上述した施設退出案内システムで述べた作用効果を得ることができ、さらにその好適な実施形態として述べたいくつかの付加的技術を組み込むことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による道路ノード位置管理技術の基本的な原理を模式的に示している説明図である。
【図２】本発明による道路ノード位置管理技術の基本的な原理における学習ノード位置演算アルゴリズムを模式的に示している説明図である。
【図３】本発明による道路ノード位置管理技術で取り扱われる道路情報の一例を模式化した模式図である。
【図４】本発明の１つの実施形態に係る車両用ナビゲーション装置の機能ブロック図である。
【図５】合流・退出ノード学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。−チャートである。
【図６】跨ぎ検知ルーチンの一例を示すフローチャートである。−チャートである。
【図７】合流・退出ノード位置学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。−チャートである。
【図８】学習ノード位置利用処理の一例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】
【００１５】
本発明による道路ノード位置管理システムの具体的な実施形態を説明する前に、その基本的な原理を、図１と図２とを用いて説明する。図１は、本発明による道路ノード位置管理システムの基本的な原理を模式的に示している説明図である。図２は、本発明による道路ノード位置管理システムの基本的な原理発明における、二種類の学習ノード位置演算アルゴリズムを模式的に示している説明図である。
図１には、本線レーンと合流・退出レーンとの間で行われる合流・退出走行の一例として、高速道路や幹線道路などの本線から導入レーンを通じて退出路へ分岐する退出走行が示され、この退出走行において、本発明による道路ノード位置管理システムよって実行される種々の情報（データ）の流れが図解されている。
【００１６】
図３には、図１における道路領域の道路情報が模式的に表されており、通常、このような道路情報はデータベース化され、地図データベースに仕様に応じた形態で格納されている。ここでは、一例として、道路ネットワークレイヤｍ１、道路形状レイヤｍ２、道路属性レイヤｍ３の３つのレイヤに分けられて格納されている。
道路ネットワークレイヤｍ１は、道路間の接続情報を示すレイヤである。具体的には、緯度及び経度で表現された地図上の位置情報を有する多数のノードＮの情報と、２つのノードＮを接続して道路に対応する経路を構成する多数のリンクＫの情報とを記録している。各リンクＫは、そのリンク情報として、道路の種別（高速道路、有料道路、国道、県道等の種別）やリンク長さ等の情報を記録している。なお、分岐するリンクＫと接続しているノードＮは分岐ノードと呼ばれるが、この分岐ノードが車両の合流や退出の基準点となるので、ここでは合流・退出ノードとも呼ばれる。また、本線レーン（本線道路）を表すリンクである本線リンクに対して分岐ノードで接続しているリンクは、合流リンク・退出リンクと呼ばれる。
【００１７】
道路形状レイヤｍ２は、道路ネットワークレイヤｍ１に関連付けられて格納され、道路の形状などを示すレイヤである。具体的には、２つのノードＮの間（リンクＫ上）に配置されてリンクＫの詳細形状を表す形状補間点ｓの情報や、道路の詳細形状を表すための各形状補間点ｓでの道路幅の情報等を記録している。
道路属性レイヤｍ３は、道路ネットワークレイヤｍ１及び道路形状レイヤｍ２に関連付けられて構成され、道路に関する詳細な情報が記録されたレイヤである。この道路属性レイヤｍ３に記録される情報としては、例えば、分岐ノードに関する情報や各道路のレーン情報等が含まれる。ここで、レーン情報には、各道路のレーン数、各レーンのレーン幅、レーン長さなどの情報が含まれる。また、レーン情報には、分岐ノードで分岐して接続される複数の道路間での各レーンの位置関係や接続関係（リンク角度等）等の情報も含まれる。ここでは、道路情報は、上記各レイヤｍ１〜ｍ３に格納された情報の総称であり、それに含まれるいずれの情報も意味するものである。
【００１８】
図１には、本線レーンから退出レーンへ移行する退出走行経路としての、合流・退出ノード（以下の図１と図２とを用いた基本原理の説明では、単に退出ノードと称する）Ｎ2と、それに接続するリンクと、退出走行経路を走行する車両の車両軌跡とが図示されている。また、この退出走行を経時的に説明するために、時間経過を示す時点、ｔ1からｔ5が設定されており、以下にその時点での状況を説明する。なお、図１と図２において退出ノードＮ2が黒点で示され、その退出ノードに接続している各リンクが太実線で示されている。
【００１９】
（１）時点：ｔ1
この時点：ｔ1で示されている時間帯では、車両はまだ本線レーンを走行している。時点：ｔ1は車両位置：Ｐ1が生成された時の時刻（タイムスタンプ）である。
（２）時点：ｔ2
この時点：ｔ2は本線レーンから退出レーンに移行するためにステアリング操作をして退出レーンに向かおうとしているときの時刻（タイムスタンプ）である。この時点：ｔ2における車両位置：Ｐ2が取得されている。ステアリング操作はステアリング角度の変化で示されるが、この時点：ｔ2で、所定のステアリング操作を示すステアリング角度：θが発生したとすると、このステアリング角度：θを含むステアリング操作情報が生成される。さらに、ステアリング操作履歴の一事象として、時点：ｔ2における車両位置：Ｐ2と、ステアリング操作情報：θとが関連付けられる。このステアリング操作情報：θで表されるステアリング操作をトリガーとして、この退出走行における本線レーンと退出レーンとの間の移行地点の位置を求めるための、車両走行軌跡の取得処理が開始される。この車両走行軌跡の取得処理の一例は、車載カメラによる路面撮影画像に基づいて行われる画像認識処理である。このステアリング操作情報：θで表されるステアリング操作の検知をトリガーとして、本線レーンと退出レーンとの間の路面に描画されている区域識別線としての白色太破線の画像認識処理がスタートする。この画像認識処理は、車載カメラによる路面撮影画像に基づいて行われる。そのような画像認識処理では、本線レーンと退出レーンとの間の路面に描画されている区域識別線としての白色太破線の跨ぎを検知することで、移行地点の位置を確定することができる。従って、この基本原理の説明では、移行地点の位置は、白色太破線に対する車両跨ぎ位置とする。
【００２０】
（３）時点：ｔ3
この時点：ｔ3では、車両が、本実施形態では白色太破線で道路面上に白色で描かれている区域識別線を跨ぎ走行する。車載カメラによる路面撮影画像に対する画像認識処理において区域識別線が認識され、このことを伝える跨ぎ認識情報：Ｘが発行される。この時点：ｔ3を起動タイミングとして、以下の補助ノード設定処理がスタートする。
【００２１】
（３-１）
跨ぎ認識情報：Ｘが発行された時点：ｔ3で取得された車両位置：Ｐ3が、移行地点の位置（跨ぎ走行位置）：Ｐxとみなされる。この移行地点の位置（跨ぎ走行位置）：Ｐxと、この位置：Ｐxでの車両走行軌跡とに基づいて、補助ノードの候補となる２つの学習ノード位置、地点一致位置と角度一致位置が求められる。
（ａ）地点一致位置算定アルゴリズム
移行地点の位置：Ｐxを入力パラメータである学習用退出位置として、道路情報中のノードである基本の退出ノードＮ2とは別に学習用退出位置の本線リンク上の位置である地点一致位置を算定する。この算定アルゴリズムでは、図２の（ａ）で示すように、学習用退出位置：Ｐxから本線リンクに垂線を下ろして、その垂線と本線リンクとの交点を地点一致位置：Ｎxとする。
（ｂ）角度一致位置算定アルゴリズム
移行地点の位置：Ｐxにおける車両走行軌跡の傾斜角：αxを入力パラメータである学習用退出角度として、道路情報中のノードである基本の退出ノードＮ2とは別に学習用退出位置の本線リンク上の位置である角度一致位置を算定する。この算定アルゴリズムでは、図２の（ｂ）で示すように、この退出ノード：Ｎ2から延びている退出リンク上の最初のノードである退出第１ノード：Ｎbを通って傾斜角度が学習用退出角度：αxとなる直線を仮想する。この仮想直線と本線リンクとの交点を角度一致位置：Ｎαxとする。この仮想直線が本発明における仮想合流・退出リンクに相当する。
（３-２）
補助ノードの設定は次のように行うことができる。
（ａ）算定された学習ノード位置の１つである地点一致位置：Ｎxは、道路情報中の退出ノードＮ2より実際に退出走行を始める位置に近いので、この地点一致位置：Ｎxを経路案内処理のための基準点となる補助ノードとして設定する。
（ｂ）算定された学習ノード位置の他の１つである角度一致位置：Ｎαxは、退出第１ノード：Ｎbとともに、実際の退出走行時における車両姿勢を表す走行ベクトルに近似する経路を作り出すので、マップマッチング処理のための補助ノードとして設定される。
このように補助ノードとして、地点一致位置：Ｎxと角度一致位置：Ｎαxとが記録されると、その箇所における次の走行において、退出ノードＮ2に関係するナビゲーションの処理の種類に応じて適切な補助ノードを選択することができる。補助ノードが設定されると、元の道路情報中のノードである退出ノード：Ｎ2の役割が減少するので、地点一致位置：Ｎxと角度一致位置：Ｎαxのいずれか一方で退出ノード：Ｎ2を上書きして、道路情報を書き換え、その他方を補助ノードとして記録しておくことも可能である。
【００２２】
（４）時点：ｔ4
この時点：ｔ4において、車両の退出レーンへの移行が完了しており、車両は退出レーンを走行している。
（５）時点：ｔ5
この時点：ｔ5において、車両が退出レーンに移行し、退出レーンに設定されているリンクに対するマップマッチングにより、車両位置が退出レーンに設定されているリンク上の所定位置に設定される。
【００２３】
〔学習ノード位置の利用〕
マップマッチングによって確定された走行予定経路の退出ノードが含まれていた場合、その退出ノードに補助ノードが関連付けられて記録されているかどうかチェックを行う。学習ノードが関連付けられていれば、その退出ノードの代わりに補助ノードの位置を利用して、経路案内処理やその後のマップマッチング処理などを行う。道路地図の退出ノードそのものが補助ノードで書き換えられていた場合には、書き換えられた退出ノードあるいは補助ノードのうち適切な方を行うべき処理の種類に応じて選択する。
【００２４】
上記の原理説明では、退出走行を利用して退出ノードに対する学習ノード位置の算定を例としていたが、合流走行を利用して合流ノードに対する学習ノード位置の算定も同様な手順で行うことができる。従って、ここでは、退出ノードも合流ノードも実質的に同一なものとみなして、退出・合流ノードとして取り扱われている。
【００２５】
上述した基本原理に基づいて動作する道路ノード位置管理システムを採用した車両用ナビゲーション装置の一例を示す機能ブロック図が図４に示されている。このナビゲーション装置は、中核要素としてのナビゲーション電子制御ユニット（以下単にナビゲーションＥＣＵと略称する）３と、推測航法ユニット５、ＧＰＳユニット６と、画像処理ユニット７、車両状態検出管理ユニット８、車載カメラ１１、タッチパネル１３付きモニタ１２、スピーカ１４などから構築されている。
【００２６】
推測航法ユニット５には、車両状態検出管理ユニット８を介して距離センサ８ａと方位センサ８ｂからの信号が入力される。距離センサ８ａ及び方位センサ８ｂは、その検出信号を車両状態検出管理ユニット８を介して推測航法ユニット５に送る。推測航法ユニット５は、刻々と送られてくるこれらの移動距離に関する信号と方位に関する信号とに基づいて推測航法位置座標を演算し、推測航法による車両位置情報としてナビゲーションＥＣＵ３に送る。
【００２７】
ＧＰＳユニット６にはＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ測定ユニットが含まれている。ＧＰＳユニット６は、ＧＰＳ測定ユニットで受信されたＧＰＳ衛星からの信号を解析し、車両の現在位置（緯度及び経度）を算定し、ＧＰＳ位置座標に基づく車両位置情報としてナビゲーションＥＣＵ３に送る。
【００２８】
画像処理ユニット７は、撮影画像取得部７ａと、識別線跨ぎ検知部７０を備えている。
撮影画像取得部７ａは、カメラ１１により出力された撮影画像を取得し、歪み補正や濃度補正などの必要な前処理を行う。カメラ１１は、レンズ光学系と撮像素子を備え、少なくとも車両の周辺の道路の区画線、例えば、車道中央線や車線境界線、あるいは本線レーンと合流・退出レーンとの間に設けられている区域識別線（本例では白色太破線）などを撮影可能な位置に設けられている。このようなカメラ１１としては、例えば、車両に標準又はオプション装備されるバックカメラ等を用いると好適である。なお、撮影画像取得部７ａは、カメラ１１からの撮影画像を所定の時間間隔、例えば１０〜５０ｍｓ程度で取り込む。
【００２９】
識別線跨ぎ検知部７０は、ナビゲーションＥＣＵ３からの指令により動作を開始し、車両が本線レーンから区域識別線を跨いで退出レーンに進入したことを検知する。この実施形態では、識別線跨ぎ検知部７０は、カメラ１１からの撮影画像の画像認識処理を通じて得られた区域識別線の認識に基づいて車両の識別線跨ぎを検知する。この目的のため識別線跨ぎ検知部７０は、識別線抽出部７１と、識別線画像バッファ７２と、識別線跨ぎ判定部７３と、跨ぎ角度検出部７４とを有する。識別線抽出部７１は、撮影画像取得部７ａから取り込まれた撮影画像に対して二値化処理やエッジ検出処理等を行い、当該撮影画像に含まれている区域識別線の輪郭を示す区画線画像を抽出する。識別線画像バッファ７２は、生成された区画線画像を経時的な順序で一時的に格納する。識別線跨ぎ判定部７３は、識別線画像バッファ７２に経時的に格納された区画線画像を比較して、例えば区画線画像から動きベクトルを求めて、最終的に車両が区域識別線を跨いだことを判定する。車両の区域識別線跨ぎ走行が検知されると、識別線跨ぎ検知部７０はナビゲーションＥＣＵ３に識別線跨ぎ検知情報を送る。跨ぎ角度検出部７４は、識別線跨ぎ判定部７３によって車両の区域識別線跨ぎ走行が検知されたときの区画線画像から、車両進行方向と区域識別線との間の角度を検出する。当該角度は、ナビゲーションＥＣＵ３に送る走行軌跡情報に含まれ、本発明における学習用合流・退出角度として利用可能である。また、この実施形態では、識別線跨ぎ検知部７０は、識別線画像バッファ７２に経時的に格納された区画線画像から、合流・退出レーンと本線レーンとの間の道路領域における車両走行軌跡を含む走行軌跡情報を生成し、ナビゲーションＥＣＵ３に送る機能を有する。
【００３０】
ナビゲーションＥＣＵ３は、基本的なナビゲーション機能部として、地図データベース３０と、車両位置情報取得部３１と道路情報取得部３２とナビゲーション処理部４を備えている。車両位置情報取得部３１は、推測航法ユニット５やＧＰＳユニット６から送られてくる車両位置情報から車両の現在位置を読み取る。道路情報取得部３２は、車両位置情報取得部３１で読み取られた車両の現在位置に基づいて、地図データベース３０から必要な地図情報を含む道路情報を取得する。道路情報取得部３２は、取得した道路情報を他のナビゲーションＥＣＵ３の機能部に与える。また、道路情報取得部３２は、ナビゲーション処理部４におけるナビゲーション処理の実行のために要求された領域の地図情報を地図データベース３０から取得し、ナビゲーション処理部４に転送する。なお、この地図データベース３０には、図３で模式的に示したように、道路ネットワークレイヤｍ１、道路形状レイヤｍ２、道路属性レイヤｍ３などのレイヤに分けられた形式のデータやリスト形式のデータで各種道路情報が格納されている。
【００３１】
ナビゲーション処理部４は、車両位置表示、出発地から目的地までの経路探索、目的地までの進路案内、目的地検索等のナビゲーション機能を実行するためにインストールされているアプリケーションプログラムに従って動作する種々の演算処理機能部を有する。例えば、ナビゲーション処理ユニット４は、道路情報取得部３２により取得された車両現在位置周辺の道路情報に含まれる地図イメージをモニタ１２に表示するとともに、当該地図の画像上に、車両位置情報に基づいて車両位置マーク（シンボル）を重ね合わせて表示する処理を行う。さらには、ナビゲーション処理ユニット４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案内経路と車両位置情報とに基づいて、モニタ１２又はスピーカ１４あるいはその両方を用いて分岐案内を含む経路案内を行う。さらには、ナビゲーション処理ユニット４は、車両位置情報取得部３１から送られてきた車両位置が測定誤差等を含んでいるために道路上から外れた場合、車両位置を道路地図に示される道路上とする補正を行うマップマッチング機能部も備えている。マップマッチング処理を通じて補正され車両位置は、車両位置情報取得部３１に与えられる。
【００３２】
ナビゲーションＥＣＵ３は、通信インタフェース２０と、表示制御部２１と、音声処理部２２とを備えている。通信インタフェース２０は、車載ＬＡＮで接続された他のモジュールやＥＣＵとこのナビゲーションＥＣＵ３とをデータ伝送可能に接続するものである。表示制御部２１は、モニタ１４における経路案内画像や撮影画像などの表示を制御する。音声処理部２２は、経路案内情報などを音声化した音声信号を生成して、スピーカ１４に出力する。
【００３３】
さらに、このナビゲーションＥＣＵ３は、上述した道路ノード位置管理システムを実現するために、走行軌跡取得部３３と、合流・退出位置取得部３４ａと、合流・退出角度取得部３４ｂと、ステアリング操作履歴管理部３５と、合流・退出ノード位置学習部３６と、補助ノード設定部３７と、ノード位置補正部３８と、利用ノード選択部３９とを備えており、実質的にはコンピュータプログラムの実行によってその機能が実現する。走行軌跡取得部３３は、画像処理ユニット７の識別線跨ぎ検知部７０から送られてくる走行軌跡情報に基づいて、合流・退出ノードに属する合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得する。接続区間は、本線レーンと合流・退出レーンとが接している区間であり、ここでは区域識別線が設けられている区間に相当する。なお、走行軌跡取得部３３は、距離センサ８ａと方位センサ８ｂからの信号を走行軌跡情報として受け取り、この走行軌跡情報から車両走行軌跡を取得することも可能である。いずれにせよ、走行軌跡取得部３３で取得された車両走行軌跡は他の機能部によるアクセスが可能なように一時的にメモリに格納される。
【００３４】
合流・退出位置取得部３４ａは、格納されている車両走行軌跡及び識別線跨ぎ検知情報に基づいて算定された、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得する。合流・退出角度取得部３４ｂは、格納されている車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を算定する。この合流・退出角度は、移行地点における車両の走行方向の本線レーンに対する角度、もしくは車両走行軌跡の本線レーンに対する平均的傾斜角度のいずれかを、学習用合流・退出角度とすることができる。つまり、まず、走行軌跡取得部３３が、本線レーンと合流・退出レーンとの間に設けられている区域識別線の画像認識に基づく車両走行軌跡を用いて取得する。次いで、取得された車両走行軌跡に基づいて、合流・退出位置取得部３４ａが、車両が区域識別線を跨いだ地点を学習用合流・退出位置として取得し、合流・退出角度取得部３４ｂが、区域識別線を跨いだ際の車両の進行方向と区域識別線との角度を学習用合流・退出角度として取得する。
【００３５】
ステアリング操作履歴管理部３５は、所定のタイミング、例えば、合流リンク・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードが、車両が合流または退出するノードとして走行前方に存在するときに、ステアリング操作履歴の記録を開始し、車両が合流または退出するためにステアリング操作する時点又は地点の把握を可能とする。
【００３６】
合流・退出ノード位置学習部３６は、合流・退出位置取得部３４ａによって取得された学習用合流・退出位置及び合流・退出角度取得部３４ｂによって取得された前記学習用合流・退出角度に基づいて、道路情報中に記録されている合流・退出ノードである基本ノードとは別に学習用合流・退出位置の本線リンク上の位置である地点一致位置、及び合流・退出リンクと本線リンクとの交差角度が学習用合流・退出角度と一致する位置である角度一致位置を算出する。この地点一致位置及び学習用合流・退出角度の算出方法は図２を用いて先に詳しく説明されているので、ここでの説明は省略する。
なお、本実施形態では、合流・退出ノード位置学習部３６は、合流・退出位置取得部３４ａ及び合流・退出角度取得部３４ｂによる処理の実行条件制御も行う。まず、合流・退出ノード位置学習部３６が、取り出された走行予定経路に、合流レーンから本線レーンへの走行又は本線レーンから退出レーンへの走行が予定されている合流・退出ノードが含まれていることを確認する。確認された合流・退出ノードから所定距離内に車両が入ると画像処理ユニット７に識別線跨ぎ検知を要求する。これにより、画像処理ユニット７の識別線跨ぎ検知部７０が動作し、走行軌跡情報を走行軌跡取得部３３に送る。走行軌跡取得部３３によって生成された車両走行軌跡を利用して、合流・退出位置取得部３４ａによって、移行地点の位置を取得させ、合流・退出角度取得部３４ｂによって合流・退出角度を取得させる。取得された移行地点の位置及び合流・退出角度から、合流・退出ノード位置学習部３６の制御管理の下で、学習用合流・退出位置及び学習用合流・退出角度が算出されることになる。
【００３７】
補助ノード設定部３７は、合流・退出ノード位置学習部３６によって学習算出された地点一致位置と角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定する。道路情報中に記録されている合流・退出ノードである基本ノードに代えて補助ノードを一時的に利用することで、適切な経路案内やマップマッチングが実現する。その際、補助ノードとして設定しなかった方（地点一致位置及び前記角度一致位置のいずれか他方）の位置で、道路情報中に記録されている合流・退出ノードである基本ノードの位置を書き換え変更してもよい。このような基本ノードの書き換え補正はノード位置補正部３８によって行われる。
【００３８】
利用ノード選択部３９は、基本ノードと補助ノードとの使い分けを行うための機能部である。利用ノード選択部３９は、基本ノード及び補助ノードの何れかのノードの中から、車両の経路案内処理に利用するノードとしては地点一致位置に設定されたノードを選択し、現在位置のマップマッチング処理に利用するノードとしては角度一致位置に設定されたノードを選択するように構成されている。予め、基本ノードを地点一致位置に設定し、補助ノードを角度一致位置に設定するとともに、経路案内処理時には基本ノードを用いて、マップマッチング処理時には補助ノードを用いるように設定している場合には、利用ノード選択部３９はそのような設定に基づいて利用ノードを選択する。もちろん、予め、基本ノードを角度一致位置に設定し、補助ノードを地点一致位置に設定することも可能である。この場合でも、経路案内処理時には補助ノードを用い、マップマッチング処理時には基本ノードを用いるルールさえ設定しておけば、利用ノード選択部３９はそのような設定に基づいて利用ノードを選択する。
【００３９】
合流・退出位置取得部３４ａ及び合流・退出角度取得部３４ｂによって得られた位置や角度に基づいて決定された学習ノード位置を、道路情報、例えば元の合流・退出ノードと関連付けて記憶することができる。この学習ノード位置の演算アルゴリズムとしては、図２を用いた基礎原理の説明における（ａ）や（ｂ）などを採用することができる。また、合流・退出ノード位置学習部３６は、学習ノード位置を当該学習ノード位置に対応している本線レーンまたは合流・退出レーンあるいはそれら両方のレーンの渋滞状況と関連付けて記憶する機能も備えることが可能である。その場合、補助ノードの設定、及び基本ノードの補正も、当該渋滞状況と関連付けて行われる。
【００４０】
上述したように構成された道路ノード位置管理システムにおけるノード位置の学習管理の制御の流れを図５のフローチャートを用いて説明する。
タッチパネル１３を通じて入力された目的地までの案内経路が算定され、走行が開始されると、その案内経路から走行にともなって順次取り出される直近の走行予定経路に対して、合流・退出ノード学習ルーチンが行われる。従って、まず、道路情報取得部３２が直近の走行予定経路を取り出す（＃０１）。合流・退出ノード位置学習部３６が、取り出された走行予定経路に、合流レーンから本線レーンへの走行又は本線レーンから退出レーンへの走行が予定されている合流・退出ノードが含まれているかどうかをチェックする（＃０２）。そのような合流・退出ノードが含まれていなければ（＃０２No分岐）、次に新たな直近の走行予定経路が取り出されるのを待つ。そのような合流・退出ノードが含まれているならば（＃０２Yes分岐）、合流・退出ノード位置学習部３６は、さらにその合流・退出ノードが所定距離内に存在しているかどうかをチェックする（＃０３）。車両が合流・退出ノードから所定距離内に入るまで待機し、車両が合流・退出ノードから所定距離内に入ると（＃０３Yes分岐）、合流・退出ノード位置学習部３６は、画像処理ユニット７に識別線跨ぎ検知を要求する（＃０４）。画像処理ユニット７は識別線跨ぎ検知の要求を受けて、跨ぎ検知ルーチンを実行する（＃０５）。
【００４１】
図６で示されている跨ぎ検知ルーチンが実行されると、撮影画像取得部７ａが車載カメラ１１の撮影画像を順次取り込み、必要な前処理を施してメモリに展開する（＃５１）。メモリに展開された撮影画像に対して識別線跨ぎ検知部７０が以下のような跨ぎ検知処理を行う。まず、識別線抽出部７１がエッジ検出フィルタなどを用いて本線レーンと合流・退出レーンとの間の太破線である区域識別線の抽出を行う（＃５２）。区域識別線が抽出されなかった場合（＃５３No分岐）、次の撮影画像に対する処理に進む。区域識別線が抽出された場合（＃５３Yes分岐）、抽出された区域識別線をマーキングするとともにこの識別線画像を識別線画像バッファ７２に一時的に格納する（＃５４）。識別線跨ぎ判定部７３は、識別線画像バッファ７２に経時的な順序で格納されている識別線画像から車両が区域識別線を跨いだタイミングを判定する（＃５５）。車両の区域識別線跨ぎが判定されなければ（＃５６No分岐）、跨ぎ検知処理の経過時間がチェックされる（＃５７）。経過時間が所定時間内であれば（＃５７No分岐）、さらにこの跨ぎ検知処理を続行する。経過時間が所定時間を越えると（＃５７Yes分岐）、識別線跨ぎ検知部７０は、「非検知」を内容とする跨ぎ検知情報をナビゲーションＥＣＵ３に送り（＃５８）、このルーチンを終了する。ステップ＃５５で車両の区域識別線跨ぎが判定されると（＃５６Yes分岐）、識別線跨ぎ検知部７０は、「検知」を内容とする跨ぎ検知情報をナビゲーションＥＣＵ３に送り（＃５９）、このルーチンを終了する。
なお、識別線跨ぎ検知部７０は、この跨ぎ検知ルーチンの実行中及び跨ぎ検知後で車両が所定距離だけ走行するまでは、識別線画像バッファ７２に識別線画像を経時的な順序で格納するとともに、当該識別線画像から車両走行軌跡を含む走行軌跡情報を生成する。そして、識別線跨ぎ検知部７０は、生成した走行軌跡情報を走行軌跡取得部３３に送り出す。
【００４２】
跨ぎ検知ルーチンが終了すると、合流・退出ノード位置学習部３６が画像処理ユニット７から送られてきた跨ぎ検知情報から跨ぎ検知を確認する（＃６）。識別線跨ぎが未検知であることが確認されると（＃６No分岐）、ステップ＃７の処理をジャンプしてステップ＃８に移行する。識別線跨ぎが確認されると（＃６Yes分岐）、合流・退出ノード位置学習部３６は、識別線跨ぎが検知された時点の時刻（タイムスタンプ）、その時点の車両位置情報と、この合流・退出ノード学習処理の対象となっている合流・退出ノードの情報とを入力パラメータとして、走行軌跡取得部３３に格納されている、処理に必要な走行軌跡を読み出し、合流・退出位置取得部３４ａと合流・退出角度取得部３４ｂとに与える。これにより制御は、合流・退出ノード位置学習部３６の制御管理下で、合流・退出位置取得部３４ａと合流・退出角度取得部３４ｂとによって実行される合流・退出ノード位置学習ルーチンに移行する（＃７）。
【００４３】
この合流・退出ノード位置学習ルーチンは図７に示され、その説明模式図が図２に示されている。
まず、合流・退出ノード位置学習部３６は、識別線跨ぎが検知された時点の車両位置である移行地点位置を、走行軌跡取得部３３から読み出された車両走行軌跡の属性情報として、取り込む（＃７１）。なお、走行軌跡取得部３３において移行地点位置が算定されていない場合には、走行軌跡取得部３３から読み出された車両走行軌跡から合流・退出ノード位置学習部３６が算定してもよい。また、この移行地点位置が識別線跨ぎ検知部７０で算定されている場合は、識別線跨ぎ検知部７０から移行地点位置を取り込む。
いずれにせよ、移行地点位置が得られると、合流・退出位置取得部３４ａが、この移行地点位置から上述したアルゴリズム（ａ）を用いて地点一致位置を算定する（＃７２）。算定された地点一致位置を経路案内用学習ノード位置として記録する（＃７３）。
【００４４】
次に、合流・退出角度取得部３４ｂが、走行軌跡取得部３３から読み出された走行軌跡情報、具体的には移行地点位置を含む車両走行軌跡に上述したアルゴリズム（ｂ）を適用して、学習合流・退出角度を算定する（＃７６）。算定された学習合流・退出角度から角度一致位置を算定し（＃７７）、算定された角度一致位置を経路案内用補助ノードとして記録する（＃７８）。
【００４５】
ナビゲーションＥＣＵ３により、合流・退出ノード位置学習ルーチンから戻ると、ナビゲーション処理の終了が指令されているかどうかチェックされ（＃８）、終了が指令されていない限り（＃８No分岐）、この合流・退出ノード学習ルーチンが繰り返され、終了が指令されると（＃８Yes分岐）、ナビゲーション処理が終了する。
ナビゲーション処理が終了する。
【００４６】
上述した合流・退出ノード位置学習ルーチンを通じて生成され、記録されている学習ノード位置は、補助ノード設定部３７によって補助ノードとして設定されるか、あるいはノード位置補正部３８によって当該学習ノード位置に関連付けられている合流・退出ノード(基本ノード)の位置を上書きすることにより、利用される。
【００４７】
次に学習ノード位置の利用の一例を、図８のフローチャートを用いて説明する。本例では、基本ノードが地点一致位置に一致するように補正され、補助ノードが角度一致位置に設定される場合について説明する。この学習ノード位置利用処理は、基本的には利用ノード選択部３９によって行われる。
まず、車両位置情報取得部３１が車両位置を取り込み（＃８１）、道路情報取得部３２が走行予定の道路経路における直近のノード情報を取り込む（＃８２）。取り込まれたノード情報から読み取られたノードが合流・退出ノードであるかどうかチェックされる（＃８３）。合流・退出ノードでないなら（＃８３No分岐）、処理対象外なのでこの処理ルーチンを終了する。読み取られたノードが合流・退出ノードなら（＃８３Yes分岐）、さらにその合流・退出ノードがこの処理ルーチンにおいて未処理であるかどうかチェックされる（＃８４）。処理済みなら（＃８４No分岐）、ステップ＃８１に戻ってこの処理を続行する。未処理なら（＃８４Yes分岐）、さらに当該合流・退出ノードに経路案内用学習ノード位置が割り当てられているかどうかチェックされる（＃８５）。この合流・退出ノードに経路案内用学習ノード位置が割り当てられていると（＃８５Yes分岐）、さらに、この合流・退出ノードとこの合流・退出ノードに割り当てられている経路案内用学習ノード位置との差（位置差）が予め設定されている位置しきい値を越えているかどうかをチェックする（＃８６）。位置差が位置しきい値を越えていると（＃８６Yes分岐）、この処理対象の合流・退出ノードである基本ノードを、この合流・退出ノードに割り当てられている経路案内用学習ノード位置で書き換え補正する（＃８７）。位置差が位置しきい値を越えていないと（＃８６No分岐）、今回は基本ノードの補正は行わず、ステップ＃８７をジャンプし、補正ノード設定の処理に移行する。また、ステップ＃８５でこの合流・退出ノードに経路案内用学習ノード位置が割り当てられていなければ（＃８５No分岐）、そのまま補正ノード設定の処理に移行する。
【００４８】
補正ノード設定の処理に移行すると、まず、この処理対象となっている合流・退出ノードにマップマッチング用学習ノード位置が割り当てられているかどうかチェックされる（＃８８）。この合流・退出ノードにマップマッチング用学習ノード位置が割り当てられていると（＃８８Yes分岐）、交差角度チェックが行われる（＃８９）。この交差角度チェックでは、この合流・退出ノードで交差する合流・退出リンクと本線リンクとの交差角度と、この合流・退出ノードに割り当てられているマップマッチング用学習ノード位置に基づいて算定される合流・退出リンクと本線リンクとの交差角度との差（角度差）が、予め設定されている角度しきい値を越えているかどうかをチェックする。角度差が角度しきい値を越えていると（＃８９Yes分岐）、この処理対象の合流・退出ノードのための補助ノードを、この合流・退出ノードに割り当てられているマップマッチング用学習ノード位置に設定する（＃９０）。角度差が角度しきい値を越えていないと（＃８９No分岐）、今回は補助ノードの設定は行わず、ステップ＃９０をジャンプし、この処理を終了する。
【００４９】
〔その他の実施形態〕
（１）上述した実施の形態では、車両が区域識別線を跨ぎ走行したことを検知する画像認識機能は画像処理ユニット７に備えられていたが、画像処理ユニット７は、画像認識の対象となる撮影画像の前処理だけを行い、実際の画像認識は、別のユニット、例えば、ナビゲーションＥＣＵ３によって行うような構成を採用してもよい。
【００５０】
（２）上述した実施の形態では、図２の（ａ）と（ｂ）で示された、二種類の学習ノード位置算出アルゴリズムが用いられた。もちろん、学習ノード位置としての地点一致位置や角度一致位置を算出するアルゴリズムは種々考えられるので、本発明では特定の学習ノード位置算出アルゴリズムを限定していない。例えば、合流・退出走行を開始する最初のステアリング操作の地点に基づいて地点一致位置を求めるアルゴリズムは、運転者の走行傾向にマッチするので好都合である。
【００５１】
（３）上述した実施の形態では、走行軌跡情報から得られた実際の走行に対応する交差角度に基づいて算出された角度一致位置を学習ノード位置として学習する例で説明した。しかし、この角度一致位置を学習ノード位置とするのではなく、実際の走行に対応する交差角度を学習ノード位置として記録しておき、利用のときに、この交差角度に基づいて角度一致位置を算出することができる。そして、その都度算出した角度一致位置が基本ノードの補正や補助ノードの設定に用いられる。
【００５２】
（４）上述した実施の形態では、算出された学習ノード位置が合流・退出ノードと関連付けて記憶されていた。しかしながら同じ合流・退出ノードであっても、道路状況や運転状況によって、合流ないしは退出のためにステアリング操作するタイミングは異なる可能性がある。したがって、同一合流・退出ノードであっても、そのような道路状況や運転状況が異なる毎に学習ノード位置を算定し、道路状況や運転状況別に、学習ノード位置を記憶してもよい。このような構成を採用することで、学習ノード位置の利用時には、道路状況や運転状況に応じてより適切な補助ノード又は補正後の基本ノードを用いることができる。このような学習ノード位置の利用は、当該学習ノード位置に対応する合流・退出ノードだけでなく、道路状況や運転状況が近似する他の合流・退出ノードに対しても行うことができる。
なお、道路状況としては、(1)本線レーンの渋滞度、(2) 合流・退出レーンの渋滞度、(3) 道路形状の一種としての区域識別線の長さ、つまり合流・退出レーンの長さ、(4) 道路形状の一種としての本線レーンや合流・退出レーンの道路幅、(5) 合流・退出が行われる時間帯、などが挙げられる。また、運転状況としては、(11)運転者の疲労度、(12) 合流・退出ノードに対する慣れ度(走行頻度)などが挙げられる。
【００５３】
（５）上述した実施の形態では、車両が区域識別線を跨ぎ走行したことを検知するために車載カメラによる路面撮影画像に対する画像認識処理が採用されていた。しかしながら、悪天候時や夜間の走行を考慮して、跨ぎ検知の精度を高めるために、ステアリング操作履歴を参照して算定される走行軌跡から区域識別線の跨ぎ走行の検知を合わせて行い、画像認識の結果と照合するような技術を採用してもよい。また、そのような後者の跨ぎ走行の検知のみで、画像認識処理を用いずに、車両が区域識別線を跨ぎ走行したことを検知する構成も可能である。
【００５４】
（６）上述した実施の形態では、学習ノード位置を道路情報と関連付けるということを、道路情報に含まれている対応の合流・退出ノードに学習ノード位置を関連付けるということにしていたが、これに限定されるわけではなく、例えばリンクに関連付けてもよい。その他の道路情報に含まれているリンク、あるいは特定の地物やシンボルなどに関連付けられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の道路ノード位置管理システムは、カーナビゲーションのみならず、道路情報に含まれているノードを基準として各種制御を実行するような技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
３：ナビゲーションＥＣＵ
３１：車両位置情報取得部
３２：道路情報取得部
３３：走行軌跡算出部
３４ａ：合流・退出位置取得部
３４ｂ：合流・退出角度取得部
３５：ステアリング操作履歴管理部
３６：合流・退出ノード位置学習部
３７：ノード位置補正部
３８：ノード位置補正部
３９：利用ノード選択部
４：ナビゲーション処理部
５：推測航法ユニット
６：ＧＰＳユニット
７：画像処理ユニット
７ａ：撮影画像取得部
７０：識別線跨ぎ検知部
７１：識別線抽出部
７２：識別線画像バッファ
７３：識別線跨ぎ判定部
７４：跨ぎ角度検出部
８：車両状態検出管理ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の現在位置を表す車両位置情報を取得する車両位置情報取得部と、
複数のリンク及びノードの接続関係により道路を表す道路情報を取得する道路情報取得部と、
前記道路情報中における合流・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得する走行軌跡取得部と、
前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得する合流・退出位置取得部と、
前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得する合流・退出角度取得部と、
前記学習用合流・退出位置及び前記学習用合流・退出角度に基づいて、前記道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に、地点一致位置及び角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定する補助ノード設定部と、
を備え、
前記地点一致位置は、前記学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置であり、前記角度一致位置は、前記本線リンクとの交差角度が前記学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置である道路ノード位置管理システム。
【請求項２】
前記補助ノード設定部は、前記地点一致位置及び前記角度一致位置のいずれか一方に前記補助ノードを設定し、
前記地点一致位置及び前記角度一致位置のいずれか他方に一致させるように前記基本ノードの位置を補正するノード位置補正部を更に備えた請求項１に記載の道路ノード位置管理システム。
【請求項３】
前記基本ノード及び前記補助ノードの何れかのノードの中から、前記車両の経路案内処理に利用するノードとしては前記地点一致位置に設定されたノードを選択し、前記現在位置のマップマッチング処理に利用するノードとしては前記角度一致位置に設定されたノードを選択する利用ノード選択部を更に備えた請求項１又は２に記載の道路ノード位置管理システム。
【請求項４】
前記走行軌跡取得部は、前記車両走行軌跡を、本線レーンと合流・退出レーンとの間に設けられている区域識別線の画像認識を用いて取得し、
前記合流・退出位置取得部は、前記車両が前記区域識別線を跨いだ地点を学習用合流・退出位置として取得し、
前記合流・退出角度取得部は、前記区域識別線を跨いだ際の前記車両の進行方向と前記区域識別線との角度を学習用合流・退出角度として取得する請求項１から３のいずれか一項に記載の道路ノード位置管理システム。
【請求項５】
車両の現在位置を表す車両位置情報を取得するステップと、
複数のリンク及びノードの接続関係により道路を表す道路情報を取得するステップと、
前記道路情報中における合流・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得するステップと、
前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得するステップと、
前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得するステップと、
前記学習用合流・退出位置及び前記学習用合流・退出角度に基づいて、前記道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に、地点一致位置及び角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定するステップと、
を備え、
前記地点一致位置は、学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置であり、前記角度一致位置は、前記本線リンクとの交差角度が前記学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置である道路ノード位置管理方法。
【請求項６】
車両の現在位置を表す車両位置情報を取得する機能と、
複数のリンク及びノードの接続関係により道路を表す道路情報を取得する機能と、
前記道路情報中における合流・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得する機能と、
前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得する機能と、
前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得する機能と、
前記学習用合流・退出位置及び前記学習用合流・退出角度に基づいて、前記道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に、地点一致位置及び角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定する機能と、
をコンピュータに実行させ、前記地点一致位置は学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置であり、前記角度一致位置は、前記本線リンクとの交差角度が前記学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置であるとする道路ノード位置管理プログラム。
【請求項１】
車両の現在位置を表す車両位置情報を取得する車両位置情報取得部と、
複数のリンク及びノードの接続関係により道路を表す道路情報を取得する道路情報取得部と、
前記道路情報中における合流・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得する走行軌跡取得部と、
前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得する合流・退出位置取得部と、
前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得する合流・退出角度取得部と、
前記学習用合流・退出位置及び前記学習用合流・退出角度に基づいて、前記道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に、地点一致位置及び角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定する補助ノード設定部と、
を備え、
前記地点一致位置は、前記学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置であり、前記角度一致位置は、前記本線リンクとの交差角度が前記学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置である道路ノード位置管理システム。
【請求項２】
前記補助ノード設定部は、前記地点一致位置及び前記角度一致位置のいずれか一方に前記補助ノードを設定し、
前記地点一致位置及び前記角度一致位置のいずれか他方に一致させるように前記基本ノードの位置を補正するノード位置補正部を更に備えた請求項１に記載の道路ノード位置管理システム。
【請求項３】
前記基本ノード及び前記補助ノードの何れかのノードの中から、前記車両の経路案内処理に利用するノードとしては前記地点一致位置に設定されたノードを選択し、前記現在位置のマップマッチング処理に利用するノードとしては前記角度一致位置に設定されたノードを選択する利用ノード選択部を更に備えた請求項１又は２に記載の道路ノード位置管理システム。
【請求項４】
前記走行軌跡取得部は、前記車両走行軌跡を、本線レーンと合流・退出レーンとの間に設けられている区域識別線の画像認識を用いて取得し、
前記合流・退出位置取得部は、前記車両が前記区域識別線を跨いだ地点を学習用合流・退出位置として取得し、
前記合流・退出角度取得部は、前記区域識別線を跨いだ際の前記車両の進行方向と前記区域識別線との角度を学習用合流・退出角度として取得する請求項１から３のいずれか一項に記載の道路ノード位置管理システム。
【請求項５】
車両の現在位置を表す車両位置情報を取得するステップと、
複数のリンク及びノードの接続関係により道路を表す道路情報を取得するステップと、
前記道路情報中における合流・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得するステップと、
前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得するステップと、
前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得するステップと、
前記学習用合流・退出位置及び前記学習用合流・退出角度に基づいて、前記道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に、地点一致位置及び角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定するステップと、
を備え、
前記地点一致位置は、学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置であり、前記角度一致位置は、前記本線リンクとの交差角度が前記学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置である道路ノード位置管理方法。
【請求項６】
車両の現在位置を表す車両位置情報を取得する機能と、
複数のリンク及びノードの接続関係により道路を表す道路情報を取得する機能と、
前記道路情報中における合流・退出リンクと本線リンクとの交点としての合流・退出ノードに対応する、合流・退出レーンと本線レーンとの接続区間での車両走行軌跡を取得する機能と、
前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行地点の位置を学習用合流・退出位置として取得する機能と、
前記車両走行軌跡に基づいて、前記合流・退出レーンと前記本線レーンとの間の移行の際の合流・退出角度を学習用合流・退出角度として取得する機能と、
前記学習用合流・退出位置及び前記学習用合流・退出角度に基づいて、前記道路情報中の前記ノードである基本ノードとは別に、地点一致位置及び角度一致位置の少なくとも一方に補助ノードを設定する機能と、
をコンピュータに実行させ、前記地点一致位置は学習用合流・退出位置の前記本線リンク上の位置であり、前記角度一致位置は、前記本線リンクとの交差角度が前記学習用合流・退出角度と一致する仮想合流・退出リンクと前記本線リンクとの交点の位置であるとする道路ノード位置管理プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１１８０２７（Ｐ２０１２−１１８０２７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７０７１９（Ｐ２０１０−２７０７１９）
【出願日】平成２２年１２月３日（２０１０．１２．３）
【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）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月３日（２０１０．１２．３）
【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）】
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