JP5461065B2 - 現在位置特定装置とその現在位置特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、現在位置特定技術に関するものである。

従来、現在位置を特定するナビゲーション装置では、過去の走行地点からの移動方向と移動速度とを用いて、自車位置を予測し、特定している。しかし、狭角Ｙ字分岐路等の分岐においては、自車位置を特定する精度が低下してしまう問題があった。この問題を解決するために、カメラを用いて、走行している車線を検知する技術がある。特許文献１には、このようなナビゲーション装置についての技術が記載されている。

特開２００５−３２２１６６号公報

上記のようなナビゲーション装置では、車線検知のための処理負荷が高くなるため、実際には検知範囲を限定して適用するのが望ましい。例えば、分岐前後の予め定めた一律の範囲において適用することが考えられる。しかし、車線変更可能な区間が、予め定めた一律の検知範囲よりも長い道路を走行している場合には、検知範囲に含まれない区間において車線変更をした場合でも、その車線の変更をカメラで検知できず、走行している車線が正常に判定されないことがある。したがって、間違った道路上に現在位置を求めてしまう場合がある。特に、地物（車線変更可能区間を示す標識や路面ペイント等）の状態は一定でないため、車線変更可能な範囲は個別の分岐点により大きく異なる。

本発明の目的は、現在位置特定装置において、分岐付近における自車位置の特定精度をより向上させる技術を提供することにある。

上記課題を解決すべく、本発明に係る現在位置特定装置は、自車両の現在地を検出する現在地検出手段と、道路の形状を特定する道路形状情報と、道路の種別を特定する道路種別情報と、を含む地図情報と、前記地図情報に含まれる道路の分岐地点を特定する分岐地点情報と、を記憶する記憶手段と、前記現在地検出手段によって検出された前記自車両の現在地に対応する推定現在地を前記地図情報を用いて推定する現在地推定手段と、前記分岐地点の道路に関する情報に基づいて、前記分岐地点ごとに、自車両の進行方向を検知する範囲を、検知範囲として特定する検知範囲特定手段と、前記現在地推定手段により検出した前記自車両の推定現在地が、前記検知範囲特定手段によって特定した前記検知範囲に含まれる場合に、前記自車両が車線変更したことを検知する車線変更検知手段と、前記現在地推定手段により推定した前記推定現在地を、前記車線変更検知手段により検知した車線変更の情報を用いて補正する推定現在地補正手段と、を備え、前記検知範囲特定手段は、前記記憶手段から、前記推定現在地が属する道路に関する前記道路形状情報を取得し、前記推定現在地が属する道路が狭角に分岐する場合に、前記道路形状情報に基づき、分岐する道路が並走する並走距離に応じて検知範囲を特定し、前記車線変更検知手段は、前記推定現在地が属する道路が狭角に分岐する場合に車線変更を検知する、ことを特徴とする。

また、本発明の現在位置特定方法は、現在位置特定装置は、自車両の現在地を検出する現在地検出手段と、道路の形状を特定する道路形状情報と、道路の種別を特定する道路種別情報と、を含む地図情報と、前記地図情報に含まれる道路の分岐地点を特定する分岐地点情報と、を記憶する記憶手段と、を備え、前記現在地検出手段によって検出された前記自車両の現在地に対応する推定現在地を前記地図情報を用いて推定する現在地推定ステップと、前記分岐地点の道路に関する情報に基づいて、前記分岐地点ごとに、自車両の進行方向を検知する範囲を、検知範囲として特定する検知範囲特定ステップと、前記現在地推定ステップにより検出した前記自車両の推定現在地が、前記検知範囲特定ステップによって特定した前記検知範囲に含まれる場合に、前記自車両が車線変更したことを検知する車線変更検知ステップと、前記現在地推定ステップにより推定した前記推定現在地を、前記車線変更検知ステップにより検知した車線変更の情報を用いて補正する推定現在地補正ステップと、を実施し、前記検知範囲特定ステップでは、前記記憶手段から、前記推定現在地が属する道路に関する前記道路形状情報を取得し、前記推定現在地が属する道路が狭角に分岐する場合に、前記推定現在地が属する道路の道路種別と、制限速度と、分岐した道路が並走する並走距離と、に応じて検知範囲を特定し、前記車線変更検知ステップでは、前記推定現在地が属する道路が狭角に分岐する場合に車線変更を検知する、ことを特徴とする。

図１は、ナビゲーション装置の概略構成図である。 図２は、リンクテーブルの構成を示す図である。 図３は、検知情報テーブルの構成を示す図である。 図４は、検知区間設定テーブルの構成を示す図である。 図５は、カメラの搭載位置を示す図である。 図６は、撮像画像を地上面に投影する様子を示す図である。 図７は、演算処理部の機能構成図である。 図８は、車線変更検知処理のフロー図である。 図９は、従来の検知結果を示す図である。 図１０は、本発明による検知結果を示す図である。

以下に、本発明の一実施形態を適用した車載用の現在位置特定装置であるナビゲーション装置１００について、図面を参照して説明する。

図１に、ナビゲーション装置１００の構成図を示す。

ナビゲーション装置１００は、演算処理部１と、ディスプレイ２と、記憶装置３と、音声入出力装置４（音声入力装置としてマイクロフォン４１、音声出力装置としてスピーカ４２を備える）と、入力装置５と、ＲＯＭ装置６と、車速センサ７と、ジャイロセンサ８と、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信装置９と、ＦＭ多重放送受信装置１０と、ビーコン受信装置１１と、カメラ１２と、を備えている。

演算処理部１は、様々な処理を行う中心的ユニットである。例えば各種センサ７,８やＧＰＳ受信装置９、ＦＭ多重放送受信装置１０等から出力される情報を基にして現在地（検出現在地）を検出する。また、得られた検出現在地に基づいてマップマッチング処理を行い、推定現在地を特定し、推定現在地の表示に必要な地図データを記憶装置３あるいはＲＯＭ装置６から読み出す。

また、演算処理部１は、読み出した地図データをグラフィックス展開し、そこに推定現在地を示すマークを重ねてディスプレイ２へ表示する。また、記憶装置３あるいはＲＯＭ装置６に記憶されている地図データ等を用いて、出発地（推定現在地）とユーザから指示された目的地とを結ぶ最適な経路（推奨経路）を探索する。また、スピーカ４２やディスプレイ２を用いてユーザを誘導する。

また、演算処理部１は、カメラ１２を用いて、車両の周囲を撮像し、車線変更区間を示す分岐線等を認識して車線変更の方向等を検知し、推定現在地の特定に用いる。

ナビゲーション装置１００の演算処理部１は、各デバイス間をバス２５で接続した構成である。演算処理部１は、数値演算及び各デバイスを制御するといった様々な処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)２１と、記憶装置３から読み出した地図データ、演算データなどを格納するＲＡＭ(Random Access Memory)２２と、プログラムやデータを格納するＲＯＭ(Read Only Memory)２３と、各種ハードウェアを演算処理部１と接続するためのＩ／Ｆ（インターフェイス）２４と、を有する。

ディスプレイ２は、演算処理部１等で生成されたグラフィックス情報を表示するユニットである。ディスプレイ２は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどで構成される。

記憶装置３は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や不揮発性メモリカードといった、少なくとも読み書きが可能な記憶媒体で構成される。

この記憶媒体には、通常の経路探索装置に必要な地図データ（地図上の道路を構成するリンクのリンクデータを含む）であるリンクテーブル２００と、検知情報テーブル２５０と、検知区間設定テーブル２６０と、が記憶されている。

図２は、リンクテーブル２００の構成を示す図である。リンクテーブル２００は、地図上の区画された領域であるメッシュの識別コード（メッシュＩＤ）２０１ごとに、そのメッシュ領域に含まれる道路を構成する各リンクのリンクデータ２０２を含んでいる。

リンクデータ２０２は、リンクの識別子であるリンクＩＤ２１１ごとに、リンクを構成する２つのノード（開始ノード、終了ノード）の座標情報２２２、リンクを含む道路の種別を示す道路種別２２３、リンクの長さを示すリンク長２２４、予め記憶されたリンク旅行時間２２５、当該リンクの開始ノードに接続するリンクである開始接続リンクと、当該リンクの終了ノードに接続するリンクである終了接続リンクと、を特定する開始接続リンク、終了接続リンク２２６、リンクを含む道路の制限速度を示す制限速度２２７、などを含んでいる。

開始接続リンク、終了接続リンク２２６は、当該リンクの終了ノードにおいて複数のリンクに分岐する場合には、本線を特定するリンクと、方向別に分岐車線を特定するリンクと、を区別できるように分けられている。

また、複数の分岐車線がある場合には、リンクごとに、本線を基準に右側、左側の別と、当該方向に何番目のリンクであるのかを特定する情報が付加されている。例えば、終了リンク接続として、リンクＡ、Ｂ、Ｃの３本がある場合、本線としてリンクＡ、右に一番目（本線の右隣）の分岐線としてリンクＢ、右に二番目（リンクＢの右隣）の分岐線としてリンクＣ、を特定する情報が格納される。

なお、ここでは、リンクを構成する２つのノードについて開始ノードと終了ノードとを区別することで、同じ道路の上り方向と下り方向とを、それぞれ別のリンクとして管理するようにしている。

図３は、検知情報テーブル２５０の構成を示す図である。検知情報テーブル２５０は、車線変更検知を行うべき分岐点に対応するノードごとに、当該ノードを通過する手前の検知区間を特定する情報と、当該ノードを通過した直後の検知区間を特定する情報と、当該ノードの通過前後の検知区間において車線変更を検知した結果とを格納するテーブルである。

なお、車線変更検知を行うべき分岐点とは、車線変更を検知することで現在地の特定精度を一定以上向上させることが見込める分岐点をいう。主に、いわゆる狭角Ｙ字分岐路などを構成する分岐点である。ここで、狭角Ｙ字分岐路とは、分岐路リンクと本線路リンクとが、分岐後に所定の間隔で並走するように分岐する道路形状をいう。

検知情報テーブル２５０は、車線変更検知を行うべき分岐点を特定するノードＩＤ２５１と、当該分岐点を通過する手前の検知区間を特定する通過前検知区間２５２と、当該分岐点を通過した直後の検知区間を特定する通過後検知区間２５３と、検知した結果である検知結果２５４と、を含んでいる。

ノードＩＤ２５１には、分岐点を特定する情報であるノードの識別子が格納される。

通過前検知区間２５２には、ノードＩＤ２５１に格納された情報により特定される分岐点の通過前において車線変更を検知する範囲を特定する情報が格納される。

通過後検知区間２５３には、ノードＩＤ２５１に格納された情報により特定される分岐点の通過後において車線変更を検知する範囲を特定する情報が格納される。

検知結果２５４には、通過前検知区間２５２および通過後検知区間２５３に格納された情報により特定される範囲内において車線変更を検知した結果を特定する情報が格納される。

図４は、検知区間設定テーブル２６０の構成を示す図である。検知区間設定テーブル２６０は、車線変更検知を行うべき分岐点において当該分岐点を通過する手前の検知区間と、当該分岐点を通過した直後の検知区間とを、道路種別、制限速度、分岐路の並走距離に応じて特定するためのテーブルである。

検知区間設定テーブル２６０は、道路種別２６１と、制限速度２６２と、並走距離２６３と、通過前検知区間２６４と、通過後検知区間２６５と、を含んでいる。

道路種別２６１には、車線変更検知を行う分岐点が含まれる道路の種別を特定する情報が格納される。

制限速度２６２には、車線変更検知を行う分岐点が含まれる道路の制限速度について、所定の重複しない速度域の区分を特定する情報が格納される。

並走距離２６３には、車線変更検知を行う分岐点において分岐した複数の道路が並走している区間の距離について、所定の重複しない距離の区分を特定する情報が格納される。

通過前検知区間２６４には、車線変更検知を行う分岐点を通過する手前において、車線変更を検知するべき範囲を特定する情報が格納される。

通過後検知区間２６５には、車線変更検知を行う分岐点を通過した直後において、車線変更を検知するべき範囲を特定する情報が格納される。

なお、例えば、検知区間設定テーブル２６０においては、道路種別２６１により特定される種別が下位の道路になるにつれて、すなわち都市間高速、有料道路、都市内高速、国道（上下線分離）、国道（上下線分離なし）、その他、の順に、検知区間（通過前、通過後とも）が短くなるように設定される。

また例えば、検知区間設定テーブル２６０においては、制限速度２６２が低くなるにつれて、すなわち時速１００ｋｍ〜８０ｋｍ、時速８０ｋｍ〜６０ｋｍ、時速６０ｋｍ〜４０ｋｍ、その他、の順に、検知区間（通過前、通過後とも）が短くなるように設定される。

また例えば、検知区間設定テーブル２６０においては、並走距離２６３が短くなるにつれて、すなわち２００ｍ以上、２００ｍ〜１５０ｍ、１５０ｍ〜１００ｍ、１００ｍ〜５０ｍ、その他、の順に、検知区間（通過前、通過後とも）が短くなるように設定される。

図１に戻って説明する。音声入出力装置４は、音声入力装置としてマイクロフォン４１と、音声出力装置としてスピーカ４２と、を備える。マイクロフォン４１は、使用者やその他の搭乗者が発した声などのナビゲーション装置１００の外部の音声を取得する。

スピーカ４２は、演算処理部１で生成された使用者へのメッセージを音声信号として出力する。マイクロフォン４１とスピーカ４２は、車両の所定の部位に、別個に配されている。ただし、一体の筐体に収納されていても良い。ナビゲーション装置１００は、マイクロフォン４１及びスピーカ４２を、それぞれ複数備えることができる。

入力装置５は、使用者からの指示を使用者による操作を介して受け付ける装置である。入力装置５は、タッチパネル５１と、ダイヤルスイッチ５２と、その他のハードスイッチ（図示しない）であるスクロールキー、縮尺変更キーなどで構成される。

タッチパネル５１は、ディスプレイ２の表示面側に搭載され、表示画面を透視可能である。タッチパネル５１は、ディスプレイ２に表示された画像のＸＹ座標と対応したタッチ位置を特定し、タッチ位置を座標に変換して出力する。タッチパネル５１は、感圧式または静電式の入力検出素子などにより構成される。

ダイヤルスイッチ５２は、時計回り及び反時計回りに回転可能に構成され、所定の角度の回転ごとにパルス信号を発生し、演算処理部１に出力する。演算処理部１では、パルス信号の数から、回転角度を求める。

ＲＯＭ装置６は、ＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭ等のＲＯＭ（Read Only Memory）や、ＩＣ（Integrated Circuit）カードといった、少なくとも読み取りが可能な記憶媒体で構成されている。この記憶媒体には、例えば、動画データや、音声データなどが記憶されている。

車速センサ７,ジャイロセンサ８およびＧＰＳ受信装置９は、ナビゲーション装置１００で現在地（自車位置）を検出するために使用されるものである。

車速センサ７は、車速を算出するのに用いる値を出力するセンサである。

ジャイロセンサ８は、光ファイバジャイロや振動ジャイロ等で構成され、移動体の回転による角速度を検出するものである。

ＧＰＳ受信装置９は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し移動体とＧＰＳ衛星間の距離と距離の変化率とを３個以上の衛星に対して測定することで移動体の現在地、進行速度および進行方位を測定するものである。

ＦＭ多重放送受信装置１０は、ＦＭ多重放送局から送られてくるＦＭ多重放送信号を受信する。ＦＭ多重放送には、ＶＩＣＳ（Vehicle Information Communication System：登録商標）情報の概略現況交通情報、規制情報、ＳＡ／ＰＡ（サービスエリア／パーキングエリア）情報、駐車場情報、天気情報などやＦＭ多重一般情報としてラジオ局が提供する文字情報などがある。

ビーコン受信装置１１は、ＶＩＣＳ情報などの概略現況交通情報、規制情報、ＳＡ／ＰＡ（サービスエリア／パーキングエリア）情報、駐車場情報、天気情報や緊急警報などを受信する。例えば、光により通信する光ビーコン、電波により通信する電波ビーコン等の受信装置である。

カメラ１２は、図５に示すように、車両３００の前方にやや下を向いて、路面を撮像できるように取り付けられる。カメラ１２は、車両の前方の地上面をＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子を用いて撮像する。また、カメラ１２は、撮像した映像を、演算処理部１に受け渡す。

図６は、図５のカメラ１２にて撮像した映像を用いた地上投影画像の生成方法を説明するための図である。主制御部１０１は、カメラ１２の視点Ｐの位置（車両内の所定位置を原点とする三次元空間における座標位置）と撮像方向（視線方向）Ｋを求める。そして、主制御部１０１は、撮像画像５１０を、カメラ１２の視点Ｐの位置から撮像方向Ｋに向けて、地上面５２０に投影し、地上投影画像５３０を生成する。なお、撮像方向Ｋは、撮像画像５１０の中心と垂直に交わる。また、カメラ１２の視点Ｐから撮像画像５１０までの距離は、予め定められている。こうして生成される地上投影画像５３０は、車両の上空から車両周辺を鳥瞰したような画像となる。

図７は、演算処理部１の機能ブロック図である。図示するように、演算処理部１は、主制御部１０１と、入力受付部１０２と、出力処理部１０３と、マップマッチング部１０４と、カメラ制御部１０５と、車線変更検知部１０６と、車線判定部１０７と、を有する。

主制御部１０１は、様々な処理を行う中心的な機能部であり、処理内容に応じて、他の処理部を制御する。また、各種センサ、ＧＰＳ受信装置９等の情報を取得し、マップマッチング部１０４等に依頼して推定現在地を特定する。また、随時、走行した日付および時刻と、位置と、を対応付けて、リンクごとに走行履歴を記憶装置３に記憶する。さらに、各処理部からの要求に応じて、現在時刻を出力する。また、出発地（推定現在地）とユーザから指示された目的地とを結ぶ最適な経路（推奨経路）を探索し、推奨経路から逸脱しないよう、スピーカ４２やディスプレイ２を用いてユーザを誘導する。

また、主制御部１０１は、カメラ１２で撮像した映像を、カメラ制御部１０５を介して画像データとして取得する。そして、取得した画像を、車線を跨いだか否かを判定する処理のための画像（地上投影画像）に変換する。

入力受付部１０２は、入力装置５またはマイクロフォン４１を介して入力された使用者からの指示を受け付け、その要求内容に対応する処理を実行するように演算処理部１の各部を制御する。例えば、使用者が推奨経路の探索を要求したときは、目的地を設定するため、地図をディスプレイ２に表示する処理を出力処理部１０３に要求する。

出力処理部１０３は、表示させる画面情報を受け取り、ディスプレイ２に描画するための信号に変換してディスプレイ２に対して描画する指示を行う。

マップマッチング部１０４は、ＧＰＳ受信装置９等からの情報を、主制御部１０１を介して取得する。またさらに、車速センサ７から取得した車速と、ジャイロセンサ８から取得した車両の進行方向についての変化から求めた進行方向と、記憶装置３あるいはＲＯＭ装置６に記憶されている地図データ等を用いて、リンク上に、現在地である可能性のある地点（推定現在地）を求める（マップマッチング処理）。

このとき、狭角Ｙ字分岐路においては、マップマッチング部１０４は、後述する車線判定部１０７の車線判定結果を用いて、マップマッチング処理を行って特定した推定現在地を補正する。具体的には、マップマッチング部１０４は、例えば、本線から右に二本目にある分岐路を走行していると判定された場合には、分岐ノードの通過後においては、リンクテーブル２００の終了接続リンク２２６により本線の右側二本目として対応付けられたリンク上に現在地をマッチングさせる。このように、マップマッチング部１０４は、推定現在地を求めるとともに、狭角Ｙ字分岐路においては、車線判定部１０７が判定した車線に対応するよう、求めた推定現在地を補正する。

カメラ制御部１０５は、カメラ１２の動作を制御する。例えば、カメラ１２の撮像の開始・終了のタイミングを設定する。また、撮像した画像の主制御部１０１への送信を制御する。

車線変更検知部１０６は、主制御部１０１により変換処理された地上投影画像を受け付けて、車線、とくに分岐路と本線との間に存在する分岐線（車線区分線）を跨いで車線が変更されたか否かを判定し、車線が変更されると、その変更方向（左右いずれか）を特定する。具体的には、例えば、車線変更検知部１０６は、地上投影画像の２値化画像からエッジ検出によって分岐線を検出し、検出した分岐線の自車両に対する車線幅方向の位置に基づいて車線が変更された事及び車線変更方向を検出する。すなわち、車線変更検知部１０６は、エッジ検出により検出した分岐線が自車両の運転席から見て左側から右側に移動した場合には、車線変更を行ったと判定すると共に、左方向に車線変更を行ったと判定する。同様に、車線変更検知部１０６は、検出した分岐線が自車両の運転席から見て右側から左側に移動した場合には車線変更を行ったと判定すると共に、右方向に車線変更を行ったと判定する。

なお、分岐線は、通常の車線とは異なる線であり、例えば白太破線等の路面ペイントがなされている。分岐線は、例えば、高速道路のインターチェンジやジャンクション、あるいはサービスエリア・パーキングエリアへの引き込み線と本線との境界の線である。

このような境界線を跨ぐことは、分岐路へ車線を変更したことを意味するので、車線変更検知部１０６は分岐路に進入したか否かを判定している。そのため、分岐線ではなく別の表示・標識等により分岐を示す国や地域等においては、車線変更検知部１０６は、上記とは別の方法で分岐線に進入したことを検知するようにしてもよい。

車線判定部１０７は、車線変更検知部１０６により車線変更が検知されると、その変更方向から、現在走行している車線を特定する。

上記した演算処理部１の各機能部、すなわち主制御部１０１、入力受付部１０２、出力処理部１０３、マップマッチング部１０４、カメラ制御部１０５、車線変更検知部１０６、車線判定部１０７は、ＣＰＵ２１が所定のプログラムを読み込み実行することにより構築される。そのため、ＲＡＭ２１には、各機能部の処理を実現するためのプログラムが記憶されている。

なお、上記した各構成要素は、ナビゲーション装置１００の構成を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分類したものである。そのため、構成要素の分類の仕方やその名称によって、本願発明が制限されることはない。ナビゲーション装置１００の構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、１つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。

また、各機能部は、ハードウェア（ＡＳＩＣ、ＧＰＵなど）により構築されてもよい。また、各機能部の処理が一つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。

［動作の説明］
次に、ナビゲーション装置１００の動作について説明する。

図８は、ナビゲーション装置１００が搭載された車両３００の走行中に、車線変更を検知すべき分岐路に差し掛かったときに、走行している車線を精度良く特定するための車線変更検知処理のフロー図である。このフローは、ナビゲーション装置１００が起動されることで開始される。

まず、主制御部１０１は、車線を特定する必要がある分岐点のノードに接近しているか否かを検知する（ステップＳ００１）。具体的には、主制御部１０１は、推定現在地を特定し、特定した推定現在地から進行方向に向かって最も近いノードと、当該ノードまでの距離を特定し、検知情報テーブル２５０のノードＩＤ２５１（分岐点を特定するノード）と一致し、かつ自車両の推定現在地から当該ノードまでの距離が所定の閾値内（例えば２００ｍ内）にあるか否かを判定する。

車線を特定する必要がある分岐点のノードに接近していない場合（ステップＳ００１にて「Ｎｏ」）、主制御部１０１は、ステップＳ００１に処理を戻す。

車線を特定する必要がある分岐点のノードに接近している場合（ステップＳ００１にて「Ｙｅｓ」）、車線変更検知部１０６は、当該分岐点のノードに車線変更検知区間の設定があるか否かを判定する（ステップＳ００２）。具体的には、車線変更検知部１０６は、検知情報テーブル２５０を読み出して、ステップＳ００１にて特定したノードについて、通過前検知区間２５２と、通過後検知区間２５３と、に所定の範囲を特定する情報が格納されているか否かを判定する。

当該分岐点のノードに車線変更検知区間の設定がある場合（ステップＳ００２にて「Ｙｅｓ」）、車線変更検知部１０６は、後述するステップＳ００６に処理を進める。

当該分岐点のノードに車線変更検知区間の設定がない場合（ステップＳ００２にて「Ｎｏ」）、主制御部１０１は、走行中の道路について、道路種別と、制限速度を特定する（ステップＳ００３）。具体的には、主制御部１０１は、現在地が属するリンクについて、リンクテーブル２００を参照し、道路種別２２３と、制限速度２２７と、を取得し、車線変更検知部１０６に受け渡す。

次に、車線変更検知部１０６は、分岐点から分岐する道路の並走距離を特定する（ステップＳ００４）。具体的には、車線変更検知部１０６は、所定の方法により、分岐点から分岐する道路の並走区間を特定する。ここで、並走区間を特定する方法として、以下の４つの例を挙げるが、これに限られるものではなく、並走区間を特定することができる方法であれば、他の方法であっても良い。

並走区間を特定する一つ目の方法は、分岐点以降のリンク（サブリンクであってもよい）の向きの差が所定値以上となるリンクまでを並走区間と特定する方法である。具体的には、分岐点より先の２番目以降のリンク同士の方向の差を当該分岐点から順に特定し、当該分岐点から数えて初めて当該方向の差が所定の値（例えば１５度）に収まらなくなるリンクまでを、並走区間であると特定する方法である。

なお、サブリンクとは、道路を構成するリンクを所定のリンクをさらに分割したリンク内のリンクをいう。例えば、大きくカーブする形状の道路がある場合、当該道路に対応するリンクを通常の直線のリンクとすると、リンクの形状は道路の形状と大きく相違してしまう。そこで、当該リンクを複数の直線のサブリンクに分割して、各サブリンクの方向を調整して、実際の道路形状に近づける（形状を補間する）。

また、並走区間を特定する二つ目の方法は、分岐点以降の所定の距離内のリンクについて、サブリンクを構成する形状補間点の数が本線に比べて所定以上多くなるリンクまでを並走区間と特定する方法である。

具体的には、分岐点より先に、分岐点を含む所定の範囲を設定し、当該範囲内にある片方の道路の形状補間点の数と、もう片方の道路の形状補間点の数と、を比較して、いずれか一方の道路の形状補間点の数が他方の道路の形状補間点の数よりも所定値以上多くなるまで当該範囲を拡大する。所定値以上形状補間点の数が多くなるか、当該範囲が所定の最大範囲に達した場合に、当該範囲に含まれる区間を並走区間であると特定する。

また、並走区間を特定する三つ目の方法は、分岐点以降の所定の距離内のリンクについて、サブリンクの平均距離が本線に比べて所定以上短くなるリンクまでを並走区間と特定する方法である。

具体的には、分岐点より先に、分岐点を含む所定の範囲を設定し、当該範囲内にある片方の道路に含まれるサブリンクの平均距離と、もう片方の道路に含まれるサブリンクの平均距離と、を比較して、いずれか一方の道路の平均距離が他方の道路の平均距離よりも所定値以上短くなるまで当該範囲を拡大する。所定値以上平均距離が短くなるか、当該範囲が所定の最大範囲に達した場合に、当該範囲に含まれる区間を並走区間であると特定する。

また、並走区間を特定する四つ目の方法は、分岐点以降の所定の距離内のリンクについて、サブリンクの終点から本線を示すリンクに到る距離が所定値以上大きくなるリンクまでを並走区間と特定する方法である。

具体的には、分岐点より先に、分岐点を含む所定の範囲を設定し、当該範囲内にある片方の道路に含まれるサブリンクの終点から、もう片方の道路に含まれるリンクまでの距離を算出して、当該距離が所定の距離よりも大きくなるまで当該範囲を拡大する。当該距離が所定値以上になるか、当該範囲が所定の最大範囲に達した場合に、当該範囲に含まれる区間を並走区間であると特定する。

そして、車線変更検知部１０６は、上記の方法等により特定した並走区間の距離を並走距離として算出する。

次に、ナビゲーション装置１００は、道路種別、制限速度、並走距離の組み合わせに応じて、検知区間を設定する（ステップＳ００５）。具体的には、車線変更検知部１０６は、検知区間設定テーブル２６０を読み込み、ステップＳ００３にて特定した道路種別と、制限速度と、ステップＳ００４にて特定した並走距離と、の組み合わせに合致する通過前検知区間２６４と、通過後検知区間２６５と、を特定する。そして、車線変更検知部１０６は、特定した通過前検知区間２６４と、通過後検知区間２６５とをそれぞれ、ステップＳ００１にて接近を検知したノードの通過前検知区間２５２と、通過後検知区間２５３として格納する。

次に、主制御部１０１は、推定現在地を取得する（ステップＳ００６）。次に、車線変更検知部１０６は、現在地が検知区間内に含まれるか否かを判定する（ステップＳ００７）。具体的には、車線変更検知部１０６は、ステップＳ００６にて取得した推定現在地が、ステップＳ００１にて接近を検知した分岐点の通過前検知区間２５２あるいは通過後検知区間２５３に含まれるか否かを判定する。

推定現在地が検知区間内にない場合（ステップＳ００７にて「Ｎｏ」）、ナビゲーション装置１００は、ステップＳ００６に処理を戻す。

推定現在地が検知区間内にある場合（ステップＳ００７にて「Ｙｅｓ」）、車線変更検知部１０６は、カメラ１２を用いて撮像する（ステップＳ００８）。具体的には、車線変更検知部１０６は、カメラ制御部１０５に対して、カメラ１２を用いて路面の地物（白線等の路面ペイント情報）を撮像するよう指示し、カメラ制御部１０５から撮像した映像を主制御部１０１を介して受け付ける。

次に、車線変更検知部１０６は、カメラ１２を用いて撮像した映像から、車線変更の有無と、その方向と、を特定する（ステップＳ００９）。具体的には、車線変更検知部１０６は、主制御部１０１により変換処理された地上投影画像を受け付けると、分岐線を跨いだか否かを判定し、分岐線を跨いだと判定すると、その車線変更の方向（左右いずれか）を特定する。

次に、車線変更検知部１０６は、ステップＳ００９にて特定した車線変更の情報に基づいて、車線変更情報を記憶する（ステップＳ０１０）。具体的には、車線変更検知部１０６は、ステップＳ００９にて特定した車線変更の方向ごとに、その車線変更回数をカウントアップするように、検知情報テーブル２５０の検知結果２５４に記憶させる。

例えば、右に一回、左に一回車線変更した旨の情報が検知結果２５４に既に記憶されている場合に、右に一回車線変更した旨の情報を得ると、車線変更検知部１０６は、検知結果２５４に、右に二回、左に一回車線変更した旨の情報を記憶させる。

次に、車線判定部１０７は、車両が走行していると考えられる可能性が高い車線を判定する（ステップＳ０１１）。具体的には、車線判定部１０７は、当該分岐点についての検知情報テーブル２５０の検知結果２５４を参照して、左右の車線変更回数の差から、いずれの車線を走行しているのかを判定する。そして、車線判定部１０７は、判定した車線の情報をマップマッチング部１０４に受け渡す。マップマッチング部１０４は、ＧＰＳ受信装置９等からの情報を、主制御部１０１を介して取得する。そして、マップマッチング部１０４は、ＧＰＳ情報に含まれる現在地情報から、車両の進行方向と車速とに基づいて、分岐ノード通過後においては、走行している車線に対応するリンクをリンクテーブル２００の終了接続リンク２２６から特定し、推定現在地を補正して、当該終了接続リンク上に補正した推定現在地を求める。

次に、車線変更検知部１０６は、現在地が検知区間外にあるか否かを判定する（ステップＳ０１２）。具体的には、車線変更検知部１０６は、ステップＳ０１１にて求めた現在地が、ステップＳ００１にて接近を検知した分岐点の通過前検知区間２５２あるいは通過後検知区間２５３に含まれるか否かを判定する。

現在地が検知区間外にある場合（ステップＳ０１２にて「Ｙｅｓ」）、主制御部１０１は、ステップＳ００１に処理を戻す。

現在地が検知区間外にない場合（ステップＳ０１２にて「Ｎｏ」）、車線変更検知部１０６は、ステップＳ００８に処理を戻す。

以上が、車線変更検知処理の処理内容である。

上記の車線変更検知処理を行う事によって、ナビゲーション装置１００は、走行している車線を特定するための検知区間をなるべく過不足無いよう設定することができる。そして、検知区間における車線の変更情報を用いて、現在地をより正確に求めることが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について説明した。

本発明の一実施形態によると、ナビゲーション装置１００は、走行している車線を特定するための車線検知区間をなるべく過不足無く設定することができる。そして、検知区間における車線の変更情報を用いて、推定現在地をより正確に求めることが可能となる。

また、車線の変更を検知する処理を必要に応じて実行することができるため、当該処理のためのナビゲーション装置１００の演算処理負荷および車内ネットワークのトラフィック負荷を抑えることが可能となる。

図９は、本発明の比較例であり、上記車線変更検知処理によらずに、固定された所定の検知範囲を用いて車線変更の検知を行うナビゲーション装置による現在位置の特定時の状況を表す図である。

図９では、分岐路６０１と、本線路６０２と、それぞれの間を移動可能な区間を示す分岐線６０３と、を備える道路が、ノード６１２に終点で接続するリンク６１１と、ノード６１２を始点とする本線リンク６１３と、分岐線リンク６１４と、で表されている。

なお、分岐線６０３は、所定の距離６２０を有するものとする。

車両６０４は、当該道路を走行する車両である。軌跡６０４Ｓは、当該車両６０４が走行した軌跡を表す。車両６０４は、軌跡６０４Ｓのとおりに移動して、現在時点において分岐路６０１を走行する位置６０４Ｅにあるとする。

ここで、車両６０４に搭載されたナビゲーション装置は、本発明にかかる車線変更検知処理を行わず、従来の方法で車線変更検知を行っているとする。

図９で表される状況においては、ナビゲーション装置の通過前検知区間６２１、通過後検知区間６２２を合わせた検知区間の距離よりも、実際の分岐線６０３の距離６２０の方が長いものとする。

このような場合、車両６０４が分岐線６０３を跨いで車線変更した位置が、通過前検知区間６２１よりも手前の区間６２３、あるいは通過後検知区間６２２よりも奥の区間６２４であった場合には、検知区間内に含まれない位置での車線変更であるため、車両６０４に搭載されたナビゲーション装置は車両６０４が車線変更したことを検知できない。その結果、自車位置を示すカーマーク６０５は、車線変更されていないものとして、本線リンク６１３上に配置されてしまうことがある。

これに対して、図１０は、本発明にかかる車線変更検知処理によって検知範囲を設定し、車線変更の検知を行うナビゲーション装置１００による現在位置の特定時の状況を表す図である。

図１０では、図９と同様の状況を示すが、車両６０４は、本発明に係るナビゲーション装置１００を搭載している点で、図９と相違する。

本発明に係るナビゲーション装置１００によれば、通過前検知区間６２１Ｆ、通過後検知区間６２２Ｆを合わせた検知区間の距離は、道路種別、制限速度、並走距離等の道路の状態によって設定されるため、分岐線６０３の距離６２０に対して過不足なく適切な距離に設定される。そのため、通過前検知区間６２１、あるいは通過後検知区間６２２に含まれない区間において車両６０４が分岐線６０３を跨いで車線変更してしまう可能性を減らすことができるため、車両６０４に搭載されたナビゲーション装置は車線変更を検知できる可能性が高くなる。その結果、自車位置を示すカーマーク６０５Ｆは、車線変更が適切に反映され、分岐線リンク６１４上に適切に配置される。

本発明は、上記実施形態に制限されない。上記実施形態は、本発明の技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。

例えば、上記実施形態の車線変更検知処理のステップＳ００３〜Ｓ００５において、道路種別、制限速度、並走距離の組み合わせにより検知区間を設定しているが、これに限られるものではない。すなわち、車線変更検知部１０６は、ステップＳ００５において、道路種別、制限速度、並走距離のうちいずれか一つの情報に基づいて簡易的に検知区間を設定するようにしてもよい。

このようにすることで、ナビゲーション装置１００の処理負荷を低く抑えることが可能となり、応答性能を高めることが可能となる。

また、車線変更検知部１０６は、ステップＳ００５において、道路種別、制限速度、並走距離のそれぞれの情報に基づいて検知区間を特定し、特定した検知区間のうちから一つを選択して（例えば最も長い区間を選択して）、検知区間として設定するようにしてもよい。

このようにすることで、ナビゲーション装置１００の処理負荷を低く抑えることが可能となり、応答性能を高めることが可能となる。

また、上記実施形態では、車線変更を検知するためにカメラ１２を用いて分岐線を跨いだことを検知するようにしているが、これに限られない。すなわち、光学映像に限らず、レーザー波、電磁波、音波等によるレーダー（例えば、ミリ波レーダーやライダー）を用いて道路に照射し、反射される信号の強度の変化により分岐線を判定し、分岐路に進入したことを検知するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、車線変更を検知するためにカメラ１２を用いて前方の様子を撮像して分岐路に進入したことを検知するようにしているが、これに限られない。すなわち、前方の様子に限らず、複数のカメラ１２により側方、後方の様子を撮像して、分岐路に進入したことを検知するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、車線変更を検知するためにカメラ１２を用いて分岐線を検知し、自車が分岐線を跨いだか否かを検知するようにしているが、これに限られるものではない。すなわち、車線幅が既知の道路に対して、分岐線以外の別の基準となる白線（例えば車両に最も近い距離にある白線または中央線等）から自車までの距離を測定し、その距離により分岐路に進入したか否かを検知するようにしてもよい。

このようにすることで、車線変更をさらに精度良く検知することが可能となる。

以上が、変形の例である。

なお、上記の実施形態では、本発明をナビゲーション装置に適用した例について説明したが、本発明はナビゲーション装置に限らず、車載器全般に適用することができる。

１・・・演算処理部、２・・・ディスプレイ、３・・・記憶装置、４・・・音声出入力装置、５・・・入力装置、６・・・ＲＯＭ装置、７・・・車速センサ、８・・・ジャイロセンサ、９・・・ＧＰＳ受信装置、１０・・・ＦＭ多重放送受信装置、１１・・・ビーコン受信装置、１２・・・カメラ、２１・・・ＣＰＵ、２２・・・ＲＡＭ、２３・・・ＲＯＭ、２４・・・Ｉ／Ｆ、２５・・・バス、４１・・・マイクロフォン、４２・・・スピーカ、５１・・・タッチパネル、５２・・・ダイヤルスイッチ、１００・・・ナビゲーション装置、１０１・・・主制御部、１０２・・・入力受付部、１０３・・・出力処理部、１０４・・・マップマッチング部、１０５・・・カメラ制御部、１０６・・・車線変更検知部、１０７・・・車線判定部、２００・・・リンクテーブル、２５０・・・検知情報テーブル、２６０・・・検知区間設定テーブル

Claims (4)

1. 自車両の現在地を検出する現在地検出手段と、
   道路の形状を特定する道路形状情報と、道路の種別を特定する道路種別情報と、を含む地図情報と、
   前記地図情報に含まれる道路の分岐地点を特定する分岐地点情報と、を記憶する記憶手段と、
   前記現在地検出手段によって検出された前記自車両の現在地に対応する推定現在地を前記地図情報を用いて推定する現在地推定手段と、
   前記分岐地点の道路に関する情報に基づいて、前記分岐地点ごとに、自車両の進行方向を検知する範囲を、検知範囲として特定する検知範囲特定手段と、
   前記現在地推定手段により検出した前記自車両の推定現在地が、前記検知範囲特定手段によって特定した前記検知範囲に含まれる場合に、前記自車両が車線変更したことを検知する車線変更検知手段と、
   前記現在地推定手段により推定した前記推定現在地を、前記車線変更検知手段により検知した車線変更の情報を用いて補正する推定現在地補正手段と、
   を備え、
   前記検知範囲特定手段は、前記記憶手段から、前記推定現在地が属する道路に関する前記道路形状情報を取得し、
   前記推定現在地が属する道路が狭角に分岐する場合に、
   前記道路形状情報に基づき、分岐する道路が並走する並走距離に応じて検知範囲を特定し、
   前記車線変更検知手段は、前記推定現在地が属する道路が狭角に分岐する場合に車線変更を検知する、
   ことを特徴とする現在位置特定装置。
2. 請求項１に記載の現在位置特定装置であって、
   前記検知範囲特定手段は、前記分岐する道路が並走する並走距離が短いほど、前記検知範囲を狭く特定する、
   ことを特徴とする現在位置特定装置。
3. 自車両の現在地を検出する現在地検出手段と、
   道路の形状を特定する道路形状情報と、道路の種別を特定する道路種別情報と、を含む地図情報と、
   前記地図情報に含まれる道路の分岐地点を特定する分岐地点情報と、を記憶する記憶手段と、
   前記現在地検出手段によって検出された前記自車両の現在地に対応する推定現在地を前記地図情報を用いて推定する現在地推定手段と、
   前記分岐地点の道路に関する情報に基づいて、前記分岐地点ごとに、自車両の進行方向を検知する範囲を、検知範囲として特定する検知範囲特定手段と、
   前記現在地推定手段により検出した前記自車両の推定現在地が、前記検知範囲特定手段によって特定した前記検知範囲に含まれる場合に、前記自車両が車線変更したことを検知する車線変更検知手段と、
   前記現在地推定手段により推定した前記推定現在地を、前記車線変更検知手段により検知した車線変更の情報を用いて補正する推定現在地補正手段と、
   を備え、
   前記検知範囲特定手段は、前記記憶手段から、前記推定現在地が属する道路に関する前記道路形状情報を取得し、
   前記推定現在地が属する道路が狭角に分岐する場合に、
   前記推定現在地が属する道路の道路種別と、制限速度と、分岐した道路が並走する並走距離と、に応じて検知範囲を特定し、
   前記車線変更検知手段は、前記推定現在地が属する道路が狭角に分岐する場合に車線変更を検知する、
   ことを特徴とする現在位置特定装置。
4. 現在位置特定装置の現在位置特定方法であって、
   前記現在位置特定装置は、
   自車両の現在地を検出する現在地検出手段と、
   道路の形状を特定する道路形状情報と、道路の種別を特定する道路種別情報と、を含む地図情報と、
   前記地図情報に含まれる道路の分岐地点を特定する分岐地点情報と、を記憶する記憶手段と、を備え、
   前記現在地検出手段によって検出された前記自車両の現在地に対応する推定現在地を前記地図情報を用いて推定する現在地推定ステップと、
   前記分岐地点の道路に関する情報に基づいて、前記分岐地点ごとに、自車両の進行方向を検知する範囲を、検知範囲として特定する検知範囲特定ステップと、
   前記現在地推定ステップにより検出した前記自車両の推定現在地が、前記検知範囲特定ステップによって特定した前記検知範囲に含まれる場合に、前記自車両が車線変更したことを検知する車線変更検知ステップと、
   前記現在地推定ステップにより推定した前記推定現在地を、前記車線変更検知ステップにより検知した車線変更の情報を用いて補正する推定現在地補正ステップと、を実施し、
   前記検知範囲特定ステップでは、前記記憶手段から、前記推定現在地が属する道路に関する前記道路形状情報を取得し、
   前記推定現在地が属する道路が狭角に分岐する場合に、
   前記推定現在地が属する道路の道路種別と、制限速度と、分岐した道路が並走する並走距離と、に応じて検知範囲を特定し、
   前記車線変更検知ステップでは、前記推定現在地が属する道路が狭角に分岐する場合に車線変更を検知する、
   ことを特徴とする現在位置特定方法。

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