(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両が走行中の道路のレーンである自車レーンを判定する第一レーン判定手段と、
前記第一レーン判定手段による自車レーンの判定ができない区間である不明区間を検出する不明区間検出手段と、
前記不明区間において取得される自車両の車速と前記不明区間における自車両の走行距離とに基づいて、前記不明区間内を走行中に、自車両が移動した可能性があるレーン数の範囲であるレーン移動範囲を判定するレーン移動判定手段と、
前記不明区間への進入前に前記第一レーン判定手段により判定された自車レーンと、前記レーン移動判定手段により判定された前記レーン移動範囲とに基づいて、前記不明区間への進入前に第一レーン判定手段により判定された自車レーンを含む１つ又は複数のレーンを、前記不明区間からの退出後の自車レーンと判定する第二レーン判定手段と、
を備えるレーン判定装置。
【請求項２】
前記レーン移動判定手段は、自車両の車速に基づいて、自車両が走行中のレーンから隣接するレーンへ移動するのに要する走行距離である単位レーン移動距離を求め、自車両の走行距離が前記単位レーン移動距離を超える毎に、前記レーン移動範囲を一レーン分増加させる請求項１に記載のレーン判定装置。
【請求項３】
前記単位レーン移動距離は、自車両が走行中のレーンから隣接するレーンへ移動するのに要する基準時間である基準レーン移動時間に、自車両の車速を乗じて得られる値である請求項２に記載のレーン判定装置。
【請求項４】
前記レーン移動判定部は、前記不明区間における自車両の走行距離が前記単位レーン移動距離を超える毎に、当該単位レーン移動距離を超えた地点を基準点とし、その基準点での自車両の車速に基づいて新たな前記単位レーン移動距離を求める請求項３に記載のレーン判定装置。
【請求項５】
前記第二レーン判定手段は、前記不明区間への進入前に前記第一レーン判定手段により判定された自車レーンから両側に、前記不明区間から退出した際の前記レーン移動範囲分広げた範囲内に含まれる一又は二以上のレーンを、前記不明区間からの退出後の自車レーンとして判定する請求項１から４のいずれか一項に記載のレーン判定装置。
【請求項６】
自車両が走行中の道路のレーン情報を取得するレーン情報取得手段を更に備え、
前記第二レーン判定手段は、前記レーン情報に示される一又は二以上のレーンの範囲内で前記自車レーンの判定を行う請求項１から５のいずれか一項に記載のレーン判定装置。
【請求項７】
自車両の周辺に存在する対象地物の地物情報を取得する地物情報取得手段と、自車両の周辺の画像情報を取得する画像情報取得手段と、前記画像情報に含まれる対象地物の画像認識処理を行う画像認識手段と、を更に備え、
前記第一レーン判定手段は、前記地物情報取得手段により取得された地物情報と、前記画像認識手段による画像認識結果とに基づいて前記自車レーンを判定する請求項１から６のいずれか一項に記載のレーン判定装置。
【請求項８】
前記対象地物には、道路の各レーンを区画する区画線を含み、
前記不明区間検出手段は、前記画像認識手段により前記区画線を画像認識できない状態のときに、自車両が前記不明区間内を走行中であることを検出する請求項７に記載のレーン判定装置。
【請求項９】
自車両の進行方向の変化を検出する進行方向検出手段を更に備え、
前記進行方向検出手段により、レーン移動の際に想定される進行方向の変化量よりも大きい自車両の進行方向の変化を検出した場合には、前記第二レーン判定手段は、前記レーン移動判定手段による判定結果に関わらず、前記不明区間からの退出後の自車両が走行中の道路の全てのレーンを自車レーンと判定する請求項１から８のいずれか一項に記載のレーン判定装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のレーン判定装置と、地図情報が格納された地図データベースと、前記地図情報及び前記レーン判定装置により判定された自車レーンの情報を参照する機能を備えたアプリケーションプログラムに従って動作して案内情報を出力する案内情報出力手段と、を備えるナビゲーション装置。
【請求項１１】
自車両が走行中の道路のレーンである自車レーンを判定する第一レーン判定ステップと、
前記第一レーン判定ステップによる自車レーンの判定ができない区間である不明区間を検出する不明区間検出ステップと、
前記不明区間において取得される自車両の車速と前記不明区間における自車両の走行距離とに基づいて、前記不明区間内を走行中に、自車両が移動した可能性があるレーン数の範囲であるレーン移動範囲を判定するレーン移動判定ステップと、
前記不明区間への進入前に前記第一レーン判定ステップにより判定された自車レーンと、前記レーン移動判定ステップにより判定された前記レーン移動範囲とに基づいて、前記不明区間への進入前に第一レーン判定ステップにおいて判定された自車レーンを含む１つ又は複数のレーンを、前記不明区間からの退出後の自車レーンと判定する第二レーン判定ステップと、
をコンピュータに実行させるレーン判定プログラム。
【請求項１２】
前記レーン移動判定ステップでは、自車両の車速に基づいて、自車両が走行中のレーンから隣接するレーンへ移動するのに要する走行距離である単位レーン移動距離を求め、自車両の走行距離が前記単位レーン移動距離を超える毎に、前記レーン移動範囲を一レーン分増加させる請求項１１に記載のレーン判定プログラム。
【請求項１３】
前記第二レーン判定ステップでは、前記不明区間への進入前に前記第一レーン判定ステップにより判定された自車レーンから両側に、前記不明区間から退出した際の前記レーン移動範囲分広げた範囲内に含まれる一又は二以上のレーンを、前記不明区間からの退出後の自車レーンとして判定する請求項１１又は１２に記載のレーン判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両が走行中の道路のレーンを判定するためのレーン判定装置及びレーン判定プログラム、並びにそれを用いたナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナビゲーション装置において経路案内を適切に行うこと等を目的として、道路の各レーンを区画する区画線の画像認識等に基づき、自車両が走行中の道路のレーンである自車レーンを判定するレーン判定装置が知られている（例えば、下記の特許文献１及び２参照）。また、交差点内には区画線が設けられておらず、画像認識等に基づく自車レーンの判定ができないことから、交差点の通過直後に適切な自車レーンの判定を行うためのレーン判定装置の技術も知られている（例えば、下記の特許文献２参照）。
【０００３】
このようなレーン判定装置に関して、例えば、下記の特許文献２には、推測軌跡を含む現在地情報を管理する現在地情報管理手段と、現在地情報に基づき進入する交差点の情報を取得して交差点ポリゴンを生成する交差点ポリゴン生成手段と、現在地が交差点に進入したことを条件に交差点ポリゴン生成手段により生成された交差点ポリゴンに推測軌跡を上書きして交差点からの退出点を特定する交差点退出点特定手段と、交差点退出点特定手段により特定された交差点の退出点と該交差点に接続する道路のレーン情報との照合により退出道路のレーンを判定するレーン判定手段とを備えた構成が開示されている。以上のような構成により、このレーン判定装置は、画像認識等に基づく自車レーンの判定が困難な交差点を通過した場合であっても、当該交差点からの退出と同時に退出道路におけるレーン判定を行うことができ、迅速に経路の認識や案内等を行うことが可能となっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０５８９８号公報
【特許文献２】特開２００６−１６２４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のレーン判定装置では、生成した交差点ポリゴンに対して、推測航法により得られる推測軌跡を上書きし、交差点からの退出点を特定することにより、交差点からの退出後の自車レーンを判定する構成となっている。このため、交差点内での自車両の推測軌跡の情報を高い精度で取得することが必要であり、そのための演算処理負荷が大きいものとならざるを得ない。また、上記のような交差点ポリゴンの生成のためには、交差点全体の形状を含む詳細な交差点情報をデータベース化して備えておくことが必要となるため、データベースのデータ量が大きくなるとともに、データベースの作成のためのコストも高くならざるを得ない。
【０００６】
一方、上記のような推測軌跡を用いたレーン判定を行わない場合には、このような課題は生じない。この際、交差点等のような画像認識等に基づく自車レーンの判定ができない不明区間を通過する際に、レーン判定に関する処理を何も行わないと、自車両が当該不明区間を通過する度に、自車レーンが不明な状態となる。そのため、当該不明区間からの退出後の道路の全てのレーンを、自車両が走行中である可能性がある自車レーンと判定することになる。しかし、それでは、画像認識等に基づく自車レーンの判定ができない不明区間を通過する度に、自車レーンの判定を最初からやり直すことになり効率が悪い。また、当該不明区間からの退出後のレーン判定に際して、自車レーンを一つに特定できるまでに長い時間を要することになり、自車レーンを一つに特定できない状態が長くならざるを得ないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像認識等に基づく自車レーンの判定を行うことができない不明区間を通過する際に、当該不明区間への進入前の自車レーンの判定結果を利用した比較的簡易な処理によって当該不明区間を退出後の自車レーンを絞り込み、効率的に自車レーンの判定を行うことができるレーン判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係るレーン判定装置の特徴構成は、自車両が走行中の道路のレーンである自車レーンを判定する第一レーン判定手段と、前記第一レーン判定手段による自車レーンの判定ができない区間である不明区間を検出する不明区間検出手段と、前記不明区間において取得される自車両の車速と前記不明区間における自車両の走行距離とに基づいて、前記不明区間内を走行中に、自車両が移動した可能性があるレーン数の範囲であるレーン移動範囲を判定するレーン移動判定手段と、前記不明区間への進入前に前記第一レーン判定手段により判定された自車レーンと、前記レーン移動判定手段により判定された前記レーン移動範囲とに基づいて、前記不明区間への進入前に第一レーン判定手段により判定された自車レーンを含む１つ又は複数のレーンを、前記不明区間からの退出後の自車レーンと判定する第二レーン判定手段と、を備える点にある。
【０００９】
本発明は、自車両が第一レーン判定手段による自車レーンの判定ができない不明区間を通過する際に、当該不明区間を走行する走行時間や走行距離が長いほど、当該不明区間内で自車両がレーンを移動する可能性が高くなるという事象を基礎として成立するものである。すなわち、自車両が走行中のレーンから隣接するレーンへ移動するためには、運転者がそのようなレーン移動（レーン変更）を完了するまでの操作に要する所定時間の走行、換言すると、車速に応じた所定距離の走行が必要となる。そこで、レーン移動判定手段により、このようなレーン移動に要する所定の走行距離と、自車両が不明区間内で走行した実際の距離とを比較することにより、自車両が不明区間内で行った可能性があるレーン移動の回数、すなわち、自車両が移動した可能性があるレーン数の範囲であるレーン移動範囲を判定することができる。その結果、不明区間からの退出後の道路の全てのレーンを自車レーンとする場合に比べて、第二レーン判定手段により、自車両が不明区間を退出した際の自車レーンの範囲を絞り込むことが可能となる。したがって、当該不明区間への進入前の自車レーンの判定結果を利用して、効率的に自車レーンの判定を行うことができる。また、この際、前記不明区間内を走行中の自車両の車速と走行距離とに基づいて比較的簡易な処理によりレーン移動範囲を判定することができるため、自車レーンの判定のための演算処理負荷を小さく抑えることが可能となる。
【００１０】
ここで、前記レーン移動判定手段は、自車両の車速に基づいて、自車両が走行中のレーンから隣接するレーンへ移動するのに要する走行距離である単位レーン移動距離を求め、自車両の走行距離が前記単位レーン移動距離を超える毎に、前記レーン移動範囲を一レーン分増加させる構成とすると好適である。
【００１１】
この構成によれば、前記不明区間内を走行中の自車両の車速と走行距離とに基づいて、自車両の走行距離が前記単位レーン移動距離を超える毎にステップ的にレーン移動範囲を１レーン分増加させるという比較的簡易な処理により、適切に前記レーン移動範囲を判定することができる。
【００１２】
また、前記単位レーン移動距離は、自車両が走行中のレーンから隣接するレーンへ移動するのに要する基準時間である基準レーン移動時間に、自車両の車速を乗じて得られる値であると好適である。この構成によれば、自車両の車速に応じて適切に単位レーン移動距離を決定することができる。したがって、自車両の車速と走行距離とに基づいて、前記レーン移動範囲を適切に判定することができる。
【００１３】
ここで、前記レーン移動判定部は、前記不明区間における自車両の走行距離が前記単位レーン移動距離を超える毎に、当該単位レーン移動距離を超えた地点を基準点とし、その基準点での自車両の車速に基づいて新たな前記単位レーン移動距離を求めると好適である。この構成によれば、不明区間中で自車両の速度が変化しても、自車両の車速に応じて適切に単位レーン移動距離を決定することができる。したがって、自車両の車速と走行距離とに基づいて、前記レーン移動範囲を適切に判定することができる。尚、より具体的には、前記レーン移動判定部は、自車両の前記不明区間への進入点を基準点とし、その基準点での自車両の車速に基づいて前記単位レーン移動距離を求め、さらに、前記不明区間における自車両の走行距離が前記単位レーン移動距離を超える毎に、当該単位レーン移動距離を超えた地点を前記基準点とし、その基準点での自車両の車速に基づいて新たな前記単位レーン移動距離を求めると好適である。
【００１４】
また、前記第二レーン判定手段は、前記不明区間への進入前に前記第一レーン判定手段により判定された自車レーンから両側に、前記不明区間から退出した際の前記レーン移動範囲分広げた範囲内に含まれる一又は二以上のレーンを、前記不明区間からの退出後の自車レーンとして判定する構成とすると好適である。
【００１５】
この構成によれば、前記不明区間への進入前の第一レーン判定手段による自車レーンの判定結果と、レーン移動判定手段により判定された前記不明区間内を走行中の前記レーン移動範囲とを用いて、前記不明区間からの退出後の自車レーンを適切に判定することができる。
【００１６】
また、自車両が走行中の道路のレーン情報を取得するレーン情報取得手段を更に備え、前記第二レーン判定手段は、前記レーン情報に示される一又は二以上のレーンの範囲内で前記自車レーンの判定を行う構成とすると好適である。
【００１７】
この構成によれば、自車両が走行中の道路に存在しないレーンが自車レーンとして判定されることを防止できる。
【００１８】
また、自車両の周辺に存在する対象地物の地物情報を取得する地物情報取得手段と、自車両の周辺の画像情報を取得する画像情報取得手段と、前記画像情報に含まれる対象地物の画像認識処理を行う画像認識手段と、を更に備え、前記第一レーン判定手段は、前記地物情報取得手段により取得された地物情報と、前記画像認識手段による画像認識結果とに基づいて前記自車レーンを判定する構成とすると好適である。
【００１９】
この構成によれば、例えば、道路の路面に設けられている区画線や各レーンの進行方向別通行区分を表す矢印等を含む道路標示等の対象地物の画像認識結果と、地物情報取得手段により取得された地物情報に含まれる自車両の周辺の対象地物の配置等の情報とに基づいて、前記不明区間以外での自車レーンの判定を適切に行うことができる。
【００２０】
また、前記対象地物には、道路の各レーンを区画する区画線を含み、前記不明区間検出手段は、前記画像認識手段により前記区画線を画像認識できない状態のときに、自車両が前記不明区間内を走行中であることを検出する構成とすると好適である。
【００２１】
この構成によれば、第一レーン判定手段が区画線の画像認識結果に基づく自車レーンの判定を行う場合に、不明区間検出手段による前記不明区間の検出を適切に行うことができる。
【００２２】
また、自車両の進行方向の変化を検出する進行方向検出手段を更に備え、前記進行方向検出手段により、レーン移動の際に想定される進行方向の変化量よりも大きい自車両の進行方向の変化を検出した場合には、前記第二レーン判定手段は、前記レーン移動判定手段による判定結果に関わらず、自車両が走行中の道路の全てのレーンを自車レーンと判定する構成とすると好適である。
【００２３】
この構成によれば、交差点での右折や左折等のような、通常のレーン移動を超える進路変更があった場合には、レーン移動判定手段による自車両の車速と走行距離とに基づくレーン移動範囲の判定が無意味なものとなるため、その結果を用いて自車レーンの範囲を絞り込む処理を中止する。これにより、第二レーン判定手段による自車レーンの誤判定を防止することができる。
【００２４】
本発明に係るナビゲーション装置の特徴構成は、上記の各構成を備えたレーン判定装置と、地図情報が格納された地図データベースと、前記地図情報及び前記レーン判定装置により判定された自車レーンの情報を参照する機能を備えたアプリケーションプログラムに従って動作して案内情報を出力する案内情報出力手段と、を備える点にある。
【００２５】
この特徴構成によれば、第一レーン判定手段による自車レーンの判定ができない不明区間を通過した後、比較的早期に自車レーンを特定することができるので、レーン判定装置により判定された自車レーンの情報を用いた経路探索や進路案内等の処理を迅速に行うことが可能となる。
【００２６】
本発明に係るレーン判定プログラムの特徴構成は、自車両が走行中の道路のレーンである自車レーンを判定する第一レーン判定ステップと、前記第一レーン判定ステップによる自車レーンの判定ができない区間である不明区間を検出する不明区間検出ステップと、前記不明区間において取得される自車両の車速と前記不明区間における自車両の走行距離とに基づいて、前記不明区間を走行中に、自車両が移動した可能性があるレーン数の範囲であるレーン移動範囲を判定するレーン移動判定ステップと、前記不明区間への進入前に前記第一レーン判定ステップにより判定された自車レーンと、前記レーン移動判定ステップにより判定された前記レーン移動範囲とに基づいて、前記不明区間への進入前に第一レーン判定ステップにおいて判定された自車レーンを含む１つ又は複数のレーンを、前記不明区間からの退出後の自車レーンを判定する第二レーン判定ステップと、をコンピュータに実行させる点にある。
【００２７】
この特徴構成によれば、第一レーン判定ステップによる自車レーンの判定ができない不明区間を通過する際に、当該不明区間内を走行中の前記レーン移動範囲を判定し、このレーン移動範囲と当該不明区間への進入前の第一レーン判定ステップによる自車レーンの判定結果とに基づいて、当該不明区間を退出後の自車レーンの範囲を絞り込むことができる。したがって、当該不明区間への進入前の自車レーンの判定結果を利用して、効率的に自車レーンの判定を行うことができる。また、この際、前記不明区間内を走行中の自車両の車速と走行距離とに基づいて比較的簡易な処理によりレーン移動範囲を判定することができるため、自車レーンの判定のための演算処理負荷を小さく抑えることが可能となる。
【００２８】
ここで、前記レーン移動判定ステップでは、自車両の車速に基づいて、自車両が走行中のレーンから隣接するレーンへ移動するのに要する走行距離である単位レーン移動距離を求め、自車両の走行距離が前記単位レーン移動距離を超える毎に、前記レーン移動範囲を一レーン分増加させる構成とすると好適である。
【００２９】
この構成によれば、前記不明区間内を走行中の自車両の車速と走行距離とに基づいて、比較的簡易な処理により、適切に前記レーン移動範囲を判定することができる。
【００３０】
また、前記第二レーン判定ステップでは、前記不明区間への進入前に前記第一レーン判定ステップにより判定された自車レーンから両側に、前記不明区間から退出した際の前記レーン移動範囲分広げた範囲内に含まれる一又は二以上のレーンを、前記不明区間からの退出後の自車レーンとして判定する構成とすると好適である。
【００３１】
この構成によれば、前記不明区間への進入前の第一レーン判定ステップによる自車レーンの判定結果と、レーン移動判定ステップにより判定された前記不明区間内を走行中の前記レーン移動範囲とを用いて、前記不明区間からの退出後の自車レーンを適切に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るレーン判定装置２を含むナビゲーション装置１の概略構成を示すブロック図である。このレーン判定装置２は、第一レーン判定部１１による自車レーンの判定ができない区間である不明区間Ｕ（図６参照）を通過する際に、当該不明区間Ｕ内を走行中に自車両が移動した可能性があるレーン数の範囲であるレーン移動範囲を判定し、このレーン移動範囲と当該不明区間Ｕへの進入前の第一レーン判定１１による自車レーンの判定結果とに基づいて、当該不明区間Ｕを退出後の自車レーンを判定する処理を行う。そして、ナビゲーション装置１は、自車レーンの判定結果を参照して所定のナビゲーション動作を行う。
【００３３】
図１に示されるような、このナビゲーション装置１の各機能部、具体的には、画像情報取得部４、画像認識部５、自車位置情報取得部６、データ抽出部７、レーン判定部８、及びナビゲーション用演算部９は、ＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウェア又はソフトウェア（プログラム）或いはその両方により実装されて構成されている。また、地図データベース２２は、例えば、ハードディスクドライブ、ＤＶＤ−ＲＯＭを備えたＤＶＤドライブ、ＣＤ−ＲＯＭを備えたＣＤドライブ等のように、情報を記憶可能な記録媒体とその駆動手段とを有する装置をハードウェア構成として備えている。以下、本実施形態に係るナビゲーション装置１の各部の構成について詳細に説明する。
【００３４】
１．地図データベース
地図データベース２２は、所定の領域毎に分けられた地図情報Ｍと、この地図情報Ｍに関連付けられた複数の地物情報Ｆとが格納されたデータベースである。図２は、地図データベース２２に格納されている地図情報Ｍ及び地物情報Ｆの構成の例を示す説明図である。この図に示すように、地図データベース２２には、道路ネットワークレイヤｍ１、道路形状レイヤｍ２、地物レイヤｍ３が格納されている。
【００３５】
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を連結して道路を構成する多数のリンクｋの情報とを有して構成されている。また、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有している。また、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道路形状補完点ｓの情報や道路幅の情報等を有して構成されている。また、図示は省略するが、道路形状レイヤｍ２は、各道路についてのレーン情報も有している。ここで、レーン情報は、各道路の進行方向毎のレーン数の情報を含んでいる。これらの道路ネットワークレイヤｍ１及び道路形状レイヤｍ２に格納された情報により、地図情報Ｍが構成される。
【００３６】
地物レイヤ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、道路上や道路周辺に設けられた各種の地物の情報、すなわち地物情報Ｆが格納されているレイヤである。この地物レイヤｍ３に地物情報Ｆが格納される地物には、道路の路面に設けられた道路標示が含まれている。このような道路標示に係る地物としては、例えば、道路の各レーンを区画する区画線（実線、破線、二重線等の各種区画線）、各レーンの進行方向別通行区分を表す矢印状の標示（直進矢印、右折矢印、左折矢印等の各種矢印）、横断歩道、停止線、速度表示、ゼブラゾーン等が含まれる。なお、地物情報Ｆが格納される地物としては、このような道路標示のほか、信号機、標識、陸橋、トンネル等の各種の地物も含めることができる。
【００３７】
地物情報Ｆは、その内容として各地物の位置情報、地物種別情報、及び形態情報を含んでいる。ここで、位置情報は、各地物の代表点の地図上の位置（緯度及び経度）及び各地物の向きの情報を有している。地物の代表点は、例えば、各地物の長さ方向及び幅方向の中心位置に設定される。地物種別情報は、各地物の地物種別を表す情報である。ここで、地物種別は、基本的に同じ形状の地物を一つの地物種別として規定しているものとする。したがって、地物種別の情報は、例えば、実線区画線、破線区画線、右折矢印、停止線、横断歩道等の道路標示の具体的な種別を表す情報である。また、形態情報は、各地物の形状、大きさ、色彩等の情報を有している。
【００３８】
２．画像情報取得部
画像情報取得部４は、撮像装置２１により撮像した自車位置周辺の画像情報Ｇを取得する画像情報取得手段として機能する。ここで、撮像装置２１は、撮像素子を備えた車載カメラ等であって、少なくとも自車両３０の周辺の道路の路面を撮像可能な位置に設けられている。このような撮像装置２１としては、例えば、図３に示すような自車両３０の後方の路面を撮像するバックカメラを用いると好適である。そして、画像情報取得部４は、撮像装置２１により撮像したアナログの撮像情報を所定の時間間隔で取り込み、デジタル信号の画像情報Ｇに変換して取得する。この際の画像情報Ｇの取り込みの時間間隔は、例えば、１０〜５０ｍｓ程度とすることができる。これにより、画像情報取得部４は、撮像装置２１により撮像した複数フレームの画像情報Ｇを連続的に取得することができる。図４は、画像情報取得部４により取得された画像情報Ｇの一例を示す図である。ここで取得された画像情報Ｇは、画像認識部５へ出力される。
【００３９】
３．自車位置情報取得部
自車位置情報取得部６は、自車両３０の現在位置を示す自車位置情報Ｐを取得する自車位置情報取得手段として機能する。ここでは、自車位置情報取得部６は、ＧＰＳ受信機２３、方位センサ２４、及び距離センサ２５と接続されている。ここで、ＧＰＳ受信機２３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号を受信する装置である。このＧＰＳ信号は、通常１秒おきに受信され、自車位置情報取得部６へ出力される。自車位置情報取得部６では、ＧＰＳ受信機２３で受信されたＧＰＳ衛星からの信号を解析し、自車両３０の現在位置（緯度及び経度）、進行方位、移動速度等の情報を取得することができる。方位センサ２４は、自車両３０の進行方位又はその進行方位の変化を検出するセンサである。この方位センサ２４は、例えば、ジャイロセンサ、地磁気センサ、ハンドルの回転部に取り付けた光学的な回転センサや回転型の抵抗ボリューム、車輪部に取り付ける角度センサ等により構成される。そして、方位センサ２４は、その検出結果を自車位置情報取得部６へ出力する。距離センサ２５は、自車両３０の車速や移動距離を検出するセンサである。この距離センサ２５は、例えば、車両のドライブシャフトやホイール等が一定量回転する毎にパルス信号を出力する車速パルスセンサ、自車両３０の加速度を検知するヨー・Ｇセンサ及び検知された加速度を積分する回路等により構成される。そして、距離センサ２５は、その検出結果としての車速及び移動距離の情報を自車位置情報取得部６へ出力する。本実施形態においては、方位センサ２４が、自車両３０の進行方向の変化を検出する進行方向検出手段として機能する。また、距離センサ２５が、自車両３０の車速を検出する車速検出手段、及び自車両３０の走行距離を検出する走行距離検出手段として機能する。
【００４０】
そして、自車位置情報取得部６は、これらのＧＰＳ受信機２３、方位センサ２４及び距離センサ２５からの出力に基づいて、公知の方法により自車位置を特定する演算を行う。また、自車位置情報取得部６は、データ抽出部７により地図データベース２２から抽出された自車位置周辺の地図情報Ｍを取得し、それに基づいて公知のマップマッチングを行うことにより自車位置を地図情報Ｍに示される道路上に合わせる補正も行う。このようにして、自車位置情報取得部６は、緯度及び経度で表された自車両３０の現在位置の情報、及び自車両３０の進行方位の情報を含む自車位置情報Ｐを取得する。このようにして取得される自車位置情報Ｐは、自車両３０が進行中の道路が複数レーンを有している場合に、自車両３０が走行中のレーンである自車レーンまでを特定できる情報とはなっていない。そこで、本実施形態に係るナビゲーション装置１では、後述するレーン判定部８において自車レーンの判定を行う構成となっている。自車位置情報取得部６により取得された自車位置情報Ｐは、データ抽出部７、レーン判定部８、及びナビゲーション用演算部９へ出力される。
【００４１】
４．データ抽出部
データ抽出部７は、自車位置情報取得部６で取得された自車位置情報Ｐ等に基づいて、地図データベース２２から必要な地図情報Ｍや地物情報Ｆを抽出する。本実施形態においては、データ抽出部７は、自車位置情報Ｐに基づいて、自車両３０の周辺に存在する対象地物の地物情報Ｆを抽出し、画像認識部５及びレーン判定部８へ出力する。ここで、対象地物となる地物は、画像認識部５による画像認識処理の対象となり、更にレーン判定部８の第一レーン判定部１１による自車レーンの判定処理の対象となる地物種別の地物である。本実施形態においては、後述するように、対象地物には各種の区画線の道路標示が該当する。本実施形態においては、このデータ抽出部７が、本発明における地物情報取得手段１６として機能する。また、データ抽出部７は、自車位置情報Ｐに基づいて、自車両３０の周辺の地図情報Ｍに基づいて、自車両３０が走行中の道路のレーン情報を抽出して取得し、レーン判定部８へ出力する。ここで取得されるレーン情報は、自車両３０が走行中の道路における自車両３０の進行方向のレーン数の情報を含んでいる。よって、本実施形態においては、データ抽出部７が、本発明におけるレーン情報取得手段としても機能する。また、データ抽出部７は、自車位置情報取得部６によるマップマッチングに用いる自車位置周辺の地図情報Ｍを抽出し、自車位置情報取得部６へ出力する。更に、データ抽出部７は、ナビゲーション用演算部９によるナビゲーション処理に用いるために、ナビゲーション用演算部９から要求があった領域の地図情報Ｍを地図データベース２２から抽出し、ナビゲーション用演算部９へ出力する。
【００４２】
５．画像認識部
画像認識部５は、画像情報取得部４で取得された画像情報Ｇ（図４参照）に対する画像認識処理を行う画像認識手段として機能する。本実施形態においては、画像認識部５は、データ抽出部７により取得された自車両３０の周辺の対象地物の地物情報Ｆを用いて、画像情報Ｇに含まれる対象地物の画像認識処理を行う。ここでは、画像認識処理の対象となる対象地物は、道路の路面に設けられた区画線である。具体的には、画像認識部５は、取得された画像情報Ｇに対して二値化処理やエッジ検出処理等を行い、当該画像情報Ｇに含まれている地物（道路標示）の輪郭情報を抽出する。その後、画像認識部５は、データ抽出部７で抽出された地物情報Ｆに含まれる、対象地物の形態情報のそれぞれに示される形態のいずれかと一致する輪郭情報を抽出する。当該形態情報と一致する輪郭情報が抽出された場合には、当該輪郭情報に係る地物を対象地物として認識する。そして、自車両３０と当該輪郭情報に係る対象地物との位置関係を演算し、当該対象地物の地物種別及び自車両との位置関係の情報を、画像認識結果としてレーン判定部８に出力する。自車両と画像情報Ｇに含まれる対象地物との位置関係は、当該対象地物の画像情報Ｇ中の位置と、自車両３０への撮像装置２１の取付位置、取付角度、及び画角等に基づいて予め演算された自車位置と画像情報Ｇ中の各位置との関係を示す情報とに基づいて演算することができる。例えば、画像認識部５は、レーン判定部８の第一レーン判定部１１による自車レーンの判定のために、データ抽出部７により取得された地物情報Ｆに含まれる自車両３０の周辺の区画線の地物情報Ｆを用いて、画像情報Ｇに含まれる対象地物としての区画線の画像認識処理を行う。具体的には、画像認識部５は、自車両３０の周辺に存在する区画線の種別、及び各区画線と自車両との位置関係の認識を行う。そして、画像認識部５は、このような地物の画像認識結果をレーン判定部８へ出力する。
【００４３】
６．レーン判定部
レーン判定部８は、画像認識部５による画像情報Ｇの画像認識結果と、自車位置情報取得部６により取得された自車位置情報Ｐと、データ抽出部７で抽出された対象地物の地物情報Ｆとに基づいて、自車両が走行中の道路のレーンである自車レーンの判定を行う。そのため、本実施形態においては、レーン判定部８は、第一レーン判定部１１、不明区間検出部１２、レーン移動判定部１３、中断判定部１４、及び第二レーン判定部１５を備えている。そして、レーン判定部８は、判定結果としての自車レーン情報を構成する第一レーン情報Ｓ１及び第二レーン情報Ｓ２をナビゲーション用演算部９へ出力する。これにより、ナビゲーション用演算部９は、自車レーン情報を参照した経路誘導や経路探索等の案内機能の動作を行うことができる。以下、このレーン判定部８が備える各処理部１１〜１５における処理について、図４〜図８を用いて詳細に説明する。ここで、図４及び図５は、第一レーン判定部１１による処理を説明するための図であって、図４は、画像情報取得部により取得された画像情報Ｇの一例を示し、図５は、データ抽出部７により取得された自車両３０の周辺の区画線の地物情報Ｆの一例を示している。また、図６〜図８は、不明区間検出部１２、レーン移動判定部１３、中断判定部１４、及び第二レーン判定部１５による処理を説明するための図であって、各図は、不明区間Ｕの長さがそれぞれ異なる場合における、不明区間Ｕからの退出後の自車レーンの判定処理の例を示している。
【００４４】
６−１．第一レーン判定部
第一レーン判定部１１は、後述する不明区間Ｕ以外の領域において自車レーンの判定を行う第一レーン判定手段として機能する。本実施形態においては、第一レーン判定部１１は、データ抽出部７により取得された自車両３０の周辺に存在する対象地物の地物情報Ｆと、画像認識部５による対象地物の画像認識結果とに基づいて、自車レーンの判定を行う。以下では、この第一レーン判定部１１による自車レーンの判定処理を第一レーン判定処理という。具体的には、例えば、第一レーン判定部１１は、画像認識部５による画像認識結果に示される自車両３０の周辺の区画線の種別（実線、破線、二重線等の線種）及び各区画線と自車両３０との位置関係と、自車両３０の周辺に存在する区画線の地物情報Ｆとに基づいて、自車両３０が自車レーンを判定する。そして、第一レーン判定部１１は、この第一レーン判定処理による判定結果に示される自車レーンの情報を第一レーン情報Ｓ１として生成する。
【００４５】
具体的には、例えば、撮像装置２１としてのバックカメラにより、図４に示すような画像情報Ｇが取得された場合において、図５に示すような自車両３０の周辺の区画線の地物情報Ｆが取得された場合には、第一レーン判定部１１は、３レーン中の中央レーンを自車レーンと判定する。すなわち、図４に示す画像情報Ｇに示される画像中では、自車両３０の位置である画像の幅方向中央に対して両側に破線の区画線があり、更にその両外側にそれぞれ実線の区画線がある。一方、図５に示す地物情報Ｆによれば、自車両３０が走行している道路は３レーンであり、道路の幅方向両側には実線の区画線が存在し、道路の幅方向中央側には各レーンを区切る２本の破線の区画線が存在していることがわかる。したがって、第一レーン判定部１１は、これらの情報を対比することにより、自車両３０が存在するレーンが３レーンの中の中央レーンであると特定することができる。
【００４６】
ところで、上記のような区画線の画像認識結果と地物情報Ｆとの対比に基づく自車レーンの判定処理の方法では、自車両３０の両側の区画線の種別が同じであるレーンが複数存在する場合等のように、自車レーンを一つに特定できない場合がある。そこで、第一レーン判定部１１は、画像認識部５による画像認識結果に示される区画線の位置情報に基づいて、自車両３０が区画線を跨いだか否かによりレーン移動の有無を判定し、その判定結果に基づく自車レーンの判定処理も行う。また、第一レーン判定部１１は、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報通信システム）からの情報、具体的には道路の各レーン上に設けられた発信器からの光ビーコン等からの情報を受信し、当該受信した情報に含まれるレーン情報に基づく自車レーンの判定を行う構成とすることもできる。
【００４７】
そして、以上の第一レーン判定処理によって自車両３０が走行中のレーンを一つに特定できた場合には、第一レーン判定部１１は、当該一つのレーンを自車レーンとする第一レーン情報Ｓ１を生成する。また、これらの処理によっても自車レーンを一つに特定できない場合には、第一レーン判定部１１は、自車両３０が走行中である可能性がある複数のレーンを自車レーンとして、第一レーン情報Ｓ１を生成する。なお、第一レーン判定部１１は、自車レーンの判定が必要な場合、すなわち、自車位置情報Ｐに基づいて、自車両３０が走行中の道路が進行方向（片側）に複数のレーンを有している場合にのみ、第一レーン判定処理を行う。
【００４８】
６−２．不明区間検出部
不明区間検出部１２は、第一レーン判定部１１による自車レーンの判定ができない区間である不明区間Ｕを検出する不明区間検出手段として機能する。本実施形態においては、上記のとおり、第一レーン判定部１１が、データ抽出部７により取得された自車両３０の周辺に存在する区画線の地物情報Ｆと、画像認識部５による区画線の画像認識結果とに基づいて、自車レーンの判定を行う構成としている。そのため、本実施形態においては、第一レーン判定部１１による自車レーンの判定ができない区間は、画像認識部５による区画線の画像認識ができない区間となる。したがって、不明区間検出部１２は、画像認識部５により自車両３０の周辺の区画線を画像認識できない状態のときに、自車両３０が不明区間Ｕ内を走行中であることを検出する。より具体的には、第一レーン判定部１１は、自車両３０の両側の区画線の画像認識結果に基づいて自車レーンの判定を行うため、不明区間検出部１２は、画像認識部５により自車両３０の両側の区画線の双方を画像認識できない区間を不明区間Ｕとして検出する。このような不明区間Ｕとしては、例えば、交差点等のように元々路面に区画線が設けられていない区間のほか、区画線がかすれているために画像認識ができない区間等が該当する。また、不明区間検出部１２は、区画線を画像認識できたが、その画像認識結果とデータ抽出部７により取得された区画線の地物情報Ｆとを対比させた結果、該当するレーンが存在しない場合にも、その間を不明区間Ｕとして検出する。図６〜図８には、区画線が設けられていない交差点内を不明区間Ｕとして検出した場合の例を示している。
【００４９】
６−３．レーン移動判定部
レーン移動判定部１３は、自車両３０の車速Ｖと走行距離とに基づいて、不明区間Ｕ内を走行中に、自車両３０が移動した可能性があるレーン数の範囲であるレーン移動範囲Ａを判定するレーン移動判定手段として機能する。本実施形態においては、レーン移動判定部１３は、まず、距離センサ２５により取得される自車両３０の車速Ｖに基づいて、自車両３０が走行中のレーンから隣接するレーンへ移動するのに要する走行距離である単位レーン移動距離Ｄを求める。すなわち、単位レーン移動距離Ｄは、この距離を超えて自車両３０が走行した場合には１レーン分のレーン移動が行われた可能性があると判定する基準となる距離である。ここでは、単位レーン移動距離Ｄは、下記の式（１）に示すように、基準レーン移動時間Ｔに、自車両３０の車速Ｖを乗じて得られる値とする。
〔単位レーン移動距離Ｄ〕＝〔基準レーン移動時間Ｔ〕×〔車速Ｖ〕・・・（１）
この式において、基準レーン移動時間Ｔは、自車両３０が走行中のレーンから隣接するレーンへ移動するのに要する基準時間である。具体的には、基準レーン移動時間Ｔとしては、標準的な運転操作によるレーン移動（車線変更）に要する時間を設定し、例えば、２〜３秒程度の一定値を設定すると好適である。一例として、基準レーン移動時間Ｔが２秒に設定されており、自車両３０が６０〔ｋｍ／時〕の車速Ｖで走行中である場合には、単位レーン移動距離Ｄは、約３３〔ｍ〕となる。なお、本実施形態の説明において、単位レーン移動距離に関する符号「Ｄ」は、図６〜図８の例における各基準点ａ〜ｃにおける単位レーン移動距離Ｄａ〜Ｄｃを包括的に表すものである。
【００５０】
また、図６〜図８の例に示すように、レーン移動判定部１３は、自車両３０が不明区間Ｕから退出するまでの間、上記のような単位レーン移動距離Ｄの演算を、自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄを超える毎に繰り返す。すなわち、レーン移動判定部１３は、自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄを超える毎に、当該単位レーン移動距離Ｄを超えた地点（例えば、図６のｂ点、図８のｂ点及びｃ点）を基準点とし、その基準点での自車両３０の車速Ｖに基づく新たな単位レーン移動距離Ｄを求める。本実施形態においては、自車両３０の走行距離は距離センサ２５により検出する。そして、レーン移動判定部１３は、自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄを超える毎に、レーン移動範囲Ａを一レーン分増加させる。ここでは、レーン移動判定部１３は、不明区間Ｕへの進入時のレーン移動範囲Ａを「０」とし（Ａ＝０）、自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄを超える毎に、レーン移動範囲Ａの値に１ずつ加算する（Ａ＝Ａ＋１）。そして、レーン移動判定部１３は、自車両３０が不明区間Ｕから退出した際のレーン移動範囲Ａを、当該不明区間Ｕでのレーン移動範囲Ａとして判定する。なお、このレーン移動判定部１３によるレーン移動範囲Ａの判定処理の具体例については、後に図６〜図８を用いて詳細に説明する。
【００５１】
６−４．中断判定部
中断判定部１４は、進行方向検出手段としての方位センサ２４により、レーン移動の際に想定される進行方向の変化量よりも大きい自車両３０の進行方向の変化を検出した場合に、レーン移動判定部１３によるレーン移動範囲Ａの判定処理を中断する判定を行う中断判定手段として機能する。本実施形態においては、中断判定部１４は、自車両３０の進行方向の変化量に関して予め定めた規定値以上の出力が、方位センサ２４から出力された場合に、レーン移動判定部１３による判定処理を中断する判定を行う。すなわち、中断判定部１４は、方位センサ２４からの出力が前記規定値未満である限り、中断判定を行わない。そして、この中断判定部１４による中断判定が行われた場合には、第二レーン判定部１５は、レーン移動判定部１３による判定結果に関わらず、前記不明区間からの退出後の自車両３０が走行中の道路の全てのレーンを自車レーンと判定する処理を行う。これは、交差点での右折や左折等のような、通常のレーン移動を超える自車両３０の進路変更があった場合には、レーン移動判定手段による自車両の車速と走行距離とに基づくレーン移動範囲の判定が無意味なものとなるためである。これにより、中断判定部１４による中断判定が行われた場合には、レーン移動判定部１３による判定結果を用いて自車レーンの範囲を絞り込む処理を中止し、第二レーン判定部１５による自車レーンの誤判定を防止できる。
【００５２】
６−５．第二レーン判定部
第二レーン判定部１５は、不明区間Ｕへの進入前に第一レーン判定部１１により判定された自車レーンと、レーン移動判定部１３により判定されたレーン移動範囲Ａとに基づいて、不明区間Ｕからの退出後の自車レーンを判定する第二レーン判定手段として機能する。本実施形態においては、第二レーン判定部１５は、不明区間Ｕへの進入前の第一レーン情報Ｓ１に示される自車レーンから両側に、不明区間Ｕから退出した際のレーン移動範囲Ａ分広げた範囲内に含まれる一又は二以上のレーンを、不明区間Ｕからの退出後の自車レーンとして判定する。例えば、レーン移動範囲Ａが「１」である場合（Ａ＝１）には、第二レーン判定部１５は、第一レーン情報Ｓ１に示される自車レーンから両側に１レーン分広げた範囲に含まれるレーン、すなわち、第一レーン情報Ｓ１に示される自車レーンとその両側に隣接する２つのレーンを、不明区間Ｕからの退出後の自車レーンとして判定する。そして、第二レーン判定部１５は、このように判定された不明区間Ｕからの退出後の自車レーンを示す情報を、第二レーン情報Ｓ２として生成する。
【００５３】
またこの際、第二レーン判定部１５は、データ抽出部７により取得した、自車両３０が走行中の道路のレーン情報に基づいて、当該レーン情報に示される一又は二以上のレーンの範囲内で自車レーンの判定を行う。すなわち、第二レーン判定部１５は、データ抽出部７により地図情報Ｍに基づいて取得したレーン情報に示される、自車両３０が走行中の道路における自車両３０の進行方向のレーン数の情報に基づいて、当該レーン数の範囲内となるように自車レーンの判定を行う。例えば、レーン移動範囲Ａが１である場合（Ａ＝１）には、第一レーン情報Ｓ１に示される自車レーンとその両側に隣接するレーンの合計３つのレーンが自車レーンの候補となるが、データ抽出部７により取得したレーン情報に示される自車両３０が走行中の道路のレーン数が「２」である場合には、第二レーン判定部１５は、当該２つのレーンを自車レーンとして判定する。これにより、自車両３０が走行中の道路に存在しないレーンを自車レーンとして判定することを防止できる。なお、この第二レーン判定部１５による自車レーンの判定処理の具体例については、以下に図６〜図８を用いて詳細に説明する。
【００５４】
６−６．不明区間からの退出後の自車レーンの判定処理の具体例
次に、図６〜図８を用いて、不明区間Ｕからの退出後の自車レーンの判定処理の具体例について説明する。これらの図に示される道路の各レーンの配置は、データ抽出部７により取得された自車両３０が走行中の道路のレーン情報の内容を示している。また、これらの図において、道路の左側の枠に囲まれている自車レーンを示す情報が第一レーン情報Ｓ１を示し、道路の右側の枠に囲まれている自車レーンを示す情報が第二レーン情報Ｓ２を示している。これらの図に示す例では、いずれも、第一レーン情報Ｓ１に示される不明区間Ｕへの進入前の自車レーンは第二レーンＬ２に特定されている。また、自車両３０が走行中の道路は、自車両３０の進行方向左側から順に第一レーンＬ１から第五レーンＬ５までの５つのレーンを有している。そして、これら図６〜図８は、単位レーン移動距離Ｄに対する不明区間Ｕの長さが異なる３つの例を示している。
【００５５】
まず、図６に示す例を用いて、不明区間Ｕからの退出後の自車レーンの判定処理について具体的に説明する。この場合、不明区間検出部１２により、自車両３０が不明区間Ｕに進入したことを検出すると、レーン移動判定部１３は、自車両３０の不明区間Ｕへの進入点を基準点ａとし、当該基準点ａでの車速Ｖａに基づいて単位レーン移動距離Ｄａ（Ｄａ＝Ｔ×Ｖａ）を求める。そして、レーン移動判定部１３は、距離センサ２５により検出される基準点ａ（不明区間Ｕへの進入点）からの自車両３０の実際の走行距離が単位レーン移動距離Ｄａを超えた地点で、当該地点を新たな基準点ｂとし、当該基準点ｂでの車速Ｖｂに基づいて単位レーン移動距離Ｄｂ（Ｄｂ＝Ｔ×Ｖｂ）を求める。また、レーン移動判定部１３は、レーン移動範囲Ａを一レーン分増加させる。ここで、不明区間Ｕへの進入時のレーン移動範囲Ａは「０」であるので（Ａ＝０）、基準点ｂを通過後のレーン移動範囲Ａは「１」となる。その後、本例では、基準点ｂからの自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄｂを超える前に、自車両３０は不明区間Ｕから退出している。このように、自車両３０が不明区間Ｕから退出した地点で、レーン移動判定部１３は、レーン移動範囲Ａの判定処理を終了する。したがって、本例では、レーン移動判定部１３は、不明区間Ｕから退出した際のレーン移動範囲Ａを「１」と判定する。次に、第二レーン判定部１５は、第一レーン情報Ｓ１に示される自車レーンである第二レーンＬ２から両側に、レーン移動判定部１３により判定されたレーン移動範囲Ａに示される１レーン分広げた範囲に含まれるレーンを不明区間Ｕからの退出後の自車レーンとして判定する。よって、本例では、第二レーン判定部１５は、第一レーンＬ１から第三レーンＬ３までの３つのレーンを、不明区間Ｕからの退出後の自車レーンとして判定し、そのような第二レーン情報Ｓ２を生成する。
【００５６】
一方、図６に示す例と比較して不明区間Ｕが短い図７に示す例では、距離センサ２５により検出される基準点ａ（不明区間Ｕへの進入点）からの自車両３０の実際の走行距離が単位レーン移動距離Ｄａを超える前に、自車両３０は不明区間Ｕから退出している。したがって、図７に示す例では、レーン移動判定部１３は、レーン移動範囲Ａを増加させることなく、レーン移動範囲Ａの判定処理を終了するので、不明区間Ｕから退出した際のレーン移動範囲Ａを「０」と判定する。よって、第二レーン判定部１５は、第一レーン情報Ｓ１に示される自車レーンである第二レーンＬ２を、不明区間Ｕからの退出後の自車レーンとして判定し、そのような第二レーン情報Ｓ２を生成する。
【００５７】
また、図６に示す例と比較して不明区間Ｕが長い図８に示す例では、距離センサ２５により検出される基準点ｂからの自車両３０の実際の走行距離が単位レーン移動距離Ｄｂを超えても、自車両３０は不明区間Ｕ内を走行中である。したがって、図８に示す例では、レーン移動判定部１３は、更に、自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄｂを超えた地点で、当該地点を新たな基準点ｃとし、当該基準点ｃでの車速Ｖｃに基づいて単位レーン移動距離Ｄｃ（Ｄｃ＝Ｔ×Ｖｃ）を求める。また、レーン移動判定部１３は、レーン移動範囲Ａを一レーン分増加させる。ここで、図６に示す例において説明したとおり、基準点ｂを通過後のレーン移動範囲Ａは「１」であるので（Ａ＝１）、基準点ｃを通過後のレーン移動範囲Ａは「２」となる。その後、本例では、基準点ｃからの自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄｃを超える前に、自車両３０は不明区間Ｕから退出している。したがって、本例では、レーン移動判定部１３は、不明区間Ｕから退出した際のレーン移動範囲Ａを「２」と判定する。次に、第二レーン判定部１５は、第一レーン情報Ｓ１に示される自車レーンである第二レーンＬ２から両側に、レーン移動判定部１３により判定されたレーン移動範囲Ａに示される２レーン分広げた範囲に含まれるレーンを不明区間Ｕからの退出後の自車レーンとして判定する。但し、この際、第二レーン判定部１５は、データ抽出部７により取得したレーン情報に基づいて、当該レーン情報に示される一又は二以上のレーンの範囲内で自車レーンの判定を行う。本例では、図８に示すように、自車両３０が走行中の道路は、自車両３０の進行方向に第一レーンＬ１から第五レーンＬ５までの５つのレーンを有することが分かっている。よって、本例では、第二レーン判定部１５は、レーン情報に示されるレーンの範囲内で、第一レーンＬ１から第四レーンＬ４までの４つのレーンを、不明区間Ｕからの退出後の自車レーンとして判定し、そのような第二レーン情報Ｓ２を生成する。
【００５８】
７．ナビゲーション用演算部
ナビゲーション用演算部９は、主にナビゲーション装置１としての案内機能を実行するためのアプリケーションプログラムＡＰに従って動作する演算処理手段である。ここで、アプリケーションプログラムＡＰは、自車位置情報取得部６により取得された自車位置情報Ｐ、データ抽出部７により抽出された地図情報Ｍ、並びにレーン判定部９により判定された自車レーンの情報としての第一レーン情報Ｓ１及び第二レーン情報Ｓ２等を参照して動作する。そして、ナビゲーション用演算部９は、アプリケーションプログラムＡＰに従い、例えば、データ抽出部７により地図データベース２２から自車両３０の周辺の地図情報Ｍを取得して表示入力装置２６に地図の画像を表示するとともに、当該地図の画像上に、自車位置情報Ｐに基づいて自車位置マークを重ね合わせて表示する処理を行う。また、ナビゲーション用演算部９は、アプリケーションプログラムＡＰに従い、出発地から目的地までの経路の探索を行い、更に、このように探索された経路と自車位置情報Ｐとに基づいて、表示入力装置２６及び音声出力装置２７の一方又は双方を用いて経路誘導を行う。この際、アプリケーションプログラムＡＰは、レーン判定部８により判定された自車レーンの情報を参照し、自車位置表示、経路探索、及び経路誘導等のナビゲーション動作を行う。具体的には、例えば、表示装置２６に判定された自車レーンを表示し、或いは判定された自車レーンに応じて無理な車線変更が必要になる経路誘導を中止する等の動作を行う。また、本実施形態においては、ナビゲーション用演算部９は、表示入力装置２６及び音声出力装置２７に接続されている。表示入力装置２６は、液晶表示装置等の表示装置とタッチパネル等の入力装置が一体となったものである。また音声出力装置は、スピーカ等を有して構成されている。本実施形態においては、ナビゲーション用演算部９、表示入力装置２６、及び音声出力装置２７が、本発明における案内情報出力手段２８として機能する。
【００５９】
８．レーン判定処理
次に、本実施形態に係るレーン判定装置２を含むナビゲーション装置１において実行されるレーン判定処理の手順（レーン判定プログラム）について説明する。図９は、本実施形態に係るレーン判定処理の全体の手順を示すフローチャートであり、図１０は、本実施形態に係るレーン移動判定処理の詳細な処理手順を示すフローチャートであり、図１１は、本実施形態に係る第二レーン判定処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。以下に説明する処理の手順は、上記の各機能部を構成するハードウェア又はソフトウェア（プログラム）或いはその両方により実行される。上記の各機能部がプログラムにより構成される場合には、ナビゲーション装置１が有する演算処理装置が、上記の各機能部を構成するレーン判定プログラムを実行するコンピュータとして動作する。以下では、まず、レーン判定処理の全体の手順について説明する。
【００６０】
図９に示すように、自車レーンの判定に際して、ナビゲーション装置１では、まず、自車位置情報取得部６により自車位置情報Ｐを取得する（ステップ＃０１）。次に、データ抽出部７により、自車両３０の周辺に存在する対象地物の地物情報Ｆを地図データベース２２から抽出して取得する（ステップ＃０２）。また、画像情報取得部４により、自車両３０に搭載された撮像装置２１により撮像した画像情報Ｇを取得する（ステップ＃０３）。そして、画像認識部５により、画像情報Ｇに含まれる対象地物の画像認識処理を行う（ステップ＃０４）。その後、レーン判定部８の第一レーン判定部１１により、第一レーン判定処理を行う（ステップ＃０５）。ここで、第一レーン判定部１１による第一レーン判定処理は、上記のとおり、不明区間Ｕ以外の領域において行う自車レーンの判定処理である。この第一レーン判定部１１による第一レーン判定処理の内容については既に説明したのでここでは省略する。また、レーン判定部８の不明区間検出部１２により、自車両３０が不明区間Ｕに進入したか否かの判定を行う（ステップ＃０６）。そして、自車両３０が不明区間Ｕに進入していない場合には（ステップ＃０６：Ｎｏ）、処理は終了する。この場合、第一レーン判定部１１により生成された第一レーン情報Ｓ１が、ナビゲーション用演算部９等により参照される。
【００６１】
一方、自車両が不明区間Ｕに進入したと判定された場合には（ステップ＃０６：Ｙｅｓ）、次に、レーン判定部８のレーン移動判定部１３により、当該不明区間Ｕ内において自車両３０が移動した可能性があるレーン数の範囲であるレーン移動範囲Ａを判定するレーン移動判定処理を行う（ステップ＃０７）。このレーン移動判定処理の詳細な処理順序については、後に図１０のフローチャートに基づいて詳細に説明する。その後、レーン判定部８の第二レーン判定部１５により、不明区間Ｕからの退出後の自車レーンを判定する第二レーン判定処理を行う（ステップ＃０８）。この第二レーン判定処理の詳細な処理順序については、後に図１１のフローチャートに基づいて詳細に説明する。以上で、レーン判定処理を終了する。
【００６２】
８−１．レーン移動判定処理
次に、ステップ＃０７のレーン移動判定処理の詳細について説明する。図１０に示すように、レーン移動判定部１３は、まず、不明区間Ｕへの進入時のレーン移動範囲Ａを「０」（Ａ＝０）とする（ステップ＃１１）。次に、レーン移動判定部１３は、距離センサ２５の検出結果に基づいて、不明区間Ｕへの進入点である基準点ａ（図６〜図８参照）での自車両３０の車速Ｖの情報を取得する（ステップ＃１２）。そして、レーン移動判定部１３は、ステップ＃１２で取得された自車両３０の車速Ｖに基づいて、単位レーン移動距離Ｄａ（図６〜図８参照）を算出して求める（ステップ＃１３）。この単位レーン移動距離Ｄａの算出方法については既に説明したので、ここでは説明を省略する。その後、レーン移動判定部１３は、距離センサ２５の検出結果に基づいて、不明区間Ｕへの進入点である基準点ａからの走行距離の情報を取得する（ステップ＃１４）。
【００６３】
また、不明区間検出部１２により、自車両３０が不明区間Ｕから退出したか否かの判定を行う（ステップ＃１５）。そして、自車両３０が不明区間Ｕから退出していない場合には（ステップ＃１５：Ｎｏ）、次に、中断判定部１４により、レーン移動範囲Ａの判定処理を中断するか否かの判定を行う（ステップ＃１６）。中断判定部１４により、レーン移動範囲Ａの判定処理を中断する判定が有った場合には（ステップ＃１６：Ｙｅｓ）、レーン移動判定部１３によるレーン移動判定処理を終了する。一方、中断判定部１４により、レーン移動範囲Ａの判定処理を中断する判定がなされない場合には（ステップ＃１６：Ｎｏ）、次に、レーン移動判定部１３は、ステップ＃１４で取得した自車両３０の走行距離が、ステップ＃１３で求めた単位レーン移動距離Ｄａ以上であるか否かを判定する（ステップ＃１７）。自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄａ未満である場合には（ステップ＃１７：Ｎｏ）、処理はステップ＃１４へ戻り、自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄａ以上となるまで（ステップ＃１７：Ｙｅｓ）、自車両３０が不明区間Ｕから退出したか否かの判定（ステップ＃１５）、及びレーン移動範囲Ａの判定処理を中断するか否かの判定（ステップ＃１６）を行う。
【００６４】
そして、自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄａ以上となった場合には（ステップ＃１７：Ｙｅｓ）、レーン移動判定部１３は、レーン移動範囲Ａの値に「１」を加算（Ａ＝Ａ＋１）し（ステップ＃１８）、レーン移動範囲Ａを「１」（Ａ＝１）とする。また、レーン移動判定部１３は、自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄａを超えた地点に新たな基準点ｂ（図６及び図８参照）を設定し（ステップ＃１９）、処理はステップ＃１２へ戻る。以降、レーン移動判定部１３は、自車両３０が不明区間Ｕから退出し（ステップ＃１５：Ｙｅｓ）、又は中断判定部１４によりレーン移動範囲Ａの判定処理を中断する判定が有る（ステップ＃１６：Ｙｅｓ）までの間、自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄを超える毎に、当該単位レーン移動距離Ｄを超えた地点を基準点とする単位レーン移動距離Ｄを求め、自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄを超える毎に、レーン移動範囲Ａの値に「１」を加算（Ａ＝Ａ＋１）する処理を繰り返し行う。
【００６５】
そして、自車両３０が不明区間Ｕから退出した場合には（ステップ＃１５：Ｙｅｓ）、レーン移動判定部１３は、自車両３０が不明区間Ｕから退出した際のレーン移動範囲Ａを、当該不明区間Ｕでの自車両３０のレーン移動範囲Ａと判定する（ステップ＃２０）。以上でレーン移動判定処理を終了する。
【００６６】
８−２．第二レーン判定処理
次に、ステップ＃０８の第二レーン判定処理の詳細について説明する。図１１に示すように、自車両３０が不明区間Ｕから退出した場合には（ステップ＃２１：Ｙｅｓ）、まず、ステップ＃０７のレーン移動判定処理において、中断判定部１４により、レーン移動範囲Ａの判定処理を中断する判定（図１０のステップ＃１６参照）が有ったか否かを判定する（ステップ＃２２）。そして、中断判定部１４によるレーン移動判定処理を中断する判定がなく（ステップ＃２２：Ｎｏ）、レーン移動判定部１３により、不明区間Ｕの全域におけるレーン移動範囲Ａの判定が行われた場合には、第二レーン判定部１５は、第一レーン判定部１１により生成された第一レーン情報Ｓ１を取得する（ステップ＃２３）。また、第二レーン判定部１５は、ステップ＃０７で判定されたレーン移動範囲Ａの情報を取得する（ステップ＃２４）。更に、第二レーン判定部１５は、データ抽出部７により、自車両３０の周辺の地図情報Ｍに基づいて、自車両３０が走行中の道路のレーン情報を抽出して取得する（ステップ＃２５）。そして、第二レーン判定部１５は、不明区間Ｕからの退出後の自車レーンを判定する（ステップ＃２６）。この不明区間Ｕからの退出後の自車レーンの判定処理については既に説明したので、ここでは説明を省略する。その後、第二レーン判定部１５は、ステップ＃２６で判定された不明区間Ｕからの退出後の自車レーンを示す情報を、第二レーン情報Ｓ２として生成する（ステップ＃２７）。
【００６７】
一方、中断判定部１４によるレーン移動判定処理を中断する判定が有り（ステップ＃２２：Ｙｅｓ）、不明区間Ｕを走行中にステップ＃０７のレーン移動判定処理が中断された場合には、第二レーン判定部１５は、データ抽出部７により、自車両３０の周辺の地図情報Ｍに基づいて、不明区間Ｕからの退出後の自車両３０が走行中の道路のレーン情報を抽出して取得する（ステップ＃２８）。例えば、自車両３０が不明区間Ｕとしての交差点内で左折又は右折したことにより、中断判定部１４によるレーン移動判定処理を中断する判定が有った場合には、データ抽出部７により、当該左折又は右折後の道路のレーン情報を抽出する。そして、第二レーン判定部１５は、ステップ＃２８で取得したレーン情報に基づいて、不明区間Ｕからの退出後の自車両３０が走行中の道路の全てのレーンを自車レーンとして判定する（ステップ＃２９）。その後、第二レーン判定部１５は、ステップ＃２９で判定された不明区間Ｕからの退出後の自車レーンを示す情報を、第二レーン情報Ｓ２として生成する（ステップ＃２７）。以上で第二レーン判定処理を終了する。
【００６８】
９．その他の実施形態
【００６９】
（１）上記の実施形態では、レーン移動判定部１３による、単位レーン移動距離Ｄを求めるための基準レーン移動時間Ｔとして、例えば、２〜３秒程度の一定値が与えられる場合の例について説明した。しかし、自車両３０が走行中のレーンから隣接するレーンへ移動するのに要する基準時間、すなわち、レーンチェンジに要する時間は、車速Ｖにより異なる傾向がある。例えば車速Ｖが高い場合には、自車両３０の走行状態を不安定にしないために操舵をゆっくり行う必要があり、レーンチェンジに比較的長い時間を要する場合が多い。これに対して、車速Ｖが低い場合には、そのような制約がないためにレーンチェンジに要する時間が比較的短く済む場合が多い。そこで、このような傾向に対応して、基準レーン移動時間Ｔを車速Ｖに応じて異なる値とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。このような基準レーン移動時間Ｔの値を求める方法としては、例えば、複数の車速域毎に対応する基準レーン移動時間Ｔを予め規定したテーブルを参照することにより求める方法や、車速Ｖを変数とする所定の演算式により求める方法等が用いられる。
【００７０】
（２）上記の実施形態では、レーン移動判定部１３により、単位レーン移動距離Ｄを、自車両３０の車速Ｖに基づいて所定の式により演算して求める場合の例について説明した。しかし、単位レーン移動距離Ｄを求める方法はこれに限定されるものではない。例えば、レーン移動判定部１３は、複数の車速域毎に対応する単位レーン移動距離Ｄを予め規定したテーブルを参照することにより、単位レーン移動距離Ｄを求める方法を用いることも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００７１】
（３）上記の実施形態では、レーン移動判定部１３が、単位レーン移動距離Ｄを求め、自車両３０の走行距離が単位レーン移動距離Ｄを超える毎に、レーン移動範囲Ａを一レーン分増加させることにより、不明区間Ｕでのレーン移動範囲Ａを求める例について説明した。しかし、本発明の適用範囲はこれに限定されず、レーン移動判定部１３が単位レーン移動距離Ｄを求めずにレーン移動範囲Ａの判定を行う構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。例えば、レーン移動判定部１３が、不明区間Ｕ内での自車両３０の走行距離（不明区間Ｕの長さ）を不明区間Ｕ内での自車両３０の平均車速で除算して得られる不明区間Ｕの通過時間が、基準レーン移動時間Ｔの何倍であるかに基づいて、不明区間Ｕ内でのレーン移動範囲Ａを判定する構成とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。この際、例えば、不明区間Ｕの通過時間を基準レーン移動時間Ｔで除算して得られた値の小数点以下を、切り捨て又は四捨五入した値をレーン移動範囲Ａとすることができる。
【００７２】
（４）上記の実施形態では、道路の路面に設けられた区画線を対象地物とする場合の例について説明した。しかし、画像認識部５による画像認識処理の対象となる対象地物は、区画線に限定されるものではなく、他の道路標示等の地物を対象地物とすることも、本発明の好適な実施形態の一つである。例えば、各レーンの進行方向別通行区分を表す矢印状の道路標示（矢印標示）を対象地物として画像認識する構成としても好適である。この場合、第一レーン判定部１１は、矢印標示の画像認識結果と、データ抽出部７により取得された自車両３０の周辺に存在する矢印標示の地物情報Ｆとに基づいて、画像認識結果が示す矢印標示の地物種別と一致する地物種別の地物情報Ｆが得られる道路のレーンを自車レーンとして判定することができる。
【００７３】
（５）上記の実施形態では、第一レーン判定部１１による自車レーンの判定処理に合わせて、不明区間検出部１２が、画像認識部５により自車両３０の両側の区画線の双方を画像認識できない区間を不明区間Ｕとして検出する場合の例について説明した。しかし、不明区間Ｕの検出方法はこれに限定されない。すなわち、不明区間検出部１２は、第一レーン判定部１１による自車レーンの判定ができない区間を不明区間Ｕとして検出するものであるので、第一レーン判定部１１による判定処理の方法が異なれば、異なる方法により異なる区間を不明区間Ｕとして検出することになる。例えば、第一レーン判定部１１が、ＶＩＣＳからの情報のみに基づく自車レーンの判定を行う場合には、不明区間検出部１２は、ＶＩＣＳからの情報を得られない区間を不明区間Ｕとして検出する。
【００７４】
（６）上記の各実施形態では、レーン判定装置２を含むナビゲーション装置１の全ての構成が自車両に搭載される場合を例として説明した。しかし、本発明の適用範囲はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、例えば、撮像装置２１を除く一部の構成が、インターネット等の通信ネットワークを介して接続された状態で自車両の外に設置されており、ネットワークを介して情報や信号の送受信を行うことにより、レーン判定装置２及びナビゲーション装置１を構成することも、本発明の好適な実施形態の一つである。
【００７５】
（７）上記の各実施形態では、レーン判定装置２を、ナビゲーション装置１に利用する場合の例について説明した。しかし、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、レーン判定装置２を車両の走行制御装置等の他の用途に利用することも当然に可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、自車両が走行中の道路のレーンを判定するためのレーン判定装置、及びそれを用いたナビゲーション装置や車両制御装置等として好適に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施形態に係るレーン判定装置を含むナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図
【図２】地図データベースに格納されている地図情報及び地物情報の構成の例を示す説明図
【図３】自車両への撮像装置の配置構成の一例を示す図
【図４】画像情報取得部により取得された画像情報の一例を示す図
【図５】データ抽出部により取得された自車両周辺の地物情報の一例を示す図
【図６】不明区間からの退出後の自車レーンの判定処理の具体例の説明図
【図７】不明区間からの退出後の自車レーンの判定処理の具体例の説明図
【図８】不明区間からの退出後の自車レーンの判定処理の具体例の説明図
【図９】本発明の実施形態に係るレーン判定処理の全体の手順を示すフローチャート
【図１０】本発明の実施形態に係るレーン移動判定処理の詳細な処理手順を示すフローチャート
【図１１】本発明の実施形態に係る第二レーン判定処理の詳細な処理手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００７８】
１：ナビゲーション装置
２：レーン判定装置
４：画像情報取得部（画像情報取得手段）
５：画像認識部（画像認識手段）
６：自車位置情報取得部（自車位置情報取得手段）
７：データ抽出部
８：レーン判定部
９：ナビゲーション用演算部
１１：第一レーン判定部（第一レーン判定手段）
１２：不明区間検出部（不明区間検出手段）
１３：レーン移動判定部（レーン移動判定手段）
１４：中断判定部
１５：第二レーン判定部（第二レーン判定手段）
１６：地物情報取得手段
１７：レーン情報取得手段
２２：地図データベース
２４：方位センサ（進行方向検出手段）
２８：案内情報出力手段
３０：自車両
Ｍ：地図情報
Ｆ：地物情報
Ｇ：画像情報
Ｐ：自車位置情報
Ｓ１：第一レーン情報
Ｓ２：第二レーン情報
Ａ：レーン移動範囲
Ｕ：不明区間
Ｖ：車速
Ｄ：単位レーン移動距離
ＡＰ：アプリケーションプログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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