特許 7700903 車線情報表示装置、車線情報表示方法、および車線情報表示用コンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-23

(45)【発行日】2025-07-01

(54)【発明の名称】車線情報表示装置、車線情報表示方法、および車線情報表示用コンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   B60W 50/14 20200101AFI20250624BHJP

   B60W 40/04 20060101ALI20250624BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20250624BHJP

【ＦＩ】

B60W50/14

B60W40/04

G08G1/16 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2024025743

(22)【出願日】2024-02-22

(62)【分割の表示】P 2021052130の分割

【原出願日】2021-03-25

(65)【公開番号】P2024051038

(43)【公開日】2024-04-10

【審査請求日】2024-03-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100123593

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 宣夫

(74)【代理人】

【識別番号】100133835

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 努

(74)【代理人】

【識別番号】100122116

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 浩二

(72)【発明者】

【氏名】北川 栄来

【審査官】横山 幸弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－００９１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０１１８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１００３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ １０／００－６０／００

Ｇ０８Ｇ １／００－ １／１６

Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／３６

Ｇ０１Ｃ ２３／００－２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の走行する車線に関する情報を表示可能な表示部と、
センサによって取得された前記車両の周囲の状況に基づいて、隣接車線上の車線変更可能区間を検出する検出部と、
前記車両が現在位置から車線変更するときに前記隣接車線に進入する際の進入位置が前記車線変更可能区間に含まれる場合は、前記表示部に、前記進入位置を示すように進入位置表示を表示させ、前記進入位置が前記車線変更可能区間に含まれない場合は、前記表示部に、検出された前記車線変更可能区間において前記車両の現在位置に最も近い端部を示すように前記進入位置表示を表示させる制御部と、
を備える表示制御装置。

【請求項2】

前記検出部は、前記隣接車線における、他車両が存在しない区間であって前記車両の進行方向の長さが車線変更に必要な長さよりも長い区間を前記車線変更可能区間として検出する、請求項１に記載の表示制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記進入位置表示として、進行方向の長さよりも幅方向の長さが長い図形を前記表示部に表示させる、請求項１または２に記載の表示制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記車線変更可能区間への車線変更制御が開始された場合、前記進入位置表示を終了させる、請求項１－３のいずれか一項に記載の表示制御装置。

【請求項5】

センサによって取得された車両の周囲の状況に基づいて、隣接車線上の車線変更可能区間を検出し、
前記車両が現在位置から車線変更するときに前記隣接車線に進入する際の進入位置が前記車線変更可能区間に含まれる場合には、前記車両の走行する車線に関する情報を表示可能な表示部に、前記進入位置を示すように進入位置表示を表示させ、
前記進入位置が前記車線変更可能区間に含まれない場合には、前記表示部に、検出された前記車線変更可能区間において前記車両の現在位置に最も近い端部を示すように前記進入位置表示を表示させる、
ことを含む、表示制御方法。

【請求項6】

センサによって取得された車両の周囲の状況に基づいて、隣接車線上の車線変更可能区間を検出することと、
前記車両が現在位置から車線変更するときに前記隣接車線に進入する際の進入位置が前記車線変更可能区間に含まれる場合には、前記車両の走行する車線に関する情報を表示可能な表示部に、前記進入位置を示すように進入位置表示を表示させ、
前記進入位置が前記車線変更可能区間に含まれない場合には、前記表示部に、検出された前記車線変更可能区間において前記車両の現在位置に最も近い端部を示すように前記進入位置表示を表示させることと、
をプロセッサに実行させる表示制御用コンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の走行する車線の情報をディスプレイに表示させる車線情報表示装置、車線情報表示方法、および車線情報表示用コンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載されたカメラなどのセンサの出力する車両の周辺状況を表す情報を用いて走行制御装置により走行が制御される車両では、運転者が今後の車両の挙動を予測できるよう、運転者に今後の走行に関する情報が提供される。

【0003】

特許文献１には、走行中の車線から他車線への車線変更を行う際に、走行中の車線および車線変更の開始位置または終了位置の案内表示をする走行制御装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－２１００３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

車線変更を行うには、変更先となる車線に、他車両が走行していない区間が必要となる。走行制御装置は他車両の挙動を制御することができないため、他車両の挙動に起因して、予定していた車線変更計画の変更が必要となる場合がある。車線変更の開始位置および終了位置が車線変更計画の変更に伴って変更された場合、車線変更の開始位置または終了位置を運転者に表示する走行制御装置は、運転者に違和感を与えることがある。

【0006】

本発明は、運転者が適切に認識できるよう車線変更が可能な区間をディスプレイに表示させる車線情報表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明にかかる車線情報表示装置は、車両の周囲の状況を表す周囲画像から、車両が走行している自車線に隣接する隣接車線における、他車両が存在しない車両の進行方向の長さが車線変更に必要な長さを表す車線変更閾値よりも長い区間を、車線変更可能区間として検出する検出部と、車両が現在位置から車線変更するときに隣接車線に進入する前後方向の位置を示す進入位置が車線変更可能区間に含まれる場合、進入位置を、車線変更可能区間を表す位置としてディスプレイに表示させ、進入位置が車線変更可能区間に含まれない場合、車両の現在位置に最も近い車線変更可能区間の端部の位置を、車線変更可能区間を表す位置としてディスプレイに表示させる表示部と、を備える。

【0008】

本発明にかかる車線情報表示装置において、表示部は、車線変更可能区間を表す位置として、進行方向の長さよりも幅方向の長さが長い図形をディスプレイに表示させることが好ましい。

【0009】

本発明にかかる車線情報表示装置において、表示部は、車線変更可能区間への車線変更制御が開始された場合、車線変更可能区間を表す位置の表示を終了させることが好ましい。

【0010】

本発明にかかる車線情報表示方法は、車両の周囲の状況を表す周囲画像から、車両が走行している自車線に隣接する隣接車線における、他車両が存在しない車両の進行方向の長さが車線変更に必要な長さを表す車線変更閾値よりも長い区間を、車線変更可能区間として検出し、車両が現在位置から車線変更するときに隣接車線に進入する前後方向の位置を示す進入位置が車線変更可能区間に含まれる場合、進入位置を、車線変更可能区間を表す位置としてディスプレイに表示させ、進入位置が車線変更可能区間に含まれない場合、車両の現在位置に最も近い車線変更可能区間の端部の位置を、車線変更可能区間を表す位置としてディスプレイに表示させる、ことを含む。

【0011】

本発明にかかる車線情報表示用コンピュータプログラムは、車両の周囲の状況を表す周囲画像から、車両が走行している自車線に隣接する隣接車線における、他車両が存在しない車両の進行方向の長さが車線変更に必要な長さを表す車線変更閾値よりも長い区間を、車線変更可能区間として検出することと、車両が現在位置から車線変更するときに隣接車線に進入する前後方向の位置を示す進入位置が車線変更可能区間に含まれる場合、進入位置を、車線変更可能区間を表す位置としてディスプレイに表示させ、進入位置が車線変更可能区間に含まれない場合、車両の現在位置に最も近い車線変更可能区間の端部の位置を、車線変更可能区間を表す位置としてディスプレイに表示させることと、をプロセッサに実行させる。

【0012】

本発明にかかる車線情報表示装置によれば、運転者が適切に認識できるよう車線変更が可能な区間をディスプレイに表示させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】車線情報表示装置が実装される車両の概略構成図である。

【図2】ＥＣＵのハードウェア模式図である。

【図3】ＥＣＵが有するプロセッサの機能ブロック図である。

【図4】車線変更可能区間を説明する第１の図である。

【図5】車線情報表示の第１の例を説明する図である。

【図6】車線変更可能区間を説明する第２の図である。

【図7】車線情報表示の第２の例を説明する図である。

【図8】車線情報表示処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、運転者が適切に認識できるよう車線変更が可能な区間をディスプレイに表示させる車線情報表示装置について詳細に説明する。車線情報表示装置は、車両の周囲の状況を表す周囲画像から車線変更可能区間を検出する。車線変更可能区間は、車両が走行している自車線に隣接する隣接車線における、他車両が存在しない車両の進行方向の長さが車線変更に必要な長さを表す車線変更閾値よりも長い区間である。そして、車線情報表示装置は、車線変更可能区間の位置をディスプレイに表示させる。このとき、車線情報表示装置は、車両が現在位置から車線変更するときに隣接車線に進入する前後方向の位置を示す進入位置が車線変更可能区間に含まれる場合、進入位置を、車線変更可能区間を表す位置としてディスプレイに表示させる。また、車線情報表示装置は、進入位置が車線変更可能区間に含まれない場合、車両の現在位置に最も近い車線変更可能区間の端部の位置を、車線変更可能区間を表す位置としてディスプレイに表示させる。

【0015】

図１は、表示制御装置が実装される車両の概略構成図である。

【0016】

車両１は、カメラ２と、メーターディスプレイ３と、ＧＮＳＳ受信機４と、ストレージ装置５と、ＥＣＵ６（Electronic Control Unit）とを有する。ＥＣＵ６は、表示制御装置の一例である。カメラ２、メーターディスプレイ３、ＧＮＳＳ受信機４およびストレージ装置５とＥＣＵ６とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワークを介して通信可能に接続される。

【0017】

カメラ２は、車両近傍の状況を検出するためのセンサの一例である。カメラ２は、ＣＣＤあるいはＣ－ＭＯＳなど、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上の撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系とを有する。カメラ２は、例えば車室内の前方上部に、前方を向けて配置され、所定の撮影周期（例えば1/30秒～1/10秒）ごとにフロントガラスを介して車両１の周囲の状況を撮影し、周囲の状況を表す周囲画像を出力する。

【0018】

メーターディスプレイ３は、ディスプレイの一例であり、例えば液晶ディスプレイを有する。メーターディスプレイ３は、車内ネットワークを介してＥＣＵ６から受け取った信号に従って、車両１の走行する車線に関する情報を、運転者に視認可能に表示する。

【0019】

ＧＮＳＳ受信機４は、所定の周期ごとにＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号を受信し、受信したＧＮＳＳ信号に基づいて車両１の自己位置を測位する。ＧＮＳＳ受信機４は、所定の周期ごとに、ＧＮＳＳ信号に基づく車両１の自己位置の測位結果を表す測位信号を、車内ネットワークを介してＥＣＵ６へ出力する。

【0020】

ストレージ装置５は、記憶部の一例であり、例えば、ハードディスク装置、または不揮発性の半導体メモリを有する。ストレージ装置５は、位置に対応づけて車線区画線などの地物に関する情報を含む地図データを記憶する。

【0021】

ＥＣＵ６は、ＧＮＳＳ受信機４が出力する測位信号に対応する位置の周辺の地図データにおける地物の情報とカメラ２が生成する周囲画像に表された地物の情報とに基づいて走行軌跡を作成する。そして、ＥＣＵ６は、車両１が走行軌跡に沿って走行するように、エンジンまたはモータ、ブレーキ、ステアリングといった走行機構を動作させる。また、ＥＣＵ６は、走行軌跡の周囲における車線の情報をメーターディスプレイ３に表示させる。

【0022】

図２は、ＥＣＵ６のハードウェア模式図である。ＥＣＵ６は、通信インタフェース６１と、メモリ６２と、プロセッサ６３とを備える。

【0023】

通信インタフェース６１は、通信部の一例であり、ＥＣＵ６を車内ネットワークへ接続するための通信インタフェース回路を有する。通信インタフェース６１は、受信したデータをプロセッサ６３に供給する。また、通信インタフェース６１は、プロセッサ６３から供給されたデータを外部に出力する。

【0024】

メモリ６２は、揮発性の半導体メモリおよび不揮発性の半導体メモリを有する。メモリ６２は、プロセッサ６３による処理に用いられる各種データ、例えば他車線において他車両が存在しない間隔の長さを求めるための他車両から確保すべきマージン長さ、他車両が存在しない間隔が車線変更可能な間隔か否かを判定するための車線変更閾値等を保存する。また、メモリ６２は、各種アプリケーションプログラム、例えば車線情報表示処理を実行する車線情報表示プログラム等を保存する。

【0025】

プロセッサ６３は、制御部の一例であり、１以上のプロセッサおよびその周辺回路を有する。プロセッサ６３は、論理演算ユニット、数値演算ユニット、またはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。

【0026】

図３は、ＥＣＵ６が有するプロセッサ６３の機能ブロック図である。

【0027】

ＥＣＵ６のプロセッサ６３は、機能ブロックとして、検出部６３１と、表示部６３２とを有する。プロセッサ６３が有するこれらの各部は、メモリ６２に記憶されプロセッサ６３上で実行されるプコンピュータログラムによって実装される機能モジュールである。プロセッサ６３の各部の機能を実現するコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な可搬性の記録媒体に記録された形で提供されてもよい。あるいは、プロセッサ６３が有するこれらの各部は、独立した集積回路、マイクロプロセッサ、またはファームウェアとしてＥＣＵ６に実装されてもよい。

【0028】

検出部６３１は、車両の周囲の状況を表す周囲画像から車線変更可能区間を検出する。

【0029】

検出部６３１は、まず、カメラ２により出力された周囲画像を、他車両および車線区画線を検出するよう学習された識別器に入力することにより、２以上の他車両および２以上の車線区画線を検出する。

【0030】

識別器は、例えば、入力側から出力側に向けて直列に接続された複数の畳み込み層を有する畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）とすることができる。他車両および車線区画線を含む画像を教師データとして用いてＣＮＮに入力して予め学習を行うことにより、ＣＮＮは他車両および車線区画線の位置を特定する識別器として動作する。

【0031】

検出部６３１は、周囲画像から検出された車線区画線を用いて、車線区画線をまたぐことなく進行可能な車線を、車両１が走行している自車線として特定する。また、検出部６３１は、車線区画線を介して自車線に隣接する車線を隣接車線として特定する。

【0032】

検出部６３１は、隣接車線において検出された２以上の他車両の位置を特定し、２以上の他車両のうち前後に隣接する一対の他車両にはさまれた区間の進行方向の長さを特定する。そして、検出部６３１は、進行方向の長さがメモリ６２に記憶された車線変更閾値よりも長い区間を、車線変更可能区間として検出する。

【0033】

図４は、車線変更可能区間を説明する第１の図である。

【0034】

車両１が走行している道路は、車線区画線ＬＬ１１、ＬＬ１２、ＬＬ１３を有し、車両１は車線区画線ＬＬ１１およびＬＬ１２により区画される自車線Ｌ１１を走行している。

【0035】

検出部６３１は、車線区画線ＬＬ１２およびＬＬ１３により区画される隣接車線Ｌ１２において、前後に隣接する他車両１１、１２を検出する。検出部６３１は、他車両１１の前端よりマージン長さＭ１１前方の位置から、他車両１２の後端よりマージン長さＭ１２後方の位置までの進行方向の長さＢＬ１を特定する。そして、検出部６３１は、長さＢＬ１がメモリ６２に記憶された車線変更閾値ＬＣＴよりも長いか否かを判定し、長さＢＬ１が車線変更閾値ＬＣＴよりも長い場合、長さＢＬ１に対応する区間を車線変更可能区間ＬＣＳ１として検出する。車両１が現在位置から車線変更するとき、位置１′において隣接車線Ｌ１２に進入する。進入位置ＥＰ１は、位置１′にある車両１の前端部の位置を示す。検出部６３１は、メモリ６２に記憶された、現在車速と現在位置から進入位置までの前後方向の距離とを関連づけた進入位置テーブルを参照することで、進入位置ＥＰ１を特定する。また、検出部６３１は、現在位置からの車線変更経路を作成することで、進入位置ＥＰ１を特定してもよい。

【0036】

表示部６３２は、車線変更可能区間ＬＣＳ１の位置をメーターディスプレイ３に表示させる。図４の例では、進入位置ＥＰ１は、車線変更可能区間ＬＣＳ１に含まれない。この場合、表示部６３２は、車両１の現在位置に最も近い車線変更可能区間ＬＣＳ１の端部ＬＣＳ１ａの位置を、車線変更可能区間ＬＣＳ１を表す位置として表示させる。なお、図４の例において、他車両１２が存在しない場合、車線変更可能区間ＬＣＳ１は進行方向前側の端部を有しない。このとき、車線変更可能区間ＬＣＳ１の進行方向後側の端部ＬＣＳ１ａが車両１の現在位置に最も近い端部に該当し、表示部６３２は、端部ＬＣＳ１ａを用いて車線変更可能区間ＬＣＳ１を表す位置をメーターディスプレイ３に表示させる。

【0037】

図５は、車線情報表示の第１の例を説明する図である。表示部６３２は、図４に示す車線変更可能区間ＬＣＳ１の位置を示す車線情報表示画面３１を、メーターディスプレイ３に表示させる。

【0038】

車線情報表示画面３１には、自車線Ｌ１１および隣接車線Ｌ１２が表される。自車線Ｌ１１には車両１および車両１が走行するよう制御される軌跡Ｐ１が表され、隣接車線Ｌ１２には車線変更可能区間ＬＣＳ１を表す図形ＬＣＭ１が表される。図形ＬＣＭ１は、車両１の現在位置に最も近い車線変更可能区間ＬＣＳ１の端部ＬＣＳ１ａを示す。図形ＬＣＭ１は、進行方向の長さより幅方向の長さが長い図形である。図５において、図形ＬＣＭ１は、隣接車線Ｌ１２における幅方向の線分と、当該線分の端部のそれぞれから間隔をおいて配置された、当該線分の中央に頂点を向けた２つの三角形とを含んでいる。このように、進行方向の長さより幅方向の長さが長い図形により車線変更可能区間ＬＣＳ１を示すことで、ＥＣＵ６は、車線変更可能区間ＬＣＳ１の前後方向における位置を運転者に適切に把握させることができる。

【0039】

図６は、車線変更可能区間を説明する第２の図である。

【0040】

車両１が走行している道路は、車線区画線ＬＬ２１、ＬＬ２２、ＬＬ２３を有し、車両１は車線区画線ＬＬ２１およびＬＬ２２により区画される自車線Ｌ２１を走行している。検出部６３１は、車線区画線ＬＬ２２およびＬＬ２３により区画される隣接車線Ｌ２２において前後に隣接する他車両２１、２２の間の長さＢＬ２の区間を、車線変更可能区間ＬＣＳ２として検出する。

【0041】

車両１が現在位置から車線変更するときの進入位置ＥＰ２は、車線変更可能区間ＬＣＳ２に含まれる。この場合、表示部６３２は、進入位置ＥＰ２を、車線変更可能区間ＬＣＳ２の位置として表示させる。

【0042】

図７は、車線情報表示の第２の例を説明する図である。表示部６３２は、図５に示す車線変更可能区間ＬＣＳ２の位置を示す車線情報表示画面３２を、メーターディスプレイ３に表示させる。

【0043】

車線情報表示画面３２には、自車線Ｌ２１および隣接車線Ｌ２２が表される。自車線Ｌ２１には車両１および車両１が走行するよう制御される軌跡Ｐ２が表され、隣接車線Ｌ２２には車線変更可能区間ＬＣＳ２の位置を示す図形ＬＣＭ２が表される。図形ＬＣＭ２は、進入位置ＥＰ１を示す。

【0044】

車線変更可能区間への車線変更制御が開始された場合、表示部６３２は、車線変更可能区間を表す位置の表示を終了させる。そして、表示部６３２は、車線変更可能区間に代えて、車線変更制御により自車線から隣接車線に向かう車線変更軌跡をメーターディスプレイ３に表示させる。車線変更制御に用いられる経路において、隣接車線に進入する位置は進入位置と異なる場合がある。車線変更制御が開始された場合に車線変更可能区間を表す位置の表示を終了させることで、ＥＣＵ６は、走行制御に用いられない地点の表示を抑制し、運転者に違和感を与えないようにすることができる。

【0045】

図６は、車線情報表示処理のフローチャートである。ＥＣＵ６は、車両１が自動運転制御による走行を行う間、車線情報表示処理を所定の時間間隔（例えば１秒間隔）で繰り返し実行する。

【0046】

まず、検出部６３１は、カメラ２により出力された周囲画像から、自車線に隣接する隣接車線における、車両１の進行方向の長さが車線変更閾値よりも長い他車両が存在しない区間を、車線変更可能区間として検出する（ステップＳ１）。

【0047】

表示部６３２は、隣接車線において車両１の現在位置に対応する位置が車線変更可能区間に含まれるか否かを判定する（ステップＳ２）。

【0048】

隣接車線において車両１の現在位置に対応する位置が車線変更可能区間に含まれると判定された場合（ステップＳ２：Ｙ）、表示部６３２は、隣接車線において車両の現在位置に対応する位置を車線変更可能区間の位置としてメーターディスプレイ３に表示させ（ステップＳ３）、車線情報表示処理を終了する。

【0049】

隣接車線において車両１の現在位置に対応する位置が車線変更可能区間に含まれないと判定された場合（ステップＳ２：Ｎ）、表示部６３２は、隣接車線において車両１の現在位置に対応する位置に近い車線変更可能区間の端部の位置を変更可能区間の位置としてメーターディスプレイ３に表示させ（ステップＳ４）、車線情報表示処理を終了する。

【0050】

このように車線情報表示処理を実行することにより、ＥＣＵ６は、運転者が適切に認識できるよう車線変更が可能な区間をディスプレイに表示させることができる。

【0051】

当業者は、本発明の精神および範囲から外れることなく、種々の変更、置換および修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。

【符号の説明】

【0052】

１ 車両
６ ＥＣＵ
６３１ 検出部
６３２ 表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】