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技術 経路探索システム、経路探索方法、コンピュータプログラム及びコストテーブルのデータ構造

出願人 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
発明者 福元将高
出願日 2014年2月25日 (6年10ヶ月経過) 出願番号 2014-034517
公開日 2015年9月3日 (5年3ヶ月経過) 公開番号 2015-158467
状態 特許登録済
技術分野 航行(Navigation) 交通制御システム
主要キーワード 操作メニュ 中断回数 専用路 判別要素 自動運転スイッチ 自動運転走行 合流区間 走行態様
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

自動運転制御による走行適格性を考慮した経路探索を行うことを可能とした経路探索システム経路探索方法コンピュータプログラム及び経路探索に用いるコストテーブルデータ構造を提供する。

解決手段

車両の自動運転制御が許可された自動運転区間を含む出発地から目的地へ至る推奨経路を探索する場合に、自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出されるように設定された自動運転コストテーブル32を用いてコスト値を算出し、算出されたコスト値に基づいて推奨経路を探索するように構成する。

概要

背景

近年、車両の走行案内を行い、運転者が所望の目的地に容易に到着できるようにしたナビゲーション装置が車両に搭載されていることが多い。ここで、ナビゲーション装置とは、GPS受信機などにより自車の現在位置を検出し、その現在位置に対応する地図データをDVD−ROMやHDDなどの記録媒体またはネットワークを通じて取得して液晶モニタに表示することが可能な装置である。更に、かかるナビゲーション装置には、所望する目的地を入力すると、自車位置から目的地までの推奨経路を探索する経路探索機能を備えており、探索された推奨経路を案内経路として設定し、ディスプレイ画面に案内経路を表示するとともに、交差点に接近した場合等には音声による案内をすることによって、ユーザを所望の目的地まで確実に案内するようになっている。また、近年は携帯電話機スマートフォンタブレット型端末パーソナルコンピュータ等においても上記ナビゲーション装置と同様の機能を有するものがある。

また、近年では車両の走行形態として、ユーザの運転操作に基づいて走行する手動走行以外に、ユーザの運転操作によらず車両が予め設定された経路に沿って自動的に走行を行う自動運転制御による走行について新たに提案されている。自動運転制御では、例えば、車両の現在位置、車両が走行する車線周辺他車両の位置を随時検出し、予め設定された経路に沿って走行するようにステアリング駆動源ブレーキ等の車両制御が自動で行われる。ここで、自動運転制御による走行はユーザの運転に係る負担を軽減できるメリットがあるが、道路状況によっては自動運転制御で走行を行わせることが難しい状況がある。例えば、カメラセンサによる周辺状況の検出が難しい急なカーブを走行する状況や、区画線劣化している道路区間を走行する状況、車線変更を頻繁に行う状況等がある。

そこで、上記ナビゲーション装置等では、上記自動運転制御による走行の適格性を考慮した推奨経路の探索を行うことが新たに求められている。例えば特開2004−125726号公報には、探索条件として自動走行路線優先が選択された場合に、自動車専用道路等の自動運転走行が行われる自動走行路線に該当する部分の経路コストに1より小さい係数を乗じることによって、自動走行路線を走行することを優先した経路を探索する技術について提案されている。

概要

自動運転制御による走行の適格性を考慮した経路探索を行うことを可能とした経路探索システム経路探索方法コンピュータプログラム及び経路探索に用いるコストテーブルデータ構造を提供する。車両の自動運転制御が許可された自動運転区間を含む出発地から目的地へ至る推奨経路を探索する場合に、自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出されるように設定された自動運転コストテーブル32を用いてコスト値を算出し、算出されたコスト値に基づいて推奨経路を探索するように構成する。

目的

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、自動運転制御による走行の適格性を考慮した経路探索を行うことを可能とした経路探索システム、経路探索方法、コンピュータプログラム及び経路探索に用いるコストテーブルのデータ構造を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
6件
牽制数
4件

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請求項1

車両の自動運転制御許可された自動運転区間において自動運転制御による走行を行う際の推奨経路を探索する経路探索システムであって、自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出されるように設定された自動運転制御用のコストテーブルを用いてコスト値を算出するコスト算出手段と、前記コスト算出手段によって算出されたコスト値に基づいて前記推奨経路を探索する推奨経路探索手段と、を有することを特徴とする経路探索システム。

請求項2

前記自動運転制御用のコストテーブルは、コスト値を算出する為の複数の要素を備え、要素毎に特定された値の合計値がコスト値として算出され、前記複数の要素には、自動運転制御による走行を行うのに適しているか否かを判定する為の自動運転判別要素を含むことを特徴とする請求項1に記載の経路探索システム。

請求項3

前記自動運転判別要素として、自動運転制御による走行を行う為の専用の車線を含む経路を優先して推奨経路に選択する為の専用路コスト、車線変更が少ない経路を優先して推奨経路に選択する為の車線変更コスト、カーブを含まない道路及びカーブを含む場合に含まれるカーブの曲率が小さい経路を優先して推奨経路に選択する為のカーブ曲率コスト、道路工事の終了からの期間が短い区間を含む経路を優先して推奨経路に選択する為の工事期間コスト、交通量の少ない経路を優先して推奨経路に選択する為の交通量コスト、の少なくとも一以上を含むことを特徴とする請求項2に記載の経路探索システム。

請求項4

前記自動運転区間において前記車両が自動運転制御により走行するかユーザの運転操作による手動運転により走行するかを選択する走行態様選択手段を有し、前記コスト算出手段は、前記自動運転区間において自動運転制御により走行することが選択された場合に、前記自動運転制御用のコストテーブルを用いてコスト値を算出し、前記自動運転区間において手動運転により走行することが選択された場合に、前記自動運転制御用のコストテーブルと異なる手動運転用のコストテーブルを用いてコスト値を算出することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の経路探索システム。

請求項5

前記自動運転制御用のコストテーブル及び前記手動運転用のコストテーブルは、コスト値を算出する為の要素として、距離が短い経路を優先して推奨経路に選択する為の距離コスト渋滞の少ない経路を優先して推奨経路に選択する為の渋滞コスト道路幅の広い経路を優先して推奨経路に選択する為の道路幅コスト、車線数の多い経路を優先して推奨経路に選択する為の車線数コスト、の少なくとも一以上を含み、前記自動運転制御用のコストテーブルは、前記手動運転用のコストテーブルよりも前記距離コスト、渋滞コスト、道路幅コスト、又は車線数コストのコスト値に占める割合が低いことを特徴とする請求項4に記載の経路探索システム。

請求項6

前記自動運転制御用のコストテーブルは、コスト値を算出する為の要素として、前記手動運転用のコストテーブルと共通の要素を含むとともに、前記手動運転用のコストテーブルには含まれない要素を含むことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の経路探索システム。

請求項7

前記推奨経路探索手段により探索された前記推奨経路に含まれる前記自動運転区間に対して、前記車両に対して行われる前記自動運転制御の制御内容を設定する制御内容設定手段を有することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の経路探索システム。

請求項8

車両の自動運転制御が許可された自動運転区間において自動運転制御による走行を行う際の推奨経路を探索する経路探索方法であって、コスト算出手段が、自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出されるように設定された自動運転制御用のコストテーブルを用いてコスト値を算出するステップと、推奨経路探索手段が、前記コスト算出手段によって算出されたコスト値に基づいて前記推奨経路を探索するステップと、を有することを特徴とする経路探索方法。

請求項9

車両の自動運転制御が許可された自動運転区間において自動運転制御による走行を行う際の推奨経路を探索するコンピュータプログラムであって、コンピュータを、自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出されるように設定された自動運転制御用のコストテーブルを用いてコスト値を算出するコスト算出手段と、前記コスト算出手段によって算出されたコスト値に基づいて前記推奨経路を探索する推奨経路探索手段と、して機能させる為のコンピュータプログラム。

請求項10

車両の自動運転制御が許可された自動運転区間において自動運転制御による走行を行う際の推奨経路を探索する際に、該推奨経路の選択の指標となるコスト値を算出するのに用いられるコストテーブルのデータ構造であって、コスト値を算出する為の複数の要素を備え、要素毎に特定された値の合計値がコスト値として算出され、前記複数の要素には、自動運転制御による走行を行うのに適しているか否かを判定する為の自動運転判別要素を含むことを特徴とするコストテーブルのデータ構造。

技術分野

背景技術

0002

近年、車両の走行案内を行い、運転者が所望の目的地に容易に到着できるようにしたナビゲーション装置が車両に搭載されていることが多い。ここで、ナビゲーション装置とは、GPS受信機などにより自車の現在位置を検出し、その現在位置に対応する地図データをDVD−ROMやHDDなどの記録媒体またはネットワークを通じて取得して液晶モニタに表示することが可能な装置である。更に、かかるナビゲーション装置には、所望する目的地を入力すると、自車位置から目的地までの推奨経路を探索する経路探索機能を備えており、探索された推奨経路を案内経路として設定し、ディスプレイ画面に案内経路を表示するとともに、交差点に接近した場合等には音声による案内をすることによって、ユーザを所望の目的地まで確実に案内するようになっている。また、近年は携帯電話機スマートフォンタブレット型端末パーソナルコンピュータ等においても上記ナビゲーション装置と同様の機能を有するものがある。

0003

また、近年では車両の走行形態として、ユーザの運転操作に基づいて走行する手動走行以外に、ユーザの運転操作によらず車両が予め設定された経路に沿って自動的に走行を行う自動運転制御による走行について新たに提案されている。自動運転制御では、例えば、車両の現在位置、車両が走行する車線周辺他車両の位置を随時検出し、予め設定された経路に沿って走行するようにステアリング駆動源ブレーキ等の車両制御が自動で行われる。ここで、自動運転制御による走行はユーザの運転に係る負担を軽減できるメリットがあるが、道路状況によっては自動運転制御で走行を行わせることが難しい状況がある。例えば、カメラセンサによる周辺状況の検出が難しい急なカーブを走行する状況や、区画線劣化している道路区間を走行する状況、車線変更を頻繁に行う状況等がある。

0004

そこで、上記ナビゲーション装置等では、上記自動運転制御による走行の適格性を考慮した推奨経路の探索を行うことが新たに求められている。例えば特開2004−125726号公報には、探索条件として自動走行路線優先が選択された場合に、自動車専用道路等の自動運転走行が行われる自動走行路線に該当する部分の経路コストに1より小さい係数を乗じることによって、自動走行路線を走行することを優先した経路を探索する技術について提案されている。

先行技術

0005

特開2004−125726号公報(第6−7頁、図5

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、上記特許文献1の技術では、係数を乗じることによって自動走行路線が経路内に含まれ易くすることは可能であるが、基本的に通常の経路探索と同じコストテーブルを用いて経路の探索を行っている。従って、自動運転制御による走行の適格性を考慮した経路探索をすることができなかった。例えば、自動走行路線の区間を多く含んでいたとしても、急なカーブが多くある経路や、車線変更を頻繁に行う必要がある経路は、上述したように自動運転制御による走行を行うのには不適な経路である。しかしながら、上記特許文献1では、そのような経路が推奨経路として選択される可能性があり、結果として自動運転制御による走行が中断される等のユーザにとって不利益事象が生じることとなっていた。

0007

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、自動運転制御による走行の適格性を考慮した経路探索を行うことを可能とした経路探索システム、経路探索方法、コンピュータプログラム及び経路探索に用いるコストテーブルのデータ構造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

0008

前記目的を達成するため本発明に係る経路探索システム(1)は、車両の自動運転制御が許可された自動運転区間において自動運転制御による走行を行う際の推奨経路を探索する経路探索システムである。具体的には、自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出されるように設定された自動運転制御用のコストテーブル(32)を用いてコスト値を算出するコスト算出手段(41)と、前記コスト算出手段によって算出されたコスト値に基づいて前記推奨経路を探索する推奨経路探索手段(41)と、を有することを特徴とする。

0009

また、本発明に係る経路探索方法は、車両の自動運転制御が許可された自動運転区間において自動運転制御による走行を行う際の推奨経路を探索する経路探索方法である。具体的には、コスト算出手段(41)が、自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出されるように設定された自動運転制御用のコストテーブル(32)を用いてコスト値を算出するステップと、推奨経路探索手段(41)が、前記コスト算出手段によって算出されたコスト値に基づいて前記推奨経路を探索するステップと、を有することを特徴とする。

0010

また、本発明に係るコンピュータプログラムは、車両の自動運転制御が許可された自動運転区間において自動運転制御による走行を行う際の推奨経路を探索するコンピュータプログラムである。具体的には、コンピュータを、自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出されるように設定された自動運転制御用のコストテーブル(32)を用いてコスト値を算出するコスト算出手段(41)と、前記コスト算出手段によって算出されたコスト値に基づいて前記推奨経路を探索する推奨経路探索手段(41)と、して機能させることを特徴とする。

0011

また、本発明に係るコストテーブル(32)のデータ構造は、車両の自動運転制御が許可された自動運転区間において自動運転制御による走行を行う際の推奨経路を探索する際に、該推奨経路の選択の指標となるコスト値を算出するのに用いられるコストテーブルのデータ構造であって、コスト値を算出する為の複数の要素を備え、要素毎に特定された値の合計値がコスト値として算出され、前記複数の要素には、自動運転制御による走行を行うのに適しているか否かを判定する為の自動運転判別要素を含むことを特徴とする。

発明の効果

0012

前記構成を有する本発明に係る経路探索システム、経路探索方法及びコンピュータプログラムによれば、自動運転制御による走行の適格性を考慮した経路探索を行うことが可能となる。その結果、自動運転制御による走行を行わせつつ、自動運転制御が中断される等のユーザにとって不利益な事象が生じることを防止した推奨経路を提供することが可能となる。

0013

また、本発明に係るコストテーブルのデータ構造によれば、該コストテーブルを用いることによって自動運転制御による走行の適格性を考慮した経路探索を行うことが可能となる。その結果、自動運転制御による走行を行わせつつ、自動運転制御が中断される等のユーザにとって不利益な事象が生じることを防止した推奨経路を提供することが可能となる。

図面の簡単な説明

0014

本実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示したブロック図である。
自動運転コストテーブルと手動運転コストテーブルを比較して示した図である。
自動運転制御による走行の適格性を説明した図である。
自動運転制御による走行の適格性を説明した図である。
本実施形態に係る経路探索処理プログラムフローチャートである。
手動運転による走行が選択された場合に、液晶ディスプレイに表示される推奨経路を案内した経路案内画面を示した図である。
自動運転制御による走行が選択された場合に、液晶ディスプレイに表示される推奨経路を案内した経路案内画面を示した図である。
車両の走行予定経路に対して設定される自動運転制御の制御内容の一例を示した図である。

実施例

0015

以下、本発明に係る経路探索システムを、ナビゲーション装置に具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るナビゲーション装置1の概略構成について図1を用いて説明する。図1は本実施形態に係るナビゲーション装置1を示したブロック図である。

0016

図1に示すように本実施形態に係るナビゲーション装置1は、ナビゲーション装置1が搭載された車両の現在位置を検出する現在位置検出部11と、各種のデータが記録されたデータ記録部12と、入力された情報に基づいて、各種の演算処理を行うナビゲーションECU13と、ユーザからの操作を受け付ける操作部14と、ユーザに対して車両周辺の地図や後述の経路探索処理によって探索された経路に関する情報等を表示する液晶ディスプレイ15と、経路案内に関する音声ガイダンスを出力するスピーカ16と、記憶媒体であるDVDを読み取るDVDドライブ17と、プローブセンタやVICS(登録商標:Vehicle Information and Communication System)センタ等の情報センタとの間で通信を行う通信モジュール18と、から構成されている。また、ナビゲーション装置1はCAN等の車載ネットワークを介して、ナビゲーション装置1の搭載された車両に対して設置された車外カメラ19や各種センサが接続されている。更に、ナビゲーション装置1の搭載された車両に対する各種制御を行う車両制御ECU20とも双方向通信可能に接続されている。また、後述する自動運転スイッチ自動運転開始タン等の車両に搭載された各種操作ボタン21についても接続されている。

0017

以下に、ナビゲーション装置1を構成する各構成要素について順に説明する。
現在位置検出部11は、GPS22、車速センサ23、ステアリングセンサ24、ジャイロセンサ25等からなり、現在の車両の位置、方位、車両の走行速度、現在時刻等を検出することが可能となっている。ここで、特に車速センサ23は、車両の移動距離車速を検出する為のセンサであり、車両の駆動輪の回転に応じてパルスを発生させ、パルス信号をナビゲーションECU13に出力する。そして、ナビゲーションECU13は発生するパルスを計数することにより駆動輪の回転速度や移動距離を算出する。尚、上記4種類のセンサをナビゲーション装置1が全て備える必要はなく、これらの内の1又は複数種類のセンサのみをナビゲーション装置1が備える構成としても良い。

0018

また、データ記録部12は、外部記憶装置及び記録媒体としてのハードディスク(図示せず)と、ハードディスクに記録された地図情報DB31の他、後述の自動運転コストテーブル32、手動運転コストテーブル33、所定のプログラム等を読み出すとともにハードディスクに所定のデータを書き込む為のドライバである記録ヘッド(図示せず)とを備えている。尚、データ記録部12をハードディスクの代わりにメモリーカードやCDやDVD等の光ディスクにより構成しても良い。また、地図情報DB31、自動運転コストテーブル32、手動運転コストテーブル33は外部のサーバに格納させ、ナビゲーション装置1が通信により取得する構成としても良い。

0019

ここで、地図情報DB31は、例えば、道路リンク)に関するリンクデータ34、ノード点に関するノードデータ35、施設に関する施設データ、地図を表示するための地図表示データ各交差点に関する交差点データ地点検索するための検索データ等が記憶された記憶手段である。

0020

また、リンクデータ34としては、道路を構成する各リンクに関してリンクの属する道路の幅員、勾(こう)配、カントバンク、路面の状態、合流区間、道路の車線数、車線数の減少する箇所、幅員の狭くなる箇所、踏切り等を表すデータが、コーナに関して、曲率半径、交差点、T字路、コーナの入口及び出口等を表すデータが、道路属性に関して、降坂路登坂路等を表すデータが、道路種別に関して、国道、県道、細街路等の一般道のほか、高速自動車国道都市高速道路、自動車専用道路、一般有料道路、有料橋等の有料道路を表すデータがそれぞれ記録される。

0021

また、ノードデータ35としては、実際の道路の分岐点(交差点、T字路等も含む)や各道路に曲率半径等に応じて所定の距離毎に設定されたノード点の座標(位置)、ノードが交差点に対応するノードであるか等を表すノード属性、ノードに接続するリンクのリンク番号リストである接続リンク番号リスト、ノードにリンクを介して隣接するノードのノード番号のリストである隣接ノード番号リスト、各ノード点の高さ(高度)等に関するデータ等が記録される。

0022

一方、自動運転コストテーブル32及び手動運転コストテーブル33は、後述のように出発地(例えば車両の現在位置)から設定された目的地までの経路を探索する経路探索処理において、経路の選択の指標となるコスト値を算出するのに用いられるテーブルである。

0023

ここで、車両の走行形態としては、ユーザの運転操作に基づいて走行する手動運転走行に加えて、ユーザの運転操作によらず車両が予め設定された経路に沿って自動的に走行を行う自動運転制御による走行が可能である。尚、自動運転制御では、例えば、車両の現在位置、車両が走行する車線、周辺の他車両の位置を随時検出し、車両制御ECU20によって予め設定された経路に沿って走行するようにステアリング、駆動源、ブレーキ等の車両制御が自動で行われる。尚、自動運転制御の詳細については既に公知であるので説明は省略する。また、自動運転制御は全ての道路区間に対して行っても良いが、以下の説明では車両の自動運転制御が行われる自動運転区間として、接続する他の道路との境界ゲート有人無人有料無料は問わない)が設けられた高速道路を設定し、車両が自動運転区間を走行する間のみにおいて基本的に上記自動運転制御が行われるとして説明する。但し、自動運転区間としては他の区間を設定しても良い。例えば、高速自動車国道、都市高速道路、自動車専用道路、有料道路、一般道路を自動運転区間に設定しても良い。尚、車両が自動運転区間を走行する場合には必ず自動運転制御が行われるのではなく、ユーザにより自動運転制御を行うことが選択され、且つ自動運転制御で走行を行わせることが適切な状況でのみ行われる。即ち、自動運転区間は、車両に対して手動運転に加えて自動運転制御を行うことが許可された区間である。

0024

また、本実施形態に係るナビゲーション装置1では、経路探索時点において、特に車両の自動運転制御が許可された自動運転区間において車両が自動運転制御により走行するかユーザの運転操作による手動運転により走行するかを予め選択することが可能である。そして、自動運転区間において車両が自動運転制御により走行することが選択された場合には、自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出されるように設定された自動運転制御用のコストテーブルである自動運転コストテーブル32を用いて経路探索を行う。一方、自動運転区間において車両が手動運転により走行することが選択された場合には、自動運転制御を考慮しない通常の手動運転用のコストテーブルである手動運転コストテーブル33を用いて経路探索を行う。

0025

ここで、図2は自動運転コストテーブル32と手動運転コストテーブル33の内容を比較して示した図である。図2に示すように、自動運転コストテーブル32及び手動運転コストテーブル33は、コスト値を算出する為の複数の要素を備える。そして、要素毎に特定された値の合計値がコスト値として算出され、最もコスト値の少ない経路が後述のように推奨経路として選択されることとなる(図5のS2、S4)。また、自動運転コストテーブル32と手動運転コストテーブル33は、共通の要素も存在するが、一方のみに含まれる要素もある。例えば、分岐右左折)の少ない経路を優先して推奨経路に選択する為の分岐コスト、距離が短い経路を優先して推奨経路に選択する為の距離コスト渋滞の少ない経路を優先して推奨経路に選択する為の渋滞コスト、車両にとって走行に適した道路属性を優先して推奨経路に選択する為の道路属性コスト、JCTやIC等で必要となる車線変更が少ない経路を優先して推奨経路に選択する為の車線変更コストが、共通の要素となる。また、カーブを含まない道路及びカーブを含む場合に含まれるカーブの曲率が小さい(曲率半径Rが大きい)経路を優先して推奨経路に選択する為のカーブ曲率コスト、道路工事の終了からの期間が短い区間を含む経路を優先して推奨経路に選択する為の工事期間コスト、交通量の少ない経路を優先して推奨経路に選択する為の交通量コストが、自動運転コストテーブル32のみに含まれる要素となる。また、道路幅の広い経路を優先して推奨経路に選択する為の道路幅コスト、車線数の多い経路を優先して推奨経路に選択する為の車線数コストが、手動運転コストテーブル33のみに含まれる要素となる。ここで、特に自動運転コストテーブル32における(A)道路属性コスト、(B)車線変更コスト、(C)カーブ曲率コスト、(D)工事期間コスト、(E)交通量コストは、自動運転制御による走行を行うのに適しているか否かを判定する為の自動運転判別要素に該当する。

0026

以下に特に上記(A)〜(E)の自動運転判別要素についてより詳細に説明する。
(A)自動運転制御による走行を行う為の専用の車線(以下、自動運転専用車線という)を含む経路は、自動運転制御により走行を行うことを前提として設計された道路を走行する経路であるので、自動運転制御による走行を適切に行うことができる経路であると推定できる。従って、道路属性コストでは、自動運転専用車線を備えた道路については道路属性コストの値をより小さくする。その結果、自動運転専用車線を含む経路が優先的に推奨経路として選択される。
(B)また、JCTやIC等での車線変更の回数が多い経路は複雑な運転操作が必要となるので、自動運転制御による走行を適切に行うことができない。即ち自動運転制御が中断される可能性がある。従って、車線変更コストでは、車線変更の回数が少ない程、車線変更コストの値をより小さくする。その結果、車線変更の少ない経路が優先的に推奨経路として選択される。
(C)また、カーブの曲率が大きい(曲率半径Rが小さい)道路では車外カメラ19やセンサによる区画線や他車両の検出が困難となる為に、自動運転制御による走行を適切に行うことができない。即ち自動運転制御が中断される可能性がある。例えば図3に示すように、自車両45が車外カメラ19で他車両46や区画線47の検出を行う場合では、カーブの曲率が大きいと直線道路やカーブの曲率が小さい道路に比べて進行方向前方の検出領域が狭くなる。特に、高速道路のように道路の両側に壁がある場合には、壁に遮られることによって検出領域が狭くなる。従って、カーブ曲率コストでは、カーブを含まない場合を最も小さい値とし、カーブを含む場合には曲率の小さいカーブが含まれる程、車線変更コストの値をより小さくする。その結果、カーブを含まない道路及びカーブを含む場合に含まれるカーブの曲率が小さい経路が優先的に推奨経路として選択される。
(D)また、車外カメラ19による区画線の検出を行う際には、区画線が鮮明に路面に描かれていることが重要である。しかしながら、工事によって舗装された直後は区画線が鮮明であっても、車両が繰り返し路面上を走行することによって徐々に区画線は剥がれ、劣化する。そして、区画線の劣化した道路では車外カメラ19による区画線の検出が困難となる為に、自動運転制御による走行を適切に行うことができない。即ち自動運転制御が中断される可能性がある。例えば図4に示すように、自車両45が車外カメラ19で区画線47の検出を行う場合では、区画線47が劣化した状態では車外カメラ19で撮像した画像の画像処理を行った場合に区画線47の位置や形状が正確に検出できない。従って、工事期間コストでは、道路工事の終了からの期間が短い道路については、工事期間コストの値をより小さくする。その結果、道路工事の終了からの期間が短い区間、即ち、区画線が鮮明であると予測される区間を含む経路が優先的に推奨経路として選択される。
(E)交通量コストでは、工事期間コストと同じく区画線が検出できないことによる自動運転制御の中断を防止する理由で、交通量の少ない道路については交通量コストの値をより小さくする。その結果、交通量の少ない、即ち、区画線が鮮明であると予測される経路が優先的に推奨経路として選択される。

0027

尚、本実施形態では自動運転判別要素として(A)〜(E)を挙げているが、(A)〜(E)の全てを用いる必要はなく、一部の要素(例えば(A)〜(C))のみを用いても良い。また、自動運転判別要素に優先順位を設けても良い、例えば、先ず(A)〜(C)のみを用いて経路探索を行い、推奨経路を一の経路に絞り込むことができない場合に、(D)や(E)も用いて経路探索を行うように構成しても良い。

0028

また、自動運転コストテーブル32は、手動運転コストテーブル33よりも距離コスト、渋滞コスト、道路幅コスト、車線数コストのコスト値全体に占める割合が低くなる(特に道路幅コスト、車線数コストは“0”となる)ように設定され、逆に車線変更コストについてはコスト値全体に占める割合が高くなるように設定される。その結果、自動運転区間において車両が自動運転制御により走行することを選択して経路探索を行った場合には、手動運転により走行することを選択して経路探索を行った場合よりも、自動運転制御による走行を行うのに適した経路であるか否かが重視されてコスト値が算出されることとなる。尚、自動運転コストテーブル32及び手動運転コストテーブル33を用いた経路探索処理の詳細については後述する。

0029

一方、ナビゲーションECU(エレクトロニックコントロールユニット)13は、ナビゲーション装置1の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、演算装置及び制御装置としてのCPU41、並びにCPU41が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるとともに、経路が探索されたときの経路データ等が記憶されるRAM42、制御用のプログラムのほか、後述の経路探索処理プログラム(図5参照)等が記録されたROM43、ROM43から読み出したプログラムを記憶するフラッシュメモリ44等の内部記憶装置を備えている。尚、ナビゲーションECU13は、処理アルゴリズムとしての各種手段を構成する。例えば、コスト算出手段は、自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出されるように設定された自動運転制御用のコストテーブルを用いてコスト値を算出する。推奨経路探索手段は、コスト算出手段によって算出されたコスト値に基づいて推奨経路を探索する。走行態様選択手段は、自動運転区間において車両が自動運転制御により走行するかユーザの運転操作による手動運転により走行するかを選択する。制御内容設定手段は、推奨経路探索手段により探索された推奨経路に含まれる自動運転区間に対して、車両に対して行われる自動運転制御の制御内容を設定する。

0030

操作部14は、走行開始地点としての出発地及び走行終了地点としての目的地を入力する際等に操作され、各種のキー、ボタン等の複数の操作スイッチ(図示せず)から構成される。そして、ナビゲーションECU13は、各スイッチの押下等により出力されるスイッチ信号に基づき、対応する各種の動作を実行すべく制御を行う。尚、操作部14は液晶ディスプレイ15の前面に設けたタッチパネルによって構成することもできる。また、マイクと音声認識装置によって構成することもできる。

0031

また、液晶ディスプレイ15には、道路を含む地図画像交通情報操作案内操作メニュー、キーの案内、経路探索時において探索された出発地から目的地までの推奨経路、推奨経路に関する各種情報、案内経路(推奨経路が案内経路に選択された場合には推奨経路)に沿った案内情報ニュース天気予報時刻、メール、テレビ番組等が表示される。尚、液晶ディスプレイ15の代わりに、HUDやHMDを用いても良い。

0032

また、スピーカ16は、ナビゲーションECU13からの指示に基づいて案内経路に沿った走行を案内する音声ガイダンスや、交通情報の案内を出力する。

0033

また、DVDドライブ17は、DVDやCD等の記録媒体に記録されたデータを読み取り可能なドライブである。そして、読み取ったデータに基づいて音楽映像再生、地図情報DB31の更新等が行われる。

0034

また、通信モジュール18は、交通情報センタ、例えば、VICSセンタやプローブセンタ等から送信された交通情報、プローブ情報天候情報等を受信する為の通信装置であり、例えば携帯電話機やDCMが該当する。また、車車間で通信を行う車車間通信装置路側機との間で通信を行う路車間通信装置も含む。

0035

また、車外カメラ19は、例えばCCD等の固体撮像素子を用いたカメラにより構成され、車両のフロントバンパの上方に取り付けられるとともに光軸方向を水平より所定角度下方に向けて設置される。そして、車外カメラ19は、車両が自動運転区間を走行する場合において、車両の進行方向前方を撮像する。また、車両制御ECU20は撮像された撮像画像に対して画像処理を行うことによって、車両が走行する道路に描かれた区画線や周辺の他車両等を検出し、検出結果に基づいて車両の自動運転制御を行う。尚、車外カメラ19は車両前方以外に後方側方に配置するように構成しても良い。また、他車両を検出する手段としてはカメラの代わりにミリ波レーダ等のセンサや車車間通信路車間通信を用いても良い。

0036

また、車両制御ECU20は、ナビゲーション装置1が搭載された車両の制御を行う電子制御ユニットである。また、車両制御ECU20にはステアリング、ブレーキ、アクセル等の車両の各駆動部と接続されており、本実施形態では特に車両が自動運転区間を走行する場合において各駆動部を制御することにより車両の自動運転制御を実施する。また、ナビゲーションECU13は、車両の走行予定経路(案内経路)が決定された時点で、CANを介して車両制御ECU20に対して自動運転制御に関する指示信号を送信する。そして、車両制御ECU20は受信した指示信号に応じて走行開始後の自動運転制御を実施する。尚、指示信号の内容は、走行予定経路(案内経路)を特定する情報と、走行予定経路に含まれる自動運転区間に対して、車両に対して行われる自動運転制御の制御内容(例えば、直進、右へ車線変更、合流等)を設定した情報である。

0037

続いて、上記構成を有する本実施形態に係るナビゲーション装置1においてCPU41が実行する経路探索処理プログラムについて図5に基づき説明する。図5は本実施形態に係る経路探索処理プログラムのフローチャートである。ここで、経路探索処理プログラムはナビゲーション装置1において経路探索を実施する為の所定の操作を受け付けた場合に実行され、出発地から目的地へと到る推奨経路を探索するプログラムである。尚、以下の図5にフローチャートで示されるプログラムは、ナビゲーション装置1が備えているRAM42やROM43に記憶されており、CPU41により実行される。

0038

先ず、経路探索処理プログラムではステップ(以下、Sと略記する)1において、CPU41は、自動運転スイッチがONされているか否かを判定する。ここで、自動運転スイッチは、自動運転区間で基本的に車両が自動運転制御を行うか、或いは自動運転制御を行わずに手動運転を行うかをユーザが切り替えるスイッチであり、インストルメントパネル等に配置される。

0039

そして、自動運転スイッチがONされていると判定された場合(S1:YES)にはS3へと移行する。それに対して、自動運転スイッチがOFFされていると判定された場合(S1:NO)にはS2へと移行する。

0040

即ち、自動運転スイッチがONされていると判定された場合には、自動運転区間で自動運転制御を行うことをユーザが希望しているので、後述のようにS3以降でCPU41は、自動運転区間で基本的に車両が自動運転制御を行うと仮定して出発地から目的地へ至る推奨経路を探索する。

0041

一方、自動運転スイッチがOFFされていると判定された場合には、自動運転区間で自動運転制御を行わずに手動運転を行うことをユーザが希望しているので、S2でCPU41は、自動運転区間で車両が手動運転を行うと仮定して出発地から目的地へ至る推奨経路を探索する。尚、S2の推奨経路の探索処理は、自動運転制御を考慮しない一般的な経路探索処理と同様である。具体的には、公知のダイクストラ法を用い、手動運転コストテーブル33を用いてコスト値の算出を行う。そして、コスト値が最小となる経路を推奨経路とする。また、推奨経路以外に探索条件を変えて探索された他の候補経路(例えば距離優先、一般道優先、有料道優先で探索された経路)についても液晶ディスプレイ15に案内する。

0042

ここで、図6は前記S2において液晶ディスプレイ15に表示される経路案内画面51を示した図である。経路案内画面51には、推奨経路に加えて推奨経路と異なる条件で探索された経路(例えば距離優先、一般道優先、有料道優先で探索された経路)に関する情報を、経路毎にリスト状に表示する情報ウィンドウ52が表示される。そして、情報ウィンドウ52において特にカーソル53で選択された経路が、画面左側において地図画像上に重複して表示される。尚、図6に示す例では推奨経路以外の候補経路についても表示しているが、推奨経路のみを表示する構成としても良い。そして、ユーザは案内された経路の内から、車両の走行予定経路(案内経路)を選択する。その後、ナビゲーション装置1は選択された走行予定経路に基づいて走行の案内を行う。

0043

一方、S3においてCPU41は、出発地及び目的地を取得する。尚、出発地は車両の現在位置としても良いし、ユーザにより指定された任意の地点(例えば自宅)としても良い。また、目的地は操作部14において受け付けたユーザの操作(例えば施設の検索や選択操作)に基づいて取得する。

0044

次に、S4においてCPU41は、自動運転区間で車両が自動運転制御により走行すると仮定して出発地から目的地へ至る推奨経路を探索する。特に、前記S4の経路探索は、公知のダイクストラ法を用い、自動運転コストテーブル32(図2)を用いてコスト値の算出を行う。具体的には、出発地側及び目的地側から経路の探索が行われ、出発地側からの探索と目的地側からの探索との重なり部分において、出発地側から累積されたコスト値と目的地側から累積されたコスト値を加算した値(コスト加算値)を自動運転コストテーブル32に基づいて算出する。そして、S5においてCPU41は、算出されたコスト加算値が最小となる経路を候補経路として特定する。

0045

ここで、自動運転コストテーブル32は、前記したように自動運転制御による走行を行うのに適しているか否かを判定する為の自動運転判別要素として、(A)道路属性コスト、(B)車線変更コスト、(C)カーブ曲率コスト、(D)工事期間コスト、(E)交通量コストを備える(図2参照)。その結果、自動運転専用車線を含む経路、車線変更の少ない経路、カーブを含まない道路及びカーブを含む場合に含まれるカーブの曲率が小さい経路、道路工事の終了からの期間が短い又は交通量の少ない区間を含む経路(即ち、区画線が鮮明であると予測される経路)等の自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出される。また、自動運転コストテーブル32は、手動運転コストテーブル33よりも距離コスト、渋滞コスト、道路幅コスト、車線数コストのコスト値全体に占める割合が低くなるように設定され、逆に車線変更コストについてはコスト値全体に占める割合が高くなるように設定される。その結果、手動運転コストテーブル33に比べて自動運転制御による走行を行うのに適した経路であるか否かが重視されてコスト値が算出されることとなる。従って、自動運転制御による走行の適格性を考慮した経路探索を行うことが可能となる。

0046

次に、S6においてCPU41は、前記S5で選択された推奨経路に関する情報を案内する。尚、推奨経路に関する情報のみを案内する構成としても良いし、推奨経路として選択されなかった他の候補経路(例えばコスト加算値が2番目や3番目に小さい経路)についても案内対象としても良い。ここで、図7は前記S6において液晶ディスプレイ15に表示される経路案内画面61を示した図である。経路案内画面61では、推奨経路に加えて推奨経路に選択されなかったその他の候補経路に関する情報を、経路毎にリスト状に表示する情報ウィンドウ62が表示される。そして、情報ウィンドウ62において特にカーソル63で選択された経路が、画面左側において地図画像上に重複して表示される。尚、地図画像上に重複して表示される経路が自動運転区間を含む場合には、自動運転区間に該当する区間と該当しない区間を識別して表示する。例えば、図7に示す例では自動運転区間を実線で表示し、自動運転区間以外を破線で表示している。また、情報ウィンドウ62には、所要時間の他、自動運転制御が中断されると予測される回数や距離等についても表示することが望ましい。尚、図7に示す例では推奨経路以外の候補経路についても表示しているが、推奨経路のみを表示する構成としても良い。また、情報ウィンドウ62において中断回数や中断距離については表示しない構成としても良い。

0047

その後、S7においてCPU41は、前記S6で案内された経路の内から、ユーザの操作に基づいて車両の走行予定経路(案内経路)を決定する。尚、ユーザに選択させることなく推奨経路を走行予定経路に決定する構成としても良い。その後、CPU41は走行予定経路に含まれる自動運転区間に対して、車両に対して行われる自動運転制御の制御内容(例えば、直進、右へ車線変更、合流等)を設定する。

0048

例えば、図8に示す例では、車両の走行予定経路の内、区間a〜fが自動運転区間である場合に設定される自動運転制御の制御内容の一例を示した図である。図8に示す例では、区間a〜fに対して自動運転制御の制御内容が設定される。尚、自動運転制御の制御内容は基本的に走行予定経路と地図情報に基づいて決定され、例えば、IC等で本線と合流する必要がある区間では自動運転制御の制御内容として“合流”が設定される。また、JCTやIC等で他の高速道路や一般道に移動する為に車線変更の必要がある区間では“右(左)へ車線変更” が設定される。そして、走行予定経路を特定する情報と設定された制御内容とを、CANを介して車両制御ECU20に対して送信する。その結果、車両が走行を開始すると、車両制御ECU20はナビゲーション装置1から受信した情報に応じて走行開始後の自動運転制御を実施する。

0049

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るナビゲーション装置1、ナビゲーション装置1による経路探索方法及びナビゲーション装置1で実行されるコンピュータプログラムでは、車両の自動運転制御が許可された自動運転区間を含む出発地から目的地へ至る推奨経路を探索する場合に、自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出されるように設定された自動運転コストテーブル32を用いてコスト値を算出し、算出されたコスト値に基づいて推奨経路を探索する(S5)ので、自動運転制御による走行の適格性を考慮した経路探索を行うことが可能となる。その結果、自動運転制御による走行を行わせつつ、自動運転制御が中断される等のユーザにとって不利益な事象が生じることを防止した推奨経路を提供することが可能となる。

0050

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、本実施形態では、本発明を車両の走行開始時における経路探索を行う際に適用することとしているが、例えば自動運転区間を車両が手動運転により走行している途中で、自動運転を開始する自動運転開始ボタンが押下された際に適用することとしても良い。その場合には、図5のS3以降の処理が実行されることとなる。また、出発地は車両の現在位置となり、目的地は既にナビゲーション装置1において目的地が設定されている状態であれば該目的地とする。一方、目的地が設定されていない場合には、例えば道なりに所定距離だけ離れた地点を目的地とする。

0051

また、本実施形態では、ナビゲーション装置1が車両に対して行われる自動運転制御の制御内容(例えば、直進、右へ車線変更、合流等)を設定する構成としているが、自動運転の制御内容は車両制御ECU20が設定する構成としても良い。また、自動運転制御の制御内容は必ずしも経路探索時に設定する必要はなく、自動運転区間に到達するまでに設定すれば良い。

0052

また、本実施形態では、車両の操作のうち、車両の挙動に関する操作である、アクセル操作ブレーキ操作及びハンドル操作の全てを車両制御ECU20が制御することをユーザの運転操作によらずに自動的に走行を行う為の自動運転制御として説明してきた。しかし、自動運転制御を、車両の操作のうち、車両の挙動に関する操作である、アクセル操作、ブレーキ操作及びハンドル操作の少なくとも一の操作を車両制御ECU20が制御することとしても良い。一方、ユーザの運転操作による手動運転とは車両の操作のうち、車両の挙動に関する操作である、アクセル操作、ブレーキ操作及びハンドル操作の全てをユーザが行うこととして説明する。

0053

また、本実施形態では、経路探索処理プログラム(図5)をナビゲーション装置1が実行する構成としているが、車両制御ECU20が実行する構成としても良い。その場合には、車両制御ECU20は車両の現在位置や地図情報や交通情報等をナビゲーション装置1から取得する構成とする。

0054

また、本発明はナビゲーション装置以外に、経路探索機能を有する装置に対して適用することが可能である。例えば、携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等(以下、携帯端末等という)に適用することも可能である。また、サーバと携帯端末等から構成されるシステムに対しても適用することが可能となる。その場合には、上述した経路探索処理プログラム(図5)の各ステップは、サーバと携帯端末等のいずれが実施する構成としても良い。但し、本発明を携帯端末等に適用する場合には、自動運転制御が実行可能な車両と携帯端末等が通信可能に接続(有線無線は問わない)される必要がある。

0055

また、本発明に係る経路探索システムを具体化した実施例について上記に説明したが、経路探索システムは以下の構成を有することも可能であり、その場合には以下の効果を奏する。

0056

例えば、第1の構成は以下のとおりである。
車両の自動運転制御が許可された自動運転区間において自動運転制御による走行を行う際の推奨経路を探索する経路探索システムであって、自動運転制御による走行を行うのに適した経路程、低いコスト値が算出されるように設定された自動運転制御用のコストテーブルを用いてコスト値を算出するコスト算出手段と、前記コスト算出手段によって算出されたコスト値に基づいて前記推奨経路を探索する推奨経路探索手段と、を有することを特徴とする。
上記構成を有する経路探索システムによれば、自動運転制御による走行の適格性を考慮した経路探索を行うことが可能となる。その結果、自動運転制御による走行を行わせつつ、自動運転制御が中断される等のユーザにとって不利益な事象が生じることを防止した推奨経路を提供することが可能となる。

0057

また、第2の構成は以下のとおりである。
前記自動運転制御用のコストテーブルは、コスト値を算出する為の複数の要素を備え、要素毎に特定された値の合計値がコスト値として算出され、前記複数の要素には、自動運転制御による走行を行うのに適しているか否かを判定する為の自動運転判別要素を含むことを特徴とする。
上記構成を有する経路探索システムによれば、自動運転判別要素を用いてコスト値を算出することによって、自動運転制御による走行が適切な経路であるか否かを正確に判定することが可能となる。

0058

また、第3の構成は以下のとおりである。
前記自動運転判別要素として、自動運転制御による走行を行う為の専用の車線を含む経路を優先して推奨経路に選択する為の専用路線コスト、車線変更が少ない経路を優先して推奨経路に選択する為の車線変更コスト、カーブを含まない道路及びカーブを含む場合に含まれるカーブの曲率が小さい経路を優先して推奨経路に選択する為のカーブ曲率コスト、道路工事の終了からの期間が短い区間を含む経路を優先して推奨経路に選択する為の工事期間コスト、交通量の少ない経路を優先して推奨経路に選択する為の交通量コスト、の少なくとも一以上を含むことを特徴とする。
上記構成を有する経路探索システムによれば、自動運転専用車線を含む経路、車線変更の少ない経路、カーブを含まない道路及びカーブを含む場合に含まれるカーブの曲率が小さい経路、道路工事の終了からの期間が短い又は交通量の少ない区間を含む経路(即ち、区画線が鮮明であると予測される経路)を夫々優先的に推奨経路として選択することが可能となる。従って、自動運転制御による走行がより適切な経路を推奨経路として選択することが可能となる。

0059

また、第4の構成は以下のとおりである。
前記自動運転区間において前記車両が自動運転制御により走行するかユーザの運転操作による手動運転により走行するかを選択する走行態様選択手段を有し、前記コスト算出手段は、前記自動運転区間において自動運転制御により走行することが選択された場合に、前記自動運転制御用のコストテーブルを用いてコスト値を算出し、前記自動運転区間において手動運転により走行することが選択された場合に、前記自動運転制御用のコストテーブルと異なる手動運転用のコストテーブルを用いてコスト値を算出することを特徴とする。
上記構成を有する経路探索システムによれば、車両が自動運転区間において自動運転制御を行うことを仮定した推奨経路に加えて自動運転制御を行わないことを仮定した推奨経路についても検索することが可能であり、ユーザの経路選択の幅を広げ、車両の走行態様に限定されることなくユーザに対してより適切な走行経路を選択させることが可能となる。また、選択された走行態様によって異なるコストテーブルを用いて経路探索を行うので、走行態様毎に適切な経路を探索することが可能となる。

0060

また、第5の構成は以下のとおりである。
前記自動運転制御用のコストテーブル及び前記手動運転用のコストテーブルは、コスト値を算出する為の要素として、距離が短い経路を優先して推奨経路に選択する為の距離コスト、渋滞の少ない経路を優先して推奨経路に選択する為の渋滞コスト、道路幅の広い経路を優先して推奨経路に選択する為の道路幅コスト、車線数の多い経路を優先して推奨経路に選択する為の車線数コスト、の少なくとも一以上を含み、前記自動運転制御用のコストテーブルは、前記手動運転用のコストテーブルよりも前記距離コスト、渋滞コスト、道路幅コスト、又は車線数コストのコスト値に占める割合が低いことを特徴とする。
上記構成を有する経路探索システムによれば、自動運転区間において車両が自動運転制御により走行することを選択して経路探索を行った場合には、手動運転により走行することを選択して経路探索を行った場合よりも、自動運転制御による走行を行うのに適した経路であるか否かを重視してコスト値を算出することが可能となる。

0061

また、第6の構成は以下のとおりである。
前記自動運転制御用のコストテーブルは、コスト値を算出する為の要素として、前記手動運転用のコストテーブルと共通の要素を含むとともに、前記手動運転用のコストテーブルには含まれない要素を含むことを特徴とする。
上記構成を有する経路探索システムによれば、手動運転用のコストテーブルと手動運転用のコストテーブルでは、それぞれ異なる要素を用いてコスト値を算出することによって、選択された走行態様に応じた基準に基づいて、経路の適格性を正確に判定することが可能となる。

0062

また、第7の構成は以下のとおりである。
前記推奨経路探索手段により探索された前記推奨経路に含まれる前記自動運転区間に対して、前記車両に対して行われる前記自動運転制御の制御内容を設定する制御内容設定手段を有することを特徴とする。
上記構成を有する経路探索システムによれば、推奨経路を走行する際に車両で行われる自動運転制御の制御内容を設定することが可能となる。従って、走行中に自動運転制御の制御内容を設定する必要が無く、自動運転制御に係る処理負担を軽減することが可能となる。

0063

1ナビゲーション装置
13ナビゲーションECU
14 操作部
15液晶ディスプレイ
41 CPU
42 RAM
43 ROM
45 自車両
46他車両
47区画線
51、61経路案内画面
52、62 情報ウィンドウ

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