JP7739909B2 - 運転支援装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両の運転支援を行う運転支援装置及びコンピュータプログラムに関する。

車両が現在走行する車線から他の車線へと移動する車線変更を将来的に行う必要のある場合に適切な運転支援を行う為には、車両がどのタイミングでどのように車線変更を行うのが良いか、即ち推奨される車線移動態様を予め特定しておくことが重要である。しかしながら、高速道路のインターチェンジ等に設けられた料金所を通過する場合には、車両が走行する車線や通過するゲートの選択によって様々な車線移動態様をとることが可能であり、その中から推奨される車線移動態様を特定することは難しい。

そこで、国際公開第２０１８／１４２５７６号明細書には、自動運転走行を行う車両の行動計画を生成する場合であって、料金所まで所定距離以内となった場合に、車両に設置されたカメラで車両の前方を撮像して料金所のゲート状況を検出し、目的地の方向、ゲートの混雑状況、ゲートの種類等を考慮してゲート毎に車両が通過する適合性を示したスコアを算出し、算出されたスコアを比較して通過するのに推奨されるゲートを選択する技術について提案されている。

国際公開第２０１８／１４２５７６号明細書（段落００５４－００９０、図１０）

しかしながら、上記特許文献１の技術では料金所にある複数のゲートの内から通過するのに推奨されるゲートを選択する際に、ゲートの通過に必要な車線変更を行う車線変更位置について考慮されていなかった。ここで、例えば図１８に示すように料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの区間Ｌ１とゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの区間Ｌ２を比較した場合に、Ｌ２がＬ１に比べて短い場合には、できる限りＬ２よりもＬ１で車線変更を行った方が無理な車線変更が行われる可能性が減少する。従って、Ｌ２での車線変更が必要なゲートＣやゲートＤよりもＬ１での車線変更が必要なゲートＡやゲートＢを通過するのが望ましいこととなる。

しかしながら、上記特許文献１では上記のような車線変更位置を考慮せずに通過対象とするゲートを選択するので、例えば図１８に示す４つのゲートＡ～Ｄの内、ゲートＡやゲートＢが混雑している場合にはゲートＣやゲートＤが優先的に通過対象として選択される問題があった。

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、車線変更を行う車線変更位置を考慮して料金所を通過する際に推奨される車両の車線移動態様を選択するので、車両が走行する際に推奨されない車線変更が行われることを防止し、運転支援を適切に実施することを可能にした運転支援装置及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため本発明に係る第１の運転支援装置は、車両が走行する走行予定経路を取得する走行予定経路取得手段と、前記走行予定経路において自車位置より所定距離以上前方にある通過対象となる料金所のゲートの配置に関する情報であるゲート情報を取得するゲート情報取得手段と、レーン形状を含む地図情報と前記ゲート情報とを用いて、前記走行予定経路に沿って前記料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動態様の候補を取得する候補取得手段と、前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補に対して、車線変更を行う車線変更位置を考慮してコストを算出するコスト算出手段と、前記コスト算出手段により算出されたコストを比較して前記車線移動態様の候補の内から前記料金所を通過する際に推奨される車両の車線移動態様を選択する推奨移動態様選択手段と、を有し、前記候補取得手段は、レーン形状を含む地図情報と前記ゲート情報とを用いて、前記走行予定経路に沿って前記料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動を示したネットワークであるレーンネットワークを取得し、前記レーンネットワークに対して車両が移動を開始する開始位置と車両が移動する目標となる目標位置を設定し、前記レーンネットワークにおいて前記開始位置と前記目標位置とを繋ぐルートを前記車線移動態様の候補として取得し、前記レーンネットワークは、前記走行予定経路を分岐点の位置、車線が増減する位置、料金所手前側の区画線の消失地点、料金所通過後の区画線の再開地点、ゲートの入口、ゲートの出口を夫々境界として区分するとともに、区分された各区画の境界に位置する各車線に対してノードを設定し、設定されたノード間を繋ぐリンクを備えたネットワークである。
また、本発明に係る第２の運転支援装置は、車両が走行する走行予定経路を取得する走行予定経路取得手段と、前記走行予定経路において自車位置より所定距離以上前方にある通過対象となる料金所のゲートの配置に関する情報であるゲート情報を取得するゲート情報取得手段と、レーン形状を含む地図情報と前記ゲート情報とを用いて、前記走行予定経路に沿って前記料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動態様の候補を取得する候補取得手段と、前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補に対して、車線変更を行う車線変更位置を考慮してコストを算出するコスト算出手段と、前記コスト算出手段により算出されたコストを比較して前記車線移動態様の候補の内から前記料金所を通過する際に推奨される車両の車線移動態様を選択する推奨移動態様選択手段と、を有し、前記コスト算出手段は、前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補の内、料金所又は分岐点の通過の為に行う車線変更を伴う前記車線移動態様の候補に対して、前記料金所又は分岐点から所定距離手前側の地点に推奨位置を設定し、前記推奨位置に対して前記車線変更位置が離れた位置にある前記車線移動態様の候補ほど、より高いコストを算出する。
また、本発明に係る第３の運転支援装置は、車両が走行する走行予定経路を取得する走行予定経路取得手段と、前記走行予定経路において自車位置より所定距離以上前方にある通過対象となる料金所のゲートの配置に関する情報であるゲート情報を取得するゲート情報取得手段と、レーン形状を含む地図情報と前記ゲート情報とを用いて、前記走行予定経路に沿って前記料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動態様の候補を取得する候補取得手段と、前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補に対して、車線変更を行う車線変更位置を考慮してコストを算出するコスト算出手段と、前記コスト算出手段により算出されたコストを比較して前記車線移動態様の候補の内から前記料金所を通過する際に推奨される車両の車線移動態様を選択する推奨移動態様選択手段と、を有し、前記コスト算出手段は、前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補の内、料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの間で車線変更を伴う前記車線移動態様の候補について、その車線変更を行う車線変更位置から前記ゲートの入口までの距離が近い程、より高いコストを加算する第１の算出条件と、前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補の内、ゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの間で車線変更を伴う前記車線移動態様の候補について、その車線変更を行う車線変更位置から前記ゲートの出口までの距離が近い程、より高いコストを加算する第２の算出条件と、があって、料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの距離よりもゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの距離の方が長い場合には、前記第２の算出条件におけるコスト加算量よりも前記第１の算出条件におけるコスト加算量が多く、ゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの距離よりも料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの距離の方が長い場合には、前記第１の算出条件におけるコスト加算量よりも前記第２の算出条件におけるコスト加算量が多い。
尚、「車線変更」とは区画線で車線が区分されている区間での車線の移動に限定されず、区画線が存在しない区間（例えば料金所内のゲート前後）での左右の移動も含まれる。

また、本発明に係るコンピュータプログラムは、車両において実施する運転支援に用いる支援情報を生成するプログラムである。具体的には、コンピュータを、車両が走行する走行予定経路を取得する走行予定経路取得手段と、前記走行予定経路において自車位置より所定距離以上前方にある通過対象となる料金所のゲートの配置に関する情報であるゲート情報を取得するゲート情報取得手段と、レーン形状を含む地図情報と前記ゲート情報とを用いて、前記走行予定経路に沿って前記料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動態様の候補を取得する候補取得手段と、前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補に対して、車線変更を行う車線変更位置を考慮してコストを算出するコスト算出手段と、前記コスト算出手段により算出されたコストを比較して前記車線移動態様の候補の内から前記料金所を通過する際に推奨される車両の車線移動態様を選択する推奨移動態様選択手段と、して機能させる為のコンピュータプログラムである。特に、前記候補取得手段は、レーン形状を含む地図情報と前記ゲート情報とを用いて、前記走行予定経路に沿って前記料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動を示したネットワークであるレーンネットワークを取得し、前記レーンネットワークに対して車両が移動を開始する開始位置と車両が移動する目標となる目標位置を設定し、前記レーンネットワークにおいて前記開始位置と前記目標位置とを繋ぐルートを前記車線移動態様の候補として取得し、前記レーンネットワークは、前記走行予定経路を分岐点の位置、車線が増減する位置、料金所手前側の区画線の消失地点、料金所通過後の区画線の再開地点、ゲートの入口、ゲートの出口を夫々境界として区分するとともに、区分された各区画の境界に位置する各車線に対してノードを設定し、設定されたノード間を繋ぐリンクを備えたネットワークである。

前記構成を有する本発明に係る運転支援装置及びコンピュータプログラムによれば、料金所に接近する前の段階で、車線変更を行う車線変更位置を考慮して料金所を通過する際に推奨される車両の車線移動態様を選択するので、料金所の通過に際して推奨される車線変更が行われる車線移動態様を事前に適切に選択することが可能となる。その結果、車両が走行する際に推奨されない車線変更が行われることを防止し、運転支援を適切に実施することを可能とする。

本実施形態に係る運転支援システムを示した概略構成図である 本実施形態に係る運転支援システムの構成を示したブロック図である。 本実施形態に係るナビゲーション装置を示したブロック図である。 本実施形態に係る自動運転支援プログラムのフローチャートである。 高精度地図情報の取得されるエリアを示した図である。 動的走行軌道の一つである回避軌道の一例を示した図である。 静的走行軌道生成処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。 車両の走行予定経路の一例を示した図である。 図８に示す走行予定経路に対して構築されたレーンネットワークの一例を示した図である。 分岐点の通過前の道路に含まれる車線と分岐点の通過後の道路に含まれる車線との対応関係を示すレーンフラグの一例を示した図である。 候補ルートを示した図である。 候補ルートを示した図である。 候補ルートに対して設定された車線変更位置を示した図である。 車線変更位置を特定した候補ルートを示した図である。 車線変更位置コストの算出方法の一例を示した図である。 車線変更位置コストの算出方法の一例を示した図である。 各候補ルートに対して最終的に算出されたコストの合計を比較した図である。 従来技術の問題点を説明した図である。

以下、本発明に係る運転支援装置をナビゲーション装置１に具体化した一実施形態について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を含む運転支援システム２の概略構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は本実施形態に係る運転支援システム２を示した概略構成図である。図２は本実施形態に係る運転支援システム２の構成を示したブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る運転支援システム２は、情報配信センタ３が備えるサーバ装置４と、車両５に搭載されて車両５の自動運転に関する各種支援を行うナビゲーション装置１と、を基本的に有する。また、サーバ装置４とナビゲーション装置１は通信ネットワーク網６を介して互いに電子データを送受信可能に構成されている。尚、ナビゲーション装置１の代わりに、車両５に搭載された他の車載器や車両５に関する制御を行う車両制御装置を用いても良い。

ここで、車両５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や道なりに沿って自動的に走行を行う自動運転支援による支援走行が可能な車両とする。

また、自動運転支援は全ての道路区間に対して行っても良いし、特定の道路区間（例えば境界にゲート（有人無人、有料無料は問わない）が設けられた高速道路）を車両が走行する間のみ行う構成としても良い。以下の説明では車両の自動運転支援が行われる自動運転区間は、一般道や高速道路を含む全ての道路区間に加えて駐車場も含むこととし、車両が走行を開始してから走行を終了するまで（車両を駐車するまで）の間において基本的に自動運転支援が行われるとして説明する。但し、車両が自動運転区間を走行する場合には必ず自動運転支援が行われるのではなく、ユーザにより自動運転支援を行うことが選択され（例えば自動運転開始ボタンをＯＮする）、且つ自動運転支援による走行を行わせることが可能と判定された状況でのみ行うのが望ましい。一方で、車両５は自動運転支援による支援走行のみ可能な車両としても良い。

そして、自動運転支援における車両制御では、例えば、車両の現在位置、車両が走行する車線、周辺の障害物の位置を随時検出し、後述のようにナビゲーション装置１で生成された走行軌道に沿って、同じく生成された速度計画に従った速度で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、本実施形態の自動運転支援による支援走行では、車線変更や右左折や駐車操作についても上記自動運転支援による車両制御を行うことにより走行するが、車線変更や右左折や駐車操作等の特殊な走行については自動運転支援による走行は行わずに手動運転により行う構成としても良い。

一方、ナビゲーション装置１は、車両５に搭載され、ナビゲーション装置１が有する地図データ或いは外部から取得した地図データに基づいて自車位置周辺の地図を表示したり、ユーザの目的地の入力を行ったり、地図画像上において車両の現在位置を表示したり、設定された案内経路に沿った移動案内を行う車載機である。本実施形態では特に自動運転支援による支援走行を車両が行う場合に、自動運転支援に関する各種支援情報を生成する。支援情報としては例えば車両の走行が推奨される走行軌道（推奨される車線移動態様を含む）、目的地において車両を駐車する駐車位置の選択、走行する際の車速を示す速度計画等がある。尚、ナビゲーション装置１の詳細については後述する。

また、サーバ装置４は、ナビゲーション装置１の要求に応じて経路探索の実行を行う。具体的には、ナビゲーション装置１において目的地が設定された場合や経路の再探索（リルート）を行う場合に、ナビゲーション装置１からサーバ装置４へと出発地や目的地等の経路探索に必要な情報が経路探索要求とともに送信される（但し、再探索の場合には目的地に関する情報は必ずしも送信する必要は無い）。そして経路探索要求を受信したサーバ装置４は、サーバ装置４の有する地図情報を用いて経路探索を行い、出発地から目的地までの推奨経路を特定する。その後、特定された推奨経路を要求元のナビゲーション装置１へと送信する。そして、ナビゲーション装置１は受信した推奨経路に関する情報をユーザに提供したり、推奨経路を案内経路に設定し、案内経路に従って自動運転支援に関する各種支援情報を生成する。それによって、経路探索時点においてナビゲーション装置１が有する地図情報が古いバージョンの地図情報であったり、ナビゲーション装置１が地図情報自体を有さない場合であっても、サーバ装置４が有する最新バージョンの地図情報に基づいて適切な目的地までの推奨経路を提供することが可能となる。

更に、サーバ装置４は、上記経路探索に用いる通常の地図情報とは別に、より精度の高い地図情報である高精度地図情報を有している。高精度地図情報は、例えば道路のレーン形状（車線単位の道路形状や曲率、車線幅等）と道路に描かれた区画線（車道中央線、車線境界線、車道外側線、誘導線、導流帯等）に関する情報が含まれる。また、その他に交差点に関する情報、駐車場に関する情報、料金所に関する情報等も含まれる。そして、サーバ装置４はナビゲーション装置１からの要求に応じて高精度地図情報を配信し、ナビゲーション装置１はサーバ装置４から配信された高精度地図情報を用いて後述のように自動運転支援に関する各種支援情報を生成する。尚、高精度地図情報は基本的に道路（リンク）とその周辺のみを対象とした地図情報であるが、道路周辺以外のエリアについても含む地図情報としても良い。

但し、上述した経路探索処理については必ずしもサーバ装置４で行う必要は無く、地図情報を有するナビゲーション装置１であればナビゲーション装置１で行っても良い。また、高精度地図情報についてもサーバ装置４から配信されるのではなくナビゲーション装置１が予め有するようにしても良い。

また、通信ネットワーク網６は全国各地に配置された多数の基地局と、各基地局を管理及び制御する通信会社とを含み、基地局及び通信会社を有線（光ファイバー、ＩＳＤＮ等）又は無線で互いに接続することにより構成されている。ここで、基地局はナビゲーション装置１との通信をするトランシーバー（送受信機）とアンテナを有する。そして、基地局は通信会社の間で無線通信を行う一方、通信ネットワーク網６の末端となり、基地局の電波が届く範囲（セル）にあるナビゲーション装置１の通信をサーバ装置４との間で中継する役割を持つ。

続いて、運転支援システム２におけるサーバ装置４の構成について図２を用いてより詳細に説明する。サーバ装置４は、図２に示すようにサーバ制御部１１と、サーバ制御部１１に接続された情報記録手段としてのサーバ側地図ＤＢ１２と、高精度地図ＤＢ１３と、サーバ側通信装置１４とを備える。

サーバ制御部１１は、サーバ装置４の全体の制御を行う制御ユニット（ＭＣＵ、ＭＰＵ等）であり、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ２１、並びにＣＰＵ２１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ＲＡＭ２２、制御用のプログラム等が記録されたＲＯＭ２３、ＲＯＭ２３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２４等の内部記憶装置を備えている。尚、サーバ制御部１１は、後述のナビゲーション装置１のＥＣＵとともに処理アルゴリズムとしての各種手段を有する。

一方、サーバ側地図ＤＢ１２は、外部からの入力データや入力操作に基づいて登録された最新のバージョンの地図情報であるサーバ側地図情報が記憶される記憶手段である。ここで、サーバ側地図情報は、道路網を始めとして経路探索、経路案内及び地図表示に必要な各種情報から構成されている。例えば、道路網を示すノード及びリンクを含むネットワークデータ、道路（リンク）に関するリンクデータ、ノード点に関するノードデータ、各交差点に関する交差点データ、施設等の地点に関する地点データ、地図を表示するための地図表示データ、経路を探索するための探索データ、地点を検索するための検索データ等からなる。

また、高精度地図ＤＢ１３は、上記サーバ側地図情報よりも精度の高い地図情報である高精度地図情報１５が記憶される記憶手段である。高精度地図情報１５は、特に車両が走行対象となる道路や駐車場等に関してより詳細な情報を格納した地図情報であり、本実施形態では例えば道路に関してはレーン形状（車線単位の道路形状や曲率、車線幅等）と道路に描かれた区画線（車道中央線、車線境界線、車道外側線、誘導線、導流帯等）に関する情報が含まれる。更に、道路の勾（こう）配、カント、バンク、合流区間、車線数の減少する箇所、幅員の狭くなる箇所、踏切等を表すデータが、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。また、道路の車線数に加えて、車線毎の進行方向の通行区分や道路の繋がり（具体的には、分岐点の通過前の道路に含まれる車線と分岐点の通過後の道路に含まれる車線との対応関係）を特定する情報についても記録される。更に、道路に設定されている制限速度についても記憶されている。また、高精度地図ＤＢ１３には料金所に関する情報も含まれる。より具体的には料金所に設けられたゲートに関する情報（以下、ゲート情報という）であり、ゲートの数、ゲートの配置（ゲートの入口と出口の位置を夫々特定する情報、料金所前後の車線とゲートとの対応関係を特定する情報を含む）、ゲートの種類（一般専用、ＥＴＣ専用、一般ＥＴＣ兼用）に関する情報を含む。また、料金所は一般的に高速道路のインターチェンジに設けられているが、高速道路以外の有料道路の出入り口に設けられた料金所や施設の出入り口に設けられた料金所についても含む。また、高精度地図情報は基本的に道路（リンク）及びその周辺のみを対象とした地図情報であるが、道路周辺以外のエリアについても含む地図情報としても良い。また、図２に示す例ではサーバ側地図ＤＢ１２に格納されるサーバ側地図情報と高精度地図情報１５とは異なる地図情報としているが、高精度地図情報１５はサーバ側地図情報の一部としても良い。

一方、サーバ側通信装置１４は各車両５のナビゲーション装置１と通信ネットワーク網６を介して通信を行う為の通信装置である。また、ナビゲーション装置１以外にインターネット網や、交通情報センタ、例えば、ＶＩＣＳ（登録商標：Vehicle Information and Communication System）センタ等から送信された渋滞情報、規制情報、交通事故情報等の各情報から成る交通情報の受信についても可能である。

次に、車両５に搭載されたナビゲーション装置１の概略構成について図３を用いて説明する。図３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。

図３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３１と、各種のデータが記録されたデータ記録部３２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ＥＣＵ３３と、ユーザからの操作を受け付ける操作部３４と、ユーザに対して車両周辺の地図やナビゲーション装置１で設定されている案内経路（車両の走行予定経路）に関する情報等を表示する液晶ディスプレイ３５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３６と、記憶媒体であるＤＶＤを読み取るＤＶＤドライブ３７と、プローブセンタやＶＩＣＳ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３８と、を有する。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３９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ＥＣＵ４０とも双方向通信可能に接続されている。

以下に、ナビゲーション装置１が有する各構成要素について順に説明する。
現在位置検出部３１は、ＧＰＳ４１、車速センサ４２、ステアリングセンサ４３、ジャイロセンサ４４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４２は、車両の移動距離や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ＥＣＵ３３に出力する。そして、ナビゲーションＥＣＵ３３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。

また、データ記録部３２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ＤＢ４５やキャッシュ４６や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３２をハードディスクの代わりにフラッシュメモリやメモリーカードやＣＤやＤＶＤ等の光ディスクを有しても良い。また、本実施形態では上述したようにサーバ装置４において目的地までの経路を探索するので、地図情報ＤＢ４５については省略しても良い。地図情報ＤＢ４５を省略した場合であっても、必要に応じてサーバ装置４から地図情報を取得することも可能である。

ここで、地図情報ＤＢ４５は、例えば、道路（リンク）に関するリンクデータ、ノード点に関するノードデータ、経路の探索や変更に係る処理に用いられる探索データ、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、地点を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。

一方、キャッシュ４６は、過去にサーバ装置４から配信された高精度地図情報１５が保管される記憶手段である。保管する期間は適宜設定可能であるが、例えば記憶されてから所定期間（例えば１カ月）としても良いし、車両のＡＣＣ電源(accessory power supply)がＯＦＦされるまでとしても良い。また、キャッシュ４６に格納されるデータ量が上限となった後に古いデータから順次削除するようにしても良い。そして、ナビゲーションＥＣＵ３３は、キャッシュ４６に格納された高精度地図情報１５を用いて、自動運転支援に関する各種支援情報を生成する。詳細については後述する。

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）３３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ＣＰＵ５１、並びにＣＰＵ５１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ＲＡＭ５２、制御用のプログラムのほか、後述の自動運転支援プログラム（図４参照）等が記録されたＲＯＭ５３、ＲＯＭ５３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５４等の内部記憶装置を備えている。尚、ナビゲーションＥＣＵ３３は、処理アルゴリズムとしての各種手段を有する。例えば、走行予定経路取得手段は、車両が走行する走行予定経路を取得する。ゲート情報取得手段は、走行予定経路において自車位置より所定距離以上前方にある通過対象となる料金所のゲートの配置に関する情報であるゲート情報を取得する。候補取得手段は、レーン形状を含む地図情報とゲート情報とを用いて、走行予定経路に沿って料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動態様の候補を取得する。コスト算出手段は、候補取得手段により取得された車線移動態様の候補に対して、車線変更を行う車線変更位置を考慮してコストを算出する。推奨移動態様選択手段は、コスト算出手段により算出されたコストを比較して車線移動態様の候補の内から料金所を通過する際に推奨される車両の車線移動態様を選択する。

操作部３４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）を有する。そして、ナビゲーションＥＣＵ３３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３４は液晶ディスプレイ３５の前面に設けたタッチパネルを有しても良い。また、マイクと音声認識装置を有しても良い。

また、液晶ディスプレイ３５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、案内経路（走行予定経路）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３５の代わりに、ＨＵＤやＨＭＤを用いても良い。

また、スピーカ３６は、ナビゲーションＥＣＵ３３からの指示に基づいて案内経路（走行予定経路）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。

また、ＤＶＤドライブ３７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や映像の再生、地図情報ＤＢ４５の更新等が行われる。尚、ＤＶＤドライブ３７に替えてメモリーカードを読み書きする為のカードスロットを設けても良い。

また、通信モジュール３８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や路側機との間で通信を行う路車間通信装置も含む。また、サーバ装置４で探索された経路情報や高精度地図情報１５をサーバ装置４との間で送受信するのにも用いられる。

また、車外カメラ３９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３９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、ナビゲーションＥＣＵ３３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の障害物を検出する。そして、例えば現在の走行軌道上に新たに障害物を検出した場合については、障害物を回避或いは追従して走行する新たな走行軌道を生成する。尚、車外カメラ３９は車両前方以外に後方や側方に配置するように構成しても良い。また、障害物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やレーザセンサ等のセンサや車車間通信や路車間通信を用いても良い。

また、車両制御ＥＣＵ４０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ＥＣＵ４０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において自動運転支援が開始された後に、各駆動部を制御することにより車両の自動運転支援を実施する。また、自動運転支援中にユーザによってオーバーライドが行われた場合には、オーバーライドが行われたことを検出する。

ここで、ナビゲーションＥＣＵ３３は、走行開始後にＣＡＮを介して車両制御ＥＣＵ４０に対してナビゲーション装置１で生成された自動運転支援に関する各種支援情報を送信する。そして、車両制御ＥＣＵ４０は受信した各種支援情報を用いて走行開始後の自動運転支援を実施する。支援情報としては例えば車両の走行が推奨される走行軌道、走行する際の車速を示す速度計画等がある。

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ＣＰＵ５１が実行する自動運転支援プログラムについて図４に基づき説明する。図４は本実施形態に係る自動運転支援プログラムのフローチャートである。ここで、自動運転支援プログラムは、車両のＡＣＣ電源(accessory power supply)がＯＮされた後であって自動運転支援による車両の走行が開始された場合に実行され、ナビゲーション装置１で生成された支援情報に従って自動運転支援による支援走行を実施するプログラムである。また、以下の図４及び図７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ＲＡＭ５２やＲＯＭ５３に記憶されており、ＣＰＵ５１により実行される。

先ず、自動運転支援プログラムではステップ（以下、Ｓと略記する）１において、ＣＰＵ５１は、車両が今後走行する予定にある経路（以下、走行予定経路という）を取得する。尚、車両の走行予定経路は、例えばユーザが目的地を設定することによってサーバ装置４により探索された目的地までの推奨経路とする。尚、目的地が設定されていない場合には、車両の現在位置から道なりに走行する経路を走行予定経路としても良い。

また、推奨経路の探索を行う場合に先ずＣＰＵ５１は、サーバ装置４に対して経路探索要求を送信する。尚、経路探索要求には、経路探索要求の送信元のナビゲーション装置１を特定する端末ＩＤと、出発地（例えば車両の現在位置）及び目的地を特定する情報と、が含まれている。尚、再探索時については目的地を特定する情報は必ずしも必要では無い。その後、ＣＰＵ５１は経路探索要求に応じてサーバ装置４から送信された探索経路情報を受信する。探索経路情報は、送信した経路探索要求に基づいてサーバ装置４が最新のバージョンの地図情報を用いて探索した出発地から目的地までの推奨経路（センタールート）を特定する情報（例えば推奨経路に含まれるリンク列）である。例えば公知のダイクストラ法を用いて探索される。

尚、上記推奨経路の探索では、目的地において駐車場で車両を駐車する為に推奨される駐車位置（駐車スペース）を選択し、選択された駐車位置までの推奨経路を探索するのが望ましい。即ち、探索される推奨経路には駐車場までの経路に加えて駐車場内での車の移動を示す経路についても含むのが望ましい。また、駐車位置の選択については、駐車位置までの車両の移動に加えて車両を駐車した後の徒歩の移動も考慮してユーザの負担が軽くなる駐車位置を選択するのが望ましい。

次に、Ｓ２においてＣＰＵ５１は、車両の現在位置から前記Ｓ１で取得された走行予定経路に沿った所定距離以内の区間を対象として高精度地図情報１５を取得する。例えば車両が現在位置する２次メッシュに含まれる走行予定経路を対象として高精度地図情報１５を取得する。但し、高精度地図情報１５を取得する対象となるエリアは適宜変更可能であり、例えば車両の現在位置から走行予定経路に沿って３ｋｍ以内のエリアの高精度地図情報１５を取得するようにしても良い。また、走行予定経路の全体を対象として高精度地図情報１５を取得しても良い。

ここで、高精度地図情報１５は図５に示すように矩形形状（例えば５００ｍ×１ｋｍ）に区分されてサーバ装置４の高精度地図ＤＢ１３に格納されている。従って、例えば図５に示すように走行予定経路６１が取得された場合には、車両の現在位置を含む２次メッシュ内にある走行予定経路６１を含むエリア６２～６４を対象として高精度地図情報１５が取得される。高精度地図情報１５には例えば道路のレーン形状と車線幅と道路に描かれた区画線（車道中央線、車線境界線、車道外側線、誘導線、導流帯等）に関する情報が含まれる。また、その他に交差点に関する情報、駐車場に関する情報、料金所に関する情報も含まれる。料金所に関する情報は、より具体的には料金所に設けられたゲートに関するゲート情報であり、ゲートの数、ゲートの配置（ゲートの入口と出口の位置を夫々特定する情報、料金所前後の車線とゲートとの対応関係を特定する情報を含む）、ゲートの種類（一般専用、ＥＴＣ専用、一般ＥＴＣ兼用）に関する情報を含む。

また、高精度地図情報１５は基本的にサーバ装置４から取得されるが、キャッシュ４６に既に格納されているエリアの高精度地図情報１５が存在する場合には、キャッシュ４６から取得する。また、サーバ装置４から取得された高精度地図情報１５はキャッシュ４６に一旦格納される。

その後、Ｓ３においてＣＰＵ５１は、後述の静的走行軌道生成処理（図７）を実行する。ここで、静的走行軌道生成処理は、車両の走行予定経路と前記Ｓ２で取得した高精度地図情報１５とに基づいて、走行予定経路に含まれる道路に対して車両に走行が推奨される走行軌道である静的走行軌道を生成する処理である。特に、ＣＰＵ５１は走行予定経路に含まれる車線単位で車両に走行が推奨される走行軌道を静的走行軌道として特定する。尚、静的走行軌道は後述のように車両の現在位置から進行方向に沿って所定距離前方までの区間（例えば車両が現在位置する２次メッシュ内、或いは目的地までの全区間）を対象として生成される。尚、所定距離については適宜変更可能であるが、少なくとも車外カメラ３９やその他のセンサによって車両周辺の道路状況を検出することが可能な範囲（検出範囲）外を含む領域を対象として静的走行軌道を生成する。

次に、Ｓ４においてＣＰＵ５１は、前記Ｓ２で取得した高精度地図情報１５に基づいて、前記Ｓ３で生成された静的走行軌道を走行する際の車両の速度計画を生成する。例えば、制限速度情報や走行予定経路上にある速度変化地点（例えば交差点、カーブ、踏切、横断歩道など）を考慮して、静的走行軌道を走行する際に推奨される車両の走行速度を算出する。

そして、前記Ｓ４で生成された速度計画は、自動運転支援に用いる支援情報としてフラッシュメモリ５４等に格納される。また、前記Ｓ４で生成された速度計画を実現する為に必要な車両の加減速を示す加速度の計画についても自動運転支援に用いる支援情報として生成するようにしても良い。

続いて、Ｓ５においてＣＰＵ５１は、車外カメラ３９で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、周辺の道路状況として、特に自車両の周辺に自車両の走行に影響が生じる要因が存在するか否かを判定する。ここで、前記Ｓ５で判定対象となる“自車両の走行に影響が生じる要因”は、リアルタイムで変化する動的な要因とし、道路構造に基づくような静的な要因は除かれる。例えば、自車両の進行方向前方を走行又は駐車する他車両、駐車車両、自車両の進行方向前方に位置する歩行者、自車両の進行方向前方にある工事区間等が該当する。一方で、交差点、カーブ、踏切、合流区間、車線減少区間等は除かれる。また、他車両、歩行者、工事区間が存在する場合であっても、それらが自車両の今後の走行軌道と重複する虞のない場合（例えば自車両の今後の走行軌道から離れた位置にある場合）については“自車両の走行に影響が生じる要因”からは除かれる。また、車両の走行に影響が生じる可能性のある要因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やレーザセンサ等のセンサや車車間通信や路車間通信を用いても良い。

また、例えば全国の道路を走行する各車両のリアルタイムの位置等を外部のサーバで管理し、ＣＰＵ５１は自車両の周辺に位置する他車両の位置を外部のサーバから取得して前記Ｓ５の判定処理を行うようにしても良い。

そして、自車両の周辺に自車両の走行に影響が生じる要因が存在すると判定された場合（Ｓ５：ＹＥＳ）には、Ｓ６へと移行する。それに対して、自車両の周辺に自車両の走行に影響が生じる要因が存在しないと判定された場合（Ｓ５：ＮＯ）には、Ｓ９へと移行する。

Ｓ６においてＣＰＵ５１は、車両の現在位置から前記Ｓ５で検出された“自車両の走行に影響が生じる要因”を回避或いは追従して静的走行軌道に戻る為の新たな軌道を動的走行軌道として生成する。尚、動的走行軌道は“自車両の走行に影響が生じる要因”を含む区間を対象として生成される。また、区間の長さは要因の内容によって変化する。例えば、“自車両の走行に影響が生じる要因”が車両の前方を走行する他車両（前方車両）である場合には、図６に示すように右側に車線変更して前方車両６９を追い越し、その後に左側に車線変更して元の車線に戻るまでの軌道である回避軌道が動的走行軌道７０として生成される。尚、前方車両６９を追い越さずに前方車両６９の所定距離後方を追従して走行（或いは前方車両６９と並走）する軌道である追従軌道を動的走行軌道として生成しても良い。

図６に示す動的走行軌道７０の算出方法を例に挙げて説明すると、ＣＰＵ５１は先ずステアリングの旋回を開始して右側の車線へと移動し、且つステアリングの位置が直進方向に戻るのに必要な第１の軌道Ｌ１を算出する。尚、第１の軌道Ｌ１は車両の現在の車速に基づいて車線変更を行う際に生じる横方向の加速度（横Ｇ）を算出し、横Ｇが自動運転支援に支障が生じることなく、また車両の乗員に不快感を与えない上限値（例えば０．２Ｇ）を超えないことを条件として、クロソイド曲線を用いてできる限り円滑で、且つできる限り車線変更に必要な距離が短くなる軌道を算出する。また、前方車両６９との間に適切な車間距離Ｄ以上を維持することについても条件とする。
次に、右側の車線を制限速度を上限に走行して前方車両６９を追い越し、且つ前方車両６９との間を適切な車間距離Ｄ以上とするまでの第２の軌道Ｌ２を算出する。尚、第２の軌道Ｌ２は基本的に直線の軌道であり、また軌道の長さは、前方車両６９の車速と道路の制限速度に基づいて算出される。
続いて、ステアリングの旋回を開始して左側の車線へと戻り、且つステアリングの位置が直進方向に戻るのに必要な第３の軌道Ｌ３を算出する。尚、第３の軌道Ｌ３は車両の現在の車速に基づいて車線変更を行う際に生じる横方向の加速度（横Ｇ）を算出し、横Ｇが自動運転支援に支障が生じることなく、また車両の乗員に不快感を与えない上限値（例えば０．２Ｇ）を超えないことを条件として、クロソイド曲線を用いてできる限り円滑で、且つできる限り車線変更に必要な距離が短くなる軌道を算出する。また、前方車両６９との間に適切な車間距離Ｄ以上を維持することについても条件とする。
尚、動的走行軌道は、車外カメラ３９やその他のセンサで取得した車両周辺の道路状況に基づいて生成されるので、動的走行軌道が生成される対象となる領域は、少なくとも車外カメラ３９やその他のセンサによって車両周辺の道路状況を検出することが可能な範囲（検出範囲）内となる。

続いて、Ｓ７においてＣＰＵ５１は、前記Ｓ６で新たに生成された動的走行軌道を、前記Ｓ３で生成された静的走行軌道に反映する。具体的には、車両の現在位置から“自車両の走行に影響が生じる要因”を含む区間の終端まで、静的走行軌道と動的走行軌道の夫々のコストを算出し、該コストが最少となる走行軌道を選択する。結果的に、必要に応じて静的走行軌道の一部が動的走行軌道に置き換わることになる。尚、状況によっては動的走行軌道の置き換えが行われない場合、即ち動的走行軌道の反映が行われても前記Ｓ３で生成された静的走行軌道から変化しない場合もある。更に、動的走行軌道と静的走行軌道が同じ軌道である場合には、置き換えが行われても前記Ｓ３で生成された静的走行軌道から変化しない場合もある。

次に、Ｓ８においてＣＰＵ５１は、前記Ｓ７で動的走行軌道が反映された後の静的走行軌道について、反映された動的走行軌道の内容に基づいて前記Ｓ４で生成された車両の速度計画を修正する。尚、動的走行軌道の反映が行われた結果、前記Ｓ３で生成された静的走行軌道から変化しない場合には、Ｓ８の処理については省略しても良い。

続いて、Ｓ９においてＣＰＵ５１は、前記Ｓ３で生成された静的走行軌道（前記Ｓ７で動的走行軌道の反映が行われている場合には反映後の軌道）を前記Ｓ４で生成された速度計画（前記Ｓ８で速度計画の修正が行われている場合には修正後の計画）に従った速度で車両が走行する為の制御量を演算する。具体的には、アクセル、ブレーキ、ギヤ及びステアリングの制御量が夫々演算される。尚、Ｓ９及びＳ１０の処理についてはナビゲーション装置１ではなく車両を制御する車両制御ＥＣＵ４０が行うようにしても良い。

その後、Ｓ１０においてＣＰＵ５１は、Ｓ９において演算された制御量を反映する。具体的には、演算された制御量を、ＣＡＮを介して車両制御ＥＣＵ４０へと送信する。車両制御ＥＣＵ４０では受信した制御量に基づいてアクセル、ブレーキ、ギヤ及びステアリングの各車両制御が行われる。その結果、前記Ｓ３で生成された静的走行軌道（前記Ｓ７で動的走行軌道の反映が行われている場合には反映後の軌道）を前記Ｓ４で生成された速度計画（前記Ｓ８で速度計画の修正が行われている場合には修正後の計画）に従った速度で走行する走行支援制御が可能となる。

次に、Ｓ１１においてＣＰＵ５１は、前記Ｓ３で静的走行軌道の生成が行われてから車両が一定距離走行したか否かを判定する。例えば一定距離は１ｋｍとする。

そして、前記Ｓ３で静的走行軌道の生成が行われてから車両が一定距離走行したと判定された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）には、Ｓ１へと戻る。その後、車両の現在位置から走行予定経路に沿った所定距離以内の区間を対象として、静的走行軌道の生成が再度行われる（Ｓ１～Ｓ４）。尚、本実施形態では車両が一定距離（例えば１ｋｍ）走行する度に、車両の現在位置から走行予定経路に沿った所定距離以内の区間を対象として、静的走行軌道の生成が繰り返し行われることとしているが、目的地までの距離が短い場合には走行開始時点において目的地までの静的走行軌道の生成を一度に行うようにしても良い。

一方、前記Ｓ３で静的走行軌道の生成が行われてから車両が一定距離走行していないと判定された場合（Ｓ１１：ＮＯ）には、自動運転支援による支援走行を終了するか否かを判定する（Ｓ１２）。自動運転支援による支援走行を終了する場合としては、目的地に到着した場合以外に、ユーザが車両に設けられた操作パネルを操作したり、ハンドル操作やブレーキ操作などが行われることによって自動運転支援による走行を意図的に解除（オーバーライド）した場合がある。

そして、自動運転支援による支援走行を終了すると判定された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、当該自動運転支援プログラムを終了する。それに対して自動運転支援による支援走行を継続すると判定された場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、Ｓ５へと戻る。

次に、前記Ｓ３において実行される静的走行軌道生成処理のサブ処理について図７に基づき説明する。図７は静的走行軌道生成処理のサブ処理プログラムのフローチャートである。

先ず、Ｓ２１においてＣＰＵ５１は、現在位置検出部３１により検出した車両の現在位置を取得する。尚、車両の現在位置は、例えば高精度のＧＰＳ情報や高精度ロケーション技術を用いて詳細に特定することが望ましい。ここで、高精度ロケーション技術とは、車両に設置されたカメラから取り込んだ白線や路面ペイント情報を画像認識により検出し、更に、検出した白線や路面ペイント情報を例えば高精度地図情報１５と照合することにより、走行車線や高精度な車両位置を検出可能にする技術である。更に、車両が複数の車線からなる道路を走行する場合には車両の走行する車線についても特定する。

次に、Ｓ２２においてＣＰＵ５１は、前記Ｓ２で取得した高精度地図情報１５に基づいて、車両の進行方向前方の静的走行軌道を生成する区間（例えば車両の現在位置を含む２次メッシュ内）を対象として、レーン形状、区画線情報、交差点に関する情報、料金所に関する情報等を取得する。尚、前記Ｓ２２で取得されるレーン形状と区画線情報には、車線数、車線幅、車線数の増減がある場合にはどの位置でどのように増減するか、車線毎の進行方向の通行区分や道路の繋がり（具体的には、分岐点の通過前の道路に含まれる車線と分岐点の通過後の道路に含まれる車線との対応関係）を特定する情報等を含む。更に料金所に関する情報には、料金所に設けられたゲートに関するゲート情報が含まれ、ゲートの数、ゲートの配置（ゲートの入口と出口の位置を夫々特定する情報、料金所前後の車線とゲートとの対応関係を特定する情報を含む）、ゲートの種類（一般専用、ＥＴＣ専用、一般ＥＴＣ兼用）に関する情報を含む。また、交差点に関する情報としては、交差点の形状に加えて交差点上に配置された地物の位置や形状に関する情報を含む。更に、“交差点上に配置された地物”には、誘導線（ガイド白線）、交差点中央に配置されるひし形の導流帯（ダイヤマーク）等の路面に描かれた路面表示の他、ポール等の構造物がある。

尚、静的走行軌道生成処理は、前述したように少なくとも車外カメラ３９やその他のセンサによって車両周辺の道路状況を検出することが可能な範囲（検出範囲）外を含む領域を対象として静的走行軌道を生成するので、自車位置から検出範囲を超えた距離以上に前方にあって自車の通過対象となる料金所に関する情報についても取得される。

続いて、Ｓ２３においてＣＰＵ５１は、前記Ｓ２２で取得したレーン形状と区画線情報と料金所に関する情報（ゲート情報含む）に基づいて、車両の進行方向前方の静的走行軌道を生成する区間を対象としてレーンネットワークの構築を行う。ここで、レーンネットワークは車両が選択し得る車線移動を示したネットワークである。

ここで、前記Ｓ２３におけるレーンネットワークを構築する例として、例えば図８に示す走行予定経路を車両が走行する場合を例に挙げて説明する。図８に示す走行予定経路は、特に料金所を通過する際の走行予定経路であり、車両の現在位置から直進した後に次の分岐点７１で右からの道路と合流し、４つのゲートＡ～Ｄが配置された料金所７２を通過し、更に次の分岐点７３で右側に分岐する道路へと進む経路とする。図８に示す走行予定経路では、例えば分岐点７１で右からの道路と合流した後に右側の車線に進入することも可能であるし、左側の車線をそのまま進むことも可能である。また、料金所では４つのゲートＡ～Ｄがあり、現在の車線から直進する位置にあるゲートへ進入することも可能であるし、車線変更して他のゲートへと進入することも可能である。更に、料金所７２を通過した後に右側の車線に進入することも可能であるし、左側の車線に進入することも可能である。但し、次の分岐点７３では右側に分岐する道路へと進む必要があるので、分岐点７３の進入時点までには右側の車線に車線移動する必要がある。このような車線移動が可能な区間を対象として構築したレーンネットワークを図９に示す。

図９に示すようにレーンネットワークは、車両の進行方向前方の静的走行軌道を生成する区間を複数の区画（グループ）に区分する。具体的には、分岐点の位置、車線が増減する位置、料金所手前側の区画線の消失地点、料金所通過後の区画線の再開地点、ゲートの入口、ゲートの出口を夫々境界として区分する。そして、区分された各区画の境界に位置する各車線（料金所内についてはゲートが車線に相当）に対してノード点（以下、レーンノードという）７５が設定されている。更に、レーンノード７５間をつなぐリンク（以下、レーンリンクという）７６が設定されている。

また、上記レーンネットワークは、特に分岐点でのレーンノードとレーンリンクとの接続によって、分岐点の通過前の道路に含まれる車線と分岐点の通過後の道路に含まれる車線との対応関係、即ち分岐点の通過前の車線に対して分岐点の通過後に移動可能な車線を特定する情報を含んでいる。具体的には分岐点の通過前の道路に設定されたレーンノードと、分岐点の通過後の道路に設定されたレーンノードとの内、レーンリンクによって接続されたレーンノードに対応する車線間において車両が移動可能なことを示している。

このようなレーンネットワークを生成する為に高精度地図情報１５には、分岐点に接続する各道路について、分岐点へと進入する道路と退出する道路の組み合わせごとに、車線の対応関係を示すレーンフラグが設定されて格納されている。例えば図１０には、左側の道路から分岐点に進入して上側の道路へと退出する際のレーンフラグと、右側の道路から分岐点に進入して上側の道路へと退出する際のレーンフラグを示す。そして、分岐点の通過前の道路に含まれる車線の内、レーンフラグが“１”に設定された車線と、分岐点の通過後の道路に含まれる車線の内、レーンフラグが“１”に設定された車線とが対応する、即ち分岐点の通過前後で移動可能な車線であることを示している。ＣＰＵ５１は前記Ｓ２３においてレーンネットワークを構築する際に、レーンフラグを参照して分岐点におけるレーンノードとレーンリンクとの接続を形成する。

また、上記レーンネットワークは、特にゲートの入口でのレーンノードとレーンリンクとの接続によって、ゲート手前側の道路に含まれる車線とゲートとの対応関係、即ちゲート手前側の道路に含まれる車線に対して進入可能なゲートを特定する情報を含んでいる。例えば図９に示す例ではゲート手前側の道路は片側２車線であり、左側の車線であっても右側の車線であってもゲートＡ～Ｄのいずれにも進入できることを示している。

また、同じく上記レーンネットワークは、特にゲートの出口でのレーンノードとレーンリンクとの接続によって、ゲート通過後の道路に含まれる車線とゲートとの対応関係、即ちゲート通過後に走行する道路に対して進入可能な車線を特定する情報を含んでいる。例えば図９に示す例ではゲート通過後の道路は片側２車線であり、ゲートＡ～Ｄのいずれからであっても左側の車線と右側の車線のどちらにも進入できることを示している。

尚、上述したレーンネットワークは前記Ｓ２３でナビゲーション装置１が構築するのではなく、事前に全国を対象として構築されたレーンネットワークをサーバ装置４が所持し、前記Ｓ２３では該当する区間のレーンネットワークをサーバ装置４から取得するようにしても良い。

次に、Ｓ２４においてＣＰＵ５１は、前記Ｓ２３で構築されたレーンネットワークに対して、レーンネットワークの始点に位置するレーンノードに対して車両が移動を開始する開始レーン（開始位置）を設定し、レーンネットワークの終点に位置するレーンノードに対して車両が移動する目標となる目標レーン（目標位置）を設定する。尚、レーンネットワークの始点が片側複数車線の道路である場合には、車両の現在位置する車線に対応するレーンノードが開始レーンとなる。一方、レーンネットワークの終点が片側複数車線の道路である場合には、最も左側の車線（左側通行の場合）に対応するレーンノードが目標レーンとなる。

その後、Ｓ２５においてＣＰＵ５１は、前記Ｓ２３で構築されたレーンネットワークを参照し、開始レーンから目標レーンまでを連続して繋ぐルートを探索し、車線移動態様の候補となる複数のルート（以下、候補ルートという）を導出する。例えばダイクストラ法を用いて目標レーン側からルートの探索を行う。但し、開始レーンから目標レーンまでを連続して繋ぐルートを探索できるのであればダイクストラ法以外の探索手段を用いても良い。尚、候補ルートの探索方法の一つとして、例えば開始レーンから目標レーンまでを連続して繋ぐ一のルート（以下、基準ルートという）を導出し、その後に基準ルートをベースにして、開始レーンから目標レーンまでを連続して繋ぐ他のルートを導出する方法がある。例えば、開始レーン側から基準ルートを辿り、車線変更可能な区画や分岐点に到達した場合に、基準ルートと異なる新たなルートを分岐することによって生成する。そして、基準ルートと導出された他のルートを合わせて候補ルートとする。

また、前記Ｓ２５において候補ルートを導出する場合に、特に料金所を通過する区間に対して候補ルートを導出する場合については、前記Ｓ２２で取得したゲート情報に基づいて料金所内で予め自車両が通過可能なゲートを特定し、通過可能なゲートを通過するルートのみを候補ルートとする。例えば、閉鎖されているゲート、ＥＴＣが搭載されていない車両でＥＴＣ専用ゲートは、通過できないゲートとみなす。

ここで、図１１及び図１２は図９に示すレーンネットワークにおいて導出された候補ルートの一覧を示す。尚、図１１及び図１２に示す例ではゲートＡは自車両が通過できないゲートとする。その結果、全部で１２通りの候補ルートが存在することとなる。尚、以下の説明では図１１及び図１２に示す１２通りの候補ルートを順に候補ルート１～１２と識別して呼ぶ。

その後、Ｓ２６においてＣＰＵ５１は、車線変更位置設定処理を実行する。ここで、車線変更位置設定処理は、前記Ｓ２５で生成された候補ルートの内、車線変更を伴うルートに対して、具体的な車線変更を行う位置（以下、車線変更位置という）を設定する処理である。尚、車線変更位置は候補ルート毎に後述のコスト算出（Ｓ２８）において計算上最もコストが小さくなると推定される位置に設定する。以下に前記Ｓ２６の車線変更位置設定処理の詳細について説明する。

先ず、前記Ｓ２６においてＣＰＵ５１は、料金所又は分岐点の通過の為に行う車線変更（料金所内、即ち料金所手前側の区画線の消失地点から料金所通過後の区画線の再開地点までの間で行う車線変更は除く）について車線変更を行うのに推奨される推奨位置（以下、車線変更推奨位置という）を設定する。具体的には、車線変更を行う目標となる料金所又は分岐点の所定距離手前に車線変更推奨位置を設定する。尚、所定距離は例えば道路種別に基づいて適宜設定することが可能であるが、高速道路では例えば３００ｍとする。そして、料金所又は分岐点の通過の為に行う車線変更についてはできる限り車線変更推奨位置に近い位置で車線変更を開始するように車線変更位置を設定する。
例えば候補ルート１は図１３に示すように分岐点７３の手前の区間Ａ内で分岐点７３を通過する為に右側の車線へと車線変更を行うルートである。図１３に示すように分岐点７３から３００ｍ手前の車線変更推奨位置は車線変更位置を設定可能な区間Ａを超えているので、車線変更位置７７は車線変更推奨位置にできる限り近い区間Ａ内で最も手前側の位置に設定する。

一方、ＣＰＵ５１は、料金所内、即ち料金所手前側の区画線の消失地点から料金所通過後の区画線の再開地点までの間で行う車線変更については、できる限りゲートの入口又はゲートの出口から離れた位置で車線変更を開始するように車線変更位置を設定する。
例えば候補ルート１は図１３に示すように料金所７２手前側の区画線の消失地点から料金所７２のゲートＢの入口までの区間Ｂ内で左側に車線変更を行い、その後に料金所７２のゲートＢの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの区間Ｃ内で右側に車線変更を行うルートである。従って、車線変更位置７７は区間Ｂの最も手前側の位置と、区間Ｃの最も進行方向側の位置に夫々設定する。

尚、前記Ｓ２６で候補ルートに対して設定される車線変更位置は、車線変更を行うのに必要な車線変更所要距離についても考慮して設定する。即ち、車線変更位置は、車線変更を開始する車線変更開始地点と車線変更を終了する車線変更終了地点を夫々含み、その間の距離を車線変更所要距離とする。尚、車線変更所要距離については地図情報や車両情報等を用いて算出する。例えば、車両の速度（その道路の制限速度とする）と車線幅から車両が車線変更を行う際に生じる横方向の加速度（横Ｇ）を算出し、横Ｇが自動運転支援に支障が生じることなく、また車両の乗員に不快感を与えない上限値（例えば０．２Ｇ）を超えないことを条件として、クロソイド曲線を用いてできる限り円滑で且つできる限り車線変更に必要な距離が短くした軌道を算出する。尚、クロソイド曲線は、車両が一定の走行速度で且つステアリングを一定の角速度で回した場合に車両の軌跡が描く曲線である。そして、算出した軌道に基づいて車線変更所要距離を算出する。

続いて、Ｓ２７についてＣＰＵ５１は、前記Ｓ２５で生成された候補ルートについて、前記Ｓ２６で設定された車線変更位置に対してレーンノード７５を追加する。ここで車線変更位置は、前述したように車線変更を開始する車線変更開始地点と車線変更を終了する車線変更終了地点を夫々含む。Ｓ２８では、車線変更開始地点と車線変更終了地点の夫々に対してレーンノード７５を追加する。また、レーンノードの追加に伴ってレーンノード７５間をつなぐレーンリンク７６についても追加する。また、車線変更位置以外のレーンリンクについては基本的に直線（車線に沿った形状）とする。その結果、図１４に示すように候補ルートは、前記Ｓ２６で設定された車線変更位置を特定したより詳細な車線移動態様を示すものとなる。尚、前記Ｓ２５で生成された候補ルートが車線変更を一度も行わないルートである場合にはＳ２７の処理は省略してもよい。

次に、Ｓ２８においてＣＰＵ５１は、前記Ｓ２５で生成され且つ前記Ｓ２６で車線変更位置が設定され、更に前記Ｓ２７でレーンノードとレーンリンクが追加された候補ルートについて、設定された車線変更位置を考慮してルート毎にコストの合計を算出する。そして、ルート毎のコストの合計値を比較し、コストの合計値が最小となる候補ルートを車両が移動する際に推奨される車両の車線移動態様として特定する。

ここで、コストは、『レーンコスト』と『車線変更位置コスト』と『ゲートコスト』の合計からなる。Ｓ２８では候補ルート毎に全てのレーンコストと車線変更位置コストとゲートコストの合計値を算出して比較する。

先ず、『レーンコスト』について説明すると、レーンコストはレーンリンク７６毎に付与されている。各レーンリンク７６に付与されるレーンコストは、各レーンリンク７６の長さ或いは移動に係る所要時間を基準値とする。特に本実施形態ではレーンリンクの長さ（ｍ単位）をレーンコストの基準値とする。また、車線変更を伴うレーンリンクについては車線変更１回当たり所定コスト（例えば５０）を上記基準値に加算する。また、複数車線からなる道路のレーンリンクのレーンコストについては、走行する車線の位置によって基準値に対して係数を乗じる。具体的には、追い越し車線を走行するレーンリンクは、走行車線を走行するレーンリンクよりもレーンコストが高くなるように補正する。その結果、追い越し車線を走行する距離の長いルート程、より大きいレーンコストの合計値が算出されるので、推奨される車線移動態様として選択され難くなり、追い越し車線を走行する距離の短いルートが優先的に推奨される車線移動態様として選択されることとなる。尚、走行車線や追い越し車線の区分の無い道路については、左側通行の国では右側に位置する車線を走行するレーンリンク程、レーンコストがより高くなるように補正する。但し、料金所内、即ち料金所手前側の区画線の消失地点から料金所通過後の区画線の再開地点までの間については、上記追い越し車線によるコスト補正は行わないようにする。尚、基本的に同一の区画にあるレーンリンク７６は同一の長さとみなす（即ち車線変更による距離の増加は無視する）。また、交差点内のレーンリンク７６の長さは０又は固定値とみなす。
そして、候補ルートに含まれる全てのレーンリンク７６のレーンコストの合計値をその候補ルートのレーンコストとして算出する。

次に、『車線変更位置コスト』について説明すると、車線変更位置コストは以下の（Ａ）～（Ｃ）の条件でコストを算出する。
（Ａ）先ずＣＰＵ５１は、コストの算出対象となる候補ルートに料金所又は分岐点の通過の為に行う車線変更が含まれる場合には、車線変更を行うのに推奨される車線変更推奨位置を設定する。尚、車線変更推奨位置の設定方法については前記Ｓ２６と同様であり、車線変更を行う目標となる料金所又は分岐点の所定距離手前に車線変更推奨位置を設定する。尚、所定距離は例えば道路種別に基づいて適宜設定することが可能であるが、高速道路では例えば３００ｍとする。そして、目標となる料金所又は分岐点から車線変更推奨位置までの距離をＬ１とし、目標となる料金所又は分岐点から前記Ｓ２６で設定された車線変更位置（より具体的には車線変更開始地点）までの距離をＸ１とした場合に、車線変更位置コストＣ１を以下の式（１）により算出する。
Ｃ１＝｜１－Ｘ１／Ｌ１｜×Ｋ１（定数）・・・・（１）
尚、Ｋ１の値は適宜設定可能であるが、例えば５０とする。複数の車線変更を含むルートについては、含まれる車線変更毎に上記車線変更位置コストＣ１を算出する。
例えば図１５に示すように料金所７２手前で料金所７２を通過するために左側に車線変更を１回行い、料金所７２を通過した後に分岐点７３の手前で分岐点７３を通過する為に右側に車線変更を２回行う候補ルート１を例に挙げて車線変更位置コストＣ１の算出方法について説明する。図１５に示す例では１回目の車線変更については料金所７２から車線変更位置までの距離が１００ｍであり、料金所７２から車線変更推奨位置までの距離については３００ｍであることから車線変更位置コストＣ１は『３３．３』となる。２回目の車線変更については分岐点７３から車線変更位置までの距離が１８０ｍであり、分岐点７３から車線変更推奨位置までの距離については３００ｍであることから車線変更位置コストＣ１は『２０』となる。３回目の車線変更については分岐点７３から車線変更位置までの距離が１５０ｍであり、分岐点７３から車線変更推奨位置までの距離については３００ｍであることから車線変更位置コストＣ１は『２５』となる。即ち候補ルート１の車線変更位置コストＣ１はそれらを合わせた『７８．３』である。上記式（１）によれば、候補ルートに対して前記Ｓ２６で設定された車線変更位置が車線変更推奨位置に近い程、車線変更位置コストＣ１は小さくなるので、優先的に推奨される車線移動態様として選択されることとなる。また、車線変更の数が少ないルートほど加算されるコストの数も少なくなるので、同じく優先的に推奨される車線移動態様として選択されることとなる。
（Ｂ）次にＣＰＵ５１は、コストの算出対象となる候補ルートについて、特にゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの間で行う車線変更が含まれる場合には、車線変更位置コストＣ２を以下の式（２）により算出する。ゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの距離をＬ２とし、料金所通過後の区画線の再開地点から前記Ｓ２６で設定された車線変更位置（より具体的には車線変更開始地点）までの距離をＸ２とする。
Ｃ２＝（Ｘ２／Ｌ２）×Ｋ２（定数）・・・・（２）
尚、Ｋ２の値は適宜設定可能であるが、例えば５０とする。ゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの間で複数の車線変更を含むルートについては、含まれる車線変更毎に上記車線変更位置コストＣ２を算出する。一方、ゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの間に車線変更を含まないルートについてはＣ２＝０となる。
例えば図１６に示すように料金所７２のゲートＢの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までに右側に車線変更を行う候補ルート１を例に挙げて車線変更位置コストＣ２の算出方法について説明する。図１６に示す例ではゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの距離が１００ｍであり、料金所通過後の区画線の再開地点から車線変更位置までの距離が３０ｍ（車線変更所要距離に相当）であることから車線変更位置コストＣ２は『１５』となる。上記式（２）によれば、候補ルートに対して前記Ｓ２６で料金所内の出口側に設定された車線変更がある場合には、車線変更位置がゲートの出口から遠い程、車線変更位置コストＣ２は小さくなるので、優先的に推奨される車線移動態様として選択されることとなる。また、料金所内での車線変更の数が少ないルートほど加算されるコストの数も少なくなるので、同じく優先的に推奨される車線移動態様として選択されることとなる。
（Ｃ）更にＣＰＵ５１は、コストの算出対象となる候補ルートについて、特に料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの間で行う車線変更が含まれる場合には、車線変更位置コストＣ３を以下の式（３）により算出する。料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの距離をＬ３とし、料金所手前側の区画線の消失地点から前記Ｓ２６で設定された車線変更位置（より具体的には車線変更開始地点）までの距離をＸ３とする。
Ｃ３＝（Ｘ３／Ｌ３）×Ｋ３（定数）・・・・（３）
尚、Ｋ３の値は適宜設定可能であるが、例えば５０とする。料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの間で複数の車線変更を含むルートについては、含まれる車線変更毎に上記車線変更位置コストＣ３を算出する。一方、料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの間に車線変更を含まないルートについてはＣ３＝０となる。
例えば図１６に示すように料金所７２手前側の区画線の消失地点から料金所７２のゲートＢの入口までに左側に車線変更を行う候補ルート１を例に挙げて車線変更位置コストＣ３の算出方法について説明する。図１６に示す例では料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの距離が１００ｍであり、料金所手前側の区画線の消失地点から車線変更位置までの距離が０ｍであることから車線変更位置コストＣ３は『０』となる。上記式（３）によれば、候補ルートに対して前記Ｓ２６で料金所内の入口側に設定された車線変更がある場合には、車線変更位置がゲートの入口から遠い程、車線変更位置コストＣ３は小さくなるので、優先的に推奨される車線移動態様として選択されることとなる。また、料金所内での車線変更の数が少ないルートほど加算されるコストの数も少なくなるので、同じく優先的に推奨される車線移動態様として選択されることとなる。

そして、候補ルートに含まれる全ての車線変更に対して算出された車線変更位置コストＣ１～Ｃ３の合計値をその候補ルートの車線変更位置コストとして算出する。尚、上記式（２）と式（３）を比較すると、料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの距離Ｌ３よりもゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの距離Ｌ２の方が長い場合（Ｌ２＞Ｌ３）には、式（２）におけるコスト加算量よりも式（３）におけるコスト加算量が多くなる（仮にＸ２＝Ｘ３、Ｋ２＝Ｋ３と仮定した場合）。一方、ゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの距離Ｌ２よりも料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの距離Ｌ３の方が長い場合（Ｌ２＜Ｌ３）には、式（３）におけるコスト加算量よりも式（２）におけるコスト加算量が多くなる（仮にＸ２＝Ｘ３、Ｋ２＝Ｋ３と仮定した場合）。即ち同じ料金所内で車線変更を行う場合であっても、より広い区間で車線変更を行う候補ルートの方が、余裕をもって車線変更を行うことができるのでコストが小さく算出される。

最後に、『ゲートコスト』について説明すると、ゲートコストは以下の（Ｄ）、（Ｅ）の条件でコストを算出する。
（Ｄ）先ずＣＰＵ５１は、コストの算出対象となる候補ルートが料金所を通過する場合には、前記Ｓ２２で取得したゲート情報に基づいて通過対象となるゲートの種類を特定する。ゲートの種類としては一般専用、ＥＴＣ専用、一般ＥＴＣ兼用がある。そして、通過するゲートの種類が車両に対応した種類のゲートでない場合についてはゲートコストＣ４を以下の式（４）により算出する。尚、ゲートの種類が車両に対応した種類のゲートでない場合とは、ＥＴＣが搭載された車両で一般専用ゲートを通過する場合である。
Ｃ４＝全ゲート数×Ｋ４・・・・（４）
尚、Ｋ４の値は適宜設定可能であるが、例えばＫ１～Ｋ３の合計値である１５０とする。尚、通過するゲートの種類が車両に対応した種類のゲートである場合についてはゲートコストＣ４＝０となる。但し、ＥＴＣが搭載された車両で一般ＥＴＣ兼用ゲートを通過する場合についてはゲートコストＣ４を加算しても良い。上記式（４）によれば、車両に対応する種類のゲートを通過する場合には車両に対応しない種類のゲートを通過する場合よりもゲートコストＣ４が小さくなるので、優先的に推奨される車線移動態様として選択されることとなる。
（Ｅ）先ずＣＰＵ５１は、コストの算出対象となる候補ルートが料金所を通過する場合には、前記Ｓ２２で取得したゲート情報に基づいて料金所手前側の車線とゲートとの対応関係を特定する。具体的には、料金所に設けられた各ゲートと料金所手前側の車線との位置関係に基づいて、料金所手前側の車線に対応するゲート（以下、対応ゲートという）と、料金所手前側の車線に対応しないゲート（以下、非対応ゲートという）とに区分する。例えば図１６に示す料金所７２ではゲートＣとゲートＤは手前側の道路の車線から連続する位置（道なり関係）にあるので対応ゲートとなる。一方で、ゲートＡとゲートＢは料金所で新たに追加された車線の位置にあって、手前側の道路の車線から連続しない位置（道なり関係にない）にあるので非対応ゲートとなる。そして、コストの算出対象となる候補ルートが特に料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの間で行う車線変更が含まれる場合であって、対応ゲートを通過する場合については、後方に他車両が存在する可能性のある車線への車線変更となるので車線変更１回当たりゲートコストＣ５として５を加算する。一方で、非対応ゲートを通過する場合については、後方に他車両が存在する虞のない車線への車線変更となるのでゲートコストＣ５は加算しない。一方、コストの算出対象となる候補ルートが特にゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの間で行う車線変更が含まれる場合については、対応ゲートを通過したか非対応ゲートを通過したかに関わらず後方に他車両が存在する可能性のある車線への車線変更となるので車線変更１回当たりゲートコストＣ５として５を加算する。

そして、候補ルートで通過対象となる全ての料金所に対して算出されたゲートコストＣ４、Ｃ５の合計値をその候補ルートのゲートコストとして算出する。

図１７は図１１及び図１２に示す１２通りの候補ルート１～１２に対して、上記説明に従って算出された『レーンコスト』と『車線変更位置コスト』と『ゲートコスト』の合計値を示した図である。尚、図１７に示す例では、ゲートＡ～Ｄの内、ゲートＡは閉鎖状態であって、ゲートＣが一般専用ゲートであって、ゲートＢとゲートＤがＥＴＣ専用ゲートであるとする。また、自車両はＥＴＣが搭載された車両とする。図１７に示す候補ルート１～１２に対して算出されたコストの合計を比較すると、候補ルート１２のコストの合計が８０１．５で最小となる。従って、前記Ｓ２８においてＣＰＵ５１は、候補ルート１２を車両が移動する際に推奨される車両の車線移動態様として特定することとなる。

次に、Ｓ２９においてＣＰＵ５１は、前記Ｓ２８で選択された候補ルート（以下、推奨ルートという）に従って、車両が車線移動する場合において、特に前記Ｓ２６で車線変更位置が設定された区画を対象として推奨される走行軌道を算出する。尚、前記Ｓ２８で選択された推奨ルートが車線変更を一度も行わないルートである場合にはＳ２９の処理は省略しても良い。

具体的にＣＰＵ５１は、前記Ｓ２６において設定された車線変更位置の地図情報等を用いて走行軌道を算出する。例えば、車両の速度（その道路の制限速度とする）と車線幅から車両が車線変更を行う際に生じる横方向の加速度（横Ｇ）を算出し、横Ｇが自動運転支援に支障が生じることなく、また車両の乗員に不快感を与えない上限値（例えば０．２Ｇ）を超えないことを条件として、クロソイド曲線を用いてできる限り円滑に車線変更開始地点から車線変更終了地点までを結ぶ軌道を算出する。尚、クロソイド曲線は、車両が一定の走行速度で且つステアリングを一定の角速度で回した場合に車両の軌跡が描く曲線である。

その後、Ｓ３０においてＣＰＵ５１は、上記車線変更位置が設定された区画以外について前記Ｓ２５で導出された推奨ルートに沿って走行する為の具体的な走行軌道を生成する。例えば交差点での右左折、車線変更をする際の走行軌道を生成する場合には、車両に生じる横方向の加速度（横Ｇ）を算出し、横Ｇが自動運転支援に支障が生じることなく、また車両の乗員に不快感を与えない上限値（例えば０．２Ｇ）を超えないことを条件として、クロソイド曲線を用いてできる限り円滑に結ぶ軌道を算出する。尚、車線変更を行う区画でもなく交差点内の区画でもない区画については、車線の中央を通過する軌道を車両の走行が推奨される走行軌道とする。そして、前記Ｓ２９で算出された走行軌道と組み合わせることによって、走行予定経路に含まれる道路に対して車両に走行が推奨される走行軌道である静的走行軌道が生成される。

そして、前記Ｓ２９及びＳ３０で生成された静的走行軌道は、自動運転支援に用いる支援情報としてフラッシュメモリ５４等に格納される。その後Ｓ４へと移行し、生成された静的走行軌道に基づく各種運転支援が行われる。

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、車両が走行する走行予定経路を取得し（Ｓ１）、走行予定経路において自車位置より所定距離以上前方にある通過対象となる料金所のゲートの配置に関する情報であるゲート情報を取得し（Ｓ２）、レーン形状を含む地図情報とゲート情報とを用いて、走行予定経路に沿って料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動態様の候補を取得し（Ｓ２５）、更に取得された車線移動態様の候補に対して、車線変更を行う車線変更位置を考慮してコストを算出するとともに算出されたコストを比較して車線移動態様の候補の内から料金所を通過する際に推奨される車両の車線移動態様を選択する（Ｓ２８）ので、料金所の通過に際して推奨される車線変更が行われる車線移動態様を事前に適切に選択することが可能となる。その結果、車両が走行する際に推奨されない車線変更が行われることを防止し、運転支援を適切に実施することを可能とする。
また、推奨される車両の車線移動態様に従って走行予定経路に含まれる道路を走行する際の推奨される走行軌道を生成し（Ｓ３）、生成された走行軌道に基づいて車両の運転支援を行う（Ｓ９、Ｓ１０）ので、車両に対する運転支援を行う場合において、推奨される車線変更が行われる車線移動態様に従って車両を走行させる為の支援を行うことが可能となる。
また、レーン形状を含む地図情報とゲート情報とを用いて、走行予定経路に沿って料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動を示したネットワークであるレーンネットワークを取得し（Ｓ２３）、レーンネットワークに対して車両が移動を開始する開始位置と車両が移動する目標となる目標位置を設定し（Ｓ２４）、レーンネットワークにおいて開始位置と目標位置とを繋ぐルートを車線移動態様の候補として取得する（Ｓ２５）ので、レーンネットワークを用いることによって車両が目的地まで移動する際に選択し得る車線移動態様の候補を適切に取得することが可能となる。
また、レーンネットワークは、走行予定経路を分岐点の位置、車線が増減する位置、料金所手前側の区画線の消失地点、料金所通過後の区画線の再開地点、ゲートの入口、ゲートの出口を夫々境界として区分するとともに、区分された各区画の境界に位置する各車線に対してノードを設定し、設定されたノード間を繋ぐリンクを備えたネットワークであるので、レーンネットワークを用いることによって車両が目的地まで移動する際に選択し得る車線移動態様の候補を適切に取得することが可能となる。
また、車線移動態様の候補の内、料金所又は分岐点の通過の為に行う車線変更を伴う車線移動態様の候補に対して、料金所又は分岐点から所定距離手前側の地点に推奨位置を設定し、推奨位置に対して車線変更位置が離れた位置にある車線移動態様の候補ほど、より高いコストを算出する（Ｓ２８）ので、車線変更が推奨される位置にできる限り近い位置で車線変更を行う車線移動態様の候補を、推奨される車線変更が行われる車線移動態様として適切に選択することが可能となる。
また、車線移動態様の候補の内、料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの間で車線変更を伴う前記車線移動態様の候補について、その車線変更を行う車線変更位置からゲートの入口までの距離が近い程、より高いコストを加算する第１の算出条件と、車線移動態様の候補の内、ゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの間で車線変更を伴う車線移動態様の候補について、その車線変更を行う車線変更位置からゲートの出口までの距離が近い程、より高いコストを加算する第２の算出条件と、があって、料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの距離よりもゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの距離の方が長い場合には、第２の算出条件におけるコスト加算量よりも第１の算出条件におけるコスト加算量が多く、ゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの距離よりも料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの距離の方が長い場合には、第１の算出条件におけるコスト加算量よりも第２の算出条件におけるコスト加算量を多くするので、即ち同じ料金所内で車線変更を行う場合であっても、より広い区間で車線変更を行い、且つゲートの出入り口から遠い位置で車線変更を行う車線移動態様の候補を、推奨される車線変更が行われる車線移動態様として適切に選択することが可能となる。

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、特に高速道路のインターチェンジに設けられた料金所を通過する場合の運転支援について説明したが、高速道路以外の有料道路の出入り口に設けられた料金所や施設の出入り口に設けられた料金所を通過する場合においても適用することが可能である。

また、本実施形態では、前記Ｓ２８において候補ルートに対して『レーンコスト』と『車線変更位置コスト』と『ゲートコスト』の合計をコストとして算出しているが、必ずしもそれらの全てを算出する必要はなく、一部のコストの合計のみを算出して候補ルート間で比較しても良い。

また、本実施形態では、最終的に生成される静的走行軌道は車両が走行する具体的な軌道（座標の集合や線）を特定する情報となっているが、具体的な軌道までは特定せずに車両が走行する対象となる道路及び車線が特定できる程度の情報としても良い。

また、本実施形態では、高精度地図情報１５を用いてレーンネットワークを生成している（Ｓ２３）が、全国の道路を対象としたレーンネットワークを予めＤＢに格納しておき、必要に応じてＤＢから読み出すようにしても良い。

また、本実施形態では、サーバ装置４が有する高精度地図情報には、道路のレーン形状（車線単位の道路形状や曲率、車線幅等）と道路に描かれた区画線（車道中央線、車線境界線、車道外側線、誘導線、導流帯等）に関する情報の両方を含むが、区画線に関する情報のみを含むようにしても良いし、道路のレーン形状に関する情報のみを含むようにしても良い。例えば区画線に関する情報のみを含む場合であっても、区画線に関する情報に基づいて道路のレーン形状に関する情報に相当する情報を推定することが可能である。また、道路のレーン形状に関する情報のみを含む場合であっても、道路のレーン形状に関する情報に基づいて区画線に関する情報に相当する情報を推定することが可能である。また、「区画線に関する情報」は、車線を区画する区画線自体の種類や配置を特定する情報であっても良いし、隣接する車線間で車線変更が可能か否かを特定する情報であっても良いし、車線の形状を直接または間接的に特定する情報であっても良い。

また、本実施形態では、静的走行軌道に動的走行軌道を反映する手段として、静的走行軌道の一部を動的走行軌道に置き換えている（Ｓ７）が、置き換えるのではなく静的走行軌道を動的走行軌道に近づけるように軌道の修正を行っても良い。

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ＥＣＵ４０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支援として説明してきた。しかし、自動運転支援を、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ＥＣＵ４０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。

また、本発明の運転支援は車両の自動運転に係る自動運転支援に限られない。例えば、前記Ｓ３で生成された静的走行軌道や前記Ｓ６で生成された動的走行軌道をナビゲーション画面に表示するとともに、音声や画面等を用いた案内（例えば車線変更の案内、推奨車速の案内等）を行うことによる運転支援も可能である。また、静的走行軌道や動的走行軌道をナビゲーション画面に表示することでユーザの運転操作を支援するようにしてもよい。

また、本実施形態では、自動運転支援プログラム（図４）をナビゲーション装置１が実行する構成としているが、ナビゲーション装置１以外の車載器や車両制御ＥＣＵ４０が実行する構成としても良い。その場合には、車載器や車両制御ＥＣＵ４０は車両の現在位置や地図情報等をナビゲーション装置１やサーバ装置４から取得する構成とする。更に、サーバ装置４が自動運転支援プログラム（図４）のステップの一部または全部を実行するようにしても良い。その場合にはサーバ装置４が本願の運転支援装置に相当する。

また、本発明はナビゲーション装置以外に、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、上述した自動運転支援プログラム（図４参照）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、自動運転支援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。

１…ナビゲーション装置、２…運転支援システム、３…情報配信センタ、４…サーバ装置、５…車両、１５…高精度地図情報、３３…ナビゲーションＥＣＵ、３９…車外カメラ、４０…車両制御ＥＣＵ、５１…ＣＰＵ、５２…ＲＡＭ、５３…ＲＯＭ、５４…フラッシュメモリ、６１…走行予定経路、７１，７３…分岐点、７２…料金所、７５…レーンノード、７６…レーンリンク、７７…車線変更位置

Claims (5)

1. 車両が走行する走行予定経路を取得する走行予定経路取得手段と、
   前記走行予定経路において自車位置より所定距離以上前方にある通過対象となる料金所のゲートの配置に関する情報であるゲート情報を取得するゲート情報取得手段と、
   レーン形状を含む地図情報と前記ゲート情報とを用いて、前記走行予定経路に沿って前記料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動態様の候補を取得する候補取得手段と、
   前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補に対して、車線変更を行う車線変更位置を考慮してコストを算出するコスト算出手段と、
   前記コスト算出手段により算出されたコストを比較して前記車線移動態様の候補の内から前記料金所を通過する際に推奨される車両の車線移動態様を選択する推奨移動態様選択手段と、を有し、
   前記候補取得手段は、
   レーン形状を含む地図情報と前記ゲート情報とを用いて、前記走行予定経路に沿って前記料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動を示したネットワークであるレーンネットワークを取得し、
   前記レーンネットワークに対して車両が移動を開始する開始位置と車両が移動する目標となる目標位置を設定し、
   前記レーンネットワークにおいて前記開始位置と前記目標位置とを繋ぐルートを前記車線移動態様の候補として取得し、
   前記レーンネットワークは、前記走行予定経路を分岐点の位置、車線が増減する位置、料金所手前側の区画線の消失地点、料金所通過後の区画線の再開地点、ゲートの入口、ゲートの出口を夫々境界として区分するとともに、区分された各区画の境界に位置する各車線に対してノードを設定し、設定されたノード間を繋ぐリンクを備えたネットワークである運転支援装置。
2. 前記推奨移動態様選択手段により選択された車線移動態様に従って前記走行予定経路に含まれる道路を走行する際の推奨される走行軌道を生成する走行軌道生成手段と、
   前記走行軌道生成手段によって生成された走行軌道に基づいて車両の運転支援を行う運転支援手段と、を有する請求項１に記載の運転支援装置。
3. 車両が走行する走行予定経路を取得する走行予定経路取得手段と、
   前記走行予定経路において自車位置より所定距離以上前方にある通過対象となる料金所のゲートの配置に関する情報であるゲート情報を取得するゲート情報取得手段と、
   レーン形状を含む地図情報と前記ゲート情報とを用いて、前記走行予定経路に沿って前記料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動態様の候補を取得する候補取得手段と、
   前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補に対して、車線変更を行う車線変更位置を考慮してコストを算出するコスト算出手段と、
   前記コスト算出手段により算出されたコストを比較して前記車線移動態様の候補の内から前記料金所を通過する際に推奨される車両の車線移動態様を選択する推奨移動態様選択手段と、を有し、
   前記コスト算出手段は、
   前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補の内、料金所又は分岐点の通過の為に行う車線変更を伴う前記車線移動態様の候補に対して、前記料金所又は分岐点から所定距離手前側の地点に推奨位置を設定し、
   前記推奨位置に対して前記車線変更位置が離れた位置にある前記車線移動態様の候補ほど、より高いコストを算出する運転支援装置。
4. 車両が走行する走行予定経路を取得する走行予定経路取得手段と、
   前記走行予定経路において自車位置より所定距離以上前方にある通過対象となる料金所のゲートの配置に関する情報であるゲート情報を取得するゲート情報取得手段と、
   レーン形状を含む地図情報と前記ゲート情報とを用いて、前記走行予定経路に沿って前記料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動態様の候補を取得する候補取得手段と、
   前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補に対して、車線変更を行う車線変更位置を考慮してコストを算出するコスト算出手段と、
   前記コスト算出手段により算出されたコストを比較して前記車線移動態様の候補の内から前記料金所を通過する際に推奨される車両の車線移動態様を選択する推奨移動態様選択手段と、を有し、
   前記コスト算出手段は、
   前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補の内、料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの間で車線変更を伴う前記車線移動態様の候補について、その車線変更を行う車線変更位置から前記ゲートの入口までの距離が近い程、より高いコストを加算する第１の算出条件と、
   前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補の内、ゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの間で車線変更を伴う前記車線移動態様の候補について、その車線変更を行う車線変更位置から前記ゲートの出口までの距離が近い程、より高いコストを加算する第２の算出条件と、があって、
   料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの距離よりもゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの距離の方が長い場合には、前記第２の算出条件におけるコスト加算量よりも前記第１の算出条件におけるコスト加算量が多く、
   ゲートの出口から料金所通過後の区画線の再開地点までの距離よりも料金所手前側の区画線の消失地点からゲートの入口までの距離の方が長い場合には、前記第１の算出条件におけるコスト加算量よりも前記第２の算出条件におけるコスト加算量が多い、運転支援装置。
5. コンピュータを、
   車両が走行する走行予定経路を取得する走行予定経路取得手段と、
   前記走行予定経路において自車位置より所定距離以上前方にある通過対象となる料金所のゲートの配置に関する情報であるゲート情報を取得するゲート情報取得手段と、
   レーン形状を含む地図情報と前記ゲート情報とを用いて、前記走行予定経路に沿って前記料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動態様の候補を取得する候補取得手段と、
   前記候補取得手段により取得された前記車線移動態様の候補に対して、車線変更を行う車線変更位置を考慮してコストを算出するコスト算出手段と、
   前記コスト算出手段により算出されたコストを比較して前記車線移動態様の候補の内から前記料金所を通過する際に推奨される車両の車線移動態様を選択する推奨移動態様選択手段と、して機能させる為のコンピュータプログラムであって、
   前記候補取得手段は、
   レーン形状を含む地図情報と前記ゲート情報とを用いて、前記走行予定経路に沿って前記料金所を車両が通過する際に選択し得る車線移動を示したネットワークであるレーンネットワークを取得し、
   前記レーンネットワークに対して車両が移動を開始する開始位置と車両が移動する目標となる目標位置を設定し、
   前記レーンネットワークにおいて前記開始位置と前記目標位置とを繋ぐルートを前記車線移動態様の候補として取得し、
   前記レーンネットワークは、前記走行予定経路を分岐点の位置、車線が増減する位置、料金所手前側の区画線の消失地点、料金所通過後の区画線の再開地点、ゲートの入口、ゲートの出口を夫々境界として区分するとともに、区分された各区画の境界に位置する各車線に対してノードを設定し、設定されたノード間を繋ぐリンクを備えたネットワークであるコンピュータプログラム。