JP3818949B2

JP3818949B2 - Map matching method and apparatus

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Publication number: JP3818949B2
Application number: JP2002288149A
Authority: JP
Inventors: 晋哉足立
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP2004125537A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マップマッチングの方法と、それを実施する装置及びコンピュータプログラムに関し、特に、高速でのマップマッチングを可能にするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カーナビゲーション装置は、例えば、下記特許文献１に記載されているように、地図データを保持し、走行車両の地図データ上の位置を特定するために、例えば１秒間隔でマップマッチングを実施している。この地図データには、道幅３．３ｍ以上の道路の全てが含まれている。この中から、自車位置周辺の限られたエリア（通常、数百ｍ四方程度）の地図データを対象としてマップマッチングを行い、自車位置に相当する地図上の地点を求めている。
【０００３】
マップマッチングには、いくつかの方法が知られている。例えば、マクロマップマッチングのアルゴリズムは次のようなものである。
▲１▼図３５（ａ）に示すように、ＧＰＳ受信機で求めた車両位置を、形状ベクトル上に作成した点であるＷＰ（ウエイポイント）として、ＷＰの周辺のリンクを探索し、１番目のＷＰ１を中心とするＡメートル（２５０ｍ程度）四方の中で車両の進行方位との差が±Ｂ°（例えば４５°程度）以内の方位を持つリンクを検出し、このリンクを候補点（×印）に設定する。候補点のリンク数（ｎ）は５〜８個程度とする。図３５（ｂ）では、ＷＰ１の候補点を１−１、１−２、１−３としている。
▲２▼図３５（ｂ）に示すように、次のＷＰ２を中心とするＡメートル四方の中で車両の進行方位との差が±Ｂ°以内の方位を持つリンクを検出し、ｎ個のリンクを候補点（２−１、２−２、２−３）として設定する。
▲３▼この処理を最後のＷＰに達するまで繰り返す。
▲４▼各々の候補点間を道路リンクに沿って接続し、形状パターンを作成する。候補点間が道路に沿って接続しないケース（例えば、ＷＰ３の候補点３−３、３−２は、次のＷＰ４の候補点と道路に沿って接続することができない）では、形状パターンを作成しない。
▲５▼各々の形状パターンと、ＷＰ１、ＷＰ２、‥の形状とを比較し、最も似通った形状パターン、即ち、距離が近く、標準偏差等によって評価したＷＰ１、ＷＰ２、‥の形状とのばらつきが小さいものを一つ選出する。
この▲４▼で得られる形状パターンは、ＷＰの数がＭ個で、各ＷＰ当たりの候補点が平均Ｎ個得られたとするとＮＭ個の組み合わせとなり、通常、数千〜数万の数となる。
【０００４】
ところで、本発明の発明者は、マップマッチングを使用した交通情報伝達方式を提案している（特願２００２−８９０６９号）。この方式では、道路に沿って変化する交通情報の状態量（旅行時間や渋滞度など）を、道路を表す形状ベクトルの基準ノードからの距離の関数で表し、この交通情報のデータと道路形状を示す形状ベクトルのデータとをユーザ端末に提供する。ユーザ端末は、形状ベクトルデータを用いてマップマッチングを行い交通情報の対象道路を特定し、交通情報のデータから、この道路における交通情報を再現する。
【０００５】
図３６（ｂ）は、この方式で伝達される交通情報のデータを示し、図３６（ａ）は、この交通情報データと共に伝達される道路の形状ベクトルデータを示している。また、これらのデータは符号化してデータ量を圧縮することもできる。図３７（ａ）、（ｂ）は、符号化した形状ベクトルデータ及び交通情報データを示している。これらを受信したユーザ端末は、形状ベクトルデータ及び交通情報データを復号化した後、同じように、形状ベクトルデータに含まれる各ノードをＷＰとするマップマッチングで交通情報の対象道路を特定し、交通情報データから対象道路における交通情報を再現する。
【０００６】
これまでの交通情報では、ノードやリンクに統一的な番号を付与し、その番号で対象道路を特定しているが、この場合には、道路の新設や経路変更に伴い、ノード番号やリンク番号の更新が必要であり、道路の新設や経路変更は将来的に止むことが無いから、統一番号を使用する方法は大きなメンテナンス負担を余儀なくされる。これに対して、この交通情報伝達方式では、マップマッチングで道路位置を特定しているため、ノードやリンクに統一番号を付ける必要がなく、負担の軽減を図ることができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２６０４９９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この交通情報伝達方式では、受信側装置（デコーダ：ナビゲーション装置等）が交通情報に含まれる広範囲（例えば東京都区内全体、あるいは１０ｋｍ四方など）で長い区間を対象とするマップマッチングを行う必要がある。
マップマッチングの処理においても、前述する車両位置特定のために用いているＷＰを使用した場合には、ＷＰの周辺に沢山の候補点ができたときに、候補点の検索処理（前記マクロマップマッチングの▲１▼、▲２▼の処理）に多くの時間が掛かる。この時間はＷＰの数に比例して増加する。また、各候補点間の組み合わせは、候補点の数及びＷＰの数に応じて指数的に増加し、形状パターンの作成処理（前記▲４▼の処理）及び比較処理（前記▲５▼の処理）に多大の時間が掛かることになる。
そのため、マップマッチングの処理時間を短くすることが課題となる。
【０００９】
また、各地を走行する車両（プローブ）の走行データをセンターで収集して交通情報の作成に活用するプローブ収集システムでは、多数のプローブから、走行軌跡を示す位置データが１つのセンターに集まり、センターは、この位置データからマップマッチングで各プローブが走行している道路を特定する。そのため、多数のプローブからのデータを迅速に処理できるようにマップマッチングの高速化が求められる。
【００１０】
本発明は、こうした課題を解決するものであり、高速での処理が可能なマップマッチング方法を提供し、また、それを実現する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している。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明の受信装置は、対象道路の形状を表す形状ベクトルを含むデータを受信するデータ受信部と、マップマッチングの対象道路に該当する頻度に応じて優先順位が設定された道路網データと、当該道路網データを用いて前記形状ベクトルのマッチングを行い、前記対象道路を特定するマップマッチング部と、を備え、前記マップマッチング部は、前記対象道路の形状ベクトルとマッチングを取る道路網データを前記優先順位に基づいて設定し、前記対象道路の形状ベクトルとマッチングする候補道路が、前記設定された道路網データから特定できないとき、前記優先順位に従って再設定された道路網データを用いてマッチングを行い、前記対象道路を決定するようにしている。
【００１２】
また、異なる重みが付されている道路網の集合から成る一枚の地図の道路網データを用いて、始めに、重みが大きい道路網と、前記対象道路の形状を表す形状ベクトルとのマッチングを取ることにより候補道路を特定し、前記重みが大きい道路網から前記形状ベクトルとマッチングする候補道路が特定できないときに、前記重みが大きい道路網に重みがより小さい道路網を加えた道路網と前記形状ベクトルとのマッチングを取ることにより、前記対象道路を決定するようにしている。
【００１３】
また、複数の階層に階層化され、上位の階層の道路網がそれより下位の階層の道路網から抽出された道路網で成り立つ道路網データを用いて、始めに最上位の階層の道路網と、対象道路の形状を表す形状ベクトルとのマッチングを取り、最上位の階層の道路網では形状ベクトルとマッチングする候補道路が得られないときに、他の階層の道路網と形状ベクトルとのマッチングを取ることにより、対象道路を特定するようにしている。
こうした構成により、多くの場合、優先順位の高い道路、あるいは、重みが大きい道路、あるいは、最上位の階層の道路網を用いたマップマッチングで対象道路を特定することが可能になり、マップマッチングの高速化が可能になる。
【００１４】
また、本発明は、対象道路の形状を表す形状ベクトルを含むデータを受信する手順と、マッチングの対象道路に該当する頻度に応じて優先順位が設定された道路網データを用いて、前記対象道路の形状ベクトルとマッチングを取る道路網データを、前記優先順位に基づいて設定する手順と、前記対象道路の形状ベクトルとマッチングする候補道路が、前記設定された道路網データから特定できないとき、前記優先順位に従って再設定された道路網データを用いてマッチングを行い、前記対象道路を決定する手順と、を道路情報の受信装置のコンピュータに実行させるプログラムを提供する。
こうした構成により、受信情報に含まれる対象道路をマップマッチングで迅速に特定することができる。
【００１５】
また、本発明は、対象道路の形状を表す形状ベクトルを含むデータを受信する手順と、異なる重みが付されている道路網の集合から成る一枚の地図の道路網データを用いて、重みが大きい道路網と、前記対象道路の形状を表す形状ベクトルとのマッチングを取ることにより候補道路を特定する手順と、前記重みが大きい道路網から前記形状ベクトルとマッチングする候補道路が特定できないときに、前記重みが大きい道路網に重みがより小さい道路網を加えた道路網と前記形状ベクトルとのマッチングを取ることにより、前記対象道路を決定する手順と、を道路情報の受信装置のコンピュータに実行させるプログラムを提供する。
こうした構成により、受信側装置では、事象情報提供装置から配信された対象道路を道路網データに適した重みの道路網を用いてマップマッチングを行うことにより、事象情報の対象道路を迅速且つ正確に特定することができる。
【００１６】
また、本発明は、対象道路の形状を表す形状ベクトルを含むデータを受信する手順と、複数の階層に階層化され、上位の階層の道路網がそれより下位の階層の道路網から抽出された道路網で成り立つ道路網データを用いて、上位の階層の道路網と、対象道路の形状を表す形状ベクトルとのマッチングを取ることにより候補道路を特定する手順と、前記上位の階層の道路網から前記形状ベクトルとマッチングする候補道路が特定できないときに、より下位の階層の道路網と前記形状ベクトルとのマッチングを取ることにより、前記対象道路を特定する手順と、を道路情報の受信装置のコンピュータに実行させるプログラムを提供する。
こうした構成により、事象情報を受信した受信側装置では、上位の階層の道路網を用いたマッチングで候補道路が特定されないとき、より低い階層の道路網を用いてマッチングを行うことにより、事象情報の対象道路を迅速且つ正確に特定することができる。
【００１７】
また、本発明のコンピュータプログラムでは、コンピュータに、複数の階層に階層化され、上位の階層の道路網がそれより下位の階層の道路網から抽出された道路網で成り立つ道路網データを用いて、始めに最上位の階層の道路網と、対象道路の形状を表す形状ベクトルとのマッチングを取り、最上位の階層の道路網では形状ベクトルとマッチングする候補道路が得られないときに、他の階層の道路網と形状ベクトルとのマッチングを取ることにより、対象道路の候補道路を得る手順と、形状ベクトルとマッチングする候補道路が得られたとき、候補道路を得た道路網の階層より低い階層の道路網に候補道路と並走する類似形状の並走類似形状道路が存在しないかを判定する手順と、並走類似形状道路が存在するときに、形状ベクトルの形状と候補道路の形状と並走類似形状道路の形状とを比較して、候補道路の採用の是非を判定する手順と、候補道路の採用が是と判定できないとき、候補道路を得た道路網の階層より低い階層の道路網を用いて形状ベクトルとのマッチングを取り直す手順とを実行させる。
こうした構成により、マップマッチングで対象道路を迅速且つ正確に特定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態では、本発明のマップマッチング方法の基本概念について説明する。
マップマッチングを実施する受信側装置は、図１に示すようなデジタル地図データを保持している。この地図データには、ヘッダで規定された区画内のノード及びリンクの情報が記述され、ノード情報には、ノード数、各ノードのノード番号、各ノードのノード属性情報、各ノードの緯度経度、及び各ノードに接続する接続ノードと接続リンクとの情報が含まれ、また、リンク情報には、リンク数、リンク番号、リンクの道路種別等を表す属性情報、リンクの形状を規定する補間点の数、及び各補間点の緯度経度の情報が含まれている。
なお、ノード番号、リンク番号及び補間点は、この地図データの制作者が独自に設定したものであり、他の制作者によって制作された地図データとの間では共通性が無い。
【００１９】
受信側装置は、この地図データから、マップマッチング用の階層構造の道路ネットワークデータを作成する。
図２は、この階層構造の道路ネットワークデータの概念を示している。ここでは、３層の階層構造の例を示している。また、図３は、各階層の道路ネットワークデータの例を示している。図２（ｃ）は、階層構造の最下位層の道路ネットワークデータであり、これには全道路網のデータが含まれる。この最下位層の道路ネットワークデータの例を図３（ｃ）に示している。これは図１と同様の地図データである。図２（ｂ）は、道幅が５．５ｍ以上の道路のみを含む中位層の道路ネットワークデータであり、この道路ネットワークデータを図３（ｂ）に示している。図２（ａ）は、主要地方道以上の幹線道路のみを含む最上位層の道路ネットワークデータであり、この道路ネットワークデータを図３（ａ）に示している。
【００２０】
上位層、中位層及び下位層の道路ネットワークデータのデータフォーマットは同じである。ただ、ノード数、リンク数及び補間点数が、上位層になるほど多く間引かれる。ノード番号は、最下位層で付番した番号が、上位の層の該当ノードの番号としてそのまま使用される。リンク番号は、全層にわたって重複しないように、各層のリンクにユニークな番号を付与することが好ましい。
なお、ここでは３層の階層構造について示したが、階層の数は３以外であっても良い。
【００２１】
図６は、この階層構造の道路ネットワークデータを保持する受信側装置１０と、受信側装置１０に交通情報と道路形状の形状ベクトルデータとを提供する送信側装置３０との構成を示している。
送信側装置３０は、交通情報等の事象情報を蓄積するデータベース３６と、デジタル地図Ａのデータベース３５と、データベース３５、３６のデータを用いて対象道路を形状ベクトルデータで表した事象情報を生成する形状ベクトルデータ表現情報生成部３４と、誤マッチングの防止や相対距離を補正するために特徴的なノード位置で交差道路の形状の一部を形状ベクトルデータに付加する特徴ノード抽出・形状ベクトル変形部３３と、生成された形状ベクトルデータ及び事象情報データを蓄積する形状ベクトル表現事象情報データベース３２と、これらのデータを送信するデータ送信部３１とを備えている。データ送信部３１からは図３６または図３７に示すデータが送信される。
【００２２】
一方、受信側装置１０は、データを受信するデータ受信部１１と、受信データを蓄積する形状ベクトル表現事象情報データベース１２と、階層構造の道路ネットワークデータ１３を用いてマップマッチングで対象道路を特定するマップマッチング部１４と、デジタル地図Ｂのデータベース１６と、事象情報を表示したり活用する表示部／事象情報活用部１５とを備えている。
なお、マップマッチング部１４は、この受信側装置１０のコンピュータに、コンピュータプログラムで規定した処理を行わせることにより実現できる。
【００２３】
階層構造の道路ネットワークデータ１３は、データベース１６のデジタル地図Ｂを用いて予め生成される（この生成手順については後述する）。また、受信側装置１０のデータベース１６で保持されたデジタル地図Ｂの制作者と、送信側装置３０のデータベース３５で保持されたデジタル地図Ａの制作者とは異なっている。
また、表示部／事象情報活用部１５は、対象道路の交通情報を用いて、地図上に渋滞箇所を表示したり、渋滞を考慮した経路探索等を行う。
【００２４】
図５のフローチャートは、この階層構造の道路ネットワークデータ１３を保持する受信側装置１０が、送信側装置３０から対象道路の形状ベクトルデータを受信したときのマップマッチングの処理手順を示している。
受信側装置１０は、対象道路の形状ベクトルデータを受信すると、可能な限り上位の層の道路ネットワークデータを用い、形状ベクトルデータに含まれるノードをＷＰとしてマップマッチングを行う（ステップ１）。その具体的手順については後述する。マップマッチングの処理自体は、マクロマップマッチングなど、従来から知られている方法を使用する。
上位の層程、道路ネットワークが疎であるため、ＷＰ周辺の候補点が少なく、マップマッチングの処理を高速化できる。
【００２５】
一方、交通情報の対象路線は、通常、高速道路、国道、主要地方道であり（但し、都市部では重要な一般都道府県道や市道の一部の交通情報も提供される）、上位層の道路ネットワークデータを用いたマップマッチングで対象道路が特定できる確率は極めて高い。
もしも、上位層の道路ネットワークデータで道路の特定ができない場合（例えば候補点が設定できなない場合）には、下位の道路ネットワークを用いてマップマッチングをやり直す。
また、上位層の道路ネットワークデータを用いたマップマッチングで対象道路が特定できた場合でも、並走する道路が存在する場合には、誤マッチングの可能性がある。
【００２６】
例えば、図４において、太実線及び太鎖線が主要地方道であり、点線が都道府県道であり、前記線間に存在する道路が５．５ｍ未満の生活道路であるとすると、最上位層の道路ネットワークデータには太実線及び太鎖線のみが含まれ、点線は、中位層及び最下位層の道路ネットワークデータに含まれ、生活道路は最下位層の道路ネットワークデータにのみ含まれる。
この最上位層の道路ネットワークデータを用いたマップマッチングで太鎖線が特定できた場合、中位層及び最下位層の道路ネットワークデータを用いてマップマッチングを行ったとしても、太鎖線に代わる道路は特定されない。
【００２７】
しかし、最上位層の道路ネットワークデータを用いたマップマッチングで太実線が特定できた場合では、中位層の道路ネットワークデータを用いてマップマッチングを行うと点線が特定され、また、最下位層の道路ネットワークデータを用いてマップマッチングを行うと、太実線や点線と並走する生活道路が特定される可能性がある。つまり、最上位層の道路ネットワークデータを用いたマップマッチングで特定された太実線を対象道路と決めつけることは誤マッチングの可能性がある。
【００２８】
そこで、特定した道路の周辺に誤マッチングしそうな道路が下位の道路ネットワークデータに存在するか否かを判定する（ステップ２）。この判定の具体的手順については後述する。
誤マッチングしそうな道路が存在しない場合には、上位層の道路ネットワークデータを用いて特定した道路を対象道路と決定する（ステップ６）。
また、特定した道路の周辺に誤マッチングしそうな道路が存在する場合には、特定した道路が対象道路として正しいか否かを調べるために形状ベクトルデータとの形状比較を行う（ステップ４）。この形状比較の具体的方法については後述する。
【００２９】
この形状比較の結果に基づいて、上位層の道路ネットワークデータで特定した道路が対象道路として正しいか否かを判定し（ステップ５）、正しければ、特定した道路を対象道路として決定する（ステップ６）。また、対象道路として正しいと判定できないときは、下位の道路ネットワークデータを用いてマップマッチングをやり直す（ステップ７）。
【００３０】
このように、上位層の道路ネットワークデータでマップマッチングを実施した後に下位層の道路ネットワークデータを用いてマップマッチングをやり直すことは、上位層での処理が無駄になり、始めから下位層で処理する場合よりも処理効率が落ちることになる。しかし、上位層でマッチングに成功し、且つ、誤マッチングの可能性がある並走路が存在しない場合には、処理が一瞬で終わる。そのため、数十〜数百のマップマッチング処理のトータル性能では、図５の手順に従って上位層の道路ネットワークデータのマップマッチングから始める方が勝ることになる。
【００３１】
図７は、図５のステップ１の処理手順、即ち、可能な限り上位の層でマップマッチングを行うための処理手順、の一例を示している。
マップマッチングに使用する道路ネットワークデータの階層を最上位（層番号＝１）に設定し（ステップ１０）、対象道路の形状ベクトルデータのノードをＷＰとしてマップマッチングを実施する（ステップ１１）。
【００３２】
選択した形状パターンの候補点とＷＰとの距離誤差や方位誤差から評価値を算出する（ステップ１２）。評価値は、例えば、次式から算出する。
評価値 φ＝｛Σ（α・Lj＋β|θj−θj’|）｝／Ｓ
ここで、ＬjはＷＰ（ｊ）と候補点（ｊ）との間の距離、θjはＷＰ（ｊ）の絶対角度、θj’は候補点（ｊ）の絶対角度、Ｓは形状パターンの距離、α、βは係数である。
候補点の設定に成功し、且つ、候補点の評価値が規定値以内であるか否かを判定する（ステップ１３）。候補点の評価値が規定値以内であるときは、選択した形状パターンにより対象道路を特定する（ステップ１４）。
【００３３】
また、ステップ１３において、候補点の設定に成功しなかったり、候補点の評価値が規定値を超えるときは、使用した道路ネットワークデータの階層が最下位層であるか否かを識別し（ステップ１６）、最下位層であるときは、マップマッチングに失敗したものとして処理を終了する（ステップ１７）。
また、ステップ１６において、使用した道路ネットワークデータの階層が最下位層でないときは、層番号を１つ下げた道路ネットワークデータを用いて（ステップ１５）、ステップ１１からの手順を繰り返す。
こうした手順により、可能な限り上位の層でマップマッチングを行うことが可能になる。
【００３４】
次に、図５のステップ２の判定処理について説明する。
上位層で特定した対象道路の周辺に誤マッチングしそうな道路が下位の道路ネットワークデータに存在するか否かを判定できるようにするため、上位階層の道路ネットワークデータに、リンク情報として、並走する道路の有無を示す属性情報（並走類似形状属性）を予め追加する。ここで云う並走する道路とは、角度差が所定角度以内の類似形状道路である。一般的には、上位層の該当道路上に設定した複数のＷＰと、前記ＷＰに対応する隣接道路上の近接点との距離、方位差、及び、近接点間の接続性、道なり距離のいずれか一つ以上を用いて並走類似形状属性の情報を生成することができる。詳しくは、次のように求める。
【００３５】
上位層のリンクの各々に並走類似形状道路が存在するか否かを評価するため、▲１▼図８に示すように、上位層のリンクに沿って、ＷＰ(Pj)を適当に（補間点間の中点や、固定長単位に）設定する。
▲２▼各ＷＰ(Pj)から下位層に含まれるｎ個の周辺道路上に垂線を降ろして、各周辺道路上に候補位置Pnj’を設定し、各周辺道路に対する評価値を次式によって算出する。
評価値 φ＝｛Σ（α・Lnj＋β|θj−θnj’|）｝／Ｓ
ここで、Ｌnjは、ＷＰ（Pj）と候補位置（Pnj'）との間の距離、θjはＷＰ（Pj）の絶対角度、θj’は候補位置（Pnj'）の絶対角度、Ｓはリンク長、α、βは係数である。
上位層のリンクに対して並走類似形状道路が存在すると評価するためには、周辺道路に対するこの評価値が一定値以下であることを必要条件とする。
▲３▼上位層のリンクに対して並走類似形状道路が存在すると評価するためには、周辺道路上の候補位置（Pnj-1’）と候補位置（Pnj’）とが、全てのｊに関して、接続していることを必要条件とする。図９に示すように、上位層のリンクに対応する周辺道路の一部が切れている場合には、誤マッチングは生じないので、並走類似形状道路の対象から外す。
▲４▼上位層のリンクに対して並走類似形状道路が存在すると評価するためには、周辺道路上の全てのｊに関して、候補位置（Pnj-1’）と候補位置（Pnj’）との間の最短経路の偏角絶対値累積値が一定値以下であり、且つ、２点間の道なり距離がＷＰ(Pj-1)〜ＷＰ(Pj）と概ね同じであること、または、Lnjのばらつきが一定値以下あることを必要条件とする。
【００３６】
この▲２▼▲３▼▲４▼の条件をＡＮＤ条件とし、全てを満たす場合に上位層のリンクに対して並走類似形状道路が存在するものとする。
道路ネットワークデータには、図１０（ａ）に示すように、各リンクの属性情報として、リンクの並走類似形状属性を加え、図１０（ｂ）に示すように、並走類似形状道路の存在の有無（在り／一部区間在り／無し）を記述する。
【００３７】
また、並走類似形状属性には、この並走類似形状道路が隣接する上下流のリンクの並走類似形状道路と交差点で接続しているか否かの情報“上下流側交差点での接続（有り／無し）”を加える。この情報から、上位層のリンクの各々に対して存在する並走類似形状道路が互いに接続しているか否かを知ることができ、並走類似形状道路同士が接続していなければ、誤マッチングの虞れは無いものと判断することができる。例えば図１１に示すように、自リンク（ｑj）の下流側の隣接リンク（ｑj+1）に対応する類似形状リンク（ｑj+1’）と、自リンク（ｑj）の類似形状リンク（ｑj’）とが交差点で接続していない場合には、上位層道路と下位層の並走類似形状道路とを誤マッチングする虞れは無い。
【００３８】
道路ネットワークデータに、このようなリンクの並走類似形状属性を予め加えることにより、図５のステップ２の処理は、次のように行うことができる。
即ち、ステップ１で対象道路を特定するために用いた道路ネットワークデータから、特定した道路区間を構成する各リンクの並走類似形状属性を参照する。
そして、この道路区間の一部以上の区間で並走類似形状が存在し、かつ、交差点部の接続も存在する場合には、「下位層で近隣に類似形状道路が存在する可能性がある」と判定し、それ以外は「なし」と判定する。
【００３９】
なお、この判定では、誤マッチングの発生割合や前記▲２▼で求めた評価値φを考慮するようにしても良い。
また、並走類似形状道路の存在を評価するための評価値φは、他の式から求めることもできる。
また、並走類似形状道路の存在の評価に当たっては、パターンマッチングのアルゴリズムを応用することもできる。
【００４０】
次に、図５のステップ４での形状比較の一例について説明する。
この形状比較を容易にするため、道路ネットワークデータに加えたリンクの並走類似形状属性に、当該リンクの形状及び並走類似形状道路の形状を現す代表的な値“形状代表値”を含める。
この形状代表値としては、次のような値を用いる。
・「偏角累積値」：図８に示すように、上位層のリンク上に等距離に配置したＷＰ(Pj)（ｊ＝１〜Ｎ）に対応する並走類似形状道路上の位置をPj’（ｊ＝１〜Ｎ）とするとき、リンクの偏角累積値はＷＰ(Pj)（ｊ＝１〜Ｎ）での偏角を加算して求め、並走類似形状道路の偏角累積値は位置Pj’（ｊ＝１〜Ｎ）での偏角を加算して求める。
・「偏角絶対値累積値」：リンクの偏角絶対値累積値はＷＰ(Pj)（ｊ＝１〜Ｎ）での偏角絶対値を加算して求め、並走類似形状道路の偏角絶対値累積値は位置Pj’（ｊ＝１〜Ｎ）での偏角絶対値を加算して求める。
・「上位層の該当道路（並走道路）とのばらつき」：ＷＰ(Pj)と位置Pj’との距離Ｌj（ｊ＝１〜Ｎ）の標準偏差によって表す。
この他、周波数スペクトル等を用いることも可能である。
【００４１】
図１２には、並走類似形状属性に、リンクの偏角累積値、リンクの偏角絶対値累積値、並走類似形状の本数の情報を加え、さらに、各並走類似形状道路について、類似形状評価値（▲２▼の評価値φ）、階層、道路属性、その並走類似形状がリンクの一部または全体のいずれに存在しているかを示す全体／一部識別、偏角累積値、偏角絶対値累積値、リンクとのばらつき（標準偏差）、上流側交差点での接続の有無、接続部の偏角絶対値累積値（最小値）を加えた道路ネットワークデータを示している。
【００４２】
図１３には、この道路ネットワークデータを用いて、図５のステップ４及びステップ７の処理を行う場合の詳細手順を示している。
ステップ１で対象道路を特定するために用いた道路ネットワークデータから、特定した道路区間を構成する各リンクの並走類似形状属性を参照し、並走類似形状道路が、特定した道路区間の一部または全区間で存在する場合には、形状ベクトルの形状代表値を算出する（ステップ４１）。
次いで、道路ネットワークデータから、マップマッチングで特定した道路区間の形状代表値と、リンク道路属性情報に含まれる道路種別とを読み出し、また、道路ネットワークデータから並走類似形状道路の形状代表値と道路種別とを読み出し、これらと形状ベクトルの形状代表値及び道路種別とを比較する（ステップ４２）。
【００４３】
この比較で、形状ベクトルの道路種別が、マップマッチングで特定した道路区間の道路種別と一致し、並走類似形状道路の道路種別と異なるときは、誤マッチングの可能性は無いと評価する（ステップ５）。また、道路種別だけで評価できなければ、形状代表値を比較し、マップマッチングで特定した道路区間の方が、並走類似形状道路に比べて、形状ベクトルとの形状差異が少ない場合には、誤マッチングの可能性は無いと評価する（ステップ５）。
【００４４】
また、形状ベクトルの道路種別が、マップマッチングで特定した道路区間の道路種別と一致しない場合、あるいは、道路種別は共に形状ベクトルの道路種別と一致するが、並走類似形状道路の方が形状ベクトルとの形状差異が少ない場合には、誤マッチングの可能性ありと判断し、その道路種別及び形状代表値から、該当する並走類似形状道路が存在する最も上位の層を判定し、それを選択する。その並走類似形状道路の存在する層が不明であるときは、最下位層を選択する（ステップ７１）。
選択した層の道路ネットワークデータを用いて、形状ベクトルのマップマッチングをやり直し（ステップ７２）、対象道路を特定する（ステップ７３）。
【００４５】
このように、この方法では、「もし誤マッチングを起こすとすれば、どの階層の道路であるか」を直接特定できるため、処理時間が掛かる最下位層を必ずしも使わなくても、直接特定した階層の道路ネットワークデータを用いて再度マッチングを行うことが可能になり、再計算を効率化できる。
【００４６】
例えば、図１４の例で、形状ベクトルを▲１▼、マップマッチングで特定した上位層の路線区間を▲２▼、下位層に存在する並走類似形状道路を▲３▼とするとき、▲１▼▲２▼▲３▼の偏角累積値及び偏角絶対値累積値、並びに、▲１▼と▲２▼との形状のばらつき及び▲１▼と▲３▼との形状のばらつきを計算すると、次のようになる。
・偏角累積値 ▲１▼≒▲２▼≒▲３▼≒０°
・偏角絶対値累積値１８０°≒▲１▼≒▲３▼≠▲２▼≒０°
・▲１▼と▲２▼との形状のばらつき≒▲１▼と▲３▼との形状のばらつき
これらの値を比較するだけで、３層目に誤マッチングしそうな道路があることが分かる。
【００４７】
なお、ステップ４１における形状ベクトルの形状代表値の算出は、送信側装置で、形状ベクトルの圧縮時に等距離リサンプルし、偏角を可変長符号化している場合に、受信側装置で、受信データから偏角累積値及び偏角絶対値の累積値を算出することは簡単にできる。
【００４８】
また、一部区間で並走類似形状道路が存在する場合は、図１５に示すような形態を取ることになるが、この場合に、並走類似形状道路は、必ずどこかの交差点で該当道路に合流している筈である。つまり、並走類似形状道路は、どこかで曲がっている筈である。従って、ステップ４２において、形状を詳しく調べ、形状ベクトルの形状が、並走類似形状道路のような曲がりを有しておらず、幹線道路形状に近いと判定できれば、殆どのケースで、下位層の道路ネットワークデータによる再マップマッチングは不要になる。
【００４９】
一方、全区間で並走類似形状道路が存在する場合は、殆どのケースで、形状のみから形状ベクトルが幹線道路であると確定することは難しく、下位層の道路ネットワークデータによる再マップマッチングが必要になる。
そのため、送信側装置が、交通情報の対象道路を特定する際に工夫を凝らし、並走類似形状道路が存在する場合に、その並走類似形状道路が「一部区間で並走路あり」となるように対象道路区間を選出すれば、殆どの場合、受信側装置では、ステップ４２の処理に基づいて誤マッチングの可能性を否定でき、下位層での再度マップマッチングが不要になる。
【００５０】
また、その他、上流に向かう道路と下流に向かう道路とが併設されていることが判別できる場合は、片側の道路についてのみマップマッチングを行い、他方の側のマップマッチングを省略することで、処理を効率化することができる。
このように、このマップマッチング方法では、対象道路を高速且つ正確に特定することができる。特に、交通情報の対象道路のように、道路網の中で対象となる道路に偏りが見られる場合に大きな効果を発揮する。
【００５１】
また、プローブ収集システムのプローブ（走行車両）から送られて来る走行軌跡に関しても、「幹線道路は交通量が多い。交通量が多ければ、アップリンク頻度も多い」と云う関係から、道路網の中で対象となる道路に偏りがあり、そのため、このマップマッチング方法を適用して大きな効果を得ることができる。
【００５２】
また、図１０（ａ）あるいは図１２などに示すように、ヘッダ情報中に含まれる階層番号情報に、使用者により選出される頻度や、統計的情報（例えば、季節、年月日、時間、天候により渋滞あるいは凍結が発生する頻度）を加え、この情報を用いて、特定対象となり得る確率の変更を予想し、さらなるマップマッチング処理時間の短縮を図るようにしても良い。
【００５３】
この場合、予想した道路ネットワークが選択されない場合は、通常の図１０（ａ）に示すヘッダ情報中の階層情報によりマップマッチングを行う。
階層化道路網の各階層の道路は、次のような道路属性に基づいて決定してもよい。
・道路種別：高速道路／国道／主要地方道／都道府県道／市道／細街路
・道路番号：各道路種別内でふられた番号国道２４６→２４６、県道４０７号→４０７
・道路通行料の有無：有料道路か否かの識別
・道路形態：本線／側道／連絡路（ＩＣ部等）／ロータリー等、道路の機能を表す
・交通情報提供対象路線：あらかじめ提供対象と分かっている路線、ＶＩＣＳリンク対象道路
【００５４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、図５のステップ１の処理、即ち、可能な限り上位の層でマップマッチングを行うための処理の改善について説明する。
階層構造の道路ネットワークデータは、あくまで受信側装置が保持する地図データの都合で分類し、作成したものであるため、この階層構造の上位層にどの道路区間が含まれ、下位層にどの道路区間が含まれるかは、通常、送信側装置には分からない。そのため、送信側装置から送られる１つの形状ベクトルの中には、上位層の道路区間と下位層の道路区間とが混在している可能性がある。
【００５５】
この場合、受信側装置は、例えば、上位層の道路ネットワークデータを用いてマップマッチングを開始し、途中まで順調に候補点をヒットしても、下位層の道路区間の形状ベクトルが現れた時点で、候補点が得られなくなり、下位層の道路ネットワークデータを用いて最初からマップマッチングをやり直すことになる。特に、この問題は、送信側装置３０の特徴ノード抽出・形状ベクトル変形部３３（図６）が、誤マッチングを防ぐためや相対距離を補正するために、「ヒゲ」と称する、交差道路の形状の一部を形状ベクトルデータに付加する場合に顕著となる。
【００５６】
この模様を図１６に示している。送信側装置は、Ｐａ→Ｐｂの形状ベクトルデータを送信する場合に、Ｐｓ→ＰａとＰｂ→Ｐｅとをヒゲとして付加し、Ｐｓ→Ｐａ→Ｐｂ→Ｐｅの形状ベクトルデータを受信側に送信する。
【００５７】
しかし、受信側装置の上位層の道路ネットワークデータには、Ｐｓ→Ｐａ→Ｐｂの区間は含まれているが、Ｐｂ→Ｐｅの区間は含まれていない。そのため、上位層の道路ネットワークデータを用いてマップマッチングを開始すると、Ｐｓ→Ｐｂまでは候補点をヒットするがＰｂ→Ｐｅの間では候補点が得られず、下位層でやり直しが必要になる。
こうした非効率を改善するため、ここでは、上位層で候補点がヒットできなくなったときに、下位層に乗り移るようにしている。
それを実現するため、各階層の道路ネットワークデータに、次のようなデータを設定する。
・図１７に示すように、最下位層を除く各階層の道路ネットワークデータに、１つ下の階層に移行するための層間連絡ノードを設定し、この層間連絡ノードでリンクを一旦区切る。層間連絡ノードは交差点ではないため、接続リンクは１本のみである。図１７では、１つ下の階層に交差点がある位置で層間連絡ノードを設定しているが、必ずしも交差点上である必然性は無く、任意の場所に設定して良い。
【００５８】
ただ、リンクを区切ることは、性能劣化のもととなるため、層間連絡ノードの間が所定距離以上離れるように設定する。
・最下位層を含む各層の道路ネットワークデータには、各リンクの属性情報として、存在する最上位層番号（例：一般都道府県道であれば、２層以下に存在するため“２”）を設定する。
受信側装置は、上位層の道路ネットワークデータを用いてマップマッチングを開始し、順調に候補点がヒットできている間は、上位層の道路ネットワークデータを使い続ける。候補点の探索に失敗したときは、既に通過した最寄りの層間連絡ノードの位置まで後戻りし、そこから下位層の道路ネットワークデータに移行して、その位置からのマップマッチングを下位層の道路ネットワークデータを用いて継続する。
【００５９】
こうすることで、上位層の道路ネットワークデータを用いて行った処理が無駄にならず、マップマッチングを効率的に行うことができる。
なお、図１８（ａ）に示すように、通常交差点の場合は、「層間連絡ノード」は取り立てて必要ではない。いま、太実線のみを含む上位層のマップマッチングで、ＷＰ（Ａ）では候補点探索に成功し、ＷＰ（Ｂ）では候補点探索に失敗したとすると、最後に候補点探索に成功したＷＰ（Ａ）に戻って下位層に移行すれば、下位層でのマップマッチングを続けることができる。
【００６０】
しかし、図１８（ｂ）に示すような場合では、太実線のみを含む上位層のマップマッチングで、ＷＰ（Ａ）で候補点探索に成功し、ＷＰ（Ｂ）で候補点探索に失敗したときに、ＷＰ（Ａ）に戻って下位層に移行しても、下位層でマッチングした道路とは接続できない。このようなケースでは、「下位層の道路ネットワークに接続するための地点はどこか」を明確化する必要があり、これが層間連絡ノードＣの役割となる。
【００６１】
また、この場合、層間連絡ノードＣよりも右方向にまで戻って下位層に移行すれば、下位層の道路ネットワークへの接続は可能になる。そのため、層間連絡ノードＣを設定する代わりに、各リンク（補間点間リンク等）に、層間連絡ノードＣよりも右方向にまで戻るような距離を「下位層に移行する際の戻り距離」として定義しても良い。
【００６２】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態では、図５のステップ１の処理において、上位層でのマップマッチングを効率化する方法について説明する。
上位層の道路ネットワークデータを用いてマップマッチングを行う場合は、平均的なリンク長が長いため、形状ベクトルの構成ノード列から飛び飛びに選択したノードをＷＰに設定することが可能である。
【００６３】
そこで、第１の方法では、上位層の道路ネットワークデータを用いる場合に、形状ベクトルの構成ノード列から、例えばＮ個置きに選択したノードをＷＰに用いてマップマッチングを行う。このように形状ベクトルからノードを間引いて（スキップして）ＷＰに用いることにより、ＷＰの数が減り、マップマッチングの処理時間を短縮することができる。ノードを間引く割合は、平均リンク長や形状ベクトルの偏角を考慮して設定する。また、Ｎノード単位に１ノードをＷＰに抽出するようにしても良いし、固定距離単位に１ノードをＷＰに抽出するようにしても良い。
【００６４】
即ち、階層の特性に合わせてノードを間引く。その具体的方法として、Ｎ個ノードごとに１回、あるいは、固定距離ごとに１回、機械的に間引く。あるいは、さらに高度化して、「スキップ距離」を階層型データ中に設定する。
また、第２の方法では、形状ベクトルから間引きながら選択するＷＰ間の距離間隔を上位層のリンクに対応させて推奨スキップ距離として予め設定し、上位層の道路ネットワークデータのリンク情報として規定する。
【００６５】
この推奨スキップ距離は、図１９に示すように、各補間点またはリンクの中点からマップマッチングする方向（下流側からマップマッチングを行う場合は上流方向）を見て、次のノードが交差点ノードである場合には、各補間点またはリンクの中点から、その交差点ノードまでの概算距離を基に設定し、また、各補間点またはリンクの中点からマップマッチングする方向を見て、次のノードが層間連絡ノードである場合には、各補間点またはリンクの中点から、その次のリンクの中点までの概算距離を基に設定する。
【００６６】
上位層の道路ネットワークデータを用いてマップマッチングを行う場合は、形状ベクトルの構成ノード列から、リンク情報で規定された推奨スキップ距離に従ってノードを間引き、ＷＰに用いるノードを選択する。
【００６７】
そのため、候補点探索の回数が減り、パターン数も減るので、マップマッチングの処理時間を短縮することができる。
【００６８】
なお、形状ベクトル圧縮時に等距離リサンプルし、偏角を可変長符号化する手法を用いると、形状ベクトルのノード間は等距離になるため、形状ベクトル沿いにノードを指定距離分スキップすることは、簡単に実行できる。
また、第３の方法では、該当層のリンクの「形状の特徴が発生する箇所（＝チェックしたほうが良い箇所）」の前後にＷＰが設定できるように推奨スキップ距離を指定する。
【００６９】
この方法では、図２０に示すように、上位層の道路ネットワークデータで表されるリンク形状が特徴的なクランク形状を有している場合、そのクランク形状の位置にＷＰが設定されるように、道路ネットワークデータのリンク情報で推奨スキップ距離を指定する。
【００７０】
リンク形状における特徴的な箇所は、リンクの単位区間当たり偏角累積値及び偏角絶対値累積値の大きさから判定することができる。
このように、ＷＰをリンク形状の特徴が発生する箇所に設定することにより、ＷＰを間引いても、リンクの特徴を捉えることができ、マップマッチングによるリンクの特定が正確にできる。
【００７１】
また、当該リンクの形状に特徴が無くても、並走類似形状道路が特徴を有している箇所（＝チェックしたほうが良い箇所）を、推奨スキップ距離で指定するようにしても良い。この場合、形状ベクトルのマップマッチングで当該リンクが候補点に選定されれば、下位層の並走類似形状道路は対象道路でないことが判定できる。
【００７２】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態では、第１の実施形態、第２の実施形態及び第３の実施形態を組み合わせて、図５のステップ１における上位層でのマップマッチングを効率化する方法について説明する。
【００７３】
図２１は、この実施形態における道路ネットワークデータ（階層構造の一部）を示しており、ここには、リンク情報として、第２の実施形態で説明した「本道路の最上位層番号」及び「下位層に移行する際の戻り距離」、並びに第３の実施形態で説明した「推奨スキップ距離」のデータが含まれている。
また、図２２のフローチャートは、この実施形態でのマップマッチング方法を示し、また、図２３は、この方法を模式的に表している。ここでは、道路ネットワークデータの階層構造が二層であり、また、形状ベクトルを下流から上流に向かってＰｓ→Ｐａ→Ｐｂ→Ｐｃ→Ｐｄ→Ｐｅの順でマップマッチングする場合を示している。
【００７４】
この方法では、まず、最下位層で終端ＷＰ（Ｐｓ）周辺の候補点の探索から始め（ステップ５１）、最下位層でのマップマッチングを短区間で行い、複数の候補点を取得し（ステップ５２）、その層番号を特定する（ステップ５３）。このように最下位層からスタートするのは、致命的なスタートポイントでの誤マッチングを避けるためである。
【００７５】
次のＷＰを決定し、候補点を探索する（ステップ５４）。次のＷＰには、マップマッチング開始当初は隣接点を選定する。候補点探索が繰り返され、同一の層番号での候補点探索が連続するようになると、推奨スキップ距離を参照して次のＷＰを決定する。
【００７６】
次のＷＰでの候補点探索に成功したか否かを識別する（ステップ５５）。候補点探索の成功が連続し、且つ、上位層にも該当道路が定義されている場合には、上位層に移行し（ステップ５６）、ＷＰが全て終了していなければ（ステップ５９でＮｏの場合）、ステップ５４からの手順を繰り返す。また、ＷＰが全て終了すれば（ステップ５９でＹｅｓの場合）、処理を終了する。
【００７７】
また、候補点探索に失敗したときは（ステップ５５でＮｏの場合）、候補点探索の失敗が連続しているかを識別し（ステップ５７）、失敗が連続していないときは、層間連絡ノードの位置、または下位層移行時の戻り距離まで探索するＷＰを戻し、下位層に移行する（ステップ５８）。そして、ＷＰが全て終了していなければ（ステップ５９でＮｏの場合）、ステップ５４からの手順を繰り返す。
【００７８】
また、候補点探索の失敗が連続しているときは（ステップ５７でＹｅｓの場合）、スタートポイントの階層が間違っていたと判定し、特定した階層を取得し直す。
【００７９】
図２３の例では、Ｐｓのマップマッチングを下位層から開始し、Ｐａ、Ｐｂと候補点探索が連続して成功したため、上位層に移行し、Ｐｃ→Ｐｄ→Ｐｅのマップマッチングを上位層で行っている。しかし、Ｐｅの候補点探索に失敗したため、層間連絡ノードＰｃの位置まで戻って下位層に移行し、Ｐｄ→Ｐｅのマップマッチングを下位層で行っている。
【００８０】
このように、階層構造の複数層の道路ネットワークデータの間を行き来することにより、上位層による効率的なマップマッチングをより多く生かすことが可能になり、マップマッチングの処理時間を短縮することができる。
【００８１】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態では、マップマッチングの候補点探索の範囲を形状ベクトルの誤差状況に応じて決定する方法について説明する。
マップマッチングでは、ＷＰを与える形状ベクトルの誤差が少なければ、候補点探索の範囲を狭めることが可能であり、また、形状ベクトルの誤差が大きければ、候補点探索の範囲を広げることが必要になる。このように、候補点探索の範囲は、固定的に設定するよりも、ＷＰの誤差に応じて可変した方が、探索範囲を適正化することができ、また、マップマッチングにおける処理を効率化することができる。
【００８２】
形状ベクトルデータの誤差の要素には、送信側装置が形状ベクトルデータを生成するために使用した基地図データの精度、誤マッチングを防止するために敢えて地図データに変形を加えた変形量（特開２００１−１３２６１０号に記載）、符号化した形状ベクトルデータの不可逆圧縮時の形状変形許容誤差（特開２００１−１３２６１１号に記載）などがある。
【００８３】
送信側装置は、図２４に示すように、これらの情報を「形状ベクトルの基図精度情報」「誤マッチング防止変形時の最大変形量」及び「不可逆圧縮時の最大許容誤差」として形状ベクトルデータに含めて受信側装置に送信する。
受信側装置は、これらの情報から、形状ベクトルの誤差状況に応じた候補点探索の範囲を設定することができる。
【００８４】
図２５のフローチャートは、この形状ベクトルの誤差状況に応じた候補点探索範囲の設定手順を示している。
形状ベクトルデータ列から、基図の精度情報（Ａ）を取得する（ステップ２０）。次に、形状ベクトルデータ列から、誤マッチング防止変形時の最大変形量（Ｂ）を取得する（ステップ２１）。次に、形状ベクトルデータ列から、不可逆圧縮時の最大許容誤差（ｃ）を取得する（ステップ２２）。この（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）から候補点探索範囲を決定する（ステップ２３）。
例えば、形状ベクトルに「送信側の基地図は１／２５，０００」という基図精度情報が入っており、一方、受信側装置の地図データの精度が１／２，５００であるとすると、最大７０ｍ程のずれがあることになる。
【００８５】
また、誤マッチング防止用の変形で、最大１０ｍずれていると、基図精度による誤差と合わせて最大８０ｍのずれがあることになる。
また、形状ベクトルの不可逆圧縮時に最大１０ｍの許容誤差を設定したとすると、基図精度による誤差及び誤マッチング防止用の変形と合わせて、最大９０ｍのずれがあることになる。そのため、候補点は、半径９０ｍの範囲で見つけ出せば良いことになり、従来のように、２５０ｍ程度に固定するよりも、探索範囲をより適正に設定することができる。
【００８６】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態では、受信情報を基に道路ネットワークデータの階層構造を逐次最適化する方法について説明する。
交通情報を受信する道路区間は、実際のところ、ある程度決まっている。このためデフォルトで設定した階層構造の道路ネットワークデータを、データ受信回数やマッチング結果等に基づいて更新し、受信環境に合致する階層構造の道路ネットワークデータに逐次最適化することが可能である。
【００８７】
例えば、上位層に含めた道路区間が、交通情報を１０回受信した中で１〜２回しか対象道路とならなかった場合は、上位層から削除する。こうしたデータ整理を行うことで上位層の道路ネットワークデータが軽くなり、マップマッチング処理を高速化できる。
また、当初下位層にしか含めていなかった道路区間であっても、対象道路として出現する頻度が高ければ上位層に含める。道路に新たにセンサ等が設置され、その道路の交通情報が提供されるようになった場合がこれに該当する。こうした階層構造の最適化処理により上位層でのヒット率が増え、マップマッチングを高速化することができる。
【００８８】
また、第２及び第４の実施形態で説明したように、１つの形状ベクトル中の対象道路が複数階層に跨がる場合に、対象道路をこのように特定して交通情報が提供される頻度が高ければ、階層構造の逐次最適化により、この対象道路の全ての区間を上位層に含めることができる。
【００８９】
この逐次最適化の処理手順について説明する。
まず、階層構造の各層に、交通情報の受信回数に対する交通情報への出現確率を目標ヒット率として定義する。
例えば、過去数十件の受信回数に対する出現確率を次のように設定する。
第１層：受信回数に対し出現確率８０％以上
第２層：受信回数に対し出現確率８０〜５０％
第３層：受信回数に対し出現確率５０〜１０％
第４層：受信回数に対し出現確率１０％未満
次に、図２６（ａ）に示す手順で、交通情報受信時のマップマッチング処理により対象道路を特定し（対象道路を特定するまでの手順は、図７の手順と同じである）、特定した対象道路にヒット数カウンタをセットして（ステップ１８）、対象道路とされた道路区間をカウントする。
【００９０】
この計数値を用いて、図２６（ｂ）に示す手順でオフライン処理により、階層構造の逐次最適化を行う。
受信回数とヒット数カウンタの値とから道路区間単位のヒット率を算出する（ステップ８０）。
受信回数が所定数に達している場合に、各道路区間を、そのヒット率が目標ヒット率に一致している階層に再配置して、各階層の道路を組み替え、階層構造の道路ネットワークデータを更新する。次いで、受信回数及びヒット数カウンタをリセットする（ステップ８１）。
【００９１】
また、この場合、マップマッチング処理用のファイルと、更新用のファイルとを用意して、マップマッチング処理を行うデータと、バックグラウンドで更新するデータとを使い分け、更新処理終了時に、これらファイルの使い分けを切替るようにしても良い。
こうした処理により、各層の道路ネットワークを受信環境に合わせて最適化することができる。
なお、ネットワークの追加・削除には、目標ヒット率の境界付近でハンチングが起こらないようにヒステリシスを持たせるようにしても良い。例えば、第１層から削除するのは、出現確率が７５％以下になった場合だが、第１層に追加するのは、出現確率が８５％を超えた場合とするなどである。
【００９２】
また、道路に設置されたセンサが故障したために、一時的に交通情報の提供が停止される場合も有り得るので、そのようなときでも、高速道路や国道等については、上位層から削除されないように、高速道路や国道等に「絶対に消さない」という識別フラグを付すようにしても良い。
また、車両が移動先で受信する交通情報は、その周辺の道路状況については詳しい情報が提供され、そこから遠く離れた地域の道路状況については粗い情報が提供される。そのため、各層の道路ネットワークの更新に際して、自車位置近くの道路区間は、道路密度が高くなるように、階層を下げ、自車位置から遠いところは道路密度が低くなるように、階層を上げるようにしてもよい。
【００９３】
また、交通情報の詳しさはビーコン型と放送型とで違っているため、メディア別に異なる階層構造の道路ネットワークデータを管理するようにしても良い。
また、交通情報の発信元ＩＤ（放送局番号＜東京・神奈川等＞）や、情報源ＩＤ（警視庁・首都高公団等）によって、異なる階層構造の道路ネットワークデータを管理するようにしても良い。
また、プローブ情報収集システムの場合では、センターが保持する階層構造の道路ネットワークデータを、単位時間当たりのヒット数や、全受信軌跡データ中のヒット確率などをパラメータとして、更新する。
【００９４】
また、この場合、日種（平日／休日／五十日／土曜）と時間帯とで特徴が変わるため、日種時間帯別に階層構造の道路ネットワークデータを管理するようにしても良い。
このように、過去数回のマッチング実績から、どの区間がヒット率が高いかを学習し、それを基に階層構造の道路ネットワークデータを逐次更新することにより、階層を変えてマップマッチングをやり直したり、マップマッチングの途中で階層を切り替えたりする無駄を減らすことができ、マップマッチングの処理時間を短縮できる。
【００９５】
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態では、階層構造の道路ネットワークデータの最上位層としてキャッシュエリアを利用する方法について説明する。
この方法では、図２７に模式的に示すように、各層でヒットしたリンク（層間連絡ノード間のリンク）をキャッシュエリアにコピーし、このキャッシュエリアの道路ネットワークを最上位層として用いる。
図２８は、このときの階層構造の道路ネットワークデータを示しており、図２８（ａ）は上位層の道路ネットワークデータ、図２８（ｂ）は下位層の道路ネットワークデータ、図２８（ｃ）はキャッシュ層の道路ネットワークデータを示している。
【００９６】
いま、図２９に示すように、下位層のノードＫ２からマップマッチングを開始してノードＳに至るリンクＳＫ２がヒットすると、下位層の道路ネットワークデータ（図２８（ｂ））のリンクＳＫ２のリンク番号及びリンク情報と、ノードＫ２及びノードＳのノード番号、属性情報、緯度経度並びにこれらノード間の接続情報とがキャッシュ層の道路ネットワークデータ（図２８（ｃ））にコピーされる。リンク情報に形状代表値や並走類似道路形状属性等の情報が含まれていれば、それらも一緒にキャッシュ層にコピーされる。なお、推奨スキップ距離等については、再計算する必要がある。
【００９７】
キャッシュ層の道路ネットワークデータ（図２８（ｃ））のノード数やリンク数は、キャッシュ層にデータがコピーされる都度計算して更新される。
また、図２９の上位層のノードＳからノードＪ１に至るリンクＳＪ１がヒットすると、上位層の道路ネットワークデータ（図２８（ａ））のリンクＳＪ１のリンク番号及びリンク情報と、ノードＳ及びノードＪ１のノード番号、属性情報、緯度経度並びにこれらノード間の接続情報とがキャッシュ層の道路ネットワークデータにコピーされる。
【００９８】
交通情報は、路上に設置したセンサを用いて情報収集が行われるため、対象道路区間は、毎回殆ど同じと云うのが実情である。そのため、こうしてコピーしたキャッシュ層の道路ネットワークデータを最上位階層として用いることにより、システム立上直後の１回目の交通情報受信時のマップマッチング処理は遅いが、２回目以降のマップマッチングは早く処理することができる。
【００９９】
（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態では、マップマッチングを高速化するための送信側装置の寄与について説明する。
これまでの各実施形態では、階層構造の道路ネットワークデータを受信側で用意し、これを用いてマップマッチングを行う場合について説明したが、送信側装置が階層構造の道路ネットワークデータを受信側装置に配信する形態も可能である。
図３０は、この送信側装置３０及び受信側装置１０の構成を示している。送信側装置３０は、階層構造の道路ネットワークデータ３８と、データベース３５に蓄積されたデジタル地図Ａとを受信側装置１０に配信する地図データ情報送信部３７を備えている。また、受信側装置１０は、これらの地図データ情報を受信する地図データ情報受信部１７を備えており、送信側装置３０から受信した階層構造の道路ネットワークデータ１１３及びデジタル地図データＡ１１６を用いてマップマッチングや事象情報の活用を実行する。その他の構成は第１の実施形態（図６）と変わりがない。
この送信側装置３０は、事象情報送信部３１を通じて受信側装置１０に送信する形状ベクトルデータの中に、マップマッチングに使用する道路ネットワークデータの階層を識別するための情報を含める。
【０１００】
図３１（ａ）は、この階層識別情報として、形状ベクトル単位に階層番号及び道路属性情報（道路種別等）を付加した形状ベクトルデータを示し、図３１（ｂ）は、階層識別情報として、ノード単位に階層番号及び道路属性情報（道路種別等）を付加した形状ベクトルデータを示している。階層識別情報として、階層番号だけを示しても良いし、また、道路ネットワークデータの各階層の道路が道路属性によって決定されているときは、道路属性を示すだけでも良い。
【０１０１】
受信側装置１０のマップマッチング部１４は、これらの形状ベクトルデータのマップマッチングを行う際に、階層識別情報に示された階層の道路ネットワークデータ１１３を用いてマップマッチングを実行する。
この場合、形状ベクトルで表された対象道路が含まれる階層のネットワークデータを直接使用してマップマッチングを行うことができるため、別階層の並走道路に対する配慮が全く不要であり、マップマッチングを高速処理することができる。
【０１０２】
なお、「階層情報」や「道路属性情報」は、索引ヘッダ情報の付帯情報に入れることも可能である。
また、第１の実施形態で説明したように、対象道路に並走類似形状道路が存在する場合でも、この並走類似形状道路が「一部区間で並走」するように対象道路区間を選出すれば、殆どの場合、受信側装置では、形状のチェック（曲がっているポイントのチェックや、形状代表値による比較）で「この対象道路に間違いない」ことが判明し、より下位層での再マップマッチングが不要になる。こうした対象道路区間の選出が可能な送信側装置について説明する。
【０１０３】
この送信側装置は、図３２に示すように、データベース３５に蓄積されたデジタル地図データＡを用いて、並走類似形状道路を予め抽出する並走類似形状算出部３９と、並走類似形状算出部３９が抽出した並走類似形状道路のデータを格納する並走類似形状データベース４０とを備えており、特徴ノード抽出・形状ベクトル変形部３３は、並走類似形状データベース４０に格納された並走類似形状道路のデータを用いて、形状ベクトルデータ表現情報生成部３４で生成された形状ベクトルデータの対象区間を、並走類似形状道路が「一部区間で並走」するように変形する。その他の構成は第１の実施形態（図６）と変わりがない。
【０１０４】
図３３のフローチャートは、並走類似形状算出部３９の処理手順について示している。
リンク番号Ｌ＝１のリンクを対象として（ステップ９０）、地図データベース３５からリンクＬ及び周辺リンクの情報を取得し（ステップ９１）、リンクＬの並走類似形状道路の存在状況を算出し（ステップ９２）、算出結果を並走類似形状データベース４０に保存する（ステップ９３）。全てのリンクについての処理が終わるまで（ステップ９４）、リンク番号をインクリメントして（ステップ９５）、ステップ９１からの手順を繰り返す。
【０１０５】
また、図３４のフローチャートは、形状ベクトルデータ表現情報生成部３４と特徴ノード抽出・形状ベクトル変形部３３との処理手順を示している。
形状ベクトルデータ表現情報生成部３４は、事象情報３６を取得して（ステップ１００）、形状ベクトルを生成する（ステップ１０１）。
【０１０６】
特徴ノード抽出・形状ベクトル変形部３３は、形状ベクトルに対応するリンク番号を算出し（ステップ１０２）、並走類似形状データベース４０から各リンクの並走類似形状道路の存在状況を取得し（ステップ１０３）、形状ベクトル全体を通して、並走類似形状道路の存在状況を算出する（ステップ１０４）。
【０１０７】
形状ベクトルの始終端周辺に並走類似形状道路が存在するか否かを識別し（ステップ１０５）、存在する場合は、存在する側の形状ベクトルの端を道なりに伸ばすように変形し（ステップ１０７）、ステップ１０２からの手順を繰り返す。また、存在しない場合（ステップ１０５でＮｏの場合）は、形状ベクトルの途中に並走類似形状道路が「無い」または「一部区間あり」か、いずれにも該当しないかを識別する（ステップ１０６）。形状ベクトルの途中に並走類似形状道路が「無い」または「一部区間あり」の場合は、形状ベクトルをその通り決定する（ステップ１０８）。そのいずれでも無い場合（ステップ１０６でＮｏの場合）は、形状ベクトルを両端から道なりに伸ばすように変形し（ステップ１０７）、ステップ１０２からの手順を繰り返す。
【０１０８】
こうした手順により、形状ベクトルデータの対象区間に、並走類似形状道路が存在する場合でも、その並走類似形状道路が対象道路区間の「一部区間」でだけ存在するように対象道路を変形することができる。また、マップマッチング処理において特に重要な対象道路の始終端には、並走類似形状道路が存在しないように対象道路区間を設定することができる。
【０１０９】
（第９の実施形態）
第９の実施形態では、階層構造の道路ネットワークデータの生成手順について説明する。
この道路ネットワークデータは、図４１に模式的に示すように、データ生成処理部１２１が、デジタル地図データベース１２０の地図データから各階層の道路ネットワークデータ１２３、１２４、１２５を生成する。図４０は、この処理手順を示している。
【０１１０】
まず、デジタル地図データの着目する区画をＮ＝１から順に設定し（ステップ１３０）、その区画内の着目するリンクをリンク番号＝１から順に設定する（ステップ１３１）。デジタル地図データベースから、該当する区画Ｎの該当するリンクＬのデータを取得し、その道路属性情報から、そのリンクＬの階層番号を決定する（ステップ１３２）。また、そのリンクＬの周辺道路情報を取得する（ステップ１３３）。こうした処理を全てのリンクについて実施し（ステップ１３４、ステップ１４２）、全てのリンクに対する処理が終了すると、階層番号をＭ＝１に設定して（ステップ１３５）、階層Ｍの道路ネットワークを構築する（ステップ１３６）。この処理を全ての階層について実施し（ステップ１３７、ステップ１４３）、全ての階層の道路ネットワークの構築が終了すると、層間連絡ノードを設定し（ステップ１３８）、また、区間Ｎの階層Ｍに新たにできた全てのリンクについて、周辺道路情報から並走類似形状属性情報を生成し（ステップ１３９）、各補間点間リンクにスキップ距離を設定する（ステップ１４０）。こうした処理を全ての区間について実施する（ステップ１４１、ステップ１４４）。
【０１１１】
こうした処理により、図１のデジタル地図データから、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）のデータが生成される。また、並走類似形状属性情報を生成する場合は図１０のデータが生成され、形状代表値を生成する場合は図１２のデータ構成となる。また、スキップ距離を生成する場合は図２１のデータ構成が得られる。
【０１１２】
（第１０の実施形態）
第１０の実施形態では、階層構造を採る代わりに、一枚の地図データに含まれる道路に対して上位、中位、下位の重み付けを設定する方式について説明する。この方式では、図３９に示すように、一枚の地図データに含まれる各道路を上位道路、中位道路、下位道路に区別し、階層構造の上位層でのマップマッチングに対応して、上位道路を用いたマップマッチングを行い、階層構造の中位層でのマップマッチングに対応して、上位道路及び中位道路を用いたマップマッチングを行い、また、階層構造の下位層でのマップマッチングに対応して、上位道路、中位道路及び下位道路の全てを用いたマップマッチングを行う。
【０１１３】
図３８は、この処理フローを示している。
マップマッチングに、どのレベルの道路までを対象とするかを決定し（ステップ１２０）、マップマッチングを実施し（ステップ１２１）、評価値を算出する（スキップ１２２）。評価値の算出は、図７の場合と同じである。
【０１１４】
候補点の設定に成功し、且つ、候補点の評価値が規定値以内であるか否かを判定する（ステップ１２３）。候補点の評価値が規定値以内であるときは、選択した形状パターンにより対象道路を特定する（ステップ１２４）。
【０１１５】
また、ステップ１３において、候補点の設定に成功しなかったり、候補点の評価値が規定値を超えるときは、使用した道路が下位道路であるか否かを識別し（ステップ１２６）、最下位道路であるときは、マップマッチングに失敗したものとして処理を終了する（ステップ１２７）。最下位道路でなければ、より下位の道路を対象に加え（ステップ１２５）、ステップ１２１からの処理を繰り返す。このように、一枚の地図を用い、道路に重み付けをして、マップマッチングに使用する道路を選別することにより、候補点探索時の候補数を減らすことができ、マップマッチングの高速化を図ることができる。
【０１１６】
なお、これまで、各実施形態では、形状ベクトルのマップマッチングを行って道路を特定する方法について説明したが、階層化の考え方は、ノード間を経路計算で算出する情報交換方式などにも適用できる。この方式では、リンク途中や交差点で間欠的にノードを選出し、ノード間を経路計算で求める。図４２は、この方式に階層化の考え方を導入した場合の模様を示している。ノードＰ１（＝リンク中点）、Ｐ２（＝交差点）、Ｐ３（＝リンク中点）、Ｐ４（＝リンク中点）は間欠的に選出され、それらの緯度経度データを参照して、上位層でのノード位置が検出される。この場合、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の候補点の検出には成功するが、Ｐ４の候補点の検出には失敗する。その結果、Ｐ１〜Ｐ２〜Ｐ３は対象道路区間を特定することができる。Ｐ３〜Ｐ４間は未特定である。
【０１１７】
そこで、下位層に移り、Ｐ３及びＰ４の候補点を検出し、Ｐ３〜Ｐ４間を経路探索で算出し、上位層での特定分と合わせて、Ｐ１〜Ｐ２〜Ｐ３〜Ｐ４間の道路区間を全て特定する。
このように、階層化の考え方は、緯度経度情報を基に道路を特定する位置伝達方法の全てに対して適用可能である。
【０１１８】
本発明は、基本的には、マップマッチングの対象道路に該当する頻度に偏りを有する道路網に対して、前記頻度に応じた優先順位を設定し、前記対象道路とマッチングを取る道路網を、前記優先順位に基づいて制限し、前記対象道路の形状ベクトルとマッチングする候補道路が得られないとき、前記優先順位による制限を緩和して、前記対象道路とマッチングを取る道路網の範囲を広げることを特徴としている。こうしたことにより、マップマッチングの迅速化が図れる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のマップマッチング方法では、対象とする道路を迅速且つ正確に特定することができる。
特に、交通情報の対象道路やプローブ収集システムのプローブ（走行車両）から送られて来る走行軌跡など、道路網の中で対象となる道路に偏りが見られる場合に大きな効果を発揮する。
また、本発明の装置及びコンピュータプログラムは、マップマッチングの高速化及び正確化を実現し、支援することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるデジタル地図データのデータ構成を示す図
【図２】本発明の第１の実施形態における階層構造のマップマッチング用道路ネットワークを模式的に示す図
【図３】本発明の第１の実施形態における階層構造のマップマッチング用道路ネットワークデータのデータ構造を示す図
【図４】道路形状を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態におけるマップマッチングの手順を示すフロー図
【図６】本発明の第１の実施形態における送信側装置と受信側装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の第１の実施形態における可能な限り上位層でマップマッチングを行う手順を示すフロー図
【図８】並走類似形状道路を示す図
【図９】途中で切れた並走類似形状道路を示す図
【図１０】本発明の第１の実施形態における並走類似形状道路有無情報を付加したマップマッチング用道路ネットワークデータのデータ構造を示す図
【図１１】交差点でリンク接続していない並走類似形状道路を示す図
【図１２】本発明の第１の実施形態における並走類似形状道路属性情報を付加したマップマッチング用道路ネットワークデータを示す図
【図１３】本発明の第１の実施形態における形状比較による誤マッチングの可能性判定手順を示すフロー図
【図１４】形状ベクトルとマップマッチングで特定した道路と並走類似形状道路との形状比較を示す図
【図１５】一部区間のみ並走類似形状道路が存在する状態を示す図
【図１６】本発明の第２の実施形態におけるマップマッチング方法で対象とする複数の階層に跨る対象道路を示す図
【図１７】本発明の第２の実施形態におけるマップマッチングで設定する層間連絡ノードを示す図
【図１８】本発明の第２の実施形態におけるマップマッチングで設定する層間連絡ノードの意義を説明する図
【図１９】本発明の第３の実施形態におけるマップマッチングで規定する推奨スキップ距離を説明する図
【図２０】本発明の第３の実施形態におけるマップマッチングで規定する特徴箇所を指定する推奨スキップ距離を説明する図
【図２１】本発明の第４の実施形態におけるマップマッチング用道路ネットワークデータを示す図
【図２２】本発明の第４の実施形態におけるマップマッチングの処理手順を示すフロー図
【図２３】本発明の第４の実施形態におけるマップマッチング処理を模式的に示す図
【図２４】本発明の第５の実施形態において受信する形状ベクトルデータを示す図
【図２５】本発明の第５の実施形態におけるマップマッチングで候補点探索範囲を決定する手順を示すフロー図
【図２６】本発明の第６の実施形態における階層構造の道路ネットワークデータの更新手順を示すフロー図
【図２７】
本発明の第７の実施形態におけるマップマッチングで利用するキャッシュ層のデータの生成手順を模式的に示す図
【図２８】本発明の第７の実施形態におけるマップマッチングで利用するキャッシュ層のデータのデータ構造を示す図
【図２９】マップマッチングでヒットするリンクを示す図
【図３０】本発明の第８の実施形態における階層構造の道路ネットワークデータを配信する送信側装置を示すブロック図
【図３１】本発明の第８の実施形態における送信側装置が送信する形状ベクトルデータのデータ構造を示す図
【図３２】本発明の第８の実施形態における対象道路区間を調整する送信側装置の構成を示すブロック図
【図３３】本発明の第８の実施形態における送信側装置の並走類似形状抽出処理手順を示すフロー図
【図３４】本発明の第８の実施形態における送信側装置の形状ベクトル生成手順を示すフロー図
【図３５】従来のマクロマップマッチングの処理手順を示す図
【図３６】対象道路の形状ベクトルとともに提供される交通情報のデータ構成を示す図
【図３７】対象道路の形状ベクトルとともに符号化されて提供される交通情報のデータ構成を示す図
【図３８】本発明の第１０の実施形態におけるマップマッチングの処理手順を示すフロー図
【図３９】本発明の第１０の実施形態におけるマップマッチングに用いる地図データを示す図
【図４０】本発明の第９の実施形態における階層構造の道路ネットワークデータの生成手順を示すフロー図
【図４１】本発明の第９の実施形態における階層構造の道路ネットワークデータの生成機構を示す図
【図４２】本発明の階層構造を情報交換方式に適用したときの状態を示す図
【符号の説明】
１０受信側装置
１１データ受信部
１２形状ベクトル表現事象情報データベース
１４マップマッチング部
１５表示部／事象情報活用部
１６デジタル地図Ｂデータベース
１７地図データ情報受信部
３０送信側装置
３１データ送信部
３２形状ベクトル表現事象情報データベース
３３特徴ノード抽出・形状ベクトル変形部
３４形状ベクトルデータ表現情報生成部
３５デジタル地図Ａデータベース
３６事象情報データベース
３７地図データ情報送信部
３８階層構造道路ネットワークデータ
３９並走類似形状算出部
４０並走類似形状データベース
１１３階層構造道路ネットワークデータ
１１６デジタル地図データＡ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a map matching method, an apparatus for implementing the method, and a computer program, and particularly enables map matching at high speed.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as described in Patent Document 1 below, for example, a car navigation device holds map data and performs map matching at intervals of 1 second, for example, in order to specify the position of the traveling vehicle on the map data. is doing. This map data includes all roads with a road width of 3.3 m or more. Among these, map matching is performed on map data in a limited area around the own vehicle position (usually about several hundred m square), and a point on the map corresponding to the own vehicle position is obtained.
[0003]
Several methods are known for map matching. For example, the macro map matching algorithm is as follows.
(1) As shown in FIG. 35 (a), the WP (way point), which is a point created on the shape vector, is the vehicle position obtained by the GPS receiver, and links around the WP are searched. A link having a direction within ± B ° (for example, about 45 °) within the A meter (about 250 m) around A meter (about 250 m) around WP1 is detected, and this link is detected as a candidate point (× Set to). The number of links (n) of candidate points is about 5 to 8. In FIG. 35B, the candidate points of WP1 are 1-1, 1-2, and 1-3.
(2) As shown in FIG. 35 (b), a link having a direction within ± B ° of the traveling direction of the vehicle is detected in four squares of A meter centered on the next WP2. Links are set as candidate points (2-1, 2-2, 2-3).
(3) This process is repeated until the last WP is reached.
(4) Connect each candidate point along the road link to create a shape pattern. In the case where the candidate points are not connected along the road (for example, the candidate points 3-3 and 3-2 of WP3 cannot be connected to the candidate points of the next WP4 along the road), a shape pattern is created. do not do.
(5) Comparing each shape pattern with the shape of WP1, WP2,..., The most similar shape pattern, that is, the variation in the shape of WP1, WP2,. Pick one small one.
In the shape pattern obtained in (4), if the number of WPs is M and N candidate points per WP are obtained on average, there are NM combinations, and usually several thousand to tens of thousands. .
[0004]
By the way, the inventors of the present invention have proposed a traffic information transmission method using map matching (Japanese Patent Application No. 2002-89069). In this method, the state quantity of traffic information that changes along the road (travel time, traffic congestion level, etc.) is expressed as a function of the distance from the reference node of the shape vector representing the road. The shape vector data shown is provided to the user terminal. The user terminal performs map matching using the shape vector data to identify a target road for traffic information, and reproduces traffic information on the road from the traffic information data.
[0005]
FIG. 36 (b) shows traffic information data transmitted by this method, and FIG. 36 (a) shows road shape vector data transmitted together with this traffic information data. These data can be encoded to compress the data amount. FIGS. 37A and 37B show encoded shape vector data and traffic information data. The user terminal that has received these, after decoding the shape vector data and the traffic information data, similarly identifies the target road of the traffic information by map matching with each node included in the shape vector data as WP, The traffic information on the target road is reproduced from the information data.
[0006]
In the traffic information so far, a uniform number is assigned to the node and link, and the target road is identified by that number. In this case, the node number or link number is added as a new road is created or the route is changed. Therefore, new roads and route changes will not stop in the future, and the method of using a unified number will inevitably require a heavy maintenance burden. On the other hand, in this traffic information transmission method, since the road position is specified by map matching, it is not necessary to assign a unified number to nodes and links, and the burden can be reduced.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 7-260499 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this traffic information transmission method, the receiving side device (decoder: navigation device, etc.) performs map matching for a long section in a wide range (for example, the entire Tokyo ward or 10 km square) included in the traffic information. There is a need.
Also in the map matching process, when the WP used for vehicle position specification described above is used, when there are many candidate points around the WP, the candidate point search process (the macro map matching) (1) and (2))) takes a lot of time. This time increases in proportion to the number of WPs. The combinations between the candidate points increase exponentially according to the number of candidate points and the number of WPs, and the shape pattern creation process (process (4) above) and the comparison process (process (5) above) ) Takes a lot of time.
Therefore, it is a problem to shorten the map matching processing time.
[0009]
Also, in a probe collection system that collects travel data of vehicles (probes) traveling in various places and uses it for the creation of traffic information, position data indicating the travel trajectory gathers from one probe at one center. Identifies the road on which each probe is traveling by map matching from this position data. Therefore, high-speed map matching is required so that data from a large number of probes can be processed quickly.
[0010]
The present invention has been made to solve these problems, and it is an object of the present invention to provide a map matching method capable of high-speed processing, and to provide an apparatus and a computer program for realizing the map matching method.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the receiving apparatus of the present invention includes a data receiving unit that receives data including a shape vector representing the shape of the target road, road network data in which priority is set according to the frequency corresponding to the target road of map matching, A map matching unit that matches the shape vector using the road network data and identifies the target road, and the map matching unit matches the shape vector of the target road. Data Based on the priority Setting A candidate road that matches the shape vector of the target road Set Road network data From It can not be identified When said priority Matching using road network data reset according to The target road Decide Like that.
[0012]
Also, using the road network data of a single map consisting of a set of road networks with different weights, Said Matching with the shape vector representing the shape of the target road To identify candidate roads The road network with a large weight From Candidate roads that match the shape vector It can not be identified Sometimes said Large weight The target road is obtained by matching the road network with a road network having a smaller weight added to the road network and the shape vector. Decision Like to do.
[0013]
In addition, using road network data that is composed of a plurality of hierarchies and the road network of the upper hierarchy is composed of the road network extracted from the road network of the lower hierarchy, If the candidate road that matches the shape vector cannot be obtained in the top-level road network, matching with the shape vector that represents the shape of the target road is performed. By taking it, the target road is specified.
In many cases, this configuration makes it possible to identify the target road by map matching using a high priority road, a road with a high weight, or a road network of the highest hierarchy. High speed is possible.
[0014]
In addition, the present invention uses the procedure for receiving data including a shape vector representing the shape of the target road, and road network data in which priority is set according to the frequency corresponding to the target road for matching, Road network that matches the shape vector data Based on the priorities Setting And a candidate road that matches the shape vector of the target road, Set Road network data From It can not be identified When said priority Perform matching using road network data reset according to The target road decide And a program for causing a computer of a road information receiving apparatus to execute the procedure.
With such a configuration, the target road included in the reception information can be quickly identified by map matching.
[0015]
Further, the present invention uses a procedure for receiving data including a shape vector representing the shape of the target road and road network data of a single map made up of a set of road networks with different weights. A large road network, Said Matching with the shape vector representing the shape of the target road To identify candidate roads Procedure and road network with large weight From Candidate roads that match the shape vector It can not be identified Sometimes said Large weight The target road is obtained by matching the road network with a road network having a smaller weight added to the road network and the shape vector. Decision And a program for causing a computer of a road information receiving apparatus to execute the procedure.
With such a configuration, the receiving side device can quickly and accurately determine the target road of the event information by performing map matching on the target road distributed from the event information providing device using a road network having a weight suitable for the road network data. Can be identified.
[0016]
Further, the present invention provides a procedure for receiving data including a shape vector representing the shape of the target road, and is hierarchized into a plurality of hierarchies, and a road network of a higher hierarchy is extracted from a road network of a lower hierarchy. Using the road network data that consists of the road network, the upper level road network and the shape vector representing the shape of the target road are matched. To identify candidate roads Procedures and the upper level road network From Candidate roads that match the shape vector It can not be identified A program for causing a computer of a road information receiving apparatus to execute a procedure for identifying the target road by matching a road network of a lower hierarchy with the shape vector is provided.
With such a configuration, when a candidate road is not identified by matching using a higher-level road network, the receiving-side apparatus that has received the event information performs matching using the lower-level road network, thereby The target road can be identified quickly and accurately.
[0017]
In the computer program of the present invention, the computer uses the road network data that is hierarchized into a plurality of hierarchies, and the road network of the upper hierarchy is composed of the road network extracted from the road network of the lower hierarchy, First, the top level road network is matched with the shape vector that represents the shape of the target road. When the top level road network cannot obtain candidate roads that match the shape vector, When the candidate road that matches the shape vector is obtained by matching the road network with the shape vector, and when the candidate road that matches the shape vector is obtained, the lower hierarchy of the road network that obtained the candidate road The procedure for determining whether there is a parallel-like road with a similar shape parallel to the candidate road in the road network, and the shape of the shape vector when there is a parallel-like road Comparing the shape of the candidate road with the shape of a parallel-like road and determining whether or not to adopt the candidate road, and the hierarchy of the road network from which the candidate road was obtained when the adoption of the candidate road cannot be judged as good A procedure for re-matching with the shape vector is executed using a road network of a lower hierarchy.
With such a configuration, the target road can be quickly and accurately specified by map matching.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
In the first embodiment of the present invention, the basic concept of the map matching method of the present invention will be described.
A receiving-side apparatus that performs map matching holds digital map data as shown in FIG. In this map data, information on the nodes and links in the section defined by the header is described. The node information includes the number of nodes, the node number of each node, the node attribute information of each node, the latitude and longitude of each node, In addition, information on connection nodes and connection links connected to each node is included, and the link information includes attribute information indicating the number of links, link number, road type of the link, and interpolation points that define the link shape. Information on the number and latitude and longitude of each interpolation point is included.
Note that the node number, link number, and interpolation point are uniquely set by the producer of this map data and have no commonality with map data produced by other producers.
[0019]
The receiving-side apparatus creates road network data having a hierarchical structure for map matching from the map data.
FIG. 2 shows the concept of the road network data having this hierarchical structure. Here, an example of a three-layer hierarchical structure is shown. FIG. 3 shows an example of road network data of each hierarchy. FIG. 2C shows the road network data of the lowest layer of the hierarchical structure, and this includes data of the entire road network. An example of the road network data in the lowest layer is shown in FIG. This is the same map data as FIG. FIG. 2B shows middle-level road network data including only roads having a road width of 5.5 m or more. The road network data is shown in FIG. FIG. 2A shows the highest-level road network data including only the main roads above the main local roads. FIG. 3A shows this road network data.
[0020]
The data format of the road network data of the upper layer, the middle layer and the lower layer is the same. However, the number of nodes, the number of links, and the number of interpolation points are thinned out as the layer becomes higher. As the node number, the number assigned in the lowest layer is used as it is as the corresponding node number in the upper layer. It is preferable to assign a unique number to each link of the link so that the link number does not overlap across all layers.
Although a three-layer hierarchical structure is shown here, the number of layers may be other than three.
[0021]
FIG. 6 shows the configuration of the receiving side device 10 that holds the road network data of this hierarchical structure, and the transmitting side device 30 that provides the receiving side device 10 with traffic information and shape vector data of the road shape.
The transmission-side device 30 generates event information representing the target road as shape vector data using the database 36 that stores event information such as traffic information, the database 35 of the digital map A, and the data of the databases 35 and 36. Shape vector data expression information generation unit 34, and feature node extraction / shape vector transformation unit for adding a part of the shape of the intersection road to the shape vector data at a characteristic node position in order to prevent erroneous matching and correct the relative distance 33, a shape vector expression event information database 32 that stores the generated shape vector data and event information data, and a data transmission unit 31 that transmits these data. The data transmission unit 31 transmits the data shown in FIG. 36 or FIG.
[0022]
On the other hand, the receiving-side device 10 specifies a target road by map matching using a data receiving unit 11 that receives data, a shape vector expression event information database 12 that accumulates received data, and a road network data 13 having a hierarchical structure. A map matching unit 14, a database 16 of the digital map B, and a display unit / event information utilization unit 15 for displaying and utilizing event information are provided.
Note that the map matching unit 14 can be realized by causing the computer of the receiving side apparatus 10 to perform processing defined by a computer program.
[0023]
The hierarchical road network data 13 is generated in advance using the digital map B in the database 16 (the generation procedure will be described later). The creator of the digital map B held in the database 16 of the receiving apparatus 10 is different from the creator of the digital map A held in the database 35 of the transmitting apparatus 30.
Further, the display unit / event information utilization unit 15 displays a traffic jam location on a map or searches for a route in consideration of the traffic jam using the traffic information of the target road.
[0024]
The flowchart of FIG. 5 shows a map matching processing procedure when the receiving side device 10 holding the road network data 13 of this hierarchical structure receives the shape vector data of the target road from the transmitting side device 30.
When receiving the shape vector data of the target road, the receiving-side device 10 uses the road network data of the uppermost layer as much as possible, and performs map matching using the nodes included in the shape vector data as WP (step 1). The specific procedure will be described later. The map matching process itself uses a conventionally known method such as macro map matching.
Since the road network is sparser in the upper layers, the number of candidate points around the WP is small, and the map matching process can be speeded up.
[0025]
On the other hand, the target routes of traffic information are usually highways, national roads, and main local roads (however, traffic information on important prefectural roads and city roads that are important in urban areas is also provided) The probability that the target road can be specified by map matching using the road network data is extremely high.
If the road cannot be identified by the upper-layer road network data (for example, if candidate points cannot be set), map matching is performed again using the lower-layer road network.
Even if the target road can be identified by map matching using higher-level road network data, there is a possibility of erroneous matching if there is a parallel running road.
[0026]
For example, in FIG. 4, when the thick solid line and the thick chain line are main local roads, the dotted line is a prefectural road, and the road existing between the lines is a living road of less than 5.5 m, The road network data includes only the thick solid line and the thick chain line, the dotted line is included in the road network data of the middle layer and the lowest layer, and the living road is included only in the road network data of the lowest layer.
If a thick chain line can be identified by map matching using the road network data of the highest layer, even if map matching is performed using the road network data of the middle layer and the lowest layer, the road that replaces the thick chain line is Not specified.
[0027]
However, if a thick solid line can be identified by map matching using the road network data of the highest layer, a dotted line is identified by performing map matching using the road network data of the middle layer, and the lowest layer When map matching is performed using road network data, there is a possibility that a living road running parallel to a thick solid line or a dotted line may be identified. In other words, there is a possibility of erroneous matching if a thick solid line identified by map matching using the highest level road network data is determined as the target road.
[0028]
Therefore, it is determined whether or not there is a road in the lower road network data that is likely to be erroneously matched around the specified road (step 2). A specific procedure for this determination will be described later.
If there is no road that is likely to be erroneously matched, the road identified using the higher-level road network data is determined as the target road (step 6).
If there is a road that is likely to be mismatched around the specified road, the shape is compared with the shape vector data to check whether the specified road is correct as the target road (step 4). A specific method of this shape comparison will be described later.
[0029]
Based on the result of the shape comparison, it is determined whether or not the road identified by the higher-level road network data is correct as the target road (step 5). If it is correct, the identified road is determined as the target road (step 6). ). When it cannot be determined that the target road is correct, map matching is performed again using the lower road network data (step 7).
[0030]
In this way, performing map matching using lower-layer road network data after performing map matching with upper-layer road network data wastes processing in the upper layer and processes from the beginning in the lower layer. The processing efficiency will be lower than the case. However, if matching is successful in the upper layer and there is no parallel road that may be mismatched, the process ends in an instant. Therefore, in the total performance of tens to hundreds of map matching processes, it is better to start from map matching of road network data in the upper layer according to the procedure of FIG.
[0031]
FIG. 7 shows an example of the processing procedure of step 1 in FIG. 5, that is, the processing procedure for performing map matching in the upper layer as much as possible.
The level of the road network data used for map matching is set to the highest level (layer number = 1) (step 10), and map matching is performed using the node of the shape vector data of the target road as WP (step 11).
[0032]
An evaluation value is calculated from the distance error or azimuth error between the selected candidate point of the shape pattern and WP (step 12). The evaluation value is calculated from the following equation, for example.
Evaluation value φ = {Σ (α · Lj + β | θj−θj ′ |)} / S
Here, Lj is the distance between WP (j) and candidate point (j), θj is the absolute angle of WP (j), θj ′ is the absolute angle of candidate point (j), S is the distance of the shape pattern, α and β are coefficients.
It is determined whether the candidate point has been successfully set and the evaluation value of the candidate point is within a specified value (step 13). If the evaluation value of the candidate point is within the specified value, the target road is specified by the selected shape pattern (step 14).
[0033]
If the candidate point is not successfully set or the evaluation value of the candidate point exceeds the specified value in step 13, it is identified whether or not the hierarchy of the used road network data is the lowest layer (step 16) If it is the lowest layer, it is determined that map matching has failed, and the process is terminated (step 17).
If the used road network data layer is not the lowest layer in step 16, the procedure from step 11 is repeated using the road network data with the layer number lowered by one (step 15).
Such a procedure makes it possible to perform map matching in the upper layer as much as possible.
[0034]
Next, the determination process in step 2 of FIG. 5 will be described.
In order to be able to determine whether or not there is a road in the lower road network data that is likely to be mis-matched around the target road identified in the upper layer, the road network data in the upper hierarchy is run in parallel as link information. Attribute information indicating the presence or absence of a road (parallel running similar shape attribute) is added in advance. The parallel road referred to here is a road having a similar shape with an angle difference within a predetermined angle. In general, the distance between a plurality of WPs set on a corresponding road in the upper layer and a neighboring point on the adjacent road corresponding to the WP, a azimuth difference, connectivity between neighboring points, and road distance Information on parallel running similar shape attributes can be generated using any one or more of them. Specifically, it is calculated as follows.
[0035]
In order to evaluate whether or not there is a parallel-like road on each of the upper layer links, (1) As shown in FIG. 8, WP (Pj) is appropriately (interpolated) along the upper layer links. Set to the midpoint between points or to a fixed length unit).
(2) A vertical line is dropped from each WP (Pj) onto n surrounding roads included in the lower layer, a candidate position Pnj 'is set on each surrounding road, and an evaluation value for each surrounding road is calculated by the following equation: To do.
Evaluation value φ = {Σ (α · Lnj + β | θj−θnj ′ |)} / S
Here, Lnj is the distance between WP (Pj) and the candidate position (Pnj ′), θj is the absolute angle of WP (Pj), θj ′ is the absolute angle of the candidate position (Pnj ′), and S is the link length. , Α and β are coefficients.
In order to evaluate that a parallel-running similar-shaped road exists for the upper layer link, it is a necessary condition that this evaluation value for the surrounding roads is equal to or less than a certain value.
(3) In order to evaluate that there is a parallel running road with respect to the upper layer link, the candidate position (Pnj-1 ') and the candidate position (Pnj') on the surrounding road It is necessary to be connected. As shown in FIG. 9, when a part of the surrounding road corresponding to the link of the upper layer is cut, no erroneous matching occurs, so that it is excluded from the target of the parallel running similar shape road.
(4) In order to evaluate that there is a parallel-like road with respect to the upper layer link, for all j on the surrounding roads, the candidate position (Pnj-1 ') and the candidate position (Pnj') The absolute value of the declination of the shortest path between them is less than a certain value, and the distance between two points is approximately the same as WP (Pj-1) to WP (Pj), or A necessary condition is that the variation is a certain value or less.
[0036]
Assume that these conditions (2), (3), and (4) are AND conditions, and when all of the conditions are satisfied, a parallel running similar-shaped road exists for the upper layer link.
As shown in FIG. 10 (a), the road network data includes a link parallel-like shape attribute as attribute information of each link. As shown in FIG. 10 (b), the presence of a parallel-like road The presence / absence (present / partial / not present) is described.
[0037]
In addition, in the parallel running similar shape attribute, information on whether or not this parallel running similar shape road is connected to the parallel running similar shape road of the adjacent upstream / downstream link “connection at the upstream / downstream intersection (Yes / None) ”is added. From this information, it can be determined whether or not the parallel running similar roads that exist for each of the upper layer links are connected to each other, and if the parallel running similar roads are not connected to each other, It can be determined that there is no fear. For example, as shown in FIG. 11, the similar shape link (qj + 1 ′) corresponding to the adjacent link (qj + 1) on the downstream side of the own link (qj) and the similar shape link (qj ′) of the own link (qj) ) Are not connected at the intersection, there is no possibility of erroneous matching between the upper layer road and the lower layer parallel running similar shape road.
[0038]
By adding the parallel running similar shape attribute of such a link to the road network data in advance, the process of step 2 in FIG. 5 can be performed as follows.
That is, the parallel running similar shape attribute of each link constituting the identified road section is referred to from the road network data used for identifying the target road in Step 1.
And if there are parallel running similar shapes in some or more sections of this road section, and there is also an intersection connection, there is a possibility that a similar shaped road exists in the neighborhood in the lower layer. Otherwise, it is determined as “none”.
[0039]
In this determination, the occurrence rate of erroneous matching and the evaluation value φ obtained in the above (2) may be taken into consideration.
Moreover, the evaluation value φ for evaluating the presence of a parallel running similar-shaped road can also be obtained from other expressions.
Also, a pattern matching algorithm can be applied to evaluate the existence of a parallel running similar-shaped road.
[0040]
Next, an example of shape comparison in step 4 of FIG. 5 will be described.
In order to facilitate this shape comparison, a representative value “shape representative value” representing the shape of the link and the shape of the parallel running similar shape road is included in the parallel running similar shape attribute of the link added to the road network data.
The following values are used as the shape representative values.
“Declination Cumulative Value”: As shown in FIG. 8, the position on the parallel running similar road corresponding to WP (Pj) (j = 1 to N) arranged equidistantly on the upper layer link is represented by Pj '(J = 1 to N), the accumulated declination value of the link is obtained by adding the declination values at WP (Pj) (j = 1 to N). Is obtained by adding the declination at the position Pj ′ (j = 1 to N).
・ "Declination absolute value accumulated value": The link declination absolute value accumulated value is obtained by adding the declination absolute values at WP (Pj) (j = 1 to N), and the declination of parallel running similar roads The absolute value accumulated value is obtained by adding the absolute value of the declination at the position Pj ′ (j = 1 to N).
“Variation with corresponding upper-level road (parallel road)”: expressed by the standard deviation of the distance Lj (j = 1 to N) between WP (Pj) and position Pj ′.
In addition, a frequency spectrum or the like can be used.
[0041]
In FIG. 12, information on the accumulated parallel deflection angle value, the accumulated absolute value of the link deflection angle, and the number of parallel running similar shapes is added to the parallel running similar shape attribute. Shape evaluation value (evaluation value φ of (2)), hierarchy, road attribute, whole / part identification indicating whether the parallel running similar shape exists in part or whole of the link, declination cumulative value, The road network data includes the accumulated absolute deviation value, the variation with the link (standard deviation), the presence / absence of connection at the upstream intersection, and the accumulated absolute deviation value (minimum value) at the connecting portion.
[0042]
FIG. 13 shows a detailed procedure when the processing of step 4 and step 7 of FIG. 5 is performed using this road network data.
The parallel running similar shape attribute of each link constituting the identified road section is referred to from the road network data used to identify the target road in Step 1, and the parallel running similar shape road is a part of the identified road section. Alternatively, if it exists in all sections, the shape representative value of the shape vector is calculated (step 41).
Next, the shape representative value of the road section specified by map matching and the road type included in the link road attribute information are read from the road network data, and the shape representative value and road of the parallel running similar shape road are read from the road network data. The type is read out, and these are compared with the shape representative value of the shape vector and the road type (step 42).
[0043]
In this comparison, when the road type of the shape vector matches the road type of the road section specified by the map matching and is different from the road type of the parallel running similar shape road, it is evaluated that there is no possibility of a false matching (step 5). In addition, if it is not possible to evaluate only by road type, the shape representative value is compared, and the road section specified by map matching is smaller in shape difference from the shape vector than the parallel running similar shape road, It is evaluated that there is no possibility of erroneous matching (step 5).
[0044]
In addition, when the road type of the shape vector does not match the road type of the road section specified by the map matching, or both road types match the road type of the shape vector, the shape vector of the parallel running similar shape road If there is little difference in shape, it is determined that there is a possibility of incorrect matching, and from the road type and shape representative value, the highest layer where the corresponding parallel running similar shape road exists is determined and selected To do. When the layer where the parallel running similar shape road exists is unknown, the lowest layer is selected (step 71).
Using the road network data of the selected layer, map matching of shape vectors is performed again (step 72), and the target road is specified (step 73).
[0045]
In this way, this method can directly specify “if any mismatch occurs, it is the road of which hierarchy”, so even if the lowest layer that takes processing time is not necessarily used, the directly specified hierarchy It is possible to perform matching again using the road network data of the road, and the recalculation can be made more efficient.
[0046]
For example, in the example of FIG. 14, when the shape vector is (1), the upper section route section specified by map matching is (2), and the parallel running similar shape road existing in the lower layer is (3), (1) When calculating the declination accumulated value and declination absolute value accumulated value of (2) (3), variation in shape between (1) and (2), and variation in shape between (1) and (3) It becomes as follows.
・ Declination cumulative value ▲ 1 ▼ ≒ ▲ 2 ▼ ≒ ▲ 3 ▼ ≒ 0 °
・ Declination absolute value cumulative value 180 ° ≒ ▲ 1 ▼ ≒ ▲ 3 ▼ ≠ ▲ 2 ▼ ≒ 0 °
・ Shape variation between (1) and (2) ≒ Shape variation between (1) and (3)
By comparing these values, it can be seen that there is a road that is likely to be erroneously matched in the third layer.
[0047]
The calculation of the representative value of the shape vector in step 41 is performed by the reception side device when the transmission side device resamples the distance equidistantly when the shape vector is compressed and the deflection angle is variable length encoded. Thus, it is possible to easily calculate the accumulated value of the declination accumulated value and the declination absolute value.
[0048]
In addition, when there is a parallel-running similar-shaped road in some sections, the form shown in FIG. 15 is taken. In this case, the parallel-running similar-shaped road is always a road at some intersection. It is a spear that has joined. In other words, the parallel running-like road should be bent somewhere. Therefore, in step 42, if the shape is examined in detail, and it can be determined that the shape of the shape vector does not have a curve like a parallel running similar shape road and is close to the main road shape, in most cases, the lower layer Remap matching with road network data is not required.
[0049]
On the other hand, if there are parallel running roads in all sections, in most cases, it is difficult to determine that the shape vector is a main road from the shape alone, and remapping matching with lower-layer road network data is necessary. become.
For this reason, when the transmitting side device is devised when specifying the target road for traffic information, and there is a parallel running similar shaped road, the parallel running similar shaped road becomes “a parallel running road in some sections”. If the target road section is selected in this way, in most cases, the receiving-side apparatus can deny the possibility of erroneous matching based on the processing in step 42, and map matching in the lower layer is unnecessary.
[0050]
In addition, if it can be determined that a road that goes upstream and a road that goes downstream are also provided, map matching is performed only on one side of the road, and map matching on the other side is omitted. Efficiency can be improved.
Thus, with this map matching method, the target road can be identified at high speed and accurately. This is particularly effective when the target road in the road network is biased, such as the target road for traffic information.
[0051]
In addition, with regard to the travel trajectory sent from the probe (traveling vehicle) of the probe collection system, “the main road has a high traffic volume. The higher the traffic volume, the higher the frequency of uplink”. Among them, there is a bias in the target road, so that this map matching method can be applied to obtain a great effect.
[0052]
Further, as shown in FIG. 10A or FIG. 12, the frequency selected by the user in the hierarchical number information included in the header information, or statistical information (for example, season, date, time, The frequency of occurrence of traffic jams or freezing due to the weather) may be added, and this information may be used to predict a change in the probability of being a specific target, thereby further reducing the map matching processing time.
[0053]
In this case, when the predicted road network is not selected, map matching is performed based on the hierarchical information in the header information shown in FIG.
The roads in each hierarchy of the hierarchical road network may be determined based on the following road attributes.
・ Road type: Expressway / National road / Main local road / Prefectural road / City road / Narrow street
・ Road number: Number given within each road type National road 246 → 246, prefectural road 407 → 407
・ Presence or absence of road toll: Identification of whether toll road
・ Road type: Expresses the function of the road such as main line / side road / communication route (IC etc.) / Rotary
・ Routes for which traffic information is provided: routes that are known to be provided in advance, roads subject to VICS links
[0054]
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, the process of step 1 in FIG. 5, that is, the improvement of the process for performing map matching in the upper layer as much as possible will be described.
Hierarchical road network data is classified and created according to the convenience of the map data held by the receiving device, so which road sections are included in the upper layer of this hierarchical structure and which road sections are in the lower layer In general, it is not known to the transmission side device whether or not it is included. For this reason, there is a possibility that an upper-layer road section and a lower-layer road section are mixed in one shape vector transmitted from the transmission-side apparatus.
[0055]
In this case, for example, the receiving-side apparatus starts map matching using the upper-layer road network data, and when the candidate vector is hit smoothly until the shape vector of the lower-layer road section appears. No candidate points can be obtained, and map matching is performed again from the beginning using the road network data of the lower layer. In particular, the problem is that the feature node extraction / shape vector deforming unit 33 (FIG. 6) of the transmission side device 30 forms a shape of an intersection road called “beard” in order to prevent erroneous matching and to correct the relative distance. This becomes prominent when a part of is added to the shape vector data.
[0056]
This pattern is shown in FIG. When transmitting the shape vector data of Pa → Pb, the transmission side device adds Ps → Pa and Pb → Pe as whiskers and transmits the shape vector data of Ps → Pa → Pb → Pe to the reception side.
[0057]
However, the road network data of the upper layer of the receiving device includes the section Ps → Pa → Pb, but does not include the section Pb → Pe. Therefore, when map matching is started using upper-layer road network data, candidate points are hit from Ps → Pb, but no candidate points are obtained between Pb → Pe, and the lower layer needs to be redone.
In order to improve such inefficiency, here, when candidate points cannot be hit in the upper layer, the lower layer is transferred.
In order to realize this, the following data is set in the road network data of each hierarchy.
As shown in FIG. 17, an interlayer contact node for moving to the next lower layer is set in the road network data of each layer excluding the lowest layer, and the link is temporarily divided by this interlayer contact node. Since the interlayer communication node is not an intersection, there is only one connection link. In FIG. 17, the interlayer connection node is set at a position where the intersection is one level below, but it is not necessarily on the intersection and may be set at an arbitrary place.
[0058]
However, since the division of the link causes performance degradation, the interlayer connection nodes are set to be separated by a predetermined distance or more.
-In the road network data of each layer including the lowest layer, as the attribute information of each link, the highest layer number that exists (for example, “2” because it exists in the second and lower layers if it is a general prefectural road) Set.
The receiving-side apparatus starts map matching using the upper-layer road network data, and continues to use the upper-layer road network data while the candidate points can be successfully hit. If the search for candidate points fails, it will go back to the position of the nearest inter-layer contact node that has already passed, and from there it will move to the lower-layer road network data, and map matching from that position will be applied to the lower-layer road network data. Continue with.
[0059]
By doing so, the processing performed using the higher-level road network data is not wasted, and map matching can be performed efficiently.
As shown in FIG. 18A, in the case of a normal intersection, an “interlayer connection node” is not necessary. Now, in the upper layer map matching including only a thick solid line, if WP (A) succeeds in candidate point search and WP (B) fails in candidate point search, WP ( Returning to A) and proceeding to the lower layer, the map matching in the lower layer can be continued.
[0060]
However, in the case as shown in FIG. 18B, in the upper layer map matching including only the thick solid line, the candidate point search succeeds in WP (A) and the candidate point search fails in WP (B). In addition, even if the WP (A) is returned to the lower layer, the road matched by the lower layer cannot be connected. In such a case, it is necessary to clarify “where is the point for connecting to the road network in the lower layer”, and this is the role of the interlayer communication node C.
[0061]
Further, in this case, if it returns to the right direction from the interlayer connection node C and moves to the lower layer, connection to the road network of the lower layer becomes possible. Therefore, instead of setting the interlayer connection node C, the distance that returns to the right side of the interlayer connection node C is set as the “return distance when moving to the lower layer” for each link (link between interpolation points, etc.). It may be defined.
[0062]
(Third embodiment)
In the third embodiment of the present invention, a method for improving the efficiency of map matching in the upper layer in the processing of step 1 in FIG. 5 will be described.
When map matching is performed using road network data in the upper layer, since the average link length is long, it is possible to set a node selected in a jump from the configuration node sequence of the shape vector to WP.
[0063]
Therefore, in the first method, when higher-level road network data is used, map matching is performed using, for example, every N nodes selected from the configuration vector column of shape vectors as WP. Thus, by thinning (skipping) the nodes from the shape vector and using them for WP, the number of WPs can be reduced and the processing time for map matching can be shortened. The ratio of thinning out nodes is set in consideration of the average link length and the shape vector declination. Further, one node may be extracted into WP in N node units, or one node may be extracted into WP in fixed distance units.
[0064]
That is, the nodes are thinned out according to the hierarchical characteristics. As a specific method thereof, mechanical thinning is performed once every N nodes or once every fixed distance. Alternatively, it is further advanced and the “skip distance” is set in the hierarchical data.
In the second method, the distance interval between WPs to be selected while thinning out from the shape vector is set in advance as a recommended skip distance corresponding to the upper layer link, and is defined as link information of the upper layer road network data.
[0065]
As shown in FIG. 19, the recommended skip distance is determined by checking the map matching direction from each interpolation point or the middle point of the link (upstream direction when map matching is performed from the downstream side). In some cases, the next node is set based on the approximate distance from the midpoint of each interpolation point or link to the intersection node, and the map matching direction is determined from the midpoint of each interpolation point or link. Is an inter-layer connection node, it is set based on the approximate distance from each interpolation point or link midpoint to the midpoint of the next link.
[0066]
When map matching is performed using road network data in the upper layer, nodes are thinned out according to the recommended skip distance specified by the link information from the configuration vector sequence node, and the node used for WP is selected.
[0067]
Therefore, the number of candidate point searches is reduced and the number of patterns is also reduced, so that the map matching processing time can be shortened.
[0068]
In addition, if a method of resampling equidistant at the time of shape vector compression and variable length encoding of the declination is used, the nodes of the shape vector will be equidistant. Easy to run.
In the third method, the recommended skip distance is designated so that the WP can be set before and after the “location where shape characteristics occur (= the location where checking is better)” of the link of the corresponding layer.
[0069]
In this method, as shown in FIG. 20, when the link shape represented by the upper layer road network data has a characteristic crank shape, WP is set at the position of the crank shape. The recommended skip distance is specified in the link information of the road network data.
[0070]
A characteristic part in the link shape can be determined from the magnitude of the declination accumulated value and declination absolute value accumulated value per unit section of the link.
In this way, by setting the WP at a location where the link shape feature occurs, the link feature can be captured even if the WP is thinned out, and the link can be accurately identified by map matching.
[0071]
Even if there is no feature in the shape of the link, a location where the parallel running similar shape road has a feature (a location that should be checked) may be designated by a recommended skip distance. In this case, if the link is selected as a candidate point by map matching of shape vectors, it can be determined that the parallel running similar shape road in the lower layer is not the target road.
[0072]
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment of the present invention, a method for improving the efficiency of map matching in the upper layer in step 1 of FIG. 5 by combining the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment will be described. To do.
[0073]
FIG. 21 shows road network data (a part of the hierarchical structure) in this embodiment. As link information, the “highest layer number of this road” and “ Data of “return distance when moving to lower layer” and “recommended skip distance” described in the third embodiment are included.
Further, the flowchart of FIG. 22 shows a map matching method in this embodiment, and FIG. 23 schematically shows this method. Here, the hierarchical structure of the road network data is two layers, and map matching is performed in the order of Ps → Pa → Pb → Pc → Pd → Pe from the downstream to the upstream.
[0074]
In this method, first, a search is started for candidate points around the terminal WP (Ps) in the lowest layer (step 51), and map matching in the lowest layer is performed in a short interval to obtain a plurality of candidate points (step 52), the layer number is specified (step 53). The reason for starting from the lowest layer is to avoid false matching at a critical start point.
[0075]
The next WP is determined and a candidate point is searched (step 54). For the next WP, an adjacent point is selected at the beginning of map matching. When the candidate point search is repeated and the candidate point search with the same layer number continues, the next WP is determined with reference to the recommended skip distance.
[0076]
It is identified whether or not the candidate point search in the next WP is successful (step 55). If the success of the candidate point search continues and the corresponding road is defined in the upper layer, the process moves to the upper layer (step 56), and if the WP is not completed (No in step 59) ), The procedure from step 54 is repeated. If all the WPs are completed (Yes in step 59), the process is terminated.
[0077]
If the candidate point search fails (No in step 55), it is identified whether the candidate point search has failed continuously (step 57). The WP to be searched is returned to the position or the return distance at the time of shifting to the lower layer, and the lower layer is transferred (step 58). If all the WPs are not completed (No in step 59), the procedure from step 54 is repeated.
[0078]
If the candidate point search continues to fail (Yes in step 57), it is determined that the start point hierarchy is incorrect, and the specified hierarchy is acquired again.
[0079]
In the example of FIG. 23, map matching of Ps is started from the lower layer, and Pa, Pb and candidate point search have succeeded continuously, so the process moves to the upper layer, and map matching of Pc → Pd → Pe is performed in the upper layer. ing. However, since the Pe candidate point search has failed, the process returns to the position of the interlayer communication node Pc and moves to the lower layer, and the map matching of Pd → Pe is performed in the lower layer.
[0080]
In this way, by going back and forth between multiple layers of road network data having a hierarchical structure, it becomes possible to make more efficient use of efficient map matching by higher layers, and the processing time of map matching can be shortened. .
[0081]
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment of the present invention, a method for determining a map matching candidate point search range according to an error state of a shape vector will be described.
In map matching, if the error of the shape vector giving WP is small, the candidate point search range can be narrowed. If the shape vector error is large, the candidate point search range must be expanded. . Thus, the range of the candidate point search can be optimized according to the WP error rather than being fixed, and the search range can be optimized, and the processing in the map matching can be made more efficient. be able to.
[0082]
The elements of the shape vector data error include the accuracy of the base map data used by the transmitting device to generate the shape vector data, and the amount of deformation in which the map data is intentionally modified to prevent erroneous matching No. 2001-132610), and a shape deformation allowable error at the time of irreversible compression of encoded shape vector data (described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-132611).
[0083]
As shown in FIG. 24, the transmitting-side apparatus uses the shape vector data as “shape vector base accuracy information”, “maximum deformation amount during deformation preventing mismatching”, and “maximum allowable error during irreversible compression”. To the receiving device.
From this information, the receiving-side apparatus can set the candidate point search range according to the error state of the shape vector.
[0084]
The flowchart in FIG. 25 shows a procedure for setting a candidate point search range according to the error state of the shape vector.
The accuracy information (A) of the base drawing is acquired from the shape vector data string (step 20). Next, the maximum deformation amount (B) at the time of deformation for preventing mismatching is acquired from the shape vector data string (step 21). Next, the maximum allowable error (c) at the time of irreversible compression is acquired from the shape vector data string (step 22). A candidate point search range is determined from (A), (B), and (C) (step 23).
For example, if the shape vector contains the base map accuracy information that the base map of the transmitting side is 1 / 25,000, and the accuracy of the map data of the receiving side device is 1 / 2,500, the maximum There will be a deviation of about 70m.
[0085]
In addition, when the deformation is up to 10 m in order to prevent mismatching, there is a maximum deviation of 80 m in combination with the error due to the accuracy of the base drawing.
Further, if an allowable error of 10 m at the maximum is set during irreversible compression of the shape vector, there will be a shift of 90 m at the maximum, together with an error due to the accuracy of the base drawing and a deformation for preventing erroneous matching. For this reason, the candidate points need only be found within a radius of 90 m, and the search range can be set more appropriately than when fixed to about 250 m as in the prior art.
[0086]
(Sixth embodiment)
In the sixth embodiment of the present invention, a method for sequentially optimizing the hierarchical structure of road network data based on received information will be described.
The road section that receives the traffic information is actually determined to some extent. For this reason, it is possible to update the road network data having a hierarchical structure set by default based on the number of data receptions, matching results, and the like, and sequentially optimize the road network data to have a hierarchical structure that matches the reception environment.
[0087]
For example, when the road section included in the upper layer becomes the target road only once or twice in the traffic information received 10 times, it is deleted from the upper layer. By organizing such data, the road network data of the upper layer becomes lighter and the map matching process can be speeded up.
Also, even road sections that were initially included only in the lower layer are included in the upper layer if they appear frequently as target roads. This is the case when a sensor or the like is newly installed on a road and traffic information on the road is provided. By such a hierarchical structure optimization process, the hit rate in the upper layer increases, and the map matching can be speeded up.
[0088]
Further, as described in the second and fourth embodiments, when the target road in one shape vector spans a plurality of layers, the frequency with which the target road is specified in this way and traffic information is provided If it is high, all sections of the target road can be included in the upper layer by sequential optimization of the hierarchical structure.
[0089]
The sequential optimization processing procedure will be described.
First, in each layer of the hierarchical structure, the appearance probability in traffic information with respect to the number of times traffic information is received is defined as a target hit rate.
For example, the appearance probability with respect to the number of receptions in the past several tens is set as follows.
1st layer: Appearance probability is 80% or higher
Second layer: Appearance probability is 80-50% of the number of receptions
3rd layer: Appearance probability 50 to 10% of the number of receptions
Layer 4: Appearance probability is less than 10% of the number of receptions
Next, in the procedure shown in FIG. 26 (a), the target road is identified by map matching processing at the time of traffic information reception (the procedure until the target road is identified is the same as the procedure in FIG. 7). A hit number counter is set on the target road (step 18), and the road section determined as the target road is counted.
[0090]
Using this count value, the hierarchical structure is sequentially optimized by offline processing according to the procedure shown in FIG.
The hit rate for each road section is calculated from the number of receptions and the value of the hit number counter (step 80).
When the number of receptions reaches the predetermined number, each road segment is rearranged in a hierarchy whose hit rate matches the target hit rate, the roads in each hierarchy are rearranged, and the road network data in the hierarchical structure is Update. Next, the reception number and hit number counter is reset (step 81).
[0091]
Also, in this case, prepare a file for map matching processing and a file for update, use different data for map matching processing and data to be updated in the background, and use these files at the end of the update processing. May be switched.
By such processing, the road network of each layer can be optimized according to the reception environment.
It should be noted that the network addition / deletion may be provided with hysteresis so that hunting does not occur near the boundary of the target hit rate. For example, the reason for deleting from the first layer is when the appearance probability is 75% or less, but the case where the appearance probability exceeds 85% is added to the first layer.
[0092]
In addition, it is possible that the provision of traffic information may be temporarily stopped due to a failure of a sensor installed on the road. Even in such a case, the expressway or national road should not be deleted from the upper layer. An identification flag “never erase” may be attached to an expressway or a national road.
In addition, the traffic information received by the vehicle at the destination is provided with detailed information about the road conditions around the vehicle, and is provided with rough information about road conditions in areas far away from the road information. Therefore, when updating the road network of each layer, lower the level so that the road density near the own vehicle position is higher, and raise the level so that the road density is lower in the area far from the own vehicle position. It may be.
[0093]
Further, since the details of the traffic information differ between the beacon type and the broadcast type, road network data having a different hierarchical structure may be managed for each medium.
Alternatively, road network data having different hierarchical structures may be managed according to a traffic information source ID (broadcasting station number <Tokyo / Kanagawa etc.) or an information source ID (Tokyo Metropolitan Police Department / Metropolitan High School).
In the case of a probe information collection system, the road network data having a hierarchical structure held by the center is updated using parameters such as the number of hits per unit time and the hit probability in all received trajectory data.
[0094]
In this case, since the characteristics vary depending on the day type (weekday / holiday / 50th day / Saturday) and the time zone, the road network data having a hierarchical structure may be managed for each day type / time zone.
In this way, by learning which section has the highest hit rate from the past matching results, and updating the road network data in a hierarchical structure based on it, map matching can be performed again by changing the hierarchy. In addition, it is possible to reduce the waste of switching between hierarchies during map matching and to shorten the map matching processing time.
[0095]
(Seventh embodiment)
In the seventh embodiment of the present invention, a method of using a cache area as the highest layer of hierarchical road network data will be described.
In this method, as schematically shown in FIG. 27, a link hit in each layer (a link between interlayer communication nodes) is copied to the cache area, and the road network in this cache area is used as the highest layer.
FIG. 28 shows road network data having a hierarchical structure at this time. FIG. 28A shows road network data of the upper layer, FIG. 28B shows road network data of the lower layer, and FIG. The road network data of the cache layer is shown.
[0096]
Now, as shown in FIG. 29, when map matching is started from the lower layer node K2 and the link SK2 reaching the node S is hit, the link number of the link SK2 of the lower layer road network data (FIG. 28 (b)). The link information, the node numbers of the nodes K2 and S, the attribute information, the latitude and longitude, and the connection information between these nodes are copied to the road network data of the cache layer (FIG. 28C). If the link information includes information such as shape representative values and parallel running similar road shape attributes, these are also copied to the cache layer together. The recommended skip distance and the like need to be recalculated.
[0097]
The number of nodes and the number of links in the road network data (FIG. 28C) of the cache layer are calculated and updated each time data is copied to the cache layer.
29, when the link SJ1 from the upper layer node S to the node J1 is hit, the link number and link information of the link SJ1 of the upper layer road network data (FIG. 28A), the node S and the node J1. Node number, attribute information, latitude / longitude, and connection information between these nodes are copied to the road network data of the cache layer.
[0098]
Since traffic information is collected using sensors installed on the road, the actual road section is almost the same every time. Therefore, by using the road network data of the cache layer thus copied as the highest hierarchy, the map matching process at the time of the first traffic information reception immediately after system startup is slow, but the second and subsequent map matchings are processed early. be able to.
[0099]
(Eighth embodiment)
In the eighth embodiment of the present invention, the contribution of the transmission side device for speeding up map matching will be described.
In each of the embodiments so far, the case has been described where hierarchical road network data is prepared on the receiving side and map matching is performed using this, but the transmitting side device transmits the hierarchical road network data to the receiving side device. A form of distribution is also possible.
FIG. 30 shows the configuration of the transmission side device 30 and the reception side device 10. The transmission-side device 30 includes a map data information transmission unit 37 that distributes the hierarchical road network data 38 and the digital map A stored in the database 35 to the reception-side device 10. In addition, the receiving side device 10 includes a map data information receiving unit 17 that receives the map data information, and maps using the road network data 113 and the digital map data A 116 having a hierarchical structure received from the transmitting side device 30. Use matching and event information. Other configurations are the same as those of the first embodiment (FIG. 6).
The transmission side device 30 includes information for identifying the hierarchy of road network data used for map matching in the shape vector data transmitted to the reception side device 10 through the event information transmission unit 31.
[0100]
FIG. 31A shows shape vector data obtained by adding a hierarchy number and road attribute information (such as a road type) to each shape vector as the hierarchy identification information, and FIG. Shape vector data in which a hierarchy number and road attribute information (such as a road type) are added to the unit is shown. As the hierarchy identification information, only the hierarchy number may be indicated, or when the road of each hierarchy of the road network data is determined by the road attribute, only the road attribute may be indicated.
[0101]
When performing map matching of these shape vector data, the map matching unit 14 of the receiving side apparatus 10 executes map matching using the road network data 113 of the hierarchy indicated in the hierarchy identification information.
In this case, map matching can be performed by directly using the network data of the hierarchy that includes the target road represented by the shape vector, so there is no need to consider parallel running roads in different hierarchies, and map matching is fast. Can be processed.
[0102]
Note that “hierarchy information” and “road attribute information” can be included in the supplementary information of the index header information.
In addition, as described in the first embodiment, even when there is a parallel running similar shape road on the target road, the target road section is selected so that the parallel running similar shape road “runs in some sections”. Then, in most cases, the receiving side device found that there was no mistake in this target road by checking the shape (checking the bent point or comparing with the shape representative value), so that it could be Map matching is unnecessary. A transmitting side device capable of selecting such a target road section will be described.
[0103]
As shown in FIG. 32, the transmitting side apparatus uses a parallel map similar shape calculation unit 39 that pre-extracts a parallel parallel similar shape road using digital map data A stored in the database 35, and a parallel parallel similar shape calculation. A parallel running similar shape database 40 for storing parallel running similar shape road data extracted by the unit 39, and the feature node extraction / shape vector transformation unit 33 stores the parallel running stored in the parallel running similar shape database 40. Using the similar-shaped road data, the target section of the shape vector data generated by the shape vector data expression information generating unit 34 is transformed so that the parallel-running similar-shaped road “runs in some sections”. Other configurations are the same as those of the first embodiment (FIG. 6).
[0104]
The flowchart of FIG. 33 shows the processing procedure of the parallel running similar shape calculation unit 39.
For the link with the link number L = 1 (step 90), the information of the link L and the surrounding links is acquired from the map database 35 (step 91), and the existence situation of the parallel running similarly shaped road of the link L is calculated (step). 92) and the calculation result is stored in the parallel running similar shape database 40 (step 93). Until all the links have been processed (step 94), the link number is incremented (step 95) and the procedure from step 91 is repeated.
[0105]
The flowchart of FIG. 34 shows the processing procedure of the shape vector data expression information generation unit 34 and the feature node extraction / shape vector transformation unit 33.
The shape vector data expression information generation unit 34 acquires the event information 36 (step 100) and generates a shape vector (step 101).
[0106]
The feature node extraction / shape vector deforming unit 33 calculates a link number corresponding to the shape vector (step 102), and acquires the presence state of the parallel running similar shape road of each link from the parallel running similar shape database 40 (step 103). ) Through the entire shape vector, the presence situation of the parallel running similar shape road is calculated (step 104).
[0107]
It is identified whether or not there is a parallel road with a similar shape around the start and end of the shape vector (step 105). If there is a road, the end of the existing shape vector is deformed so as to extend along the road (step). 107), the procedure from step 102 is repeated. If it does not exist (No in step 105), it is identified whether there is no parallel running similar shape road in the middle of the shape vector, or there is a “partial section” (step 106). ). If there is no parallel running similar road in the middle of the shape vector or there is a “partial section”, the shape vector is determined accordingly (step 108). If none of them is present (No in step 106), the shape vector is deformed so as to extend from both ends (step 107), and the procedure from step 102 is repeated.
[0108]
By such a procedure, even when a parallel running similar shaped road exists in the target section of the shape vector data, the target road is deformed so that the parallel running similar shaped road exists only in the “partial section” of the target road section. be able to. In addition, the target road section can be set so that there is no parallel running similar shape road at the start and end of the target road that is particularly important in the map matching process.
[0109]
(Ninth embodiment)
In the ninth embodiment, a generation procedure of road network data having a hierarchical structure will be described.
As schematically shown in FIG. 41, the data generation processing unit 121 generates road network data 123, 124, and 125 for each layer from the map data in the digital map database 120. FIG. 40 shows this processing procedure.
[0110]
First, sections of interest in the digital map data are set in order from N = 1 (step 130), and links of interest in the section are set in order from link number = 1 (step 131). Data of the corresponding link L of the corresponding section N is acquired from the digital map database, and the hierarchy number of the link L is determined from the road attribute information (step 132). In addition, the road information around the link L is acquired (step 133). Such processing is performed for all links (steps 134 and 142), and when the processing for all links is completed, the hierarchy number is set to M = 1 (step 135), and a road network of hierarchy M is constructed (step 135). Step 136). This process is performed for all the layers (steps 137 and 143), and when the construction of the road network of all the layers is completed, an interlayer communication node is set (step 138). For all the created links, parallel running similar shape attribute information is generated from the surrounding road information (step 139), and a skip distance is set for each inter-interpolation point link (step 140). Such processing is performed for all sections (step 141, step 144).
[0111]
By such processing, the data shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C are generated from the digital map data shown in FIG. Further, when generating parallel running similar shape attribute information, the data of FIG. 10 is generated, and when generating the shape representative value, the data configuration of FIG. 12 is obtained. When the skip distance is generated, the data structure shown in FIG. 21 is obtained.
[0112]
(Tenth embodiment)
In the tenth embodiment, a method of setting higher, middle, and lower weights for roads included in one piece of map data instead of adopting a hierarchical structure will be described. In this method, as shown in FIG. 39, each road included in one piece of map data is classified into an upper road, a middle road, and a lower road, and corresponding to map matching in the upper layer of the hierarchical structure, Map matching using roads, map matching using upper and middle roads corresponding to map matching in the middle layer of the hierarchical structure, and map matching in lower layers of the hierarchical structure Correspondingly, map matching using all of the upper, middle and lower roads is performed.
[0113]
FIG. 38 shows this processing flow.
It is determined up to which level of road the map matching is targeted (step 120), map matching is performed (step 121), and an evaluation value is calculated (skip 122). The calculation of the evaluation value is the same as in the case of FIG.
[0114]
It is determined whether the candidate point has been successfully set and the evaluation value of the candidate point is within a specified value (step 123). If the evaluation value of the candidate point is within the specified value, the target road is specified by the selected shape pattern (step 124).
[0115]
If the candidate point is not successfully set or the evaluation value of the candidate point exceeds the specified value in step 13, it is identified whether the used road is a lower road (step 126). If it is a road, it is determined that map matching has failed, and the process is terminated (step 127). If it is not the lowest road, a lower road is added as a target (step 125), and the processing from step 121 is repeated. In this way, by using a single map, weighting roads and selecting roads to be used for map matching, the number of candidates when searching for candidate points can be reduced, and map matching can be speeded up. be able to.
[0116]
Until now, in each embodiment, the method of specifying a road by performing map matching of shape vectors has been described. However, the concept of layering can also be applied to an information exchange method for calculating routes between nodes by route calculation. . In this method, nodes are intermittently selected in the middle of a link or at an intersection, and the nodes are obtained by route calculation. FIG. 42 shows a pattern when the concept of layering is introduced into this method. Nodes P1 (= link midpoint), P2 (= intersection), P3 (= link midpoint), and P4 (= link midpoint) are selected intermittently. Node position is detected. In this case, detection of candidate points P1, P2, and P3 succeeds, but detection of candidate points P4 fails. As a result, P1 to P2 to P3 can specify the target road section. Between P3 and P4 is unspecified.
[0117]
Therefore, moving to the lower layer, P3 and P4 candidate points are detected, the route between P3 and P4 is calculated by the route search, and the road section between P1 to P2 and P3 to P4 is combined with the specific amount in the upper layer. Identify all.
In this way, the concept of hierarchization can be applied to all the position transmission methods that specify roads based on latitude and longitude information.
[0118]
The present invention basically sets a priority according to the frequency for a road network having a bias in frequency corresponding to a target road for map matching, and a road network for matching with the target road, Restricting based on the priority, and when a candidate road that matches the shape vector of the target road cannot be obtained, the restriction by the priority is relaxed and the range of the road network that matches the target road is expanded. It is characterized by. In this way, map matching can be speeded up.
[0119]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the map matching method of the present invention can quickly and accurately identify the target road.
This is particularly effective when there is a bias in the target road in the road network, such as a target road for traffic information or a travel trajectory sent from a probe (traveling vehicle) of the probe collection system.
In addition, the apparatus and computer program of the present invention can realize and support high-speed and accurate map matching.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a data structure of digital map data according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a hierarchical map matching road network according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a data structure of map network road network data in a hierarchical structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a road shape
FIG. 5 is a flowchart showing a map matching procedure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating configurations of a transmission side device and a reception side device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for performing map matching in an upper layer as much as possible in the first embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a view showing a parallel road similar shape road
FIG. 9 is a view showing a parallel running road that is cut off in the middle
FIG. 10 is a diagram showing a data structure of map matching road network data to which parallel running similar shape road presence / absence information is added according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a view showing a parallel running road that is not linked at an intersection.
FIG. 12 is a view showing road network data for map matching to which road attribute information of parallel running similar shapes is added according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart showing a procedure for determining the possibility of erroneous matching by shape comparison in the first embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing a shape comparison between a road identified by a shape vector and map matching and a parallel running similar road;
FIG. 15 is a diagram showing a state in which a parallel-shaped road having a parallel running exists only in some sections;
FIG. 16 is a diagram showing target roads straddling a plurality of hierarchies targeted by the map matching method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing an interlayer contact node set by map matching in the second embodiment of the present invention;
FIG. 18 is a diagram for explaining the significance of an interlayer contact node set by map matching in the second embodiment of the present invention;
FIG. 19 is a diagram for explaining a recommended skip distance defined by map matching according to the third embodiment of the present invention;
FIG. 20 is a diagram for explaining a recommended skip distance for designating a feature location defined by map matching according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a diagram showing road network data for map matching according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a flowchart showing a map matching processing procedure in the fourth embodiment of the present invention;
FIG. 23 is a diagram schematically showing map matching processing according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a diagram showing shape vector data received in the fifth embodiment of the present invention;
FIG. 25 is a flowchart showing a procedure for determining a candidate point search range by map matching according to the fifth embodiment of the present invention;
FIG. 26 is a flowchart showing a procedure for updating road network data having a hierarchical structure according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 27
The figure which shows typically the production | generation procedure of the data of the cache layer utilized by the map matching in the 7th Embodiment of this invention
FIG. 28 is a diagram showing a data structure of cache layer data used in map matching according to the seventh embodiment of the present invention;
FIG. 29 is a diagram showing links that are hit by map matching
FIG. 30 is a block diagram illustrating a transmission-side apparatus that distributes road network data having a hierarchical structure according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a diagram showing a data structure of shape vector data transmitted by a transmission side device according to an eighth embodiment of the present invention;
FIG. 32 is a block diagram showing a configuration of a transmission side device that adjusts a target road section in the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a flowchart showing a parallel running similar shape extraction processing procedure of the transmission side apparatus according to the eighth embodiment of the present invention;
FIG. 34 is a flowchart showing a shape vector generation procedure of the transmission side apparatus according to the eighth embodiment of the present invention;
FIG. 35 is a diagram showing a conventional macro map matching processing procedure;
FIG. 36 is a diagram showing a data structure of traffic information provided together with a shape vector of a target road
FIG. 37 is a diagram showing a data configuration of traffic information provided by being encoded together with a shape vector of a target road
FIG. 38 is a flowchart showing a map matching processing procedure according to the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 39 is a diagram showing map data used for map matching in the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 40 is a flowchart showing a generation procedure of hierarchical road network data according to the ninth embodiment of the present invention;
FIG. 41 is a diagram showing a hierarchical road network data generation mechanism according to the ninth embodiment of the present invention;
FIG. 42 is a diagram showing a state when the hierarchical structure of the present invention is applied to an information exchange method;
[Explanation of symbols]
10 Receiving device
11 Data receiver
12 Shape vector expression event information database
14 Map matching part
15 Display / Event Information Utilization Department
16 Digital Map B Database
17 Map data information receiver
30 Transmitting device
31 Data transmitter
32 Shape vector expression event information database
33 Feature Node Extraction / Shape Vector Deformation Unit
34 Shape vector data expression information generator
35 Digital Map A Database
36 Event information database
37 Map data information transmitter
38 Hierarchical road network data
39 Parallel running similar shape calculation part
40 Parallel running similar shape database
113 Hierarchical road network data
116 Digital map data A

Claims

A data receiving unit for receiving data including a shape vector representing the shape of the target road;
Road network data with priorities set according to the frequency corresponding to the target road for map matching,
A map matching unit that performs matching of the shape vector using the road network data and identifies the target road,
The map matching portion, the road network data take shape vector matching the target road was set based on the priority, the candidate road shape vector matching of the target road is from the set road network data A receiving apparatus characterized in that when it cannot be specified, matching is performed using road network data reset according to the priority , and the target road is determined .

A data receiving unit for receiving data including a shape vector representing the shape of the target road;
Road network data for a single map consisting of a collection of road networks with different weights;
By using the road network data, and road network weights is large Me started, the identified candidate roads by Rukoto preparative matching between the shape vector representing the shape of the target road, said from the weight is large road network shape Map matching that determines the target road by matching a road network obtained by adding a road network with a smaller weight to a road network with a larger weight when the candidate road matching the vector cannot be specified A receiving device.

A data receiving unit for receiving data including a shape vector representing the shape of the target road;
Road network data that is hierarchized into a plurality of hierarchies, and the road network of the upper hierarchy consists of the road network extracted from the road network of the lower hierarchy,
By using the road network data, the road network of a higher level at the beginning, the identified candidate roads by Rukoto preparative matching between the shape vector representing the shape of the target road, from said road network of the upper layer A map matching unit that determines the target road by matching a road network of a lower hierarchy with the shape vector when a candidate road that matches the shape vector cannot be identified. Receiver device.

The receiving apparatus according to claim 3, wherein each hierarchy of the hierarchized road network is determined based on at least a road attribute.

When a candidate road that matches the shape vector is obtained, there is no parallel-like road having a similar shape that runs parallel to the candidate road in a road network that is lower than the hierarchy of the road network from which the candidate road was obtained. it is determined,
Comparing the shape of the shape vector, the shape of the candidate road, and the shape of the parallel running similar shape road when the parallel running similar shape road exists, and determining whether or not to adopt the candidate road The receiving device according to claim 3, wherein

An inter-layer contact node that moves from a higher-level road network to a lower-level road network is provided in the higher-level road network, and the shape vector cannot be matched in the middle of the higher-level road network. 4. The receiving apparatus according to claim 3, wherein the receiving apparatus sometimes returns to the inter-layer contact node, moves to a lower-level road network, and performs matching with the shape vector.

A return distance for moving to a lower-level road network is defined for a higher-level road network, and when the shape vector cannot be matched in the middle of the higher-level road network The receiving apparatus according to claim 3, wherein the receiving apparatus moves back to a lower-level road network by a return distance and performs matching with the shape vector.

The receiving apparatus according to claim 3, wherein a road section included in a road network of each hierarchy of the road network data is updated according to a frequency at which the road section is specified as the target road.

Receiving data including a shape vector representing the shape of the target road;
A procedure for setting road network data to be matched with the shape vector of the target road based on the priority, using road network data in which priority is set according to the frequency corresponding to the target road of matching;
Procedure Candidate road shape vector matching of the target road, when can not be identified from the set road network data, that performs matching by using the road network data is re-set according to the priority to determine the target road And causing the computer of the road information receiving apparatus to execute the program.

Receiving data including a shape vector representing the shape of the target road;
Using road network data of a single map made up of a group of road network different weights are assigned, candidate by Rukoto preparative and road network weights is large, the matching with the shape vector representing the shape of the target road Steps to identify roads ,
When a candidate road that matches the shape vector cannot be identified from the road network having a large weight, the shape vector is matched with a road network obtained by adding a road network having a smaller weight to the road network having a large weight. A program for causing a computer of a road information receiving apparatus to execute a procedure for determining the target road.

Receiving data including a shape vector representing the shape of the target road;
Using the road network data that is divided into multiple hierarchies and the road network of the upper hierarchy is composed of the road network extracted from the road network of the lower hierarchy, the road network of the upper hierarchy and the shape of the target road A procedure for identifying candidate roads by matching with a shape vector representing
When a candidate road matching and the shape vector from the road network of the upper layer can not be identified, by more Matching of the road network of the lower layer and the shape vector, and procedures for identifying the target road, For causing the computer of the road information receiving apparatus to execute the program.