CN110398252A - 路径搜索装置、驾驶控制装置以及自动行驶装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种路径搜索装置、驾驶控制装置及自动行驶装置，能够搜索与用户所需条件相符的路径。本发明的路径搜索装置具备：地图存储部，其存储具有点群数据的三维地图信息；通行条件存储部，其存储移动体的通行条件；路径创建部，其基于三维地图信息及通行条件来创建路径；以及路径检索部，其从由路径创建部创建出的多条路径，来检索最佳路径。点群数据包括由移动测量系统及实时动态系统获取到的维度、经度以及椭圆体高。通行条件包括表示移动体在道路右侧及左侧中的任意侧通行的通行方向信息。路径创建部根据点群数据来创建与通行方向信息对应的多条路径的备选。路径检索部从由路径创建部创建出的多条路径的备选中至少检索最短路径。

Description

路径搜索装置、驾驶控制装置以及自动行驶装置

技术领域

本发明涉及路径搜索装置、驾驶控制装置以及自动行驶装置。

背景技术

在导航装置等检索从出发地到目的地的路径的装置中，希望根据移动体的种类或道路状況等来检索与最短时间或最短距离之类的所期望条件对应的最佳路线。

专利文献1中，公开了一种能够减轻用户驾驶负担的自动驾驶支援用路径搜索方法。在该方法中，提取从出发地到目的地的距离或所要时间在阈值以下，并且手动驾驶区间的距离或所要时间最短或者以最短为下限的规定范围内的1条或多条路径。

专利文献2中，公开了一种提供用于导航或自动驾驶的三维地图的装置。在该装置中，作为目标的三维空间的一部分或者大部分被多个几何学的单纯图形置换，持有被单纯化并被重构的单纯化三维空间数据，从中利用计算机读取单纯化三维空间数据，由此几何学单纯图形与和三维空间对应的坐标、姿势和/或属性等关联数据一起输出。

专利文献3中，公开了一种防止可自动驾驶车辆所伴随的事故的自动驾驶支援系统。该系统具备：分发装置，其基于根据管理道路计测得到的点群数据，来生成三维道路线形数据；以及自动驾驶信息収集装置，其在管理道路上产生了拥堵和事故中的至少一种现象的情况下，发送由分发装置生成的三维道路线形数据中表示禁止自动驾驶的区间的三维道路线形数据。

【专利文献1】日本特开2018-044834号公报

【专利文献2】日本特开2009-199572号公报

【专利文献3】日本特开2018-032433号公报

近年来，发展出获取高精度三维地图信息的技术。但是，即便能够获取这样的高精度三维地图信息，在利用了高精度三维地图信息的路径搜索中，也不能说高精度三维地图信息已经充分地被活用于符合用户目标路径的搜索。例如，基于移动体的特性、通行条件、高度、台阶之类的立体信息的最佳路线的检索并不充分。另外，即便在利用了这样的高精度三维地图信息来进行移动体的自动驾驶的情况下，也并没有能够得到根据三维地图信息来求取移动体的轨道或驱动力的方案。

发明内容

本发明的目的在于，提供路径搜索装置以及利用了其搜索结果的驾驶控制装置和自动行驶装置，能够基于高精度三维地图信息来搜索与用户所需条件相吻合的路径。

本发明的一个方案是求取移动体从出发地到目的地的路径的路径搜索装置。该路径搜索装置具备：地图存储部，其存储具有点群数据的三维地图信息；通行条件存储部，其存储与移动体所通行的道路有关的通行条件；路径创建部，其基于三维地图信息以及通行条件来创建路径；以及路径检索部，其从由路径创建部创建的多条路径来检索最佳路径。

在该路径搜索装置中，点群数据包括由MMS(Mobile Mapping System：移动测量系统)以及RTK(Real Time Kinematic：实时动态)系统获取到的维度、经度以及椭圆体高。通行条件包括表示移动体在道路的右侧以及左侧中的任意侧通行的通行方向信息。路径创建部根据点群数据来创建与通行方向信息对应的多条路径的备选。路径检索部从由路径创建部创建出的多条路径的备选中至少检索最短路径。

根据这样的结构，因为在三维地图信息所含的点群数据中，包括由MMS以及RTK获取到的维度、经度以及椭圆体高，所以能够根据该点群数据，来创建与移动体是左侧通行还是右侧通行的通行方向信息对应的多条路径的备选。

在上述路径搜索装置中，通行条件中包含表示移动体在道路的车道以及人行道中的任意道通行的通行区分信息，路径创建部也可以根据点群数据来创建与通行方向信息以及通行区分信息这二者的条件对应的多条路径的备选。由此，能够根据点群数据，来创建与移动体左右的通行方向和通行区分这二者的条件对应的多条路径的备选。

在上述路径搜索装置中，路径创建部在假定移动体沿着创建出的基本路径通行的情况下，当判断为存在由点群数据表示的物体和移动体相干扰的可能性时，对基本路径进行修改以便不发生干扰。由此，当创建路径时，能够创建能够防止由三维地图信息表示的物体和移动体相干扰的路径(虚拟轨道)。

在上述路径搜索装置中，路径创建部在假定移动体沿着创建出的基本路径通行的情况下，当判断为根据由点群数据表示的道路环境移动体通行困难时，使基本路径不包含在多条路径的备选中。由此，当创建路径时，能够从备选中剔除基于三维地图信息认为移动体通行存在困难的路径。

在上述路径搜索装置中，路径创建部也可以根据点群数据来创建包含曲率与移动体的行驶特性相符的曲线的虚拟轨道。由此，能够求取与移动体的特性或通行条件相吻合的移动体的虚拟轨道。

另外，路径创建部也可以根据点群数据来创建与通行方向信息对应并从出发地经由目的地返回到出发地的连续路径。由此，创建包含出发地以及目的地的环状路径，根据绕路径的方向(顺时针，逆时针)，从一条路径来对应左侧通行以及右侧通行这二者的路径创建。

本发明的另一个方案是驾驶控制装置，进行控制使移动体沿着基于由上述路径搜索装置得到的路径的虚拟轨道行驶。该驾驶控制装置具备：特性存储部，其存储移动体的动力特性；位置获取部，其获取移动体的当前地的信息；驱动控制部，其基于由位置获取部获取到的移动体的当前地的信息，以移动体沿着虚拟轨道行驶的方式对移动体的至少驱动源进行控制。

在该驾驶控制装置中，驱动控制部根据虚拟轨道上的第1地点的维度以及经度和虚拟轨道上的第2地点的维度以及经度来求取去向，当使移动体从第1地点朝向第2地点行驶时，根据去向基于动力特性来算出所需驱动力，以得到算出的驱动力的方式来控制驱动源。

根据这样的结构，在三维地图信息所含的点群数据中，因为包含由MMS以及RTK获取到的维度、经度以及椭圆体高，所以能够根据该点群数据，来高精度地求取移动体在虚拟轨道上从第1地点朝向第2地点的去向，能够使移动体沿着在左侧通行或者右侧通行的通行方向信息所对应的准确的虚拟轨道行驶。

在上述驾驶控制装置中，也可以是驱动控制部根据基于第1地点的椭圆体高的高度和基于第2地点的椭圆体高的高度来求取坡度，当使移动体从第1地点朝向第2地点行驶时，根据坡度基于动力特性来算出所需驱动力，以得到算出的驱动力的方式来控制驱动源。由此，能够根据点群数据，来准确地求取移动体在虚拟轨道上从第1地点朝向第2地点时的坡度，能够基于该坡度来控制驱动力。

在上述驾驶控制装置中，也可以是还具备对移动体的多个行驶模式中的任意模式进行设定的模式设定部，特性存储部对与多个行驶模式分别对应的多个动力特性进行存储，驱动控制部基于与由模式设定部设定的行驶模式对应的动力特性来算出驱动力。由此，能够进行与各行驶模式对应的驱动力的控制。

本发明的另一个方案是自动行驶装置，其具备上述路径搜索装置、上述驾驶控制装置以及通过由驾驶控制装置控制的驱动源来使移动体行驶的驱动机构。由此，能够基于高精度三维地图信息进行自动行驶。

根据本发明，能够提供路径搜索装置以及利用了其搜索结果的驾驶控制装置和自动行驶装置，能够基于高精度三维地图信息来搜索与用户所需条件相吻合的路径。

附图说明

图1是例示自动行驶装置的结构的示意图。

图2是例示路径搜索装置的结构的框图。

图3的(a)以及(b)是表示点群数据的一例的示意图。

图4是对于路径检索进行说明的示意图。

图5是例示驾驶控制装置的结构的框图。

图6是例示动力特性的图。

图7是例示路径搜索方法的流程图。

图8是例示驾驶控制方法的流程图。

附图标记说明

1…路径搜索装置；2…驾驶控制装置；11…地图存储部；12…通行条件存储部；13…路径创建部；14…路径检索部；15…输入部；16…输出部；17…位置获取部；18…通信部；21…特性存储部；22…位置获取部；23…驱动控制部；24…模式设定部；25…传感器部；26…通信部；27…图像获取部；28…激光检测部；100…自动行驶装置；110…移动体；120…驱动机构；121…驱动源；150…天线；160…图像获取部；170…激光检测部；171…天线；200…电子基准点；221…天线；300…人工卫星；G…图像。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。此外，在以下说明中，对相同部件标注相同符号，对曾说明过的部件适当省略其说明。

(自动行驶装置)

图1是例示自动行驶装置的结构的示意图。

如图1所示，自动行驶装置100具备通过电机或发动机等驱动源121来使移动体110行驶的驱动机构120。移动体110从驱动机构120对例如轮胎传递动力，沿着规定方向行驶。

自动行驶装置100具备路径搜索装置1和驾驶控制装置2。自动行驶装置100具备用于与GPS(Global Positioning System，全球定位系统)或外部进行通信的天线150，接受来自电子基准点200或人工卫星300的信号，获取移动体110的当前地。自动行驶装置100中也可以设置包括照相机的图像获取部160或激光检测部170。

自动行驶装置100沿着由路径搜索装置1检索出的从出发地到目的地的路径，自动地行驶。在沿着路径的行驶中，通过驾驶控制装置2来控制驱动源121。

移动体110的当前地通过利用了来自GPS卫星、准天顶卫星等人工卫星300的信号的GPS等的GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)，或利用了电子基准点200的RTK来高精度地把握。例如，RTK能够在数厘米(cm)程度的误差范围检测出移动体110的当前地。

移动体110的行驶中，按照对通过RTK等获取到的当前地和预先设定的路径(虚拟轨道)之间的偏差进行修正的方式，驾驶控制装置2对驱动机构120进行控制。另外，通过在图像获取部160中读取行驶中的周边图像，或者由激光检测部170来读取障碍物与移动体110的距离，一边避免与人或物的碰撞或者异常接近，一边进行移动体110的行进。

在本实施方式涉及的自动行驶装置100中，通过后述的路径搜索装置1，根据高精度的三维地图信息来检索与移动体110的通行条件相吻合的最佳路径。另外，通过后述的驾驶控制装置2，按照使移动体110沿着由路径搜索装置1检索到的路径(虚拟轨道)行驶的方式，来控制驱动源121等的驱动机构120，决定移动体110的速度或行进方向。

具体而言，作为与移动体110通行的道路有关的通行条件，路径搜索装置1创建与移动体110是左侧通行还是右侧通行的通行方向信息对应的多条路径的备选。当创建路径的备选时，利用详细的三维地图信息。例如，在通行方向信息是左侧通行的情况下，根据三维地图信息来创建在道路左侧通行的路径。另外，即便是相同道路，在通行方向信息为右侧通行的情况下，也根据三维地图信息来创建在道路右侧通行的路径。

另外，作为通行条件，在包含表示移动体110在道路车道行驶或者在人行道行驶的通行区分信息的情况下，路径搜索装置1创建与通行方向信息以及通行区分信息这二者条件对应的路径。例如，在通行方向信息是右侧通行而通行区分信息是人行道的情况下，根据三维地图信息来创建在设置于道路右侧的人行道上行驶的路径。

这样，在本实施方式涉及的自动行驶装置100中，基于移动体110的通行条件，能够使移动体110沿着与用户所需条件相吻合的路径(虚拟轨道)自动行驶。

此外，在自动行驶装置100中，路径搜索装置1和驾驶控制装置2中的至少一方可以设置在移动体110的内部，也可以设置在外部。在设置在外部的情况下，预先在移动体110中设置通信单元，以通信单元来接受从外部发送来的信息使移动体110行驶即可。

(路径搜索装置)

图2是例示路径搜索装置的结构框图。

路径搜索装置1具备地图存储部11、通行条件存储部12、路径创建部13以及路径检索部14。路径搜索装置1也可以具备输入部15、输出部16、位置获取部17、通信部18以及天线171。输入部15是触摸面板或麦克风(语音输入单元)等。输出部16是显示器或扬声器(语音输出单元)等。位置获取部17是获取当前地的GPS等。通信部18是与外部设备通信的部分。天线171也可以与图1所示的自动行驶装置100的天线150兼用。

地图存储部11对具有点群数据的三维地图信息进行存储。在此，点群数据包括由MMS以及RTK获取到的维度、经度以及椭圆体高。

图3的(a)以及(b)是表示点群数据的一例的示意图。

图3的(a)中表示了基于点群数据的图像G的示例，图3的(b)中表示了点群数据的要素的示例。

点群数据是对于图3的(a)所示的图像的各个点，分别与图3的(b)所示的维度、经度、高度、椭圆体高建立对应关系的数据。点群数据与道路(车道，人行道)、路缘石、建筑物、树木、街灯、白线等读入的图像的多个点的位置信息建立对应关系。点群数据中，也可以与地球坐标建立对应关系。地图存储部11存储由MMS以及RTK得到的高精度点群数据。

通行条件存储部12存储与移动体110通行的道路有关的通行条件。在本实施方式中，通行条件包括表示移动体在道路右侧以及左侧中的任意侧通行的通行方向信息，以及表示移动体110在道路车道以及人行道中的任意道通行的通行区分信息。作为通行条件，除了上述通行方向信息以及通行区分信息之外，还可以包括移动体110的大小、重量、限速、最大载重量等其他通行条件。

路径创建部13基于在地图存储部11中存储的三维地图信息以及通行条件存储部12中存储的通行条件，来创建从出发地到目的地的路径。路径创建部13根据三维地图信息所含的点群数据，来创建与通行方向信息对应的多条路径的备选。

路径检索部14从由路径创建部13创建出的多条路径来检索最佳路径。路径检索部14从由路径创建部13创建出的多条路径的备选中至少检索最短路径。此外，路径检索部14除了最短路径以外，还检索与预先设定的条件相吻合的路径。例如，还可以检索到达时间最快的路径、通行费最便宜的路径、移动体110的行驶费用最便宜的路径等。

如同之前已说明的那样，在三维地图信息所含的点群数据(参照图3)中，还包含由MMS以及RTK获取到的维度、经度以及椭圆体高。因此，路径创建部13能够根据该点群数据来提取与移动体110的通行条件对应的路径的备选。例如，能够创建移动体110在左侧通行还是右侧通行之类的通行方向信息所对应的多条路径的备选、移动体110在车道行驶等或者人行道行驶之类的通行区分信息所对应的多条路径的备选。

路径搜索装置1中，路径创建部13具有对创建出的基本路径进行修改的功能。即，路径创建部13在基于三维地图信息以及通行条件创建基本的路径(基本路径)之后，当假定移动体110沿着该基本路径通行时，为了在移动体110的行驶中避免与物体相干扰的可能性，而进行基本路径的修改。

三维地图信息中，通过点群数据，除了表示道路或人行道之外，还表示建筑物、电线杆、树木等物体。路径创建部13在假定移动体110沿着基本路径行驶，并判断为存在由该点群数据表示的物体和移动体110相干扰的可能性的情况下，对基本路径进行修改，以便不发生干扰(以便避开物体)。由此，当创建路径时，能够创建能够防止由三维地图信息表示的物体和移动体110相干扰的路径(虚拟轨道)。

另外，在路径搜索装置1中，路径创建部13具有从备选中剔除创建出的基本路径的功能。即，路径创建部13在基于三维地图信息以及通行条件来创建出基本路径之后，当假定为移动体110沿着基本路径通行时，从备选中剔除认为移动体110通行困难的路径。

在三维地图信息中，通过点群数据来表示道路环境。作为道路环境，例如，存在道路的形状(路面状況、路宽、台阶、坡道、车辙、沟、侧沟、围栏、窨井等)、物(建物的墙壁、护栏、电线杆、标识、信号支柱、道口等)。路径创建部13在从该道路环境判断为移动体110通行困难的情况下，也可以使基本路径不包含在多条路径的备选中。由此，当创建路径时，能够从备选剔除基于三维地图信息认为移动体110通行困难的路径。

作为根据道路环境进行移动体110通行是否困难的判断，路径创建部13根据移动体110的种类或行驶性能来切换判断基准。例如，在作为道路环境存在台阶的情况、在作为移动体110在人行道行驶的电动载人车的情况、和在车道行驶的汽车的情况下，切换判断为行驶困难的台阶大小。另外，也可以预先注册(设定)与移动体110对应的台阶的行驶限界高度、爬坡能力，并将其用于通行是否困难的判断基准。另外，在电动载人车的情况下，也可以判断为穿过道口的路径行驶困难。

另外，路径创建部13根据点群数据，来创建包括曲率与移动体110的行驶特性符合的曲线的路径(虚拟轨道)。移动体110的行驶特性是指，与移动体110的种类对应的行驶性能，例如，是最高速度、加速特性、转弯半径、尺寸(车宽，全长，轴距等)、重量等。即便是同一条路径，根据移动体110的行驶特性，行驶轨道也不相同。

路径创建部13根据点群数据来创建与通行方向信息对应并从出发地到目的地的连续路径。由此，能够求取与移动体110的特性、通行条件相吻合的移动体110的路径。

另外，路径创建部13也可以创建从出发地经由目的地返回到出发地的连续路径(往返路径)。往返路径是环状路径(所谓的一笔到底的路径)。这样，通过创建环状路径，根据绕路径的方向(顺时针，逆时针)，仅仅创建一个路径，就能够根据绕的方向的区分，来对应与左侧通行以及右侧通行这二者的路径创建。

图4是对于路径检索进行说明的示意图。

图4中以线来表示从出发地到目的值的路径的备选。在线上标注的箭头表示进行方向。在本实施方式中，作为备选，与通行方向信息对应，能够列举出左侧通行以及右侧通行这二者的路径。在图4所示的粗线的路径的示例中，表示如同电动载人车那样的以右侧通行为基本的情况的路径。路径创建部13创建与这样的移动体110的通行条件相符的路径的备选，并创建与移动体110的行驶特性对应的路径。

路径创建部13基于三维地图信息所含的点群数据，根据移动体110的行驶特性，来求出表示路径上的节点、弯道间距离、进行方向的虚拟轨道。虚拟轨道是指在路径中移动体110的移动控制所用的轨道信息。使移动体110沿着该虚拟轨道行驶。

此外，在图4中表示了二维的路径检索的示例，但是实际上，包含基于椭圆体高的高度方向信息来进行路径检索。由此，基于三维地图信息，来考虑移动体110所行驶的空间(三维空间)，能够避开移动体110行驶时与物体的干扰，剔除移动体110通行困难的部位，检索与移动体110的特性相符的最佳路径。

根据上述说明的路径搜索装置1，在三维地图信息所含的点群数据中，因为包含在MMS以及RTK中获取到的维度、经度以及椭圆体高，所以能够根据该点群数据，来创建与移动体110的通行条件相吻合的多条路径的备选，并从中检索最佳路径。

路径搜索装置1能够应用于导航系统。即，导航系统引导移动体110沿着由路径搜索装置1检索出的路径行驶。该情况下，通过输入部15来指定出发地和目的地。在将当前地作为出发地的情况下，无需在输入部15指定出发地，将在位置获取部17中获取到的当前地设定为出发地。另外，也可以从输入部15输入通行条件。

从而，如同上述已说明了的那样，在路径创建部13中创建路径的备选，在路径检索部14中检索最佳路径。通过导航开始，一边在位置获取部17中获取移动体110的当前地，一边按照使移动体110沿着路径沿行驶的方式，从输出部16进行引导。

(驾驶控制装置)

图5是例示驾驶控制装置的结构的框图。

如图5所示，驾驶控制装置2具备特性存储部21、位置获取部22以及驱动控制部23。驾驶控制装置2也可以具备模式设定部24、传感器部25、通信部26、图像获取部27、激光检测部28以及天线221。天线221也可以与图1所示的自动行驶装置100的天线150或图2所示的天线171兼用。另外，位置获取部22以及通信部26也可以与图2所示的位置获取部17以及通信部18兼用。另外，图像获取部27以及激光检测部28也可以与图1所示的图像获取部160以及激光检测部170兼用。

特性存储部21存储移动体110的动力特性。

图6是例示动力特性的图。

动力特性是将驱动源121作为电机的情况下的输出线P、移动体110在平地的行驶曲线DMa以及存在上升坡度θ的情况下的行驶曲线DMb。图表横轴表示电机或者轮胎的转速，图表纵轴表示输出。动力特性例如被确定为2次函数的回归曲线。特性存储部21也可以与移动体110的种类对应地存储多个动力特性。

位置获取部22获取移动体110的当前地信息。位置获取部22根据GPS等GNSS或RTK，来获取移动体110的当前地的信息。当前地的信息中包括维度、经度、高度以及移动速度。高度包含椭圆体高。

驱动控制部23基于由位置获取部22获取到的移动体110的当前地的信息，按照移动体110沿着基于由路径搜索装置1得到的路径的虚拟轨道行驶的方式，来对移动体110的至少驱动源121进行控制。在驱动源121是电机的情况下，驱动控制部23包括电机控制器。在驱动源121是发动机的情况下，驱动控制部23包括燃料喷射控制器。

在本实施方式涉及的驾驶控制装置2中，驱动控制部23根据虚拟路径上的第1地点的维度以及经度和虚拟轨道上的第2地点的维度以及经度来求取去向。从而，当使移动体110从第1地点朝向第2地点行驶时，基于动力特性，根据求取的去向，来算出所需驱动力，以得到算出的驱动力的方式来控制驱动源121。

根据这样的驾驶控制装置2，在使移动体110沿着基于由之前说明的路径搜索装置1检索到的路径的虚拟轨道行驶时，能够根据高精度的三维地图信息来算出行驶所需要的去向。

在该三维地图信息所含的点群数据中，包含由MMS以及RTK获取到的维度、经度以及椭圆体高。因此，能够根据该点群数据，来准确地求出移动体110在虚拟轨道上从第1地点朝向第2地点的去向。从而，能够使移动体110沿着与移动体110在左侧通行还是右侧通行的通行方向信息对应的准确虚拟轨道行驶。

另外，在驾驶控制装置2中，驱动控制部23根据基于第1地点的椭圆体高的高度和基于第2地点的椭圆体高的高度，来求取坡度。从而，当使移动体110从第1地点朝向第2地点行驶时，基于动力特性根据之前求出的坡度，来算出所需要的驱动力，按照得到算出的驱动力的方式来控制驱动源121。

即，点群数据中，因为包括虚拟轨道上的点的维度、经度以及椭圆体高，所以能够把握基于从第1地点到第2地点的椭圆体高的准确坡度。通过预先求出该坡度，驱动控制部23能够预先求出在该坡度行驶时移动体110的动力特性的变化。例如，在从第1地点到第2地点是上升坡度的情况下，预先求取为了提高该坡度而需要的转矩。从而，在移动体110通过第1地点的阶段，按照产生预先求出的所需要转矩的方式来控制驱动源121。

作为一个示例，对于从平地在上升坡度(从第1地点到第2地点的坡度θ)行驶的情况进行说明。基于图6所示的动力特性，在平地上行驶时所需要的输出是输出a。接着，存在从第1地点到第2地点上升坡度θ，这预先根据三维地图信息得到。因此，在事先预先求取为了提高坡度θ而所需要的输出是输出b。是在平地上行驶时，驱动控制部23为了产生输出a，而对驱动源121给予指示。从而，在当前地为第1地点的阶段，为了产生预先求取的输出b，而对驱动源121给予指示。

例如，在对作为驱动源121的电机进行PWM(Pulse Width Modulation)控制的情况下，在平地上行驶时按照成为得到输出a的转速的方式来对电机给予PWM控制信号。接着，在到达了第1地点的阶段，按照成为得到输出b的转速的方式来对电机给予PWM控制信号。坡度θ相对于平地的PWM控制的占空比为b/a。

这样，在本实施方式中，根据点群数据，来准确求取移动体110在虚拟轨道上从第1地点朝向第2地点时的坡度，基于该坡度能够控制驱动力。在以往，在坡度开始上升速度降低的阶段，按照对速度降低量进行补偿的方式来控制驱动力。但是，在此速度一旦开始变化，用于保持速度的动作就会易于导致速度产生变化。在本实施方式中，能够预先准确地把握坡度，通过精度高的位置检测，产生与开始提高坡度路线同时所需要的转矩，能够进行速度变化小的行驶。

模式设定部24对移动体110的多个行驶模式的任意模式进行设定。在此，行驶模式中，包含通常行驶模式、爬坡行驶模式、高速行驶模式以及低速行驶模式等。在模式设定部24中，设定有多个行驶模式的情况下，特性存储部21预先存储与多个行驶模式分别对应的多个动力特性。从而，驱动控制部23基于与在模式设定部24中设定的行驶模式对应的动力特性来算出驱动力。由此，能够控制与各行驶模式对应的驱动力。

在驾驶控制装置2中对移动体110的行驶进行控制的情况下，也可以根据传感器部25、图像获取部27以及激光检测部28中的至少一种获取到的信息来进行修改。由此，能够进行避免与在三维地图信息中未出现的物、人或其他行驶体异常接近以及碰撞的控制。

(路径搜索方法)

图7是例示路径搜索方法的流程图。

该路径搜索方法通过上述说明的路径搜索装置1来进行。

首先，进行目的地的获取(步骤S101)。例如，利用输入部15来获取用户输入的目的地的信息(住所，设施名等)。

接着，进行通行条件的获取(步骤S102)。作为通行条件的通行方向信息、通行区分信息，也可以根据预先在通行条件存储部12中存储的信息来获取，也可以从输入部15获取用户输入的信息。

接着，创建路径的备选(步骤S103)。路径的备选通过路径创建部13来进行。路径创建部13基于在地图存储部11存储的三维地图信息以及在之前的步骤S102中获取到的通行条件，来创建从出发地到目的地的路径的备选。

此时，路径创建部13基于三维地图信息以及通行条件，在假定移动体110沿着提取出的路径通行的情况下，当判断为存在移动体110通行困难的部位时，进行从备选剔除该路径的处理。

接着，进行最佳路径的检索(步骤S104)。路径的检索根据路径检索部14来进行。路径检索部14从由路径创建部13创建的多条路径的备选中，检索与规定条件相吻合的路径。例如，从多条路径的备选检索最短路径。在检索最短路径中利用例如迪克斯特拉法(Dijkstra's algorithm)。

接着，进行虚拟轨道的创建(步骤S105)。虚拟轨道的创建通过路径创建部13来进行。路径创建部13创建用于使移动体110沿着根据多条路径的备选检索出的最佳路径行驶的虚拟轨道。虚拟轨道基于三维地图信息所含的点群数据，来创建表示路径上的节点、弯道间距离、进行方向(左绕，右绕)的信息。连接路径上的节点的直线或由弯道构成的虚拟轨道基于路径上的多个节点坐标(三维地图信息所含的三维位置信息)，通过回归方程(例如，直线的情况下为最小二乘法)来求取。

接着，进行虚拟轨道的修改(步骤S106)。虚拟轨道的修改通过路径创建部13来进行。路径创建部13基于三维地图信息以及通行条件，来进行之前创建的虚拟轨道的修改。即，在假定移动体110沿着创建出的虚拟轨道通行的情况下，判断根据三维地图信息得到的物体和沿着虚拟轨道行驶的移动体110相干扰的可能性，在存在相干扰可能性的情况下对虚拟轨道进行修改以对其进行规避。

(驾驶控制方法)

图8是例示驾驶控制方法的流程图。

该驾驶控制方法通过上述说明的驾驶控制装置2来进行。

首先，进行动力特性的获取(步骤S201)。动力特性是表示移动体110中的速度(转速)和输出之间的关系的特性。动力特性由例如2次函数的回归曲线确定。动力特性可以根据在特性存储部21中预先存储的信息来获取，也可以经由通信部18从外部(经由网络等)来获取。另外在设定了行驶模式的情况下，与行驶模式对应地获取动力特性。

接着，进行虚拟轨道的获取(步骤S202)。在此获取的虚拟轨道是基于根据之先说明的路径搜索装置1以及路径搜索方法检索出的路径的虚拟轨道。检索出的路径(虚拟轨道)的信息从路径搜索装置1输出，经由通信部18被读入驾驶控制装置2。

接着，判断是否开始移动体110的行驶(自动驾驶)(步骤S203)。自动驾驶的开始由用户指示。此外，在指令中心控制移动体110运行的系统中，自动驾驶的开始从指令中心指示。

若行驶开始，进行当前地的获取(步骤S204)。当前地的获取根据位置获取部22来进行。位置获取部22根据GPS等的GNSS或RTK来获取移动体110的当前地的信息。当前地的信息包括维度、经度、高度和移动速度。高度包括椭圆体高。

接着，进行去向运算(步骤S205)。去向运算由驱动控制部23来进行。驱动控制部23根据移动体110位于虚拟轨道上的第1地点(在此为移动体110的当前地)的维度以及经度和位于虚拟轨道上的第2地点的维度以及经度来求取去向。第2地点是根据移动体110的当前速度在规定时间后(例如，1秒后)想定的虚拟轨道上的位置。

接着，进行坡度的运算(步骤S206)。坡度的运算由驱动控制部23来进行。驱动控制部23根据基于第1地点(在此为移动体110的当前地)的椭圆体高的高度和基于上述第2地点的椭圆体高的高度来求取坡度。

接着，进行驱动力运算(步骤S207)。驱动力运算由驱动控制部23来进行。驱动控制部23根据之先获取到的去向以及坡度，来对用于使移动体110与该去向以及坡度相符地移动所需要的驱动力进行运算。驱动力除了驱动源121的转矩之外，还包括用于决定移动体110的方向的转向力。

在转向的驱动力控制中，例如，在驱动源121是电机，以独立的电机来使左右车轮分别旋转，利用左右车轮的转速差来进行转向的情况下，求取与根据去向得到的方向或坡度相符而求取的左右电机各自的转速，与该转速相符地求取PWM控制信号(占空比)。另外，例如在通过方向盘来进行转向的情况下，求取对转向电机给予的PWM控制信号(占空比)。

接着，对虚拟轨道与当前地之间的偏差进行修正(步骤S208)。虚拟轨道与当前地之间的偏差的修正通过驱动控制部23来进行。移动体110按照沿着虚拟轨道行驶的方式来控制驱动力。但是，在行驶中的实时位置与虚拟轨道之间会产生偏差。为了修正该偏差，驱动控制部23进行驱动力的修正。

驱动控制部23获取移动体110的当前地(维度，经度，高度)是否与设定的虚拟轨道上的控制点一致的信号、移动体110的虚拟轨道上的进行方向(顺时针，逆时针)的信号、移动体110的当前地表示与虚拟轨道上的控制点相比是在跟前还是在前方的信息、移动体110的当前地(维度，经度，高度)与设定的虚拟轨道上的控制点的三维坐标的距离信息。从而，利用各种信息以缩短该距离的方式来进行修正。

此外，偏差的修正也可以包含用于规避危险等的修正。例如，基于传感器部25、图像获取部27以及激光检测部28中的至少一方获取到的信息，为了规避未在三维地图信息中出现的物或人、行驶体等的异常接近或碰撞，来进行用于对移动体110的进行方向、速度进行修改的运算。

接着，进行驱动力指示(步骤S209)。驱动力指示通过驱动控制部23来进行。驱动控制部23将之先运算并修正偏差而得到的驱动力给予驱动源121等的驱动机构120。驱动机构120基于从驱动控制部23指示的驱动力来至少使驱动源121驱动。

之后，进行是否存在之后的地点的判断(步骤S210)。在存在虚拟轨道上的下一个地点(控制点)的情况下，返回步骤S204，反复进行以后的处理。由此，移动体110一边逐次对虚拟轨道与当前地的偏差进行修正一边自动地进行到目的地为止的行驶。

在上述说明的路径搜索方法驾驶控制方法也可以通过由计算机执行的程序来实现。路径搜索方法作为路径搜索程序来实现，驾驶控制方法作为驾驶控制程序来实现。即，路径搜索程序使图7所示的各步骤在计算机来执行。另外，驾驶控制程序使由图8所示的各步骤在计算机执行。这些程序也可以在由计算机能够读取的记录介质保存，也可以经由网络来分发。

如以上所说明那样，根据实施方式，能够提供能够搜索基于高精度的三维地图信息用户所需条件相吻合的路径的路径搜索装置1、以及利用了该搜索结果的驾驶控制装置2、自动行驶装置100。

此外，上述中说明了本实施方式以及其变形例，但是本发明不限于这些示例。例如，作为高度的信息利用椭圆体高，但是也可以利用大地水准面高。另外，对于前述各实施方式或者其适用例，本领域技术人员适当地进行结构要素的追加、删除、设计变更，适当地组合各实施方式的特征得到的技术方案，只要具备本发明的主旨，均包括在本发明的范围之中。

Claims (10)

1.一种路径搜索装置，求取移动体从出发地到目的地的路径，其中，具备：

地图存储部，其存储具有点群数据的三维地图信息；

通行条件存储部，其存储与所述移动体所通行的道路有关的通行条件；

路径创建部，其基于所述三维地图信息以及所述通行条件，来创建所述路径；以及

路径检索部，其从由所述路径创建部创建出的多条所述路径，来检索最佳路径，

所述点群数据包括由移动测量系统以及实时动态系统获取到的维度、经度以及椭圆体高，

所述通行条件包括表示所述移动体在所述道路的右侧和左侧中的任意侧通行的通行方向信息，

所述路径创建部根据所述点群数据，来创建与所述通行方向信息对应的多条路径的备选，

所述路径检索部从由所述路径创建部创建出的所述多条路径的备选中，至少检索最短路径。

2.根据权利要求1所述的路径搜索装置，其中，

所述通行条件包括表示所述移动体在所述道路的车道以及人行道中的任意道通行的通行区分信息，

所述路径创建部根据所述点群数据来创建与所述通行方向信息以及所述通行区分信息这两者的条件对应的所述多条路径的备选。

3.根据权利要求1或者2所述的路径搜索装置，其中，

所述路径创建部在假定所述移动体沿着创建出的基本路径通行的情况下，当判断为存在由所述点群数据表示的物体和所述移动体相干扰的可能性时，对所述基本路径修改以便不发生干扰。

4.根据权利要求1或者2所述的路径搜索装置，其中，

所述路径创建部在假定所述移动体沿着创建出的基本路径通行的情况下，当根据由所述点群数据表示的道路环境判断为所述移动体通行困难时，使所述基本路径不包含在所述多条路径的备选中。

5.根据权利要求1或者2所述的路径搜索装置，其中，

所述路径创建部根据所述点群数据，来创建包括曲率与所述移动体的行驶特性相符的曲线的虚拟轨道。

6.根据权利要求1或者2所述的路径搜索装置，其中，

所述路径创建部根据所述点群数据，来创建与所述通行方向信息对应并从所述出发地经由所述目的地回到所述出发地的连续路径。

7.一种驾驶控制装置，进行控制使移动体沿着基于由权利要求1所述的路径搜索装置得到的路径的虚拟轨道行驶，其中，包括：

特性存储部，其存储所述移动体的动力特性；

位置获取部，其获取所述移动体的当前地的信息；以及

驱动控制部，其基于由所述位置获取部获取到的所述移动体的当前地的信息，以所述移动体沿着所述虚拟轨道行驶的方式来对所述移动体的至少驱动源进行控制，

所述驱动控制部根据所述虚拟轨道上的第1地点的维度以及经度和所述虚拟轨道上的第2地点的维度以及经度来求取去向，当使所述移动体从所述第1地点朝向所述第2地点行驶时，根据所述去向基于所述动力特性来算出所需的驱动力，以得到算出的所述驱动力的方式来对所述驱动源进行控制。

8.根据权利要求7所述的驾驶控制装置，其中，

所述驱动控制部根据基于所述第1地点的椭圆体高的高度和基于所述第2地点的椭圆体高的高度来求取坡度，当使所述移动体从所述第1地点朝向所述第2地点行驶时，根据所述坡度基于所述动力特性来算出所需的驱动力，按照得到算出的所述驱动力的方式来对所述驱动源进行控制。

9.根据权利要求7或者8所述的驾驶控制装置，其中，

还具备模式设定部，其对所述移动体的多个行驶模式中的任意模式进行设定，

所述特性存储部存储与所述多个行驶模式分别对应的多个所述动力特性，

所述驱动控制部基于与由所述模式设定部设定的所述行驶模式所对应的所述动力特性，来算出所述驱动力。

10.一种自动行驶装置，其中，具备：

根据权利要求1所述的路径搜索装置；

根据权利要求7或者8所述的驾驶控制装置；以及

驱动机构，其通过由所述驾驶控制装置控制的驱动源，来使移动体行驶。