JP2004028780A - System for estimating road configuration - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To exactly compute the radius of curvature of a curved road even when straight roads exist before and after the curved road. <P>SOLUTION: The maximum value Lmax of a link length is set in response to a road kind to which a node belongs, a road width, the number of lanes, and a speed limit, imaginary nodes P', Q' are set to be shifted from the node Q to a node P side or a node R side by a maximum value Lmax of the link length, when a link length between the node Q of the radius of curvature calculating object and the node P or the node R before and after thereof exceeds the maximum value Lmax of the link length, and the radius of a circle passing three points of the imaginary node P', the node Q and an imaginary node R' is calculated to be used as the radius of curvature in the curved road. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【００１３】
次いで、ステップＳ３に移行し、推定経路設定処理を行って、自車両前方道路のうちの自車両が進むであろう経路を設定する。この経路の設定は、図４に示すフローチャートにしたがって行う。
すなわち、まず、ステップＳ１１で、ナビゲーション装置１に対して予め乗員によって目的地が入力されているか否かを判断する。目的地が入力されている場合は、そのまま後述のステップＳ２５に移行する。
【００１４】
一方、乗員によって目的地が設定されていない場合は、ステップＳ１２に移行し、通知された地図情報に基づき、自車前方道路の自車両に近いノードから順に番号を付与したとき、自車両に最も近い位置に位置する１番目のノードＰ_１を推定経路の１番目のノードＳ_１として設定しこれを所定の記憶領域に格納し、ｋ＝１に初期化した後ステップＳ１３に移行する。
【００１５】
このステップＳ１３では、推定経路のｋ番目のノードＳ_ｋがルートの終端であるか否か、つまり、自車両前方道路の情報として通知された地図情報の端部に位置するノードであるか否かを判断する。そして、ノードＳ_ｋが自車両前方の地図情報の端部に相当するノードでない場合には、ステップＳ１４に移行し、ノードＳ_ｋに分岐路があるか否かを判断する。この分岐路があるか否かの判断は、例えば、ナビゲーション装置１から通知されたノードＳ_ｋの前方に隣接するノード数が複数であるか否かによって判断する。
【００１６】
そして、ノードＳ_ｋに分岐路がない場合は、ステップＳ１５に移行し、Ｓ_ｋ（＝Ｐ_ｉ）の次のノードＰ_{ｉ＋１，１}を推定経路のｋ＋１番目のノードＳ_ｋ＋１として設定した後ステップＳ１６に移行し、ｋをｋ＝ｋ＋１、ｉをｉ＝ｉ＋１に更新し、その後ステップＳ１３に戻る。なお、ノードＰ_{ｉ＋１，１}において、添字ｉ＋１は、ノードＰ_ｉの前方に隣接するノードであることを意味し、添字１は、ノードＰ_ｉの前方に隣接するノードの１番目のノードであることを意味している。
【００１７】
一方、前記ステップＳ１４で、ノードＳ_ｋに分岐路がある場合には、ステップＳ２１に移行し、リンク種別に応じて、例えば図５に示す優先順位に基づいて優先路を決定する。この優先順位は、例えば、リンク種別が、本線リンクである場合の優先順位が最も高く、以後、本線間の渡り線リンク、ランプリンク、側道リンク及びサービスエリア（ＳＡ）等の側道リンク、その他、の順に優先順位が低くなるように設定され、側道リンクとサービスエリア等の側道リンクとの優先順位は同一に設定されている。
【００１８】
リンク種別に応じてこのような順に優先順位を設定することによって、例えば、自車両が本線を走行中に側道へ進む可能性は低いので、乗員によって目的地が入力されていない場合でも、自車両が進むであろう道路を的確に予測することができる。
そして、ステップＳ２１の処理で同じ優先順位のリンクが前方に複数存在し、図５に示す優先順位に基づいて優先路を設定することができない場合には、ステップＳ２２に移行し、次に、道路種別に応じて、例えば図６に示す優先順位に基づいて優先路を決定する。この優先順位は、例えば、道路種別が高速道路又は有料道路である場合の優先順位が最も高く、以後、国道又は県道及び主要地方道、一般道、その他、の順に優先順位が低くなるように設定され、国道と、県道及び主要地方道とは同じ優先順位に設定されている。
【００１９】
道路種別に応じてこのような優先順位に設定することによって、例えば三叉路で前方道路が国道と一般道である場合、自車両は国道に進む可能性が高いので、乗員によって目的地が入力されていない場合でも、自車両が進むであろう道路を的確に予測することができる。
そして、ステップＳ２２の処理で、同じ優先順位の道路が前方に複数存在し、図６に示す優先順位に基づいて優先路を設定することができない場合には、ステップＳ２３に移行し、前記ステップＳ２で算出した各ノード位置におけるリンク角θ_ｉ，Ｊに基づいて優先路を決定する。つまり、リンク角θ_ｉ，Ｊの絶対値が最小となるノードＰ_{ｉ＋１，ｊ}を優先路として決定し、ステップＳ２４に移行する。なお、ノードＰ_{ｉ＋１，ｊ}において添字ｉ＋１は、ノードＰ_ｉの前方に隣接するノードであることを意味し、添字ｊは、ノードＰ_ｉの前方に隣接するノードのｊ番目のノードであることを意味している。
【００２０】
一方、前記ステップＳ２１で、リンク種別に基づいて優先路を決定することができたとき、また、ステップＳ２２で、道路種別に基づいて優先路を決定することができたときには、そのままステップＳ２４に移行する。
このステップＳ２４では、推定経路Ｓ_ｋ＋１の設定を行い、前記ステップＳ２１でのリンク種別又はステップＳ２２での道路種別に基づいて優先路が決定されているときには、推定経路のｋ＋１番目のノードＳ_ｋ＋１として、優先路として決定された、ノードＰ_ｉの次に位置するノードのうち、一番優先順位の高いノードＰ_{ｉ＋１，ｊ}を設定する。
【００２１】
一方、ステップＳ２３でリンク角に基づき優先路が決定されたときには、優先路として決定された、リンク角の絶対値が最小となるノードＰ_{ｉ＋１，ｊ}を推定経路のｋ＋１番目のノードＳ_ｋ＋１として設定する。そして、設定したノードＳ_ｋ＋１を所定の記憶領域に格納した後、前記ステップＳ１６に移行し、ｋ及びｉを更新する。
【００２２】
そして、ノードＳ_ｋが自車両前方の地図情報の端部に相当するノードとなるまで、ステップＳ１３からステップＳ２４の処理を繰り返し行い、端部に相当するノードとなったとき、ステップＳ１３からステップＳ２５に移行し、推定経路の設定を行う。
具体的には、前記ステップＳ１１の処理で乗員によって目的地の設定が行われていると判断された場合、つまり、ステップＳ１１からそのままステップＳ２５に移行した場合には、ナビゲーション装置１により通知された目的地までの案内経路を推定経路として設定する。一方、前記ステップＳ１１の処理で乗員によって目的地の設定が行われず、ステップＳ１３を経由してステップＳ２５に移行した場合には、所定の記憶領域に記憶されているノードＳ_ｋ（ｋ＝１、２、３、……）を推定経路として設定する。そして、推定経路の設定処理を終了する。
【００２３】
このようにして、推定経路の設定が終了すると、図３に戻って、ステップＳ３からステップＳ４に移行し、ナビゲーション装置１から地図道路として得られる道路種別、道路幅、車線数、制限速度に応じてリンク長最大値Ｌｍａｘを設定する。具体的には、図７に示すように、例えば道路種別が高速道路であり、且つ制限速度が６０〔ｋｍ／ｈ〕以上であるときにはリンク長最大値Ｌｍａｘを２００〔ｍ〕に設定し、制限速度が６０〔ｋｍ／ｈ〕未満のときには１００〔ｍ〕に設定する。また、道路種別が高速道路ではなく、道路幅が１６〔ｍ〕以上又は４車線以上である場合には、制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕以上であるときにはリンク長最大値Ｌｍａｘを２００〔ｍ〕に設定し、５０〔ｋｍ／ｈ〕未満のときには１００〔ｍ〕に設定する。また、道路種別が高速道路ではなく、道路幅が１６〔ｍ〕未満且つ３車線以下である場合には、制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕以上であるときにはリンク長最大値Ｌｍａｘを１００〔ｍ〕に設定し、５０〔ｋｍ／ｈ〕未満のときには４０〔ｍ〕に設定する。
【００２４】
このようにしてリンク長最大値Ｌｍａｘを設定すると、ステップＳ４からステップＳ５に移行し、仮想ノード設定処理を実行し、ステップＳ４で設定されたリンク長最大値Ｌｍａｘよりもリンク長が長い場合に、このリンク上に仮想ノードを設定する。なお、リンク長最大値Ｌｍａｘよりもリンク長が短い場合には、仮想ノードの設定は行わず、そのままステップＳ６に移行する。
【００２５】
前記仮想ノードの設定は、具体的には、次のように行う。
ここで、前記ステップＳ３の処理で推定された推定経路において、図８に示すように、前方道路上のノードの座標を走行方向の順にそれぞれＰ（Ｘ_ｋ−１、Ｙ_ｋ−１）、Ｑ（Ｘ_ｋ、Ｙ_ｋ）、Ｒ（Ｘ_ｋ＋１、Ｙ_ｋ＋１）とすると、これらのノードから成るリンク長Ｌ_ｋ−１，Ｌ_ｋは、次式（５）及び（６）から算出することができる。
【００２６】
【数２】

【００２７】
上記式（５）及び（６）により算出されたリンク長と前記ステップＳ４で設定されたリンク長最大値Ｌｍａｘとを比較し、算出されたリンク長の方が長い場合には、そのリンク上でノードＱから距離Ｌｍａｘの位置に仮想ノードを設定する。
つまり、Ｌ_ｋ−１＞Ｌｍａｘの場合には、ノードＰとノードＱとの間に新たに仮想ノードＰ′を設定する。この仮想ノードＰ′の座標をＰ′（Ｘ′_ｋ−１、Ｙ′_ｋ−１）とすると、この座標は、次式（７）及び（８）で表すことができる。
【００２８】
【数３】

【００２９】
一方、Ｌ_ｋ＞Ｌｍａｘの場合には、ノードＱとノードＲとの間に新たに仮想ノードＲ′を設定する。この仮想ノードＲ′の座標をＲ′（Ｘ′_ｋ＋１、Ｙ′_ｋ＋１）とすると、この座標は、次式（９）及び（１０）で表すことができる。
【００３０】
【数４】

【００３１】
このようにして、仮想ノードを設定したならば、図３のステップＳ５からステップＳ６に移行し、カーブ曲率半径演算処理を行って、ナビゲーション装置１から得た各ノードの位置座標情報と、ステップＳ５で設定した仮想ノードの位置座標とから、前記ステップＳ３で設定した推定経路に沿ってカーブ曲率半径を演算する。
【００３２】
具体的には、図９に示すように、ステップＳ３で設定した推定経路上のあるノードｋとこれと隣り合う２つのノードｋ−１、ｋ＋１とから、これら３つのノードｋ−１、ｋ、ｋ＋１を通る円の半径を算出する。そして、これをノードｋのカーブ半径とする。なお、このとき、ノードｋと、隣り合うノードｋ−１、ｋ＋１との間に、前記ステップＳ５の処理で仮想ノードを設定した場合には、この仮想ノードをノードｋと隣り合うノードとして、ノードｋと、仮想ノードとをもとに、ノードｋのカーブ半径を算出する。
【００３３】
前記３つのノードを通る円の半径Ｒ_ｋは、各ノードの座標を順にそれぞれＰ（Ｘ_ｋ−１、Ｙ_ｋ−１）、Ｑ（Ｘ_ｋ、Ｙ_ｋ）、Ｒ（Ｘ_ｋ＋１、Ｙ_ｋ＋１）とすると、次式（１１）〜（２０）にしたがって算出することができる。なお、ノードｋに対して、ステップＳ５の処理で仮想ノードが設定されている場合には、仮想ノードの座標Ｐ′（Ｘ′_ｋ−１、Ｙ′_ｋ−１）、Ｒ′（Ｘ′_ｋ＋１、Ｙ′_ｋ＋１）を、改めてＰ（Ｘ_ｋ−１、Ｙ_ｋ−１）、Ｒ（Ｘ_ｋ＋１、Ｙ_ｋ＋１）とおく。
【００３４】
【数５】

【００３５】
そして、このようにして算出したカーブ半径を、ノードｋ位置におけるカーブ路の曲率半径とする。そして、ステップＳ３で設定した推定経路に対し、ノードを順次更新し、各ノード位置におけるカーブ曲率半径を算出し、推定経路上の全てのノードについてカーブ曲率半径の算出が終了したとき、カーブ曲率半径推定処理を終了する。
【００３６】
次に、上記第１の実施の形態の動作を説明する。
カーブ半径推定装置２では、図３に示すカーブ半径推定処理を予め設定した周期で行い、まずナビゲーション装置１から、自車両の現在位置に応じた自車両前方所定範囲の地図情報を読み込み（ステップＳ１）、この地図情報に含まれる各ノードの位置座標に基づいて隣接するノードを接続するリンクどうしで形成されるリンク角θ_ｋを算出する（ステップＳ２）。
【００３７】
そして、このとき、ナビゲーション装置１に対し乗員が目的地を設定しているものとすると、ナビゲーション装置１において把握している目的地までの経路を推定経路として設定する（ステップＳ３）。そして、地図情報に基づいて自車両前方の道路種別、道路幅、車線数、制限速度等を認識し、図７に示す対応図から、リンク長最大値Ｌｍａｘを特定する（ステップＳ４）。
【００３８】
例えば、自車両が一般道路を走行し、各ノードが属する道路の、道路幅が１６〔ｍ〕未満且つ３車線以下であり、その制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕未満であるとすると、図７からリンク長最大値Ｌｍａｘは、４０〔ｍ〕として設定される。
このとき、自車両前方の経路が、例えば図８に示すように、比較的長い直線路の後に比較的短いカーブ路が続き、その後、比較的長い直線路が続くような場合には、ナビゲーション装置１から通知されたノードＰ，Ｑ，Ｒ間のリンク長が前記リンク長最大値Ｌｍａｘを超えていると、曲率半径算出対象のノードＱを基準として、このノードＱよりもリンク長最大値ＬｍａｘだけノードＰ側、及びノードＲ側に、仮想ノードＰ′及びＱ′を設定し、この新たに設定した仮想ノードＰ′及びＱ′と、曲率半径算出対象のノードＱとをもとに、これら３点を通る円の半径が算出され、これが、ノードＱのカーブ半径Ｒ_Ｑとなる。
【００３９】
ここで、ナビゲーション装置１から通知されたノードＰ、Ｑ、Ｒをもとに半径を算出した場合、ノード間の距離が長いため、ノードＱ部分の半径は、実際には、図８に示す円弧ｆのように比較的半径が小さいにも関わらず、図１０に示す円弧ｆ′のように、比較的半径Ｒ_Ｑ′が大きくなってしまい、誤差を多く含むことになる。
【００４０】
しかしながら、リンク長がリンク長最大値Ｌｍａｘよりも長い場合は該リンク上に仮想ノードを設定し、その仮想ノードを用いてカーブ曲率半径を推定するようにしたから、例えばカーブの両端の道路が長い直線路である場合でも必要以上にカーブ曲率半径が大きくなることはなく、より正確に道路形状を認識することができる。
【００４１】
一方、ナビゲーション装置１において、目的地が設定されていない場合には、図４のステップＳ１１からステップＳ１２に移行し、まず、自車両に最も近い位置に位置するノード、図２の場合、Ｐ_１を推定経路の１番目のノードＳ_１として設定し、このノードＰ_１は、ルートの終端のノードではなく、また、ノードＳ_１には分岐路があるから、ステップＳ１３からステップＳ１４を経てステップＳ２１に移行し、リンク種別に基づき図５から優先路を決定する。
【００４２】
図２において、分岐路の一方のノードＰ_２のリンク種別がランプリンク、分岐路の他方のノードＰ_４のリンク種別が本線リンクである場合には、図５において、本線リンクの優先順位の方がランプリンクよりも高いから、ステップＳ２１からステップＳ２４に移行し、優先順位のより高いノードＰ_４を優先路とし、これを推定経路の２番目のノードＳ_２として設定する。
【００４３】
そして、ステップＳ１６でｋ及びｉを更新した後、ステップＳ１３に戻り、ＫＫこのノードＰ_４は終端のノードではないから、ステップＳ１３からステップＳ１４に移行し、ステップＳ１６を経てステップＳ１３に戻る。そして、推定経路の２番目のノードＳ_２として設定されたノードＰ_４は、終端のノードではなく、また分岐路であるから、ステップＳ１３からステップＳ１４を経てステップＳ２１に移行し、リンク種別に基づき優先路を決定する。
【００４４】
このとき、分岐路の一方のノードＰ_５が側道リンク、他方のノードＰ_６がＳＡ等の側道リンクである場合には、図５において優先度が同じであるため、ステップＳ２１からステップＳ２２に移行し、道路種別に基づき図６の優先順位にしたがって優先路を設定する。例えば、ノードＰ_５が国道、ノードＰ_６が一般道である場合には、ノードＰ_５の方が優先順位が高いから、ノードＰ_５を３番目の推定経路Ｓ_３として設定する。
【００４５】
そして、ノードＰ_５は、終端のノードであるから、ステップＳ１３からステップＳ２５に移行し、ノードＳ_１〜Ｓ_３に該当するノードＰ_１、Ｐ_４、Ｐ_５を推定経路とする。
そして、以後、上記と同様に、リンク長の最大値Ｌｍａｘを設定しこれに基づいて、必要に応じて仮想ノードを設定し、これらノードに基づいて、カーブ路の曲率半径の設定を行う。
【００４６】
一方、例えば、ノードＰ_２及びＰ_４のリンク種別に基づく優先順位が同一でありまた、道路種別に基づく優先順位が同一であるときには、ステップＳ２１からステップＳ２２を経てステップＳ２３に移行し、リンク角に基づき優先路の決定を行う。つまり、自車両の現在地に相当するノードＰ_０、ノードＰ_１及びノードＰ_２がなすリンク角と、ノードＰ_０、ノードＰ_１及びノードＰ_４がなすリンク角とのうち、リンク角が最も小さいノードを選択する。例えば、ノードＰ_０、ノードＰ_１及びノードＰ_４がなすリンク角の方が小さいものとすると、このノードＰ_４が優先路として選択される。そして、ノードＰ_５とＰ_６とについて、リンク種別、或いは道路種別或いはリンク角に基づいて優先路の設定が行われ、何れかが優先路として設定される。
【００４７】
このように、予め設定した優先順位にしたがって、推定経路の設定を行うようにしているから、自車両前方の地図情報から車両が進むであろう道路を予測することができ、それ以外の道路に対してカーブ曲率半径の演算を行わないことで、演算負荷を減らすことができるという効果を得ることができる。
また、上記第１の実施の形態においては、リンク長最大値Ｌｍａｘは、道路種別、車線幅、車線数、制限速度に応じて変更するようにし、高速道路や、車線幅が広い道路、車線数が多い道路、制限速度が高い道路ほど、リンク長最大値Ｌｍａｘが大きくなるようにしている。ここで、高速道路や、車線幅が広い道路、或いは、車線数が多い道路、制限速度が高い道路ほど、カーブ曲率半径が極端に小さいカーブは少なくなる。
【００４８】
したがって、このようにカーブ曲率半径が極端に小さいカーブは少ないと予測される道路では、リンク長最大値を長く設定し、仮想ノードを設定しにくくし、また、仮想ノードの設定間隔が長くなるようにすることによって、仮想ノードとのノード間隔が短いことに起因して、必要以上にカーブ曲率半径が小さくなってしまうことを回避し、実際の道路形状に見合ったカーブ曲率半径を算出することができる。
【００４９】
なお、上記第１の実施の形態においては、仮想ノードを、ノードｋからリンク長最大値Ｌｍａｘだけ離れた位置に設定するようにしているが、これに限るものではなく、例えば、予め定められた所定距離だけ離れた位置に設定するようにしてもよい。しかしながら、仮想ノードを、ノードが属する道路環境に応じて設定したリンク長最大値Ｌｍａｘだけ離れた位置に設定することによって、一般道路上のカーブ曲率半径が極端に小さいカーブにおいてカーブ曲率半径が大きくなってしまったり、また、高速道路上のカーブ曲率半径が大きいカーブにおいてカーブ曲率半径が小さくなってしまうことを回避することができ、道路環境に関わらず道路形状の推定精度が低下することを回避することができる。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
この第２の実施の形態は、図３のステップＳ６で実行されるカーブ曲率半径演算処理の処理手順が異なること以外は、上記第１の実施の形態と同様であるので、同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
この第２の実施の形態におけるカーブ曲率半径演算処理では、図１１に示すように、まず、ステップＳ３１において、カーブの曲率半径を算出する際の探査区間Ｄの長さを設定する。
【００５１】
この探査区間Ｄは、ナビゲーション装置１から得られる道路種別、道路幅、車線数、制限速度をもとに、図１２に基づいて設定される。つまり、図１２に示すように、道路種別が高速道路でありその制限速度が６０〔ｋｍ／ｈ〕以上である場合には、探査区間Ｄを４５０〔ｍ〕、６０〔ｋｍ／ｈ〕未満であるときには、探査区間Ｄを３００〔ｍ〕として設定する。また、道路種別が高速道路でない場合には、道路幅が１６〔ｍ〕以上又は４車線以上であり、且つ制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕以上である場合には探査区間Ｄを３００〔ｍ〕、制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕未満である場合には探査区間Ｄを１５０〔ｍ〕として設定する。また、道路幅が１６〔ｍ〕未満であり且つ車線数が３車線以下である場合には、制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕以上であるときには探査区間Ｄを１５０〔ｍ〕、制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕未満であるときには探査区間Ｄを１００〔ｍ〕として設定する。
【００５２】
ここで、図１２に示すように、高速道路、車線幅が広い道路、車線数が多い道路、制限速度が高い道路では、探査区間Ｄが長くなるように設定している。これは、一般の道路では、高速道路や、道路幅が広い道路、車線数が多い道路、制限速度が高い道路ほど、カーブ曲率半径が極端に小さなカーブは少なくなるから、探査区間Ｄを長くしてもカーブ曲率半径が必要以上に平均化されることはなく、また、カーブ曲率半径の大きなカーブでは長距離の探査区間Ｄを設定することで、探査区間Ｄ内のカーブ曲率半径を平均化するため、地図データのノードに含まれる誤差の影響も小さく抑えることができるためである。
【００５３】
次いで、ステップＳ３２に移行し、探査区間Ｄ内に存在するノード数Ｎを算出する。例えば図１３に示すように、曲率半径の算出対象のノードｋの一つ前のノードｋ−１から探査区間Ｄ内に存在するノード数をＮとする。
ただし、図１３に示すように、ノードｋ−１と、ノードｋとのリンク長Ｌ_ｋ−１が、図３のステップＳ４で算出したリンク長最大値Ｌｍａｘよりも長い場合には、前記ステップＳ５で設定した仮想ノードｋ−１′から探査区間Ｄ内に存在するノード数をＮとする。また、ノード数ＮがＮ＜３の場合には、Ｎ＝３とする。また、探査区間Ｄ内に仮想ノードが設定されている場合には、ノード数Ｎの算出に、仮想ノードは含めない。
【００５４】
次いで、ステップＳ３３に移行し、探査区間Ｄ内に存在するノード位置におけるリンク角を加算し、リンク角の総和θｓｕｍを次式（２１）にしたがって加算する。なお、ここでいうノードには、仮想ノードを含まない。
【００５５】
【数６】

【００５６】
次いで、ステップＳ３４に移行し、探査区間Ｄ内に存在するノードのリンク長を加算し、リンク長の総和Ｌｓｕｍを算出する。なお、ここでいうノードには、仮想ノードを含まない。また、図１４に示すように、探査区間Ｄ内に存在するノードの最初のリンク長（Ｌ_ｋ−１）、又は最後のリンク長（図１４の場合Ｌ_ｋ＋２）のいずれかがリンク長最大値Ｌｍａｘよりも長い場合には、ステップＳ５で設定した仮想ノードｋ−１′、ｋ＋３′との距離（Ｌｍａｘ）を改めてＬ_ｋ−１、又はＬ_ｋ＋２とする。探査区間Ｄ内に存在するノードのリンク長の総和Ｌｓｕｍは次式（２２）にしたがって算出する。
【００５７】
【数７】

【００５８】
次いで、ステップＳ３５に移行し、ステップＳ３３及びステップＳ３４で算出した、リンク角の総和θｓｕｍとリンク長の総和Ｌｓｕｍとから、次式（２３）によってカーブ曲率半径Ｒ_ｋを算出する。そして、算出したカーブ曲率半径Ｒ_ｋを該当するノードの曲率半径とする。
【００５９】
【数８】

【００６０】
したがって、この第２の実施の形態においては、例えば、図３のステップＳ２の処理で推定された推定経路上の各ノードが属する道路が、高速道路であり、その制限速度が６０〔ｋｍ／ｈ〕未満である場合には、図１２の対応図から、探査区間Ｄとして３００〔ｍ〕が設定される。
そして、推定された推定経路が例えば図１３に示すような経路である場合、探査区間Ｄに含まれるノードは、図１３に示すように、ノードｋ−１からノードｋ＋Ｎ−２であるから、探査区間Ｄ内に含まれるノード数はＮとなる。そして、このＮ個のノードについて、リンク角の総和θｓｕｍとリンク長の総和Ｌｓｕｍが算出され、これに基づいてカーブ曲率半径Ｒ_ｋが算出される。
【００６１】
一方、ノードｋの前後の何れか一方のノードとの間のリンク長が、リンク長最大値Ｌｍａｘよりも大きく、例えば図１４に示すように、図３のステップＳ５の処理で仮想ノードｋ−１′及びｋ＋３′が設定されている場合には、ノードｋ−１′及びノードｋ＋３′を探査区間Ｄの端部のノードとし、ノードｋ−１′からノードｋ＋３′までの間の５個のノードについて、リンク角の総和θｓｕｍとリンク長の総和Ｌｓｕｍとを算出し、これに基づいてカーブ曲率半径Ｒ_ｋを算出する。
【００６２】
このように、第２の実施の形態においては、探査区間Ｄ内に存在するリンク角の総和θｓｕｍとリンク長の総和Ｌｓｕｍとからカーブ曲率半径Ｒ_ｋを算出するようにしているから、カーブ曲率半径を容易且つ的確に算出することができると共に、この場合においても、リンク長がリンク長最大値Ｌｍａｘよりも長い場合にはこのリンク上に仮想ノードを設定し、その仮想ノードを用いてリンク長の総和Ｌｓｕｍを算出するようにしているから、例えばカーブの両端の道路が長い直線路である場合でも必要以上にカーブ曲率半径が大きくなることなく、より正確に道路形状を認識することができ、上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００６３】
また、前記探査区間Ｄを、推定経路の道路種別、道路幅、車線数、制限速度等に応じて設定するようにしているから、実際の道路形状に適したカーブ曲率半径を算出することができる。つまり、実際の高速道路にはカーブ曲率半径が極端に小さなカーブは存在せず、また、道路幅が広いほど、車線数が多いほど、さらに制限速度が高いほど、カーブ曲率半径が極端に小さなカーブは少なくなり、探査区間Ｄを長く設定したとしてもカーブ曲率半径が必要以上に平均化されることはなく、探査区間Ｄをこれらの何れかに応じて変更することによって、道路形状に則した曲率半径を算出することができ、また、地図データのノードに含まれる誤差の影響も小さく抑えることができる。
【００６４】
また、前記リンク長の総和Ｌｓｕｍを算出する際に、各リンク長を加算するが、探査区間Ｄ内の両端に位置するリンク長については、それぞれリンク長の半分の値を加算するようにしているから、カーブ曲率半径が極端に小さいカーブや両端に位置するリンク長が長い場合でも、カーブ曲率半径が大きく推定されることを回避することができ、より正確に道路形状を認識することができる。
【００６５】
なお、上記第２の実施の形態においては、探査区間Ｄ内の両端に位置するリンクについて、各リンクのリンク長がそれぞれリンク長最大値Ｌｍａｘを超えるときには、それぞれに仮想ノードを設定し、この仮想ノードとの間のリンク長を探査区間Ｄ内の両端に位置するリンク長として用いるようにした場合について説明したが、何れか一方の端部のリンク長のみを仮想ノードとの間のリンク長に代えるようにしてもよい。しかしながら、両方の端部のリンク長がリンク長最大値Ｌｍａｘを超えた場合には、一方のリンク長を替えただけでは、他方のリンク長が長いことに起因するカーブ曲率半径の誤差を十分低減することはできないので、リンク長がリンク長最大値Ｌｍａｘを超えるリンクについては、仮想ノードを設定し、この仮想ノードとの間のリンク長を、リンク長の総和Ｌｓｕｍの算出に用いた方が、効果的である。
【００６６】
また、上記第２の実施の形態においては、予め仮想ノードを設定した後に、必要に応じて、仮想ノードを用いてカーブ曲率半径の算出を行うようにしているが、カーブ曲率半径の算出を行うときに、必要に応じて、仮想ノードを設定するようにしてもよい。
また、上記第２の実施の形態において、ステップＳ６で設定した推定経路に対し、探査区間Ｄを設定するようにしているが、この探査区間Ｄは、推定経路に対し一つの推定経路を設定するようにしてもよく、また、基準となるノードｋをずらして複数設定し、各探査区間Ｄについてカーブ曲率半径Ｒ_ｋを算出するようにしてもよい。
【００６７】
また、上記各実施の形態においては、図４のフローチャートに示すように、予め設定した優先順位にしたがって、推定経路を設定するようにした場合について説明したが、これに限らず、推定経路を設定することができればよく、例えば分岐路において、乗員による方向指示器によって自車両が進むであろう方向を判断したり、カメラ等によって自車両の走行車線を検知し、自車両が進むであろう方向を判断し、これに基づいて推定経路を設定するようにしてもよい。
【００６８】
ここで、図３のステップＳ５における仮想ノード設定処理が仮想ノード設定手段に対応し、図３のステップＳ６におけるカーブ曲率半径演算処理が道路形状推定手段に対応し、図３のステップＳ３における推定経路設定処理が走行経路推定手段に対応している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるカーブ曲率半径推定装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】自車両前方の地図情報の一例である。
【図３】カーブ曲率半径演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】推定経路設定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】リンク種別と優先順位との対応を示す対応図である。
【図６】道路種別と優先順位との対応を示す対応図である。
【図７】道路種別、道路幅、車線数、制限速度と、リンク長最大値との対応を示す対応図である。
【図８】仮想ノードの設定方法を説明するための説明図である。
【図９】第１の実施の形態における、カーブ曲率半径の演算方法を説明するための、説明図である。
【図１０】従来のカーブ曲率半径の演算方法を説明するための説明図である。
【図１１】第２の実施の形態における、カーブ曲率半径演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】道路種別、道路幅、車線数、制限速度と、探査区間Ｄとの対応を示す対応図である。
【図１３】第２の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
【図１４】第２の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
【符号の説明】
１　ナビゲーション装置
２　カーブ曲率半径推定装置
２１　リンク角算出部
２２　推定経路設定部
２３　リンク長最大値設定部
２４　仮想ノード設定部
２５　カーブ曲率半径演算部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a road shape estimation device that estimates a road shape such as a curvature of a curved road based on map data composed of a set of a plurality of nodes.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of estimating a road shape based on position information of a plurality of nodes constituting road map data, for example, a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-28373 is known.
In the estimating method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-28373, three positions are selected from the positions of a plurality of nodes constituting the road map data and the vehicle position on the road, and the selected three positions are selected. A plurality of vehicles are determined based on an intersection angle θ between a link connecting the first and second positions and a link connecting the second and third positions, and at least a link length L between the second and third positions. The turning amount θ / L is calculated, and the road shape is predicted based on the average value or the sum of the plurality of vehicle turning amounts θ / L.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to avoid an enormous amount of data, the nodes representing the road shapes stored in advance are set such that the node density is low in the straight line portion and high in the curve portion. Often have.
As described above, when the vehicle turning amount θ / L is calculated based on the selected three positions based on the map information in which the link lengths are not constant, when the respective link lengths L are long, The calculated vehicle turning amount θ / L is smaller than an actual value, and there is a problem that a correct road shape cannot be recognized.
[0004]
Therefore, the present invention has been made by focusing on the above-mentioned unsolved problem in the related art. Even when the road shape is estimated based on map information having an inconsistent link length, the road shape can be accurately estimated. It is an object of the present invention to provide a road shape estimation device capable of estimating the road shape.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a road shape estimating apparatus according to the present invention, when estimating a road shape based on a plurality of nodes constituting road map data, sets a distance between adjacent nodes to a predetermined threshold value. If it is longer, a new virtual node is set between these adjacent nodes, and the road shape is estimated using the newly set virtual node as well as the nodes constituting the road map data.
[0006]
【The invention's effect】
According to the vehicle braking control device of the present invention, the road shape is estimated based on a plurality of nodes constituting the road map data. However, when the distance between adjacent nodes is larger than a threshold value, these adjacent nodes are estimated. In the meantime, a new virtual node is set, and the road shape is estimated using this virtual node, so that the estimation accuracy of the road shape decreases due to the long distance between adjacent nodes. Can be avoided.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a first embodiment will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a curve curvature radius estimation device to which the road shape estimation device according to the present invention is applied.
[0008]
In the figure, reference numeral 1 denotes a known navigation device mounted on a vehicle, and a curve radius of curvature estimating device 2 determines a road ahead of the own vehicle based on map information and position information of the own vehicle notified from the navigation device 1. Is estimated.
The navigation device 1 has map information stored in an IC card, a CD-ROM, a rewritable magneto-optical disk or the like, and based on the vehicle position information received from a GPS antenna, the map information includes For example, as shown in FIG. 2, map information corresponding to a predetermined range in front of the own vehicle is extracted, and the extracted map information and the own vehicle position information are used as map information to be transmitted to the curve curvature radius estimating device 2. , To the curve curvature radius estimating device 2. In addition, when a destination is set by the occupant, a function of providing a guidance route to the set destination to the occupant is provided.
[0009]
The map information notified from the navigation device 1 includes the position coordinates of the own vehicle, the position coordinates of each node on the road ahead of the own vehicle, the road type, link type, road width, speed limit, etc. to which each node belongs. Output. As the road type, whether it is an expressway, a toll road, a national road, a prefectural road, a main local road, a general road, or the like is output. The link type is output as to whether the link type is a main line link, a crossover link between main lines, a ramp link, a road measurement link, a road measurement link such as SA, and the like.
[0010]
The curve curvature radius estimating device 2 includes a link angle calculating unit 21 that calculates a link angle formed by links between adjacent nodes based on map information from the navigation device 1, the map information and the link angle. An estimated route setting unit 22 for estimating the route on which the vehicle travels based on the link angle calculated by the calculation unit 21 and a link for setting the maximum link length Lmax based on map information from the navigation device 1. A virtual node based on the map information, the estimated route set by the estimated route setting unit 22 and the link length maximum value set by the link length maximum value setting unit 23. A virtual node setting unit 24 to be set; and a curve curvature radius calculation unit 25 for calculating a curve radius of curvature based on the map information and the virtual node set by the virtual node setting unit 24. , And a.
[0011]
Then, the curve curvature radius estimating device 2 estimates the curve curvature radius according to the flowchart of the curve radius estimation process shown in FIG.
That is, first, in step S1, predetermined map information such as position information of the own vehicle and map information within a predetermined range in front of the own vehicle is read from the navigation device 1. Next, the process proceeds to step S2, where the link angle is calculated based on the position coordinates of each node included in the predetermined range in front of the host vehicle. As shown in FIG. 2, the link angles are obtained by sequentially changing the coordinates of the nodes on the road ahead of the host vehicle from the near side in the traveling direction, as shown in FIG. _k-1 , Y _k-1 ), Q (X _k , Y _k ), R (X _{k + 1} , Y _{k + 1} ), It is defined as the intersection angle between the link PQ connecting the nodes P and Q and the link QR. Therefore, since the following equations (1) to (4) hold, the link angle θ _k Can be uniquely obtained in the range of [−π, π] from the expressions (3) and (4).
[0012]
(Equation 1)

[0013]
Next, the process proceeds to step S3, in which an estimated route setting process is performed to set a route on the road ahead of the own vehicle to which the own vehicle will travel. The setting of this route is performed according to the flowchart shown in FIG.
That is, first, in step S11, it is determined whether or not a destination has been input to the navigation device 1 by an occupant in advance. If the destination has been input, the process directly proceeds to step S25 described later.
[0014]
On the other hand, when the destination is not set by the occupant, the process proceeds to step S12, and based on the notified map information, when the number is sequentially assigned from the node closest to the own vehicle on the road ahead of the own vehicle, 1st node P located near ₁ Is the first node S of the estimated route ₁ Is stored in a predetermined storage area, and is initialized to k = 1, and then the process proceeds to step S13.
[0015]
In this step S13, the k-th node S of the estimated route _k Is the end of the route, that is, whether the node is located at the end of the map information notified as the information on the road ahead of the own vehicle. And node S _k Is not a node corresponding to the end of the map information ahead of the host vehicle, the process proceeds to step S14, and the node S _k It is determined whether or not there is a branch road. The determination as to whether or not there is a branch road is made, for example, by the node S notified from the navigation device 1. _k Is determined based on whether or not the number of nodes adjacent in front of is plural.
[0016]
And node S _k If there is no branch road, the process proceeds to step S15, _k (= P _i ) Next node P _{i + 1,1} Is the (k + 1) th node S of the estimated route _{k + 1} Then, the process proceeds to step S16, where k is updated to k = k + 1, i is updated to i = i + 1, and thereafter, the process returns to step S13. Note that node P _{i + 1,1} , The subscript i + 1 corresponds to the node P _i , The subscript 1 means that the node is a node adjacent to the node P. _i Is the first node of a node adjacent to the front of the node.
[0017]
On the other hand, in step S14, the node S _k If there is a branch road, the process proceeds to step S21, and the priority road is determined according to the link type, for example, based on the priority shown in FIG. This priority is the highest when the link type is a main line link, and thereafter, a side road link such as a crossover link, a ramp link, a side road link, and a service area (SA) between main lines, In addition, the priority is set to be lower in the order of, and the priority of the side road link and the priority of the side road link such as the service area are set to be the same.
[0018]
By setting the priority order in this order according to the link type, for example, since the vehicle is unlikely to proceed to the side road while traveling on the main line, even if the destination is not input by the occupant, The road on which the vehicle will travel can be accurately predicted.
Then, when there are a plurality of links having the same priority ahead in the process of step S21 and it is not possible to set the priority route based on the priority shown in FIG. 5, the process proceeds to step S22, and then the road The priority route is determined according to the type, for example, based on the priority shown in FIG. This priority is set so that, for example, when the road type is an expressway or a toll road, the priority is the highest, and thereafter, the priority becomes lower in the order of a national road or a prefectural road, a main local road, a general road, and the like. The national roads, the prefectural roads and the main local roads have the same priority.
[0019]
By setting such priorities according to the road type, for example, when the front road is a national road and a general road in a three-junction road, there is a high possibility that the own vehicle will proceed to the national road, so the destination is input by the occupant. Even when there is no such vehicle, it is possible to accurately predict the road on which the vehicle will travel.
Then, in the process of step S22, if there are a plurality of roads having the same priority ahead, and it is not possible to set the priority road based on the priority shown in FIG. 6, the process proceeds to step S23, and the process proceeds to step S2. Link angle θ at each node position calculated in _{i, J} Is determined based on the priority route. That is, the link angle θ _{i, J} P that minimizes the absolute value of _{i + 1, j} Is determined as the priority route, and the process proceeds to step S24. Note that node P _{i + 1, j} , The subscript i + 1 is the node P _i , The subscript j is the node adjacent to the node P. _i Means that the node is the j-th node adjacent to the previous node.
[0020]
On the other hand, when the priority route can be determined based on the link type in step S21, and when the priority route can be determined based on the road type in step S22, the process directly proceeds to step S24. I do.
In this step S24, the estimated route S _{k + 1} When the priority route is determined based on the link type in step S21 or the road type in step S22, the (k + 1) th node S of the estimated route _{k + 1} As the priority route, the node P _i Among the nodes located next to the highest priority node P _{i + 1, j} Set.
[0021]
On the other hand, when the priority route is determined based on the link angle in step S23, the node P which has been determined as the priority route and has the minimum absolute value of the link angle is determined. _{i + 1, j} Is the (k + 1) th node S of the estimated route _{k + 1} Set as And the set node S _{k + 1} Is stored in a predetermined storage area, and the process proceeds to step S16 to update k and i.
[0022]
And node S _k Until becomes a node corresponding to the end of the map information ahead of the own vehicle, the processing from step S13 to step S24 is repeated. When the node becomes the node corresponding to the end, the process proceeds from step S13 to step S25, and the estimation is performed. Set the route.
Specifically, when it is determined that the destination is set by the occupant in the process of step S11, that is, when the process directly proceeds from step S11 to step S25, the notification is provided by the navigation device 1. The guidance route to the destination is set as the estimated route. On the other hand, if the destination is not set by the occupant in the process of step S11 and the process proceeds to step S25 via step S13, the node S stored in the predetermined storage area _k (K = 1, 2, 3,...) Are set as estimated routes. Then, the process of setting the estimated route is completed.
[0023]
When the setting of the estimated route is completed in this manner, the process returns to FIG. 3 and proceeds from step S3 to step S4, where the route type, the road width, the number of lanes, and the speed limit obtained as the map road from the navigation device 1 To set the link length maximum value Lmax. Specifically, as shown in FIG. 7, for example, when the road type is an expressway and the speed limit is 60 [km / h] or more, the link length maximum value Lmax is set to 200 [m], When the speed is less than 60 [km / h], the speed is set to 100 [m]. When the road type is not an expressway and the road width is 16 [m] or more or 4 lanes or more, the link length maximum value Lmax is set to 200 [m] when the speed limit is 50 [km / h] or more. ], And set to 100 [m] when it is less than 50 [km / h]. When the road type is not an expressway and the road width is less than 16 [m] and 3 lanes or less, when the speed limit is 50 [km / h] or more, the link length maximum value Lmax is set to 100 [m]. ], And set to 40 [m] when it is less than 50 [km / h].
[0024]
When the link length maximum value Lmax is set in this way, the process moves from step S4 to step S5, executes a virtual node setting process, and when the link length is longer than the link length maximum value Lmax set in step S4, A virtual node is set on this link. If the link length is shorter than the maximum link length value Lmax, the process proceeds to step S6 without setting the virtual node.
[0025]
The setting of the virtual node is specifically performed as follows.
Here, as shown in FIG. 8, the coordinates of the nodes on the road ahead are represented by P (X _k-1 , Y _k-1 ), Q (X _k , Y _k ), R (X _{k + 1} , Y _{k + 1} ), The link length L composed of these nodes _k-1 , L _k Can be calculated from the following equations (5) and (6).
[0026]
(Equation 2)

[0027]
The link length calculated by the above equations (5) and (6) is compared with the link length maximum value Lmax set in the step S4, and if the calculated link length is longer, the link length is determined. A virtual node is set at a position at a distance Lmax from the node Q.
That is, L _k-1 If> Lmax, a new virtual node P ′ is set between the node P and the node Q. The coordinates of this virtual node P 'are represented by P' (X ' _k-1 , Y ' _k-1 ), The coordinates can be expressed by the following equations (7) and (8).
[0028]
[Equation 3]

[0029]
On the other hand, L _k If> Lmax, a new virtual node R 'is set between the node Q and the node R. The coordinates of the virtual node R 'are represented by R' (X ' _{k + 1} , Y ' _{k + 1} ), The coordinates can be represented by the following equations (9) and (10).
[0030]
(Equation 4)

[0031]
When the virtual nodes are set in this way, the process proceeds from step S5 to step S6 in FIG. 3 to perform a curve curvature radius calculation process, and to obtain position coordinate information of each node obtained from the navigation device 1 and step S5. The radius of curvature of the curve is calculated along the estimated path set in step S3 from the position coordinates of the virtual node set in step S3.
[0032]
Specifically, as shown in FIG. 9, from a certain node k on the estimated route set in step S3 and two adjacent nodes k-1, k + 1, these three nodes k-1, k, Calculate the radius of the circle passing through k + 1. This is set as the curve radius of the node k. At this time, if a virtual node is set between the node k and the adjacent nodes k−1 and k + 1 in the process of step S5, the virtual node is set as a node adjacent to the node k. A curve radius of the node k is calculated based on k and the virtual node.
[0033]
Radius R of a circle passing through the three nodes _k Represents the coordinates of each node in order as P (X _k-1 , Y _k-1 ), Q (X _k , Y _k ), R (X _{k + 1} , Y _{k + 1} ) Can be calculated according to the following equations (11) to (20). If a virtual node has been set for the node k in the processing of step S5, the coordinates P '(X' _k-1 , Y ' _k-1 ), R '(X' _{k + 1} , Y ' _{k + 1} ) To P (X _k-1 , Y _k-1 ), R (X _{k + 1} , Y _{k + 1} )far.
[0034]
(Equation 5)

[0035]
Then, the calculated curve radius is set as the radius of curvature of the curved road at the position of the node k. Then, the nodes are sequentially updated with respect to the estimated route set in step S3, the curve radius of curvature at each node position is calculated, and when the calculation of the curve radius of curvature is completed for all nodes on the estimated route, the curve radius of curvature is calculated. The estimation process ends.
[0036]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
The curve radius estimating device 2 performs the curve radius estimating process shown in FIG. 3 at a preset cycle, and first reads map information of a predetermined range in front of the vehicle according to the current position of the vehicle from the navigation device 1 (step S1). ), A link angle θ formed by links connecting adjacent nodes based on the position coordinates of each node included in the map information. _k Is calculated (step S2).
[0037]
At this time, assuming that the occupant has set a destination for the navigation device 1, a route to the destination grasped by the navigation device 1 is set as an estimated route (step S3). Then, based on the map information, the road type, the road width, the number of lanes, the speed limit, and the like in front of the own vehicle are recognized, and the maximum link length value Lmax is specified from the correspondence diagram shown in FIG. 7 (step S4).
[0038]
For example, if the vehicle travels on a general road, and the road to which each node belongs has a road width of less than 16 m and 3 lanes or less and a speed limit of less than 50 km / h, FIG. From 7, the maximum link length Lmax is set as 40 [m].
At this time, when the route ahead of the host vehicle is, for example, a relatively long straight road followed by a relatively short curved road and then a relatively long straight road as shown in FIG. If the link length between the nodes P, Q, and R notified from 1 exceeds the link length maximum value Lmax, the link length maximum value Lmax is set to be larger than the node Q on the basis of the curvature radius calculation target node Q as a reference. Virtual nodes P ′ and Q ′ are set on the node P side and the node R side. Based on the newly set virtual nodes P ′ and Q ′ and the node Q whose curvature radius is to be calculated, these three nodes are set. The radius of the circle passing through the point is calculated, and this is the curve radius R of the node Q. _Q It becomes.
[0039]
Here, when the radius is calculated based on the nodes P, Q, and R notified from the navigation device 1, since the distance between the nodes is long, the radius of the node Q is actually the arc shown in FIG. Although the radius is relatively small like f, the radius R is relatively small like the arc f 'shown in FIG. _{Q '} Becomes large and contains many errors.
[0040]
However, when the link length is longer than the maximum link length value Lmax, a virtual node is set on the link and the radius of curvature of the curve is estimated using the virtual node. Even in the case of a straight road, the radius of curvature of the curve does not become unnecessarily large, and the road shape can be more accurately recognized.
[0041]
On the other hand, when the destination is not set in the navigation device 1, the process proceeds from step S11 in FIG. 4 to step S12, and first, the node located closest to the own vehicle, P in FIG. ₁ Is the first node S of the estimated route ₁ And set this node P ₁ Is not the node at the end of the route, and the node S ₁ Since there is a branch route, the process proceeds from step S13 to step S21 via step S14, and a priority route is determined from FIG. 5 based on the link type.
[0042]
In FIG. 2, one node P of the branch road ₂ Is the link type of the ramp link and the other node P of the branch road ₄ If the link type of the main line link is the main line link, the priority order of the main line link is higher than the ramp link in FIG. ₄ Is the priority route, and this is the second node S of the estimated route. ₂ Set as
[0043]
Then, after updating k and i in step S16, the process returns to step S13, where KK ₄ Is not the terminal node, the process moves from step S13 to step S14, and returns to step S13 via step S16. Then, the second node S of the estimated route ₂ Node P set as ₄ Is a branch route, not a terminal node, the process proceeds from step S13 to step S21 via step S14, and a priority route is determined based on the link type.
[0044]
At this time, one node P of the branch road ₅ Is the side road link, the other node P ₆ If is a side road link such as SA, the priority is the same in FIG. 5, so the process proceeds from step S21 to step S22, and a priority road is set according to the priority order in FIG. 6 based on the road type. For example, node P ₅ Is a national road, node P ₆ Is a general road, the node P ₅ Has higher priority, so node P ₅ To the third estimated route S ₃ Set as
[0045]
And node P ₅ Is the terminal node, the process moves from step S13 to step S25, and the node S ₁ ~ S ₃ Node P corresponding to ₁ , P ₄ , P ₅ Is the estimated route.
Then, thereafter, similarly to the above, the maximum value Lmax of the link length is set, and based on this, virtual nodes are set as necessary, and the radius of curvature of the curved road is set based on these nodes.
[0046]
On the other hand, for example, node P ₂ And P ₄ If the priority order based on the link type is the same and the priority order based on the road type is the same, the process proceeds from step S21 to step S23 via step S22, and the priority route is determined based on the link angle. That is, the node P corresponding to the current position of the own vehicle ₀ , Node P ₁ And node P ₂ Link angle and node P ₀ , Node P ₁ And node P ₄ The node having the smallest link angle is selected from the link angles formed by the nodes. For example, node P ₀ , Node P ₁ And node P ₄ Assuming that the link angle formed by the node P is smaller, this node P ₄ Is selected as the priority route. And node P ₅ And P ₆ For, the priority route is set based on the link type, the road type, or the link angle, and any one is set as the priority route.
[0047]
As described above, since the estimated route is set according to the preset priority order, the road to which the vehicle will travel can be predicted from the map information in front of the own vehicle, and the other roads can be predicted. On the other hand, by not calculating the radius of curvature of the curve, the effect of reducing the calculation load can be obtained.
In the first embodiment, the maximum link length Lmax is changed according to the road type, the lane width, the number of lanes, and the speed limit. The link length maximum value Lmax is set to be larger for a road with a larger number of roads and a road with a higher speed limit. Here, the number of curves having extremely small radius of curvature decreases as the speed of an expressway, a road with a wide lane width, a road with a large number of lanes, or a road with a high speed limit increases.
[0048]
Therefore, on a road in which it is predicted that there are few curves with extremely small curve curvature radii, the maximum link length value is set to be long, making it difficult to set virtual nodes, and setting intervals of virtual nodes to be long. By doing so, it is possible to prevent the curve radius of curvature from becoming unnecessarily small due to the short node interval with the virtual node, and to calculate the curve radius of curvature that matches the actual road shape. it can.
[0049]
In the first embodiment, the virtual node is set at a position apart from the node k by the maximum link length Lmax. However, the present invention is not limited to this. For example, the virtual node may be set in advance. It may be set at a position separated by a predetermined distance. However, by setting the virtual node at a position apart by the link length maximum value Lmax set according to the road environment to which the node belongs, the curve radius of curvature on a general road becomes extremely large on a curve with an extremely small curve radius of curvature. It is also possible to avoid that the radius of curvature of a curve having a large radius of curvature on a highway is reduced, and that the accuracy of estimating the road shape is reduced regardless of the road environment. be able to.
[0050]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
This second embodiment is the same as the first embodiment except that the processing procedure of the curve radius of curvature calculation processing executed in step S6 in FIG. 3 is different. The reference numerals are given and the detailed description is omitted.
In the curve radius of curvature calculation processing according to the second embodiment, as shown in FIG. 11, first, in step S31, the length of a search section D for calculating the radius of curvature of a curve is set.
[0051]
The search section D is set based on FIG. 12 based on the road type, the road width, the number of lanes, and the speed limit obtained from the navigation device 1. That is, as shown in FIG. 12, when the road type is a highway and the speed limit is 60 [km / h] or more, the exploration section D is less than 450 [m] and less than 60 [km / h]. In some cases, the search section D is set to 300 [m]. When the road type is not an expressway, if the road width is 16 m or more or 4 lanes or more and the speed limit is 50 km / h or more, the exploration section D is set to 300 m If the speed limit is less than 50 [km / h], the search section D is set to 150 [m]. When the road width is less than 16 [m] and the number of lanes is 3 or less, when the speed limit is 50 [km / h] or more, the exploration section D is 150 [m], and the speed limit is When it is less than 50 [km / h], the search section D is set as 100 [m].
[0052]
Here, as shown in FIG. 12, on a highway, a road with a wide lane width, a road with a large number of lanes, and a road with a high speed limit, the search section D is set to be long. This is because, on general roads, the curves with extremely small curvature radii decrease on highways, wide roads, roads with a large number of lanes, and roads with a high speed limit. However, the radius of curvature of the curve is not unnecessarily averaged, and a curve having a large radius of curvature is set with a long search section D, thereby averaging the curve radius of curvature within the search section D. Therefore, the influence of an error included in a node of the map data can be suppressed to be small.
[0053]
Next, the process proceeds to step S32 to calculate the number N of nodes existing in the search section D. For example, as shown in FIG. 13, it is assumed that N is the number of nodes existing in the search section D from the node k−1 immediately before the node k whose curvature radius is to be calculated.
However, as shown in FIG. 13, the link length L between the node k-1 and the node k _k-1 Is longer than the maximum link length Lmax calculated in step S4 of FIG. 3, the number of nodes existing in the search section D from the virtual node k-1 ′ set in step S5 is set to N. When the number of nodes N is N <3, N = 3. When a virtual node is set in the search section D, the virtual node is not included in the calculation of the number N of nodes.
[0054]
Next, the process proceeds to step S33, in which the link angles at the node positions existing in the search section D are added, and the sum θsum of the link angles is added according to the following equation (21). Note that the nodes here do not include virtual nodes.
[0055]
(Equation 6)

[0056]
Next, the process proceeds to step S34, in which the link lengths of the nodes existing in the search section D are added, and the total link length Lsum is calculated. Note that the nodes here do not include virtual nodes. In addition, as shown in FIG. 14, the initial link length (L _k-1 ) Or the last link length (L in FIG. 14) _{k + 2} ) Is longer than the link length maximum value Lmax, the distance (Lmax) between the virtual nodes k-1 ′ and k + 3 ′ set in step S5 is changed to L again. _k-1 Or L _{k + 2} And The sum Lsum of the link lengths of the nodes existing in the search section D is calculated according to the following equation (22).
[0057]
(Equation 7)

[0058]
Next, the process proceeds to step S35, and from the sum of the link angles θsum and the sum of the link lengths Lsum calculated in steps S33 and S34, the curve radius of curvature R is calculated by the following equation (23). _k Is calculated. Then, the calculated curve radius of curvature R _k Is the radius of curvature of the corresponding node.
[0059]
(Equation 8)

[0060]
Therefore, in the second embodiment, for example, the road to which each node on the estimated route estimated in the process of step S2 in FIG. 3 belongs is an expressway, and the speed limit is 60 [km / h]. Is set to 300 [m] as the search section D from the correspondence diagram of FIG.
When the estimated route is, for example, a route as shown in FIG. 13, the nodes included in the search section D are nodes k-1 to k + N-2 as shown in FIG. The number of nodes included in the section D is N. Then, for the N nodes, the sum of the link angles θsum and the sum of the link lengths Lsum are calculated, and based on this, the curve curvature radius R is calculated. _k Is calculated.
[0061]
On the other hand, the link length between any one of the nodes before and after the node k is larger than the link length maximum value Lmax. For example, as shown in FIG. 14, the virtual node k−1 in the process of step S5 in FIG. ′ And k + 3 ′ are set, the nodes k−1 ′ and k + 3 ′ are set as the end nodes of the search section D, and five nodes from the node k−1 ′ to the node k + 3 ′ are set. , The sum of the link angles θsum and the sum of the link lengths Lsum are calculated, and based on this, the curve radius of curvature R is calculated. _k Is calculated.
[0062]
As described above, in the second embodiment, the curve curvature radius R is calculated from the total sum θsum of the link angles and the total sum Lsum of the link lengths existing in the search section D. _k Is calculated, the radius of curvature of the curve can be calculated easily and accurately. In this case as well, if the link length is longer than the maximum link length value Lmax, a virtual node is placed on this link. Since the total sum Lsum of the link lengths is calculated using the virtual node, the curve radius of curvature does not become unnecessarily large even if the roads at both ends of the curve are long straight roads. The road shape can be accurately recognized, and the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
[0063]
Further, since the search section D is set according to the road type, the road width, the number of lanes, the speed limit, and the like of the estimated route, it is possible to calculate a curve radius of curvature suitable for the actual road shape. . In other words, there is no curve with an extremely small radius of curvature on an actual highway, and as the road width increases, the number of lanes increases, and the speed limit increases, the radius of curvature decreases extremely. The curve radius of curvature is not unnecessarily averaged even if the exploration section D is set longer, and the curvature in accordance with the road shape can be changed by changing the exploration section D according to any of these. The radius can be calculated, and the influence of an error included in a node of the map data can be reduced.
[0064]
When calculating the total sum Lsum of the link lengths, each link length is added. For the link lengths located at both ends in the search section D, half of the link lengths are added. Therefore, even when the curve radius of curvature is extremely small or the link lengths located at both ends are long, it is possible to avoid that the curve radius of curvature is estimated to be large, and it is possible to more accurately recognize the road shape.
[0065]
In the second embodiment, when the link lengths of the links located at both ends in the search section D exceed the maximum link length Lmax, a virtual node is set for each link. The case where the link length between the virtual node and the node is used as the link length located at both ends in the search section D has been described. It may be replaced. However, when the link lengths at both ends exceed the link length maximum value Lmax, simply changing one of the link lengths can sufficiently reduce the error in the radius of curvature caused by the longer link length of the other. Therefore, for a link whose link length exceeds the maximum link length value Lmax, a virtual node is set, and the link length between the virtual node and the virtual node is used for calculating the total sum Lsum of link lengths. It is effective.
[0066]
Further, in the second embodiment, after the virtual node is set in advance, the curve radius of curvature is calculated using the virtual node as needed. However, the curve radius of curvature is calculated. At this time, a virtual node may be set as needed.
In the second embodiment, the search section D is set for the estimated route set in step S6. In this search section D, one estimated route is set for the estimated route. Alternatively, a plurality of reference nodes k may be shifted and set, and the curvature radius R _k May be calculated.
[0067]
Further, in each of the above embodiments, as shown in the flowchart of FIG. 4, a case has been described in which the estimated route is set according to a preset priority order. However, the present invention is not limited to this. For example, in a forked road, the direction in which the vehicle will travel may be determined by a direction indicator by an occupant, or the traveling lane of the vehicle may be detected by using a camera or the like to detect the direction in which the vehicle will travel. May be determined, and the estimated route may be set based on this.
[0068]
Here, the virtual node setting processing in step S5 in FIG. 3 corresponds to the virtual node setting means, the curve curvature radius calculation processing in step S6 in FIG. 3 corresponds to the road shape estimating means, and the estimated route in step S3 in FIG. The setting process corresponds to the travel route estimating means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a curve curvature radius estimation device according to the present invention.
FIG. 2 is an example of map information ahead of a host vehicle;
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a curve curvature radius calculation process.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of an estimated route setting process.
FIG. 5 is a correspondence diagram showing correspondence between link types and priorities;
FIG. 6 is a correspondence diagram showing correspondence between road types and priorities.
FIG. 7 is a correspondence diagram showing a correspondence between a road type, a road width, the number of lanes, a speed limit, and a link length maximum value.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a setting method of a virtual node;
FIG. 9 is an explanatory diagram for describing a method of calculating a curve radius of curvature in the first embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a conventional method of calculating a curvature radius of a curve.
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of a curve curvature radius calculation process according to the second embodiment.
FIG. 12 is a correspondence diagram showing a correspondence between a road type, a road width, the number of lanes, a speed limit, and a search section D.
FIG. 13 is an explanatory diagram which is used for describing the operation of the second embodiment.
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining an operation of the second embodiment;
[Explanation of symbols]
1 Navigation device
2 Curve radius of curvature estimation device
21 Link angle calculator
22 Estimated route setting unit
23 Maximum link length setting section
24 Virtual node setting unit
25 Curvature radius calculator

Claims (12)

A road shape estimating device that constitutes road map data and estimates a road shape based on a plurality of nodes having at least position information,
When the length between adjacent nodes is longer than a preset threshold value, a new virtual node is set between these adjacent nodes, and a road shape is estimated using the virtual node. Shape estimation device. Road shape estimating means for configuring road map data and estimating a road shape based on a plurality of nodes having at least position information;
Virtual node setting means for setting a new virtual node between adjacent nodes;
With
The road shape estimating means estimates a road shape based on the node and the virtual node when a link length of a link that is a line segment connecting adjacent nodes is longer than a preset threshold value. Road shape estimation device. 3. The road shape estimating device according to claim 2, wherein the virtual node setting means sets the virtual node on a straight line connecting the adjacent nodes. The road shape estimating device according to claim 2, wherein the road shape estimating unit estimates a curve radius of curvature as the road shape. The road shape estimating means calculates a radius of a circle passing through three consecutive nodes as a radius of curvature of a curve,
When the link length between the adjacent first and second nodes or the link length between the adjacent second and third nodes is longer than the threshold value, the link length between the second node and the second node is equal to or smaller than the threshold value. The node according to claim 4, wherein a node longer than a threshold value is replaced with the virtual node, and the curve radius of curvature is estimated based on a link length between the virtual node and the second node. Road shape estimation device. The virtual node setting means sets the virtual node at a position away from the second node by the threshold value on the side of the first node or the third node. The road shape estimation device according to claim 5, wherein The road shape according to any one of claims 1 to 6, wherein the threshold value is set according to at least one of a road type, a road width, the number of lanes, and a speed limit to which the node belongs. Estimation device. The road shape estimating means calculates, for each of a plurality of continuous nodes, a sum of link lengths between the nodes by a sum of intersection angles between adjacent links to calculate the radius of curvature of the curve. When the link length of the link connected to at least one end of the plurality of nodes is longer than the threshold, the node at the end is replaced with the virtual node, and the link between the virtual node and the virtual node is changed. The road shape estimating device according to claim 2 or 3, wherein the sum of the link lengths is calculated based on the length. The virtual node setting means sets the virtual node at a position separated by the threshold from a node immediately before the end node toward the end node. The road shape estimation device according to claim 8, wherein The road shape estimating means is configured to set the number of the continuous nodes so that the sum of the link lengths is shorter than a preset threshold value of the sum of the link lengths. Item 10. The road shape estimation device according to item 8 or 9. The road shape estimation according to claim 10, wherein the threshold value of the sum of the link lengths is set according to at least one of a road type, a road width, the number of lanes, and a speed limit to which the node belongs. apparatus. A traveling route estimating means for estimating a traveling route of the vehicle,
12. The road shape estimating means is configured to estimate the road shape based on a node on a traveling route estimated by the traveling route estimating means. Road shape estimation device.

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