JP2004045340A - 道路情報推測装置 - Google Patents
道路情報推測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004045340A JP2004045340A JP2002206182A JP2002206182A JP2004045340A JP 2004045340 A JP2004045340 A JP 2004045340A JP 2002206182 A JP2002206182 A JP 2002206182A JP 2002206182 A JP2002206182 A JP 2002206182A JP 2004045340 A JP2004045340 A JP 2004045340A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- road
- data
- altitude
- specific point
- point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Instructional Devices (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
【課題】あらかじめ道路上の実際の標高を把握することのできる特定点の特定点データに基づいて道路の標高を推測することによって、高い精度で道路の標高を推測することができるようにする。
【解決手段】特定点を設定する特定点設定部１２と、特定点データに基づいて道路の標高を推測する道路標高推測部１３とを有する。
【選択図】 図１
【解決手段】特定点を設定する特定点設定部１２と、特定点データに基づいて道路の標高を推測する道路標高推測部１３とを有する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路情報推測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の車両に搭載され、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる位置測定装置や各種センサを使用して、前記車両の運転者等の使用者に対して、車両の位置を表示したり、目的地までの経路を探索して表示したりするナビゲーション装置が知られている。
【０００３】
また、該ナビゲーション装置が搭載された車両において、前記ナビゲーション装置が提供する道路状況データに対応させて駆動力制御を行うことができるようにした車両の駆動力制御装置も提供されている。この場合、例えば、車両がコーナ（カーブ）に差し掛かることが検出され、かつ、運転者の動作に基づく所定の条件が満たされると、駆動力制御としてシフトダウン等の車両を減速させるためのコーナ制御が行われる。そして、上限の変速段が決定され、該上限の変速段より上の変速段（高速側の変速段、変速比の小さい変速段等）が選択されないようになっている。
【０００４】
この場合、前記車両の駆動力制御装置は、前記ナビゲーション装置が提供する道路状況データ、車両の速度、アクセル開度等の種々のデータに基づいて演算を行い、制御用データを作成し、該制御用データに基づいて道路形状に合わせた制御を行うようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のナビゲーション装置においては、地図データに道路の標高、勾（こう）配等がデータとして含まれていない。そもそも、ナビゲーション装置は、車両の運転者等の使用者に対して、車両の位置を表示したり、目的地までの経路を探索して表示したりするためのものであるので、２次元的な地図の上に車両の位置や経路を表示すれば事足りるからである。しかし、車両の駆動力やサスペンションをより勾配に合わせて適切に制御したり、ハイブリッド車においてエネルギーを効率的に制御したり、標高に即してエンジンを制御したりする場合、道路の標高、勾配等に関するデータが必要になる。すなわち、坂道に直面してから行っていた制御をあらかじめ行うことによって、効率が良い走行や滑らかな走行を行うことができる。
【０００６】
そこで、国土地理院によって提供される地図に含まれる等高線を利用したり（特開２０００−１２３２９２号公報参照）、国土地理院によって公開されている５０〔ｍ〕メッシュのメッシュ標高データを利用して地図データを補正することが考えられる。しかしながら、前記等高線やメッシュ標高データなどの道路の有無に関わらず観測された標高は、必ずしも実際の道路上の標高を正確に表していないので、そのまま利用することができない。すなわち、メッシュ標高データは、メッシュの節点における標高を測定したデータであるので、前記メッシュの節点が道路上に位置する場合には、道路上の標高を正確に把握することができるが、そうでない場合には、かなりの誤差が生じてしまう。例えば、道路が盛り土されて建設されていて前記メッシュの節点が周囲の平坦（たん）な箇所に位置する場合には、道路上の標高が前記メッシュの節点の標高よりも高くなり、道路が崖（がけ）を切り崩して建設されていて前記メッシュの節点が周囲の平坦な箇所に位置する場合には、道路上の標高が前記メッシュの節点の標高よりも低くなってしまう。これは、等高線の場合も同様である。また、道路の勾配を前記等高線やメッシュ標高データをそのまま利用して求めることができない。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、あらかじめ道路上の実際の標高を把握することのできる特定点の特定点データに基づいて道路の標高を推測することによって、高い精度で道路の標高を推測することができる道路情報推測装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の道路情報推測装置においては、特定点を設定する特定点設定部と、特定点データに基づいて道路の標高を推測する道路標高推測部とを有する。
【０００９】
本発明の他の道路情報推測装置においては、特定点を設定する特定点設定部と、特定点データに基づいて道路の勾配を推測する道路勾配推測部とを有する。
【００１０】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、特定点を設定する特定点設定部と、地図データ、特定点データ及び道路を考慮せずに設定された地点の標高データに基づいて、少なくとも一つの特定点を含む範囲の道路の標高を推測する道路標高推測部とを有する。
【００１１】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、さらに、前記特定点は標高を明確に特定することができる道路上の点であり、前記特定点データは前記特定点の標高である。
【００１２】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、さらに、前記特定点は勾配を明確に特定することができる道路上の点であり、前記特定点データは前記特定点の勾配である。
【００１３】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、さらに、前記特定点は構造物の少なくとも一部である。
【００１４】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、さらに、前記標高データは、メッシュ標高データである。
【００１５】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、地図データに含まれる道路上のノード点における地図上の位置情報と、メッシュ標高データとに基づいて各ノード点の地図上の位置における標高データを算出し、ノード点の標高データとするノード点標高算出処理部と、道路上の実際の標高を特定点データとして備える特定点を設定する特定点設定部と、少なくとも一つの特定点を含む範囲の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する道路標高推測部とを有する。
【００１６】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、地図データに含まれる道路上のノード点における地図上の位置情報と、メッシュ標高データとに基づいて各ノード点の地図上の位置における標高データを算出し、ノード点の標高データとするノード点標高算出処理部と、道路上の実際の標高を特定点データとして備える隣り合う二つの特定点を設定する特定点設定部と、前記二つの特定点間の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する道路標高推測部とを有する。
【００１７】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、さらに、推測された前記道路の標高に基づいて、道路の勾配を推測する道路勾配推測部を有する。
【００１８】
本発明の道路情報推測方法においては、道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定し、地図データに基づいて道路の標高を推測する。
【００１９】
本発明の他の道路情報推測方法においては、道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定し、地図データに基づいて道路の勾配を推測する。
【００２０】
本発明の道路情報推測プログラムにおいては、コンピュータを、道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定する特定点設定部、並びに、前記特定点の標高である特定点データに基づいて道路の標高を推測する道路標高推測部として機能させる。
【００２１】
本発明の他の道路情報推測プログラムにおいては、コンピュータを、道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定する特定点設定部、並びに、前記特定点の標高である特定点データに基づいて道路の勾配を推測する道路勾配推測部として機能させる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の第１の実施の形態における道路情報推測装置の構成を機能の観点から示すブロック図、図２は本発明の第１の実施の形態における道路情報推測装置の詳細な構成を示す図である。
【００２４】
図２において、２０は道路情報推測装置であり、道路を走行する乗用車、トラック、バス、オートバイ、作業車等の車両に配設されている。また、４１は地球の周囲の軌道上を周回してＧＰＳ情報を発信するＧＰＳ衛星である。ここで、該ＧＰＳ衛星は、実際には複数（例えば、６軌道上に２４個）であるが、図２においては、単一のＧＰＳ衛星４１がすべてのＧＰＳ衛星を代表するものとして示されている。
【００２５】
そして、前記道路情報推測装置２０において、２１は、地図の表示、車両の現在位置の認識、経路案内等のナビゲーション装置としての基本処理を実行するナビ制御装置である。また、２２は、道路の標高、勾配等の道路情報を推測するための処理を実行する道路情報推測制御装置であり、前記ナビ制御装置２１と各種情報の送受信を行うようになっている。そして、２３は、橋やトンネルのように道路に付随する構造物等であり標高、勾配等のデータが判明している箇所、すなわち、特定点データを格納する特定点データベースである。
【００２６】
また、２４は、ＧＰＳ衛星４１からのＧＰＳ情報を受信して、ナビ制御装置２１に送信するＧＰＳ受信装置であり、通常のナビゲーション装置において使用されるものと同様の構成を有する。そして、２５は、国土地理院によって公開されている５０〔ｍ〕メッシュのメッシュ標高データを格納する標高データベースである。また、２６は、車両のエンジン制御装置、変速比を制御する駆動力制御装置等の車両の各部を制御する車両制御装置と通信するための車両制御装置インターフェイスである。さらに、２７は、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイ、ホログラフィ装置等を備え、前記道路情報推測制御装置２２の指令に応じて道路の標高、勾配等の道路情報等を表示する表示装置である。なお、該表示装置２７は、ナビ制御装置２１の出力する、地図、経路、検索された施設等の情報も表示する。
【００２７】
そして、２８は、車両の状態を示す各種車両状態情報を各種センサから受信して、前記道路情報推測制御装置２２に送信するセンサ情報受信装置である。なお、前記各種車両状態情報は、道路情報推測制御装置２２を経由して、ナビ制御装置２１にも送信される。この場合、前記各種センサには、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、運転者が操作するブレーキペダルの動きを検出するブレーキスイッチ、運転者が操作するステアリングの舵（だ）角を検出するステアリングセンサ、運転者が操作するウィンカースイッチの動きを検出するウィンカーセンサ、運転者が操作する変速機のシフトレバーの動きを検出するシフトレバーセンサ、車両の走行速度、すなわち、車速を検出する車速センサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、車両の向いている方位の変化を示すヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ等が含まれる。なお、前記各種車両状態情報は、アクセル開度、運転者が操作するブレーキペダルの動き、運転者が操作するステアリングの舵角、運転者が操作するウィンカースイッチの動き、運転者が操作する変速機のシフトレバーの動き、車両の走行速度、すなわち、車速、車両の加速度、車両の向いている方位の変化を示すヨーレイト等を含んでいる。
【００２８】
ここで、前記ナビ制御装置２１は、図示されないＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、通信インターフェイス等を備える。そして、前記記憶手段には、地図データベース２１ａが格納されている。該地図データベース２１ａは、各種の地図データから成るデータベースであり、例えば、交差点データファイル、ノードデータファイル、道路データファイル、及び、各地域のホテル、ガソリンスタンド等の施設の情報が記録された施設情報データファイルを含むものである。そして、前記記憶手段には、経路を探索するためのデータの他、前記表示装置２７の画面に、探索された経路に沿って案内図を表示したり、次の交差点までの距離、次の交差点における進行方向等を表示したり、他の案内情報を表示したりするための各種データが記録される。なお、前記記憶手段には、所定の情報を音声出力するための各種データも記録される。また、前記記憶手段は、磁気テープ、磁気ディスク、磁気ドラム、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光ディスク、ＭＯ、ＩＣカード、光カード、メモリカード等、あらゆる形態の記録媒体を含むものであり、取り外し可能な外部記憶媒体を使用することもできる。
【００２９】
そして、前記地図データベース２１ａにおける交差点データファイルには交差点データが、ノードデータファイルにはノードデータが、道路データファイルには道路データがそれぞれ記録され、前記交差点データ、ノードデータ及び道路データによって道路状況が前記表示装置２７の画面に表示される。なお、前記交差点データには、交差点の種類、すなわち、交通信号灯器の設置されている交差点であるか又は交通信号灯器の設置されていない交差点であるかが含まれる。また、前記ノードデータは、前記地図データファイルに記録された地図データにおける少なくとも道路の位置及び形状を構成するものであり、実際の道路の分岐点（交差点、Ｔ字路等を含む）、ノード点、及び、各ノード点間を連結するリンクを示すデータから成る。さらに、前記ノード点は、少なくとも道路の屈曲点の位置を示す。
【００３０】
また、前記道路データには、道路自体について、幅員、カント、バンク、道路の車線数、該車線数の減少する地点、幅員の狭くなる地点等のデータが含まれる。なお、高速道路や幹線道路の場合、対向方向の車線のそれぞれが別個の道路データとして格納され、２条化道路として処理される。例えば、片側２車線以上の幹線道路の場合、２条化道路として処理され、上り方向の車線と下り方向の車線は、それぞれ、独立した道路として道路データに格納される。また、コーナについては、曲率半径、交差点、Ｔ字路、コーナの入口等のデータが含まれる。さらに、道路属性については、踏切、高速道路出入口ランプウェイ、高速道路の料金所、道路種別（国道、県道、主要地方道、一般道、高速道路等）等のデータが含まれる。
【００３１】
さらに、前記ナビ制御装置２１の通信インターフェイスは、道路情報推測制御装置２２との間で通信を行うとともに、ＦＭ送信装置、電話回線網、インターネット、携帯電話網等との間で各種データの送受信を行うことができるものであることが望ましい。例えば、図示されない情報センサ等によって受信した渋滞等の道路情報、交通事故情報、ＧＰＳセンサの検出誤差を検出するＤ−ＧＰＳ情報等の各種データを受信するようになっていることが望ましい。
【００３２】
そして、前記ナビ制御装置２１は、ＧＰＳ受信装置２４及びセンサ情報受信装置２８から受信した情報に基づいて、目的地までの経路の探索、経路中の走行案内、地点、施設等の検索等の各種処理を実行し、地図を表示装置２７の画面に表示し、前記地図上に車両の現在位置、該現在位置から目的地までの経路、該経路及びその周辺に沿った案内情報等を表示する。なお、該案内情報は、発音手段によって音声出力されるようにしてもよい。
【００３３】
また、前記道路情報推測制御装置２２は、図示されないＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、通信インターフェイス等を備える。ここで、前記記憶手段は、磁気テープ、磁気ディスク、磁気ドラム、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光ディスク、ＭＯ、ＩＣカード、光カード、メモリカード等、あらゆる形態の記録媒体を含むものであり、取り外し可能な外部記憶媒体を使用することもできる。
【００３４】
そして、前記道路情報推測制御装置２２は、前記記憶手段に格納された制御プログラムに従って、前記ナビ制御装置２１の地図データベース２１ａから取得した地図データ、特定点データベース２３から取得した特定点データ、及び、標高データベース２５から取得したメッシュ標高データに基づいて、道路の標高を推測する処理を行う。さらに、前記道路の勾配を推測する処理も行うようになっている。なお、本実施の形態においては、特定点間の道路の標高を及び勾配を推測するようになっている。
【００３５】
この場合、メッシュ標高データとしては、国土地理院から公開されている５０〔ｍ〕メッシュ標高データを使用し、地図データとしてはナビ制御装置２１の地図データベース２１ａに格納されているデータを使用する。そして、前記５０〔ｍ〕メッシュ標高データと地図データとから道路の標高、勾配を推測する。
【００３６】
また、本実施の形態において、特定点は標高を明確に特定することができる道路上の点であり、特定点データは道路上の前記特定点の実際の標高である。具体的には、前記特定点は標高を明確に特定することができる道路上の構造物の少なくとも一部である。該構造物は、例えば、トンネルや橋などの構造物であり、標高に関する設計データ、実測データ等が入手可能なもの、すなわち、標高を明確に特定することができるものである。なお、前記構造物の長さ方向に渡るすべての箇所において、標高を特定することができる場合には、前記構造物の全体を特定点の集合として取り扱う。また、前記構造物の一部の箇所、例えば、トンネルの両端の出口、橋の両端部等だけにおいて標高を特定することができる場合には、標高を特定することができる箇所だけを特定点として取り扱う。そして、該特定点の標高を道路の標高、勾配を推測する上での固定値、すなわち、特定点データとして使用する。このように、固定値である特定点データを使用することによって、該特定点データに合わせるように道路の他の箇所の標高を補正すればよいので、精度が高い標高推測を行うことができる。
【００３７】
本実施の形態において、道路情報推測装置２０は、図１に示されるように、機能の観点から、道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定する特定点設定部１２、特定点データに基づいて道路の標高を推測する道路標高推測部１３、特定点データに基づいて道路の勾配を推測する道路勾配推測部１４、及び、ノード点標高算出処理部１５を有するものである。
【００３８】
そして、前記道路情報推測装置２０の機能を具体的に説明すると、前記特定点設定部１２は隣り合う二つの特定点を設定する。ここでは、隣り合う二つの特定点を選定し、道路の標高と推測する範囲として設定する。また、前記道路標高推測部１３は、地図データ、特定点データ及び道路を考慮せずに設定された地点の標高データに基づいて、少なくとも一つの特定点を含む範囲の道路の標高を推測するが、より詳細には、二つの特定点間の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成することによって、前記特定点間の道路の標高を推測する。さらに、前記道路勾配推測部１４は、道路標高推測データに基づいて、前記特定点間の道路の勾配を推測する。そして、ノード点標高算出処理部１５は、地図データに含まれる道路上のノード点における地図上の位置情報と、各ノード点の標高データをメッシュ標高データとに基づいて算出する。
【００３９】
ここで、前記道路標高推測部１３の行うフィルタ処理は、一般的に、データ間のばらつきを抑えるために行う処理であり、本実施の形態においては、後述されるように、特定点を用いて補正したメッシュ標高データを最小二乗法を用いて実際の道路における標高を示す曲線に近似曲線を算出することがフィルタ処理に相当する。なお、本実施の形態においては最小二乗法を用いたが、ローパスフィルタやガウス曲線のような一般的なフィルタとを用いてもよい。
【００４０】
また、本実施の形態における道路情報推測装置２０は、随時、道路標高推測データを作成して、記憶手段に格納するようになっている。例えば、車両の運転者等の操作者が、図示されない入力装置を操作してナビ制御装置２１を作動させ、目的地を設定し、該目的地までの経路を探索させた場合、探索された該経路に対応する道路について、道路標高推測データを作成するようにしてもよい。また、車両の走行中に、車両の前方の所定距離範囲内の経路に対応する道路について、道路標高推測データを作成するようにしてもよい。
【００４１】
さらに、各ノード点における前記道路標高推測データ及び道路標高勾配データをナビ制御装置２１の地図データベース２１ａに記録することもできる。この場合、道路情報推測装置２０が道路標高・勾配推測処理を実行した経路に関しては、前記道路標高推測データ及び道路標高勾配データが記録され蓄積されていくので、道路標高・勾配推測処理を繰り返して実行する必要がない。
【００４２】
次に、前記構成の道路情報推測装置２０の動作について説明する。なお、本実施の形態においては、特定点設定部１２が隣り合う二つの特定点を設定し、道路標高推測部１３が、前記二つの特定点間の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する場合の動作について説明する。
【００４３】
図３は本発明の第１の実施の形態における道路情報推測装置の動作を示すフローチャートである。
【００４４】
ここでは、道路情報推測装置２０の動作の全体的な流れについて説明する。まず、道路情報推測装置２０はナビゲーション基本処理を実行する。この場合、車両の現在位置の検出、目的地までの経路の探索、経路中の走行案内、地点、施設等の検索等を行い、地図を表示装置２７の画面に表示し、前記地図上に車両の現在位置、該現在位置から目的地までの経路、該経路に沿った案内情報等を表示する。
【００４５】
次に、前記道路情報推測装置２０は道路標高・勾配推測処理を実行する。この場合、ナビゲーション基本処理において算出された車両の現在位置、又は、出発地から目的地までの経路に対応する道路上の各ノード点の標高を、標高データベース２５から取得した５０〔ｍ〕メッシュ標高データに基づいて算出する。そして、所定の範囲における各ノード点の標高を結ぶことで曲線を作成し、作成した該曲線をフィルタ処理して、該曲線の変化を実際の道路における標高を示す曲線に近似させるように滑らかにし実際の道路の標高を推定する。なお、前記所定の範囲は、隣り合う二つの特定点間の範囲である。また、前記二つの特定点の標高は、明確な値なので、特定点データとして使用され、該特定点データに合致するように、前記曲線が修正される。
【００４６】
そして、各ノード点の標高を結ぶ前記曲線が決定された後、該曲線に基づいて、道路の勾配を表す曲線を算出する。続いて、該曲線をフィルタ処理して、該曲線の変化を滑らかにして、道路の勾配を推定する。この場合も、特定点の勾配を特定点データとして使用する。
【００４７】
最後に、前記道路情報推測装置２０は表示処理及び車両制御処理を実行する。ここで、表示処理においては、推測された道路の標高や勾配を表示装置２７の画面に表示させるための処理を行う。例えば、道路の標高の変化を表す線を表示装置２７の画面に表示したり、経路を鳥瞰図（バードビュー）的に表示装置２７の画面に表示する場合に、道路に起伏を付けて表示したりすることができる。
【００４８】
また、車両制御処理においては、推測された道路の標高や勾配に適するエンジン出力としたり、変速比としたりするように、エンジン制御装置、駆動力制御装置等の車両制御装置を動作させるための制御信号を車両制御装置インターフェイス２６から出力させる。さらに、道路の標高や勾配の変化を予測した制御動作を行わせることもできる。また、車両がＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）やＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）である場合には、バッテリエネルギーを効率的に使用するように、車両制御装置を動作させるための制御信号を車両制御装置インターフェイス２６から出力させることもできる。
【００４９】
なお、前記ナビゲーション基本処理、道路標高・勾配推測処理、並びに、表示処理及び車両制御処理は、所定の周期（例えば、１６〔ｍｓｅｃ〕）で繰り返し実行される。
【００５０】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ ナビゲーション基本処理を行う。
ステップＳ２ 道路標高・勾配推測処理を行う。
ステップＳ３ 表示処理及び車両制御処理を行い、処理を終了する。
【００５１】
次に、道路標高・勾配推測処理について詳細に説明する。
【００５２】
図４は本発明の第１の実施の形態における道路標高・勾配推測処理の動作を示すフローチャートである。
【００５３】
まず、道路情報推測装置２０は、ナビゲーション基本処理によって探索された経路の経路情報を読み込む。この場合、前記経路は、車両の現在位置から目的地までの経路であってもよいし、出発地から目的地までの経路であってもよいし、通過地点までの経路であってもよい、また、走行中の車両の前方の所定距離範囲（例えば、車両の前方１〔ｋｍ〕までの範囲）内の経路であってもよい。そして、前記経路情報には前記経路に該当する道路上の各ノード点に関する情報としてのノードデータが含まれる。なお、該ノードデータは、ナビ制御装置２１の地図データベース２１ａに地図データとして格納されている。
【００５４】
ここで、前記経路が長い場合、一度にすべての経路の経路情報を読み込むと膨大なデータ量となり、メモリ資源が不足するので、前記経路を所定の距離、例えば、約５〔ｋｍ〕毎に分割して、分割された経路に対応する経路情報を順次読み込むようにすることもできる。
【００５５】
続いて、経路に対応する道路上の各ノード点の標高としての標高データを、標高データベース２５から取得した５０〔ｍ〕メッシュ標高データに基づいて算出するノード点標高算出処理を実行する。この場合、メッシュ標高データは、メッシュの節点における標高を測定したデータであるが、前記道路上の各ノード点は、必ずしもメッシュの節点に対応する位置に存在しないので、５０〔ｍ〕メッシュ標高データをそのまま使用することはできない。そこで、前記道路上の各ノード点における標高データを５０〔ｍ〕メッシュ標高データに基づいて算出する必要がある。
【００５６】
続いて、各ノード点における標高データを、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する道路標高推測処理を実行する。この場合、前記経路のノード点標高算出処理によって算出された各ノード点の標高を結ぶ曲線をフィルタ処理して該曲線の変化を滑らかにし、道路標高を推測する。
【００５７】
ここで、前記ノード点標高算出処理によって算出された各ノード点の標高データには、かなりの誤差が含まれる可能性がある。例えば、道路が盛り土されて建設されていて前記メッシュの節点が周囲の平坦な箇所に位置する場合には、道路上の標高が前記メッシュの節点の標高よりも高くなり、道路が崖を切り崩して建設されていて前記メッシュの節点が周囲の平坦な箇所に位置する場合には、道路上の標高が前記メッシュの節点の標高よりも低くなってしまう。このように、道路上の各ノード点と周囲に存在するメッシュの節点との標高に大きな差がある場合、前記経路の標高算出処理によって算出された各ノード点の標高データには、かなりの誤差が含まれる。
【００５８】
しかし、実際の道路において、標高を示す曲線は、滑らかに大きく変化し、急激に変化したり微小な変動が含まれることはあり得ないと考えることができるので、前記経路の標高算出処理によって算出された各ノード点の標高を結ぶ曲線をフィルタ処理して該曲線の変化を滑らかにすることによって、実際の道路における標高を示す曲線に近似した曲線を得ることができる。この場合、特定点の標高は明確な値なので、二つの隣接する特定点間の範囲において前記曲線を、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理することによって、高い精度で道路の標高を示す曲線を得ることができる。
【００５９】
最後に、前記道路標高推測処理によって推定された各ノード点の標高を示す曲線に基づいて道路勾配を推定する道路勾配推測処理を実行する。
【００６０】
ここで、前記各ノード点の標高を示す曲線を微分することによって、各ノード点の勾配を示す曲線を得ることができる。この場合も、実際の道路において、勾配を示す曲線は、滑らかに大きく変化し、急激に変化したり微小な変動が含まれることはあり得ないと考えることができる。そのため、前記標高を示す曲線を微分することによって算出された各ノード点の勾配を示す曲線をフィルタ処理して該曲線の変化を滑らかにすることによって、実際の道路道路における勾配を示す曲線に近似した曲線を得ることができる。
【００６１】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２−１ 経路情報を読み込む。
ステップＳ２−２ ノード点標高算出処理を行う。
ステップＳ２−３ 道路標高推測処理を行う。
ステップＳ２−４ 道路勾配推測処理を行い、処理を終了する。
【００６２】
次に、ノード点標高算出処理について説明する。
【００６３】
図５は本発明の第１の実施の形態におけるメッシュの節点とノード点との位置関係をを示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における二つの節点からノード点の標高を求める方法を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における四つの節点からノード点の標高を求める方法を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるノード点標高算出処理の動作を示すフローチャートである。
【００６４】
まず、道路情報推測装置２０は、読み込んだ経路情報に含まれる経路に対応する道路上の各ノード点と、標高データベース２５から取得した５０〔ｍ〕メッシュ標高データにおけるメッシュの節点との位置関係を判断する。この場合、図５に示されるように、水平面としてのｘ−ｙ平面上におけるそれぞれのノード点（図５における、ノード点１〜５）とメッシュの節点との位置関係を判断する。そして、ノード点の座標が、メッシュの節点の座標上にあるか否かを判断する。すなわち、それぞれのノード点について、そのｘ座標及びｙ座標がメッシュの節点のｘ座標及びｙ座標と一致するか否かを判断する。
【００６５】
そして、一致する場合、道路情報推測装置２０は第１標高算出処理を実行する。この場合、メッシュの節点の標高（ｚ座標）がそのまま該当するノード点の標高を表していると言えるので、道路情報推測装置２０は、メッシュの節点の標高を前記ノード点の標高として採用する。例えば、図５に示される例においては、ノード点２がメッシュの節点である点Ａと一致しているので、該点Ａの標高をノード点２の標高とする。そして、道路情報推測装置２０は、前記ノード点（図５に示される例におけるノード点２）に関する第１標高算出処理を終了し、次のノード点（図５に示される例におけるノード点３）について、ノード点標高算出処理を開始する。
【００６６】
一方、ノード点のｘ座標及びｙ座標がメッシュの節点のｘ座標及びｙ座標と一致しない場合、道路情報推測装置２０は、前記ノード点をｘ−ｙ平面に投影した点が、互いに隣り合う節点を結ぶ線分をｘ−ｙ平面に投影した線分の上にあるか否かを判断する。例えば、図５に示される例においては、ノード点３はメッシュの節点を結ぶ線分上にないが、ノード点４がメッシュの節点である点Ｂと点Ｃとを結ぶ線分上にある。
【００６７】
そして、ノード点をｘ−ｙ平面に投影した点が互いに隣り合う節点を結ぶ線分をｘ−ｙ平面に投影した線分の上にあると判断した場合、道路情報推測装置２０は第２標高算出処理を実行する。該第２標高算出処理においては、互いに隣り合う節点の間では、標高がリニア（直線的）に変化するものであるとの仮定に基づいて、前記ノード点の標高を算出する。すなわち、３次元空間において、互いに隣り合う節点を結ぶ線分上に前記ノード点を投影した点のｚ座標、すなわち、標高を算出する。この場合、前記線分の両端のｘ座標、ｙ座標及びｚ座標から前記線分を表す式を決定することができるので、前記線分上におけるノード点の位置を示すｘ座標及びｙ座標の数値を前記式に代入することによって、ノード点ｚ座標、すなわち、標高を算出する。
【００６８】
例えば、図５に示される例におけるノード点４は、３次元空間において、図６に示されるように、メッシュの節点である点Ｂと点Ｃとを結ぶ線分ＢＣ上にあると考える。そして、点Ｂ及び点Ｃのｘ座標、ｙ座標及びｚ座標から、線分ＢＣの両端（点Ｂ及び点Ｃ）の標高と線分ＢＣの傾斜とを算出することができ、また、ノード点４のｘ座標及びｙ座標から線分ＢＣ上におけるノード点４の位置も算出することができる。したがって、ノード点４のｚ座標、すなわち、標高も算出することができる。
【００６９】
また、ノード点をｘ−ｙ平面に投影した点が互いに隣り合う節点を結ぶ線分をｘ−ｙ平面に投影した線分の上にないと判断した場合、道路情報推測装置２０は第３標高算出処理を実行する。該第３標高算出処理においては、前記ノード点の周囲に存在する四つの節点を使用する。まず、３次元空間において、前記四つの節点の中から三つの節点を頂点とする三角形状の平面を二つ設定する。この場合、各頂点のｘ座標、ｙ座標及びｚ座標から前記平面を表す式を決定することができる。続いて、前記ノード点を前記二つの平面に投影した点の位置を示すｘ座標及びｙ座標の数値を前記式に代入することによって、前記二つの平面に投影した点のｚ座標、すなわち、標高をそれぞれ算出する。最後に、前記二つの平面に投影した点の標高の平均値を算出して、前記ノード点の標高とする。
【００７０】
例えば、図５に示される例における、ノード点３の周囲に存在する四つの節点である点Ａ、点Ｂ、点Ｃ及び点Ｄを使用する。この場合、ノード点３と点Ａ、点Ｂ、点Ｃ及び点Ｄとの位置関係は、３次元空間において、図７に示されるようになる。そして、点Ａ、点Ｂ及び点Ｃを頂点とする三角形状の平面△ＡＢＣ、並びに、点Ａ、点Ｂ及び点Ｄを頂点とする三角形状の平面△ＡＢＤを設定する。なお、三角形状の平面を設定する場合、二つの節点を結ぶ線分の中で、ノード点に最も近接する線分を辺に含むようにすることが望ましい。そのため、図７に示される例においては、ノード点３に最も近接する線分ＡＢを辺に含む平面△ＡＢＣ及び平面△ＡＢＤが設定されている。
【００７１】
この場合、点Ａ、点Ｂ、点Ｃ及び点Ｄのｘ座標、ｙ座標及びｚ座標から、平面△ＡＢＣ及び平面△ＡＢＤにおけるすべての点のｚ座標、すなわち、標高を算出することができる。そのため、ノード点３を平面△ＡＢＣに投影した点の標高、及び、ノード点３を平面△ＡＢＤに投影した点の標高を算出し、二つの点の標高の平均値をノード点３の標高とすることができる。
【００７２】
このようにして、道路情報推測装置２０は、前記ノード点（図５に示される例におけるノード点３及びノード点４）に関する第２標高算出処理及び第３標高算出処理を終了し、次のノード点（図５に示される例におけるノード点５）について、ノード点標高算出処理を開始する。
【００７３】
なお、道路情報推測装置２０は、算出された各ノード点の標高を記憶手段に一時的に格納することができる。この場合、読み込んだ経路情報に対応付けて格納することもできる。
【００７４】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２−２−１ ノード点の座標が５０〔ｍ〕メッシュ標高データのメッシュを構成する節点上に存在するか否かを判断する。存在する場合はステップＳ２−２−２に進み、存在しない場合はステップＳ２−２−３に進む。
ステップＳ２−２−２ 第１標高算出処理を実行してノード点の座標を算出し、、処理を終了する。
ステップＳ２−２−３ ノード点をｘ−ｙ平面に投影した点が、互いに隣り合う節点を結ぶ線分をｘ−ｙ平面に投影した線分の上に存在するか否かを判断する。存在する場合はステップＳ２−２−４に進み、存在しない場合はステップＳ２−２−５に進む。
ステップＳ２−２−４ 第２標高算出処理を実行してノード点の座標を算出し、処理を終了する。
ステップＳ２−２−５ 第３標高算出処理を実行してノード点の座標を算出し、処理を終了する。
【００７５】
次に、道路標高推測処理について説明する。
【００７６】
図９は本発明の第１の実施の形態におけるノード点の標高を結ぶ曲線を示す図、図１０は本発明の第１の実施の形態における疑似標高データの曲線を示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における近似処理を行った近似曲線を示す第１の図、図１２は本発明の第１の実施の形態における近似処理を行った近似曲線を示す第２の図、図１３は本発明の第１の実施の形態における道路標高推測処理の動作を示すフローチャート、図１４は本発明の第１の実施の形態における疑似標高近似処理の動作を示すフローチャートである。なお、図９〜１２においては、横軸に距離を、縦軸に標高を採っている。
【００７７】
ここでは、道路上の各ノード点の標高を結ぶ曲線をフィルタ処理して、該曲線の変化を滑らかにして、道路標高を推測する場合について説明する。
【００７８】
まず、道路情報推測装置２０は、経路の標高算出処理によって算出された各ノード点の標高を読み込む。なお、一度にすべての経路のノード点の標高を読み込むと膨大なデータ量となり、メモリ資源が不足する場合には、経路を所定の距離、例えば、約５〔ｋｍ〕毎に分割して、分割された経路に対応するノード点の標高を順次読み込むようにすることもできる。
【００７９】
そして、道路情報推測装置２０は、読み込んだ各ノード点の標高に基づいて、各ノード点を結ぶ曲線を作成すると、図９に示されるようになる。なお、図９には隣り合う二つの特定点間の範囲における曲線が示されている。図９に示される例において、前記二つの特定点間は、約１．５〔ｋｍ〕の距離である。そして、図９において、曲線（ａ）は実際の道路の標高を示す曲線であり、曲線（ｂ）は経路の標高算出処理によって算出された各ノード点の標高を結ぶ曲線（◆は各ノード点の標高を示している。）である。なお、（ｃ）は特定点としての橋の存在する区間を示している。
【００８０】
図９に示されるように、橋の上のように道路上における各ノード点と周囲に存在するメッシュ標高データにおけるメッシュの節点との標高に大きな差がある場合（通常、橋は谷や川の上に架けられているので、周囲に存在するメッシュの節点は、橋上の道路上におけるノード点よりもかなり低い位置にある。）、前記経路の標高算出処理によって算出された各ノード点の標高には、かなりの誤差が含まれることが分かる。なお、前記特定点は、トンネルであってもよい（通常、トンネルの周囲は丘や山なので、周囲に存在するメッシュの節点は、トンネル内の道路上におけるノード点よりもかなり高い位置にある。）。
【００８１】
そこで、道路情報推測装置２０は、特定点データベース２３から、特定点データとして特定点の標高を読み込んで、前記曲線（ｂ）における特定点の地図上の位置に対応するノード点の標高データを前記特定点の標高である特定点データに置き換えることで補正する。ここでは、特定点としての前記二つの橋について、長さ方向に渡るすべての箇所において標高が特定することができる場合について説明する。そして、特定点データに合致するように、前記曲線（ｂ）を修正する。この場合、固定値である特定点データを挿入することによって、特定点データに合わせるように道路の他の箇所の標高が補正される。
【００８２】
これにより、図１０における曲線（ｂ）で示されるような修正された標高データとしての疑似標高データ（■は各ノード点の疑似標高データを示している。）を得ることができる。そして、該疑似標高データは、記憶手段に一時的に格納される。なお、曲線（ａ）は実際の道路の標高を示す曲線であり、（ｃ）は特定点としての橋の存在する区間を示している。
【００８３】
続いて、道路情報推測装置２０は、疑似標高近似処理を実行する。この場合、道路情報推測装置２０は、前記疑似標高データを読み込み、疑似標高近似処理の対象範囲としての近似範囲を決定する。本実施の形態において、該近似範囲は、隣り合う二つの特定点間の範囲とする。これにより、近似範囲の両端における標高が特定されるので、精度の高い近似曲線を得ることができる。
【００８４】
そして、道路情報推測装置２０は、図１１に示されるように、前記疑似標高データを距離−標高平面上に展開し、最小二乗法によって近似する近似処理を実行する。ここで、近似に使用する関数としては、例えば、６次の多項式を使用するが、多項式の次数はいくらであってもよいが、前記近似範囲が広くなるほど次数を増加させてもよいし、前記メッシュ標高データ等に基づいて地形の凹凸や傾向などの特性を判定することによって次数を増減させてもよい。
【００８５】
ここで、６次の多項式を使用して近似曲線を求める方法について説明する。
【００８６】
まず、求める近似曲線を表す式（１）を次のように設定する。
【００８７】
【数１】
【００８８】
ただし、ｘは距離−標高平面における距離、ｙは距離−標高平面における標高である。
【００８９】
そして、各ノード点の疑似標高データを示す点■の座標を（ｘｉ 、ｙｉ ）とすると、前記点■と近似曲線との標高に関する差ｄｉ は次の式（２）のように表される。
【００９０】
【数２】
【００９１】
なお、差ｄｉ の値は正になる場合と負になる場合とがあるので、前記差ｄｉ の絶対値に対応する値を得るために、前記差ｄｉ を２乗する。そして、前記近似範囲におけるすべての点■に関する差ｄｉ を２乗した数値の合計をＳｅとすると、Ｓｅは次の式（３）のように表される。
【００９２】
【数３】
【００９３】
次に、前記Ｓｅが最小となるような係数ａ０ 〜ａ６ の数値を求めるために連立方程式をたてる。この場合、まず、式（３）を係数ａ０ 〜ａ６ でそれぞれ偏微分して、次の式（４）〜（１１）を得る。
【００９４】
【数４】
【００９５】
【数５】
【００９６】
【数６】
【００９７】
【数７】
【００９８】
【数８】
【００９９】
【数９】
【０１００】
【数１０】
【０１０１】
【数１１】
【０１０２】
続いて、前記（４）〜（１１）を０とおくと、係数ａ０ 〜ａ６ を未知数とする７元の連立方程式となるので、該連立方程式を解いて、係数ａ０ 〜ａ６ を求める。そして、求められた係数ａ０ 〜ａ６ の値を代入した式（１）が近似曲線を表す式となる。
【０１０３】
これにより、図１１における曲線（ｄ）で示されるような近似曲線を得ることができる。なお、図１１において、曲線（ａ）は実際の道路の標高を示す曲線であり、曲線（ｂ）は疑似標高データを結ぶ曲線（■は各ノード点の疑似標高データを示している。）であり、（ｃ）は特定点としての橋の存在する区間を示している。
【０１０４】
これにより、各ノード点における近似曲線に対応する標高を近似標高データとして得ることができる。
【０１０５】
また、前記近似曲線は、図１１に示されるように、特定点データから少し乖（かい）離している部分を有していることが分かる。そこで、本実施の形態においては、再び近似処理を実行する。この場合、前記近似標高データを距離−標高平面上に展開し、特定点データを上書きして、最小二乗法によって近似する近似処理を実行する。なお、近似に使用する関数としては、前記６次の多項式を使用する。これにより、図１２における曲線（ｄ）で示されるような近似曲線を得ることができる。なお、図１２において、曲線（ａ）は実際の道路の標高を示す曲線であり、曲線（ｂ）は近似標高データを結ぶ曲線（●は各ノード点の近似標高データを示している。また、特定点の存在する区間においては特定点データを示している。）であり、（ｃ）は特定点としての橋の存在する区間を示している。
【０１０６】
これにより、実際の道路の標高を示す曲線により近い近似曲線を得ることができることがわかる。そして、各ノード点における近似曲線に対応する標高を近似標高データとして得ることができる。また、前記近似処理をさらに繰り返して行うこともできる。これにより、より精度の高い近似標高データを得ることができる。
【０１０７】
そして、道路情報推測装置２０は、このようにして得られた各ノード点における近似標高データを道路標高推測データとして記憶手段に格納する。
【０１０８】
次に、フローチャートについて説明する。まず、道路標高推測処理の動作を示すフローチャートについて説明する。
ステップＳ２−３−１ ノード点の標高を読み込む。
ステップＳ２−３−２ 特定点データを組み込む。
ステップＳ２−３−３ 擬似標高近似処理を行い、処理を終了する。
【０１０９】
次に、擬似標高近似処理の動作を示すフローチャートについて説明する。
ステップＳ２−３−３−１ 擬似標高データを読み込む。
ステップＳ２−３−３−２ 擬似範囲を決定する。
ステップＳ２−３−３−３ 近似処理を行い、処理を終了する。
【０１１０】
次に、道路勾配推測処理について説明する。
【０１１１】
図１５は本発明の第１の実施の形態における勾配データの近似曲線を示す図、図１６は本発明の第１の実施の形態における疑似勾配処理を行った曲線を示す図、図１７は本発明の第１の実施の形態における道路勾配推測処理の動作を示すフローチャートである。なお、図１５及び１６においては、横軸に距離を、縦軸に勾配を採っている。
【０１１２】
まず、道路情報推測装置２０は、近似標高データを結ぶ曲線を表す式に基づいて、近似標高データを結ぶ曲線の勾配を算出する。この場合、前記曲線を表す式を微分することによって式の傾き（勾配）を求める。前記曲線を表す式をｆ（ｘ）とし、勾配をＫ（ｘ）とした場合、次の式（１２）で勾配を求めることができる。
Ｋ（ｘ）＝ｆ’（ｘ）・・・式（１２）
これにより、図１５における曲線（ｂ）で示されるような勾配を示す近似勾配曲線（●は各ノード点の勾配データを示している。）を得ることができる。なお、曲線（ａ）は実際の道路の勾配を示す曲線であり、（ｃ）は特定点としての橋の存在する区間を示している。
【０１１３】
そして、図１５から、前記近似曲線は算出処理上なまされているので特定点における実際の道路の勾配と、算出された近似勾配曲線における各ノード点の勾配には、かなりの誤差が含まれることが分かる。そこで、本実施の形態においては、疑似勾配処理を実行する。この場合、前記近似勾配曲線における特定点に対応するノード点の勾配データを、特定点データである勾配に置き換えて補正する。すなわち、特定点に対応するノード点においては、特定点データとしての特定点の勾配の値をそのまま使用する。これにより、図１６における曲線（ｂ）で示されるような近似勾配曲線を形成する近似勾配データを得ることができる。
【０１１４】
そして、道路情報推測装置２０は、このようにして得られた各ノード点における近似勾配データを道路勾配推測データとして記憶手段に格納する。
【０１１５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２−４−１ 近似勾配曲線の勾配を算出する。
ステップＳ２−４−２ 擬似勾配処理を行い、処理を終了する。
【０１１６】
このように、本実施の形態において、道路情報推測装置２０は、地図データに基づくナビゲーション基本処理によって設定された経路に対応する道路上の各ノード点の標高を、メッシュ標高データに基づいて算出し、算出された各ノード点の標高を結ぶ曲線をフィルタ処理して該曲線の変化を滑らかにすることによって、実際の道路道路における標高を示す曲線に近似した曲線を得る。この場合、二つの隣接する特定点間の範囲において、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、前記曲線をフィルタ処理することによって、高い精度で道路の標高を示す曲線を得ることができる。そして、該曲線から得られた各ノード点における標高データを道路標高推測データとして記憶手段に格納するようになっている。
【０１１７】
そのため、道路上の各ノード点の標高を高い精度で推測することができ、各ノード点における信頼性の高い標高データを道路標高推測データとして得ることができる。
【０１１８】
また、道路情報推測装置２０は、経路における道路上の各ノード点の勾配を前記道路標高推測データに基づいて算出し、特定点の勾配の値を特定点データとして使用することによって、高い精度で道路の勾配を示す曲線を得ることができる。そして、該曲線から得られた各ノード点における勾配データを道路勾配推測データとして記憶手段に格納するようになっている。そのため、道路上の各ノード点の勾配を高い精度で推測することができ、各ノード点における信頼性の高い勾配データを道路標高勾配データとして得ることができる。
【０１１９】
さらに、各ノード点における前記道路標高推測データ及び道路標高勾配データをナビ制御装置２１の地図データベース２１ａに記録することもできる。この場合、道路情報推測装置２０が道路標高・勾配推測処理を実行した経路に関しては、前記道路標高推測データ及び道路標高勾配データが記録され蓄積されていくので、道路標高・勾配推測処理を繰り返して実行する必要がない。
【０１２０】
これにより、ナビ制御装置２１が出力する経路情報に、道路の標高や勾配を含めることができるので、各種の用途に利用することができる。
【０１２１】
例えば、前記道路情報推測装置２０は、表示処理において、道路標高の変化を表す線を表示装置２７の画面に表示したり、経路を鳥瞰図的に表示装置２７の画面に表示する場合に、道路に起伏を付けて表示したりすることができる。これにより、道路走行中の車両を運転する運転者は、登坂や降坂に差し掛かったり視野に入ったりする前に、あらかじめ坂道の存在や勾配等を知ることができるので、運転中の不安を解消することができる。
【０１２２】
また、前記道路情報推測装置２０は、車両制御処理において、推測された道路の標高や勾配に適するようにエンジン出力としたり、変速比としたりするように、エンジン制御装置、駆動力制御装置等の車両制御装置を動作させるための制御信号を車両制御装置インターフェイス２６から出力させる。さらに、道路の標高や勾配の変化を予測した制御動作を行わせることもできる。また、車両がＥＶやＨＥＶである場合には、バッテリエネルギーを効率的に使用するように、車両制御装置を動作させるための制御信号を車両制御装置インターフェイス２６から出力させることもできる。
【０１２３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、前記第１の実施の形態と同じ構成を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【０１２４】
図１８は本発明の第２の実施の形態における道路標高の近似曲線を示す図、図１９は本発明の第２の実施の形態における道路勾配の近似曲線を示す図である。
【０１２５】
前記第１の実施の形態において、道路情報推測装置２０は、隣り合う二つの特定点間の範囲における各ノード点の標高を結ぶ曲線をフィルタ処理し、該曲線の変化を滑らかにして、道路の標高を推定するのに対し、本実施の形態において、道路情報推測装置２０は、少なくとも一つの特定点を含む範囲における各ノード点の標高を結ぶ曲線をフィルタ処理し、該曲線の変化を滑らかにして、道路の標高を推定する。すなわち、本実施の形態において、特定点設定部１２は少なくとも一つの特定点を設定する。ここでは、所定範囲において、少なくとも一つの特定点を選定し、道路の標高を推測する範囲として設定する道路標高推測部１３は、少なくとも一つの特定点を含む範囲の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する。なお、道路の標高を推定する処理は、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１２６】
これにより、図１８における曲線（ｄ）で示されるような近似曲線を得ることができる。なお、図１８において、曲線（ａ）は実際の道路の標高を示す曲線であり、曲線（ｂ）は疑似標高データ（▲は各ノード点の疑似標高データを示している。）であり、（ｃ）は特定点としての橋の存在する区間を示している。そして、図１８に示されるように、橋の上のように道路上における各ノード点と周囲に存在するメッシュ標高データにおけるメッシュの節点との標高に大きな差がある場合、前記経路の標高算出処理によって算出された各ノード点の標高には、かなりの誤差が含まれることが分かる。なお、前記特定点は、道路の標高を特定することができる特定点であれば何でもよく、例えば、トンネルであってもよい。
【０１２７】
また、道路情報推測装置２０は、少なくとも一つの特定点を含む範囲において前記近似曲線の勾配に基づいて、道路の勾配を推定する。なお、道路の勾配を推定する処理は、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。これにより、図１９における曲線（ｂ）で示されるような近似曲線を形成する近似勾配データを得ることができる。なお、図１９において、曲線（ａ）は実際の道路の勾配を示す曲線である。
【０１２８】
このように、本実施の形態において、道路情報推測装置２０は、少なくとも一つの特定点を含む範囲における道路の標高及び勾配を推定する、すなわち、一つの特定点の前後の範囲をにおける道路の標高及び勾配を推定するようになっている。そのため、通常、特定点として取り扱うことのできる橋やトンネルのような構造物がわずかしか存在しない地域、すなわち、特定点の間隔が広い地域であっても、特定点データに基づいて道路の標高及び勾配を高い精度で推定することができる。
【０１２９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【０１３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、道路情報推測装置においては、特定点を設定する特定点設定部と、特定点データに基づいて道路の標高を推測する道路標高推測部とを有する。
【０１３１】
この場合、高い精度で道路の標高を推測することができる。
【０１３２】
他の道路情報推測装置においては、特定点を設定する特定点設定部と、特定点データに基づいて道路の勾配を推測する道路勾配推測部とを有する。
【０１３３】
この場合、高い精度で道路の勾配を推測することができる。
【０１３４】
更に他の道路情報推測装置においては、地図データに含まれる道路上のノード点における地図上の位置情報と、メッシュ標高データとに基づいて各ノード点の地図上の位置における標高データを算出し、ノード点の標高データとするノード点標高算出処理部と、道路上の実際の標高を特定点データとして備える特定点を設定する特定点設定部と、少なくとも一つの特定点を含む範囲の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する道路標高推測部とを有する。
【０１３５】
この場合、道路上の各ノード点の標高を高い精度で推測することができ、各ノード点における信頼性の高い標高データを道路標高推測データとして得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における道路情報推測装置の構成を機能の観点から示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における道路情報推測装置の詳細な構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における道路情報推測装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態における道路標高、勾配推測処理の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるメッシュの節点とノード点との位置関係をを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における二つの節点からノード点の標高を求める方法を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における四つの節点からノード点の標高を求める方法を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるノード点標高算出処理の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるノード点の標高を結ぶ曲線を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における疑似標高データの曲線を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における近似処理を行った近似曲線を示す第１の図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における近似処理を行った近似曲線を示す第２の図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における道路標高推測処理の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における疑似標高近似処理の動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における勾配データの近似曲線を示す図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態における疑似勾配処理を行った曲線を示す図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態における道路勾配推測処理の動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第２の実施の形態における道路標高の近似曲線を示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態における道路勾配の近似曲線を示す図である。
【符号の説明】
１２ 特定点設定部
１３ 道路標高推測部
２０ 道路情報推測装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路情報推測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の車両に搭載され、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる位置測定装置や各種センサを使用して、前記車両の運転者等の使用者に対して、車両の位置を表示したり、目的地までの経路を探索して表示したりするナビゲーション装置が知られている。
【０００３】
また、該ナビゲーション装置が搭載された車両において、前記ナビゲーション装置が提供する道路状況データに対応させて駆動力制御を行うことができるようにした車両の駆動力制御装置も提供されている。この場合、例えば、車両がコーナ（カーブ）に差し掛かることが検出され、かつ、運転者の動作に基づく所定の条件が満たされると、駆動力制御としてシフトダウン等の車両を減速させるためのコーナ制御が行われる。そして、上限の変速段が決定され、該上限の変速段より上の変速段（高速側の変速段、変速比の小さい変速段等）が選択されないようになっている。
【０００４】
この場合、前記車両の駆動力制御装置は、前記ナビゲーション装置が提供する道路状況データ、車両の速度、アクセル開度等の種々のデータに基づいて演算を行い、制御用データを作成し、該制御用データに基づいて道路形状に合わせた制御を行うようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のナビゲーション装置においては、地図データに道路の標高、勾（こう）配等がデータとして含まれていない。そもそも、ナビゲーション装置は、車両の運転者等の使用者に対して、車両の位置を表示したり、目的地までの経路を探索して表示したりするためのものであるので、２次元的な地図の上に車両の位置や経路を表示すれば事足りるからである。しかし、車両の駆動力やサスペンションをより勾配に合わせて適切に制御したり、ハイブリッド車においてエネルギーを効率的に制御したり、標高に即してエンジンを制御したりする場合、道路の標高、勾配等に関するデータが必要になる。すなわち、坂道に直面してから行っていた制御をあらかじめ行うことによって、効率が良い走行や滑らかな走行を行うことができる。
【０００６】
そこで、国土地理院によって提供される地図に含まれる等高線を利用したり（特開２０００−１２３２９２号公報参照）、国土地理院によって公開されている５０〔ｍ〕メッシュのメッシュ標高データを利用して地図データを補正することが考えられる。しかしながら、前記等高線やメッシュ標高データなどの道路の有無に関わらず観測された標高は、必ずしも実際の道路上の標高を正確に表していないので、そのまま利用することができない。すなわち、メッシュ標高データは、メッシュの節点における標高を測定したデータであるので、前記メッシュの節点が道路上に位置する場合には、道路上の標高を正確に把握することができるが、そうでない場合には、かなりの誤差が生じてしまう。例えば、道路が盛り土されて建設されていて前記メッシュの節点が周囲の平坦（たん）な箇所に位置する場合には、道路上の標高が前記メッシュの節点の標高よりも高くなり、道路が崖（がけ）を切り崩して建設されていて前記メッシュの節点が周囲の平坦な箇所に位置する場合には、道路上の標高が前記メッシュの節点の標高よりも低くなってしまう。これは、等高線の場合も同様である。また、道路の勾配を前記等高線やメッシュ標高データをそのまま利用して求めることができない。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、あらかじめ道路上の実際の標高を把握することのできる特定点の特定点データに基づいて道路の標高を推測することによって、高い精度で道路の標高を推測することができる道路情報推測装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の道路情報推測装置においては、特定点を設定する特定点設定部と、特定点データに基づいて道路の標高を推測する道路標高推測部とを有する。
【０００９】
本発明の他の道路情報推測装置においては、特定点を設定する特定点設定部と、特定点データに基づいて道路の勾配を推測する道路勾配推測部とを有する。
【００１０】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、特定点を設定する特定点設定部と、地図データ、特定点データ及び道路を考慮せずに設定された地点の標高データに基づいて、少なくとも一つの特定点を含む範囲の道路の標高を推測する道路標高推測部とを有する。
【００１１】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、さらに、前記特定点は標高を明確に特定することができる道路上の点であり、前記特定点データは前記特定点の標高である。
【００１２】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、さらに、前記特定点は勾配を明確に特定することができる道路上の点であり、前記特定点データは前記特定点の勾配である。
【００１３】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、さらに、前記特定点は構造物の少なくとも一部である。
【００１４】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、さらに、前記標高データは、メッシュ標高データである。
【００１５】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、地図データに含まれる道路上のノード点における地図上の位置情報と、メッシュ標高データとに基づいて各ノード点の地図上の位置における標高データを算出し、ノード点の標高データとするノード点標高算出処理部と、道路上の実際の標高を特定点データとして備える特定点を設定する特定点設定部と、少なくとも一つの特定点を含む範囲の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する道路標高推測部とを有する。
【００１６】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、地図データに含まれる道路上のノード点における地図上の位置情報と、メッシュ標高データとに基づいて各ノード点の地図上の位置における標高データを算出し、ノード点の標高データとするノード点標高算出処理部と、道路上の実際の標高を特定点データとして備える隣り合う二つの特定点を設定する特定点設定部と、前記二つの特定点間の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する道路標高推測部とを有する。
【００１７】
本発明の更に他の道路情報推測装置においては、さらに、推測された前記道路の標高に基づいて、道路の勾配を推測する道路勾配推測部を有する。
【００１８】
本発明の道路情報推測方法においては、道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定し、地図データに基づいて道路の標高を推測する。
【００１９】
本発明の他の道路情報推測方法においては、道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定し、地図データに基づいて道路の勾配を推測する。
【００２０】
本発明の道路情報推測プログラムにおいては、コンピュータを、道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定する特定点設定部、並びに、前記特定点の標高である特定点データに基づいて道路の標高を推測する道路標高推測部として機能させる。
【００２１】
本発明の他の道路情報推測プログラムにおいては、コンピュータを、道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定する特定点設定部、並びに、前記特定点の標高である特定点データに基づいて道路の勾配を推測する道路勾配推測部として機能させる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の第１の実施の形態における道路情報推測装置の構成を機能の観点から示すブロック図、図２は本発明の第１の実施の形態における道路情報推測装置の詳細な構成を示す図である。
【００２４】
図２において、２０は道路情報推測装置であり、道路を走行する乗用車、トラック、バス、オートバイ、作業車等の車両に配設されている。また、４１は地球の周囲の軌道上を周回してＧＰＳ情報を発信するＧＰＳ衛星である。ここで、該ＧＰＳ衛星は、実際には複数（例えば、６軌道上に２４個）であるが、図２においては、単一のＧＰＳ衛星４１がすべてのＧＰＳ衛星を代表するものとして示されている。
【００２５】
そして、前記道路情報推測装置２０において、２１は、地図の表示、車両の現在位置の認識、経路案内等のナビゲーション装置としての基本処理を実行するナビ制御装置である。また、２２は、道路の標高、勾配等の道路情報を推測するための処理を実行する道路情報推測制御装置であり、前記ナビ制御装置２１と各種情報の送受信を行うようになっている。そして、２３は、橋やトンネルのように道路に付随する構造物等であり標高、勾配等のデータが判明している箇所、すなわち、特定点データを格納する特定点データベースである。
【００２６】
また、２４は、ＧＰＳ衛星４１からのＧＰＳ情報を受信して、ナビ制御装置２１に送信するＧＰＳ受信装置であり、通常のナビゲーション装置において使用されるものと同様の構成を有する。そして、２５は、国土地理院によって公開されている５０〔ｍ〕メッシュのメッシュ標高データを格納する標高データベースである。また、２６は、車両のエンジン制御装置、変速比を制御する駆動力制御装置等の車両の各部を制御する車両制御装置と通信するための車両制御装置インターフェイスである。さらに、２７は、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイ、ホログラフィ装置等を備え、前記道路情報推測制御装置２２の指令に応じて道路の標高、勾配等の道路情報等を表示する表示装置である。なお、該表示装置２７は、ナビ制御装置２１の出力する、地図、経路、検索された施設等の情報も表示する。
【００２７】
そして、２８は、車両の状態を示す各種車両状態情報を各種センサから受信して、前記道路情報推測制御装置２２に送信するセンサ情報受信装置である。なお、前記各種車両状態情報は、道路情報推測制御装置２２を経由して、ナビ制御装置２１にも送信される。この場合、前記各種センサには、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、運転者が操作するブレーキペダルの動きを検出するブレーキスイッチ、運転者が操作するステアリングの舵（だ）角を検出するステアリングセンサ、運転者が操作するウィンカースイッチの動きを検出するウィンカーセンサ、運転者が操作する変速機のシフトレバーの動きを検出するシフトレバーセンサ、車両の走行速度、すなわち、車速を検出する車速センサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、車両の向いている方位の変化を示すヨーレイトを検出するヨーレイトセンサ等が含まれる。なお、前記各種車両状態情報は、アクセル開度、運転者が操作するブレーキペダルの動き、運転者が操作するステアリングの舵角、運転者が操作するウィンカースイッチの動き、運転者が操作する変速機のシフトレバーの動き、車両の走行速度、すなわち、車速、車両の加速度、車両の向いている方位の変化を示すヨーレイト等を含んでいる。
【００２８】
ここで、前記ナビ制御装置２１は、図示されないＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、通信インターフェイス等を備える。そして、前記記憶手段には、地図データベース２１ａが格納されている。該地図データベース２１ａは、各種の地図データから成るデータベースであり、例えば、交差点データファイル、ノードデータファイル、道路データファイル、及び、各地域のホテル、ガソリンスタンド等の施設の情報が記録された施設情報データファイルを含むものである。そして、前記記憶手段には、経路を探索するためのデータの他、前記表示装置２７の画面に、探索された経路に沿って案内図を表示したり、次の交差点までの距離、次の交差点における進行方向等を表示したり、他の案内情報を表示したりするための各種データが記録される。なお、前記記憶手段には、所定の情報を音声出力するための各種データも記録される。また、前記記憶手段は、磁気テープ、磁気ディスク、磁気ドラム、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光ディスク、ＭＯ、ＩＣカード、光カード、メモリカード等、あらゆる形態の記録媒体を含むものであり、取り外し可能な外部記憶媒体を使用することもできる。
【００２９】
そして、前記地図データベース２１ａにおける交差点データファイルには交差点データが、ノードデータファイルにはノードデータが、道路データファイルには道路データがそれぞれ記録され、前記交差点データ、ノードデータ及び道路データによって道路状況が前記表示装置２７の画面に表示される。なお、前記交差点データには、交差点の種類、すなわち、交通信号灯器の設置されている交差点であるか又は交通信号灯器の設置されていない交差点であるかが含まれる。また、前記ノードデータは、前記地図データファイルに記録された地図データにおける少なくとも道路の位置及び形状を構成するものであり、実際の道路の分岐点（交差点、Ｔ字路等を含む）、ノード点、及び、各ノード点間を連結するリンクを示すデータから成る。さらに、前記ノード点は、少なくとも道路の屈曲点の位置を示す。
【００３０】
また、前記道路データには、道路自体について、幅員、カント、バンク、道路の車線数、該車線数の減少する地点、幅員の狭くなる地点等のデータが含まれる。なお、高速道路や幹線道路の場合、対向方向の車線のそれぞれが別個の道路データとして格納され、２条化道路として処理される。例えば、片側２車線以上の幹線道路の場合、２条化道路として処理され、上り方向の車線と下り方向の車線は、それぞれ、独立した道路として道路データに格納される。また、コーナについては、曲率半径、交差点、Ｔ字路、コーナの入口等のデータが含まれる。さらに、道路属性については、踏切、高速道路出入口ランプウェイ、高速道路の料金所、道路種別（国道、県道、主要地方道、一般道、高速道路等）等のデータが含まれる。
【００３１】
さらに、前記ナビ制御装置２１の通信インターフェイスは、道路情報推測制御装置２２との間で通信を行うとともに、ＦＭ送信装置、電話回線網、インターネット、携帯電話網等との間で各種データの送受信を行うことができるものであることが望ましい。例えば、図示されない情報センサ等によって受信した渋滞等の道路情報、交通事故情報、ＧＰＳセンサの検出誤差を検出するＤ−ＧＰＳ情報等の各種データを受信するようになっていることが望ましい。
【００３２】
そして、前記ナビ制御装置２１は、ＧＰＳ受信装置２４及びセンサ情報受信装置２８から受信した情報に基づいて、目的地までの経路の探索、経路中の走行案内、地点、施設等の検索等の各種処理を実行し、地図を表示装置２７の画面に表示し、前記地図上に車両の現在位置、該現在位置から目的地までの経路、該経路及びその周辺に沿った案内情報等を表示する。なお、該案内情報は、発音手段によって音声出力されるようにしてもよい。
【００３３】
また、前記道路情報推測制御装置２２は、図示されないＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、半導体メモリ、磁気ディスク等の記憶手段、通信インターフェイス等を備える。ここで、前記記憶手段は、磁気テープ、磁気ディスク、磁気ドラム、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光ディスク、ＭＯ、ＩＣカード、光カード、メモリカード等、あらゆる形態の記録媒体を含むものであり、取り外し可能な外部記憶媒体を使用することもできる。
【００３４】
そして、前記道路情報推測制御装置２２は、前記記憶手段に格納された制御プログラムに従って、前記ナビ制御装置２１の地図データベース２１ａから取得した地図データ、特定点データベース２３から取得した特定点データ、及び、標高データベース２５から取得したメッシュ標高データに基づいて、道路の標高を推測する処理を行う。さらに、前記道路の勾配を推測する処理も行うようになっている。なお、本実施の形態においては、特定点間の道路の標高を及び勾配を推測するようになっている。
【００３５】
この場合、メッシュ標高データとしては、国土地理院から公開されている５０〔ｍ〕メッシュ標高データを使用し、地図データとしてはナビ制御装置２１の地図データベース２１ａに格納されているデータを使用する。そして、前記５０〔ｍ〕メッシュ標高データと地図データとから道路の標高、勾配を推測する。
【００３６】
また、本実施の形態において、特定点は標高を明確に特定することができる道路上の点であり、特定点データは道路上の前記特定点の実際の標高である。具体的には、前記特定点は標高を明確に特定することができる道路上の構造物の少なくとも一部である。該構造物は、例えば、トンネルや橋などの構造物であり、標高に関する設計データ、実測データ等が入手可能なもの、すなわち、標高を明確に特定することができるものである。なお、前記構造物の長さ方向に渡るすべての箇所において、標高を特定することができる場合には、前記構造物の全体を特定点の集合として取り扱う。また、前記構造物の一部の箇所、例えば、トンネルの両端の出口、橋の両端部等だけにおいて標高を特定することができる場合には、標高を特定することができる箇所だけを特定点として取り扱う。そして、該特定点の標高を道路の標高、勾配を推測する上での固定値、すなわち、特定点データとして使用する。このように、固定値である特定点データを使用することによって、該特定点データに合わせるように道路の他の箇所の標高を補正すればよいので、精度が高い標高推測を行うことができる。
【００３７】
本実施の形態において、道路情報推測装置２０は、図１に示されるように、機能の観点から、道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定する特定点設定部１２、特定点データに基づいて道路の標高を推測する道路標高推測部１３、特定点データに基づいて道路の勾配を推測する道路勾配推測部１４、及び、ノード点標高算出処理部１５を有するものである。
【００３８】
そして、前記道路情報推測装置２０の機能を具体的に説明すると、前記特定点設定部１２は隣り合う二つの特定点を設定する。ここでは、隣り合う二つの特定点を選定し、道路の標高と推測する範囲として設定する。また、前記道路標高推測部１３は、地図データ、特定点データ及び道路を考慮せずに設定された地点の標高データに基づいて、少なくとも一つの特定点を含む範囲の道路の標高を推測するが、より詳細には、二つの特定点間の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成することによって、前記特定点間の道路の標高を推測する。さらに、前記道路勾配推測部１４は、道路標高推測データに基づいて、前記特定点間の道路の勾配を推測する。そして、ノード点標高算出処理部１５は、地図データに含まれる道路上のノード点における地図上の位置情報と、各ノード点の標高データをメッシュ標高データとに基づいて算出する。
【００３９】
ここで、前記道路標高推測部１３の行うフィルタ処理は、一般的に、データ間のばらつきを抑えるために行う処理であり、本実施の形態においては、後述されるように、特定点を用いて補正したメッシュ標高データを最小二乗法を用いて実際の道路における標高を示す曲線に近似曲線を算出することがフィルタ処理に相当する。なお、本実施の形態においては最小二乗法を用いたが、ローパスフィルタやガウス曲線のような一般的なフィルタとを用いてもよい。
【００４０】
また、本実施の形態における道路情報推測装置２０は、随時、道路標高推測データを作成して、記憶手段に格納するようになっている。例えば、車両の運転者等の操作者が、図示されない入力装置を操作してナビ制御装置２１を作動させ、目的地を設定し、該目的地までの経路を探索させた場合、探索された該経路に対応する道路について、道路標高推測データを作成するようにしてもよい。また、車両の走行中に、車両の前方の所定距離範囲内の経路に対応する道路について、道路標高推測データを作成するようにしてもよい。
【００４１】
さらに、各ノード点における前記道路標高推測データ及び道路標高勾配データをナビ制御装置２１の地図データベース２１ａに記録することもできる。この場合、道路情報推測装置２０が道路標高・勾配推測処理を実行した経路に関しては、前記道路標高推測データ及び道路標高勾配データが記録され蓄積されていくので、道路標高・勾配推測処理を繰り返して実行する必要がない。
【００４２】
次に、前記構成の道路情報推測装置２０の動作について説明する。なお、本実施の形態においては、特定点設定部１２が隣り合う二つの特定点を設定し、道路標高推測部１３が、前記二つの特定点間の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する場合の動作について説明する。
【００４３】
図３は本発明の第１の実施の形態における道路情報推測装置の動作を示すフローチャートである。
【００４４】
ここでは、道路情報推測装置２０の動作の全体的な流れについて説明する。まず、道路情報推測装置２０はナビゲーション基本処理を実行する。この場合、車両の現在位置の検出、目的地までの経路の探索、経路中の走行案内、地点、施設等の検索等を行い、地図を表示装置２７の画面に表示し、前記地図上に車両の現在位置、該現在位置から目的地までの経路、該経路に沿った案内情報等を表示する。
【００４５】
次に、前記道路情報推測装置２０は道路標高・勾配推測処理を実行する。この場合、ナビゲーション基本処理において算出された車両の現在位置、又は、出発地から目的地までの経路に対応する道路上の各ノード点の標高を、標高データベース２５から取得した５０〔ｍ〕メッシュ標高データに基づいて算出する。そして、所定の範囲における各ノード点の標高を結ぶことで曲線を作成し、作成した該曲線をフィルタ処理して、該曲線の変化を実際の道路における標高を示す曲線に近似させるように滑らかにし実際の道路の標高を推定する。なお、前記所定の範囲は、隣り合う二つの特定点間の範囲である。また、前記二つの特定点の標高は、明確な値なので、特定点データとして使用され、該特定点データに合致するように、前記曲線が修正される。
【００４６】
そして、各ノード点の標高を結ぶ前記曲線が決定された後、該曲線に基づいて、道路の勾配を表す曲線を算出する。続いて、該曲線をフィルタ処理して、該曲線の変化を滑らかにして、道路の勾配を推定する。この場合も、特定点の勾配を特定点データとして使用する。
【００４７】
最後に、前記道路情報推測装置２０は表示処理及び車両制御処理を実行する。ここで、表示処理においては、推測された道路の標高や勾配を表示装置２７の画面に表示させるための処理を行う。例えば、道路の標高の変化を表す線を表示装置２７の画面に表示したり、経路を鳥瞰図（バードビュー）的に表示装置２７の画面に表示する場合に、道路に起伏を付けて表示したりすることができる。
【００４８】
また、車両制御処理においては、推測された道路の標高や勾配に適するエンジン出力としたり、変速比としたりするように、エンジン制御装置、駆動力制御装置等の車両制御装置を動作させるための制御信号を車両制御装置インターフェイス２６から出力させる。さらに、道路の標高や勾配の変化を予測した制御動作を行わせることもできる。また、車両がＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）やＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）である場合には、バッテリエネルギーを効率的に使用するように、車両制御装置を動作させるための制御信号を車両制御装置インターフェイス２６から出力させることもできる。
【００４９】
なお、前記ナビゲーション基本処理、道路標高・勾配推測処理、並びに、表示処理及び車両制御処理は、所定の周期（例えば、１６〔ｍｓｅｃ〕）で繰り返し実行される。
【００５０】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ ナビゲーション基本処理を行う。
ステップＳ２ 道路標高・勾配推測処理を行う。
ステップＳ３ 表示処理及び車両制御処理を行い、処理を終了する。
【００５１】
次に、道路標高・勾配推測処理について詳細に説明する。
【００５２】
図４は本発明の第１の実施の形態における道路標高・勾配推測処理の動作を示すフローチャートである。
【００５３】
まず、道路情報推測装置２０は、ナビゲーション基本処理によって探索された経路の経路情報を読み込む。この場合、前記経路は、車両の現在位置から目的地までの経路であってもよいし、出発地から目的地までの経路であってもよいし、通過地点までの経路であってもよい、また、走行中の車両の前方の所定距離範囲（例えば、車両の前方１〔ｋｍ〕までの範囲）内の経路であってもよい。そして、前記経路情報には前記経路に該当する道路上の各ノード点に関する情報としてのノードデータが含まれる。なお、該ノードデータは、ナビ制御装置２１の地図データベース２１ａに地図データとして格納されている。
【００５４】
ここで、前記経路が長い場合、一度にすべての経路の経路情報を読み込むと膨大なデータ量となり、メモリ資源が不足するので、前記経路を所定の距離、例えば、約５〔ｋｍ〕毎に分割して、分割された経路に対応する経路情報を順次読み込むようにすることもできる。
【００５５】
続いて、経路に対応する道路上の各ノード点の標高としての標高データを、標高データベース２５から取得した５０〔ｍ〕メッシュ標高データに基づいて算出するノード点標高算出処理を実行する。この場合、メッシュ標高データは、メッシュの節点における標高を測定したデータであるが、前記道路上の各ノード点は、必ずしもメッシュの節点に対応する位置に存在しないので、５０〔ｍ〕メッシュ標高データをそのまま使用することはできない。そこで、前記道路上の各ノード点における標高データを５０〔ｍ〕メッシュ標高データに基づいて算出する必要がある。
【００５６】
続いて、各ノード点における標高データを、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する道路標高推測処理を実行する。この場合、前記経路のノード点標高算出処理によって算出された各ノード点の標高を結ぶ曲線をフィルタ処理して該曲線の変化を滑らかにし、道路標高を推測する。
【００５７】
ここで、前記ノード点標高算出処理によって算出された各ノード点の標高データには、かなりの誤差が含まれる可能性がある。例えば、道路が盛り土されて建設されていて前記メッシュの節点が周囲の平坦な箇所に位置する場合には、道路上の標高が前記メッシュの節点の標高よりも高くなり、道路が崖を切り崩して建設されていて前記メッシュの節点が周囲の平坦な箇所に位置する場合には、道路上の標高が前記メッシュの節点の標高よりも低くなってしまう。このように、道路上の各ノード点と周囲に存在するメッシュの節点との標高に大きな差がある場合、前記経路の標高算出処理によって算出された各ノード点の標高データには、かなりの誤差が含まれる。
【００５８】
しかし、実際の道路において、標高を示す曲線は、滑らかに大きく変化し、急激に変化したり微小な変動が含まれることはあり得ないと考えることができるので、前記経路の標高算出処理によって算出された各ノード点の標高を結ぶ曲線をフィルタ処理して該曲線の変化を滑らかにすることによって、実際の道路における標高を示す曲線に近似した曲線を得ることができる。この場合、特定点の標高は明確な値なので、二つの隣接する特定点間の範囲において前記曲線を、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理することによって、高い精度で道路の標高を示す曲線を得ることができる。
【００５９】
最後に、前記道路標高推測処理によって推定された各ノード点の標高を示す曲線に基づいて道路勾配を推定する道路勾配推測処理を実行する。
【００６０】
ここで、前記各ノード点の標高を示す曲線を微分することによって、各ノード点の勾配を示す曲線を得ることができる。この場合も、実際の道路において、勾配を示す曲線は、滑らかに大きく変化し、急激に変化したり微小な変動が含まれることはあり得ないと考えることができる。そのため、前記標高を示す曲線を微分することによって算出された各ノード点の勾配を示す曲線をフィルタ処理して該曲線の変化を滑らかにすることによって、実際の道路道路における勾配を示す曲線に近似した曲線を得ることができる。
【００６１】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２−１ 経路情報を読み込む。
ステップＳ２−２ ノード点標高算出処理を行う。
ステップＳ２−３ 道路標高推測処理を行う。
ステップＳ２−４ 道路勾配推測処理を行い、処理を終了する。
【００６２】
次に、ノード点標高算出処理について説明する。
【００６３】
図５は本発明の第１の実施の形態におけるメッシュの節点とノード点との位置関係をを示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における二つの節点からノード点の標高を求める方法を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における四つの節点からノード点の標高を求める方法を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるノード点標高算出処理の動作を示すフローチャートである。
【００６４】
まず、道路情報推測装置２０は、読み込んだ経路情報に含まれる経路に対応する道路上の各ノード点と、標高データベース２５から取得した５０〔ｍ〕メッシュ標高データにおけるメッシュの節点との位置関係を判断する。この場合、図５に示されるように、水平面としてのｘ−ｙ平面上におけるそれぞれのノード点（図５における、ノード点１〜５）とメッシュの節点との位置関係を判断する。そして、ノード点の座標が、メッシュの節点の座標上にあるか否かを判断する。すなわち、それぞれのノード点について、そのｘ座標及びｙ座標がメッシュの節点のｘ座標及びｙ座標と一致するか否かを判断する。
【００６５】
そして、一致する場合、道路情報推測装置２０は第１標高算出処理を実行する。この場合、メッシュの節点の標高（ｚ座標）がそのまま該当するノード点の標高を表していると言えるので、道路情報推測装置２０は、メッシュの節点の標高を前記ノード点の標高として採用する。例えば、図５に示される例においては、ノード点２がメッシュの節点である点Ａと一致しているので、該点Ａの標高をノード点２の標高とする。そして、道路情報推測装置２０は、前記ノード点（図５に示される例におけるノード点２）に関する第１標高算出処理を終了し、次のノード点（図５に示される例におけるノード点３）について、ノード点標高算出処理を開始する。
【００６６】
一方、ノード点のｘ座標及びｙ座標がメッシュの節点のｘ座標及びｙ座標と一致しない場合、道路情報推測装置２０は、前記ノード点をｘ−ｙ平面に投影した点が、互いに隣り合う節点を結ぶ線分をｘ−ｙ平面に投影した線分の上にあるか否かを判断する。例えば、図５に示される例においては、ノード点３はメッシュの節点を結ぶ線分上にないが、ノード点４がメッシュの節点である点Ｂと点Ｃとを結ぶ線分上にある。
【００６７】
そして、ノード点をｘ−ｙ平面に投影した点が互いに隣り合う節点を結ぶ線分をｘ−ｙ平面に投影した線分の上にあると判断した場合、道路情報推測装置２０は第２標高算出処理を実行する。該第２標高算出処理においては、互いに隣り合う節点の間では、標高がリニア（直線的）に変化するものであるとの仮定に基づいて、前記ノード点の標高を算出する。すなわち、３次元空間において、互いに隣り合う節点を結ぶ線分上に前記ノード点を投影した点のｚ座標、すなわち、標高を算出する。この場合、前記線分の両端のｘ座標、ｙ座標及びｚ座標から前記線分を表す式を決定することができるので、前記線分上におけるノード点の位置を示すｘ座標及びｙ座標の数値を前記式に代入することによって、ノード点ｚ座標、すなわち、標高を算出する。
【００６８】
例えば、図５に示される例におけるノード点４は、３次元空間において、図６に示されるように、メッシュの節点である点Ｂと点Ｃとを結ぶ線分ＢＣ上にあると考える。そして、点Ｂ及び点Ｃのｘ座標、ｙ座標及びｚ座標から、線分ＢＣの両端（点Ｂ及び点Ｃ）の標高と線分ＢＣの傾斜とを算出することができ、また、ノード点４のｘ座標及びｙ座標から線分ＢＣ上におけるノード点４の位置も算出することができる。したがって、ノード点４のｚ座標、すなわち、標高も算出することができる。
【００６９】
また、ノード点をｘ−ｙ平面に投影した点が互いに隣り合う節点を結ぶ線分をｘ−ｙ平面に投影した線分の上にないと判断した場合、道路情報推測装置２０は第３標高算出処理を実行する。該第３標高算出処理においては、前記ノード点の周囲に存在する四つの節点を使用する。まず、３次元空間において、前記四つの節点の中から三つの節点を頂点とする三角形状の平面を二つ設定する。この場合、各頂点のｘ座標、ｙ座標及びｚ座標から前記平面を表す式を決定することができる。続いて、前記ノード点を前記二つの平面に投影した点の位置を示すｘ座標及びｙ座標の数値を前記式に代入することによって、前記二つの平面に投影した点のｚ座標、すなわち、標高をそれぞれ算出する。最後に、前記二つの平面に投影した点の標高の平均値を算出して、前記ノード点の標高とする。
【００７０】
例えば、図５に示される例における、ノード点３の周囲に存在する四つの節点である点Ａ、点Ｂ、点Ｃ及び点Ｄを使用する。この場合、ノード点３と点Ａ、点Ｂ、点Ｃ及び点Ｄとの位置関係は、３次元空間において、図７に示されるようになる。そして、点Ａ、点Ｂ及び点Ｃを頂点とする三角形状の平面△ＡＢＣ、並びに、点Ａ、点Ｂ及び点Ｄを頂点とする三角形状の平面△ＡＢＤを設定する。なお、三角形状の平面を設定する場合、二つの節点を結ぶ線分の中で、ノード点に最も近接する線分を辺に含むようにすることが望ましい。そのため、図７に示される例においては、ノード点３に最も近接する線分ＡＢを辺に含む平面△ＡＢＣ及び平面△ＡＢＤが設定されている。
【００７１】
この場合、点Ａ、点Ｂ、点Ｃ及び点Ｄのｘ座標、ｙ座標及びｚ座標から、平面△ＡＢＣ及び平面△ＡＢＤにおけるすべての点のｚ座標、すなわち、標高を算出することができる。そのため、ノード点３を平面△ＡＢＣに投影した点の標高、及び、ノード点３を平面△ＡＢＤに投影した点の標高を算出し、二つの点の標高の平均値をノード点３の標高とすることができる。
【００７２】
このようにして、道路情報推測装置２０は、前記ノード点（図５に示される例におけるノード点３及びノード点４）に関する第２標高算出処理及び第３標高算出処理を終了し、次のノード点（図５に示される例におけるノード点５）について、ノード点標高算出処理を開始する。
【００７３】
なお、道路情報推測装置２０は、算出された各ノード点の標高を記憶手段に一時的に格納することができる。この場合、読み込んだ経路情報に対応付けて格納することもできる。
【００７４】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２−２−１ ノード点の座標が５０〔ｍ〕メッシュ標高データのメッシュを構成する節点上に存在するか否かを判断する。存在する場合はステップＳ２−２−２に進み、存在しない場合はステップＳ２−２−３に進む。
ステップＳ２−２−２ 第１標高算出処理を実行してノード点の座標を算出し、、処理を終了する。
ステップＳ２−２−３ ノード点をｘ−ｙ平面に投影した点が、互いに隣り合う節点を結ぶ線分をｘ−ｙ平面に投影した線分の上に存在するか否かを判断する。存在する場合はステップＳ２−２−４に進み、存在しない場合はステップＳ２−２−５に進む。
ステップＳ２−２−４ 第２標高算出処理を実行してノード点の座標を算出し、処理を終了する。
ステップＳ２−２−５ 第３標高算出処理を実行してノード点の座標を算出し、処理を終了する。
【００７５】
次に、道路標高推測処理について説明する。
【００７６】
図９は本発明の第１の実施の形態におけるノード点の標高を結ぶ曲線を示す図、図１０は本発明の第１の実施の形態における疑似標高データの曲線を示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における近似処理を行った近似曲線を示す第１の図、図１２は本発明の第１の実施の形態における近似処理を行った近似曲線を示す第２の図、図１３は本発明の第１の実施の形態における道路標高推測処理の動作を示すフローチャート、図１４は本発明の第１の実施の形態における疑似標高近似処理の動作を示すフローチャートである。なお、図９〜１２においては、横軸に距離を、縦軸に標高を採っている。
【００７７】
ここでは、道路上の各ノード点の標高を結ぶ曲線をフィルタ処理して、該曲線の変化を滑らかにして、道路標高を推測する場合について説明する。
【００７８】
まず、道路情報推測装置２０は、経路の標高算出処理によって算出された各ノード点の標高を読み込む。なお、一度にすべての経路のノード点の標高を読み込むと膨大なデータ量となり、メモリ資源が不足する場合には、経路を所定の距離、例えば、約５〔ｋｍ〕毎に分割して、分割された経路に対応するノード点の標高を順次読み込むようにすることもできる。
【００７９】
そして、道路情報推測装置２０は、読み込んだ各ノード点の標高に基づいて、各ノード点を結ぶ曲線を作成すると、図９に示されるようになる。なお、図９には隣り合う二つの特定点間の範囲における曲線が示されている。図９に示される例において、前記二つの特定点間は、約１．５〔ｋｍ〕の距離である。そして、図９において、曲線（ａ）は実際の道路の標高を示す曲線であり、曲線（ｂ）は経路の標高算出処理によって算出された各ノード点の標高を結ぶ曲線（◆は各ノード点の標高を示している。）である。なお、（ｃ）は特定点としての橋の存在する区間を示している。
【００８０】
図９に示されるように、橋の上のように道路上における各ノード点と周囲に存在するメッシュ標高データにおけるメッシュの節点との標高に大きな差がある場合（通常、橋は谷や川の上に架けられているので、周囲に存在するメッシュの節点は、橋上の道路上におけるノード点よりもかなり低い位置にある。）、前記経路の標高算出処理によって算出された各ノード点の標高には、かなりの誤差が含まれることが分かる。なお、前記特定点は、トンネルであってもよい（通常、トンネルの周囲は丘や山なので、周囲に存在するメッシュの節点は、トンネル内の道路上におけるノード点よりもかなり高い位置にある。）。
【００８１】
そこで、道路情報推測装置２０は、特定点データベース２３から、特定点データとして特定点の標高を読み込んで、前記曲線（ｂ）における特定点の地図上の位置に対応するノード点の標高データを前記特定点の標高である特定点データに置き換えることで補正する。ここでは、特定点としての前記二つの橋について、長さ方向に渡るすべての箇所において標高が特定することができる場合について説明する。そして、特定点データに合致するように、前記曲線（ｂ）を修正する。この場合、固定値である特定点データを挿入することによって、特定点データに合わせるように道路の他の箇所の標高が補正される。
【００８２】
これにより、図１０における曲線（ｂ）で示されるような修正された標高データとしての疑似標高データ（■は各ノード点の疑似標高データを示している。）を得ることができる。そして、該疑似標高データは、記憶手段に一時的に格納される。なお、曲線（ａ）は実際の道路の標高を示す曲線であり、（ｃ）は特定点としての橋の存在する区間を示している。
【００８３】
続いて、道路情報推測装置２０は、疑似標高近似処理を実行する。この場合、道路情報推測装置２０は、前記疑似標高データを読み込み、疑似標高近似処理の対象範囲としての近似範囲を決定する。本実施の形態において、該近似範囲は、隣り合う二つの特定点間の範囲とする。これにより、近似範囲の両端における標高が特定されるので、精度の高い近似曲線を得ることができる。
【００８４】
そして、道路情報推測装置２０は、図１１に示されるように、前記疑似標高データを距離−標高平面上に展開し、最小二乗法によって近似する近似処理を実行する。ここで、近似に使用する関数としては、例えば、６次の多項式を使用するが、多項式の次数はいくらであってもよいが、前記近似範囲が広くなるほど次数を増加させてもよいし、前記メッシュ標高データ等に基づいて地形の凹凸や傾向などの特性を判定することによって次数を増減させてもよい。
【００８５】
ここで、６次の多項式を使用して近似曲線を求める方法について説明する。
【００８６】
まず、求める近似曲線を表す式（１）を次のように設定する。
【００８７】
【数１】
ただし、ｘは距離−標高平面における距離、ｙは距離−標高平面における標高である。
【００８９】
そして、各ノード点の疑似標高データを示す点■の座標を（ｘｉ 、ｙｉ ）とすると、前記点■と近似曲線との標高に関する差ｄｉ は次の式（２）のように表される。
【００９０】
【数２】
なお、差ｄｉ の値は正になる場合と負になる場合とがあるので、前記差ｄｉ の絶対値に対応する値を得るために、前記差ｄｉ を２乗する。そして、前記近似範囲におけるすべての点■に関する差ｄｉ を２乗した数値の合計をＳｅとすると、Ｓｅは次の式（３）のように表される。
【００９２】
【数３】
次に、前記Ｓｅが最小となるような係数ａ０ 〜ａ６ の数値を求めるために連立方程式をたてる。この場合、まず、式（３）を係数ａ０ 〜ａ６ でそれぞれ偏微分して、次の式（４）〜（１１）を得る。
【００９４】
【数４】
【数５】
【数６】
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
【数１１】
続いて、前記（４）〜（１１）を０とおくと、係数ａ０ 〜ａ６ を未知数とする７元の連立方程式となるので、該連立方程式を解いて、係数ａ０ 〜ａ６ を求める。そして、求められた係数ａ０ 〜ａ６ の値を代入した式（１）が近似曲線を表す式となる。
【０１０３】
これにより、図１１における曲線（ｄ）で示されるような近似曲線を得ることができる。なお、図１１において、曲線（ａ）は実際の道路の標高を示す曲線であり、曲線（ｂ）は疑似標高データを結ぶ曲線（■は各ノード点の疑似標高データを示している。）であり、（ｃ）は特定点としての橋の存在する区間を示している。
【０１０４】
これにより、各ノード点における近似曲線に対応する標高を近似標高データとして得ることができる。
【０１０５】
また、前記近似曲線は、図１１に示されるように、特定点データから少し乖（かい）離している部分を有していることが分かる。そこで、本実施の形態においては、再び近似処理を実行する。この場合、前記近似標高データを距離−標高平面上に展開し、特定点データを上書きして、最小二乗法によって近似する近似処理を実行する。なお、近似に使用する関数としては、前記６次の多項式を使用する。これにより、図１２における曲線（ｄ）で示されるような近似曲線を得ることができる。なお、図１２において、曲線（ａ）は実際の道路の標高を示す曲線であり、曲線（ｂ）は近似標高データを結ぶ曲線（●は各ノード点の近似標高データを示している。また、特定点の存在する区間においては特定点データを示している。）であり、（ｃ）は特定点としての橋の存在する区間を示している。
【０１０６】
これにより、実際の道路の標高を示す曲線により近い近似曲線を得ることができることがわかる。そして、各ノード点における近似曲線に対応する標高を近似標高データとして得ることができる。また、前記近似処理をさらに繰り返して行うこともできる。これにより、より精度の高い近似標高データを得ることができる。
【０１０７】
そして、道路情報推測装置２０は、このようにして得られた各ノード点における近似標高データを道路標高推測データとして記憶手段に格納する。
【０１０８】
次に、フローチャートについて説明する。まず、道路標高推測処理の動作を示すフローチャートについて説明する。
ステップＳ２−３−１ ノード点の標高を読み込む。
ステップＳ２−３−２ 特定点データを組み込む。
ステップＳ２−３−３ 擬似標高近似処理を行い、処理を終了する。
【０１０９】
次に、擬似標高近似処理の動作を示すフローチャートについて説明する。
ステップＳ２−３−３−１ 擬似標高データを読み込む。
ステップＳ２−３−３−２ 擬似範囲を決定する。
ステップＳ２−３−３−３ 近似処理を行い、処理を終了する。
【０１１０】
次に、道路勾配推測処理について説明する。
【０１１１】
図１５は本発明の第１の実施の形態における勾配データの近似曲線を示す図、図１６は本発明の第１の実施の形態における疑似勾配処理を行った曲線を示す図、図１７は本発明の第１の実施の形態における道路勾配推測処理の動作を示すフローチャートである。なお、図１５及び１６においては、横軸に距離を、縦軸に勾配を採っている。
【０１１２】
まず、道路情報推測装置２０は、近似標高データを結ぶ曲線を表す式に基づいて、近似標高データを結ぶ曲線の勾配を算出する。この場合、前記曲線を表す式を微分することによって式の傾き（勾配）を求める。前記曲線を表す式をｆ（ｘ）とし、勾配をＫ（ｘ）とした場合、次の式（１２）で勾配を求めることができる。
Ｋ（ｘ）＝ｆ’（ｘ）・・・式（１２）
これにより、図１５における曲線（ｂ）で示されるような勾配を示す近似勾配曲線（●は各ノード点の勾配データを示している。）を得ることができる。なお、曲線（ａ）は実際の道路の勾配を示す曲線であり、（ｃ）は特定点としての橋の存在する区間を示している。
【０１１３】
そして、図１５から、前記近似曲線は算出処理上なまされているので特定点における実際の道路の勾配と、算出された近似勾配曲線における各ノード点の勾配には、かなりの誤差が含まれることが分かる。そこで、本実施の形態においては、疑似勾配処理を実行する。この場合、前記近似勾配曲線における特定点に対応するノード点の勾配データを、特定点データである勾配に置き換えて補正する。すなわち、特定点に対応するノード点においては、特定点データとしての特定点の勾配の値をそのまま使用する。これにより、図１６における曲線（ｂ）で示されるような近似勾配曲線を形成する近似勾配データを得ることができる。
【０１１４】
そして、道路情報推測装置２０は、このようにして得られた各ノード点における近似勾配データを道路勾配推測データとして記憶手段に格納する。
【０１１５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２−４−１ 近似勾配曲線の勾配を算出する。
ステップＳ２−４−２ 擬似勾配処理を行い、処理を終了する。
【０１１６】
このように、本実施の形態において、道路情報推測装置２０は、地図データに基づくナビゲーション基本処理によって設定された経路に対応する道路上の各ノード点の標高を、メッシュ標高データに基づいて算出し、算出された各ノード点の標高を結ぶ曲線をフィルタ処理して該曲線の変化を滑らかにすることによって、実際の道路道路における標高を示す曲線に近似した曲線を得る。この場合、二つの隣接する特定点間の範囲において、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、前記曲線をフィルタ処理することによって、高い精度で道路の標高を示す曲線を得ることができる。そして、該曲線から得られた各ノード点における標高データを道路標高推測データとして記憶手段に格納するようになっている。
【０１１７】
そのため、道路上の各ノード点の標高を高い精度で推測することができ、各ノード点における信頼性の高い標高データを道路標高推測データとして得ることができる。
【０１１８】
また、道路情報推測装置２０は、経路における道路上の各ノード点の勾配を前記道路標高推測データに基づいて算出し、特定点の勾配の値を特定点データとして使用することによって、高い精度で道路の勾配を示す曲線を得ることができる。そして、該曲線から得られた各ノード点における勾配データを道路勾配推測データとして記憶手段に格納するようになっている。そのため、道路上の各ノード点の勾配を高い精度で推測することができ、各ノード点における信頼性の高い勾配データを道路標高勾配データとして得ることができる。
【０１１９】
さらに、各ノード点における前記道路標高推測データ及び道路標高勾配データをナビ制御装置２１の地図データベース２１ａに記録することもできる。この場合、道路情報推測装置２０が道路標高・勾配推測処理を実行した経路に関しては、前記道路標高推測データ及び道路標高勾配データが記録され蓄積されていくので、道路標高・勾配推測処理を繰り返して実行する必要がない。
【０１２０】
これにより、ナビ制御装置２１が出力する経路情報に、道路の標高や勾配を含めることができるので、各種の用途に利用することができる。
【０１２１】
例えば、前記道路情報推測装置２０は、表示処理において、道路標高の変化を表す線を表示装置２７の画面に表示したり、経路を鳥瞰図的に表示装置２７の画面に表示する場合に、道路に起伏を付けて表示したりすることができる。これにより、道路走行中の車両を運転する運転者は、登坂や降坂に差し掛かったり視野に入ったりする前に、あらかじめ坂道の存在や勾配等を知ることができるので、運転中の不安を解消することができる。
【０１２２】
また、前記道路情報推測装置２０は、車両制御処理において、推測された道路の標高や勾配に適するようにエンジン出力としたり、変速比としたりするように、エンジン制御装置、駆動力制御装置等の車両制御装置を動作させるための制御信号を車両制御装置インターフェイス２６から出力させる。さらに、道路の標高や勾配の変化を予測した制御動作を行わせることもできる。また、車両がＥＶやＨＥＶである場合には、バッテリエネルギーを効率的に使用するように、車両制御装置を動作させるための制御信号を車両制御装置インターフェイス２６から出力させることもできる。
【０１２３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、前記第１の実施の形態と同じ構成を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【０１２４】
図１８は本発明の第２の実施の形態における道路標高の近似曲線を示す図、図１９は本発明の第２の実施の形態における道路勾配の近似曲線を示す図である。
【０１２５】
前記第１の実施の形態において、道路情報推測装置２０は、隣り合う二つの特定点間の範囲における各ノード点の標高を結ぶ曲線をフィルタ処理し、該曲線の変化を滑らかにして、道路の標高を推定するのに対し、本実施の形態において、道路情報推測装置２０は、少なくとも一つの特定点を含む範囲における各ノード点の標高を結ぶ曲線をフィルタ処理し、該曲線の変化を滑らかにして、道路の標高を推定する。すなわち、本実施の形態において、特定点設定部１２は少なくとも一つの特定点を設定する。ここでは、所定範囲において、少なくとも一つの特定点を選定し、道路の標高を推測する範囲として設定する道路標高推測部１３は、少なくとも一つの特定点を含む範囲の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する。なお、道路の標高を推定する処理は、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１２６】
これにより、図１８における曲線（ｄ）で示されるような近似曲線を得ることができる。なお、図１８において、曲線（ａ）は実際の道路の標高を示す曲線であり、曲線（ｂ）は疑似標高データ（▲は各ノード点の疑似標高データを示している。）であり、（ｃ）は特定点としての橋の存在する区間を示している。そして、図１８に示されるように、橋の上のように道路上における各ノード点と周囲に存在するメッシュ標高データにおけるメッシュの節点との標高に大きな差がある場合、前記経路の標高算出処理によって算出された各ノード点の標高には、かなりの誤差が含まれることが分かる。なお、前記特定点は、道路の標高を特定することができる特定点であれば何でもよく、例えば、トンネルであってもよい。
【０１２７】
また、道路情報推測装置２０は、少なくとも一つの特定点を含む範囲において前記近似曲線の勾配に基づいて、道路の勾配を推定する。なお、道路の勾配を推定する処理は、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。これにより、図１９における曲線（ｂ）で示されるような近似曲線を形成する近似勾配データを得ることができる。なお、図１９において、曲線（ａ）は実際の道路の勾配を示す曲線である。
【０１２８】
このように、本実施の形態において、道路情報推測装置２０は、少なくとも一つの特定点を含む範囲における道路の標高及び勾配を推定する、すなわち、一つの特定点の前後の範囲をにおける道路の標高及び勾配を推定するようになっている。そのため、通常、特定点として取り扱うことのできる橋やトンネルのような構造物がわずかしか存在しない地域、すなわち、特定点の間隔が広い地域であっても、特定点データに基づいて道路の標高及び勾配を高い精度で推定することができる。
【０１２９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【０１３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、道路情報推測装置においては、特定点を設定する特定点設定部と、特定点データに基づいて道路の標高を推測する道路標高推測部とを有する。
【０１３１】
この場合、高い精度で道路の標高を推測することができる。
【０１３２】
他の道路情報推測装置においては、特定点を設定する特定点設定部と、特定点データに基づいて道路の勾配を推測する道路勾配推測部とを有する。
【０１３３】
この場合、高い精度で道路の勾配を推測することができる。
【０１３４】
更に他の道路情報推測装置においては、地図データに含まれる道路上のノード点における地図上の位置情報と、メッシュ標高データとに基づいて各ノード点の地図上の位置における標高データを算出し、ノード点の標高データとするノード点標高算出処理部と、道路上の実際の標高を特定点データとして備える特定点を設定する特定点設定部と、少なくとも一つの特定点を含む範囲の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する道路標高推測部とを有する。
【０１３５】
この場合、道路上の各ノード点の標高を高い精度で推測することができ、各ノード点における信頼性の高い標高データを道路標高推測データとして得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における道路情報推測装置の構成を機能の観点から示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における道路情報推測装置の詳細な構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における道路情報推測装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態における道路標高、勾配推測処理の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるメッシュの節点とノード点との位置関係をを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における二つの節点からノード点の標高を求める方法を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における四つの節点からノード点の標高を求める方法を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるノード点標高算出処理の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるノード点の標高を結ぶ曲線を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における疑似標高データの曲線を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における近似処理を行った近似曲線を示す第１の図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における近似処理を行った近似曲線を示す第２の図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における道路標高推測処理の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における疑似標高近似処理の動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における勾配データの近似曲線を示す図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態における疑似勾配処理を行った曲線を示す図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態における道路勾配推測処理の動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第２の実施の形態における道路標高の近似曲線を示す図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態における道路勾配の近似曲線を示す図である。
【符号の説明】
１２ 特定点設定部
１３ 道路標高推測部
２０ 道路情報推測装置
Claims (14)
- （ａ）特定点を設定する特定点設定部と、
（ｂ）特定点データに基づいて道路の標高を推測する道路標高推測部とを有することを特徴とする道路情報推測装置。 - （ａ）特定点を設定する特定点設定部と、
（ｂ）特定点データに基づいて道路の勾配を推測する道路勾配推測部とを有することを特徴とする道路情報推測装置。 - （ａ）特定点を設定する特定点設定部と、
（ｂ）地図データ、特定点データ及び道路を考慮せずに設定された地点の標高データに基づいて、少なくとも一つの特定点を含む範囲の道路の標高を推測する道路標高推測部とを有することを特徴とする道路情報推測装置。 - 前記特定点は標高を明確に特定することができる道路上の点であり、前記特定点データは前記特定点の標高である請求項１〜３のいずれか１項に記載の道路情報推測装置。
- 前記特定点は勾配を明確に特定することができる道路上の点であり、前記特定点データは前記特定点の勾配である請求項１〜３のいずれか１項に記載の道路情報推測装置。
- 前記特定点は構造物の少なくとも一部である請求項５又は６に記載の道路情報推測装置。
- 前記標高データは、メッシュ標高データである請求項３〜６のいずれか１項に記載の道路情報推測装置。
- （ａ）地図データに含まれる道路上のノード点における地図上の位置情報と、メッシュ標高データとに基づいて各ノード点の地図上の位置における標高データを算出し、ノード点の標高データとするノード点標高算出処理部と、
（ｂ）道路上の実際の標高を特定点データとして備える特定点を設定する特定点設定部と、
（ｃ）少なくとも一つの特定点を含む範囲の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する道路標高推測部とを有することを特徴とする道路情報推測装置。 - （ａ）地図データに含まれる道路上のノード点における地図上の位置情報と、メッシュ標高データとに基づいて各ノード点の地図上の位置における標高データを算出し、ノード点の標高データとするノード点標高算出処理部と、
（ｂ）道路上の実際の標高を特定点データとして備える隣り合う二つの特定点を設定する特定点設定部と、
（ｃ）前記二つの特定点間の道路上の各ノード点の標高データを取得し、該標高データを、前記二つの特定点の特定点データによって補正し、かつ、フィルタ処理して、道路標高推測データを作成する道路標高推測部とを有することを特徴とする道路情報推測装置。 - 推測された前記道路の標高に基づいて、道路の勾配を推測する道路勾配推測部を有する請求項１、３、８又は９に記載の道路情報推測装置。
- （ａ）道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定し、
（ｂ）地図データに基づいて道路の標高を推測することを特徴とする道路情報推測方法。 - （ａ）道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定し、
（ｂ）地図データに基づいて道路の勾配を推測することを特徴とする道路情報推測方法。 - （ａ）コンピュータを、
（ｂ）道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定する特定点設定部、並びに、
（ｃ）前記特定点の標高である特定点データに基づいて道路の標高を推測する道路標高推測部として機能させることを特徴とする道路情報推測プログラム。 - （ａ）コンピュータを、
（ｂ）道路上の標高を明確に特定することができる特定点を設定する特定点設定部、並びに、
（ｃ）前記特定点の標高である特定点データに基づいて道路の勾配を推測する道路勾配推測部として機能させることを特徴とする道路情報推測プログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002206182A JP2004045340A (ja) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | 道路情報推測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002206182A JP2004045340A (ja) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | 道路情報推測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004045340A true JP2004045340A (ja) | 2004-02-12 |
Family
ID=31711278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002206182A Pending JP2004045340A (ja) | 2002-07-15 | 2002-07-15 | 道路情報推測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004045340A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008005109A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Sony Corp | 手振れ補正方法、手振れ補正方法のプログラム、手振れ補正方法のプログラムを記録した記録媒体及び手振れ補正装置 |
| JP2008151611A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Seiko Epson Corp | 測位回路、電子機器、測位方法及びプログラム |
| US7835860B2 (en) * | 2006-09-15 | 2010-11-16 | Denso Corporation | Control information output device |
| CN103292785A (zh) * | 2012-02-28 | 2013-09-11 | 歌乐株式会社 | 车载装置 |
| WO2017175433A1 (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 三菱電機株式会社 | 地図データ生成システムおよび地図データ生成方法 |
| CN114141011A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-04 | 北京安融畅信息技术有限公司 | 一种陡坡及连续下坡路段识别方法以及安全隐患排查方法 |
| WO2022107401A1 (ja) * | 2020-11-17 | 2022-05-27 | 住友電気工業株式会社 | データ生成装置、データ生成方法及びコンピュータプログラム |
-
2002
- 2002-07-15 JP JP2002206182A patent/JP2004045340A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008005109A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Sony Corp | 手振れ補正方法、手振れ補正方法のプログラム、手振れ補正方法のプログラムを記録した記録媒体及び手振れ補正装置 |
| US7835860B2 (en) * | 2006-09-15 | 2010-11-16 | Denso Corporation | Control information output device |
| JP2008151611A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Seiko Epson Corp | 測位回路、電子機器、測位方法及びプログラム |
| CN103292785A (zh) * | 2012-02-28 | 2013-09-11 | 歌乐株式会社 | 车载装置 |
| WO2017175433A1 (ja) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 三菱電機株式会社 | 地図データ生成システムおよび地図データ生成方法 |
| JP6250240B1 (ja) * | 2016-04-06 | 2017-12-20 | 三菱電機株式会社 | 地図データ生成システムおよび地図データ生成方法 |
| CN109074756A (zh) * | 2016-04-06 | 2018-12-21 | 三菱电机株式会社 | 地图数据生成系统以及地图数据生成方法 |
| CN109074756B (zh) * | 2016-04-06 | 2020-08-04 | 三菱电机株式会社 | 地图数据生成系统以及地图数据生成方法 |
| US11002552B2 (en) | 2016-04-06 | 2021-05-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Map data generation system and method for generating map data |
| WO2022107401A1 (ja) * | 2020-11-17 | 2022-05-27 | 住友電気工業株式会社 | データ生成装置、データ生成方法及びコンピュータプログラム |
| CN114141011A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-04 | 北京安融畅信息技术有限公司 | 一种陡坡及连续下坡路段识别方法以及安全隐患排查方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110164122B (zh) | 用于路口的车辆列队系统控制 | |
| JP4582170B2 (ja) | 勾配情報演算装置、車両走行制御装置、ナビゲーションシステム | |
| EP1559994B1 (en) | Apparatus for predicting road shape by calculating a clothoid curve | |
| US11657072B2 (en) | Automatic feature extraction from imagery | |
| EP0836074B1 (en) | Route guidance system and method for use in vehicle navigation | |
| JP3133770B2 (ja) | 自動車の走行システム | |
| JP4277717B2 (ja) | 車両位置推定装置およびこれを用いた運転支援装置 | |
| US20070021909A1 (en) | Navigation system | |
| US20070032943A1 (en) | Navigation system | |
| JPH09114367A (ja) | 車載走行制御装置 | |
| JP2005098853A (ja) | 地図データ更新方法および地図データ更新装置 | |
| KR19980087403A (ko) | 네비게이션 장치 | |
| CN102012234A (zh) | 一种车辆导航装置 | |
| JP2009074986A (ja) | 自車位置演算装置、自車位置演算方法、および、自車位置演算プログラム | |
| CN102829791A (zh) | 基于车载终端的导航装置及导航路径修正的方法 | |
| CN110455300A (zh) | 导航方法、导航显示方法、装置、车辆及机器可读介质 | |
| JP2009500765A (ja) | 交通情報を判定する方法及びその方法を実行するように構成された装置 | |
| JP4650479B2 (ja) | 道路標高推測装置 | |
| JP3985622B2 (ja) | ナビゲーション装置 | |
| US8494769B2 (en) | Information system, terminal device, and information center device | |
| JP2004252152A (ja) | 道路情報推測装置 | |
| JP4078905B2 (ja) | 道路勾配推測装置 | |
| EP2634535B1 (en) | On-board apparatus | |
| CN112985825B (zh) | 用于确定自动驾驶系统的乘坐稳定性的方法 | |
| JP2004045340A (ja) | 道路情報推測装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050616 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061026 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061114 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070403 |