JP2004272426A

JP2004272426A - Road shape recognition device

Info

Publication number: JP2004272426A
Application number: JP2003059749A
Authority: JP
Inventors: Yasunaga Maruyama; 泰永丸山; Koichi Kuroda; 浩一黒田; Masayuki Watabe; 眞幸渡部; Okihiko Nakayama; 沖彦中山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: JP4069769B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a road shape recognition device which detects the shape of a road with high precision. <P>SOLUTION: The road shape recognition device is provided with its own vehicle position detecting means 101 which detects the position of its own vehicle; a road information storing means 102 which stores at least the shape of the road as the assemblage of dot data and information on limited speed for the road; a road shape acquiring means 103 which acquires the dot data on the shape of the road in the advancing direction of its own vehicle by a fixed distance based on the position of its own vehicle detected by the own vehicle position detecting means; and a road curvature computing means 104 which computes the radius of the curvature Rn of the road in the above range based on the dot data on the shape of the road within the range acquired by the road shape acquiring means. Further, the road shape recognition device is provided with a radius of curvature range determining means 105 which determines effective radius of curvature range Rmin and Rmax based on the information on the limited speed determined in the range and a radius of curvature correcting means 106 which corrects the radius of curvature computed by using the information on the shapes in front of and in the back of the range. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、ナビゲーション装置などに備えられている地図データベースに基づいて道路の形状を認識する道路形状認識装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
ナビゲーション装置などの地図データベースに記録されている道路の形状に関するデータに基づいて自車両前方の道路曲率値を演算し、これを利用してシフト制御やカーブ減速制御等を行うことが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、従来の道路形状認識手法では、３つのノードを通る円弧の半径を求めて道路カーブの曲率半径を推定しているが、地図データベースに記録されているノードが一定間隔に記録されていないため、このノードに基づいて曲率半径を算出すると曲率半径の誤差が大きくなり、カーブの未検出や直線道路での誤検出が発生するといった問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３２５９９号公報
【０００５】
【発明の開示】
本発明は、道路の形状の検出精度が高い道路形状認識装置を提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明によれば、自車両の位置を検出する自車位置検出手段と、少なくとも点データの集合体として道路の形状と当該道路の制限速度情報を格納する道路情報格納手段と、前記自車位置検出手段により検出された自車位置に基づいて自車両の進行方向の道路形状に関する点データを一定距離だけ取得する道路形状取得手段と、前記道路形状取得手段により取得された範囲の道路形状の点データに基づいて当該範囲の道路の曲率半径を算出する道路曲率算出手段と、前記範囲に定められた制限速度情報に基づいて有効曲率半径範囲を決定する曲率半径範囲決定手段と、前記道路曲率半径算出手段により算出された曲率半径が、前記曲率半径範囲決定手段により決定された有効曲率半径範囲外にある場合には、当該範囲前後の形状情報を用いて算出された曲率半径を修正する曲率半径修正手段と、を備えた道路形状認識装置が提供される。
【０００７】
本発明では、走行先の道路の制限速度情報に基づき道路上で取りうる曲率半径の範囲、すなわち有効曲率半径範囲を算出する。こうして算出された有効曲率半径範囲と地図データのノードからたとえば３点法によって算出された曲率半径を比較し、この曲率半径が有効曲率半径範囲外のものは異常曲率半径と判定する。異常曲率半径と判定された曲率半径は破棄し、前後の道路形状情報を用いて曲率半径を再算出することで、より正確な曲率半径を算出することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
第１実施形態
まず、本実施形態に係る道路形状認識装置の基本構成について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る道路形状認識装置を示すブロック図であり、同図に示すように、本実施形態に係る道路形状認識装置１は、自車両の位置を検出する自車位置検出手段１０１と、少なくとも点データの集合体として道路の形状と当該道路の制限速度情報を格納する道路情報格納手段１０２と、自車位置検出手段１０１により検出された自車位置に基づいて自車両の進行方向の道路形状に関する点データを一定距離だけ取得する道路形状取得手段１０３と、道路形状取得手段１０３により取得された範囲の道路形状の点データに基づいて当該範囲の道路の曲率半径を算出する道路曲率算出手段１０４と、道路形状取得手段１０３により取得された範囲に定められた制限速度情報に基づいて有効曲率半径範囲を決定する曲率半径範囲決定手段１０５と、道路曲率半径算出手段１０４により算出された曲率半径が、曲率半径範囲決定手段１０５により決定された有効曲率半径範囲内にあるかどうかを判断し、範囲外にある場合には、当該範囲前後の形状情報を用いて算出された曲率半径を修正する曲率半径修正手段１０６とから構成されている。
【００１０】
自車位置検出手段１０１は、自車両の進行方向を検出する方位センサ、衛星からＧＰＳ信号を検出するＧＰＳセンサおよび自車両位置を補正するための走行距離センサなどで構成され、検出された自車両位置データは、一定時間間隔で道路形状取得手段１０３に逐次送出される。
【００１１】
道路情報格納手段１０２は、いわゆる地図データベースであって、点データ（ノードおよびノードの間に配置された補間点を総称する。）の集合体として道路形状を特定するとともに、当該道路の制限速度情報がたとえば道路形状情報の属性情報として格納されている。以下の例では、便宜的に点データが全てノードであるとして本発明の実施形態を説明する。本例の道路情報格納手段１０２は点データおよび制限速度情報を記憶したＣＤ媒体とＣＤ読み出し装置とから構成されている。この道路情報格納手段１０２からの点データおよび制限速度情報は、道路形状取得手段１０３からの要求に応じて送出される。
【００１２】
道路形状取得手段１０３は、自車位置検出手段１０１から送出された自車両位置の位置データに基づいて、この自車両位置から一定距離先のノードデータおよび制限速度情報を道路情報格納手段１０２から読み出す。この一定距離は予め決められた定数である。ここで取得されたノードデータは道路曲率半径算出手段１０４に送出され、制限速度情報は曲率半径範囲決定手段１０５に送出される。
【００１３】
道路曲率半径算出手段１０４は、道路形状取得手段１０３により取得された範囲の道路形状の点データに基づいて当該範囲の道路の曲率半径を算出する。たとえば、図７に示すように３つのノードデータＡ，Ｂ，Ｃを結ぶ曲線の曲率半径を算出し、曲率半径修正手段１０６に送出する。
【００１４】
曲率半径範囲決定手段１０５は、道路情報格納手段１０２から道路形状取得手段１０３を介して取得された範囲の制限速度情報に基づいて有効曲率半径の範囲を決定する。一般的に道路の曲率半径が小さくなれば（カーブがきつくなれば）車両の制限速度も小さくなり、道路の曲率半径が大きく（カーブが緩くなれば）車両の制限速度も大きくなる点に着目し、この曲率半径範囲決定手段１０５では、制限速度情報に基づいて曲率半径の下限値と上限値を算出して曲率半径修正手段１０６へ送出する。詳細は後述する。
【００１５】
曲率半径修正手段１０６は、道路曲率半径算出手段１０４により算出されたノードデータに基づく曲率半径が、曲率半径範囲決定手段１０５により決定された制限速度情報に基づく有効曲率半径範囲内にあるかどうかを判断し、範囲外にある場合には、当該範囲前後の形状情報を用いて算出された曲率半径を修正する。詳細は後述する。
【００１６】
なお、曲率半径修正手段１０６で補正された道路形状データは、車両の制御装置などの曲率演算手段１０７に送出される。
次に、図２〜図１０を参照しながら本実施形態に係る道路形状認識装置の動作フローについて説明する。図２は本発明の第１実施形態に係る道路形状認識装置の曲率半径算出動作を示すフローチャート、図３は図２のステップ２０４のサブルーチンを示すフローチャート、図４は図３のステップ３０５のサブルーチンの第１例を示すフローチャート、図５は図３のステップ３０５のサブルーチンの第２例を示すフローチャート、図６は図３のステップ３０５のサブルーチンの第３例を示すフローチャート、図７は本発明の第１実施形態に係るノード点に基づいて曲率半径を算出する際の基本概念図、図８は本発明の第１実施形態に係るノード点に基づいて曲率半径を算出する際の他の概念図、図９は本発明の第１実施形態に係るノード点に基づいて曲率半径を算出する際のさらに他の概念図、図１０は本発明の第１実施形態に係る制限速度情報と曲率半径の下限値との関係を示すグラフである。
図２に示すように、ステップ２０１において、道路形状取得手段１０３は自車位置検出手段１０１から自車位置情報を取得する。また、ステップ２０２において、道路形状取得手段１０３は、道路情報格納手段１０２から、ステップ２０１にて取得した自車位置情報に基づき自車位置周辺のノード、リンク情報および制限速度情報を取得する。
【００１７】
次のステップ２０３において、道路曲率半径算出手段１０４は、ステップ２０２にて道路形状取得手段１０３が取得したノード点データを利用して、図７に示すようにノード点Ａ，Ｂ，Ｃの３点を含む円弧の半径を求め、曲率半径Ｒｎとする。
この曲率半径Ｒｎの補正サブルーチン２０４の詳細を図３に示す。
【００１８】
本実施形態の道路形状認識システムでは、地図情報に記載されている道路の制限速度情報を基に、各道路に存在すると考えられる曲率半径の範囲を決定し、地図データから計算された曲率半径が範囲内に存在するかどうかチェックすることで曲率半径の算出間違いを除外するものである。
【００１９】
すなわち、ステップ３０１において、曲率半径範囲決定手段１０４はステップ２０２にて道路形状取得手段１０３によって取得された自車位置周辺の道路制限速度情報Ｖｌｉｍを取得する。
【００２０】
ここで、図１０は道路制限速度情報（横軸）と道路の曲率半径の下限値（縦軸）との関係を示すグラフであるが、一般に制限速度が大きくなれば道路の曲率半径の下限値Ｒｍｉｎも大きくなり（直線道路の制限速度が最も大きい）、逆に制限速度が小さくなれば道路の曲率半径の下限値Ｒｍｉｎも小さくなる。そこで、次のステップ３０２において、曲率半径範囲決定手段１０５はステップ３０１で取得した道路制限速度情報Ｖｌｉｍに基づいて、自車が走行中道路の下限曲率値を同図に示すグラフから算出する。そして、こうした曲率半径の下限値Ｒｍｉｎを算出することによって、ステップ２０３で算出した曲率半径Ｒｎが制限速度に対して妥当な値であるかチェックする。
【００２１】
次のステップ３０３において、曲率半径範囲決定手段１０５はステップ３０１で取得した道路制限速度情報Ｖｌｉｍに基づいて自車が走行中の道路の曲率半径の上限値Ｒｍａｘを算出する。基本的に上限値Ｒｍａｘは直線と考えて良い値が用いられる。
【００２２】
次のステップ３０４において、曲率半径修正手段１０６は、図２のステップ２０３にて算出された曲率半径Ｒｎと、図テップ３０２および３０３にて算出された曲率半径の下限値Ｒｍｉｎおよび上限値Ｒｍａｘを比較し、曲率半径Ｒｎの値が、曲率半径の下限値Ｒｍｉｎより大きく上限値Ｒｍａｘより小さい場合にはステップ３０６へ進む。この条件に当てはまらない場合、すなわち曲率半径Ｒｎが下限値Ｒｍｉｎと上限値Ｒｍａｘとの範囲にない場合はステップ３０５に進む。この処理によって、曲率半径Ｒｎが正確な範囲内の値を算出しているかどうかが確認される。
ステップ３０５では、曲率半径Ｒｎが下限値Ｒｍｉｎと上限値Ｒｍａｘとで規定される範囲内にないことから、曲率半径Ｒｎの値を再計算して曲率半径Ｒｎを変更するが、このプロセスの詳細は後述する。
【００２３】
ステップ３０６においては、曲率半径Ｒｎはステップ３０４にて下限値Ｒｍｉｎと上限値Ｒｍａｘとで規定される曲率半径範囲内に存在することが確認されたため、適切な曲率半径Ｒｃｏｍｐ１に曲率半径Ｒｎの値を代入する。
図３のステップ３０５に示す曲率半径Ｒｎ値の変更プロセスにはいくつかのパターンが考えられる。これらの例を以下に説明する。
図４に示す第１のパターンでは、曲率半径Ｒｎを算出する直前に計算を行ったノード点の曲率を利用する。すなわち、ステップ４０１において、道路形状取得手段１０３は、道路情報格納手段１０２からステップ２０３にて曲率半径を算出する際に用いたノード点Ａ，Ｂ，Ｃの次のノード点Ｄを取得する。
次のステップ４０２において、ステップ４０１にて算出したノード点を含むノード点Ｂ，Ｃ，Ｄの３点を用いて曲率半径Ｒｎ＋１の算出を行う。
ステップ４０３では、ステップ４０２にて算出された曲率半径Ｒｎ＋１が曲率半径の下限値Ｒｍｉｎと上限値Ｒｍａｘの曲率半径範囲に存在するかどうかを判定する。曲率半径Ｒｎ＋１の値がこの曲率半径範囲外の場合にはステップ４０４へ進み、曲率半径範囲内の場合にはステップ４０５へ進む。
ステップ４０４において、ステップ４０３の条件判断により、算出された曲率半径ＲｎおよびＲｎ＋１が連続して異常点と判定されたが、異常点ではなくカーブがあると判断し、ステップ２０３で算出された曲率半径Ｒｎを正しい曲率半径と判定し適切な曲率半径Ｒｃｏｍｐ１に曲率半径Ｒｎを代入する。
ステップ４０５において、ステップ４０３の条件判断により、曲率半径Ｒｎ＋１は曲率半径範囲内であることが確認されたため、曲率半径Ｒｎのみが異常値であると判断することができる。このため、曲率半径Ｒｎを算出する前に確定されていた曲率半径Ｒｃｏｍｐ０を適切な曲率半径Ｒｃｏｍｐ１へ代入する。これにより、異常と判定された曲率半径は使用せずに正しい曲率半径のみを利用するため、直線路におけるカーブの誤検出を防止できるだけでなく、カーブの場合においてはカーブとして正しく検出することが可能となる。
【００２４】
図５に示す第２のパターンでは、次のノード点を利用する。その概念図を図８に示す。
図５のステップ５０１において、道路曲率半径算出手段１０４は、曲率半径Ｒｎの算出ステップ２０３において算出対象となっていたノード点Ａ，Ｂ，Ｃの次の点ノードＤを道路形状取得手段１０３より取得する。
次のステップ５０２において、ステップ５０１にて算出したノード点を含むノード点Ｂ，Ｃ，Ｄの３点を用い曲率半径Ｒｎ＋１の算出を行う。
ステップ５０３において、ステップ５０２にて算出された曲率半径Ｒｎ＋１が曲率半径の下限値Ｒｍｉｎと上限値Ｒｍａｘの範囲内に存在するかどうかを判定する。そして、曲率半径Ｒｎ＋１の値が範囲外の場合には、算出された曲率半径ＲｎおよびＲｎ＋１が連続して異常点と判定されたが、異常点ではなくカーブがあると判断し、曲率半径Ｒｎの再計算は行わずステップ５０５へ進む。これに対して、曲率半径Ｒｎ＋１の値が範囲内の場合には曲率半径Ｒｎのみが異常値であることが確認されたため次のステップ５０４の処理を行う。
【００２５】
ステップ５０４において、ステップ５０３の条件判断により、曲率半径Ｒｎ＋１は曲率半径範囲内であることが確認され、曲率半径Ｒｎのみが異常値であることが確認された。ここで、ステップ２０３にて曲率半径を算出する際に新規に利用されたノード点はＣ点であり、このＣ点を用いることで算出された曲率半径が異常値となったため、曲率半径の計算にＣ点を利用せず、Ｃ点の次のノード点Ｄを用いて曲率半径の再計算を行う。すなわち、曲率半径算出手段１０４は、図８に示すようにノードＣをノイズ点として除き、ノードＡ，Ｂ，Ｄの３点を通る円弧の半径を求め、曲率半径Ｒｎとする。
ステップ５０５において、ステップ５０４までに算出された曲率半径Ｒｎを算出された値として扱うため適切な曲率半径Ｒｃｏｍｐ１に代入する。
以上の処理によって、ノード異常点を除いて算出した曲率半径を利用するため、直線路におけるカーブの誤検出を防止できるだけでなく、カーブの場合においてはカーブとして正しく検出することが可能となる。
【００２６】
図６に示す第３のパターンでは、ノイズ点の位置を修正して曲率半径の最算出を行う。この概念図を図９に示す。
図６のステップ６０１において、道路曲率半径算出手段１０４は曲率半径Ｒｎの算出ステップ２０３において算出対象となっていたノード点Ａ，Ｂ，Ｃの次の点ノードＤを道路形状取得手段１０３より取得する。
ステップ６０２において、ステップ６０１にて算出したノード点を含むノード点Ｂ，Ｃ，Ｄの３点を用い曲率Ｒ半径Ｒｎ＋１の算出を行う。
ステップ６０３において、ステップ６０２にて算出された曲率半径Ｒｎ＋１が曲率半径の下限値Ｒｍｉｎと上限値Ｒｍａｘの曲率半径範囲内に存在するかどうかを判定する。ここで、曲率半径Ｒｎ＋１の値が範囲外の場合には、算出された曲率半径Ｒｎ，Ｒｎ＋１が連続して異常点と判定されたが、異常点ではなくカーブがあると判断し、曲率半径Ｒｎの再計算は行わずステップ６０７へ進む。曲率半径Ｒｎ＋１の値が、範囲内の場合には曲率半径Ｒｎのみが異常値であることが確認されたため次のステップ６０４の処理を行う。
ステップ６０４において、ステップ２０３にて曲率半径の算出に新規に利用されたノード点はＣ点であったが、Ｃ点を用いることで算出された曲率半径が異常値となったため、曲率半径の計算にＣ点は利用せずＣ点の次のノード点Ｄを用いて曲線関数の算出を行う。すなわち、道路曲率半径算出手段１０４はノード点Ａ，Ｂ，Ｄの３点からスプライン関数等を用いて曲線関数の算出を行う。
ステップ６０５において、ステップ６０４で算出された曲線関数に異常点として除かれていたノード点Ｃを代入して求められた解から、ステップ６０４で算出された曲線上に存在するノード点Ｃ’を作成する。この様子を図９に示す。道路曲率半径算出手段１０４はステップ６０４で算出した曲線関数にノード点Ｃを代入し、ノード点Ｃ’を算出する。
そして、ステップ６０６において、ステップ６０５にて算出されたノード点Ｃ’を用いて曲率半径の算出を行う。道路曲率半径算出手段１０４はノード点Ａ，Ｂ，Ｃ’の３点を通る円弧の半径を求め、曲率半径Ｒｎとする。
次のステップ６０７において、曲率半径修正手段１０６は算出された曲率半径Ｒｎを適切な曲率半径Ｒｃｏｍｐ１へ代入する。
以上の処理を行うことによって、異常と判定されたノード点座標を補正し、補正されたノード点を用いて曲率半径の算出を行うため、より正確な曲率半径が算出可能となる。この様子を図９に示すが、同図にノード点Ａ，Ｂ，Ｄを用いて算出されたスプライン曲線を破線で示し、補正後のノード点Ｃ’を含むノード点Ａ，Ｂ，Ｃ’を用いて算出されたスプライン曲線を実線で示す。ノード点Ａ，Ｂ間において、補正後のノード点Ｃ’を含むノード点Ａ，Ｂ，Ｃ’を用いて算出されたスプライン曲線の方が曲率半径が正確なものとなっていることが理解される。
【００２７】
第２実施形態
まず、本実施形態に係る道路形状認識装置の基本構成について説明する。図１１は本発明の第２実施形態に係る道路形状認識装置を示すブロック図であり、同図に示すように、本実施形態に係る道路形状認識装置１は、走行中の自車の走行位置を検出する自車位置検出手段１１０１と、少なくとも点データの集合体として道路の形状と当該道路の制限速度情報を格納する道路情報格納手段１１０２と、直前までに走行した一定距離の走行軌跡を記憶する自車両走行軌跡記憶手段１１０３と、自車位置周辺の道路情報を取得する道路形状取得手段１１０４と、取得された内容に基づき道路の曲率半径を算出する道路曲率半径算出手段１１０７と、取得された道路形状データに付加されている制限速度情報に基づき、存在し得ると考えられる曲率半径の範囲および有効曲率半径範囲を決定する曲率半径範囲決定手段１１０５と、自車両走行軌跡記憶手段１１０３に記憶された軌跡データに基づき、軌跡中に存在するカーブ数をカウントするカーブカウント手段１１０６と、カーブカウント手段１１０６にて算出されたカーブ数に基づき、曲率半径範囲決定手段１１０５にて算出された有効曲率半径範囲を補正する曲率半径範囲補正手段１１０８と、道路曲率半径算出手段１１０７によって算出された曲率半径と、曲率半径範囲決定手段１１０５から曲率半径範囲補正手段１１０８を介して算出された有効曲率範囲範囲とに基づき、算出された曲率半径が有効曲率半径範囲内に該当しない場合には曲率半径の修正を行う曲率半径修正手段１１０９とから構成されている。
【００２８】
上述した第１実施形態に対して、自車両走行軌跡記憶手段１１０３、カーブカウント手段１１０６および曲率半径範囲補正手段１１０８が付加され、これにより曲率半径範囲決定手段１１０５で決定された有効曲率半径範囲がより正確になり、曲率半径修正手段１１０９における曲率半径の修正がより適切に行えることになる。
【００２９】
なお、曲率半径修正手段１１０９から出力される曲率半径は車両制御ＥＣＵ１１１０等で利用可能である。
【００３０】
次に、図１２〜図１７を参照しながら本実施形態に係る道路形状認識装置の動作フローについて説明する。図１２は本発明の第２実施形態に係る道路形状認識装置の曲率半径算出動作を示すフローチャート、図１３は図１２のステップ１２０４のサブルーチンを示すフローチャート、図１４は本発明の第２実施形態に係る軌跡点とリンク角を示す概念図、図１５は本発明の第２実施形態に係るリンク角とフラグリンクとの関係を示す図、図１６は本発明の第２実施形態に係る軌跡点と開始点を示す概念図、図１７は本発明の第２実施形態に係る自車走行軌跡と曲率半径の下限値との関係を示すグラフである。
【００３１】
図１２に示すように、ステップ１２０１において、道路形状取得手段１１０４は自車位置検出手段１１０１から自車位置情報を取得する。また、ステップ１２０２において、道路形状取得手段１１０４は、道路情報格納手段１１０２から、ステップ１２０１にて取得した自車位置情報に基づき自車位置周辺のノード、リンク情報および制限速度情報を取得する。
【００３２】
次のステップ１２０３において、道路曲率半径算出手段１１０７は、ステップ１２０２にて道路形状取得手段１１０４が取得したノード点データを利用して、図７に示すようにノード点Ａ，Ｂ，Ｃの３点を含む円弧の半径を求め、曲率半径Ｒｎとする。
【００３３】
この曲率半径Ｒｎの補正サブルーチン１２０４の詳細を図１３に示す。
【００３４】
本実施形態の道路形状認識システムでは、自車走行軌跡情報に基づいて直前までのカーブ数をカウントし、カーブ数が多い場合には有効曲率半径範囲を広げ、カーブ数が少ない場合には有効曲率半径範囲を狭めるように有効曲率半径範囲を補正することにより、道路曲率半径算出手段１１０７が算出する曲率半径の精度を高めている。
【００３５】
すなわち、ステップ１３０１において、曲率半径範囲決定手段１１０５はステップ１２０２において道路形状取得手段１１０４によって取得された自車位置周辺の道路制限速度情報Ｖｌｉｍを取得する。
【００３６】
ここで、図１０は道路制限速度情報（横軸）と道路の曲率半径の下限値（縦軸）との関係を示すグラフであるが、一般に制限速度が大きくなれば道路の曲率半径の下限値Ｒｍｉｎも大きくなり（直線道路の制限速度が最も大きい）、逆に制限速度が小さくなれば道路の曲率半径の下限値Ｒｍｉｎも小さくなる。そこで、次のステップ１３０２において、曲率半径範囲決定手段１１０５はステップ１３０１で取得した道路制限速度情報Ｖｌｉｍに基づいて、自車が走行中道路の下限曲率値を同図に示すグラフから算出する。そして、こうした曲率半径の下限値Ｒｍｉｎを算出することによって、ステップ１２０３で算出した曲率半径Ｒｎが制限速度に対して妥当な値であるかチェックする。
【００３７】
次のステップ１３０３において、曲率半径範囲決定手段１１０５はステップ１３０１で取得した道路制限速度情報Ｖｌｉｍに基づいて自車が走行中の道路の曲率半径の上限値Ｒｍａｘを算出する。基本的に上限値Ｒｍａｘは直線と考えて良い値が用いられる。
【００３８】
ステップ１３０４において、カーブカウント手段１１０６は自車両走行軌跡記憶手段１１０３から、直前までの走行軌跡情報を取得する。
【００３９】
ステップ１３０５において、カーブカウント手段１１０６はステップ１３０４にて算出された走行軌跡情報に含まれている軌跡点データより、図１４に示すように軌跡点ａ，ｂ，ｃ間のリンク角度θａを算出する。
【００４０】
ステップ１３０６において、カーブカウント手段１１０６はステップ１３０５にて算出されたリンク角θａを、図１５に示すように直線範囲（１７５°≦θａ≦１８５°）、左カーブ範囲（０°≦θａ＜１８５°）、右カーブ範囲（１８５°＜θａ≦３６０°）の何れかに分類する。分類されたリンク角θａを図１６に示すように、分類の切り替わりポイントに開始ポイント、終了ポイントを設定する。
【００４１】
ステップ１３０７において、カーブカウント手段１１０６はステップ１３０６にて算出された開始ポイントの数をカウントし、これをカーブカウント数とする。
【００４２】
ステップ１３０８において、曲率半径範囲補正手段１１０８はステップ１３０２において算出された下限値Ｒｍｉｎをステップ１３０７において算出されたカーブカウント数に応じて補正する。カーブカウント数が多い場合には下限値Ｒｍｉｎを小さくし、カーブカウント数が少ない場合には下限値Ｒｍｉｎを大きくする。
【００４３】
たとえば、過去１ｋｍ以内の走行軌跡にカーブ数が５個以上カウントされている場合には、下限値Ｒｍｉｎを５％低い値に補正する。また同様にカーブ数が０個の場合には下限値Ｒｍｉｎを５％高い値に補正する。補正の概念を図１７に示す。ここで設定された下限値Ｒｍｉｎを用いステップ１２０３で算出された曲率半径Ｒｎが範囲内であるかどうかを判定する。
【００４４】
ステップ１３０９において、曲率半径範囲補正手段１１０８はステップ１３０３において算出された上限値Ｒｍａｘをステップ１３０７において算出されたカーブカウント数に応じて補正する。カーブカウント数が多い場合には上限値Ｒｍａｘを小さくし、カーブカウント数が少ない場合には上限値Ｒｍａｘを大きくする。
【００４５】
たとえば、過去１ｋｍ以内の走行軌跡にカーブ数が５個以上カウントされている場合には上限値Ｒｍａｘを５％高い値に補正する。また同様にカーブ数が０個の場合には上限値Ｒｍａｘを５％低い値に補正する。ここで設定された上限値Ｒｍａｘを用いステップ１２０３で算出された曲率半径Ｒｎが範囲内であるかどうかを判定する。
【００４６】
ステップ１３１０において、曲率半径修正手段１１０９はステップ１２０３にて算出された曲率半径Ｒｎがステップ１３０８，１３０９で算出された曲率半径の範囲であるか判定を行う。この判定式はＲｍｉｎ＜Ｒｎ＜Ｒｍａｘとなる。曲率半径Ｒｎがこの範囲外の場合にはステップ１３１１へ進み、範囲内の場合にはステップ１３１２へ進む。この判定によって、曲率半径Ｒｎｎの値が正確な値であるかどうかチェックする。
【００４７】
ステップ１３１１の曲率半径Ｒｎ値の変更の処理は上述した第１実施形態（図３のステップ３０５および図４〜図６）と同様である。
【００４８】
ステップ１３１２においては、曲率半径Ｒｎはステップ１３１０の判定で有効曲率半径範囲内であると判定されたため、この曲率半径Ｒｎをこのノード点の曲率半径とし、適切な曲率半径Ｒｃｏｍｐ１へ曲率半径Ｒｎを代入する。
【００４９】
以上のように、本実施形態では上述した第１実施形態に加えて、自車の走行軌跡情報より、有効曲率半径範囲を補正するため、より精度の高い曲率半径の算出が可能となる。
【００５０】
第３実施形態
まず、本実施形態に係る道路形状認識装置の基本構成について説明する。図１８は本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置を示すブロック図であり、同図に示すように本実施形態に係る道路形状認識装置は、走行中の自車両の走行位置を検出する自車位置検出手段１８０１と、制限速度情報を含む道路情報を格納した道路情報格納手段１８０２と、自車両の速度（車速）情報を検出する自車速度検出手段１８０３と、自車位置周辺の道路情報を取得する道路形状取得手段１８０４と、取得された内容に基づき道路の曲率半径を算出する道路曲率半径算出手段１８０７と、取得された道路形状データに付加されている制限速度情報に基づき存在し得ると考えられる曲率半径の範囲を有効曲率半径範囲とし、有効曲率半径範囲を決定する曲率半径範囲決定手段１８０５と、自車速度検出手段１８０３にて算出された自車両の車速に基づき、曲率半径範囲決定手段１８０５にて算出された有効曲率半径範囲を補正する曲率半径範囲補正手段１８０８と、道路曲率半径算出手段１８０７によって算出された曲率半径と、曲率半径範囲決定手段１８０５によって算出された有効曲率半径範囲に基づき、算出された曲率半径が有効曲率半径範囲内に該当しない場合には曲率半径の修正を行う曲率半径修正手段１８０９とから構成されている。
【００５１】
上述した第１実施形態に対して、自車速度情報検出手段１８０３および曲率半径範囲補正手段１８０８が付加され、これにより曲率半径範囲決定手段１８０５で決定された有効曲率半径範囲がより正確になり、曲率半径修正手段１８０９における曲率半径の修正がより適切に行えることになる。
【００５２】
なお、曲率半径修正手段１８０９から出力される曲率半径は車両制御ＥＣＵ１８１０等で利用可能である。
【００５３】
次に、図１９〜図２１を参照しながら本実施形態に係る道路形状認識装置の動作フローについて説明する。図１９は本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置の曲率半径算出動作を示すフローチャート（曲率半径Ｒｎの修正のサブルーチン）、図２０は本発明の第３実施形態に係る自車速度情報と進行可能範囲を示す概念図、図２１は本発明の第３実施形態に係る自車速度情報と曲率半径の下限値の関係を示すグラフである。なお、本実施形態に係る道路形状認識装置の曲率半径算出動作のメインフローは図１２に示すものと同じであるため、同図を参照しながら説明する。
【００５４】
図１２に示すように、ステップ１２０１において、道路形状取得手段１８０４は自車位置検出手段１８０１から自車位置情報を取得する。また、ステップ１２０２において、道路形状取得手段１８０４は、道路情報格納手段１８０２から、ステップ１２０１にて取得した自車位置情報に基づき自車位置周辺のノード、リンク情報および制限速度情報を取得する。
【００５５】
次のステップ１２０３において、道路曲率半径算出手段１８０７は、ステップ１２０２にて道路形状取得手段１８０４が取得したノード点データを利用して、図７に示すようにノード点Ａ，Ｂ，Ｃの３点を含む円弧の半径を求め、曲率半径Ｒｎとする。
【００５６】
この曲率半径Ｒｎの補正サブルーチン１２０４の詳細を図１９に示す。
【００５７】
本実施形態の道路形状認識システムでは、自車両の車速情報に基づき、自車両の車速が遅い場合は有効曲率半径範囲を大きくし（広げ）、自車両の車速が速い場合には有効曲率半径範囲を小さくする（狭める）ように有効曲率半径範囲を補正することにより、道路曲率半径算出手段１８０７が算出する曲率半径の精度を高めている。
【００５８】
すなわち、ステップ１９０１において、曲率半径範囲決定手段１８０５はステップ１２０２において道路形状取得手段１８０４によって取得された自車位置周辺の道路制限速度情報Ｖｌｉｍを取得する。
【００５９】
ここで、図１０は道路制限速度情報（横軸）と道路の曲率半径の下限値（縦軸）との関係を示すグラフであるが、一般に制限速度が大きくなれば道路の曲率半径の下限値Ｒｍｉｎも大きくなり（直線道路の制限速度が最も大きい）、逆に制限速度が小さくなれば道路の曲率半径の下限値Ｒｍｉｎも小さくなる。そこで、次のステップ１９０２において、曲率半径範囲決定手段１８０５はステップ１９０１で取得した道路制限速度情報Ｖｌｉｍに基づいて、自車が走行中道路の下限曲率値を同図に示すグラフから算出する。そして、こうした曲率半径の下限値Ｒｍｉｎを算出することによって、ステップ１２０３で算出した曲率半径Ｒｎが制限速度に対して妥当な値であるかチェックする。
【００６０】
次のステップ１９０３において、曲率半径範囲決定手段１８０５はステップ１９０１で取得した道路制限速度情報Ｖｌｉｍに基づいて自車両が走行中の道路の曲率半径の上限値Ｒｍａｘを算出する。基本的に上限値Ｒｍａｘは直線と考えて良い値が用いられる。
【００６１】
ステップ１９０４において、曲率半径範囲補正手段１８０８は自車速度情報検出手段１８０３より、自車車速情報Ｖｓを取得する。ここで取得した自車車速情報Ｖｓは、図２０に示すように、車速情報より進行可能な範囲の設定と、有効曲率半径範囲を比較し有効曲率半径範囲の補正に利用される。
【００６２】
ステップ１９０５において、曲率半径範囲補正手段１８０８はステップ１９０２において算出された曲率半径の下限値Ｒｍｉｎをステップ１９０４において算出された自車両の車速情報Ｖｓに応じて補正する。ここで補正する概念としては、図２１に示すように、自車両の車速が遅い場合には下限値Ｒｍｉｎを小さくし、自車両の車速が速い場合には下限値Ｒｍｉｎを大きくする。ここで設定された下限値Ｒｍｉｎを用いステップ１２０３で算出された曲率半径Ｒｎが曲率半径範囲内であるかどうかを判定する。
【００６３】
次のステップ１９０６において、曲率半径範囲補正手段１８０８はステップ１９０３において算出された曲率半径の上限値Ｒｍａｘをステップ１９０４において算出された車速情報Ｖｓに応じて補正する。この場合、自車両の車速が遅い場合には上限値Ｒｍａｘを小さくし、自車両の車速が速い場合には上限値Ｒｍａｘを大きくする。ここで設定された曲率半径の上限値Ｒｍａｘを用いステップ１２０３で算出された曲率半径Ｒｎが範囲内にあるかどうかを判定する。
【００６４】
ステップ１９０７において、曲率半径修正手段１８０９はステップ１２０３にて算出された曲率半径Ｒｎが、ステップ１９０５および１９０６で算出された有効曲率半径範囲にあるかどうかの判定を行う。判定式はＲｍｉｎ＜Ｒｎ＜Ｒｍａｘとなる。曲率半径Ｒｎがこの範囲外の場合にはステップ１９０８へ進み、範囲内の場合にはステップ１９０９へ進む。この判定によって、曲率半径Ｒｎが正確な値であるかどうかのチェックが実行される。
【００６５】
ステップ１９０８の曲率半径Ｒｎ値の変更の処理は上述した第１実施形態（図３のステップ３０５および図４〜図６）と同様である。
【００６６】
ステップ１９０９においては、曲率半径Ｒｎはステップ１９０７の判定で有効曲率半径範囲内であると判定されたため、この曲率半径Ｒｎをこのノード点の曲率半径とし、適切な曲率半径Ｒｃｏｍｐ１へ曲率半径Ｒｎを代入する。
【００６７】
以上のように、本実施形態では上述した第１実施形態に加えて、自車の速度情報から有効曲率半径範囲を補正するため、より精度の高い曲率半径の算出が可能となる。
【００６８】
第４実施形態
まず、本実施形態に係る道路形状認識装置の基本構成について説明する。図２２は本発明の第４実施形態に係る道路形状認識装置を示すブロック図であり、同図に示すように、本実施形態の道路形状認識装置は、走行中の自車の走行位置を検出する自車位置検出手段２２０１と、制限速度情報および推薦速度情報（アドバイザリースピード）を含む道路情報を格納した道路情報格納手段２２０２と、自車位置周辺の道路情報を取得する道路形状取得手段２２０３と、取得された内容に基づき道路の曲率半径を算出する道路曲率半径算出手段２２０４と、取得された道路形状データに付加されている制限速度情報に基づき、存在し得ると考えられる曲率半径の範囲、すなわち有効曲率半径範囲を決定する曲率半径範囲決定手段２２０５と、取得された道路情報の中の推薦速度情報に基づいて、算出された有効曲率半径範囲を補正する曲率半径範囲補正手段２２０６と、道路曲率半径算出手段２２０４によって算出された曲率半径と、算出された有効曲率半径範囲のデータに基づき、算出された曲率半径が有効曲率半径範囲内に該当しない場合には曲率半径の修正を行う曲率半径修正手段２２０７とから構成されている。
【００６９】
上述した第１実施形態に対して、道路情報格納手段２２０２に推薦速度情報が含まれているとともに曲率半径範囲補正手段２２０６が付加され、これにより曲率半径範囲決定手段２２０５で決定された有効曲率半径範囲がより正確になり、曲率半径修正手段２２０７における曲率半径の修正がより適切に行えることになる。
【００７０】
なお、曲率半径修正手段２２０７から出力される曲率半径は車両制御ＥＣＵ２２０８等で利用可能である。
【００７１】
次に、図２３を参照しながら本実施形態に係る道路形状認識装置の動作フローについて説明する。図２３は本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置の曲率半径算出動作を示すフローチャート（曲率半径Ｒｎの修正のサブルーチンである。なお、本実施形態に係る道路形状認識装置の曲率半径算出動作のメインフローは図１２に示すものと同じであるため、同図を参照しながら説明する。
【００７２】
図１２に示すように、ステップ１２０１において、道路形状取得手段２２０３は自車位置検出手段２２０１から自車位置情報を取得する。また、ステップ１２０２において、道路形状取得手段２２０３は、道路情報格納手段２２０２から、ステップ１２０１にて取得した自車位置情報に基づき自車位置周辺のノード、リンク情報および制限速度情報を取得する。
【００７３】
次のステップ１２０３において、道路曲率半径算出手段２２０４は、ステップ１２０２にて道路形状取得手段２２０３が取得したノード点データを利用して、図７に示すようにノード点Ａ，Ｂ，Ｃの３点を含む円弧の半径を求め、曲率半径Ｒｎとする。
【００７４】
この曲率半径Ｒｎの補正サブルーチン１２０４の詳細を図２３に示す。
【００７５】
本実施形態の道路形状認識システムでは、道路形状情報に推薦速度情報（アドバイザリースピード）が含まれているので、この推薦速度情報に基づき有効曲率半径範囲を補正することにより、道路曲率半径算出手段２２０４が算出する曲率半径の精度を高めている。
【００７６】
すなわち、ステップ２３０１において、曲率半径範囲決定手段２２０５はステップ１２０２において道路形状取得手段２２０３によって取得された自車位置周辺の道路制限速度情報Ｖｌｉｍを取得する。
【００７７】
ここで、図１０は道路制限速度情報（横軸）と道路の曲率半径の下限値（縦軸）との関係を示すグラフであるが、一般に制限速度が大きくなれば道路の曲率半径の下限値Ｒｍｉｎも大きくなり（直線道路の制限速度が最も大きい）、逆に制限速度が小さくなれば道路の曲率半径の下限値Ｒｍｉｎも小さくなる。そこで、次のステップ２３０２において、曲率半径範囲決定手段２２０５はステップ２３０１で取得した道路制限速度情報Ｖｌｉｍに基づいて、自車が走行中道路の下限曲率値を同図に示すグラフから算出する。そして、こうした曲率半径の下限値Ｒｍｉｎを算出することによって、ステップ１２０３で算出した曲率半径Ｒｎが制限速度に対して妥当な値であるかチェックする。
【００７８】
次のステップ２３０３において、曲率半径範囲決定手段２２０５はステップ２３０１で取得した道路制限速度情報Ｖｌｉｍに基づいて自車両が走行中の道路の曲率半径の上限値Ｒｍａｘを算出する。基本的に上限値Ｒｍａｘは直線と考えて良い値が用いられる。
【００７９】
ステップ２３０４において、曲率半径範囲補正手段２２０６は、ステップ１２０２において道路形状取得手段２２０３によって取得された自車位置周辺の推薦速度情報Ｒｓの有無を確認し、推薦速度情報Ｒｓが存在する場合にはステップ２３０５に進んで有効曲率半径範囲を補正し、推薦速度情報Ｒｓが存在しない場合には有効曲率半径範囲の補正は行わずにステップ２３０８の曲率半径Ｒｎの判定へ進む。
【００８０】
ステップ２３０５において、曲率半径範囲補正手段２２０６はステップ１２０２において道路形状取得手段２２０３によって取得された自車位置周辺の推薦速度情報Ｒｓを取得する。
【００８１】
ステップ２３０６において、曲率半径範囲補正手段２２０６はステップ２３０２において算出された曲率半径の下限値Ｒｍｉｎをステップ２３０５において算出された推薦速度情報Ｒｓに応じて狭めるように補正する。ここで設定された下限値Ｒｍｉｎを用いてステップ１２０３で算出された曲率半径Ｒｎが有効曲率半径範囲内にあるかどうかを判定する。
【００８２】
ステップ２３０７において、曲率半径範囲補正手段２２０６はステップ２３０３において算出された曲率半径の上限値Ｒｍａｘをステップ２３０５において算出された推薦速度情報Ｒｓに応じて狭めるように補正する。ここで設定された上限値Ｒｍａｘを用いてステップ１２０３で算出された曲率半径Ｒｎが有効曲率半径範囲内にあるかどうかを判定する。
【００８３】
ステップ２３０８において、曲率半径修正手段２２０７はステップ１２０３にて算出された曲率半径Ｒｎがステップ２３０６および２３０７または補正前のステップ２３０２および２３０３で算出された有効曲率半径範囲にあるかどうかを判定する。この判定式はＲｍｉｎ＜Ｒｎ＜Ｒｍａｘとなる。曲率半径Ｒｎがこの範囲外の場合にはステップ２３０９へ進み、範囲内にある場合にはステップ２３１０へ進む。この判定によって、曲率半径Ｒｎが正確な値であるかどうかがチェックされる。
【００８４】
ステップ２３０９の曲率半径Ｒｎ値の変更の処理は上述した第１実施形態（図３のステップ３０５および図４〜図６）と同様である。
【００８５】
ステップ２３１０においては、曲率半径Ｒｎはステップ２３０８の判定で有効曲率半径範囲内であると判定されたため、曲率半径Ｒｎをこのノード点の曲率半径とし、適切な曲率半径Ｒｃｏｍｐ１へ曲率半径Ｒｎを代入する。
【００８６】
以上のように、本実施形態では上述した第１実施形態に加えて、推薦速度情報を用いて有効曲率半径範囲を補正するため、より精度の高い曲率半径の算出が可能となる。
【００８７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る道路形状認識装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る道路形状認識装置の曲率半径算出動作を示すフローチャートである。
【図３】図２のステップ２０４のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図３のステップ３０５のサブルーチンの第１例を示すフローチャートである。
【図５】図３のステップ３０５のサブルーチンの第２例を示すフローチャートである。
【図６】図３のステップ３０５のサブルーチンの第３例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態に係るノード点に基づいて曲率半径を算出する際の基本概念図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るノード点に基づいて曲率半径を算出する際の他の概念図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るノード点に基づいて曲率半径を算出する際のさらに他の概念図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る制限速度情報と曲率半径の下限値との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る道路形状認識装置を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る道路形状認識装置の曲率半径算出動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１２のステップ１２０４のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る軌跡点とリンク角を示す概念図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係るリンク角とフラグリンクとの関係を示す図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係る軌跡点と開始点を示す概念図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る自車走行軌跡と曲率半径の下限値との関係を示すグラフである。
【図１８】本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置の曲率半径算出動作を示すフローチャート（曲率半径Ｒｎの修正のサブルーチン）である。
【図２０】本発明の第３実施形態に係る自車速度情報と進行可能範囲を示す概念図である。
【図２１】本発明の第３実施形態に係る自車速度情報と曲率半径の下限値の関係を示すグラフである。
【図２２】本発明の第４実施形態に係る道路形状認識装置を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第４実施形態に係る道路形状認識装置の曲率半径算出動作を示すフローチャート（曲率半径Ｒｎの修正のサブルーチン）である。
【符号の説明】
１０１…自車位置検出手段
１０２…道路情報格納手段
１０３…道路形状取得手段
１０４…道路曲率半径算出手段
１０５…曲率半径決定手段
１０６…曲率半径修正手段
Ｒｎ…曲率半径
Ｒｍｉｎ…有効曲率半径範囲の下限値
Ｒｍａｘ…有効曲率半径範囲の上限値[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a road shape recognition device that recognizes a road shape based on a map database provided in a navigation device or the like.
[0002]
[Background Art]
It has been proposed to calculate a road curvature value ahead of a vehicle based on data on a road shape recorded in a map database such as a navigation device, and to perform a shift control, a curve deceleration control, and the like using the calculated value. (For example, see Patent Document 1).
[0003]
However, in the conventional road shape recognition method, the radius of curvature of a road curve is estimated by calculating the radius of an arc passing through three nodes, but the nodes recorded in the map database are not recorded at regular intervals. When the radius of curvature is calculated based on this node, an error in the radius of curvature becomes large, and there is a problem that a curve is not detected or a false detection is made on a straight road.
[0004]
[Patent Document 1] JP-A-11-232599
[0005]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a road shape recognition device having high detection accuracy of a road shape.
[0006]
To achieve the above object, according to the present invention, a vehicle position detecting means for detecting a position of a vehicle, and road information storing at least a shape of a road and speed limit information of the road as an aggregate of point data Storage means, road shape obtaining means for obtaining a fixed distance of point data relating to the road shape in the traveling direction of the own vehicle based on the own vehicle position detected by the own vehicle position detecting means, and obtaining by the road shape obtaining means Road curvature calculating means for calculating a radius of curvature of the road in the range based on the point data of the road shape in the range, and a radius of curvature determining an effective radius of curvature based on the speed limit information defined in the range Determining means, and if the radius of curvature calculated by the road curvature radius calculating means is outside the effective radius of curvature determined by the radius of curvature range determining means, The road shape recognition apparatus and a radius of curvature correcting means for correcting the calculated curvature radius with the front and rear shape information provided.
[0007]
According to the present invention, a range of a radius of curvature that can be taken on a road, that is, an effective radius of curvature range is calculated based on speed limit information of a road on which the vehicle travels. The thus calculated effective radius of curvature is compared with the radius of curvature calculated from the nodes of the map data by, for example, the three-point method. If the radius of curvature is outside the effective radius of curvature, it is determined to be an abnormal radius of curvature. By discarding the radius of curvature determined to be the abnormal radius of curvature and recalculating the radius of curvature using the preceding and following road shape information, a more accurate radius of curvature can be calculated.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
First embodiment
First, the basic configuration of the road shape recognition device according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a road shape recognition device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a road shape recognition device 1 according to this embodiment detects an own vehicle position. Vehicle position detecting means 101, road information storing means 102 for storing at least the shape of the road and speed limit information of the road as an aggregate of point data, and the vehicle position detected by the vehicle position detecting means 101 A road shape obtaining means 103 for obtaining point data relating to a road shape in the traveling direction of the own vehicle for a certain distance, and a radius of curvature of a road in the range based on the road shape point data obtained by the road shape obtaining means 103 And a curvature radius for determining an effective radius of curvature range based on speed limit information defined in the range acquired by the road shape acquisition means 103 It is determined whether or not the radius of curvature calculated by the surrounding radius determining means 105 and the road curvature radius calculating means 104 is within the effective radius of curvature determined by the radius of curvature radius determining means 105. And a curvature radius correcting means 106 for correcting the radius of curvature calculated using the shape information before and after the range.
[0010]
The own vehicle position detecting means 101 includes an azimuth sensor for detecting a traveling direction of the own vehicle, a GPS sensor for detecting a GPS signal from a satellite, a traveling distance sensor for correcting the own vehicle position, and the like. The position data is sequentially transmitted to the road shape obtaining means 103 at regular time intervals.
[0011]
The road information storage means 102 is a so-called map database, which specifies a road shape as an aggregate of point data (collectively referred to as nodes and interpolation points arranged between nodes), and specifies speed limit information of the road. Are stored, for example, as attribute information of the road shape information. In the following example, an embodiment of the present invention will be described on the assumption that all point data are nodes. The road information storage means 102 of this example is composed of a CD medium storing point data and speed limit information, and a CD reading device. The point data and the speed limit information from the road information storage unit 102 are transmitted in response to a request from the road shape acquisition unit 103.
[0012]
The road shape acquisition means 103 reads node data and speed limit information at a certain distance from the own vehicle position from the road information storage means 102 based on the position data of the own vehicle position sent from the own vehicle position detection means 101. . This fixed distance is a predetermined constant. The acquired node data is sent to the road curvature radius calculating means 104, and the speed limit information is sent to the curvature radius range determining means 105.
[0013]
The road curvature radius calculating unit 104 calculates the radius of curvature of the road in the range based on the road shape point data acquired by the road shape acquiring unit 103. For example, as shown in FIG. 7, the radius of curvature of a curve connecting the three node data A, B, and C is calculated and sent to the radius of curvature correction means 106.
[0014]
The curvature radius range determination unit 105 determines the range of the effective radius of curvature based on the speed limit information of the range acquired from the road information storage unit 102 via the road shape acquisition unit 103. In general, note that the smaller the radius of curvature of the road (the tighter the curve), the lower the speed limit of the vehicle, and the larger the radius of curvature of the road (the steeper the curve), the higher the speed limit of the vehicle. The radius-of-curvature range determining means 105 calculates a lower limit value and an upper limit value of the radius of curvature based on the speed limit information, and sends the calculated values to the radius-of-curvature correcting means 106. Details will be described later.
[0015]
The curvature radius correction unit 106 determines whether the radius of curvature based on the node data calculated by the road curvature radius calculation unit 104 is within the effective curvature radius range based on the speed limit information determined by the curvature radius range determination unit 105. It is determined, and if it is out of the range, the radius of curvature calculated using the shape information before and after the range is corrected. Details will be described later.
[0016]
The road shape data corrected by the curvature radius correcting means 106 is sent to a curvature calculating means 107 such as a vehicle control device.
Next, an operation flow of the road shape recognition device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing a curvature radius calculation operation of the road shape recognition device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a flowchart showing a subroutine of step 204 in FIG. 2, and FIG. 4 is a subroutine of step 305 in FIG. 5 is a flowchart showing a second example of the subroutine of step 305 in FIG. 3, FIG. 6 is a flowchart showing a third example of the subroutine of step 305 in FIG. 3, and FIG. FIG. 8 is a basic conceptual diagram when calculating a radius of curvature based on a node point according to one embodiment; FIG. 8 is another conceptual diagram when calculating a radius of curvature based on a node point according to the first embodiment of the present invention; FIG. 9 is still another conceptual diagram of calculating a radius of curvature based on a node point according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram illustrating speed limit information and speed limit information according to the first embodiment of the present invention. Is a graph showing the relationship between the lower limit value of the rate radius.
As shown in FIG. 2, in step 201, the road shape acquisition unit 103 acquires the vehicle position information from the vehicle position detection unit 101. In step 202, the road shape acquisition unit 103 acquires nodes, link information, and speed limit information around the own vehicle position from the road information storage unit 102 based on the own vehicle position information acquired in step 201.
[0017]
In the next step 203, the road curvature radius calculating means 104 uses the node point data acquired by the road shape acquiring means 103 in step 202, as shown in FIG. The radius of the circular arc including is calculated and set as the radius of curvature Rn.
The details of the curvature radius Rn correction subroutine 204 are shown in FIG.
[0018]
In the road shape recognition system of the present embodiment, the range of the radius of curvature considered to exist on each road is determined based on the speed limit information of the road described in the map information, and the radius of curvature calculated from the map data is determined. By checking whether the curvature radius is within the range, a curvature radius calculation error is excluded.
[0019]
That is, in step 301, the curvature radius range determination unit 104 acquires the road speed limit information Vlim around the own vehicle position acquired by the road shape acquisition unit 103 in step 202.
[0020]
Here, FIG. 10 is a graph showing the relationship between the road speed limit information (horizontal axis) and the lower limit value of the radius of curvature of the road (vertical axis). In general, when the speed limit increases, the lower limit value of the radius of curvature of the road increases. Rmin also increases (the speed limit of a straight road is the largest). Conversely, if the speed limit decreases, the lower limit value Rmin of the radius of curvature of the road also decreases. Therefore, in the next step 302, the curvature radius range determination means 105 calculates the lower limit curvature value of the road on which the vehicle is traveling, based on the road speed limit information Vlim acquired in step 301, from the graph shown in FIG. Then, by calculating such a lower limit value Rmin of the radius of curvature, it is checked whether the radius of curvature Rn calculated in step 203 is an appropriate value for the speed limit.
[0021]
In the next step 303, the radius of curvature range determining means 105 calculates an upper limit value Rmax of the radius of curvature of the road on which the vehicle is traveling, based on the road speed limit information Vlim obtained in step 301. Basically, a value that can be considered as a straight line is used as the upper limit value Rmax.
[0022]
In the next step 304, the radius of curvature correction means 106 compares the radius of curvature Rn calculated in step 203 of FIG. 2 with the lower limit value Rmin and the upper limit value Rmax of the radius of curvature calculated in steps 302 and 303 of FIG. If the value of the curvature radius Rn is larger than the lower limit value Rmin of the curvature radius and smaller than the upper limit value Rmax, the process proceeds to step 306. If this condition is not satisfied, that is, if the radius of curvature Rn is not in the range between the lower limit Rmin and the upper limit Rmax, the process proceeds to step 305. By this processing, it is confirmed whether the radius of curvature Rn has calculated a value within an accurate range.
In step 305, since the radius of curvature Rn is not within the range defined by the lower limit Rmin and the upper limit Rmax, the value of the radius of curvature Rn is recalculated to change the radius of curvature Rn. It will be described later.
[0023]
In step 306, it is confirmed that the radius of curvature Rn is within the radius of curvature defined by the lower limit value Rmin and the upper limit value Rmax in step 304. Therefore, the value of the radius of curvature Rn is set to an appropriate radius of curvature Rcomp1. substitute.
Several patterns can be considered in the process of changing the radius of curvature Rn shown in step 305 of FIG. These examples are described below.
In the first pattern shown in FIG. 4, the curvature of the node point calculated immediately before calculating the radius of curvature Rn is used. That is, in step 401, the road shape obtaining means 103 obtains, from the road information storage means 102, the node points D next to the node points A, B, and C used when calculating the radius of curvature in step 203.
In the next step 402, the curvature radius Rn + 1 is calculated using the three node points B, C, and D including the node point calculated in step 401.
In step 403, it is determined whether or not the radius of curvature Rn + 1 calculated in step 402 is within the range of the radius of curvature between the lower limit value Rmin and the upper limit value Rmax of the radius of curvature. If the value of the radius of curvature Rn + 1 is out of the range of the radius of curvature, the process proceeds to step 404. If the value is outside the range of the radius of curvature, the process proceeds to step 405.
In step 404, the calculated curvature radii Rn and Rn + 1 are successively determined to be abnormal points by the condition determination in step 403. However, it is determined that there is a curve instead of an abnormal point, and the curvature radius calculated in step 203 is determined. Rn is determined to be the correct radius of curvature, and the radius of curvature Rn is substituted into an appropriate radius of curvature Rcomp1.
In step 405, the condition determination in step 403 confirms that the radius of curvature Rn + 1 is within the range of the radius of curvature, so that only the radius of curvature Rn can be determined to be an abnormal value. Therefore, the radius of curvature Rcomp0 determined before calculating the radius of curvature Rn is substituted into an appropriate radius of curvature Rcomp1. As a result, since only the correct radius of curvature is used without using the radius of curvature determined to be abnormal, it is possible not only to prevent erroneous detection of a curve on a straight road, but also to correctly detect a curve in the case of a curve. It becomes.
[0024]
In the second pattern shown in FIG. 5, the next node point is used. FIG. 8 shows a conceptual diagram thereof.
In step 501 of FIG. 5, the road curvature radius calculating unit 104 obtains, from the road shape obtaining unit 103, a point node D next to the node points A, B, and C that were calculated in the curvature radius Rn calculating step 203. I do.
In the next step 502, the curvature radius Rn + 1 is calculated using the three node points B, C, and D including the node point calculated in step 501.
In step 503, it is determined whether the radius of curvature Rn + 1 calculated in step 502 is within the range between the lower limit value Rmin and the upper limit value Rmax of the radius of curvature. When the value of the curvature radius Rn + 1 is out of the range, the calculated curvature radii Rn and Rn + 1 are continuously determined to be abnormal points. However, it is determined that there is a curve instead of an abnormal point, and the curvature radius Rn is determined. The process proceeds to step 505 without performing recalculation. On the other hand, when the value of the radius of curvature Rn + 1 is within the range, it is confirmed that only the radius of curvature Rn is an abnormal value, and the process of the next step 504 is performed.
[0025]
In step 504, it was confirmed by the condition determination in step 503 that the radius of curvature Rn + 1 was within the radius of curvature range, and that only the radius of curvature Rn was an abnormal value. Here, the node point newly used when calculating the radius of curvature in step 203 is point C. Since the radius of curvature calculated by using this point C becomes an abnormal value, the radius of curvature is calculated. The radius of curvature is recalculated using the node point D next to the point C without using the point C. That is, as shown in FIG. 8, the curvature radius calculation means 104 excludes the node C as a noise point, finds the radius of an arc passing through the three nodes A, B, and D, and sets it as the curvature radius Rn.
In step 505, the radius of curvature Rn calculated up to step 504 is substituted into an appropriate radius of curvature Rcomp1 to be treated as a calculated value.
By using the radius of curvature calculated by excluding the node abnormal point by the above processing, not only erroneous detection of a curve on a straight road can be prevented, but also in the case of a curve, it can be correctly detected as a curve.
[0026]
In the third pattern shown in FIG. 6, the position of the noise point is corrected, and the curvature radius is most calculated. This conceptual diagram is shown in FIG.
In step 601 of FIG. 6, the road curvature radius calculating unit 104 obtains, from the road shape obtaining unit 103, a point node D next to the node points A, B, and C that were calculated in the curvature radius Rn calculating step 203. .
In step 602, the curvature R radius Rn + 1 is calculated using three node points B, C, and D including the node point calculated in step 601.
In step 603, it is determined whether or not the radius of curvature Rn + 1 calculated in step 602 is within the range of the radius of curvature between the lower limit value Rmin and the upper limit value Rmax of the radius of curvature. Here, when the value of the radius of curvature Rn + 1 is out of the range, the calculated radius of curvature Rn, Rn + 1 is determined to be an abnormal point continuously, but it is determined that there is a curve instead of an abnormal point, and the radius of curvature Rn is determined. The process proceeds to step 607 without re-calculation. If the value of the radius of curvature Rn + 1 is within the range, it is confirmed that only the radius of curvature Rn is an abnormal value, and the process of the next step 604 is performed.
In step 604, the node point newly used for the calculation of the radius of curvature in step 203 was point C, but the radius of curvature calculated by using point C became an abnormal value. The curve function is calculated using the node point D next to the point C without using the point C. That is, the road curvature radius calculation means 104 calculates a curve function from the three nodes A, B, and D using a spline function or the like.
In step 605, a node point C ′ existing on the curve calculated in step 604 is created from a solution obtained by substituting the node point C, which has been removed as an abnormal point, into the curve function calculated in step 604. I do. This is shown in FIG. The road curvature radius calculator 104 substitutes the node point C into the curve function calculated in step 604 to calculate a node point C '.
Then, in step 606, the radius of curvature is calculated using the node point C 'calculated in step 605. The road curvature radius calculation means 104 calculates the radius of an arc passing through the three nodes A, B, and C 'and sets the radius as a curvature radius Rn.
In the next step 607, the radius-of-curvature correcting means 106 substitutes the calculated radius of curvature Rn into an appropriate radius of curvature Rcomp1.
By performing the above processing, the coordinates of the node point determined to be abnormal are corrected, and the radius of curvature is calculated using the corrected node point. Therefore, a more accurate radius of curvature can be calculated. FIG. 9 shows this state. In FIG. 9, the spline curves calculated using the node points A, B, and D are shown by broken lines, and the node points A, B, and C 'including the corrected node point C' are shown. The calculated spline curve is shown by a solid line. It is understood that the radius of curvature of the spline curve calculated using the node points A, B, and C 'including the corrected node point C' between the node points A and B is more accurate. You.
[0027]
Second embodiment
First, the basic configuration of the road shape recognition device according to the present embodiment will be described. FIG. 11 is a block diagram illustrating a road shape recognition device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the road shape recognition device 1 according to the present embodiment includes a traveling position of a running vehicle. , A road information storage unit 1102 for storing at least a shape of a road and speed limit information of the road as an aggregate of point data, and a trajectory of a certain distance traveled immediately before is stored. Own vehicle travel locus storage means 1103, road shape obtaining means 1104 for obtaining road information around the own vehicle position, road curvature radius calculating means 1107 for calculating the radius of curvature of the road based on the obtained content. Radius-of-curvature range determining means 11 for determining a range of possible radii of curvature and an effective radius of curvature based on the speed limit information added to the obtained road shape data. 5, a curve counting means 1106 for counting the number of curves existing in the locus based on the locus data stored in the own vehicle traveling locus storage means 1103, and a curvature based on the number of curves calculated by the curve counting means 1106. A curvature radius range correction unit 1108 for correcting the effective curvature radius range calculated by the radius range determination unit 1105, a curvature radius calculated by the road curvature radius calculation unit 1107, and a curvature radius range correction from the curvature radius range determination unit 1105. A radius of curvature correcting means for correcting the radius of curvature when the calculated radius of curvature does not fall within the range of the effective radius of curvature based on the effective radius of curvature range calculated via the means. .
[0028]
In addition to the first embodiment described above, an own vehicle traveling locus storage unit 1103, a curve counting unit 1106, and a radius of curvature range correcting unit 1108 are added, so that the effective radius of curvature determined by the radius of curvature range determining unit 1105 is changed. It becomes more accurate, and the curvature radius can be more appropriately corrected by the curvature radius correcting means 1109.
[0029]
The radius of curvature output from the radius-of-curvature correcting means 1109 can be used by the vehicle control ECU 1110 or the like.
[0030]
Next, an operation flow of the road shape recognition device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a flowchart showing a curvature radius calculation operation of the road shape recognition device according to the second embodiment of the present invention, FIG. 13 is a flowchart showing a subroutine of step 1204 of FIG. 12, and FIG. 14 is a flowchart of the second embodiment of the present invention. FIG. 15 is a conceptual diagram showing the locus point and the link angle, FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the link angle and the flag link according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a diagram showing the locus point and the link point according to the second embodiment of the present invention. FIG. 17 is a conceptual diagram showing a starting point, and FIG. 17 is a graph showing the relationship between the own vehicle traveling locus and the lower limit value of the radius of curvature according to the second embodiment of the present invention.
[0031]
As shown in FIG. 12, in step 1201, the road shape acquisition unit 1104 acquires the vehicle position information from the vehicle position detection unit 1101. In step 1202, the road shape acquisition unit 1104 acquires nodes, link information, and speed limit information around the own vehicle position from the road information storage unit 1102 based on the own vehicle position information acquired in step 1201.
[0032]
In the next step 1203, the road curvature radius calculating means 1107 uses the node point data acquired by the road shape acquiring means 1104 in step 1202 to generate three points of the node points A, B and C as shown in FIG. The radius of the circular arc including is calculated and set as the radius of curvature Rn.
[0033]
The details of the curvature radius Rn correction subroutine 1204 are shown in FIG.
[0034]
In the road shape recognition system of the present embodiment, the number of curves up to immediately before is counted based on the own vehicle traveling trajectory information. By correcting the effective curvature radius range so as to narrow the radius range, the accuracy of the curvature radius calculated by the road curvature radius calculation unit 1107 is increased.
[0035]
That is, in step 1301, the curvature radius range determination unit 1105 acquires the road speed limit information Vlim around the own vehicle position acquired by the road shape acquisition unit 1104 in step 1202.
[0036]
Here, FIG. 10 is a graph showing the relationship between the road speed limit information (horizontal axis) and the lower limit value of the radius of curvature of the road (vertical axis). In general, when the speed limit increases, the lower limit value of the radius of curvature of the road increases. Rmin also increases (the speed limit of a straight road is the largest). Conversely, if the speed limit decreases, the lower limit value Rmin of the radius of curvature of the road also decreases. Therefore, in the next step 1302, the curvature radius range determining means 1105 calculates the lower limit curvature value of the road on which the vehicle is traveling based on the road speed limit information Vlim acquired in step 1301, from the graph shown in FIG. Then, by calculating such a lower limit value Rmin of the radius of curvature, it is checked whether the radius of curvature Rn calculated in step 1203 is a value appropriate for the speed limit.
[0037]
In the next step 1303, the radius of curvature range determining means 1105 calculates an upper limit value Rmax of the radius of curvature of the road on which the vehicle is traveling, based on the road speed limit information Vlim acquired in step 1301. Basically, a value that can be considered as a straight line is used as the upper limit value Rmax.
[0038]
In step 1304, the curve counting unit 1106 acquires the traveling locus information up to immediately before from the own vehicle traveling locus storage unit 1103.
[0039]
In step 1305, the curve counting unit 1106 calculates the link angle θa between the trajectory points a, b, and c from the trajectory point data included in the travel trajectory information calculated in step 1304, as shown in FIG. .
[0040]
In step 1306, the curve counting means 1106 converts the link angle θa calculated in step 1305 into a linear range (175 ° ≦ θa ≦ 185 °) and a left curve range (0 ° ≦ θa <185 °) as shown in FIG. ) And the right curve range (185 ° <θa ≦ 360 °). As shown in FIG. 16, the start point and the end point of the classified link angle θa are set as the switching points of the classification.
[0041]
In step 1307, the curve counting means 1106 counts the number of start points calculated in step 1306, and sets this as the curve count number.
[0042]
In step 1308, the curvature radius range correcting unit 1108 corrects the lower limit value Rmin calculated in step 1302 according to the curve count calculated in step 1307. When the number of curve counts is large, the lower limit value Rmin is reduced, and when the number of curve counts is small, the lower limit value Rmin is increased.
[0043]
For example, when five or more curves are counted in the traveling locus within the past 1 km, the lower limit value Rmin is corrected to a value lower by 5%. Similarly, when the number of curves is 0, the lower limit value Rmin is corrected to a value higher by 5%. FIG. 17 shows the concept of the correction. Using the lower limit value Rmin set here, it is determined whether the radius of curvature Rn calculated in step 1203 is within the range.
[0044]
In step 1309, the curvature radius range correcting unit 1108 corrects the upper limit value Rmax calculated in step 1303 according to the curve count calculated in step 1307. When the number of curve counts is large, the upper limit value Rmax is reduced, and when the number of curve counts is small, the upper limit value Rmax is increased.
[0045]
For example, when five or more curves are counted in a running locus within the past 1 km, the upper limit value Rmax is corrected to a value higher by 5%. Similarly, when the number of curves is 0, the upper limit value Rmax is corrected to a value lower by 5%. Using the upper limit value Rmax set here, it is determined whether the radius of curvature Rn calculated in step 1203 is within the range.
[0046]
In step 1310, the curvature radius correcting unit 1109 determines whether the curvature radius Rn calculated in step 1203 is within the range of the curvature radius calculated in steps 1308 and 1309. This determination expression satisfies Rmin <Rn <Rmax. If the radius of curvature Rn is out of this range, the process proceeds to step 1311; otherwise, the process proceeds to step 1312. By this determination, it is checked whether the value of the radius of curvature Rnn is an accurate value.
[0047]
The process of changing the radius of curvature Rn in step 1311 is the same as in the above-described first embodiment (step 305 in FIG. 3 and FIGS. 4 to 6).
[0048]
In step 1312, the radius of curvature Rn is determined to be within the effective radius of curvature range in the determination of step 1310. Therefore, the radius of curvature Rn is set as the radius of curvature of this node point, and the radius of curvature Rn is substituted into an appropriate radius of curvature Rcomp1. I do.
[0049]
As described above, in the present embodiment, in addition to the above-described first embodiment, the effective radius of curvature range is corrected from the traveling locus information of the own vehicle, so that a more accurate calculation of the radius of curvature can be performed.
[0050]
Third embodiment
First, the basic configuration of the road shape recognition device according to the present embodiment will be described. FIG. 18 is a block diagram showing a road shape recognition device according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 18, the road shape recognition device according to the present embodiment detects the traveling position of the own vehicle while traveling. Own vehicle position detecting means 1801, road information storing means 1802 storing road information including speed limit information, own vehicle speed detecting means 1803 detecting speed (vehicle speed) information of the own vehicle, Road shape obtaining means 1804 for obtaining road information, road curvature radius calculating means 1807 for calculating the radius of curvature of the road based on the obtained content, and existence based on speed limit information added to the obtained road shape data The range of the radius of curvature considered to be possible is defined as the effective radius of curvature range, and the radius of curvature is determined by the radius of curvature range determining means 1805 for determining the effective radius of curvature and the vehicle speed detecting means 1803. A radius of curvature range correcting means 1808 for correcting the effective radius of curvature calculated by the radius of curvature range determining means 1805 based on the vehicle speed of the vehicle, a radius of curvature calculated by the road radius of curvature calculating means 1807, and a radius of curvature radius Based on the effective radius of curvature calculated by the deciding unit 1805, if the calculated radius of curvature does not fall within the effective radius of curvature, the system comprises a radius of curvature correcting unit 1809 for correcting the radius of curvature.
[0051]
The vehicle speed information detecting means 1803 and the curvature radius range correcting means 1808 are added to the first embodiment described above, whereby the effective radius of curvature determined by the curvature radius range determining means 1805 becomes more accurate. The curvature radius correction by the curvature radius correction means 1809 can be performed more appropriately.
[0052]
The radius of curvature output from the radius of curvature correction means 1809 can be used by the vehicle control ECU 1810 and the like.
[0053]
Next, an operation flow of the road shape recognition device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is a flowchart showing a curvature radius calculation operation of the road shape recognition device according to the third embodiment of the present invention (subroutine for correcting the radius of curvature Rn), and FIG. 20 is vehicle speed information according to the third embodiment of the present invention. And FIG. 21 is a graph showing the relationship between the vehicle speed information and the lower limit of the radius of curvature according to the third embodiment of the present invention. Note that the main flow of the curvature radius calculation operation of the road shape recognition device according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. 12, and therefore will be described with reference to FIG.
[0054]
As shown in FIG. 12, in step 1201, the road shape obtaining means 1804 obtains own vehicle position information from the own vehicle position detecting means 1801. In step 1202, the road shape acquisition unit 1804 acquires nodes, link information, and speed limit information around the own vehicle position from the road information storage unit 1802 based on the own vehicle position information obtained in step 1201.
[0055]
In the next step 1203, the road curvature radius calculating means 1807 uses the node point data acquired by the road shape acquiring means 1804 in step 1202, as shown in FIG. The radius of the circular arc including is calculated and set as the radius of curvature Rn.
[0056]
The details of the curvature radius Rn correction subroutine 1204 are shown in FIG.
[0057]
In the road shape recognition system according to the present embodiment, based on the vehicle speed information of the own vehicle, the effective radius of curvature range is increased (expanded) when the speed of the own vehicle is low, and the effective radius of curvature range is increased when the speed of the own vehicle is high. The accuracy of the radius of curvature calculated by the road radius of curvature calculation means 1807 is enhanced by correcting the effective radius of curvature range so as to reduce (narrow) the radius of curvature.
[0058]
That is, in step 1901, the curvature radius range determination unit 1805 acquires the road speed limit information Vlim around the own vehicle position acquired by the road shape acquisition unit 1804 in step 1202.
[0059]
Here, FIG. 10 is a graph showing the relationship between the road speed limit information (horizontal axis) and the lower limit value of the radius of curvature of the road (vertical axis). In general, when the speed limit increases, the lower limit value of the radius of curvature of the road increases. Rmin also increases (the speed limit of a straight road is the largest). Conversely, if the speed limit decreases, the lower limit value Rmin of the radius of curvature of the road also decreases. Therefore, in the next step 1902, the curvature radius range determination means 1805 calculates the lower limit curvature value of the road on which the vehicle is traveling based on the road speed limit information Vlim acquired in step 1901 from the graph shown in FIG. Then, by calculating such a lower limit value Rmin of the radius of curvature, it is checked whether the radius of curvature Rn calculated in step 1203 is a value appropriate for the speed limit.
[0060]
In the next step 1903, the radius of curvature range determining means 1805 calculates the upper limit value Rmax of the radius of curvature of the road on which the vehicle is traveling, based on the road speed limit information Vlim obtained in step 1901. Basically, a value that can be considered as a straight line is used as the upper limit value Rmax.
[0061]
In step 1904, the curvature radius range correction unit 1808 acquires the vehicle speed information Vs from the vehicle speed information detection unit 1803. As shown in FIG. 20, the own vehicle speed information Vs acquired here is used for setting the range in which the vehicle can travel based on the vehicle speed information and comparing the effective radius of curvature range to correct the effective radius of curvature range.
[0062]
In step 1905, the curvature radius range correcting means 1808 corrects the lower limit value Rmin of the radius of curvature calculated in step 1902 according to the vehicle speed information Vs of the own vehicle calculated in step 1904. As a concept of the correction, as shown in FIG. 21, the lower limit value Rmin is reduced when the vehicle speed of the host vehicle is low, and the lower limit value Rmin is increased when the vehicle speed of the host vehicle is high. Using the lower limit value Rmin set here, it is determined whether or not the radius of curvature Rn calculated in step 1203 is within the radius of curvature range.
[0063]
In the next step 1906, the curvature radius range correcting means 1808 corrects the upper limit value Rmax of the radius of curvature calculated in step 1903 according to the vehicle speed information Vs calculated in step 1904. In this case, when the vehicle speed of the own vehicle is slow, the upper limit value Rmax is reduced, and when the vehicle speed of the own vehicle is fast, the upper limit value Rmax is increased. Using the upper limit value Rmax of the radius of curvature set here, it is determined whether or not the radius of curvature Rn calculated in step 1203 is within the range.
[0064]
In step 1907, the curvature radius correcting unit 1809 determines whether the radius of curvature Rn calculated in step 1203 falls within the effective radius of curvature calculated in steps 1905 and 1906. The determination formula is Rmin <Rn <Rmax. If the radius of curvature Rn is out of this range, the process proceeds to step 1908; otherwise, the process proceeds to step 1909. With this determination, it is checked whether the radius of curvature Rn is an accurate value.
[0065]
The process of changing the radius of curvature Rn in step 1908 is the same as in the above-described first embodiment (step 305 in FIG. 3 and FIGS. 4 to 6).
[0066]
In step 1909, the radius of curvature Rn is determined to be within the effective radius of curvature in the determination of step 1907, so the radius of curvature Rn is set as the radius of curvature of this node point, and the radius of curvature Rn is substituted into the appropriate radius of curvature Rcomp1. I do.
[0067]
As described above, in this embodiment, in addition to the above-described first embodiment, since the effective radius of curvature range is corrected from the speed information of the own vehicle, it is possible to calculate the radius of curvature with higher accuracy.
[0068]
Fourth embodiment
First, the basic configuration of the road shape recognition device according to the present embodiment will be described. FIG. 22 is a block diagram showing a road shape recognition device according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 22, the road shape recognition device of the present embodiment detects the traveling position of the own vehicle while traveling. Vehicle information detecting means 2201, road information storing means 2202 storing road information including speed limit information and recommended speed information (advisory speed), and road shape obtaining means 2203 for obtaining road information around the own vehicle position. A road curvature radius calculating means 2204 for calculating a radius of curvature of a road based on the acquired content, and a range of curvature radii considered to be possible based on speed limit information added to the acquired road shape data; That is, the radius of curvature range determining means 2205 for determining the range of effective radius of curvature and the effective radius of curvature calculated based on the recommended speed information in the acquired road information. The calculated radius of curvature falls within the effective radius of curvature based on the radius of curvature calculated by the radius of curvature range correcting means 2206 for correcting the circumference, the radius of curvature calculated by the road radius of curvature calculating means 2204, and the calculated data of the effective radius of curvature. If it does not correspond, it comprises a curvature radius correcting means 2207 for correcting the radius of curvature.
[0069]
In the first embodiment, the recommended speed information is included in the road information storage unit 2202 and the radius of curvature range correction unit 2206 is added, whereby the effective radius of curvature determined by the radius of curvature range determination unit 2205 is added. The range becomes more accurate, and the curvature radius correction unit 2207 can more appropriately correct the radius of curvature.
[0070]
The radius of curvature output from the radius of curvature correcting means 2207 can be used by the vehicle control ECU 2208 and the like.
[0071]
Next, an operation flow of the road shape recognition device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a flowchart showing a curvature radius calculation operation of the road shape recognition device according to the third embodiment of the present invention (this is a subroutine for correcting the curvature radius Rn. The curvature radius calculation of the road shape recognition device according to the present embodiment) Since the main flow of the operation is the same as that shown in FIG. 12, description will be given with reference to FIG.
[0072]
As shown in FIG. 12, in step 1201, the road shape obtaining means 2203 obtains own vehicle position information from the own vehicle position detecting means 2201. In step 1202, the road shape acquisition unit 2203 acquires, from the road information storage unit 2202, nodes, link information, and speed limit information around the own vehicle position based on the own vehicle position information obtained in step 1201.
[0073]
In the next step 1203, the road curvature radius calculating means 2204 uses the node point data acquired by the road shape acquiring means 2203 in step 1202, and as shown in FIG. The radius of the circular arc including is calculated and set as the radius of curvature Rn.
[0074]
The details of the curvature radius Rn correction subroutine 1204 are shown in FIG.
[0075]
In the road shape recognition system of this embodiment, since the road shape information includes the recommended speed information (advisory speed), the effective curvature radius range is corrected based on the recommended speed information, so that the road curvature radius calculating means 2204 Has increased the accuracy of the radius of curvature calculated.
[0076]
That is, in step 2301, the curvature radius range determination unit 2205 acquires the road speed limit information Vlim around the own vehicle position acquired by the road shape acquisition unit 2203 in step 1202.
[0077]
Here, FIG. 10 is a graph showing the relationship between the road speed limit information (horizontal axis) and the lower limit value of the radius of curvature of the road (vertical axis). In general, when the speed limit increases, the lower limit value of the radius of curvature of the road increases. Rmin also increases (the speed limit of a straight road is the largest). Conversely, if the speed limit decreases, the lower limit value Rmin of the radius of curvature of the road also decreases. Therefore, in the next step 2302, the curvature radius range determining means 2205 calculates the lower limit curvature value of the road on which the vehicle is traveling based on the road speed limit information Vlim acquired in step 2301, from the graph shown in FIG. Then, by calculating such a lower limit value Rmin of the radius of curvature, it is checked whether the radius of curvature Rn calculated in step 1203 is a value appropriate for the speed limit.
[0078]
In the next step 2303, the radius of curvature range determination means 2205 calculates the upper limit value Rmax of the radius of curvature of the road on which the vehicle is traveling, based on the road speed limit information Vlim acquired in step 2301. Basically, a value that can be considered as a straight line is used as the upper limit value Rmax.
[0079]
In step 2304, the curvature radius range correcting unit 2206 checks whether or not there is the recommended speed information Rs around the own vehicle position acquired by the road shape acquiring unit 2203 in step 1202. Proceeding to 2305, the effective radius of curvature range is corrected, and if there is no recommended speed information Rs, the process proceeds to step 2308 to determine the radius of curvature Rn without correcting the effective radius of curvature range.
[0080]
In step 2305, the curvature radius range correction unit 2206 obtains the recommended speed information Rs around the own vehicle position obtained by the road shape obtaining unit 2203 in step 1202.
[0081]
In step 2306, the curvature radius range correcting means 2206 corrects the lower limit value Rmin of the radius of curvature calculated in step 2302 so as to be narrowed according to the recommended speed information Rs calculated in step 2305. It is determined whether or not the radius of curvature Rn calculated in step 1203 is within the effective radius of curvature using the lower limit value Rmin set here.
[0082]
In step 2307, the radius of curvature range correcting means 2206 corrects the upper limit value Rmax of the radius of curvature calculated in step 2303 so as to be narrowed according to the recommended speed information Rs calculated in step 2305. Using the upper limit value Rmax set here, it is determined whether the radius of curvature Rn calculated in step 1203 is within the effective radius of curvature range.
[0083]
In step 2308, the curvature radius correcting unit 2207 determines whether the curvature radius Rn calculated in step 1203 is within the effective radius of curvature calculated in steps 2306 and 2307 or steps 2302 and 2303 before correction. This determination expression satisfies Rmin <Rn <Rmax. If the radius of curvature Rn is out of this range, the process proceeds to step 2309; otherwise, the process proceeds to step 2310. With this determination, it is checked whether the radius of curvature Rn is an accurate value.
[0084]
The process of changing the radius of curvature Rn in step 2309 is the same as in the above-described first embodiment (step 305 in FIG. 3 and FIGS. 4 to 6).
[0085]
In step 2310, since the radius of curvature Rn is determined to be within the effective radius of curvature range in the determination of step 2308, the radius of curvature Rn is set as the radius of curvature of this node point, and the radius of curvature Rn is substituted into an appropriate radius of curvature Rcomp1. .
[0086]
As described above, in the present embodiment, in addition to the above-described first embodiment, since the effective radius of curvature range is corrected using the recommended speed information, it is possible to calculate the radius of curvature with higher accuracy.
[0087]
The embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a road shape recognition device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a curvature radius calculation operation of the road shape recognition device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a subroutine of step 204 in FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart illustrating a first example of a subroutine of step 305 in FIG. 3;
FIG. 5 is a flowchart showing a second example of a subroutine of step 305 in FIG. 3;
FIG. 6 is a flowchart illustrating a third example of a subroutine of step 305 in FIG. 3;
FIG. 7 is a basic conceptual diagram when calculating a radius of curvature based on a node point according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is another conceptual diagram when a radius of curvature is calculated based on a node point according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is still another conceptual diagram when a radius of curvature is calculated based on a node point according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing a relationship between speed limit information and a lower limit value of a radius of curvature according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a road shape recognition device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart illustrating a curvature radius calculation operation of the road shape recognition device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart showing a subroutine of step 1204 in FIG. 12;
FIG. 14 is a conceptual diagram showing trajectory points and link angles according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between a link angle and a flag link according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a conceptual diagram showing a locus point and a start point according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a graph showing the relationship between the own vehicle traveling locus and the lower limit value of the radius of curvature according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a block diagram showing a road shape recognition device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a flowchart (a subroutine for correcting a radius of curvature Rn) showing an operation of calculating a radius of curvature of the road shape recognition device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a conceptual diagram showing own vehicle speed information and a travelable range according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a graph showing a relationship between own-vehicle speed information and a lower limit value of a radius of curvature according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a block diagram illustrating a road shape recognition device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a flowchart showing a curvature radius calculation operation of the road shape recognition device according to the fourth embodiment of the present invention (a subroutine for correcting the curvature radius Rn).
[Explanation of symbols]
101: Vehicle position detecting means
102: Road information storage means
103 ... Road shape acquisition means
104: Road curvature radius calculating means
105 ... curvature radius determining means
106 ... curvature radius correcting means
Rn: radius of curvature
Rmin: Lower limit of effective radius of curvature range
Rmax: Upper limit of effective radius of curvature range

Claims

Own vehicle position detecting means for detecting the position of the own vehicle,
Road information storage means for storing at least the shape of the road and the speed limit information of the road as an aggregate of point data;
A road shape acquisition unit that acquires point data related to the road shape in the traveling direction of the own vehicle for a certain distance based on the own vehicle position detected by the own vehicle position detection unit,
Road curvature calculating means for calculating a radius of curvature of a road in the range based on the point data of the road shape in the range obtained by the road shape obtaining means,
Curvature radius range determining means for determining an effective radius of curvature range based on the speed limit information defined in the range,
If the radius of curvature calculated by the road radius of curvature calculation means is outside the effective radius of curvature determined by the radius of curvature range determination means, the radius of curvature calculated using the shape information before and after the range is calculated. A road shape recognition device, comprising: a curvature radius correction unit for correcting the curvature radius.

The curvature radius correction unit is obtained by the road shape acquisition unit when the curvature radius calculated by the road curvature radius calculation unit is outside the effective radius of curvature determined by the curvature radius range determination unit. Calculate the radius of curvature of the road using the following point data,
When the radius of curvature is within the effective radius of curvature determined by the radius of curvature range determining means, a curve function is calculated by replacing the point data determined as an abnormal point with the next point data,
By calculating the corrected point data on the curve function by substituting the point data determined as the abnormal point into the calculated curve function,
The road shape recognition device according to claim 1, wherein the road curvature radius calculation unit recalculates a curvature radius of the road using the corrected point data.

Own-vehicle travel locus storage means for storing locus information on which the own vehicle has traveled;
Curve counting means for detecting a curve from the traveling locus based on the own vehicle traveling locus information determined in the range and counting the number of curves;
Curvature radius range correction means for correcting the effective radius of curvature range so as to narrow the effective radius of curvature range when the number of curves is small and to widen the effective radius of curvature when the number of curves is large based on the calculated number of curves. The road shape recognition device according to claim 1 or 2, further comprising:

Based on the own vehicle speed detecting means for detecting the own vehicle speed information and the vehicle speed information detected by the own vehicle speed detecting means, when the own vehicle speed is high, the effective curvature radius range is reduced; 3. The road shape recognition device according to claim 1, further comprising: a curvature radius range correction unit that corrects the effective curvature radius range so as to increase the effective curvature radius range when the vehicle speed is low.

3. The method according to claim 1, wherein the road information storing unit includes recommended speed information of a road, and further includes a curvature radius range correcting unit that corrects an effective radius of curvature range based on the recommended speed information stored in the road information storing unit. The road shape recognition device according to the above.