JP2004280138A - 道路形状認識装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】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。
【解決手段】自車両の位置を検出する自車位置検出手段１０１と、道路の形状を格納する道路情報格納手段１０２と、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１０３と、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点データを結ぶリンク間の屈折角度θを演算し、このリンク間の屈折角度に基づいてカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段１０４と、カーブ区間識別手段によってカーブ中と判断された場合にはカーブの終了と判断される点までの道路形状に関する点データを読み出す道路形状取得距離延長手段１０５と、を備える。
【選択図】 図１
【解決手段】自車両の位置を検出する自車位置検出手段１０１と、道路の形状を格納する道路情報格納手段１０２と、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１０３と、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点データを結ぶリンク間の屈折角度θを演算し、このリンク間の屈折角度に基づいてカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段１０４と、カーブ区間識別手段によってカーブ中と判断された場合にはカーブの終了と判断される点までの道路形状に関する点データを読み出す道路形状取得距離延長手段１０５と、を備える。
【選択図】 図１
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、自車両前方のデータ取得範囲（自車両の現在位置からの取得距離）が一定もしくは道路種別に依存した固定長であるため、状況によってはカーブ区間の途中までのデータしか取得することができず、カーブの検出が遅れたり、カーブであることが正しく認識されなかったり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】
（１）上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、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点データを結ぶリンク間の屈折角度を演算し、このリンク間の屈折角度に基づいてカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段と、前記カーブ区間識別手段によってカーブ中と判断された場合には、カーブの終了と判断される点までの道路形状に関する点データを読み出す道路形状取得距離延長手段と、を備えた道路形状認識装置が提供される。
【０００７】
本発明では、従来どおり進行方向に対して一定距離の道路形状に関する点データを取得した後に、カーブ区間識別手段によってリンク間の屈折角度を算出し、このリンク間の屈折角度に基づいて各点がカーブの途中であるか直線上であるのかを判定する。
【０００８】
そして、自車両位置から一番離れている取得点がカーブの途中である場合には、道路形状取得距離延長手段によりカーブ終了と判断できる点までの道路形状に関する点データを延長して取得するため、カーブの検出精度が格段に向上する。本発明の道路形状認識装置により得られる情報を、道路形状の認識情報から曲率を算出するシステム（たとえば車両制御装置）等に適用すれば、点データの取得距離が的確でなかったために発生する曲率の誤算出を防止することが可能となる。
【０００９】
（２）また、本発明の第２の観点によれば、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点データを結ぶリンク間の距離を演算し、このリンク間の距離に基づいてカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段と、前記カーブ区間識別手段によってカーブ中と判断された場合には、カーブの終了と判断される点までの道路形状に関する点データを読み出す道路形状取得距離延長手段と、を備えた道路形状認識装置が提供される。
【００１０】
本発明では、上述した第１の観点による道路形状認識装置と同様にカーブ区間の判定を行うことで、道路形状に関する点データを延長して取得するが、本発明においては、点データ間のリンク長からカーブの開始点および終了点を判定するため、計算コストを抑えつつ、道路形状に関する点データを的確に延長することができる。したがって、低コスト、短時間でカーブの検出精度を向上させることができる。本発明の道路形状認識装置により得られる情報を、道路形状の認識情報から曲率を算出するシステム（たとえば車両制御装置）等に適用すれば、点データの取得距離が的確でなかったために発生する曲率の誤算出を防止することが可能となる。
【００１１】
（３）また、本発明の第３の観点によれば、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を特定するとともにカーブの開始および終了地点のデータ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データに基づいてカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段と、前記カーブ区間識別手段によってカーブ中と判断された場合には、カーブの終了と判断される点までの道路形状に関する点データを読み出す道路形状取得距離延長手段と、を備えた道路形状認識装置が提供される。
【００１２】
本発明では、従来どおり進行方向に対して一定距離の道路形状情報をプレビューした後に、カーブ区間識別手段によって道路形状格納手段に含まれているカーブ開始点および終了点に関するデータを用い、自車両の現在位置から一番遠い点データがカーブ中であるか否かを判定する。そして、これがカーブ中であった場合には、カーブ終了点まで道路形状に関する点データの取得距離を延長するため、カーブの検出精度が格段に向上する。本発明の道路形状認識装置により得られる情報を、道路形状の認識情報から曲率を算出するシステム（たとえば車両制御装置）等に適用すれば、点データの取得距離が的確でなかったために発生する曲率の誤算出を防止することが可能となる。
【００１３】
【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。
【００１４】
第１実施形態
図１は本発明に係る道路形状認識装置の基本構成を示すブロック図、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処理手順を示すフローチャート、図３は本発明の第１実施形態におけるノードとリンク角の関係を示す図、図４は本発明の第１実施形態におけるリンク角とカーブ範囲の関係を示す概念図、図５は本発明の第１実施形態におけるリンク角フラグとカーブ状態フラグの関係を示す概念図である。
【００１５】
まず、本発明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に示すように、本発明に係る道路形状認識装置１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１０１と、道路情報を格納した道路情報格納手段１０２と、自車両の位置周辺の道路情報を道路情報格納手段１０２から取得する道路形状取得手段１０３と、取得された内容に基づきノード間のリンク角度よりカーブ区間を識別するカーブ区間識別手段１０４と、このカーブ区間識別手段１０４によって識別された状況に応じて道路情報格納手段１０２から取得距離を延長して道路形状に関するノードデータを取得する道路形状取得距離延長手段１０５とから構成されている。
【００１６】
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１０２に逐次送出される。
【００１７】
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。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は点データを記憶した媒体と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からの点データは、道路形状取得手段１０３および道路形状取得距離延長手段１０５からの要求に応じて送出される。
【００１８】
なお、本例の道路情報格納手段１０２の記憶領域の一部は、後述するカーブ区間識別手段１０４で識別されたカーブの開始点と終了点に関するデータをカーブフラグとして記憶する領域に割り当てられている。そして、一度通過した経路を再度通過する場合には、この記憶領域に記憶されたカーブフラグをそのまま適用し、道路形状取得距離延長手段１０５に送出される。
【００１９】
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。
【００２０】
カーブ区間識別手段１０４は、道路形状取得手段１０３で取得された自車両位置から最も遠いノードまでの、走行方向前方の道路が直線道路かカーブしている道路かを識別する。本例では、カーブの識別手法としてノード間を結ぶ隣接リンクのなす角度（以下、リンク角θともいう。）を演算し、この角度の大小に基づく識別手法を採用する。詳細に付いては後述する。カーブ区間識別手段１０４で識別されたカーブか直線かのデータは、右カーブフラグ、左カーブフラグおよび直線フラグの３つのフラグに分類されたのち、道路形状取得距離延長手段１０５に送出される。
【００２１】
道路形状取得距離延長手段１０５は、カーブ区間識別手段１０４または道路情報格納手段１０２から送出されたカーブか直線かのデータに基づき、自車両位置から最も遠いノードがカーブ道路途中のノードか直線道路上のノードかを判断する。そして、そのノードがカーブ道路途中のノードである場合は、取得されなかったノードデータ（最も遠いノードからさらに先のノードデータ）によってはそのカーブ曲率が変動するので、さらに先のノードデータを、そのカーブの終点まで付加的に取得する。この詳細は後述する。なお、道路形状取得距離延長手段１０５で補完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１０６に送出される。
【００２２】
特に、本実施形態に係る道路形状取得距離延長手段１０５から出力される道路形状データは、常に一定距離の道路形状データを出力する従来の道路形状認識装置とは異なり、ノード間のリンク角θを利用し、取得されたデータの状態、具体的には最遠方のノードがカーブ途中かどうか、に応じて道路形状データの取得距離を延長するため、カーブの途中でデータが途切れることがなく、道路形状データを用いた曲率算出手段１０６などで正確な値の曲率を算出することが可能となる。
【００２３】
次に、図２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。
【００２４】
同図に示すように、ステップ２０１において、自車位置検出手段１０１により自車両の現在位置を所定の時間間隔で検出し、これを道路形状取得手段１０３に送出する。
【００２５】
次いで、ステップ２０２において、道路形状取得手段１０３は、ステップ２０１にて取得された自車両の現在位置情報に基づいて、道路情報格納手段１０２に格納された道路形状に関する点データから、自車両の現在位置から一定距離内に存在するノードデータおよびリンクデータを取得し、これをカーブ区間識別手段１０４に送出する。
【００２６】
ステップ２０３において、カーブ区間識別手段１０４は、ステップ２０２にて取得されたノードデータを用い、道路情報格納手段１０２に記憶されたカーブフラグの有無を確認し、過去に通過したことがあるカーブであったりして道路情報格納手段１０２に記憶さえている場合には、そのカーブフラグをそのまま使用する。したがって、カーブフラグがある場合にはステップ２０６へジャンプする。
【００２７】
カーブフラグがない場合には、ステップ２０４において、カーブ区間識別手段１０４は、カーブ自車両の現在位置に近いノードから、取得された最終ノード（最遠方のノード）までの全てのノードについて、連続する３つのノードａ，ｂ，ｃの座標を一組として、ノードａ，ｂ，ｃで構成される２つのリンクａｂ，ｂｃのなす角度θａ、ノードｂ，ｃ，ｄで構成される２つのリンクｂｃ，ｃｄのなす角度θｂ、…を算出する。これらの角度θａ，θｂ，…をリンク角θ又はリンク角度θと称する。
【００２８】
この様子を図３に示すが、同図に示すように自車両の現在位置に近い順にノードａ，ｂ，ｃ，ｄ…が取得されたとすると、このステップ２０４では、最初に隣接する２つのノードａ，ｂで構成されるリンクａｂと、次の２つのノードｂ，ｃで構成されるリンクｂｃとがなすリンク角度θａを算出し、次いで、２つのノードｂ，ｃで構成されるリンクｂｃと、次の２つのノードｃ，ｄで構成されるリンクｃｄとがなすリンク角度θｂを算出する。この演算を、取得されたノードの中で自車両の現在位置から最も遠いノードが含まれるまで繰り返す。
【００２９】
本例では、このプロセスで算出されたリンク角度θの情報の連続性を解析し、カーブ中であるか直線路であるかを判定する。
【００３０】
次のステップ２０５において、カーブ区間識別手段１０４は、ステップ２０４にて取得したリンク角度θを、図４に示すリンク角度とカーブ範囲との関係に沿って左カーブフラグ、右カーブフラグ、直線フラグの３つに分類する。同図において、ノードａ，ｂ，ｃ（ｃ１，ｃ２，ｃ３）は分類すべきノード角度θの２つのリンクａｂ，ｂｃを構成するノードである。ノードｃがノードｃ１であるときノード角度θは直線フラグに分類され、ノードｃがノードｃ２であるときノード角度θは左カーブフラグに分類され、ノードｃがノードｃ３であるときノード角度θは右カーブフラグに分類されることになる。
【００３１】
そして、自車位置から一番近いノードａから順番にリンク角フラグのチェックを行い、図５に示すように連続して同じ方向のフラグが検出された場合、「カーブ状態フラグ（カーブ開始又はカーブ終了）」をカーブ開始とする。たとえば、同図に示すように、ノードａ，ｂは直線フラグであるが、ノードｃ，ｄは連続した左カーブフラグであることから、ノードｃのところでカーブ状態フラグをカーブ開始とする。
【００３２】
また、カーブ状態フラグが「カーブ開始」の際、このフラグとは異なるフラグが２点連続で検出された場合、カーブ状態フラグを「カーブ終了」とする。たとえば、同図においてノードｃ，ｄ，ｅでは何れもカーブ状態フラグは「カーブ開始」であるが、次のノードｆ，ｇは、この左カーブフラグとは異なる直線フラグが２点連続するので、ノードｆのところでカーブ状態フラグを「カーブ終了」とする。
【００３３】
同様に、ノードｇではカーブ状態フラグは「カーブ終了」であるが、ノードｈ，ｉは連続した右カーブフラグであることから、ノードｈのところでカーブ状態フラグを「カーブ開始」とする。また、ノードｈ，ｉ，ｊでは何れもカーブ状態フラグは「カーブ開始」であるが、次のノードｋ，ｌは、この右カーブフラグとは異なる直線フラグが２点連続するので、ノードｋのところでカーブ状態フラグを「カーブ終了」とする。なお、カーブ状態フラグの初期状態はカーブ終了フラグと設定されている。
【００３４】
このようにして、自車両の現在地から最も遠いノードまでカーブ状態フラグの判定を行い、最終のカーブ状態フラグ、すなわち「カーブ開始」か「カーブ終了」かを道路形状取得距離延長手段１０５に送出する。なお、これと同時にカーブ区間識別手段１０４にて識別されたカーブフラグを道路情報格納手段１０２に記憶させる。
【００３５】
ステップ２０６において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ２０５にて算出されたカーブ状態フラグに基づき、カーブ状態フラグが「カーブ終了」の場合にはステップ２１１に進み、道路形状データを曲率算出手段１０６に出力する。この場合は、自車両の現在位置から最も遠いノードにおける道路の形状がカーブ途中ではないということから、そのまま道路形状データを外部装置へ出力すればよい。
【００３６】
これに対して、カーブ状態フラグが「カーブ開始」の場合には、自車両の現在位置から最も遠いノードにおける道路の形状がカーブ途中であるということになる。したがって、最遠方のノード近傍の道路形状を正しく出力できないこともあるので、ステップ２０７へ進み、道路形状の取得距離を延長してノードデータを再取得する。
【００３７】
すなわち、ステップ２０７において、ステップ２０６で自車両の現在位置から一番遠いノード点がカーブ途中と判定されたため、道路形状取得距離延長手段１０５は、道路情報格納手段１０２から、前回取得された最終ノードの次のノードを取得する。また、ステップ２０６の判定に用いられた１番遠いノード点が分岐点である場合には、分岐先の点の全てを取得する。
【００３８】
そして、ステップ２０８において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ２０７にて取得したノードを含めて、リンク角度θの算出を再度実行する。なお、ステップ２０６において判断に用いられたノードが分岐点である場合には、分岐数に応じてリンク角度θの算出を行い、算出されたリンク角度θｎと、このリンク角度θｎの前のリンク角度θｎ−１を比較し、最も近いもの、すなわち極力直線道路に近い道路を優先路として採用する。
【００３９】
ステップ２０９において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ２０７にて取得したノードを含めて、ステップ２０５と同様にカーブ状態フラグの設定を行う。
【００４０】
そして、ステップ２１０において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ２０９にて算出されたカーブ状態フラグに基づき、カーブ状態フラグが「カーブ終了」の場合にはステップ２１１へ進み、カーブ状態フラグが「カーブ開始」の場合にはステップ２０７へ戻り、道路形状取得距離の延長を行う。この操作をカーブ状態フラグが「カーブ終了」になるまで実行する。
【００４１】
ステップ２１１において、道路形状取得距離延長手段１０５は、道路形状取得距離が延長された道路形状データを曲率算出手段１０６等に出力し、車両制御などに利用する。
【００４２】
第２実施形態
図６は本発明の第２実施形態に係る道路形状認識装置の処理手順を示すフローチャート、図７は本発明の第２実施形態におけるリンク間距離を示す概念図、図８は本発明の第２実施形態におけるリンク間フラグを示す概念図である。
【００４３】
本実施形態のハードウェア構成は図１に示すものと同様であるため、同図を参照して説明する。
【００４４】
本発明に係る道路形状認識装置１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１０１と、道路情報を格納した道路情報格納手段１０２と、自車両の位置周辺の道路情報を道路情報格納手段１０２から取得する道路形状取得手段１０３と、取得された内容に基づきノード間の距離よりカーブ区間を識別するカーブ区間識別手段１０４と、このカーブ区間識別手段１０４によって識別された状況に応じて道路情報格納手段１０２から取得距離を延長して道路形状に関するノードデータを取得する道路形状取得距離延長手段１０５とから構成されている。
【００４５】
上述した第１実施形態に係る道路形状認識装置１と異なる点は、カーブ区間識別手段１０４のソフトウェア構成である。すなわち、本例のカーブ区間識別手段１０４は、道路形状取得手段１０３で取得された自車両位置から最も遠いノードまでの、走行方向前方の道路が直線道路かカーブしている道路かを識別するが、本例では、カーブの識別手法としてノード間を結ぶ隣接リンクの距離を演算し、この距離の大小に基づく識別手法を採用する。詳細に付いては後述する。カーブ区間識別手段１０４で識別されたカーブか直線かのデータは、右カーブフラグ、左カーブフラグおよび直線フラグの３つのフラグに分類されたのち、道路形状取得距離延長手段１０５に送出される。
【００４６】
なお、本例においても、道路形状取得距離延長手段１０５から出力される道路形状データは、常に一定距離のデータを取得する従来の道路形状認識装置とは異なり、取得されたノードデータのリンク間距離に応じて道路形状データの取得距離を延長するため、カーブの途中でデータが途切れることがなく、道路形状データを用いた曲率算出手段１０６などで正確な値の曲率を算出することが可能である。
【００４７】
次に、図６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。
【００４８】
同図に示すように、ステップ６０１において、自車位置検出手段１０１により自車両の現在位置を所定の時間間隔で検出し、これを道路形状取得手段１０３に送出する。
【００４９】
次いで、ステップ６０２において、道路形状取得手段１０３は、ステップ６０１にて取得された自車両の現在位置情報に基づいて、道路情報格納手段１０２に格納された道路形状に関する点データから、自車両の現在位置から一定距離内に存在するノードデータおよびリンクデータを取得し、これをカーブ区間識別手段１０４に送出する。
【００５０】
ステップ６０３において、カーブ区間識別手段１０４は、ステップ６０２にて取得されたノードデータを用い、道路情報格納手段１０２に記憶されたカーブフラグの有無を確認し、過去に通過したことがあるカーブであったりして道路情報格納手段１０２に記憶さえている場合には、そのカーブフラグをそのまま使用する。したがって、カーブフラグがある場合にはステップ２０６へジャンプする。
【００５１】
カーブフラグがない場合には、ステップ６０４において、カーブ区間識別手段１０４は、ステップ６０３にて取得されたノードデータを用い、自車両の現在位置に近いノードから、取得された最終ノード（最遠方のノード）までの全てのノードについて、ノード間の距離Ｌｎを算出する。この様子を図７に示すが、同図に示すように自車両の現在位置に近い順にノードａ，ｂ，ｃ，ｄ…が取得されたとすると、このステップ６０４では、最初に隣接する２つのノードａ，ｂで構成されるリンクａｂの距離Ｌ１を算出し、次いで、２つのノードｂ，ｃで構成されるリンクｂｃの距離Ｌ２を算出する。この演算を、取得されたノードの中で自車両の現在位置から最も遠いノードｆが含まれるまで繰り返す。
【００５２】
本例では、このプロセスで算出されたリンク間距離Ｌｎに基づき、短リンクの連続性を解析し、カーブ中であるか直線路であるかを判定する。直線路ではリンク間距離が長くなる一方で、カーブでは自ずとリンク間距離が短くなるからである。
【００５３】
次のステップ６０５において、カーブ区間識別手段１０４は、ステップ６０４にて取得したリンク間距離Ｌ１，Ｌ２，…Ｌｎについて、図８に示すようにリンク間距離Ｌｎに基づき予め設定されている閾値Ｌｔｈに応じて、リンク間距離フラグを「短リンクフラグ」と「長リンクフラグ」の２つに分類する。たとえば、閾値Ｌｔｈを１０ｍに設定し、リンク間距離が１０ｍ未満の際は短リンク、１０ｍ以上の際には長リンクとする。なお、これと同時にカーブ区間識別手段１０４にて識別されたカーブフラグを道路情報格納手段１０２に記憶させる。
【００５４】
ステップ６０６において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ６０５にて分類されたリンク間距離フラグに基づき、自車位置から一番遠いリンク間距離Ｌ５が長リンクである場合には、カーブ途中ではないと判定し、ステップ６１１に進んで、道路形状データを曲率算出手段１０６へ出力する。この場合は、自車両の現在位置から最も遠いノードｆにおける道路の形状がカーブ途中ではないということから、そのまま道路形状データを外部装置へ出力すればよい。
【００５５】
これに対して、ステップ６０６にて自車位置から一番遠いリンク間距離Ｌ５が短リンクである場合には、カーブ途中であると判定する。そして、ステップ６０７へ進み、道路形状の取得距離を延長してノードデータを再取得する。
【００５６】
すなわち、ステップ６０７において、ステップ６０６で自車位置から一番遠いノード点ｆがカーブ中と判定されたため、道路形状取得距離延長手段１０５は、道路情報格納手段１０２から前回取得されたノードｆの次ノードｇを取得する。なお、ステップ６０６において判定に用いたノードｆが分岐点の場合には、複数のノードを取得する。
【００５７】
そして、ステップ６０８において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ６０７にて取得したノードを含めて、リンク間距離Ｌｎの算出を再度実行する。なお、ステップ６０７において複数のノードが読込まれた場合には、前後のリンク種別が同一のリンク種別、すなわち極力曲率変化の少ない道路を優先路とし、優先路を利用する。
【００５８】
ステップ６０９において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ６０７にて取得したノードを含めて、ステップ６０５と同様にリンク間距離フラグの設定を行う。
【００５９】
そして、ステップ６１０において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ６０９にて算出されたリンク間距離フラグに基づき、リンク間距離フラグが長リンクフラグである場合にはステップ６１１へ進み、道路形状データの出力を行う。また、リンク間距離フラグが「短リンク」フラグの場合にはステップ６０７へ戻り、道路形状の取得距離を再延長する。この操作をリンク間距離フラグが「長リンク」フラグになるまで実行する。
【００６０】
ステップ６１１において、道路形状取得距離延長手段１０５は、道路形状取得距離が延長された道路形状データを曲率算出手段１０６等に出力し、車両制御などに利用する。
【００６１】
第３実施形態
図９は本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態のハードウェア構成は図１に示すものと同様であるため、同図を参照して説明する。
【００６２】
本発明に係る道路形状認識装置１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１０１と、道路情報を格納した道路情報格納手段１０２と、自車両の位置周辺の道路情報を道路情報格納手段１０２から取得する道路形状取得手段１０３と、取得された内容に基づきカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段１０４と、このカーブ区間識別手段１０４によって識別された状況に応じて道路情報格納手段１０２から取得距離を延長して道路形状に関するノードデータを取得する道路形状取得距離延長手段１０５とから構成されている。
【００６３】
上述した第１および実施形態に係る道路形状認識装置１と異なる点は、道路情報格納手段１０２には、少なくとも点データの集合体として道路の形状に関するデータに加えて、カーブの開始および終了地点のデータが格納されている点と、カーブ区間識別手段１０４のソフトウェア構成である。すなわち、道路情報格納手段１０２には予めカーブ開始点フラグおよびカーブ終了点フラグを含む道路情報が格納されており、また、カーブ区間識別手段１０４は、道路形状取得手段１０３により取得された範囲のデータに基づいてカーブの開始点と終了点を識別する。本例では、道路情報格納手段１０２にカーブの開始点フラグおよびカーブの終了点フラグを予め格納しておき、カーブ区間識別手段によって直接的にカーブの開始点と終了点を識別する手法を採用するものである。
【００６４】
なお、本例においても、道路形状取得距離延長手段１０５から出力される道路形状データは、常に一定距離のデータを取得する従来の道路形状認識装置とは異なり、取得されたデータのカーブ開始点・終了点データに応じて取得距離を延長するため、カーブの途中でデータが途切れることがなく、道路形状データを用いた曲率算出装置１０６などで正確な値の曲率を算出することが可能である。
【００６５】
次に、図９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。
【００６６】
同図に示すように、ステップ９０１において、自車位置検出手段１０１により自車両の現在位置を所定の時間間隔で検出し、これを道路形状取得手段１０３に送出する。
【００６７】
次いで、ステップ９０２において、道路形状取得手段１０３は、ステップ９０１にて取得された自車両の現在位置情報に基づいて、道路情報格納手段１０２に格納された道路形状に関する点データから、自車両の現在位置から一定距離内に存在するノードデータおよびリンクデータを取得し、これをカーブ区間識別手段１０４に送出する。
【００６８】
ステップ９０３において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ９０２で取得されたノードデータ基づき、自車位置から一番遠いノードがカーブ開始点でない場合には、カーブ中ではないと判定してステップ９０６に進み、道路形状データを曲率算出手段１０６に出力する。これに対して、自車両の現在位置から一番遠いノードがカーブ開始点の場合には、カーブ途中であると判定してステップ９０４へ進み、道路形状データの取得距離を延長して次のノードデータを再取得する。
【００６９】
ステップ９０４において、ステップ９０３で自車位置から一番遠いノード点がカーブ途中と判定されたため、道路形状取得距離延長手段１０５は、道路情報格納手段１０２から、前回取得されたノードの次のノードデータを取得する。
【００７０】
そして、ステップ９０５において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ９０４にて延長して取得されたノードデータに基づき、ステップ９０３と同様に、自車位置から一番離れたノードがカーブ開始点の場合には、ステップ９０６へ戻り取得距離の再延長を行う。このノードがカーブ開始点以外の場合には、ステップ９０６へ進み、道路形状データの出力を行う。
【００７１】
ステップ９０６において、道路形状取得距離延長手段１０５は、道路形状取得距離が延長された道路形状データを曲率算出手段１０６等に出力し、車両制御などに利用する。
【００７２】
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。
【００７３】
たとえば、上述した第１、２および３実施形態におけるカーブ区間識別手法は、組み合わせて利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る道路形状認識装置の基本構成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処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態におけるノードとリンク角の関係を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるリンク角とカーブ範囲の関係を示す概念図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるリンク角フラグとカーブ状態フラグの関係を示す概念図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る道路形状認識装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態におけるリンク間距離を示す概念図である。
【図８】本発明の第２実施形態におけるリンク間フラグを示す概念図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…道路形状認識装置
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…カーブ区間識別手段
１０５…道路形状取得距離延長手段
【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、自車両前方のデータ取得範囲（自車両の現在位置からの取得距離）が一定もしくは道路種別に依存した固定長であるため、状況によってはカーブ区間の途中までのデータしか取得することができず、カーブの検出が遅れたり、カーブであることが正しく認識されなかったり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】
（１）上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、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点データを結ぶリンク間の屈折角度を演算し、このリンク間の屈折角度に基づいてカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段と、前記カーブ区間識別手段によってカーブ中と判断された場合には、カーブの終了と判断される点までの道路形状に関する点データを読み出す道路形状取得距離延長手段と、を備えた道路形状認識装置が提供される。
【０００７】
本発明では、従来どおり進行方向に対して一定距離の道路形状に関する点データを取得した後に、カーブ区間識別手段によってリンク間の屈折角度を算出し、このリンク間の屈折角度に基づいて各点がカーブの途中であるか直線上であるのかを判定する。
【０００８】
そして、自車両位置から一番離れている取得点がカーブの途中である場合には、道路形状取得距離延長手段によりカーブ終了と判断できる点までの道路形状に関する点データを延長して取得するため、カーブの検出精度が格段に向上する。本発明の道路形状認識装置により得られる情報を、道路形状の認識情報から曲率を算出するシステム（たとえば車両制御装置）等に適用すれば、点データの取得距離が的確でなかったために発生する曲率の誤算出を防止することが可能となる。
【０００９】
（２）また、本発明の第２の観点によれば、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点データを結ぶリンク間の距離を演算し、このリンク間の距離に基づいてカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段と、前記カーブ区間識別手段によってカーブ中と判断された場合には、カーブの終了と判断される点までの道路形状に関する点データを読み出す道路形状取得距離延長手段と、を備えた道路形状認識装置が提供される。
【００１０】
本発明では、上述した第１の観点による道路形状認識装置と同様にカーブ区間の判定を行うことで、道路形状に関する点データを延長して取得するが、本発明においては、点データ間のリンク長からカーブの開始点および終了点を判定するため、計算コストを抑えつつ、道路形状に関する点データを的確に延長することができる。したがって、低コスト、短時間でカーブの検出精度を向上させることができる。本発明の道路形状認識装置により得られる情報を、道路形状の認識情報から曲率を算出するシステム（たとえば車両制御装置）等に適用すれば、点データの取得距離が的確でなかったために発生する曲率の誤算出を防止することが可能となる。
【００１１】
（３）また、本発明の第３の観点によれば、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を特定するとともにカーブの開始および終了地点のデータ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データに基づいてカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段と、前記カーブ区間識別手段によってカーブ中と判断された場合には、カーブの終了と判断される点までの道路形状に関する点データを読み出す道路形状取得距離延長手段と、を備えた道路形状認識装置が提供される。
【００１２】
本発明では、従来どおり進行方向に対して一定距離の道路形状情報をプレビューした後に、カーブ区間識別手段によって道路形状格納手段に含まれているカーブ開始点および終了点に関するデータを用い、自車両の現在位置から一番遠い点データがカーブ中であるか否かを判定する。そして、これがカーブ中であった場合には、カーブ終了点まで道路形状に関する点データの取得距離を延長するため、カーブの検出精度が格段に向上する。本発明の道路形状認識装置により得られる情報を、道路形状の認識情報から曲率を算出するシステム（たとえば車両制御装置）等に適用すれば、点データの取得距離が的確でなかったために発生する曲率の誤算出を防止することが可能となる。
【００１３】
【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。
【００１４】
第１実施形態
図１は本発明に係る道路形状認識装置の基本構成を示すブロック図、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処理手順を示すフローチャート、図３は本発明の第１実施形態におけるノードとリンク角の関係を示す図、図４は本発明の第１実施形態におけるリンク角とカーブ範囲の関係を示す概念図、図５は本発明の第１実施形態におけるリンク角フラグとカーブ状態フラグの関係を示す概念図である。
【００１５】
まず、本発明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に示すように、本発明に係る道路形状認識装置１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１０１と、道路情報を格納した道路情報格納手段１０２と、自車両の位置周辺の道路情報を道路情報格納手段１０２から取得する道路形状取得手段１０３と、取得された内容に基づきノード間のリンク角度よりカーブ区間を識別するカーブ区間識別手段１０４と、このカーブ区間識別手段１０４によって識別された状況に応じて道路情報格納手段１０２から取得距離を延長して道路形状に関するノードデータを取得する道路形状取得距離延長手段１０５とから構成されている。
【００１６】
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１０２に逐次送出される。
【００１７】
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。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は点データを記憶した媒体と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からの点データは、道路形状取得手段１０３および道路形状取得距離延長手段１０５からの要求に応じて送出される。
【００１８】
なお、本例の道路情報格納手段１０２の記憶領域の一部は、後述するカーブ区間識別手段１０４で識別されたカーブの開始点と終了点に関するデータをカーブフラグとして記憶する領域に割り当てられている。そして、一度通過した経路を再度通過する場合には、この記憶領域に記憶されたカーブフラグをそのまま適用し、道路形状取得距離延長手段１０５に送出される。
【００１９】
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。
【００２０】
カーブ区間識別手段１０４は、道路形状取得手段１０３で取得された自車両位置から最も遠いノードまでの、走行方向前方の道路が直線道路かカーブしている道路かを識別する。本例では、カーブの識別手法としてノード間を結ぶ隣接リンクのなす角度（以下、リンク角θともいう。）を演算し、この角度の大小に基づく識別手法を採用する。詳細に付いては後述する。カーブ区間識別手段１０４で識別されたカーブか直線かのデータは、右カーブフラグ、左カーブフラグおよび直線フラグの３つのフラグに分類されたのち、道路形状取得距離延長手段１０５に送出される。
【００２１】
道路形状取得距離延長手段１０５は、カーブ区間識別手段１０４または道路情報格納手段１０２から送出されたカーブか直線かのデータに基づき、自車両位置から最も遠いノードがカーブ道路途中のノードか直線道路上のノードかを判断する。そして、そのノードがカーブ道路途中のノードである場合は、取得されなかったノードデータ（最も遠いノードからさらに先のノードデータ）によってはそのカーブ曲率が変動するので、さらに先のノードデータを、そのカーブの終点まで付加的に取得する。この詳細は後述する。なお、道路形状取得距離延長手段１０５で補完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１０６に送出される。
【００２２】
特に、本実施形態に係る道路形状取得距離延長手段１０５から出力される道路形状データは、常に一定距離の道路形状データを出力する従来の道路形状認識装置とは異なり、ノード間のリンク角θを利用し、取得されたデータの状態、具体的には最遠方のノードがカーブ途中かどうか、に応じて道路形状データの取得距離を延長するため、カーブの途中でデータが途切れることがなく、道路形状データを用いた曲率算出手段１０６などで正確な値の曲率を算出することが可能となる。
【００２３】
次に、図２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。
【００２４】
同図に示すように、ステップ２０１において、自車位置検出手段１０１により自車両の現在位置を所定の時間間隔で検出し、これを道路形状取得手段１０３に送出する。
【００２５】
次いで、ステップ２０２において、道路形状取得手段１０３は、ステップ２０１にて取得された自車両の現在位置情報に基づいて、道路情報格納手段１０２に格納された道路形状に関する点データから、自車両の現在位置から一定距離内に存在するノードデータおよびリンクデータを取得し、これをカーブ区間識別手段１０４に送出する。
【００２６】
ステップ２０３において、カーブ区間識別手段１０４は、ステップ２０２にて取得されたノードデータを用い、道路情報格納手段１０２に記憶されたカーブフラグの有無を確認し、過去に通過したことがあるカーブであったりして道路情報格納手段１０２に記憶さえている場合には、そのカーブフラグをそのまま使用する。したがって、カーブフラグがある場合にはステップ２０６へジャンプする。
【００２７】
カーブフラグがない場合には、ステップ２０４において、カーブ区間識別手段１０４は、カーブ自車両の現在位置に近いノードから、取得された最終ノード（最遠方のノード）までの全てのノードについて、連続する３つのノードａ，ｂ，ｃの座標を一組として、ノードａ，ｂ，ｃで構成される２つのリンクａｂ，ｂｃのなす角度θａ、ノードｂ，ｃ，ｄで構成される２つのリンクｂｃ，ｃｄのなす角度θｂ、…を算出する。これらの角度θａ，θｂ，…をリンク角θ又はリンク角度θと称する。
【００２８】
この様子を図３に示すが、同図に示すように自車両の現在位置に近い順にノードａ，ｂ，ｃ，ｄ…が取得されたとすると、このステップ２０４では、最初に隣接する２つのノードａ，ｂで構成されるリンクａｂと、次の２つのノードｂ，ｃで構成されるリンクｂｃとがなすリンク角度θａを算出し、次いで、２つのノードｂ，ｃで構成されるリンクｂｃと、次の２つのノードｃ，ｄで構成されるリンクｃｄとがなすリンク角度θｂを算出する。この演算を、取得されたノードの中で自車両の現在位置から最も遠いノードが含まれるまで繰り返す。
【００２９】
本例では、このプロセスで算出されたリンク角度θの情報の連続性を解析し、カーブ中であるか直線路であるかを判定する。
【００３０】
次のステップ２０５において、カーブ区間識別手段１０４は、ステップ２０４にて取得したリンク角度θを、図４に示すリンク角度とカーブ範囲との関係に沿って左カーブフラグ、右カーブフラグ、直線フラグの３つに分類する。同図において、ノードａ，ｂ，ｃ（ｃ１，ｃ２，ｃ３）は分類すべきノード角度θの２つのリンクａｂ，ｂｃを構成するノードである。ノードｃがノードｃ１であるときノード角度θは直線フラグに分類され、ノードｃがノードｃ２であるときノード角度θは左カーブフラグに分類され、ノードｃがノードｃ３であるときノード角度θは右カーブフラグに分類されることになる。
【００３１】
そして、自車位置から一番近いノードａから順番にリンク角フラグのチェックを行い、図５に示すように連続して同じ方向のフラグが検出された場合、「カーブ状態フラグ（カーブ開始又はカーブ終了）」をカーブ開始とする。たとえば、同図に示すように、ノードａ，ｂは直線フラグであるが、ノードｃ，ｄは連続した左カーブフラグであることから、ノードｃのところでカーブ状態フラグをカーブ開始とする。
【００３２】
また、カーブ状態フラグが「カーブ開始」の際、このフラグとは異なるフラグが２点連続で検出された場合、カーブ状態フラグを「カーブ終了」とする。たとえば、同図においてノードｃ，ｄ，ｅでは何れもカーブ状態フラグは「カーブ開始」であるが、次のノードｆ，ｇは、この左カーブフラグとは異なる直線フラグが２点連続するので、ノードｆのところでカーブ状態フラグを「カーブ終了」とする。
【００３３】
同様に、ノードｇではカーブ状態フラグは「カーブ終了」であるが、ノードｈ，ｉは連続した右カーブフラグであることから、ノードｈのところでカーブ状態フラグを「カーブ開始」とする。また、ノードｈ，ｉ，ｊでは何れもカーブ状態フラグは「カーブ開始」であるが、次のノードｋ，ｌは、この右カーブフラグとは異なる直線フラグが２点連続するので、ノードｋのところでカーブ状態フラグを「カーブ終了」とする。なお、カーブ状態フラグの初期状態はカーブ終了フラグと設定されている。
【００３４】
このようにして、自車両の現在地から最も遠いノードまでカーブ状態フラグの判定を行い、最終のカーブ状態フラグ、すなわち「カーブ開始」か「カーブ終了」かを道路形状取得距離延長手段１０５に送出する。なお、これと同時にカーブ区間識別手段１０４にて識別されたカーブフラグを道路情報格納手段１０２に記憶させる。
【００３５】
ステップ２０６において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ２０５にて算出されたカーブ状態フラグに基づき、カーブ状態フラグが「カーブ終了」の場合にはステップ２１１に進み、道路形状データを曲率算出手段１０６に出力する。この場合は、自車両の現在位置から最も遠いノードにおける道路の形状がカーブ途中ではないということから、そのまま道路形状データを外部装置へ出力すればよい。
【００３６】
これに対して、カーブ状態フラグが「カーブ開始」の場合には、自車両の現在位置から最も遠いノードにおける道路の形状がカーブ途中であるということになる。したがって、最遠方のノード近傍の道路形状を正しく出力できないこともあるので、ステップ２０７へ進み、道路形状の取得距離を延長してノードデータを再取得する。
【００３７】
すなわち、ステップ２０７において、ステップ２０６で自車両の現在位置から一番遠いノード点がカーブ途中と判定されたため、道路形状取得距離延長手段１０５は、道路情報格納手段１０２から、前回取得された最終ノードの次のノードを取得する。また、ステップ２０６の判定に用いられた１番遠いノード点が分岐点である場合には、分岐先の点の全てを取得する。
【００３８】
そして、ステップ２０８において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ２０７にて取得したノードを含めて、リンク角度θの算出を再度実行する。なお、ステップ２０６において判断に用いられたノードが分岐点である場合には、分岐数に応じてリンク角度θの算出を行い、算出されたリンク角度θｎと、このリンク角度θｎの前のリンク角度θｎ−１を比較し、最も近いもの、すなわち極力直線道路に近い道路を優先路として採用する。
【００３９】
ステップ２０９において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ２０７にて取得したノードを含めて、ステップ２０５と同様にカーブ状態フラグの設定を行う。
【００４０】
そして、ステップ２１０において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ２０９にて算出されたカーブ状態フラグに基づき、カーブ状態フラグが「カーブ終了」の場合にはステップ２１１へ進み、カーブ状態フラグが「カーブ開始」の場合にはステップ２０７へ戻り、道路形状取得距離の延長を行う。この操作をカーブ状態フラグが「カーブ終了」になるまで実行する。
【００４１】
ステップ２１１において、道路形状取得距離延長手段１０５は、道路形状取得距離が延長された道路形状データを曲率算出手段１０６等に出力し、車両制御などに利用する。
【００４２】
第２実施形態
図６は本発明の第２実施形態に係る道路形状認識装置の処理手順を示すフローチャート、図７は本発明の第２実施形態におけるリンク間距離を示す概念図、図８は本発明の第２実施形態におけるリンク間フラグを示す概念図である。
【００４３】
本実施形態のハードウェア構成は図１に示すものと同様であるため、同図を参照して説明する。
【００４４】
本発明に係る道路形状認識装置１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１０１と、道路情報を格納した道路情報格納手段１０２と、自車両の位置周辺の道路情報を道路情報格納手段１０２から取得する道路形状取得手段１０３と、取得された内容に基づきノード間の距離よりカーブ区間を識別するカーブ区間識別手段１０４と、このカーブ区間識別手段１０４によって識別された状況に応じて道路情報格納手段１０２から取得距離を延長して道路形状に関するノードデータを取得する道路形状取得距離延長手段１０５とから構成されている。
【００４５】
上述した第１実施形態に係る道路形状認識装置１と異なる点は、カーブ区間識別手段１０４のソフトウェア構成である。すなわち、本例のカーブ区間識別手段１０４は、道路形状取得手段１０３で取得された自車両位置から最も遠いノードまでの、走行方向前方の道路が直線道路かカーブしている道路かを識別するが、本例では、カーブの識別手法としてノード間を結ぶ隣接リンクの距離を演算し、この距離の大小に基づく識別手法を採用する。詳細に付いては後述する。カーブ区間識別手段１０４で識別されたカーブか直線かのデータは、右カーブフラグ、左カーブフラグおよび直線フラグの３つのフラグに分類されたのち、道路形状取得距離延長手段１０５に送出される。
【００４６】
なお、本例においても、道路形状取得距離延長手段１０５から出力される道路形状データは、常に一定距離のデータを取得する従来の道路形状認識装置とは異なり、取得されたノードデータのリンク間距離に応じて道路形状データの取得距離を延長するため、カーブの途中でデータが途切れることがなく、道路形状データを用いた曲率算出手段１０６などで正確な値の曲率を算出することが可能である。
【００４７】
次に、図６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。
【００４８】
同図に示すように、ステップ６０１において、自車位置検出手段１０１により自車両の現在位置を所定の時間間隔で検出し、これを道路形状取得手段１０３に送出する。
【００４９】
次いで、ステップ６０２において、道路形状取得手段１０３は、ステップ６０１にて取得された自車両の現在位置情報に基づいて、道路情報格納手段１０２に格納された道路形状に関する点データから、自車両の現在位置から一定距離内に存在するノードデータおよびリンクデータを取得し、これをカーブ区間識別手段１０４に送出する。
【００５０】
ステップ６０３において、カーブ区間識別手段１０４は、ステップ６０２にて取得されたノードデータを用い、道路情報格納手段１０２に記憶されたカーブフラグの有無を確認し、過去に通過したことがあるカーブであったりして道路情報格納手段１０２に記憶さえている場合には、そのカーブフラグをそのまま使用する。したがって、カーブフラグがある場合にはステップ２０６へジャンプする。
【００５１】
カーブフラグがない場合には、ステップ６０４において、カーブ区間識別手段１０４は、ステップ６０３にて取得されたノードデータを用い、自車両の現在位置に近いノードから、取得された最終ノード（最遠方のノード）までの全てのノードについて、ノード間の距離Ｌｎを算出する。この様子を図７に示すが、同図に示すように自車両の現在位置に近い順にノードａ，ｂ，ｃ，ｄ…が取得されたとすると、このステップ６０４では、最初に隣接する２つのノードａ，ｂで構成されるリンクａｂの距離Ｌ１を算出し、次いで、２つのノードｂ，ｃで構成されるリンクｂｃの距離Ｌ２を算出する。この演算を、取得されたノードの中で自車両の現在位置から最も遠いノードｆが含まれるまで繰り返す。
【００５２】
本例では、このプロセスで算出されたリンク間距離Ｌｎに基づき、短リンクの連続性を解析し、カーブ中であるか直線路であるかを判定する。直線路ではリンク間距離が長くなる一方で、カーブでは自ずとリンク間距離が短くなるからである。
【００５３】
次のステップ６０５において、カーブ区間識別手段１０４は、ステップ６０４にて取得したリンク間距離Ｌ１，Ｌ２，…Ｌｎについて、図８に示すようにリンク間距離Ｌｎに基づき予め設定されている閾値Ｌｔｈに応じて、リンク間距離フラグを「短リンクフラグ」と「長リンクフラグ」の２つに分類する。たとえば、閾値Ｌｔｈを１０ｍに設定し、リンク間距離が１０ｍ未満の際は短リンク、１０ｍ以上の際には長リンクとする。なお、これと同時にカーブ区間識別手段１０４にて識別されたカーブフラグを道路情報格納手段１０２に記憶させる。
【００５４】
ステップ６０６において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ６０５にて分類されたリンク間距離フラグに基づき、自車位置から一番遠いリンク間距離Ｌ５が長リンクである場合には、カーブ途中ではないと判定し、ステップ６１１に進んで、道路形状データを曲率算出手段１０６へ出力する。この場合は、自車両の現在位置から最も遠いノードｆにおける道路の形状がカーブ途中ではないということから、そのまま道路形状データを外部装置へ出力すればよい。
【００５５】
これに対して、ステップ６０６にて自車位置から一番遠いリンク間距離Ｌ５が短リンクである場合には、カーブ途中であると判定する。そして、ステップ６０７へ進み、道路形状の取得距離を延長してノードデータを再取得する。
【００５６】
すなわち、ステップ６０７において、ステップ６０６で自車位置から一番遠いノード点ｆがカーブ中と判定されたため、道路形状取得距離延長手段１０５は、道路情報格納手段１０２から前回取得されたノードｆの次ノードｇを取得する。なお、ステップ６０６において判定に用いたノードｆが分岐点の場合には、複数のノードを取得する。
【００５７】
そして、ステップ６０８において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ６０７にて取得したノードを含めて、リンク間距離Ｌｎの算出を再度実行する。なお、ステップ６０７において複数のノードが読込まれた場合には、前後のリンク種別が同一のリンク種別、すなわち極力曲率変化の少ない道路を優先路とし、優先路を利用する。
【００５８】
ステップ６０９において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ６０７にて取得したノードを含めて、ステップ６０５と同様にリンク間距離フラグの設定を行う。
【００５９】
そして、ステップ６１０において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ６０９にて算出されたリンク間距離フラグに基づき、リンク間距離フラグが長リンクフラグである場合にはステップ６１１へ進み、道路形状データの出力を行う。また、リンク間距離フラグが「短リンク」フラグの場合にはステップ６０７へ戻り、道路形状の取得距離を再延長する。この操作をリンク間距離フラグが「長リンク」フラグになるまで実行する。
【００６０】
ステップ６１１において、道路形状取得距離延長手段１０５は、道路形状取得距離が延長された道路形状データを曲率算出手段１０６等に出力し、車両制御などに利用する。
【００６１】
第３実施形態
図９は本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態のハードウェア構成は図１に示すものと同様であるため、同図を参照して説明する。
【００６２】
本発明に係る道路形状認識装置１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１０１と、道路情報を格納した道路情報格納手段１０２と、自車両の位置周辺の道路情報を道路情報格納手段１０２から取得する道路形状取得手段１０３と、取得された内容に基づきカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段１０４と、このカーブ区間識別手段１０４によって識別された状況に応じて道路情報格納手段１０２から取得距離を延長して道路形状に関するノードデータを取得する道路形状取得距離延長手段１０５とから構成されている。
【００６３】
上述した第１および実施形態に係る道路形状認識装置１と異なる点は、道路情報格納手段１０２には、少なくとも点データの集合体として道路の形状に関するデータに加えて、カーブの開始および終了地点のデータが格納されている点と、カーブ区間識別手段１０４のソフトウェア構成である。すなわち、道路情報格納手段１０２には予めカーブ開始点フラグおよびカーブ終了点フラグを含む道路情報が格納されており、また、カーブ区間識別手段１０４は、道路形状取得手段１０３により取得された範囲のデータに基づいてカーブの開始点と終了点を識別する。本例では、道路情報格納手段１０２にカーブの開始点フラグおよびカーブの終了点フラグを予め格納しておき、カーブ区間識別手段によって直接的にカーブの開始点と終了点を識別する手法を採用するものである。
【００６４】
なお、本例においても、道路形状取得距離延長手段１０５から出力される道路形状データは、常に一定距離のデータを取得する従来の道路形状認識装置とは異なり、取得されたデータのカーブ開始点・終了点データに応じて取得距離を延長するため、カーブの途中でデータが途切れることがなく、道路形状データを用いた曲率算出装置１０６などで正確な値の曲率を算出することが可能である。
【００６５】
次に、図９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。
【００６６】
同図に示すように、ステップ９０１において、自車位置検出手段１０１により自車両の現在位置を所定の時間間隔で検出し、これを道路形状取得手段１０３に送出する。
【００６７】
次いで、ステップ９０２において、道路形状取得手段１０３は、ステップ９０１にて取得された自車両の現在位置情報に基づいて、道路情報格納手段１０２に格納された道路形状に関する点データから、自車両の現在位置から一定距離内に存在するノードデータおよびリンクデータを取得し、これをカーブ区間識別手段１０４に送出する。
【００６８】
ステップ９０３において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ９０２で取得されたノードデータ基づき、自車位置から一番遠いノードがカーブ開始点でない場合には、カーブ中ではないと判定してステップ９０６に進み、道路形状データを曲率算出手段１０６に出力する。これに対して、自車両の現在位置から一番遠いノードがカーブ開始点の場合には、カーブ途中であると判定してステップ９０４へ進み、道路形状データの取得距離を延長して次のノードデータを再取得する。
【００６９】
ステップ９０４において、ステップ９０３で自車位置から一番遠いノード点がカーブ途中と判定されたため、道路形状取得距離延長手段１０５は、道路情報格納手段１０２から、前回取得されたノードの次のノードデータを取得する。
【００７０】
そして、ステップ９０５において、道路形状取得距離延長手段１０５は、ステップ９０４にて延長して取得されたノードデータに基づき、ステップ９０３と同様に、自車位置から一番離れたノードがカーブ開始点の場合には、ステップ９０６へ戻り取得距離の再延長を行う。このノードがカーブ開始点以外の場合には、ステップ９０６へ進み、道路形状データの出力を行う。
【００７１】
ステップ９０６において、道路形状取得距離延長手段１０５は、道路形状取得距離が延長された道路形状データを曲率算出手段１０６等に出力し、車両制御などに利用する。
【００７２】
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。
【００７３】
たとえば、上述した第１、２および３実施形態におけるカーブ区間識別手法は、組み合わせて利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る道路形状認識装置の基本構成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処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態におけるノードとリンク角の関係を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるリンク角とカーブ範囲の関係を示す概念図である。
【図５】本発明の第１実施形態におけるリンク角フラグとカーブ状態フラグの関係を示す概念図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る道路形状認識装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態におけるリンク間距離を示す概念図である。
【図８】本発明の第２実施形態におけるリンク間フラグを示す概念図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…道路形状認識装置
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…カーブ区間識別手段
１０５…道路形状取得距離延長手段
Claims (6)
- 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点データを結ぶリンク間の屈折角度を演算し、このリンク間の屈折角度に基づいてカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段と、
前記カーブ区間識別手段によってカーブ中と判断された場合には、カーブの終了と判断される点までの道路形状に関する点データを読み出す道路形状取得距離延長手段と、を備えた道路形状認識装置。 - 前記道路形状取得距離延長手段は、前記道路形状取得手段により当初取得された点データの最遠方に位置する点データに対し、さらに遠方の点データを読み出し、これら全ての点データに基づいて当該点データを結ぶリンク間の屈折角度を再度演算し、このリンク間の屈折角度に基づいてカーブの開始点と終了点を再度識別する請求項１記載の道路形状認識装置。
- 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点データを結ぶリンク間の距離を演算し、このリンク間の距離に基づいてカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段と、
前記カーブ区間識別手段によってカーブ中と判断された場合には、カーブの終了と判断される点までの道路形状に関する点データを読み出す道路形状取得距離延長手段と、を備えた道路形状認識装置。 - 前記道路形状取得距離延長手段は、前記道路形状取得手段により当初取得された点データの最遠方に位置する点データに対し、さらに遠方の点データを読み出し、これら全ての点データに基づいて当該点データを結ぶリンク間の距離を再度演算し、このリンク間の距離に基づいてカーブの開始点と終了点を再度識別する請求項３記載の道路形状認識装置。
- 前記カーブ区間識別手段により識別されたカーブの開始点と終了点に関するデータを記憶する記憶手段をさらに有し、
前記カーブ区間識別手段は、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基づいてカーブの開始点と終了点を識別する際に前記記憶手段に該当するカーブの開始点と終了点が記憶されている場合には、当該記憶されたカーブの開始点と終了点に関するデータを用いる請求項１〜４の何れかに記載の道路形状認識装置。 - 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を特定するとともにカーブの開始点および終了点のデータ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データに基づいてカーブの開始点と終了点を識別するカーブ区間識別手段と、
前記カーブ区間識別手段によってカーブ中と判断された場合には、カーブの終了と判断される点までの道路形状に関する点データを読み出す道路形状取得距離延長手段と、を備えた道路形状認識装置。
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