JP2004325777A - Road information system of on-vehicle navigation and road information measurement method therefor, road surface altitude value measurement system, and navigation using the same system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載ナビゲーションにおける道路情報システムとその道路情報測定方法、並びに道路面標高値測定システムとそのシステムを用いたナビゲーションに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来道路面の標高或いは勾配についてのデータは高精度な測定が困難とされてデータベースとして整備提供されていなかった。しかし自動車の走行状態の総合コントロールにおいて路面の勾配は重要な要素となることから走行中の勾配を得るための発明がなされていた。特許文献1では、エンジントルクと加速度の値から道路の勾配を検知する方法が提案されている。また、特許文献2には、衛星からの絶対座標と標高値に関する情報を受信して交差点ごとに道路データ記憶手段に予め登録しておき、交差点とその区間の次の交差点の標高を読み出し、区間内の現在地の距離から標高差を算定して勾配を求める勾配検出装置が開示されている。しかし、衛星からの標高値計測データは誤差が大きく正しい勾配を求めることは難しい問題があった。又、交差点ごとの記録と道路の傾斜変化地点は異なることが多く、さらにトンネルや高架道路では衛星からの標高データが利用できない問題があった。
【0003】
このような測位衛星からの電波による全地球測位システム(GPS)で求める標高値の誤差を解決する標高値取得法を備えたナビゲーション装置が特許文献3に開示されている。しかし、公的地理情報提供機関から提供されるメッシュ単位(50メートルなど)の標高値から、現在位置に近いメッシュの標高情報を検索し、近傍の標高値と距離から標高を算定するため、道路が高架であったり、地下或いはトンネルでは算定できない問題があった。特許文献4「3次元CG地図表示装置及び車載ナビゲーション装置」及び特許文献5「道路勾配算出装置」についても国土地理院から公開されている地図メッシュで区画された標高データから道路の標高を算定したり勾配を求めるものであるため同様の問題があった。
【0004】
又、特許文献6には走行経路上の地形変化に対応する地形画像を前もって表示する技術が開示されているが、車両位置から所定距離前方に所定値以上の標高差があるか否かの判定に用いるための標高情報を含んだ道路情報地図データの取得方法については開示されていない。さらに、特許文献7の「地図情報作成装置及びこれを用いた地図情報表示装置」には2次元地図情報に高さ情報を付加する方法が開示されているが、交差或いは平行する道路の属性情報から高さ情報を付加する手法であって、道路の正確な標高あるいは傾斜を提供することはできなかった。
【0005】
【特許文献1】
平3−90808号公報(第1、2頁、第1図)
【特許文献2】
特開平8−304069号公報(第2、3、4頁、第1図)
【特許文献3】
特開平9−304089号公報(第2、3、4頁、第7図)
【特許文献4】
特開平10−187029号公報(第2、3、4頁、第4図)
【特許文献5】
特開2001−50743号公報(第2、3頁、第2図)
【特許文献6】
特開2002−195841号公報(第2、3頁、第1図)
【特許文献7】
特開2001−305953号公報(第2、3、4頁、第10図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたもので、道路の実態を利用上の要件を満たす道路標高データベースとして、短時間で正確に且つ容易に実測する測定方法と、その道路面標高値測定システム並びにそのシステムを用いたナビゲーションシステムを提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の車載ナビゲーションにおける道路情報システムは、道路地図情報のデータベース及び全地球測位システム(GPS)受信端末を備えた車載ナビゲーションシステムにおいて、前記データベースの道路情報として、道路の開始起点、終点及びその中間地点の中から路面が地面に接地していて且つ傾斜の変化が少なく地形測量により道路面の標高値が確定されている複数の1次基準点と、道路の傾斜及び水平方向の変化開始地点(変曲点)或いはその近傍に設定されて、1次基準点からの傾斜角度と距離の測定により相対標高を算定した複数の2次基準点とから構成される基準点の座標(緯度・経度)毎に道路面の傾斜値情報と標高値情報及び道路属性情報を備えることを特徴とする。
【0008】
また、前記道路属性情報は、少なくとも道路名、交差点名、交差角度、分岐点名、分岐角度前記道路属性情報は、道路名、交差点名、交差角度、分岐点名、分岐角度と、少なくとも接地状況区分(平地、盛土、地下)、高架区分(地上高、階層)、トンネル区分(山岳、地下、地上)、左右路壁区分、中央分離帯区分の属性コードからなることを特徴とする。
【0009】
また、前記傾斜値情報は、基準点の道路の進行方向に向かって基準点の道路が水平に対してなす傾斜角度に加え、道路横断方向における路面の水平に対する傾斜角度と、道路進行方向の地軸に対する相対角度(方位)とを合せて備えることを特徴とする。
【0010】
本発明の、道路情報測定方法は、道路情報として、道路の開始起点、終点及びその間に設けられた複数の中間地点からなる基準点の座標毎に標高値及び傾斜値及び道路属性情報を測定収集する方法であって、
予め測定対象道路の開始起点、終点及びその中間地点の中から路面が地面に接地していて且つ傾斜の変化が少ない複数の地点を1次基準点として選定し、地形測量により既知の標高値及び前記道路属性情報を基準点標高・属性データベースに記録する1次基準点情報収集ステップと、
GPSと、傾斜センサーと、測定結果をリアルタイムに収集する車載コンピュータとを搭載した測定車で、測定対象道路を走行し、前記設定された1次基準点に到達するたびにその地点の傾斜角度を測定すると共に、一定時間間隔ごとに、直前の測定時の1次基準点からの走行距離と、現在位置のGPS測位座標と、測定車の向きと、その地点の傾斜角度を測定し、走行距離と傾斜角度から直前の測定地点からの相対標高を計算し、走行距離と傾斜角度の測定値及び相対標高計算結果を道路面標高計測データとして記録する道路実測データ収集ステップと、
測定車の走行中に、前記道路実測データ収集と並行して、1次基準点データベースに道路属性情報が未登録の経路があった場合、または1次基準点情報収集ステップで地形測量図から収集した道路属性情報と現状が相違する経路があった場合、その経路の接地状況区分(平地、盛土、地下)、高架区分(地上高、階層)、トンネル区分(山岳、地下、地上)、左右路壁区分、中央分離帯区分を含む道路属性の変化及び交差・分岐などの開始終了の道路属性変化地点ごとに道路属性の変化を道路属性情報収集データとして記録する道路属性記録ステップと、
前記測定車が1次基準点を通過したとき、予め基準点標高・属性データベースに記録されたその1次基準点の絶対標高データを検索し、相対標高計算値を絶対標高値におきかえると共に、相対標高計算結果とに差が出た場合、その差分を直前の1次基準点からの距離の関数で重みをつけて補正した補正標高を求めて道路面標高計測データとして記録する補正標高値算定ステップと、
一定路線の測定終了後、前記道路面標高計測データを逐次測定順に読み出し、傾斜角度の変化が少ない点、或いは一定以上の傾斜角度の変曲点、方向の変曲点及び道路属性の変曲点を2次基準点として抽出し、1次基準点に加えてその測定傾斜角度、補正標高値、道路属性情報を基準点標高・属性データベースに記録する道路標高データ編集ステップとからなることを特徴とする。
【0011】
また、前記傾斜センサーは、機械式センサー、磁気式センサー、ジャイロ式センサー、静電式センサー、電解式センサー、圧電式センサー、光学式センサーのいずれか或いはいずれかの組み合わせを用い、予め測定車を測定時の積載状態で水平面でのキャリブレーションを行ってから測定走行させ、走行測定中は、1秒間に1回又は複数回の傾斜角度測定を行い、その平均値又は分散解析、重みつき最小自乗法などによる統計処理を行って測定ノイズをキャンセルした測定値を記録することを特徴とする。
【0012】
また、前記走行距離は、GPSによる直前測定値からの移動距離或いは車輪回転に連動した距離計による計測値を用いることを特徴とする。
【0013】
本発明の道路面標高値測定システムは、道路標高値情報を測定しそのデータベースを利用可能に配信する道路標高測定システムであって、
全国の標高値測量データを提供する公的地理情報機関のコンピュータと、記録媒体或いはコンピュータネットワークを介して地理情報を入手可能な地図情報管理会社の道路標高値管理コンピュータと、コンピュータネットワークを含む通信回線で接続された 少なくとも車両位置測定装置(GPS)と傾斜センサーと走行距離測定装置を備えて走行中の道路の位置と傾斜角を高精度で計測してそのデータを記録するコンピュータを搭載した高精度道路標高測定車と、
計測記録されたデータに基いて道路標高値管理コンピュータにより作成された基準点標高・属性データベースの提供(配信)を受けて運転者に対するナビゲーション或いは車両の自動制御を行う車両位置測定装置(GPS)と傾斜センサーと制御用の車載コンピュータを少なくとも備えた利用者車両とから構成され、
前記道路標高値管理コンピュータは、記録媒体あるいはコンピュータネットワークを介して道路標高計測データを受信しそのデータを補正編集して道路面標高データベースを作成する道路面標高値管理サーバと、道路標高・属性データベースを記録するデータベースサーバとからなり、
その道路面標高値管理サーバは、予め測定対象道路の開始起点、終点及びその中間地点の中から路面が地面に接地していて且つ傾斜の変化が少ない複数の地点を1次基準点として選定し、公的地理情報機関のコンピュータ或いは地図情報管理会社のコンピュータから入手した道路地図情報データベースから地形測量により既知の標高値及び道路属性を1次基準点データベースに記録する共に、前記高精度道路標高測定車からの測定対象道路の1次基準点データデータベースの要求に対して配信する1次基準点設定登録・配信手段と、
高精度道路標高測定車から、実際の走行により計測された道路標高属性計測データと道路属性情報収集データを受信し道路標高属性計測データベースに記録する標高属性計測データ受信・登録手段と、
受信された計測データに対して計測ノイズの補正と、1次基準点の絶対標高データを検索し、相対標高計算値を絶対標高値におきかえると共に、相対標高計算結果とに差が出た場合、その差分を直前の1次基準点からの距離の関数で重みをつけて補正した補正標高を求めて道路面標高計測データとして記録する計測データ補正・登録手段と、
前記道路面標高計測データを逐次測定順に読み出し、傾斜角度の変化の少ない点及び一定以上の傾斜角度の変曲点、並びに方向の変曲点及び道路属性の変曲点を2次基準点として抽出し、1次基準点に加えてその測定傾斜角度、補正標高値、道路属性情報を基準点標高・属性データベースに記録する2次基準点抽出道路面標高値登録手段と、
作成された基準点標高・属性データベースを利用者のナビゲーションシステム或いは車両制御システムで利用可能なデータとしてコンピュータネットワークを介して配信或いは記録媒体として提供する道路面標高データベース配信手段とを備えることを特徴とする。
【0014】
また、前記高精度道路標高測定車のコンピュータは、車両位置測定装置(GPS)、傾斜センサー、走行距離計、道路属性入力手段からのデータを受け取る入力ポートと、そのデータを処理する測定制御装置と、データの処理結果を記録するデータ記録装置とから構成され、
前記測定制御装置は、予め地図情報管理会社のコンピュータに登録された1次基準点データベースを記録媒体又はコンピュータネットワークを介して取得しデータ記録装置に登録する1次基準点データ取得・登録手段と、
GPSからの現在位置とその地点の道路傾斜角の測定結果を一定時間間隔で道路面標高計測データとして記録する位置・傾斜計測登録手段と、
直前の測定時の地点からの走行距離と傾斜角度から直前の測定地点からの相対標高を計算し、走行距離と相対標高計算結果を道路面標高計測データとして記録する距離・標高計算登録手段と、
現在位置が予め登録された1次基準点に到達したとき、1次基準点データベースの絶対標高データを検索し、相対標高計算値を絶対標高値におきかえると共に、相対標高計算結果とに差が出た場合、その差分を直前の1次基準点からの距離の関数で重みをつけて補正した補正標高を求めて道路面標高計測データとして記録する1次基準点識別・補正手段と、
走行中に、前記道路実測データ収集と並行して、1次基準点データベースに道路属性情報が未登録の経路があった場合、接地状況区分(平地、盛土、地下)、高架区分(地上高、階層)、トンネル区分(山岳、地下、地上)、左右路壁区分、中央分離帯区分を含む道路属性の変化及び交差・分岐などの開始終了の道路属性変化地点ごとに道路属性入力手段から入力された道路属性の変化を道路属性情報収集データとして記録する属性情報記録手段と、
測定終了後、道路標高計測データと道路属性情報収集データを記録媒体或いはコンピュータネットワークを介して地図情報管理会社の道路標高管理コンピュータに送信する標高属性計測データ送信手段とを備えることを特徴とする。
【0015】
本発明の道路面標高値測定システムを用いたナビゲーションは、車両位置測定装置(GPS)と、傾斜センサーと、走行距離計と、それらの装置からの入力ポートと、入力されたデータを処理する制御装置と地図情報のデータ記録装置を備えた車載コンピュータから構成されるナビゲーションシステムであって、
前記データ記録装置は、一般の道路地図情報データベースに加えて地図情報管理会社から提供或いは配信された基準点標高・属性データベースを備え、
前記制御装置は、車両位置測定装置(GPS)と傾斜センサーからの位置情報、傾斜角を受付ける位置・傾斜計測手段と、
道路地図情報データベースを検索し、位置情報から現在走行中の道路を特定する道路情報検索特定手段と、
道路標高・属性データベースを検索し、標高情報から現在走行中の道路の基準点を特定する基準点標高・属性検索特定手段と、
基準点を通過するたびに、前記特定された基準点の傾斜値と、搭載された傾斜センサーの計測値との差異から、傾斜センサーの測定値の補正値を求め校正する傾斜センサー校正手段と、
走行距離計からのデータにより、直前の基準点からの走行距離を算定し、傾斜と距離から通過した基準点に対する相対標高を算定する道路標高値補間手段と、
現在地の標高値と道路傾斜の情報を運転者に認識可能な表示或いは音声に変換する運転者コミュニケーション手段とを少なくとも備えることを特徴とする。
【0016】
また、前記制御装置は、前記基準点標高・属性検索特定手段により特定された道路の現在位置から先の進行方向の基準点情報を読み出し、進路の傾斜値を動力系・制動系或いは操作系の車両制御コンピュータに提供する進路予測情報提供手段を備えることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基き詳細に説明する。図1は本発明の道路情報システムの道路上の基準点を示す道路模式図である。
【0018】
図1において、p1〜p4は地形測量により道路面の標高が確定されている1次基準点である。1次基準点は、地形図判読、写真測量、レーザ航測、その他の手法により道路と地面の標高が一致している点を選択して決定される。このため、予め地形測量により測定された絶対標高値を容易に座標(緯度、経度)データと共に設定することができる。
【0019】
図1においてs1〜s3及びL1〜L2は、1次基準点からの傾斜角度と距離の測定により相対標高を算定した2次基準点である。s1〜s3は、道路の傾斜の変曲点或いはその近傍の座標(緯度、経度)と計測して算定した標高値、L1〜L2は、道路の交差点や水平方向における変曲点など傾斜の変化が少ない地点である。これらの1次基準点及び2次基準点には測定して得た傾斜角度の情報を標高値と共に備える。
【0020】
図2は、本発明の道路面標高値・属性データベース構造の一実施の形態を示す模式図である。道路番号(リンク番号)、道路種別、道路属性情報などの道路識別情報インデックス内に設定された1次基準点情報を検索するポインターを登録しておく。1次基準点データファイル内は、p1〜pnの設定された地点の座標(X,Y,Z)とその地点の傾斜、道路の属性と共に、p1からp2地点間に設定された2次基準点s1〜s3を検索するポインターが登録されている。ここで、Xは緯度、Yは経度、Zは標高値である。
【0021】
前記道路属性情報は、道路名、交差点名、交差角度、分岐点名、分岐角度と、少なくとも接地状況区分(平地、盛土、地下)、高架区分(地上高、階層)、トンネル区分(山岳、地下、地上)、左右路壁区分、中央分離帯区分の属性コードにより記録される情報である。
【0022】
前記傾斜値情報は、基準点の道路の進行方向に向かって基準点の道路が水平に対してなす傾斜角度を示すが、それに加え、道路横断方向における路面の水平に対する傾斜角度(横断勾配)と、道路進行方向の地軸に対する相対角度(方位)とを合せて計測して記録することができる。
【0023】
次に、本発明の道路情報の測定方法について説明する。図3は、本発明の道路情報測定方法の手順を示すフローチャートである。図3に基き本発明の道路情報の標高値及び傾斜値の測定方法を説明する。
【0024】
まず、予め測定対象道路の開始起点、終点及びその中間地点の中から路面が地面に接地していて且つ傾斜の変化が少ない複数の地点を1次基準点として選定し、地形測量により既知の標高値及び道路属性を基準点標高・属性データベースに記録する(S31:1次基準点情報収集ステップ)。
【0025】
次に、GPSと、傾斜センサーと、測定結果をリアルタイムに収集する車載コンピュータとを搭載した測定車で、測定対象道路を走行し、前記設定された1次基準点に到達するたびにその地点の傾斜角度を測定する(S32)。すでに収集記録された1次基準点の座標(緯度、経度、標高)に加えて道路面の傾斜値を得る。尚図3では、各ステップの説明で傾斜角度を斜度と省略して表記している。
【0026】
測定対象道路を走行中は、一定時間間隔ごとに、直前の測定時の1次基準点からの走行距離と、現在位置のGPS座標と、測定車の向き(方位)と、その地点の傾斜角度を測定し、走行距離と傾斜角度から直前の測定地点からの相対標高を計算し、走行距離と傾斜角度の測定値及び相対標高計算結果を道路面標高計測データとして記録する(S33:道路実測データ収集ステップ)。
【0027】
測定車の走行中に、前記道路実測データ収集と並行して、接地状況区分(平地、盛土、地下)、高架区分(地上高、階層)、トンネル区分(山岳、地下、地上)、左右路壁区分、中央分離帯区分を含む道路属性の変化及び交差・分岐などの開始終了の道路属性変化地点ごとに道路属性の変化を道路属性情報収集データとして記録する(S34:道路属性記録ステップ)。このステップは、1次基準点情報収集ステップで地形測量図の道路属性情報と現状が相違する経路があった場合、あるいは、1次基準点データベースに道路属性情報が未登録の経路があった場合の情報補充手段である。
【0028】
前記測定車が1次基準点を通過したとき、予め基準点標高・属性データベースに記録されたその1次基準点の絶対標高データを検索し、相対標高計算値を絶対標高値におきかえると共に、相対標高計算結果とに差が出た場合、その差分を直前の1次基準点からの距離の関数で重みをつけて補正した補正標高を求めて道路面標高計測データとして記録する(S35:補正標高値算定ステップ)。
【0029】
測定対象道路の終点に達するまで、S32からS35を繰返す(S36)。
【0030】
測定対象の一定路線の測定終了後、前記道路面標高計測データを逐次測定順に読み出し、傾斜角度の変化が少ない点、或いは一定以上の傾斜角度の変曲点、方向の変曲点及び道路属性の変曲点を2次基準点として抽出し、1次基準点に加えてその測定傾斜角度、補正標高値、道路属性情報を基準点標高・属性データベースに記録する(S37:道路標高データ編集ステップ)。
【0031】
なお、S35:補正標高値算定ステップは、S37:道路標高データ編集ステップの前になされていればよく、道路面標高計測データをまとめて順次補正処理することもできる。
【0032】
計測に用いる前記傾斜センサーは、機械式センサー、磁気式センサー、ジャイロ式センサー、静電式センサー、電解式センサー、圧電式センサー、光学式センサーのいずれか或いはいずれかの組み合わせを用い、予め測定車を測定時の積載状態で水平面でのキャリブレーションを行ってから測定走行させ、走行測定中は、1秒間に1回又は複数回の傾斜角度測定を行い、その平均値又は分散解析、重みつき最小自乗法などによる統計処理を行って測定ノイズをキャンセルした測定値を記録する。前記キャリブレーションは、水平面(傾斜ゼロ)でのキャリブレーションに加えて、2〜3点の既知の一定傾斜でのキャリブレーションを行うことで精度を確保する。
【0033】
標高計算に用いる前記走行距離は、GPSによる直前測定値からの移動距離或いは車輪回転に連動した距離計による計測値を用いる。
【0034】
図4は、本発明の道路面標高値測定システムの構成を示す模式図である。
【0035】
道路標高値情報を測定しそのデータベースを利用可能に配信する本発明の道路面標高値測定システムは、地図情報管理会社の道路標高値管理コンピュータ30と、コンピュータネットワーク5を含む通信回線で接続された全国の標高値測量データを提供する公的地理情報機関のコンピュータ1と、
少なくとも車両位置測定装置(GPS)と傾斜センサーと走行距離測定装置を備えて走行中の道路の位置と傾斜角を高精度で計測してそのデータを記録するコンピュータを搭載した高精度道路標高測定車10と、
計測記録されたデータに基いて道路標高値管理コンピュータ30により作成された基準点標高・属性データベースの提供(配信)を受けて運転者に対するナビゲーション或いは車両の自動制御を行う車両位置測定装置(GPS)と傾斜センサーと制御用の車載コンピュータ20を少なくとも備えた利用者車両とから構成されている。
【0036】
この実施の形態では、公的地理情報機関のコンピュータ1、高精度道路標高測定車、道路標高値管理コンピュータ30は通信回線で接続されている形態を示したが、これらの間の情報取得交換は大容量の記憶媒体のやり取りで行うことも勿論可能である。
【0037】
前記道路標高値管理コンピュータ30は、コンピュータネットワーク5を含む通信回線に接続するゲートウェイ31と、道路標高計測データを受信しそのデータを補正編集して道路面標高データベースを作成する道路面標高値管理サーバ32と、基準点標高・属性データベースを記録するデータベースサーバ33とからなる。
【0038】
その道路面標高値管理サーバ32は、1次基準点設定登録・配信手段32aと、標高属性計測データ受信・登録手段32bと、計測データ補正・登録手段32cと、2次基準点抽出道路面標高値登録手段32dと、道路面標高データベース配信手段32eとを少なくとも備えている。
【0039】
前記1次基準点設定登録・配信手段32aは、予め測定対象道路の開始起点、終点及びその中間地点の中から路面が地面に接地していて且つ傾斜の変化が少ない複数の地点を1次基準点として選定し、公的地理情報機関のコンピュータ1或いは地図情報管理会社のコンピュータから入手した道路地図情報データベースから地形測量により既知の標高値及び道路属性を1次基準点データベース33bに記録する共に、前記高精度道路標高測定車10からの測定対象道路の1次基準点データデータベースの要求に対して配信する手段である。
【0040】
前記標高属性計測データ受信・登録手段32bは、高精度道路標高測定車10から、実際の走行により計測された道路標高属性計測データと道路属性情報収集データを受信し道路標高属性計測データベース33cに記録する手段である。
【0041】
前記計測データ補正・登録手段32cは、受信された計測データに対して計測ノイズの補正と、1次基準点の絶対標高データを検索し、相対標高計算値を絶対標高値におきかえると共に、相対標高計算結果とに差が出た場合、その差分を直前の1次基準点からの距離の関数で重みをつけて補正した補正標高を求めて道路面標高計測データとして記録する手段である。
【0042】
前記2次基準点抽出道路面標高値登録手段32dは、前記道路面標高計測データを逐次測定順に読み出し、傾斜角度の変化の少ない点或いは一定以上の傾斜角度の変曲点、方向の変曲点及び道路属性の変曲点を2次基準点として抽出し、1次基準点に加えてその測定傾斜角度、補正標高値、道路属性情報を基準点標高・属性データベースに記録する手段である。
【0043】
前記道路面標高データベース配信手段32eは、作成された基準点標高・属性データベース33dを利用者のナビゲーションシステム20或いは車両制御システムで利用可能なデータとしてコンピュータネットワーク5を介して配信或いは記録媒体として提供する手段である。
【0044】
前記データベースサーバ33は、公的地理情報機関(国土地理院など)のコンピュータ或いは地図情報管理会社から通信回線及び記録媒体を介して入手した道路地図情報が記録された道路地図情報データベース33aと、前記1次基準点設定登録・配信手段32aにより登録された道路ごとの一次基準点情報が記録された1次基準点データベース33bと、前記標高属性計測データ受信・登録手段32bにより登録され前記計測データ補正・登録手段32cにより補正された道路標高属性計測データベース33cと、前記2次基準点抽出道路面標高値登録手段32dにより2次基準点が設定され利用可能にデータが圧縮編集された基準点標高・属性データベース33dと、を備える。
【0045】
このシステム構成によれば、1次基準点の設定登録、その情報の配信、複数の測定車による実測走行、実測データの補正編集、利用車両への情報提供を並列的に効率よく行うことができる。
【0046】
図5は、本発明の高精度道路標高測定車のコンピュータの構成を示す模式図である。
【0047】
前記高精度道路標高測定車10のコンピュータは、車両位置測定装置(GPS)11、傾斜センサー12、走行距離計13、道路属性入力手段14からのデータを受け取る入力ポート15と、そのデータを処理する測定制御装置16と、データの処理結果を記録するデータ記録装置17とから構成されている。
【0048】
データ記録装置17には、予め地図情報管理会社のコンピュータ30に登録された情報を記録媒体又は通信回線を介して受信して登録される道路地図情報データベース17a及び1次基準点データベース17bと、計測結果が記録される道路面標高計測データ17cと、情報収集結果が登録される道路属性情報収集データ17dとを備える。
【0049】
前記測定制御装置16は、1次基準点データ取得・登録手段16aと、位置・傾斜計測登録手段16bと、距離・標高計算登録手段16cと、1次基準点識別・補正手段16dと、属性情報記録手段16eと、標高属性計測データ送信手段16fとを備えている。
【0050】
前記1次基準点データ取得・登録手段16aは、予め地図情報管理会社のコンピュータ30に登録された道路地図情報データベース33a及び1次基準点データベース33bを記録媒体又はコンピュータネットワーク5を介して取得しデータ記録装置17の道路地図情報データベース17aと1次基準点データベース17bに登録する手段である。
【0051】
前記位置・傾斜計測登録手段16bは、GPS11からの現在位置とその地点の道路傾斜角の測定結果を一定時間間隔で道路面標高計測データ17cとして記録する手段である。
【0052】
距離・標高計算登録手段16cは、直前の測定時の地点からの走行距離と傾斜角度から直前の測定地点からの相対標高を計算し、走行距離と相対標高計算結果を道路面標高計測データ17cとして記録する手段である。
【0053】
前記1次基準点識別・補正手段16dは、現在位置が予め登録された1次基準点に到達したとき、1次基準点データベース17bの絶対標高データを検索し、相対標高計算値を絶対標高値におきかえると共に、相対標高計算結果とに差が出た場合、その差分を直前の1次基準点からの距離の関数で重みをつけて補正した補正標高を求めて道路面標高計測データ17cとして記録する手段である。
【0054】
前記属性情報記録手段16eは、走行中に、1次基準点データベースに道路属性情報が未登録の経路があった場合、または1次基準点情報収集ステップで地形測量図から収集した道路属性情報と現状が相違する経路があった場合、前記道路実測データ収集と並行して、接地状況区分(平地、盛土、地下)、高架区分(地上高、階層)、トンネル区分(山岳、地下、地上)、左右路壁区分、中央分離帯区分を含む道路属性の変化及び交差・分岐などの開始終了の道路属性変化地点ごとに道路属性入力手段から入力された道路属性の変化を道路属性情報収集データ17dとして記録する手段である。
【0055】
前記標高属性計測データ送信手段16fは、測定終了後、道路標高計測データ17cと道路属性情報収集データを記録媒体或いはコンピュータネットワーク5を介して地図情報管理会社の道路標高管理コンピュータ30に送信する手段である。
【0056】
ここで、道路の傾斜を測定する傾斜センサー12は、機械式センサー、磁気式センサー、ジャイロ式センサー、静電式センサー、電解式センサー、圧電式センサー、光学式センサーのいずれか或いはいずれかの組み合わせを用い、ノイズを除去した高い精度での測定を行う。
【0057】
この様な装備をした高精度道路標高測定車を備えることにより、本発明の道路情報システムは、道路の実態を利用上の要件を満たす道路標高データベースとして、短時間で正確に且つ容易に実測することができる。
【0058】
図6は、本発明のナビゲーションを利用する利用者のナビゲーションシステムの構成を示す模式図である。
【0059】
前記ナビゲーションシステムは、車両位置測定装置(GPS)21と、傾斜センサー22と、走行距離計23と、それらの装置からの入力ポート25と、入力されたデータを処理する制御装置26と地図情報のデータ記録装置27を備えた車載コンピュータ20から構成されている。
【0060】
前記データ記録装置27は、一般の道路地図情報データベース27aに加えて地図情報管理会社から提供或いは配信された基準点標高・属性データベース27bを備える。
【0061】
前記制御装置26は、位置・傾斜計測手段26aと、道路情報検索特定手段26bと、基準点標高・属性検索特定手段26cと、道路標高値補間手段26dと傾斜センサー校正手段26eと、運転者コミュニケーション手段26fとを備える。
【0062】
前記位置・傾斜計測手段26aは、車両位置測定装置(GPS)21と傾斜センサー22からの位置情報、傾斜角を受付ける手段である。
【0063】
前記道路情報検索特定手段26bは、道路地図情報データベース27aを検索し、位置情報から現在走行中の道路を特定する手段である。
【0064】
前記基準点標高・属性検索特定手段26cは、道路標高・属性データベース27bを検索し、標高情報から現在走行中の道路を特定する手段である。
【0065】
前記道路標高値補間手段26dは、走行距離計23からのデータにより、直前の測定地点からの走行距離を算定し、傾斜と距離から通過した基準点に対する相対標高を算定する手段である。
【0066】
傾斜センサー校正手段26eは、基準点を通過するたびに、前記特定された基準点の傾斜値と、搭載された傾斜センサー22の計測値との差異から、傾斜センサー22の測定値の補正値を求め校正する手段である。この手段により測定値の補正がなされるため、利用者の車載傾斜計は高い精度の高価な機器を用いることなく、安価な傾斜計でも利用可能となる。
【0067】
前記運転者コミュニケーション手段26fは、現在地の標高値と道路傾斜の情報を運転者に認識可能な表示或いは音声に変換する手段である。
【0068】
また、前記制御装置26は、加えて、前記基準点標高・属性検索特定手段26cにより特定された道路の現在位置から先の進行方向の基準点情報を読み出し、進路の傾斜値を動力系・制動系或いは操作系の車両制御コンピュータに提供する進路予測情報提供手段26gを備えることもできる。
【0069】
以上本発明の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は、道路地図情報のデータベースおよびGPSの受信端末器を備えている車載ナビゲーションシステムにおいて、前記データベースの道路地図情報に対応して、その道路面の座標(緯度・経度)毎に、基準点での傾斜値情報、標高値情報及び道路属性情報を道路情報管理会社側の道路情報データベースに保有し、これらを、コンピュータネットワークを含む通信回線或いは記憶媒体を介した、前記ナビゲーションシステムに提供することを可能にするものである。
【0070】
このため、道路面に複数設定された本発明の基準点を通過するごとに正確な標高情報を取得し、高度差にも対応した水平走行距離算定や、立体的な高速道路、一般道路の走行判別を高い精度で行うことができる。
【0071】
また、高度測位誤差が大きなGPSに加えて傾斜センサー(含む3Dジャイロセンサー)を搭載したナビゲーションシステムに対しても、本発明の基準点座標を通過するたびに正確な標高、傾斜を提供することにより測位誤差の補正をさせることができる。
【0072】
【発明の効果】
本発明によれば、従来、簡易かつ高精度な測定が困難とされていた道路面標高と傾斜角度情報を有する道路情報システムを低コストで短時間で容易に提供することができる。
【0073】
また、本発明の道路面標高値測定システムによれば、1次基準点の設定登録、その情報の配信、複数の測定車による実測走行、実測データの補正編集、利用車両への情報提供を並列的に効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の道路情報システムの道路上の基準点を示す道路模式図である。
【図2】本発明の道路面標高値・属性データベース構造の一実施の形態を示す模式図である。
【図3】本発明の道路情報測定方法の手順を示すフローチャートである。
【図4】本発明の道路面標高値測定システムの構成を示す模式図である。
【図5】本発明の高精度道路標高測定車のコンピュータの構成を示す模式図である。
【図6】本発明のナビゲーションを利用する利用者のナビゲーションシステムの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
p1、p2、p3、p4 1次基準点
s1、s2、s3、 2次基準点
L1、L2 2次基準点
X 緯度
Y 経度
Z 標高値
1 公的地理情報機関のコンピュータ
5 コンピュータネットワーク
10 高精度道路標高測定車のコンピュータ
11、21 車両位置測定装置(GPS)
12、22 傾斜センサー
13、23 走行距離計
14 道路属性入力手段
15、25 入力ポート
16 測定制御装置
16a 1次基準点データ取得・登録手段
16b 位置・傾斜計測登録手段
16c 距離・標高計算登録手段
16d 1次基準点識別・補正手段
16e 属性情報記録手段
16f 標高属性計測データ送信手段
17、27 データ記憶装置
17a 道路地図情報データベース
17b 1次基準点データベース
17c 道路面標高計測データ
17d 道路属性情報収集データ
20 利用者の車載コンピュータ
26 制御装置
26a 位置・傾斜計測手段
26b 道路情報検索特定手段
26c 基準点標高・属性検索特定手段
26d 道路標高値補間手段
26e 傾斜センサー校正手段
26f 運転者コミュニケーション手段
26g 進路予測情報提供手段
27 データ記憶装置
27a 道路地図情報データベース
27b 基準点標高・属性データベース
28 記録媒体
30 道路標高値管理コンピュータ
31 ゲートウェイ
32 道路面標高管理サーバ
32a 1次基準点設定登録・配信手段
32b 標高属性計測データ受信・登録手段
32c 計測データ補正・登録手段
32d 2次基準点抽出道路面標高値登録手段
32e 道路面標高データベース配信手段
33 データベースサーバ
33a 道路地図情報データベース
33b 1次基準点データベース
33c 道路標高属性計測データベース
33d 基準点標高・属性データベース[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a road information system for on-vehicle navigation, a road information measuring method thereof, and a road surface elevation value measuring system and navigation using the system.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, data on the elevation or gradient of the road surface has not been provided and maintained as a database because it is difficult to measure the data with high accuracy. However, since the gradient of the road surface is an important factor in the overall control of the running state of the automobile, the invention for obtaining the gradient during traveling has been made. Patent Literature 1 proposes a method of detecting a road gradient from values of engine torque and acceleration. Further, in Patent Document 2, information on absolute coordinates and altitude values from satellites is received and registered in advance in road data storage means for each intersection, and the altitude of the intersection and the next intersection after the section is read out. There is disclosed a gradient detecting device that calculates an altitude difference from a distance of a current position in a vehicle to obtain a gradient. However, there is a problem that the elevation measurement data from the satellite has a large error and it is difficult to obtain a correct gradient. In addition, there is a problem that the record of each intersection and the point where the inclination of the road changes are often different, and there is a problem that elevation data from a satellite cannot be used on a tunnel or an elevated road.
[0003]
Patent Literature 3 discloses a navigation device provided with an elevation value acquisition method for solving an error of an elevation value obtained by a global positioning system (GPS) using a radio wave from a positioning satellite. However, from the elevation value of the mesh unit (50 meters, etc.) provided by the public geographic information provider, the elevation information of the mesh close to the current position is searched, and the elevation is calculated from the elevation value and distance in the vicinity. However, there was a problem that it could not be calculated in an elevated or underground or tunnel. Patent Literature 4 “3D CG map display device and in-vehicle navigation device” and Patent Literature 5 “Road gradient calculation device” also calculate the elevation of a road from elevation data partitioned by a map mesh published by the Geospatial Information Authority of Japan. There is a similar problem because it is required to determine the slope.
[0004]
Patent Document 6 discloses a technique of displaying in advance a terrain image corresponding to a terrain change on a traveling route. However, it is determined whether or not there is an elevation difference equal to or more than a predetermined value ahead of a vehicle position by a predetermined distance. There is no disclosure of a method for obtaining road information map data including elevation information to be used for GPS. Further, a method for adding height information to two-dimensional map information is disclosed in "Map information creation device and map information display device using the same" in Patent Document 7, but attribute information of crossing or parallel roads is disclosed. It is a method of adding height information from the road, and cannot provide an accurate elevation or inclination of a road.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-90808 (Pages 1, 2 and 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-304069 (pages 2, 3, 4; FIG. 1)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-304089 (pages 2, 3, 4; FIG. 7)
[Patent Document 4]
JP-A-10-187029 (pages 2, 3, 4 and FIG. 4)
[Patent Document 5]
JP 2001-50743 A (pages 2, 3 and FIG. 2)
[Patent Document 6]
JP-A-2002-195841 (pages 2, 3; FIG. 1)
[Patent Document 7]
JP 2001-305953 A (pages 2, 3, and 4; FIG. 10)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a road elevation database that satisfies the requirements for use of the actual condition of a road as a measurement method for accurately and easily measuring a road surface in a short time. A system and a navigation system using the system are provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a road information system for on-vehicle navigation according to the present invention is a vehicle-mounted navigation system including a road map information database and a global positioning system (GPS) receiving terminal. A plurality of primary reference points where the road surface is in contact with the ground from among the start point, the end point, and the intermediate point, and the elevation value of the road surface is determined by terrain survey with little change in inclination, A reference point set at or near the horizontal change start point (inflection point) and composed of a plurality of secondary reference points for which the relative elevation has been calculated by measuring the inclination angle and distance from the primary reference point. Is provided with road surface inclination value information, elevation value information, and road attribute information for each of the coordinates (latitude / longitude).
[0008]
The road attribute information includes at least a road name, an intersection name, an intersection angle, a branch point name, and a branch angle. The road attribute information includes a road name, an intersection name, an intersection angle, a branch point name, a branch angle, and at least a grounding state class ( It is characterized by attribute codes of flat terrain, embankment, underground), elevated section (height above ground, level), tunnel section (mountain, underground, above ground), right and left road wall section, and median strip section.
[0009]
The inclination value information includes, in addition to the inclination angle formed by the road at the reference point with respect to the horizontal direction toward the traveling direction of the road at the reference point, the inclination angle of the road surface in the transverse direction of the road and the ground axis in the road traveling direction. And a relative angle (azimuth) with respect to.
[0010]
The road information measuring method according to the present invention measures and collects, as road information, an elevation value, a slope value, and road attribute information for each coordinate of a starting point, an end point, and a reference point including a plurality of intermediate points provided therebetween. A way to
A plurality of points where the road surface is in contact with the ground and the change in inclination is small are selected as primary reference points from among the starting point, the end point, and the intermediate points of the measurement target road in advance, and the elevation values and the known elevation values obtained by topographical surveying are selected. A primary reference point information collecting step of recording the road attribute information in a reference point elevation / attribute database;
A measuring vehicle equipped with a GPS, a tilt sensor, and an in-vehicle computer that collects measurement results in real time, travels on a road to be measured, and measures the tilt angle of the point each time the vehicle reaches the set primary reference point. At the same time, at regular time intervals, the traveling distance from the primary reference point at the time of the immediately preceding measurement, the GPS positioning coordinates of the current position, the direction of the measuring vehicle, and the inclination angle of the point are measured. A road actual measurement data collection step of calculating the relative elevation from the immediately preceding measurement point from the inclination angle, and recording the measured value of the traveling distance and the inclination angle and the relative elevation calculation result as road surface elevation measurement data,
During traveling of the measuring vehicle, if there is a route whose road attribute information is not registered in the primary reference point database in parallel with the above-mentioned actual road measurement data collection, or collected from the topographical survey map in the primary reference point information collection step. If there is a route that differs from the current road attribute information and the current status, the grounding status classification (flatland, embankment, underground), elevated section (ground level, hierarchy), tunnel section (mountain, underground, ground), left and right road of the route A road attribute recording step of recording, as road attribute information collection data, a change in road attribute for each change point of road attribute including a wall section, a median strip section, and a start / end road attribute change point such as intersection / branch;
When the measuring vehicle passes the primary reference point, the absolute elevation data of the primary reference point recorded in advance in the reference point elevation / attribute database is searched, and the relative elevation calculation value is replaced with the absolute elevation value. A step of calculating a corrected altitude obtained by correcting the difference by weighting the difference with a function of the distance from the immediately preceding primary reference point to obtain a corrected altitude, and recording the corrected altitude as road elevation measurement data; When,
After the measurement of the fixed route, the road surface elevation measurement data is read out sequentially in the order of the measurement, and the point at which the change in the inclination angle is small, or the inflection point of the inclination angle which is equal to or more than a certain, the inflection point of the direction, and the inflection point of the road attribute As a secondary reference point, and a road elevation data editing step of recording the measured inclination angle, corrected elevation value, and road attribute information in the reference point elevation / attribute database in addition to the primary reference point. I do.
[0011]
The tilt sensor may be a mechanical sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an electrostatic sensor, an electrolytic sensor, a piezoelectric sensor, or a combination of any of the optical sensors, and may be configured to measure the vehicle in advance. Calibration on the horizontal surface is performed in the loaded state at the time of measurement, and then measurement is performed. During travel measurement, inclination angle measurement is performed once or multiple times per second, and the average value or variance analysis, weighted minimum It is characterized in that a measurement value in which measurement noise is canceled by performing statistical processing by a multiplication method or the like is recorded.
[0012]
Further, the travel distance is characterized by using a movement distance from a immediately preceding measurement value by GPS or a measurement value by a distance meter linked to wheel rotation.
[0013]
The road surface elevation value measurement system of the present invention is a road elevation measurement system that measures road elevation value information and distributes the database so that it can be used,
A computer of a public geographic information agency that provides elevation survey data nationwide, a road elevation management computer of a map information management company that can obtain geographic information via a recording medium or a computer network, and a communication line including a computer network High-precision equipped with a computer that has at least a vehicle position measurement device (GPS), a tilt sensor, and a mileage measurement device and that measures the position and inclination angle of the road while traveling with high accuracy and records the data. Road elevation measurement vehicles,
A vehicle position measurement device (GPS) for providing navigation to a driver or automatically controlling a vehicle by providing (distributing) a reference point elevation / attribute database created by a road elevation value management computer based on measured and recorded data; It is composed of a user vehicle having at least a tilt sensor and an on-vehicle computer for control,
The road elevation value management computer receives a road elevation measurement data via a recording medium or a computer network, and corrects and edits the data to create a road elevation information database; and a road elevation / attribute database. And a database server that records
The road surface elevation value management server previously selects, as primary reference points, a plurality of points where the road surface is in contact with the ground and the change in inclination is small, from among the start start point, end point, and intermediate points of the road to be measured. The known elevation values and road attributes are recorded in a primary reference point database by topographic survey from a road map information database obtained from a computer of a public geographic information agency or a computer of a map information management company, and the high-precision road elevation measurement is performed. A primary reference point setting registration / distribution means for delivering in response to a request from a primary reference point data database of a road to be measured from a vehicle;
An altitude attribute measurement data receiving / registering unit that receives road altitude attribute measurement data and road attribute information collection data measured by actual traveling from a high-precision road altitude measurement vehicle and records the data in a road altitude attribute measurement database;
Correction of the measurement noise to the received measurement data, search for the absolute elevation data of the primary reference point, replace the relative elevation calculation value with the absolute elevation value, and if there is a difference between the relative elevation calculation result, Measurement data correction / registration means for obtaining a corrected elevation obtained by weighting the difference with a function of the distance from the immediately preceding primary reference point and recording the corrected elevation as road surface elevation measurement data;
The road surface elevation measurement data is sequentially read out in the measurement order, and a point with a small change in inclination angle, an inflection point with an inclination angle of a certain angle or more, an inflection point in direction and an inflection point in road attribute are extracted as secondary reference points. Secondary reference point extraction road surface elevation value registration means for recording the measured inclination angle, corrected elevation value, and road attribute information in the reference point elevation / attribute database in addition to the primary reference point;
Road surface elevation database distribution means for distributing the created reference point elevation / attribute database as data usable by a user's navigation system or vehicle control system via a computer network or providing the data as a recording medium. I do.
[0014]
The computer of the high-precision road elevation measurement vehicle includes an input port for receiving data from a vehicle position measurement device (GPS), a tilt sensor, an odometer, and road attribute input means, and a measurement control device for processing the data. , A data recording device for recording the processing result of the data,
The measurement control device acquires a primary reference point database registered in advance in a computer of a map information management company via a recording medium or a computer network, and registers the primary reference point data in a data recording device;
Position / inclination measurement registration means for recording the current position from the GPS and the measurement result of the road inclination angle at that point as road surface elevation measurement data at fixed time intervals;
Distance / altitude calculation registration means for calculating the relative altitude from the immediately preceding measurement point from the travel distance and the inclination angle from the point at the time of the last measurement, and recording the travel distance and the relative elevation calculation result as road surface elevation measurement data,
When the current position reaches the pre-registered primary reference point, the absolute elevation data in the primary reference point database is searched, the relative altitude calculation value is replaced with the absolute altitude value, and a difference is obtained from the relative altitude calculation result. In this case, a primary reference point identifying / correcting means for obtaining a corrected altitude obtained by weighting the difference with a function of a distance from the immediately preceding primary reference point and recording the difference as road surface elevation measurement data;
During traveling, in parallel with the actual road measurement data collection, if there is a route for which the road attribute information is not registered in the primary reference point database, a grounding condition classification (flat ground, embankment, underground), an elevated classification (ground height, Input from the road attribute input means for each change point of the road attribute including the change of the road attribute including the hierarchy section), the tunnel section (mountain, underground, above ground), the left and right road wall section, the median strip section and the start / end of the intersection / branch. Attribute information recording means for recording the change of the road attribute as road attribute information collection data,
An altitude attribute measurement data transmission means for transmitting the road elevation measurement data and the road attribute information collection data to the road elevation management computer of the map information management company via a recording medium or a computer network after the measurement is completed.
[0015]
The navigation using the road surface elevation measurement system of the present invention includes a vehicle position measurement device (GPS), a tilt sensor, an odometer, input ports from those devices, and control for processing input data. A navigation system comprising an in-vehicle computer having a device and a map information data recording device,
The data recording device includes a reference point elevation / attribute database provided or distributed from a map information management company in addition to a general road map information database,
The control device includes a vehicle position measurement device (GPS), position information from a tilt sensor, and a position / tilt measurement unit that receives a tilt angle.
A road information search and identification unit that searches a road map information database and identifies a currently traveling road from position information;
A reference point elevation / attribute search and identification means for searching a road elevation / attribute database and identifying a reference point of a currently traveling road from the altitude information;
Each time the vehicle passes the reference point, the inclination value of the specified reference point and the difference between the measurement value of the mounted inclination sensor and the inclination sensor calibrating means for determining and correcting the correction value of the measurement value of the inclination sensor,
Road elevation value interpolation means for calculating the mileage from the immediately preceding reference point by the data from the odometer, and calculating the relative elevation with respect to the reference point passed from the slope and the distance;
It is characterized by comprising at least driver communication means for converting the information of the altitude value of the current position and the road inclination into a display or voice recognizable by the driver.
[0016]
Further, the control device reads out reference point information of a traveling direction ahead from the current position of the road specified by the reference point elevation / attribute search specifying means, and calculates a slope value of the course by a power system, a braking system, or an operation system. It is characterized by comprising a route prediction information providing means to be provided to the vehicle control computer.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic road diagram showing reference points on a road in the road information system of the present invention.
[0018]
In FIG. 1, p1 to p4 are primary reference points at which the elevation of the road surface is determined by topographic survey. The primary reference point is determined by selecting a point where the elevation of the road and the ground coincide with each other by using a topographic map interpretation, photogrammetry, laser navigation, or other methods. For this reason, the absolute altitude value previously measured by the topographical survey can be easily set together with the coordinate (latitude, longitude) data.
[0019]
In FIG. 1, s1 to s3 and L1 to L2 are secondary reference points for which the relative elevation has been calculated by measuring the inclination angle and the distance from the primary reference point. s1 to s3 are elevation values calculated by measuring coordinates (latitude and longitude) at or near the inflection point of the road slope, and L1 to L2 are changes in the slope such as intersections of roads and inflection points in the horizontal direction. It is a point where there are few. The primary reference point and the secondary reference point are provided with information on the inclination angle obtained by the measurement together with the elevation value.
[0020]
FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of the road surface elevation value / attribute database structure of the present invention. A pointer for searching primary reference point information set in a road identification information index such as a road number (link number), a road type, and road attribute information is registered. The primary reference point data file contains the coordinates (X, Y, Z) of the point set to p1 to pn, the inclination of the point, the attribute of the road, and the secondary reference point set between points p1 and p2. Pointers for searching s1 to s3 are registered. Here, X is latitude, Y is longitude, and Z is altitude.
[0021]
The road attribute information includes a road name, an intersection name, an intersection angle, a branch point name, a branch angle, and at least a grounding state section (flatland, embankment, underground), an elevated section (ground level, a hierarchy), and a tunnel section (mountain, underground, This is information recorded by the attribute codes of the (ground), left and right road wall sections, and median strip section.
[0022]
The inclination value information indicates an inclination angle of the road at the reference point with respect to the horizontal toward the traveling direction of the road at the reference point. And the relative angle (azimuth) of the road traveling direction with respect to the ground axis can be measured and recorded.
[0023]
Next, a method for measuring road information according to the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of the road information measuring method of the present invention. The method of measuring the elevation value and the slope value of the road information according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0024]
First, a plurality of points where the road surface is in contact with the ground and the change in inclination is small are selected in advance from among the starting point, the ending point, and the intermediate point of the road to be measured, as primary reference points, and a known elevation is obtained by topographical survey. The values and road attributes are recorded in the reference point elevation / attribute database (S31: primary reference point information collecting step).
[0025]
Next, a measurement vehicle equipped with a GPS, an inclination sensor, and an in-vehicle computer for collecting measurement results in real time travels on the road to be measured, and every time the vehicle reaches the set primary reference point, the inclination of the point is measured. The angle is measured (S32). The inclination value of the road surface is obtained in addition to the coordinates (latitude, longitude, altitude) of the primary reference point already collected and recorded. In FIG. 3, the inclination angle is abbreviated as the inclination in the description of each step.
[0026]
While traveling on the road to be measured, at fixed time intervals, the traveling distance from the primary reference point at the time of the immediately preceding measurement, the GPS coordinates of the current position, the direction (azimuth) of the measuring vehicle, and the inclination angle of the point Is measured, and the relative elevation from the immediately preceding measurement point is calculated from the traveling distance and the inclination angle, and the measured values of the traveling distance and the inclination angle and the relative elevation calculation result are recorded as road surface elevation measurement data (S33: actual road measurement data). Collection step).
[0027]
While the measuring vehicle is running, in parallel with the above-mentioned actual road data collection, the grounding condition section (flatland, embankment, underground), elevated section (height above ground, level), tunnel section (mountain, underground, above ground), left and right road walls The change of the road attribute including the section and the median divider section and the change of the road attribute at the start and end of the intersection such as intersection / branch are recorded as road attribute information collection data (S34: road attribute recording step). This step is performed when there is a route in the primary reference point information collecting step where the current state is different from the road attribute information in the topographic survey map, or when there is a route for which the road attribute information is not registered in the primary reference point database. Information supplementing means.
[0028]
When the measuring vehicle passes the primary reference point, the absolute elevation data of the primary reference point recorded in advance in the reference point elevation / attribute database is searched, and the relative elevation calculation value is replaced with the absolute elevation value. If there is a difference from the altitude calculation result, the difference is weighted by a function of the distance from the immediately preceding primary reference point to obtain a corrected altitude, which is recorded as road surface altitude measurement data (S35: corrected altitude) Value calculation step).
[0029]
Until the end point of the road to be measured is reached, S32 to S35 are repeated (S36).
[0030]
After the measurement of a fixed line of the measurement target, the road surface elevation measurement data is read out in the order of measurement, and the point of change in the inclination angle is small, or the inflection point of the inclination angle of a certain angle or more, the inflection point of the direction, and the The inflection point is extracted as a secondary reference point, and in addition to the primary reference point, its measured inclination angle, corrected elevation value, and road attribute information are recorded in the reference point elevation / attribute database (S37: road elevation data editing step). .
[0031]
The S35: corrected altitude value calculating step may be performed before the S37: road altitude data editing step, and the road surface altitude measurement data may be collectively and sequentially corrected.
[0032]
The tilt sensor used for measurement may be a mechanical sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an electrostatic sensor, an electrolytic sensor, a piezoelectric sensor, or an optical sensor, or a combination of any one of the sensors. After performing calibration on the horizontal surface in the loading state at the time of measurement, make measurement travel, and during travel measurement, perform one or more tilt angle measurements per second, analyze the average value or variance, and calculate the weighted minimum A statistical value by a square method or the like is used to record a measured value in which measurement noise is canceled. In the calibration, in addition to the calibration on the horizontal plane (inclination of zero), the accuracy is ensured by performing calibration with a known constant inclination of a few points.
[0033]
As the travel distance used in the altitude calculation, a travel distance from the immediately preceding measurement value by GPS or a measurement value by a distance meter linked to wheel rotation is used.
[0034]
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the road surface elevation value measurement system of the present invention.
[0035]
The road surface elevation value measurement system of the present invention, which measures road elevation value information and distributes the database so that it can be used, is connected to a road elevation value management computer 30 of a map information management company by a communication line including a computer network 5. A computer 1 of a public geographical information agency providing elevation surveying data nationwide,
A high-precision road altitude measuring vehicle equipped with a computer that includes at least a vehicle position measuring device (GPS), a tilt sensor, and a mileage measuring device, and that measures a position and a tilt angle of a traveling road with high accuracy and records the data. 10 and
A vehicle position measuring device (GPS) that performs navigation to a driver or automatic control of a vehicle in response to provision (distribution) of a reference point elevation / attribute database created by a road elevation value management computer 30 based on measured and recorded data. And a user vehicle having at least a tilt sensor and a vehicle-mounted
[0036]
In this embodiment, the computer 1, the high-precision road elevation measurement vehicle, and the road elevation value management computer 30 of the public geographic information agency are connected by a communication line. Of course, it is also possible to carry out by exchanging a large-capacity storage medium.
[0037]
The road elevation value management computer 30 includes a
[0038]
The road surface elevation
[0039]
The primary reference point setting registration / distribution means 32a preliminarily selects a plurality of points, of which the road surface is in contact with the ground and has a small change in inclination, from among the starting point, the ending point, and the intermediate point of the road to be measured. A point is selected, and a known elevation value and a road attribute are recorded in a primary
[0040]
The elevation attribute measurement data receiving / registering unit 32b receives the road elevation attribute measurement data and the road attribute information collection data measured by actual traveling from the high-precision road
[0041]
The measurement data correction / registration means 32c corrects the measurement noise with respect to the received measurement data, searches for the absolute elevation data of the primary reference point, replaces the relative elevation calculation value with the absolute elevation value, and When there is a difference between the calculation result and the calculation result, the difference is weighted by a function of the distance from the immediately preceding primary reference point, a corrected altitude is obtained, and the corrected altitude is obtained and recorded as road surface elevation measurement data.
[0042]
The secondary reference point extraction road surface elevation value registration means 32d reads the road surface elevation measurement data sequentially in the order of measurement, and detects a point at which the change in the inclination angle is small or an inflection point of the inclination angle of a certain angle or more, and an inflection point of the direction. And an inflection point of the road attribute as a secondary reference point, and in addition to the primary reference point, records the measured inclination angle, corrected elevation value, and road attribute information in the reference point elevation / attribute database.
[0043]
The road surface elevation database distribution means 32e distributes the created reference point elevation / attribute database 33d as data usable by the user's
[0044]
The database server 33 includes a road map information database 33a in which road map information obtained from a computer of a public geographic information agency (such as the Geographical Survey Institute) or a map information management company via a communication line and a recording medium is recorded. A primary
[0045]
According to this system configuration, setting registration of the primary reference point, distribution of the information, actual traveling by a plurality of measuring vehicles, correction and editing of the actual measurement data, and provision of information to the used vehicle can be efficiently performed in parallel. .
[0046]
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a computer of the high-accuracy road elevation measuring vehicle of the present invention.
[0047]
The computer of the high-precision road
[0048]
The data recording device 17 includes a road map information database 17a and a primary reference point database 17b, which are registered by receiving information registered in advance in the computer 30 of the map information management company via a recording medium or a communication line. It has road surface elevation measurement data 17c in which results are recorded, and road attribute information collection data 17d in which information collection results are registered.
[0049]
The measurement control device 16 includes a primary reference point data acquisition / registration unit 16a, a position / inclination measurement registration unit 16b, a distance / altitude calculation registration unit 16c, a primary reference point identification / correction unit 16d, and attribute information. A recording unit 16e and an altitude attribute measurement data transmitting unit 16f are provided.
[0050]
The primary reference point data acquisition / registration means 16a acquires the road map information database 33a and the primary
[0051]
The position / inclination measurement registration unit 16b is a unit that records the current position from the
[0052]
The distance / altitude calculation registration unit 16c calculates the relative altitude from the immediately preceding measurement point from the travel distance and the inclination angle from the point at the time of the immediately preceding measurement, and uses the travel distance and the relative altitude calculation result as the road surface elevation measurement data 17c. It is a means for recording.
[0053]
When the current position reaches the pre-registered primary reference point, the primary reference point identifying / correcting means 16d searches the absolute elevation data of the primary reference point database 17b, and calculates the relative elevation calculated value as the absolute elevation value. In addition, if there is a difference from the relative altitude calculation result, the difference is weighted with a function of the distance from the immediately preceding primary reference point to obtain a corrected altitude, which is recorded as road surface elevation measurement data 17c. It is a means to do.
[0054]
The attribute information recording unit 16e is configured to determine whether there is a route for which road attribute information is not registered in the primary reference point database during traveling, or to compare the road attribute information collected from the topographical survey map in the primary reference point information collection step. If there is a route that is different from the current situation, in parallel with the collection of the actual road measurement data, the grounding status section (level ground, embankment, underground), elevated section (ground level, level), tunnel section (mountain, underground, ground), The change of the road attribute including the change of the road attribute including the left and right road wall sections and the median strip section and the change of the road attribute inputted from the road attribute input means at each of the start and end road attribute change points such as intersection / branch are taken as the road attribute information collection data 17d. It is a means for recording.
[0055]
The elevation attribute measurement data transmitting means 16f is a means for transmitting the road elevation measurement data 17c and the road attribute information collection data to the road elevation management computer 30 of the map information management company via a recording medium or the computer network 5 after the measurement is completed. is there.
[0056]
Here, the
[0057]
By providing a high-precision road elevation measuring vehicle equipped with such equipment, the road information system of the present invention can accurately and easily measure the actual state of the road in a short time as a road elevation database that satisfies usage requirements. be able to.
[0058]
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a navigation system of a user using the navigation of the present invention.
[0059]
The navigation system includes a vehicle position measuring device (GPS) 21, an
[0060]
The data recording device 27 includes a reference point elevation / attribute database 27b provided or distributed by a map information management company in addition to a general road map information database 27a.
[0061]
The
[0062]
The position / inclination measuring unit 26a is a unit that receives position information and an inclination angle from the vehicle position measuring device (GPS) 21 and the
[0063]
The road information search and identification unit 26b is a unit that searches the road map information database 27a and identifies the currently traveling road from the position information.
[0064]
The reference point altitude / attribute search / identification means 26c is a means for searching the road altitude / attribute database 27b and identifying the currently traveling road from the altitude information.
[0065]
The road elevation value interpolation means 26d is a means for calculating the travel distance from the immediately preceding measurement point based on the data from the
[0066]
Each time the inclination sensor calibrating means 26e passes the reference point, the inclination sensor calibration unit 26e calculates a correction value of the measurement value of the
[0067]
The driver communication unit 26f is a unit that converts information on the altitude value and the road inclination of the current location into a display or voice that can be recognized by the driver.
[0068]
In addition, the
[0069]
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention relates to a vehicle-mounted navigation system including a road map information database and a GPS receiving terminal. For each road surface coordinate (latitude / longitude), slope value information, elevation value information and road attribute information at a reference point are stored in a road information database of a road information management company, and these are stored in a communication line including a computer network. Alternatively, the information can be provided to the navigation system via a storage medium.
[0070]
For this reason, every time the vehicle passes through a plurality of reference points of the present invention set on the road surface, accurate altitude information is acquired, a horizontal traveling distance is calculated in accordance with altitude differences, and a three-dimensional highway or a general road is traveled. The determination can be performed with high accuracy.
[0071]
In addition, for a navigation system equipped with a tilt sensor (including a 3D gyro sensor) in addition to a GPS having a large altitude positioning error, by providing an accurate altitude and tilt every time the vehicle passes the reference point coordinates of the present invention. The positioning error can be corrected.
[0072]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the road information system which has the road surface elevation and inclination angle information which had conventionally been difficult to measure easily and accurately can be easily provided at low cost in a short time.
[0073]
Further, according to the road surface elevation value measurement system of the present invention, the setting and registration of the primary reference point, the distribution of the information, the actual measurement traveling by a plurality of measurement vehicles, the correction and editing of the actual measurement data, and the provision of information to the use vehicle are performed in parallel. It can be performed efficiently and efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a reference point on a road in a road information system according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of a road surface elevation value / attribute database structure according to the present invention;
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of a road information measuring method of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a road surface elevation value measurement system of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a computer of the high-accuracy road elevation measuring vehicle of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a navigation system of a user using the navigation of the present invention.
[Explanation of symbols]
p1, p2, p3, p4 Primary reference points
s1, s2, s3, secondary reference point
L1, L2 Secondary reference point
X latitude
Y longitude
Z altitude
1 Computers of public geographic information agencies
5 Computer network
10 Computer of high-precision road elevation measurement vehicle
11, 21 Vehicle position measuring device (GPS)
12,22 Tilt sensor
13,23 Odometer
14 Road attribute input means
15, 25 input port
16 Measurement control device
16a Primary reference point data acquisition / registration means
16b Position / incline measurement registration means
16c Distance and altitude calculation registration means
16d Primary reference point identification / correction means
16e Attribute information recording means
16f Altitude attribute measurement data transmission means
17, 27 Data storage device
17a Road map information database
17b Primary reference point database
17c Road surface elevation measurement data
17d Road attribute information collection data
20 User's in-vehicle computer
26 Control device
26a Position / tilt measuring means
26b Road information search and identification means
26c Reference point elevation / attribute search specifying means
26d road elevation value interpolation means
26e tilt sensor calibration means
26f Driver communication means
26g Route prediction information providing means
27 Data storage device
27a Road map information database
27b Reference point elevation / attribute database
28 Recording media
30 Road elevation value management computer
31 Gateway
32 Road surface elevation management server
32a Primary reference point setting registration / distribution means
32b Altitude attribute measurement data receiving / registering means
32c Measurement data correction / registration means
32d secondary reference point extraction road surface elevation value registration means
32e Road surface elevation database distribution means
33 Database server
33a Road map information database
33b Primary control point database
33c Road elevation attribute measurement database
33d Reference point elevation and attribute database
Claims (10)
予め測定対象道路の開始起点、終点及びその中間地点の中から路面が地面に接地していて且つ傾斜の変化が少ない複数の地点を1次基準点として選定し、地形測量により既知の標高値及び前記道路属性情報を基準点標高・属性データベースに記録する1次基準点情報収集ステップと、
GPSと、傾斜センサーと、測定結果をリアルタイムに収集する車載コンピュータとを搭載した測定車で、測定対象道路を走行し、前記設定された1次基準点に到達するたびにその地点の傾斜角度を測定すると共に、一定時間間隔ごとに、直前の測定時の1次基準点からの走行距離と、現在位置のGPS測位座標と、測定車の向きと、その地点の傾斜角度を測定し、走行距離と傾斜角度から直前の測定地点からの相対標高を計算し、走行距離と傾斜角度の測定値及び相対標高計算結果を道路面標高計測データとして記録する道路実測データ収集ステップと、
測定車の走行中に、前記道路実測データ収集と並行して、1次基準点データベースに道路属性情報が未登録の経路があった場合、または1次基準点情報収集ステップで地形測量図から収集した道路属性情報と現状が相違する経路があった場合、その経路の接地状況区分(平地、盛土、地下)、高架区分(地上高、階層)、トンネル区分(山岳、地下、地上)、左右路壁区分、中央分離帯区分を含む道路属性の変化及び交差・分岐などの開始終了の道路属性変化地点ごとに道路属性の変化を道路属性情報収集データとして記録する道路属性記録ステップと、
前記測定車が1次基準点を通過したとき、予め基準点標高・属性データベースに記録されたその1次基準点の絶対標高データを検索し、相対標高計算値を絶対標高値におきかえると共に、相対標高計算結果とに差が出た場合、その差分を直前の1次基準点からの距離の関数で重みをつけて補正した補正標高を求めて道路面標高計測データとして記録する補正標高値算定ステップと、
一定路線の測定終了後、前記道路面標高計測データを逐次測定順に読み出し、傾斜角度の変化が少ない点、或いは一定以上の傾斜角度の変曲点、方向の変曲点及び道路属性の変曲点を2次基準点として抽出し、1次基準点に加えてその測定傾斜角度、補正標高値、道路属性情報を基準点標高・属性データベースに記録する道路標高データ編集ステップとからなることを特徴とする道路情報測定方法。A method of measuring and collecting elevation values, slope values, and road attribute information for each coordinate of a reference point including a start point, an end point, and a plurality of waypoints provided therebetween, as road information,
A plurality of points where the road surface is in contact with the ground and the change in inclination is small are selected as primary reference points from among the starting point, the end point, and the intermediate points of the measurement target road in advance, and the elevation values and the known elevation values obtained by topographical surveying are selected. A primary reference point information collecting step of recording the road attribute information in a reference point elevation / attribute database;
A measuring vehicle equipped with a GPS, a tilt sensor, and an in-vehicle computer that collects measurement results in real time, travels on a road to be measured, and measures the tilt angle of the point each time the vehicle reaches the set primary reference point. At the same time, at regular time intervals, the traveling distance from the primary reference point at the time of the immediately preceding measurement, the GPS positioning coordinates of the current position, the direction of the measuring vehicle, and the inclination angle of the point are measured. A road actual measurement data collection step of calculating the relative elevation from the immediately preceding measurement point from the inclination angle, and recording the measured value of the traveling distance and the inclination angle and the relative elevation calculation result as road surface elevation measurement data,
During traveling of the measuring vehicle, if there is a route whose road attribute information is not registered in the primary reference point database in parallel with the above-mentioned actual road measurement data collection, or collected from the topographical survey map in the primary reference point information collection step. If there is a route that differs from the current road attribute information and the current status, the grounding status classification (flatland, embankment, underground), elevated section (ground level, hierarchy), tunnel section (mountain, underground, ground), left and right road of the route A road attribute recording step of recording, as road attribute information collection data, a change in road attribute for each change point of road attribute including a wall section, a median strip section, and a start / end road attribute change point such as intersection / branch;
When the measuring vehicle passes the primary reference point, the absolute elevation data of the primary reference point recorded in advance in the reference point elevation / attribute database is searched, and the relative elevation calculation value is replaced with the absolute elevation value. A step of calculating a corrected altitude obtained by correcting the difference by weighting the difference with a function of the distance from the immediately preceding primary reference point to obtain a corrected altitude, and recording the corrected altitude as road elevation measurement data; When,
After the measurement of the fixed route, the road surface elevation measurement data is read out sequentially in the order of the measurement, and the point at which the change in the inclination angle is small, or the inflection point of the inclination angle which is equal to or more than a certain value, the inflection point of the direction, and the inflection point of the road attribute are obtained. As a secondary reference point, and a road elevation data editing step of recording the measured inclination angle, corrected elevation value, and road attribute information in the reference point elevation / attribute database in addition to the primary reference point. Road information measurement method.
全国の標高値測量データを提供する公的地理情報機関のコンピュータと、記録媒体或いはコンピュータネットワークを介して地理情報を入手可能な地図情報管理会社の道路標高値管理コンピュータと、コンピュータネットワークを含む通信回線で接続された 少なくとも車両位置測定装置(GPS)と傾斜センサーと走行距離測定装置を備えて走行中の道路の位置と傾斜角を高精度で計測してそのデータを記録するコンピュータを搭載した高精度道路標高測定車と、
計測記録されたデータに基いて道路標高値管理コンピュータにより作成された基準点標高・属性データベースの提供(配信)を受けて運転者に対するナビゲーション或いは車両の自動制御を行う車両位置測定装置(GPS)と傾斜センサーと制御用の車載コンピュータを少なくとも備えた利用者車両とから構成され、
前記道路標高値管理コンピュータは、記録媒体あるいはコンピュータネットワークを介して道路標高計測データを受信しそのデータを補正編集して道路面標高データベースを作成する道路面標高値管理サーバと、道路標高・属性データベースを記録するデータベースサーバとからなり、
その道路面標高値管理サーバは、予め測定対象道路の開始起点、終点及びその中間地点の中から路面が地面に接地していて且つ傾斜の変化が少ない複数の地点を1次基準点として選定し、公的地理情報機関のコンピュータ或いは地図情報管理会社のコンピュータから入手した道路地図情報データベースから地形測量により既知の標高値及び道路属性を1次基準点データベースに記録する共に、前記高精度道路標高測定車からの測定対象道路の1次基準点データデータベースの要求に対して配信する1次基準点設定登録・配信手段と、
高精度道路標高測定車から、実際の走行により計測された道路標高属性計測データと道路属性情報収集データを受信し道路標高属性計測データベースに記録する標高属性計測データ受信・登録手段と、
受信された計測データに対して計測ノイズの補正と、1次基準点の絶対標高データを検索し、相対標高計算値を絶対標高値におきかえると共に、相対標高計算結果とに差が出た場合、その差分を直前の1次基準点からの距離の関数で重みをつけて補正した補正標高を求めて道路面標高計測データとして記録する計測データ補正・登録手段と、
前記道路面標高計測データを逐次測定順に読み出し、傾斜角度の変化の少ない点及び一定以上の傾斜角度の変曲点、並びに方向の変曲点及び道路属性の変曲点を2次基準点として抽出し、1次基準点に加えてその測定傾斜角度、補正標高値、道路属性情報を基準点標高・属性データベースに記録する2次基準点抽出道路面標高値登録手段と、
作成された基準点標高・属性データベースを利用者のナビゲーションシステム或いは車両制御システムで利用可能なデータとしてコンピュータネットワークを介して配信或いは記録媒体として提供する道路面標高データベース配信手段とを備えることを特徴とする道路面標高値測定システム。A road elevation measurement system that measures road elevation value information and distributes the database to be usable,
A computer of a public geographic information agency that provides elevation survey data nationwide, a road elevation management computer of a map information management company that can obtain geographic information via a recording medium or a computer network, and a communication line including a computer network High-precision equipped with a computer that has at least a vehicle position measurement device (GPS), a tilt sensor, and a mileage measurement device and that measures the position and inclination angle of the road while traveling with high accuracy and records the data. Road elevation measurement vehicles,
A vehicle position measurement device (GPS) for providing navigation to a driver or automatically controlling a vehicle by providing (distributing) a reference point elevation / attribute database created by a road elevation value management computer based on measured and recorded data; It is composed of a user vehicle having at least a tilt sensor and an on-vehicle computer for control,
The road elevation value management computer receives a road elevation measurement data via a recording medium or a computer network, and corrects and edits the data to create a road elevation information database; and a road elevation / attribute database. And a database server that records
The road surface elevation value management server previously selects, as primary reference points, a plurality of points where the road surface is in contact with the ground and the change in inclination is small, from among the start start point, end point, and intermediate points of the road to be measured. The known elevation values and road attributes are recorded in a primary reference point database by topographic survey from a road map information database obtained from a computer of a public geographic information agency or a computer of a map information management company, and the high-precision road elevation measurement is performed. A primary reference point setting registration / distribution means for delivering in response to a request from a primary reference point data database of a road to be measured from a vehicle;
An altitude attribute measurement data receiving / registering unit that receives road altitude attribute measurement data and road attribute information collection data measured by actual traveling from a high-precision road altitude measurement vehicle and records the data in a road altitude attribute measurement database;
Correction of the measurement noise to the received measurement data, search for the absolute elevation data of the primary reference point, replace the relative elevation calculation value with the absolute elevation value, and if there is a difference between the relative elevation calculation result, Measurement data correction / registration means for obtaining a corrected elevation obtained by weighting the difference with a function of the distance from the immediately preceding primary reference point and recording the corrected elevation as road surface elevation measurement data;
The road surface elevation measurement data is sequentially read out in the measurement order, and a point with a small change in inclination angle, an inflection point with an inclination angle of a certain angle or more, an inflection point in direction and an inflection point in road attribute are extracted as secondary reference points. Secondary reference point extraction road surface elevation value registration means for recording the measured inclination angle, corrected elevation value, and road attribute information in the reference point elevation / attribute database in addition to the primary reference point;
Road surface elevation database distribution means for distributing the created reference point elevation / attribute database as data usable by a user's navigation system or vehicle control system via a computer network or providing the data as a recording medium. Road surface elevation measurement system.
前記測定制御装置は、予め地図情報管理会社のコンピュータに登録された1次基準点データベースを記録媒体又はコンピュータネットワークを介して取得しデータ記録装置に登録する1次基準点データ取得・登録手段と、
GPSからの現在位置とその地点の道路傾斜角の測定結果を一定時間間隔で道路面標高計測データとして記録する位置・傾斜計測登録手段と、
直前の測定時の地点からの走行距離と傾斜角度から直前の測定地点からの相対標高を計算し、走行距離と相対標高計算結果を道路面標高計測データとして記録する距離・標高計算登録手段と、
現在位置が予め登録された1次基準点に到達したとき、1次基準点データベースの絶対標高データを検索し、相対標高計算値を絶対標高値におきかえると共に、相対標高計算結果とに差が出た場合、その差分を直前の1次基準点からの距離の関数で重みをつけて補正した補正標高を求めて道路面標高計測データとして記録する1次基準点識別・補正手段と、
走行中に、前記道路実測データ収集と並行して、1次基準点データベースに道路属性情報が未登録の経路があった場合、接地状況区分(平地、盛土、地下)、高架区分(地上高、階層)、トンネル区分(山岳、地下、地上)、左右路壁区分、中央分離帯区分を含む道路属性の変化及び交差・分岐などの開始終了の道路属性変化地点ごとに道路属性入力手段から入力された道路属性の変化を道路属性情報収集データとして記録する属性情報記録手段と、
測定終了後、道路標高計測データと道路属性情報収集データを記録媒体或いはコンピュータネットワークを介して地図情報管理会社の道路標高管理コンピュータに送信する標高属性計測データ送信手段とを備えることを特徴とする請求項7記載の道路面標高値測定システム。The computer of the high-precision road elevation measurement vehicle includes an input port for receiving data from a vehicle position measurement device (GPS), a tilt sensor, an odometer, and road attribute input means, a measurement control device for processing the data, And a data recording device that records the processing result of
The measurement control device acquires a primary reference point database registered in advance in a computer of a map information management company via a recording medium or a computer network, and registers the primary reference point data in a data recording device;
Position / inclination measurement registration means for recording the current position from the GPS and the measurement result of the road inclination angle at that point as road surface elevation measurement data at fixed time intervals;
Distance / altitude calculation registration means for calculating the relative altitude from the immediately preceding measurement point from the travel distance and the inclination angle from the point at the time of the last measurement, and recording the travel distance and the relative elevation calculation result as road surface elevation measurement data,
When the current position reaches the pre-registered primary reference point, the absolute elevation data in the primary reference point database is searched, the relative altitude calculation value is replaced with the absolute altitude value, and a difference is obtained from the relative altitude calculation result. In this case, a primary reference point identifying / correcting means for obtaining a corrected altitude obtained by weighting the difference with a function of a distance from the immediately preceding primary reference point and recording the difference as road surface elevation measurement data;
During traveling, in parallel with the actual road measurement data collection, if there is a route for which the road attribute information is not registered in the primary reference point database, a grounding condition classification (flat ground, embankment, underground), an elevated classification (ground height, Input from the road attribute input means for each change point of the road attribute including the change of the road attribute including the hierarchy section), the tunnel section (mountain, underground, above ground), the left and right road wall section, the median strip section and the start / end of the intersection / branch. Attribute information recording means for recording the change of the road attribute as road attribute information collection data,
An altitude attribute measurement data transmitting means for transmitting the road altitude measurement data and the road attribute information collection data to the road altitude management computer of the map information management company via a recording medium or a computer network after the measurement is completed. Item 7. A road surface elevation value measuring system according to item 7.
前記データ記録装置は、一般の道路地図情報データベースに加えて地図情報管理会社から提供或いは配信された基準点標高・属性データベースを備え、
前記制御装置は、車両位置測定装置(GPS)と傾斜センサーからの位置情報、傾斜角を受付ける位置・傾斜計測手段と、
道路地図情報データベースを検索し、位置情報から現在走行中の道路を特定する道路情報検索特定手段と、
道路標高・属性データベースを検索し、標高情報から現在走行中の道路の基準点を特定する基準点標高・属性検索特定手段と、
基準点を通過するたびに、前記特定された基準点の傾斜値と、搭載された傾斜センサーの計測値との差異から、傾斜センサーの測定値の補正値を求め校正する傾斜センサー校正手段と、
走行距離計からのデータにより、直前の基準点からの走行距離を算定し、傾斜と距離から通過した基準点に対する相対標高を算定する道路標高値補間手段と、
現在地の標高値と道路傾斜の情報を運転者に認識可能な表示或いは音声に変換する運転者コミュニケーション手段とを少なくとも備えることを特徴とする道路面標高値測定システムを用いたナビゲーション。A vehicle position measuring device (GPS), a tilt sensor, an odometer, an input port from these devices, a control device for processing input data, and a vehicle-mounted computer including a map information data recording device. Navigation system,
The data recording device includes a reference point elevation / attribute database provided or distributed from a map information management company in addition to a general road map information database,
The control device includes a vehicle position measurement device (GPS), position information from a tilt sensor, and a position / tilt measurement unit that receives a tilt angle.
A road information search and identification unit that searches a road map information database and identifies a currently traveling road from position information;
A reference point elevation / attribute search and identification means for searching a road elevation / attribute database and identifying a reference point of a currently traveling road from the altitude information;
Each time the vehicle passes the reference point, the inclination value of the specified reference point and the difference between the measurement value of the mounted inclination sensor and the inclination sensor calibrating means for determining and correcting the correction value of the measurement value of the inclination sensor,
Road elevation value interpolation means for calculating the mileage from the immediately preceding reference point by the data from the odometer, and calculating the relative elevation with respect to the reference point passed from the slope and the distance;
A navigation using a road surface elevation value measurement system, comprising at least driver communication means for converting information on an elevation value of a current location and information on a road inclination into a display or voice recognizable by a driver.
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