JP2005037348A - 道路車線を表示する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 安全性に関連する機能がもたらされるように、道路車線を、車両内のシステムが用いることができるデータベースにおけるデータとして表示する方法を提供する。
【解決手段】 各々の物理的な道路車線のデータ表現は、表示された車線の始点及び端点を示すデータ、及び該表示された車線の右側及び左側に隣接する物理的な特色は何かを示すデータ、及び該表示された車線の幾何学的形状を示すデータを含む、該表示された車線に関する他のデータ属性を含む。さらに、少なくとも幾つかの車線のデータ表現は、サブレーンのデータ表現に関連している。各々のサブレーンのデータ表現は、該サブレーンのその一部である車線に対して定められた、その始点及び端点を示すデータを含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、道路をデータベースにおけるデータとして表示する方法に関し、より具体的には、本発明は、車両の運転者補助システムに用いられるデータベースにおいて道路車線を表示する方法に関する。

関連出願に対する参照
本出願は、２００３年６月１９日に出願された「道路の交差点を表示する方法」という名称の係属中の米国特許出願整理番号第１０／４６５，８９０号の一部継続出願であり、その全体の開示を引用によりここに組み入れる。

障害警告及び回避、車線離脱警告、衝突警告及び回避、適応自動速度制御、適応変速機作動、自動ヘッドライト照準などのシステムのような車両の運転者補助システムが、車両の作動の安全性及び利便性改善のために開発されてきた。これらのシステムは、運転者が安全にかつ効率的に車両を作動させる能力を増加させる技術を含む。これらのシステムの幾つかは、車両の周りの特色を感知する設備を含む。さらに、これらのシステムの幾つかは、車両が移動している道路網をモデル化するデータを用いる。感知された特色及び道路網のモデルに基づいて、運転者補助及び安全システムは、警告を与えるか、或いは車両の作動を修正して、安全性又は利便性を改善する。

道路網のデータ表現がさらに、種々の他の目的に用いられてきた。例えば、道路網のデータ表現は、車両のナビゲーション・システムに用いられて、経路計算、経路案内、地図の表示、及び行き先の選択のようなナビゲーション関連の特色が提供される。ナビゲーション・システムにより用いられる幾つかのデータベースにおいては、各々の道路区間は、１つ又はそれ以上のデータレコード又はエンティティにより表示される。各々のデータレコード又はエンティティに関連するのは、表示された道路区間の種々の特色を記述する属性である。そのようなデータレコードにより表示される道路区間の特色の幾つかは、道路の交差点の位置、道路区間の名前、道路区間に沿った速度制限（又は速度カテゴリ）、道路区間に沿った車線数、道路区間のあらゆる高速道路の名称、道路表面の種類（例えば、舗装、未舗装、砂利）、車線分離の有無を含む。

道路がナビゲーション・システムに用いられるデータベースにおいて表示される方法は有益である。しかしながら、道路がナビゲーション目的のために用いられるデータベースにおいて表示される方法は、運転者補助及び安全システムのためには適当ではない場合がある。例えば、ナビゲーション目的のためには、道路に沿った速度制限、道路名、道路区間に沿ったアドレス範囲、及び道路の交差点を横断するのにどれくらいの時間がかかるか、を示すデータを有することが重要である。ナビゲーション目的のためには、車両が来たるべき運動に近づいていない限り、該車両が道路区間に沿ってとる正確な経路は必ずしも重要ではない。しかしながら、障害回避又は警告システムのような運転者補助システムにおいては、車両が道路区間に沿ってとる経路は、警告を与えるため又は別の作動を起こすために必要になる。

したがって、道路のため、特に運転者補助システムにより用いることができる道路に沿った車線のためのデータモデルを提供することが目的である。
データの種々の用途と両立性がある道路車線についてのデータモデルを提供することが別の目的である。

これら及びその他の目的に対処するために、本発明は、安全性に関連する機能がもたらされるように、道路車線を、車両内のシステムが用いることができるデータベースにおけるデータとして表示する方法及びシステムを含む。各々の物理的な道路車線のデータ表現は、表示された車線の始点及び端点を示すデータ、及び該表示された車線の右側及び左側に隣接する物理的な特色は何かを示すデータ、及び該表示された車線の幾何学的形状を示すデータを含む、該表示された車線に関する他のデータ属性を含む。さらに、少なくとも幾つかの車線のデータ表現は、サブレーンのデータ表現に関連している。各々のサブレーンのデータ表現は、該サブレーンがその一部である車線に対して定められた、その始点及び端点を示すデータを含む。サブレーンのデータ表現は、それに関する少なくとも１つのデータ属性を含んでおり、このデータ属性は、表示されたサブレーンに関するものであって、該サブレーンがその一部である車線の同じ属性とは異なるものである。このデータベースは、異なるデータモデルを用いてナビゲーション関連の機能をもたらすナビゲーション関連のアプリケーションと両立性がある。

Ｉ．例示的な道路区間
第１の実施形態は、道路、特に地理的領域内の道路網を表示するデータを含むデータベースにおいて道路車線を表示する方法に関する。このデータベースは、車両の運転者に安全性又は利便性特色をもたらす車両内のシステムにより用いられるものである。
図１は、地理的領域内に配置された道路網の一部である例示的な道路区間１０を示す。この道路区間１０は、２つの隣接する交差点１２及び１４の間の道路の一部からなる。他の道路区間（図示せず）が、交差点１２及び１４に接続している。道路区間１０は、交差点１２及び１４を介して他の道路区間から車両がアクセスすることができる。
道路区間１０は、各々の方向に幾つかの車線を有する。例えば、道路区間１０は、交差点１２及び１４の間に延びる車線１８、２０、２２、及び２４を含む。車線１８及び２０は、交差点１２から交差点１４に向かう方向にのみ車両の交通を運ぶように設計され、車線２２及び２４は該交差点１４から該交差点１２に向かう方向にのみ車両の交通を運ぶように設計されている。

さらに、道路区間１０は、交差点１２及び１４の間の全長に延びない幾つかの車線を含む。例えば、道路区間１０は、交差点１４の中に入る左折車線２８と、交差点１２の中に入る別の左折車線３０とを含む。これらの左折車線２８及び３０は、道路区間１０に沿った道の一部にしか延びない。さらに、道路区間１０は、交差点１４の中に入る右折車線３４を含む。右折車線３４は、道路区間１０に沿った道の一部にしか延びない。
この道路区間は、地理的領域内の道路網を形成する多くの道路区間の１つである。他の道路区間は異なる形状を有し、より多くの又はより少ない車線を有することもある。

ＩＩ．運転者補助システム
車両４０は、１つの道路上を移動する。図１には１つの車両しか示されていないが、車両４０は地理的領域内の道路上を移動する同様に装備された多くの車両を表示するものである。図２を参照すると、車両４０は、１つ又はそれ以上の運転者補助又は安全システム４４を含んでいる。運転者補助システム４４は、車両の作動をより安全に又はより便利にするシステムである。運転者補助システム４４は、障害警告システム、車線離脱システム、適応自動速度制御システム及び／又は衝突回避システムを含むことができる。運転者補助システム４４は、これらのシステムのいずれかに加えて、又はその代わりに他のシステムを含むことができる。

運転者補助システム４４は、ハードウェア及びソフトウェアコンポーネントの組み合わせである。運転者補助システム４４はセンサ４８を用いる。種々の異なる種類のセンサを用いることができる。一般的には、センサ４８は、車両又は該車両の周りの環境についての何らかの性質、パラメータ、属性、又は特性を測定する（又はそれらに応答する）。例えば、センサ４８は、レーダーシステム４８（１）、カメラシステム４８（２）、その他のセンサを含むことができる。

車両４０は、測位システム５０を含む。図２に示す実施形態においては、測位システム５０は、運転者補助システム４４の一部である。或いは、測位システム５０は、ナビゲーション・システム５１のような車両４０内の別のシステムの一部とすることができる。別の実施形態においては、測位システム５０は、車両内の独立型システムとすることができる。測位システム５０は、ハードウェア及びソフトウェアコンポーネントの組み合わせである。例えば、測位システム５０は、ＧＰＳ又はＤＧＰＳユニット５０（１）、ジャイロスコープ又は加速度計のような１つ又はそれ以上の慣性センサ５０（２）、差動車輪センサ、その他の種類の装置を含むことができる。

本実施形態においては、運転者補助システム４４は、道路データベース６０を含むか、或いは用いる。道路データベース６０は、車両４０が移動している地理的領域内の道路網のデータ表現を含む。本実施形態においては、道路データベース６０は、道路の位置、道路の交差点、車線の位置、並びに、他の情報を示すデータを含む。

道路データベース６０は、測位システム５０内のアプリケーション５０（３）により用いられて、道路網に対する車両４０の位置を求める。より具体的には、測位アプリケーション５０（３）は、道路データベース６０におけるデータと、ＧＰＳユニット５０（１）及びセンサ５０（２）のような他の測位システムコンポーネントからの出力を用いて、該道路データベース６０におけるデータにより表示される道路区間に沿った車両の位置、表示された道路区間の車線に対する車両の位置、該表示された道路区間に沿った車両の方向及び／又は方角、及び場合によっては他のパラメータを求める。

運転者補助システム４４は運転者補助アプリケーション５２を含む。運転者補助アプリケーション５２は、運転者補助システム４４の機能を実施するプログラムである。運転者補助アプリケーション５２は、センサ４８からの出力を受け取る。運転者補助アプリケーション５２はさらに、道路データベース６０からのデータを用いる。運転者補助アプリケーション５２はさらに、他の情報を受け取ることができる。運転者補助アプリケーション５２は、センサ４８から受け取ったデータ、道路データベース６０から取得したデータ、及び場合によっては他の情報に基づいて、警告又は他の作動を与えるべきかどうかを判断する。運転者補助システム４４は、車両のユーザインターフェース６２を介して、又は車両の機械系６４を制御することにより、安全性又は利便性特色を提供する。例えば、カーブ警告アプリケーションは、スピーカ（すなわち車両内のユーザインターフェース６２の一部）を介した音声による警告を与えることができ、又は、障害回避アプリケーションは、車両のブレーキ（すなわち車両内の機械系６４の１つ）をかけることができる。

ＩＩＩ．道路データベース
図３は、道路データベース６０のコンポーネントを示す。図３に示される実施形態においては、道路は異なる方法で表示されている。これらの異なる方法は、道路データがどのように用いられているかに関係している。道路データが用いられる異なる方法は、道路のどの態様が表示されているかに影響する。例えば図３において、道路データベース６０は、ナビゲーションデータ８０及び物理的形態データ８２を含む。（ナビゲーションデータ８０及び物理的形態データ８２に加えて、道路データベース６０は、他の方法により道路を表示するデータの他の集まりを含むことができる）。図３において、ナビゲーションデータ８０及び物理的形態データ８２は、互いに関連した別々の集まりとして示されている。しかしながら、代替的な実施形態においては、道路を表示するこれらの異なる方法は、単一のデータの集まりの中に含むことができる。

ナビゲーションデータ８０は、経路計算、経路案内、行き先選択、及び地図表示のようなナビゲーション関連のアプリケーションにより用いられる。ナビゲーションデータ８０は、どの道路が互いに接続しているか、道路名、道路に沿った速度制限、道路に沿ったアドレス範囲などのような、これらの機能に重要な道路の態様を表示する。

図３の実施形態においては、ナビゲーションデータ８０は、道路区間８４を表示するデータと、ノード８６を表示するデータとを含む。各々の道路の各々の個別の区間は、別々の道路区間のデータレコードにより表示される。道路区間は、隣接する交差点の間、又は行き止まりと隣接する交差点と間の道路の一部分である。道路区間はさらに、隣接する交差点の間の道路に沿った地点で終わるものとして定めることができる。道路データベース６０におけるナビゲーションデータ８０はさらに、個々の道路区間の集合を表示するデータレコードを含む。

ノードは道路区間の端点を指す。例えば、各道路区間は２つの端点を有する。道路区間の各々の端点は、道路データベース６０におけるノードのデータレコードにより表示される。

上述のように、道路網データベース６０はさらに、物理的形態データ８２を含む。物理的形態データ８２は、運転者補助システム（図２における４４）により、障害警告、カーブ警告などといった安全性及び利便性特色のために用いられる。物理的形態データ８２は、ナビゲーションデータ８０により与えられる表現とは異なる道路網の表現を与えるものである。例えば、物理的形態データ８２は、詳細な道路車線の物理的な態様（車線の大きさ及び形態を含む）、詳細な交差点の態様（交差点を通り抜ける車両経路の位置を含む）、信号機（及びその配置）、路肩の場所、その他の道路その他の物理的特色に関する詳細な態様を表示する。

ＩＶ．道路車線の表現
図３に示される実施形態を参照すると、物理的形態データ８２は、車線のデータ表現と交差点のデータ表現とを含んでいる。物理的形態データ８２はさらに、他の種類の特色のデータ表現も含むことができる。
本実施形態においては、物理的形態データ８２は、地理的領域内の各々の道路の各々の車線について、別々の車線データ・エンティティ（又はレコード）９０を含む。車線データ・エンティティ９０は、道路データベース６０における車線データレコードを独自に識別するデータ・エンティティＩＤを含む。各々の車線データ・エンティティ９０は、その車線がどの道路の一部であるか（例えば、ナビゲーションデータ９０における道路区間ＩＤを参照することにより）、及び車線の位置（例えば、開始位置、終了位置）を識別する。

本実施形態は、実際の道路網においては、幾つかの車線は縦方向距離にわたって徐々に形成されるか又は終了することを考慮するものである。徐々に形成される車線の例は、図１における１３２及び１３４に示される。物理的形態データ８２においては、車線データ・エンティティ９０が道路データベース６０において用いられて、道路車線の全体部分が表示される。道路車線の全体部分は、車線の両縁が特定可能で該車線が完全な幅をもつ部分を含む。物理的形態データ８２においては、車線が完全な幅より小さい車線の部分は車線として、すなわち、車線データレコードによりモデル化されない。代わりに、車線が完全な幅より小さい車線の部分は、この部分的な車線が徐々に形成される（又は合流する）隣接する車線に対してモデル化される。隣接する車線のデータ属性は、車線がそれに隣接して始まるか又は終了することを示すように用いられる。徐々に形成されるか又は合流する車線をモデル化するこの方法は、形成されるか又は終了する車線に入るか又は該車線から出て行く車のための経路に関連する相対的な不確実性に対し両立性がある。車線の中心線は部分的な幅の車線（すなわち、車線が縦方向距離にわたって徐々に始まるか又は終了する場所）には与えられていない。徐々に形成される（又は合流する）車線のデータ表現は、隣接性属性に関連して以下により詳細に述べられる。

以下の考慮事項は、車線が物理的形態データ８２に表示される方法に関するものである。
（１）車線は、それらが互いに交差しないように表示される。
（２）車線は、該車線がその一部である道路区間の端における交差点に到達するが、しかし該交差点を通り抜けないように表示される。（このことは、現実と一致しない車線間接続が行われる可能性を防ぐ。）
（３）実際の道路車線は、ランプが道路（の一方の車線）から分離するときのように、多数の道路区間にわたり途切れることなく続くことができる。しかしながら、車線が物理的形態データにおいて表示される場合には、各々の道路区間の車線は別々にモデル化される。換言すると、車線は、物理的形態データ８２において表示される場合には、該車線がその一部である道路区間の端点を越えて延びることはない。

図３の実施形態においては、物理的形態データ８２は、ナビゲーションデータ８０と両立性がある。このことは、ナビゲーション関連のアプリケーション（図２におけるナビゲーション・システム５１）が運転者補助アプリケーション（図２における４４）と両立性を持つようにすることを可能にする。この両立性は、ナビゲーションデータ８０と物理的形態データ８２との間の参照を含むことにより道路データベース６０において可能にされる。例えば、物理的形態データ８２における車線の表現は、該車線がその一部である道路区間を表示するナビゲーションデータ８０におけるデータレコードを参照することができる（例えば、データレコードＩＤにより）。
物理的形態データ８２においては、車線データレコード９０は、表示された車線の特色及び／又は態様を述べる種々の属性９２を含む。車線の幾つかの属性９２は、「移動方向」、「車線の種類」、「有効期間」、及び「アクセス特性」を含む。

幾つかの異なる種類の車線は、「通過車線」、「左折車線」、「右折車線」、「中央旋回車線」、「左路肩」、「右路肩」、「合流」、及び「ランプ」を含む。車線の種類「左路肩」又は「右路肩」は、以下で述べられるように「有効期間」と併せて用いられる。フルタイムの路肩は車線として符号化されない。「左路肩」及び「右路肩」は運転者の方位に対して定められる。本実施形態においては、幾つかの組み合わせが可能である（例えば、通過、左折、及び／又は右折のすべてを同時に同じ車線に適用することができる）。
車線の属性「有効期間」は、車線が、異なる時に異なる用途を有する場合に用いられる（例えば、特定の時間の交通の流れにおいて用いられる路肩）。

車線の属性「アクセス特性」は、自動車、バス、タクシー、トラック、自転車、歩行者、救急車、カープール、配達、通過交通などのような異なる車両の種類についての「はい／いいえ」のインジケータを含む。
付加的な車線の属性９２は、道路条件、路側バリア、料金所、車線のマーカの種類、道路表面の種類、車線幅、速度、及び隣接性を含むことができる。（隣接性属性は、以下により詳細に述べられる）。２つの車線が分割されている場合には、これらの車線が重なり合うことを示す属性を含むことができる。真に車線が分割されている場合には、２つの車線はこれらの中心線が同じ地点から始まるようにモデル化される。これらは、２つの車線の表面が同じ道路の幾らかを共有することを示すように「重なり合う」という属性を持たされる。重なり合う車線の一例が図４Ａに示される。図４Ａは、３つの異なる道路区間上の３つの車線を示す。図４Ａにおける道路区間（及び車線）は、Ｙ字形態で接続されている。重なり合う車線は、単一の道路区間で生じることがある。一例が図４Ｂに示される。

物理的形態データ８２においては、各々のデータの車線データ・エンティティ９０は、車線の幾何学的形状を定めるデータ１１２に関連する。車線の幾何学的形状は、車線の縦方向の形状を含む。車線の縦方向の形状を定める目的のために、該車線の中心線が求められ、該縦方向の形状を表示するために用いられる。車線９０のデータ表現は、道路車線の全体部分のすべてについての車線の中心線を定めるデータを含む。中心線は、車線の縁と縁との間の車線の中間部として定められる。車線の縁は、車線のマーキング（塗料のような）及び／又は物理的な縁（カーブ、中央分離帯、又は道路の縁のような）とすることができる。この方法により車線を定めることは、データ生成行程を信頼性があり再生産性があるようにすることによって車線の表現を可能にする。
車線の中心線の形状は、種々の方法により表示することができる。これらの方法の幾つかは、パラメトリック曲線、又は直線のセグメント（例えばポリライン）により補間された形状点の組を含む。パラメトリック曲線の例は、以下に限定されるものではないが、均一なＢスプライン、不均一なＢスプライン、及びクロソイドを含む。

物理的形態データ８２は、縦方向の車線のサブセットだけに適用される属性を定めるデータ１１６を含む。縦方向の車線のサブセットは「サブレーン」と呼ばれる。物理的形態データ８２においては、サブレーンは車線に沿った一対の点により定められ、該車線の一端（例えば指定された端）から該車線の中心線に沿った距離として表示される。図３の実施形態においては、サブレーンはそれ自体の幾何学的形状を有するように定められていない。その代わりに、サブレーンがその一部である車線の幾何学的形状が該サブレーンに適用される。この方法によりサブレーンを定めることは、下にある車線の幾何学的形状を複雑にすることなく、属性が、必要に応じて、車線に沿って始まり及び終わることを可能にする。

サブレーンが定められると、該サブレーンに関連する属性が、関連する車線の同じ属性のものに取って代わる。例えば、図５は、左路肩１２４及び右路肩１２６を部分１２８以外に有する物理的な車線１２２を示す。部分１２８は右路肩を有するが、左側にはバリアを有する。物理的形態データ８２においては、この車線は、該車線１２２が両側に路肩を有することを示す隣接性属性を含む車線データ・エンティティ１２９により表示される。車線データ・エンティティ１２９は、該車線がいずれの側にもバリアを持たないことを示す路側バリア属性を含む。さらに、サブレーン・データ・エンティティ１３１が、車線１２２について定められる。サブレーン・データ・エンティティは、車線に沿った始点及び終点を示す。サブレーン・データ・エンティティ１３１は、車線が左側に運転可能な表面を持たないことを示す隣接性属性を含む。さらに、サブレーン・データ・エンティティ１３１は、車線が左側に路側バリアを有することを示す路側バリア属性を含む。したがって、サブレーン１２８に対応する車線１２２の一部において、サブレーン・データ・エンティティ１３１の属性が、車線データ・エンティティ１２９の属性の代わりに適用される。

本実施形態においては、サブレーンがその一部である車線を表示する対応する車線データ・エンティティのフィールドとは異なるサブレーン・データ・エンティティのフィールドだけが表示される。したがって、図５において、サブレーン・データ・エンティティは、右側の隣接性及びサブプレーンのバリア状況は残りの車線と異なることはないため、右側の隣接性又はバリアに関する如何なる情報も含まない。
幾つかの考慮事項がサブレーンに適用される。サブレーンは該サブレーンがその一部である車線の端を越えて延びることはない。多数のサブレーンを各々の車線について定めることができる。重なり合うサブレーンは同じ車線の属性を変更できないことを除けば、サブレーンは互いに重なり合うことができる。重なり合わないサブレーンは同じ車線の属性を変更することができる。

車線９０のデータ表現に関連する別の属性９２は、その各々の側の表示された車線の隣にあるものを示すデータである。一実施形態においては、各々の車線データ・エンティティ９０は、隣接性属性１４０を含む。隣接性属性１４０は、表示された車線の境界を越えて、該車線の左右にあるものは何かを示す。この属性は全体の車線に適用することができ、さらに縦方向の車線のサブセット（「サブレーン」）にも適用することができる。
隣接性属性は以下の条件のいずれかを示すデータを含むことができる。
（１）車線変更により入ることができる別の車線
（２）入ることができない別の車線
（３）形成過程にある車線
（４）終了過程にある車線
（５）路肩
（６）例えば、車線又は路肩ではないが、駐車車線又は低い中央分離帯のような、その上に車両を有することができる表面のような別の「運転可能な表面」、又は
（７）例えば、急斜面、バリアのような運転が可能ではない表面

隣接性属性１４０は、運転者補助システム（図２における４４）が横方向の車線変更に関する適切な警告又は作動を判断できるようにする情報を与える。例えば、隣接性属性により与えられた情報を用いて、どこで車線変更が合法的に生じることができるかを定める。さらに隣接性属性により与えられた情報を用いて、どこに他の車両が存在しそうであるかを求めることができる。
物理的形態データが車線を表示する方法に関する幾つかの付加的な考慮事項がある。
多くの場合（常にではないが）、同じ方向に交通を運ぶことができる平行な車線の間には横方向の接続がある。多くの道路において、１つの車線を移動している車両は、如何なる地点においても車線変更することができる。この横方向の接続がここに開示された実施形態によりモデル化される。本実施形態においては、交通の流れが一方の車線から他方の車線に変更することができる特定の点はなく、車両が車線変更のためにとる経路は、運転者の好みにより異なり、かつ、速度及び交通条件により影響される。

車線は道路の中間で始まるか又は終わることができ、車両の経路は車線に入るか又は該車線から出て行くようにすることができる。車線が始まるか又は終了する遷移領域において、細くなる／広くなる車線の物理的な中心線は可能性のある車両の経路に対応しないことがある。さらに、形成されているか又は合流している車線に入るか又は該車線から出て行く車の車両の経路は、多くの場合、必ずしも予測可能ではない。
車線特有の属性は、車線に沿った如何なる縦方向の点においても変化することができる。道路に沿った異なる車線は異なる縦方向の点において属性の変化を有することがある。ここに開示される実施形態においては、関連する車線の属性に取って代わる属性を有するサブレーンを定めることにより、これらの変化がもたらされる。

ここに開示される実施形態においては、通常の道路データベースより正確に車線の幾何学的形状を表示するために支持体が提供される。このより高い正確さは、幾つかの運転者補助アプリケーションに必要とされることがある。
物理的形態データ８２における車線の表現に関連する別の考慮事項は、この表現が実際的なソースとなる材料から確実に引き出すことができるものであるべきであるということである。例えば、物理的形態データ８２における交差点の表現は、運転、オーバーヘッド空中イメージ、又は探査機（「浮動車」）データから取得された車両の経路データから引き出さすことができるものであるべきである。

Ｖ．交差点の表現
上述のように、物理的形態データ８２はさらに、交差点の表現を含む。道路が交差する場所では、物理的形態データ８２は、交通の流れを交差点に導く車線と、交通の流れを該交差点から出るようにする車線との間の関係をモデル化する。これらの関係のモデル化は、幾つかの考慮事項を含む。例えば、単純に車線を交差点領域の中まで延長することは、現実には存在しないであろう横断車線間の接続を意味する、多くの車線間交差をもたらすことになる。さらに、車線間の接続が存在しないのであれば、単純に車線を交差点領域内の中に延長させることは、誤った場所での接続点を示すことになる。他の理由と併せて、これらの理由のために、道路データベース６０における物理的形態データ８２は、交差点まで到達するが、それを通り抜けることはない道路車線を有するデータモデルを含む。

道路データベース６０における物理的形態データ８２により用いられる交差点モデルによって以下の考慮事項が示される。
（１）交差点において、進入車線及び退出車線上の特定の車線間で発生する、道路間運動について述べられる。具体的には、交差点に向かい、そして通り抜けようとしている車両内の運転者補助アプリケーションは、現在の車両の位置からオフセットされた或る時間又は距離における可能性のある車両の位置を予測するのに必要な情報を備えている。
（２）交差点を通り抜ける幾つかの運動は、予測可能な車両の経路を有するものであるが、交差点を通り抜ける他の運動は、予測可能な経路を持たないという事実に対応する。
（３）交差点における信号機と交通の流れとの相互作用がモデル化される。このモデル化は、幾つかの交通車線又は運動が、信号機の異なる態様（例えば、左折信号）により制御される場合について説明するものである。このモデルはさらに、交差点における幾つかの運動が信号機により管理され、同じ交差点における他の運動は管理されない場合（例えば、右折時の「道を譲れ」）について説明するものである。
（４）通常の交差点は、運転者補助システムに特別な考慮事項を課すロータリー及び踏切のような特別な種類の交差点とは区別される。

ナビゲーション関連のアプリケーションとの両立性を可能にするために、物理的形態データ８２における交差点の表現は、ナビゲーションデータ８０における、同じ対応する実際の物理的な交差点を表示するノードデータと関連している。幾つかの実際の物理的な交差点は、ナビゲーションデータ８０における１つ以上のノードデータレコードにより表示されている。例えば、複合的にデジタル化された道路と、単一的にデジタル化された道路との間の交差点は、ナビゲーションデータ８０において２つ又はそれ以上のノードレコードにより表示することができる。そのような場合においては、物理的形態データにおける交差点の表現は、同じ交差点を表示するナビゲーションデータにおけるすべてのノードレコードと関連する。
物理的形態データ８２における交差点の表現に関連する別の考慮事項は、該表現は実際的なソースとなる材料から確実に引き出すことができるものであるべきであるということである。例えば、物理的形態データ８２における交差点の表現は、運転、オーバーヘッドの空中イメージ、又は探査機（「浮動車」）データから取得された車両の経路データから引き出さすことができるものであるべきである。
上記の考慮事項は、ここに開示される物理的形態データ８２の実施形態において対処される。

上述のように、交差点オブジェクト１００は道路データベース６０におけるデータ・エンティティである。本実施形態においては、交差点オブジェクト１００は、形状を定めたり、位置を定めたりはしない。その代わり、交差点オブジェクト１００は、実際の交差点における種々の物理的なコンポーネントを表示する他のデータ・エンティティとの間の論理的な関連性を定める。交差点オブジェクト１００は、道路データベース６０において表示される各々の道路間の交差点について定められている。
図６を参照すると、各々の交差点オブジェクト１００が、独自のＩＤにより表示されている（例えば、交差点オブジェクトＩＤ１００（１））。
各々の交差点オブジェクション１００は、ナビゲーションデータ８０における交差点を表示する１つ又はそれ以上のノードと（ノードＩＤ毎に）論理的に関連している（すなわち該ノードを参照している）。したがって、各々の交差点オブジェクション１００は、１つ又はそれ以上のノードＩＤに対する参照１００（２）を含む。ナビゲーションデータ８０における交差点を表示するノードＩＤを参照することにより、交差点オブジェクト１００は、道路の物理的形態の表現を、道路網のナビゲーション表現と関連させる。

各々の交差点オブジェクト１００は、交差点の種類を識別する属性１００（３）を含む。交差点の種類の属性１００（３）は、表示された交差点を、「標準」、「ロータリー」、又は「踏切」として識別する。表現された交差点のほとんどは「標準」である。図１におけるもののような交差点（すなわち交差点１０）は、「標準」交差点として表示される。図５におけるもののような交差点（すなわち交差点１０２）は、「ロータリー」交差点として表示される。図６におけるもののような交差点（すなわち交差点１０４）は、「踏切」交差点として表示される。「ロータリー」又は「踏切」と表示が付された交差点については以下で述べる。
図６を参照すると、交差点オブジェクト１００は、運動リスト１００（４）を含んでいる。運動リスト１００（４）は、表示された交差点に入る車線から、該表示された交差点から出て行く車線までの、すべての合理的で合法的な横方向移動のための入力項目を含む。例えば図７を参照すると、３つの車線１１０、１１２及び１１４から交差点１０に入る運動が示されている。交差点１０に入る車線１１０は、車線１２２上への一方の運動１２０と、車線１２６上への別の運動１２４とを有する。交差点１０に入る車線１１２は、１つの運動１２８、すなわち車線１３０上への運動だけを有する。同様に、交差点１０に入る車線１１４は、車線１３４上への１つの運動１３２を有する。（明確化のために、図７は、道路区間２２から交差点１０に入る３つの車線１１０、１１２、及び１１４からの運動についてのみ図示するものである。交差点１０を表示する交差点オブジェクトは、該交差点に入るすべての残りの道路区間を通る、すべての車線からの、すべての運動を含む。）

図６における運動リスト１００（４）の各々の入力項目は、表示された横方向移動についての幾つかの種類のデータを含む。再び図４を参照すると、運動リストにおける入力項目は、その運動について、進入車線１００（４）（１）と、退出車線１００（４）（３）とを識別する。進入車線及び退出車線は、車線データ・エンティティＩＤにより識別される。図４の実施形態において、運動リスト１００（４）における入力項目はさらに、進入車線がその一部である区間１００（４）（２）と、退出車線がその一部である区間１００（４）（４）とを示す。本実施形態においては、これらの区間は、道路セグメントＩＤ（すなわち、ナビゲーションデータ８０における道路区間レコードへの参照）により識別される。
運動リスト１００（４）における入力項目はさらに、運動の幾何学的形状１００（４）（５）を識別する。少なくともその幾何学的形状は、進入車線１００（４）（１）の終わりと、退出車線１００（４）（３）の始まりとの間の直線として識別される。進入及び退出車線が、物理的に集合している場合には（図８に示される交差点１３６のように）、その幾何学的形状１００（４）（５）は、該進入及び退出車線が物理的に集合する単一の点となる。進入及び退出車線間の車両の移動経路が湾曲している場合には、この幾何学的形状１００（４）（５）は、パラメトリック曲線を定めることにより、この経路を示すことができる。

運動リスト１００（４）内の入力項目はさらに、信頼性表示１００（４）（６）を含む。信頼性表示１００（４）（６）は、運動リスト１００（４）（５）の幾何学的形状に関連する。信頼性表示１００（４）（６）は、その運動の幾何学的形状が、車両の経路を正確に予測するか又は表示する可能性を示すものである。例えば、進入車線と退出車線との間の基本的な直線接続は、交差点をまっすぐに通る場合のような、実際の車両の経路を極めてよく示す可能性がある。さらに、曲がる場合であっても、車両の経路は極めて予測可能であり、周知である可能性がある。しかしながら、さらに、運動における車両の経路の幾何学的形状は可変であるか、又は知られていないという可能性もある。

図９は、車両が道路区間２０２上の左折車線２１４から、道路区間２０６上の車線２３４上に移動するときに合法的に取ることができる、２４０、２４２、及び２４４と表示が付された、幾つかの可能性のある経路を示す。これらの幾つかの可能性のある経路の各々は、合法的な経路である。この交差点を表示する交差点オブジェクト１００における運動リスト１００（４）内のこの横方向移動についての運動の入力項目は、これらの経路の１つだけについての幾何学的形状を含む。さらに、この横方向移動についての運動の入力項目は、低い信頼性表示１００（４）（６）を有し、それはすなわち、車両が実際にその幾何学的形状１００（４）（５）により示された経路上にある可能性が比較的低いことを意味する。この信頼性表示１００（４）（６）は、運転者補助アプリケーション（図２における５２）により用いられて、幾何学的形状からの車両の離脱が懸念すべきものであるかどうかを判断する。

本実施形態においては、信頼性表示１００（４）（６）は、幾つかの値のうちの１つに設定される。これらの値は、以下のものを含む。
（１）「なし」−信頼性表示１００（４）（６）が「なし」に設定された場合には、幾何学的形状１００（４）（５）は、直線接続を示すように設定される。しかしながら、この直線の幾何学的形状は、実際の車両の経路を表示することを意図するものではない。
（２）「瞬間的」−信頼性表示１００（４）（６）が「瞬間的」に設定された場合には、進入及び退出車線は、ギャップ又は交差交通なしで集合する。進入及び退出車線間にギャップがなく、それにより瞬間的な信頼性表示を持つ交差点の例を、図８に示す。
（３）「現実的、高信頼性」−幾何学的形状が、統計的分散が小さい探査機データのような、正確なソースに基づいている場合には、信頼性表示１００（４）（６）は「現実的、高信頼性」に設定される。
（４）「現実的、可変」−幾何学的形状が、より高い統計的分散のソースに基づいている場合には、信頼性表示１００（４）（６）は「現実的、可変」に設定される。
（５）「漫画的、高信頼性」−良好に整列した車線間を直線状の運動において、幾何学的形状が典型的に直線接続である場合には、信頼性表示１００（４）（６）は「漫画的、高信頼性」に設定される。
（６）「漫画的、中信頼性」−幾何学的形状が、タイヤのアーチファクト又は統計的分散をもたらさない他の証拠からデジタル化された場合には、信頼性表示１００（４）（６）は「漫画的、中信頼性」に設定される。
（７）「漫画的、低信頼性」−幾何学的形状が、論理的ではあるが補強証拠なしでデジタル化された場合には、信頼性表示１００（４）（６）は「漫画的、低信頼性」に設定される。

運動リスト１００（４）における入力項目はさらに、関連する進入車線からの交通の流れについて、その運動が「最も起こり得る経路」であるかどうかという表示１００（４）（７）を含む。この表示は、同じ車線から２つ又はそれ以上の運動が可能な場合に意味をなす。これは、運転者補助アプリケーション（図２における５２）が、起こり得る車線レベルの位置を求めることを助ける。
運動リスト１００（４）における入力項目はさらに、信号機が交差点に存在しているかどうかうかという表示１００（４）（８）と、この運動についてどの特定の信号が交通の流れを管理しているかについての表示とを含む。特定の進入車線についてのすべての運動は、同じ信号機を共有するという可能性があるが、しかし異なる進入車線についての運動は、異なる信号機により管理されている可能性もある。
上に示される情報に加えて、交差点オブジェクトは付加的なデータを含むことができる。

ロータリー
上述のように、交差点オブジェクション１００は、交差点の種類を示す属性を含む。交差点の種類の１つは、「ロータリー」である。ロータリー（時には、円形交差点とも呼ばれる）の一例を、図５に示す。交差点がロータリーであることを示す情報を有することは、車両の前方の経路を感知することを含む運転者補助アプリケーションにとって有益である。車両が、ロータリーの交差点に入ると、該車両は、該ロータリーの中心の島の回りを、単一の回転方向で円形の経路をたどる。したがって、進入車線からロータリーに入る車両は、該ロータリーの回りを移動するとき、実際には、退出車線から離れる方向に移動することになる。車両の前方の経路を感知する運転者補助アプリケーションは、交差点がロータリーであるという情報を用いて、該ロータリーの周りを移動する車両の経路に対処する。

踏切
上述のように、交差点の別の種類は、「踏切」である。図６に、「踏切」交差点の例を示す。「踏切」と示される交差点は、必ずしも実際の道路の交差点ではない。しかしながら、本実施形態においては、金属製レールの存在が車両内のセンサにより検知され得るという理由もあって、踏切は交差点オブジェクトにより表示される。
踏切は、車線が踏切を通って良好に定められないという点で、道路の横断と同様である。踏切は、レーダーの目標物を表示することができ（電車だけではなく金属製レールも）、マークされた停止位置を有することができる。

ＶＩ．作動
上述のように、運転者補助システムを有する車両は、道路の物理的形態データを有する道路データベースを用いて、安全性又は利便性特色を提供する。連続的に、道路網に対する車両の位置が求められる。この機能は、車両内の測位システムにより実行される。物理的形態データを用いることにより、運転者補助アプリケーションは、車両が道路に沿って移動し、交差点を通り抜けるときに、該車両の前方の経路を予測することができる。このことは、車両が道路に沿って移動し交差点を横断するときに、運転者補助システムが安全性及び利便性特色を提供することを可能にする。

ＶＩＩ．代替技術
１つの代替的な実施形態は、完全な幅より狭い車線が表示される方法に関するものである。上述の実施形態は、完全な幅より狭い車線をモデル化する方法を開示するものである。完全な幅より狭い車線は、形成中の車線及び終わろうとしている車線（例えば、別の車線が合流しようとしている）を含む。幾つかの上述の実施形態において、完全な幅より狭い車線は、車線としては（すなわち、データレコードにより）モデル化されないが、代わりに、隣接する車線（又は隣接する車線のサブレーン）の属性としてモデル化される。１つの代替的な実施形態においては、完全な幅より狭い車線が車線としてモデル化される。この代替技術においては、完全な幅より狭い車線が車線データ・エンティティを用いて表示されている。この代替技術においては、これらの種類の車線を表示するデータ・エンティティは、表示された車線が完全な幅より狭いことを示す属性を含む（例えば「遷移車線」）。遷移車線を表示するデータ・エンティティは、完全な車線の幾つかの又はすべての属性を含むことができる。例えば、遷移車線を表示するデータ・エンティティは始点及び端点を示すことができる。遷移車線を表示するデータ・エンティティはさらに、隣接性属性を含むことができる。遷移車線の隣接性属性は特色が遷移車線の隣に配置されていることを示す。遷移車線を表示するデータ・エンティティはさらに、中心線を含むことができる。遷移車線の中心線は、該遷移車線の実際の物理的な寸法か、或いは、該中心線は、該遷移車線の始点及び端点から見積もることができる。

別の代替的な実施形態は、交差点での運動の表現に関する。上に開示された実施形態の１つにおいて、信頼性レベルは交差点での運動の幾何学的形状に関連するものであると述べられた。例えば、再び図９を参照すると、車両が道路区間２０２上の左折車線２１４から道路区間２０６上の車線２３４に移動するときに合法的にとることができる、幾つかの可能性のある合法的な経路２４０、２４２、及び２４４がある。前に述べられた実施形態においては、この横方向移動についての運動の入力項目は低い信頼性表示を有し、すなわち、車両が実際に、幾何学的形状により示される経路上にあるという可能性が比較的低い、ということを意味する。代替的な実施形態においては、この横方向移動についての運動の入力項目は所定の経路からの横方向に離脱する可能性の指示を含むことができる。例えば、依然として図９を参照すると、横方向移動についての運動の入力項目は、１つの経路（例えば２４２）についての幾何学的形状を示し、さらに、該運動の入力項目は、経路２４２から経路２４０又は経路２４４への最大距離を示す横方向の離脱を特定する。横方向離脱のデータは、運動の入力項目に関連する信頼性レベルのデータに加えるものであるか又は該データの代わりとなるものである。

ＶＩＩＩ．利点
上述の道路データベースの実施形態、及び特に、物理的形態データが車線を表示する方法は、幾つかの利点をもたらす。物理的形態データが車線を表示する方法は、運転者補助アプリケーション（図２２における５２）を機能させるようにする詳細なレベルをもたらす。例えば、物理的形態データが車線を表示する方法は、車線離脱警告システムを機能させるようにする。さらに、物理的形態データが車線を表示する方法は、車両の前方に検知された物体が車両の車線の内側にあるか又は外側にあるかを判断するのに必要なデータをシステムに与えることにより、前方衝突警告システムを機能させるようにする。
上記の詳細な記載は、限定的というよりは例示的とみなされるように意図されており、更に、添付の特許請求の範囲は、全ての均等物を含むものであり、本発明の範囲を定めるように意図されていることを理解すべきである。

地理的領域内に配置された例示的な交差点の図である。 図１に示される車両内の運転者補助システムのコンポーネントを示すブロック図である。 図２の道路データベースの実施形態におけるコンポーネントを示すブロック図である。 重なり合う車線の図である。 重なり合う車線の図である。 サブレーン及びそのデータ表現の図である。 図３に示される交差点オブジェクトの１つのコンポーネントを示すブロック図である。 交差点に入る幾つかの車線からの該交差点の幾つかの横方向移動を示す図である。 横方向移動が瞬間的である交差点の図である。 一方の車線から別の車線までの交差点内の横方向移動についての幾つかの有効な車両用経路を示し、該横方向移動が低い信頼性評価を有することを示す図７に示された交差点である。

符号の説明

６０：道路データベース
８０：ナビゲーションデータ
８２：物理的形態データ
１００：交差点オブジェクト

Claims (28)

1. 道路データベースにより車線を表示する方法であって、
   物理的な道路車線のデータ表現を前記道路データベースに格納し、各々の物理的な道路車線のデータ表現を、
   表示された物理的な道路車線の始点及び端点を示すデータと、
   前記表示された物理的な道路車線の右側及び左側に隣接する物理的な特色が何かを示すデータと、
   に関連させる、
   ことからなる方法。
2. 前記表示された物理的な道路車線に隣接する物理的な特色は何かを示すデータが、車線変更により入ることができる別の物理的な道路車線を示すものである請求項１に記載の方法。
3. 前記表示された物理的な道路車線に隣接する物理的な特色は何かを示すデータが、入ることができない別の物理的な道路車線を示すものである請求項１に記載の方法。
4. 前記表示された物理的な道路車線に隣接する物理的な特色は何かを示すデータが、形成過程にある物理的な道路車線を示すものである請求項１に記載の方法。
5. 前記表示された物理的な道路車線に隣接する物理的な特色は何かを示すデータが、終了過程にある物理的な道路車線を示すものである請求項１に記載の方法。
6. 前記表示された物理的な道路車線に隣接する物理的な特色は何かを示すデータが、路肩を示すものである請求項１に記載の方法。
7. 前記表示された物理的な道路車線に隣接する物理的な特色は何かを示すデータが、別の運転可能な路面を示すものである請求項１に記載の方法。
8. 前記表示された物理的な道路車線に隣接する物理的な特色は何かを示すデータが、運転が可能ではない路面を示すものである請求項１に記載の方法。
9. 少なくとも幾つかの物理的な道路車線のデータ表現を、前記表示された物理的な道路車線のサブレーンを示すデータと関連させることをさらに含み、
   前記サブレーンを示すデータが、前記表示されたサブレーンの始点及び端点を示すデータを含み、
   前記表示されたサブレーンの始点及び端点を示すデータが、前記サブレーンがその一部である前記物理的な道路車線の端に対して定められた、
   請求項１に記載の方法。
10. 幾つかの物理的な道路車線のデータ表現を、前記表示された物理的な道路車線の多数のサブレーンを示すデータと関連させることをさらに含み、
    前記多数のサブレーンの各々が関連する表示されたそれぞれのサブレーンの始点及び端点を示すデータにより表示され、
    前記表示されたサブレーンの始点及び端点を示すデータが、前記サブレーンがその一部である関連した物理的な道路車線のそれぞれの端に対して定められた、
    請求項１に記載の方法。
11. 幾つかの物理的な道路車線に関連した少なくとも幾つかのサブレーンが重なり合う、請求項１０に記載の方法。
12. 各々の物理的な道路車線のデータ表現を、前記表示された物理的な道路車線の幾何学的形状を示すデータと関連させることをさらに含む請求項１に記載の方法。
13. 前記表示された物理的な道路車線の幾何学的形状がクロソイドを含む請求項１２に記載の方法。
14. 前記表示された物理的な道路車線の幾何学的形状がスプラインを含む請求項１２に記載の方法。
15. 物理的な道路車線の各々のデータ表現が、
    前記物理的な道路車線がその一部である道路区間を表示するナビゲーション関連の目的のために用いられる少なくとも１つのデータ・エンティティを参照する、
    ことをさらに含む請求項１に記載の方法。
16. 前記物理的な道路車線のデータ表現が、完全な幅より少ない車線を表示するものである請求項１に記載の方法。
17. 道路データベースにより車線を表示する方法であって、
    物理的な道路車線のデータ表現を前記道路データベースに格納し、
    各々の物理的な道路車線のデータ表現を、表示された物理的な道路車線の始点及び端点を示すデータと関連させ、
    少なくとも幾つかの物理的な道路車線のデータ表現を、表示された物理的な道路車線のサブレーンを示すデータと関連させる、
    ことを含み、
    前記サブレーンを示すデータが、前記表示されたサブレーンの始点及び端点を示すデータを含み、前記表示されたサブレーンの始点及び端点を示すデータが、前記サブレーンがその一部である物理的な道路車線の端に対して定められる、
    ことを特徴とする方法。
18. 前記サブレーンを示すデータが、前記サブレーンがその一部である前記表示された物理的な道路車線の同じ属性に優先する属性を含む請求項１７に記載の方法。
19. 前記物理的な道路車線のデータ表現の幾つかが、単一の物理的な道路車線に関連するサブレーンの多数のデータ表現を有する請求項１７に記載の方法。
20. 単一の物理的な道路車線に関連する多数のサブレーンの幾つかが重なり合う請求項１９に記載の方法。
21. 前記物理的な道路車線のデータ表現が、完全な幅より少ない車線を表示するものである請求項１７に記載の方法。
22. 道路をモデル化するデータベースであって、
    物理的な道路車線のデータ表現
    を含み、各々の物理的な道路車線のデータ表現が、
    表示された物理的な道路車線の始点及び端点を示すデータと、
    前記物理的な道路車線の右側及び左側に隣接する物理的な特色は何かを示すデータと、
    を含むことを特徴とするデータベース。
23. ナビゲーション関連の目的のために道路を表示するデータ・エンティティ
    をさらに含み、前記物理的な道路車線のデータ表現が、前記物理的な道路車線がその一部である道路を表示するナビゲーション関連の目的のために道路を表示するデータ・エンティティを参照するようにされた、
    請求項２２に記載のデータベース。
24. 前記物理的な道路車線のデータ表現がコンピュータ可読媒体上に格納された請求項２２に記載のデータベース。
25. 前記物理的な道路車線のデータ表現が、完全な幅より少ない車線を表示するものである請求項２２に記載のデータベース。
26. 道路をモデル化するデータベースであって、
    物理的な道路車線のデータ表現を含み、各々の物理的な道路車線のデータ表現が、
    表示された物理的な道路車線の始点及び端点を示すデータ、
    を含み、少なくとも幾つかの前記物理的な道路車線のデータ表現が、前記表示された物理的な道路車線のサブレーンを示すデータを含み、
    前記サブレーンを示すデータが、表示されたサブレーンの始点及び端点を含み、前記表示されたサブレーンの始点及び端点を示すデータが、前記サブレーンがその一部である前記物理的な道路車線の端に対して定められた、
    ことを特徴とするデータベース。
27. 前記物理的な道路車線のデータ表現がコンピュータ可読媒体上に格納された請求項２６に記載のデータベース。
28. 前記物理的な道路車線のデータ表現が完全な幅より少ない車線を表示する請求項２６に記載のデータベース。

Images