JP2005221419A - 道路情報の修正装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ナビゲーション装置では、データベースの道路情報による道路形状がカーブしている区間をDB修正範囲特定処理S303により特定し、実際の道路を走行して得られる軌跡データをカーブ区間について修正用軌跡データ取得処理S305により取得し、道路情報から得られる道路形状と軌跡データから得られる走行軌跡形状との類似の有無を類似判断値算出処理S307により判断し、両形状が類似していないと判断された場合、当該走行軌跡形状の一端点とこの走行軌跡形状に隣接した道路形状の端点で当該一端点に接続されるべきものとが滑らかに接続されるように軌跡データを軌跡データ貼付処理S311により変換し、変換された軌跡データに基づきカーブ区間の道路情報をDB修正データ書込処理S313により修正する。
【選択図】 図4
Description
まず、本実施形態に係るナビゲーション装置20の構成を図1に基づいて説明する。
図1に示すように、ナビゲーション装置20は、車両50に搭載可能なもので、主に、CPU21、メモリ22、データベース23、入出力インタフェイス24、入力装置25、ディスプレィ26、音源ユニット28、GPSセンサ31、車速センサ32、ジャイロセンサ33、地磁気センサ34、通信装置35等から構成されている。なお図1には、当該車両50が実際の道路90を走行している様子が示されている。
図2に示すように、基本制御処理では、まずステップS101により初期化処理が行われる。この初期化処理では、例えば、メモリ22に所定のワーク領域を確保したり、あるいは各種フラグ等を初期値に設定する処理を行う。
ここで、図3を参照して、マップ・マッチング処理の概要を説明する。
図3に示すように、マップ・マッチング処理では、まずステップS201によりセンサ信号を読み込む処理が行われる。この処理では、GPSセンサ31、車速センサ32、ジャイロセンサ33および地磁気センサ34から出力される各種センサ信号(センサデータ)を入出力インタフェイス24を介して読み込むことによって、続くステップS203による所定の演算処理により車両50の現在位置を含む現在地付近のデータを取得する。
図2に戻って、ステップS107によりマップ・マッチング処理が行われると、続くステップS109では、データベース修正処理が行われる。この処理は、データベース修正プログラム22eにより行われるもので、特許請求の範囲に記載の「カーブ区間特定手段」、「走行軌跡情報取得手段」、「形状類似判断手段」、「走行軌跡情報変換手段」および「カーブ区間修正手段」に相当するものである。具体的には、図4〜図12に詳細に説明されているので、ここで図4を参照して説明する。
図4に示すように、データベース修正処理では、まずステップS301により走行データ記憶処理が行われる。この処理の詳細は、図5(A) に図示されているため、ここでは、図5を参照して走行データ記憶処理を説明する。
図5(A) に示すように、走行データ記憶処理では、ステップS401により走行データを計算する処理が行われる。この走行データは、特許請求の範囲に記載の「走行軌跡情報」に相当するものである。具体的には、図5(B) に概念的に示される走行データに対して以下の各処理が行われる。なお、図5(B) は、図3に示すマップ・マッチング処理により出力された走行状態データ等に基づいて、車両50の走行に応じて取得されるデータを表す走行データを説明したものであり、同図に示す×(バツ)はノード番号のあるノードを表し、これらのノード同士を結ぶ直線は道路リンクを表す。また×(バツ)が□(白四角)によって囲まれたノードは(図5(B) に示すノード番号-13 )、そのノードが分岐点でもあることを表している。この分岐点は、当該分岐点に接続される他の隣接した道路等が存在することを示すもので、この図5(B) に示す例では、当該分岐点を境界に、道路番号-345の道路と道路番号-346の道路とが接続されている。図5(B) には、走行軌跡として道路が図示されている。リンク上に図示されている○(白丸)は、あるタイミングにおけるマッチング・データによる現在位置を表すマッチングポイントを示す。
図4に戻るとステップS303では、DB修正範囲特定処理が行われる。この処理は、データベース23の道路情報23bに基づいて修正の対象となる道路のカーブ区間を特定するもので、特許請求の範囲に記載の「カーブ区間特定手段」に相当する。この処理の詳細は図6に図示されており、また道路情報23bによる道路リンクの概念が図13に図示されているので、ここでは図6および図13を参照してDB修正範囲特定処理を説明する。なお「DB」はデータベースを意味する。また図13に示す×(バツ)はノードを表し、これらのノード同士を結ぶ直線は道路リンクを表す。
図6に示すように、DB修正範囲特定処理では、まずステップS501によりリンク旋回角α(i) の添字iを0(ゼロ)に設定し初期化する処理が行われる。ここで、リンク旋回角α(i) はi番目の道路リンクのリンク旋回角を示す。また「リンク旋回角α」とは、道路情報23bを構成する道路リンクデータに基づく値で、隣接する2つの道路リンクがなす角により定義される。例えば、図13に示す道路リンクの概念例(実際の道路90を道路リンクの集合としてモデル化した道路情報23bの例)では、修正区間始点のノードから車両進行方向に延びる道路リンクに対して、この道路リンクに隣接する次の道路リンクは、車両進行方向右側に湾曲するカーブ(以下「右曲がりカーブ」という。)の方向に32度のリンク旋回角をもっていることが同図中の数値「−32」からわかる。なお、図13においては、車両進行方向左側に湾曲するカーブ(以下「左曲がりカーブ」という。)の方向のリンク旋回角には「+」(プラス)が、また車両進行方向に対して右曲がりカーブ方向のリンク旋回角には「−」(マイナス)が、それぞれ付されている。
図7に示すように、複数カーブ対応のDB修正範囲特定処理では、まずステップS521によりリンク旋回角α(i) およびノード番号P(i) の添字iを0(ゼロ)、またカーブ数nを0(ゼロ)に設定し初期化する処理が行われる。
図4に戻ってステップS305では、修正用軌跡データ取得処理が行われる。この処理は、データベース23の道路情報23bを修正するのに必要となる実道路を走行する当該車両50の軌跡データを取得するもので、特許請求の範囲に記載の「走行軌跡情報取得手段」に相当する。この処理の詳細は図8に図示されており、またジャイロセンサ33等により取得される旋回角のサンプルデータ例が図14に、さらにこの軌跡データと道路情報23bによる道路リンクと対応関係が図15に、それぞれ図示されているので、ここでは図8、図14および図15を参照して修正用軌跡データ取得処理を説明する。また必要に応じて図13も参照する。
図8に示すように、修正用軌跡データ取得処理では、まずステップS601によりノード点N(i) の添字iをNS-2に設定し、またジャイロセンサ33により取得される軌跡データ(旋回角データ)のデータ番号kを1に設定する初期化処理が行われる。この添字iに設定されるNS-2は、図13に示すように、□(白四角)によって囲まれた×(バツ)のノード点、即ち軌跡データの取得開始点を表す値で、データベース23の道路情報23bに基づいて与えられる。
図4に戻ってステップS307では類似判断値算出処理が行われる。この処理は、「カーブ区間の道路情報から得られる道路形状」および「カーブ区間の走行軌跡情報から得られる走行軌跡形状」の類似の有無を判断するものである。即ち、ステップS303により特定された修正の対象となり得るカーブ区間の道路情報23bから得られる道路形状(道路リンクと同義)と、ステップS305により取得される当該カーブ区間の軌跡データによる走行軌跡形状と、の間において対応点間距離の平均値が最小となるもの(類似判断値のことで、以下「LM値」という。)を算出する処理を行うもので、次のステップS309とともに、特許請求の範囲に記載の「形状類似判断手段」に相当するものである。この類似判断値算出処理の詳細は、図9〜図11に図示されており、またこの処理の概念例が図16に図示されているので、ここでは図9〜図11、図16を参照して類似判断値算出処理を説明する。
図9に示すように、類似判断値算出処理では、ステップS701により仮配置処理が行われる。この処理は、「カーブ区間の道路情報から得られる道路形状」および「カーブ区間の走行軌跡情報から得られる走行軌跡形状」を同一の仮想平面上に仮に配置する処理を行うもので、具体的には、ステップS303により特定されたカーブ区間の道路情報23bの座標平面(仮想平面)上の座標位置に、ステップS305により取得された軌跡データを概ね合わせて配置する処理を行う。この処理の詳細は図10に図示されているので、ここでは、図10を参照して仮配置処理を説明する。
図10に示すように、仮配置処理では、まずステップS801により、ノード点の東経座標ED(i) および北緯座標ND(i) の添字iをNS-2に設定し(i=NS-2)、リンク番号kkを初期値1に設定する(kk=1)、初期化処理がそれぞれ行われる。
図9に示すように、ステップS701の次は、ステップS703によるLM値算出処理が行われる。この処理は、図16に示すように、道路情報23bの道路形状(図16に示す破線)上に設定される複数のノード点(道路情報23bに含まれる、道路の位置を表すための座標点;この座標点の列により道路形状が表される)☆(白星),★(黒星)と、カーブ区間両端の★(黒星)間の当該複数の所定点に対応して設定される走行軌跡形状(図16に示す実線)上の対応する道路情報23b上の各ノード点に最も近い複数の対応点×(バツ)との距離(対応点間距離LL(K) )の平均値(又は二乗和平均値)を所定値以下にする処理を行うもので、具体的には、軌跡データによる走行軌跡を座標平面(仮想平面)上で、東経方向および北緯方向、更に回転方向に徐々にずらしていき、道路情報23bによる道路形状との差(対応点間距離LL(K) )の平均値(又は二乗和平均値)が所定値以下で最小となる配置を求める処理を行う。なお、LM値とは、対応点間距離の平均値が所定値以下で最小となるもののことで、類似判断値のことである。この処理の詳細は図11に図示されているので、ここでは図11を参照してLM値算出処理を説明する。
図11に示すように、LM値算出処理では、まずステップS901により、LM値を初期値100に設定(LM=100)するとともに、シフト量ΔE、ΔNをそれぞれ初期値−100に設定(ΔE=−100、ΔN=−100)する、初期化処理が行われる。なお、ΔEは東経方向のシフト量、ΔNは北緯方向のシフト量で、後述するステップS915によりそれぞれ徐々に例えば1秒づつ加算される。
図4に戻るとステップS309により類似判断処理が行われる。この処理は、「カーブ区間の道路情報から得られる道路形状」と「カーブ区間の走行軌跡情報から得られる走行軌跡形状」とが類似しているか否かを判断するもので、前述したステップS307とともに、特許請求の範囲に記載の「形状類似判断手段」に相当し得るものである。具体的には、前述したステップS307により算出されたLM値(類似判断値)に基づいて当該LM値が所定値(例えば50)以上であるか否かを判断する。そして、LM値が所定値(例えば50)以上である場合には、両形状は類似していないと判断し(S309でYes)、続くステップS311に処理を移行する。
ステップS309により両形状は類似していないと判断された場合には(S309でYes)、ステップS311により軌跡データ貼付処理が行われる。この処理では、ステップS309により両形状が類似していないと判断された場合、軌跡データによる走行軌跡形状の一端点とこの走行軌跡形状に隣接した道路情報23bによる道路形状の端点で一端点に接続されるべきものとが滑らかに接続されるように軌跡データを変換する。なお、この処理は、特許請求の範囲に記載の「走行軌跡情報変換手段」に相当し得るものである。この軌跡データ貼付処理の詳細は、図12に示されており、またこの処理の概念例が図17に図示されているので、ここでは図12および図17を参照して軌跡データ貼付処理を説明する。
図4に戻るとステップS313によりDB修正データ書込処理が行われる。この処理は、特許請求の範囲に記載の「カーブ区間修正手段」に相当するもので、例えば、出力プログラム22gによってデータベース23に対する道路情報23bの書込処理が行われる。具体的には、前述のステップS311により軌跡データが変換されているので、このように変換された当該軌跡データを当該カーブ区間(S字カーブ区間)の道路の新たな道路情報23bとして旧来の道路情報23bに上書きすることにより、データベース23に記憶された道路情報23bを修正する。このようなDB修正データ書込処理が終了すると、図4に示すデータベース修正処理が終了するので、図2に示す基本制御処理に復帰する。
図2に戻って、ステップS109によるデータベース修正処理が終了すると、次のステップS111により経路案内処理が行われる。この処理は、経路案内プログラム22fにより行われるもので、通常のナビゲーション処理におけるものと同様、例えば、ステップS105による経路探索プログラム22cにより探索された経路に関する情報(例えば、右左折等の進行方向の説明や道路交通情報等)を、利用者に対してディスプレィ26に表示される画像や音源ユニット28により出力される合成音声等によって行う。このときに参照されるデータベース23の道路情報23bは、これまでに説明したステップS107やステップS109によって、ジャイロセンサ33等による実道路に即した道路情報に修正されているので、走行中の当該車両50の位置とディスプレィ26の画面表示上の現在位置とを正確にマップマッチングさせることができる。そのため、当該車両50の利用者(運転者等)に違和感を与え難い。また、データベース23の道路情報23bが、車両制御装置に利用されていた場合には、当該車両制御装置に対して、精度の高い道路情報23bを提供することができるので、信頼性の高い舵取制御、駆動制御や制動制御等を実現可能にすることができる。
21…CPU(カーブ区間特定手段、走行軌跡情報取得手段、形状類似判断手段、走行軌跡情報変換手段、カーブ区間修正手段)
21a…時計
22…メモリ
22a…システムプログラム
22b…入力プログラム
22c…経路探索プログラム
22d…マップ・マッチングプログラム
22e…データベース修正プログラム(カーブ区間特定手段、走行軌跡情報取得手段、形状類似判断手段、走行軌跡情報変換手段、カーブ区間修正手段)
22f…経路案内プログラム
22g…出力プログラム
23…データベース(道路情報記憶手段)
23a…地図情報
23b…道路情報
24…入出力インタフェイス
25…入力装置
26…ディスプレィ
28…音源ユニット
31…GPSセンサ
32…車速センサ
33…ジャイロセンサ
34…地磁気センサ
35…通信装置
50…車両
90…実際の道路
p…走行軌跡の始点(走行軌跡形状の一端点)
q…走行軌跡の終点(走行軌跡形状の他端点)
r…走行軌跡上の任意点(走行軌跡形状上の任意点)
P…修正区間の始点(走行軌跡形状に隣接した道路形状の端点、走行軌跡形状の一端点側に隣接する道路形状の端点)
Q…修正区間の終点(走行軌跡形状に隣接した道路形状の端点、走行軌跡形状の他端点側に隣接する道路形状の端点)
θB(走行軌跡形状の一端点における接線および走行軌跡形状の他端点における接線により形成される角)
αB(走行軌跡形状の一端点側に隣接する道路形状の端点における接線および走行軌跡形状の他端点側に隣接する道路形状の端点における接線により形成される角)
θx(走行軌跡形状上の任意点における接線および走行軌跡形状の一端点における接線により形成される角)
S303(カーブ区間特定手段)
S305(走行軌跡情報取得手段)
S307、S309(形状類似判断手段)
S311(走行軌跡情報変換手段)
S313(カーブ区間修正手段)
Claims (6)
- 道路情報記憶手段に記憶された道路情報を、実際の道路を走行した際の車両の走行軌跡情報に基づいて修正する道路情報の修正装置であって、
前記道路情報記憶手段に記憶された道路情報から得られる道路形状がカーブしている区間を当該道路情報においてカーブ区間として特定するカーブ区間特定手段と、
実際の道路を走行して得られる走行軌跡情報を前記カーブ区間について取得する走行軌跡情報取得手段と、
「前記カーブ区間の道路情報から得られる道路形状」および「前記カーブ区間の走行軌跡情報から得られる走行軌跡形状」の類似の有無を判断する形状類似判断手段と、
前記形状類似判断手段により両形状が類似していないと判断された場合、当該走行軌跡形状の一端点とこの走行軌跡形状に隣接した前記道路形状の端点で当該一端点に接続されるべきものとが滑らかに接続されるように前記走行軌跡情報を変換する走行軌跡情報変換手段と、
前記変換された前記走行軌跡情報に基づいて前記カーブ区間の道路情報を修正するカーブ区間修正手段と、
を備えることを特徴とする道路情報の修正装置。 - 前記走行軌跡情報変換手段は、前記道路形状の端点における接線と前記走行軌跡形状の端点における接線とが同一方向を向くように、前記走行軌跡情報を変換することを特徴とする請求項1記載の道路情報の修正装置。
- 前記走行軌跡情報変換手段は、「前記走行軌跡形状の一端点側に隣接する前記道路形状の端点における接線および前記走行軌跡形状の他端点側に隣接する前記道路形状の端点における接線により形成される角」と「前記走行軌跡形状の一端点における接線および前記走行軌跡形状の他端点における接線により形成される角」との角度比、および「前記走行軌跡形状の一端点から前記走行軌跡上の任意点までの前記走行軌跡形状上の距離」と「前記走行軌跡形状の全距離」との距離比、を算出し、
「前記走行軌跡形状の一端点に隣接する前記道路形状の端点における接線および前記走行軌跡形状上の任意点における接線とのなす角」に前記角度比と前記距離比を掛け合わせることによって、前記走行軌跡情報を変換することを特徴とする請求項1記載の道路情報の修正装置。 - 前記形状類似判断手段は、「前記カーブ区間の道路情報から得られる道路形状」および「前記カーブ区間の走行軌跡情報から得られる走行軌跡形状」を同一の仮想平面上に配置し、前記道路形状上に設定される複数の所定点と当該複数の所定点に対応して設定される前記走行軌跡形状上の複数の対応点との距離の平均値が所定値以上である場合、これらの両形状は類似していないと判断することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の道路情報の修正装置。
- 前記道路カーブ特定手段は、前記カーブ区間として、右曲がりカーブと左曲がりカーブとの組合せによるS字カーブを特定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の道路情報の修正装置。
- 前記形状類似判断手段によって、前記両形状が類似していると判断された道路区間を、修正の対象となる前記カーブ区間に隣接する道路区間とする、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の道路情報の修正装置。
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