JP2005316739A - 車両検出位置をリンクに対応付けする方法及び装置、渋滞箇所判定方法、渋滞箇所表示方法並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】リンクマッチング法で得られた整合リンク上において、整合リンクのどの部分から渋滞しているといった、きめ細かな道路の渋滞判定を行う。
【解決手段】時系列に複数回検出された移動体の位置データを収集するとともに、前記移動体の位置を道路地図データ上のリンクにマッチングさせた整合リンクＬ１のデータを取得し、前記移動体の位置を検出した時刻に基づいて、前記整合リンクＬ１の両端点の通過時刻の間に検出された移動体の位置を、前記整合リンクＬ１上の点に対応付けする。
【効果】リンクのどの部分から渋滞しているといった、きめ細かな道路の渋滞判定を行うことができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、時間的に続く移動体の複数の位置を、地図データのリンク上の点に対応付けする方法に関するものである。ここで「リンク」とは、道路区間に対応し、道路区間の両端点の位置と、道路の走行方向により規定される、方向付きの線分である。

従来、車両の走行道路を判定するには、道路を走行する車両の位置を検出して、その検出された位置を道路地図データ上のリンクにマッチングさせる手法がとられている。
この手法は、車両の現在位置とともに、いままでの走行軌跡と道路の形状とに基づいて、走行している道路を特定する手法であり、「リンクマッチング法」といわれる。
特開平７−311048号公報 特開平10−185601号公報

このマッチングされたリンク（以下「整合リンク」という）の両端点通過時刻に基づき、車両の走行速度を知ることはできるが、それは、整合リンク内の平均速度でしかない。
渋滞区間を判定する場合、前記整合リンク内の平均速度を用いると、リンク単位でしか渋滞区間の判定ができないので、渋滞判定精度が粗くなることは否めない。
実際、リンク内のどの箇所から渋滞しているのか、もっと詳細な情報が欲しい場合がある。

そこで、道路を走行する車両の位置データとその位置検出時刻のデータに基づけば個々の車両の速度がわかるので、これらの車両の位置データ等を収集して、渋滞区間の詳細判定に用いることができるとも考えられる。
しかし、この場合その車両が走行した道路が特定できないことがある。特に、複数の道路が密集している地域では、車両の位置検出精度よりも、道路間隔のほうが小さなことがあるので、車両の検出位置だけではどの道路を走行しているのか分からない。

そこで、本発明は、リンクマッチング法で得られた整合リンク上において、整合リンクのどの部分から渋滞しているといった、きめ細かな道路の渋滞判定を行うことができる車両検出位置をリンクに対応付けする方法及び装置、渋滞箇所判定方法、渋滞箇所表示方法並びにプログラムを提供することを目的とする。

本発明の車両検出位置をリンクに対応付けする方法は、時系列に複数回検出された移動体の位置データと、前記移動体の位置を道路地図データ上のリンクにマッチングさせた整合リンクのデータとを取得し、前記移動体の位置を検出した時刻に基づいて、前記整合リンクの両端点の通過時刻の間に検出された移動体の位置を、前記整合リンク上の点に対応付けする方法である。

この方法によれば、移動体の位置データを、移動体の位置を検出した時刻に基づいて、移動体の軌跡を特定するために得られる整合リンク上の点に対応付けする。これにより、整合リンク上において移動体の位置及び速度情報を得ることができる。この情報を用いて、リンクのどの部分から渋滞しているといった、きめ細かな道路の渋滞判定を行うことができる。

前記移動体の位置を整合リンク上の点に対応付けする場合、検出された移動体の位置から整合リンク上に垂線を下ろせる場合は垂線を下ろしてその垂線と整合リンクとの交点を対応付けし、垂線を下ろせない場合は整合リンク端点に対応付けするとよい。
前記整合リンク端点に対応付けする移動体の位置が複数ある場合は、移動体の位置検出時刻が当該リンク端点の通過時刻にもっとも近い移動体の位置を、リンク端点に対応付けするとよい。これは、交差点などリンク同士がある角度をもって接続している場合、交差点を通過する間に移動体の位置が複数検出される場合があるが、このとき、当該リンク端点の通過時刻にもっとも近い検出時刻の位置を整合リンク端点に対応付けすることを表している。

本発明によれば、前記リンクに対応づけられた移動体の位置と、この移動体のリンク上の速度とに基づいて、リンク上の渋滞箇所を、きめ細かく判定することができる。
この場合、複数の移動体について、前記移動体の位置をリンクに対応付けする方法を実行すれば、処理するデータ量が増えるので計算時間がかかる。そこで、前記リンクを複数の区間に分割し、対応付けされたリンク上の点を前記分割境界ごとにまとめ、分割境界ごとの移動体の平均速度に基づいて、リンク上の渋滞箇所を分割境界単位で判定するとよい。これにより、処理データ量を減らし、計算処理時間を速くすることができる。

前記渋滞箇所判定方法により判定された渋滞箇所を地図やグラフ上に視覚的に表示することとすれば、交通整理や道路網の交通需要予測などに活用することができる。
また、本発明の車両検出位置をリンクに対応付けする装置は、前記車両検出位置をリンクに対応付けする方法と同一の発明に係る装置である。
また、本発明のプログラムは、前記車両検出位置をリンクに対応付けする方法又は前記リンク上の渋滞箇所を判定する渋滞箇所判定方法を実行するプログラムである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
この実施の形態では、車載装置が車両位置を検出し、その検出位置をセンター装置に伝送する。センター装置は、その車両位置データに基づいて当該車両が走行した地図データ上のリンクを特定し（特定されたリンクを、以下「整合リンク」という）、その整合リンクデータを車両位置データとに基づいて、車両位置を当該整合リンクに対応付けをして、渋滞箇所を判定する処理を行う。

しかし本発明の実施の形態は、車載装置からセンター装置に車両位置データを伝送する場合のみならず、車載装置が、自ら取得した車両位置データに基づき整合リンクデータを算出して、センター装置に送信する場合にも適用可能である。またさらに、車載装置が、当該位置を整合リンクに対応付けをして、渋滞箇所を判定する場合にも適用可能である。
図１は、本発明のリンク対応付けシステム及び渋滞箇所判定システムにおける車載装置のブロック構成図である。車載装置は、車輪速度を計測する車速センサ２、車両の方位を計測する方位センサ３、車両位置を測位するＧＰＳ受信機４、車両位置を検出する位置検出部５及び無線通信装置８を有している。

前記位置検出部５は、車速センサ２、方位センサ３及びＧＰＳ受信機４の出力に基づいて車両位置を検出するとともに、当該車両位置が検出された時点の時刻を取得する。この車両位置は、検出時点の時刻及び車両の速度とともに無線通信装置８に供給される。
無線通信装置８は、携帯電話機、ＰＨＳなどで構成され、前記車両位置データ、位置検出時点の時刻データ、車速データをセンター装置に伝送する。データの伝送は、１０分おきなど定期的に行ってもよいし、不定期に行ってもよい。なお、車載装置は、センター装置に車両位置のデータを提供するのに、移動無線通信以外に、センター装置にどのような手段で提供してもよい。例えば、無線で伝送するほか、可搬型ディスクなどのデータ記憶媒体をバッチ方式で渡してもよい。

図２は、センター装置のブロック構成図である。センター装置は、リンクを表す座標とリンク同士の接続情報とを記憶している道路地図データベース１１と、車載装置から送られてきた車両位置データと地図データベース１１のリンク情報に基づいて車両が走行しているリンク、つまり整合リンクを特定するリンクマッチング部１０と、検出された車両位置を、整合リンク上に対応付けするリンク対応付け部１２と、道路の渋滞箇所を判定する渋滞箇所判定部１３とを有している。渋滞箇所判定部１３によって判定された渋滞箇所の情報は、関係機関に配信され、地図やグラフ上に視覚的に表示され、交通整理や道路網の交通需要予測などに用いられる。

前記リンクマッチング部１０は、車載装置から送られてくる車両位置に基づいて、車両が走行した軌跡を地図データベース１１上のリンクにマッチさせて、整合リンクを特定する。リンクマッチング部１０は、この整合リンク両端点の車両の通過時刻を推定して、その両端点の通過時刻のデータを、整合リンクデータに含めて、リンク対応付け部１２に供給する。

以下、センター装置のリンク対応付け部１２の行うリンクへの対応付け処理を説明する。
リンク対応付け部１２は、前記車載装置の位置検出部５から車両位置データを取得し、前記リンクマッチング部１０から整合リンクデータを取得する。「車両位置データ」は、通常は、緯度経度で表示された座標データであるが、必ずしも緯度経度に限られるものではなく、地図の基準点からのｘ方向の距離とｙ方向の距離でもよく、地図の基準点からの距離と角度であってもよい。「整合リンクデータ」は、道路の走行方向のデータと、リンク両端点の座標データとを含んでいる。

図３は、車載装置から取得された整合リンクＬ１を、地図上に示した図である。取得された整合リンクデータには、前述したように車両の両端点通過時刻が付属しているので、この両端点通過時刻も、図３に示している。
さらに、リンク対応付け部１２は、当該車両位置データの中から、データ検出時刻（車両位置データには、前述したように当該車両位置データが検出された時点の時刻データが含まれている）をサーチして、整合リンクの両端点通過時刻の範囲に入るものを抽出する。

抽出された車両位置データを図３に三角印でプロットしている。車両位置データの検出時刻は、図３の三角印の側に示している。
図３の例でいえば、リンクＬ１の始点の通過時刻は８時１０分２５秒であり、退出時刻は８時１２分００秒であるから、この時間内に検出された車両位置データを抽出する。抽出された車両位置データは、８時１０分３６秒のものから８時１１分５８秒のものまで６つある。

リンク対応付け部１２は、各車両位置から整合リンクに垂線をおろし、その垂線と整合リンクとの交点の座標を算出する。これにより、検出された移動体の位置を、整合リンク上の点に対応付けする。
ただし、図３に示す８時１１分５８秒の車両位置データのように、車両位置から整合リンクに垂線をおろすと、整合リンクの線分上に交わらず、その延長線に交わる場合がある。このときは、整合リンクの、もっとも近い端点に対応させる。

なお、整合リンクのもっとも近い端点に対応させるべき車両位置が複数あるときは、当該リンク端点の通過時刻にもっとも近い時刻の車両位置を、当該リンク端点に対応させる。
図４は、整合リンク端点に対応させるべき車両位置が複数ある場合の取扱を説明するリンク地図である。リンクＬ１とリンクＬ２とが交差点で直角に交差している。リンクＬ１の始点の通過時刻は８時９分００秒、退出時刻は８時１０分２５秒であり、リンクＬ２の始点の通過時刻は８時１０分２５秒、退出時刻は８時１２分００秒であるとする。車両位置をａからｊで表している。車両位置ａからｆの検出時刻は、８時９分００秒から８時１０分２５秒までであり、これらの車両位置はリンクＬ１に対応する。車両位置ｇからｊの検出時刻は、８時１０分２５秒から８時１２分００秒までであり、これらの車両位置はリンクＬ２に対応する。

図４で、破線で囲んだ車両位置ｅ，ｆは、整合リンクＬ１に垂線をおろしても、リンクの線分上に交わらず、延長線に交わるものを示している。図４で、破線で囲んだ車両位置ｇは、整合リンクＬ２に垂線をおろしても、リンクの線分上に交わらず、延長線に交わるものを示している。
このように車両位置ｅ，ｆ，ｇは３つとも、リンクＬ１，Ｌ２の端点に対応する。この場合、車両位置ｅ，ｆ，ｇのうち、その検出時刻が、当該端点の通過時刻にもっとも近い車両位置（例えば車両位置ｆ）を当該端点に対応させる。当該端点に対応されなかった車両位置データは、この処理では使用しない。

このようにして、検出された移動体の位置を、整合リンク上の点に対応付けできる。
次に、渋滞箇所判定部１３の行う渋滞箇所判定方法を説明する。
渋滞箇所判定部１３は、リンク対応付け部１２から、整合リンクデータと、端点の通過時刻のデータとともに、前記整合リンク上に対応付けされた移動体の対応点とその位置検出時刻のデータと車速データを取得する。

渋滞箇所判定部１３は、前記整合リンク上の点に対応付けされた移動体のリンク対応点の、リンク始点からの距離ｄを算出する。
図５（ａ）は、対応点のリンク始点からの距離ｄと、距離ｄの位置検出時刻とをプロットしたグラフである。リンクの全体長さをＤとしている。黒丸は、対応点を表している。
図５（ｂ）は、対応点での車速を示すグラフである。横軸は、図５（ａ）と同様、距離ｄである。

図５（ｂ）において、渋滞判定閾値をｖ0で示す。渋滞が発生しているリンク上の箇所は、速度ｖが渋滞判定閾値よりも低下している。図５（ｂ）のグラフから、速度ｖが渋滞判定閾値となる速度ｖ0よりも低くなったリンク上の距離Ｄ0を求めることができる。
このようにして、渋滞箇所判定部１３は、整合リンク上に対応付けされた、移動体の対応点とその対応点での車速に基づき、渋滞が発生しているリンク上の箇所を求めることができる。

以上では、一台の車両の車両位置データと車両位置検出時刻のデータに基づき、渋滞発生区間を特定したが、システム運用では、多数の車両から車両位置データと車両位置検出時刻のデータを収集して、このような処理を多数回行って、平均化など統計的処理を行い、信頼性の高い渋滞区間情報が取得できる。
しかし、大量のデータ処理は、計算機の負荷を高くするので、計算機の負荷を低くする方法を検討した。

そこで、リンクを任意の長さ単位で分割し、車両位置をその単位でまとめることによって、短時間で統計的処理が行うようにする。
まず、地図データベース１１のリンクを任意の長さ単位、例えば１０ｍ単位で分割する。それぞれの分割された区間を「分割区間」という。リンク距離Ｄは、そのリンク単位で割り切れるとは限らないので、端数に対応する区間は、分割単位の半分未満なら隣の分割区間に合体させ、分割単位の半分以上なら独立の分割区間とする。

このようにして、分割区間に区切ったリンクを図６に示す。図６では、交差点Ａから交差点Ｂまでの長さ４４ｍのリンクを、１０ｍ単位で分割した例を示している。各分割区間を分割区間１、分割区間２、などと表している。リンクの始点、終点を含めた分割区間同士の境界（分割境界という）をＡ，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂで示している。
つぎに、車両位置を分割境界にまとめる。まとめ方としては、車両位置が、式
｛（分割境界）ー（分割単位の半分）｝
≦（車両位置）＜｛（分割境界）＋（分割単位の半分）｝
を満たしていれば、 当該車両位置は、当該分割境界にあるとみなす。

複数の車両位置データについて、前記式を当てはめて、それぞれ、いずれかの分割境界に割り当てる。車両位置検出時刻は、各分割境界に割り当てられた車両ごとの車両位置検出時刻の平均値とする。
図７（ａ）は、分割境界に割り当てた車両位置と、車両位置検出時刻との関係をプロットしたグラフである。

このグラフによれば、分割境界ＡからＡ１に到達するのに比較的短時間で済んだが、分割境界Ａ２からＡ３に到達するのに比較的長時間を要している。 図７（ｂ）は、分割境界ごとの各車両の平均速度を求めてプロットしたグラフである。このグラフにより、平均速度ｖが渋滞判定閾値となる速度ｖ0よりも低くなった分割境界を特定することができる。

以上の図６、図７を用いて説明した分割境界ごとに平均速度ｖを求める処理では、多数の車両位置データを集めて、それを分割境界ごとにまとめることができるから、コンピュータの扱うデータ数を、減らすことができる。したがって、メモリの容量が少なくて済み、コンピュータの負担を減らし、計算処理も短時間で行える。
このようにして求められた渋滞発生区間の情報は、前述したように関係機関に配信され、地図やグラフ上に視覚的に表示され、交通整理や道路網の交通需要予測などに用いられる。

以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。

本発明のリンク対応付けシステム及び渋滞箇所判定システムにおける車載装置のブロック構成図である。 センター装置のブロック構成図である。 車載装置から取得された整合リンクを、車両の位置とともに示した図である。 整合リンク端点に対応させるべき車両位置が複数ある場合の取扱いを説明するためのリンク図である。 （ａ）は、整合リンク上の対応点のリンク始点からの距離ｄと、位置検出時刻とをプロットしたグラフである。（ｂ）は、速度ｖをプロットしたグラフである。 分割区間に区切ったリンクを示す図である。 （ａ）は、分割境界に割り当て車両位置と、車両位置検出時刻との関係をプロットしたグラフである。（ｂ）は、分割境界ごとの平均速度をプロットしたグラフである。

符号の説明

２ 車速センサ
３ 方位センサ
４ ＧＰＳ受信機
５ 位置検出部
８ 通信装置
１０ リンクマッチング部
１１ リンク対応付け部
１２ 地図データベース
１３ 渋滞箇所判定部

Claims (9)

1. 時系列に複数回検出された移動体の位置データと、前記移動体の位置を道路地図データ上のリンクにマッチングさせた整合リンクのデータとを取得し、
   前記移動体の位置を検出した時刻に基づいて、前記整合リンクの両端点の通過時刻の間に検出された移動体の位置を、前記整合リンク上の点に対応付けすることを特徴とする、車両検出位置をリンクに対応付けする方法。
2. 前記整合リンク上の点に対応付けする手順において、検出された移動体の位置から整合リンク上に垂線を下ろせる場合は垂線を下ろしてその垂線と整合リンクとの交点を対応付けし、垂線を下ろせない場合は整合リンク端点に対応付けする請求項１記載の車両検出位置をリンクに対応付けする方法。
3. 前記整合リンク端点に対応付けする移動体の位置が複数ある場合、移動体の位置検出時刻が当該リンク端点の通過時刻にもっとも近い移動体の位置を、リンク端点に対応付けする請求項２記載の車両検出位置をリンクに対応付けする方法。
4. 前記請求項１記載の車両検出位置をリンクに対応付けする方法を実行し、前記リンクに対応づけられた移動体の位置と、この移動体のリンク上の速度とに基づいて、リンク上の渋滞箇所を判定する渋滞箇所判定方法。
5. 複数の移動体について、前記請求項１記載の車両検出位置をリンクに対応付けする方法を実行し、前記リンクを複数の区間に分割し、対応付けされたリンク上の点を分割境界ごとにまとめ、分割境界ごとの移動体のリンク上の平均速度に基づいて、リンク上の渋滞箇所を判定する渋滞箇所判定方法。
6. 前記請求項４又は請求項５記載の渋滞箇所判定方法により判定された渋滞箇所を地図やグラフ上に視覚的に表示する渋滞箇所表示方法。
7. 時系列に複数回検出された移動体の位置データを収集する位置収集手段と、
   検出された移動体の位置を道路地図データ上のリンクにマッチングさせた整合リンクのデータを取得する整合リンク取得手段と、
   前記移動体の位置を検出した時刻に基づいて、前記整合リンクの両端点の通過時刻の間に検出された移動体の位置を、前記整合リンク上の点に対応付けする対応付け手段とを有することを特徴とする車両検出位置をリンクに対応付けする装置。
8. コンピュータに格納され、時系列に複数回検出された移動体の車両位置データと、検出された移動体の位置を道路地図データ上のリンクにマッチングさせた整合リンクのデータとを入力して、前記請求項１から請求項３のいずれかに記載の、車両検出位置をリンクに対応付けする方法を実行することを特徴とするプログラム。
9. コンピュータに格納され、時系列に複数回検出された移動体の車両位置データと、検出された移動体の位置を道路地図データ上のリンクにマッチングさせた整合リンクのデータとを入力して、前記請求項４又は請求項５記載の、リンク上の渋滞箇所を判定する渋滞箇所判定方法を実行することを特徴とするプログラム。

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