JP2011215474A - 道路情報取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予め記憶された道路情報とセンシングした道路情報とが異なる場合、もしくは誤った場所の記憶道路情報を参照している場合に、道路情報の誤検出を防止することができる道路情報取得装置を提供する。
【解決手段】車両の周囲をセンシングするセンサ２と、センサ２の出力に基づき、自車両の絶対位置と障害物の情報とをセンシング結果として出力するセンシング部３と、位置及び形状の変わりやすさに応じて地図情報を階層別に格納する階層化地図データベース４と、センシング結果と地図情報とを比較し、相違する対象の属する階層と、この対象よりも位置及び形状の変わりやすい階層の対象をマスクする階層選択部５と、センシングデータとマスク処理後の地図情報を組み合わせて進路計画を立てる進路計画部６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、道路情報を取得する道路情報取得装置に関する。

道路情報を取得する技術として、特許文献１に記載された技術がある。特許文献１に記載された技術は、地図情報（記憶道路情報）を記憶しているナビゲーション装置と、車両の周囲をセンシングしてセンシング結果（センシング道路情報）を取得するセンサとを備え、このナビゲーション装置で記憶している地図情報とセンサで取得したセンシング結果とに基づいて、車両の制御を行うものである。更に、特許文献１に記載された技術は、ナビゲーション装置で記憶している地図情報とセンサで取得したセンシング結果が異なる場合、センサで取得したセンシング結果を優先して用い、センサで取得したセンシング結果に基づいてナビゲーション装置に記憶している地図情報を修正するものである。

特開２００２−１９３０２５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術は、センシング結果と異なる地図情報しか消さないため、誤った地図情報に影響されて、センシング結果の誤検出を引き起こす虞がある。例えば、縁石の移動工事に伴い停止線が速度表示に変更された場合を考えると、センサは、縁石の位置であれば正しく検出することができるが、地図情報に記憶されている停止線と今回検出した速度表示が同じ位置にあるため、センサの検出精度によっては、停止線から速度表示に変更されたことを正しく検出できない場合がある。

そこで、本発明は、予め記憶された記憶道路情報に誤りがある場合、もしくは誤った場所の記憶道路情報を参照している場合に、センサによりセンシングされるセンシング道路情報の誤検出を防止することができる道路情報取得装置を提供することを目的とする。

本発明に係る道路情報取得装置は、予め記憶される記憶道路情報を、位置及び形状の変わりやすさに応じて階層別に格納する道路情報格納手段と、走行中の道路をセンシングしてセンシング道路情報を検出するセンサと、道路情報格納手段内に格納された走行中の道路の記憶道路情報と、センサがセンシングした走行中の道路のセンシング道路情報とを比較するデータ比較手段と、比較手段が相違点を検出した場合、道路情報格納手段において、相違点が属する階層に格納された記憶道路情報、及び、相違点が属する階層よりも位置及び形状が変わりやすい階層に格納された記憶道路情報をマスク処理する道路情報マスク処理部と、センサがセンシングした走行中の道路のセンシング道路情報と、道路情報マスク処理部によりマスク処理された道路情報格納手段内の走行中の道路の記憶道路情報とを組み合わせる道路情報合成手段と、を備える。

本発明に係る道路情報取得装置では、道路情報格納手段内に格納された走行中の道路の記憶道路情報と、センサがセンシングした走行中の道路のセンシング道路情報とを比較し、これらの道路情報が異なる場合は、異なる道路情報が属する階層の記憶道路情報、及び当該道路情報が属する階層よりも位置及び形状の変わりやすい階層の記憶道路情報をマスク処理し、センシング道路情報とマスク処理後の記憶道路情報とを組み合わせる。このように、道路情報格納手段内に格納された記憶道路情報のうち、センシング道路情報と異なる記憶道路情報だけでなく、センシング道路情報と異なる記憶道路情報よりも位置及び形状の変わりやすい記憶道路情報もマスクすることで、道路工事などが反映されていない古い記憶道路情報の影響によって、センシング道路情報の誤検出を防止することができる。

本発明によれば、予め記憶された記憶道路情報に誤りがある場合、もしくは誤った場所の記憶道路情報を参照している場合に、センサによりセンシングされるセンシング道路情報の誤検出を防止することができる道路情報取得装置を提供することができる。

実施形態に係る進路計画装置のブロック構成を示した図である。 地図情報の階層化の概念を示した図である。 マスク処理の一例を示す図である。 地図情報が正しい場合の進路計画の立案方法を説明するための図であり、（ａ）は、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のイメージを示し、（ｂ）は、センシング部３から取得したセンシング結果のイメージを示し、（ｃ）は、合成した道路情報、及び、立案した進路計画を示す。 比較例において、地図情報が間違っている場合の進路計画の立案方法を説明するための図であり、（ａ）は、比較例における地図情報のイメージを示し、（ｂ）は、比較例におけるセンシング結果のイメージを示し、（ｃ）は、合成した道路情報、及び、立案した進路計画を示す。 本実施形態において、地図情報が間違っている場合の進路計画の立案方法を説明するための図であり、（ａ）は、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のイメージを示し、（ｂ）は、センシング部３から取得したセンシング結果のイメージを示し、（ｃ）は、合成した道路情報、及び、生成した進路計画を示す。 道路工事の概要を説明するための図であり、（ａ）は道路工事前、（ｂ）は道路工事後を示している。 比較例において、地図情報が間違っている場合の進路計画の立案方法を説明するための図であり、（ａ）は、比較例における地図情報のイメージを示し、（ｂ）は、比較例におけるセンシング結果のイメージを示し、（ｃ）は、合成した道路情報、及び、立案した進路計画を示す。 本実施形態において、地図情報が間違っている場合の進路計画の立案方法を説明するための図であり、（ａ）は、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のイメージを示し、（ｂ）は、センシング部３から取得したセンシング結果のイメージを示し、（ｃ）は、立案した道路情報、及び、生成した進路計画を示す。 ３０ｋｍ／ｈで走行する場合の停止距離を示す。 ４０ｋｍ／ｈで走行する場合の停止距離を示す。 地図情報の階層構造を示す他の例である。

以下、図面を参照して、本発明に係る道路情報取得装置の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態は、本発明に係る道路情報取得装置を、車両に搭載される進路計画装置に適用したものである。進路計画装置は、車両を制御するための進路計画を立てるものであり、予め記憶された事前知識である地図情報（記憶道路情報）とセンサによりセンシングしたセンシング結果（センシング道路情報）とを組み合わせて、進路計画を立てるものである。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。

図１は、実施形態に係る進路計画装置のブロック構成を示した図である。図に示すように、本実施形態の進路計画装置１は、センサ２と、センシング部３と、階層化地図データベース４と、階層選択部５と、進路計画部６と、を備えている。

センサ２は、車両に搭載されて、自車両の周囲をセンシングするものである。センサ２は、カメラ、レーザーレーダー、ミリ波レーダー、ソナーなどが用いられる。カメラは、自車両の周囲を撮像して画像情報を取得するものである。レーザーレーダーは、自車両の周囲にレーザーを出射するとともに、この出射したレーザーの反射光を受信して、自車両の周囲に存在する物体の有無と、この物体の位置を検出するものである。ミリ波レーダーは、自車両の周囲にミリ波を出射するとともに、この出射したレーザーの反射波を受信して、自車両の周囲に存在する物体の有無と、この物体の位置を検出するものである。ソナーは、自車両の周囲に超音波を出射するとともに、この出射した超音波の反射波を受信して、自車両の周囲に存在する物体の有無と、この物体の位置を検出するものである。

センシング部３は、センサ２の出力に基づき、自車両の周囲をセンシングしたセンシング結果を出力するものである。センシング結果は、センサ２の出力そのままであってもよく、センサ２の出力を処理したものであってもよい。例えば、カメラで取得した画像情報を画像処理することで、自車両の周囲に存在する物体や路面表示等の有無と、この物体や路面表示等の形状を検出することができる。また、レーザーレーダー、ミリ波レーダー、ソナーなどで検出した情報により、自車両の周囲に存在する物体の有無と、この物体の位置を検出することができる。そして、センシング部３は、これらのセンサ２から取得した情報から、自車両の周囲に存在する物体の有無と、この物体の形状及び位置を検出する。センシング部３が検出する物体には、他車両や歩行者のほか、ガードレール、縁石、電柱、壁などの道路構造物なども含まれる。

そして、センシング部３は、センシング結果として、少なくとも、自車両の絶対位置（地図上の位置）と、自車両と衝突すると自車両の走行に支障をきたす障害物（対象物）の情報とを検出する。自車両の絶対位置は、道路に設置されているローカライズ用のランドマークを検出することでより確実に行うことができる。ローカライズ用のランドマークとは、絶対位置（緯度経度、若しくは直交座標系における座標位置）を知るために、絶対位置が既知の目印のことである。このため、センシング部３は、このローカライズ用のランドマークをセンシングし、自車両との相対関係を検出することで、自車両の絶対位置を特定することができる。自車両の絶対位置の特定は、簡易には道路上の白線と自車両との相対位置関係を利用して行うことができる。なお、センシング部３は、自車両の絶対位置や障害物を検出するに際して、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報を参酌しても良い。なお、この地図情報は後段で詳述する。

更に、センシング部３は、車両に搭載されたセンサ２のみならず、路車間通信や車々間通信などにより、他車両の位置、道路情報、渋滞情報、工事情報などを取得して、センシング結果を出力しても良い。

階層化地図データベース４は、予め地図情報が記憶される記憶装置である。階層化地図データベース４に記憶される地図情報には、地図上における様々な対象の情報が含まれており、道路構造物の情報や、路面表示の情報などがある。道路構造物の情報には、ガードレール、縁石、電柱、壁などが含まれる。路面表示の情報には、停止線、速度表示、横断歩道の存在、白線、黄色線などが含まれる。なお、これらの道路構造物の情報や路面表示の情報には、その対象の物理的な情報や、その対象により規定される情報などが含まれていてもよい。対象の物理的な情報には、位置、形状、材質などが含まれる。対象により規定される情報には、歩道の有無、道路の種別（車線数や道路の幅員など）、走行可能領域、交通ルール（制限速度、進行方向、一時停止の必要性、有線道路など）などが含まれる。

そして、階層化地図データベース４は、これらの対象を、位置及び形状の変わりやすさに応じて階層別に格納する。位置及び形状が変わりやすいとは、例えば、道路工事などによって変更、移動、除去、追加などが行われやすいことを示す。この階層は、地図情報の全ての対象が含まれる階層を最上位階層とし、対象の位置及び形状の変わりやすさを基準として、位置及び形状の変わりやすいものから段階的に除いていくものである。

図２は、地図情報の階層化の概念を示した図である。図２に示すように、階層化の概念は、全ての対象を含む最上位階層から階層が下がるに従い、順に、“パイロンを除く階層”、“道路工事等の柵を除く階層”、“バレルを除く階層”、“白線・黄色線を除く階層”、“路面表示（止まれ・速度など）を除く階層”、“縁石を除く階層”、“ガードレールを除く階層”、“電柱・信号（支柱を含む）・標識（支柱を含む）を除く階層”、“中央分離帯を除く階層”、“ローカライズ用のランドマークを除く階層”、“全ての対象を除く最下位階層”となっている。

このように、階層化地図データベース４に記憶される地図情報は、最上位階層から階層が下がるに従い、段階的に位置及び形状が変わり難い対象の情報が除かれ、反対に、最下位階層から階層が上がるに従い、段階的に位置及び形状が変わりやすい対象の情報が追加される階層となっている。このため、上位階層は下位階層よりも位置及び形状が変わりやすい対象が格納される階層となる。したがって、例えば、パイロンのように動きやすいもの、動かされやすいものは、より上位の階層にのみ格納される。

階層選択部５は、センシング部３のセンシング結果と、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報とに基づいて、進路計画に用いる地図情報の階層を選択するものである。階層選択部５は、センシング部３から、センシング結果として、自車両の絶対位置と障害物とを取得する。次に、階層選択部５は、センシング部３から取得した自車両の絶対位置から、自車両の走行中の道路を特定する。次に、階層選択部５は、階層化地図データベース４から、この特定した走行中の道路の地図情報を取得する。次に、階層選択部５は、センシング部３から取得した障害物のセンシング結果と階層化地図データベース４から取得した地図情報とを比較する。なお、この比較は、道路構造物や路面表示などの道路情報についてのみ行い、対向車や歩行者などの移動体については行わない。そして、階層選択部５は、この比較の結果、相違する対象を検出すると、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のうち、相違する対象が格納される階層をマスクする。なお、このように階層化地図データベース４に記憶されている地図情報の階層（又は対象）をマスクすることをマスク処理と言う。

図３は、マスク処理の一例を示す図である。図３に示すように、例えば、階層選択部５が、センシング部３から取得した障害物のセンシング結果と階層化地図データベース４から取得した地図情報とを比較した結果、縁石が相違すると判断した場合を考える。この場合、縁石は、“縁石を除く階層”よりも上位の階層、すなわち、“路面表示（止まれ・速度など）を除く階層”から“全ての対象を含む最上位階層”に格納されている。このため、階層選択部５は、“縁石を除く階層”よりも上位の階層、すなわち、“路面表示（止まれ・速度など）を除く階層”から“全ての対象を含む最上位階層”をマスクする。すると、階層化地図データベース４では、相違すると判断した縁石の情報だけでなく、縁石よりも位置及び形状が変わりやすい対象の情報もマスクされる。このため、縁石よりも位置及び形状が変わり難い対象のみが含まれた地図情報に基づいて、進路計画を立てることが可能となる。

進路計画部６は、センシング部３のセンシング結果と階層化地図データベース４に記憶されている地図情報とに基づいて進路計画を立て、目標進路を生成するものである。まず、進路計画部６は、センシング部３から障害物のセンシング結果を取得する。また、進路計画部６は、自車両の走行中の道路において、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のうち、階層選択部５によりマスクされていない階層に格納されている対象の情報を取得する。すなわち、図３の場合であれば、“縁石を除く階層”、“ガードレールを除く階層”、“電柱・信号（支柱を含む）・標識（支柱を含む）を除く階層”、“中央分離帯を除く階層”、“ローカライズ用のランドマークを除く階層”、“全ての対象を除く最下位階層”に格納されている対象の情報を、地図情報として取得する。実際には、これらの階層に格納されている対象の情報は、全て“縁石を除く階層”に格納されているため、“縁石を除く階層”に格納されている対象の情報のみを地図情報として取得する。

そして、進路計画部６は、センシング部３から取得した障害物の情報と階層化地図データベース４から取得した地図情報とを組み合わせて道路情報を生成する。そして、進路計画部６は、この生成した道路情報に基づいて、自車両を制御するための進路計画を立て、目標進路を生成する。なお、進路計画部６による進路計画の立案は、例えば、特許２００７−２３３６４５号公報に記載された方法により行うことができる。

次に、図４を参照して、地図情報が正しい場合に、進路計画装置１により進路計画を立てる方法について説明する。図４は、地図情報が正しい場合の進路計画の立案方法を説明するための図である。

まず、センシング部３は、センサ２の検出情報を取得し、この取得した検出情報に基づいて自車両の絶対位置をセンシング結果として特定する。また、センシング部３は、センサ２から取得した検出情報に基づいて、自車両と衝突すると自車両の走行に支障をきたす障害物の情報をセンシング結果として検出する。なお、障害物の情報には、障害物の形状及び位置が含まれる。

次に、階層選択部５は、センシング部３から、センシング結果として、自車両の絶対位置と、障害物の情報とを取得する。次に、階層選択部５は、センシング部３から取得した自車両の絶対位置に基づいて、自車両の走行中の道路を特定する。次に、階層選択部５は、階層化地図データベース４から、この特定した走行中の道路の地図情報を取得する。

図４（ａ）に、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のイメージを示す。図４（ａ）に示すように、階層化地図データベース４には、走行中の道路の地図情報として、車道脇に設置された縁石Ａの情報と、センターラインＢの情報とが記憶されている。

図４（ｂ）に、センシング部３から取得したセンシング結果のイメージを示す。図４（ｂ）に示すように、センシング部３から取得したセンシング結果には、障害物として、縁石Ｃの情報と、他車両Ｄの情報とが含まれる。

そして、階層選択部５は、センシング部３から取得した障害物のセンシング結果と階層化地図データベース４から取得した地図情報とを比較する。なお、この比較は、上述したように、センシング結果のうち、道路構造物や路面表示などの道路情報についてのみ行う。図４の場合、センシング部３から取得したセンシング結果の縁石Ｃは、階層化地図データベース４から取得した地図情報の縁石Ａと同じであるため、階層選択部５は、階層化地図データベース４のマスク処理を行わない。

次に、進路計画部６は、階層化地図データベース４から、自車両の走行中の道路における地図情報を取得する。このとき、地図情報にはマスク処理が為されていないため、進路計画部６は、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報、すなわち、図４（ａ）に示す地図情報を取得する。また、進路計画部６は、センシング部３から障害物のセンシング結果を取得する。

次に、進路計画部６は、階層化地図データベース４から取得した地図情報と、センシング部３から取得したセンシング結果とを組み合わせて道路情報を生成する。そして、進路計画部６は、この道路情報に基づいて自車両を制御するための進路計画を立て、目標進路を生成する。

図４（ｃ）に、合成した道路情報、及び、立案した進路計画を示す。図４（ｃ）に示すように、道路情報は、地図情報の縁石Ａ及びセンターラインＢと、センシング結果の縁石Ｃ及び他車両Ｄとが組み合わされた情報となる。なお、この道路情報に含まれる各対象の情報は、各対象の形状及び位置が含まれた情報となる。そして、進路計画部６は、自車両の走行方向前方の車道は、自車両が走行可能な幅があり、障害物も無いと判断し、走行方向前方に直進する目標進路Ｅを生成する。

ここで、図５及び図６を参照して、道路工事により縁石が移動されて道路の幅員が拡幅されているが、階層化地図データベース４には、道路工事が反映されていない古い地図情報が記憶されている場合について説明する。ここでは、本実施形態に係る進路計画装置１の比較例として、地図情報を階層構造とせず、且つ、マスク処理を行わずに進路計画を立てる進路計画装置を用いて説明する。図５は、比較例において、地図情報が間違っている場合の進路計画の立案方法を説明するための図であり、図６は、本実施形態において、地図情報が間違っている場合の進路計画の立案方法を説明するための図である。

まず、図５を参照して、比較例による進路計画の立案方法を説明する。

図５（ａ）に、比較例における地図情報のイメージを示す。図５（ａ）に示すように、比較例の地図情報には、走行中の道路の地図情報として、道路工事前の縁石Ｆの情報と、センターラインＧの情報とが記憶されている。このように、比較例の地図情報には、道路工事後の情報が反映されておらず、道路工事後の実際の縁石は、破線Ｆ’の位置に設定されている。

図５（ｂ）に、比較例におけるセンシング結果のイメージを示す。図５（ｂ）に示すように、センシング部から取得したセンシング結果には、障害物として、縁石Ｈの情報と、障害物Ｉの情報とが含まれる。

そして、比較例では、地図情報が階層構造となっておらず、且つ、地図情報のマスク処理が行われないため、図５（ａ）に示す地図情報と図５（ｂ）に示すセンシング結果とを、そのまま組み合わせて道路情報を生成する。

図５（ｃ）に、合成した道路情報、及び、立案した進路計画を示す。図５に示すように、道路情報は、地図情報の縁石Ｆ及びセンターラインＧと、センシング結果の縁石Ｈ及び障害物Ｉとが組み合わされた情報となる。ことのき、道路情報では、車道の幅員が、道路工事前の縁石ＦとセンターラインＧとで規定される幅となり、更に、障害物ＩがセンターラインＧを越えて自車両が走行する車道の一部を覆った状態となる。このように、道路情報では、車道の幅員が実際の幅員よりも狭いため、比較例では、実際には走行方向前方に直進することが可能であるにも拘らず、走行方向前方に直進する目標進路が生成できず、障害物Ｉの手前で停止する目標進路Ｊが生成されることになる。

次に、図６を参照して、進路計画装置１による進路計画の立案方法を説明する。

まず、センシング部３は、センサ２の検出情報を取得し、この取得した検出情報に基づいて自車両の絶対位置をセンシング結果として特定する。また、センシング部３は、センサ２から取得した検出情報に基づいて、自車両と衝突すると自車両の走行に支障をきたす障害物の情報をセンシング結果として検出する。

次に、階層選択部５は、センシング部３から、センシング結果として、自車両の絶対位置と、障害物の情報とを取得する。次に、階層選択部５は、センシング部３から取得した自車両の絶対位置に基づいて、自車両の走行中の道路を特定する。次に、階層選択部５は、階層化地図データベース４から、この特定した走行中の道路の地図情報を取得する。

図６（ａ）に、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のイメージを示す。図６（ａ）に示すように、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報には、走行中の道路の地図情報として、道路工事前の縁石Ｆの情報と、センターラインＧの情報とが記憶されている。

図６（ｂ）に、センシング部３から取得したセンシング結果のイメージを示す。図６（ｂ）に示すように、センシング部３から取得したセンシング結果には、障害物として、縁石Ｈの情報と、障害物Ｉの情報とが含まれる。

そして、階層選択部５は、センシング部３から取得した障害物のセンシング結果と階層化地図データベース４から取得した地図情報とを比較する。なお、この比較は、上述したように、センシング結果のうち、道路構造物や路面表示などの道路情報についてのみ行う。図６の場合、センシング部３から取得したセンシング結果の縁石Ｈの位置が階層化地図データベース４から取得した地図情報の縁石Ｆの位置と異なるため、階層選択部５は、縁石が相違すると判断する。そこで、階層選択部５は、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のうち、縁石が格納される階層をマスクする。これにより、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のうち、縁石の情報だけでなく、縁石よりも位置及び形状が変わりやすい対象の情報もマスクされる。例えば、縁石よりも位置及び形状が変わりやすい、路面表示（止まれ・速度など）、白線・黄色線、バレル、道路工事等の柵、パイロンなどがマスクされる。なお、図６（ａ）では、地図情報に縁石ＦとセンターラインＧの情報が含まれるが、センターラインＧは、縁石Ｆよりも下位の階層に格納される。このため、階層選択部５は、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のうち、縁石のみをマスクする。

次に、進路計画部６は、階層化地図データベース４から、自車両の走行中の道路における地図情報のうち、マスクされていない階層に格納されている対象の情報を取得する。上述したように、階層選択部５により、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のうち、縁石Ｆがマスクされているため、進路計画部６は、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のうち、センターラインＧの情報のみを取得する。また、進路計画部６は、センシング部３から障害物のセンシング結果を取得する。

次に、進路計画部６は、階層化地図データベース４から取得した地図情報と、センシング部３から取得したセンシング結果とを組み合わせて道路情報を生成する。そして、進路計画部６は、この道路情報に基づいて自車両を制御するための進路計画を立て、目標進路を生成する。

図６（ｃ）に、合成した道路情報、及び、立案した進路計画を示す。図６（ｃ）に示すように、道路情報には、地図情報のセンターラインＢと、センシング結果の縁石Ｃ及び他車両Ｄとが組み合わされた情報となる。すなわち、階層化地図データベース４に記憶された地図情報から縁石Ｆがマスクされて、地図情報とセンシング情報とが組み合わされることにより、道路情報が生成される。このとき、道路情報では、障害物ＩがセンターラインＧを越えて自車両の走行車線の一部を覆っているが、道路の幅員が、道路工事後の実際の縁石ＦとセンターラインＧとで規定される広い幅となるため、縁石Ｆ（Ｈ）と障害物Ｉとの間隔が、自車両が通過可能な幅となる。このため、進路計画部６は、縁石Ｆ（Ｈ）と障害物Ｉとの間をすり抜けるような目標進路Ｋを生成する。

次に、図７〜図９を参照して、道路工事により縁石が移動されて道路の幅員が拡幅されるとともに停止線が速度表示に変わっているが、階層化地図データベース４には、道路工事が反映されていない古い地図情報が記憶されている場合について説明する。ここでも、本実施形態に係る進路計画装置１の比較例として、地図情報を階層構造とせず、且つ、マスク処理を行わずに進路計画を立てる進路計画装置を用いて説明する。図７は、道路工事の概要を説明するための図であり、（ａ）は道路工事前、（ｂ）は道路工事後を示している。図８は、比較例において、地図情報が間違っている場合の進路計画の立案方法を説明するための図であり、図９は、本実施形態において、地図情報が間違っている場合の進路計画の立案方法を説明するための図である。

まず、図７を参照して、実際の道路状況と、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報とについて説明する。図７（ａ）に示すように、道路工事前は、車道の両脇に縁石が設置され、路面に停止線が表示されていたところ、図７（ｂ）に示すように、道路工事語は、車道の両脇に設置される縁石が移動されて車道が拡幅されるとともに、停止線の表示が速度表示に変更された。かかる状況において、階層化地図データベース４には、図７（ａ）に示す道路工事前の地図情報が記憶されており、図７（ｂ）に示す道路工事は反映されていない。

そこで、まず、図８を参照して、比較例による進路計画の立案方法を説明する。

図８（ａ）に、比較例における地図情報のイメージを示す。図８（ａ）に示すように、比較例の地図情報には、走行中の道路の地図情報として、道路工事前の縁石Ｌの情報と、センターラインＭの情報と、停止線Ｎの情報とが記憶されている。このように、比較例の地図情報には、道路工事後の情報が反映されておらず、道路工事後の実際の縁石は、破線Ｌ’の位置に設定されている。

図８（ｂ）に、比較例におけるセンシング結果のイメージを示す。図８（ｂ）に示すように、通常であれば、センシング部から取得したセンシング結果には、障害物として、縁石Ｏの情報と、速度表示Ｐの情報が含まれることとなる。しかしながら、センサにより制限速度が４０ｋｍ／ｈの速度表示Ｐを検出しているにも拘らず、地図情報では、同じ位置に停止線Ｎが記憶されているため、速度表示Ｐを停止線Ｎとして誤判定する可能性がある。特に、センサの検出精度や、センシング結果の判定精度が十分に高くない場合は、誤判定の可能性が高くなる。

しかも、比較例では、地図情報が階層構造となっておらず、且つ、地図情報のマスク処理が行われないため、図８（ａ）に示す地図情報と誤判定した地図情報とが、そのままの状態で組み合わされて道路情報が生成される。

図８（ｃ）に、合成した道路情報、及び、立案した進路計画を示す。図８に示すように、道路情報は、地図情報の縁石Ｌ、センターラインＭ及び停止線Ｎと、センシング結果の縁石Ｏ及び誤判定した停止線Ｎとが組み合わされた情報となる。

このように、古い地図情報の影響でセンシング結果の速度表示Ｐが停止線Ｎであると誤判定してしまうと、道路情報には、道路工事により消された停止線Ｎが誤って残存してしまう。このため、比較例では、実際には存在しない停止線で一時停止を行う目標進路Ｑが生成されることになる。

次に、図９を参照して、進路計画装置１による進路計画の立案方法を説明する。

まず、センシング部３は、センサ２の検出情報を取得し、この取得した検出情報に基づいて自車両の絶対位置をセンシング結果として特定する。また、センシング部３は、センサ２から取得した検出情報に基づいて、自車両と衝突すると自車両の走行に支障をきたす障害物の情報をセンシング結果として検出する。

次に、階層選択部５は、センシング部３から、センシング結果として、自車両の絶対位置と、障害物の情報とを取得する。次に、階層選択部５は、センシング部３から取得した自車両の絶対位置に基づいて、自車両の走行中の道路を特定する。次に、階層選択部５は、階層化地図データベース４から、この特定した走行中の道路の地図情報を取得する。

図９（ａ）に、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のイメージを示す。図９（ａ）に示すように、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報には、走行中の道路の地図情報として、道路工事前の縁石Ｌの情報と、センターラインＭの情報と、停止線Ｎの情報とが記憶されている。

図９（ｂ）に、センシング部３から取得したセンシング結果のイメージを示す。図９（ｂ）に示すように、センシング部３から取得したセンシング結果には、障害物として、縁石Ｏの情報と、制限速度４０ｋｍ／ｈの速度表示Ｐの情報とが含まれる。

そして、階層選択部５は、センシング部３から取得した障害物のセンシング結果と階層化地図データベース４から取得した地図情報とを比較する。なお、この比較は、上述したように、センシング結果のうち、道路構造物や路面表示などの道路情報についてのみ行う。図９の場合、センシング部３から取得したセンシング結果の縁石Ｏの位置が階層化地図データベース４から取得した地図情報の縁石Ｌの位置と異なるため、階層選択部５は、縁石が相違すると判断する。そこで、階層選択部５は、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のうち、縁石が格納される階層をマスクする。これにより、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のうち、縁石の情報だけでなく、縁石よりも位置及び形状が変わりやすい対象の情報もマスクされる。図９（ａ）では、地図情報に縁石Ｌ、センターラインＭ及び停止線Ｎの情報が含まれるが、センターラインＭは、縁石Ｌよりも下位の階層に格納され、停止線Ｎは、縁石Ｌよりも上位の階層に格納される。このため、階層選択部５は、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のうち、縁石Ｌと停止線Ｎをマスクする。これにより、上述した比較例で説明したように、地図情報の停止線Ｎとセンシング結果の速度表示Ｐが同じ位置にあったとしても、速度表示Ｐを停止線Ｎと誤判定することが防止される。

次に、進路計画部６は、階層化地図データベース４から、自車両の走行中の道路における地図情報のうち、マスクされていない階層に格納されている対象の情報を取得する。上述したように、階層選択部５により、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のうち、縁石Ｌ及び停止線Ｎがマスクされているため、進路計画部６は、階層化地図データベース４に記憶されている地図情報のうち、センターラインＭの情報のみを取得する。また、進路計画部６は、センシング部３から障害物のセンシング結果を取得する。

次に、進路計画部６は、階層化地図データベース４から取得した地図情報と、センシング部３から取得したセンシング結果とを組み合わせて道路情報を生成する。そして、進路計画部６は、この道路情報に基づいて自車両を制御するための進路計画を立て、目標進路を生成する。

図９（ｃ）に、合成した道路情報、及び、立案した進路計画を示す。図９（ｃ）に示すように、道路情報には、地図情報のセンターラインＭと、センシング結果の縁石Ｏ及び速度表示Ｐとが組み合わされた情報となる。すなわち、階層化地図データベース４に記憶された地図情報から縁石Ｌ及び停止線Ｎがマスクされて、地図情報とセンシング情報とが組み合わされることにより、道路情報が生成される。このように、道路情報から縁石Ｌだけでなく停止線Ｎも消えるため、進路計画部６は、実際には存在しない停止線で一時停止を行うことなく、走行方向前方に直進する目標進路Ｑを生成する。

なお、センシング部３が、速度表示Ｐを検出できない場合であっても、階層化地図データベース４に記憶された地図情報から停止線Ｎの情報がマスクされるため、停止線Ｎの無い道路情報が生成される。これにより、上記同様、進路計画部６は、実際には存在しない停止線で一時停止を行うことなく、走行方向前方に直進する目標進路Ｒを生成することができる。

ところで、人間の運転は、知っている道を運転する場合と、知らない道を運転する場合とでは、運転の滑らかさ（快適さ）に差が出る。知っている道ならば、目視で確認できる以上のことを実現できる。例えば、カーブの先の信号の存在を予め把握するといったことが可能であり、これにより、緩やかな減速（快適さの向上）を実現できる。

同様に、機械の運転（自動運転や運転支援など）も、予め記憶された事前知識（階層化地図データベース４に記憶されている地図情報など）に応じて実現できる運転が変わってくる。すなわち、全ての事前知識を利用できる場合と、事前知識に誤りがあり、その一部のみ利用できる場合とでは、その運転が変わる。

形状及び位置が変わりやすい上位の階層の事前知識を使うようになればなるほど、自車両の目標速度は下がり、進路計画が使用可能な加減速の目標Ｇは高くなり、目標操舵角速度も高くなる。なお、上位の階層とは、下位の階層に比べて、形状及び位置が変わりやすい階層である。したがって、上位の階層になればなるほど、目的地に到着する時間は長くなり、また、急加速、急減速及び急操舵が発生するようになり、快適さが損なわれる。

しかし、どのような段階の事前知識を利用する場合であっても、障害物と衝突せずに走行できる安全性と交通ルールの遵守とは、必ず実現できるように進路計画を行う。このため、例えば、進路計画の目標速度は、当該自車両に搭載されたセンサの検出可能範囲と、センシングなどの所持時間とにより決定される。

ここで、停止線や速度表示などの路面表示を検出することができる検出可能範囲が５０ｍであり、路面表示の検出及び認識処理に０．５秒を要する場合を考える。図１０に、３０ｋｍ／ｈで走行する場合の停止距離を示し、図１１に、４０ｋｍ／ｈで走行する場合の停止距離を示す。図１０及び図１１に示すように、自車両の走行速度が３０ｋｍ／ｈだと、停止距離が４０未満であるが、自車両の走行速度が４０ｋｍ／ｈだと、停止距離が５０ｍを遥かに越える。このため、自車両の走行速度が３０ｋｍ／ｈである場合は使用できるが、自車両の走行速度が４０ｋｍ／ｈである場合は使用できない。

なお、図１０及び図１１は、減速Ｇを０．１Ｇとしているが、減速Ｇを更に大きくしても良い場合は、目標速度を更に高くすることが可能となる。この加減速Ｇと目標速度とのバランスは、任意に設定することができ、ユーザーの意思に応じて設定可能である。

以上の検討を踏まえ、進路計画部６は、車両に搭乗する乗員の快適さに応じて、目標速度、目標加減速度及び目標操舵速度を複数の階層に分類し、適宜組み合わせて進路計画を立てる。目標速度は、高くなるほど快適性が良くなり、低くなるほど快適性が悪くなる。目標加減速度は、小さくなるほど快適性が良くなり、大きくなるほど快適性が悪くなる。目標操舵速度は、遅くなるほど快適性が良くなり、早くなるほど快適性が悪くなる。なお、これらの場合、目標速度、目標加減速度及び目標操舵速度における階層の基準は、上位から下位に移るにしたがって、乗員の快適さが減っていくように設定することが好ましい。

以上説明したように、地図情報は、時間の経過とともに古くなり、現状の道路情報と乖離していく。このため、従来は、誤った地図情報に影響されて、道幅、車線数、速度制限、交通標識などを正しく認識することがあった。これに対し、本実施形態に係る進路計画装置１のように、センシング情報と地図情報とが相違する場合は、この相違する対象だけでなく、この相違する対象よりも変化しやすい階層（カテゴリー）に分類される対象をマスク（削除）することで、正しい周囲の道路情報を認識することが可能となる。

すなわち、本実施形態に係る進路計画装置１では、階層化地図データベース４内に格納された走行中の道路の地図情報と、センサ２がセンシングした走行中の道路のセンシング結果とを比較する。そして、これらの情報が異なる場合は、階層化地図データベース４に記憶された地図情報のうち、異なる対象が格納される階層をマスクし、センシング結果とマスク処理後の地図情報とを組み合わせる。このように、階層化地図データベース４内に格納された地図情報のうち、センシング結果と異なる対象だけでなく、センシング結果と異なる対象よりも位置及び形状の変わりやすい対象の情報もマスクすることで、道路工事などが反映されていない古い地図情報の影響によって、センシング結果などの誤検出を防止することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、本発明に係る道路情報取得装置を進路計画装置１に適用するものとしたが、道路情報取得装置を単体で用いても良く、道路情報取得装置を別の装置に搭載しても良い。

また、上記実施形態では、階層化地図データベース４に記憶される地図情報の階層化は、上位から下位に階層が下がるほど、除去される対象が減っていく逆ピラミッド状のものとして説明したが、位置及び形状の変わりやすさにおいて同レベルの対象を同じ階層に格納し、最上位階層から最下位階層に向けて、位置及び形状の変わりやすい順に、最上位階層から最下位階層まで階層化するものとしても良い。

例えば、図１２（ａ）に示すように、最上位階層にはパイロンの情報が格納され、一つ下の階層には道路工事等の柵の情報が格納され、更に一つ下位の階層にはバレルの情報が格納され、更に一つ下位の階層には白線・黄色線の情報が格納され、更に一つ下位の階層には路面表示（止まれ・速度など）の情報が格納され、更に一つ下位の階層には縁石の情報が格納され、更に一つ下位の階層にはガードレールの情報が格納され、更に一つ下位の階層には電柱・信号（支柱を含む）・標識（支柱を含む）の情報が格納され、更に一つ下位の階層には中央分離帯の情報が格納され、更に一つ下位の階層にはローカライズ用のランドマークの情報が格納される。

この場合、階層選択部５は、センシング結果と地図情報とを比較し、異なる対象を検出すると、この異なる対象が格納される階層と、この異なる対象が格納される階層よりも上位の階層とをマスク処理すれば良い。例えば、縁石が異なる場合は、図１２（ｂ）に示すように、縁石が格納される階層と、縁石が格納される階層よりも上位の階層とをマスクする。これにより、地図情報のうち、センシング結果と異なる対象だけでなく、センシング結果と異なる対象よりも位置及び形状の変わりやすい対象の情報もマスクすることができる。

１…進路計画装置（道路情報取得装置）、２…センサ、３…センシング部（センサ）、４…階層化地図データベース（道路情報格納手段）、５…階層選択部（データ比較手段、道路情報マスク処理部）、６…進路計画部（道路情報合成手段）、Ａ…縁石、Ｂ…センターライン、Ｃ…縁石、Ｄ…他車両、Ｅ…目標進路、Ｆ…縁石、Ｇ…センターライン、Ｈ…縁石、Ｉ…障害物、Ｊ…目標進路、Ｋ…目標進路、Ｌ…縁石、Ｍ…センターライン、Ｎ…停止線、Ｏ…縁石、Ｐ…速度表示、Ｑ…目標進路、Ｒ…目標進路。

Claims (1)

1. 予め記憶される記憶道路情報を、位置及び形状の変わりやすさに応じて階層別に格納する道路情報格納手段と、
   走行中の道路をセンシングしてセンシング道路情報を検出するセンサと、
   前記道路情報格納手段内に格納された走行中の道路の記憶道路情報と、前記センサがセンシングした走行中の道路のセンシング道路情報とを比較するデータ比較手段と、
   前記比較手段が相違点を検出した場合、前記道路情報格納手段において、前記相違点が属する階層に格納された記憶道路情報、及び、前記相違点が属する階層よりも位置及び形状が変わりやすい階層に格納された記憶道路情報をマスク処理する道路情報マスク処理部と、
   前記センサがセンシングした走行中の道路のセンシング道路情報と、前記道路情報マスク処理部によりマスク処理された前記道路情報格納手段内の走行中の道路の記憶道路情報とを組み合わせる道路情報合成手段と、
   を備える、道路情報取得装置。

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