JP2012137362A - 走行道路推定装置、方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】走行道路の誤推定が発生し得る交差点に広く適用可能であるとともに、誤推定の発生を抑制することが可能な技術の提供。
【解決手段】車両の走行軌跡と地図情報が示す道路の形状との一致度に基づいて前記車両が走行する走行道路を推定する走行道路推定装置において、第１退出道路と第２退出道路とが接続された交差点であるとともに、前記地図情報が示す前記第１退出道路と前記第２退出道路との関係が所定の関係である対象交差点が、前記車両の前方の所定範囲内に存在すると判定された場合、前記地図情報が示す前記第１退出道路の形状よりも当該第１退出道路に前記車両が退出する場合の前記走行軌跡に近い形状の仮想道路を生成し、 前記仮想道路の形状および前記地図情報が示す前記第２退出道路の形状のそれぞれと、前記車両の走行軌跡との一致度に基づいて前記車両が走行する前記走行道路を推定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の走行軌跡を示す軌跡情報を生成する技術に関する。

従来、車両の走行軌跡と地図情報が示す道路の形状との一致度に基づいて車両が走行する走行道路を推定するマップマッチング技術が知られている。当該マップマッチングにおいては、車両の走行軌跡と類似する２以上の道路が近接して存在する場合に、走行道路を誤って推定することがある。そこで、走行道路の誤った推定を防止するため、各種技術が開発されている。例えば、特許文献１には、小さい角度で分岐する道路を走行する場合にマップマッチングを停止する技術が開示されている。また、特許文献２には、車両の進行方向と高速道路の本線道路の方位との差が所定値以上となった場合に車両の走行道路がサービスエリアやパーキングエリアへの進入道路であるとみなす技術が開示されている。

特開２００８−１７０２６７号公報 特開２００８−２６０３２号公報

特許文献１に開示された従来技術では、マップマッチングを停止するため、走行道路が未確定となる期間ができてしまい、当該期間内に走行道路を確認することを望む利用者に正確な走行道路を示すことができない。また、特許文献２に開示された従来技術は、車両が高速道路上でサービスエリアやパーキングエリアの付近を走行している状態でなければ実施することができない。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、走行道路の誤推定が発生し得る交差点に広く適用可能であるとともに、誤推定の発生を抑制することが可能な技術の提供を目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明においては、第１退出道路と第２退出道路との関係が所定の関係である対象交差点が車両の前方の所定範囲内に存在する場合に、地図情報が示す第１退出道路の形状よりも当該第１退出道路に車両が退出する場合の走行軌跡に近い形状の仮想道路を生成する。そして、仮想道路の形状と第２退出道路の形状のそれぞれと、車両の走行軌跡との一致度に基づいて車両が走行する走行道路を推定する。すなわち、車両が走行している道路の前方に対象交差点が存在する場合に、対象交差点に接続された２個の退出道路の一方に車両が退出する場合の実際の走行軌跡に近い仮想道路を生成してマップマッチングを行う。

以上の構成により、第１退出道路に車両が退出する場合に、車両が第２退出道路に退出していると誤って推定される誤推定の発生を抑制することが可能である。また、対象交差点は、第１退出道路と第２退出道路との関係が所定の関係となっている交差点であれば良く、高速道路とサービスエリアやパーキングエリアへの進入道路との交差点に限定されない。従って、第１退出道路と第２退出道路との関係が所定の関係となっている全ての交差点に本発明を適用することが可能であり、広範囲の交差点について本発明を適用することが可能である。

ここで、走行道路推定装置は、車両の走行軌跡と地図情報が示す道路の形状との一致度に基づいて前記車両が走行する走行道路を推定する、いわゆるマップマッチングを実行する装置であればよい。走行道路を推定するための具体的な判断指標には、少なくとも車両の走行軌跡と道路の形状とが含まれていればよく、他の判断指標を含めて推定を行っても良い。車両の走行軌跡は、車両の動作の履歴であれば良く、走行軌跡には車両の位置の履歴や車両の方位の履歴を含めることが可能である。道路の形状は、地図情報にて定義されていれば良く、少なくとも道路を示す直線や曲線によって形状を特定できればよいが、道路の幅等を示す情報が含まれていても良い。いずれにしても、車両の走行軌跡と道路の形状とが一致しているほど一致度が高くなるように一致度を定義し、複数の道路について形状と走行軌跡との一致度を特定して最も一致度が高い形状の道路を走行道路と推定すればよい。

対象交差点判定手段は、車両の前方の所定範囲内に対象交差点が存在するか否かを判定することができればよく、対象交差点は予め決められていても良いし、車両の前方の交差点に接続する道路の形状を解析することによって決められても良い。また、地図情報が示す第１退出道路と第２退出道路との関係は、車両が第１退出道路に退出する場合の走行軌跡と地図情報が示す道路の形状とを利用してマップマッチングを行った場合に誤推定が発生するような関係であればよい。例えば、第１退出道路に車両が退出する場合の走行軌跡が、地図情報が示す第１退出道路の形状と第２退出道路の形状との双方に類似し得るように地図情報が定義されている場合が想定される。

このような関係は、第１退出道路の形状を地図情報に基づいて正確に再現できない場合に発生し得る。例えば、地図情報において、道路がノード等の点と点同士の連結を示すリンクによって表現されている場合に発生し得る。すなわち、点同士の連結を示すリンクによって道路を示す直線が構成され、交差点は直線同士が連結された状態となるが、実際の道路は幅を持つため、道路同士が連結される位置と上述の直線同士が連結される位置とは異なる。従って、道路がノード等の点と点同士の連結を示すリンクによって表現されている場合には、走行軌跡と地図情報が示す第１退出道路の形状とが必ずしも類似しないような状態を第１退出道路と第２退出道路との関係によって特定することができ、予め所定の関係として定義することができる。

仮想道路生成手段は、車両の前方の所定範囲内に対象交差点が存在すると判定された場合、地図情報が示す第１退出道路の形状よりも当該第１退出道路に車両が退出する場合の走行軌跡に近い形状の仮想道路を生成することができればよい。すなわち、第１退出道路に車両が退出する場合の走行軌跡と地図情報が示す第１退出道路の形状とが類似していないことに起因して第１退出道路に車両が退出する場合に第２退出道路が走行道路であると誤推定される状況を防止するため、地図情報が示す第１退出道路の形状よりも第１退出道路に車両が退出する場合の走行軌跡に近い形状の仮想道路を生成することができればよい。なお、第１退出道路に車両が退出する場合の走行軌跡は車両や運転者等に依存して変動し得るが、ここでは、第１退出道路と第２退出道路とが所定の関係にあることに起因して、仮想道路を生成した方が統計的に誤推定の発生頻度を抑制できるような状況であればよい。従って、仮想道路の形状は、統計的に誤推定の発生頻度を抑制できるように決められれば良く、予め決められた形状であっても良いし、地図情報が示す道路の形状に基づいて所定の規則に従って決められた形状であっても良い。

走行道路推定手段は、仮想道路の形状および地図情報が示す第２退出道路の形状のそれぞれと、車両の走行軌跡との一致度に基づいて車両が走行する走行道路を推定することができればよい。すなわち、第１退出道路については地図情報に示された道路の形状ではなく仮想道路の形状を走行軌跡との比較対象としてマップマッチングを実行することができればよい。むろん、ここでも、走行道路を推定するための具体的な判断指標には少なくとも車両の走行軌跡と道路の形状とが含まれていればよく、他の判断指標を含めて推定を行っても良い。

さらに、第１退出道路と第２退出道路との交差角が所定の閾値以下である場合に、第１退出道路と第２退出道路との関係が所定の関係であるとみなす構成を採用しても良い。すなわち、交差点からの退出道路同士の交差角が小さい狭角分岐である場合、誤推定が発生しやすい。そこで、第１退出道路と前記第２退出道路との交差角が所定の閾値以下である交差点を対象交差点とすれば、誤推定が発生しやすい交差点において当該誤推定を抑制することが可能になる。

さらに、仮想道路を生成する際の具体的な構成として、地図情報が道路上に設定されたノードの位置と当該ノード同士の連結を示すリンクとによって道路の形状を示している構成において、対象交差点よりも前方の第１退出道路を示すリンク上の位置と対象交差点よりも後方の対象交差点への進入道路を示すリンク上の位置とを結ぶ直線によって形状を示す仮想道路を生成する構成としても良い。すなわち、第１退出道路を示すリンクの形状と実際の第１退出道路の形状とを比較した場合にリンクの形状が不正確であるとしても、当該第１退出道路を示すリンクは実際の第１退出道路上の位置に設定されたノードに基づいて決められるため、実際の第１退出道路の形状を反映している。すなわち、第１退出道路上で対象交差点から遠ざかるほど、第１退出道路を示すリンクの形状は正確になる。

そして、第１退出道路と前記第２退出道路との交差角が所定の閾値以下である交差点においては、車両の走行軌跡が第１退出道路を示すリンクの方位よりも第２退出道路を示すリンクの方位により近いことに起因する誤推定が発生しやすい。そこで、対象交差点よりも前方の第１退出道路を示すリンク上の位置と対象交差点よりも後方の対象交差点への進入道路を示すリンク上の位置とを結ぶ直線によって形状を示す仮想道路を生成すれば、実際の第１退出道路の形状を反映しながら第２退出道路を示すリンクの方位により近い方位となる仮想道路を生成することができる。この結果、対象交差点における誤推定を抑制することができる。

なお、対象交差点よりも前方の第１退出道路を示すリンク上の位置や対象交差点よりも後方の対象交差点への進入道路を示すリンク上の位置は固定的に決められていても良いし、車両の位置に依存して変動しても良い。後者としては、車両の位置から所定距離だけ前方の位置を対象交差点よりも前方の第１退出道路を示すリンク上の位置とし、車両の位置から所定距離だけ後方の位置を特定することによって対象交差点よりも後方の対象交差点への進入道路を示すリンク上の位置を特定する構成を採用可能である。なお、当該所定距離は固定値であっても良いし、第１退出道路と第２退出道路との関係に応じて変動しても良い。後者としては、例えば、第１退出道路と第２退出道路との交差角が小さいほど所定距離を長くするような構成を採用可能である。

このように、車両の走行軌跡が第１退出道路を示すリンクの方位よりも第２退出道路を示すリンクの方位により近いことに起因する誤推定が発生する対象交差点においては、走行道路を推定する際に車両の方位に基づく推定を行うことが好ましい。すなわち、実際の第１退出道路の形状を反映しながら第２退出道路を示すリンクの方位により近い方位となる仮想道路を生成する構成において、基準位置からの走行距離を検出する距離センサおよび基準方位からの方位変化を検出する方位センサの出力に基づいて走行軌跡を特定することとする。さらに、仮想道路に沿った方向および地図情報が示す第２退出道路に沿った方向のそれぞれと、方位センサの出力に基づいて特定される車両の方位との一致度に基づいて車両が走行する走行道路を推定する構成とする。この構成によれば、仮想道路を生成することによって第１退出道路に車両が退出する際の方位がより正確に表現された状態で、車両の走行軌跡としての方位と道路の方位とを比較しながら走行道路を推定することができ、より正確に走行道路を推定することが可能である。

さらに、本発明のように、第１退出道路と第２退出道路との関係が所定の関係であることによって誤推定が発生しやすい場合に仮想道路および第２退出道路を走行軌跡と比較して走行道路を推定する手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のような装置、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合もあれば、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のような装置を備えたナビゲーション装置や方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、装置を制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

走行道路推定装置のブロック図である。 （２Ａ）および（２Ｂ）は交差点の周辺の道路と当該道路を地図情報が記述する際のノードおよびリンクを示す図である。 走行道路推定処理を示すフローチャートである。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）走行道路推定装置の構成：
（２）走行道路推定処理：
（３）他の実施形態：

（１）走行道路推定装置の構成：
図１は、本発明にかかる走行道路推定装置を含むナビゲーション装置１０の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える制御部２０、記録媒体３０を備えており、記録媒体３０やＲＯＭに記憶されたプログラムを制御部２０で実行することができる。本実施形態においては、このプログラムとしてナビゲーションプログラムを実行可能であり、当該ナビゲーションプログラムは走行道路推定プログラム２１を含んでいる。

走行道路推定プログラム２１は、自立航法を行うための自立航法情報に基づいて特定される車両の位置および車両の方位の履歴である走行軌跡と地図情報が示す道路の形状とを比較して走行道路を推定する機能と、当該走行道路上での車両の位置および車両の方位を推定する機能とを制御部２０に実行させるプログラムである。

記録媒体３０には、予め地図情報３０ａが記録されている。地図情報３０ａは、車両の位置の特定等に利用される情報であり、車両が走行する道路上に設定されたノードの位置等を示すノードデータ，ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点データ，ノード同士の連結を示すリンクデータ，道路やその周辺に存在する地物の位置および種類等を示す地物データ等を含んでいる。なお、本実施形態においては、交差点の位置にノードが設定されており、ノード同士の連結を示すリンクはノード間を結ぶ線であり、交差点から延びる複数の線が交差点に接続される各道路の形状を示しているとみなすことにより、各道路の形状を特定することが可能である。

本実施形態におけるナビゲーション装置１０が搭載された車両は、車速センサ４１とジャイロセンサ４２とＧＰＳ受信部４３とユーザＩ／Ｆ部４４とを備えている。車速センサ４１は、車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力し、ジャイロセンサ４２は、車両に作用する角速度に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介して車速センサ４１およびジャイロセンサ４２の出力信号を自立航法情報として取得する。そして、制御部２０は、車速センサ４１の出力信号に基づいて基準位置からの相対的な車両の位置変化を特定して現在の車両の位置を特定し、ジャイロセンサ４２の出力信号に基づいて基準方位からの相対的な車両の方位変化を特定して現在の車両の方位を特定する。さらに、制御部２０は、複数の時点において車両の位置および車両の方位を特定することにより時系列の自立航法情報を特定し、走行軌跡として取得する。なお、車両の位置と車両の方位は予め決められた２次元の固定座標系（例えば、緯度および経度で座標を指定する座標系）で特定される。

ＧＰＳ受信部４３は、車両が存在している範囲（誤差円）の位置を特定するためのＧＰＳ情報を出力する。制御部２０は、当該ＧＰＳ情報に基づいて当該誤差円の位置を特定し、当該誤差円の内側に車両が存在しているとみなす。なお、上述の自立航法情報の基準となる基準位置や基準方位は、所定の時刻において特定された車両の位置や車両の方位（進行方向）であれば良く、例えば、ＧＰＳ情報に基づいて特定する構成等を採用可能である。

本実施形態においては、車速センサ４１の出力信号から特定される車両の位置が基準位置からの車両の位置変化に基づいて特定され、ジャイロセンサ４２の出力から特定される車両の方位が基準位置からの車両の方位変化に基づいて特定される。従って、車速センサ４１やジャイロセンサ４２の出力信号から特定される位置変化や方位変化に誤差が含まれると、車両の位置や方位に基づいて特定される走行軌跡は時間とともに不正確になる。

そこで、本実施形態において制御部２０は、走行道路推定プログラム２１の処理により、マップマッチングによって車両の走行道路を推定し、自立航法情報が示す車両の位置および方位が走行道路上の位置および方位を示すように自立航法情報を補正する。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照してＧＰＳ情報に基づいて特定された誤差円に含まれる道路を特定し、当該道路をマップマッチングの対象とする。さらに、制御部２０は、走行道路推定プログラム２１の処理により、走行軌跡が示す現在以前の所定期間における車両の位置の軌跡の形状と道路の形状との一致度が高く、車両の各位置における方位と道路の方位（道路が延びる方向）との一致度が最も高い道路をマップマッチングの対象から抽出する。そして、制御部２０は、走行道路推定プログラム２１の処理により、抽出された道路上に車両が存在するとみなして走行軌跡（車両の位置および方位）を補正し、補正された走行軌跡を示す情報をユーザＩ／Ｆ部４４に対して出力する。

ユーザＩ／Ｆ部４４は、ユーザが指示を入力し、またはユーザに各種の情報を提供するためのインタフェース部であり、図示しない表示部やボタン、スピーカー等を備えている。本実施形態において制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部４４の表示部に対して地図を表示するとともに、上述の補正された走行軌跡を示す情報に基づいて走行軌跡を示す情報を表示する。以上の処理によって、車両が道路上を走行し、道路と平行の方位に進行していることを示す走行軌跡がユーザＩ／Ｆ部４４の表示部に表示される。

以上のようなマップマッチングにおいては、地図情報３０ａにおける道路の記述形式に依存して走行道路を誤推定する場合がある。図２Ａは、交差点Ｉの周辺の道路と当該道路を地図情報３０ａが記述する際のノードおよびリンクを示す図である。図２Ａにおいては、２車線の道路が交差点より前方で分岐する道路の例を示しており、本例に示す道路において進行方向に向かって左側の車線を進行方向の前方に走行すると、当該車線は左に曲がって本線を構成する車線から分岐する。従って、図２Ａに示す交差点Ｉには、交差点Ｉへ進入する２車線からなる進入道路と、交差点Ｉから左側に退出する車線からなる退出道路と、交差点Ｉから右側に退出する車線からなる退出道路とが接続されていることになる。なお、ここでは、交差点Ｉへ進入する２車線からなる進入道路を進入道路Ｒ、交差点Ｉから左側に退出する車線からなる退出道路を第１退出道路Ｒ₁、交差点Ｉから右側に退出する車線からなる退出道路を第２退出道路Ｒ₂と呼ぶ。

地図情報３０ａは、ノードによって交差点Ｉを示すとともにノード同士を結ぶリンクに相当する線によって交差点に連結する進入道路Ｒと第１退出道路Ｒ₁と第２退出道路Ｒ₂とを示す。従って、図２Ａに示すような道路において、交差点Ｉを示すノードは進入道路Ｒを示す線と第１退出道路Ｒ₁を示す線と第２退出道路Ｒ₂を示す線との交点に設定せざるを得ない。このため、図２Ａに示すように交差点Ｉを示すノードは交差点Ｉから左側に退出する車線の分岐位置Ｐよりも進行方向後方に離れた位置に設定される。なお、図２Ａにおいては、交差点Ｉを示すノードを黒丸、各道路を示すリンクを破線で示している。

このように分岐位置Ｐと交差点Ｉを示すノードの位置が離れることにより、車両が交差点Ｉを通過した後に第１退出道路Ｒ₁に退出する際の走行軌跡は、地図情報３０ａが示す第１退出道路Ｒ₁の形状と第２退出道路Ｒ₂の形状との双方に類似し得る。例えば、図２Ａにおいては進入道路Ｒ上の左側の車線を走行する車両の走行軌跡の例を一点鎖線によって示しており、この例においては、交差点Ｉを通過した後しばらくの間は走行軌跡が第１退出道路Ｒ₁を示すリンクの形状よりも第２退出道路Ｒ₂を示すリンクの形状に近くなっている。このように、車両によっては走行軌跡が第１退出道路Ｒ₁を示すリンクの形状よりも第２退出道路Ｒ₂を示すリンクの形状に近くなり、統計的には、走行軌跡が第１退出道路Ｒ₁の形状と第２退出道路Ｒ₂の形状との双方に類似し得る。

そして、このような走行軌跡が第１退出道路Ｒ₁の形状と第２退出道路Ｒ₂の形状との双方に類似し得る状況は、第１退出道路Ｒ₁と第２退出道路Ｒ₂との交差角（図２Ａに示すα）が所定の閾値以下である、いわゆる狭角分岐の場合に発生しやすい。そこで、本実施形態においては、第１退出道路Ｒ₁と第２退出道路Ｒ₂との交差角が所定の閾値以下である交差点を、走行軌跡が第１退出道路Ｒ₁の形状と第２退出道路Ｒ₂の形状との双方に類似し得るような対象交差点であると定義し、対象交差点においては、地図情報３０ａが示す第１退出道路Ｒ₁の形状よりも第１退出道路Ｒ₁に車両が退出する場合の走行軌跡に近い形状の仮想道路を生成してマップマッチングを行う構成を採用している。

このようなマップマッチングを行うため、走行道路推定プログラム２１は、対象交差点判定部２１ａと仮想道路生成部２１ｂと走行道路推定部２１ｃとを備えている。対象交差点判定部２１ａは、対象交差点が、車両の前方の所定範囲内に存在するか否かを判定する機能を制御部２０に実現させるモジュールである。すなわち、制御部２０は、上述のマップマッチング（仮想道路を生成していない状態で行われるマップマッチング）によって特定された走行道路上の車両の位置および方位と地図情報３０ａに基づいて、車両の前方の所定範囲内に対象交差点が存在するか否かを判定する。

仮想道路生成部２１ｂは、車両の前方の所定範囲内に対象交差点が存在すると判定された場合、地図情報３０ａが示す第１退出道路Ｒ₁の形状よりも当該第１退出道路Ｒ₁に車両が退出する場合の走行軌跡に近い形状の仮想道路を生成する機能を制御部２０に実現させるモジュールである。本実施形態において、制御部２０は、仮想道路生成部２１ｂの処理により、第１退出道路Ｒ₁を示すリンク上の位置と第２退出道路Ｒ₂を示すリンク上の位置とを結ぶ直線によって形状を示す仮想道路を生成する。

走行道路推定部２１ｃは、仮想道路の形状および地図情報３０ａが示す第２退出道路の形状のそれぞれと、車両の走行軌跡との一致度に基づいて車両が走行する走行道路を推定する機能を制御部２０に実現させるモジュールである。すなわち、車両が対象交差点Ｉに対して所定範囲内に接近した場合、制御部２０は、走行道路推定部２１ｃの処理により、走行軌跡と仮想道路形状および第２退出道路Ｒ₂の形状を比較してマップマッチングを行う。

図２Ａにおいては、第１退出道路Ｒ₁を示すリンク上の位置Ｐ₁と進入道路Ｒを示すリンク上の位置Ｐ₂とを結ぶ直線を二点鎖線で示している。このような二点鎖線で示す直線と第２退出道路Ｒ₂の延長線との交差角は、第１退出道路Ｒ₁と第２退出道路Ｒ₂の延長線との交差角よりも鋭角になる。従って、車両が交差点Ｉから退出した後しばらくの間、二点鎖線で示す直線は、第１退出道路Ｒ₁の形状よりも一点鎖線で示される第１退出道路Ｒ₁に車両が退出する場合の走行軌跡に近い。このため、対象交差点Ｉに対して所定範囲内に車両が接近した場合に、二点鎖線で示す直線が候補道路の形状であるとみなしてマップマッチングの候補を仮想道路と第２退出道路Ｒ₂とすることにより、第１退出道路Ｒ₁に車両が退出する場合に走行道路が第２退出道路Ｒ₂であると判定される誤推定を抑制することが可能である。

なお、対象交差点Ｉは、第１退出道路Ｒ₁と第２退出道路Ｒ₂との交差角αが所定の閾値以下となっている交差点であれば良く、高速道路とサービスエリアやパーキングエリアへの進入道路との交差点に限定されない。従って、第１退出道路Ｒ₁と第２退出道路Ｒ₂との交差角αが所定の閾値以下となっている全ての交差点に本発明を適用することが可能であり、広範囲の交差点について本発明を適用することが可能である。

（２）走行道路推定処理：
次に、走行道路推定プログラム２１による走行道路推定処理を詳細に説明する。図３は制御部２０にて実行されるマップマッチングとマップマッチングの後に実行される仮想道路を考慮した走行道路推定処理を示すフローチャートであり、当該処理は所定の期間毎に実行される。図３に示す処理において、制御部２０は、ステップＳ１００，Ｓ１０５にてマップマッチングを行う。

すなわち、制御部２０は、車速センサ４１およびジャイロセンサ４２の出力情報に基づいて車両の位置および方位を示す走行軌跡を取得する（ステップＳ１００）。次に、制御部２０は、走行道路および走行道路上の車両の位置および方位を取得する（ステップＳ１０５）。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４３の出力情報に基づいて誤差円の位置を特定し、地図情報３０ａを参照して当該誤差円内の道路を特定する。そして、特定された道路の形状と走行軌跡との一致度が最も高い道路を走行道路として特定する。さらに、ステップＳ１００で取得した走行軌跡が当該走行道路上の軌跡であるとした場合の車両の位置を走行道路上の車両の位置とし、当該位置における道路の方位を車両の方位とする。

次に、制御部２０は、ステップＳ１１０〜Ｓ１４５において仮想道路を考慮した走行道路推定処理を実行する。このため、まず、制御部２０は、対象交差点判定部２１ａの処理により、車両の前方の所定範囲内に対象交差点が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御部２０は、対象交差点判定部２１ａの処理により、ステップＳ１０５にて特定された車両の方位を車両の前方とし、地図情報３０ａを参照してステップＳ１０５にて特定された車両の位置の前方の所定範囲内に存在する交差点（ノード）を検索する。そして、車両の位置の前方の所定範囲内に交差点が存在する場合、制御部２０は、検索された交差点から退出するための退出道路の形状（リンクの方位）を特定する。さらに、制御部２０は、当該交差点からの退出道路の交差角αが閾値Ｔ₁以下であるか否かを判定する。そして、交差点からの退出道路の交差角αが閾値Ｔ₁以下である場合、当該交差点が対象交差点Ｉであるとみなす。ステップＳ１１０にて車両の前方の所定範囲内に対象交差点が存在すると判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ１１５以降の処理をスキップして処理を終了する。

ステップＳ１１０にて車両の前方の所定範囲内に対象交差点が存在すると判定された場合、制御部２０は、仮想道路生成部２１ｂの処理により、交差角αの大きさを判定する（ステップＳ１１５）。すなわち、制御部２０は、交差角αと閾値Ｔ₂とを比較することにより、交差角αの大きさが、Ｔ₁≧α＞Ｔ₂とＴ₂≧αとのいずれであるのかを特定する。なお、本実施形態においては、退出道路の交差角αが閾値Ｔ₁以下である交差点を対象交差点とみなす構成であるが、さらに、交差角αをＴ₁≧α＞Ｔ₂とＴ₂≧αとに分類することによって、交差角αの大きさに応じた仮想道路を生成することとしている。

ステップＳ１１５にて、交差角αの大きさがＴ₁≧α＞Ｔ₂であると判定された場合、制御部２０は、仮想道路生成部２１ｂの処理により、仮想道路を特定するためのパラメータとなる所定距離をＬ₁に設定する（ステップＳ１２０）。一方、ステップＳ１１５にて、交差角αの大きさがＴ₂≧αであると判定された場合、制御部２０は、仮想道路生成部２１ｂの処理により、仮想道路を特定するためのパラメータとなる所定距離をＬ₂に設定する（ステップＳ１２５）。なお、ここで、Ｌ₁＜Ｌ₂であり、交差角αが小さい方が大きい場合よりも所定距離が長くなるように設定される。

次に、制御部２０は、仮想道路生成部２１ｂの処理により、車両の位置から所定距離だけ離れた進入道路Ｒ上の位置Ｐ₂を取得し（ステップＳ１３０）、車両の位置から所定距離だけ離れた第１退出道路Ｒ₁上の位置Ｐ₁を取得する（ステップＳ１３５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａが示すリンク上において、車両の位置から前後に所定距離だけ離れた位置を位置Ｐ₂および位置Ｐ₁として取得する。そして、制御部２０は、仮想道路生成部２１ｂの処理により、進入道路Ｒ上の位置Ｐ₂と第１退出道路Ｒ₁上の位置Ｐ₁を結ぶ仮想道路を生成する（ステップＳ１４０）。例えば、図２Ａには、車両の現在位置Ｃ₁から所定距離Ｌ₁だけ離れた第１退出道路Ｒ₁上の位置Ｐ₁と車両の現在位置Ｃ₁から所定距離Ｌ₁だけ離れた進入道路Ｒ上の位置Ｐ₂を示すとともに、これらの位置Ｐ₂および位置Ｐ₁を結ぶことによって生成される仮想道路を二点鎖線で示している。

次に、制御部２０は、走行道路推定部２１ｃの処理により、走行道路および走行道路上の車両の位置および方位を取得する（ステップＳ１４５）。すなわち、制御部２０は、走行道路推定部２１ｃの処理により、仮想道路と第２退出道路とをマップマッチングの対象とし、走行軌跡と仮想道路の形状との一致度を算出し、走行軌跡と第２退出道路Ｒ₂の形状との一致度を算出し、一致度が高い方を車両の走行道路であるとみなす。そして、制御部２０は、ステップＳ１００で取得した走行軌跡が当該走行道路上の軌跡であるとした場合の車両の位置を走行道路上の車両の位置とし、当該位置における道路の方位を車両の方位とする。

なお、当該走行道路の特定に際しては、車両の方位と道路に沿った方向との一致度を含めた評価がなされるように構成されている。例えば、走行軌跡と道路の形状との一致度を評価するためのコストを算出する構成において、車両の方位と道路に沿った方向とが一致するほどコストが小さくなるようにコストのパラメータを構成する。すなわち、第１退出道路Ｒ₁と仮想道路との差異は、道路に沿った方向に最も顕著に現れるため、車両の方位と道路に沿った方向との一致度を重視して評価することにより、誤推定を確実に抑制することができる。また、本実施形態においては、ステップＳ１２０，Ｓ１２５において、交差角αが小さい方が大きい場合よりも所定距離が長くなるように設定され、交差角αが小さい方が仮想道路と第２退出道路Ｒ₂との交差角が鋭角になる。従って、鋭角の交差各αに近くなるように調整することができる。

さらに、本実施形態においては、車両の位置から所定距離だけ離れた進入道路Ｒ上の位置Ｐ₂と車両の位置から所定距離だけ離れた第１退出道路Ｒ₁上の位置Ｐ₁とを結ぶ直線によって仮想道路の形状を示すことにより、車両の位置に応じて仮想道路の形状が変化し、かつ、車両の位置に応じて車両の走行軌跡の形状に近くなるように変化する。例えば、図２Ｂは図２Ａと同じ進入道路Ｒ，第１退出道路Ｒ₁，第２退出道路Ｒ₂において図２Ａと同様に交差点Ｉのノードおよび進入道路Ｒ，第１退出道路Ｒ₁，第２退出道路Ｒ₂を示すリンクが地図情報３０ａにて定義されている例を示している。

この例において、車両が一点鎖線で示す走行軌跡を走行する場合において、車両が位置Ｃ₀₂を走行している状態でステップＳ１００，Ｓ１０５に示す従来のマップマッチングが実行されると、位置Ｃ₀₂における走行軌跡は第１退出道路Ｒ₁の形状よりも第２退出道路Ｒ₂の形状に近いため、走行道路が第２退出道路Ｒ₂であるとみなされる誤推定が発生し得る。しかし、ステップＳ１１０〜Ｓ１４５の処理を実行すると、図２Ｂにおいて二点鎖線で示すような、車両の位置Ｃ₂から所定距離Ｌ₁だけ離れた第１退出道路Ｒ₁上の位置Ｐ₁₂と車両の現在位置Ｃ₁から所定距離Ｌ₁だけ離れた進入道路Ｒ上の位置Ｐ₂₂を結ぶ仮想道路が生成される。

そして、走行軌跡と仮想道路の形状との一致度が算出され、走行軌跡と第２退出道路Ｒ₂の形状との一致度が算出されて走行道路が推定される。この場合、二点鎖線で示す仮想道路の形状は第１退出道路₁の形状よりも走行軌跡に近くなり、誤推定が抑制される。さらに、図２Ａに示す仮想道路と図２Ｂに示す仮想道路とを比較すると、図２Ｂに示す仮想道路の方が、仮想道路と第２退出道路Ｒ₂との交差角が鈍角になる。すなわち、車両が前進するほど仮想道路と第２退出道路Ｒ₂との交差角が鋭角の状態から鈍角の状態に遷移する。この結果、車両の前進に伴う走行軌跡の変化と仮想道路の形状の変化が同期する。

そして、第１退出道路を示すリンクの形状と実際の第１退出道路の形状とを比較した場合にリンクの形状が不正確であるとしても、当該第１退出道路を示すリンクは実際の第１退出道路上の位置に設定されたノードに基づいて決められるため、実際の第１退出道路の形状を反映している。すなわち、第１退出道路を示すリンクは実際の第１退出道路上の位置に設定されたノードに基づいて決められるため、第１退出道路上で対象交差点から遠ざかるほど、第１退出道路を示すリンクの形状は正確になる。従って、車両が前進するほど仮想道路と第２退出道路Ｒ₂との交差角が鋭角の状態から鈍角の状態に遷移する構成によれば、固定的な仮想道路を設定する場合と比較してより正確に第１退出道路Ｒ₁から車両が退出する場合の走行軌跡に近い形状の仮想道路を生成することが可能である。

（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、第１退出道路と第２退出道路との関係が所定の関係であることによって誤推定が発生しやすい場合に仮想道路および第２退出道路を走行軌跡と比較して走行道路を推定する限りにおいて他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、マップマッチングにおいて走行道路を推定するための具体的な判断指標には、少なくとも車両の走行軌跡と道路の形状とが含まれていればよく、他の判断指標を含めて推定を行っても良い。

ノード間のリンクに相当する道路の形状は、上述の図２Ａ，２Ｂに示されるような直線の形状に限定されず、形状補間点を利用して特定される折れ線状、曲線状の形状であっても良い。また、道路の形状に道路の幅等を示す情報が含まれていても良い。

さらに、対象交差点は予め決められていても良い。例えば、地図情報３０ａにおいて、ノードデータにノードが示す交差点が対象交差点であるか否かを示す情報が含まれる構成としても良い。さらに、第１退出道路と第２退出道路との交差角以外の要素に基づいて車両の前方の交差点に接続する第１退出道路と第２退出道路との関係を地図情報に基づいて解析し、当該関係が車両が第１退出道路に退出する場合の走行軌跡と地図情報が示す道路の形状とを利用してマップマッチングを行った場合に誤推定が発生するような関係である場合に交差点が対象交差点であると判定されても良い。

さらに、仮想道路が生成される対象交差点は、第１退出道路と第２退出道路とが所定の関係にあることに起因して、仮想道路を生成した方が統計的に誤推定の発生頻度を抑制できるような状況の交差点であればよい。従って、仮想道路の形状は、統計的に誤推定の発生頻度を抑制できるように決められれば良く、予め決められた形状であっても良いし、地図情報が示す道路の形状に基づいて所定の規則に従って決められた形状であっても良い。

さらに、上述の実施形態においては、第１退出道路と第２退出道路との交差角が所定の閾値以下である狭角分岐となっている交差点を対象交差点とし、さらに交差角に応じて所定距離を２種類特定したが、交差角による分類を省略して単一の所定距離が算出されるように構成してもよいし、交差角をより多数の範囲に分類してより多数の所定距離が算出されるように構成してもよい。

１０…ナビゲーション装置、２０…制御部、２１…走行道路推定プログラム、２１ａ…対象交差点判定部、２１ｂ…仮想道路生成部、２１ｃ…走行道路推定部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、４１…車速センサ、４２…ジャイロセンサ、４３…ＧＰＳ受信部、４４…ユーザＩ／Ｆ部

Claims (6)

1. 車両の走行軌跡と地図情報が示す道路の形状との一致度に基づいて前記車両が走行する走行道路を推定する走行道路推定装置であって、
   第１退出道路と第２退出道路とが接続された交差点であるとともに、前記地図情報が示す前記第１退出道路と前記第２退出道路との関係が所定の関係である対象交差点が、前記車両の前方の所定範囲内に存在するか否かを判定する対象交差点判定手段と、
   前記車両の前方の所定範囲内に前記対象交差点が存在すると判定された場合、前記地図情報が示す前記第１退出道路の形状よりも当該第１退出道路に前記車両が退出する場合の前記走行軌跡に近い形状の仮想道路を生成する仮想道路生成手段と、
   前記仮想道路の形状および前記地図情報が示す前記第２退出道路の形状のそれぞれと、前記車両の走行軌跡との一致度に基づいて前記車両が走行する前記走行道路を推定する走行道路推定手段と、
   を備える走行道路推定装置。
2. 前記対象交差点判定手段は、前記第１退出道路と前記第２退出道路との交差角が所定の閾値以下である交差点を前記対象交差点とする、
   請求項１に記載の走行道路推定装置。
3. 前記地図情報は、道路上に設定されたノードの位置と当該ノード同士の連結を示すリンクとによって道路の形状を示しており、
   前記仮想道路生成手段は、前記対象交差点よりも前方の前記第１退出道路を示す前記リンク上の位置と前記対象交差点よりも後方の前記対象交差点への進入道路を示す前記リンク上の位置とを結ぶ直線によって形状を示す前記仮想道路を生成する、
   請求項２に記載の走行道路推定装置。
4. 前記走行軌跡は、基準位置からの走行距離を検出する距離センサおよび基準方位からの方位変化を検出する方位センサの出力に基づいて特定され、
   前記走行道路推定手段は、前記仮想道路に沿った方向および前記地図情報が示す前記第２退出道路に沿った方向のそれぞれと、前記方位センサの出力に基づいて特定される前記車両の方位との一致度に基づいて前記車両が走行する前記走行道路を推定する、
   請求項３に記載の走行道路推定装置。
5. 車両の走行軌跡と地図情報が示す道路の形状との一致度に基づいて前記車両が走行する走行道路を推定する走行道路推定方法であって、
   第１退出道路と第２退出道路とが接続された交差点であるとともに、前記地図情報が示す前記第１退出道路と前記第２退出道路との関係が所定の関係である対象交差点が、前記車両の前方の所定範囲内に存在するか否かを判定する対象交差点判定工程と、
   前記車両の前方の所定範囲内に前記対象交差点が存在すると判定された場合、前記地図情報が示す前記第１退出道路の形状よりも当該第１退出道路に前記車両が退出する場合の前記走行軌跡に近い形状の仮想道路を生成する仮想道路生成工程と、
   前記仮想道路の形状および前記地図情報が示す前記第２退出道路の形状のそれぞれと、前記車両の走行軌跡との一致度に基づいて前記車両が走行する前記走行道路を推定する走行道路推定工程と、
   を含む走行道路推定方法。
6. 車両の走行軌跡と地図情報が示す道路の形状との一致度に基づいて前記車両が走行する走行道路を推定する機能をコンピュータに実現させる走行道路推定プログラムであって、
   第１退出道路と第２退出道路とが接続された交差点であるとともに、前記地図情報が示す前記第１退出道路と前記第２退出道路との関係が所定の関係である対象交差点が、前記車両の前方の所定範囲内に存在するか否かを判定する対象交差点判定機能と、
   前記車両の前方の所定範囲内に前記対象交差点が存在すると判定された場合、前記地図情報が示す前記第１退出道路の形状よりも当該第１退出道路に前記車両が退出する場合の前記走行軌跡に近い形状の仮想道路を生成する仮想道路生成機能と、
   前記仮想道路の形状および前記地図情報が示す前記第２退出道路の形状のそれぞれと、前記車両の走行軌跡との一致度に基づいて前記車両が走行する前記走行道路を推定する走行道路推定機能と、
   をコンピュータに実現させる走行道路推定プログラム。

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