JP2014154096A - プローブデータから得られたデータの集中箇所抽出方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】多数のプローブデータから、急減速箇所等の特定行為が行われたデータが集中する箇所を、容易かつ確実に抽出することが可能になるプローブデータから得られたデータの集中箇所抽出方法を提供する。
【解決手段】複数のプローブデータから得られた特定行為が行われた緯度および経度のデータを収集するステップと、各々の上記データについて、当該データを中心とする所定エリア内に含まれる他のデータとの距離を算出するとともに、当該距離が当該データに近くなるほど大きくなる重み付けを行って、その総和の値を当該データの集中度スコアとして算出する集中度スコアリングステップと、隣接する上記データ間における上記集中度スコアの増加および減少に基づいて上記集中度スコアのピークとなる上記データを抽出するピーク抽出ステップとを備えてなる。
【選択図】図1

Description

本発明は、車や携帯電話等に装着したGPSを利用して得られた時刻、緯度および経度等のプローブデータから、急減速箇所等の特定行為が行われたデータが集中する箇所を抽出するための集中箇所抽出方法に関するものである。
例えば、タクシーやトラック、自家用車等のGPSが搭載されたカーナビゲーションシステムを備えた自動車等においては、その走行時における時刻と位置(緯度・経度)の情報を含む走向履歴情報(プローブデータ)を得ることができる。
上記プローブデータは、少なくとも時刻と位置のデータを有しているために、当該プローブデータとデジタル道路地図データにおける道路や交差点の位置情報とを組み合わせることにより、当該車両の通行経路を知ることができる。また、走行距離と時間から、ある地点における速度を算出することができ、さらに速度の変化(加速度)から、急減速を行った地点を特定することもできる。
そして、多数の自動車からのプローブデータを集めて解析すれば、特定の行為、例えば急減速が頻繁に行われる道路の危険箇所を把握したり、あるいはタクシーの乗車および降車が頻繁に行われる場所を把握したりすることが可能になる。
そこで、近年においては、多くの自動車から収集したプローブデータから直接あるいは解析して得られた特定の多数のデータを利用して、危険地点を特定してその原因を推定し、事故の防止や交通の円滑化等を図るための道路計画を策定したり、あるいはタクシー会社における配車計画等に役立てたりするなど、様々な活用方法が考えられている。
ところで、例えば、道路において自動車が急減速する箇所を特定して、当該道路自体の特性に起因する原因を見出そうとする場合に、サンプル数が少ないと、道路等の要因に基づかない気まぐれな急減速等の所謂ノイズデータも抽出されることになり、正しい原因を把握することが難しい。このため、望ましくは、極力多くの自動車からのプローブデータを収集して、多くの自動車が共通して急減速する普遍的な箇所を探し出す必要がある。
しかしながら、多数のプローブデータを解析して、その加速度の変化から急減速箇所を特定し、各々の緯度および経度のデータから地図データ上に点として重ね合わせて表示すると、多数の点が連続的に重ね合わされて表示されてしまい、この結果最も急減速が発生する箇所を特定することが難しくなるという問題点があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、多数のプローブデータから得られた急減速箇所等の特定の行為が行われたデータが集中する箇所を、容易かつ確実に抽出することが可能になるプローブデータから得られたデータの集中箇所抽出方法を提供することを課題とするものである。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明に係るプローブデータから得られたデータの集中箇所抽出方法は、複数のプローブデータから得られた特定行為が行われた緯度および経度のデータを収集するステップと、一の上記データについて、当該データを中心とする所定エリア内に含まれる他のデータを抽出し、当該一のデータと各々の上記他のデータとの距離を算出するとともに、当該距離が当該一のデータに近くなるほど大きくなる重み付けを行って、その総和の値を当該一のデータの集中度スコアとして算出する工程を上記複数のデータに対して実行する集中度スコアリングステップと、隣接する上記データ間における上記集中度スコアの増加および減少に基づいて上記集中度スコアのピークとなる上記データを抽出するピーク抽出ステップと、を備えてなることを特徴とするものである。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記ピーク抽出ステップによって抽出された複数の上記ピークとなるデータのうち、一定範囲内に隣接する上記データの上記集中度スコアを比較して、最大値となる上記データのみを抽出するクレンジングステップを備えることを特徴とするものである。
さらに、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、上記ピーク抽出ステップは、予め所定間隔ごとに代表緯度および代表経度を設定し、各々の上記データを、最も近接した上記代表緯度上および代表経度上に並び替えた後に、各上記代表緯度上および代表経度上の複数の上記データに対して、上記ピークとなるデータを抽出することを特徴とするものである。
ここで、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、上記特定行為が行われた緯度および経度のデータが、一定値以上の急減速が行われた緯度および経度のデータであることを特徴とするものである。
これに対して、請求項5に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、上記特定行為が行われた緯度および経度のデータが、乗車および降車が行われた緯度および経度のデータであることを特徴とするものである。
請求項1〜5のいずれかに記載の発明によれば、複数のプローブデータから得られた特定行為が行われたデータの各々について、先ず集中度スコアリングステップにおいて近接する同様のデータの数が多いほど大きくなる集中度スコアを付与し、さらにピーク抽出ステップにおいて、隣接する上記データ間における上記集中度スコアの増加および減少に基づいて、集中度スコアのピークとなるデータを抽出しているために、多数の特定の行為が行われたデータが密集して存在する場所においても、容易にその場所における上記データの集中箇所を抽出することができる。
この際に、上記ピーク抽出ステップによって抽出されたピークとなるデータが依然として多数存在し、しかもこれらのピークとなるデータが密集しているか、あるいは短距離に連続して点在することにより、最も集中している箇所が特定し難い場合がある。このような場合には、請求項2に記載の発明のように、さらに上記ピーク抽出ステップにおいて抽出されたピークとなるデータについて、一定範囲内に隣接する上記データの集中度スコアを比較して、最大値となるデータのみを抽出するクレンジングステップを実行することにより、特定のデータの抽出箇所を一層明確化させることが可能になる。
また、集中度スコアリングステップにおいて集中度スコアを付与された各々のデータについて、その緯度をX軸、経度をY軸、集中度スコアをZ軸としてプロットすると、これら複数のデータは三次元曲面上に分布することになる。したがって、ピーク抽出ステップにおいて、上記複数のデータから集中度スコアのピークとなるデータを抽出することは、当該三次元曲面において極大値を示すものを抽出することに他ならない。
この際に、上述したように、集中度スコアを付与された各々のデータを、その緯度をX軸、経度をY軸、集中度スコアをZ軸として三次元空間にプロットし、これら複数のデータを包含する三次元曲面を演算によって求めて、その極大値を算出する方法も適用することが可能であるが、三次元曲面の次元(n)の決定による近似方法の設定や、当該三次元曲面からの極大値の算出を実施するためのプログラムが複雑化し、特に極めて多数のデータを処理する場合には、多大の処理時間を要して経済性に劣ることになる。
この点、請求項3に記載の発明において、予め所定間隔ごとに代表緯度および代表経度を設定し、各々の上記データを最も近接した上記代表緯度上および代表経度上に並び替えることにより、各代表緯度上および代表経度上の複数のデータに対して、2次元空間においてピークとなるデータを抽出することができるために、極めて簡易に、かつ短時間でピークとなるデータを抽出することができる。
したがって、請求項4に記載の発明のように、上記特定行為が行われたデータとして、多数のプローブデータを解析することによって得られた一定値以上の急減速が行われた箇所の緯度および経度のデータを用いた場合には、道路における普遍的な危険地点を特定して、その原因を推定し、事故の防止や交通の円滑化等を図るための道路計画の策定等に活用することが可能になる。
また、請求項5に記載の発明のように、上記特定行為が行われたデータとして、多数のタクシー等の自動車のプローブデータから得られた乗車および降車が行われた箇所の緯度および経度のデータを用いれば、利用者が頻繁に乗降に利用する箇所を特定することができ、よってタクシー会社における配車計画等に活用することが可能になる。
本発明の一実施形態における集中度スコアリングステップの概念を示す模式図である。 図1の集中度スコアリングステップの具体的データにおける演算例を示す模式図である。 図1の集中度スコアリングステップの具体的な他のデータにおける演算例を示す模式図である。 図1の集中度スコアリングステップで得られたデータに対してピーク抽出ステップを行う場合の概念を示す模式図である。 本実施形態のピーク抽出ステップを緯度方向に実施する模式図である。 本実施形態のピーク抽出ステップを経度方向に実施する模式図である。 図5の緯度をr寸法移動させてピーク抽出ステップを緯度方向に実施する模式図である。 図6の経度をr寸法移動させてピーク抽出ステップを経度方向に実施する模式図である。 緯度方向および経度方向にr寸法移動させてピーク抽出ステップを実施する理由を説明するための模式図である。 図9(a)の具体例を示す図である。 図9(b)の具体例を示す図である。 本実施形態におけるクレンジングステップを示す模式図である。 1についてクレンジングステップを実施した模式図である。 2についてクレンジングステップを実施した模式図である。 3についてクレンジングステップを実施した模式図である。 4についてクレンジングステップを実施した模式図である。
以下、図面に基づいて、本発明のプローブデータから得られたデータの集中箇所抽出方法を、多数の車の走行を記録したプローブデータを解析することによって得られた一定値以上の急減速を行った箇所の緯度および経度のデータから、道路における上記急減速が集中する箇所を抽出する場合に適用した一実施形態について説明する。
先ず、多数プローブデータから得られた急減速のデータ(特定の行為が行われたデータ)を、これらデータの緯度および経度に基づいて地図データ上に表示する。次いで、図1に示すように、表示されたデータのうちの1つのデータを選択し、当該データを中心とする所定の半径r(例えば、50m)の円内(エリア内)に含まれる他のデータを抽出して、これら他のデータとの距離x1〜nを算出する。
そして、選択されたデータについて、他のデータとの距離x1〜nが近くなるほど大きくなる重み付けを行って、その総和の値を当該データの集中度スコアPmとして算出する(集中度スコアリングステップ)。ここで、他のデータとの距離x1〜nが近くなるほど大きくなる重み付けを行う演算式としては、例えば、Pm=Σ(r−xk)、(k:1〜n)を用いることができる。
これを具体的に説明すると、図2に示すように、あるデータP1を中心とした半径r内の円内に、他の急減速のデータP2、P3、P4が抽出され、P1とP2との距離が20m、P1とP2との距離が40m、P1とP4との距離が43mである場合に、上式によりP1の集中度スコアを算出すると、(50−20)+(50−40)+(50−47)=47、になる。
次いで、図3に示すように、データP2を中心とした半径r内の円内に、他の急減速のデータP1、P3、P4があり、P2とP1との距離が20m、P2とP3との距離が19m、P2とP4との距離が23mであると、上式によりP2の集中度スコアは、(50−20)+(50−19)+(50−23)=88、になる。
このように、各々のデータについて、他のデータとの距離x1〜nが近くなるほど大きくなる重み付けを行って、その総和の値を当該データの集中度スコアPmとして算出することにより、仮に上記データを中心とする円内の外周側に、多くのデータが散在している場合にも、集中度スコアとしては値が小さくなり、逆に上記円内に等しい数のデータが抽出された場合には、中心の上記データに近接したデータが多いほど集中度スコアが大きくなることから、データの集中箇所を上記集中度スコアによって容易に判定することができる。
なお、他のデータとの距離が近くなるほど大きくなる重み付けを行って、その総和の値を集中度スコアとして算出する演算式としては、上述したものに限定されるものではなく、例えば、Pm=Σ(r−xkm、等の演算式を用いてもよい。
また、あるデータについての集中度スコアを演算するための他のデータが含まれるエリアについても、上述した上記データを中心とする半径rの円内を設定することに限らず、例えば、上記データを中心とする正方形のエリアを設定してもよい。
次いで、上記集中度スコアリングステップにおいて集中度スコアPmが付与されたデータP1〜nについて、隣接する上記データP1〜n間における集中度スコアPmの増加および減少に基づいて、集中度スコアPmのピークとなるデータP1〜nを抽出するピーク抽出ステップを実施する。
上記ピーク抽出ステップの概要について説明すると、上述したように、上記集中度スコアリングステップにおいて集中度スコアPmを付与された各々のデータP1〜nについて、図4に示すように、各々の緯度をX軸、経度をY軸、集中度スコアをZ軸としてプロットすると、これら複数のデータP1〜nは三次元曲面上に分布することになる。したがって、ピーク抽出ステップは、上記複数のデータP1〜nから集中度スコアPmのピークとなるデータ、すなわち上記三次元曲面において極大値となる箇所のデータP1〜nを抽出するステップである。
この際に、上述したように、上記三次元曲面を演算によって求めて、その極大値を算出する方法も適用することは、多大の処理時間を要して経済性に劣ることから、本実施形態においては、以下の手法を用いることとする。
先ず、図5に示すように、多数のデータP1〜nが表示された地図上に、所定間隔(本実施形態においては、2r(=100m)の等間隔)ごとに、第1の代表緯度を設定し、データP1〜nを、最も近接した第1の代表緯度上に並び替える。そして、各々の第1の代表緯度上のデータについて、集中度スコアPmが増加して減少する際のピークとなるデータを第1の緯度方向ピークとして選択する。
また、図6に示すように、同様にして多数のデータP1〜nが表示された地図上に、所定間隔(本実施形態においては、2r(=100m)の等間隔)ごとに、第1の代表経度を設定し、データP1〜nを、最も近接した第1の代表経度上に並び替え、各々の第1の代表経度上のデータについて、集中度スコアPmが増加して減少する際のピークとなるデータを第1の経度方向ピークとして選択する。そして、第1の緯度方向ピークおよび第1の経度方向ピークとなった複数のデータを、上記集中度スコアPmのピークとなる第1のデータとして仮抽出する。
次いで、図7に示すように、図5において設定した第1の代表緯度を、距離rだけ経度方向に移動させた第2の代表緯度を設定し、図5に示した場合と同様にして、各々の第2の代表緯度上のデータについて、ピークとなるデータを第2の緯度方向ピークとして選択する。
また、図8に示すように、図6において設定した第1の代表経度についても、同様に距離rだけ経度方向に移動させた第2の代表経度を設定し、図6に示した場合と同様にして、各々の第2の代表経度上のデータについて、ピークとなるデータを第2の経度方向ピークとして選択する。そして、第2の緯度方向ピークおよび第2の経度方向ピークとなった複数のデータを、上記集中度スコアPmのピークとなる第2のデータとして仮抽出する。
次いで、以上のステップによって仮抽出されたピークとなる第1のデータおよび第2のデータのうちの重複するものを、最終的に上記集中度スコアPmのピークとなるデータとして抽出する。
このようにして、第1の代表緯度および代表経度によって区画されるグリッドと、各々距離rだけ移動させた第2の代表緯度および代表経度によって区画されるグリッドとによって、最終的に上記集中度スコアPmのピークとなるデータとして抽出するのは、いわゆる誤って抽出されるデータ量を少なくするためである。
すなわち、図9(a)に示すように、上記第1の代表緯度および代表経度によって区画されたグリッドのみで抽出した場合には、データP1およびデータP3がそれぞれ第1のデータとして抽出される。しかしながら、図9(b)に示すように、上記グリッドを距離r移動させた第2の代表緯度および代表経度によって区画されたグリッドによって抽出した場合には、P3が抽出されることがない。
より具体的には、図10に示す第1の代表緯度および代表経度によって区画されたグリッドのみによってピークとなるデータを抽出すると、P4およびP7が抽出される。しかしながら、図11に示すように、上記グリッドを距離r移動させた第2の代表緯度および代表経度によって区画されたグリッドによって抽出することにより、P7が誤って抽出されることを避けることができる。
以上のピーク抽出ステップによって、多数のデータから集中度スコアPmが高いデータが抽出されることにより、道路における急減速が集中する箇所が判断できる場合には、当該作業が完了することになるが、上記ピーク抽出ステップによって抽出されたピークとなるデータが依然として多数存在し、しかも図12に示すように、これらのピークとなるデータP1〜P4が密集しているか、あるいは短距離に連続して点在することにより、最も集中している箇所が特定し難い場合には、以下のようなクレンジングステップを実行する。
このクレンジングステップにおいては、先ず図13に示すように、データP1を基準として、当該データP1からの距離が2r以内にある他のデータP2、P3と互いの集中度スコアを比較して、データP1の集中度スコア(300)よりも大きなデータ(この場合は、P2(500)およびP3(400))がある場合には、当該データP1を除外する。
次いで、図14に示すように、データP2を基準として、当該データP2からの距離が2r以内にある他のデータP3、P4と互いの集中度スコアを比較して、データP2の集中度スコア(500)よりも大きなデータがある場合には、当該データP2を除外するが、この場合は、データP3(400)およびデータP4(200)は、いずれも集中度スコアがデータP2よりも小さいために、P2はそのままとする。
次に、図15に示すように、データP3を基準として、これからの距離が2r以内にある他のデータP2と互いの集中度スコアを比較して、データP3の集中度スコア(400)よりも大きなデータ(この場合は、P2(500))があるために、当該データP3を除外する。
同様にして、図16に示すように、データP4を基準として、これからの距離が2r以内にある他のデータP2と互いの集中度スコアを比較し、データP4の集中度スコア(200)は、P2(500)よりも小さいために、当該データP4を除外する。
この結果、ピーク抽出ステップによっても依然として密集していたデータP1〜P4のうちから、最も集中度が高いP4のみが抽出される。
以上のように、上記構成からなるプローブデータから得られたデータの集中箇所抽出方法によれば、複数のプローブデータを解析することによって得られた急減速が行われたことを示すデータの各々について、先ず集中度スコアリングステップにおいて近接する同様のデータの数が多いほど大きくなる集中度スコアPmを付与し、さらにピーク抽出ステップにおいて、隣接する上記データ間における集中度スコアPmの増加および減少に基づいて、集中度スコアのピークとなるデータを抽出し、さらにクレンジングステップにおいて、一定範囲内に隣接する上記データの集中度スコアPmを比較して、最大値となるデータ(本実施形態においてはP2)のみを抽出しているために、多数の急減速のデータが密集して存在する場所においても、容易かつ確実にその場所における急減速のデータが集中する箇所を抽出することができる。
なお、本実施形態においては、本発明を、プローブデータを解析して得られた急減速を行った箇所の緯度および経度のデータから、道路における上記急減速の集中箇所の抽出に適用した場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上記特定の行為が行われたデータとして、多数のタクシー等から得られた乗車および降車が行われた箇所の緯度および経度のデータを用いて、利用者が頻繁に乗降に利用する箇所を特定する等、様々な特定の行為が行われたデータにおける集中箇所の抽出に適用することが可能である。
1〜Pn データ
Pm 集中度スコア
そこで、近年においては、多くの自動車から収集したプローブデータから直接あるいは解析して得られた特定の多数のデータを利用して、危険地点を特定してその原因を推定し、事故の防止や交通の円滑化等を図るための道路計画を策定したり、あるいはタクシー会社における配車計画等に役立てたりするなど、様々な活用方法が考えられている。なお、下記特許文献1、2には、上述した背景技術が開示されている。
(特許文献1) 特開2009−037537号公報
(特許文献2) 特開2013−020523号公報
上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明に係るプローブデータから得られたデータの集中箇所抽出方法は、複数のプローブデータから得られた特定行為が行われた緯度および経度のデータを収集するステップと、一の上記データについて、当該データを中心とする所定エリア内に含まれる他のデータを抽出し、当該一のデータと各々の上記他のデータとの距離を算出するとともに、当該距離が当該一のデータに近くなるほど大きくなる重み付けを行って、その総和の値を当該一のデータの集中度スコアとして算出する工程を上記複数のデータに対して実行する集中度スコアリングステップと、隣接する上記データ間における上記集中度スコアの増加および減少に基づいて上記集中度スコアのピークとなる上記データを抽出するピーク抽出ステップとを備えてなり、かつ上記ピーク抽出ステップは、予め所定間隔ごとに代表緯度および代表経度を設定し、各々の上記データを、最も近接した上記代表緯度上および代表経度上に並び替えた後に、各上記代表緯度上および代表経度上の複数の上記データに対して、上記ピークとなるデータを抽出することを特徴とするものである。
ここで、請求項に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、上記特定行為が行われた緯度および経度のデータが、一定値以上の急減速が行われた緯度および経度のデータであることを特徴とするものである。
これに対して、請求項に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、上記特定行為が行われた緯度および経度のデータが、乗車および降車が行われた緯度および経度のデータであることを特徴とするものである。
請求項1〜のいずれかに記載の発明によれば、複数のプローブデータから得られた特定行為が行われたデータの各々について、先ず集中度スコアリングステップにおいて近接する同様のデータの数が多いほど大きくなる集中度スコアを付与し、さらにピーク抽出ステップにおいて、隣接する上記データ間における上記集中度スコアの増加および減少に基づいて、集中度スコアのピークとなるデータを抽出しているために、多数の特定の行為が行われたデータが密集して存在する場所においても、容易にその場所における上記データの集中箇所を抽出することができる。
この点、請求項に記載の発明において、予め所定間隔ごとに代表緯度および代表経度を設定し、各々の上記データを最も近接した上記代表緯度上および代表経度上に並び替えることにより、各代表緯度上および代表経度上の複数のデータに対して、2次元空間においてピークとなるデータを抽出することができるために、極めて簡易に、かつ短時間でピークとなるデータを抽出することができる。
したがって、請求項に記載の発明のように、上記特定行為が行われたデータとして、多数のプローブデータを解析することによって得られた一定値以上の急減速が行われた箇所の緯度および経度のデータを用いた場合には、道路における普遍的な危険地点を特定して、その原因を推定し、事故の防止や交通の円滑化等を図るための道路計画の策定等に活用することが可能になる。
また、請求項に記載の発明のように、上記特定行為が行われたデータとして、多数のタクシー等の自動車のプローブデータから得られた乗車および降車が行われた箇所の緯度および経度のデータを用いれば、利用者が頻繁に乗降に利用する箇所を特定することができ、よってタクシー会社における配車計画等に活用することが可能になる。

Claims (5)

  1. 複数のプローブデータから得られた特定行為が行われた緯度および経度のデータを収集するステップと、
    一の上記データについて、当該データを中心とする所定エリア内に含まれる他のデータを抽出し、当該一のデータと各々の上記他のデータとの距離を算出するとともに、当該距離が当該一のデータに近くなるほど大きくなる重み付けを行って、その総和の値を当該一のデータの集中度スコアとして算出する工程を上記複数のデータに対して実行する集中度スコアリングステップと、
    隣接する上記データ間における上記集中度スコアの増加および減少に基づいて上記集中度スコアのピークとなる上記データを抽出するピーク抽出ステップと、
    を備えてなることを特徴とするプローブデータから得られたデータの集中箇所抽出方法。
  2. 上記ピーク抽出ステップによって抽出された複数の上記ピークとなるデータのうち、一定範囲内に隣接する上記データの上記集中度スコアを比較して、最大値となる上記データのみを抽出するクレンジングステップを備えることを特徴とする請求項1に記載のプローブデータから得られたデータの集中箇所抽出方法。
  3. 上記ピーク抽出ステップは、予め所定間隔ごとに代表緯度および代表経度を設定し、各々の上記データを、最も近接した上記代表緯度上および代表経度上に並び替えた後に、各上記代表緯度上および代表経度上の複数の上記データに対して、上記ピークとなるデータを抽出することを特徴とする請求項1または2に記載のプローブデータから得られたデータの集中箇所抽出方法。
  4. 上記特定行為が行われた緯度および経度のデータは、一定値以上の急減速が行われた緯度および経度のデータであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のプローブデータから得られたデータの集中箇所抽出方法。
  5. 上記特定行為が行われた緯度および経度のデータは、乗車および降車が行われた緯度および経度のデータであることを特徴とする請求項1ないし3のいずかに記載のプローブデータから得られたデータの集中箇所抽出方法。
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