JP2017090339A - 位置記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】道路地図に登録されていない道路を走行している場合であっても、距離間隔を適切に設定する【解決手段】車両位置記録装置１は、自車両の現在位置を示す位置情報を繰り返し取得する。車両位置記録装置１は、自車両が走行している道路の曲率半径を算出するために位置情報を繰り返し取得する。車両位置記録装置１は、直近に取得された３つの位置情報を用いて曲率半径を算出し、算出された曲率半径を設定曲率半径とする。設定曲率半径は、位置情報を記録するために設定される曲率半径である。車両位置記録装置１は、算出された設定曲率半径との間で正の相関を有するように設定された相関関係に基づいて、記録距離間隔を算出する。車両位置記録装置１は、算出された記録距離間隔を自車両が移動する毎に、取得された位置情報をデータ記憶部４に記録する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の位置を記録する位置記録装置に関する。

特許文献１に記載されているように、車両に搭載された車載装置が車両の走行軌跡を記録する場合に、道路形状の曲率に応じて、車両の位置を記録する距離間隔を切り換える技術が知られている。

特開２００４−２８０５２１号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、１秒ごとに測定した現在位置を自己のデジタル地図上にマップマッチングして走行中の道路を特定し、道路の曲率の範囲とリサンプル区間長との関係を規定したテーブルを用いて、走行中の道路の曲率から距離間隔を設定する。このため、道路地図に登録されていない道路を車両が走行している場合には、距離間隔を道路の曲率に応じて適切に設定することができないという問題があった。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、道路地図に登録されていない道路を走行している場合であっても、距離間隔を適切に設定することができる技術を提供することを目的とする。

本発明の位置記録装置（１）は、位置取得部（Ｓ２２０）と、情報取得部（Ｓ２０，Ｓ４１０，Ｓ５１０）と、曲率半径算出部（Ｓ３０，Ｓ３１０，Ｓ４３０，Ｓ５２０，Ｓ５３０）と、間隔算出部（Ｓ５０，Ｓ３２０，Ｓ４４０）と、記録部（Ｓ２１０，Ｓ２４０）とを備える。

位置取得部は、自車両の現在位置を示す位置情報を繰り返し取得する。情報取得部は、自車両が走行している道路の曲率半径を算出するために予め設定された算出用情報を繰り返し取得する。曲率半径算出部は、情報取得部が取得した算出用情報を用いて、位置情報を記録するために設定され且つ道路の曲率半径を示す設定曲率半径を算出する。間隔算出部は、曲率半径算出部により算出された設定曲率半径との間で正の相関を有するように設定された相関関係に基づいて、位置情報を記録するために設定される記録距離間隔を算出する。記録部は、間隔算出部により算出された記録距離間隔を自車両が移動する毎に、位置取得部により取得された位置情報を記録する。

なお、「設定曲率半径と記録距離間隔との間で正の相関を有する」とは、設定曲率半径が長くなるのに伴い、記録距離間隔が連続的に長くなることだけではなく、段階的に長くなることも含む。

このように構成された本発明の位置記録装置は、曲率半径を算出するために予め設定された算出用情報を繰り返し取得することにより、自車両が走行している道路の曲率半径を算出し、上記相関関係に基づいて記録距離間隔を算出する。

このため、本発明の位置記録装置は、道路地図に登録されていない道路を走行している場合であっても、記録距離間隔を道路の曲率半径に応じて適切に設定することができる。
なお、この欄および特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１，２実施形態の車両位置記録装置１の構成を示すプロック図である。 第１実施形態の間隔設定処理を示すフローチャートである。 位置Ｐ１〜Ｐ６と自車両ＭＣを示す図である。 各位置に対応する経過時間、Ｘ軸座標位置、Ｙ座標位置および曲率半径を示す図表である。 曲率半径の算出方法を説明するための図である。 計測位置精度ｐ１を示す図である。 位置記録処理を示すフローチャートである。 第２実施形態の間隔設定処理を示すフローチャートである。 各位置に対応する経過時間、Ｘ軸座標位置、Ｙ座標位置、曲率半径、曲率半径変化および予測曲率半径を示す図表である。 第３実施形態の車両位置記録装置１の構成を示すプロック図である。 第３実施形態の間隔設定処理を示すフローチャートである。 各位置に対応する経過時間、操舵角および外側前輪切れ角を示す図表である。 自車両の回転半径、自車両のホイールベースおよび外側前輪切れ角を示す図である。 計測角度精度ｐ２を示す図である。 第４実施形態の車両位置記録装置１の構成を示すプロック図である。 第４実施形態の間隔設定処理を示すフローチャートである。 カメラ７の撮影画像を示す図である。 実平面上における交点ＣＰ１〜３，ＣＰ１１〜１３の位置を示す図である。 カメラ７の取付高さｈと垂直画角αを示す図である。 カメラ７の水平画角βを示す図である。 間隔設定テーブルＴＢを示す図である。

［第１実施形態］
以下に本発明の第１実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の車両位置記録装置１は、車両に搭載されており、図１に示すように、ＧＰＳ受信機２、車速センサ３、データ記憶部４、操作入力部５および制御部１０を備える。以下、車両位置記録装置１が搭載された車両を自車両という。

ＧＰＳ受信機２は、ＧＰＳ用の人工衛星からの送信電波を受信して自車両の位置座標を検出する。ＧＰＳは、Global Positioning Systemの略である。
車速センサ３は、自車両の走行速度を検出する。

データ記憶部４は、各種データを記憶するための記憶装置であり、本実施形態では例えばハードディスクドライブである。
操作入力部５は、車両位置記録装置１に設置された図示しない処理開始スイッチおよび処理終了スイッチを介して行われた入力操作を特定するための入力操作情報を出力する。

制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインなどからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、ＲＯＭが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。そして制御部１０は、ＧＰＳ受信機２、車速センサ３および操作入力部５からの入力に基づいて各種処理を実行し、データ記憶部４を制御する。

このように構成された車両位置記録装置１において、制御部１０は、後述する間隔設定処理と位置記録処理を実行する。なお、制御部１０が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。

次に、間隔設定処理の手順を説明する。間隔設定処理は、処理開始スイッチが操作されると実行される処理である。
間隔設定処理が実行されると、制御部１０は、図２に示すように、まずＳ１０にて、ＧＰＳ受信機２から自車両の位置座標を示す情報（以下、ＧＰＳ位置情報）を前回取得してから、予め設定された実行周期が経過したか否かを判断する。本実施形態では、実行周期は例えば１０ｍｓである。ここで、実行周期が経過していない場合には、Ｓ１０の処理を繰り返すことにより、実行周期が経過するまで待機する。そして実行周期が経過すると、Ｓ２０にて、ＧＰＳ受信機２からＧＰＳ位置情報を取得して一時記憶メモリに記憶する。本実施形態では、一時記憶メモリは、例えば制御部１０のマイクロコンピュータに搭載されたＲＡＭである。

そしてＳ３０にて、直近で取得した３つのＧＰＳ位置情報を用いて、自車両が走行する道路の曲率半径を算出する。例えば図３に示すように、自車両ＭＣの車両位置記録装置１が、位置Ｐ１からＧＰＳ位置情報の取得を開始して、早く取得した順から位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６のＧＰＳ位置情報が取得されたとする。そして、位置Ｐ６のＧＰＳ位置情報が現時点で最新のＧＰＳ位置情報であるとする。

この場合には、図４に示すように、取得されたＧＰＳ位置情報は、ＧＰＳ位置情報の取得を開始した位置を基点としたＸ座標位置およびＹ座標位置に変換された後に、ＧＰＳ位置情報の取得を開始した時刻を基点とした経過時間［ｍｓ］と、算出された曲率半径とに対応付けられて一時記憶メモリに記憶される。なお、Ｘ座標の軸は緯線に平行となり、Ｙ座標の軸は経線に平行となるように設定されている。図４の列Ｒ１に記載されている「１」，「２」，「３」，「４」，「５」，「６」はそれぞれ、図３の位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６に対応している。

例えば、位置Ｐ６のＧＰＳ位置情報が現時点で最新のＧＰＳ位置情報であるとすると、Ｓ３０では、図５に示すように、位置Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６のＧＰＳ位置情報を用いて曲率半径を算出する。例えば、まず、位置Ｐ４と位置Ｐ５とを結ぶ直線ＣＬ４５について、直線ＣＬ４５の中点から直線ＣＬ４５に対して垂直な直線ＶＬ４５を引く。同様に、位置Ｐ５と位置Ｐ６とを結ぶ直線ＣＬ５６について、直線ＣＬ５６の中点から直線ＣＬ５６に対して垂直な直線ＶＬ５６を引く。そして、直線ＶＬ４５と直線ＶＬ５６との交点ＩＰ６を中心点とする。そして、交点ＩＰ６を中心として、位置Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６と交わる円を求め、この円の半径を、位置Ｐ６における曲率半径とする。

Ｓ３０の処理が終了すると、図２に示すように、Ｓ４０にて、Ｓ３０で算出された曲率半径が無限大であるか否かを判断する。ここで、曲率半径が無限大ではない場合には、Ｓ５０にて、記録距離間隔を算出する。具体的には、記録距離間隔をＬ［ｍ］、Ｓ３０で算出された曲率半径をＲ［ｍ］、計測位置精度をｐ１［ｍ］として、下式（１）により算出する。

Ｌ ＝ ２×Ｒ×ａｃｏｓ｛１−（ｐ１／Ｒ））｝ ・・・（１）
計測位置精度ｐ１は、図６に示すように、例えば、直線ＣＬ５６と、Ｓ３０で算出された曲率半径を有する円Ｃ６で位置Ｐ５と位置Ｐ６とを結ぶ場合の円弧ＣＡ５６との間の距離の最大値である。

Ｓ５０の処理が終了すると、図２に示すように、Ｓ６０にて、記録時間間隔を算出する。具体的には、記録時間間隔をＴｄ［ｓ］とし、車速センサ３で検出された走行速度をＶ［ｋｍ／ｈ］として、下式（２）により算出する。

Ｔｄ ＝ Ｌ／（Ｖ×１０００／３６００） ・・・（２）
そしてＳ７０にて、Ｓ６０で算出された記録時間間隔を設定する。次にＳ８０にて、制御部１０のＲＡＭに設けられた記録許可フラグをセットし、Ｓ９０に移行する。

またＳ４０にて、曲率半径が無限大である場合には、Ｓ１００にて、記録許可フラグをクリアし、Ｓ９０に移行する。
そしてＳ９０に移行すると、処理を終了させるか否かを判断する。具体的には、例えば、処理終了スイッチが操作された場合に、処理を終了させると判断し、処理終了スイッチが操作されていない場合に、処理を終了させないと判断する。ここで、処理を終了させないと判断した場合には、Ｓ１０に移行する。一方、処理を終了させると判断した場合には、間隔設定処理を終了する。

次に、位置記録処理の手順を説明する。位置記録処理は、処理開始スイッチが操作されると実行される処理である。
位置記録処理が実行されると、制御部１０は、図７に示すように、まずＳ２１０にて、ＧＰＳ位置情報を前回取得してから、Ｓ７０で設定される記録時間間隔が経過したか否かを判断する。ここで、記録時間間隔が経過していない場合には、Ｓ２１０の処理を繰り返すことにより、記録時間間隔が経過するまで待機する。そして記録時間間隔が経過すると、Ｓ２２０にて、ＧＰＳ受信機２からＧＰＳ位置情報を取得する。

そしてＳ２３０にて、記録許可フラグがセットされているか否かを判断する。ここで、記録許可フラグがセットされている場合には、Ｓ２４０にて、Ｓ２２０で取得したＧＰＳ位置情報をデータ記憶部４に記録して、Ｓ２５０に移行する。一方、記録許可フラグがセットされていない場合には、Ｓ２５０に移行する。

そしてＳ２５０に移行すると、Ｓ９０と同様にして、処理を終了させるか否かを判断する。ここで、処理を終了させないと判断した場合には、Ｓ２１０に移行する。一方、処理を終了させると判断した場合には、位置記録処理を終了する。

このように構成された車両位置記録装置１を搭載した自車両が、曲率半径が１００ｍである円形の道路と、曲率半径が２００ｍである円形の道路を交互に走行するとする。またデータ記憶部４は、ＧＰＳ位置情報をｄｏｕｂｌｅ型で１ＧＢｙｔｅだけ記憶することができるとする。また、計測位置精度ｐ１が０．１ｍであるとする。この場合において、ＧＰＳ位置情報を１ＧＢｙｔｅ記録するまでに自車両が走行することができる距離を以下に示す。

１ＧＢｙｔｅに記憶することができるデータ数は、約１億３４００万である。そして、曲率半径が１００ｍである円形の道路を走行する場合の記録距離間隔Ｌは、上式（１）より、８．９４５ｍである。このため、曲率半径が１００ｍである円形の道路の形状を再現するために必要なデータ数は７０である。また、曲率半径が２００ｍである円形の道路を走行する場合の記録距離間隔Ｌは、１２．６４９ｍである。このため、曲率半径が２００ｍである円形の道路の形状を再現するために必要なデータ数は１００である。以上より、１ＧＢｙｔｅ分のＧＰＳ位置情報を記憶するために、自車両は、曲率半径が１００ｍの道路と２００ｍの道路をそれぞれ約７８９０００周走行することができる。

一方、曲率半径が１００ｍの道路と２００ｍの道路とで記録距離間隔Ｌを変えない場合には、計測位置精度ｐ１を０．１ｍとするために、記録距離間隔Ｌを８．９４５ｍで固定する必要がある。この場合には、１ＧＢｙｔｅ分のＧＰＳ位置情報を記憶するために、車両は、曲率半径が１００ｍの道路と２００ｍの道路をそれぞれ約６３９０００周走行することができる。

したがって、記録距離間隔Ｌを可変にすることにより、走行距離を約１．２３倍長くすることができる。換言すると、同じ長さの道路の形状を再現するために、データ量を約１８．７％削減することができる。

このように構成された車両位置記録装置１は、自車両の現在位置を示すＧＰＳ位置情報を繰り返し取得する。車両位置記録装置１は、自車両が走行している道路の曲率半径を算出するためにＧＰＳ位置情報を繰り返し取得する。車両位置記録装置１は、直近に取得された３つのＧＰＳ位置情報を用いて曲率半径を算出し、算出された曲率半径を設定曲率半径とする。設定曲率半径は、ＧＰＳ位置情報を記録するために設定される曲率半径である。車両位置記録装置１は、算出された設定曲率半径との間で正の相関を有するように設定された相関関係に基づいて、記録距離間隔を算出する。この相関関係は、上式（１）で表される。車両位置記録装置１は、算出された記録距離間隔を自車両が移動する毎に、取得されたＧＰＳ位置情報をデータ記憶部４に記録する。

このように車両位置記録装置１は、ＧＰＳ位置情報を繰り返し取得することにより、自車両が走行している道路の曲率半径を算出し、上記相関関係に基づいて記録距離間隔を算出する。

このため、車両位置記録装置１は、道路地図に登録されていない道路を走行している場合であっても、記録距離間隔を道路の曲率半径に応じて適切に設定することができる。
また、上式（１）を用いて記録距離間隔を算出することにより、記録したＧＰＳ位置情報を用いて再現された道路の形状と、実際の道路の形状との相違を、計測位置精度ｐ１以下に抑えることができる。

以上説明した実施形態において、車両位置記録装置１は位置記録装置、Ｓ２２０の処理は位置取得部、Ｓ２０の処理は情報取得部、Ｓ３０の処理は曲率半径算出部、Ｓ５０の処理は間隔算出部、Ｓ２１０，Ｓ２４０の処理は記録部に相当する。

また、ＧＰＳ位置情報は位置情報、ＧＰＳ位置情報は算出用情報、Ｓ３０で算出される曲率半径は設定曲率半径、式（１）は相関関係に相当する。
［第２実施形態］
以下に本発明の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。また、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

第２実施形態の車両位置記録装置１は、間隔設定処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
第２実施形態の間隔設定処理は、Ｓ５０の処理が省略された点と、Ｓ３１０，Ｓ３２０の処理が追加された点が第１実施形態と異なる。

すなわち、図８に示すように、Ｓ４０にて、曲率半径が無限大ではない場合には、Ｓ３１０にて、予測曲率半径を算出する。具体的には、まず、直近で取得した３つのＧＰＳ位置情報に対応する曲率半径の変化を算出する。例えば、位置Ｐ６のＧＰＳ位置情報が現時点で最新のＧＰＳ位置情報であるとすると、図９に示すように、位置Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６における曲率半径変化量を算出する。位置Ｐ４における曲率半径変化量は、位置Ｐ４における曲率半径から、位置Ｐ３における曲率半径を減算することにより算出される。同様に、位置Ｐ５，Ｐ６における曲率半径変化量はそれぞれ、位置Ｐ５，Ｐ６における曲率半径から、位置Ｐ４，Ｐ５における曲率半径を減算することにより算出される。さらに、算出された３つの位置における曲率半径変化量の平均値を算出する。そして、位置Ｐ６における曲率半径と、算出された曲率半径変化量の平均値とを加算し、この加算値を予測曲率半径とする。図９に示す図表では、「３１．１１８５」と記載されている数字が予測曲率半径である。

Ｓ３１０の処理が終了すると、図８に示すように、Ｓ３２０にて、記録距離間隔Ｌを算出する。具体的には、Ｓ３１０で算出された予測曲率半径をＲｐ［ｍ］として、下式（３）により算出する。そしてＳ３２０の処理が終了すると、Ｓ６０に移行する。

Ｌ ＝ ２×Ｒｐ×ａｃｏｓ｛１−（ｐ１／Ｒｐ））｝ ・・・（３）
このように構成された車両位置記録装置１は、取得されたＧＰＳ位置情報を用いて、現時点における曲率半径と、現時点より過去の時点における２つの曲率半径を算出することにより、曲率半径の変化量を算出する。そして車両位置記録装置１は、現時点における曲率半径と曲率半径変化量とに基づいて、現時点よりも時間が経過した時点における曲率半径を予測曲率半径として算出し、算出された予測曲率半径を設定曲率半径とする。

これにより、車両位置記録装置１は、現時点よりも時間が経過した時点においてＧＰＳ位置情報を記録するタイミングを決めるための記録距離間隔を、現時点の曲率半径ではなく、現時点よりも時間が経過した時点における曲率半径である予測曲率半径を用いて算出することができる。このため、車両位置記録装置１は、現時点の曲率半径を用いる場合よりも、実際の道路の曲率半径を反映した記録距離間隔を算出することができる。これにより、車両位置記録装置１は、記録したＧＰＳ位置情報を用いて再現された道路の形状と、実際の道路の形状との相違を小さくすることができる。

以上説明した実施形態において、Ｓ３１０の処理は曲率半径算出部、Ｓ３２０の処理は間隔算出部、Ｓ３１０で算出される予測曲率半径は設定曲率半径に相当する。
［第３実施形態］
以下に本発明の第３実施形態を図面とともに説明する。なお第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。また、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

第３実施形態の車両位置記録装置１は、車両位置記録装置１の構成と間隔設定処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
第３実施形態の車両位置記録装置１は、図１０に示すように、操舵角センサ６が追加された点が第１実施形態と異なる。操舵角センサ６は、運転者のステアリング操作時における前輪の操舵角を検出する。そして制御部１０は、ＧＰＳ受信機２、車速センサ３、操作入力部５および操舵角センサ６からの入力に基づいて各種処理を実行し、データ記憶部４を制御する。

第３実施形態の間隔設定処理は、Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ４０，Ｓ５０の処理が省略された点と、Ｓ４１０，Ｓ４２０，Ｓ４３０，Ｓ４４０の処理が追加された点が第１実施形態と異なる。

すなわち、図１１に示すように、Ｓ１０にて、実行周期が経過したと判断した場合に、Ｓ４１０にて、操舵角センサ６から、操舵角を示す情報（以下、操舵角情報）を取得して一時記憶メモリに記憶する。そしてＳ４２０にて、Ｓ４１０で取得された操舵角情報が示す操舵角が０度であるか否かを判断する。ここで、操舵角が０度である場合には、Ｓ１００に移行する。一方、操舵角が０度ではない場合には、Ｓ４３０にて、Ｓ４１０で取得された操舵角情報を用いて、自車両が走行する道路の曲率半径を算出する。

図１２に示すように、取得した操舵角情報が示す操舵角［ｒａｄ］は、時系列で、操舵角情報の取得を開始した時刻を基点とした経過時間［ｍｓ］に対応付けられて一時記憶メモリに記憶される。

Ｓ４３０では、予め設定された対応関係に基づいて、操舵角情報が示す操舵角に対応する外側前輪切れ角［ｒａｄ］を算出し、図１２に示すように、この外側前輪切れ角を、操舵角に対応付けて一時記憶メモリに記憶する。

図１３に示すように、自車両ＭＣの回転半径を曲率半径Ｒ［ｍ］とし、自車両のホイールベースをＷ［ｍ］とし、外側前輪切れ角をθ［ｒａｄ］として、アッカーマン理論に基づき下式（４）により曲率半径Ｒを算出する。

Ｒ ＝ Ｗ／ｓｉｎθ ・・・（４）
Ｓ４３０の処理が終了すると、図１１に示すように、Ｓ４４０にて、記録距離間隔を算出する。具体的には、記録距離間隔をＬ［ｍ］、Ｓ４３０で算出された曲率半径をＲ［ｍ］、計測角度精度をｐ２［ｒａｄ］として、下式（５）により算出する。

Ｌ ＝ Ｒ×ｐ２ ・・・（５）
計測角度精度ｐ２は、図１４に示すように、Ｓ４３０で算出された曲率半径Ｒを有する円Ｃｒの円周上に２点Ｐ３１，Ｐ３２を設定し、点Ｐ３１の接線ベクトルＶ３１と点Ｐ３２の接線ベクトルＶ３２との成す角度で定義される。

Ｓ４４０の処理が終了すると、図１１に示すように、Ｓ６０に移行する。
このように構成された車両位置記録装置１は、車両における前輪の操舵角を示す操舵角情報を繰り返し取得する。車両位置記録装置１は、直近に取得された１つの操舵角情報を用いて曲率半径を算出し、算出された曲率半径を設定曲率半径とする。

このように車両位置記録装置１は、少なくとも現時点の操舵角情報を用いて曲率半径を算出することができ、過去の操舵角情報を用いることなく曲率半径を算出することが可能となる。このため、車両位置記録装置１は、曲率半径を算出する処理の負荷を低減することができる。

また、上式（２）を用いて記録距離間隔を算出することにより、記録したＧＰＳ位置情報を用いて再現された道路の形状と、実際の道路の形状との相違を、計測角度精度ｐ２［ｒａｄ］以下に抑えることができる。

以上説明した実施形態において、Ｓ４１０の処理は情報取得部、Ｓ４３０の処理は曲率半径算出部、Ｓ４４０の処理は間隔算出部である。
また、操舵角情報は算出用情報、Ｓ４３０で算出される曲率半径は設定曲率半径、式（５）は相関関係に相当する。

［第４実施形態］
以下に本発明の第４実施形態を図面とともに説明する。なお第４実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。また、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

第４実施形態の車両位置記録装置１は、車両位置記録装置１の構成と間隔設定処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
第４実施形態の車両位置記録装置１は、図１５に示すように、カメラ７が追加された点が第１実施形態と異なる。カメラ７は、自車両の前側に取り付けられ、自車両の前方の路面を繰り返し撮影する。そして制御部１０は、ＧＰＳ受信機２、車速センサ３、操作入力部５およびカメラ７からの入力に基づいて各種処理を実行し、データ記憶部４を制御する。

第４実施形態の間隔設定処理は、Ｓ２０，Ｓ３０の処理が省略された点と、Ｓ５１０，Ｓ５２０，Ｓ５３０の処理が追加された点が第１実施形態と異なる。
すなわち、図１６に示すように、Ｓ１０にて、実行周期が経過したと判断した場合に、Ｓ５１０にて、カメラ７が撮影した撮影画像を示す画像データをカメラ７から取得する。そしてＳ５２０にて、Ｓ５１０で取得した画像データを画像処理することにより、撮影画像から白線を検出する。Ｓ５２０では、図１７に示すように、カメラ７の撮影領域ＳＲの一部を検出領域ＤＲに設定し、この検出領域ＤＲに写る白線を検出する。なお、曲率半径が小さい道路（すなわち、急カーブの道路）である場合には、図１７に示すように、自車両から離れた位置に白線が写っている可能性が、曲率半径が大きい道路である場合よりも低くなる。このため、図１７に示すように、検出領域ＤＲは、カメラ７の撮影領域ＳＲ内における下側に設定されている。この検出領域ＤＲは、自車両の車種およびカメラ７の搭載位置より異なる。

Ｓ５２０の処理が終了すると、図１６に示すように、Ｓ５３０にて、Ｓ５２０で検出した白線の位置を用いて、自車両が走行する道路の曲率半径を算出する。具体的には、まず、図１７に示すように、矩形状に設定された検出領域ＤＲの内部に予め設定された３本の横平行線ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３と、左側白線ＷＬ１および右側白線ＷＬ２との交点ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ１１，ＣＰ１２，ＣＰ１３の位置を算出する。

横平行線ＰＬ１，２，３は、水平方向に沿って互いに平行な線である。本実施形態では、上から順に横平行線ＰＬ１、横平行線ＰＬ２、横平行線ＰＬ３が配置されており、横平行線ＰＬ１と横平行線ＰＬ２との間隔ＤＴ１と、横平行線ＰＬ２と横平行線ＰＬ３との間隔ＤＴ２とが等しくなるように設定されている。なお、横平行線ＰＬ１，２，３と左側白線ＷＬ１との交点はそれぞれ、交点ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３である。同様に、横平行線ＰＬ１，２，３と右側白線ＷＬ２との交点はそれぞれ、交点ＣＰ１１，ＣＰ１２，ＣＰ１３である。

そして、カメラ７の搭載位置および画角などの情報に基づいて、撮影画像上における交点ＣＰ１〜３，ＣＰ１１〜１３の位置を、図１８に示すように、実平面上における交点ＣＰ１〜３，ＣＰ１１〜１３の位置へ変換する。

次に、撮影画像上の位置から実平面上の位置へ変換する具体例を説明する。
例えば、カメラ７の撮影画像は、図１７に示すように、撮影画像を構成する各画素の位置が物理座標系で設定されている。物理座標は、撮影画像の左上の角を原点として、Ｘ軸の正方向が右向きとなり、Ｙ軸の正方向が下向きとなる座標である。以下、撮影画像におけるＸ軸方向の位置をＸ画素位置Ｘｐ、Ｙ軸方向の位置をＹ画素位置Ｙｐという。そして、カメラ７の撮影画像では、Ｘ画素位置Ｘｐの最大値が３２０、Ｙ画素位置Ｙｐの最大値が２４０である。

図１９に示すように、カメラ７の取付高さｈが１．４ｍであり、カメラ７の取付角度θｃが０度であり、カメラ７の垂直画角αが３５．５度であるとする。図２０に示すように、カメラ７の水平画角βが４６．２度であるとする。

カメラ７の撮影画像における中心の画素位置（１６０，１２０）が示す方向を基準方向とした場合に、この中心からＸ軸方向に１画素移動させることにより、実平面上における方向は、横方向に沿って、下式（６）に示す角度α１だけ基準方向から変化する。

α１＝α／２４０＝３５．５／２４０＝０．１４７９［度］ ・・・（６）
同様に、上記中心からＹ軸方向に１画素移動させることにより、実平面上における方向は、縦方向に沿って、下式（７）に示す角度β１だけ基準方向から変化する。

β１＝β／３２０＝４６．２／３２０＝０．１４４４［度］ ・・・（７）
そして、図１９および図２０に示すように、自車両の前後方向をＹ軸、前後方向に対して垂直な方向をＸ軸とした場合において、実平面上におけるＸ軸方向の位置を左右実位置Ｘｒ、Ｙ軸方向の位置を前後実位置Ｙｒという。なお、左右実位置Ｘｒは、実平面上におけるカメラ７の左右実位置を基点とし、前後実位置Ｙｒは、実平面上におけるカメラ７の前後実位置を基点としている。

また、図１９に示すように、基準方向から角度αｄだけ下方向に向いている方向に対応する前後実位置Ｙｒは、下式（８）により算出される。
Ｙｒ ＝ ｈ／ｔａｎ（αｄ）［ｍ］ ・・・（８）
また、図２０に示すように、基準方向から角度βｄだけ下方向に向いている方向に対応する左右実位置Ｘｒは、下式（９）により算出される。

Ｘｒ ＝ Ｙｒ×ｔａｎ（βｄ）［ｍ］ ・・・（９）
そして、角度αｄは、下式（１０）により算出される。
αｄ＝（Ｙｐ−１２０）×α１＝（Ｙｐ−１２０）×α／２４０ ・・・（１０）
また、角度βｄは、下式（１１）により算出される。

βｄ＝（Ｘｐ−１６０）×β１＝（Ｘｐ−１６０）×β／３２０ ・・・（１１）
したがって、前後実位置Ｙｒは、下式（１２）により算出される。但し、Ｙｒ＞１２０である。

Ｙｒ＝ｈ／ｔａｎ｛（Ｙｐ−１２０）×α／２４０｝［ｍ］ ・・・（１２）
また、左右実位置Ｘｒは、下式（１３）により算出される。
Ｘｒ＝Ｙｒ×ｔａｎ｛（Ｘｐ−１６０）×β／３２０｝［ｍ］ ・・・（１３）
そして、交点ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３に対応する実位置（Ｘｒ，Ｙｒ）を用いて、例えば第１実施形態と同様の方法で、左側白線ＷＬ１の曲率半径を算出する。同様に、交点ＣＰ１１，ＣＰ１２，ＣＰ１３に対応する実位置（Ｘｒ，Ｙｒ）を用いて、右側白線ＷＬ２の曲率半径を算出する。

さらに、算出された左側白線ＷＬ１の曲率半径と右側白線ＷＬ２の曲率半径との平均値を、自車両が走行する道路の曲率半径とし、Ｓ４３０の処理を終了する。そして、Ｓ４３０の処理を終了すると、図１６に示すように、Ｓ４０に移行する。

このように構成された車両位置記録装置１は、自車両の前方の路面を撮影した撮影画像を繰り返し取得する。そして車両位置記録装置１は、撮影画像に写る白線の曲率半径を算出し、算出された曲率半径を設定曲率半径とする。

このように車両位置記録装置１は、自車両の前方の道路の曲率半径を設定曲率半径とする。このため、車両位置記録装置１は、現時点よりも時間が経過した時点においてＧＰＳ位置情報を記録するタイミングを決めるための記録距離間隔を、現時点の曲率半径ではなく、現時点よりも時間が経過した時点における曲率半径を用いて算出することができる。このため、車両位置記録装置１は、現時点の曲率半径を用いる場合よりも、実際の道路の曲率半径を反映した記録距離間隔を算出することができる。これにより、車両位置記録装置１は、記録したＧＰＳ位置情報を用いて再現された道路の形状と、実際の道路の形状との相違を小さくすることができる。

以上説明した実施形態において、Ｓ５１０の処理は情報取得部、Ｓ５２０，Ｓ５３０の処理は曲率半径算出部、カメラ７が撮影した撮影画像は算出用情報、Ｓ５３０で算出された曲率半径は設定曲率半径、左側白線ＷＬ１および右側白線ＷＬ２は白線に相当する。

以上、本発明の一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く、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
［変形例１］
例えば上記実施形態では、式（１）を用いて記録時間間隔Ｔｄを算出するものを示した。しかし、図２１に示すように、曲率半径、計測位置精度および走行速度と記録時間間隔との対応関係を示す間隔設定テーブルＴＢを用いて、記録時間間隔Ｔｄを設定するようにしてもよい。

［変形例２］
また、上記実施形態では、自車両の位置、自車両の前輪の操舵角、または自車両の前方の路面を撮影した撮影画像を用いて設定曲率半径を算出するものを示した。しかし、例えば、自車両の走行速度、自車両のアクセル開度、自車両のステアリング舵角または自車両の角度と、設定曲率半径との間で予め設定された相関関係に基づいて、設定曲率半径を算出するようにしてもよい。

［変形例３］
また、上記実施形態では、カメラ７で撮影した撮影画像に写る白線を検出するものを示したが、ミリ波レーダまたはレーザレーダなどの距離センサを用いて白線を検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

上述した車両位置記録装置１の他、当該車両位置記録装置１を構成要素とするシステム、当該車両位置記録装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、位置記録方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１…車両位置記録装置、２…ＧＰＳ受信機、４…データ記憶部、６…操舵角センサ、７…カメラ、１０…制御部

Claims (7)

1. 自車両の現在位置を示す位置情報を繰り返し取得する位置取得部（Ｓ２２０）と、
   前記自車両が走行している道路の曲率半径を算出するために予め設定された算出用情報を繰り返し取得する情報取得部（Ｓ２０，Ｓ４１０，Ｓ５１０）と、
   前記情報取得部が取得した前記算出用情報を用いて、前記位置情報を記録するために設定され且つ前記道路の曲率半径を示す設定曲率半径を算出する曲率半径算出部（Ｓ３０，Ｓ３１０，Ｓ４３０，Ｓ５２０，Ｓ５３０）と、
   前記曲率半径算出部により算出された前記設定曲率半径との間で正の相関を有するように設定された相関関係に基づいて、前記位置情報を記録するために設定される記録距離間隔を算出する間隔算出部（Ｓ５０，Ｓ３２０，Ｓ４４０）と、
   前記間隔算出部により算出された前記記録距離間隔を前記自車両が移動する毎に、前記位置取得部により取得された前記位置情報を記録する記録部（Ｓ２１０，Ｓ２４０）と
   を備える位置記録装置（１）。
2. 請求項１に記載の位置記録装置であって、
   前記算出用情報は、前記位置情報であり、
   前記曲率半径算出部（Ｓ３０）は、前記情報取得部により直近に取得された少なくとも３つの前記位置情報を用いて前記曲率半径を算出し、算出された前記曲率半径を前記設定曲率半径とする
   ことを特徴とする位置記録装置。
3. 請求項１に記載の位置記録装置であって、
   前記算出用情報は、前記位置情報であり、
   前記曲率半径算出部（Ｓ３１０）は、
   前記情報取得部により取得された前記位置情報を用いて、現時点における前記曲率半径と、現時点より過去の時点における少なくとも１つの前記曲率半径を算出することにより、前記曲率半径の変化量を算出し、現時点における前記曲率半径と前記変化量とに基づいて、現時点よりも時間が経過した時点における前記曲率半径を算出し、算出された前記曲率半径を前記設定曲率半径とする
   ことを特徴とする位置記録装置。
4. 請求項１に記載の位置記録装置であって、
   前記算出用情報は、前記車両における前輪の操舵角を示す操舵角情報であり、
   前記曲率半径算出部（Ｓ４３０）は、前記情報取得部により直近に取得された少なくとも１つの前記操舵角情報を用いて前記曲率半径を算出し、算出された前記曲率半径を前記設定曲率半径とする
   ことを特徴とする位置記録装置。
5. 請求項１に記載の位置記録装置であって、
   前記算出用情報は、前記自車両の前方の路面を撮影した撮影画像であり、
   前記曲率半径算出部（Ｓ５２０，Ｓ５３０）は、前記撮影画像に写る白線の前記曲率半径を算出し、算出された前記曲率半径を前記設定曲率半径とする
   ことを特徴とする位置記録装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の位置記録装置であって、
   前記間隔算出部（Ｓ５０，Ｓ３２０）は、前記記録距離間隔をＬ［ｍ］、前記設定曲率半径をＲ［ｍ］、計測位置精度をｐ１［ｍ］として、
   Ｌ＝２×Ｒ×ａｃｏｓ｛１−（ｐ１／Ｒ））｝
   を前記相関関係として前記記録距離間隔を算出する
   ことを特徴とする位置記録装置。
7. 請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の位置記録装置であって、
   前記間隔算出部（Ｓ４４０）は、前記記録距離間隔をＬ［ｍ］、前記設定曲率半径をＲ［ｍ］、計測角度精度をｐ２［ｒａｄ］として、
   Ｌ＝Ｒ×ｐ２
   を前記相関関係として前記記録距離間隔を算出する
   ことを特徴とする位置記録装置。