JP2018179675A - 車両制御システム及び管理テーブル生産方法 - Google Patents

車両制御システム及び管理テーブル生産方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 経路探索用地図データを用いて探索された経路の一部又は全部において、経路探索用地図データとは異なる目的の車両制御用地図データを用いて移動体の車両制御を実現することに適した車両制御システム等を提供する。【解決手段】 ナビゲーション装置３は、経路探索用地図データを使って経路を探索する。制御装置５の判定部２７はテーブル記憶部２３のテーブルを使って経路上で車両制御用地図データがある区間を特定し、車両制御部３１は車両制御用地図データを使用して車両制御を行う。テーブル記憶部２３では、車両制御用地図データにおける交差点形状を示す交差点ポリゴンを含む交差点領域を管理している。判定部２７は、経路上のノードの位置情報と交差点領域とのマッチング処理を行う。位置情報を利用するため、各地図データを特別に修正することなく、経路探索と車両制御を連動させた処理を実現できる。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両制御システム及び管理テーブル生産方法に関し、特に、経路探索用地図データを用いて経路を探索して移動体を車両制御する車両制御システムに関する。
従来、ナビゲーションシステムでは、移動経路を探索するために経路探索用地図データを利用している。例えば特許文献１及び２には、ナビゲーションシステムにおいて、複数の経路探索用地図データを利用することが記載されている。
特開２００１−２２２２１６号公報 特開２００９−４７６２１号公報
近時、自動運転技術に関する関心が高まっている。しかしながら、従来のナビゲーションシステムでは、出発地から目的地までの経路を特定できれば足りる。そのため、経路探索用地図データは、車両制御を実現できる程度の高精度なものではない。
また、経路探索用地図データは、ほぼ全国的に用意されている。他方、車両制御を実現できる程度の高精度な車両制御用地図データは、整備が進められている段階であり、例えば高速道路等の一部にのみ存在する。
特許文献１及び２には、複数の地図データを使用することが記載されている。しかしながら、これらは経路探索用という目的が共通するものである。そのため、経路探索処理のための経路探索用地図データと、車両制御の実現という異質な目的の車両制御用地図データとの連携に応用することができない。
例えば、特許文献１記載のデータ変換方法は、２つの地図データに「共通に含まれる地点」を利用してデータ変換を行う。例えば交差点は、経路探索用地図データでは「点」となる。他方、車両制御用地図データでは、車両が通過する空間が必要であり、一定の空間を占める。同じ「交差点」であっても、異なる目的の地図データでは異質なものとなる。
さらに、特許文献２記載のナビゲーション装置は、詳細な経路探索用地図データが存在する区域では、詳細な経路探索用地図データにより通常の経路探索用地図データを補って、経路探索や経路表示などを行う。しかしながら、これらの経路探索用地図データは、経路探索処理という目的が共通するものであり、両者に共通する「経路探索」という技術分野で高度なサービスを提供するためのものである。異質な複数のサービスを組み合わせて新たなサービスを提供することに応用することは困難である。
よって、本発明は、経路探索用地図データを用いて探索された経路の一部又は全部において、経路探索用地図データとは異なる目的の車両制御用地図データを用いて移動体の車両制御を実現することに適した車両制御システム等を提供することを目的とする。
本願発明の第１の観点は、経路探索用地図データを記憶する経路探索用地図データ記憶手段と、車両制御に使用される車両制御用地図データを記憶する車両制御用地図データ記憶手段と、有無管理テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、前記経路探索用地図データを用いて前記経路において交差点に対応する複数のノードの位置情報及びノード間を接続するリンクデータを特定する経路探索手段と、車両制御のために、前記経路のうち前記車両制御用地図データが存在する区間を判定する判定手段とを備え、前記有無管理テーブルは、前記車両制御用地図データの交差点を含む多角形領域である交差点領域をあらわす位置情報と、交差点に対応する位置における車両制御用地図データの存在の有無をあらわす有無情報とを含み、前記判定手段は、前記経路における前記ノードの位置情報と前記交差点領域をあらわす位置情報との比較に基づき、交差点の位置が前記交差点領域内の位置と判断される前記経路における特定の交差点を検索するとともに、前記有無情報に基づき、前記特定の交差点に対応する位置における車両制御用地図データの存在の有無の判定を行うことにより、前記経路のうち前記車両制御用データが存在する区間を判定する車両制御システムである。
本願発明の第２の観点は、第１の観点の車両制御システムであって、前記テーブル記憶手段は、さらに、前記経路のうち車両制御用地図データが存在する区間の開始点となる交差点を特定するための施設管理テーブルを記憶しており、前記車両制御システムは、さらに、前記開始点検索テーブルを参照して前記開始点となる交差点を得る開始点検索手段を備える車両制御システム。
本願発明の第３の観点は、車両制御するための車両制御用地図データを用いて決定される交差点領域を管理する管理テーブルを生産する管理テーブル生産方法であって、前記車両制御用地図データは、車両が通行可能な車線に関するレーンデータを含み、情報処理装置が備える管理手段が、複数の交差点のそれぞれに対して、当該交差点へ進入する道路幅及び当該交差点から退出する道路幅を用いて特定される交差点ポリゴンを特定し、当該交差点ポリゴンを含む前記交差点領域を決定する決定ステップと、決定された前記各交差点領域に対応する前記車両制御用地図データに関するデータを付加して前記管理テーブルを生産する生産ステップを含む管理テーブル生産方法。
である。
本願発明の第４の観点は、第３の観点の管理テーブル生産手段であって、前記車両制御用地図データを更新する更新ステップを含み、前記決定ステップ及び前記生産ステップにおいて、前記管理手段は、更新後の前記車両制御用地図データを用いて前記各交差点領域を決定して前記管理テーブルを生産し、前記管理手段が、新たな管理テーブルにおいて、前記車両制御用地図データの更新によって削除された交差点の交差点領域に対して、当該交差点が削除された情報を追加する削除情報追加ステップを含む管理テーブル生産方法である。
なお、本願発明を、移動体を車両制御するために車両制御用地図データにアクセスする処理に用いられるデータ構造であるテーブル等として捉えてもよい。また、本願発明の各観点を実現するためのプログラムや、このプログラムを定常的に記録するためのコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。
また、有無テーブルにおいて各区間の更新日付を管理することで、経路とマッチした有無テーブルの区間の更新日付を参照して、経路上の車両制御用地図データの更新有無判断が可能となる。更新が必要な車両制御用地図データのみを更新することができ、必要最小限のデータ更新となるため、通信量の抑制とデータ更新速度が向上する。
本願発明によれば、経路探索用地図データと車両制御用地図データという、異なる目的の地図データを用いて、経路探索処理と車両制御を行うことができる。
（ａ）本願発明の実施の形態に係る車両制御システム１の構成の一例を示すブロック図と、（ｂ）車両制御システム１において処理に用いられるデータの関係を示す図である。 （ａ）車両制御システム１による車両制御用地図データ有無テーブルのデータ構造を示す図と、（ｂ）車両制御用地図データ有無テーブルと車両制御用地図データとの関連を示す図である。 図１の車両制御システム１の動作の一例を示すフロー図である。 車両制御システム１による処理の一例の概要を示す図である。 施設管理テーブルを説明するための図である。 道路の分岐路付近の車両制御用地図データ有無テーブル及びそれを用いた判定部２７の処理を説明するための図である。 左右判定テーブルを説明するための図である。 車両制御用地図データの更新処理の一例を示す図である。
以下、図面を参照して、本願発明の実施例について説明する。なお、本願発明の実施の形態は、以下の実施例に限定されるものではない。
図１は、（ａ）本願発明の実施の形態に係る車両制御システム１の構成の一例を示すブロック図と、（ｂ）ナビゲーション装置３により探索された経路と、車両制御用地図データ記憶部２１の車両制御用地図データ及びテーブル記憶部２３のテーブルとの関係を示す図である。ここで、自動車の車両制御を実現する場合を例に説明する。
図１（ａ）を参照して、車両制御システム１は、ナビゲーション装置３と、制御装置５を備える。
ナビゲーション装置１は、経路探索用地図データ記憶部１１（本願請求項の「経路探索用地図データ」の一例）と、経路情報記憶部１３と、ノード座標リスト記憶部１５と、経路探索部１７（本願請求項の「経路探索手段」の一例）と、表示部１９を備える。
経路探索用地図データ記憶部１１は、経路探索用地図データを記憶する。経路探索用地図データは、交差点に対応するノードをあらわす複数のノード情報と、ノード間を接続するリンクをあらわす複数のリンク情報を有する。表示部１９は、例えばタッチパネルであり、運転者等に情報を表示するとともに、運転者等が情報を入力することができる。経路探索部１７は、運転者等が表示部１９を操作して出発地と目標地を入力すると、経路探索用地図データを用いて出発地から目標地までの経路を探索する。経路は、複数のノード情報と、ノード間を接続するリンク情報によって特定される。経路探索部１７は、経路情報記憶部１３に経路を記憶する。経路探索部１７は、例えばアプリなどで実現することができる。経路探索部１７は、ノード座標リスト記憶部１５に、経路に含まれる各ノードの位置情報（例えば緯度経度などを利用した位置座標）を、経路における出現順にリストにしたノード座標リストを記憶する。
制御装置５は、車両制御用地図データ記憶部２１（本願請求項の「車両制御用地図データ記憶手段」の一例）と、テーブル記憶部２３（本願請求項の「テーブル記憶手段」の一例）と、開始点検索部２５（本願請求項の「開始点検索手段」の一例）と、判定部２７（本願請求項の「判定手段」の一例）と、車両制御部３１と、管理部３３（本願請求項の「管理手段」の一例）を備える。
車両制御用地図データ記憶部２１は、自動車の車両制御に使用される車両制御用地図データを記憶する。車両制御用地図データは、自動車が通行可能な車線の中心線をあらわす位置情報を含む高精度レーンデータと、交差点に対応するノードをあらわす複数のノード情報と、ノード間を接続するリンクをあらわす複数のリンク情報を有する論理データとを含む。なお、位置情報は、座標（緯度経度）で記憶している。論理データのリンクと高精度レーンデータの区間とは対応付けられ、論理データにおけるあるリンクは、高精度レーンデータのある区間であることがわかるようになっている。
経路探索用地図データは、車両制御用地図データよりも空間粒度が大きい。また、例えば、経路探索では、出発地から目標地に到達できるか否かが判断できればよい。しかしながら、車両制御では、例えば、道路上のどの位置を移動するかを特定する必要がある。経路探索用地図データのみによっては、空間粒度が大きく、さらに情報が不充分であるため、車両制御を実現することができない。
他方、車両制御用地図データは、車両制御の実現に充分な情報がある。しかしながら、車両制御用地図データの情報量は、膨大である。さらに、車両制御用地図データの論理データと経路探索用地図データとは、例えば交差点について、経路探索用地図データにおけるノード位置と論理データにおけるノード位置は、使用目的が異なるため、一致したり一対一に対応しないものがある（図４参照）。さらに、一般的なナビゲーション装置を修正する必要がある。そのため、仮に経路探索用地図データを省略して、車両制御用地図データのみによって経路探索処理を実現ことが難しく、仮に実現できたとしても、これが普及するには長い時間と膨大な労力が必要である。
このように、車両制御用地図データと経路探索用地図データは、現状では、一方のみで経路探索と車両制御の双方を実現することは困難である。そして、経路探索用地図データが存在する地域の一部の区間に対して車両制御用地図データが存在する。
テーブル記憶部２３は、施設管理テーブル（本願請求項の「開始点検索テーブル」の一例）と、車両制御用地図データ有無テーブル（本願請求項の「有無テーブル」の一例）と、探索リンクＩＤリストテーブルと、左右判定テーブルと、路線リストを記憶する。
施設管理テーブルは、経路探索用地図データを利用して探索した経路のうち車両制御用地図データが存在する区間の開始点となる交差点を特定するために用いられる。施設管理テーブルにより管理されている交差点を「施設交差点」という。また、施設管理テーブルにおいて管理されている、施設交差点を含む領域を「施設交差点領域」という。施設管理テーブルは、車両制御用地図データが存在する区間の開始点となる施設交差点領域をあらわす領域情報の集まりであり、各々の領域情報は、当該領域情報を識別するための情報である領域ＩＤ、当該施設交差点領域の左下の緯度経度及び右上の緯度経度を示す座標情報及び当該施設交差点領域が接続する接続先の車両制御用地図データ有無テーブルの区間情報（下記で説明する）を示す接続先情報を含んでいる。図５を使って、施設管理テーブルを後に具体的に説明する。
図２は、（a）車両制御システム１による車両制御用地図データ有無テーブルのデータ構造を示す図と、(b)車両制御用地図データ有無テーブルと車両制御用地図データとの関連を示す図である。
図２（a）を参照して、車両制御システム１による車両制御用地図データ有無テーブルのデータ構造を説明する。車両制御用地図データ有無テーブルは、交差点領域毎に規定された区間情報の集まりであり、各々の区間情報は、区間情報を識別するための情報である区間情報ＩＤ、対応する交差点領域の左下の緯度経度及び右上の緯度経度を示す座標情報、当該交差点領域に対応する位置における車両制御用地図データの存在の有無を示す車両制御用データ有無情報、当該交差点領域が接続する接続先の交差点領域を示す接続先情報（接続先の区間情報ＩＤ）、当該交差点領域と接続元の交差点領域との間に対応する論理データのリンク情報を識別するための情報（リンクＩＤ）を含んでいる。なお、図２（a）は、車両制御用地図データ有無テーブルを構成する一つの区間情報を示している。
図２（ｂ）を参照して、車両制御用地図データ有無テーブルと車両制御用地図データとの関連を説明する。Ｅ１〜Ｅ５は、車両制御用地図データ有無テーブルにおける交差点領域毎に規定された区間情報に含まれる交差点領域（当該座標情報により示される交差点領域）を示している。Ｓ1〜Ｓ６は、車両制御用地図データ有無テーブルにおける１区間（交差点領域と接続元の交差点領域との間）を示している。Ｓ１１〜Ｓ６２は、論理データのリンク情報を示している。交差点領域Ｅ１を含む区間情報には論理データのリンク情報Ｓ１１〜Ｓ２２、交差点領域Ｅ２を含む区間情報には論理データのリンク情報Ｓ３１〜Ｓ３３、交差点領域Ｅ３を含む区間情報には論理データのリンク情報Ｓ４１〜Ｓ４３、交差点領域Ｅ４を含む区間情報には論理データのリンク情報Ｓ５１及びＳ５２、交差点領域Ｅ５を含む区間情報には論理データのリンク情報Ｓ６１及びＳ６２が論理データ情報として各々含まれている。また、交差点領域Ｅ１を含む区間情報には交差点領域Ｅ２を含む区間情報、交差点領域Ｅ２を含む区間情報には交差点領域Ｅ３を含む区間情報、交差点領域Ｅ３を含む区間情報には交差点領域Ｅ４を含む区間情報及び交差点領域Ｅ５を含む区間情報の区間情報IDが各々接続先情報として含まれている。
車両制御用地図データ有無テーブルは、高速本線のみの区間を登録した本線テーブルと、IC（インターチェンジ）/SAPA（サービスエリア・パーキングエリア）/JCT（ジャンクション）の区間を登録した施設テーブルに分かれる。
探索リンクＩＤリストテーブルは、車両制御用地図データのリンクＩＤを格納したテーブルである。リンクＩＤは、車両制御用地図データでの交差点間の情報を格納したリンク情報に、ユニークなＩＤ（値）を設定したものである。車両制御用地図データ有無テーブルの一部で、区間情報からオフセット指定で参照される。１区間単位の塊で格納されるため、制御装置５で探索リンクＩＤを取得する際に高速で参照可能となる。本線テーブル/施設テーブル/左右判定テーブルに直接格納せず、別の探索リンクＩＤリストテーブルに格納する。本線及び施設テーブルの1レコード（１区間）に存在する探索リンクIDのうち、高精度レーンデータと紐付いているリンクIDが格納される。１区間分は進行方向順に並んで格納される。レコードの並び順は、本線テーブルから施設テーブルの順である。本線テーブルの並び順は、本線の並びと同じ並び順である。施設テーブルの並び順は、順不同である。
左右判定テーブルは、区間の出発地と目的地の交差点が同一の場合に、右の区間と左の区間が登録される。
路線リストは、車両制御用地図データ有無テーブル内部の路線番号を登録し、路線間の接続情報を管理するテーブルである。車両制御用地図データ有無テーブルを路線単位で分割する。これにより、路線単位に作成して路線単位の差分更新が可能になる。なお、差分更新しない場合は、不要である。
開始点検索部２５は、施設管理テーブルを参照して、検索された経路の各ノードを用いて、車両制御用地図データの有無判定処理の開始点となるものを検索する。判定部２７は、経路上の各区間に対応する車両制御用地図データが存在するか否かを判定する。判定部２７は、車両制御用地図データがある区間については、ナビゲーション装置３に車両制御用地図データがあることを知らせる情報を送信する。表示部１９は、経路を表示する際、車両制御用地図データがあることを示す情報を併せて表示する。
車両制御部３１は、車両制御用地図データがある区間において、車両制御用地図データを読み出して自動車を車両制御する。車両制御は、例えば車両の運転支援を実行するものである（例えば、音声による警告や警告表示、操舵制御、加減速制御、誘導制御など）。
管理部３３は、テーブル記憶部２３にテーブルがない状態であれば、新たに各テーブルを生成する。また、各テーブルがある状態で車両制御用地図データが更新された場合、各テーブルを更新する。
図１（ｂ）を参照して、探索して得られた経路（ＲＳ）と、車両制御用地図データ有無テーブル（ＴＵ）と、車両制御用地図データ（論理データ（ＬＯ）と高精度レーンデータ（ＬＷ））を使った処理の概要を説明する。ここで、交差点領域は、例えば交差点を含む矩形領域であり、対角頂点の位置情報によって特定できるとする。
論理データ（ＬＯ）は、道路に沿って複数の交差点を管理している。図１（ｂ）では、交差点に対応する地点は黒の三角形で示し、論理データにおける形状または属性の変化点を白の三角形で示している。黒の三角形Ｃｒ1、Ｃｒ2、Ｃｒ3及びＣｒ4に対応して、それぞれ交差点領域Ａｒ1、Ａｒ2、Ａｒ3及びＡｒ4が設定されている。各交差点領域は、レーンデータ（ＬＷ）の道路幅を利用して決定される交差点ポリゴンを含むように設定されている。
開始点検索部２５は、施設管理テーブルを参照して、ノードＮ1に対応する施設交差点領域Ａｒ1が開始点であると判断したとする。判定部２７は、ノード座標リストを参照して、Ｎ1の次のノードＮ2の位置情報と、車両制御用地図データ有無テーブルを参照して、Ａｒ1の次の交差点領域Ａｒ2を得てマッチング処理を行う。この例ではマッチング処理は失敗している。そのため、判定部２７は、さらに次のノードＮ3の位置情報と交差点領域Ａｒ2のマッチング処理を行う。この例では成功している。判定部２７は、さらに次のノードＮ4と次の交差点領域Ａｒ3のマッチング処理を行う。この例では失敗している。ノードＮ4と交差点領域Ａｒ4のマッチング処理を行う。この例では成功している。
よって、判定部２７は、探索された経路において、ノードＮ1からＮ4の間で車両制御用地図データが存在すると判定する。判定処理は、位置情報を使用する。位置情報は、地図データに共通して存在するため、各テーブルを準備すれば、経路探索用地図データと車両制御用地図データに特別な変更をせずに実現することができる。
なお、区間距離などの情報を利用して、マッチング処理を省略することができる。例えば、Ｎ1とＮ2の区間距離とＡｒ1とＡｒ2の区間距離との違いが一定範囲内にはない場合には、ノードＮ2とＡｒ2のマッチング処理は省略して、次のノードＮ3と交差点領域Ａｒ2のマッチング処理をするようにしてもよく、ノードＮ2と交差点領域Ａｒ3とのマッチング処理をするようにしてもよい。または、ノードＮ3と交差点領域Ａｒ3とのマッチング処理をするようにしてもよい。
図３は、図１の車両制御システム１の動作の一例を示すフロー図である。
図３（ａ）を参照して、経路探索部１７は、運転者等が表示部１９を操作して出発地と目標地を入力すると、経路探索用地図データを用いて出発地から目標地までの経路を探索する（ステップＳＴＡ１）。経路探索部１７は、探索された経路を経路情報記憶部１３に記憶する。経路探索部１７は、経路に含まれるノードの位置情報を取得し、ノード座標リスト記憶部１５に、ノード座標リストを記憶する（ステップＳＴＡ２）。
開始点検索部２５は、施設管理テーブルを参照して、経路の各ノードで、車両制御用地図データの有無判定処理の開始点となるものを検索する。判定部２７は、経路上の各区間に対応する車両制御用地図データが存在するか否かを判定する（ステップＳＴＡ３）。ステップＳＴＡ３の処理については、図３（ｂ）及び（ｃ）を参照して具体的に説明する。
ステップＳＴＡ４において、車両制御部３１は、車両制御用地図データ有無テーブルを参照して、当該区間で車両制御用地図データにアクセスするために論理データのリンクＩＤを取得する（ステップＳＴＡ４）。車両制御部３１は、リンクＩＤを用いて車両制御用地図データを取得する（ステップＳＴＡ５）。そして、ステップＳＴＡ６に進む。
ステップＳＴＡ６において、車両制御部３１は、自動車が目的地に到達したか否かを判断する。目的地に到達したならば処理を終了する。目的地に到達していないならばステップＳＴＡ４に戻る。
図３（ｂ）を参照して、ステップＳＴＡ３の処理を具体的に説明する。ステップＳＴＢ１からＳＴＢ７の処理を、ＳＴＡ２で取得したノード座標リストにおけるノード座標数分、繰り返す。なお、区間情報とのマッチング処理に失敗した後の２回目以降の開始点検索の場合は、マッチング処理に使用していないノード座標からループを始める。ステップＳＴＢ２で、開始点検索部２５は、ノード座標リストを参照して、各ノードの位置座標と施設管理テーブルの各施設交差点領域とを比較して、開始点を検索する。判定部２７は、開始点が見つかったか否かを判定する（ステップＳＴＢ３）。見つかっていないならば、ステップＳＴＢ７に進み、次のノードの位置座標についてステップＳＴＢ２以降の処理を繰り返す。開始点が見つかったならば、見つかった一つ又は複数の開始点をすべて取得する（ステップＳＴＢ４）。車両制御用地図データ有無テーブルを参照して、見つかった開始点に接続する区間情報を全て取得する（ステップＳＴＢ５）。ここで開始点は、経路のうち車両制御用地図データが存在する区間の始まりの交差点である。ここで当該交差点が近接していたり、立体交差する場合に、１のノードに対して複数の開始点が見つかることがある。判定部２７は、ノード座標リストを参照して開始点とマッチングした次のノードから順番に、車両制御用地図データ有無テーブルにおいて、ステップＳＴＢ５で取得した開始点に接続する次の区間情報とマッチング処理を行う（ステップＳＴＢ６）。マッチング処理にて、区間情報とマッチングしなくなった経路上のノード座標からステップＳＴＢ１を繰り返す。ここで、ＳＴＢ１に戻る場合は、高速道路を降りた後に再度高速道路を走行するとき、もう一度開始点検索をする場合等が該当する。
図３（ｃ）を参照して、ステップＳＴＢ６の処理をさらに具体的に説明する。ステップＳＴＣ１からステップＳＴＣ８の処理を、ステップＳＴＢ５またはステップＳＴＣ１０で取得した区間情報数分ループする。ここで、区間情報数とは、開始点や区間情報の接続先の区間情報の数となる。さらに、ステップＳＴＣ２からステップＳＴＣ７の処理を、接続元の区間情報とマッチングしたノード（例えば、開始点とマッチングしたノードや、区間情報とマッチングが成功したノード）の以降のノード座標と、接続先の区間情報に含まれる矩形座標とをマッチング処理する（ステップＳＴＣ３）。判定部２７は、マッチング処理が成功したか否かを判断する（ステップＳＴＣ４）。成功したならば、マッチングが成功した区間情報を取得し（ステップＳＴＣ５）、ステップＳＴＣ８に進む。成功していないならば、区間情報の区間距離から所定の距離以上離れるまでマッチング処理を繰り返したか否かを判断する（ステップＳＴＣ６）。マッチングしていないならば、一定距離以上離れたとして、ステップＳＴＣ８に進む。離れていないならば、ステップＳＴ７に進み、次のノードの位置情報を利用してマッチング処理を行う。
続いて、ＳＴＣ１〜ＳＴＣ８の処理でマッチングが成功した区間が存在するか否かを判断する（ステップＳＴＣ９）。存在しないならば、開始点検索処理に戻る。接続先の区間情報が全てマッチング失敗となる接続元は、車両制御用地図データが存在する区間の終点と判断できる。存在するならば、マッチング成功した全区間情報の接続先区間情報を取得する（ステップＳＴＣ１０）。そして、さらに接続する区間情報（接続先区間情報）があるか否かを判断する（ステップＳＴＣ１１）。あるならば、接続先区間情報についてマッチング処理を行うためにステップＳＴＣ１に戻る。ないならば、マッチングした区間情報が車両制御用地図データが存在する区間の終点、又はＮＷ端点であるため開始点検索処理に戻る（ステップＳＴＢ１）。以上の処理により、経路探索用地図データを利用して探索した経路のうち車両制御用地図データが存在する区間を判別することができる。また、車両制御用地図データ有無テーブルの区間情報は、論理データのリンク情報のリンクIDを有しているとともに論理データのリンク情報と高精度レーンデータの各区間とは対応付けられているため、車両制御用地図データが存在する区間において、高精度レーンデータのいずれの区間のデータを利用すれば良いのかが判別可能となる。
図４を参照して、実際の道路に近い例で、本実施例の処理の概要を説明する。図４（ａ）及び（ｃ）において、Ａｒaは施設管理テーブルにおける施設交差点領域を示し、Ａｒb〜Ａｒfは車両制御用地図データにおける交差点領域を示し、矢印は接続先情報を示す。
図４（ｂ）は、経路探索により得られたノードＮa〜Ｎeを示す。開始点検索部２５は、ノードの出現順に開始点を検索する。ＮaとＮbに対応する施設交差点領域はなく、開始点ではないとする。ノードＮcは施設交差点領域Ａｒaとマッチし、Ａｒaを開始点とする。
次に、判定部２７は、開始点の接続先の区間情報と、次のルート座標のマッチング処理を行う。つまり、ノードＮdと交差点領域Ａｒbとのマッチング処理を行い、これらはマッチする。
さらに、区間情報の接続先の区間情報と次のルート座標とのマッチングを行い、該当する区間情報を特定する。交差点領域Ａｒbの接続先は、ＡｒcとＡｒeがある。ノードＮeとマッチング処理を行い、ノードＮeと交差点領域Ａｒcがマッチする。以降同じマッチング処理をマッチング失敗するまで繰り返す。マッチングが失敗したノードから、開始点検索を続けることで、次の車両制御用地図データが始まる区間を特定できる。
図４（ｄ）は、図４（ｂ）とは別の経路探索用地図データから経路探索により得られたノードＮa〜Ｎgを示す。図４（ｂ）と比較して、ノードＮf及びＮgが加わっている。開始点検索部２５は、同様に、ノードＮcが施設交差点領域Ａｒaとマッチし、Ａｒaを開始点とする。判定部２７はノードＮfのマッチング処理を行うが、失敗する。そこで、ノードＮfをスキップし、次のノードＮdのマッチング処理を行い、ノードＮdとエリアＡｒbとがマッチする。次のノードＮgはマッチング処理に失敗するが、次のノードＮeと交差点領域Ａｒcがマッチする。スキップ処理は、例えば、区間情報に登録された距離＋α分、有効とする。
図５を参照して、施設管理テーブルについて具体的に説明する。施設管理テーブルは、車両制御用地図データの開始点を高速に検索可能にするためのものである。施設管理テーブルが管理する施設交差点は、以下の条件をすべて満たす交差点である。すなわち、進入区間のうち１つでも車両制御用地図データがない交差点、かつ、退出区間のうち１つ以上車両制御用地図データがある交差点、である。施設交差点は、車両制御用地図データがある区間の開始点を示す。
図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、分岐点及び合流点で、施設交差点とそうでないものを示す。実線の矢印は車両制御用地図データがある区間を示し、点線の矢印は車両制御用地図データがない区間を示す。図５（ａ）では、第１行の第２列、第３列及び第４列の３つが施設交差点であり、他は施設交差点ではない。図５（ｂ）では、第２行の第１列、第２列及び第３列の３つが施設交差点であり、他は施設交差点ではない。
図５（ｃ）及び（ｄ）は、ＳＡＰＡの場合を示す。以下において、「車両制御用地図データ有区間」とは、高速道路等の車両専用道路の本線区間や支線区間等において車両制御用地図データの論理データ及び高精度レーンデータがある区間をいう。一方で「車両制御用地図データ無区間」とは、高速道路等のICを退出した後に一般道に至る道路等の車両制御用地図データの論理データはあるが高精度レーンデータが無い区間をいう。実線の矢印は車両制御用地図データ有区間を示し、点線の矢印は車両制御用地図データ無区間を示す。図５（ｃ）にあるように、本線に合流するＳＡＰＡリンクが車両制御用地図データ有区間の場合、ＳＡＰＡ側を施設交差点とする。他方、図５（ｄ）にあるように、本線に合流するＳＡＰＡリンクが車両制御用地図データ無区間の場合、合流点を施設交差点とする。
施設管理テーブルは、開始点の施設交差点領域の矩形等のデータを格納するデータ部と、データ部を高速に検索するための検索部が有する。検索部は、データ部の索引データとなる。
車両制御用地図データ有無テーブルにおける交差点領域の座標情報の詳細について説明する。図５（e）は、車両制御用地図データ有無管理テーブルにて管理される交差点ポリゴンを包含する矩形領域の一例を示す。交差点ポリゴンは、多くの頂点を持ち、データ量が多く、かつ、マッチング処理が複雑になる。それに対し、矩形領域であれば、対角頂点の２点の座標（例えば、左下座標の緯度経度と右上座標の緯度経度）によって特定でき、ノード座標のマッチング処理も容易である。
図６を参照して、車両制御用地図データ有無テーブル及びそれを用いた処理について具体的に説明する。図６（a）(b)（c）は、道路の分岐路付近の車両制御用地図データ有無テーブル及びそれを用いた判定部２７の処理を説明するための図である。
図６(a)における交差点領域Ｅ１〜交差点領域Ｅ３及び交差点領域Ｅ３〜交差点領域Ｅ４に至る区間は、車両制御用地図データ有区間であり、交差点領域Ｅ３〜交差点領域Ｅ６に至る区間は、車両制御用地図データ無区間である。Ｒ１〜Ｒ５は、経路探索部１７が経路探索用地図データを用いて探索した経路に含まれるリンク（図の直線）とノード（図の丸印）を示している。ここで、ノードＲ１と交差点領域Ｅ１、ノードＲ２と交差点領域Ｅ２、ノードＲ３と交差点領域Ｅ３、ノードＲ４と交差点領域Ｅ４とが各々マッチングしているとする。
判定部２７は、次の処理を行う。最初に、経路探索部１７が探索した経路のノードＲ１と交差点領域Ｅ１とがマッチングすると、交差点領域Ｅ１は車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ１は車両制御用地図データ有区間であるため車両制御用地図データ有区間と判定する。続いてノードＲ２と交差点領域Ｅ２とがマッチングすると、交差点領域Ｅ２は車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ２は車両制御用データ有区間であるため車両制御用地図データ有区間と判定する。続いて、ノードＲ３と交差点領域Ｅ３とがマッチングすると、交差点領域Ｅ３の車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ３は車両制御用地図データ有区間であるため車両制御用地図データ有区間と判定する。次いで、ノードＲ４と交差点Ｅ４とがマッチングすると、Ｅ４の車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ４は車両制御用地図データ無区間であるため車両制御用地図データ無区間と判定する。そして、交差点領域Ｅ４は車両制御用地図データ無区間であるため処理が終了する。
上記の処理により、ノードＲ３までは車両制御用地図データ有区間であり、ノードＲ３の先は車両制御用地図データ無区間であると判断することができる。
図６(b)における交差点領域Ｅ１〜交差点領域Ｅ３、交差点領域Ｅ５及び交差点領域Ｅ６に至る区間は車両制御用地図データ有区間であり、交差点領域Ｅ３及び交差点領域Ｅ４に至る区間は、車両制御用地図データ無区間である。交差点領域Ｅ４及び交差点領域Ｅ５は相互に重複している。Ｒ１〜Ｒ５は、経路探索部１７が経路探索用地図データを用いて探索された経路に含まれるリンク（図の直線）とノード（図の丸印）を示している。ここで、ノードＲ１と交差点領域Ｅ１、ノードＲ２と交差点領域Ｅ２、ノードＲ３と交差点領域Ｅ３、ノードＲ４と交差点領域Ｅ４及び交差点領域Ｅ５、ノードＲ５と交差点領域Ｅ６とが各々マッチングしているとする。
判定部２７は、次の処理を行う。最初に、経路探索部１７が探索したノードＲ１と交差点領域Ｅ１とがマッチングすると、交差点領域Ｅ１は車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ１は車両制御用地図データ有区間であるため車両制御用地図データ有区間と判定する。続いてノードＲ２と交差点領域Ｅ２とがマッチングすると、交差点領域Ｅ２は車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ２は車両制御用データ有区間であるため車両制御用地図データ有区間と判定する。続いて、ノードＲ３と交差点領域Ｅ３とがマッチングすると、交差点領域Ｅ３は車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ３は車両制御用地図データ有区間であるため車両制御用地図データ有区間と判定する。次いで、ノードＲ４が交差点領域Ｅ４及び交差点領域Ｅ５の両方とマッチングすると、交差点領域Ｅ４及び交差点領域Ｅ５が相互に重複しているため交差点領域Ｅ４及び交差点領域Ｅ５は車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ４は車両制御用地図データ無区間であるため車両制御用地図データ無区間と判定し、交差点領域Ｅ５は車両制御用地図データ有区間であるため車両制御用地図データ有区間と判定する。そして、ノードＲ５と交差点領域Ｅ６とがマッチングすると、交差点領域Ｅ６は車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ６は車両制御用地図データ有区間であるため車両制御用地図データ有区間と判定する。ここで、交差点領域Ｅ４はマッチングしているが、交差点領域Ｅ６がマッチングしていることにより、交差点領域Ｅ４は本来マッチングすべきではないことが判別できる。
上記の処理により、Ｅ１〜Ｅ３及びＥ３〜Ｅ６に至る区間は車両制御用地図データ有区間であると判断することができる。
図６(c)における交差点領域Ｅ１〜交差点領域Ｅ３、交差点領域Ｅ５及び交差点領域Ｅ６に至る経路は車両制御用地図データ有区間であり、交差点領域Ｅ３〜交差点領域Ｅ４に至る経路は、車両制御用地図データ無区間である。交差点領域Ｅ４及び交差点領域Ｅ５は相互に重複している。Ｒ１〜Ｒ５は、経路探索部１７が経路探索用地図データを用いて探索された経路に含まれるリンク（図の直線）とノード（図の丸印）を示している。ここで、ノードＲ１と交差点領域Ｅ１、ノードＲ２と交差点領域Ｅ２、ノードＲ３と交差点領域Ｅ３、ノードＲ４と交差点領域及び交差点領域Ｅ５、ノードＲ５と交差点領域Ｅ７とが各々マッチングしているとする。
判定部２７は、次の処理を行う。最初に、経路探索部１７が探索した経路のノードＲ１と交差点領域Ｅ１とがマッチングすると、交差点領域Ｅ１は車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ１は車両制御用地図データ有区間であるため車両制御用地図データ有区間と判定する。続いてノードＲ２と交差点領域Ｅ２とがマッチングすると、交差点領域Ｅ２は車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ２は車両制御用データ有区間であるため車両制御用地図データ有区間と判定する。続いて、ノードＲ３と交差点領域Ｅ３とがマッチングすると、交差点領域Ｅ３は車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ３は車両制御用地図データ有区間であるため車両制御用地図データ有区間と判定する。次いで、ノードＲ４と交差点領域Ｅ４及び交差点領域Ｅ５の両方がマッチングすると、交差点領域Ｅ４及び交差点領域Ｅ５が相互に重複しているため交差点領域Ｅ４及び交差点領域Ｅ５は車両制御用地図データ有区間か判定する。交差点領域Ｅ４は車両制御用地図データ無区間であるため車両制御用地図データ無区間と判定し、交差点領域Ｅ５は車両制御用地図データ有区間であるため車両制御用地図データ有区間と判定する。その後、ノードＲ５と交差点領域Ｅ６とのマッチングが試みられるが、交差点領域Ｅ６とはマッチングしない。また、Ｅ４は車両制御用地図データ無区間と判定されているため、処理が終了する。ここで、交差点領域Ｅ５はマッチングしているが、交差点領域Ｅ６がマッチングしていないことにより、交差点領域Ｅ５は本来マッチングすべきではないことが判別できる。
上記の処理により、ノードＲ３までは車両制御用地図データ有区間であり、ノードＲ３の先は車両制御用地図データ無区間であると判断することができる。
なお、判定部２７は、車両制御用地図データ有無情報を用いて車両制御用地図データ有区間又は車両制御用地図データ無区間を判断している。
図７を参照して、左右判定テーブルを用いた処理を説明する。左右判定テーブルは、始点または終点の矩形領域同士が重なっているルートを判別するためのテーブルである。接続先矩形とのマッチング処理において、左右判定区間以外は接続先区間の内１つマッチングしたら他の接続先とのマッチングが不要となり、処理速度が高速になる。車両制御用地図データ有無テーブルから検索が可能である。なお、左右判定テーブルを利用せず、各区間情報（本線テーブル、施設テーブル）に分岐方向を格納することでも同様の機能を実現できる。
左右判定テーブルには、図７（ａ）のように、始点と終点が同じルートを持つ区間を登録する。また、図７（ｂ）のように、始点が同じであり、終点の矩形領域が重なっている場合も登録する。左右判定テーブルがない箇所は、マッチング成功した時点で、それ以外の接続先に対するマッチング処理が不要となる。ナビルートの大部分を占める本線を優先し処理をすることで処理数の削減が期待できる。図８（ｃ）は、マッチング処理の一例を示す。交差点ポリゴンＣＰ31とＣＰ32が重なっており、左右判定テーブルに登録されている。ＣＰ1を開始点とし、ＣＰ21でマッチングしたならばＣＰ22のマッチング処理が不要となる。ＣＰ31でマッチしても、左右判定テーブルに登録されているため、ＣＰ32のマッチング処理が必要となる。ＣＰ32のマッチング処理が成功したならばさらに次のＣＰ42及びＣＰ43のマッチング処理を行う。ここで、ＣＰ42及びＣＰ43とマッチングしなかった場合、ＣＰ32とのマッチングは失敗となる。同様にＣＰ41がマッチングし、次のＣＰ51がマッチングすれば、ＣＰ52のマッチング処理が不要になる。ＣＰ61のマッチング処理が失敗すると、ＣＰ62のマッチング処理を行う。
図８は、車両制御用地図データの更新処理の一例を示す。図８（ａ）にあるように、サーバ７が管理部３３を備え、車両９において車両制御用地図データ有無テーブルを用いての車両制御用地図データの更新を行う例を説明する。車両９では、ローカル車両制御用地図データ記憶部４０は、以前探索された経路において、車両制御用地図データがある区間に対応する車両制御用地図データを記憶する。なお、図１を用いて説明した車両制御システム１における制御装置５の管理部３３、車両制御用地図データ記憶部２１及びテーブル記憶部２３がサーバ７側に搭載され、制御装置５にローカル車両制御用地図データ記憶部４０が搭載されていることを除き、車両制御システム１における構成と同じである。
図８（ｂ）は、サーバにおける管理部によるテーブル更新の一例を示すフロー図を示す。管理部は、ステップＳＴＤ１からＳＴＤ５の処理を交差点数繰り返す。車両制御用地図データ記憶部に記憶された車両制御用地図データを用いて、交差点を示す複数の前記地物のそれぞれに対して、当該交差点へ進入する道路幅及び当該交差点から退出する道路幅を用いて特定される交差点ポリゴンを特定する（ステップＳＴＤ２）。そして、この交差点ポリゴンを含む交差点領域を決定する（ステップＳＴＤ３）。そして、各テーブルを更新する（ステップＳＴＤ４）。ここで、テーブルでは、区間ごとに、区間内の車両制御用地図データの最終更新日を格納する。すべての交差点に対して更新処理が終了すると、管理部は、更新により削除された交差点があるか否かを判断する（ステップＳＴＤ６）。ないならば、処理を終了する。あるならば、削除された交差点に対応して、削除された旨を示す情報に更新する。
図８（ｃ）は、移動体におけるローカル車両制御用地図データ記憶部の更新の一例を示すフロー図である。制御部は、サーバから更新後の車両制御用地図データ有無テーブルをダウンロードして、車両制御用地図データ有無テーブル記憶部に記憶する（ステップＳＴＥ１）。続いて、ナビゲーション部が、経路探索用地図データを用いて経路探索を行い（ステップＳＴＥ２）、経路上のノードの座標を取得する（ステップＳＴＥ３）。そして、制御装置５の開始点検索部２５及び判定部３１が、車両制御用地図データ有無テーブルを用いて開始点検索処理及びマッチング処理を行う（ステップＳＴＥ４）。そして、経路において車両制御用地図データがあるとされる区間で、必要な区間の車両制御用地図データをダウンロードし（ステップＳＴＥ５）、更新する（ステップＳＴＥ６）。なお、ここで車両制御用地図データ有無テーブルの最終更新日と、ローカル車両制御用地図データの車両制御用地図データの更新日を比較して、更新が必要な車両制御用地図データの区間を把握し、必要な区間の車両制御用地図データをダウンロードするものとしてもよい。
ステップＳＴＥ５及びＳＴＥ６の処理が、全国分ではなく、必要な部分に限定されるため、大幅にダウンロードと更新時間が短縮される。なお、例えば車両位置周辺などの必要な部分を先に更新し、走行中などに残りの全国分を更新するなどをしてもよい。
本実施例の各観点によれば、経路探索用地図データと車両制御用地図データという、異なる目的の地図データを用いて、経路探索処理と車両制御を行うことができ、さらに、両者の交差点について位置座標によるマッチングを実行するため、データの管理方法（ＩＤなど）が異なる地図データ同士であっても、対応する情報を検索して抽出することが可能になる。
特に、車両制御用地図データに含まれるデータのうち、マッチング処理に必要なデータのみを記憶したテーブルがあることで、車両制御用地図データが存在する区間を特定する処理を高速化することができる。例えば、テーブルでは、交差点ポリゴンを含む多角形な交差点領域を使用することにより、データ量を大幅に削減するとともに、マッチング処理を容易にすることができる。また、左右判定テーブルを使用することにより、不要なマッチング処理をせずに、マッチング処理を高速化させることができる。
さらに、テーブルで車両制御用地図データの更新時に削除された交差点の情報を管理することにより、経路探索用地図データが更新されてなく交差点が無くなった情報が反映されていなくても、これに対応することができる。
１ 車両制御システム，３ ナビゲーション装置，５ 制御装置，１１ 経路探索用地図データ記憶部，１３ 経路情報記憶部，１５ ノード座標リスト記憶部，１７ 経路策部，１９ 表示部，２１ 車両制御用地図データ，２３ テーブル記憶部，２５ 開始点検索部，２７ 判定部，３１ 車両制御部，３３ 管理部

Claims (4)

  1. 経路探索用地図データを記憶する経路探索用地図データ記憶手段と、
    車両制御に使用される車両制御用地図データを記憶する車両制御用地図データ記憶手段と、
    有無管理テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
    前記経路探索用地図データを用いて前記経路において交差点に対応する複数のノードの位置情報及びノード間を接続するリンクデータを特定する経路探索手段と、
    車両制御のために、前記経路のうち前記車両制御用地図データが存在する区間を判定する判定手段とを備え、
    前記有無管理テーブルは、前記車両制御用地図データの交差点を含む多角形領域である交差点領域をあらわす位置情報と、交差点に対応する位置における車両制御用地図データの存在の有無をあらわす有無情報とを含み、
    前記判定手段は、前記経路における前記ノードの位置情報と前記交差点領域をあらわす位置情報との比較に基づき、交差点の位置が前記交差点領域内の位置と判断される前記経路における特定の交差点を検索するとともに、前記有無情報に基づき、前記特定の交差点に対応する位置における車両制御用地図データの存在の有無の判定を行うことにより、前記経路のうち前記車両制御用データが存在する区間を判定する車両制御システム。
  2. 前記テーブル記憶手段は、さらに、前記経路のうち車両制御用地図データが存在する区間の開始点となる交差点を特定するための施設管理テーブルを記憶しており、
    前記車両制御システムは、さらに、前記開始点検索テーブルを参照して前記開始点となる交差点を得る開始点検索手段を備える請求項１に記載の車両制御システム。
  3. 車両制御するための車両制御用地図データを用いて決定される交差点領域を管理する管理テーブルを生産する管理テーブル生産方法であって、
    前記車両制御用地図データは、車両が通行可能な車線に関するレーンデータを含み、
    情報処理装置が備える管理手段が、複数の交差点のそれぞれに対して、当該交差点へ進入する道路幅及び当該交差点から退出する道路幅を用いて特定される交差点ポリゴンを特定し、当該交差点ポリゴンを含む前記交差点領域を決定する決定ステップと、
    決定された前記各交差点領域に対応する前記車両制御用地図データに関するデータを付加して前記管理テーブルを生産する生産ステップを含む管理テーブル生産方法。
  4. 前記車両制御用地図データを更新する更新ステップを含み、
    前記決定ステップ及び前記生産ステップにおいて、前記管理手段は、更新後の前記車両制御用地図データを用いて前記各交差点領域を決定して前記管理テーブルを生産し、
    前記管理手段が、新たな管理テーブルにおいて、前記車両制御用地図データの更新によって削除された交差点の交差点領域に対して、当該交差点が削除された情報を追加する削除情報追加ステップを含む請求項３に記載の管理テーブル生産方法。
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