JP2020094959A - 経路探索装置、経路探索方法、及び経路探索プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に記載の経路探索装置(経路情報提示システム)では、出発地から目的地までの経路を探索する際、道路DBや、危険個所DB等に登録された交通情報や、VICS(登録商標)局やFM局から受信した交通情報に基づいて、渋滞や危険個所を迂回する迂回路を生成して運転手に提示する。
さらに、突発的なイベント等によって、車両の通行が困難となる場合もある。例えば、祭り等のイベントや要人通行によって、一部の道路の交通が規制される場合がある。この場合、規制対象の道路に関して、予めデータベースに登録することで、ユーザが規制対象の道路を通行しない経路を探索することは可能である。しかしながら、一部の道路が規制されることで生じる他の道路の交通量の変化は即座に把握することができない。
[ナビゲーションシステムの構成]
図1は、本発明の経路探索装置であるサーバ装置10を含む、ナビゲーションシステム1の概略構成を示す模式図である。
図1に示すように、本実施形態のナビゲーションシステム1は、サーバ装置10と、インターネットを介してサーバ装置10に通信可能となる複数のユーザ端末20と、インターネットを介してサーバ装置10に通信可能となる複数のドライブレコーダー30と、を備える。
以下、このようなナビゲーションシステム1の各構成について、より具体的に説明する。
図2は、サーバ装置10の概略構成を示すブロック図である。
サーバ装置10は、コンピュータにより構成された経路探索装置であり、ハードウェア構成として、通信部11と、記憶部12と、制御部13と、等を含んで構成されている。
通信部11は、インターネットに接続されており、インターネットを介してユーザ端末20や、ドライブレコーダー30等の外部装置と通信する。
記憶部12には、地図データベース(地図DB121)、道路データベース(道路DB122)、地点データベース(地点DB123)、ユーザデータベース(ユーザDB124)、車両データベース(車両DB125)等のデータベースが設けられている。
なお、ここでは、サーバ装置10の記憶部12に、地図DB121、道路DB122、地点DB123、ユーザDB124、及び、車両DB125が設けられる例を示すが、サーバ装置10とネットワークを介して通信可能に接続された他のデータサーバに、これらのデータベースが設けられる構成としてもよい。
地図DB121には、地図情報が記録されている。この地図情報は、例えば緯度経度により分割された複数の地域に対応した複数の地図メッシュを有し、これらの地図メッシュがグリッド状に配置された構造を有する。各地図メッシュは、例えば緯度経度等に対応した位置座標を有し、それぞれ地図メッシュを識別するためのメッシュIDが関連付けられている。また、各地図メッシュには、道路を示すリンク、及び、交差点や道路端点(行止まり)等を示すノードが含まれる。各リンクや各ノードは、それぞれを識別するリンクIDやノードIDが関連付けられている。
道路DB122には、各リンクや各ノードに対応した道路詳細情報が記録されている。
道路詳細情報は、例えば、道路ID、道路評価情報、道路規制情報、及び現状情報などが含まれる。
道路IDは、リンクやノードを特定するための情報であり、上述したリンクIDやノードIDが記録される。
道路評価情報は、リンクの両端部のノード間(交差点間)の距離や、所定速度で通行した場合の所要時間、走行に係る料金等が記録されている。
渋滞状況は、車両の渋滞に関する情報であり、例えば、渋滞、混雑、平常等のように、渋滞の度合いを複数のレベルで区分して記録される。
人混状況は、道路上の人の混雑度による車両の通行のしやすさを示す情報であり、例えば、通行不可、通行困難、通行注意、通行可等のように、人混の度合いを複数のレベルに区分して記録される。なお、「軽自動車:通行注意、普通車:通行困難、大型車:通行不可」等のように、車両タイプや、車両サイズ毎に異なる情報が記録されていてもよい。
危険因子に基づく道路状況は、例えば落石等の災害、道路陥没、落下物、事故車、工事等によって、道路上に危険物が存在する際の車両の通行のしやすさを示す情報であり、例えば、通行不可、通行困難、通行注意等の情報が記録される。なお、「軽自動車:通行注意、普通車:通行注意、大型車:通行不可」等のように、車両のタイプや、車両サイズ毎に異なる情報が記録されていてもよい。
地点DB123は、地図上の各地点や施設に関する地点情報が記録されている。地点情報には、例えば、施設や住所等に対する、地図上の経緯度が記録されている。なお、本実施形態では、地点DB123と地図DB121とを別のデータベースとしているが、地図DB121に記録される地図情報に、地点情報が含まれていてもよい。
ユーザDB124は、ナビゲーションシステム1を利用するユーザに関するユーザ情報が記録されている。ユーザ情報は、ユーザを識別するユーザID、及びユーザ車両情報等を記録する。
ユーザ車両情報は、ユーザが経路探索を実施する際の走行車両に関する情報である。この車両情報には、ユーザが所有する車両の車幅、車高、車重、最低地上高等の車両の大きさに関する情報が記録されている。
なお、ユーザ情報として、その他、ユーザの自宅や職場、ユーザが指定した地点が記録される拠点情報や、ユーザの運転歴、ユーザの車両走行時の嗜好性(例えば時間優先、距離優先、料金優先等)が記録されていてもよい。
車両DB125は、複数の車両情報が記録されている。車両情報は、例えば、車両特定情報、車両画像、車両サイズ等が記録されている。
車両特定情報は、車両の名称や型番(年式)等の車両を特定するための情報が記録されている。
車両画像は、複数角度から撮像された車両の画像が記録されている。車両の形状特徴等が記録されていてもよい。
車両サイズは、車両の大きさは重量に関する情報であり、車幅、車高、車重、及び最低地上高等を含む。
制御部13は、CPU(Central Processing Unit)等の演算回路、RAM(Random Access Memory)等の記憶回路により構成される。制御部13は、記憶部12等に記憶されているプログラムをRAMに展開し、RAMに展開されたプログラムとの協働で、各種処理を実行する。
そして、制御部13は、記憶部12に記憶された情報処理プログラムを読み取り実行することで、図2に示すように、登録部131、画像受信部132、道路特徴検出部133、道路状況判定部134、交通情報受信部135、経路探索部136、及び案内送信部137として機能する。
道路特徴検出部133は、道路画像情報に含まれる道路画像を解析して、道路特徴要素を検出する。道路特徴検出部133による画像解析は、エッジ検出等の技術により画像内に含まれるオブジェクトを検出するとともに、AIを用いた画像認識技術を利用して、各オブジェクトから、道路特徴要素に対応するオブジェクトを検出する。
交通情報受信部135は、FM局等の道路情報配信機関が配信する交通情報や、インターネット上で配信される交通情報を受信し、道路詳細情報を更新する。つまり、本実施形態では、ドライブレコーダー30から送信される道路画像情報に基づいた道路詳細情報の更新のみならず、VICS等の交通情報を用いた道路詳細情報の更新をも行う。これにより、より広いエリアの道路の現状の交通状況を把握することが可能となる。
案内送信部137は、探索された経路や地図をユーザ端末20に送信する。
次に、ユーザ端末20の構成について説明する。
図3は、ユーザ端末20及びドライブレコーダー30の概略構成を示すブロック図である。
ユーザ端末20は、ユーザが保有するコンピュータであり、例えばスマートフォンやタブレット端末、カーナビゲーション装置等により構成される。ユーザ端末20は、各種情報を表示させる表示部21、各種情報を入力操作するための入力操作部22、撮像対象を撮像する端末カメラ23、ユーザ端末20の位置を検出する位置検出部24、インターネットを介してサーバ装置10等を通信する端末通信部25、各種情報を記憶する端末記憶部26、及びユーザ端末20を制御する端末制御部27等を含んで構成される。
探索要求部271は、ユーザ操作によって経路探索を要求する操作信号が入力されると、サーバ装置10に、出発地、目的地、中継地等の地点情報とともに、探索要求を送信する。
経路表示部272は、サーバ装置10から経路や地図を受信し、位置検出部24により検出されるユーザ端末20の現在位置とともに、表示部21に表示させる。
車両画像送信部273は、車両登録を実施する際の車両画像を取得してサーバ装置10に送信する。
ドライブレコーダー30は、ユーザの車両に搭載される装置である。ドライブレコーダー30は、図3に示すように、撮像カメラ31と、レコーダー位置検出部32と、レコーダー記憶部33と、レコーダー通信部34と、レコーダー制御部35と、を含んで構成されている。
撮像カメラ31は、例えば広角レンズを備えたカメラであり、車両の前方の画像、つまり、車両が走行する道路の画像を撮像する。撮像カメラ31により画像が撮像される。
レコーダー位置検出部32は、例えばGPS装置であり、ドライブレコーダー30の現在位置を検出する。
また、レコーダー記憶部33には、ドライブレコーダー30の動作を制御する各種プログラムが記憶される。
レコーダー制御部35は、レコーダー記憶部33に記憶される各種プログラムを読み込み実行することで、ドライブレコーダー30の動作を制御する。具体的には、レコーダー制御部35は、レコーダー位置検出部32による位置検出でドライブレコーダー30の位置が移動したことを検出した際に、撮像カメラ31及びレコーダー位置検出部32を起動させて、道路画像の撮像処理及び、ドライブレコーダーの位置検出処理を実施する。また、レコーダー制御部35は、道路画像が撮像されると、レコーダー位置検出部32により検出される画像取得位置と、画像が撮像された画像取得日時と、道路画像とを含む道路画像情報を生成し、サーバ装置10に送信する。また、当該道路画像情報を、車両の走行履歴としてレコーダー記憶部33に蓄積する。
次に、本実施形態のナビゲーションシステム1を用いた経路探索方法について説明する。
(道路状況判定処理)
本実施形態のナビゲーションシステム1では、複数のドライブレコーダー30からの道路画像情報の送信を常に受け付け、当該道路画像情報に基づいた道路の交通状況の判定を行う。
図4は、本実施形態の経路探索方法に係る道路状況判定処理を示すフローチャートである。
道路状況判定処理では、サーバ装置10の画像受信部132は、ドライブレコーダー30から、道路画像、画像取得位置、及び画像取得日時を含む道路画像情報を受信する(ステップS11)。
次に、道路特徴検出部133は、受信した道路画像情報の道路画像を解析して、道路の道路特徴要素を検出する(ステップS12)。
道路特徴要素の検出では、従来の画像解析技術を利用でき、例えばエッジ検出技術や、AIを用いた画像認識技術等を用いて、道路画像内に含まれるオブジェクトとオブジェクトの種類を認識する。そして、道路特徴検出部133は、道路画像内のオブジェクトから、交通標識、車両、人、道路上の落下物や事故車両、道路工事や陥没等の道路の危険因子を、道路特徴要素として検出する。検出される道路特徴要素は複数であってもよい。
具体的には、道路特徴要素として交通標識が検出された場合、道路状況判定部134は、交通標識の内容を道路状況として判定する。例えば、3.3mの車高制限を示す交通標識が検出された場合、その道路の道路状況が、3.3mの車高制限がある道路であると判定する。
次に、ユーザがユーザ端末20で地図及び経路を表示させる経路表示処理について説明する。
ユーザがナビゲーションシステム1を用い、ユーザ端末20の表示部21に地図及び経路を表示させるには、ユーザは、ユーザ端末20で所定のアプリケーションを起動させる。これにより、ユーザ端末20の経路表示部272は、地図表示画面を表示部21に表示させる。
図5は、ユーザ端末20において表示される地図表示画面40の一例を示す図である。
図5において、地図表示画面40は、地図表示部41、探索入力部42、及び設定アイコン43を有する。
地図表示部41は、地図が表示される領域である。ユーザ操作によって経路探索を指示する探索要求が入力されていない場合、デフォルトとして、地図表示部41には、位置検出部24により検出されるユーザ端末20の現在位置を含む地図が表示されていてもよい。
なお、ユーザ操作により、探索ボタン422が選択された際に実施される探索処理の詳細な説明については後述する。
車両登録431は、ユーザが所有する車両を登録する旨の設定項目であり、ユーザ操作によって、車両登録が選択されると、車両登録処理が実施される。なお、車両登録処理についての詳細な説明については後述する。
表示設定433は、地図表示部における地図の表示方法等の画面表示設定に関する項目である。
音声設定434は、経路案内時の音声出力のオン/オフや、音量等の設定項目である。
次に、探索処理について説明する。
図6は、経路探索方法における探索処理を示すフローチャートである。
ユーザ端末20において、図5に示すような地図表示画面40に対し、ユーザ操作により、地点入力欄421に地点が入力されたうえで、探索ボタン422が選択されると(ステップS21)、探索要求部271は、地点入力欄421に入力された地点と、ユーザIDと、現在位置とを含む探索要求をサーバ装置10に送信する(ステップS22)。
そして、経路探索部136は、探索要求に含まれる出発地から目的地を抽出し、地図情報から、出発地に最も近いノードから、目的地に最も近いノードまでの経路を探索する(ステップS33)。
具体的には、経路探索部136は、例えばダイクストラ法等の探索アルゴリズムを用いて、出発地から目的地までの複数のリンク及び複数のノードを通る経路を探索する。この際、経路探索部136は、ユーザ車両情報に記録された車両サイズと、各リンクに対する道路詳細情報に基づいて、ユーザの車両が通行不可または通行困難となる道路に対応したリンクを探索対象のリンクから除外して経路を探索する。例えば、ユーザ車両情報として、車高3.5mが記録されている場合、道路規制情報に3.3mの車高制限が記録されたリンクは探索対象から除外される。また、現状情報の人混状況や危険因子に基づいた道路状況として、通行不可や通行困難が記録されている場合も、探索対象から除外される。
一方、走行嗜好性として、時間優先である場合では、各リンクの道路評価情報に記録される所要時間の総和が最小となる経路が探索されるが、この際に、現状情報に記録される各種情報が参照され、渋滞や人混みや危険因子を回避した経路が探索される。
ユーザ端末20において、サーバ装置10から地図及び経路を受信すると(ステップS23)、経路表示部272は、図5に示す地図表示画面40の地図表示部41に、受信した経路を含む地図を表示させ、その地図に、受信した経路、及び位置検出部24により検出される現在位置を重畳させて表示させる(ステップS24)。
次に、図5に示す地図表示画面40において、設定アイコン43が選択された後、車両登録431が選択された場合の車両登録処理について説明する。
図7は、本実施形態の経路探索方法における車両登録処理を示すフローチャートである。
ユーザ操作によって、地図表示画面40の車両登録431が選択されると(ステップS41)、端末制御部27の車両画像送信部273、車両を撮像する撮像処理、又は車両画像の画像選択処理のいずれかを選択する旨を表示部21に表示させる(ステップS42)。
ステップS42で、ユーザ操作によって撮像処理が選択された場合、車両画像送信部273は、端末カメラ23を起動させて(ステップS43)、車両の撮像をユーザに促す。ユーザ操作によって端末カメラ23で画像が撮像されると(ステップS44)、その画像をユーザ車両画像として、サーバ装置10にユーザ車両画像とユーザIDとを送信する(ステップS45)。
登録部131は、ステップS52で、ユーザ車両画像に対応する車両情報を特定すると、その車両情報の車両サイズ情報を読み込み、ユーザ情報のユーザ車両情報に登録する(ステップS53)。
本実施形態のサーバ装置10は、画像受信部132、道路特徴検出部133、道路状況判定部134、及び経路探索部136として機能する制御部13を備える。画像受信部132は、ドライブレコーダー30から道路画像、道路画像が撮像された画像取得位置、及び道路画像が撮像された画像取得日時を含む道路画像情報を受信する。道路特徴検出部133は、道路画像を解析して、車両の通行に関する道路特徴要素を検出し、道路状況判定部134は、道路特徴要素に基づいて、画像取得位置の道路の道路状況を判定する。そして、経路探索部136は、ユーザ端末20から出発地から目的地までの経路探索を要求する探索要求を受信すると、道路状況に基づいて更新される道路詳細情報に基づいて、出発地から目的地までの経路を探索する。
つまり、車両から送信される位置情報に基づいて走行速度を判定して渋滞を予測する場合、渋滞や混雑が発生することで車両の速度が低下しているのか、その車両のみが低速で移動しているのかを把握することができない。所定期間における複数の車両からの情報を蓄積することで、渋滞を予測することも可能であるが、高精度な渋滞予測を実施するために、十分なデータ量が必要となる。また、十分なデータ量が揃ったとしても、突発的なイベントや災害等の発生時の道路状況の予測は困難である。
これに対して、本実施形態では、ドライブレコーダー30から送信される道路画像を画像解析することで得られる道路特徴要素に基づいて、道路状況を判定する。道路画像は、道路画像情報を送信した車両のみでなく、その車両が走行している道路に存在する他の車両、道路上の人、道路上の危険因子、及び道路自体の情報が含まれる。よって、多くのデータ量が揃っていなくても、道路画像が撮像された画像取得位置の画像取得時点での道路状況を正しく判定でき、リアルタイムに変化する道路状況に柔軟に対応した経路探索を行うことができる。
また、道路状況判定部は、車両サイズ毎の道路状況(例えば、人混状況や、危険因子に基づいた道路状況)を判定して、現状情報を更新する。そして、経路探索部136は、道路詳細情報の、道路規制情報と、現状情報に基づいて、ユーザが所有する車両で通行不可能または通行困難なリンクを除外して、経路探索を実施する。
これにより、ユーザが運転する車両に基づいた経路探索を実施することができる。
つまり、従来の一般的なカーナビゲーションシステムでは、普通車や軽自動車を対象とした経路が探索され、大型車やキャンピングカー等の車両サイズが大きい車両では、専用のカーナビゲーションシステムを用いる必要があった。これに対して、本実施形態では、ユーザの車両の車両サイズに応じて、最適な経路を案内することができる。
複数のドライブレコーダー30から道路画像情報を受信することで、広い範囲のリアルタイムの道路状況を把握することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形をも含むものであり、以下にその一部を変形例として示す。
[変形例1]
上記実施形態では、画像受信部132は、ドライブレコーダー30からの道路画像情報を受信する例を示したが、これに限定されない。例えば、道路上に設置されたカメラにより撮像された道路画像情報を受信してもよい。また、店舗等に設置された監視カメラにより道路画像情報が撮像されてもよい。
上記実施形態では、道路状況判定部134は、通行可能な車両の車高や車幅等を表示した交通標識を道路状況要素として特定することで、道路規制情報を更新した。
これに対して、道路画像に基づいて、トンネルや橋桁の高さ、道路の幅等を算出し、道路規制情報に記録してもよい。この場合、道路に交通標識がない場合でも、車両が道路を通行可能であるか否かを適正に判定でき、車両サイズに対応した経路探索を好適に実施できる。
道路状況判定部134は、狭路における対向車の有無を判定してもよい。例えば、狭路において、対向車とすれ違った車両に搭載したドライブレコーダー30からの道路画像情報に基づいて、道路状況として対向車有との情報を現状情報に記録してもよい。この場合、経路探索部136は、対向車有との情報が記録された日時(画像取得日時)と、後続車の現在位置とに基づいて、後続車が対向車とすれ違う可能性が高い場合に、後続車のユーザ端末20に退避所への経路案内や、退避所での退避案内を行ってもよい。先行する車両のドライブレコーダー30から送信される道路画像情報に基づいて、対向車の数を把握することも可能であるので、後続車に対して対向車の数を知らせることもできる。後続車が複数台ある場合では、各々の後続車のユーザ端末20に対して、それぞれ異なる退避所を案内することもできる。
上記実施形態では、車両DB125からユーザ車両画像に対応する車両情報を特定し、ユーザ車両情報に車両の車高、車幅、車重、最低地上高等の車両サイズを登録したが、これに限定されない。例えば、車両画像を解析して車両サイズを推算する構成としてもよい。
また、ユーザ端末20から、ユーザ操作によって入力された車両の名称や年式を受信することで、車両情報を特定してもよく、ユーザ端末20からユーザ操作によって入力された車両サイズをそのままユーザ車両情報に登録してもよい。
上記実施形態では、ユーザ端末20と、ドライブレコーダー30とがそれぞれ別体であり、サーバ装置10に対してそれぞれ独立して通信回線によって通信する例であるが、これに限定されない。例えば、ドライブレコーダー30と、ユーザ端末20とが、例えばBluetooth(登録商標)等の近距離通信手段によって通信可能に接続され、ドライブレコーダー30がユーザ端末20を介してサーバ装置10に通信可能となる構成としてもよい。
また、ユーザ端末20において、所定のアプリケーションが実行されることで、ユーザ端末20をドライブレコーダーとして機能させてもよく、この場合、端末カメラ23で撮像された道路画像を含む道路画像情報がサーバ装置10に送信される。
Claims (10)
- 道路画像、及び前記道路画像が撮像された画像取得位置を含む道路画像情報を受信する画像受信部と、
前記道路画像を解析して、車両の通行に関する道路特徴要素を検出する道路特徴検出部と、
前記道路特徴要素に基づいて、前記画像取得位置の道路状況を判定する道路状況判定部と、
出発地から目的地までの経路探索を要求する探索要求を受信した際に、前記出発地から前記目的地までの経路を前記道路状況に基づいて探索する経路探索部と、
を備えたことを特徴とする経路探索装置。 - 請求項1に記載の経路探索装置において、
前記道路特徴検出部は、前記道路画像を解析して交通標識を前記道路特徴要素として検出する
ことを特徴とする経路探索装置。 - 請求項1に記載の経路探索装置において、
前記道路特徴検出部は、前記道路画像を解析して道路を走行する車両を前記道路特徴要素として検出する
ことを特徴とする経路探索装置。 - 請求項1に記載の経路探索装置において、
前記道路特徴検出部は、前記道路画像を解析して道路上の人を前記道路特徴要素として検出する
ことを特徴とする経路探索装置。 - 請求項1に記載の経路探索装置において、
前記道路特徴検出部は、前記道路画像を解析して道路上の危険因子を前記道路特徴要素として検出する
ことを特徴とする経路探索装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の経路探索装置において、
ユーザが運転する車両の車両サイズを含む車両情報を取得する車両情報取得部を備え、
前記道路状況判定部は、車両サイズ毎の前記道路状況を判定し、
前記経路探索部は、前記ユーザが運転する車両が通行可能な経路を探索する
ことを特徴とする経路探索装置。 - 請求項6に記載の経路探索装置において、
前記車両情報取得部は、前記ユーザが操作するユーザ端末から受信したユーザ車両画像に基づいて、前記車両情報を取得する
ことを特徴とする経路探索装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の経路探索装置において、
前記画像受信部は、車両に搭載されたドライブレコーダーから前記道路画像情報を受信する
ことを特徴とする経路探索装置。 - コンピュータにより経路を探索させる経路探索方法であって、
前記コンピュータは、画像受信部、道路特徴検出部、道路状況判定部、及び経路探索部を備え、
前記画像受信部が、道路画像、及び前記道路画像が撮像された画像取得位置を含む道路画像情報を受信するステップと、
前記道路特徴検出部が、前記道路画像を解析して、車両の通行に関する道路特徴要素を検出するステップと、
前記道路状況判定部が、前記道路特徴要素に基づいて、前記画像取得位置の道路状況を判定するステップと、
前記経路探索部が、出発地から目的地までの経路探索を要求する探索要求を受信した際に、前記出発地から前記目的地までの経路を前記道路状況に基づいて探索するステップと、
を実施することを特徴とする経路探索方法。 - コンピュータにより読み取り実行される経路探索プログラムであって、
前記コンピュータを、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の経路探索装置として機能させる
ことを特徴とする経路探索プログラム。
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