JP2022108002A - データ圧縮方法、データ圧縮プログラム、及び、データ圧縮装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経路の勾配を示すデータのデータ量を低減するためのデータ圧縮方法、データ圧縮プログラム、及び、データ圧縮装置を提供する。【解決手段】経路の勾配を示すデータのデータ圧縮方法であって、経路の始点から終点までに設けられた複数の区間それぞれにおける勾配値を示す勾配テーブルＴＡを取得するステップＳＴ１と、勾配値をランク付けするステップＳＴ２と、区間の勾配値と、区間に隣接する区間の勾配値とが同一のランク内にある場合には、隣接する区間のランクを一体化して、同一ランクを持つ区間の距離、及び、対応するランクを示す圧縮勾配テーブルＴＢを生成するステップＳＴ３とを含む。【選択図】図４

Description

本発明は、道路の勾配を示す勾配テーブルのデータ量を低減するためのデータ圧縮方法、データ圧縮プログラム、及び、データ圧縮装置に関する。

勾配がある経路の消費エネルギーを算出するための道路ネットワークを記憶する情報処理装置が公知である（例えば、特許文献１）。特許文献１の情報処理装置は、リンクとノードとによって表現される道路ネットワークを記憶している。

道路ネットワークの各リンクには、勾配テーブルが対応付けられている。勾配テーブルには、リンクに対応する道路を勾配に基づいて区分けしたときに、リンク中において各区分がどの位の距離を占めるかが示されている。ナビゲーション装置は、リンクに対応付けられた勾配テーブルを参照することによって、１つのリンクを走行するときの消費エネルギー量を求め、それを合算することで勾配がある経路の消費エネルギーを算出する。

特開２０２０－９１１２２号公報

特許文献１に記載されているように勾配データは消費エネルギーの算出に有用であるため、勾配データを自律走行に使用される高精度地図やナビゲーション装置が保持する地図に付与することが考えられる。

しかし、高精度地図は、路端や路肩縁、区画線、車道等の情報を含むため、データ量が多く、ナビゲーション装置が保持する地図もまた、ナビゲーション装置の高度化によって保持するデータ量が多くなっている。そのため、経路の勾配を示すデータのデータ量を低減することのできる技術の開発が望まれている。

本発明は、以上の背景を鑑み、経路の勾配を示すデータのデータ量を低減するためのデータ圧縮方法、データ圧縮プログラム、及び、データ圧縮装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、経路の勾配を示すデータのデータ圧縮方法であって、前記経路の始点から終点までに設けられた複数の区間それぞれにおける勾配値を示す勾配テーブル（ＴＡ）を取得するステップ（ＳＴ１）と、前記勾配値をランク付けするステップ（ＳＴ２、ＳＴ１２）と、前記区間の前記勾配値と、前記区間に隣接する区間の前記勾配値とが同一のランク内にある場合には、隣接する前記区間のランクを一体化して、同一ランクを持つ前記区間の距離、及び、対応する前記ランクを示す圧縮勾配テーブル（ＴＢ）を生成するステップ（ＳＴ３）とを含む。

この態様によれば、一体化することによって同一ランクにあるランクを示す値を記憶する必要がなくなるため、データを圧縮することができる。

上記の態様において、前記勾配値をランク付けするステップにおいて、前記勾配値の所定の桁数以下を四捨五入、又は、切り捨てたときに、同一となるものを集約することによって、ランク付けする。

この態様によれば、勾配値を簡便にランク付けすることができる。

上記の態様において、前記勾配値をランク付けするステップにおいて、前記勾配値をもつ道路を電気自動車が走行したときの消費電力量が等間隔となるようにランク付けする。

この態様によれば、消費電力量の算出精度の低下を防止するとともに、勾配テーブルからデータが圧縮された圧縮勾配テーブルを作成することができる。

上記の態様において、好ましくは、前記勾配値をランク付けするステップにおいて、前記消費電力量が零となる勾配基準値（Ｑ）と、前記勾配基準値よりも高い前記勾配値に対する前記消費電力量の傾きの逆数に対応する第１勾配単位と、前記勾配基準値をよりも低い前記勾配値に対する前記消費電力量の傾きの逆数に対応し、且つ、前記第１勾配単位よりも大きな第２勾配単位とを取得し、前記勾配値それぞれに対して前記勾配基準値よりも大きい場合には前記第１勾配単位に基づいてランク付けし、前記勾配基準値よりも小さい場合には前記第２勾配単位に基づいてランク付けする。

この態様によれば、勾配値を簡便にランク付けすることができる。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、経路の勾配を示すデータのデータ圧縮プログラムであって、前記経路の始点から終点までに設けられた複数の区間それぞれにおける勾配値を示す勾配テーブル（ＴＡ）を取得するステップ（ＳＴ１）と、前記勾配値をランク付けするステップ（ＳＴ２、ＳＴ１２）と、前記区間の前記勾配値と、前記区間に隣接する区間の前記勾配値とが、同一のランク内にある場合には、隣接する前記区間を一体化し、前記勾配テーブルのデータ量を低減するステップ（ＳＴ３）とを含む。

この態様によれば、一体化することによって同一ランクにある勾配値を記憶する必要がなくなるため、データを圧縮することができる。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、経路の勾配を示すデータのデータ圧縮装置（１６）であって、前記経路の始点から終点までに設けられた複数の区間それぞれにおける勾配値を示す勾配テーブルを取得するステップ（ＳＴ１）と、前記勾配値をランク付けするステップ（ＳＴ２、ＳＴ１２）と、前記区間の前記勾配値と、前記区間に隣接する区間の前記勾配値とが、同一のランク内にある場合には、隣接する前記区間を一体化し、前記勾配テーブルのデータ量を低減するステップ（ＳＴ３）とを順に実行する。

この態様によれば、一体化することによって同一ランクにある勾配値を記憶する必要がなくなるため、データを圧縮することができる。

以上の構成によれば、経路の勾配を示すデータのデータ量を低減するためのデータ圧縮方法、データ圧縮プログラム、及び、データ圧縮装置を提供することができる。

第１実施形態に係る勾配テーブル作成方法が実施される地図情報システムの構成を示す機能構成図 （Ａ）ナビ地図データ、及び、（Ｂ）高精度地図を説明するための説明図 車両が自律走行する場合の地図情報システムが行う動作を説明するためのタイムチャート 第１実施形態に係るデータ圧縮処理のフローチャート （Ａ）走行経路上の車線リンク及び勾配の例を示す図、（Ｂ）勾配テーブル、（Ｃ）勾配値に対してのランクを示すテーブル、及び、（Ｄ）データ圧縮後の勾配テーブル（選択用勾配テーブル） 図５（Ｄ）のデータ圧縮後の勾配テーブルに基づいて近似的に再現された勾配を示す図 第２実施形態に係るデータ圧縮処理のフローチャート 勾配値（％）に対する消費電力量の依存性を示すグラフ 地表面を示す等高線（破線）と、その地表面をＴＩＮによって表現したもの（点及び、点を繋ぐ実線）を説明するための説明図

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るデータ圧縮方法、データ圧縮プログラム、及び、データ圧縮装置について説明する。

＜＜第１実施形態＞＞
図１に示すように、データ圧縮方法は地図データ、特に、勾配に係るデータを圧縮するための方法であって、地図情報システム１において実施される。地図情報システム１は、車両に搭載された車両システム２と、車両システム２にネットワークを介して接続された地図サーバ３とを含む。

＜車両システム＞
まず、車両システム２について説明する。車両システム２は、推進装置４、ブレーキ装置５、ステアリング装置６、外界センサ７、車両センサ８、通信装置９、ＧＮＳＳ受信機１０、ナビゲーション装置１１、運転操作子１２、運転操作センサ１３、ＨＭＩ１４、スタートスイッチ１５、及び制御装置１６を有している。車両システム２の各構成要素は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信手段によって信号伝達可能に互いに接続されている。

推進装置４は、車両に駆動力を付与する装置であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と電動機の少なくとも一方を有する。ブレーキ装置５は、車両に制動力を付与する装置であり、例えばブレーキロータにパッドを押し付けるブレーキキャリパと、ブレーキキャリパに油圧を供給する電動シリンダとを含む。ブレーキ装置５は、ワイヤケーブルによって車輪の回転を規制するパーキングブレーキ装置を含んでいてもよい。ステアリング装置６は、車輪の舵角を変えるための装置であり、例えば、車輪を転舵するラックアンドピニオン機構と、ラックアンドピニオン機構を駆動する電動モータとを有する。推進装置４、ブレーキ装置５、及びステアリング装置６は、制御装置１６によって制御される。

外界センサ７は、車両の周辺からの電磁波や音波等を捉えて、車外の物体等を検出するセンサである。外界センサ７は、ソナー１７及び車外カメラ１８を含んでいる。外界センサ７は、ミリ波レーダやレーザライダを含んでいてもよい。外界センサ７は、検出結果を制御装置１６に出力する。

ソナー１７は、いわゆる超音波センサであり、超音波を車両の周囲に発射してその反射波を捉えることにより、物体の位置（距離及び方向）を検出する。ソナー１７は、車両の後部及び前部にそれぞれ複数設けられている。

車外カメラ１８は、車両の周囲を撮像する装置であり、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。車外カメラ１８は、ステレオカメラであっても良いし、単眼カメラであってもよい。車外カメラ１８は、車両の前方を撮像する前方カメラと、車両の後方を撮像する後方カメラと、車両の左右側方を撮像する一対の側方カメラと、を含んでいる。

車両センサ８は、車両の状態を測定するセンサである。車両センサ８は、車両の速度を検出する車速センサ、車両の前後加速度及び左右加速度を検出する加速度センサ８Ａ、車両のヨー軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサや、車両の向きを検出する方位センサ等を含む。ヨーレートセンサは、例えばジャイロセンサによって構成されていてもよい。車両センサ８は、車体の傾きを検出する傾きセンサや車輪の回転速度を検出する車輪速センサを含んでいてもよい。

本実施形態では、車両センサ８は前後加速度、左右加速度、及び、上下加速度と、ロールレート（ロール軸回りの角速度）、ピッチレート（ピッチ軸回りの角速度）、及び、ヨーレート（ヨー軸回りの角速度）を検出する６軸の慣性計測ユニット（ＩＭＵ）を含む。

通信装置９は、制御装置１６と車外の機器（例えば、地図サーバ３）との間の通信を媒介する。通信装置９は、制御装置１６をインターネットに接続するルータを含む。通信装置９は、制御装置１６（即ち、自車両の制御装置１６）と周辺車両の制御装置１６との間の無線通信や制御装置１６と道路上の路側機との間の無線通信を媒介する無線通信機能を有するとよい。

ＧＮＳＳ受信機１０（自車位置特定装置）は、全地球航法衛星システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＮＳＳ）を構成する複数の測位衛星から信号（以下、ＧＮＳＳ信号）を受信する。ＧＮＳＳ受信機１０は、受信したＧＮＳＳ信号をナビゲーション装置１１及び制御装置１６に出力する。

ナビゲーション装置１１は、公知のハードウェアによるコンピュータによって構成されている。ナビゲーション装置１１は、直前の走行履歴や、ＧＮＳＳ受信機１０から出力されたＧＮＳＳ信号に基づいて、車両の現在位置（緯度や経度）を特定する。ナビゲーション装置１１は、ＲＡＭ、ＨＤＤやＳＳＤ等に、車両が走行する地域や国の道路情報に関するデータ（以下、ナビ地図データ）を記憶している。

ナビゲーション装置１１は、ＧＮＳＳ信号及びナビ地図データに基づいて車両の現在位置から、乗員から入力された目的地までのルートを設定し、制御装置１６に出力する。ナビゲーション装置１１は、車両が走行を開始すると、乗員に対する目的地までのルート案内を行う。

ナビゲーション装置１１は地図上の道路に関する情報として、図２（Ａ）に示すように、道路上に配置された点（ノード。図２（Ａ）の黒丸）と、ノードを繋ぐ線分（リンク）とに係る情報を保持している。

ナビゲーション装置１１に保持されたノードは、例えば、交差点や、合流地点等の特徴点に設けられているとよい。ナビゲーション装置１１は、各リンクに、接続するノード間の距離を関連付けて記憶している。ナビゲーション装置１１は、そのノード間の距離に基づいて、車両の現在位置から目的地までの適切なルートを取得し、制御装置１６にそのルートを示す情報を出力する。出力されるルートを示す情報は、ルートに対応する道路上の点（ノード）と、ノードを繋ぐベクトルに相当するリンクとを含む。

運転操作子１２は、車室内に設けられ、車両を制御するために乗員が行う入力操作を受け付ける。運転操作子１２は、ウィンカレバー、ステアリングホイール、アクセルペダル、及びブレーキペダルを含む。更に、運転操作子１２は、シフトレバー、パーキングブレーキレバー等を含んでいてもよい。

運転操作センサ１３は、運転操作子１２の操作量を検出するセンサである。運転操作センサ１３は、乗員のウィンカレバーへの操作を検出するウィンカレバーセンサと、ステアリングホイールの操作量を検出する舵角センサと、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサと、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサとを含む。運転操作センサ１３は、検出した操作量を制御装置１６に出力する。ウィンカレバーセンサはウィンカレバーへの操作入力と、対応する指示方向を検出する。運転操作センサ１３は、乗員がステアリングホイールを把持したことを検出する把持センサを含んでいてもよい。把持センサは、例えば、ステアリングホイールの外周部に設けられた静電容量センサによって構成される。

ＨＭＩ１４は、乗員に対して表示や音声によって各種情報を報知するとともに、乗員による入力操作を受け付ける。ＨＭＩ１４は、例えば、液晶や有機ＥＬ等を含み、乗員による入力操作を受け付けるタッチパネル２３と、ブザーやスピーカ等の音発生装置２４とを含む。ＨＭＩ１４は、タッチパネル２３上に運転モード切換ボタンを表示することができる。運転モード切換ボタンは、乗員による車両の運転モード（例えば、自動運転モードと手動運転モード）の切換操作を受け付けるボタンである。

ＨＭＩ１４は、ナビゲーション装置１１への出入力を媒介するインターフェースとしても機能する。即ち、ＨＭＩ１４が乗員による目的地の入力操作を受け付けると、ナビゲーション装置１１が目的地までのルート設定を開始する。また、ＨＭＩ１４は、ナビゲーション装置１１が目的地までのルート案内を行う際に、車両の現在位置及び目的地までのルートを表示する。

スタートスイッチ１５は、車両システム２を起動させるためのスイッチである。即ち、乗員が運転席に着座し、ブレーキペダルを踏み込んだ状態でスタートスイッチ１５を押圧すると、車両システム２が起動する。

制御装置１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む一又は複数の電子制御装置（ＥＣＵ）によって構成されている。制御装置１６は、ＣＰＵがプログラムに沿った演算処理を実行することで、各種の車両制御を実行する。制御装置１６は、１つのハードウェアとして構成されていてもよく、複数のハードウェアからなるユニットとして構成されていてもよい。制御装置１６の各機能部の少なくとも一部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のハードウェアによって実現されていてもよく、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実現されていてもよい。

＜制御装置＞
制御装置１６は、図１に示すように、外界認識部３０と、自動運転制御部３１（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ－Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ、ＡＤＡＳ）と、地図位置特定部３２（Ｍａｐ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＭＰＵ）と、プローブ情報取得部３３を有する。これらの構成要素は、別々の電子制御装置によって構成され、互いに、ゲートウェイ（セントラルゲートウェイ、ＣＧＷ）を介して接続されていてもよい。また、一体の電子制御装置によって構成されていてもよい。

外界認識部３０は、外界センサ７の検出結果に基づいて車両の周辺に存在する物標を認識し、物標の位置や大きさに関する情報を取得する。外界認識部３０が認識する物標には、車両の走行路上に設けられた区画線、車線、路端、路肩、障害物等が含まれる。

区画線は、車両走行方向に沿って表示された線である。車線は、一又は複数の区画線によって区画された領域である。路端は、道路の端部である。路肩は、車幅方向の端部に位置する区画線と路端の間の領域である。障害物は、例えば、防壁（ガードレール）、電柱、周辺車両、歩行者等を含む。

外界認識部３０は、車外カメラ１８によって撮影された画像を解析することによって、車両の周辺に存在する物標の車両に対する位置を認識する。例えば、外界認識部３０は、三角測量方式やモーションステレオ方式等の公知の方式によって、車体を基準として真上から見たときの車両から物標までの距離、及び方向を認識するとよい。更に、外界認識部３０は、車外カメラ１８によって撮影された画像を解析し、公知の手法に基づいて、各物標の種類（例えば、区画線、車線、路端、路肩、障害物等）を判定する。

自動運転制御部３１は、行動計画部４１と、走行制御部４２と、モード設定部４３とを含む。

行動計画部４１は、車両を走行させるための行動計画を作成する。行動計画部４１は、作成した行動計画に対応する走行制御信号を走行制御部４２に出力する。

走行制御部４２は、行動計画部４１からの走行制御信号に基づいて、推進装置４、ブレーキ装置５、及びステアリング装置６を制御する。すなわち、走行制御部４２は、行動計画部４１が作成した行動計画に従って、車両を走行させる。

モード設定部４３は、ＨＭＩ１４への入力に基づいて、手動運転モードと自動運転モードとの間で車両の運転モードを切り換える。手動運転モードにおいて、走行制御部４２は、乗員による運転操作子１２（例えば、ステアリングホイール、アクセルペダル及び／又はブレーキペダル）に対する入力操作に応じて推進装置４、ブレーキ装置５、及びステアリング装置６を制御し、車両を走行させる。一方で、自動運転モードでは、乗員による運転操作子１２に対する入力操作は必要なく、走行制御部４２が、推進装置４、ブレーキ装置５、及びステアリング装置６を制御し、車両を自律的に走行させる。つまり、自動運転モードの運転自動化レベルは、手動運転モードの運転自動化レベルよりも高い。

地図位置特定部３２は、地図取得部５１と、地図記憶部５２と、自車位置特定部５３と、地図連携部５４とを有する。

地図取得部５１は、地図サーバ３にアクセスし、地図サーバ３から高精度な地図情報であるダイナミックマップデータを取得する。例えば、地図取得部５１は、ナビゲーション装置１１がルートを設定すると、そのルートに対応する地域の最新のダイナミックマップデータを、地図サーバ３から通信装置９を介して取得するとよい。

ダイナミックマップデータは、ナビゲーション装置１１に保持された地図データとよりもより詳細な地図データであって、静的情報、準静的情報、準動的情報、及び動的情報を含む。静的情報は、ナビ地図データよりも高精度な３次元地図データを含む。準静的情報は、交通規制情報、道路工事情報、広域気象情報を含む。準動的情報は、事故情報、渋滞情報、狭域気象情報を含む。動的情報は、信号情報、周辺車両情報、歩行者情報を含む。

ダイナミックマップデータの静的情報（高精度地図）は、ナビ地図データよりも、車両の走行に要する道路などのより詳細な情報を含むデータであり、例えば、図２（Ｂ）に示すように、走行路上の車線に関する情報（例えば、車線の本数）や走行路上の区画線に関する情報（例えば、区画線の種別）を含む。例えば、静的情報の区画線は、ナビ地図データのノードによりも小さい距離ごとに配置されたノード（図２（Ｂ）の白丸）と、ノードを接続するリンクとによって表現される。

その他、静的情報の車線もまた、所定の間隔で配置されたノード（以下、車線ノード。図２（Ｂ）の黒丸）と、ノードを接続するリンク（以下、車線リンク）とによって表現される。車線ノードは、区画線のリンクとは直交する方向に隣り合う２つの区画線のノードの間に作成される。車線ノードは、道路に沿って所定間隔ごとに設けられ、車線リンクは車線ノードを接続している。

高精度地図（静的情報）は更に、路肩縁に関する情報を含む。路肩縁は車両の走行する車道端であって、車道と歩道とが設けられているときには、その境界を意味する。静的情報の路肩縁は路肩縁に沿って、概ね区画線のノードと同様の間隔で配置されたノード（図２（Ｂ）の白抜き四角。以下、路肩縁ノード）と、ノードを接続するリンク（以下、路肩縁リンク）とによって表現される。

図２に示すように、高精度地図上の車線リンクにはそれぞれ走行方向を示す向きを示す情報（矢印参照）と、勾配情報とが付与されている。勾配情報は各リンクと、各リンクの勾配値との関係を示し、勾配テーブルＴＡに記憶されている。勾配値は各リンクの水平方向に対する傾きを示す。勾配値は水平長さを基準（１）としたときの、垂直長さの値（１％等）によって表されてもよく、また、水平面に対するリンクの傾斜角度（１°等）によって表されてもよい。本実施形態では、勾配値は水平面に対するリンクの傾斜角度によって表されている。

地図記憶部５２は、ＨＤＤやＳＳＤ等の記憶装置を含み、自動運転モードにおける車両の自律的な走行に必要な各種情報を保持している。地図記憶部５２は、地図取得部５１が地図サーバ３から取得したダイナミックマップデータを記憶している。

自車位置特定部５３は、ＧＮＳＳ受信機１０において受信されるＧＮＳＳ信号に基づいて、車両の位置（緯度、経度）、すなわち自車位置を特定する。

自車位置特定部５３は、車両センサ８（ＩＭＵ等）による検出結果を用い、デッドレコニング（例えば、オドメトリ）によって車両の移動量（車両の移動距離及び移動方向。以下ＤＲ移動量）を算出する。自車位置特定部５３は、例えば、ＧＮＳＳ信号が受信できないときに、ＤＲ移動量に基づいて、自車位置を特定する。また、自車位置特定部５３は、ＤＲ移動量に基づいてＧＮＳＳ信号から特定される自車位置を補正することにより、自車位置の特定精度を向上させる処理を行ってもよい。

地図連携部５４は、ナビゲーション装置１１から出力されたルートに基づいて、地図記憶部５２に保持された高精度地図の対応する経路を抽出する。

車両に自律走行を開始する旨の指示が行われると、行動計画部４１は、地図連携部５４によって抽出された経路に基づいて、大域的な行動計画（例えば、車線変更、合流、分岐等）を計画する。その後、車両の自律走行が開始すると、行動計画部４１が大域的な行動計画と、自車位置特定部５３によって特定された自車位置や、外界認識部３０によって認識された物体、地図記憶部５２によって保持された高精度地図等に基づいて、より詳細な行動計画（例えば、危険回避等）を立案し、その案に基づいて、走行制御部４２が車両の走行を制御する。

プローブ情報取得部３３は、ＧＮＳＳ信号に基づいて自車位置特定部５３によって特定された自車位置と、外界センサ７、車両センサ８、運転操作センサ１３のうち少なくとも一つのセンサによって検出されたデータとを関連付けて、プローブ情報として取得し保持する。

プローブ情報取得部３３は車両センサ８（より具体的にはＩＭＵ）の検出結果に基づいて、車両の姿勢角を算出し、路面の勾配値を取得する。プローブ情報取得部３３は、取得した勾配値をプローブ情報として保持する。また、プローブ情報取得部３３はアクセルセンサによって取得されたアクセル開度に基づいて、路面の勾配値を取得してもよい。また、プローブ情報取得部３３は車両センサ８（より具体的には、車速センサ）によって取得された車速と、車両の姿勢角とから、路面の勾配値を取得してもよい。

プローブ情報取得部３３は、取得したプローブ情報を適宜、地図サーバ３に送信する。

＜地図サーバ＞
次に、地図サーバ３について説明する。図１に示すように、地図サーバ３は、ネットワーク（本実施形態では、インターネット）を介して制御装置１６に接続されている。地図サーバ３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び、ＨＤＤやＳＳＤ等の記憶装置を備えたコンピュータである。

地図サーバ３の記憶装置には、ダイナミックマップデータが記憶されている。なお、地図サーバ３の記憶装置に記憶されているダイナミックマップデータは、制御装置１６の地図記憶部５２に記憶されているダイナミックマップデータよりも広域のダイナミックマップデータである。ダイナミックマップデータは、地図上の各領域に対応した複数のブロックデータ（部分地図データ）を含む。各ブロックデータは、地図上の緯度方向及び経度方向に区画された矩形領域に対応したデータであるとよい。

地図サーバ３は、制御装置１６（地図取得部５１）から通信装置９を介してデータの要求を受け付けると、対応する制御装置１６に、要求されたデータに対応するダイナミックマップを送信する。送信されるデータには、渋滞情報や、気象情報等が含まれているとよい。

図１に示すように、地図サーバ３は、ダイナミックマップ記憶部６１と、ブロックデータ送信部６２と、プローブ情報管理部６３と、プローブ情報記憶部６４とを備える。

ダイナミックマップ記憶部６１は記憶装置によって構成され、車両が走行する領域よりも広い領域のダイナミックマップを記憶している。ブロックデータ送信部６２は、車両からの特定のブロックデータの送信要求を受け付け、送信要求に対応したブロックデータを車両に送信する。

プローブ情報管理部６３は、車両から適宜送信されるプローブ情報を受信する。プローブ情報記憶部６４は、プローブ情報受信部によって取得されたプローブ情報を記憶、保持する。プローブ情報管理部６３は、プローブ情報記憶部６４によって保持されたプローブ情報に基づいて、適宜統計処理等を行い、ダイナミックマップを更新する更新処理を行う。

次に、車両システム２の動作について説明する。乗員が車両に乗り込み、ブレーキペダルを踏み込んだ状態でスタートスイッチ１５を押圧すると車両システム２が起動する。その後、乗員が目的地を入力し、ＨＭＩ１４に自律走行を開始する旨の入力を行うと、車両が自律走行し、目的地まで到達する。図３には、車両が起動し、目的地に到着するまでのタイムチャートが示されている。以下、図３を参照して、車両が自律走行して目的地に到着するまでに、自動運転制御部３１、地図位置特定部３２、プローブ情報取得部３３、及び、地図サーバ３によって行われる処理について、概略を説明する。

スタートスイッチ１５が押圧されて車両システム２が起動すると、ナビゲーション装置１１、及び、地図位置特定部３２がそれぞれ、衛星からのＧＮＳＳ信号に基づいて、自車位置の特定を行う。

その後、乗員がＨＭＩ１４に目的地の入力を行うと、ナビゲーション装置１１は、ナビ地図データに基づいて、現在地から目的地までのルートを決定し、決定したルートを地図位置特定部３２に出力する。地図位置特定部３２は取得したルートに基づいて、対応するブロックデータを送信するように、地図サーバ３に要求する。

地図サーバ３は、地図位置特定部３２からの要求を受け付けると、ナビゲーション装置１１によって設定されたルートと、車両の位置とに基づいて、対応するブロックデータを作成し、車両システム２に送信する。

地図サーバ３が送信するブロックデータには、ルートに含まれる車線リンクと、車線リンクに対応する路面の勾配値との関係を示す勾配情報が含まれている。

地図位置特定部３２はブロックデータを受信すると、ブロックデータから、車両周辺のダイナミックマップに係るデータを取得（展開）する。その後、地図位置特定部３２（地図連携部５４）は、ブロックデータ内のナビゲーション装置１１によって設定された出発地から目的地までのルートに対応する高精度地図上の経路を自動運転制御部３１に出力する。その後、自動運転制御部３１（行動計画部４１）は、高精度地図上の経路に従って、大域的な行動計画を作成する。

ＨＭＩ１４に自律走行を指示する入力が行われると、地図位置特定部３２は自車位置を特定し、自動運転制御部３１は、特定された自車位置や、外界認識部３０によって認識された物体の位置等に基づいて、より詳細な行動計画を順次作成し、作成された行動計画に従って、走行制御部４２が車両を制御し走行させる。

本実施形態では、自動運転制御部３１は地図位置特定部３２から車線リンクと、対応する車線リンクの勾配値との関係を示す勾配情報を取得し、その勾配情報に基づいて、行動計画に合致し、且つ、消費電力を可能な限り最小化するように経路を選択する。

車両が走行を開始すると、プローブ情報取得部３３は、プローブ情報の取得を開始する。車両が走行している間、プローブ情報取得部３３は取得したプローブ情報を適宜、自動運転時のプローブ情報として、地図サーバ３に送信する。地図サーバ３は、自動運転時のプローブ情報を受信すると、そのプローブ情報を記憶、保持するとともに、適宜、プローブ情報に基づいて、ダイナミックマップを更新する。

プローブ情報には、車両センサ８（より具体的にはＩＭＵ）の検出結果から取得された路面の勾配値が含まれる。地図サーバ３はプローブ情報に含まれる路面の勾配値に基づいて、高精度地図の各車線リンクに付与された勾配値を適宜更新する。

車両が目的地に到着すると、自動運転制御部３１が車両を停止させる停止処理を行い、ＨＭＩ１４に目的地に到着した旨の通知が表示される。

車両走行時には地図位置特定部３２は自動運転制御部３１に高精度地図上の経路に基づいて、適宜、所定範囲の車両の走行予定経路に含まれる車線リンクに係る情報を出力する。このとき、地図位置特定部３２は地図サーバ３から取得した勾配情報から走行予定経路に対応する勾配に係る情報を含むデータを抽出し、自動運転制御部３１に出力する。

地図サーバ３から取得した勾配情報のデータ量を低減するため、地図位置特定部３２は地図サーバ３から走行予定経路に対応する勾配に係る情報を勾配テーブルＴＡとして取得した後、データ圧縮処理を行って圧縮勾配テーブルＴＢを作成し、自動運転制御部３１に出力する。すなわち、データ圧縮処理は、勾配テーブルＴＡからデータを圧縮した圧縮勾配テーブルＴＢを作成するデータ圧縮方法を実施するための処理であり、制御装置１６（地図位置特定部３２）において実行されるデータ圧縮プログラムによって実現される。

次に、地図位置特定部３２が実行するデータ圧縮処理の詳細について説明する。

地図位置特定部３２はデータ圧縮処理の最初のステップＳＴ１において、行動計画に基づいて、高精度地図上の経路に基づいて、車両前方の所定の距離範囲内の走行予定経路を取得する。その後、地図サーバ３から取得した勾配情報から、地図位置特定部３２は走行予定経路に対応する部分を抽出することにより、勾配テーブルＴＡを取得する。地図位置特定部３２は勾配テーブルＴＡの取得が完了すると、地図位置特定部３２はステップＳＴ２を実行する。

図５（Ａ）には、走行予定経路を示す車線リンクＰ_１～Ｐ_１０に対する道路勾配の例がグラフによって示されている。図５（Ｂ）には、図５（Ａ）に対応する勾配テーブルＴＡが示されている。

地図位置特定部３２は、ステップＳＴ２において、勾配テーブルＴＡに記載された勾配値それぞれのランク付けを行う。勾配値のランク付けは、勾配値を所定の桁数（本実施形態では、小数点以下二桁）以下を四捨五入、又は、切り捨てたときに、同一となるものを集約することによって、ランク付けを行う。地図位置特定部３２は、各ランクの勾配値を、対応する桁数の勾配値（本実施形態では、小数点以下一桁の勾配値）によって表現する（図５（Ｃ）参照）。ランク付けが完了すると、地図位置特定部３２はステップＳＴ３を実行する。

ステップＳＴ３において、地図位置特定部３２は、経路内の各リンクについて、そのリンクの勾配値と、隣接するリンクの勾配値が、同一ランク内にある場合には、勾配テーブルＴＡの隣接するリンクの勾配値と一体化し、圧縮勾配テーブルＴＢを作成する。

より具体的には、図５（Ｄ）に示すように、隣接するリンクの勾配値が、同一ランク内にある場合（例えば、勾配値が１．２°のＰ_２～Ｐ_７）を一体化して一つの領域とし、一つのランク（１．２°）によって表現する。圧縮勾配テーブルＴＢには、一体化された領域を示すための名称としての後端に位置するリンクの名称（Ｐ_７）と、それぞれの領域に対応するランクと、それぞれの領域に対応する長さ（距離）とが示されている。

地図位置特定部３２は、一体化が完了すると、圧縮勾配テーブルＴＢを、選択用勾配データとして出力する。

次に、このように構成したデータ圧縮処理の効果について説明する。

図５（Ｂ）及び図５（Ｄ）を比較すると理解できるように、例えば、勾配テーブルＴＡ（図５（Ｂ））のＰ_２～Ｐ_７ではそれぞれ勾配値が記録されているのに対し、圧縮勾配テーブルＴＢ（図５（Ｄ））では、Ｐ_２～Ｐ_７の勾配値が一体化されたランクを示す値によって記録されている。このように、一体化することによって同一ランクにあるランクを示す値を記憶する必要がなくなり、データを圧縮することができる。

圧縮勾配テーブルＴＢ（図５（Ｄ））に基づいて、それぞれの領域において一定の勾配であると近似することによって、近似的に勾配を再現することができる。図６には、図５（Ａ）に示される道路の勾配を破線で、圧縮勾配テーブルＴＢ（図５（Ｄ））に基づいて取得することのできる勾配が示されている。図６に示すように、圧縮勾配テーブルＴＢによって、実際の勾配（図６（Ａ）の破線）を、近似的に再現することができる。

本実施形態では、地図位置特定部３２はステップＳＴ２において、勾配値を所定の桁数以下を四捨五入、又は、切り捨てたときに、同一となるものを集約することによって、ランク付けを行う。そのため、勾配値を簡便にランク付けすることができる。

＜＜第２実施形態＞＞
第２実施形態のデータ圧縮処理は、図７に示すように、ステップＳＴ２の代わりにステップＳＴ１２を実行する点と、勾配値が水平長さを基準（１）としたときの、垂直長さの値（％）で表現されている点を除き、他の構成については、第１実施形態と同様であるので、他の構成について説明を省略する。

本実施形態では、勾配値のランク付けは、勾配値をもつ道路を電気自動車が走行したときの消費電力量が等間隔となるように行われる。

図８には、勾配値（％）に対する消費電力量の依存性を示すグラフが示されている。消費電力量が正となる範囲では、電気自動車に搭載されたバッテリから電力が消費され、消費電力量が負となる領域はエネルギーの回生が行われていることを示している。

図８に示すように、消費電力量が零となる勾配値（以下、勾配基準値Ｑ）よりも勾配値が高い範囲では、勾配値が増加すると消費電力量もまた増加し、概ね線形的に変化する。以下、勾配基準値Ｑよりも高い勾配値の範囲において消費電力量の勾配値依存性を一次近似した場合の消費電力量の傾きを第１の傾きと記載し、第１の傾きの逆数を第１勾配単位と記載する。

勾配基準値Ｑよりも勾配値が低い範囲でもまた、勾配値が増加すると消費電力量もまた増加し、概ね線形的に変化する。以下、勾配基準値Ｑよりも低い勾配値の範囲において消費電力量の勾配値依存性を一次近似した場合の消費電力量の傾きを第２の傾きと記載し、第２の傾きの逆数を第２勾配単位と記載する。図８から理解できるように、第２の傾きは第１の傾きよりも小さく、第２勾配単位は第１勾配単位よりも大きい。これは、回生によって車両の持つエネルギーすべてを回収できないことに対応している。

本実施形態では地図位置特定部３２は、勾配値のランク付けを、第１勾配単位、及び、第２勾配単位に基づいて行う。より具体的には、地図位置特定部３２は、勾配値を、勾配基準値Ｑよりも大きな範囲においては、第１勾配単位でランク付けし、勾配基準値Ｑよりも小さな範囲においては、第２勾配単位でランク付けする。地図位置特定部３２は、各ランクの勾配値を、各ランクの勾配範囲の中央値によって表現する。

より具体的には、地図位置特定部３２は第１勾配単位、第２勾配単位。及び、勾配基準値Ｑを記憶している。地図位置特定部３２は勾配値が勾配基準値Ｑよりも大きいときは、勾配基準値Ｑから正方向に第１勾配単位ごとに区分けされたランクのどのランクに属するかを判定し、属するランクの中央に対応する勾配値をランクに対応する値として取得する。地図位置特定部３２は勾配値が勾配基準値Ｑよりも小さいときは、勾配基準値Ｑから負方向に第２勾配単位ごとに区分けされたランクのどのランクに属するかを判定し、属するランクの中央に対応する勾配値をランクに対応する値として取得する。

勾配値それぞれのランクに対応する値の取得が完了すると、地図位置特定部３２はステップＳＴ３を実行する。

次に、このように構成したデータ圧縮処理の効果について説明する。

勾配値について等間隔にランク付けを行った場合、例えば、勾配値が大きな範囲では、代表値との差が小さい場合であっても、消費電力量の算出誤差が大きくなる。一方、上記実施形態では、第２実施形態では、勾配値のランク付けは、勾配値をもつ道路を電気自動車が走行したときの消費電力量が等間隔となるように行われる。そのため、勾配値の大きな範囲においても消費電力量の算出誤差を抑えつつ、圧縮勾配テーブルＴＢを作成することができる。

図８に示すように、勾配値と消費電力量との関係は勾配基準値Ｑを境に２つの異なる直線で近似される。本実施形態では、この特性に基づいて、勾配基準値Ｑよりも勾配値が大きい場合には第１勾配単位を用い、勾配基準値Ｑよりも勾配値が小さい場合には第２勾配単位を用いてランク付けを行っているため、消費電力量の算出誤差を抑えつつ、勾配値を簡便にランク付けすることができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。

上記第１実施形態では、勾配値を所定の桁数で四捨五入、又は、切り捨てを行うことによってランク付けを行っていたが、この態様には限定されない。地図位置特定部３２はステップＳＴ１２において、勾配値が同じ、又は、近いものを集約することによってランク付けを行ってもよい。

上記実施形態では、高精度地図上の経路に沿った勾配テーブルＴＡのデータを圧縮することによって、勾配に係る情報のデータ量を低減していたが、この態様には限定されない。例えば、地図位置特定部３２は、図９に示すように、地表面Ｓ（図９では、等高線が破線で示されている）を、ＴＩＮ（ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ ｉｒｒｅｇｕｌａｒ ｎｅｔｗｏｒｋ。不規則三角網、不整三角形網、不整三角網モデルともいう）を用いて三角形Ｔ（図９の実線）の集合で表現したデータを保持し、そのデータに基づいて高精度地図上の経路に係る勾配データを算出するようにしてもよい。

上記実施形態では、地図位置特定部３２が勾配データを自動運転制御部３１に出力するときに、データを圧縮するように構成されていたが、この態様には限定されない。例えば、地図位置特定部３２がナビゲーション装置１１に勾配データを出力する場合に、地図位置特定部３２がデータ圧縮処理を行ってその勾配データのデータ量を圧縮してもよい。また、プローブ情報に勾配データが含まれる場合には、地図位置特定部３２がデータ圧縮処理を行って、その勾配データのデータ量を圧縮してもよい。

１６ ：制御装置（データ圧縮装置）
Ｑ ：勾配基準値
ＴＡ ：勾配テーブル
ＴＢ ：圧縮勾配テーブル

Claims (6)

1. 経路の勾配を示すデータのデータ圧縮方法であって、
   前記経路の始点から終点までに設けられた複数の区間それぞれにおける勾配値を示す勾配テーブルを取得するステップと、
   前記勾配値をランク付けするステップと、
   前記区間の前記勾配値と、前記区間に隣接する区間の前記勾配値とが同一のランク内にある場合には、隣接する前記区間のランクを一体化して、同一ランクを持つ前記区間の距離、及び、対応する前記ランクを示す圧縮勾配テーブルを生成するステップとを含むデータ圧縮方法。
2. 前記勾配値をランク付けするステップにおいて、前記勾配値の所定の桁数以下を四捨五入、又は、切り捨てたときに、同一となるものを集約することによって、ランク付けする請求項１に記載のデータ圧縮方法。
3. 前記勾配値をランク付けするステップにおいて、前記勾配値をもつ道路を電気自動車が走行したときの消費電力量が等間隔となるようにランク付けする請求項１に記載のデータ圧縮方法。
4. 前記勾配値をランク付けするステップにおいて、前記消費電力量が零となる勾配基準値と、前記勾配基準値よりも高い前記勾配値に対する前記消費電力量の傾きの逆数に対応する第１勾配単位と、前記勾配基準値をよりも低い前記勾配値に対する前記消費電力量の傾きの逆数に対応し、且つ、前記第１勾配単位よりも大きな第２勾配単位とを取得し、
   前記勾配値それぞれに対して前記勾配基準値よりも大きい場合には前記第１勾配単位に基づいてランク付けし、前記勾配基準値よりも小さい場合には前記第２勾配単位に基づいてランク付けする請求項３に記載のデータ圧縮方法。
5. 経路の勾配を示すデータのデータ圧縮プログラムであって、
   前記経路の始点から終点までに設けられた複数の区間それぞれにおける勾配値を示す勾配テーブルを取得するステップと、
   前記勾配値をランク付けするステップと、
   前記区間の前記勾配値と、前記区間に隣接する区間の前記勾配値とが、同一のランク内にある場合には、隣接する前記区間を一体化し、前記勾配テーブルのデータ量を低減するステップとを含むデータ圧縮プログラム。
6. 経路の勾配を示すデータのデータ圧縮装置であって、
   前記経路の始点から終点までに設けられた複数の区間それぞれにおける勾配値を示す勾配テーブルを取得するステップと、前記勾配値をランク付けするステップと、前記区間の前記勾配値と、前記区間に隣接する区間の前記勾配値とが、同一のランク内にある場合には、隣接する前記区間を一体化し、前記勾配テーブルのデータ量を低減するステップとを順に実行するデータ圧縮装置。

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