JP3238697B1 - 道路除雪ナビゲーションシステムおよび道路網データ処理方法ならびに道路網データ処理プログラム - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 迅速性、柔軟性及び拡張性に優れた道路網デ
ータの提供、除雪作業に伴う損傷事故防止、作業効率の
向上、除雪作業の容易化及び道路際まで確実に除雪でき
る道路除雪ナビゲーションシステムを提供する。 【解決手段】 全内角が１８０度未満の多角形交叉点と
相反するベクトル線分の直線路とからなり道路画像がリ
ンクされた道路網データを記憶する道路網記憶手段１０
と、除雪車位置座標を取得する位置座標取得手段１１
と、交叉点番号を記憶及び棄却しつつ除雪車が交叉点内
外いずれに位置するかを判別し除雪車の交叉点離脱方向
を判別する交叉点内外判別手段１３と、除雪車が交叉点
外に位置する場合にベクトル線分を特定するベクトル線
分特定手段１４と、ベクトル線分上の測点を求める測点
取得手段１５と、除雪車が交叉点内に位置する場合に画
像方向を特定する画像方向特定手段１６と、前記測点及
び画像方向にリンクされた道路画像を再生する画像再生
手段１７と、それを表示する画像表示手段１８とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は道路除雪ナビゲーシ
ョンシステムおよび道路網データ処理方法ならびに道路
網データ処理プログラムに係り、特に、幹線道路のみな
らず生活道路等の複雑で不規則な道路の除雪作業に好適
な道路除雪ナビゲーションシステムおよび道路網データ
処理方法ならびに道路網データ処理プログラムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】雪国の朝は、道路の確保から始まる。朝
７時には児童の登校が始まり通勤自動車が路上に溢れ出
す。そのため、除雪作業は夜間に集中する。まずは除雪
車の前に装備されたブレードによって車道の雪が路側に
押しやられ車道確保が優先的に行われる。ときにはロー
タリ除雪車が後続して路上の雪を路側に投げ捨ててうず
高く積み上げてしまう場合もある。降雪日が続けば路側
や歩車道間に見上げるほどの雪山が築かれ、歩道が消え
て歩行者が車道に追いやられてしまう事態になる。この
ようになると交通渋滞を引き起こし、接触事故や人身事
故がいつ起きてもおかしくない状況になる。

【０００３】また、除雪作業は、ロータリ除雪車が主流
になりつつある。このロータリ除雪車には作業内容に応
じた除雪機能が取り付けられており、例えば、車輌前方
に取り付けられる螺旋状のオーガを使用して降り積もっ
た雪や氷を砕き、シュートと呼ばれる投雪装置によって
路側や橋架下に雪を投げ捨てたり、トラックに積み込ん
だりする。前述したような雪山に対しては、雪切りツノ
と呼ばれる切雪装置が装着され、雪山を切断してトラッ
クへと積み込むことができる。この作業は排雪と呼ばれ
一連の除雪作業の中で最も危険な作業である。雪山には
消火栓をはじめ変形縁石や防護柵等の様々な障害物が隠
れているからである。また、雪山の上部カットや歩道除
雪には、サイド・ウイング車が使用される。

【０００４】したがって、従来の除雪作業では、ロータ
リ除雪車やサイド・ウイング車を使用し、雪に隠れた作
工物を損傷しないようにするため、除雪地区を熟知した
ベテランを担当地区に配備したり、障害物が存在する可
能性の高い路側際の除雪を回避するなど、極めて慎重に
作業が進められるようになっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
除雪作業においては、どんなに慎重に作業を進めたとし
ても雪に埋もれた障害物を目視できない以上限度があ
り、夜間作業が多いという条件も加わって、雪に隠れた
消火栓や変形縁石、Ｕ字溝、防護柵、花壇等の様々な作
工物を損壊してしまうという問題は解消されていなかっ
た。

【０００６】さらに損壊した作工物の賠償責任は除雪作
業請負業者にあるため、除雪作業員は目視できない障害
物に対して恐怖心を抱くようになり、作業効率が低下し
て除雪作業が遅延してしまうという問題も生じていた。

【０００７】しかも安全を優先し過ぎると路側際におけ
る除雪が不徹底になってしまうため、冬の道路の幅員は
極めて狭くなり、結局、交通渋滞を引き起こし、歩道か
ら溢れた人が交通事故に巻き込まれるおそれが生じてし
まっていた。特に、都心部では道路幅が狭い上、自動車
も人口も密度が多いことから切実な問題であった。

【０００８】このように障害物を目視できないことが原
因となり、問題が波及的に広がってしまっていたのであ
る。

【０００９】一方、除雪作業請負業者は、損傷事故を少
しでも抑制するために、予め除雪作業員の担当地区を決
めておき、夏場のうちに除雪作業員に当該担当地区を巡
回させて道路状況を頭に入れさせ冬場の除雪作業に入る
ようにしている。行政もこれを補助すべく区域割りを行
ったり除雪台帳を整備して情報提供に努めているが生活
道路のような細部にまでは手が回らない状況である。こ
のように現在の除雪作業は、担当地区を熟知した相当な
ベテランに支えられているのが現状であり、それゆえ人
員を機動的に配備できないという非効率的な問題も存在
していた。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決する１
つの手段としてなされたもので、道路網データを一次元
的に処理しているため複雑な道路網における除雪車の不
規則な移動に対しても迅速かつ柔軟に対応して道路画像
を再生できるとともに、機能の拡張性に優れた道路網デ
ータを提供できるし、除雪作業に伴う損傷事故を確実に
防止できるのはもちろんのこと、積雪に隠れた障害物に
対する作業員の恐怖心を緩和させてスムーズに作業を進
行させることができて作業効率を大幅に向上でき、障害
物の位置を含め除雪地域の道路状況を熟知した者でなく
ても除雪作業を行うことができ、しかも道路際まできれ
いに除雪できるため常に道路幅を確保できて交通渋滞や
人身事故の低減を図ることができる道路除雪ナビゲーシ
ョンシステムおよび道路網データ処理方法ならびに道路
網データ処理プログラムを提供することを目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
道路除雪ナビゲーションシステムの特徴は、基点および
ベクトル基線の対の組み合わせにより全内角が１８０度
未満の多角形からなる交叉点と、方向の相反する１対の
ベクトル線分からなる直線路とで構成され、前記ベクト
ル線分上の測点および交叉点内の画像方向にそれぞれ道
路画像をリンクさせた道路網データを記憶する道路網記
憶手段と、除雪車の位置座標を取得する位置座標取得手
段と、除雪車の位置座標に応じて所定の交叉点番号を記
憶および棄却しつつ、その位置座標に基づいて所定の交
叉点の内外いずれに除雪車が位置するかを判別するとと
もに、除雪車の交叉点からの離脱方向を判別する交叉点
内外判別手段と、この交叉点内外判別手段によって除雪
車が所定の交叉点の外側に位置すると判別された場合
に、除雪車方向に対して近似方向のベクトル線分を除雪
車が位置するベクトル線分として特定するベクトル線分
特定手段と、前記除雪車の位置座標から前記ベクトル線
分特定手段によって特定されたベクトル線分上の測点を
求める測点取得手段と、前記交叉点内外判別手段によっ
て除雪車が所定の交叉点内に位置すると判別された場合
に、除雪車方向に対して近似する画像方向を特定する画
像方向特定手段と、前記測点取得手段によって取得され
た測点にリンクされている道路画像および前記画像方向
特定手段によって特定された画像方向にリンクされてい
る道路画像を再生する画像再生手段と、この画像再生手
段によって再生される道路画像を表示する画像表示手段
とを有する点にある。

【００１２】ここで、交叉点には、一般の道路に存在す
る交叉点だけでなく曲線路において設定される仮想交叉
点も含まれるものとする。また、除雪車方向とは除雪車
の前方方向のことであり、除雪車の前進や後進を含めた
除雪車走行方向とは異なる。

【００１３】そして、このような構成を採用したことに
より、道路網記憶手段が記憶している基点とベクトル基
線とで構成される内角が１８０度未満の多角形の交叉点
と１対のベクトル線分からなる直線路との道路網データ
上において、位置座標取得手段が除雪車の位置座標を逐
次取得し、交叉点内外判別手段が、その位置座標に対応
する交叉点番号を逐次記憶したり棄却しつつ、その記憶
されている交叉点において除雪車が内側に存在するのか
外側に存在するのかを判別するとともに、除雪車が交叉
点の外側に離脱した際にはその離脱方向を判別する。そ
して、前記交叉点内外判別手段によって除雪車が交叉点
の外側に位置すると判別された場合には、除雪車は直線
路に位置することとなり、ベクトル線分特定手段によっ
て除雪車方向に対して近似方向のベクトル線分を特定す
るとともに、測点取得手段が当該位置座標からその特定
されたベクトル線分上の測点を求める。一方、前記交叉
点内外判別手段によって除雪車が所定の交叉点内に存在
すると判別された場合には、画像方向特定手段が除雪車
方向に対して近似する画像方向を特定する。そして、画
像再生手段が特定された測点および画像方向にリンクさ
れている道路画像を選択して再生し、その画像を画像表
示手段によって表示する。これによって、不規則な生活
道路における除雪車のＵターンやスイッチ・バック、あ
るいは交叉点における移動等のように複雑に移動する場
合であっても、迅速確実に除雪作業に最も必要な道路画
像を提供することができる。

【００１４】また、請求項２に係る道路除雪ナビゲーシ
ョンシステムの特徴は、請求項１において、交叉点内外
判別手段は、交叉点の各基点と除雪車の位置座標とを結
んだ線分に対して、各ベクトル基線から時計回り方向に
形成される角度のすべてが１８０度未満であるか否かに
より内外判別を行うとともに、その角度のいずれか１つ
でも１８０度以上であると判断した場合に、前記除雪車
の位置座標からその１８０度以上の角度をなすベクトル
基線に垂線を下し、その足が線分上にあるベクトル基線
と交差する方向に除雪車が離脱したと判別する点にあ
る。

【００１５】そして、このような構成を採用したことに
より、除雪車が所定の交叉点の内外いずれにあるかの判
断が、除雪車の位置座標と各基点とを結ぶ線分と、各ベ
クトル基線とのなす角度のすべてが１８０度未満か否か
だけで済むため、簡単で迅速に判断を下すことができる
し、また、除雪車が交叉点の外側に存在すると判断した
場合に、当該位置座標から１８０度以上の角度をなすベ
クトル基線に垂線を下してその足が線分上にあるベクト
ル基線を求め、このベクトル基線と交差する直線路を離
脱方向と判断するため、たとえ１８０度以上の角度が複
数存在しても、確実に除雪車が交叉点からどの方向に離
脱したかを判別することができる。

【００１６】また、請求項３に係る道路除雪ナビゲーシ
ョンシステムの特徴は、基点およびベクトル基線の対の
組み合わせにより全内角が１８０度未満の多角形からな
る交叉点と、方向の相反する１対のベクトル線分からな
る直線路とで構成され、前記ベクトル線分上の測点およ
び交叉点内の画像方向にそれぞれ道路画像をリンクさせ
た道路網データを記憶する道路網記憶手段と、除雪車の
位置座標を取得する位置座標取得手段と、除雪車の位置
座標に応じて所定の交叉点番号を記憶および棄却しつ
つ、その位置座標に基づいて所定の交叉点の内外いずれ
に除雪車が位置するかを判別する交叉点内外判別手段
と、この交叉点内外判別手段によって除雪車が所定の交
叉点の外側に位置すると判別された場合に、除雪車の位
置座標から前記交叉点内外判別手段が記憶している交叉
点に関連する所定のベクトル線分に対して垂線を下ろ
し、その垂線の足が線分上にあるベクトル線分のうち垂
線長が最小の条件を満たすベクトル線分およびこれと対
をなすベクトル線分を求める現在位置線分判別手段と、
この現在位置線分判別手段により判別された１対のベク
トル線分のうち、除雪車方向に対して近似方向のベクト
ル線分を除雪車が位置するベクトル線分として特定する
ベクトル線分特定手段と、前記除雪車の位置座標から前
記ベクトル線分特定手段によって特定されたベクトル線
分上の測点を求める測点取得手段と、前記交叉点内外判
別手段によって除雪車が所定の交叉点内に位置すると判
別された場合に、除雪車方向に対して近似する画像方向
を特定する画像方向特定手段と、前記測点取得手段によ
って取得された測点にリンクされている道路画像および
前記画像方向特定手段によって特定された画像方向にリ
ンクされている道路画像を再生する画像再生手段と、こ
の画像再生手段によって再生される道路画像を表示する
画像表示手段とを有する点にある。

【００１７】そして、このような構成を採用したことに
より、道路網記憶手段が記憶している基点とベクトル基
線とで構成される内角が１８０度未満の多角形の交叉点
と１対のベクトル線分からなる直線路との道路網データ
上において、位置座標取得手段が除雪車の位置座標を逐
次取得し、交叉点内外判別手段が、その位置座標に対応
する交叉点番号を逐次記憶したり棄却しつつ、その記憶
されている交叉点において除雪車が内側に存在するのか
外側に存在するのかを判別する。そして、この交叉点内
外判別手段によって除雪車が交叉点の外側に位置すると
判別された場合には、現在位置線分判別手段が、記憶さ
れている交叉点に関連する所定のベクトル線分に対して
前記除雪車の位置座標から垂線を下ろし、その垂線の足
が線分上にあるベクトル線分のうち垂線長が最小の条件
を満たすベクトル線分およびこれと対をなすベクトル線
分を求め、それら１対のベクトル線分のうちベクトル線
分特定手段によって除雪車方向に対して近似方向のベク
トル線分を特定するとともに、測点取得手段が当該位置
座標からその特定されたベクトル線分上の測点を求め
る。一方、前記交叉点内外判別手段によって除雪車が交
叉点内に存在すると判別された場合には、画像方向特定
手段が除雪車方向に対して近似する画像方向を特定す
る。そして、画像再生手段が特定された測点および画像
方向にリンクされている道路画像を選択して再生し、そ
の画像を画像表示手段によって表示する。これによっ
て、不規則な生活道路における除雪車の複雑な移動に対
しても迅速確実に除雪作業に最も必要な道路画像を提供
することができるし、たとえ位置座標の受信精度が悪く
ても安定したシステム動作を確保することができる。

【００１８】また、請求項４に係る道路除雪ナビゲーシ
ョンシステムの特徴は、請求項３において、交叉点内外
判別手段は、交叉点の各基点と除雪車の位置座標とを結
んだ線分に対して、各ベクトル基線から時計回り方向に
形成される角度のすべてが１８０度未満であるか否かの
みを判断する点にある。

【００１９】そして、このような構成を採用したことに
より、除雪車が所定の交叉点の内外いずれにあるかの判
断が、除雪車の位置座標と各基点とを結ぶ線分と、各ベ
クトル基線とのなす角度のすべてが１８０度未満か否か
で済むため、簡単で迅速に判断を下すことができる。

【００２０】また、請求項５に係る道路除雪ナビゲーシ
ョンシステムの特徴は、請求項１から請求項４のいずれ
か１項において、システム起動時に、除雪車の位置座標
から全ベクトル線分に対して垂線を下ろし、その垂線の
足が線分上にあるベクトル線分のうち垂線長が最小であ
ってかつ所定長さ以下の条件を満たすベクトル線分と、
これと対をなすベクトル線分とを求める初期位置線分判
別手段を有するとともに、前記ベクトル線分特定手段
が、前記初期位置線分判別手段により判別された１対の
ベクトル線分のうち、除雪車方向に近似するベクトル線
分を特定するようになっている点にある。

【００２１】そして、このような構成を採用したことに
より、システムが起動されると、初期位置線分判別手段
が除雪車の位置座標を受信すると、その座標から全ベク
トル線分に対して垂線を下ろし、その垂線の足が線分上
にあるベクトル線分をすべて抽出し、そのうち垂線長が
最小であってかつ所定長さ以下の条件を満たすベクトル
線分と、これと対をなすベクトル線分とを求めると、ベ
クトル線分特定手段が、それらの１対のベクトル線分の
うち、除雪車方向に近似するベクトル線分を特定する。
これにより、起動時における除雪車の初期位置を簡単か
つ確実に特定できる。

【００２２】また、請求項６に係る道路除雪ナビゲーシ
ョンシステムの特徴は、請求項１から請求項５のいずれ
か１項において、前記測点取得手段によって取得された
測点に除雪車の速度に応じた所定の補正距離を加える速
度補正手段を備えている点にある。

【００２３】そして、このような構成を採用したことに
より、速度補正手段が、除雪車の速度に応じてベクトル
線分上の測点に任意の補正距離を加えるため、除雪車速
度が高速になって描画ラヴの影響が大きくなっても道路
画像を再生するタイミングを調整することができる。

【００２４】また、請求項７に係る道路除雪ナビゲーシ
ョンシステムの特徴は、請求項１から請求項６のいずれ
か１項において、前記画像再生手段によって再生された
道路画像を少なくとも一定時間静止させるための最小時
間が設定できる画像静止時間設定手段を備えている点に
ある。

【００２５】そして、このような構成を採用したことに
より、画像静止時間設定手段が、画像を静止させる最小
時間の設定を受けると、次の再生測点を通過しても設定
時間に満たない場合は前記道路画像を表示し続けるた
め、例えば画像の切れ合い点において除雪車が小刻みに
前進後退を行った場合や高速走行した場合であっても、
画像情報が読みとれない程頻繁に切り替わることがな
い。

【００２６】また、請求項８に係る道路除雪ナビゲーシ
ョンシステムの特徴は、請求項１から請求項７のいずれ
か１項において、直線路のベクトル線分上に設定された
障害物測点を検出して警告を発信する障害物警告発信手
段を備えている点にある。

【００２７】そして、このような構成を採用したことに
より、除雪車が障害物測点の近傍に近づくと、障害物警
告発信手段が、ベクトル線分上の障害物測点を検出して
警告音を発したり、道路画像上に警告マークを表示する
ため、除雪作業員に障害物の存在を知らせられる。

【００２８】また、請求項９に係る道路除雪ナビゲーシ
ョンシステムの特徴は、請求項１から請求項８のいずれ
か１項において、ベクトル線分上の測点にリンクされた
道路画像を抽出して任意にコマ送りさせるコマ送り手段
を備えている点にある。

【００２９】そして、このような構成を採用したことに
より、コマ送り手段が道路画像を任意に前後方向へコマ
送りするため、除雪車の位置座標の取得条件と切り離し
て必要な道路画像を再生することができる。

【００３０】また、請求項１０に係る道路除雪ナビゲー
ションシステムの特徴は、請求項１から請求項９のいず
れか１項において、ベクトル線分上の測点および交叉点
の画像方向にリンクされている道路画像として車道用の
道路画像に加えて歩道用の道路画像を前記道路網記憶手
段に記憶し、前記画像再生手段により選択される道路画
像を任意に車道用と歩道用とに切り換えられる歩車道画
像切換手段を備えている点にある。

【００３１】そして、このような構成を採用したことに
より、歩車道画像切換手段が車道用と歩道用の道路画像
を切り換えると、各構成部は特に動作を変えることなく
通常のロジックで切り換えられた道路画像を選択して再
生するようになっているため、車道用の道路画像だけで
なく歩道用の道路画像も簡単に再生させられる。

【００３２】また、請求項１１に係る道路画像データ処
理方法の特徴は、基点およびベクトル基線の対の組み合
わせによって全内角が１８０度未満の多角形からなる交
叉点と、これらの交叉点間に配置され方向の相反する１
対のベクトル線分からなる直線路とにより道路網を形成
するステップと、各収録位置座標から所定の前記ベクト
ル線分に対して垂線を下ろし、所定の始点から前記垂線
の足までの距離を測点として前記各位置座標を前記各測
点に変換するステップと、直線路において道路画像を選
択して再生するための再生測点を各ベクトル線分上に設
定するステップと、交叉点内において道路画像を選択し
て再生するための画像方向を設定するステップと、前記
ベクトル線分上に設定した各再生測点に最も近い測点の
道路画像をリンクさせるとともに、前記交叉点内に設定
した画像方向に所定の道路画像をリンクさせるステップ
とからなる点にある。

【００３３】そして、このような方法を採用したことに
より、本来不規則な道路網を全内角が１８０度未満の多
角形からなる交叉点と１対のベクトル線分からなる直線
路とに簡略化させたモデルとして形成し、２次元の各収
録位置座標をベクトル線分上に投影して１次元的な測点
に置換するとともに、交叉点内における画像を特定する
ための画像方向を設定して所定の道路画像をリンクさせ
るようになっているため、簡易化された道路網データで
あって簡易な数値データとして処理できる道路網データ
を提供することができる。

【００３４】また、請求項１２に係る道路網データ処理
方法の特徴は、請求項１１において、直線路のベクトル
線分上に障害物の測点を設定するステップを備えている
点にある。

【００３５】そして、このような方法を採用したことに
より、ベクトル線分上に障害物の測点を設定するため、
簡単に障害物の位置を特定できるし、システムにおいて
簡単に検出させられる。

【００３６】また、請求項１３に係る道路網データ処理
プログラムの特徴は、コンピュータを、基点およびベク
トル基線の対の組み合わせによって全内角が１８０度未
満の多角形からなる交叉点と、これらの交叉点間に配置
され方向の相反する１対のベクトル線分からなる直線路
とにより道路網を形成する道路網モデル化手段と、前記
直線路上に展開される収録位置座標からベクトル線分に
対して垂線を下ろし、所定の始点から垂線の足までの距
離を測点として前記位置座標を前記測点に変換する位置
座標測点化手段と、直線路において道路画像を選択して
再生するための再生測点を前記ベクトル線分上に設定す
る再生測点設定手段と、交叉点内において道路画像を選
択して再生するための画像方向を設定する画像方向設定
手段と、前記ベクトル線分上に設定した各再生測点に最
も近い測点の道路画像をリンクさせるとともに、前記交
叉点内に設定した画像方向に所定の道路画像をリンクさ
せる画像リンク手段として機能させる点にある。

【００３７】そして、このような構成を採用を採用した
ことにより、道路網モデル化手段が複雑な道路網のデー
タを全内角が１８０度未満の多角形からなる交叉点と１
対のベクトル線分からなる直線路との簡略化したモデル
として形成し、位置座標測点化手段が２次元の位置座標
をベクトル線分上に垂線を下ろして１次元的な測点に置
換し、再生測点設定手段が道路画像を選択再生するため
の再生測点を前記ベクトル線分上に設定し、画像方向設
定手段が交叉点内における画像方向を設定し、画像リン
ク手段が再生測点および画像方向のそれぞれに適当な道
路画像をリンクさせるようになっているため、簡易化さ
れた道路網データであって簡易な数値データとして処理
できる道路網データを提供することができる。

【００３８】また、請求項１４に係る道路網データ処理
プログラムの特徴は、請求項１３において、コンピュー
タを、直線路のベクトル線分上に障害物の測点を設定す
る障害物設定手段として機能させる点にある。

【００３９】そして、このような構成を採用したことに
より、障害物設定手段が直線路のベクトル線分上に障害
物の測点を設定するため、障害物の位置を極めて簡単に
道路網データ内に設定することができるし、システム上
においても簡単に検出させることができる。

【００４０】また、請求項１５に係る道路網データ記憶
媒体の特徴は、基点およびベクトル基線によって全内角
が１８０度未満の多角形からなる交叉点と、これらの交
叉点間に配置され方向の相反する１対のベクトル線分か
らなる直線路との組み合わせ構造からなる道路網データ
を有し、前記直線路のベクトル線分上には道路画像の再
生測点が設定されているとともに前記交叉点内には画像
方向が設定されており、それらの測点および画像方向に
それぞれ所定の道路画像がリンクされている点にある。

【００４１】そして、このような構成を採用したことに
より、道路網が交叉点と直線路とからなる簡略化構造の
モデルに形成されているとともに、画像再生位置を一次
元的な測点や方向として定められており、それらの測点
や方向に所定の道路画像をリンクさせているため、コン
ピュータに読み込まれた場合に各種の処理が簡単かつ確
実であり、データ加工等の柔軟性や機能の拡張性に優れ
ている。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る道路除雪ナビ
ゲーションシステムおよびこのシステムの前提処理とも
いえる道路網データ処理方法ならびに道路網データ処理
プログラムの実施形態の一例を図面を用いて説明する。

【００４３】まず、道路網データ処理方法の前提とし
て、除雪対象となる道路網の道路画像を収録位置座標と
してのＧＰＳ（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
ｓｙｓｔｅｍ）データを受信しながらデジタル画像を
ビデオにより収録する。なお、ＧＰＳデータのうち原則
として本実施形態では平面座標（Ｘ，Ｙ）を利用する。

【００４４】道路画像の収録は、除雪車における除雪作
業員の目線位置で２０ｍ以上先までを見通せる方向にビ
デオカメラを配置し、２つの交叉点間を一撮影単位とし
て交叉点内は原則的に直進走行しつつ収録する。また、
交叉点の設定に必要な参考情報として、交叉点の巻き込
み部における始点、終点および中央点の位置をＧＰＳを
用いて測定する。

【００４５】また、道路画像の収録時においては、収録
位置座標が膨大になってデータ処理が煩雑化するのを防
止するために、受信間隔が０．５ｍ以上の位置座標のみ
を取得するようになっている。したがって、車輌が停止
している状態では新たな位置座標を取り込まないように
なっている。

【００４６】収録後には、収録位置座標とリンクしてい
る直路画像を撮影時系列に従って配列し、再生させて収
録の適否を判断する。また、撮影点列および交叉点の測
量データをプロットしてＣＲＴ画面上に展開し、目視に
てＧＰＳによる位置座標の信頼性を確認することも必要
である。

【００４７】つぎに、前述のようにして位置座標を取得
しつつ収録した道路画像を除雪作業用の道路網データと
して利用できるようにデータ処理を行う。

【００４８】本実施形態の道路網データ処理プログラム
１は、図１に示すように、コンピュータを、主として、
道路網を交叉点と直線路とによる簡略化モデルに形成す
る道路網モデル化手段２と、直線路上に展開された道路
画像の各収録位置座標を一次元的な測点に変換する位置
座標測点化手段３と、直線路における道路画像の再生ポ
イントを設定する再生測点設定手段４と、交叉点内に画
像方向を定めるための画像方位角を設定する画像方位角
設定手段５と、直線路に設定した測点および交叉点内の
画像方位角に所定の道路画像をリンクさせる画像リンク
手段６と、直線路上に障害物の位置座標を測点として設
定する障害物設定手段７として機能させるように構成さ
れている。

【００４９】それらの各構成についてより具体的に説明
すると、道路網モデル化手段２は、図２に示すように、
除雪対象として指定された道路網を基点およびベクトル
基線の対の組み合わせによって各頂点の内角が１８０度
未満の多角形からなる交叉点と、それらの交叉点間に配
置される方向の相反する１対のベクトル線分からなる直
線路とによって形成するようになっている。ここで、図
２の点線で示すエリアのように、前記交叉点には、通常
の交叉点の他に後述する２方向路を有する仮想交叉点が
含まれる。

【００５０】前述した交叉点や基点、ベクトル基線、ベ
クトル基線との夾角、ベクトル線分および方位角等に
は、それぞれ適当な識別番号およびリンクコードが設定
されている。それは、図３および図４に示すように、例
えば、基点は交叉点番号とリンクされ、ベクトル基線は
交叉点と基点と対向交叉点との組み合わせでリンクコー
ドが設定される。また、ベクトル線分であれば、始点Ｂ
Ｐと終点ＥＰとが存在する２つの交叉点番号でリンクコ
ードが設定される。

【００５１】また、直線路におけるベクトル線分のベク
トル方向は除雪車の通行方向を考慮して左側通行となる
よう設定されている。なお、直線路のうち２車線以下の
細街路や一方通行の小路では、２つのベクトル線分が異
常に接近したり交錯することもある。このような場合で
は、図５に示すように、両者のベクトル線分を重ね合わ
せてあたかも２つのベクトルを持つ１線分として設定す
るようになっている。

【００５２】一方、直線とみなすと収録位置座標を測点
に変換したときに現実の距離と差が大きくなり過ぎて不
備が生じるような曲線路は、適当な曲点位置に仮想交叉
点を設定するようになっている。この仮想交叉点を設定
する位置は、隣接する交叉点との距離が画像の再生間隔
（１画像の分担範囲）以上とするのが好ましい。画像の
頻繁な切り替わりを防ぐためである。

【００５３】また、交叉点の基点およびベクトル基線の
組み合わせは、図６に示すように、時計回り方向に対を
組むように設定されている。プログラム上は、基点が指
定されると自動的に時計回り方向にベクトル基線が設定
され、識別番号およびリンクコードが設定されるように
なっている。基点の位置は、図７に示すように、ＧＰＳ
データの誤差を吸収するために受信位置から所定距離離
れる位置に設定される。本実施形態では、ＧＰＳ誤差を
３ｍと想定しており基点は受信位置から４ｍ以上離れる
ように設定される。さらに、基点の設定位置は、ベクト
ル基線と現実の道路とがほぼ直交するように設定され
る。これは、除雪車が交叉点からその外部に離脱した場
合に、離脱方向の直線路を確実に特定できるようにする
ためである。つまり、後述する交叉点内外判別手段１３
ａによって除雪車が交叉点の外側に離脱したと判断され
た場合に、その交叉点外部の除雪車の位置座標から離脱
方向のベクトル基線に垂線を下ろした場合にその線分上
に垂線の足が確実に存在するようにするためである。

【００５４】一方、直線路のベクトル線分は、２つの交
叉点内にそれぞれ始点ＢＰおよび終点ＥＰが設定される
と自動的にベクトル方向が定められ、真北を基準として
時計回り方向の方位角が設定されるようになっている。

【００５５】つぎに、図８に示すように、位置座標測点
化手段３は、直線路上に展開された道路画像の各収録位
置座標から所定のベクトル線分に対して垂線を下ろし、
始点ＢＰからその垂線の足までの距離である測点に変換
するようになっている。つまり、位置座標は始点ＢＰか
らの距離であらわされる。例えば、Ｐ₃はＰ₁よりもΔＬ
だけ前方にあると考え、また２次元的にはＰ₂とＰ₄は離
れており異なる座標値であるが、始点ＢＰからは同距離
であり同じ測点同じ位置と判断される。

【００５６】このように測点を定めることにより各画像
を再生するタイミングを専ら除雪車の進行方向の位置関
係だけで判断することができるようになる。例えば、図
９に示すような曲線路を直線路とみなした場合、直線上
では２０ｍで画像が切り替わると設定されるが、実際の
走行は２１ｍとなる。しかし、もともと前方を見通せる
画像を１０〜２０ｍ間隔で１画像が再生されるように設
定されるため、実質的な問題はない。逆に言えば、測点
と実走距離との差が画像再生距離との関係で違和感を生
じさせる場合には、その曲線路に仮想交叉点を設定する
必要があることになる。

【００５７】つぎに、図１０に示すように、再生測点設
定手段４は、除雪作業時に道路画像を抽出して再生する
ための再生測点を前記ベクトル線分上に設定するように
なっている。再生測点は除雪車の走行速度や道路画像の
内容等の条件に応じて定められるが、本実施形態では１
０〜２０ｍ間隔で設定される。設定は自動設定あるいは
位置指定による任意設定のいずれでも実行できるように
なっている。例えば、図１０のケース（Ａ）に示すよう
に、収録点列がほぼ直線状を形成している場合には、所
定間隔に自動設定することが好ましいが、ケース（Ｂ）
のように収録点列が曲線状を形成している場合には、収
録方向がめまぐるしく変化するため、任意に再生間隔を
狭めて設定することが好ましい。これにより再生画像と
現実の景色との違和感を防ぐようになっている。

【００５８】つぎに、画像方位角設定手段５は、交叉点
内において再生する道路画像を特定するための画像方位
角を設定するようになっている。この画像方位角は、撮
影方向のベクトル線分の方位角が設定される。

【００５９】そして、画像リンク手段６は、ベクトル線
分上の各再生測点に対して最も近傍の測点で撮影した道
路画像をリンクさせるとともに、交叉点内に設定した画
像方位角が一致する撮影方向の道路画像であって最も巻
き込み部の状況が把握できる収録位置座標の道路画像を
リンクさせるようになっている。つまり、図１１に示す
ように、交叉点内の画像方位角に対してリンクさせる道
路画像は、除雪車の進行方向にある巻き込み部の状況が
十分に判別できる収録位置座標を選択するようになって
いる。実際の交叉点内での画像リンク設定作業は、ベク
トル線分と収録位置座標を指定し、そのベクトル線分の
方位角を画像方位角とし、指定した収録位置座標で収録
した道路画像を再生画像としてリンクされる。

【００６０】つぎに、図１２に示すように、障害物設定
手段７は、消火栓や路面突起、防護柵等の障害物が存在
する位置座標を直線路のベクトル線分上に測点として設
定するようになっている。予備的な警告であるため、実
際の障害物位置より１０〜２０ｍ手前の位置に測点を設
定することが好ましい。このとき、画像中に警告マーク
を表示するように画像を処理するようにしてもよい。

【００６１】つぎに、本実施形態の道路網データ処理プ
ログラム１の動作処理および道路網データ処理方法につ
いて図１３を参照しつつ説明する。

【００６２】本実施形態の道路網データ処理方法では、
図１３に示すように、ステップ１において、道路画像収
録時に取得したＧＰＳによる各収録位置座標をＣＡＤ上
にプロット展開する。ステップ２において、収録位置座
標点列と交叉点巻き込み部のデータを参考にして交叉点
の各基点を設定すると、道路網モデル化手段２が、順次
時計回り方向にベクトル基線を描き、全内角が１８０度
未満の交叉点を形成させる。このとき同時に交叉点、基
点およびベクトル基線の各識別番号およびリンクデータ
がそれぞれ設定される。

【００６３】なお、直線路とみなせない曲線路上では特
殊な交叉点形態２方向交叉点として仮想交叉点とみな
し、交叉点の設定と同様に、基点を指定して多角形状に
設定する。

【００６４】続いてステップ３に進んで、道路網モデル
化手段２が、方向が相反する１対のベクトル線分を設定
する。つまり、ステップ２で設定した交叉点のベクトル
基線と位置座標点列との交点を結ぶようにして交叉点内
に始点ＢＰおよび終点ＥＰを指定するとベクトル線分が
形成されて直線路が完成する。なお、ベクトル線分が形
成されると同時に真北を基準とするベクトル線分の方位
角が自動計算され設定される。

【００６５】また、直線路エリア内では除雪車の位置座
標から垂線を下したときにその垂線の足が常にベクトル
線分上に存在しなければならないため、始点ＢＰおよび
終点ＥＰは交叉点内に指定する必要がある。なお、始点
ＢＰは直線路における最初の画像を選定するコントロー
ルポイントに相当することを考慮して設定する。

【００６６】つぎに、ステップ４に進行し、位置座標測
点化手段３が、各収録位置座標から対応するベクトル線
分に対して垂線を下ろし、始点ＢＰからその垂線の足ま
での距離としての測点を前記各収録位置座標に換えて設
定する。

【００６７】さらにステップ５に進行し、再生測点設定
手段４が、道路画像を再生する測点を１０〜２０ｍを基
準に所定間隔でベクトル線分上に自動または任意に設定
する。

【００６８】また、ステップ６に進行し、画像方位角設
定手段５が、交叉点内における進行方向のベクトル線分
の指定を受けて画像方位角を設定する。

【００６９】そして、ステップ７に進行し、画像リンク
手段６が、ベクトル線分上の各再生測点に対して最も近
傍の測点を有する道路画像をリンクするとともに、交叉
点内に設定した画像方位角に対して方向が一致する撮影
方向の巻き込み部の道路画像をリンクする。

【００７０】さらに、ステップ８に進行し、障害物設定
手段７が、消火栓等の障害物の位置座標に基づいて、ベ
クトル線分上に障害物測点を設定する。このとき、必要
に応じて警告表示を設定する場合には、道路画像に警告
処理を施すようになる。

【００７１】このようにして処理を施した道路網データ
は、コンピュータ読み取り可能なＤＶＤ（デジタル多目
的ディスク）等の記憶媒体に記憶されるようになってい
る。すなわち、この記憶媒体に記憶された道路網データ
の構造は、基点およびベクトル基線によって全内角が１
８０度未満の多角形からなる交叉点と、これらの交叉点
間に配置され方向の相反する１対のベクトル線分からな
る直線路との組み合わせ構造からなる道路網データを有
し、前記直線路のベクトル線分上には道路画像の再生測
点が設定されているとともに前記交叉点内には画像方位
角が設定されており、それらの測点および画像方位角に
それぞれ所定の道路画像がリンクされている構造となっ
ている。

【００７２】したがって、本実施形態の道路網データ処
理プログラム１および道路網データ処理方法によれば、
ＧＰＳを使用して取得した収録位置座標をベクトル線分
上の測点という一次元的なデータとしてロジックが簡素
化されるため、位置確認が直線的に判断され、除雪車の
位置検出から画像再生までの時間を最小に押さえること
ができるし、障害物の警告等のオプション機能も単に数
値で指定するだけでよくなる。つまり、単純化により迅
速性、柔軟性および将来的な拡張性を備えることができ
る。

【００７３】つぎに、本発明の道路除雪ナビゲーション
システムの第１実施形態について図１４から図２４を参
照しつつ説明する。

【００７４】道路除雪ナビゲーションシステム９ａの第
１実施形態は、図１４に示すように、交叉点と直線路と
から構成される道路網に画像方位角および測点を基準と
して道路画像をリンクさせた道路網データを記憶する道
路網記憶手段１０と、除雪車の位置座標を取得する位置
座標取得手段１１と、除雪車の位置座標に基づいて起動
時に除雪車が位置するベクトル線分を判別する初期位置
線分判別手段１２と、除雪車の位置座標に対応する交叉
点番号を記憶および棄却しつつその交叉点の内外いずれ
に除雪車が位置するかを判別するとともに、除雪車の交
叉点からの離脱方向を判別する交叉点内外判別手段１３
ａと、除雪車の方位角により除雪車方向に対して近似方
向のベクトル線分を判別して除雪車が位置するベクトル
線分として特定するベクトル線分特定手段１４と、除雪
車の位置座標に基づいて特定されたベクトル線分上の測
点を求める測点取得手段１５と、交叉点内で除雪車方向
に近似する画像方向の画像方位角を特定する画像方位角
特定手段１６と、ベクトル線分上の測点および画像方位
角にリンクされている道路画像を再生する画像再生手段
１７と、この画像再生手段１７によって再生される道路
画像を表示する画像表示手段１８とを有している。

【００７５】本第１実施形態の各構成についてより具体
的に説明すると、道路網記憶手段１０は、前述した道路
網データ処理方法により処理された道路網データを記憶
するようになっており、すなわち基点およびベクトル基
線の対の組み合わせにより全内角が１８０度未満の多角
形からなる交叉点と、方向の相反する１対のベクトル線
分からなる直線路とで構成され、前記ベクトル線分上の
測点および交叉点内の画像方位角に対応付けて道路画像
をリンクさせた道路網データを記憶するようになってい
る。

【００７６】また、位置座標取得手段１１は、ＧＰＳを
使って受信されるデータのうち２次元平面上の位置座標
を取得するようになっており、ＧＰＳによる受信頻度は
１秒間に１回以上である。これは、最大速度５ｋｍ／ｈ
ｒの除雪車が役１．４ｍ進行する間隔である。

【００７７】また、初期位置線分判別手段１２は、シス
テム起動時に、除雪車の位置座標から全ベクトル線分に
対して垂線を下ろし、その垂線の足がベクトル線分上に
あり、その垂線の長さが最小であって所定長さ以下の条
件を満たすベクトル線分とこれと対をなすベクトル線分
を求めるようになっている。起動時においては、位置座
標取得手段１１によって１０点以上の位置座標を取得し
て異常値を棄却してから座標平均値を算定し、その平均
した座標値から全ベクトル線分に対して垂線を下ろすよ
うになっている。また、本第１実施形態における初期位
置線分判別手段１２は、垂線の所定長さ以下の条件を１
０ｍと定めており、最小長さの垂線が１０ｍを超える場
合には除雪車がデータ圏外もしくは交叉点内にあると判
断するようになっている。

【００７８】また、交叉点内外判別手段１３ａは、位置
座標取得手段１１により取得された除雪車の位置座標に
対応する交叉点番号を記憶および棄却しつつ、前記位置
座標に基づいてその交叉点の内外いずれに除雪車が存在
するかを判別するとともに、除雪車が交叉点を離脱する
方向を判別するようになっている。交叉点内外判別手段
１３ａが記憶する交叉点番号は、除雪車が直線路上に存
在しているときには、その直線路の両側に配置された２
つの交叉点番号であり、除雪車が交叉点内に存在してい
るときには、その交叉点番号となる。

【００７９】そして、除雪車が所定の交叉点の内外いず
れに存在するかの具体的判断は、図１５に示すように、
その交叉点の各基点および位置座標を結んだ線分と、各
ベクトル基線とのなす全ての角度が１８０度未満である
か否かの判断により行われる。つまり、図１５に示すよ
うに、任意の座標点Ｐが交叉点の多角形内にある場合に
は、この座標点Ｐと各基点とを結んだ線分が各ベクトル
基線から時計回り方向になす角度は、決して１８０度を
超えることがない。一方、任意の座標点Ｐ´がわずかで
も多角形交叉点の外に出ると、いずれかの角度が１８０
度を超えて３６０度に近い角度になる。換言すれば、１
８０度を超えるベクトル基線の方向に除雪車が進行した
ことを判別できる。なお、前記判別する角度は、全てベ
クトル基線から時計回りに進んだ場合の条件とする。こ
のように除雪車の位置が交叉点内と判別するための必要
十分条件は、その交叉点の各基点および除雪車の位置座
標を結んだ線分に対して、各ベクトル基線から時計回り
方向に形成される全ての角度が１８０度未満であること
になる。

【００８０】一方、除雪車が交叉点を外に出た場合に
は、直ちに直線路の画像列を選択しなければならない。
もし、直ちに選択できなければ画像が連続的に再生でき
ず、画像と現実景色とがズレてしまうという問題が発生
する。基本的には、前述した条件において、角度が１８
０度を超えた当該ベクトル基線と交差するベクトル線分
の方向に除雪車は離脱しているため、そのベクトル線分
に沿った道路画像を選択すればよい。しかし、図１６に
示すように、交叉点の多角形の内角が１８０度に近い場
合であって、除雪車がその内角を構成するベクトル基線
上を横切ったときには、前述の条件において１８０度を
超える角度が２つ存在する場合がある。つまり、図１６
に示すように、斜線エリア内で交叉点の内外判別が実行
された場合には問題がないが、その斜線エリアを超えた
ときに判別されると、前記条件下で１８０度を超える角
度が複数存在し、いずれのベクトル基線方向に進行した
か判別できなくなる。現実には、除雪車の位置座標の取
得間隔にはインターバルが存在するため、除雪車のスピ
ードが速ければ起こりうる状況となる。

【００８１】そこで、交叉点内外判別手段１３ａは、も
う１つの条件として、除雪車の座標位置と基点とを結ぶ
線分とベクトル基線とのなす角度が１８０度以上のとき
には、その位置座標から１８０度以上の角度をなすベク
トル基線に下した垂線の足が線分上にあるか否かを判別
して、その線分上にあるベクトル基線を離脱方向のベク
トル基線として特定するようになっている。

【００８２】また、ベクトル線分特定手段１４は、通
常、交叉点内外判別手段１３ａによって除雪車が記憶し
ている交叉点の外側に存在すると判別された場合に、１
対のベクトル線分のうち除雪車方向の方位角とベクトル
線分の方位角とを照合して近似方向のベクトル線分を除
雪車が位置するベクトル線分として特定するようになっ
ている。このとき、常に除雪車方向を基準として近似方
向の計算をするのは、もし除雪車の走行方向に対する近
似方向のベクトル線分を求めるとしてしまうと、除雪車
が後進した場合に反対車線の道路画像が表示されてしま
い、現実の景色と道路画像とが異なってしまうからであ
る。

【００８３】一方、システム起動時においても、初期位
置線分判別手段１２により判別された１対のベクトル線
分のうちから１つに絞るために、除雪車方向に近似する
方向のベクトル線分を起動時において除雪車が位置する
ベクトル線分として特定するようになっている。

【００８４】ここで、近似方向の判定法について説明す
る。近似方向とは、２つのベクトルの夾角が最小となる
方向と定義される。図１７に示すように、２つのベクト
ルのなす角度は２つ存在する。η_１およびη_２であらわ
され、小なる方が近似性を代表する。真北を基準とした
方位角をそれぞれδとθとすれば、図１７中（ａ），
（ｂ）は同じ近似性を示すので η_１＝３６０度−│θ−δ│ η_２＝│θ−δ│ で示される。ここで、小さい方の角度ηが近似方向の判
別にあたって比較対象となる。同様の手順により与えら
れたθと対象すべき方位角δを用いて次々と小なる方の
夾角を計算し、そのうちで最も小なる夾角を与えるベク
トルが求める近似方向である。なお、偶然に同一近似性
を示した場合には、システム上前画像をホールドするよ
うになっている。

【００８５】このように近似方向の判定法に従ってベク
トル線分を特定するようにすれば、図１８に示すよう
に，除雪車がＵターンする軌跡を取ったとしても、除雪
車は、常に真北に対して計測している方位角θ_Ａ，θ_Ｂ
と、始点ＢＰから終点ＥＰに向かうベクトル線分の固有
ベクトル方位角δ_１，δ_２とを照合して、近似方向のベ
クトル線分を求めれば、それが除雪車の位置するベクト
ル線分となる。したがって、除雪車のＵターンはもとよ
り、スイッチ・バックや交差点付近の複雑な動きに対し
てもすべて対応できるようになっている。

【００８６】つぎに、測点取得手段１５は、除雪車の位
置座標からベクトル線分特定手段１４によって特定され
たベクトル線分上の測点を求めるようになっており、測
点の求め方は、本第１実施形態では、除雪車の位置座標
からベクトル線分に垂線を下ろし、所定の始点ＢＰから
その垂線の足までの距離として測点を求めるようになっ
ている。なお、前記測点取得手段１５は、ベクトル線分
特定手段１４と同様に起動時においても動作し、初期位
置座標から特定されたベクトル線分上の測点を求めるよ
うになっている。

【００８７】また、画像方位角特定手段１６は、交叉点
内外判別手段１３ａによって除雪車が交叉点内に存在す
ると判別された場合に、前述した近似方向の判定法に従
って、除雪車方向から除雪車の方位角を求めて画像方位
角と照合して最小夾角を与える画像方位角を特定するよ
うになっている。ここで、生活道路における交叉点での
奥行きは通常１０〜２０ｍの範囲にある。これは除雪車
の進行方向に対して画像１枚分に相当するため、交叉点
内においては測点を計算する必要がなく、方位角のみに
よって画像選択が可能である。図１９に示すように、交
叉点内においては、除雪車が作業を開始する方向に対応
させて画像方位角が設定されているため、除雪車方向と
近似方向である画像方向の画像方位角にリンクされた道
路画像を選択すればよい。

【００８８】また、画像再生手段１７は、測点取得手段
１５によって取得された測点にリンクされている道路画
像および画像方位角特定手段１６によって特定された画
像方位角にリンクされている道路画像をそれぞれ再生す
るようになっている。

【００８９】また、画像表示手段１８は、画像再生手段
１７によって再生される道路画像を表示するものであ
り、例えば液晶ディスプレイやＣＲＴ等である。

【００９０】一方、本第１実施形態において、例えばＧ
ＰＳデータを取得してから道路画像を再生するまでの時
間である描画ラヴを１．５秒とした場合、この間に除雪
車は２ｍ進む。画像はそれだけ遅れて再生される。この
程度であれば、実用上支障がないが、将来的な高速化を
考慮すると、画像の早出しができるような機能が必要で
ある。

【００９１】そこで、本第１実施形態には、測点取得手
段１５によって変換された測点に除雪車の速度に応じた
所定の補正距離を加える速度補正手段１９が備えられて
いる。この速度補正手段１９における補正距離は、様々
な要因を考慮して適宜調整し画像とのフィット感を高め
る役割を果たす。そこで、一般式として 補正距離ΔＬ＝ａ×Ｖ^ｂ＋ｃ により求められるものとする。但し、ａは描画ラヴに関
する係数であり、ｂは速度評価に関する係数であり、ｃ
は描画タイミングに関する係数である。通常では、ｂ＝
１．０、ｃ＝０．０である。ａ、ｂおよびｃの値は試験
走行によって除雪車の車種毎に標準値が定められる。

【００９２】また、道路画像が再生されて除雪作業員が
その情報を読み取るには少なくとも一定時間画像が静止
されている必要がある。しかし、図２０に示すように、
例えば測点ＳＰ＝６０における画像の切れ合い点での小
刻みな前進および後退が行われた場合や高速で移動しな
がら除雪する場合には、当該道路除雪ナビゲーションシ
ステム９ａが絶えず測点を計算して道路画像を更新する
ため、頻繁に道路画像が切り替わってしまい、情報を読
み取りにくくしてしまう。

【００９３】そこで、本第１実施形態には、画像再生手
段１７によって再生された道路画像を少なくとも一定時
間静止させるために最小時間を任意に設定できる画像静
止時間設定手段２０が備えられている。最小時間は通常
２〜４秒程度に設定するのが好ましい。これにより道路
画像の頻繁な切り替わりを防止できるし、低速除雪車用
に密度の高い画像リンクを行っても同じ道路網データを
使って高速除雪にも対応できる。なお、高速除雪を行っ
ているときには、静止時間内で通過した測点にリンクさ
れた道路画像は飛ばされて再生されないが、道路画像そ
のものは２０ｍ以上先を見通すような撮影アングルで収
録されているため障害物等の情報取得に大きな不備が生
じることはない。

【００９４】また、人間は高い緊張感をそれ程長く持続
できないし、気が緩むこともある。自然に流れていく画
面は見ているようで実はただ漠然と見てしまっている場
合もある。このような場合に見逃してはならない障害物
には警告信号を発して除雪作業員に知らせることが効果
的である。

【００９５】そこで、本第１実施形態には、道路網記憶
手段１０に記憶された道路網データにおいてベクトル線
分上に設定されている障害物測点を検出して警告信号を
発する障害物警告発信手段２１が備えられている。もし
障害物の種類が設定されていればその種類も警告信号に
含めることができるようになっている。また、警告手段
としては音声によって注意を喚起してもよいし、道路画
像内に警告マークを表示するようにしてもよい。警告は
除雪車が障害物地点に到達する前に予め伝えなければな
らないから存在地点より１０〜２０ｍ手前で発信するよ
うになっている。

【００９６】また、除雪作業員は除雪現場において行き
当たりばったりで除雪作業を進めるよりも、予め除雪路
の概況をザッと頭に入れて作業に取りかかった方が、余
裕をもって作業にあたれるし、作業中にはポイントのみ
確認すればよいため操作に集中できて安全面でも好まし
い。

【００９７】そこで、本第１実施形態には、道路画像を
前後方向に順次コマ送りさせるコマ送り手段２２が備え
られている。このコマ送り手段２２は、一直線路分の道
路画像を前進または後退方向に順次コマ送りするように
なっており、十分な視認時間を確保するために１プッシ
ュ１枚の手動送りできるのが好ましい。もちろん所定時
間を確保しつつ自動送りするようにしても問題はない。

【００９８】また、幅員が２ｍを超える歩道はロータリ
除雪車による機械作業が可能となるが、歩道除雪は車道
に比べてより危険性をはらんでいる。歩車道間が縁石で
区分されている場合には車道側から歩道へ接近すると縁
石に衝突して阻止されたりあるいは誘導されるようにな
っているが、歩道上では消火栓、防護柵および塀等が同
一平面上に存在しており区分してくるような段差がな
く、直接衝突する可能性が高い。

【００９９】そこで、本第１実施形態には、画像再生手
段１７により選択される道路画像列が車道用から歩道用
に切り換えられる歩車道画像切換手段２３が備えられて
いる。図２１に示すように、歩車道画像切換手段２３が
動作する前提として、歩道用の画像が直線路の測点およ
び交叉点の方位に対応してリンク付けされている道路網
データが道路網記憶手段１０に記憶されていなければな
らない。なお、歩道用の画像を選択するに至る基本的動
作は、車道の画像を選択する場合と同じである。ただ、
歩道での車輌速度は約１．０ｍ／ｈｒであり除雪作業員
の視野も低いため、道路網データ処理方法の段階で画像
密度を５〜１０ｍあたりに１枚程度にする必要がある
し、交叉点に設定する基点の位置はＧＰＳの誤差を考慮
すると歩道センターより４ｍ以上離す必要がある。

【０１００】つぎに、前述した本第１実施形態の道路除
雪ナビゲーションシステム９ａによる動作について図２
２から図２４を参照しつつ説明する。

【０１０１】まず、図２２に示すように、本第１実施形
態の道路除雪ナビゲーションシステム９ａを起動させた
場合には、初期化動作が開始される。除雪作業員が電源
を入れると位置座標取得手段１１がＧＰＳデータの取得
を開始する（ステップ１１）。そして、道路網データ圏
内の比較的直線的な道路を選んで除雪車を一時停止させ
て（ステップ１２）、道路除雪ナビゲーションシステム
９ａを起動させると（ステップ１３）、まず、位置座標
取得手段１１がＧＰＳデータを１０点以上受信し、異常
値を棄却して平均値を算定する（ステップ１４）。

【０１０２】そして、図２３に示すように、初期位置線
分判別手段１２がＧＰＳデータの平均値から対象道路網
データ圏内の全てのベクトル線分に垂線を下ろし、その
足が線分上にあるベクトル線分が存在するか否かを判断
する（ステップ１５）。垂線の足が線分上にあるベクト
ル線分はすべて抽出してステップ１６に進行し、線分上
にないベクトル線分は棄却される（ステップ１７）。も
し、該当するベクトル線分が全くない場合には、システ
ム異常と判断される。入力データ数が少ない場合は交叉
点内またはデータ圏外の可能性もあるため、除雪車を移
動させて再度システムを再起動させる。

【０１０３】ステップ１６に進行した場合、初期位置線
分判別手段１２は抽出された全てのベクトル線分に対し
て垂線長を計算し、最小値か否かを判断する。最小値で
ないものは順次棄却し（ステップ１７）、最終的には最
小値となるベクトル線分と、これと対をなすベクトル線
分を抽出してステップ１８に進行する。

【０１０４】ステップ１８において、ベクトル線分特定
手段１４が、除雪車方向に近似する方向か否か、具体的
には除雪車方向の方位角をベクトル線分の方位角と照合
して夾角がより小さい方位角はいずれかを判断し、小さ
い方の方位角をなすベクトル線分を特定する。さらに、
この特定したベクトル線分に下ろした垂線長が１０ｍ以
内か否かを判断し（ステップ１９）、１０ｍを超える場
合には除雪車が交叉点内かデータ圏外のいずれかに位置
すると判断する。

【０１０５】垂線長が１０ｍ以内と判断した場合には、
測点取得手段１５が測点を計算し、画像再生手段１７に
よって前記測点にリンクする道路画像を再生し、画像表
示手段１８上に表示する（ステップ２０）。表示された
道路画像と現場風景とを照合して（ステップ２１）合致
すれば確認ボタンを押して初期化を完了する（ステップ
２２）。

【０１０６】つぎに、初期化後の道路除雪ナビゲーショ
ンシステム９ａの動作について説明する。

【０１０７】図２４に示すように、初期化によって初期
位置として特定された直線路の両端に配置されている交
叉点番号を交叉点内外判別手段１３ａが記憶する（ステ
ップ３１）。続いて位置座標取得手段１１が新たなＧＰ
Ｓデータを受信すると（ステップ３２）、交叉点内外判
別手段１３ａが記憶している２つの交叉点を対象として
そのＧＰＳデータに基づく除雪車位置座標が当該交叉点
の内側にあるのか外側にあるのかを判断する（ステップ
３３）。すなわち、交叉点内外判別手段１３ａが、それ
ぞれの交叉点の各基点と除雪車位置座標とを結んだ線分
に対して、ベクトル基線から時計回り方向に形成される
全ての角度が１８０度未満か否かを判断する。そして、
２つの交叉点のいずれにおいても前記角度のいずれかが
１８０度以上であった場合には、両方の交叉点の外側に
あると判断し、直線路モードに移行する（ステップ３
４）。

【０１０８】そして、ベクトル線分特定手段１４が、除
雪車方向と２つのベクトル線分の方向との近似計算を行
ってより近似方向のベクトル線分を特定する（ステップ
３５）。さらに、測点取得手段１５が除雪車位置座標か
ら測点を求めて（ステップ３６）、その測点にリンクさ
れている道路画像を画像再生手段１７が選択して再生
し、画像表示手段１８によって表示する（ステップ３
７）。

【０１０９】一方、除雪車が直線路から交叉点内に移動
した場合の動作について説明する。すなわち、ステップ
３２に戻り、位置座標取得手段１１がＧＰＳデータから
新たな位置座標を取得する。そして、ステップ３３にお
いて、すでに記憶している２つの交叉点番号に対して、
交叉点内外判別手段１３ａが交叉点の内外判別を実行す
る。そして、２つの交叉点のうち、基点および除雪車の
位置座標を結んだ線分とベクトル基線とのなす角度の全
てが１８０度未満となる交叉点が存在する場合に、その
交叉点内に除雪車が位置すると判断する。そして、交叉
点内外判別手段１３ａは、外部の交叉点番号を記憶から
棄却し、内部の交叉点番号のみを記憶し、交叉点モード
に移行する（ステップ３８）。

【０１１０】そして、画像方位角特定手段１６が、除雪
車方位角とその交叉点内に設定されている画像方位角と
を照合して近似計算を行い、近似方向の画像方位角を特
定し（ステップ３９）、その画像方位角にリンクされて
いる道路画像を画像再生手段１７が選択して再生し、画
像表示手段１８によって表示する（ステップ３７）。

【０１１１】その後、交叉点内外判別手段１３ａは新た
に位置座標を取得すると、記憶している交叉点のみを対
象として内外判別を実行し、外と判断した場合には除雪
車の離脱方向から進行した直線路を判別し新たに進行方
向の交叉点番号を追加記憶して、直線路モードに移行す
る（ステップ３４）。除雪車の新たな進行方向の決定に
あたっては、交叉点内外判別手段１３ａが、除雪車の位
置座標から１８０度以上の角度をなすベクトル基線に垂
線を下し、その足が線分上にあるベクトル基線と交差す
る方向を交叉点離脱方向として判別する。そして、その
後は前述したと同様に、ベクトル線分特定手段１４によ
り除雪車方向に近似する方向のベクトル線分が特定さ
れ、測点が求められた後にリンクされている道路画像が
再生表示される。

【０１１２】以上のようにして、ＧＰＳデータによる除
雪車の位置座標に基づいて交叉点の内外判別を繰り返
し、所望の道路画像を選択再生して画像表示手段１８に
表示し、除雪作業を支援するようになっている。

【０１１３】したがって、前述した本第１実施形態によ
れば、幹線道路のみならず複雑な生活道路においても迅
速かつ確実に道路画像を提供することができるため、除
雪作業に伴う損傷事故を確実に防止できるのはもちろん
のこと、積雪や雪山に隠れた障害物に対する作業員の恐
怖心を緩和させてスムーズな作業の進行を図ることがで
きて作業効率を大幅に向上できる。

【０１１４】また、障害物の位置を含め除雪地域の道路
状況を特別に熟知した者でなくても除雪車の操作に習熟
さえしていれば安全に除雪作業を行うことができる。し
かも道路際まできれいに除雪できるため常に道路幅を確
保できるから交通渋滞や人身事故の低減を図ることがで
きる。

【０１１５】つぎに、本発明の道路除雪ナビゲーション
システムの第２の実施形態について図２５から図３０を
参照しつつ説明する。なお、本第２実施形態の構成のう
ち、前述した第１実施形態の構成と同一または相当する
構成については同一の符号を付して再度の説明を省略す
る。

【０１１６】本第２実施形態の道路除雪ナビゲーション
システム９ｂは、ＧＰＳの一時的な異常に対処するため
のシステムである。すなわち、本第２実施形態において
位置座標の取得に用いられるＧＰＳは、常に除雪車の正
確な位置を検出しているとは言い切れず、現状の精度に
ついていえば、製品により３ｍ程度の誤差の可能性が存
在する。この程度の誤差は、前記第１実施形態の道路除
雪ナビゲーションシステム９ａによっても、交叉点の設
定範囲を工夫することにより吸収でき、不都合を生じさ
せることはない。

【０１１７】しかし、ＧＰＳ受信機は人工衛星の組み合
わせや降雪等の気象条件によって影響を受けるし、ハー
ド面の変調や故障もある。あるいは高層ビルの谷間等の
データ受信困難エリアに進入してＧＰＳデータを全く受
信できない状況になる場合もある。ハード面の変調によ
る異常データが継続するようであれば、ハード上の故障
であるため交換修理するしかないが、一時的な動作の不
安定であってすぐに正常データに復帰する場合には、そ
の一時的な異常データによって道路除雪ナビゲーション
システム９ｂ自体が停止してしまうのを防ぐ必要があ
る。システムが一旦停止すると再び起動からやり直さな
ければならず不便だからである。

【０１１８】一方、前述した第１実施形態における交叉
点内外判別手段１３ａは、除雪車が交叉点の内外に存在
するか否かを判断するだけでなく、除雪車の交叉点離脱
方向までも識別するようになっている。このため、仮に
ＧＰＳデータの異常により交叉点の出入りを判別できな
かった場合には、システム異常と判断されて停止してし
まう。つまり、実際の除雪車は、常に直線路から交叉点
に入りその交叉点から再びいずれかの直線路に出ていく
が、人工衛星より自由にデータを受信するＧＰＳは、地
上の道路形態に何ら拘束されず、誤作動や受信障害によ
り直線路からいずれの交叉点も経由することなく別の直
線路に飛んでしまう可能性がある。その結果、測点を割
り出せない状態が続き、その間に除雪車が移動してしま
うと永久に復帰できなくなりシステム異常となってしま
う。

【０１１９】そこで、本第２実施形態では、一時的なＧ
ＰＳデータの異常によってシステムが停止に至ってしま
う事態を極力回避するためのシステム構成が形成されて
いる。

【０１２０】まず、ＧＰＳが位置データを取得できない
ケースとしては、ハードそのものが断線等の故障をおこ
した場合や高層ビルの谷間等受信困難エリアに進入した
場合である。この間は、新たな位置データが取得されな
いため、また新たな画像更新指示も発せられない。つま
り、前画像が表示されたままの状態であり、システムは
停止はしないが画像は静止状態に入る。そこで、位置座
標取得手段１１が一定時間以上、位置座標を取得できな
いときには、「ＧＰＳデータ無し」等のメッセージを画
像表示手段１８に表示するようになっている。

【０１２１】次に、ＧＰＳデータが異常のケースとし
て、その程度により２段階に区分される。第１段階のデ
ータ異常は、画像を一応表示しているが、明らかに現在
位置の画像とは異なるケースであり、第２段階のデータ
異常は、第１実施形態によるシステムフローに従えば判
別不能となるケースである。

【０１２２】図２５および図２６を参照すると、白抜き
の部分は正常な画像を表示できるか、あるいは誤った画
像ではあるが少なくとも画像を表示できて判別不能には
至らない範囲を示しており、グレーの網掛け部分は判別
不能となる範囲を示している。

【０１２３】より具体的に説明すると、第１実施形態の
道路除雪ナビゲーションシステム９ａでは、実際の除雪
車の位置に対して、グレー網掛け部で示す範囲において
位置データを受信した場合、直線路上の測点あるいは交
叉点内の画像方向が求められないことになる。つまり、
図２５に示すように、除雪車が直線路上に位置する場合
であれば、特定されたベクトル線分に対し、測点取得手
段１５が取得した除雪車の位置座標からベクトル線分上
に垂線を下ろして始点ＢＰからその垂線の足までの距離
を測点として特定するようになっている。そのため、Ｇ
ＰＳの異常により前記ベクトル線分上に垂線の足を下ろ
すことができない位置データを受信すると、すなわちグ
レー網掛けした部分における座標位置を取得すると、測
点を計算することができず、システム停止に至ってしま
う。

【０１２４】また、図２６に示すように、除雪車が交叉
点内にある場合には、交叉点内外判別手段１３ｂが、そ
の除雪車の位置座標に基づいて交叉点の内外判別を行
い、位置座標が当該交叉点内にあると判別した場合には
問題が生じないが、交叉点の外部にあると判別した場合
には、その除雪車の離脱方向を求めるために、所定のベ
クトル基線に対して位置座標から垂線を下ろし、その垂
線の足が基線上に存在するベクトル基線を離脱方向とし
て特定するようになっている。そのため、ＧＰＳの異常
により前記ベクトル基線上に垂線の足を下ろすことがで
きない位置データを受信したとすると、もはや垂線の足
が存在するベクトル基線を求められず、離脱方向の直線
路が特定できないためにシステム停止に至ってしまう。
さらに、前記ベクトル基線上に垂線の足を下ろすことが
できる範囲であったとしても当該直線路の範囲を逸脱し
た位置データを受信してしまったときには、離脱方向を
特定することまではできるが、直線路における測点を求
めることまではできないため、やはりシステム停止に至
る。

【０１２５】なお、前述した受信困難エリアに進入して
しまう等によりデータ受信を取得できない間に、除雪車
が交叉点を通過してしまった場合にも、データ異常によ
る判別不能と同様の現象が発生してしまう。

【０１２６】本第２実施形態は、前述した第１段階のデ
ータ異常に対しては、システム自体は停止せずに機能し
ているのでＧＰＳによる位置データの正常復帰を待つよ
うになっている。

【０１２７】一方、第２段階のデータ異常に対しては、
本第２実施形態では、ＧＰＳから受信するデータが交叉
点を飛び越えるものであっても起動時のベクトル線分特
定ロジックを準用し、検索対象範囲を拡大して、システ
ム停止を極力回避するようになっている。

【０１２８】すなわち、本第２実施形態には、図２７に
示すように、第１実施形態の交叉点内外判別手段１３ａ
に代えて、除雪車が所定の交叉点の内外いずれに存在す
るかのみを判別して除雪車の離脱方向までは判別しない
交叉点内外判別手段１３ｂと、この交叉点内外判別手段
１３ｂにより除雪車の位置座標が所定の交叉点の外側に
位置すると判別された場合に、その除雪車の位置座標の
ある直線路を構成する１対のベクトル線分を判別する現
在位置線分判別手段２４と、この現在位置線分判別手段
２４によるベクトル線分の判別が不能となった連続回数
をカウントするとともにその回数が所定回数以上になっ
たときにシステムを停止するシステム停止手段２５とを
有している。

【０１２９】前記交叉点内外判別手段１３ｂは、ＧＰＳ
により位置座標取得手段１１が取得した除雪車の位置座
標に応じて、直線路上に存在しているときにはその直線
路の両側に配置された２つの交叉点番号を記憶し、除雪
車が交叉点内に存在しているときにはその交叉点番号を
記憶するようになっている。具体的な交叉点内外判別の
手法は、図１５で説明したように、記憶している交叉点
の各基点および位置座標を結んだ線分と、各ベクトル基
線とのなす全ての角度が１８０度未満であるか否かの判
断により行われる。つまり、座標点Ｐと各基点とを結ん
だ線分が各ベクトル基線から時計回り方向になす角度
が、１８０度を超えないときには除雪車の位置座標点Ｐ
が多角形の交叉点内にあるものと判断され、一方、いず
れかの角度が１８０度を超えた場合には除雪車の位置座
標点Ｐ´は多角形の交叉点外にあるものと判断される。

【０１３０】また、現在位置線分判別手段２４は、交叉
点内外判別手段１３ｂによって除雪車が所定の交叉点の
外側に位置すると判別された場合に、その交叉点内外判
別手段１３ｂに記憶されている交叉点に関連する所定の
ベクトル線分に対して除雪車の位置座標から垂線を下ろ
し、その垂線の足が線分上にあるベクトル線分のうち垂
線長が最小の条件を満たすベクトル線分と、これと対を
なすベクトル線分とを求めるようになっている。ここ
で、現在位置線分判別手段２４が垂線を下ろす対象とな
る「交叉点に関連する所定のベクトル線分」は、ＧＰＳ
の精度誤差の程度や処理速度との関係で任意に定められ
る。本第２実施形態では、精度誤差が最大数メートル程
度の低レベルのＧＰＳ受信機を使用することを想定し、
前記交叉点内外判別手段１３ｂに記憶されている１つま
たは２つの交叉点に接続するすべてのベクトル線分を検
索対象としている。このようにすれば、図２８および図
２９に示すように、除雪車位置座標に対し、該当する交
叉点と白抜き部分で示す範囲にＧＰＳデータが飛んでし
まっても、システムが停止してしまうことはなく、異常
データに基づく画像を表示しつつ、データの正常復帰を
待つようにすることができるようになる。

【０１３１】つまり、図２８の例に示すように、除雪車
の位置座標が直線路上にあった場合には、その直線路の
両端に位置する２つの交叉点が交叉点内外判別手段１３
ｂにより記憶されており、それら交叉点の外部と判別さ
れた場合は２つの交叉点に接続されている６対のベクト
ル線分に対して、現在位置線分判別手段２４が前記除雪
車の位置座標から垂線を下ろすようになっている。した
がって、それら６対の各ベクトル線分に対して垂直方向
にある領域では線分上に垂線の足が存在する１対のベク
トル線分を必ず特定するようになるため、システムが停
止する確率は極めて低い。

【０１３２】また、図２９の例に示すように、除雪車の
位置座標が交叉点内にあった場合には、その交叉点が交
叉点内外判別手段１３ｂにより記憶されており、その交
叉点の外部と判別された場合は、その交叉点に接続され
ている４対のベクトル線分に対して、現在位置線分判別
手段２４が前記除雪車の位置座標から垂線を下ろすよう
になっている。したがって、それら４対の各ベクトル線
分に対して垂直方向にある領域では線分上に垂線の足が
存在する１対のベクトル線分を必ず特定することにな
り、システムが停止することは稀である。

【０１３３】また、システム停止手段２５は、前記現在
位置線分判別手段２４が１対のベクトル線分を特定でき
ないような極めて異常なＧＰＳデータを受信した場合
に、その現在位置線分判別手段２４による判別不能の連
続回数をカウントしておき、所定の回数以上になったと
きに限りシステムが異常を起こしたものとみなして停止
するようになっている。これにより、ある程度広い範囲
を検索対象とする現在位置線分判別手段２４によっても
判別できないような極めて異常なＧＰＳデータを受信し
たとしても、直ちにシステムを停止してしまうのではな
く、その後正常にＧＰＳデータを受信できるまでに復帰
した場合には正常に機能し続けられるようになってい
る。

【０１３４】なお、本第２実施形態においても、起動時
における除雪車の位置座標を検出するために本第１実施
形態で示した初期位置線分判別手段１２が別途構成され
ている。

【０１３５】つぎに、本第２実施形態の道路除雪ナビゲ
ーションシステム９ｂの動作プログラムについて図３０
を参照しつつ説明する。

【０１３６】まず、本第２実施形態の起動動作は、初期
位置線分判別手段１２が図２２に示す起動時の動作フロ
ーに従って除雪車が位置するベクトル線分を特定し、こ
のベクトル線分上の測点を求めて画像を再生する。この
とき、直線路の両端に配置されている２つの交叉点番号
を初期値として交叉点内外判別手段１３ｂが受信し記憶
する（ステップ４１）。続いて位置座標取得手段１１が
新たなＧＰＳデータを受信するとともに（ステップ４
２）、交叉点内外判別手段１３ｂが交叉点番号を記憶し
ているか否かを判断し（ステップ４３）、記憶されてい
ない場合にはＧＰＳ異常として処理しメッセージを画像
表示手段１８に表示する（ステップ４４）。ステップ４
３において、交叉点番号が記憶されている場合には、交
叉点内外判別手段１３ｂが、２つの交叉点を対象として
そのＧＰＳデータに基づく除雪車位置座標が当該交叉点
の内側にあるのか外側にあるのかを判断する（ステップ
４５）。すなわち、交叉点内外判別手段１３ｂが、それ
ぞれの交叉点の各基点と除雪車位置座標とを結んだ線分
に対して、ベクトル基線から時計回り方向に形成される
全ての角度が１８０度未満か否かを判断する。そして、
２つの交叉点のいずれにおいても前記角度のいずれかが
１８０度以上であった場合には、両方の交叉点の外側に
あると判断し、直線路モードに移行する（ステップ４
６）。

【０１３７】直線路モードに移行すると、現在位置線分
判別手段２４が２つの交叉点に接続されているすべての
ベクトル線分に対して垂線を下ろし、その垂線の足が線
分上にあるか否かを判断する（ステップ４７）。そし
て、ＮＯである場合、つまり垂線の足が線分上にないベ
クトル線分は棄却され（ステップ４８）、最終的に該当
するベクトル線分が全くない場合には判別不能と判断す
る（ステップ４９）。そして、この判別不能連続回数を
システム停止手段２５がカウントし、その回数がＮ回以
上になった場合には（ステップ５０）、記憶している交
叉点番号データをすべて消去する（ステップ５１）。そ
の後、ステップ４３において交叉点番号データがあるか
否かが判断されたときに、ステップ５１でそれらの交叉
点番号データは消去されているため、ＮＯと判断されて
画像表示手段１８にＧＰＳ異常と表示される。

【０１３８】一方、ステップ４７での判断がＹＥＳであ
る場合、つまり垂線の足が線分上にあるベクトル線分が
あった場合には、それらすべてを抽出してステップ５２
に進行する。ステップ５２では、現在位置線分判別手段
２４が抽出したベクトル線分のうち除雪車位置座標から
の垂線長が最小になる条件を満たすベクトル線分と、こ
れと対をなすベクトル線分とを求める（ステップ５
２）。このとき、同時にステップ４１に進行してその両
端に配置されている交叉点番号を次回の判別対象として
データ更新する。なお、本第２実施形態では、交叉点番
号がすでに記憶されている交叉点番号と一致するか否か
に関わらず更新するようになっているが、一致しなくな
った場合にのみデータを更新するようにしてもよい。

【０１３９】続いて、ベクトル線分特定手段１４が、除
雪車方向と２つのベクトル線分の方向との近似計算を行
って、より近似方向のベクトル線分を特定する（ステッ
プ５３）。そして、測点取得手段１５が除雪車位置座標
から測点を求めて（ステップ５４）、その測点にリンク
されている道路画像を画像再生手段１７が選択して再生
し、画像表示手段１８によって表示する（ステップ５
５）。

【０１４０】一方、除雪車が直線路から交叉点内に移動
した場合の動作について説明する。すなわち、ステップ
４２に戻り、位置座標取得手段１１がＧＰＳデータから
新たな位置座標を取得する。そして、ステップ４３にお
いて、交叉点番号データが存在するか否かを判断して存
在すると判断した後に、すでに記憶している２つの交叉
点番号に対して、交叉点内外判別手段１３ｂがそれら各
交叉点の内外判別を実行する（ステップ４５）。そし
て、２つの交叉点のうち、基点および除雪車の位置座標
を結んだ線分とベクトル基線とのなす角度のすべてが１
８０度未満となる交叉点が存在する場合に、その交叉点
内に除雪車が位置するものと判断し、交叉点モードに移
行する（ステップ５６）。これと同時に、交叉点内外判
別手段１３ｂは、ステップ４２に戻って記憶していた２
つの交叉点番号データを現在位置する１つの交叉点番号
に更新する。

【０１４１】そして、画像方位角特定手段１６が、除雪
車方位角とその交叉点内に設定されている画像方位角と
を照合して近似計算を行い、近似方向の画像方位角を特
定し（ステップ５７）、その画像方位角にリンクされて
いる道路画像を画像再生手段１７が選択して再生し、画
像表示手段１８によって表示する（ステップ５５）。

【０１４２】その後、交叉点内外判別手段１３ｂは、新
たに位置座標を取得すると（ステップ４２）、記憶して
いる１つの交叉点を対象として内外判別を実行し（ステ
ップ４５）、もし当該交叉点の外部にあると判断した場
合には直線路モードに移行するとともに（ステップ４
６）、現在記憶している１つの交叉点に接続するすべて
のベクトル線分に対して除雪車位置座標から垂線を下ろ
して垂線の足が線分上にあるベクトル線分を抽出し（ス
テップ４７）、それらのうちから垂線長が最小のベクト
ル線分と、このベクトル線分と対をなすベクトル線分を
特定し（ステップ５２）、これと同時にステップ４１に
戻って、記憶されている１つの交叉点番号を棄却して、
現在特定された直線路の両端に配置されている新たな２
つの交叉点番号に更新する。その後、ベクトル線分特定
手段１４が、除雪車方向と２つのベクトル線分の方向と
の近似計算を行ってより近似方向のベクトル線分を特定
するとともに（ステップ５３）、測点取得手段１５によ
って除雪車位置座標に対応する測点を求めて（ステップ
５４）、その測点にリンクされている道路画像を再生表
示する（ステップ５５）。

【０１４３】以上のようにして、ＧＰＳデータによる除
雪車の位置座標に基づいて交叉点の内外判別を繰り返
し、所望の道路画像を選択再生して画像表示手段１８に
表示し、除雪作業を支援するようになっている。

【０１４４】したがって、前述した本第２実施形態によ
れば、ＧＰＳデータによって除雪車が所定の交叉点の外
部にあると判断された場合に、常に、交叉点内外判別手
段１３ｂに記憶された交叉点に接続する全てのベクトル
線分を対象とするという、広範囲にわたって除雪車が位
置する直線路を検索するようになっているため、ＧＰＳ
データの異常により受信した位置座標が現実の正しい位
置座標より多少大きく外れたとしても、少なくともいず
れかのベクトル線分を特定することができて、システム
が停止するのを防止することができる。なお、このよう
に検索対象を広げてもＧＰＳデータを受信してから画像
を表示するまでに要する時間は第１実施形態よりも多少
長くなるが実用上気になる程度ではない。また、本第２
実施形態によれば、受信した位置座標が現実の正しい位
置座標よりもきわめて大きく外れた場合であっても、判
別不能により直ちにシステムを停止するのではなく、判
別不能回数が連続して一定回数以上カウントされない限
りシステムを停止せずに維持でき、より安定した道路除
雪ナビゲーションシステム９ｂを提供することができ
る。

【０１４５】なお、本発明の本実施形態の各構成は前述
したものに限るものではなく、適宜変更することができ
る。

【０１４６】例えば、本実施形態では、ビデオを使用し
てＧＰＳによる位置座標と関連づけられたデジタル画像
を収録しているが、前記ビデオに代えてデジタルカメラ
等の撮影装置と組み合わせてデジタル画像を収録するよ
うにしてもよい。

【０１４７】また、本実施形態において動作される各構
成部を１つの構成部によって実行するようにしたり、あ
るいは逆に、より細分化された構成部に分割して実行す
るようにしてもよい。

【０１４８】また、本実施形態における初期位置の設定
にあたり、除雪作業員が交叉点番号を入力する構成にし
たとしても、その後のシステムの動作に影響を与えるも
のではない。

【０１４９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に係る発明
によれば、除雪作業に伴う損傷事故を確実に防止できる
のはもちろんのこと、積雪に隠れた障害物に対する作業
員の恐怖心を緩和させてスムーズに作業を進行させるこ
とができるし、除雪地域の道路状況を熟知した者でなく
ても除雪作業を行うことができるので作業効率が大幅に
向上できる。しかも道路際まできれいに除雪できるよう
になるため常に道路幅を確保でき交通渋滞や人身事故の
低減を図ることができる。

【０１５０】また、請求項２に係る発明によれば、請求
項１に係る発明の効果に加えて、除雪車が交叉点の内外
いずれに存在し、どの方向へ進行したかを簡単かつ迅速
に判断できるため、交叉点への進入および離脱時におけ
る道路画像の提供を速やかに行うことができて除雪作業
が円滑に実行される。

【０１５１】また、請求項３に係る発明によれば、除雪
作業に伴う損傷事故を確実に防止できるとともに、積雪
に隠れた障害物に対する作業員の恐怖心を緩和させてス
ムーズに作業を進行させることができるし、除雪地域の
道路状況を熟知した者でなくても除雪作業を行うことが
できるので作業効率が大幅に向上できる。また道路際ま
できれいに除雪できるようになるため常に道路幅を確保
でき交通渋滞や人身事故の低減を図ることができる。し
かも位置座標の受信精度が悪くてもシステムダウンして
しまうのを可能な限り回避して安定したシステム動作を
確保することができる。

【０１５２】また、請求項４に係る発明によれば、請求
項３に係る発明の効果に加えて、除雪車が交叉点の内外
いずれに存在するかを簡単かつ迅速に判断できるため、
交叉点への進入および離脱時における道路画像の提供を
速やかに行うことができて除雪作業が円滑に実行され
る。

【０１５３】また、請求項５に係る発明によれば、請求
項１から請求項４に係る発明の効果に加えて、起動時に
おける除雪車の初期位置を簡単かつ確実に特定できるた
め、特にスタート地点を固定しなくてもよく、除雪作業
を効率的に進めることができる。

【０１５４】また、請求項６に係る発明によれば、請求
項１から請求項５のいずれか１項に係る発明の効果に加
えて、除雪車速度が高速になって描画ラヴの影響が大き
くなっても道路画像を再生するタイミングを調整するこ
とができるため、たとえ高速除雪作業の場合でも必要な
道路画像をタイミング良く表示させることができる。

【０１５５】また、請求項７に係る発明によれば、請求
項１から請求項６のいずれか１項に係る発明の効果に加
えて、画像の切れ合い点における除雪車の小刻みな前進
後退や高速走行の場合であっても、道路画像が頻繁に切
り替わることがなく、道路画像から確実に情報を読み取
ることができる。

【０１５６】また、請求項８に係る発明によれば、請求
項１から請求項７のいずれか１項に係る発明の効果に加
えて、障害物が近づいたことを警告するため、除雪作業
員の集中力が低下したときであっても障害物の存在に気
が付き、損傷事故をより確実に防ぐことができる。

【０１５７】また、請求項９に係る発明によれば、請求
項１から請求項８のいずれか１項に係る発明の効果に加
えて、除雪作業員が予め除雪路の概況を知りたい場合に
は、コマ送り手段を操作することによって順次道路画像
を見ることができるため、除雪作業において予め注意す
べき除雪位置等を知ることができて余裕を持って除雪作
業を進められるし、除雪操作に集中できて安全性も高め
られる。

【０１５８】また、請求項１０に係る発明によれば、請
求項１から請求項９のいずれか１項に係る発明の効果に
加えて、車道用の道路画像だけでなく歩道用の道路画像
も簡単に再生させられるため、単一の装置で車道および
歩道の両方に対応できる万能性に優れたシステムを提供
することができる。

【０１５９】また、請求項１１または請求項１３に係る
発明によれば、道路網データを一次元的に処理している
ため複雑な道路網における不規則な移動に対しても迅速
かつ柔軟に対応して道路画像を再生できるとともに、機
能の拡張性に優れた道路網データを提供することができ
る。

【０１６０】また、請求項１２または請求項１４に係る
発明によれば、請求項１１または請求項１３に係る発明
の効果に加えて、簡単に障害物の位置を特定できるとと
もに簡単に検出することもできるため、道路除雪ナビゲ
ーションシステムに付加価値を与えることができる。

【０１６１】また、請求項１５に係る発明によれば、コ
ンピュータ等に読み込まれた場合に各種の処理が簡単か
つ確実であり、データ加工等の柔軟性や機能の拡張性に
優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る道路網データプログラムの実施
形態の一例を示す概略構成ブロック図

【図２】 本実施形態の道路網データ処理プログラムに
より形成される交叉点および直線路からなる道路網を示
す平面図

【図３】 本実施形態の道路網データ処理プログラムに
より設定される各種の識別番号およびリンクコードの一
例を示す説明図

【図４】 図３で示した識別番号およびリンクコードの
実際の付与例を示す図

【図５】 本実施形態におけるベクトル線分の設定にお
いてベクトル線分を重ね合わせる場合を示す斜視図

【図６】 本実施形態において形成される交叉点の基点
およびベクトル基線の構成を示す平面図

【図７】 本実施形態において形成される交叉点の基点
の設定位置を示す平面図

【図８】 本実施形態においてベクトル線分上に設定す
る測点に関する説明図

【図９】 本実施形態において曲線路を直線路とみなし
てベクトル線分上に測点を設定する場合を示す平面図

【図１０】 本実施形態においてベクトル線分上に道路
画像をリンクさせるための再生測点の設定間隔を示す説
明図

【図１１】 本実施形態において交叉点内に道路画像を
リンクさせる画像方位角の設定状態を示す説明図

【図１２】 本実施形態においてベクトル線分上に障害
物の測点を設定する例を示す図

【図１３】 本実施形態の道路網データプログラムによ
る動作および道路網データ処理方法を示すフローチャー
ト図

【図１４】 本第１実施形態の道路除雪ナビゲーション
システムを示す概略構成ブロック図

【図１５】 本実施形態における交叉点内外判別手段の
判別基準を示す説明図

【図１６】 本第１実施形態における交叉点内外判別手
段の交叉点離脱方向の判別基準を示す説明図

【図１７】 本実施形態において用いられる近似方向の
判定法を示す説明図

【図１８】 本実施形態における直線路での道路画像の
選択方法を示す平面図

【図１９】 本実施形態における交叉点での道路画像の
選択方法を示す平面図

【図２０】 本実施形態における画像静止時間設定手段
の時間設定が効果的に作用する状況を示す説明図

【図２１】 本実施形態における歩車道画像切換手段に
より歩車道モードに切り換えられたときの道路画像の切
換状態を示す直線路の平面図

【図２２】 本実施形態の道路除雪ナビゲーションシス
テムにおける起動時の動作を示すフローチャート図

【図２３】 本実施形態における初期位置線分判別手段
により除雪車の位置座標から全ベクトル線分に垂線を下
ろした状態を示す平面図

【図２４】 本第１実施形態の道路除雪ナビゲーション
システムにおける通常時の動作を示すフローチャート図

【図２５】 本第１実施形態の道路除雪ナビゲーション
システムにおいて除雪車が直線路上に位置する場合のＧ
ＰＳデータ異常に対する判別可能領域および判別不能領
域を示す模式図

【図２６】 本第１実施形態の道路除雪ナビゲーション
システムにおいて除雪車が交叉点内に位置する場合のＧ
ＰＳデータ異常に対する判別可能領域および判別不能領
域を示す模式図

【図２７】 本第２実施形態の道路除雪ナビゲーション
システムを示す概略構成ブロック図

【図２８】 本第２実施形態の道路除雪ナビゲーション
システムにおいて除雪車が直線路上に位置する場合のＧ
ＰＳデータ異常に対する判別可能領域および判別不能領
域を示す模式図

【図２９】 本第２実施形態の道路除雪ナビゲーション
システムにおいて除雪車が交叉点内に位置する場合のＧ
ＰＳデータ異常に対する判別可能領域および判別不能領
域を示す模式図

【図３０】 本第２実施形態の道路除雪ナビゲーション
システムの動作を示すフローチャート図

【符号の説明】

１ 道路網データ処理プログラム ２ 道路網モデル化手段 ３ 位置座標測点化手段 ４ 再生測点設定手段 ５ 画像方位角設定手段 ６ 画像リンク手段 ７ 障害物設定手段 ９ａ，９ｂ 道路除雪ナビゲーションシステム １０ 道路網記憶手段 １１ 位置座標取得手段 １２ 初期位置線分判別手段 １３ａ，１３ｂ 交叉点内外判別手段 １４ ベクトル線分特定手段 １５ 測点取得手段 １６ 画像方位角特定手段 １７ 画像再生手段 １８ 画像表示手段 １９ 速度補正手段 ２０ 画像静止時間設定手段 ２１ 障害物警告発信手段 ２２ コマ送り手段 ２３ 歩車道画像切換手段 ２４ 現在位置線分判別手段 ２５ システム停止手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 21/00 G08G 1/0969 G09B 29/00 - 29/10

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道路除雪の際に無積雪時の道路画像を表
   示して除雪作業を支援する道路除雪ナビゲーションシス
   テムであって、 基点およびベクトル基線の対の組み合わせにより全内角
   が１８０度未満の多角形からなる交叉点と、方向の相反
   する１対のベクトル線分からなる直線路とで構成され、
   前記ベクトル線分上の測点および交叉点内の画像方向に
   それぞれ道路画像をリンクさせた道路網データを記憶す
   る道路網記憶手段と、 除雪車の位置座標を取得する位置座標取得手段と、 除雪車の位置座標に応じて所定の交叉点番号を記憶およ
   び棄却しつつ、その位置座標に基づいて所定の交叉点の
   内外いずれに除雪車が位置するかを判別するとともに、
   除雪車の交叉点からの離脱方向を判別する交叉点内外判
   別手段と、 この交叉点内外判別手段によって除雪車が所定の交叉点
   の外側に位置すると判別された場合に、除雪車方向に対
   して近似方向のベクトル線分を除雪車が位置するベクト
   ル線分として特定するベクトル線分特定手段と、 前記除雪車の位置座標から前記ベクトル線分特定手段に
   よって特定されたベクトル線分上の測点を求める測点取
   得手段と、 前記交叉点内外判別手段によって除雪車が所定の交叉点
   内に位置すると判別された場合に、除雪車方向に対して
   近似する画像方向を特定する画像方向特定手段と、 前記測点取得手段によって取得された測点にリンクされ
   ている道路画像および前記画像方向特定手段によって特
   定された画像方向にリンクされている道路画像を再生す
   る画像再生手段と、 この画像再生手段によって再生される道路画像を表示す
   る画像表示手段とを有することを特徴とする道路除雪ナ
   ビゲーションシステム。
2. 【請求項２】 前記交叉点内外判別手段は、交叉点の各
   基点と除雪車の位置座標とを結んだ線分に対して、各ベ
   クトル基線から時計回り方向に形成される角度のすべて
   が１８０度未満であるか否かにより内外判別を行うとと
   もに、その角度のいずれか１つでも１８０度以上である
   と判断した場合に、前記除雪車の位置座標からその１８
   ０度以上の角度をなすベクトル基線に垂線を下し、その
   足が線分上にあるベクトル基線と交差する方向に除雪車
   が離脱したと判別することを特徴とする請求項１に記載
   の道路除雪ナビゲーションシステム。
3. 【請求項３】 道路除雪の際に無積雪時の道路画像を表
   示して除雪作業を支援する道路除雪ナビゲーションシス
   テムであって、 基点およびベクトル基線の対の組み合わせにより全内角
   が１８０度未満の多角形からなる交叉点と、方向の相反
   する１対のベクトル線分からなる直線路とで構成され、
   前記ベクトル線分上の測点および交叉点内の画像方向に
   それぞれ道路画像をリンクさせた道路網データを記憶す
   る道路網記憶手段と、 除雪車の位置座標を取得する位置座標取得手段と、 除雪車の位置座標に応じて所定の交叉点番号を記憶およ
   び棄却しつつ、その位置座標に基づいて所定の交叉点の
   内外いずれに除雪車が位置するかを判別する交叉点内外
   判別手段と、 この交叉点内外判別手段によって除雪車が所定の交叉点
   の外側に位置すると判別された場合に、除雪車の位置座
   標から前記交叉点内外判別手段が記憶している交叉点に
   関連する所定のベクトル線分に対して垂線を下ろし、そ
   の垂線の足が線分上にあるベクトル線分のうち垂線長が
   最小の条件を満たすベクトル線分およびこれと対をなす
   ベクトル線分を求める現在位置線分判別手段と、 この現在位置線分判別手段により判別された１対のベク
   トル線分のうち、除雪車方向に対して近似方向のベクト
   ル線分を除雪車が位置するベクトル線分として特定する
   ベクトル線分特定手段と、 前記除雪車の位置座標から前記ベクトル線分特定手段に
   よって特定されたベクトル線分上の測点を求める測点取
   得手段と、 前記交叉点内外判別手段によって除雪車が所定の交叉点
   内に位置すると判別された場合に、除雪車方向に対して
   近似する画像方向を特定する画像方向特定手段と、 前記測点取得手段によって取得された測点にリンクされ
   ている道路画像および前記画像方向特定手段によって特
   定された画像方向にリンクされている道路画像を再生す
   る画像再生手段と、 この画像再生手段によって再生される道路画像を表示す
   る画像表示手段とを有することを特徴とする道路除雪ナ
   ビゲーションシステム。
4. 【請求項４】 前記交叉点内外判別手段は、交叉点の各
   基点と除雪車の位置座標とを結んだ線分に対して、各ベ
   クトル基線から時計回り方向に形成される角度のすべて
   が１８０度未満であるか否かを判断することを特徴とす
   る請求項３に記載の道路除雪ナビゲーションシステム。
5. 【請求項５】 システム起動時に、除雪車の位置座標か
   ら全ベクトル線分に対して垂線を下ろし、その垂線の足
   が線分上にあるベクトル線分のうち垂線長が最小であっ
   てかつ所定長さ以下の条件を満たすベクトル線分と、こ
   れと対をなすベクトル線分とを求める初期位置線分判別
   手段を有するとともに、前記ベクトル線分特定手段が、
   前記初期位置線分判別手段により判別された１対のベク
   トル線分のうち、除雪車方向に近似するベクトル線分を
   特定するようになっていることを特徴とする請求項１か
   ら請求項４のいずれか１項に記載の道路除雪ナビゲーシ
   ョンシステム。
6. 【請求項６】 前記測点取得手段によって取得された測
   点に除雪車の速度に応じた所定の補正距離を加える速度
   補正手段を備えていることを特徴とする請求項１から請
   求項５のいずれか１項に記載の道路除雪ナビゲーション
   システム。
7. 【請求項７】 前記画像再生手段によって再生された道
   路画像を少なくとも一定時間静止させるための最小時間
   が設定できる画像静止時間設定手段を備えていることを
   特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載
   の道路除雪ナビゲーションシステム。
8. 【請求項８】 直線路のベクトル線分上に設定された障
   害物測点を検出して警告を発信する障害物警告発信手段
   を備えていることを特徴とする請求項１から請求項７の
   いずれか１項に記載の道路除雪ナビゲーションシステ
   ム。
9. 【請求項９】 ベクトル線分上の測点にリンクされた道
   路画像を前後に順次コマ送りさせるコマ送り手段を備え
   ていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれ
   か１項に記載の道路除雪ナビゲーションシステム。
10. 【請求項１０】 ベクトル線分上の測点および交叉点の
    画像方向にリンクされている道路画像として車道用の道
    路画像に加えて歩道用の道路画像を前記道路網記憶手段
    に記憶し、前記画像再生手段により選択される道路画像
    を任意に車道用と歩道用とに切り換えられる歩車道画像
    切換手段を備えていることを特徴とする請求項１から請
    求項９のいずれか１項に記載の道路除雪ナビゲーション
    システム。
11. 【請求項１１】 除雪対象となる道路網において位置座
    標を取得しつつ収録した道路画像に関するデータ処理方
    法であって、 基点およびベクトル基線の対の組み合わせによって全内
    角が１８０度未満の多角形からなる交叉点と、これらの
    交叉点間に配置され方向の相反する１対のベクトル線分
    からなる直線路とにより道路網を形成するステップと、 前記各収録位置座標から所定の前記ベクトル線分に対し
    て垂線を下ろし、所定の始点から前記垂線の足までの距
    離を測点として前記各収録位置座標を前記各測点に変換
    するステップと、 直線路において道路画像を選択して再生するための再生
    測点を各ベクトル線分上に設定するステップと、 交叉点内において道路画像を選択して再生するための画
    像方向を設定するステップと、 前記ベクトル線分上に設定した各再生測点に最も近い測
    点の道路画像をリンクさせるとともに、前記交叉点内に
    設定した画像方向に所定の道路画像をリンクさせるステ
    ップとからなることを特徴とする道路網データ処理方
    法。
12. 【請求項１２】 直線路のベクトル線分上に障害物の測
    点を設定するステップを備えていることを特徴とする請
    求項１１に記載の道路網データ処理方法。
13. 【請求項１３】 コンピュータを、 基点およびベクトル基線の対の組み合わせによって全内
    角が１８０度未満の多角形からなる交叉点と、これらの
    交叉点間に配置され方向の相反する１対のベクトル線分
    からなる直線路とにより道路網を形成する道路網モデル
    化手段と、 前記直線路上に展開される収録位置座標からベクトル線
    分に対して垂線を下ろし、所定の始点から垂線の足まで
    の距離を測点として前記各収録位置座標を前記各測点に
    変換する位置座標測点化手段と、 直線路において道路画像を選択して再生するための再生
    測点を前記ベクトル線分上に設定する再生測点設定手段
    と、 交叉点内において道路画像を選択して再生するための画
    像方向を設定する画像方向設定手段と、 前記ベクトル線分上に設定した各再生測点に最も近い測
    点の道路画像をリンクさせるとともに、前記交叉点内に
    設定した画像方向に所定の道路画像をリンクさせる画像
    リンク手段として機能させることを特徴とする道路網デ
    ータ処理プログラム。
14. 【請求項１４】 コンピュータを、直線路のベクトル線
    分上に障害物の測点を設定する障害物設定手段として機
    能させることを特徴とする請求項１３に記載の道路網デ
    ータ処理プログラム。
15. 【請求項１５】 基点およびベクトル基線によって全内
    角が１８０度未満の多角形からなる交叉点と、これらの
    交叉点間に配置され方向の相反する１対のベクトル線分
    からなる直線路との組み合わせ構造からなる道路網デー
    タを有し、前記直線路のベクトル線分上には道路画像の
    再生測点が設定されているとともに前記交叉点内には画
    像方向が設定されており、それらの測点および画像方向
    にそれぞれ所定の道路画像がリンクされていることを特
    徴とするコンピュータ読み取り可能な道路網データ記憶
    媒体。