JP3494125B2

JP3494125B2 - 曲路検出装置

Info

Publication number: JP3494125B2
Application number: JP2000153065A
Authority: JP
Inventors: 好宏佐藤; 浩斎藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2004-02-03
Anticipated expiration: 2020-05-24
Also published as: JP2001330445A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカーナビゲーション
装置などの自車位置検出機能、および地図データベース
により得られる情報を元に、自車両前方の道路が曲路で
あるかどうかを判定する曲路検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路状況に応じて駆動力特性等を変更す
る車両制御装置の中には、曲路検出装置を備えたものも
あり、自車の経路上に曲路を検出した際にはエンジンブ
レーキ等の増量補正等を行い、曲路走行時の安全性、走
行性を高めている。なお、ここでは屈曲度合が基準値よ
りも大きい曲がりを曲路と記載し、基準値との比較判定
が行われる前の単なる曲がりをカーブと記載する。

【０００３】このような曲路検出装置が曲路を検出する
方法としては、いくつかの方法がある。例えば、ナビゲ
ーション装置に備えられている地図データを基に検出す
る場合には、地図データに含まれている経路探索や地図
描画に用いられる点データ（ノード点およびノード点の
間に配置された補間点）を利用する方法がある。その一
例として、特開平８−１９４８９３号公報に開示された
装置では、曲路検出装置が地図データに含まれている点
データを利用して曲路検出を行っている。これについて
簡単に説明すると、カーブ検出点Ｂが基準以上の曲路か
どうかを判定する場合、カーブ検出点Ｂからサンプリン
グ距離Ｌだけ手前の点Ａとサンプリング距離Ｌだけ先の
点Ｃから、ベクトルＡＢとベクトルＢＣのなす角θをカ
ーブ検出点Ｂにおける曲率指標θとして算出し、この曲
率指標θが曲路判定基準指標θ_０よりも大きいときは曲
路と判定し、逆に、基準指標θ_０よりも小さい時は直線
路と判定している。

【０００４】また、曲路の緩急を曲路半径によって表現
する曲路検出方法も知られている。例えば自車両前方の
走路が点列ｐ_０、…、ｐ_ｎで表現されるとすると、任意
の連続する点ｐ_ｎ−１、ｐ_ｎ−２、ｐ_ｎ−３の３点を円
周上に持つ円がただ一つ決まる。この円の半径は３点の
座標値から算出することができ、この半径が走路のこの
部分の曲率半径であるとみなすことができる。また、計
算に用いる点数を４点以上にした場合も、誤差の二乗和
を最小にするなどの方法により円弧で近似して曲率半径
を求めることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ナビゲーショ
ン装置の地図データに含まれている実際の点データは、
等間隔には配置されていないため、特開平８−１９４８
９３号公報に開示された装置では、以下に述べるような
問題があった。（１）サンプリング距離Ｌをピッチ間隔（１０ｍ）の整
数倍に設定している従来の曲路検出方法をそのまま用い
ることが出来なかった。（２）サンプリング距離Ｌ以下の点がすべて無視される
ので実際の道路形状にあった曲路検出を行うのが難し
く、特に、サンプリング距離Ｌを大きくすると、小さい
曲路や曲路開始地点を正しく検出できなくなるという問
題があった。（３）運転者が道路形状を認識するのに要する距離は車
速に応じて変化するが、サンプリング距離Ｌを車速と無
関係に決めていたため、運転者の感覚にあった曲路検出
を行うことが難しかった。

【０００６】また、曲路の緩急を曲路の曲率半径（以
下、曲路半径と記す）の値で表現する方法では、サンプ
リングの仕方により円弧による近似の結果が変わってし
まうことがある。例えば、連続する３点を利用する場
合、屈曲点の前後が長い直線（Ｐ０−Ｐ１）と短い直線
（Ｐ１−Ｐ２）の場合、長い直線の端をＰ０、屈曲点を
Ｐ１、短い直線の端をＰ２としたとき、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ
２を通る円を描くことができるが、サンプリングの仕方
によっては、長い直線Ｐ０−Ｐ１の間にＰ０’点がサン
プリングされることがあり、その場合には円弧による近
似はＰ０’、Ｐ１、Ｐ２に対して行われ、Ｐ０、Ｐ１、
Ｐ２による半径とは異なった値となってしまう。このよ
うな、一本の直線路が２本の直線で表現されている点
は、交差点や分岐点の周辺では普通に見られ、曲路検出
を行う際に問題となる。このように、不等間隔に配置さ
れた点データを利用できなければ、ナビゲーション装置
の地図データをそのまま利用することが出来ず、また、
曲路検出装置が曲路を正しく検出できなければ、その出
力結果に基づいて制御を行う車両制御装置等は、当然、
実際の道路状況や運転者の感覚にあった制御を行うのが
難しくなり、運転者に違和感や不安感を与える原因にな
ってしまう。

【０００７】本発明は、上記のごとき従来技術の問題を
解決するためになされたものであり、走行する道路の状
況に応じて適切な曲路検出を行うことのできる曲路検出
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明においては、特許請求の範囲に記載するように
構成している。すなわち、請求項１に記載の発明におい
ては、予め定めた一般道路用曲路検出ロジックと、予め
定めた高速道路用曲路検出ロジックとを有し、記地図デ
ータベースから得られる道路情報のみ、若しくは前記道
路情報と運転操作情報とに基づいて、一般道路用曲路検
出ロジックと高速道路用曲路検出ロジックとの何れか一
方を選択して曲路検出の処理演算を行うように構成して
いる。

【０００９】上記のように構成したことにより、車両が
実際に走行する道路の状況に適した曲路検出ロジックを
用いて処理演算を行うことができるので、誤りの無い正
確な曲路検出を行うことができる。

【００１０】なお、一般道路用曲路検出ロジックは一般
道路走行時に限られるものではなく、同様に高速道路用
曲路検出ロジックは高速道路走行時に限られるものでは
ない。例えば、高速道路でも首都高速道路のような狭く
て曲率の大きな道路では一般道路用曲路検出ロジックを
適用し、一般道路でも広くて曲率の小さな道路では高速
道路用ロジックを適用する。このような判断は地図デー
タベースから得られる道路情報に基づいて行うことがで
きる。例えば、地図データベースに応じて予め何れのロ
ジックを適用するかを設定しておくか、或いは車線数や
道路幅から判断するように構成することもできる。ま
た、上記の判断に運転操作情報を組み合わせることによ
り、さらに適応性を向上できる。例えば曲路を判断した
結果について、その判断が妥当であったか否かを運転操
作情報に基づいて検証できるので、その検証結果に応じ
て適用する曲路検出ロジックを変更することにより、適
応性を更に向上できる。なお、有料道路は特に高速の指
定が無くとも基本的には高速道路に含めて処理する。

【００１１】また、請求項２は、上記一般道路用曲路検
出ロジックと高速道路用曲路検出ロジックの例を示すも
のであり、一般道路用曲路検出ロジックは屈折角式曲路
検出ロジックを、高速道路用曲路検出ロジックは円弧近
似式曲路検出ロジックを用いることができる。

【００１２】また、請求項３においては、屈折角の和を
用いた一般道路用曲路検出ロジックで、カーブ検出点に
おける屈折角が設定値よりも小さい点は直線路であると
判断するものである。

【００１３】また、請求項４においては、屈折角の和を
用いた一般道路用曲路検出ロジックで、カーブ検出点に
おける屈折角が設定値よりも大きい点は、屈折角の和を
算出せずに曲路であると判断するものである。

【００１４】また、請求項５においては、屈折角の和を
用いた一般道路用曲路検出ロジックで、屈折角の和を算
出するカーブ検出点の周辺と見なす範囲を、車両の走行
速度に応じて変化させるものである。

【００１５】また、請求項６においては、円弧近似を用
いた高速道路用曲路検出ロジックで、曲路半径の設定値
より小さい円弧には含まれ得ない長いリンクを、予め削
除した上で、円弧による近似を行うものである。

【００１６】また、請求項７においては、円弧近似を用
いた高速道路用曲路検出ロジックで、力ーブ半径の設定
値より小さい円弧には含まれ得ない小さい屈折角を持つ
点を予め削除した上で、円弧による近似を行うものであ
る。

【００１７】また、請求項８においては、運転者の運転
操作情報として車両速度の制御を行う操作を用いるもの
である。

【００１８】また、請求項９においては、車両速度の制
御を行う操作として、運転者のアクセル操作とブレーキ
操作の少なくとも一方を用いるものである。

【００１９】また、請求項１０においては、運転者のア
クセル操作として一旦アクセルを全閉（減速状態）にし
たのち直ちに開く操作（加速状態）を行ったこと検出
し、ブレーキ操作としてブレーキをかける操作（制動状
態）を検出することを特徴とするものである。

【００２０】

【発明の効果】請求項１においては、車両が実際に走行
する道路の状況に適した曲路検出ロジックを用いて処理
演算を行うことができるので、誤りの無い正確な曲路検
出を行うことができる。また、運転者の運転操作情報を
用いることにより、運転者の感覚に合った検出方式での
検出結果が得られる。

【００２１】請求項２においては、一般道路用曲路検出
に適した屈折角式曲路検出ロジックと、高速道路用曲路
検出に適した円弧近似式曲路検出ロジックとを切り換え
て用いることにより、車両が実際に走行する道路の状況
に適した曲路検出ロジックを用いて処理演算を行うこと
ができる。

【００２２】請求項３においては、カーブ検出点におけ
るリンク屈折角が小さく明らかに曲路と見なせるような
場合は、リンク屈折角の和を算出せずにそのまま直線路
と判定するので、曲路検出装置における処理負担が軽減
される。

【００２３】請求項４においては、カーブ検出点におけ
るリンク屈折角が大きく明らかに曲路と見なせる場合
は、リンク屈折角の和を算出せずにそのまま曲路と判定
するので、曲路検出装置における処理負担が更に軽減さ
れる。

【００２４】請求項５においては、設定値Ｌthを車速に
応じて変化させるとともに設定値Σthをこの設定値Ｌth
に応じて変化させることにより、より運転者の感覚に合
った曲路検出を行うことが出来るようになる。

【００２５】請求項６においては、検出誤差の原因とな
る長いリンクを予め削除することにより、より正確な曲
路検出を行うことが出来るようになる。

【００２６】請求項７においては、屈折角が非常に小さ
く、ほぼ直線と見なせる部分を予め削除することによ
り、より正確な曲路検出を行うことが出来るようにな
る。

【００２７】請求項８においては、運転者の運転操作の
うち車両速度を変化させる操作を用いることで、制動力
や駆動力の制御に適した曲路検出の結果が得られる検出
手段を選択できる。

【００２８】請求項９においては、運転者のアクセル操
作およびブレーキ操作を用いることで、運転者の意図が
反映された、制動力や駆動力の制御に適した曲路検出の
結果が得られる検出手段を選択できる。

【００２９】請求項１０においては、運転者のアクセル
操作のうち、アクセル全閉後直ちにアクセル開操作が行
われたこと、および、ブレーキ操作のうち、ブレーキを
かける操作が行われたことを検出することで、その位置
で行われた制御の基となった曲路検出の結果の妥当性が
判断でき、曲路検出手段の選択に役立てることが出来
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】（第一の実施例）以下、本発明の
第１の実施例について説明する。この実施例は、異なる
方式の曲路検出ロジックを複数有し、ナビゲーション装
置の地図情報から自車両が走行すると予測される進路に
ついて、その道路に適した曲路検出ロジックを用いて急
な曲路の有無を判定し、その結果に基づいて制動や駆動
力の制御を行なうシステムを例として説明する。このよ
うなシステムは、従来のナビゲーション装置の機能を流
用できること、地図データベースとのデータのやりとり
がしやすいことなどから、構成の多くをナビゲーション
装置に内蔵することが多いが、システムの一部、または
全部をナビゲーション装置とは別に構成しても構わな
い。

【００３１】図１は本発明の第１の実施例の構成を示す
ブロック図である。図１において、曲路検出装置１は、
自車両の走行速度を計測する車速センサ２と、自車両の
進行方向を計測する方位センサ３と、ＧＰＳ（Global P
ositioning System）衛星からの信号を受信するＧＰＳ
センサ４と、地図データベースを内蔵し前記各センサか
らの情報を基に現在位置を検出するナビゲーション装置
５と、一般道路用曲路検出部６と、高速道路用曲路検出
部７と、一般道用曲路検出部６と高速道路用曲路検出部
７の出力から何れか一方を選択して出力する曲路判断部
８から構成される。なお、上記の一般道用曲路検出部
６、高速道路用曲路検出部７および曲路判断部８は例え
ばマイクロコンピュータで構成される。

【００３２】上記の一般道用曲路検出部６は、自車が走
行しようとする経路の道路形状を表す点列が含まれる区
間について、主に一般道に適するように、区間内におけ
るリンクの屈折角の和を基にその区間が急な曲路である
か否かを判定する一般道路用ロジックによって曲路判断
の処理演算を行う。また、高速道路用曲路検出部７は、
主に高速道路に適するように、自車が走行しようとする
経路の道路形状を表す点列から十分に長い直線およびそ
の点における屈折角が非常に小さい点を予め除去し、残
った各部分について近似円の半径を求め、その半径を基
に急な曲路であるか否かを判定する高速道路用ロジック
によって曲路判断の処理演算を行う。また、図１におい
ては、曲路検出装置１から自車経路上の曲路に関する情
報が出力され、原動機コントローラ１１、変速機コント
ローラ１２は、これにしたがって原動機１３（エンジ
ン、モータなど）、自動変速機１４を制御するように構
成されている。

【００３３】以下、作用を説明する。道路点列の生成
は、自車位置情報と地図データベースに格納されている
地図情報とから、各点における屈折角と、各点と次の点
との間のリンク長との組を算出して連続させることで行
う。例えば、図２に示すように、第ｎ番目の点ｐ_ｎの屈
折角、リンク長をそれぞれ、θ_ｎ、ｌ_ｎとすると、Ｐ_０
（θ_０、ｌ_０）、Ｐ_１（θ_１，ｌ_１）、…、Ｐ
_ｎ（θ_ｎ、ｌ_ｎ）というデータ列を出力する。データ列
を生成する経路の選択方法は、ナビゲーション装置の経
路探索機能を用いる方法や道路種別などを元に推定を行
う方法など、分岐点においてただ一つだけ進路が定まれ
ばどのような方法を用いても良い。

【００３４】以下、一般道路用曲路検出部６において行
われる処理を図３に示すフローに基づいて説明する。な
お、本明細書では屈曲度合が基準値よりも大きい曲がり
を曲路と記載し、基準値との比較判定が行われる前の単
なる曲がりをカーブと記載する。

【００３５】図３において、まず、ステップＳ３０１で
は、地図データに含まれる点データから、カーブ検出点
におけるリンクの屈折角θを算出する。ステップＳ３０
２、Ｓ３０３では、ステップＳ３０１で求めたリンク屈
折角θと設定値θ_ｍａｘ、設定値θ_ｍｉｎとの比較を行
う。例えば設定値θ_ｍａｘを約１５°、設定値θ_ｍｉｎ
を約１０°に設定すれば運転者の感覚に合った曲路検出
が行えるという知見が一般道での走行実験により得られ
ている。ただし、設定値θ_ｍａｘ、設定値θ_ｍｉｎはこ
れらの値に限ったものではなく、使用される地図デー
タ、運転状態、道路種別等に応じて適切な値に設定され
る。このとき、カーブ検出点におけるリンク屈折角θが
設定値θ_ｍａｘよりも大きい場合は、明らかに曲路であ
るといえるので、ステップＳ３０４へ進んでこの点に曲
路であることを示す曲路検出フラグを付する（曲路検出
フラグｏｎ）。また、リンク屈折角θが設定値θ_ｍｉｎ
よりも小さい場合は明らかに直線路であるといえるの
で、ステップＳ３０５へ進んで直線路であることを示す
直線路フラグ（曲路検出フラグｏｆｆ）を付する。ま
た、リンク屈折角θが設定値θ_ｍａｘと設定値θ_ｍｉｎ
の間にある場合は、明らかに曲路とはいえないものの曲
路の可能性があるため、リンク屈折角の和Σから更に曲
路かどうかを判定すべくステップＳ３０６に進む。

【００３６】ステップＳ３０６では、カーブ検出点の周
囲を決める設定値Ｌthを、その時の車速Ｖから図４に示
すようなマップを参照して決定する。ここで図４は、運
転者が道路形状を認識するのに必要な走路の長さ（以
下、道路形状認識距離とする）と車速Ｖとの関係を示し
たマップである。このように、道路形状認識距離は車速
Ｖに依存しており、車速Ｖが高くなるほど道路形状認識
距離は大きくなる。そこで本実施例では、図４に示した
マップを参照して、設定値Ｌthをこの道路形状認識距離
に等しく設定するようにしている。つまり、車速Ｖが大
きくなるのに応じて設定値Ｌthの値を大きくしている。

【００３７】次に、ステップＳ３０７では、リンク屈折
角の和Σから曲路かどうかを判定するための閾値である
設定値Σthを設定する。ここで図５は曲路半径と曲路通
過車速との関係を示したマップであるが、この図５に示
すように曲路半径が小さくなるにつれ通過車速は低くな
り、特に、曲路半径Ｒth以下で通過車速が大きく減少し
ていることから、運転者は曲路半径Ｒth以下では曲路を
走行していると認識しているといえる。そこで本実施例
では、曲路判定に用いる設定値ΣthをステップＳ３０６
で設定した設定値Ｌthとこの曲路半径Ｒthを基に算出す
るようにしている。設定値Σthは下記（数１）式で算出
される。 Σth＝Ｌth／Ｒth …（数１）ただし、設定値Ｌth、曲路半径Ｒthの単位はｍ、設定値
Σthの単位はｒａｄである。

【００３８】次に、ステップＳ３０８では、カーブ検出
点から進行方向へのリンク長の和Ｌが設定値Ｌthを越え
ない範囲をカーブ検出点の周辺と見なし、カーブ検出点
およびその周辺にある点におけるリンク屈折角の和Σを
計算する。ステップＳ３０９では、リンク屈折角θの和
Σと設定値Ｌthとの比較を行い、リンク屈折角の和Σが
設定値Σthよりも大きい時は曲路と判定してステップＳ
３１０へ進み、曲路であることを示す曲路検出フラグ
（曲路検出フラグｏｎ）を付する。逆に、リンク屈折角
Σが設定値Σthよりも小さい時は直線路と判定してステ
ップＳ３１１へ進み、直線路フラグ（曲路検出フラグｏ
ｆｆ）を付す。

【００３９】したがって、この図３に示したフローを処
理することにより、一般道路用曲路検出部６では、自車
経路上の曲路部分には曲路検出フラグを付し、直線路部
分には直線路フラグを付す。原動機コントローラ１１、
変速機コントローラ１２は自車両が現在走行している
点、もしくは、これから走行しようとする点にいずれの
フラグが付されているかによって原動機、自動変速機を
制御し、駆動力特性を曲路走行に適したものに変更した
り、減速制御を行うなどの所定の制御を行うことができ
る。この一般道路用曲路検出部６は、道路線形を表現す
る点列中の一つ一つの点における屈折角を用いて曲路の
判定を行っていることから、一般道に見られるような複
雑な道路線形にも対応できる。したがって、一般道にお
ける曲路検出にはこの方式が適していると言える。

【００４０】次に、高速道路用曲路検出部７について説
明する。高速道路用曲路検出部７は、道路線形を表現す
る点列から、明らかに曲路ではないといえる長いリンク
（直線路を表す）、および、屈折角が極めて小さい点
（非常に緩やかな曲路）を予め除去し、残った部分、す
なわち急な曲路である可能性がある部分について円など
の曲線へのフィッティングを行い、そのパラメータを用
いて急な曲路であるか否かを判断する。

【００４１】図６は、高速道路用曲路検出部７の構成を
示すブロック図である。図６に示す高速道路用曲路検出
部７は、道路点列生成部６０、長リンク除去部６１、小
屈曲角点除去部６２、屈曲度合判断部６３からなる。ま
ず、長リンク除去部６１で行われる処理を図７に示すフ
ローチャートに基づいて説明する。長リンク除去部６１
は、道路点列生成部６０により生成された点列を構成す
る点のうち、リンク長ｌ_ｎが、判定しようとする曲路半
径Ｒから算出されるリンク長のしきい値ｌthより長い場
合は、そのリンク部分を屈曲度合判断部６３で行なう処
理の対象としないように、点列から除去する。または処
理対象としないリンクのリストを設定し、これに登録す
るなどの方法を用いても良い。

【００４２】ここで、図７におけるリンク長のしきい値
ｌthの設定方法について説明する。判定するリンクの端
点が半径Ｒの円周上に有る時には、図８に示すように、
円弧とリンクの間には誤差δが生じる。リンクが長くな
るほどこの誤差δは大きくなり、リンク長が有る所定値
より長くなると、このリンクが半径ｒの道路を十分に表
現しているとはいえなくなる。この場合におけるリンク
長の所定値がしきい値ｌthである。図９より、下記（数
２）式が得られる。（ｌth／２)^２＋（Ｒ−δ)^２＝Ｒ^２ …（数２）上記（数２）式からしきい値ｌthは下記（数３）で示さ
れる。ｌth＝√（８Ｒδ−４δ^２） …（数３）例として、誤差をδ＝２（ｍ）、曲路半径のしきい値を
Ｒ＝２５０（ｍ）とすると、ｌth＝√（８×２５０×２−４×２^２）≒６３.１
（ｍ）となる。したがって、６３.１（ｍ）を越える長さのリ
ンクは、半径２５０ｍの曲路に含まれる可能性が低いと
いうことができる。誤差δは、一定値ではなく、そのリ
ンクが含まれる道路の幅員や道路種別によって変化させ
ても良い。

【００４３】前記図７に示したフローチャートは、除去
するリンクの長さのしきい値が得られた場合に、点列ｐ
_０、ｐ_１、…、ｐ_ｎからリンクの除去を行う処理を示し
たものであり、ｌ_ｎ＞ｌthの場合にだけ、該当する点列
を後段（屈曲度合判断部６３）へ送るようになってい
る。

【００４４】次に、前記図６に示した小屈折角点除去部
６２について説明する。図１０は、小屈折角点除去部６
２で行われる処理のフローチャートを示す図である。小
屈折角点除去部６２は、道路点列生成部６０により生成
された点列を構成する点のうち、ｎ番目の点ｐ_ｎにおけ
る屈折角θ_ｎが、判定しようとする曲路半径Ｒと、その
屈折角をなす２本のリンクの長さとから算出される屈折
角のしきい値θthより小さい場合には、その点を屈曲度
合判断部６３で行なう処理の対象としないように点列か
ら除去する。または、処理対象としない点のリストを設
定し、これに登録するなどの方法を用いても良い。

【００４５】ここで、小屈折角点除去部６２で用いる屈
折角のしきい値θthの設定方法について説明する。ま
ず、判定する点ｐ_ｎの前後のリンクｌ_ｎ−１、ｌ_ｎ、ｌ
_ｎ＋１の３つの端点が、すべてしきい値とする半径Ｒの
円周上に有ると仮定する。この時、点ｐ_ｎにおける屈折
角をθとすると、図１１より下記（数４）式が得られ
る。 θ＝１８０−∠ＯＰ_ｎＰ_ｎ−１−∠ＯＰ_ｎＰ_ｎ＋１ …（数４）ここで、リンクｌ_ｎ−１が弧Ｐ_ｎ−１Ｐ_ｎとほぼ等しい
ものと近似すると、 ∠ＯＰ_ｎＰ_ｎ−１＝（１８０−∠Ｐ_ｎ−１ＯＰ_ｎ）／２＝〔１８０−（１８０・ｌ_ｎ−１）／πＲ〕／２＝９０・ｌ−（ｌ_ｎ−１／πＲ）となる（∠ＯＰ_ｎＰ_ｎ＋１も同様）ことから、θは下記
（数５）式で得られる。 θ＝９０（ｌ_ｎ−１＋ｌ_ｎ）／πＲ …（数５）したがって、点ｐ_ｎにおける実際の屈折角θ_ｎがθ＞θ
_ｎとなる時には、この３点を通る円の半径はＲより大き
く、この部分はしきい値よりも緩やかな曲路半径を持つ
と判断することができる。

【００４６】実際には、全ての点が正確に道路の中央の
座標を示しているわけではないので、屈折角の判定を行
なうしきい値には、数％から３０％程度の余裕代を持た
せる必要が有ることが分かっているため、余裕代を与え
る係数をαとして θth＝αθ＝９０α（ｌ_ｎ−１＋ｌ_ｎ）／πＲ＞θ_ｎ …（数６）（α＝１.０〜１.３）が成り立つ時には、緩やかな曲路であるという判断を行
なうことになる。したがって図１０のフローチャートに
おいては、θ_ｎ＞θthの場合、すなわち急な曲路の可能
性がある場合にだけ、該当する点列を曲路判断部６３へ
送るようになっている。

【００４７】屈折角のしきい値の余裕代は、その点が表
す道路の幅員や道路種別によって変化させることができ
る。すなわち、幅員が大きい場合には走路中央からの点
の位置のずれが大きい可能性が有るため余裕代を大きく
する、高速道路の場合は交差点や複雑な曲路が無く、点
列がより正確な道路線形を表現していると考えられるた
め余裕代を小さくする、などである。

【００４８】また、連続する３点がしきい値としている
曲路半径Ｒの円周上に存在することを仮定しているた
め、この判断を行う前に、ｐ_ｎ−１、ｐ_ｎ間および
ｐ_ｎ、ｐ_ｎ _＋１間のリンクはいずれも曲路半径Ｒの円周
上に存在することを予め保証しなくてはならない。これ
を行うためには小屈折角点除去部６２の中で、判定に利
用するリンクの長さが円周の直径２Ｒよりも長い場合に
は、屈折角の判定を行う以前に、該当する点を除去して
おいても良いし、他の部を用いても良い。他の部とは、
例えば、前記図７で説明した長リンク除去部４による長
リンクの除去処理などである。

【００４９】上記図１０のフローチャートは、屈折角の
しきい値が得られた場合に、点列ｐ _０、ｐ_１、…、ｐ_ｎ
から屈折角の小さい点の除去を行う処理を示したもので
ある。

【００５０】上記のようにして長いリンクと屈折角の小
さい点のいずれか一方または両方を除去した点列に対
し、屈曲度合判断部６３では３点またはそれ以上の個数
の点の組に対して、円弧による近似を行ない、その円の
半径がシステムから与えられたしきい値より小さければ
その部位を急な曲路と判定する。例えば図１２に示すよ
うに、円弧上に乗る３点の円弧の半径Ｒを求めればよ
い。或いは、曲路半径Ｒを計算せず、その部位のリンク
長（図１２の黒太線で示した部分のＬ）の和と屈折角の
和とから、単位リンク長あたりの屈折角を算出し、判定
しようとする曲路半径を持つ正円における単位周長あた
りの屈折角と比較して屈折角が大きければ急な曲路であ
ると判定しても良い。

【００５１】以上の説明では、連続する３点以上の点の
組としているが、図１３に示す点列ｐ_０〜ｐ_６における
ｐ_２、ｐ_４などのように、取り除いても道路線形を再現
する上で十分な情報を保持できる場合は、間引きを行な
うなどして、これらの点が必ずしも近接していない場合
でも同様に扱うことができる。

【００５２】また、屈曲度合判断部６３による判定は、
３点を一組にして判定する場合はすべての点の組み合わ
せについて行う必要があるが、４点以上を一組にして判
定する場合は必ずしもすべての点の組み合わせについて
行う必要はない。例えば、３点を一組にした場合、図１
４に示すように、判定範囲を２点ずつずらした場合、点
ｐ_２、ｐ_４の部分の屈折角が考慮されなくなってしまう
ので、正確な判定結果を得ることができない。これに対
し、４点を一組にして判定する場合は、図１５に示すよ
うに、２点ずつずらした場合でも残りの２点が前回の判
定範囲と重複して全ての点の屈折角が利用できるため、
十分正確な判定結果を得られる可能性がある。同様に考
えて、４点以上のｎ点を一組にした場合、判定範囲を最
大で（ｎ−２）点ずつずらして判定を行ってゆくことに
より、処理の回数を減少させることができる。判定に用
いる点数および判定を行う組の選択、間引き処理の有無
などは、道路の幅員、種別などの特性や、判定しようと
する曲路半径のしきい値などによって選択する。

【００５３】以上で説明したように、高速道路用曲路検
出部７を用いると、高速道路のような比較的滑らかな道
路線形を持つ道路において、急な曲路の検出を正確にか
つ効率良く行うことが出来る。なお、一般に有料道路
は、特に高速道路でなくとも上記のような比較的滑らか
な道路線形を持つことが多いので、高速道路用曲路検出
部７が適していることが多い。また、一般道路であって
も道幅が広く屈曲が少ない場合には同様である。これに
対して首都高速道路のような狭くて急な曲路のある場合
は、名称が高速道路であっても一般道路用曲路検出部６
の処理が適している。

【００５４】曲路判断部８では、曲路検出を行う自車経
路上の点（以下、検出点）について、一般道路用曲路検
出部６と高速道路用曲路検出部７がそれぞれ検出処理を
行った結果をいずれも入力し、いずれか一方の検出結果
を選択して出力する。または、一般道路用曲路検出部６
と高速道路用曲路検出部７のいずれか一方を選択し、そ
の検出結果のみを入力して出力するようにしても良い。
一般道路用曲路検出部６と高速道路用曲路検出部７のい
ずれか一方を選択する方法は、ナビゲーション装置に格
納される地図データベースの情報に基づいて行う。

【００５５】図１６は、曲路判断部８における処理を示
すフローチャートである。地図データベースには、各道
路が属性情報を付与して格納されている。たとえば、道
路の種別として、「高速道路、有料道路、一般国道、主
要地方道、路地」などと分類され、それぞれに対応する
符号が付与されている。そこで、この分類を基に、高速
道路・有料道路では高速道路用曲路検出部７を、その他
の種別の道路では一般道路用曲路検出部６をそれぞれ選
択する。また、他の属性情報として上下線の分離・非分
離、本線・連絡路（導入路、ジャンクションなど）の別
などの情報が格納されており、上下線が分離されている
国道は高速道路に近い構造（交差点・分岐路が少ない、
道路線形が比較的滑らかであるなど）を持っていること
が多いため、高速道路用曲路検出部７を選択する。ま
た、上下線非分離の有料道路は一般道に近い構造を持っ
ていることが比較的多く見られることが多いため、一般
道路用曲路検出部６を選択する、などの方法が有る。以
上で説明したように、曲路検出装置１を本実施例で述べ
ている構成で実現することにより、複数の曲路検出部に
よる検出結果から適切なものを選択し、車両制御に利用
できる。

【００５６】（第２の実施例）図１７は、本発明の第２
の実施例の構成を示すブロック図である。第２の実施例
は、第１の実施例の構成に、アクセル開度センサ９とブ
レーキセンサ１０が追加され、かつ、曲路判断部８の内
容が異なっている。以下、第２の実施例について、第１
の実施例と異なる部分について説明する。図１７におい
て、曲路判断部８では、曲路検出を行う自車経路上の点
（以下、検出点）について、一般道路用曲路検出部６と
高速道路用曲路検出部７がそれぞれ検出処理を行った結
果をいずれも入力し、その結果と、アクセル開度センサ
９から得られる運転者のアクセル操作についての情報
と、ブレーキセンサ１０から得られる運転者のブレーキ
操作についての情報と、これら各情報の過去の履歴とに
基づいて、一般道路用曲路検出部６、高速道路用曲路検
出部７のいずれか一方の検出結果を選択して出力する。

【００５７】以下、曲路判断部８で行われる処理につい
て、図１８に示すフローを用いて説明する。まず、ステ
ップＳ２１では、ナビゲーション装置５に格納された地
図データベースから、検出点の道路の属性を読み出す。
ただし、ここおよびこれ以下での道路属性の取得は、第
１の実施例で述べた道路属性による一般道路用曲路検出
部６と高速道路用曲路検出部７の選択と同じ処理を用い
ても良いし、他の方法を用いても良い。次に、ステップ
Ｓ２２では、前回読み出した道路属性を保持しておき、
前のステップＳ２１で読み出した道路属性と比較する。
動作開始直後は道路属性の前回値は保持していないの
で、ここでの判断結果は必ずＹＥＳとする。続いて、ス
テップＳ２３では、ステップＳ２１で取得した道路属性
に従って、一般道路用、高速道路用の二つの曲路検出部
の内の一方を選択し、その検出結果を曲路判断部８の判
断結果として出力する。また、これ以後は、種別の異な
る道路に進行した場合に、ステップＳ２２での判断結果
により動作開始直後と同様の処理が行われる。ステップ
Ｓ２２での判断結果がＮＯ、すなわち、検出位置の道路
属性が前回値と同一であった場合には、ステップＳ２４
に進む。ステップＳ２４では、ステップＳ２３で選択し
た曲路検出部の出力結果が妥当であるか否かを検証す
る。妥当であると判断（ＹＥＳ）した場合には、最初に
戻って処理を繰り返す。妥当でないと判断（ＮＯ）した
場合には、現在選択しているのとは逆の曲路検出部を選
択してその処理結果を出力して、最初に戻って処理を繰
り返す。

【００５８】ここで、ステップＳ２４における検出結果
の妥当性の判断方法について、詳しく説明する。検出結
果の妥当性の判断処理は、各検出点における妥当性判断
の結果と過去の検出点における妥当性判断の結果とを総
合して行う。従って、この処理は、道路種別が変化した
時に初期化され、同じ道路を走行し続ける間繰り返され
る。各検出点における妥当性判断は、２つの曲路検出部
の検出結果と運転者の運転操作に基づいて行う。すなわ
ち、曲路における車両制御は、減速制御が主であると考
えられるため、運転者の運転操作から判断して、曲路検
出部の検出結果が妥当でないと考えられるのは、次の２
通りの状況が考えられる。

【００５９】まず、第１の状況は、曲路でないという判
断結果に基づいて制御が行われたカーブ検出点で、運転
者がアクセルｏｆｆ（アクセルペダルを離した減速状
態）後、直ちにブレーキｏｎ（ブレーキペダルを踏んだ
制動状態）の操作を行った場合である。このような操作
は実際の道路が曲路であったことを意味するから、この
時、制御に用いられなかった検出結果を出力した曲路検
出部が、曲路であるという検出結果を出力していた場合
は、制御に用いられなかった検出結果を出力した曲路検
出部の検出結果がより妥当であったといえる。

【００６０】第２の状況は、曲路であるという判断結果
に基づき制御が行われたカーブ検出点で、運転者がアク
セルｏｆｆ後直ちにアクセルｏｎ（アクセルペダルを踏
んだ加速状態）の操作を行った場合である。これは実際
の道路が曲路ではなかったことを意味するから、制御に
用いられなかった検出結果を出力した曲路検出部が、曲
路でないという検出結果を出力していた場合は、制御に
用いられなかった検出結果を出力した曲路検出部がより
妥当であったといえる。

【００６１】このような妥当性の判断をそのまま曲路検
出部の選択に用いるのは、曲路検出部の切替えが頻繁に
発生する結果となることがあり、適切ではない。そこ
で、初期化が行われた動作開始点もしくは道路属性が変
化した地点から、現在処理している検出点までの区間に
ついて、上記の「制御に用いられたが妥当ではなかった
検出結果」が出力された回数を計数し、妥当でなかった
検出結果を出力した回数が少ない方の検出装置を次の検
出点で用いることとする。このようにすることで、同じ
道路属性が継続している間、より妥当な検出結果を出力
する曲路検出部の検出結果を利用した車両制御を行うこ
とができる。なお、妥当性の判断に用いる運転操作につ
いては、先行車への接近など他の要因によると思われる
ものを除外することにより更に精度を高めることができ
る。以上で説明したように、曲路検出装置を本発明で述
べている構成で実現することにより、複数の曲路検出部
による検出結果から適切なものを選択し、車両制御に利
用できる。

【００６２】なお、これまで説明した実施例では、一般
道路用曲路検出部６と高速道路用曲路検出部７の出力を
曲路判断部８で選択する構成について説明したが、前記
のように一般道路用曲路検出部６、高速道路用曲路検出
部７および曲路判断部８は一つの演算装置（例えばコン
ピュータ）で構成することができ、その演算内容を分け
て説明したものと同等である。したがって実際には一般
道路用曲路検出ロジックと高速道路用曲路検出ロジック
とを備え、地図データベースから得られる道路情報の
み、若しくは前記道路情報と運転操作情報とに基づい
て、一般道路用曲路検出ロジックと高速道路用曲路検出
ロジックとの何れか一方を選択して曲路検出の処理演算
を行うように構成すればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック
図。

【図２】道路点列生成部が出力するデータの一例を示す
図。

【図３】一般道路用曲路検出部の処理フローチャート。

【図４】道路形状認識距離と車速との関係を示したマッ
プ。

【図５】曲路半径と通過車速との関係を示したマップ。

【図６】高速道路用曲路検出部のブロック図。

【図７】長リンク除去処理のフローチャート。

【図８】円弧の直線による近似の説明図。

【図９】円弧を直線で近似した時の誤差算出方法の説明
図。

【図１０】小屈折角点除去処理のフローチャート。

【図１１】小屈折角点除去部で用いる屈折角のしきい値
θthの設定方法を説明する図。

【図１２】高速道路用曲路検出部における円弧近似の説
明図。

【図１３】点列の間引きの説明図。

【図１４】曲路判断を行う点の組合せの説明図（３点を
一組とした場合）。

【図１５】曲路判断を行う点の組合せの説明図（４点を
一組とした場合）。

【図１６】第１の実施例の曲路判断装置の処理フローチ
ャート。

【図１７】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図。

【図１８】第２の実施例の曲路判断装置の処理フローチ
ャート。

【符号の説明】

１…曲路検出装置２…車速センサ３…方位センサ４…ＧＰＳセン
サ５…ナビゲーション装置６…一般道路用
曲路検出部７…高速道路用曲路検出部８…曲路判断部９…アクセル開度センサ１０…ブレーキセ
ンサ１１…原動機コントローラ１２…変速機コ
ントローラ１３…原動機１４…変速機６０…道路点列生成部６１…長リンク
除去部６２…小屈折角点除去部６３…屈曲度合
判断部

フロントページの続き (56)参考文献特開平７−234990（ＪＰ，Ａ) 特開平８−61968（ＪＰ，Ａ) 特開平11−101141（ＪＰ，Ａ) 特開平11−109850（ＪＰ，Ａ) 特開平11−232600（ＪＰ，Ａ) 特開平11−351889（ＪＰ，Ａ) 特開平11−232599（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 21/00 - 21/36 G08G 1/0969 G08G 1/16 G09B 29/00 - 29/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自車が現在走行している位置を検出する自
車位置検出手段と、自車周囲の道路形状の情報および道
路の特性に関する情報を格納している地図データベース
と、前記地図データベースから得られる自車経路の道路
形状を表す点列の連続する点の配置に基づいて、自車の
経路上に存在する任意の区間の曲路緩急を判断する曲路
検出手段と、を有し、数値化された任意の区間の屈曲度
合を、基準となる曲路の屈曲度合と比較することにより
任意の区間の緩急の判定を行う曲路検出装置において、前記曲路検出手段は、予め定めた一般道路用曲路検出ロ
ジックと、予め定めた高速道路用曲路検出ロジックとを
有し、前記地図データベースから得られる道路情報の
み、若しくは前記道路情報と運転操作情報とに基づい
て、前記一般道路用曲路検出ロジックと高速道路用曲路
検出ロジックとの何れか一方を選択して曲路検出の処理
演算を行うことを特徴とする曲路検出装置。
【請求項２】前記一般道路用曲路検出ロジックは、自車
が走行しようとする経路の道路形状を表す点列中のカー
ブ検出点およびその周辺の点におけるリンク屈折角の和
Σを算出し、そのリンク屈折角の和Σが所定の設定値Σ
thよりも大きい時は曲路と判定する屈折角式曲路検出ロ
ジックであり、前記高速道路用曲路検出ロジックは、道路形状を表す点
列の内、明らかに屈曲の度合が小さいと思われる部分を
削除した上で、残った区間それぞれを円弧によって近似
し、円弧の半径が設定値よりも小さい時は曲路と判定す
る円弧近似式曲路検出ロジックである、ことを特徴とす
る請求項１に記載の曲路検出装置。
【請求項３】前記屈折角式曲路検出ロジックは、カーブ
検出点におけるリンク屈折角が所定の設定値θ_ｍｉｎよ
りも小さいときは、リンク屈折角の和Σを算出せずにそ
のまま直線路と判定することを特徴とする請求項２に記
載の曲路検出装置。
【請求項４】前記屈折角式曲路検出ロジックは、カーブ
検出点におけるリンク屈折角θが所定の設定値θ_ｍａｘ
よりも大きい時は、リンク屈折角の和Σを算出せずにそ
のまま曲路と判定することを特徴とする請求項２または
請求項３に記載の曲路検出装置。
【請求項５】前記屈折角式曲路検出ロジックは、車速が
高くなるほど大きくなる設定値Ｌthを設定し、カーブ検
出点から進行方向へのリンク長の和Ｌが前記設定値Ｌth
を越えない範囲をカーブ検出点の周辺と見なすととも
に、前記設定値Σthを前記設定値Ｌthに応じて変化させ
ることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の曲
路検出装置。
【請求項６】前記円弧近似式曲路検出ロジックは、道路
形状を表す点列の内、連続する２点の間の距離が所定値
以上である部分を予め削除した上で曲路の度合を判断す
ることを特徴とする請求項２に記載の曲路検出装置。
【請求項７】前記円弧近似式曲路検出ロジックは、道路
形状を構成する各点における屈折角が所定値以下である
部分を予め削除した上で曲路の度合を判断することを特
徴とする請求項２に記載の曲路検出装置。
【請求項８】前記運転操作情報として、運転者が車両速
度の制御を行う操作の情報を用いることを特徴とする請
求項１に記載の曲路検出装置。
【請求項９】前記運転者が車両速度の制御を行う操作の
情報として、運転者がアクセルとブレーキの少なくとも
一方の操作を行ったことを前記情報として用いることを
特徴とする請求項８に記載の曲路検出装置。
【請求項１０】運転者がアクセルを一旦全閉にしたの
ち、直ちにアクセルを開く操作を行ったこと、または運
転者がブレーキをかける操作したことの少なくとも一方
を前記情報として用いることを特徴とする請求項９に記
載の曲路検出装置。