JP4138636B2 - 位置情報伝達システム及び方法、位置情報提供装置及び方法、並びに位置情報受信装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、交通情報提供システムなどにおいて、渋滞や事故等の位置情報を伝えるための情報伝達方法と、その方法を用いて位置についての情報交換を行う装置に関し、特に、デジタル地図上の位置を伝えられるようにしたものである。

近年、ナビゲーション車載器を搭載する車両が急激に増加している。車載ナビゲーションシステムでは、デジタル地図データベースを保持し、ＧＰＳ受信機で受信する緯度・経度データに基づいて、自車位置周辺の地図を画面に表示したり、走行軌跡や目的地までの経路探索結果を地図上に併せて表示することができる。

我が国において、デジタル地図のデータベースは、現在、数社で作成されているが、縮尺地図の宿命として、地図データには誤差が含まれている。その誤差はそれぞれのデジタル地図により違っているが、一部の１／２５０００の地図には、場所により凡そ５０ｍ程度の誤差が含まれているものも市販されている。
また、ＧＰＳ受信機から得られる緯度・経度データにも数１０ｍの誤差が含まれている。
また、ナビゲーション車載器では、交通情報提供システムから提供される渋滞情報や事故情報などの交通情報を受信して、渋滞や事故位置を地図上に表示したり、それらの情報を条件に加えて経路探索を実施する機種が作られている。

過去実現された交通情報提供システムでは、図７に示すように、地域を管轄する交通情報収集センター71から情報配信センター72に交通情報が供給され、各メディア（ＦＭ放送、路上ビーコン、携帯電話）用に編集された交通情報がそれぞれのメディアを通じて送信される。
また、交通情報収集センター71は、他の地域の交通情報収集センター78と交通情報を交換し、周辺地域を含む広い圏内の交通情報を収集する。

この交通情報において、例えば、渋滞位置や事故位置を伝えるために、その位置の緯度・経度データを単独で提示した場合には、前述するように、車載器が保持しているデジタル地図データベースの種類に応じて異なる誤差を有しているため、例えば、Ａ社製のデジタル地図データベースを保持する車載器とＢ社製のデジタル地図データベースを保持する車載器とで、異なる道路上の位置を事故位置として識別してしまう虞れがある。

こうした情報伝達の不正確さを改善するため、図８（ａ）に示すように、道路網の交差点ａ、ｂをノードとし、ノード間の道路ｃをリンクとして、各ノードには、そのノードを一意に表すノード番号（ａ＝1111、ｂ＝3333）が設定され、また、各リンクには、そのリンクを一意に表すリンク番号（ｃ＝11113333）が設定されており、各社のデジタル地図データベースには、各交差点及び道路に対して、設定されたノード番号及びリンク番号が対応付けて記憶されている。

そして、交通情報では、道路上の位置を表す場合に、リンク番号を特定し、その先頭から何メートル、と云う表現方法で道路上の地点を表示する（下記特許文献１参照）。例えば「リンク番号＝11113333の道路の先頭から２００ｍの位置」と表示された場合、どのようなデジタル地図データを使用する車載器においても、リンク番号11113333の道路のノード番号1111のノードから２００ｍの地点を辿ることによって、同一道路上の位置Ｐを求めることが可能になる。
特開平１１−１６００９１号公報

しかし、道路網に定義したノード番号やリンク番号は、図８（ｂ）に示すように、道路ｄが新設されたり、道路が変更された場合に、新しい番号に付け替える必要が生じ、このようにノード番号やリンク番号が変更されると、各社のデジタル地図データを更新しなければならなくなる。
道路の新設や変更は将来に渡って継続して行われるため、ノード番号やリンク番号による道路位置表示方法を取る限り、デジタル地図データベースのメンテナンスのために多大の作業量とそれに伴う費用とを永続的に投入しなければならないという問題点がある。

また、センターでは、過去に販売されたナビゲーションのために、一定期間（３〜５年）、過去のノード番号やリンク番号に準じた情報を最新年度の情報と重複して送る必要があり、そのメンテナンス負担は大きなものとなる。

本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、メンテナンスの過大な負担を伴わずに、デジタル地図上の位置情報を伝えることができる位置情報伝達方法を提供し、その方法を実施する装置を提供することを目的としている。

そこで、本発明の位置情報伝達方法では、情報提供側は、道路位置を伝えるために、その道路位置を含む、状況に応じた長さの道路区間の道路形状を示す座標列から成る道路形状データを用いて道路位置情報を伝達し、この道路位置情報を受信した側では、道路形状データを用いる形状マッチングを行って、受信側のデジタル地図上で道路区間を特定するようにしている。

また、本発明の位置情報伝達装置では、情報提供側の装置に、伝達する道路位置の情報を、その道路位置を含む、状況に応じた長さの道路区間の道路形状を示す座標列から成る道路形状データに変換する位置情報変換部を設け、デジタル地図を有する情報受信側の装置に、受信した道路形状データを用いて形状マッチングを行い、前記デジタル地図上の道路区間を特定する形状マッチング部を設けている。
そのため、道路網にノード番号やリンク番号を定義しなくても、デジタル地図上の位置を正確に、進行方向とともに相手方に伝えることができる。

本発明の位置情報伝達方法及び装置では、道路網のノード番号やリンク番号を用いること無く、デジタル地図上の位置を相手方に伝えることができる。
この方法によれば、デジタル地図データベースのメンテナンスに費やす作業量及び費用を大幅に削減することができ、交通情報提供システムの維持に必要な社会的コストを引き下げることができる。

（第１の実施形態）
第１の実施形態では、図７の交通情報収集センター間で交通情報を交換する場合を例に、本発明の位置情報伝達方法について説明する。
この交通情報収集センターＡは、図１に示すように、交通事故や渋滞等の事象発生の情報が入力する事象情報入力部１と、事象発生位置を表すための位置情報を生成する位置情報変換部２と、生成された位置情報を送信する位置情報送信部３と、位置情報を受信する位置情報受信部６と、形状マッチングを行って位置情報から事象発生位置を特定する形状マッチング部５と、地図上に事象発生位置を表示するデジタル地図表示部４と、デジタル地図のデータベース７とを備えている。
交通情報収集センターＢはセンターＡと同様の構成を備えている。

この交通情報収集センターの動作フローを図２に示している。
ステップ１：交通事故や渋滞等の事象が発生すると、
ステップ２：その事象内容と発生位置の情報が交通情報収集センターの事象情報入力部１に入力する。例えば、道路上に設置されている車両感知器から渋滞の発生を示す情報が入力すると、
ステップ３：この渋滞情報を交通情報収集センターＢに伝えるため、位置情報変換部２は、渋滞発生位置を含む所定長さの道路区間の道路形状を座標列で表した道路形状データと、その道路区間の開始地点から渋滞発生位置までの距離を示す距離データとを生成する。

図３は、位置情報変換部２が生成する位置情報を模式的に示している。道路上のＡ〜Ｂの区間で渋滞が発生している場合に、その区間を含む道路の道路形状を５ｍ間隔の６００ポイントの座標列、Ｐ₀（ｘ₀，ｙ₀）、Ｐ₁（ｘ₁，ｙ₁）、‥、Ｐ₆₀₀（ｘ₆₀₀，ｙ₆₀₀）で表示する。ここで、ｘk，ｙkは、デジタル地図データベース７から取得した道路上の地点Ｐkの緯度・経度データである。さらに、地点Ｐ₀（ｘ₀，ｙ₀）から、渋滞開始地点Ａまでの距離ｌ₁及び渋滞終了地点Ｂまでの距離ｌ₂を求め、
道路形状データ ：（ｘ₀，ｙ₀）（ｘ₁，ｙ₁）‥（ｘ₆₀₀，ｙ₆₀₀）
渋滞の距離データ：ｌ₁〜ｌ₂ ｍ
を位置情報として生成する。

この位置情報に、さらに渋滞の程度を示すランク情報や、使用したデジタル地図データベースの種別を示す情報などを付加して送信情報を作成し、
ステップ４：位置情報送信部３が、この送信情報を交通情報収集センターＢに送信する。
ステップ５：一方、この情報を位置情報受信部６で受信した交通情報収集センターでは、
ステップ６：形状マッチング部５が、デジタル地図データベース７の地図データと、道路形状を示す座標列との形状マッチングを実行して、デジタル地図上の道路区間を特定し、その道路区間の開始位置からの距離データに基づいて、デジタル地図上の渋滞区間を特定する。

図４は、この形状マッチングの一例を示している。
まず、デジタル地図データベース７から読み出した地図データのＰ₀（ｘ₀，ｙ₀）地点を中心とする誤差の範囲に含まれる道路Ｑ、Ｒを候補として選定する。
次いで、Ｐ₀（ｘ₀，ｙ₀）に最も近い各候補道路上の位置Ｑ₀、Ｒ₀を求め、Ｐ₀〜Ｑ₀、Ｐ₀〜Ｒ₀間の距離を算出する。

この操作をＰ₁（ｘ₁，ｙ₁）、‥、Ｐ₆₀₀（ｘ₆₀₀，ｙ₆₀₀）の各点について実行し、各点Ｐ₀、Ｐ₁、‥、Ｐ₆₀₀からの距離の二乗平均の加算値が最小となる道路区間を求める。
次いで、その道路区間の開始位置からｌ₁〜ｌ₂ｍの区間を渋滞区間として特定する。
ステップ７：デジタル地図表示部４は、デジタル地図データベース７からデータを読みだして地図を表示し、形状マッチング部５が求めた渋滞区間に、渋滞レベルに応じた色を着色する。

このように、ノード番号やリンク番号を定義しなくても、情報の提供側が道路形状を座標列で表すことにより、情報の受け手側では、形状マッチングを行って、その道路形状を有する道路区間を特定することが可能になる。
なお、この実施形態では、道路区間の形状を示すためのポイントの間隔を５ｍ、ポイント数を６００としたが、この間隔及び個数に限定されない。

また、この実施形態では、座標列の座標データとして緯度・経度データを用いているが、情報提供側と情報の受け手側とが共有できるデータであれば、それ以外の座標データを用いることが可能である。
また、送信する位置情報に、さらに、有効な補助情報を加えることにより、受信側での形状マッチングの効率を高めることが可能になる。
また、形状マッチングのアルゴリズムとしては、例示した最小二乗法以外の方法を用いることも可能である。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、交通情報提供システムのインフラ側（情報提供側）と車載器との間の位置情報の伝達について説明する。
図５は、情報を提供するインフラ側51と、情報を受ける車載器61との構成を示している。
インフラ側51は、事象発生の情報が入力する事象情報入力部52と、事象発生位置を表すための位置情報を生成する位置情報変換部53と、生成された位置情報を送信する位置情報送信部54と、デジタル地図表示部55と、デジタル地図データベース56とを備えている。

一方、車載器61は、位置情報を受信する位置情報受信部62と、形状マッチングを行って位置情報から事象発生位置を特定する形状マッチング部63と、地図上に事象発生位置を表示するデジタル地図表示部64と、デジタル地図データベース65とを備えている。
このインフラ側51の動作は、図２のステップ１からステップ４までの動作と同じであり、また、車載器61の動作は、図２のステップ５からステップ７までの動作と同じである。

この交通情報提供システムでは、インフラ側が、ＦＭ放送やビーコンを通じて、事象発生位置を含む所定長さの道路区間の座標列と、その道路区間を基準とする事象発生位置の情報とを情報提供し、車載器は、その座標列から道路区間を特定し、その道路区間を基準として事象発生位置を特定する。そのため、ノード番号やリンク番号を定義しなくても、デジタル地図上の位置を正確に伝えることが可能になる。

また、図６は、車載器が、インフラ側と同じように、事象情報入力部、位置情報変換部、位置情報送信部、位置情報受信部、形状マッチング部、デジタル地図表示部及びデジタル地図データベースを備える場合を示している。この車載器は、例えば、事故が発生した場合に、その事故位置をインフラ側に伝えることができる。

このとき、車載器は、事故位置を含む所定長さの道路区間内の複数位置の座標データをデジタル地図データベースから取得し、その座標列のデータと、その道路区間を基準とする事象発生位置の情報とを送信する。センター側では、この情報を受信して、形状マッチングを行い、その道路形状から道路区間を特定した後、事故位置を特定することができる。

本発明の位置情報伝達方法及び装置は、交通情報を提供するシステム等、デジタル地図上の位置の伝達が必要なシステムにおいて広く適用することができる。

本発明の第１の実施形態における位置情報伝達装置の構成を示すブロック図、 第１の実施形態の位置情報伝達装置の動作を示すフロー図、 道路位置情報を構成する道路形状データ及び距離データを説明する説明図、 形状マッチングの一例を示す説明図、 本発明の第２の実施形態における位置情報伝達装置の構成を示すブロック図、 第２の実施形態における位置情報伝達装置の他の構成を示すブロック図、 交通情報提供システムを示す説明図、 ノード番号及びリンク番号の説明図（ａ）と、道路が新設されたときのノード番号及びリンク番号の変更を示す説明図（ｂ）である。

符号の説明

１、52 事象情報入力部
２、53 位置情報変換部
３、54 位置情報送信部
４、55、64 デジタル地図表示部
５、63 形状マッチング部
６、62 位置情報受信部
７、56、65 デジタル地図データベース
51 インフラ
61 車載器
71 Ａ交通情報収集センター
72 情報配信センター
74 ＦＭ局
75 ビーコン
78 Ｂ交通情報収集センター

Claims (18)

1. デジタル地図上の位置情報伝達システムであって、位置情報提供装置及び位置情報受信装置はそれぞれデジタル地図を備え、
   位置情報提供装置は、位置情報提供装置が備えるデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを送信する手段を備え、
   位置情報受信装置は、道路形状データを受信する手段と、受信した道路形状データに基づき位置情報提供装置のデジタル地図上の道路区間に対応する位置情報受信装置のデジタル地図上の道路区間を特定する手段を備えたことを特徴とする位置情報伝達システム。
2. デジタル地図上の位置情報伝達システムであって、位置情報提供装置及び位置情報受信装置はそれぞれデジタル地図を備え、
   位置情報提供装置は、位置情報提供装置が備えるデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを送信する手段を備え、
   位置情報受信装置は、道路形状データを受信する手段と、受信した道路形状データにより示される道路形状と自己のデジタル地図上の道路形状との形状マッチングにより位置情報提供装置のデジタル地図上の道路区間に対応する自己のデジタル地図上の道路区間を特定する手段を備えたことを特徴とする位置情報伝達システム。
3. デジタル地図上の位置情報伝達システムであって、位置情報提供装置及び位置情報受信装置はそれぞれデジタル地図を備え、
   位置情報提供装置は、位置情報提供装置が備えるデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを送信する手段を備え、
   位置情報受信装置は、道路形状データを受信する手段と、道路形状データを構成する座標列の各座標が示す自己のデジタル地図上の点と、自己のデジタル地図上の道路形状との距離計算に基づく形状マッチングにより、位置情報提供装置のデジタル地図上の道路区間に対応する自己のデジタル地図上の道路区間を特定する手段を備えたことを特徴とする位置情報伝達システム。
4. デジタル地図間におけるデジタル地図上の位置情報伝達方法であって、
   情報提供側は、情報提供側のデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを伝達し、
   受信側は、前記道路形状データに基づき、前記情報提供側のデジタル地図上の道路区間に対応する受信側のデジタル地図上の道路区間を特定することを特徴とする方法。
5. デジタル地図間におけるデジタル地図上の位置情報伝達方法であって、
   情報提供側は、情報提供側が備えるデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを伝達し、
   受信側は、情報提供側から伝達された前記道路形状データにより表される情報提供側のデジタル地図上の道路形状と自己のデジタル地図上の道路形状との形状マッチングを行い情報提供側のデジタル地図上の道路区間に対応する自己のデジタル地図上の道路区間を特定することを特徴とする方法。
6. デジタル地図間におけるデジタル地図上の位置情報伝達方法であって、
   情報提供側は、情報提供側が備えるデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを伝達し、
   受信側は、情報提供側から伝達された前記道路形状データを構成する座標列の各座標が示す自己のデジタル地図上の点と、自己のデジタル地図上の道路形状との距離計算に基づく形状マッチングを行うことにより、情報提供側のデジタル地図上の道路区間に対応する自己のデジタル地図上の道路区間を特定することを特徴とする方法。
7. デジタル地図を備えた受信側に対し、受信側のデジタル地図上の道路区間を特定するための位置情報を提供する位置情報提供装置であって、
   自己のデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを送信する手段を備えたことを特徴とする位置情報提供装置。
8. デジタル地図を備えた受信側に対し、受信側が受信側のデジタル地図上の道路形状との形状マッチングにより受信側のデジタル地図上の道路区間を特定するための位置情報を提供する位置情報提供装置であって、
   自己のデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを送信する手段を備えたことを特徴とする位置情報提供装置。
9. デジタル地図を備えた受信側に対し、受信側が座標によって示された受信側のデジタル地図上の点と受信側のデジタル地図上の道路上の点との距離計算に基づく形状マッチングにより受信側のデジタル地図上の道路区間を特定するための位置情報を提供する位置情報提供装置であって、
   自己のデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを送信する手段を備えたことを特徴とする位置情報提供装置。
10. デジタル地図を備えた受信側に対し、受信側のデジタル地図上の道路区間を特定するための位置情報を提供する位置情報提供方法であって、
    自己のデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを送信するステップを備えたことを特徴とする位置情報提供方法。
11. デジタル地図を備えた受信側に対し、受信側が受信側のデジタル地図上の道路形状との形状マッチングにより受信側のデジタル地図上の道路区間を特定するための位置情報を提供する位置情報提供方法であって、
    自己のデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを送信するステップを備えたことを特徴とする位置情報提供方法。
12. デジタル地図を備えた受信側に対し、受信側が座標によって示された受信側のデジタル地図上の点と受信側のデジタル地図上の道路上の点との距離計算に基づく形状マッチングにより受信側のデジタル地図上の道路区間を特定するための位置情報を提供する位置情報提供方法であって、
    自己のデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを送信するステップを備えたことを特徴とする位置情報提供方法。
13. 送信側が備えるデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを受信する手段と、
    受信した道路形状データに基づき送信側のデジタル地図上の道路区間に対応する自己のデジタル地図上の道路区間を特定する手段を備えたことを特徴とする位置情報受信装置。
14. 送信側が備えるデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを受信する手段と、
    受信した道路形状データに基づき、自己のデジタル地図上の道路形状との形状マッチングにより、送信側のデジタル地図上の道路区間に対応する自己のデジタル地図上の道路区間を特定する手段を備えたことを特徴とする位置情報受信装置。
15. 送信側が備えるデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを受信する手段と、
    受信した道路形状データを構成する座標列の各座標が示す自己のデジタル地図上の点と、自己のデジタル地図上の道路上の点との距離計算に基づく形状マッチングにより、受信側のデジタル地図上の道路区間に対応する自己のデジタル地図上の道路区間を特定する手段を備えたことを特徴とする位置情報受信装置。
16. デジタル地図を備えた送信側から、送信側が備えるデジタル地図上の道路区間の示す座標列からなる道路形状データを受信するステップと、
    受信した道路形状データに基づき送信側のデジタル地図上の道路区間に対応する自己のデジタル地図上の道路区間を特定するステップを備えたことを特徴とする位置情報受信方法。
17. デジタル地図を備えた送信側から、送信側が備えるデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを受信するステップと、
    受信した道路形状データに基づき、自己のデジタル地図上の道路形状との形状マッチングにより、送信側のデジタル地図上の道路区間に対応する自己のデジタル地図上の道路区間を特定するステップを備えたことを特徴とする位置情報受信方法。
18. デジタル地図を備えた送信側から、送信側が備えるデジタル地図上の道路区間を示す座標列からなる道路形状データを受信するステップと、
    受信した道路形状データを構成する座標列の各座標が示す自己のデジタル地図上の点と、自己のデジタル地図上の道路上の点との距離計算に基づく形状マッチングにより、受信側のデジタル地図上の道路区間に対応する自己のデジタル地図上の道路区間を特定するステップを備えたことを特徴とする位置情報受信方法。

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