JP4475342B2 - 道路形状推定装置、道路形状推定方法及びプログラム - Google Patents
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Description
ステップS1 半径算出処理を行う。
ステップS2 コーナ検出処理を行う。
ステップS3 コーナ結合処理を行う。
ステップS4 第1のコーナ分割処理を行う。
ステップS5 第2のコーナ分割処理を行う。
ステップS6 最小半径算出処理を行う。
ステップS7 クロソイド係数推定処理を行う。
ステップS8 クロソイド曲線算出処理を行う。
ステップS9 フィッティング処理を行う。
ステップS10 開始点・終了点記録処理を行い、処理を終了する。
X=L1cosθ
A=L2/2
G=X+A
Y=L1sinθ
F=√(R2 −A2 )
H=F−Y
になる。
次に、該式(1)の距離G、Hに前記各値を代入すると式(2)を得ることができる。
−2Y√(R2 −A2 )+Y2 ……(2)
続いて、該式(2)を変形すると式(3)〜(6)を得ることができる。
R2 −A2 ={(X2 +Y2 +2XA)/2Y}2 ……(4)
R2 ={(X2 +Y2 +2XA)/2Y}2 +A2 ……(5)
R2 =(L12 +2L1・L2・cosθ+L22 )
/(2sinθ)2 ……(6)
該式(6)から、半径Rは、セグメント長L1 、L2 及び方位角θの関数であることが分かる。
ステップS1−1 前側セグメントのセグメント長L1を算出する。
ステップS1−2 後側セグメントのセグメント長L2を算出する。
ステップS1−3 方位角θを算出する。
ステップS1−4 半径Rを算出し、リターンする。
Lf=Lse/2
だけ離れた位置、すなわち、開始候補点slと終了候補点e1との間の中心の位置にコーナ中間地点Pcを、該コーナ中間地点Pcより手前側の開始候補点slとの間において、コーナ中間地点Pcから距離Lf/ε1だけ離れた位置にコーナ前方地点Pfを、前記コーナ中間地点Pcより先側の終了候補点e1との間において、コーナ中間地点Pcから距離Lf/ε2だけ離れた位置にコーナ後方地点Pbを設定し、前記コーナ前方地点Pfからコーナ後方地点Pbまでの範囲をコーナ中心付近AR1として設定する。
ステップS6−1 中心仮想点Pvcを設定する。
ステップS6−2 前方仮想点Pvfを設定する。
ステップS6−3 後方仮想点Pvbを設定する。
ステップS6−4 仮想半径算出処理を行い、リターンする。
L・Rc=A2 ……(7)
になる。また、通常、クロソイド曲線のX座標及びY座標は、それぞれ、式(8)及び(9)で示される多項式によって算出することができる。
−L6 /(599040Rc6 )
+L8 /(175472640Rc8 )…) ……(8)
X=L2 /(6Rc)×(1−L2 /(56Rc2 )+
L4 /(7040Rc4 )−L6 /(1612800Rc6 )
+L8 /(588349440Rc8 )…) ……(9)
この場合、クロソイド曲線を前記式(8)及び(9)で算出することが考えられるが、式(8)及び(9)は、高次の多項式であり、多数の点をプロットしてクロソイド曲線を算出しようとすると、クロソイド曲線算出処理手段によってCPU31に加わる負荷が大きくなってしまう。
そして、αはクロソイド曲線の開始点の方位であり、値kは式(13)で表される。
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS8−1 クロソイド曲線の曲線長L(k)でループを開始する。
ステップS8−2 曲線長L(k)の点SのX座標を算出する。
ステップS8−3 曲線長L(k)の点SのY座標を算出する。
ステップS8−4 クロソイド曲線の曲線長L(k)でループを終了させ、リターンする。
31 CPU
cn1 cn11 cn21 コーナ
e1 終了候補点
ma 対象点
mi、m1〜m16、m21〜m26、m31〜m35、m51〜m56、m61〜m71 形状補間点
Pvb 後方仮想点
Pvc 中心仮想点
Pvf 前方仮想点
Q クロソイド曲線
Rmin 最小半径
s1 開始候補点
Claims (6)
- 道路に沿って設定された複数の形状補間点の補間点データを取得するデータ取得処理手段と、前記道路における所定の区間内の前記補間点データに基づいて各形状補間点における曲率半径を算出する半径算出処理手段と、前記各形状補間点における曲率半径に基づいて、前記所定の区間内のコーナを検出するとともに、該検出したコーナの開始候補点及び終了候補点を設定するコーナ検出処理手段と、前記コーナの開始候補点及び終了候補点に基づいて中心仮想点を設定するとともに、該中心仮想点より開始候補点側に前方仮想点を、前記中心仮想点より終了候補点側に後方仮想点をそれぞれ設定する仮想点設定処理手段と、前記中心仮想点、前記前方仮想点及び前記後方仮想点を通過する円の半径である仮想曲率半径を算出する仮想曲率半径算出処理手段と、前記仮想曲率半径に基づいてクロソイド係数を推定するクロソイド係数推定処理手段と、前記クロソイド係数に基づいてクロソイド曲線を算出するクロソイド曲線算出処理手段と、前記クロソイド曲線に基づいて、前記コーナの前記開始候補点及び前記終了候補点を補正し、該補正した開始候補点及び終了候補点を、前記コーナの開始点及び終了点として設定するフィッティング処理手段とを有することを特徴とする道路形状推定装置。
- 前記仮想点設定処理手段は、前記開始候補点と前記終了候補点との間の中心の位置にコーナ中間地点を設定するとともに、前記開始候補点と前記コーナ中間地点との間にコーナ前方地点を、前記終了候補点と前記コーナ中間地点との間にコーナ後方地点をそれぞれ設定し、前記コーナ前方地点から前記コーナ後方地点までの範囲に前記中心仮想点を設定する請求項1に記載の道路形状推定装置。
- 前記仮想点設定処理手段は、前記開始候補点と前記中心仮想点との中間点を第1の候補点とし、前記中心仮想点より手前側の、前記中心仮想点から閾値だけ離れた位置を第2の候補点としたときに、前記前方仮想点を、前記第1の候補点、前記第2の候補点及び前記開始候補点のうちのいずれか一つの点に設定する請求項1又は2に記載の道路形状推定装置。
- 前記仮想点設定処理手段は、前記終了候補点と前記中心仮想点との中間点を第1の候補点とし、前記中心仮想点より先側の、前記中心仮想点から閾値だけ離れた位置を第2の候補点としたときに、前記後方仮想点を、前記第1の候補点、前記第2の候補点及び前記終了候補点のうちのいずれか一つの点に設定する請求項1又は2に記載の道路形状推定装置。
- 車両制御システムにおけるコンピュータによる道路形状推定方法において、道路に沿って設定された複数の形状補間点の補間点データを取得し、前記道路における所定の区間内の前記補間点データに基づいて各形状補間点における曲率半径を算出し、前記各形状補間点における曲率半径に基づいて、前記所定の区間内のコーナを検出するとともに、該検出したコーナの開始候補点及び終了候補点を設定し、前記コーナの開始候補点及び終了候補点に基づいて中心仮想点を設定するとともに、該中心仮想点より開始候補点側に前方仮想点を、前記中心仮想点より終了候補点側に後方仮想点をそれぞれ設定し、前記中心仮想点、前記前方仮想点及び前記後方仮想点を通過する円の半径である仮想曲率半径を算出し、該仮想曲率半径に基づいてクロソイド係数を推定し、該クロソイド係数に基づいてクロソイド曲線を算出し、該クロソイド曲線に基づいて、前記コーナの前記開始候補点及び前記終了候補点を補正し、該補正した開始候補点及び終了候補点を、前記コーナの開始点及び終了点として設定することを特徴とする道路形状推定方法。
- コンピュータを、道路に沿って設定された複数の形状補間点の補間点データを取得するデータ取得処理手段、前記道路における所定の区間内の前記補間点データに基づいて各形状補間点における曲率半径を算出する半径算出処理手段、前記各形状補間点における曲率半径に基づいて、前記所定の区間内のコーナを検出するとともに、該検出したコーナの開始候補点及び終了候補点を設定するコーナ検出処理手段、前記コーナの開始候補点及び終了候補点に基づいて中心仮想点を設定するとともに、該中心仮想点より開始候補点側に前方仮想点を、前記中心仮想点より終了候補点側に後方仮想点をそれぞれ設定する仮想点設定処理手段、前記中心仮想点、前記前方仮想点及び前記後方仮想点を通過する円の半径である仮想曲率半径を算出する仮想曲率半径算出処理手段、前記仮想曲率半径に基づいてクロソイド係数を推定するクロソイド係数推定処理手段、前記クロソイド係数に基づいてクロソイド曲線を算出するクロソイド曲線算出処理手段、並びに前記クロソイド曲線に基づいて、前記コーナの前記開始候補点及び前記終了候補点を補正し、該補正した開始候補点及び終了候補点を、前記コーナの開始点及び終了点として設定するフィッティング処理手段として機能させることを特徴とするプログラム。
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