JP6054808B2 - 並行道路判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行軌跡のみに基づいて並行して存在する複数の道路を判定し、道路リンクを作成する装置に関する。

近年、カーナビゲーションシステム、スマートフォンといった端末で電子地図（以下、単に「地図」と称する場合がある）を利用するニーズが大きくなっている。特に目的地までの経路を探索する、移動時間を確認するといった利用が多い。これらサービスのためには、地図が道路リンクを持つことが必要となる。「道路リンク」とは、電子地図における道路網の表現において、交差点その他の結節点である１つのノードと別のノードの間の道路区間をいう。一般的に道路リンクを持つ地図は高価である。従って、スマートフォン向け等の安価なサービスを展開したいとき、コストがネックとなり導入が難しい。

そこで、道路リンクつき地図なしで同等の機能を実現する手法が提案されている。これは、車載器が取得した車両の走行軌跡情報により、地図上の道路リンク外の走行軌跡が存在する際、その軌跡を新たな道路リンクとして地図に追加するという手法である。追加後、経路探索時には他の道路リンクと同様に経路検索等の対象として扱えるため、地図にない道路を自動的に道路リンクとして追加できる。

しかし上記手法では、並行して存在する道路を判定できない。例えばバイパス道路とその側道が存在する場合、両者を走行する車両の軌跡は、互いの座標が近く１つの道路リンクと判断されてしまう。その結果、道路リンクが不正確なものとなる。

上記のような並行する道路を見分ける方法として、以下のような技術が提案されている。すなわち並行道路が一般道と高速道路の時、高速道路では車両が停止することが少ないという特徴を利用し、過去の車両停止率を求め、停止率に基づいて並行道路を判断するという手法が提案されている（特許文献１）。

また他にも車両の速度情報と道路の交通状況を取得し比較することで、その車両が並行道路のどちらを走っているか判定するという方法を提案されている（特許文献２）。

特開２０００−２９２１９１号公報 特開２００３−９７９５８号公報

従来技術によれば、並行道路を走行中に並行道路の判定をすることができる。しかし、特許文献１の手法では、高速道路と一般道路での停止率の違いを利用しているため、高速道路と一般道路といった道路リンクの属性が不明な時は適用できない。特許文献２の手法は道路リンクと紐づいた交通情報を利用しているため、道路リンクが存在しない状態では利用できない。そのため、本提案で想定している道路リンクのない状態では特許文献１、特許文献２の手法は適用できない。

上記の現状に鑑み本発明の目的は、高速道路と一般道路といった道路種別に関わらず、走行軌跡のみに基づいて並行道路を判定し、道路リンクを作成することができる装置を提供することである。

上記の目的を達成するべく、本発明は以下の構成を提供する。
本発明の態様は、車載器と通信する手段を備えた並行道路判定装置であって、
時刻、位置座標及び加速度を含む走行軌跡を、複数の前記車載器の各々から受信して保存した走行軌跡集計データベースと、
保存された前記走行軌跡に含まれる加速度に基づいて一時停止地点を判定する手段と、
判定された前記一時停止地点と同じ位置座標及び同じ時刻をもつ２つの走行軌跡の組を１つの並行道路候補として、全ての並行道路候補を抽出する手段と、
抽出された１つの前記並行道路候補に含まれる２つの走行軌跡の各々における前記一時停止地点の加速度を取得し、取得した２つの加速度の差分の絶対値を算出する手段と、
算出された前記加速度の差分の絶対値が所定の第１の閾値以上であるときは前記一時停止地点を含む道路を並行道路と判定し、所定の第１の閾値未満であるときは前記一時停止地点を含む道路を同一道路と判定することにより、１つの前記並行道路候補についての判定結果を取得する手段と、を備えたことを特徴とする。

上記態様において、１つの前記並行道路候補についての前記判定結果を取得したとき、並行道路と判定した場合は並行道路の可能性に加点する一方、同一道路と判定した場合は同一道路の可能性に加点する手段と、
全ての前記並行道路候補の各々についての前記判定結果を取得した後、前記並行道路の可能性が所定の第２の閾値以上である場合は前記一時停止地点を含む道路を並行道路と最終判定し、所定の第２の閾値未満であるときは前記一時停止地点を含む道路を同一道路と最終判定することにより、最終的な判定結果を取得する手段と、を備えたことが、好適である。

上記態様において、前記保存した走行軌跡に基づいて道路リンクを作成する手段を備え、
前記道路リンクを作成する手段は、
前記並行道路候補のない区間についてはそのまま道路リンクを作成し、
前記並行道路候補のある区間については、同一道路と最終判定した区間はそのまま道路リンクを作成し、並行道路と最終判定した区間は並行道路として道路リンクを作成することが、好適である。

本発明によれば、道路リンクが全く無い状態から、車載器から取得した走行軌跡のデータのみを用いて並行道路を判定し、道路リンクを作成できる。走行軌跡に含まれる加速度を基に、特徴的な加速度パターンをもつ一時停止地点を判定してその座標を取得し、一時停止地点を基準にそこを同じ時刻に通過する２つの走行軌跡の組合せの加速度を比較し、加速度の差異が大きい場合は並行道路であると判定することができる。

本発明によれば走行軌跡から道路リンクを作成する際、並行した道路が存在しても、一時停止地点周辺における走行軌跡の加速度変化を比較することにより、並行道路を判定し道路リンクを作成可能となる。また、加速度を利用するため、比較した走行軌跡における速度が異なっていても影響を受けず、渋滞等の状況で取得された走行軌跡も活用可能である。

図１は、本発明を適用した並行道路判定システムを概略的に示したネットワーク構成図である。 図２は、図１に示した車載器プログラムの機能ブロック図である。 図３は、実施形態に関わるセンタープログラムの機能ブロック図である。 図４は、図２に示した走行軌跡テーブルの例である。 図５は、図３に示した一時停止地点テーブルの例である。 図６は、走行軌跡集計テーブルの一例を示す。 図７は、並行道路候補テーブルの一例を示す。 図８は、並行道路判定テーブルの一例を示す。 図９は、一時停止地点周辺での並行道路を走行する車両の加速度変化と、本発明手法を適用した場合の関係の一例を示す。 図１０は、図７に示した並行道路候補テーブル及び図８に示した並行道路判定テーブルを算出するフローである。 図１１は、図１０のフロー中、並行道路判定ステップの詳細フローである。 図１２は、並行道路判定結果を受け道路リンク作成するフローを示す。

以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明による並行道路判定システムは、車両の走行軌跡から並行道路を判定するためのシステムである。判定された各道路は、道路リンクに反映することができる。

図１は、本発明を適用した並行道路判定システム１００を概略的に示したネットワーク構成図である。並行道路判定システム１００は、車両の走行軌跡のデータを保存し解析するセンター装置１０１と、走行軌跡を収集する車載器１０２と、これらを接続する無線通信網１０３とを備える。無線通信網１０３は、例えばインターネット等であってもよい。

センター装置１０１は、本発明における並行道路判定装置であり、実質的にコンピュータにより実施される。センター装置１０１は、ＣＰＵ１０４と、一時記憶領域であるメモリ１０５と、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ等の補助記憶装置を有する外部記憶装置１０６と、インターネット等のネットワークに接続するための外部通信装置１０７と、上記の装置を相互に接続するバス１０８とを有する。外部記憶装置１０６は、センター装置１０１の外に存在してもよい。なお外部記憶装置１０６にはセンター装置プログラム３００を保持する。本システムに関連するセンター装置１０１の機能は、センター装置プログラム３００をメモリ１０５に読み込みＣＰＵ１０４が実行することにより実現される。

車載器１０２は、実質的にコンピュータを含む装置であり、ＣＰＵ１０９と、一時記憶領域であるメモリ１１０と、タッチパネルやスイッチ等の入力装置１１１と、ＧＰＳ信号受信機や慣性センサ等を有する測位装置１１２と、加速度センサにより車両の加速度を取得する加速度取得装置１１３と、インターネット等のネットワークに接続するための外部通信装置１１４と、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ等の補助記憶装置を有する外部記憶装置１１５と、上記の装置１０９〜１１５を相互に接続するバス１１６を有する。外部記憶装置１１５は、車載器１０２の外に存在してもよい。なお外部記憶装置１１５は車載器プログラム２００を保持する。本システムに関連する車載器１０２の機能は、車載器プログラム２００をメモリ１１０が読み込み、ＣＰＵ１０９が実行することにより実現される。

図２は、図１に示した車載器プログラム２００の機能ブロック図である。
車載器プログラム２００は、受信ハンドラ２０１、位置座標取得部２０２、加速度取得部２０３、車載器インターフェース（Ｉ／Ｆ）２０４、走行軌跡テーブル４００を持つ走行軌跡保存データベース（ＤＢ）２０５、走行軌跡送信部２０６、送信ハンドラ２０７を備える。

受信ハンドラ２０１は、入力装置１１１から渡されたユーザの操作内容を解析し位置座標取得部２０２、加速度取得部２０３の動作開始を命令する。
位置座標取得部２０２は、測位装置１１２から渡された位置座標のデータを解析し車載器Ｉ／Ｆ２０４へ渡す。
加速度取得部２０３は、加速度取得装置１１３から渡された加速度のデータを解析し車載器Ｉ／Ｆ２０４へ渡す。
車載器Ｉ／Ｆ２０４は、位置座標取得部２０２、加速度取得部２０３から受け取ったデータを振り分け、走行軌跡保存ＤＢ２０５、走行軌跡送信部２０６に渡す。
走行軌跡保存ＤＢ２０５は、走行軌跡テーブル４００に位置座標取得部２０２、加速度取得部２０３が取得したデータを時刻とともに保存する。
走行軌跡送信部２０６は、車載器Ｉ／Ｆ２０４を通して受け取った走行軌跡テーブル４００の内容を送信ハンドラ２０７へ渡す。
送信ハンドラ２０７は、走行軌跡テーブル４００の内容を外部通信装置１１４へ渡す。

図３は、図１に示したセンター装置プログラム３００の機能ブロック図である。
センター装置プログラム３００は、受信ハンドラ３０１、走行軌跡受信部３０２、一時停止地点判定部３０３、一時停止地点テーブル５００を持つ一時停止地点ＤＢ３０４、走行軌跡集計テーブル６００を持つ走行軌跡集計ＤＢ３０５、並行道路候補抽出部３０６、並行道路候補テーブル７００を持つ並行道路候補ＤＢ３０７、並行道路判定部３０８、並行道路判定テーブル８００を持つ並行道路判定ＤＢ３０９、道路リンク作成部３１０、道路リンクテーブル３１２を持つ道路リンクＤＢ３１１を備える。

受信ハンドラ３０１は、外部通信装置１０７が車載器１０２からデータを受信する際に呼び出され、走行軌跡受信部３０２にデータを渡す。
走行軌跡受信部３０２は、外部通信装置１０７が車載器１０２から受け取った走行軌跡データを解析する。
一時停止地点判定部３０３は、走行軌跡受信部３０２から受けとった走行軌跡と、走行軌跡の持つ加速度情報とから、一時停止をしたと推定される座標を算出し、一時停止地点テーブル５００に記録する。
一時停止地点ＤＢ３０４は、一時停止地点判定部３０３が算出した一時停止地点を記録する一時停止地点テーブル５００を持つ。
走行軌跡集計ＤＢ３０５は、受信した走行軌跡データを保存する走行軌跡集計テーブル６００を持つ。
並行道路候補抽出部３０６は、一時停止地点ＤＢ３０４、走行軌跡集計ＤＢ３０５の内容から並行道路候補となる軌跡を抽出する。
並行道路候補ＤＢ３０７は、並行道路候補抽出部３０６で抽出された並行道路候補を並行道路候補テーブル７００に保存する
並行道路判定部３０８は、並行道路候補ＤＢ３０７の内容から並行道路候補が並行道路か否かを判定する。
並行道路判定ＤＢ３０９は、並行道路判定部３０８で判定された内容を保存する並行道路判定テーブル８００を持つ。
道路リンク作成部３１０は、走行軌跡集計テーブル６００と並行道路判定テーブル８００の内容を読み込み、道路リンクを生成し道路リンクテーブル３１２に保存する。
道路リンクＤＢ３１１は、道路リンクテーブル３１２を持ち走行軌跡から生成された道路リンクを保存する。

図４は、図２に示した走行軌跡テーブル４００の例である。
走行軌跡テーブル４００は、「車両ＩＤ」４０１、走行軌跡を取得した「日付」４０２、軌跡を取得した「時刻」４０３、「走行座標（緯度、経度）」４０４、「加速度」４０５の値を持つ。
「車両ＩＤ」４０１は、走行軌跡を取得した車両を一意に識別するＩＤを示す。
「日付」４０２は、走行座標を取得した年月日を示す。
「時刻」４０３は、走行軌跡の座標を取得した時刻を示す。
「走行座標」４０４は、時刻４０３に保存された時刻の車両が走行していた緯度経度を示す。
「加速度」４０５は、時刻４０３に保存された時刻の車両の加速度を示す。

図５は、図３に示した一時停止地点テーブル５００の例である。
一時停止地点テーブル５００は、「一時停止地点ＩＤ」５０１、「一時停止地点」５０２、「座標」４０４、「車両ＩＤ」４０１、「日付」４０２、「時刻」４０３の値を持つ。
「一時停止地点ＩＤ」５０１は、車両が一時停止した地点と判定された座標を一意に識別するＩＤを示す。
「一時停止地点」５０２は、一時停止地点判定部３０３が加速度変化により一時停止があったと判定した「座標」４０４およびその判定に使われた走行軌跡の「車両ＩＤ」４０１、「日付」４０２、「時刻」４０３の値を持つ。一般的に車両が一時停止した時、加速度が特徴的な変化を示すことが知られており（９０２参照）、その特徴を基に判定する。

図６は、図３に示した走行軌跡集計テーブル６００の例である。
走行軌跡集計テーブル６００は、各車載器から受信した走行軌跡のデータを保存するためのものであり、「車両ＩＤ」４０１、「日付」４０２、「時刻」４０３、「座標」４０４の値を持つ。図示しないが、走行軌跡集計テーブル６００は、「加速度」の値も持つ。走行軌跡集計テーブル６００は、全ての車載器についての図４の走行軌跡テーブル４００を統合したものである。

図７は、図３に示した並行道路候補テーブル７００の例である。
並行道路候補テーブル７００は、「並行道路候補」７０１、「車両ＩＤ」４０１、「日付」４０２、「時刻」４０３、「座標」４０４、「加速度」４０５、「加速度差分の絶対値」７０２を持つ。
「並行道路候補」７０１は、同じ日時に同じ場所を走行していた車両の走行軌跡の組を示す。
「加速度差分の絶対値」７０２は、並行道路候補となった車両同士の加速度差分の絶対値である。

図８は、図３に示した並行道路判定テーブル８００の例である。
並行道路判定テーブル８００は、「並行道路候補」７０１、「並行道路可能性」８０１、「同一道路可能性」８０２、「並行道路フラグ」８０３を持つ。
「並行道路可能性」８０１は、その道路に並行道路があることの可能性を示す。例えば加点の数値で示す。
「同一道路可能性」８０２は、その道路に並行道路がないことの可能性を示す。例えば加点の数値で示す。
「並行道路フラグ」８０３は、並行道路候補の持つ「並行道路可能性」８０１から同一道路可能性８０２を引き、閾値以上になったとき並行道路ありと判定され、その時に立つフラグのことである。

図９は、一時停止地点周辺での並行道路を走行する車両の加速度変化と、本発明手法を適用した場合の関係の一例を示す。例えば並行道路で同時刻に一時停止地点周辺を車両ａ、車両ｂ、車両ｃが走行していたとする（９０１）。走行軌跡のみで判断した場合、車両ａ、車両ｂ、車両ｃは同じ道路を走行しているとみなされる。そこで車両ａ、車両ｂ、車両ｃの加速度に注目する。車両ｂ、車両ｃは一時停止をしており、一時停止地点の加速度は一時停止を示す特徴的な変化を示す（９０２）。そこでその場所を一時停止地点９０３と判定し、同時刻に一時停止地点を通過し、同じ座標を走行している車両ａの加速度と比較する。比較の方法は、車両ａ、車両ｂ、車両ｃの加速度の差分を取得しその絶対値を利用する（９０４）。絶対値が閾値以下のとき、その車両同士は似た加速度変化をしており同一道路を走行していたと判定する（９０７）。絶対値が閾値以上のとき、その車両同士は異なった加速度変化をしており、並行道路を走行していたと判定する（９０５、９０６）。

図１０は、図７に示した並行道路候補テーブル７００及び図８に示した並行道路判定テーブル８００を算出するフローである。
まず、一時停止地点テーブル５００、走行軌跡集計テーブル６００を読み込む（Ｓ１００１、Ｓ１００２）。そして全ての走行軌跡に対して一時停止地点を通過しているかを判定する（Ｓ１００３）。次に、一時停止地点をキーにして、同じ一時停止地点を同じ時刻に通過している２つの走行軌跡の組を全て抽出する（Ｓ１００４）。抽出された走行軌跡の組の１つ１つを並行道路候補とし（Ｓ１００５）、並行道路候補テーブル７００に記録する（Ｓ１００５）。次に、抽出された全ての並行道路候補の各々について、並行道路判定を行う（Ｓ１００６）。１つの並行道路候補について、並行道路と判定したならば（Ｓ１００７）、図８の並行道路判定テーブル８００の並行道路可能性に１点を加算する（Ｓ１００８）。一方、１つの並行道路候補について、並行道路ではないと判定したならば（Ｓ１００７）、図８の並行道路判定テーブル８００の同一道路可能性に１点を加算する（Ｓ１００９）。全ての並行道路候補の各々について、並行道路か同一道路かの判定を終えたならば、最後に、図８の並行道路判定テーブル８００に記録された並行道路可能性及び同一道路可能性に基づいて、最終判定として並行道路判定テーブル８００の並行道路フラグを決定する。すなわち、当該一時停止地点を含む道路が並行道路であるか、同一道路であるかを最終判定する。

図１１は、図１０のフロー中、１つの並行道路候補について並行道路であるか否かを判定する並行道路判定ステップ（Ｓ１００６）の詳細フローである。
まず１つの並行道路候補に含まれる２つの走行軌跡の各々の加速度を、図６の走行軌跡集計テーブル６００を参照して取得する（Ｓ１１０１）。取得した加速度の差分を取得する（Ｓ１１０２）。そしてその差分値の絶対値を算出する（Ｓ１１０３）。なおこの値は、その瞬間の速度変化の近似度を示している。次に絶対値と任意に設定した閾値を比較する。加速度の差分の絶対値が閾値以上であるときは並行道路と判定し（Ｓ１１０５）、加速度の差分の絶対値が閾値未満であるときは同一道路と判定する（Ｓ１１０６）。これを、１つの並行道路候補についての判定結果とする。

図１２は、道路リンクを算出するフローである。
まず、図６の走行軌跡集計テーブル６００を読み込む（Ｓ１２０１）。また、図８の並行道路判定テーブルも読み込む（Ｓ１２０２）。次に走行軌跡集計テーブル６００の走行軌跡を基に道路リンクを作成する（Ｓ１２０３）。ここで並行道路候補テーブル７００を参照し、作成した道路リンクについて並行道路候補の有無を判定する（Ｓ１２０４）。もし並行道路候補がなければそのまま道路リンクを作成する（Ｓ１２０７）。もし並行道路候補があれば並行道路判定テーブル８００を参照し、並行道路フラグを確認する。並行道路フラグがなければそのまま道路リンクを作成する（Ｓ１２０７）。並行道路フラグがあれば、並行道路候補の区間の道路リンクを並行道路が存在するように引き直す（Ｓ１２０６）。以上の処理の結果を道路リンクテーブル３１０に保存する（Ｓ１２０８）。

１００ 並行道路判定システム
１０１ センター装置
１０２ 車載器
１０３ 無線通信網
１０４、１０９ ＣＰＵ
１０５、１１０ メモリ
１０６、１１５ 外部記録装置
１０７、１１４ 外部通信装置
１０８、１１６ バス
１１１ 入力装置
１１２ 測位装置
１１３ 加速度取得装置

Claims (3)

1. 車載器と通信する手段を備えた並行道路判定装置であって、
   時刻、位置座標及び加速度を含む走行軌跡を、複数の前記車載器の各々から受信して保存した走行軌跡集計データベースと、
   保存された前記走行軌跡に含まれる加速度に基づいて一時停止地点を判定する手段と、
   判定された前記一時停止地点と同じ位置座標及び同じ時刻をもつ２つの走行軌跡の組を１つの並行道路候補として、全ての並行道路候補を抽出する手段と、
   抽出された１つの前記並行道路候補に含まれる２つの走行軌跡の各々における前記一時停止地点の加速度を取得し、取得した２つの加速度の差分の絶対値を算出する手段と、
   算出された前記加速度の差分の絶対値が所定の第１の閾値以上であるときは前記一時停止地点を含む道路を並行道路と判定し、所定の第１の閾値未満であるときは前記一時停止地点を含む道路を同一道路と判定することにより、１つの前記並行道路候補についての判定結果を取得する手段と、を備えたことを特徴とする
   並行道路判定装置。
2. １つの前記並行道路候補についての前記判定結果を取得したとき、並行道路と判定した場合は並行道路の可能性に加点する一方、同一道路と判定した場合は同一道路の可能性に加点する手段と、
   全ての前記並行道路候補の各々についての前記判定結果を取得した後、前記並行道路の可能性が所定の第２の閾値以上である場合は前記一時停止地点を含む道路を並行道路と最終判定し、所定の第２の閾値未満であるときは前記一時停止地点を含む道路を同一道路と最終判定することにより、最終的な判定結果を取得する手段と、を備えたことを特徴とする
   請求項１に記載の並行道路判定装置。
3. 前記保存した走行軌跡に基づいて道路リンクを作成する手段を備え、
   前記道路リンクを作成する手段は、
   前記並行道路候補のない区間についてはそのまま道路リンクを作成し、
   前記並行道路候補のある区間については、同一道路と最終判定した区間はそのまま道路リンクを作成し、並行道路と最終判定した区間は並行道路として道路リンクを作成することを特徴とする
   請求項２に記載の並行道路判定装置。

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