JP6507859B2 - 道路勾配取得システム、道路勾配取得方法および道路勾配取得プログラム - Google Patents

Description

本発明は、道路勾配取得システム、道路勾配取得方法および道路勾配取得プログラムに関する。

従来、道路の標高に基づいて道路の勾配を取得する技術が知られている。例えば、特許文献１においては、算出対象地点から前後に離隔距離Ｄだけ離れた２つの取得対象地点を特定し、この２地点に対応する標高情報に基づいて算出対象地点における道路勾配を算出する構成が開示されている。

特開２０１３−１７８１３３号公報

従来の技術においては、正確に道路勾配を算出できない場合があった。すなわち、算出対象地点から離隔距離Ｄ以内の範囲に分岐がある場合、分岐に接続された接続道路のいずれから標高情報を参照すべきであるのか明らかではない。従って、算出対象地点の実際の道路勾配と大きく異なる道路勾配の接続道路の標高情報を参照して算出対象地点の道路勾配が算出されると、算出対象地点の道路勾配を正確に算出することができない。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、道路勾配の算出精度を向上させることが可能な技術の提供を目的とする。

上記の目的を達成するために、道路勾配取得システムは、勾配を取得する対象の位置である対象位置を取得する対象位置取得部と、対象位置が存在する対象道路に対して複数の接続道路が接続する分岐が、対象位置から予め決められた距離以内に存在するか否かを判定する分岐判定部と、分岐が存在する場合、対象道路の推定勾配に最も近い勾配の接続道路を参照道路とし、分岐が存在しない場合、対象道路を参照道路として取得する参照道路取得部と、対象位置から前後に予め決められた距離離れた参照道路上の参照位置を取得する参照位置取得部と、参照位置の標高に基づいて対象位置の勾配を取得する勾配取得部と、を備える。

また、上記の目的を達成するために、道路勾配取得方法は、勾配を取得する対象の位置である対象位置を取得する対象位置取得工程と、対象位置が存在する対象道路に対して複数の接続道路が接続する分岐が、対象位置から予め決められた距離以内に存在するか否かを判定する分岐判定工程と、分岐が存在する場合、対象道路の推定勾配に最も近い勾配の接続道路を参照道路とし、分岐が存在しない場合、対象道路を参照道路として取得する参照道路取得工程と、対象位置から前後に予め決められた距離離れた参照道路上の参照位置を取得する参照位置取得工程と、参照位置の標高に基づいて対象位置の勾配を取得する勾配取得工程と、を含むように構成される。

さらに、上記の目的を達成するために、道路勾配取得プログラムは、勾配を取得する対象の位置である対象位置を取得する対象位置取得機能と、対象位置が存在する対象道路に対して複数の接続道路が接続する分岐が、対象位置から予め決められた距離以内に存在するか否かを判定する分岐判定機能と、分岐が存在する場合、対象道路の推定勾配に最も近い勾配の接続道路を参照道路とし、分岐が存在しない場合、対象道路を参照道路として取得する参照道路取得機能と、対象位置から前後に予め決められた距離離れた参照道路上の参照位置を取得する参照位置取得機能と、参照位置の標高に基づいて対象位置の勾配を取得する勾配取得機能と、をコンピュータに実現させる。

すなわち、道路勾配取得システム、方法、プログラムにおいては、対象位置から前後に予め決められた距離離れた参照道路上の参照位置の標高に基づいて対象位置の勾配を取得する。そして、この構成において、対象位置から予め決められた距離以内に分岐が存在する場合、対象道路の推定勾配に最も近い勾配の接続道路を参照道路とする。従って、分岐が存在する場合であっても対象道路からの勾配変化が少ない道路が参照道路となる。この結果、参照道路上の参照位置に基づいて対象位置の勾配を正確に算出することが可能になる。

道路勾配取得システムを示すブロック図である。 道路勾配取得処理のフローチャートである。 （３Ａ）は下り勾配を模式的に示す図であり、（３Ｂ）は対象道路の周辺を模式的に示す図である。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）道路勾配取得システムの構成：
（２）道路勾配取得処理：
（３）他の実施形態：

（１）道路勾配取得システムの構成：
図１は、本発明にかかる道路勾配取得システム１０の構成を示すブロック図である。道路勾配取得システム１０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える制御部２０、記録媒体３０を備えており、記録媒体３０やＲＯＭに記憶されたプログラムを制御部２０で実行することができる。本実施形態においては、このプログラムとして道路勾配取得プログラム２１を実行可能である。道路勾配取得プログラム２１は、車両の現在位置を取得し、車両の現在位置の勾配を特定する機能を制御部２０に実行させる。

道路勾配取得システム１０が使用される車両は、ＧＰＳ受信部４１と車速センサ４２とジャイロセンサ４３と変速部４４と制動部４５とを備えている。ＧＰＳ受信部４１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して車両の現在位置を算出するための信号を出力する。車速センサ４２は、車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力する。制御部２０は、図示しないインタフェースを介してこの信号を取得し、車速を取得する。ジャイロセンサ４３は、車両の水平面内の旋回についての角加速度を検出し、車両の向きに対応した信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して車両の進行方向を取得する。制御部２０は、車速センサ４２およびジャイロセンサ４３等の出力信号に基づいて車両の走行軌跡を特定することで車両の現在位置を取得する。ＧＰＳ受信部４１の出力信号は、車速センサ４２およびジャイロセンサ４３等から特定される車両の現在位置を補正するなどのために利用される。

変速部４４は、前進について計６速、後進について計１速等の複数の変速段を有する有段のトルクコンバータを備えており、各変速段に対応した変速比で回転数を調整しながらエンジンの駆動力を車両の車輪に伝達することができる。制御部２０は図示しないインタフェースを介して変速段を切り替えるための制御信号を出力し、変速部４４は当該制御信号を取得して変速段を切り替えることが可能である。従って、制御部２０は、変速部４４に制御信号を出力して変速段を変化させ、車両に対してエンジンブレーキを作用させることによって減速させることができる。なお、本実施形態においては、前進１速〜前進６速のように変速段がハイギアになるにつれて変速比が小さくなるように構成されている。

制動部４５は、車両の車輪に搭載されたブレーキによる減速の程度を調整するホイールシリンダの圧力を制御する装置を含み、制御部２０は当該制動部４５に対して制御信号を出力してホイールシリンダの圧力を調整させることが可能である。従って、制御部２０が当該制動部４５に対して制御信号を出力してホイールシリンダの圧力を増加させると、ブレーキによる制動力が増加し、車両が減速される。

以上のように、制御部２０は、変速部４４、制動部４５に対して制御信号を出力することによって車両を減速させることができる。本実施形態において、制御部２０は、図示しない減速制御プログラムを実行することが可能であり、当該減速制御プログラムの処理により、制御部２０は、勾配路において過度の車速とならないように車両の速度を目標速度以下に減速させる。ここで、目標速度は道路勾配に基づいて決定される。例えば、制御部２０は、下り勾配で車両に作用する加速度に基づいて、当該加速度による加速が行われても過度の速度にならないように下り勾配の入口における目標速度を決定する。そして、制御部２０は、例えば、下り勾配の入口前から等加速度直線運動によって車両を減速させ、下り勾配の入口において車速が目標速度となるように減速を行う等して減速制御を行う。

記録媒体３０には、予め地図情報３０ａが記録されている。地図情報３０ａは、車両が走行する道路上の交差点に設定されたノードの位置を示すノードデータ，ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点データ，ノード同士の連結を示すリンクデータ，道路の周辺に存在する施設を示す施設データ等を含んでいる。また、本実施形態において地図情報３０ａには、道路上の既定の距離毎の標高を示す標高データが含まれている。当該標高データは、道路上の各位置について、当該位置の標高値を示している。なお、標高データは、ノードや形状補間点の標高を示すように定義されても良い。

本実施形態において制御部２０は、上述のような減速制御を行うために、道路勾配取得プログラム２１により車両の現在位置の勾配を特定する処理を実行する。道路勾配取得プログラム２１は、対象位置取得部２１ａと分岐判定部２１ｂと参照道路取得部２１ｃと参照位置取得部２１ｄと勾配取得部２１ｅとを備えている。

対象位置取得部２１ａは、勾配を取得する対象の位置である対象位置を取得する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。本実施形態において、制御部２０は、車両の現在位置を対象位置として取得する。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａおよびＧＰＳ受信部４１、車速センサ４２、ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在位置を取得し、当該現在位置を対象位置と見なす。

分岐判定部２１ｂは、対象位置が存在する対象道路に対して複数の接続道路が接続する分岐が、対象位置から予め決められた距離（既定距離とも呼ぶ）以内に存在するか否かを判定する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、対象位置が存在する道路を対象道路と見なし、対象道路に沿って対象位置の前方および後方の既定距離の範囲内にノードが存在するか否かを地図情報３０ａに基づいて判定する。そして、対象位置の前方および後方の既定距離の範囲内にノードが存在する場合、制御部２０は、対象位置から既定距離以内に、対象道路に対して複数の接続道路が接続する分岐が存在すると判定する。

また、制御部２０は、当該ノードが示す分岐に対して接続する道路のうち、対象道路以外の道路を接続道路とみなす。なお、本実施形態において、制御部２０は、交差点が道路の端点であると見なしている。従って、例えば、図３Ｂに示すように、対象位置Ｃが対象道路Ｒ₁上に存在する状況（図３Ｂは上方から下方を眺めた図）において、対象位置Ｃの後方に分岐Ｉが存在する場合、道路Ｒ₂，Ｒ₃は接続道路である。

参照道路取得部２１ｃは、対象位置の勾配を取得する際に参照すべき参照道路を取得する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。本実施形態において、制御部２０は、対象道路自体または接続道路から標高を参照するための参照道路を選択する。すなわち、分岐が存在しないのであれば、制御部２０は、対象道路を参照道路と見なす。一方、対象位置から既定距離以内に分岐が存在するのであれば、制御部２０は、分岐に接続された接続道路から参照道路を選択する。ここで、制御部２０は、対象道路の勾配を決定する道路として最も適した道路を複数の接続道路の中から選択して参照道路とする。

すなわち、対象位置の前後の標高に基づいて勾配を取得する構成においては、標高を示す情報の誤差の影響を低減するために、対象位置から既定距離離れた参照位置の標高を参照することが望ましい。地図情報３０ａに含められる標高データから誤差を排除することは現実的に不可能であるため、標高データが示す語標高にある程度の誤差は含まれると見なすべきである。従って、２カ所の参照位置の標高からその間の対象位置の勾配を内挿する場合、過度に参照位置が近いと、誤差の影響によって勾配が極めて不正確な値となる。

例えば、図３Ａは、下り勾配を模式的に示す図であり、横方向で水平位置の変化を模式的に示し、縦方向で標高（垂直位置）の変化を模式的に示している。このような勾配において、対象位置が位置Ｐiであり標高の誤差が±ｄである場合、参照位置が例えば、位置Ｐ_r3，_r4のように過度に対象位置Ｐiに近いと、誤差によっては勾配の符号が反転した状態で勾配が取得され得る。従って、このような勾配の誤算出を防止するため、参照位置は対象位置から前後に既定距離Ｌの位置Ｐ_r1，Ｐ_r2とされる。このような構成であれば、勾配が０（水平）の状態から離れるほど正確に対象位置の勾配を算出することが可能になる。

ところが、十分に長い距離を既定距離とすると、対象位置から既定距離の範囲に分岐が含まれることにより、参照位置の候補が複数個になってしまう場合がある。そこで、参照道路取得部２１ｃは、対象道路の推定勾配に最も近い勾配の接続道路を参照道路として選択する。このため、制御部２０は、地図情報３０ａに基づいて対象道路の推定勾配と接続道路の推定勾配とを取得し、対象道路の推定勾配に最も近い推定勾配となっている接続道路を選択する。この構成によれば、より正確に対象道路の勾配を取得可能な接続道路を複数の接続道路から選択することができる。

なお、推定勾配は、種々の構成によって特定可能であり、対象道路の推定勾配を特定する際に制御部２０は、特定の規則によって対象道路上の推定区間および接続道路上の推定区間を特定し、各推定区間の標高に基づいて各道路の推定勾配を取得する。この構成によれば、簡易に推定勾配の取得対象を決定することができる。

参照位置取得部２１ｄは、対象位置から前後に既定距離離れた参照道路上の参照位置を取得する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａに基づいて対象位置を起点として道路沿いに既定距離だけ離れた位置を参照道路上で特定し、参照位置として取得する。例えば、対象道路の前方に分岐が存在しない場合、対象道路と参照道路とは一致するため、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、対象位置から対象道路沿いに既定距離だけ離れた位置を参照位置として取得する。対象道路の後方に分岐が存在する場合、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、対象位置から対象道路および参照道路（選択された接続道路）沿いに既定距離だけ離れた位置を参照位置として取得する。なお、既定距離は、標高を示す情報の誤差の影響を低減できる値として予め決められれば良く、本実施形態においては、固定値（例えば、５０ｍ等）である。

勾配取得部２１ｅは、参照位置の標高に基づいて対象位置の勾配を取得する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、参照位置取得部２１ｄの処理によって取得された参照位置の位置および標高を地図情報３０ａに基づいて特定する。そして、制御部２０は、各参照位置の標高差と、各参照位置の間の水平距離とに基づいて、標高差／水平距離を勾配値とする。

以上のような構成の本実施形態によれば、対象位置から前後に既定距離離れた参照道路上の参照位置の標高に基づいて対象位置の勾配を取得することができる。そして、この構成において、対象位置から既定距離以内に分岐が存在する場合であっても、対象道路の推定勾配に最も近い勾配の接続道路を参照道路として参照位置が特定される。従って、参照位置に基づいて対象位置の勾配を正確に算出することが可能になる。

（２）道路勾配取得処理：
次に、道路勾配取得処理を詳細に説明する。図２は、道路勾配取得処理を示すフローチャートであり、本実施形態において制御部２０は、予め決められた開始タイミング（例えば、１００ｍｓ毎のタイミング）で道路勾配取得処理を実行する。道路勾配取得処理において、制御部２０は、対象位置取得部２１ａの処理により、現在位置を対象位置として取得する（ステップＳ１００）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａおよびＧＰＳ受信部４１、車速センサ４２、ジャイロセンサ４３の出力信号に基づいて車両の現在位置を取得し、当該現在位置を対象位置と見なす。例えば、図３Ｂに示す例において、道路Ｒ₁上の位置Ｃに車両が存在する場合、制御部２０は、当該位置Ｃを対象位置として取得する。

次に、制御部２０は、分岐判定部２１ｂの処理により、対象位置から前後に既定距離の位置を特定する（ステップＳ１０５）。本実施形態において、制御部２０は、対象位置が存在する対象道路沿いで、対象位置から前後に既定距離の位置を特定する処理を行う。従って、対象位置から既定距離の位置に達する前の位置に分岐が存在する場合、当該位置は不明となる。

例えば、図３Ｂに示す例において制御部２０は、地図情報３０ａが示す対象位置Ｃの前方の情報を参照し、対象道路Ｒ₁上で対象位置Ｃの前方に既定距離Ｌの範囲に分岐が存在するか否かを判定する。図３Ｂに示す例においては当該範囲に分岐が存在しないため、制御部２０は、分岐が存在しないと判定する。この場合、制御部２０は、対象道路Ｒ₁上で対象位置Ｃの前方に既定距離Ｌの位置Ｐ₁を特定する。また、制御部２０は、地図情報３０ａが示す対象位置Ｃの後方の情報を参照し、対象道路Ｒ₁上で対象位置Ｃの後方に既定距離Ｌの範囲に分岐が存在するか否かを判定する。図３Ｂに示す例においては当該範囲に分岐が存在するため、制御部２０は、分岐が存在すると判定する。この場合、制御部２０は、対象位置Ｃの後方に既定距離Ｌの位置が不明であるとみなす。

次に、制御部２０は、分岐判定部２１ｂの処理により、既定距離以内に分岐が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御部２０は、対象位置から既定距離の位置に達する前の位置に分岐が存在する場合と存在しない場合とで異なる手法で参照道路を特定する。ステップＳ１１０において、既定距離以内に分岐が存在すると判定された場合、制御部２０は、参照道路取得部２１ｃの処理により、接続道路を特定する（ステップＳ１１５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、ステップＳ１０５，Ｓ１１０の処理によって特定された分岐に接続される道路を特定する。そして、分岐に接続された道路の中から対象道路を除外した道路を接続道路として特定する。

例えば、図３Ｂに示す例においては、対象位置Ｃの後方に分岐Ｉが存在するため、制御部２０は、地図情報３０ａに基づいて当該分岐Ｉに接続する道路Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃を特定する。当該例において、道路Ｒ₁は対象道路であるため、制御部２０は、道路Ｒ₂，Ｒ₃を接続道路と見なす。

次に、制御部２０は、参照道路取得部２１ｃの処理により、接続道路の推定勾配を取得する（ステップＳ１２０）。本実施形態において、接続道路の推定勾配は、対象位置から既定距離の位置と分岐との間の標高を示す情報に基づいて算出される。そこで、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、ステップＳ１０５，Ｓ１１０の処理によって特定された分岐の位置を特定する。さらに、制御部２０は、分岐に接続する接続道路についての地図情報３０ａを参照し、接続道路上であり、かつ、対象位置から既定距離である位置を特定する。そして、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、当該位置と分岐との間の区間の標高を示す情報（例えば、当該区間内の２カ所の位置）に基づいて、当該区間の勾配を取得する。制御部２０は、当該処理を各接続道路について行うことにより、各接続道路の推定勾配を取得する。

次に、制御部２０は、対象道路の推定勾配を取得するための処理を行う。このために、制御部２０は、対象道路上で推定勾配を推定するための推定区間を特定する。本実施形態においては、推定区間の長さを対象位置に依存させる。推定区間の長さを対象位置に依存させるための構成としては、種々の構成が採用可能であるが、本実施形態において制御部２０は、推定区間の長さを分岐と対象位置との関係に基づいて変化させる。具体的には、本実施形態においては、分岐から対象位置までの区間の長さを評価するための閾値が予め決められている。

そこで、当該評価を行うため、制御部２０は、参照道路取得部２１ｃの処理により、対象位置と分岐との距離を取得する（ステップＳ１２５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａに基づいて、ステップＳ１００で取得した対象位置と、ステップＳ１０５，Ｓ１１０で取得した分岐の位置とを特定し、両者の間の距離を取得する。例えば、図３Ｂに示す例において制御部２０は、距離Ｌsを取得する。

次に、制御部２０は、参照道路取得部２１ｃの処理により、対象位置と分岐との距離が閾値より大きいか否かを判定する(ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０において、対象位置と分岐との距離が閾値より大きいと判定された場合、制御部２０は、対象位置と分岐との間の区間を推定区間として取得する（ステップＳ１３５）。一方、ステップＳ１３０において、対象位置と分岐との距離が閾値より大きいと判定されない場合、制御部２０は、対象位置と分岐との間の区間を分岐の逆側に延長した区間を推定区間として取得する（ステップＳ１４０）。

すなわち、推定区間は、分岐に接続する接続道路の勾配を評価するために設定される区間である。従って、推定区間は推定区間の推定勾配に近い接続道路を特定できるように設定されることが好ましい。そこで、本実施形態において制御部２０は、対象位置と分岐との距離が閾値より大きい場合に分岐から対象位置までの区間を推定区間とする。一方、対象位置と分岐との距離が閾値以下である場合、標高の誤差による勾配の取得精度の低下等の影響を受けやすく、分岐から対象位置までの区間を推定区間とすることは適切ではない。そこで、制御部２０は、分岐から対象位置までの区間を分岐の逆側に延長した区間を推定区間として取得する。当該延長の距離は予め決められていれば良く、本実施形態においては、上述の既定距離の１／２の距離である。

例えば、図３Ｂに示す例において、分岐から対象位置までの距離Ｌsが閾値より大きい場合、推定区間は分岐から対象位置までの区間である。分岐から対象位置までの距離Ｌsが閾値以下である場合、推定区間は分岐と、対象位置から前方にＬ／２の距離の位置との間の区間である。以上の構成とすれば、対象位置の推定勾配を評価するために十分な長さの推定区間を設定することが可能である。以上の構成によれば、分岐と対象位置との関係に基づいて適切な長さまたは位置となるように調整して推定区間を取得することができる。

いずれにしても、次に、制御部２０は、参照道路取得部２１ｃの処理により、対象道路の推定勾配を取得する（ステップＳ１４５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、推定区間の標高を示す情報（例えば、当該区間内の最も離れた２カ所の位置の標高情報）に基づいて、当該推定区間の勾配を取得する。次に、制御部２０は、参照道路取得部２１ｃの処理により、対象道路の推定勾配に最も近い推定勾配の接続道路を取得する（ステップＳ１５０）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１４５で取得された対象道路の推定勾配と、ステップＳ１２０で取得された接続道路の推定勾配とを比較し、対象道路の推定勾配に最も近い推定勾配の接続道路を取得する。

例えば、図３Ｂに示す例において、制御部２０は、接続道路Ｒ₂および接続道路Ｒ₃の推定勾配と対象道路Ｒ₁の推定勾配とを比較し、対象道路Ｒ₁の推定勾配に近い推定勾配の接続道路を取得する。次に、制御部２０は、参照道路取得部２１ｃの処理により、接続道路を参照道路に設定する（ステップＳ１５５）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１５０で取得された接続道路を参照道路と見なす。なお、車両の前方または後方のいずれか一方に分岐が存在しない場合、制御部２０は、分岐が存在しない方について、対象道路が参照道路であると見なす。例えば、図３Ｂに示す例において、分岐Ｉが存在しない前方の参照道路は対象道路Ｒ₁である。

一方、ステップＳ１１０において、既定距離以内に分岐が存在すると判定されない場合、制御部２０は、参照道路取得部２１ｃの処理により、対象道路を参照道路に設定する（ステップＳ１６０）。すなわち、この場合、対象道路の前後に既定距離の範囲において当該対象道路上に分岐が存在しない。そこで、制御部２０は、対象道路を参照道路と見なす。

ステップＳ１５５またはＳ１６０が実行されると、制御部２０は、参照位置取得部２１ｄの処理により、参照道路上の参照位置を取得する（ステップＳ１６５）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、対象位置から既定距離の位置を参照道路上で特定し、当該位置を参照位置として取得する。例えば、図３Ｂに示す例において、車両の前方には分岐が存在しないため、対象道路Ｒ₁上の位置Ｐ₁が参照位置となる。図３Ｂに示す例において、接続道路Ｒ₂が参照道路の場合、対象位置Ｃから距離Ｌの位置Ｐ₂が参照位置となり、接続道路Ｒ₃が参照道路の場合、対象位置Ｃから距離Ｌの位置Ｐ₃が参照位置となる。

次に、制御部２０は、勾配取得部２１ｅの処理により、参照位置の標高に基づいて対象道路の勾配を取得する（ステップＳ１７０）。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａに基づいて、参照位置の標高を取得する（参照位置自体の標高が地図情報３０ａに存在しなければ、補間等によって参照位置の標高を取得する）。また、制御部２０は、地図情報３０ａに基づいて、参照位置の間の水平距離を取得する。そして、制御部２０は、参照位置の標高差／参照位置の水平距離を勾配値として取得する。

（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、対象道路の推定勾配に最も近い勾配の接続道路を特定し、当該接続道路の勾配を参照して対象道路の勾配を取得する限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、道路勾配取得システム１０は車両に搭載された端末であってもよいし、車両の利用者が携帯する端末であってもよい。また、対象位置取得部２１ａ、分岐判定部２１ｂ、参照道路取得部２１ｃ、参照位置取得部２１ｄ、勾配取得部２１ｅの機能の少なくとも一部が上述の実施形態と異なる制御主体で実現されても良い。

また、一部の機能が省略されても良い。さらに、勾配の情報に基づいて実行される制御は、上述の減速制御に限定されない。例えば、加速制御、サスペンションの制御、オートクルーズ制御、ヘッドライトの方向制御等に勾配の情報が利用されても良い。

対象位置取得部は、勾配を取得する対象の位置である対象位置を取得することができればよい。対象位置は、種々の手法で決定されて良く、車両等の移動体の位置変化に伴って対象位置が変化するような構成であっても良いし、一定距離毎の位置など、予め決められた規則に基づいて対象位置が決定されても良い。なお、前者においては、移動体の位置自体が対象位置であっても良いし移動体の位置に基づいて対象位置（例えば、前後の位置等）が決定されても良い。

分岐判定部は、対象位置が存在する対象道路に対して複数の接続道路が接続する分岐が、対象位置から予め決められた距離以内に存在するか否かを判定することができればよい。すなわち、分岐判定部は、道路を示す情報（地図情報等）に基づいて道路の位置および道路ネットワークを再現することが可能であり、当該情報に基づいて任意の道路の位置、各道路上の分岐および分岐に接続する接続道路を特定することが可能である。

従って、分岐判定部は、当該情報に基づいて対象位置と分岐の位置を特定すれば、対象位置を起点として予め決められた距離以内に分岐が存在するか否かを判定することが可能である。なお、対象道路に分岐が存在する場合、当該分岐からみて対象道路と逆側には接続道路が接続される。このような道路は種々の道路が想定され、例えば、３以上の道路区間が１カ所の分岐（交差点）で接続する道路や、本線に対して１以上の道路区間が接続される道路等が想定される。

参照道路取得部は、分岐が存在する場合、対象道路の推定勾配に最も近い勾配の接続道路を参照道路とし、分岐が存在しない場合、対象道路を参照道路として取得することができればよい。すなわち、参照道路取得部は、対象位置の勾配を取得する際に参照すべき参照道路を取得する。

ここで、参照道路は、対象道路自体または対象道路から連続している道路であって、対象道路の勾配を決定するための標高を参照するための道路である。そして、対象位置から予め決められた距離以内に分岐が存在するのであれば、参照道路取得部は、対象道路の勾配を決定する道路として最も適した道路を複数の接続道路の中から選択して参照道路とする。すなわち、対象位置の前後の標高に基づいて勾配を取得する構成においては、標高を示す情報の誤差の影響を低減するために、対象位置から予め決められた距離離れた参照位置の標高を参照することが望ましい。

例えば、対象位置の実際の勾配が単位水平距離当たり１ｍの勾配であり、標高の誤差が垂直方向に±１ｍである場合において、対象位置の前後に水平距離で１ｍ離れた参照位置の標高を参照した場合、標高の誤差により勾配が逆勾配になる場合もあり得る。従って、このような勾配の誤算出を防止するため、参照位置は対象位置から前後に予め決められた距離の位置とされる。このような構成であれば、勾配が０（水平）の状態から離れるほど正確に対象位置の勾配を算出することが可能になる。

このような構成においては、標高の誤差の影響を低減するために、対象位置から予め決められた距離離れた位置を参照位置とする必要があるものの、参照位置が対象位置から離れていることに起因して、対象位置の後方（または前方）において参照位置の候補が複数個になってしまう場合がある。この場合、複数個の参照位置の標高が一致するとは限らないため、参照位置の選択によっては対象道路の勾配を不正確に算出してしまう。そこで、参照道路取得部は、対象道路の推定勾配に最も近い勾配の接続道路を参照道路として選択する構成を採用しており、この構成によれば、より正確に対象道路の勾配を取得可能な接続道路を複数の接続道路から選択することができる。

対象道路の推定勾配は、対象道路の勾配として推定される値であれば良い。すなわち、推定勾配は、勾配取得部による勾配の取得が行われる前の段階で特定される値であるため、勾配取得部によって取得された勾配ではないという意味で推定された値である。推定勾配の取得法は、勾配取得部と異なる手法であれば良く、勾配取得部による勾配の取得法よりも簡易な手法であることが好ましい。例えば、対象道路に存在する少なくとも２カ所の位置の標高に基づいて勾配を取得する構成や、車両等の移動体に備えられたセンサの出力値等に基づいて勾配を取得する構成等を採用可能である。

参照位置取得部は、対象位置から前後に予め決められた距離離れた参照道路上の参照位置を取得することができればよい。すなわち、参照位置取得部は、道路を示す情報（地図情報等）に基づいて対象位置を起点として道路沿いに予め決められた距離だけ離れた位置を参照道路上で特定し、参照位置として取得することができればよい。予め決められた距離は、標高を示す情報の誤差の影響を低減できる値として予め決められれば良く、可変値であっても良いし、固定値であっても良い。また、予め決められた距離は、対象位置の前後で同一であっても良いし、異なる値であっても良い。

勾配取得部は、参照位置の標高に基づいて対象位置の勾配を取得することができればよい。すなわち、対象位置の前後に少なくとも１カ所ずつ参照位置が特定されるため、勾配取得部は、道路を示す情報（地図情報等）に基づいて各参照位置の標高を特定し、当該標高に基づいて、参照位置の間にある対象位置の勾配を特定することができればよい。例えば、各参照位置の標高差と、各参照位置の間の水平距離とに基づいて、標高差／水平距離を勾配値とする構成等を採用可能である。むろん、勾配は他の単位、例えば、角度によって特定されても良い。

推定勾配は、種々の構成によって特定可能であり、例えば、対象道路上の推定区間の標高に基づいて取得される構成であっても良い。すなわち、特定の規則によって推定区間を特定できるように構成されており、参照道路取得部は、任意の対象位置について当該推定区間を特定し、当該推定区間の標高に基づいて勾配を取得し、推定勾配とする。なお、推定区間は対象道路上に存在するため、分岐よりも対象位置側に存在する。この構成によれば、簡易に推定勾配の取得対象を決定することができる。

推定区間を規定するための特定の規則は種々の規則を採用可能であり、固定長の区間を推定区間としても良いし可変長の区間を推定区間としても良い。また、推定区間の長さおよび位置の少なくとも一方が対象位置に依存するように構成されていても良い。この構成によれば、対象位置に合わせて推定区間を設定することができる。なお、推定区間の位置が対象位置に依存する構成としては、種々の構成を採用可能であり、例えば、対象位置に基づいて推定区間の端点が変化する構成等が挙げられる。

さらに、推定区間の長さおよび位置の少なくとも一方は、分岐と対象位置との関係に基づいて変化してもよい。この構成によれば、分岐と対象位置との関係に基づいて適切な長さまたは位置となるように調整して推定区間を取得することができる。分岐と対象位置との関係に基づいて推定区間の長さおよび位置の少なくとも一方が変化する例としては、分岐から対象位置までの区間の長さに基づいて推定区間の長さおよび位置の少なくとも一方が変化するような構成等を採用可能である。すなわち、分岐と対象位置とが十分離れている場合と離れていない場合とで推定区間の長さおよび位置の少なくとも一方を変化させる構成を採用してもよい。

より具体的な例としては、例えば、分岐から対象位置までの区間の長さが閾値よりも大きい場合、分岐から対象位置までの区間が推定区間であり、分岐から対象位置までの区間の長さが閾値以下である場合、分岐から対象位置までの区間を分岐の逆側に延長した区間が推定区間である構成を採用してもよい。すなわち、推定区間は、分岐に接続した接続道路の勾配を評価するために設定される。従って、推定区間は推定区間の推定勾配に近い接続道路を特定できるように設定されることが好ましい。

そこで、分岐から対象位置までの区間を推定区間とすれば、推定区間と接続道路とが連続して存在することになり、推定区間の推定勾配に近い接続道路を特定できるように推定区間を対象道路上に設定することができる。ただし、この構成であっても、分岐から対象位置までの区間が過度に短い場合、標高の誤差による勾配の取得精度の低下等の影響を受けやすく、分岐から対象位置までの区間を推定区間とすることは適切ではない。このため、分岐から対象位置までの区間が過度に短いか否かを評価するための閾値を予め決定しておき、分岐から対象位置までの区間の長さが当該閾値よりも大きいか否かで参照道路取得部が推定区間を変化させる構成とすれば、対象位置の推定勾配を評価するために十分な長さの推定区間を設定することが可能である。

さらに、分岐が存在する場合に、対象道路の推定勾配に最も近い勾配の接続道路を特定し、当該接続道路の勾配を参照して対象道路の勾配を取得する手法は、この処理を行う方法やプログラムとしても適用可能である。また、以上のような道路勾配取得システム、方法、プログラムは、単独の装置として実現される場合もあれば、複数の装置として実現される場合もある。また、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合もあれば、車両に搭載されない各部と連携して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、道路勾配取得システムを制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

１０…道路勾配取得システム、２０…制御部、２１…道路勾配取得プログラム、２１ａ…対象位置取得部、２１ｂ…分岐判定部、２１ｃ…参照道路取得部、２１ｄ…参照位置取得部、２１ｅ…勾配取得部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、４１…ＧＰＳ受信部、４２…車速センサ、４３…ジャイロセンサ、４４…変速部、４５…制動部

Claims (7)

1. 勾配を取得する対象の対象位置を取得する対象位置取得部と、
   前記対象位置が存在する対象道路に対して複数の接続道路が接続する分岐が、前記対象位置から予め決められた距離以内に存在するか否かを判定する分岐判定部と、
   前記分岐が存在する場合、前記対象道路の推定勾配に最も近い勾配の前記接続道路を参照道路とし、前記分岐が存在しない場合、前記対象道路を参照道路として取得する参照道路取得部と、
   前記対象位置から前後に予め決められた距離離れた前記参照道路上の参照位置を取得する参照位置取得部と、
   前記参照位置の標高に基づいて前記対象位置の勾配を取得する勾配取得部と、
   を備える道路勾配取得システム。
2. 前記推定勾配は、
   前記対象道路上の推定区間の標高に基づいて取得される、
   請求項１に記載の道路勾配取得システム。
3. 前記推定区間の長さおよび位置の少なくとも一方は、
   前記対象位置に依存する、
   請求項２に記載の道路勾配取得システム。
4. 前記推定区間の長さおよび位置の少なくとも一方は、
   前記分岐と前記対象位置との関係に基づいて変化する、
   請求項２または請求項３のいずれかに記載の道路勾配取得システム。
5. 前記分岐から前記対象位置までの区間の長さが閾値よりも大きい場合、前記推定区間は、前記分岐から前記対象位置までの区間であり、
   前記分岐から前記対象位置までの区間の長さが前記閾値以下である場合、前記推定区間は、前記分岐から前記対象位置までの区間を前記分岐の逆側に延長した区間である、
   請求項２〜請求項４のいずれかに記載の道路勾配取得システム。
6. 道路勾配取得システムが、
   対象位置取得部によって、勾配を取得する対象の位置である対象位置を取得する工程と、
   分岐判定部によって、前記対象位置が存在する対象道路に対して複数の接続道路が接続する分岐が、前記対象位置から予め決められた距離以内に存在するか否かを判定する工程と、
   参照道路取得部によって、前記分岐が存在する場合、前記対象道路の推定勾配に最も近い勾配の前記接続道路を参照道路とし、前記分岐が存在しない場合、前記対象道路を参照道路として取得する工程と、
   参照位置取得部によって、前記対象位置から前後に予め決められた距離離れた前記参照道路上の参照位置を取得する工程と、
   勾配取得部によって、前記参照位置の標高に基づいて前記対象位置の勾配を取得する工程と、
   を実行する道路勾配取得方法。
7. コンピュータを、
   勾配を取得する対象の位置である対象位置を取得する対象位置取得部、
   前記対象位置が存在する対象道路に対して複数の接続道路が接続する分岐が、前記対象位置から予め決められた距離以内に存在するか否かを判定する分岐判定部、
   前記分岐が存在する場合、前記対象道路の推定勾配に最も近い勾配の前記接続道路を参照道路とし、前記分岐が存在しない場合、前記対象道路を参照道路として取得する参照道路取得部、
   前記対象位置から前後に予め決められた距離離れた前記参照道路上の参照位置を取得する参照位置取得部、
   前記参照位置の標高に基づいて前記対象位置の勾配を取得する勾配取得部、
   として機能させる道路勾配取得プログラム。

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