JP7272302B2 - 地図データ記憶装置及び地図データ更新用コンピュータプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、地図データ記憶装置及び地図データ更新用コンピュータプログラムに関する。
車両の自動運転システムが車両を自動制御するために参照する高精度な道路の地図データには、道路に関する情報を正確に表していることが求められる。道路に関する情報は、車線の境界を表す車線区画線の位置及び交通規制に関する情報などを含むが、走行可能な車線は交通規制などにより変化し得るので、車両の自動運転システムが用いる地図データは、常に新しい状態にあることが好ましい。
例えば、地図データを管理するサーバは、道路に関する情報を適宜収集し、この収集した情報を用いて地図データを更新する。車両の自動運転システムは、サーバから更新された地図データを受信し、この地図データを用いて車両の走行を自動制御する。
例えば、特許文献1は、特定地域を1つ以上の縮尺で表現した1つ以上の物理レベルデータ、特定地域を一定のサイズで区分して示した1つ以上のタイルデータ及び1つの地図に表示される情報を区分して各々表示した1つ以上のレイヤデータを含む地図データを格納し、端末装置からのアップデート要請時に地図データをレベル、レイヤ、及びタイル単位のうち1つ以上の単位で提供するサービス装置と、内蔵された地図データを基盤に経路案内機能を実行し、且つ、アップデート条件によって、内蔵された地図データのうちアップデートする部分をレベル、レイヤ、及びタイル単位で決定し、サービス装置に要請し、決定された部分の地図データを受信し、内蔵された地図データに反映する端末装置と、を含むリアルタイム地図データアップデートシステムを提案している。
特表2014-503834号公報
車両の自動運転システムが用いる地図データは、道路に関する多くの情報を含むので、車両がサーバから地図データを受信することは、大きな通信負荷を発生する。
また、特許文献1が提案するリアルタイム地図データアップデートシステムでは、アップデート条件によりアップデートされる情報量が削減される。しかし、アップデート条件によっては、通信負荷の低減が十分ではないおそれがある。
そこで、本発明は、走行予定経路と関係する地図データを新しい状態に更新すると共に、通信負荷を低減できる地図データ記憶装置を提供することを目的とする。
一の実施形態によれば、地図データ記憶装置が提供される。この地図データ更新装置は、車両が走行を開始する前に通信部を介してサーバから受信した地図データを、初期地図データとして記憶する記憶部と、車両が走行予定経路に沿って走行を開始した後、走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれについて、サーバにおいて更新された地図データにおける当該道路区間と関連付けられている情報のうち、初期地図データから更新された情報を表す更新情報の要求を、通信部を介してサーバへ送信する更新要求部と、通信部を介して受信した更新情報を用いて、初期地図データを更新する更新部と、を有する。
この地図データ記憶装置において、地図データは、サーバにおいて第1の更新周期で情報が更新される第1地図データと、サーバにおいて第1の更新周期よりも短い第2の更新周期で情報が更新される第2地図データとを有し、更新要求部は、走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれについて、車両が当該道路区間に到達する前に、当該道路区間と関連づけられている第1地図データの更新情報の要求を、第2地図データの更新情報よりも前に通信部を介してサーバへ送信することが好ましい。
また、この地図データ記憶装置において、地図データは、基本データと、当該基本データに対して更新された情報を有する更新データとを有し、更新部は、走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれのうち、更新情報を要求した当該道路区間について、サーバにおいて更新された更新データにおける道路区間と関連付けられている情報のうち、初期地図データから更新された情報を表す更新情報を用いて、初期地図データを更新することが好ましい。
また、この地図データ記憶装置において、地図データが有する複数の情報のそれぞれは、当該情報が更新された更新日時と関連付けられており、記憶部は、サーバが地図データを車両に送信した送信日時を、初期地図データの送信日時として、初期地図データと共に記憶し、更新要求部は、初期地図データの送信日時を、更新情報の要求と共に、通信部を介してサーバへ送信し、更新部は、走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれのうち、更新情報を要求した当該道路区間について、サーバにおいて更新された地図データにおける道路区間と関連付けられている情報のうち、初期地図データの送信日時よりも後に更新された情報を含む更新情報を用いて、初期地図データを更新することが好ましい。
他の実施形態によれば、地図データ更新用コンピュータプログラムが提供される。この地図データ更新用コンピュータプログラムは、車両が走行を開始する前に通信部を介してサーバから受信した地図データを、初期地図データとして記憶部に記憶させ、車両が走行予定経路に沿って走行を開始した後、走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれについて、サーバにおいて更新された地図データにおける当該道路区間と関連付けられている情報のうち、初期地図データから更新された情報を表す更新情報の要求を、通信部を介してサーバへ送信し、通信部を介して受信した更新情報を用いて、初期地図データを更新する、ことをプロセッサに実行させる。
本発明に係る地図データ記憶装置は、走行予定経路と関係する地図データを新しい状態に更新すると共に、通信負荷を低減できるという効果を奏する。
地図データ記憶装置が実装される地図データ更新システムの概略構成図である。 地図データ更新処理のシーケンス図である。 地図データを説明する図である。 車両の概略構成図である。 地図データ記憶装置のハードウェア構成図である。 地図データ記憶装置のプロセッサの機能ブロック図である。 地図データ記憶装置のプロセッサの地図データ取得部の動作フローチャートである。 地図データ記憶装置のプロセッサの更新要求部の動作フローチャートである。 車両の走行予定経路を説明する図である。 地図データ記憶装置のプロセッサの更新部の動作フローチャートである。 サーバのハードウェア構成図である。 サーバのプロセッサの機能ブロック図である。 地図データ更新処理のうちのサーバの更新情報生成部において実行される処理の動作フローチャートである。
以下、図を参照しつつ、本実施形態の地図データ記憶装置について説明する。この地図データ記憶装置は、車両が走行を開始する前にサーバから受信した地図データを、初期地図データとして記憶し、車両が走行予定経路に沿って走行を開始した後、走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれについて、サーバにおいて更新された地図データにおける当該道路区間と関連付けられている情報のうち、初期地図データから更新された情報を表す更新情報の要求を、サーバへ送信する。そして、この地図データ記憶装置は、受信した更新情報を用いて、初期地図データを更新する。これにより、走行予定経路と関係する地図データを新しい状態に更新すると共に、通信負荷を低減できる。
図1は、地図データ更新装置が実装される地図データ更新システムの概略構成図である。本実施形態では、地図データ更新システム1は、地図データ更新装置が実装される、少なくとも一つの車両2と、サーバ3とを有する。車両2は、例えば、サーバ3が接続される通信ネットワーク4とゲートウェイ(図示せず)などを介して接続されるマクロセルを提供する無線基地局5(以下、マクロセル基地局5ともいう)にアクセスすることで、マクロセル基地局5及び通信ネットワーク4を介してサーバ3と接続される。また、車両2は、例えば、車両2がユーザの自宅の駐車場に駐車している時には、サーバ3が接続される通信ネットワーク4とゲートウェイ(図示せず)などを介して接続されるスモールセルを提供する無線基地局6(以下、スモールセル基地局5ともいう)に、無線通信又は有線通信を用いてアクセスすることで、スモールセル基地局6及び通信ネットワーク4を介してサーバ3と接続される。なお、図1では、一つの車両2のみが図示されているが、地図データ更新システム1は複数の車両2を有してもよい。同様に、複数のマクロセル基地局5又はスモールセル基地局6が通信ネットワーク4に接続されていてもよい。
図2は、地図データ更新処理のシーケンス図である。地図データ更新システム1は、車両2が、走行を開始する前、及び、車両が走行予定経路に沿って走行を開始した後、図2に示されるシーケンス図に従って地図データ更新処理を実行すればよい。
車両2は、走行を開始する前に、地図データの送信を求める地図データ要求を、スモールセル基地局6及び通信ネットワーク4を介してサーバ3へ送信する(ステップS101)。車両2は、走行を開始する前に、例えば出発地であるユーザの自宅の駐車場において、地図データ要求をサーバ3へ送信する。
サーバ3は、地図データを記憶し、且つ、地図データを更新する。地図データは、車両2の走行を制御するために用いられる道路に関する高精度な地図情報である。具体的には、地図データは、地図に表される個々の道路の走行条件を規定する道路特徴物(例えば、車線区画線、一時停止線、速度表示といった道路標示、道路標識又は信号機など)の位置及び種類を有する。また、地図データは、交通規制に関する情報、事故の関する情報、他の車両、歩行者に関する情報、及び信号に関する情報を有していてもよい。地図データが有する複数の道路特徴物のそれぞれは、道路に含まれる車線を識別する識別情報である車線IDと関連付けられている。また、車線IDは、道路区間を識別する識別情報である道路区間IDと関連付けられている。ある道路区間が複数の車線を有する場合、そのある道路区間IDに複数の車線IDが関連付けられる。地図データが有する道路特徴物のそれぞれは、車線IDを介して、道路区間IDと関連付けられている。車両2の現在位置から目的地までの走行予定経路は、現在位置から目的地までに車両2が走行する道路区間が連結して生成される。道路特徴物と同様に、地図データに含まれる交通規制に関する情報、事故に関する情報、他の車両、歩行者に関する情報、及び信号に関する情報なども、車線IDと関連付けられており、この車線IDを介して道路区間IDと関連付けられている。地図データが表す地域は、国、複数の都道府県を含む領域などであってもよい。車両2は、地図データ要求を送信する時に、マクロセル基地局5及び通信ネットワーク4を介してサーバ3と通信してもよいが、スモールセル基地局6は車両2を含む比較的少数の相手とのみ通信を行うので、車両2は、スモールセル基地局6及び通信ネットワーク4を介してサーバ3と通信する方が、大容量の通信回線を用いて高速に且つ安価に通信可能な観点から好ましい。
図3は、地図データを説明する図である。地図データ300は階層構造を有する。具体的には、地図データ300には、静的な情報を含む第1層301と、准静的な情報を含む第2層302と、准動的な情報を含む第3層303と、動的な情報を含む第4層304の4個の層が含まれている。第1層301は、第1地図データの一例であり、この場合、第2層302、第3層303及び第4層304は、第2地図データの一例である。サーバ3は、道路に関する情報を適宜収集し、地図データの各層の情報を更新している。サーバ3は、各層が有する情報の時間変化の程度に対応させて、各層の更新周期を変えている。第1層301、第2層302、第3層303、第4層304の順番に更新周期は短くなる。第1層301に含まれる静的な情報には、例えば、道路標示又は道路標識などの地物に関する情報及び車線に関する情報といった、基本的には変化しないものに関する情報が含まれる。そのため、第1層301に含まれる静的な情報は、比較的長い周期(例えば、1時間~1ヶ月)ごとに更新されればよい。また、第2層302に含まれる准静的な情報には、交通規制に関する情報、道路工事に関する情報及び広域気象情報といった、ある程度は継続するものの、静的な情報よりも短い期間で変更される可能性があるものに関する情報が含まれる。そのため、第2層302に含まれる准静的な情報は、第1層301に含まれる静的な情報の更新周期よりも短い周期(例えば、30分~1時間)ごとに更新されればよい。さらに、第3層303に含まれる准動的な情報には、事故に関する情報、渋滞に関する情報及び狭域気象情報といった、准静的な情報よりも短い期間で変化する可能性があるものに関する情報が含まれる。そのため、第3層303に含まれる准動的な情報は、第2層302に含まれる准静的な情報の更新周期よりも短い周期(例えば、1分~30分間)ごとに更新されればよい。さらにまた、第4層304に含まれる動的な情報には、車両の位置、歩行者の位置に関する情報及び信号に関する情報といった、リアルタイムで変化する可能性があるものに関する情報が含まれる。そのため、第4層304に含まれる動的な情報は、例えば、リアルタイムで更新されることが好ましい。
また、地図データ300は、基本データ300aと、この基本データ300aに対して更新された情報を有する更新データ300bとを有する。具体的には、第1層301は、第1層301の基本データ301aと、この基本データ301aに対して更新された情報を有する更新データ301bとを有する。第2層302は、第2層302の基本データ302aと、この基本データ302aに対して更新された情報を有する更新データ302bとを有する。第3層303は、第3層303の基本データ303aと、この基本データ303aに対して更新された情報を有する更新データ303bとを有する。第4層304は、第4層304の基本データ304aと、この基本データ304aに対して更新された情報を有する更新データ304bとを有する
サーバ3は、地図データ送信要求を受信すると、現時点の地図データ300として、基本データ300a及び更新データ300bを合わせた新たな地図データを生成し、この地図データを、通信ネットワーク4及びスモールセル基地局6を介して車両2へ送信する(ステップS102)。
車両2は、走行を開始する前に、受信した地図データを初期地図データとして記憶する(ステップS103)。そして、車両2は、車両2のナビゲーション装置により生成された走行予定経路に沿って走行を開始した後、走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれについて、サーバ3において更新された地図データにおける当該道路区間と関連付けられている情報のうち、初期地図データから更新された情報を表す更新情報を要求する更新要求を生成する(ステップS104)。車両2は、この更新要求を、マクロセル基地局5及び通信ネットワーク4を介してサーバ3へ送信する(ステップS105)。なお、車両2が出発地を出発して最初に走行する道路区間と関連付けられている情報は、走行を開始する前に記憶した初期地図データの情報となる。
サーバ3は、現時点の地図データの更新データを含む更新情報を生成し、この更新情報を、通信ネットワーク4及びマクロセル基地局5を介して車両2へ送信する(ステップS106)。更新要求が、地図データの第1層~第4層のうちの何れかの層における更新された情報を求めている場合、サーバ3は、更新要求により特定される層の更新データを含む更新情報を生成してもよい。
車両2は、サーバ3から送信された更新情報を用いて、サーバ3において更新された更新データにおける道路区間と関連付けられている情報のうち、初期地図データから更新された情報を表す更新情報を用いて、初期地図データを更新する(ステップS107)。この更新された初期地図データを用いて、走行予定経路に含まれる道路区間における車両2の走行が制御される。上述した地図データ更新処理は、車両2が目的地へ到達するまで繰り返される。
次に、車両2について説明する。上記のように、地図データ更新システム1には、車両2が複数含まれてもよいが、地図データ更新処理に関して各車両2は同じ構成を有し、かつ同じ処理を実行すればよいので、以下では、一つの車両2について説明する。
図4は、車両2の概略構成図である。車両2は、車両2の前方の環境を撮影するカメラ11と、無線通信端末12と、測位情報受信機13と、地図データ更新装置の一例である地図データ記憶装置14と、ナビゲーション装置15と、車両制御装置16とを有する。さらに、車両2は、LIDARセンサといった、車両2の周囲の物体までの距離を測定するための測距センサ(図示せず)をさらに有してもよい。
カメラ11と、無線通信端末12と、地図データ記憶装置14と、ナビゲーション装置15と、車両制御装置16と、地図データ記憶装置14とは、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワークを介して通信可能に接続される。
カメラ11は、車両2の前方を向くように、例えば、車両2の車室内に取り付けられる。カメラ11は、所定の周期で設定されるカメラ画像取得時刻において、車両2の前方の所定の領域が表されたカメラ画像を生成する。生成されたカメラ画像には、車両2の周囲の他の車両又は車両2の前方の所定の領域内に含まれる路面上の車線区画線などの道路特徴物が表わされる。カメラ11により生成される画像は、カラー画像であってもよく、又は、グレー画像であってもよい。カメラ11は、撮像部の一例であり、CCDあるいはC-MOSなど、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された2次元検出器と、その2次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する撮像光学系を有する。カメラ11は、カメラ画像を生成する度に、カメラ画像及びカメラ画像を生成したカメラ画像取得時刻を、車内ネットワークを介して車両制御装置16へ出力する。カメラ画像は、車両制御装置16において、車両の現在位置を推定する処理に使用されるのと共に、車両2の周囲の他の物体を検出する処理に使用される。
無線通信端末12は、通信部の一例であり、所定の無線通信規格に準拠した無線通信処理を実行する機器であり、例えば、マクロセル基地局5又はスモールセル基地局6にアクセスすることで、マクロセル基地局5及び通信ネットワーク4又はスモールセル基地局6及び通信ネットワーク4を介してサーバ3と接続される。そして無線通信端末12は、サーバ3から受信した、地図データ又は更新情報を含むダウンリンクの無線信号を受信し、その地図データ又は更新情報を地図データ記憶装置14などへ出力する。また、無線通信端末12は、地図データ記憶装置14から受け取った地図データ要求又は更新要求などを含むアップリンクの無線信号を生成する。そして無線通信端末12は、そのアップリンクの無線信号をマクロセル基地局5又はスモールセル基地局6へ送信することで、地図データ要求又は更新要求などをサーバ3へ送信する。また、無線通信端末12は、所定の有線通信規格に準拠した有線通信処理を実行する機器であり、スモールセル基地局6に有線で接続可能であることが好ましい。
測位情報受信機13は、車両2の現在位置を表す測位情報を出力する。例えば、測位情報受信機13は、GPS受信機とすることができる。測位情報受信機13は、所定の受信周期で測位情報を取得する度に、測位情報及び測位情報を取得した測位情報取得時刻を、地図データ記憶装置14へ出力する。
ナビゲーション装置15は、ナビゲーション用地図データと、車両2の目的地と、車両2の現在位置とに基づいて、車両2の現在位置から目的地までの走行予定経路を生成する。ナビゲーション装置15は、測位情報受信機13が出力した測位情報及び測位情報取得時刻を、地図データ記憶装置14を介して入力して、車両2の現在位置として用いる。ナビゲーション装置15は、走行予定経路を生成する度に、その走行予定経路を、車内ネットワークを介して車両制御装置16及び地図データ記憶装置14へ出力する。
車両制御装置16は、車両2の走行を制御する。車両制御装置16は、測位情報、カメラ画像及び地図情報などを用いて、車両の現在位置を推定する。車両制御装置16は、測位情報受信機13が出力した測位情報及び測位情報取得時刻を、地図データ記憶装置14を介して入力する。また、車両制御装置16は、地図データ記憶装置14から、車両2の現在位置を含む地図情報を入力する。また、車両制御装置16は、カメラ画像を用いて、車両2の周囲の他の物体を検出する。また、車両制御装置16は、車両2の現在位置と、車両2の走行予定経路と、車両2の周囲の他の物体などに基づいて運転計画を生成し、この運転計画に基づいて車両2の走行を制御する。
図5は、地図データ記憶装置14のハードウェア構成図である。地図データ記憶装置14は、車両2が走行を開始する前に無線通信端末12を介してサーバ3から受信した地図データを、初期地図データとして記憶する。また、地図データ記憶装置14は、車両2が走行予定経路に沿って走行を開始した後、走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれについて、サーバ3において更新された地図データにおける当該道路区間と関連付けられている情報のうち、初期地図データから更新された情報を表す更新情報の要求を、無線通信端末12を介してサーバ3へ送信する。また、地図データ記憶装置14は、無線通信端末12を介して受信した更新情報を用いて、初期地図データを更新する。本明細書では、更新情報を用いて、情報が更新された初期地図データを、更新された初期地図データともいう。さらに、本明細書では、更新情報を用いて、更新された初期地図データが、さらに更新された後の更新された初期地図データを、単に更新された初期地図データともいう。また、地図データ記憶装置14は、測位情報に基づいて、初期地図データ又は更新された初期地図データを参照して、測位情報により表される現在位置を含む領域の地図情報を生成する。そのために、地図データ記憶装置14は、通信インターフェース21と、ストレージ装置22と、メモリ23と、プロセッサ24とを有する。
通信インターフェース(I/F)21は、車内通信部の一例であり、地図データ記憶装置14を車内ネットワークに接続するためのインターフェース回路を有する。すなわち、通信インターフェース21は、車内ネットワークを介して、無線通信端末12と、測位情報受信機13と、ナビゲーション装置15と、車両制御装置16などと接続される。通信インターフェース21は、例えば、測位情報受信機13から測位情報及び測位情報取得時刻を受信する度に、受信した測位情報及び測位情報取得時刻をプロセッサ24へわたす。また、通信インターフェース21は、ナビゲーション装置15から走行予定経路を受信する度に、受信した走行予定経路をプロセッサ24へわたす。また、通信インターフェース21は、プロセッサ24から受け取った地図データ要求及び更新要求を、車内ネットワークを介して無線通信端末12へ送信する。さらに、通信インターフェース21は、無線通信端末12から受信した地図データ及び更新情報をプロセッサ24へわたす。
ストレージ装置22は、記憶部の一例であり、例えば、ハードディスク装置又は光記録媒体及びそのアクセス装置を有する。そしてストレージ装置22は、車両2が走行を開始する前に無線通信端末12を介してサーバ3から受信した地図データを、初期地図データ221として記憶する。また、プロセッサ24により更新された初期地図データ221などを記憶する。
メモリ23は、記憶部の一例であり、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ23は、地図データ記憶装置14のプロセッサ24により実行される情報処理において使用されるアプリケーションのコンピュータプログラム及び各種のデータ、車両2を識別する車両IDなどを記憶する。車両IDは、例えば、サーバ3が複数の車両2と通信を行う場合に、各車両2を識別するのに使用できる。
プロセッサ24は、1個又は複数個のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ24は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。プロセッサ24が複数個のCPUを有する場合、CPUごとにメモリを有していてもよい。プロセッサ24は、車両2が走行を開始する前に、地図データ要求を生成する。また、プロセッサ24は、車両2が走行を開始した後に、地図データ更新に関連する処理を実行する。また、プロセッサ24は、測位情報に基づいて地図情報を生成する。
図6は、地図データ記憶装置14のプロセッサ24の機能ブロック図である。プロセッサ24は、地図データ取得部31と、更新要求部32と、更新部33と、地図情報生成部34とを有する。プロセッサ24が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ24上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ24が有するこれらの各部は、プロセッサ24に設けられる、専用の演算回路であってもよい。
地図データ取得部31は、車両2が走行を開始する前に、無線通信端末12を介して地図データを求める地図データ要求を、通信インターフェース21を用いて、スモールセル基地局6及び通信ネットワーク4を介してサーバ3へ送信する。そして、地図データ取得部31は、サーバ3から受信した地図データを、初期地図データ221として、ストレージ装置22に記憶させる。本明細書において車両2の走行開始前は、車両2が単に停車している状態ではなく、地図データ記憶装置14が起動しており、車両2まもなく走行を開始する状態にあることを意味する。車両2の地図データ取得部31は、例えば、通信インターフェース21を介して車両2のイグニッションスイッチがオンにされたことを示すオン信号を受信すると、車両2が走行開始前であると判定する。また、地図データ取得部31は、通信インターフェース21を介して、ナビゲーション装置15が生成した走行予定経路が、ユーザにより承認されたことを示す経路承認信号を受信すると、車両2が走行開始前であると判定する。
図7は、地図データ記憶装置14のプロセッサ24の地図データ取得部31の動作フローチャートである。まず、地図データ取得部31は、現時点の地図データを求める地図データ要求を、通信インターフェース21を介して無線通信端末12へ送信する(ステップS201)。無線通信端末12は、地図データ要求を、スモールセル基地局6及び通信ネットワーク4を介してサーバ3へ送信する。
次に、地図データ取得部31は、サーバ3から無線通信端末12を介して受け取った地図データを、初期地図データ221としてストレージ装置22に記憶させる(ステップS202)。地図データ記憶装置14がすでに他の初期地図データ又は他の更新された初期地図データを記憶していた場合、この他の初期地図データ又は他の更新された初期地図データは古い地図データなので、地図データ取得部31は、古い初期地図データを新たな初期地図データに置き換えて地図データ記憶装置14に記憶させる。
更新要求部32は、車両2が走行予定経路に沿って走行を開始した後、更新情報の要求を、無線通信端末12を介してサーバ3へ送信する。更新要求部32は、例えば、測位情報に基づいて車両2の現在位置を取得し、車両2の現在位置が出発地から所定の距離だけ離れた場合、車両2が走行予定経路に沿って走行を開始したと判定する。なお、更新要求部32は、車両制御装置16から車両2の現在位置を受け取るようにしてもよい。
図8は、地図データ記憶装置14のプロセッサ24の更新要求部32の動作フローチャートである。図9は、車両2の走行予定経路を説明する図である。車両2の走行予定経路は、出発地701と地点L1との間の道路区間R1と、地点L1と地点L2との間の道路区間R2と、地点L2と地点L3との間の道路区間R3と、地点L3と目的地702との間の道路区間R4とを含む。走行予定経路は、道路区間R1と、道路区間R2と、道路区間R3と、道路区間R4とが連結して形成される。更新要求部32は、車両2が走行予定経路に沿って走行を開始した後、目的地に到着するまで図8に示す動作を実行する。更新要求部32は、車両2が走行予定経路に含まれるある道路区間に到達する前に、そのある道路区間と関連づけられている第1層の更新情報を、第2層、第3層及び第4層の更新情報よりも前に無線通信端末12を介してサーバ3へ要求する。まず、更新要求部32は、車両2の現在位置及び走行予定経路に基づいて、車両2が次に走行する予定の道路区間(以下、次道路区間ともいう)へ到達する予定到達時刻を求める(ステップS301)。例えば、更新要求部32は、出発地701を出発時刻T1に出発して道路区間R1を走行している間に、車両2が次に走行する予定の道路区間R2(地点L1)へ到達する予定到達時刻T2を求める。更新要求部32は、例えば、通信インターフェース21を介して車両2の車両速度を受信して、過去の所定の時間の平均の車両速度と、車両2の現在位置と地点L1との間の距離に基づいて、予定到達時刻T2を求める。同様に、更新要求部32は、道路区間R2を走行している間に、車両2が次に走行する予定の道路区間R3(地点L2)へ到達する予定到達時刻T3を求める。また、更新要求部32は、道路区間R3を走行している間に、車両2が次に走行する予定の道路区間R4(地点L3)へ到達する予定到達時刻T4を求める。なお、更新要求部32は、現在の道路区間の走行中に、2又は3以上先に走行を予定している道路区間に到達する到達予定時刻を求めるようにしてもよい。
次に、更新要求部32は、現時刻は車両2が次道路区間への到着予定時刻に対して第1時間前になったか否かを判定する(ステップS302)。更新要求部32は、現時刻が車両2が次道路区間への到着予定時刻に対して第1時間以内になっていれば(ステップS302-Yes)、地図データの第1層を表す情報及び次道路区間を表す道路区間IDを含む更新要求を生成する。更新要求部32は、例えば、道路区間R1の走行中に、道路区間R2への到着予定時刻に対して第1時間前になったか否かを判定する。現時刻が車両2が次道路区間への到着予定時刻に対して第1時間前になった場合、更新要求部32は、次道路区間について、サーバ3において更新された地図データにおける次道路区間と関連付けられている情報のうち、次道路区間と関連づけられている初期地図データ221の第1層の更新情報の要求を求める更新要求を生成し、この更新要求を無線通信端末12を用いて、マクロセル基地局5及び通信ネットワーク4を介してサーバ3へ送信する(ステップS303)。地図データの第1層の情報は、静的な情報であり、基本的には変化しないものに関する情報である。そのため、地図データの第1層の情報は、車両2が次道路区間に到達する直前の時刻でも又は比較的手前の時刻でもあまり変化はないと推定される。第1時間としては、例えば、1時間としてもよい。一方、現時刻が次道路区間への到着予定時刻に対して第1時間前ではないと判定された場合(ステップS302-No)、地図データ取得部31は、所定の時間間隔をおいて、ステップS302の判定を実行する。
次に、更新要求部32は、現時刻は車両2が次道路区間への到着予定時刻に対して、第1時間よりも短い第2時間前になったか否かを判定する(ステップS304)。更新要求部32は、現時刻が車両2が次道路区間への到着予定時刻に対して第2時間以内になっていれば(ステップS304-Yes)、地図データの第2層を表す情報及び次道路区間を表す道路区間IDを含む更新要求を生成する。更新要求部32は、例えば、道路区間R1の走行中に、道路区間R2への到着予定時刻に対して第2時間前になったか否かを判定する。現時刻が車両2が次道路区間への到着予定時刻に対して第2時間前になった場合、更新要求部32は、次道路区間について、サーバ3において更新された地図データにおける次道路区間と関連付けられている情報のうち、次道路区間と関連づけられている初期地図データ221の第2層の更新情報の要求を求める更新要求を生成し、この更新要求を無線通信端末12を用いて、マクロセル基地局5及び通信ネットワーク4を介してサーバ3へ送信する(ステップS305)。地図データの第2層の情報は、准静的な情報であり、ある程度は継続するものの、静的な情報よりも短い期間で変更される可能性があるものに関する情報である。そのため、地図データの第2層の情報は、車両2が次道路区間に到達する直前の時刻でも又は比較的手前の時刻でも大きな変化はないと推定される。第2時間としては、例えば、サーバ3における第1層の更新周期以下の30分~1時間としてもよい。一方、現時刻が次道路区間への到着予定時刻に対して第2時間前ではないと判定された場合(ステップS304-No)、地図データ取得部31は、所定の時間間隔をおいて、ステップS304の判定を実行する。
次に、更新要求部32は、現時刻は車両2が次道路区間への到着予定時刻に対して、第2時間よりも短い第3時間前になったか否かを判定する(ステップS306)。更新要求部32は、現時刻が車両2が次道路区間への到着予定時刻に対して第3時間以内になっていれば(ステップS306-Yes)、地図データの第3層を表す情報及び次道路区間を表す道路区間IDを含む更新要求を生成する。更新要求部32は、例えば、道路区間R1の走行中に、道路区間R2への到着予定時刻に対して第3時間前になったか否かを判定する。現時刻が車両2が次道路区間への到着予定時刻に対して第3時間前になった場合、更新要求部32は、次道路区間について、サーバ3において更新された地図データにおける次道路区間と関連付けられている情報のうち、次道路区間と関連づけられている初期地図データ221の第3層の更新情報の要求を求める更新要求を生成し、この更新要求を無線通信端末12を用いて、マクロセル基地局5及び通信ネットワーク4を介してサーバ3へ送信する(ステップS307)。地図データの第3層の情報は、准動的な情報であり、准静的な情報よりも短い期間で変化する可能性があるものに関する情報である。そのため、地図データの第3層の情報は、車両2が次道路区間に到達する直前の時刻と比較的手前の時刻とでは、変化し得ると推定される。第3時間としては、例えば、サーバ3における第2層の更新周期以下の1分~30分としてもよい。一方、現時刻が次道路区間への到着予定時刻に対して第3時間前ではないと判定された場合(ステップS306-No)、地図データ取得部31は、所定の時間間隔をおいて、ステップS306の判定を実行する。また、更新要求部32は、車両2が現在走行中の道路区間(以下、現道路区間ともいう)について、更新された地図データにおける現道路区間と関連付けられている情報のうち、現道路区間と関連づけられている初期地図データ221の第3層の更新情報の要求を求める更新要求を、無線通信端末12を介してサーバ3へ送信してもよい。上述したように、地図データの第3層の情報は准動的な情報であるので、地図データ取得部31は、現在走行中の道路区間についても、地図データの第3層の情報の更新を随時実行することが好ましい。
また、更新要求部32は、所定の時間間隔(例えば、サーバ3における第3層の更新周期以下の1分)で、車両2が現在走行中の現道路区間について、サーバ3において更新された地図データにおける現道路区間と関連付けられている情報のうち、現道路区間と関連づけられている初期地図データ221の第4層の更新情報の要求を求める更新要求を生成し、この更新要求を無線通信端末12を用いて、マクロセル基地局5及び通信ネットワーク4を介してサーバ3へ送信する。地図データの第4層の情報は、動的な情報であり、リアルタイムで変化する可能性があるものに関する情報である。そのため、更新要求部32は、現在走行中の道路区間に対して、地図データの第4層の情報の更新を随時実行することが好ましい。
更新部33は、無線通信端末12を介して受信した更新情報を用いて、走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれのうち、更新情報を要求した道路区間について、初期地図データ221を更新する。本明細書では、更新部33が、更新情報を用いて、初期地図データ221を更新することは、更新部33が、更新情報を用いて、更新された初期地図データ221をさらに更新することを含む。
図10は、地図データ記憶装置14のプロセッサ24の更新部33の動作フローチャートである。更新部33は、無線通信端末12を介して受信した更新情報を用いて、車両2が走行を開始する前に受信された初期地図データ221を更新する。まず、更新部33は、無線通信端末12を介してサーバ3から地図データの更新情報を受信したか否かを判定する(ステップS401)。上述したように、更新要求が、地図データの第1層~第4層のうちの何れかの層における更新された情報を求めている場合、サーバ3は、更新要求により特定される層の更新データのうち更新要求により特定される道路区間に関する情報と、更新要求により特定される層を表す情報と、更新要求により特定される道路区間IDとを含む更新情報を生成する。この更新情報は、更新要求により特定される層の更新データのうち、更新要求により特定される道路区間のみの情報を含む。地図データの更新情報を受信している場合(ステップS401-Yes)、更新部33は、サーバ3において更新された地図データの更新データにおける道路区間と関連付けられている情報のうち、受信された更新情報を用いて、更新情報により特定される層における、更新情報に含まれる道路区間IDにより識別される道路区間について、初期地図データ221を更新する(ステップS402)。その結果、更新された初期地図データ221では、更新情報を用いて更新された、層における道路区間と関連付けられている情報は、サーバ3において更新された地図データの情報と一致する。更新部33は、例えば、更新情報が地図データの第1層のある道路区間と関連付けられた道路標示の位置及び種類の変化を示している場合、更新情報を用いて、初期地図データ221の第1層におけるそのある道路区間の情報を更新する。また、更新部33は、例えば、更新情報が地図データの第2層のある道路区間と関連付けられた交通規制に関する情報の変化を示している場合、更新情報を用いて、初期地図データ221の第2層におけるそのある道路区間の情報を更新する。また、更新部33は、例えば、更新情報が地図データの第3層のある道路区間と関連付けられた渋滞に関する情報の変化を示している場合、更新情報を用いて、初期地図データ221の第3層におけるそのある道路区間の情報を更新する。さらに、更新部33は、例えば、更新情報が地図データの第4層のある道路区間と関連付けられた車両の位置及び種類に関する情報の変化を示している場合、更新情報を用いて、初期地図データ221の第4層におけるそのある道路区間の情報を更新する。一方、地図データの更新情報を受信していない場合(ステップS401-No)、更新部33は、車両2が目的地に到着したか否かを判定する。更新部33は、例えば、車両2の現在位置と、走行予定経路とに基づいて、車両2が目的地に到着したか否かを判定する。車両2が目的地に到着している場合(ステップS403-Yes)、地図データ記憶装置14の動作は終了する。一方、車両2が目的地に到着している場合(ステップS403-No)、更新部33は、所定の時間間隔をおいて、ステップS401の判定を実行する。
地図情報生成部34は、測位情報受信機13から測位情報を入力する度に、ストレージ装置22に記憶している初期地図データ221又は更新された初期地図データ221を参照して、測位情報により表される現在位置を含む相対的に狭い領域(例えば、100m~10km四方の範囲)の地図情報、測位情報及び測位情報取得時刻を、車内ネットワークを介して車両制御装置16へ出力する。また、地図情報記憶装置14は、測位情報受信機13から測位情報が入力される度に、測位情報及び測位情報取得時刻を、車内ネットワークを介してナビゲーション装置15へ出力する。
図11は、サーバ3のハードウェア構成図である。サーバ3は、通信インターフェース41と、ストレージ装置42と、メモリ43と、プロセッサ44とを有する。通信インターフェース41、ストレージ装置42及びメモリ43は、プロセッサ44と信号線を介して接続されている。サーバ3は、キーボード及びマウスといった入力装置と、液晶ディスプレイといった表示装置とをさらに有してもよい。
通信インターフェース41は、通信部の一例であり、サーバ3を通信ネットワーク4に接続するためのインターフェース回路を有する。そして通信インターフェース41は、車両2と、通信ネットワーク4及びマクロセル基地局5又はスモールセル基地局6を介して通信可能に構成される。すなわち、通信インターフェース41は、車両2からマクロセル基地局5又はスモールセル基地局6及び通信ネットワーク4を介して受信した、地図データ要求、更新要求などをプロセッサ44へわたす。また、通信インターフェース41は、プロセッサ44から受け取った地図データ、更新情報などを、通信ネットワーク4及びマクロセル基地局5又はスモールセル基地局6を介して車両2へ送信する。
ストレージ装置42は、記憶部の一例であり、例えば、ハードディスク装置又は光記録媒体及びそのアクセス装置を有する。そしてストレージ装置42は、プロセッサ44により更新される地図データなどを記憶する。地図データは、図3に示す階層構造を有する。サーバ3は、例えば通信ネットワーク4を介して道路に関する情報を収集し、地図データの各層の情報を更新する。例えば、サーバ3では、第1層を1時間ごとに更新し、第2層を30分~1時間ごとに更新し、第3層を30分~1分ごとに更新し、第4層を30分~1分ごとに更新する。また、ストレージ装置42は、他のサーバなどにより更新された地図データを記憶していてもよい。ストレージ装置42は、車両2の車両IDをさらに記憶してもよい。さらに、ストレージ装置42は、プロセッサ44上で実行される、地図データ更新処理に関連するサーバ3の処理を実行するためのコンピュータプログラムを記憶してもよい。
メモリ43は、記憶部の他の一例であり、例えば、不揮発性の半導体メモリ及び揮発性の半導体メモリを有する。そしてメモリ43は、地図データ更新処理のうちのサーバ3に関連する処理の実行中に生成される各種データ、並びに、更新要求及び更新情報といった車両2との通信により取得される各種データなどを一時的に記憶する。
プロセッサ44は、制御部の一例であり、1個又は複数個のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ44は、論理演算ユニットあるいは数値演算ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。そしてプロセッサ44は、地図データ更新処理のうちのサーバ3に関連する処理を実行する。
図12は、サーバ3のプロセッサ44の機能ブロック図である。プロセッサ44は、地図データ送信部51と、更新情報生成部52と、地図データ更新部53とを有する。プロセッサ44が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ44上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、プロセッサ44が有するこれらの各部は、プロセッサ44に設けられる、専用の演算回路であってもよい。
地図データ送信部51は、車両2から地図データ要求を受信すると、ストレージ装置42から地図データ421(基本データ及び更新データ)を読み出して、この地図データを、通信インターフェース41を用いて、通信ネットワーク4及びマクロセル基地局5を介して車両2へ送信する。
図13は、地図データ更新処理のうちのサーバの更新情報生成部52において実行される処理の動作フローチャートである。まず、更新情報生成部52は、更新要求を受信したか否かを判定する(ステップS501)。更新要求を受信した場合(ステップS501-Yes)、更新情報生成部52は、ストレージ装置42に記憶される地図データ421を参照して、更新要求により特定される層の更新データのうち更新要求により特定される道路区間に関する情報のみを含む更新情報を生成する(ステップS502)。すなわち、この更新情報は、更新要求により特定される層以外の層の情報を含まず、且つ、更新要求により特定される層について、更新要求により特定される道路区間以外の道路区間に関する情報を含まない。次に、更新情報生成部52は、この更新情報に対して、更新要求により特定される層を表す情報及び道路区間IDを追加して、この更新情報を、通信インターフェース41を用いて、通信ネットワーク4及びマクロセル基地局5又はスモールセル基地局6を介して車両2へ送信する(ステップS503)。
地図データ更新部53は、道路に関する情報を適宜収集して、ストレージ装置42に記憶されている地図データ421を更新する。地図データ更新部53は、通信インターフェース41を介して、通信ネットワーク4を通して収集された道路に関する情報を層ごとに分類し、層ごとの更新周期において分類された情報を対応する層の車線IDと関連づけるように、地図データ421の更新データを更新する。また、地図データ更新部53は、各層の更新周期よりも長い更新周期で、更新データを用いて基本データを更新して、新たな基本データを生成する。
以上に説明してきたように、この地図データ記憶装置は、車両が走行を開始する前にサーバから受信した地図データを、初期地図データとして記憶し、車両が走行予定経路に沿って走行を開始した後、走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれについて、サーバにおいて更新された地図データにおける当該道路区間と関連付けられている情報のうち、初期地図データから更新された情報を表す更新情報の要求を、サーバへ送信する。そして、この地図データ記憶装置は、受信した更新情報を用いて、初期地図データを更新する。これにより、地図データ記憶装置は、車両が走行を開始した後は、地図データにおける走行予定経路に含まれる道路区間と関連づけられている更新情報のみを受信することにより、走行予定経路と関係する地図データを新しい状態に更新すると共に、通信負荷及び通信費用を低減できる。
次に、上述した地図データ更新システムの変型例を、以下に説明する。本変型例では、サーバ3において、地図データが有する複数の情報のそれぞれは、情報が更新された更新日時と関連付けられている。サーバ3は、地図データの更新に関連する処理を、地図データが有する複数の情報のそれぞれの更新日時を用いて実行する。サーバ3は、車両2から受信された地図データ要求に応じて、地図データと、この地図データを車両2へ送信した時刻を表す送信日時とを車両2へ送信する。車両2の地図データ更新装置のストレージ装置22は、走行を開始する前に、サーバ3から受信された地図データを初期地図データとして記憶すると共に、サーバ3から受信された地図データの送信日時を、初期地図データの送信日時として記憶する。初期地図データと共に記憶する。そして、車両2地図データ更新装置の更新要求部は、地図データの更新情報をサーバ3へ要求する時に、道路区間IDと、初期地図データの送信日時とを含む更新情報を、通信部を介してサーバへ送信する。これに応じて、サーバ3は、サーバ3において更新された地図データにおける道路区間と関連付けられている情報のうち、初期地図データの送信日時よりも後に更新された情報を含む更新情報を生成して、車両2へ送信する。車両2の地図データ更新装置の更新部は、走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれのうち、更新情報を要求した道路区間について、道路区間について、サーバ3において更新された地図データにおける道路区間と関連付けられている情報のうち、初期地図データの送信日時よりも後に更新された情報を含む更新情報を用いて、初期地図データを更新する。なお、上述した地図データの更新処理は、地図データの層ごとに行われてもよい。
本発明では、上述した実施形態の地図データ記憶装置及び地図データ更新用コンピュータプログラムは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
例えば、本発明では、地図データ記憶装置は車両に搭載されていたが、地図データ記憶装置は、車両以外の移動物体に搭載されていてもよいし、携帯端末に搭載されていてもよい。
また、上述した実施形態では、地図データは、第1層~第4層を有していたが、地図データは、情報を第1層~第4層に分類されていなくてもよい。この地図データの更新処理は、層ごとではなく、地図データの全体について行われてもよい。
1 地図データ更新システム
2 車両
11 カメラ
12 無線通信端末
13 測位情報受信機
14 地図データ記憶装置
21 通信インターフェース
22 ストレージ装置
221 地図データ
23 メモリ
24 プロセッサ
31 地図データ取得部
32 更新要求部
33 更新部
34 地図情報生成部
15 ナビゲーション装置
16 車両制御装置
3 サーバ
41 通信インターフェース
42 ストレージ装置
421 地図データ
43 メモリ
44 プロセッサ
51 地図データ送信部
52 更新情報生成部
53 地図データ更新部
4 ネットワーク
5 マクロセル基地局
6 スモールセル基地局

Claims (4)

  1. 車両が走行を開始する前に通信部を介してサーバから受信した地図データを、初期地図データとして記憶する記憶部と、
    前記車両が走行予定経路に沿って走行を開始した後、前記走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれについて、前記サーバにおいて更新された前記地図データにおける当該道路区間と関連付けられている情報のうち、前記初期地図データから更新された情報を表す更新情報の要求を、前記通信部を介して前記サーバへ送信する更新要求部と、
    前記通信部を介して受信した前記更新情報を用いて、前記初期地図データを更新する更新部と、
    を有し、
    前記地図データは、前記サーバにおいて第1の更新周期で情報が更新される静的地図データと、前記サーバにおいて前記第1の更新周期よりも短い第2の更新周期で情報が更新される準静的地図データ又は準動的地図データと、前記サーバにおいて前記第2の更新周期よりも短い第3の更新周期で情報が更新される動的地図データとを有し、
    前記更新要求部は、前記走行予定経路に含まれる複数の前記道路区間のそれぞれについて、前記車両が当該道路区間に到達する前に、当該道路区間と関連づけられている前記静的地図データの前記更新情報の要求を、前記準静的地図データ又は準動的地図データの前記更新情報の要求よりも前に前記通信部を介して前記サーバへ送信し、且つ、前記車両が走行中の前記道路区間について、前記第2の更新周期以下の周期で、当該道路区間と関連づけられている前記動的地図データの前記更新情報の要求を、前記通信部を介して前記サーバへ送信する地図データ更新装置。
  2. 前記地図データは、基本データと、当該基本データに対して更新された情報を有する更新データとを有し、
    前記更新部は、前記走行予定経路に含まれる複数の前記道路区間のそれぞれのうち、前記更新情報を要求した当該道路区間について、前記サーバにおいて更新された前記更新データにおける前記道路区間と関連付けられている情報のうち、前記初期地図データから更新された情報を表す前記更新情報を用いて、前記初期地図データを更新する請求項1に記載の地図データ更新装置。
  3. 前記地図データが有する複数の情報のそれぞれは、当該情報が更新された更新日時と関連付けられており、
    前記記憶部は、前記サーバが前記地図データを前記車両に送信した送信日時を、前記初期地図データの送信日時として、前記初期地図データと共に記憶し、
    前記更新要求部は、前記初期地図データの前記送信日時を、前記更新情報の要求と共に、前記通信部を介して前記サーバへ送信し、
    前記更新部は、前記走行予定経路に含まれる複数の前記道路区間のそれぞれのうち、前記更新情報を要求した当該道路区間について、前記サーバにおいて更新された前記地図データにおける前記道路区間と関連付けられている情報のうち、前記初期地図データの前記送信日時よりも後に更新された情報を含む前記更新情報を用いて、前記初期地図データを更新する請求項1に記載の地図データ更新装置。
  4. 車両が走行を開始する前に通信部を介してサーバから受信した地図データを、初期地図データとして記憶部に記憶させ、
    前記車両が走行予定経路に沿って走行を開始した後、前記走行予定経路に含まれる複数の道路区間のそれぞれについて、前記サーバにおいて更新された前記地図データにおける当該道路区間と関連付けられている情報のうち、前記初期地図データから更新された情報を表す更新情報の要求を、前記通信部を介して前記サーバへ送信し、
    前記通信部を介して受信した前記更新情報を用いて、前記初期地図データを更新する、
    ことをプロセッサに実行させ、
    前記地図データは、前記サーバにおいて第1の更新周期で情報が更新される静的地図データと、前記サーバにおいて前記第1の更新周期よりも短い第2の更新周期で情報が更新される準静的地図データ又は準動的地図データと、前記サーバにおいて前記第2の更新周期よりも短い第3の更新周期で情報が更新される動的地図データとを有し、
    前記走行予定経路に含まれる複数の前記道路区間のそれぞれについて、前記車両が当該道路区間に到達する前に、当該道路区間と関連づけられている前記静的地図データの前記更新情報の要求が、前記準静的地図データ又は準動的地図データの前記更新情報の要求よりも前に前記通信部を介して前記サーバへ送信され、且つ、前記車両が走行中の前記道路区間について、前記第2の更新周期以下の周期で、当該道路区間と関連づけられている前記動的地図データの前記更新情報の要求が、前記通信部を介して前記サーバへ送信される地図データ更新用コンピュータプログラム。
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