WO2014196115A1 - 車両停止判定結果提供方法、車両停止判定装置、および車両停止判定システム - Google Patents

車両停止判定結果提供方法、車両停止判定装置、および車両停止判定システム Download PDF

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WO2014196115A1
WO2014196115A1 PCT/JP2014/002102 JP2014002102W WO2014196115A1 WO 2014196115 A1 WO2014196115 A1 WO 2014196115A1 JP 2014002102 W JP2014002102 W JP 2014002102W WO 2014196115 A1 WO2014196115 A1 WO 2014196115A1
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WO
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vehicle
speed
stop determination
section
time
Prior art date
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PCT/JP2014/002102
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English (en)
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Inventor
和紀 井上
征生 鹿谷
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/52—Determining velocity
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0125—Traffic data processing
    • G08G1/0133—Traffic data processing for classifying traffic situation

Definitions

  • the present invention relates to a method for providing a vehicle stop determination result, a vehicle stop determination device, and a vehicle stop determination system, which determines whether or not a vehicle has stopped from GPS information of the vehicle.
  • GPS Global Positioning System
  • GPS is a positioning system that identifies (that is, locates) the current position of a receiver that has received a GPS signal based on signals (hereinafter referred to as "GPS signals") emitted from a plurality of artificial satellites in the sky. is there.
  • GPS signals signals emitted from a plurality of artificial satellites in the sky. is there.
  • the speed of the vehicle at each time can be measured by installing the receiver in the vehicle and calculating the time difference of the position from the time-series data of the current position.
  • the lower the moving speed of the receiver the lower the detection accuracy of the time difference of the position. Therefore, when the moving speed of the receiver is low (for example, about 10 km / h or less), the speed can not be measured only with low accuracy by measurement based on only time difference of position. That is, it is not possible to accurately determine whether the vehicle has stopped or not from the speed measurement based on the simple time difference of the position.
  • Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a technique for determining that the vehicle is stopped on the condition that the velocity measured from the time difference of the position is equal to or less than the threshold higher than zero. There is. According to the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is determined that the vehicle has stopped more reliably when there is a possibility that the vehicle has stopped by setting the threshold value high enough. can do.
  • Patent Document 3 measures the direction of the velocity vector from the time difference of the position. Then, in the technique described in Patent Document 3, the vehicle stops on condition that the velocity measured from the time difference of the position is equal to or less than a predetermined value higher than zero and the change in the direction of the velocity vector is large. It is determined that This is based on the fact that the lower the speed of the vehicle, the lower the detection accuracy of the speed vector. According to the technology described in Patent Document 3, it is possible to reduce the possibility of determining that the vehicle is stopped even though the vehicle is not actually stopped.
  • the direction of the velocity vector may change significantly even though the vehicle is not stopped.
  • An object of the present invention is to provide a vehicle stop determination result providing method, a vehicle stop determination device, and a vehicle stop determination system, which can determine with high accuracy whether or not the vehicle has stopped from GPS information of the vehicle. It is.
  • the method for providing a vehicle stop determination result includes a step of acquiring a measured speed that is a speed of the vehicle obtained from GPS information of the vehicle, and a stop determination performed on the vehicle based on the measured speed.
  • the stop determination is a time of a speed from a first time when the measured speed falls below a predetermined value to a second time when the measured speed exceeds the predetermined value
  • the stop transition model showing the dynamic transition in the vehicle speed transition model in which the speed gradually increases from the first time point to the second time point, there is a section where the speed is less than or equal to zero In this case, it is determined that the vehicle has stopped in a period from the first time point to the second time point.
  • the vehicle stop determination device of the present disclosure is a vehicle stop determination device that determines whether or not the vehicle has stopped based on GPS information of the vehicle, and the measurement speed that is the speed of the vehicle obtained from the GPS information is predetermined
  • a low speed section extraction unit for extracting a low speed section which is a section from the position of the vehicle at a first time point below the value of d to the position of the vehicle at a second time point when the measured speed exceeds a predetermined value
  • a restriction condition being a section distance which is the length of the extracted low speed area and the time from the first time point to the second time point
  • the vehicle speed transition model generation unit that generates a vehicle speed transition model that indicates temporal transition of the speed that increases continuously until the second time point, and the generated vehicle speed transition model, the speed becomes less than or equal to zero Section exists Subject to bets, the vehicle has a stop determination unit determines that stopped in the low-speed section.
  • the vehicle stop determination system of the present disclosure is a vehicle stop determination system that determines whether or not the vehicle has stopped based on GPS information of the vehicle, wherein the vehicle stop determination system is a terminal device installed in the vehicle A server device processing information related to a traveling state of the vehicle, the terminal device receiving a GPS signal, and a GPS receiving unit acquiring GPS information of the vehicle from the received GPS signal; A travel data transmission unit that transmits travel data including the GPS information and the identification information of the vehicle to the server device, and the server device receives the travel data transmitted from the terminal device Driving data receiving unit, and measuring the velocity of the vehicle from the received traveling data, and obtaining the obtained velocity at a first time when the measured velocity falls below a predetermined value.
  • a low speed section extraction unit for extracting a low speed section, which is a section from the two positions to the position of the vehicle at a second time when the measured speed exceeds a predetermined value, and the length of the extracted low speed section Speed is continuously increased from the first time point to the second time point, with the interval distance being and the time from the first time point to the second time point as a constraint condition
  • a vehicle speed transition model generation unit for generating a vehicle speed transition model indicating temporal transition of speed, and the vehicle speed transition model generated on condition that there is a section where the speed is equal to or less than zero.
  • Block diagram showing an example of the configuration of the vehicle stop determination device according to Embodiment 1 of the present invention The figure which shows an example of the vehicle speed transition in the low speed area in this Embodiment 1.
  • a diagram showing an example of the shape of a vehicle speed transition model in the first embodiment A diagram showing an example of the state of the stop determination in the first embodiment
  • the flowchart which shows one example of operation of the vehicle stop decision device which relates to the form 1 of this execution The figure which shows the result of the experiment regarding the vehicle stop determination apparatus which concerns on this Embodiment 1.
  • Embodiment 1 of the present invention is an example of a specific mode of the vehicle stop determination device according to the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the vehicle stop determination device according to the present embodiment.
  • the vehicle stop determination device 100 is a device that determines whether or not the vehicle has stopped based on GPS information of the vehicle.
  • the vehicle stop determination device 100 is, for example, an on board unit (OBU) mounted on a vehicle, or an information terminal carried by a passenger of the vehicle.
  • OBU on board unit
  • the vehicle by which the vehicle stop determination apparatus 100 is mounted is only hereafter called a "vehicle.”
  • the vehicle stop determination device 100 includes a GPS reception unit 110, a low speed section extraction unit 120, a vehicle speed transition model generation unit 130, a stop determination unit 140, and a determination result output unit 150.
  • the GPS receiving unit 110 receives GPS signals transmitted from a plurality of satellites in the sky using a GPS antenna. Then, based on the received GPS signal, the GPS receiving unit 110 acquires the GPS signal reception time, the position of the vehicle at the time of GPS signal reception, and the speed of the vehicle at the time of GPS signal reception as GPS information.
  • the reception time of the GPS signal is represented, for example, by the GPS reference time or Japan Standard Time converted from the GPS reference time.
  • the position of the vehicle is represented, for example, by latitude and longitude. Then, the GPS receiving unit 110 outputs the acquired GPS information to the low speed section extraction unit 120.
  • the speed may be acquired, for example, by dividing the difference between two positions by the difference between two times corresponding to the two positions.
  • acquisition of velocity may be performed, for example, by utilizing wavelength variation of a carrier wave from a GPS signal (Doppler effect).
  • the speed of the vehicle (included in the GPS information) obtained from the GPS information is referred to as “measurement speed”.
  • the low speed section extraction unit 120 extracts the low speed section based on the GPS information input from the GPS reception section 110. Then, the low speed section extraction unit 120 acquires the section distance and the required time of the extracted low speed section, and outputs the acquired section distance and the required time to the vehicle speed transition model generation unit 130.
  • the low speed section is a section from the position of the vehicle when the measured speed is lower than a predetermined value to the position of the vehicle when the measured speed exceeds the predetermined value.
  • the section distance is the length of the low speed section.
  • the required time is the time required for the vehicle to pass through the low speed section.
  • the value of the measurement speed exceeding the predetermined value is transitioned to a value less than the predetermined value across the predetermined value.
  • the measurement speed falls below a predetermined value, it may indicate when the measurement speed changes from a value equal to or higher than the predetermined value to a value smaller than the predetermined value across the predetermined value.
  • the time when the measurement speed falls below a predetermined value is referred to as the “first time point”, and the point at which the vehicle is located at the first time point is referred to as the “first point”.
  • the measurement speed exceeds the predetermined value
  • it is when the measurement speed changes from a value less than the predetermined value to a value exceeding the predetermined value across the predetermined value.
  • the measurement speed exceeds the predetermined value, it may indicate a transition from a value less than the predetermined value to a value greater than or equal to the predetermined value across the predetermined value.
  • the time when the measured speed exceeds the predetermined value is referred to as "second time”
  • the point where the vehicle is located at the second time is referred to as "second point”.
  • the required time corresponds to the period from the first time to the second time.
  • the low speed section is one continuous section. That is, the low speed section is a section in which the time when the measurement speed first exceeds the predetermined value is the end point when the measurement speed is lower than the predetermined value as the start point.
  • the predetermined value corresponding to the first point in time defining the low speed section is the same as the predetermined value corresponding to the second point in time.
  • the predetermined value is desirably the minimum value of the velocity values at which sufficient positioning accuracy can be obtained in GPS, for example, 10 km / h.
  • the vehicle speed transition model generation unit 130 generates a vehicle speed transition model, using the section distance of the low speed section and the required time input from the low speed section extraction unit 120 as a constraint condition.
  • the vehicle speed transition model is a model that indicates a temporal transition of the velocity such that the velocity continuously decreases from a predetermined value and then increases to a predetermined value. Then, the vehicle speed transition model generation unit 130 outputs the generated vehicle speed transition model to the stop determination unit 140.
  • the vehicle speed transition model is a model that has a shape that is convex in the direction of negative velocity and changes continuously in the time axis direction in a two-dimensional space consisting of a time axis and a speed axis. I assume.
  • the stop determination unit 140 determines that the vehicle has stopped in the low speed section, on the condition that there is a section where the speed is equal to or less than zero in the vehicle speed transition model input from the vehicle speed transition model generation section 130. Then, the stop determination unit 140 outputs the determination result to the determination result output unit 150.
  • the determination result output unit 150 outputs the determination result to the outside of the vehicle stop determination device 100.
  • the outside of the vehicle stop determination device 100 means a recording medium such as a non-volatile memory or a magnetic recording memory mounted on the vehicle stop determination device 100, a display device such as a liquid crystal display connected to the vehicle stop determination device 100, It includes the other party of wireless communication such as the server of the traffic management center. That is, the output of the determination result output unit 150 includes transmission by wired data communication or wireless data communication, electric signal transmission by substrate wiring or the like, and writing to the storage device or storage medium.
  • the vehicle stop determination device 100 for example, a CPU (central processing unit), a storage medium such as a ROM (read only memory) storing a control program, and a working memory such as a RAM (random access memory) Etc.
  • a CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • a working memory such as a RAM (random access memory) Etc.
  • the functions of the above-described units are realized by the CPU executing a control program.
  • Such a vehicle stop determination device 100 can generate a vehicle speed transition model, and can determine whether the vehicle has stopped in the low speed section based on the generated vehicle speed transition model.
  • stop determination the determination as to whether or not the vehicle has stopped in the low speed section is referred to as “stop determination”.
  • FIG. 2 is a view showing an example of the temporal transition of the speed of the vehicle in the low speed section.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents velocity.
  • the portion below the horizontal axis corresponds to the region of negative velocity.
  • the speed of the vehicle is the threshold speed Vth.
  • the temporal transition of the speed of the vehicle (hereinafter referred to as "vehicle speed transition") 210 Has a high probability of including the deceleration section 211, the constant velocity section 212, and the acceleration section 213 once in this order. That is, the shape of the vehicle speed transition 210 in the low speed section 200 approximates a shape 214 that is convex downward.
  • the decelerating section 211 is a section in which the vehicle speed is continuously decreased mainly by the brake operation.
  • the constant velocity section 212 is a section in which the vehicle speed is kept substantially constant mainly by inertia.
  • the acceleration section 213 is a section in which the vehicle speed is continuously increased mainly by an accelerator operation or a creep phenomenon.
  • the speed change at each time generally changes gradually on the time axis, and as a whole Is again close to the downwardly convex shape 214 as shown in FIG.
  • a shape that decreases continuously and then increases continuously is referred to as “a downward convex shape”.
  • the time integral S (the area shown by hatching) of the vehicle speed transition 210 corresponds to the road where the vehicle has moved to the low speed section 200.
  • the path is an integrated value of the distance traveled by the vehicle.
  • the route is a length including the round trip distance of the section when the vehicle retreats the road halfway and advances again.
  • the road usually corresponds to a section distance which is a distance traveled by the vehicle to the low speed section 200.
  • the distance is a length not including the reciprocation distance of the section when the vehicle moves backward while advancing the road halfway, and is a length approximate to the length of the road on which the vehicle traveled. is there.
  • the time integral S of the vehicle speed transition 210 matches the section distance of the low speed section 200 (hereinafter, the symbol L is used).
  • the actual traveling condition of the vehicle in the low speed section 200 approximates the downwardly convex shape 214 with the threshold speed Vth as the start point and the end point in the required time (hereinafter, using the symbol T).
  • the characteristic is that the vehicle speed transition 210 is indicated such that the integral S matches the segment distance L.
  • FIG. 3 is a view showing an example of the shape of the vehicle speed transition model, which corresponds to FIG.
  • the vehicle speed transition model generation unit 130 generates a vehicle speed transition model 220 of a quadratic function shape in which the velocity is convex in the negative velocity direction from the threshold velocity Vth, using the section distance L of the low speed segment and the required time T as a constraint condition. Do.
  • the pseudo-interpolation function f (t) which is a function indicating the shape of the vehicle speed transition model 220, is a quadratic function shape, and is represented by the following equation (1).
  • parameters a, b, c of the pseudo interpolation function f (t) are obtained from the above-mentioned conditions of the low speed section and the constraint conditions.
  • the above-mentioned constraint condition is represented, for example, by the following equation (2).
  • V 0 and V 1 are the predetermined values corresponding to the first time point and the predetermined values corresponding to the second time point, and are equal to Vth in the present embodiment.
  • the parameter c is not used in the subsequent processing. For this reason, the vehicle speed transition model generation unit 130 does not necessarily have to obtain the parameter c.
  • the vehicle speed transition model 220 of the pseudo interpolation function f (t) calculated in this manner has the local minimum value Vmin of the speed less than or equal to zero, as shown in FIG. It can be
  • the local minimum value Vmin is a concept including a local minimum value in the pseudo interpolation function f (t), that is, the minimum value in the vicinity of a certain point.
  • the pseudo interpolation function f (t) is a quadratic function, the minimum value of the entire pseudo interpolation function f (t) is inevitably included in the minimum value Vmin.
  • the local minimum value Vmin of the speed is thus equal to or less than zero when the section distance L is smaller than the required time T.
  • the vehicle speed transition model 220 is generated so that the time integral of the velocity (hereinafter, using the symbol S ′) matches the segment distance L. That is, when the section distance L is small, the time integral Sp (area indicated by vertical hatching) of the speed in the section 221 where the speed is positive is the time integration Sm of the speed in the section where the speed is negative (hereinafter referred to as "minus section") 222 This is because the constraint condition is not satisfied unless subtraction is performed by (a region indicated by horizontal hatching).
  • the vehicle speed transition model 220 has a downward convex shape with the threshold speed Vth as the start point and the end point in the required time T, and the shape such that the time integration S ′ matches the section distance L Have.
  • the vehicle speed transition model 220 has a characteristic that when the section distance L is smaller than the required time T, the local minimum value Vmin of the speed can be equal to or less than zero.
  • the actual traveling state of the vehicle in the low speed section 200 and the vehicle speed transition model have a downward convex shape with the threshold speed Vth as the start point and the end point as described above, and the time integration is at the section distance L It has the common property of matching. Therefore, the vehicle speed transition model accurately reflects the traveling state of the vehicle which is not stopped at least in the low speed section.
  • the shape of the vehicle speed transition 223 in the low speed section has a flat bottom, which is different from the vehicle speed transition model 220.
  • the vehicle speed transition model 220 is generated such that its time integral S 'coincides with the time integral A + B of the speed of the vehicle speed transition 223 of the vehicle stopped in the low speed section. Therefore, the vehicle speed transition model 220 is generated such that the time integral Sm of the minus interval 222 cancels out the portions P and Q exceeding the time integral A + B in the time integral S 'of the vehicle speed transition model 220. Therefore, the presence of the negative interval 222 indicates that the above constraint can not be satisfied without this offset.
  • the presence of the minus section 222 indicates that the vehicle speed transition 223 has a flat bottom, that is, that the vehicle has stopped in the low speed section.
  • the vehicle speed transition model does not have the minus section 222 because the vehicle speed transition model accurately reflects the traveling state.
  • the absence of the minus section 222 indicates that the vehicle is not stopped at the low speed section.
  • the vehicle stop determination device 100 can perform the stop determination with high accuracy by using the determination condition whether there is a section in which the speed is equal to or less than zero in the vehicle speed transition model.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the state of the stop determination using the vehicle speed transition model.
  • FIG. 4A shows a vehicle speed transition model when the vehicle is not stopped in the low speed zone.
  • FIG. 4B shows a vehicle speed transition model when the vehicle stops in the low speed section.
  • the threshold speed Vth and the required time T are the same between the vehicle speed transition model 231 when the vehicle is not stopped in the low speed zone and the vehicle speed transition model 232 when the vehicle is stopped in the low speed zone Even if, the degree to which it protrudes below differs.
  • the section distance L is longer than in the case where the vehicle stops in the low speed section, even if the required time T is the same.
  • the time integral Sp of positive velocity is sufficiently large. Then, along with that, the protrusion amount of the vehicle speed transition model 232, that is, the difference between the threshold velocity Vth and the minimum value E becomes small.
  • the section distance L is usually shorter than the case where the vehicle does not stop in the low speed section even if the required time T is the same.
  • the time integral Sp of the positive velocity decreases.
  • the protrusion amount of the vehicle speed transition model 232 becomes large, and the time integral Sm of the negative velocity is present.
  • the vehicle speed transition model generation unit 130 generates the above-described pseudo interpolation function f (t), and outputs the generated pseudo interpolation function f (t) to the stop determination unit 140 as a vehicle speed transition model.
  • the stop determination unit 140 determines whether the local minimum value E of the velocity in the pseudo interpolation function f (t) is equal to or less than zero. Then, the stop determination unit 140 determines that the vehicle has stopped in the low speed section when the local minimum value E is equal to or less than zero as in the vehicle speed transition model 232 shown in FIG. 4B.
  • the stop determination unit 140 calculates the extremum value of the pseudo interpolation function f (t) using, for example, the following equation (6), and compares the calculation result with zero.
  • the stop determination unit 140 assumes that the vehicle is not stopped in the low speed section when the local minimum value E of the speed in the pseudo interpolation function f (t) is not zero or less. It may be determined.
  • the vehicle stop determination device 100 does not necessarily have to calculate the pseudo interpolation function f (t), and for example, calculates the extremum of the pseudo interpolation function f (t) using Equation (6). You may however, the parameters a, b and c of the pseudo interpolation function f (t) need to be calculated, and this parameter calculation corresponds to the generation of a vehicle speed transition model.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the vehicle stop determination device 100.
  • the vehicle stop determination device 100 performs the operation described below, for example, every time there is an instruction to perform the stop determination. Also, it is assumed that the GPS receiving unit 110 continuously receives GPS signals and acquires GPS information.
  • the low speed section extraction unit 120 acquires the measurement speed from the GPS information obtained by the GPS reception unit 110 (step S1010), and determines whether the first point extraction condition is satisfied. The process is repeated until the condition is satisfied (step S1020: NO).
  • the first point extraction condition is a condition that the measurement speed is lower than the threshold speed Vth.
  • the low speed section extraction unit 120 for example, does the condition that the measurement speed input one before exceeds the threshold speed Vth and the measurement speed input most recently be equal to or less than the threshold speed Vth?
  • the determination process of step S1020 is performed by determining whether it is not.
  • step S1020 When the first point extraction condition is satisfied (step S1020: YES), the low speed section extraction unit 120 proceeds with the process to step S1030. Also, at this time, the low speed section extraction unit 120 records the time when the first point extraction condition is satisfied and the position of the vehicle as a first time point and a first point.
  • the low speed section extraction unit 120 acquires the measurement speed from the GPS information obtained by the GPS reception unit 110 (step S1030), and determines whether the second point extraction condition is satisfied or not. Repeat until it is satisfied (step S1040: NO).
  • the second point extraction condition is a condition that the measurement speed exceeds the threshold speed Vth.
  • the low speed section extraction unit 120 satisfies the condition that the measurement speed input one before is equal to or less than the threshold speed Vth and the measurement speed input most recently exceeds the threshold speed Vth.
  • the determination process of step S1040 is performed by determining whether or not it is.
  • step S1040 When the second point extraction condition is satisfied (step S1040: YES), the low speed section extraction unit 120 proceeds with the process to step S1050. Further, at this time, the low speed section extraction unit 120 records the time when the second point extraction condition is satisfied and the position of the vehicle as a second time point and a second point.
  • the low speed section extraction unit 120 acquires the distance between the first point and the second point as the section distance L of the low speed section. Further, at this time, the low speed section extraction unit 120 acquires the difference between the first time point and the second time point as the required time T of the low speed section.
  • the acquisition of the section distance L of the low speed section may be performed based on the position of the vehicle acquired a plurality of times from the first time point to the second time point, for example, or is performed based on the map data. May be Also, if the distance between the first point and the second point is very short, or if there is only a straight road, then simply the linear distance between the first point and the second point, The section distance L may be used.
  • the vehicle speed transition model generation unit 130 performs predetermined functions (in the present embodiment, the threshold speed Vth, which is the speed of the first point and the second point, and the acquired required time T and section distance L). , And substitute the parameters of the quadratic function), and perform pseudo interpolation (step S1060). That is, the vehicle speed transition model generation unit 130 generates a pseudo interpolation function f (t) indicating the shape of the vehicle speed transition model, using the above-mentioned equations (1) to (5).
  • predetermined functions in the present embodiment, the threshold speed Vth, which is the speed of the first point and the second point, and the acquired required time T and section distance L.
  • the stop determination unit 140 determines whether or not there is a section in which the speed is equal to or less than zero in the vehicle speed transition model as a result of the pseudo interpolation (step S1070). That is, the stop determination unit 140 determines whether the extreme value of the pseudo interpolation function f (t) is less than or equal to zero.
  • the stop determination section 140 determines that the vehicle has stopped somewhere in the low speed section (step S1080). Then, the determination result output unit 150 outputs the determination result (step S1090).
  • the stop determination unit 140 ends the process as it is.
  • a vehicle speed transition model can be generated, and a highly accurate stop determination can be performed based on the generated vehicle speed transition model.
  • a skilled driver or a cargo vehicle driver often performs a driving operation that avoids a rapid speed change near zero speed in order to reduce the burden on passengers and cargo.
  • the vehicle speed transition in the low speed section of the vehicle becomes close to the shape of a quartic function.
  • the vehicle speed transition in the low speed section of the vehicle becomes closer to the shape of a higher order function.
  • the higher-order function there is a property that the speed change is rapid at a point away from the minimum value. For this reason, it is desirable to set the vehicle speed transition model in an order that matches the actual movement of the vehicle.
  • a driver who is not good at fine acceleration / deceleration operation or a driver who is traveling a long distance may perform a driving operation such that the acceleration becomes almost constant.
  • a driving operation such that the acceleration becomes almost constant.
  • the vehicle speed transition in the low speed section of the vehicle becomes close to the shape of a V-shaped linear function.
  • an unskilled driver or a driver who prefers a sudden stop and a sudden start often performs a driving operation accompanied by a rapid speed change.
  • a driving operation the vehicle speed transition in the low speed section of the vehicle rapidly rises near zero speed and becomes gradually gentler, for example, closer to the shape of sin (t) which is a kind of trigonometric function.
  • the shape of the quadratic function described above is an intermediate shape between the shape of the quartic function and the shape of the linear function.
  • the vehicle speed transition model of the most appropriate shape may be used according to the characteristics of the target of the stop determination (the characteristics of the driver, the characteristics of the vehicle, the condition of the vehicle, and external conditions such as whether or not you are in a hurry). desirable.
  • the vehicle stop determination device 100 may select one of the plurality of functions to perform the stop determination according to the characteristic of the stop determination target. In addition, the vehicle stop determination device 100 may perform the temporary stop determination using each of the plurality of functions, and may make the final stop determination based on the obtained plurality of temporary determination results.
  • a vehicle speed transition model having a shape that most closely approximates the average vehicle speed transition.
  • the inventor conducted an experiment to compare the accuracy of the stop determination using various vehicle speed transition models.
  • the actual vehicle travel GPS log is time-series data of GPS information added with correct data obtained by visually judging whether or not the vehicle actually stopped.
  • the present inventor has performed the conventional stop determination, the determination of the stop of the linear function, the determination of the stop of the quadratic function, and the determination of the stop of the quartic function on the real vehicle travel GPS log.
  • the conventional stop determination is the stop determination based on a method simulating the prior art, and specifically, it is a method of determining that the vehicle has stopped for 60% to 100% of the low speed section.
  • the stop determination of the linear function is the stop determination based on the vehicle speed transition model of the V-shaped linear function.
  • the stop determination of the quadratic function is the stop determination based on the vehicle speed transition model of the quadratic function.
  • the stop determination of the quartic function is the stop determination based on the vehicle speed transition model of the quartic function.
  • the V-shaped linear function has a symmetrical shape in which the convex point is located at the center of the low speed section, it may be asymmetrical.
  • the determination result does not change regardless of the position of the convex point in the low speed section.
  • the “number of detections” is the number of low speed sections determined to have stopped the vehicle in the low speed section.
  • the “detection leak number” is the number of low speed sections in which the vehicle has not been determined to have stopped, among the low speed sections in which the vehicle has actually stopped.
  • the number of erroneous detections is the number of low speed sections determined to have stopped the vehicle among the low speed sections where the vehicle is not actually stopped.
  • FIG. 6 is a diagram showing the results of such an experiment.
  • the detection number is 117, the detection leak number is 0 to 7, and the false detection number is 55 to 91.
  • the experimental result 242 of the determination of the stop of the linear function is 27 for detection number, 2 for detection omission number, and 3 for false detection number.
  • the detection number is 27, the detection leak number is 3, and the false detection number is 6, and the experiment result 244 of the stop determination of the quartic function is 21, the detection number The number of leaks was 9, and the number of false detections was 4.
  • the number of detections is overwhelmingly close to 26 as the correct answer compared to the conventional stop determination. The result was that the number of false positives was significantly reduced.
  • FIG. 7 and FIG. 8 examples of actual speed data and a vehicle speed transition model obtained from the actual vehicle travel GPS log are shown in FIG. 7 and FIG. 8 for reference.
  • the horizontal axis shows time
  • the vertical axis shows velocity.
  • FIG. 7A is actual speed data of a low speed section in which the vehicle stopped.
  • FIGS. 7B to 7D respectively show a linear function vehicle speed transition model, a two function vehicle speed transition model, and a four function vehicle speed transition model, which are generated based on the measurement data of FIG. 7A. Every vehicle speed transition model has a section where the speed is negative.
  • FIG. 8A is actual speed data of a low speed section in which the vehicle is not stopped.
  • FIGS. 8B to 8D are a vehicle speed transition model of a linear function, a vehicle speed transition model of a two function, and a vehicle speed transition model of a quartic function, which are sequentially generated based on the measured data of FIG. 8A.
  • Neither vehicle speed transition model has a section where the speed is negative.
  • the presence or absence of the section in which the speed is equal to or less than zero in the vehicle speed transition model reflects the presence or absence of the stop of the vehicle in the low speed section.
  • the vehicle stop determination apparatus 100 extracts the low speed section from the GPS information of the vehicle and sets the section distance of the low speed section and the required time as a constraint condition. Generate a model.
  • the vehicle stop determination device 100 according to the present embodiment can generate a vehicle speed transition model in which there is a section in which the speed is less than or equal to zero only when the vehicle is stopped in the low speed section.
  • the vehicle stop determination device 100 determines that the vehicle has stopped in the low speed section, on the condition that there is a section in which the speed is equal to or less than zero in the generated vehicle speed transition model.
  • the vehicle stop determination device 100 can determine with high accuracy whether or not the vehicle has stopped based on the GPS information of the vehicle.
  • the vehicle stop determination device 100 can determine with high accuracy whether or not the vehicle has stopped, such a secondary issue can be solved.
  • the vehicle speed transition model generation unit 130 may generate the vehicle speed transition model by further using the acceleration as a constraint condition.
  • the vehicle speed transition model generation unit 130 generates, from the measured speed, a first acceleration which is an acceleration of the vehicle corresponding to the first time and a second acceleration which is the acceleration of the vehicle corresponding to the second time. Get acceleration and Then, the vehicle speed transition model generation unit 130 generates a vehicle speed transition model, using the acquired first acceleration and second acceleration as restraint conditions.
  • the vehicle speed transition model generation unit 130 obtains a maximum of three parameters, and the remaining two use predetermined values. .
  • the remaining two parameters can also be determined.
  • the stop determination unit 140 may perform the stop determination by a method in consideration of the overall measurement error of the GPS and the like. For example, the stop determination unit 140 may determine that the speed is equal to or less than zero on condition that the value is equal to or less than zero plus a positive correction value or a negative correction value. In addition, the stop determination unit 140 may determine that the speed is equal to or less than zero on condition that the section in which the speed is equal to or less than zero exceeds a predetermined length.
  • the predetermined value corresponding to the first time point may be different from the predetermined value corresponding to the second time point. For example, when the speed sharply decreases during deceleration, immediately after the vehicle speed falls below the threshold speed Vth, it falls to an extremely low speed region where speed measurement is difficult, and the detection accuracy of the vehicle speed decreases. Can occur. For example, by setting the value corresponding to the first time point to 15 km / h and the value corresponding to the second time point to 10 km / h, such a phenomenon can be avoided and reduced.
  • the vehicle speed transition model generation unit 130 may use, as the shape of the vehicle speed transition model, the shape of an n-order function using an arbitrary positive number n, which is a shape convex in the direction of negative speed.
  • the second embodiment of the present invention is an example of a specific aspect of the vehicle stop determination system according to the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an example of a configuration of a vehicle stop determination system according to the present embodiment, which corresponds to FIG. 1 of the first embodiment.
  • the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the vehicle stop determination system 300 includes a terminal device 400 and a server device 500.
  • the terminal device 400 is, for example, an OBU mounted on a vehicle or an information terminal carried by a passenger of the vehicle.
  • the server device 500 is, for example, an information collection server of a road traffic management center.
  • the terminal device 400 and the server device 500 are connected via a communication network 600 including a wireless data communication line.
  • the terminal device 400 has a GPS reception unit 110 and a traveling data transmission unit 410.
  • the server device 500 further includes a traveling data receiving unit 510, a low speed section extracting unit 120, a vehicle speed transition model generating unit 130, a stop determination unit 140, and a determination result output unit 150.
  • the traveling data transmission unit 410 acquires GPS information received by the GPS reception unit 110. Then, the traveling data transmission unit 410 transmits, to the server device 500, traveling data including the acquired GPS information and identification information of a vehicle (hereinafter, simply referred to as "vehicle") on which the terminal device 400 is mounted.
  • vehicle a vehicle
  • the traveling data receiving unit 510 receives the traveling data transmitted from the terminal device, and outputs the received traveling data to the low speed section extraction unit 120.
  • Each part of server device 500 performs the process of the stop determination described in the first embodiment for each vehicle based on the identification information included in the traveling data. Further, FIG. 9 shows a state in which one terminal device 400 is connected to the server device 500, but in actuality, a plurality of terminal devices 400 may be connected to the server device 500 simultaneously or at different times. Connect with Then, the server device 500 performs the stop determination described in the first embodiment for a large number of low speed sections.
  • Such a vehicle stop determination system 300 can collect GPS information from a plurality of vehicles, and perform extraction and stop determination of a low speed section for each vehicle. In addition, the vehicle stop determination system 300 can grasp, record, and use the operation status and the traffic status of the vehicle comprehensively and comprehensively from the result of the stop determination performed in this manner.
  • the terminal device 400 may sequentially transmit the acquired GPS information to the server device 500, or may store the acquired GPS information in a recording medium and collectively transmit the stored GPS information to the server device 500.
  • the vehicle stop determination system 300 may arrange a device for relaying transmission of GPS information between the terminal device 400 and the server device 500.
  • collection of GPS information from a plurality of vehicles may be performed via a wired data communication line, or may be performed by recording on a recording medium and movement of the recording medium.
  • the vehicle stop determination system 300 may obtain the measured speed obtained from the GPS information of the vehicle, and after performing the stop determination based on the measured speed, may provide the result of the stop determination to the vehicle. .
  • the determination result output unit 150 of the server device 500 needs to transmit the determination result to the terminal device 400 by wireless communication or the like.
  • the terminal device 400 needs to include a receiving unit that receives the stop determination result sent from the server device 500.
  • the method for providing a vehicle stop determination result includes a step of acquiring a measured speed that is a speed of the vehicle obtained from GPS information of the vehicle, and a stop determination performed on the vehicle based on the measured speed.
  • the stop determination is a time of a speed from a first time when the measured speed falls below a predetermined value to a second time when the measured speed exceeds the predetermined value
  • the stop transition model showing the dynamic transition in the vehicle speed transition model in which the speed gradually increases from the first time point to the second time point, there is a section where the speed is less than or equal to zero In this case, it is determined that the vehicle has stopped in a period from the first time point to the second time point.
  • the predetermined value may be the same value at the first time point and the second time point.
  • the predetermined value may be a different value at the first time point and the second time point.
  • the vehicle stop determination device of the present disclosure is a vehicle stop determination device that determines whether or not the vehicle has stopped based on GPS information of the vehicle, and the measurement speed that is the speed of the vehicle obtained from the GPS information is predetermined
  • a low speed section extraction unit for extracting a low speed section which is a section from the position of the vehicle at a first time point below the value of d to the position of the vehicle at a second time point when the measured speed exceeds a predetermined value
  • a restriction condition being a section distance which is the length of the extracted low speed area and the time from the first time point to the second time point
  • the vehicle speed transition model generation unit that generates a vehicle speed transition model that indicates temporal transition of the speed that increases continuously until the second time point, and the generated vehicle speed transition model, the speed becomes less than or equal to zero Section exists Subject to bets, the vehicle has a stop determination unit determines that stopped in the low-speed section.
  • the vehicle speed transition model has a shape that is convex in the direction of negative velocity and changes continuously in the time axis direction in a two-dimensional space consisting of the time axis and the speed axis.
  • the shape of the vehicle speed transition model may be a shape of a V-shaped linear function.
  • the shape of the vehicle speed transition model may be a shape of a quadratic function or a quartic function.
  • the vehicle speed transition model generation unit generates, as the vehicle speed transition model, a pseudo interpolation function that is a function indicating the shape of the vehicle speed transition model in the two-dimensional space, and the stop determination unit. Determines whether the local minimum value of the speed in the generated pseudo interpolation function is less than or equal to zero, and it is determined that the vehicle has stopped in the low speed section on the condition that the local minimum value is less than or equal to zero You may
  • the stop determination unit may determine that the vehicle is not stopped in the low speed section on the condition that the local minimum value exceeds zero.
  • the vehicle speed transition model generation unit corresponds to a first acceleration, which is an acceleration of the vehicle corresponding to the first time, from the measured speed, and the second time.
  • a second acceleration which is an acceleration of the vehicle, may be acquired, and the vehicle speed transition model may be generated using the acquired first acceleration and the acquired second acceleration as restraint conditions.
  • the predetermined value corresponding to the first time point is the same as the predetermined value corresponding to the second time point, and sufficient positioning accuracy is obtained in the GPS. It may be the minimum value of the values of the velocity.
  • the vehicle stop determination system of the present disclosure is a vehicle stop determination system that determines whether or not the vehicle has stopped based on GPS information of the vehicle, wherein the vehicle stop determination system is a terminal device installed in the vehicle A server device processing information related to a traveling state of the vehicle, the terminal device receiving a GPS signal, and a GPS receiving unit acquiring GPS information of the vehicle from the received GPS signal; A travel data transmission unit that transmits travel data including the GPS information and the identification information of the vehicle to the server device, and the server device receives the travel data transmitted from the terminal device Driving data receiving unit, and measuring the velocity of the vehicle from the received traveling data, and obtaining the obtained velocity at a first time when the measured velocity falls below a predetermined value.
  • a low speed section extraction unit for extracting a low speed section, which is a section from the two positions to the position of the vehicle at a second time when the measured speed exceeds a predetermined value, and the length of the extracted low speed section Speed is continuously increased from the first time point to the second time point, with the interval distance being and the time from the first time point to the second time point as a constraint condition
  • a vehicle speed transition model generation unit for generating a vehicle speed transition model indicating temporal transition of speed, and the vehicle speed transition model generated on condition that there is a section where the speed is equal to or less than zero.
  • the present invention is useful as a vehicle stop determination result providing method, a vehicle stop determination device, and a vehicle stop determination system that can determine with high accuracy whether or not the vehicle has stopped based on GPS information of the vehicle. More specifically, the present invention has a function of effectively performing vehicle stop determination using GPS, and is useful for travel history analysis, traffic condition analysis, and the like. The present invention can also be applied to measurement of the effect of idling time and idling location of the vehicle on the environment such as emission of global warming gas, and application for supporting environmental load reduction.
  • Reference Signs List 100 vehicle stop determination device 110 GPS receiver 120 low speed section extraction unit 130 vehicle speed transition model generation unit 140 stop determination unit 150 determination result output unit 160 main component unit 300 vehicle stop determination system 400 terminal device 410 travel data transmission unit 500 server device 510 Driving data receiver 600 communication network

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Abstract

　車両のＧＰＳ情報から、車両が停止したか否かを高い精度で判定する車両停止判定装置。車両停止判定装置（１００）は、車両のＧＰＳ情報から得られる車両の速度である計測速度が所定の値を下回った第１の時点の車両の位置から、計測速度が所定の値を上回った第２の時点の車両の位置までの区間である、低速区間を抽出する低速区間抽出部（１２０）と、抽出された低速区間の長さである区間距離と、第１の時点から第２の時点までの時間と、を拘束条件として、速度が、第１の時点から減少した後に第２の時点まで連続的に増加するような速度の時間的推移を示す、車速推移モデルを生成する車速推移モデル生成部（１３０）と、生成された車速推移モデルにおいて、速度がゼロ以下となる区間が存在することを条件として、車両は低速区間において停止したと判定する停止判定部（１４０）と、を有する。

Description

車両停止判定結果提供方法、車両停止判定装置、および車両停止判定システム
　本発明は、車両が停止したか否かを車両のＧＰＳ情報から判定する、車両停止判定結果提供方法、車両停止判定装置、および車両停止判定システムに関する。
　道路交通状態の分析や、車両毎の走行状態の分析等において、車両が停止したか否かが重要な要素となることがある。近年、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）を利用して、この判定を行うことが実用化されている。
　ＧＰＳとは、上空にある複数個の人工衛星から発せられる信号（以下「ＧＰＳ信号」という）に基づいて、ＧＰＳ信号を受信した受信機の現在位置を特定する（つまり、測位する）測位システムである。かかる受信機を車両に設置し、現在位置の時系列データから、位置の時間差分を算出すること等により、各時刻における車両の速度を計測することができる。
　ところが、ＧＰＳの原理上、受信機の移動速度が低くなればなるほど、位置の時間差分の検出精度は低下する。したがって、受信機の移動速度が低い場合（例えば、約１０ｋｍ／ｈ以下の場合）、単なる位置の時間差分による計測では、低い精度でしか速度を計測することができない。すなわち、単なる位置の時間差分による速度計測からは、車両が停止したか否かを精度良く判定することができない。
　そこで、位置の時間差分から計測された速度が、ゼロよりも高い閾値以下であることを条件として、車両が停止していると判定する技術が、例えば、特許文献１および特許文献２に記載されている。特許文献１および特許文献２に記載の技術によれば、閾値を十分に高く設定しておくことにより、車両が停止している可能性がある場合に、より確実に、車両が停止したと判定することができる。
　ところが、特許文献１および特許文献２に記載の技術では、実際には停止していないにも関わらず、車両が停止していると判定するおそれがある。一方で、このような誤判定を防ぐために閾値を低く設定すると、速度が閾値以下であるか否かの判定の精度が低下する。この場合、実際には停止していないにも関わらず、車両が停止していると判定する可能性がかえって高くなったり、更に、実際には停止しているにも関わらず、車両が停止していないと判定する可能性も高くなってくる。
　そこで、更に別の条件を用いて、車両が停止しているか否かを判定する技術が、例えば、特許文献３に記載されている。特許文献３に記載の技術は、位置の時間差分から速度ベクトルの方向を計測する。そして、特許文献３に記載の技術は、位置の時間差分から計測された速度がゼロよりも高い所定の値以下であり、かつ、速度ベクトルの方向の変化が大きいことを条件として、車両が停止していると判定する。これは、車両の速度が低くなればなるほど、速度ベクトルの検出精度も低下することに基づいている。特許文献３に記載の技術によれば、実際には停止していないにも関わらず、車両が停止していると判定する可能性を、低減することができる。
特開平８－２０１０７０号公報 特開平１１－２５８３２４号公報 特開２００９－２６４８５３号公報
　しかしながら、ＧＰＳ情報の受信状況によっては、車両が停止していないにも関わらず速度ベクトルの方向が大きく変化する場合がある。
　理由は、以下の通りである。例えば、周囲に電波を反射する構造物が存在する場合、車両の速度が十分に高くないと、構造物による反射波の影響を連続して受けることになる。そして、これにより、測位結果に誤差、ばらつきが生じる。すなわち、車両の速度が低い場合は、車両自体の移動による速度ベクトルよりも前記の誤差、ばらつきによる速度ベクトルの影響が強く作用してしまう場合がある。したがって、特許文献３に記載の技術であっても、やはり、実際には停止していないにも関わらず、車両が停止していると判定するおそれがある。
　本発明の目的は、車両のＧＰＳ情報から、車両が停止したか否かを高い精度で判定することができる、車両停止判定結果提供方法、車両停止判定装置、および車両停止判定システムを提供することである。
　本開示の車両停止判定結果提供方法は、車両のＧＰＳ情報から得られる前記車両の速度である計測速度を取得するステップと、前記車両に対して、前記計測速度に基づいて行われた停止判定の結果を提供するステップと、を含み、前記停止判定は、前記計測速度が所定の値を下回った第１の時点から、前記計測速度が所定の値を上回った第２の時点までの速度の時間的推移を示す車速推移モデルのうち、前記速度が、前記第１の時点から減少した後に前記第２の時点まで連続的に増加する車速推移モデルにおいて、前記速度がゼロ以下となる区間が存在する場合に、前記第１の時点から前記第２の時点までの期間に前記車両が停止したと判定するものである。
　本開示の車両停止判定装置は、車両のＧＰＳ情報から、当該車両が停止したか否かを判定する車両停止判定装置であって、前記ＧＰＳ情報から得られる前記車両の速度である計測速度が所定の値を下回った第１の時点の前記車両の位置から、前記計測速度が所定の値を上回った第２の時点の前記車両の位置までの区間である、低速区間を抽出する低速区間抽出部と、抽出された前記低速区間の長さである区間距離と、前記第１の時点から前記第２の時点までの時間と、を拘束条件として、速度が、前記第１の時点から減少した後に前記第２の時点まで連続的に増加するような速度の時間的推移を示す、車速推移モデルを生成する車速推移モデル生成部と、生成された前記車速推移モデルにおいて、前記速度がゼロ以下となる区間が存在することを条件として、前記車両は前記低速区間において停止したと判定する停止判定部と、を有する。
　本開示の車両停止判定システムは、車両のＧＰＳ情報から、当該車両が停止したか否かを判定する車両停止判定システムであって、前記車両停止判定システムは、前記車両に設置された端末装置と、前記車両の走行状態に関する情報を処理するサーバ装置と、を有し、前記端末装置は、ＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号から前記車両のＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ受信部と、取得された前記ＧＰＳ情報と前記車両の識別情報とを含む走行データを、前記サーバ装置へ送信する走行データ送信部と、を有し、前記サーバ装置は、前記端末装置から送信された前記走行データを受信する走行データ受信部と、受信された前記走行データから前記車両の速度を計測し、得られる速度である計測速度が所定の値を下回った第１の時点の前記車両の位置から、前記計測速度が所定の値を上回った第２の時点の前記車両の位置までの区間である、低速区間を抽出する低速区間抽出部と、抽出された前記低速区間の長さである区間距離と、前記第１の時点から前記第２の時点までの時間と、を拘束条件として、速度が、前記第１の時点から減少した後に前記第２の時点まで連続的に増加するような速度の時間的推移を示す、車速推移モデルを生成する車速推移モデル生成部と、生成された前記車速推移モデルにおいて、前記速度がゼロ以下となる区間が存在することを条件として、前記車両は前記低速区間において停止したと判定する停止判定部と、前記停止判定部による判定結果を出力する判定結果出力部と、を有する。
　本開示によれば、車両のＧＰＳ情報から、車両が停止したか否かを高い精度で判定することができる。
本発明の実施の形態１に係る車両停止判定装置の構成の一例を示すブロック図 本実施の形態１における低速区間における車速推移の一例を示す図 本実施の形態１における車速推移モデルの形状の一例を示す図 本実施の形態１における停止判定の様子の一例を示す図 本実施の形態１に係る車両停止判定装置の動作の一例を示すフローチャート 本実施の形態１に係る車両停止判定装置に関する実験の結果を示す図 本実施の形態１における車両が停止した低速区間の実速度データおよび車速推移モデルの例を示す図 本実施の形態１における車両が停止していない低速区間の実速度データおよび車速推移モデルの例を示す図 本発明の実施の形態２に係る車両停止判定システムの構成の一例を示すブロック図
　以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　（実施の形態１）
　本発明の実施の形態１は、本発明に係る車両停止判定装置の具体的態様の一例である。
　＜車両停止判定装置の構成＞
　まず、本実施の形態に係る車両停止判定装置の構成について説明する。
　図１は、本実施の形態に係る車両停止判定装置の構成の一例を示すブロック図である。
　図１において、車両停止判定装置１００は、車両のＧＰＳ情報から、当該車両が停止したか否かを判定する装置である。車両停止判定装置１００は、例えば、車両に搭載されたＯＢＵ（On Board Unit：車載機）、あるいは、車両の搭乗者が携帯する情報端末である。なお、車両停止判定装置１００が搭載された車両は、以下、単に「車両」という。
　車両停止判定装置１００は、ＧＰＳ受信部１１０、低速区間抽出部１２０、車速推移モデル生成部１３０、停止判定部１４０、および判定結果出力部１５０を有する。
　ＧＰＳ受信部１１０は、ＧＰＳアンテナを用いて、上空にある複数個の人工衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する。そして、ＧＰＳ受信部１１０は、受信したＧＰＳ信号に基づいて、ＧＰＳ信号の受信時刻と、ＧＰＳ信号受信時の車両の位置と、ＧＰＳ信号受信時の車両の速度とを、ＧＰＳ情報として取得する。ＧＰＳ信号の受信時刻は、例えば、ＧＰＳ基準時刻、あるいはＧＰＳ基準時刻から換算した日本標準時で表される。車両の位置は、例えば、緯度および経度で表される。そして、ＧＰＳ受信部１１０は、取得したＧＰＳ情報を、低速区間抽出部１２０へ出力する。
　なお、速度の取得は、例えば、２つの位置の差分を、当該２つの位置に対応する２つの時刻の差分で除することによって行ってもよい。あるいは、速度の取得は、例えば、ＧＰＳ信号からの搬送波の波長変動（ドップラ効果）を利用することによって行ってもよい。以下の説明において、ＧＰＳ情報から得られる（ＧＰＳ情報に含まれる）車両の速度は、「計測速度」という。
　低速区間抽出部１２０は、ＧＰＳ受信部１１０から入力されたＧＰＳ情報に基づいて、低速区間を抽出する。そして、低速区間抽出部１２０は、抽出された低速区間の区間距離および所要時間を取得し、取得した区間距離および所要時間を車速推移モデル生成部１３０へ出力する。ここで、低速区間とは、計測速度が所定の値を下回ったときの車両の位置から、計測速度が所定の値を上回ったときの車両の位置までの区間である。区間距離とは、低速区間の長さである。また、所要時間とは、低速区間を車両が通過するのに要した時間である。
　なお、計測速度が所定の値を下回ったときとは、計測速度が所定の値を超える値から、所定の値を跨いで所定の値以下の値へと遷移したときである。なお、計測速度が所定の値を下回ったときとは、計測速度が所定の値以上の値から、所定の値を跨いで所定の値未満の値へと遷移したときを指してもよい。以下の説明において、計測速度が所定の値を下回ったときの時刻は、「第１の時点」といい、第１の時点に車両が位置した地点は、「第１の地点」という。
　また、計測速度が所定の値を上回ったときとは、計測速度が所定の値以下の値から、所定の値を跨いで所定の値を超える値へと遷移したときである。なお、計測速度が所定の値を上回ったときとは、計測速度が所定の値未満の値から、所定の値を跨いで所定の値以上の値へと遷移したときを指してもよい。以下の説明において、計測速度が所定の値を上回ったときの時刻は、「第２の時点」といい、第２の時点に車両が位置した地点は、「第２の地点」という。なお、上記所要時間は、すなわち、第１の時点から第２の時点までの期間に対応する。
　また、低速区間は、１つの連続した区間とする。すなわち、低速区間は、計測速度が所定の値を下回ったときを開始点としたとき、その後最初に計測速度が所定の値を上回ったときを終了点とする区間である。
　また、本実施の形態において、低速区間を規定する、第１の時点に対応する所定の値と、第２の時点に対応する所定の値とは、同一であるものとする。所定の値は、ＧＰＳにおいて十分な測位精度が得られる速度の値の最小値とすることが望ましく、例えば、１０ｋｍ／ｈである。
　車速推移モデル生成部１３０は、低速区間抽出部１２０から入力された低速区間の区間距離および所要時間を拘束条件として、車速推移モデルを生成する。ここで、車速推移モデルとは、速度が、所定の値から連続的に減少した後、所定の値まで連続的に増大するような速度の時間的推移を示すモデルである。そして、車速推移モデル生成部１３０は、生成した車速推移モデルを、停止判定部１４０へ出力する。
　本実施の形態において、車速推移モデルは、時間軸と速度軸とから成る２次元空間において、負の速度の方向に凸であって時間軸方向において連続的に変化する形状を有するモデルであるものとする。
　停止判定部１４０は、車速推移モデル生成部１３０から入力された車速推移モデルにおいて、速度がゼロ以下となる区間が存在することを条件として、車両は低速区間において停止したと判定する。そして、停止判定部１４０は、判定結果を、判定結果出力部１５０へ出力する。
　判定結果出力部１５０は、車両が低速区間において停止したとの判定結果が停止判定部１４０から入力されたとき、その判定結果を、車両停止判定装置１００の外部へ出力する。
　ここで、車両停止判定装置１００の外部とは、車両停止判定装置１００に装着された不揮発メモリあるいは磁気記録メモリ等の記録媒体、車両停止判定装置１００に接続された液晶ディスプレイ等の表示装置、および交通管理センターのサーバ等の無線通信の相手先等を含む。すなわち、判定結果出力部１５０の出力とは、有線データ通信もしくは無線データ通信による送信、基板配線等による電気信号伝達、および、記憶装置もしくは記憶媒体への書き込みを含む。
　なお、低速区間抽出部１２０、車速推移モデル生成部１３０、および停止判定部１４０から成る主構成部１６０のみを、本発明の一態様に係る車両停止判定装置とすることも可能である。
　また、車両停止判定装置１００は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）等の記憶媒体、およびＲＡＭ（random access memory）等の作業用メモリ等を有する。この場合、上記した各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。
　このような車両停止判定装置１００は、車速推移モデルを生成し、生成した車速推移モデルに基づいて、低速区間に車両が停止したか否かの判定を行うことができる。以下、低速区間に車両が停止したか否かの判定は、「停止判定」という。
　＜停止判定の原理＞
　次に、本実施の形態における停止判定の原理について説明する。まず、車両の走行状態の特性および車速推移モデルの特性について説明する。そして、これらの特性の間の関係から、車両停止判定装置１００が、停止判定を高精度に行うことができる理由について説明する。
　＜車両の走行状態の特性＞
　まず、低速区間における車両の実際の走行状態の特性について説明する。
　図２は、低速区間における車両の速度の時間的推移の一例を示す図である。図２において、横軸は時間を示し、縦軸は速度を示す。また、図中、横軸より下の部分は、負の速度の領域に対応する。
　図２に示すように、低速区間２００の第１の時点ｔ０および第２の時点ｔ１のそれぞれにおいて、車両の速度は閾速度Ｖｔｈである。
　自動車に代表される車両の走行において、通常、急激な速度変化や不連続な変化は、ほとんど発生しない。低速区間２００のように、所定の値の速度（以下「閾速度」という）Ｖｔｈ未満という低い速度で停止せずに走行する場合、車両の速度の時間的推移（以下「車速推移」という）２１０は、減速区間２１１、等速区間２１２、および加速区間２１３を、この順序で一度ずつ含む確率が高い。すなわち、低速区間２００における車速推移２１０の形状は、下に凸の形状２１４に近似している。
　なお、ここで、減速区間２１１とは、主にブレーキ操作により車両速度が連続的に減少する区間である。等速区間２１２とは、主に慣性により車両速度がほぼ一定に保たれる区間である。加速区間２１３とは、主にアクセル操作あるいはクリープ現象により車両速度が連続的に増加する区間である。
　また、実際には、減速区間２１１、等速区間２１２、および加速区間２１３が複数ずつ含まれるような場合であっても、各時刻の速度変化は時間軸上で概ね緩やかに推移し、全体としては、やはり、図２に示すような下に凸の形状２１４に近くなる。以下、連続的に減少した後に連続的に増大するような形状は、「下向きに凸の形状」という。
　また、車速推移２１０の時間積分Ｓ（ハッチングで示す領域）は、低速区間２００に車両が移動した道のりに一致する。ここで、道のりとは、車両が移動した距離の積算値である。例えば、道のりとは、車両が途中で道路を後退して再び前進した場合には、その区間の往復距離を含めた長さである。
　しかしながら、公道で車両が後退することはまれである。このため、通常、道のりは、低速区間２００に車両が移動した距離である区間距離に一致する。ここで、距離とは、車両が途中で道路を後退して再び前進した場合には、その区間の往復距離を含めない長さであり、車両が走行した道路の長さに近似した長さである。
　したがって、車速推移２１０の時間積分Ｓは、低速区間２００の区間距離（以下、記号Ｌを用いる）に一致する。
　以上をまとめると、低速区間２００における車両の実際の走行状態は、所要時間（以下、記号Ｔを用いる）において閾速度Ｖｔｈを開始点および終了点とする下に凸の形状２１４に近似し、時間積分Ｓが区間距離Ｌに一致するような、車速推移２１０を示す、という特性を有する。
　＜車速推移モデルの特性＞
　次に、車速推移モデルの特性について説明する。
　図３は、車速推移モデルの形状の一例を示す図であり、図２に対応するものである。
　ここでは、２次関数の形状の車速推移モデルの特性について説明する。車速推移モデル生成部１３０は、低速区間の区間距離Ｌおよび所要時間Ｔを拘束条件として、速度が、閾速度Ｖｔｈから負の速度の方向に凸となる２次関数形状の車速推移モデル２２０を生成する。
　より具体的には、車速推移モデル２２０の形状を示す関数である疑似補間関数ｆ（ｔ）は、２次関数形状である場合、以下の式（１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　また、疑似補間関数ｆ（ｔ）のパラメータａ、ｂ、ｃを、上述の低速区間の条件および拘束条件から求める。上述の拘束条件は、例えば、以下の式（２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　この式（２）を拘束条件とする場合、疑似補間関数ｆ（ｔ）のパラメータａ、ｂ、ｃは、以下の式（３）～（５）で表される。したがって、車速推移モデル生成部１３０は、例えば、以下の式（３）～（５）および上述の式（１）を用いて、疑似補間関数ｆ（ｔ）を求める。なお、ここで、Ｖ０およびＶ１は、第１の時点に対応する上記所定の値および第２の時点に対応する上記所定の値であり、本実施の形態ではＶｔｈに等しい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　なお、パラメータｃについては、以降の処理に用いられない。このため、車速推移モデル生成部１３０は、パラメータｃについては、必ずしも求める必要はない。
　このようにして算出される疑似補間関数ｆ（ｔ）の車速推移モデル２２０は、拘束条件である区間距離Ｌおよび所要時間Ｔによっては、図３に示すように、速度の極小値Ｖｍｉｎがゼロ以下となり得る。なお、極小値Ｖｍｉｎとは、疑似補間関数ｆ（ｔ）における局所的な極小値、つまり、ある点の近傍における最小値を含む概念とする。ここでは、疑似補間関数ｆ（ｔ）を２次関数としているため、疑似補間関数ｆ（ｔ）全体の最小値は、必然的に、極小値Ｖｍｉｎに含まれることになる。
　このように速度の極小値Ｖｍｉｎがゼロ以下となるのは、所要時間Ｔに対して区間距離Ｌが小さい場合である。なぜなら、車速推移モデル２２０は、その速度の時間積分（以下、記号Ｓ’を用いる）が区間距離Ｌに一致するように、生成されるからである。すなわち、区間距離Ｌが小さい場合、速度がプラスの区間２２１における速度の時間積分Ｓｐ（縦ハッチングで示す領域）を、速度がマイナスの区間（以下「マイナス区間」という）２２２における速度の時間積分Ｓｍ（横ハッチングで示す領域）によって差し引くようにしなければ、拘束条件が満たされないからである。
　以上をまとめると、車速推移モデル２２０は、所要時間Ｔにおいて閾速度Ｖｔｈを開始点および終了点とする下向きに凸の形状を有し、時間積分Ｓ’が区間距離Ｌに一致するような形状を有する。そして、車速推移モデル２２０は、所要時間Ｔに対して区間距離Ｌが小さい場合、速度の極小値Ｖｍｉｎがゼロ以下となり得る、という特性を有する。
　＜停止判定を高精度に行うことができる理由＞
　次に、停止判定を高精度に行うことができる理由について説明する。
　低速区間２００における車両の実際の走行状態、および、車速推移モデルは、上述のように、閾速度Ｖｔｈを開始点および終了点とする下向きに凸の形状を有し、時間積分が区間距離Ｌに一致する、という共通の性質を有する。したがって、少なくとも、低速区間において停止していない車両については、車速推移モデルは、その走行状態を精度良く反映する。
　一方、低速区間において車両が停止した場合、図３に示すように、低速区間における車速推移２２３の形状は、底が平たくなり、車速推移モデル２２０とは異なった形状となる。
　車速推移モデル２２０は、その時間積分Ｓ’が、低速区間において停止した車両の車速推移２２３の速度の時間積分Ａ＋Ｂと一致するように生成される。したがって、車速推移モデル２２０は、マイナス区間２２２の時間積分Ｓｍが、車速推移モデル２２０の時間積分Ｓ’のうち時間積分Ａ＋Ｂを超える部分Ｐ、Ｑを相殺するように、生成されている。したがって、マイナス区間２２２が存在するということは、この相殺が行わなければ上述の拘束条件を満たすことができない、ということを示す。
　すなわち、マイナス区間２２２が存在するということは、車速推移２２３が底が平たい形状であるということ、つまり、低速区間に車両が停止したということを示す。
　また、低速区間において停止していない車両については、車速推移モデルはその走行状態を精度良く反映するため、車速推移モデルはマイナス区間２２２を有さない。
　すなわち、マイナス区間２２２が存在しないということは、低速区間に車両が停止していないということを示す。
　したがって、車両停止判定装置１００は、車速推移モデルにおいて速度がゼロ以下となる区間が存在するか否かを判定条件とすることによって、停止判定を高精度に行うことができる。
　＜停止判定の詳細＞
　次に、停止判定の詳細について説明する。
　図４は、車速推移モデルを用いた停止判定の様子の一例を示す図である。図４Ａは、低速区間に車両が停止していない場合の車速推移モデルを示す。図４Ｂは、低速区間に車両が停止した場合の車速推移モデルを示す。
　図４に示すように、低速区間に車両が停止していない場合の車速推移モデル２３１、および、低速区間に車両が停止した場合の車速推移モデル２３２とでは、閾速度Ｖｔｈおよび所要時間Ｔが同一であっても、下に突出する度合いが異なる。
　低速区間に車両が停止していない場合、通常、同じ所要時間Ｔであっても、低速区間に車両が停止した場合に比べて、区間距離Ｌは長い。したがって、プラスの速度の時間積分Ｓｐは充分に大きくなる。そして、それに伴い、車速推移モデル２３２の突出量、即ち閾速度Ｖｔｈと極小値Ｅとの差異は、小さなものとなる。
　一方、低速区間に車両が停止した場合、通常、同じ所要時間Ｔであっても、低速区間に車両が停止していない場合に比べて、区間距離Ｌは短い。この時、プラスの速度の時間積分Ｓｐは小さくなる。そして、それに伴い、車速推移モデル２３２の突出量は大きなものとなり、かつマイナスの速度の時間積分Ｓｍが存在する形となる。
　しかしながら、現実には車両は道路上で後退していないため、このマイナス速度の時間積分Ｓｍは、現実の速度を反映するものではなく、車両の停止を補償（相殺）するために発生する成分と捉える事ができる。
　車速推移モデル生成部１３０は、例えば、上述の疑似補間関数ｆ（ｔ）を生成し、生成した疑似補間関数ｆ（ｔ）を、車速推移モデルとして、停止判定部１４０へ出力する。
　この場合、停止判定部１４０は、疑似補間関数ｆ（ｔ）における速度の極小値Ｅがゼロ以下であるか否かを判定する。そして、停止判定部１４０は、図４Ｂに示す車速推移モデル２３２のように、極小値Ｅがゼロ以下である場合、低速区間において車両は停止したと判定する。
　すなわち、停止判定部１４０は、例えば、以下の式（６）用いて、疑似補間関数ｆ（ｔ）の極値を算出し、算出結果をゼロと比較する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　なお、停止判定部１４０は、図４Ａに示す車速推移モデル２３１のように、疑似補間関数ｆ（ｔ）における速度の極小値Ｅがゼロ以下ではない場合、低速区間において車両は停止していないと判定するようにしてもよい。
　また、車両停止判定装置１００は、必ずしも、疑似補間関数ｆ（ｔ）を算出しなくてもよく、例えば、式（６）を用いて、疑似補間関数ｆ（ｔ）の極値を算出するようにしてもよい。但し、疑似補間関数ｆ（ｔ）のパラメータａ、ｂ、ｃは算出される必要があり、このパラメータ算出が、車速推移モデルの生成に相当する。
　＜車両停止判定装置の動作＞
　次に、車両停止判定装置１００の動作について説明する。
　図５は、車両停止判定装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。車両停止判定装置１００は、例えば、停止判定を行う旨の指示がある毎に、以下に説明する動作を行う。また、ＧＰＳ受信部１１０は、継続的に、ＧＰＳ信号の受信およびＧＰＳ情報の取得を行っているものとする。
　まず、低速区間抽出部１２０は、ＧＰＳ受信部１１０が得たＧＰＳ情報から計測速度を取得し（ステップＳ１０１０）、第１の地点抽出条件が満たされるか否かを判断する処理を、かかる条件が満たされるまで繰り返す（ステップＳ１０２０：ＮＯ）。
　ここで、第１の地点抽出条件とは、計測速度が閾速度Ｖｔｈを下回ったという条件である。低速区間抽出部１２０は、例えば、１つ前に入力された計測速度が閾速度Ｖｔｈを超えており、かつ、直近に入力された計測速度が閾速度Ｖｔｈ以下である、という条件が満たされるか否かを判断することにより、ステップＳ１０２０の判断処理を行う。
　低速区間抽出部１２０は、第１の地点抽出条件が満たされると（ステップＳ１０２０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０３０へ進める。また、このとき、低速区間抽出部１２０は、第１の地点抽出条件が満たされた時点の時刻および車両の位置を、第１の時点および第１の地点として記録する。
　そして、低速区間抽出部１２０は、ＧＰＳ受信部１１０が得たＧＰＳ情報から計測速度を取得し（ステップＳ１０３０）、第２の地点抽出条件が満たされるか否かを判断する処理を、かかる条件が満たされるまで繰り返す（ステップＳ１０４０：ＮＯ）。
　ここで、第２の地点抽出条件とは、計測速度が閾速度Ｖｔｈを上回ったという条件である。低速区間抽出部１２０は、例えば、１つ前に入力された計測速度が閾速度Ｖｔｈ以下であって、かつ、直近に入力された計測速度が閾速度Ｖｔｈを超えている、という条件が満たされるか否かを判断することにより、ステップＳ１０４０の判断処理を行う。
　低速区間抽出部１２０は、第２の地点抽出条件が満たされると（ステップＳ１０４０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１０５０へ進める。また、このとき、低速区間抽出部１２０は、第２の地点抽出条件が満たされた時点の時刻および車両の位置を、第２の時点および第２の地点として記録する。
　そして、低速区間抽出部１２０は、第１の地点と第２の地点との間の距離を、低速区間の区間距離Ｌとして取得する。また、このとき、低速区間抽出部１２０は、第１の時点と第２の時点との差分を、低速区間の所要時間Ｔとして取得する。
　なお、低速区間の区間距離Ｌの取得は、例えば、第１の時点から第２の時点までに複数回取得された車両の位置に基づいて行われてもよいし、地図データに基づいて行われてもよい。また、第１の地点と第２の地点との間が非常に短い場合や、直線の道路しかないような場合には、単に第１の地点と第２の地点との間の直線距離を、区間距離Ｌとしてもよい。
　そして、車速推移モデル生成部１３０は、第１の地点と第２の地点の速度である閾速度Ｖｔｈと、取得した所要時間Ｔおよび区間距離Ｌとを、所定の関数（本実施の形態においては、２次関数）のパラメータに代入し、疑似補間を行う（ステップＳ１０６０）。すなわち、車速推移モデル生成部１３０は、上述の式（１）～（５）を用いて、車速推移モデルの形状を示す疑似補間関数ｆ（ｔ）を生成する。
　そして、停止判定部１４０は、疑似補間の結果、車速推移モデルに、速度がゼロ以下となる区間が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０７０）。すなわち、停止判定部１４０は、疑似補間関数ｆ（ｔ）の極値が、ゼロ以下となるか否かを判断する。
　停止判定部１４０は、速度がゼロ以下になる区間が存在する場合（Ｓ１０７０：ＹＥＳ）、低速区間のどこかで車両が停止したと判定する（ステップＳ１０８０）。そして、判定結果出力部１５０は、かかる判定結果を、出力する（ステップＳ１０９０）。
　一方、停止判定部１４０は、速度がゼロ以下になる区間が存在しない場合（Ｓ１０７０：ＮＯ）、そのまま処理を終了させる。
　このような動作により、車速推移モデルを生成し、生成した車速推移モデルに基づいて、精度の高い停止判定を行うことができる。
　＜車速推移モデルの形状の変形例＞
　ここまでは、車速推移モデルの形状として、２次関数の形状を採用した場合について説明した。２次関数の形状は、しかしながら、車速推移モデルの形状としては、別の関数の形状を採用することもできる。かかる関数は、低速区間における車両の実際の車速推移（図２参照）に近似するものであればよい。
　例えば、熟練した運転者や貨物車両の運転者は、搭乗者や貨物への負担を軽減させるべく、速度ゼロ付近における急激な速度変化を避ける運転操作を行うことが多い。このような運転操作が行われる場合、車両の低速区間における車速推移は、４次関数の形状に近くなる。急激な速度変化を更に避けようとする場合、車両の低速区間における車速推移は、更に高次の関数の形状に近くなる。但し、高次の関数では、極小値から離れた箇所において速度変化が急激となる性質がある。このため、実際の車両の動きに即した次数にて、車速推移モデルを設定することが望ましい。
　また、例えば、細かい加減速操作が苦手な運転者や、長距離を移動している運転者は、加速度がほぼ一定となるような運転操作を行うことがある。このような運転操作が行われる場合、車両の低速区間における車速推移は、Ｖ字状の１次関数の形状に近くなる。
　また、例えば、未熟な運転者や急停止急発進を好む運転者は、急激な速度変化を伴う運転操作を行うことが多い。このような運転操作が行われる場合、車両の低速区間における車速推移は、速度ゼロ付近で急激に立ち上がり、次第に緩やかになる形状、例えば三角関数の一種であるｓｉｎ（ｔ）の形状に近くなる。
　なお、上述の２次関数の形状は、４次関数の形状と１次関数の形状との中間の形状である。
　すなわち、低速区間における車速推移を最も良く近似する車速推移モデルの形状は、停止判定の対象毎に異なる。したがって、停止判定の対象の特性（運転者の特性、車両の特性、車両の状況、および急いでいるか否か等の外的状況）に応じて、最も適切な形状の車速推移モデルを用いることが望ましい。
　したがって、車両停止判定装置１００は、停止判定の対象の特性に応じて、複数の関数の中から１つを選択して、停止判定を行ってもよい。また、車両停止判定装置１００は、複数の関数のそれぞれを用いて仮の停止判定を行い、得られた複数の仮の判定結果に基づいて、最終的な停止判定を行うようにしてもよい。
　また、例えば、不特定多数の計測対象についての巨視的な停止判定を行おうとする場合には、平均的な車速推移を最も良く近似する形状の車速推移モデルを用いることが望ましい。
　そこで、発明者は、巨視的な停止判定に好適な車速推移モデルを特定すべく、各種の車速推移モデルを用いて停止判定の精度を比較するための実験を行った。
　＜実験例＞
　以下、かかる精度比較の実験の内容および実験の結果について説明する。
　本実験は、上空からの見通しの良い、首都高速道路および一般道におけるある２００ｋｍの長さの区間において、ある４時間半の時間における実車両走行ＧＰＳログを対象として行われた。ここで、実車両走行ＧＰＳログとは、実際に停止したか否かを目視により判別して得られた正解データを付加した、ＧＰＳ情報の時系列データである。
　上記区間および上記時間において、検出された低速区間は、１１７個であり、そのうち実際に車両が停止した低速区間は、２６個であった。すなわち、車両が停止した低速区間の個数の正解は、２６である。
　本発明者は、上記実車両走行ＧＰＳログに対して、従来の停止判定、１次関数の停止判定、２次関数の停止判定、および４次関数の停止判定のそれぞれを行った。ここで、従来の停止判定とは、従来技術を模擬した手法による停止判定であり、具体的には、低速区間の６割から１０割について、車両が停止したと判定する手法である。１次関数の停止判定とは、Ｖ字状の１次関数の車速推移モデルによる停止判定である。２次関数の停止判定とは、２次関数の車速推移モデルによる停止判定である。４次関数の停止判定とは、４次関数の車速推移モデルによる停止判定である。
　なお、Ｖ字状の１次関数は、低速区間の中央に凸点が位置する左右対称形としたが、非対称形であってもよい。本実施の形態のように第１の地点と第２の地点の速度が等しい場合には、凸点の位置が低速区間のいずれの位置にあっても、判定結果は変わらない。
　また、本実験において、「検出数」とは、低速区間において車両が停止したと判定した低速区間の個数である。「検出漏れ数」とは、車両が実際に停止した低速区間のうち、車両が停止したと判定しなかった低速区間の個数である。そして、「誤検出数」とは、車両が実際に停止していない低速区間のうち、車両が停止したと判定した低速区間の個数である。
　図６は、かかる実験の結果を示す図である。
　図６に示すように、従来の停止判定の実験結果２４１は、検出数が１１７、検出漏れ数が０～７、誤検出数が５５～９１となる。これに対し、１次関数の停止判定の実験結果２４２は、検出数が２７、検出漏れ数が２、誤検出数が３となった。そして、２次関数の停止判定の実験結果２４３は、検出数が２７、検出漏れ数が３、誤検出数が６となり、４次関数の停止判定の実験結果２４４は、検出数が２１、検出漏れ数が９、誤検出数が４となった。
　すなわち、１次関数の停止判定、２次関数の停止判定、および４次関数の停止判定においても、従来の停止判定に比べて、検出数が正解の２６に圧倒的に近く、検出漏れ数および誤検出数が大幅に少ないという結果が得られた。
　このように、１次関数の停止判定、２次関数の停止判定、および４次関数の停止判定は、従来の停止判定に比べて、非常に高い精度を得られることが、実験結果からも明らかとなった。
　また、この実験においては、１次関数の停止判定による検出数および２次関数の停止判定および検出数が、４次関数の停止判定による検出数よりも正解に近いという結果が得られた。更に、１次関数の停止判定による検出漏れ数および誤検出数が、２次関数の停止判定および４次関数の停止判定よりも少ないという結果が得られた。
　このように、１次関数の停止判定が、特に非常に高い精度を得られることが、実験結果から明らかとなった。したがって、１次関数の形状の車速推移モデルを用いることにより、巨視的な停止判定を、より高精度に行えることが判明した。
　ここで、参考として、上記実車両走行ＧＰＳログから得られた、実速度データおよび車速推移モデルの例を、図７および図８に示す。図７および図８において、横軸は時間を示し、縦軸は速度を示す。
　図７Ａは、車両が停止した低速区間の実速度データである。そして、図７Ｂ～図７Ｄは、順に、図７Ａの実測データに基づいて生成された、１次関数の車速推移モデル、２関数の車速推移モデル、および４関数の車速推移モデルである。いずれの車速推移モデルも、速度がマイナスになる区間を有している。
　図８Ａは、車両が停止していない低速区間の実速度データである。そして、図８Ｂ～図８Ｄは、順に、図８Ａの実測データに基づいて生成された、１次関数の車速推移モデル、２関数の車速推移モデル、および４次関数の車速推移モデルである。いずれの車速推移モデルも、速度がマイナスになる区間を有していない。
　すなわち、車速推移モデルにおける速度がゼロ以下となる区間の有無が、低速区間における車両の停止の有無を反映していることが分かる。
　＜本実施の形態の効果＞
　以上のように、本実施の形態に係る車両停止判定装置１００は、車両のＧＰＳ情報から低速区間を抽出し、低速区間の区間距離および所要時間を拘束条件として、下向きに凸の形状の車速推移モデルを生成する。これにより、本実施の形態に係る車両停止判定装置１００は、低速区間に車両停止していた場合にのみ速度がゼロ以下となる区間が存在するような、車速推移モデルを生成することができる。
　そして、本実施の形態に係る車両停止判定装置１００は、生成された車速推移モデルにおいて速度がゼロ以下となる区間が存在することを条件として、車両は低速区間において停止したと判定する。これにより、本実施の形態に係る車両停止判定装置１００は、車両のＧＰＳ情報から、車両が停止したか否かを高い精度で判定することができる。
　例えば、自動車等の車両の場合、時速１０キロメートル以下に速度が低下した後、停止せずに再び時速１０キロメートルを上回る、と言った走行状態は、特に渋滞している道路においてしばしば発生する。したがって、上述の従来の停止判定を適用して検出数が正解を大幅に上回ると、例えば、かかる低速区間のデータを記録しておくシステムでは大量の誤検出データを蓄積することになる。そして、記憶メモリ容量の圧迫、通信量の増大といった副次的な課題も発生する。
　この点、本実施の形態に係る車両停止判定装置１００は、車両が停止したか否かを高い精度で判定することができるため、このような副次的な課題をも解決することができる。
　＜本実施の形態の変形例＞
　なお、車速推移モデル生成部１３０は、加速度を更に拘束条件として用いて、車速推移モデルを生成してもよい。
　この場合、例えば、車速推移モデル生成部１３０は、計測速度から、第１の時点に対応する車両の加速度である第１の加速度と、第２の時点に対応する車両の加速度である第２の加速度と、を取得する。そして、車速推移モデル生成部１３０は、取得した第１の加速度および第２の加速度を拘束条件として、車速推移モデルを生成する。
　例えば、４次関数の車速推移モデルを用いる場合、関数のパラメータは計５つ存在する。閾速度Ｖｔｈ、低速区間の区間距離Ｌ、および所要時間Ｔを拘束条件とした場合、車速推移モデル生成部１３０は、最大３つのパラメータを求め、残り２つは、既定の値を用いる事となる。ここで、第１の加速度および第２の加速度を拘束条件に加えた場合、残りの２つのパラメータも求めることが可能となる。
　また、停止判定部１４０は、ＧＰＳの全般的な計測誤差等を考慮した手法で、停止判定を行ってもよい。例えば、停止判定部１４０は、ゼロにプラスの補正値またはマイナスの補正値を加えた値以下であることを条件として、速度がゼロ以下であると判断するようにしてもよい。また、停止判定部１４０は、速度がゼロ以下である区間が所定の長さを超えたことを条件として、速度がゼロ以下であると判断するようにしてもよい。
　また、第１の時点に対応する所定の値と、第２の時点に対応する所定の値とは、異なっていてもよい。例えば、減速時に急激に速度が低下した際、車速が、閾速度Ｖｔｈを下回った直後に、速度計測が困難であるような極低速域にまで低下してしまい、車速の検出精度が低下してしまう、といった現象が生じ得る。例えば、第１の時点に対応する値を１５ｋｍ／ｈとし、第２の時点に対応する値を１０ｋｍ／ｈとすることにより、このような現象を回避、軽減することができる。
　また、車速推移モデル生成部１３０は、車速推移モデルの形状として、負の速度の方向に凸の形状である、任意の正数ｎを用いたｎ次関数の形状を用いてもよい。
　（実施の形態２）
　本発明の実施の形態２は、本発明に係る車両停止判定システムの具体的態様の一例である。
　図９は、本実施の形態に係る車両停止判定システムの構成の一例を示すブロック図であり、実施の形態１の図１と対応するものである。図１と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。
　図９において、車両停止判定システム３００は、端末装置４００およびサーバ装置５００を有する。端末装置４００は、例えば、車両に搭載されたＯＢＵ、あるいは、車両の搭乗者が携帯する情報端末である。また、サーバ装置５００は、例えば、道路交通管理センターの情報収集サーバである。端末装置４００とサーバ装置５００とは、無線データ通信回線を含む通信ネットワーク６００を介して接続されている。
　端末装置４００は、ＧＰＳ受信部１１０および走行データ送信部４１０を有する。また、サーバ装置５００は、走行データ受信部５１０、低速区間抽出部１２０、車速推移モデル生成部１３０、停止判定部１４０、および判定結果出力部１５０を有する。
　走行データ送信部４１０は、ＧＰＳ受信部１１０が受信したＧＰＳ情報を取得する。そして、走行データ送信部４１０は、取得したＧＰＳ情報と、端末装置４００が搭載された車両（以下、単に「車両」という）の識別情報と、を含む走行データを、サーバ装置５００へ送信する。
　走行データ受信部５１０は、端末装置から送信された走行データを受信し、受信した走行データを低速区間抽出部１２０へ出力する。
　なお、サーバ装置５００の各部は、走行データに含まれる識別情報に基づいて、実施の形態１で説明した停止判定の処理を、車両毎に行う。また、図９では、サーバ装置５００に対して１つの端末装置４００が接続されている状態を示しているが、実際には、サーバ装置５００には、同時にあるいは異なる時刻に、複数の端末装置４００と接続する。そして、サーバ装置５００は、多数の低速区間を対象として、実施の形態１で説明した停止判定を行う。
　このような車両停止判定システム３００は、複数の車両からＧＰＳ情報を収集し、車両毎に低速区間の抽出および停止判定を行うことができる。また、車両停止判定システム３００は、このようにして行った停止判定の結果から、総合的および俯瞰的に、車両の運行状況や交通状況を把握、記録、および利用することができる。
　なお、端末装置４００は、取得したＧＰＳ情報を、逐次、サーバ装置５００へ送信してもよいし、記録媒体に蓄積しておき蓄積されたＧＰＳ情報をサーバ装置５００へ一括送信してもよい。
　また、車両停止判定システム３００は、端末装置４００とサーバ装置５００との間に、ＧＰＳ情報の送信を中継する装置を配置していてもよい。
　また、複数の車両からのＧＰＳ情報の収集は、有線データ通信回線を介して行われてもよいし、記録媒体への記録および記録媒体の移動により、行われてもよい。
　また、車両停止判定システム３００は、車両のＧＰＳ情報から得られる計測速度を取得し、計測速度に基づいて停止判定を行った後、当該停止判定の結果を、車両に対して提供してもよい。この場合、サーバ装置５００の判定結果出力部１５０は、判定結果を無線通信等により端末装置４００に送信する必要がある。また、端末装置４００は、サーバ装置５００から送られてきた停止判定結果を受信する受信部を備える必要がある。
　本開示の車両停止判定結果提供方法は、車両のＧＰＳ情報から得られる前記車両の速度である計測速度を取得するステップと、前記車両に対して、前記計測速度に基づいて行われた停止判定の結果を提供するステップと、を含み、前記停止判定は、前記計測速度が所定の値を下回った第１の時点から、前記計測速度が所定の値を上回った第２の時点までの速度の時間的推移を示す車速推移モデルのうち、前記速度が、前記第１の時点から減少した後に前記第２の時点まで連続的に増加する車速推移モデルにおいて、前記速度がゼロ以下となる区間が存在する場合に、前記第１の時点から前記第２の時点までの期間に前記車両が停止したと判定するものである。
　なお、上記車両停止判定結果提供方法において、前記所定の値は、前記第１の時点と前記第２の時点とで同じ値であってもよい。
　また、上記車両停止判定結果提供方法において、前記所定の値は、前記第１の時点と前記第２の時点とで異なる値であってもよい。
　本開示の車両停止判定装置は、車両のＧＰＳ情報から、当該車両が停止したか否かを判定する車両停止判定装置であって、前記ＧＰＳ情報から得られる前記車両の速度である計測速度が所定の値を下回った第１の時点の前記車両の位置から、前記計測速度が所定の値を上回った第２の時点の前記車両の位置までの区間である、低速区間を抽出する低速区間抽出部と、抽出された前記低速区間の長さである区間距離と、前記第１の時点から前記第２の時点までの時間と、を拘束条件として、速度が、前記第１の時点から減少した後に前記第２の時点まで連続的に増加するような速度の時間的推移を示す、車速推移モデルを生成する車速推移モデル生成部と、生成された前記車速推移モデルにおいて、前記速度がゼロ以下となる区間が存在することを条件として、前記車両は前記低速区間において停止したと判定する停止判定部と、を有する。
　なお、上記車両停止判定装置において、前記車速推移モデルは、時間軸と速度軸とから成る２次元空間において、負の速度の方向に凸であって時間軸方向において連続的に変化する形状を有してもよい。
　また、上記車両停止判定装置において、前記車速推移モデルの前記形状は、Ｖ字状の１次関数の形状であってもよい。
　また、上記車両停止判定装置において、前記車速推移モデルの前記形状は、２次関数または４次関数の形状であってもよい。
　また、上記車両停止判定装置において、前記車速推移モデル生成部は、前記車速推移モデルとして、前記２次元空間における前記車速推移モデルの形状を示す関数である疑似補間関数を生成し、前記停止判定部は、生成された前記疑似補間関数における速度の極小値がゼロ以下であるか否かを判定し、前記極小値がゼロ以下であることを条件として、前記車両は前記低速区間において停止したと判定してもよい。
　また、上記車両停止判定装置において、前記停止判定部は、前記極小値がゼロを超えていることを条件として、前記車両は前記低速区間において停止していないと判定してもよい。
　また、上記車両停止判定装置において、前記車速推移モデル生成部は、前記計測速度から、前記第１の時点に対応する前記車両の加速度である第１の加速度と、前記第２の時点に対応する前記車両の加速度である第２の加速度と、を取得し、取得した前記第１の加速度および前記第２の加速度を拘束条件として、前記車速推移モデルを生成してもよい。
　また、上記車両停止判定装置において、前記第１の時点に対応する前記所定の値と、前記第２の時点に対応する前記所定の値とは、同一であり、ＧＰＳにおいて十分な測位精度が得られる速度の値の最小値であってもよい。
　本開示の車両停止判定システムは、車両のＧＰＳ情報から、当該車両が停止したか否かを判定する車両停止判定システムであって、前記車両停止判定システムは、前記車両に設置された端末装置と、前記車両の走行状態に関する情報を処理するサーバ装置と、を有し、前記端末装置は、ＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号から前記車両のＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ受信部と、取得された前記ＧＰＳ情報と前記車両の識別情報とを含む走行データを、前記サーバ装置へ送信する走行データ送信部と、を有し、前記サーバ装置は、前記端末装置から送信された前記走行データを受信する走行データ受信部と、受信された前記走行データから前記車両の速度を計測し、得られる速度である計測速度が所定の値を下回った第１の時点の前記車両の位置から、前記計測速度が所定の値を上回った第２の時点の前記車両の位置までの区間である、低速区間を抽出する低速区間抽出部と、抽出された前記低速区間の長さである区間距離と、前記第１の時点から前記第２の時点までの時間と、を拘束条件として、速度が、前記第１の時点から減少した後に前記第２の時点まで連続的に増加するような速度の時間的推移を示す、車速推移モデルを生成する車速推移モデル生成部と、生成された前記車速推移モデルにおいて、前記速度がゼロ以下となる区間が存在することを条件として、前記車両は前記低速区間において停止したと判定する停止判定部と、前記停止判定部による判定結果を出力する判定結果出力部と、を有する。
　２０１３年６月４日出願の特願２０１３－１１７８６４の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明は、車両のＧＰＳ情報から、車両が停止したか否かを高い精度で判定することができる、車両停止判定結果提供方法、車両停止判定装置、および車両停止判定システムとして有用である。より具体的には、本発明は、ＧＰＳを用いた車両の停止判定を効果的に行う機能を有し、走行履歴分析、交通状態分析等に有用である。また、本発明は、車両のアイドリング時間やアイドリング場所が地球温暖化ガスの排出等環境に及ぼす影響の効果測定、および、環境負荷軽減の支援用途にも応用できる。
　１００　車両停止判定装置
　１１０　ＧＰＳ受信部
　１２０　低速区間抽出部
　１３０　車速推移モデル生成部
　１４０　停止判定部
　１５０　判定結果出力部
　１６０　主構成部
　３００　車両停止判定システム
　４００　端末装置
　４１０　走行データ送信部
　５００　サーバ装置
　５１０　走行データ受信部
　６００　通信ネットワーク

Claims (12)

  1. 　車両のＧＰＳ情報から得られる前記車両の速度である計測速度を取得するステップと、
    　前記車両に対して、前記計測速度に基づいて行われた停止判定の結果を提供するステップと、
    　を含み、
    　前記停止判定は、前記計測速度が所定の値を下回った第１の時点から、前記計測速度が所定の値を上回った第２の時点までの速度の時間的推移を示す車速推移モデルのうち、前記速度が、前記第１の時点から減少した後に前記第２の時点まで連続的に増加する車速推移モデルにおいて、前記速度がゼロ以下となる区間が存在する場合に、前記第１の時点から前記第２の時点までの期間に前記車両が停止したと判定するものである、
    　車両停止判定結果提供方法。
  2. 　前記所定の値は、前記第１の時点と前記第２の時点とで同じ値である、
    　請求項１に記載の車両停止判定結果提供方法。
  3. 　前記所定の値は、前記第１の時点と前記第２の時点とで異なる値である、
    　請求項１に記載の車両停止判定結果提供方法。
  4. 　車両のＧＰＳ情報から、当該車両が停止したか否かを判定する車両停止判定装置であって、
    　前記ＧＰＳ情報から得られる前記車両の速度である計測速度が所定の値を下回った第１の時点の前記車両の位置から、前記計測速度が所定の値を上回った第２の時点の前記車両の位置までの区間である、低速区間を抽出する低速区間抽出部と、
    　抽出された前記低速区間の長さである区間距離と、前記第１の時点から前記第２の時点までの時間と、を拘束条件として、速度が、前記第１の時点から減少した後に前記第２の時点まで連続的に増加するような速度の時間的推移を示す、車速推移モデルを生成する車速推移モデル生成部と、
    　生成された前記車速推移モデルにおいて、前記速度がゼロ以下となる区間が存在することを条件として、前記車両は前記低速区間において停止したと判定する停止判定部と、を有する、
    　車両停止判定装置。
  5. 　前記車速推移モデルは、時間軸と速度軸とから成る２次元空間において、負の速度の方向に凸であって時間軸方向において連続的に変化する形状を有する、
    　請求項４に記載の車両停止判定装置。
  6. 　前記車速推移モデルの前記形状は、Ｖ字状の１次関数の形状である、
    　請求項５に記載の車両停止判定装置。
  7. 　前記車速推移モデルの前記形状は、２次関数または４次関数の形状である、
    　請求項５に記載の車両停止判定装置。
  8. 　前記車速推移モデル生成部は、
    　前記車速推移モデルとして、前記２次元空間における前記車速推移モデルの形状を示す関数である疑似補間関数を生成し、
    　前記停止判定部は、
    　生成された前記疑似補間関数における速度の極小値がゼロ以下であるか否かを判定し、前記極小値がゼロ以下であることを条件として、前記車両は前記低速区間において停止したと判定する、
    　請求項５に記載の車両停止判定装置。
  9. 　前記停止判定部は、
    　前記極小値がゼロを超えていることを条件として、前記車両は前記低速区間において停止していないと判定する、
    　請求項８に記載の車両停止判定装置。
  10. 　前記車速推移モデル生成部は、
    　前記計測速度から、前記第１の時点に対応する前記車両の加速度である第１の加速度と、前記第２の時点に対応する前記車両の加速度である第２の加速度と、を取得し、取得した前記第１の加速度および前記第２の加速度を拘束条件として、前記車速推移モデルを生成する、
    　請求項４に記載の車両停止判定装置。
  11. 　前記第１の時点に対応する前記所定の値と、前記第２の時点に対応する前記所定の値とは、同一であり、ＧＰＳにおいて十分な測位精度が得られる速度の値の最小値である、
    　請求項４に記載の車両停止判定装置。
  12. 　車両のＧＰＳ情報から、当該車両が停止したか否かを判定する車両停止判定システムであって、
    　前記車両停止判定システムは、
    　前記車両に設置された端末装置と、前記車両の走行状態に関する情報を処理するサーバ装置と、を有し、
    　前記端末装置は、
    　ＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号から前記車両のＧＰＳ情報を取得するＧＰＳ受信部と、
    　取得された前記ＧＰＳ情報と前記車両の識別情報とを含む走行データを、前記サーバ装置へ送信する走行データ送信部と、を有し、
    　前記サーバ装置は、
    　前記端末装置から送信された前記走行データを受信する走行データ受信部と、
    　受信された前記走行データから前記車両の速度を計測し、得られる速度である計測速度が所定の値を下回った第１の時点の前記車両の位置から、前記計測速度が所定の値を上回った第２の時点の前記車両の位置までの区間である、低速区間を抽出する低速区間抽出部と、
    　抽出された前記低速区間の長さである区間距離と、前記第１の時点から前記第２の時点までの時間と、を拘束条件として、速度が、前記第１の時点から減少した後に前記第２の時点まで連続的に増加するような速度の時間的推移を示す、車速推移モデルを生成する車速推移モデル生成部と、
    　生成された前記車速推移モデルにおいて、前記速度がゼロ以下となる区間が存在することを条件として、前記車両は前記低速区間において停止したと判定する停止判定部と、
    　前記停止判定部による判定結果を出力する判定結果出力部と、を有する、
    　車両停止判定システム。
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