WO2015129002A1 - 地図作成システム及び地図作成方法 - Google Patents

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WO2015129002A1
WO2015129002A1 PCT/JP2014/054954 JP2014054954W WO2015129002A1 WO 2015129002 A1 WO2015129002 A1 WO 2015129002A1 JP 2014054954 W JP2014054954 W JP 2014054954W WO 2015129002 A1 WO2015129002 A1 WO 2015129002A1
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宅原　雅人
日浦　亮太
義弘 馬渕
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三菱重工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a map creation system and a map creation method for creating a map used for map matching processing.
  • a technique is known in which an onboard device mounted on a vehicle acquires the current position of the vehicle and estimates a road on which the vehicle is currently traveling based on road information on map data stored in advance.
  • the vehicle-mounted device is a car navigation device, for example, and acquires the current position of the vehicle using a GPS, a gyro, a vehicle speed sensor, and the like.
  • Map data uses information recorded in a storage medium.
  • Priority is given to the user-friendly map data when the map is displayed on the display. Therefore, in practice, two or more roads overlapping in the height direction or two or more roads adjacent to each other are stored as map data with a gap therebetween. This makes it easier for the user to identify the map, but the current position estimated by the vehicle-mounted device may not match the road information on the map data. Therefore, map matching is performed when estimating the road on which the vehicle is currently traveling. Map matching is a technique for matching the current position of a vehicle to road information in map data.
  • Patent Document 1 calculates a shift direction and a shift distance for a link that has no line width and is set at the center of the road width in the map data according to the parallel road width and positional relationship.
  • a technique for setting a link and setting a map matching threshold is disclosed.
  • JP 2008-14666 paragraphs [0009], [0010], [0025], etc.
  • the map data stores road information at a position different from the actual road, and is not accurate. Therefore, for example, when a toll road and a toll road are parallel or branched, if it is determined that the vehicle is traveling on a toll road even though it is traveling on a toll road, The problem of being charged.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a map creation system and map capable of accurately creating road data on map data for estimating a road on which a vehicle is traveling
  • the purpose is to provide a creation method.
  • a map creation system includes a trajectory data creation unit that creates trajectory data of the vehicle traveling on a predetermined area of a first road based on vehicle position information, and a plurality of created Based on the representative point extracting unit for extracting representative points located on the second road side different from the first road in the trajectory data, and the plurality of representative points respectively extracted for the plurality of the predetermined regions,
  • a road data creation unit that creates data of the first road on map data.
  • the data of the first road created on the map data is created based on the trajectory of the vehicle traveling on the first road.
  • representative points located on the second road side different from the first road are extracted, and an approximate line is created by connecting the extracted representative points.
  • data of the first road is created.
  • the trajectory data includes one or a plurality of position information of the vehicle.
  • the representative point may be extracted based on a frequency distribution of a plurality of the trajectory data in the predetermined region.
  • the position of the representative point extracted for each predetermined area is determined according to the frequency of a plurality of trajectory data in the predetermined area. For example, when the position of the representative point to be extracted is the second road side, if a certain vehicle is traveling on the first road, increase the probability that it is determined that the vehicle is located on the first road, In addition, the probability that it is determined that the vehicle is not located on the first road can be reduced. On the other hand, by reducing the position of the representative point to be extracted from the second road rather than the side closest to the second road, the probability of being determined to be located on the first road is reduced, and The probability that it is determined that the vehicle is not located on the first road can be increased.
  • a representative point may be extracted.
  • the position of the representative point extracted for each predetermined area is determined depending on whether or not the vehicle is charged by traveling on the first road. For example, by setting the position of the representative point to be extracted to the second road side, when a certain vehicle is traveling on the first road, the probability of being determined to be located on the first road is increased. At this time, if the first road is a toll road and a vehicle traveling on the first road is charged, omissions in charging can be reduced. On the other hand, when the first road is a free road and the vehicle traveling on the first road is not charged, and the vehicle traveling on the second road is charged, erroneous charges can be reduced.
  • the second road is parallel to the first road or intersects the first road.
  • the map creation method includes a step of creating trajectory data of the vehicle traveling on a predetermined area of the first road based on the position information of the vehicle, and a plurality of the trajectory data created A representative point located on a second road side different from the first road, and a plurality of the representative points extracted for each of the plurality of predetermined areas, Creating data for one road.
  • road data on map data for estimating a road on which a vehicle is traveling can be created accurately.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a billing map creation system according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the road billing system which concerns on one Embodiment of this invention. It is a flowchart which shows operation
  • the billing map creation system 1 creates a map suitable for the road billing system 2.
  • the road billing system 2 is a system that charges a vehicle traveling on a toll road using the vehicle-mounted device 3 mounted on the vehicle. If the road data L on the map data M stored in the vehicle-mounted device 3 has the attribute of a toll road or a free road by giving the road data L an attribute of a toll road or a free road, The billing process is performed.
  • the billing map creation system 1 accurately determines whether or not a vehicle is charged in the above-mentioned road billing system 2 and the billing amount by accurately arranging a toll road that requires billing and a free road that does not require billing on the map. Create a billing map that can be acquired.
  • the billing map creation system 1 includes, for example, a vehicle-mounted device 3 mounted on a vehicle and a map creation server device 4 that can transmit / receive data to / from the vehicle-mounted device 3 and creates a billing map.
  • the vehicle-mounted device 3 includes a position information acquisition unit 6 that acquires the position of the vehicle, a trajectory data generation unit 7 that generates and stores trajectory data T based on a temporal change in the position of the vehicle, and trajectory data.
  • a transmission / reception unit 8 that transmits T to the map creation server device 4 and receives map data M created or updated from the map creation server device 4 is provided.
  • the vehicle-mounted device 3 is, for example, a car navigation device, and the position information acquisition unit 6 acquires the current position P of the vehicle using a GPS, a gyro, a vehicle speed sensor, and the like (see FIG. 6).
  • a plurality of the current position P obtained from a plurality of vehicles traveling on the road R 1 and the road R 2 are plotted.
  • the trajectory data creation unit 7 uses a time series of the plurality of current positions P as shown in FIG.
  • Vehicle trajectory data T is created and recorded in a storage medium.
  • the trajectory data T recorded in the storage medium is transmitted to the map creation server device 4 according to a predetermined timing, for example, a certain time interval or traveling condition.
  • the map data M created by the map creation server device 4 is transmitted from the map creation server device 4 to the vehicle-mounted device 3 in accordance with the driving conditions of the vehicle, the update timing of the map data M, and the like.
  • the map creation server device 4 receives the trajectory data T from the vehicle-mounted device 3, and transmits the created or updated map data M to the vehicle-mounted device 3, and a plurality of transmission / reception units 11.
  • an analysis unit 12 which determines the representative point P a required to create the road data L from the trajectory data T, the road data creation unit 13 for creating a road data L based on the determined representative point P a, were created
  • a map update unit 14 for updating the map data M from the road data L is provided.
  • the analysis unit 12 divides the target roads R 1 and R 2 to create a plurality of regions A, and obtains from a plurality of vehicle-mounted devices 3 in the region A.
  • a representative point extraction unit 32 that extracts a representative point PA based on the trajectory data T is provided.
  • the area creating unit 31 draws a dividing line D in a direction perpendicular to the traveling direction of the target road, and creates a plurality of areas A sandwiched by two dividing lines D along the traveling direction of the road. To do.
  • the representative point extraction unit 32 extracts a representative point P A (see FIG. 8) based on the frequency distribution of the plurality of trajectory data T in a plurality of regions A of the target road.
  • the representative point extraction unit 32 is configured to represent the representative points based on the charging information about the target road and the charging information about the road parallel to or intersecting with the target road in the plurality of areas A of the target road. to extract the P a.
  • Road data creation unit 13 tying a plurality of representative points P A extracted by asking for approximate line, to create a straight or curved road data L as shown in FIG.
  • the road data L created here may be position information related to a road, and may be information related to a line having no road width and no line width.
  • the map update unit 14 compares the generated road data L with the road data L of the existing map data M that has already been created. New map data M is created. Then, the map update unit 14 updates the map data M used for the road billing system 2.
  • the road billing system 2 includes, for example, a vehicle-mounted device 3 mounted on a vehicle and a charging server device 5 that can transmit and receive data to and from the vehicle-mounted device 3 and performs a charging process for each vehicle.
  • the in-vehicle device 3 determines the presence / absence of billing of the road on which the vehicle is running, the billing amount, etc. based on the above-described position information acquisition unit 6 and the acquired current position of the vehicle, and stores the billing data 9 and a transmission / reception unit 8 for transmitting / receiving the accounting data to / from the accounting server device 5.
  • the billing server device 5 includes a transmission / reception unit 21 that transmits / receives billing data to / from the vehicle-mounted device 3, a billing processing unit 22 that performs billing processing / management of each vehicle based on the billing data, and the like.
  • the vehicle-mounted device 3 acquires position information related to the current position P of the vehicle (step S1).
  • the position information includes, for example, data regarding latitude, longitude, and a road on which the vehicle is traveling. If the data relating to the traveling road can be sequentially identified from the map data M based on the latitude and longitude by map matching processing or the like, the data is acquired as data relating to the traveling road.
  • the map data M cannot be identified sequentially such as when there are a plurality of candidates, it is identified after estimation from the trajectory data T including the current position P before and after in post-processing.
  • the in-vehicle device 3 acquires a plurality of pieces of position information, associates them in time series, and creates vehicle trajectory data T (step S2).
  • the created trajectory data T is recorded on a storage medium. Then, the trajectory data T is transmitted to the map creation server device 4 according to a predetermined timing, for example, a time interval or a traveling condition (step S3).
  • the map creation server device 4 receives a plurality of trajectory data T from the plurality of vehicle-mounted devices 3 (step S11). Then, analysis is performed from a plurality of trajectory data T (step S12), road data L is created (step S13), and map data M is updated from the created road data L (step S14). Specifically, as described later, the representative point P A required to create the locus data T of the road data L, extracted for each area A. Then, to create a road data L based on the determined representative point P A, and updates the map data M from the road data L created.
  • the map data M created by the map creation server device 4 is transmitted from the map creation server device 4 to the vehicle-mounted device 3 in accordance with the driving conditions of the vehicle and the update timing of the map data M (step S15). Then, the onboard equipment 3 receives the updated map data M (step S4), and updates the map data M stored in the onboard equipment 3 (step S5).
  • the map creation server device 4 associates a plurality of trajectory data T for each road (step S21). Further, the target road is divided to create a plurality of areas A (step S22). Specifically, as shown in FIG. 7, a dividing line D is drawn in a direction perpendicular to the traveling direction of the target road, and a plurality of lines sandwiched between two dividing lines D along the traveling direction of the road. Region A is created.
  • a frequency distribution of a plurality of trajectory data T is obtained in a plurality of areas A of the target road (step S23).
  • the frequency distribution is a total of the frequencies of the trajectory data T existing in the width direction of the road.
  • FIG. 10 (A) when a plurality of trajectory data T is obtained on the roads R 1 and R 2 , the frequency of the trajectory data T existing in the width direction of the road is tabulated.
  • a frequency distribution as shown in FIG. 10 (B) is obtained for each of the roads R 1 and R 2 .
  • the frequency distribution is represented by a normal distribution for convenience, but the total result is not limited to the normal distribution. Further, the frequency distribution may be tabulated as represented by a histogram.
  • the position information that is the basis for calculating the frequency of the frequency distribution may be the position information actually obtained by the vehicle-mounted device 3, or the trajectory data T created by smoothly connecting the position information and the traveling direction of the road Alternatively, the position information of the intersection where the straight line in the vertical direction intersects with each other may be used.
  • the frequency distribution is obtained, as shown in FIG. 10 (C), extracts the position information located on the innermost side of each road R 1, a plurality of track data T of R 2 as a representative point P A (Step S24). Then, by smoothly connecting the representative point P A, as shown in FIG. 9, to create a road data L (step S13).
  • FIG. 5 is a flowchart showing a billing process of the road billing system according to the present embodiment.
  • the position information of the vehicle traveling on the road is acquired in real time (step S31), and the road on which the vehicle is located, that is, the road on which the vehicle is traveling is detected from the map data M based on the acquired position information (step S31).
  • Step S32 Specifically, by comparing the vehicle position information acquired in real time with the road information on the map data M, it is determined that the closest road is the road on which the vehicle is actually traveling. Is done.
  • step S33 it is determined whether or not the road on which the vehicle is traveling is an advantageous road that needs to be charged. If it is a toll road, a charging process is performed by the vehicle-mounted device 3 (step S34), and if it is a free road that does not require charging, the charging process is not performed (step S35).
  • the road data L based on the representative point P A is located in the innermost there is a possibility that the vehicle is traveling, since you are creating a road data L, road data L is the road width Even if it does not have the information regarding, it can be estimated from the relationship between the position information of the vehicle and the position information of the road data without erroneously recognizing the road on which the vehicle is traveling.
  • the positioning results cannot be separated with sufficient accuracy, such as near the branch point of the two roads R 1 and R 2 , and one is the toll road R 1 and the other is the free road R 2.
  • roads are arranged as shown as “overlapping areas” in FIG. 9, and the two roads R 1 and R 2 are adjacent areas where a branch starts. .
  • Towards the toll road R 1 is the probability that false recognition may occur, i.e. in response to the probability that permits billing leakage, extracts the position information serving as its probability as the representative point P A (step S24). Then, by smoothly connecting the representative point P A, to create a road data L of the toll road R 1 (step S13).
  • the road billing system 2 performs processing as follows.
  • the position information of the vehicle traveling on the road is acquired in real time (step S31), and the road on which the vehicle is located is detected from the map data M based on the acquired position information (step S32). Specifically, by comparing the vehicle position information acquired in real time with the road information on the map data, it is determined that the closest road is the road on which the vehicle is actually traveling.
  • step S33 it is determined whether or not the road on which the vehicle is traveling is an advantageous road that requires charging. If it is a toll road, a charging process is performed by the vehicle-mounted device 3 (step S34), and if it is a free road that does not require charging, the charging process is not performed (step S35).
  • the billing map creation system 1 when there are adjacent toll roads R 1 and free roads R 2 and the frequency distributions of the trajectory data overlap each other, the most toll roads are created when creating the road data L of the free roads R 2. are extracted position information located on R 1 side as a free road representative point during road data creation of R 2 P a. Therefore, vehicle traveling in one of two roads R 1, R 2, the probability is determined that the vehicle is running free road R 2 of the two roads R 1, R 2 neighboring high. As a result, it is possible to reduce erroneous charges such as charging even though the free road R 2 is traveling near the branch of the two roads R 1 and R 2 .
  • the probability that the vehicle traveling in one of two roads R 1, R 2, is determined to be traveling on a toll road R 1 of the two roads R 1, R 2 adjacent ( A%) is (100 ⁇ B)%, where B% is the probability of accepting a charge omission.
  • FIG. 12 (A1) defines the two roads R 1, R 2 of the representative point P A, when creating the road data L, as shown in FIG. 12 (B1), the road R 1 the probability of matching the time of traveling on the road R 1, a 75% probability that recognize erroneous will be matched to the road R 2 is 25%.
  • the probability that recognize erroneous will be matched to the road R 1 when traveling the road R 2 is 25%
  • the probability of matching the road R 2 is 75%. That is, the probability of road R 2 be a toll road, will be matched to the road R 1, would be erroneously billing, it will remain 25%.
  • a plurality of roads branch in a substantially vertical direction instead of a case where the roads travel substantially in parallel as in the second embodiment.
  • the case of going will be described.
  • a case will be described where positioning results cannot be separated with sufficient accuracy, such as near an intersection, and some roads are toll roads and the rest are toll roads.
  • FIG. 13 shows trajectory data T on map data M created from a plurality of current positions P.
  • the free roads R 4 and R 5 among the plurality of target branch roads are divided to create a plurality of areas A (step S22). Specifically, as shown in FIG. 14, drawing a dividing line D in the direction perpendicular to the traveling direction of the free road R 4, R 5 of interest, along the traveling direction of the free road R 4, R 5 A plurality of regions A sandwiched between two dividing lines D are created.
  • the frequency distribution of the plurality of trajectory data T is obtained in the plurality of areas A of the target free roads R 4 and R 5 .
  • the free roads R 4 and R 5 are closest to the direction in which the toll road R 6 extends, that is, the most distant from the free roads R 4 and R 5. It extracts the position information positioned at a point that is as representative point P a (step S24).
  • the positions of the free roads R 4 and R 5 are arranged at positions shifted from the initial positions.
  • the road billing system 2 is processed in the same manner as in the second embodiment.
  • the position information of the vehicle traveling on the road is acquired in real time (step S31), and the road on which the vehicle is located is detected from the map data M based on the acquired position information (step S32). Specifically, by comparing the vehicle position information acquired in real time with the road information on the map data, it is determined that the closest road is the road on which the vehicle is actually traveling.
  • step S33 it is determined whether or not the road on which the vehicle is traveling is an advantageous road that needs to be charged. If it is a toll road, a charging process is performed by the vehicle-mounted device 3 (step S34), and if it is a free road that does not require charging, the charging process is not performed (step S35).
  • mapping system 1 there is a toll road R 6 and free road R 4, R 5 crossing, if the frequency distribution of the trajectory data T are overlapped with each other, the closest in the direction of toll road R 6 is gradually extended extracting positional information located in the point as a representative point P a, it has created a road data L free road R 4, R 5. Therefore, the probability that a vehicle that is unclear whether it is traveling on either the toll road R 6 or the free roads R 4 , R 5 is determined to be traveling on the free roads R 4 , R 5 among the intersecting roads. Is expensive. As a result, it is possible to reduce an erroneous billing in which the user is charged despite traveling on the free roads R 4 and R 5 near the branch.
  • road data on map data for estimating a road on which a vehicle is traveling can be accurately created. And the misrecognition judged that the vehicle which is drive
  • the vehicle-mounted device 3 creates trajectory data based on the vehicle position information, and the trajectory data created by the vehicle-mounted device 3 is transmitted from the vehicle-mounted device 3 to the map creation server device 4.
  • the vehicle-mounted device 3 may transmit vehicle position information to the map creation server device 4, and the map creation server device 4 may create trajectory data based on the received vehicle position information.

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Abstract

車両が走行している道路を推定するための地図データ上の道路データを正確に作成することが可能な地図作成システム及び地図作成方法を提供することを目的とする。地図作成システム（１）は、車両の位置情報に基づいて、第１の道路の所定領域を走行する車両の軌跡データを作成する軌跡データ作成部（７）と、作成された複数の軌跡データのうち第１の道路と異なる第２の道路側に位置する代表点を抽出する代表点抽出部（３２）と、複数の所定領域についてそれぞれ抽出された複数の代表点に基づいて、地図データ上に第１の道路のデータを作成する道路データ作成部（１３）とを備える。

Description

地図作成システム及び地図作成方法
　本発明は、マップマッチング処理に用いられる地図を作成する地図作成システム及び地図作成方法に関するものである。
　車両に搭載される車載器が車両の現在位置を取得し、予め記憶している地図データ上の道路情報に基づいて、車両が現在走行している道路を推定する技術が知られている。車載器は、例えばカーナビゲーション装置であり、ＧＰＳ、ジャイロ及び車速センサーなどを用いて車両の現在位置を取得する。地図データは、記憶媒体に記録されている情報が使用される。
　地図データは、地図がディスプレイに表示されたときのユーザの見易さが優先されている。そのため、実際は高さ方向に重なっている２本以上の道路や、互いに隣接している２本以上の道路が、互いに隙間が設けられて、地図データとして記憶されている。これにより、ユーザは、地図を識別しやすくなるが、車載器が推定した現在位置と地図データ上の道路情報とが一致しない場合がある。したがって、車両が現在走行している道路を推定する際、マップマッチングが行われる。マップマッチングは、車両の現在位置を地図データの道路情報に合わせる技術である。
　例えば、特許文献１には、地図データの道路のうち線幅を持たず道路幅の中心に設定されているリンクについて、平行する道路幅や位置関係に応じて、ずらす方向とずらす距離を計算して、リンクの設定とマップマッチング閾値の設定をする技術が開示されている。
特開２００８－１４６６６号公報（段落［０００９］，［００１０］，［００２５］など）
　ところで、実際の道路には、車両が走行することによって課金が発生する有料道路と、課金が発生しない無料道路がある。そこで、地図データ上の道路情報に有料道路又は無料道路の属性を持たせることによって、車載器において推定された現在走行している道路が有料道路であれば、車両に対して課金を行う道路課金システムが提案されている。
　道路課金システムでは、課金の有無や課金額について、誤りがないことが高度に要求される。しかし、地図データは、上述したとおり、実際の道路と異なる位置に道路情報が記憶されており、正確ではない。そのため、例えば有料道路と無料道路が平行している場合や分岐している場合などにおいて、車両が無料道路を走行しているにもかかわらず有料道路を走行していると判断されると、誤って課金されてしまうという問題が生じる。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、車両が走行している道路を推定するための地図データ上の道路データを正確に作成することが可能な地図作成システム及び地図作成方法を提供することを目的とする。
　本発明の第１態様に係る地図作成システムは、車両の位置情報に基づいて、第１の道路の所定領域を走行する前記車両の軌跡データを作成する軌跡データ作成部と、作成された複数の前記軌跡データのうち前記第１の道路と異なる第２の道路側に位置する代表点を抽出する代表点抽出部と、複数の前記所定領域についてそれぞれ抽出された複数の前記代表点に基づいて、地図データ上に前記第１の道路のデータを作成する道路データ作成部とを備える。
　この構成によれば、地図データ上に作成される第１の道路のデータは、第１の道路を走行する車両の軌跡に基づいて作成される。このとき、第１の道路の複数の所定領域ごとに、第１の道路と異なる第２の道路側に位置する代表点を抽出し、抽出された複数の代表点を結んだり近似線を作成することで、第１の道路のデータが作成される。そして、作成された第１の道路のデータを用いて、ある車両が走行している道路を推定する（マップマッチングする）際、その車両が第１の道路を走行している場合、第１の道路のデータに対して第２の道路側に位置すると判断される場合に比べて、第１の道路のデータ上、又は、第１の道路のデータに対して第２の道路側と反対側に位置すると判断されることが多くなる。したがって、第１の道路を走行している車両が、第１の道路ではなく第２の道路に位置すると判断される誤認識を低減できる。
　ここで、軌跡データとは、車両の１又は複数の位置情報からなる。
　上記第１態様に係る発明において、前記所定領域における複数の前記軌跡データの度数分布に基づいて、前記代表点を抽出してもよい。
　この構成によれば、所定領域ごとに抽出される代表点の位置は、所定領域における複数の軌跡データの頻度に応じて決定される。例えば、抽出する代表点の位置を第２の道路側とするとき、ある車両が第１の道路を走行している場合、第１の道路に位置していると判断される確率を上げて、かつ、第１の道路に位置していないと判断される確率を下げることができる。一方、抽出する代表点の位置を第２の道路に最も近い側よりも第２の道路から離れるようにすることによって、第１の道路に位置していると判断される確率を下げて、かつ、第１の道路に位置していないと判断される確率を上げることができる。
　上記第１態様に係る発明において、前記第１の道路を走行する前記車両が課金されるか否か、及び前記第２の道路を走行する前記車両が課金されるか否かに基づいて、前記代表点を抽出してもよい。
　この構成によれば、所定領域ごとに抽出される代表点の位置は、第１の道路を走行することによって車両が課金されるか否かに応じて決定される。例えば、抽出する代表点の位置を第２の道路側とすることによって、ある車両が第１の道路を走行している場合、第１の道路に位置していると判断される確率が上がる。このとき、第１の道路が有料道路であって、第１の道路を走行する車両が課金される場合、課金漏れを低減できる。一方、第１の道路が無料道路であって第１の道路を走行する車両が課金されず、第２の道路を走行する車両が課金される場合、誤課金を低減できる。
　また、抽出する代表点の位置を第２の道路に最も近い側よりも第２の道路から離れるようにすることによって、ある車両が第１の道路を走行している場合、第１の道路に位置していると判断される確率が下がる。このとき、第１の道路を走行する車両が課金される場合、課金漏れの確率が上昇する。一方、第１の道路を走行する車両が課金されず、第２の道路を走行する車両が課金される場合、誤課金の確率が上昇する。
　上記第１態様に係る発明において、前記第２の道路は、前記第１の道路に対して平行である、又は前記第１の道路に対して交差している。
　本発明の第２態様に係る地図作成方法は、車両の位置情報に基づいて、第１の道路の所定領域を走行する前記車両の軌跡データを作成するステップと、作成された複数の前記軌跡データのうち前記第１の道路と異なる第２の道路側に位置する代表点を抽出するステップと、複数の前記所定領域についてそれぞれ抽出された複数の前記代表点に基づいて、地図データ上に前記第１の道路のデータを作成するステップとを備える。
　本発明によれば、車両が走行している道路を推定するための地図データ上の道路データを正確に作成することができる。
本発明の一実施形態に係る課金用地図作成システムを示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る道路課金システムを示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る課金用地図作成システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る課金用地図作成システムの道路データ作成処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る道路課金システムの課金処理を示すフローチャートである。 地図データに基づく地図を示す説明図である。 地図データに基づく地図を示す説明図である。 地図データに基づく地図を示す説明図である。 地図データに基づく地図を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る課金用地図作成システムの道路データ作成処理の第１実施例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る課金用地図作成システムの道路データ作成処理の第２実施例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る課金用地図作成システムの道路データ作成処理の第２実施例を示す説明図である。 地図データに基づく地図を示す説明図である。 地図データに基づく地図を示す説明図である。 地図データに基づく地図を示す説明図である。 地図データに基づく地図を示す説明図である。 従来の地図データに基づく道路課金システムの課金処理を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る課金用地図作成システムの道路データ作成処理の第３実施例による地図データに基づく道路課金システムの課金処理を示す説明図である。
　まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る課金用地図作成システム１の構成について説明する。
　課金用地図作成システム１は、道路課金システム２に適した地図を作成する。ここで、道路課金システム２とは、車両に搭載された車載器３を利用して、有料道路を走行している車両に対して課金するシステムである。車載器３が記憶する地図データＭ上の道路データＬに有料道路又は無料道路の属性を持たせることによって、車載器３において推定された現在走行している道路が有料道路であれば、車両に対して課金処理を行う。
　課金用地図作成システム１は、課金が必要な有料道路及び課金が不要な無料道路を地図上に正確に配置することによって、上述の道路課金システム２において車両に対する課金の有無や課金額を正確に取得することが可能になる課金用地図を作成する。
　課金用地図作成システム１は、例えば、車両に搭載される車載器３と、車載器３とのデータの送受信が可能であり課金用地図を作成する地図作成サーバ装置４などを備える。
　車載器３は、図１に示すように、車両の位置を取得する位置情報取得部６と、車両の位置の経時変化に基づく軌跡データＴを作成し記憶する軌跡データ作成部７と、軌跡データＴを地図作成サーバ装置４に送信したり、地図作成サーバ装置４から作成又は更新された地図データＭを受信したりする送受信部８などを備える。
　車載器３は、例えばカーナビゲーション装置であり、位置情報取得部６は、ＧＰＳ、ジャイロ及び車速センサーなどを用いて車両の現在位置Ｐを取得する（図６参照）。図６では、道路Ｒ１と道路Ｒ２を走行する複数の車両から得られる複数の現在位置Ｐがプロットされている。
　軌跡データ作成部７は、車両の識別情報、道路データ、及び取得された車両の複数の現在位置Ｐに関する位置情報などに基づいて、図６に示すように、複数の現在位置Ｐの時系列から車両の軌跡データＴを作成し、記憶媒体に記録する。
　記憶媒体に記録された軌跡データＴは、予め決められたタイミング、例えば一定の時間間隔又は走行条件などに応じて、地図作成サーバ装置４に送信される。また、地図作成サーバ装置４で作成された地図データＭは、車両の走行条件や地図データＭの更新のタイミングなどに応じて、地図作成サーバ装置４から車載器３に送信される。
　地図作成サーバ装置４は、図１に示すように、車載器３から軌跡データＴを受信したり、作成又は更新された地図データＭを車載器３に送信したりする送受信部１１と、複数の軌跡データＴから道路データＬの作成に必要な代表点ＰＡを決定する解析部１２と、決定された代表点ＰＡに基づいて道路データＬを作成する道路データ作成部１３と、作成された道路データＬから地図データＭを更新する地図更新部１４などを備える。
　解析部１２は、図７に示すように、対象とする道路Ｒ１，Ｒ２を分割して複数の領域Ａを作成する領域作成部３１と、領域Ａ内における複数の車載器３から取得した軌跡データＴに基づいて代表点ＰＡを抽出する代表点抽出部３２などを備える。
　領域作成部３１は、例えば、対象とする道路の進行方向に対して垂直方向に分割線Ｄを引き、道路の進行方向に沿って２本の分割線Ｄで挟まれた複数の領域Ａを作成する。
　代表点抽出部３２は、対象とする道路の複数の領域Ａにおいて、複数の軌跡データＴの度数分布に基づいて、代表点ＰＡ（図８参照）を抽出する。また、代表点抽出部３２は、対象とする道路の複数の領域Ａにおいて、対象とする道路に関する課金情報や、対象とする道路に対して平行又は交差する道路に関する課金情報に基づいて、代表点ＰＡを抽出する。
　道路データ作成部１３は、抽出された複数の代表点ＰＡを結んだり、近似線を求めたりすることによって、図９に示すように直線状又は曲線状の道路データＬを作成する。ここで作成される道路データＬは、道路に関する位置情報であって、道路幅を有さず、線幅を持たない線に関する情報でよい。
　地図更新部１４は、作成された道路データＬを既に作成されている既存の地図データＭの道路データＬと照合するなどして、更新が必要と判断される場合は道路データＬを入れ替えて、新たな地図データＭを作成する。そして、地図更新部１４は、道路課金システム２に使用される地図データＭを更新する。
　次に、図２を参照して、本発明の一実施形態に係る道路課金システム２の構成について説明する。
　道路課金システム２は、例えば、車両に搭載される車載器３と、車載器３とのデータの送受信が可能であり各車両に対する課金処理を行う課金サーバ装置５などを備える。
　車載器３は、上述した位置情報取得部６と、取得された車両の現在位置に基づいて、走行している道路の課金の有無や課金額などを判断し、課金データを記憶する課金処理部９と、課金データについて課金サーバ装置５と送受信する送受信部８などを備える。
　課金サーバ装置５は、課金データについて車載器３と送受信する送受信部２１と、課金データに基づいて各車両の課金処理・管理を行う課金処理部２２などを備える。
　次に、図３を参照して、課金用地図作成システム１の動作について説明する。
　まず、車載器３を搭載した車両が道路を走行することによって、車載器３は、車両の現在位置Ｐに関する位置情報を取得する（ステップＳ１）。位置情報には、例えば緯度、経度、及び走行している道路に関するデータが含まれる。走行している道路に関するデータは、マップマッチング処理等によって、緯度及び経度に基づいて地図データＭから逐次特定できる場合は、そのデータを走行している道路に関するデータとして取得する。一方、候補が複数ある場合など地図データＭから逐次特定できない場合は、後処理で、前後の現在位置Ｐを含む軌跡データＴから推定してから特定される。
　車載器３は、複数の位置情報を取得すると、これらを時系列で関連付けて、車両の軌跡データＴを作成する（ステップＳ２）。作成された軌跡データＴは、記憶媒体に記録される。そして、軌跡データＴは、予め決められたタイミング、例えば時間間隔や走行条件などに応じて、地図作成サーバ装置４に送信される（ステップＳ３）。
　次に、地図作成サーバ装置４は、複数の車載器３から、複数の軌跡データＴを受信する（ステップＳ１１）。そして、複数の軌跡データＴから解析を行い（ステップＳ１２）、道路データＬを作成し（ステップＳ１３）、作成された道路データＬから地図データＭを更新する（ステップＳ１４）。具体的には、後述するが、軌跡データＴから道路データＬの作成に必要な代表点ＰＡを、領域Ａごとに抽出する。その後、決定された代表点ＰＡに基づいて道路データＬを作成し、作成された道路データＬから地図データＭを更新する。
　地図作成サーバ装置４で作成された地図データＭは、車両の走行条件や地図データＭの更新のタイミングなどに応じて、地図作成サーバ装置４から車載器３に送信される（ステップＳ１５）。その後、車載器３は、更新された地図データＭを受信し（ステップＳ４）、車載器３内部に記憶されている地図データＭを更新する（ステップＳ５）。
　次に、図４を参照して、課金用地図作成システム１の道路データ作成処理について詳細に説明する。
　まず、複数の車載器３から、複数の軌跡データＴを受信すると、地図作成サーバ装置４は、道路ごとに複数の軌跡データＴを関連付ける（ステップＳ２１）。
　また、対象とする道路を分割して複数の領域Ａを作成する（ステップＳ２２）。具体的には、図７に示すように、対象とする道路の進行方向に対して垂直方向に分割線Ｄを引き、道路の進行方向に沿って２本の分割線Ｄで挟まれた複数の領域Ａを作成する。
　そして、対象とする道路の複数の領域Ａにおいて、複数の軌跡データＴの度数分布を求める（ステップＳ２３）。度数分布は、道路の幅方向に存在する軌跡データＴの頻度を集計したものである。
　例えば、図１０（Ａ）に示すように、道路Ｒ１，Ｒ２において、複数の軌跡データＴが得られたとき、道路の幅方向に存在する軌跡データＴの頻度を集計することによって、図１０（Ｂ）に示すような度数分布が道路Ｒ１，Ｒ２ごとに得られる。図１０（Ｂ）において、度数分布は便宜上正規分布で表しているが、集計結果は、正規分布に限られない。また、度数分布は、ヒストグラムで表されるように、集計されてもよい。
　度数分布の頻度算出のもととなる位置情報は、車載器３で実際に得られる位置情報を用いてもよいし、位置情報を滑らかに繋いで作成された軌跡データＴと、道路の進行方向に対して垂直方向の直線とが交差する交点の位置情報を用いてもよい。
　次に、道路データ作成例について、複数の実施例を挙げながら説明する。
　まず、第１実施例として、隣り合う２本の道路Ｒ１，Ｒ２があり、互いに重なっていない場合の道路データ作成例を説明する。隣り合う２本の道路Ｒ１，Ｒ２があり、互いに重なっていない場合とは、例えば、図９の「重なっていない領域」と示されているように道路が配置されている場合である。
　この場合、度数分布が求められると、図１０（Ｃ）に示すように、各道路Ｒ１，Ｒ２の複数の軌跡データＴのうち最も内側に位置する位置情報を代表点ＰＡとして抽出する（ステップＳ２４）。そして、代表点ＰＡを滑らかに繋いで、図９に示すように、道路データＬを作成する（ステップＳ１３）。
　このように道路データＬが作成された場合、道路課金システム２は、次のように処理が行われる。図５は、本実施形態に係る道路課金システムの課金処理を示すフローチャートである。
　道路を走行する車両の位置情報がリアルタイムで取得され（ステップＳ３１）、取得された位置情報に基づいて、車両が位置する道路、すなわち車両が走行している道路が地図データＭから検出される（ステップＳ３２）。具体的には、リアルタイムで取得された車両の位置情報と、地図データＭ上の道路情報とを対比して、最も近い距離にある道路が、車両が実際に走行している道路であると判断される。
　そして、車両が走行している道路が、課金が必要な有利道路であるか否かが判断される（ステップＳ３３）。有料道路である場合、車載器３にて課金処理が行われ（ステップＳ３４）、課金が不要な無料道路である場合は、課金処理は実施されない（ステップＳ３５）。
　課金用地図作成システム１では、図６の「重なっていない領域」や図１０で示されるように、隣り合う２本の道路Ｒ１，Ｒ２があり、互いに重なっていない場合、最も内側に位置する位置情報を代表点ＰＡとして抽出して、道路データＬを作成している。したがって、２本の道路Ｒ１，Ｒ２のいずれかを走行している車両が、隣接する２本の道路Ｒ１，Ｒ２の更に内側を走行する可能性は少ない。すなわち、車両は、道路Ｒ１，Ｒ２のいずれの場合でも、隣り合う２本の道路Ｒ１，Ｒ２の外側を走行する確率が高い。したがって、車両の位置情報と道路データの位置情報との関係から、車両が走行している道路を推定する際、誤認識が生じにくい。
　また、上述したとおり、道路データＬは、車両が走行する可能性がある最も内側に位置する代表点ＰＡに基づいて、道路データＬを作成していることから、道路データＬは、道路幅に関する情報を持たなくても、車両の位置情報と道路データの位置情報との関係から車両が走行している道路を誤認識することなく推定できる。
　次に、第２実施例として、２本の道路Ｒ１，Ｒ２の分岐点近くなど、測位結果を十分な精度で分離できず、かつ、一方が有料道路Ｒ１で他方が無料道路Ｒ２である場合について説明する。このケースは、例えば、図９の「重なっている領域」と示されているように道路が配置されており、２本の道路Ｒ１，Ｒ２が分岐を開始している近傍の領域である。
　この場合、例えば、図１１（Ａ）に示すように、道路Ｒ１，Ｒ２において、複数の軌跡データＴが得られたとき、道路の幅方向に存在する軌跡データＴの頻度を集計することによって、図１１（Ｂ）に示すような度数分布が道路Ｒ１，Ｒ２ごとに得られる。
　隣り合う有料道路Ｒ１と無料道路Ｒ２があり、軌跡データＴの度数分布が互いに重なっている場合、度数分布が求められると、図１１（Ｃ）に示すように、無料道路Ｒ２のほうは、最も有料道路Ｒ１側に位置する位置情報を代表点ＰＡとして抽出する（ステップＳ２４）。そして、代表点ＰＡを滑らかに繋いで、無料道路Ｒ２の道路データＬを作成する（ステップＳ１３）。
　有料道路Ｒ１のほうは、誤認識が生じてよい確率、すなわち課金漏れを許容する確率に応じて、その確率となる位置情報を代表点ＰＡとして抽出する（ステップＳ２４）。そして、代表点ＰＡを滑らかに繋いで、有料道路Ｒ１の道路データＬを作成する（ステップＳ１３）。
　このように道路データＬが作成された場合、道路課金システム２は、次のように処理が行われる。
　道路を走行する車両の位置情報がリアルタイムで取得され（ステップＳ３１）、取得された位置情報に基づいて、車両が位置する道路が地図データＭから検出される（ステップＳ３２）。具体的には、リアルタイムで取得された車両の位置情報と、地図データ上の道路情報とを対比して、最も近い距離にある道路が、車両が実際に走行している道路であると判断される。
　そして、第１実施例と同様に、車両が走行している道路が、課金が必要な有利道路であるか否かが判断される（ステップＳ３３）。有料道路である場合、車載器３にて課金処理が行われ（ステップＳ３４）、課金が不要な無料道路である場合は、課金処理は実施されない（ステップＳ３５）。
　課金用地図作成システム１では、隣接する有料道路Ｒ１と無料道路Ｒ２があり、軌跡データの度数分布が互いに重なっている場合、無料道路Ｒ２の道路データＬを作成する際、最も有料道路Ｒ１側に位置する位置情報を無料道路Ｒ２の道路データ作成時の代表点ＰＡとして抽出している。したがって、２本の道路Ｒ１，Ｒ２のいずれかを走行している車両は、隣り合う２本の道路Ｒ１，Ｒ２のうち無料道路Ｒ２を走行していると判断される確率が高い。
　その結果、２本の道路Ｒ１，Ｒ２の分岐付近において、無料道路Ｒ２を走行しているにもかかわらず、課金されてしまうという誤課金を低減できる。
　一方、有料道路Ｒ１の道路データＬを作成する際、課金漏れを許容する確率となる位置情報を有料道路Ｒ１の道路データ作成時の代表点ＰＡとして抽出している。したがって、２本の道路Ｒ１，Ｒ２のいずれかを走行している車両について、隣り合う２本の道路Ｒ１，Ｒ２のうち有料道路Ｒ１を走行していると判断される確率（Ａ％）は、課金漏れを許容する確率をＢ％とすると、（１００－Ｂ）％である。
　図１２を用いて、この点について更に説明する。
　例えば、図１２（Ａ１）に示すように、２本の道路Ｒ１，Ｒ２の代表点ＰＡを定めて、道路データＬを作成すると、図１２（Ｂ１）に示すように、道路Ｒ１の走行時に道路Ｒ１にマッチングする確率は、７５％であり、道路Ｒ２にマッチングしてしまい誤認識する確率は、２５％である。一方、道路Ｒ２の走行時に道路Ｒ１にマッチングしてしまい誤認識する確率は、２５％であり、道路Ｒ２にマッチングする確率は、７５％である。すなわち、道路Ｒ２が有料道路である場合、道路Ｒ１にマッチングしてしまい、誤課金されてしまう確率は、２５％残ることになる。
　これに対して、本実施形態を適用して、図１２（Ａ２）に示すように、最も有料道路Ｒ１側に位置する位置情報を代表点ＰＡとして抽出し、無料道路Ｒ２の道路データＬを作成すると、道路Ｒ２の走行時に道路Ｒ１にマッチングしてしまい誤認識する確率は、０．１％であり、道路Ｒ２にマッチングする確率は、９９．９％である。すなわち、道路Ｒ２が有料道路である場合、道路Ｒ１にマッチングしてしまい、誤課金されてしまう確率は、０．１％に低減する。
　このように、道路データＬを作成する基準となる代表点ＰＡの位置を調整することによって、誤課金を低減できる。
　なお、誤課金を低減する位置に無料道路Ｒ２を設定すると、有料道路Ｒ１の走行時に無料道路Ｒ２であると誤認識してしまう確率が増えて、課金漏れが増加する。したがって、上記では、無料道路Ｒ２の道路データＬを作成する際、最も有料道路Ｒ１側に位置する位置情報を無料道路Ｒ２の道路データ作成時の代表点ＰＡとして抽出するとしたが、本発明はこの例に限定されない。誤課金の発生と、課金漏れの発生のバランスによって、代表点ＰＡとして抽出する位置情報を、最も有料道路Ｒ１側とするのではなく、最も有料道路Ｒ１側よりも無料道路Ｒ２に少し寄ったほうに設定してもよい。
　次に、図１３～図１８を参照して、第３実施例として、複数本の道路が、第２実施例のように略平行に進行していく場合ではなく、略垂直方向に分岐していく場合について説明する。
　交差点近くなど、測位結果を十分な精度で分離できず、かつ、一部の道路が有料道路で残りが無料道路である場合について説明する。従来、マップマッチング処理にて誤認識が生じた場合、図１７に示すように、無料道路Ｒ３から無料道路Ｒ４へ左折したにもかかわらず、有料道路Ｒ６を走行していると認識されてしまうことがあった。この場合、その後の処理で無料道路Ｒ４を走行していると変更できた場合でも、一部有料道路Ｒ６を走行していると認識された期間では、課金が生じてしまっている。
　第３実施例の課金用地図作成システム１の道路データ作成処理について説明する。
　まず、複数の車載器３から、複数の軌跡データＴを受信すると、地図作成サーバ装置４は、道路ごとに複数の軌跡データＴを関連付ける（ステップＳ２１）。図１３は、複数の現在位置Ｐから作成された地図データＭ上の軌跡データＴを示している。
　そして、対象とする複数の分岐道路のうち無料道路Ｒ４，Ｒ５を分割して複数の領域Ａを作成する（ステップＳ２２）。具体的には、図１４に示すように、対象とする無料道路Ｒ４，Ｒ５の進行方向に対して垂直方向に分割線Ｄを引き、無料道路Ｒ４，Ｒ５の進行方向に沿って２本の分割線Ｄで挟まれた複数の領域Ａを作成する。
　そして、対象とする無料道路Ｒ４，Ｒ５の複数の領域Ａにおいて、複数の軌跡データＴの度数分布を求める。度数分布が求められると、図１５に示すように、無料道路Ｒ４，Ｒ５のほうは、有料道路Ｒ６が延びていく方向に最も近い点、すなわち無料道路Ｒ４，Ｒ５から最も離隔している点に位置する位置情報を代表点ＰＡとして抽出する（ステップＳ２４）。そして、図１６に示すように、代表点ＰＡを滑らかに繋いで、無料道路Ｒ４，Ｒ５の道路データＬを作成する（ステップＳ１３）。その結果、例えば図１８に示すように、無料道路Ｒ４，Ｒ５の位置が当初の位置からずれた位置に配置される。
　道路課金システム２は、第３実施例の場合も、第２実施例と同様に処理が行われる。
　道路を走行する車両の位置情報がリアルタイムで取得され（ステップＳ３１）、取得された位置情報に基づいて、車両が位置する道路が地図データＭから検出される（ステップＳ３２）。具体的には、リアルタイムで取得された車両の位置情報と、地図データ上の道路情報とを対比して、最も近い距離にある道路が、車両が実際に走行している道路であると判断される。
　そして、車両が走行している道路が、課金が必要な有利道路であるか否かが判断される（ステップＳ３３）。有料道路である場合、車載器３にて課金処理が行われ（ステップＳ３４）、課金が不要な無料道路である場合は、課金処理は実施されない（ステップＳ３５）。
　課金用地図作成システム１では、交差する有料道路Ｒ６と無料道路Ｒ４，Ｒ５があり、軌跡データＴの度数分布が互いに重なっている場合、有料道路Ｒ６が延びていく方向に最も近い点に位置する位置情報を代表点ＰＡとして抽出し、無料道路Ｒ４，Ｒ５の道路データＬを作成している。したがって、有料道路Ｒ６と無料道路Ｒ４，Ｒ５のいずれかを走行しているか不明瞭な車両は、交差する道路のうち無料道路Ｒ４，Ｒ５を走行していると判断される確率が高い。
　その結果、分岐付近において、無料道路Ｒ４，Ｒ５を走行しているにもかかわらず、課金されてしまうという誤課金を低減できる。
　以上、本実施形態によれば、車両が走行している道路を推定するための地図データ上の道路データを正確に作成することができる。そして、複数の道路のうち一の道路を走行している車両が、その一の道路ではなく他の道路に位置すると判断される誤認識を低減できる。
　なお、上記実施形態では、車載器３が、車両の位置情報に基づいて、軌跡データを作成し、車載器３で作成された軌跡データが、車載器３から地図作成サーバ装置４に送信される例について説明したが、本発明はこの例に限定されない。例えば、車載器３が、車両の位置情報を地図作成サーバ装置４に送信し、地図作成サーバ装置４が、受信した車両の位置情報に基づいて、軌跡データを作成してもよい。
１　課金用地図作成システム
２　道路課金システム
３　車載器
４　地図作成サーバ装置
５　課金サーバ装置
６　位置情報取得部
７　軌跡データ作成部
８　送受信部
９　課金処理部
１１　送受信部
１２　解析部
１３　道路データ作成部
１４　地図更新部
２１　送受信部
２２　課金処理部
３１　領域作成部
３２　代表点抽出部

Claims (5)

  1. 　車両の位置情報に基づいて、第１の道路の所定領域を走行する前記車両の軌跡データを作成する軌跡データ作成部と、
    　作成された複数の前記軌跡データのうち前記第１の道路と異なる第２の道路側に位置する代表点を抽出する代表点抽出部と、
    　複数の前記所定領域についてそれぞれ抽出された複数の前記代表点に基づいて、地図データ上に前記第１の道路のデータを作成する道路データ作成部と、
    を備える地図作成システム。
  2. 　前記所定領域における複数の前記軌跡データの度数分布に基づいて、前記代表点を抽出する請求項１に記載の地図作成システム。
  3. 　前記第１の道路を走行する前記車両が課金されるか否か、及び前記第２の道路を走行する前記車両が課金されるか否かに基づいて、前記代表点を抽出する請求項２に記載の地図作成システム。
  4. 　前記第２の道路は、前記第１の道路に対して平行である、又は前記第１の道路に対して交差している請求項１から３のいずれか１項に記載の地図作成システム。
  5. 　車両の位置情報に基づいて、第１の道路の所定領域を走行する前記車両の軌跡データを作成するステップと、
    　作成された複数の前記軌跡データのうち前記第１の道路と異なる第２の道路側に位置する代表点を抽出するステップと、
    　複数の前記所定領域についてそれぞれ抽出された複数の前記代表点に基づいて、地図データ上に前記第１の道路のデータを作成するステップと、
    を備える地図作成方法。
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