(57)【要約】【課題】一般的に車両に多く搭載されているセンサを組み合わせて用いることにより、正確に車両の段差の通過を判定することを可能にした路面状態特定システム、路面状態特定装置及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】車両に対して前後方向に生じた加速度である前後加速度を取得するとともに、車両の前輪と後輪の回転速度の差である前後車輪速差を取得し、前後加速度の変化率が第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定するように構成する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に対して前後方向に生じた加速度である前後加速度を取得する前後加速度取得手段と、
車両の前輪と後輪の回転速度の差である前後車輪速差を取得する前後車輪速差取得手段と、
前記前後加速度の変化率が第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前記前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する段差通過特定手段と、を有する路面状態特定システム。
【請求項２】
車両の後方から前方を前記前後加速度の正方向とした場合に、
前記段差通過特定手段は、前記前後加速度の変化率が負方向で第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前記前後加速度の変化率が負方向から正方向に変化し、且つ前記前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する請求項１に記載の路面状態特定システム。
【請求項３】
車両の右側車輪と左側車輪の回転速度の差である左右車輪速差を取得する左右車輪速差取得手段を有し、
前記段差通過特定手段は、前記左右車輪速差が第３閾値未満の状態で、前記前後加速度の変化率が第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前記前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する請求項１又は請求項２に記載の路面状態特定システム。
【請求項４】
道路上を走行する複数の車両について前記段差通過特定手段により特定された各車両の段差の通過履歴に関する情報を段差通過履歴情報として収集する段差通過履歴収集手段と、
前記段差通過履歴収集手段によって収集した各車両の前記段差通過履歴情報を統計することによって、路面上に段差がある位置を特定する段差位置特定手段と、を有する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の路面状態特定システム。
【請求項５】
前記段差位置特定手段は、段差として特にスピードバンプのある位置を特定する請求項４に記載の路面状態特定システム。
【請求項６】
前記段差位置特定手段は、段差を通過したと特定された車両の進行方向に基づいて段差が存在する道路の進行方向についても特定する請求項４又は請求項５に記載の路面状態特定システム。
【請求項７】
車両に対して前後方向に生じた加速度である前後加速度を取得する前後加速度取得手段と、
車両の前輪と後輪の回転速度の差である前後車輪速差を取得する前後車輪速差取得手段と、
前記前後加速度の変化率が第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前記前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する段差通過特定手段と、を有する路面状態特定装置。
【請求項８】
コンピュータを、
車両に対して前後方向に生じた加速度である前後加速度を取得する前後加速度取得手段と、
車両の前輪と後輪の回転速度の差である前後車輪速差を取得する前後車輪速差取得手段と、
前記前後加速度の変化率が第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前記前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する段差通過特定手段と、して機能させる為のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の路面の段差の通過を判定する路面状態特定システム、路面状態特定装置及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ナビゲーション装置等の地図データから得られる道路情報や、センタから取得した交通情報や、ＧＰＳ等によって特定される現在位置等の車両の走行に係る各種情報を取得し、運転手に対する報知や、運転の補助、さらには運転への介入を行うことで適切な運転を行わせる技術について各種提案されている。ここで、車両が道路を走行する上で、路面の段差の存在は運転者が注意しなければならない事象の一つである。このような路面の段差には、路面の劣化等が原因で生じた段差もあれば、スピードバンプ等の意図的に設けた人工的な段差もある。
【０００３】
そして、車両が上記段差を通過する場合には、例えば予めユーザに段差に対する案内を行ったり、通過時にサスペンションの制御を行うことによってユーザに不快感を与えることなく走行させることが可能である。しかしながらこのような案内や制御を行う為には、予め装置側で道路上に存在する段差の位置を正確に把握する必要がある。そこで、従来では車両に搭載された各種センサの検出結果から車両が段差を通過したことを検出し、段差通過の検出結果に基づいて段差の位置を特定する手段が知られている。例えば、特開２０１５−２０４０９７号公報には、ホイールスピードセンサから入力される車輪の回転速度の変化率が閾値以上の場合、或いは車高センサから入力される車高変化率が閾値以上の場合に、前輪や後輪に外乱が発生していることを検出し、更に前輪の外乱発生時から後輪の外乱発生時までの移動距離を車両の車速から算出して、車両のホイールベースと対応する場合にスピードバンプを通過したことを検出する技術について提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０４０９７号公報（第６頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１ではホイールスピード（車輪速）センサ、車高センサ、車速センサの３つのセンサを用いてスピードバンプの検出を行っている。しかしながら、車高センサは一般的なセンサではなく、通常はごく一部の車両のみにしか搭載されていない。一方で、車輪の回転速度は段差通過以外の様々な要因（例えば車両の加減速等）で容易に変化する要素であり、車高センサを用いずにホイールスピードセンサと車速センサのみを用いてスピードバンプの通過を検出すると、検出精度が低下する問題があった。
【０００６】
本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、一般的に車両に多く搭載されているセンサを組み合わせて用いることにより、正確に車両の段差の通過を判定することを可能にした路面状態特定システム、路面状態特定装置及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため本発明に係る路面状態特定システムは、車両に対して前後方向に生じた加速度である前後加速度を取得する前後加速度取得手段と、車両の前輪と後輪の回転速度の差である前後車輪速差を取得する前後車輪速差取得手段と、前記前後加速度の変化率が第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前記前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する段差通過特定手段と、を有する。
【０００８】
また、本発明に係る路面状態特定装置は、車両に対して前後方向に生じた加速度である前後加速度を取得する前後加速度取得手段と、車両の前輪と後輪の回転速度の差である前後車輪速差を取得する前後車輪速差取得手段と、前記前後加速度の変化率が第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前記前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する段差通過特定手段と、を有する。
【０００９】
また、本発明に係るコンピュータプログラムは、車両が走行する路面の状態を検出するプログラムである。具体的には、コンピュータを、車両に対して前後方向に生じた加速度である前後加速度を取得する前後加速度取得手段と、車両の前輪と後輪の回転速度の差である前後車輪速差を取得する前後車輪速差取得手段と、前記前後加速度の変化率が第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前記前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する段差通過特定手段と、して機能させる。
【発明の効果】
【００１０】
前記構成を有する本発明に係る路面状態特定システム、路面状態特定装置及びコンピュータプログラムによれば、一般的に車両に多く搭載されているセンサである車両の前後方向に生じた加速度を検出するセンサと車輪速を検出するセンサとを組み合わせて用いることにより、正確に車両の段差の通過を判定することが可能となる。そして、路面に存在する段差の位置を装置側で正確に特定することが可能となれば、例えば車両が段差を通過する前に予めユーザに段差に対する案内を行ったり、段差の通過時にサスペンションの制御を行うことによってユーザに不快感を与えることなく走行させること等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る路面状態特定システムを示した概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る路面状態特定システムの構成を示したブロック図である。
【図３】プローブ情報ＤＢに記憶されるプローブ情報の一例を示した図である。
【図４】プローブ統計情報ＤＢに記憶される段差情報の一例を示した図である。
【図５】本実施形態に係るナビゲーション装置の制御系を模式的に示すブロック図である。
【図６】本実施形態に係る段差通過検出処理プログラムのフローチャートである。
【図７】車両が段差の通過を開始する時点で生じる前後方向の加速度を示した図である。
【図８】道路の路面上にある段差の一例を示した図である。
【図９】車両が段差を通過する際に車両に生じる前後方向の加速度の変化を示した図である。
【図１０】車両の前輪が段差を通過する際の前輪と後輪の回転速度（車輪速）の変化を示した図である。
【図１１】車両の前輪が段差を通過する際の前輪と後輪の回転速度の差分（前輪−後輪）を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る路面状態特定システムについて具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係る路面状態特定システム１の概略構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は本実施形態に係る路面状態特定システム１を示した概略構成図である。図２は本実施形態に係る路面状態特定システム１の構成を示したブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係る路面状態特定システム１は、プローブセンタ２が備えるサーバ装置３と、車両４に搭載された通信（案内）端末であるナビゲーション装置（路面状態特定装置）５と、を基本的に有する。また、サーバ装置３とナビゲーション装置５は通信ネットワーク網６を介して互いに電子データを送受信可能に構成されている。尚、ナビゲーション装置５の代わりに、例えば車両４が備える他の車載器や車両４を制御する車両制御ＥＣＵを用いても良い。
【００１４】
ここで、本実施形態に係る路面状態特定システム１は所謂プローブカーシステムを構成する。ここで、プローブカーシステムとは、車両４をセンサとして情報を収集するシステムである。具体的には、車両４が速度データをはじめ、ステアリング操作やシフト位置等の各システムの作動状況をＧＰＳの位置情報とともに予め車両４に搭載された通信装置を介してプローブセンタ２に送信し、センタ側でその収集データを様々な情報として再利用するシステムをいう。
【００１５】
そして、プローブセンタ２が備えるサーバ装置３は、全国を走行する各車両４から現在時刻や走行情報等を含むプローブ情報（材料情報）を適宜収集して蓄積するとともに、蓄積されたプローブ情報から道路に関する各種支援情報（例えば渋滞情報、スピードバンプ等の段差の位置情報、事故情報、旅行時間等）を生成し、生成された支援情報をナビゲーション装置５に対して配信したり、支援情報を用いた各種処理を行う情報管理サーバである。特に本実施形態では、サーバ装置３は、車両４が段差を通過したことを検出した地点の位置情報や通過方向（段差通過時の車両の進行方向）を特定する情報を各車両４から収集し、収集した情報を統計することによって、全国にある道路の路面に存在する段差の位置を特定した段差情報を作成し、車両４に対して配信する。尚、「道路の路面に存在する段差」としては、基本的にスピードバンプが該当するが、スピードバンプ以外にも路面の劣化等の要因で生じた段差についても含む。
【００１６】
一方、ナビゲーション装置５は、車両４に搭載され、格納する地図データに基づいて自車位置周辺の地図を表示したり、地図画像上において車両の現在位置を表示したり、設定された案内経路に沿った移動案内を行う車載機である。また、ナビゲーション装置５は後述のように車両４に設置された各種センサの検出結果を用いて、車両４が路面上にある段差を通過した際には段差の通過検出についても行う。更に、サーバ装置３から受信した交通情報や段差に関する情報を利用者に対して案内することも行う。尚、ナビゲーション装置５の詳細については後述する。
【００１７】
また、通信ネットワーク網６は全国各地に配置された多数の基地局と、各基地局を管理及び制御する通信会社とを含み、基地局及び通信会社を有線（光ファイバー、ＩＳＤＮ等）又は無線で互いに接続することにより構成されている。ここで、基地局はナビゲーション装置５との通信をするトランシーバー（送受信機）とアンテナを有する。そして、基地局は通信会社の間で無線通信を行う一方、通信ネットワーク網６の末端となり、基地局の電波が届く範囲（セル）にあるナビゲーション装置５の通信をサーバ装置３との間で中継する役割を持つ。
【００１８】
続いて、路面状態特定システム１を構成するサーバ装置３の構成について図２を用いてより詳細に説明する。
【００１９】
サーバ装置３は、図２に示すようにサーバ制御ＥＣＵ１１と、サーバ制御ＥＣＵ１１に接続された情報記録手段としてのプローブ情報ＤＢ１２と、プローブ統計情報ＤＢ１３と、センタ通信装置１４と、を基本的に有する。
【００２０】
サーバ制御ＥＣＵ１１（エレクトロニック・コントロール・ユニット）は、サーバ装置３の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ２１、並びにＣＰＵ２１が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ２２、制御用のプログラム等が記録されたＲＯＭ２３、ＲＯＭ２３から読み出したプログラムを記憶するフラッシュメモリ２４等の内部記憶装置を備えている。
【００２１】
また、プローブ情報ＤＢ１２は、全国を走行する各車両４から収集したプローブ情報を累積的に記憶する記憶手段である。尚、本実施形態においては、車両４から収集されるプローブ情報として、特に（ａ）日時、（ｂ）車両が段差の通過を検出したリンク、（ｃ）車両が段差の通過を検出した地点の位置座標、（ｄ）段差通過を検出した時の車両の進行方向（順方向又は逆方向）が含まれる。但し、プローブ情報としては上記（ａ）〜（ｄ）に関する情報を必ずしも全て含む必要はなく、また、（ａ）〜（ｄ）以外の情報（例えば段差通過時の車速、通過した段差の種別（スピードバンプ等）、通過した段差の形状）を含む構成としても良い。
【００２２】
図３はプローブ情報ＤＢ１２に記憶されるプローブ情報の一例を示した図である。図３に示すように、プローブ情報は、送信元の車両を識別する車両ＩＤと、上記（ａ）〜（ｄ）に関する情報等が含まれる。例えば、図３に示すプローブ情報は、ＩＤ“Ａ”の車両がＩＤ“１００００１”のリンクの順方向にある（ｘ１、ｙ１）の地点において段差の通過を検出したことが記憶されている。同様にして、他のプローブ情報についても記憶されている。
【００２３】
一方で、プローブ統計情報ＤＢ１３は、上記プローブ情報ＤＢ１２に格納されるプローブ情報を統計することによって生成されたプローブ統計情報を累積的に記憶する記憶手段である。特に本実施形態では、プローブ情報の統計を行うことによって、全国の道路の路面に存在する段差を特定した情報について生成する。例えば、収集したプローブ情報において少なくとも１回以上段差の通過が検出された地点に段差が存在すると認定しても良いし、同一地点で複数回以上段差の通過が検出された場合に該地点に段差が存在すると認定しても良い。更に、段差の種別（スピードバンプ等）や形状が特定できるのであれば、段差の種別や形状についてもプローブ統計情報ＤＢ１３に含めるのが望ましい。
【００２４】
図４はプローブ統計情報ＤＢ１３に記憶されるプローブ統計情報の一例を示した図である。図４に示すようにプローブ統計情報は、道路の路面に存在する段差を示した情報である。具体的には、路面に段差が存在すると認定されたリンク及び進行方向と、段差の位置座標と、を含む。
【００２５】
例えば、図４に示すプローブ統計情報は、ＩＤ“１００００１”のリンクの順方向の（Ｘ１，Ｙ１）の地点に段差が存在することが記憶されている。そして、上記プローブ統計情報は、全国の道路に含まれる各リンクを対象として生成される。
【００２６】
また、サーバ装置３は、プローブ統計情報ＤＢ１３に記憶されたプローブ統計情報をナビゲーション装置５の要求に応じてナビゲーション装置５に配信する。一方で、プローブ統計情報の配信されたナビゲーション装置５は、配信されたプローブ統計情報を用いて各種案内や車両の制御などを実行する。例えば車両が段差を通過する前に予めユーザに段差に対する案内を行ったり、段差の通過時にサスペンションの制御を行うことによってユーザに不快感を与えることなく走行させること等が可能となる。
【００２７】
また、センタ通信装置１４は、車両４やＶＩＣＳ（登録商標：Vehicle Information and Communication System）センタ等の外部の交通情報センタとネットワーク１５を介して通信を行う為の通信装置である。本実施形態では、センタ通信装置１４を介してプローブ情報や配信情報を各車両４との間で送受信する。
【００２８】
次に、車両４に搭載されたナビゲーション装置５の概略構成について図５を用いて説明する。図５は本実施形態に係るナビゲーション装置５を示したブロック図である。
【００２９】
図５に示すように本実施形態に係るナビゲーション装置５は、ナビゲーション装置５が搭載された車両４の現在位置を検出する現在位置検出部３１と、各種のデータが記録されたデータ記録部３２と、入力された情報に基づいて、各種の演算処理を行うナビゲーションＥＣＵ３３と、ユーザからの操作を受け付ける操作部３４と、ユーザに対して車両周辺の地図や交通情報等を表示する液晶ディスプレイ３５と、経路案内に関する音声ガイダンスを出力するスピーカ３６と、記憶媒体であるＤＶＤを読み取るＤＶＤドライブ３７と、プローブセンタ２やＶＩＣＳセンタ等の情報センタとの間で通信を行う通信モジュール３８と、を有する。また、ナビゲーション装置５はＣＡＮ等の車載ネットワークを介して、車両４に搭載された各種センサとも接続されている。尚、車両４に搭載されたセンサとしては、車速センサ３９、車輪速センサ４０、前後加速度センサ４１を含む。
【００３０】
以下に、ナビゲーション装置５が有する各構成要素について順に説明する。
現在位置検出部３１は、ＧＰＳ４２、ジャイロセンサ４３等を含み、現在の車両の位置、方位等を検出することが可能となっている。また、車速センサ３９、車輪速センサ４０、前後加速度センサ４１、その他の車両に設置された各種センサの検出結果についても取得することによって、より精度の高い現在の車両の位置、方位等の検出も可能である。
【００３１】
また、データ記録部３２は、外部記憶装置及び記録媒体としてのハードディスク（図示せず）と、ハードディスクに記録された地図情報ＤＢ４５、配信情報ＤＢ４６、所定のプログラム等を読み出すとともにハードディスクに所定のデータを書き込む為のドライバである記録ヘッド（図示せず）とを備えている。尚、データ記録部３２をハードディスクの代わりにフラッシュメモリやメモリーカードやＣＤやＤＶＤ等の光ディスクにより構成しても良い。また、地図情報ＤＢ４５及び配信情報ＤＢ４６は外部のサーバに格納させ、ナビゲーション装置５が通信により取得する構成としても良い。
【００３２】
ここで、地図情報ＤＢ４５は、例えば、道路（リンク）に関するリンクデータ、ノード点に関するノードデータ、経路の探索や変更に係る処理に用いられる探索データ、施設に関する施設データ、地図を表示するための地図表示データ、各交差点に関する交差点データ、地点を検索するための検索データ等が記憶された記憶手段である。
【００３３】
また、配信情報ＤＢ４６は、サーバ装置３から配信される配信情報（プローブ統計情報）が記憶される記憶手段である。
【００３４】
一方、ナビゲーションＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニット）３３は、ナビゲーション装置５の全体の制御を行う電子制御ユニットであり、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ５１、並びにＣＰＵ５１が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるとともに、経路が探索されたときの経路データ等が記憶されるＲＡＭ５２、制御用のプログラムのほか、後述の段差通過検出処理プログラム（図６参照）等が記録されたＲＯＭ５３、ＲＯＭ５３から読み出したプログラムを記憶するフラッシュメモリ５４等の内部記憶装置を備えている。尚、ナビゲーションＥＣＵ３３は、サーバ制御ＥＣＵ１１とともに処理アルゴリズムとしての各種手段を有する。例えば、前後加速度取得手段は、車両に対して前後方向に生じた加速度である前後加速度を取得する。前後車輪速差取得手段は、車両の前輪と後輪の回転速度の差である前後車輪速差を取得する。段差通過特定手段は、前後加速度の変化率が第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する。
【００３５】
操作部３４は、走行開始地点としての出発地及び走行終了地点としての目的地を入力する際等に操作され、各種のキー、ボタン等の複数の操作スイッチ（図示せず）から構成される。そして、ナビゲーションＥＣＵ３３は、各スイッチの押下等により出力されるスイッチ信号に基づき、対応する各種の動作を実行すべく制御を行う。尚、操作部３４は液晶ディスプレイ３５の前面に設けたタッチパネルによって構成することもできる。また、マイクと音声認識装置によって構成することもできる。
【００３６】
また、液晶ディスプレイ３５には、道路を含む地図画像、交通情報、操作案内、操作メニュー、キーの案内、案内経路（走行予定経路）に沿った案内情報、ニュース、天気予報、時刻、メール、テレビ番組等が表示される。特に本実施形態ではサーバ装置３から配信された道路の路面上に存在する段差に関する情報についても表示される。尚、液晶ディスプレイ３５の代わりに、ＨＵＤやＨＭＤを用いても良い。
【００３７】
また、スピーカ３６は、ナビゲーションＥＣＵ３３からの指示に基づいて案内経路（走行予定経路）に沿った走行を案内する音声ガイダンスや、交通情報の案内を出力する。特に本実施形態ではサーバ装置３から配信された道路の路面上に存在する段差に関する情報についても出力される。
【００３８】
また、ＤＶＤドライブ３７は、ＤＶＤやＣＤ等の記録媒体に記録されたデータを読み取り可能なドライブである。そして、読み取ったデータに基づいて音楽や映像の再生、地図情報ＤＢ４５の更新等が行われる。尚、ＤＶＤドライブ３７に替えてメモリーカードを読み書きする為のカードスロットを設けても良い。
【００３９】
また、通信モジュール３８は、プローブセンタ２、ＶＩＣＳセンタやその他の外部センタ等から送信された交通情報等を受信する為の通信装置であり、例えば携帯電話機やＤＣＭが該当する。また、車車間で通信を行う車車間通信装置や路側機との間で通信を行う路車間通信装置も含む。また、プローブ情報や配信情報をサーバ装置３との間で送受信するのにも用いられる。
【００４０】
また、車速センサ３９は、車両の移動距離や車速を検出する為のセンサであり、車両の駆動輪の回転に応じてパルスを発生させ、パルス信号をナビゲーションＥＣＵ３３に出力する。そして、ナビゲーションＥＣＵ３３は発生するパルスを計数することにより車両の車速や移動距離を算出する。
【００４１】
また、車輪速センサ４０は、車両のＡＢＳやＴＲＣ制御等に用いられるセンサであり、車両の前後左右の計４か所の車輪に夫々設置され、各車輪の回転速度を夫々検出する為のセンサである。
【００４２】
また、前後加速度センサ４１は、車両の前後方向（車両の進行方向と平行方向）に生じる加速度を検出する為のセンサであり、例えば静電容量式のセンサが用いられる。また、車両の前後方向に加えて左右方向（車両の進行方向と交差する方向）に生じる加速度についても検出対象に含めても良い。尚、車両の前後方向に生じる加速度は前後加速度センサ４１によって所定時間間隔（例えば１００ｍｓｅｃ）で検出され、累積的にフラッシュメモリ５４等に格納される。
【００４３】
続いて、前記構成を有する路面状態特定システム１が有するナビゲーション装置５において実行する段差通過検出処理プログラムについて図６に基づき説明する。図６は本実施形態に係る段差通過検出処理プログラムのフローチャートである。ここで、段差通過検出処理プログラムは、車両のＡＣＣ電源(accessory power supply)がＯＮされた後に所定時間間隔（例えば１００ｍｓｅｃ）で実行され、車両４に設置された各種センサの検出結果を用いて、車両４が路面上にある段差を通過した際に段差の通過検出を行うプログラムである。尚、以下の図６にフローチャートで示されるプログラムは、ナビゲーション装置５が備えているＲＡＭ５２やＲＯＭ５３等に記憶されており、ＣＰＵ５１により実行される。
【００４４】
ステップ（以下、Ｓと略記する）１においてＣＰＵ５１は、前後加速度センサ４１の検出結果の履歴を取得し、車両に対して前後方向に生じる加速度（以下、前後Ｇという）の変化率の絶対値について、閾値未満の状態が所定時間（例えば５ｓｅｃ）以上継続しているか否か判定する。前記Ｓ１の判定基準となる閾値は、車両が段差を通過している可能性がない状態にあることを示す前後Ｇの変化率の絶対値の上限値とし、例えば０．１Ｇ／ｓとする。
【００４５】
そして、前後Ｇの変化率の絶対値について閾値未満の状態が所定時間以上継続している、即ち車両が直近の所定時間以内に段差を通過している可能性はないと判定された場合（Ｓ１：ＹＥＳ）には、Ｓ２へと移行する。一方、前後Ｇの変化率の絶対値について閾値以上となる状態が所定時間以内にある、即ち車両が直近の所定時間以内に段差を通過している可能性があると判定された場合（Ｓ１：ＮＯ）には、Ｓ３へと移行する。
【００４６】
Ｓ２においてＣＰＵ５１は、車両の段差の通過検出に用いる各種パラメータを初期化する。具体的には“ｔ＿ΔＧ”及び“ｃｏｕｎｔ”については『０』を代入し、“段差通過判定フラグ”については『ＯＦＦ』に設定する。尚、各パラメータはフラッシュメモリ５４等に格納される。
【００４７】
続いて、Ｓ３においてＣＰＵ５１は、以下の（１）〜（３）のすべての条件を満たすか否か判定する。尚、以下の説明で前後Ｇについては、車両の後方から前方を正方向として定義する（即ち車両が前進している場合には、加速すると正、減速すると負となる）。
（１）現時点の前後Ｇの変化率が負方向に閾値以上
（２）左右の車輪の回転速度の差（前輪の左右と後輪の左右の両方）が閾値未満
（３）ｃｏｕｎｔ＝０
【００４８】
尚、上記（１）の条件は車輪が段差に衝突したことを示す条件とし、閾値は例えば０．１Ｇ／ｓとする。ここで、図７に示すように車両４の車輪が路面上にある段差６０を通過する際には、最初に車輪が段差に衝突する。そして、車輪が段差に衝突した結果、前後Ｇは０或いは０に近い値から大きく負に変化する。即ち、前後Ｇの変化率が負方向に閾値以上となる。尚、図７は前輪が段差６０に衝突する例を示すが、後輪が段差６０に衝突する場合についても同様である。
【００４９】
また、上記（２）の条件は、図８に示すように車両４が通過対象となる段差６０が道路幅方向にある段差であって、且つ段差の向きに対して垂直方向に車両４が進入することを示す条件とし、閾値は例えば２０ｒｐｍとする。尚、車両の現在の車速によって閾値は変更しても良い。本実施形態ではスピードバンプのように道路幅方向にある段差の通過を検出対象としているが、それ以外の段差の通過についても検出対象としても良い。その場合には（２）の条件を削除しても良い。
【００５０】
そして、上記（１）〜（３）のすべての条件を満たすと判定された場合（Ｓ３：ＹＥＳ）には、車両が段差の通過を開始した可能性があると推定し、Ｓ４へと移行する。それに対して、上記（１）〜（３）のすべて或いはいずれかの条件を満たさないと判定された場合（Ｓ３：ＮＯ）には、Ｓ５へと移行する。
【００５１】
Ｓ４においてＣＰＵ５１は、フラッシュメモリ５４からパラメータ“ｔ＿ΔＧ”を読み出し、現時点における前後Ｇの変化率の値を代入する。尚、車両に生じる前後Ｇについては前後加速度センサ４１によって所定時間間隔（例えば１００ｍｓｅｃ）で随時検出され、累積的にフラッシュメモリ５４等に格納されている。また、ＣＰＵ５１は、パラメータ“ｃｏｕｎｔ”を『１』加算する。
【００５２】
次に、Ｓ５においてＣＰＵ５１は、フラッシュメモリ５４からパラメータ“ｃｏｕｎｔ”を読み出し、数値の範囲が『０＜ｃｏｕｎｔ≦上限値』の範囲にあるか否か判定する。尚、上限値は段差通過検出処理プログラム（図６）の実行間隔によって異なる値が設定され、例えば１００ｍｓｅｃ間隔で段差通過検出処理プログラムが実行されるのであれば、上限値は『１０』とする。即ち、前記Ｓ５は前記Ｓ３で車両が段差の通過を開始した可能性があると推定された後であって、その後に１ｓｅｃ以上経過していないかを判定する処理である。但し、上限値は必ずしも『１０』である必要は無く、例えば『２０』或いは『３０』としても良い。
【００５３】
そして、『０＜ｃｏｕｎｔ≦上限値』を満たす、即ち前記Ｓ３で車両が段差の通過を開始した可能性があると推定された後であって、その後に１ｓｅｃ以上経過していないと判定された場合（Ｓ５：ＹＥＳ）には、Ｓ７へと移行する。
【００５４】
一方、『０＜ｃｏｕｎｔ≦上限値』を満たさない、即ち前記Ｓ３で車両が段差の通過を開始した可能性があると推定されていない場合、或いは車両が段差の通過を開始した可能性があると推定された場合であってもその後に通過が確定されることなく１ｓｅｃ以上経過している場合（Ｓ５：ＮＯ）には、最終的に車両は段差を通過していないと確定する。その後、Ｓ６においてＣＰＵ５１はパラメータ“ｃｏｕｎｔ”を初期化し、当該段差通過検出処理プログラムを終了する。尚、前記Ｓ３で車両が段差の通過を開始した可能性があると推定されたにもかかわらず、その後に通過が確定されることなく１ｓｅｃ以上経過する場合としては、例えば車両が急減速することによってＳ３の条件を満たした場合等が該当する。
【００５５】
また、Ｓ７においてＣＰＵ５１は、以下の（４）、（５）のすべての条件を満たすか否か判定する。
（４）ｔ＿ΔＧ×（現時点の前後Ｇの変化率）＜０
（５）現時点の前後Ｇの変化率が正方向に閾値以上
【００５６】
尚、上記（４）の条件は車輪が段差を乗り越えたことを示す条件の１つとなる。ここで、図９は車両４が段差を通過する際の前後Ｇの変化を示した図である。図９に示すように車両４の車輪が路面上にある段差６０を通過する際には、最初は車輪が段差に衝突することによって前後Ｇは大きく負に変化するが、その後に車輪が段差を乗り越えるとともに徐々に前後Ｇは０に近づく。そして、段差に車輪が完全に乗る（車輪が段差の頂上付近に位置すると）前後Ｇは０或いは０に近い値に戻る。即ち、車両が段差を乗り越えると、前後Ｇの変化率は負から正へと変化することとなり、上記（４）の条件を満たすこととなる。尚、図９は前輪が段差６０を乗り越える例を示すが、後輪が段差６０を乗り越える場合についても同様である。
【００５７】
また、上記（５）の条件は、上記（４）とともに車輪が段差を乗り越えたことを示す条件の１つとなる。閾値は例えば０．１Ｇ／ｓとする。前述したように車輪が段差を乗り越える場合には前後Ｇが一旦大きく負へ変化した後に、その後は０に近づく。前後Ｇが０に近づく際の前後Ｇの変化率は正方向に閾値以上となる。
【００５８】
そして、上記（４）、（５）のすべての条件を満たすと判定された場合（Ｓ７：ＹＥＳ）には、車両が段差の通過を開始し、且つ段差を乗り越えた可能性があると推定し、Ｓ８へと移行する。それに対して、上記（４）、（５）のすべて或いはいずれかの条件を満たさないと判定された場合（Ｓ７：ＮＯ）には、Ｓ１０へと移行する。
【００５９】
続いて、Ｓ８においてＣＰＵ５１は、以下の（６）、（７）のすべての条件を満たすか否か判定する。
（６）前後の車輪の回転速度の差が閾値以上
（７）左右の車輪の回転速度の差（前輪の左右と後輪の左右の両方）が閾値未満
【００６０】
尚、上記（６）の条件は車輪が段差を乗り越えたことを示す条件の１つとなる。閾値は例えば５０ｒｐｍとする。ここで、図１０は車両４の前輪が段差を通過する際の前輪と後輪の回転速度（車輪速）の変化を示した図であり、図１１は車両４の前輪が段差を通過する際の前輪と後輪の回転速度の差分（前輪−後輪）を示した図である。図１０に示すように車両４の後輪は段差の影響を受けないので、基本的に一定の回転速度を維持する。一方で、車両４の前輪は段差を乗り越える際に、回転速度が一旦上昇する。そして、段差に前輪が完全に乗る（前輪が段差の頂上付近に位置する）とその後は回転速度が徐々に下降し、前輪が完全に段差を乗り越えると最初の回転速度へと戻る。即ち、車両が段差を乗り越えると、図１１に示すように前後の車輪の回転速度の差が０或いは０に近い値から閾値以上まで大きくなり、上記（６）の条件を満たすこととなる。尚、図１０は前輪が段差６０を乗り越える例を示すが、後輪が段差６０を乗り越える場合については、前輪の回転速度と後輪の回転速度が逆となる。
【００６１】
また、上記（７）の条件は（２）と同様であり、車両４が通過対象となる段差６０が道路幅方向にある段差であって、且つ段差の向きに対して垂直方向に車両４が進入することを示す条件とし、閾値は例えば２０ｒｐｍとする。尚、車両の現在の車速によって閾値は変更しても良い。本実施形態ではスピードバンプのように道路幅方向にある段差の通過を検出対象としているが、それ以外の段差の通過についても検出対象としても良い。その場合には（７）の条件を削除しても良い。
【００６２】
そして、上記（６）、（７）のすべての条件を満たすと判定された場合（Ｓ８：ＹＥＳ）には、ＣＰＵ５１は車両が段差を通過したと最終的に確定する。そして、Ｓ９においてＣＰＵ５１はパラメータ“段差通過判定フラグ”を『ＯＮ』し、Ｓ１０へと移行する。尚、“段差通過判定フラグ”がＯＮされると、ＣＰＵ５１は車両が段差の通過を検出したリンク、車両が段差の通過を検出した地点の位置座標、段差通過を検出した時の車両の進行方向（順方向又は逆方向）をそれぞれ取得する。その後、取得した各情報（段差通過履歴情報）をサーバ装置３へとプローブ情報として送信する。
【００６３】
一方、プローブ情報が送信されたサーバ装置３では、定期的にプローブ情報の統計を行うことによって、全国の道路の路面に存在する段差を特定したプローブ統計情報（図４）について生成する。例えば、収集したプローブ情報において少なくとも１回以上段差の通過が検出された地点に段差が存在すると認定しても良いし、同一地点で複数回以上段差の通過が検出された場合に該地点に段差が存在すると認定しても良い。
【００６４】
更に、サーバ装置３は、生成したプローブ統計情報をナビゲーション装置５の要求に応じてナビゲーション装置５に配信する。一方で、プローブ統計情報の配信されたナビゲーション装置５は、配信されたプローブ統計情報を用いて各種案内や車両の制御などを実行する。例えば車両が段差を通過する前に予めユーザに段差に対する案内を行ったり、段差の通過時にサスペンションの制御を行うことによってユーザに不快感を与えることなく走行させること等が可能となる。
【００６５】
段差に対する案内としては、例えば、車両の進行方向の前方に段差が位置する場合に、「この先、段差があります」との音声をスピーカ３６から出力する。また、液晶ディスプレイ３５に表示された地図画像上において、段差が存在する位置にアイコンを表示することも可能である。
【００６６】
一方、Ｓ１０においてＣＰＵ５１は、フラッシュメモリ５４からパラメータ“ｃｏｕｎｔ”を読み出し、『１』加算する。その後、当該段差通過検出処理プログラムを一旦終了し、所定の実行周期経過後に再びＳ１以降の処理が開始される。
【００６７】
尚、上述した段差通過検出処理プログラム（図６）は、車両の前輪が段差を通過した場合のみを対象として実施しても良いし、車両の後輪が段差を通過した場合のみを対象として実施しても良い。更に、車両の前輪が段差を通過した場合と車両の後輪が段差を通過した場合の両方を対象として実施しても良い。車両の前輪が段差を通過した場合と車両の後輪が段差を通過した場合の両方を対象として実施する場合には、車両の前輪が段差を通過した場合と車両の後輪が段差を通過した場合の両方で“段差通過判定フラグ”が『ＯＮ』された場合に車両が段差を通過したと確定しても良いし、少なくとも一方で“段差通過判定フラグ”が『ＯＮ』された場合に車両が段差を通過したと確定しても良い。
【００６８】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係る路面状態特定システム１、ナビゲーション装置５及びナビゲーション装置５で実行されるコンピュータプログラムでは、車両に対して前後方向に生じた加速度である前後加速度を取得するとともに、車両の前輪と後輪の回転速度の差である前後車輪速差を取得し、前後加速度の変化率が第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する（Ｓ９）ので、一般的に車両に多く搭載されているセンサである車両の前後方向に生じた加速度を検出するセンサと車輪速を検出するセンサとを組み合わせて用いることにより、正確に車両の段差の通過を判定することが可能となる。そして、路面に存在する段差の位置を装置側で正確に特定することが可能となれば、例えば車両が段差を通過する前に予めユーザに段差に対する案内を行ったり、段差の通過時にサスペンションの制御を行うことによってユーザに不快感を与えることなく走行させること等が可能となる。
【００６９】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、本実施形態ではサーバ装置３が複数の車両４から段差の通過検出結果を収集し、収集した情報を用いて道路の路面上で段差のある位置を特定する構成としているが、ナビゲーション装置５が自車両の段差の通過検出結果のみに基づいて道路の路面上で段差のある位置を特定する構成としても良い。その場合には、サーバ装置３や他車両の段差の通過検出結果を取得する構成は不要となる。
【００７０】
また、本実施形態では上記（１）〜（７）のすべての条件を満たした場合に、最終的に車両が段差を通過したと判定することとしているが、上記（１）〜（７）の一部の条件のみを満たした場合であっても車両が段差を通過したと判定するようにしても良い。例えば（１）、（６）のみを少なくとも満たせば車両が段差を通過したと判定するようにしても良い。或いは（１）、（４）、（６）のみを少なくとも満たせば車両が段差を通過したと判定するようにしても良い。
【００７１】
また、本実施形態ではスピードバンプのように道路幅方向にある段差の通過を検出対象としているが、それ以外の段差の通過についても検出対象としても良い。また、例えば段差通過時における前後Ｇや車輪の回転速度の数値、或いはカメラの映像から車両が通過した段差の種類や形状を特定しても良い。その場合には、例えば特定の種別の段差（例えばスピードバンプ）のみを通過の検出対象とすることも可能である。
【００７２】
また、本実施形態では図６に示す段差通過検出処理プログラムの実行主体は、ナビゲーション装置５であったが、サーバ装置３が一部または全部を実行する構成としても良い。例えばサーバ装置３が車両４から車輪速センサ４０や前後加速度センサ４１の検出結果を収集して、車両毎にＳ１以降の処理を行うようにしても良い。
【００７３】
また、本発明に係る路面状態特定システム、路面状態特定装置及びコンピュータプログラムを具体化した実施例について上記に説明したが、路面状態特定システムは以下の構成を有することも可能であり、その場合には以下の効果を奏する。
【００７４】
例えば、第１の構成は以下のとおりである。
車両（４）に対して前後方向に生じた加速度である前後加速度を取得する前後加速度取得手段（５１）と、車両の前輪と後輪の回転速度の差である前後車輪速差を取得する前後車輪速差取得手段（５１）と、前記前後加速度の変化率が第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前記前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する段差通過特定手段（５１）と、を有する。
上記構成を有する路面状態特定システムによれば、一般的に車両に多く搭載されているセンサである車両の前後方向に生じた加速度を検出するセンサと車輪速を検出するセンサとを組み合わせて用いることにより、正確に車両の段差の通過を判定することが可能となる。そして、路面に存在する段差の位置を装置側で正確に特定することが可能となれば、例えば車両が段差を通過する前に予めユーザに段差に対する案内を行ったり、段差の通過時にサスペンションの制御を行うことによってユーザに不快感を与えることなく走行させること等が可能となる。
【００７５】
また、第２の構成は以下のとおりである。
車両（４）の後方から前方を前記前後加速度の正方向とした場合に、前記段差通過特定手段（５１）は、前記前後加速度の変化率が負方向で第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前記前後加速度の変化率が負方向から正方向に変化し、且つ前記前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する。
上記構成を有する路面状態特定システムによれば、車両の前後方向に生じる加速度の変化率の変化態様を考慮することによって、より正確に車両の段差の通過を判定することが可能となる。
【００７６】
また、第３の構成は以下のとおりである。
車両（４）の右側車輪と左側車輪の回転速度の差である左右車輪速差を取得する左右車輪速差取得手段（５１）を有し、前記段差通過特定手段（５１）は、前記左右車輪速差が第３閾値未満の状態で、前記前後加速度の変化率が第１閾値以上となった時点から所定期間内に、前記前後車輪速差が第２閾値以上となった場合に、車両が段差を通過したと特定する。
上記構成を有する路面状態特定システムによれば、道路の幅方向に対して存在する段差を対象とし、且つ段差の向きに対して垂直方向に車両が進入することを条件として段差の通過を判定するので、より正確に車両の段差の通過を判定することが可能となる。
【００７７】
また、第４の構成は以下のとおりである。
道路上を走行する複数の車両（４）について前記段差通過特定手段（５１）により特定された各車両の段差の通過履歴に関する情報を段差通過履歴情報として収集する段差通過履歴収集手段（２１）と、前記段差通過履歴収集手段によって収集した各車両の前記段差通過履歴情報を統計することによって、路面上に段差がある位置を特定する段差位置特定手段（２１）と、を有する。
上記構成を有する路面状態特定システムによれば、道路を走行する複数の車両から収集した段差の通過履歴に関する情報に基づいて、全国の道路を対象として段差のある位置を特定することが可能となる。
【００７８】
また、第５の構成は以下のとおりである。
前記段差位置特定手段（２１）は、段差として特にスピードバンプのある位置を特定する。
上記構成を有する路面状態特定システムによれば、道路管理者によって意図的に設けられた段差であるスピードバンプについて、全国の道路を対象としてスピードバンプのある位置を特定することが可能となる。
【００７９】
また、第６の構成は以下のとおりである。
前記段差位置特定手段（２１）は、段差を通過したと特定された車両（４）の進行方向に基づいて段差が存在する道路の進行方向についても特定する。
上記構成を有する路面状態特定システムによれば、往復の方向に通過が行われている道路については、段差のある進行方向について特定することが可能となる。
【符号の説明】
【００８０】
１              路面状態特定システム
２              プローブセンタ
３              サーバ装置
４              車両
５              ナビゲーション装置
３３            ナビゲーションＥＣＵ
３９            車速センサ
４０            車輪速センサ
４１            前後加速度センサ
５１            ＣＰＵ
５２            ＲＡＭ
５３            ＲＯＭ
５４            フラッシュメモリ
６０            段差
【図１】
2020194468.tif 000003
【図２】
2020194468.tif 000004
【図３】
2020194468.tif 000005
【図４】
2020194468.tif 000006
【図５】
2020194468.tif 000007
【図６】
2020194468.tif 000008
【図７】
2020194468.tif 000009
【図８】
2020194468.tif 000010
【図９】
2020194468.tif 000011
【図１０】
2020194468.tif 000012
【図１１】
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