(57)【要約】【課題】車両の運転制御の負担を軽減することができるような情報提供可能な地図データベースのデータ構造を提供することである。【解決手段】車両が走行する道路を表す道路情報（１１０、１２０、１３０）を含み、コンピュータによってアクセス可能な地図データベースのデータ構造であって、道路情報（１１０、１２０、１３０）にて表される道路を車両が走行する際に遵守すべき交通ルールを特定する交通ルール特定情報を当該道路情報に対応付ける道路・ルール対応構造（１１０、１２０、１３０、１４０）を有する構成となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路を表す道路情報を含み、コンピュータにより取得可能な地図データのデータ構造であって、
前記道路情報にて表される道路を車両が走行する際に遵守すべき交通ルールを特定する交通ルール特定情報を当該道路情報に対応付ける道路・ルール対応構造を有する地図データのデータ構造。
【請求項２】
前記道路・ルール対応構造は、
前記道路情報にて表される道路の前記交通ルールが適用される場所及びその場所に至るまでの車両走行方向手前側の所定領域を含むルール関係領域に前記交通ルールを特定する交通ルール特定情報を対応付ける領域・ルール対応構造を含む、請求項１記載の地図データのデータ構造。
【請求項３】
前記交通ルールは、道路交通法の法文により表されるルールであって、
前記交通ルール特定情報は、前記法文を特定する法文特定情報である、請求項１または２記載の地図データのデータ構造。
【請求項４】
車両の運転を制御する車両運転制御装置であって、
コンピュータにより構成され、前記車両が走行する道路についての請求項１乃至３のいずれかに記載のデータ構造の地図データを取得する制御ユニットを有し、
前記制御ユニットは、
前記車両の走行位置を表す走行位置情報を取得する走行位置取得手段と、
前記地図データから前記走行位置取得手段により取得された走行位置情報にて表される走行位置を含む道路を表す道路情報に対応する交通ルール特定情報を取得する交通ルール特定情報取得手段と、
前記交通ルール特定情報取得手段により取得された交通ルール特定情報にて特定される交通ルールに従った運転制御を実行する交通ルール対応制御手段と、を有する車両運転制御装置。
【請求項５】
前記制御ユニットは、前記車両が走行する道路についての請求項２記載の地図データを取得するものであって、
前記交通ルール特定情報取得手段は、
前記地図データから前記走行位置取得手段にて取得された走行位置情報にて表される前記車両の走行位置を含むルール関係領域に対応した交通ルール特定情報を取得するものであり、
前記交通ルール対応制御手段は、
前記車両が前記ルール関係領域を走行する間、前記交通ルール特定情報にて特定される交通ルールが適用される場所に前記車両が達したか否かを監視し、前記交通ルールが適用される場所に前記車両が達したときに、前記交通ルールに従った運転制御を実行するものである、請求項４記載の車両運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が走行する道路を表す道路情報を含む地図データのデータ構造及びその地図データを用いて車両の運転制御を行う車両運転制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、道路交通環境等の環境に応じた動作を行って自立走行する自動運転車両が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような自動運転車両では、搭載された制御ユニット（ＥＣＵ：コンピュータ）が、種々のセンサからの検出情報に基づいて環境（例えば、走行車線、前方車両との車間距離、交差点での信号の状態、路面の状態、障害物の存否等）に関する情報を取得し、その取得された環境に応じた動作（例えば、直進走行、右折、左折、停止、減速、車線変更、停止等）がなされるように制御を行なう。そして、前記自動運転車両は、その制御ユニット（コンピュータ）による制御に従った動作を行うことによって自律走行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１６５３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した車両の運転制御は、制御ユニット（ＥＣＵ：コンピュータ）が、種々のセンサ（カメラ、レーダ等も含む）からの検出情報に基づいて環境に応じた運転がなされるように動力系、制動系、操舵系等の制御を行うものである。しかし、車両の適正な運転制御を行うためには、車両の環境に関する膨大な情報を取得して処理しなければならない。このため、実用化には、いかに多くの情報を高速に処理して適正な制御を短時間で行わなければならないか等、多くの問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、車両の運転制御の負担を軽減することができるような情報提供可能な地図データのデータ構造を提供するものである。
【０００６】
また、本発明は、そのような地図データを取得して車両の運転制御を行う車両運転制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る地図データのデータ構造は、道路を表す道路情報を含み、コンピュータにより取得可能な地図データのデータ構造であって、前記道路情報にて表される道路を車両が走行する際に遵守すべき交通ルールを特定する交通ルール特定情報を当該道路情報に対応付ける道路・ルール対応構造を有する構成となる。
【０００８】
このような構成によれば、コンピュータは、地図データを取得すると、当該車両の走行位置を含む道路を表す道路情報に対応した交通ルール特定情報を取得することができる。これにより、そのコンピュータを搭載する車両では、取得された交通ルール特定情報により特定される交通ルールに従った運転制御が可能になる。
【０００９】
本発明に係る地図データのデータ構造において、前記道路・ルール対応構造は、前記道路情報にて表される道路の前記交通ルールが適用される場所及びその場所に至るまでの車両走行方向手前側の所定領域を含むルール関係領域に前記交通ルールを特定する交通ルール特定情報を対応付ける領域・ルール対応構造を含む、構成とすることができる。
【００１０】
このような構成によれば、コンピュータは、地図データを取得することにより、当該車両の走行位置を含む道路における交通ルールが適用される場所を含むルール関係領域に対応した前記交通ルール特定情報を取得することができる。これにより、そのコンピュータを搭載する車両では、その車両が前記ルール関係領域内を走行する際に、前記交通ルール特定情報にて特定される交通ルールが適用する場所に達した時点で、その交通ルールに従った運転制御が可能になる。
【００１１】
本発明に係る地図データベースのデータ構造において、前記交通ルールは、道路交通法の法文により表されるルールであって、前記交通ルール特定情報は、前記法文を特定する法文特定情報である、構成とすることができる。
【００１２】
このような構成によれば、前記道路において、車両の道路交通法の法文で表される交通ルールに従った運転制御が可能になる。
【００１３】
本発明に係る車両運転制御装置は、車両の運転を制御する車両運転制御装置であって、コンピュータにより構成され、前記車両が走行する道路についての上述したいずれかのデータ構造の地図データを取得する制御ユニットを有し、前記制御ユニットは、前記車両の走行位置を表す走行位置情報を取得する走行位置取得手段と、前記地図データから前記走行位置取得手段により取得された走行位置情報にて表される走行位置を含む道路を表す道路情報に対応する交通ルール特定情報を取得する交通ルール特定情報取得手段と、前記交通ルール特定情報取得手段により取得された交通ルール特定情報にて特定される交通ルールに従った運転制御を実行する交通ルール対応制御手段と、を有する構成となる。
【００１４】
このような構成によれば、車両に搭載された制御ユニット（コンピュータ）は、走行位置情報を取得すると、取得した地図データから、その走行位置情報で表される車両の走行位置を含む道路を表す道路情報に対応した交通ルール特定情報を取得する。この交通ルール特定情報で特定される交通ルールは、前記走行位置を含む道路を走行する際に遵守すべき交通ルールであって、制御ユニットは、その交通ルールに従った運転制御を行う。
【００１５】
本発明に係る車両運転装置において、前記制御ユニットは、前記車両が走行する道路についての前記領域・ルール対応構造を含むデータ構造の地図データを取得するものであって、前記交通ルール特定情報取得手段は、前記地図データから前記走行位置取得手段にて取得された走行位置情報にて表される前記車両の走行位置を含むルール関係領域に対応した交通ルール特定情報を取得するものであり、前記交通ルール対応制御手段は、前記車両が前記ルール関係領域を走行する間、前記交通ルール特定情報にて特定される交通ルールが適用される場所に前記車両が達したか否かを監視し、前記交通ルールが適用される場所に前記車両が達したときに、前記交通ルールに従った運転制御を実行するものである、構成とすることができる。
【００１６】
このような構成によれば、車両に搭載された制御ユニット（コンピュータ）は、走行位置情報を取得すると、取得した地図データから、その走行位置情報で表される車両の走行位置を含む道路のルール関係領域に対応した交通ルール特定情報を取得する。この交通ルール特定情報で特定される交通ルールは、前記走行位置を含む道路を走行する際に遵守すべき交通ルールであって、制御ユニットは、車両が前記ルール関係領域を走行して、その交通ルールが適用される場所に前記車両が達したときに、前記交通ルールに従った運転制御を実行する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る地図データのデータ構造によれば、その地図データを取得することにより、各道路において遵守すべき交通ルールを特定する交通ルール特定情報を取得することができるので、その交通ルール特定情報にて特定される交通ルールに従った車両の運転制御が可能になる。その結果、運転制御の負担を低減させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る車両運転制御装置によれば、各道路において、地図データ上で当該道路を表す道路情報に対応付けられた交通ルール特定情報にて特定される交通ルールに従って車両の運転制御が行われるようになるので、各道路における運転制御の負担がより低減されたものとなり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る地図データベースのデータ構造を示す図である。
【図２】図２は、交差点に接続する道路に対応付けられた道路交通法の法文を特定する条項番号の一例を示す図である。
【図３】図３は、道路交通法第４３条の内容及び道路交通法第４３条で引用される道路交通法第３６条第２項の内容を示す図である。
【図４】図４は、道路交通法第４３条の適用場面の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る車両運転制御装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の一形態に係る地図データのデータ構造を概念的に示す図である。図１において、地図データ１００は、例えば、車両等に搭載される記憶機器や、クラウド等のネットワーク上のサーバに格納され、コンピュータが直接記憶機器に、また、通信機器を介してサーバにアクセスすることにより取得することができる。この地図データ１００は、リンク層１１０、レーン層１２０及び道路形状層１３０の階層構造となっている。この階層構造は、デジタル道路地図の構造として公知のものである。リンク層１１０は、道路をノードとノードに接続するリンク（線）との組み合わせで表現した層である。ノードは、交差点、その他道路網表現上の結節点に対応し、リンク（線）は、ノードとノード間の道路区間に対応する。レーン層１２０は、道路の各車線（レーン）を線（中心線または走行の目安線）及び面（走行可能な領域）で表現したものである。道路形状層１３０は、各道路の形状を表している。この地図データベース１００では、リンク層１１０、レーン層１２０及び道路形状層１３の各階層の情報により、車両が走行する道路を表す道路情報が構成される。
【００２２】
地図データ１００は、更に、交通ルール特定層１４０を備えている。この交通ルール特定層１４０は、前述した３つの層、リンク１１０、レーン層１２０及び道路形状層１３０の情報で構成される道路情報にて表される道路を車両が走行する際に遵守すべき交通ルールである道路交通法（以下、適宜、道交法という）の法文を特定する条項番号（交通ルール特定情報：法文特定情報）を表している。地図データ１００は、上述したように対応付けられた４つの階層の構造をとることにより、リンク層１１０、レーン層１２０及び道路形状層１３０の３つの層の情報で構成される道路情報に、交通ルール特定層１４０のその道路情報にて表される道路を車両が走行する際に遵守すべき道交法の法文を特定する条項番号が対応付けられた構造（道路・ルール対応構造）を有することになる。
【００２３】
地図データ１００の前述した４層構造（道路・ルール対応構造）により、例えば、図２に示すように、交差点に接続する道路Ｒ１を表す道路情報には、その道路Ｒ１を車両が走行する際に遵守すべき道路交通法の法文（第７条、第１８条、第３５条、第３６条、第３８条、第４３条）を特定する条項番号（７、１８、３４、３５、３６、３８、４３）が対応付けられることになる。なお、各条項番号は、次のような交通ルールの法文を特定する。
７：信号機の信号に従う義務（道交法第７条）
１８：左側寄り通行等（道交法第１８条）
３４：左折又は右折（道交法第３４条）
３５：指定通行区分（道交法第３５条）
３６：交差点における他の車両との関係等（道交法第３６条）
３８：横断歩道などにおける歩行者等の優先（道交法第３８条）
４３：指定場所における一時停止（道交法第４３条） 
【００２４】
道路情報と条項番号との更に具体的な対応関係について、例えば、道交法第４３条を例に説明する。道交法法第４３条は、図３に示すように、車両は、交通整理が行われていない交差点又はその手前の直近において、一時停止をしなければならないこと、及び、道交法第３６条第２項を準用して、その交通整理の行われていない交差点においては、優先道路である交差道路を通行する車両等の進行を妨害してはならないこと、という交通ルールを定めている。この道交法第４３条の法文は、交差点に接続する道路の当該交差点及びその近傍の場所において車両に適用される。
【００２５】
地図データ１００は、交通ルール特定層１４０の道交法第４３条の条項番号（４３）を、単に交差点に接続する道路を表す道路情報に対応付けるというのではなく、例えば、図４に示すように、交差点ＩＳＣに接続する道路Ｒ１（３つの階層１１０、１２０、１３０の情報で構成される道路情報で表される）の、道交法第４３条が適用される場所である交差点ＩＳＣ又はその手前の直近及びその場所にいたるまでの車両走行方向の所定領域を含むルール関係領域Ｅｒに対応付ける構造（領域・ルール対応構造）となっている。
【００２６】
例えば、車両に搭載され、上述した構造の地図データ１００を取得したコンピュータは、
当該車両の走行位置を含む道路を表す道路情報（３つの階層１１０、１２０、１３０で表される情報）に対応した道交法の条項番号を取得することができる。これにより、そのコンピュータを搭載する車両では、道路を走行する際に取得された条項番号で特定される道交法の法文（条文）の内容に従った運転制御が可能になる。
【００２７】
更に、具体的には、図４に示すように、交差点ＩＳＣに接続する道路Ｒ１を走行する車両のコンピュータは、当該車両の走行位置を含む道路（道路情報にて表される）の特にルール関係領域Ｅｒに進入したときに、その道路のルール関係領域Ｅｒに対応した道交法第４３条を特定する条項番号「４３」を取得することができる。そして、その条項番号にて特定される道交法の法文（道交法第４３条）の内容に従った上述したような運転制御を行うことができる。例えば、道交法第４３条の内容に従って、交通整理が行われていない交差点の直近において、一時停止をするための運転制御、あるいは、交差道路を通行する車両の進行を妨害しない運転制御を行うことができる。
【００２８】
車両に搭載され、上述したような運転制御を行う車両運転制御装置は、例えば、図５に示すように、構成される。
【００２９】
図５において、この車両運転制御装置は、運転制御用のＥＣＵ１０（処理ユニット：コンピュータ）を有している。ＥＣＵ１０は、それぞれプログラムに従って処理を実行する、認識プロセス部１１、判断プロセス部１２及び制御プロセス部１３を有している。認識プロセス部１１は、車両に搭載されたカメラ、ミリ波レーダ、ＬＩＤＲ（レーザスキャナ）、ＧＮＳＳ／ＩＮＳ（全球測位衛星システム／慣性航法システム）等の各種センサを含むセンサ群２０からの情報を取得し、車両の状況や車両外部の環境状況を認識する。判断プロセス部１２は、認識プロセス部１１での認識結果に基づいて運転制御実行のための各種判断を行う。制御プロセス部１３は、判断プロセス部１１での判断に従って、車両運転のための、アクセル、制動、操舵等に係る各種アクチュエータを含むアクチュエータ群３０の制御を行う。
【００３０】
地図データ１００は、クラウド上のサーバまたは車両に搭載された記憶機器に格納されている。車両に搭載されたナビゲーションシステム１５０は、地図データ１００を利用して、設定された目的地までの経路探索を所定のアルゴリズムに従って実行する。ナビゲーションシステム１５０は、経路探索により得られた現在位置から前記目的地までの車両が走行する道路（経路）についての地図データであるルートデータ（４階層構造：図１参照）を取得する。そして、ナビゲーションシステム１５０は、センサ群２０から取得される車両の走行位置データと、前記ルートデータとに基づいて、車両を前記目的地まで案内するための処理を行う。
【００３１】
ＥＣＵ１０は、ナビゲーションシステム１５０から前記ルートデータ及び走行位置データ（走行位置情報）を取得する機能（走行位置取得手段）を有している。また、ＥＣＵ１０は、前記ルートデータ（４階層構造：図１参照）を参照して、走行位置データで表される走行位置が、条項番号が対応付けられたルール関係領域Ｅｒに進入している場合に、前記ルートデータから前記ルール関係領域Ｅｒに対応付けられた条項番号（交通ルール特定情報：法文特定情報）を取得する機能（交通ルール特定情報取得手段）を有している。ＥＣＵ１０に含まれる判断プロセス部１２及び制御プロセス部１３は、提供される条項番号で特定される道交法の法文で表される交通ルールに基づいた判断・制御を実行する機能（ルールベース制御：交通ルール対応制御手段）を有している。
【００３２】
例えば、図４に示すように、交通整理が行われていない交差点ＩＳＣに接続する道路Ｒ１を走行する車両Ｖｃ１がその交差点ＩＳＣに近づいている状況での、車両Ｖｃ１に搭載された車両運転制御装置の動作について説明する。
【００３３】
車両運転制御装置のＥＣＵ１０では、例えば、認識プロセス部１１がセンサ群２０からの各情報に基づいて車両Ｖｃ１の状態（車速、進行方向、傾き等）や環境（路肩線、標識、障害物等）を認識し、その認識結果に基づいて判断プロセス部１２が車両Ｖｃ１の状態や環境を判断して、その判断結果に基づいて、制御プロセス部１３が車両Ｖｃ１のアクセル、制動、操舵、それぞれについてのアクチュエータの駆動制御を行う。これにより、車両Ｖｃ１は、道路Ｒ１をその認識した路肩線に沿って所定の速度で交差点ＩＳＣに向かって走行していく。
【００３４】
その過程で、ＥＣＵ１０は、車両Ｖｃ１の走行位置が道路Ｒ１のルール関係領域Ｅｒに進入したタイミングにて、道路Ｒ１に係るルートデータ（４階層構造：図１参照）からそのルール関係領域Ｅｒに対応付けられた条項番号「４３」を取得する。そして、判断プロセス部１２及び制御プロセス部１３の道交法第４３条の交通ルールに基づいたルールベース制御のユニットが起動される。
【００３５】
すると、ＥＣＵ１０において、センサ類２０からの情報に基づいた認識プロセス部１１での認識結果に基づいて、判断プロセス部１２が、一時停止の道路標識の有無、停止線の有無、それぞれが無い場合に、交差点ＩＳＣの直前（交差点ＩＳＣから所定距離）であるか否か、の判断（道交法第４３条における「交通整理が行われていない交差点又はその手前の直近において」の判断）を行う。そして、一時停止の道路標識や停止線が存在すると判断されれば、その判断結果に基づいて、道路標識や停止線の直前で車両Ｖｃ１が停止するように（道交法第４３条における「一時停止しいなければならない」の動作）、制御プロセス部１３が制動に係るアクチュエータ３０を制御する。また、前記道路標識や停止線が認識されされずに、交差点ＩＳＣの直前位置（所定位置）に車両Ｖｃ１が達したことが判断される（道交法第４３条における「交通整理が行われていない交差点又はその手前の直近において」の判断）と、車両Ｖｃ１が停止するように（道交法第４３条における「一時停止しいなければならない」の動作）、制御プロセス部１３が制動に係るアクチュエータ３０を制御する。
【００３６】
その後、判断プロセス部１２は、センサ群２０かの情報に基づいた認識プロセス部１１による認識結果に基づいて、道路Ｒ１に交差する優先道路Ｒ２、Ｒ３を通行する車両があるか否かを判断する。そして、判断プロセス部１２が、優先道路Ｒ２、Ｒ３を通行する車両Ｖｃ２、Ｖｃ３の存在を判断すると、制動プロセス部１３は、車両Ｖｃ１が停止状態を維持するように（道交法第４３条における「交差道路を通行する車両等の進行妨害をしてはならない」の動作）、制動に係るアクチュエータ３０の制御を維持する。更に、判断プロセス部１２が、優先道路Ｒ２、Ｒ３を通行する車両Ｖｃ２、Ｖｃ３が存在しないと判断すると（道交法第４３条における「交差道路を通行する車両等の進行妨害をしてはならない」条件が満たされたと判断すると）、制動プロセス部１３は、制動を解除して車両Ｖｃ１がルートデータに従って直進、左折、または右折するように、制動、アクセル、操舵に係るアクチュエータ３０を制御する。
【００３７】
上述したような運転制御装置によれば、各道路において、地図データ１００上で当該道路を表す道路情報（リンク層１１０、レーン層１２０、道路形状層１３０）に対応付けられた条項番号（交通ルール特定情報）にて特定される道交法の法文の内容（交通ルール）に従って車両の運転制御が行われるようになるので、各道路における運転制御の負担がより低減されたものとなり得る。特に、車両が道路に設定されたルール関係領域Ｅｒに進入するまで、前記道交法の法文の条件の判断（例えば、道交法第４３条の「交通整理が行われていない交差点又はその手前の直近において」の判断）を行わなくて済むので、運転制御の負担を更に低減されたものとすることができる。
【００３８】
上述した例では、道交法第４３条の場合について説明した、これに限定されず、道交法の他の法文の内容に基づいた運転制御についても、同様の手法により、実現することができる。
【００３９】
また、交通ルールは、道交法に限られず、地域固有で定められたルールであっても、今後制定される法律に定められるルールであってもよい。
【００４０】
交通ルールに従った運転制御は、前述したような交通ルールに基づいたルールベース制御に限定されず、例えば、ＡＩ等を用いた他の手法に従った運転制御であってもよい。
【００４１】
なお、本発明は、前述した実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨に基づいて種々変形することが可能であり、これらを本発明の範囲から除外するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る地図データのデータ構造は、車両の運転制御の負担を軽減することができるという効果を有し、車両が走行する道路を表す道路情報を含む地図データのデータ構造として有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ＥＣＵ（コンピュータ）
１１  認識プロセス部
１２  判断プロセス部
１３  制御プロセス部
２０  センサ群
３０  アクチュエータ群
１００  地図データベース
１１０  リンク層
１２０  レーン層
１３０  道路形状層
１４０  交通ルール特定層
１５０  ナビゲーションシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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