(57)【要約】      （修正有）【課題】走行中の車両の速度の変化によって、信号機を道路レーンに自動的に割り当てる道路地図作成装置、プログラム及び方法を提供する。【解決手段】道路地図作成装置１は、各道路レーンの位置範囲と、各信号機の位置とを記憶する道路地図記憶部１０１と、車両毎に、位置及び速度を記憶する車両状態記憶部１０２と、信号機毎に、灯火状態を取得する信号機状態取得部１０３と、道路地図記憶部１０１を用いて、推定対象の信号機の位置から第１の所定範囲に含まれる道路レーンを選択する道路レーン選択部１１と、車両状態記憶部１０２を用いて、選択された道路レーンを走行する車両における統計的速度を算出する道路レーン車速算出部１２と、信号機の灯火状態と、車両の統計的速度との相関値を算出する相関値算出部１３と、相関値が所定の正の相関を満たす際に、当該信号機を、当該車両が走行する道路レーンに割り当てる信号機割当部１４とを有する。【選択図】図３
2019191318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図上で、推定対象の信号機を道路レーンに割り当てる道路地図作成装置であって、
各道路レーンの位置範囲と、各信号機の位置とを記憶する道路地図記憶手段と、
車両毎に、位置及び速度を記憶する車両状態記憶手段と、
信号機毎に、灯火状態を取得する信号機状態取得手段と、
前記道路地図記憶手段を用いて、推定対象の信号機の位置から第１の所定範囲に含まれる道路レーンを選択する道路レーン選択手段と、
前記車両状態記憶手段を用いて、選択された前記道路レーンを走行する車両における統計的速度を算出する道路レーン車速算出手段と、
前記信号機の灯火状態と、前記車両の統計的速度との相関値を算出する相関値算出手段と、
前記相関値が所定の正の相関を満たす際に、当該信号機を、当該車両が走行する道路レーンに割り当てる信号機割当手段と
を有することを特徴とする道路地図作成装置。
【請求項２】
前記信号機状態取得手段における前記灯火状態とは、車両に対する進行灯火又は停止灯火を表し、
前記相関値算出手段は、進行灯火時及び停止灯火時それぞれについて、当該車両の統計的速度との相関値を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の道路地図作成装置。
【請求項３】
前記信号機割当手段は、前記所定の正の相関として、前記信号機が進行灯火の際の前記車両の統計的速度が、前記信号機が停止灯火の際の前記車両の統計的速度よりも速くなるとする相関傾向が、所定閾値以上となる場合に、前記信号機を、前記車両が走行する道路レーンに割り当てる
ことを特徴とする請求項２に記載の道路地図作成装置。
【請求項４】
前記道路地図記憶手段は、各信号機について当該位置からの向きを更に記憶しており、
前記道路レーン選択手段は、信号機の向きと道路レーンの進行方向とのなす角度が、所定範囲内に含まれる道路レーンのみを選択する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の道路地図作成装置。
【請求項５】
前記道路レーン車速算出手段における前記統計的速度は、複数の車両の速度における平均値又は中央値である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の道路地図作成装置。
【請求項６】
前記道路地図記憶手段は、各道路レーンの停止位置を更に記憶し、
前記道路レーン車速算出手段は、選択された当該道路レーンの停止位置から第２の所定範囲に含まれる車両における統計的速度を算出する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の道路地図作成装置。
【請求項７】
前記道路レーン車速算出手段における前記統計的速度は、選択された前記道路レーンを走行する車両について、当該道路レーンの停止位置からの距離に応じて重み付けしたものである
ことを特徴とする請求項６に記載の道路地図作成装置。
【請求項８】
前記道路レーン車速算出手段における前記重みは、当該道路レーンの停止位置からの距離に近いほど、大きい重みを付ける
ことを特徴とする請求項７に記載の道路地図作成装置。
【請求項９】
前記相関値算出手段は、機械学習エンジンであり、
学習段階として、教師データとなる信号機の灯火状態及び車両の統計的速度と相関の正否とを、予め入力して学習し、
推定段階として、信号機の灯火状態及び車両の統計的速度を入力することによって、相関の正否を出力する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の道路地図作成装置。
【請求項１０】
前記道路地図記憶手段は、自動運転車用地図のＨＤＭＡＰ(High Definition MAP)を記憶したものである
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の道路地図作成装置。
【請求項１１】
地図上で、推定対象の信号機を道路レーンに割り当てる装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
各道路レーンの位置範囲と、各信号機の位置とを記憶する道路地図記憶手段と、
車両毎に、位置及び速度を記憶する車両状態記憶手段と、
信号機毎に、灯火状態を取得する信号機状態取得手段と、
前記道路地図記憶手段を用いて、推定対象の信号機の位置から第１の所定範囲に含まれる道路レーンを選択する道路レーン選択手段と、
前記車両状態記憶手段を用いて、選択された前記道路レーンを走行する車両における統計的速度を算出する道路レーン車速算出手段と、
前記信号機の灯火状態と、前記車両の統計的速度との相関値を算出する相関値算出手段と、
前記相関値が所定の正の相関を満たす際に、当該信号機を、当該車両が走行する道路レーンに割り当てる信号機割当手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
地図上で、推定対象の信号機を道路レーンに割り当てる装置の道路地図作成方法であって、
前記装置は、
各道路レーンの位置範囲と、各信号機の位置とを記憶する道路地図記憶部と、
車両毎に、位置及び速度を記憶する車両状態記憶部と、
信号機毎に、灯火状態を取得する信号機状態取得部と
を有し、
前記装置は、
前記道路地図記憶部を用いて、推定対象の信号機の位置から第１の所定範囲に含まれる道路レーンを選択する第１のステップと、
前記車両状態記憶部を用いて、選択された前記道路レーンを走行する車両における統計的速度を算出する第２のステップと、
前記信号機の灯火状態と、前記車両の統計的速度との相関値を算出する第３のステップと、
前記相関値が所定の正の相関を満たす際に、当該信号機を、当該車両が走行する道路レーンに割り当てる第４のステップと
を実行することを特徴とする装置の道路地図作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動運転車用の地図を作成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の運転手に対するナビゲーション用の地図は、道路や道路レーン、交差点、信号機などを、座標「位置」に紐付けて記憶する。この地図は、出発地点から目的地までの経路探索を目的としている（グローバルパスプランニング）。
これに対し、自動運転車用の地図は、このグローバルパスプランニングに加えて、車両における走行経路計算や操作判断を局所的に実行可能な情報を含む必要がある（ローカルパスプランニング）。具体的には、「どこでどのレーンからどのレーンに移るべきか」「どのような角度で曲がるべきか」「進むべきか止まるべきか」という判断をリアルタイムに実行可能な情報を含む。
【０００３】
自動走行中の車両であっても、カメラによって信号機を監視しながら走行する必要がある。信号機を見落としたり、異なる道路レーンの信号機を誤って認識することは、交通違反や事故につながる。
【０００４】
車両が信号機を認識するために、カメラでリアルタイムに認識する技術（例えば特許文献１参照）がある。但し、カメラにおける認識率は、日照条件などによって低下する場合がある。
また、信号機から車両へ、信号機の灯火情報を無線で配信する技術（例えば非特許文献１参照）もある。但し、膨大な数の信号機に対する改修コストを要するために、インフラ整備にコストや時間を要する。
【０００５】
自動運転車用の地図としては、「ＨＤＭＡＰ(High Definition MAP)」がある。これは、例えば日本国内では精度25cm以下とされており、標識や停止線、横断歩道などの地物情報も含まれる。ここで、最も重要ものに「信号機」がある。道路レーンに対応した信号機の位置を、地図によって事前に認識しておくことで、見落としを防ぐことができる。例えば、地図上で、信号機の位置と、その信号機がどの道路に紐づいているかを特定して走行する技術もある（例えば特許文献２参照）。具体的には、オープンソフトウェアのAutowareでも、地図に基づいた信号認識が実行されている（例えば非特許文献２参照）。
【０００６】
ＨＤＭＡＰのような高精度の地図の作成には、多大なコストがかかる。ナビゲーション用の地図の場合、航空写真であっても作成可能であるが、ＨＤＭＡＰの場合、信号機や標識などの位置も取得するべく、ＭＭＳ(Mobile Mapping System)専用車が道路を走行して計測したデータから地図を作成する。ＭＭＳ専用車は、自動認識技術を用いて、標識や信号機の位置や向きなども取得する（例えば非特許文献３参照）。
【０００７】
また、ＨＤＭＡＰは、完全に作成できたとしても、道路状況（例えば工事中道路など）によって逐次更新する必要があり、そのコストも大きな課題となっている。例えば収集されたデータから、地図情報を更新する技術もある（例えば特許文献３参照）。但し、道路と、それに対応する信号機とが既知であることを前提としており、信号機の種別を判別するに過ぎない。
【０００８】
更に、ＨＤＭＡＰの作成に際し、例えば停止車両から見て明らかに前方正面にある信号機のみを割り当てる技術もある（例えば特許文献４参照）。但し、車両から離れた位置に信号機がある場合や、交差点に複数の信号機が設置されている場合に、信号機と道路との割り当ては難しい。尚、既存の信号機制御情報は、公開データではないために一般には利用できない。
【０００９】
更に、静的な道路地図に加えて、更新頻度の高い様々な道路状況をリアルタイムに地図に反映した「ダイナミックマップ基盤」がある（例えば非特許文献５参照）。これは、車両の自動運転や運転支援システムに必要となる高精度の３次元情報を持つデジタル地図を作成するネットワークをいう。時間変化の度合い別に分けた複数層を連携させて、車両の周辺状況に応じた地図情報をリアルタイムに生成する。
地図に反映される道路状況としては、例えば車両の位置や、信号機の灯火状態、工事情報、渋滞情報、事故情報なども反映される。これらの情報は、道路管理団体や走行中車両から通信回線を介してリアルタイムに収集され、効率的な自動運転や交通制御が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＵＳ９７３１６６１Ｂ２
【特許文献２】ＷＯ２０１４／１６９７２７Ａ１
【特許文献３】特開２０１３−１９０９６４号公報
【特許文献４】特開２０１８−００５６２９号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】ARIB STD T75「狭域通信（DSRC）システムDEDICATED SHORT-RANGE COMMUNICATION SYSTEM」、[online]、［平成３０年４月４日検索］、インターネット＜URL:https://www.arib.or.jp/kikaku/kikaku_tushin/desc/std-t75.html＞
【非特許文献２】名古屋大学、「自動運転ソフトウェア：Autoware」、[online]、［平成３０年４月４日検索］、インターネット＜URL:https://www.pdsl.jp/fot/autoware/＞
【非特許文献３】Luo, Hengliang, et al. "Traffic Sign Recognition Using a Multi-Task Convolutional Neural Network." IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems (2017).、[online]、［平成３０年４月４日検索］、インターネット＜URL:http://ieeexplore.ieee.org/document/7959631/＞
【非特許文献４】「ＳＩＰ（戦略的イノベーション創造プログラム）・自動走行システム」自動走行システムの実現に向けた諸課題とその解決の方向性に関する調査・検討におけるダイナミックマップ構築に向けた試作・評価に係る調査検討委託業務成果報告書」、[online]、［平成３０年４月４日検索］、インターネット＜URL:http://www.sip-adus.go.jp/wg/＞
【非特許文献５】「自動運転に必要な地図“ダイナミックマップ”とは？  KDDI・ゼンリン・富士通が配信技術の実証実験を開始」、[online]、［平成３０年４月４日検索］、インターネット＜URL:https://internet.watch.impress.co.jp/docs/column/chizu3/1106525.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
各信号機を、道路レーンに自動的に割り当てることできれば、道路地図の作成のための時間やコストを軽減することができる。
しかしながら、自動走行中の車両がカメラで信号機を認識する場合、「その信号機が走行中の道路レーンに向けられたものなのか」を判断することは難しい。これは、ＭＭＳ専用車であっても同様である。
また、信号機と道路レーンと位置関係のみでは自動的な判別ができないことがあるため、結果的に、人による映像の目視と手動による作成が推奨されている（例えば非特許文献４参照）。
【００１３】
これに対し、本願の発明者らは、走行中車両の速度の変化は、その道路レーンに対する信号機の指示に基づくものではないか、と考えた。
【００１４】
そこで、本発明は、走行中車両の速度の変化によって、信号機を道路レーンに自動的に割り当てる道路地図作成装置、プログラム及び方法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】
【００１５】
本発明によれば、地図上で、推定対象の信号機を道路レーンに割り当てる道路地図作成装置であって、
各道路レーンの位置範囲と、各信号機の位置とを記憶する道路地図記憶手段と、
車両毎に、位置及び速度を記憶する車両状態記憶手段と、
信号機毎に、灯火状態を取得する信号機状態取得手段と、
道路地図記憶手段を用いて、推定対象の信号機の位置から第１の所定範囲に含まれる道路レーンを選択する道路レーン選択手段と、
車両状態記憶手段を用いて、選択された道路レーンを走行する車両における統計的速度を算出する道路レーン車速算出手段と、
信号機の灯火状態と、車両の統計的速度との相関値を算出する相関値算出手段と、
相関値が所定の正の相関を満たす際に、当該信号機を、当該車両が走行する道路レーンに割り当てる信号機割当手段と
を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の道路地図作成装置における他の実施形態によれば、
信号機状態取得手段における灯火状態とは、車両に対する進行灯火又は停止灯火を表し、
相関値算出手段は、進行灯火時及び停止灯火時それぞれについて、当該車両の統計的速度との相関値を算出する
ことも好ましい。
【００１７】
本発明の道路地図作成装置における他の実施形態によれば、
信号機割当手段は、所定の正の相関として、信号機が進行灯火の際の車両の統計的速度が、信号機が停止灯火の際の車両の統計的速度よりも速くなるとする相関傾向が、所定閾値以上となる場合に、信号機を、車両が走行する道路レーンに割り当てる
ことも好ましい。
【００１８】
本発明の道路地図作成装置における他の実施形態によれば、
道路地図記憶手段は、各信号機について当該位置からの向きを更に記憶しており、
道路レーン選択手段は、信号機の向きと道路レーンの進行方向とのなす角度が、所定範囲内に含まれる道路レーンのみを選択する
ことも好ましい。
【００１９】
本発明の道路地図作成装置における他の実施形態によれば、
道路レーン車速算出手段における統計的速度は、複数の車両の速度における平均値又は中央値である
ことも好ましい。
【００２０】
本発明の道路地図作成装置における他の実施形態によれば、
道路地図記憶手段は、各道路レーンの停止位置を更に記憶し、
道路レーン車速算出手段は、選択された当該道路レーンの停止位置から第２の所定範囲に含まれる車両における統計的速度を算出する
ことも好ましい。
【００２１】
本発明の道路地図作成装置における他の実施形態によれば、
道路レーン車速算出手段における統計的速度は、選択された道路レーンを走行する車両について、当該道路レーンの停止位置からの距離に応じて重み付けしたものであることも好ましい。
【００２２】
本発明の道路地図作成装置における他の実施形態によれば、
道路レーン車速算出手段における重みは、当該道路レーンの停止位置からの距離に近いほど、大きい重みを付ける
ことも好ましい。
【００２３】
本発明の道路地図作成装置における他の実施形態によれば、
相関値算出手段は、機械学習エンジンであり、
学習段階として、教師データとなる信号機の灯火状態及び車両の統計的速度と相関の正否とを、予め入力して学習し、
推定段階として、信号機の灯火状態及び車両の統計的速度を入力することによって、相関の正否を出力する
ことも好ましい。
【００２４】
本発明の道路地図作成装置における他の実施形態によれば、
道路地図記憶手段は、自動運転車用地図のＨＤＭＡＰ(High Definition MAP)を記憶したものである
ことも好ましい。
【００２５】
本発明によれば、地図上で、推定対象の信号機を道路レーンに割り当てる装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
各道路レーンの位置範囲と、各信号機の位置とを記憶する道路地図記憶手段と、
車両毎に、位置及び速度を記憶する車両状態記憶手段と、
信号機毎に、灯火状態を取得する信号機状態取得手段と、
道路地図記憶手段を用いて、推定対象の信号機の位置から第１の所定範囲に含まれる道路レーンを選択する道路レーン選択手段と、
車両状態記憶手段を用いて、選択された道路レーンを走行する車両における統計的速度を算出する道路レーン車速算出手段と、
信号機の灯火状態と、車両の統計的速度との相関値を算出する相関値算出手段と、
相関値が所定の正の相関を満たす際に、当該信号機を、当該車両が走行する道路レーンに割り当てる信号機割当手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、地図上で、推定対象の信号機を道路レーンに割り当てる装置の道路地図作成方法であって、
装置は、
各道路レーンの位置範囲と、各信号機の位置とを記憶する道路地図記憶部と、
車両毎に、位置及び速度を記憶する車両状態記憶部と、
信号機毎に、灯火状態を取得する信号機状態取得部と
を有し、
装置は、
道路地図記憶部を用いて、推定対象の信号機の位置から第１の所定範囲に含まれる道路レーンを選択する第１のステップと、
車両状態記憶部を用いて、選択された道路レーンを走行する車両における統計的速度を算出する第２のステップと、
信号機の灯火状態と、車両の統計的速度との相関値を算出する第３のステップと、
相関値が所定の正の相関を満たす際に、当該信号機を、当該車両が走行する道路レーンに割り当てる第４のステップと
を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の道路地図作成装置、プログラム及び方法によれば、走行中車両の速度の変化によって、信号機を道路レーンに自動的に割り当てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】車両の運転手から信号機を見た外観図である。
【図２】本発明におけるシステム構成図である。
【図３】本発明における道路地図作成装置の機能構成図である。
【図４】道路地図記憶部に記憶された地図を表す説明図である。
【図５】信号機からの距離及び向きに基づく第１の所定範囲を表す説明図である。
【図６】停止位置からの第２の所定範囲を表す説明図である。
【図７】灯火状態に対する平均速度の相関値を表すグラフである。
【図８】道路地図記憶部に対して道路レーンを信号機に割り当てた説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００３０】
図１は、車両の運転手から信号機を見た外観図である。
【００３１】
車両の運転手は、道路を走行中に複数の信号機を視認することとなる。自動運転車の場合、走行中にカメラでその周辺映像を撮影し、その映像は自動運転用の車載装置へ送信される。車載装置は、リアルタイムに画像認識処理を実行し、必要な地物情報を収集する。
【００３２】
カメラの撮影映像には、走行中の道路レーンから見た、信号機の灯火状態（進行灯火／停止灯火）が映り込むこととなる。灯火状態として、例えば信号機の「青」「矢印」は進行灯火と認識され、「赤」は停止灯火と認識される。このとき、映り込む信号機が、自らが走行中の道路レーンに対して、交通を指示しているものか否かを判定する必要がある。
【００３３】
車載装置は、ＧＰＳ(Global Positioning System)のような測位センサから、現在位置（緯度経度）を取得することもできる。
また、車載装置は、ＣＡＮ(Controller Area Network)から「速度」情報を取得することもできる。
更に、車載装置は、ＶＩＣＳ(Vehicle Information and Communication System)（登録商標）から道路交通情報（混雑状況、交通規制等）を受信することもできる。
【００３４】
図２は、本発明におけるシステム構成図である。
【００３５】
図２によれば、基本的なダイナミックマップ基盤のネットワークに、道路地図作成装置１が接続されている（例えば非特許文献５参照）。このような構成は、自動運転に限られず、コネクティッドカーやドライブレコーダ、衝突防止システムでも利用可能なものである。
【００３６】
道路地図作成装置１は、各車両２から走行情報（例えば位置、速度、ブレーキ操作など）を受信すると共に、信号機状態管理装置４から各信号機３の灯火状態を受信する。信号機状態管理装置４は、例えば交通管理センターによって管理されるものであってもよい。
また、道路地図作成装置１は、各車両２から、道路レーンを走行中に見える１つ以上の信号機の位置及び灯火状態を受信するものであってもよい（道路に対応付けられていない信号機も含む）。これによって、道路地図作成装置１は、信号機の位置から信号機ＩＤを特定すると共に、その灯火状態を対応付けて記憶することができる。
【００３７】
図３は、本発明における道路地図作成装置の機能構成図である。
【００３８】
本発明の道路地図作成装置１は、地図上で、推定対象の信号機を、道路レーンに自動的に割り当てる。図３によれば、道路地図作成装置１は、道路地図記憶部１０１と、車両状態記憶部１０２と、信号機状態取得部１０３と、道路レーン選択部１１と、道路レーン車速算出部１２と、相関値算出部１３と、信号機割当部１４とを有する。これら機能構成部は、装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。また、これら機能構成部の処理の流れは、装置の道路地図作成方法としても理解できる。
【００３９】
［道路地図記憶部１０１］
道路地図記憶部１０１は、自動運転車用地図のＨＤＭＡＰ(High Definition MAP)を記憶したものである。
ここで、本発明の道路地図記憶部１０１は、基本的に、地図上に、以下の要素を記憶する。
各道路レーンの位置範囲
各信号機の位置
各道路レーンの位置範囲としては、道路毎に、各道路レーンについて、地図上の座標範囲（少なくとも対角の座標点）が対応付けられたものであってもよいし、仮想リンクと称される中心線からの幅であってもよい。また、ポリゴン表記に基づく形状であってもよい。
また、更に以下の要素を記憶することも好ましい。
各道路レーンの停止位置
各道路レーンの進行方向（直進専用、右折専用など）
各信号機の向き（地図上で北を０°した時計方向の角度）
これら要素の位置や向きは、例えばＭＭＳ専用車によって計測されたデータから、事前に、道路地図に反映されたものである。
【００４０】
図４は、道路地図記憶部に記憶された地図を表す説明図である。
【００４１】
図４によれば、三叉道路の交差点に、複数の信号機が配置された地域の地図を表す。ここで、７台の信号機が配置されており、３つの道路に対して停止／走行を指示している。図４からも明らかなとおり、各信号機の位置のみでは、どの道路レーンの車両に指示しているのか不明となっている。道路レーンを走行する車両から見て、常に正面に見える信号機が、その道路レーンの交通を制御するものとは限らない。特に、図４のように、複数の道路レーンが混在する場合、複数の信号機が様々な方向を向くこととなる。
【００４２】
図４によれば、信号機１は、道路レーン１−１、１−２、１−３それぞれを走行する車両に、進行／停止を指示している。信号機２は、道路レーン２−１，２−２それぞれを走行する車両に、進行／停止を指示している。信号機３は、道路レーン３−１、３−２それぞれを走行する車両に、進行／停止を指示している。
【００４３】
［車両状態記憶部１０２］
車両状態記憶部１０２は、車両毎に、時刻に応じた「位置」及び「速度」を記憶する。これらは、走行中の車両から、例えばダイナミックマップ基盤のネットワークを介して受信される。
「位置」は、例えば車両のＧＰＳによって測位された緯度経度であって、時系列に収集される。
「速度」は、車両の車載装置によって計測されたものであってもよいし、ＧＰＳの測位センサから出力された位置の時間的変位に基づいて算出されたものであってもよい。尚、車両の「加速度」を、速度から算出するものであってもよい。
【００４４】
［信号機状態取得部１０３］
信号機状態取得部１０３は、信号機毎に、時刻に応じた灯火状態を取得する。「灯火状態」とは、車両に対する進行灯火又は停止灯火を表す。灯火状態は、信号機状態管理装置４から、リアルタイム又は所定時間間隔で受信される。
【００４５】
［道路レーン選択部１１］
道路レーン選択部１１は、道路地図記憶部１０１を用いて、推定対象の信号機の位置から第１の所定範囲（例えば半径100m)に含まれる道路レーンを選択する。ここでは、１つの道路に複数の道路レーンがある場合、道路レーン毎に区別して選択する。同一の道路であっても道路レーンに応じて信号機が異なる場合もあるし、同一の信号機であっても道路レーンに応じて異なる指示をする場合もある。
【００４６】
図５は、信号機からの距離及び向きに基づく第１の所定範囲を表す説明図である。
【００４７】
図５によれば、推定対象の信号機１を中心として、所定半径（例えば100m）に含まれる道路レーンが候補として選択される。この段階で選択された道路レーンには、当然、信号機１と関係しない道路レーンも含まれることとなる。
【００４８】
ほとんどの場合、対向する信号機同士は同じ灯火状態となるために、推定対象からの第１の所定範囲に、対向する道路レーンも含まれることとなる。そのために、信号機の向きによって、走行中に明らかに見えない道路レーンは除外すべきである。即ち、道路レーンを走行中の車両から見て、視認外となる信号機に割り当てられることを除去すべきである。
【００４９】
＜信号機の向きに基づく道路レーンの選択＞
道路地図記憶部１０１が、信号機毎に「向き」（例えば北を０°として時計回りに３６０°）が予め登録されている場合、信号機の向きと道路レーンの進行方向とのなす角度が、所定範囲（例えば９０°）内に含まれる道路レーンのみを選択する。道路レーンの方向は、道路地図上の当該道路レーンの中央線の進行方向であってもよい。
これは、道路レーンを走行する車両から見て、その車両の進行／停止を指示する信号機は、所定角度（例えば９０°）の視野角に入ることを前提としている。
【００５０】
［道路レーン車速算出部１２］
道路レーン車速算出部１２は、車両状態記憶部１０２を用いて、選択された道路レーンを走行する車両における「統計的速度」を算出する。「統計的速度」は、複数の車両の速度における平均値又は中央値であってもよいし、速度から算出された加速度の平均値又は中央値であってもよい。
尚、統計計算の期間は、任意の期間、例えば１つの信号の灯火サイクル（例えば３０秒）毎であってもよい。また、統計計算対象は、該当道路レーン上を走行する全車両に対して、複数台まとめてもよいし、１台ずつであってもよい。この結果、計算期間毎や統計計算対象毎に、統計計算結果が得られる。
【００５１】
＜信号機の変化から所定時間経過以前の車両の速度の除外＞
統計的速度の算出に用いられる車両の速度は、推定対象の信号機の灯火状態が変化してから所定時間経過後（例えば１０秒）のものである。即ち、所定時間経過以前の車両の速度は、信号機の以前の灯火状態に影響を受けているとして除外する。
【００５２】
＜道路レーンの停止位置から所定範囲に含まれない車両の速度の除外＞
道路レーン選択部１１によって選択された道路レーン走行する車両であっても、当該道路レーンの停止位置から第２の所定範囲（例えば50m）に含まれる車両における統計的速度を算出する。即ち、所定範囲外となる車両の速度は除外する。
【００５３】
図６は、停止位置からの第２の所定範囲を表す説明図である。
図６によれば、第１の所定範囲（信号機から100m）に含まれる道路レーンについて、停止位置から第２の所定範囲（例えば50m）に含まれる車両の速度のみが選択される。
【００５４】
＜道路レーンの停止位置からの距離に応じた車両の速度の重み付け＞
「統計的速度」は、選択された道路レーンを走行する車両について、当該道路レーンの停止位置からの距離ｄに応じて重み付け（重み関数Ｗ(ｄ)）したものである
具体的には、重み関数Ｗ(ｄ)について、ｘ＝0〜50mをＷ(ｄ)＝１、ｘ＝51m〜をＷ(ｄ)＝０とすることによって、前述した＜道路レーンの停止位置から所定範囲に含まれない車両の速度の除外＞と同様になる。また、距離ｄが短くなるほどＷ(ｄ)が高くなり、距離ｄが長くなるほどＷ(ｄ)が低くなるように重み付けすることも好ましい。
例えば重み付けした統計的速度の平均値Ｖavgは、各車両の速度から以下のように算出される。
Ｖavg＝Σi=0N-1Ｗ(ｄi)ｖi／Σi=0N-1Ｗ(ｄi)
N：道路レーン上の車両数
Ｖavg：道路レーンの統計的速度の平均値
ｖi：車両iの速度
ｄi：道路レーンの停止位置からの距離
Ｗ(ｄi)：距離ｄiに応じた重み関数
【００５５】
［相関値算出部１３］
相関値算出部１３は、信号機の灯火状態と、道路レーン上の車両の統計的速度との相関値を算出する。具体的には、進行灯火時及び停止灯火時それぞれについて、当該道路レーン上の車両の統計的速度との相関値を算出する。
【００５６】
図７は、灯火状態に対する平均速度の相関値を表すグラフである。
【００５７】
図７によれば、横軸は信号機の灯火状態を表し、縦軸はその時の道路レーンの平均速度を表す。平均速度は、信号機の灯火状態の変化後、当該道路レーンにおける例えば３０秒間に抽出された複数の車両の速度に基づくものである。その平均速度が１プロットされる。
図７によれば、例えば３０分における灯火状態の変化の１２回分（進行点灯６回及び停止灯火６回）がプロットされている。また、それらプロットを、例えば最小二乗法などを用いて回帰直線（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を計算し、この回帰直線の係数aを相関値とする。この相関値は、信号機と道路レーンとの組み合わせの数だけ、算出される。
尚、道路レーンには、右折専用や、直進、左折専用などもあり、赤信号が灯火していても、矢印灯がその該当方向に点灯している場合などには「進行点灯」と判定される。
【００５８】
図７（ａ）は、信号機に対して当該道路レーンの平均速度が、十分な正の相関（例えば相関値が10以上）を表すグラフである。この場合、その信号機は、当該道路レーンを走行する車両に対して進行／停止を指示するものと割り当てることができる。「正の相関」とは、信号機が進行灯火の際における車両の統計的速度が、信号機が停止灯火の際における車両の統計的速度よりも、速くなるとする相関傾向を意味する。
【００５９】
図７（ｂ）は、信号機に対して当該道路レーンの平均速度が、負の相関を表すグラフである。この場合、その信号機は、当該道路レーンを走行する車両に対して進行／停止を指示するものと割り当てることができない。
【００６０】
他の実施形態として、相関値算出部１３は、回帰直線以外にも、相関値を算出することができる他の計算方式を用いてもよい。
特に、正の相関を持つか否かを判定するために、例えばサポートベクタマシンのような機械学習エンジンを用いたものであってもよい。
相関値算出部１３は、学習段階として、教師データとなる信号機の灯火状態及び車両の統計的速度と相関の正否とを、予め入力して学習する。また、推定段階として、信号機の灯火状態及び車両の統計的速度を入力することによって、相関の正否を出力する。このよに、相関値算出部１３は、機械学習エンジンによって実現することもできる。
【００６１】
［信号機割当部１４］
信号機割当部１４は、相関値が所定の正の相関を満たす際に、当該信号機を、当該車両が走行する道路レーンに割り当てる。
【００６２】
図８は、道路地図記憶部に対して道路レーンを信号機に割り当てた説明図である。
【００６３】
図８によれば、１つの信号機（ID、位置、向き）に対して、１つ以上の道路レーン（ID、位置範囲、停止位置）が割り当てられている。
図３でも前述したように、本発明の道路地図は、ＨＤＭＡＰに基づくものであるので、その中で、信号機と道路レーンとを自動的に割り当てることができる。
【００６４】
以上、詳細に説明したように、本発明の道路地図作成装置、プログラム及び方法によれば、走行中車両の速度の変化によって、信号機を道路レーンに自動的に割り当てることができる。
【００６５】
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【００６６】
１  道路地図作成装置
１０１  道路地図記憶部
１０２  車両状態記憶部
１０３  信号機状態取得部
１１  道路レーン選択部
１２  道路レーン車速算出部
１３  相関値算出部
１４  信号機割当部
２  車両
３  信号機
４  信号機状態管理装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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