(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路形状の緯度経度データから、道路の平面形状を近似した複数のデータ点で表現する道路地図データを生成するデジタル道路地図作成方法において、
前記道路形状の緯度経度データから道路に沿った各地点における当該道路の曲率を求め、
該求めた曲率が略一定となる第一の曲率一定区間と、該求めた曲率が略一定となる第二の曲率一定区間と、該第一および第二の曲率一定区間に挟まれた曲率変化区間と、を区別する処理と、
当該曲率変化区間における曲率の増減が曲率の精度として定められる閾値を越えた位置にデータ点を配置する処理と、
前記第一の曲率一定区間では、データ点を結ぶ直線と道路形状との位置誤差が第一の所定値を越えない位置にデータ点を配置する処理と、
前記第二の曲率一定区間では、データ点を結ぶ直線と道路形状との位置誤差が第二の所定値を越えない位置にデータ点を配置する処理と、
を行い、
前記曲率変化区間における各データの間隔は、前記第一および第二の曲率一定区間におけるデータの間隔よりも短くなるように前記閾値、前記第一の所定値、前記第二の所定値は設定されており、
前記各配置されたデータ点を道路地図データとすることを特徴とするデジタル道路地図作成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のデジタル道路地図作成方法において、曲率の精度として定められる前記閾値は、道路に沿った各地点における当該道路の曲率の値に応じ、曲率が大きい地点については小さく、曲率が小さい区間では大きく設定されることを特徴とするデジタル道路地図作成方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のデジタル道路地図作成方法において、曲率の精度として定められる前記閾値は、前記各配置されたデータ点による道路地図データが、許容されるデータ容量に収まるような値とすることを特徴とするデジタル道路地図作成方法。
【請求項４】
道路形状の緯度経度データから、道路の平面形状を近似した複数のデータ点で表現する道路地図データを生成するデジタル道路地図作成装置において、
前記道路形状の緯度経度データから道路に沿った各地点における当該道路の曲率を求める曲率計算手段と、
前記曲率計算手段により求めた曲率を用いて、該求めた曲率が略一定となる第一の曲率一定区間と、該求めた曲率が略一定となる第二の曲率一定区間と、該第一および第二の曲率一定区間に挟まれた曲率変化区間と、を区別し、前記曲率変化区間に対して当該曲率変化区間における曲率の増減が曲率の精度として定められる閾値を越えた位置にデータ点を配置し、前記第一の曲率一定区間に対してデータ点を結ぶ直線と道路形状との位置誤差が第一の所定値を越えない位置にデータ点を配置し、前記第二の曲率一定区間に対してデータ点を結ぶ直線と道路形状との位置誤差が第二の所定値を越えない位置にデータ点を配置するデータ点配置決定手段、とを備え、
前記曲率変化区間における各データの間隔は、前記第一および第二の曲率一定区間におけるデータの間隔よりも短くなるように前記閾値、前記第一の所定値、前記第二の所定値は設定されており、
前記データ点配置決定手段により各配置されたデータ点を道路地図データとすることを特徴とするデジタル道路地図作成装置。
【請求項５】
請求項３に記載のデジタル道路地図作成装置において、曲率の精度として定められる前記閾値は、道路に沿った各地点における当該道路の曲率の値に応じ、曲率が大きい地点については小さく、曲率が小さい区間では大きく設定されることを特徴とするデジタル道路地図作成装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のデジタル道路地図作成装置において、曲率の精度として定められる前記閾値は、前記各配置されたデータ点による道路地図データが、許容されるデータ容量に収まるような値とすることを特徴とするデジタル道路地図作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のデータ点によって道路形状が表現されるデジタル道路地図の作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル道路地図においては、実地測量、航空／衛星測量、あるいは走行した車両の測位位置から求めた道路形状測定結果から作成した道路形状データを基に、連続するデータ点列により道路形状を近似して表現することでデータ量を圧縮する方法として、特開２００４−２８０５２１号公報（特許文献１）に記載の発明や、特開２００６−１５４４６９号公報（特許文献２）に記載の発明、あるいは特開２００５−３９７０号公報（特許文献３）に記載の発明がある。特許文献１に記載の発明では、道路の曲率の範囲に対応付けて設定したリサンプル区間長で道路形状のデータ点をリサンプルすることにより、道路形状のデータ量を削減している。また特許文献２に記載の発明では、道路などの線形対象物のリサンプルデータを複数のリサンプル点各々の角度情報を用いて効率的に圧縮している。特許文献３に記載の発明では、道路平面形状をサンプリングした点列で近似表現する際、道路形状の曲率が小さい区間を等距離リサンプルするためのリサンプル長Ｌ１が、道路形状の曲率が大きい区間を等距離リサンプルするためのリサンプル長Ｌ２よりも大きくなるようにサンプリングしている。この方法によれば、曲率が大きくカーブ半径が小さい区間ほど、隣接するデータ点間の距離を短く設定することで、データ点を結ぶ直線と実際の道路形状との差である位置誤差や方位誤差のバラつきを抑えることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８０５２１号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４４６９号公報
【特許文献３】特開２００５−３９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
道路平面形状は一般に、直線区間や円曲線区間の様な曲率が一定の区間である曲率一定区間と、２つの曲率一定区間同士をつなぐ緩和区間とからなる。このため、このような位置誤差や方位誤差を抑える従来方法では、直線区間と円曲線区間に挟まれた区間のように、曲率が変化する緩和区間においては、円曲線区間よりもデータ点間の距離が長くなり、曲率の変化を表すにはデータ点の密度が十分でなく、隣接する３点を通る円の半径の逆数として計算するなどして、配置された複数のデータ点の位置情報からカーブ曲率を算出した場合、実際の道路曲率からの乖離が大きくなりがちである。
【０００５】
このような曲率の誤差は、デジタル道路地図を用いた運転支援において、アプリケーションの信頼性の低下につながるおそれがある。例えば、カーブの曲率に応じて適切な速度に車両を制御する運転支援アプリケーションの場合、曲率の誤差は、オーバースピードでのカーブ進入、あるいは、過度な減速の防止といった運転支援の精度に影響を与える可能性がある。
【０００６】
これを防ぐには、データ点間の距離を短くして十分なデータ点が得られるようにリサンプリングすることにより、データ点から算出される曲率が実際の道路曲率から大きく乖離しないようにすればよいが、そうなるとデータ量が増大してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、測量結果や車両の走行履歴などによる道路形状データから、複数のデータ点列によって道路を表すデジタル道路地図を生成する際、データ点数の増加を抑え、データ点列から算出される道路形状特徴量の精度が向上するようにデータ点を配置する、デジタル道路地図作成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は、上記課題を解決するために、道路形状の緯度経度データから、道路の平面形状を近似した複数のデータ点で表現する道路地図データを生成するデジタル道路地図作成方法において、前記道路形状の緯度経度データから道路に沿った各地点における当該道路の曲率を求め、該求めた曲率が略一定となる第一の曲率一定区間と、該求めた曲率が略一定となる第二の曲率一定区間と、該第一および第二の曲率一定区間に挟まれた曲率変化区間と、を区別する処理と、当該曲率変化区間における曲率の増減が曲率の精度として定められる閾値を越えた位置にデータ点を配置する処理と、前記第一の曲率一定区間では、データ点を結ぶ直線と道路形状との位置誤差が第一の所定値を越えない位置にデータ点を配置する処理と、前記第二の曲率一定区間では、データ点を結ぶ直線と道路形状との位置誤差が第二の所定値を越えない位置にデータ点を配置する処理と、を行い、前記曲率変化区間における各データの間隔は、前記第一および第二の曲率一定区間におけるデータの間隔よりも短くなるように前記閾値、前記第一の所定値、前記第二の所定値は設定されており、前記各配置されたデータ点を道路地図データとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、データ点数の増加を抑え、道路形状の特徴量を精度良く表現した道路地図データを作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるデータ点配置の一例を示す図である。
【図２】本発明におけるデータ点間の距離と、配置されたデータ点から算出される曲率を示す図である。
【図３】本発明におけるデータ点配置方法の一例を示す図である。
【図４】本発明を用いた道路地図作成装置の構成を示す図である。
【図５】本発明を用いた道路地図作成装置の道路地図データ生成手段における処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例２におけるデータ点配置方法を説明する図である。
【図７】本発明の実施例２における道路地図作成装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施例２における道路地図データ生成手段の処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例２におけるデータ点間距離算出の説明図である。
【図１０】本発明の実施例における離散化データ点間距離の説明図である。
【図１１】本発明の実施例３によりデータ点配置を説明する図である。
【図１２】本発明の実施例３におけるデータ点配置方法を説明する図である。
【図１３】本発明の実施例３における道路地図作成装置の構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施例３における道路地図データ生成手段の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を用い道路地図作成方法の実施例を図面を用いて説明する。
【００１２】
（実施例１）
本実施例では、現地での測量作業や、航空写真、衛星写真を用いた航空測量により作成した道路形状データ、あるいは車両の測位位置に基づく道路形状測定結果から作成した道路形状データから、道路の平面形状を複数のデータ点で表現する際、道路の平面形状の特徴量である曲率を精度良く表現することができるデジタル道路地図作成方法の例を説明する。
【００１３】
図１、図２に、本発明のデジタル道路地図作成方法によるデータ点配置の一例を示す。この例では、図１に示すように道路形状が直線区間から緩和区間を経て円曲線区間へと続く形状であるものとしている。図２の上段のグラフは、道路形状に沿った位置を横軸に取り、直線区間、緩和区間、曲率一定区間のそれぞれの区間におけるデータ点間の距離を現している。この図に示すように、従来のデータ点配置方法と同様、曲率一定区間に関しては、円曲線区間におけるデータ点間の距離は、直線区間よりも短くなっているが、本発明によるデータ点の配置方法では、曲率一定区間を繋ぐ曲率変化区間におけるデータ点間の距離が、その曲率変化区間に接続する曲率一定区間におけるデータ点間距離よりも短くなるように、データ点が配置される。このため、曲率変化区間におけるデータ点間距離は、この曲率変化区間に接する円曲線区間のデータ点間距離よりも短くなっている。すなわち、同様な曲率をもつ区間については、区間が曲率一定である場合よりも、区間の曲率が変化する場合の方が、データ点間隔が小さくなるようにデータ点が配置される。そして図１のデータ点の配置から曲率を算出した場合、図２の下段のグラフに示すように、点線で示した実際の道路曲率からの乖離は小さく抑えられることになる。
【００１４】
本発明の方法によれば、曲率一定区間では、従来技術と同様の方法でデータ点が配置されることから、曲率一定区間におけるデータ点間距離は変らず、曲率変化区間内のデータ点間距離だけが小さくなるため、単純に全てのデータ点間距離を小さくする場合と比べ、データ点数増加が抑えられることになる。
【００１５】
図３に、本発明のデジタル道路地図作成方法の一例を概説する。図３では、道路平面形状が図１と同様に、直線区間から緩和区間を経て円曲線区間へと続く形状を想定している。このような道路形状のデータは、現地での測量作業や、航空写真、衛星写真を用いた航空測量により作成した道路形状データ以外にも、多数の実車走行による道路形状測定結果から取得することができる。具体的には、実車走行による道路形状測定結果には、位置情報をもつデータ点が高密度に存在しており、単純には隣り合う３つのデータ点の位置情報から、その中心点の曲率を計算することが可能である。そして得られた曲率の値を元に曲率変化区間と曲率一定区間とを区別し、曲率一定区間における曲率を求めることが可能である。
【００１６】
図３（ａ）に示すグラフのように、道路形状に沿って曲率が変化する場合、曲率の値が所定の曲率幅だけ変化した位置（ｌ０，ｌ１，ｌ２，ｌ３，ｌ４）にデータ点を配置した結果は、図３（ｂ）のようになる。なお、曲率変化区間の始点と終点にはデータ点を配置するものとする。この所定の曲率幅が、曲率表現の粗さに相当する量であり、隣接する３点を通る円弧の曲率でデータ点間の曲率を近似する場合、この曲率幅以上の曲率誤差は生じないことから、この曲率幅が道路平面形状を複数のデータ点で表現する際に用いる要求曲率精度ｄκに対応する。
【００１７】
図３（ｂ）に示した位置に配置したデータ点位置を、道路平面形状に反映させると図３（ｃ）のようになる。曲率変化区間に所定の曲率幅毎のデータ点配置を行った結果として、曲率変化区間にデータ点を集中的に配置することができる。
【００１８】
なお、図３（ｃ）の曲率一定区間については、従来技術と同様にデータ点が配置される。直線区間ではその区間の両端にデータ点が配置され、円曲線区間には円弧を直線近似したときにデータ点を結んだ直線から実際の道路形状までの位置誤差、方位誤差が所定値以下になるようにデータ点が配置される。
【００１９】
図３で説明したデジタル道路地図作成方法の具体的な処理を、図４、図５を用いて説明する。図４には、本発明のデジタル道路地図作成方法を用いた道路地図作成装置４００の構成を示す。道路地図作成装置４００では、前述したように、現地での実測や航空測量、あるいは実車走行による道路形状測定結果から道路形状作成手段４０５により高精度な道路形状のデータを作成し、道路形状データベース４０６に蓄積する。この高精度な道路形状データを、道路地図データ生成手段４０１によりデータ量を圧縮して、道路地図データ４０７を生成する。
【００２０】
道路地図データ生成手段４０１では、道路形状データのデータ点位置座標から道路区間の曲率を計算する。曲率精度設定手段４０３では、曲率変化区間で満たすべき曲率の精度である要求曲率精度を設定し、データ点配置場所決定手段４０４に指示する。データ点配置場所決定手段４０４では、曲率変化区間については、曲率精度設定手段４０３により設定された要求曲率精度以上に曲率が変化する区間毎にデータ点を配置し、要求曲率精度以上に曲率が変化する区間を曲率変化区間とし、曲率の変化が所定の閾値未満の区間を曲率一定区間とする。また、この曲率一定区間については、従来手法と同様にして、直線と見なせる区間（直線区間）ではその両端にデータ点を設定し、少なくとも直線とは見なせない一定の曲率が続いていると見なせる区間（円曲線区間）については、設定したデータ点により道路形状を近似した直線と実際の道路形状との位置誤差あるいは方位誤差が所定値より小さくなるように円曲線区間の端点から順にデータ点を設定する。
【００２１】
この道路地図データ生成手段４０１における処理のフローチャートを図５に示す。まず、曲率計算手段４０２により、道路形状データのデータ点位置座標の緯度経度データ（ｘ、ｙ）から、対象道路区間の位置毎に曲率値を算出する（Ｓ５０１）。この結果をグラフにした例が、図２下段における“実際の曲率”のグラフである。
【００２２】
次に、曲率精度設定手段４０３によって、要求曲率精度（ｄκ）が設定される（Ｓ５０２）。この要求曲率精度は、アプリケーションで要求される曲率の精度によって決定されることが望ましい。あるいは、作成する道路地図データについて許容されるデータ容量との兼ね合いから、要求曲率精度を調整することも可能である。すなわち、複数の曲率精度での試行により、車載用道路地図データが許容されるデータ容量に収まるような曲率精度を前記要求曲率精度として採用する方法である。
【００２３】
データ点配置場所決定手段４０４では、曲率計算手段４０２で算出された、距離に応じた曲率値と、曲率精度設定手段４０３で設定された要求曲率精度ｄκに基づいて、データ点の配置場所を決定する。具体的には、曲率計算手段４０２で求めた距離に応じた曲率データ（κ＝ｆ（ｌ），κ：曲率，ｌ：道路区間における位置）のグラフと、曲率の変化量を要求曲率精度ｄκ毎に区切った直線群（κ＝Ｎ×ｄκ（Ｎ：整数））との交点について、各交点の道路区間上での位置（ｌｉ，ｉ＝１〜交点の個数）を抽出する（Ｓ５０３）。抽出された位置（ｌｉ）に対応する道路平面形状の場所にデータ点を配置する。この配置されたデータ点の配置場所が１つ以上連続する区間は曲率変化区間であり、曲率変化区間につながる道路区間において、曲率が一定と見なせる区間を求め、その端点の位置を抽出する。この端点が曲率一定区間と曲率変化区間の境界点となる。以上のようにして曲率変化区間に対応する位置を抽出することで、曲率変化区間内にデータ点が配置される（Ｓ５０４）。
【００２４】
なお、曲率データのグラフと直線群との交点が無い（０個）場合、その道路区間全てを直線、または円弧として扱っても曲率変化に関する誤差が要求曲率精度を満たすことになるため、全ての区間を曲率一定区間として扱っても良い。
【００２５】
ここでは、要求曲率精度ｄκを、曲率の値に関わらず一定とする例を示しているが、要求曲率精度ｄκを曲率に応じて変化させることも考えられる。例えば、曲率が大きい区間では要求曲率精度を小さく、曲率が小さい区間では要求曲率精度を大きく、設定することによって、メリハリのある曲率表現とすることができ、全曲率で同じ要求曲率精度を採用した場合と比べて、データ点数を減らすことが可能である。要求曲率精度を曲率に応じて変化させる場合、ステップＳ５０３における要求曲率精度を表す直線群は、等間隔ではなく、曲率に応じて間隔が変化する直線群となる。
【００２６】
次に、位置誤差を低減するために、曲率一定区間の円曲線区間に補間的にデータ点を追加する（Ｓ７０５）。曲率一定区間における曲率が十分に小さく、直線区間と見なせる場合には、少なくともその直線区間の端点の位置にデータ点が配置されていればよい。これに対し、円曲線区間の場合には、位置誤差あるいは方位誤差を所定値以下に抑えるため、従来技術と同様にして、設定したデータ点により道路形状を近似した直線と実際の道路形状との位置誤差あるいは方位誤差が所定値より小さくなるように円曲線区間の端点から順に補間的にデータ点を追加し配置する。
【００２７】
（実施例２）
次に、本発明に係るデジタル道路地図作成方法の他の実施例を説明する。  
図６を用いて、本実施例におけるデジタル道路地図作成方法を概説する。図６（ａ）は、図１に示した道路平面形状と同様、直線区間から緩和区間を経て円曲線区間へと続く道路形状である場合を想定した場合の、道路区間上の位置に対する曲率の変化を表したグラフである。図６（ｂ）は、図６（ａ）のグラフを位置について微分したグラフであり、道路区間上の位置に対する曲率変化の変化を表すグラフである。これら２つのグラフに基づき、道路区間上の位置に対する曲率の値と曲率変化の値の２つをパラメータとする関数を定義し（図６（ｃ））、この関数に基づいてデータ点間の距離を設定し、データ点を道路平面形状に配置したのが図６（ｄ）である。データ点間距離を設定するこの関数は、曲率が大きいほど、また、曲率変化が大きいほど、データ点間距離が短く設定される特徴をもつ。このようにしてデータ点を配置することによって、位置誤差に注目する従来からのデータ点配置方法と、曲率変化区間の曲率表現精度に注目するデータ点配置方法を統合することが可能である。
【００２８】
図６に示したデジタル道路地図作成方法の具体的処理を、図７〜図１０を用いて説明する。
図７に、本実施例による道路地図作成装置７００の構成例を示す。本実施例の道路地図作成装置７００では、図４に示した道路地図作成装置４００と同様、道路形状データベース４０６に格納されている詳細な道路形状データを、道路地図データ生成手段７０１が道路地図データ４０７に変換する。この道路地図データ生成手段７０１では、曲率・曲率変化計算手段７０２が、道路形状データのデータ点位置座標から、対象道路区間の曲率値と、各位置に対する曲率変化を算出する。データ点間距離設定手段７０４では、算出した曲率及び曲率変化と、曲率精度設定手段４０３から設定された要求曲率精度に基づき、位置に対するデータ点間距離の関数を設定する。そしてデータ点配置場所決定手段７０５では、データ点間距離設定手段７０４が設定したデータ点間距離の関数に基づいて、対象道路区間の端点から順番にデータ点配置位置を決定し、道路地図データを作成する。
【００２９】
この道路地図データ生成手段７０１における処理のフローチャートを図８に示す。
まず曲率・曲率変化計算手段７０２により、道路形状データのデータ点位置座標の緯度経度データから、対象道路区間の曲率値を位置に対応させて算出し、さらに、この曲率値の位置の変化について微分して、各位置に対する曲率変化を算出する（Ｓ８０１）。
【００３０】
次に、曲率精度設定手段４０３によって、要求曲率精度が設定される（Ｓ８０２）。この曲率精度設定手段４０３は、実施例１と同様である。
【００３１】
次に、データ点間距離設定手段７０４において、曲率及び曲率変化と要求曲率精度とから、位置に対するデータ点間距離の関数を設定する（Ｓ８０３）。データ点間距離の算出方法を図９に示す。データ点間の距離は、基本データ点間距離とゲインの積で表される関数により設定する。この基本データ点間距離は、曲率が大きいほど小さな値をとる。これは、従来から用いられてきた、位置誤差を均一化するために有効な考え方である。基本データ点間距離は、図９に示すような曲率に対する線形的な値を取る特性の他にも、曲率が大きいほど小さな値をとるような非線形的な特性をもってもよい。
【００３２】
またゲインは、曲率変化が無い場合に１で、曲率変化が大きいほど小さな値をとるように設定される。また、曲率変化に対するゲインの変化量（傾き）は、要求曲率精度が高いほど大きく設定される。このゲインも、図９に示す線形的な特性の他に、曲率変化が無い場合には１で、曲率変化が大きいほど小さな値をとる非線形的な特性をもってもよい。このように設定した、曲率に対する基本データ点間距離と曲率変化と要求曲率精度に対するゲインの値の積でデータ点間距離を設定することで、同一の曲率をもつ区間でも、曲率変化が大きいほど、また要求曲率精度が高いほどデータ点間の距離が小さく設定される。
【００３３】
このようにしてデータ点間距離設定手段７０４で設定されたデータ点間距離の関数を用い、データ点配置場所決定手段７０５では、道路区間上にデータ点を配置し、このデータ点を平面地図上に配置してデータ点配置位置を決定する（Ｓ８０４）。
【００３４】
ここで、Ｓ８０３で得られているデータ点間距離の値は、元の道路形状データと同じ位置の解像度で値を持っている（図１０）。例えば、対処とする道路区間上で１ｍごとに、「２０ｍ」や「５０ｍ」といったデータ点間距離の値を保持している。このような連続的とみなせるデータ点間距離のデータから、実際のデータ点配置を行うためには、適用するデータ点間距離の値以上の長さを持った区間が必要である。
【００３５】
その方法の一例として、図１０に示すように、データ点間距離の元データを所定のデータ点間距離幅で区切り、離散化データ点間距離データを生成して、この離散化データ点間距離データを用いてデータ点を配置する方法がある。すなわち、ｄＬをデータ点間距離幅、Ｍを整数とし、データ点間距離が｛Ｍ×ｄＬ｝〜｛（Ｍ＋１）×ｄＬ｝である区間に関しては、データ点間隔を｛Ｍ×ｄＬ｝に丸める方法である。このとき、データ点間距離幅ｄＬの設定が大き過ぎると、データ点間距離の元データに対し、必要以上にデータ点間距離が短く丸められ、データ容量の増大につながる。逆に、データ点間距離幅ｄＬの設定が小さ過ぎると、適用するデータ点間隔の値よりも短い距離しかない区間が生成されてしまい、データ点の配置が不可能となる場合がある。例えば、データ点間距離２０ｍと設定された区間が、１５ｍしか長さを持たない、といった状況が生じる可能性がある。よって、後者の状況を防ぐことができる範囲で、可能な限り小さなデータ点間距離幅ｄＬを使用して離散化することが望ましい。
【００３６】
（実施例３）
実施例３では、道路縦断形状の特徴量である勾配を精度良く表現するデジタル道路地図作成方法の例を説明する。
【００３７】
道路縦断形状は、平坦路を含む一定勾配区間と、２つの一定勾配区間をつなぐ勾配変化区間とから成っている。図１１に、本実施例による標高データのデータ点配置を示す。一定勾配区間は、各区間の始点と終点のみにデータ点が配置され、勾配変化区間内には複数のデータ点が配置されている。このようなデータ点配置とすることで、少ないデータ点数で、道路縦断形状を精度良く表現可能である。
【００３８】
図１２により、本発明のデジタル道路地図作成方法の一例を概説する。図１２（ａ）は、道路区間の位置に対する標高の変化を表す。このようなデータは、実車走行による道路形状測定結果から取得することができる。図１２（ａ）の標高データの位置に対する変化を微分することで、図１２（ｂ）のグラフの様な各位置における勾配の変化が得られる。図１２（ｂ）において、勾配値に所定勾配幅の変化がみられる度に、対応する位置にデータ点を配置し、その結果を道路縦断形状に反映したグラフが図１２（ｃ）である。この所定勾配幅が、勾配表現の粗さであり、要求勾配精度に対応する。
【００３９】
このデジタル道路地図作成方法の具体的方法を、図１３、図１４を用いて説明する。
【００４０】
図１３には、本実施例による道路地図作成装置１３００の構成を示す。本実施例の道路地図作成装置１３００では、道路形状データベース４０６に格納されている詳細な道路形状データを、道路地図データ生成手段１３０１が道路地図データ４０７に変換する。この道路地図データ生成手段１３０１では、勾配計算手段１３０２が道路形状データのデータ点位置座標から対象道路区間の勾配を計算する。そして勾配精度設定手段１３０３では、満たすべき勾配の精度である要求勾配精度を設定し、データ点配置場所決定手段１３０４に指示する。データ点配置場所決定手段１３０４では、勾配精度設定手段１３０３により設定された要求勾配精度以上に勾配が変化する位置毎にデータ点を配置し、道路縦断形状に反映する。
【００４１】
この道路地図データ生成手段１３０１における処理のフローチャートを図１４に示す。
勾配計算手段１３０２では、道路形状データのデータ点位置座標の緯度経度高度データ（ｘ，ｙ，ｚ）から、対象道路区間の勾配θの値を位置ｌに対応させて算出する（Ｓ１４０１）。
【００４２】
次に、勾配精度設定手段１３０３によって、要求勾配精度（ｄθ）を設定する（Ｓ１４０２）。要求勾配精度ｄθは、アプリケーションで要求される勾配の精度によって決定されることが望ましい。あるいは、許容されるデータ容量との兼ね合いから、前記要求勾配精度を調整することも可能である。すなわち、複数の勾配精度での試行により、車載用道路地図データが許容されるデータ容量に収まるような勾配精度を要求勾配精度ｄθとして採用する方法である。
【００４３】
そしてデータ点配置場所決定手段１３０４では、勾配計算手段１３０２で算出された、位置ｌに応じた勾配θの値と、勾配精度設定手段１３０３で設定された要求勾配精度ｄθに基づいて、データ点の配置場所を決定する。具体的には、位置ｌに応じた勾配データ（θ＝ｇ（ｌ），θ：勾配，ｌ：距離）のグラフと、要求勾配精度ｄθ毎の間隔をあけた直線群（θ＝Ｎ×ｄθ（Ｎ：整数））との交点の位置（ｌｊ）を抽出し（Ｓ１４０３）、抽出された位置（ｌｊ）に対応する場所にデータ点を配置する（Ｓ１４０４）。以上のようにして勾配変化区間を抽出することで、勾配変化区間にデータ点が配置される。
【００４４】
なお、ここでは、要求勾配精度ｄθを、勾配の値に関わらず一定とする例を示しているが、要求勾配精度ｄθを区間の勾配に応じて変化させることも考えられる。例えば、勾配が大きな区間で要求勾配精度ｄθを大きく、勾配が小さな区間で要求勾配精度ｄθを小さく設定することによって、メリハリのある勾配表現とすることができ、全勾配で同じ要求勾配精度ｄθを採用した場合と比べて、データ点数を減らすことができる。要求勾配精度ｄθを区間の勾配に応じて変化させる場合、図１４のＳ１４０３における、要求勾配精度を表す直線群は、等間隔ではなく、区間の勾配に応じて間隔が変化する直線群となる。
【符号の説明】
【００４５】
４００，７００，１３００  道路地図作成装置
４０１，７０１，１３０１  道路地図データ生成手段
４０２  曲率計算手段
４０３  曲率精度設定手段
４０４，７０５，１３０４  データ点配置場所決定手段
４０５  道路形状作成手段
４０６  道路形状データベース
４０７  道路地図データ
７０２  曲率・曲率変化計算手段
７０４  データ点間距離設定手段
１３０２  勾配計算手段
１３０３  勾配精度設定手段
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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