(57)【要約】【課題】計測情報の伝送データ量を大幅に削減することができるＦＣＤ情報収集方法を提供する。【解決手段】ＦＣＤ車載機９０は、集めた計測情報、または、その加工情報を可変長符号化してＦＣＤ収集装置８０に提供し、ＦＣＤ収集装置８０は、ＦＣＤ車載機９０から提供された情報を復号化して計測情報を再生する。可変長符号化により、ＦＣＤ情報のデータ量を大幅に削減することができ、ＦＣＤ情報の収集に伴う通信料の負担やＦＣＤ車載機の負担を軽減することができる。【選択図】      図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＣＤ車載機は、集めた計測情報、または、その加工情報を可変長符号化してＦＣＤ収集装置に提供し、前記ＦＣＤ収集装置は、前記ＦＣＤ車載機から提供された情報を復号化して前記計測情報を再生することを特徴とするＦＣＤ情報収集方法。
【請求項２】
前記ＦＣＤ車載機は、等距離間隔で設定したサンプリング点における前記計測情報を量子化し、隣接するサンプリング点の量子化量との差分を取り、その差分値を可変長符号化することを特徴とする請求項１に記載のＦＣＤ情報収集方法。
【請求項３】
前記ＦＣＤ車載機は、等時間間隔で設定したサンプリング点における前記計測情報を量子化し、隣接するサンプリング点の量子化量との差分を取り、その差分値を可変長符号化することを特徴とする請求項１に記載のＦＣＤ情報収集方法。
【請求項４】
前記計測情報として、速度を計測することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のＦＣＤ情報収集方法。
【請求項５】
前記計測情報として、経過時間を計測することを特徴とする請求項２に記載のＦＣＤ情報収集方法。
【請求項６】
前記計測情報として、走行距離を計測することを特徴とする請求項３に記載のＦＣＤ情報収集方法。
【請求項７】
走行中に集めた計測情報、または、その加工情報を可変長符号化して提供情報を生成するＦＣＤ車載機と、前記ＦＣＤ車載機から前記提供情報を取得し、可変長符号化されている情報を復号化して前記計測情報を再生するＦＣＤ収集装置とを備えることを特徴とするプローブカーシステム。
【請求項８】
前記ＦＣＤ車載機は、携帯電話を通じて前記提供情報を送信することを特徴とする請求項７に記載のプローブカーシステム。
【請求項９】
前記ＦＣＤ車載機は、前記提供情報を、ホットスポットに設けられた通信メディアを通じて転送することを特徴とする請求項７に記載のプローブカーシステム。
【請求項１０】
前記ホットスポットに設けられた通信メディアが、ビーコンであることを特徴とする請求項９に記載のプローブカーシステム。
【請求項１１】
前記ホットスポットに設けられた通信メディアが、無線ＬＡＮであることを特徴とする請求項９に記載のプローブカーシステム。
【請求項１２】
前記ＦＣＤ車載機は、前記提供情報を外部記憶メディアに移して提供することを特徴とする請求項７に記載のプローブカーシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行中のプローブカーが計測した情報をセンターで収集して道路交通情報の生成などに活用するフローティング・カー・データ（ＦＣＤ）システムと、そのＦＣＤ情報の収集方法に関し、特に、計測情報の伝送効率の向上を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、走行車両を交通情報収集のためのセンサ（プローブ）として用いるＦＣＤシステム（プローブカーシステムとも呼ばれる）の導入が検討されている。
このシステムでは、走行車両に搭載されたＦＣＤ車載機が、走行軌跡を記録するとともに、速度や燃料消費量などを計測して蓄積し、所定のタイミングで走行軌跡と計測情報とをセンターに送信する。センターでは、計測情報が計測された道路区間を走行軌跡から識別し、各車両から送られて来た計測情報を解析して、道路交通情報の生成に活用する。
【０００３】
下記特許文献１には、センターがＦＣＤの収集地域を指定し、この地域を走行する車両のＦＣＤ車載機が、単位時間ごとの走行位置や時刻、走行速度などのデータを計測して蓄積し、一定時間ごとに、蓄積した走行軌跡と各計測地点の計測データとを、携帯電話を使って、センターに送信するプローブカーシステムが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２６９６６９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このシステムのセンターでは、できるだけ広いエリアの詳しい計測情報を求めたいが、計測情報のデータ量が多くなると、ＦＣＤ車載機の通信時間が長くなり、通信料金が嵩むという問題点がある。そのため、プローブカーシステムでは、豊富な内容の情報を、如何にして少ないデータ量の情報に変えて伝送するかと言う点が課題となる。
【０００６】
本発明は、こうした従来の課題を解決するものであり、計測情報の伝送データ量を大幅に削減することができるＦＣＤ情報収集方法を提供し、また、その方法を実施するプローブカーシステムを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のＦＣＤ情報収集方法では、ＦＣＤ車載機が、集めた計測情報、または、その加工情報を可変長符号化してＦＣＤ収集装置に提供し、ＦＣＤ収集装置が、ＦＣＤ車載機から提供された情報を復号化して計測情報を再生するようにしている。
そのため、ＦＣＤ情報のデータ量を大幅に削減することができ、ＦＣＤ情報の収集に伴う通信料の負担やＦＣＤ車載機の負担を軽減することができる。
【０００８】
また、本発明では、走行中に集めた計測情報、または、その加工情報を可変長符号化して提供情報を生成するＦＣＤ車載機と、ＦＣＤ車載機から提供情報を取得し、可変長符号化されている情報を復号化して計測情報を再生するＦＣＤ収集装置とでプローブカーシステムを構成している。
このシステムは、ＦＣＤ情報の収集を効率的に行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態におけるプローブカーシステムでは、ＦＣＤ車載機が、一定距離走行するごとに計測した速度や燃料消費量などの計測情報のデータ列（あるいは、短時間周期で計測した計測情報から一定距離ごとの地点をサンプリングしたサンプリング点における計測情報のデータ列）を圧縮符号化し、計測道路区間を示す道路区間参照データとともにセンターに送信する。これを受信したセンターは、圧縮符号化されたデータを復号化して、計測情報のデータ列を復元し、この計測情報が計測された道路区間を道路区間参照データにより特定する。この実施形態では、道路区間参照データとして、計測情報と同様に、走行軌跡を一定距離ごとにサンプリングし、各サンプリング点の位置データのデータ列を圧縮符号化して送信する。これを受信したセンターは、サンプリング点の位置データのデータ列を復元し、この位置データと自己のデジタル地図データとのマップマッチングを実施して計測道路区間を特定する
【００１０】
計測情報の圧縮符号化は、▲１▼等距離間隔で計測した計測情報の量子化、▲２▼量子化した値の統計的に偏りを持つ値への変換、▲３▼変換した値の可変長符号化、の順に行われる。
▲１▼計測情報の量子化
計測情報が例えば速度ｖである場合、ＦＣＤ車載機は、図１に示すように、等距離間隔（例えば６０ｍ）のサンプリング点（丸及び二重丸で表示）で計測された速度データ（ｖ０，ｖ１，ｖ２，・・，ｖｎ）を、図２（ｃ）に示す量子化表を用いて量子化量（Ｖｉ）に変換する。この量子化表は、道路交通情報として関心が高い渋滞（遅い速度）の表示分解能を高めるために、遅い速度レベルに対して細かい刻みで量子化量が設定され、一方、速い速度レベルに対して、表示分解能を下げてデータ量を減らすため、粗い刻みで量子化量が設定されている。なお、この量子化表は、センターから予め提供され、ＦＣＤ車載機で保持している。
【００１１】
▲２▼統計的に偏りを持つ値への変換
各サンプリング点の量子化量（Ｖｉ）が、可変長符号化に適した、統計的に偏在する値となるように、各サンプリング点の量子化量（Ｖｉ）を、隣接するサンプリング点における量子化量（Ｖｉ−１）との差分ΔＶｉ（＝Ｖｉ−Ｖｉ−１）で表す。近い地点の速度情報は一般的に近似しているから、各サンプリング点の量子化量差分ΔＶｉは０付近に集中する。
【００１２】
▲３▼可変長符号化
次に、各サンプリング点の速度情報を表す量子化量差分ΔＶｉのデータ列を、図２（ｂ）に示す符号表Ｂを用いて可変長符号化する。この符号表Ｂは、発生頻度が高いデータを少ないビット数で符号化し、発生頻度が低いデータを多いビット数で符号化する可変長符号化と、同じ値が連続する状態を短い符号によって表わすランレングス符号化（連長符号化）とを組み合わせて、トータルのデータ量の削減を実現する。
【００１３】
例えば、各サンプリング点の速度情報を表わした量子化量の差分ΔＶｉのデータ列が
“０＿＋１＿０＿０＿０＿０＿０＿０＿０＿０＿０＿０＿−１＿０＿＋３＿０＿＋１＿０”
であるとすると、このデータ列は、符号表Ｃを用いて、
“０１０００１１１１０１００１０１１００００１００００”
と符号化される。なお、この符号表は、センターからＦＣＤ車載機に予め提供される。
【００１４】
また、走行軌跡データの圧縮符号化は、▲１▼等距離間隔で計測した位置情報の偏角（または偏角差分）での表現、▲２▼偏角（または偏角差分）で表わした値の可変長符号化、の順に行われる。
▲１▼位置情報の偏角（または偏角差分）表現
ＦＣＤ車載機は、ＧＰＳ等を利用して例えば１秒ごとに現在位置を検出し、この位置データから、図１において二重丸で示す等距離間隔（例えば２４０ｍ）のサンプリング点の位置データを抽出し、この位置データを偏角（または偏角差分）で表わす。
【００１５】
図３（ａ）に示すように、サンプリング点（ＰＪ）は、隣接するサンプリング点（ＰＪ−１）からの距離Ｌと角度Θとの２つのディメンジョンで一意に特定することができ、距離を一定（Ｌ）とすると、サンプリング点（ＰＪ）は、隣接サンプリング点（ＰＪ−１）からの角度成分Θのみの１変数で表現できる。図３（ａ）では、この角度Θとして、真北（図の上方）の方位を０度とし、時計回りに０〜３６０度の範囲で大きさを指定する「絶対方位」による角度Θを示している。この角度ΘＪ−１は、ＰＪ−１、ＰＪのｘｙ座標を（ｘＪ−１，ｙＪ−１）、（ｘＪ，ｙＪ）とするとき、次式により算出することができる。
ΘＪ−１  ＝ｔａｎ−１｛（ｘＪ−ｘＪ−１）／（ｙＪ−ｙＪ−１）｝
【００１６】
従って、走行軌跡は、サンプリング点間の一定距離Ｌ、及び、終端となるサンプリング点（基準点）の緯度・経度を別に示すことにより、各サンプリング点の角度成分のデータ列により表わすことができる。また、この角度成分は、図３（ｂ）に示すように、絶対方位の変位差、即ち、「偏角」θＪによって表わすことができる。この偏角θＪは、
θＪ＝ΘＪ−ΘＪ−１
として算出される。
【００１７】
また、偏角θＪに代えて、図３（ｃ）に示すように、着目するサンプリング点の偏角θＪを、それ以前のサンプリング点の偏角θＪ−１、θＪ−２、・・を用いて予測した当該サンプリング点の偏角予測値ＳＪ（統計予測値）との差分値（統計予測値差分）ΔθＪで表わすこともできる。統計予測値ＳＪは、例えば、
ＳＪ＝θＪ−１
と定義したり、
ＳＪ＝（θＪ−１＋θＪ−２）／２
と定義したりすることができる。また、過去ｎ個のサンプリング点の偏角の加重平均をＳＪと定義しても良い。偏角の統計予測値差分ΔθＪは、
ΔθＪ＝θＪ−ＳＪ
として算出される。
道路上のサンプリング点の位置データをθまたはΔθで表わす場合には、図３（ｄ）に示すように、データの発生頻度が０°付近に集中する。
【００１８】
▲２▼偏角（または偏角差分）の可変長符号化
次に、各サンプリング点の位置情報を表わす偏角のデータ列を、図２（ａ）に示す符号表Ａを用いて可変長符号化する。この符号表Ａは、センターからＦＣＤ車載機に提供される。
ＦＣＤ車載機は、ＦＣＤ情報の送信タイミングに、図１に示すように、最終計測地点の緯度・経度情報や速度情報とともに、ΔＶｉを符号化したビット列、及び、θＪ（またはΔθＪ）を符号化したビット列を送信する。図４には、このときにＦＣＤ車載機から送信されるＦＣＤ情報のデータフォーマットを例示している。
【００１９】
ＦＣＤ車載機は、このＦＣＤ情報を蓄積装置に蓄積して、図５に示すように、送信タイミングに、携帯電話を用いてセンターに送信する。あるいは、図６に示すように、ホットスポットにおいて、ＤＳＲＣ等の無線通信や光通信を用いて蓄積内容をまとめて転送する。ホットスポットでの通信メディアとしては、図６（ａ）に示すビーコンや、図６（ｂ）に示す無線ＬＡＮなどを用いることができる。また、図７に示すように、ＦＣＤ情報を外部メディアに記録し、外部メディアを介して伝えるようにしても良い。外部メディアとしては、フレキシブルディスク、メモリカード、光ディスクなど各種の記録媒体が使用できる。
【００２０】
図８は、このプローブカーシステムの構成を示している。
このシステムは、ＦＣＤ情報を提供するＦＣＤ車載機９０と、ＦＣＤ情報を収集するＦＣＤ収集装置８０と、ＦＣＤ車載機９０で使用される符号表を作成する符号表作成部７０とから成り、ＦＣＤ車載機９０は、データの符号化に用いる符号表や、計測情報を無効とする無効条件の情報をＦＣＤ収集装置８０から受信する符号表無効条件受信部９４と、速度を検知するセンサＡ１０６や動力出力を検知するセンサＢ１０７、燃料消費を検知するセンサ１０８の検知情報を収集するセンサ情報収集部９８と、ドア開閉信号を出力するセンサＸ１０３やハザード信号を出力するセンサＹ１０４、シートベルト信号を出力するセンサＺ１０５などの信号に基づいてセンサ情報収集部９８が収集したデータの有効／無効を判定する計測情報有効／無効判定部９７と、ＧＰＳアンテナ１０１での受信情報やジャイロ１０２の情報を用いて自車位置を判定する自車位置判定部９３と、自車の走行軌跡やセンサＡ、Ｂ、Ｃの計測情報を蓄積する走行軌跡計測情報蓄積部９６と、走行軌跡計測情報蓄積部９６に蓄積されたデータを、受信した符号表データ９５を用いて符号化する符号化処理部９２と、符号化されたデータをＦＣＤ収集装置８０に送信するＦＣＤ情報送信部９１とを備えている。
【００２１】
また、ＦＣＤ収集装置８０は、ＦＣＤ車載機９０からＦＣＤ情報を受信するＦＣＤ情報受信部８３と、ＦＣＤ情報の符号化データを符号表データ８６を用いて復号化する符号化データ復号部８２と、収集した走行軌跡や計測情報を活用する走行軌跡計測情報活用部８１と、ＦＣＤ車載機９０に与える符号表を選出する符号表選出部８５と、
計測情報の無効条件を示す計測情報無効条件データ８７と符号表とをＦＣＤ車載機９０に送信する符号表無効条件送信部８４とを備えている。
また、符号表作成部７０は、過去に収集された走行軌跡情報や計測情報から成る走行軌跡データ７２に基づいて交通状況のパターン別の符号表データ８６を作成する符号表算出部７１を備えている。
【００２２】
図９は、このシステムの動作を示している。
符号表作成部７０は、収集された走行軌跡情報や計測情報を交通状況のパターン別（渋滞時間帯、閑散時間帯、朝のピーク時、昼のピーク時、深夜、祝日、地域別など）に分類し、一つのパターンに着目して（ステップ１）、そのパターンに分類される過去のデータから、速度情報の量子化量差分ΔＶｉを算出し（ステップ２）、ΔＶの分布を計算し（ステップ３）、また、ランレングスの分布を計算して（ステップ４）、これらの分布を基に符号表を作成する（ステップ５、ステップ６）。この手順を全てのパターンについて繰り返し（ステップ７、ステップ８）、全てのパターンに対応する符号表を作成する。
【００２３】
ＦＣＤ車載機９０は、予めＦＣＤ収集装置８０から符号表及び計測情報の無効条件を取得している。また、自車位置判定部９３は、一定距離ごとの現在位置を検出し、センサ情報収集部９８は、一定距離ごとにセンサＡ１０６で検出された速度情報を収集する。これらの情報は、走行軌跡計測情報蓄積部９６に蓄積される（ステップ２０）。このとき、計測情報有効／無効判定部９７は、センサＸ、Ｙ、Ｚから送られて来る信号が無効条件に合致していないかを識別し、無効条件に合致するときは、センサ情報収集部９８で収集された情報に無効を示すフラグを付す。例えば、ドアが開いていたり、ハザード信号が点滅していたり、シートベルトがセットされていなかったりしたときの速度情報には無効フラグが付される。
【００２４】
ＦＣＤ情報の送信タイミングに達するまで、ステップ２０の処理は繰り返される。送信タイミングに達すると（ステップ２１）、符号化処理部９２は、走行軌跡情報と有効な速度情報とを、符号表データ９５を参照して符号化し（ステップ２２）、ＦＣＤ情報送信部９１は、ＦＣＤ情報を図５、図６または図７に示す形態でＦＣＤ収集装置８０に伝える（ステップ２３）。
【００２５】
ＦＣＤ収集装置８０は、ＦＣＤ情報を受信すると（ステップ１０）、符号表選出部８５で符号表データ８６を選出し、交通状況のパターンに応じた符号表データと計測無効条件とをＦＣＤ車載機９０に送信する（ステップ１１）。符号化データ復号部８２は、ＦＣＤ車載機９０が符号化に使用した符号表データ８６を参照して、ＦＣＤ情報に含まれる走行軌跡及び速度情報の符号化データを復号化する（ステップ１２）。走行軌跡計測情報活用部８１は、走行軌跡を示す位置情報を用いてマップマッチングを行い、計測情報が計測された道路区間を特定して（ステップ１３）、ＦＣＤ情報を交通情報の生成や解析、蓄積に活用する（ステップ１４）。
このように、このシステムでは、計測情報を、データ量を削減して効率的に伝送することができる。
【００２６】
なお、ここでは、ＦＣＤ車載機が等距離間隔で計測した速度情報をＦＣＤ収集装置に送る場合について説明したが、ＦＣＤ車載機が、等距離間隔で計測した経過時間の情報を送る場合でも、ＦＣＤ収集装置では、この情報から交通混雑情報を生成することができる。この場合は、各サンプリング点での経過時間を単位時間の倍数で表わし（即ち、量子化し）、サンプリング点（ｉ−１）からサンプリング点ｉへの移動時間τｉを算出して、この移動時間の差分Δτｉ（＝τｉ−τｉ−１）を可変長符号化する。
【００２７】
また、ＦＣＤ車載機が等時間間隔で速度ｖｉまたは移動距離ｌｉを計測し、その量子化量の差分ΔＶｉまたはΔＬｉを可変長符号化して送ることによっても、ＦＣＤ収集装置では、これらの情報から交通混雑情報を生成することができる。
また、ＦＣＤ車載機は、交通混雑情報の生成に資する情報だけでなく、燃料消費量や使用エネルギ量などの計測情報についても同様に符号化して送ることができる。
【００２８】
また、可変長符号化には、実施形態で示したハフマン符号化だけでなく、種々の手法があり、本発明においても、種々の手法が使用可能である。また、可変長符号化の中には、例えば、算術符号化のように、符号表を必要としないものもある。この場合には、図８のシステムにおいて、符号表作成部７０やＦＣＤ収集装置８０からＦＣＤ車載機９０への符号表の送信は不要になる。
【００２９】
また、ここでは、計測道路区間を示す道路区間参照データとして、走行経路上の位置データのデータ列を送信する場合について説明したが、それ以外の情報を道路区間参照データとして用いることも可能である。例えば、図１０（ａ）に示すように、共通的に設定された道路区間識別子や交差点識別子を用いて計測道路区間を特定したり、ＦＣＤ車載機とＦＣＤ収集装置とが同一地図を参照する場合には、絶対位置により計測道路区間を特定することができる。
【００３０】
あるいは、図１０（ｂ）に示すように、交差点部や、リンク途中の道路から抜き出した間欠的なノードＰ１・Ｐ２・Ｐ３・Ｐ４の位置参照用の緯度経度データ（名称、道路種別等の属性情報も保有するもの）を用いて計測道路区間を特定してもよい。ここで、Ｐ１＝リンク中点、Ｐ２＝交差点部、Ｐ３＝リンク中点、Ｐ４＝リンク中点である。ＦＣＤ収集装置が道路区間を特定するには、図１０（ｃ）に示すように、まず、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の各々の位置を特定し、次に各々の区間を経路探索で繋ぎ、計測道路区間を特定する。
また、道路地図をタイル状に区分してその各々に付した識別子や、道路に設けたキロポスト、道路名、住所、郵便番号等を用いて、計測道路区間を特定してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のＦＣＤ情報収集方法では、ＦＣＤ情報のデータ量を大幅に削減することができ、ＦＣＤ情報の収集に伴う通信料の負担やＦＣＤ車載機の負担を軽減することができる。
また、本発明のシステムは、この方法を実施して、ＦＣＤ情報の収集を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるＦＣＤ情報収集方法でのデータの変換を説明する図
【図２】本発明の実施形態におけるデータの符号化に用いる符号表を示す図
【図３】本発明の実施形態における位置データの符号化でのデータ変換を示す図
【図４】本発明の実施形態におけるＦＣＤ情報収集方法で収集されるＦＣＤ情報のデータ構造を示す図
【図５】本発明の実施形態における携帯電話を用いたＦＣＤ情報の収集形態を示す図
【図６】本発明の実施形態におけるホットスポットでのＦＣＤ情報の収集形態を示す図
【図７】本発明の実施形態における外部メディアを用いたＦＣＤ情報の収集形態を示す図
【図８】本発明の実施形態におけるプローブカーシステムの構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施形態におけるプローブカーシステムの動作を示すフロー図
【図１０】本発明の実施形態におけるＦＣＤ情報収集方法で用いる道路区間参照データについて説明する図
【符号の説明】
７０  符号表作成部
７１  符号表算出部
７２  過去の走行軌跡データ
８０  ＦＣＤ収集装置
８１  走行軌跡計測情報活用部
８２  符号化データ復号部
８３  ＦＣＤ情報受信部
８４  符号表無効条件送信部
８５  符号表選出部
８６  符号表データ
８７  計測情報無効条件データ
９０  ＦＣＤ車載機
９１  ＦＣＤ情報送信部
９２  符号化処理部
９３  自車位置判定部
９４  符号表無効条件受信部
９５  符号表データ
９６  走行軌跡計測情報蓄積部
９７  計測情報有効／無効判定部
９８  センサ情報収集部
１０１  ＧＰＳアンテナ
１０２  ジャイロ
１０３  センサＸ
１０４  センサＹ
１０５  センサＺ
１０６  センサＡ
１０７  センサＢ
１０８  センサＣ
【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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