(57)【要約】【課題】カーブ路の前後に直線路が存在するような場合であっても、カーブ曲率半径を的確に演算する。【解決手段】ノードが属する道路種別、道路幅、車線数、制限速度に応じてリンク長最大値Ｌｍａｘを設定し、曲率半径算出対象のノードＱとその前後のノードＰ又はノードＲとの間のリンク長が、リンク長最大値Ｌｍａｘを超える場合には、ノードＱからリンク長最大値ＬｍａｘだけノードＰ側又はノードＲ側に仮想ノードＰ′、Ｑ′を設定し、仮想ノードＰ′、ノードＱ、仮想ノードＲ′の３点を通る円の半径を算出し、これをカーブ曲率半径とする。【選択図】　　　　　図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路地図データを構成し、少なくとも位置情報を有する複数のノードに基づき道路形状を推定する道路形状推定装置において、
隣接するノード間の長さが予め設定したしきい値よりも長いときには、これら隣接するノード間に新たに仮想ノードを設定し、当該仮想ノードを用いて道路形状を推定することを特徴とする道路形状推定装置。
【請求項２】
道路地図データを構成し、少なくとも位置情報を有する複数のノードに基づき道路形状を推定する道路形状推定手段と、
隣接するノード間に、新たに仮想ノードを設定する仮想ノード設定手段と、
を備え、
前記道路形状推定手段は、隣接するノード間を結ぶ線分であるリンクのリンク長が予め設定したしきい値よりも長いときには、前記ノード及び前記仮想ノードに基づいて道路形状を推定することを特徴とする道路形状推定装置。
【請求項３】
前記仮想ノード設定手段は、隣接するノード間のこれらノード間を結ぶ直線上に、前記仮想ノードを設定するようになっていることを特徴とする請求項２記載の道路形状推定装置。
【請求項４】
前記道路形状推定手段は、前記道路形状としてカーブ曲率半径を推定することを特徴とする請求項２又は３記載の道路形状推定装置。
【請求項５】
前記道路形状推定手段は、連続する３つのノードを通過する円の半径をカーブ曲率半径として算出し、
隣接する第１及び第２のノード間のリンク長又は隣接する第２及び第３のノード間のリンク長が前記しきい値よりも長いときには、前記第２のノードとの間のリンク長が前記しきい値よりも長いノードを前記仮想ノードに替え、当該仮想ノードと前記第２のノードとの間のリンク長に基づいて、前記カーブ曲率半径を推定することを特徴とする請求項４記載の道路形状推定装置。
【請求項６】
前記仮想ノード設定手段は、前記第２のノードから、前記第１のノード又は前記第３のノード側に前記しきい値だけ離れた位置に前記仮想ノードを設定するようになっていることを特徴とする請求項５記載の道路形状推定装置。
【請求項７】
前記しきい値は、前記ノードの属する、道路種別、道路幅、車線数及び制限速度の少なくとも何れかに応じて設定されることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の道路形状推定装置。
【請求項８】
前記道路形状推定手段は、連続する複数のノード毎に、当該ノード間のリンク長の総和を、隣接するリンクどうしがなす交差角の総和で除して、前記カーブ曲率半径を算出し、前記連続する複数のノードのうちの少なくとも一方の端部と接続されるリンクのリンク長が前記しきい値よりも長いときには、前記端部のノードを前記仮想ノードに替え、当該仮想ノードとの間のリンク長に基づいて、前記リンク長の総和を算出することを特徴とする請求項２又は３記載の道路形状推定装置。
【請求項９】
前記仮想ノード設定手段は、前記端部のノードよりも一つ手前のノードから前記端部のノード側に前記しきい値だけ離れた位置に、前記仮想ノードを設定するようになっていることを特徴とする請求項８記載の道路形状推定装置。
【請求項１０】
前記道路形状推定手段は、前記リンク長の総和が予め設定したリンク長の総和のしきい値よりも短くなるように、前記連続するノード数を設定するようになっていることを特徴とする請求項８又は９記載の道路形状推定装置。
【請求項１１】
前記リンク長の総和のしきい値は、前記ノードの属する、道路種別、道路幅、車線数及び制限速度の少なくとも何れかに応じて設定されることを特徴とする請求項１０記載の道路形状推定装置。
【請求項１２】
車両の走行経路を推定する走行経路推定手段を備え、
前記道路形状推定手段は、前記走行経路推定手段で推定された走行経路上のノードに基づいて前記道路形状を推定するようになっていることを特徴とする請求項２乃至１１の何れかに記載の道路形状推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のノードの集合で構成される地図データに基づいてカーブ路の曲率等といった道路形状を推定する、道路形状推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、道路地図データを構成する複数のノードの位置情報等に基づいて、道路形状を推定する方法として、例えば、特開２０００−２８３７３号公報に記載されたもの等が知られている。
この特開２０００−２８３７３号公報に記載の推定方法においては、道路地図データを構成する複数のノードの位置及び道路上の自車位置のうちの３つの位置を選択し、選択した３つの位置のうちの第１及び第２の位置を結ぶリンクと第２及び第３の位置を結ぶリンクとがなす交差角θと、少なくとも第２及び第３の位置間のリンク長Ｌとから、複数の車両旋回量θ／Ｌを算出し、これら複数の車両旋回量θ／Ｌの平均値或いは総和に基づいて、道路形状の予測を行うようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、予め記憶されている道路形状を表すノードは、データ量が膨大になることを避けるために、直線部分ではノード密度が小さく、カーブ部分ではノード密度が高くなるように、各ノードが設定されている場合が多い。
このように、リンク長が一定ではない地図情報に基づいて、上述のように、選択した３つの位置に基づいて車両旋回量θ／Ｌを算出すると、それぞれのリンク長Ｌが長い場合には、算出された車両旋回量θ／Ｌは、実際の値よりも小さくなってしまい、正しい道路形状を認識することができないという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、リンク長が一定でない地図情報に基づいて、道路形状を推定する場合であっても、高精度に道路形状を推定することの可能な道路形状推定装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る道路形状推定装置は、道路地図データを構成する複数のノードに基づき道路形状を推定する際に、隣接するノード間の距離が予め設定したしきい値よりも長いときには、これら隣接するノード間に新たに仮想ノードを設定し、道路地図データを構成するノードだけでなく、新たに設定した仮想ノードも用いて道路形状を推定する。
【０００６】
【発明の効果】
本発明に係る車両用制動制御装置によれば、道路地図データを構成する複数のノードに基づき道路形状を推定するが、隣接するノード間の距離がしきい値よりも大きいときには、これら隣接するノード間に、新たに仮想ノードを設定し、この仮想ノードも用いて道路形状を推定するようにしたから、隣接するノード間の距離が長いことに起因して道路形状の推定精度が低下することを回避することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、本発明における道路形状推定装置を適用した、カーブ曲率半径推定装置の一例を示す構成図である。
【０００８】
図中、１は、車両に搭載された公知のナビゲーション装置であって、カーブ曲率半径推定装置２は、このナビゲーション装置１から通知される地図情報及び自車両の位置情報に基づいて自車両前方道路のカーブ曲率半径を推定するようになっている。
前記ナビゲーション装置１は、ＩＣカード、ＣＤ−ＲＯＭ、記憶の書き換えが可能な光磁気ディスク等に記憶された地図情報を有し、ＧＰＳアンテナから受信した自車位置情報に基づき、前記地図情報のうち、例えば図２に示すような、自車両前方所定範囲内に相当する地図情報を抽出し、この抽出した地図情報と前記自車位置情報とを、カーブ曲率半径推定装置２に送信する地図情報として、カーブ曲率半径推定装置２に出力する。また、乗員によって、目的地が設定された場合には、設定された目的地への案内経路を乗員に提供する機能を備えている。
【０００９】
前記ナビゲーション装置１から通知される地図情報としては、自車両の位置座標、自車両前方道路上の、各ノードの位置座標、各ノードが属する、道路種別、リンク種別、道路幅、制限速度等を出力する。前記道路種別としては、高速道路であるか、或いは、有料道路、国道、県道、主要地方道、一般道であるか等を出力する。また、前記リンク種別としては、本線リンクであるか、或いは、本線間の渡り線リンク、ランプリンク、測道リンク、ＳＡ等測道リンクであるか等を出力する。
【００１０】
前記カーブ曲率半径推定装置２は、ナビゲーション装置１からの地図情報をもとに、隣接するノード間のリンクどうしによって形成されるリンク角を算出するリンク角算出部２１、前記地図情報及び前記リンク角算出部２１で算出されたリンク角をもとに、自車両が進行する経路を推定する推定経路設定部２２と、ナビゲーション装置１からの地図情報をもとにリンク長最大値Ｌｍａｘを設定するリンク長最大値設定部２３と、前記地図情報と前記推定経路設定部２２で設定された推定経路と記リンク長最大値設定部２３で設定されたリンク長最大値とをもとに、仮想ノードを設定する仮想ノード設定部２４と、前記地図情報及び仮想ノード設定部２４で設定された仮想ノードをもとに、カーブ曲率半径を算出するカーブ曲率半径演算部２５と、を備えている。
【００１１】
そして、カーブ曲率半径推定装置２では、図３に示すカーブ半径推定処理のフローチャートにしたがって、カーブ曲率半径を推定する。
すなわち、まず、ステップＳ１で、ナビゲーション装置１から自車両の位置情報及び自車両前方の所定範囲内の地図情報といった所定の地図情報を読み込む。次いで、ステップＳ２に移行し、自車両前方所定範囲内に含まれる各ノードの位置座標に基づいて、リンク角を算出する。このリンク角は、自車両前方道路上のノードの座標を走行方向手前から順に、図２に示すように、それぞれＰ（Ｘｋ−１、Ｙｋ−１）、Ｑ（Ｘｋ、Ｙｋ）、Ｒ（Ｘｋ＋１、Ｙｋ＋１）とすると、ノードＰ及びＱを結ぶリンクＰＱと、リンクＱＲとがなす交差角として定義される。したがって、次式（１）〜（４）が成り立つことから、リンク角θｋは、（３）及び（４）式から、〔−π、π〕の範囲で一意的に求めることができる。
【００１２】
【数１】
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【００１３】
次いで、ステップＳ３に移行し、推定経路設定処理を行って、自車両前方道路のうちの自車両が進むであろう経路を設定する。この経路の設定は、図４に示すフローチャートにしたがって行う。
すなわち、まず、ステップＳ１１で、ナビゲーション装置１に対して予め乗員によって目的地が入力されているか否かを判断する。目的地が入力されている場合は、そのまま後述のステップＳ２５に移行する。
【００１４】
一方、乗員によって目的地が設定されていない場合は、ステップＳ１２に移行し、通知された地図情報に基づき、自車前方道路の自車両に近いノードから順に番号を付与したとき、自車両に最も近い位置に位置する１番目のノードＰ１を推定経路の１番目のノードＳ１として設定しこれを所定の記憶領域に格納し、ｋ＝１に初期化した後ステップＳ１３に移行する。
【００１５】
このステップＳ１３では、推定経路のｋ番目のノードＳｋがルートの終端であるか否か、つまり、自車両前方道路の情報として通知された地図情報の端部に位置するノードであるか否かを判断する。そして、ノードＳｋが自車両前方の地図情報の端部に相当するノードでない場合には、ステップＳ１４に移行し、ノードＳｋに分岐路があるか否かを判断する。この分岐路があるか否かの判断は、例えば、ナビゲーション装置１から通知されたノードＳｋの前方に隣接するノード数が複数であるか否かによって判断する。
【００１６】
そして、ノードＳｋに分岐路がない場合は、ステップＳ１５に移行し、Ｓｋ（＝Ｐｉ）の次のノードＰｉ＋１，１を推定経路のｋ＋１番目のノードＳｋ＋１として設定した後ステップＳ１６に移行し、ｋをｋ＝ｋ＋１、ｉをｉ＝ｉ＋１に更新し、その後ステップＳ１３に戻る。なお、ノードＰｉ＋１，１において、添字ｉ＋１は、ノードＰｉの前方に隣接するノードであることを意味し、添字１は、ノードＰｉの前方に隣接するノードの１番目のノードであることを意味している。
【００１７】
一方、前記ステップＳ１４で、ノードＳｋに分岐路がある場合には、ステップＳ２１に移行し、リンク種別に応じて、例えば図５に示す優先順位に基づいて優先路を決定する。この優先順位は、例えば、リンク種別が、本線リンクである場合の優先順位が最も高く、以後、本線間の渡り線リンク、ランプリンク、側道リンク及びサービスエリア（ＳＡ）等の側道リンク、その他、の順に優先順位が低くなるように設定され、側道リンクとサービスエリア等の側道リンクとの優先順位は同一に設定されている。
【００１８】
リンク種別に応じてこのような順に優先順位を設定することによって、例えば、自車両が本線を走行中に側道へ進む可能性は低いので、乗員によって目的地が入力されていない場合でも、自車両が進むであろう道路を的確に予測することができる。
そして、ステップＳ２１の処理で同じ優先順位のリンクが前方に複数存在し、図５に示す優先順位に基づいて優先路を設定することができない場合には、ステップＳ２２に移行し、次に、道路種別に応じて、例えば図６に示す優先順位に基づいて優先路を決定する。この優先順位は、例えば、道路種別が高速道路又は有料道路である場合の優先順位が最も高く、以後、国道又は県道及び主要地方道、一般道、その他、の順に優先順位が低くなるように設定され、国道と、県道及び主要地方道とは同じ優先順位に設定されている。
【００１９】
道路種別に応じてこのような優先順位に設定することによって、例えば三叉路で前方道路が国道と一般道である場合、自車両は国道に進む可能性が高いので、乗員によって目的地が入力されていない場合でも、自車両が進むであろう道路を的確に予測することができる。
そして、ステップＳ２２の処理で、同じ優先順位の道路が前方に複数存在し、図６に示す優先順位に基づいて優先路を設定することができない場合には、ステップＳ２３に移行し、前記ステップＳ２で算出した各ノード位置におけるリンク角θｉ，Ｊに基づいて優先路を決定する。つまり、リンク角θｉ，Ｊの絶対値が最小となるノードＰｉ＋１，ｊを優先路として決定し、ステップＳ２４に移行する。なお、ノードＰｉ＋１，ｊにおいて添字ｉ＋１は、ノードＰｉの前方に隣接するノードであることを意味し、添字ｊは、ノードＰｉの前方に隣接するノードのｊ番目のノードであることを意味している。
【００２０】
一方、前記ステップＳ２１で、リンク種別に基づいて優先路を決定することができたとき、また、ステップＳ２２で、道路種別に基づいて優先路を決定することができたときには、そのままステップＳ２４に移行する。
このステップＳ２４では、推定経路Ｓｋ＋１の設定を行い、前記ステップＳ２１でのリンク種別又はステップＳ２２での道路種別に基づいて優先路が決定されているときには、推定経路のｋ＋１番目のノードＳｋ＋１として、優先路として決定された、ノードＰｉの次に位置するノードのうち、一番優先順位の高いノードＰｉ＋１，ｊを設定する。
【００２１】
一方、ステップＳ２３でリンク角に基づき優先路が決定されたときには、優先路として決定された、リンク角の絶対値が最小となるノードＰｉ＋１，ｊを推定経路のｋ＋１番目のノードＳｋ＋１として設定する。そして、設定したノードＳｋ＋１を所定の記憶領域に格納した後、前記ステップＳ１６に移行し、ｋ及びｉを更新する。
【００２２】
そして、ノードＳｋが自車両前方の地図情報の端部に相当するノードとなるまで、ステップＳ１３からステップＳ２４の処理を繰り返し行い、端部に相当するノードとなったとき、ステップＳ１３からステップＳ２５に移行し、推定経路の設定を行う。
具体的には、前記ステップＳ１１の処理で乗員によって目的地の設定が行われていると判断された場合、つまり、ステップＳ１１からそのままステップＳ２５に移行した場合には、ナビゲーション装置１により通知された目的地までの案内経路を推定経路として設定する。一方、前記ステップＳ１１の処理で乗員によって目的地の設定が行われず、ステップＳ１３を経由してステップＳ２５に移行した場合には、所定の記憶領域に記憶されているノードＳｋ（ｋ＝１、２、３、……）を推定経路として設定する。そして、推定経路の設定処理を終了する。
【００２３】
このようにして、推定経路の設定が終了すると、図３に戻って、ステップＳ３からステップＳ４に移行し、ナビゲーション装置１から地図道路として得られる道路種別、道路幅、車線数、制限速度に応じてリンク長最大値Ｌｍａｘを設定する。具体的には、図７に示すように、例えば道路種別が高速道路であり、且つ制限速度が６０〔ｋｍ／ｈ〕以上であるときにはリンク長最大値Ｌｍａｘを２００〔ｍ〕に設定し、制限速度が６０〔ｋｍ／ｈ〕未満のときには１００〔ｍ〕に設定する。また、道路種別が高速道路ではなく、道路幅が１６〔ｍ〕以上又は４車線以上である場合には、制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕以上であるときにはリンク長最大値Ｌｍａｘを２００〔ｍ〕に設定し、５０〔ｋｍ／ｈ〕未満のときには１００〔ｍ〕に設定する。また、道路種別が高速道路ではなく、道路幅が１６〔ｍ〕未満且つ３車線以下である場合には、制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕以上であるときにはリンク長最大値Ｌｍａｘを１００〔ｍ〕に設定し、５０〔ｋｍ／ｈ〕未満のときには４０〔ｍ〕に設定する。
【００２４】
このようにしてリンク長最大値Ｌｍａｘを設定すると、ステップＳ４からステップＳ５に移行し、仮想ノード設定処理を実行し、ステップＳ４で設定されたリンク長最大値Ｌｍａｘよりもリンク長が長い場合に、このリンク上に仮想ノードを設定する。なお、リンク長最大値Ｌｍａｘよりもリンク長が短い場合には、仮想ノードの設定は行わず、そのままステップＳ６に移行する。
【００２５】
前記仮想ノードの設定は、具体的には、次のように行う。
ここで、前記ステップＳ３の処理で推定された推定経路において、図８に示すように、前方道路上のノードの座標を走行方向の順にそれぞれＰ（Ｘｋ−１、Ｙｋ−１）、Ｑ（Ｘｋ、Ｙｋ）、Ｒ（Ｘｋ＋１、Ｙｋ＋１）とすると、これらのノードから成るリンク長Ｌｋ−１，Ｌｋは、次式（５）及び（６）から算出することができる。
【００２６】
【数２】
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【００２７】
上記式（５）及び（６）により算出されたリンク長と前記ステップＳ４で設定されたリンク長最大値Ｌｍａｘとを比較し、算出されたリンク長の方が長い場合には、そのリンク上でノードＱから距離Ｌｍａｘの位置に仮想ノードを設定する。
つまり、Ｌｋ−１＞Ｌｍａｘの場合には、ノードＰとノードＱとの間に新たに仮想ノードＰ′を設定する。この仮想ノードＰ′の座標をＰ′（Ｘ′ｋ−１、Ｙ′ｋ−１）とすると、この座標は、次式（７）及び（８）で表すことができる。
【００２８】
【数３】
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【００２９】
一方、Ｌｋ＞Ｌｍａｘの場合には、ノードＱとノードＲとの間に新たに仮想ノードＲ′を設定する。この仮想ノードＲ′の座標をＲ′（Ｘ′ｋ＋１、Ｙ′ｋ＋１）とすると、この座標は、次式（９）及び（１０）で表すことができる。
【００３０】
【数４】
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【００３１】
このようにして、仮想ノードを設定したならば、図３のステップＳ５からステップＳ６に移行し、カーブ曲率半径演算処理を行って、ナビゲーション装置１から得た各ノードの位置座標情報と、ステップＳ５で設定した仮想ノードの位置座標とから、前記ステップＳ３で設定した推定経路に沿ってカーブ曲率半径を演算する。
【００３２】
具体的には、図９に示すように、ステップＳ３で設定した推定経路上のあるノードｋとこれと隣り合う２つのノードｋ−１、ｋ＋１とから、これら３つのノードｋ−１、ｋ、ｋ＋１を通る円の半径を算出する。そして、これをノードｋのカーブ半径とする。なお、このとき、ノードｋと、隣り合うノードｋ−１、ｋ＋１との間に、前記ステップＳ５の処理で仮想ノードを設定した場合には、この仮想ノードをノードｋと隣り合うノードとして、ノードｋと、仮想ノードとをもとに、ノードｋのカーブ半径を算出する。
【００３３】
前記３つのノードを通る円の半径Ｒｋは、各ノードの座標を順にそれぞれＰ（Ｘｋ−１、Ｙｋ−１）、Ｑ（Ｘｋ、Ｙｋ）、Ｒ（Ｘｋ＋１、Ｙｋ＋１）とすると、次式（１１）〜（２０）にしたがって算出することができる。なお、ノードｋに対して、ステップＳ５の処理で仮想ノードが設定されている場合には、仮想ノードの座標Ｐ′（Ｘ′ｋ−１、Ｙ′ｋ−１）、Ｒ′（Ｘ′ｋ＋１、Ｙ′ｋ＋１）を、改めてＰ（Ｘｋ−１、Ｙｋ−１）、Ｒ（Ｘｋ＋１、Ｙｋ＋１）とおく。
【００３４】
【数５】
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【００３５】
そして、このようにして算出したカーブ半径を、ノードｋ位置におけるカーブ路の曲率半径とする。そして、ステップＳ３で設定した推定経路に対し、ノードを順次更新し、各ノード位置におけるカーブ曲率半径を算出し、推定経路上の全てのノードについてカーブ曲率半径の算出が終了したとき、カーブ曲率半径推定処理を終了する。
【００３６】
次に、上記第１の実施の形態の動作を説明する。
カーブ半径推定装置２では、図３に示すカーブ半径推定処理を予め設定した周期で行い、まずナビゲーション装置１から、自車両の現在位置に応じた自車両前方所定範囲の地図情報を読み込み（ステップＳ１）、この地図情報に含まれる各ノードの位置座標に基づいて隣接するノードを接続するリンクどうしで形成されるリンク角θｋを算出する（ステップＳ２）。
【００３７】
そして、このとき、ナビゲーション装置１に対し乗員が目的地を設定しているものとすると、ナビゲーション装置１において把握している目的地までの経路を推定経路として設定する（ステップＳ３）。そして、地図情報に基づいて自車両前方の道路種別、道路幅、車線数、制限速度等を認識し、図７に示す対応図から、リンク長最大値Ｌｍａｘを特定する（ステップＳ４）。
【００３８】
例えば、自車両が一般道路を走行し、各ノードが属する道路の、道路幅が１６〔ｍ〕未満且つ３車線以下であり、その制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕未満であるとすると、図７からリンク長最大値Ｌｍａｘは、４０〔ｍ〕として設定される。
このとき、自車両前方の経路が、例えば図８に示すように、比較的長い直線路の後に比較的短いカーブ路が続き、その後、比較的長い直線路が続くような場合には、ナビゲーション装置１から通知されたノードＰ，Ｑ，Ｒ間のリンク長が前記リンク長最大値Ｌｍａｘを超えていると、曲率半径算出対象のノードＱを基準として、このノードＱよりもリンク長最大値ＬｍａｘだけノードＰ側、及びノードＲ側に、仮想ノードＰ′及びＱ′を設定し、この新たに設定した仮想ノードＰ′及びＱ′と、曲率半径算出対象のノードＱとをもとに、これら３点を通る円の半径が算出され、これが、ノードＱのカーブ半径ＲＱとなる。
【００３９】
ここで、ナビゲーション装置１から通知されたノードＰ、Ｑ、Ｒをもとに半径を算出した場合、ノード間の距離が長いため、ノードＱ部分の半径は、実際には、図８に示す円弧ｆのように比較的半径が小さいにも関わらず、図１０に示す円弧ｆ′のように、比較的半径ＲＱ′が大きくなってしまい、誤差を多く含むことになる。
【００４０】
しかしながら、リンク長がリンク長最大値Ｌｍａｘよりも長い場合は該リンク上に仮想ノードを設定し、その仮想ノードを用いてカーブ曲率半径を推定するようにしたから、例えばカーブの両端の道路が長い直線路である場合でも必要以上にカーブ曲率半径が大きくなることはなく、より正確に道路形状を認識することができる。
【００４１】
一方、ナビゲーション装置１において、目的地が設定されていない場合には、図４のステップＳ１１からステップＳ１２に移行し、まず、自車両に最も近い位置に位置するノード、図２の場合、Ｐ１を推定経路の１番目のノードＳ１として設定し、このノードＰ１は、ルートの終端のノードではなく、また、ノードＳ１には分岐路があるから、ステップＳ１３からステップＳ１４を経てステップＳ２１に移行し、リンク種別に基づき図５から優先路を決定する。
【００４２】
図２において、分岐路の一方のノードＰ２のリンク種別がランプリンク、分岐路の他方のノードＰ４のリンク種別が本線リンクである場合には、図５において、本線リンクの優先順位の方がランプリンクよりも高いから、ステップＳ２１からステップＳ２４に移行し、優先順位のより高いノードＰ４を優先路とし、これを推定経路の２番目のノードＳ２として設定する。
【００４３】
そして、ステップＳ１６でｋ及びｉを更新した後、ステップＳ１３に戻り、ＫＫこのノードＰ４は終端のノードではないから、ステップＳ１３からステップＳ１４に移行し、ステップＳ１６を経てステップＳ１３に戻る。そして、推定経路の２番目のノードＳ２として設定されたノードＰ４は、終端のノードではなく、また分岐路であるから、ステップＳ１３からステップＳ１４を経てステップＳ２１に移行し、リンク種別に基づき優先路を決定する。
【００４４】
このとき、分岐路の一方のノードＰ５が側道リンク、他方のノードＰ６がＳＡ等の側道リンクである場合には、図５において優先度が同じであるため、ステップＳ２１からステップＳ２２に移行し、道路種別に基づき図６の優先順位にしたがって優先路を設定する。例えば、ノードＰ５が国道、ノードＰ６が一般道である場合には、ノードＰ５の方が優先順位が高いから、ノードＰ５を３番目の推定経路Ｓ３として設定する。
【００４５】
そして、ノードＰ５は、終端のノードであるから、ステップＳ１３からステップＳ２５に移行し、ノードＳ１〜Ｓ３に該当するノードＰ１、Ｐ４、Ｐ５を推定経路とする。
そして、以後、上記と同様に、リンク長の最大値Ｌｍａｘを設定しこれに基づいて、必要に応じて仮想ノードを設定し、これらノードに基づいて、カーブ路の曲率半径の設定を行う。
【００４６】
一方、例えば、ノードＰ２及びＰ４のリンク種別に基づく優先順位が同一でありまた、道路種別に基づく優先順位が同一であるときには、ステップＳ２１からステップＳ２２を経てステップＳ２３に移行し、リンク角に基づき優先路の決定を行う。つまり、自車両の現在地に相当するノードＰ０、ノードＰ１及びノードＰ２がなすリンク角と、ノードＰ０、ノードＰ１及びノードＰ４がなすリンク角とのうち、リンク角が最も小さいノードを選択する。例えば、ノードＰ０、ノードＰ１及びノードＰ４がなすリンク角の方が小さいものとすると、このノードＰ４が優先路として選択される。そして、ノードＰ５とＰ６とについて、リンク種別、或いは道路種別或いはリンク角に基づいて優先路の設定が行われ、何れかが優先路として設定される。
【００４７】
このように、予め設定した優先順位にしたがって、推定経路の設定を行うようにしているから、自車両前方の地図情報から車両が進むであろう道路を予測することができ、それ以外の道路に対してカーブ曲率半径の演算を行わないことで、演算負荷を減らすことができるという効果を得ることができる。
また、上記第１の実施の形態においては、リンク長最大値Ｌｍａｘは、道路種別、車線幅、車線数、制限速度に応じて変更するようにし、高速道路や、車線幅が広い道路、車線数が多い道路、制限速度が高い道路ほど、リンク長最大値Ｌｍａｘが大きくなるようにしている。ここで、高速道路や、車線幅が広い道路、或いは、車線数が多い道路、制限速度が高い道路ほど、カーブ曲率半径が極端に小さいカーブは少なくなる。
【００４８】
したがって、このようにカーブ曲率半径が極端に小さいカーブは少ないと予測される道路では、リンク長最大値を長く設定し、仮想ノードを設定しにくくし、また、仮想ノードの設定間隔が長くなるようにすることによって、仮想ノードとのノード間隔が短いことに起因して、必要以上にカーブ曲率半径が小さくなってしまうことを回避し、実際の道路形状に見合ったカーブ曲率半径を算出することができる。
【００４９】
なお、上記第１の実施の形態においては、仮想ノードを、ノードｋからリンク長最大値Ｌｍａｘだけ離れた位置に設定するようにしているが、これに限るものではなく、例えば、予め定められた所定距離だけ離れた位置に設定するようにしてもよい。しかしながら、仮想ノードを、ノードが属する道路環境に応じて設定したリンク長最大値Ｌｍａｘだけ離れた位置に設定することによって、一般道路上のカーブ曲率半径が極端に小さいカーブにおいてカーブ曲率半径が大きくなってしまったり、また、高速道路上のカーブ曲率半径が大きいカーブにおいてカーブ曲率半径が小さくなってしまうことを回避することができ、道路環境に関わらず道路形状の推定精度が低下することを回避することができる。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
この第２の実施の形態は、図３のステップＳ６で実行されるカーブ曲率半径演算処理の処理手順が異なること以外は、上記第１の実施の形態と同様であるので、同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
この第２の実施の形態におけるカーブ曲率半径演算処理では、図１１に示すように、まず、ステップＳ３１において、カーブの曲率半径を算出する際の探査区間Ｄの長さを設定する。
【００５１】
この探査区間Ｄは、ナビゲーション装置１から得られる道路種別、道路幅、車線数、制限速度をもとに、図１２に基づいて設定される。つまり、図１２に示すように、道路種別が高速道路でありその制限速度が６０〔ｋｍ／ｈ〕以上である場合には、探査区間Ｄを４５０〔ｍ〕、６０〔ｋｍ／ｈ〕未満であるときには、探査区間Ｄを３００〔ｍ〕として設定する。また、道路種別が高速道路でない場合には、道路幅が１６〔ｍ〕以上又は４車線以上であり、且つ制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕以上である場合には探査区間Ｄを３００〔ｍ〕、制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕未満である場合には探査区間Ｄを１５０〔ｍ〕として設定する。また、道路幅が１６〔ｍ〕未満であり且つ車線数が３車線以下である場合には、制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕以上であるときには探査区間Ｄを１５０〔ｍ〕、制限速度が５０〔ｋｍ／ｈ〕未満であるときには探査区間Ｄを１００〔ｍ〕として設定する。
【００５２】
ここで、図１２に示すように、高速道路、車線幅が広い道路、車線数が多い道路、制限速度が高い道路では、探査区間Ｄが長くなるように設定している。これは、一般の道路では、高速道路や、道路幅が広い道路、車線数が多い道路、制限速度が高い道路ほど、カーブ曲率半径が極端に小さなカーブは少なくなるから、探査区間Ｄを長くしてもカーブ曲率半径が必要以上に平均化されることはなく、また、カーブ曲率半径の大きなカーブでは長距離の探査区間Ｄを設定することで、探査区間Ｄ内のカーブ曲率半径を平均化するため、地図データのノードに含まれる誤差の影響も小さく抑えることができるためである。
【００５３】
次いで、ステップＳ３２に移行し、探査区間Ｄ内に存在するノード数Ｎを算出する。例えば図１３に示すように、曲率半径の算出対象のノードｋの一つ前のノードｋ−１から探査区間Ｄ内に存在するノード数をＮとする。
ただし、図１３に示すように、ノードｋ−１と、ノードｋとのリンク長Ｌｋ−１が、図３のステップＳ４で算出したリンク長最大値Ｌｍａｘよりも長い場合には、前記ステップＳ５で設定した仮想ノードｋ−１′から探査区間Ｄ内に存在するノード数をＮとする。また、ノード数ＮがＮ＜３の場合には、Ｎ＝３とする。また、探査区間Ｄ内に仮想ノードが設定されている場合には、ノード数Ｎの算出に、仮想ノードは含めない。
【００５４】
次いで、ステップＳ３３に移行し、探査区間Ｄ内に存在するノード位置におけるリンク角を加算し、リンク角の総和θｓｕｍを次式（２１）にしたがって加算する。なお、ここでいうノードには、仮想ノードを含まない。
【００５５】
【数６】
2004028780.tif 000008
【００５６】
次いで、ステップＳ３４に移行し、探査区間Ｄ内に存在するノードのリンク長を加算し、リンク長の総和Ｌｓｕｍを算出する。なお、ここでいうノードには、仮想ノードを含まない。また、図１４に示すように、探査区間Ｄ内に存在するノードの最初のリンク長（Ｌｋ−１）、又は最後のリンク長（図１４の場合Ｌｋ＋２）のいずれかがリンク長最大値Ｌｍａｘよりも長い場合には、ステップＳ５で設定した仮想ノードｋ−１′、ｋ＋３′との距離（Ｌｍａｘ）を改めてＬｋ−１、又はＬｋ＋２とする。探査区間Ｄ内に存在するノードのリンク長の総和Ｌｓｕｍは次式（２２）にしたがって算出する。
【００５７】
【数７】
2004028780.tif 000009
【００５８】
次いで、ステップＳ３５に移行し、ステップＳ３３及びステップＳ３４で算出した、リンク角の総和θｓｕｍとリンク長の総和Ｌｓｕｍとから、次式（２３）によってカーブ曲率半径Ｒｋを算出する。そして、算出したカーブ曲率半径Ｒｋを該当するノードの曲率半径とする。
【００５９】
【数８】
2004028780.tif 000010
【００６０】
したがって、この第２の実施の形態においては、例えば、図３のステップＳ２の処理で推定された推定経路上の各ノードが属する道路が、高速道路であり、その制限速度が６０〔ｋｍ／ｈ〕未満である場合には、図１２の対応図から、探査区間Ｄとして３００〔ｍ〕が設定される。
そして、推定された推定経路が例えば図１３に示すような経路である場合、探査区間Ｄに含まれるノードは、図１３に示すように、ノードｋ−１からノードｋ＋Ｎ−２であるから、探査区間Ｄ内に含まれるノード数はＮとなる。そして、このＮ個のノードについて、リンク角の総和θｓｕｍとリンク長の総和Ｌｓｕｍが算出され、これに基づいてカーブ曲率半径Ｒｋが算出される。
【００６１】
一方、ノードｋの前後の何れか一方のノードとの間のリンク長が、リンク長最大値Ｌｍａｘよりも大きく、例えば図１４に示すように、図３のステップＳ５の処理で仮想ノードｋ−１′及びｋ＋３′が設定されている場合には、ノードｋ−１′及びノードｋ＋３′を探査区間Ｄの端部のノードとし、ノードｋ−１′からノードｋ＋３′までの間の５個のノードについて、リンク角の総和θｓｕｍとリンク長の総和Ｌｓｕｍとを算出し、これに基づいてカーブ曲率半径Ｒｋを算出する。
【００６２】
このように、第２の実施の形態においては、探査区間Ｄ内に存在するリンク角の総和θｓｕｍとリンク長の総和Ｌｓｕｍとからカーブ曲率半径Ｒｋを算出するようにしているから、カーブ曲率半径を容易且つ的確に算出することができると共に、この場合においても、リンク長がリンク長最大値Ｌｍａｘよりも長い場合にはこのリンク上に仮想ノードを設定し、その仮想ノードを用いてリンク長の総和Ｌｓｕｍを算出するようにしているから、例えばカーブの両端の道路が長い直線路である場合でも必要以上にカーブ曲率半径が大きくなることなく、より正確に道路形状を認識することができ、上記第１の実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００６３】
また、前記探査区間Ｄを、推定経路の道路種別、道路幅、車線数、制限速度等に応じて設定するようにしているから、実際の道路形状に適したカーブ曲率半径を算出することができる。つまり、実際の高速道路にはカーブ曲率半径が極端に小さなカーブは存在せず、また、道路幅が広いほど、車線数が多いほど、さらに制限速度が高いほど、カーブ曲率半径が極端に小さなカーブは少なくなり、探査区間Ｄを長く設定したとしてもカーブ曲率半径が必要以上に平均化されることはなく、探査区間Ｄをこれらの何れかに応じて変更することによって、道路形状に則した曲率半径を算出することができ、また、地図データのノードに含まれる誤差の影響も小さく抑えることができる。
【００６４】
また、前記リンク長の総和Ｌｓｕｍを算出する際に、各リンク長を加算するが、探査区間Ｄ内の両端に位置するリンク長については、それぞれリンク長の半分の値を加算するようにしているから、カーブ曲率半径が極端に小さいカーブや両端に位置するリンク長が長い場合でも、カーブ曲率半径が大きく推定されることを回避することができ、より正確に道路形状を認識することができる。
【００６５】
なお、上記第２の実施の形態においては、探査区間Ｄ内の両端に位置するリンクについて、各リンクのリンク長がそれぞれリンク長最大値Ｌｍａｘを超えるときには、それぞれに仮想ノードを設定し、この仮想ノードとの間のリンク長を探査区間Ｄ内の両端に位置するリンク長として用いるようにした場合について説明したが、何れか一方の端部のリンク長のみを仮想ノードとの間のリンク長に代えるようにしてもよい。しかしながら、両方の端部のリンク長がリンク長最大値Ｌｍａｘを超えた場合には、一方のリンク長を替えただけでは、他方のリンク長が長いことに起因するカーブ曲率半径の誤差を十分低減することはできないので、リンク長がリンク長最大値Ｌｍａｘを超えるリンクについては、仮想ノードを設定し、この仮想ノードとの間のリンク長を、リンク長の総和Ｌｓｕｍの算出に用いた方が、効果的である。
【００６６】
また、上記第２の実施の形態においては、予め仮想ノードを設定した後に、必要に応じて、仮想ノードを用いてカーブ曲率半径の算出を行うようにしているが、カーブ曲率半径の算出を行うときに、必要に応じて、仮想ノードを設定するようにしてもよい。
また、上記第２の実施の形態において、ステップＳ６で設定した推定経路に対し、探査区間Ｄを設定するようにしているが、この探査区間Ｄは、推定経路に対し一つの推定経路を設定するようにしてもよく、また、基準となるノードｋをずらして複数設定し、各探査区間Ｄについてカーブ曲率半径Ｒｋを算出するようにしてもよい。
【００６７】
また、上記各実施の形態においては、図４のフローチャートに示すように、予め設定した優先順位にしたがって、推定経路を設定するようにした場合について説明したが、これに限らず、推定経路を設定することができればよく、例えば分岐路において、乗員による方向指示器によって自車両が進むであろう方向を判断したり、カメラ等によって自車両の走行車線を検知し、自車両が進むであろう方向を判断し、これに基づいて推定経路を設定するようにしてもよい。
【００６８】
ここで、図３のステップＳ５における仮想ノード設定処理が仮想ノード設定手段に対応し、図３のステップＳ６におけるカーブ曲率半径演算処理が道路形状推定手段に対応し、図３のステップＳ３における推定経路設定処理が走行経路推定手段に対応している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるカーブ曲率半径推定装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】自車両前方の地図情報の一例である。
【図３】カーブ曲率半径演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】推定経路設定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】リンク種別と優先順位との対応を示す対応図である。
【図６】道路種別と優先順位との対応を示す対応図である。
【図７】道路種別、道路幅、車線数、制限速度と、リンク長最大値との対応を示す対応図である。
【図８】仮想ノードの設定方法を説明するための説明図である。
【図９】第１の実施の形態における、カーブ曲率半径の演算方法を説明するための、説明図である。
【図１０】従来のカーブ曲率半径の演算方法を説明するための説明図である。
【図１１】第２の実施の形態における、カーブ曲率半径演算処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】道路種別、道路幅、車線数、制限速度と、探査区間Ｄとの対応を示す対応図である。
【図１３】第２の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
【図１４】第２の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
【符号の説明】
１　ナビゲーション装置
２　カーブ曲率半径推定装置
２１　リンク角算出部
２２　推定経路設定部
２３　リンク長最大値設定部
２４　仮想ノード設定部
２５　カーブ曲率半径演算部
【図１】
2004028780.tif 000011
【図２】
2004028780.tif 000012
【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】
2004028780.tif 000017
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004028780.tif 000020
【図１１】
2004028780.tif 000021
【図１２】
2004028780.tif 000022
【図１３】
2004028780.tif 000023
【図１４】
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