(57)【要約】【課題】演算処理速度を低下させることなく分岐ポイントにおける地図データをより多く取得できる道路形状認識装置を提供する。【解決手段】自車両の位置を検出する自車位置検出手段１０１と、少なくとも点データの集合体として道路形状データを格納する道路情報格納手段１０２と、自車位置検出手段により検出された自車位置に基づいて自車両の進行方向の道路形状に関する点データを一定範囲だけ取得する道路形状取得手段１０３と、道路形状取得手段により取得された点データに道路の分岐ポイントが存在するか否かを検出する分岐ポイント検出手段１０４と、道路形状取得手段により分岐ポイントを取得した場合は、その分岐ポイントから先の道路形状に関する点データの取得範囲を制限する道路形状取得範囲制限手段１０５と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の位置を検出する自車位置検出手段と、
少なくとも点データの集合体として道路形状データを格納する道路情報格納手段と、
前記自車位置検出手段により検出された自車位置に基づいて自車両の進行方向の道路形状に関する点データを一定範囲だけ取得する道路形状取得手段と、
前記道路形状取得手段により取得された点データに道路の分岐ポイントが存在するか否かを検出する分岐ポイント検出手段と、
前記道路形状取得手段により分岐ポイントを取得した場合は、その分岐ポイントから先の道路形状に関する点データの取得範囲を制限する道路形状取得範囲制限手段と、を備える道路形状認識装置。
【請求項２】
前記道路形状取得範囲制限手段は、前記道路形状取得手段により分岐ポイントを取得した場合において、その分岐ポイントの分岐数に応じて前記道路形状に関する点データの取得範囲の制限値を設定する請求項１記載の道路形状認識装置。
【請求項３】
前記道路形状取得範囲制限手段は、道路形状に関する点データの取得範囲を、取得した分岐ポイントから一定数先の分岐ポイントまでに制限する請求項２記載の道路形状認識装置。
【請求項４】
前記道路形状取得範囲制限手段は、前記道路形状取得手段により分岐ポイントを取得した場合において、自車位置およびその分岐ポイントから先の道路種別に応じて取得範囲の制限値を設定する請求項１乃至３の何れかに記載の道路形状認識装置。
【請求項５】
前記道路形状取得範囲制限手段は、自車位置の道路種別と同じ分岐先の取得制限範囲をその他の分岐先より長く設定する請求項４記載の道路形状認識装置。
【請求項６】
前記道路形状取得範囲制限手段は、取得した分岐ポイントの分岐先に自動車専用道路の出入口ランプが存在する場合には、出入口ランプ側の点データの取得個数を一定値以内に制限する請求項４記載の道路形状認識装置。
【請求項７】
前記道路形状取得範囲制限手段は、取得した分岐ポイントが自動車専用道路のジャンクションの場合には、本線側以外の分岐先の点データの取得個数を一定値以内に制限する請求項４記載の道路形状認識装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、ナビゲーション装置などに備えられている地図データベースに基づいて道路の形状を認識する道路形状認識装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
ナビゲーション装置などの地図データベースに記録されている道路の形状に関するデータに基づいて自車両前方の道路曲率値を演算し、これを利用してシフト制御やカーブ減速制御等を行うことが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この場合、自車両前方の進路に分岐ポイントが存在すると、自車位置と同じ道路種別やストリート名の方向の地図データのみを取得することで進行道路を予測した自動制御が行われている。
【０００３】
しかしながら、従来の道路形状認識装置では、分岐ポイントにおいて全ての方向への地図データが取得されないため、必要とされる地図データが得られないという問題があった。逆に、全ての分岐方向に対する地図データを取得すると、市街地などのように道路網が複雑で分岐が多いエリアでは取り扱う地図データ量が急激に増加して、演算処理速度が激減するといった問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４３１９８号公報
【０００５】
【発明の開示】
本発明は、演算処理速度を低下させることなく分岐ポイントにおける地図データをより多く取得できる道路形状認識装置を提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明によれば、自車両の位置を検出する自車位置検出手段と、少なくとも点データの集合体として道路形状データを格納する道路情報格納手段と、前記自車位置検出手段により検出された自車位置に基づいて自車両の進行方向の道路形状に関する点データを一定範囲だけ取得する道路形状取得手段と、前記道路形状取得手段により取得された点データに道路の分岐ポイントが存在するか否かを検出する分岐ポイント検出手段と、前記道路形状取得手段により分岐ポイントを取得した場合は、その分岐ポイントから先の道路形状に関する点データの取得範囲を制限する道路形状取得範囲制限手段と、を備える道路形状認識装置が提供される。
【０００７】
本発明によれば、自車位置に最も近い分岐ポイントからの道路形状に関する点データの取得範囲を制限するので、道路形状が複雑で地図データ量が多くなる地域であっても演算処理負荷のオーバーフローを防止しつつ、分岐ポイントにおける道路形状データをより多く取得することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第１実施形態
図１は本発明に係る道路形状認識装置を示すブロック図、図２は本発明の第１実施形態に係る道路形状認識装置における（ａ）ノード数による取得範囲の制限を説明するための図及び（ｂ）ノード数による取得範囲の制限を説明するための図、図３は本発明の第１実施形態に係る道路形状認識装置の情報処理手順を示すフローチャートである。
【０００９】
まず、本発明に係る道路形状認識装置１の基本構成について説明する。図１に示すように、本発明に係る道路形状認識装置１は、走行中の自車両の走行位置を検出する自車位置検出手段１０１と、道路情報を格納した道路情報格納手段１０２と、自車両の位置周辺の道路情報を道路情報格納手段１０２から取得する道路形状取得手段１０３と、道路形状取得手段１０３により取得された点データに道路の分岐ポイントが存在するか否かを検出する分岐ポイント検出手段１０４と、道路形状取得手段１０３により分岐ポイントを取得した場合は、その分岐ポイントから先の道路形状に関する点データの取得範囲を制限する道路形状取得範囲制限手段１０５とから構成されている。
【００１０】
自車位置検出手段１０１は、自車両の進行方向を検出する方位センサ、衛星からＧＰＳ信号を検出するＧＰＳセンサおよび自車両位置を補正するための走行距離センサなどで構成され、検出された自車両位置データは、一定時間間隔で道路形状取得手段１０２に逐次送出される。
【００１１】
道路情報格納手段１０２は、いわゆる地図データベースであって、点データ（ノードおよびノードの間に配置された補間点を総称する。）の集合体として道路形状を特定する。本例の道路情報格納手段１０２は点データを記憶したＣＤ媒体とＣＤ読み出し装置とから構成されている。この道路情報格納手段１０２からの点データは、道路形状取得手段１０３の要求に応じて送出される。
【００１２】
なお、これら自車位置検出手段１０１及び道路形状格納手段１０２は既存の車載ナビゲーション装置を共用することができる。
【００１３】
道路形状取得手段１０３は、自車位置検出手段１０１から送出された自車両位置の位置データに基づいて、この自車両位置から一定距離先の点データを道路情報格納手段１０２から読み出す。この一定距離は予め決められた定数である。
【００１４】
分岐ポイント検出手段１０４は、道路形状取得手段１０３の要求により道路形状格納手段１０２から読み出された道路形状に関する点データの中に、道路の分岐ポイント、すなわち三差路、四差路、五差路…が存在するか否かを検出するとともに、この検出結果を道路形状取得範囲制限手段１０５に送出する。
【００１５】
道路形状取得範囲制限手段１０５は、分岐ポイント検出手段１０４の検出結果に基づいて、道路形状取得手段１０３により分岐ポイントを取得した場合は、その分岐ポイントから先の道路形状に関する点データの取得範囲を制限するように、道路形状取得手段１０３に指令する。この詳細は後述する。
【００１６】
道路形状取得範囲制限手段１０５によって制限されつつ取得された最終的な道路形状データは、外部装置である車両コントロールユニット１０６へ送出され、この車両コントロールユニット１０６では、たとえば自車位置前方の曲率に応じて目標減速度を設定してブレーキアクチュエータや自動変速機を制御する制御が実行される。
【００１７】
次に図２及び図３を参照しながら本実施形態に係る道路形状認識装置の動作フローについて説明する。
【００１８】
本実施形態に係る道路形状認識装置は、図２（ａ）に示すように、自車両の現在位置に最も近いノード（交差点などの分岐がある地図データベース上の点データ）を取得したときに、道路形状データの取得範囲をそのノードから一定個数先のノードまでに制限するものである。なお、図２（ｂ）に示すように、次のノードが出現する前に車速などに応じて設定した道路形状データの取得距離に到達した場合は、そこまでのノードまたは補間点（ノード間の道路形状を表現するために打たれた地図データベース上の点データ）を読込む。
【００１９】
この制御の流れを図３のフローチャートに沿って説明する。なおここで、地図データの取得は自車両の現在位置に近い順に行うこととする。
【００２０】
まずステップ１１１において、自車位置検出手段１０１により自車両の現在位置を所定の時間間隔で検出し、これを道路形状取得手段１０３に送出する。
道路形状取得手段１０３は、この自車両の現在位置情報に基づいて、道路情報格納手段１０２に格納された道路形状に関する点データから、自車両の現在位置から一定距離内に存在する点データを取得し、これを分岐ポイント検出手段１０４に送出する。本例では、自車両の現在位置に最も近い分岐ポイントを抽出するために、ノードを一つずつ取得してゆき、分岐ポイントが存在しないときはステップ１１２からステップ１２０へ進んで、一定距離Ｌｐに達するまでこれを繰り返す。
【００２１】
ステップ１１２において、自車両の現在位置に最も近い分岐ポイント、図２（ｂ）の例ではノードＮ１、を抽出するために、分岐ポイント検出手段１０４は、図１の道路形状情報格納手段１０２から道路形状取得手段１０３へ読込んだ点データの中に分岐ポイントがあるかどうかを判定する。なお、現在のナビゲーション装置に標準的に用いられている地図データベース１０２には、各点データにおける分岐数が記録されているので、分岐ポイントの有無の判定にはこれを用いるとよい。なお、ステップ１１３以降の処理については、各分岐方向についてそれぞれ行うこととする。
【００２２】
読み込んだ点データの中に分岐ポイントが存在したらステップ１１３に進み、取得したノードにおける分岐数を道路形状データから読込む。
【００２３】
そして、ステップ１１４において、ステップ１１２で読込んだ自車両の現在位置に最も近いノードＮ１からの取得範囲の制限を行う。本例では、道路形状データの取得範囲の制限は、ステップ１１１で読込んだノードＮ１からＮＣ個先のノードまでとする。ＮＣの値はステップ１１３で読込んだ分岐数に応じて、例えば以下のように設定する。すなわち、分岐数が１（三差路）であるときはＮＣ＝３、分岐数３（四差路）であるときはＮＣ＝２、分岐数が３（五差路）以上であるときはＮＣ＝１である。分岐数が多ければ多いほど道路形状データのデータ容量が増加するので、データ容量を制限するために分岐数が多いときは取得範囲を短くする。
【００２４】
ステップ１１５において、自車両の現在位置に最も近いノード、図２（ｂ）の例ではノードＮ１以降のノードまたは補間点を道路形状情報格納手段１０２から読込む。
【００２５】
ステップ１１６において、最も近いノードＮ１からステップ１１４で決定されたＮＣ個先のノードが出現する前に、図２（ｂ）のノードＮ１から右側への分岐路のように、車速などに応じて予め設定された道路形状データの取得距離ＬＰに到達した場合には、処理中の分岐方向についての地図データ１０２の取得を終了するために、ステップ１１５で読込んだノードまたは補間点までの距離Ｌｉを演算し、ＬＰと比較する。ここで、Ｌｉ≧ＬＰであるときは、最も近いノードＮ１からＮＣ個先のノードが出現する前に、予め決められた一定距離の道路形状データの取得が終了したことになることから、ここで道路形状データの取得を終了する。
【００２６】
ステップ１１７において、ステップ１１５で読込んだノードまたは補間点における分岐の有無を判定する。ここで、分岐ポイントがなければステップ１１５へ戻り、ノードまたは補間点の読み込みを継続する。
【００２７】
ステップ１１７において分岐ありと判定した場合には、ステップ１１８において、処理中の分岐方向についてのノード数Ｂｃｎｔの値をインクリメント（Ｂｃｎｔ＋１→Ｂｃｎｔ）する。なお、ノード数Ｂｃｎｔの値の初期化は、ステップ１１２で読込んだノードからの各分岐方向の道路形状情報の読み込み開始時に行うこととする。
【００２８】
ステップ１１８において、道路形状データの取得範囲が、ステップ１１４で設定されたＮＣ個先までのノードに到達したかどうかを判定するために、ＮＣとＢｃｎｔの値を比較する。ここで、ＮＣ＞Ｂｃｎｔならばステップ１１５へ戻り、さらに道路形状データの読み込みを継続する。
【００２９】
以上のように、本実施形態の道路形状認識装置によれば、市街地などのように狭い範囲にノードが数多く存在するエリアにおいても、自車両の現在位置に最も近い分岐ポイントからの各方向の地図データを得ながら、取得する地図データ量の急激な増加による演算処理負荷のオーバーフローを防ぐことができる。
【００３０】
第２実施形態
図４は本発明の第２実施形態に係る道路形状認識装置における道路種別による取得範囲の制限を説明するための図、図５は本発明の第２実施形態に係る道路形状認識装置の情報処理手順を示すフローチャートである。
【００３１】
本実施形態のハードウェア構成は図１に示すものと同様であるため、同図を参照して説明する。
【００３２】
本発明に係る道路形状認識装置１は、走行中の自車両の走行位置を検出する自車位置検出手段１０１と、道路情報を格納した道路情報格納手段１０２と、自車両の位置周辺の道路情報を道路情報格納手段１０２から取得する道路形状取得手段１０３と、道路形状取得手段１０３により取得された点データに道路の分岐ポイントが存在するか否かを検出する分岐ポイント検出手段１０４と、道路形状取得手段１０３により分岐ポイントを取得した場合は、その分岐ポイントから先の道路形状に関する点データの取得範囲を制限する道路形状取得範囲制限手段１０５とから構成されている。
【００３３】
上述した第１実施形態に係る道路形状認識装置１と異なる点は、道路形状取得範囲制限手段１０５のソフトウェア構成である。すなわち、本例に係る道路形状取得範囲制限手段１０５は、道路形状取得手段１０３により分岐ポイントを取得した場合は、その分岐ポイントから先の道路形状に関する点データの取得範囲を制限するにあたり、たとえば図４に示すように、自車両の現在位置に最も近いノードＮ１からの取得範囲の制限を、例えば国道などの主要な道路については長めに、細街路については短めにというように、各分岐方向の道路種別に応じて行う点である。さらに、自車両の現在位置と同じ道路種別の分岐方向への制限を長めに設定するようにして、進行方向が予測される道路に関する道路形状データを他の道路より多く取得しても良い。
【００３４】
この制御の流れを図５に示すフローチャートに沿って説明する。なお、第１実施形態に係る制御フロー（図３）に対して、ステップ２１１およびステップ２１２の処理が加わり、図３に示すフローチャートのステップ１１３における処理がステップ２１３のように変わる以外は、同じである。以下に、第１実施形態と異なる部分の処理について説明する。
【００３５】
ステップ２１１において、自車両の現在位置の道路種別を道路形状情報格納手段１０２からの道路形状データから読込む。ここでいう道路種別とは、国道、都道府県道あるいは細街路といった種別をいう。
【００３６】
ステップ２１２において、ステップ１１２で判定された自車両の現在位置に最も近いノードＮ１からの各分岐方向への道路種別を道路形状情報格納手段１０２からの道路形状データから読込む。
【００３７】
次のステップ２１３において、ステップ１１２で読み込まれた自車両の現在位置に最も近いノードＮ１からの道路形状データの取得範囲の制限を行う。本例における取得範囲の制限は、ステップ１１２で読み込まれたノードＮ１からＮＣ個先のノードまでとする。このＮＣの値は、ステップ２１１およびステップ２１３で読み込まれた自車両の現在位置および分岐先の道路種別に応じて、例えば以下のように設定する。すなわち、道路種別が、高速道路、国道、都道府県道または主要地方道であるときはＮＣ＝３とし、その他の一般道であるときはＮＣ＝２とし、細街路であるときはＮＣ＝１とする。また、その他の一般道、細街路については、自車両の現在位置と同じ分岐方向についてはＮＣの値に１を加算する。
【００３８】
以上のように、本実施形態の道路形状認識装置によれば、上述した第１実施形態に係る道路形状認識装置の効果に加えて、例えば国道のように走行速度が高いと予測される分岐方向は道路形状データの取得距離を長めに設定し、細街路のように走行速度が低いと予測される方向へは短めに設定するというように、また更に継続して走行する可能性が高い自車両の現在位置と同一の道路種別の分岐方向へは長めに設定するというように、道路形状データの取得距離を分岐方向毎に適切に設定することができる。
【００３９】
第３実施形態
図６は本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置におけるインターチェンジまたはジャンクション方向への取得制限を説明するための図、図５は本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置の情報処理手順を示すフローチャートである。
【００４０】
本実施形態のハードウェア構成は図１に示すものと同様であるため、同図を参照して説明する。
【００４１】
本発明に係る道路形状認識装置１は、走行中の自車両の走行位置を検出する自車位置検出手段１０１と、道路情報を格納した道路情報格納手段１０２と、自車両の位置周辺の道路情報を道路情報格納手段１０２から取得する道路形状取得手段１０３と、道路形状取得手段１０３により取得された点データに道路の分岐ポイントが存在するか否かを検出する分岐ポイント検出手段１０４と、道路形状取得手段１０３により分岐ポイントを取得した場合は、その分岐ポイントから先の道路形状に関する点データの取得範囲を制限する道路形状取得範囲制限手段１０５とから構成されている。
【００４２】
上述した第１及び第２実施形態に係る道路形状認識装置１と異なる点は、道路形状取得範囲制限手段１０５のソフトウェア構成である。すなわち、本例に係る道路形状取得範囲制限手段１０５は、道路形状取得手段１０３により分岐ポイントを取得した場合は、その分岐ポイントから先の道路形状に関する点データの取得範囲を制限するにあたり、たとえば、高速道路などの自動車専用道路の出入口ランプ（インターチェンジ）やジャンクションは形状が複雑で数多くの補完点で構成されているので、インターチェンジおよびジャンクション方向への道路形状データの取得範囲を一定数先の補間点までに制限するものである。
【００４３】
この制御の流れを図７に示すフローチャートに沿って説明する。なお、第１実施形態に係る制御フロー（図３）に対して、ステップ３１１およびステップ３１２の処理が加わり、図３に示すフローチャートのステップ１１３，１１８及び１１９における処理がステップ３１３，３１４及び３１５のように変わる以外は、同じである。以下に、第１実施形態と異なる部分の処理について説明する。
【００４４】
ステップ３１１において、ステップ１１２で判定したノードＮｉからの各分岐方向への道路種別を道路形状情報格納手段１０２からの道路形状データから読み込む。
【００４５】
ステップ３１２において、インターチェンジおよびジャンクションの分岐方向への取得範囲を制限するために、各分岐方向がインターチェンジまたはジャンクションであるかどうかを判定する。
【００４６】
ステップ３１３において、インターチェンジまたはジャンクションの分岐方向への道路形状データの取得範囲をノードＮｉから一定数Ｐｃ（例えば１０個）先の補間点までに設定する。なお、Ｐｃの値は自車両の現在位置からノードＮｉまでの距離が長くなるほど少なくするようにしても良い。
【００４７】
ステップ３１４において、ステップ１１２で判定したノードＮｉから処理中の分岐方向についての補間点数Ｐｃｎｔの値をインクリメントする。なお、Ｐｃｎｔの値の初期化はステップ１１２で読み込んだノードからの各分岐方向の道路形状データの読み込み開始時に行うこととする。
【００４８】
ステップ３１５において、道路形状データの取得範囲がステップ３１３で設定したＰｃ個先までの補間点に到達したかどうかを判定するために、ＰｃとＰｃｎｔを比較する。ここで、Ｐｃ＞Ｐｃｎｔであるときはステップ１１５に戻り、点データの読み込みを継続する。
【００４９】
以上のように、本実施形態の道路形状認識装置によれば、上述した第１実施形態に係る道路形状認識装置の効果に加えて、高速道路のインターチェンジやジャンクションの手前を走行するときに、取得する補間点の急激な増加による演算処理負荷のオーバーフローを防ぐことができる。
【００５０】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。たとえば、上述した第１、２および３実施形態における道路形状データの取得範囲の制限手法は、組み合わせて利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る道路形状認識装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る道路形状認識装置における（ａ）ノード数による取得範囲の制限を説明するための図及び（ｂ）ノード数による取得範囲の制限を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る道路形状認識装置の情報処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る道路形状認識装置における道路種別による取得範囲の制限を説明するための図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る道路形状認識装置の情報処理手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置におけるインターチェンジまたはジャンクション方向への取得制限を説明するための図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る道路形状認識装置の情報処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…道路形状認識装置
１０１…自車位置検出手段
１０２…道路情報格納手段
１０３…道路形状取得手段
１０４…道路形状取得範囲制限手段
【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】
2004239659.tif 000007
【図６】
2004239659.tif 000008
【図７】
2004239659.tif 000009