(57)【要約】【課題】  道路の曲率半径もしくは曲率を正確に求められる道路曲率情報検出装置を提供する。【解決手段】  現在位置と現在位置に対応する実ノードＰｋとの間の偏差ｄｋを求める。また、将来位置における実ノードＰｉから偏差ｄｋ分ずらした仮想ノードＱｉを求める。このような仮想ノードＱｉを、将来位置に対応する実ノードＰｉを基準として、この実ノードＰｉおよびこの実ノードＰｉから車両進行方向前後に位置する実ノードの３点それぞれに対応する３点分求める。そして、実ノードと仮想ノードのうちの一方を選択することで、将来位置に対応するノードＰｉおよび車両進行方向前後のノードＰｉ−１〜Ｐｉ＋１の３点と３点の仮想ノードＱｉ−１〜Ｑｉ＋１とから、合計３点の選択ノードＳｉ−１〜Ｓｉ＋１を決定し、決定された３点の選択から曲率半径を求める。これにより、実際の走行経路により近い値の曲率半径Ｒｉを求めることができる【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路中に実ノードが付された地図データに基づいて、車両の現在位置に対応する実ノード（Ｐｋ）を求める現在位置ノード検出手段（１００、３２０）と、
前記地図データに基づいて、前記車両が所定時間後に走行するであろう将来位置に対応する実ノード（Ｐｉ）を求める将来位置ノード検出手段（１１０）と、
前記現在位置に対応する実ノード（Ｐｋ）と前記車両が実際に走行している位置との偏差（ｄｋ）を求める偏差検出手段（３００〜３７０）と、
前記将来位置ノード検出手段により求められた前記将来位置に対応する実ノードから前記偏差検出手段により求められた偏差分をずらした仮想ノード（Ｑｉ）を求める仮想ノード検出手段（１４０）と、
前記仮想ノード検出手段によって求められた前記仮想ノードに基づいて、前記将来位置における道路の曲率情報を求める曲率情報検出手段（１６０）とを備えていることを特徴とする曲率情報検出装置。
【請求項２】
前記仮想ノード検出手段は、前記将来位置に対応する実ノードを基準として、この実ノードおよびこの実ノードから車両進行方向前後に位置する実ノードの３点それぞれに対応する３点の仮想ノードを求めるようになっており、
前記曲率情報検出手段は、前記実ノードと前記仮想ノードのうちの一方を選択することで、前記将来位置に対応するノードおよび前記車両進行方向前後のノードの３点と前記３点の仮想ノードとから、合計３点の選択ノードを決定し、決定された３点の選択ノードから前記曲率情報を求めるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の曲率情報検出装置。
【請求項３】
前記曲率情報検出手段は、前記現在位置における道路と前記将来位置における道路のそれぞれの属性に基づいて、前記選択ノードを決定するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の曲率情報検出装置。
【請求項４】
前記道路の属性とは、前記道路の車線数もしくは幅員であることを特徴とする請求項３に記載の曲率情報検出装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の曲率情報検出装置により求められた曲率情報を受け取り、車両の走行制御を行うことを特徴とする車両走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が走行する道路の曲率半径もしくは曲率を求める道路曲率情報検出装置、およびそれにより求められた曲率半径もしくは曲率に基づいて車両走行制御を実行する車両走行制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナビゲーションシステムに保存されている道路地図データに基づいて車両が走行する予定の前方道路の形状を求め、車両が曲路を安全に通過できるように警報や減速制御を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、道路地図データにおいて、道路がノード(点)とこれらを結ぶリンク(辺)とで表現されていることから、経路上の隣接３点のノードから曲率半径が計算され、前方道路形状として利用されている。
【特許文献１】特許３３４０９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、道路地図データは経路探索や案内を目的に整備されているものであり、データ形式や精度の面で車両走行制御に適したものではない。例えばノードは車線数や幅員に関わらず道路幅の中央付近から選ばれているため、高速道路のような大規模道でカーブの内(外)側を走る場合には、道路地図から求めた曲率半径と実際の旋回半径が異なってしまう。
【０００５】
さらに、道路地図データの特性上の問題として、幅の広い道路から幅の狭い道路が分岐する場合には、実走行路よりも小さな曲率半径が算出される傾向がある。例えば、図８に示されるように、分岐点に設定されたノードＰｉを基準として曲率半径が求められることになる。この場合において、例えば分岐点前の道路が３車線であるような場合には、中央の車線に付されたノードに基づいて分岐点での曲率半径が求められることになり、車両が実際に走行中の車線がもっとも左側の車線であってもそれよりも小さい値として曲率半径が求められ、正確な値とならない。
【０００６】
そして、このような正確でない曲率半径に基づいて車両走行制御を実行する場合、車両走行制御において適切な制御目標を設定できないという問題が生じる。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、道路の曲率半径もしくは曲率を正確に求められる道路曲率情報検出装置を提供することを目的とする。また、正確な道路の曲率半径もしくは曲率を求め、それに基づいて車両走行制御を実行する車両走行制御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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、道路中に実ノードが付された地図データに基づいて、車両の現在位置に対応する実ノード（Ｐｋ）を求める現在位置ノード検出手段（１００、３２０）と、地図データに基づいて、車両が所定時間後に走行するであろう将来位置に対応する実ノード（Ｐｉ）を求める将来位置ノード検出手段（１１０）と、現在位置に対応する実ノード（Ｐｋ）と車両が実際に走行している位置との偏差（ｄｋ）を求める偏差検出手段（３００〜３７０）と、将来位置ノード検出手段により求められた将来位置に対応する実ノードから偏差検出手段により求められた偏差分をずらした仮想ノード（Ｑｉ）を求める仮想ノード検出手段（１４０）と、仮想ノード検出手段によって求められた仮想ノードに基づいて、将来位置における道路の曲率情報を求める曲率情報検出手段（１６０）とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
このように、現在位置と現在位置に対応する実ノードの間の偏差を考慮して、仮想ノードを求めているため、実際の走行経路により近い値の曲率半径を求めることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、仮想ノード検出手段は、将来位置に対応する実ノードを基準として、この実ノードおよびこの実ノードから車両進行方向前後に位置する実ノードの３点それぞれに対応する３点の仮想ノードを求めるようになっており、曲率情報検出手段は、実ノードと仮想ノードのうちの一方を選択することで、将来位置に対応するノードおよび車両進行方向前後のノードの３点と３点の仮想ノードとから、合計３点の選択ノードを決定し、決定された３点の選択ノードから曲率情報を求めるようになっていることを特徴としている。
【００１１】
このように、仮想ノードと実ノードとから実際に曲率情報を求めるために使用するものを選択することにより、より車両の走行経路に合った曲率情報が求められるようにすることができる。
【００１２】
例えば、請求項３に記載されるように、曲率情報検出手段は、現在位置における道路と将来位置における道路のそれぞれの属性に基づいて、選択ノードを決定する。この道路の属性としては、例えば、請求項４に示すように、道路の車線数もしくは幅員などが該当する。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の曲率情報検出装置により求められた曲率情報を受け取り、車両の走行制御を行うことを特徴としている。このように、曲率情報検出装置からの曲率情報に基づいて車両走行制御を行うことにより、より適切な車両走行制御を実行することが可能である。
【００１４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態を適用したナビゲーションシステム１０、ナビゲーションシステム１０に入力される各種検出信号を発生させるセンサ群２０およびナビゲーションシステム１０からの曲率情報信号に基づいて車両走行制御を実行する車両走行制御装置３０のブロック構成を図１に示す。
【００１６】
ナビゲーションシステム１０は、ＧＰＳ受信装置１１、デジタル道路地図データベース１２、車両位置演算部１３、情報処理部１６および情報記憶装置１５を有して構成されている。
【００１７】
ＧＰＳ受信装置１１は、ＧＰＳ衛星からの測位信号を受信すると共に、受信した測位信号を車両位置演算部１３に送信するようになっている。
【００１８】
デジタル道路地図データベース１２は、いわゆるマップマッチングデータ、ノードやリンク（セグメント）等の地図データを含む各種データを記憶し、これらのデータを車両位置演算部１３および情報処理部１６に入力するものである。このデジタル道路地図データベース１２としては、一般的にはデータ量に応じてＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤまたはハードディスクドライブなどが採用されるが、メモリカードなど他の媒体も適用可能である。
【００１９】
車両位置演算部１３は、ＧＰＳ受信装置１１からの測位信号およびデジタル道路地図データベース１２からの地図データに基づき、車両が現在走行中の位置（車両の現在位置）を演算するものである。この車両位置演算部１３によって車両の現在位置が演算されると、その現在位置に関するデータが情報処理部１６に送られるようになっている。
【００２０】
情報記憶装置１５は、記憶部に相当するもので、ＲＯＭあるいはＲＡＭなどから構成され、各種のデータやプログラムなどが記憶されるようになっている。
【００２１】
情報処理部１６は、通常のコンピュータで構成されており、その内部にはＣＰＵ、Ｉ／Ｏ、およびこれら各構成と情報記憶装置１５とを接続するバスラインが備えられている。制御回路のＣＰＵは、情報記憶装置１５におけるＲＯＭから読み出した車載用ナビゲーションシステム１０の動作のためのプログラムを実行し、情報記憶装置１５内のＲＯＭ、ＲＡＭおよびデジタル道路地図データベース１２に記憶された各種データに基づいて地図情報表示および音声案内のための処理を行うと共に、曲率半径または曲率という道路の曲率情報の演算処理を行う。その実行の際には、ＣＰＵは、Ｉ／Ｏを介して車両位置演算部１３、デジタル道路地図データベース１２およびセンサ群２０から必要な情報（信号）を受け取り、上記プログラムに従って各種演算を行ったり、現在位置情報や目的地情報等の各種情報を情報処理部１６内のＲＡＭや情報記憶装置１５内のＲＡＭに書き込みを行ったりする。そして、その演算結果に基づいて、ＣＰＵは、ナビゲーションシステム１０に備えられた図示しない表示装置による地図表示やスピーカによる音声案内を行うための制御信号を出力するともに、曲率情報に関する信号を車両走行制御装置３０に送信するようになっている。
【００２２】
より具体的には、情報処理部１６のＣＰＵは、ナビゲーションシステム１０が起動するとき、ＲＯＭからブートプログラム、オペレーティングシステム（以下、ＯＳと記す）等を読み出して実行する。このＯＳ上で動作するプログラムとしては、メニュープログラム、地図表示プログラム、セットアッププログラムおよび曲率情報演算プログラム、その他のプログラムがある。
【００２３】
メニュープログラムは、ＯＳ上で動作する各種プログラムをそのプログラムの機能や目的別に階層的にメニュー表示させるとともに、そのメニュー表示されたもののうちユーザに選択されたプログラムの実行を開始させる。なお、メニュー表示は、図示しない表示装置の表示画面に当該メニューの画像データを出力することで行われ、また、ユーザの選択は、タッチパネル等で構成された図示しない操作スイッチ群に対する選択操作（カーソル移動、確定ボタンのオン等）によって行われる。
【００２４】
地図表示プログラムは、車両位置演算部１３やセンサ群から入力された現在位置情報に基づく車両現在位置マークと、デジタル道路地図データベース１２より読み出した地図データを重ねてその表示画面に表示させる。
【００２５】
セットアッププログラムは、図示しない操作スイッチ群により各種基本設定を行うもので、例えば、地図スケール変更時の表示設定において、地図スケールの変更前と変更後の画像を一度に切り替える設定などを実行するようになっている。
【００２６】
曲率情報演算プログラムは、デジタル道路地図データベース１２からの地図データや車両位置演算部１３からの現在位置情報、さらにはセンサ群２０からの検出信号に基づいて道路の曲率半径もしくは曲率の演算処理を実行するようになっている。
【００２７】
このような構成により、情報処理部１６は、デジタル道路地図データベース１２より読み出した地図データと車両位置演算部１３から入力された現在位置情報に基づき、地図上に車両現在位置マークを重ねて図示しない表示装置の表示画面に表示させる地図表示機能を有している。
【００２８】
センサ群２０は、いずれも周知の車輪速度センサ２１、加速度センサ２２、ヨーレートセンサ２３、ステアリングセンサ２４およびレーダーセンサ２５などで構成され、これらのセンサ群２０からの検出信号が車両走行情報として、ナビゲーションシステム１０における情報処理部１６に入力されるようになっている。
【００２９】
車両走行制御装置３０は、情報処理部１６から道路の曲率半径もしくは曲率に関する曲率情報を受け取り、その情報に基づいて車両走行制御を実行するものである。この車両走行制御装置３０としては、例えばエンジンＥＣＵ、トランスミッションＥＣＵ、ブレーキＥＣＵもしくはロービームの配光方向を調整するための照明制御用ＥＣＵなどが該当し、これらにより、情報処理部１６から得た道路の曲率半径もしくは曲率に応じてエンジン制御や、ギア位置の調整、ブレーキ制御もしくはロービームの配光方向の調整が行われる。
【００３０】
以上のような構成において、ナビゲーションシステム１０内の情報処理部１６が実行する処理の詳細について、図２〜図４に示されるフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは道路の曲率情報として、曲率半径を求める場合を例に挙げて説明するが、曲率を求めることも可能である。
【００３１】
図２は、曲率半径演算処理のフローチャートを示しており、図３は、曲率半径演算処理におけるノード選択処理のフローチャートを示している。また、図４は、偏差設定処理のフローチャートを示している。
【００３２】
図２に示される曲率半径演算処理は、図１に示す演算処理装置にて実行される。まず、ステップ１００に示されるように、現在位置の取得処理が実行される。具体的には、ＧＰＳ受信装置１１からの受信信号およびデジタル道路地図データベース１２からの地図情報に基づいて車両位置演算部１３から現在位置が演算されるため、車両位置演算部１３での演算結果を得ることにより、この処理が実行される。
【００３３】
続いて、ステップ１１０では、将来位置の推定処理が実行される。この処理は、車輪速度センサ２１、加速度センサ２２、ヨーレートセンサ２３、ステアリングセンサ２４およびレーダーセンサ２５からの各検出信号に基づいて、ステップ１００で得られた現在位置から所定時間後にはどの位置を車両が走行しているかという将来位置を演算することで実行される。
【００３４】
ステップ１２０では、将来位置に対応する実ノード（実際に地図データに付されているノードを意味し、以下、単にノードという）Ｐｉ−１、Ｐｉ、Ｐｉ＋１の取得処理が実行される。ここでいうノードＰｉ−１、Ｐｉ、Ｐｉ＋１とは、将来位置からもっとも近いノードをＰｉとしたときに、このノードＰｉおよび両進路方向においてノードＰｉと隣接している２つのノードＰｉ−１、Ｐｉ＋１を示している。これら各ノードＰｉ−１、Ｐｉ、Ｐｉ＋１は、デジタル道路地図データベース１２からの地図情報およびステップ１１０で求めた将来位置に基づいて決定される。
【００３５】
ステップ１３０では、ステップ１２０で求めた各ノードＰｉ−１、Ｐｉ、Ｐｉ＋１を通る円の中心Ｏｉの計算がなされる。この計算は、３点すべてを通過する円を求める演算方法として周知のものを用いて実行される。
【００３６】
ステップ１４０では、ノードＰｉ−１、Ｐｉ、Ｐｉ＋１に対応する仮想ノードＱｉ−１、Ｑｉ、Ｑｉ＋１の計算がなされる。この仮想ノードＱｉ−１、Ｑｉ、Ｑｉ＋１の計算は以下のようにして行われる。
【００３７】
まず、上述したステップ１２０で求めた各ノードＰｉ−１、Ｐｉ、Ｐｉ＋１を通る円の中心をＯｉとし、中心Ｏｉとの距離をＰｉＯｉ、現在位置に対応するノードＰｋとこれに対する仮想ノードＱｋとの偏差をｄｋとすると、仮想ノードＱｉは次式で示される。なお、ここで用いられる偏差ｄｋは、後述する偏差設定処理により設定されている値である。
【００３８】
（数１）
Ｑｉ＝Ｐｉ＋σ｜ｄｋ｜×ＰｉＯｉ／｜ＰｉＯｉ｜
σ＝−１（変位方向（ｄｋの符号）と旋回方向（Ｐｉ−１、Ｐｉ、Ｐｉ＋１を通る円の半径の符号）が同じ場合）、＋１（変位方向と旋回方向が異なる場合）
すなわち、仮想ノードＱｉは、ノードＰｉを中心Ｏｉの方向に|ｄｋ|だけずらされたものである。仮想ノードＱｉ−１、Ｑｉ＋１の計算もＱｉと同様に、数式１を用いて成される。このようにして仮想ノードＱｉ−１、Ｑｉ、Ｑｉ＋１が計算されるとステップ１５０に進む。
【００３９】
ステップ１５０では、ノード選択処理が実行される。このノード選択処理について図３を参照して説明する。
【００４０】
ノード選択処理が実行されると、図３のステップ２１０で示されるように、ノードＰｉの地点における道路の幅員ｗｉが現在位置に対応するノードＰｋの地点における道路の幅員ｗｋと等しくないか否か、又は、ノードＰｉの地点における道路の車線数Ｉｉが現在位置に対応するノードＰｋの地点における道路の車線数Ｉｋと等しくないか否かが判定される。
【００４１】
そして、このステップで肯定判定されると、ステップ２２０に進んでノードＰｉが選択され、これが選択ノードＳｉに設定されてノード選択処理が終了する。また、このステップで否定判定されると、ステップ２３０に進んでノードＱｉが選択され、これが選択ノードＳｉに設定されてノード選択処理が終了する。
【００４２】
すなわち、ノードＰｉの地点における道路の幅員ｗｉが現在位置に対応するノードＰｋの地点における道路の幅員ｗｋと等しくない場合、もしくは、ノードＰｉの地点における道路の車線数Ｉｉが現在位置に対応するノードＰｋの地点における道路の車線数Ｉｋと等しくない場合には、仮想ノードＱｉを求めても、その仮想ノードＱｉの位置が道路から外れてしまっている可能性がある。また、車両が右左折して道路が変わる場合には、右左折前の道路において求められた偏差ｄｋをその後の道路にも適用できない場合もある。
【００４３】
逆に、ノードＰｉの地点における道路の幅員ｗｉが現在位置に対応するノードＰｋの地点における道路の幅員ｗｋと等しい場合、もしくは、ノードＰｉの地点における道路の車線数Ｉｉが現在位置に対応するノードＰｋの地点における道路の車線数Ｉｋと等しい場合には、現在位置と将来位置とで道路の属性が変わっていないと想定される。このため、将来位置の仮想ノードＱｉは信頼性の高いものとなる。
【００４４】
したがって、現在位置に対応するノードＰｋの地点における幅員ｗｋ又は車線数Ｉｋが将来位置に対応するノードＰｉの地点における幅員ｗｉ又は車線数Ｉｉと一致している場合にのみ、仮想ノードＱｉが選択ノードＳｉとして選択される。
【００４５】
次いで、図２におけるステップ１６０に進み、ノード選択処理によって設定された選択ノードＳｉ−１、Ｓｉ、Ｓｉ＋１から将来位置における道路の曲率半径Ｒｉが求められる。ここでいう曲率半径Ｒｉは具体的には次式により求められる。
【００４６】
（数２）
Ｒｉ＝（｜Ｓｉ−１Ｓｉ｜２＋｜ＳｉＳｉ＋１｜２
＋｜Ｓｉ−１Ｓｉ｜｜ＳｉＳｉ＋１｜cosθｉ）０．５／(２sinθｉ)
なお、Ｓｉ−１Ｓｉは、仮想ノードＳｉ−１と仮想ノードＳｉとの距離、ＳｉＳｉ＋１は、仮想ノードＳｉと仮想ノードＳｉ＋１との距離、θｉは、選択ノードＳｉ−１および選択ノードＳｉを通る直線と選択ノードＳｉおよびＳｉ＋１を通る直線のなす角度を示している。また、曲率半径Ｒｉは、θｉの値に応じて正負双方の値を取ることになるが、正であれば進行方向に対して左のカーブ、負であれば進行方向に対して右のカーブであることを示している。
【００４７】
この数式２は、以下のようにして導出される。図５に、数２の導出に用いる任意の３点を通る円の求め方の概略図を示し、この図を参照して説明する。
【００４８】
なお、以下の説明において、３点Ｓｉ−１、Ｓｉ、Ｓｉ＋１のうち、線分Ｓｉ−１Ｓｉの長さをａ、線分ＳｉＳｉ＋１の長さをｂ、これら各線分の成す角度をαとする。また、線分Ｓｉ−１Ｓｉおよび線分ＳｉＳｉ＋１それぞれに垂直２等分線を引き、これら各垂直２等分線と各線分との交点をＡ、Ｂ、Ｓｉ−１とＳｉを通る直線と交点Ｂからさらに延長された垂直２等分線との交点をＣ、各垂直２等分線の交点をＤとする。また、点Ｄから点Ａまでの距離（線分ＡＤの長さ）をＴ、点Ｄから点Ｓｉまでの距離、すなわち３点を通る円の半径をＲとする。
【００４９】
まず、線分Ｓｉ−１Ｓｉと線分ＳｉＳｉ＋１とが成す角度がαであれば、∠ＡＤＢもαになる。これは以下のように導き出される。
【００５０】
すなわち、３角形の内角の和が１８０°であることから、数式３が成り立ち、さらに、それを変形すると数式４が求められる。
【００５１】
（数３）
∠ＳｉＣＢ＋９０°＋α＝１８０°
（数４）
∠ＳｉＣＢ＝９０°―α
一方、三角形ＡＣＤの内角を考えると、次式が成り立つ。
【００５２】
（数５）
∠ＳｉＣＢ＋∠ＡＤＢ＋９０°＝１８０°
このため、数式５を変形すると∠ＡＤＢ＝αが成り立つ。
【００５３】
∠ＡＤＢ＝９０°―∠ＳｉＣＢ＝α
また、線分ＳｉＣの長さは、点Ｂが線分ＳｉＳｉ＋１の１／２であることから、数式６に基づき、数式７のように求められる。
【００５４】
（数６）
ｂ／２＝ｘｃｏｓα
（数７）
ｘ＝ｂ／２ｃｏｓα
次に、線分ＡＣの長さが数式８のように求められる。
【００５５】
（数８）
ａ／２＋ｂ／２ｃｏｓα＝（ｂ＋ａｃｏｓα）／２ｃｏｓα
そして、ｔａｎαが線分ＡＣの長さを線分ＡＤの長さＴで割ったものであることから、数式９が導出される。このため、数式９を変更することにより、線分ＡＤの長さＴが数式１０のように求められる。
【００５６】
（数９）
ｔａｎα＝（ｂ＋ａｃｏｓα）／２Ｔｃｏｓα
（数１０）
Ｔ＝（ｂ＋ａｃｏｓα）／２ｓｉｎα
したがって、３平方の定理に基づいて、Ｒ２が数式１１のように求められることから、Ｒが数式１２のように求められ、上述した数式２が導出される。
【００５７】
（数１１）
Ｒ２＝Ｔ２＋（ａ／２）２＝（（ｂ＋ａｃｏｓα）／２ｓｉｎα）２＋（ａ／２）２
（数１２）
Ｒ＝（ａ２＋ｂ２＋２ａｂｃｏｓα）０．５／２ｓｉｎα
次に、ステップ１７０では、ステップ１６０で演算した曲率半径Ｒｉを示す信号を車両走行制御装置３０に出力され、車両走行制御装置３０にてエンジン制御、トランスミッションのギア位置の調整、ブレーキ制御もしくはロービームの配光の調整が実行されるようになっている。
【００５８】
続いて、図４に示すフローチャートを参照して偏差設定処理の詳細について説明する。この図に示される処理は、車輪速度センサ２１やヨーレートセンサ２２から車速ｖおよびヨーレートγを取得するたびに実行される。
【００５９】
まず、ステップ３００では、ヨーレートγの絶対値｜γ｜が予め決められているそれぞれのしきい値以上であるか否かが判定される。これは、ヨーレートγの絶対値｜γ｜が予め決められているそれぞれのしきい値以上でないような場合には、後述する旋回半径ｒを求めることができないため、それを排除するために行われる。
【００６０】
そして、ステップ３００で否定判定されれば、ステップ３１０に進み、前回設定された偏差ｄｋ−１が今回の偏差ｄｋとして再度用いられる。また、このステップで肯定判定されればステップ３２０に進む。
【００６１】
ステップ３２０では、現在位置に対応する実際のノードＰｋの検索がなされる。この処理は、ＧＰＳ受信装置１１からの受信信号およびデジタル道路地図データベース１２からの地図情報に基づいて車両位置演算部１３から現在位置が演算されことから、車両位置演算部１３での演算結果を得ることにより実行される。
【００６２】
その後、ステップ３３０に進み、旋回半径ｒが計算される。ここでいう旋回半径ｒは、車速ｖおよびヨーレートγに基づき、次式により求められる。
【００６３】
（数１３）
ｒ＝ｖ／γ
そして、ステップ３４０では、Ｒｋとｒが同符号であるか否かが判定される。ここでいうＲｋは、現在位置における曲率半径であり、現在位置に対応するノードＰｉについて上述した数式２による演算を行うことで求められる。この結果、Ｒｋとｒが同符号でない場合には、車両が車線変更などの過渡的な状態であり、偏差を更新するのに適していないものとして、ステップ３１０に進む。そして、Ｒｋとｒが同符号である場合には、車両が車線変更などの過渡的な状態でないものとして、ステップ３５０に進む。
【００６４】
ステップ３５０では、偏差ｄｋがｄｋ−１＋α（ｒ−Ｒｋ）に更新される。ただし、偏差ｄｋの初期値ｄ０はゼロであり、ｋはiよりも小さく、αは０＜α≦１で規定される補正係数である。偏差ｄｋは、正負双方の値になり得るもので、正の値は進行方向に対して左方向の変位、負の値は進行方向に対して右方向の変位を示している。
【００６５】
次に、ステップ３６０では、偏差ｄｋの絶対値｜ｄｋ｜が現在位置に対応するノードＰｋの道路の幅員ｗｋの１／２よりも小さいか否かが判定される。つまり、偏差ｄｋが幅員ｗｋの１／２を超えるような場合には、仮想ノードＱｉが道路からはみ出てしまうことになる。このため、このステップで肯定判定されれば、今回演算された偏差ｄｋをそのまま用いることとして偏差設定処理を終了する。また、否定判定されれば、今回演算した偏差が適切なものではないとして、ステップ３７０に進み、偏差ｄｋが（ｄｋ／|ｄｋ|×ｗｋ／２）に変更され、幅員ｗｋの１／２を超えないように調整される。
【００６６】
以上のように本実施形態では、地図データ中に付されているノードＰｋに対して実際に走行中の車両位置のずれとなる偏差ｄｋを求め、これに基づいて仮想ノードＱｉを求めている。すなわち、例えば、地図データ中に付されている実際のノードＰｋ、Ｐｉ−１〜Ｐｉ＋１と仮想ノードＱｉ−１〜Ｑｉ＋１の関係を示すと、図６のように表される。
【００６７】
このため、地図データ中に付されているノードＰｉ−１〜Ｐｉ＋１によれば、自車両の現在位置（自車位置）が現在位置に対応するノードＰｋからずれているにも関わらず、そのずれ分に相当する偏差ｄｋを含んだ曲率半径を車両の旋回半径として求めてしまうことになる。
【００６８】
これに対し、本実施形態のように、現在位置と現在位置に対応するノードＰｋとの間の偏差ｄｋを考慮して、仮想ノードＱｉ−１〜Ｑｉ＋１を求めているため、実際の走行経路により近い値の曲率半径Ｒｉを求めることができ、この曲率半径Ｒｉを車両の旋回半径とすることができる。このため、より正確な車両走行情報を得ることができ、より正確な曲率半径または曲率を求めることが可能となる。したがって、より車両の走行経路に応じた曲率半径または曲率に関する曲率情報を車両走行制御装置３０に伝えることができ、車両走行制御装置３０にてより適切な車両走行制御を実行することが可能となる。
【００６９】
また、図３のフローチャートで示したように、将来位置において道路の幅員ｗｉが現在位置における道路の幅員ｗｋよりも狭くなっていたり、将来位置の道路の車線数Ｉｉが現在位置の道路の車線数Ｉｋよりも少なくなっていたりする場合等には、仮想ノードＱｉが曲率半径または曲率を導出用として選択されないようにしている。このため、図７に示されるように、主要道から渡り道路に道を切り替えるような場合において、道ではないような位置に仮想ノードＱｉ−１〜Ｑｉ＋１の一部、例えば仮想ノードＱｉ＋１が設定され、その仮想ノードＱｉ＋１に基づいて正確でない曲率半径または曲率が求められるような状態が避けられるようにしている。
【００７０】
例えば、図７にいて、仮想ノードＱｉ＋１が不適切な位置に存在する場合、仮想ノードＱｉ−１〜Ｑｉ＋１の３点を通過する曲率半径を求めると、実際の走行経路の曲率半径よりも小さな値となる。このため、適切な位置に存在する仮想ノードＱｉ−１、Ｑｉと実際のノードＰｉ＋１の３点を通過する曲率半径を求めるようにしている。これにより、さらに正確な曲率半径または曲率を求めることができる。
【００７１】
（他の実施形態）
（１）上記実施形態では、３点の仮想ノードＱｉ−１〜Ｑｉ＋１を通過する円の半径を求めることにより曲率半径を求める例を挙げている。しかしながら、これに限るものではない。例えば、３点の仮想ノードＱｉ−１〜Ｑｉ＋１のうち隣接する２点を結ぶ線分を想定し、それら各線分に対して仮想ノードＱｉ−１と仮想ノードＱｉ＋１を通過する垂線を求め、それら垂線の交点を円の中心として、円の中心から仮想ノードＱｉ−１、Ｑｉ＋１までの距離を曲率半径とすることもできる。なお、曲率に関しては曲率半径の逆数に相当することから、上述の方法により求められる曲率半径の逆数から求められる。
【００７２】
（２）上記実施形態では、現在位置の道路と将来位置の道路との幅員や車線数の相違に基づいて仮想ノードＱｉ−１〜Ｑｉ＋１が選択されるか否かを決定している。しかしながら、これら幅員や車線数は道路の属性の一部を示したものであり、他の道路の属性に応じて仮想ノードＱｉ−１〜Ｑｉ＋１が選択されるか否かを決定することも可能である。例えば、国道、一般道、高速道路、高速道路に設置された渡り道路、道路が不連続である場合など、道路の種類に応じて決定しても良い。
【００７３】
（３）上記実施形態では、現在位置に相当するノードＰｋと車両位置演算部１３より求められる現在位置とのずれから偏差ｄｋを求めるようにしている。しかしながら、それとは他の方法によって偏差ｄｋを求めることも可能である。例えば、車両に取り付けられた前方カメラからの映像から実際の走行位置、つまり道路のどの位置を走行しているかを求め、求めた走行位置とノードＰｋとのずれから偏差ｄｋを求めることもできる。また、道路中に埋め込まれている磁気マーカから実際の走行位置を割り出し、求めた走行位置とノードＰｋとのずれから偏差ｄｋを求めることも可能である。
【００７４】
（４）上記実施形態では、現在から所定時間経過後に車両が走行しているであろう位置を将来位置として定義している。ここでいう所定時間は、走行速度、天候、時刻、路面状態に応じて変更することが可能である。
【００７５】
例えば、雨天の場合、車両走行が不安定になりがちであるため、前もってできるだけ遠くの位置の曲率情報を得られるのが好ましい。このため、晴天の場合よりもより遠くの位置を将来位置とするために、晴天の場合よりも所定時間を長く設定するようにした方が好ましい。
【００７６】
このような場合、次の関数を最小化するＰｉを求めることになる。ただし、この関数のうち、Ｄ（ａ，ｂ）は点ｂから点ａに至る道なりの距離を示しているものとする。
【００７７】
（数１４）
ｆ（Ｐｉ）＝｜Ｄ（Ｐｉ、Ｐｋ）／ｖ−ｔｆ｜
このように、ノードＰｋからノードＰｉに至る道なりの距離を車速ｖで割ったもの、つまりノードＰｉに至るまでに必要とされるだろう時間と所定時間ｔｆとの差が最小となるノードＰｉを将来位置に対応するノードとする。
【００７８】
（５）上記実施形態において、車速がゼロに近い場合には、将来位置のノードＰｉが求められないため、車両走行制御装置３０への出力を停止、あるいは制御の無効を通知するようにしても良い。また、将来位置のノードＰｉ周辺の複数点における曲率半径を車両走行制御装置に出力するようにしても良い。
【００７９】
（６）上記実施形態において、車両の前方に障害物などが検知された場合には、その障害物を回避するために、道路形状に無関係な曲率半径を車両走行制御装置に出力することで、例えばトランスミッションＥＣＵにシフトダウンの指示を出させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施形態におけるナビゲーションシステム１０、センサ群２０、車両走行制御装置３０のブロック構成を示す図である。
【図２】曲率半径演算処理のフローチャートである。
【図３】曲率半径演算処理におけるノード選択処理のフローチャートである。
【図４】偏差設定処理のフローチャートである。
【図５】任意の３点を通る円の求め方の概略図である。
【図６】地図データ中に付されている実際のノードＰｋ、Ｐｉ−１〜Ｐｉ＋１と仮想ノードＱｉ−１〜Ｑｉ＋１の関係を示す図である。
【図７】主要道から渡り道路に道を切り替えるような場合における曲率半径の求め方を示した概略図である。
【図８】主要道と渡り道路それぞれのノードの配置を示した図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０…ナビゲーションシステム、１１…ＧＰＳ受信装置、１２…デジタル道路地図データベース、１３…車両位置演算部、１５…情報記憶装置、１６…情報処理部、２０…センサ群、３０…車両走行制御装置。
【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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