(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路を表わす形状ベクトルを含むデータを受信する受信部と、
複数の階層で構成し、各階層にノードとリンクとで道路ネットワークを表す形状マッチング用データベースと、
前記形状ベクトルに対し、前記マッチング用データベースの前記各階層の上位層から順に形状マッチングを行う形状マッチング部と、を備え、
当該形状マッチング部は、所定の階層から形状マッチングを行い、
前記所定の階層で、前記形状ベクトルによって表わされる道路の一部のみにおいて形状マッチングが成功した場合、当該一部以外の部分に相当する道路の形状ベクトルに対しては、当該所定の階層よりも下位の階層に移行して形状マッチングを行う、受信装置。
【請求項２】
前記複数の階層間に共通のノードを設け、前記共通のノードから次の階層に移行して形状マッチングを行い、各階層での形状マッチングの結果を前記共通のノードで連結して形状マッチングを完了する請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
形状ベクトルに付加情報を付加し、前記付加情報を用いて最初に形状マッチングを行う階層を選出する請求項１または２記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交通情報提供システムなどにおいて、渋滞や事故等の位置情報を伝えるための情報伝達方法と、その方法を用いて位置についての情報交換を行う装置に係り、特に、デジタル地図上の位置を的確かつ迅速に伝えられるようにした形状マッチング用データベースおよび形状マッチング装置である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ナビゲーション車載機を搭載した車両が急激に増加している。当該ナビゲーション車載機が利用する車載ナビゲーションシステムでは、デジタル地図データベースを保持し、ＧＰＳ受信機で受信する緯度・経度データに基づいて、自車位置周辺の地図を画面に表示したり、走行軌跡や目的地までの経路探索結果を地図上に併せて表示することができる。
【０００３】
但し、デジタル地図データベースは、縮尺地図の宿命として誤差を含む。誤差の程度はデジタル地図データベースにより異なるが、例えば縮尺１／２５０００の市販されているデジタル地図データベースには、場所によりおおよそ５０ｍ程度の誤差が含まれているものもある。
【０００４】
また、当該ナビゲーション車載機では、交通情報提供システムから提供される渋滞情報や事故情報などの交通情報を受信して、渋滞や事故位置を地図上に表示したり、それらの情報を条件に加えて経路探索を実施している。ｗ
【０００５】
上記交通情報提供システムは、図１５に示すように、地域を管轄する官制センター７１から交通情報配信センター７２に交通情報が供給され、各メディア（ＦＭ放送、路上ビーコン、携帯電話等）用に編集された交通情報が各メディアを通じて送信される。なお、官制センター７１は、他の地域の官制センター７８と交通情報を交換し、周辺地域を含む広い圏内の交通情報を収集する。
【０００６】
当該交通情報提供システムで供給される交通情報において、例えば、渋滞位置や事故位置を伝えるためにその位置の緯度・経度データを単独で提示した場合、前述したように、ナビゲーション車載機が保持するデジタル地図データベースは種類に応じて異なる誤差を有しているため、交通情報の提供元と提供先とで異なる種類のデジタル地図データベースが用いられると、提供先のナビゲーション車載機で異なる道路上の位置を事故位置として識別してしまう恐れがあった。
【０００７】
こうした情報伝達または情報表示の不正確さを改善するため、車載ナビゲーションシステムでは図１６に示した地図情報が用いられている。同図（ａ）に一例を示すように、道路網の交差点ａ，ｂをノード、ノード間の道路ｃをリンクとして、各ノードにはそのノードを一意に表すノード番号（ａ＝１１１１，ｂ＝３３３３）を設定し、各リンクにはそのリンクを一意に表すリンク番号（ｃ＝１１１１３３３３）を設定している。そして、各社のデジタル地図データベースには、各交差点及び道路に対して設定されたノード番号及びリンク番号が対応付けて記憶されている。
【０００８】
また、渋滞位置や事故位置等を示す交通情報では、道路上の位置を表すためにリンク番号を特定し、当該リンク番号が示す道路の先頭から何メートルといった表現で道路上の地点を示している。例えば「リンク番号＝“１１１１３３３３”の道路の先頭から２００ｍの位置」といった交通情報であれば、ナビゲーション車載機がどのようなデジタル地図データベースを使用しても、リンク番号“１１１１３３３３”の道路のノード番号“１１１１”のノードから２００ｍの地点を辿ることによって、同一道路上の位置、すなわち交通情報が示す地点を求めることが可能になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、道路網に定義されたノード番号やリンク番号は、図１６（ｂ）に示すように、道路ｄが新設されたり、道路が変更されると、新しい番号に付け替える必要が生じるが、ノード番号やリンク番号が変更されると各社のデジタル地図データを更新しなければならない。
【００１０】
道路の新設や変更は将来にわたって継続して行われるため、従来のようなノード番号やリンク番号による道路位置表示方法を利用する限り、デジタル地図データベースのメンテナンスのために多大の作業量とそれに伴う費用とを永続的に投入しなければならず、そのメンテナンスは大きく負担になるという問題点があった。
【００１１】
また、交通情報提供センター７２から提供された交通情報に基づき形状マッチング方式（マップマッチング方式ともいう。）によって道路を特定する方法もあるが、当該方法は受信側のナビゲーション車載機（ナビゲーション等を行うデコーダ）の処理性能に大きく依存する。従来のナビゲーション車載機で行われるマップマッチングは、自車位置周辺の限られたエリア（通常、数百ｍ四方程度）中の１箇所のマップマッチングで良いため、１秒に１回程度の処理で良い。一方、交通情報提供システムで対象とされる路線（道路）は、通常、高速道路や国道、主要地方道など多数あり、さらに都市部では、一般都道府県道や市道の一部が含まれている。また、既存のリンク以外にも情報収集路線が増える可能性もある。
【００１２】
このため、従来のナビゲーション車載機程度の処理能力では、受け取った交通情報に基づいて形状マッチングを行うことにより道路を特定し、交通情報を表示するまで、多大の時間を要するという問題点があった。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、地図データベースに対する過大なメンテナンスを行うことなく地図上の位置情報を提供することのできる形状マッチング用データベースおよび形状マッチング装置を提供することを目的としている。また、交通情報等の道路に関する情報の表示または提示を迅速に行うことのできる形状マッチング用データベースおよび形状マッチング装置を提供することも目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明に係る受信装置は、道路を表わす形状ベクトルを含むデータを受信する受信部と、複数の階層で構成し、各階層にノードとリンクとで道路ネットワークを表す形状マッチング用データベースと、前記形状ベクトルに対し、前記マッチング用データベースの前記各階層の上位層から順に形状マッチングを行う形状マッチング部と、を備え、当該形状マッチング部は、所定の階層から形状マッチングを行い、前記所定の階層で、前記形状ベクトルによって表わされる道路の一部のみにおいて形状マッチングが成功した場合、当該一部以外の部分に相当する道路の形状ベクトルに対しては、当該所定の階層よりも下位の階層に移行して形状マッチングを行う。
【００１９】
また、前記複数の階層間に共通のノードを設け、前記共通のノードから次の階層に形状マッチングの対象を移行し、各階層での形状マッチングの結果を前記共通のノードで連結して形状マッチングを行う。
【００２０】
また、上位層でも定義されているリンクに識別子をつけ、前記識別子を用いて前記上位層に移行し、形状マッチングを行う。
【００２１】
また、形状ベクトルに付加情報を付加し、前記付加情報を用いて最初に形状マッチングを行う階層を選出する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る形状マッチング用データベースおよび形状マッチング装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
なお、本実施形態では、地図上の特定の地点または道路等を表す情報として、ノード、リンクまたは補助的にノードの補間点を使用する。ノードは、交差点やトンネルの入口・出口、橋の入口・出口、行政区画の境界などに対応して設定されている道路上の点であり、補間点は、ノード間の道路形状を再現するために設定されている点であり、リンクはノードとノードを結ぶ線分である。以下の説明ではノードとリンクを用いて説明する。
【００２５】
図１に、本実施形態の形状マッチング用データベースおよび形状マッチング装置を用いた道路情報提供システムを示す。同図において、交通事故や道路工事、渋滞、降雨、降雪、取り締まりなどの事象情報は、特定する道路や地域の情報などと共に事象情報データベース８５に蓄積される。また、地図データベース８６には、道路や川、橋、建物など示す情報が、ノードという「点」とリンクという「線分」により蓄積されている。
【００２６】
事象情報のデータ構成を図２に、リンク情報のデータ構成を図３に、ノード情報のデータ構成を図４に、形状ベクトルのデータ構成を図５に示す。図１に示した地図データベース８６に蓄積されている地図データおよび形状マッチング（マップマッチング）用のデータはノードとリンクとで構成され、図５に示したように、必要なポイントにあってはノードが絶対位置または相対位置で表されている。
【００２７】
図１に示した道路情報提供システムが有する形状ベクトルデータ表現情報生成部８４は、事象情報が示す事象発生位置を緯度・経度などの絶対位置と当該絶対位置からの相対位置によって示し、地図データベース８６に記憶されているノードとリンクから対象となる道路を表す形状ベクトルを生成する。本実施形態では、図６に示した形状ベクトル“Ｐｓ-Ｐａ-Ｐｂ-Ｐｅ”を送信する例について説明する。なお、形状ベクトルの表現は、スタート地点からノードに対応する地点の名称を通過順で表すこととする。
【００２８】
ここで、特徴ノード抽出・形状ベクトル変形部８３は、送信しようとする形状ベクトルに特徴が無く、受信装置８８でのマップマッチングが困難であるような場合、形状ベクトルを“Ｐｓ-Ｐａ-Ｐｍ２-Ｐｍｓ２-Ｐｍ２-Ｐｍ３-Ｐｍ４-Ｐｂ-Ｐｅ”のようにノードまたは補間点を追加して、細いリンクで表すようにしても良い。
【００２９】
図６は、道路を示す形状ベクトル“Ｐｓ-Ｐａ-Ｐｂ-Ｐｅ”を示す説明図である。また、図７は、図６の形状ベクトルを受信した受信装置８８が形状マッチング（マップマッチング）を行う際の様子を模式的に表した説明図である。
【００３０】
なお、本実施形態では、ノード及び補間点の座標列の情報に加えて、デジタル地図データベースに予め存在する道路種別、道路番号、有料道路コードまたは交差点ノードなどの詳細情報や高速道路、国道、主要地方道などの道路種別をノードに付加してもよい。また、付加情報として、この他にも、交差点ノードの場合に交差点名を加えたり、ノードがトンネルの入口・出口、橋の入口・出口、行政区画の境界などを表している場合にはそれらの情報を加えても良い。さらに、付加情報として、伝達情報の精度の目安を伝えるために、縮尺１／２５０００の地図データから得たデータであるとか、縮尺１／１００００の地図データから得たデータであるといったように、基図の精度レベルを示す情報を加えても良い。
【００３１】
ここで、形状ベクトルを含むデータを受け取った図６に示す受信装置８８は、データ受信部８８ｅでデータを復元し、形状ベクトル表現事象情報部８８ｂで形状ベクトルを再現し、当該形状ベクトルに付加された情報を分離する。次に、形状マッチング部８８ｄは、事象の発生箇所を特定するための形状マッチング用データベース８８ｂを用いて、形状ベクトルが示す地図上の位置を特定する。
【００３２】
本実施形態の形状マッチング用データベース８８ｂは、データを３層（上位層、中位層、下位層）の構成に分けて格納している。上位層には、国道、主要地方道、警察の主導で設置された道路情報収受装置である光ビーコンの設置してある道路やその他の主要道路を示すノードとリンクが格納されている。中位層には、県道や市町村道など、１０万分の１の地図に示される程度の道路を示すノードとリンクが格納されている。また、下位層には、５０００分の１の地図に示される程度の道路を示すノードとリンクが格納されている。
【００３３】
本実施形態では、受信装置８８の形状マッチング部８８ｄが、形状ベクトルに対して上位層から順に形状マッチングを行い、形状が合致するとマッチング操作を完了して形状ベクトルの対象となる道路を判別する。
【００３４】
（第１の実施例）
本実施形態における当該形状マッチング方法のフローチャートを図８に示す。同図に示すように、上位層で形状マッチングが成功しない場合は（図７に示した例では、図７（ｃ）に示したようにＰｂ-Ｐｅ間が上位層（ａ）に存在しない。）中位層（ｂ）に移行し、最初の点Ｐｓから再度マッチングを行う。図７は中位層で全ての形状マッチングが完了した例だが、中位層でもマッチングが完了しない場合は、さらに詳細な道路を表す下位層に移行してマッチングを行う。
【００３５】
（第２の実施例）
次に、各層に共通のノードを設定した場合の形状マッチングを図９に示す。同図に示すように、上位層のＰａ，Ｐｃは、下位層のＰ１，Ｐ２にそれぞれ対応したノードである。このような形状マッチング用データベースは図１に示したセンターシステム等の送信装置８７およびナビゲーション搭載機等受信装置８８とハード面での構成が同一であるため、図１を合わせて説明する。この場合も処理自体は各部分において図８に示したフローチャートに基づいて行われる。
【００３６】
図１０に示す形状ベクトルが送信装置８７から送信された場合、ＰｓからＰｄまでは上位層に存在するがＰｄ-Ｐｅに相当する部分が上位層には存在しないため、受信装置８８の形状マッチング部８８ｄは、形状マッチング用データベース８８ｂの中位層に移行して形状マッチングを行う。この際、ＰｓからＰｄの経路中に上位層および中位層の２層に共通に定義されたノードＰｃ（上位層），Ｐ２（中位層）が存在するため、図１１に示したように、ＰｓからＰｃ間は上位層でのマッチング結果を用い、Ｐｃに対応するＰ２からＰｅ’の間は中位層でのマッチング結果を用いることによって、ＰｓからＰｅまでの形状マッチングを完了する。
【００３７】
この方法では、中位層と下位層との間にも同様に共通のノードを設定することで、各層の形状マッチング結果を共通のノードでつなげることにより有効活用できる。
【００３８】
図１２に、共通のノードによってどの階層にリンクされているかを示す識別子を有した場合の形状マッチングの様子を示す。また、図１２に示す形状マッチングの結果を図１３に示す。この場合においても、ハードウエアの構成は図１に示したものと同等である。
【００３９】
図３に、形状マッチングデータベース８８ｂ内のリンク情報のデータ構成を示す。また、第２の実施例における形状マッチング方式のフローチャートを図１４に示す。この方式の一番の特徴は、リンクに階層の所属情報があるため、この情報に沿ってマッチングを行えば全体として素早い形状マッチングを行うことができることである。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、交通情報提供の対象路線が増えても、またカーナビに過度の処理能力を要求することなく、受け取った情報を形状マッチングにより道路を特定し、交通情報を表示することができる。このため道路データのメンテナンスの過大な負担を伴わずに、デジタル地図上の位置情報を伝えることができ、また迅速に交通情報等の道路に関する情報の表示あるいは提示をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】形状マッチングにより事象情報を送信、受信するシステムの構成を示す図
【図２】事象情報の構成を示す例
【図３】リンクの情報形式を示す図
【図４】ノードの情報を示す図
【図５】形状ベクトルデータを示す図
【図６】送信する形状ベクトルを示す図
【図７】階層による形状マッチングを示す概念図
【図８】階層による形状マッチングを示す処理フローを示す図
【図９】階層共通ノードを用いる場合の階層による形状マッチングを示す概念図
【図１０】階層共通ノードを用いる場合の送信する形状ベクトルを示す図
【図１１】階層識別子を有するリンクを用いる場合の送信する形状ベクトルを示す図
【図１２】階層識別子を有するリンクを用いる場合の階層による形状マッチングを示す概念図
【図１３】階層識別子を有するリンクを用いる場合のマッチング結果を示す図
【図１４】ノードに階層情報を有する場合の階層による形状マッチングを示す処理フローを示す図
【図１５】交通情報を提供するセンタ―の従来例を示す図
【図１６】ノード、リンクを特定する従来例を示す図
【符号の説明】
Ｐｓ  開始リンク
Ｐｅ  終了リンク
Ｐｃ  共通リンク
Ｐｓ  開始リンク
４１  上位階層
４２  中位階層
６１  上位層
６２  中位層
６４  リンク
８１  データ送信部
８２  形状ベクトル表現事象情報データ
８３  特徴ノード抽出、形状ベクトル変形部
８４  形状ベクトル表現情報生成部
８５  事象情報データ
８６  地図データベース
８７  送信装置
８８  受信装置
【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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【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】
0003894547.tif 000014
【図１４】
0003894547.tif 000015
【図１５】
0003894547.tif 000016
【図１６】
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