(57)【要約】【課題】滑らかなクロソイド曲線を作成する【解決手段】曲線作成装置は、まず、道路上を移動体が移動するときの移動方向に沿って複数配列されて道路の移動方向に沿った形状を示す曲線作成点の集合である曲線作成点列から、移動方向に沿って連続して配列されている３個の曲線作成点を三点組合せとして複数抽出する（Ｓ１６０，Ｓ１９０）。次に曲線作成装置は、抽出された複数の三点組合せのそれぞれについて、始点および終点における道路の半径をそれぞれ開始半径および終了半径として算出する（Ｓ１７０，Ｓ１９０）。そして曲線作成装置は、複数の三点組合せのそれぞれについて、始点において開始半径となるとともに終点において終了半径となり、且つ、始点から終点へ向かって移動方向に沿って移動するにつれて半径の逆数が開始半径の逆数から終了半径の逆数に向かって線形に変化するクロソイド曲線を作成する（Ｓ１８０，Ｓ１９０）。【選択図】図３
2016170606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路上を移動体が移動するときの移動方向に沿って複数配列されて前記道路の前記移動方向に沿った形状を示す道路点の集合である道路点列から、前記移動方向に沿って連続して配列されている複数の前記道路点を曲線作成点組合せとして複数抽出する抽出手段と、
前記曲線作成点組合せについて前記移動方向に沿った一端および他端に位置する前記道路点をそれぞれ始点および終点として、前記抽出手段により抽出された複数の前記曲線作成点組合せのそれぞれについて、前記始点および前記終点における前記道路の半径をそれぞれ開始半径および終了半径として算出する半径算出手段と、
前記抽出手段により抽出された複数の前記曲線作成点組合せのそれぞれについて、前記始点における半径が前記開始半径となるとともに前記終点における半径が前記終了半径となり、且つ、前記始点から前記終点へ向かって前記移動方向に沿って移動するにつれて半径の逆数が前記開始半径の逆数から前記終了半径の逆数に向かって線形に変化するクロソイド曲線を作成するクロソイド曲線作成手段とを備える
ことを特徴とする曲線作成装置。
【請求項２】
前記抽出手段により抽出された複数の前記曲線作成点組合せのうち、前記開始半径と前記終了半径との差が小さいことを示す予め設定された半径一致条件が成立している前記曲線作成点組合せについて、前記始点から前記終点へ向かって前記移動方向に沿って移動するときの半径が一定である単曲線を作成する単曲線作成手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の曲線作成装置。
【請求項３】
互いに隣接する２つの前記曲線作成点組合せのうち、一方の前記曲線作成点組合せを第１組合せとし、他方の前記曲線作成点組合せを第２組合せとし、
前記第１組合せで作成された前記クロソイド曲線である第１クロソイド曲線と、前記第２組合せで作成された前記クロソイド曲線である第２クロソイド曲線とで共有される前記道路点を共有点として、
前記共有点における前記第１クロソイド曲線の接線角と、前記共有点における前記第２クロソイド曲線の接線角との差が、予め設定された許容範囲から外れている場合に、前記道路点列を構成する前記道路点の数を増加させる道路点増加手段を備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の曲線作成装置。
【請求項４】
コンピュータを、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の曲線作成装置の各手段として機能させる曲線作成プログラム。
【請求項５】
道路上を移動体が移動するときの移動方向に沿って複数配列されて前記道路の前記移動方向に沿った形状を示す道路点の集合である道路点列から、前記移動方向に沿って連続して配列されている複数の前記道路点を曲線作成点組合せとして複数抽出する抽出手順と、
前記曲線作成点組合せについて前記移動方向に沿った一端および他端に位置する前記道路点をそれぞれ始点および終点として、前記抽出手順により抽出された複数の前記曲線作成点組合せのそれぞれについて、前記始点および前記終点における前記道路の半径をそれぞれ開始半径および終了半径として算出する半径算出手順と、
前記抽出手順により抽出された複数の前記曲線作成点組合せのそれぞれについて、前記始点における半径が前記開始半径となるとともに前記終点における半径が前記終了半径となり、且つ、前記始点から前記終点へ向かって前記移動方向に沿って移動するにつれて半径の逆数が前記開始半径の逆数から前記終了半径の逆数に向かって線形に変化するクロソイド曲線を作成するクロソイド曲線作成手順とを備える
ことを特徴とする曲線作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロソイド曲線を作成する曲線作成装置、曲線作成プログラムおよび曲線作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路上の点を示すサンプリング点群に基づき、道路部分の少なくとも一部を直線、クロソイド曲線または円弧のうちの一つによって近似することにより、限られたデータ量で高精度の電子化道路地図を作成する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１８５３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術では、隣接３点を通る円の式を算出し、この円の半径の逆数が所定範囲内である場合に、単純にこの隣接３点を通るクロソイド曲線で近似している。このため、互いに隣接する２つのクロソイド曲線の連結部分が滑らかに接続されないおそれがあった。
【０００５】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、滑らかなクロソイド曲線を作成する技術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】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた第１発明の曲線作成装置は、抽出手段と、半径算出手段と、クロソイド曲線作成手段とを備える。
抽出手段は、道路上を移動体が移動するときの移動方向に沿って複数配列されて道路の移動方向に沿った形状を示す道路点の集合である道路点列から、移動方向に沿って連続して配列されている複数の道路点を曲線作成点組合せとして複数抽出する。
【０００７】
半径算出手段は、曲線作成点組合せについて移動方向に沿った一端および他端に位置する道路点をそれぞれ始点および終点として、抽出手段により抽出された複数の曲線作成点組合せのそれぞれについて、始点および終点における道路の半径をそれぞれ開始半径および終了半径として算出する。
【０００８】
クロソイド曲線作成手段は、抽出手段により抽出された複数の曲線作成点組合せのそれぞれについて、始点における半径が開始半径となるとともに終点における半径が終了半径となり、且つ、始点から終点へ向かって移動方向に沿って移動するにつれて半径の逆数が開始半径の逆数から終了半径の逆数に向かって線形に変化するクロソイド曲線を作成する。
【０００９】
このように構成された第１発明の曲線作成装置は、複数の曲線作成点組合せのそれぞれについて、始点における半径が開始半径となるとともに終点における半径が終了半径となるようにクロソイド曲線を作成する。
【００１０】
このため、第１発明の曲線作成装置は、互いに隣接する２つの曲線作成点組合せで作成された第１クロソイド曲線と第２クロソイド曲線とで共有される道路点である共有点において、第１クロソイド曲線の半径と第２クロソイド曲線の半径との差が大きくなることを抑制し、共有点で滑らかに接続されたクロソイド曲線を作成することができる。
【００１１】
また、第１発明の曲線作成装置は、単曲線作成手段を備えるようにしてもよい。単曲線作成手段は、抽出手段により抽出された複数の曲線作成点組合せのうち、開始半径と終了半径との差が小さいことを示す予め設定された半径一致条件が成立している曲線作成点組合せについて、始点から終点へ向かって移動方向に沿って移動するときの半径が一定である単曲線を作成する。
【００１２】
これにより、第１発明の曲線作成装置は、クロソイド曲線よりも形状が単純な単曲線で曲線作成点組合せの形状を表現することができるため、道路点列を曲線で表現するために必要なデータ量を低減することができる。
【００１３】
また、細かいクロソイド曲線が無数に続くと、運転の際に、微小にハンドルが動き続けることになり、運転者にとって負担になるおそれがある。これに対し、開始半径と終了半径との差が小さいことを示す予め設定された半径一致条件が成立している場合に、クロソイド曲線を単曲線に差し替えることで、単曲線の区間ではハンドルの動きが固定され、単曲線の区間が多いほど運転の負担を軽減することができる。
【００１４】
また、第１発明の曲線作成装置は、道路点増加手段を備えるようにしてもよい。道路点増加手段は、共有点における第１クロソイド曲線の接線角と、共有点における第２クロソイド曲線の接線角との差が、予め設定された許容範囲から外れている場合に、道路点列を構成する道路点の数を増加させる。なお、互いに隣接する２つの曲線作成点組合せのうち、一方の曲線作成点組合せを第１組合せとし、他方の曲線作成点組合せを第２組合せとする。また、第１組合せで作成されたクロソイド曲線である第１クロソイド曲線と、第２組合せで作成されたクロソイド曲線である第２クロソイド曲線とで共有される道路点を共有点とする。
【００１５】
これにより、第１発明の曲線作成装置は、道路点の数が増加した道路点列を用いてクロソイド曲線の作成をやり直すことができる。そして、道路点の数が増加すると、１つの曲線作成点組合せを構成する道路点間の距離が短くなる。そして、道路点間の距離が短くなると、曲線作成点組合せの形状が直線に近づいていく。このため、第１発明の曲線作成装置は、共有点における第１クロソイド曲線の接線角と、共有点における第２クロソイド曲線の接線角との差が小さくなるようにすることができ、共有点で更に滑らかに接続されたクロソイド曲線を作成することができる。
【００１６】
上記目的を達成するためになされた第２発明の曲線作成プログラムは、コンピュータを第１発明の曲線作成装置の各手段として機能させる。
第２発明の曲線作成プログラムによって制御されるコンピュータは、第１発明の曲線作成装置の一部を構成することができ、第１発明の曲線作成装置と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
上記目的を達成するためになされた第３発明の曲線作成方法は、抽出手順と、半径算出手順と、クロソイド曲線作成手順とを備える。
抽出手順は、道路上を移動体が移動するときの移動方向に沿って複数配列されて道路の移動方向に沿った形状を示す道路点の集合である道路点列から、移動方向に沿って連続して配列されている複数の道路点を曲線作成点組合せとして複数抽出する。
【００１８】
半径算出手順は、曲線作成点組合せについて移動方向に沿った一端および他端に位置する道路点をそれぞれ始点および終点として、抽出手順により抽出された複数の曲線作成点組合せのそれぞれについて、始点および終点における道路の半径をそれぞれ開始半径および終了半径として算出する。
【００１９】
クロソイド曲線作成手順は、抽出手順により抽出された複数の曲線作成点組合せのそれぞれについて、始点における半径が開始半径となるとともに終点における半径が終了半径となり、且つ、始点から終点へ向かって移動方向に沿って移動するにつれて半径の逆数が開始半径の逆数から終了半径の逆数に向かって線形に変化するクロソイド曲線を作成する。
【００２０】
第３発明の曲線作成方法は、第１発明の曲線作成装置にて実行される方法であり、当該方法を実行することで、第１発明の曲線作成装置と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】曲線作成装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】道路曲線作成処理を示すフローチャートである。
【図３】クロソイド曲線作成処理を示すフローチャートである。
【図４】生成された対象道路点列の一例を示す図である。
【図５】対象道路点列内の近接点対ＰＰを示す図である。
【図６】対象道路点列を通る３次スプライン曲線ＳＣを示す図である。
【図７】曲線作成点列を示す図である。
【図８】曲線作成点列内の三点組合せＰＳを示す図である。
【図９】クロソイド曲線の作成方法を説明するためのグラフである。
【図１０】クロソイド曲線を用いる際の問題点を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の曲線作成装置１は、図１に示すように、表示部１１と、操作入力部１２と、データ記憶部１３と、データ入出力部１４と、制御部１５とを備える。
【００２３】
表示部１１は、表示装置（不図示）を備え、表示装置の表示画面に各種画像を表示する。
操作入力部１２は、使用者がキーボード（不図示）とマウス（不図示）を介して行った入力操作を特定するための入力操作情報を出力する。
【００２４】
データ記憶部１３は、各種データを記憶するための記憶装置である。
データ入出力部１４は、有線または無線で接続された外部機器との間でデータの入出力を行う。
【００２５】
制御部１５は、操作入力部１２およびデータ入出力部１４からの入力に基づいて各種処理を実行し、表示部１１、データ記憶部１３およびデータ入出力部１４を制御する。
このように構成された曲線作成装置１において、制御部１５は、道路曲線作成処理を実行する。
【００２６】
ここで、制御部１５が実行する道路曲線作成処理の手順を説明する。道路曲線作成処理は、道路曲線作成処理を実行するために制御部１５に記憶された道路曲線作成プログラム２０を使用者の入力操作により起動することで実行される。なお道路曲線作成プログラム２０は、曲線作成装置１に予めインストールされていてもよいし、記録媒体またはネットワークを介してインストールされるようにしてもよい。記録媒体としては、例えば光ディスク、磁気ディスクおよび半導体メモリなどが挙げられる。
【００２７】
この道路曲線作成処理が実行されると、制御部１５は、図２に示すように、まず、Ｓ１０にて、道路地図データを作成する対象となる道路（以下、対象道路という）を選択するための画像（以下、対象道路選択画像という）を表示部１１の表示画面に表示する。
【００２８】
その後Ｓ２０にて、使用者により選択された対象道路を特定する対象道路特定情報が操作入力部１２から入力されたか否かを判断する。ここで、対象道路特定情報が入力されていない場合には（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ２０の処理を繰り返すことにより、対象道路特定情報が入力するまで待機する。そして、対象道路特定情報が入力されると（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ３０にて、対象道路特定情報により特定される対象道路の座標点群データをデータ記憶部１３から取得する。
【００２９】
対象道路の座標点群データは、対象道路の三次元形状を表す複数地点の三次元座標の集合であり、例えばモービルマッピングシステム（ＭＭＳ：Mobile Mapping System）を利用して取得される。ＭＭＳでは、レーザスキャナを搭載した計測車両で対象道路を走行することにより、対象道路の座標点群データを計測する。対象道路の座標点群データは、計測車両の現在位置と、レーザスキャナがパルスレーザ光を照射した方向と、パルスレーザ光を照射してから反射レーザ光を検出するまでの時間に基づいて、レーザ光を反射した地点の三次元座標を計測することにより取得される。
【００３０】
なお、対象道路の座標点群データは、道路曲線作成処理を開始する前に予めデータ記憶部１３に記憶される。
そしてＳ４０にて、座標点群データから白線データを抽出する。白線データは、車線、外側線、分離帯、横断歩道および停止線などが位置する地点の座標を示すデータである。
【００３１】
その後Ｓ５０にて、Ｓ４０で抽出した白線データを用いて、例えば図４に示すように、対象道路の点列（以下、対象道路点列という）を生成する。具体的には、例えば、対象道路の左側に形成された白線と、対象道路の右側に形成された白線との中心線に沿って配列された点の集合が対象道路点列として生成される。
【００３２】
そして、Ｓ５０の処理が終了すると、図２に示すように、Ｓ６０にて、クロソイド曲線作成処理（後述）を実行する。そしてＳ７０にて、Ｓ６０で作成されたデータをデータ記憶部１３に記憶し、道路曲線作成処理を終了する。
【００３３】
次に、制御部１５がＳ６０で実行するクロソイド曲線作成処理の手順を説明する。
このクロソイド曲線作成処理が実行されると、制御部１５は、図３に示すように、まずＳ１１０にて、分割数を初期値に設定する。そしてＳ１２０にて、Ｓ５０で生成された対象道路点列の総距離を分割数で除算した除算値を分割距離として算出する。対象道路点列の総距離は、対象道路点列を構成する全ての点について互いに隣接する点同士を直線で連結し、これら全ての直線の長さを合計することにより算出される。さらにＳ１３０にて、対象道路点列の中で、互いに隣接する２点間の距離が、Ｓ１２０で算出された分割距離より短くなる２点（以下、近接点対という）を抽出し（図５の近接点対ＰＰを参照）、この近接点対のうちの何れか一方を削除する。
【００３４】
次にＳ１４０にて、Ｓ１３０の処理が行われた後の対象道路点列を通る３次スプライン曲線（図６の曲線ＳＣを参照）を作成する。そしてＳ１５０にて、Ｓ１２０で算出された分割距離毎に、Ｓ１４０で作成された３次スプライン曲線上に点を発生させる（図７を参照）。以下、Ｓ１５０で発生させた点列を曲線作成点列という。また、曲線作成点列を構成する各点を曲線作成点という。
【００３５】
そしてＳ１６０にて、Ｓ１４０で作成された３次スプライン曲線の一端および他端をそれぞれ開始点および終了点として、開始点から３次スプライン曲線に沿って終了点に向かいながら、開始点から順番に、３次スプライン曲線に沿って連続した３個の曲線作成点で構成された三点組合せＰＳを１組抽出する。
【００３６】
具体的には、図８に示すように、３次スプライン曲線の一端から順に曲線作成点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，・・・・が配列されていると、まず、曲線作成点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を抽出する。そして、次にＳ１５０の処理が行われるときに、曲線作成点Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を抽出し、さらに次にＳ１５０の処理が行われるときに、曲線作成点Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７を抽出する。
【００３７】
Ｓ１５０で三点組合せＰＳを１組抽出すると、図３に示すように、Ｓ１７０にて、Ｓ１６０で抽出された三点組合せＰＳについて、総距離Ｌｓ、開始半径Ｒｓおよび終了半径Ｒｅを算出する。
【００３８】
具体的には、まず、Ｓ１６０で抽出された三点組合せＰＳを構成する曲線作成点のうち、図８に示すように、３次スプライン曲線に沿って開始点に最も近い点を始点ＳＰとし、３次スプライン曲線に沿って終了点に最も近い点を終点ＥＰとし、残りの１点を中点ＭＰとする。
【００３９】
また、三点組合せＰＳに隣接する２個の曲線作成点のうち、始点ＳＰに近い点を第１隣接点ＮＰ１とし、終点ＥＰに近い点を第２隣接点ＮＰ２とする。
そして、始点ＳＰから終点ＥＰまで３次スプライン曲線に沿って移動した場合の距離を総距離Ｌｓとして算出する。
【００４０】
さらに、第１隣接点ＮＰ１と始点ＳＰと中点ＭＰとで構成される円弧の半径を開始半径Ｒｓとして算出し、第２隣接点ＮＰ２と終点ＥＰと中点ＭＰとで構成される円弧の半径を終了半径Ｒｅとして算出する。
【００４１】
そしてＳ１７０の処理が終了すると、図３に示すように、Ｓ１８０にて、Ｓ１６０で抽出された三点組合せＰＳについて、クロソイド曲線を作成する。具体的には、図９に示すように、始点ＳＰ（すなわち、移動距離Ｌが０である地点）において半径の逆数が１／Ｒｓであり、始点ＳＰから終点ＥＰまで３次スプライン曲線に沿って移動するにつれて、半径の逆数が線形で増加または減少し、終点ＥＰ（すなわち、移動距離Ｌが総距離Ｌｓである地点）で、半径の逆数が１／Ｒｅとなるクロソイド曲線を作成する。
【００４２】
そしてＳ１８０の処理が終了すると、図３に示すように、Ｓ１９０にて、３次スプライン曲線の終了点まで三点組合せＰＳの抽出を行ったか否かを判断する。ここで、終了点まで三点組合せＰＳの抽出を行っていない場合には（Ｓ１９０：ＮＯ）、Ｓ１６０に移行して、上述の処理を繰り返す。
【００４３】
一方、終了点まで三点組合せＰＳの抽出を行った場合には（Ｓ１９０：ＹＥＳ）、Ｓ２００にて、隣接するクロソイド曲線の共有点の接線角（図８の接線角τを参照）の差が、予め設定された許容範囲内であるか否かを判断する。
【００４４】
なお、クロソイド曲線の共有点とは、三点組合せＰＳの始点ＳＰと終点ＥＰである。そして、隣接するクロソイド曲線とは、同一の始点ＳＰまたは終点ＥＰを用いて作成されたクロソイド曲線である。例えば、曲線作成点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を用いて作成されたクロソイド曲線と、曲線作成点Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を用いて作成されたクロソイド曲線とは隣接している。また、曲線作成点Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を用いて作成されたクロソイド曲線と、曲線作成点Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７を用いて作成されたクロソイド曲線とは隣接している。
【００４５】
Ｓ２００では、例えば、曲線作成点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を用いて作成されたクロソイド曲線の曲線作成点Ｐ３における接線角と、曲線作成点Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を用いて作成されたクロソイド曲線の曲線作成点Ｐ３における接線角との差が許容範囲内であるか否かが判断される。
【００４６】
ここで、接線角の差が許容範囲から外れている共有点が存在している場合には（Ｓ２００：ＮＯ）、Ｓ２１０にて、分割数を、予め設定された分割増加数だけ増加させて、Ｓ１２０に移行する。一方、隣接するクロソイド曲線の共有点の全てにおいて接線角の差が許容範囲内である場合には（Ｓ２００：ＹＥＳ）、Ｓ２２０にて、開始半径Ｒｓと終了半径Ｒｅとの差が予め設定された単曲線判定値以下であるクロソイド曲線を単曲線に変更する。なお、単曲線の半径は、開始半径Ｒｓと終了半径Ｒｅの平均値に設定される。
【００４７】
さらにＳ２３０にて、Ｓ２２０で単曲線に変更された曲線と共有点が繋がっているクロソイド曲線について、この共有点における半径（すなわち、開始半径Ｒｓまたは終了半径Ｒｅ）を、繋がっている単曲線の半径とした再計算を行い、クロソイド曲線を修正する。
【００４８】
そして、Ｓ２２０で単曲線に変更された曲線と共有点が繋がっているクロソイド曲線の全てについて修正が完了すると、クロソイド曲線作成処理を終了する。
このように構成された曲線作成装置１は、まず、道路上を移動体が移動するときの移動方向に沿って複数配列されて道路の移動方向に沿った形状を示す曲線作成点の集合である曲線作成点列から、移動方向に沿って連続して配列されている３個の曲線作成点を三点組合せＰＳとして複数抽出する（Ｓ１６０，Ｓ１９０）。
【００４９】
次に曲線作成装置１は、三点組合せＰＳについて移動方向に沿った一端および他端に位置する曲線作成点をそれぞれ始点ＳＰおよび終点ＥＰとして、抽出された複数の三点組合せＰＳのそれぞれについて、始点ＳＰおよび終点ＥＰにおける道路の半径をそれぞれ開始半径Ｒｓおよび終了半径Ｒｅとして算出する（Ｓ１７０，Ｓ１９０）。
【００５０】
そして曲線作成装置１は、複数の三点組合せＰＳのそれぞれについて、始点ＳＰにおける半径が開始半径Ｒｓとなるとともに終点ＥＰにおける半径が終了半径Ｒｅとなり、且つ、始点ＳＰから終点ＥＰへ向かって移動方向に沿って移動するにつれて半径の逆数が開始半径Ｒｓの逆数から終了半径Ｒｅの逆数に向かって線形に変化するクロソイド曲線を作成する（Ｓ１８０，Ｓ１９０）。
【００５１】
このように構成された曲線作成装置１は、複数の三点組合せＰＳのそれぞれについて、始点ＳＰにおける半径が開始半径Ｒｓとなるとともに終点ＥＰにおける半径が終了半径Ｒｅとなるようにクロソイド曲線を作成する。
【００５２】
このため、曲線作成装置１は、互いに隣接する２つの三点組合せＰＳ（例えば、図８の曲線作成点Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５で構成される三点組合せＰＳと、曲線作成点Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７で構成される三点組合せＰＳ）で作成された第１クロソイド曲線と第２クロソイド曲線とで共有される曲線作成点である共有点（例えば、図８の曲線作成点Ｐ５）において、第１クロソイド曲線の半径と第２クロソイド曲線の半径との差が大きくなることを抑制し、共有点で滑らかに接続されたクロソイド曲線を作成することができる。
【００５３】
なお、例えば図６に示す３次スプライン曲線は、点と点との間を３次関数で表現し、点での接続が滑らかになるようにしたものである。スプライン曲線は、各点で接続する互いに隣接した曲線の接線角が一致する。しかし、スプライン曲線では曲率が考慮されていない。このため、スプライン曲線は、各点で接続する互いに隣接した曲線の曲率が一致しない箇所が存在する場合がある。隣接した曲線の曲率が一致しない箇所が存在すると、この箇所で急ハンドルを切ることになり、３次スプライン曲線による道路設計には問題があることがわかる。
【００５４】
この問題を解決するために、道路設計に対して有効なクロソイド曲線を用いることが考えられる。しかし、曲率を考慮しなかった場合には、スプライン曲線と同様の問題が発生する。曲率が異なる箇所が存在する場合に、クロソイドの基本式（１／Ｒ＝（１／Ａ２）×Ｌ）に当てはめると、例えば図１０に示すようなグラフが得られる。図１０では、Ｌ＝ｌ１，ｌ２，ｌ３の箇所で曲率が異なっている。この場合、Ｌ＝ｌ１，ｌ２，ｌ３の箇所で急ハンドルを切ることになる。このため、クロソイド曲線を作成する場合には、隣接するクロソイド曲線の共有点で双方の曲率を一致させる必要がある。つまり、共有点で接続する双方の曲率を一致させることで急ハンドルを防止することができる。
【００５５】
また曲線作成装置１は、抽出された複数の三点組合せＰＳのうち、開始半径Ｒｓと終了半径Ｒｅとの差が予め設定された単曲線判定値以下である三点組合せＰＳについて、始点ＳＰから終点ＥＰへ向かって移動方向に沿って移動するときの半径が一定である単曲線を作成する（Ｓ２２０）。
【００５６】
これにより、曲線作成装置１は、クロソイド曲線よりも形状が単純な単曲線で三点組合せＰＳの形状を表現することができるため、曲線作成点列を曲線で表現するために必要なデータ量を低減することができる。
【００５７】
また、細かいクロソイド曲線が無数に続くと、運転の際に、微小にハンドルが動き続けることになり、運転者にとって負担になるおそれがある。これに対し、開始半径Ｒｓと終了半径Ｒｅとの差が予め単曲線判定値以下である場合に、クロソイド曲線を単曲線に差し替えることで、単曲線の区間ではハンドルの動きが固定され、単曲線の区間が多いほど運転の負担を軽減することができる。
【００５８】
また曲線作成装置１は、隣接するクロソイド曲線の共有点の接線角の差が予め設定された許容範囲から外れている場合に、曲線作成点列を構成する曲線作成点の数を増加させる（Ｓ２００，Ｓ２１０，Ｓ１２０，Ｓ１５０）。
【００５９】
これにより、曲線作成装置１は、曲線作成点の数が増加した曲線作成点列を用いてクロソイド曲線の作成をやり直すことができる。そして、曲線作成点の数が増加すると、１つの三点組合せＰＳを構成する曲線作成点間の距離が短くなる。そして、曲線作成点間の距離が短くなると、三点組合せＰＳの形状が直線に近づいていく。このため、曲線作成装置１は、隣接するクロソイド曲線の共有点の接線角の差が小さくなるようにすることができ、共有点で更に滑らかに接続されたクロソイド曲線を作成することができる。
【００６０】
以上説明した実施形態において、Ｓ１６０，Ｓ１９０の処理は本発明における抽出手段および抽出手順、Ｓ１７０，Ｓ１９０の処理は本発明における半径算出手段および半径算出手順、Ｓ１８０，Ｓ１９０の処理は本発明におけるクロソイド曲線作成手段およびクロソイド曲線作成手順、Ｓ２２０の処理は本発明における単曲線作成手段、Ｓ２００，Ｓ２１０，Ｓ１２０，Ｓ１５０の処理は本発明における道路点増加手段である。
【００６１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態では、３個の曲線作成点で構成された三点組合せＰＳを抽出するものを示したが、２個または４個以上の曲線作成点で構成された組合せを抽出するようにしてもよい。
【００６２】
また、車両が低速で走行している場合には運転者はハンドルを急速に大きく切ってもよいが、車両が高速で走行している場合には、運転者はハンドルをゆっくり切る必要がある。このため、曲線作成装置１は、クロソイド曲線を滑らかに結ぶための許容範囲を走行速度によって変化させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１…曲線作成装置、１１…表示部、１２…操作入力部、１３…データ記憶部、１４…データ入出力部、１５…制御部、２０…道路曲線作成プログラム
【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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