JP2008014666A - マップマッチングに適するリンク設定システム、その方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】マップマッチングミスを無くすこと。
【解決手段】道路幅と平行する道路の道路幅や道路ネットワークの位置関係に応じてリンクのずらす方向とずらす距離を計算してリンクを設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動する車両に搭載される車載機で取得した車両の現在位置情報を基に車両が走行している道路を推定するマップマッチングにおいて、マップマッチングのミスを無くすためのリンクの設定方法に関する。

従来、走行車両の現在位置を各種センサからの情報を基に処理し、地図の道路上に推定してマッチングするマップマッチング処理は、カーナビゲーション装置やセンサ情報を通信でなどで受信した情報センタで実施しており、その結果により経路案内や交通情報作成に利用されていた。しかし、道路幅が異なる複数の道路が平行している場所や道路ネットワークが複雑な場所では正しい位置にマップマッチングされないことが発生していた。

すなわち、車両に搭載される車載機がカーナビゲーション装置である場合、車両の現在位置は、ジャイロ等の方位センサにより測定した車両の進行方向、および車速センサまたは距離センサにより測定した車両の走行距離により算出されている。

また、ＧＰＳによる情報も活用することで正確な現在位置を求め、車両が走行している位置を道路上に推定してカーナビゲーション装置の地図の道路上に現在位置を表すマークを表示している。

車両の現在位置を算出するとともに車両が走行している道路を推定して算出した車両の現在位置を修正する技術をマップマッチング技術と呼ばれている。

車載機がカーナビゲーション装置ではなくＧＰＳのみの自立航法を使用しない場合、車両の現在位置を算出するための情報がＧＰＳのみとなり、ＧＰＳの位置誤差が大きいことから、車両の現在位置を正確に算出することが難しかった。

車載機がＧＰＳのみの場合は、ＧＰＳの情報を通信で情報センタに送信し、情報センタで地図の道路上の推定位置を算出することが多い。

車載機がカーナビゲーション装置の場合、ＧＰＳのみの場合のいずれにおいても、車両の現在位置を道路上に推定するマップマッチング技術は、以下のように行われているのが一般的である。

ＧＰＳを含む各種センサからの情報を基に求めた車両の現在位置が道路上にない場合、現在位置から現在位置の近傍にある道路に対して下ろした垂線が交わる点を推定した現在位置としている。地図の道路は以下にあるようにリンクと呼ばれる線幅を持たない線分として表現されている。

地図上の道路は例えば交差点ごとに区切られた切片として表現される。この切片は一般的にリンクと呼ばれ、それぞれリンク番号が付与されている。リンクは、車両の進行方向別にそれぞれ設定される場合もあれば、両方向の道路を１つのリンクとして、付帯情報として進行方向を持たせることにより、道路を特定している。線幅を有しないリンクは、道路幅の中心に設定されている。

道路が平行しているすなわちリンクが平行して並んでいるような場所では、現在位置の測定誤差により、実際の道路とは異なる隣の道路にマッチングされてしまう可能性があった。特に、道路幅が広い道路と狭い道路が平行して並んでいる場合、道路幅が広い道路を走行している車両の位置情報にもかかわらず、位置情報が道路幅の広い道路のリンクよりも狭い道路のリンクに近くなり幅の狭い道路のリンクにマップマッチングされてしまう可能性が高かった。

これにより、間違った道路上にマップマッチングされ、その情報を基にして情報センタで道路交通情報を生成していると間違った情報を作成してしまう危険性があった。また、カーナビゲーション装置では、ドライバーに対して間違った道路案内をしてしまう危険性があった。

この問題を解決するために特許文献１では、車両の現在位置から近傍にある候補道路を選定するための距離（垂線の長さ）に対する閾値を道路幅に応じて設定することで道路幅の影響を加味してマップマッチングミスを回避する方法が示されている。

また、特許文献２では、複数の車線を有する道路幅の広い道路については、車線ごとに仮想リンクを設定することで平行する別の道路側に近い車線を走行している車両についてもマップマッチングミスをしない方法が示されている。
特許第３５９６９３９号公報 特開２００４−２２６３４１号公報

しかしながら、上述した従来例においては次のような問題点があった。

特許文献１では十分にマップマッチングできない課題があり、特許文献２では、１つの道路に対して仮想リンクを複数設定することで、マップマッチングの処理時間が数倍要する問題があった。

また、特許文献２では、平行する道路側の１つの仮想リンクのみを設定し１つの道路に対して仮想リンクを１つにすることも示されているが、例えば、３本の道路が平行している場合、真ん中の道路については外側の仮想リンクが２本になり、処理速度への影響が残る。また外側の仮想リンクのみにマッチングすると道路幅が広い道路では中央側走行車両のデータが正確にマップマッチングされないという課題があった。また、外側の仮想リンクを道路幅だけで設定すると重層道路ではリンク位置が平行する道路と逆転するような現象が生じてマップマッチングに問題がでる課題があった。

本発明は、以上説明した問題点を解決するためになされたものである。その目的は、マップマッチングミスを無くすことにある。

上記課題を解決するために、本発明は、道路幅と道路ネットワークを考慮して道路リンクを最適な位置に設定するマップマッチングに適するリンク設定システムを提供する。

また、本発明は、道路幅と平行する道路の道路幅や道路ネットワークの位置関係に応じてリンクのずらす方向とずらす距離を計算してリンクを設定するマップマッチングに適するリンク設定システムを提供する。

また、本発明は、道路幅と道路ネットワークを考慮して道路リンクを最適な位置に設定するマップマッチングに適するリンク設定方法を提供する。

また、本発明は、道路幅と平行する道路の道路幅や道路ネットワークの位置関係に応じてリンクのずらす方向とずらす距離を計算してリンクを設定するマップマッチングに適するリンク設定方法を提供する。

本発明によれば、マップマッチングミスを無くすことができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態におけるマップマッチングに適するリンク設定システムは、道路幅の広い幹線道１０１と道路幅の狭い一般道１０２が分離帯５を挟んで平行して存在しているような場所において、道路幅だけではなく、道路ネットワーク（平行する道路幅や位置関係）に応じてリンクのずらす方向とずらす距離を自動計算してリンク９、１０の設定とマップマッチング閾値２０１、２０２を設定することで、幹線道１０１のマップマッチング閾値２０１と一般道１０２のマップマッチング閾値２０２が重なることなく、また現在位置３が道路幅の狭い一般道１０２の近傍に存在した場合でもマップマッチングできるようにする。

本実施の形態によれば、以下に示す従来の問題を解決できる。図２において道路幅の広い幹線道１０１と道路幅の狭い一般道１０２が平行して存在しており、それぞれの道路はリンク１とリンク２が設定されている。

リンク１は幹線道１０１の道路幅の中心位置に設定され一方、リンク２は一般道１０２の道路幅の中心位置に設定されるのが一般的である。

いま、対象車両が幹線道１０１の外側すなわち一般道１０２よりの車線を走行しているときに、その車両からのＧＰＳ情報による車両位置３はＧＰＳの位置誤差を含むものの概ね幹線道１０１の外側に存在する。

この車両位置３をマップマッチングすると車両位置３からの距離が短い一般道１０２のリンク２の上に車両の現在位置を推定してしまう。

この場合の現在位置は現在位置４となり、対象車両は実際の走行道路（幹線道１０１）とは異なる平行して存在する道路（一般道１０２）を走行していることになってしまっている。

これを改善するために、上記の特許文献２では図３のように幹線道１０１のリンクを一般道１０２よりにずらしてリンク６を設定することで回避することは出来るとしている。しかし、図４のように平行する道路が３本あるような場合、両端の道路（１０２、１０３）については、リンクをリンク２、リンク８のようにずらせば問題ないが、真ん中の幹線道１０１のリンクはリンク６、リンク７のように複数もつ必要が発生してしまう。このためリンク数が増えることによりマップマッチング処理時間が問題となる。

一方、リンクの位置を道路幅に合わせてずらすことなく、道路幅に合わせて現在位置とマップマッチング先のリンクまでのマップマッチング閾値を変えることが上記の特許文献１で提案されている。これは図５のように幹線道１０１に対するマップマッチング閾値２０１は距離を長くし、道路幅の狭い一般道１０２のマップマッチング閾値２０２は距離を短くするものであるが、ＧＰＳの位置誤差を考えずに閾値が設定されるため、現在位置３が道路幅の狭い一般道１０２の近傍に存在してもマップマッチングされない問題があった。

次に、本実施の形態の動作について図６を用いて説明する。

まず始めに道路地図の道路幅情報を基にマップマッチング閾値を設定する（Ｓ１０２）。このときの閾値の値の設定は、車載機が取得する車両の現在位置の誤差を考慮して決定する。この処理は、ある意味で道路幅と車載機の誤差によって線幅を有しないリンクに線幅を持たせることである。

この結果からリンクが重なる箇所があるかを抽出する（Ｓ１０３）。

重なる箇所があった場合（Ｓ１０４）、リンクが重ならないようにリンク位置の移動と閾値を修正する（Ｓ１０５）。

もし、前記処理でもリンクの重なりがなくならない場所についてはリンクの付帯情報として重なりがあることを示すフラグを付ける処理を行う（Ｓ１０７）。

また、情報センタでマップマッチングする場合、複数の車両から車両位置情報が大量に集約され蓄積可能であることから、図７に示すように蓄積された情報から統計処理を行い（Ｓ１００）、その結果からマップマッチング閾値を設定する（Ｓ１０１）ことで道路幅や道路の位置関係だけではなく、その場所固有の現在位置情報の傾向も加味して適した閾値設定が出来る。

上記の本実施の形態によれば、正しい位置にマップマッチングされないことが発生していた道路幅が異なる複数の道路が平行している場所や道路ネットワークが複雑な場所においても、マップマッチングの処理時間を増やすことなく正確にマップマッチングすることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について図８を用いて説明する。

図８のように幹線道１０１と一般道１０２が重層しているような場所においては、幹線道１０１のリンクを外側にずらしてリンク６の位置にすると一般道１０２のリンク２との位置関係が逆転してしまい幹線道１０１を走行しているにもかかわらず、一般道１０２のリンク２にマップマッチングされてしまう。

また、図９のように道路が重層するような場所では、マップマッチング閾値２０１と２０２が重なることは避けられないため、もし現在位置３がマップマッチング閾値の重なりあった位置２０３に存在した場合は、ＧＰＳ情報は下層の道路では取得される可能性が低いことから道路の位置関係から上層にあるリンクにマップマッチングするようにリンクの付帯情報にマップマッチングの優先度の属性を付与しておくことで正確な道路にマップマッチングされる。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、マップマッチングに適するリンク設定システムの機能を実現するためのプログラムを装置に読込ませて実行することにより装置の機能を実現する処理を行ってもよい。さらに、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であるＣＤ−ＲＯＭまたは光磁気ディスクなどを介して、または伝送媒体であるインターネット、電話回線などを介して伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。

上述する各実施の形態は、マップマッチングに適するリンク設定システムが１つのコンピュータシステムとして実現されている構成について説明したが、機能毎に複数の装置などが追加された構成にも適用可能であることはもちろんである。

本発明は、走行車両等のＧＰＳ位置情報をカーナビゲーションの地図上に反映する処理、及びこれらの情報を利用して道路交通情報を生成する分野にも適用可能である。

本発明の第１の実施の形態における概念を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に関する従来技術の概念を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に関する従来技術の概念を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に関する従来技術の概念を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に関する従来技術の概念を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における動作を示す一の流れ図である。 本発明の第１の実施の形態における動作を示す他の流れ図である。 本発明の第２の実施の形態における概念を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における概念を示す図である。

Claims (7)

1. 道路幅と道路ネットワークを考慮して道路リンクを最適な位置に設定することを特徴とするマップマッチングに適するリンク設定システム。
2. 道路幅と平行する道路の道路幅や道路ネットワークの位置関係に応じてリンクのずらす方向とずらす距離を計算してリンクを設定することを特徴とするマップマッチングに適するリンク設定システム。
3. 収集されるＧＰＳ位置データを統計的に処理し、その道路に応じたリンクのずらす方向とずらす距離を決定とする請求項１または２記載のマップマッチングに適するリンク設定システム。
4. 道路幅と道路ネットワークを考慮して道路リンクを最適な位置に設定することを特徴とするマップマッチングに適するリンク設定方法。
5. 道路幅と平行する道路の道路幅や道路ネットワークの位置関係に応じてリンクのずらす方向とずらす距離を計算してリンクを設定することを特徴とするマップマッチングに適するリンク設定方法。
6. 収集されるＧＰＳ位置データを統計的に処理し、その道路に応じたリンクのずらす方向とずらす距離を決定とする請求項４または５記載のマップマッチングに適するリンク設定方法。
7. コンピュータに請求項１から３のいずれか１項に記載の機能を実現させることを特徴とするプログラム。

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