JP2019008350A - 地図データ構造、送信装置、及び、運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】状況に応じて適切に交差点での停止要否の判定を行う。【解決手段】地図データ構造は、交差点の識別情報と、当該交差点の位置情報とを対応付けた交差点データを含み、前記交差点の位置情報は、当該交差点に存在する停止線の位置座標により規定されている。運転支援装置は、交差点データを参照することにより、交差点に存在する停止線において車両を停止させる必要があるか否かを判定する。【選択図】図４

Description

本発明は、運転支援のために使用される地図データに関する。

近年、運転支援や自動運転に適した地図データの開発が進んでいる。特許文献１では、車線情報と信号機情報とを対応付けて記憶し、信号機に応じて運転支援を行う手法が記載されている。さらに特許文献１では、信号機と対応付けられた停止線の位置を示す停止線情報を記憶し、停止線の位置で車両が停止するように運転支援を行うことも記載されている。

特開２０１６−４０６４４号公報

しかし、特許文献１では、交差点の位置や範囲を特定し、運転支援などに利用することについては特に考慮されていない。

本発明の解決しようとする課題としては、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、状況に応じて適切に交差点での停止要否の判定を行うことを目的とする。

請求項１に記載の発明は、地図を示す地図データ構造であって、交差点の識別情報と、当該交差点の位置情報とを対応付けた交差点データを含み、前記交差点の位置情報は、当該交差点に存在する停止線の位置座標により規定されている。

実施例に係る運転支援システムの構成を示す。 道路及び車線の例を示す。 道路リンクデータ及び車線リンクデータの例を示す。 停止線データ及び交差点データの例を示す。 交差点の例を示す。 交差点データの他の例を示す。 交差点データの他の例を示す。 交差点の例を示す。 運転支援装置の構成を示す。 運転支援処理のフローチャートである。

本発明の好適な実施形態では、地図を示す地図データ構造であって、交差点の識別情報と、当該交差点の位置情報とを対応付けた交差点データを含み、前記交差点の位置情報は、当該交差点に存在する停止線の位置座標により規定されている。

上記の地図データ構造は、交差点の識別情報と、当該交差点の位置情報とを対応付けた交差点データを含み、前記交差点の位置情報は、当該交差点に存在する停止線の位置座標により規定されている。よって、交差点データを参照することにより、交差点に存在する停止線において車両を停止させる必要があるか否かを判定することができる。

上記の地図データ構造の一態様では、前記交差点の位置情報は、当該交差点に存在する全ての停止線の位置情報を含む。この態様では、交差点データから直接的に停止線の位置情報を取得することができる。

上記の地図データ構造の他の一態様では、前記交差点の位置情報は、当該交差点に存在する停止線を延長した線分により規定される。この場合の好適な例では、前記交差点の位置情報は、前記線分の交点の座標を含む。

上記の地図データ構造の他の一態様では、前記交差点データは、当該交差点における信号機の有無を示す情報を含む。この態様では、交差点に存在する信号機の状態に応じて、交差点での車両を停止させるか否かを判定することができる。

本発明の他の好適な実施形態では、送信装置は、上記の地図データ構造を有する地図データを記憶する記憶部と、前記地図データを、車両に送信する送信部と、を備える。この送信装置により、上記の地図データを車両に送信して利用させることができる。

本発明の他の好適な実施形態では、運転支援装置は、上記の地図データ構造を有する地図データを取得する取得部と、走行中の道路における交差点を検出する検出部と、前記交差点データを参照して、前記交差点において車両が停止すべきか否かを判定する判定部と、判定結果を出力する出力部と、を備える。これにより、交差点において、適切に車両の運転支援を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
［システム構成］
図１は、本発明を適用した運転支援システムの構成を示す。運転支援システムは、サーバ１０と、車両３に搭載された運転支援装置２０とを含む。サーバ１０と運転支援装置２０とは無線通信可能に構成されている。なお、図１においては説明の便宜上１つの車両３のみが示されているが、実際には多数の車両３がサーバ１０と通信する。

サーバ１０は、地図データを記憶しており、運転支援装置２０からの要求により車両３の現在位置周辺の地図データを運転支援装置２０へ提供する。本実施例では、車両３の走行車線を考慮した運転支援が行われるため、地図データとしては、道路毎の情報を含む道路リンクデータに加えて、車線毎の情報を含む車線リンクデータが用意されている。具体的に、サーバ１０は、道路リンクデータベース（以下、データベースを「ＤＢ」と記す）１１と、車線リンクＤＢ１２と、停止線ＤＢ１３と、交差点ＤＢ１４とを有する。道路リンクＤＢ１１は道路リンクデータを記憶しており、車線リンクＤＢ１２は車線リンクデータを記憶しており、停止線ＤＢ１３は停止線データを記憶し、交差点ＤＢ１４は交差点データを記憶している。

［地図データ］
（道路リンクデータと車線リンクデータ）
まず、道路リンクデータと車線リンクデータについて説明する。いま、図２（Ａ）に示すように、片側２車線の「道路１」があるとする。東行きの２車線を「道路１Ａ」と呼び、西行きの２車線を「道路１Ｂ」と呼ぶことにする。東行きの道路１Ａは「車線１Ａ−１」と「車線１Ａ−２」を有し、西行きの道路１Ｂは「車線１Ｂ−１」と「車線１Ｂ−２」を有する。

この場合、道路１に関するデータは、図２（Ｂ）に示すように、道路リンクデータとして、道路１Ａに対応する「道路リンクＲＬ１Ａ」と、道路１Ｂに対応する「道路リンクＲＬ１Ｂ」が用意される。これに加えて、車線リンクデータとして、車線１Ａ−１に対応する「車線リンクＬＬ１Ａ−１」と、車線１Ａ−２に対応する「車線リンクＬＬ１Ａ−２」と、車線１Ｂ−１に対応する「車線リンクＬＬ１Ｂ−１」と、車線１Ｂ−２に対応する「車線リンクＬＬ１Ｂ−２」とが用意される。なお、図２の例では、各道路リンク及び車線リンクの両端であるノードは、「ノードＮ１」と「ノードＮ２」であるものとする。

図３（Ａ）は、図２の場合における道路リンクデータの例を示す。図３（Ａ）に示すように、道路リンクデータは、道路リンクＩＤと、始点ノードと、終点ノードと、対応する車線リンクと、属性とを含む。

「道路リンクＩＤ」は、各道路リンクに一意に付与された識別情報であり、「始点ノード」はその道路リンクの始点となるノードのＩＤであり、「終点ノード」はその道路リンクの終点となるノードのＩＤである。「対応する車線リンク」は、図２（Ｂ）に示すような、その道路リンクに対応する車線リンクのＩＤである。「属性」は、その道路リンクに関する各種の属性情報であり、例えば車線数、道路幅などを含む。

一方、図３（Ｂ）は、図２の場合における車線リンクデータの例を示す。図３（Ｂ）に示すように、車線リンクデータは、車線リンクＩＤと、始点ノードと、終点ノードと、対応する道路リンクと、属性とを含む。

「車線リンクＩＤ」は、各車線リンクに一意に付与された識別情報であり、「始点ノード」はその車線リンクの始点となるノードのＩＤであり、「終点ノード」はその車線リンクの終点となるノードのＩＤである。「対応する道路リンク」は、図２（Ｂ）に示すような、その車線リンクに対応する道路リンクのＩＤである。「属性」は、その道路リンクに関する各種の属性情報であり、例えば、車線幅、車線数、交差点内レーンなどの情報を含む。

なお、図３に示す道路リンクデータ及び車線リンクデータの内容は一例であり、両者の対応関係が明確になっていれば、共通する情報（例えば始点ノード、終点ノードなど）はいずれか一方のデータのみに含めても良い。

（停止線データ）
次に、停止線データについて説明する。停止線データは、車線毎、かつ、道路に設けられた停止線毎に用意され、その停止線においてどのような運転支援を行うべきかを決定する際に使用されるデータである。図４（Ａ）は、停止線データの一例を示す。停止線データは、停止線ＩＤと、位置情報と、対応する車線リンクとを含む。

「停止線ＩＤ」は、各停止線に一意に付与された識別情報である。「位置情報」は、その停止線の地理上の位置を示し、具体的には緯度及び経度により示される。緯度、経度に加えて、高度の情報を含んでいても良い。「対応する車線リンク」は、その停止線が設けられている車線の車線リンクＩＤである。停止線データは、車線毎に設けられるため、基本的に１つの停止線に対応する車線リンクは１つとなる。

（交差点データ）
次に、交差点データについて説明する。交差点データは、交差点毎に用意され、その交差点の位置や範囲を規定するものである。なお、交差点データは、信号のある交差点のみならず、信号の無い交差点についても用意される。

図５は、交差点の一例を示す。この交差点の交差点ＩＤを「ＩＳ１」とする。この交差点では、南北方向に延びる片側２車線の道路と、東西方向に延びる片側１車線の道路とが交わっている。また、この交差点には、４つの信号機ＳＩＧ１０〜ＳＩＧ１３が設置されている。各方向に延びる道路には停止線が設けられており、各停止線には車線毎に停止線ＩＤが付与され、図４（Ａ）に示すように、対応する停止線データが用意されている。具体的に、北行きの２車線の道路には停止線ＳＴ１及びＳＴ２の停止線データが用意され、南行の２車線の道路には停止線ＳＴ４及びＳＴ５の停止線データが用意されている。また、東行きの１車線の道路には停止線ＳＴ６の停止線データが用意され、西行きの１車線の道路には停止線ＳＴ３の停止線データが用意されている。なお、各停止線データが示す位置は、図５における各停止線ＩＤ（ＳＴ１〜ＳＴ６）が示す黒点の位置、即ち、各車線における停止線の中央位置となっている。

交差点の範囲は、各道路に設けられた停止線の位置により規定される。即ち、図５に示すように、各道路に設けられた停止線ＳＴ１〜ＳＴ６を接続してなる破線の矩形領域３０がこの交差点の範囲を示している。このように、交差点の範囲は、その交差点に含まれる停止線の位置により規定される。詳しくは、交差点の範囲は、各停止線を延長してなる４本の線分により規定される矩形の領域となる。

図４（Ｂ）は、交差点データの第１の例を示す。この例では、交差点データは、交差点ＩＤと、位置情報と、信号機ＩＤとを含む。「交差点ＩＤ」は、各交差点に一意に付与された識別情報である。「位置情報」は、その交差点の地理上の位置を示し、具体的には緯度及び経度により示される。ここで、交差点の位置は、その交差点に属する停止線の位置により規定される。この例では、交差点データ中の「位置情報」としては、交差点ＩＳ１に含まれる６個の停止線データ（停止線ＳＴ１〜ＳＴ６）の位置情報が使用されている。因みに、図４（Ｂ）に示す交差点ＩＳ２の交差点は、片側１車線の道路が交わる交差点であり、「位置情報」としては、各方向に延びる道路上に設けられた停止線の停止線データの位置情報が含まれている。

また、交差点データには、信号機ＩＤが含まれる。図５に示すように、交差点ＩＳ１には信号機ＳＩＧ１０〜１３が設けられているので、交差点ＩＳ１の交差点データには、信号機ＩＤとしてＳＩＧ１０〜１３が含まれている。なお、図４（Ｂ）に示す交差点ＩＳ２は信号機の無い交差点である。

以上のように、交差点データにおける位置情報を、その交差点に属する停止線の位置情報を用いて規定することにより、交差点の位置及び範囲を明確に表すことができる。また、交差点に進入する車両の運転支援を行うときには、交差点データを参照すれば、停止線の位置、即ち、車両が停止すべき位置が直ちにわかるという利点がある。

図６は、交差点データの第２の例を示す。この例では、「位置情報」として、位置座標の代わりに、対応する停止線の停止線ＩＤを含んでいる。これにより、交差点ＩＤと、その交差点に属する停止線の停止線ＩＤとの対応関係が明確となる。運転支援処理などにおいては、位置情報に含まれる停止線ＩＤに基づいて図４（Ａ）に例示する停止線データを参照することにより、交差点の位置及び範囲を規定する停止線の位置座標を取得することができる。なお、信号機ＩＤについては第１の例と同様である。

以上のように、交差点データにおける位置情報を、その交差点に属する停止線の停止線ＩＤを用いて規定することにより、交差点とその交差点に属する停止線との関係を明確に表すことができる。

図７は、交差点データの第３の例を示す。この例では、「位置情報」として、交差点の範囲を示す矩形の領域３０の頂点座標を用いる。この領域３０は、前述のように、交差点ＩＳ１に含まれる停止線ＳＴ１〜ＳＴ６の位置を結んでなる矩形の領域である。図８に示すように、交差点ＩＳ１の範囲を規定する領域３０の４つの頂点をＣ１〜Ｃ４とすると、交差点データの第３の例では、これらの頂点Ｃ１〜Ｃ４の座標が位置情報として使用される。なお、三叉路や五叉路以上の多叉路においては、交差点の範囲を示す領域が三角形や多角形となるが、その場合でも位置情報にはそれらの頂点の座標を使用すればよい。なお、信号機ＩＤについては第１の例と同様である。

［運転支援装置］
次に、運転支援装置２０について詳しく説明する。
（構成）
図９は、運転支援装置２０の構成を示す。運転支援装置２０は、車両３に搭載される。なお、運転支援装置２０は、車両３に内蔵される他、ナビゲーション装置などとして車両に搭載されてもよい。

運転支援装置２０は、通信部２１と、測位部２２と、カメラ２３と、地図ＤＢ２４と、記憶部２５と、制御部２６と、表示部２７と、音声出力部２８とを備える。通信部２１は、無線通信によりサーバ１０と通信する。通信部２１は、主としてサーバ１０から地図データをダウンロードするために使用される。測位部２２は、ＧＰＳ受信機、自立型測位装置などを含み、車両３の現在位置を測位する。カメラ２３は、車両３の前部又は車室内のフロントガラス付近などに取り付けられ、車両３の前方を撮影する。

地図ＤＢ２４は、通信部２１を通じてサーバ１０からダウンロードされた地図データを記憶する。記憶部２５は、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含み、運転支援装置２０を動作させるためのプログラムを記憶している。また、記憶部２５は、各種の処理を実行する際の作業メモリを提供する。

制御部２６は、運転支援装置２０の全体を制御する。具体的に、制御部２６は、地図データをサーバ１０からダウンロードする地図データ取得処理、交差点に関する運転支援処理などを実行する。運転支援処理により運転者に提供される情報は、表示部２７に表示されたり、音声出力部２８により音声メッセージとして出力される。

（地図データ取得処理）
まず、地図データ取得処理について説明する。制御部２６は、測位部２２から車両３の現在位置を受け取り、通信部２１を通じて、その周辺の所定範囲における地図データをサーバ１０へ要求する。そして、制御部２６は、サーバ１０から受信した地図データを地図ＤＢ２４に記憶する。こうして、車両３の現在位置から所定範囲内の地図データが地図ＤＢ２４に記憶された状態となる。なお、地図データは、前述のように道路リンクデータ、車線リンクデータ、停止線データ、及び、交差点データを含む。

（運転支援処理）
次に、地図データを利用した、交差点に関する運転支援処理について説明する。図１０は、運転支援処理のフローチャートである。この処理は、主として運転支援装置２０の制御部２６により実行される。なお、この処理は、車両３の走行中に所定時間毎に繰り返し実行される。

まず、制御部２６は、測位部２２から取得した車両の現在位置と、カメラ２３から取得した撮影画像とに基づいて、車両３の前方に交差点を検出したか否かを判定する（ステップＳ１０）。カメラ２３の車両３に対する取付位置、向きなどにより、カメラ２３による撮影画像が車両の前方のどの程度の距離（何ｍ先）の位置を撮影しているか、即ち、撮影画像の位置と車両位置との距離差は予めわかっている。よって、まず制御部２６は、カメラ２３の撮影画像の画像解析により交差点を検出する。例えば、制御部２６は、撮影画像中の信号機、信号機に付属している交差点名の看板、横断歩道などを認識することにより、交差点を検出する。そして、制御部２６は、交差点が検出されたときの車両の現在位置と、撮影画像の位置と車両位置との距離差とに基づいて、交差点の位置座標を算出する。こうして、制御部２６は、カメラ２３で検出した交差点の位置座標を取得する。

次に、制御部２６は、地図ＤＢ２４内の交差点データを参照し、ステップＳ１０で検出した交差点の位置座標に基づいて、その交差点の交差点ＩＤを取得する（ステップＳ１１）。具体的には、制御部２６は、取得した交差点の位置座標と一致する位置情報を有する交差点を交差点データから探して、その交差点ＩＤを取得する。

次に、制御部２６は、交差点データを参照して、その交差点の範囲を決定し、車両３の前方に存在する停止線の位置を決定する（ステップＳ１２）。具体的には、制御部２６は、交差点データの位置情報に基づいて、現在車両が走行している車線に対応する停止線の位置を決定する。前述のように、交差点データ中の位置情報は、その交差点に属する停止線データにより規定されているので、制御部２６は、交差点データ中の位置情報に基づいて停止線の位置を特定する。

次に、制御部２６は、撮影画像の画像解析により交差点の状況を認識し、その結果に基づいて、車両３の停止要否を判定する（ステップＳ１３）。例えば、制御部２６は、交差点データに信号機ＩＤが含まれている場合には、撮影画像に基づいて車両３が走行している車線に対応する信号機の色を検出し、信号機が赤又は黄色の場合は車両３の停止が必要と判定し、信号機が青の場合には車両３の停止は不要と判定する。また、制御部２６は、撮影画像に基づいて車両３が走行している車線に存在する横断歩道周辺の物体（人、自転車、その他の障害物）の有無を検出し、横断歩道周辺に物体がある場合には車両３の停止が必要と判定し、物体が無い場合には車両３の停止は不要と判定する。

車両の停止が不要と判定された場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、処理は終了する。一方、車両の停止が必要と判定された場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御部２６は、表示部２７への表示や音声出力部２８による音声メッセージの出力により、運転者に停止を指示する（ステップＳ１５）。そして、処理は終了する。

以上のように、本実施例では、交差点データを参照して交差点に存在する停止線の位置を認識するとともに、その交差点の現在の状況に応じて、交差点で車両を停止させる必要の有無を判定し、運転者に提示することができる。

［変形例］
上記の実施例では、交差点データを含む地図データを車両に搭載された運転支援装置により利用しているが、その代わりに、自動運転車両による自動運転に利用してもよい。自動運転に利用する際には、図１０の運転支援処理のフローチャートにおける車両の停止が必要かどうかの判定（ステップＳ１４）において、車両の停止が不要と判定された場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、運転支援装置は、例えば自動運転車両の自動運転を制御する制御部に対して、車両の停止不要を示す信号又は車両の走行を示す信号を出力する。一方、車両の停止が必要と判定された場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、運転支援装置は、例えば自動運転車両の自動運転を制御する制御部に対して、車両の停止を示す信号を出力する。

３ 車両
１０ サーバ
１１ 道路リンクＤＢ
１２ 車線リンクＤＢ
１３ 停止線ＤＢ
１４ 交差点ＤＢ
２０ 運転支援装置

Claims (7)

1. 地図を示す地図データ構造であって、
   交差点の識別情報と、当該交差点の位置情報とを対応付けた交差点データを含み、
   前記交差点の位置情報は、当該交差点に存在する停止線の位置座標により規定されている地図データ構造。
2. 前記交差点の位置情報は、当該交差点に存在する全ての停止線の位置情報を含む請求項１に記載の地図データ構造。
3. 前記交差点の位置情報は、当該交差点に存在する停止線を延長した線分により規定されることを特徴とする請求項１に記載の地図データ構造。
4. 前記交差点の位置情報は、前記線分の交点の座標を含む請求項３に記載の地図データ構造。
5. 前記交差点データは、当該交差点における信号機の有無を示す情報を含む請求項１乃至４のいずれか一項に記載の地図データ構造。
6. 請求項１に記載の地図データ構造を有する地図データを記憶する記憶部と、
   前記地図データを、車両に送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
7. 請求項１に記載の地図データ構造を有する地図データを取得する取得部と、
   走行中の道路における交差点を検出する検出部と、
   前記交差点データを参照して、前記交差点において車両が停止すべきか否かを判定する判定部と、
   判定結果を出力する出力部と、
   を備える運転支援装置。