CN1648605B - 道路形状推断装置 - Google Patents

Abstract

提供一种通过根据储存在数据库中的节点信息计算回旋曲线，正确推断包括转弯的道路形状的道路形状推断装置。这种道路形状推断装置具有：读入地图数据的地图数据读入部、根据上述地图数据，计算转弯区间对应的回旋曲线的回旋曲线计算部、和将上述回旋曲线拟合上述转弯区间的拟合处理部。

Description

道路形状推断装置

技术领域

本发明涉及一种道路形状推断装置。

背景技术

历来的导航装置，利用被配置在汽车等车辆上的、被称为GPS(GlobalPositioning System)的位置测定装置或者各种传感器，向上述车辆的驾驶员等使用者或者显示车辆现在的位置，或者搜索到目的地的路线并显示。

另外，对于配置该导航装置的车辆来说，也提供可以根据上述导航装置提供的道路状况数据进行驱动力控制的车辆驱动力控制装置。这时，例如，车辆被检测出到了拐弯(转弯)，并且满足根据驾驶员动作规定的条件时，驱动力控制进行换低速档等使车辆减速的转弯控制。这时，确定上限变速档，不选择比该上限变速档高的变速档(高速侧的变速档，变速比很小的变速档等)。

这时，上述车辆的驱动力控制装置，根据上述导航装置提供的道路情况数据、车辆速度、加速装置打开程度等各种数据进行计算，做成控制用数据，用该控制数据和道路形状一起进行控制。(例如参照专利文献1)

在上述原来的导航装置的数据库中，包括有在地图数据上由道路位置和形状组成的节点的数据。但是，上述节点数据，是表示道路弯曲点的位置，因此只在转弯的最小半径附近的范围内高密度地被设定，在进出转弯附近处的半径大的地方低密度地被设定。这样，即使连接上述节点做成曲线，也会有该曲线的形状和实际道路的形状不同的情况。

另外，因为上述节点在进出转弯处的半径大的地方设定的密度很低，所以在求转弯开始的转弯开始点和转弯结束的转弯结束点的位置时会有发生偏差的情况。这样，不能进行适当的转弯控制。

专利文献1：特开平2001-93094号公报。

发明内容

本发明的目的在于解决上述原来的问题，提供一种根据有关保存在数据库中节点的信息计算回旋曲线，能正确推断包括转弯的道路形状的道路形状推断装置。

为达到上述目的，本发明的道路形状推断装置，具有：读入地图数据的地图数据读入部；根据上述地图数据，计算对应转弯区间的回旋曲线的回旋曲线计算部；使上述回旋曲线适合上述转弯区间的拟合处理部；根据拟合上述转弯区间的上述回旋曲线，判断上述转弯区间开始点或者终止点位置的位置判断部，上述回旋曲线计算部，从根据实际道路的转弯区间的半径和设计上述道路时使用的回旋曲线的回旋曲线系数的关系作成的表中，得到与根据上述地图数据算出的上述转弯区间的最小半径对应的回旋曲线系数，根据得到的上述回旋曲线系数计算出回旋曲线。

在本发明的又一道路形状推断装置中，进一步，上述拟合处理部让上述回旋曲线适合上述转弯区间的开始部分和终止部分。

在本发明的又一道路形状推断装置中，进一步，上述回旋曲线计算部使用由下式(1)和下式(2)表示X坐标和Y坐标的近似式，计算回旋曲线，

$X=X_0+\underset{L}{\mathrm{\Σ}}\cos \mathrm{\φ}---\left(1\right)$

$Y=Y_0+\underset{L}{\mathrm{\Σ}}\sin \mathrm{\φ}---\left(2\right)$

式中，X₀和Y₀是回旋曲线的开始点的X坐标和Y坐标，L是距回旋曲线开始点的距离，如果回旋曲线的开始点的方位为α，则φ用下式(3)表示，

φ＝α+2kL                               (3)

另外，令回旋曲线系数为A，k用下式(4)表示，

k＝28/A²                                  (4)

在本发明的又一道路形状推断装置中，进一步，上述回旋曲线计算部，具有记忆根据拟合处理部以及位置判断部的处理得到的数据的推断结果数据库。

有关本发明的回旋曲线计算方法，由程序化的计算机，根据地图数据计算对应于转弯区间的回旋曲线，用由下式(1)和式(2)表示X坐标和Y坐标的近似式，计算回旋曲线，

$X=X_0+\underset{L}{\mathrm{\Σ}}\cos \mathrm{\φ}---\left(1\right)$

$Y=Y_0+\underset{L}{\mathrm{\Σ}}\sin \mathrm{\φ}---\left(2\right)$

式中，X₀和Y₀是回旋曲线的开始点的X坐标和Y坐标，L是距回旋曲线开始点的距离，如果回旋曲线的开始点的方位为α，则φ用下式(3)表示，

φ＝α+2kL                             (3)

另外，令回旋曲线系数为A，k用下式(4)表示，

k＝28/A²                                (4)

根据以上说明，本发明可以用在数据库中存储的节点信息计算回旋曲线，正确推断包含转弯的道路形状。

附图说明

图1表示本发明实施方式的道路形状推断装置的框图。

图2表示本发明实施方式的回旋曲线例的第1图。

图3表示本发明实施方式中回旋曲线的拟合处理动作的图。

图4表示本发明实施方式的道路形状推断装置的全体动作的流程图。

图5表示说明本发明实施方式的转弯区间检测方法的第1图。

图6表示说明本发明实施方式的转弯检测方法的第2图。

图7表示本发明实施方式的最近转弯检测处理动作的流程图。

图8表示本发明实施方式中通过3个节点的圆的半径计算方法的说明图。

图9表示本发明实施方式中三点半径计算处理的动作的流程图。

图10表示本发明实施方式的回旋曲线比较的第1图。

图11表示本发明实施方式的回旋曲线比较的第2图。

图12表示本发明实施方式的回旋曲线比较的第3图。

图13表示本发明实施方式的回旋曲线比较的第4图。

图14表示本发明实施方式的转弯区间最小半径和回旋曲线系数相关例。

图15表示本发明实施方式的半径-回旋曲线系数表的例。

图16表示本发明实施方式的回旋曲线计算处理的动作的流程图。

图17表示本发明实施方式的计算处理的动作的流程图。

图18表示本发明实施方式的拟合处理动作的第1流程图。

图19表示本发明实施方式的拟合处理动作的第2流程图。

图20表示在本发明实施方式中作为拟合对象的节点向连接转弯的直线方向移动的动作。

图21表示本发明实施方式中节点坐标计算处理的动作流程图。

图22表示使本发明实施方式中的回旋曲线的开始点向连接转弯区间的直线方向移动的动作。

图23表示本发明的实施方式中开始点位置判断处理的动作流程图。

图中：20-道路形状推断装置，25-推断结果数据库。

具体实施方式

下面，结合附图说明本发明的实施方式。图1是本发明实施方式的道路形状推断装置组成的框图。

在图中，20是带有计算单元、记忆单元的一种作为计算机***的道路形状推断装置，被配置在道路上行驶的轿车、卡车、公共汽车、摩托车、工程车等车辆上。另外，41是绕地球周围轨道旋转的并传送GPS信息的GPS卫星。这里，该GPS实际是多个(例如，在6条轨道上有24个)，但是在图中用GPS卫星41代表所有的卫星。

这样，在上述道路形状推断装置20中，21是地图的显示、车辆现在位置的识别、路线的引导等作为导航装置实行基本处理的导航控制装置。22是实施推断包含转弯的道路形状的处理的道路形状推断控制装置，和上述导航装置21进行各种信息传送。

24是从上述GPS卫星41接收GPS信息，并将信息送到导航控制装置21的GPS信息接收装置，和一般在导航装置中使用的接收装置结构相同。另外，25是存储上述道路形状推断控制装置22推断的包括转弯的道路形状相关的数据的推断结果数据库。另外，26是为了和车辆控制装置进行通信的车辆控制装置接口，这里的车辆控制装置对车辆发动机控制装置、控制变速比的驱动力控制装置等车辆各部分进行控制。27是带有CRT、液晶显示器、LED(Light Emitting Diode)显示器、全息照相装置等、并根据上述道路形状推断控制装置22的指令显示包含转弯的道路形状等道路信息的显示装置。还有，该显示装置27也显示导航控制装置21所输出的地图、路线、被搜索到的设施等信息。

这里，28是从各种传感器接收表示车辆状态的各种车辆状态信息、将这些信息传送给上述导航控制装置21的传感器信息接收装置。还有，上述各种车辆状态的信息也可以经过导航控制装置21，传送到道路形状推断控制装置22。这里，在上述各种传感器中，包含有检测加速踏板打开程度的加速开启度传感器、检测驾驶员操作的制动踏板的动作的制动踏板开关、检测驾驶员操作的转向盘角度的转向盘传感器、检测驾驶员操作的转向指示灯开关的动作的转向指示传感器、检测驾驶员操作的变速机的变速杆动作的变速杆传感器，车辆的行驶速度，也即，检测车速的车速传感器、检测车辆加速度的加速度传感器、检测车辆方位朝向的偏航率传感器等等。还有，上述各种车辆状态的信息中包含加速开启度、驾驶员操作的制动踏板动作、驾驶员操作的转向盘角度、驾驶员操作的转向指示灯开关动作、驾驶员操作的变速机的变速杆动作、车辆行驶速度，也即车速、车辆加速度、表示车辆方位朝向变化的偏航率等。

还有，23是存储有根据统计地分析道路半径和回旋曲线系数的关系做成的半径-回旋曲线系数表的回旋曲线系数数据库。上述半径-回旋曲线系数表是根据道路设计地图预先对转弯区间的道路半径和回旋曲线系数的关系进行统计地分析做成的。

这里，上述导航装置21还带有在图中没有表示出来的CPU、MPU等计算单元、半导体存储器、磁盘等记忆单元，通信接口等。这里，上述记忆单元中，存储了地图数据库21a。该地图数据库21a是用各种地图数据组成的数据库，例如，包含有：交叉点数据文件、节点数据文件、道路数据文件、以及，记录了各个地区的旅馆、加油站等设施信息的设施信息数据文件等。还有，在上述记忆单元中，除了记录了为搜索线路的数据外，也记录了为了在上述显示装置27的画面中，显示沿被搜索路线的引导图、或者显示到下个交叉点的距离，显示在下个交叉点的前进方向，或者显示其他引导信息的各种数据。还有，上述记忆单元中，也记录了用声音输出规定的信息的各种数据。还有，上述记忆单元包括磁带、磁盘、磁鼓、闪烁存储器、CD-ROM、MD、DVD-ROM、光盘、MO、IC卡、光卡、存储卡等各种形式的记忆介质，也可以使用可拆装的外部记忆介质。

还有，在上述地图数据库21a中的交叉点数据文件中记录了交叉点数据，在节点文件中记录了节点数据，在道路数据文件中记录了道路数据，根据上述交叉点数据、节点数据和道路数据在上述显示装置27的画面中显示出道路的状况。还有，在上述交叉点数据中，包含了交叉点的种类，也即，包含了是设置了交通信号灯的交叉点还是没有设置交通信号灯的交叉点。还有，上述节点数据至少由在上述地图数据库21a中被记录的地图数据中的道路位置和形状构成，由表示实际道路的分叉点(包括交叉点，T字路等)、节点，以及连接各节点间的路段的数据组成。还有，上述节点至少表示道路的弯曲点位置。

上述道路数据中包括道路的宽度、倾斜、坡度、车道数、该车道数减少的地点、宽度变窄的地点等数据。还有，如果是高速公路或者干线道路，相向方向的车道分别作为各自的道路数据被储存，作为2条道路来处理。例如，单向2车道以上的干线道路的情况时，作为2条道路来处理，将上行方向和下行方向的车道分别作为独立的道路储存在道路数据中。还有，对于转弯，包括曲率半径、交叉点、T字路、转弯入口等数据。再有，对于道路属性，则包括道口、高速公路出入口的坡道、高速道路的收费处、道路类别等数据。

另外，上述导航控制装置21的通信接口最好在进行和道路形状推断控制装置22之间的通信的同时，也可以接收从FM传送装置、电话网线、因特网、移动电话网等传来的各种数据。例如，最好可以从在图中没有表示的信息传感器等接收堵塞等道路信息、交通事故信息、接收检测GPS传感器检测误差的D-GPS信息等各种数据。

再有，上述导航控制装置21，根据从GPS接收装置24和传感器信息接收装置28接收的信息，实行到目的地的路线搜索、在路线中的行驶引导、地点、设施等的搜索等各种处理，在显示装置27的画面上显示地图，在上述地图上显示车辆现在位置、从该现在位置到目的地的路线、沿该路线的引导信息等。还有，该引导信息也可以用发声装置变成声音输出。

另外，上述道路形状推断控制装置22带有在图中没有表示的CPU、MPU等计算单元、半导体储存器、磁盘等记忆单元、通信接口等。这里，上述记忆单元包括磁带、磁盘、磁鼓、快速存储器、CD-ROM、MD、DVD-ROM、光盘、MO、IC卡、光卡、存储卡等各种形式的记忆介质，也可以使用可拆装的外部记忆介质。

这样，上述道路形状推断控制装置22根据储存在上述记忆单元中的控制程序，用从上述导航装置21的地图数据库21a中获得地图数据，进行推断包括转弯的道路形状的处理。也即，道路形状推断处理。

在本实施方式中，道路形状推断装置20从功能角度看，带有读入地图数据的地图数据读入部、计算转弯区间的转弯区间计算部、计算回旋曲线的回旋曲线计算部、实行拟合处理使回旋曲线适合转弯区间的拟合处理部和判断转弯区间开始点和结束点的位置的开始点位置判断部。

还有，本实施方式的道路形状推断装置20随时作成关于包括转弯的道路形状的数据，储存在推断结果数据库25中。例如，车辆的驾驶员等的操作者操作图中没有表示的输入装置使得导航控制装置21动作，设定目的地，在搜索到该目的地的路线时，对于被搜索到的路线对应的道路，就可以做成包括转弯的道路形状的数据。另外，在车辆行驶中，对于车辆前方的规定距离范围内的路线的道路，也可以做成包括转弯的道路形状的数据。再有，包括转弯的道路形状的数据也可以记录在导航控制装置21的地图数据库21a中。这样，道路形状推断装置20实行道路形状推断处理的路线时，可以积累记录上述包括转弯的道路形状的数据，不需要重复进行道路形状推断处理。

下面，说明上述组成的道路形状推断装置20的动作。

图2是表示本发明实施方式的回旋曲线例的第1图，图3表示本发明实施方式中回旋曲线的拟合处理动作，图4是本发明实施方式的道路形状推断装置的全体动作的流程图。

首先，道路形状推断控制装置22设定成为要做成转弯道路形状的数据的道路，然后开始以对该道路作为对象的道路形状推断处理。这时，上述道路形状推断控制装置22从地图数据库21a中获得组成上述道路的位置以及形状的节点数据。还有，该节点数据包括节点以及连接各个节点之间的路段的数据，上述道路用多个节点列来表示。另外，各个节点的数据中包括该节点的半径或者曲率。这样，上述道路形状推断控制装置22从上述节点列大致检测转弯区间位置，用回旋曲线拟合该转弯区间，也即，转弯区间被拟合，再推得上述转弯的开始点和半径的数值。

这时，上述道路形状推断控制装置22开始从上述列的开始节点到最后的节点的循环。这里，设节点号是num，num从0开始，依次增加1，赋予各个节点。这样，上述道路形状推断控制装置22，首先，对于num＝0的节点，实行检测最近的转弯区间的处理。这里，检测组成位于mun＝0号节点最近的前方的转弯区间的节点。

然后，上述道路形状推断装置20，为了计算和上述转弯区间半径对应的回旋曲线实行回旋曲线计算处理。这里，回旋曲线是曲率沿长度方向增加或者减少的曲线，在设计道路时，例如，如图2所示的曲率在长度方向增加的回旋曲线的一部分适合转弯的开始部分。还有，如图2所示的回旋曲线上的点◆是从开始点(坐标原点)每增加1(m)距离时描出的点。

假设，道路有直线和曲率一定的单曲线相连的形状，车辆的驾驶员在直线和单曲线连接部位必须操作转向装置一次地转到和上述单曲线的曲率对应的转向角，这样会引起车辆姿态不稳定。在实际驾驶中车辆进入转弯区间时，驾驶员慢慢操作转向装置直到对应一定曲率的转向角，而且，同时车辆继续前进。这样，车辆画出沿行进方向曲率增加的曲线前进。所以，转弯区间开始部分的道路形状，一般可以用回旋曲线表示。还有，上述回旋曲线的半径用以下式(1)表示：

RL＝A²            (1)

这里，R是半径，L是曲线长度，A是回旋曲线系数，是常数。

这样，根据上述回旋曲线计算处理计算出上述转弯区间的半径对应的回旋曲线，然后上述道路形状推断控制装置22如图3所示，为了将回旋曲线拟合对应上述转弯区间的节点列而实行拟合处理。在图3，线a是连接节点的线，点●表示的b是转弯区间的节点，○点表示的c是直线区间的节点。在图3的例子中，根据最近的转弯区间检测处理检测到转弯区间B内存在3个节点。这样，在图3中，d是用回旋曲线计算处理计算出的回旋曲线，上述道路形状推断控制装置22将上述回旋曲线d拟合转弯区间B。

接着，上述道路形状推断控制装置22为了根据拟合处理结果判断转弯开始点的位置实行开始点位置判断处理。这样，在图3中用□表示的e的位置被判断为转弯区间B开始点的位置。又，上述转弯区间B结束点的位置从相反一侧进行同样的处理就可以判断。

这样，转弯区间开始点的位置被判断后，上述道路形状推断控制装置22将作为处理对象的节点号num设为上述转弯区间B的终端位置的节点，也即，更新转弯终端终点号num，将该转弯终端点作为处理对象又开始上述循环。还有，作为处理对象的节点号num是作为处理对象的道路对应的节点列的最后的节点号时，结束循环。

下面说明流程图。

步骤S1，开始从最初的节点到最后的节点的循环

步骤S2，实行最近的转弯区间检测处理

步骤S3，实行回旋曲线计算处理

步骤S4，实行拟合处理

步骤S5，实行开始点的位置判断处理

步骤S6，更新处理对象的num，直到转弯终端点。

步骤S7，结束循环，处理终止。

下面详细说明最近的转弯区间查找处理。

图5是说明本发明实施方式的转弯区间查找方法的第1图，图6是说明本发明实施方式的转弯查找方法的第2图，图7表示本发明实施方式的最近转弯查找处理动作的流程图。

这时，上述道路形状推断控制装置22，首先查找到如图5的转弯区间B。在图5中，线a是连接节点的线，点●表示的b是半径没满阈值的转弯的节点，点○表示的c是半径在阈值以上而被作为直线的节点。上述阈值，例如，设为300(m)。图5表示的例中，查找到的转弯区间B中存在4个节点。

但是，如图6所示，像在“背景技术”项中说明的那样，即使连接节点做成曲线，也很难再现实际道路的半径。在图6中，a是某条道路的根据道路设计地图做成的道路半径曲线，点□表示的b是表示用包括在通常车辆用导航装置中被使用的节点数据中的上述道路中得到的节点计算出来的半径的点，c是连接点b的线。从图6可知，和“背景技术”项中说明的那样，在转弯区间的出入口附近的半径大的地方，连接点b的线c的半径和表示实际道路半径的曲线a差别很大。这是由于在转弯区间的出入口附近的半径大的地方节点的间隔很大，例如，在6-8(m)程度或者在此以上而造成的。另一方面，从图6可知，D表示的范围，也即在半径最小的地方的3个节点对应点b相当的范围内，连接点b的线c和表示实际道路半径的曲线a基本一致。这是因为在转弯区间中心附近半径小的地方，节点的间隔小，例如，2(m)左右。因此，可以考虑用节点间隔很小，也即，用节点密度很高的地方的节点计算出的半径，和实际道路的半径基本一致。

这样，本实施方式中，对于被检测的转弯区间，用相邻的3个节点计算半径，得出最小的半径值，并且特定相应的节点。

首先，上述道路形状推断控制装置22，将储存作为转弯区间开始点的节点号码num的记忆区域first初始化并设为NULL。然后，上述道路形状推断装置20，开始循环直到转弯区间的终点。这里，可以将任意号码num的节点作为处理对象的节点，开始循环。又，作为处理对象的节点号码设为chk。这样，上述道路形状推断控制装置22，根据处理对象节点，也即，chk号的节点，和位于它前后的2个节点，也即，根据相邻的3个节点形成的形状，实行计算chk节点半径的三点半径计算处理。这样，上述chk号节点的半径被算出。

接着，上述道路形状推断控制装置22判断被算出的chk号节点的半径是否没到上述阈值，确认上述chk号节点在转弯区间是否存在。这里，如果半径没到上述阈值，并确认上述chk号节点在转弯区间中存在时，上述道路形状推断控制装置22判断回旋方向是否相同，确认回旋方向是否变化。这是为了在S形转弯的情况下，将到变曲点为止的转弯作为1个转弯处理。

接着，如果回旋方向相同，确定回旋方向没有变化时，上述道路形状推断控制装置22判断记忆区域first是否是NULL，确认记忆区域first中是否储存了数值。这里，如果确认记忆区域first中没有储存数值，上述道路形状推断控制装置22将chk储存在记忆区域first中并注册，将上述chk号节点作为转弯区间的开始点注册。接着，上述道路形状推断控制装置22将上述chk号节点的半径储存到储存了转弯区间最小半径的记忆区域s-rad中并注册，然后将下个节点作为处理对象节点开始循环。

另外，如果记忆区域first不是NULL，记忆区域first中储存了数值时，上述道路形状推断控制装置22判断上述chk号节点半径是否比在记忆区域s-rad中注册了的半径小。然后，如果小，将chk号节点半径置换、更新在记忆区域s-rad中注册了的半径，如果不小，就这样将下一个节点作为处理对象开始循环。

另外，如果半径在上述阈值以上，并确认上述chk号节点在转弯区间中不存在时，以及，回旋方向不同、确认回旋方向有变化时，上述道路形状推断控制装置22判断记忆区域first是否是NULL，确认记忆区域first中是否储存了数值。这样，如果确认记忆区域first中没有储存数值，就将下一个节点作为处理对象开始循环。反之，如果记忆区域first不是NULL，记忆区域first中储存了数值时，上述道路形状推断控制装置22将chk-1储存到储存了转弯区间终止点的节点号num的记忆区域end中并注册，并将chk-1号节点作为转弯区间的终止点注册。这样，上述道路形状推断控制装置22结束最近的转弯区间检测处理。

下面，说明流程图。

步骤S2-1，记忆区域first初始化，并被设为NULL

步骤S2-2，开始进行循环，直到转弯区间终点

步骤S2-3，实行三点半径计算处理

步骤S2-4，判断chk号节点的半径是否没满阈值。chk号节点的半径没满阈值时进入步骤S2-5，chk号节点的半径在阈值以上时进入步骤S2-11。

步骤S2-5，判断回旋方向是否相同。如果回旋方向相同进入步骤S2-6，如果回旋方向不同时进入步骤S2-11。

步骤S2-6，判断记忆区域first是否是NULL。记忆区域first是NULL时进入步骤S2-7，记忆区域first不是NULL时进入进入步骤S2-9。

步骤S2-7，将chk储存到记忆区域first中并注册。

步骤S2-8，将chk号节点的半径储存到记忆区域s-rad中并注册。

步骤S2-9，判断chk号节点半径是否比在记忆区域s-rad中注册了的半径小。如果chk号节点半径比在记忆区域s-rad中注册了的半径小，进入步骤S2-10，如果chk号节点半径比在记忆区域s-rad中注册了的半径大，进入步骤S2-13。

步骤S2-10，将在记忆区域s-rad中注册了的半径置换成chk号节点半径并更新。

步骤S2-11，判断记忆区域first是否是NULL。记忆区域first是NULL时进入步骤S2-13，记忆区域first不是NULL时进入进入步骤S2-12。

步骤S2-12，将chk-1储存在记忆区域end中并注册，结束处理。

步骤S2-13，循环结束，处理终止。

下面详细说明三点半径计算处理。

图8是本发明实施方式中通过3个节点的圆的半径计算方法的说明图，图9是本发明实施方式中三点半径计算处理的动作的流程图。

这里，画出的通过作为处理对象节点的chk号节点和位于其前后的2个节点的圆如图8所示。设圆的半径为R，各个部分的长如图8所示。这时，因为(a)的平方与(b)的平方之和是半径R的平方，因此下面式(2)的关系成立。

R²＝(a)²+(b)²                             (2)

将各个长度分别代入式(2)中的(a)和(b)中得到下列式(3)。

$R^2=X^2+2\mathrm{XA}+A^2+R^2-A^2-2Y\sqrt{R^2-A^2}+Y^2---\left(3\right)$

然后，将式(3)变形，得到式(4)。

$2Y\sqrt{R^2-A^2}=X^2+Y^2+2\mathrm{XA}---\left(4\right)$

进一步，将式(4)变形，得到式(5)。

R²-A²＝{(X²+Y²+2XA)/2Y}²                  (5)

进一步，将式(5)变形，得到式(6)。

R²＝{(X²+Y²+2XA)/2Y}²+A²                            (6)

最后，将式(6)变形，得到式(7)。

R²＝(L₁ ²+2L₁L₂cosθ+L₂ ²)/(2sinθ)²                  (7)

从该(7)式可知，半径R是L₁、L₂和θ的函数。

这里，上述道路形状推断控制装置22，首先，计算从chk号节点到行驶方向之后的节点，也即，到chk-1号节点的距离L₁。然后，上述道路形状推断控制装置22，计算从chk号节点到行驶方向之前的节点，也即，到chk+1号节点的距离L₂。接着，上述道路形状推断控制装置22计算chk号节点和chk-1号节点的连线与chk号节点和chk+1号节点的连线的角度。然后，上述道路形状推断控制装置22将算出的L₁、L₂和θ值代入上述(7)式，算出圆半径R，结束三点半径计算处理。这样，得到chk号节点的半径。

下面，说明流程图。

步骤S2-3-1，算出到后方向的节点的距离L₁。

步骤S2-3-2，算出到前方向的节点的距离L₂。

步骤S2-3-3，计算chk号节点和后方的节点的连线与chk号节点和前方的节点的连线的角度

步骤S2-3-4，算出圆半径R，处理完毕。

下面，详细说明回旋曲线计算处理。

图10是表示本发明实施方式的回旋曲线比较的第1图，图11是表示本发明实施方式的回旋曲线比较的第2图，图12是表示本发明实施方式的回旋曲线比较的第3图，图13是表示本发明实施方式的回旋曲线比较的第4图，图14是本发明实施方式的转弯区间最小半径和回旋曲线系数相关的例子，图15是本发明实施方式的半径-回旋曲线系数表的例子，图16是本发明实施方式的回旋曲线计算处理的动作的流程图。

在本实施方式中，因为上述道路形状推断控制装置22使用本发明的发明者独立提出的近似公式来计算回旋曲线，因此首先说明上述近似公式。

一般，回旋曲线的X坐标和Y坐标分别用式(8)、式(9)表示的多项式来计算(参照社团法人日本道路协会编集“回旋袖珍手册”，平成3年5月1号，第36版发行，丸善株式会社)。

X＝L×(1-L²/(40R²)+L⁴/(3456R⁴)

-L⁶/(599040R⁶)+L⁸/(175472640R⁸).....)(8)

Y＝L²/(6R)×(1-L²/(56R²)+L⁴/(7040R⁴)

-L⁶/(1612800R⁶)+L⁸/(588349440R⁸).....)(9)

这里，L是距回旋曲线开始点的距离，也即，曲线的长度，R是半径。还有，上述L和R的关系用上述式(1)表示。

但是，上述式(8)和式(9)是高次多项式，为了计算如图2表示的那样用多个点画出的回旋曲线，上述道路形状推断控制装置22的处理负担变得很重。这里，本发明的发明者，根据多次仿真的结果，发现回旋曲线的X坐标和Y坐标可以分别用式(10)、式(11)表示的近似公式来计算。

$X=X_0+\underset{L}{\mathrm{\Σ}}\cos \mathrm{\φ}---\left(10\right)$

$Y=Y_0+\underset{L}{\mathrm{\Σ}}\sin \mathrm{\φ}---\left(11\right)$

这里，L是距回旋曲线开始点的距离，也即，曲线的长度，X₀和Y₀是回旋曲线开始的X坐标和Y坐标。还有，如图2所示的回旋曲线，开始点为坐标原点，X₀和Y₀为0。另外，φ用下面的式(12)来表示。

φ＝α+2kL                          (12)

这里，α是开始点的方位角。K用下面的式(13)来表示。

K＝28/A²                            (13)

这里，A是回旋曲线系数。

图10～13表示了是用上述式(8)以及(9)表示的多项式算出的X坐标和Y坐标作成的回旋曲线、和用上述式(10)以及(11)表示的近似式算出的X坐标和Y坐标作成的回旋曲线的比较。在图10～13中，点◆是用上述式(8)以及(9)表示的多项式算出的X坐标和Y坐标画出的点，点□是用上述式(10)以及(11)表示的近似式算出的X坐标和Y坐标画出的点。还有，在图10中回旋曲线系数A的数值是20，在图11中回旋曲线系数A的数值是30，在图12中回旋曲线系数A的数值是40，在图13中回旋曲线系数A的数值是50。

从图10～13可知，用上述式(8)以及(9)表示的多项式算出的X坐标以及Y坐标作成的回旋曲线、和用上述式(10)以及(11)表示的近似式算出的X坐标以及Y坐标作成的回旋曲线基本一致。这里，在本实施方式中，为了使上述道路形状推断控制装置22的处理负担变小，使用上述式(10)以及(11)表示的近似式计算回旋曲线。

下面，说明在事先作成的回旋曲线系数数据库23中储存的半径-回旋曲线系数表。

在本实施方式中，根据道路设计地图，从实际道路的转弯区间的道路半径和设计上述道路时被使用的回旋曲线的回旋曲线系数的关系中求出近似式。图14表示了某条道路的半径和回旋曲线系数之间的关系，点◆是画出的回旋曲线系数。这里，曲线a表示对于上述点的位置的半径和回旋曲线系数的关系，具体用下面式(14)的多项式表示。

A＝-0.0007R²+0.4961R+17.414                         (14)

直线b用下面式(15)表示。

A＝R                                                (15)

这里，A是回旋曲线系数，R是半径。

然后，根据上述式(14)的多项式，作出如图15所示的表示半径和回旋曲线系数的关系的半径-回旋曲线系数表，储存到回旋曲线系数数据库23中。还有，如图15所示的半径-回旋曲线系数表的右边一栏中表示回旋曲线系数的平方数值。还有，该数值和半径每增加10的数对应，而在该数值之间的上述数值假设是线性变化，可以用线性插值求出。另外，本实施方式中用近似公式表示半径和回旋曲线的回旋系数的关系，但是也可以用统计分析，例如，算出某半径对应的回旋曲线系数的平均值，做成半径-回旋曲线系数表。

然后，上述道路形状推断控制装置22根据在记忆区域s-rad中注册了的转弯区间的最小半径，如图15那样从半径-回旋曲线系数表中得到回旋曲线系数的平方数值。接着，上述道路形状推断控制装置22实行为了根据上述数值和在记忆区域first中注册了的转弯开始点计算回旋曲线的计算处理，然后结束回旋曲线计算处理。

下面，说明流程图。

步骤S3-1，根据转弯区间的最小半径，从半径-回旋曲线系数表中得到回旋曲线系数的平方数值。

步骤S3-2，实行计算处理，终止处理。

下面，对计算处理进行详细说明。

图17是表示本发明实施方式的计算处理动作的流程图。

首先，上述道路形状推断控制装置22开始循环计算任意长度的回旋曲线部分，例如，计算到100(m)长的回旋曲线。这里，在回旋曲线上从距开始点(坐标原点)为1(m)的距离的点、也即，从曲线长度L为1(m)的点开始循环，依次算出从上述开始点每增加1(m)的各个点的X坐标和Y坐标，直到距上述开始点为100(m)的点，也即，曲线长度L为100(m)时终止循环。

这里，上述道路形状推断控制装置22，用上述式(10)以及(11)表示的近似式算出的X坐标以及Y坐标，如果计算出在曲线长度L为100(m)的地点的X坐标以及Y坐标时终止循环，结束计算处理。这样，可以得到在回旋曲线上的100个点的X坐标以及Y坐标，可以算出如图2和图10～13所示的那样的回旋曲线。

下面，说明流程图。

步骤S3-2-1，对于任意长度的回旋曲线开始循环。

步骤S3-2-2，算出长度为L(m)的地点的X坐标。

步骤S3-2-3，算出长度为L(m)的地点的Y坐标。

步骤S3-2-4，循环终止，结束处理。

下面，详细说明拟合处理。

图18表示了本发明实施方式的拟合处理动作的第1流程图，图19表示了本发明实施方式的拟合处理动作的第2流程图。

首先，上述道路形状推断控制装置22将100000设定并储存到存储拟合误差指标的记忆区域low-dist中，另外，将10000设定并储存到储存拟合结果的记忆区域save-dist中。然后，上述道路形状推断控制装置22开始对于被拟合的回旋曲线上从距离L为-100到100(m)的范围内进行依次检索的第1循环。这里，上述道路形状推断控制装置22，为了计算在回旋曲线和对应转弯区间的节点列之间仅相对移动距离L(m)时作为拟合对象的节点坐标，实行节点坐标计算处理。

接着，上述道路形状推断控制装置22将10000设定并储存到存储X坐标的误差指标的记忆区域bk-del-x中。然后，上述道路形状推断控制装置22开始对被拟合的回旋曲线上的100个点依次进行检索的第2循环。又，上述回旋曲线上的点的号码设为c-num，上述第2循环中的c-num从0到99。

然后，上述道路形状推断控制装置22计算出作为拟合对象的节点的X坐标和在回旋曲线上的c-num号点的X坐标的差分的绝对值del-x。这时，上述道路形状推断控制装置22判断确认绝对值del-x是否比在记忆区域bk-del-x中被设定的X坐标的误差指标小。如果不比在记忆区域bk-del-x中被设定的X坐标的误差指标小，则对于在回旋曲线上的下个点开始第2循环。如果比在记忆区域bk-del-x中被设定的X坐标的误差指标小，将绝对值del-x替换更新在记忆区域bk-del-x中被设定的X坐标的误差指标。

然后，上述道路形状推断控制装置22计算作为拟合对象的节点的Y坐标和回旋曲线上的c-num号点的Y坐标的差分的绝对值del-y。然后，上述道路形状推断控制装置22将被更新的在记忆区域bk-del-x中被设定的X坐标的误差指标和绝对值del-y进行加法计算，计算出相加结果work-dist。接着，上述道路形状推断控制装置22判断确认相加结果work-dist是否比在记忆区域low-dist中被设定的拟合误差指标小。如果不比在记忆区域low-dist中被设定的拟合误差指标小，则对于在回旋曲线上的下个点开始第2循环。如果比在记忆区域low-dist中被设定的拟合误差指标小，则将在记忆区域low-dist中被设定的拟合误差指标替换成相加结果work-dist并更新。另外，上述道路形状推断控制装置22，将节点坐标计算处理时被移动距离L(m)储存并设定到储存了拟合结果的记忆区域save-dist中。然后，开始在回旋曲线上的下一个点的第2循环。

接着，上述道路形状推断控制装置22将c-num从0到99进行了上述第2循环后，结束该第2循环，对于L被赋予下一个值的点开始进行第1循环。然后，上述道路形状推断控制装置22在距离L为-100～100(m)的范围内进行上述第1循环后，结束该第1循环，判断储存拟合结果的记忆区域save-dist中储存的数值是否是初始值，也即，判断和确认是否是10000。这时，如果记忆区域save-dist中储存的数值不是初始值时，则认为拟合成功结束拟合处理。而记忆区域save-dist中储存的数值是初始值时，则认为拟合失败结束拟合处理。

下面，说明流程图。

步骤S4-1，将100000设定并储存到记忆区域low-dist中。

步骤S4-2，将10000设定并储存到记忆区域save-dist中。

步骤S4-3，在距离L为-100到100(m)的范围内进行第1循环。

步骤S4-4，实行节点坐标计算处理。

步骤S4-5，将10000设定并储存到记忆区域bk-del-x中。

步骤S4-6，开始在回旋曲线上进行c-num从0到99的第2循环。

步骤S4-7，计算作为拟合对象的节点的X坐标和回旋曲线上的c-num号点的X坐标的差分的绝对值del-x。

步骤S4-8，判断和确认绝对值del-x是否比在记忆区域bk-del-x中被设定的X坐标的误差指标小。如果小进入步骤S4-9，如果不小进入步骤S4-15。

步骤S4-9，将在记忆区域bk-del-x中被设定的X坐标的误差指标置换成绝对值del-x并更新。

步骤S4-10，计算作为拟合对象的节点的Y坐标和在回旋曲线上的c-num号点的Y坐标的差分的绝对值del-y。

步骤S4-11，将被更新的并在记忆区域bk-del-x中被设定的X坐标的误差指标和绝对值del-y进行加法计算，算出相加结果work-dist。

步骤S4-12判断相加结果work-dist是否比在记忆区域low-dist中被设定的拟合误差指标小。如果小，进入步骤S4-13，如果不小，进入步骤S4-15。

步骤S4-13，将在记忆区域low-dist中被设定的拟合误差指标替换成相加结果work-dist并更新。

步骤S4-14，设定在节点坐标计算处理时被移动的距离L(m)并储存到记忆区域save-dist中。

步骤S4-15，第2循环结束。

步骤S4-16，第1循环结束。

步骤S4-17，判断记忆区域save-dist中储存的数值是否是10000。如果记忆区域save-dist中储存的数值不是10000，进入步骤S4-18，如果记忆区域save-dist中储存的数值是10000，进入步骤S4-19。

步骤S4-18，认为拟合成功，结束拟合处理。

步骤S4-19，认为拟合失败，结束拟合处理。

下面，详细说明节点坐标计算处理。

图20表示在本发明的实施方式中作为拟合对象的节点向连接转弯的直线方向移动的动作示意图，图21是本发明的实施方式中节点坐标计算处理的动作流程图。

这里，如图20所示，对于进行最近转弯区间检测处理检测的转弯区间B来说，使作为拟合对象的节点b向连接转弯的直线方向移动时计算上述节点b的坐标。又，在图20中，线a是在移动前连接节点的线，点●表示的b是和转弯区间对应的移动前的节点、点○表示的c是对应直线区间的节点。又，用最近的转弯区间检测处理检测的转弯区间B中，存在4个节点b。另外，d是用回旋曲线算出处理算出的回旋曲线，f是表示和转弯连接的直线方向的直线，C是表示使节点b移动的方向的箭头。还有，线a-1以及a-2是连接移动后的节点的线，b-1以及b-2是转弯区间B的移动后的节点。从以上可知，使回旋曲线对转弯区间B移动时可以得到同样的效果。

首先，上述道路形状推断控制装置22判断表示连接转弯区间的直线方向的直线f的方位是否为0。这里，将上述直线f的方位向东时设为0度，按反时针旋转角度增加。这样，在0度时，也即，直线f的方位是朝东时，节点b的X坐标的数值加上L(m)。设移动前的节点b的X坐标的数值为X0，将X0+L作为X坐标的数值X设定。还有，移动前的节点b的Y坐标的数值设为Y0，将Y0作为Y坐标的数值Y设定。这样，结束节点坐标计算处理。

另外，如果上述直线f的方位不是0度，上述道路形状推断控制装置22判断上述直线f的方位是否是90度。这里，上述直线f的方位朝北时是90度。这时，如果是90度，也即，上述直线f的方位朝北时，将X0作为X坐标的数值X设定。另外，将Y0+L作为Y坐标的数值Y设定。然后，结束节点坐标计算处理。

再有，如果上述直线f的方位不是90度，上述道路形状推断控制装置22判断上述直线f的方位是否是180度。这里，上述直线f的方位朝西时是180度。这时，如果是180度，也即，上述直线f的方位朝西时，将X0-L作为X坐标的数值X设定。将Y0作为Y坐标的数值Y设定。这样，结束节点坐标计算处理。

再有，如果上述直线f的方位不是180度，上述道路形状推断控制装置22判断上述直线f的方位是否是270度。这里，上述直线f的方位朝南时是270度。这时，如果是270度，也即，上述直线f的方位朝南时，将X0作为X坐标的数值X设定。将Y0-L作为Y坐标的数值Y设定。这样，结束节点坐标计算处理。

再有，如果上述直线f的方位不是270度，也即，上述直线f的方位不是东南西北的任何一个方位时，将L(m)分解成X和Y成分，对节点b的X坐标和Y坐标进行加法计算。也即，如果上述直线f的方位是θ，将X0+Lcosθ作为X坐标的数值X设定。将Y0+Lsinθ作为Y坐标的数值Y设定。这样，结束节点坐标计算处理。

下面，说明流程图。

步骤S4-4-1，判断直线f的方位是否为0。如果直线f的方位是0度，进入步骤S4-4-2，如果直线f的方位不是0度，进入步骤S4-4-4。

步骤S4-4-2，将X0+L作为X坐标的数值X设定。

步骤S4-4-3，将Y0作为Y坐标的数值Y设定。

步骤S4-4-4，判断直线f的方位是否为90。如果直线f的方位是90度，进入步骤S4-4-5，如果直线f的方位不是90度，进入步骤S4-4-7。

步骤S4-4-5，将X0作为X坐标的数值X设定。

步骤S4-4-6，将Y0+L作为Y坐标的数值Y设定，结束处理。

步骤S4-4-7，判断直线f的方位是否为180。如果直线f的方位是180度，进入步骤S4-4-8，如果直线f的方位不是180度，进入步骤S4-4-10。

步骤S4-4-8，将X0-L作为X坐标的数值X设定。

步骤S4-4-9，将Y0作为Y坐标的数值Y设定，结束处理。

步骤S4-4-10，判断直线f的方位是否为270。如果直线f的方位是270度，进入步骤S4-4-11，如果直线f的方位不是270度，进入步骤S4-4-13。

步骤S4-4-11，将X0作为X坐标的数值X设定。

步骤S4-4-12，将Y0-L作为Y坐标的数值Y设定，结束处理。

步骤S4-4-13，将X0+Lcosθ作为X坐标的数值X设定。

步骤S4-4-14，将Y0+Lsinθ作为Y坐标的数值Y设定，结束处理。

下面，详细说明开始点位置判断处理。

图22是表示使本发明实施方式中的回旋曲线的开始点向连接转弯区间的直线方向移动的动作，图23表示本发明的实施方式中开始点位置判断处理的动作流程图。

这里，如图22所示，使回旋曲线的开始点向连接转弯区间的直线方向仅移动作为用拟合处理得到的拟合结果并被存储到记忆区域save-dist中的距离L(m)。还有，图22中，线a是连接节点的线，点●表示的b使转弯区间B对应的节点，点○表示的c是直线区间对应的节点。还有，根据最近转弯区间查找处理查出的转弯区间B上存在4个节点。再有，d是根据回旋曲线计算处理得到的回旋曲线，f是表示连接转弯的直线方向的直线，C是表示使上述开始点移动的方向的箭头。还有，b-1是转弯区间B的最开始的节点，点□表示的e的位置是被判断为转弯开始的点。

首先，上述道路形状推断控制装置22判断表示连接转弯区间的直线方向的直线f的方位是否为0。这里，上述直线f的方位和上述节点坐标计算处理同样给出。这样，在0度时，也即，直线f的方位朝东时，节点b-1的X坐标的数值加上被储存在记忆区域save-dist中的距离L(m)。这时，节点b-1的X坐标数值设定为X0，X0+L设定为开始点e的X坐标的数值X。另外，节点b-1的Y坐标数值设定为Y0，Y0设定为开始点e的Y坐标的数值Y。然后，终止开始点位置判断处理。

另外，上述直线f的方位不是0度时，上述道路形状推断控制装置22判断上述直线f的方位是否为90。这里，上述直线f的方位如果朝北就是90度。这样在90度时，也即，上述直线f的方位朝北时，X0作为开始点e的X坐标的数值X被设定。另外，节点b-1的Y坐标的数值加上被储存在记忆区域save-dist中的距离L(m)，Y0+L作为开始点e的Y坐标的数值Y被设定。然后，终止开始点位置判断处理。

还有，上述直线f的方位不是90度时，判断上述直线f的方位是否为180。这里，上述直线f的方位如果是朝西就是180度。这样，在180度时，也即，上述直线f的方位朝西时，节点b-1的X坐标的数值减去被储存在记忆区域save-dist中的距离L(m)，X0-L作为开始点e的X坐标的数值X被设定。另外，Y0作为开始点e的Y坐标的数值Y被设定。然后，终止开始点位置判断处理。

另外，上述直线f的方位不是180度时，上述道路形状推断控制装置22判断上述直线f的方位是否为270度。这里，上述直线f的方位如果是朝南就是270度。这样在270度时，也即，上述直线f的方位是朝南时，X0作为开始点e的X坐标的数值X被设定。另外，节点b-1的Y坐标的数值减去被储存在记忆区域save-dist中的距离L(m)，Y0-L作为开始点e的Y坐标的数值Y被设定。然后，终止开始点位置判断处理。

另外，上述直线f的方位不是270度时，也即，上述直线f的方位不是东南西北的任意一方向时，将储存在记忆区域save-dist中的距离L(m)分解为X成分和Y成分，和节点b-1的X坐标和Y坐标的数值作加法。也即，上述直线f的方位为θ，将X0+Lcosθ作为开始点e的X坐标的数值X设定。将Y0+Lsinθ作为开始点e的Y坐标的数值Y设定。然后，终止开始点位置判断处理。

下面，说明流程图。

步骤S5-1，判断直线f的方位是否为0。如果直线f的方位是0度，进入步骤S5-2，如果直线f的方位不是0度，进入步骤S5-4。

步骤S5-2，将将节点b-1的X坐标数值加上储存在记忆区域save-dist中的距离L(m)，将X0+L作为开始点e的X坐标的数值X设定。

步骤S5-3，将Y0作为开始点e的Y坐标的数值Y设定，结束处理。

步骤S5-4，判断直线f的方位是否为90。如果直线f的方位是90度，进入步骤S5-5，如果直线f的方位不是90度，进入步骤S5-7。

步骤S5-5，将X0作为开始点e的X坐标的数值X设定。

步骤S5-6，将节点b-1的Y坐标数值加上储存在记忆区域save-dist中的距离L(m)，将Y0+L作为开始点e的Y坐标的数值Y设定。结束处理。

步骤S5-7，判断直线f的方位是否为180。如果直线f的方位是180度，进入步骤S5-8，如果直线f的方位不是180度，进入步骤S5-10。

步骤S5-8，将节点b-1的X坐标数值减去储存在记忆区域save-dist中的距离L(m)，将X0-L作为开始点e的X坐标的数值X设定。

步骤S5-9，将Y0作为开始点e的Y坐标的数值Y设定，结束处理。

步骤S5-10，判断直线f的方位是否为270。如果直线f的方位是270度，进入步骤S5-11，如果直线f的方位不是270度，进入步骤S5-13。

步骤S5-11，将X0作为开始点e的X坐标的数值X设定。

步骤S5-12，将节点b-1的Y坐标数值减去储存在记忆区域save-dist中的距离L(m)，将Y0-L作为开始点e的Y坐标的数值Y设定。结束处理。

步骤S5-13，将储存在记忆区域save-dist中的距离L(m)分解为X成分和Y成分，和节点b-1的X坐标和Y坐标的数值作加法。也即，将X0+Lcosθ作为开始点e的X坐标的数值X设定。

步骤S5-14，将Y0+Lsinθ作为开始点e的Y坐标的数值Y设定，结束处理。

这样，在本实施方式，道路形状推断装置20实行道路形状推断处理，根据地图数据库21a中储存的地图数据，检测转弯区间，根据该转弯区间的最小半径计算出上述转弯区间开始部分对应的回旋曲线，用该回旋曲线拟合上述转弯区间对应的节点列，然后，根据拟合结果判断上述转弯区间开始点位置。还有，在上述道路形状推断处理说明中，说明计算出转弯区间开始部分对应的回旋曲线，判断开始点位置的动作。但是也可以在相反方向进行同样动作，对于转弯区间的结束部分计算出回旋曲线，判断终点位置。

像这样，可以在位于被储存在地图数据库21a中的节点数据的节点以外的位置上设定转弯区间的开始点和结束点。这样，即使上述节点的间隔很宽，也可以正确获得转弯区间的开始点和结束点。另外，因为在转弯区间的开始部分和结束部分设定回旋曲线，因此，转弯区间的开始部分和结束部分的曲率变化平滑，并且，能够正确获得它们。还有，可以在和转弯区间邻接的节点之间设定平滑曲线，因此可以正确获得上述转弯区间的道路形状。因此，正确推断包括转弯的道路形状。

另外，计算出上述回旋曲线时，因为是使用了转弯区间的最小半径，所以可以正确获得上述转弯区间的半径，计算出正确地回旋曲线。还有，回旋曲线的回旋曲线系数的数值是从事先做成的表示半径和回旋曲线系数关系的半径-回旋曲线系数表中得到的，所以很容易得到正确的回旋曲线，并且，能在短时间内计算出来。

还有，上述半径-回旋曲线系数表，是根据道路设计地图，事先统计地分析在实际道路的转弯区间的道路半径和设计上述道路时使用的回旋曲线的回旋曲线系数的关系而作成的。这样，可以得到适用范围很广，可靠性很高的半径-回旋曲线系数表。再有，因为使用近似公式计算出回旋曲线，计算处理的负担可以变小、容易在短时间内计算出精度很高的回旋曲线。

还有，因为计算出的回旋曲线拟合了上述转弯区间对应的节点列，所以回旋曲线正确、容易适用，转弯区间的开始点和终止点都可以正确地被设定。还有，拟合时沿和转弯连接的直线方向移动，使得转弯上的开始点和终止点都可以在直线区间正确地被设定。

再有，用上述道路形状推断处理得到的数据，记录和积累到推断结果数据库25中，因此，对于同一道路，不需要重复实行上述道路形状的推断处理。

如上所述，在本实施方式中，可以很容易、正确地推断包括转弯的道路形状。这样，可以正确得到转弯区间的开始点以及终点的位置，正确地得到转弯区间的开始部分以及终止部分的曲率变化，在进行转弯控制时，可以平滑地进行适当的转弯控制。

又，本发明不限于上述实施方式，可以根据本发明宗旨做各种变形，这些变形也不应该排除在本发明的范围之外。

Claims (4)

1.一种道路形状推断装置，其特征在于，具有：

(a)读入地图数据的地图数据读入部；

(b)根据上述地图数据，计算对应转弯区间的回旋曲线的回旋曲线计算部；

(c)使上述回旋曲线适合上述转弯区间的拟合处理部；

(d)根据拟合上述转弯区间的上述回旋曲线，判断上述转弯区间的开始点或者终止点位置的位置判断部，

(e)上述回旋曲线计算部，从根据实际道路的转弯区间的半径和设计上述道路时使用的回旋曲线的回旋曲线系数的关系作成的表中，得到与根据上述地图数据算出的上述转弯区间的最小半径对应的回旋曲线系数，根据得到的上述回旋曲线系数计算出回旋曲线。

2.根据权利要求1所述的道路形状推断装置，其特征在于，上述拟合处理部让上述回旋曲线适合上述转弯区间的开始部分和终止部分。

3.根据权利要求1或者2所述的道路形状推断装置，其特征在于，上述回旋曲线计算部使用由下式(1)和下式(2)表示X坐标和Y坐标的近似式，计算回旋曲线，

$X=X_0+\underset{L}{\mathrm{\Σ}}\cos \mathrm{\φ}---\left(1\right)$

$Y=Y_0+\underset{L}{\mathrm{\Σ}}\sin \mathrm{\φ}---\left(2\right)$

式中，X₀和Y₀是回旋曲线的开始点的X坐标和Y坐标，L是距回旋曲线开始点的距离，如果回旋曲线的开始点的方位为α，则φ用下式(3)表示，

φ＝α+2kL            (3)

另外，令回旋曲线系数为A，k用下式(4)表示，

k＝28/A²              (4)

4.根据权利要求1或者2所述的道路形状推断装置，其特征在于，上述回旋曲线计算部，具有记忆根据拟合处理部以及位置判断部的处理得到的数据的推断结果数据库。

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