JP4961742B2 - ナビゲーション情報システムおよびそのための車両端末 - Google Patents
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Description
走行環境の情報としては、道路を走行中の移動車両の車両端末で逐次の車両の位置や速度などのプローブ情報を求め、これをサーバに蓄積することになるが、こうして車両端末から得たプローブ情報に基づく渋滞情報が、当該プローブ情報を得た道路において頻繁に発生する渋滞であるのか、それとも事故や工事などによる突発的な渋滞であるのか、直ちには判断が困難である。
例えば、ある道路についての走行データにおいて、一日のうちの20時間など所定時間以上が渋滞を示しているデータは、車両上のセンサの故障や特別開催のイベントによる特殊事情に起因するものと考えられるので、当該データに係る道路についてその日一日のデータを異常とする。また、同一時間帯の渋滞情報については蓄積された複数日に関して比較し、偏差の大きいデータは異常としている。
そのため、所定の閾値で異常値を判断してはいるが、実質異常な状況下で発生して本来はデータとして利用すべきでないプローブ情報のデータでも、閾値をクリアしていれば正常なデータとして使用されることになり、サーバに蓄積されたデータの信頼性が損なわれることとならざるを得ない。
また、本発明において、前記所定の車両状態は、以下の(1)〜(4)のいずれかである。
(1)前記所定の車両状態が、車両の急発進、急停止状態に対応する車速の変化が検出されている状態である。
(2)前記所定の車両状態が、極端なステアリング操作状態に対応する舵角の変化速度が検出されている状態である。
(3)前記所定の車両状態が、リバース走行状態に対応するシフトレバー位置が検出されている状態である。
(4)前記所定の車両状態が、プローブ情報を取得するセンサの異常値状態が検出されている状態である。
図1は、実施の形態のシステム概念図である。
道路を走行中の移動車両1には車両端末10が搭載される。車両端末10にはナビゲーション部が含まれ、GPS衛星4からの測位データや道路に沿って設置されたビーコン5からの位置情報を受信して、現在位置を検出する。車両端末10はさらに車速データや走行軌跡等を逐次求めて、現在位置とともにプローブ情報として、相互通信可能の交通情報センタ2へ送信する。
車両端末10は基本構成としてナビゲーション部20、プローブ部30、および交通情報センタ2との無線通信のための通信部40からなっている。
ナビゲーション部20には、車速センサ11、GPS受信部12、ビーコン受信部13、ディスプレイ14、スピーカ15が接続されている。ナビゲーション部20は、GPS受信部12で受信した測位データやビーコン受信部13で受信した位置情報を基に車両の現在位置を検出する現在位置検出部22、道路地図データを格納した道路地図データベース24、交差点情報や施設情報等を格納した案内情報記憶部26を備え、ディスプレイ14に現在位置や目的地への経路等の地図表示や、スピーカ15による経路案内等を行う。また、車速センサ11からの車速に基づいて目的地への到達時刻を提示することもできる。
ナビゲーション部20の上記構成は公知のものと同じである。
舵角センサ51はステアリングの操作舵角を検出する。
シフトレバー位置センサ52はシフトレバーで選択されたレンジ位置を検出する。
高度センサ53は大気圧に基づいて道路の高度を検出する。
エアバッグセンサ54はエアバッグの作動を検出する。
シートセンサ55は運転席シートの着座状態を検出する。
加速度センサ56は車体の加速度を検出する。
方位センサ57は車両の前後軸が向いている方位を検出する。
例えば、道路の幅については、特開平10−143646号公報に開示されるように、道路画像撮像手段を用いた画像処理により抽出した道路領域から道路の幅を求めることができる。
道路の材質については、特開2003−346286号公報に開示されるように、路面に光を照射して、その反射光から得られる電気信号を処理することによりコンクリート路や砂利路の識別が可能である。
天候に基づく路面状態も、特開2004−341795号公報に開示されるように、水など液状の有体物を検知可能なセンサを用いて冠水状態を検知することができる。また上述の特開2003−346286号公報のものによって、雪路、凍結路、湿潤/乾燥路等が識別できるほか、特開2005−275723号公報、特開平11-248439号公報等にも路面の凍結、乾燥状態の検出手段が示されている。
そして、通信部40は、不要情報を除去してメモリ38に格納されたプローブ情報を、一定の時間間隔で交通情報センタ2へ送信する。
以下に、除去する不要情報の例を説明する。
(1)車両発進時の初期期間
車両の発進時は車速が変動するため、道路特性の評価に使用するには不適であるから、この期間のプローブ情報のデータは除外する。このため、不図示のイグニションスイッチのオンに続いて、車速センサ11からの車速が0(ゼロ)から増大してその変動が予め設定した所定の変動幅内に安定するまでの時間を車両発進時の初期期間とする。
なお、一般道路での上記車速の変動が所定の変動幅内に安定するまでの平均的な時間tを予め求めておき、車速が0から増大を開始した時点からプローブ部30内蔵のクロックタイマで時間経過を計測することにより、tの時間経過までを上記の初期期間とすることもできる。
車両の急発進、急停止は運転操作ミスや走行中の緊急避難的事態の発生などが想定されるから、この状態でのデータを道路特性の評価に使用するには不適である。したがって、車速を監視して、図3に示すように、通常の走行状態を越えて急発進、急停止に相当する車速変化の過大な増大、あるいは過大な低下が継続している期間T1((a)急発進)、T2((b)急停止)のプローブ情報のデータは除外する。
ここでは、n秒間にpkm/h以上の車速増大があるときを車速変化の過大な増大、n秒間にpkm/h以上から0km/hになるときを車速変化の過大な低下とし、nおよびpの値を予め設定しておく。
通常の走行状態における操舵範囲を越える急激なステアリング操作は、道路内でのUターンや緊急避難的事態の発生などが想定されるから、この状態での走行軌跡データ等を道路地図作成のための道路特性の評価に使用するには不適である。したがって、ステアリングの角速度を監視して、通常の走行状態における操舵を越えた所定値以上のステアリングの角速度が発生したときのプローブ情報のデータは除外する。角速度は舵角センサ51からの舵角の変化速度から求める。
除外する期間は、図4に示すように、ステアリングの操舵において上記所定値以上の角速度が発生した時点から当該操舵が終了するまでの期間T3とする。
車両のリバース(後退)走行は通常の走行状態ではないから、この状態でのデータを道路特性の評価に使用するには不適である。したがって、シフトレバー位置センサ52からのシフトレバー位置を監視して、シフトレバーがリバース位置にあって、図5に示すリバース走行した期間T4の期間のプローブ情報のデータは除外する。
車両が巻き込まれた事故が発生したときは、通常走行とは異なる異常な状況であって、道路特性の評価に使用可能な通常走行におけるプローブ情報が得られないことが明らかである。したがって、エアバッグセンサ54と車速センサ11により、エアバッグの作動開始から車速が0(車両停止)になるまでの期間のプローブ情報のデータは除外する。
道路上で車両が停止している場合に、原因が渋滞状態であるときはその停止状態(車速=0)は道路特性の評価に有効であるが、とくにドライバが休憩等のため車両から離れている場合は、単に車両が運転状態にないということであって、道路特性の評価に有効な実際の走行に基づくプローブ情報を提供できる状態にはない。
したがって、シートセンサ55により運転席の着座状態を監視して、ドライバが運転席に着座していない期間のプローブ情報のデータは除外する。
例えば有料道路の料金所通過に際しては、道路状況にかかわらず一旦停止あるいは減速徐行しなければならないが、これによる車速変動は道路状況によるものではないから、道路特性の評価には不要である。
したがって、ナビゲーション部の案内情報記憶部26に格納されている料金所位置に基づいて、当該料金所位置前後において車速変動が発生した場合は、料金所通過によるものと判断して、車速変動の期間、すなわち車速の低下開始から車速が低下前の値に復するまでの期間のプローブ情報のデータは除外する。
車速センサ11が車輪の回転速度に基づいて車速信号を出力するものであるとき、走行中に車輪が空転、スリップ、あるいは路面上で滑走などした場合には、車速センサ11は正確な車速を示さないから、道路特性の評価には不適である。
車輪が空転、スリップしたときは、車両の急発進、急停止時と同様に、車速変化の過大な増大、または過大な低下として現れるが、車体自体の速度には大きな変化は現れず、加速度センサ56の出力には変化がない。これらの現象に基づいて車輪の空転、スリップが検出できる。
またさらに、方位センサ57で検出される方位変化も監視することにより、車体の向きが変化してしまう凍結路面上などでの滑走状態も検出される。
以上のようにして検出される車輪の空転、スリップ、あるいは路面上での滑走が発生している期間のプローブ情報のデータは除外する。
プローブ情報を直接収集するための車速センサ11や高度センサ53など(これらを総称してセンサ機器と呼ぶ)が、起動時の立ち上がり段階など正常な出力を出さないような作動準備期間についても、そのデータの信頼性が乏しいから、個々のセンサ等に関連するプローブ情報のデータは送信対象から除外する。
例えばセンサごとにその正常出力までの起動時間等は異なるので、個別に期間が設定される。
以上のように(1)〜(9)に例示した不要情報が除去され、メモリ38に格納されたプローブ情報が通信部を介して交通情報センタ2へ送信される。
なお、メモリ38に格納されたプローブ情報中の走行時間は、実際の走行時間から上記各除外対象の期間の走行時間を差し引いたものとする。
ここでは、イグニションスイッチがオンされると車両端末10もオンされるものとし、まずステップ100において、センサ機器の作動準備期間が経過するのを確認する。
次にステップ101において、車両発進時の初期期間が経過するのを確認する。
初期期間が経過すると、ステップ102において走行タイマ36が走行時間のカウントを開始する。
ステップ103において、急発進、急停止状態であるかどうかをチェックする。
急発進、急停止状態でないときは、ステップ104に進み、極端なステアリング操作状態であるかどうかをチェックする。
極端なステアリング操作状態でないときは、ステップ105に進む。
リバース走行状態でないときは、ステップ106に進み、事故遭遇状態であるかどうかをチェックする。
事故遭遇状態でないときは、ステップ107に進み、運転席にドライバが不在の状態であるかどうかをチェックする。
ドライバ不在でないときは、ステップ108に進み、道路状況以外の原因で車速変動が発生している状態であるかどうかをチェックする。
車速変動が発生していないときは、ステップ109に進み、車速センサ11の出力が実際の車速を示していない状態であるかどうかをチェックする。
そして、車速センサ11の出力が実際の車速を示している状態のときは、ステップ110に進む。
そして、ステップ111において、現時点の現在位置、車速、高度情報、走行時間を取り込み、走行軌跡、走行距離などを演算して、これらをプローブ情報としてメモリ38に一時格納する。
このあと、ステップ103へ戻る。
同様に、ステップ104のチェックで極端なステアリング操作状態であるとき、ステップ105のチェックでリバース走行状態であるとき、ステップ106のチェックで事故遭遇状態であるとき、ステップ107のチェックでドライバ不在のとき、ステップ108のチェックで道路状況以外の原因で車速変動が発生している状態であるとき、およびステップ109のチェックで車速センサ11の出力が実際の車速を示していない状態であるときは、それぞれステップ120に進んで走行タイマ36のカウントを中断し、その後ステップ103へ戻る。
メモリ38に格納されたプローブ情報は、通信部40が一定の時間間隔で交通情報センタ2へ送信する。
地図情報としてまず、走行軌跡のデータから、緯度・経度で表される平面座標上に道路の有無、カーブ形状などをプロットして、走行した区間の道路地図を作成する。また、走行軌跡に付随する高度情報を用いて道路の勾配情報を地図に付加する。こうして作成された道路地図がサーバ3に保持される。
すなわち、道路を適宜の区間に分割し、各道路区間ごとに道路の良し悪しを示す評価値Xを与える。
例えば、道路区間を走行完了するのに要した時間の長さで評価する場合には、その所要時間が短いほど良い評価とする。ただし、評価にあたっては車速が法規上の制限速度内で走行したときのプローブ情報に基づくものとして、できるだけ一般的な走行状態下での評価を得られるようにする。
評価の単位は一次元の尺度で5段階とか10段階評価とすることができ、あるいは、一次元の整数値や実数値で評価値Xを表してもよい。
同様にして、プローブ情報を基にして、特開2004−234649号公報に記載されたように、渋滞の発生度合い、渋滞の伸長・縮小傾向などの情報も作成され、所要時間の評価値とともにサーバ3に保持される。
実際には、一般道路では道路区間内で相当数の車速変動が見込まれるので、例えば図8に示す最大振幅Bが小さいほど良い評価、最小周期Sが長いほど良い評価とする。
1つ目は、道路区間の基準車速(平均車速)からの速度変化量が少ないほどドライバが好む安定した走行感を与えるものとして、基準車速Voからの差の絶対値の合計を総和Gとして、これが小さいほど良い評価とするものである。
例えば、図9に示した例では、ハッチングした領域の総面積が小さい(b)の変化態様の方が面積の大きい(a)の変化態様よりも良い評価値が与えられる。
すなわち、図10に示すように、基準車速Voより上側のハッチング領域と下側のハッチング領域との面積差が小さい(a)の変化態様の方が面積差の大きい(b)の変化態様よりも良い評価値が与えられる。
V=f1(B,S,G)+C
で表される。ただし、Cは定数である。
さらに、道路区間を走行完了する所要時間に係る評価値Xを考慮した当該道路区間の総合評価は
W=f2(X,V)+D
で表される。ただし、Dは定数である。
交通情報センタ2はサーバ3に地図情報データベースとして保持された道路地図や道路特性にかかる評価値等からなる地図情報を、移動車両側からプルーブ情報を得るごとに新たな地図情報で更新する。なお、この際、変更前の地図情報も既存分として別途保存しておくことができる。
移動車両1側では、車両端末10がこの地図情報を受信し、その内容に応じてナビゲーション部20の道路地図データベース24または案内情報記憶部26に格納する。ナビゲーション部20は、当該地図情報を経路探索等に参照して利用する。
なお、本実施の形態においては、図6のフローチャートにおけるステップ100〜109、およびステップ120が発明における不要情報除外手段を構成している。
したがって、交通情報センタ2では信頼性の高い地図情報を作成することができ、移動車両1では、交通情報センタ2からこの地図情報を受信してナビゲーションに利用することができる。
交通情報センタ2で作成する地図情報は、道路地図や道路特性の評価値を含むので、新しい道路地図の追加や修正が可能である。これにより、車両端末のナビゲーション部20では経路探索において適切な経路選択等を行うことができる。
同様の不要情報として、極端なステアリング操作状態に対応する舵角の変化速度があるときのプローブ情報、シフトレバー位置がリバース走行の位置にあるとき、あるいは車輪の空転、スリップまたは滑走状態時の車速センサのようにセンサ出力が異常値状態であるときのプローブ情報が除外されるので、交通情報センタ2では突発的な特殊事情下のデータを含まず、道路特性評価等の作成に役立つデータのみで地図情報を作成することができる。
また、本発明はプローブ情報の交通情報センタ2への伝達を無線送信によることに限定するものではなく、プローブ情報を格納したメモリ38あるいは他のHD、DVD等のデータ記録媒体を直接引き渡し、交通情報センタ2においてサーバ3へ転送するなど、適宜に手段を選択することができるものである。
さらには、プローブ情報の交通情報センタへの伝達の場合と同様に、無線通信に限らず、HD、DVD等のデータ記録媒体の配布によって交通情報センタから地図情報を提供するようにしてもよい。
2 交通情報センタ
3 サーバ
4 GPS衛星
5 ビーコン
10 車両端末
11 車速センサ
12 GPS受信部
13 ビーコン受信部
14 ディスプレイ
15 スピーカ
20 ナビゲーション部
22 現在位置検出部
24 道路地図データベース
26 案内情報記憶部
30 プローブ部
32 走行軌跡算出部
34 走行距離算出部
36 走行タイマ
38 メモリ
40 通信部
51 舵角センサ
52 シフトレバー位置センサ
53 高度センサ
54 エアバッグセンサ
55 シートセンサ
56 加速度センサ
57 方位センサ
Claims (6)
- 移動車両に搭載され、走行環境に関するプローブ情報を逐次収集するプローブ部を備える車両端末と、
車両端末で収集された前記プローブ情報を蓄積するサーバを備え、蓄積されたプローブ情報に基づいて地図情報を作成する交通情報センタとからなり、
前記プローブ部は、自車両が所定の車両状態にあるか否かを判断し、自車両が前記所定の車両状態にある場合には、自車両が通常の走行状態にないと判定する判定手段と、自車両が通常の走行状態にないと判定された場合に、通常の走行状態にない状態が継続する間、前記プローブ情報の収集を中断する収集中断手段と、を有し、
前記所定の車両状態が、車両の急発進、急停止状態に対応する車速の変化が検出されている状態であり、
前記交通情報センタで前記プローブ情報に基づいて作成する地図情報が、道路特性の評価値を含み、
前記道路特性の評価値は、車速変動の最大振幅B、車速変動の最小周期S、および車速変動量の総和Gからなり、前記車速変動の最大振幅Bが小さいほど、前記車速変動の最小周期Sが長いほど、あるいは、車速変動量の総和Gが小さいほど、良い評価となる評価値であることを特徴とするナビゲーション情報システム。 - 移動車両に搭載され、走行環境に関するプローブ情報を逐次収集するプローブ部を備える車両端末と、
車両端末で収集された前記プローブ情報を蓄積するサーバを備え、蓄積されたプローブ情報に基づいて地図情報を作成する交通情報センタとからなり、
前記プローブ部は、自車両が所定の車両状態にあるか否かを判断し、自車両が前記所定の車両状態にある場合には、自車両が通常の走行状態にないと判定する判定手段と、自車両が通常の走行状態にないと判定された場合に、通常の走行状態にない状態が継続する間、前記プローブ情報の収集を中断する収集中断手段と、を有し、
前記所定の車両状態が、極端なステアリング操作状態に対応する舵角の変化速度が検出されている状態であり、
前記交通情報センタで前記プローブ情報に基づいて作成する地図情報が、道路特性の評価値を含み、
前記道路特性の評価値は、車速変動の最大振幅B、車速変動の最小周期S、および車速変動量の総和Gからなり、前記車速変動の最大振幅Bが小さいほど、前記車速変動の最小周期Sが長いほど、あるいは、車速変動量の総和Gが小さいほど、良い評価となる評価値であることを特徴とするナビゲーション情報システム。 - 移動車両に搭載され、走行環境に関するプローブ情報を逐次収集するプローブ部を備える車両端末と、
車両端末で収集された前記プローブ情報を蓄積するサーバを備え、蓄積されたプローブ情報に基づいて地図情報を作成する交通情報センタとからなり、
前記プローブ部は、自車両が所定の車両状態にあるか否かを判断し、自車両が前記所定の車両状態にある場合には、自車両が通常の走行状態にないと判定する判定手段と、自車両が通常の走行状態にないと判定された場合に、通常の走行状態にない状態が継続する間、前記プローブ情報の収集を中断する収集中断手段と、を有し、
前記所定の車両状態が、リバース走行状態に対応するシフトレバー位置が検出されている状態であり、
前記交通情報センタで前記プローブ情報に基づいて作成する地図情報が、道路特性の評価値を含み、
前記道路特性の評価値は、車速変動の最大振幅B、車速変動の最小周期S、および車速変動量の総和Gからなり、前記車速変動の最大振幅Bが小さいほど、前記車速変動の最小周期Sが長いほど、あるいは、車速変動量の総和Gが小さいほど、良い評価となる評価値であることを特徴とするナビゲーション情報システム。 - 移動車両に搭載され、走行環境に関するプローブ情報を逐次収集するプローブ部を備える車両端末と、
車両端末で収集された前記プローブ情報を蓄積するサーバを備え、蓄積されたプローブ情報に基づいて地図情報を作成する交通情報センタとからなり、
前記プローブ部は、自車両が所定の車両状態にあるか否かを判断し、自車両が前記所定の車両状態にある場合には、自車両が通常の走行状態にないと判定する判定手段と、自車両が通常の走行状態にないと判定された場合に、通常の走行状態にない状態が継続する間、前記プローブ情報の収集を中断する収集中断手段と、を有し、
前記所定の車両状態が、プローブ情報を取得するセンサの異常値状態が検出されている状態であり、
前記交通情報センタで前記プローブ情報に基づいて作成する地図情報が、道路特性の評価値を含み、
前記道路特性の評価値は、車速変動の最大振幅B、車速変動の最小周期S、および車速変動量の総和Gからなり、前記車速変動の最大振幅Bが小さいほど、前記車速変動の最小周期Sが長いほど、あるいは、車速変動量の総和Gが小さいほど、良い評価となる評価値であることを特徴とするナビゲーション情報システム。 - 前記センサが車速センサであり、前記異常値状態が車輪の空転、スリップまたは滑走状態時における車速センサの出力状態が検出されている状態であることを特徴とする請求項4に記載のナビゲーション情報システム。
- 前記車両端末は前記交通情報センタと無線通信可能な通信部を備え、前記プローブ部で収集したプローブ情報を前記通信部を介して前記交通情報センタへ送信することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のナビゲーション情報システム。
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