JPH09185322A - 電子化道路地図及びその作成方法 - Google Patents

電子化道路地図及びその作成方法

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JPH09185322A
JPH09185322A JP35356795A JP35356795A JPH09185322A JP H09185322 A JPH09185322 A JP H09185322A JP 35356795 A JP35356795 A JP 35356795A JP 35356795 A JP35356795 A JP 35356795A JP H09185322 A JPH09185322 A JP H09185322A
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JP
Japan
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road
approximated
road map
straight line
sampling point
Prior art date
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JP35356795A
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English (en)
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Katsutoshi Tagami
勝俊 田上
Yasushi Okada
泰仕 岡田
Katsuhiko Takebe
克彦 武部
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 〔課題〕 限られたデータ量のもとで高い近似精度を実
現できる電子化道路地図及びその作成方法を提供する。 〔解決手段〕 本発明の電子化道路地図は、直線、クロ
ソイド曲線マーク円弧のうちの一つによって近似される
か、そのようないずれか一つによって近似される部分を
含むように構成される。上記いずれによっても近似され
ない部分は、折れ線などで近似される。このような電子
化道路地図を作成する方法は、道路地図に含まれる道路
をドットパターンデータに変換する工程と、このドット
パターンデータ上に離散的に配列されるサンプリング点
群を設定する工程と、サンプリング点群のそれぞれのう
ち互いに隣接する複数個のものの相互の位置関係に基づ
きこれらのサンプリング点群を含む道路部分の少なくと
も一部を直線、クロソイド曲線又は円弧のうちの一つに
よって近似する工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ナビゲーションシ
ステムや自動走行システムなど各種の車両用運転支援シ
ステムに利用される高精度の電子化道路地図及びその作
成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ナビゲーションシステムなど各種
の車両用運転支援システムでは、電子化道路地図が使用
されている。この電子化道路地図においては、道路が折
線によって近似されると共に、個々の折線が、二次元座
標で表わされた始点と終点の対や、始点の二次元座標並
びに終点までの長さ及び方向によって表示されるベクト
ルデータなどの形式でCDーROMなどの大容量記録装
置に記録される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の道路を折線
で近似する方法では、限られた記憶容量のもとでデータ
量を低減するために折線の長さを長くするにつれて近似
精度が低下し、高い近似精度を必要とするある種の機能
に支障をきたすという問題がある。例えば、車両の現在
位置が道路から逸脱した場合、道路のパターンと車両の
走行軌跡のパターンとを照合することによって、車両の
道路上の位置を再確認して修正する機能が知られている
が、このような場合、折線近似された道路のパターンの
近似精度が低いと、このパターンの照合がうまく行われ
ず位置の修正が有効に機能しないなどの問題がある。従
って、本発明の一つの目的は、限られたデータ量のもと
で高い近似精度を実現できる電子化道路地図及びその作
成方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の電子化道路地図
によれば、電子化道路が直線、クロソイド曲線又は円弧
のうちの一つによって近似される部分を含むように構成
される。このような道路地図を作成する方法は、道路地
図に含まれる道路をドットパターン・データに変換する
工程と、このドットパターン・データ上に離散的に配列
されるサンプリング点群を設定する工程と、サンプリン
グ群点のそれぞれのうち互いに隣接する複数個のものの
相互の位置関係に基づきこれらのサンプリング点群を含
む道路部分の少なくとも一部を直線、クロソイド曲線又
は円弧のうちの一つによって近似する工程とを含んでい
る。
【0005】
【実施の態様】本発明の実施の態様によれば、電子化道
路が直線、クロソイド曲線又は円弧のうちの一つによっ
て近似される部分だけから構成される。作成済みの電子
化地図は、ディジタルデータとしてCDーROMなどの
記録媒体に保持され、ナビゲーションシステムなど各種
の車両用運転支援システムが備える電子化道路地図再生
装置によって再生される。本発明の他の実施の態様によ
れば、直線、クロソイド曲線又は円弧のいずれによって
近似されない道路部分は、従来と同様折線によって近似
される。
【0006】図2は、本発明の一実施例の電子化道路地
図の作成対象となる道路地図中に含まれいる道路の一例
を示す概念図である。この道路は、直線で近似される直
線領域と、クロソイド曲線で近似されるクロソイド曲線
領域と、円弧で近似される円弧領域とから構成されてい
る。道路は、直線領域では直線 y=(tan at) x +b (1) によって近似される。ただし、a,bは定数、tは時間
に関連したパラメータである。
【0007】道路は、クロソイド曲線の領域では、クロ
ソイド曲線、 によって近似される。ただし、cは定数である。
【0008】このクロソイド曲線は、一定の走行速度の
もとで一定の速度でハンドルを回転し続けた場合に得ら
れる車両の走行軌跡に該当する曲線であり、高速道路の
カーブの設計に取り入れられている。道路は、円弧の領
域では、円 (x−d)2 +(y−d)2 =r2 (3) の一部で近似される。ただし、dは円の中心、rは半径
である。
【0009】道路をその中心線に沿って一定のサンプリ
ング間隔δsで配列されるサンプリング点群で近似す
る。そして、これらサンプリング点群のうち隣接する3
個の点を選択し、これら3点を通る円の式を算定し、こ
の円の半径Rの逆数1/Rを算定する。この算定処理
が、サンプリング点群の一つの配列方向に沿って、サン
プリング点群を一つずつずらしながら反復される。図3
に示すように、サンプリング点群がほぼ直線上に配列さ
れる領域では、1/Rはほぼ「0」になり、サンプリン
グ点群がほぼ一つの円弧状に配列される領域では1/R
はほぼ一定の値になり、直線から円弧又は逆に円弧から
直線への遷移領域では1/Rが一点の割合で増減するク
ロソイド曲線となる。
【0010】
【実施例】図4は、本発明の一実施例の電子化道路地図
を作成するための作成システムの構成を示すブロック図
であり、41はCPU、42はイメージスキャナ、43
は記憶装置、44は入出力インタフェース部、45はキ
ーボード、46は液晶表示装置、47はシステムバスで
ある。
【0011】まず、CPU41はキーボード45から入
出力インタフェース部44を経由して受け取ったコマン
ドに従って、 2万 5千分の1から 500分の1程度の縮尺
の範囲の道路地図の読取りを行う。すなわち、道路地図
がイメージスキャナ42による光学走査によって読取ら
れ、ドットパターン・データに変換され、システムバス
47とCPU41とを経て記憶装置43に一旦格納され
る。CPU41は、記憶装置43からこれが格納中の道
路地図のドットパターン・データを読出し、これに含ま
れる道路を抽出し、細め処理を行うことによって中心線
から成る曲線に変換したのち、この曲線に沿って適宜な
大きさのサンプリング間隔δsを保ちながら配列される
二次元座標(xi,yi)で特定されるサンプリング点
列のデータに変換し、記憶装置43に一旦格納する。
【0012】次に、CPU41は、記憶装置43から格
納中のサンプリング点列のデータを読出して処理するこ
とにより、直線、クロソイド曲線又は円弧のうちのいず
れか一つで近似される部分から成る電子化道路地図を作
成する。この処理内容を図1のフローチャートを参照し
ながら説明する。
【0013】CPU41は、まず、着目する道路につい
て処理開始の端点である始点を設定したのち、円の半径
Rの逆数1/Rを初期値「0」に設定する(ステップS
1、S2)。次に、CPU41は、上記設定済みの始点
を含む隣接3点を通る円の式を算出し、その半径Rの逆
数1/Rを算定し(ステップS3)、この算定済みの半
径の逆数1/Rが所定の閾値Δthよりも小さいか否かを
判定する(ステップS4)。CPU41は、算定済みの
半径の逆数1/Rが閾値Δthよりも小さい場合には、こ
の隣接3点を通る道路を直線で近似する(ステップS
6)。
【0014】CPU41は、算定済みの半径Rの逆数1
/Rが閾値Δthよりも大きい場合には、この逆数1/R
が前回算定した値とほぼ一致するか否かを判定する(ス
テップS5)。CPU41は、算定済みの半径の逆数1
/Rが前回の値と一致すれば、この隣接3点を通る道路
を曲率半径Rの円弧で近似し(ステップS7)、一致し
なければ、この隣接3点を通る道路をクロソイド曲線で
近似する(ステップS7)。
【0015】CPU41は、直線、円弧又はクロソイド
曲線の一つで近似してきた領域に終点が出現したか否か
を判定する(ステップS9)。この領域の終点の出現
は、直線、円弧又はクロソイド曲線の一つで近似したき
た領域が、新たに、異なる曲線で近似される領域に変更
されたか否かによる。CPU41は、終点が未出現の場
合には、ステップS11に移行し、サンプリング点を道
路に沿って一つずつ進めた次の隣接3点を通る円の式を
算出し、その半径Rの逆数1/Rを算定したのち、処理
をステップS4に復帰させる。
【0016】CPU41は、ステップS4からステップ
S6まで、又はステップS5を経てステップS7若しく
はS8まで、上述した処理を反復する。そして、CPU
41は、ある曲線で近似してきた領域に終点が出現した
ことをステップS9で検出すると、処理をステップS1
0に移行させ、始点と終点のそれぞれの(X,Y)座標
と、曲線の属性(直線、円弧又はクロソイド曲線の一つ
であることを示す識別子)と、各曲線を特定するための
パラメータの対とを保存したのち、処理をステップS1
1に移行させる。ここで、各曲線を特定するためのパラ
メータは、円弧の場合には円の中心と曲率半径であり、
クロソイド曲線の場合、(2)式に示した(xe,y
e,c)である。
【0017】図1のフローチャートを参照して説明した
処理の演算時間を短縮するために、直線で近似される領
域については、他の適宜な算法に置き換えたり、あるい
は追加したりすることができる。例えば、図5に示すよ
うに、直線で近似される領域については、積分によって
算定される滑らかな曲線とx軸とで囲まれる空間の面積
を算定すると共に、この滑らかな曲線上にサンプリング
間隔よりも粗い間隔で設定した点列を接続する階段曲線
とx軸とで囲まれる空間の面積とをサンプリング点数を
増加させながら算定してゆき、両者の面積の差が所定値
以下に保たれる範囲については、この曲線を一つの直線
で近似するという算法によって、図1のステップS6
を、置き換えることができる。
【0018】以上、道路の中心線を、直線、クロソイド
曲線又は円弧のうちのいずれか一つで近似する構成を例
示した。しかしながら、直線、クロソイド曲線及び円弧
のいずれでも近似できない領域については従来例におけ
る折線近似など他の適宜な近似を併用することもでき
る。すなわち、図1のステップS5において、今回算定
した1/Rが前回算定した1/Rと一致しない場合に
は、この1/Rの値が、今回、前回、前々回など適宜な
回数にわたって直線的に変化しているか否かを判定し、
そうであればクロソイド曲線で近似するが、そうでなけ
れば、この領域を折線など他の適宜な曲線や直線で近似
すればよい。
【0019】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の電
子化道路地図は、道路が直線、クロソイド曲線又は円弧
のいずれか一つによって近似した部分を含むように構成
されるため、限られたデータ量のもとで高い近似精度が
実現され、ナビゲーションシステムなど各種の車両用運
転支援システムにおいて高精度の道路地図として利用で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる電子化道路地図の作
成方法を説明するためのフローチャートである。
【図2】本発明の一実施例の処理対象である道路地図に
含まれる道路が、直線で近似される領域、クロソイド曲
線で近似されるクロソイド曲線領域及び円弧で近似され
る円弧領域から成る場合の一例を示す概念図である。
【図3】本発明の一実施例において、隣接3点を通る円
の半径Rの逆数1/Rを算定することにより、これが
「0」の直線領域、一定の率で増減するクロソイド曲線
領域及びほぼ一定値を保つ円弧領域を弁別できることを
説明するための概念図である。
【図4】本発明の一実施例の電子化道路地図の作成方法
を適用する作成システムの構成の一例を示すブロック図
である。
【図5】本発明の一実施例において、直線領域であるか
否かを判定するための算法の一例を説明するための概念
図である。
【符号の説明】
41 CPU 42 イメージスキャナ 43 記憶装置 44 入出力インタフェース 45 キーボード 46 液晶表示装置

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】道路が、直線、クロソイド曲線又は円弧の
    うちの一つによって近似されたことを特徴とする電子化
    道路地図。
  2. 【請求項2】道路が、直線、クロソイド曲線又は円弧の
    うちの一つによって近似された部分を含むことを特徴と
    する電子化道路地図。
  3. 【請求項3】前記直線、クロソイド曲線又は円弧のうち
    のいずれによっても近似されない道路部分は、折線によ
    って近似されることを特徴とする請求項2記載の電子化
    道路地図。
  4. 【請求項4】ディジタルデータとして記録媒体に保持さ
    れたことを特徴とする請求項1乃至3のそれぞれに記載
    の電子化道路地図。
  5. 【請求項5】道路地図に含まれる道路をドットパターン
    ・データに変換する工程と、 このドットパターン・データを、この道路に沿って離散
    的に配列され、二次元座標によって特定されるサンプリ
    ング点群に置換する工程と、 前記サンプリング点群のそれぞれのうち互いに隣接する
    複数個のものの相互の位置関係に基づきこれらのサンプ
    リング点群を含む道路部分の全てを直線、クロソイド曲
    線又は円弧のうちの一つによって近似する工程とを含む
    ことを特徴とする電子化道路地図の作成方法。
  6. 【請求項6】道路地図に含まれる道路をドットパターン
    ・データに変換する工程と、 このドットパターン・データをこの道路に沿って離散的
    に配列され、二次元座標によって特定されるサンプリン
    グ点群に置換する工程と、 前記サンプリング点群のうち互いに隣接する複数個のも
    のの相互の位置関係に基づきこれらのサンプリング点群
    を含む道路部分の少なくとも一部を直線、クロソイド曲
    線又は円弧のうちの一つによって近似する工程とを含む
    ことを特徴とする電子化道路地図の作成方法。
  7. 【請求項7】前記直線、クロソイド曲線又は円弧のうち
    の一つによって近似されない道路部分は折線によって近
    似されることを特徴とする請求項6記載の電子化道路地
    図の作成方法。
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