JP6601072B2 - 高速道路判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両が走行中の道路が高速道路であるか一般道路であるかを判定する速道路判定装置に関する。

特許文献１には、ＥＴＣ車載器と料金所ゲートに設置されたＥＴＣ路側器との間で通信される入口情報及び出口情報に基づいて、車両が走行中の道路が高速道路であるか一般道路であるかを判定する構成が記載されている。しかし、この構成では、対距離精算の高速道路の入口及び出口を通過する場合には、高速道路であるか否かを正確に判定することができるが、対距離精算の高速道路と、都市高速などの均一料金の高速道路が混在する経路を走行する場合には、高速道路であるか否かを正しく判定できないことがあった。

また、特許文献２には、ナビゲーション装置に使用される地図データに基づいて、車両現在位置を地図の道路上へのマップマッチングした結果から、車両が走行中の道路が一般道路であるか高速道路であるかを判定する構成が記載されている。しかし、この構成では、地図データに存在しない新規に開通した高速道路を走行する場合には、高速道路であるか否かを正しく判定できなかった。

特開２００８−９０３４８号公報 特開２０００−１４６６０８号公報

車両が高速道路を走行中において、高速道路であるか否かの判定を誤り、一般道路であると判定すると、車両が高速で走行中に、速度超過の判定値として一般道路の最高速度が設定されるため、速度超過の警報が多発するという不具合が発生する。また、トラックやタクシー等の車両の運行管理システムにおいては、道路種別毎に速度超過の警報や通報などの危険運転警報機能と運行情報を記録する機能が搭載されている。このような運行管理システムにおいて、道路種別、即ち、高速道路であるか否かの誤判定が発生した場合、誤警報や誤通報が行われたり、誤った運行情報が記録されたりするなどの問題が発生していた。このような問題を回避するためには、高速道路であるか否かの誤判定を是正する操作をドライバが手動で実行する必要がある。しかし、車両の走行中においては、ドライバによる上記誤判定を是正する手動操作はかなり困難であった。

本発明の目的は、新規に開通した高速道路を走行するときに、高速道路であるか否かを正確に判定することができる高速道路判定装置を提供することにある。

請求項１の発明は、車両の現在位置を検出する位置検出部と、地図データに基づいて前記車両の現在位置を地図の道路上に配置させるマップマッチング部と、車両の走行データとして、車速、ブレーキ頻度、または、速度変化率を収集する走行データ収集部と、高速道路を走行中の車両の走行挙動を判定するためのデータであり、車両の直進性の判定データ、道路のカーブ曲率の判定データ、車両の上下振動の判定データ、または、道路の勾配変化量の判定データを有し、走行エリアに対応させて多数作成された道路特徴判定データを記憶する記憶部と、車両が高速道路を走行中において前記マップマッチング部により前記車両の現在位置を地図の一般道路上に配置させる配置切替処理が発生したときに、前記車両の走行データと前記道路特徴判定データとに基づいて、車両が走行している道路が高速道路であるか否かを判定する高速判定部とを備え、前記高速判定部は、前記車両の走行データの変化率が判定値よりも大きいか否かを判断し、前記判定値よりも大きくないときには、前記車両が走行している道路が高速道路であると判定し、また、前記判定値よりも大きいときには、道路を走行する前記車両の走行挙動の情報と前記車両の現在位置に対応する走行エリアの前記道路特徴判定データとを比較することにより、前記車両の走行挙動が高速道路挙動であるか否かを判断し、前記車両の走行挙動が高速道路挙動であるときには、前記車両が走行している道路が高速道路であると判定するように構成され、前記高速判定部により車両が走行している道路が高速道路であると判定されたときには、前記配置切替処理が発生しても、道路種別を高速道路と設定するようにした。

本発明の第１実施形態を示す車載装置の全体概略構成のブロック図 高速道路判定制御のフローチャート 本発明の第２実施形態を示す道路特徴判定データの更新制御のフローチャート 道路特徴判定データを更新するシステムのブロック図

以下、本発明を車両の運行管理システムの車載装置に適用した第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。本実施形態の車載装置１は、図１に示すように、地図データ記憶部２と、センサ群３と、入力信号群４と、道路特徴判定データ記憶部５と、車両走行データ記憶部６と、表示装置７と、音声出力装置８と、運行データ記憶部９と、制御装置１０とを備えている。

地図データ記憶部２には、地図データが記憶されている。地図データ記憶部２の記憶媒体としては、ＤＶＤ、ハードディスク、メモリ等を用いることができる。センサ群３は、ＧＰＳ受信装置１１、ジャイロセンサ１２、加速度センサ１３、車速センサ１４などを備えており、各センサからの検出信号は制御装置１０へ出力される。センサ群３の中の複数のセンサからの検出信号を用いて互いに補完しながら車両の現在位置を検出することが可能なように構成されている。この場合、センサ群３が位置検出部を構成している。

入力信号群４は、車載ネットワーク（例えばＣＡＮ）や信号線などを介してブレーキ信号１５と、ウインカー信号１６とを入力して、制御装置１０へ出力するように構成されている。道路特徴判定データ記憶部５には、道路特徴判定データ、即ち、高速道路を走行中の車両の走行挙動の特徴を判定するためのデータが記憶されている。この高速道路の車両の走行挙動の特徴を判定するためのデータとしては、例えば、高速道路の直進性の判定データや、高速道路のカーブ曲率の判定データや、高速道路走行中の車両の上下振動の判定データや、高速道路の勾配変化量の判定データなどが記憶されている。道路特徴判定データ記憶部５の記憶媒体としては、メモリ等を用いることができる。

尚、道路特徴判定データは、外部の情報センタ１７において、多数の車両から収集された高速道路を走行する車両の走行データに基づいて作成されたデータである。この道路特徴判定データは、情報センタ１７から例えば携帯電話網等のネットワーク１８を介して通信部１９により受信して道路特徴判定データ記憶部５に記憶されるように構成されている。また、情報センタ１７において、道路特徴判定データの更新が行われると、その更新データは、ネットワーク１８を介して通信部１９に受信されることにより、道路特徴判定データ記憶部５内の道路特徴判定データが更新される構成となっている。尚、道路特徴判定データの更新処理の詳細については、後述する。

車両走行データ記憶部６には、車両の走行データ、即ち、道路を走行中の車両の走行挙動のデータ、特には、車両の走行挙動が、高速道路を走行中の車両の走行挙動であるか否かを判定するために必要なデータが収集されて記憶されている。ここで、収集記憶される車両の走行データとしては、例えば、車両の平均速度のデータや、ブレーキ頻度（即ち、単位時間当たりのブレーキの操作回数）のデータや、車両の速度変化率のデータや、車両の加速・減速回数のデータや、ステアリングの調整量（即ち、回転操作量及び回転方向）のデータや、車両の車線変更回数のデータや、車両の走行軌跡（例えば直進走行軌跡やカーブ走行軌跡）のデータや、車両の上下振動のデータや、車両が走行する道路の勾配変化量のデータなどが収集されて記憶されている。車両走行データ記憶部６の記憶媒体としては、ハードディスクやメモリ等を用いることができる。また、収集された車両の走行データは、通信部１９を介して情報センタ１７へ送信されるように構成されている。

表示装置７は、例えば液晶ディスプレイ等で構成されており、カラー表示可能である。表示装置７には、地図と、車両の現在位置を示すマーク、目的地までの誘導経路、各種施設の記号データや名称、メッセージなどが地図に重ねて表示する。音声出力装置８は、アンプとスピーカで構成されており、各種のメッセージ（例えば警告メッセージや道路案内メッセージ等）を音声で出力する。

運行データ記憶部９には、車両の運行データ、例えば、車両の平均速度のデータや、ブレーキ頻度のデータや、車両の速度変化率のデータや、車両の加速・減速回数のデータや、ステアリングの調整量のデータや、車両の車線変更回数のデータや、車両の走行軌跡のデータや、車両の上下振動のデータや、車両が走行する道路の勾配変化量のデータ、道路の種別のデータ、危険運転警報のデータなど（即ち、車両の走行データに各種の情報を加えたデータ）が記憶される。運行データ記憶部９の記憶媒体としては、取り外し可能なメモリカード例えばＳＤカード等を用いている。

制御装置１０は、車載装置１全体を制御する機能を有しており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれら構成を接続するバスラインなどからなる周知のマイコンを中心に構成されている。そして、制御装置１０は、マップマッチング部２１と、走行データ収集部２２と、高速判定部２３と、危険運転警報部２４と、システム制御部２５と、記録部２６とを備えている。

マップマッチング部２１は、地図データ記憶部２から地図データを入力すると共に、センサ群３から車両の現在位置の情報を入力し、地図上に車両の現在位置をマップマッチングする。

走行データ収集部２２は、センサ群３からの車両の現在位置の情報、センサ群３のジャイロセンサ１２、加速度センサ１３及び車速センサ１４からの各検出信号、入力信号群４からのブレーキ信号１５及びウインカー信号１６を入力し、これら入力した各種の情報及び信号に基づいて、高速道路を走行中の車両の走行データを収集する。この場合、車両の走行データとしては、高速道路を走行中の車両の走行挙動として特徴的なデータを収集する。例えば、車両の平均速度のデータや、ブレーキ頻度のデータや、車両の速度変化率のデータや、車両の加速・減速回数のデータや、ステアリングの調整量のデータや、車両の車線変更回数のデータや、車両の走行軌跡のデータや、車両の上下振動のデータや、車両が走行する道路の勾配変化量のデータなどが、車両の走行データとして収集される。そして、これら収集された走行データは車両走行データ記憶部６内に例えば時系列で順次記憶されて蓄積される。

高速判定部２３は、マップマッチング部２１からのマップマッチング結果と、車両走行データ記憶部６から車両の走行データと、道路特徴判定データ記憶部５から道路特徴判定データとを入力し、車両が高速道路を走行しているか否かを判定する。車両が高速道路を走行しているか否かの判定の具体的制御については、後述する。

危険運転警報部２４は、高速判定部２３からの判定結果（即ち、現在の道路種別の情報）と、センサ群３の車速センサ１４からの車速検出信号とを入力し、車速が走行中の道路の最高速度よりも設定速度（例えば１０ｋｍ／ｈまたは２０ｋｍ／ｈ等）だけ高くなったか否かを判定する。そして、危険運転警報部２４は、車速が道路の最高速度よりも設定速度だけ高くなったときに、車速超過を警報する危険運転警報のメッセージを表示装置７へ出力して其の画面に表示すると共に、車速超過を警報する危険運転警報のメッセージを音声出力装置８によって音声で出力する。

システム制御部２５は、車両走行データ記憶部６からの車両の走行データと、高速判定部２３からの判定結果と、危険運転警報部２４からの危険運転警報と、位置検出部３からの車両の現在位置の情報などを入力し、これらの情報を運行データとして、記録部２６を介して運行データ記憶部９内に記憶させる。この場合、運行データは、運行データ記憶部９内に例えば時系列で逐次記憶されて蓄積される構成となっている。

次に、上記構成の動作、特には、高速判定部２３の高速道路の判定制御の内容について、図２のフローチャートを参照して説明する。尚、図２のフローチャートは、制御装置１０の制御の内容を示す。まず、図２のステップＳ１０においては、現在の道路種別の状態が「高速道路」であるか否かを判定する。ここで、現在の道路種別の状態が「高速道路」でなければ（即ち、「一般道路」であれば）、ステップＳ１０の判定を繰り返す。

上記ステップＳ１０において、現在の道路種別の状態が「高速道路」であるときには、ステップＳ２０へ進み、高速道路を走行中の車両の走行データを収集する。この走行データの収集処理は、制御装置１０の走行データ収集部２２により実行され、収集された走行データは車両走行データ記憶部６に記憶される。

続いて、ステップＳ３０へ進み、車両の現在位置と地図データに基づいて、一般道路への道路種別の切替が発生したか否かを判定する。この一般道路への道路種別の切替処理は、制御装置１０のマップマッチング部２１により実行される。例えば、地図データに存在しない新規の高速道路を車両が走行し始めると、上記切替処理が発生することがある。上記ステップＳ３０において、一般道路への道路種別の切替が発生しないときには、ステップＳ２０へ戻り、上述した処理を繰り返し実行する。

また、上記ステップＳ３０において、一般道路への道路種別の切替が発生すると、ステップＳ４０へ進む。このステップＳ４０では、その車両の高速道路走行時の走行データの平均値と、一般道路への道路種別の切替が発生した後の車両の走行時の走行データとの差、即ち、走行データ変化率を算出する。この場合、前述した走行データの中から、例えば３つの走行データ（例えば車速、ブレーキ頻度、速度変化率）について、走行データ変化率を算出している。尚、４つ以上の走行データについて、走行データ変化率を算出しても良い。

そして、ステップＳ５０へ進み、算出した走行データ変化率が予め設定された判定値よりも大きいか否かを判断する。この場合、上記した３つの走行データの走行データ変化率について、それぞれ対応する判定値よりも大きいか否かを判断する。ここで、全ての走行データ変化率が各判定値よりも大きくないときには、車両の走行挙動は変化がなくて高速道路挙動のままであることから、ステップＳ２０へ戻り、走行データの収集を続ける。

また、上記ステップＳ５０において、例えば少なくとも１つの走行データ変化率が判定値よりも大きいときには、ステップＳ６０へ進み、車両が現在走行中の道路の道路情報（即ち、道路を走行する車両の走行挙動の情報）と、道路特徴判定データ記憶部５内の道路特徴判定データとを比較する。この場合、車両が現在走行中の道路の道路情報として、前記収集した走行データの中から、上記道路特徴判定データと比較するための走行データ（例えば、車両の直進性のデータや、道路のカーブ曲率のデータや、車両の上下振動のデータや、道路の勾配変化量のデータなど）を取り出し、これら取り出したデータを上記道路特徴判定データと比較する。

続いて、ステップＳ７０へ進み、上記比較結果に基づいて車両の走行挙動が高速道路挙動であるか否かを判断する。ここで、車両の走行挙動が高速道路挙動であると判断されると、道路種別を変更する必要がないから、ステップＳ２０へ戻り、走行データの収集を続ける。

また、上記ステップＳ７０において、車両の走行挙動が高速道路挙動でないと判断されると、ステップＳ８０へ進み、道路種別を「一般道路」へ変更する。そして、この後は、ステップＳ１０へ戻り、現在の道路種別の状態が「高速道路」であるか否かを判定する。尚、道路種別が「一般道路」である状態のときに（即ち、車両が一般道路を走行中に）、車両が高速道路に入り、マップマッチングにより車両の現在位置が高速道路の上に配置されるように切り替わると、その切替時点で、道路種別が「高速道路」へ変更される。

このような構成の本実施形態においては、車両が高速道路を走行中においてマップマッチング部２１により車両の現在位置を地図の一般道路上に配置させる配置切替処理が発生したときに、車両の走行データと道路特徴判定データとに基づいて、車両が走行している道路が高速道路であるか否かを判定した。そして、この判定において、車両が走行している道路が高速道路であると判定されたときには、前記配置切替処理が発生しても、道路種別を高速道路と設定し続けるようにした。これにより、まず、地図データに存在する高速道路を車両が走行し、その後、地図データに存在しない新規の高速道路を車両が走行し始めても、新規に開通した高速道路を走行するときに、高速道路であるか否かを正確に判定することができるから、誤って道路種別を「一般道路」へ変更してしまうことをほぼ確実に防止できる。この結果、速度超過の誤警報を防止できると共に、運行管理システムにおいて、道路種別が正確に設定されることから、誤警報や誤通報を防止でき、正確な運行情報を記録することができる。

図３及び図４は、本発明の第２実施形態を示すものである。尚、第１実施形態と同一構成には、同一符号を付している。この第２実施形態では、車載装置１において、道路特徴判定データ記憶部５の道路特徴判定データを更新する制御の一例を示す。尚、図３のフローチャートは、制御装置１０の制御の中の道路特徴判定データを更新する制御の内容を示す。

まず、図３のフローチャートのステップＳ１１０において、センサ群３により車両の現在位置を検出し、検出した車両の現在位置を制御装置１０の内部のメモリに記憶する。続いて、ステップＳ１２０へ進み、現在の道路種別の状態が「高速道路」であるか否かを判定する。ここで、現在の道路種別の状態が「高速道路」でなければ、ステップＳ１１０へ戻り、車両の現在位置の検出を繰り返す。

また、上記ステップＳ１２０において、現在の道路種別の状態が「高速道路」であるときには、ステップＳ１３０へ進み、情報センタ１７に対して道路特徴判定データの更新が必要であるか否かの問い合わせを行なう。この場合、上記問い合せには、道路特徴判定データ記憶部５内の道路特徴判定データのバージョン情報や更新日時の情報等と、車両の現在位置の情報とを加えて情報センタ１７へ送信する。尚、上記問い合せに対する情報センタ１７側の制御については、後述する。

続いて、ステップＳ１４０へ進み、上記問い合せに対して、情報センタ１７から送信された回答を受信し、ステップＳ１５０へ進み、上記回答に基づいて道路特徴判定データの更新データがあるか否かを判断する。ここで、更新データがないときには、ステップＳ１１０へ戻り、車両の現在位置の検出を繰り返す。

また、上記ステップＳ１５０において、更新データが有るときには、ステップＳ１６０へ進み、情報センタ１７から道路特徴判定データの更新データをダウンロードし、ダウンロードした更新データに基づいて道路特徴判定データ記憶部５内の道路特徴判定データを更新する。そして、この後は、ステップＳ１１０へ戻り、車両の現在位置の検出を繰り返す。

次に、情報センタ１７側の更新制御について、図４を参照して説明する。図４に示すように、情報センタ１７は、多数の車両の車載装置１とネットワーク１８を介して通信することにより、各車両で収集された車両の走行データ（即ち、車両が高速道路を走行するときの走行データ）を受信するように構成されている。

また、車両の走行データは、運行データに含まれた形態で運行データ記憶部９に記憶されており、運行データ記憶部９はＳＤカードであることから、運転者により車載装置１から取り外されて持ち運ぶことが可能である。そして、運転者は、運行管理システムを構成する事務所パソコン２７のカード読み取り部に上記ＳＤカードを接続することにより、車両の運行データ（即ち、走行データを含む）を事務所パソコン２７の記憶部（例えばメモリやハードディスクなど））に取り込める構成となっている。尚、事務所パソコン２７においては、上記取り込んだ各車両の運行データのデータ収集処理や解析処理を実行するように構成されている。

更に、情報センタ１７は、事務所パソコン２７と例えばインターネット等のネットワーク２８を介して通信することにより、事務所パソコン２７の記憶部内の各車両の運行データ（即ち、走行データを含む）を受信して収集することができる構成となっている。

さて、情報センタ１７においては、上記したようにして収集した多数の車両の走行データに基づいて、高速道路の道路特徴判定データを作成する。この場合、同じ高速道路であっても、都心と地方では、道路構造上の違いや、交通流量の違い等によって、高速道路を走行中の車両の走行挙動（例えば速度分布）に統計学的な優位な違いが生ずることがわかっている。そこで、走行エリアに対応させて多数の道路特徴判定データ２９、３０、３１、・・・を作成するように構成されている。更に、走行エリアに複数の高速道路が存在する場合には、複数の高速道路に対応させて複数の道路特徴判定データを作成するように構成することが好ましい。

そして、情報センタ１７においては、車両の車載装置１から、図２のステップＳ１３０に示す道路特徴判定データの更新が必要であるか否かの問い合わせを受信すると、受信した問い合わせに含まれた車両の現在位置の情報と道路特徴判定データのバージョン情報や更新日時の情報等に基づいて、車両の現在位置に対応する走行エリアの道路特徴判定データが更新されているか否かを判断する。そして、更新の判断結果（即ち、更新有りまたは更新無し）を問い合わせに対する回答として、車載装置１へ送信するように構成されている。

また、図２のステップＳ１６０において、車載装置１が情報センタ１７から更新データをダウンロードする際には、車両の現在位置に対応する走行エリアの道路特徴判定データの更新データをダウンロードするように構成されている。

尚、上記した図３の制御と、第１実施形態の図２の制御は、制御装置１０によってパラレルに実行されるように構成されている。また、制御装置１０の他の制御（即ち、運行管理システムの車載装置１を制御する各種の制御）も、必要に応じて図２及び図３の各制御とパラレルに実行されるように構成されている。

また、上述した以外の第２実施形態の構成は、第１実施形態の構成と同じ構成となっている。従って、第２実施形態においても、第１実施形態とほぼ同じ作用効果を得ることができる。特に、第２実施形態によれば、走行エリアに対応させて多数の道路特徴判定データ２９、３０、３１、・・・を作成するように構成し、車両の現在位置に対応する走行エリアの道路特徴判定データに基づいて高速道路であるか否かを判定するように構成したので、高速道路であるか否かの判定の精度をより一層向上させることができる。

尚、上記各実施形態では、運行データ記憶部９を取り外し可能なＳＤカードで構成したが、これに限られるものではなく、運行データ記憶部９をハードディスクやメモリで構成し、運行データ記憶部９内に記憶した運行データを、通信部１９及びネットワーク１８を介して情報センタ１７へ例えば定期的に送信するように構成しても良い。

また、上記各実施形態の車載装置１に、カーナビゲーション装置としての機能を設けるように構成しても良い。即ち、車載装置１に、目的地を設定するための操作スイッチ群を設け、制御装置１０に、現在位置から目的地までの経路を探索する経路探索部としての機能や、探索した経路に沿って経路案内する経路案内部としての機能を設けることが好ましい。

図面中、１は車載装置（高速道路判定装置）、２は地図データ記憶部、３はセンサ群（位置検出部）、４は入力信号群、５は道路特徴判定データ記憶部、６は車両走行データ記憶部、１０は制御装置、１７は情報センタ、１８はネットワーク、２１はマップマッチング部、２２は走行データ収集部、２３は高速判定部、２４は危険運転警報部、２９、３０、３１は道路特徴判定データである。

Claims (3)

1. 車両の現在位置を検出する位置検出部（３）と、
   地図データに基づいて前記車両の現在位置を地図の道路上に配置させるマップマッチング部（２１）と、
   車両の走行データとして、車速、ブレーキ頻度、または、速度変化率を収集する走行データ収集部（２２）と、
   高速道路を走行中の車両の走行挙動を判定するためのデータであり、車両の直進性の判定データ、道路のカーブ曲率の判定データ、車両の上下振動の判定データ、または、道路の勾配変化量の判定データを有し、走行エリアに対応させて多数作成された道路特徴判定データを記憶する記憶部（５）と、
   車両が高速道路を走行中において前記マップマッチング部（２１）により前記車両の現在位置を地図の一般道路上に配置させる配置切替処理が発生したときに、前記車両の走行データと前記道路特徴判定データとに基づいて、車両が走行している道路が高速道路であるか否かを判定する高速判定部（２３）とを備え、
   前記高速判定部（２３）は、前記車両の走行データの変化率が判定値よりも大きいか否かを判断し、前記判定値よりも大きくないときには、前記車両が走行している道路が高速道路であると判定し、また、前記判定値よりも大きいときには、道路を走行する前記車両の走行挙動の情報と前記車両の現在位置に対応する走行エリアの前記道路特徴判定データとを比較することにより、前記車両の走行挙動が高速道路挙動であるか否かを判断し、前記車両の走行挙動が高速道路挙動であるときには、前記車両が走行している道路が高速道路であると判定するように構成され、
   前記高速判定部（２３）により車両が走行している道路が高速道路であると判定されたときには、前記配置切替処理が発生しても、道路種別を高速道路と設定するようにした高速道路判定装置。
2. 情報センタ（１７）において前記道路特徴判定データが更新されたか否かを問い合せる問い合せ部（１０）と、
   前記情報センタから前記道路特徴判定データが更新された旨の回答が受信したときに、前記道路特徴判定データの更新データを前記情報センタ（１７）からダウンロードし、ダウンロードした更新データに基づいて前記道路特徴判定データを更新するデータ更新部（１０）とを備えた請求項１記載の高速道路判定装置。
3. 前記問い合せ部（１０）は、前記車両の現在位置の情報を前記情報センタ（１７）へ送り、前記車両の現在位置の周辺の高速道路についての道路特徴判定データが更新されたか否かを問い合せるように構成された請求項２記載の高速道路判定装置。

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