WO2002061374A1

WO2002061374A1 - Methode et dispositif de transmission d'information de position pour carte numerique

Info

Publication number: WO2002061374A1
Application number: PCT/JP2002/000601
Authority: WO
Inventors: Shinya Adachi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2002-08-08
Also published as: JP4663136B2; DE60201051D1; KR100895803B1; EP2053359A1; DE60235560D1; EP1429117B1; EP1273883A1; DE60238727D1; CN101514904B; EP2259022A1; ES2227440T3; CA2431650C; EP2259021B1; US20080198043A1; EP2053359B1; EP2259022B1; EP1429117A1; EP2161541A1; EP2259021A1; ATE530876T1

Description

明細書デジタル地図の位置情報伝達方法と装置 <技術分野 >

本発明は、デジタル地図の位置情報を伝達する方法と、それを実施する装置に関し、特に、デジタル地図上の位置を、少ないデータ量で的確に伝えることを可能にするものである。 <背景技術 >

近年、ナビゲーシヨン車载器を搭載する車両が急激に増加している。ナビグーション車载機は、デジタル地図データベースを保持し、交通情報センターなどから提供される渋滞情報や事故情報に基づいて、渋滞や事故位置を地図上に表示し、また、それらの情報を条件に加えて経路探索を実施する。

デジタル地図のデータベースは、我が国では数社で作成されているが、基図及びデジタイズ技術の違いから、この地図データには誤差が含まれており、その誤差は各社のデジタル地図によって違っている。

交通情報などで、例えば事故位置を伝える場合、その位置の経度'緯度データを単独で提示すると、車載器では、保持しているデジタル地図データベースの種類により、異なる道路上の位置を事故位置として識別してしまう虞れがある。

こうした情報伝達の不正確さを改善するため、従来は、道路網に存在する交差点などのノードにノード番号が、また、ノード間の道路を表すリンクにリンク番号が定義されており、各社のデジタル地図データベースでは、各交差点や道路がノード番号及ぴリンク番号と対応付けて記憶され、また、交通情報では、道路をリンク番号で特定し、その先頭から何メートル、と云う表現方法で道路上の地点が表示される。

し力し、道路網に定義したノード番号やリンク番号は、道路の新設や変更に伴って新しい番号に付け替える必要があり、また、ノード番号やリンク番号が変更されると、各社のデジタル地図データも更新しなければならない。そのため、ノード番号やリンク番号を用いてデジタル地図の位置情報を伝達する方式は、そのメンテナンスに多大な社会的コストが掛かることになる。

こうした点を改善するため、本発明の発明者等は、特願平 11一 214068号において、情報提供側が、道路位置を伝えるために、その道路位置を含む所定長の道路区間の道路形状を示す座標列から成る「道路形状データ」と、この道路形状データで表される道路区間内の道路位置を示す「相対位置データ」とを伝達し、これらの情報を受信した側では、道路形状データを用いてマップマッチングを行い、デジタル地図上の道路区間を特定し、相対位置データを用いてこの道路区間内の道路位置を特定する方式を提案し、また、特願平 1 1— 242166号において、上記「道路形状データ」の伝送データ量を削減しても、受信側でのマップマッチングを正確に実施できるように、道路種別、道路番号、道路区間内のノードの交差リンク数、交差リンク角度、交差点名などの「付加情報」を併せて伝送する方式を提案し、さらに、受信側での誤マッチングを招来しない範囲で「道路形状データ」の伝送データ量を間引く方式について提案している。

この場合、受信側でのマップマッチングは、例えば次のように行われる。

図 21に示すように、 A〜B区間で渋滞が発生している道路の道路形状を表す「道路形状データ」として、地点 P。（x₀， y₀)、 Pi (x 7 、 ··、 P_k

(_X¾， y_k) の経度■緯度データが

のように伝えられると、受信側では、図 22に示すように、自己のデジタル地図データベースから読み出した地図データを用いて、 P。（x₀， y₀) 地点を中心とする誤差の範囲に含まれる道路を候補として選定し、その中から、伝送された「付加情報」を用いて候捕を絞り込む。候補が 1つに絞り込めたときは、その道路の（x。， y。）及び（x_k， y_k) に最も近い位置を求め、その区間を「道路形状データ」で表された道路区間とする。

候補が 1つに絞り込めず、道路 Q、 Rが候補として残った場合は、 P。（χ₀, y₀) に最も近い各候補道路上の位置 Q_Q、 R。を求め、 P。〜Q。、 P_Q〜R。間の距離を算出する。この操作を (χ_{1; yi})、 ··、 P_k (x_k， y_k) の各点について実行し、各点 P ₀、 P ₁ · ·、 P_kからの距離の二乗平均の加算値が最小となる道路区間を求め、これを「道路形状データ」が表す道路区間とする手法等により、道路区間を特定する。

A〜Bの渋滞区間は、「道路形状データ」から求めた道路区間の開始位置を起点に、伝送された「相対位置データ」に基づいて特定する。

<発明の開示 >

しかし、この道路形状データを伝送する方式では、情報精度を落とさずに伝送データ量を如何に減らすかと云うことが大きな課題になる。これまで、データ量削減のために、本発明者等は、直線の道路部分の形状データを間引いて送信する方式や、道路の曲線形状をフーリエ係数で表現したり、円弧で近似したり、スプライン関数で表すことにより、データ量を圧縮する方式を提案している力例えば、図 2 3に示すように、道路密度は低いが道路形状が複雑で、ノード間の間隔が長い山間部の道路などでは、こうした方式を採用しても、道路形状の表現に多くのデータ量が必要となる。本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、道路形状が複雑な場合でも、少ないデータ量で正確にデジタル地図上の位置や形状を伝達することができる位置情報伝達方法を提供し、また、その方法を実施する装置を提供することを目的としている。

そこで、本発明では、送信側が、デジタル地図上の対象道路区間を指定する道路形状情報と、事象発生位置を前記対象道路区間内の相対位置で指定する事象情報とを伝達し、受信側が、前記道路形状情報を基にマップマッチングを実施してデジタル地図上の前記対象道路区間を同定し、前記事象情報に基づいて対象道路区間内の事象発生位置を特定する位置情報伝達方法において、送信側は、前記対象道路区間に含まれるノ一ドを間欠的に選出して、当該ノ一ドの座標データを前記道路形状情報に含めて伝達し、受信側は、マップマッチングを実施して前記道路形状情報に含まれる前記ノードの位置を決定し、前記ノード間の道路を経路探索で求めて、前記対象道路区間を同定するようにしている。

また、送信側は、対象道路区間内のノードが受信側で誤マッチングされる可能性を評価し、評価結果に基づいて、前記対象道路区間の長さ、または、道路形状情報に含めるノードの数を決定するようにしている。

また、デジタル地図上の対象道路区間を指定する道路形状情報と、事象努生位置を前記対象道路区間内の相対位置で指定する事象情報とを送信する位置情報送信装置において、事象発生位置を含む対象道路区間を選出する位置情報変換手段と、対象道路区間の上に並ぶノードの中から、前記道路形状情報に含めるノードを間欠的に選出する送信ノード抽出手段とを設けている。

また、デジタル地図上の対象道路区間を指定する道路形状情報と、事象発生位置を前記対象道路区間内の相対位置で指定する事象情報とを受信して、デジタル地図上の事象発生位置を特定する位置情報受信装置において、マップマツチングを実施して、前記道路形状情報に含まれるノードのデジタル地図上での位置を決定するマップマツチング手段と、決定された前記ノードの間の道路を経路探索で求めて、前記対象道路区間を再現する経路探索手段とを設けている。

そのため、少ないデータ量で、効率的且つ正確に、デジタル地図の事象位置を伝達することができ、データ伝送効率を高めることができる。

<図面の簡単な説明 >

図 1は、第 1の実施形態の位置情報伝達方法を模式的に示す図であり、（1) 及び (2) は送信側装置での処理を、（3)、（4) 及び（5) は受信側装置での処理を示している。さらに、（1) は対象道路の選出、（2) は送信するノードの選出、（3) は受信したノードを受信側装置の地図上にプロットする、（4) は自地図上の道路の位置を算出する、（5) は算出したノード間を最短経路探索で結び対象道路または区間を決定する過程を模式的に示す図である。

図 2は、第 1の実施形態の位置情報送受信装置の構成を示すプロック図を示している。

図 3は、第 1の実施形態の位置情報伝達方法を示すフロー図である。

図 4 (a)、（b)、（c)、（d)、 (e) は、第 1の実施形態の位置情報伝達方法でのデータの構成例を示す図であり、図 4 (a) は、道路、区間特定用形状べクトルデータ列情報を表し、図 4 (b) は、道路区間特定後の各ノードからの相対距離により表現される各種道路情報を表している。また、図 4 (c) は絶対緯度経度表現を、図 4 (d) は区画正規化座標表現を、図 4 (e) は曲率関数表現をそれぞれ表している。また、図 4 (f ) は曲率関数表現表現における偏角についての説明図である。

図 5 (a) 及び図 5 (b) は、第 1の実施形態の位置情報伝達方法でのデータの他の構成例を示す図で、図 5 (a) は、道路種別または番号付きの道路区間特定用形状ベタトルデータ列情報を示し、図 5 (b) は、ノードを特定しやすくするための付カロ情報を示している。

図 6は、接続リンク角度を説明する図である。

図 7は、第 1の実施形態の位置情報伝達方法により付加情報を参照して行う経路探索を示す図である。

図 8は、第 2の実施形態の位置情報伝達方法により送信側から伝達する切片方位を示す図である。

図 9は、第 2の実施形態の位置情報伝達方法での受信側のマップマッチングを説明する図である。

図 1 0は、切片方位の求め方を説明する図である。

図 1 1は、第 2の実施形態の位置情報伝達方法での送信側の処理フローを示す図である。

図 1 2は、第 2の実施形態の位置情報伝達方法での受信側のマップマツチング処理フローを示す図である。

図 1 3は、第 2の実施形態の位置情報伝達方法でのデータの構成例を示す図で、道路、区間特定用形状べクトルデータ列情報を示している。

図 14は、第 3の実施形態の位置情報伝達方法を模式的に示す図で、（ 1 )及び（ ² ) は送信側装置での処理を、（3)、（4) 及び（5) は受信側装置での処理を示している。さらに、（1) は対象道路の選出、（2) は送信するノードの選出、（3) は受信したノードを受信側装置の地図上にプロットする、（4) は自地図上の道路の位置をマップマッチングで算出する、（5) は算出したノード間を最短経路探索で結び対象道路または区間を決定する過程を模式的に示す図である。

図 1 5は、第 3の実施形態の位置情報伝達方法でのデータの構成例を示す図で、道路、区間特定用形状べクトルデータ列情報を示している。

図 1 6は、第 3の実施形態の位置情報伝達方法での判定に用いる隣接道路との距離及び切片方位角度の差を説明する図である。

図 1 7は、第 3の実施形態の位置情報伝達方法での処理フローを示す図である。図 1 8は、第 4の実施形態の位置情報伝達方法での送信側装置の処理フローを示す図である。

図 1 9は、第 4の実施形態の位置情報伝達方法での受信側装置の処理フローを示す図である。

図 2 0は、第 4の実施形態の位置情報伝達方法でのデータの構成例を示す図で、道路、区間特定用形状ベクトルデータ列情報を示している。

図 2 1は、マップマッチングの一例を説明する図である。

図 2 2は、道路形状データ及び相対位置情報を説明する図である。

図 2 3は、山間部の道路形状を示す地図をプリントアウトした写真である。

なお、図中の符号、 10, 20は位置情報送受信装置、 11， 22は位置情報受信部、 12 はマップマッチング部、 13は経路探索部、 14はデジタル地図データベース、 15はデジタル地図表示部、 16は事象情報入力部、 17は位置情報変換部、 18は送信ノ一ド群 - 付加情報抽出部、 19， 21は位置情報送信部である。く発明を実施するための最良の形態 >

(第 1の実施形態）

本発明の位置情報伝達方法では、送信側が、伝達しようとする道路区間に含まれるノードの中から少数のノード（始端及び終端の 2点でも良い）を選択して、そのノード情報を送信する。受信側は、受信したノードの位置をマップマッチングで決定した後、ノード間の最短経路を順次探索し、その最短経路を繋ぎ合わせて、道路区間を特定する。

図 2は、この位置情報伝達方法を実施する装置の一例として、管轄する区域に発生した事象の情報を他の装置 20 との間で交換する位置情報送受信装置 10の構成を示している。この装置 10は、他の装置 20の位置情報送信部 21から送られた位置情報を受信する位置情報受信部 11と、デジタル地図データを蓄積するデジタル地図データベース 14 と、受信情報に含まれるノード情報から該当するノード位置をマップマッチングで特定するマップマッチング部 12と、特定したノード間の最短経路を探索する経路探索部 13と、地図上に事象発生位置を表示するデジタル地図表示部 15 と、事象の発生情報を入力する事象情報入力部 16と、事象発生位置を、道路形状データで表した対象道路区間の相対位置で表示する位置情報変換部 17と、ノード情報を送信する対象道路区間の中のノードゃ、送信する付加情報を選出する送信ノード ·付加情報抽出部 18と、選出されたノードの位置情報を、選出された付加情報とともに他の装置 20の位置情報受信部 22に送信する位置情報送信部 19とを備えている。

デジタル地図データベース 14には、デジタル地図のノードデータとリンクデータとが含まれている。ノードデータには、ノードの緯度経度座標データ、ノード種別（交差点、トンネル入出口、インターチェンジ料金所、道路属性の変更点、都道府県境、 2次メッシュ境界点等の識別情報、ランドマーク）、名称、ノードに接続する接続リンクの数、接続リンクの角度を表す接続リンク角度等のデータが含まれている。また、リンクデータには、道路番号、道路種別（国道、県道、市道等の識別情報)、リンク種別（本線、インターチェンジ入出路、交差点内リンク、側道、連絡路 _連結路等の識別情報)、通行禁止規制の有無や規制方向、距離や旅行時間などで表された各リンクの各種コスト等のデータが含まれ、さらに、リンク形状を表す補間点の座標データが付加されている。捕間点は、ノード間の道路形状を再現するために設定されている点である。ここでは、特に断らない限り、座標データが保持されているノード及び補間点を合わせてノードと呼ぶことにする。尚、デジタル地図のノードデータとリンクデータには、前記の道路以外にも、河川、行政界、等高線、家屋等が存在する。これら道路以外のノードデータ ·リンクデータについても、種別や属性コードは各々固有のものとなるものの、構成は道路と同様である。従って本方式は道路以外のノードデータ · リンクデータにも適用が可能である。また、ここで言う座標データには、緯度経度で表現するものの他、前後ノードとの相対緯度経度表現や、予め決めた区間番号内の正規化座標表現、さらには曲率関数表現（前後ノードからの相対的な極座標表現等）、様々なものが考えられる。

図 3は、この装置 10の処理手順を送信側と受信側とに分けて示し、また、図 1は、各処理の内容を地図上で模式的に表している。

ステップ 1 ：事象情報入力部 16から、渋滞や交通事故など、事象の発生を知らせる情報が入力すると、位置情報変換部 17は、デジタル地図データベース 14のデータを基に、事象発生位置を含む道路区間を対象道路区間として選出し、その対象道路区間の基準点からの相対距離によって事象位置を表示した交通情報を生成する。図 1 の（1) に、選出された対象道路区間を示している。対象道路区間上の黒丸は、デジタル地図データベース 14に座標データが保持されているノードを示している。

ステップ 2 ：送信ノード群 ·付加情報抽出部 18は、対象道路区間のノードの中からノード情報を送信するノードを選出する。このとき、図 1 (2) に示すように、対象道路区間の始端（P 及び終端 (p₃) のノードは必ず選出する。選出するノードは、この 2点だけでも良いが、その他のノードを間欠的（数百 m〜数 km間隔）に選んでも良い。ここでは、始端、終端以外に途中のノード p₂を選出している。

ステップ 3：また、選出したノードのノードデータや対象道路区間のリンクデータの中から、マップマツチングの精度や経路探索の精度を高めることができる情報を、必要に応じて、付加情報として抽出する。

ステップ 4 ：位置情報送信部 19は、対象道路区間を表示する、選出されたノードの座標データと選出された付加情報とから成る形状べクトルデータ列情報と、この対象道路区間の基準点からの相対距離により事象位置を表示した交通情報とを送信する。

図 4 (a) (c) (d) (e) は、付加情報を含まない形状ベクトルデータ列情報を示し、図 4 (b) は、対象道路区間の基準点からの相対距離で表示した事象位置情報と事象内容の情報とを含む交通情報を示している。形状べクトルデータ列情報は、前記のように様々な座標データでの表現が可能である 1 本願発明を達成できるものであれば、どのようなものでもかまわない。尚、図 4 (e) の曲率関数表現では、図 4

(f ) に示すような偏角等を利用する。以下、本願では図 4 (a) を用いて説明する。図 4 (a) の相対座標表現では、始端ノードの座標を絶対座標（経度緯度）で表示し、その他のノードの座標を、データ量を削減するために、始端ノード（またはノード列の 1つ前のノード）との相対座標で表示している。なお、交通情報における対象道路区間の基準点には、始端（_{P l})、終端 ( P ₃) の他に、対象道路区間途中のノード P ₂ を用いることもできる。

また、図 5 ( a ) は、付加情報として、道路種別、道路番号及びリンク種別のリンクデータを含む形状べクトルデータ列情報を示し、図 5 ( b ) は、付加情報として、ノード種別、ノード名称、ノードの接続リンク数、及び接続リンク角度のノードデータを含む形状べクトルデータ列情報を示している。接続リンク角度は、図 6に示すように、ノード（ノード種別 =交差点、名称 =綱島 4丁目）における真北（点線）の絶対方位との角度 0 1〜0 4によって表示される。

—方、受信側では、

ステップ 5 ：位置情報受信部 11が、この形状ベクトルデータ列情報と交通情報とを受信すると、

ステップ 6 ：マップマッチング部 12は、デジタル地図データベース 14のデータを用いて、形状べクトルデータ列情報に含まれたノードの位置をマップマッチングで決定する。このとき、形状べクトルデータ列情報に付加情報が含まれている場合は、その付加情報を利用してマップマツチングを実行する。

図 1 ( 3 ) は、受信側の地図上に、受信したノードぃ p ₂及び p ₃の座標位置をプロットした状態を示している。送信側が有するデジタル地図データの作成元と受信側が有するデジタル地図データの作成元とが異なる場合には、こうした "ずれ"がしばしば発生する。

図 1 ( 4 ) は、マップマッチングにより、受信側の地図上で、ノード 1ぃ ί> ₂及び ρ ₃に対応するノード、 ₂' 及び! ₃，の位置を決定した状態を示している。このとき、図 7に示すように、ノード _{P l}の周辺に: P iと誤マッチングし易い近隣交差点が存在する場合でも、ノード名称などの付加情報を参照することにより、正しいノード位置へのマッチングが可能になる。

ステップ 7 ：経路探索部 13は、デジタル地図データベース 14のリンクデータの距離で表されたリンクコストを用いて、ステップ 6で決定したノードの間の最短経路を順次探索する。このとき、形状べクトルデータ列情報にリンクデータの付加情報が含まれている場合は、その付加情報を利用して経路探索を実行する。

ステップ 8：ステップ 7で求めた最短経路を順番に繋いで対象道路区間を再現する。図 1 ( 5 ) は、ノード〜： ₂' の最短経路が探索され、次いで、ノード Ρ ₂，〜 ρ ₃' の最短経路が探索され、それらを繋いでノード _{P l}，力ら ρ ₃，に至る対象道路区間が決定された状態を示している。このとき、図 7に示すように、国道 2 5 6号（実太線）をバイパスする県道 1 2 3号（点線）が存在し、最短経路の探索に誤りが混入し易い場合でも、道路種別や道路番号などの付加情報を参照することにより、正しい対象道路区間を再現できる。

こうして対象道路区間が再現されると、受信した交通情報に基づいて、対象道路区間の基準点から事象位置が算出され、地図上の事象位置がデジタル地図表示部 15により表示される。

なお、対象道路区間から間欠的にノードを選出する際は、受信側でのノード位置の特定や、経路の算出に誤りが生じないような位置のノードを選ぶように配慮する必要がある。例えば、図 7では、ノード ρ ₂として、道路種別が国道から主要地方道に変更する点を選出している。そのため、形状ベクトルデータ列情報には、ノード 1^〜 ρ ₂間の付加情報（道路種別、道路番号 =国道、 2 5 6 ) と、ノード ρ ₂〜ρ ₃間の付加情報（道路種別、道路番号 =主要地方道、 9 2 3 ) とを切り分けて加えることが可能になり、受信側での対象道路区間の再現を容易にすることができる。

このように、.この位置情報伝達方法では、対象道路区間を特定する道路形状データとして、対象道路区間から間欠的に選出したノードの情報を送信するだけで済むため、対象道路区間の各ノ一ドの座標列情報を伝送する場合に比べて、伝送データ量を大幅に削減することができる。

また、この道路形状データに、ノードを特定し易くするための付加情報や、経路を特定し易くするための付加情報を含めることにより、受信側では、マップマッチングでノード位置を高精度に決定し、このノード間の最短経路を正確に算出することが可能になり、伝送された対象道路区間を、自己の有するデジタル地図上で忠実に再現することができる。この位置情報伝達方法は、道路密度が低く、交差点が少なく、複雑に曲がっている山間部の道路などの道路形状を伝達する場合に、特に適している。

また、この位置情報伝達方法を実施する装置として、交通情報提供システムを構成する位置情報送受信装置の例を示した力この装置の受信側の構成をカーナビゲーション装置に設け、この方法による位置情報の受信機能をカーナビグーション装置に持たせることも可能である。

(第 2の実施形態）

第 2の実施形態では、第 1の実施形態の位置情報伝達方法を実施する場合に、受信側でのマッチング精度を高めるため、形状べクトルデータ列情報に、ノード位置における切片方位の情報を付加情報として含める方法について説明する。

ノ一ド位置での切片方位は、図 8に点線の矢印で示すように、ノード P _xにおいて道路曲線に接する接線の方位であり、真北の絶対方位を 0度とし、時計回りに 0度〜 3 6 0度の範囲で表示する。ノード p _xの切片方位は、図 1 0に示すように、ノード p _xの上流側に位置する隣接ノードを p _x.いノード!) _xの下流側に位置する隣接ノードを p _x+1とするとき、ノードとノード p _xとを結ぶ直線の方位と、ノード P _x とノード p _x+1とを結ぶ直線の方位 0 _xとを平均し、

( θ _χ + Θ _κ) / 2 (式 1 ) により求めることができる。

図 1 1は、送信側が、対象道路区間から選択したノードの切片方位を求める手順を示している。

ステップ 11：デジタル地図データベースから、選択したノードと、その上流側及び下流側の隣接ノードの座標データを取得し、

ステップ 12 :各ノードを結ぶ直線の方位を算出し、（式 1 ) により、選択したノードの切片方位を求める。

図 1 3は、対象道路区間から選択した各ノードの切片方位の情報を付加情報として加えた形状ベクトルデータ列情報を示している。ここでは、始端ノード（Ρ の切片方位を絶対方位で表示し、その他のノードの切片方位を、データ量を削減するために、形状べクトルデータ列に含まれる 1つ手前のノードとの相対方位で表示している。この形状べクトルデータ列情報を受信した受信側では、切片方位の情報を利用してマップマッチングを実施する。図 1 2には、このマップマッチングの手順を示している。

ステップ 13：受信側のデジタル地図データベースのデータを用いて、ノード P _x の経度 ·緯度データに近い道路上の位置を、近い順にマツチング候補として抽出し、ステップ 14：デジタル地図データベースから、その候補位置の隣接ノードの座標を取得して、候補位置の切片方位を算出する。そして、算出した切片方位と、付加情報で送られたノード p _xの切片方位との差分を求める。その差分が規定値より小さければ、その候補位置を、選択されたノードとして決定する。

また、差分が規定値より大きい場合には、それをマッチング候補から除外し、ステップ 13に戻って、次に近いものをマッチング候補として抽出し、ステップ 14の手順を実行する。

このように、受信側で、ノード位置の方位情報を参照することにより、誤マツチングを防ぐことができる。

図 8において、道路 1上のノード p _xは、 p _x地点近くを通る、道路 1に交差する道路 2に誤マッチングしゃすい。受信側では、マッチングに際して、図 9に示すように、地点 p _xに最も近い道路 2上の地点をマツチング候補点 1、地点 p _xに次に近い道路 1 上の地点をマッチング候補点 2として設定する可能性がある。しカゝし、この候補点 1 は、候補点 1の切片方位とノード p _xの切片方位とを比較したとき、その差分が規定値を超えるため、マッチング候補から除外される。候補点 2は、候補点 2の切片方位とノード p _xの切片方位との差分が規定値未満であるため、選択されたノードとして決定される。

この場合、異なる道路上の候補点 1を、選択されたノードとして誤マッチングすると、後続する経路探索において、経路が誤って算出され、対象道路区間の再現が不可能になる。

この実施形態の位置情報伝達方法では、形状べクトルデータ列情報に、ノード位置における切片方位の情報を付加情報として加えているため、本来の道路に交差する道路等にノード地点を設定する誤りを防止することができ、マッチング精度の向上を図ることができる。

(第 3の実施形態）

第 3の実施形態では、第 1の実施形態の位置情報伝達方法を実施する場合に、受信側が誤マッチングしゃす、道路箇所での送信ノ一ド数を増やし、それにより受信側でのマッチング精度を高める方法について説明する。

図 1 4は、この位置情報伝達方法における処理の内容を地図上で模式的に表している。

送信側では、図 1 4 ( 1 ) に示すように、対象道路区間を選出すると、図 1 4 ( 2 ) に示すように、対象道路区間のノードの中から、送信するノードを選出する。このとき、並走する隣接道路の存在等により、受信側が誤マッチングしゃすい箇所では、隣接道路形状との差異が識別できるように、複数の一纏まりのノード（ノード群）を選出する。

送信側は、選出したノードの座標データと付加情報とから成る形状べクトルデータ列情報を、交通情報とともに送信する。

図 1 5は、この形状べクトルデータ列情報を例示している。ここでは、送信ノードが n個のノード群から成り、ノード群 1は m個のノードを含み、 · ·、ノード群 11が s 個のノードを含む場合を示している。この形状べクトルデータ列情報では、各ノード群に含まれるノードの座標データを順番に配列している力個々のノード群の複数のノ一ドで表される道路形状をフーリェ係数で表現したり、円弧と直線で近似表現したり、スプライン関数で表すことにより、データ量を圧縮しても良い。

一方、形状べクトルデータ列情報を受信した受信側では、図 1 4 ( 3 ) に示すように、受信側の地図上に、形状べクトルデータ列情報に含まれる各ノード群のノードの位置をプロットし、図 1 4 ( 4 ) に示すように、マップマッチングで、各ノードの受信側の地図上での位置を算出する。

このとき、ノード群に含まれる複数のノ一ドの配列が表す形状と、受信側地図の道路形状とのマッチングを取ることにより、各ノードの受信側の地図上での位置を正確に求めることができる。

こうして、ノード位置が決定すると、図 14 (5) に示すように、間欠的に位置するノードの間の最短経路を順次探索し、求めた最短経路を順番に繋いで対象道路区間を再現する。

この位置情報伝達方法において、送信側では、例えば、次のような基準でノード群に含めるノードを選出する。

①図 1 6に示すように、ノード Ρ』から最も近い隣接道路上の位置 P'jまでの距離 Lj が短く、且つ、ノード Pjでの切片方位角度 θ·と位置 P'jでの切片方位角度との差分（Δ θ^= Θ -Θ)) が小さいとき、ノード Pjは受信側で誤マッチングしゃすいノードであると判定する。

例えば、判定値を

_{£ j}=ひ X Lj+ X I Δ 0j I (式 2)

(α、 ]3は予め決めた係数）

と定義し、が規定値 ε₀より小さいとき、ノード Pjは受信側で誤マッチングしゃすいノードであると判定する。

②ノード P jが誤マッチングしゃすいノードであるとき、ノード Pjの前後に存在するノードについて、①の基準により、受信側で誤マッチングしゃすいノードかどうか判定し、受信側で誤マツチングが起きにくいノードが見つかるまで、判定対象のノードを順次拡大する。受信側で誤マッチングが起きにくい、 ε₀であるノードが見つかると、隣接道路形状との差異を識別できる形状が得られたものと見做し、そのノードと、それまでに ε j< ε。と判定した各ノ一ドとをノード群として採用する。

図 17は、ノード群に含めるノードの選出手順の一例を示している。

対象道路区間を選出し、

ステップ 22 送信するノード Pjを選出する。

スステテッッププ 2233： m=0として、

ステップ 24 隣接道路との距離 L_j±m及び切片方位角度差 Δ Θ _j±mを算出し、ステップ 25 (式 2) により、判定値 E _j±mを算出する。

ステップ 26 E j._m及び E _j+mのいずれもが規定値 ε。より小さいときは、ステップ 28： m = m + 1として、ステップ 24からの手順を繰り返す。

ステップ 26において、 ε j._mまたは ε _j+mのいずれかが規定値 ε ₀以上であるときは、ステップ 27 : Pj._m， · ·， Pj， · ·， P_j+mを、 Pj周辺のノード群として採用する。こうして、この手順では、ノードから隣接道路までの距離、及ぴ、ノードの切片方位と隣接道路上の最近地点における切片方位との差分を基に、受信側での誤マツチング発生可能性を評価し、その評価値に応じて、ノード群に含めるノードを選出している。

このように、この位置情報伝達方法では、送信側において、受信側での誤マツチング発生可能性を評価し、受信側が誤マッチングしゃすい道路箇所で、送信ノード数を増やしているため、受信側のマッチング精度が向上し、対象道路区間を忠実に再現することが可能になる。

なお、前述する隣接道路までの距離、及び、切片方位の差分を基に、受信側での誤マツチング発生可能性を評価する手法は、「従来の技術」で説明した、形状べタトルデータ列から成る「道路形状データ」を伝送する方式にも適用することが可能であり、その評価値に応じて、形状べクトルデータ列で規定する道路形状の長さや、形状べクトルデータ列に含めるノード数を決定することができる。

(第 4の実施形態）

第 4の実施形態では、受信側で保持するデジタノレ地図データのパージョンが古い場合の対応方法について説明する。

第 1〜第 3の実施形態の位置情報伝達方法では、受信側が、ノ一ド間の最短経路を経路探索で求めて、対象道路区間を再現しているため、受信側のデジタル地図データベースに含まれていない道路は再現することができない。例えば、受信側のデジタノレ地図データのバージョンが古く、最近の開通道路のデータが含まれていない場合には、送信側が指定する間欠的なノードの間を、この開通道路で繋ぐことは不可能である。その結果、送信側が意図する対象道路区間と、受信側で再現した対象道路区間とが食い違い、受信側で、別の道路上に事象が発生しているものと誤って解釈すると云う事態が発生する。こうした事態は、現実には、送信側が交通情報提供システムの情報提供手段であり、受信側が交通情報の提供を受けるカーナビグーション装置である場合に多く発生する。

第 4の実施形態では、こうした事態を回避する位置情報伝達方法について説明する。この方法では、送信側が、対象とする道路のデジタル地図データへの設定日付を識別し、設定日付に応じて、使用する位置情報伝達方法の種類を選択する。道路のデジタル地図データベースへの設定 3付は、その道路の開通時期にほぼ重なる。例えば、対象道路が開通間も無い道路である場合には、この開通道路のデータを含むデジタル地図データベースを有するカーナピゲーション装置の割合は極めて低！/、と見られる。こうしたとき、送信側は、カーナビゲーシヨン装置が開通道路のデータを含まないデジタル地図データベースを有していても、（対象道路を特定できないことは致し方無いとしても）対象道路以外の道路上に事象が発生していると誤解することが無いような位置情報伝達方法を採用して、交通情報を伝える。

道路のデータ設定日付は、デジタル地図データベースの各道路リンクに設定日付が定義されている場合は、それを採用する。設定日付が定義されていない場合は、デジタル地図データの各バージョンを比較し、当該道路リンクが始めて登載されたパージヨンの改訂時期から、設定日付を算出する。

また、送信側は、形状べクトルデータ列情報の中に、対象道路のデータの設定日付を表す情報、及び、ノード間の距離の情報を含めて伝送する。

受信側は、受信した形状べクトルデータ列情報の中の対象道路のデータ設定日付を参照し、対象道路のデータが自己のデジタル地図データベースに含まれていないと判断したときは、対象道路区間の再現を停止する。

また、経路探索で求めたノード間の最短経路の距離と、形状べクトルデータ列情報に含まれるノ一ド間の距離とが、余りに相違しているときは、対象道路のデータが自己のデジタル地図データベースに含まれていないものと判断し、対象道路区間の再現を停止する。

図 1 8のフロー図は、この送信側の処理手順を示している。

ステップ 30：対象道路区間を選出し、ステップ 31：送信するノードを選出する。

ステップ 32：選出したノード間の道路のデータ設定日付が基準日付（規定値）と同じ、または、基準日付より古ければ、

ステップ 33：第 1〜第 3の実施形態の位置情報伝達方法を採用する。

また、ステップ 32において、選出したノード間の道路のデータ設定日付が基準日付より新しければ、

ステップ 35：対象道路区間の道路形状を直接的に表すデータ（道路形状を特定する各ノードの座標データ列など）を伝達する位置情報伝達方法を採用する。

ステップ 36：採用した方法に基づいて位置情報を送信する。

図 2 0は、本発明の方法により送信する形状べクトルデータ列情報を例示している。この情報の中には、ノード間の道路のデータ設定曰付及び探索距離のデータが含まれている。

図 1 9のフロー図は、この形状べクトルデータ列情報を受信した受信側の処理手順を示している。

ステップ 40：情報を受信し、

ステップ 41：付加情報を参照して、各ノードの座標をマップマッチングにより決定する。

ステップ 42：受信データに含まれる各ノード間のデータ設定日付が、自装置の地図データの作成日付より古いか否かを識別し、古ければ、

ステップ 43：付加情報を参照して、ノード間の経路探索を行い、対象道路区間を決定する。

ステップ 44：決定した対象道路区間の距離と、受信データに含まれるノード間の探索距離との差分が規定誤差以内か否かを識別し、規定誤差以内であれば、

ステップ 45：対象道路区間の全体形状を再現する。

また、ステップ 42において、データ設定日付が自装置の地図データの作成日付より古くない場合、または、ステップ 44において、対象道路区間の距離と受信データに含まれるノード間の探索距離との差分が規定誤差以内でない場合には、該当ノード間の情報を破棄する。こうした手順を取ることにより、本発明の位置情報伝達方法を適用する際に、送信側及び受信側で保持されるデジタル地図データのバージョンの違いにより、位置情報が誤って伝達される事態を回避することができる。

なお、ここでは、形状べクトルデータ列情報に、ノード間の道路のデータ設定日付及ぴ探索距離のデータの両方を含める場合を示している力どちらか一方だけを含めるようにしても良い。本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、 2001年 01月 29曰出願の日本特許出願（特願 2001— 020082) に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

<産業上の利用可能性 >

以上の説明から明らかなように、本発明のデジタル地図の位置情報伝達方法、及び、それを実施する装置では、少ないデータ量で、効率的且つ正確に、デジタル地図の形状や位置の情報を伝達することができ、データ伝送効率を高めることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 道路形状情報と事象情報を送受信し、事象発生位置を特定するための位置情報伝達方法であって、

送信側では、デジタル地図上の対象道路区間に含まれるノードを間欠的に選出し、選出されたノードの座標データを含んでいて前記対象道路区間を指定する道路形状情報及び、事象発生位置を前記対象道路区間内の相対位置で指定する事象情報を伝達し、

受信側では、間欠的に選出されたノードの座標データを含む前記道路形状情報を基にマップマッチングを実施し、前記ノードの位置を決定し、前記ノード間の道路を経路探索で求め、デジタル地図上の前記対象道路区間を同定し、前記事象情報に基づいて前記対象道路区間内の事象発生位置を特定する

ことを特徴とする位置情報伝達方法。

2 . 送信側から伝達される前記道路形状情報は、選出された前記ノードの属性を示す付加情報を含んでおり、

受信側は、マップマッチングの際に前記付加情報を参照して、前記ノードの位置を決定することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の位置情報伝達方法。

3 . 前記ノードの属性を示す付加情報は、ノ一ド種別、ノ一ド名称、接続リンク数、接続リンク角度、選出したノードにおける切片方位角度のうち、少なくとも一つを含んでいることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の位置情報伝達方法。

4 . 前記ノードの属性を示す付加情報は、ノ一ド種別、ノ一ド名称、接続リンク数、接続リンク角度のうち少なくとも一つ及び、選出したノードにおける切片方位角度を含んでいることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の位置情報伝達方法。

5 . 送信側から伝達される前記道路形状情報は、選出した前記ノード間に含まれるリンクの属性を示す付加情報を含んでおり、

受信側は、経路探索の際に前記付加情報を参照して、前記ノード間の道路を求めることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の位置情報伝達方法。

6 . 前記リンクの属性を示す付加情報は、道路種別、道路番号、リンク種別の少なくとも一つを含んでいることを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の位置情報伝達方法。

7 . 送信側が、対象道路区間上で前記ノ一ドの前後に並ぶ複数のノードを選出し、選出した各ノードの座標データを含んだ前記道路形状情報を伝達することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の位置情報伝達方法。

8 . 送信側が、受信側でのマツチング精度を、前記ノードと隣接道路の最近地点との距離、及び、前記ノードでの切片方位角度と前記最近地点での切片方位角度との差分に基づいて評価し、前記マッチング精度により、対象道路区間上で前記ノードの前後に並ぶ複数のノードを選出し、選出した各ノ一ドの座標データを含んだ前記道路形状情報を伝達することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の位置情報伝達方法。

9 . 送信側が、前記対象道路区間の道路のデジタル地図データが設定された設定日付を規定日付と比較し、前記設定日付が規定 0付より新しいとき、前記対象道路区間の道路形状を表すデータを含む道路形状情報を伝達することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の位置情報伝達方法。

1 0 . 送信側から伝達される前記道路形状情報は、対象道路区間の道路のデジタル地図データが設定された設定日付を含んでおり、受信側では、前記設定日付が自己の保有するデジタル地図データの作成日付より新しいとき、前記対象道路区間の同定処理を行わないことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の位置情報伝達方法。

1 1 . 送信側から伝達される前記道路形状情報は、間欠的に選出した前記ノ一ド間の距離のデータを含んでおり、受信側は、経路探索で求めた前記ノ一ド間の道路の距離と、前記道路形状情報に含まれる該当するノード間の距離とを比較して、前記経路探索の適否を識別することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の位置情報伝達方法。

1 2 . 送信側が、受信側における対象道路区間内のノードのマッチング精度を評価し、評価結果に基づいて、前記対象道路区間の長さ、または、前記道路形状情報に含める前記ノードの数を決定することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の位置情報伝達方法。

1 3 . 前記マッチング精度の評価は、対象道路区間内のノードと隣接道路の最近地点との距離、及び、前記ノードでの切片方位角度と前記最近地点での切片方位角度との差分に基づくものであることを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載の位置情報伝達方法。

1 4 . デジタノレ地図上の対象道路区間を指定する道路形状情報と、事象発生位置を前記対象道路区間内の相対位置で指定する事象情報とを送信する位置情報送信装置において、事象発生位置を含む対象道路区間を選出する位置情報変換手段と、前記対象道路区間の上に並ぶノードの中から、前記道路形状情報に含めるノ一ドを間欠的に選出する送信ノード抽出手段と

を備えることを特徴とする位置情報送信装置。

1 5 . デジタル地図上の対象道路区間を指定する道路形状情報と、事象発生位置を前記対象道路区間内の相対位置で指定する事象情報とを受信して、デジタル地図上の事象発生位置を特定する位置情報受信装置において、

前記道路形状情報を基にマップマツチングを実施して、前記道路形状情報に含まれるノードのデジタル地図上での位置を決定するマップマッチング手段と、決定された前記ノードの間の道路を経路探索で求めて、前記対象道路区間を再現する経路探索手段と

を備えることを特徴とする位置情報受信装置。

1 6 · 前記道路形状情報に含まれる一部のノードのノード情報を基にマップマツチングを実施して、前記ノ一ドのデジタル地図上での位置を決定するマップマツチング手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載の位置情報受信装置。

1 7 . 前記道路形状情報に含まれる少なくとも二つのノードのノード情報を基にマップマツチングを実施して、前記ノ一ドのデジタル地図上での位置を決定するマップマッチング手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載の位置情