JP4125569B2 - Driving support system, driving support method, and driving support program - Google Patents

Description

からクロソイド曲線の座標を求め、クロソイド原点付近での例外処理を行うことなく、クロソイド原点からクロソイド曲線を描画する、ことを特徴とする。
【００１３】
ここで、運転支援情報生成手段は、前記関係式のｘ，ｙの級数展開の第ｎ項（Ｔｘ（ｎ），Ｔｙ（ｎ））の間の漸化式
【数８】

を用いてクロソイド曲線を描画する、ことができる。
【００１４】
また、運転支援装置は、さらに、車両の状態を検出して計測値を算出する計測手段と、計測手段からの計測値に基づいて、計測情報を生成する計測情報制御手段と、を備え、運転支援装置の運転支援情報生成手段は、道路ジオメトリサーバからの道路パラメータと、位置情報制御手段からの位置情報と、計測情報制御手段からの計測情報とに基づいて、仮想的デジタル走行軌道を生成する、ことができる。
【００１５】
ここで、前記計測手段は、車両の走行距離を累積して計測値を算出する距離累積手段と、車両の速度を計測して計測値を算出する速度センサ手段と、車両の傾きを計測して計測値を算出するジャイロセンサ手段と、車両の進行方向角度を計測して計測値を算出する角度計測手段と、を備え、計測情報制御手段は、距離累積手段からの計測値に基づいて累積距離情報を生成し、速度センサ手段からの計測値に基づいて速度情報を生成し、ジャイロセンサ手段からの計測値に基づいて回転角度情報を生成し、角度計測手段からの計測値に基づいて、方向角度情報を生成する、ことができる。
【００１６】
また、運転支援装置は、要求を入力する入力手段と、仮想的デジタル走行軌道を表示する出力手段と、を備える、ことができる。
【００１７】
また、運転支援装置は、道路パラメータの一部若しくは全部、及び／又は地図情報を記憶する地図記憶手段を備え、運転支援情報生成手段は、道路パラメータ、位置情報及び地図情報に基づいて仮想的デジタル走行軌道を生成する、ことができる。
【００１８】
上述において、運転支援装置とコンピュータネットワーク間の通信は、携帯電話などの通信装置を介して行う、ことができ、道路に設けられたＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）を介して行う、こともできる。
【００１９】
また、コンピュータネットワークは、インターネット又はイントラネットである、ようにするとよい。
【００２０】
また、運転支援情報生成手段は、レーダ装置又は／及びレーザスキャン装置からの画像情報を用いて、運転支援情報を生成する、ことができる。
【００２１】
また、運転支援装置は、運転支援情報生成手段で生成された運転支援情報に基づいて、車両の運転を制御する運転制御手段を備える、ことができる。
【００２４】
また、基本位置情報は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）からの情報、磁気ネイルからの情報、及び／又はビーコンからの情報である、とするとよい。
【００２５】
また、上記課題を解決するため、本発明の運転支援方法は、道路ジオメトリサーバと、車両の運転を支援する運転支援装置と、道路ジオメトリサーバと運転支援装置との間の通信を行うコンピュータネットワークと、を備えた運転支援システムにおける運転支援方法であって、（Ａ）運転支援装置において、入力された運転支援要求情報をコンピュータネットワークを介して道路ジオメトリサーバに送信し、（Ｂ）道路ジオメトリサーバにおいて、受信した運転支援装置からの運転支援要求情報に基づいて、平面線形データ、縦断線形データ、及び、横断勾配すりつけデータを含み、予め記憶されている道路パラメータを読み出して、コンピュータネットワークを介して運転支援装置に送信し、（Ｃ）運転支援装置において、車両の位置を表す位置情報を算出するために利用可能な情報である基本位置情報に基づいて位置情報を算出し、（Ｄ）運転支援装置において、道路ジオメトリサーバから受け取った道路パラメータと、位置情報とに基づいて、車両の走行軌道を示す仮想的デジタル走行軌道を生成し、ステップ（Ｄ）は、線分、円弧、クロソイド曲線等を用いて仮想的デジタル走行軌道を生成し、クロソイド曲線を用いて仮想的デジタル走行軌道の曲率緩和曲線を描く場合、クロソイド原点からの弧長のみをパラメータとした関係式
【数９】

からクロソイド曲線の座標を求め、クロソイド原点付近での例外処理を行うことなく、クロソイド原点からクロソイド曲線を描画する、ことを特徴とする。
【００２６】
ここで、ステップ（Ｄ）は、関係式のｘ，ｙの級数展開の第ｎ項（Ｔｘ（ｎ），Ｔｙ（ｎ））の間の漸化式
【数１０】

を用いてクロソイド曲線を描画する、ことができる。
また、ステップ（Ｄ）は、運転支援装置において、車両の状態を計測して計測情報を生成し、道路ジオメトリサーバから受け取った道路パラメータと、位置情報と、計測情報とに基づいて、仮想的デジタル走行軌道を生成する、ことができる。
【００２７】
また、計測情報は、累積距離情報、速度情報、車両角度情報、及び／又は車両のハンドル角度情報を含む、ことができる。
【００２８】
ここで、ステップ（Ａ）及びステップ（Ｂ）における運転支援装置とコンピュータネットワーク間の通信は、携帯電話などの通信装置、及び／又は道路に設けられたＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）を介して行う、ことができる。
【００２９】
また、コンピュータネットワークは、インターネット又はイントラネットである、ようにするとよい。
【００３０】
また、ステップ（Ｄ）は、予め準備されている地図情報と、道路ジオメトリサーバから受け取った道路パラメータと、位置情報とに基づいて仮想的デジタル走行軌道を生成する、ことができる。
【００３１】
また、ステップ（Ｄ）は、レーダ装置又は／及びレーザスキャン装置からの画像情報を用いて、仮想的デジタル走行軌道を生成する、ことができる。
【００３４】
また、ステップ（Ｃ）における前記基本位置情報は、ＧＰＳ情報、磁気ネイル情報、及び／又はビーコン情報である、ことができる。
【００３５】
また、上記課題を解決するため、本発明の第１の態様のプログラムは、コンピュータに車両の運転支援情報を生成して処理させるためのプログラムであって、上述した運転支援システムの機能を、コンピュータに実現させるためのプログラムとすることができる。
【００３６】
また、上記課題を解決するため、本発明の第２の態様のプログラムは、コンピュータに車両の運転支援情報を生成して処理させるためのプログラムであって、上述した運転支援方法の処理を、コンピュータに実現させるためのプログラムとすることができる。
また、上記課題を解決するため、本発明の運転支援装置は、車両に搭載され、平面線形データ、縦断線形データ、及び、横断勾配すりつけデータを含む道路パラメータを記録している外部の道路ジオメトリサーバと通信することにより、車両の運転を支援するための装置であって、道路ジオメトリサーバとの通信を制御し、道路ジオメトリサーバから道路パラメータを受信する通信制御手段と、車両の位置を表す位置情報を算出するために利用可能な情報である基本位置情報に基づいて、位置情報を算出する位置情報制御手段と、道路ジオメトリサーバからの道路パラメータと、位置情報制御手段からの位置情報に基づいて、車両の走行軌道を示す仮想的デジタル走行軌道を生成する運転支援情報生成手段と、を備え、運転支援情報生成手段は、線分、円弧、クロソイド曲線等を用いて仮想的デジタル走行軌道を生成し、クロソイド曲線を用いて仮想的デジタル走行軌道の曲率緩和曲線を描く場合、クロソイド原点からの弧長のみをパラメータとした関係式
【数１１】

からクロソイド曲線の座標を求め、クロソイド原点付近での例外処理を行うことなく、クロソイド原点からクロソイド曲線を描画する、ことを特徴とする。
ここで、運転支援情報生成手段は、前記関係式のｘ，ｙの級数展開の第ｎ項（Ｔｘ（ｎ），Ｔｙ（ｎ））の間の漸化式
【数１２】

を用いてクロソイド曲線を描画する、ようにするとよい。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の運転支援システム、運転支援方法及び運転支援プログラムについて図面を参照して説明する。
【００３８】
図１は、本発明の運転支援システムの実施の形態の概略を示す図である。図１において、この運転支援システムは、データ通信を行うためのコンピュータネットワーク４０と、コンピュータネットワーク４０に接続され道路パラメータや道路情報などを提供する道路ジオメトリサーバ１０と、自動車７０に設置され、道路ジオメトリサーバ１０から与えられた又は道路パラメータによって算出した仮想的デジタル走行軌道（座標格子）６０を含む道路情報やＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星５０からの自動車７０の位置などを算出するためのＧＰＳ情報に基づいて、自動車７０の運転を支援し又は自動運転を行う運転支援装置２０と、を備えている。
【００３９】
ここで、道路ジオメトリサーバ１０と運転支援装置２０との間の通信は、コンピュータネットワーク４０を介して行われ、運転支援装置２０には、携帯電話などの通信装置３０が接続されている。
【００４０】
また、コンピュータネットワーク４０は、インターネットやイントラネットを利用して構築することができる。この場合、インターネットの通信プロトコルに準拠した既存のアプリケーションやシステムを使用することができるので、低コストで本発明の運転支援システムを実現することができる。
【００４１】
図１において、運転支援装置２０は、道路ジオメトリサーバ１０からの道路情報やＧＰＳ情報に基づいて、仮想的デジタル走行軌道６０を含む道路情報を生成し、この道路情報とＧＰＳ情報から算出した位置情報や運転支援情報によって、自動車７０の運転を支援して安全な運転を図り、または、自動車７０の自動運転を行うことができる。
【００４２】
図２は、道路ジオメトリサーバ１０の具体的な構成を示す図である。図２において、道路ジオメトリサーバ１０は、コンピュータネットワーク４０を介して自動車７０の運転支援装置２０との間で通信を行う通信制御部１１と、道路設計時に使用したクロソイド曲線（平面線形データ）、縦断パラボラ（縦断線形データ）、カント（横断勾配すりつけデータ）等の道路パラメータを記憶する道路ジオメトリＤＢ（Ｄａｔａ Ｂａｓｅ）１３と、通信制御部１１で受取った自動車７０の運転支援装置２０からの車両側情報に基づいて、道路ジオメトリＤＢ１３に記憶されている道路パラメータを処理して道路情報を生成する又は運転支援装置２０に道路パラメータをそのまま送信する道路パラメータ処理部１２と、を備えている。
【００４３】
ここで、コンピュータネットワーク４０が、インターネットやイントラネットの場合、通信制御部１１は、Ｗｅｂページや電子メールによって情報の送受信を行うことができる。
【００４４】
図３は、自動車７０に設けられた運転支援装置２０の具体的な構成を示す図である。図３において、運転支援装置２０は、コンピュータネットワーク４０に接続された携帯電話などの通信装置３０を介して、道路ジオメトリサーバ１０との間で通信を行う通信制御部２１と、ＧＰＳ衛星５０からの自動車７０の位置などを算出するためのＧＰＳ情報を処理するＧＰＳ制御部２２と、開始地点情報や目的地情報などの運転支援要求情報を入力する入力部２４ａ及び液晶画面などの表示装置や印刷装置などの出力部２４ｂを有する入出力部２４と、ＧＰＳ制御部２２で利用する地図情報や道路情報などを記憶する地図ＤＢ２６と、地図ＤＢ２６に記憶されているまたは通信制御部２１で受取った道路パラメータ又は道路情報、ＧＰＳ制御部２２から受取ったＧＰＳ情報や位置情報、及び入力部２４ａからの運転支援要求などに基づいて、運転支援情報（ナビゲーション情報）を生成する運転支援情報生成部２３と、運転支援情報生成部２３で生成された運転支援情報に基づいて自動車７０のアクチュエータ７１などを制御して自動車の運転（走行）を支援し又は自動車７０の自動運転を行う運転制御部２５と、を備えている。
【００４５】
図４は、本発明の運転支援システムの他の実施の形態の概略を示す図である。図４において、この運転支援システムは、データ通信を行うためのコンピュータネットワーク４０と、コンピュータネットワーク４０に接続され道路パラメータや道路情報などを提供する道路ジオメトリサーバ１０と、自動車７０に設置され、自動車７０の速度情報、方向角度情報、回転角度情報、累積距離情報、道路ジオメトリサーバ１０から与えられた又は道路パラメータによって算出した仮想的デジタル走行軌道（座標格子）６０を含む道路情報、基準位置情報発信装置５０Ａからの自動車７０の位置などを算出するための基準位置情報などに基づいて、自動車７０の運転を支援し又は自動運転を行う運転支援装置２０Ａと、を備えている。
【００４６】
ここで、道路ジオメトリサーバ１０と運転支援装置２０Ａとの間の通信は、コンピュータネットワーク４０を介して行われ、運転支援装置２０Ａには、携帯電話などの通信装置３０が接続されている。
【００４７】
また、コンピュータネットワーク４０は、インターネットやイントラネットを利用して構築することができる。この場合、インターネットの通信プロトコルに準拠した既存のアプリケーションやシステムを使用することができるので、低コストで本発明の運転支援システムを実現することができる。
【００４８】
また、基準位置情報発信装置５０Ａとしては、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星、ビーコン、磁気ネイルなどがある。
【００４９】
図４において、運転支援装置２０Ａは、道路ジオメトリサーバ１０からの道路情報や基準位置情報発信装置５０Ａからの基準位置情報に基づいて、仮想的デジタル走行軌道６０を含む道路情報を生成し、この道路情報と基準位置情報から算出した自動車７０の位置情報や運転支援情報によって、自動車７０の運転を支援して安全な運転を図り、または、自動車７０の自動運転を行うことができる。また、道路ジオメトリサーバ１０の具体的な構成は、前記、図２と同様である。
【００５０】
図５は、自動車７０に設けられた他の実施の形態の運転支援装置２０Ａの具体的な構成を示す図である。図５において、運転支援装置２０Ａは、所定期間での走行距離を累積する距離累積器８１、自動車７０の速度を検出する速度センサ８２、自動車７０の回転角（傾き）を測定するジャイロセンサ８３及び自動車７０の走行角度を計測する角度計測器８４を備える計測装置８０と、コンピュータネットワーク４０に接続された携帯電話などの通信装置３０を介して、道路ジオメトリサーバ１０との間で通信を行う通信制御部２１と、基準位置情報発信装置５０Ａからの自動車７０の位置などを算出するための基準位置情報を受信して処理する位置情報制御部２２Ａと、開始地点情報や目的地情報などの運転支援要求情報を入力する入力部２４ａ及び液晶画面などの表示装置や印刷装置などの出力部２４ｂを有する入出力部２４と、計測装置８０の距離累積器８１を制御して累積距離情報などの計測情報を生成する計測装置制御部である距離累積器制御部２７と、計測装置８０の速度センサ８２、ジャイロセンサ８３、角度計測器８４を制御して自動車の速度情報、傾き情報（回転角度情報）、向き情報（方向角度情報）などの計測情報を生成する計測装置制御部であるセンサ制御部２８と、位置情報制御部２２Ａ及び距離累積器制御部２７で利用する地図情報や道路情報などを記憶する地図ＤＢ２６と、地図ＤＢ２６に記憶されているまたは通信制御部２１で受け取った道路パラメータ又は道路情報、位置情報制御部２２Ａから受け取った基準位置情報、距離累積器制御部２７から受け取った走行累積距離情報、センサ制御部２８から受け取った速度情報、向き情報（方向角度情報）、傾き情報（回転角度情報）、及び入力部２４ａからの運転支援要求などに基づいて、運転支援情報（ナビゲーション情報）を生成する運転支援情報生成部２３と、運転支援情報生成部２３で生成された運転支援情報に基づいて自動車７０のアクチュエータ７１などを制御して自動車の運転（走行）を支援し又は自動車７０の自動運転を行う運転制御部２５と、を備えている。
【００５１】
以下、図１〜図５に示した運転支援システムを利用した自動車の運転支援方法について説明する。
【００５２】
図６は、運転支援システムを利用した自動車の運転支援方法を示すフローチャートである。図１〜図４において、先ず、運転者は、入力部２４ａから運転支援開始位置や目的地情報、自動運転要求やスピード制御要求などの運転支援要求情報などを入力する（ステップ４０１）。ここで、情報の入力は、道路ジオメトリサーバ１０の通信制御部１１から提供されるＷｅｂページに必要な情報を入力するようにしてもよく、または、運転支援装置２０又は２０Ａに予め情報入力画面を準備してもよい。また、通信装置３０から直接運転支援要求情報などを入力するようにしてもよい。
【００５３】
通信制御部２１は、入力された運転支援要求情報に基づいて、通信装置３０とコンピュータネットワーク４０を介して又は通信装置３０から直接に車両側情報を送信し、道路ジオメトリサーバ１０に対して道路情報を要求する（ステップ４０２）。
【００５４】
道路ジオメトリサーバ１０の通信制御部１１は、自動車７０側からの道路情報の要求を受信して道路パラメータ処理部１２に渡す（ステップ４０３）。道路パラメータ処理部１２は、自動車７０側からの道路情報の要求に応じて、要求された経路に関わる道路パラメータを道路ジオメトリＤＢ１３から読み出す（ステップ４０４）。そして、道路ジオメトリＤＢ１３から読出した道路パラメータを通信制御部１１を介して道路情報として自動車７０側の運転支援装置２０又は２０Ａに送信する（ステップ４０５）。
【００５５】
図７〜図１０は、道路ジオメトリＤＢ１３から読出した道路パラメータの具体例を示す。ここで、図７は、道路の平面線形データを示す。図８は、道路の幅員データを示す。図９は、道路の縦断線形データを示す。図１０は、横断勾配すりつけデータ（カント）を示す。
【００５６】
自動車７０の運転支援装置２０又は２０Ａの通信制御部２１は、コンピュータネットワーク４０及び通信装置３０を介して道路情報（道路パラメータ）を受信する（ステップ４０６）。
【００５７】
運転支援情報生成部２３は、受信した道路パラメータ、及び運転支援要求情報に含まれる入力部２４ａから入力された又は予め設定されたピッチ情報に基づいて、仮想的デジタル走行軌道（座標格子）６０を作成して運転支援情報を生成する（ステップ４０７）。これにより、所定の距離の範囲及び指定のピッチ、例えば、数十［ｋｍ］単位の道路を５［ｍ］ピッチで、道路路面の形状定義ができ、道路表面を精密に算出することができる。以下、仮想的デジタル走行軌道６０を含む運転支援情報の生成処理について詳述する。
【００５８】
図１１は、仮想的デジタル走行軌道６０を含む道路情報の生成処理を示す図である。また、図１２は、仮想的デジタル走行軌道６０を含む道路情報の生成処理（ステップ４０７）の詳細を示すフローチャートである。図７〜図１２を参照して、運転支援情報生成部２３は、図７に示された平面線形データに基づいて、図１１（Ａ）の平面線形図を作成する（ステップ４０７−１）。
【００５９】
図１１（Ａ）において、クロソイドパラメータＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に基づいてクロソイド曲線、円弧半径Ｒ１、Ｒ２及び円弧長Ｃ１、Ｃ２に基づいて円弧、直線長Ｓ１に基づいて直線を生成する。
【００６０】
ここで、クロソイド曲線は、クロソイド原点からの弧長Ａｉ（ｉ＝１、２、３、４）のみをパラメータとした関係式
【数１３】

からクロソイド曲線の座標を求め、クロソイド原点付近での例外処理を行うことなく、クロソイド原点からクロソイド曲線を描画する。
【００６１】
すなわち、上述の関係式「数１３」のｘｉ，ｙｉの級数展開の第ｎ項（Ｔｘｉ（ｎ），Ｔｙｉ（ｎ））の間の漸化式
【数１４】

を用いてクロソイド曲線を描画することができる。
【００６２】
以上のようにして、図７に示した道路パラメータの平面線形データによって平面線形図を作成することができる。ここで、クロソイド曲線の代わりに、一般的なスパイラルカーブ（パラメタライズドカーブ）を使用してもよい。
【００６３】
次に、平面線形図と図８に示す道路の幅員データによって、図１１（Ｂ）に示すような道路幅員図を作成する（ステップ４０７−２）。ここで、車線数が複数の場合には、それぞれの車線に内側（道路中心）又は外側から番号を付して管理するとよい。
【００６４】
図１３は、仮想的デジタル走行軌道（座標格子）６０を示す図である。ステップ４０７−２で作成された道路幅員図に基づいて、道路中心線１１１０、内側走行線１１１２、外側走行線１１１３及び走行中心線１１１１を求める。そして、入力部２４ａから入力された又は予め指定されたピッチ（図１３においては、ピッチ＝５［ｍ］）で、道路中心線１１１０に対して垂直に交わる線を外側走行線１１１３から道路中心線１１１０の間に作成する。これによって、仮想的デジタル走行軌道（座標格子）６０を生成することができる（ステップ４０７−３）。ここで、車線が複数の場合には、隣り合う車線の外側車線（又は内側車線）と内側車線（又は外側車線）が同一の線となる。
【００６５】
図１４は、仮想的デジタル走行軌道（座標格子）６０の使用形態を示す図である。図１４に示すように仮想的デジタル走行軌道（座標格子）６０の形態としては、（Ａ）３次元単点、（Ｂ）３次元３角パッチ、及び（Ｃ）３次元ベジェ曲面又はＮＵＲＢＳ（Ｎｏｎ−Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｂ−Ｓｐｌｉｎｅ）曲面の何れかを、例えば、運転支援装置２０又は２０Ａの性能に基づいて、任意に選択して使用することができる。
【００６６】
次に、道路の実際の形状を特定するために、図９に示した縦断線形データによって図１１（Ｃ）に示すような縦断線形図を作成する（ステップ４０７−４）。ここで、ＶＣＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃｕｒｖｅ Ｌｅｎｇｔｈ）２、３は、パラボラ曲線で作成することができる。このとき、パラボラ曲線の代わりに任意の曲線を使用してもよい。
【００６７】
次に、図１０に示したような横断勾配すりつけデータ（カント）に基づいて、図１１（Ｄ）に示すような横断勾配すりつけ図（左右の車道横断勾配［％］）を作成する（ステップ４０７−５）。
【００６８】
図１５は、横断勾配すりつけ図における道路の標高値の算出方法を示す図である。ここで、道路の標高値（Ｚ値）は、図１５に示すように、
【数１５】

によって求めることができる。
【００６９】
運転支援装置２０（図３）の場合、このようにして求めた、道路情報と、地図ＤＢ２６に記憶されている地図情報と、ＧＰＳ制御部２２で算出された位置情報に基づいて、運転支援情報を生成する（ステップ４０７−６）。
【００７０】
また、他の実施の形態の運転支援装置２０Ａ（図５）の場合、このようにして求めた、道路情報と、地図ＤＢ２６に記憶されている地図情報と、位置情報制御部２２Ａで算出された基準位置情報に基づいて、基本運転支援情報を生成する。このとき、センサ制御部２８からの向き情報（方向角度情報）及び傾き情報（回転角度情報）に基づいて、軌道から外れた車の位置ずれを補正するための補正値を算出し、基本運転支援情報に適用する。
【００７１】
次に、計測装置８０の距離累積器８１による計測値によって、距離累積器制御部２７は、道路の追加距離である距離程（累積距離情報）を求める。そして、運転支援情報生成部２３は、この距離程（累積距離情報）から地図ＤＢ２６のクロソイド曲線や円弧部のパラメータを検索し、このパラメータとセンサ制御部２８からの速度情報に基づいて、自動車７０のハンドルの回転角速度（ｗ）を求める。
【００７２】
このハンドルの回転角速度（ｗ）は、以下のようにして求めることができる。
＜直線区間＞
ｗ＝０
ハンドル固定
＜円弧区間＞
ｗ＝ｖ／Ｒ＝一定
ハンドル固定
但し、ｖは自動車７０の速度、Ｒは円弧半径
＜クロソイド区間＞
ｗ＝Ｌｖ／Ａ2＝ｖ／Ｒ
ハンドルを一定角速度（ｗ）で回転する
但し、Ｌは曲線長、Ａはクロソイドパラメータ、ｖは自動車７０の速度、Ｒは円弧半径
【００７３】
運転支援装置２０Ａの運転支援情報生成部２３は、このこのハンドルの回転角速度（ｗ）と基本運転支援情報とも基づいて、運転支援情報を生成する（ステップ４０７−６）。
【００７４】
以上のように、運転支援装置２０又は２０Ａの運転支援情報生成部２３によって生成された運転支援情報によって、運転の支援や自動運転を行うことができる。ここで、道路情報を予め道路ジオメトリサーバ１０の道路ジオメトリＤＢ１３に記憶しておき、自動車７０の道路支援装置２０又は２０Ａで道路情報を生成せずに道路ジオメトリサーバ１０から受信して運転支援情報を生成するようにしてもよい。また、道路支援装置２０の地図ＤＢ２６に予め道路パラメータを記憶しておき、これを使用して、道路情報を生成するようにしてもよい。
【００７５】
このようにして生成された運転支援情報に基づいて、運転支援情報生成部２３は、出力部２４ｂに運転支援用の画像や音声などを出力して運転支援を行う。また、運転支援情報を運転制御部２５に渡し、運転制御部２５は、運転支援情報に基づいて、アクチュエータ７１やハンドル（図示せず）等を操作して、次の測位点（基準位置情報獲得地点）まで自立走行し、自動車７０の自動運転を行うことができる（ステップ４０８）。以下、運転支援情報による具体的な運転支援、自動運転の例について説明する。
【００７６】
図１６〜図２３は、ステップ４０８の運転支援情報を活用した具体的な例を示す。
【００７７】
図１６は、出力部２４ｂの表示装置に示される画像である。図１６に示すように、運転支援情報に基づいて、進行先の見えない経路の道路状態を表示装置に表示したり、また、音声などで通知したりすることができる。
【００７８】
図１７は、出力部２４ｂの表示装置に示される画像である。図１７に示すように、運転支援情報に基づいて、障害物（橋脚１５１０）などを透明化して透かし、進行先の走行道路１５１１への合流道路１５１３の存在や、走行道路１５１１上の歩道橋１５１２の全体図などを表示することができる。
【００７９】
図１８は、実際の走行道路の景観を示す画像である。地図ＤＢ２６に記憶されている地図情報等によって、実際の景観に近づけた画像を表示することができる。
【００８０】
図１９は、自動車にレーダカメラを設置した場合に表示される画像を示す。図１９に示すように、例えば、実際の道路上に落下物（障害物）が落ちていた場合、自動車に設置されたレーダカメラ（図示せず）からの画像を、運転支援情報生成部２３で処理して、出力部２４ｂの画面上に表示したり、音声で通知したりすることができる。
【００８１】
図２０は、自動車７０の姿勢計算を示す図である。図２０に示すように、自動車７０に所定の間隔で２つのＧＰＳアンテナ１８１０、１８２０を搭載し、ＧＰＳ制御部２２で２つのＧＰＳアンテナ１８１０、１８２０の位置を算出し、自動車７０の走行中心線１１１１からの垂直距離（横ずれ量）Ｄや、走行中心線１１１１との変位角αを道路情報として求めることができる。これにより、図２０に示すような自動車７０の姿勢を検出することができ、出力部２４ｂに画像として表示し、音声として通知することができる。ここで、ＧＰＳアンテナが１つの場合には、自動車の走行スピードに基づいて、所定時間間隔で検出した位置情報によって同様の効果を得ることができる。
【００８２】
図２１は、道路と自動車の姿勢の関係を示す図である。図２１に示すように、道路情報の変位角αに基づいてヨーイングΨ、縦断勾配（登坂勾配）に基づいてピッチングθs、路面横断勾配（カント）に基づいてローリングφsなどの自動車運動計算用のデータを求めることができ、これを運転制御部２５で利用することができる。
【００８３】
図２２は、実際の自動車の運転席から立体視できる仮想的デジタル走行軌道６０を示す。図２２に示すように、この仮想的デジタル走行軌道６０は、図７〜図１０で求めた数値に基づいて、表示することができる。
【００８４】
図７〜図１０の数値データは、設計中の道路や開発中の自動車からも仮想的に求めることができ、また、逆に図７〜図１０の数値データに基づいて、道路の設計や自動車の開発などを行うことができる。即ち、図７〜図１０の数値データは、実物の道路と実物の自動車の組合せの値として利用するほか、実物の道路と開発中の自動車の組合せの値、設計中の道路と実物の自動車の組合せの値、設計中の道路と開発中の自動車の組合せの値として利用することができる。このようにして、図７〜図１０の数値データは、道路や自動車の設計や開発に際して、自動運転や安全運転の基本データとして活用することができる。
【００８５】
また、使用された道路は、経年変化で沈下や変形が発生する。この場合、図７〜図１０に示した道路パラメータの各データに、経年変化による変形量を与えて補正値とし、この補正値を使用して運転支援情報を生成するようにするとよい。この変形量の入手方法としては、路面のレーザスキャンによる測量（レーザスキャン装置によって行う）、路面形状スキャナを積載した車両による測量、ＧＰＳ装置を掲載した車両による測量などがある。
【００８６】
図２３は、座標値を有する路上施設の表示画面を示す図である。図２３に示すような道路施設の道路標識２１１０やレーンマーク２１４０などに座標値の単点（ｘ２，ｙ２，ｚ２）２１３０や座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）２１２０、寸法値（Ａ１，Ｂ１，Ｈ１）などを持たせて、道路ジオメトリＤＢ１３や地図ＤＢ２６に記憶しておく。そして、運転支援情報の生成の際にこれらの座標値や寸法値を用いることによって、図２３に示すような画像を提供することができる。なお、図２３の画像と図２２の画像は、同一地点での画像である。即ち、図２２は、運転支援情報の生成の際にこれらの座標値や寸法値を用いなかった場合の画像であり、図２３は、運転支援情報の生成の際にこれらの座標値や寸法値を用いた場合の画像である。
【００８７】
図２３に示したような画像表示が可能な運転支援情報を生成しておけば、自動車７０にレーダ装置や、レーザスキャン装置などを搭載しておき、これらから得られる実際の道路状況の情報を運転支援情報生成部２３で処理することにより、登録されている道路情報から得られる画像の情報と、実際の道路状況の情報とを容易に比較することができ、例えば、障害物や路面の変形などを的確に検出することができる。これにより、より高度な運転の支援や自動運転が可能となる。また、近年着手されている電子国土（Ｓｙｂｅｒ Ｓｐａｃｅ）の建設にも役立てることができる。
【００８８】
図２４は、本発明の運転支援システムの他の実施の形態の概略を示す図である。図２４において、この運転支援システムは、データ通信を行うためのコンピュータネットワーク４０と、コンピュータネットワーク４０に接続され道路パラメータや道路情報などを提供する道路ジオメトリサーバ１０と、自動車７０に設置され、道路ジオメトリサーバ１０から与えられた又は道路パラメータによって算出した仮想的デジタル走行軌道（座標格子）６０を含む道路情報やＧＰＳ衛星５０からの自動車７０の位置などを算出するためのＧＰＳ情報に基づいて、自動車７０の運転を支援し又は自動運転を行う運転支援装置２０’と、道路脇に設けられ、自動車７０の運転支援装置２０’との間で路車間通信を行うＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０と、ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０及びコンピュータネットワーク４０に接続され、ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０やコンピュータネットワーク４０からの情報を収集してそれらの情報をＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０やコンピュータネットワーク４０を介して配信する路側情報収集装置２２１０と、を備えている。
【００８９】
道路ジオメトリサーバ１０と運転支援装置２０’との間の通信は、コンピュータネットワーク４０、路側情報収集装置２２１０、及びＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０を介して行われる。すなわち、路側情報収集装置２２１０及びＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０は、図１で示したシステムの携帯電話などの通信装置３０とほぼ同様の機能を果たすことになる。この路側情報収集装置２２１０及びＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０の利点は、通信品質が高品質である点である。
【００９０】
図２４において、運転支援装置２０’は、道路ジオメトリサーバ１０からの道路情報やＧＰＳ情報に基づいて、仮想的デジタル走行軌道６０を含む道路情報を生成し、この道路情報とＧＰＳ情報から算出した位置情報や運転支援情報によって、自動車７０の運転を支援して安全な運転を図り、または、自動車７０の自動運転を行うことができる。
【００９１】
また、自動車７０にレーダ装置やレーザスキャン装置などが搭載されている場合、これらから得られる実際の道路状況の情報をＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０に送信し、走行中の自動車からの情報を路側情報収集装置２２１０に収集して、これらの情報、例えば、障害物や事故などの情報を他の自動車にタイムリーに通知することができる。
【００９２】
図２５は、道路ジオメトリサーバ１０の具体的な構成を示す図である。図２５の構成は、図２に示した道路ジオメトリサーバ１０の構成と同様の構成にすることができる。すなわち、情報の通信はコンピュータネットワーク４０を介して行うため、自動車７０に搭載されている運転支援装置２０、２０’との間での通信媒体に依存しない。したがって、自動車側、道路側の通信インフラストラクチャに依らずに道路ジオメトリサーバ１０を構築することができるため、コストの増加を抑えることができる。
【００９３】
図２６は、自動車７０に設けられた運転支援装置２０’の具体的な構成を示す図である。図２６において、図３に示した運転支援装置２０との相違点は、通信制御部２１’が、情報の通信をＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０との間で行う点である。
【００９４】
図２７は、本発明の運転支援システムの他の実施の形態の概略を示す図である。図２７において、この運転支援システムは、データ通信を行うためのコンピュータネットワーク４０と、コンピュータネットワーク４０に接続され道路パラメータや道路情報などを提供する道路ジオメトリサーバ１０と、自動車７０に設置され、道路ジオメトリサーバ１０から与えられた又は道路パラメータによって算出した仮想的デジタル走行軌道（座標格子）６０を含む道路情報や基準位置情報発信装置５０Ａからの自動車７０の位置などを算出するための基準位置情報に基づいて、自動車７０の運転を支援し又は自動運転を行う運転支援装置２０Ａ’と、道路脇に設けられ、自動車７０の運転支援装置２０Ａ’との間で路車間通信を行うＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０と、ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０及びコンピュータネットワーク４０に接続され、ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０やコンピュータネットワーク４０からの情報を収集してそれらの情報をＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０やコンピュータネットワーク４０を介して配信する路側情報収集装置２２１０と、を備えている。
【００９５】
また、道路ジオメトリサーバ１０と運転支援装置２０Ａ’との間の通信は、前述の道路ジオメトリサーバ１０と運転支援装置２０’間の通信と同様である。
【００９６】
図２７において、運転支援装置２０Ａ’は、道路ジオメトリサーバ１０からの道路情報や基準位置情報に基づいて、仮想的デジタル走行軌道６０を含む道路情報を生成し、この道路情報と基準位置情報から算出した位置情報や運転支援情報によって、自動車７０の運転を支援して安全な運転を図り、または、自動車７０の自動運転を行うことができる。また、自動車７０にレーダ装置やレーザスキャン装置などが搭載されている場合も前述と同様である。また、道路ジオメトリサーバ１０の具体的な構成は、前記、図２５と同様である。
【００９７】
図２８は、自動車７０に設けられた運転支援装置２０Ａ’の具体的な構成を示す図である。図２８において、図５に示した運転支援装置２０Ａとの相違点は、通信制御部２１’が、情報の通信をＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０との間で行う点である。
【００９８】
以上のように、図２４〜図２８で示した運転支援システムによっても、図１〜図５で示したシステムと同様の機能と効果を得ることができる。
【００９９】
また、自動車側の運転支援装置に図３又は図５に示した通信制御部２１と図２６又は図２８に示した通信制御部２１’の両方機能を備え、情報の通信を通信装置３０及びＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）２２２０の両方と行うことができるようにすることができる。
【０１００】
以上、本発明の運転支援システム及び運転支援方法及び運転支援装置について説明したが、道路ジオメトリサーバ１０に、仮想的デジタル走行軌道６０を予め記憶しているＤＢを設けることができる。このＤＢは、道路ジオメトリＤＢ１３であってもよく、仮想的デジタル走行軌道６０を記憶する別のＤＢであってもよい。
【０１０１】
このように、道路ジオメトリサーバ１０に、仮想的デジタル走行軌道６０を予め記憶することにより、自動車側の運転支援装置の処理能力が低い場合でも、仮想的デジタル走行軌道６０を自動車側の運転支援装置で算出せずに、道路ジオメトリサーバ１０から直接獲得することができるので、低い処理能力の運転支援装置でも充分な運転支援情報を生成することができる。
【０１０２】
さらに、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢ−ＲＯＭなどの記録媒体に道路路面の幾何パラメータ（道路情報）と仮想的デジタル走行軌道６０を記録しておき、この記録媒体を処理する運転支援装置とＧＰＳ装置のみでスタンドアロンに運転の支援や自動運転ができるようになる。
【０１０３】
また、上述した本発明の運転支援システムの機能、及び運転支援方法、並びに、運転支援装置の処理をコンピュータに実行させるためのプログラムとすることができる。
【０１０４】
上述した本発明の運転支援システムの機能、運転支援方法及びプログラムによれば、自動変速などが可能で、自動運転を容易に行うことができる。
【０１０５】
また、自動車のスピンや車線逸脱を検出し、交差点の道路状況を表示することができるので、スピンや車線逸脱を防止し、交差点での事故の発生を未然に防ぐことができる。
【０１０６】
また、自動車に搭載される運転支援装置をローコストで提供することができ、レーンマーカや磁気ネイル等の高価なインフラストラクチャ整備の費用を必要としない。
【０１０７】
さらに、運転支援情報により、運転者のミスを警告し、濃霧、降雪などの自然環境における運転をより安全にし、高齢者や身障者の運転を支援し、除雪時のアスカーブやガードレールの破損などを防止することができる。
【０１０８】
さらに、測定装置からの速度情報、方向角度情報、回転角度情報を利用することにより、基本位置情報獲得時点での位置ずれを修正することができるため、基本位置情報の獲得の頻度をある程度少なくすることができる。例えば、ＧＰＳ測位であれば、測位間隔を５秒以上にすることができ、システムのパフォーマンスによっては、１０秒以上にすることもできる。また、磁気ネイルでの測位であれば、磁気ネイルの敷設間隔を１００m以上にすることができ、システムのパフォーマンスによっては、２００m以上にすることもできる。
【０１０９】
以上、本発明の運転支援システムの機能、運転支援方法及びプログラム、並びに、運転支援装置を説明したが、本発明は一般的な自動車のみならず、他の交通機関、例えば、バス、鉄道車両などにも容易に適用することができる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明の運転支援システムの機能、運転支援方法及びプログラム、並びに、運転支援装置によれば、インフラストラクチャ整備に巨額の費用をかけることなく、車両の自動運転を行うことができ、また、サンプリング期間の長い位置情報でも正確に軌道誤差の修正ができ、これにより車両の自動運転を行い、安全運転を支援することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の運転支援システムの実施の形態の概略を示す図である。
【図２】本発明の運転支援システムの道路ジオメトリサーバの実施の形態の概略を示す図である。
【図３】本発明の運転支援システムの運転支援装置の実施の形態の概略を示す図である。
【図４】本発明の運転支援システムの他の実施の形態の概略を示す図である。
【図５】本発明の運転支援システムの運転支援装置の他の実施の形態の概略を示す図である。
【図６】本発明の運転支援方法を示すフローチャートである。
【図７】道路ジオメトリＤＢから読出した道路パラメータの具体例を示す。
【図８】道路ジオメトリＤＢから読出した道路パラメータの具体例を示す。
【図９】道路ジオメトリＤＢから読出した道路パラメータの具体例を示す。
【図１０】道路ジオメトリＤＢから読出した道路パラメータの具体例を示す。
【図１１】仮想的デジタル走行軌道を含む道路情報の生成処理を示す図である。
【図１２】仮想的デジタル走行軌道を含む道路情報の生成処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】仮想的デジタル走行軌道（座標格子）を示す図である。
【図１４】仮想的デジタル走行軌道（座標格子）の使用形態を示す図である。
【図１５】横断勾配すりつけ図における道路の標高値の算出方法を示す図である。
【図１６】図６に示したステップ４０８の運転支援情報を活用した具体的な例を示す。
【図１７】図６に示したステップ４０８の運転支援情報を活用した具体的な例を示す。
【図１８】図６に示したステップ４０８の運転支援情報を活用した具体的な例を示す。
【図１９】図６に示したステップ４０８の運転支援情報を活用した具体的な例を示す。
【図２０】図６に示したステップ４０８の運転支援情報を活用した具体的な例を示す。
【図２１】図６に示したステップ４０８の運転支援情報を活用した具体的な例を示す。
【図２２】図６に示したステップ４０８の運転支援情報を活用した具体的な例を示す。
【図２３】図６に示したステップ４０８の運転支援情報を活用した具体的な例を示す。
【図２４】本発明の運転支援システムの他の実施の形態の概略を示す図である。
【図２５】本発明の運転支援システムの道路ジオメトリサーバの他の実施の形態を示す図である。
【図２６】本発明の運転支援システムの運転支援装置の他の実施の形態を示す図である。
【図２７】本発明の運転支援システムの他の実施の形態の概略を示す図である。
【図２８】本発明の運転支援システムの運転支援装置の他の実施の形態を示す図である。
【図２９】従来の運転支援システムの概略を示す図である。
【図３０】従来の運転支援システムの概略を示す図である。
【符号の説明】
１０ 道路ジオメトリサーバ
１１、２１、２１’ 通信制御部
１２ 道路パラメータ処理部
１３ 道路ジオメトリＤＢ
２０、２０Ａ、２０’、２０Ａ’ 運転支援装置
２２ ＧＰＳ制御部
２２Ａ 位置情報制御部
２３ 運転支援情報生成部
２４ 入出力部
２４ａ 入力部
２４ｂ 出力部
２５ 運転制御部
２６ 地図ＤＢ
２７ 距離累積器制御部
２８ センサ制御部
３０ 通信装置
４０ コンピュータネットワーク
５０ ＧＰＳ衛星
５０Ａ 基準位置情報発信装置
６０ 仮想的デジタル走行軌道
７０、２０１０ａ、２０１０ｂ、２０１０ｃ 自動車
７１ アクチュエータ
８０ 計測装置
８１ 距離累積器
８２ 速度センサ
８３ ジャイロセンサ
８４ 角度計測器
１１１０ 道路中心線
１１１１ 走行中心線
１１１２ 内側走行線
１１１３ 外側走行線
１５１０ 橋脚
１５１１ 走行道路
１５１２ 歩道橋
１５１３ 合流道路
１８１０、１８２０ ＧＰＳアンテナ
２０２０ａ、２０２０ｂ、２０２０ｃ 車両システム
２０３０ 白線
２０４０ レーンマーカ検出器
２０５０、２２２０ ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）
２０６０、２１４０ レーンマーカ
２１１０ 道路標識
２１２０ 座標
２１３０ 単点
２２１０ 路側情報収集装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving support system, a driving support method, and a driving support program that support driving of a vehicle such as an automobile. In particular, the present invention relates to a driving support system, a driving support method, and a driving support program that can perform automatic driving of a vehicle and can support safe driving.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a support device for safely driving a vehicle such as an automobile and an automatic driving device for automatically driving a vehicle are conceivable. For example, JP-A-11-212640, JP-A-10-261193, etc. An example is shown in FIG. Hereinafter, a conventional vehicle system for automatically driving such an automobile will be described.
[0003]
FIG. 29 is a diagram showing a conventional vehicle system for automatically driving a car. In FIG. 29, the vehicle systems 2020a and 2020b are installed for each vehicle (automobiles 2010a and 2010b), obtain traffic conditions on a travel route from GPS (Global Positioning System), predict an optimal travel route, and Based on the position information of the white line 2030 on the road acquired by a CCD (Charge Coupled Device) camera (not shown), information on inter-vehicle communication between the preceding and following automobiles 2010a and 2010b, navigation information from the GPS, etc. , 2010b is an automatic operation system.
[0004]
FIG. 30 is a diagram showing another conventional vehicle system for automatically driving an automobile. In FIG. 30, this vehicle system 2020c is installed in an automobile 2010c, obtains traffic conditions on a travel route from GPS and LCX (Leaked Coaxial Cable) 2050, predicts an optimum travel route, and at a predetermined interval on the road. The installed lane marker 2060 is detected by the lane marker detector 2040, and the vehicle 2010c is automatically driven based on detection information of the lane marker 2060, information acquired from road-to-vehicle communication with the LCX 2050, and the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the vehicle system using GPS and CCD shown in FIG. 29, all of the information such as the traffic situation on the driving route from GPS, the position information of the white line 2030 on the road, the information by inter-vehicle communication, and the navigation information from GPS. Must be processed by the vehicle system, which places a heavy load on the vehicle system. For this reason, the system installed for each automobile has a problem that it is difficult to put into practical use because it is costly and the processing capacity is limited.
[0006]
In addition, according to the vehicle system using GPS, LCX, and lane markers shown in FIG. 30, the infrastructure of the road side such as the installation and maintenance of the lane marker 2060 is expensive, and it is difficult to put it into practical use. There was a problem that there was.
[0007]
Further, the lane marker detector 2040 cannot obtain information other than the information that the vehicle lane deviates from the lane marker 2060, and it is difficult to perform appropriate automatic driving when the vehicle lane deviates. was there.
[0008]
Furthermore, in actual vehicle travel, various situations and conditions such as one-sided load, one-sided braking, changes in vehicle speed due to acceleration / deceleration, mechanical imbalances, etc. The case where the vehicle deviates from the traveling track assumed by the system due to the road structure such as the longitudinal gradient, the crossing gradient, and the cant is assumed. Therefore, it is necessary to correct the error of the running track caused by these various situations and conditions.
[0009]
This correction requires accurate vehicle position information. In order to obtain this accurate information, it is necessary to shorten the GPS sampling interval. However, if the GPS sampling interval is shortened, information from the GPS must be processed in a short time, which increases the load on the system and causes a problem in processing capability.
[0010]
In addition, it is difficult to correct vehicle trajectory errors due to failure to receive GPS information due to topographical conditions such as buildings and depressions, and errors in altitude values, making it impossible to obtain accurate position information.
[0011]
  Accordingly, an object of the present invention is to enable automatic driving of a vehicle without incurring a huge expense for infrastructure maintenance, and to correct a trajectory error accurately even with position information having a long sampling period. Driving support system, driving support method, and driving support program capable of automatically driving a vehicle and supporting safe drivingAnd driving support deviceIs to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, a driving support system of the present invention includes a road geometry server, a driving support device that supports driving of a vehicle, and a computer network that performs communication between the road geometry server and the driving support device. A road geometry server comprising: a communication control means for controlling communication with a computer network;Includes planar linear data, longitudinal linear data, and cross slope rub dataRoad parametersTBased on the request from the driving support device received via the communication control means and the road geometry storage means to be stored, the road parameters stored in the road geometry storage means are stored.TRoad parameter processing means for reading and sending to the driving support device via the communication control means, the driving support device, communication control means for controlling communication with the computer network,Information that can be used to calculate position information that represents the position of the vehicleBased on basic location information, RankPosition information control means for calculating position information and road parameters from the road geometry server.AndBased on the position information from the position information control means,Virtual digital traveling track showing the traveling track of the vehicleDriving support information generating means for generatingThe driving support information generating means generates the virtual digital traveling trajectory using a line segment, an arc, a clothoid curve, etc., and draws a curvature relaxation curve of the virtual digital traveling trajectory using the clothoid curve. Relational expression with only the arc length from the origin as a parameter
[Expression 7]

The coordinates of the clothoid curve are obtained from the drawing, and the clothoid curve is drawn from the clothoid origin without performing exception processing near the clothoid origin.It is characterized by that.
[0013]
  Here, the driving support information generation means is a recurrence formula between the n-th terms (Tx (n), Ty (n)) of the series expansion of x and y in the relational expression.
[Equation 8]

Draw a clothoid curve usingbe able to.
[0014]
  The driving support apparatus further includes a measuring unit that detects the state of the vehicle and calculates a measurement value, and a measurement information control unit that generates measurement information based on the measurement value from the measuring unit, Driving support information generation means of the support device,roadFrom road geometry serverRoadRoadParametersAnd based on the position information from the position information control means and the measurement information from the measurement information control means,Virtual digital traveling trackCan be generated.
[0015]
Here, the measuring means is a distance accumulating means for accumulating the travel distance of the vehicle to calculate a measured value, a speed sensor means for measuring the speed of the vehicle and calculating the measured value, and measuring the inclination of the vehicle. Gyro sensor means for calculating a measured value, and angle measuring means for calculating a measured value by measuring a traveling direction angle of the vehicle, and the measurement information control means is based on the measured value from the distance accumulating means. Information is generated, speed information is generated based on the measurement value from the speed sensor means, rotation angle information is generated based on the measurement value from the gyro sensor means, and direction is determined based on the measurement value from the angle measurement means. Angle information can be generated.
[0016]
  The driving support device includes an input means for inputting a request;Virtual digital traveling trackOutput means for displaying.
[0017]
  The driving support deviceParametersAnd / or map storage means for storing map information, and the driving support information generation means is a roadParametersBased on location information and map informationVirtual digital traveling trackCan be generated.
[0018]
In the above description, communication between the driving support device and the computer network can be performed via a communication device such as a mobile phone, and can also be performed via an LCX (leakage coaxial cable) provided on the road.
[0019]
The computer network may be the Internet or an intranet.
[0020]
The driving support information generation means can generate driving support information using image information from the radar device and / or the laser scanning device.
[0021]
In addition, the driving support device can include driving control means for controlling driving of the vehicle based on the driving support information generated by the driving support information generating means.
[0024]
The basic position information may be information from GPS (Global Positioning System), information from a magnetic nail, and / or information from a beacon.
[0025]
  In order to solve the above problems, a driving support method of the present invention includes a road geometry server, a driving support device that supports driving of a vehicle, and a computer network that performs communication between the road geometry server and the driving support device. A driving support method in a driving support system comprising: (A) a driving support device that transmits input driving support request information to a road geometry server via a computer network; (B) a road geometry server; Based on the received driving support request information from the driving support device,Including plane alignment data, longitudinal alignment data, and cross slope rub data,Pre-stored road parametersTRead out and send it to the driving support device via the computer network (C) In the driving assistance device,Information that can be used to calculate position information that represents the position of the vehicleCalculate location information based on basic location information (D) The road received from the road geometry server in the driving support deviceParametersAnd based on location informationVirtual digital traveling track showing the traveling track of the vehicleGenerate aIn step (D), when a virtual digital traveling trajectory is generated using a line segment, an arc, a clothoid curve, etc., and the curvature relaxation curve of the virtual digital traveling trajectory is drawn using the clothoid curve, Relational expression with only arc length as a parameter
[Equation 9]

The coordinates of the clothoid curve are obtained from the above, and the clothoid curve is drawn from the clothoid origin without performing exceptional processing in the vicinity of the clothoid origin.
[0026]
  here,Step (D) is a recurrence formula between the n-th terms (Tx (n), Ty (n)) of the series expansion of x and y in the relational expression.
[Expression 10]

Can be used to draw clothoid curves.
  Also,Step (D) Is a road that is received from the road geometry server by measuring the vehicle state and generating measurement information in the driving support device.ParametersAnd based on location information and measurement information,Virtual digital traveling trackCan be generated.
[0027]
In addition, the measurement information can include cumulative distance information, speed information, vehicle angle information, and / or vehicle handle angle information.
[0028]
Here, the communication between the driving support device and the computer network in step (A) and step (B) is performed via a communication device such as a mobile phone and / or LCX (leakage coaxial cable) provided on the road. be able to.
[0029]
The computer network may be the Internet or an intranet.
[0030]
  Also, step (D) Is the map information prepared in advance and the road received from the road geometry serverParametersAnd based on location informationVirtual digital traveling trackCan be generated.
[0031]
  Also, step (D) Using image information from a radar device or / and a laser scanning device,Virtual digital traveling trackCan be generated.
[0034]
  Also, step (CThe basic position information in) can be GPS information, magnetic nail information, and / or beacon information.
[0035]
In order to solve the above-mentioned problem, a program according to the first aspect of the present invention is a program for causing a computer to generate and process driving support information for a vehicle. It can be set as a program for realizing.
[0036]
  In order to solve the above problem, a program according to the second aspect of the present invention is a program for causing a computer to generate and process driving support information for a vehicle, and the processing of the driving support method described above is performed by a computer. It can be set as a program for realizing.
  In order to solve the above-mentioned problem, the driving support device of the present invention is mounted on a vehicle, and is an external road geometry server that records road parameters including plane linear data, longitudinal linear data, and cross slope rub data. Is a device for supporting driving of a vehicle by communicating with the communication control means for controlling communication with the road geometry server and receiving road parameters from the road geometry server, and position information representing the position of the vehicle Based on the basic position information that is information that can be used to calculate the position information control means for calculating the position information, the road parameters from the road geometry server, and the position information from the position information control means, Driving support information generating means for generating a virtual digital traveling trajectory indicating the traveling trajectory of the vehicle, and driving support information generating means When generating a virtual digital traveling trajectory using line segments, arcs, clothoid curves, etc., and drawing a curvature relaxation curve of the virtual digital traveling trajectory using clothoid curves, only the arc length from the clothoid origin is used as a parameter. Relational expression
[Expression 11]

The coordinates of the clothoid curve are obtained from the above, and the clothoid curve is drawn from the clothoid origin without performing exceptional processing in the vicinity of the clothoid origin.
Here, the driving support information generation means is a recurrence formula between the n-th terms (Tx (n), Ty (n)) of the series expansion of x and y in the relational expression.
[Expression 12]

Draw a clothoid curve using.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a driving support system, a driving support method, and a driving support program of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0038]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an embodiment of a driving support system of the present invention. In FIG. 1, the driving support system includes a computer network 40 for data communication, a road geometry server 10 connected to the computer network 40 and providing road parameters, road information, and the like. Based on road information including a virtual digital traveling trajectory (coordinate grid) 60 given by the server 10 or calculated by road parameters, GPS information for calculating the position of the automobile 70 from the GPS (Global Positioning System) satellite 50, and the like. And a driving support device 20 that supports driving of the automobile 70 or performs automatic driving.
[0039]
Here, communication between the road geometry server 10 and the driving support device 20 is performed via the computer network 40, and a communication device 30 such as a mobile phone is connected to the driving support device 20.
[0040]
The computer network 40 can be constructed using the Internet or an intranet. In this case, since an existing application or system compliant with the Internet communication protocol can be used, the driving support system of the present invention can be realized at low cost.
[0041]
In FIG. 1, the driving support device 20 generates road information including a virtual digital traveling trajectory 60 based on road information and GPS information from the road geometry server 10, and position information calculated from the road information and GPS information. The driving support information can be used to support driving of the automobile 70 for safe driving, or the automobile 70 can be automatically driven.
[0042]
FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the road geometry server 10. In FIG. 2, the road geometry server 10 includes a communication control unit 11 that communicates with the driving support device 20 of the automobile 70 via the computer network 40, a clothoid curve (planar linear data) used during road design, and a longitudinal section. Vehicle-side information from the driving support device 20 of the automobile 70 received by the communication control unit 11 and the road geometry DB (Data Base) 13 that stores road parameters such as parabola (vertical linear data) and cant (cross slope rubbed data). The road parameter processing unit 12 generates road information by processing road parameters stored in the road geometry DB 13 or transmits the road parameters to the driving support device 20 as they are.
[0043]
Here, when the computer network 40 is the Internet or an intranet, the communication control unit 11 can transmit and receive information by a Web page or an e-mail.
[0044]
FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration of the driving support device 20 provided in the automobile 70. In FIG. 3, the driving support device 20 includes a communication control unit 21 that performs communication with the road geometry server 10 via a communication device 30 such as a mobile phone connected to a computer network 40, and a GPS satellite 50. A GPS control unit 22 for processing GPS information for calculating the position of the automobile 70, an input unit 24a for inputting driving support request information such as start point information and destination information, and a display device such as a liquid crystal screen or a printing device The input / output unit 24 having the output unit 24b, the map DB 26 for storing map information and road information used by the GPS control unit 22, and the road parameters stored in the map DB 26 or received by the communication control unit 21 Or based on road information, GPS information and position information received from the GPS control unit 22, and a driving support request from the input unit 24a. The driving support information generating unit 23 that generates driving support information (navigation information) and the actuator 71 of the automobile 70 based on the driving assistance information generated by the driving assistance information generating unit 23 to drive the automobile ( And an operation control unit 25 that performs automatic operation of the automobile 70.
[0045]
FIG. 4 is a diagram showing an outline of another embodiment of the driving support system of the present invention. In FIG. 4, this driving support system is installed in a vehicle 70, a computer network 40 for performing data communication, a road geometry server 10 that is connected to the computer network 40 and provides road parameters, road information, and the like. Speed information, direction angle information, rotation angle information, cumulative distance information, road information including a virtual digital traveling trajectory (coordinate grid) 60 given from the road geometry server 10 or calculated by road parameters, reference position information transmission device A driving support device 20A that supports driving of the automobile 70 or performs automatic driving based on reference position information for calculating the position of the automobile 70 from 50A and the like.
[0046]
Here, communication between the road geometry server 10 and the driving support device 20A is performed via the computer network 40, and a communication device 30 such as a mobile phone is connected to the driving support device 20A.
[0047]
The computer network 40 can be constructed using the Internet or an intranet. In this case, since an existing application or system compliant with the Internet communication protocol can be used, the driving support system of the present invention can be realized at low cost.
[0048]
The reference position information transmitting device 50A includes a GPS (Global Positioning System) satellite, a beacon, a magnetic nail, and the like.
[0049]
In FIG. 4, the driving support device 20A generates road information including a virtual digital traveling track 60 based on road information from the road geometry server 10 and reference position information from the reference position information transmitting device 50A. Based on the position information and driving support information of the automobile 70 calculated from the information and the reference position information, the driving of the automobile 70 can be supported and safe driving can be achieved, or the automobile 70 can be automatically driven. The specific configuration of the road geometry server 10 is the same as that shown in FIG.
[0050]
FIG. 5 is a diagram showing a specific configuration of a driving support apparatus 20A according to another embodiment provided in the automobile 70. In FIG. 5, the driving support device 20A includes a distance accumulator 81 that accumulates the travel distance in a predetermined period, a speed sensor 82 that detects the speed of the automobile 70, a gyro sensor 83 that measures the rotation angle (tilt) of the automobile 70, and Communication control for communicating with the road geometry server 10 via a measuring device 80 including an angle measuring device 84 that measures the traveling angle of the automobile 70 and a communication device 30 such as a mobile phone connected to the computer network 40. Unit 21, a position information control unit 22A that receives and processes reference position information for calculating the position of the automobile 70 from the reference position information transmitting device 50A, and a driving support request such as start point information and destination information An input / output unit 24 having an input unit 24a for inputting information, an output unit 24b such as a display device such as a liquid crystal screen or a printing device, and a measuring device 80 A distance accumulator control unit 27 that is a measurement device control unit that controls the distance accumulator 81 to generate measurement information such as accumulated distance information, and controls the speed sensor 82, the gyro sensor 83, and the angle measurement device 84 of the measurement device 80. Then, a sensor control unit 28 that is a measurement device control unit that generates measurement information such as vehicle speed information, tilt information (rotation angle information), and orientation information (direction angle information), a position information control unit 22A, and a distance accumulator A map DB 26 that stores map information and road information used by the control unit 27, a road parameter or road information stored in the map DB 26 or received by the communication control unit 21, and a reference position received from the position information control unit 22A Information, travel accumulated distance information received from the distance accumulator control unit 27, speed information received from the sensor control unit 28, direction information (direction angle information) Based on the tilt information (rotation angle information) and the driving support request from the input unit 24a, the driving support information generating unit 23 that generates driving support information (navigation information) and the driving support information generating unit 23 And an operation control unit 25 for controlling the actuator 71 of the automobile 70 based on the driving assistance information to assist the driving (running) of the automobile or to automatically drive the automobile 70.
[0051]
Hereinafter, a driving support method for an automobile using the driving support system shown in FIGS. 1 to 5 will be described.
[0052]
FIG. 6 is a flowchart showing a driving support method for an automobile using the driving support system. 1 to 4, first, the driver inputs driving support start position, destination information, driving support request information such as an automatic driving request and a speed control request, and the like from the input unit 24a (step 401). Here, the information may be input by inputting necessary information on a Web page provided from the communication control unit 11 of the road geometry server 10 or by previously displaying an information input screen on the driving support device 20 or 20A. You may prepare. In addition, driving support request information or the like may be directly input from the communication device 30.
[0053]
The communication control unit 21 transmits vehicle-side information via the communication device 30 and the computer network 40 or directly from the communication device 30 based on the input driving support request information, and road information to the road geometry server 10. Is requested (step 402).
[0054]
The communication control unit 11 of the road geometry server 10 receives a request for road information from the automobile 70 and passes it to the road parameter processing unit 12 (step 403). The road parameter processing unit 12 reads out road parameters related to the requested route from the road geometry DB 13 in response to a request for road information from the automobile 70 side (step 404). Then, the road parameters read from the road geometry DB 13 are transmitted to the driving support device 20 or 20A on the automobile 70 side as road information via the communication control unit 11 (step 405).
[0055]
7 to 10 show specific examples of road parameters read from the road geometry DB 13. Here, FIG. 7 shows planar linear data of a road. FIG. 8 shows road width data. FIG. 9 shows the longitudinal linear data of the road. FIG. 10 shows cross slope rub data (cant).
[0056]
The communication control unit 21 of the driving support device 20 or 20A of the automobile 70 receives road information (road parameters) via the computer network 40 and the communication device 30 (step 406).
[0057]
The driving support information generation unit 23 generates a virtual digital traveling trajectory (coordinate grid) 60 based on the received road parameters and pitch information input from the input unit 24a included in the driving support request information or preset. It creates and generates driving support information (step 407). Thereby, the shape of the road surface can be defined at a predetermined distance range and a specified pitch, for example, a road of several tens [km] units at a pitch of 5 [m], and the road surface can be calculated accurately. Hereinafter, generation processing of driving support information including the virtual digital traveling track 60 will be described in detail.
[0058]
FIG. 11 is a diagram showing a road information generation process including the virtual digital traveling track 60. FIG. 12 is a flowchart showing details of the road information generation process (step 407) including the virtual digital traveling track 60. With reference to FIGS. 7-12, the driving assistance information generation part 23 produces the plane linear diagram of FIG. 11 (A) based on the plane linear data shown by FIG. 7 (step 407-1).
[0059]
In FIG. 11A, a straight line is generated based on the clothoid curve, the arc radii R1, R2 and the arc lengths C1, C2 based on the clothoid parameters A1, A2, A3, A4, and the arc, straight line length S1.
[0060]
  Here, the clothoid curve is a relational expression using only the arc length Ai (i = 1, 2, 3, 4) from the clothoid origin as a parameter.
[Formula 13]

The coordinates of the clothoid curve are obtained from the above, and the clothoid curve is drawn from the clothoid origin without performing exceptional processing near the clothoid origin.
[0061]
  That is, the above relational expression “number13Of the series expansion of xi, yi of "" (Txi (n), Tyi (n))
[Expression 14]

The clothoid curve can be drawn using.
[0062]
As described above, a plane linear diagram can be created from the plane linear data of the road parameters shown in FIG. Here, instead of the clothoid curve, a general spiral curve (parameterized curve) may be used.
[0063]
Next, a road width diagram as shown in FIG. 11B is created based on the planar linear diagram and the road width data shown in FIG. 8 (step 407-2). Here, when there are a plurality of lanes, each lane may be numbered from the inside (road center) or the outside and managed.
[0064]
FIG. 13 is a diagram showing a virtual digital traveling trajectory (coordinate grid) 60. Based on the road width diagram created in step 407-2, the road center line 1110, the inner travel line 1112, the outer travel line 1113, and the travel center line 1111 are obtained. A line that intersects the road center line 1110 perpendicularly to the road center line 1110 at a pitch (pitch = 5 [m] in FIG. 13) input from the input unit 24a or specified in advance is the road center line. Create during 1110. Thereby, a virtual digital traveling trajectory (coordinate grid) 60 can be generated (step 407-3). Here, when there are a plurality of lanes, the outer lane (or inner lane) and the inner lane (or outer lane) of the adjacent lanes are the same.
[0065]
FIG. 14 is a diagram showing a usage pattern of the virtual digital traveling trajectory (coordinate grid) 60. As shown in FIG. 14, the virtual digital traveling trajectory (coordinate grid) 60 includes (A) three-dimensional single point, (B) three-dimensional triangular patch, and (C) three-dimensional Bezier curved surface or NURBS (NonBS -Uniform Relational B-Spline) Any one of curved surfaces can be arbitrarily selected and used based on the performance of the driving support device 20 or 20A, for example.
[0066]
Next, in order to specify the actual shape of the road, a longitudinal linear diagram as shown in FIG. 11C is created from the longitudinal linear data shown in FIG. 9 (step 407-4). Here, VCL (Vertical Curve Length) 2 and 3 can be created by parabolic curves. At this time, an arbitrary curve may be used instead of the parabolic curve.
[0067]
Next, based on the cross slope grading data (cant) as shown in FIG. 10, a cross slope rub chart (left and right roadway cross slope [%]) as shown in FIG. 11D is created (step 407). -5).
[0068]
  FIG. 15 is a diagram showing a method of calculating the elevation value of the road in the cross slope rubbed map. Here, the elevation value (Z value) of the road is as shown in FIG.
[Expression 15]

Can be obtained.
[0069]
In the case of the driving support device 20 (FIG. 3), the driving support information is obtained based on the road information obtained in this way, the map information stored in the map DB 26, and the position information calculated by the GPS control unit 22. Is generated (step 407-6).
[0070]
In the case of the driving support device 20A (FIG. 5) according to another embodiment, the road information obtained in this way, the map information stored in the map DB 26, and the position information control unit 22A are calculated. Basic driving support information is generated based on the reference position information. At this time, based on the direction information (direction angle information) and the inclination information (rotation angle information) from the sensor control unit 28, a correction value for correcting the positional deviation of the car deviating from the track is calculated, and basic driving assistance is performed. Applies to information.
[0071]
Next, the distance accumulator control unit 27 obtains a distance distance (cumulative distance information) that is an additional distance of the road based on the measurement value by the distance accumulator 81 of the measuring device 80. Then, the driving support information generation unit 23 searches for the clothoid curve and the parameter of the arc portion of the map DB 26 from the distance (accumulated distance information), and based on this parameter and the speed information from the sensor control unit 28, the automobile 70 The rotational angular velocity (w) of the handle is obtained.
[0072]
The rotational angular velocity (w) of the handle can be obtained as follows.
<Linear section>
w = 0
Handle fixing
<Arc section>
w = v / R = constant
Handle fixing
Where v is the speed of the car 70 and R is the radius of the arc
<Clothoid section>
w = Lv / A2 = v / R
Rotate the handle at a constant angular velocity (w)
Where L is the curve length, A is the clothoid parameter, v is the speed of the automobile 70, and R is the radius of the arc.
[0073]
The driving support information generation unit 23 of the driving support device 20A generates driving support information based on the rotational angular velocity (w) of the steering wheel and the basic driving support information (step 407-6).
[0074]
As described above, driving assistance and automatic driving can be performed by the driving assistance information generated by the driving assistance information generation unit 23 of the driving assistance device 20 or 20A. Here, the road information is stored in the road geometry DB 13 of the road geometry server 10 in advance, and is received from the road geometry server 10 without generating the road information by the road assistance device 20 or 20A of the automobile 70, and the driving assistance information is received. You may make it produce | generate. Alternatively, road parameters may be stored in advance in the map DB 26 of the road support apparatus 20 and used to generate road information.
[0075]
Based on the driving support information generated in this way, the driving support information generation unit 23 performs driving support by outputting a driving support image, sound, or the like to the output unit 24b. Further, the driving support information is passed to the driving control unit 25, and the driving control unit 25 operates the actuator 71, a handle (not shown), etc. based on the driving support information, and acquires the next positioning point (reference position information acquisition). The vehicle 70 can be driven autonomously and can automatically drive the automobile 70 (step 408). Hereinafter, specific examples of driving assistance and automatic driving based on driving assistance information will be described.
[0076]
16 to 23 show specific examples using the driving support information in Step 408.
[0077]
FIG. 16 is an image shown on the display device of the output unit 24b. As shown in FIG. 16, based on the driving support information, the road state of the route where the destination cannot be seen can be displayed on the display device, or can be notified by voice or the like.
[0078]
FIG. 17 is an image shown on the display device of the output unit 24b. As shown in FIG. 17, based on the driving support information, obstacles (piers 1510) and the like are made transparent and watermarked, the presence of a merging road 1513 to the traveling road 1511, the pedestrian bridge 1512 on the traveling road 1511. An overall view can be displayed.
[0079]
FIG. 18 is an image showing a landscape of an actual traveling road. An image close to the actual landscape can be displayed based on the map information stored in the map DB 26.
[0080]
FIG. 19 shows an image displayed when a radar camera is installed in an automobile. As shown in FIG. 19, for example, when a falling object (obstacle) has fallen on an actual road, an image from a radar camera (not shown) installed in the automobile is displayed by the driving support information generation unit 23. It can be processed and displayed on the screen of the output unit 24b or notified by voice.
[0081]
FIG. 20 is a diagram illustrating the attitude calculation of the automobile 70. As shown in FIG. 20, two GPS antennas 1810 and 1820 are mounted at a predetermined interval on the automobile 70, and the positions of the two GPS antennas 1810 and 1820 are calculated by the GPS control unit 22. A vertical distance (lateral deviation amount) D from the vehicle and a displacement angle α with respect to the travel center line 1111 can be obtained as road information. Thereby, the attitude of the automobile 70 as shown in FIG. 20 can be detected, displayed on the output unit 24b as an image, and notified as sound. Here, when there is one GPS antenna, the same effect can be obtained by position information detected at predetermined time intervals based on the traveling speed of the automobile.
[0082]
FIG. 21 is a diagram showing the relationship between the road and the attitude of the automobile. As shown in FIG. 21, data for vehicle motion calculation such as yawing Ψ based on displacement angle α of road information, pitching θs based on longitudinal gradient (climbing slope), rolling φs based on road crossing gradient (cant), and the like. Can be obtained and used by the operation control unit 25.
[0083]
FIG. 22 shows a virtual digital traveling track 60 that can be stereoscopically viewed from the driver's seat of an actual automobile. As shown in FIG. 22, this virtual digital traveling track 60 can be displayed based on the numerical values obtained in FIGS. 7 to 10.
[0084]
The numerical data shown in FIGS. 7 to 10 can be obtained virtually from the road under design and the automobile under development. Conversely, based on the numerical data shown in FIGS. Can be developed. That is, the numerical data in FIGS. 7 to 10 is used as a value of a combination of a real road and a real car, a value of a combination of a real road and a car under development, a value of a road under design and a real car. It can be used as a combination value, a combination of a road under design and a car under development. In this way, the numerical data of FIGS. 7 to 10 can be utilized as basic data for automatic driving and safe driving in the design and development of roads and automobiles.
[0085]
In addition, the used roads are subject to subsidence and deformation over time. In this case, each road parameter data shown in FIGS. 7 to 10 may be corrected by giving a deformation amount due to secular change, and the driving support information may be generated using the correction value. As a method for obtaining the deformation amount, there are surveying by laser scanning of the road surface (performed by a laser scanning device), surveying by a vehicle loaded with a road surface shape scanner, surveying by a vehicle on which a GPS device is posted, and the like.
[0086]
FIG. 23 is a diagram showing a display screen of road facilities having coordinate values. A single point (x2, y2, z2) 2130, coordinates (x1, y1, z1) 2120 of coordinate values, a dimension value (A1, B1, H1) on a road sign 2110 or a lane mark 2140 of a road facility as shown in FIG. ) Etc. and stored in the road geometry DB 13 and the map DB 26. Then, an image as shown in FIG. 23 can be provided by using these coordinate values and dimension values when generating the driving support information. Note that the image in FIG. 23 and the image in FIG. 22 are images at the same point. That is, FIG. 22 is an image when these coordinate values and dimension values are not used when generating the driving support information, and FIG. 23 shows these coordinate values and dimension values when generating the driving support information. It is an image at the time of using.
[0087]
If driving support information capable of image display as shown in FIG. 23 is generated, a radar device, a laser scanning device, and the like are mounted on the automobile 70, and information on actual road conditions obtained from them is obtained. By processing in the driving support information generation unit 23, the information of the image obtained from the registered road information and the information of the actual road condition can be easily compared. For example, the deformation of the obstacle or the road surface Etc. can be accurately detected. As a result, more advanced driving support and automatic driving are possible. Moreover, it can also be used for the construction of an electronic land (Syber Space) that has recently been launched.
[0088]
FIG. 24 is a diagram showing an outline of another embodiment of the driving support system of the present invention. 24, the driving support system includes a computer network 40 for data communication, a road geometry server 10 that is connected to the computer network 40 and provides road parameters, road information, and the like. Based on the road information including the virtual digital traveling trajectory (coordinate grid) 60 given from the server 10 or calculated by road parameters, the GPS information for calculating the position of the automobile 70 from the GPS satellite 50, etc., the automobile 70 An LCX (Leaked Coaxial Cable) 2220 provided on the side of the road and performing road-to-vehicle communication with the driving support device 20 ′ of the automobile 70, and the LCX (Leaked coaxial cable) 2220 and computer network 40 A roadside information collection device 2210 that collects information from the LCX (leakage coaxial cable) 2220 and the computer network 40 and distributes the information via the LCX (leakage coaxial cable) 2220 and the computer network 40. ing.
[0089]
Communication between the road geometry server 10 and the driving support device 20 ′ is performed via the computer network 40, the roadside information collection device 2210, and the LCX (leakage coaxial cable) 2220. In other words, the roadside information collection device 2210 and the LCX (leakage coaxial cable) 2220 perform substantially the same function as the communication device 30 such as the mobile phone of the system shown in FIG. The advantage of this roadside information collection device 2210 and LCX (leaky coaxial cable) 2220 is that the communication quality is high.
[0090]
In FIG. 24, the driving support device 20 ′ generates road information including the virtual digital traveling trajectory 60 based on road information and GPS information from the road geometry server 10, and a position calculated from the road information and GPS information. Based on the information and the driving support information, the driving of the automobile 70 can be supported to drive safely, or the automobile 70 can be automatically driven.
[0091]
In addition, when a radar device, a laser scanning device, or the like is mounted on the automobile 70, information on the actual road conditions obtained from these is transmitted to the LCX (leakage coaxial cable) 2220, and information from the traveling automobile is transmitted to the roadside. The information can be collected by the information collecting device 2210 and such information, for example, information such as obstacles and accidents can be notified to other vehicles in a timely manner.
[0092]
FIG. 25 is a diagram showing a specific configuration of the road geometry server 10. The configuration in FIG. 25 can be the same as the configuration of the road geometry server 10 shown in FIG. That is, since information communication is performed via the computer network 40, it does not depend on a communication medium between the driving support devices 20 and 20 'mounted on the automobile 70. Therefore, since the road geometry server 10 can be constructed without depending on the communication infrastructure on the automobile side and road side, an increase in cost can be suppressed.
[0093]
FIG. 26 is a diagram illustrating a specific configuration of the driving support device 20 ′ provided in the automobile 70. 26 differs from the driving support device 20 shown in FIG. 3 in that the communication control unit 21 ′ communicates information with the LCX (leaked coaxial cable) 2220.
[0094]
FIG. 27 is a diagram showing an outline of another embodiment of the driving support system of the present invention. In FIG. 27, the driving support system includes a computer network 40 for data communication, a road geometry server 10 that is connected to the computer network 40 and provides road parameters, road information, and the like. Based on road information including a virtual digital traveling trajectory (coordinate grid) 60 given from the server 10 or calculated by road parameters, or reference position information for calculating the position of the automobile 70 from the reference position information transmitting device 50A. LCX (leakage coaxial cable) that performs road-to-vehicle communication between the driving support device 20A ′ that supports driving of the automobile 70 or performs automatic driving and the driving support device 20A ′ of the automobile 70 that is provided on the roadside. 2220, LCX (leaky coaxial cable) 2220 and computer A roadside information collection device 2210 that is connected to the network 40, collects information from the LCX (leaky coaxial cable) 2220 and the computer network 40, and distributes the information via the LCX (leaky coaxial cable) 2220 and the computer network 40; It is equipped with.
[0095]
The communication between the road geometry server 10 and the driving support device 20A 'is the same as the communication between the road geometry server 10 and the driving support device 20' described above.
[0096]
In FIG. 27, the driving support device 20A ′ generates road information including the virtual digital traveling track 60 based on the road information and the reference position information from the road geometry server 10, and calculates from the road information and the reference position information. Based on the position information and the driving support information, the driving of the automobile 70 can be supported to perform a safe driving or the driving of the automobile 70 can be performed automatically. The same applies to the case where a radar device or a laser scanning device is mounted on the automobile 70. The specific configuration of the road geometry server 10 is the same as that shown in FIG.
[0097]
FIG. 28 is a diagram illustrating a specific configuration of the driving support device 20 </ b> A ′ provided in the automobile 70. In FIG. 28, the difference from the driving support device 20 </ b> A shown in FIG. 5 is that the communication control unit 21 ′ communicates information with the LCX (leaky coaxial cable) 2220.
[0098]
As described above, the functions and effects similar to those of the system shown in FIGS. 1 to 5 can be obtained by the driving support system shown in FIGS.
[0099]
Further, the driving support device on the automobile side has both the functions of the communication control unit 21 shown in FIG. 3 or 5 and the communication control unit 21 ′ shown in FIG. 26 or 28, and communicates information with the communication device 30 and the LCX. (Leaked coaxial cable) 2220 can be performed.
[0100]
  As mentioned above, the driving support system and driving support method of the present inventionAnd driving support deviceHowever, the road geometry server 10 can be provided with a DB that stores the virtual digital traveling track 60 in advance. This DB may be the road geometry DB 13 or another DB that stores the virtual digital traveling track 60.
[0101]
In this way, by storing the virtual digital traveling track 60 in the road geometry server 10 in advance, even if the processing capability of the driving support device on the vehicle side is low, the virtual digital traveling track 60 is used as the driving support device on the vehicle side. Therefore, sufficient driving support information can be generated even with a driving support device having a low processing capacity.
[0102]
Furthermore, a driving support device that records a road surface geometric parameter (road information) and a virtual digital traveling track 60 on a recording medium such as a CD-ROM, DVD-ROM, or USB-ROM, and processes the recording medium; Support for driving and automatic driving can be performed stand-alone with only a GPS device.
[0103]
  In addition, the function of the driving support system of the present invention described above and the driving support methodAnd driving support deviceCan be a program for causing a computer to execute.
[0104]
According to the function, the driving support method, and the program of the driving support system of the present invention described above, automatic shifting or the like is possible, and automatic driving can be easily performed.
[0105]
In addition, since it is possible to detect the spin and lane departure of an automobile and display the road conditions at the intersection, it is possible to prevent spin and lane departure and prevent an accident from occurring at the intersection.
[0106]
In addition, it is possible to provide a driving support device mounted on an automobile at a low cost, and there is no need for expensive infrastructure maintenance costs such as lane markers and magnetic nails.
[0107]
In addition, driving assistance information warns of driver mistakes, makes driving safer in natural environments such as heavy fog and snowfall, supports driving for the elderly and disabled, and prevents damage to asbestos and guardrails during snow removal. can do.
[0108]
Furthermore, since the positional deviation at the time of acquiring the basic position information can be corrected by using the speed information, the direction angle information, and the rotation angle information from the measuring device, the frequency of acquiring the basic position information is reduced to some extent. be able to. For example, in the case of GPS positioning, the positioning interval can be 5 seconds or more, and depending on the performance of the system, it can be 10 seconds or more. In the case of positioning using a magnetic nail, the laying interval of the magnetic nail can be set to 100 m or more, and can be set to 200 m or more depending on the performance of the system.
[0109]
  As described above, the function, the driving support method, and the program of the driving support system of the present inventionAnd driving support deviceHowever, the present invention can be easily applied not only to general automobiles but also to other transportation facilities such as buses and railway vehicles.
[0110]
【The invention's effect】
  As described above, the function, the driving support method, and the program of the driving support system of the present inventionAnd driving support deviceAccording to the above, it is possible to perform automatic driving of a vehicle without incurring a huge expense for infrastructure maintenance, and it is possible to correct a trajectory error accurately even with position information having a long sampling period. Have been able to support safe driving.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an embodiment of a driving support system of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an outline of an embodiment of a road geometry server of the driving support system of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an outline of an embodiment of a driving support device of the driving support system of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of another embodiment of the driving support system of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an outline of another embodiment of the driving support device of the driving support system of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a driving support method of the present invention.
FIG. 7 shows a specific example of road parameters read from a road geometry DB.
FIG. 8 shows a specific example of road parameters read from a road geometry DB.
FIG. 9 shows a specific example of road parameters read from the road geometry DB.
FIG. 10 shows a specific example of road parameters read from the road geometry DB.
FIG. 11 is a diagram illustrating a process for generating road information including a virtual digital traveling track.
FIG. 12 is a flowchart showing details of a process for generating road information including a virtual digital traveling track.
FIG. 13 is a diagram showing a virtual digital travel path (coordinate grid).
FIG. 14 is a diagram illustrating a usage form of a virtual digital traveling track (coordinate grid).
FIG. 15 is a diagram illustrating a method for calculating an altitude value of a road in a cross slope rubbed map.
16 shows a specific example utilizing the driving support information in step 408 shown in FIG.
FIG. 17 shows a specific example using the driving support information in step 408 shown in FIG.
FIG. 18 shows a specific example using the driving support information in step 408 shown in FIG.
FIG. 19 shows a specific example using the driving support information in step 408 shown in FIG.
20 shows a specific example utilizing the driving support information in step 408 shown in FIG.
FIG. 21 shows a specific example using the driving support information in step 408 shown in FIG.
22 shows a specific example utilizing the driving support information in step 408 shown in FIG.
FIG. 23 shows a specific example using the driving support information in step 408 shown in FIG.
FIG. 24 is a diagram showing an outline of another embodiment of the driving support system of the present invention.
FIG. 25 is a diagram showing another embodiment of a road geometry server of the driving support system of the present invention.
FIG. 26 is a diagram showing another embodiment of the driving support apparatus of the driving support system of the present invention.
FIG. 27 is a diagram showing an outline of another embodiment of the driving support system of the present invention.
FIG. 28 is a diagram showing another embodiment of the driving support apparatus of the driving support system of the present invention.
FIG. 29 is a diagram showing an outline of a conventional driving support system.
FIG. 30 is a diagram showing an outline of a conventional driving support system.
[Explanation of symbols]
10 Road geometry server
11, 21, 21 'communication control unit
12 Road parameter processing section
13 Road Geometry DB
20, 20A, 20 ', 20A' Driving support device
22 GPS controller
22A Position information control unit
23 Driving support information generator
24 I / O section
24a input section
24b output section
25 Operation control unit
26 Map DB
27 Distance accumulator controller
28 Sensor control unit
30 Communication device
40 computer network
50 GPS satellites
50A Reference position information transmitter
60 Virtual digital running track
70, 2010a, 2010b, 2010c Automobile
71 Actuator
80 Measuring device
81 distance accumulator
82 Speed sensor
83 Gyro sensor
84 Angle measuring instrument
1110 Road center line
1111 Running center line
1112 Inside travel line
1113 Outside travel line
1510 Pier
1511 Road
1512 footbridge
1513 Junction road
1810, 1820 GPS antenna
2020a, 2020b, 2020c Vehicle system
2030 white line
2040 Lane marker detector
2050, 2220 LCX (leaky coaxial cable)
2060, 2140 Lane marker
2110 Road sign
2120 coordinates
2130 single point
2210 Roadside information collection device

Claims (33)

A driving support system comprising a road geometry server, a driving support device that supports driving of a vehicle, and a computer network that performs communication between the road geometry server and the driving support device,
The road geometry server
Communication control means for controlling communication with the computer network;
Horizontal alignment data, vertical alignment data, and the road geometry storage means for storing road parameters including the cross slope rubbed data,
Based on a request from the driving support device received via the communication control unit, the read road geometry storage the road parameters stored in the unit, and sends to the driving support device via the communication control unit Road parameter processing means;
With
The driving support device includes:
Communication control means for controlling communication with the computer network;
Based on the basic position information is information available to calculate the position information indicating the position of the vehicle, the position information control means for calculating the position information,
Said road parameters from the road geometry server, based on the position information from the position information control unit, and the driving support information generating means for generating a virtual digital driving orbit showing a running track of the vehicle,
Equipped with a,
The driving support information generating means generates the virtual digital traveling trajectory using a line segment, an arc, a clothoid curve or the like, and draws a curvature relaxation curve of the virtual digital traveling trajectory using the clothoid curve. Relational expression with only the arc length from the origin as a parameter

The coordinates of the clothoid curve are obtained from the drawing, and the clothoid curve is drawn from the clothoid origin without performing exception processing near the clothoid origin.
A driving support system characterized by that. The driving support information generating means is a recurrence formula between n-th terms (Tx (n), Ty (n)) of x, y series expansion of the relational expression.

Draw a clothoid curve using
The driving support system according to claim 1. The driving support device further includes:
A measuring means for detecting a state of the vehicle and calculating a measurement value;
Measurement information control means for generating measurement information based on the measurement values from the measurement means;
With
It said driving support information generation unit of the driving support apparatus, on the basis said road parameters from the previous SL road geometry server, and the position information from the position information control unit, to said measurement information from the measurement information control unit Generating the virtual digital traveling track ,
The driving support system according to claim 1 or 2, wherein The measuring means includes
Distance accumulating means for accumulating the travel distance of the vehicle and calculating a measurement value;
Speed sensor means for measuring a vehicle speed and calculating a measurement value;
Gyro sensor means for measuring a vehicle inclination and calculating a measurement value;
An angle measuring means for measuring a traveling direction angle of the vehicle and calculating a measured value;
With
The measurement information control unit generates cumulative distance information based on the measurement value from the distance accumulation unit, generates speed information based on the measurement value from the speed sensor unit, and outputs from the gyro sensor unit Rotation angle information is generated based on the measurement value, and direction angle information is generated based on the measurement value from the angle measurement means.
The driving support system according to claim 3. The driving support device includes:
Input means for inputting the request;
Output means for displaying the virtual digital travel path ;
Comprising
The driving support system according to any one of claims 1 to 4, wherein The driving support device includes a map storage unit that stores part or all of the road parameters and / or map information,
The driving support information generating means generates the virtual digital traveling track based on the road parameter , the position information, and the map information.
The driving support system according to claim 1, wherein:   The communication between the driving support device and the computer network is performed via a communication device such as a mobile phone and / or an LCX (leakage coaxial cable) provided on a road. Driving support system.   The driving support system according to claim 1, wherein the computer network is the Internet or an intranet. The driving support system according to claim 1, wherein the driving support information generation unit generates the virtual digital traveling trajectory using image information from a radar device and / or a laser scanning device. 10. The driving support device includes driving control means for controlling driving of the vehicle based on the virtual digital traveling track generated by the driving support information generating means. Driving support system. The basic location information, GPS information from (Global Positioning System), which is information from the information from the magnetic nail, and / or beacon, the driving support system of claims 1 to 10, wherein the. A driving support method in a driving support system comprising a road geometry server, a driving support device that supports driving of a vehicle, and a computer network that performs communication between the road geometry server and the driving support device,
(A) In the driving support device, the input driving support request information is transmitted to the road geometry server via the computer network,
(B) Based on the received driving support request information from the driving support device, the road geometry server includes road linear data, longitudinal linear data, and cross slope grading data, and is stored in advance. Data is transmitted to the driving support device via the computer network,
(C) In the driving support device, and calculates the position information based on the basic position information is information available to calculate the position information indicating the position of the vehicle,
( D ) In the driving support device, based on the road parameter received from the road geometry server and the position information , a virtual digital traveling track indicating a traveling track of the vehicle is generated ,
The step (D) generates the virtual digital traveling trajectory using a line segment, an arc, a clothoid curve or the like, and draws a curvature relaxation curve of the virtual digital traveling trajectory using the clothoid curve. Relational expression with only arc length from

The coordinates of the clothoid curve are obtained from the drawing, and the clothoid curve is drawn from the clothoid origin without performing exception processing near the clothoid origin.
A driving support method characterized by the above. The step (D) is a recurrence formula between the n-th terms (Tx (n), Ty (n)) of the series expansion of x and y in the relational expression.

Draw a clothoid curve using
The driving support method according to claim 12 . The step ( D ) is based on the road parameter , the position information, and the measurement information received from the road geometry server by measuring a vehicle state and generating measurement information in the driving support device. Generating the virtual digital travel trajectory ;
The driving support method according to claim 12 or 13 , characterized in that 15. The driving support method according to claim 14 , wherein the measurement information includes cumulative distance information, speed information, vehicle angle information, and / or vehicle steering wheel angle information. 16. The driving support according to claim 12 , wherein communication between the driving support device and the computer network in the step (A) and the step (B) is performed via a communication device such as a mobile phone. Method. Communication between the computer network and the driving support device in the step (A) and the step (B) is carried out via LCX (leaky coaxial cable) provided on the road, 12 through claim, characterized in that 16. The driving support method according to 16 . It said computer network is the Internet or an intranet, claims 12 to 17 driving support method wherein a. The step ( D ) generates the virtual digital traveling trajectory based on map information prepared in advance, the road parameter received from the road geometry server, and the position information. The driving support method according to claim 12 to 18 . Wherein step (D), using image information from radar and / or laser scanning device, generating the virtual digital driving orbit, claims 12 to 19 driving support method wherein a. The basic position information in the step (C) is, GPS information, magnetic nail information, and / or beacon information, claims 12 to 20 driving support method wherein a. A program for causing a computer to generate and process driving support information for a vehicle,
The program for making a computer implement | achieve the function of the driving assistance system of Claims 1 thru | or 11 . A program for causing a computer to generate and process driving support information for a vehicle,
A program for the process of claims 12 to 21 driving support method according, to realize the computer. Mounted on a vehicle, horizontal alignment data, vertical alignment data, and, by communicating with the transverse gradient rubbed external road geometry server that records road parameters including data, apparatus for supporting the operation of the vehicle Because
And communication control means for controlling the communication with the road geometry server, receives the road parameters from the road geometry server,
Based on the basic position information is information available to calculate the position information indicating the position of the vehicle, the position information control means for calculating the position information,
Said road parameters from the road geometry server, based on the position information from the position information control unit, and the driving support information generating means for generating a virtual digital driving orbit showing a running track of the vehicle,
Equipped with a,
The driving support information generating means generates the virtual digital traveling trajectory using a line segment, an arc, a clothoid curve or the like, and draws a curvature relaxation curve of the virtual digital traveling trajectory using the clothoid curve. Relational expression with only the arc length from the origin as a parameter

The coordinates of the clothoid curve are obtained from the drawing, and the clothoid curve is drawn from the clothoid origin without performing exception processing near the clothoid origin.
A driving support device characterized by that. The driving support information generating means is a recurrence formula between n-th terms (Tx (n), Ty (n)) of x, y series expansion of the relational expression.

Draw a clothoid curve using
25. The driving support apparatus according to claim 24 . further,
A measuring means for detecting a state of the vehicle and calculating a measurement value;
Measurement information control means for generating measurement information based on the measurement values from the measurement means;
With
Said driving support information generating means, and the road parameters from the previous SL road geometry server, and the position information from the position information control unit, on the basis of said measurement information from the measurement information control unit, the virtual Generate digital trajectory ,
26. The driving support apparatus according to claim 24 or 25 . The measuring means includes
Distance accumulating means for accumulating the travel distance of the vehicle and calculating a measurement value;
Speed sensor means for measuring a vehicle speed and calculating a measurement value;
Gyro sensor means for measuring a vehicle inclination and calculating a measurement value;
An angle measuring means for measuring a traveling direction angle of the vehicle and calculating a measured value;
With
The measurement information control unit generates cumulative distance information based on the measurement value from the distance accumulation unit, generates speed information based on the measurement value from the speed sensor unit, and outputs from the gyro sensor unit Rotation angle information is generated based on the measurement value, and direction angle information is generated based on the measurement value from the angle measurement means.
The driving support apparatus according to claim 26 . Input means for inputting a request for the operating parameters,
Output means for displaying the virtual digital travel path ;
Further comprising
The driving support apparatus according to any one of claims 24 to 27 . further,
Map storage means for storing part or all of the road parameters and / or map information;
The driving support information generating means generates the virtual digital traveling track based on the road parameter , the position information, and the map information.
The driving support apparatus according to any one of claims 24 to 28. Communication between the road geometry server, communication devices such as mobile phones, and / or performed through LCX (leaky coaxial cable) provided on the road, that the operation of the claims 24 to 29, wherein Support device. Said driving support information generating means uses the image information from the radar device and / or laser scanning device, generating the driving support information, the driving support apparatus according to claim 24 or 30, wherein the. The driving support device, based on the driving support information said driving support information generated by the generating means comprises operation control means for controlling the operation of the vehicle, the operation of the claims 24 to 31, wherein the Support device. The basic location information, GPS information from (Global Positioning System), information from the magnetic nail, and / or information from the beacon, the driving support apparatus according to claim 24 or 32, wherein the.

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