專利名稱：數(shù)字道路地圖的生成方法和地圖生成系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字道路地圖的生成方法，特別涉及通過利用車輛的 行駛軌跡在道路地圖上測繪出車道中心線的技術。
背景技術：
數(shù)字道路地圖和準確的測位系統(tǒng)的統(tǒng)合對于例如作為下一代車 輛導航系統(tǒng)關注程度逐漸提高的先進的行駛安全應用，是非常重要 的。但是，當前的數(shù)字道路地圖無法滿足行駛安全應用中所需的精度 和信息內容。因此，在地圖上高精度且詳細地測繪出道路的必要性逐
漸增加o
以往的道路測繪技術是基于通過大致分為二種類別的測量(地上 的測量和照片測量)測定出的數(shù)據(jù)的。地上的測量系統(tǒng)由車栽設備(包
括GPS接收機)構成。在車栽設備上，例如也可以連接有照像機(也 可以是激光掃描儀)、顯示裝置和通信裝置等裝置。這種系統(tǒng)取得搭 載有系統(tǒng)的車輛所行駛的道路上的詳細信息。但是，該系統(tǒng)僅適用于 非常狹窄的范圍的測量，存在收集數(shù)據(jù)的周期較長、測量后的數(shù)據(jù)處 理煩雜、系統(tǒng)的維護費用高等問題點，所以其適用范圍有限。
另一方面，照片測量由于測量區(qū)域廣且數(shù)據(jù)收集迅速等，被認為 是有前途的方法。但是，在技術上難以從復雜的數(shù)據(jù)高效地提取出必 要的信息。而且，在以往的根據(jù)測量數(shù)據(jù)來生成高精度的道路地圖的 處理需要資源和時間。
圖23示出由使用車載GPS裝置和數(shù)字道路地圖數(shù)據(jù)庫的車輛導 航系統(tǒng)執(zhí)行的處理。導航系統(tǒng)確定車輛在地圖上的位置。將該處理稱 為地圖對照(Map Matching)。根據(jù)由車栽GPS裝置捕捉到的信號 來確定車輛的位置信息。如圖24所示，當可利用GPS定位信號時，通過對GPS裝置所取得的位置信息和數(shù)字地圖進行對照，可利用車 輛導航。但是，由于GPS信號是從GPS衛(wèi)星到達的電波，所以有時 無法利用。特別是，在城市街道地區(qū)中，由于其上空沒有開放，所以 在無法接收預定數(shù)量的來自衛(wèi)星的電波的場所，無法利用GPS來進 行測位。因此，作為用于準確地確定車輛位置的方法，開發(fā)出基于地 面波的測位、模擬GPS人造衛(wèi)星系統(tǒng)、無線標簽等各種補充方法。當前的數(shù)字道路地圖中，在進行導航時，重要的不是道路的九何 學信息的精度，而是設在道路上的節(jié)點鏈接的相對準確性。如圖25 所示，鏈接AB向駕駛員表示車輛通過點A后到達點B。這種路線引 導功能就是導航。在導航應用中，鏈接AB是否準確地表示出點A和 點B之間的道路并不重要。而且，為了進行車輛導航，簡化的道路地 圖可有效地發(fā)揮作用。但是，對于希望在車道上準確地引導車輛的行 駛安全應用，道路地圖是直線AB還是曲線ACB變得重要。先進的行駛安全支持系統(tǒng)是在下一代車輛導航系統(tǒng)的開發(fā)中最 期待的技術之一。例如，在非專利文獻1和非專利文獻2公開的作為 美國運輸部計劃的擴大數(shù)字測繪(EDMap)、和非專利文獻3公開的 歐盟的NextMap等先行研究中，認為擴大的數(shù)字道路地圖和準確的 測位系統(tǒng)的統(tǒng)合對于行駛安全應用是非常重要的。在這些系統(tǒng)中，對 如曲線的通過速度的警告支持和速度控制(CSA-W和CSA-C: Curve Speed Assistant-Warning and Control)那樣的、使用或擴大地圖的應 用進行了證實試驗。其中，通過對車輛位置和地圖進行對照，預測前 方道路的彎曲，以電子方式使接近的道路可視化。另外，戴姆勒-克萊 斯勒公司也在車道跟蹤支持警告(LFA-W : Lane Following Assistant-Warning)中，提出了其他應用。其中，為了在車輛將要偏 離行駛中的車道時警告駕駛員，組合視覺車道追蹤系統(tǒng)、車道等級的 數(shù)字地圖和高精度測位系統(tǒng)。[專利文獻l日本特開2002-116689號公凈艮[非專利文獻l"IVI Light Vehicle Enabling Research Program", Enhanced Digital Mapping Project Final Report 2004[非專利文獻2HaskittP.著，"Map Based Safety Applications: From Research to Reality ( A Review of the IVI-EDMap Project) ，， In Proceeding of the 12th World Congress on Intelligent Transport Systems San Francisco CA USA Nov.6-10 200非專利文獻3ERTICO NextMAP website,因特網〈URL:http〃www.ertico.com/en/activities/projects一and一fora/nextmap一website.ht m>對應于目前的車載GPS裝置的測位精度，當前的數(shù)字導航道路 地圖提供強調了道路節(jié)點鏈接的連接準確性的、點級別上的道路位置信息。由于車輛導航系統(tǒng)對車輛的位置信息和地圖進行對照，所以道 路地圖的精度和內容并不重要。另一方面，行駛安全應用例如需要道 路的中心線、車道的中心線和道路的彎曲等非常準確的道路的幾何學 信息，進而，例如還需要車道的數(shù)量、停止位置和速度限制等詳細內 容。另外，在通過以往的方法來生成行駛安全應用所需的擴大數(shù)字道 路地圖時，需要較高的成本。存在地上的測量煩雜，照片測量在技術 上難以提取出信息的問題。調查車可提供測定道路的詳細信息的方 法。但是，基于調查車的測量成本較高，所以僅可適用于大規(guī)模的測 量。其結果，為了對應于需要擴大的數(shù)字道路地圖的眾多需求，提出 費用和效果之比適當?shù)姆椒ㄗ兊弥匾?。另外，當前的?shù)字道路地圖從精度和信息內容的觀點來看，幾乎 無法滿足行駛安全應用的要求。另外，以往的道路地圖生成技術浪費 了資源和時間。本發(fā)明著眼于該點，為了生成高精度的道路地圖，提 供費用和效果之比適當?shù)姆椒?。例如，如圖23所示，應著眼于在以往簡單地廢棄了用于車輛導 航的GPS位置信息和與地圖的對照結果這一情況。從車載GPS裝置 取得的GPS位置信息的取得順序和與地圖的對照結果(GPS軌跡) 包括車輛的行駛軌跡，其與道路的幾何學信息準確地一致。由于GPS 測位信號的誤差，使用GPS軌跡數(shù)據(jù)來表示準確的道路信息是不充分的。但是，通過收集、積蓄多數(shù)這種GPS軌跡數(shù)據(jù)，可根據(jù)GPS 軌跡在統(tǒng)計學上導出道路信息。本發(fā)明提出收集并積蓄這樣的在以往 廢棄的GPS軌跡數(shù)據(jù)的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供統(tǒng)計地對從車載GPS裝置取得的數(shù)據(jù) 進行分析，動態(tài)地生成高精度的道路地圖的新方法。本發(fā)明的基本思 想來自于稱為"數(shù)據(jù)再循環(huán)"的技術概念，即由于由車栽GPS裝置取 得的軌跡數(shù)據(jù)中包括有道路固有的信息，所以收集由車栽GPS裝置 取得的較多的軌跡數(shù)據(jù)。另外，本發(fā)明的成本低于以往的地圖生成方 法。
本發(fā)明的代表性的一個例子如下所述。即，本發(fā)明的數(shù)字道路地 圖的生成方法具有如下步驟第1步驟，收集通過車輛行駛取得的多 個軌跡數(shù)據(jù)；第2步驟，在收集了上述軌跡數(shù)據(jù)的道路中，提取出上 述多個軌跡數(shù)據(jù)的特征點，計算出滿足上述提取的特征點的樣條曲 線；和第3步驟，通過將上述計算出的樣條曲線作為車道的中心線追 加到上述數(shù)字道路地圖中，從而更新地圖數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明，能夠以低成本地生成高精度的道路地圖。


圖l是本發(fā)明的實施方式的基本概念的說明圖。 圖2是表示本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)的硬件的結 構例的框圖。
圖3是表示本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)的結構例的 功能框圖。
圖4是本發(fā)明的實施方式的GPS數(shù)據(jù)收集處理的流程圖。 圖5是說明本發(fā)明的實施方式的數(shù)據(jù)記錄部的動作模式的圖。 圖6是本發(fā)明的實施方式的GPS軌跡管理處理的流程圖。 圖7是本發(fā)明的實施方式的道路信息提取處理的流程圖。圖8是說明本發(fā)明的實施方式的數(shù)據(jù)更新的動作模式的圖。 圖9是本發(fā)明的實施方式的道路地圖逆更新處理的流程圖。 圖IO是說明本發(fā)明的實施方式的GPS軌跡數(shù)據(jù)的結構的圖。 圖11是說明本發(fā)明的實施方式的擴大的道路地圖數(shù)據(jù)的結構的圖。圖12是說明本發(fā)明的實施方式的擴大的道路地圖數(shù)據(jù)的結構的圖。圖13A是表示由本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)取得的 GPS測定數(shù)據(jù)的分布的圖。圖13B是表示由本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)取得的 GPS測定數(shù)據(jù)的分布的圖。圖14是表示由本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)取得的 GPS軌跡的一個例子的圖。圖15是表示由本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)取得的 GPS軌跡的分布的一個例子的圖。圖16A表示由本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)取得的 GPS軌跡數(shù)據(jù)的某個橫斷線所表示的部分的分布圖。圖16B表示由本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)取得的 GPS軌跡數(shù)據(jù)的某個橫斷線所表示的部分的分布圖。圖17是表示由本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)取得的車 道中心線的圖。圖18是表示本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)中的GPS軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)量和提取的中心線的誤差的關系的圖。圖19是表示由本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)取得的車道中心線的一個例子的圖。圖20是表示以往的測繪技術的與本發(fā)明的比較的圖。圖21是表示本發(fā)明的實施方式的針對車道中心線的修正的圖。圖22是表示本發(fā)明的實施方式的針對車道中心線的修正處理的圖。圖23是表示以往的車輛導航系統(tǒng)的圖。 圖24是表示以往的車輛導航系統(tǒng)的圖。 圖25是表示以往的車輛導航系統(tǒng)的圖。 (標號說明) 11運算部 12， 13存儲裝置 14輸入接口 15輸出接口 16顯示裝置 100中心服務器 110 GPS數(shù)據(jù)收集部 111數(shù)據(jù)記錄部 112數(shù)據(jù)傳送部
120 GPS軌跡管理部
121 GPS數(shù)據(jù)輸入部
122 GPS軌跡生成部
123 GPS軌跡檢索部 130道路信息提取部 131 GPS軌跡分析部 132道路特征提取部 133道路屬性匹配部 140道路地圖逆更新部 141地圖目標生成部 142地圖更新部
150基準位置修正部
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實施方式。
圖l表示本發(fā)明的實施方式的概要。使用圖l說明本發(fā)明的基本概念。圖1的左側部分表示上述的以往的道路地圖生成方法。例如，通 過空中測量(照片測量和/或遙感)和地理調查(基于人工的測量和/ 或基于車輛的測量)，針對每個進行了測量的區(qū)域取得道路地圖中使 用的基本數(shù)據(jù)。之后，提供地圖的提供者(地圖生成者)使用所取得 的基本數(shù)據(jù)，通過人工或半自動地生成道路地圖。這樣，地圖生成是 非常煩雜并且花費時間的處理，其成本較高。在使用新的地圖數(shù)據(jù)來代替舊的地圖數(shù)據(jù)的地圖更新中，具有二 層含義。 一個是地圖提供者和地圖數(shù)據(jù)的所有者之間的更新步驟。具 體地說，利用在新測量的區(qū)域中所取得的新的道路數(shù)據(jù)來更新中央地 圖數(shù)據(jù)庫。另一個意味著更新各用戶所擁有的中央地圖數(shù)據(jù)庫的復制 數(shù)據(jù)。當前，用于更新地圖的信息是僅從提供者流向用戶的，不存在從 用戶向提供者的反饋。即，地圖更新是從提供者向用戶的僅單向的處 理。因此，根據(jù)本發(fā)明，如圖l的右側部分所示，在導入GPS數(shù)據(jù) 再循環(huán)系統(tǒng)后，產生從用戶向提供者的地圖數(shù)據(jù)的反饋，由此完成信 息在地圖更新中循環(huán)的流程。即，在本發(fā)明中，為了生成準確且詳細 的道路地圖，使用通過車輛行駛收集并記錄在車內的GPS軌跡數(shù)據(jù)。 然后，將這些數(shù)據(jù)用于更新中央地圖數(shù)據(jù)庫。將該基于從用戶向提供 者的數(shù)據(jù)反饋的更新步驟稱為"逆更新"。圖2是表示本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)的硬件的結 構例的框圖。本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)包括運算部11、存儲部 12、 13、輸入接口 14、輸出接口 15和顯示裝置16。運算部11包括執(zhí)行各種程序的CPU、存儲有由CPU執(zhí)行的程 序的ROM、和當執(zhí)行程序時作為工作區(qū)4吏用的RAM. CPU通過執(zhí) 行各種程序，管理存儲在存儲裝置12、 13中的數(shù)據(jù)。存儲裝置12保持存儲有GPS軌跡數(shù)據(jù)的GPS軌跡數(shù)據(jù)庫。存儲裝置13保持存儲有高精度數(shù)字道路地圖數(shù)據(jù)的道路地圖數(shù)據(jù)庫。 另外，在圖2中，圖示出2個存儲裝置，但存儲裝置的數(shù)量不限于此。輸入接口 14按照預定的協(xié)議與車栽裝置通信，接收存儲在車載 裝置中的GPS軌跡數(shù)據(jù)。輸出接口 15輸出由道路地圖生成系統(tǒng)所生 成的道路地圖的更新用數(shù)據(jù)。顯示裝置16顯示出GPS軌跡數(shù)據(jù)的分布圖，或者進行敦促在由 道路地圖生成系統(tǒng)執(zhí)行的處理中的根據(jù)操作者的指示的顯示。圖3是表示本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)的結構例的 功能框圖。本實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)具有搭栽在車輛上的GPS數(shù)據(jù) 收集部110和中心服務器100。中心服務器100具有GPS軌跡管理部 120、道路信息提取部130、道路地圖逆更新部140和基準位置修正部 150。GPS數(shù)據(jù)收集部110包括數(shù)據(jù)記錄部111和數(shù)據(jù)傳送部112。數(shù) 據(jù)記錄部111記錄由車載GPS裝置測定的GPS測位數(shù)據(jù)和與GPS測 位數(shù)據(jù)關聯(lián)的參數(shù)。數(shù)據(jù)傳送部112提供可以與后述的GPS數(shù)據(jù)輸 入部121通信、將GPS數(shù)據(jù)收集部110收集到的GPS測位數(shù)據(jù)發(fā)送 到GPS數(shù)據(jù)輸入部121的輸出接口 。GPS軌跡管理部120包括GPS數(shù)據(jù)輸入部121、 GPS軌跡生成 部122和GPS軌跡檢索部123。 GPS數(shù)據(jù)輸入部121提供按照預定的 協(xié)議與數(shù)據(jù)傳送部112通信、由此接收積蓄在GPS數(shù)據(jù)收集部110 中的數(shù)據(jù)的輸入接口。 GPS軌跡生成部122生成利用時間和位置表示 的GPS軌跡數(shù)據(jù)。GPS軌跡數(shù)據(jù)的一個例子如圖14所示。GPS軌跡 檢索部123將道路ID和時間作為關鍵字來檢索期望的GPS軌跡數(shù)據(jù)。道路信息提取部130包括GPS軌跡分析部131、道路特征提取 部132和地圖目標生成部133。 GPS軌跡分析部131判定GPS軌跡數(shù) 據(jù)是否為適合于道路地圖更新的數(shù)據(jù)。道路特征提取部132從GPS 軌跡數(shù)據(jù)提取作為車道中心線的候補的曲線。地圖目標生成部133生 成寫入道路地圖數(shù)據(jù)中的地圖目標。道路地圖逆更新部140包括道路屬性匹配部141和地圖更新部 142。道路屬性匹配部141對所生成的地圖目標的屬性和更新對象的 地圖目標的屬性進行比較。地圖更新部142將生成的地圖目標的屬性 寫入道路地圖數(shù)據(jù)庫中，來更新地圖數(shù)據(jù)。
基準位置修正部150參照所輸入的高精度的基準位置信息來修 正車道中心線。基準位置信息是包括多個基準位置的信息的集合。
圖4是本發(fā)明的實施方式的GPS數(shù)據(jù)收集處理的流程圖。由GPS 數(shù)據(jù)收集部110執(zhí)行該GPS數(shù)據(jù)收集處理。
首先，GPS數(shù)據(jù)收集部110判定收集開關是否為ON (S201)。 該收集開關設置在數(shù)據(jù)記錄部111中，數(shù)據(jù)記錄部111的動作狀態(tài)根 據(jù)收集開關而變化，確定是否收集GPS測位數(shù)據(jù)。
如圖5所示，數(shù)據(jù)記錄部111的動作可以設定為手動模式、自動 模式和外部起動模式這3種。駕駛員對GPS數(shù)據(jù)收集部進行操作， 將數(shù)據(jù)記錄部111的動作模式設定為手動模式、自動模式或外部起動 模式中的任意一個，表示是否同意收集GPS測位數(shù)據(jù)的意思。
在手動模式下，由駕駛員設定收集開關的ON/OFF(接通/斷開)。 另外，初始值設為OFF即可。在自動模式下，當數(shù)據(jù)記錄部111的 空閑容量充分時，將收集開關設定為ON，收集GPS測位數(shù)據(jù)。另一 方面，當數(shù)據(jù)記錄部111的空閑容量不足時，將收集開關設定為OFF, 不收集GPS測位數(shù)據(jù)。在外部起動模式下，根據(jù)從中心服務器100 發(fā)送的指示信號，切換收集開關的ON/OFF。
在步驟S201中進行判定的結果，當判定為收集開關是OFF時， 不收集車輛的GPS測位數(shù)據(jù)，結束GPS數(shù)據(jù)收集處理。另一方面， 當判定為收集開關是ON時，駕駛員同意收集GPS測位數(shù)據(jù)，所以 為了記錄GPS測位數(shù)據(jù)，進入步驟S202。
在步驟S202中，取得根據(jù)車輛行駛收集的參數(shù)。具體地說，參 數(shù)表示車輛的行駛狀況，包括由GPS裝置測定的車輛的位置、位置 的測定時刻、道路識別符(道路ID)和車輛的速度。
之后，將取得的參數(shù)利用道路ID與地圖上的道路關聯(lián)起來，轉換成用于記錄在設置于數(shù)據(jù)記錄部111內的車輛行駛數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)
(S203)。然后，將所轉換的數(shù)據(jù)存儲在車輛行駛數(shù)據(jù)庫中(S204)。
之后，將存儲在車輛行駛數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)傳送部112傳送 到中心服務器100 (S205)。向中心服務器100的數(shù)據(jù)傳送可通過經 由介質的復制或經由網絡的數(shù)據(jù)傳送來實現(xiàn)。
圖6是本發(fā)明的實施方式的GPS軌跡管理處理的流程圖。該GPS 軌跡管理處理由GPS軌跡管理部120來執(zhí)行。
首先，將記錄在車輛行駛數(shù)據(jù)庫中的GPS測位數(shù)據(jù)從GPS數(shù)據(jù) 收集部110輸入到GPS數(shù)據(jù)輸入部121中(S211 )。之后，判定所 輸入的數(shù)據(jù)的有效性(S212)。具體地說，判定所輸入的數(shù)據(jù)是否為 所輸入的數(shù)據(jù)的形式正確、且可用于地圖更新的數(shù)據(jù)。
當數(shù)據(jù)不是有效的數(shù)據(jù)時，結束GPS軌跡管理處理。另一方面， 當數(shù)據(jù)有效時，進入步驟S213。
GPS軌跡生成部122確定與輸入的GPS測位數(shù)據(jù)對應的道路 ID，以時間順序排列GPS測位數(shù)據(jù)，從而生成與確定的道路ID對應 的GPS軌跡數(shù)據(jù)(S213 )。另外，也可以由車內GPS數(shù)據(jù)收集部110 生成GPS軌跡數(shù)據(jù)。此時，中心服務器IOO從車內GPS數(shù)據(jù)收集部 110，接收所生成的GPS軌跡數(shù)據(jù)。
然后，將生成的GPS軌跡數(shù)據(jù)存儲在設置于GPS軌跡管理部120 內的GPS軌跡數(shù)據(jù)庫中(S214)。此時，按照道路ID和數(shù)據(jù)取得順 序，對GPS軌跡附加檢索用的索引。
之后，GPS軌跡檢索部123從GPS軌跡數(shù)據(jù)庫檢索出需要的數(shù) 據(jù)，提取出檢索到的數(shù)據(jù)(S215)。例如，在步驟S215的數(shù)據(jù)提取 中，提取出場所(道路ID)和數(shù)據(jù)收集時刻一致的數(shù)據(jù)。
圖7是本發(fā)明的實施方式的道路信息提取處理的流程圖。該道路 信息提取處理由道路信息提取部130來執(zhí)行。
首先，判定與目標道路有關的數(shù)據(jù)更新的必要性(S221)。如圖 8所示，將更新的必要性設定為手動模式或自動模式。在手動模式下， 設定為無條件地更新道路地圖數(shù)據(jù)的ON或不更新道路地圖數(shù)據(jù)的OFF。
在自動模式下，根據(jù)當前的道路的精度，設定為ON或OFF。 例如，在當前的道路地圖數(shù)據(jù)的誤差(例如，分散)小于預定的閾值 時，更新對象的道路數(shù)據(jù)收斂，所以無需更新該道路數(shù)據(jù)。因此，將 更新的需要設定為OFF。另一方面，當?shù)缆返貓D數(shù)據(jù)的誤差(分散) 大于預定的閾值時，更新對象的道路地圖數(shù)據(jù)仍未收斂，所以優(yōu)選利 用新的GPS軌跡數(shù)據(jù)來更新該道路地圖數(shù)據(jù)。因此，將更新的需要 設定為ON。
判定的結果，當無需更新數(shù)據(jù)時，結束道路信息提取處理。另一 方面，當需要更新數(shù)據(jù)時，進入步驟S222。
在步驟S222中，首先，通過在更新對象的道路上以預定間隔劃 出橫斷線，將道路分割成多個區(qū)域。在步驟S225中，將該被分割的 區(qū)域使用為提取道路特征點的單位。
之后，提取與需要更新的道路對應的GPS軌跡數(shù)據(jù)。具體地說， 提取出需要更新的道路的道路ID相等、需要更新的區(qū)域和位置相等、 并且數(shù)據(jù)收集時刻包含在預定范圍內的GPS軌跡數(shù)據(jù)。此時，還可 以才艮據(jù)車道ID來識別車道(上行或下行等)。
之后，對提取的GPS軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)量和預定值K進行比較
(5223) 。其結果，當提取的GPS軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)量較少時，結束道 路信息提取處理。另一方面，當提取的GPS軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)量為預定 值以上時，進入步驟S224。當根據(jù)所提取的GPS軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)量和 預定值的比較結果來判定是否更新道路地圖數(shù)據(jù)庫時，如果用于更新 的GPS軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)量較少，則道路地圖數(shù)據(jù)庫的更新是小規(guī)模的。 由此數(shù)據(jù)的誤差變高，不是適當?shù)母?。因此，直到積蓄到充分的 GPS軌跡數(shù)據(jù)為止，不執(zhí)行道路信息提取處理。
之后，將提取的GPS軌跡數(shù)據(jù)應用于所對應的道路的各部分
(5224) 。
之后，使用最小二乘法，在道路的被分割的各部分中，提取GPS 軌跡數(shù)據(jù)的特征點(S225)。例如，作為特征點，可以提取眾值(mode)點，但也可以使用其他統(tǒng)計值。然后，計算出滿足所提取的特征點的
曲線(S226 )。具體地說，在步驟S226中，計算出通過所提取的特 征點的樣條(spline)曲線，但當在提取的特征點中存在異常點時， 也可以計算出不通過該點的樣條曲線。另外，也可以根據(jù)道路的被分 割的各部分的分散進行加權，來確定樣條曲線。
之后，使用所導出的樣條曲線，求出車道的中心線(S227)。具 體地說，根據(jù)導出的樣條曲線，對車道的中心線進行數(shù)值化。
之后，生成所更新的道路屬性數(shù)據(jù)和地圖目標(追加到地圖數(shù)據(jù) 庫中的車道中心的數(shù)據(jù))(S228),將生成的地圖目標和道路屬性寫 入道路地圖數(shù)據(jù)中，更新道路地圖數(shù)據(jù)庫(S229)。使用圖9來詳細 說明該步驟S229的道路地圖逆更新處理。
圖9是本發(fā)明的實施方式的道路地圖逆更新處理的流程圖。該道 路地圖逆更新處理由道路地圖逆更新部140來執(zhí)行。
首先，提取存儲在當前的道路地圖數(shù)據(jù)庫中的道路地圖數(shù)據(jù) (S231)，對提取的當前的道路地圖數(shù)據(jù)的精度和生成的地圖目標的 精度進行比較(S232 )。其結果，當生成的地圖目標的精度(例如， 分散)優(yōu)于當前的道路地圖數(shù)據(jù)的精度時，生成的地圖數(shù)據(jù)在幾何學 上具有較高精度，所以判定為需要更新地圖數(shù)據(jù)庫。此處，將道路位 置更新標志設定為ON ( S233 )。
之后，判定生成的地圖目標的屬性(例如，屬性包括車道節(jié)點鏈 接、車道的寬度、車道的方向和車道的彎曲等)是否與當前的道路地 圖數(shù)據(jù)的屬性一致(S234)。其結果，當生成的地圖目標的屬性和提 取的道路地圖數(shù)據(jù)的屬性一致時，生成的地圖數(shù)據(jù)和提取的道路地圖 數(shù)據(jù)為相同對象(道路)的數(shù)據(jù)，所以也可以將生成的地圖目標覆蓋 寫入地圖數(shù)據(jù)庫中。因此，將道路屬性更新標志設定為ON (S235)。
之后，判定更新標志是否為ON (S236)。當?shù)缆肺恢酶聵酥?和道路屬性更新標志兩者都設定為ON時，將生成的地圖目標和道路 屬性寫入道路地圖數(shù)據(jù)中，更新道路地圖數(shù)據(jù)庫(S237)。
圖10是表示本發(fā)明的實施方式的GPS軌跡數(shù)據(jù)的結構的說明圖。
.在本發(fā)明中，GPS軌跡數(shù)據(jù)作為基本的數(shù)據(jù)源擔當著重要的作 用，其包括軌跡ID、日期、位置信息和其他信息。
軌跡ID是軌跡數(shù)據(jù)的唯一的識別符。道路ID是取得軌跡數(shù)據(jù) 的車輛所行駛的道路的唯一的識別符。日期是取得軌跡數(shù)據(jù)的年月 日。通過確定了節(jié)點數(shù)和節(jié)點順序的鏈接，結合包含在軌跡數(shù)據(jù)中的 所有節(jié)點(GPS測位數(shù)據(jù))。各個節(jié)點(GPS測位數(shù)據(jù))包括從GPS 信號取得的GPS位置、基于將GPS位置與地圖對照的結果的地圖上 的位置、取得位置信息的時刻、和位置信息取得時的車速。
圖ll和圖12是表示本發(fā)明的實施方式的擴大的道路地圖數(shù)據(jù)的 結構的說明圖，圖ll表示數(shù)據(jù)的項目，圖12表示數(shù)據(jù)的層次結構。
在當前的數(shù)字道路地圖數(shù)據(jù)結構中，道路由道路中心線上的節(jié)點 的鏈接構成。通過該節(jié)點的鏈接來表現(xiàn)道路的幾何特征。另外，道路 地圖數(shù)據(jù)結構作為表示道路的信息，包括道路ID、車道數(shù)量和其他道 路特征。
車道由車道中心線上的節(jié)點的鏈接構成。利用該節(jié)點的鏈接來表 示車道的幾何特征。例如，利用3個節(jié)點的鏈接來表示車道的曲率。 另外，在道路地圖數(shù)據(jù)結構中，作為表示車道的信息，包括車道ID 和車道方向(上行或下行)。進而，作為附加的信息，也可以包括車 道的寬度。
如圖12所示，對本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)中使用 的道路地圖數(shù)據(jù)進行層次化。道路屬性與道路ID鏈接。道路中心線 數(shù)據(jù)、車道(上行)數(shù)據(jù)和車道(下行)數(shù)據(jù)與道路屬性鏈接。另外， 道路屬性是圖ll所示的數(shù)據(jù)項目中的、道路ID、道路中心線數(shù)據(jù)、 車道(上行)數(shù)據(jù)和車道(下行)數(shù)據(jù)以外的數(shù)據(jù)的總稱。
圖13A表示由本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)取得的 GPS測定數(shù)據(jù)的分布。
在由GPS系統(tǒng)提供的位置信息中包括有一定的誤差。由于該不 準確性，由GPS系統(tǒng)取得的位置數(shù)據(jù)在實際的位置周圍按照高斯分布而分布(圖13B)。于是，取得以原點為中心的對稱的二維高斯分 布。此處，可通過使用包含在高斯分布中的多數(shù)數(shù)據(jù)的平均值來準確 地表現(xiàn)實際的位置。這就是本發(fā)明的基本著眼點。
圖14表示由本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)取得的GPS 軌跡的一個例子。
當車輛在道路上行駛時，在預定的定時(例如，周期性或隨機的 間隔時間)，將取得的GPS測位數(shù)據(jù)作為節(jié)點記錄下來。之后，利 用鏈接來結合記錄下來的節(jié)點，以形成GPS軌跡。即，根據(jù)車輛的 軌跡來生成各GPS軌跡。
這樣取得的多個GPS軌跡數(shù)據(jù)如圖15所示，表示2D高斯分布。
圖16A和圖16B表示由本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng) 取得的GPS軌跡數(shù)據(jù)中的某個橫斷線部分的分布圖。具體地說，在 圖16A中，當以用實線表示的橫斷線為橫軸時，取得的多個GPS位 置數(shù)據(jù)為圖16B所示的2D高斯分布。在圖16B所示的2D高斯分布 中，峰值點(眾值表示的分布圖的特征點)為該橫斷線上的GPS位 置數(shù)據(jù)的平均值。而且，峰值點表示該橫斷線表示的區(qū)域中的車道的 中心點的位置。
圖17表示由本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)取得的車道 中心線。首先最初通過使用最小二乘法來計算出在道路上以預定間隔 設定的橫斷線表示的部分的峰值點。之后，確定滿足峰值點(例如， 通過峰值點)的樣條曲線，將其設為車道中心線。設定該橫斷線的間 隔既可以是一定的間隔，也可以根據(jù)道路形狀改變間隔(例如，在直 線區(qū)間中取較長的間隔，在曲線區(qū)間中取較短的間隔)。
圖18表示本發(fā)明的實施方式的道路地圖生成系統(tǒng)中的GPS軌跡 數(shù)據(jù)的數(shù)量和提取的中心線的誤差的關系。如圖18所示，當增加GPS 軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)量時，提取的中心線的誤差變小，中心線收斂。當GPS 軌跡的數(shù)量為某個數(shù)以上時，提取的中心線的位置幾乎不變化，它們 處于接近實際中心線的位置。
這樣，如圖19所示，將以預定值以下的誤差提取的車道中心線追加到擴大數(shù)字道路地圖中，對提高行駛安全性做出貢獻。
以上，作為本發(fā)明的實施方式，記載了使用GPS信號的例子， 但本發(fā)明不僅限于使用GPS信號的情況，也可以同樣地適用于其他 各種測位方法。因此，其他測位方法也包括在本發(fā)明的范疇內。
下面，說明本發(fā)明的效果。
圖20表示以往的測繪技術的與本發(fā)明的比較。在以往的道路地 圖生成技術中，有基于人工的地上測量、基于調查車的測量和空中測 量。這些技術在各種應用中都具有優(yōu)點和缺點。但是，至今，任何一 種測量技術都無法滿足用于生成高精度道路地圖的條件，在技術方面 和/或經濟方面都存在著適用范圍的問題。另一方面，特別地，本發(fā)明 涉及的方法作為生成導航用地圖的方法是非常有前途的。
本發(fā)明的地圖逆更新技術中，不僅提出地圖更新的新途徑，而且 作為生成道路地圖的新方法，還具有優(yōu)于以往的地圖生成方法的很多 優(yōu)點。特別是，本發(fā)明涉及的方法非常適合于生成導航用的道路地圖。
例如，從通過遙感取得的圖像數(shù)據(jù)(照片)提取道路信息的方法 即便在當前也是非常普遍的方法。但是，由于沒有注意數(shù)據(jù)源(例如， 照片中表現(xiàn)的道路)和所生成的道路地圖的同一性，所以與實際道路 的差異被忽視。該情況引起地圖的精度和可靠性的問題。當并用多個 方法來生成地圖時，煩雜且成本高，同時需要用于使多個方法協(xié)同動 作的慎重的控制。另外，圖像數(shù)據(jù)并不是遍布得可在廣泛的場所取得 的信息。這對于根據(jù)復雜的圖像數(shù)據(jù)來確定道路的圖像分析系統(tǒng)來說 是嚴格的課題。另外，移動測繪技術也具有特征提取和地理對照的問 題。另外，由于基于移動測繪技術的覆蓋區(qū)域是局部性的，所以適用 的領域被限定。
本發(fā)明的逆更新技術中，利用通過車輛行駛取得的GPS軌跡這 一非常獨特的數(shù)據(jù)源，而不是使用通過其他測量方法取得的信息。該 思想基于實際上幾乎所有的駕駛員都在車道中心行駛這一共同認識。 因此，GPS軌跡數(shù)據(jù)不僅反映出駕駛員的習性，而且也依賴于道路信 息。通過本發(fā)明的方法生成的道路地圖準確地描繪出道路的實際情況，由此用于行駛引導和行駛支持的可靠性提高。另外，根據(jù)本發(fā)明， 還可以對橋下、隧道內和建筑物內的道路進行地圖化。這遠遠超過了 通過以往技術可實現(xiàn)的范圍。
本發(fā)明的地圖逆更新方法具有較大的潛在用途，費用和效果之比 也非常好。例如，對于通過以往的測定方法取得的數(shù)據(jù)源，在通過遙 感來取得圖像數(shù)據(jù)、及通過移動測繪技術來取得準確的測定數(shù)據(jù)時， 成本較高。與其不同，當使用本發(fā)明的地圖逆更新方法時，通過使用
GPS軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)再循環(huán)，能以較低成本取得道路信息。可通過使 用統(tǒng)計方法自動地計算出從龐大的GPS軌跡數(shù)據(jù)提取道路信息的方 法。因此，當使用本發(fā)明的地圖逆更新方法時，可平滑地統(tǒng)合特征提 取步驟、地圖生成步驟和地圖更新步驟。
另夕卜，地圖逆更新系統(tǒng)在以道路測繪為目的的獨立的數(shù)據(jù)處理中 心中發(fā)揮作用，或者，作為補充現(xiàn)有的地圖更新系統(tǒng)的系統(tǒng)發(fā)揮作用。 其結果，削減了系統(tǒng)的總成本，并且大幅提高了生成以及更新道路地 圖的系統(tǒng)的性能。
以上，對根據(jù)收集到的GPS數(shù)據(jù)來生成高精度的地圖的方式進 行了敘述。另一方面，還可以利用圖3所示的基準位置修正部150等 單元對由本實施方式的地圖生成系統(tǒng)生成的車道中心線的數(shù)據(jù)進行 修正。
例如，可通過本實施方式的地圖生成系統(tǒng)生成圖21所示的車道 中心線。圖中的黑圓表示與圖11的"車道中心線"的(X1， Yl)、 (X2, Y2)...對應的車道中心線上的點。另外，設取得了如白圓240、 241、 242所示那樣的、通過其他方法精密地測定出的車道中心線上的點的 坐標(基準位置)。通常，精密的測定需要人力，并且需要高價的測 量設備。因此，與在本發(fā)明中生成的車道中心線上的點(Xl， Yl)、 (X2， Y2)...相比，僅能利用較少的數(shù)量的基準位置。
因此，通過圖22所示的處理，根據(jù)較少的數(shù)量的基準位置來修 正車道中心線上的多數(shù)點。首先，針對各基準位置的每一個，分別從 修正前的車道中心線提取出最近距離處的點(基準位置鄰近點)(S2501 )。然后，針對各基準位置的每一個，計算出基準位置和基 準位置鄰近點的位置矢量之差分(差分矢量)(S2502 )。
接下來，針對修正前的車道中心線上的各點(Xsi, Ysi)中的每 一點，重復下述的處理(S2502~S2505)。首先，求出處于最近處的 二個基準位置鄰近點(Xsil， Ysil)和(Xsi2， Ysi 2 ) ( S2503 )。 然后，求出車道中心線上的各點的修正矢量。具體地說，根據(jù)距上述 二個基準位置鄰近點的距離，對(Xsil, Ysil)和(Xsi2， Ysi 2 ) 的差分矢量進行內分，從而求出修正矢量(S2504)。最后，使用所 求出的修正矢量來修正車道中心線(S2505)。
另外，也可以將基準位置的精度輸入基準位置修正部150，僅當 輸入的基準位置的精度超過根據(jù)本實施方式取得的車道中心線的推 定精度時，修正車道中心線。此時，例如，可將GPS數(shù)據(jù)的標準偏 差值用作車道中心線的推定精度。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的道路地圖的生成方法，收集 通過車輛行駛取得的較多的GPS數(shù)據(jù)，積蓄收集到的GPS數(shù)據(jù)，對 所積蓄的GPS數(shù)據(jù)進行分析，從而能夠以非常好的費用和效果之比 動態(tài)地生成高精度的道路地圖。
另外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的道路地圖的生成方法，通過對實 際的車輛行駛進行模型化，提取出所生成的道路地圖。之后，非常準 確地表示出道路的幾何學特征。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可實現(xiàn)用于 迅速生成擴大的數(shù)字道路地圖的、經濟、有效且功能性的系統(tǒng)，可滿 足將地圖用于行駛安全應用中的要求事項。
權利要求
1.一種數(shù)字道路地圖的生成方法，其特征在于，包括第1步驟，收集通過車輛行駛取得的多個軌跡數(shù)據(jù)；第2步驟，在收集了上述軌跡數(shù)據(jù)的道路中，提取出上述多個軌跡數(shù)據(jù)的特征點，計算出滿足上述提取的特征點的樣條曲線；和第3步驟，通過將上述計算出的樣條曲線作為車道的中心線追加到上述數(shù)字道路地圖中，從而更新地圖數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字道路地圖的生成方法，其特征在于，在上述第1步驟中，將通過GPS隨時間經過取得的車輛的位置 數(shù)據(jù)作為軌跡數(shù)據(jù)來取得，收集上述取得的多個軌跡數(shù)據(jù)來生成數(shù)據(jù) 庫，在上述第2步驟中，將上述更新對象的道路分割成多個部分，將 上述收集到的軌跡數(shù)據(jù)應用于所分割的道路的各部分，在上述各部分 中使用最小二乘法從上述軌跡數(shù)據(jù)提取出特征點，作為道路中心線的 候補計算出通過上述提取的特征點的樣條曲線，在上述第3步驟中，當作為上述候補計算出的樣條曲線的誤差充 分收斂時，使用作為上述候補計算出的樣條曲線來更新地圖數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的數(shù)字道路地圖的生成方法，其特征在于，在上述第1步驟的處理中，作為車輛的位置數(shù)據(jù)的取得方法，可 切換為第l模式、第2模式或第3模式中的任意一個，在上述第l模式下，通過上述車輛的操作者的操作，可設定是否 記錄上述位置數(shù)據(jù)，在上述第2模式下，控制成當上述位置數(shù)據(jù)的記錄容量用盡時， 不記錄上述位置數(shù)據(jù)，在上述第3模式下，控制成當接收到來自外部的信號時，記錄上 述位置數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權利要求3所述的數(shù)字道路地圖的生成方法，其特征在于，在上述第1步驟中，當控制成記錄上述位置數(shù)據(jù)時，記錄包括通過GPS取得的車輛 的位置、數(shù)據(jù)取得時刻、車輛所在的道路的識別符、車速和車輛的行 駛方向的位置數(shù)據(jù)，生成用于將上述記錄的位置數(shù)據(jù)與地圖的道路相關聯(lián)起來記錄 的記錄數(shù)據(jù)，以位置數(shù)據(jù)的取得時刻順序鏈接上述生成的記錄數(shù)據(jù)，作為軌跡 數(shù)據(jù)存儲在軌跡數(shù)據(jù)庫中。
5. 根據(jù)權利要求2所述的數(shù)字道路地圖的生成方法，其特征在于，在上述第1步驟中，接收上述車輛的位置數(shù)據(jù)的輸入，判定上述輸入的位置數(shù)據(jù)的有效性，當判定為上述輸入的位置數(shù)據(jù)具有有效性時，生成與道路的識別 符對應的軌跡數(shù)據(jù)，存儲上述生成的軌跡數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權利要求2所述的數(shù)字道路地圖的生成方法，其特征在于，在上述第2步驟中，判定更新收集了上述軌跡數(shù)據(jù)的道路的地圖數(shù)據(jù)的必要性， 根據(jù)判定為需要上述更新的道路的識別符和上述軌跡數(shù)據(jù)的取 得日期時間，確定用于更新的軌跡數(shù)據(jù)，將上述確定的軌跡數(shù)據(jù)應用于所分割的道路的各部分，在上述各部分中使用最小二乘法從上述軌跡數(shù)據(jù)提取出峰值點，作為道路中心線的候補，計算出通過上述提取出的峰值點的樣條曲線。
7. 根據(jù)權利要求6所述的數(shù)字道路地圖的生成方法，其特征在于，在上述第2步驟中，對用于上述更新的軌跡數(shù)據(jù)的誤差和預定的閾值進行比較， 當判定為上述誤差收斂時，將所確定的軌跡數(shù)據(jù)應用于所分割的 道路的各部分。
8. 根據(jù)權利要求6所述的數(shù)字道路地圖的生成方法，其特征在于，在上述第2步驟中，對用于上述更新的軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)量和預定的閾值進行比較， 當判定為上述數(shù)據(jù)數(shù)量多時，將所確定的軌跡數(shù)據(jù)應用于所分割 的道路的各部分。
9. 根據(jù)權利要求2所述的數(shù)字道路地圖的生成方法，其特征在于，在上述第3步驟中，判定上述計算出的樣條曲線是否充分收斂，進而對上述計算出的 樣條曲線的屬性和當前的車道中心線的屬性進行比較，當上述計算出的樣條曲線的精度高于當前的車道中心線的精度 且兩者的屬性一致時，利用上述求出的樣條曲線來更新上述地圖數(shù) 據(jù)。
10. 根據(jù)權利要求9所述的數(shù)字道路地圖的生成方法，其特征在于，上述計算出的樣條曲線的屬性包括車道節(jié)點鏈接、車道的寬度和 車道的彎曲。
11. 根據(jù)權利要求l所述的數(shù)字道路地圖的生成方法，其特征在 于，還包括參照高精度的基準位置的集合來修正上述車道中心線的第4步欲
12. 根據(jù)權利要求11所述的數(shù)字道路地圖的生成方法，其特征在于，上述第4步驟包括從修正前的車道中心線上的點中提取出各基準位置的最鄰近點 的步驟；求出上述基準位置和上述鄰近點之差的步驟；和 根據(jù)距最接近的二個上述鄰近點的距離，求出上述車道中心線上 的各點的修正矢量的步驟。
13. —種地圖生成系統(tǒng)，該地圖生成系統(tǒng)具有車栽裝置，其取 得通過GPS取得的車輛的位置數(shù)據(jù)和取得上述位置數(shù)據(jù)時的車輛狀 況；和服務器，其處理上述取得的車輛的位置數(shù)據(jù)，使用上述位置數(shù) 據(jù)來生成數(shù)字道路地圖，該地圖生成系統(tǒng)的特征在于，上述服務器具有輸入接口，其接收上述車輛的位置數(shù)據(jù)；第1存儲部，其存儲上述接收到的位置數(shù)據(jù)；處理器，其根據(jù)上述接收到的位置數(shù)據(jù)生成GPS軌跡，根據(jù)上 述生成的GPS軌跡生成地圖目標；和第2存儲部，其存儲有地圖數(shù)據(jù)庫，通過上述處理器執(zhí)行預定的程序來構成管理部，其收集通過車輛行駛取得的多個軌跡數(shù)據(jù)；提取部，其在收集了上述軌跡數(shù)據(jù)的道路中，提取出上述多個軌 跡數(shù)據(jù)的特征點，計算出滿足上述提取的特征點的樣條曲線；和更新部，其通過將上述計算出的樣條曲線作為車道的中心線追加 到上述數(shù)字道路地圖中，從而更新地圖數(shù)據(jù)。
14. 根據(jù)權利要求13所述的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于， 上述管理部將通過GPS隨時間經過取得的車輛的位置數(shù)據(jù)作為軌跡數(shù)據(jù)來取得，收集上述取得的多個軌跡數(shù)據(jù)來生成數(shù)據(jù)庫，上述提取部將上述更新對象的道路分割成多個部分，將上述收集 到的軌跡數(shù)據(jù)應用于所分割的道路的各部分，在上述各部分中使用最 小二乘法從上述軌跡數(shù)據(jù)提取出特征點，作為道路中心線的候補計算 出通過上述提取出的特征點的樣條曲線，當作為上述候補計算出的樣條曲線的誤差充分收斂時，上述更新 部使用作為上述候補計算出的樣條曲線來更新地圖數(shù)據(jù)。
15. 根據(jù)權利要求14所述的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于， 上述車栽裝置具有GPS接收機，其測定車輛的位置；位置數(shù)據(jù)記錄部，其記錄上述GPS接收機測定的位置數(shù)據(jù)；和輸出接口， 其發(fā)送上述記錄的位置數(shù)據(jù)，上述位置數(shù)據(jù)記錄部作為車輛的位置數(shù)據(jù)的取得方法，被設定成 第l模式、第2模式或第3模式，在上述第l模式下，通過上述車輛的操作者的操作，可設定是否 將上述位置數(shù)據(jù)記錄在上述位置數(shù)據(jù)記錄部中，在上述第2模式下，控制成當上述位置數(shù)據(jù)的記錄容量用盡時， 不將上述位置數(shù)據(jù)記錄在上述位置數(shù)據(jù)記錄部中，在上述第3模式下，控制成當接收到來自外部的信號時，將上述 位置數(shù)據(jù)記錄在上述位置數(shù)據(jù)記錄部中。
16. 根據(jù)權利要求15所述的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于， 上述位置數(shù)據(jù)記錄部，當控制成上述位置數(shù)據(jù)記錄部記錄上述位置數(shù)據(jù)時，記錄包括通 過GPS取得的車輛的位置、數(shù)據(jù)取得時刻、車輛所在的道路的識別 符、車速和車輛的行駛方向的位置數(shù)據(jù)，生成用于將上述記錄的位置數(shù)據(jù)與地圖的道路相關聯(lián)起來記錄 的記錄數(shù)據(jù)，以位置數(shù)據(jù)的取得時刻順序鏈接上述生成的記錄數(shù)據(jù)，作為軌跡 數(shù)據(jù)存儲在軌跡數(shù)據(jù)庫中。
17. 根據(jù)權利要求14所述的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于， 上述管理部，接收上述車輛的位置數(shù)據(jù)的輸入， 判定上述輸入的位置數(shù)據(jù)的有效性，當判定為上述輸入的位置數(shù)據(jù)具有有效性時，生成與道路的識別 符對應的軌跡數(shù)據(jù)，存儲上述生成的軌跡數(shù)據(jù)。
18. 根據(jù)權利要求14所述的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于， 上述提取部，判定更新收集了上述軌跡數(shù)據(jù)的道路的地圖數(shù)據(jù)的必要性， 根據(jù)判定為需要上述更新的道路的識別符和上述軌跡數(shù)據(jù)的取 得日期時間，確定用于更新的軌跡數(shù)據(jù)，將上述確定的軌跡數(shù)據(jù)應用于所分割的道路的各部分，在上述各部分中使用最小二乘法從上述軌跡數(shù)據(jù)提取出峰值點，作為道路中心線的候補，計算出通過上述提取的峰值點的樣條曲線。
19. 根據(jù)權利要求18所述的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于， 上述提取部，對用于上述更新的軌跡數(shù)據(jù)的誤差和預定的閾值進行比較，當判定為上述誤差收斂時，將所確定的軌跡數(shù)據(jù)應用于所分割的 道路的各部分。
20. 根據(jù)權利要求18所述的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于， 上述提取部，對用于上述更新的軌跡數(shù)據(jù)的數(shù)量和預定的閾值進行比較， 當判定為上述數(shù)據(jù)數(shù)量多時，將所確定的軌跡數(shù)據(jù)應用于所分割 的道路的各部分。
21. 根據(jù)權利要求14所述的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于， 上述更新部，判定上述計算出的樣條曲線是否充分收斂，進而對上述計算出的 樣條曲線的屬性和當前的車道中心線的屬性進行比較，當上述計算出的樣條曲線的精度高于當前的車道中心線的精度 且兩者的屬性一致時，利用上述求出的樣條曲線來更新上述地圖數(shù) 據(jù)。
22. 根據(jù)權利要求21所述的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于， 上述計算出的樣條曲線的屬性包括車道節(jié)點鏈接、車道的寬度和車道的彎曲。
23. 根據(jù)權利要求13所述的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于，還包括參照高精度的基準位置的集合來修正上述車道中心線的車道中 心線修正部。
24. 根據(jù)權利要求23所述的地圖生成系統(tǒng)，其特征在于， 車道中心線修正部從修正前的車道中心線上的點中提取出各基準位置的最鄰近點，求出上述基準位置和上述鄰近點之差，根據(jù)距最 接近的二個鄰近點的距離，求出上述車道中心線上的各點的修正矢 量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)字道路地圖的生成方法和地圖生成系統(tǒng)，其可低成本地生成高精度的道路地圖。該數(shù)字道路地圖的生成方法具有如下的步驟第1步驟，收集通過車輛行駛取得的多個軌跡數(shù)據(jù)；第2步驟，在收集了上述軌跡數(shù)據(jù)的道路中，提取出上述多個軌跡數(shù)據(jù)的特征點，計算出滿足上述提取的特征點的樣條曲線；和第3步驟，通過將上述計算出的樣條曲線作為車道的中心線追加到上述數(shù)字道路地圖中，從而更新地圖數(shù)據(jù)。
文檔編號G01C21/26GK101290725SQ200810005869
公開日2008年10月22日 申請日期2008年2月15日 優(yōu)先權日2007年4月17日
發(fā)明者古賀昌史, 韜 郭 申請人:株式會社日立制作所