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技術 現在位置算出システムおよび現在位置算出方法

出願人 株式会社ザナヴィ・インフォマティクス
発明者 佐藤裕幸
出願日 1995年6月8日 (24年9ヶ月経過) 出願番号 1995-141490
公開日 1996年12月17日 (23年3ヶ月経過) 公開番号 1996-334353
状態 拒絶査定
技術分野 教示用装置 航行(Navigation) 航行(Navigation) 交通制御システム 交通制御システム
主要キーワード 二次線 二次候補 一次候補 角度比 補正量テーブル マッチング状態 進行距離 距離マーク
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年12月17日)のものです。
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図面 (16)

目的

車両が左折或いは右折した場合の当該車両の現在位置を、より正確に算出する現在位置算出ステムを提供することを目的とする。

構成

プロセッサ18は、車両の進行方位および走行距離に基づき得られた相対変位と、車両が何れかの道路上に位置する状態、或いは、位置しない状態を示す候補点とに基づき、現在位置であると予想される仮想現在位置を生成する。さらに、プロセッサ18は、仮想現在位置と、道路データとを比較し、車両が道路上に存在することを示す候補点を生成し、前記進行方位に基づき、車両が左折或いは右折したことを検出した場合に、車両が左折或いは右折する前に車両が位置していた道路の道路幅にしたがって、候補点の位置を補正する。

概要

背景

概要

車両が左折或いは右折した場合の当該車両の現在位置を、より正確に算出する現在位置算出ステムを提供することを目的とする。

プロセッサ18は、車両の進行方位および走行距離に基づき得られた相対変位と、車両が何れかの道路上に位置する状態、或いは、位置しない状態を示す候補点とに基づき、現在位置であると予想される仮想現在位置を生成する。さらに、プロセッサ18は、仮想現在位置と、道路データとを比較し、車両が道路上に存在することを示す候補点を生成し、前記進行方位に基づき、車両が左折或いは右折したことを検出した場合に、車両が左折或いは右折する前に車両が位置していた道路の道路幅にしたがって、候補点の位置を補正する。

目的

本発明は、車両が左折或いは右折した場合の当該車両の現在位置を、より正確に算出する現在位置算出システムを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

車両に搭載され、該車両の現在位置を算出する現在位置算出ステムであって、車両の進行方位を検出する方位検出手段と、車両の走行距離を算出する距離算出手段と、前記進行方位および前記走行距離に基づき得られた相対変位と、車両が何れかの道路上に位置する状態、或いは、車両が道路上に位置しない状態を示す候補点とに基づき、車両の現在位置であると予想される仮想現在位置を生成する仮想現在位置生成手段と、前記仮想現在位置と、地図データに含まれる道路データとを比較し、車両が道路上に存在することを示す候補点を生成する候補点生成手段と、前記進行方位に基づき、車両が左折或いは右折したことを検出する右左折検出手段と、前記右左折検出手段により、車両が左折或いは右折したことが検出された場合に、車両が左折或いは右折する前に車両が位置していた道路の道路幅にしたがって、前記候補点の位置を補正する候補点補正手段とを備えたことを特徴とする現在位置算出システム。

請求項2

前記候補点生成手段が、前記道路データに含まれるあるデータに対応する線分方位と前記車両方位との間の方位差が、所定の角度値よりも小さい場合に、車両が前記線分に対応する道路上に存在すること示す候補点を生成するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の現在位置算出システム。

請求項3

前記候補点補正手段が、前記道路データに含まれる道幅を示す道路幅データに基づき得られた補正量にしたがって、前記候補点の位置を補正するように構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の現在位置算出システム。

請求項4

前記候補点補正手段が、前記右左折検出手段により車両が左折したことが検出されたときに、前記候補点の位置を、車両の進行方向前方に移動させ、移動された位置を前記候補点の新たな位置とするように構成されたことを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載の現在位置算出システム。

請求項5

前記候補点補正手段が、前記右左折検出手段により車両が右折したことが検出されたときに、前記候補点の位置を、車両の進行方向後方に移動させ、移動された位置を前記候補点の新たな位置とするように構成されたことを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載の現在位置算出システム。

請求項6

前記候補点算出手段が、前記道路幅データのそれぞれに対応する補正量を記憶した補正量記憶手段を有し、前記道路幅データに基づく補正量に基づき、前記候補点を補正するように構成されたことを特徴とする請求項3に記載の現在位置算出システム。

請求項7

車両の現在位置を算出する現在位置算出方法であって、車両の進行方位および走行距離に基づき得られた相対変位と、車両が何れかの道路上に位置する状態、或いは、車両が道路上に位置しない状態を示す候補点とに基づき、車両の現在位置であると予想される仮想現在位置を生成し、前記仮想現在位置と、地図データに含まれる道路データとを比較し、車両が道路上に存在することを示す候補点を生成し、前記進行方位に基づき、車両が左折或いは右折したことを検出し、車両が左折或いは右折したことが検出された場合に、車両が左折或いは右折する前に車両が位置していた道路の道路幅にしたがって、前記候補点の位置を補正するように構成されたことを特徴とする現在位置算出方法。

技術分野

0001

本発明は、車両等の移動体に搭載され、該移動体の進行距離進行方位などを測定して、これにより、当該移動体の現在位置を算出する現在位置算出ステムに関するものであり、より詳細には、該移動体が左折或いは右折する際の車両の現在位置をより正確に算出する現在位置算出システムに関するものである。

0002

従来より、道路上を走行する車両の現在位置を算出する現在位置算出システムにおいて、該車両の現在位置は、ジャイロ等の方位センサにより測定した車両の進行方向と、車速センサまたは距離センサにより測定した車両の進行距離とに基づいて算出されている。

0003

また、車両の進行距離は、一般的には、トランスミッション出力軸、または、タイヤ回転数計測して、その回転数に、タイヤ1回転あたりに車両が進む距離である距離係数を乗ずることにより求められている。

0004

さらに、特開昭61−56910号公報に記載されたように、車両の進行方向と進行距離から求めた現在位置に基づき、CD−ROMなどに記憶された地図データに含まれる道路データに対応する線分を取り出し、求められた現在位置から、該線分に垂線をおろし、垂線と線分との交点表示装置に表示すべき位置と決定する、いわゆるマップマッチングの技術が知られており、このマップマッチングにより、表示装置上に、所定の道路と整合する車両の現在位置を示すシンボルを表わすことができる。

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、地図データに含まれる道路データは、道路を折れ線として表わしているものが多い、すなわち、道路データは、複数の線分の端部を示す座標から構成され、これら線分は現実の道路の中心線に対応する。

0006

したがって、従来の現在位置算出装置は、車両が右折或いは左折する場合に、二本の直交する線分の一方の線分上ある点から、車両の進行距離および進行方向に基づき得られた現在位置から、他方の線分に垂線をおろし、線分と垂線との交点を表示装置に表示すべき位置と決定している。

0007

しかしながら、現実の道路は種々の道幅を有し、例えば、車両が左折する場合には、車両は、道路中の進行方向に向かって左側を通行し、直交する道路との分岐点から、道路の一方の側に沿って進行する。したがって、現実の道路の中心線に対応する線分に沿って、マッチングを実行する場合に、車両が左折或いは右折をするごとに、現実の車両の位置と装置により算出された車両の位置との間に、誤差が生じるという問題点があった。

0008

本発明は、車両が左折或いは右折した場合の当該車両の現在位置を、より正確に算出する現在位置算出システムを提供することを目的とする。

0009

本発明の目的は、車両に搭載され、該車両の現在位置を算出する現在位置算出システムであって、車両の進行方位を検出する方位検出手段と、車両の走行距離を算出する距離算出手段と、前記進行方位および前記走行距離に基づき得られた相対変位と、車両が何れかの道路上に位置する状態、或いは、車両が道路上に位置しない状態を示す候補点とに基づき、車両の現在位置であると予想される仮想現在位置を生成する仮想現在位置生成手段と、前記仮想現在位置と、地図データに含まれる道路データとを比較し、車両が道路上に存在することを示す候補点を生成する候補点生成手段と、前記進行方位に基づき、車両が左折或いは右折したことを検出する右左折検出手段と、前記右左折検出手段により、車両が左折或いは右折したことが検出された場合に、車両が左折或いは右折する前に車両が位置していた道路の道路幅にしたがって、前記候補点の位置を補正する候補点補正手段とを備えた現在位置算出システムにより達成される。

0010

本発明の好ましい実施態様においては、前記候補点生成手段が、前記道路データに含まれるあるデータに対応する線分の方位と前記車両方位との間の方位差が、所定の角度値よりも小さい場合に、車両が前記線分に対応する道路上に存在すること示す候補点を生成するように構成されている。

0011

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記候補点補正手段が、前記道路データに含まれる道幅を示す道路幅データに基づき得られた補正量にしたがって、前記候補点の位置を補正するように構成されている。

0012

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記候補点補正手段が、前記右左折検出手段により車両が左折したことが検出されたときに、前記候補点の位置を、車両の進行方向前方に移動させ、移動された位置を前記候補点の新たな位置とするように構成されている。

0013

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記候補点補正手段が、前記右左折検出手段により車両が右折したことが検出されたときに、前記候補点の位置を、車両の進行方向後方に移動させ、移動された位置を前記候補点の新たな位置とするように構成されている。

0014

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記候補点算出手段が、前記道路幅データのそれぞれに対応する補正量を記憶した補正量記憶手段を有し、前記道路幅データに基づく補正量に基づき、前記候補点を補正するように構成されている。

0015

本発明によれば、候補点補正手段により、車両が右左折する前に位置していた道路の道路幅にしたがって、候補点の位置を補正するため、左折或いは右折後の車両の実際の現在位置を、より正確に算出することが可能となる。

0016

本発明のさらに好ましい実施態様によれば、車両の左折時には、候補点の位置を前方に移動するように、候補点が補正されるため、現実に車両が道路の左端部付近を走行した後の車両の位置により近接する車両の現在位置を算出することが可能となる。

0017

本発明のさらに好ましい実施態様によれば、車両の右折時には、候補点の位置を後方に移動するように、候補点が補正されるため、現実に車両が道路の中央線のわずかに左側付近を走行した後の車両の位置により近接する車両の現在位置を算出することができる。

0018

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例につき詳細に説明を加える。

0019

図1は、本発明の実施例にかかる現在位置算出装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。図1に示すように、この現在位置算出装置10は、車両のヨーレイトを検出することで進行方位変化を検出する角速度センサ11と、地磁気を検出することで車両の進行方位を検出する方位センサ12と、車両のトランスミッションの出力軸の回転に比例した時間間隔パルスを出力する車速センサ13を備えている。

0020

また、現在位置周辺の地図や現在位置を示すマーク等を表示するディスプレイ17と、ディスプレイ17に表示する地図の縮尺切り替え指令をユーザ(運転者)から受け付けるスイッチ14と、デジタル地図データを記憶しておくCD−ROM15と、そのCD−ROM15から地図データを読みだすためのドライバ16とを備えている。また、以上に示した各周辺装置の動作の制御を行うコントローラ18を備えている。本実施例において、上述したディジタル地図データには、複数の線分の端部を示す座標から構成される道路データ、或いは、該道路の道幅を示す道路幅データ、道路が高速道路或いは一般道路であるかを示す高速道路フラグなどが含まれる。

0021

コントローラ18は、角速度センサ11の信号(アナログ)をデジタル信号に変換するA/D変換器19と、方位センサ12の信号(アナログ)をデジタル信号に変換するA/D変換器20と、車速センサ13から出力されるパルス数を0.1秒毎にカウントするカウンタ26と、スイッチ14の押圧の有無を入力するパラレルI/O21と、CD−ROM15から読みだされた地図データを転送するDMA(Direct Memory Access)コントローラ22と、ディスプレイ17に地図画像を表示する表示プロセッサ23とを有する。

0022

また、コントローラ18は、さらに、マイクロプロセッサ24と、メモリ25とを有する。マイクロプロセッサ24は、A/D変換器19を介して得た角速度センサ11の信号、A/D変換器20を介して得た方位センサ12の信号、カウンタ26がカウントした車速センサ13の出力パルス数、パラレルI/O21を介して入力するスイッチ14の押圧の有無、DMAコントロ−ラ22を介して得たCD−ROM15からの地図データを受け入れて、それら信号に基づいて処理を行い、車両の現在位置を算出して、それを表示プロセッサ23を介してディスプレイ17に表示させる。この車両位置の表示は、図2に示すように、すでにディスプレイ17に表示している地図上に矢印マ−ク等を重畳して表示することにより行う。これにより、ユーザは、地図上で車両の現在位置を知ることができる。メモリ25は、このような動作を実現するための処理(後述)の内容を規定するプログラムなどを格納したROMと、マイクロプロセッサ24が処理を行う場合にワ−クエリアとして使用するRAMとを含んでいる。

0023

以下、このように構成された現在位置算出装置10の動作について説明する。

0024

装置10の動作は、全般的に、車両の進行方位及び進行距離を算出する処理と、算出された進行方位及び距離から車両の現在位置を決定する処理と、得られた車両位置および方位を表示する処理との三つの処理に分けることができるため、これらについて順次説明する。

0025

図3に、車両の進行方位及び進行距離を算出する処理の流れを説明する。

0026

この処理は、一定周期、たとえば100mS毎に起動され実行されるマイクロプロセッサ24のルーチンである。

0027

このルーチンでは、最初、A/D変換器19から角速度センサ11の出力値を読み込む(ステップ301)。この角速度センサ11の出力値には、方位変化が出力されるので、車両の進行方向の相対的な値しか検出できない。このため、次に、A/D変換器20から方位センサ12の出力値を読み込み(ステップ302)、この方位センサ12の出力値により算出された絶対方位と角速度センサ11から出力される方位変化(角速度出力)とを用いて、車両の推定方位を決定する(ステップ303)。

0028

この方位の決定は、たとえば、長い時間、車速が低い時には、角速度センサの誤差が大きいので、一定時間以上車速が低い場合には、方位センサの方位のみを利用するという方法により行う。

0029

次に、車速センサ13の出力するパルス数を、0.1秒毎に、カウンタ26で計数して、その計数値を読み込む(ステップ304)。この読み込んだ値に、距離係数を乗算することで、0.1秒間に進んだ距離を求める(ステップ305)。

0030

次に、このようにして求められた0.1秒間あたりの進行距離値を、前回得られた値に積算して、車両の進行距離が20mとなったかどうかを調べ(ステップ306)、20mに満たない場合(ステップ306でノー(No))、今回の処理を終了して、新たな処理を開始する。

0031

進行距離算出処理の結果、積算された進行距離が一定距離、例えば20mとなった場合(ステップ306でイエス(Yes))、その時点での進行方向と進行距離R(本実施例においては20m)とを出力する(ステップ307)。ステップ307では、さらに、積算距離初期化して、新たに進行距離の積算を開始する。

0032

次に、算出された進行方位および進行距離に基づいて、車両の仮想現在位置を算出し、算出された仮想現在位置に基づき、車両の候補点を求める処理について説明する。

0033

図4に、この処理の流れを示す。

0034

本処理は、図3からの進行方位および進行距離が出力されるのを受けて起動され、実行されるマイクロプロセッサ24のルーチンである。すなわち、本実施例において、本処理は、車両が20m進む毎に起動される。

0035

さて、この処理では、まず、ステップ407で出力された進行方位と進行距離とを読み込む(ステップ401)。次に、それらの値に基づいて、車両の移動量を緯度経度方向、別々に、それぞれ求める。さらに、これらの各方向における移動量を、前回の車両の候補点を求める処理で得られた車両の候補点の位置に加算して、現在車両が存在すると推定される位置である仮想現在位置(A)を求める(ステップ402)。

0036

もし、装置の始動直後など、前回の車両の候補点を求める処理で得られた候補点が存在しない場合には、別途設定された位置を、前回得られた候補点の位置として用いて仮想現在位置(A)を求める。

0037

ここに、候補点につき説明を加える。装置の始動直後など、初期的な状態においては、仮想現在位置(A)は、ユーザ(運転者)がスイッチ14を用いて所定の情報を入力することなどにより、一意的に定まり、かつ、これは道路に対応する線分上に位置する。しかしながら、車両が走行した後には、方位センサなどの誤差などにより、仮想現在位置(A)が、道路に対応する線分上に存在しなくなる場合がある。その結果、たとえば、図5に示すように、道路が分岐している場合、すなわち、道路に対応する線分61の節点すなわち端部68から、二つの線分64および65があらわれる場合に、いずれの線分に対応する道路上に車両が存在するかが、明確にすることができない場合が多い。

0038

したがって、このような場合に、本実施例においては、後述する処理により得られた線分(図5に示す例では二つの線分)上に存在する点を、所定の条件の下で候補点として設定し、これらの現在位置、エラーコスト、後述する累算エラーコストなどを、それぞれ、メモリ25のRAMの所定の領域に記憶するように構成されている。なお、説明を容易にするため、以下の説明においては、特に複数の候補点であることを明示しない限り、単一の候補点から、新たな一以上の候補点を生成することとする。

0039

次いで、前回の車両の候補点を求める処理で得られたマッチング状態の候補点のみに関して、道路とのマッチングを行うための第1の道路検索処理が実行される(ステップ403)。なお、本実施例において、マッチング状態とは、ある仮想現在位置に関連して、該仮想現在位置との距離、或いは、その方位と車両の進行方位との間の方位差が、所定の範囲内であるような道路が存在し、その結果、仮想現在位置に基づき、道路上の所定の位置に候補点が得られた状態を称する。これに対して、ある仮想現在位置に関連して、上述した距離および方位差が、所定の範囲内であるような道路が存在しない場合が考えられる。本実施例においては、このような場合に、仮想現在位置Aに対応する点自体が候補点となり、このようにして得られた候補点を、フリー状態の候補点と称している。

0040

ここに、図6は、本実施例にかかる第1の道路検索処理を示すフローチャートである。

0041

図6に示すように、この道路検索処理においては、まず、CD−ROM15から、ドライバ16およびDMAコントローラ23を介して、所定の道路データを読み出す(ステップ601)。本実施例においては、道路データとして、図7に示すように、2点間を結ぶ複数の線分51ないし55で近似し、それら線分を、その始点と終点の座標によって表したものなどを用いている。たとえば、線分53は、その始点(x3、y3)と終点(x4、y4)によって表現される。したがって、このステップ601においては、前回の処理により得られたマッチング状態の候補点が位置する線分が選択されて、これに関するデータが読み出される。

0042

次に、ステップ601において選択された線分の座標に基づき、候補点の位置から車両の進行方向に沿って、20mに対応する長さだけ進められた位置を含む線分を検索し、この線分に関する座標データなどを一次候補線分を示すデータとして一時的に記憶する(ステップ602)。より詳細には、候補点が位置する線分の車両の進行方向の端部までの長さが、20mに対応する長さより大きければ、当該線分を一次候補線分として、その座標データなどを記憶する。また、候補点が位置する線分の車両の進行方向の端部までの長さが、20mに対応する長さ以下であれば、当該線分に接続する線分を検索する。

0043

次いで、ステップ602において少なくとも一つの一次候補線分が見つけられたか否かを判断し(ステップ603)、ノー(No)と判断された場合には、ステップ604に進む。

0044

これに対して、ステップ603においてイエス(Yes)と判断された場合には、車両の進行方位と、一次候補線分の方位との間の角度を比較する角度比較処理が実行される(ステップ605)。図8は、本実施例にかかる角度比較処理を示すフローチャートである。図8に示すように、この処理においては、車両の進行方位と線分の方位との方位差θdを算出し(ステップ901)、この方位差θdの絶対値が、所定のしきい値θthよりも大きいか否かを判断する(ステップ902)。本実施例において、このしきい値θthは、30°に設定されている。ステップ902においてノー(No)と判断された場合には、処理を終了し、その一方、イエス(Yes)と判断された場合には、この道路を一次候補線分としない旨の判断がなされ、一時的に記憶されたこの一次候補線分に対応するデータが削除される(ステップ903)。

0045

図6のステップ605に示す角度比較処理が終了すると、ステップ602において複数の一次候補線分が記憶された場合には、他の一次候補線分についても角度比較処理が実行され(ステップ605、606)、全ての一次候補線分につき、角度比較処理が実行されると、ステップ607に進む。このようにして、前回の処理において得られた候補点が位置する線分、或いは、これに接続する線分のうち、その方位と車両の方位との間の方位差が、しきい値θth以下であるような線分に関連するデータが、一次候補線分を示すデータとして記憶される。

0046

ステップ607は、一時的に記憶された一次候補線分が、少なくとも一つ以上存在するかどうかを判断する。このステップ607においてノー(No)と判断された場合には、ステップ604に進む。これに対して、ステップ607においてイエス(Yes)と判断された場合には、垂線距離比較処理が実行される(ステップ608)。ここに、図9は、本実施例にかかる垂線距離比較処理を示すフローチャートである。図9に示すように、この処理においては、仮想現在位置から一次候補線分に向けて垂線をひき、この垂線の長さLを求める(ステップ1001)。次いで、この垂線の長さLが、予め定められたしきい値Lth以下であるか否かを判断する(ステップ1002)。すなわち、一次候補線分が仮想現在位置から、しきい値Lthの範囲に存在しているかどうかを判断する。このステップ1002においてイエスと判断された場合には、この一次候補線分に関連する種々のデータが、二次候補線分を示すデータとして記憶されるとともに、前回の処理で得られた候補点から、所定の線分に沿って、距離Rだけ離間した位置の座標データが、当該二次候補線分に対応する位置データとして記憶される。

0047

その一方、ステップ1002においてノー(No)と判断された場合には、この一次候補線分に関連するデータは消去され、その結果、二次候補線分は生成されない(ステップ1004)。

0048

このように、垂線距離比較処理608が終了すると、全ての一次候補線分につき、処理が終了しているか否かが判断される(ステップ609)。

0049

ステップ608およびステップ609を繰り返すことにより、前回の処理により得られた候補点が位置する線分から、車両の進行方向に、該線分或いはこれに接続された線分に沿って、所定の距離Rだけ離間した点が存在し、その方位と車両の進行方位との間の方位差が、所定のしきい値θth以下であり、かつ、仮想現在位置との間の距離が、所定のしきい値Lth以下であるような二次候補線分を得ることができる。さらに、得られた二次線分に対応する位置データとして、前回の処理で得られた候補点から、所定の線分に沿って、距離Rだけ離間した位置の座標データを得ることができる。この座標データが、後述する候補点を示すデータに対応する。

0050

一次候補線分に関して、ステップ608および609の処理が終了すると、これらステップを経た結果、二次候補線分が得られているか否かを判断する(ステップ610)。このステップ610において、ノー(No)と判断された場合には、ステップ604に進み、その一方、イエス(Yes)と判断された場合には、処理を終了する。

0051

たとえば、図5において、線分61上に存在したある候補点62に対して、仮想現在位置Aが、点63に示す位置に表わされるとする。このような場合に、まず、候補点62が位置する線分61を選択し(ステップ601)、この線分上の候補点62から、車両の進行方向の端部68までの距離を判断する。図5の例の場合には、この線分に接続されている道路があるため、線分64、65に関連するデータが、それぞれ、一次候補線分を示すデータとして一時的に記憶され、それぞれに関連して、角度比較処理(ステップ605)が実行される。ここに、図5の例において、|θ(1)−θcar|<θth、かつ、|θ(2)−θcar|<θthであると仮定すると、ステップ605および606からなる処理ループが二回繰り返され、線分64、65のそれぞれに関連して、垂線距離比較処理(ステップ608)が実行される。

0052

さらに、図5の例において、L(1)<Lth、かつ、L(2)<Lthであったとすると、線分64、65に関連するデータが二次候補線分として記憶され、さらに、候補点62から、線分61および64、或いは、線分61および65に沿って、進行距離R(本実施例では20m)に対応する長さだけ進められた点が候補点66、67として設定され、この点の座標データ、仮想現在位置から線分までの距離L(1)、L(2)に対応するデータ、および、線分の角度θ(1)、θ(2)に対応するデータが記憶される。

0053

再度、図6の第1の道路検索処理の説明に戻る。ここで、ステップ603においてノー(No)と判断された場合、ステップ605の角度比較処理において、全ての一次候補線分が削除された場合(ステップ607でノー(No))、或いは、ステップ608の垂線距離比較処理において、二次候補線分が得られなかった場合(ステップ610でノー(No))には、仮想現在位置を示す座標データが、候補点を示すデータとなる。

0054

このようにステップ403の第1の道路検索処理が終了すると、前回の車両の候補点を求める処理で得られたフリー状態の候補点に関して、道路とのマッチングを行うための第2の道路検索処理が実行される(ステップ404)。図13は、本実施例にかかる第2の道路検索処理を示すフローチャートである。

0055

図10に示すように、この処理(ステップ1301ないし1304)は、図6に示すマッチング状態の候補点に対する第1の道路検索処理(図4のステップ403)に類似している。これら二つの処理の間の相違は以下の点にある。すなわち、第1の道路検索処理においては、前回の車両の候補点を求める処理で得られた候補点が位置する線分、あるいは、これに接続する線分を、一次候補線分として一時的に記憶し、これら一次候補線分から、さらに、その方位と車両方位との方位差が所定のしきい値θth以下であって、かつ、仮想現在位置からの距離に対応する長さが所定のしきい値Lth以内の線分を、二次候補線分として選択している。

0056

これに対して、第2の道路検索処理においては、仮想現在位置(A)を中心とする予め設定された距離D内にある線分をすべて抽出し(ステップ1301)、これら線分から、その方位と車両方位との方位差が所定のしきい値θth以下の線分を選択し(ステップ1302)、さらに、選択された線分と仮想現在位置との間の距離を求め、この距離に対応する長さが所定のしきい値Lth以内の線分を二次候補線分として選択している(ステップ1303)。換言すれば、第1の道路選択処理のステップ602においては、候補点が位置する線分、或いは、当該線分の分岐点から延びる幾つかの線分などが選択されるが、図10のステップ1302においては、読み出された地図データに含まれる道路データに基づき、抽出すべき線分が決定される。したがって、ステップ1301ないし1303を実行するための処理時間は、道路データに対応する道路の密度に依存し、特に、読み出された地図データに対応する地図が、市街地であった場合など、道路の密度が大きい場合に、この処理時間は、第1の道路検索処理における対応する処理を実行するのに必要な時間と比較すると大きい。

0057

この第2の道路検索処理において、ステップ1303が終了すると、ステップ1302およびステップ1303により取り出された線分、すなわち、その方位と車両方位との間の方位差が、しきい値θth以下であり、かつ、仮想現在位置からの距離に対応する長さがしきい値Lth以下であるような線分が、二次候補線分として選択され、該線分に関連する種々のデータが、二次候補線分を示すデータとして記憶される。また、現在地現在位置の存在する点、および、仮想現在位置から当該線分におろした垂線の足、すなわち、この垂線と線分との交点が、候補点と決定され、これら候補点の座標データが記憶される(ステップ1304)。なお、第2の道路検索処理においては、仮想現在位置からおろした垂線と線分との交点が候補点となるが、これは、前回の処理により得られた候補点が、フリー状態であり、したがって、たどるべき線分が存在しないためである。

0058

なお、この第2の道路検索処理において、仮想現在位置から所定の範囲D内に線分が存在しない場合、その方位と車両の進行方位との方位差がしきい値θth以下の線分が存在しない場合、或いは、仮想現在位置からの距離に対応する長さがしきい値Lth以下であるような線分が存在しない場合には、仮想現在位置に対応する点が、唯一の候補点となる。

0059

上述したように、ステップ404の第2の道路探索処理が終了すると、第1の道路検索処理および第2の道路検索処理により得られたn個の候補点に関連する垂線の長さL(i)(1≦i≦n)と、候補点が位置する二次候補線分の方位と車両の方位との間の方位差θd(i)とに基づき、以下の式により定義されるエラーコストec(i)が算出される(ステップ404)。

0060

ec(i)=α×|θd(i)|+β×L(i)
ここに、αおよびβは、重み係数である。これら重み係数の値は、車両の進行方位と線分の方位との間のずれと、仮想現在位置と線分との間のずれとの何れを、道路が選択される上で重視するかにしたがって決定される。たとえば、進行方位とその方位と方位が近い道路を選択することを重視する場合は、αを大きくするようにする。

0061

次いで、算出されたエラーコストec(i)と、前回の処理で得られた候補点に関連する累算エラーコストesとにしたがって、下記の式により定義される、今回の処理における累算エラーコストesを算出する(ステップ405)。

0062

es(i)=(1−k)×es+k×ec(i)
ここに、kは、0より大きく1より小さな重み係数である。この累算エラーコストes(i)は、前回以前の処理において算出されたエラーコストを、今回の処理において算出されるエラーコストにどのくらい反映させるかを表わしている。

0063

さらに、算出された累算エラーコストes(i)に基づき、下記の式に定義される信頼度trst(i)を算出する(ステップ406)。

0064

trst(i)=100/(1+es(i))
上記式から明らかなように、累算エラーコストec(i)が大きくなるのにしたがって、信頼度trst(i)は減少し、0(ゼロ)に近づく。その一方、これが小さくなるのにしたがって、信頼度trst(i)は増大し、その値は、100に近づく。

0065

このような処理をすることにより、ある候補点に対応して得られたn個の二次候補線分に関連する信頼度trst(i)が求められる。候補点が複数存在する場合には、それぞれの候補点に対応して得られた複数の二次候補線分に関連する信頼度trstを算出すればよい。

0066

なお、フリー状態の候補点に関連して、ステップ405で算出すべきエラーコストec(n)には、マッチング状態である場合に得られるエラーコストの値よりも大きな一定の値が与えられる。

0067

次いで、このように得られた候補点の各々に対応する信頼度trstの値にしたがって、これら新たな候補点をソートし(ステップ408)、最も信頼度の値の大きな候補点Cを、表示候補点CD、すなわち、ディスプレイ17上に表示するための候補点として、その位置、累算エラーコスト、信頼度、マッチング状態であるかフリー状態であるかを示す状態フラグなどを、メモリ25のRAMの所定の領域に記憶するとともに、表示候補点以外の他の候補点の位置、累算エラーコスト、信頼度、状態フラグなども、RAMの所定の領域に記憶する(ステップ409)。なお、本実施例においては、7個の候補点に関連するデータを記憶可能に構成されている。したがって、図4のステップ401ないし408の処理を実行した結果、8個以上の候補点が算出された場合には、これらのうち、信頼度trstの値が大きい順に7個の候補点に関連する種々のデータが、メモリ25のRAMの所定の領域に記憶されることになる。

0068

次いで、車両が右折或いは左折したことを示す候補点の位置を補正する候補点位置補正処理が実行される(ステップ410)。図11は、本発明にかかる候補点位置補正処理を示すフローチャートである。この処理は、前回の処理において得られたマッチング状態の候補点に基づき、算出されたマッチング状態の候補点、すなわち、ステップ403で得られた候補点から選択された、マッチング状態の候補点に関連して実行される。

0069

図11に示すように、ステップ403で得られた、マッチング状態の候補点が、車両が左折或いは右折した状態を示しているか否かが判断される(ステップ1101)。より詳細には、このステップ1101は、前回の処理において得られた候補点が位置する線分の方位と、本処理に先行するステップ403において得られた候補点が位置する線分の方位との間の方位差を調べることにより実現される。本実施例においては、この方位差の絶対値が、70°ないし110°である場合には、車両が左折或いは右折したものと判断される。

0070

ステップ1101においてノー(No)と判断された場合には、処理を終了する。これに対して、このステップ1101においてイエス(Yes)と判断された場合には、ステップ1101において得た方位差に基づき、車両が左折したか否かが判断される(ステップ1102)。本実施例において、反時計回りの角を正の角、時計回りの角を負の角と予め定めているため、このステップ1102では、(前回の処理において得られた候補点が位置する線分の方位)−(先行するステップ403において得られた候補点が位置する線分の方位)<0(ゼロ)である場合に、イエス(Yes)と判断される。

0071

ステップ1102においてイエス(Yes)と判断された場合には、前回の処理において得られた候補点が位置する線分に対応する道路データに含まれる道路幅データに基づき、候補点補正量が算出される(ステップ1103)。なお、本実施例においては、道路幅データは、5.5m未満の道路を示す第1のデータ、5.5m以上13m未満の道路を示す第2のデータ、および、13m以上の道路を示す第3のデータを有している。したがって、各線分の道路幅データには、これら第1のデータないし第3のデータから選択された一つが含まれる。

0072

より詳細には、ステップ1103においては、道路幅データのそれぞれに対応して、図12に示すように、左折時および右折時の補正量が記憶された補正量テーブルが参照され、所定の道路幅データに関連する左折時の補正量が読み出される。たとえば、前回の処理で得られた候補点が位置する線分に対応する道路幅データが、第1のデータに該当する場合には、対応する値LL1が読み出される。

0073

ステップ1103が終了すると、該候補点が位置する線分上に沿って、候補点を、読み出された補正量Lに対応する長さだけ、車両の進行方向前方に進ませた位置を新たな候補点の位置とする(ステップ1104)。

0074

ここに、図13は、本処理による候補点の位置の補正をより詳細に説明するための図である。図13において、参照番号121、122および123は、現実の道路に対応し、参照番号124、125および126は、それぞれ、道路121、122および123に対応する線分に対応している。たとえば、車両が左折するのにしたがって、線分124上に位置する候補点130により仮想現在位置131が得られた場合を考える。この場合には、図4のステップ403において、線分124および125に沿って、車両の進行距離R(本実施例においては20m)に対応する長さだけ進められた位置に候補点(図示せず)が生成される。

0075

ところが、左折の場合には、車両は道路121の進行方向左側の位置(たとえば、候補点132から、道路121の左端に向かって距離LLだけ離間して位置する点132)から、道路121および122の左側に沿って進行する。すなわち、車両は、候補点130に対応する位置から、走行軌跡133に沿って進行するというよりも、むしろ、点132に対応する位置から、走行軌跡133と同一形状の走行軌跡134に沿って進行すると考え、点135を仮想現在位置と決定する方が、車両の現在位置をより正確に算出する上でより好ましい。点130と点132との間の距離をLLとすると、点135は、候補点130に基づき得られた仮想現在位置131よりも、車両の進行方向に距離LLだけ前方に位置する。

0076

したがって、本処理においては、得るべき候補点も、図4のステップ403で得られた位置よりも、距離LLだけ前方に位置させるようにしている。また、補正された候補点に関連する種々のデータが、新たに記憶される。

0077

同様に、ステップ1102でノー(No)と判断された場合、すなわち、車両が右折したと判断された場合には、図12に示す補正量テーブルが参照され、所定の道路幅データに関連する右折時の補正量が読み出される。たとえば、前回の処理で得られた候補点が位置する線分に対応する道路幅データが、第2のデータに該当する場合には、対応する値RL2が読み出される。

0078

再度、図13に戻って右折時の候補点の補正を説明する。たとえば、車両が右折するのにしたがって、線分124上に位置する候補点130により仮想現在位置141が得られた場合を考える。右折の場合には、この場合には、図4のステップ403において、線分124および125に沿って、車両の進行距離R(本実施例においては20m)に対応する長さだけ進められた位置に候補点(図示せず)が生成される。

0079

ところが、右折の場合には、車両は道路121の中央よりわずかに進行方向右側の位置(たとえば、候補点132から、道路121の左端に向かって距離RLだけ離間して位置する点142)から、道路121および道路126の中央よりわずかに左側に沿って進行する。したがって、車両は、走行軌跡143に沿って進行するというよりも、むしろ、点141から走行軌跡144に沿って進行すると考え、点145を仮想現在位置と決定する方が、車両の現在位置をより正確に算出する上で好ましい。ここに、点130と点142との間の距離をRLとすると、点145は、候補点130に基づき得られた仮想現在位置よりも、車両の進行方向に距離RLだけ後方に位置する。したがって、本処理においては、得るべき候補点も、図4のステップ403で得られた位置よりも、距離RLだけ後方に位置させるようにしている。また、補正された候補点に関連する種々のデータが、新たに記憶される。

0080

なお、図13から理解できるように、各道路データに関連して、左折時の補正量LLn(n=1,2,3)の値よりも、対応する右折時の補正量RLnの値の方が小さい。また、道路幅が大きくなるのにしたがって、補正量は大きくなる(LL1<LL2<LL3、RL1<RL2<RL3)ことが理解されるであろう。

0081

ステップ403で得られた候補点のうち、マッチング状態の候補点のすべてに関して、道幅補正処理が実行されると。最後に、表示候補点に関連するデータが出力され(図4のステップ411)、処理を終了する。

0082

図4のステップ401ないし410を実行することにより得られた表示候補点は、図14に示すフローチャートに基づく処理によりディスプレイ17の画面上に表示される。

0083

本処理は、1秒毎に起動され実行されるマイクロプロセッサ24のルーチンである。

0084

最初、スイッチ14が押圧により地図の縮尺の変更を指示されているかを、パラレルI/O21の内容を見て判断する(ステップ1401)。もし、押されていれば(ステップ1401でイエス(Yes))、それに対応して、所定の縮尺フラグを設定する(ステップ1402)。

0085

次に、図4の処理を実行することにより得られた表示候補点の位置および方位を示すデータを、メモリ25のRAMの所定の領域から読み出し(ステップ1403)、ステップ1402で切り替えられた縮尺フラグの内容に応じた縮尺の地図をディスプレイ17に、例えば、図2に示すような状態で表示する(ステップ1404)。

0086

そして、地図に重畳して、表示候補点の位置およびその方位を、たとえば、先に示した図2のように、矢印記号“↑”を用いて表示する(ステップ1405)。そして最後に、これらに重畳して、を示す北マークと、縮尺に対応した距離マークとを、図2のように表示する(ステップ1406)。

0087

なお、本実施例においては、上記のように矢印記号を用いて車両位置および方向を示したが、車両位置および方向の表示形態は、位置および進行方向が、表示状態が明確に示されるものであれば、その形態は任意でよい。また、北マーク等も同様である。

0088

本実施例によれば、車両が左折或いは右折したときに、候補点が位置する線分の道路幅データにしたがって、車両の候補点の位置を前方或いは後方に移動させるため、左折および右折後の車両の現在位置を、より正確に算出することが可能となる。

0089

また、本実施例によれば、マッチング状態の候補点から得られた仮想現在位置に関連して、当該候補点が位置する線分、或いは、これに接続された線分を検索するため、仮想現在位置の周辺に存在する全ての道路を検索する場合と比較すると、より短時間で、所望の線分を検索することが可能となる。

0090

さらに、本実施例によれば、マッチング状態の候補点の位置する線分および/または該候補点の位置する線分に接続された線分に沿って、車両の進行距離に対応する長さだけ、前記候補点から進められた位置を候補点とするため、算出された車両の現在位置と実際の車両の現在位置との間の誤差をより小さくすることが可能となる。

0091

本発明は、以上の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

0092

たとえば、前記実施例においては、道幅補正処理が、表示候補点が終了した後に実行されているが、これに限定されるものではなく、第1の道路検索処理403が終了した後に、マッチング状態の候補点に関連して、この処理を実行するように構成してもよいことは明らかである。

0093

また、前記実施例中の道幅補正処理においては、道路幅データに対応する補正量が記憶された補正量テーブルを使用しているが、これに限定されるものではない。たとえば、図15に示すように、道路幅Wに基づき、車両が左折前に道路中に位置すると予想される点を、道路の左端から1/8Wだけ中央側に離間した点と仮定し、LL=7/8×Wと決定し、或いは、車両が右折前に道路中に位置すると予想される点を、道路の中央から1/8Wだけ左側に離間した点と仮定し、RL=1/8×Wと決定してもよい。また、Wと掛け合わせるための数を、道路の車線数に対応して変化させても良い。また、道路幅データとしては、実際の道幅の大きさ以外に道路の車線数を採用することもできる。

0094

さらに、前記実施例においては、車両が道路の左側を通行する例を示したが、これに限定されるものではないことは明らかである。すなわち、車両が道路の右側を通行する場合にも、本発明を適用可能であることは明らかである。この場合に、車両が左折する場合には、道路幅データに基づく所定の長さだけ、候補点の位置を車両の進行方向後方に移動させ、その一方、車両が右折する場合には、道路幅データに基づく所定の長さだけ、候補点の位置を車両の進行方向前方に移動させればよい。

0095

また、本実施例において用いられたパラメータは、例示のために与えられたものに過ぎず、したがって、これらパラメータは、装置の処理速度、車両が走行する道路の種別(例えば、一般道路、高速道路など)にしたがって変更可能であることを理解すべきである。

0096

さらに、本明細書において、手段とは、必ずしも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能が、ソフトウエアによって実現される場合も包含する。また、一つの手段の機能が二以上の物理的手段により実現されても、二以上の手段の機能が一つの物理的手段により実現されてもよい。

発明の効果

0097

本発明によれば、車両が左折或いは右折した場合の当該車両の現在位置を、より正確に算出する現在位置算出システムを提供することが可能となる。

図面の簡単な説明

0098

図1図1は、本発明の実施例にかかる現在位置算出装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。
図2図2は、本実施例にかかる地図および現在位置の表示例を示す図である。
図3図3は、本実施例にかかる車両の進行方位および進行距離を算出する処理を示すフローチャートである。
図4図4は、本実施例にかかる車両の候補点を算出する処理を示すフローチャートである。
図5図5は、道路に対応する線分、仮想現在位置および候補点を説明するための図である。
図6図6は、本実施例にかかる第1の道路検索処理を示すフローチャートである。
図7図7は、本実施例にかかる道路データの一例を説明するための図である。
図8図8は、本実施例にかかる角度比較処理を示すフローチャートである。
図9図9は、本実施例にかかる垂線距離比較処理を示すフローチャートである。
図10図10は、本実施例にかかる第2の道路検索処理を示すフローチャートである。
図11図11は、本実施例にかかる道幅補正処理を示すフローチャートである。
図12図12は、本実施例にかかる補正量テーブルを示す図である。
図13図13は、本実施例にかかる補正量を説明するための図である。
図14図14は、本実施例にかかる現在位置表示処理を示すフローチャートである。
図15図15は、本発明の他の実施例にかかる補正量を説明するための図である。

--

0099

10現在位置算出装置
11角速度センサ
12方位センサ
13車速センサ
14 スイッチ
15CD−ROM
16 CD−ROM読み取りドライバ
17ディスプレイ
18 コントローラ

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