JP2653859B2

JP2653859B2 - 車両走行位置表示装置

Info

Publication number: JP2653859B2
Application number: JP29435988A
Authority: JP
Inventors: 元三池田; 潔鶴見; 広保深谷; 浩伸杉本
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-11-21
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1997-09-17
Anticipated expiration: 2012-09-17
Also published as: JPH02140615A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、走行中の車両の位置を地図上に重ねて表示
する車両走行位置表示装置に関し、詳しくはセンサから
計算される計算位置の誤差を補正するものに関する。

［従来の技術］従来より、車両に走行距離検出手段と方位検出手段と
を設け、これらの手段から車両の走行方位と走行距離と
を求めて車両の位置を計算し、この位置に基づいて、表
示手段に表示された地図上に車両の位置を表示するもの
が知られている。しかし、走行距離検出手段や方位検出
手段の検出値には若干の誤差が含まれるので、これらの
検出値を積算して得られる車両の計算位置には誤差が生
じる。

このような誤差を補正するために計算位置と地図上の
検定点とを比較して補正する装置が知られており、例え
ば特開昭59−208696号公報に開示されているようなもの
が提案されている。この装置は、交差点・屈折点（検定
点）付近での進行方位変化を検出し、車両進行方位が道
路の屈折方位と一致したときを交差点・屈折点通過と判
断し、走行距離検出手段や方位検出手段の検出値から計
算される計算位置を予め記憶された地図上の交差点・屈
折点の座標値に位置補正するものであった。これによっ
て、交差点・屈折点で右左折したときに、計算位置を補
正することにより、それまでの累積距離誤差を適正に補
正することが出来た。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、こうした従来の装置では、走行距離検
出手段や方位検出手段の検出値から計算される現在の計
算位置までの累積誤差が交差点間距離よりも大きくなっ
た場合には、位置補正が出来なかったり、誤った位置補
正をしてしまうことがあった。例えば、走行距離検出手
段や方位検出手段により検出された現在の計算位置が、
予め記憶された交差点等の検定点と検定点との間にあ
り、その位置で車両の進行方位が変更されて右左折等の
屈曲が検出されたときに、両検定点が検出誤差の範囲内
にある場合には、どちらの検定点が正しい現在の位置で
あるか判定できない場合があるという問題があった。

そこで本発明は上記の課題を解決することを目的と
し、走行中の車両の屈曲を判定して計算位置の正しい補
正を行う車両走行位置表示装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］かかる目的を達成すべく、本発明は課題を解決するた
めの手段として次の構成を取った。即ち、第１図に例示
する如く、車両の走行距離を検出する走行距離検出手段M1と、前
記車両の進行方位を検出する方位検出手段M2と、道路地
図上に設定された複数の検定点を含む地図情報を記憶し
た地図記憶手段M3と、前記走行距離と前記進行方位とに
基づいて計算した車両の計算位置を前記地図情報と共に
表示する位置表示手段M4とを有する車両走行位置表示装
置において、前記地図記憶手段M3が、前記地図情報として少なくと
も前記検定点に接続する屈曲路情報を記憶し、車両屈曲後に、車両屈曲前の前記走行距離と進行方位
とに基づく進行方位所定範囲内で屈曲後の進行方位の屈
曲路を有する検定点を、前記地図記憶手段M3から検索す
る進行方位検索手段５と、車両屈曲後に、車両屈曲前の前記走行距離と進行方位
の逆方位とに基づく反進行方位所定範囲内で屈曲後の進
行方位の屈曲路を有する検定点を、前記地図記憶手段M3
から検索する反進行方位検索手段M6と、前記進行方位検索手段M5と前記反進行方位検索手段M6
とにより検索された検定点から選択して計算位置を更新
する更新手段M7と、を備えたことを特徴とする車両走行位置表示装置の構成
がそれである。

［作用］前記構成を有する車両走行位置表示装置は、走行距離
検出手段M1が車両の走行距離を検出し、方位検出手段M2
が車両の進行方位を検出し、地図記憶手段M3が、地図情
報として少なくとも前記検定点に接続する屈曲路情報を
記憶する。ここで、屈曲路とは、交差点や道路が右若し
くは左に曲がっている屈折路等をいう。

そして、進行方位検索手段M5が、車両屈曲後に、車両
屈曲前の走行距離と進行方位とに基づく進行方位所定範
囲内で屈曲後の進行方位の屈曲路を有する検定点を、地
図記憶手段M3から検索し、反進行方位検索手段M6が、車
両屈曲後に、車両屈曲前の走行距離と進行方位の逆方位
とに基づく反進行方位所定範囲内で屈曲後の進行方位の
屈曲路を有する検定点を、地図記憶手段M3から検索し、
更新手段M7が進行方位検索手段M5と反進行方位検索手段
M6とにより検索された検定点から選択して計算位置を更
新する。

［実施例］以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第２図は本発明の一実施例である車両走行表示装置の
概略構成図である。車両には、車速センサ１と、方位セ
ンサ２とが積載されており、車速センサ１は、車両の走
行速度を検出するものである。この走行速度を後述する
電子制御回路20により積分処理することによって、車両
の走行距離が求められる構成となっており、これらによ
り、走行距離検出手段M1を構成している。方位検出手段
M2としての方位センサ２は、車両の走行方位を検出する
ものであり、本実施例では、地磁気を検出して方位を得
るものを用いている。但し、この方位センサ２として
は、ジャイロコンパスによるものや、左右操舵輪の回転
差などから得られる車両のステアリング角を累積して方
位を求めるものなどでもよい。

また、地図メモリ４を備えており、これはコンパクト
ディスク等の大容量の記憶装置で構成されている。この
地図記憶手段M3としての地図メモリ４には、例えば東京
都や愛知県あるいは東海地方などの所定範囲の地図デー
タ、及び道路の特徴を書き出した検出点データが記憶さ
れている。地図データは、道路形状、道路幅、道路名、
建物、地名、地形などの地図を再生するためのデータで
ある。検定点データは、表示される車両位置、方位セン
サ２から得られる走行方位、車速センサ１から得られる
走行距離などを補正するために、地図データあるいは実
測に基づいて作成されるデータである。本実施例では、
道路を折れ線の集合により近似し、線の中間点、各折れ
線の端点及び道路の交差点等を検定点としている。そし
て、これらの検定点に関するデータとして下記のような
情報を有している。

検定点番号検定点の絶対位置（緯度・経度）P_t 検定点が含まれる領域番号（但し、領域番号とは例え
ば日本全国をいくつかに分割した場合の区画番号）検定点の両側の折れ線のなす角度（曲率θ）検定点に接続されている他の検定点の数（i:1〜ｍ）検定点に接続されている他の検定点の番号検定点に接続されている他の検定点までの距離（d_i）検定点に接続されている他の検定点への方位（α_ｉ）尚、，，における他の検定点の番号、距離、方
位はの他の検定点の番号に対応した数（i:1〜ｍ）だ
けある。本実施例では、屈曲路情報としては、，，
，，等の情報がそれに相当し、屈曲路とは、交差
点等での分岐路や道路が右あるいは左に屈折していると
きの屈折路等である。

更に、コントロールスイッチ６が設けられており、こ
れは、運転者が初期値を入力したり、表示される地図を
選択したりするための各種スイッチで構成されている。

これらの車速センサ１、方位センサ２、地図メモリ
４、コントロールスイッチ６は、各々電子制御回路20に
接続されている。この電子制御回路20は、周知のCPU2
2、制御用のプログラムやデータを予め格納するROM24、
読み書き可能なRAM26に、入出力回路28がコモンバス30
を介して相互に接続されて構成されている。CPU22は、
車速センサ１、方位センサ２、地図メモリ４、コントロ
ールスイッチ６からの信号を入出力回路28を介して入力
し、これらの信号、ROM24、RAM26内のプログラムやデー
タ等に基づいてCPU22は、入出力回路28、CRTコントロー
ラ32を介してCRT34に駆動信号を出力する。

このCRTコントローラ32は、CRT34の表示を制御し、電
子制御回路20から転送される地図データを、CRT34の画
面に地図として再生すると共に、電子制御回路20から転
送される車両の計算位置を、現在表示中の地図上に表示
する構成のものである。

尚、電子制御回路20は、車両に搭載することなく、固
定局に設けて、適宜の通信装置によってデータを送受信
して車両位置を再現する構成のものでもよい。

前記電子制御回路20は、図示しない電源スイッチがオ
ンされると、ROM24に予め設定されたプログラムに従っ
て、CPU22が演算処理を実行開始する。

本実施例では、発進前に車両の乗員が、コントロール
スイッチ６を操作して、CRT34に表示される地図を選択
し、この地図上に自らの車両位置を初期位置P_b（第５図
参照）として指示する。あるいは、これ以外にも、前回
の車両の運転停止時の計算位置を不揮発性メモリに格納
しておき、この位置を初期位置P_bとして設定してもよ
い。

そして、車両が走行を開始すると、車速センサ１から
入力される走行速度を積分して得られる走行距離と、方
位センサ２から得られる進行方位が検出される。車両が
ある距離走行して、検出された走行距離と走行方位とに
基づいて計算された現在の計算位置Ｖが、CRT34の地図
上に表示される。車両の走行に伴って、地図メモリ４に
予め記憶された検定点P_tを通過すると、計算位置Ｖの補
正処理が行われる。例えば、本実施例では、第５図に示
すように、一つ前の検定点P₀からの走行距離が、検定点
P₀及び検定点P₁間の距離になり、計算位置Ｖが、検定点
P₁を中心とする下記式で算出される半径r₁の検定円R₁内
にあると、計算位置Ｖに検定点P₁を引き込む引き込み処
理が行われる。そして、以後の計算位置Ｖはこの検定点
P₁からの積算によって求められる。

r₁＝K₁×dis＋r₀ ここで、K₁は予め実験等によって求められた方位誤差
係数であり、disは検定点間の距離である。また、r₀は
主に予め記憶された検定点位置の地図誤差の初期値であ
る。このK₁×disは、検定点間を走行した際の方位誤差
項である。

また、方位センサ２としては、本実施例では値磁気を
検出する磁気方位センサを用いているが、地磁気の偏
角、車体の着磁により若干の誤差を生じる。また、方位
センサ２としてジャイロセンサから得られる角速度を積
分するものや、左右車輪の回転差により方位の変化を検
出するものを用いる場合、これらは相対方位を求めるた
め方位誤差が徐々に累積されていく。

そこで、本実施例では、一つ前に通過した検定点P_t-1
（P₀）と次の検定点P_t（P₁）とを結ぶ直線及び検定点P
_t-1（P₀）と計算位置Ｖとを結ぶ直線のなす角度を求め
る。そして、以後の方位センサ２から求められる方位に
この角度による補正を加えて、位置計算のための方位と
する方位補正処理を行っている。こうして、検定点P_tを
通過する毎に、計算位置Ｖを補正する。

更に、第５図に示すように、検定点P₁を通過して検定
点P₂に向かって車両が走行を続けて、検定点P₂の交差点
で左折すると、屈曲したと判定されて、後述する処理に
より計算位置Ｖを検定点P₂とする引き込み処理が行われ
て、現在位置の補正が行われる。交差点での屈曲が検出
された場合には、特に距離誤差の補正が適正に行われ
る。この交差点での補正が行われ、車両が更に走行を続
けて、検定点P_tを通過する毎に計算位置Ｖを検定点P₃,P
₄とする引き込み処理が行われる。

次に、車両が交差点で左右折して、屈曲した場合の補
正制御処理について、第３図に示すフローチャートによ
って説明する。

例えば、第５図に示すように、検定点P₄を通過して、
ある距離を走行後、右折したときに、補正制御処理が実
行される。

まず、方位センサ２により検出される屈曲後の進行方
位と、屈曲前の進行方位との差が所定値以上であるとき
には、屈曲したと判定される（ステップ100）。本実施
例では、例えば、第６図に示すように、前前回の計算位
置V_n-2と前回の計算位置V_n-1とを結ぶ直線、及び前回の
計算位置V_n-1と今回の計算位置V_nとを結ぶ直線とのなす
角度である曲線θ_n-1が、所定角度以上となったとき
に、屈曲したと判定される。

屈曲したと判定されると、半径r₂の検定円R₂が下記算
出式により算出される（ステップ110）。

r₂＝K₁×dis＋K₂×Σdis＋r₀ ここで、K₁、dis、r₀は、前述した半径r₁の算出の際
の値と同じであり、K₂は予め実験等により求められた距
離誤差係数であり、Σdisは前回屈曲点からの走行距
離、第５図に示す例では検定点P₂からの走行距離であ
る。このK₂×Σdisは、前回屈曲点からの距離誤差項で
ある。

次に、屈曲前の進行方位（第７図に示すα方向）に対
して所定角度内、例えば進行方位に対して±30度以内に
ある検定点P_t（第５図では、P₆,P₇,P₈がそれに対応す
る。）が、地図メモリ４から検索される（ステップ12
0）。続いて、この検索された検定点P_tが前記半径r₂の
検定円R₂内にあるか否かが判定される（ステップ13
0）。この検定円R₂内にあると判定されると、この検定
点P_tに接続する車両が屈曲したβ方向（本実施例では右
方向）の屈曲路があるか否かが判定される（ステップ14
0）。この検定点P_tに接続する車両が屈曲したβ方向
（右方向）の屈曲路があると判定されると、その検定点
P_tを一旦RAM26に登録する（ステップ150）。

例えば、第５図に示す場合では、進行方位の所定角度
内にあるまず検定点P₆が検索され、（ステップ120）、
検定円R₂内にあることから（ステップ130）、β方向の
屈曲路としての分岐路があるか否かが判定される（ステ
ップ140）。これは、予め地図メモリ４に記憶された検
定点P₆に接続する検定点P₇,P₁₂の方位によって判定され
る。検定点P₆に車両の屈曲方向の屈曲路がないときに
は、前記ステップ120以下の処理が繰り返し行われ、検
定点P₆に接続した検定点P₇が検索される。検定点P₇は、
検定円R₂内にあると判定され（ステップ130）、この検
定点P₇に接続する車両が屈曲したβ方向（右方向）の屈
曲路としての分岐路がないと判定されて（ステップ14
0）、再びステップ120以下の処理が繰り返される。検定
点P₆に接続した検定点P₁₂は所定角度外（±30度外）に
あるとして検索の対象から外され、次に、検定点P₇に接
続した検定点P₈は検定円R₂外にあるとして検索の対象か
ら外される。

こうして、ステップ120〜150の処理を繰り返し実行し
て、第５図に示すように、車両の進行方位の所定角度内
でかつ検定円R₂内にある斜線で示す進行方位所定範囲内
の検定点P_tが一旦登録される。第５図に示す場合では、
該当する検定点P_tは存在せず、登録されないで次の処理
が行われる。このステップ100〜150の処理の実行が、進
行方位検索手段M5として働く。

そして、進行方位所定範囲内の検定点P_tを検索して登
録すると、若しくは該当する検定点P_tがないと（ステッ
プ120〜150）、次に、車両の屈曲前の進行方位（α方
向）と180度逆方向である反進行方位（反α方向）で、
かつ反進行方位と所定範囲内、例えば±30度内にある地
図メモリ４に記憶された検定点P₁（第５図では、P₅,P₄,
P₃,P₂がそれに対応する。）が、地図メモリ４から検索
される（ステップ160）。そして、前述したステップ120
〜150の処理と同様に、検定点P_tが検定円R₂内にあるか
否かが判定され（ステップ170）、この検定点P_tに接続
する車両が屈曲した右方向（β方向）の屈曲路があるか
否かが判定されて（ステップ180）、該当する検定点P_t
があるときには、その検定点P_tを一旦RAM26に登録する
（ステップ190）。

例えば、第５図に示す場合には、検定点P₅は所定角度
内で、検定円R₂内にあり、かつこの検定点P₅に接続する
車両が屈曲したβ方向（右方向）の屈曲路としての分岐
路があることから、一旦RAM26に登録される。そして、
検定点P₅に接続する検定点P₁₀,P₁₁は所定角度範囲外に
あるので検索の対象外とされる。また、検定点P₅に接続
する検定点P₄は所定角度範囲内にあっても、検定円R₂内
にないので検索の対象外とされる。

こうして、ステップ169〜190の処理を繰り返し実行し
て、第５図に示すように、車両の進行方位と逆方位の所
定角度内でかつ検定円R₂内にある斜線で示す反進行方位
所定範囲内の検定点P_tが一旦登録される。第５図に示す
場合では、検定点P₅がそれに該当し、一旦RAM26に登録
される。ステップ100,110,160〜190の処理の実行が、反
進行方位検索手段位M6として働く。

対象となる検定点P_tの登録を終了すると、次に、ステ
ップ150及び190の処理によりRAM26に登録された検定点P
_tの登録点数Ｎが判定される（ステップ200）。この登録
点数Ｎが１を越えた複数ある場合には、この登録されて
いる検定点P_tのうちから、速度センサ１及び方位センサ
２により検出される屈曲時の曲率最大点V_maxと最も接近
している検定点P_tが選択される（ステップ210）。この
曲率最大点V_maxは、車両が屈曲したときの前述した曲率
θが最大となる点であり、第６図に示す場合では、計算
位置V_n-1が曲率最大点V_maxである。そして、この選択さ
れた検定点P_tを曲率最大点V_maxに引き込む処理を行い
（ステップ220）、以後はこの補正された曲率最大点V
_maxに基づいて計算位置Ｖの計算が行われる。

尚、本実施例では、曲率最大点V_maxと最も接近してい
る検定点P_tが選択されるが、このように、ある一つの検
定点P_tに限るのではなく、ステップ150及び190の処理に
より登録された全ての検定点P_tを対象とし、その全ての
検定点P_tと接続する道路をそれ以後追跡して、その後に
合致しなくなった道路の追跡を順次消去していく構成と
してもよい。

一方、第５図に示すように、検定点P₅のような登録点
数Ｎが１である場合には、検定点P₅を曲率最大点V_maxに
引き込む処理を行い（ステップ220）、以後はこの補正
された曲率最大点V_maxに基づいて計算位置Ｖの計算が行
われる。

このように、左右方向に屈曲した際に、検定点P₅を曲
率最大点V_maxに引き込み、以後はこの曲率最大点V_maxに
基づいて計算位置Ｖを計算することにより、それまで累
積された距離誤差を適正に補正することが出来る。

また、ステップ150及び190の処理により登録された検
定点P_tがない場合には、車両は地図に示された道路以外
の場所、例えば駐車場等を走行していると判定して、速
度センサ１及び方位センサ２により検出される計算位置
Ｖをそのまま表示する離脱処理を実行する（ステップ23
0）。

尚、このステップ200〜230の処理の実行が、更新手段
M7として働く。

そして、ステップ220,230の処理を実行すると、若し
くは、ステップ100の処理で屈曲ではないと判定される
と、一旦本制御処理を終了する。

尚、検定点P_tの位置は一般に交差点の中心にあるた
め、地図メモリ４に記憶されている地図データに道路幅
データがある場合には、交差点での左折屈曲時に、第８
図に示すように、道路幅によって生じる位置誤差l_erを
消去して、曲率最大点V_maxを補正することにより位置精
度を向上させることが出来る。即ち、それぞれの道路幅
W₁,W₂の約半分をそれぞれl_er1,l_er2とし、検定点P_tの値
をl_er1,l_er2の値によって交差点中心方向にずらし、曲
率最大点V_maxを更に補正する構成としてもよい。

こうして、補正制御処理により補正された計算位置Ｖ
は、第４図に示す表示割込処理を実行して、車両の現在
の計算位置ＶをCRT34に表示する。

まず、車両の現在の計算位置Ｖに応じた、地図上の位
置が算出される（ステップ300）。次に、CRT34上に表示
している地図を、スクロールする必要があるか否かを判
定する（ステップ310）。必要があるときには、表示す
る地図の範囲を変更し（ステップ320）、CRT34上に地図
を表示して（ステップ330）、この地図上に車両の現在
位置が表示される（ステップ340）。

尚、このステップ300〜340の処理の実行が、位置表示
手段M4として働く。

前述した如く本実施例の車両走行位置表示装置は、車
両の走行距離及び進行方位を検出し、車両屈曲後に（ス
テップ100）、車両屈曲前の走行距離と進行方位（α方
向）とに基づく進行方向所定範囲内で屈曲後の進行方位
（β方向）の屈曲路を有する検定点P_tを、地図メモリ４
から検索する（ステップ110〜150）。また、車両屈曲後
に（ステップ100）、車両屈曲前の走行距離と進行方位
の逆方位（反α方向）とに基づく反進行方位所定範囲内
で屈曲後の進行方位（β方向）の屈曲路を有する検定点
P_tを、地図メモリ４から検索する（ステップ110,160〜1
90）。そして、進行方位所定範囲と反進行方位所定範囲
内（第５図に示す斜線の範囲内）にある検定点P_tから選
択して計算位置Ｖを更新する（ステップ200〜230）。

よって、屈曲時に、車両の進行方位及びその逆方位の
検定点P_tを検索して、車両の屈曲後の進行方位を判定し
て、計算位置Ｖの補正を行う。走行距離誤差、進行方位
誤差が大きくなって、その累積誤差の範囲に複数の交差
点がある場合でも、計算位置Ｖが検定点P_tを行き過ぎた
位置にあっても、あるいは検定点P_tの手前であっても、
車両が屈曲した進行方位の屈曲路を有する検定点P_tを選
択して、誤った検定点P_tを計算位置Ｖに引き込むことが
なく、計算位置Ｖの正しい補正を行うことが出来る。

以上本発明はこの様な実施例に何等限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々な
る態様で実施し得る。

［発明の効果］以上詳述したように本発明の車両走行位置表示装置
は、走行距離誤差、進行方位誤差が大きくなって、その
累積誤差の範囲に複数の交差点がある場合でも、車両の
進行方位及びその逆方位の検定点を検索して、車両の屈
曲後の進行方位からその方向の屈曲路を有する検定点を
選択し、誤った検定点を計算位置に引き込むことがな
く、計算位置の正しい補正を行うことが出来るという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両走行位置表示装置の基本的構成を
例示するブロック図、第２図は本発明の一実施例として
の車両走行位置表示装置の概略構成図、第３図は本実施
例の電子制御回路において行われる補正制御処理の一例
を示すフローチャート、第４図は同じく表示割込処理の
一例を示すフローチャート、第５図は本実施例の車両の
作動の一例を示す説明図、第６図は本実施例の屈曲時の
作動の一例を示す説明図、第７図は本実施例の進行方位
と曲率最大点を説明する説明図、第８図は本実施例の道
路幅の補正を説明する説明図である。 M1……走行距離検出手段 M2……方位検出手段、M3……地図記憶手段 M4……位置表示手段、M5……進行方位検索手段 M6……反進行方位検索手段 M7……更新手段１……車速センサ、２……方位センサ４……地図メモリ、20……電子制御回路 34……CRT

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者深谷広保愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内 (72)発明者杉本浩伸愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開平２−51013（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の走行距離を検出する走行距離検出手
段と、前記車両の進行方位を検出する方位検出手段と、
道路地図上に設定された複数の検定点を含む地図情報を
記憶した地図記憶手段と、前記走行距離と前記進行方位
とに基づいて計算した車両の計算位置を前記地図情報と
共に表示する位置表示手段とを有する車両走行位置表示
装置において、前記地図記憶手段が、前記地図情報として少なくとも前
記検定点に接続する屈曲路情報を記憶し、車両屈曲後に、車両屈曲前の前記走行距離と進行方位と
に基づく進行方位所定範囲内で屈曲後の進行方位の屈曲
路を有する検定点を、前記地図記憶手段から検索する進
行方位検索手段と、車両屈曲後に、車両屈曲前の前記走行距離と進行方位の
逆方位とに基づく反進行方位所定範囲内で屈曲後の進行
方位の屈曲路を有する検定点を、前記地図記憶手段から
検索する反進行方位検索手段と、前記進行方位検索手段と前記反進行方位検索手段とによ
り検索された検定点から選択して計算位置を更新する更
新手段と、を備えたことを特徴とする車両走行位置表示装置。