JP6010364B2

JP6010364B2 - 走行軌跡記憶装置

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Publication number: JP6010364B2
Application number: JP2012146982A
Authority: JP
Inventors: 正広飯田; 育郎佐藤; 伸洋水野
Original assignee: Denso Corp; Denso IT Laboratory Inc
Current assignee: Denso Corp; Denso IT Laboratory Inc
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: US20140095067A1; DE112012003467B4; DE112012003467T5; CN103717999A; WO2013027404A1; CN103717999B; US9335171B2; JP2013061320A

Description

本発明は、車両の走行軌跡を記憶する走行軌跡記憶装置に関する。

従来より、車両の走行軌跡を記憶し、その走行軌跡に基づいて道路形状を学習する技術が考えられている。そして、その走行軌跡として、推測航法軌跡と絶対軌跡とが知られている。推測航法軌跡は、速度センサやジャイロセンサなどの検出値によって定まる車両の走行ベクトルを時系列で配列した軌跡である。絶対軌跡は、推測航法軌跡に、例えばＧＰＳ衛星などの測位用衛星からの受信電波に基づいて生成した測位軌跡を合成した軌跡である。
ここで、推測航法軌跡では、距離やカーブ曲率などについて車両の走行制御を十分に実施できるほどの正確なデータを得ることができない場合があり、また、絶対座標も持たない。そのため、車両の走行制御用としては、推測航法軌跡よりも絶対軌跡が採用される傾向にある。

ところが、絶対軌跡では、測位用衛星からの受信電波に基づく測位軌跡を使用することから、次のような課題がある。
即ち、例えばビル街などでは、測位用衛星からの電波が建物などに反射してしまい、カーナビゲーション装置が複数の経路から電波を受信してしまう現象、いわゆるマルチパス現象が発生する場合がある。このようなマルチパス現象が発生する箇所においては、車両の位置を正確に検出することができず、従って、正確な測位軌跡を生成することもできない。そのため、車両の走行制御用の軌跡として絶対軌跡を採用する場合には、このようなマルチパス現象による影響を除去することが課題となる。
このようなマルチパス現象による影響を除去する技術として、例えば特許文献１には、マルチパス現象が発生し易い地域内ではＧＰＳ信号の受信感度を低下させ測位演算を行わないようにした技術が開示されている。しかしながら、この特許文献１に記載の技術では、マルチパス現象が発生し易い地域内を車両が走行しているときにリアルタイムで軌跡の演算処理が行われることから、マルチパス現象による影響の除去が不十分となる懸念がある。

特開２００６−２４２９１１号公報

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の走行軌跡として絶対軌跡を採用する場合に、その絶対軌跡をより正確に生成することができる走行軌跡記憶装置を提供することにある。

請求項１，４に記載した発明によれば、測位軌跡生成手段は、位置検出手段が測位した車両の各位置を時系列で配列した測位軌跡を生成し、推測航法軌跡生成手段は、移動距離検出手段が検出した車両の各移動距離および走行方向検出手段が検出した車両の各走行方向によって定まる各ベクトル、即ち、車両の各走行ベクトルを時系列で配列した推測航法軌跡を生成する。そして、修正測位軌跡生成手段は、測位軌跡生成手段が生成した測位軌跡と推測航法軌跡生成手段が生成した推測航法軌跡とを重ね合わせた状態で、測位軌跡に含まれる各位置のうち推測航法軌跡から所定距離以上離れた位置を除外した修正測位軌跡を生成し、修正推測航法軌跡生成手段は、推測航法軌跡生成手段が生成した推測航法軌跡を修正測位軌跡生成手段が生成した修正測位軌跡に基づいて修正した修正推測航法軌跡を生成する。そして、絶対軌跡生成手段は、修正測位軌跡生成手段が生成した修正測位軌跡と修正推測航法軌跡生成手段が生成した修正推測航法軌跡とを合成した絶対軌跡を生成し、この絶対軌跡が、絶対軌跡記憶手段によって記憶されるようになる。

この走行軌跡記憶装置によれば、絶対軌跡は、リアルタイムで修正されながら生成されるのではなく、測位軌跡および推測航法軌跡を一旦生成し、それら測位軌跡および推測航法軌跡を修正した修正測位軌跡および修正推測航法軌跡を生成し、それら修正測位軌跡と修正推測航法軌跡とを合成することで生成される。つまり、測位軌跡や推測航法軌跡を生成しながらリアルタイムで絶対軌跡を生成するのではなく、測位軌跡および推測航法軌跡を生成し、それら測位軌跡および推測航法軌跡を修正した上で、その修正後の測位軌跡および推測航法軌跡を用いて事後的に絶対軌跡を生成するようにした。これにより、絶対軌跡を生成する際にマルチパス現象による影響を精度良く除去することができ、絶対軌跡をより正確に生成することができる。

また、請求項１に記載した発明によれば、修正測位軌跡生成手段は、推測航法軌跡を測位軌跡に重ね合わせるための第１変換行列を算出し、その第１変換行列により推測航法軌跡を測位軌跡に重なる変換推測航法軌跡に変換し、測位軌跡と変換推測航法軌跡とを重ね合わせた状態で、測位軌跡に含まれる各位置のうち変換推測航法軌跡から所定距離以上離れた位置を除外することで修正測位軌跡を生成する。修正推測航法軌跡生成手段は、推測航法軌跡を修正測位軌跡に重ね合わせるための第２変換行列を算出し、その第２変換行列により推測航法軌跡を修正測位軌跡に重なるように変換することで修正推測航法軌跡を生成する。絶対軌跡生成手段は、修正推測航法軌跡生成手段が生成した修正推測航法軌跡を絶対軌跡として生成する。このように変換行列よって変換された測位軌跡および推測航法軌跡に基づいて絶対軌跡を生成することにより、より高精度な絶対軌跡を得て記憶することができる。

この場合、請求項２に記載した発明のように、第１変換行列は、推測航法軌跡をスキュー変化（軌跡の歪みを伴う変化）が不能な変換行列で設定し、第２変換行列は、推測航法軌跡をスキュー変化（軌跡の歪みを伴う変化）が可能な変換行列で設定するように構成するとよい。また、請求項３に記載した発明のように、第１変換行列は、測位軌跡を推測航法軌跡に重ね合わせることも可能な変換行列で設定することができる。

請求項５に記載した発明によれば、絶対軌跡生成手段は、位置検出手段が電波を受信可能な衛星の数が所定数以上であるときに対応して生成された修正測位軌跡と修正推測航法軌跡とを合成することにより絶対軌跡を生成する。
この走行軌跡記憶装置によれば、測位軌跡生成手段が生成する測位軌跡が極力正確なものとなるので、この測位軌跡を修正することで得られる修正測位軌跡も極力正確なものとなり、ひいては、この修正測位軌跡を用いて生成される絶対軌跡も極力正確なものとすることができる。

さらに、請求項６に記載した発明のように、絶対軌跡生成手段は、位置検出手段が電波を受信可能な衛星の数が所定数以上であり、かつ、移動距離検出手段が検出した車両の各移動距離が所定値以上のときに対応して生成された修正測位軌跡と修正推測航法軌跡とを合成することにより絶対軌跡を生成するように構成するとよい。あるいは、請求項７に記載した発明のように、絶対軌跡生成手段は、位置検出手段が電波を受信可能な衛星の数が所定数以上であり、かつ、移動距離検出手段が検出した車両の各移動距離が所定値以上であり、かつ、走行方向検出手段が検出した車両の各走行方向が所定範囲内のときに対応して生成された修正測位軌跡と修正推測航法軌跡とを合成することにより絶対軌跡を生成するように構成するとよい。これにより、より正確な絶対軌跡を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係るものであり、カーナビゲーション装置の構成を概略的に示す機能ブロック図車両の真の走行軌跡を示す図修正前の測位軌跡を示す図修正前の推測航法軌跡を示す図従来の絶対軌跡を示す図修正測位軌跡を示す図修正前の測位軌跡と推測航法軌跡とを重ね合わせた状態を示す図修正推測航法軌跡を示す図本実施形態の絶対軌跡を示す図本発明の第２実施形態に係るものであり、推測航法軌跡を測位軌跡に重ね合わせるための第１変換行列を算出する式を示す図第１変換行列を示す図推測航法軌跡を測位軌跡に重なる変換推測航法軌跡に変換する式を示す図（ａ）は第１変換行列により推測航法軌跡を測位軌跡に重ねて変換推測航法軌跡に変換する前の状態を示す図、（ｂ）は変換推測航法軌跡に変換した後の状態を示す図修正測位軌跡を示す図推測航法軌跡を修正測位軌跡に重ね合わせるための第２変換行列を算出する式を示す図第２変換行列を示す図推測航法軌跡を修正測位軌跡に重なる修正推測航法軌跡に変換する式を示す図（ａ）は第２変換行列により推測航法軌跡を修正測位軌跡に重ねて修正推測航法軌跡に変換する前の状態を示す図、（ｂ）は修正推測航法軌跡に変換した後の状態を示す図

（第１実施形態）
以下、本発明に係る走行軌跡記憶装置をカーナビゲーション装置に適用した第１実施形態について図１から図９を参照して説明する。
図１に示すように、カーナビゲーション装置１０は、制御部１１、検出部１２、記憶部１３、表示出力部１４、操作入力部１５などを備える。
制御部１１は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏバスなどを有する周知のマイクロコンピュータを主体として構成されている。この制御部１１は、ＲＯＭあるいは記憶部１３などの記憶媒体に記憶されているコンピュータプログラムに従って、カーナビゲーション装置１０の動作全般を制御する。

また、この制御部１１は、コンピュータプログラムを実行することにより、位置検出処理部２１、測位軌跡生成処理部２２、移動距離検出処理部２３、走行方向検出処理部２４、推測航法軌跡生成処理部２５、修正測位軌跡生成処理部２６、修正推測航法軌跡生成処理部２７、絶対軌跡生成処理部２８、絶対軌跡記憶処理部２９をソフトウェアによって仮想的に実現する。位置検出処理部２１は、本発明でいう位置検出手段に相当し、測位軌跡生成処理部２２は、本発明でいう測位軌跡生成手段に相当し、移動距離検出処理部２３は、本発明でいう移動距離検出手段に相当し、走行方向検出処理部２４は、本発明でいう走行方向検出手段に相当し、推測航法軌跡生成処理部２５は、本発明でいう推測航法軌跡生成手段に相当し、修正測位軌跡生成処理部２６は、本発明でいう修正測位軌跡生成手段に相当し、修正推測航法軌跡生成処理部２７は、本発明でいう修正推測航法軌跡生成手段に相当し、絶対軌跡生成処理部２８は、本発明でいう絶対軌跡生成手段に相当し、絶対軌跡記憶処理部２９は、本発明でいう絶対軌跡記憶手段に相当する。

検出部１２は、ＧＰＳ受信機１２ａ（ＧＰＳ：Global Positioning System）、速度センサ１２ｂ、ジャイロセンサ１２ｃなどを備える。ＧＰＳ受信機１２ａは、測位用の人工衛星であるＧＰＳ衛星から送信される電波、つまり衛星電波を図示しないＧＰＳアンテナを介して受信する。また、このＧＰＳ受信機１２ａは、例えば受信した電波の数に応じて、電波を受信可能なＧＰＳ衛星の数を検出可能に構成されている。速度センサ１２ｂは、車両の走行速度に応じた間隔でパルス信号を出力する。ジャイロセンサ１２ｃは、車両に加わる回転運動の角速度に応じた検出信号を出力する。検出部１２は、これらＧＰＳ受信機１２ａ、速度センサ１２ｂ、ジャイロセンサ１２ｃなどによる検出データを制御部１１に入力する。制御部１１は、検出部１２から入力された検出データを記憶部１３に記憶するようになっている。

記憶部１３は、例えばハードディスクドライブやメモリカードなどの記憶媒体で構成されており、軌跡演算に必要な各種データやカーナビゲーション装置１０の動作制御に必要な各種データなど各種の情報を記憶する。また、この記憶部１３には、詳しくは後述する測位軌跡Ａ、推測航法軌跡Ｂ、修正測位軌跡Ｃ、修正推測航法軌跡Ｄ、絶対軌跡Ｅなどの軌跡情報や、これら軌跡を生成するために必要な各種のデータが記憶される。なお、これら測位軌跡Ａ、推測航法軌跡Ｂ、修正測位軌跡Ｃ、修正推測航法軌跡Ｄ、絶対軌跡Ｅなどの軌跡情報は、車両の走行軌跡全体、例えば出発地から目的地までの軌跡全体に対応するものでなくてもよく、車両の走行軌跡の一部の区間における軌跡であってもよい。

図２は、車両の真の走行軌跡Ｆを示しており、この走行軌跡Ｆの周辺には、例えばビル街Ｍなどいわゆるマルチパス現象が発生し易い箇所が存在している。この真の走行軌跡Ｆに対応して上記の測位軌跡Ａ、推測航法軌跡Ｂ、修正測位軌跡Ｃ、修正推測航法軌跡Ｄ、絶対軌跡Ｅなどの軌跡情報を生成する区間としては、後述するように、位置検出処理部２１が電波を受信可能なＧＰＳ衛星の数が所定数以上であるときに対応する区間を設定するとよい。

表示出力部１４は、例えば液晶や有機ＥＬなどのディスプレイ装置を有して構成されている。この表示出力部１４には、例えば、車両の経路案内用の画面、各種の操作説明用の画面、各種の設定操作用の画面などが表示される。
操作入力部１５は、表示出力部１４の画面の近傍に設けられているメカニカルスイッチや、表示出力部１４の画面に設けられているタッチパネルスイッチなど各種のスイッチ群から構成されている。ユーザは、操作入力部１５の各スイッチを用いて各種の設定操作をカーナビゲーション装置１０に入力可能である。

位置検出処理部２１は、ＧＰＳ受信機１２ａがＧＰＳ衛星から受信した電波に基づいて車両の位置を時系列で検出する。
測位軌跡生成処理部２２は、図３に示すように、位置検出処理部２１が測位した車両の各位置ａ１〜ａＮを時系列で配列した測位軌跡Ａを生成する。この測位軌跡Ａには、上記したビル街Ｍが存在する位置に対応して、いわゆるマルチパス現象の影響を受けた位置ａＭが含まれている。

本実施形態では、測位軌跡生成処理部２２は、位置検出処理部２１が電波を受信可能なＧＰＳ衛星の数が所定数以上、例えば５個以上であるときに測位した車両の各位置ａ１〜ａＮを時系列で配列することで測位軌跡Ａを生成する。即ち、測位軌跡生成処理部２２は、電波を受信可能なＧＰＳ衛星の数が所定数以上であるときに対応する測位軌跡Ａを生成する。なお、電波を受信可能なＧＰＳ衛星の数は、測位軌跡Ａの全体にわたって所定数以上である必要はなく、少なくとも測位軌跡Ａの始点および終点においてＧＰＳ衛星の数が所定数以上であれば、測位軌跡Ａの途中においてはＧＰＳ衛星の数が所定数未満であってもよい。

移動距離検出処理部２３は、速度センサ１２ｂが出力するパルス信号、つまり、車両の速度に応じた信号を所定時間、例えば１ｍｓごとにサンプリングすることにより、車両の移動距離を時系列で検出する。
走行方向検出処理部２４は、ジャイロセンサ１２ｃが出力する検出信号に基づいて、車両の走行方向を時系列で検出する。
推測航法軌跡生成処理部２５は、図４に示すように、移動距離検出処理部２３が検出した車両の各移動距離および走行方向検出処理部２４が検出した車両の各走行方向によって定まる各ベクトル、つまり、各走行ベクトルｂ１〜ｂＮを時系列で配列した推測航法軌跡Ｂを生成する。この推測航法軌跡Ｂは、速度センサ１２ｂの検出値の誤差や、ジャイロセンサ１２ｃの電圧値やジャイロゲインの誤差などの影響により、真の走行軌跡Ｆに一致しない傾向がある。

本実施形態では、推測航法軌跡生成処理部２５は、位置検出処理部２１が電波を受信可能なＧＰＳ衛星の数が所定数以上、例えば、５個以上であるときに測位した車両の各位置ａ１〜ａＮと時刻同期をとりながら走行ベクトルｂ１〜ｂＮを時系列で生成し、その走行ベクトルｂ１〜ｂＮを時系列で配列することで推測航法軌跡Ｂを生成する。即ち、推測航法軌跡生成処理部２５は、電波を受信可能な衛星の数が所定数以上であるときに対応する推測航法軌跡Ｂを測位軌跡Ａと時刻同期をとりながら生成する。なお、電波を受信可能なＧＰＳ衛星の数は、推測航法軌跡Ｂの全体にわたって所定数以上である必要はなく、少なくとも推測航法軌跡Ｂの始点および終点においてＧＰＳ衛星の数が所定数以上であれば、推測航法軌跡Ｂの途中においてはＧＰＳ衛星の数が所定数未満であってもよい。

ここで、従来では、上記のようにして測位軌跡Ａと推測航法軌跡Ｂとを生成しながら、これら測位軌跡Ａと推測航法軌跡Ｂとを周知のカルマンフィルタによる演算処理によって合成し、これにより、図５に示す絶対軌跡Ｈを生成している。なお、測位軌跡Ａと推測航法軌跡Ｂとを「合成」するとは、推測航法軌跡Ｂに含まれる各走行ベクトルｂ１〜ｂＮの大きさおよび向きを、測位軌跡Ａに含まれる各位置ａ１〜ａＮの位置情報、つまり、緯度情報および経度情報に基づいて補正することをいう。

この場合、従来の絶対軌跡Ｈは、測位軌跡Ａの全体および推測航法軌跡Ｂの全体が得られてから、これら測位軌跡Ａの全体および推測航法軌跡Ｂの全体を合成するのではなく、測位軌跡Ａの各位置ａ１〜ａＮおよびこれに時刻同期する推測航法軌跡Ｂの各走行ベクトルｂ１〜ｂＮがそれぞれ得られることに伴い、これら位置ａ１〜ａＮおよび走行ベクトルｂ１〜ｂＮを随時合成することで絶対軌跡Ｈを生成していく。つまり、例えば、位置ａ１，ａ２が得られ、且つ、これに時刻同期する走行ベクトルｂ１が得られたら、これら位置ａ１，ａ２と走行ベクトルｂ１とを合成し、次いで、位置ａ３，ａ４が得られ、且つ、これに時刻同期する走行ベクトルｂ２が得られたら、これら位置ａ３，ａ４と走行ベクトルｂ２とを合成していくという処理を随時進めていくことで、絶対軌跡Ｈを部分的に随時生成していくのである。

このような従来の方法では、測位軌跡Ａの生成および推測航法軌跡Ｂの生成と絶対軌跡Ｈの生成とが並列的にリアルタイムで進行していくことから、マルチパス現象の影響を受けた位置ａＭを除外しながら絶対軌跡Ｈを生成することが困難であり、結果として、マルチパス現象の影響を受けた部分ｈＭを有する絶対軌跡Ｈが生成されてしまう。

そこで、本実施形態では、マルチパス現象の影響を除外した絶対軌跡を得るべく、以下に示す構成を採用している。
即ち、修正測位軌跡生成処理部２６は、測位軌跡に含まれる各位置のうちいわゆるマルチパス現象の影響を受けた位置を判定するマルチパス判定処理部２６ａとしての機能、および、マルチパス現象の影響を受けた位置であると判定した位置を測位軌跡から除外するマルチパス除去処理部２６ｂとしての機能、いわゆるクレンジング機能を有している。そして、この修正測位軌跡生成処理部２６は、次に示す処理により、図６に示す修正測位軌跡Ｃを生成する。

即ち、修正測位軌跡生成処理部２６は、まず、図７に示すように、測位軌跡生成処理部２２が生成した測位軌跡Ａと推測航法軌跡生成処理部２５が生成した推測航法軌跡Ｂとを重ね合わせる。この重ね合わせの態様としては、種々の態様を採用することができる。この場合、測位軌跡Ａに含まれる各位置ａ１〜ａＮと推測航法軌跡Ｂに含まれる各走行ベクトルｂ１〜ｂＮとは時刻同期がとられている。即ち、例えば、測位軌跡Ａの第１位置ａ１が検出された時刻から第２位置ａ２が検出された時刻までの間に対応して、推測航法軌跡Ｂの第１走行ベクトルｂ１が生成される。そのため、修正測位軌跡生成処理部２６は、このように測位軌跡Ａの各位置ａ１〜ａＮと推測航法軌跡Ｂの各走行ベクトルｂ１〜ｂＮとで時刻同期がとられていることを利用して、この場合、測位軌跡Ａの始点側の２位置ａ１，ａ２と推測航法軌跡Ｂの始点側の走行ベクトルｂ１とを重ね合わせるように設定されている。なお、測位軌跡Ａの終点側の２位置と推測航法軌跡Ｂの終点側の走行ベクトルとを重ね合わせる態様としてもよいし、測位軌跡Ａの途中の２位置と推測航法軌跡Ｂのうちその２位置に時刻同期する走行ベクトルとを重ね合わせる態様としてもよい。

次に、修正測位軌跡生成処理部２６は、測位軌跡生成処理部２２が生成した測位軌跡Ａと推測航法軌跡生成処理部２５が生成した推測航法軌跡Ｂとを重ね合わせた状態で、測位軌跡Ａに含まれる各位置ａ１〜ａＮのうち推測航法軌跡Ｂから所定距離以上、例えば、地図データ上で例えば１５ｍ以上離れた位置ａＭをマルチパス現象の影響を受けた位置として判定する。なお、距離の判定は、この場合、測位軌跡Ａに含まれる各位置ａ１〜ａＮから推測航法軌跡Ｂに下ろした垂線の長さに基づき判定する。つまり、各位置ａ１〜ａＮから推測航法軌跡Ｂに下ろした垂線の長さが所定距離以上である位置を、マルチパス現象の影響を受けた位置ａＭとして特定するのである。そして、修正測位軌跡生成処理部２６は、このようにマルチパス現象の影響を受けた位置として特定された位置ａＭを測位軌跡Ａから除外し、これにより、図６に示す修正測位軌跡Ｃを生成する。

修正推測航法軌跡生成処理部２７は、推測航法軌跡生成処理部２５が推測航法軌跡Ｂを生成する際に使用したデータ、つまり、移動距離検出処理部２３が検出した車両の各移動距離および走行方向検出処理部２４が検出した車両の各走行方向を記憶部１３から読み出し、そのデータによって定まる各走行ベクトルｂ１〜ｂＮを修正測位軌跡生成処理部２６が生成した修正測位軌跡Ｃに含まれる各位置の位置情報、つまり、緯度情報および経度情報に基づいて、周知のカルマンスムーザによる補正処理によって補正しながら時系列で配列することにより、推測航法軌跡Ｂを修正した修正推測航法軌跡Ｇを生成する。図８は、この修正推測航法軌跡Ｇを示しており、上記のようにして修正された修正推測航法軌跡Ｇは、推測航法軌跡Ｂよりも真の走行軌跡Ｆに近付くようになる。なお、この修正推測航法軌跡生成処理部２７による修正処理では、ジャイロセンサ１２ｃの電圧補正やジャイロゲインの補正、一旦得られた各走行ベクトルｂ１〜ｂＮの大きさや向きの補正などが行われ、これにより、修正推測航法軌跡Ｇが生成される。即ち、修正推測航法軌跡Ｇは、推測航法軌跡Ｂを形成する各走行ベクトルｂ１〜ｂＮを修正した上で、これら修正後の各走行ベクトルｂ１〜ｂＮを時系列で配列し直すことによって生成された推測航法軌跡である。

絶対軌跡生成処理部２８は、修正測位軌跡生成処理部２６が生成した修正測位軌跡Ｃと修正推測航法軌跡生成処理部２７が生成した修正推測航法軌跡Ｇとを、周知のカルマンスムーザによる演算処理によって合成し、これにより、図９に示す絶対軌跡Ｅを生成する。なお、修正測位軌跡Ｃと修正推測航法軌跡Ｇとを「合成」するとは、修正推測航法軌跡Ｇに含まれる各走行ベクトルｂ１〜ｂＮの大きさおよび向きを、マルチパス現象の影響を受けた位置ａＭを除外した修正測位軌跡Ｃに含まれる各位置ａ１〜ａＮの位置情報、つまり、緯度・経度情報に基づいて補正することをいう。

この場合、絶対軌跡Ｅは、測位軌跡Ａの生成および推測航法軌跡Ｂの生成と絶対軌跡Ｅの生成とが並列的にリアルタイムで進行する上記したカルマンフィルタによる演算処理ではなく、観測値を事後的に補正するカルマンスムーザによる演算処理によって、測位軌跡Ａの全体および推測航法軌跡Ｂの全体が得られてから、その測位軌跡Ａの全体を修正した修正測位軌跡Ｃ、および、その推測航法軌跡Ｂの全体を修正した修正推測航法軌跡Ｇを生成し、その修正測位軌跡Ｃの全体を修正推測航法軌跡Ｇの全体に合成することで生成される。
絶対軌跡記憶処理部２９は、絶対軌跡生成処理部２８が生成した絶対軌跡Ｅを記憶部１３に記憶する。このようにして記憶部１３に記憶された絶対軌跡Ｅは、例えば、カーナビゲーション装置１０が道路形状を学習するための走行軌跡として利用される。

以上に説明したように本実施形態のカーナビゲーション装置１０によれば、絶対軌跡Ｅは、測位軌跡Ａや推測航法軌跡Ｂの生成と並列的にリアルタイムで生成されるのではなく、測位軌跡Ａおよび推測航法軌跡Ｂを一旦生成し、それら測位軌跡Ａおよび推測航法軌跡Ｂを修正した修正測位軌跡Ｃおよび修正推測航法軌跡Ｇを生成し、それら修正測位軌跡Ｃと修正推測航法軌跡Ｇとを合成することで生成される。つまり、測位軌跡Ａや推測航法軌跡Ｂを生成しながらリアルタイムで絶対軌跡を生成するのではなく、測位軌跡Ａおよび推測航法軌跡Ｂを生成し、それら測位軌跡Ａおよび推測航法軌跡Ｂを修正した上で、その修正後の測位軌跡Ｃおよび推測航法軌跡Ｇを用いて事後的に絶対軌跡Ｅを生成するようにした。これにより、絶対軌跡Ｅを生成する際にマルチパス現象による影響を精度良く除去することができ、絶対軌跡Ｅをより正確に生成することができる。

また、カーナビゲーション装置１０は、位置検出処理部２１が電波を受信可能なＧＰＳ衛星の数が所定数以上であるときに対応して生成された修正測位軌跡Ｃと修正推測航法軌跡Ｇとを合成することにより絶対軌跡Ｅを生成する。これにより、測位軌跡生成処理部２２が生成する測位軌跡Ａが極力正確なものとなるので、この測位軌跡Ａを修正することで得られる修正測位軌跡Ｃも極力正確なものとなり、ひいては、この修正測位軌跡Ｃを用いて生成される絶対軌跡Ｅも極力正確なものとすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１０から図１８を参照して説明する。本実施形態は、絶対軌跡を生成する手法が上述した第１実施形態と異なる。即ち、本実施形態は、修正測位軌跡と修正推測航法軌跡とを合成した絶対軌跡を生成することに代えて、変換行列を用いて変換（補正）した測位軌跡および推測航法軌跡に基づいて得られる修正推測航法軌跡を絶対軌跡として生成するようにしたものである。以下、第１の実施形態と異なる点を説明する。

修正測位軌跡生成処理部２６は、第１次フィッティング処理を実行する。具体的には、修正測位軌跡生成処理部２６は、図１０に示す式（１）に基づいて、推測航法軌跡Ｂを測位軌跡Ａに重ね合わせるための第１変換行列Ｃ１を算出する。なお、式（１）に示す座標（Ｕi，Ｖi）は測位軌跡Ａに含まれる各座標データであり、座標（Ｘi，Ｙi）は推測航法軌跡Ｂに含まれる各座標データである。推測航法軌跡Ｂに含まれる各走行ベクトルは、これら座標データ（Ｘi，Ｙi）に基づいて生成される。また、図１１に示すように、第１変換行列Ｃ１は、回転要素Ｒ１，Ｒ２および並進要素Ｔ１，Ｔ２を有しており、軌跡を回転および並進させることが可能であるがスキュー変化（歪みを伴う変化）させることが不能な変換行列で設定される。

次に、修正測位軌跡生成処理部２６は、図１２に示す式（２）に基づいて、算出した第１変換行列Ｃ１により推測航法軌跡Ｂを測位軌跡Ａに重なる変換推測航法軌跡Ｂ´に変換する。図１３は、第１変換行列Ｃ１により推測航法軌跡Ｂを測位軌跡Ａに重ねて変換推測航法軌跡Ｂ´に変換する例を視覚的に示している。即ち、図１３（ａ）に示すように、推測航法軌跡Ｂを第１変換行列Ｃ１により変換して測位軌跡Ａに重ねる（第１次フィッティング処理）。このとき、第１変換行列Ｃ１は、スキュー変化不能な変換行列であることから、図１３（ｂ）に示すように、変換により得られる変換推測航法軌跡Ｂ´は、測位軌跡Ａに重なる度合い（測位軌跡Ａに一致する度合い）が低い。

そして、修正測位軌跡生成処理部２６は、図１３（ｂ）に示す状態、つまり、測位軌跡Ａと変換推測航法軌跡Ｂ´とを重ね合わせた状態で、測位軌跡Ａに含まれる各位置のうち変換推測航法軌跡Ｂ´から所定距離以上離れた位置を除外する。これにより、修正測位軌跡生成処理部２６は、図１４に示す修正測位軌跡Ｃを生成する。なお、所定距離は適宜の値を設定することができる。
以上のようにして、修正測位軌跡生成処理部２６は、第１次フィッティング処理および、それに続く修正測位軌跡Ｃの生成処理を実行する。

修正推測航法軌跡生成処理部２７は、第２次フィッティング処理を担う。具体的には、修正推測航法軌跡生成処理部２７は、図１５に示す式（３）に基づいて、推測航法軌跡Ｂを修正測位軌跡Ｃに重ね合わせるための第２変換行列Ｃ２を算出する。なお、式（３）に示す座標（Ｕi，Ｖi）は修正測位軌跡Ｃに含まれる各座標データであり、座標（Ｘi，Ｙi）は推測航法軌跡Ｂに含まれる各座標データである。ただし、推測航法軌跡Ｂは、そのうち、測位軌跡Ｃに対応する座標データのみ使用する。そのため、推測航法軌跡Ｂの各座標データの数はデータ総数ｎより少なくなっている。また、図１６に示すように、第２変換行列Ｃ２は、相互に異なる複数の要素（この場合、ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，ｃ６）を有しており、軌跡を回転および並進させながらスキュー変化（歪みを伴う変化）させることが可能な変換行列で設定される。

次に、修正推測航法軌跡生成処理部２７は、図１７に示す式（４）に基づいて、算出した第２変換行列Ｃ２により推測航法軌跡Ｂを修正測位軌跡Ｃに重なる修正推測航法軌跡Ｇに変換する。図１８は、第２変換行列Ｃ２により推測航法軌跡Ｂを修正測位軌跡Ｃに重ねて修正推測航法軌跡Ｇに変換する例を視覚的に示している。即ち、図１８（ａ）に示すように、推測航法軌跡Ｂを第２変換行列Ｃ２により変換して修正測位軌跡Ｃに重ねる（第２次フィッティング処理）。このとき、第２変換行列Ｃ２は、スキュー変化可能な変換行列であることから、図１８（ｂ）に示すように、変換により得られる修正推測航法軌跡Ｇは、修正測位軌跡Ｃに重なる度合い（修正測位軌跡Ｃに一致する度合い）が高い。

以上のようにして、修正推測航法軌跡生成処理部２７は、第２次フィッティング処理および、それに続く修正推測航法軌跡Ｇの生成処理を実行する。
絶対軌跡生成処理部２８は、修正推測航法軌跡生成処理部２７が生成した修正推測航法軌跡Ｇを絶対軌跡Ｅとして生成する。そして、絶対軌跡記憶処理部２９は、絶対軌跡生成処理部２８が生成した絶対軌跡Ｅを記憶部１３に記憶する。

以上に説明したように本実施形態によっても、絶対軌跡Ｅを生成する際にマルチパス現象による影響を精度良く除去することができ、絶対軌跡Ｅをより正確に生成することができる。
また、測位軌跡Ａはランダムノイズを多く含むがたついた軌跡であり、従って、当該測位軌跡Ａを修正して修正測位軌跡Ｃを生成したとしても、当該修正測位軌跡Ｃにもある程度のランダムノイズが残り、がたついた軌跡となる傾向がある。本実施形態によれば、スキュー変化可能な第２変換行列Ｃ２を用いて推測航法軌跡Ｂを修正推測航法軌跡Ｇに変換するので、修正測位軌跡Ｃに含まれるランダムノイズを、推測航法軌跡Ｂを変形させながら重ねることによって平均的に吸収することができ、極めて滑らかな曲線をなす精度良い絶対軌跡Ｅを得ることができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は、上述した各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
第１変換行列Ｃ１は、測位軌跡Ａを推測航法軌跡Ｂに重ね合わせることも可能な変換行列で設定してもよい。この場合、修正測位軌跡生成処理部２６は、変換後の測位軌跡Ａ（図示しない変換測位軌跡Ａ´）と推測航法軌跡Ｂとを重ね合わせた状態で、測位軌跡Ａ（変換測位軌跡Ａ´）に含まれる各位置のうち推測航法軌跡Ｂから所定距離以上離れた位置を除外し、これにより、修正測位軌跡Ｃを生成する。
絶対軌跡Ｅを生成する区間は、当該区間に含まれる道路の屈曲が１つとなるように選択するとよい。これにより、絶対軌跡Ｅをより精度良く生成することができる。絶対軌跡Ｅを生成しようとする区間に道路の屈曲が複数含まれている場合には、当該区間を屈曲の数が１つとなるように複数の区間に分割し、それら分割した区間についてそれぞれ絶対軌跡Ｅを生成し、生成した複数の絶対軌跡Ｅを連結（合成）するように構成するとよい。
第１変換行列Ｃ１および第２変換行列Ｃ２は、同次座標系の線形変換行列で設定することが好ましく、例えば、線形回帰法、ＲＡＮＳＡＣ法（ＲＡＮＳＡＣ：RANdom SAmple Consensus）、Ｍ推定法などにより求めることができる。

絶対軌跡生成処理部２８は、位置検出処理部２１が電波を受信可能なＧＰＳ衛星の数が所定数以上であり、かつ、移動距離検出処理部２３が検出した車両の各移動距離が所定値以上のときに対応して生成された修正測位軌跡Ｃと修正推測航法軌跡Ｇとを合成することにより絶対軌跡Ｅを生成するように構成するとよい。あるいは、絶対軌跡生成処理部２８は、位置検出処理部２１が電波を受信可能なＧＰＳ衛星の数が所定数以上であり、かつ、移動距離検出処理部２３が検出した車両の各移動距離が所定値以上であり、かつ、走行方向検出処理部２４が検出した車両の各走行方向が所定範囲内のときに対応して生成された修正測位軌跡Ｃと修正推測航法軌跡Ｇとを合成することにより絶対軌跡Ｅを生成するように構成するとよい。これにより、より正確な絶対軌跡Ｅを得ることができる。

測位用の人工衛星としてはＧＰＳ衛星に限られるものではなく、例えば、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星（ＧＬＯＮＡＳＳ：Global Navigation Satellite System）などであってもよい。この場合、カーナビゲーション装置１０は、ＧＰＳ受信機１２ａに代えて、ＧＬＯＮＡＳＳ受信機を備える。
本発明に係る走行軌跡記憶装置は、カーナビゲーション装置に一体化された構成に限られるものではなく、カーナビゲーション装置とは別体の構成とすることもでき、また、カーナビゲーション装置以外の装置に一体化することもできる。

図面中、１０はカーナビゲーション装置（走行軌跡記憶装置）、２１は位置検出処理部（位置検出手段）、２２は測位軌跡生成処理部（測位軌跡生成手段）、２３は移動距離検出処理部（移動距離検出手段）、２４は走行方向検出処理部（走行方向検出手段）、２５は推測航法軌跡生成処理部（推測航法軌跡生成手段）、２６は修正測位軌跡生成処理部（修正測位軌跡生成手段）、２７は修正推測航法軌跡生成処理部（修正推測航法軌跡生成手段）、２８は絶対軌跡生成処理部（絶対軌跡生成手段）、２９は絶対軌跡記憶処理部（絶対軌跡記憶手段）を示す。

Claims

衛星から受信した電波に基づいて車両の位置を時系列で検出する位置検出手段（２１）と、
前記位置検出手段が測位した前記車両の各位置を時系列で配列した測位軌跡を生成する測位軌跡生成手段（２２）と、
前記車両の移動距離を時系列で検出する移動距離検出手段（２３）と、
前記車両の走行方向を時系列で検出する走行方向検出手段（２４）と、
前記移動距離検出手段が検出した前記車両の各移動距離および前記走行方向検出手段が検出した前記車両の各走行方向によって定まる各ベクトルを時系列で配列した推測航法軌跡を生成する推測航法軌跡生成手段（２５）と、
前記測位軌跡生成手段が生成した前記測位軌跡と前記推測航法軌跡生成手段が生成した前記推測航法軌跡とを重ね合わせた状態で、前記測位軌跡に含まれる各位置のうち前記推測航法軌跡から所定距離以上離れた位置を除外した修正測位軌跡を生成する修正測位軌跡生成手段（２６）と、
前記推測航法軌跡生成手段が生成した前記推測航法軌跡を前記修正測位軌跡生成手段が生成した前記修正測位軌跡に基づいて修正した修正推測航法軌跡を生成する修正推測航法軌跡生成手段（２７）と、
前記修正測位軌跡生成手段が生成した前記修正測位軌跡と前記修正推測航法軌跡生成手段が生成した前記修正推測航法軌跡とを合成した絶対軌跡を生成する絶対軌跡生成手段（２８）と、
前記絶対軌跡生成手段が生成した前記絶対軌跡を記憶する絶対軌跡記憶手段（２９）と、
を備え、
前記修正測位軌跡生成手段は、
前記推測航法軌跡を前記測位軌跡に重ね合わせるための第１変換行列を算出し、
その第１変換行列により前記推測航法軌跡を前記測位軌跡に重なる変換推測航法軌跡に変換し、
前記測位軌跡と前記変換推測航法軌跡とを重ね合わせた状態で、前記測位軌跡に含まれる各位置のうち前記変換推測航法軌跡から所定距離以上離れた位置を除外することで前記修正測位軌跡を生成し、
前記修正推測航法軌跡生成手段は、
前記推測航法軌跡を前記修正測位軌跡に重ね合わせるための第２変換行列を算出し、
その第２変換行列により前記推測航法軌跡を前記修正測位軌跡に重なるように変換することで前記修正推測航法軌跡を生成し、
前記絶対軌跡生成手段は、
前記修正推測航法軌跡生成手段が生成した前記修正推測航法軌跡を絶対軌跡として生成することを特徴とする走行軌跡記憶装置。
前記第１変換行列は、前記推測航法軌跡をスキュー変化不能な変換行列であり、
前記第２変換行列は、前記推測航法軌跡をスキュー変化可能な変換行列であることを特徴とする請求項１に記載の走行軌跡記憶装置。
前記第１変換行列は、前記測位軌跡を前記推測航法軌跡に重ね合わせることも可能な変換行列であることを特徴とする請求項１または２に記載の走行軌跡記憶装置。
衛星から受信した電波に基づいて車両の位置を時系列で検出する位置検出手段（２１）と、
前記位置検出手段が測位した前記車両の各位置を時系列で配列した測位軌跡を生成する測位軌跡生成手段（２２）と、
前記車両の移動距離を時系列で検出する移動距離検出手段（２３）と、
前記車両の走行方向を時系列で検出する走行方向検出手段（２４）と、
前記移動距離検出手段が検出した前記車両の各移動距離および前記走行方向検出手段が検出した前記車両の各走行方向によって定まる各ベクトルを時系列で配列した推測航法軌跡を生成する推測航法軌跡生成手段（２５）と、
前記測位軌跡生成手段が生成した前記測位軌跡と前記推測航法軌跡生成手段が生成した前記推測航法軌跡とを重ね合わせた状態で、前記測位軌跡に含まれる各位置のうち前記推測航法軌跡から所定距離以上離れた位置を除外した修正測位軌跡を生成する修正測位軌跡生成手段（２６）と、
前記推測航法軌跡生成手段が生成した前記推測航法軌跡を前記修正測位軌跡生成手段が生成した前記修正測位軌跡に基づいて修正した修正推測航法軌跡を生成する修正推測航法軌跡生成手段（２７）と、
前記修正測位軌跡生成手段が生成した前記修正測位軌跡と前記修正推測航法軌跡生成手段が生成した前記修正推測航法軌跡とを合成した絶対軌跡を生成する絶対軌跡生成手段（２８）と、
前記絶対軌跡生成手段が生成した前記絶対軌跡を記憶する絶対軌跡記憶手段（２９）と、
を備えることを特徴とする走行軌跡記憶装置。
前記絶対軌跡生成手段は、前記位置検出手段が電波を受信可能な前記衛星の数が所定数以上であるときに対応して生成された前記修正測位軌跡と前記修正推測航法軌跡とを合成することにより前記絶対軌跡を生成することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の走行軌跡記憶装置。
前記絶対軌跡生成手段は、前記位置検出手段が電波を受信可能な前記衛星の数が所定数以上であり、かつ、前記移動距離検出手段が検出した前記車両の各移動距離が所定値以上のときに対応して生成された前記修正測位軌跡と前記修正推測航法軌跡とを合成することにより前記絶対軌跡を生成することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の走行軌跡記憶装置。
前記絶対軌跡生成手段は、前記位置検出手段が電波を受信可能な前記衛星の数が所定数以上であり、かつ、前記移動距離検出手段が検出した前記車両の各移動距離が所定値以上であり、かつ、前記走行方向検出手段が検出した前記車両の各走行方向が所定範囲内のときに対応して生成された前記修正測位軌跡と前記修正推測航法軌跡とを合成することにより前記絶対軌跡を生成することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の走行軌跡記憶装置。