JPH01276015A - 車両用ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両ナビゲーション装置、特に方位検出手段と
距離検出手段とを利用した自車位置推測手段により推測
した自車の現在位置を予め記憶させた地図上の道路にマ
ツチングさせて自車の走行を案内する車両用ナビゲーシ
ョン装置に関する。

（従来の技術） 近年においては、地磁気を利用した方位センサと距離セ
ンサとにより自車の現在位置を推測する推測航法により
検出した自車位置およびその周辺の地図を表示器の画面
上に表示して自車の走行を案内する車両用ナビゲーショ
ン装置が開発されている。そして、特開昭６１−２０９
３１６号公報に記載されているナビゲーション装置にお
いては、車両が交差点のような道路の形状に特徴のある
位置を通過した時点で推測航法により推測した自車の現
在位置を上記位置に修正するようにした所謂マツプマツ
チングと称される技術が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記推測航法においては、方位センサにより
得られた方位と距離センサにより得られた走行距離とに
基づいて基準位置に対する自車現在位置を推測するよう
に構成されているので、自車が基準位置から遠ざかるに
つれて走行距離や方位の測定誤差が累積されることにな
って、自車の現在位置の認識精度が低下することになっ
ていた。そのため、上記のように測定誤差を含んだうえ
で推測した自車の現在位置を地図上の道路にマツチング
する場合には、自車が実際に走行している道路上に自車
位置を正確にマツチラングすることが困難となって、自
車が実際に走行している道路とは異なった道路上に推進
航法により得られた自車の現在位置をマツチングしてし
まうことにもなりかねない、そして、−旦、異なった道
路上に自車の現在位置をマツチングした場合には、その
後におけるマツチングを正確に行うことが不可能となっ
ていた。

そこで本発明は、自車位置推測手段により得られた自車
の現在位置を予め記憶させた地図上の道路にマツチング
させて自車の走行を案内する車両用ナビゲーション装置
において、自車の現在位置を予め記憶された地図上の道
路に容易にマツチングさせることのできる車両用ナビゲ
ーション装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明に係る車両用ナビゲ
ーション装置は次のような手段を用いたことを特徴とす
る。

即ち、第１図に示すように、方位検出手段１により得ら
れた方位データと距離検出手段２により得られた距離デ
ータとにより基準位置に対する自車の現在位置を推測す
る自車位置推測手段３と、地図情報を予め記憶させた地
図情報記憶手段４と、上記自車位置推測手段３により推
測した自車の現在位置と上記地図情報記憶手段４に記憶
された地図情報とを比較して自車位置を地図上の道路に
マツチングするマツプマツチング手段５とを有する車両
用ナビゲーション装置において、上記地図情報として予
め記憶させた道路上に多数のノードを設定すると共に、
上記自車位置推測手段３により得られた自車の現在位置
からの上記各ノードの方向と上記方位検出手段１により
得られた自車の進行方向とを比較して自車の向かってい
るノードを選別判定するノード選別手段６を設けたこと
を特徴とする。

また、本発明においては、上記の構成に加えて、上記ノ
ード選別手段６により選別判定されたノードと自車位置
推測手段３により検出された自車の現在位置とのずれ量
を算出するずれ量算出手段７と、該ずれ量算出手段７に
より算出されたずれ量に基づいて方位検出手段１の検出
基準点を補正するオフセット補正手段８とを備えたこと
を特徴とする。

（作　　用） 上記の構成によれば、自車位置推測手段３により推測し
た自車の現在位置をマツプマツチング手段５により予め
記憶された地図上の道路にマツチングする場合に、地図
情報記憶手段４に記憶された地図情報として予め記憶さ
せた道路上に多数のノードが設定されていると共に、上
記自車位置推測手段３により得られた自車の現在位置か
らの上記各ノードの方向と方位検出手段１により得られ
た自車の進行方向とを比較して自車の向かっている特定
のノードを選別判定するノード選別手段６が設けられて
いることにより、自車が実際に走行している特定の道路
を容易に判定することができ、これにより、マツプマツ
チング手段５によるマツチングを極めて容易に行うこと
ができる。

更に、本発明においては、上記ノード判定手段６により
選別判定されたノードと方位検出手段１により検出され
た自車の現在位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段
７が設けられていると共に、この算出されたずれ量に基
づいて方位検出手段１の検出基準点が補正されることに
なって、該方位検出手段１による自車の走行方位の検出
精度が一段と向上し、これにより、マツプマツチング手
段５によるマツチングをより精度良く行うことができる
。

（実　施　例） 以下本発明の実施例について説明する。

第２図は本実施例に係る車両用ナビゲーション装置の制
御システム図であって、このナビゲーション装置１０は
、自車の走行方位を検出する方位検出手段としての地磁
気センサ１１と、例えばタイヤの１回転ごとにパルス信
号を出力して自車の走行距離を検出する距離検出手段と
しての距離センサ１２と、道路および建築物等の自車の
走行案内に必要な内容が表された地図等の地図情報が記
憶された地図情報記憶袋２）３と、該地図情報記憶装置
１３に記憶された地図情報としての道路地図を表示画面
上に表示すべ（ＣＲＴ等から構成された表示器１４と、
制御回路１５とを有する。

そして、この制御回路１５は、演算回路１６とこれに接
続された記憶回路１７および入出力インターフェイス１
８とを有し、該入出力インターフェイス１８を介して上
記地磁気センサ１１、距離センサ１２、地図情報記憶装
置１３および表示器１４が上記演算回路１６に接続され
ている。

従って、上記地磁気センサ１１からの自車の走行方位を
示す信号と、上記距離センサ１２からの自車の走行距離
を示す信号とが上記入出力インターフェイス１８を介し
て演算回路１６に入力され、これにより、該演算回路１
６において自車の推測位置が算出され、その算出結果が
記憶回路１７に一時的に記憶されることになる。また、
制御回路１６においては、上記のように検出された自車
の推測位置の周辺の地図を地図情報記憶装置１３から引
き出して該地図上に自車の推測位置をマツチングすると
共に、それを上記表示器１４の画面上に表示するように
構成されている。なお、上記地図情報記憶装置１３とし
ては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭと該ＣＤ−ＲＯＭ再生用Ｃ
Ｄドライブ（プレーヤ）とから構成されている。

そして、本実施例においては、上記地図情報記憶手段１
３に記憶された地図情報として、予め記憶させた道路上
に多数のノードが設定されていると共に、これら各ノー
ドの接続関係を示すデータが入力されおり、これら各ノ
ードは、例えば交差点およびコーナ一部もとより直線道
路上においても所定の間隔で適宜設けられているものと
する。

次に、第３図以下のフローチャートに従って本実施の具
体的な動作を説明する。

第３図のフローチャートは制御回路１５によるマツプマ
ツチング動作のメインプログラムを示すもので、まず、
ステップＳ１においてフラグＦ。

、Ｆｌ、Ｆ２夫々を１にセットする。そして、ステップ
Ｓ２において距離センサ１２より走行距離を示すパルス
信号が入力され、このパルス信号に基づいてステップＳ
３により自車が所定距離以上移動したか否かを判定し、
所定距離以上移動したこと判定をした場合には、ステッ
プＳ４において地磁気センサ１１からの自車の走行方位
りを示す信号が入力され、これにより、ステップＳ５に
おいて自車の推測位置が演算される。そして、この演算
結果に基づいてステップＳ６により、フラグＦ、＝１か
否かが判定されて、ＹＥＳと判定された場合には、ステ
ップＳ７においてノード探索処理Ａが実行されることに
なる。このノード探索処理Ａにおいては、記憶道路上に
設定された多数のノードの中からから自車の向かってい
る特定のノードを検索するための処理が行われることに
なる。次いで、ステップＳ８においてコーナ検出処理が
実行されることになる。このコーナー検出処理において
は、自車がコーナ一部を曲がったか否かを判定するため
の処理が行われることになる。

また、上記ステップＳ６において、Ｆｏ＝０と判定され
た場合には、ステップＳ９によりノード探索処理Ｂが実
行されることになる。このノード探索処理Ｂにおいては
、自車が記憶道路より外れた場合に、その外れた地点よ
り新たに推測航法を開始して自車を記憶道路上に再び復
帰させる処理が行われる。そして、ステップＳＩＯにお
いては、上記ステップＳ、およびステップＳ８により実
行されたノード探索処理Ａおよびコーナ検出処理の結果
、ないしはステップＳ９により実行されたノード探索処
理Ｂの結果に基づいて自車の推測位置を新たに記憶道路
上にマツチングする処理が実行され、ステップＳｔｔに
おいて上記ステップＳＩＧにより実行されたマツチング
処理の結果を表示器１４に出力して該表示器１４の画面
上に自車の現在位置とその周辺の地図が表示されること
になる。

次に、上記ステップＳ７により実行されるノード探索処
理Ａを、第４図に示すフローチャートに基づいて説明す
ると、まず、ステップＳ１２においてフラグＦ１＝１か
否かが判定され、ＹＥＳであれば自車がノードに到着し
た直後であるものとしてステップＳＩＳにおいて、その
最新の到着ノードから移動可能なノードの数Ｎ個を検出
する。この場合、例えば、第５図に示すように、ノード
Ｎ。

に到着したものとすれば、地図情報記憶装置１３に地図
情報として記憶された多数のノード位置とこれら各ノー
ドの接続関係を示すデータに基づいて５個の移動可能ノ
ードＮ１、Ｎ２　、Ｎｓ　、Ｎ４、Ｎ５が検出されるこ
とになる。次いで、ステップＳ１４おいてフラグＦ１を
Ｏにセットしたのち、ステップＳ１５によりＮ＝Ｏを判
定し、ＹＥＳであれば、ステップＳ１６においてフラグ
Ｆ、を０にセットしたのちメインプログラムにリターン
され、ＮＯと判定したときには、ステップＳ１７におい
てｉ＝０を設定する。そして、ステップＳｔａにおいて
候補ノードＮｉと地磁気センサ１１により検出された自
車の走行方位りとの角度差θｉを計算する０例えば、第
５図に示すように、自車の走行方位を基準としてノード
Ｎ２およびノードＮ３との角度差θ１、θ２が算出され
ることになる。（他のノードＮ、　、Ｎ、　、Ｎ、につ
いても同様ことが行われる）そして、ステップＳ１９に
より、自車の走行方位りと候補ノードＮｉとの角度差差
θｉに対して評価間数Ｗを掛けると共に、最新の到着ノ
ードからの自車の走行距離しで割ることにより、評価基
準値θｎｉを算出する。なお、上記評価間数Ｗは、角度
差θｉの値に応じて予め設定されており、角度差θｉが
大きいほど評価間数Ｗの値も大きく設定されている。こ
れは、自車の走行方位との角度差θｉの大きい候補ノー
ドＮｉを自車が到着し得るノードより排除するためであ
る０次いで、ステップＳ２０において、上記θｎｉが予
め設定された所定のしきい値に以上であるかが判定され
、ＹＥＳであれば、ステップＳ２）において、その候補
ノードＮｉを到達可能な候補ノードより除外すると共に
、ステップＳ２２においてＮ＝Ｎ−１とする。そして、
ステップ３２Ｂにおいてｉ＝ｉ＋１として、ステップＳ
２４によりｉ＝Ｎと判定されるまで、即ち、全ての候補
ノードＮｉに対して上記ステップＳ１ｇからステップＳ
２３が繰り返し実行されることになる。続いてステップ
Ｓ２５により、自車の推測位置より到達可能と判定され
た残りの各候補ノードＮｉまでの距離Ｌ′が計算され、
ステップＳ２６においては、残距離がＯの候補ノードＮ
ｉがあるか否かが判定されて、ＹＥＳであれば、ステッ
プＳ２？において、そのノードＮｉ　を新たに自車の到
着ノードリストに加えた後、ステップｓａｇにおいてフ
ラグＦ、を１にリセットする。

次に、メインフローチャートのステップＳ８において実
行さるコーナ検出処理を第６図に示すフローチャートに
従って説明する。まず、ステップＳ２９において、第７
図に示すように、自車が走行した最新の一定の走行距離
１１分の平均方位Ｄ１を計算し、ステップＳＳＯにおい
て、一定の走行距離１８を走行した後の所定走行距離Δ
Ｊ’　　（第７図参照）の方位とＤｌとの差があるか否
かを判定し、ＮＯと判定した場合、即ち、一定の走行距
離ｇ１が直線であると判定したとき（こは、ステップＳ
３１により、フラグＦ２を１としたのちリターンする。

また、ＹＥＳと判定した場合、即ち、自車′がコーナを
曲がり始めたと判定したときには、ステップＳ３２にお
い、第７図に示すように、コーナを曲がりきるのに必要
と思われる距離Δｇを走行したかを判定し、ＹＥＳであ
れば、ステップＳＳＳによりコーナを曲がったのち再び
一定の走行距離η２を走行したかを判定する。そして、
ステップＳ３４において、上記走行路Ｍｇ２が直線か否
かを判定する。この場合、例えば一定の走行距離β２を
、距離センサ１２より出力される１パルスごとの単位ベ
クトルに分割して各単位ベクトルの差が所定値以内であ
るか否かにより、ρ２が直線であるか否かを判定するこ
とができる。そして、ＹＥＳと判定したときには、ステ
ップＳ３５において、一定の走行路Ｈ４２分の平均方位
Ｄ２を計算し、ステップＳ３６により、コーナを曲がる
前の一定の走行距離ρｌの平均方位Ｄ１とコーナを曲が
った後の一定の走行距離！；Ｉ２の平均方位Ｄ２との差
２Ｄを計算し、ステップＳ３７において、このΔＤが所
定値α以上であると判定したときには、ステップＳ３８
において自車がコーナを曲がったと判定する。そして、
ステップＳＳ９においてフラグＦ２を０とした後、リタ
ーンされる。なお、上記ステップＳ３７により、ΔＤが
所定値α以下であると判定したときにはステップ３４０
においてフラグＦ２を１としたのちリターンされること
になる。

また、ステップＳ３４において、一定の走行距離１２が
直線でないと判定したときには、ステップＳ４１におい
てｊを０と設定した後、ステップ３４２により、一定の
走行距離１２を走行したのち更にΔｊ″走行したことを
確認し、ステップＳ４３においてｊをｊ＋１と設定する
。そして、ステップＳ４４においては、上記Δｇ″走行
した後の一定の走行距離１２が直線であるかを判定し、
ＹＥＳであればステップＳＳＳにおいて、その走行路Ｎ
　１２２の平均方位Ｄ２が計算され、また、ＮＯと判定
された場合には、ステップＳ４５においてｊの値と予め
設定した所定の基準値ｊｏとを比較してｊ＝ｊ。

となるまでステップ３４２〜ステツプＳ４Ｓが繰り返し
実行されると共に、ＹＥＳと判定されれば、ステップＳ
４６において、フラグＦ２を１としたのちリターンされ
ることになる。

ここで、第３図に示した上記メインプログラムのステッ
プＳ６においてフラグＦｏが１でないと判定された場合
に実行されるノード探索処理Ｂを、第８図に示すフロー
チャートに従って説明すると、まずステップＳ４７にお
いて、例えば第９図に示すように、記憶道路を外れた地
点ｐｏから新たに推測航法を開始し、ステップ３４８で
は記憶道路を外れた地点Ｐｏからの自車の移動路ｗＩＬ
　ｘ（第９図おけるＰｏからＰｌもしくはＰ、からＰ２
までの距離に相当する）が計算され、ステップＳ４９お
いては、その移動距離Ｌｘに予め設定された所定の基準
値βを掛けることにより、ノード探索範囲の基準となる
半径ｒ（第９図におけるｒｌ、ｒ２に相当する）が設定
され、続いてステップＳＳＯにより、自車の推測位置を
基準として上記半径ｒとするエリヤ内に位置するノード
Ｎｉを探索する。そして、ステップＳ５１においては、
探索エリア内にノードＮｉがあるかが判定され、ＹＥＳ
と判定された場合には、ステップＳ５２においては、探
索エリア内にあるノードＮｉと自車の推測位置との距１
ｆｌｉＬｘ’を計算し、ステップＳ５３において上記Ｌ
ｘ′が予め設定された所定値Ｈ以下であれば、ステップ
Ｓ５４において、そのノードＮｉを自車の到着ノードリ
ストに加えると共に、ステップＳ５５において、フラグ
Ｆ、を１とした後、リターンする。

次に、メインプログラムにおけるステップＳＩＯで実行
されるマツチング処理を第１０図に示すフローチャート
に基づいて説明する。まず、ステップＳ５６おいて、フ
ラグＦ＝１かを判定し、Ｎｏであれば、ステップＳ５７
において、メインプログラムにおけるステップＳ５で計
算した自車の推測位置を現在位置とし、また、ＹＥＳと
判定されたときには、ステップ３５ｇにより、現在位置
をノード探索処理Ａにより検出されたノードＮｉ位置に
修正する。そしてステップＳ５９において、フラグＦ２
が１であるかを判定し、ＹＥＳであればリターンされ、
また、Ｎｏと判定した場合、即ち、コーナー検出処理に
よりコーナーを検出したときには、ステップＳ６ｏにお
いて所定の範囲内、即ち、コーナーの近傍に設けられた
ノードＮｉがあるかが判定され、所定範囲内にノードＮ
ｉがあればステップＳ６１において現在位置をそのノー
ドＮｉに修正する。

このように、本実施例においては、記憶道路上に多数の
ノードを設定すると共に、これら各ノードの方向と自車
の走行方位とを比較することにより、自車の向かってい
る特定のノードを判定するようにしたので、自車が走行
している道路を容易に特定することが可能となって、こ
れにより、自車の現在位置を予め記憶された道路上に容
易にマツチングすることができる。

また、本実施例においては、自車の走行方位を検出する
方位検出手段として地磁気センサ１１が使用されている
のであるが、該地磁気センサ１１゜は、外乱により着磁
する性質を有する。そして、地磁気センサ１１が着磁し
た場合には、例えば、第１１図に示すように、該地磁気
センサ１１のリサージュ円（イ）が正規（着磁していな
い状態）のりサージ二円（ロ）に対してオフセットした
状態となる。このため、例えば、着磁状態の地磁気セン
サ１１の描くリサージ１円（イ）の中心点０（Ｘ軸とＹ
軸の交点）を前回の到着ノードＡとして真東にある今回
の到着ノードＢに向けて走行した場合には、地磁気セン
サ１１により検出される自車の走行軌跡が点線で示す状
態となり、自車の現在位置を正確に検出することができ
なる。そのため、本実施例においては、上記制御回路１
５により、地磁気センサ１１の着磁に起因するずれ量を
補正するように構成されている。

ここで、上記制御手段１５による地磁気センサ１１のオ
フセット補正の制御動作を第１２図に示すフローチャー
トに基づいて説明すると、まず、ステップＳ６２により
、ノ７ドに到着したか否かが判定され、ＹＥＳであれば
ステップＳ６ｍにおいて前回の到着ノードＡから今回の
到着ノードＢへのる０次いで、ステップＳ６４において
、前回の到着ノードＡから地磁気センサ１１と距離セン
サ１２とにより得られられた今回の到着ノードＣに到着
る。そして、ステップＳａＳにおいては、上記ベクとに
より、第１１図に示すように、ベクトルＢＣを算出する
０次いで、ステップＳ６６において、上すると共に、ス
テップＳ６７により上記ベクトルＰを地磁気センサ１１
のＸ軸、Ｙ軸方向の成分に分解することにより、地磁気
センサ１１の基準点０を基準とする補正量を算出し、こ
の補正量に基づいて、ステップ５６ｇにおいて地磁気セ
ンサ１１の基準点０をオフセット補正する。

これによれば、地磁気センサ１１がノードを通過するご
とに該地磁気センサ１１の着磁に起因するずれを補正さ
れることになって、該地磁気センサ１１により自車の走
行方位の検出精度が一層向上することになる。これによ
り、その後におけるマツプマツチングを正確に行うこと
が可能となる。

（発明の効果） 以上のように本発明に係る車両用ナビゲーション装置に
よれば、地図情報記憶手段に記憶された地図情報として
道路上に多数のノードが設定されていると共に、これら
各ノードの方向と自車の進行方向とを比較して自車の向
かっている特定のノードを選別判定するノード選別手段
が設けられていることにより、自車が走行中の道路を容
易に特定することが可能となり、これにより、マツプマ
ツチング手段により自車の現在位置を予め記憶された地
図上の道路に容易にマツチングすることができる。

更に、上記方位検出手段の着磁に伴うずれ量を補正する
オフセット補正手段が設けられていることにより、該方
位検出手段による自車の走行方位の検出精度が一段と向
上することにななって、これにより、マツプマツチング
手段による自車位置のマツチングを正確にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用ナビゲーション装置の全体構成
を示すブロック図、第２〜１２図は本発明の実施例を示
すもので、第２図は本実施例に係るナビゲーション装置
の制御システム図、第３図は制御回路による制御動作の
メインプログラムを示すフローチャート図、第４図は記
憶道路走行中におけるノード探索処理Ａを示すフローチ
ャート図、第５図はノード探索処理Ａの制御動作の概略
説明図、第６図はコーナ検出処理の制御動作を示すフロ
ーチャート図、第７図はコーナ検出処理の制御動作の概
略説明図、第８図は記憶道路から外れた場合におけるノ
ード探索処理Ｂの制御動作を示すフローチャート図、第
９図は該ノード探索処理Ｂの制御動作の概略説明図、第
１０図はマツチング処理の制御動作を示すフローチャー
ト図、第１１図は地磁気センナの着磁状態を説明するた
めの概略図、第１２図は制御回路による地磁気センサの
オフセット補正の制御動作を示すフローチャート図。 １１・・・方位検出手段（地磁気センサ）、１２・・・
距離検出手段（距離センサ）、１３・・・地図情報記憶
装置、１５・・・自車位置推測手段、マツプマツチング
手段、ノード探索手段、ずれ量算出手段、オフセット補
正手段（制御回路）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　方位検出手段により得られた方位データと距離
   検出手段により得られた距離データとにより基準位置に
   対する自車の現在位置を推測する自車位置推測手段と、
   地図情報を予め記憶させた地図情報記憶手段と、上記自
   車位置推測手段により推測した自車の現在位置と上記地
   図情報記憶手段に記憶された地図情報とを比較して自車
   位置を地図上の道路にマッチングするマップマッチング
   手段とを有する車両用ナビゲーション装置であって、上
   記地図情報として予め記憶させた道路上に多数のノード
   が設定されていると共に、上記自車位置推測手段により
   得られた自車の現在位置からの上記各ノードの方向と上
   記方位検出手段により得られた自車の進行方向とを比較
   して自車の向かっているノードを選別判定するノード選
   別手段が備えられていることを特徴とする車両用ナビゲ
   ーション装置。
2. （２）　ノード選別手段により選別判定されたノードと
   自車位置推測手段により推測した自車の現在位置とのず
   れ量を算出するずれ量算出手段と、該ずれ量算出手段に
   より算出されたずれ量に基づいて方位検出手段の検出基
   準点を補正するオフセット補正手段とが備えられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の車両用
   ナビゲーション装置。