CN101784868B - 用于检测行进路线的车载设备 - Google Patents

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Abstract

位置估计部分(115)基于GPS接收器(111)、加速度传感器(112)、速度传感器(113)和陀螺仪(114)的信息，输出用于估计车辆正行进的位置的估计位置(X，Y)。校正部分(200)通过使用先前估计位置和先前地图匹配位置而进行位置校正以便降低与最后估计位置(X，Y)有关的误差，并且输出位置校正后的校正位置(cX，cY)。地图匹配部分(116)通过参照存储于存储部分(117)中的道路信息执行地图匹配处理以输出地图匹配位置(mX，mY)。因此，计算出位置误差得以降低的校正位置(cX，cY)，从而可以正确地检测到行进路线。

Description

用于检测行进路线的车载设备
技术领域
本发明涉及用于行进路线检测的车载机器。
更详细地，本发明被设计为：通过使用基于GPS接收器等的数据而获得的估计位置以及道路信息，能够在找寻车辆行进的路线时，通过使用在硬件和软件上简单的配置来精确地确定行驶路线或行进路线。
背景技术
作为收费道路中的电子收费系统，基于无线电的收费系统是可用的。通过基于无线电的收费系统，在安装在收费道路的收费亭处的基站与安装在车辆(汽车)上的随车携带或车载的机器之间执行通信，以执行车辆和缴费的识别和鉴定。
这种基于无线电的收费系统的使用使得车辆能够以不停泊、无现金的方式穿过收费亭。
此外，作为下一代的基于无线电的收费系统，正在研究如下这样的GPS(全球定位系统)道路收费系统：其通过使用GPS来检测车辆的位置、行进的路线以及所行进的距离，并且基于检测数据来收费。
通过GPS道路收费系统，由车载机器中提供的GPS接收器接收从GPS卫星所发送的无线电波。GPS接收器基于接收到的无线电波，检测车辆正行进的位置。当车辆进入收费区域(例如，特定市区)时，开始收费，而当车辆离开收费区域时，结束收费。在车辆正在收费区域中行进的同时，检测车辆位置、行进路线以及行进距离。
车载机器在车辆进入收费区域时开始行进路线的记录，在车辆离开收费区域时基于行进路线确定所行进的距离，基于行进距离进行收费，并且将收费信息发送到收费中心。
这种GPS道路收费系统可以取消在传统的基于无线电的收费系统下所必需的收费亭(通道设备)。
GPS道路收费系统旨在对涌入城市的车辆进行收费，由此限制交通量并且消除城市中的拥塞。
图7是示出GPS道路收费系统的图像的说明图。图7所示的车辆01配备了具有GPS接收器的车载机器、GPA天线和各种传感器。这种车载机器是可以通过使得GPS接收器接收从多个GPS卫星02发送的无线电波而每刻估计车辆01的位置的机器。
当无法接收从GPS卫星2发送的无线电波并且无法执行GPS定位时，例如，在车辆01正行进在隧道中的时候，自维持传感器(距离传感器或方向传感器)用于检测所行进的距离和行进的方向，并且基于自维持传感器所检测到的行进的距离和行进方向，从关于GPS接收器检测到的先前位置的信息中估计关于当前位置的信息。
安装在车辆01上的车载机器从所估计位置的坐标找寻路线，并且为了在车辆01进入收费区域03时收费而进行记录。在车辆01离开收费区域03时，车载机器从路线获得所行进的距离，进行收费，并且将收费信息发送到收费中心04。
接下来，将参照图8描述车载机器。车载机器10具有GPS接收器11、加速度传感器12、车辆速度传感器13、陀螺仪14、位置估计部分15、地图匹配部分16、存储部分17和收费处理部分18。
GPS接收器11经由GPS天线(未示出)接收从GPS卫星发送的无线电波，据此测量位置，并且输出关于该位置的信息(位置信息)。
加速度传感器12沿着车辆正行进的方向检测加速度，并且输出加速度信号。
车辆速度传感器13检测车辆的车辆速度，并且输出车辆速度信号。
作为方向传感器的陀螺仪14检测车辆正行进的方向，并且输出行进方向信号。
如果GPS接收器11的位置测量是可能的，则位置估计部分15输出GPS接收器11所获得的位置信息作为估计位置X，Y。在每个预设常数周期输出此估计位置X，Y。
另一方面，如果GPS接收器11的位置测量变得不可能，则位置估计部分15基于加速度信号或速度信号以及行进方向信号来找寻位置，并且输出找到的位置作为估计位置X，Y。
也就是说，为了允许加速度传感器12和速度传感器13用作距离传感器，基于通过对加速度信号进行二次积分所获得的距离信息、或通过对速度信号进行一次积分所获得的距离信息、以及从陀螺仪14获得的行进方向信号来计算行进的距离和行进方向。此外，通过使用在GPS接收器11的位置测量无法再进行的时间点的前一时间点的位置作为开始点来找寻相对行进位置，并且相对行进位置作为估计位置X，Y而输出。在每个预设常数周期输出该估计位置X，Y。
存储部分17具有存储的地图数据。作为地图数据，仅存储道路信息，而不包括关于楼宇、收费亭等的信息。
作为道路信息，除了沿着每一道路的位置信息之外，还存储为每一道路(链路)所设置的路线R(R1，R2，R3...Rn)和为每一节点的点(或节点)(例如十字路口或转弯)所设置的节点J(J1、J2、J3...Jn)。
地图匹配部分16通过使用存储部分17中存储的估计位置X，Y和道路信息来执行地图匹配。也就是说，最接近于估计位置X，Y所指示的位置的道路上的位置作为地图匹配位置mX，mY而输出。地图匹配位置mX，mY在每个预设常数周期输出。
收费处理部分18在车辆进入收费区域时开始记录从地图匹配部分16相继输出的地图匹配位置mX，mY。在车辆从收费区域离开时，收费处理部分18基于从地图匹配位置mX，mY找寻的行进路线而获得所行进的距离，进行收费，并且将收费信息发送到收费中心。
图6所示的车载机器10的配置是与当前广泛使用的车载汽车导航设备的配置基本上相同的配置，并且实现与之共有的功能。然而，存在以下差异：
1)汽车导航设备目的是驾驶者的导航。因此，用于汽车导航的车载机器需要在叠加于地图上的状态下实时地显示驾驶者自身车辆的位置。
与之对照，对于GPS道路收费系统下的车载机器10来说，重要的是正确地找寻距离和路线，而不需要车载机器10实时显示。
2)为了使用，要求GPS道路收费系统下的车载机器10的成本低。因此，与汽车导航设备相比，可保存的数据量被限制为较低的量。在此情况下，期望车载机器10仅保存道路信息(沿着道路的位置信息、路线R、节点J)，而不保存仅对于导航显示所必须的信息(如地形、楼宇或地标)。
专利文献1：JP-A-61-56910
发明内容
本发明所要解决的发明问题
图6所示的地图匹配部分16选择道路上最接近于估计位置X，Y的位置，并且将其作为地图匹配位置mX，mY而输出。然而，如果估计位置X，Y的计算误差很大，则可能选择错误道路(路线R)。
例如，假设沿着路线R1的道路和沿着路线R2的道路出现，如图7所示，并且车辆实际上行进在沿着路线R1的道路上。在图7中，三角形(△)意味着估计位置X，Y，实心圆(●)表示地图匹配位置mX，mY，R1和R2表示指示道路的路线。此外，估计位置X，Y和地图匹配位置mX，mY表示随着其书写于后的更大，就时间而言稍后的数据(就时间而言更新的数据)。
在图7的情况下，估计位置(X1，Y1)、(X2，Y2)和(X3，Y3)接近于路线R1。因此，地图匹配位置(mX1，mY1)、(mX2，mY2)、(mX3，mY3)位于指示车辆实际正行进的道路的路线R1上。
然而，估计位置(X4，Y4)以及(X5，Y5)远离路线R1，而接近于路线R2。因此，地图匹配位置(mX4，mY4)以及(mX5，mY5)位于路线R2上。也就是说，尽管车辆实际上正行进在路线R1所指示的道路上，但是将车辆错误地判断为行进在路线R2所指示的道路上。
如上所述，如果将车辆错误地判断为行进在与车辆实际行进的路线不同的路线上，则问题在于：无法确定正确的行进路线，并且无法完成精确的收费。因此，要求降低对错误道路(路线)的选择，并且提高确定正确的路线的精度。
作为用于改进汽车导航设备中地图匹配部分的路线确定性能的技术，存在如下这样的技术，其包括：相对于地图上收费亭的位置，检查在车辆穿过收费亭时关于收费亭等的位置信息，并且进行校正；或者识别周围的楼宇，与相对于地图信息对其进行检查相似，并且进行校正。
然而，如果采用这种技术，则变得必须将收费亭的位置，或关于楼宇、地标等的信息存储在存储部分中，并且需要楼宇识别或关于收费亭通道的信息的识别所必须的传感器、处理单元、软件等，以用于实时修正位置。因此，系统配置变得复杂，导致了昂贵的设备。
因此，对于需要低价格的GPS道路收费系统的车载机器来说，采用这种用于导航的位置校正技术是不现实的。
鉴于上述传统技术，已经实现了本发明。本发明的目的在于提供用于行进路线检测的车载机器，其即使在车辆已经穿过十字路口或岔路点之后，也可以精确地检测行进的路线，可是该车载机器的系统配置简单且不昂贵。
用于解决问题的手段
用于解决上述问题的本发明的一方面是用于行进路线检测的车载机器，包括：
GPS接收器，其接收从GPS卫星发送的无线电波，基于此而进行位置测量，并且输出位置信息；
行进距离检测部件，其用于输出指示车辆所行进的距离的行进距离信息；
行进方向检测部件，其用于输出指示车辆的行进方向的行进方向信息；
位置估计部分，其用于：如果能够由所述GPS接收器进行所述位置测量，则周期性输出从所述GPS接收器所输出的位置信息所指示的位置，作为估计位置(X，Y)，而如果所述GPS接收器无法进行所述位置测量，则基于所述行进距离信息和所述行进方向信息找寻所述车辆的行进位置，并且周期性输出找到的位置作为估计位置(X，Y)；
校正部分，其用于校正所述估计位置(X，Y)所指示的位置，并且输出通过校正而获得的位置作为校正位置(cX，cY)；
存储部分，其具有存储的道路信息，所述道路信息包括沿着道路的位置信息作为信息；以及
地图匹配部分，其用于通过使用所述校正位置(cX，cY)和所述道路信息而周期性地输出道路上的最接近于所述校正位置(cX，cY)所指示位置的位置，作为地图匹配位置(mX，mY)，
其中，所述校正部分
获得校正矢量(V)，所述校正矢量(V)具有就与所述最新的估计位置(X，Y)有关的时间而言为旧的先前估计位置(X，Y)作为开始点，并且具有通过利用对所述先前估计位置(X，Y)进行校正所获得的校正位置(cX，cY)的地图匹配部分处的处理所获得的地图匹配位置(mX，mY)作为结束点；以及
输出已经通过将所述最新输入的估计位置(X，Y)所指示的位置移动由所述校正矢量(V)所指示的方向和距离而获得的位置作为校正位置(cX，cY)。
本发明的另一方面是用于行进路线检测的车载机器，包括：
GPS接收器，其接收从GPS卫星发送的无线电波，基于此而进行位置测量，并且输出位置信息；
行进距离检测部件，其用于输出指示车辆所行进的距离的行进距离信息；
行进方向检测部件，其用于输出指示车辆的行进方向的行进方向信息；
位置估计部分，其用于：如果能够由所述GPS接收器进行所述位置测量，则周期性输出从所述GPS接收器所输出的位置信息所指示的位置，作为估计位置(X，Y)，而如果所述GPS接收器无法进行所述位置测量，则基于所述行进距离信息和所述行进方向信息找寻所述车辆的行进位置，并且周期性输出找到的位置作为估计位置(X，Y)；
校正部分，其用于校正所述估计位置(X，Y)所指示的位置，并且输出通过校正而获得的位置作为校正位置(cX，cY)；
存储部分，其具有存储的道路信息，所述道路信息包括沿着道路的位置信息作为信息；以及
地图匹配部分，其用于通过使用所述校正位置(cX，cY)和所述道路信息而周期性地输出道路上的最接近于所述校正位置(cX，cY)所指示位置的位置，作为地图匹配位置(mX，mY)，
其中，所述校正部分
获得校正矢量(V)，所述校正矢量(V)具有就与所述最新的估计位置(X，Y)有关的时间而言为旧的先前估计位置(X，Y)作为开始点，并且具有通过利用对所述先前估计位置(X，Y)进行校正所获得的校正位置(cX，cY)的地图匹配部分处的处理所获得的地图匹配位置(mX，mY)作为结束点；
确定如下这样的分离距离(d)是否大于预设阈值距离(D)，所述分离距离(d)处于就与所述最新的估计位置(X，Y)有关的时间而言为旧的先前估计位置(X，Y)和通过利用对所述先前估计位置(X，Y)进行校正所获得的校正位置(cX，cY)的地图匹配部分处的处理所获得的地图匹配位置(mX，mY)之间；
还确定在如下这样的估计方向和最接近于所述先前估计位置(X，Y)的道路延伸的方向之间所形成的相对角度(θ)是否大于预设阈值角度Θ，所述估计方向是在开始点开始并且朝向结束点前进的方向，所述开始点是就与所述最新的估计位置(X，Y)有关的时间而言为旧的先前估计位置(X，Y)，而所述结束点是所述最新的估计位置(X，Y)；以及
当所述分离距离(d)等于或大于所述预设阈值距离(D)时，或者当所述相对角度(θ)等于或大于所述预设阈值角度(Θ)时，输出所述最新的估计位置(X，Y)所指示的位置作为所述校正位置(cX，cY)；或者
当所述分离距离(d)小于所述预设阈值距离(D)时，以及当所述相对角度(θ)小于所述预设阈值角度(Θ)时，输出已经通过将所述最新输入的估计位置(X，Y)所指示的位置移动由所述校正矢量(V)所指示的方向和距离而获得的位置作为所述校正位置(cX，cY)。
本发明的又一方面是上述特征的车载机器，其还包括：收费处理部分，用于基于从输出自所述地图匹配部分的地图匹配位置(mX，mY)找寻到的行进路线来获得所行进的距离，并且执行收费处理。
发明的效果
根据本发明，当输入最新的估计位置时，以具有先前估计位置作为开始点并且具有对应于先前估计位置的先前地图匹配位置作为结束点的校正矢量来校正所述最新的估计位置，由此获得校正位置。
如上所述，以基于所述先前估计位置和地图匹配位置所获得的校正矢量来校正最新的估计位置，以获得校正位置。因此，校正位置的误差减少。通过对具有减少的误差的校正位置进行地图匹配而获得的地图匹配位置的位置精度增大。结果，可以精确地确定行进路线。
如果校正导致甚至更大的误差，则终止校正。因此，可以精确地确定行进路线。
此外，用于行进路线检测的车载机器的存储部分被设计为：仅保存道路信息，并且不保存仅对于导航显示所必须的信息(例如地形、楼宇或地标)。因此，可以实现在软件以及硬件上简单并且在数据量上降低的配置，并且可以取得成本减少。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的用于行进路线检测的车载机器的配置图。
图2是示出实施例的车载机器中使用的校正部分的框图。
图3是示出校正部分中的具体校正动作的说明图。
图4是示出校正部分中的具体校正动作的说明图。
图5是示出GPS道路收费系统的说明图。
图6是示出根据传统技术的用于行进路线检测的车载机器的配置图。
图7是示出传统技术中的地图匹配技术的说明图。
附图标记
100 车载机器
111 GPS接收器
12 加速度传感器
113 车辆速度传感器
114 陀螺仪
115 位置估计部分
116 地图匹配部分
117 存储部分
118 收费处理部分
200 校正部分
201 存储器
202 校正必要性确定功能部分
203 校正矢量计算功能部分
204 校正处理功能部分
具体实施方式
现将基于以下实施例详细描述用于执行本发明的具体实施方式：
实施例
图1示出根据本发明实施例1的用于行进路线检测的车载机器100。
车载机器100具有GPS接收器111、加速度传感器112、车辆速度传感器113、陀螺仪114、位置估计部分115、地图匹配部分116、存储部分117、收费处理部分118以及校正部分200。
GPS接收器111经由GPS天线(未示出)接收从GPS卫星发送的无线电波，据此测量车辆的位置，并且输出位置信息。
加速度传感器112沿着车辆正行进的方向检测加速度，并且输出加速度信号。
车辆速度传感器113检测车辆的车辆速度，并且输出车辆速度信号。
作为方向传感器的陀螺仪114检测车辆正行进的方向，并且输出行进方向信号。
如果GPS接收器111的位置测量是可能的，则位置估计部分115输出GPS接收器111所获得的位置信息作为估计位置X，Y。在每个预设常数周期输出此估计位置X，Y。
另一方面，如果GPS接收器111的位置测量变得不可能，则位置估计部分115基于加速度信号或速度信号以及行进方向信号来找寻位置，并且输出找到的位置作为估计位置X，Y。
也就是说，为了允许加速度传感器112和速度传感器113用作距离传感器，基于通过对加速度信号进行二次积分所获得的距离信息、或通过对速度信号进行一次积分所获得的距离信息、以及从行进方向信号获得的行进方向信号来计算行进的距离和行进方向。此外，通过将GPS接收器111的位置测量无法再进行的时间点的前一时间点的位置用作开始点来找寻相对行进位置，并且将相对行进位置作为估计位置X，Y而输出。在每个预设常数周期输出此估计位置X，Y。
校正部分200对估计位置X，Y进行校正，并且输出校正位置cX，cY。在每个预设常数周期输出此校正位置cX，cY。
稍后描述校正部分200的校正处理的细节。通过进行位置的该校正，即使估计位置X，Y中包括误差，也可以精确地确定路线。
存储部分117具有存储的地图数据。作为地图数据，仅存储道路信息S，而不包括关于楼宇、收费亭等的信息。
作为道路信息S，除了沿着每一道路的位置信息之外，还存储为每一道路(链路)所设置的以区分各条道路的路线R(R1，R2，R3...Rn)，以及为每一节点的点(或节点)(例如十字路口、岔路点或转弯)所设置的以区分各个节点的点的节点J(J1，J2，J3...Jn)。
为了使用，要求应用于GPS道路收费系统的用于行进路线检测的车载机器100的成本低。因此，在汽车导航设备相比，可保存的数据量被限制为较低的量。有鉴于此，将车载机器100设计为仅保存道路信息(沿着道路的位置信息、路线R、节点J)，而不保存仅对于导航显示所必须的信息(例如地形、楼宇或地标)。据此，实现了在软件上以及硬件上简单并且在数据量上降低的配置。
地图匹配部分116通过使用存储部分117中存储的校正位置cX，cY和道路信息S来执行地图匹配。也就是说，将最接近于校正位置cX，cY所指示的位置的道路上的位置作为地图匹配位置mX，mY而输出。在每个预设常数周期输出所述地图匹配位置mX，mY。
收费处理部分118在车辆进入收费区域时开始记录从地图匹配部分116周期性地相继输出的地图匹配位置mX，mY。在车辆离开收费区域时，收费处理部分118基于从地图匹配位置mX，mY找寻的行进路线获得所行进的距离，执行收费处理(计算符合所行进的距离的收费)，并且将收费信息(计算出的收费)发送到收费中心。
将参照作为功能框图的图2以及示出具体处理状态的图3和图4来描述校正部分200中功能部分的配置和校正处理动作。
将首先基于图2描述各个功能部分的功能，然后将基于图3和图4描述对于估计位置进行的校正的具体示例。
校正部分200具有存储器201、校正必要性确定功能部分202、校正矢量计算功能部分203、以及校正处理功能部分204。
各个功能部分202、203、204是用于通过软件进行计算并且确定的功能部分。它们在图2中示出为框图。
从位置估计部分115输出的估计位置X，Y输入到存储器201、校正必要性确定功能部分202、校正矢量计算功能部分203和校正处理功能部分204。
存储于存储部分117中的道路信息S输入到校正必要性确定功能部分203。
从地图匹配部分116输出的地图匹配位置mX，mY输入到校正必要性确定功能部分202和校正矢量计算功能部分203。
从位置估计部分115周期性输出的估计位置X，Y输入并且合并到存储器201。
存储器201具有预设存储器容量。在该存储器201中，如果超过该存储器容量的关于估计位置X，Y的数据是新输入的，则擦除关于估计位置X，Y的最旧数据，并且存储最新输入的关于估计位置X，Y的最新数据。
在本实施例中，存储器201被设计为能够至少存储最新的估计位置X，Y和就与最新的估计位置X，Y有关的时间而言较旧的先前估计位置X，Y。
当输入最新的估计位置X，Y时，校正必要性确定功能部分202从存储器201取得先前估计位置X，Y。
校正必要性确定功能部分202还取得通过在地图匹配部分116处对已经利用校正先前估计位置X，Y而获得的校正位置cX，cY进行地图匹配所获得的地图匹配位置mX，mY(即与先前估计位置X，Y对应的地图匹配位置mX，mY)，并且合并来自存储部分117的道路信息S。
首先，校正必要性确定功能部分202进行以下两个确定(1)和(2)：
(1)确定先前估计位置X，Y与对应于先前估计位置X，Y的地图匹配位置mX，mY之间的分离距离d是否大于预设阈值距离D。
(2)确定作为开始于开始点并且朝向结束点前进的方向的估计方向与最接近于先前估计位置X，Y的道路延伸的方向之间所形成的相对角度θ是否大于预设阈值角度Θ，其中，所述开始点是先前估计位置X，Y，所述结束点是最新的估计位置X，Y。
基于道路信息S来确定“道路延伸的方向”。
校正必要性确定功能部分202
(a)确定当以上确定(1)和(2)之一成立时，即当分离距离d等于或大于预设阈值距离D时，或者当相对角度θ等于或大于预设阈值角度Θ时，校正是不必要的；或者
(b)确定当确定(1)和(2)二者皆成立，即当分离距离d小于预设阈值距离D时，并且当相对角度θ小于预设阈值角度Θ时，校正是必须的。
当输入最新的估计位置X，Y时，校正矢量计算功能部分203从存储器201取得先前估计位置X，Y。
校正矢量计算功能部分203还取得通过在地图匹配部分116处对已经利用校正先前估计位置X，Y而获得的校正位置cX，cY进行地图匹配所获得的地图匹配位置mX，mY(即与先前估计位置X，Y对应的地图匹配位置mX，mY)。
当校正必要性确定功能部分202判断校正是必须的时，校正矢量计算功能部分203计算具有先前估计位置X，Y作为开始点并且具有对应于先前估计位置X，Y的地图匹配位置mX，mY作为结束点的校正矢量V。
当输入最新的估计位置X，Y时，校正处理功能部分204执行以下处理：
(i)当校正必要性确定功能部分202确定校正是不必要的时，不变地输出最新的估计位置X，Y所指示的位置作为校正位置cX，cY。
(ii)当校正必要性确定功能部分202确定校正是必要的时，以校正矢量计算功能部分203所计算出的校正矢量V来校正最新的估计位置X，Y所指示的位置。具体地说，输出已经通过将所述最新的估计位置X，Y所指示的位置移动由所述校正矢量V指示的方向和距离而获得的位置作为校正位置cX，cY。
接下来，将参照图3和图4描述校正部分200根据估计位置X，Y所进行的校正的具体示例。
在图3和图4的示例中，出现沿着路线R1的道路和沿着路线R2的路线。在图3的示例中，假设车辆实际上行进在沿着路线R1的道路上。在图4的示例中，假设车辆实际上行进在沿着路线R2的道路上。
在图3和图4中，三角形(△)意味着估计位置X，Y，实心圆(●)表示地图匹配位置mX，mY，正方形(□)表示校正位置cX，cY。
此外，估计位置X，Y、地图匹配位置mX，mY以及校正位置cX，cY表示随着其书写于后的更大，就时间而言稍后的数据(就时间而言更新的数据)。
作为校正动作，每当最新的估计位置X，Y输入到校正部分200时，就重复跟随预定过程的校正处理。因此，在以下描述中，将针对在估计位置X3，Y3输入到校正部分200时之后所执行的动作来提供说明。
现将描述图3的示例。
校正部分200在估计位置X3，Y3输入到校正部分200时的动作如下：
校正必要性确定功能部分202确定
(1)估计位置X2，Y2与地图匹配位置mX2，mY2之间的分离距离d2不大于预设阈值距离D，以及
(2)开始于作为开始点的估计位置X2，Y2并且结束于作为结束点的估计位置X3，Y3的估计方向与最接近于估计位置X2，Y2的路线(道路)R1延伸的方向之间所形成的角度θ不大于预设阈值角度Θ，
并且基于这些确定结果而确定校正是必须的。
校正矢量计算功能部分203计算具有作为开始点的估计位置X2，Y2并且具有作为结束点的地图匹配位置mX2，mY2的校正矢量V2。
由于校正必要性确定功能部分202确定校正是必须的，因此校正处理功能部分204以校正矢量V2来校正估计位置X3，Y3。也就是说，校正处理功能部分204输出已经通过将所述估计位置X3，Y3所指示的位置移动由所述校正矢量V2指示的方向和距离而获得的位置，作为校正位置cX3，cY3。
由于这个校正位置cX3，cY3变为接近于路线R1，因此在地图匹配部分116处对校正位置cX3，cY3进行地图匹配所获得的地图匹配位置mX3，mY3位于路线R1上。结果，即使估计位置X3，Y3的位置精度低，也将该位置校正为具有更高精度的校正位置cX3，cY3，由此可以增加地图匹配位置mX3，mY3的位置精度。
校正部分200在估计位置X4，Y4输入到校正部分200时的动作如下：
校正必要性确定功能部分202确定
(1)估计位置X3，Y3与地图匹配位置mX3，mY3之间的分离距离d3不大于预设阈值距离D，以及
(2)开始于作为开始点的估计位置X3，Y3并且结束于作为结束点的估计位置X4，Y4的估计方向与最接近于估计位置X3，Y3的路线(道路)R1延伸的方向之间所形成的角度θ不大于预设阈值角度Θ，
并且基于这些确定结果而确定校正是必须的。
校正矢量计算功能部分203计算具有作为开始点的估计位置X3，Y3并且具有作为结束点的地图匹配位置mX3，mY3的校正矢量V3。
由于校正必要性确定功能部分202确定校正是必须的，因此校正处理功能部分204以校正矢量V3来校正估计位置X4，Y4。也就是说，校正处理功能部分204输出已经通过将所述估计位置X4，Y4所指示的位置移动由所述校正矢量V3指示的方向和距离而获得的位置，作为校正位置cX4，cY4。
由于这个校正位置cX4，cY4变为接近于路线R1，因此在地图匹配部分116处对校正位置cX4，cY4进行地图匹配所获得的地图匹配位置mX4，mY4位于路线R1上。结果，即使估计位置X4，Y4的位置精度低，也将该位置校正为具有更高精度的校正位置cX4，cY4，由此可以增加地图匹配位置mX4，mY4的位置精度。
校正部分200在估计位置X5，Y5输入到校正部分200时的动作如下：
校正必要性确定功能部分202确定
(1)估计位置X4，Y4与地图匹配位置mX4，mY4之间的分离距离d4不大于预设阈值距离D，以及
(2)开始于作为开始点的估计位置X4，Y4并且结束于作为结束点的估计位置X5，Y5的估计方向与最接近于估计位置X4，Y4的路线(道路)R1延伸的方向之间所形成的角度θ不大于预设阈值角度Θ，
并且基于这些确定结果而确定校正是必须的。
校正矢量计算功能部分203计算具有作为开始点的估计位置X4，Y4并且具有作为结束点的地图匹配位置mX4，mY4的校正矢量V4。
由于校正必要性确定功能部分202确定校正是必须的，因此校正处理功能部分204以校正矢量V4来校正估计位置X5，Y5。也就是说，校正处理功能部分204输出已经通过将所述估计位置X5，Y5所指示的位置移动由所述校正矢量V4指示的方向和距离而获得的位置，作为校正位置cX5，cY5。
由于这个校正位置cX5，cY5变为接近于路线R1，因此在地图匹配部分116处对校正位置cX5，cY5进行地图匹配所获得的地图匹配位置mX5，mY5位于路线R1上。结果，即使估计位置X5，Y5的位置精度低，也将该位置校正为具有更高精度的校正位置cX5，cY5，由此可以增加地图匹配位置mX5，mY5的位置精度。
校正部分200在估计位置X6，Y6输入到校正部分200时的动作如下：
校正必要性确定功能部分202确定
(1)估计位置X5，Y5与地图匹配位置mX5，mY5之间的分离距离d4不大于预设阈值距离D，以及
(2)开始于作为开始点的估计位置X5，Y5并且结束于作为结束点的估计位置X6，Y6的估计方向与最接近于估计位置X5，Y5的路线(道路)R1延伸的方向之间所形成的角度θ不大于预设阈值角度Θ，
并且基于这些确定结果而确定校正是必须的。
校正矢量计算功能部分203计算具有作为开始点的估计位置X5，Y5并且具有作为结束点的地图匹配位置mX5，mY5的校正矢量V5。
由于校正必要性确定功能部分202确定校正是必须的，因此校正处理功能部分204以校正矢量V5来校正估计位置X6，Y6。也就是说，校正处理功能部分204输出已经通过将所述估计位置X6，Y6所指示的位置移动由所述校正矢量V5指示的方向和距离而获得的位置来作为校正位置cX6，cY6。
由于这个校正位置cX6，cY6变为接近于路线R1，因此在地图匹配部分116处对校正位置cX6，cY6进行地图匹配所获得的地图匹配位置mX6，mY6位于路线R1上。结果，即使估计位置X6，Y6的位置精度低，也将该位置校正为具有更高精度的校正位置cX6，cY6，由此可以增加地图匹配位置mX6，mY6的位置精度。
因此，在图3的示例中，即使估计位置X，Y由于时间通过的误差(尽管车辆正行进在路线R1上)而离开路线R1，位置校正所获得的校正位置cX，cY也接近于路线R1。因此，通过对校正位置cX，cY进行地图匹配而获得的地图匹配位置mX，mY可以精确地位于路线R1上，并且可以精确地进行路线确定。
接下来，现将描述图4的示例。
校正部分200在估计位置X3，Y3输入到校正部分200时的动作如下：
校正必要性确定功能部分202确定
(1)估计位置X2，Y2与地图匹配位置mX2，mY2之间的分离距离d2不大于预设阈值距离D，以及
(2)开始于作为开始点的估计位置X2，Y2并且结束于作为结束点的估计位置X3，Y3的估计方向与最接近于估计位置X2，Y2的路线(道路)R1延伸的方向之间所形成的角度θ不大于预设阈值角度Θ，
并且基于这些确定结果而确定校正是必须的。
校正矢量计算功能部分203计算具有作为开始点的估计位置X2，Y2并且具有作为结束点的地图匹配位置mX2，mY2的校正矢量V2。
由于校正必要性确定功能部分202确定校正是必须的，因此校正处理功能部分204以校正矢量V2来校正估计位置X3，Y3。也就是说，校正处理功能部分204输出已经通过将所述估计位置X3，Y3所指示的位置移动由所述校正矢量V2指示的方向和距离而获得的位置来作为校正位置cX3，cY3。
由于这个校正位置cX3，cY3变为接近于路线R1，因此在地图匹配部分116处对校正位置cX3，cY3进行地图匹配所获得的地图匹配位置mX3，mY3位于路线R1上。
校正部分200在估计位置X4，Y4输入到校正部分200时的动作如下：
校正必要性确定功能部分202确定
(1)估计位置X3，Y3与地图匹配位置mX3，mY3之间的分离距离d3不大于预设阈值距离D，以及
(2)开始于作为开始点的估计位置X3，Y3并且结束于作为结束点估计位置X4，Y4的估计方向与最接近于估计位置X3，Y3的路线(道路)R1延伸的方向之间所形成的角度θ不大于预设阈值角度Θ，
并且基于这些确定结果而确定校正是必须的。
校正矢量计算功能部分203计算具有作为开始点的估计位置X3，Y3并且具有作为结束点的地图匹配位置mX3，mY3的校正矢量V3。
由于校正必要性确定功能部分202确定校正是必须的，因此校正处理功能部分204以校正矢量V3来校正估计位置X4，Y4。也就是说，校正处理功能部分204输出已经通过将所述估计位置X4，Y4所指示的位置移动由所述校正矢量V3指示的方向和距离而获得的位置来作为校正位置cX4，cY4。
由于这个校正位置cX4，cY4变为接近于路线R1，因此在地图匹配部分116处对校正位置cX4，cY4进行地图匹配所获得的地图匹配位置mX4，mY4位于路线R1上。
校正部分200在估计位置X5，Y5输入到校正部分200时的动作如下：
校正必要性确定功能部分202确定
(1)估计位置X4，Y4与地图匹配位置mX4，mY4之间的分离距离d4大于预设阈值距离D，以及
(2)开始于作为开始点的估计位置X4，Y4并且结束于作为结束点的估计位置X5，Y5的估计方向与最接近于估计位置X4，Y4的路线(道路)R1延伸的方向之间所形成的角度θ大于预设阈值角度Θ，
并且基于这些确定结果而确定校正是不必要的。
因为校正必要性确定功能部分202确定校正是不必要的，所以校正矢量计算功能部分203不计算校正矢量。
由于校正必要性确定功能部分202确定校正是不必要的，因此校正处理功能部分204输出估计位置X5，Y5指示的位置，作为校正位置cX5，cY5。
由于这个校正位置cX5，cY5变为接近于路线R2而非路线R1，因此在地图匹配部分116处对校正位置cX5，cY5进行地图匹配所获得的地图匹配位置mX5，mY5位于路线R2上。
校正部分200在估计位置X6，Y6输入到校正部分200时的动作如下：
校正必要性确定功能部分202确定
(1)估计位置X5，Y5与地图匹配位置mX5，mY5之间的分离距离d4大于预设阈值距离D，以及
(2)开始于作为开始点的估计位置X5，Y5并且结束于作为结束点的估计位置X6，Y6的估计方向与最接近于估计位置X5，Y5的路线(道路)R1延伸的方向之间所形成的角度θ大于预设阈值角度Θ，
并且基于这些确定结果而确定校正是不必要的。
因为校正必要性确定功能部分202确定校正是不必要的，所以校正矢量计算功能部分203不计算校正矢量。
由于校正必要性确定功能部分202确定校正是不必要的，因此校正处理功能部分204输出估计位置X6，Y6指示的位置来作为校正位置cX6，cY6。
由于这个校正位置cX6，cY6变为接近于路线R2，因此在地图匹配部分116处对校正位置cX6，cY6进行地图匹配所获得的地图匹配位置mX6，mY6位于路线R2上。
因此，所以在图4的示例中，由于计算误差等，估计位置(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)初始地接近于路线R1。因此，输出通过校正这些估计位置而获得的校正位置(cX1，cY1)、(cX2，cY2)、(cX3，cY3)，并且地图匹配位置(mX1，mY1)、(mX2，mY2)、(mX3，mY3)位于路线R1上，尽管车辆正行进在路线R2上。
然而，如果估计位置(X5，Y5)、(X6、Y6)由于随时间的通过而减少的计算误差，变为离开路线R1且接近于车辆实际正行进的路线R2，则不执行校正计算。
因此，如果估计位置X，Y的计算误差随时间的通过而减少(即使它们最初很大而导致选择错误路线(R1))，则停止校正处理。据此，可以将地图匹配位置精确地带到车辆正行进的路线(R2)上。因此，可以增大路线确定的精度。
在图4的示例中，当估计位置(X5，Y5)、(X6，Y6)输入到校正部分200时，校正必要性确定功能部分202进行以下两个确定
(1)分离距离d4，d5大于预设阈值距离D，以及
(2)角度θ大于预设阈值角度Θ，
并且基于这些确定结果而确定校正是不必要的。
然而，当进行确定(1)和(2)之一时，足以确定校正是不必要的。

Claims (3)

1.一种用于行进路线检测的车载机器，包括：
GPS接收器，其接收从GPS卫星发送的无线电波，基于此而进行位置测量，并且输出位置信息；
行进距离检测部件，其用于输出指示车辆所行进的距离的行进距离信息；
行进方向检测部件，其用于输出指示车辆的行进方向的行进方向信息；
位置估计部分，其用于：如果能够由所述GPS接收器进行所述位置测量，则周期性输出从所述GPS接收器所输出的位置信息所指示的位置，作为估计位置(X，Y)，而如果所述GPS接收器无法进行所述位置测量，则基于所述行进距离信息和所述行进方向信息找寻所述车辆的行进位置，并且周期性输出找到的位置作为估计位置(X，Y)；
校正部分，其用于校正所述估计位置(X，Y)所指示的位置，并且输出通过校正而获得的位置作为校正位置(cX，cY)；
存储部分，其具有存储的道路信息，所述道路信息包括沿着道路的位置信息作为信息；以及
地图匹配部分，其用于通过使用所述校正位置(cX，cY)和所述道路信息而周期性地输出道路上的最接近于所述校正位置(cX，cY)所指示位置的位置，作为地图匹配位置(mX，mY)，
其中，所述校正部分
获得校正矢量(V)，所述校正矢量(V)具有就与最新的估计位置(X，Y)有关的时间而言为旧的先前估计位置(X，Y)作为开始点，并且具有通过利用对所述先前估计位置(X，Y)进行校正所获得的校正位置(cX，cY)的地图匹配部分处的处理所获得的地图匹配位置(mX，mY)作为结束点；以及
输出已经通过将所述最新输入的估计位置(X，Y)所指示的位置移动由所述校正矢量(V)所指示的方向和距离而获得的位置作为校正位置(cX，cY)。
2.一种用于行进路线检测的车载机器，包括：
GPS接收器，其接收从GPS卫星发送的无线电波，基于此而进行位置测量，并且输出位置信息；
行进距离检测部件，其用于输出指示车辆所行进的距离的行进距离信息；
行进方向检测部件，其用于输出指示车辆的行进方向的行进方向信息；
位置估计部分，其用于：如果能够由所述GPS接收器进行所述位置测量，则周期性输出从所述GPS接收器所输出的位置信息所指示的位置，作为估计位置(X，Y)，而如果所述GPS接收器无法进行所述位置测量，则基于所述行进距离信息和所述行进方向信息找寻所述车辆的行进位置，并且周期性输出找到的位置作为估计位置(X，Y)；
校正部分，其用于校正所述估计位置(X，Y)所指示的位置，并且输出通过校正而获得的位置作为校正位置(cX，cY)；
存储部分，其具有存储的道路信息，所述道路信息包括沿着道路的位置信息作为信息；以及
地图匹配部分，其用于通过使用所述校正位置(cX，cY)和所述道路信息而周期性地输出道路上的最接近于所述校正位置(cX，cY)所指示位置的位置，作为地图匹配位置(mX，mY)，
其中，所述校正部分
获得校正矢量(V)，所述校正矢量(V)具有就与最新的估计位置(X，Y)有关的时间而言为旧的先前估计位置(X，Y)作为开始点，并且具有通过利用对所述先前估计位置(X，Y)进行校正所获得的校正位置(cX，cY)的地图匹配部分处的处理所获得的地图匹配位置(mX，mY)作为结束点；
确定如下这样的分离距离(d)是否大于预设阈值距离(D)，所述分离距离(d)处于就与所述最新的估计位置(X，Y)有关的时间而言为旧的先前估计位置(X，Y)和通过利用对所述先前估计位置(X，Y)进行校正所获得的校正位置(cX，cY)的地图匹配部分处的处理所获得的地图匹配位置(mX，mY)之间；
还确定以就与所述最新的估计位置(X，Y)有关的时间而言为旧的先前估计位置(X，Y)作为开始点并以所述最新的估计位置(X，Y)作为结束点时从开始点开始并且朝向结束点前进的方向和最接近于所述先前估计位置(X，Y)的道路延伸的方向之间所形成的相对角度(θ)是否大于预设阈值角度Θ；以及
当所述分离距离(d)等于或大于所述预设阈值距离(D)时，或者当所述相对角度(θ)等于或大于所述预设阈值角度(Θ)时，输出所述最新的估计位置(X，Y)所指示的位置作为所述校正位置(cX，cY)；或者
当所述分离距离(d)小于所述预设阈值距离(D)时，并且当所述相对角度(θ)小于所述预设阈值角度(Θ)时，输出已经通过将所述最新输入的估计位置(X，Y)所指示的位置移动由所述校正矢量(V)所指示的方向和距离而获得的位置作为所述校正位置(cX，cY)。
3.如权利要求1或2所述的用于行进路线检测的车载机器，还包括：
收费处理部分，其基于从输出自所述地图匹配部分的地图匹配位置(mX，mY)找寻到的行进路线来获得所行进的距离，并且执行收费处理。
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