CN104567885A - 导航装置以及高架上下道路判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供在各种状况的道路上都能够更正确判定是在高架上侧道路和高架下侧道路中哪个道路上行驶的导航装置及高架上下道路判定方法。具备遮蔽率计算部，计算可视卫星中仰角超过阈值的可视卫星中的、电波的接收等级小于阈值的可视卫星的比例作为可视卫星遮蔽率，该可视卫星是在基于从GPS卫星的电波获得的多个GPS卫星的配置信息而设想为能够接收电波的位置存在的GPS卫星；行驶道路判定部，基于该可视卫星遮蔽率来判定本车在高架上侧道路和高架下侧道路中哪个道路上行驶，基于对接收等级小于阈值的可视卫星的比例进行表示的可视卫星遮蔽率，判定本车在高架上侧道路和高架下侧道路中哪个道路上行驶，由此基于更精细的判定基准进行判定。

Description

导航装置以及高架上下道路判定方法

技术领域

本发明涉及导航装置以及高架上下道路判定方法，尤其涉及适于应用于具有利用GPS接收机的测位结果来修正本车位置的地图匹配功能的导航装置。

背景技术

一般而言，在车载用的导航装置中，使用自主导航(日文原文：自立航法)传感器、GPS(Global Positioning System：全球定位系统)接收机等来检测车辆的当前位置，并从记录介质读出当前位置附近的地图数据并显示在画面上。并且，通过将表示本车位置的本车位置标志重合地显示在画面上的规定部位，由此使得车辆当前在何处行驶变得一目了然。

在通过自主导航传感器测定本车位置的情况下，需要进行基于地图匹配的位置校正处理。即，在自主导航中，随着车辆行驶而误差累积，本车位置将从道路脱离。因此，通过地图匹配处理将本车位置与道路的位置对照，并根据需要将本车位置修正到道路上。将本车位置修正到道路上具体地是指，将本车位置拉拽到道路路段上的处理。

另外，在自主导航中，在测定误差变大而本车位置大大脱离道路时，无法将本车位置地图匹配到实际的道路上的当前位置。因此，通过基于自主导航的地图匹配变得不可能，则使用从GPS接收机获得的位置数据(GPS位置)和方位数据(GPS方位)来进行基于自主导航传感器的车辆位置(传感器位置)和行驶方位(传感器方位)的修正。

但是，对于如高架上侧的高速道路和位于其下方的一般道路那样、二条道路上下分支或并排的情形下，仅仅通过自主导航传感器、GPS接收机的信息，难以精确地确定是在哪条道路上行驶。对此，事先对于分支前方的道路路段附加简单的坡度信息(上坡/下坡/平坦)并对该坡度信息和在分支点由车载传感器检测到的坡度角(车辆俯仰角)进行比较，从而能够以某种程度的精度确定实际行驶的分支前方的道路。

然而，根据适用地(尤其是日本以外的中国、台湾等亚洲一带)，存在如下情况：地图DB的整备状况差因而坡度信息的有效范围窄，仅对于一部分的城市的道路路段储存有坡度信息。此外，即使在储存有坡度信息的情况下，与面向日本的产品相比，地图DB的精度较差的情况较多。为此，在通过对道路路段的坡度信息和由传感器检测到的车辆俯仰角进行比较而进行高架上下道路的判定的方法中，存在如下问题：功能本身无法动作的情况、即使在能够动作的情况下也会导致误判定较多这样的问题。

尤其是，在中国的代表性的两个城市(上海，广州)，为能够容易地在高架上侧的高速道路和其下方的一般道路上往来的这种交通状况。然而，上下分支的道路的判定所需的坡度信息未储存于地图DB的情况、即使储存的情况下精度也差且为错误的坡度信息的情况较多，成为分支点处的匹配精度劣化的主要原因。

此外，在上下分支的道路无法匹配到正确的道路的情况下，在之后的行驶中进行地图匹配处理。然而，高架上侧的高速道路和其下方的一般道路，上下(高度方向)有明显的距离差，但几乎没有相对于平面(水平方向的明显的距离差的状况较多，因此即使进行地图匹配处理也无法匹配到正确的道路的可能性大，存在无法进行有效的恢复的问题。此外，在高架下侧道路行驶的情况、周围存在高层建筑物的状况下，GPS测位环境非常严峻，GPS测位精度非常差。为此，几乎无法期待基于能够作为最准确的值而期待的GPS位置进行的恢复。

另外，提出了使用GPS接收机的信息来判定在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪条道路上行驶的技术(例如，参照专利文献1～3)。在专利文献1所记载的导航装置中，采样到的GPS数据中的、能够进行电波接收的GPS卫星的仰角全部为规定角度以下时，判定为在高架下侧道路上行驶的可能性大。另一方面，如果采样到的GPS数据中的能够进行电波接收的GPS卫星中的、仰角为规定角度以上的GPS卫星存在，则判定为在高架上侧道路行驶的可能性大。

在专利文献2记载的导航装置中，在能够接收来自各卫星中的仰角为规定值以下的卫星的卫星电波、并且不能接收来自其他的卫星的卫星电波的情况下，基于不能接收的各卫星而判断接收不能区域的形状。并且，在接收不能区域的形状符合规定的基准的情况下，判定为本车在高架下侧。具体而言，在接收不能区域沿着车辆的行进方向将天空区域的中央附近部分纵切时，判定为本车在高架下侧。

在专利文献3记载的导航装置中，在车辆在高架上侧道路和与其并排的高架下侧道路中的任一方行驶时，判别能够接收卫星电波的人造卫星(例如，仰角在20°～90°的范围内的人造卫星)并且取得其位置信息。并且，如果来自在车辆的行驶方向的右侧存在的人造卫星的卫星电波的接收等级为规定等级以下，则判定为在高架下侧道路上行驶，另一方面，在比规定等级大时，判定为在高架上侧道路行驶。

专利文献

专利文献1：日本特开平10－141968号公报

专利文献2：日本特开2002－174528号公报

专利文献3：日本特开2011－95141号公报

在上述专利文献1～3记载的技术中，单纯基于导航装置能够接收电波的卫星或无法接收电波(接收等级为规定等级以下)的卫星处于哪一仰角范围来进行高架上下道路的判定。然而，高架的高度、高架上侧道路的宽度、高架上侧道路和高架下侧道路的水平方向的位置关系(高架下侧道路处于高架上侧道路的正下方的位置或处于倾斜的位置、或倾斜着存在的情况下的高架下侧道路距高架上侧道路的水平距离等)根据行驶场所而不同，因此专利文献1～3的简单的判定方法存在如下问题：有时无法正确地进行高架上下道路的判定。

发明内容

本发明是为了解决这种问题而做出的，目的在于实现在各种状况的道路下都能够正确地判定在高架上侧道路和高架下侧道路中的那条道路上行驶。

为了解决上述的课题，在本发明中，计算可视卫星中仰角超过阈值的可视卫星中的、电波的接收等级小于阈值的可视卫星的比例作为可视卫星遮蔽率，基于该可视卫星遮蔽率，判定本车在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪个道路上行驶，该可视卫星是多个GPS卫星中的、在基于从GPS卫星的电波获得的多个GPS卫星的配置信息而被设想为能够接收电波的位置存在的GPS卫星。

发明效果

通过如上所述构成的本发明，并不是基于从多个GPS卫星中提取到的可视卫星的仰角而简单地进行判定，可视卫星中的仰角超过阈值的卫星进一步被分类为电波的接收等级小于阈值的卫星和为阈值以上的卫星，基于对接收等级小于阈值的可视卫星的比例进行表示的可视卫星遮蔽率，判定本车在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪个道路上行驶。由此，成为基于更精细的判定基准进行判定，所以在高架的高度、高架上侧道路的宽度、高架上侧道路和高架下侧道路的水平方向的位置关系等不同的状况的道路上，也能够更精确地判定本车是在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪个道路上行驶。

附图说明

图1是对本实施方式涉及的导航装置的构成例进行表示的框图。

图2是对本实施方式涉及的遮蔽率计算部的更具体的功能构成例进行表示的框图。

图3是用于对关于本实施方式涉及的遮蔽率计算部的、判定本车是否在高架下侧道路上行驶的处理进行说明的图。

图4是用于对关于本实施方式涉及的遮蔽率计算部的、判定本车是否在高架上侧道路上行驶的处理进行说明的图。

图5是对本实施方式涉及的导航控制部的动作例进行表示的流程图。

图6是用于对关于本实施方式涉及的遮蔽率计算部的、判定本车是否在高架下侧道路上行驶的处理进行说明的图。

图7是对本实施方式涉及的导航装置的另一个构成例进行表示的框图。

符号说明

1 地图数据存储部

2 自主导航传感器

3 GPS接收机

4 显示器

5 倾斜传感器

10 导航控制部

12 本车位置测定部

13 数据存储部

14、14’ 地图匹配处理部

17 仰角检测部

18 接收等级检测部

19 遮蔽率计算部

20 行驶道路判定部

21 行驶距离检测部

22 坡度角检测部

23 第二行驶道路判定部

31 高仰角可视卫星提取部

32 遮蔽高仰角可视卫星提取部

33 高仰角可视卫星遮蔽率计算部

34 非低仰角可视卫星提取部

35 遮蔽非低仰角可视卫星提取部

36 非低仰角可视卫星遮蔽率计算部

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一实施方式进行说明。图1是对本实施方式涉及的导航装置的构成例进行表示的框图。如图1所示，本实施方式的导航装置构成为，具备：地图数据存储部1、自主导航传感器2、GPS接收机3、显示器4以及导航控制部10。

导航控制部10具备地图描画部11、本车位置测定部12、数据存储部13、地图匹配处理部14、本车位置标志产生部15、图像合成部16、仰角检测部17、接收等级检测部18、遮蔽率计算部19、行驶道路判定部20以及行驶距离检测部21作为其功能构成。

地图数据存储部1存储地图显示、路径搜索等所需的地图数据。该地图数据中包含有：描画单元，由地图显示所需的各种数据构成；，道路单元，由地图匹配、路径搜索、路径引导等各种处理所需的数据构成。道路单元中包含有：与交差点、分支等多个道路交叉的点对应的与节点有关的信息、与道路、车线等对应的与道路路段有关的信息。

与道路路段有关的信息中包含有道路类别、道路属性的信息。道路类别的信息表示与该道路路段对应的实际的道路是高速道路还是一般道路等类别。道路属性的信息表示与该道路路段有关的各种属性。例如，对与该道路路段对应的实际的道路是高架上侧道路或高架下侧道路进行表示的高架道路信息、对道路的坡度角进行表示的坡度信息等作为道路属性而示出。

自主导航传感器2具备：检测车辆的旋转角度的振动陀螺仪等的相对方位传感器(角度传感器)、及每隔规定行驶距离输出一个脉冲的距离传感器。自主导航传感器2通过这些角度传感器以及距离传感器来检测车辆的相对位置以及方位，并将该信息输出至导航控制部10。这些信息以数毫秒至数秒左右间隔、依次输出至导航控制部10。

GPS接收机3接收从多个GPS卫星发送来的电波，进行三维测位处理或二维测位处理而计算车辆的绝对位置以及方位(车辆方位基于当前时刻的本车位置和一个采样时间前的本车位置而计算)。并且，将这些计算出的车辆的绝对位置以及方位的信息输出至导航控制部10。该GPS接收机3也将与多个GPS卫星有关的卫星配置信息输出至导航控制部10。卫星配置信息包含GPS卫星的卫星编号、卫星仰角、卫星方位等信息。这些信息都以数毫秒至数秒左右间隔、依次输出至导航控制部10。

显示器4基于从导航控制部10输出的图像数据，将本车位置周边的地图图像与本车位置标志一起显示。导航控制部10基于存储于地图数据存储部1的地图数据、从自主导航传感器2以及GPS接收机3输出的信息，对导航装置的整体进行控制。以下，对该导航控制部10的详细情况进行说明。

地图描画部11基于存储于地图数据存储部1的地图数据，生成对本车位置周边的地图进行表示的地图图像数据。即，地图描画部11基于如后所述那样通过地图匹配处理部14位置修正后的本车位置信息，从地图数据存储部1读出包含画面中心位置的规定范围的地图数据，并基于读出的地图数据，生成显示器4的显示所需的本车位置周边的地图图像数据。

本车位置测定部12通过自主导航来测定本车位置。具体而言，本车位置测定部12基于从自主导航传感器2输出的本车的相对的位置信息和方位信息，计算绝对的本车位置(推定车辆位置)以及车辆方位。数据存储部13依次储存从GPS接收机3输出的本车的绝对的位置信息和方位信息、GPS卫星的卫星配置信息等。

地图匹配处理部14使用由地图描画部11从地图数据存储部1读出的本车位置周边的地图数据、基于由本车位置测定部12计算出的自主导航传感器2的输出的、推定车辆位置以及车辆方位的数据、以及储存于数据存储部13的基于GPS接收机3的车辆位置以及车辆方位的数据，每隔车辆行驶距离进行基于投影法的地图匹配处理，将本车的行驶位置修正到地图数据的道路路段上。

具体而言，地图匹配处理部14对于由本车位置测定部12测定出的本车位置，提取满足规定条件的一条以上的道路路段作为修正候补道路。此情况下的规定条件是指，与距本车位置的距离、角度或道路的连续性等有关的条件。然后，对于该提取出的修正候补道路，分别通过规定的运算式计算评价值，将本车位置修正到计算出的评价值最大的道路路段上。

本车位置标志产生部15产生在由地图匹配处理部14地图匹配处理后的本车位置显示的本车位置标志的图像数据。图像合成部16将由本车位置标志产生部15产生的本车位置标志的图像数据与由地图描画部11描画的地图图像数据重合而进行图像合成，并输出至显示器4。由此，合成出的图像显示于显示器4的画面上。

仰角检测部17基于存储于数据存储部13的GPS卫星的卫星配置信息，检测可视卫星的仰角，该可视卫星是多个GPS卫星中的、存在于基于从GPS卫星的电波获得的多个GPS卫星的配置信息而被设想为能够接收电波的位置的GPS卫星。接收等级(日文原文：受信レベル)检测部18监视GPS接收机3中的电波的接收状况，由此检测与可视卫星有关的电波的接收等级(载噪比值(C/N值))。

遮蔽率计算部19计算由仰角检测部17检测到的仰角超过阈值的可视卫星中的、由接收等级检测部18检测到的接收等级小于阈值的可视卫星的比例，而作为可视卫星遮蔽率。行驶道路判定部20基于由遮蔽率计算部19计算出的可视卫星遮蔽率，判定本车在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪个道路上行驶。然后，将该判定结果通知至地图匹配处理部14。

在由行驶道路判定部20判定为本车在高架下侧道路行驶的情况下，地图匹配处理部14将位于高架上侧的高速道路的道路路段从修正候补道路中排除并进行地图匹配处理。另一方面，在由行驶道路判定部20判定为本车在高架上侧道路行驶的情况下，地图匹配处理部14将高架下侧的一般道路、不处于高架上侧的高速匝道道路的道路路段从修正候补道路中排除并进行地图匹配处理。其中，在判定为本车在高架上侧道路行驶的情况下，对于距由本车位置测定部12测定出的本车位置的距离为规定的阈值以上的道路路段，优选即使是不处于高架上侧的高速匝道道路，也不将其从修正候补道路中排除。

行驶距离检测部21基于来自由自主导航传感器2具备的距离传感器的输出，检测本车的行驶距离。并且，将检测到的行驶距离通知至行驶道路判定部20。在保持由遮蔽率计算部19计算出的可视卫星遮蔽率满足后述的规定的条件的状态不变且由行驶距离检测部21检测到的行驶距离超过了规定值时，行驶道路判定部20判定为本车在高架上侧道路或高架下侧道路行驶。

另外，行驶道路判定部20也可以基于由遮蔽率计算部19计算出的可视卫星遮蔽率的瞬时值来进行高架上下道路的判定。其中，在保持可视卫星遮蔽率满足规定的条件的状态不变且行驶了一定距离的情况下判定为在高架上侧道路或高架下侧道路上行驶的方法，在能够不受突发的噪声等的影响而进行更精确的判定这一点上是优选的。

接下来，对上述的遮蔽率计算部19的具体的构成进行说明。图2是对本实施方式涉及的遮蔽率计算部19的更具体的功能构成例进行表示的框图。如图2所示，遮蔽率计算部19具备高仰角可视卫星提取部31、遮蔽高仰角可视卫星提取部32、高仰角可视卫星遮蔽率计算部33、非低仰角可视卫星提取部34、遮蔽非低仰角可视卫星提取部35以及非低仰角可视卫星遮蔽率计算部36作为其具体的功能构成。

高仰角可视卫星提取部31、遮蔽高仰角可视卫星提取部32以及高仰角可视卫星遮蔽率计算部33是用于如例如图3那样判定本车是否在高架下侧道路上行驶的构成。另一方面，非低仰角可视卫星提取部34、遮蔽非低仰角可视卫星提取部35以及非低仰角可视卫星遮蔽率计算部36是用于如例如图4那样判定本车是否在高架上侧道路上行驶的构成。

高仰角可视卫星提取部31提取多个可视卫星中的、由仰角检测部17检测到的仰角超过第一仰角阈值θ₁的卫星，作为高仰角可视卫星。在图3的例子中，GPS接收机3中捕捉到的可视卫星101_-1～101_-6有六个，其中仰角超过第一仰角阈值θ₁的卫星是可视卫星101_-2～101_-6这五个。因此，高仰角可视卫星提取部31提取这五个可视卫星101_-2～101_-6作为高仰角可视卫星。

遮蔽高仰角可视卫星提取部32提取由高仰角可视卫星提取部31提取到的高仰角可视卫星101_-2～101_-6中的、由接收等级检测部18检测到的接收等级小于第一等级阈值LTh₁的卫星，作为遮蔽高仰角可视卫星。在图3的例子中，来自四个高仰角可视卫星101_-3～101_-6的电波被高架上侧道路遮挡，在GPS接收机3中的接收等级变低并成为小于第一等级阈值LTh₁的卫星。因此，遮蔽高仰角可视卫星提取部32提取这四个高仰角可视卫星101_-3～101_-6作为遮蔽高仰角可视卫星。

高仰角可视卫星遮蔽率计算部33如以下的式子那样，计算遮蔽高仰角可视卫星的数目相对于高仰角可视卫星的数目的比例而作为高仰角可视卫星遮蔽率。

高仰角可视卫星遮蔽率＝100×(遮蔽高仰角可视卫星数/高仰角可视卫星数)

在图3的例子中，高仰角可视卫星遮蔽率为80％。

另外，每当导航控制部10从GPS接收机3取得GPS测位结果，就计算高仰角可视卫星遮蔽率。其中，在高仰角可视卫星一个都没有的情况下，高仰角可视卫星遮蔽率设定为无效值(－1％)。

非低仰角可视卫星提取部34提取多个可视卫星中的、由仰角检测部17检测到的仰角超过比第一仰角阈值θ₁小的第二仰角阈值θ₂的卫星，作为非低仰角可视卫星。在图4的例子中，GPS接收机3中捕捉到的可视卫星101_-1～101_-6有六个，就它们全部而言，仰角超过第二仰角阈值θ₂。因此，非低仰角可视卫星提取部34提取这六个可视卫星101_-1～101_-6作为非低仰角可视卫星。

遮蔽非低仰角可视卫星提取部35提取由非低仰角可视卫星提取部34提取到的非低仰角可视卫星101_-1～101_-6中的、由接收等级检测部18检测到的接收等级小于第二等级阈值LTh₂的卫星，作为遮蔽非低仰角可视卫星。在此，第二等级阈值LTh₂设为比第一等级阈值LTh₁大的值是优选的。这是由于，存在如下不同：在高架下侧道路上行驶中的情况下，电波被高架上侧道路遮蔽，在高架上侧道路上行驶中的情况下，电波被大厦等遮蔽。

在图4的例子中设为，来自六个非低仰角可视卫星101_-1～101_-6的电波不会被遮挡而被GPS接收机3接收，所以GPS接收机3中的接收等级都变高，设为不会小于第二等级阈值LTh₂。因此，此情况下，遮蔽非低仰角可视卫星提取部35并不提取六个非低仰角可视卫星101_-1～101_-6中的某个卫星作为遮蔽非低仰角可视卫星。

非低仰角可视卫星遮蔽率计算部36如以下的式子所示那样，计算遮蔽非低仰角可视卫星的数目相对于非低仰角可视卫星的数目的比例，作为非低仰角可视卫星遮蔽率。

非低仰角可视卫星遮蔽率＝100×(遮蔽非低仰角可视卫星数/非低仰角可视卫星数)

在图4的例子中，非低仰角可视卫星遮蔽率为0％。

另外，每当导航控制部10从GPS接收机3取得GPS测位结果，就计算非低仰角可视卫星遮蔽率。其中，在非低仰角可视卫星一个都没有的情况下，非低仰角可视卫星遮蔽率设定为无效值(－1％)。

在由高仰角可视卫星遮蔽率计算部33计算出的高仰角可视卫星遮蔽率超过第一遮蔽率阈值STh₁的情况下，行驶道路判定部20判定为本车在高架下侧道路上行驶。在图3的例子中，高仰角可视卫星遮蔽率(＝80％)超过第一遮蔽率阈值STh₁，判定为本车在高架下侧道路上行驶。

此外，由非低仰角可视卫星遮蔽率计算部36计算出的非低仰角可视卫星遮蔽率为第二遮蔽率阈值STh₂以下的情况下，行驶道路判定部20判定为本车在高架上侧道路上行驶。在此，第二遮蔽率阈值STh₂设为比第一遮蔽率阈值STh₁小的值是优选的。在图4的例子中，非低仰角可视卫星遮蔽率(＝0％)为第二遮蔽率阈值STh₂以下，判定为本车在高架上侧道路上行驶。

每当导航控制部10从GPS接收机3取得GPS测位结果，就进行基于行驶道路判定部20的判定处理。在此情况下，在保持高仰角可视卫星遮蔽率超过第一遮蔽率阈值STh₁的状态不变、且由行驶距离检测部21检测到的行驶距离超过了第一距离R₁的情况下，行驶道路判定部20判定为本车在高架下侧道路上行驶是优选的。此外，在保持非低仰角可视卫星遮蔽率为第二遮蔽率阈值STh₂以下的状态不变、且由行驶距离检测部21检测到的行驶距离超过了第二距离R₂的情况下，行驶道路判定部20判定为本车在高架上侧道路上行驶是优选的。

在此，第二距离R₂设定为比第一距离R₁长的值是优选的。即使在高架上侧道路上行驶，在大厦的附近、低洼处等行驶时，电波的接收状态变差，有时较长时间中，非低仰角可视卫星遮蔽率超过第二遮蔽率阈值STh₂。在此情况下，为了不会误判定为本车没有在高架上侧道路上行驶，第二距离R₂需要设定得比较长。与此相对，在高架下侧道路上行驶时，高仰角可视卫星遮蔽率超过第一遮蔽率阈值STh₁的状态易于持续，所以能够设定为第一距离R₁比第二距离R₂短。

因此，行驶道路判定部20首先基于由高仰角可视卫星遮蔽率计算部33计算的高仰角可视卫星遮蔽率，判定本车是否在高架下侧道路上行驶。然后，行驶道路判定部20基于由非低仰角可视卫星遮蔽率计算部36计算的非低仰角可视卫星遮蔽率，判定本车是否在高架上侧道路上行驶。

图5是对如以上那样构成的本实施方式涉及的导航控制部10的动作例进行表示的流程图。另外，图5所示的流程图在导航装置的电源接通时开始。

首先，通过自主导航传感器2对本车的相对的位置信息以及方位信息进行测位，本车位置测定部12基于该测位信息，计算绝对的本车位置以及车辆方位(步骤S1)。此外，通过GPS接收机3对本车的绝对的位置信息、方位信息、GPS卫星的卫星配置信息进行测位，并将这些信息储存在数据存储部13中(步骤S2)。

接下来，仰角检测部17基于存储于数据存储部13的GPS卫星的卫星配置信息，检测可视卫星的仰角，该可视卫星是存在于被设想为能够接收电波的位置的GPS卫星(步骤S3)。此外，接收等级检测部18检测与可视卫星有关的电波的接收等级(步骤S4)。

进而，高仰角可视卫星提取部31提取多个可视卫星中的、由仰角检测部17检测到的仰角超过第一仰角阈值θ₁的卫星，作为高仰角可视卫星(步骤S5)。此外，遮蔽高仰角可视卫星提取部32提取由高仰角可视卫星提取部31提取到的高仰角可视卫星中的、由接收等级检测部18检测到的接收等级小于第一等级阈值LTh₁的卫星，作为遮蔽高仰角可视卫星(步骤S6)。

然后，高仰角可视卫星遮蔽率计算部33提取遮蔽高仰角可视卫星的数目相对于高仰角可视卫星的数目的比例，作为高仰角可视卫星遮蔽率(步骤S7)。接下来，行驶道路判定部20判定由高仰角可视卫星遮蔽率计算部33计算出的高仰角可视卫星遮蔽率是否超过第一遮蔽率阈值STh₁(步骤S8)。

在此，在判定为高仰角可视卫星遮蔽率超过第一遮蔽率阈值STh₁的情况下，行驶距离检测部21基于来自由自主导航传感器2具备的距离传感器的输出，检测从首次判定为超过第一遮蔽率阈值STh₁的时刻起的本车的行驶距离(步骤S9)。之后，行驶道路判定部20，判定在保持高仰角可视卫星遮蔽率超过第一遮蔽率阈值STh1的状态不变、且行驶距离是否成为第一距离R₁(步骤S10)。

当在保持高仰角可视卫星遮蔽率超过第一遮蔽率阈值STh₁的状态不变、且行驶距离成为第一距离R₁的情况下，行驶道路判定部20判定为本车在高架下侧道路上行驶(步骤S11)。然后，处理转移到步骤S24。另一方面，在行驶距离还未成为第一距离R₁的情况下，处理返回到步骤S1。

当在上述步骤S8中判定为高仰角可视卫星遮蔽率未超过第一遮蔽率阈值STh₁的情况下，通过自主导航传感器2对本车的相对的位置信息以及方位信息进行测位，本车位置测定部12基于该测位信息，计算绝对的本车位置以及车辆方位(步骤S12)。此外，通过GPS接收机3对本车的绝对的位置信息、方位信息、GPS卫星的卫星配置信息进行测位，并将这些信息储存在数据存储部13中(步骤S13)。

接下来，仰角检测部17基于存储于数据存储部13的GPS卫星的卫星配置信息，检测可视卫星的仰角，该可视卫星是存在于被设想为能够接收电波的位置的GPS卫星(步骤S14)。此外，接收等级检测部18检测与可视卫星有关的电波的接收等级(步骤S15)。

进而，非低仰角可视卫星提取部34提取多个可视卫星中的、由仰角检测部17检测到的仰角超过第二仰角阈值θ₂的卫星，作为非低仰角可视卫星(步骤S16)。此外，遮蔽非低仰角可视卫星提取部35提取由非低仰角可视卫星提取部34提取到的非低仰角可视卫星中的、由接收等级检测部18检测到的接收等级小于第二等级阈值LTh₂的卫星，作为遮蔽非低仰角可视卫星(步骤S17)。

然后，非低仰角可视卫星遮蔽率计算部36计算遮蔽非低仰角可视卫星的数目相对于非低仰角可视卫星的数目的比例，作为非低仰角可视卫星遮蔽率(步骤S18)。接下来，行驶道路判定部20判定由非低仰角可视卫星遮蔽率计算部36计算出的非低仰角可视卫星遮蔽率是否为第二遮蔽率阈值STh₂以下(步骤S19)。

在此，在判定为非低仰角可视卫星遮蔽率为第二遮蔽率阈值STh₂以下的情况下，行驶距离检测部21检测从首次判定为是第二遮蔽率阈值STh₂以下的时刻起的本车的行驶距离(步骤S20)。然后，行驶道路判定部20判定在保持非低仰角可视卫星遮蔽率为第二遮蔽率阈值STh₂以下的状态不变、且行驶距离是否成为第二距离R₂(步骤S21)。

在保持非低仰角可视卫星遮蔽率为第二遮蔽率阈值STh₂以下的状态不变、且行驶距离成为第二距离R₂的情况下，行驶道路判定部20判定为本车在高架上侧道路上行驶(步骤S22)。然后，处理转移到步骤S24。另一方面，在行驶距离还未成为第二距离R₂的情况下，处理返回到步骤S12。

当在上述步骤S19中判定为非低仰角可视卫星遮蔽率不是第二遮蔽率阈值STh₂以下的情况下，行驶道路判定部20判定为既不在高架下侧道路也不在高架上侧道路而是在其他的道路上行驶中(步骤S23)。然后，处理转移到步骤S24。

在步骤S24中，地图匹配处理部14对于由本车位置测定部12测定出的本车位置，提取满足规定条件的一条以上的道路路段作为修正候补道路。此时，地图匹配处理部14在由行驶道路判定部20判定为本车在高架下侧道路或高架上侧道路上行驶的情况下，将上述的一定的道路路段从修正候补道路中排除。

然后，地图匹配处理部14对于该提取出的修正候补道路，分别通过规定的运算式计算评价值，将本车位置修正到计算出的评价值最大的道路路段上(步骤S25)。然后，导航控制部10判定导航装置的电源是否断开(步骤S26)，在未断开的情况下，处理返回到步骤S1。另一方面，在导航装置的电源已被断开的情况下，图5所示的流程图的处理结束。

如以上详细说明那样，在本实施方式中，计算GPS接收机3捕捉到电波的可视卫星中仰角超过第一仰角阈值θ₁的可视卫星中的、电波的接收等级小于第一等级阈值LTh₁的可视卫星的比例作为高仰角可视卫星遮蔽率，并且计算仰角超过第二仰角阈值θ₂的可视卫星中的、电波的接收等级小于第二等级阈值LTh₂的可视卫星的比例作为非低仰角可视卫星遮蔽率，并基于这些可视卫星遮蔽率，判定本车在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪个道路上行驶。

通过这样构成的本实施方式，并不是基于从多个GPS卫星中提取到的可视卫星的仰角来简单地进行判定，而是基于表示接收等级小于阈值的可视卫星的比例的可视卫星遮蔽率，判定本车在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪个道路上行驶。由此，成为基于更精细的判定基准进行判定，所以在高架的高度、高架上侧道路的宽度、高架上侧道路和高架下侧道路的水平方向的位置关系等不同的状况的道路上，也能够更精确地判定本车是在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪个道路上行驶。

例如，在如图6所示那样高架下侧道路位于高架上侧道路的倾斜的位置的情况下，通过上述的专利文献1记载的现有技术，由于能够进行电波的接收的GPS卫星中的、仰角为规定角度以上的GPS卫星存在，所以会导致判定为在高架上侧道路上行驶。此外，即使是专利文献2记载的现有技术，接收不能区域的形状未成为将天空域的中央附近部分沿着车辆的行进方向纵切的形状，因此无法判定为本车在高架下侧道路上行驶。

另一方面，如果是专利文献3记载的技术，在图6所示的状况下能够判定为本车在高架下侧道路上行驶。然而，在如图4那样在高架上侧道路上行驶时，如果关于在车辆的右侧存在的可视卫星101_-4～101_-6的任一个卫星，电波的接收等级受到大厦等的影响而为规定等级以下，将会误判定为在高架下侧道路上行驶。

与此相对，通过本实施方式，在如图6的状况下也能够正确地判定为本车在高架下侧道路上行驶。即，在图6的例子中，GPS接收机3中捕捉到的六个可视卫星101_-1～101_-6中的、仰角超过第一仰角阈值θ₁的卫星是可视卫星101_-1～101_-6这六个，因此高仰角可视卫星提取部31提取六个可视卫星101_-1～101_-6作为高仰角可视卫星。

此外，来自这六个可视卫星101_-1～101_-6中的、四个高仰角可视卫星101_-2～101_-6的电波被高架上侧道路遮挡，而小于第一等级阈值LTh₁。因此，遮蔽高仰角可视卫星提取部32提取这些四个高仰角可视卫星101_-2～101_-6作为遮蔽高仰角可视卫星。此情况下，由高仰角可视卫星遮蔽率计算部33计算的高仰角可视卫星遮蔽率为66.7％，该值超过第一遮蔽率阈值STh₁，能够判定为本车在高架下侧道路上行驶。

此外，通过本实施方式，即使在如图4的状况下在车辆的右侧存在的可视卫星的电波的接收等级低至规定等级以下，也能够正确地判定为本车在高架上侧道路上行驶。例如，在图4中，来自六个非低仰角可视卫星101_-1～101_-6中的、非低仰角可视卫星101_-6的电波被大厦等遮挡而小于第二等级阈值LTh₂的情况下，由高仰角可视卫星遮蔽率计算部33计算的非低仰可视卫星遮蔽率为16.6％，该值为第二遮蔽率阈值STh₂以下，能够判定为本车在高架上侧道路上行驶。

图7是对本实施方式涉及的导航装置的另一个构成例进行表示的图。另外，在该图7中，标注与图1所示的符号相同的符号的部件具有相同的功能，所以在此省略重复的说明。在图7所示的构成中，导航装置还具备用于检测车辆的倾斜角的倾斜传感器5。此外，导航控制部10还具备坡度角检测部22以及第二行驶道路判定部23作为其功能构成。此外，具备地图匹配处理部14’来代替地图匹配处理部14。

坡度角检测部22基于从倾斜传感器5输出的信息，检测本车的坡度角。在对由地图描画部11从地图数据存储部1读出的本车位置周边的地图数据的道路路段赋予坡度信息的情况下，第二行驶道路判定部23通过对该坡度信息和由坡度角检测部22检测到的本车坡度角进行比较，来判定本车在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪个道路上行驶。

通过第二行驶道路判定部23进行行驶道路的判定的情况下，地图匹配处理部14’首先基于该判定结果进行地图匹配处理。但是，存储于地图数据存储部1的坡度信息的精度较差，有可能误判定在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪个道路上行驶。因此，地图匹配处理部14’基于第二行驶道路判定部23的判定结果进行了地图匹配处理后，也基于行驶道路判定部20的判定结果进行地图匹配处理。

如上所述，行驶道路判定部20进行的行驶道路的判定是以在保持可视卫星遮蔽率满足规定的条件的状态不变时本车行驶了一定的距离为条件而进行的，因此在判定结果确定之前需要某程度的时间。与此相对，第二行驶道路判定部23进行的行驶道路的判定，在对道路路段储存了坡度信息的道路上行驶时，仅用少许的时间就能够进行。因此，通过图7的构成，通过基于第二行驶道路判定部23的判定结果的地图匹配处理，在短时间内进行本车位置的修正，即使在被修正到错误的位置的情况下，也能够通过之后的基于行驶道路判定部20的判定结果的地图匹配处理恢复到正确的道路上。

另外，在上述实施方式中，对每当以数毫秒至数秒左右的间隔由导航控制部10从自主导航传感器2以及GPS接收机3取得测位结果就随时进行行驶道路是高架上侧道路还是高架下侧道路的判定的例子进行了说明，但本发明不限定于此。例如也可以仅在道路以规定角度以下的微小角度而分支的分支点行驶时进行行驶道路的判定。

此外，在上述实施方式中，对进行行驶道路是否是高架上侧道路的判定处理和是否是高架下侧道路的判定处理这两个处理的例子进行了说明，但也可以仅进行任一处理。例如，也可以是，如图7那样，在微小角度的分支点、利用地图数据的坡度信息而进行了基于第二行驶道路判定部23的判定结果的地图匹配处理后、利用GPS接收机3的测位结果而进行了基于行驶道路判定部20的判定结果的地图匹配处理的情况下，仅进行是否是高架下侧道路的判定处理，在判定为不是高架下侧道路时判断为是在高架上侧道路上行驶中。也可以反之仅进行是否是高架上侧道路的判定处理。这是由于，在利用地图数据的坡度信息判定的分支点的行驶情况下，本车在高架下侧道路或高架上侧道路中的某一方行驶的可能性高。

除此之外，上述实施方式都只不过是表示实施本发明时的具体化的一例，并不能限定性地解释为通过它们限定本发明的技术的范围。即，本发明在不脱离其要旨或其主要特征脱离的情况下能够以各种方式实施。

Claims (17)

1.一种导航装置，其特征在于，具备：

仰角检测部，检测可视卫星的仰角，该可视卫星是多个GPS卫星中的、在基于从上述GPS卫星的电波获得的多个GPS卫星的配置信息而设想为能够接收电波的位置存在的GPS卫星；

接收等级检测部，检测与上述可视卫星有关的电波的接收等级；

遮蔽率计算部，计算由上述仰角检测部检测到的仰角超过阈值的可视卫星中的、由上述接收等级检测部检测到的接收等级小于阈值的可视卫星的比例，作为可视卫星遮蔽率；以及

行驶道路判定部，基于由上述遮蔽率计算部计算出的可视卫星遮蔽率，判定本车正在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪个道路上行驶。

2.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，

上述遮蔽率计算部具备：

高仰角可视卫星提取部，提取上述可视卫星中的、由上述仰角检测部检测到的仰角超过第一仰角阈值的卫星，作为高仰角可视卫星；

遮蔽高仰角可视卫星提取部，提取上述高仰角可视卫星中的、由上述接收等级检测部检测到的接收等级小于第一等级阈值的卫星，作为遮蔽高仰角可视卫星；以及

高仰角可视卫星遮蔽率计算部，计算上述遮蔽高仰角可视卫星相对于上述高仰角可视卫星的比例，作为高仰角可视卫星遮蔽率，

在上述高仰角可视卫星遮蔽率超过第一遮蔽率阈值的情况下，上述行驶道路判定部判定为本车正在高架下侧道路上行驶。

3.如权利要求2所述的导航装置，其特征在于，

还具备对上述本车的行驶距离进行检测的行驶距离检测部，

在保持上述高仰角可视卫星遮蔽率超过上述第一遮蔽率阈值的状态不变、且由上述行驶距离检测部检测的行驶距离超过了第一距离的情况下，上述行驶道路判定部判定为本车正在高架下侧道路上行驶。

4.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，

上述遮蔽率计算部具备：

非低仰角可视卫星提取部，提取上述可视卫星中的、由上述仰角检测部检测到的仰角超过第二仰角阈值的卫星，作为非低仰角可视卫星；

遮蔽非低仰角可视卫星提取部，提取上述非低仰角可视卫星中的、由上述接收等级检测部检测到的接收等级小于第二等级阈值的卫星，作为遮蔽非低仰角可视卫星；以及

非低仰角可视卫星遮蔽率计算部，提取上述遮蔽非低仰角可视卫星相对于上述非低仰角可视卫星的比例，作为非低仰角可视卫星遮蔽率，

在上述非低仰角可视卫星遮蔽率为第二遮蔽率阈值以下的情况下，上述行驶道路判定部判定为本车正在高架上侧道路上行驶。

5.如权利要求4所述的导航装置，其特征在于，

还具备对上述本车的行驶距离进行检测的行驶距离检测部，

在保持上述非低仰角可视卫星遮蔽率为上述第二遮蔽率阈值以下的状态不变、且由上述行驶距离检测部检测的行驶距离超过了第二距离的情况下，上述行驶道路判定部判定为本车正在高架上侧道路上行驶。

6.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，

上述遮蔽率计算部具备：

高仰角可视卫星提取部，提取上述可视卫星中的、由上述仰角检测部检测到的仰角超过第一仰角阈值的卫星，作为高仰角可视卫星；

遮蔽高仰角可视卫星提取部，提取上述高仰角可视卫星中的、由上述接收等级检测部检测到的接收等级小于第一等级阈值的卫星，作为遮蔽高仰角可视卫星；以及

高仰角可视卫星遮蔽率计算部，计算上述遮蔽高仰角可视卫星相对于上述高仰角可视卫星的比例，作为高仰角可视卫星遮蔽率；

非低仰角可视卫星提取部，提取上述可视卫星中的、由上述仰角检测部检测到的仰角超过比上述第一仰角阈值小的第二仰角阈值的卫星，作为非低仰角可视卫星；

遮蔽非低仰角可视卫星提取部，提取上述非低仰角可视卫星中的、由上述接收等级检测部检测到的接收等级小于第二等级阈值的卫星，作为遮蔽非低仰角可视卫星；以及

非低仰角可视卫星遮蔽率计算部，计算上述遮蔽非低仰角可视卫星相对于上述非低仰角可视卫星的比例，作为非低仰角可视卫星遮蔽率，

在上述高仰角可视卫星遮蔽率超过第一遮蔽率阈值的情况下，上述行驶道路判定部判定为本车正在高架下侧道路上行驶，并且在上述非低仰角可视卫星遮蔽率为第二遮蔽率阈值以下的情况下，上述行驶道路判定部判定为本车正在高架上侧道路上行驶。

7.如权利要求6所述的导航装置，其特征在于，

还具备对上述本车的行驶距离进行检测的行驶距离检测部，

在保持上述高仰角可视卫星遮蔽率超过上述第一遮蔽率阈值的状态不变、且由上述行驶距离检测部检测的行驶距离超过了第一距离的情况下，上述行驶道路判定部判定为本车正在高架下侧道路上行驶，并且，在保持上述非低仰角可视卫星遮蔽率为上述第二遮蔽率阈值以下的状态不变、且由上述行驶距离检测部检测的行驶距离超过了第二距离的情况下，上述行驶道路判定部判定为本车正在高架上侧道路上行驶。

8.如权利要求6所述的导航装置，其特征在于，

上述第二等级阈值比上述第一等级阈值大。

9.如权利要求6所述的导航装置，其特征在于，

上述第二遮蔽率阈值比上述第一遮蔽率阈值小。

10.如权利要求6所述的导航装置，其特征在于，

上述第二距离比上述第一距离长。

11.如权利要求6所述的导航装置，其特征在于，

上述遮蔽率计算部在通过上述高仰角可视卫星提取部、上述遮蔽高仰角可视卫星提取部、上述高仰角可视卫星遮蔽率计算部以及上述行驶道路判定部判定为本车是否正在高架下侧道路上行驶之后，通过上述非低仰角可视卫星提取部、上述遮蔽非低仰角可视卫星提取部、上述非低仰角可视卫星遮蔽率计算部以及上述行驶道路判定部，来判定本车是否正在高架上侧道路上行驶。

12.如权利要求3、5或7中任一项所述的导航装置，其特征在于，还具备：

坡度角检测部，检测本车的坡度角；以及

第二行驶道路判定部，通过对由上述坡度角检测部检测到的本车坡度角和对地图数据的道路路段赋予的坡度信息进行比较，由此判定本车正在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪个道路上行驶。

13.如权利要求1所述的导航装置，其特征在于，还具备：

本车位置测定部，通过自主导航测定本车位置；以及

地图匹配处理部，针对由上述本车位置测定部测定到的本车位置，提取满足规定条件的一个以上的道路路段作为修正候补道路，将上述本车位置修正到针对该修正候补道路中的各个修正候补道路计算出的评价值最大的道路路段上，

在由上述行驶道路判定部判定为本车正在高架下侧道路上行驶的情况下，上述地图匹配处理部将位于高架上侧的高速道路的道路路段从上述修正候补道路中排除，在由上述行驶道路判定部判定为本车正在高架上侧道路行驶的情况下，上述地图匹配处理部将高架下侧的一般道路以及不处于高架上侧的高速匝道道路的道路路段从上述修正候补道路中排除。

14.如权利要求13所述的导航装置，其特征在于，

由上述行驶道路判定部判定为本车正在高架上侧道路行驶的情况下，对于距由上述本车位置测定部测定到的本车位置的距离为阈值以上的道路路段，即使是不处于上述高架上侧的高速匝道道路，上述地图匹配处理部也不将其从上述修正候补道路中排除。

15.一种高架上下道路判定方法，其特征在于，包括：

第一步骤，由导航装置的仰角检测部检测可视卫星的仰角，该可视卫星是多个GPS卫星中的、在基于从上述GPS卫星的电波获得的多个GPS卫星的配置信息而设想为能够接收电波的位置存在的GPS卫星；

第二步骤，由上述导航装置的接收等级检测部检测与上述可视卫星有关的电波的接收等级；

第三步骤，由上述导航装置的遮蔽率计算部计算由上述仰角检测部检测到的仰角超过阈值的可视卫星中的、由上述接收等级检测部检测到的接收等级小于阈值的可视卫星的比例，作为可视卫星遮蔽率；以及

第四步骤，由上述导航装置的行驶道路判定部基于由上述遮蔽率计算部计算出的可视卫星遮蔽率，判定本车正在高架上侧道路和高架下侧道路中的哪个道路上行驶。

16.如权利要求15所述的高架上下道路判定方法，其特征在于，

上述第三步骤包括：

高仰角可视卫星提取步骤，提取上述可视卫星中的、由上述仰角检测部检测到的仰角超过第一仰角阈值的卫星，作为高仰角可视卫星；

遮蔽高仰角可视卫星提取步骤，提取上述高仰角可视卫星中的、由上述接收等级检测部检测到的接收等级小于第一等级阈值的卫星，作为遮蔽高仰角可视卫星；以及

高仰角可视卫星遮蔽率计算步骤，计算上述遮蔽高仰角可视卫星相对于上述高仰角可视卫星的比例，作为高仰角可视卫星遮蔽率，

在上述第四步骤中，在上述高仰角可视卫星遮蔽率超过第一遮蔽率阈值的情况下，判定为本车正在高架下侧道路上行驶。

17.如权利要求15所述的高架上下道路判定方法，其特征在于，

上述第三步骤包括：

非低仰角可视卫星提取步骤，提取上述可视卫星中的、由上述仰角检测部检测到的仰角超过第二仰角阈值的卫星，作为非低仰角可视卫星；

遮蔽非低仰角可视卫星提取步骤，提取上述非低仰角可视卫星中的、由上述接收等级检测部检测到的接收等级小于第二等级阈值的卫星，作为遮蔽非低仰角可视卫星；以及

非低仰角可视卫星遮蔽率计算步骤，提取上述遮蔽非低仰角可视卫星相对于上述非低仰角可视卫星的比例，作为非低仰角可视卫星遮蔽率，

在上述第四步骤中，上述非低仰角可视卫星遮蔽率为第二遮蔽率阈值以下的情况下，判定为本车正在高架上侧道路上行驶。