JP2000097713A - 車両用現在位置検出装置、車両用現在位置表示装置、ナビゲーション装置および記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車速センサからのパルス情報がある程度精度が
悪いものであっても、それに基づいて精度の高い移動距
離を算出し、現在位置を検出精度を向上させる。 【解決手段】車両減速時には、車速パルスが出力されな
い車速Ｖmin 未満の低速走行状態における加速度（つま
り減速度）が、車速Ｖmin 未満になる直前の加速度に等
しいと仮定する。図中に斜線で示す領域の面積が「減速
時の推定走行距離Ｄｉｓｔdown」となる。同様に、車両
加速時にも、車速パルスが出力されない車速Ｖmin 未満
の低速走行状態における加速度は、車速Ｖmin 以上にな
った直後の加速度に等しいと仮定し、図中に斜線で示す
領域の面積が「加速時の推定走行距離Ｄｉｓｔup」とな
る。したがって、これら減速時及び加速時の推定走行距
離Ｄｉｓｔdown及びＤｉｓｔupを、車速パルスに基づい
て算出した走行距離Ｄｉｓｔに加算すれば、車速パルス
抜け期間の移動距離も加味したものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の進行方向及
び車速センサの出力値に基づいて算出される車両の移動
距離を用いた推測航法演算を行う車両の現在位置検出に
関する技術であり、特に車速パルス抜けが生じた場合の
対処による位置検出の精度向上、その位置検出を利用し
た車両現在地表示装置やナビゲーション装置および現在
位置算出を実現するプログラムを記憶する記憶媒体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の走行に伴って移動していく現在
位置をディスプレイ上に道路地図と共に表示したり、現
在地から目的地までの適切な経路を設定し、経路案内を
行うナビゲーション装置が知られており、より円滑なド
ライブに寄与している。

【０００３】このような車両の現在地位置の表示や経路
案内に際しては、車両の現在位置を検出することが基本
である。そして、その車両用の現在位置検出において
は、例えばジャイロスコープからの出力値に基づいて算
出される方位変化量及び車速センサからの出力値に基づ
いて算出される移動距離を用いて推測航法演算を行うも
のが基本技術として知られている（特開平８−５４２４
８号など参照）。ところが、この手法は車両自身で自車
位置を検出する「自立航法」であるため、絶対位置が検
出できないという欠点がある。そのため、例えばＧＰＳ
衛星や路側ビーコンなどから発信される電波航法用の電
波を利用して絶対位置（や絶対方位）などを得て、より
適切な現在位置を検出しようとする技術もある。但し、
ＧＰＳ衛星からの情報の場合、１００ｍ程度の誤差の発
生を想定しておく必要があるため、位置検出の精度向上
のために、いわゆるマップマッチングによる補正を行う
技術がある。これは、上述した推測航法（自立航法の
み、あるいは自立航法に電波航法を加味したもの）に基
づいて算出した車両の現在位置に至る走行軌跡を、地図
データに基づく道路情報と比較して位置推定を行うもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、推測航
法演算に用いる移動距離の誤差が大きくなると、このよ
うなマップマッチングによる補正を行った場合に、間違
った道路にマッチングさせてしまう状況が生じる。その
原因として車速センサからのパルス情報の精度に起因す
るものが考えられる。

【０００５】車速センサは走行速度に応じた間隔でパル
ス信号を出力するものであり、例えば１パルスに対応す
る距離を０．４ｍに設定しておけば、１００パルス計測
した場合に４０ｍ移動したことが判り、その１００パル
スを出力する時間で除算すれば、車速を把握することが
できる。この車速センサの検出能力が非常に高く、例え
ば１ｋｍ／ｈ未満の車速においてもパルス信号を出力で
きれば問題ないが、現実的には例えば、３．２ｋｍ／ｈ
といった程度の車速未満ではパルス情報が得られない構
成となっていることが多い。これは、車速センサ自体が
低速状態においてパルス信号を出力できない場合もある
し、車速センサ自体は１ｋｍ／ｈ未満の車速においても
パルス信号を出力できるが、パルス情報として用いる際
に精度を落とす場合もある。

【０００６】つまり、車速センサからの情報を例えばＡ
ＢＳ−ＥＣＵをはじめとして多数の車載ＥＣＵにて共通
で使用する状況などである。精度の高いパルス情報のま
まではそれを扱う際の処理負荷が高くなりコストアップ
の原因ともなる一方、ＡＢＳ−ＥＣＵなどにおいては、
車速パルス情報として例えば１ｋｍ／ｈ未満の車速にお
けるものまでは特に必要としない。したがって、そのよ
うな複数のＥＣＵにて共用する観点から精度を落とすの
である。

【０００７】このように精度を落とした場合、現在位置
検出のために移動距離を積算する際に誤差までが積算さ
れていく。つまり、走行途中で信号機、渋滞その他の理
由で車両の発進・停止を繰り返していると、上述した例
えば３．２ｋｍ／ｈ未満の低速走行によるパルス情報が
得られない状況（車速パルス抜け）が発生する。一度の
車両停止あるいはその後の発進による車速パルス抜けに
対応する移動距離は数ｍ程度であるかもしれないが、そ
れを１０回繰り返せば数十ｍの移動距離となる。したが
って、渋滞中の道路などにおいて車両停止・再発進を繰
り返すことによって、車速パルス抜け期間の総移動距離
が長くなると、実際に走行した距離よりも数十ｍ短い距
離を移動距離であると判断してしまう。すると、例えば
碁盤の目のように複数の道路がある程度短い間隔で交差
している状況では、ある交差点を曲がって走行した場合
に、上述のマップマッチングにおいて、一つ手前の交差
点を曲がったかのように判断し、誤ったマッチングとし
てしまう可能性がある。

【０００８】もちろん、ナビゲーションＥＣＵ専用の距
離センサを設ければ解決するが、車両全体で見た場合、
センサ数が増加すると共に、そのセンサからのハーネス
類なども増加する。現在の車両の基本思想として、車内
ＬＡＮなどで複数のＥＣＵを接続し、同じセンサ情報は
複数のＥＣＵで共用することでセンサ数やハーネス類を
増加させず、構成の複雑化及びコストアップを防止する
点が挙げられる。したがって、車速センサからのパルス
情報が、ある程度精度が悪いものであっても、それに基
づいて算出する移動距離の精度を向上でき、ひいては現
在位置を検出精度向上できるようにすることが希求され
るのである。

【０００９】そこで、本発明は、車速センサからのパル
ス情報が、ある程度精度が悪いものであっても、それに
基づいて精度の高い移動距離を算出し、現在位置を検出
精度を向上させた車両用現在位置検出装置、その車両用
現在位置検出装置を備えた車両用現在位置表示装置やナ
ビゲーション装置および現在位置の算出のためのプログ
ラムを記憶する記憶媒体を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１記載の車両用現在位置検出装置は、車両の方位変化量
に応じた信号を出力する方位センサと車両の走行速度に
応じた間隔でパルス信号を出力する車速センサを備えて
おり、現在位置算出手段が、方位センサの出力値に基づ
いて算出される方位変化量及び車速センサの出力値に基
づいて算出される移動距離を用いて推測航法演算を行
い、車両の現在位置を算出するのであるが、この現在位
置算出手段は、次のような推測航法演算を行う。すなわ
ち、車両が走行しているにもかかわらず車速センサから
パルス信号が出力されない状況（このような状況を「車
速パルス抜け」と称する）が生じた場合、車速センサの
出力値に基づいて算出した移動距離に、車速パルス抜け
が生じた期間中に車両が走行したと推定される距離を加
算して補正し、その補正移動距離を用いて推測航法演算
を行うのである。

【００１１】車速パルス抜けの生じる状況としては、例
えば渋滞や信号機などによって一時停止したり、その後
に再発進したりする場合が考えられる。上述したように
車速が例えば３．２ｋｍ／ｈ未満ではパルス情報が出力
されない状況を想定すると、一時停止する際に車速が
３．２ｋｍ／ｈ〜０ｋｍ／ｈになる間は、車速センサか
らパルス信号が出力されないが車両は移動している。同
様に、再発進する際に車速が０ｋｍ／ｈ〜３．２ｋｍ／
ｈになる間は、車速センサからパルス信号が出力されな
いが車両は移動している。

【００１２】そのため、例えば一定時間間隔で車速パル
スを監視し、車速パルス数＞１の状態から車速パルス数
＝０の状態に変化した場合には、その変化時点から車速
パルス抜け期間が開始されたことが判り、同様に、車速
パルス数＝０の状態から車速パルス数＞１の状態に変化
した場合には、その変化時点で車速パルス抜け期間が終
了したことが判る。そこで、その車速パルス抜けが生じ
た期間中に車両が走行した距離を推定し、その推定距離
を、車速センサの出力値に基づいて算出した移動距離に
加算して補正移動距離を得ることで、より精度の高い移
動距離情報が得られることとなる。そして、当然なが
ら、その精度の高い移動距離を用いることで現在位置の
検出精度も向上させることができる。

【００１３】このように推測航法演算によって得た現在
位置の精度が高いと、例えば請求項９に示すように、車
両の現在位置に至るまでの走行軌跡と地図データに基づ
く道路情報とを比較するマップマッチング処理を行って
車両の現在位置を補正する手法を採用する場合に、誤っ
たマッチングを防止する点でも有効である。マップマッ
チングによる補正自体はその機能として有効なのである
が、上述したように、推測航法演算によって得た現在位
置が実際の位置よりも数十ｍ短くなると、実際に曲がっ
た交差点よりも手前の交差点にて屈曲走行したと判断し
てしまい、誤ったマッチングとなってしまう。したがっ
て、精度の高い移動距離を算出できれば誤マッチングを
防止してマップマッチング特有の補正効果も享受でき、
現在位置の検出精度が向上する。

【００１４】なお、現在位置の検出に際しては、請求項
８に示すように、さらに、電波航法用の電波を受信し、
車両の絶対的な現在位置及び進行方向を出力する電波受
信機を備え、現在位置算出手段が、推測航法演算を行っ
て得た車両の現在位置を、電波受信機からの出力値に基
づいて補正することも考えられる。この場合の電波航法
用の電波として代表的なのがＧＰＳ衛星からの電波であ
る。しかし、このＧＰＳ衛星からの電波による絶対位置
情報は、１００ｍ程度の誤差の発生を想定しておく必要
があるため、位置検出の精度向上のためには、推測航法
演算によって算出した現在位置自体の精度を上げておく
必要がある。したがって、本発明のように車速パルス抜
けによる影響を防止するための補正を行うことは、車両
の現在位置検出にとって非常に有益である。

【００１５】ところで、上述した「車速パルス抜け期間
中の推定走行距離」を得る場合の手法としては種々考え
られる。例えば、請求項２に示すように、車速センサか
らのパルス信号に基づいて車両の走行加速度を算出し、
車速パルス抜け期間中の推定走行距離を、加速度算出手
段にて算出した車速パルス抜け期間前後の車両走行加速
度に基づいて推定するようにしてもよい。つまり、車速
パルス抜け期間前後の車両の挙動を反映する車両走行加
速度に基づいて、車速パルス抜け期間中の車両の挙動に
応じた移動距離を推定するのである。

【００１６】この際、請求項３に示すように、車速パル
ス抜け期間の直前及び直後の車両走行加速度に基づいて
推定することが考えられる。例えば、車速パルス抜け期
間中も直前と同様の車両走行加速度、あるいは直後と同
様の車両走行加速度であると考えて移動距離を推定する
ことができる。また、請求項４に示すように、車速パル
ス抜け期間の前後に生じた車両走行加速度の推移に基づ
いて車速パルス抜け期間中の移動距離を推定してもよ
い。これは、例えば車両を減速させる際の挙動がそれま
での走行状況や運転者の運転方法などによって異なる点
に着目したものである。例えば最初強めに減速しておい
て徐々に減速度合いを緩めていく場合もあれば、逆に、
最初は緩めに減速させ、徐々に減速度合いを強めていく
場合もある。もちろん、加速させる場合も同様である
が、特に減速時にその相違が生じ易いと考えられる。し
たがって、車両走行加速度の推移に基づけば、車速パル
ス抜け期間中の車両挙動をより適切に推定できる可能性
が高くなる。

【００１７】そして、移動距離の推定に際しては、請求
項５に示すように、車速パルス抜け期間の前後に生じた
走行加速度あるいはその推移に基づいて車速パルス抜け
期間中の車両走行加速度あるいはその推移を推定し、車
速パルス抜け期間中の車両の走行距離を算出することが
考えられるが、算出処理の負荷を考慮すれば、請求項６
に示すようにすることもできる。

【００１８】すなわち、車速パルス抜け期間の前後それ
ぞれに生じると想定される複数の車両走行挙動に応じた
走行加速度あるいはその推移と、車速パルス抜け期間中
の推定走行距離との対応関係を記憶しておき、車速パル
ス抜け期間の前後に生じた走行加速度あるいはその推移
を索引値として対応関係記憶手段から検索した値を、車
速パルス抜け期間中の推定走行距離として用いるのであ
る。このようにすれば、処理負荷が減る。特に、本発明
の現在位置検出装置は車両用であるため、処理負荷を低
減させることは有効である。

【００１９】また、さらなる処理負荷低減を考えるな
ら、請求項７に示すような構成を採用することもでき
る。すなわち、車速パルス抜け期間の前後に生じると想
定される複数の車両走行挙動に対応して、車速パルス抜
け期間中の走行距離をシミュレーションにて取得し、そ
の取得した複数の車両走行挙動に対応する走行距離に基
づいて決定した代表値を代表値記憶手段に記憶してお
く。そして、車速パルス抜け期間中の推定走行距離とし
て、代表値記憶手段に記憶されている代表値を用いるの
である。請求項６に示す場合には、車速パルス抜け期間
の前後の車両走行加速度あるいはその推移を検出する必
要があったが、この請求項７の場合には、固定の代表値
を用いて推定走行距離とする。したがって、車速パルス
抜け期間が発生したことが判れば、記憶された代表値を
一律に加算すればよいため、処理負荷が飛躍的に低減す
る。

【００２０】ところで、上述した車両用現在位置検出装
置によって検出した車両用現在位置を用いて種々の処理
を行うことが考えられる。例えば、請求項１０に示すよ
うに、請求項１〜９のいずれか記載の車両用現在位置検
出装置と、道路地図データを含む地図データが記憶され
た地図データ記憶手段と、前記車両用現在位置検出装置
にて検出された車両の現在位置周辺の道路地図データを
前記地図データ記憶手段から読み出して道路地図として
表示すると共に、その道路地図上に車両の現在位置を識
別可能に表示する地図表示手段とを備えることを特徴と
する車両用現在位置表示装置として実現することもでき
る。

【００２１】また、その他にも、請求項１１に示すよう
に、請求項１０に記載の車両用現在位置表示装置を備
え、前記地図表示手段に表示した道路地図上に、予め設
定された目的地までの経路及び前記車両用現在位置検出
装置によって検出された車両の現在位置を識別可能に表
示し、前記目的地までの経路と車両の現在位置との関係
を考慮して、所定の経路案内を行うナビゲーション装置
として実現することもできる。

【００２２】なお、このような車両用現在位置検出装置
の前記位置確定手段を、コンピュータシステムにて実現
する機能は、例えば、コンピュータシステム側で起動す
るプログラムとして備えることができる。このようなプ
ログラムの場合、例えば、フロッピーディスク、光磁気
ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコ
ンピュータシステムにロードして起動することにより用
いることができる。この他、ＲＯＭやバックアップＲＡ
Ｍをコンピュータ読み取り可能な記録媒体として前記プ
ログラムを記録しておき、このＲＯＭあるいはバックア
ップＲＡＭをコンピュータシステムに組み込んで用いて
も良い。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明が適用された実施例
について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の
形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発
明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得るこ
とは言うまでもない。

【００２４】図１は本実施例のナビゲーション装置１の
全体構成を示すブロック図である。本ナビゲーション装
置１は、車両に加わる回転運動の角速度に応じた検出信
号を出力するものであり、「方位センサ」に相当するジ
ャイロスコープ６０と、車両の走行速度に応じた間隔で
パルス信号を出力する車速センサ６２と、ＧＰＳ（Glob
al Positioning System） 用の人工衛星からの送信電波
をＧＰＳアンテナを介して受信し、車両の位置，方位
（進行方向），速度等を検出するＧＰＳ受信機６４と、
地図データ入力器５６と、操作スイッチ群５８と、これ
らに接続されたナビ制御部５０と、ナビ制御部５０に接
続された外部メモリ５１と、表示装置５２と、外部情報
入出力装置５３と、リモコンセンサ５４とを備えてい
る。

【００２５】ナビ制御部５０は通常のコンピュータとし
て構成されており、内部には、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、
ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスライン
が備えられている。そして、ジャイロスコープ６０、車
速センサ６２、ＧＰＳ受信機６４からの出力に基づいて
車両の現在位置や進行方向等、推測航法を行うためのデ
ータを算出する。したがって、ナビ制御部５０は「現在
位置算出手段」に相当する。

【００２６】地図データ入力器５６は、位置検出の精度
向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、地図
データ及び目印データを含む各種データを入力するため
の装置である。記憶媒体としては、そのデータ量からＣ
Ｄ−ＲＯＭやＤＶＤを用いるのが一般的であるが、例え
ばメモリカード等の他の媒体を用いても良い。

【００２７】また、表示装置５２は、カラー表示装置で
あり、その表示画面には、位置検出器５５から入力され
た車両現在位置マークと、地図データ入力器５６より入
力された地図データと、更に地図上に表示する誘導経路
などとを重ねて表示することができる。なお、表示装置
５２としては、例えばＣＲＴや液晶ディスプレイあるい
はプラズマディスプレイ等を用いることが考えられる。

【００２８】外部情報入出力装置５３は、外部、例えば
ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication Sy
stem）システムなどのインフラから提供される情報を受
信し、また外部へ情報を送信するための装置である。こ
の外部情報入出力装置５３を介して外部から受け取った
情報は、ナビ制御部５０にて処理する。また、必要であ
れば、ナビ制御部５０で処理した情報を外部情報入出力
装置５３を介して外部へ送信する。

【００２９】また、本ナビゲーション装置１は、リモー
トコントロール端末（以下、リモコンと称する。）５４
ａを介してリモコンセンサ５４から、あるいは操作スイ
ッチ群５８により目的地の位置を入力すると、現在位置
からその目的地までの最適な経路を自動的に選択して誘
導経路を形成し表示する、いわゆる経路案内機能も備え
ている。このような自動的に最適な経路を設定する手法
は、ダイクストラ法等の手法が知られている。なお、こ
のような目的地までの経路の案内ではなく、単に車両の
現在位置を地図上に重ねて表示する処理も常時行ってい
る。つまり、不案内な地域においては、自車両が現在走
行している位置が判るだけでも一種のナビゲート機能を
発揮することとなるからである。また、操作スイッチ群
５８は、例えば、表示装置５２と一体になったタッチス
イッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられ、各
種入力に使用される。

【００３０】前記ナビＥＣＵ３０では、図示しない電源
スイッチがオンされると、図示しないＲＯＭに予め設定
されたプログラムに従って、様々な処理の実行を開始す
る。この内の車両の現在位置検出に係る処理について説
明する。本実施例では、例えば車両の発進前に、ＧＰＳ
受信機６４によって受信して得た電波航法による測位情
報に基づき現在位置を検出し、この位置を表示装置５２
に表示させた地図上に重ねて表示する。そして、車両が
走行を開始すると、車速センサ６２から入力される車速
に応じたパルス信号（車速パルス）に基づいて車両の移
動距離を算出し、ジャイロスコープ６０からの検出信号
に基づいて方位変化量を算出する。そして、算出された
方位変化量と移動距離とに基づき、あるいは必要に応じ
てＧＰＳ測位情報に基づいて車両の現在位置が演算さ
れ、後述のマップマッチング処理による車両現在位置の
補正が施されて、その補正後の車両現在位置が、表示装
置５２に表示された地図上に識別可能に表示される。な
お、同じく方位変化量と移動距離とに基づいて、相対軌
跡及び車速も算出される。

【００３１】マップマッチングによる補正は、推測航法
に基づいて算出した車両の現在位置に至る走行軌跡を、
地図データに基づく道路情報と比較して位置推定を行う
ことにより行うが、推測航法演算に用いる移動距離の誤
差が大きくなると、このようなマップマッチングによる
補正を行った場合に、間違った道路にマッチングさせて
しまう状況が生じる。その原因として車速センサ６２か
らのパルス情報の精度に起因するものが考えられる。

【００３２】車速センサ６２は、上述したように走行速
度に応じた間隔でパルス信号を出力するものであり、例
えば１パルスに対応する距離を０．４ｍに設定しておけ
ば、１００パルス計測した場合に４０ｍ移動したことが
判り、その１００パルスを出力する時間で除算すれば、
車速を把握することができる。この車速センサ６２の検
出能力が非常に高く、例えば１ｋｍ／ｈ未満の車速にお
いてもパルス信号を出力できれば問題ないが、現実的に
は例えば、３．２ｋｍ／ｈといった程度の車速未満では
パルス情報が得られない構成となっていることが多い。
これは、車速センサ６２自体が低速状態においてパルス
信号を出力できない場合もあるし、車速センサ６２自体
は１ｋｍ／ｈ未満の車速においてもパルス信号を出力で
きるが、パルス情報として用いる際に精度を落とす場合
もある。つまり、車速センサ６２からの情報を例えばＡ
ＢＳ−ＥＣＵをはじめとして多数の車載ＥＣＵにて共通
で使用する状況などである。精度の高いパルス情報のま
まではそれを扱う際の処理負荷が高くなりコストアップ
の原因ともなる一方、ＡＢＳ−ＥＣＵなどにおいては、
車速パルス情報として例えば１ｋｍ／ｈ未満の車速にお
けるものまでは特に必要としない。したがって、そのよ
うな複数のＥＣＵにて共用する観点から精度を落とすの
である。

【００３３】このように精度を落とした場合、現在位置
検出のために移動距離を積算する際に誤差までが積算さ
れていく。例えば、図２（Ａ）に示すように、Ａ地点か
らＣ地点までの距離を考える場合に、Ｂ地点で車両が信
号機、渋滞その他の理由で停止する状況を想定する。Ｂ
地点で停止したため、Ｂ地点の手前のＡ’地点からＢ地
点の先のＢ’地点に至る間は、車速が３．２ｋｍ／ｈ未
満である。このような低速走行状態においては車速セン
サ６２から車速パルスが出力されず（車速パルス抜
け）、その車速パルスに基づいて算出される移動距離も
０となる。したがって、車速パルスに基づいて算出され
る移動距離は、図２（Ｂ）に示すように、図２（Ａ）に
おけるＡ’地点からＢ’地点の間の距離だけ短くなった
距離となる。一度の車両停止あるいはその後の発進によ
る車速パルス抜けに対応する移動距離は数ｍ程度である
かもしれないが、それを１０回繰り返せば数十ｍの移動
距離となる。したがって、渋滞中の道路などにおいて車
両停止・再発進を繰り返すことによって、車速パルス抜
け期間の総移動距離が長くなると、実際に走行した距離
よりも数十ｍ短い距離を移動距離であると判断してしま
う。

【００３４】すると、例えば碁盤の目のように複数の道
路がある程度短い間隔で交差している状況では、ある交
差点を曲がって走行した場合に、マップマッチングによ
る補正を行うと、一つ手前の交差点を曲がったかのよう
に判断し、誤ったマッチングとしてしまう可能性があ
る。

【００３５】もちろん、ナビゲーションＥＣＵ専用の距
離センサを設ければ解決するが、車両全体で見た場合、
センサ数が増加すると共に、そのセンサからのハーネス
類なども増加する。現在の車両の基本思想として、車内
ＬＡＮなどで複数のＥＣＵを接続し、同じセンサ情報は
複数のＥＣＵで共用することでセンサ数やハーネス類を
増加させず、構成の複雑化及びコストアップを防止する
点が挙げられる。したがって、車速センサ６２からのパ
ルス情報が、ある程度精度が悪いものであっても、それ
に基づいて算出する移動距離の精度を向上でき、ひいて
は現在位置を検出精度向上できるようにすることが希求
されるのである。

【００３６】そのため、本実施例のナビゲーション装置
１においては、次のような推測航法演算を行う。すなわ
ち、車両が走行しているにもかかわらず車速センサ６２
からパルス信号が出力されない状況（車速パルス抜け）
が生じた場合、車速センサ６２の出力値に基づいて算出
した移動距離に、車速パルス抜けが生じた期間中に車両
が走行したと推定される距離を加算して補正し、その補
正移動距離を用いて推測航法演算を行うのである。

【００３７】例えば、車速センサ６２から得た過去所定
時間毎の車速パルス数に基づき、車速パルス数＞１の状
態から車速パルス数＝０の状態に変化した場合には、そ
の変化時点から車速パルス抜け期間が開始されたことが
判り、同様に、車速パルス数＝０の状態から車速パルス
数＞１の状態に変化した場合には、その変化時点で車速
パルス抜け期間が終了したことが判る。そこで、その車
速パルス抜けが生じた期間中に車両が走行した距離を推
定し、その推定走行距離を、車速センサ６２の出力値に
基づいて算出した移動距離に加算して補正移動距離を得
る。

【００３８】このように補正することで、より精度の高
い移動距離情報が得られることとなる。そして、当然な
がら、その精度の高い移動距離を用いることで現在位置
の検出精度も向上させることができる。このように推測
航法演算によって得た現在位置の精度が高いと、マップ
マッチング処理を行って車両の現在位置を補正する手法
を採用する場合に、誤ったマッチングを防止する点でも
有効である。上述したように、車速パルス抜けを考慮せ
ずに出力された車速パルスだけで移動距離を算出し、そ
れに基づいて現在位置を算出すると実際の位置よりも数
十ｍ短くなり、実際に曲がった交差点よりも手前の交差
点にて屈曲走行したと判断してしまって誤ったマッチン
グとなる可能性があるが、精度の高い移動距離を算出で
きれば誤マッチングを防止してマップマッチング特有の
補正効果も享受でき、現在位置の検出精度が向上する。

【００３９】ところで、この「車速パルス抜け期間中の
推定走行距離」を得る場合の手法としては種々考えられ
る。大きく分ければ、車速パルス抜け状態が発生した時
点でその都度推定算出する手法と、予め記憶しておく手
法とが考えられる。したがって、それらの手法を順番に
説明する。

【００４０】（１）推定算出する手法 図３に推定算出する手法の概念を示した。つまり、車両
が減速していく場合には、車速パルスが出力されない車
速Ｖmin 未満の低速走行状態における加速度（つまり減
速度）が、車速Ｖmin 未満になる直前の加速度に等しい
と仮定する。したがって、図３において斜線で示す領域
の面積が「減速時の推定走行距離Ｄｉｓｔdown」とな
る。同様に、車両が加速していく場合にも、車速パルス
が出力されない車速Ｖmin 未満の低速走行状態における
加速度は、車速Ｖmin 以上になった直後の加速度に等し
いと仮定し、図３において斜線で示す領域の面積が「加
速時の推定走行距離Ｄｉｓｔup」となる。

【００４１】それでは、このように減速時及び加速時の
推定走行距離Ｄｉｓｔdown及びＤｉｓｔupをそれぞれ算
出し、車速パルスに基づいて算出した走行距離Ｄｉｓｔ
に加算する手法を用いた場合の車両現在位置算出に係る
処理を、図４〜７のフローチャートを参照して説明す
る。なお、本処理は一定周期で繰り返し実行されるもの
とする。

【００４２】図４に示すように、まずＳ１００では、方
位変化量・移動距離演算処理を実行する。この処理の詳
細を図５を参照して説明する。すなわち、Ｓ１１０で
は、ジャイロスコープ６０により検出されたジャイロ出
力角速度にメインルーチンの起動周期Ｔを乗じることに
より方位変化量を算出する。続くＳ１２０では、所定の
オフセット補正量にメインルーチンの起動周期Ｔを乗じ
たものを、Ｓ１１０にて求めた方位変化量から減じるこ
とにより、方位変化量のオフセット補正を行う。続くＳ
１３０では、Ｓ１２０にてオフセット補正された方位変
化量に、ゲイン補正量を乗じることにより、方位変化量
のゲイン補正を行う。

【００４３】そしてＳ１４０では、移動距離Ｄｉｓｔを
算出する。このＳ１４０にて実行される移動距離Ｄｉｓ
ｔ算出処理の詳細を図６を参照して説明する。すなわ
ち。Ｓ１４１では、本処理が前回起動されてから今回起
動されるまでの間（つまり起動周期Ｔ秒間）に検出され
た車速センサ６２からの出力パルス数である「車速パル
ス数」を取得する。続くＳ１４２では、そのＴ秒毎の加
速度を計算する。

【００４４】そして、Ｓ１４３では、Ｓ１４１にて取得
した車速パルス数に距離係数を乗じることにより移動距
離Ｄｉｓｔを算出する。この距離係数とは、車速センサ
６２が出力する車速パルスの間隔に対応する車両走行距
離であり、ここでは０．４ｍとする。

【００４５】このようにして算出された移動距離Ｄｉｓ
ｔは、上述した低速走行状態における車速パルス抜けが
なければ、実際の移動距離にほぼ対応したものとなる
が、車速パルス抜けがある場合には、その分だけ短くな
る。したがって、続くＳ１４４では車速パルス抜け期間
が発生しているかどうかを判断する。この判断は、Ｓ１
４１にて取得した車速パルス数を過去の分まで記憶して
おき、車速パルス数＞１の状態から車速パルス数＝０の
状態に変化し、その後、車速パルス数＝０の状態から車
速パルス数＞１の状態に変化した場合には、車速パルス
抜け期間が発生したと判定する。

【００４６】車速パルス抜け期間が発生発生していなけ
れば（Ｓ１４４：ＮＯ）、そのまま本処理ルーチンを終
了する。つまり、Ｓ１４３にて算出された移動距離Ｄｉ
ｓｔを、その後の処理でそのまま用いる。一方、車速パ
ルス抜け期間が発生していれば（Ｓ１４４：ＹＥＳ）、
その期間中に車両が走行したと推定される距離を加算す
る処理を行う。

【００４７】まず、Ｓ１４５では、車速Ｖmin 未満の低
速走行状態となってから停車するまでの推定走行距離を
算出する。これは、図３にて説明した「減速時の推定走
行距離Ｄｉｓｔdown」であり、式（１）にて算出する。 Ｄｉｓｔdown ＝ ΔＳdown／Δａdown …（１） ここで、ΔＳdownは車速パルスが出力される状態から出
力されなくなる状態へ移行する車速であり、図３で示し
たＶmin に等しい。また、Δａdownは、車速がΔＳdown
（＝Ｖmin ）未満になる直前の加速度（この場合は減速
度）である。これにより、図３において斜線で示した
「減速時の推定走行距離Ｄｉｓｔdown」が得られる。

【００４８】同様に、Ｓ１４６では、停車状態から加速
していき、車速Ｖmin 以上となるまでの推定走行距離を
算出する。これは、図３にて説明した「加速時の推定走
行距離Ｄｉｓｔup」であり、式（２）にて算出する。 Ｄｉｓｔup ＝ ΔＳup／Δａup …（２） ここで、ΔＳupは車速パルスが出力されない状態から出
力される状態へ移行する車速であり、やはり図３で示し
たＶmin に等しい。また、Δａupは、車速がΔＳup（＝
Ｖmin ）以上になった直後の加速度である。これによ
り、図３にて斜線で示した「加速時の推定走行距離Ｄｉ
ｓｔup」が得られる。

【００４９】そして、Ｓ１４７では、式（３）に示すよ
うに、Ｓ１４３にて算出した移動距離Ｄｉｓｔに、Ｓ１
４５及びＳ１４６にて算出した推定走行距離Ｄｉｓｔdo
wn及びＤｉｓｔupを加算して移動距離Ｄｉｓｔを補正す
る。 Ｄｉｓｔ＝Ｄｉｓｔ＋Ｄｉｓｔdown＋Ｄｉｓｔup …（３） Ｓ１４７の処理後は本処理ルーチンを終了する。したが
って、この場合は、このＳ１４７にて算出された補正移
動距離Ｄｉｓｔがその後の処理で用いられることとな
る。

【００５０】図５に戻り、Ｓ１４０の処理が終了する
と、この処理ルーチンも終了し、図４のＳ２００へ移行
する。このＳ２００では、相対軌跡演算処理を実行す
る。この処理の詳細を図７を参照して説明する。

【００５１】まずＳ２１０では、先のＳ１３０にて算出
された方位変化量を、それまでに求められている相対方
位に加算することにより、相対方位を更新する。続くＳ
２２０では、この更新された相対方位、及び先のＳ１４
０にて算出された移動距離Ｄｉｓｔに基づき、相対位置
座標の更新を行う。具体的には、南北方向をｘ座標軸と
した相対座標ｒｅｌ．ｘを式（４）、東西方向をｙ座標
軸とした相対座標ｒｅｌ．ｙを式（５）に従って更新す
る。但しθはＳ２１０にて算出された相対方位である。

【００５２】 ｒｅｌ．ｘ←ｒｅｌ．ｘ＋Ｄｉｓｔ×ｃｏｓθ …（４） ｒｅｌ．ｙ←ｒｅｌ．ｙ＋Ｄｉｓｔ×ｓｉｎθ …（５） 即ち、この更新は、移動距離に対する相対方位のｘ，ｙ
成分をそれまでの相対位置座標に加算することにより行
っている。この相対位置座標は相対軌跡を求めるために
行うものであり、後述するマップマッチングにて用いら
れる。

【００５３】Ｓ２２０の処理後は、図４のＳ３００へ移
行する。Ｓ３００では、前述した推測航法による位置演
算処理の演算結果と、地図データ入力器５６から読み込
んだ地図データ中の道路データを用いて、マップマッチ
ング処理を行うことにより現在の推定車両位置を決定す
る。このマップマッチング処理は、例えば、道路データ
から、位置演算処理の実行で求めた車両の走行軌跡に対
して道路形状（道路パターン）の一致度（近似の度合）
が所定範囲内である道路を検索し、一致度が所定範囲内
である道路が存在すれば、その道路のうちで上記走行軌
跡に対する一致度が最も高い道路上にて、位置演算処理
の実行で算出されている最新の現在位置に最も近い位置
を、車両の現在位置として決定し、また、位置演算処理
の実行で求めた車両の走行軌跡に対し一致度が所定範囲
内である道路が存在しなければ、位置演算処理の実行で
算出されている最新の現在位置を、そのまま車両の現在
位置として決定する、といった手順で実行される。また
さらに、このＳ３００では、上記の如く決定した車両の
現在位置を順次蓄積することにより、所定距離分の車両
の走行軌跡を図示しないＲＡＭに更新して記憶する処理
も行っている。

【００５４】なお、これまでの説明では、図３に示すよ
うに、車速パルス抜け期間の直前及び直後の加速度に基
づいて車速パルス抜け期間中の車両挙動を推定する手法
であったが、車速パルス抜け期間の前後に生じた車両走
行加速度の推移に基づいて車速パルス抜け期間中の移動
距離を推定してもよい。これは、例えば車両を減速させ
る際の挙動がそれまでの走行状況や運転者の運転方法な
どによって異なる点に着目したものである。例えば減速
時に注目すれば、最初強めに減速しておいて徐々に減速
度合いを緩めていく場合もあれば、逆に、最初は緩めに
減速させ、徐々に減速度合いを強めていく場合もある。
もちろん、加速させる場合も同様であるが、特に減速時
にその相違が生じ易いと考えられる。したがって、車両
走行加速度の推移に基づけば、車速パルス抜け期間中の
車両挙動をより適切に推定できる可能性が高くなる。

【００５５】例えば、図８における減速時の車速変化
は、最初は緩めに減速させ、徐々に減速度合いを強めて
いく挙動を示している。このような挙動の場合、車速パ
ルス抜け期間の直前の加速度（減速度）だけに基づくと
推定走行距離を少なめに加算してしまうこととなる。し
たがって、徐々に減速度合いを強めていく挙動がそのま
ま継続すると仮定して推定走行距離を算出することで、
より実際の車両挙動に対応した推定走行距離を算出でき
る可能性が高くなる。

【００５６】以上で、減速時及び加速時の推定走行距離
Ｄｉｓｔdown及びＤｉｓｔupをそれぞれ算出し、車速パ
ルスに基づいて算出した走行距離Ｄｉｓｔに加算する手
法を用いた場合の車両現在位置算出に係る処理の説明を
終了する。 （２）記憶値を用いる手法（その１） 上述した（１）では、車速パルス抜け期間の直前及び直
後の加速度に基づいたり、あるいは車速パルス抜け期間
の前後に生じた車両走行加速度の推移に基づいて車速パ
ルス抜け期間中の推定走行距離を算出した。これに対し
てこの（２）の場合には、車速パルス抜け期間の前後そ
れぞれに生じると想定される複数の車両走行挙動に応じ
た走行加速度あるいはその推移と、車速パルス抜け期間
中の推定走行距離との対応関係を例えばテーブル化して
記憶しておき、車速パルス抜け期間の前後に生じた走行
加速度あるいはその推移を索引値として対応関係テーブ
ルから検索した値を、車速パルス抜け期間中の推定走行
距離として用いる。

【００５７】例えば図９（Ａ）に示すように、複数の減
速度Δａdown１，Δａdown２，Δａdown３……に対応し
て予め計算しておいた推定走行距離Ｄｉｓｔdown１，Ｄ
ｉｓｔdown２，Ｄｉｓｔdown３……をテーブル化して記
憶しておく。同様に、図９（Ｂ）に示すように、複数の
加速度Δａup１，Δａup２，Δａup３……に対応して予
め計算しておいた推定走行距離Ｄｉｓｔup１，Ｄｉｓｔ
up２，Ｄｉｓｔup３……をテーブル化して記憶してお
く。そして、図６の移動距離Ｄｉｓｔ算出処理における
Ｓ１４５及びＳ１４６においては、これら対応関係テー
ブルを参照し、車速パルス抜け期間の直前及び直後の推
定走行距離Ｄｉｓｔdown及びＤｉｓｔupを得る。

【００５８】このようにすれば、計算が不要となるた
め、ナビ制御部５０での処理負荷が減る。特に、車両用
のナビゲーション装置に適用しているため、処理負荷を
低減させることは有効である。なお、図９に示した対応
関係テーブルは、車速パルス抜け期間の直前及び直後の
加速度を索引値として検索するためのものであったが、
上述した図８のような加速度が推移するような場合に対
応させてもよい。例えば減速度の推移による複数の減速
挙動パターン毎に対応する推定走行距離を設定しておく
のである。実際には、全く同じ減速挙動パターンとはな
り辛いので、近いパターンを選択するようにすればよ
い。

【００５９】（３）記憶値を用いる手法（その２） 上記（２）では、車速パルス抜け期間の前後それぞれに
生じると想定される複数の車両走行挙動に応じた走行加
速度あるいはその推移と、車速パルス抜け期間中の推定
走行距離との対応関係を記憶しておく手法であったが、
さらなる処理負荷低減を考えるなら、次のようにしても
よい。すなわち、車速パルス抜け期間の前後に生じると
想定される複数の車両走行挙動に対応して、車速パルス
抜け期間中の走行距離をシミュレーションにて取得して
おき、その取得した複数の車両走行挙動に対応する走行
距離に基づいて決定した代表値を記憶しておく。そし
て、車速パルス抜け期間中の推定走行距離として、その
記憶されている代表値を用いるのである。

【００６０】上記（２）の場合には、車速パルス抜け期
間の前後の車両走行加速度あるいはその推移を検出する
必要があったが、この（３）の手法では固定の代表値を
用いて推定走行距離とする。つまり、減速時に生じる車
速パルス抜けでの推定走行距離と加速時に生じる車速パ
ルス抜けでの推定走行距離とを別個に記憶しておく必要
がなく、それらを両方加味した一つの代表値のみを記憶
させておくだけでよい。したがって、車速パルス抜け期
間が発生したことが判れば、記憶された代表値を一律に
加算すればよいため、処理負荷が飛躍的に低減する。

【００６１】なお、このような代表値を決定する際に
は、ある程度多くの加減速挙動を想定し、実測するなど
して適切な値を得ておき、その実測値に基づいて得た最
頻値や平均値、あるいは中央値といった統計的代表値を
採用することが好ましい。以上、本発明はこのような実
施例に何等限定されるものではなく、本発明の主旨を逸
脱しない範囲において種々なる形態で実施し得る。

【００６２】例えば、上述の実施例はナビゲーション装
置１として実現したが、検出した現在位置を用いてナビ
ゲーション以外の処理を実行する装置に適用することも
できう。また、上述の実施例では、現在位置検出に際し
て、ジャイロスコープ６０、車速センサ６２に加えてＧ
ＰＳ受信機６４からの出力に基づいて車両の現在位置や
進行方向を算出していたが、最低限ジャイロスコープ６
０と車速センサ６２からの出力に基づいて車両の現在位
置や進行方向を算出するものであればよい。また、マッ
プマッチングによる補正も必須要件ではない。

【００６３】そして、ジャイロスコープ６０は方位セン
サの一例であり、例えば地磁気によるものや左右の操舵
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
積して方向を求めるもの等を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例としてのナビゲーション装
置の全体構成を示すブロック図である。

【図２】 車速パルス抜けによる移動距離のずれを説明
するための図である。

【図３】 車速パルス抜け期間の推定走行距離の算出手
法の概念を示す説明図である。

【図４】 車両現在位置算出に係るメイン処理を示すフ
ローチャートである。

【図５】 メイン処理中において実行される方位変化量
・移動距離の演算ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図６】 方位変化量・移動距離の演算ルーチン中にお
いて実行される移動距離演算ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図７】 メイン処理中において実行される相対軌跡の
演算ルーチンを示すフローチャートである。

【図８】 車速パルス抜け期間の推定走行距離の算出手
法の他の例の概念を示す説明図である。

【図９】 加減速度と推定走行距離との対応関係テーブ
ルの説明図である。

【符号の説明】

１…ナビゲーション装置 ５０…ナビ制御部 ５１…外部メモリ ５２…表示装置 ５３…外部情報入出力装置 ５４…リモコンセンサ ５５…位置検出器 ５６…地図データ入力器 ５８…操作スイッチ群 ６０…ジャイロスコープ ６２…車速センサ ６４…ＧＰＳ受信機

フロントページの続き (72)発明者 尾▲崎▼ 貴久 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 2F029 AA02 AB01 AB07 AB09 AC13 AC14 AC16 AD01

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の方位変化量に応じた信号を出力する
   方位センサと、 車両の走行速度に応じた間隔でパルス信号を出力する車
   速センサと、 前記方位センサの出力値に基づいて算出される方位変化
   量及び前記車速センサの出力値に基づいて算出される移
   動距離を用いて推測航法演算を行い、車両の現在位置を
   算出する現在位置算出手段と、 を備える車両用現在位置検出装置において、 前記現在位置算出手段は、車両が走行しているにもかか
   わらず前記車速センサからパルス信号が出力されない状
   況（車速パルス抜け）が生じた場合、前記車速センサの
   出力値に基づいて算出した移動距離に、前記車速パルス
   抜けが生じた期間中に車両が走行したと推定される距離
   を加算して補正し、その補正移動距離を用いて前記推測
   航法演算を行うこと、 を特徴とする車両用現在位置検出装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の車両用現在位置検出装置に
   おいて、 さらに、前記車速センサからのパルス信号に基づいて車
   両の走行加速度を算出する加速度算出手段を備え、 前記現在位置算出手段は、前記車速パルス抜け期間中の
   推定走行距離を、前記加速度算出手段にて算出した車速
   パルス抜け期間前後の車両走行加速度に基づいて推定す
   ること、 を特徴とする車両用現在位置検出装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の車両用現在位置検出装置に
   おいて、 前記現在位置算出手段は、前記車速パルス抜け期間中の
   推定走行距離を、前記車速パルス抜け期間の直前及び直
   後の車両走行加速度に基づいて推定すること、 を特徴とする車両用現在位置検出装置。
4. 【請求項４】請求項２または３記載の車両用現在位置検
   出装置において、 前記現在位置算出手段は、前記車速パルス抜け期間中の
   推定走行距離を、前記車速パルス抜け期間の前後に生じ
   た車両走行加速度の推移に基づいて推定すること、 を特徴とする車両用現在位置検出装置。
5. 【請求項５】請求項２〜４のいずれか記載の車両用現在
   位置検出装置において、 前記現在位置算出手段は、前記車速パルス抜け期間の前
   後に生じた走行加速度あるいはその推移に基づいて前記
   車速パルス抜け期間中の車両走行加速度あるいはその推
   移を推定し、前記車速パルス抜け期間中の車両の走行距
   離を算出すること、 を特徴とする車両用現在位置検出装置。
6. 【請求項６】請求項２〜４のいずれか記載の車両用現在
   位置検出装置において、 さらに、前記車速パルス抜け期間の前後それぞれに生じ
   ると想定される複数の車両走行挙動に応じた走行加速度
   あるいはその推移と、前記車速パルス抜け期間中の推定
   走行距離との対応関係を記憶しておく対応関係記憶手段
   を備え、 前記現在位置算出手段は、前記車速パルス抜け期間の前
   後に生じた走行加速度あるいはその推移を索引値として
   前記対応関係記憶手段から検索した値を、前記車速パル
   ス抜け期間中の推定走行距離として用いること、 を特徴とする車両用現在位置検出装置。
7. 【請求項７】請求項１記載の車両用現在位置検出装置に
   おいて、 さらに、前記車速パルス抜け期間の前後に生じると想定
   される複数の車両走行挙動に対応して、前記車速パルス
   抜け期間中の走行距離をシミュレーションにて取得し、
   その取得した複数の車両走行挙動に対応する走行距離に
   基づいて決定した代表値を記憶しておく代表値記憶手段
   を備え、 前記現在位置算出手段は、前記車速パルス抜け期間中の
   推定走行距離として、前記代表値記憶手段に記憶されて
   いる代表値を用いること、 を特徴とする車両用現在位置検出装置。
8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれか記載の車両用現在
   位置検出装置において、 さらに、 電波航法用の電波を受信し、車両の絶対的な現在位置及
   び進行方向を出力する電波受信機を備え、 前記現在位置算出手段は、前記推測航法演算を行って得
   た車両の現在位置を、前記電波受信機からの出力値に基
   づいて補正すること、 を特徴とする車両用現在位置検出装置。
9. 【請求項９】請求項１〜８のいずれか記載の車両用現在
   位置検出装置において、 前記現在位置算出手段は、 前記車両の現在位置に至るまでの走行軌跡を生成する走
   行軌跡生成手段と、 前記走行軌跡生成手段によって生成された走行軌跡と地
   図データに基づく道路情報とを比較するマップマッチン
   グ処理を行って、車両の現在位置を補正するマップマッ
   チング補正手段と、 を備えることを特徴とする車両用現在位置検出装置。
10. 【請求項１０】請求項１〜９のいずれか記載の車両用現
    在位置検出装置と、 道路地図データを含む地図データが記憶された地図デー
    タ記憶手段と、 前記車両用現在位置検出装置にて検出された車両の現在
    位置周辺の道路地図データを前記地図データ記憶手段か
    ら読み出して道路地図として表示すると共に、その道路
    地図上に車両の現在位置を識別可能に表示する地図表示
    手段と、 を備えることを特徴とする車両用現在位置表示装置。
11. 【請求項１１】請求項１０に記載の車両用現在位置表示
    装置を備え、 前記地図表示手段に表示した道路地図上に、予め設定さ
    れた目的地までの経路及び前記車両用現在位置検出装置
    によって検出された車両の現在位置を識別可能に表示
    し、前記目的地までの経路と車両の現在位置との関係を
    考慮して、所定の経路案内を行うナビゲーション装置。
12. 【請求項１２】 請求項１〜９のいずれか記載の車両用
    現在位置検出装置における前記現在位置算出手段として
    コンピュータシステムを機能させるためのプログラムを
    記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。