JP2000186939A - ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサの誤差が累積されることにより生ず
る、実際の車両の位置とセンサ情報に基づき推定される
車両の位置とのずれをなくすこと。 【解決手段】 ナビゲーション装置により推測される車
両の走行軌跡７１は、センサの誤差が累積されることに
より、料金所７６を通過する以前は、車両が実際に走行
した軌跡７２とずれを生ずる。車両が料金所７６を通過
する時点で、料金所７６に設置されたＥＴＣシステムの
地上側の施設より施設の座標を受信する。ナビゲーショ
ン装置は、推測航法により推測される車両の現在位置
を、受信した施設の座標に修正する。これにより、車両
が料金所７６を通過した以降の段階では、推測航法によ
り推測される走行軌跡７１は、車両が実際に走行した軌
跡７２と一致する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ナビゲーション
装置に関し、特に、センサの情報に基づき車両の位置を
推定する機能を備えたナビゲーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、走行している車両の道路地図
上の位置を推定する機能を備えたナビゲーション装置と
して、距離センサと方位センサの出力に基づき、車両の
走行に伴って生ずる距離変化量と方位変化量とを積算し
ながら車両の道路地図上の位置を得る推測航法を用いた
ナビゲーション装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらナビゲー
ション装置は、距離センサおよび方位センサが必然的に
有している誤差が走行継続に伴って累積され、車両の道
路地図上の位置に含まれる誤差も累積されてしまうとい
う問題がある。

【０００４】この累積誤差は、長距離を走行すればする
ほど大きくなり、たとえば高速道路を走行してインター
チェンジから高速道路を出るときなどに、道路地図上の
とんでもない位置に車両が表示されてしまうことがあっ
た。図７は、従来のナビゲーション装置で推測航法によ
り表示される道路地図と車両の位置とを示す第１の図で
ある。図を参照して、車両７７が実際に走行した軌跡７
２を点線で示し、推測航法により推測された車両の走行
軌跡７８を実線で示す。車両が高速道路を長距離走行す
ると、測距センサが必然的に有する誤差により、推測航
法により求められる走行軌跡７８が図に示すように、実
際に車両が走行した軌跡７２とずれることになる。この
結果、車両７７が実際には一般道路７４を走行している
にもかかわらず、推測航法により求められる車両７７′
の位置は、一般道路７５上に表示されることになる。

【０００５】また、一般道路と高速道路とが並行して設
けられている道路で、車両が一般道路から高速道路へ進
入する場合や、高速道路から一般道路に進入した場合な
どは、２つの道路に方位の差異がないために、車両の位
置が誤って表示される場合がある。図８は、従来のナビ
ゲーション装置で表示される地図と車両の位置とを示す
第２の図である。図を参照して、車両８７が実際に走行
した軌跡８２を点線で示し、推測航法により推測された
走行軌跡８８を実線で示す。実際には、車両８７は一般
道路８４から高速道路８３へ進入する軌跡を描いてい
る。しかし、推測航法における走行軌跡８８は、センサ
の誤差により図に示すごとく、推測されているので、車
両８７′は、車両８７が実際には高速道路８３上にある
にもかかわらず、車両が一般道路８４上にあるものと誤
認してしまうことになる。

【０００６】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたもので、センサの誤差が累積されることにより
生ずる、車両の実際の位置とセンサ情報に基づき推定さ
れる車両の位置とのずれをなくすことができるナビゲー
ション装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明のある局面によ
るナビゲーション装置は、センサの情報に基づきナビゲ
ーション対象の車両の位置を推定する推定手段と、地上
に設置された施設と無線で通信する通信手段とを備え、
施設と通信手段とは、自動料金収受システムにおける地
上側施設と車載器であり、通信手段は、施設に関する情
報を受信し、推定手段は、通信手段で受信した施設に関
する情報に基づき車両の位置を修正することを特徴とす
る。

【０００８】この発明に従うと、センサ情報に基づき推
定される車両の位置を、地上に設けられた施設を通過す
るたびに得られる施設の位置に修正するので、センサの
誤差が累積されることにより生ずる、車輌の実際の位置
とセンサ情報に基づき推定される車両の位置とのずれを
なくすことができる。

【０００９】さらに好ましくはナビゲーション装置は、
道路地図を記憶する手段と、推定手段により推定された
車両の位置を道路地図にマッチングさせるマップマッチ
ング手段とをさらに備える。

【００１０】この発明に従うと、マップマッチングする
際にも修正された車両の位置を用いるので、車両の実際
の位置に対応する地図上の位置に車両を表示させること
ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。なお、図中同一符号は同一
または相当する部材を示す。

【００１２】図１は、本実施の形態の１つにおけるナビ
ゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。図
を参照して、本実施の形態におけるナビゲーション装置
は、ナビゲーション部１０と、通信制御部３０と、無線
部４０とを含む。

【００１３】ナビゲーション部１０は、ナビゲーション
部全体の制御を行なうＭＰＵ（マイクロプロセッシング
ユニット）１１と、ＭＰＵ１１で実行するプログラムな
どを記憶するＲＯＭ１５と、現在位置の推定等の処理を
行なうための各種定数を記憶するＲＡＭ１６と、衛星か
らの電波を受信することにより車両の現在位置を識別す
るＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）装置１
２と、車両の方位を検出するジャイロセンサ１３と、車
両の走行距離を検出する測距センサ１４と、スピーカ１
９から音声を出力するための音声合成部１７とを含む。

【００１４】また、ナビゲーション部１０のＭＰＵ１１
は、地図や警告メッセージ等の表示を行なうディスプレ
イ２０と、道路地図および有料道路の料金情報を記憶す
るＣＤ−ＲＯＭ１８と、搭乗者が目的地などの情報を入
力するための入力装置２１と接続されている。音声合成
部１７は、ＭＰＵ１１からの指示により、音声を合成し
てスピーカ１９より音声を出力する。

【００１５】このように構成してなるナビゲーション部
１０は、ＧＰＳ装置１２，ジャイロセンサ１３および測
距センサ１４の出力をもとに、車両の現在位置を識別す
ることができる。また、ＣＤ−ＲＯＭ１８に記憶されて
いる道路地図上のどの位置に現在地が該当するかを演算
し、その近辺の道路地図と車両の位置および方向とをデ
ィスプレイ２０に表示することができる。

【００１６】さらに詳細に説明すると、ジャイロセンサ
１３は、たとえば単位時間当りの回転角度データを出力
する。このジャイロセンサの例として、振動ジャイロ、
光ファイバジャイロ、作動型車輪速センサが挙げられ
る。また、地磁気の水平分力を検出する地磁気センサを
使用することもでき、地磁気センサとジャイロとの組合
せを採用することもできる。

【００１７】測距センサ１４は、たとえば車輪の回転を
検出する磁気センサを有し、磁気センサからの出力正弦
波信号の波数をカウンタによりカウントすることにより
車輪の回転数を得、カウンタから出力されるカウントデ
ータに対して、乗算器により車輪の外周を示す所定の定
数を乗算することにより単位時間当りの走行距離を算出
する。すなわち、測距センサ１４にはいわゆる車輪速セ
ンサを採用することができる。しかしながら、ドップラ
ーシフトなどに基づいて車輪の走行速度を算出し、積分
することにより走行距離を算出する構成の車速センサな
ど、従来公知の構成のものも採用することができる。

【００１８】ＭＰＵ１１は、測距センサ１４から出力さ
れる距離データΔｄ、およびジャイロセンサ１３から出
力される方位データθに基づいて、距離の東西方向成分
Δｘ（＝Δｄ×ｃｏｓθ）、および南北方向成分Δｙ
（＝Δｄ×ｓｉｎθ）を算出し、従前の推定位置データ
（Ｐｘ′，Ｐｙ′）に対して各成分Δｘ，Δｙを加算す
ることにより、現在の推定位置データ（Ｐｘ，Ｐｙ）を
算出する。

【００１９】車両の位置の検出においては、ジャイロセ
ンサ１３および測距センサ１４の出力に基づいて定めら
れた推定位置データ（Ｐｘ，Ｐｙ）が優先して用いられ
る。推定位置データ（Ｐｘ，Ｐｙ）とＧＰＳ装置１２で
得られた推定位置とのずれが激しいときにのみ、ＧＰＳ
装置１２のデータが用いられる。すなわちＧＰＳ装置１
２のデータは一時的に用いられ、常時使われるわけでは
ない。

【００２０】ナビゲーション部１０はさらに、搭乗者が
入力装置２１により目的地を入力すれば、ＭＰＵ１１
は、現在地から目的地までの距離を、ＣＤ−ＲＯＭ１８
に記憶されている道路地図をもとに最適な経路を検索
し、表示部２０に出力することができる。このとき、搭
乗者は、経路検索に際して、有料道路を優先するのか、
または優先しないのかの選択を指示することができる。
この指示に従って、ＭＰＵ１１は、有料道路を優先して
使用する経路もしくは有料道路を優先しない経路で最適
な経路を検索し、ディスプレイ２０に検索結果を表示す
る。

【００２１】図１を参照して、無線部４０は、送信アン
テナ４２および送信部４１と、受信アンテナ４４および
受信部４３とを含む。送信部４１および受信部４３はい
ずれも通信制御部３０に接続される。なお、送信アンテ
ナ４２および受信アンテナ４４を１つにして共通で用い
る場合もあり得る。

【００２２】通信制御部３０は、送信部４１および受信
部４３に接続された通信制御のための専用ＩＣ３２と、
ＩＣカードリーダ／ライタ５０および専用ＩＣ３２に接
続され、料金収受処理のプログラムを実行するためのＭ
ＰＵ３１と、ＭＰＵ３１が実行するプログラムを記憶し
たメモリ３３とを含む。

【００２３】ＩＣカード５１は、プリペイドカードであ
り、ＥＴＣシステムにおける料金収受に使用可能な残高
が記憶されている。ＩＣカードリーダ／ライタ５０は、
ＩＣカード５１に記憶されている情報の読込、更新、書
込をすることができる。ＭＰＵ３１は、メモリ３３に記
憶されているプログラムを実行することにより、ＥＴＣ
システムの地上側の施設（路側器）と無線部４０を介し
て無線通信を行なうことにより、料金収受処理を行な
う。これにより、ＩＣカードリーダ／ライタ５０でＩＣ
カード５１に記憶されている残高が更新される。

【００２４】無線部４０は、ＥＴＣシステムの地上側の
施設（路側器）との間で無線通信を行なう。地上側の施
設からは、地上側の施設の識別番号または地図上の座標
のいずれかが送信される。無線部４０で、地上側の施設
の識別番号または地図上の座標が受信されて、通信制御
部３０のＭＰＵ３１に送信される。ＭＰＵ３１とナビゲ
ーション部１０のＭＰＵ１１とは接続されており、ＭＰ
Ｕ３１で受信した地上側の施設の識別番号または地図上
の座標は、ＭＰＵ１１に送信される。

【００２５】ここで、地上側の施設の識別番号とは、そ
の地上側の施設に固有の番号であり、識別番号がわかれ
ば地上側の施設を特定することができる。ＣＤ−ＲＯＭ
１８には、識別番号と地図上の座標とを対応させた変換
テーブルが記憶されている。

【００２６】図２は、地上側の施設の識別番号と地図上
の座標の変換テーブルの一例を示す図である。たとえ
ば、識別番号が「０００１」に地上側の施設の地図上の
座標（Ｘ１，Ｙ１）が対応している。地上側の施設から
識別番号が送信された場合には、ＭＰＵ１１は、変換テ
ーブルを用いて識別番号を地図上の座標に変換する変換
処理を行なう。

【００２７】ナビゲーション部１０では、得られた地上
側の施設の地図上の座標に基づき、推測航法により算出
された車両の現在位置を修正する。

【００２８】図３は、ＥＴＣシステムの概略構成を示す
斜視図である。図を参照して、地上側の施設６０は、予
め定められた通信領域６５において車両６６に搭載され
た無線部４０と通信を行なうためのアンテナ６４と、車
両が通信領域６５に対して所定の位置に到達したことを
検知するための第１の車両検知器６２と、車両が通信領
域６５から退去したことを検知するための第２の車両検
知器６３と、第１および第２の車両検知器６２，６３の
出力と、アンテナ６４を用いた車両の無線部４０との間
の通信に基づいて自動的に料金収受処理を行なうための
路側器６１とを含む。

【００２９】路側器６１は、第１の車両検知器６２の出
力により、車両６６が通信領域６５に進入したことを認
識し、アンテナ６４を介して車両に搭載された無線部４
０との間で無線通信を行なうことにより、地上側の施設
の識別番号または地図上の座標の送信処理と、料金収受
の処理を行なう。

【００３０】次に、本実施の形態におけるナビゲーショ
ン装置で行なわれる現在位置の修正処理について説明す
る。図４は、ナビゲーション装置で行なわれる現在位置
の修正処理の流れを示すフロー図である。図を参照し
て、まず、ジャイロセンサ１３から出力される方位デー
タθ（移動方向）と測距センサ１４から出力される距離
データΔｄ（移動量）とが算出される（ステップＳ０
１）。そして、距離データΔｄと方位データθに基づい
て、従前の推定位置データ（Ｐｘ′，Ｐｙ′）に方位デ
ータθ方向に距離データΔｄが加算されて現在の推定位
置データ（Ｐｘ，Ｐｙ）が算出されることにより、基準
位置の更新がなされる（ステップＳ０２）。

【００３１】次に、有料道路等の料金所を通過したか否
かが判断される（ステップＳ０３）。この判断は、車両
が有料道路への進入または進出する際に、料金所に設け
られたＥＴＣシステムの地上側の施設と通信することに
より判断される。ＥＴＣシステムの地上側の施設より送
信される施設の識別番号または地図上の座標は、アンテ
ナ４４を介して受信部４３で受信され、ＭＰＵ３１に送
信される。ＭＰＵ３１で受信された施設の識別番号また
は地図上の座標は、ＭＰＵ１１に送信される。ＭＰＵ１
１では、ＭＰＵ３１から送られる施設の識別番号または
地図上の座標を受信した時点で、料金所を通過したこと
を認識する。また、ＭＰＵ１１では、識別番号を受信し
た場合には、上述の変換処理により地図上の座標に変換
する。

【００３２】その後、ステップＳ０２で更新した基準位
置の修正がなされる（ステップＳ０４）。基準位置の修
正は、ＥＴＣシステムの地上側の施設から施設の座標が
送信される場合には、基準位置を受信した施設の座標に
修正する。

【００３３】その後、修正された基準位置をもとにマッ
プマッチング処理が行なわれ、実際の車両の位置に対応
する地図上の位置に車両が表示される（ステップＳ０
５）。

【００３４】ステップＳ０６では、ナビゲーション装置
の電源が切られたか否かが判断され、電源が切られてい
ない場合には上述の処理が繰返し行なわれ、電源が切ら
れた場合には処理を終了する。

【００３５】図５は、本実施の形態におけるナビゲーシ
ョン装置で表示される地図と車両の位置を示す第１の図
である。図を参照して、車両が実際に走行した軌跡７２
を点線で、推測航法により推測された車両の走行軌跡７
１を実線で示す。車両の実際の軌跡７２は、高速道路７
３からインターチェンジの料金所７６を通過して一般道
路７４に至る軌跡となっており、車両７７は一般道路７
４上に存在することが示される。一方、推測航法による
車両の走行軌跡７１は、センサが有する誤差により図に
示すごとく料金所７６を通過する以前の段階では車両が
実際に走行した軌跡７２とずれている。車両が料金所７
６を通過する時点では、推測航法により推測された車両
の走行軌跡７１は地点７９を示している。そして、車両
が料金所７６を通過した時点で、推測航法による車両の
走行軌跡７１は、地点７９から料金所７６のある位置に
修正され、料金所を車両が通過した以降の実際の軌跡７
２と推測航法による走行軌跡７１とが一致している。し
たがって、推測航法により推測される車両７７の現在位
置は一般道路７４上に示され、一般道路７５上に示され
ることはない。

【００３６】図６は、本実施の形態におけるナビゲーシ
ョン装置で表示される地図と車両の位置を示す第２の図
である。図を参照して、車両が実際に走行した軌跡８２
を点線で、推測航法により推測された走行軌跡８１を実
線で示している。車両８７は、実際には一般道路８４か
ら料金所８６を経て高速道路８３に進入している。これ
に対して、推測航法により推測される走行軌跡８１は、
料金所８６を車両が通過する前の段階では、実際に車両
が走行した軌跡８２とずれている。したがって、この段
階では、推測航法では車両が一般道路８４上を走行して
いるのか高速道路８３上を走行しているのか不確定であ
る。車両が料金所８６を通過した時点で、推測航法によ
る走行軌跡８１は地点８９を示している。そして、車両
が料金所８６を通過した以降の推測航法により推測され
る走行軌跡８１は、料金所８６を通過した時点で地点８
９から料金所８６の位置に修正され、実際に車両が走行
した軌跡８２と一致している。したがって、推測航法に
より推測される車両８７の位置は高速道路８３上の位置
として認識される。

【００３７】以上説明したとおり、本実施の形態におけ
るナビゲーション装置は、センサの誤差が累積されるこ
とにより生ずる、車両の実際の位置とセンサ情報に基づ
き推定される車両の位置とのずれを、車輌の位置をＥＴ
Ｃシステムの地上側の施設を通過するたびに得られる地
上側の施設の位置に基づき修正するので、実際の車両の
位置を正確に道路地図上に表示することができる。ま
た、高速道路と一般道路とが並行に配置される道路の状
況であっても、高速道路に進入したのか高速道路から一
般道路に進入したのかを検出することができるので、マ
ップマッチングにおいて困難とされてきた道路リンクの
決定を確実に行なうことができる。

【００３８】なお、今回開示された実施の形態は全ての
点で例示であって、制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態におけるナビゲーション装置の概
略構成を示すブロック図である。

【図２】地上側の施設の識別番号と地図上の座標とを対
応させた変換テーブルの一例を示す図である。

【図３】ＥＴＣシステムの地上側の施設の概略構成を示
す斜視図である。

【図４】本実施の形態におけるナビゲーション装置で行
なわれる現在位置の修正処理の流れを示すフロー図であ
る。

【図５】本実施の形態におけるナビゲーション装置で行
なわれる現在位置の修正処理を説明するための第１の図
である。

【図６】本実施の形態におけるナビゲーション装置で行
なわれる現在位置の修正処理を説明するための第２の図
である。

【図７】従来のナビゲーション装置で推測される車両の
走行軌跡と車両の実際の走行軌跡とを示す第１の図であ
る。

【図８】従来のナビゲーション装置で推測される車両の
走行軌跡と車両の実際の走行軌跡とを示す第２の図であ
る。

【符号の説明】

１０ ナビゲーション部 １１ ＭＰＵ １２ ＧＰＳ装置 １３ ジャイロセンサ １４ 測距センサ １８ ＣＤ−ＲＯＭ ２０ ディスプレイ ３０ 通信制御部 ４０ 無線部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C032 HB24 HC02 HD30 2F029 AA02 AB01 AB07 AB09 AB13 AC02 AC04 AC08 AC14 AC18 AD04 5H180 AA01 BB04 EE10 FF04 FF05 FF07 FF13 FF22 FF25 FF27 FF32

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサの情報に基づきナビゲーション対
   象の車両の位置を推定する推定手段と、 地上に設置された施設と無線で通信する通信手段とを備
   え、 前記施設と前記通信手段とは、自動料金収受システムに
   おける地上側施設と車載器であり、 前記通信手段は、前記施設に関する情報を受信し、 前記推定手段は、前記通信手段で受信した前記施設に関
   する情報に基づき前記車両の位置を修正することを特徴
   とする、ナビゲーション装置。
2. 【請求項２】 道路地図を記憶する手段と、 前記推定手段により推定された前記車両の位置を前記道
   路地図にマッチングさせるマップマッチング手段とをさ
   らに備えた、請求項１に記載のナビゲーション装置。