JP2001108457A - 位置検出装置及び記録媒体 - Google Patents

位置検出装置及び記録媒体

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JP2001108457A
JP2001108457A JP29117599A JP29117599A JP2001108457A JP 2001108457 A JP2001108457 A JP 2001108457A JP 29117599 A JP29117599 A JP 29117599A JP 29117599 A JP29117599 A JP 29117599A JP 2001108457 A JP2001108457 A JP 2001108457A
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JP
Japan
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road
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JP29117599A
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Kenichi Murata
賢一 村田
Takahiro Hashimoto
孝博 橋本
Fusanori Igarashi
総紀 五十嵐
Goro Asai
五朗 浅井
Masaki Kakihara
正樹 柿原
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両のみならず鉄道や徒歩を含む複数の移動
形態を用いたナビゲーションにおいて、現在位置を高精
度に検出して提示する。 【解決手段】 ナビ制御部24は、現在位置から目的地
に至る経路を探索してディスプレイ28上に表示する。
移動形態が車両である場合、ナビ制御部24は、公知の
マップマッチング(MM)を用いて検出された現在位置
を補正してディスプレイ28上に表示する。移動形態が
鉄道の場合、ナビ制御部24は、鉄道データのみを用い
てマップマッチングを行い現在位置を補正する。移動形
態が徒歩の場合、徒歩用のデータを用いてマップマッチ
ングを行い現在位置を補正する。鉄道による移動の場
合、ナビ制御部24は、鉄道の運行スケジュールに基づ
いてマップマッチングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は位置検出装置及び記
録媒体、特にGPS等で検出された現在位置のマップマ
ッチングに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、地図データを備えて目的地に
至る経路を探索し、ユーザに提示するナビゲーション装
置が知られている。このようなナビゲーション装置にお
いては、言うまでもなく正確に現在位置を検出すること
が前提となる。通常、車両等の現在位置はGPSあるい
はDGPSにより検出し、検出された現在位置を地図デ
ータと照合し、地図データの道路上に引き込む処理、い
わゆるマップマッチング(以下、MMという)を行うこ
とで得ている。GPS衛星からの信号には誤差が含まれ
ているため検出位置には50m程度の位置誤差が生じ
る。そこで、検出位置と地図データと照合し、検出され
た現在位置に最も近い道路上、あるいは道路上の妥当な
ポイント(交差点等)に引き込むMMを行うことで、円
滑なナビゲーションを提供することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来においては、車両
の現在位置を検出する際に道路データを用いてMM補正
する技術は行われているが、車両以外の移動手段、たと
えば鉄道や徒歩により移動する場合には、このようなM
M処理は何ら考慮されていない。特開平9−11508
6号公報には、車両のみならず鉄道等の公共交通機関や
徒歩で移動する場合も含めた経路探索を行い、経路案内
する技術について開示されているが、鉄道や徒歩による
移動の場合に、どのように現在位置を高精度に検出して
探索経路に沿ってユーザを案内するかについては考慮さ
れていない。
【0004】一般に、鉄道等の公共交通機関を移動手段
に採用した場合、所定の運行スケジュールに従って移動
するので、一旦所定の鉄道等に乗車してしまえば自己の
現在位置については詳細に知る必要がないと考えること
もできるが、ユーザによっては鉄道に乗車しても現在ど
の地点を移動しているかを把握したい場合もあり(駅に
停車中はその必要はないが、駅間を走行している場合に
はどの地点を走行しているか不明であるため)、このよ
うな場合には現在位置を高精度に検出しないかぎり、ユ
ーザの要求に応えることができない。徒歩による移動の
場合も同様である。
【0005】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、車両経路のみなら
ず、公共交通機関や徒歩による移動を含む場合において
も、高精度に現在位置を検出し、ユーザに提示すること
ができる装置及び媒体を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、現在位置を検出する位置検出手段と、地
図データを記憶する記憶手段と、現在の移動形態を検出
する移動形態検出手段と、前記移動形態に応じて、検出
された前記現在位置を前記地図データと照合して補正す
る補正手段とを有することを特徴とする。
【0007】また、前記補正手段は、前記地図データの
うち、前記移動形態に対応する地図データを用いて補正
することを特徴とする。
【0008】また、前記補正手段は、前記移動形態毎に
異なるアルゴリズムを用いて補正することを特徴とす
る。ここで、前記アルゴリズムは、前記移動形態が鉄道
である場合には鉄道の運行スケジュールを用いたもので
あることが好適である。また、前記アルゴリズムは、前
記移動形態が徒歩である場合には前記補正を実行しない
ものであることが好適である。
【0009】また、本発明は、検出された現在位置を地
図データで補正するプログラムを記録するコンピュータ
読み取り可能な媒体を提供する。前記プログラムはコン
ピュータに対して、少なくとも、現在の移動形態を判定
させ、前記移動形態に応じて、検出された現在位置を前
記地図データと照合して補正させることを特徴とする。
【0010】また、前記補正は、前記地図データのう
ち、前記移動形態に対応する地図データを用いて実行さ
れることを特徴とする。
【0011】また、前記補正は、前記移動形態毎に異な
るアルゴリズムで実行されることを特徴とする。ここ
で、前記アルゴリズムは、前記移動形態が鉄道である場
合には鉄道の運行スケジュールを用いたものであること
が好適であり、前記アルゴリズムは、前記移動形態が徒
歩である場合には前記補正を実行しないものであること
が好適である。
【0012】本発明においては、移動形態が車両、鉄道
などの公共交通機関、徒歩と多岐にわたる場合、一律に
同一の道路データを用いてMMを行って補正するのでは
なく、移動形態に応じたMM処理を行う。これにより、
それぞれの移動形態に適した現在位置補正が行われ、高
精度に現在位置を検出できる。
【0013】移動形態に応じたMMとは、地図データの
うち、移動形態に対応する地図データを用いたMMであ
る。例えば、鉄道による移動の場合、鉄道路線上に位置
することが明らかであるので、道路データを用いること
なく鉄道の地図データを用いてMMを行うことで迅速か
つ高精度の位置検出を行うことができる。鉄道と道路が
並行して存在する場合には特に有効であろう。徒歩によ
る移動の場合には、徒歩用の地図データを用いてMMを
行えばよい。
【0014】また、移動形態に応じたMMとは、移動形
態毎に異なるアルゴリズムを用いたMMである。例え
ば、鉄道による移動の場合、車両による移動と異なり所
定の運行スケジュールに従って移動すると考えられるの
で、車両による移動の場合のアルゴリズムではなく、鉄
道の運行スケジュールを利用した鉄道固有のアルゴリズ
ムでMMを行う。これにより、車両による移動の場合と
同等以上の精度で位置検出を行うことができる。徒歩に
よる移動の場合も同様であり、徒歩による場合は車両が
移動する道路とは異なる道路を利用する場合もあり得る
ので、徒歩による移動固有のアルゴリズムでMMを行う
ことで、位置検出精度を上げることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
【0016】図1には、本実施形態の構成ブロック図が
示されている。車輪速センサ10は、車両の車輪速を検
出し、ナビゲーション(ナビ)制御部24に供給する。
角速度センサ12(ジャイロセンサ)は車両の方位を検
出し、ナビ制御部24に供給する。また、GPS受信部
14が設けられ、GPS衛星からの信号を受信し、車両
の現在位置を検出してナビ制御部24に供給する。な
お、GPS受信部14で検出される現在位置は絶対位置
(緯度経度)であり、車輪速センサ10及び角速度セン
サ12で検出される車輪速及び方位に基づき検出される
現在位置は所定位置からの相対変位であり、これら絶対
位置及び相対変位に基づいて車両の現在位置が検出され
る。検出された現在位置はGPS固有の誤差を含んでお
り、後述するようにナビ制御部24は地図データを用い
たマップマッチング(MM)により検出された現在位置
を地図データと合致するように補正する。
【0017】大容量データベース16はCD−ROMや
DVD等から構成され、地図データを格納してナビ制御
部24に供給する。地図データには道路データのみなら
ず公共交通機関データ(本実施形態では鉄道を例にとり
説明する)や徒歩専用の道路データも含まれる。道路デ
ータは、交差点等に相当するノード及び各ノードを接続
するリンクからなるネットワーク構成であるが、鉄道デ
ータや徒歩用道路データもこのような道路データと同様
にノード及びリンクから構成されるネットワークとして
格納される。鉄道のネットワークは、例えば停車駅をノ
ードとし、駅間を各ノードを接続するリンクとみなして
構成することができる。また、徒歩専用道路ネットワー
クに関しては、歩道橋や地下道、歩行者専用道路など歩
行者通行可能な通路もデータとみなしてノードを設け、
これらのノードを接続するリンクを形成することで道路
データと同様に構成することができる。鉄道データ及び
徒歩道路データのノードを車両用の道路ネットワークの
ノードと接続することで、車両用の道路データと鉄道デ
ータあるいは徒歩道路データをシームレスに接続するこ
とができる。
【0018】小容量データベース18は、徒歩や鉄道等
で移動する場合にユーザにその周辺の地図データを表示
するための地図データを記憶するもので、フラッシュメ
モリや半導体メモリ、ハードディスクで構成することが
できる。
【0019】動的道路交通情報獲得部20、22は、外
部の情報センタからの交通情報を取得するもので、電波
や光の送受信機で構成することができる。取得した交通
情報はナビ制御部24に供給される。なお、動的道路交
通情報獲得部20、22はそれぞれ車両で移動する場合
及び徒歩あるいは鉄道で移動する場合に必要なものであ
る。
【0020】ナビ制御部24は、具体的にはマイクロコ
ンピュータで構成され、操作入力部26から入力された
目的地に至る経路を探索してディスプレイ28に表示す
る。経路探索は、ノードとリンクで構成されるネットワ
ークを用い、目的地に至る可能な経路(リンク列)のう
ちコストが最小となる経路を選択することで行うことが
できる。経路探索は、たとえばダイクストラ法を用いる
ことができ、各リンクのリンクコストは、リンクの距離
や動的道路交通情報獲得部20、22で取得した交通情
報に基づき決定することができる。また、ナビ制御部2
4は、車輪速センサ10、角速度センサ12及びGPS
受信部14からの信号を入力し、現在位置を検出すると
ともに、検出された現在位置と大容量データベース16
あるいは小容量データベース18に記憶された地図デー
タとを照合し、検出された現在位置を道路上あるいは歩
行者用道路、鉄道の路線上に引き込むMM補正を行う。
補正された現在位置は地図データとともにディスプレイ
28上に表示する。
【0021】本実施形態においては、既述したように鉄
道データや徒歩用道路データも一般道路と同様にノード
及びリンクからなるネットワーク構造であるため、ナビ
制御部24は目的地に至る経路を探索する際に、道路や
鉄道、歩行者道路の区別をすることなくこれらを用いて
経路を探索することができる。従って、目的地に至る経
路には、道路経路のみならず鉄道経路や徒歩経路も含ま
れ得ることになり、鉄道や徒歩経路の場合には、ユーザ
は探索して得られた経路データが記憶された携帯端末機
(モバイル機)を携帯することになるため、図1に示さ
れた各部材も携帯端末機側に属するものと、車両側に属
するものに分離しておくことが好適である。一般原則と
しては、常に機能する必要がある部材はモバイル機側に
設け、車両で移動する場合のみ必要となる部材は車載機
側に設けることが好ましい。図1においては、車輪速セ
ンサ10、大容量データベース16、動的道路交通情報
獲得部20は車載機側に設けられ、角速度センサ12、
GPS受信部14、小容量データベース18、動的道路
交通情報獲得部22、操作入力部26及びディスプレイ
28、ナビ制御部24はモバイル機側に設けられる。ユ
ーザが車両で移動する場合には、モバイル機は車載機に
接続されて一体となる。この場合、ナビ制御部24は車
載機のナビ制御部として機能する。また、鉄道や徒歩で
移動する場合には、ユーザはモバイル機を車載機から分
離して携帯し、ナビ制御部24によりディスプレイ28
上に表示された経路データ、及びMMにより補正された
現在位置にしたがって移動する。
【0022】以下、ナビ制御部24にて実行されるMM
処理について詳細に説明する。
【0023】図2には、ナビ制御部24が経路探索する
地図データの一例が示されている。図において、現在位
置(O)100から目的地(D)102に至る経路を探
索する場合を想定する。大容量データベース16には、
道路データのみならず鉄道に関するデータや徒歩道路デ
ータも記憶されているため、ナビ制御部24は、これら
のデータを用いて最適経路を探索する。その結果、現在
位置(O)100から鉄道のA駅104近傍の駐車場1
13に車を駐車し、A駅104から電車に乗車してB駅
106を経由し、C駅108で下車して徒歩で目的地
(D)102に至る経路が得られたとする。この場合、
ナビ制御部24は、現在位置100から駐車場113ま
では車両を、駐車場113からA駅104までは徒歩を
移動形態とした現在位置検出を行って経路案内し、A駅
104からC駅108までは鉄道を移動形態とした現在
位置検出を行ってユーザを案内し、C駅108から目的
地(D)110までは徒歩を移動形態とした現在位置検
出を行い経路案内する。現在位置100から駐車場11
3までは道路データを用いた公知のMMを用いて現在位
置を補正することができる。すなわち、検出した現在位
置と道路データを照合し、現在位置に最も近い道路上に
現在位置を引き込む処理を行う。しかしながら、A駅1
04からC駅108間の現在位置検出、すなわち鉄道を
移動形態とした現在位置検出を行う場合、従来のように
道路データを用いたMMを行ったのでは正確な現在位置
を検出することはできない。実際には鉄道の路線上に位
置するにもかかわらず、MMの結果、その鉄道に並行し
て存在する道路上に引き込む処理を行ってしまい、誤差
が拡大するからである。また、道路データと鉄道データ
を用いたMM補正を行う場合でも、照合すべきデータ量
が著しく増大するため処理に時間を要することになる。
さらに、C駅108から目的地110までは徒歩による
移動であるため、通常の道路データを用いたMM補正で
は正確な現在位置を検出することができなくなる。道路
データと徒歩用の道路データは必ずしも一致しないから
である(徒歩用道路データには徒歩専用道路や公園内の
散歩道も含まれている)。
【0024】そこで、ナビ制御部24は、同一のMM処
理を一律に適用するのではなく、現在の移動形態を判定
し、車両による移動、鉄道による移動、徒歩による移動
それぞれに応じたMM補正を行い、高精度に現在位置を
検出してディスプレイ28上に表示する。
【0025】図3には、ナビ制御部24のMM処理フロ
ーチャートが示されている。まず、GPS受信部14等
により現在位置を検出すると(S101)、ナビ制御部
24は車両による道路走行中か否かを判定する(S10
2)。車両による道路走行中か否かは、例えば図1にお
いて車載機とモバイル機が接続されており、ユーザがモ
バイル機を携帯していない場合に道路走行中であると判
定することができる。より具体的には、車載機とモバイ
ル機は、例えば車載機に接続されたクレードルにモバイ
ル機をセットすることで接続され、このクレードルから
モバイル機が取り外されたことをナビ制御部24が検知
することで判定する。車載機とモバイル機が接続されて
おり、車両による道路走行中である場合には、ナビ制御
部24は従来のMMと同様に地図データ内の道路データ
をMMの対象データとし、S101で検出された現在位
置と道路データを照合して最近の道路上あるいは道路上
の妥当な地点に引き込む補正を行う(S103)。
【0026】一方、モバイル機が車載機から分離され、
ユーザがモバイル機を携帯していると判定された場合に
は、車両による道路走行中でないと判定し、ナビ制御部
24はさらに歩行中か否かを判定する(S104)。こ
の判定は、例えばS101で検出された現在位置が鉄道
の駅近傍か否か、もしくは徒歩による移動速度以上の速
度で移動しているか否かを検出することで判定すること
ができる。移動速度は、モバイル機側に設けられている
GPS受信部14で検出されるGPS信号の時系列情報
から検出することができる。そして、検出された現在位
置が駅近傍でない、あるいは移動速度が所定値以下であ
る場合には、徒歩で移動していると判定でき、MMの対
象として地図データのうち歩行者用道路データのみを用
いて現在位置を補正する(S106)。
【0027】また、S104にて徒歩による移動ではな
い、すなわち鉄道で移動していると判定された場合に
は、MMの対象として鉄道データのみを用いて検出され
た現在位置を補正する。検出された現在位置と鉄道デー
タを照合し、最も近い路線上の位置に引き込む処理を行
う。鉄道で移動中は、MMの対象として道路データを排
除し、鉄道データのみを採用することで、鉄道に並行し
て道路が存在する場合においても高精度かつ迅速に現在
位置を補正することができる。
【0028】なお、鉄道データを用いてMM補正を行う
場合、従来のように最近のネットワークデータに引き込
むアルゴリズムで補正するのではなく、鉄道の運行スケ
ジュールを用いて補正を行うのが好適である。電車に乗
車後、電車が駅に停車した場合(停車はGPS受信部1
4で検出される時系列情報から検出可能)、検出された
現在位置がこの駅の位置から所定範囲内であれば、現在
位置を当該駅の位置まで引き込むアルゴリズムでMM処
理を行う。駅の位置から所定範囲内に限定したのは、仮
に当該電車が運行スケジュール通りに走行せず、例えば
事故などにより駅間で途中停車した場合に誤って引き込
み処理を行うことを防止するためである。もちろん、運
行スケジュールに関するデータを動的道路交通情報獲得
部22で取得し、現在時刻と比較して運行スケジュール
から予想される位置を算出し、検出された現在位置がこ
の予想位置から所定範囲内である場合に予想位置に引き
込む処理を行うことも好適である。この処理により、駅
のみならず駅間においても高精度の位置検出を行うこと
ができる。
【0029】このように、MMの対象として鉄道データ
を用いることで確実かつ迅速にMM補正を行うことがで
き、さらに、道路データの場合のMMと異なる補正処
理、具体的には所定の運行スケジュールに基づき予想さ
れる現在位置に検出位置を補正する処理を行うことで、
より高精度の現在位置補正が可能となる。
【0030】図4には、本実施形態におけるナビ制御部
24の他の処理フローチャートが示されている。図3に
示された処理フローチャートと異なる点は、現在の移動
形態が徒歩と判定された場合の処理である。すなわち、
上述した実施形態においては、MMの対象として徒歩道
路データを用いて従来と同様のアルゴリズムでMM補正
を行っているが、本実施形態においてはMM自体を不実
施とする。通常、徒歩用道路はその道幅が細かく、徒歩
道路間の間隔もGPSで検出できる位置精度より細かい
場合が多い。したがって、検出された現在位置に最近の
徒歩用道路に引き込むMM補正を行うと、誤った道路に
引き込んでしまい誤差が拡大するおそれがある。そこ
で、現在の移動形態が徒歩であると判定した場合には、
一律にMM補正を行わないことで、位置精度の低下を防
止することができる。
【0031】なお、本実施形態においては公共交通機関
として鉄道を例に取り説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、他の公共交通機関、たとえばバス
や船舶による移動にも同様に適用することができる。バ
スによる移動の場合、MMの対象としてバス路線のデー
タを用いることで高精度な位置検出が可能となり、また
バスの運行スケジュールを用いてMM補正することによ
り、ユーザは現在どの位置にバスで移動しているかを確
実に把握することが可能となる。
【0032】また、図4に示された処理フローチャート
では、徒歩による移動と判定した場合に一律にMMを不
実施としたが、徒歩による移動の場合にユーザに対して
MMを行うか否かを問い合わせるメッセージをディスプ
レイ28上に表示し、ユーザが不実施を選択した場合に
MMを実行しないように構成することも可能である。さ
らに、検出された現在位置近傍に所定数以上の徒歩用道
路が存在する場合にのみ不実施とすることも好適であ
る。
【0033】また、図3及び図4に示された処理は、処
理プログラムを記録した媒体からコンピュータであるナ
ビ制御部24に当該プログラムを供給し、ナビ制御部2
4が順次実行することで実現することができる。このよ
うな記録媒体には、CD−ROMやDVD、ハードディ
スク、半導体メモリなど、電磁気的、光学的あるいは化
学的に情報を保持できる任意の媒体が含まれる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車両による移動の場合のみならず、鉄道等の公共交通機
関や徒歩による移動が含まれる場合にも、ユーザに対し
て現在位置を高精度に検出して提示することが可能とな
る。これにより、ユーザは現在どの位置に存在するかを
把握することができ、使い勝手が向上するとともにシス
テムの信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態の構成ブロック図である。
【図2】 実施形態の地図データの一例を示す説明図で
ある。
【図3】 実施形態の処理フローチャートである。
【図4】 他の実施形態の処理フローチャートである。
【符号の説明】
10 車輪速センサ、12 角速度センサ(ジャイロセ
ンサ)、14 GPS受信部、16 大容量データベー
ス、18 小容量データベース、20,22動的道路交
通情報獲得部、24 ナビ制御部、26 操作入力部、
28 ディスプレイ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五十嵐 総紀 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 浅井 五朗 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 柿原 正樹 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 2F029 AA02 AA07 AB01 AB07 AB09 AC02 AC04 AC06 AC13 AC14 AD01 5H161 AA01 GG17 GG22 5H180 AA01 AA21 AA30 BB02 BB04 BB13 BB15 FF04 FF05 FF22 FF27 FF32

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現在位置を検出する位置検出手段と、 地図データを記憶する記憶手段と、 現在の移動形態を検出する移動形態検出手段と、 前記移動形態に応じて、検出された前記現在位置を前記
    地図データと照合して補正する補正手段と、 を有することを特徴とする位置検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の装置において、 前記補正手段は、前記地図データのうち、前記移動形態
    に対応する地図データを用いて補正することを特徴とす
    る位置検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の装置において、 前記補正手段は、前記移動形態毎に異なるアルゴリズム
    を用いて補正することを特徴とする位置検出装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の装置において、 前記アルゴリズムは、前記移動形態が鉄道である場合に
    は鉄道の運行スケジュールを用いたものであることを特
    徴とする位置検出装置。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の装置において、 前記アルゴリズムは、前記移動形態が徒歩である場合に
    は前記補正を実行しないものであることを特徴とする位
    置検出装置。
  6. 【請求項6】 検出された現在位置を地図データで補正
    するプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な
    媒体であって、前記プログラムはコンピュータに対し
    て、少なくとも、 現在の移動形態を判定させ、 前記移動形態に応じて、検出された現在位置を前記地図
    データと照合して補正させることを特徴とする記録媒
    体。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の媒体において、 前記補正は、前記地図データのうち、前記移動形態に対
    応する地図データを用いて実行されることを特徴とする
    記録媒体。
  8. 【請求項8】 請求項6記載の媒体において、 前記補正は、前記移動形態毎に異なるアルゴリズムで実
    行されることを特徴とする記録媒体。
  9. 【請求項9】 請求項8記載の媒体において、 前記アルゴリズムは、前記移動形態が鉄道である場合に
    は鉄道の運行スケジュールを用いたものであることを特
    徴とする記録媒体。
  10. 【請求項10】 請求項8記載の媒体において、 前記アルゴリズムは、前記移動形態が徒歩である場合に
    は前記補正を実行しないものであることを特徴とする記
    録媒体。
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