JP2001349738A - Navigation system - Google Patents

Navigation system

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JP2001349738A
JP2001349738A JP2000172600A JP2000172600A JP2001349738A JP 2001349738 A JP2001349738 A JP 2001349738A JP 2000172600 A JP2000172600 A JP 2000172600A JP 2000172600 A JP2000172600 A JP 2000172600A JP 2001349738 A JP2001349738 A JP 2001349738A
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road
vehicle position
map
vehicle
map matching
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JP2000172600A
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Japanese (ja)
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Mitsunori Yoshino
光則 吉野
Koji Sewaki
光二 瀬脇
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Alpine Electronics Inc
Original Assignee
Alpine Electronics Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct a vehicle position to a correct position on a road, even in a road branched with a very small angle such as an IC and a JCT in a highway. SOLUTION: The first map matching processing part 20a finds the optimum road by map matching processing MM1, and corrects the vehicle position on the optimum road to be treated as an actual vehicle position, the matching processing part 20b finds the optimum road by map matching processing MM2, and corrects the vehicle position on the optimum road to be treated as a temporary vehicle position. The processing MM1 and the processing MM2 are executed in parallel thereafter, and the vehicle position is corrected using the temporary vehicle position as the actual vehicle position, when a road to be map- matched is not found in the map matching processing MM1, or when the road is branched at the very small angle.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はナビゲーション装置
に係り、特に自立航法センサーを用いてマップマッチン
グ処理を行って車両位置を修正するナビゲーション装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a navigation device, and more particularly to a navigation device that corrects a vehicle position by performing a map matching process using a self-contained navigation sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両の走行案内を行い、ドライバーが所
望する目的地へ容易に到着できるようにしたナビゲーシ
ョン装置は、自車の現在位置を検出してDVD−ROM
等の記憶媒体から自車位置近辺の地図データを読み出
し、地図画像をディスプレイ画面に表示するとともに、
該地図画像上の所定箇所に自車位置マークを重ねて表示
する。そして、自車の移動により現在位置が変化するに
従い、画面の自車位置マークを移動したり、あるいは自
車位置マークを画面中央等の所定位置に固定して地図を
スクロールして、常に、自車位置近辺の地図情報が一目
で分かるようになっている。
2. Description of the Related Art A navigation device which provides guidance of a vehicle and enables a driver to easily arrive at a desired destination is detected by detecting the current position of the vehicle and using a DVD-ROM.
Read the map data near the vehicle position from the storage medium such as, and display the map image on the display screen,
The vehicle position mark is superimposed and displayed on a predetermined location on the map image. Then, as the current position changes due to the movement of the own vehicle, the own vehicle position mark on the screen is moved, or the own vehicle position mark is fixed at a predetermined position such as the center of the screen, and the map is scrolled. The map information near the car position can be understood at a glance.

【0003】DVD−ROMに記憶された地図は、縮尺
レベルに応じて適当な大きさの経度幅、緯度幅の地域に
区切られており、道路は経度、緯度の座標で表現された
頂点(ノード)の集合で示される。2つのノードを連結
した部分はリンクと呼ばれ、1または複数のリンクの連
結で道路(道路リンク)が構成される。
The map stored in the DVD-ROM is divided into regions of appropriate longitude and latitude widths according to the scale level, and roads are represented by vertices (nodes) represented by longitude and latitude coordinates. ). A portion connecting two nodes is called a link, and a road (road link) is formed by connecting one or more links.

【0004】車両位置の検出法には、方位センサーと距
離センサーを用いて出発地から累積的に自車位置を求め
る推測航法(自立航法)と、衛星を用いて3角測量の原
理で絶対的に自車位置を求める衛星航法がある。このう
ち、前者の推測航法は構成が簡単であり、衛星電波の届
かないトンネルや衛星電波がビルに遮られたり多重反射
したりする市街地の走行で衛星航法を利用できない場合
でも確実に車両位置を検出できる利点があるが、センサ
ー誤差や車両の蛇行による誤差が累積するため、検出精
度が悪く、特に走行距離が長くなると、誤差が大きくな
り過ぎて実際の位置とは掛け離れた地点に車両位置マー
クが表示されてしまうという欠点がある。
There are two methods of detecting the vehicle position: dead reckoning navigation (self-contained navigation), which determines the vehicle position cumulatively from the departure point using a direction sensor and a distance sensor, and absolute detection based on the principle of triangulation using satellites. There is satellite navigation to find the position of the vehicle. Of these, dead reckoning navigation is simple in configuration, and ensures reliable vehicle positioning even when traveling in tunnels where satellite radio waves do not reach or in urban areas where satellite radio waves are blocked by buildings or multiple reflections are not available. Although it has the advantage of being able to be detected, the accuracy of detection is poor because sensor errors and errors due to meandering of the vehicle accumulate, and especially when the mileage is long, the error becomes too large and the vehicle position mark is located far from the actual position. Is displayed.

【0005】このため、ナビゲーション装置では、地図
データにマップマッチング用の道路データを含めてお
き、推測航法で検出した車両位置を、道路データを用い
て修正できるようにしてある。マップマッチングには、
推測航法で求めた車両位置を道路データ中の最寄りの道
路に投影して車両位置マークを正しい道路上に修正する
投影法と、推測航法で求めた車両位置の移動軌跡と道路
データでの道路形状を比較して走行中の正しい道路を探
索し、該道路上に修正するパターンマッチング法の2つ
がある。
[0005] For this reason, in the navigation device, road data for map matching is included in the map data so that the vehicle position detected by dead reckoning can be corrected using the road data. For map matching,
A projection method that projects the vehicle position obtained by dead reckoning on the nearest road in the road data to correct the vehicle position mark on the correct road, and a moving locus of the vehicle position obtained by dead reckoning and the road shape in the road data There are two pattern matching methods for searching for a correct road on which the vehicle is traveling by comparing the roads and correcting the road.

【0006】図9はパターンマッチング法による車両位
置修正法の説明図である。なお、車両が道路RD1を北
東の方向に移動し、道路RD2に出たところで東に進路
を変え、ポイントPxで北に曲がって道路RD3のポイ
ントPcに至ったとき、車両位置マークCMがポイント
Pc’上に表示され、しかも走行軌跡RTDが点線で示
すようになっているものとする。パターンマッチング法
においては、所定距離(例えば200m)走行する毎
に、(1)地図データを用いて走行軌跡RTDの形状と
同じ形状の道路データを探し、(2)基準点、例えば最
新のノードPxに注目し、Px’Pc’=PxPcとな
るような道路データRD上のポイントPcを求め、
(3)しかる後、車両位置マークCMをポイントPc’
からポイントPcに移動させる。このマップマッチング
処理によれば、センサーに誤差があったり、車両が蛇行
して走行距離に誤差が生じたりしても車両位置を正しい
位置に修正できる。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a vehicle position correcting method using a pattern matching method. In addition, the vehicle is moved the road RD 1 in the north-east of direction, to change the course to the east was out on the road RD 2, when it reached the point Pc of the road RD 3 turn to the north at the point Px, vehicle position mark CM Is displayed on the point Pc ′, and the traveling locus RTD is indicated by a dotted line. In the pattern matching method, every time the vehicle travels a predetermined distance (for example, 200 m), (1) road data having the same shape as the shape of the travel locus RTD is searched using map data, and (2) a reference point, for example, the latest node Px And find a point Pc on the road data RD such that Px′Pc ′ = PxPc,
(3) After that, the vehicle position mark CM is moved to the point Pc ′.
To the point Pc. According to this map matching process, the vehicle position can be corrected to the correct position even if there is an error in the sensor or the vehicle travels in a meandering direction and the traveling distance has an error.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、車両が図10
に示すように、小さな角度で分かれた道路RD3、RD4
のうち、一方に入って走行していく場合など、走行軌跡
と同じような道路形状の道路データが存在するとき、ど
の道路データに合わせて車両位置を修正して良いか判別
できず、間違った道路上に車両位置や走行軌跡を表示す
るという問題がある。特に、高速道路のICやJCTの
ような小さい角度で分岐していく道路では、分岐点前後
の道路形状にほとんど差がないためミスマッチを起しや
すい。この問題は、投影法によりマップマッチングを行
う場合でも同様に生じる。以上から本発明の目的は、車
両の現在位置または走行中の道路を誤りなく検出できる
ナビゲーション装置を提供することである。
However, the vehicle shown in FIG.
As shown in the figure, roads RD 3 and RD 4 divided at a small angle
When there is road data with a road shape similar to the travel locus, such as when traveling in one direction, it is not possible to determine which road data to correct the vehicle position, and incorrect There is a problem that a vehicle position and a running locus are displayed on a road. In particular, on a road that branches at a small angle, such as an IC on a highway or a JCT, a mismatch easily occurs because there is almost no difference in the road shapes before and after the branch point. This problem similarly occurs when map matching is performed by the projection method. Accordingly, an object of the present invention is to provide a navigation device that can detect the current position of a vehicle or the road on which the vehicle is traveling without errors.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、自立航法センサーを用いてマップマッチン
グ処理を行って車両位置を修正するナビゲーション装置
において、車両の推定位置を計算する推定車両位置計算
手段と、前記推定車両位置より候補道路を検出する候補
道路検出手段と、車両の走行軌跡を記憶する走行軌跡記
憶手段と、地図データを記憶する地図データ記憶手段
と、前記候補道路が微小角度で分岐することを検出する
微小角分岐検出手段と、前記微小角分岐検出手段により
微小角分岐を検出した場合、前記走行軌跡記憶手段に記
憶される車両走行軌跡形状と前記候補道路検出手段に検
出される候補道路形状を照合し、最も形状が近い候補道
路を最適道路として前記推定車両位置を該最適道路上に
修正する車両位置修正手段とを備えることを特徴として
いる。
According to the present invention, there is provided a navigation apparatus for correcting a vehicle position by performing a map matching process using a self-contained navigation sensor to calculate an estimated vehicle position. Position calculating means, candidate road detecting means for detecting a candidate road from the estimated vehicle position, running locus storage means for storing a running locus of the vehicle, map data storing means for storing map data, A small angle branch detecting means for detecting branching at an angle, and a vehicle running locus shape stored in the running locus storage means and the candidate road detecting means when a small angle branch is detected by the small angle branch detecting means. The vehicle position correction for collating the detected candidate road shapes and correcting the estimated vehicle position on the optimum road with the candidate road having the closest shape as the optimum road. It is characterized in that it comprises a means.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】(A)ナビゲーションシステム (a)全体の構成 図1はナビゲーションシステムの全体の構成図であり、
1はナビゲーション制御装置、2はナビゲーション制御
装置1に対する各種指令の入力、誘導経路設定操作、各
種データの設定操作等を行う操作部(例えばリモコ
ン)、3は地図、誘導経路、交差点案内図、各種メニュ
ー等を表示するディスプレイ装置、4は地図情報を記憶
するROMディスク、5はROMディスクドライブ、6
は衛星からの電波を受信して車両の現在位置、方位を測
定するGPS受信機、7は各衛星からの電波を受信する
アンテナ、8は自立航法用センサー、9は交差点での案
内音声を出力するオーディオ部であり、カーオーディオ
装置を利用できる。
(A) Navigation system (a) Overall configuration FIG. 1 is an overall configuration diagram of a navigation system.
1 is a navigation control device, 2 is an operation unit (for example, a remote controller) for inputting various commands to the navigation control device 1, setting a guidance route, setting various data, etc., 3 is a map, a guidance route, an intersection guide map, A display device for displaying menus and the like, 4 a ROM disk for storing map information, 5 a ROM disk drive, 6
Is a GPS receiver that receives the radio waves from the satellites and measures the current position and bearing of the vehicle, 7 is an antenna that receives the radio waves from each satellite, 8 is a self-contained navigation sensor, and 9 is a guidance voice at the intersection This is an audio unit that can use a car audio device.

【0010】GPS受信機6は、3次元測位あるいは2
次元測位処理を行って車両位置、方位を計算し(方位は
現自車位置と1サンプリング時間ΔT前の自車位置を結
んだ方向)、これらを測位時刻とともに出力する。自立
航法センサー8は、図示しないが車両回転角度を検出す
る振動ジャイロ等の相対方向センサー(角度センサ
ー)、所定走行距離毎に1個のパルスを発生する距離セ
ンサを備えている。
The GPS receiver 6 has three-dimensional positioning or two-dimensional positioning.
The vehicle position and direction are calculated by performing dimensional positioning processing (direction is the direction connecting the current vehicle position and the vehicle position one sampling time ΔT ago), and these are output together with the positioning time. The self-contained navigation sensor 8 includes a relative direction sensor (angle sensor) such as a vibrating gyroscope that detects the rotation angle of the vehicle, not shown, and a distance sensor that generates one pulse for each predetermined traveling distance.

【0011】(b)ROMディスクの構成 ROMディスク4に記憶される地図情報は、(1)道路レ
イヤと、(2)地図上のオブジェクトを表示するための背
景レイヤと、(3)市町村名など文字を表示するための文
字レイヤと、(4)IIS(Integrated Information Serv
ice)情報を記憶するIISレイヤなどから構成されて
いる。このうち、道路レイヤは図2に示すように道路リ
ンクデータRLDT、ノードデータNDDT、交差点デ
ータCRDTを有している。道路リンクデータRLDT
は該当道路の属性情報を与えるもので、道路リンク上の
全ノード数、道路を構成する各ノードの番号、道路番号
(道路名)、道路の種別(国道、高速道路、県道、その
他の別)等のデータより構成されている。また、交差点
データCRDTは地図上の各交差点毎に、該交差点に連
結するリンク上のノードのうち該交差点に最も近いノー
ド(交差点構成ノードという)の集合であり、ノードデ
ータNDDTは道路を構成する全ノードのリストであ
り、ノード毎に位置情報(経度、緯度)、該ノードが交
差点であれば交差点データを指し、交差点でなければ該
ノードが属する道路リンクを指すポインタ等で構成され
ている。
(B) Configuration of ROM Disk The map information stored in the ROM disk 4 includes (1) a road layer, (2) a background layer for displaying objects on a map, and (3) names of municipalities. A character layer for displaying characters, and (4) IIS (Integrated Information Serv).
ice) It is composed of an IIS layer for storing information. The road layer has road link data RLDT, node data NDDT, and intersection data CRDT as shown in FIG. Road link data RLDT
Gives the attribute information of the road. The total number of nodes on the road link, the number of each node constituting the road, the road number (road name), and the type of road (national road, expressway, prefectural road, and others) And so on. The intersection data CRDT is, for each intersection on the map, a set of nodes closest to the intersection (referred to as an intersection configuration node) among the nodes on the link connected to the intersection, and the node data NDDT forms a road. This is a list of all nodes, and includes position information (longitude and latitude) for each node, pointers to intersection data if the node is an intersection, and pointers to road links to which the node belongs if the node is not an intersection.

【0012】(B)ナビゲーション制御装置 図3はナビゲーション制御装置の構成図であり、1はナ
ビゲーション制御装置、2はリモコン、3はディスプレ
イ装置、4は地図情報を記憶するROMディスク、5は
ROMディスクドライブ、6はGPS受信機、7はアン
テナ、8は自立航法センサー、9はオーディオ部であ
り、自立航法センサー8は、車両回転角度を検出する振
動ジャイロ等の相対方位センサー(角度センサー)8
a、所定走行距離毎に1個のパルスを発生する距離セン
サー8bを備えている。
(B) Navigation control device FIG. 3 is a block diagram of the navigation control device. 1 is a navigation control device, 2 is a remote controller, 3 is a display device, 4 is a ROM disk for storing map information, and 5 is a ROM disk. A drive, 6 is a GPS receiver, 7 is an antenna, 8 is a self-contained navigation sensor, 9 is an audio unit, and a self-contained navigation sensor 8 is a relative direction sensor (angle sensor) 8 such as a vibrating gyro for detecting a vehicle rotation angle.
a, a distance sensor 8b that generates one pulse for each predetermined traveling distance.

【0013】ナビゲーション制御装置1において、11
は地図読出制御部であり、ジョイスティックキーや地図
の縮小/拡大キー等で地図の移動操作や地図選択操作が
なされた時にフォーカス位置(画面中心の経緯度位置)
を計算するとともに、自車位置あるいはフォーカス位置
等に基づいてROMディスクドライブ5を制御してRO
Mディスク4より所定の地図情報を読み出すものであ
る。12はROMディスク4から読み出された地図情報
を記憶する地図バッファである。地図バッファ12には
地図スクロールができるように自車位置あるいはフォー
カス位置周辺の複数枚(複数ユニット)の地図情報、例
えば、3×3ユニットの地図情報が読み出される。13
は地図描画部であり、地図バッファ12に記憶された地
図情報を用いて地図画像を発生するもの、14は地図画
像を記憶するVRAM、15は画面中心位置(自車位
置、フォーカス位置)に基づいてVRAM14より切り
出す1画面分の位置を変えて自車位置の移動あるいはフ
ォーカス移動に従って地図をスクロール表示する読出制
御部である。
In the navigation control device 1, 11
Is a map readout control unit, which is a focus position (longitude / latitude position at the center of the screen) when a map movement operation or a map selection operation is performed using a joystick key, a map reduction / enlargement key, or the like.
Is calculated, and the ROM disk drive 5 is controlled based on the own vehicle position or the focus position, etc.
It reads predetermined map information from the M disk 4. Reference numeral 12 denotes a map buffer for storing map information read from the ROM disk 4. The map buffer 12 reads a plurality of map information (a plurality of units) around the own vehicle position or the focus position, for example, map information of 3 × 3 units so that the map can be scrolled. 13
Is a map drawing unit that generates a map image using map information stored in the map buffer 12, 14 is a VRAM that stores the map image, and 15 is based on a screen center position (own vehicle position, focus position). The read control unit changes the position of one screen cut out from the VRAM 14 and scrolls and displays the map according to the movement of the vehicle position or the focus movement.

【0014】16は接近中の交差点における案内をディ
スプレイ画像および音声で行う交差点案内部であり、実
際の経路誘導時に自車が接近中の交差点より所定距離内
に接近した時、該交差点案内図(交差点拡大図、行先、
進行方向矢印等)をディスプレイ画面に表示するととも
に進行方向を音声で案内する。17はリモコンの操作に
応じた信号を受信して各部に指示するリモコン制御部、
18はGPS受信機6からのGPSデータを記憶するG
PSデータ記憶部、19は自立航法センサー出力に基づ
いて自車位置(推定車両位置)、車両方位を計算する車
両位置・方位計算部、20はマップマッチング制御部で
あり、以下の機能を備えている。
Reference numeral 16 denotes an intersection guide unit which provides guidance at an approaching intersection by a display image and voice when the vehicle approaches within a predetermined distance from the approaching intersection at the time of actual route guidance. Enlarged intersection, destination,
A traveling direction arrow, etc.) is displayed on the display screen, and the traveling direction is guided by voice. Reference numeral 17 denotes a remote control unit that receives a signal corresponding to the operation of the remote controller and instructs each unit.
A G 18 stores GPS data from the GPS receiver 6.
A PS data storage unit, 19 is a vehicle position / azimuth calculation unit that calculates a vehicle position (estimated vehicle position) and a vehicle azimuth based on the self-contained navigation sensor output, and 20 is a map matching control unit, which has the following functions. I have.

【0015】第1の機能は、地図バッファ12に読み出
されている地図情報と推定車両位置、車両方位を用いて
所定走行距離毎にマップマッチング処理を行って自車位
置を走行道路上の位置に修正する本来の機能である。自
立航法では、走行するにつれて誤差が累積して車両位置
が走行道路上から外れる。そこで、マップマッチング制
御部20は推定車両位置を走行道路上に修正する。ま
た、自立航法において誤差が大きくなって車両位置が道
路から大きく外れ、車両位置を実際の道路上の現在位置
にマップマッチングできなくなると、マップマッチング
制御部20は、GPSから得られる位置データ(GPS
位置)、方位データ(GPS方位)を用いて自立航法に
よる自車位置と車両方位を修正する。すなわち、マップ
マッチング制御部20はGPS位置と自立航法位置間の
距離Dを演算し、該距離Dと予め設定されている距離し
きい値Dth(例えば150m)の大小を比較し、D>D
thの場合にGPSデータにより自車位置を修正し、その
後に行われるマップマッチング処理により車両位置マー
クを道路上に乗せるようにする。第2の機能は、道路が
小さい角度(微小角度)で分岐していることを検出した
場合、分岐点前後のマップマッチング処理を短い距離に
絞って行い、推定車両位置を走行道路上に修正する本発
明の機能であり、後述する。
The first function is to perform a map matching process for each predetermined traveling distance using the map information read from the map buffer 12, the estimated vehicle position, and the vehicle azimuth to determine the position of the vehicle on the traveling road. This is the original function to correct. In self-contained navigation, errors accumulate as the vehicle travels, and the vehicle position deviates from the traveling road. Therefore, the map matching control unit 20 corrects the estimated vehicle position on the traveling road. If the vehicle position deviates greatly from the road due to an error in the self-contained navigation, and the vehicle position cannot be map-matched to the actual position on the actual road, the map matching control unit 20 outputs the position data (GPS) obtained from the GPS.
Position) and azimuth data (GPS azimuth) to correct the own vehicle position and vehicle azimuth by self-contained navigation. That is, the map matching control unit 20 calculates a distance D between the GPS position and the self-contained navigation position, compares the distance D with a predetermined distance threshold Dth (for example, 150 m), and obtains D> D
In the case of th, the own vehicle position is corrected by the GPS data, and the vehicle position mark is put on the road by a map matching process performed thereafter. The second function is that when detecting that the road branches at a small angle (small angle), the map matching process before and after the branch point is narrowed down to a short distance, and the estimated vehicle position is corrected on the traveling road. This is a function of the present invention and will be described later.

【0016】21は誘導経路制御部であり、入力された
目的地までの誘導経路の計算処理、車両が誘導経路より
外れた時(オフルート)、現車両位置から目的地までの
誘導経路の再計算処理を行うもの、22は誘導経路を記
憶する誘導経路メモリ、23は誘導経路描画部である。
誘導経路メモリ22には、誘導経路制御部21により算
出された誘導経路IRT(図4参照)上の全ノードN
s,Ni(i=1,2,・・),Noの位置データが出
発地から目的地まで図5に示すように記憶される。誘導
経路描画部23は走行時、誘導経路メモリ22より誘導
経路情報(ノード列)を読み出して地図上に描画する。
24は各種メニュー画面(操作画面)を表示する操作画
面発生部、25は自車位置マーク、カーソル等の各種マ
ークを表示するマーク発生部、26は画像合成部であ
る。
A guidance route control unit 21 calculates the guidance route to the input destination, and when the vehicle deviates from the guidance route (off-route), regenerates the guidance route from the current vehicle position to the destination. The one that performs calculation processing, 22 is a guidance route memory that stores guidance routes, and 23 is a guidance route drawing unit.
The guidance route memory 22 stores all nodes N on the guidance route IRT (see FIG. 4) calculated by the guidance route control unit 21.
Position data of s, Ni (i = 1, 2,...), and No are stored from the starting point to the destination as shown in FIG. During traveling, the guide route drawing unit 23 reads out guide route information (node sequence) from the guide route memory 22 and draws it on a map.
An operation screen generator 24 displays various menu screens (operation screens), a mark generator 25 displays various marks such as a vehicle position mark and a cursor, and an image synthesizer 26.

【0017】(C)マップマッチング制御部の構成 (a)構成 図6は車両位置・方位計算部とマップマッチング制御部
の構成図であり、19は車両位置・方位計算部、20は
マップマッチング制御部である。19a、19bは自立
航法センサー8からの自車位置と車両方位の変化分Δ
X、ΔY、Δθとマップマッチング制御部20からフィ
ードバックされる自車位置、車両方位に基づいて推定車
両位置X,Y;X’,Y’および車両方位θ、θ’を計
算して出力するメイン、サブの第1、第2の推定車両位
置計算部である。マップマッチング制御部20におい
て、20aは投影法によりマップマッチング処理(MM
1)を行う第1のマップマッチング処理部、20bはパ
ターンマッチング法によりマップマッチング処理(MM
2)を行う第2のマップマッチング処理部である。
(C) Configuration of Map Matching Control Unit (a) Configuration FIG. 6 is a configuration diagram of a vehicle position / azimuth calculation unit and a map matching control unit, 19 is a vehicle position / azimuth calculation unit, and 20 is map matching control. Department. 19a and 19b are changes Δ of the vehicle position and the vehicle direction from the self-contained navigation sensor 8.
Mainly calculating and outputting estimated vehicle positions X, Y; X ′, Y ′ and vehicle directions θ, θ ′ based on the own vehicle position and the vehicle direction fed back from X, ΔY, Δθ and the map matching control unit 20. , And sub-first and second estimated vehicle position calculators. In the map matching control unit 20, reference numeral 20a denotes a map matching process (MM
The first map matching processing unit 20b that performs 1) performs a map matching process (MM
This is a second map matching processing unit that performs 2).

【0018】通常、マップマッチング制御部20は、第
1のマップマッチング処理部20aによるマップマッチ
ング処理MM1と第2のマップマッチング処理部20b
によるマップマッチング処理MM2を並行して実行す
る。すなわち、マップマッチング処理MM1により得ら
れた候補道路上に推定車両位置を修正して実際の車両位
置とみなし、マップマッチング処理MM2により得られ
た最適道路上に推定車両位置を修正して仮の車両位置と
するマップマッチング処理を実行する。そして、第1の
マップマッチング処理部20aによる所定の条件(後
述)が成立した時、第2のマップマッチング処理部20
bで得られた仮の車両位置を実際の車両位置にする。2
0cは所定距離毎に車両が走行した軌跡を記憶する走行
軌跡記憶部、20dは実車両位置修正処理部であり、所
定の条件成立時に第2のマップマッチング処理部20b
で得られた仮の車両位置を実際の車両位置とするもので
ある。
Normally, the map matching control unit 20 includes a map matching process MM1 and a second map matching process unit 20b by the first map matching process unit 20a.
MM2 is performed in parallel. That is, the estimated vehicle position is corrected on the candidate road obtained by the map matching process MM1 and regarded as the actual vehicle position, and the estimated vehicle position is corrected on the optimum road obtained by the map matching process MM2 and the temporary vehicle is corrected. A map matching process for the position is executed. Then, when a predetermined condition (described later) by the first map matching processing unit 20a is satisfied, the second map matching processing unit 20a
The temporary vehicle position obtained in b is set as the actual vehicle position. 2
0c is a traveling locus storage unit for storing a locus of the vehicle traveling for each predetermined distance, 20d is an actual vehicle position correction processing unit, and a second map matching processing unit 20b when a predetermined condition is satisfied.
Is used as the actual vehicle position.

【0019】第1のマップマッチング処理部20aにお
いて、31は地図データからマップマッチングすべき候
補道路を検索する候補道路検索部であり、以下の処理を
行う。まず、推定車両位置を中心に200m四方に含ま
れ、しかも、垂線を降ろすことのできるリンクであっ
て、推定車両位置における車両方位とリンクの成す角度
が一定値(例えば45°)以内で、かつ、推定車両位置
からリンクに降ろした垂線の長さが一定距離(例えば1
00m)以内となっているものを探す。ついで、求まっ
た各リンクに次式 Z=dL×α+dθ×β (1) を適用して候補係数Zを演算する。なお、dLは推定車
両位置からリンクに降ろした垂線の長さ(推定車両位置
からリンクまでの距離)、dθは推定車両方位とリンク
の成す角度、αは距離係数、βは角度係数であり、候補
係数Zの値が最も小さなリンクを最適道路とする。ま
た、32は推定車両位置計算部19aにより計算された
推定車両位置を最適道路上の位置に修正する車両位置修
正部、33は修正された車両位置を実車両位置として記
憶する実車両位置記憶部、34は微小角度で分岐してい
る候補道路があることを検出する微小角分岐検出部であ
る。
In the first map matching processing section 20a, reference numeral 31 denotes a candidate road search section for searching a map data for a candidate road to be subjected to map matching, and performs the following processing. First, a link which is included in a 200 m square around the estimated vehicle position and which can descend a vertical line, the angle between the vehicle direction and the link at the estimated vehicle position is within a certain value (for example, 45 °), and The length of the perpendicular dropped from the estimated vehicle position to the link is a certain distance (for example, 1
00m). Next, the following equation Z = dL × α + dθ × β (1) is applied to each of the obtained links to calculate the candidate coefficient Z. In addition, dL is the length of the perpendicular from the estimated vehicle position to the link (the distance from the estimated vehicle position to the link), dθ is the angle between the estimated vehicle direction and the link, α is the distance coefficient, and β is the angle coefficient. The link with the smallest value of the candidate coefficient Z is set as the optimal road. Reference numeral 32 denotes a vehicle position correction unit that corrects the estimated vehicle position calculated by the estimated vehicle position calculation unit 19a to a position on an optimal road, and 33 denotes an actual vehicle position storage unit that stores the corrected vehicle position as an actual vehicle position. And 34, a small angle branch detection unit for detecting that there is a candidate road branching at a small angle.

【0020】第2のマップマッチング処理部20bにお
いて、41は走行軌跡記憶部20cに記憶されている車
両走行軌跡と同じ形状の候補道路を地図データから検索
し、最も形状が近いものを最適道路とする候補道路検索
部であり、微小角分岐検出部34により微小角分岐が検
出された場合、分岐点前後の区間(距離)を通常よりも
短い区間(距離)に絞って検出精度をあげて最適道路を
検索するものである。42は推定車両位置計算部19b
により計算された推定車両位置を最適道路上の位置に修
正する車両位置修正部、43は修正された車両位置を仮
の車両位置として記憶する仮車両位置記憶部である。
In the second map matching processing unit 20b, a reference 41 searches the map data for a candidate road having the same shape as the vehicle travel locus stored in the travel locus storage unit 20c, and determines the closest road as the optimal road. When a small-angle branch is detected by the small-angle branch detection unit 34, the section (distance) before and after the branch point is narrowed to a section (distance) shorter than usual to improve the detection accuracy, and is optimal. This is to search for roads. 42 is an estimated vehicle position calculating unit 19b
A vehicle position correction unit 43 that corrects the estimated vehicle position calculated by the above to a position on the optimum road, and 43 is a temporary vehicle position storage unit that stores the corrected vehicle position as a temporary vehicle position.

【0021】(b)微小角分岐検出処理 図7は微小角分岐検出処理の流れ図である。微小角分岐
検出部34は、第1のマップマッチング処理部20aの
マップマッチング処理において、2以上の候補道路があ
るか判断し(ステップ101)、存在しなければ微小角
分岐せずと判断する(ステップ102)。一方、候補道
路が2以上存在する場合には、(1)式を用いて第1と第
2候補道路の候補係数Zの差を求め、設定値以下になっ
ているか否かを判断し(ステップ103)、設定値より
大きければ微小角分岐せずと判断する(ステップ10
2)。しかし、求めた候補係数Zの差が設定値以下であ
れば、第1候補道路と第2候補道路は互いに微小角度で
分岐していると判断し、第2のマップマッチング処理部
20bの候補道路検索部41へ検出信号を出力する(ス
テップ104)。
(B) Small-angle branch detection processing FIG. 7 is a flowchart of the small-angle branch detection processing. The small angle branch detection unit 34 determines whether there are two or more candidate roads in the map matching process of the first map matching processing unit 20a (step 101), and determines that there is no small angle branch if there is no such road (step 101). Step 102). On the other hand, if there are two or more candidate roads, the difference between the candidate coefficients Z of the first and second candidate roads is calculated using equation (1), and it is determined whether or not the difference is equal to or less than the set value (step 103), if it is larger than the set value, it is determined that the small angle branch is not performed (step 10).
2). However, if the difference between the obtained candidate coefficients Z is equal to or less than the set value, it is determined that the first candidate road and the second candidate road are branched at a small angle from each other, and the candidate road of the second map matching processing unit 20b is determined. A detection signal is output to the search unit 41 (Step 104).

【0022】(c)微小角分岐検出時のマップマッチン
グ処理 図8は微小角分岐検出時のマップマッチング処理の流れ
図である。第2のマップマッチング処理部20bのマッ
プマッチング(パターンマッチング)処理において、候
補道路検索部41は第1のマップマッチング処理部20
aの微小角分岐検出部34より検出信号があるか否かを
監視している(ステップ201)。微小角分岐の検出信
号があった場合は短い区間(例えば10m)に絞って走
行軌跡記憶部20cに記憶されている車両走行軌跡形状
と地図データの候補道路形状を照合し(ステップ20
2)、候補道路形状の中から走行軌跡形状に一番近い候
補道路を最適道路とする(ステップ203)。車両位置
修正部42は推定車両位置計算部19bにより計算され
た推定車両位置を最適道路上の位置に修正する(ステッ
プ204)。仮車両位置記憶部43は修正された車両位
置を仮の車両位置として記憶する(ステップ205)。
なお、微小角分岐の検出信号がないときには、通常の区
間で走行軌跡形状と地図データの候補道路形状の照合を
行う通常のパターンマッチング処理を行う。
(C) Map Matching Process When Detecting a Small Angle Branch FIG. 8 is a flowchart of the map matching process when detecting a small angle branch. In the map matching (pattern matching) processing of the second map matching processing unit 20b, the candidate road search unit 41 uses the first map matching processing unit 20
It is monitored whether or not there is a detection signal from the small angle branch detection unit 34 (step a). If there is a detection signal of a small angle branch, the vehicle travel locus shape stored in the travel locus storage unit 20c is narrowed down to a short section (for example, 10 m) and the candidate road shape of the map data is compared (step 20).
2) The candidate road closest to the travel locus shape among the candidate road shapes is set as the optimum road (step 203). The vehicle position correction unit 42 corrects the estimated vehicle position calculated by the estimated vehicle position calculation unit 19b to a position on the optimum road (Step 204). The temporary vehicle position storage unit 43 stores the corrected vehicle position as a temporary vehicle position (Step 205).
When there is no detection signal of a small angle branch, a normal pattern matching process is performed in a normal section in which the shape of the traveling locus is compared with the candidate road shape of the map data.

【0023】(d)仮車両位置を実車両位置に修正する
処理 通常、マップマッチング処理(MM1)により得られた
最適道路上を走行しているものとしてマップマッチング
処理(MM1)が継続されるが、実車両位置修正処理部
20dは、マップマッチング処理(MM1)において候
補道路を求めることが出来なくなったときだけでなく、
微小角分岐を検出したときにも第2のマップマッチング
処理(MM2)により得られる仮車両位置を実車両位置
に修正する。この結果、ナビゲーション装置は微小角度
で分岐している道路でのマップマッチング処理の精度を
上げることができ、ナビゲーション装置が認識している
車両位置を正しい道路上の実際の車両位置に修正するこ
とができる。
(D) Processing for Correcting the Temporary Vehicle Position to the Actual Vehicle Position Normally, the map matching processing (MM1) is continued assuming that the vehicle is traveling on the optimal road obtained by the map matching processing (MM1). The actual vehicle position correction processing unit 20d performs not only when the candidate road cannot be obtained in the map matching process (MM1),
The temporary vehicle position obtained by the second map matching process (MM2) is also corrected to the actual vehicle position when a small angle branch is detected. As a result, the navigation device can increase the accuracy of the map matching process on a road that branches at a small angle, and can correct the vehicle position recognized by the navigation device to the actual vehicle position on the correct road. it can.

【0024】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々
の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するもので
はない。
The present invention has been described with reference to the embodiments.
The present invention can be variously modified in accordance with the gist of the present invention described in the claims, and the present invention does not exclude these.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上本発明によれば、マップマッチング
処理において微小角度で分岐している候補道路を検出し
たときには、走行軌跡形状と候補道路の形状を照合する
ようにしたから、マップマッチング処理の精度を上げる
ことができ、ナビゲーション装置が認識している車両位
置を正しい道路上の実際の車両位置に修正することがで
きる。
As described above, according to the present invention, when a candidate road branching at a small angle is detected in the map matching process, the shape of the traveling locus is compared with the shape of the candidate road. Accuracy can be increased, and the vehicle position recognized by the navigation device can be corrected to a correct actual vehicle position on the road.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ナビゲーションシステムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a navigation system.

【図2】地図データ中の道路データの構成説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of road data in map data.

【図3】ナビゲーション制御装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a navigation control device.

【図4】誘導経路を構成するノード列の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a node array forming a guidance route.

【図5】誘導経路メモリに格納される誘導経路データの
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of guidance route data stored in a guidance route memory.

【図6】マップマッチング制御部の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a map matching control unit.

【図7】微小角分岐検出処理のフローである。FIG. 7 is a flowchart of a small angle branch detection process.

【図8】微小角分岐検出時のマップマッチング処理のフ
ローである。
FIG. 8 is a flowchart of a map matching process when detecting a small angle branch.

【図9】従来のパターンマッチング法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional pattern matching method.

【図10】従来法の問題点を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a problem of the conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

19・・車両位置・方位計算部 20・・マップマッチング制御部 20a・・第1のマップマッチング処理部 20b・・第2のマップマッチング処理部 20c・・走行軌跡記憶部 20d・・実車両位置修正処理部 34・・微小角分岐検出部 19: vehicle position / direction calculation unit 20: map matching control unit 20a: first map matching processing unit 20b: second map matching processing unit 20c: travel locus storage unit 20d: actual vehicle position correction Processing unit 34 ... Small angle branch detection unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 自立航法センサーを用いてマップマッチ
ング処理を行って車両位置を修正するナビゲーション装
置において、 車両の推定位置を計算する推定車両位置計算手段と、 前記推定車両位置より候補道路を検出する候補道路検出
手段と、 車両の走行軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、 地図データを記憶する地図データ記憶手段と、 前記候補道路が微小角度で分岐することを検出する微小
角分岐検出手段と、 前記微小角分岐検出手段により微小角分岐を検出した場
合、前記走行軌跡記憶手段に記憶される車両走行軌跡形
状と前記候補道路検出手段に検出される候補道路形状を
照合し、最も形状が近い候補道路を最適道路として前記
推定車両位置を該最適道路上に修正する車両位置修正手
段と、を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
1. A navigation device for correcting a vehicle position by performing a map matching process using a self-contained navigation sensor, an estimated vehicle position calculating means for calculating an estimated position of a vehicle, and detecting a candidate road from the estimated vehicle position. Candidate road detecting means, running locus storing means for storing a running locus of the vehicle, map data storing means for storing map data, and a small angle branch detecting means for detecting that the candidate road branches at a small angle; When the small angle branch is detected by the small angle branch detection means, the vehicle travel locus shape stored in the travel locus storage means is compared with the candidate road shape detected by the candidate road detection means, and the candidate having the closest shape is checked. Vehicle position correcting means for correcting the estimated vehicle position on the optimum road with the road as the optimum road. Device.
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