JP2002081950A - ディジタル道路マップおよび該ディジタル道路マップを用いたナビゲーション方法 - Google Patents

ディジタル道路マップおよび該ディジタル道路マップを用いたナビゲーション方法

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JP2002081950A
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road map
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ハールヴェーク コーネリウス
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    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
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    • G01C21/3807—Creation or updating of map data characterised by the type of data
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
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    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/50—Determining position whereby the position solution is constrained to lie upon a particular curve or surface, e.g. for locomotives on railway tracks

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マップマッチングによって高度の追跡も行え
るようにすることである。 【解決手段】 ディジタル道路マップは、複数の点によ
りたとえばその座標により区間が規定されている。この
場合、区間１の高度の推移がその区間における経路長に
依存して規定されている。区間の高度の推移に対する情
報の含まれているディジタル道路マップを用いたナビゲ
ーション方法によれば、ある区間で辿った経路長と車両
の高度をそのつど求める。そしてこの高度を辿った距離
に対する道路マップの高度情報と比較する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の点によりた
とえばその座標により区間が規定されているディジタル
道路マップに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のための公知のナビゲーションシ
ステムはベクトルマップとも呼ばれるディジタル道路マ
ップによって動作し、これは道路網を２次元で結像す
る。したがって位置測定も２次元でしか行われない。し
かしながらある種の状況ではたとえば多層構造の車道な
どでは、区間の高度の推移の追跡も重要である。とはい
え高度の測定については、現行の衛星ナビゲーションシ
ステムの精度は不十分である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、ディジタル道路マップを用いたマップマッチング
によって高度の追跡も行えるようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、区間の高度の推移が該区間における経路長に依存し
て規定されていることにより解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明によるディジタル道路マッ
プを適切なデータ担体に格納しておくことができ、また
は適切な伝送方式を利用することができる。高度の推移
の格納もしくは伝送に必要とされるデータ量をできるか
ぎり僅かに抑える目的で本発明による道路マップの１つ
の実施形態によれば、高度の推移が多項式の係数により
規定されており、この多項式は高度の推移に近似されて
おり、その多項式の目下の変数は区間における経路長で
ある。この実施形態によっても、高度情報のないディジ
タル道路マップに比べてデータの複雑さはたいして高ま
らない。殊にその際に、目下辿った距離についての道路
の高度の変化は平面におけるその道路の推移よりも実質
的に「滑らかに」なることが利用される。本発明による
ディジタル道路マップを用いることで、たとえば多層構
造の高速道路立体交差や山岳地帯の蛇行路などにおける
位置測定の多義性を十分に回避することができる。
【０００６】１つの有利な実施形態によれば、ある道路
における実際の高度の推移に対する良好の近似は、選択
された地点における最小距離２乗和によって近似を行う
ことで達成される。
【０００７】付加的なデータ量をさらに節減するために
役立つ別の実施形態によれば、選択された区間について
のみ高度の推移が規定されている。
【０００８】道路区間の高度の推移に対する情報を有す
るディジタル道路マップを用いたナビゲーション方法に
おいて本発明の課題は、ある道路区間で辿った経路長と
車両の高度とをそれぞれ求め、その高度と辿った区間に
対する道路マップの高度情報とを比較する。この場合に
有利には、車両の高度を車両の傾斜の補間により求め
る。その際、車両用の適切な傾斜センサを設ける。
【０００９】位置測定における多義性を避けるため、車
両が所定の区間にいるか否かの妥当性チェックのために
上記の比較結果を利用する。ドイツ連邦共和国特許出願
DE197 48 127 A1 には推測航法ナビゲーションとの関
連でナビゲーションセンサについて記載されている。こ
の種のシステムにおいて本発明による方法は有利には、
推測航法により求められた車両の高度を補正するために
比較結果が用いられるように適用される。その際に有利
であるのは、高度情報にまとめられるべき加速度の高度
成分を分離するために比較結果が用いられるようにする
ことである。
【００１０】次に、図面を参照しながら本発明の実施例
について説明する。
【００１１】
【実施例】図２には、ディジタル道路マップに典型的な
複数の支点３による直線をもつＡからＢの区間１の平面
図が示されている。座標ｙおよびｘはたとえば地理的な
座標であるのに対し、図３に示されているｚ軸は高度を
表し、これは図３ではｘ軸の上に書き込まれている。と
はいえ道路１上を走行する車両に関して重要であるのは
そのつど辿った距離ｓについての高度の推移であるの
で、その距離ｓについての高度の推移が計算され、これ
は図４に示されている。図面には描かれていない複数の
支点によって表されるこのような高度の推移は、本発明
による方法の目的のために多項式によって近似され、そ
のことは図５に示されている。
【００１２】オフラインプロセスによりディジタル道路
マップの作成のために高度の推移のシミュレーションが
行われ、ここでプロフィールｚ＝ｆ（ｓ）である。これ
により以下のようなデータセットが得られる： ｚ（ｓ［ｎ］）＝ｚ（ｎ），ｎ＝１．．．Ｎ 誤差絶対値２乗法により多項式がこのデータセットに近
似される： ｐ（ｎ）＝ａ０＋ａ１・ｓ（ｎ）＋ａ２・ｓ（ｎ）２
＋ａ３・ｓ（ｎ）３ これは
【００１３】
【数１】
【００１４】となるように行われる。
【００１５】係数ａ０〜ａ３による偏微分をゼロにおく
ことで、簡単に解くことのできる線形の方程式が得られ
る：
【００１６】
【数２】
【００１７】データフォーマットとして、たとえば各区
間に高度を表す多項式の係数のリストがつけられる。そ
してそれらの係数リストに対するステータスビットがセ
ットされる。この場合、リストの長さから立てられた多
項式の次数がただちにわかる。このようなデータフォー
マットはたとえば以下のようになる： StreckenElement status & koeffList = true （ステータスビットがセットされている） ・・・ listelements （リストの記述） ・・・ koefflist （リスト） ・・・ 図１には実施例として、付加的な高度補償調整のために
ナビゲーションシステムに加えられるサブシステムが示
されている。適切なセンサを用いることでブロック１１
および１２において傾斜ｄｚ／ｄｓおよび区間ｓが求め
られる。そしてそれらからブロック１３において高度ｚ
が形成される。ブロック１４において対応する多項式の
値を計算するために距離ｓが用いられる。さらにブロッ
ク１５においてｚとｐが減算される。
【００１８】ついでこの差は判定器１６へ供給される。
この判定器１６にはさらに、位置測定システム（たとえ
ばＧＰＳ）１８から位置測定により得られたｘ／ｙ座標
が供給される。偏差が大きければ、ｄｚ／ｄｓとｓから
形成されたｚに補正値ｚｋが加えられる。さらに判定器
１６により妥当性ビットが生成され、これは出力側１７
へ供給される。これにより、車両が位置測定により推定
された道路上にいるのか、高度の相違に起因して別の道
路上にいるのかが表される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法を実施するための回路装置を
示す図である。
【図２】ある区間をｘ／ｙ平面に投影した様子を示す図
である。
【図３】ｘ平面における高度の推移を示す図である。
【図４】経路長における高度の推移を示す図である。
【図５】多項式による近似を用いて高度の推移をシミュ
レートした様子を示す図である。
【符号の説明】
１６ 判定器 １７ 出力側 １８ 位置測定システム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C032 HB05 HB21 HC08 HD03 HD30 2F029 AA02 AB01 AB07 AC03 AC09 AD00 5H180 AA01 FF04 FF05 FF07 FF22 FF32 FF37 5J062 AA03 BB01 CC07

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の点により区間が規定されているデ
    ィジタル道路マップにおいて、 区間（１）の高度の推移が該区間における経路長に依存
    して規定されていることを特徴とする、ディジタル道路
    マップ。
  2. 【請求項２】 高度の推移が多項式の係数により規定さ
    れており、該多項式は高度の推移に近似されていて、該
    多項式の目下の変数は区間（１）における経路長であ
    る、請求項１記載のディジタル道路マップ。
  3. 【請求項３】 前記近似は選択された点における最小の
    距離の２乗の和により行われる、請求項２記載のディジ
    タル道路マップ。
  4. 【請求項４】 選択された道路区間（１）に対してのみ
    高度の推移が規定されている、請求項１から３のいずれ
    か１項記載のディジタル道路マップ。
  5. 【請求項５】 区間の高度の推移に対する情報が含まれ
    ているディジタル道路マップを用いたナビゲーション方
    法において、 ある区間で辿った経路長ならびに車両の高度をそれぞれ
    求め、 該高度を辿った距離についての道路マップの高度情報と
    比較することを特徴とする、 ディジタル道路マップを用いたナビゲーション方法。
  6. 【請求項６】 車両の高度を車両の傾斜の補間により求
    める、請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】 車両が前記道路区間上にあるか否かの妥
    当性チェックのために前記の比較の結果を利用する、請
    求項５または６記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記比較結果を推測航法により求められ
    た車両の高度の補正に利用する、請求項５または６記載
    の方法。
  9. 【請求項９】 車両に傾斜センサと加速度センサを装備
    し、高度情報にまとめられるべき加速度の高度成分を分
    離するために前記比較結果を使用する、請求項８記載の
    方法。
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