JP2003194558A

JP2003194558A - 車両位置検出装置及び、車両位置検出方法

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Publication number: JP2003194558A
Application number: JP2001393436A
Authority: JP
Inventors: Hisaya Fukuda; 久哉福田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-09
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: JP3941499B2

Abstract

(57)【要約】【課題】近接して垂直あるいは水平方向において並列
する道路が存在している場合にも、正確な位置検出がで
きる車両位置検出装置及び、車両位置検出方法を提供す
る。【解決手段】車両の垂直変位量を検出し、車両の推測
現在位置を算出する現在位置推測手段３０１と、推測現
在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段３０２と、道
路データを記憶する地図記憶手段３０３と、軌跡と道路
データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づい
て軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段３０４
と、その道路特定手段３０４により特定した道路に対応
づけて、垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段３０５
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測位した車両の位
置が正確に道路上に位置するようにする車両位置検出装
置と車両位置検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の車両位置検出装置として
は、例えば、特開平９−１５９４７３号公報に記載され
ているようなものがあった。図２３は、その公報に記載
された従来のナビゲーション装置の構成を示すものであ
る。

【０００３】図２３において、従来のナビゲーション装
置は、車両の位置を測位し、車両の測位データを得るＧ
ＰＳ部２１及び自立測位部２２と、３次元道路データを
有する地図データを記憶した地図記憶部２３と、車両の
位置及び地図データを表示する表示部２５と、測位した
車両の位置を地図データの道路上に補正する際に、測位
データの示す車両の姿勢角と３次元道路データの示す道
路勾配とを比較し、その整合度合を判定して補正対象と
なる道路を決定するマップマッチング部２６とを備えて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のナビゲーション装置においては、地図に予め
道路の高低差が記録されている場所では現在位置を精度
良く求めることができるが、高低差データが記録されて
いない場所では正確に位置を特定できない場合があっ
た。特に、近接して水平方向に併走する道路や高さ方向
に並列な道路においては高低差データがないと位置を誤
検出してしまうという課題を有していた。

【０００５】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたものであり、垂直あるいは水平方向に
おいて並列する道路が存在している場合にも、正確な位
置検出ができる車両位置検出装置及び、車両位置検出方
法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の車両位置検出装
置は、車両の垂直変位量を検出し、前記車両の推測現在
位置を算出する現在位置推測手段と、推測現在位置の軌
跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、道路データを記憶す
る地図記憶手段と、軌跡と道路データとの整合度合を判
定し、この判定の結果に基づいて軌跡に対応する道路を
特定する道路特定手段と、その道路特定手段により特定
した道路に対応づけて、垂直変位量を記憶する垂直変位
記憶手段とを備えた構成にしている。この構成により、
走行した道路の垂直変位量が蓄積された道路データを整
備することができる。

【０００７】また、本発明の車両位置検出装置は、軌跡
を記憶する区間を、併走する複数の道路が始まる狭角分
岐点から車両の現在位置が確定可能な現在位置確定地点
までとしている。これにより、限定した区間のみの垂直
変位量を蓄積することにより、少ないデータ量で走行し
た道路の垂直変位量が蓄積された道路データを整備する
ことができる。

【０００８】更に、本発明の車両位置検出装置は、垂直
変位量が、道路の勾配及び、道路の高度のうち少なくと
も一方としている。これにより、道路の勾配と道路の高
度の少なくともいずれかが蓄積された道路データを整備
することができる。

【０００９】また、更に本発明の車両位置検出装置は、
現在位置確定地点を、推測現在位置が複数の道路から曲
折して逸脱した地点、複数の道路のいずれか１つが消滅
した地点及び、複数の道路から転回した地点のうちの少
なくとも１つとしている。これにより、走行した道路を
正確に特定することができる。

【００１０】また、更に本発明の車両位置検出装置は、
垂直変位記憶手段に記憶される垂直変位量を、狭角分岐
点との勾配差が最大となる区間と、狭角分岐点からの勾
配が所定の閾値以上となる区間と、狭角分岐点との高低
差が最大となる区間と、狭角分岐点からの高低差が所定
の閾値以上となる区間とのうち少なくとも１つの区間の
垂直変位量としている。このため、垂直変位量の蓄積量
が効率的に少なくした道路データを整備することができ
る。

【００１１】更に、本発明の車両位置検出装置は、走行
軌跡記憶手段に記憶される垂直変位量を、垂直変位量の
変動が単位時間あたり所定の値以下のものとしている。
このため、垂直変位が安定した領域で検出でき、信頼性
の高い垂直変位量を蓄積することができる。

【００１２】また、本発明の車両位置検出装置は、垂直
変位記憶手段を、走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂
直方向に関する形状を判定し、その形状を記憶するよう
にしている。これにより、垂直変位のデータ量が効率的
により少なくした道路データを整備することができる。

【００１３】更に、本発明の車両位置検出装置は、形状
の判定を、走行軌跡記憶手段に記憶する区間における正
の勾配と負の勾配との組合せを基に行われ、形状が、凸
型と、凹型及び、平型のいずれか１つとしている。これ
により、垂直変位のデータ量が効率的により少なくした
道路データを整備することができる。

【００１４】また、本発明の車両位置検出装置は、垂直
変位記憶手段を、走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂
直変位量が狭角分岐点の垂直変位量に対して、所定値未
満の場合には垂直変位量無しのデータを記憶し、走行軌
跡記憶手段に記憶する区間の垂直変位量が狭角分岐点の
垂直変位量に対して、所定値以上の場合には垂直変位量
有りのデータを記憶するようにしている。これにより、
垂直変位量の蓄積量が効率的に、更により少なくした道
路データを整備することができる。

【００１５】また、本発明の車両位置検出装置は更に、
推測現在位置と道路データと垂直変位記憶手段に記憶さ
れている垂直変位量とに基づいて現在位置を特定する現
在位置算出手段を有する構成にしている。この構成によ
り、整備した道路データを用いて、分岐後の併走する道
路でも車両の現在位置を精度良く正しい道路上に位置さ
せることができる。

【００１６】また、本発明の車両位置検出装置は、車両
の進行方位と走行距離とを検出し、車両の推測現在位置
を算出する現在位置推測手段と、車両の垂直変位を検出
し、垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、３次元
地図データを記憶する３次元地図記憶手段と、推測現在
位置が、３次元地図データ中の狭角分岐点から始まる併
走する複数の道路上にある場合に、現在位置を特定する
現在位置特定地点を決定する特定地点決定手段と、垂直
変位算出手段から算出した垂直変位量と、現在位置特定
地点の垂直変位量とを基に車両の現在位置を決定する現
在位置確定手段とを備えた構成にしている。この構成に
より、車両位置検出装置は、高度が異なる並列した複数
の道路上であっても、車両を正しい道路上に位置させる
ことができる。

【００１７】更に、本発明の車両位置検出装置は、現在
位置特定地点を、狭角分岐点から複数の道路間の勾配差
が無くなる地点までの区間において、複数の道路間の勾
配差が最大となる地点としている。これにより、車両位
置検出装置は、高度が異なる並列した複数の道路上であ
っても、車両が走行している道路をより確実に正しく決
定できる。

【００１８】また、本発明の車両位置検出装置は、現在
位置特定地点を、狭角分岐点から複数の道路間の勾配差
が無くなる地点までの区間において、複数の道路間の勾
配差が最大となる地点としている。これにより、車両位
置検出装置は、高度が異なる並列した複数の道路上であ
っても、車両が走行している道路をより確実に正しく決
定できる。

【００１９】また、本発明の車両位置検出装置は、現在
位置特定地点を、狭角分岐点から複数の道路間の高低差
が無くなる地点までの区間において、複数の道路間の高
低差が最大となる地点としている。これにより、車両位
置検出装置は、高度が異なる並列した複数の道路上であ
っても、車両が走行している道路をより確実に正しく決
定できる。

【００２０】また、本発明の車両位置検出方法は、車両
の進行方位と走行距離と道路データとから推測される現
在位置である推測現在位置を算出するステップと、推測
現在位置が併走する複数の道路が始まる狭角分岐点であ
るか否かを判定する分岐点判定ステップと、その分岐点
判定ステップで推測現在位置が狭角分岐点であると判定
した場合、狭角分岐点からの推測現在位置の軌跡を蓄積
開始するステップと、推測現在位置が、複数の道路より
曲折して逸脱した地点、複数の道路のいずれか１つが消
滅した地点及び、複数の道路より転回した地点のいずれ
かと一致したとき、軌跡の蓄積を停止するステップと、
蓄積した軌跡と道路データとの整合度合を判定し、軌跡
に対応する道路を特定するステップとを有している。こ
の方法により、走行した道路の垂直変位量が蓄積された
道路データを整備することができる。

【００２１】また、本発明の車両位置検出方法は、垂直
方向の変位量である垂直変位量を算出するステップと、
車両の進行方位と走行距離と道路の３次元のデータを含
む道路データとから推測される現在位置である推測現在
位置を算出するステップと、推測現在位置が併走する複
数の道路が始まる狭角分岐点であるか否かを判定する分
岐点判定ステップと、その分岐点判定ステップで推測現
在位置が狭角分岐点であることを判定した場合、狭角分
岐点から複数の道路間の垂直変位量差が無くなる地点ま
での垂直変位量差が最大となる地点を道路データから検
索し、現在地特定地点とする特定地点決定ステップと、
推測現在位置が現在地特定地点であるか否かを判定する
現在地特定ステップと、現在地特定ステップで現在地特
定地点であることを判定した場合、現在地特定地点の垂
直変位量と最も近い垂直変位量を有する道路を複数の道
路から選択するステップとを有している。この方法によ
り、車両位置検出装置は、高度が異なる並列した複数の
道路上であっても、車両を正しい道路上に位置させるこ
とができる。

【００２２】また、本発明の車両位置検出方法における
垂直変位量は、道路の勾配及び道路の高度のいずれかで
あるとしている。これにより、車両位置検出装置は、高
度が異なる並列した複数の道路上であっても、勾配や高
度の違いから、車両が走行している道路をより確実に正
しく決定できる。

【００２３】また、本発明の車両位置検出機能に係るプ
ログラムは、コンピュータに、本発明の車両位置検出方
法を実行させる。これにより、道路データに垂直変位デ
ータが備わっていなくても、分岐後の併走する複数の道
路から走行した道路を正しく特定することができる。

【００２４】また、これにより、車両位置検出装置は、
高度が異なる並列した複数の道路上であっても、車両を
正しい道路上に位置させることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００２６】（第１の実施の形態）図１は、本発明の実
施の形態における車両位置検出装置の構成図の一例を示
すものである。図１において、車両位置検出装置は、方
位センサ１０１、車速センサ１０２、垂直変位センサ１
０３、キー操作装置１０４，ディスプレイ装置１０５、
地図読み出し用記憶装置１０６、道路付加データ記憶装
置１０７及び、制御装置１０８を備えている。

【００２７】方位センサ１０１は角速度の検出をする振
動ジャイロ、あるいは地球の磁場を検知し方位を検出す
る地磁気センサである。

【００２８】車速センサ１０２は車輪の回転数を検出す
るロータリーエンコーダーである。

【００２９】車両の垂直方向の変位量を検出する垂直変
位センサ１０３は、加速度センサや角速度センサなどの
傾きを検出する傾斜角センサあるいは、気圧を検出する
気圧センサなどである。

【００３０】キー操作装置１０４は、ユーザからの指示
をキー操作により制御装置１０８に入力させるものであ
り、現在地や目的地などの設定に使用される。

【００３１】ディスプレイ装置１０５は、地図と共に車
両の現在位置を表示したり、入力メニューを表示する液
晶パネルである。

【００３２】地図読み出し用記憶装置１０６は、ＣＤ−
ＲＯＭドライブ装置やＤＶＤドライブ装置であり、ＣＤ
−ＲＯＭやＤＶＤのメディアに書き込まれている地図デ
ータがこれから制御装置１０８へ読み出される。

【００３３】道路付加データ記憶装置１０７は、ハード
ディスク装置やフラッシュメモリなどであり、地図読み
出し用記憶装置１０６から読み出した地図データに対応
した垂直変位データが記憶される垂直変位データ領域１
０９と前回の軌跡などが記憶される走行軌跡データ領域
１１０とからなる。

【００３４】制御装置１０８は、キー操作装置１０４の
指示に従い、方位センサ１０１乃至垂直変位センサ１０
３のデータや地図読み出し用記憶装置１０６や道路付加
データ記憶装置１０７からのデータを用いて現在位置を
特定し、ディスプレイ装置１０５に表示するなどの処理
を行う。

【００３５】以下に、この図１を用いて本発明の第１の
実施の形態における車両位置検出装置の動作の概略を説
明する。

【００３６】車両位置検出装置は、方位センサ１０１に
より検出された車両の進行方向と、車速センサ１０２か
ら求まる走行距離とから、現在位置を緯度、経度データ
として算出する。次に、車両位置検出装置は、現在位置
を示すマークを、地図読み出し用記憶装置１０６から読
み込んだ地図データに重ね合わせてディスプレイ装置１
０５に出力する。但し、道路が複数に分岐し、かつ近接
して併走しているため、方位センサ１０１及び、車速セ
ンサ１０２からのデータだけでは道路が確定できない場
合は、道路付加データ記憶装置１０７から読み出した道
路の高度や勾配といった道路付加データと、垂直変位セ
ンサ１０３からの垂直方向の変位量（以下、「垂直変位
量」と記す。）とから車両の走行している道路を決定
し、現在位置を確定する。

【００３７】また、走行道路の道路付加データが道路付
加データ記憶装置１０７に無い場合、あるいは走行道路
の道路付加データが道路付加データ記憶装置１０７にあ
るデータと異なる場合は、その走行道路を地図上の複数
の道路候補の中から確定した後、確定された道路に新た
な道路付加データを追加あるいは、既存の道路付加デー
タの修正を行って、道路付加データ記憶装置１０７に記
憶する。

【００３８】次に、制御装置１０８のハードウェア構成
の一例を図２に示す。

【００３９】図２において、制御装置１０８は方位セン
サ１０１及び、垂直変位センサ１０３からのアナログ信
号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０１、車速
センサ１０２からのパルス数をカウントするカウンタ２
０２、地図データや各種センサからのデータなどを一時
的に保持するＲＡＭ２０３、処理プログラムやデータが
書き込まれているＲＯＭ２０４、キー操作装置１０４、
地図読み出し用記憶装置１０６及び、道路付加データ記
憶装置１０７からのデータをバスクロックに同期して入
出力するパラレルＩＯポート（ＰＩＯ）２０５、ＲＡＭ
２０３と地図読み出し用記憶装置１０６及び、道路付加
データ記憶装置１０７間の高速なデータ転送を行うＤＭ
Ａコントローラ２０６、ディスプレイ装置１０５の表示
制御を行うディスプレイコントローラ２０７とを有して
おり、これらはバス接続され、ＣＰＵ２０８でコントロ
ールされている。

【００４０】図１及び図２において、ＳＩＧ１からＳＩ
Ｇ７で示したのは、信号の名称であり、それぞれ、ＳＩ
Ｇ１は方位センサ１０１から出力されるアナログ信号を
示し、ＳＩＧ２は車速センサ１０２から出力されるパル
ス信号を示し、ＳＩＧ３は垂直変位センサ１０３から出
力されるアナログ信号を示す。更に、ＳＩＧ４はキー操
作装置１０４から出力されるパラレル信号を示し、ＳＩ
Ｇ５はディスプレイ装置１０５を制御するための制御信
号を示す。また更に、ＳＩＧ６は地図読み出し用記憶装
置１０６から読み出されるデータ信号を示し、ＳＩＧ７
は道路付加データ記憶装置１０７への書き込みあるい
は、読み出されるデータ信号を示す。また、同じ信号に
付いては、図面が異なっても同じ名称で示している。

【００４１】次に、図３を用いて、上述したようなハー
ドウェア構成により実現される制御装置１０８の機能ブ
ロックの構成について説明する。

【００４２】現在位置推測部３０１は、方位センサ１０
１、車速センサ１０２及び、垂直変位センサ１０３から
得られるデータから、車両の垂直方向の変位を含む３次
元の走行軌跡及び推測現在位置を算出する。ここで現在
位置推測部３０１への入力として、更にＧＰＳによる絶
対位置や進行方位のデータを加えることもできる。この
算出された走行軌跡及び推測現在位置は走行軌跡記憶部
３０２に記憶される。

【００４３】地図データ記憶部３０３は、ＣＤ−ＲＯＭ
やＤＶＤメディアに記憶されている道路データを含む地
図データを地図読み出し用記憶装置１０６から読み込み
保持する。

【００４４】道路特定部３０４は、走行軌跡記憶部３０
２に記憶されている車両の走行軌跡及び推測現在位置
と、地図データ記憶部３０３に記憶された道路データと
の整合度合から車両が走行してきた道路を特定する。

【００４５】垂直変位記憶部３０５は、道路付加データ
記憶装置１０７の垂直変位データ領域１０９から垂直変
位データを読み出し保持する。また、確定した道路の垂
直変位データを垂直変位データ領域１０９に書き込む。

【００４６】現在位置算出部３０６は、現在位置推測部
３０１で算出される車両の推測現在位置と地図データ記
憶部３０３に記憶された道路データと、読み書き用記憶
部１０７道路付加データ記憶装置１０７からその道路に
対応する垂直変位データを読み出し、これらから道路を
特定すると共に、車両現在位置を出力する。

【００４７】ディスプレイ制御部３０７は、地図データ
記憶部３０３の地図データと現在位置算出部３０６によ
り出力された車両現在位置を重ねてディスプレイ装置１
０５に出力する。

【００４８】なお、走行軌跡記憶部３０２及び、垂直変
位記憶部３０５のデータは、車両位置検出装置の電源が
切られるときにそれぞれ道路付加データ記憶装置１０７
の走行軌跡データ領域１１０及び、垂直変位データ領域
１０９に自動的にセーブされる。

【００４９】このような構成の車両位置検出装置の動作
について図４に示すフローチャートを用いて説明する。

【００５０】現在位置推測部３０１は、車両位置検出装
置が起動された時点で、前回走行時の最後に出力された
現在位置を車両現在位置の初期値として設定する。ま
た、地図データ記憶部３０３は、地図読み出し用記憶装
置１０６から、車両現在位置が存在する地図データを読
み込む（ステップＳ４０１）。ここで、ＧＰＳなどの絶
対位置取得手段を利用することにより初期値となる車両
現在位置を補正すること、あるいはユーザのキー操作装
置やリモコンなどからの指示により初期値を補正するこ
ともできる。また、走行軌跡記憶部３０２は、前回車両
位置検出装置が停止するまでの車両の走行軌跡等が道路
付加データ記憶装置１０７に保存されている場合には、
そのデータを読み出す。なおこの初期化処理は起動時ば
かりでなく、ユーザによるキー操作装置１０４からの指
示で行うことも可能である。

【００５１】次に、現在位置推測部３０１が方位センサ
１０１から得られる車両の進行方位や、車速センサ１０
２から得られる車両の移動距離から車両現在位置の平面
的移動量が求める。また、垂直変位センサ１０３から得
られる垂直方向の変位を用いて垂直方向の変位量が求ま
る。これらにより前回の測定地点から現在地点への３次
元の走行ベクトルが求まる（ステップＳ４０２）。

【００５２】次に、現在位置推測部３０１がステップＳ
４０２で求めた走行ベクトルを用いて、車両の３次元の
走行軌跡及び推測現在位置の算出処理を行う（ステップ
Ｓ４０３）。

【００５３】図５に垂直変位量を高度データとして利用
する場合の、走行軌跡である走行ベクトル及びその走行
ベクトルを用いて算出される車両の推測現在位置の例を
示す。

【００５４】図５においてＰ（０）は１つ前の車両推測
現在位置及び車両の高度であり、Ｖ（０，１）は方位セ
ンサ１０１と車速センサ１０２から得られた進行方向
と、走行距離である長さを持つ走行ベクトル及び垂直変
位センサから得られた高度の変位量をあらわす。この例
の場合、位置Ｐ（０）から変位ベクトルＶ（０，１）だ
け移動した位置Ｐ（１）が新しい車両推測現在位置とな
る。変位ベクトルＶ（０，１）はこの間における車両走
行軌跡及び垂直変位量を表す。なお、ここでは垂直変位
量として高度データを用いたが、勾配データを用いても
よい。また、高度データ、勾配データそれぞれについて
絶対量を用いることも相対量を用いることもできる。

【００５５】次に、現在位置算出部３０６がステップＳ
４０３で算出された走行軌跡と、推測現在位置と、地図
データ記憶部３０３の道路データとから、平面的な走行
軌跡及び道路形状の整合度合を比較し、車両現在位置の
算出を行う（ステップＳ４０４）。この整合度合は、走
行軌跡と現在位置が存在する可能性のある道路との距離
整合度合及び方向整合度合の加算平均として求まる。こ
こで、距離整合度合は、走行軌跡に対する各候補道路ま
での距離によって判定され、距離が大きくなるにつれて
整合度合が下がる。この距離をdiff＿dist、距離整合度
合をSlとすると、距離整合度合Slは例えば、以下のよう
に求められる。 diff＿dist ≦ 15(m) のとき Sl=100(%) 100(m)≧diff＿dist＞15(m)のとき

【００５６】

【数１】

【００５７】 100(m) ＜diff＿distのとき Sl= 0(%) また、方向整合度合は、走行軌跡に対する各候補道路の
方位角度差によって判定され、方位角度差が大きくなる
と整合度合が下がる。この方位角度差をdiff＿dir、方
向整合度合をＳｄとすると、方向整合度合Ｓｄは例え
ば、以下のように求められる。 diff＿dir ≦ 3(deg) のとき Sd=100(%) 30(deg)≧diff＿dir＞3(deg) のとき

【００５８】

【数２】

【００５９】 30(deg)＜diff＿dir のとき Sd=0(%) 但し、本発明の第１の実施の形態では、判定距離差を１
５メートルと１００メートル、また、判定方位角度差を
３度と３０度としたが、これに限られるものではなく、
キー操作装置１０４により、任意に設定可能にすること
が好ましい。

【００６０】次に、現在位置算出部３０１はステップＳ
４０４で算出した車両現在位置が狭角分岐する道路の分
岐点（以下、単に狭角分岐点と記す）であるか否かを判
定する（ステップＳ４０５）。狭角分岐点であると判定
した場合には垂直変位学習モードデータを設定し、ステ
ップＳ４０３で求めた走行軌跡と推測現在位置データを
走行軌跡記憶部に書き込む（ステップＳ４０６）。その
後、車両現在位置を表示出力する（ステップＳ４１
４）。また、狭角分岐点でないと判定した場合には更
に、現在、垂直変位学習モードか否かを判定する（ステ
ップＳ４０７）。

【００６１】ここで、垂直変位学習モードとは、狭角分
岐点後複数に併走している道路に垂直変位のデータを付
加するモードをいい、分岐後走行している道路が特定さ
れるまで垂直変位学習モードが継続して行われる。

【００６２】また、狭角分岐点とは、図６あるいは図７
に示すように立体交差点の本道と側道における分岐や、
高速道路出入り口の本道と取り付け道路の分岐部分に多
く見られるような、車両の進行方向に対していずれの道
路も直線に近い角度で分岐するものを意味する。なお、
図６は立体交差点における本道と側道の狭角分岐を平面
図で示した道路図であり、図７は高速道路取付けにおけ
る一般道と取付け道の狭角分岐を平面図で示した道路図
である。

【００６３】この狭角分岐点の判定方法を図８を用いて
以下に説明する。図８において、狭角分岐点ｐｂ１から
分岐した道路をそれぞれ道路ｒ１０及び、道路ｒ２０と
した場合、狭角分岐点ｐｂ１からそれぞれの道路につい
てＬメートルの距離の地点をそれぞれ地点ｐｒ１０及
び、地点ｐｒ２０とする。ここで、狭角分岐点ｐｂ１と
地点ｐｒ１０及び、地点ｐｒ２０のそれぞれとを結ぶ直
線ｒ１１と直線ｒ２０とで挟まれる角度を角度θとす
る。この角度θが所定の閾値以下の場合に狭角分岐点と
みなす。なお、３０度程度を狭角分岐点判定の閾値とす
れば、狭角分岐点の候補を必要以上に多くすることがな
く、狭角分岐点の判定の頻度を少なくできるので好まし
い。現在位置算出部３０６は、地図データ記憶部３０３
の地図データを参照し、上記の判定を行い、車両現在位
置が狭角分岐点か否かを決定する。

【００６４】ステップＳ４０７の判定において、垂直変
位学習モードでないと判定した場合は、ステップＳ４１
４へ移行し、車両現在位置の表示出力を行う。

【００６５】また、ステップＳ４０７の判定において、
垂直変位学習モードであると判定した場合には、現在位
置算出部３０６は垂直変位記憶部３０５に垂直変位デー
タが有るか否かを判定する。そして、垂直変位量が記憶
されている道路データと、ステップＳ４０４により求め
た推測現在位置との関係から次の６つののパターンに分
類する（ステップＳ４０８）。この処理について、図９
乃至図１１を用いて以下に説明する。

【００６６】図９は車両現在位置が平面的走行軌跡を用
いて特定された道路、ここでは道路番号ｒ３０からｒ３
５と示された道路に、垂直変位データが存在する場合で
ある。この図において、道路番号ｒ３０には勾配０（ｄ
ｅｇ）、道路番号ｒ３１には勾配１（ｄｅｇ）、・・・
道路番号ｒ３５には勾配０（ｄｅｇ）が記録されてお
り、道路番号ｒ４０から道路番号ｒ４３には勾配データ
は記録されていない。また、図１０は車両現在位置が平
面的走行軌跡を用いて特定された道路とは異なる道路、
ここでは道路番号ｒ４０から道路番号ｒ４３までについ
て垂直変位データが存在し、道路番号ｒ３０から道路番
号ｒ３５までには垂直変位データが記録されていない場
合である。この図において、道路番号ｒ４０には高度０
（ｍ）、ｒ４１には高度“−１（ｍ）”、・・・ｒ４３
には高度“−４（ｍ）”が記録されている。この高度
は、道路分岐点ｐｂ２を基準とした相対高度で記録され
ている。

【００６７】これらの場合において、現在位置算出部３
０６は道路分岐後の道路区間において、道路付加データ
記憶装置１０７に記憶されていた該当する道路の垂直変
位データと、ステップＳ４０３で算出した３次元走行軌
跡及び車両の推測現在位置との整合度合とにより道路分
岐点後のいずれの道路が正しいかを判定する（ステップ
Ｓ４０８）。そして、それぞれの検出パターンに合った
車両の現在位置の補正を行う（ステップＳ４０９）。ス
テップＳ４０８の処理を図１１のフローチャートを用い
て説明する。

【００６８】初めに、現在位置算出部３０６は垂直変位
データが道路分岐点後の全ての並列する道路に対して存
在するか否かを判定し（ステップＳ１１０１）、存在す
る場合をパターンＡとする（ステップＳ１１０２）。存
在しない場合は更に、垂直変位データがステップＳ４０
４で行った平面的走行軌跡を用いて推測した道路に存在
するか否かを判定し（ステップＳ１１０３）、存在した
場合は更に、走行軌跡記憶部３０２に記憶されている車
両の３次元走行軌跡と、道路付加データ記録装置１０７
に蓄積されている、特定した道路データに対応する垂直
変位データとが整合するか否かを判定する（ステップＳ
１１０４）。整合する場合は、パターンＢとする（ステ
ップＳ１１０５）。整合しない場合はパターンＣとする
（ステップＳ１１０６）。

【００６９】ここで、走行軌跡と道路データに対応する
垂直変位データとの整合度合の判定について、図１２を
用いて説明する。

【００７０】この図は図９に示す道路を走行したときの
ものであり、地点ｐｂ２を起点に道路ｒ３０から道路ｒ
３５まで走行したときの走行ベクトルが垂直方向におい
て図１２に示した走行ベクトルＶ３０から走行ベクトル
Ｖ３５までである場合、その勾配の整合度合から車両は
道路ｒ３０から道路ｒ３５までを走行したと判定でき
る。

【００７１】ステップＳ１１０３で垂直変位データが特
定した道路に存在しない場合更に、特定外の道路に存在
するか否かを判定する（ステップＳ１１０７）。特定外
の道路に存在する場合は更に、走行軌跡記憶部３０２に
記憶されている車両の３次元走行軌跡と、道路付加デー
タ記録装置１０７に蓄積されている、特定した道路デー
タに対応する垂直変位データとが整合するか否かを判定
する（ステップＳ１１０８）。整合する場合は、パター
ンＤとする（ステップＳ１１０９）。整合しない場合は
パターンＥとする（ステップＳ１１１０）。また、特定
外の道路に存在しない場合はパターンＦ（ステップＳ１
１１１）とする。

【００７２】次に、現在位置算出部３０６はステップＳ
４０８の処理でパターンＡ、Ｂ及び、Ｄとなった場合
に、以下の補正処理を行う（ステップＳ４０９）。すな
わち、パターンＡでは、走行軌跡記憶部３０２に記憶し
た車両の３次元走行軌跡の垂直変位データと、道路デー
タに対応する垂直変位記憶部３０５の垂直変位データと
が最も整合する道路を現在走行している道路であると確
定させる。パターンＢでは、現在特定している道路をそ
のまま現在位置として確定させる。そして、パターンＤ
では、車両の３次元走行軌跡の垂直変位データと、垂直
変位記憶部３０５に記憶されている道路の垂直変位デー
タとが整合している場合は、現在特定している道路から
その整合している道路に現在位置を移動させる。

【００７３】その後、垂直変位学習モードの設定を解除
し（ステップＳ４１０）、特定した道路上に現在位置を
表示出力する（ステップＳ４１４）。なお、図９中の９
０１及び、図１０中の１００１は車両の現在位置を表示
する車両位置表示マークである。

【００７４】また、ステップＳ４０８でパターンＣ、Ｅ
及び、Ｆとなった場合は、車両が道路分岐点後の道路区
間を走行している時点ではどの道路を走行しているか否
かを特定することは困難である。そのため、現在位置算
出部３０６は、図１３乃至図１５に示すような走行を行
った後の特定可能位置に現在いるか否かを判定し、特定
可能位置にいると判定した場合には、その地点を基準に
走行軌跡記憶部３０２にある走行軌跡と地図データ記憶
部３０３の道路ネットワークの接続性から、走行してき
た道路を進行方向とは逆に辿ることにより、道路分岐点
後に走行した道路を特定する。

【００７５】図１３は、現在位置が立体交差点の本道と
側道が並走する道路区間から曲折することによって明ら
かに特定できるような走行例を示す。図１４は並走する
道路区間から一方の道路のみが、転回を行うような走行
例を示す。または図１５は並走する道路区間から一方の
道路が消滅することにより特定できるような走行例を示
す。

【００７６】図１３を用いて、道路の特定方法を以下に
詳細に説明する。

【００７７】まず車両は道路ｒ１０上を地点Ｐ（０）か
ら、地点Ｐ（１）、地点Ｐ（２）と進んで行くものとす
る。車両が地点Ｐ（１）から地点Ｐ（２）に進む途中で
道路分岐点ｎ１０を通過する。道路分岐点ｎ１０の通過
後、道路ｒ１１と道路ｒ１２とが存在するが、道路ｒ１
１と道路ｒ１２が近接して、ほぼ併走しているため、平
面的走行軌跡と道路データの整合度合では車両がいずれ
の道路を走行しているか特定することができない。そし
て、車両が、地点Ｐ（２）から地点Ｐ（３）、地点Ｐ
（４）へと進ん行くが、同様に道路ｒ１１と道路ｒ１２
がほぼ並走しているため走行道路を特定することができ
ない。その後、車両が分岐点ｎ１１で曲折し、道路ｒ１
３を地点Ｐ(４）から地点Ｐ（５）、地点Ｐ（６）へと
進むと、近接して並走する道路が存在しなくなるため、
車両の現在位置が正確に道路ｒ１３上に特定することが
できるようになる。車両の現在位置が特定できた地点
で、例えば図１３では地点Ｐ（６）の位置を基準とし
て、走行軌跡記憶部３０２に蓄積してある車両の軌跡で
ある走行ベクトルデータを用いて、逆方向に走行ベクト
ルＶ（５，６）から、Ｖ（４，５）・・・・Ｖ（０，
１）へと辿り、逆方向の走行軌跡を形成する。また、地
図データ記憶部３０３の道路ネットワークについても、
道路ｒ１３から逆方向に分岐点ｎ１１へ、分岐点ｎ１１
から逆方向に接続する道路ｒ１２と道路ｒ１４へ、更に
分岐点ｎ１２から逆方向に接続する道路ｒ１７及び道路
ｒ１８へと辿ることができる。ここで逆方向の走行軌跡
と逆方向に接続した道路ネットワーク形状とを比較する
（ステップＳ４１１）。なお、道路ｒ１６や道路ｒ１９
は分岐点ｎ１１やｎ１２から各々ｎ１３やｎ１０への方
向のみ走行可能な道路であるため除外される。

【００７８】逆方向の走行軌跡と逆方向に接続した道路
ネットワーク形状との比較により整合度合の高い道路ネ
ットワークの組み合わせが特定される。図１３の例で
は、道路特定部３０４はｒ１３→ｎ１１→ｒ１２→ｎ１
０→ｒ１０の道路ネットワークを選択する。

【００７９】また、走行道路の特定ができない場合に
は、道路特定部３０４はステップＳ４０３で求めた、走
行軌跡である走行ベクトルと推測現在位置データとを走
行軌跡記憶部３０２に蓄積する（ステップＳ４１２）。
その後、ステップＳ４０４で求めた推測現在位置を車両
現在位置としてディスプレイ制御部３０７へ出力し地図
データと合成して表示する（ステップＳ４１４）。な
お、図１３中の１３０１、図１４中の１４０１及び、図
１５中の１５０１は車両位置表示マークであり、表示例
の地点は車両の現在位置が特定できる地点である。

【００８０】ステップＳ４１１で走行した道路が特定で
きた場合、特定された道路に対する垂直変位データの学
習を行う（ステップＳ４１３）。なお、この書き込みを
行う道路の区間（以下、「学習区間」という。）は、狭
角分岐点から道路特定地点までの、狭角分岐点を基準に
して垂直変位量に一定の差が生じている区間とする。例
えば、勾配差が最大となる区間あるいは、勾配が一定の
閾値以上となる区間である。

【００８１】勾配を判定のデータとして使用するのは、
高低差があまり無い道路であるが、上り下りが多い道路
とか、平坦な道路とか、上りのみ、下りのみの道路とか
を判定するのに、勾配によりそれぞれの道路を識別でき
るからである。また、最大地点や勾配差が所定値以上で
あるような道路の特徴が明確に現れる区間を学習区間と
することにより精度良く道路の特定ができる。

【００８２】更に、検出した勾配の変化があまりに細か
く変化する地点においてはその検出精度が保証できなく
なるため、勾配がある程度安定している必要がある。こ
のため、検出した勾配が所定時間、一定の値となる地点
で算出した勾配データを使用することがより好ましい。

【００８３】また、道路の判定のデータとして高度を使
用することもできる。この場合は、勾配差があまり無い
道路であるが、高度差が大きい道路を判定するのに有効
である。そして、この高度データを蓄積する学習区間
は、高低差が最大となる区間あるいは、高低差が一定の
閾値以上となる区間とする。これにより、精度良く道路
の特定ができるようになる。

【００８４】更に、検出した高度の変化があまりに細か
く変化する区間においてはその検出精度が保証できなく
なるため、高度がある程度安定している必要がある。こ
のため、検出した高度差が所定時間、一定の値以上とな
る区間で算出した高度データを使用することがより好ま
しい。これにより、蓄積する垂直変位データも効率的に
少なく抑えることができる。

【００８５】これらのように、勾配と高度を使用するこ
とは、それぞれの道路状況により異なるため、勾配と高
度の両方のデータを垂直変位量として同時に蓄積し、道
路状況により使い分けることがより好ましい。

【００８６】また、学習区間の垂直方向の形状を凸型、
凹型、平型といった３つの形状パターンに分類して、そ
の形状パターンのデータとすることもできる。形状パタ
ーンの分類は、狭角分岐点から道路特定地点までにおい
て、勾配が正から負に変化している区間を凸型とし、勾
配が負から正に変化している区間を凹型とし、それ以外
を平型とする。これにより道路は、３種類の組合せで指
定でき垂直変位量のデータ数を少なくすることができ
る。

【００８７】更に、狭角分岐点直前の勾配に対する学習
区間の平均の相対的な勾配差、あるいは、狭角分岐点直
前の高度と学習区間の平均高低差が所定の値以下か否か
といったデータでもよい。また、以上のデータに限ら
ず、車両の垂直変位のデータとなるデータであればどの
ようなものでも構わない。

【００８８】なお、この学習区間にはあらかじめ一定の
走行距離の制限を設けておき、その所定距離走行しても
道路特定地点とならない場合は、その所定距離までを学
習区間とする。例えば、２キロメートルを所定距離とす
れば、必要以上に学習区間が長くなって、端末への負荷
を大きくすることが無いので好ましい。また、この所定
距離はユーザにより設定可能にしておくことが好まし
い。

【００８９】図１６に垂直変位記憶部３０５に記憶され
た、道路データに一対一で対応する形式で勾配を保存す
る場合のデータ構造を示す。図中、属性情報欄には、道
路の幅員の情報、一方通行などの規制の情報、及び、国
道、高速、有料等といった道路種別などの情報が記憶さ
れており、経路探索などで利用される。また、図１７に
は、分岐点に付随するデータとして、例えば狭角分岐点
に該当する分岐点ｎ１００から分岐して並走する道路ｒ
１００と道路ｒ９９についての区間距離と区間勾配を保
存するデータ構造を例として示す。

【００９０】以下に走行軌跡記憶部３０２に蓄積された
走行ベクトルが垂直変位記憶部３０５のデータ構造にい
かに変換されるかについて説明する。

【００９１】図１６では道路データに対して勾配を一対
で保存している。まず道路データとの対応付けは、上記
ステップＳ４１１について図１３で説明したように、道
路データと走行ベクトルを対応づけることができる。ま
た、１つの道路データに複数の走行ベクトルが跨る場合
はその平均値を記録するか、あるいは最大の勾配を記録
する。

【００９２】勾配は図５における車両の位置および高度
データを用いたベクトル量から算出される。

【００９３】図５では、車両位置を地点Ｐ（ｎ）、地点
Ｐ（ｎ＋１）（ｎは、時系列変化を示す）の２地点間の
変位を示すベクトルをＶ（ｎ、ｎ＋１）として表してい
る。ここで、Ｐ（ｎ）の座標系を（Ｘ（ｎ）、Ｙ
（ｎ）、Ｚ（ｎ））として、２地点間の変位を示すベク
トル量を（ｄｘ（ｎ）、ｄｙ（ｎ）、ｄｚ（ｎ））とし
て表すこととする。高さの変位量をｄｚ（ｎ）、２地点
間の平面移動距離をｄとすると、勾配角度θは、ａｒｃ
ｔａｎ（ｄｚ（ｎ）／ｄ）で算出することができる。

【００９４】また、図１７では、１つの道路データに対
して、複数の勾配角を距離毎に記録できるようにしてい
るので、勾配角が変化するに応じて、２地点間の変位を
示すベクトル量を（ｄｘ（ｎ）、ｄｙ（ｎ）、ｄｚ
（ｎ））から距離を求めて、順に記録する。

【００９５】次に、垂直方向変位学習モードの設定が解
除される（ステップＳ４１０）。

【００９６】最後に、ディスプレイ制御部３０７はそれ
までに確定された車両現在位置を地図データ記憶部３０
３の地図データに重ね合わせてディスプレイ装置１０５
へ出力する。

【００９７】以上のステップＳ４０２からステップＳ４
１５までの処理は一定時間間隔で実行される。なお、本
実施の形態においては、１秒ごとに実行すれば、十分で
ある。また、処理間隔は、ユーザにより設定可能にして
おくことが好ましい。これらの処理により、道路付加デ
ータ記憶装置１０７の垂直変位データ領域１０９は、ユ
ーザが走行することで自動的に更新され、地図データが
整備されていく。

【００９８】また、上記の処理を行った結果、道路付加
データ記憶装置１０７に道路分岐点後の区間において垂
直変位データが併走する全ての道路に蓄積されている場
合、以下のような方法により走行道路の整合度合を判定
することができる。

【００９９】図１８は道路ｒ５０が分岐点Ｐ２０で道路
ｒ５１と道路ｒ５２に分岐し、地点Ｐ２１で上層の道路
ｒ５３が道路ｒ５２と合流し、下層の道路ｒ５１に併走
する上層の道路ｒ５４に合流する道路を示す。

【０１００】今、この道路ｒ５０乃至道路ｒ５４の全て
に図に示すように垂直変位データであるレベルデータが
蓄積しているとする。ここでレベルとは、垂直関係の相
対尺度であり、値が大きいほど道路が高い位置にあるこ
とを示している。すなわち、図１８において、道路ｒ５
０、ｒ５１は、レベル０なので、レベル１のｒ５２より
低い位置にあり、道路ｒ５３、ｒ５４はレベル２なの
で、他のどの道路よりも高い位置にあることを示してい
る。

【０１０１】この道路を走行したときの走行軌跡が図１
９に示すパターン１であった場合、現在位置算出部３０
６は地点Ｐ２１において現在位置推測部３０１が求めた
垂直変位量がレベル２にあることを認識し、車両現在位
置が道路ｒ５１より高い位置にある道路ｒ５４であると
特定することができる。また、パターン２の走行を行っ
た場合には、道路ｒ５２の距離を走行した時点で推測現
在位置の垂直変位量がレベル０のままであることを認識
することにより、道路ｒ５１を走行していると特定する
ことができる。ここでは、相対的な高さの位置関係を示
すレベルで説明したが、高さ情報や勾配情報でも同様に
判断することができる。

【０１０２】また、この例では分岐点Ｐ２０後の判定地
点を分岐点Ｐ２０から次の交差点Ｐ２１までの距離に相
当する地点としたが、分岐点Ｐ２０から道路付加データ
記憶装置１０７の垂直変位データ領域１０９に垂直変位
データが蓄積されている地点までに相当する距離を走行
した地点とすることもできる。この地点は、ステップＳ
４１３において指定された学習区間であるため、垂直変
位データにより道路の特定を精度良く行うことができ
る。

【０１０３】また、本実施の形態では道路付加データ記
憶装置１０７が独立して存在するため、ＣＤ−ＲＯＭ等
で提供される地図データが更新されても、道路付加デー
タ記憶装置１０７の垂直変位データ領域１０９１０９は
そのまま保持できるため、それまでユーザが走行して蓄
積された垂直変位データを引き続き使用できるという効
果がある。

【０１０４】なお、本実施の形態では、垂直変位データ
を地図データ記憶部３０３に有していない例を示した
が、垂直変位データを一部の道路について有していても
構わない。その場合においては、道路特定部３０４がス
テップＳ４０８において、垂直変位記憶部３０５に対象
道路の垂直変位データが有るか否かを判定するときに、
地図データ記憶部３０３にも有無をチェックする処理を
追加する。これにより、道路特定部３０４は垂直変位記
憶部３０５に垂直変位データが無い場合、地図データ記
憶部３０３にその垂直変位データが有れば、それを使用
して道路を特定できる。また、現在位置算出部３０６は
同様に車両現在位置を特定する際に、ステップＳ４０９
において垂直変位記憶部３０５に対象道路の垂直変位デ
ータが有るか否かを判定するときに、地図データ記憶部
３０３にも有無をチェックする処理を追加する。これに
より、現在位置算出部３０６は、初めて走行する道路で
ある場合のように、垂直変位記憶部３０５に垂直変位デ
ータが無い場合でも、地図データ記憶部３０３にその垂
直変位データが有れば、それを使用して車両現在位置を
特定できる。（第２の実施の形態）図２０は、本発明の第２の実施の
形態における車両位置検出装置の構成図の一例を示すも
のである。第１の実施の形態とは道路付加データ記憶装
置が無い点と、地図読み出し用記憶装置２００６から読
み出される地図データが３次元データである点が異な
る。また、図２１は本実施の形態の制御装置２００８の
機能ブロックの構成を示す。

【０１０５】平面的現在位置推測部２１０１は、方位セ
ンサ１０１及び、車速センサ１０２から得られるデータ
から平面的走行軌跡及び、推測現在位置を求める。

【０１０６】垂直変位算出部２１０２は、傾斜角センサ
などの垂直変位を検出するセンサの出力から垂直変位量
を算出する。

【０１０７】３次元地図データ記憶部２１０３は３次元
道路データ含む地図データを地図読み出し用記憶装置２
００６から読み込み保持する。

【０１０８】特定地点決定部２１０４は、平面的推測現
在位置から求めた複数の候補の道路から走行している道
路を特定する特定地点を決定する。

【０１０９】現在位置確定部２１０５は特定地点で候補
道路から走行している道路を特定する。

【０１１０】ディスプレイ制御部３０７は、現在位置を
ディスプレイ装置１０５へ出力し表示する。

【０１１１】次に、図２２に示すフローチャートを用い
て、車両現在位置の特定処理を説明する。この処理にお
いて、車両現在位置の初期化ステップＳ２２０１は第１
の実施の形態のステップＳ４０１と同じである。

【０１１２】次に、平面的現在位置推測部２１０１が方
位センサ１０１と車速センサ１０２とから水平面上の推
測現在位置を求める（ステップＳ２２０２）。

【０１１３】次に、平面的現在位置推測部２１０１は、
３次元地図データ記憶部２１０３の３次元道路データと
推測現在位置から車両現在位置が狭角分岐点であるか否
か判定する（ステップＳ２２０３）。

【０１１４】狭角分岐点であると判定した場合、特定地
点決定部２１０４はその分岐点に接続する全ての道路に
ついて特定地点決定処理を行う（ステップＳ２２０
４）。

【０１１５】この特定地点決定処理について、以下に説
明する。

【０１１６】特定地点決定部２１０４は、分岐点から候
補となっている複数の道路間の勾配差が無くなる地点ま
でにおいて、他の候補道路との勾配差が最大となる地点
をその道路の特定地点とする。

【０１１７】また、分岐点から候補となっている複数の
道路間の高度差が無くなる地点までにおいて、他の候補
道路との高度差が最大となる地点をその道路の特定地点
とすることもできる。

【０１１８】このような特定地点の決定を候補となって
いる全ての道路について行う。これにより特定地点決定
部２１０４は、道路の特徴を最も区別できる地点で、確
実に道路の特定を行うことが可能になる。

【０１１９】なお、勾配差を垂直変位量として用いるの
は、高低差があまり無い道路であるが、上り下りが多い
道路と、平坦な道路あるいは、上りのみ、下りのみの道
路とを判定するのに有効であるからである。また、高低
差を垂直変位量として用いるのは、逆に勾配差があまり
無いが高度差が大きい道路を特定するのに有効であるか
らである。

【０１２０】また、特定する区間を分岐点からそれとの
高度差が無くなる地点としたのは、立体交差点などで、
高低差あるいは勾配差が得られなくなる可能性が高いか
らである。なお、候補道路間の高度差が同じになること
が所定の距離区間でない場合は、その所定の距離区間に
おいて、特定処理を行う。

【０１２１】ステップＳ２２０３で狭角分岐点でないと
判定された場合は、次に、推測現在位置が特定地点であ
るか否かを判定する（ステップＳ２２０６）。

【０１２２】この判定で特定地点でないと判定された場
合は、推測現在位置を車両現在位置としてディスプレイ
制御部３０７に出力し表示する。

【０１２３】ステップＳ２２０６で特定地点であると判
定した場合、現在位置確定部２１０５は、垂直変位算出
部で求めた現時点の垂直変位量を、３次元地図データ記
憶部２１０３の３次元道路データと比較し、所定の垂直
変位量以下であればその道路上であると判定し車両現在
位置を確定する。

【０１２４】その後、ディスプレイ制御部３０７にその
現在位置を出力し、ディスプレイ装置１０５に表示す
る。

【０１２５】これにより、車両位置検出装置は３次元道
路データを用いて、分岐後の併走する複数の道路から車
両現在位置を精度良く特定することができる。

【０１２６】なお、第２の実施の形態では、地図読み出
し用記憶装置２００６に３次元地図データが記憶されて
いるが、第１の実施の形態のように地図読み出し用記憶
装置１０６と道路付加データ記憶装置１０７とにより３
次元地図データが得られる構成にしても同様な効果を得
ることができる。

【０１２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車両が走行した３次元データの走行軌跡を記憶してお
き、車両の現在位置が確定できた時点でそれまで記憶し
ていた垂直変位量を確定した道路データの垂直変位量と
して登録することにより、走行した道路の垂直変位量を
蓄積した道路データとして整備することができる。更に
本発明は、この道路データを用いることにより、車両位
置を正しい道路上に位置させることができるという優れ
た効果を有する車両位置検出装置及び、車両位置検出方
法を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における車両位置検
出装置の基本構成を示すブロック図

【図２】本発明の第１の実施の形態における車両位置検
出装置の制御装置のハードウェア構成を示すブロック図

【図３】本発明の第１の実施の形態における車両位置検
出装置の制御装置の機能構成を示すブロック図

【図４】本発明の第１の実施の形態における車両位置検
出装置の動作を示すフローチャート

【図５】本発明の第１の実施の形態における車両位置検
出装置の走行ベクトル及び推測現在位置を示すベクトル
図

【図６】本発明の第１の実施の形態における立体交差点
における本道と側道の狭角分岐を示す道路図

【図７】本発明の第１の実施の形態における高速道路取
付けにおける一般道と取付け道の狭角分岐を示す道路図

【図８】本発明の第１の実施の形態における狭角分岐の
定義を説明する道路図

【図９】本発明の第１の実施の形態における垂直変位デ
ータが記録されている道路に車両位置が検出されている
例を示す道路図

【図１０】本発明の第１の実施の形態における垂直変位
データが記録されてない道路に車両位置が検出されてい
る例を示す道路図

【図１１】本発明の第１の実施の形態における車両位置
検出装置の制御装置で行う道路のパターン分類処理を示
すフローチャート

【図１２】本発明の第１の実施の形態における車両位置
検出装置の走行軌跡の垂直変位を示す走行ベクトル軌跡
図

【図１３】本発明の第１の実施の形態における車両位置
検出装置が立体交差点で車両が曲折した時に車両が走行
した道路を特定する方法を説明する道路図

【図１４】本発明の第１の実施の形態における車両位置
検出装置が平行する道路の一方が転回する場合に車両が
走行した道路を特定する方法を説明する道路図

【図１５】本発明の第１の実施の形態における車両位置
検出装置が平行する道路の一方が消滅する場合に車両が
走行した道路を特定する方法を説明する道路図

【図１６】本発明の第１の実施の形態における車両位置
検出装置が垂直変位データを道路データと関連づけて記
憶する例を示すデータ構成図

【図１７】本発明の第１の実施の形態における車両位置
検出装置が垂直変位データを交差点データと関連づけて
記憶する例を示すデータ構成図

【図１８】本発明の第１の実施の形態における３次元デ
ータを有する道路を示す道路図

【図１９】本発明の第１の実施の形態における垂直変位
データの走行軌跡の例を示す走行軌跡図

【図２０】本発明の第２の実施の形態における車両位置
検出装置の基本構成を示すブロック図

【図２１】本発明の第２の実施の形態における車両位置
検出装置の制御装置の機能構成を示すブロック図

【図２２】本発明の第２の実施の形態における車両位置
検出装置の動作を示すフローチャート

【図２３】従来のナビゲーション装置の構成図

【符号の説明】

１０１方位センサ１０２車速センサ１０３垂直変位センサ１０４キー操作装置１０５ディスプレイ装置１０６地図読み出し用記憶装置１０７道路付加データ記憶装置１０８制御装置１０９垂直変位データ領域１１０走行軌跡データ領域２０１Ａ／Ｄ変換器２０２カウンタ２０３ＲＡＭ２０４ＲＯＭ２０５ＰＩＯ２０６ＤＭＡコントローラ２０７ディスプレイコントローラ２０８ＣＰＵ３０１現在位置推測部３０２走行軌跡記憶部３０３地図データ記憶部３０４道路特定部３０５垂直変位記憶部３０６現在位置算出部３０７ディスプレイ制御部９０１車両位置表示マーク１００１車両位置表示マーク１３０１車両位置表示マーク１４０１車両位置表示マーク１５０１車両位置表示マーク２００６地図読み出し用記憶装置２１０１平面的現在位置推測部２１０２垂直変位算出部２１０３３次元地図データ記憶部２１０４特定地点決定部２１０５現在位置確定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C032 HB22 HC08 HD03 HD29 2F029 AA02 AB01 AB07 AC02 AC03 AC14 AC20 5H180 AA01 BB13 CC12 CC19 FF05 FF10 FF22 FF27 FF33 5J062 BB01 CC07 HH05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の垂直変位量を検出し前記車両の推
測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記推測現
在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、道路デー
タを記憶する地図記憶手段と、前記軌跡と前記道路デー
タとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前
記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、前記
道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂
直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備えた車両位
置検出装置。
【請求項２】前記軌跡を記憶する区間は、併走する複
数の道路が始まる狭角分岐点から前記車両の現在位置が
確定可能な現在位置確定地点までとする請求項１に記載
の車両位置検出装置。
【請求項３】前記垂直変位量は、道路の勾配及び、道
路の高度のうち少なくとも一方である請求項２に記載の
車両位置検出装置。
【請求項４】前記現在位置確定地点は、前記推測現在
位置が前記複数の道路から曲折して逸脱した地点、前記
複数の道路のいずれか１つが消滅した地点及び、前記複
数の道路から転回した地点のうちの少なくとも１つの地
点である請求項２に記載の車両位置検出装置。
【請求項５】前記垂直変位記憶手段に記憶される垂直
変位量は、前記狭角分岐点との勾配差が最大となる区間
と、前記狭角分岐点からの勾配が所定の閾値以上となる
区間と、前記狭角分岐点との高低差が最大となる区間
と、前記狭角分岐点からの高低差が所定の閾値以上とな
る区間とのうち少なくとも１つの区間の垂直変位量であ
る請求項３に記載の車両位置検出装置。
【請求項６】前記走行軌跡記憶手段に記憶される垂直
変位量は、前記垂直変位量の変動が単位時間あたり所定
の値以下のものである請求項５に記載の車両位置検出装
置。
【請求項７】前記垂直変位記憶手段は、前記走行軌跡
記憶手段に記憶する区間の垂直方向に関する形状を判定
し、前記形状を記憶する請求項２に記載の車両位置検出
装置。
【請求項８】前記形状の判定は、前記走行軌跡記憶手
段に記憶する区間における正の勾配と負の勾配との組合
せを基に行われ、前記形状は、凸型と、凹型及び、平型
のいずれか１つとされる請求項７に記載の車両位置検出
装置。
【請求項９】前記垂直変位記憶手段は、前記走行軌跡
記憶手段に記憶する区間の垂直変位量が前記狭角分岐点
の垂直変位量に対して所定値未満の場合には垂直変位量
無しのデータを記憶し、前記走行軌跡記憶手段に記憶す
る区間の垂直変位量が前記狭角分岐点の垂直変位量に対
して所定値以上の場合には垂直変位量有りのデータを記
憶する請求項２に記載の車両位置検出装置。
【請求項１０】前記推測現在位置と前記道路データと
前記垂直変位記憶手段に記憶されている垂直変位量とに
基づいて現在位置を特定する現在位置算出手段を、更に
有する請求項１に記載の車両位置検出装置。
【請求項１１】車両の進行方位と走行距離とを検出し
前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段
と、前記車両の垂直変位を検出し、垂直変位量を算出す
る垂直変位算出手段と、３次元地図データを記憶する３
次元地図記憶手段と、前記推測現在位置が、前記３次元
地図データ中の狭角分岐点から始まる併走する複数の道
路上にある場合に、現在位置を特定する現在位置特定地
点を決定する特定地点決定手段と、前記垂直変位算出手
段から算出した垂直変位量と、前記現在位置特定地点の
垂直変位量とを基に前記車両の現在位置を決定する現在
位置確定手段とを備える車両位置検出装置。
【請求項１２】前記現在位置特定地点は、前記狭角分
岐点から前記複数の道路間の勾配差が無くなる地点まで
の区間において、前記複数の道路間の勾配差が最大とな
る地点とする請求項１１に記載の車両位置検出装置。
【請求項１３】前記現在位置特定地点は、前記狭角分
岐点から前記複数の道路間の高低差が無くなる地点まで
の区間において、前記複数の道路間の高低差が最大とな
る地点とする請求項１１に記載の車両位置検出装置。
【請求項１４】車両の進行方位と走行距離と道路デー
タとから推測される現在位置である推測現在位置を算出
するステップと、前記推測現在位置が併走する複数の道
路が始まる狭角分岐点であるか否かを判定する分岐点判
定ステップと、前記分岐点判定ステップで前記推測現在
位置が前記狭角分岐点であると判定した場合、前記狭角
分岐点からの推測現在位置の軌跡を蓄積開始するステッ
プと、前記推測現在位置が、前記複数の道路より曲折し
て逸脱した地点、前記複数の道路のいずれか１つが消滅
した地点及び前記複数の道路より転回した地点のいずれ
かと一致したとき、前記軌跡の蓄積を停止するステップ
と、蓄積した前記軌跡と前記道路データとの整合度合を
判定し、前記軌跡に対応する道路を特定するステップと
を有する車両位置検出方法。
【請求項１５】垂直方向の変位量である垂直変位量を
算出するステップと、車両の進行方位と走行距離と道路
の３次元のデータを含む道路データとから推測される現
在位置である推測現在位置を算出するステップと、前記
推測現在位置が併走する複数の道路が始まる狭角分岐点
であるか否かを判定する分岐点判定ステップと、前記分
岐点判定ステップで前記推測現在位置が前記狭角分岐点
であることを判定した場合、前記狭角分岐点から前記複
数の道路間の垂直変位量差が無くなる地点までの垂直変
位量差が最大となる地点を前記道路データから検索し、
現在地特定地点とする特定地点決定ステップと、前記推
測現在位置が前記現在地特定地点であるか否かを判定す
る現在地特定ステップと、前記現在地特定ステップで現
在地特定地点であることを判定した場合、前記現在地特
定地点の前記垂直変位量と最も近い垂直変位量を有する
道路を前記複数の道路から選択するステップとを有する
車両位置検出方法。
【請求項１６】前記垂直変位量は、道路の勾配及び道
路の高度のいずれかである請求項１６に記載の車両位置
検出方法。
【請求項１７】コンピュータに、請求項１４に記載の
車両位置検出方法を実行させるためのプログラム。
【請求項１８】コンピュータに、請求項１５に記載の
車両位置検出方法を実行させるためのプログラム。
【請求項１９】請求項１７または請求項１８に記載の
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。