JP2003532097A - 位置決定方法およびナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 位置決定方法において、カーブ（Ｋ）を走行通過する際に該カーブのカーブセントロイド（Ｃ_ｄ）が方向センサの測定値から求められる。推測航法によって求められた位置（Ｐ_ｄ）に相応するディジタル化された道路の道路セグメント（Ｓ）の配向から、ディジタル化された道路（５１１）のカーブ（Ｋ）のカーブセントロイド（Ｃ_ｍ）が求められる。推測航法により求められた位置は、求められたカーブセントロイド（Ｃ_ｄ；Ｃ_ｍ）の差に基づいて補正される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、推測航法によって求められた位置をディジタルロードマップを用い
て補償することにより位置を決定する方法およびナビゲーション装置に関する。

【０００２】 米国特許第４７９６１９１号明細書から、推測航法によって求められた位置を
、ディジタルロードマップの道路と比較することにより補正することが公知であ
る。このため、車両の走行方向とディジタルロードマップの道路の方向との比較
が行われる。ディジタルロードマップを用いて補償することにより、センサに生
ずる測定誤差の総和が回避される。

【０００３】 さらに、米国特許第５３９４３３３号公報から、位置決定のために、推測航法
および人工衛星ナビゲーションシステム（ＧＰＳ）を用いる車両のナビゲーショ
ンシステムが公知である。推測航法により算出された位置が、ロードマップ上に
プロットされる。ロードマップ内の位置とＧＰＳを用いて見つけ出された位置と
の差から、ＧＰＳナビゲーションに対する補正値が決定される。

【０００４】 しかしながら、ディジタルロードマップ上における信頼性の高い位置決定は、
車両の有意な方向変換、例えば折曲のような運転操作の場合にのみ行われるにす
ぎない。

【０００５】 本発明の目的は、軽微な方向変化の場合にもディジタルロードマップ上におい
て正確な位置が決定できる位置決定方法およびナビゲーション装置を提供するこ
とである。

【０００６】 上記目的は本発明により、請求項１及び５に記載した構成を有する位置決定方
法およびナビゲーション装置により解決される。本発明の有利な変形実施例が従
属請求項に記載されている。

【０００７】 その経過が推測航法を用いて求められる、道路に延びたカーブに対して、およ
びディジタルロードマップの道路上の相応するカーブに対して、カーブセントロ
イドが求められる。カーブセントロイドは、長く延びたカーブでも所定の点であ
り、このような点は、推測航法によって測定された位置をディジタルロードマッ
プを用いて補償するために利用できる。上記の長く延びたカーブは典型的に５０
０〜１０００ｍの半径を有する。

【０００８】 マップ上のカーブセントロイドを求めるための基準として、時間測定または距
離測定が用いられる。

【０００９】 カーブセントロイドを決定するための基礎として時間測定が用いられる場合、
有利には、カーブを走行通過する際の平均速度が位置補正のために用いられる。

【００１０】 次に本発明の別の利点、特徴ならびに用途を実施の形態に基づき図を用いて詳
細に説明する。

【００１１】 図１は、車両のナビゲーションシステムを示す、 図２は、ディジタルロードマップに記録されているカーブである、 図３は、測定された経路に基づいて決定されたカーブセントロイドおよびディ
ジタルロードマップの相応するカーブに基づいて決定されたカーブセントロイド
を示す。

【００１２】 図１に、自動車に用いられる自律したナビゲーションシステム１が示されてい
る。該ナビゲーションシステムは、コンピュータ又はワークメモリ１２を有する
プロセッサ１１を備えている。

【００１３】 プロセッサ１１は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）として構成されている
マップメモリ２１のためのドライブ２にアクセスする。このような記憶媒体に、
ディジタルロードマップ５１の形でデータベースが記憶されている。

【００１４】 さらに、プロセッサ１１は、オドメータ（タコメータ）である距離センサ３お
よび方向センサ４に接続されている。方向センサ４はジャイロスコープである。

【００１５】 付加的に、プロセッサ１１は、図示していない衛星受信機と接続されている。
該衛星受信機の信号は同様に、位置を求めるために用いられる。衛星受信機はま
た、距離センサ３及び方向センサ４のタスクをそれ自体で行うこともできる。

【００１６】 センサ及びマップメモリ２１により、プロセッサ１１は車両の位置を計算し、
該車両位置を矢印の形で表示装置５に出力する。車両の位置は、ディジタルロー
ドマップ５１のディジタル化された道路５１１の上に示される。

【００１７】 図２に、ディジタルロードマップに記憶されている長く延びたカーブＫが示さ
れており、その半径は７５０ｍである。このカーブＫは、点（ノード）により定
義されているディジタル化された道路のセグメントである。これらのノードは規
則的に交差点を表わしており、次のノードまでの距離および方向に関する情報を
含む。カーブ経過が同様に、連続するノードによって定義される。該連続するノ
ードは一般に、形成点（Shape Point）として示される。

【００１８】 図示のカーブの経過は、形成点Ｎ_ｏ〜Ｎ_ｎにより定義される。２つのノード又
は形成点間において、それぞれ道路のセグメントＳが延びている。

【００１９】 カーブＫのなかに、カーブを走行中の複数の車両位置が記入されている。この
場合Ｐ_ｄは、推測航法により距離測定および方向測定に基づいて、ディジタルロ
ードマップ上で求められた位置を表わし、Ｐ_ｍは、実際の現実の位置を表わし、
これは当初ナビゲーション装置にとって既知ではない。

【００２０】 図面から、長さの誤差のため、計算された位置Ｐ_ｄは実位置Ｐ_ｍの前にとられ
ていることがわかる。第１の時点で、形成点Ｎ_ｏとＮ_１との間の道路セグメント
Ｓ上に２つの位置Ｐ_ｄ及びＰ_ｍが存在している。第２の時点では、車両は実際に
はまだ同じ道路セグメントＳにいるが、誤りのある長さ測定により、車両は既に
形成点Ｎ_１とＮ_２との間のカーブを描いていることになっている。カーブＫの端
部において車両は実際にはまだカーブにいるが、車両は、距離測定器によって測
定された距離または間隔により、カーブを既に離れたことになっている。

【００２１】 カーブの経過には数メートル以内に有意な方向変換はなく、したがって、測定
された走行通過したカーブの１つの地点を、ディジタルロードマップのディジタ
ル化されたカーブの１つの地点と一義的に対応づけることは不可能である。しか
し、方向センサによって出力される角度変化と道路セグメントＳの配向との比較
に基づいて、ナビゲーション装置によって計算された位置Ｐ_ｄが実位置に先行し
ているか又は遅れているかどうかを確認することができる。

【００２２】 それでもやはり、測定された経路とディジタルロードマップとの間の一義的な
点状の対応づけを行うことを目的として、測定された経路のカーブセントロイド
がセンサの測定値から求められ、ディジタルロードマップに記録されているカー
ブＫのカーブセントロイドが道路セグメントＳの配向から求められる。

【００２３】 図３にグラフが示されており、ここでは横軸に時間軸をとり、センサ測定値（
白い棒線）およびディジタルロードマップに相応する個々の角度変化Δφがプロ
ットされている。さらに、測定されたカーブに対するカーブセントロイドＣ_ｄ及
びロードマップのディジタル化されたカーブに対するカーブセントロイドＣ_ｍが
示されている。

【００２４】 個々の方向変化Δφが連続する方向測定から得られ、その都度経過時間ｔで重
み付けして加算されることにより、走行通過した経路のカーブセントロイドＣ_ｄ が求められる。次いで前記の和は、測定された方向変化の和により除算される。

【００２５】 連続する道路セグメントの角度Δφの差が連続してそれぞれ経過時間ｔで重み
付けされることにより、ディジタルロードマップのカーブに記録されているカー
ブのカーブセントロイドＣ_ｍが求められる。前記時間ｔは、ディジタルロードマ
ップ上の道路セグメントをトラッキングする際に経過した時間である。このよう
に得られた値は加算される。前記の和は、連続する道路セグメントの角度Δφの
差の和により除算される。

【００２６】 したがって、次式が成り立つ：

【００２７】

【数１】

【００２８】 ただし、 ｉ 個々の時点 ｎ 個々の時点の数（カーブ持続時間） φ_ｄ，ｉ 時点ｉにおける車両の測定された配向 φ_ｍ，ｉ 時点ｉにおける道路セグメントの配向 Ｃ_ｄ 車両が走行通過したカーブのカーブセントロイド Ｃ_ｍ ディジタル化された道路のカーブのカーブセントロイド 引続いて、時点を表しているカーブセントロイドＣ_ｄ及びＣ_ｍは、経路の差ま
たは距離に換算され、該経路差ないし距離を用いて、距離測定が補正される。カ
ーブ走行中の速度はしばしば一定ではないので、このため、平均速度が用いられ
る。次いで、これは２つのカーブセントロイドの間の時間間隔（Ｃ_ｄ−Ｃ_ｍ）で
乗算される。

【００２９】 経路差、すなわち長さの誤差又は補正値が次式にて計算される：

【００３０】

【数２】

【００３１】 ただし ｉ 個々の時点 ｎ 個々の時点の数（カーブ持続時間） Ｃ_ｄ 車両が走行通過したカーブのカーブセントロイド Ｃ_ｍ ディジタル化された道路のカーブのカーブセントロイド ｖ_ｉ 時点ｉにおける速度 δ_ｓ 測定された位置と実際の位置との距離 これに対して、カーブセントロイドが、距離センサによって測定される進んだ
経路に基づいて決定される場合、長さの誤差はカーブセントロイド間の差から直
接得られる。

【００３２】 計算された距離δ_ｓは、複数の部分区間に分割され、順次、センサのデータに
基づいてそれぞれ計算された位置Ｐ_ｄに加算される乃至Ｐ_ｄから減算される。こ
のようにして、位置Ｐ_ｄは漸次実位置Ｐ_ｍに近似されて、ディスプレイ装置の表
示の跳躍的変化が回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 車両のナビゲーションシステムを略線的に示す。

【図２】 ディジタルロードマップに記録されているカーブを示す。

【図３】 横軸に時間をとり、センサ測定値およびディジタルロードマップに相応する個
々の角度変化Δφを示すグラフである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 推測航法によって求められた位置（Ｐ_ｄ）をディジタルロー
   ドマップ（５１）を用いて補償することにより位置を決定する方法において、次
   のステップを有する、すなわち 推測航法によって求められた連続する位置（Ｐ_ｄ）の列をディジタルロードマ
   ップ（５１）のディジタル化された道路（５１１）上でトラッキングして、ディ
   ジタルロードマップ（５１）の道路セグメント（Ｓ）に対応づけるステップと、 カーブ（Ｋ）を走行通過する際に、カーブ（Ｋ）のカーブセントロイド（Ｃ_ｄ ）を方向センサ（４）の測定値から求めるステップと、 求められた位置（Ｐ_ｄ）に相応するディジタル化された道路（５１１）の道路
   セグメント（Ｓ）の配向から、該ディジタル化された道路（５１１）のカーブ（
   Ｋ）のカーブセントロイド（Ｃ_ｍ）を求めるステップと、 推測航法によって求められた位置を、求められたカーブセントロイド（Ｃ_ｄ；
   Ｃ_ｍ）の差に基づいて補正するステップとを有する、 位置決定方法。
2. 【請求項２】 連続する道路セグメント（Ｓ）の角度（Δφ）の差が連続し
   て重み付けして加算され、求められた和が、連続する道路セグメント（Ｓ）の角
   度（Δφ）の差の和で除算されることにより、ディジタルロードマップ（５１）
   に記録されているカーブ（Ｋ）のカーブセントロイド（Ｃ_ｍ）が計算されること
   を特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 カーブ（Ｋ）の道路セグメント（Ｓ）を定義する形成点（Ｎ
   ）から、角度（Δφ）の差が求められ、角度（Δφ）の差が、ディジタルロード
   マップ（５１）上の道路セグメント（Ｓ）をトラッキングする際に経過した時間
   間隔で重み付けされることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】 カーブ（Ｋ）を走行通過する際の平均速度が求められ、カー
   ブセントロイド（Ｃ_ｄ；Ｃ_ｍ）を走行通過する間の時間間隔が平均速度で乗算さ
   れ、それにより、推測航法によって求められた位置（Ｐ_ｄ）が、得られた距離を
   用いて補正されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の
   方法。
5. 【請求項５】 距離センサ（３）を有し、 方向センサ（４）を有し、 ディジタルロードマップ（５１）のためのマップメモリ（２１）を有し、 推測航法のための少なくとも１つのプロセッサ（１１）を有し、 前記プロセッサは、距離センサ（３）、方向センサ（４）ならびにマップメモ
   リ（２１）と接続されており、 前記プロセッサは、カーブ（Ｋ）を走行通過する際に、該カーブのカーブセン
   トロイド（Ｃ_ｄ）を方向センサ（４）の測定値から求め、 前記プロセッサは、求められた位置（Ｐ_ｄ）に相応するディジタル化された道
   路（５１１）の道路セグメント（Ｓ）の配向から、該ディジタル化された道路（
   ５１１）のカーブ（Ｋ）のカーブセントロイド（Ｃ_ｍ）を求め、そして 前記プロセッサは、推測航法によって求められた位置を、求められたカーブセ
   ントロイド（Ｃ_ｄ；Ｃ_ｍ）の差に基づいて補正する、 ナビゲーション装置。