JP2005132291A - Vehicle control system - Google Patents

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Junichiro Funabashi
淳一郎 舩橋
Kiyoshi Tsurumi
潔 鶴見
Yoshiyuki Kato
由之 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle control system capable of calculating an index universally indicating a probability of a present position and carrying out vehicle control utilizing the present position of a vehicle based on the index. <P>SOLUTION: The vehicle control system has a vehicle position specifying means 111 for specifying a final vehicle position on a road by calculating a vehicle position by hybrid navigation based on a measurement value by electronic navigation and a vehicle presumption position by self-supporting navigation and carrying out map-matching processing based on the vehicle position and road map data. A determination result indicating a probability of the vehicle position calculated by the hybrid navigation and a determination result indicating a probability of the vehicle position specified by map-matching processing are outputted and they are added while imparting predetermined weighting to the result. Thereby, accuracy A indicating a probability of a present position is determined (S900-S980). The vehicle control device 120 changes a content of the vehicle control using the vehicle position based on the accuracy A. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両の現在位置を算出し、算出した現在位置に基づいて、車両における所望の制御対象の制御を行なう車両制御システムに関するものである。   The present invention relates to a vehicle control system that calculates a current position of a vehicle and controls a desired control target in the vehicle based on the calculated current position.

この種の車両制御システムとして、例えば特許文献1に記載される車両制御システムが知られている。この従来の車両制御システムにおいては、現在位置を求めるためのセンサの信頼性、及びロジック判定を行なう各判定手段の信頼性を表すために、予め選択された評価項目ごとに自信度を設定する。   As this type of vehicle control system, for example, a vehicle control system described in Patent Document 1 is known. In this conventional vehicle control system, the degree of confidence is set for each evaluation item selected in advance in order to represent the reliability of the sensor for obtaining the current position and the reliability of each determination means for performing logic determination.

たとえば、車両位置の測位を行なうGPSの信頼性、車両の進行方位を検出するジャイロセンサの信頼性、車両の走行軌跡と道路データとが一致するかどうかのロジック判定を行なう判定手段の信頼性等が評価項目として選択される。そして、GPSの信頼性については、三次元測位を行なっているか、または人工衛星からの電波を受信することなく所定距離だけ車両が走行したか等を評価基準とする。この場合、GPSが三次元測位を行なっていればGPSの信頼性に関する自信度は「1」に設定され、一方、車両が所定距離走行する間に人工衛星からの電波が受信されない場合、自信度は「0」に設定される。また、ジャイロセンサの信頼性は、車両の回転角速度がゼロか否かによって評価され、ゼロであれば自信度は「1」に設定される。また、車両の走行軌跡と道路データとが一致するかどうかのロジック判定に関しては、道路データに基づいて曲り判定等を行なって現在位置を修正した場合には自信度が「1」に設定され、車両の位置が道路データを逸脱した場合に自信度が「0」に設定される。   For example, the reliability of GPS that measures the position of the vehicle, the reliability of the gyro sensor that detects the traveling direction of the vehicle, the reliability of the determination means that makes a logic determination as to whether the traveling locus of the vehicle matches the road data, etc. Is selected as an evaluation item. The reliability of the GPS is based on the evaluation criteria such as whether three-dimensional positioning is being performed or whether the vehicle has traveled a predetermined distance without receiving radio waves from an artificial satellite. In this case, if the GPS is performing three-dimensional positioning, the confidence level regarding the reliability of the GPS is set to “1”, while if the radio wave from the artificial satellite is not received while the vehicle travels a predetermined distance, Is set to “0”. Further, the reliability of the gyro sensor is evaluated based on whether or not the rotational angular velocity of the vehicle is zero, and if it is zero, the confidence level is set to “1”. In addition, regarding the logic determination as to whether or not the vehicle travel locus and the road data match, when the current position is corrected by performing a turn determination or the like based on the road data, the confidence level is set to “1”. When the vehicle position deviates from the road data, the confidence level is set to “0”.

このようにして、各評価項目ごとに自信度を設定し、原則として全ての評価項目の自信度が「1」に設定された場合に、制御対象としての自動変速機の制御を行なうようにしている。すなわち、現在位置が正確に算出できない可能性がある場合には、自動変速機の制御を行なわないようにして、運転者に違和感を与えることを防止している。
特開2001−182817号公報
In this way, the confidence level is set for each evaluation item. In principle, when the confidence level of all the evaluation items is set to “1”, the automatic transmission as a control target is controlled. Yes. That is, when there is a possibility that the current position cannot be calculated accurately, the automatic transmission is not controlled to prevent the driver from feeling uncomfortable.
JP 2001-182817 A

上述したように、従来の車両制御システムにおいては、評価項目としてのセンサや判定手段における自信度を「1」または「0」によって表している。そして、すべての評価項目の自信度が「1」となった場合に、自動変速機の制御を許可する。つまり、この従来の車両制御システムは、予め定めた複数の評価項目に関して、それぞれ所定の評価基準が満たされた場合に、算出される現在位置は正しいとみなし、それ以外は、現在位置が誤っているとみなす。   As described above, in the conventional vehicle control system, the degree of confidence in the sensor or determination means as the evaluation item is represented by “1” or “0”. When the confidence level of all the evaluation items is “1”, the control of the automatic transmission is permitted. In other words, this conventional vehicle control system regards the calculated current position as correct when predetermined evaluation criteria are satisfied for each of a plurality of predetermined evaluation items, and otherwise the current position is incorrect. It is considered to be.

車両の現在位置に基づいて所定の制御対象を制御する場合、制御対象が異なる場合、求められる現在位置の精度も異なる場合もありえる。しかしながら、上述の車両制御システムでは、特定の制御対象(自動変速機)を制御する上で必要な精度条件を評価項目として設定するものであるため、制御対象が異なる場合、その制御に必要な精度条件を満足するための評価項目を別途設定する必要が生じる。   When a predetermined control target is controlled based on the current position of the vehicle, the accuracy of the required current position may be different when the control target is different. However, in the above-described vehicle control system, accuracy conditions necessary for controlling a specific control target (automatic transmission) are set as evaluation items. Therefore, if the control targets are different, the accuracy required for the control is set. It is necessary to separately set evaluation items for satisfying the conditions.

換言すれば、従来の車両制御システムは、現在位置の確からしさを普遍的に示す指標を得ることができないため、拡張性や柔軟性の点で問題があった。   In other words, the conventional vehicle control system has a problem in terms of expandability and flexibility because it cannot obtain an index that universally indicates the certainty of the current position.

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、算出した現在位置の確からしさを普遍的に示す指標を算出することが可能であり、その指標に基づいて車両の現在位置を利用した車両制御を行なうことが可能な車両制御システムを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and can calculate an index that universally indicates the certainty of the calculated current position, and uses the current position of the vehicle based on the index. It is an object of the present invention to provide a vehicle control system capable of performing vehicle control.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の車両制御システムでは、
電波航法による車両位置の測定値を出力する電波航法手段と、自立航法によって車両の位置を推定する自立航法手段とを有し、当該電波航法手段による測定値と自立航法手段による車両推定位置とに基づいて、車両位置を算出するハイブリッド航法手段と、
道路地図データを記憶する道路地図データ記憶手段と、
ハイブリッド航法手段によって算出される車両位置と、道路地図データ記憶手段に記憶された道路地図データとに基づいて、マップマッチング処理を行なって、道路上に最終的な車両位置を特定するマップマッチング手段と、
ハイブリッド航法手段が車両位置を算出する際、その車両位置の確からしさを判定して、その判定結果を出力する第1の判定手段と、
マップマッチング処理によって車両位置を道路上に特定する際、その車両位置の確からしさを判定して、その判定結果を出力する第2の判定手段と、
第1の判定手段の判定結果に対して、第2の判定手段の判定結果よりも大きな重み付けを行ないつつ、第1の判定手段が出力する判定結果と第2の判定手段が出力する判定結果との加算値を算出する算出手段と、
算出手段が算出する加算値の大きさに基づいて、マップマッチング手段によって特定される最終的な車両位置を用いる車両制御の内容を変更する車両制御手段とを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the vehicle control system according to claim 1,
A radio navigation means for outputting a measured value of the vehicle position by radio navigation and a self-contained navigation means for estimating the position of the vehicle by self-contained navigation; and a measurement value by the radio navigation means and a vehicle estimated position by the self-contained navigation means. Based on the hybrid navigation means for calculating the vehicle position,
Road map data storage means for storing road map data;
Map matching means for performing a map matching process based on the vehicle position calculated by the hybrid navigation means and the road map data stored in the road map data storage means to identify the final vehicle position on the road; ,
When the hybrid navigation means calculates the vehicle position, a first determination means for determining the likelihood of the vehicle position and outputting the determination result;
A second determination means for determining the likelihood of the vehicle position when outputting the determination result when specifying the vehicle position on the road by the map matching process;
The determination result output by the first determination unit and the determination result output by the second determination unit while weighting the determination result of the first determination unit larger than the determination result of the second determination unit A calculating means for calculating an added value of
Vehicle control means for changing the content of vehicle control using the final vehicle position specified by the map matching means based on the magnitude of the addition value calculated by the calculation means.

上述したように、請求項1に記載の車両制御システムでは、ハイブリッド航法手段によって車両位置を算出するとともに、この算出した車両位置を道路地図データの道路に合わせ込むことによって、最終的な車両位置を特定する。このような車両位置の算出処理を考慮し、ハイブリッド航法手段によって算出される車両位置の確からしさを判定して、その判定結果を出力する第1の判定手段と、マップマッチング処理によって道路上に特定される車両位置の確からしさを判定して、その判定結果を出力する第2の判定手段を設けた。すなわち、車両位置を求める処理に関して、その処理を機能要素に分解することで、機能要素ごとの部分的な確からしさを求めることができる。そして、部分的な確からしさを示す各々の判定結果を、所定の重み付けを付与しつつ加算することにより、求める車両位置の確からしさを普遍的に示す指標を得ることができる。つまり、機能要素ごとの重み付けを付した判定結果の合計値が、求める車両位置の確からしさを示す指標として利用できるのである。   As described above, in the vehicle control system according to claim 1, the vehicle position is calculated by the hybrid navigation means, and the final vehicle position is determined by matching the calculated vehicle position with the road of the road map data. Identify. In consideration of such vehicle position calculation processing, the likelihood of the vehicle position calculated by the hybrid navigation means is determined, and the first determination means for outputting the determination result is specified on the road by the map matching processing. The second determination means for determining the likelihood of the vehicle position to be output and outputting the determination result is provided. That is, regarding the process for obtaining the vehicle position, it is possible to obtain a partial probability for each functional element by disassembling the process into functional elements. Then, by adding the respective determination results indicating the partial certainty while giving a predetermined weight, an index that universally indicates the certainty of the desired vehicle position can be obtained. That is, the total value of the determination results weighted for each functional element can be used as an index indicating the probability of the vehicle position to be obtained.

ここで、マップマッチング処理においては、ハイブリッド航法手段によって算出される車両位置を用いて道路上に最終的な車両位置を特定する。すなわち、ハイブリッド航法手段によって算出される車両位置の誤差が大きければ、マップマッチング処理自体が正しく行なわれた場合であっても、最終的に得られる車両位置に誤差が生ずることは避けられない。このように車両位置の算出処理においては、上流側の処理が、下流側の処理に比較して、最終的に求められる車両位置に対してより大きな影響を及ぼす。このため、算出手段は、第1の判定手段が出力する判定結果に対して、第2の判定手段が出力する判定結果よりも大きな重み付けを行ないつつ、それぞれの判定結果の加算値を算出する。これにより、最終的に得られる車両位置の確からしさをより正確に示す指標を得ることができる。   Here, in the map matching process, the final vehicle position on the road is specified using the vehicle position calculated by the hybrid navigation means. That is, if the vehicle position error calculated by the hybrid navigation means is large, it is inevitable that an error will occur in the finally obtained vehicle position even if the map matching process itself is performed correctly. Thus, in the vehicle position calculation process, the upstream process has a greater influence on the finally obtained vehicle position than the downstream process. For this reason, the calculation means calculates an addition value of each determination result while performing a greater weighting on the determination result output by the first determination means than the determination result output by the second determination means. Thereby, it is possible to obtain an index that more accurately indicates the likelihood of the finally obtained vehicle position.

ハイブリッド航法手段が車両位置を算出する際、請求項2に記載したように、第1の判定手段は、自立航法手段が車両の推定位置を求めるための各センサが正常か否かに依存して第1の判定結果を出力することが好ましい。例えば、いずれかのセンサに断線、短絡等の故障がある場合、そのセンサからの出力信号に基づいて推定される車両位置は、実際の車両位置とは全く異なることになるためである。   When the hybrid navigation means calculates the vehicle position, as described in claim 2, the first determination means depends on whether or not each sensor for the self-contained navigation means to obtain the estimated position of the vehicle is normal. It is preferable to output the first determination result. For example, if any sensor has a failure such as disconnection or short circuit, the vehicle position estimated based on the output signal from the sensor is completely different from the actual vehicle position.

さらに、第1の判定手段は、請求項3に記載したように、電波航法手段が車両位置の測定値を出力するために必要な電波を受信しているか否かに依存して第2の判定結果を出力することが好ましい。例えばGPSにおいては、正確な車両位置を得るためには、通常4個の衛星からの電波を受信することが必要である。換言すれば、3個以下の衛星からしか電波を受信していない場合、電波航法手段による車両位置の測定値から、正確な車両位置が得られない可能性がある。従って、電波航法手段が正確な車両位置の測定値を出力するために必要な電波を受信しているか否かは、最終的に求められる車両位置の精度に大きな影響を及ぼす。   Further, as described in claim 3, the first determination means determines whether the radio navigation means receives the radio wave necessary for outputting the measurement value of the vehicle position. It is preferable to output the result. For example, in GPS, in order to obtain an accurate vehicle position, it is usually necessary to receive radio waves from four satellites. In other words, when only radio waves are received from three or less satellites, there is a possibility that an accurate vehicle position cannot be obtained from the measured value of the vehicle position by the radio navigation means. Therefore, whether or not the radio navigation means receives radio waves necessary for outputting an accurate measurement value of the vehicle position greatly affects the accuracy of the finally obtained vehicle position.

さらに、請求項4に記載したように、第1の判定手段は、電波航法による車両位置の測定値を基準として、自立航法手段が車両の推定位置を求めるための各センサの検出誤差を算出し、その各センサの検出誤差の大きさに依存して第3の判定結果を出力することが好ましい。自立航法手段は車両の推定位置を求めるために、距離及び方位を検出する各センサからのセンサ出力を利用する。しかし、そのセンサ出力に誤差がある場合、当然のことながら、自立航法手段による車両の推定位置は、正しい車両位置とは異なるものとなる可能性が高まる。そのため、車両の絶対位置を示す電波航法による車両位置の測定値を基準として、各センサの検出誤差を算出し、その検出誤差の大きさに基づいて、車両位置の確からしさを判定して、判定結果を出力することが好ましい。   Furthermore, as described in claim 4, the first determination means calculates a detection error of each sensor for the self-contained navigation means to obtain the estimated position of the vehicle with reference to the measured value of the vehicle position by radio wave navigation. The third determination result is preferably output depending on the magnitude of the detection error of each sensor. The self-contained navigation means uses the sensor output from each sensor that detects the distance and direction in order to obtain the estimated position of the vehicle. However, if there is an error in the sensor output, naturally, the estimated position of the vehicle by the self-contained navigation means is likely to be different from the correct vehicle position. Therefore, the detection error of each sensor is calculated on the basis of the measured value of the vehicle position by radio navigation indicating the absolute position of the vehicle, and the probability of the vehicle position is determined based on the magnitude of the detection error. It is preferable to output the result.

また、請求項5に記載したように、第1の判定手段は、ハイブリッド航法手段により算出される車両位置に含まれる誤差を算出し、その誤差の大きさに依存して第4の判定結果を演算しても良い。ハイブリッド航法手段により算出される車両位置に含まれる誤差に基づいて、その車両位置の確からしさを判定することができる。なお、ハイブリッド航法により算出される車両位置に含まれる誤差は、マップマッチング処理において、車両位置を合わせ込む候補道路の検索エリアの設定に利用されることもある。そして、車両位置に含まれる誤差が大きくなって検索エリアが広がる場合には、マップマッチング処理によって得られる車両位置の確からしさも低下する等、マップマッチング処理における車両位置の確からしさにも影響を及ぼす。従って、ハイブリッド航法手段により算出される車両位置に含まれる誤差の大きさを考慮して確度を求めることが好ましい。   Further, as described in claim 5, the first determination means calculates an error included in the vehicle position calculated by the hybrid navigation means, and determines the fourth determination result depending on the magnitude of the error. You may calculate. Based on the error included in the vehicle position calculated by the hybrid navigation means, the likelihood of the vehicle position can be determined. Note that the error included in the vehicle position calculated by hybrid navigation may be used for setting a search area for candidate roads to which the vehicle position is matched in the map matching process. If the error included in the vehicle position becomes large and the search area widens, the likelihood of the vehicle position obtained by the map matching process also decreases, and the likelihood of the vehicle position in the map matching process is also affected. . Therefore, it is preferable to obtain the accuracy in consideration of the magnitude of the error included in the vehicle position calculated by the hybrid navigation means.

第1の判定手段が、上述した第1の判定結果から第4の判定結果の中の複数の判定結果を出力する場合、請求項6に記載のように、出力される判定結果に対して付与される重み付けは、第1の判定結果から第4の判定結果の順に小さくなるように設定されることが好ましい。第1の判定結果から第4の判定結果の順序に従って、最終的に求められる車両位置の精度に及ぼす影響が小さくなると考えられるためである。   When the first determination unit outputs a plurality of determination results from the first determination result to the fourth determination result, the first determination unit adds the determination result to be output as described in claim 6. The weighting to be performed is preferably set so as to decrease in order from the first determination result to the fourth determination result. This is because the influence on the accuracy of the finally obtained vehicle position is considered to be reduced according to the order of the first determination result to the fourth determination result.

マップマッチング処理によって道路上に特定される車両位置の確からしさを判定する場合、請求項7に記載したように、第2の判定手段は、現在の車両位置の方位と、その車両位置が特定された道路の方位との差を求め、その差の大きさに依存して第5の判定結果を出力することができる。例えば、両方位の差が所定値よりも小さいときには、道路上に合わせ込むことによって得られた最終的な車両位置の確からしさは高いとみなすことができる。   When determining the likelihood of the vehicle position specified on the road by the map matching process, as described in claim 7, the second determination means specifies the current vehicle position direction and the vehicle position. The fifth determination result can be output depending on the magnitude of the difference. For example, when the difference between both positions is smaller than a predetermined value, it can be considered that the certainty of the final vehicle position obtained by fitting on the road is high.

また、請求項8に記載のように、第2の判定手段は、現在の車両位置から所定距離後方までの区間における、車両位置算出時の方位と、道路地図データにおける道路方位との差を求め、その差の大きさに依存して第6の判定結果を出力するようにしても良い。このようにしても、マップマッチング処理により車両位置が合わせ込まれた道路が、実際に車両が走行している道路である確からしさを示す判定結果を得ることができる。   In addition, as described in claim 8, the second determination means obtains a difference between the direction at the time of calculating the vehicle position and the road direction in the road map data in a section from the current vehicle position to the rear of the predetermined distance. Depending on the magnitude of the difference, the sixth determination result may be output. Even in this case, it is possible to obtain a determination result indicating the probability that the road on which the vehicle position is matched by the map matching process is the road on which the vehicle is actually traveling.

さらに、請求項9に記載のように、第2の判定手段は、車両位置を基準として設定される探索範囲内に属するマップマッチング処理の候補道路の本数を求め、その本数に依存して、第7の判定結果を出力するようにしても良い。マップマッチング処理において、車両位置が合わせ込まれる候補道路の本数が増加するほど、誤った道路上に車両位置を合わせ込む可能性が高くなるためである。   Further, as described in claim 9, the second determination means obtains the number of map matching process candidate roads belonging to the search range set with reference to the vehicle position, and depends on the number, The determination result of 7 may be output. This is because in the map matching process, as the number of candidate roads to which the vehicle position is matched increases, the possibility of matching the vehicle position on the wrong road increases.

また、請求項10に記載のように、第2の判定手段は、マップマッチング処理によって道路上に特定される最終的な車両位置に関して、前回と今回の車両位置の変位の大きさを求め、その変位の大きさに依存して第8の判定結果を出力するようにしても良い。車両位置の変位が車両の走行速度に応じた長さよりも大きい場合、マップマッチング処理により車両位置が合わせ込まれた道路位置が前回と今回で変化したことを意味する。この場合、マップマッチング処理により道路上に特定された車両位置は不安定と考えられる。一方、車両位置の変位が車両の走行速度に応じた長さである場合、車両位置は同じ道路上に継続して合わせ込まれており、車両位置は安定していると考えられる。このように、車両位置の変位の大きさによっても、マップマッチング処理による車両位置の確からしさに応じた判定結果を得ることができる。   Further, as described in claim 10, the second determination means obtains the magnitude of the displacement of the previous and current vehicle positions with respect to the final vehicle position specified on the road by the map matching process, and The eighth determination result may be output depending on the magnitude of the displacement. When the displacement of the vehicle position is larger than the length according to the traveling speed of the vehicle, it means that the road position where the vehicle position is adjusted by the map matching process has changed between the previous time and the current time. In this case, the vehicle position specified on the road by the map matching process is considered unstable. On the other hand, when the displacement of the vehicle position is a length corresponding to the traveling speed of the vehicle, the vehicle position is continuously adjusted on the same road, and the vehicle position is considered to be stable. Thus, the determination result according to the probability of the vehicle position by the map matching process can be obtained also by the magnitude of the displacement of the vehicle position.

請求項11に記載したように、第2の判定手段が、第5の判定結果から第8の判定結果の中の複数の判定結果を出力する場合、その出力される判定結果に対して付与される重み付けは、第5の判定結果に付与される重み付けが少なくとも第1の判定結果に付与される重み付けよりも小さい値となり、かつ第5の判定結果から第8の判定結果の順に小さくなるように設定されることが好ましい。これにより、第2の判定手段が出力する判定結果に対して、第1の判定手段が出力する第1の判定結果に対する重み付けよりも少なくとも小さい重み付けがなされるとともに、それぞれの判定結果に対して適切な重み付けを行なうことができ、複数の判定結果に基づいて、最終的に求められる車両位置の確からしさを正確に示す指標を得ることができる。   As described in claim 11, when the second determination unit outputs a plurality of determination results from the fifth determination result to the eighth determination result, the second determination unit gives the determination result to be output. The weight assigned to the fifth determination result is such that the weight assigned to the fifth determination result is at least smaller than the weight assigned to the first determination result, and decreases in the order of the fifth determination result to the eighth determination result. It is preferably set. As a result, the determination result output from the second determination means is weighted at least smaller than the weight for the first determination result output from the first determination means, and appropriate for each determination result. Weighting can be performed, and based on a plurality of determination results, an index that accurately indicates the likelihood of the finally obtained vehicle position can be obtained.

なお、請求項12に記載のように、車両制御手段は、前記車両制御手段は、自動変速機、懸架装置、灯火装置、操舵装置、制動装置、原動機、空調装置、エネルギー管理装置、視界支援装置、表示装置、操作装置、ボデー制御装置、及びセキュリティ装置の少なくとも1つを制御対象とすることができる。   According to a twelfth aspect of the present invention, the vehicle control means includes: an automatic transmission, a suspension device, a lighting device, a steering device, a braking device, a prime mover, an air conditioner, an energy management device, and a visibility support device. At least one of a display device, an operation device, a body control device, and a security device can be set as a control target.

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係わる車両制御システムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態における車両制御システムは、車両の現在位置の算出等の処理を行なうナビゲーション装置100と、自動変速機を制御対象として、ナビゲーション装置100によって算出された車両の現在位置を利用し、現在位置が属する道路状態に応じた変速制御を行なう車両制御装置120とを有する。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle control system according to the present embodiment. The vehicle control system according to the present embodiment uses the current position of the vehicle calculated by the navigation apparatus 100 with the navigation apparatus 100 that performs processing such as calculation of the current position of the vehicle and the automatic transmission as a control target. And a vehicle control device 120 that performs shift control according to the road condition to which the vehicle belongs.

車両制御装置120は、例えば、車両の現在位置が属する道路の形状(カーブの曲率)、勾配(上り坂や下り坂)、属性(高速道路等)、分岐(交差点等)等の道路状態に応じて、自動変速機を適切な変速位置に切り換えるように変速制御を実行する。なお、車両制御装置120は、自動変速機以外に、懸架装置、灯火装置、操舵装置、制動装置、原動機(エンジン、モーターなど)、空調装置、エネルギー管理装置(ガソリン、メタノール、水素、化学電池、燃料電池など)、視界支援装置(電子ミラー、暗視装置など)、HMI(メータなどの表示装置、及びスイッチ等の操作装置)、ボデー制御装置(パワードア、パワーウインド、パワーシートなど)、セキュリティ装置等を制御対象とするものであっても良い。   For example, the vehicle control device 120 responds to road conditions such as the shape (curvature of a curve), slope (uphill or downhill), attribute (highway, etc.), branch (intersection, etc.), etc. to which the current position of the vehicle belongs. Thus, the shift control is executed so as to switch the automatic transmission to an appropriate shift position. In addition to the automatic transmission, the vehicle control device 120 includes a suspension device, a lighting device, a steering device, a braking device, a prime mover (engine, motor, etc.), an air conditioner, an energy management device (gasoline, methanol, hydrogen, chemical battery, Fuel cells, etc.), visibility support devices (electronic mirrors, night vision devices, etc.), HMIs (display devices such as meters, operation devices such as switches), body control devices (power doors, power windows, power seats, etc.), security A device or the like may be controlled.

ナビゲーション装置100は、位置検出部101、デジタル道路地図データベース102、表示装置103、操作スイッチ群104、音声出力部105、音声入力部106、外部記憶装置107、VICS受信装置108及び制御装置110を備えている。   The navigation device 100 includes a position detection unit 101, a digital road map database 102, a display device 103, an operation switch group 104, an audio output unit 105, an audio input unit 106, an external storage device 107, a VICS reception device 108, and a control device 110. ing.

制御装置110は通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のCPU、ROM、RAM、I/O及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ROMには、制御装置110が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってCPU等が所定の演算処理を実行する。   The control device 110 is configured as a normal computer, and includes a well-known CPU, ROM, RAM, I / O, and a bus line for connecting these configurations. In the ROM, a program to be executed by the control device 110 is written, and a CPU or the like executes predetermined arithmetic processing according to this program.

位置検出器101は、衛星からの電波に基づいて車両の位置を測定するGPS(Global Positioning System)のためのGPS受信機101A,車両の走行距離を検出するための車輪速度センサ101B,車両の走行方位を検出するためのジャイロセンサ101Cを有している。さらに、位置検出器101は、車両の走行加速度を検出する加速度センサ101Dを備えている。   A position detector 101 is a GPS receiver 101A for GPS (Global Positioning System) that measures the position of a vehicle based on radio waves from a satellite, a wheel speed sensor 101B for detecting the travel distance of the vehicle, and the travel of the vehicle. A gyro sensor 101C for detecting the azimuth is provided. Furthermore, the position detector 101 includes an acceleration sensor 101D that detects the traveling acceleration of the vehicle.

このように、位置検出器101は、電波航法による車両位置測定のためにGPS受信機101Aを有するとともに、自立航法による車両位置推定のために車輪速度センサ101B、ジャイロスコープ101C及び加速度センサ101Dを有している。なお、加速度センサ101Dは、車両が走行する道路の勾配を検出するためや、車両の走行距離を検出するために利用可能である。また、電波航法としては、GPSに限らず、例えばVICSの光ビーコンを利用しても良い。また、自立航法における方位を検出するために、ジャイロセンサ101Cに代えて、地磁気センサやステアリングセンサを用いても良い。   As described above, the position detector 101 includes the GPS receiver 101A for vehicle position measurement by radio navigation, and the wheel speed sensor 101B, gyroscope 101C, and acceleration sensor 101D for vehicle position estimation by self-contained navigation. doing. The acceleration sensor 101D can be used for detecting the gradient of the road on which the vehicle travels and for detecting the travel distance of the vehicle. Further, the radio navigation is not limited to the GPS, but, for example, a VICS optical beacon may be used. Further, in order to detect the direction in the self-contained navigation, a geomagnetic sensor or a steering sensor may be used instead of the gyro sensor 101C.

デジタル道路地図データベース102は、道路データ、背景データ及び文字データを含むデジタル地図データを制御装置110に入力するための装置である。デジタル道路地図データベース102は、デジタル地図データを記憶する記憶媒体102Aを有し、その記憶媒体102Aとしては、そのデータ量からCD−ROMまたはDVD−ROMを用いるのが一般的であるが、メモリカード、ハードディスク等を用いてもよい。   The digital road map database 102 is a device for inputting digital map data including road data, background data, and character data to the control device 110. The digital road map database 102 has a storage medium 102A for storing digital map data. As the storage medium 102A, a CD-ROM or DVD-ROM is generally used depending on the amount of data, but a memory card is used. A hard disk or the like may be used.

ここで、道路データの構成について説明する。道路データは、道路毎に固有の番号を付したリンクID、リンク座標データ、ノード座標データ、高速道路や国道等の道路種別を示す道路種別データ、道路幅員データ等の各データから構成されている。道路データにおけるリンクとは、地図上の各道路を、交差点、分岐点などを示すノードにより複数に分割し、そして2つのノード間をリンクとして規定したものである。そして、リンク座標データには、このリンクの始端と終端の座標が記述される。なお、リンクの途中にノードが含まれる場合には、ノード座標データにノード座標が記述される。この道路データは、地図を表示する以外に、マップマッチング処理を行なう際の道路の形状を与えるために用いられたり、目的地までの案内経路を検索する際に用いられる。   Here, the configuration of road data will be described. The road data is composed of data such as a link ID with a unique number for each road, link coordinate data, node coordinate data, road type data indicating a road type such as an expressway or a national road, and road width data. . The link in the road data is obtained by dividing each road on the map into a plurality of nodes by nodes indicating intersections, branching points, etc., and defining a link between the two nodes. The link coordinate data describes the start and end coordinates of this link. When a node is included in the middle of the link, the node coordinates are described in the node coordinate data. In addition to displaying a map, this road data is used to give the shape of a road when performing map matching processing, or used when searching for a guide route to a destination.

背景データは、道路地図を表示装置103に表示する際に、道路以外の表示対象となる施設形状、自然地形等を表示するためのデータである。文字データは、地名、施設名、道路名等を道路地図上に表示するためのものであり、表示位置に対応する地図上の座標を関連付けたデータとして構成している。なお、施設に関しては、その施設名に関連付けて電話番号や、住所等のデータも記憶されている。この施設に関するデータは、後述する外部記憶装置107に記憶されているものであってもよい。   The background data is data for displaying the facility shape, natural terrain, and the like to be displayed other than the road when the road map is displayed on the display device 103. The character data is for displaying place names, facility names, road names, and the like on the road map, and is configured as data in which coordinates on the map corresponding to the display positions are associated. As for the facility, data such as a telephone number and an address are also stored in association with the facility name. The data regarding this facility may be stored in the external storage device 107 described later.

表示装置103は、例えば、液晶ディスプレイによって構成され、表示装置103の画面には車両の現在位置に対応する自車位置マーク、及び、デジタル道路地図データベース102より入力された地図データによって生成される車両周辺の道路地図を表示することができる。また、目的地が設定された場合、道路地図上には、現在位置から目的地までの誘導経路が重ねて表示される。   The display device 103 is configured by, for example, a liquid crystal display, and the vehicle generated by the vehicle position mark corresponding to the current position of the vehicle on the screen of the display device 103 and the map data input from the digital road map database 102. The surrounding road map can be displayed. When a destination is set, a guidance route from the current position to the destination is displayed on the road map in an overlapping manner.

操作スイッチ群104は、例えば、表示装置103と一体になったタッチパネルスイッチもしくは表示装置103の周辺に設けられるメカニカルなスイッチ等からなり、各種入力に使用される。   The operation switch group 104 includes, for example, a touch panel switch integrated with the display device 103 or a mechanical switch provided around the display device 103, and is used for various inputs.

音声出力部105はスピーカ等からなり、経路案内が行なわれている場合に、案内音声を出力したり、音声認識時に、入力音声に関するガイダンスを出力したりするものである。また、音声入力部106は、マイク等からなり、ユーザによって発せられた音声を取り込んで、制御装置110に入力する。制御装置110は、入力された音声の認識処理を行い、その認識結果に基づいて、各種の制御を実行する。   The voice output unit 105 includes a speaker or the like, and outputs a guidance voice when route guidance is being performed, or outputs a guidance regarding input voice at the time of voice recognition. The voice input unit 106 includes a microphone or the like, and takes in a voice uttered by the user and inputs it to the control device 110. The control device 110 performs input speech recognition processing and executes various controls based on the recognition result.

外部記憶装置107は、例えば、メモリカードやハードディスク等の記憶媒体からなる。この外部記憶装置9には、ユーザによって記憶されたテキストデータ、画像データ、音声データ等の各種データが記憶される。   The external storage device 107 includes a storage medium such as a memory card or a hard disk. The external storage device 9 stores various data such as text data, image data, and audio data stored by the user.

VICS受信装置108は、道路に敷設されたビーコンや各地のFM放送局を介して、VICSセンタから配信される道路交通情報等の情報を受信したり、必要に応じて車両側から外部へ情報を送信したりする装置である。受信した情報は、制御装置110で処理され、例えば、渋滞情報や規制情報等は表示装置103に表示される道路地図上に重ねて表示される。   The VICS receiver 108 receives information such as road traffic information distributed from the VICS center via beacons laid on the road and FM broadcast stations in various places, and sends information from the vehicle side to the outside as necessary. It is a device that transmits. The received information is processed by the control device 110. For example, traffic jam information, regulation information, and the like are displayed on the road map displayed on the display device 103.

また、本実施形態のナビゲーション装置100は、操作スイッチ群7もしくは音声認識によって目的地の位置が入力されると、現在位置からその目的地までの最適な経路を自動的に選択して案内経路を形成し表示する、いわゆる経路案内機能も備えている。このような自動的に最適な経路を設定する手法は、周知のダイクストラ法等の手法が知られている。また、ユーザによって入力された、例えば、住所、施設名称、電話番号等から施設等の位置を検索する検索機能も備えている。   In addition, when the destination position is input by the operation switch group 7 or voice recognition, the navigation device 100 according to the present embodiment automatically selects the optimum route from the current position to the destination and selects the guidance route. It also has a so-called route guidance function that is formed and displayed. As a method for automatically setting an optimum route, a known method such as the Dijkstra method is known. In addition, for example, a search function for searching for the position of a facility or the like from an address, a facility name, a telephone number or the like input by the user is also provided.

これらの機能は、主に制御装置110によって各種の演算処理がなされることによって実行される。すなわち、制御装置110は目的地が入力されるとデジタル道路地図データベース102の地図データを用いて経路を計算し、その経路を表示するとともに、分岐地点や右左折すべき交差点において道路地図の拡大や音声案内を行なう。この他、制御装置110は、車両の位置を示す自車位置マークとその周辺の道路地図を表示装置103に表示させたり、道路地図の縮尺を変更したりする。   These functions are executed mainly when various control processes are performed by the control device 110. That is, when the destination is input, the control device 110 calculates a route using the map data of the digital road map database 102, displays the route, and enlarges the road map at a branch point or an intersection to be turned right or left. Provide voice guidance. In addition, the control device 110 displays the vehicle position mark indicating the position of the vehicle and the road map around it on the display device 103 or changes the scale of the road map.

本実施形態のナビゲーション装置100は、上述したような一般的なナビゲーション機能を実行する他に、算出した現在位置及びその確からしさを示す指標としての確度等を現在位置関連情報として車両制御装置120に送信する。車両制御装置120は、受信した現在位置関連情報に基づいて、車両の現在位置を用いる車両制御の内容を変更する。   In addition to executing the general navigation function as described above, the navigation device 100 according to the present embodiment provides the vehicle control device 120 with the calculated current position and the accuracy as an index indicating the certainty as current position related information. Send. The vehicle control device 120 changes the content of vehicle control using the current position of the vehicle based on the received current position related information.

図2は、ナビゲーション装置100が現在位置関連情報を生成し、車両制御装置120に送信するための処理を示すフローチャートである。まず、ステップ(以下、Sと省略する)200では、ハイブリッド航法によって現在位置を算出するとともに、マップマッチング処理によって算出した現在位置を道路上に合わせ込み、最終的な現在位置を算出する。これらのハイブリッド航法による現在位置の算出方法及びマップマッチング処理については、後に詳細に説明する。なお、図1のブロック図における車両位置特定手段111と表示された機能ブロックは、このS200の処理に相当する。   FIG. 2 is a flowchart showing a process for the navigation device 100 to generate current position related information and transmit it to the vehicle control device 120. First, in step (hereinafter abbreviated as S) 200, the current position is calculated by hybrid navigation, the current position calculated by the map matching process is adjusted on the road, and the final current position is calculated. The calculation method of the current position and the map matching process by these hybrid navigation will be described in detail later. The functional block displayed as the vehicle position specifying means 111 in the block diagram of FIG. 1 corresponds to the process of S200.

次に、S210では、ハイブリッド航法及びマップマッチング処理によって得られた現在位置の確からしさを示す指標としての確度を算出する。この現在位置の確からしさを示す確度の算出方法についても後に詳細に説明する。S220では、現在位置から、車両の進行方向前方の道路形状を道路地図データに基づいて演算する。図1のブロック図における道路形状検出手段112と表示された機能ブロックは、このS220の処理に相当する。   Next, in S210, the accuracy as an index indicating the likelihood of the current position obtained by the hybrid navigation and the map matching process is calculated. A method for calculating the accuracy indicating the certainty of the current position will be described in detail later. In S220, the road shape ahead of the traveling direction of the vehicle is calculated from the current position based on the road map data. The functional block displayed as the road shape detecting means 112 in the block diagram of FIG. 1 corresponds to the processing of S220.

そして、S200からS220にて算出された、現在位置、現在位置の確度、及び前方道路形状が、S230にて、現在位置関連情報として、車両制御装置120に送信される。   Then, the current position, the accuracy of the current position, and the front road shape calculated in S200 to S220 are transmitted to the vehicle control device 120 as current position related information in S230.

図3は、車両制御装置120が現在位置関連情報を受信し、その受信した現在位置関連情報に基づいて、車両の現在位置を用いた車両制御の内容を変更する処理を示すフローチャートである。まず、S300では、ナビゲーション装置100から送信される現在位置関連情報を受信する。そして、S310では、現在位置関連情報に含まれる現在位置の確度が、車両制御実行条件としての要求確度を満足するか否か判定する。   FIG. 3 is a flowchart illustrating a process in which the vehicle control device 120 receives current position related information and changes the contents of vehicle control using the current position of the vehicle based on the received current position related information. First, in S300, the current position related information transmitted from the navigation device 100 is received. In S310, it is determined whether or not the accuracy of the current position included in the current position related information satisfies the required accuracy as the vehicle control execution condition.

受信した現在位置関連情報の現在位置確度が、要求確度を満足すると判定された場合、S320において、現在位置関連情報、すなわち現在位置と前方道路形状とを利用して制御目標値を設定する。一方、現在位置関連情報の現在位置確度が要求確度を満足しないと判定された場合には、S330において、現在位置関連情報を利用せずに制御目標値を設定する。すなわち、S310〜S330の処理によって、現在位置の確からしさに応じて、現在位置を利用した車両制御の実行の有無が切り換えられることになる。S340では、S320あるいはS330にて設定された制御目標値に基づいて、車両制御を実行する。なお、現在位置の確度の大きさに応じて、現在位置関連情報を利用した制御目標値と利用しない制御目標値との間で、制御目標値を段階的に変化させても良い。   If it is determined that the current position accuracy of the received current position related information satisfies the required accuracy, a control target value is set in S320 using the current position related information, that is, the current position and the road shape ahead. On the other hand, if it is determined that the current position accuracy of the current position related information does not satisfy the required accuracy, the control target value is set in S330 without using the current position related information. That is, whether or not to execute vehicle control using the current position is switched according to the probability of the current position by the processing of S310 to S330. In S340, vehicle control is executed based on the control target value set in S320 or S330. Note that the control target value may be changed stepwise between the control target value using the current position related information and the control target value not used according to the accuracy of the current position.

次に、上述したS200の処理におけるハイブリッド航法について、説明する。   Next, the hybrid navigation in the process of S200 described above will be described.

ナビゲーション装置において、車両の現在位置を測定する方法として、電波航法と自立航法とがある。電波航法は、グローバルポジショニングシステム(GPS)に代表されるように、衛星等からの電波を受信し、その受信情報から自車の現在位置(緯度、経度)を算出するものである。電波航法の長所は、電波を受信している間、自車の現在位置を絶対位置として求めることができることである。一方、電波航法の短所は、トンネル内や高架道路下では、自車位置の測定ができなくなることである。   In a navigation apparatus, there are a radio navigation method and a self-contained navigation method for measuring the current position of a vehicle. As represented by the global positioning system (GPS), the radio navigation receives radio waves from a satellite or the like, and calculates the current position (latitude, longitude) of the vehicle from the received information. The advantage of radio navigation is that the current position of the vehicle can be obtained as an absolute position while receiving radio waves. On the other hand, the disadvantage of radio navigation is that the vehicle position cannot be measured in tunnels or under elevated roads.

自立航法は、例えば車速センサの出力信号から算出される移動距離を、ジャイロセンサ等の方位センサから算出される方位に従って積算することにより、自車の現在位置を推定するものである。自立航法の長所は、回りの環境に作用されず、常に自車位置の算出が可能なことである。一方、自立航法の短所は、移動距離を方位に従って積算して自位置を求めるため、センサの誤差が蓄積され、移動距離が長くなるにつれて誤差が大きくなることである。   In the self-contained navigation, for example, the current position of the own vehicle is estimated by integrating the movement distance calculated from the output signal of the vehicle speed sensor according to the direction calculated from the direction sensor such as a gyro sensor. The advantage of self-contained navigation is that it can always calculate the vehicle position without being affected by the surrounding environment. On the other hand, the disadvantage of the self-contained navigation is that the error of the sensor is accumulated because the movement distance is integrated according to the direction to obtain the own position, and the error increases as the movement distance becomes longer.

従って、本実施形態のナビゲーション装置100では、電波航法と自立航法を組み合わせて、両航法の長所を活かしたハイブリッド航法によって車両の現在位置を算出する。このハイブリッド航法による現在位置の算出処理が、図4〜図7のフローチャートに示される。なお、図4はハイブリッド航法全体の処理を示すフローチャート、図5はカルマンフィルタの更新を行なう処理を示すフローチャート、図6及び図7はそれぞれ時間に基づく更新処理、観測に基づく更新処理を示すフローチャートである。なお、図4に示すハイブリッド航法処理及び図5〜図7に示すカルマンフィルタの更新処理は並行して実施される。   Therefore, in the navigation device 100 of the present embodiment, the current position of the vehicle is calculated by hybrid navigation utilizing the advantages of both navigations by combining radio navigation and self-contained navigation. The calculation processing of the current position by this hybrid navigation is shown in the flowcharts of FIGS. 4 is a flowchart showing the entire hybrid navigation process, FIG. 5 is a flowchart showing the Kalman filter update process, and FIGS. 6 and 7 are flowcharts showing the update process based on time and the update process based on observation, respectively. . The hybrid navigation process shown in FIG. 4 and the Kalman filter update process shown in FIGS. 5 to 7 are performed in parallel.

測位におけるカルマンフィルタの利用は公知の技術であり、図5に示すように時間に基づく更新(S500)と、観測に基づく更新(S510)を繰り返すことで、2乗誤差を最小にするシステム状態量を推定する。なお、本実施形態では、推定すべきシステム状態量は、例えば自立航法におけるジャイロオフセット誤差、ジャイロゲイン補正係数誤差、距離係数誤差、絶対方位誤差、(緯度、経度)絶対位置誤差としており、GPS測位結果におけるジャイロオフセット、ジャイロゲイン補正係数、距離係数、絶対方位、(緯度、経度)絶対位置をリファレンスとして用いる観測値とする。   The use of the Kalman filter in positioning is a known technique. As shown in FIG. 5, the system state quantity that minimizes the square error is obtained by repeating the update based on time (S500) and the update based on observation (S510). presume. In this embodiment, the system state quantity to be estimated is, for example, a gyro offset error, a gyro gain correction coefficient error, a distance coefficient error, an absolute heading error, and a (latitude, longitude) absolute position error in self-contained navigation. The gyro offset, the gyro gain correction coefficient, the distance coefficient, the absolute azimuth, and the (latitude, longitude) absolute position in the result are used as reference observation values.

図6の時間に基づく更新処理においては、S600においてシステム状態ベクトルの事前推定値x を以下の式1から求める。
(式1) x =Axk−1
なお、Aはプロセス行列である。
In the update process based on the time in FIG. 6, a prior estimated value x k of the system state vector is obtained from Equation 1 below in S600.
(Formula 1) x - k = Axk -1
A is a process matrix.

続いて、S610においてシステム状態量共分散行列の事前推定値P を以下の式2から求める。
(式2) P =APk−1+Q
なお、Aはプロセス行列の転置行列を示し、Qはプロセスノイズを示す。また、式1及び式2において、添え字kはそれぞれステップ数を表す。
Subsequently, in S610, a prior estimated value P - k of the system state quantity covariance matrix is obtained from the following Equation 2.
(Equation 2) P - k = AP k -1 A T + Q
Note that AT represents a transposed matrix of the process matrix, and Q represents process noise. Further, in Expression 1 and Expression 2, the subscript k represents the number of steps.

また、図7の観測に基づく更新処理においては、まずS700においてカルマンフィルタゲインKを、以下の式3から算出する。
(式3) K=P (HP +R)−1
なお、Hは観測行列、Rは観測誤差共分散行列を示す。
In the update process based on the observation in FIG. 7, first, the Kalman filter gain K k is calculated from the following Equation 3 in S700.
(Equation 3) K k = P - k H T (HP - k H T + R) -1
H represents an observation matrix, and R represents an observation error covariance matrix.

さらに、S710において、システム状態ベクトルの事後推定値xを以下の式4から求める。
(式4) x=x +K(z−Hx
なお、zは観測ベクトルを示す。
Further, in S710, a posteriori estimated value xk of the system state vector is obtained from the following Equation 4.
(Equation 4) x k = x - k + K k (z k -Hx - k)
Z k represents an observation vector.

最後に、S720では、システム状態量共分散行列の事後推定値Pを以下の式5から求める。
(式5) P=(I−KH)P
なお、Iは単位行列である。また、Pの対角成分はそれぞれジャイロオフセット補正係数誤差、ジャイロゲイン補正誤差、距離係数誤差、絶対方位誤差、(緯度、経度)絶対位置誤差の共分散となる。
Finally, in S720, a posteriori estimated value P k of the system state quantity covariance matrix is obtained from Equation 5 below.
(Formula 5) P k = (I−K k H) P k
I is a unit matrix. The diagonal components of P k are covariances of gyro offset correction coefficient error, gyro gain correction error, distance coefficient error, absolute azimuth error, and (latitude, longitude) absolute position error, respectively.

以上の時間に基づく更新処理及び観測に基づく更新処理を繰り返すことにより、システム状態量の推定誤差が急速に減少し、図4に示すハイブリッド航法処理のS430において、誤差分が補正されたジャイロオフセット、ジャイロゲイン補正係数、距離係数、絶対方位、絶対位置(緯度、経度)が算出される。   By repeating the update process based on the above time and the update process based on the observation, the estimation error of the system state quantity is rapidly reduced. In S430 of the hybrid navigation process shown in FIG. A gyro gain correction coefficient, a distance coefficient, an absolute direction, and an absolute position (latitude and longitude) are calculated.

なお、図4のS400では、各センサからのセンサ出力データを取得する。そして、S410では、センサ出力データにおける方位データに基づいて、絶対方位を更新する。S420では、センサ出力データにおける距離データ及びS410にて更新した絶対方位に基づいて、現在位置を示す絶対位置(緯度、経度)を更新する。   In S400 of FIG. 4, sensor output data from each sensor is acquired. In S410, the absolute direction is updated based on the direction data in the sensor output data. In S420, the absolute position (latitude, longitude) indicating the current position is updated based on the distance data in the sensor output data and the absolute direction updated in S410.

次に、上述したS200の処理におけるマップマッチング処理について説明する。   Next, the map matching process in the process of S200 described above will be described.

マップマッチング処理は、ハイブリッド航法により算出した車両の現在位置から求められる車両の走行軌跡と、道路地図データベース102に格納されている道路データとを比較することにより、車両が走行している道路を推定し、より正しい車両の現在位置を求める技術である。このマップマッチング処理の流れを図8のフローチャートに基づいて説明する。   In the map matching process, the road on which the vehicle is traveling is estimated by comparing the vehicle travel locus obtained from the current position of the vehicle calculated by hybrid navigation with the road data stored in the road map database 102. This is a technique for obtaining a more accurate current position of the vehicle. The flow of this map matching process will be described based on the flowchart of FIG.

まず、S800では、ハイブリッド航法によって算出された車両位置(絶対位置及び絶対方位)に基づいて、走行軌跡を算出する。すなわち、現在の車両位置から所定距離後方までの区間における過去の車両位置を連結することによって軌跡を求める。   First, in S800, a travel locus is calculated based on the vehicle position (absolute position and absolute direction) calculated by hybrid navigation. That is, the trajectory is obtained by connecting past vehicle positions in a section from the current vehicle position to a predetermined distance behind.

次に、S810にて、算出した走行軌跡に対して平滑化処理を行なった後に、S820にて、マップマッチング処理の候補となる道路の検索を行なう。具体的には、現在の車両位置(絶対位置)を中心とする所定のエリア内に属する道路を選択して、これを候補道路とする。なお、この候補道路の検索エリアについては、ハイブリッド航法において算出される絶対位置の誤差の大きさに対応して可変にしても良い。   Next, after the smoothing process is performed on the calculated travel locus in S810, a road that is a candidate for the map matching process is searched in S820. Specifically, a road belonging to a predetermined area centered on the current vehicle position (absolute position) is selected and set as a candidate road. Note that the candidate road search area may be variable according to the magnitude of the absolute position error calculated in the hybrid navigation.

S830では、選択した候補道路の各々と算出した走行軌跡の類似判定を行なう。具体的には、選択された候補道路の道路形状と車両の走行軌跡の形状との比較を行ない、類似性(相関性)の高さを数値化する。S840では、S830の類似判定において、最も類似性が高い候補道路を車両が走行している道路と確定する。   In S830, similarity determination between each of the selected candidate roads and the calculated travel locus is performed. Specifically, the road shape of the selected candidate road is compared with the shape of the traveling locus of the vehicle, and the height of similarity (correlation) is digitized. In S840, in the similarity determination in S830, the candidate road with the highest similarity is determined as the road on which the vehicle is traveling.

S850及びS860では、車両の現在位置及び走行軌跡を確定した候補道路に合わせ込むことによって、ハイブリッド航法によって算出された方位及び位置がずれた場合に、その方位及び位置を修正する。そして、S870では、修正後の方位及び位置を車両の現在位置を示すデータとして出力する。   In S850 and S860, when the azimuth and position calculated by the hybrid navigation are shifted by matching the current position and travel locus of the vehicle with the determined candidate road, the azimuth and position are corrected. In S870, the corrected azimuth and position are output as data indicating the current position of the vehicle.

次に、図2のS210の、現在位置の確からしさを示す確度を演算する処理に関して、図9のフローチャートに基づいて詳しく説明する。   Next, the process of calculating the accuracy indicating the certainty of the current position in S210 of FIG. 2 will be described in detail based on the flowchart of FIG.

まず、S900では、初期化処理として、現在位置の確からしさを示す確度Aをゼロにリセットする。続くS910では、センサ状態判定処理を行なう。このセンサ状態判定処理の詳細が、図10のフローチャートに示されている。すなわち、センサ状態判定処理では、S1000〜S1020において、車速センサ101B,ジャイロセンサ101B,及び加速度センサ101Dに関して、断線や短絡等の故障が生じておらず、正常に動作しており、各センサが使用可能であるかどうかを判定する。この判定は、例えば各センサからの出力の変化を観察することによって行なうことが可能である。   First, in S900, as an initialization process, the accuracy A indicating the likelihood of the current position is reset to zero. In continuing S910, a sensor state determination process is performed. The details of the sensor state determination process are shown in the flowchart of FIG. That is, in the sensor state determination process, in S1000 to S1020, the vehicle speed sensor 101B, the gyro sensor 101B, and the acceleration sensor 101D are operating normally without any failure such as disconnection or short circuit, and each sensor is used. Determine if it is possible. This determination can be made, for example, by observing a change in output from each sensor.

そして、すべてのセンサが使用可能と判定された場合には、S1030に進んで、判定結果を「1」とし、その判定結果に「2」の重み付けを付与した値を確度Aに加算する。一方、いずれか1つのセンサでも使用不可と判定された場合には、S1040に進んで、判定結果を「0」とする。このため、判定結果に重み付けを付与した値もゼロとなり、確度Aの値はゼロのままとなる。 If it is determined that all the sensors can be used, the process proceeds to S1030, where the determination result is “1”, and a value obtained by assigning a weight of “2 7 ” to the determination result is added to the accuracy A. On the other hand, if any one of the sensors is determined to be unusable, the process proceeds to S1040 and the determination result is set to “0”. For this reason, the value obtained by assigning a weight to the determination result is also zero, and the value of the accuracy A remains zero.

次に、図9のフローチャートのS920では、測位状況の判定処理を行なう。この測位状況の判定処理の詳細が図11のフローチャートに示される。すなわち、測位状況の判定処理では、S1100において、GPSにおいて3D測位が可能であるかを、電波を受信している衛星数や衛星の配置から判定する。このステップにおいて3D測位が可能であると判定した場合には、S1110に進んで、判定結果を「1」とし、その判定結果に「2」の重み付けを付与した値を確度Aに加算する。一方、3D測位に必要な数(通常4個以上)の電波を受信できていない場合や、衛星の配置からその受信が極めて不安定である場合、S1120に進んで、判定結果を「0」とする。このため、判定結果に重み付けを付与した値もゼロとなり、測位状況判定処理において、確度Aの値が増加されることはない。 Next, in S920 of the flowchart of FIG. 9, a positioning status determination process is performed. Details of the positioning status determination processing are shown in the flowchart of FIG. That is, in the positioning status determination process, in S1100, it is determined from the number of satellites receiving radio waves and the arrangement of satellites whether 3D positioning is possible with GPS. If it is determined in this step that 3D positioning is possible, the process proceeds to S1110, the determination result is set to “1”, and a value obtained by assigning a weight of “2 6 ” to the determination result is added to the accuracy A. On the other hand, if the number of radio waves necessary for 3D positioning (usually 4 or more) cannot be received or if the reception is extremely unstable due to the arrangement of the satellites, the process proceeds to S1120, and the determination result is set to “0”. To do. For this reason, the value to which the weighting is added to the determination result is also zero, and the value of the accuracy A is not increased in the positioning situation determination process.

さらに、図9のフローチャートのS930では、センサ精度判定処理を行なう。このセンサ精度判定処理の詳細が、図12のフローチャートに示される。センサ精度判定処理では、車輪速度センサ101B及びジャイロセンサ101Cのセンサ精度について判定する。すなわち、S1200〜S1220において、Po、Pg、Pdはそれぞれジャイロオフセット誤差、ジャイロゲイン補正係数誤差、距離係数誤差の標準偏差であり、それぞれ実験的に得られたしきい値PoTh,PgTh,PdThと比較される。これらの比較処理において、各誤差の標準偏差Po、Pg、Pdがしきい値PoTh,PgTh,PdTh以下であると判定された場合、センサ精度は良好と考えられる。従って、S1230に進んで、判定結果を「1」とし、その判定結果に「2」の重み付けを付与した値を確度Aに加算する。 Furthermore, in S930 of the flowchart of FIG. 9, a sensor accuracy determination process is performed. Details of this sensor accuracy determination processing are shown in the flowchart of FIG. In the sensor accuracy determination process, the sensor accuracy of the wheel speed sensor 101B and the gyro sensor 101C is determined. That is, in S1200 to S1220, Po, Pg, and Pd are standard deviations of gyro offset error, gyro gain correction coefficient error, and distance coefficient error, respectively, and threshold values Po Th , Pg Th , Pd obtained experimentally, respectively. Compared with Th . In these comparison processes, when it is determined that the standard deviations Po, Pg, and Pd of each error are equal to or less than the threshold values Po Th , Pg Th , and Pd Th , the sensor accuracy is considered good. Accordingly, the process proceeds to S1230, where the determination result is “1”, and a value obtained by assigning a weight of “2 5 ” to the determination result is added to the accuracy A.

一方、いずれかの誤差の標準偏差Po、Pg、Pdがしきい値PoTh,PgTh,PdThを上回った場合、センサ精度が劣化したと考えられるため、S1240に進んで、判定結果を「0」とする。これにより、センサ精度判定処理において、確度Aの値が増加されることはない。 On the other hand, if the standard deviations Po, Pg, Pd of any error exceed the threshold values Po Th , Pg Th , Pd Th , the sensor accuracy is considered to have deteriorated. 0 ”. Thereby, in the sensor accuracy determination process, the value of the accuracy A is not increased.

なお、ジャイロオフセット誤差、ジャイロゲイン補正係数誤差、距離係数誤差の標準偏差Po,Pg,Pdは、上述したカルマンフィルタのシステム状態量共分散行列(事後推定値)Pの対応する対角成分の平方根(標準偏差)として求められる値である。 Note that the standard deviations Po, Pg, and Pd of the gyro offset error, the gyro gain correction coefficient error, and the distance coefficient error are the square roots of the corresponding diagonal components of the Kalman filter system state quantity covariance matrix (post-estimated value) P k described above. This is a value obtained as (standard deviation).

次に、図9のフローチャートのS940では、方位ずれ判定処理を行なう。この方位ずれ判定処理の詳細が図13のフローチャートに示される。方位ずれ判定処理では、S1300にて、図14に示すように、マップマッチング過程で得られる現在位置に対応する道路リンクと車両方位との相対方位θの絶対値と実験的に得られたしきい値θThとを比較する。相対方位θの絶対値がしきい値θTh以下である場合には、車両の走行方位と道路方位とが近似し、車両は道路上を走行していると考えられる。このため、S1310に進んで、判定結果を「1」とし、その判定結果に「2」の重み付けを付与した値を確度Aに加算する。 Next, in S940 of the flowchart of FIG. 9, an orientation deviation determination process is performed. Details of this azimuth deviation determination processing are shown in the flowchart of FIG. In the azimuth deviation determination process, as shown in FIG. 14, in S1300, as shown in FIG. 14, the absolute value of the relative azimuth θ between the road link corresponding to the current position obtained in the map matching process and the vehicle azimuth and the threshold obtained experimentally. The value θ Th is compared. When the absolute value of the relative azimuth θ is equal to or less than the threshold value θ Th , the traveling azimuth of the vehicle approximates the road azimuth, and the vehicle is considered to be traveling on the road. Therefore, the process proceeds to S1310, where the determination result is “1”, and a value obtained by assigning a weight of “2 4 ” to the determination result is added to the accuracy A.

一方、相対方位θの絶対値がしきい値θThを上回る場合には道路上を走行していないと考えられるため、S1320に進んで、判定結果を「0」とする。従って、この場合、確度Aは、方位ずれ判定処理において増加されることはない。 On the other hand, when the absolute value of the relative azimuth θ exceeds the threshold value θ Th , it is considered that the vehicle is not traveling on the road. Therefore, the process proceeds to S1320, and the determination result is set to “0”. Therefore, in this case, the accuracy A is not increased in the azimuth deviation determination process.

次に、図9のフローチャートのS950では、誤差範囲判定処理を行なう。この誤差範囲判定処理の詳細が図15のフローチャートに示される。誤差範囲判定処理では、S1400において、車両方位方向についての絶対位置誤差の標準偏差Lと、実験的に得られたしきい値LThとを比較する。なお、車両方位方向についての絶対位置誤差の標準偏差Lは、次のようにして求められる。まず、上述したカルマンフィルタのシステム状態量共分散行列(事後推定値)Pの要素である絶対位置(経度方向)誤差の共分散σ xx、絶対位置(緯度方向)誤差の共分散σ yy、絶対位置(経度方向)誤差と絶対位置(緯度方向)誤差の共分散σ xyから絶対位置誤差に関する分布が定まる。この絶対位置誤差に関する分布から車両方位方向についての絶対位置誤差の標準偏差Lを求めることができる。 Next, in S950 of the flowchart of FIG. 9, an error range determination process is performed. Details of the error range determination processing are shown in the flowchart of FIG. In the error range determination process, in S1400, the standard deviation L of the absolute position error in the vehicle azimuth direction is compared with the threshold value LTh obtained experimentally. Note that the standard deviation L of the absolute position error in the vehicle azimuth direction is obtained as follows. First, the covariance σ 2 xx of the absolute position (longitude direction) error and the covariance σ 2 yy of the absolute position (latitude direction) error, which are elements of the system state quantity covariance matrix (posterior estimation value) P k of the Kalman filter described above. The distribution regarding the absolute position error is determined from the covariance σ 2 xy of the absolute position (longitude direction) error and the absolute position (latitude direction) error. The standard deviation L of the absolute position error in the vehicle azimuth direction can be obtained from the distribution related to the absolute position error.

標準偏差Lがしきい値LTh以下である場合には、絶対位置誤差は小さいため、S1410に進んで、判定結果を「1」とし、その判定結果に「2」の重み付けを付与した値を確度Aに加算する。一方、標準偏差Lがしきい値LThを上回る場合には、絶対位置誤差が大きいため、S1420に進んで、判定結果を「0」とする。従って、この場合、確度Aは、誤差範囲判定処理において増加されることはない。 When the standard deviation L is less than or equal to the threshold value L Th , the absolute position error is small, so the process proceeds to S1410, where the determination result is “1” and the determination result is given a weight of “2 3 ”. Is added to the accuracy A. On the other hand, if the standard deviation L is greater than the threshold value L Th is the absolute position error is large, the process proceeds to S1420, the determination result is "0". Therefore, in this case, the accuracy A is not increased in the error range determination process.

次に、図9のフローチャートのS960では、形状相関判定処理を行なう。この形状相関判定処理の詳細が図16のフローチャートに示される。形状相関判定処理では、S1500にて形状相関係数Cを求める。この形状相関係数Cは、図17に示すように、現在位置から所定距離後方までの区間における、測位結果に基づく車両方位と対応する地図データ上の道路方位との差の平均値として算出される。   Next, in S960 of the flowchart of FIG. 9, shape correlation determination processing is performed. Details of this shape correlation determination processing are shown in the flowchart of FIG. In the shape correlation determination process, the shape correlation coefficient C is obtained in S1500. As shown in FIG. 17, the shape correlation coefficient C is calculated as an average value of the difference between the vehicle orientation based on the positioning result and the corresponding road orientation on the map data in the section from the current position to the rear of the predetermined distance. The

この形状相関係数Cは、S1510にて、実験的に得られたしきい値CThと比較される。そして、形状相関係数Cがしきい値CTh以下である場合、車両はマップマッチング処理にて選択された道路上を走行している可能性が高い。このため、S1520に進んで、判定結果を「1」とし、その判定結果に「2」の重み付けを付与した値を確度Aに加算する。一方、形状相関係数Cがしきい値CThを上回る場合には、S1530に進んで、判定結果を「0」とする。従って、この場合、確度Aは、形状相関判定処理において増加されることはない。 This shape correlation coefficient C is compared with a threshold value C Th obtained experimentally in S1510. When the shape correlation coefficient C is equal to or less than the threshold value CTh , there is a high possibility that the vehicle is traveling on the road selected in the map matching process. Therefore, the process proceeds to S1520, where the determination result is “1”, and a value obtained by assigning a weight of “2 2 ” to the determination result is added to the accuracy A. On the other hand, the waveform correlation coefficient C when exceeding the threshold C Th, the process proceeds to S1530, the determination result is "0". Therefore, in this case, the accuracy A is not increased in the shape correlation determination process.

次に、図9のフローチャートのS970では、候補数判定処理を行なう。この候補数判定処理の詳細が図18のフローチャートに示される。候補数判定処理では、S1600において、図19に示すように、車両の現在位置を中心とする所定の検索エリア内に属する候補道路の本数Nを求め、所定のしきい値本数NThと比較する。この判定において、候補道路の本数Nがしきい値本数NTh以下である場合、マップマッチング処理において誤った道路が選択される可能性は小さいため、S1610に進む。S1610では、判定結果を「1」とし、その判定結果に「2」の重み付けを付与した値を確度Aに加算する。一方、候補道路の本数Nがしきい値本数NThを上回る場合には、誤った道路が選択される可能性が高くなるため、S1620に進んで、判定結果を「0」とする。従って、この場合、確度Aは、候補数判定処理において増加されることはない。 Next, in S970 of the flowchart of FIG. 9, candidate number determination processing is performed. Details of this candidate number determination processing are shown in the flowchart of FIG. In the candidate number determination process, in S1600, as shown in FIG. 19, the number N of candidate roads belonging to a predetermined search area centered on the current position of the vehicle is obtained and compared with a predetermined threshold number N Th . . In this determination, if the number N of candidate roads is equal to or less than the threshold number N Th , the possibility of selecting an incorrect road in the map matching process is small, and the process proceeds to S1610. In S1610, the determination result is set to “1”, and a value obtained by assigning a weight of “2 1 ” to the determination result is added to the accuracy A. On the other hand, when the number N of candidate roads exceeds the threshold number N Th , there is a high possibility that an incorrect road will be selected, so the process proceeds to S1620 and the determination result is set to “0”. Therefore, in this case, the accuracy A is not increased in the candidate number determination process.

次に、図9のフローチャートのS980では、連続性判定処理を行なう。この連続性判定処理の詳細が図20のフローチャートに示される。連続性判定処理では、S1700において、車両位置の変位の大きさDを求める。S1710では、車両位置の変位の大きさDと、そのときの車速vと変位Dに要した時間dtを乗じた値とを比較する。すなわち、図21に示すように、マップマッチング処理による道路への合わせ込みの結果、車両位置は大きく跳躍する可能性がある。この車両位置の変位の大きさDが、車速Dと時間dtとを乗じた値を超えている場合、そのような跳躍が生じたものとみなすことができる。この場合、マップマッチング処理により車両位置が合わせ込まれた道路位置が変化したのであるから、マップマッチング処理により道路上に特定された車両位置は不安定と考えられる。一方、車両位置の変位の大きさDが、車速vと時間dtとを乗じた値以下である場合には、車両位置は同じ道路上に継続して合わせ込まれており、車両位置は安定していると考えられる。   Next, in S980 of the flowchart of FIG. 9, continuity determination processing is performed. The details of this continuity determination process are shown in the flowchart of FIG. In the continuity determination process, the magnitude D of the displacement of the vehicle position is obtained in S1700. In S1710, the magnitude D of the displacement of the vehicle position is compared with a value obtained by multiplying the vehicle speed v at that time by the time dt required for the displacement D. That is, as shown in FIG. 21, as a result of the fitting to the road by the map matching process, the vehicle position may jump greatly. When the magnitude D of the displacement of the vehicle position exceeds a value obtained by multiplying the vehicle speed D and the time dt, it can be considered that such a jump has occurred. In this case, since the road position where the vehicle position is adjusted by the map matching process has changed, the vehicle position specified on the road by the map matching process is considered unstable. On the other hand, when the magnitude D of the displacement of the vehicle position is equal to or less than the value obtained by multiplying the vehicle speed v and the time dt, the vehicle position is continuously adjusted on the same road, and the vehicle position is stable. It is thought that.

従って、S1710において、変位の大きさDが車速vと時間dtとを乗じた値以下である場合、S1720に進んで、判定結果を「1」とし、その判定結果に「2」の重み付けを付与した値を確度Aに加算する。一方、変位の大きさDが車速vと時間dtとを乗じた値を上回る場合には、S1630に進んで、判定結果を「0」とする。従って、この場合、確度Aは、連続性判定処理において増加されることはない。 Accordingly, in S1710, when the magnitude D of the displacement is equal to or less than the value obtained by multiplying the vehicle speed v and the time dt, the process proceeds to S1720, where the determination result is “1”, and the determination result is weighted by “2 0 ”. The given value is added to the accuracy A. On the other hand, when the magnitude D of the displacement exceeds the value obtained by multiplying the vehicle speed v and the time dt, the process proceeds to S1630 and the determination result is set to “0”. Therefore, in this case, the accuracy A is not increased in the continuity determination process.

上述した処理により、確度Aは、ハイブリッド航法により算出された車両位置の確からしさ、及びハイブリッド処理によって道路上に合わせ込まれた車両位置の確からしさに対応した値となる。従って、確度Aを、求めた車両位置の確からしさを普遍的に示す指標として利用することができる。   Through the above-described processing, the accuracy A becomes a value corresponding to the certainty of the vehicle position calculated by the hybrid navigation and the certainty of the vehicle position adjusted on the road by the hybrid processing. Therefore, the accuracy A can be used as an index that universally indicates the accuracy of the obtained vehicle position.

すなわち、ハイブリッド航法より算出された車両位置の確からしさを判定する各種の判定結果及びハイブリッド処理によって道路上に合わせ込まれた車両位置の確からしさを判定する各種の判定結果に対して、最終的に得られる車両位置精度への影響を考慮した重み付けを付与しているため、最終的に得られる車両位置の確からしさを高精度に示す指標(確度A)が得られるのである。   That is, with respect to various determination results for determining the likelihood of the vehicle position calculated by hybrid navigation and various determination results for determining the likelihood of the vehicle position fitted on the road by the hybrid process, Since weighting in consideration of the influence on the obtained vehicle position accuracy is given, an index (accuracy A) showing the accuracy of the finally obtained vehicle position with high accuracy can be obtained.

また、S910〜S980の処理によって確度Aを算出する際、各ステップの判定結果を「1」または「0」とし、かつその判定結果に付与される重み付けをそれぞれ「2」〜「2」とした。従って、1バイトのデータによって各判定処理の判定結果とその重み付けを表現することが可能になり、確度Aを示すためのデータ量を抑制することができる。 Further, when calculating the accuracy A by the processing of S910 to S980, the determination result of each step is set to “1” or “0”, and the weight given to the determination result is “2 7 ” to “2 0 ”, respectively. It was. Therefore, the determination result of each determination process and its weight can be expressed by 1-byte data, and the amount of data for indicating the accuracy A can be suppressed.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be implemented with various modifications.

例えば、上述した実施形態においては、各判定処理における判定結果を「1」または「0」としたが、各判定処理における判定対象となる値の大きさに応じて、3段階以上の判定結果を出力するようにしても良い。   For example, in the above-described embodiment, the determination result in each determination process is set to “1” or “0”, but the determination result of three or more stages is obtained depending on the value to be determined in each determination process. You may make it output.

また、上述した実施形態においては、S910〜S980の処理によって8個の判定結果を得たが、少なくともハイブリッド航法により算出される車両位置の確からしさを判定する判定結果とマップマッチング処理により算出される車両位置の確からしさを判定する判定結果を含む限り、確度Aを算出するために用いる判定結果の数は任意である。   Further, in the above-described embodiment, eight determination results are obtained by the processing of S910 to S980, but at least the determination result for determining the probability of the vehicle position calculated by hybrid navigation and the map matching processing are used. As long as the determination result for determining the likelihood of the vehicle position is included, the number of determination results used for calculating the accuracy A is arbitrary.

実施形態に係わる車両制御システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a schematic structure of a vehicle control system concerning an embodiment. ナビゲーション装置100が現在位置関連情報を生成し、車両制御装置120に送信するための処理を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a process for the navigation device 100 to generate current position related information and transmit it to the vehicle control device 120. 車両制御装置120が現在位置関連情報を受信し、その受信した現在位置関連情報に基づいて、車両の現在位置を用いた車両制御の内容を変更する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which the vehicle control apparatus 120 receives the present position relevant information, and changes the content of the vehicle control using the present position of a vehicle based on the received present position relevant information. ハイブリッド航法全体の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the whole hybrid navigation. カルマンフィルタの更新を行なう処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which updates a Kalman filter. カルマンフィルタの更新における、時間に基づく更新処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the update process based on time in the update of a Kalman filter. カルマンフィルタの更新における、観測に基づく更新処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the update process based on observation in the update of a Kalman filter. マップマッチング処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a map matching process. 現在位置の確からしさを示す確度を演算する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which calculates the accuracy which shows the probability of the present position. 図9のフローチャートにおける、センサ状態判定処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the sensor state determination process in the flowchart of FIG. 図9のフローチャートにおける、測位状況の判定処理の詳細を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing details of positioning status determination processing in the flowchart of FIG. 9. FIG. 図9のフローチャートにおける、センサ精度判定処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the sensor precision determination process in the flowchart of FIG. 図9のフローチャートにおける、方位ずれ判定処理の詳細を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing details of an orientation deviation determination process in the flowchart of FIG. 9. FIG. 方位ずれ判定処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a direction misalignment determination process. 図9のフローチャートにおける、誤差範囲判定処理の詳細を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing details of error range determination processing in the flowchart of FIG. 9. 図9のフローチャートにおける、形状相関判定処理の詳細を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing details of shape correlation determination processing in the flowchart of FIG. 9. 形状相関判定処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a shape correlation determination process. 図9のフローチャートにおける、候補数判定処理の詳細を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing details of candidate number determination processing in the flowchart of FIG. 9. 候補数判定処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a candidate number determination process. 図9のフローチャートにおける、連続性判定処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the continuity determination process in the flowchart of FIG. 連続性判定処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a continuity determination process.

符号の説明Explanation of symbols

100 ナビゲーション装置
101 位置検出部
102 デジタル道路地図データベース102
103 表示装置
104 操作スイッチ群
105 音声出力部
106 音声入力部
107 外部記憶装置
108 VICS受信装置
110 制御装置
111 車両位置特定手段
112 道路形状検出手段
120 車両制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Navigation apparatus 101 Position detection part 102 Digital road map database 102
103 Display Device 104 Operation Switch Group 105 Audio Output Unit 106 Audio Input Unit 107 External Storage Device 108 VICS Receiver 110 Control Device 111 Vehicle Position Identification Unit 112 Road Shape Detection Unit 120 Vehicle Control Device

Claims (12)

電波航法による車両位置の測定値を出力する電波航法手段と、自立航法によって車両の位置を推定する自立航法手段とを有し、当該電波航法手段による測定値と自立航法手段による車両推定位置とに基づいて、車両位置を算出するハイブリッド航法手段と、
道路地図データを記憶する道路地図データ記憶手段と、
前記ハイブリッド航法手段によって算出される車両位置と、前記道路地図データ記憶手段に記憶された道路地図データとに基づいて、マップマッチング処理を行なって、道路上に最終的な車両位置を特定するマップマッチング手段と、
前記ハイブリッド航法手段が車両位置を算出する際、その車両位置の確からしさを判定して、その判定結果を出力する第1の判定手段と、
前記マップマッチング処理によって前記車両位置を道路上に特定する際、その車両位置の確からしさを判定して、その判定結果を出力する第2の判定手段と、
前記第1の判定手段の判定結果に対して、前記第2の判定手段の判定結果よりも大きな重み付けを行ないつつ、前記第1の判定手段の判定結果と前記第2の判定手段の判定結果との加算値を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出する加算値の大きさに基づいて、前記マップマッチング手段によって特定される最終的な車両位置を用いる車両制御の内容を変更する車両制御手段とを備えることを特徴とする車両制御システム。
A radio navigation means for outputting a measured value of the vehicle position by radio navigation and a self-contained navigation means for estimating the position of the vehicle by self-contained navigation; and a measurement value by the radio navigation means and a vehicle estimated position by the self-contained navigation means. Based on the hybrid navigation means for calculating the vehicle position,
Road map data storage means for storing road map data;
Map matching for identifying the final vehicle position on the road by performing map matching processing based on the vehicle position calculated by the hybrid navigation means and the road map data stored in the road map data storage means Means,
When the hybrid navigation means calculates the vehicle position, a first determination means for determining the likelihood of the vehicle position and outputting the determination result;
When specifying the vehicle position on the road by the map matching process, a second determination unit that determines the likelihood of the vehicle position and outputs the determination result;
The determination result of the first determination unit and the determination result of the second determination unit are weighted more heavily than the determination result of the second determination unit with respect to the determination result of the first determination unit. A calculating means for calculating an added value of
Vehicle control means comprising: vehicle control means for changing the content of vehicle control using the final vehicle position specified by the map matching means based on the magnitude of the addition value calculated by the calculation means. system.
前記第1の判定手段は、自立航法手段が車両の推定位置を求めるための各センサが正常か否かに依存して第1の判定結果を出力することを特徴とする請求項1に記載の車両制御システム。   2. The first determination unit according to claim 1, wherein the first determination unit outputs the first determination result depending on whether or not each sensor for obtaining the estimated position of the vehicle by the self-contained navigation unit is normal. Vehicle control system. 前記第1の判定手段は、前記電波航法手段が車両位置の測定値を出力するために必要な電波を受信しているか否かに依存して第2の判定結果を出力することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両制御システム。   The first determination means outputs a second determination result depending on whether or not the radio navigation means receives a radio wave necessary for outputting a measurement value of a vehicle position. The vehicle control system according to claim 1 or 2. 前記第1の判定手段は、前記電波航法による車両位置の測定値を基準として、前記自立航法手段が車両の推定位置を求めるための各センサの検出誤差を算出し、その各センサの検出誤差の大きさに依存して第3の判定結果を出力することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の車両制御システム。   The first determination means calculates a detection error of each sensor for the self-contained navigation means to obtain an estimated position of the vehicle based on a measured value of the vehicle position by the radio navigation, and the detection error of each sensor is calculated. The vehicle control system according to any one of claims 1 to 3, wherein the third determination result is output depending on the size. 前記第1の判定手段は、前記ハイブリッド航法手段により算出される車両位置に含まれる誤差を算出し、その誤差の大きさに依存して第4の判定結果を出力することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の車両制御システム。   The first determination means calculates an error included in the vehicle position calculated by the hybrid navigation means, and outputs a fourth determination result depending on the magnitude of the error. The vehicle control system according to any one of claims 1 to 4. 前記第1の判定手段が、前記第1の判定結果から第4の判定結果の中で複数の判定結果を出力する場合、その出力される判定結果に対して付与される重み付けは、第1の判定結果から第4の判定結果の順に小さくなるように設定されることを特徴とする請求項5に記載の車両制御システム。   When the first determination means outputs a plurality of determination results from the first determination result to the fourth determination result, the weight given to the output determination result is the first The vehicle control system according to claim 5, wherein the vehicle control system is set so as to decrease in order from the determination result to the fourth determination result. 前記第2の判定手段は、現在の車両位置の方位と、その車両位置が特定された道路の方位との差を求め、その差の大きさに依存して第5の判定結果を出力することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の車両制御システム。   The second determination means obtains a difference between the current vehicle position direction and the road direction in which the vehicle position is specified, and outputs a fifth determination result depending on the magnitude of the difference. A vehicle control system according to any one of claims 1 to 6. 前記第2の判定手段は、現在の車両位置から所定距離後方までの区間における、車両位置算出時の方位と、道路地図データにおける道路方位との差を求め、その差の大きさに依存して第6の判定結果を出力することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の車両制御システム。   The second determination means obtains a difference between a direction at the time of vehicle position calculation and a road direction in the road map data in a section from the current vehicle position to a predetermined distance behind, and depends on the magnitude of the difference The vehicle control system according to any one of claims 1 to 7, wherein a sixth determination result is output. 前記第2の判定手段は、前記車両位置を基準として設定される探索範囲内に属する前記マップマッチング処理の候補道路の本数を求め、その本数に依存して、第7の判定結果を出力することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の車両制御システム。   The second determination means obtains the number of candidate roads for the map matching process belonging to the search range set with the vehicle position as a reference, and outputs a seventh determination result depending on the number. The vehicle control system according to claim 1, wherein: 前記第2の判定手段は、前記マップマッチング処理によって道路上に特定される最終的な車両位置に関して、前回と今回の車両位置の変位の大きさを求め、その変位の大きさに依存して第8の判定結果を出力することを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の車両制御システム。   The second determination means obtains the magnitude of displacement of the previous and current vehicle positions with respect to the final vehicle position specified on the road by the map matching process, and depends on the magnitude of the displacement. 10. The vehicle control system according to claim 1, wherein the determination result of 8 is output. 前記第2の判定手段が、前記第5の判定結果から第8の判定結果の中の複数の判定結果を出力する場合、その出力される判定結果に対して付与される重み付けは、前記第5の判定結果に付与される重み付けが少なくとも前記第1の判定結果に付与される重み付けよりも小さい値となり、かつ前記第5の判定結果から第8の判定結果の順に小さくなるように設定されることを特徴とする請求項10に記載の車両制御システム。   When the second determination means outputs a plurality of determination results in the eighth determination result from the fifth determination result, the weight given to the output determination result is the fifth The weight given to the determination result is set to be smaller than at least the weight given to the first determination result, and becomes smaller in the order of the fifth determination result to the eighth determination result. The vehicle control system according to claim 10. 前記車両制御手段は、自動変速機、懸架装置、灯火装置、操舵装置、制動装置、原動機、空調装置、エネルギー管理装置、視界支援装置、表示装置、操作装置、ボデー制御装置、及びセキュリティ装置の少なくとも1つを制御対象とすることを特徴とする請求項1乃至請求項11に記載の車両制御システム。   The vehicle control means includes at least one of an automatic transmission, a suspension device, a lighting device, a steering device, a braking device, a prime mover, an air conditioner, an energy management device, a visibility support device, a display device, an operation device, a body control device, and a security device. The vehicle control system according to any one of claims 1 to 11, wherein one is a control target.
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