JP2005274187A

JP2005274187A - ナビゲーション装置の現在位置算出方法

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Publication number: JP2005274187A
Application number: JP2004084193A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yokoyama; 隆横山
Original assignee: Xanavi Informatics Corp
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: JP4074598B2

Abstract

【課題】平面的には近接する分岐点通過後の道路において、現在位置をより精度良く求める。
【解決手段】
ナビゲーション装置は、勾配情報（上り、下り）を含む地図データを記憶する。また、高さ方向の変化を検出する検出装置（加速度センサ）を備える。そして、検出された高さ方向の変化が、道路固有に設けた閾値を越えた場合、閾値を設けた道路上に現在位置を求める。また、分岐後、所定距離走行後は、学習データ（過去に走行した際に得た高さ方向の変化の情報から作成したデータ）に基づいて、いずれの道路に現在位置があるかを判断する。学習データは、分岐後の経路がある程度確実に特定できた場合にのみ作成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ナビゲーション装置に関し、特に車載用ナビゲーション装置の現在位置算出の技術に関する。

従来、ナビゲーション装置は、方位センサ、距離センサ、ＧＰＳ、地図データを用いて、２次元的な位置や方位から地図上の現在位置を求めていた。したがって、高低差を持つ分岐後の道路が平面的に近接している場合、現在位置を正確に求めるのは困難であった。この点、特許文献１には、それぞれの道路の高低差を利用して、現在位置を求める技術が記載されている。特許文献１の技術では、鉛直方向の加速度を検出し、鉛直方向の移動の有無に基づいて、いずれかの道路上に現在位置があるかを推測する。具体的には、高速道路等に流入する際の一般的な道路の斜度（角度）に基づいて角度閾値を設定する。そして、角度閾値を越える鉛直方向の移動があったか否かで、いずれの道路上に現在位置があるかを判断する。

特開平１０−２５３３７３号公報

しかし、分岐後の道路の斜度は、道路によって異なる。したがって、一般的な斜度を持たない道路について、特許文献１の技術を適用しても現在位置を正確に求めることはできない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、分岐点を通過後の現在位置をより精度良く求めることにある。

上記課題を解決すべく本発明のナビゲーション装置の位置算出方法は、ナビゲーション装置に、高さ方向の変化を求める検出装置と、地図上の道路の勾配情報を含む地図データを記憶する記憶装置とを備えさせる。そして、前記ナビゲーション装置に、分岐後の道路上の現在位置を求める場合、前記検出装置により求めた高さ方向の変化と、より一致する勾配情報を有する道路上に、現在位置を求める位置算出ステップを行わせる。

具体的には、前記ナビゲーション装置に、前記勾配情報を用いて、分岐後の道路に勾配があるか否か判定する勾配判定ステップと、前記勾配判定ステップにより勾配があると判定された道路に、その道路の形状に応じた高さ変化量の閾値を設定する閾値設定ステップと、前記検出装置により求めた高さ方向の変化が、前記閾値設定ステップで設定した閾値を越えたか否かを判定する閾値判定ステップと、前記閾値判定ステップで閾値を越えたと判断された場合、その閾値が設定された道路に現在位置を求める位置算出ステップとを行わせる。

また、前記ナビゲーション装置に、少なくとも分岐後の道路について前記検出装置により求めた高さ方向の変化を学習データとして記憶装置に記憶させる学習データ記憶ステップと、分岐後の道路上の現在位置を求める場合、前記検出装置により求まる高さ方向の変化が、前記学習データ記憶ステップにより記憶した学習データと、より一致する道路上に現在位置を求める位置算出ステップを行わせるようにしてもよい。

本発明によれば、分岐点を通過後の現在位置をより精度良く求めることができる。

以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態を適用した車載用ナビゲーション装置１０００の概略構成図である。図示するように、本実施形態の車載用ナビゲーション装置１０００は、演算処理部１と、ディスプレイ２と、データ記憶装置３と、音声入出力装置４と、入力装置５と、車輪速センサ６と、地磁気センサ７と、ジャイロセンサ８と、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信装置９とを有する。

演算処理部１は、様々な処理を行う中心的ユニットである。例えば各種センサ６〜８やＧＰＳ受信装置９から出力される情報を基にして現在地を検出し、得られた現在地情報に基づいて、表示に必要な地図データをデータ記憶装置３から読み出す。また、読み出した地図データをグラフィックス展開し、そこに現在地を示すマークを重ねてディスプレイ２へ表示する。また、データ記憶装置３に記憶されている地図データを用いて、ユーザから指示された目的地と現在地（出発地）とを結ぶ最適な経路（推奨経路）を探索し、音声入出力装置４やディスプレイ２を用いてユーザを誘導する。

ディスプレイ２は、演算処理部１で生成されたグラフィックス情報を表示するユニットで、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどで構成される。演算処理部１とディスプレイ２との間の信号Ｓ１は、ＲＧＢ信号やＮＴＳＣ（National Television System Committee）信号で接続するのが一般的である。

データ記憶装置３は、ＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭやＨＤＤやＩＣカードといった記憶媒体で構成されている。この記憶媒体には、地図データ等が記憶されている。

図２は、地図データ記憶装置３に記憶されている地図データの構成例を示す図である。図示するように、メッシュ領域毎に地図データ３１０が記憶されている。地図データ３１０は、メッシュ領域の識別コード（メッシュＩＤ）３１１、および、そのメッシュ領域に含まれる道路を構成する各リンクのリンクデータ３１２を有する。リンクデータ３１２は、リンクの識別コード（リンクＩＤ）３１２１、リンクを構成する２つのノード（開始ノード、終了ノード）の座標情報３１２２、リンクを含む道路の種別情報３１２３、リンクの長さを示すリンク長情報３１２４、リンクの勾配情報３１２５、２つのノードにそれぞれ接続するリンクのリンクＩＤ（接続リンクＩＤ）３１２６などを有する。また、地図データ３１０には、対応するメッシュ領域に含まれている道路以外の地図構成物の情報（名称、種別、座標情報など）も含まれている。

リンクの勾配情報３１２５は、そのリンクが上り勾配か、下り勾配か、水平（勾配がない）かの情報を含む。

図１に戻って説明を続ける。音声入出力装置４は、演算処理部１で生成したユーザへのメッセージを音声信号に変換し出力すると共に、ユーザが発した声を認識し演算処理部１にその内容を転送する処理を行う。

入力装置５は、ユーザからの指示を受け付けるユニットで、スクロールキー、縮尺変更キーなどのハードスイッチ、ジョイスティック、ディスプレイ上に貼られたタッチパネルなどで構成される。

センサ６〜８およびＧＰＳ受信装置９は、車載用ナビゲーション装置で現在地（自車位置）を検出するために使用するものである。車輪速センサ６は、車輪の円周と計測される車輪の回転数の積から距離を測定し、さらに対となる車輪の回転数の差から移動体が曲がった角度を計測する。地磁気センサ７は、地球が保持している磁場を検知し、移動体が向いている方角を検出する。ジャイロ８は、光ファイバジャイロや振動ジャイロ等で構成され、移動体が回転した角度を検出するものである。ＧＰＳ受信装置９は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し移動体とＧＰＳ衛星間の距離と距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで移動体の現在地、進行速度および進行方位を測定する。

なお、ジャイロ８は、垂直方向の加速度も検出する。検出結果は、演算処理部１により積分され、垂直方向（高さ方向）の変化量の算出に利用される。

また、車載用ナビゲーション装置１０００は、ＶＩＣＳ情報等の交通情報を受信する不図示の光ビーコン受信機、電波ビーコン受信機等を備えている。

図３は、演算処理部１のハードウェア構成例を示す図である。

図示するように、演算処理部１は、各デバイス間をバス３２で接続した構成としてある。演算処理部１は、数値演算及び各デバイスを制御するといった様々な処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)２１と、地図データ記憶装置３から読み出した地図データや演算データなどを格納するＲＡＭ(Random Access Memory)２２と、プログラムやデータを格納するＲＯＭ(Read Only Memory)２３と、メモリ間およびメモリと各デバイスとの間のデータ転送を実行するＤＭＡ（Direct Memory Access）２４と、グラフィックス描画を実行し且つ表示制御を行う描画コントローラ２５と、グラフィックスイメージデータを蓄えるＶＲＡＭ(Video Random Access Memory)２６と、イメージデータをＲＧＢ信号に変換するカラーパレット２７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器２８と、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するＳＣＩ(Serial Communication Interface)２９と、パラレル信号をバスに同期させてバス上にのせるＰＩＯ(Parallel Input/Output)３０と、パルス信号を積分するカウンタ３１と、を有する。

図４は、演算処理部１の機能構成を示す図である。

図示するように、演算処理部１は、ユーザ操作解析部４１と、経路探索部４２と、表示処理部４５と、現在位置演算部４６と、マップマッチ処理部４７と、軌跡記憶部４９と、学習データ記憶部５５とを有する。

現在位置演算部４６は、車輪速センサ６で計測される距離パルスデータＳ５およびジャイロ８で計測される角加速度データＳ７を各々積分した結果得られる距離データおよび角度データを用い、そのデータを時間軸で積分していくことにより、初期位置（Ｘ，Ｙ）から自車走行後の位置である現在地（Ｘ′，Ｙ′）を定期的に演算し、マップマッチ処理部４７に出力する処理を行う。ここで、自車の回転した角度と進む方位との関係を一致させるため、地磁気センサ７から得られる方位データＳ６と、ジャイロ８から得られる角加速度データＳ７を積分した角度データとを参照して、自車が進行している方向の絶対方位を推定する。なお、車輪速センサ６のデータおよびジャイロ８のデータを各々積分してゆくと、誤差が蓄積するため、ある時間周期でＧＰＳ受信装置９から得られた位置データＳ８をもとに蓄積した誤差をキャンセルするという処理を施して、現在地の情報をマップマッチ処理部４７に出力する。

マップマッチ処理部４７は、現在地周辺の地図データと、後述する軌跡記憶部４９に記憶されている走行軌跡とを互いに照らし合わせ、形状の相関が最も高い道路（リンク）上に、現在位置演算部４６より定期的に出力される現在地を合わせ込むというマップマッチ処理を行う。現在位置演算部４６で得られる現在地の情報にはセンサ誤差が含まれているため、さらに位置精度を高めることを目的に、マップマッチ処理を行う。これにより、現在地は、多くの場合、走行道路と一致するようになる。

軌跡記憶部４９は、マップマッチ処理部４７でマップマッチ処理が施された現在地の情報を、軌跡データとして自車が所定距離走行する度に記憶する。なお、この軌跡データは、これまで走行してきた道路につき、対応する地図上の道路に軌跡マークを描画するために用いられる。

ユーザ操作解析部４１は、入力装置５に入力されたユーザからの要求を受け、その要求内容を解析して、その要求内容に対応する処理が実行されるように演算処理部１の各部を制御する。例えば、ユーザが推奨経路の探索を要求したときは、目的地を設定するため、地図をディスプレイ２に表示する処理を地図表示部４５に要求し、さらに、現在地（出発地）から目的地までの経路を演算する処理を経路探索部４２に要求する。

経路探索部４２は、ダイクストラ法等を用いて、指定された２地点（現在地、目的地）間を結ぶ経路のコスト（例えば、旅行時間）が最少となる経路を探索する。また、探索した経路を用いて、経路誘導を行う。

表示処理部４５は、ユーザ操作解析部４１から出力される命令を受け、グラフィック処理部５１が、様々な種類のメニューやグラフなどを描画するようにメニュー描画コマンドを生成する。

学習データ記憶部５５は、過去に走行した道路の分岐点通過後の所定距離内の高さ変化に関する情報と、その情報を蓄積し平均することにより作成された学習データ（分岐点からの距離と勾配変化）を記憶する。学習データの作成処理については後述する。

［動作の説明］次に、上記のように構成される車載用ナビゲーション装置１０００の動作を説明する。

上記のように構成される車載用ナビゲーション装置１０００は、各種センサ６〜９の出力に基づく位置や方位から、２次元的なマップマッチング処理により、地図上の現在位置を求める。また、地図上の道路の分岐点を通過する場合、分岐点後の道路の勾配を利用して、３次元的なマップマッチング処理により、地図上の現在位置をより精度よく求める。すなわち、図１１（Ａ）の平面図に示すように、本線とそれを外れるランプが点Ｘで分岐しており、互いに近接している場合、２次元マップマッチングでは、どちらの道路に現在位置が存在するのかを判断するのは難しい。そこで、図１１（Ｂ）の高さ変化図に示すように、ふたつの道路が高さの変化に違いがある場合、その違いを利用して３次元的なマップマッチング処理により、いずれの道路に現在位置があるかを判断する。

以下に、分岐点を通過する場合の現在位置の算出処理について説明する。

図６は、車載用ナビゲーション装置１０００が分岐点を通過する場合の現在位置算出処理の流れの概略を示すフロー図である。

このフローは、車載用ナビゲーション装置１０００が分岐点に差し掛かったときに開始される。なお、分岐点に差し掛かったか否かの判断は、マップマッチ処理部４７により、データ記憶装置３に記憶されているリンクデータ３１２を参照して、現在走行中のリンクに接続するリンクが複数あるか否かで判定される。

まず、マップマッチ処理部４７は、通過しようとしている分岐点が処理対象の分岐であるか否か判定する（Ｓ１００）
図７は、処理対象の分岐か否かの判定処理の流れを示すフロー図である。まず、マップマッチ処理部４７は、データ記憶装置３に記憶されているリンクデータ３１２のリンク勾配情報３１２５を参照して、分岐後のリンクに勾配情報があるか否かを調べる（Ｓ１０２）。いずれのリンクにも勾配情報がない場合（Ｓ１０２でＮｏ）、マップマッチ処理部４７は、現在通過しようとしている分岐を処理対象の分岐でないと判定する（Ｓ１０８）。

一方、分岐後のリンクのいずれかに勾配情報がある場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、マップマッチ処理部４７は、二つのリンクの勾配が同じでないか否かを判定する（Ｓ１０４）。勾配が同じである場合（Ｓ１０４でＮｏ）、例えば、二つのリンクの勾配がともに上り（又はともに下り）である場合、マップマッチ処理部４７は、現在通過しようとしている分岐を処理対象の分岐でないと判定する（Ｓ１０８）。

一方、勾配が異なる場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、例えば、一方のリンクの勾配が上り（又は下り）で他方が水平の場合、一方のリンクの勾配が上り（又は下り）で他方の勾配が下り（又は上り）である場合、マップマッチ処理部４７は、現在通過しようとしている分岐を処理対象の分岐であると判定する（Ｓ１１０）。

図６に戻って説明する。通過しようとする分岐が処理対象の分岐でない場合（Ｓ１００でＮｏ）、マップマッチ処理部４７は、本処理を終了する。そして、再び分岐点に差し掛かるまでの間、現在位置演算部４６により算出された現在位置を基に、２次元的なマップマッチング処理により、地図上の現在位置を求める。

一方、通過しようとする分岐が処理対象の分岐である場合（Ｓ１００でＹｅｓ）、マップマッチ処理部４７は、３次元マッチング処理を行う（Ｓ２１０〜Ｓ２４０）。

３次元マッチング処理には、監視距離走行中に行われる閾値を用いたマッチング処理（Ｓ２１０）と、監視距離走行後に行われる学習データを用いたマッチング処理（Ｓ２４０）とがある。

マップマッチ処理部４７は、まず、閾値を用いてマッチング処理（Ｓ２１０
を行う。

図８は、閾値を用いたマッチング処理の流れを示すフロー図である。まず、マップマッチ処理部４７は、監視距離を設定する（Ｓ２１０２）。具体的には、マップマッチ処理部４７は、対象の分岐が、本線とその本線から外れるランプとの分岐である場合は、ランプの距離を監視距離と設定する。それ以外の場合は、所定の距離（予め定めた距離。例えば、１ｋｍ）を監視距離と設定する。

次に、マップマッチ処理部４７は、高さ変化量の閾値を設定する（Ｓ２１０４）。具体的には、マップマッチ処理部４７は、学習データ記憶部５５を参照して、分岐から監視距離までの区間（監視距離区間）について学習データがある場合は、学習データに基づいて閾値を設定する。この場合は、監視距離区間の高さ変化量の最大値に所定の係数（例えば０．８）を乗じた値を閾値に設定する。

学習データがない場合、マップマッチ処理部４７は、閾値テーブル３４０に基づいて閾値を設定する。なお、閾値テーブル３４０は、予め、データ記憶装置３に記憶されている。図５は、閾値テーブル３４０の構成を示す。図示するように、閾値テーブル３４０は、監視距離３４２ごとの閾値３４４を含む。なお、閾値３４４は、上り勾配の場合と、下り勾配の場合とがある。マップマッチ処理部４７は、この閾値テーブル３４０を参照して、監視距離と勾配に対応する閾値を抽出して、閾値に設定する。

閾値の設定（Ｓ２１０４）をすると、次に、マップマッチ処理部４７は、監視距離を走行したか否かを判定する（Ｓ２１０６）。具体的には、マップマッチ処理部４７は、車輪速センサ６の出力から求まる分岐点からの移動距離を求め、Ｓ２１０２に設定した監視距離を走行したか否かを求める。監視距離を走行した場合（Ｓ２１０６でＹｅｓ）、マップマッチ処理部４７は、閾値を用いたマッチング処理を終了する。

一方、監視距離を走行していない場合（Ｓ２１０６でＮｏ）、マップマッチ処理部４７は、通常の２次元的なマップマッチング処理を行う（Ｓ２１０７）。すなわち、マップマッチ処理部４７は、現在地周辺の地図データと、軌跡記憶部４９に記憶されている走行軌跡とを互いに照らし合わせ、地図上の２次元的な形状の相関が高い道路（リンク）上に、現在地を合わせ込む処理を行う。

次にマップマッチ処理部４７は、ジャイロセンサ８の出力に基づいて、分岐点から現在位置までの、高さ方向の変化量を求める（Ｓ２１０８）。具体的には、ジャイロセンサ８から出力される高さ方向の加速度を移動時間で積分したものを累積し、高さ方向への移動距離を算出する。

次に、マップマッチ処理部４７は、分岐点から現在位置までの高さ変化量が、Ｓ２１０４で設定した閾値を越えたか否かを判定する（Ｓ２１１０）。閾値を越えていない場合（Ｓ２１１０でＮｏ）、マップマッチ処理部４７は、Ｓ２１０６で戻って処理を続ける。なお、マップマッチ処理部４７は、上り勾配の場合については、高さ変化量が閾値以上となったか否かを判定し、下り勾配の場合については、閾値以下になったか否かを判定する。

一方、閾値を越えた場合（Ｓ２１１０でＹｅｓ）、マップマッチ処理部４７は、その越えた閾値を設けた道路の方に、現在位置を合わせこむ（Ｓ２１１２）。なお、既にその道路にマッチングされている場合は、そのまま次の処理に移行する。

次に、マップマッチ処理部４７は、Ｓ２１０６と同様の方法で、監視距離を走行したか否か判定する（Ｓ２１１４）。監視距離を走行した場合（Ｓ２１１６でＹｅｓ）、マップマッチ処理部４７は、閾値を用いたマッチング処理を終了する。

一方、監視距離を走行していない場合（Ｓ２１１６でＮｏ）、マップマッチ処理部４７は、通常のマップマッチ処理を行う（Ｓ２１０７）。ただし、マップマッチ処理部４７は、Ｓ２１１２でマッチングされた道路上に、現在位置を求めるようにする。そして、Ｓ２１１４に戻って処理を続ける。

以上、閾値を用いたマッチング処理について説明した。

図６に戻って説明する。次に、マップマッチ処理部４７は、学習データ記憶部５５を参照して、分岐後の道路の両方について学習データがあるか否か判定する（Ｓ２３０）。両方の道路の学習データがない場合（Ｓ２３０でＮｏ）、マップマッチ処理部４７は、本処理を終了する。一方、両方の道路の学習データがある場合（Ｓ２３０でＹｅｓ）、マップマッチ処理部４７は、学習データを用いて、現在位置のマッチング処理を行う（Ｓ２４０）。すなわち、監視距離を走行中（若しくは、閾値マッチングが終了するまで）は、閾値を用いてマッチングを行い、その後、さらに学習データを用いたマッチングを行う。これにより、二重にマッチングを行い、精度よく現在位置を求めることとした。

図９は、学習データを用いたマッチング処理の流れを示すフロー図である。

マップマッチ処理部４７は、分岐後の道路ごとに、以下の処理を行う。まず、マップマッチ処理部４７は、今回走行して得た監視距離内の高さ変化量の情報（「採取データ」ともいう。）および学習データを比較して、高さ変化量の差の絶対値を求める。差の絶対値は、監視距離を複数に分割した区分ごとに求める。そして、求めた区分ごとの差の絶対値の平均を算出する（Ｓ２４０６）。分岐後の道路ごとに、差の絶対値の平均を算出すると（Ｓ２４０７）、マップマッチ処理部４７は、差の絶対値の平均が最も小さくなる道路に現在位置を合わせ込む（Ｓ２４０８）。

以上、学習データを用いた現在位置のマッチング処理について説明した。以上のようにして、３次元マッチングが終了すると、マップマッチ処理部４７は、再び分岐に差し掛かるまでの間、通常の２次元マップマッチングを行い、地図上の現在位置を求める。

なお、図９に示すフローでは、監視距離区間を複数に分割して、分割した区分ごとに、採取データと学習データの高さ変化量の差を求めているが、分岐点からの距離ごとに（例えば、１０ｍごとに）、高さ変化量の差を求めるようにしてもよい。

次に、学習データの作成処理について説明する。

図１０は、学習データ作成処理の流れを示すフロー図である。学習データは、監視距離を走行することにより得られた高さ変化の情報をもとに作成される。また、監視距離を走行後に入手される様々な情報を基に、実際に分岐点を通過後どちらの道路を走行したかがある程度確認できた場合に行う。

まず、マップマッチ処理部４７は、分岐点を通過後、所定の距離（例えば３０ｋｍ）を走行したか否かを判定する（Ｓ３１０）。所定の距離を走行した場合（Ｓ３１０でＹｅｓ）は、マップマッチ処理部４７は、分岐点通過後の経路が特定できなかったとして、学習データを作成せずに、本処理を終了する。

一方、所定の距離を走行していない場合（Ｓ３１０でＮｏ）、マップマッチ処理部４７は、分岐点通過後の経路が特定できたか否かを判定する（Ｓ３２０）。具体的には、マップマッチ処理部４７は、以下のようにして分岐点通過後の経路を特定する。

例えば、マップマッチ処理部４７は、電波ビーコン、光ビーコン等から入手される交通情報から現在走行中の経路を特定し、それに基づいて分岐通過後の経路を特定する。

また、対象の分岐が、高速道路とそれを外れるランプとの分岐であった場合で、かつ、ＶＩＣＳ情報から現在高速道路を走行中であることが判断できる場合、マップマッチ処理部４７は、分岐後の経路が高速道路側の経路であると特定する。ＶＩＣＳ情報が得られない場合でも、高速道路を走行中であることが判断できる場合（例えば、時速８０ｋｍで３ｋｍ以上走行している場合）、マップマッチ処理部４７は、分岐後の経路が高速道路側の経路であると特定する。

また、分岐点通過後、減速または停止を繰り返す場合は、高速道路を降りたことが推測できるので、マップマッチ処理部４７は、分岐後の経路がランプ側の経路であると特定する。

分岐点通過後の経路が特定できていない場合（Ｓ３２０でＮｏ）、マップマッチ処理部４７は、Ｓ３１０に戻って処理を続ける。

一方、分岐点通過後の経路が特定できた場合（Ｓ３２０でＹｅｓ）、マップマッチ処理部４７は、監視距離を走行して得られた高さ変化の情報（分岐点からの距離と、高さ変化との関係の情報）を、特定した経路側の道路のものとして学習データ記憶部５５に記憶する。なお、その道路について初めて高さ変化の情報を記憶する場合は、その高さ変化の情報を学習データとして記憶する。一方、その道路について既に高さ変化の情報が記憶されている場合、それらを平均して学習データとする。こうして作成された学習データは、分岐点からの距離に対する高さの変化を表すものとなり、その道路の高さ変化に関する地形データとなる。

以上、学習データ作成処理について説明した。上記フローによれば、分岐後の経路が確定した時点で学習データを作成するので、より正確な学習データを得ることができる。

また、同じ道路を通過するたびに、その道路の高さ変化の情報が蓄積され、蓄積された情報を基に、学習データが作成される。したがって、通行回数が多くなるほど、より精度の高い学習データ（地形データ）が得られることになる。

以上、本発明が適用された一実施形態について説明した。

本実施形態によれば、分岐通過後の道路が近接している場合でも、勾配を利用することにより、地図上の現在位置を精度よく求めることができる。

また、高さ変化に関する閾値を設定して、分岐後の現在位置の道路を求めるので、処理が単純である。

また、閾値は、高さ変化について過去に得た学習データを用いて設定する。すなわち、一律に設定するのではなく、その分岐後の道路固有の閾値が設定することができる。したがって、より正確に、分岐後の現在位置のある道路を求めることができる。

また、監視距離走行後は、その分岐後の道路固有の学習データを用いたマッチングにより、現在位置を見直すので、二重にマッチングを行うことになる。したがって、より精度よく現在位置を求めることができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形が可能である。

例えば、図６〜図１０で示した各処理のステップは、本願発明の要旨の範囲内で順番を変更することができる。

また、上記実施形態では、２つの道路に分岐する場合について、主に説明したが、３以上の道路に分岐する場合でも、上記実施形態を適用できる。例えば、閾値を越える道路が複数ある場合は、まず、その複数の道路に絞り、その複数の道路のうちから２次元マップマッチングにより、よりマッチする道路に現在位置を求めるようにする。また、学習データを有する道路が３以上ある場合でも、より採取データに近い学習データを持つ道路に現在位置を求めるようにする。

また、本発明を車載用ナビゲーション装置に適用した例について説明したが、本発明は車載用以外のナビゲーション装置にも適用することができる。

図１は、車載用ナビゲーション装置１０００の概略構成図である。図２は、データ記憶装置３に記憶されている地図データの構成例を示す図である。図３は、演算処理部１のハードウェア構成を示す図である。図４は、演算処理部１の機能構成を示す図である。図５は、データ記憶装置３に記憶されている閾値データの構成例を示す図である。図６は、車載用ナビゲーション装置１０００の分岐における現在位置算出処理の概略を示すフロー図である。図７は、図６の処理対象の分岐か否かの判定処理Ｓ１００の流れを示すフロー図である。図８は、図６の閾値を用いたマッチング処理Ｓ２１０の流れを示すフロー図である。図９は、図６の学習データを用いたマッチング処理Ｓ２４０の流れを示すフロー図である。図１０は、学習データ作成処理の流れを示すフロー図である。図１１（Ａ）は、本線とランプとに分岐する道路の平面図、図１１（Ｂ）は、高さ変化を示す図である。

符号の説明

１・・・演算処理部、２・・・ディスプレイ、３・・・データ記憶装置、４・・・音声出入力装置、５・・・入力装置、６・・・車輪速センサ、７・・・地磁気センサ、８・・・ジャイロ、９・・・ＧＰＳ受信機、１１・・・車内ＬＡＮ装置、２１・・・ＣＰＵ、２２・・・ＲＡＭ、２３・・・ＲＯＭ、２４・・・ＤＭＡ、２５・・・描画コントローラ、２６・・・ＶＲＡＭ、２７・・・カラーパレット、２８・・・Ａ/Ｄ変換器、２９・・・ＳＣＩ、３０・・・ＰＩＯ、３１・・・カウンタ、４１・・・ユーザ操作解析部、４２・・・経路探索部、４５・・・表示処理部、４６・・・現在位置演算部、４７・・・マップマッチ処理部、４９・・・軌跡記憶部、５５・・・学習データ記憶部

Claims

ナビゲーション装置の現在位置算出方法であって、
前記ナビゲーション装置は、
高さ方向の変化を求める検出装置と、
地図上の道路の勾配情報を含む地図データを記憶する記憶装置とを有し、
分岐後の道路上の現在位置を求める場合、前記検出装置により求めた高さ方向の変化と、より一致する勾配情報を有する道路上に、現在位置を求める位置算出ステップを行う
ことを特徴とするナビゲーション装置の現在位置算出方法。
ナビゲーション装置の現在位置算出方法であって、
前記ナビゲーション装置は、
高さ方向の変化を求める検出装置と、
地図上の道路の勾配情報を含む地図データを記憶する記憶装置とを有し、
分岐後の道路上の現在位置を求める場合、
前記勾配情報を用いて、分岐後の道路に勾配があるか否か判定する勾配判定ステップと、
前記勾配判定ステップにより勾配があると判定された道路に、その道路の形状に応じた高さ変化量の閾値を設定する閾値設定ステップと、
前記検出装置により求めた高さ方向の変化が、前記閾値設定ステップで設定した閾値を越えたか否かを判定する閾値判定ステップと、
前記閾値判定ステップで閾値を越えたと判断された場合、その閾値が設定された道路に現在位置を求める位置算出ステップとを行う
ことを特徴とするナビゲーション装置の現在位置算出方法。
請求項２に記載のナビゲーション装置の現在位置算出方法であって、
前記勾配情報は、少なくとも、上り勾配又は下り勾配を示す情報であり、
前記閾値設定ステップは、
監視距離を設定し、前記監視距離の長さに応じて高さ方向の変化の閾値を設定する
ことを特徴とするナビゲーション装置の現在位置算出方法。
ナビゲーション装置の現在位置算出方法であって、
前記ナビゲーション装置は、
高さ方向の変化を求める検出装置を有し、
少なくとも分岐後の道路について前記検出装置により求めた高さ方向の変化を学習データとして記憶装置に記憶させる学習データ記憶ステップと、
分岐後の道路上の現在位置を求める場合、前記検出装置により求まる高さ方向の変化が、前記学習データ記憶ステップにより記憶した学習データと、より一致する道路上に現在位置を求める位置算出ステップとを行う
ことを特徴とするナビゲーション装置の現在位置算出方法。
ナビゲーション装置の現在位置算出方法であって、
前記ナビゲーション装置は、
高さ方向の変化を求める検出装置を有し、
少なくとも分岐後の道路について前記検出装置により求めた高さ方向の変化を学習データとして記憶装置に記憶させる学習データ記憶ステップと、
分岐後の道路上の現在位置を求める場合、
分岐後の道路について、前記学習データ記憶ステップにより記憶された学習データに基づき、高さ変化量の閾値を設定する閾値設定ステップと、
前記検出装置により求めた高さ方向の変化が、前記閾値設定ステップで設定した閾値を越えたか否かを判定する閾値判定ステップと、
前記閾値判定ステップで閾値を越えたと判断された場合、その閾値が設定された道路上に現在位置を求める位置算出ステップとを行う
ことを特徴とするナビゲーション装置の現在位置算出方法。
ナビゲーション装置の現在位置算出方法であって、
前記ナビゲーション装置は、
高さ方向の変化を求める検出装置を有し、
少なくとも分岐後の道路について前記検出装置により求めた高さ方向の変化を学習データとして記憶する学習データ記憶ステップと、
分岐後の道路上の現在位置を求める場合、
前記分岐後の監視距離を設定するステップと、
前記監視距離を移動したか否かを判定するステップと、
前記監視距離を移動した場合、
前記検出装置により求まる高さ方向の変化が、前記学習データ記憶ステップにより記憶した学習データと、より一致する道路上に現在位置を求める位置算出ステップとを行う
ことを特徴とするナビゲーション装置の現在位置算出方法。
請求項４〜６のいずれか一項に記載のナビゲーション装置の現在位置算出方法であって、
前記学習データ記憶ステップは、
前記分岐後に経由した道路を特定する経路特定ステップと、
前記経路特定ステップにより、前記分岐後に経由した道路が特定された場合、前記検出装置により分岐後に検出された高さ方向の変化の情報を、特定された道路のものとして対応付けることにより学習データを作成し、作成した学習データを前記記憶装置に記憶させるステップを行う
ことを特徴とするナビゲーション装置の現在位置算出方法。
請求項１〜７のいずれか一項に記載のナビゲーション装置の現在位置算出方法であって、
前記検出装置は、鉛直方向の加速度を検出する加速度センサを備える
ことを特徴とするナビゲーション装置の現在位置算出方法。
ナビゲーション装置であって、
高さ方向の変化を求める検出装置と、
地図上の道路の勾配情報を含む地図データを記憶する記憶装置と、
分岐後の道路上の現在位置を求める場合、前記検出装置により求めた高さ方向の変化と、より一致する勾配情報を有する道路上に、現在位置を求める位置算出手段とを有する
ことを特徴とするナビゲーション装置。
ナビゲーション装置であって、
高さ方向の変化を求める検出装置と、
地図上の道路の勾配情報を含む地図データを記憶する記憶装置と、
分岐後の道路上の現在位置を求める場合、前記勾配情報を用いて、分岐後の道路に勾配があるか否か判定する勾配判定手段と、
前記勾配判定手段により勾配があると判定された道路に、その道路の形状に応じた高さ変化量の閾値を設定する閾値設定手段と、
前記検出装置により求めた高さ方向の変化が、前記閾値設定手段で設定した閾値を越えたか否かを判定する閾値判定手段と、
前記閾値判定手段で閾値を越えたと判断された場合、その閾値が設定された道路に現在位置を求める位置算出手段とを有する
ことを特徴とするナビゲーション装置。
ナビゲーション装置であって、
高さ方向の変化を求める検出装置と、
少なくとも分岐後の道路について前記検出装置により求めた高さ方向の変化を学習データとして記憶装置に記憶させる学習データ記憶手段と、
分岐後の道路上の現在位置を求める場合、前記検出装置により求まる高さ方向の変化が、前記学習データ記憶手段により記憶した学習データと、より一致する道路上に現在位置を求める位置算出手段とを有する
ことを特徴とするナビゲーション装置。
ナビゲーション装置であって、
前記ナビゲーション装置は、
高さ方向の変化を求める検出装置と、
少なくとも分岐後の道路について前記検出装置により求めた高さ方向の変化を学習データとして記憶装置に記憶させる学習データ記憶手段と、
分岐後の道路上の現在位置を求める場合、
分岐後の道路について、前記学習データ記憶手段により記憶された学習データに基づき、高さ変化量の閾値を設定する閾値設定手段と、
前記検出装置により求めた高さ方向の変化が、前記閾値設定手段で設定した閾値を越えたか否かを判定する閾値判定手段と、
前記閾値判定手段で閾値を越えたと判断された場合、その閾値が設定された道路上に現在位置を求める位置算出手段とを有する
ことを特徴とするナビゲーション装置。
ナビゲーション装置であって、
前記ナビゲーション装置は、
高さ方向の変化を求める検出装置と、
少なくとも分岐後の道路について前記検出装置により求めた高さ方向の変化を学習データとして記憶する学習データ記憶手段と、
分岐後の道路上の現在位置を求める場合、
前記分岐後の監視距離を設定する手段と、
前記監視距離を移動したか否かを判定する手段と、
前記監視距離を移動した場合、前記検出装置により求まる高さ方向の変化が、前記学習データ記憶手段により記憶した学習データと、より一致する道路上に現在位置を求める位置算出手段と有する
ことを特徴とするナビゲーション装置。