JP2007322312A - ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 停車時に自車位置マークをより正確な位置に表示する「ナビゲーション装置」を提供する。
【解決手段】 車両が停車すると、ナビゲーション装置は、オフルート判定を行う。オフルートしたとき、走行履歴データに基づき、道路から逸脱したオフルート地点であるＡ２を特定する。さらに走行履歴データよりＡ２地点から停車した位置であるＡ５地点までの推定走行経路Ａ２−Ａ３−Ａ４−Ａ５を読み込み、Ａ２地点を走行中にマップマッチング処理され表示されたオフルート地点であるＢ２に推定走行経路を合成することで停車位置Ｂ５地点を特定する。最後にディスプレイに特定された停車位置Ｂ５地点に自車位置マークを表示する。これによりユーザは停車した正確な位置を確認することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、ナビゲーション装置に関し、特に、道路近辺の駐車場等に自車を停車させたとき、より正確に自車位置を道路地図上に表示する技術に関する。

ナビゲーション装置は、自車位置を検出し、自車位置周辺の地図データをディスプレイに描画するとともに、地図上に自車位置マークを重ねて表示し、自車位置が変化すると、それに併せて地図をスクロールさせ道路地図を案内する機能を有している。また、目的地までの最適経路を探索し、探索された経路をディスプレイに表示し、同時に、探索経路による目的地までの到着時刻等を併せて表示している。

ナビゲーション装置には、車両に搭載された距離センサや方位センサから自車位置を算出する自立航法と、衛星を利用したＧＰＳ測位により自車位置を算出する方法が実用化されている。自立航法用の距離センサは、例えば車速パルスを利用したものがあり、車速パルスは、車両が一定の距離を走行するたびにパルス信号を出力する。また、方位センサは、例えばジャイロスコープが利用されている。自立航法による自車位置の算出または更新は、距離センサにより得られた移動距離と方位センサにより得られた移動方向のベクトルを合成することにより計算される。

自立航法は、比較的簡単な構成で自車位置を算出することができるが、相対的な位置検出であるため、高精度な位置測位を行うことが難しい。すなわち、自車が走行するにつれ誤差が累積し、自車位置の精度が悪化する。

一方、ＧＰＳ測位は、地球を周回する複数のＧＰＳ衛星の距離を測位し、３角測量の原理で車両位置を計算する。１回の位置測定に４個の衛星を使って３次元位置（経度、緯度、高度）を測定する３次元測位と、３つの衛星を使って２次元位置（経度、緯度）を測定する２次元測位がある。ＧＰＳ測位は、絶対位置を測位することが可能であるが、測位環境が悪化すると測位精度が劣化する。

そこで、従来のナビゲーション装置は、自立航法とＧＰＳ測位のそれぞれの短所を補うべく、自立航法とＧＰＳ測位を併用したハイブリッド式を主流としている。

しかしながら、自立航法とＧＰＳ測位を併用して、算出された推定自車位置も誤差を含んでおり、実際に走行している位置と一致しない。このようなとき、推定自車位置を地図データベースの道路に一致させるようにマップマッチング処理を行い、そこに自車位置マークを表示している。

マップマッチング処理では、推定自車位置が道路から一定の範囲内にあるとき、オンルートと判定し、所定の条件に従い道路へのマップマッチングが行われ、推定自車位置が道路から一定の範囲外にあるとき、オフルートと判定し、この場合には、道路へのマップマッチングを行わないようにしている。

マップマッチングに関する技術として、特許文献１は、道路以外のエリアに車両が進入しても、間違った案内画面表示や案内音声を出力しないようにし、またエリア脱出後に目的地に向けて新しい案内画面表示、音声案内をする。例えば駐車場に侵入したことを検出すると、マップマッチングによる位置修正を停止し、駐車場より脱出したときに、マップマッチングによる位置修正を再開する。これにより、間違った案内を行わないようにしている。

特開平９−１７８５０２

しかしながら、従来のナビゲーション装置には次のような課題がある。道路に面した駐車場（例えば、コンビニエンスストアの駐車場等）に実際に自車を停車したとき、推定自車位置が道路近辺にあると、マップマッチングにより、道路上に自車位置マークが表示されてしまう。例えば図１に示すように、自車が道路１０に面した店舗１４の駐車場１２のＡ地点に自車を停車したとしても、道路１０から一定の距離内にあればマップマッチングされ、道路１０のＥ地点に自車位置マークが表示されてしまう。そして、自車が再び道路１０へ走行を開始するとき、自車位置マークの挙動が不自然になってしまう。

図２は、従来の自車が停車したときの自車位置マークの表示動作を説明する図である。道路の両脇の一定範囲にマップマッチングエリアＦが設定され、推定自車位置がマップマッチングエリアＦ内にあるとき、推定自車位置はオンルートと判定され、道路１０にマップマッチングされる。例えば実際の自車の走行経路がＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４をたどり、店舗１４の駐車場１２のＢ５地点で停車したとする。一方、ナビゲーション装置による推定自車位置は、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の経路をたどり、Ａ５地点で停車したとする。道路１０からのマップマッチングエリアＦ内にある推定自車位置Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、道路１０にマップマッチングされ、ディスプレイにはＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ４の自車位置マークで表示される。また、最終的な停車位置Ａ５は、マップマッチングエリアＦの範囲外であるため、マップマッチングされずにＡ５地点がそのまま自車位置マークで表示されてしまう。または、停止直前まで表示位置されていたＣ４地点を基準に、走行履歴を合成して停車位置をＣ５地点と特定してしまう。その結果、ナビゲーション装置は実際に停車したＢ５地点とは異なるＡ５地点、またはＣ５地点を停車した位置として表示してしまう。

本発明は、上記の従来の課題を解決し、道路近辺の駐車場等に車両を停車しても、自車位置マークをより正確な位置に表示することができるナビゲーション装置を提供することを目的とする。

本発明に係るナビゲーション装置は、自車位置を検出する第１の検出手段と、第１の検出手段により検出された自車位置を走行履歴情報として記憶する記憶手段と、自車が停止したことを検出する第２の検出手段と、自車の停止が検出されたとき、自車の停止前の挙動が一定の条件を満足するか否かを判定し、一定の条件を満足する場合には自車の停止位置が道路から逸脱していると判定する判定手段と、自車の停止位置が道路から逸脱していると判定されたとき、走行履歴情報を参照し、自車の停止位置を特定する特定手段と、第１の検出手段により検出された自車位置または特定手段により特定された停止位置に基づきディスプレイの道路地図上に自車位置マークを表示する表示制御手段とを備えている。

好ましくは、前記一定の条件は、自車が停止する前の自車の速度が所定値より小さいこと、または自車方位の変化量が所定値より大きいことを含み、特定手段は、自車が停止した時間より一定時間前、または停止した位置から一定距離内の走行履歴情報を抽出し、抽出した走行履歴情報より道路の逸脱を開始する逸脱地点を算出し、当該逸脱地点に基づき自車の停止位置を特定する。

好ましくは、特定手段は、逸脱地点に、走行履歴情報に含まれる自車の相対的方位変化を合成することにより自車の停止位置を特定する。第１の検出手段は、ＧＰＳ衛星を利用した測位と自立航法を利用した測位を含み、前記自車の相対的方位変化は、自立航法による測位結果である。

本発明によれば、自車が停車した際に停止位置が道路から逸脱しているか否かの判定を行い、逸脱している場合には走行履歴情報を参照して逸脱地点を算出し、これに基づき、自車の停止位置を特定するようにしたので、実際の自車の停止位置との誤差を小さくし、自車位置マークを正しい位置に表示することができる。さらに、自車が走行を再開するときに、自車位置を正確に道路上にマップマッチングさせ、誤マッチング率の低減を図ることができる。

本発明の最良の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係る車両用電子装置の構成を示すブロック図である。車両用電子装置１００は、自車の各部に設置され車両の状態を検知するセンサユニット１０２と、センサユニット１０２と外部バス１０３を介して接続されたバス通信制御部１０４と、バス通信制御部１０４と内部バス１０５を介して接続されたナビゲーション装置１０６を含んで構成される。内部バス１０５には、ナビゲーション装置１０６のほかに、車両のフロントパネル等に組み込まれた計器表示部１０７、各種警報を報知するアラーム部１０８、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１０９等が接続されている。

センサユニット１０２は、自車が一定の距離を走行するたびにパルス信号を出力する距離センサ、自車の方位を検出するジャイロセンサ、エンジンの回転数に応じたパルス信号を出力する回転センサ、燃料残量を出力する燃料センサ、パーキングブレーキのオン・オフ状態を示すパーキングセンサ、ハンドルの操作角を検出するセンサなどを含んでいる。距離センサは、例えば自車の車輪に複数の位置センサを等間隔にて取り付けることで、タイヤが１回転するたびに、複数のパルス列を含むパルス信号を生成する。センサユニット１０２のうち、距離センサとジャイロセンサは、自立航法により自車位置を算出するためのセンサとして利用される。

センサユニット１０２からの各種信号は、バス通信制御部１０４の外部バス入力に出力される。バス通信制御部１０４は、距離センサからのパルス信号に基づき、走行距離情報を送信し、ジャイロセンサからの出力に基づき、方位情報を送信する。また、バス通信制御部１０４は、その他のセンサからの信号についても必要に応じた処理を施し、その信号を内部バス１０５に出力する。

図２は、ナビゲーション装置１０６の構成を示すブロック図である。同図に示すようにナビゲーション装置１０６は、内部バス１０５と接続されるバスインターフェース１１０、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して車両の現在位置と現在方位を測位するＧＰＳ受信機１１２、アンテナ１１４を介して車両外部の現在の道路交通情報を受信するＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）・ＦＭ多重レシーバ１１６、操作パネル１２２、音声入力部１２４およびリモコン操作部１２６を含むユーザ入力インターフェース１２０、大容量のハードディスクを有する記憶装置１３０、無線または有線によりデータ通信を可能とするデータ通信制御部１３２、スピーカ１４２から音声を出力させる音声出力部１４０、ディスプレイ１５２に画像を表示させる表示制御部１５０、プログラムを記憶するプログラムメモリ１６０、データを一時記憶するデータメモリ１７０、および制御部１８０を含んでいる。

記憶装置１３０は、ナビゲーションの各種機能を実行するためのプログラムおよびデータベースを記憶する。データベースは、地図データ、施設データ等を含み、地図データは、道路に関するリンク(道路)データおよび交差点データを含む。リンクデータは、交差点と交差点とを連結する道路に関するデータであり、道路の始点と終点の経緯度を示すノードデータ、道路の種別（国道、一般道、県道など）を示すデータ、幅員、規制（例えば、一方通行）、車線数などのデータを含んでいる。

プログラムメモリ１６０は、記憶装置１３０に記憶されたプログラムをロードする。例えば、センサユニット１０２からの走行距離情報および方位情報に基づく自立航法による測位結果やＧＰＳ受信機１１２の測位結果に基づく自車位置の算出を行う自車位置算出プログラム１６２、自車位置を地図データの道路（リンク）上にマップマッチングするプログラム１６４、目的地までの最適経路（最適ルート）を探索するルート探索プログラム１６６、自車が停車したときオフルート判定を行うプログラム１６８等を格納する。制御部１８０は、これらのプログラムに従い、各部の動作を制御する。

データメモリ１７０は、バス通信制御部１０４からの走行距離情報や方位情報に関するデータ１７２、ＧＰＳ受信機１１０により測位された測位データ１７４、記憶装置１３０から読み出された自車位置に対応する地図データ１７６、自車が走行した経路を記憶している走行履歴データ１７８等を格納する。

次に、本実施例における車両電子装置１００の動作について図５のフローチャートを参照し説明する。自車が走行を停止すると（ステップＳ１０１）、バス通信制御部１０４は、車両が停止したことを示す走行距離情報をナビゲーション装置１０６へ伝達する。制御部１８０は、バスインターフェース１１０から車両停止の情報を受け取り、自車の停車位置が道路から逸脱しているか否か、すなわち、オフルート判定を行う（ステップＳ１０２）。

制御部１８０は、推定自車位置が地図の道路から乖離する距離が一定値よりも大きい場合、あるいは走行履歴情報を参照し、自車方位の変化が一定値よりも大きい場合に、オフルート判定する。さらに対抗車線および歩道を横切る際の減速行為、交差点以外の箇所での自車方位変更行為、交差点での自車方位変化量、停車直前の挙動検出、本線走行時の自車方位と停車時の自車方位の変化量等を判定条件として、これら判定条件に基づき、自車がオフルートしたか否かを判定するようにしてもよい（ステップＳ１０３）。

オフルートすると判定されたとき、制御部１８０は走行履歴データ１７８を読み込み、停止位置から一定時間（もしくは、一定距離）の推定自車位置の走行経路（以下、推定走行経路という）を読み込み（ステップＳ１０４）、車両が道路から逸脱したオフルート地点を特定する（ステップＳ１０５）。図６は、推定走行経路および表示された自車位置マークの関係を示す図である。Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５は推定自車位置、Ｂ１、Ｂ２は表示された自車位置、Ｂ５は実際に停車した位置を示している。先ず、制御部１８０は推定走行経路Ａ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４−Ａ５からどの地点で道路から逸脱し、オフルートしたかを特定する。例えば図６に示すように直線上の道路１０を走行しているにも関わらず、推定走行経路Ａ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４−Ａ５は、交差点以外で自車方位の変更が行われている。制御部１８０は、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５各地点の相対的方位変化量（θ_ｎ−θ_ｎ−１）を算出する。制御部１８０は、相対的方位変化量（θ_ｎ−θ_ｎ−１）がしきい値θ_ｔｈを越えたとき、すなわち、（θ_ｎ−θ_ｎ−１）≧θ_ｔｈとなるときの方位角度θ_ｎを有する最初の地点を道路から逸脱したオフルート地点であると特定する。ここでは、制御部１８０は、交差点以外で自車方位の変更が行われたＡ２地点がオフルート地点であると特定される。相対的方位変化量は自立航法のジャイロセンサから算出される。

次に、制御部１８０は、オフルートした地点に推定走行経路を合成し、自車の停止位置を特定する（ステップＳ１０５）。図６を参照すると、走行中にマップマッチング処理され表示されたＢ２地点に推定走行経路Ａ２−Ａ３−Ａ４−Ａ５を合成することで実際に停車した位置であるＢ５地点を特定する（ステップＳ１０６）。次に、制御部１８０は、表示制御部１５０を介しディスプレイ１５２に地図上のＢ５地点に自車位置マークを表示する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０３に戻り、オフルートしていないとき、制御部１８０は推定自車位置を停車位置として自車位置マークを表示する（ステップＳ１０７）。

図７は、ナビゲーション装置の表示例を示す図である。図７（Ａ）は、従来のナビゲーション装置における自車位置マークの表示例を示しており、図７（Ｂ）は、本発明における自車位置マークの表示例を示している。従来のナビゲーション装置は、図７（Ａ）に示すように道路１０に面した駐車場１２内にあるＤ地点に停車したとしても、オフルート判定されず、マップマッチングされた結果、自車位置マークはＥ地点に表示されてしまった。それに対し、本発明におけるナビゲーション装置は図７（Ｂ）に示すように停車後にオフルート判定し、道路１０から逸脱したオフルート地点Ｎを特定し、さらに推定走行経路Ｍをオフルート地点Ｎに合成することで実際に停車した駐車場１２内にあるＤ地点を特定し、自車位置マークを表示する。

図８は、道路上に停車したときの自車位置マークの表示例である。例えば図８に示すように交差点内で停止した場合、停止位置は道路近傍にあり、あるいは自車方位の変化が小さいため、オフルート判定されず、その結果、交差点Ｓ内に自車位置マークが表示される。また交差点手前Ｔ地点、道路の路肩Ｕ地点で停車したときにも同様に、制御部１８０は、判定条件に基づき、オフルートしていないと判定し、ディスプレイ１５２に推定自車位置を停車位置として、道路１０上に自車位置マークを表示する。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明に係る車両電子装置は、車両等に搭載されるナビゲーション装置、ナビゲーションシステム、あるいはナビゲーション機能を包含するコンピュータ等の電子装置において利用することができる。

従来のナビゲーション装置の表示例を示す図である。 従来の自車が停車したときの自車位置マークの表示動作を説明する図である。 本発明の実施例に係る車両電子装置の構成を示すブロック図である。 ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 車両電子装置における停車時のオフルート判定動作を示すフローチャートである。 推定走行経路および表示された自車位置マークの関係を示す図である。 図７（Ａ）は従来のナビゲーション装置の自車位置マークの表示例である。図７（Ｂ）は本発明における自車位置マークの表示例である。 自車位置マーク表示例である。

符号の説明

１０：道路 １２：駐車場
１４：店舗 １００：車両用電子装置
１０２：センサユニット １０３：外部バス
１０４：バス通信制御部 １０５：内部バス
１０６：ナビゲーション装置 １０７：計器表示部
１０８：アラーム部 １０９：エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１１０：バスインターフェース １１２：ＧＰＳ受信機
１４０：音声出力部 １５０：表示制御部
１５２：ディスプレイ １６０：プログラムメモリ
１６２：自車位置算出プログラム １６４：マップマッチング処理プログラム
１７０：データメモリ １７６：地図データ
１７８：走行履歴データ １８０：制御部
Ｆ：マップマッチングエリア

Claims (5)

1. 自車位置マークを道路地図上に表示する機能を備えたナビゲーション装置であって、
   自車位置を検出する第１の検出手段と、
   第１の検出手段により検出された自車位置を走行履歴情報として記憶する記憶手段と、
   自車が停止したことを検出する第２の検出手段と、
   自車の停止が検出されたとき、自車の停止前の挙動が一定の条件を満足するか否かを判定し、一定の条件を満足する場合には自車の停止位置が道路から逸脱していると判定する判定手段と、
   自車の停止位置が道路から逸脱していると判定されたとき、走行履歴情報を参照し、自車の停止位置を特定する特定手段と、
   第１の検出手段により検出された自車位置または特定手段により特定された停止位置に基づきディスプレイの道路地図上に自車位置マークを表示する表示制御手段と、
   を有するナビゲーション装置。
2. 前記一定の条件は、自車が停止する前の自車の速度が所定値より小さいこと、または自車方位の変化量が所定値より大きいことを含む、請求項１に記載のナビゲーション装置。
3. 特定手段は、自車が停止した時間より一定時間前、または停止した位置から一定距離内の走行履歴情報を抽出し、抽出した走行履歴情報より道路の逸脱を開始する逸脱地点を算出し、当該逸脱地点に基づき自車の停止位置を特定する、請求項１に記載のナビゲーション装置。
4. 特定手段は、逸脱地点に、走行履歴情報に含まれる自車の相対的方位変化を合成することにより自車の停止位置を特定する、請求項３に記載のナビゲーション装置。
5. 第１の検出手段は、ＧＰＳ衛星を利用した測位と自立航法を利用した測位を含み、前記自車の相対的方位変化は、自立航法による測位結果である、請求項２に記載のナビゲーション装置。

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