JP2008241592A - ナビゲーション装置、ナビゲーション方法、及びナビゲーションプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】精度の高い地図データに基づいて最適な経路案内を行うことができるナビゲーション装置を提供する。
【解決手段】地図データに基づいて最適な経路案内を行うナビゲーション装置において、道路の中央線、及び幅員のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、自車の位置、及び進行方位の情報を取得する自車情報取得部と、車両間通信によって他車の位置、及び進行方位の情報を取得する他車情報取得部と、自車情報取得部が取得した自車の位置、及び進行方位の情報と、他車情報取得部が取得した他車の位置、及び進行方位の情報とに基づいて、道路の中央線、及び幅員のデータを推定する地図データ推定部と、地図データ推定部が推定した道路の中央線、及び幅員のデータによって、地図データ記憶部に記憶された地図データを更新する地図データ更新部とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】地図データに基づいて最適な経路案内を行うナビゲーション装置において、道路の中央線、及び幅員のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、自車の位置、及び進行方位の情報を取得する自車情報取得部と、車両間通信によって他車の位置、及び進行方位の情報を取得する他車情報取得部と、自車情報取得部が取得した自車の位置、及び進行方位の情報と、他車情報取得部が取得した他車の位置、及び進行方位の情報とに基づいて、道路の中央線、及び幅員のデータを推定する地図データ推定部と、地図データ推定部が推定した道路の中央線、及び幅員のデータによって、地図データ記憶部に記憶された地図データを更新する地図データ更新部とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、ナビゲーション装置、ナビゲーション方法、及びナビゲーションプログラムに関し、より特定的には、精度の高い地図データに基づいて最適な経路案内を行うことができるナビゲーション装置、ナビゲーション方法、及びナビゲーションプログラムに関する。
従来、案内経路から逸脱したポイントから復帰したポイントに至るまでの走行軌跡から道路データを追加作成し、追加作成した地図データに基づいて経路案内するナビゲーション装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−170970号公報
しかしながら、従来の技術は、自車の走行軌跡を道路データとして追加作成しなければならず、追加作成される道路データの誤差が大きくなってしまう。特に、複数の車線で構成されている広い道路の走行軌跡を道路データとして追加作成する場合は、追加作成される道路データの誤差はより大きくなる。そのため、精度の高い地図データを作成することができず、精度の高い地図データに基づいて最適な経路案内を行うことができない。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされた。すなわち、精度の高い地図データに基づいて最適な経路案内を行うことができるナビゲーション装置、ナビゲーション方法、及びナビゲーションプログラムを提供することを目的とする。
本発明の第1の局面は、地図データに基づいて最適な経路案内を行うナビゲーション装置に向けられている。本発明は、道路の中央線、及び幅員のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、自車の位置、及び進行方位の情報を取得する自車情報取得部と、車両間通信によって他車の位置、及び進行方位の情報を取得する他車情報取得部と、自車情報取得部が取得した自車の位置、及び進行方位の情報と、他車情報取得部が取得した他車の位置、及び進行方位の情報とに基づいて、道路の中央線、及び幅員のデータを推定する地図データ推定部と、地図データ推定部が推定した道路の中央線、及び幅員のデータによって、地図データ記憶部に記憶された地図データを更新する地図データ更新部とを備える。
また、地図データ推定部は、自車の位置、及び進行方位の情報と、他車の位置、及び進行方位の情報とから、同一道路上で同一方向を並走する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい左側の他車と、同一道路上で同一方向を並走する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい右側の他車と、同一道路上で反対方向を走行する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい他車との距離に基づいて、道路の中央線、及び幅員のデータを推定することが好ましい。
また、地図データ推定部は、同一道路上で同一方向を並走する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい左側の他車と、同一道路上で反対方向を走行する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい他車との距離に基づいて、道路の幅員のデータを推定することが好ましい。
また、地図データ更新部は、同一道路上で同一方向を並走する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい右側の他車との距離に基づいて、道路の中央線のデータを推定することが好ましい。
また、地図データ更新部は、他車情報から他車の車両数を抽出し、抽出した他車の車両数が増加している場合に、前記地図データ記憶部に記憶された地図データを更新することが好ましい。
また、地図データ更新部は、地図データからDOP(Dilution of precision)値を抽出し、抽出したDOP値が減少している場合に、前記地図データ記憶部に記憶された地図データを更新することが好ましい。
本発明の第2の局面は、地図データに基づいて最適な経路案内を行うナビゲーション方法に向けられている。本発明は、自車の位置、及び進行方位の情報を取得する自車情報取得ステップと、車両間通信によって他車の位置、及び進行方位の情報を取得する他車情報取得ステップと、自車情報取得ステップで取得した自車の位置、及び進行方位の情報と、他車情報取得ステップで取得した他車の位置、及び進行方位の情報とに基づいて、道路の中央線、及び幅員のデータを推定する地図データ推定ステップと、地図データ推定ステップで推定した道路の中央線、及び幅員のデータによって、地図データ記憶部に記憶された道路の中央線、及び幅員のデータを含む地図データを更新する地図データ更新ステップとを備える。
本発明の第3の局面は、地図データに基づいて最適な経路案内を行うナビゲーション装置のコンピュータで実行されるナビゲーションプログラムに向けられている。本発明は、コンピュータに、自車の位置、及び進行方位の情報を取得する自車情報取得ステップと、車両間通信によって他車の位置、及び進行方位の情報を取得する他車情報取得ステップと、自車情報取得ステップで取得した自車の位置、及び進行方位の情報と、他車情報取得ステップで取得した他車の位置、及び進行方位の情報とに基づいて、道路の中央線、及び幅員のデータを推定する地図データ推定ステップと、地図データ推定ステップで推定した道路の中央線、及び幅員のデータによって、地図データ記憶部に記憶された道路の中央線、及び幅員のデータを含む地図データを更新する地図データ更新ステップとを実行させる。
以上説明したように、本発明によれば、精度の高い地図データに基づいて最適な経路案内を行うことができるナビゲーション装置、ナビゲーション方法、及びナビゲーションプログラムを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態に係るナビゲーション装置100について、図面に従って詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るナビゲーション装置100の全体構成を示すブロック図である。図1において、ナビゲーション装置100は、地図データ記憶部101、自車情報取得部102、他車情報取得部103、地図データ推定部104、地図データ更新部105、及び経路案内部106を備える。
地図データ記憶部101は、道路データ、索引データ、交差点名称データ等の地図データを記憶する、例えば、HDD(ハードディスクドライブ)、DVD−RAM、又はメモリカードである。道路データは、基本的に交差点や曲折点等の位置(緯度、経度)で示される特定のノードとそのノード間を繋ぐリンクで構成され、リンクは、道路の中央線データ、及び道路の幅員データを含む。
自車情報取得部102は、自車の進行方位、及び位置を取得するための測位処理を行う、例えば、自車の車速信号を取得する車速センサ、自車の角速度を計測するジャイロセンサ、及びGPS衛星からの信号を受信して自車の位置、及び速度を算出するGPS(Global Positioning System)受信機である。
車速センサとして、車速パルスが広く知られている。車速パルスは、タイヤの回転を検出して一定の角度毎にパルス信号を出力するものであり、ABS(Anti lock Brake System)等にも利用されている。例えば、360度回転するごとに1パルスが出力される場合は、「パルス数×タイヤ外径」により距離を算出することができ、単位時間で微分することで速度が算出される。車メーカーや車両毎に、パルスが出力される角度が異なり、タイヤ外径を正確に知ることが難しいため、GPS受信機が出力する速度を用いてパルスを距離に変換する係数を自動的に算出する処理が広く用いられている。
ジャイロセンサは、振動センサなどを用いてコリオリの力を検出し、角速度を求めるものが一般的に利用されている。計測された角速度を積分することで角度を算出することができるが、算出される角度は相対的な角度であるため、方位に変換するためには基準となる方位が必要となる。例えば、GPS受信機で出力される方位を初期方位として記憶し、ジャイロセンサで相対的な角度を算出することで、絶対方位を決定することができる。
これらの車速センサ、ジャイロセンサを用いることで、車両の位置を推定することが可能であり、これらの自立センサを用いて行う航法を一般的に推測航法と呼ぶ。推測航法の特徴としては、走行環境の影響を受けにくく、短時間であれば精度よく位置を算出することができる。
GPS受信機は、GPS衛星からの信号を受信し位置を決定する装置である。GPSは、衛星航法システム(Global Navigation Satelite System:GNSS)の一種であり、アメリカ政府が管理するシステムである。その他の衛星航法システムとしては、ロシアが管理するグロナスが既存のシステムとして存在する。また欧州においては、ガリレオと呼ばれる衛星航法システムが計画されている。本実施の形態においては、GPSを例に説明するが、他のシステムに置き換えられてもよい。GPS衛星からは、1.57542GHzの搬送波を用いて信号が送られてくる。信号には航法メッセージと呼ばれる位置決定のための時刻情報や軌道情報が含まれている。GPS受信機において、GPS衛星から送られてくる信号を受信することで、GPS衛星からGPS受信機までの伝播距離を測定すると同時に、GPS衛星から送られる軌道情報を利用することで、衛星の位置を正確に特定することができる。このように衛星位置と伝播距離を測定することで、衛星の位置を中心として、伝播距離を半径とした球の方程式を決定することができる。GPS衛星は、現在31衛星上空に存在しており、GPS受信機は、同時に複数の衛星の信号を受信して、複数の球の方程式をもとめ、その連立方程式を解くことで、現在位置を算出する。
測位処理では、このような、推測航法と衛星航法(GPS)の特徴を有効的に活用することにより、互いの航法における問題点を補い、精度よく位置を算出するものである。具体的には、GPS受信機から出力される絶対位置で基本的に位置を決定すると同時に、GPS受信機が位置を算出できない場合もしくは誤差が大きいと推測される場合は、車速センサ、ジャイロセンサを用いて相対的な位置を推定することで、精度良く現在位置を特定することができる。
他車情報取得部103は、無線通信を用いて自車の一定範囲内に存在する不特定多数の他車と様々なデータ交換を行い、他車の進行方位、及び位置の情報を取得する。
地図データ推定部104は、自車情報取得部102が取得した自車の位置、及び進行方位の情報と、他車情報取得部103が取得した他車の位置、及び進行方位の情報とに基づいて、道路の中央線、及び幅員のデータを推定する。地図データ推定部104は、自車の位置、及び進行方位の情報と、他車の位置、及び進行方位の情報とから、同一道路上で同一方向を並走する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい左側の他車と、同一道路上で同一方向を並走する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい右側の他車と、同一道路上で反対方向を走行する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい他車との距離に基づいて、道路の中央線、及び幅員のデータを推定する。
地図データ更新部105は、地図データ推定部104が推定した道路の中央線、及び幅員のデータに基づいて、地図データ記憶部101に記憶された地図データのうちの道路の中央線、及び幅員のデータを更新する。
経路案内部106は、地図データ更新部105が更新した地図データに基づいて、精度の高い地図データに基づく最適な経路案内を行う。
以下、本発明の実施の形態に係るナビゲーション装置100の動作を図2の道路データ推定処理フローに従って説明する。
まず、自車情報取得部102は、自車の進行方位、及び自車の位置の情報を取得する(ステップS201)。次に、他車情報取得部103は、自車の周辺に存在する少なくとも2台以上の他車の進行方位、及び他車の位置の情報を取得する(ステップS202)。
地図データ推定部104は、少なくとも2台以上の他車の進行方位と自車の進行方位をそれぞれ比較する(ステップS203)。この進行方位の比較により、同一道路を同一方向に走行する他車、同一道路を反対方向に走行する他車、及び他道路を走行する他車のいずれであるかを推定する。なお、本実施の形態では、進行方位の角度差が5°未満、或いは355°より大きい場合に、同一道路を同一方向に走行する他車と推定する。また、進行方位の角度差が175°よりも大きく185°よりも小さい場合に、同一道路を反対方向に走行する他車と推定する。更に、進行方位の角度差が5°以上355°以下、及び進行方位の角度差が175°以下、或いは185°以上である場合に、他道路を走行する他車と推定する。
例えば、図3に示すように、他車1は、進行方位の角度差が1°であるため、同一道路を同一方向に走行する他車と推定される。他車2は、進行方位の角度差が180°であるため、同一道路を反対方向に走行する他車と推定される。他車3は、進行方位の角度差が59°であるため、他道路を走行する他車と推定される。以下に、詳細を説明する。
地図データ推定部104は、ステップS203において比較したそれぞれの進行方位の角度差が0°未満か否か判定する(ステップS204)。
ステップS204において、角度差が0°以上であると判定された場合、ステップS206に処理が移行する。一方、ステップS204において、角度差が0°未満であると判定された場合、それぞれの角度差に360°を加算した角度を角度差としてそれぞれ更新する(ステップS205)。
次に、地図データ推定部104は、それぞれの角度差が5°未満、或いは355°より大きいか否か判定する(ステップS206)。
ステップS206において、角度差が5°未満、或いは355°より大きいと判定された場合、地図データ推定部104は、角度差が5°未満、或いは355°より大きいと判定された周辺の他車を、同一方向を走行する他車と推定する(ステップS206→S208)。一方、ステップS206において、角度差が5°以上355°以下であると判定された場合、地図データ推定部104は、角度差が175°よりも大きく185°よりも小さいか否か判定する(ステップS207)。
ステップS207において、角度差が175°よりも大きく185°よりも小さいと判定された場合、地図データ推定部104は、角度差が175°よりも大きく185°よりも小さい周辺の他車を、反対方向を走行する他車と推定する(ステップS207→S209)。一方、ステップS207において、角度差が175°以下、或いは185°以上であると判定された場合、地図データ推定部104は、角度差が175°以下、或いは185°以上であると判定された周辺の他車を、他道路を走行する他車と推定する(ステップS207→S210)。
次に、地図データ推定部104は、ステップS208、S209、及びS210で推定された少なくとも1台以上の同一方向を走行する他車、少なくとも1台以上の反対方向を走行する他車、及び他道路を走行する他車との自車の進行方位に垂直方向の車間距離をそれぞれ算出すると共に、それぞれの車間距離に対応する他車の進行方位、及び位置を記憶する(ステップS211)。
次に、地図データ推定部104は、ステップS211で記憶した他車の進行方位、及び位置に基づいて、算出した車間距離が、他道路を走行する他車との車間距離か否かそれぞれについて判定する(ステップS212)。
ステップS212において、算出した全ての車間距離が他道路の他車との車間距離であると判定された場合、地図データ推定部104は、処理を終了する。一方、ステップS212において、算出した車間距離が他道路の他車との車間距離でないと判定された場合、地図データ推定部104は、ステップS211で記憶した他車の進行方位、及び位置に基づいて、他道路の他車との車間距離でないと判定された車間距離が、同一方向を走行する他車との車間距離か否かそれぞれについて判定する(ステップS213)。
ステップS213において、車間距離が同一方向を走行する他車との車間距離でないと判定された場合、地図データ推定部104は、同一方向を走行する他車との車間距離でないと判定された車間距離のうち、最も大きい車間距離をLOmax(m)として記憶する(ステップ213→217→220)。一方、ステップS213において、同一方向を走行する他車との車間距離であると判定された場合、地図データ推定部104は、ステップS211で記憶した他車の進行方位、及び位置に基づいて、車間距離が自車の左側を走行する他車との車間距離か否かを判定する(ステップS214)。
ステップS214において、車間距離が自車の左側を走行する他車との車間距離でないと判定された場合、地図データ推定部104は、車間距離が自車の左側を走行する他車との車間距離でないと判定された車間距離のうち、最も大きい車間距離をLRmax(m)として記憶する(ステップS214→S216→S219)。一方、ステップS214において、車間距離が自車の左側を走行する他車との車間距離であると判定された場合、地図データ推定部104は、自車の左側を走行する他車との車間距離であると判定された車間距離のうち、最も大きい車間距離をLLmax(m)として記憶する(ステップS214→S215→S218)。
次に、地図データ推定部104は、図4に示すように、記憶していた車間距離LRmax(m)に、所定距離1.5(m)を加算した距離データに基づいて道路の中央線データを推定する(ステップS221)。なお、この所定距離1.5(m)の加算処理は、一般的な道路の1車線が3.0〜3.5m程度で構成されているため、自車位置から進行方向に対して垂直方向に1.5m(1/2車線)程度移動した点をノードとして追加する処理である。
更に、地図データ推定部104は、図4に示すように、記憶していた車間距離LLmax(m)に、車間距離LOmax(m)、及び所定距離3.0(m)を加算した距離データを道路の幅員データとして推定する(ステップS222)。
地図データ更新部105は、上記のようにして推定された道路の中央線、及び幅員データに基づいて、地図データ記憶部101に記憶された地図データのうちの道路の中央線、及び幅員のデータを更新する。経路案内部106は、地図データ更新部105が更新した地図データに基づいて、精度の高い地図データに基づく最適な経路案内を行う。
なお、従来のナビゲーション装置においては、自車が走行した軌跡情報だけを用いて道路データとして登録しなければならず、誤差が大きくなってしまうという問題があった。特に、複数の車線で構成されている広い道路においては、その誤差が大きくなってしまう可能性がある。また、道路の幅員のデータについては、誤差のない理想状態においては、複数回同じ道路を走行することで、その軌跡の差から異なる場所を走行したと判断して、幅員を推定することが可能である。しかしながら、軌跡データは、特にGPS受信機の精度に依存するものである。GPS受信機の精度の大きな要因として衛星配置挙げられるが、走行する毎に衛星配置が異なるため、精度が変わってしまう。つまり、同じ道路を走行した場合に、測位処理において算出した走行軌跡の違いは、複数の車線が存在して異なる車線を走行したために発生した差なのか、衛星配置の違いにより発生した差なのか判断することができず、幅員情報として登録することは難しいため、精度の高い地図データに基づく最適な経路案内を行うことができなかった。
なお、地図データ更新部105は、他車情報から他車の車両数を抽出し、抽出した他車の車両数が増加している場合に、地図データ記憶部101に記憶された地図データを更新するようにしてもよい。これにより、取得したより多くの他車の情報に基づいて更新が行われるため、より精度の高い地図データに更新される。
また、地図データ更新部105は、地図データからDOP値を抽出し、抽出したDOP値が減少している場合に、地図データ記憶部101に記憶された地図データを更新するようにしてもよい。これにより、精度の劣化が少ない情報に基づいて更新が行われるため、より精度の高い地図データに更新される。
また、本発明は、上述した実施の形態を実現するソフトウェアのプログラム(実施の形態では図に示すフロー図に対応したプログラム)が装置に供給され、その装置のコンピュータが、供給されたプログラムを読出して、実行することによっても達成させる場合を含む。したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現させるためのナビゲーションプログラムも含む。
以上説明したように、本発明によれば、精度の高い地図データに基づいて最適な経路案内を行うことができるナビゲーション装置、ナビゲーション方法、及びナビゲーションプログラムを提供することができる。
上記実施の形態で説明した構成は、単に具体例を示すものであり、本願発明の技術的範囲を制限するものではない。本願の効果を奏する範囲において、任意の構成を採用することが可能である。
本発明は、精度の高い地図データに基づいて最適な経路案内を行うことができるナビゲーション装置等として有用である。
100 ナビゲーション装置
101 地図データ記憶部
102 自車情報取得部
103 他車情報取得部
104 地図データ推定部
105 地図データ更新部
106 経路案内部
101 地図データ記憶部
102 自車情報取得部
103 他車情報取得部
104 地図データ推定部
105 地図データ更新部
106 経路案内部
Claims (8)
- 地図データに基づいて最適な経路案内を行うナビゲーション装置であって、
道路の中央線、及び幅員のデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、
自車の位置、及び進行方位の情報を取得する自車情報取得部と、
車両間通信によって他車の位置、及び進行方位の情報を取得する他車情報取得部と、
前記自車情報取得部が取得した自車の位置、及び進行方位の情報と、前記他車情報取得部が取得した他車の位置、及び進行方位の情報とに基づいて、道路の中央線、及び幅員のデータを推定する地図データ推定部と、
前記地図データ推定部が推定した道路の中央線、及び幅員のデータによって、前記地図データ記憶部に記憶された地図データを更新する地図データ更新部とを備える、ナビゲーション装置。 - 前記地図データ推定部は、自車の位置、及び進行方位の情報と、他車の位置、及び進行方位の情報とから、同一道路上で同一方向を並走する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい左側の他車と、同一道路上で同一方向を並走する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい右側の他車と、同一道路上で反対方向を走行する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい他車との距離に基づいて、道路の中央線、及び幅員のデータを推定することを特徴とする、請求項1に記載のナビゲーション装置。
- 前記地図データ推定部は、同一道路上で同一方向を並走する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい左側の他車と、同一道路上で反対方向を走行する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい他車との距離に基づいて、道路の幅員のデータを推定することを特徴とする、請求項1又は2に記載のナビゲーション装置。
- 前記地図データ更新部は、同一道路上で同一方向を並走する自車の進行方位に垂直方向の車間距離が最も大きい右側の他車との距離に基づいて、道路の中央線のデータを推定することを特徴とする、請求項1又は2に記載のナビゲーション装置。
- 前記地図データ更新部は、前記他車情報から他車の車両数を抽出し、抽出した他車の車両数が増加している場合に、前記地図データ記憶部に記憶された地図データを更新することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のナビゲーション装置。
- 前記地図データ更新部は、前記地図データからDOP(Dilution of precision)値を抽出し、抽出したDOP値が減少している場合に、前記地図データ記憶部に記憶された地図データを更新することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のナビゲーション装置。
- 地図データに基づいて最適な経路案内を行うナビゲーション方法であって、
自車の位置、及び進行方位の情報を取得する自車情報取得ステップと、
車両間通信によって他車の位置、及び進行方位の情報を取得する他車情報取得ステップと、
前記自車情報取得ステップで取得した自車の位置、及び進行方位の情報と、前記他車情報取得ステップで取得した他車の位置、及び進行方位の情報とに基づいて、道路の中央線、及び幅員のデータを推定する地図データ推定ステップと、
前記地図データ推定ステップで推定した道路の中央線、及び幅員のデータによって、前記地図データ記憶部に記憶された道路の中央線、及び幅員のデータを含む地図データを更新する地図データ更新ステップとを備える、ナビゲーション方法。 - 地図データに基づいて最適な経路案内を行うナビゲーション装置のコンピュータで実行されるナビゲーションプログラムであって、
前記コンピュータに、
自車の位置、及び進行方位の情報を取得する自車情報取得ステップと、
車両間通信によって他車の位置、及び進行方位の情報を取得する他車情報取得ステップと、
前記自車情報取得ステップで取得した自車の位置、及び進行方位の情報と、前記他車情報取得ステップで取得した他車の位置、及び進行方位の情報とに基づいて、道路の中央線、及び幅員のデータを推定する地図データ推定ステップと、
前記地図データ推定ステップで推定した道路の中央線、及び幅員のデータによって、前記地図データ記憶部に記憶された道路の中央線、及び幅員のデータを含む地図データを更新する地図データ更新ステップとを実行させる、ナビゲーションプログラム。
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WO2024039531A1 (en) * | 2022-08-19 | 2024-02-22 | Zoox, Inc. | Map annotation modification using sparse pose graph node updates |
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