JP2009264854A - 車両曲がり判定装置、車両曲がり判定方法、及び車両曲がり判定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳ装置より得られる測定情報だけを用いて簡単な処理によって車両の曲がり状態を判定することのできると共に、この判定結果を用いることで正確なマップマッチングによるナビゲーションを実現することが可能な仕組みを提供する。
【解決手段】本装置１０では、ＧＰＳ情報受信部１１が、ＧＰＳ装置より角度情報を取得する。また、角度変化量算出部１２が、取得した角度情報を蓄積し、時間的に前後する二つの角度情報の差を示す変化量を求める。そして、車両曲がり判定部１３が、求めた変化量が一定の数値以したであり、かつ、取得した角度情報が一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定する。そして、曲がり判定情報出力部１４が、判定した曲がり判定情報を出力する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の曲がり状態を判定する車両曲がり判定技術に係り、詳しくは、ＧＰＳ（Global Positioning System ）衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して測位情報を出力するＧＰＳ装置より得られる角度情報を総合的に判定し、車両の曲がり状態を判定する車両曲がり判定装置、車両曲がり判定方法、及び車両曲がり判定用のコンピュータプログラムに関する。

車両の曲がり状態を判定する手段として、物体の状態の差異を検知する各種センサを用いる技術が知られている。たとえば車両の状態（ポジショニング）を確認し、予め定められたルートにしたがって経路案内を行なう機能を備えるカーナビゲーション装置（以下、「カーナビ」という。）においては、距離センサと舵角センサ（方位センサ）の出力に基づいて車両の現在位置を確実に検出することが行われている（たとえば、特許文献１又は２を参照）。

ところが、上記特許文献１及び２に記載された技術は、距離センサやと舵角センサ（方位センサ）を用いて車両の現在位置を算出するものであり、装置の全体的な構造が複雑なものになると共に、簡単な処理によって車両の曲がり状態を判定することができないものであった。

また、カーナビの中には、現在設置している車両から取り外して他の車両に設置可能としたり、盗難防止のために駐車中の車両から取り外し可能としたりするものもある。このような車両に対する設置を自由にした装置の場合、ＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して測位情報を出力するＧＰＳ装置を用い、このＧＰＳ装置より得られる角度情報を用いて車両の状態を確認することとしている。

ところが、ＧＰＳ測位による角度情報においては、走行中でも左右にぶれるといったバラツキ（誤差）があり、角度情報だけを用いて車両の曲がり状態を判定することは難しい。すなわち、ＧＰＳ装置から得られる角度情報は誤差を含むため、カーナビにおいて地図上でのマップマッチングを行なう際において、実際は曲がっているのに直進する道路上に自車位置が表示されたり、実際は直進しているのに曲がった道路上に自車位置が表示されたりすることがある。

そこで、ＧＰＳ装置より得られる角度情報の誤差を解消し、車両の曲がり状態を判定するようにした手段として、たとえば車輪速センサと、地磁気センサと、ジャイロと、を用いて現在位置を修正した上で、車両の現在位置を地図上に表示するナビゲーション装置が提案されている（特許文献３を参照）。
特許第２５８８１８６号公報 特許第２６９２８０９号公報 特開２００６−２０８１５６号公報

しかしながら、上記特許文献３に記載された技術は、ＧＰＳ装置より得られる測定情報以外に、車輪速センサと、地磁気センサと、ジャイロと、から得られる情報を用いて現在位置を修正しなければならず、複雑で煩わし処理が必要であり、やはり簡単な処理によって車両の曲がり状態を判定することができないものであった。
このように、ＧＰＳ装置より得られる測定情報だけを用いて簡単な処理によって車両の曲がり状態を判定する手段は、現在のところ提案されていない。

本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであり、ＧＰＳ装置より得られる測定情報だけを用いて簡単な処理によって車両の曲がり状態を判定することのできると共に、この判定結果を用いることで正確なマップマッチングによるナビゲーションを実現することが可能な仕組みを提供することを目的とする。

本発明の車両曲がり判定装置は、車両の曲がり状態を判定する車両曲がり判定装置であって、ＧＰＳ（Global Positioning System ）衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して、前記車両の移動方向を示す角度を求めるＧＰＳ装置より、角度情報を取得するＧＰＳ情報受信手段と、前記ＧＰＳ情報受信手段で取得した角度情報を蓄積し、時間的に前後する二つの角度情報の差を示す変化量を求める角度変化量算出手段と、前記角度変化量算出手段で求めた変化量が一定の数値以下であり、かつ、前記ＧＰＳ情報受信手段で取得した角度情報が一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定する車両曲がり判定手段と、前記車両曲がり判定手段で判定した曲がり判定情報を出力する曲がり判定情報出力手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の車両曲がり判定装置は、前記車両曲がり判定手段は、前記角度変化量算出手段で求めた変化量を一定時間蓄積し、この蓄積した変化量の平均値が一定の数値以下であり、かつ、前記ＧＰＳ情報受信手段で取得した角度情報を一定時間蓄積し、この蓄積した角度情報が何れも一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定するものとしても良い。

また、本発明の車両曲がり判定方法は、車両の曲がり状態を判定する車両曲がり判定方法であって、ＧＰＳ（Global Positioning System ）衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して、前記車両の移動方向を示す角度を求めるＧＰＳ装置より、角度情報を取得する第１ステップと、前記車両曲がり判定装置において、前記第１ステップで取得した角度情報を蓄積し、時間的に前後する二つの角度情報の差を示す変化量を求める第２ステップと、前記車両曲がり判定装置において、前記第２ステップで求めた変化量が一定の数値以下であり、かつ、前記第１ステップで取得した角度情報が一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定する第３ステップと、前記第３ステップで判定した曲がり判定情報を前記車両曲がり判定装置より出力する第４ステップと、を含んだことを特徴とする。

また、本発明の車両曲がり判定方法は、前記第３ステップは、前記第２ステップで求めた変化量を一定時間蓄積し、この蓄積した変化量の平均値が一定の数値以下であり、かつ、前記第１ステップで取得した角度情報を一定時間蓄積し、この蓄積した角度情報が何れも一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定するものとしても良い。

また、本発明のコンピュータプログラムは、車両の曲がり状態を判定することを実行させるためにコンピュータを、ＧＰＳ（Global Positioning System ）衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して、前記車両の移動方向を示す角度を求めるＧＰＳ装置より、角度情報を取得する手段、取得した前記角度情報を蓄積し、時間的に前後する二つの角度情報の差を示す変化量を求める手段、求めた前記変化量が一定の数値以下であり、かつ、取得した前記角度情報が一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定する手段、判定した前記曲がり判定情報を出力する手段、として機能させることを特徴とする。

また、本発明のコンピュータプログラムは、前記コンピュータを、求めた前記変化量を一定時間蓄積し、この蓄積した変化量の平均値が一定の数値以下であり、かつ、取得した前記角度情報を一定時間蓄積し、この蓄積した角度情報が何れも一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定するとしてさらに機能させる
ものとしても良い。

本発明の車両曲がり判定装置は、ＧＰＳ衛星より角度情報を取得する手段と、取得した角度情報を蓄積し、時間的に前後する二つの角度情報の差を示す変化量を求める手段と、求めた変化量が一定の数値以下であり、かつ、取得した前記角度情報が一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定する手段と、を備える。ゆえに、変化量が小さい場合は走行中の可能性があり、また、一定方向に変化していると旋回している可能性がある角度情報を総合的に判定することで、車両の曲がり状態を適切に判定することができる。
したがって、ＧＰＳ装置より得られる測定情報だけを用いて簡単な処理によって車両の曲がり状態を判定することのできると共に、この判定結果を用いることで正確なマップマッチングによるナビゲーションを実現することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る車両曲がり判定装置、車両曲がり判定方法、車両曲がり判定用のコンピュータプログラムの一例について説明する。
本発明に係る車両曲がり判定装置（以下、「本装置」という）１０は、車両の曲がり状態を判定し、その情報を出力するようにした装置である。

図１は、本装置１０を用いた車両曲がり判定システム（以下、「本システム」という）の一例を示す概略図であり、図２は、本装置１０を本システムに用いることにより実現される地図情報出力装置を示す概略図である。
本システムは、図１に示すように、本装置１０と、ＧＰＳ装置２０と、地図情報出力装置３０と、によって構成することができる。

ＧＰＳ装置２０は、ＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号をＧＰＳ受信機で受信し、このＧＰＳ信号に基づいて移動方向を示す角度を求める装置であり、いわゆるＧＰＳモジュールである。したがって、車両の曲がり状態を判定する場合、ＧＰＳ装置２０は車両に搭載されており、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機（アンテナ）と、受信したＧＰＳ信号のデコード等の処理を行い、本装置１０へ出力する信号処理部とを備える。

地図情報出力装置３０は、ＧＰＳ装置２０より取得した現在の位置情報に基づき、地図情報を参照して当該周辺を表示するのに必要な道路地図情報を特定し、出力する装置であり、たとえばカーナビを挙げることができる。この地図情報出力装置３０では、位置情報と、道路地図情報と、を互いに関連付けて記憶する道路地図情報記憶部を備える。ここで、道路地図情報は、予め地図情報出力装置３０の記憶部に記憶される外、たとえば所謂ＳＤメモリカードと称されるリムーバブルメディアとしての補助記憶装置や、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等に保存することができる。また、インターネット等の通信ネットワークを介してダウンロードするものとしても構わない。なお、地図情報の出力処理については公知の技術を用いればよいので、ここでの詳細な説明は省略する。

また、地図情報出力装置３０は、出力した道路地図情報を表示する表示部４０を備える。この表示部４０は、モニタ又はディスプレイ等と称される装置である。したがって、本装置１０より出力された曲がり状態判定情報に基づいて、表示部４０に表示された道路地図上に車両位置を示すマークが表示されることになる。
図２において、地図情報出力装置３０が備える表示部４０に、現在の位置情報に基づく周辺道路地図が表示されると共に、車両の現在位置を特定する自車位置マークＭが示されている。

次に、本装置１０の構成について説明する。
本装置１０は、図１に示すように、ＧＰＳ情報受信部１１と、角度変化量算出部１２と、車両曲がり判定部１３と、曲がり判定情報出力部１４と、制御部１５と、を有している。なお、図中の符号１６は、本装置１０において制御信号、データ等を伝送するバスである。

本装置１０は、情報処理装置であればよく、たとえば、モバイルタイプのパーソナルコンピュータをはじめ、ＰＮＤ（Portable Navigation Device）や、専用デバイスなどで実現される。また、本装置１０は、図示しないが、ＣＰＵ（中央処理装置）、プログラム記憶部、キーボタン等の入力装置、ＯＳ（オペレーティング・システム）、等を有する。
ＣＰＵは、プログラム記憶部に記憶されたコンピュータプログラムに従い、本装置１０の各構成要素を統制制御し、プログラム処理を実行する手段である。プログラム記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成され、本装置１０が使用する各種コンピュータプログラムを記憶している手段である。

ＧＰＳ情報受信部１１は、ＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して、前記車両の移動方向を示す角度を求めるＧＰＳ装置より、角度情報を取得する処理を行う。ここで、角度情報は、北の方位を０°として時計回りに順次数値が増え３５９°までの数値により示される。
このＧＰＳ情報受信部１１で取得した角度情報は、角度変化量算出部１２と車両曲がり判定部１３へそれぞれ送信される。

角度変化量算出部１２は、ＧＰＳ情報受信手段で取得した角度情報を蓄積し、時間的に前後する二つの角度情報の差を示す変化量を求める処理を行う。すなわち、角度情報は移動方位をベクトルで表すものであるので、この角度情報における変化量を見ることで、一定方位に向かって進行しているのか、停止状態であるのかが大まかにわかる。
この角度変化量算出部１２で求めた変化量情報は、車両曲がり判定部１３へ送信される。

車両曲がり判定部１３は、角度変化量算出部１２で求めた変化量が一定の数値以下であり、かつ、ＧＰＳ情報受信部１１で取得した角度情報が一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定する処理を行う。すなわち、角度情報が一定方向に変化しているときは、一定方位に向かって旋回している状態にある、具体的には、右折しているのか、左折しているのか、が判定できる。
したがって、角度情報における変化量から得られる判定結果と、角度情報の方向の変化から得られる判定結果とを加味することで、どの方向に曲がり状態にあるのかを判定することができる。
この車両曲がり判定部１３で判定した曲がり状態判定情報は、曲がり判定情報出力部１４へ送信される。

曲がり判定情報出力部１４は、車両曲がり判定部１３で判定した曲がり判定情報を出力する処理を行う。
この曲がり判定情報出力部１４より出力された曲がり判定情報は、地図情報出力装置３０へ送信される。

制御部１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を具備し、プログラム記憶部に記憶されたプログラムに従い、本装置１０の各構成要素を統制制御し、プログラム処理を実行する。

＜第１の実施の形態＞
次に、上述した車両曲がり判定方法を実施する本装置１０の動作の一例を、図４を参照しながら説明する。図４は、本装置１０での車両曲がり判定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ＧＰＳ情報受信部１１が、ＧＰＳ装置２０より角度情報を取得する（Ｓ１０）。
次いで、角度変化量算出部１２が、ＧＰＳ情報受信部１１で取得した角度情報を蓄積し、時間的に前後する二つの角度情報の差を示す変化量を求める（Ｓ２０）。
引き続き、車両曲がり判定部１３が、角度変化量算出部１２で求めた変化量が一定の数値以下であるか否か判定する（Ｓ３０）。

その結果、車両曲がり判定部１３が、変化量が一定の数値以下であると判定した場合（Ｙ）、引き続き、車両曲がり判定部１３が、ＧＰＳ情報受信部１１で取得した角度情報が一定方向に変化しているか否か判定する（Ｓ４０）。
一方、車両曲がり判定部１３が、変化量が一定の数値以下でない、すなわち一定の数値以上であると判定した場合（Ｎ）、車両曲がり判定部１３は、車両は曲がり状態にないと判定し、そのまま本装置１０での一連の動作を終了する。

また、車両曲がり判定部１３が、角度情報が一定方向に変化していると判定した場合（Ｙ）、車両曲がり判定部１３は、車両が曲がり状態にあり、かつ、どの方向（方位）へ曲がっているのかを判定する（Ｓ５０）。
一方、車両曲がり判定部１３が、角度情報が一定方向に変化していないと判定した場合（Ｎ）、車両曲がり判定部１３は、車両は曲がり状態にないと判定し、そのまま本装置１０での一連の動作を終了する。
そして、曲がり状態判定情報出力部１４が、車両が曲がり状態にあることと、どの方向（方位）へ曲がっているのかを示す情報を含んだ曲がり判定情報を地図情報出力装置３０へ出力する（Ｓ６０）。
これにより、本装置１０での一連の動作が終了する。

以上のように本実施の形態では、ＧＰＳ装置による測位によって求めた角度情報に基づいて車両の曲がり状態と曲がり方向を判定し、その情報を出力するものであるので、ＧＰＳ装置による測位によって求めた角度情報のバラツキに基づく曲がりか否かの判定の不明確さを解消し、車両の曲がり状態を精度高く判定することが可能となる。ゆえに、ＧＰＳ装置により得られる測定情報だけを用いて簡単な処理によって車両の曲がり状態を判定することが可能となる。
したがって、本装置を備える地図情報出力装置において、この曲がり判定情報を用いることで地図上でのマップマッチングを適切に行なうことができ、精度高い地図情報の表示を提供することが可能となる。

＜第２の実施の形態＞
また、本発明では、車両の曲がり状態の判定をより精度良く行なうようにすることもできる。すなわち、上述した第１の実施の形態とは、角度情報とその変化量を一定時間蓄積し、その軌跡から総合的に判定する機能を有する点で異なる。ここで一定時間とは、たとえば角度情報を１秒ごとに取得しているのであれば５秒間程度とすることができ、１秒ごとに過去５秒間の軌跡から車両の曲がり状態を判定する。また、角度情報を１秒間に複数取得しているのであれば、５秒以下の数秒間とすることができ、角度情報の取得ごとに過去複数の軌跡から車両の曲がり状態を判定する。
なお、以下に述べる他の実施の形態では、上述した第１の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。したがって、第１の実施の形態と同様の構成部分は同じ符号を付してその説明は省略し、特に説明しない限り同じであるものとする。

以下、その処理についての一例を図５に基づき説明する。
図５は、本装置１０での地図表示処理の他の一例を示すフローチャートである。
まず、ＧＰＳ情報受信部１１が、ＧＰＳ装置２０より角度情報を取得する（Ｓ１１０）。
次いで、角度変化量算出部１２が、ＧＰＳ情報受信部１１で取得した角度情報を蓄積し、時間的に前後する二つの角度情報の差を示す変化量を求める（Ｓ１２０）。
ここまでの処理は、上述した第１の実施の形態の場合と同様である。

次いで、車両曲がり判定部１３が、一定時間の角度情報の変化量を蓄積し、この蓄積した変化量の平均値を求める（Ｓ１３０）。
引き続き、車両曲がり判定部１３が、角度変化量算出部１２で求めた変化量の平均値が一定の数値以下であるか否か判定する（Ｓ１４０）。
その結果、車両曲がり判定部１３が、変化量の平均値が一定の数値以下であると判定した場合（Ｙ）、引き続き、車両曲がり判定部１３が、蓄積する一定時間の角度情報が何れも一定方向に変化しているか否か判定する（Ｓ１５０）。
一方、車両曲がり判定部１３が、変化量の平均値が一定の数値以下でない、すなわち一定の数値以上であると判定した場合（Ｎ）、車両曲がり判定部１３は、車両は曲がり状態にないと判定し、そのまま本装置１０での一連の動作を終了する。

また、車両曲がり判定部１３が、角度情報が何れも一定方向に変化していると判定した場合（Ｙ）、車両曲がり判定部１３は、車両が曲がり状態にあり、かつ、どの方向（方位）へ曲がっているのかを判定する（Ｓ１６０）。
一方、車両曲がり判定部１３が、角度情報が何れも一定方向に変化していないと判定した場合（Ｎ）、車両曲がり判定部１３は、車両は曲がり状態にないと判定し、そのまま本装置１０での一連の動作を終了する。
そして、曲がり判定情報出力部１４が、車両が曲がり状態にあることと、どの方向（方位）へ曲がっているのかを示す情報を含んだ曲がり判定情報を地図情報出力装置３０へ出力する（Ｓ１７０）。
これにより、本装置１０での一連の動作が終了する。

以上のように本実施の形態では、角度情報とその変化量を一定時間蓄積し、その値から車両の状態を総合的に判定するので、簡単な処理によって車両の曲がり状態の判定をより正確に行なうことができる。
したがって、本装置を備える地図情報出力装置において、この曲がり判定情報を用いることで地図上でのマップマッチングをより適切に行なうことができ、一層精度が高い地図情報の表示を提供することが可能となる。

本発明は、車両の曲がり状態を判定するデバイスを扱う業種において産業上有用であり、車両の移動に伴って現在位置を電子地図上に表示可能なカーナビゲーション装置等の電化製品市場においても有用である。

本発明に係る車両曲がり判定装置を用いた車両曲がり判定システムの概要を示す構成図である。 本発明に係る車両曲がり判定装置を車両曲がり判定システムに用いることにより実現される地図情報出力装置を示す概略図である。 本発明に係る車両曲がり判定装置の実施形態の一例を示すブロック構成図である。 本発明に係る車両曲がり判定装置での車両曲がり判定処理の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る車両曲がり判定装置での車両曲がり判定処理の他の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両曲がり判定装置（本装置）、１１ ＧＰＳ情報受信部、１２ 角度変化量算出部、１３ 車両曲がり判定部、１４ 曲がり判定情報出力部、１５ 制御部、２０ ＧＰＳ装置、３０ 地図情報出力装置、４０ 表示部。

Claims (6)

1. 車両の曲がり状態を判定する車両曲がり判定装置であって、
   ＧＰＳ（Global Positioning System ）衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して、前記車両の移動方向を示す角度を求めるＧＰＳ装置より、角度情報を取得するＧＰＳ情報受信手段と、
   前記ＧＰＳ情報受信手段で取得した角度情報を蓄積し、時間的に前後する二つの角度情報の差を示す変化量を求める角度変化量算出手段と、
   前記角度変化量算出手段で求めた変化量が一定の数値以下であり、かつ、前記ＧＰＳ情報受信手段で取得した角度情報が一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定する車両曲がり判定手段と、
   前記車両曲がり判定手段で判定した曲がり判定情報を出力する曲がり判定情報出力手段と、
   を備えることを特徴とする車両曲がり判定装置。
2. 前記車両曲がり判定手段は、前記角度変化量算出手段で求めた変化量を一定時間蓄積し、この蓄積した変化量の平均値が一定の数値以下であり、かつ、前記ＧＰＳ情報受信手段で取得した角度情報を一定時間蓄積し、この蓄積した角度情報が何れも一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両曲がり判定装置。
3. 車両の曲がり状態を判定する車両曲がり判定方法であって、
   ＧＰＳ（Global Positioning System ）衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して、前記車両の移動方向を示す角度を求めるＧＰＳ装置より、角度情報を取得する第１ステップと、
   前記車両曲がり判定装置において、前記第１ステップで取得した角度情報を蓄積し、時間的に前後する二つの角度情報の差を示す変化量を求める第２ステップと、
   前記車両曲がり判定装置において、前記第２ステップで求めた変化量が一定の数値以下であり、かつ、前記第１ステップで取得した角度情報が一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定する第３ステップと、
   前記第３ステップで判定した曲がり判定情報を前記車両曲がり判定装置より出力する第４ステップと、
   を含んだことを特徴とする車両曲がり判定方法。
4. 前記第３ステップは、前記第２ステップで求めた変化量を一定時間蓄積し、この蓄積した変化量の平均値が一定の数値以下であり、かつ、前記第１ステップで取得した角度情報を一定時間蓄積し、この蓄積した角度情報が何れも一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両曲がり判定方法。
5. 車両の曲がり状態を判定することを実行させるためにコンピュータを、
   ＧＰＳ（Global Positioning System ）衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して、前記車両の移動方向を示す角度を求めるＧＰＳ装置より、角度情報を取得する手段、
   取得した前記角度情報を蓄積し、時間的に前後する二つの角度情報の差を示す変化量を求める手段、
   求めた前記変化量が一定の数値以下であり、かつ、取得した前記角度情報が一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定する手段、
   判定した前記曲がり判定情報を出力する手段、
   として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
6. 前記コンピュータを、
   求めた前記変化量を一定時間蓄積し、この蓄積した変化量の平均値が一定の数値以下であり、かつ、取得した前記角度情報を一定時間蓄積し、この蓄積した角度情報が何れも一定方向に変化しているとき、車両が曲がり状態であると判定する、
   としてさらに機能させることを特徴とする請求項５に記載のコンピュータプログラム。

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