JP2011099873A - ナビゲーション装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センサ1〜3からの信号に基づき車両の挙動を推測する測位手段41からの測位データと道路地図データ記憶手段43からの道路データとを照合して車両の現在位置を同定し、マッチング、ペンディングまたはフリー状態を表す照合結果を出力する道路照合手段42と、照合結果がフリー状態である区間の前後でマッチング状態にあった登録道路上に、走行軌跡のうちの登録道路と重複しない走行軌跡部分である登録道路外走行軌跡の検出開始地点Aおよび検出終了地点Bを設定し、地点A−B間の走行軌跡をそれらの間の登録道路の座標に一致するように座標変換した走行軌跡中の登録道路と不重複部分から登録道路外走行軌跡の座標を検出する検出手段45とを備えている。
【選択図】図1
Description
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。このナビゲーション装置は、GPS(Global Positioning System)受信機1、角速度センサ2、速度センサ3、信号処理器4および表示手段5から構成されている。この発明のセンサは、GPS受信機1、角速度センサ2および速度センサ3から構成されている。
α=tan-1{(yF2-y0)/(xF2-x0)}-tan-1{(yF1-y0)/(xF1-x0) [rad]
xN2=S{(xN1-x0)cosα-(yN1-y0)sinα}+x0
yN2=S{(xN1-x0)sinα+(yN1-y0)cosα}+y0
ここで、
S:伸縮係数
α:回転角(反時計周りが正、時計周りが負の符号) [rad]
P0:始点位置(x0、y0)
PF1、PF2:修正前、修正後の終点位置(xF1、yF1)、(xF2、yF2)
x0、y0:始点のx,y座標 [m]
xF1、yF1:修正前の終点のx,y座標 [m]
xF2、yF2:修正後の終点のx,y座標 [m]
上述した実施の形態1に係るナビゲーション装置において、角速度センサ2のバイアスに誤差が生じたままで未登録のトンネルを通過する場合、GPS受信機1からのGPS信号および道路地図データ記憶手段43からの道路データを基準としてバイアスドリフトを補正することができない。そのため、車両の進行方位誤差および位置誤差が徐々に拡大し、トンネルを通過した直後にGPS受信機1からGPS信号が得られると、このGPS信号に基づき車両の現在位置が修正される。この場合には、図10(a)に示すように、トンネルを通過した直後に「位置とび」が生じて走行軌跡が分断されるため、分断された状態の走行軌跡の座標から道路データを生成すると、その道路データに基づく道路の形状および座標が不正確になる。
図11に示すように、車両が同じ道路を走行しても、速度センサ3、角速度センサ2およびGPS受信機1の誤差に起因して走行軌跡の座標がぶれることから、図12に示すように、未登録道路が登録道路に接続される道路復帰地点(地点B’)の座標は道路方向に誤差範囲を有する。これに関して、実施の形態1に係るナビゲーション装置においては、検出手段45による検出終了地点(地点B)の設定タイミングに関して、検出手段45は、図4のステップST410において、道路照合手段42が登録道路上に同定している車両の現在位置の座標に地点Bを設定する。
上述した実施の形態1に係るナビゲーション装置においては、測位手段41で推測された車両の進行方位に誤差が生じると、道路照合手段42は登録道路から車両が逸脱したと誤った判断を行い易くなり、その結果、誤って生成された未登録道路が増加する。このような誤った未登録道路が増加すると、ユーザは、その未登録道路を削除する操作が必要になり、ユーザの削除操作が遅れると、真に未登録道路を追加したいときに、道路地図データ記憶手段43の記憶容量の不足により未登録道路を登録できない場合が生じる。この実施の形態4に係るナビゲーション装置は、このような問題を解消するものであり、登録道路を走行中に測位手段41で推測された車両の進行方位に誤差が生じても、登録道路外を走行したと判断して未登録道路の走行軌跡を誤検出しないようにしたものである。
上述した実施の形態1に係るナビゲーション装置においては、検出手段45による検出終了地点(地点B)の設定タイミングに関して、検出手段45は、図4のステップST408において、道路照合手段42がマッチング状態を所定距離以上継続したときに検出終了と判断し、ステップST410において、道路照合手段42が登録道路上に同定している車両の現在位置の座標に地点Bを設定するように構成されている。
上述した実施の形態1に係るナビゲーション装置においては、検出手段45による検出終了地点(地点B)の設定タイミングに関して、検出手段45は、図4のステップST408において、道路照合手段42がマッチング状態を所定距離以上継続したときに検出終了と判断し、ステップST410において、道路照合手段42が登録道路上に同定している車両の現在位置の座標に地点Bを設定するように構成されている。
上述した実施の形態1に係るナビゲーション装置において、直線区間で進行方向に所定値以上の位置誤差があると、その後に右折または左折した際に、登録道路の交差点と異なる地点で推測した車両の進行方位が変わるためマッチング状態からフリー状態になり、誤った未登録道路の検出が開始される。その結果、誤って生成された未登録道路が増加するので、ユーザは、その未登録道路を削除する操作が必要になり、ユーザの削除操作が遅れると、真に未登録道路を追加したいときに、道路地図データ記憶手段43の記憶容量の不足により未登録道路を登録できない場合が生じる。この実施の形態7に係るナビゲーション装置は、このような問題を解消するものであり、直線区間の道路走行中に進行方向の位置誤差があったとしても、右折または左折時に不要な道路データを自動生成しないようにしたものである。
従来のナビゲーション装置では、誤マッチングを防止するために、例えば、高速道路と一般道路の相互接続は高速インターチェンジ(以下、「IC」と略する)に制限されている。このため、高速ICが未登録道路の場合には、未登録の高速ICを通って高速道路から一般道路に降りた後に、一般道路上で車両の現在位置を同定してもペンディング状態のままでマッチング状態に変化しない場合がある。この場合には未登録道路の検出終了地点の設定が遅くなり、登録道路と重複する走行軌跡が長くなるため、未登録道路が登録道路に接続される地点の検出が難しくなる。この実施の形態8に係るナビゲーション装置は、このような問題を解消するものであり、高速ICが未登録道路であっても、未登録道路を検出するようにしたものである。
高速ICまたは高速ジャンクション(以下、「JCT」と略する)が未登録道路の場合には、未登録道路を走行した後の登録道路と走行軌跡の座標が重なったり、または走行軌跡の近傍に並走する登録道路があっても、道路照合手段42は、同定状態をマッチング状態にせずにペンディング状態のまま登録道路上を走行するので、走行軌跡の検出終了地点の設定が遅れる。また、道路照合手段42が接続し易い同じ道路種別の登録道路が走行軌跡の近傍に並走していれば、その登録道路上に誤マッチングする。この実施の形態9に係るナビゲーション装置は、このような問題を解消するものであり、高速ICまたは高速JCTが未登録道路であっても、車両の走行に合わせて一般道路と高速道路の接続、一般道路同士の接続、高速道路同士の接続の妥当性を判断して、未登録道路を検出できるようにしたものである。
長い距離の未登録道路を走行の途中で、例えば休憩によって車両がエンジンオフされると、エンジンオン後に未登録道路の検出を継続することできない。この実施の形態10に係るナビゲーション装置は、このような問題を解消するものであり、未登録道路部分の走行軌跡を検出中に車両がエンジンオフされても、エンジンオンされたときに未登録道路の検出処理を再開できるようにしたものである。
この実施の形態11に係るナビゲーション装置は、検出手段45の動作が実施の形態1に係るナビゲーション装置と異なる。この実施の形態11に係るナビゲーション装置の構成は、上述した実施の形態1に係るナビゲーション装置の構成と同じである。以下では、検出手段45で行われる未登録道路検出処理の詳細を、図19に示す説明図ならびに図20および図21に示すフローチャートを参照しながら説明する。
逸脱判断処理では、まず、上述した実施の形態1のステップST402と同様にして、道路逸脱判断が行われる(ステップST505)。次いで、ステップST505における判断結果に基づいて、道路逸脱の可能性があるかどうかが調べられる(ステップST506)。このステップST506において、道路逸脱の可能性があることが判断されると、道路逸脱候補地点を追加する処理が行われる(ステップST507)。すなわち、登録道路上の車両の現在位置が道路逸脱候補地点として記録される。一方、ステップST506において、道路逸脱の可能性がないことが判断されると、ステップST507の処理はスキップされる。
逸脱確定処理では、まず、フリー距離の加算およびマッチング距離のクリアが行われる(ステップST511)。すなわち、フリー距離が測位手段41からの測位データに基づき算出されて加算されるとともに、マッチング距離がゼロに設定される。次いで、フリー距離が所定値L2より大きいかどうかが調べられる(ステップST512)。このステップST512において、フリー距離が所定値L2より大きくない、つまりフリー距離が所定値L2以下であることが判断されると、未登録道路検出処理は終了する。
復帰判断処理では、まず、上述した実施の形態1のステップST408と同様の方法を用いて、道路復帰判断が行われる(ステップST516)。この処理では、道路照合手段42は、登録道路上に車両の現在位置の候補を所定距離以上継続して設定できた場合に道路復帰の可能性があると判断する。次いで、ステップST516における判断結果に基づき、道路復帰の可能性があるかどうかが調べられる(ステップST517)。このステップST517において、道路復帰の可能性があることが判断されると、道路復帰候補地点が追加される(ステップST518)。すなわち、登録道路上の車両の現在位置が道路復帰候補地点として追加的に記録される。一方、ステップST517において、道路復帰の可能性がないことが判断されると、ステップST518の処理はスキップされる。
この実施の形態12に係るナビゲーション装置は、道路照合手段42および検出手段45の機能が実施の形態1に係るナビゲーション装置のそれらと異なる。以下では、道路照合手段42および検出手段45で行われる処理の詳細を、図22に示す説明図を参照しながら説明する。
Claims (14)
- 車両の挙動を検出するセンサと、
前記センサからの信号に基づき車両の挙動を推測する測位手段と、
道路データを記憶する道路地図データ記憶手段と、
前記測位手段から推測結果として送られてくる測位データと前記道路地図データ記憶手段から読み出した道路データとを照合して車両の現在位置を同定し、該同定状態が、前記道路データによって示される登録道路上に確定されたマッチング状態、該登録道路上で確認中であるペンディング状態または該登録道路外に確定されたフリー状態のいずれであるかを表す照合結果データを出力する道路照合手段と、
前記道路照合手段からの照合結果データがフリー状態を表している区間の前後でマッチング状態にあった登録道路上に、走行軌跡のうちの登録道路と重複しない走行軌跡部分である登録道路外走行軌跡の検出開始地点および検出終了地点を設定し、前記測位手段からの測位データに基づき生成された前記検出開始地点から前記検出終了地点までの走行軌跡の始点および終点の座標が前記検出開始地点および前記検出終了地点の座標に一致するように走行軌跡を座標変換し、該座標変換された走行軌跡から登録道路外走行軌跡の座標を検出する検出手段
とを備えたナビゲーション装置。 - 検出手段は、座標変換における走行軌跡の座標移動量、伸縮係数および回転角の各々が、車両の現在位置の精度、センサの補正精度から推定される所定の範囲内であれば、該座標変換された走行軌跡から登録道路外走行軌跡の座標を検出する
ことを特徴とする請求項1記載のナビゲーション装置。 - 検出手段は、道路照合手段からの照合結果データがフリー状態を表している区間の前後でマッチング状態にあった登録道路上において、フリー状態になる前に車両が登録道路から逸脱した可能性がある登録道路上の地点を道路逸脱候補地点として順次記録し、かつ、フリー状態になった後に車両が登録道路上に復帰した可能性がある登録道路上の地点を道路復帰候補地点として順次記録し、検出開始地点および検出終了地点の間に記録された道路逸脱候補地点と道路復帰候補地点とのすべての組合せに対応する走行軌跡部分について、各走行軌跡部分の両端が道路逸脱候補地点および道路復帰候補地点の座標に一致するように座標変換し、座標変換したすべての走行軌跡部分の中で、該座標変換における走行軌跡部分の座標移動量、伸縮係数および回転角によって表される座標変換量が、車両の現在位置の精度、センサの補正精度から推定される所定の範囲内において最小となる走行軌跡部分に対応する道路逸脱候補地点および道路復帰候補地点を道路逸脱地点および道路復帰地点と決定し、該決定した道路逸脱地点と道路復帰地点との間の走行軌跡部分から登録道路外走行軌跡の座標を検出する
ことを特徴とする請求項1記載のナビゲーション装置。 - 検出手段は、道路照合手段からの照合結果データによって示される同定状態がフリー状態からマッチング状態に変化した後に、走行軌跡の形状との相似性および位置の整合性が所定距離以上継続して確認できた登録道路上の車両の現在位置の座標に登録道路外走行軌跡の検出終了地点を設定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のナビゲーション装置。 - 検出手段は、センサからの信号に基づき計算された車両の移動距離とGPS電波の遮蔽状態を走行軌跡に関連付けて記録し、GPS電波の連続遮蔽区間を通過した直後に走行軌跡の連続性を、走行軌跡の座標更新量と移動距離を比較することにより確認し、両者に所定値以上の違いがある場合に走行軌跡が分断されたと判断して、走行軌跡が分断された区間だけを部分的に座標変換して走行軌跡を1つに繋げ、その後、該走行軌跡が検出開始地点と検出終了地点との間の登録道路の座標に一致するように走行軌跡全体を座標変換する
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のナビゲーション装置。 - 検出手段は、道路照合手段からの照合結果データによって示される同定状態がペンディング状態またはマッチング状態のときに車両の現在位置が同定された登録道路の部分を記録しておき、登録道路と重複しない走行軌跡部分を判断する際に、この記録された登録道路の部分を登録道路外走行軌跡の検出開始地点から進路前方に辿って道路離脱地点を検出するとともに検出終了地点から進路後方に辿って道路復帰地点を検出し、この記録された登録道路の部分を道路離脱地点または道路復帰地点まで辿れない場合は、記録された登録道路の相似性および位置と走行軌跡とを比較して道路離脱地点および道路復帰地点を検出し、道路離脱地点と道路復帰地点との間の走行軌跡の座標を登録道路外走行軌跡の座標とする
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のナビゲーション装置。 - 検出手段は、車両が右折または左折した近傍に交差点が存在する場所において、道路照合手段からの照合結果データによって示される同定状態が、車両の右折または左折挙動に応じて、マッチング状態からフリー状態に移行し、その後、ペンディング状態を経てマッチング状態に戻った場合に、車両の現在位置の精度およびセンサを構成する速度センサの補正精度から推定される走行軌跡の伸縮係数の範囲内で走行軌跡の座標変換がなされた場合には、登録道路外走行軌跡の検出を取りやめる
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のナビゲーション装置。 - 検出手段は、車両が未登録の高速インターチェンジを通過して高速道路から一般道路へ、または、一般道路から高速道路へ乗り入れたときに、高速インターチェンジを通過した後の登録道路上を車両が所定距離以上走行しても道路照合手段がペンディング状態を示したままである場合は、高速インターチェンジに進入する前の登録道路上における登録道路外走行軌跡の検出開始地点から検出を開始した走行軌跡とペンディング状態の道路が所定距離以上にわたって重なる場合または近傍で登録道路が並走している場合は、その登録道路上に登録道路外走行軌跡の検出終了地点を設定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のナビゲーション装置。 - 検出手段は、登録道路外走行軌跡に進入する前の登録道路上の登録道路外走行軌跡の検出開始地点から検出を開始した走行軌跡と並走する近傍の登録道路が高速道路と一般道路の両方にある場合には、走行軌跡の形状との相似性または位置において両者に有意差が確認できたときに、道路種別に拘らず、走行軌跡の形状との相似性または位置が近い登録道路上に登録道路外走行軌跡の検出終了地点を設定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のナビゲーション装置。 - 検出手段は、検出に関するデータを、測位手段および道路照合手段の処理結果と合わせて不揮発メモリに保存するとともに、エンジンオン直後の不揮発メモリに登録道路外走行軌跡の検出中であることを示すデータが記録されていた場合には、検出を再開する
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のナビゲーション装置。 - 検出手段は、道路照合手段からの照合結果データによって示される同定状態がマッチング状態からフリー状態に変化する直前の登録道路上の座標から所定距離だけ後方の登録道路上に登録道路外走行軌跡の検出開始地点を設定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載のナビゲーション装置。 - 検出手段は、道路照合手段からの照合結果データによって示される同定状態がマッチング状態を示している場合に、所定距離分の走行軌跡を座標変換し、該座標変換した後の走行軌跡が道路幅員内に収まらない場合に、車両の現在位置の座標から所定距離だけ後方の登録道路上に登録道路外走行軌跡の検出開始地点を設定する
ことを特徴とする請求項11記載のナビゲーション装置。 - 検出手段は、道路逸脱候補地点および道路復帰候補地点毎に道路照合手段からの照合結果データに基づきマッチング状態が継続している距離を求め、道路逸脱候補地点と道路復帰候補地点とのすべての組合せに対応する走行軌跡部分の中に、座標変換における走行軌跡の座標移動量、伸縮係数および回転角の変換量によって表される座標変換量が、道路データの座標精度、車両の現在位置の精度、およびセンサの補正精度から推定される所定の範囲内において最小となる走行軌跡部分が複数存在する場合は、前記距離が最も長い走行軌跡部分に対応する道路逸脱候補地点および道路復帰候補地点を道路逸脱地点および道路復帰地点とそれぞれ決定する
ことを特徴とする請求項3記載のナビゲーション装置。 - 検出手段は、道路照合手段からの照合結果データが所定距離以上連続してフリー状態を表す前に記録した道路逸脱候補地点については、その後も前記道路照合手段からの照合結果データがフリー状態にならずに継続してマッチング状態を表している場合は、道路逸脱候補地点毎に求めたマッチング状態を継続している距離が所定距離以上になれば、該道路逸脱候補地点を取消す
ことを特徴とする請求項13記載のナビゲーション装置。
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