JP2012073093A - 地図表示装置が地図データを処理するためのコンピュータプログラム、地図表示装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳ機能及びジャイロスコープを搭載した可搬型情報処理装置を用いた地図表示装置において、ＧＰＳの測位誤差による誤表示を防止する。
【解決手段】移動体位置を道路リンクに対応付けるリンクマッチングを行う（Ｓ３００）。第１の時刻の移動体位置と対応付けられた第１の道路リンクと、第１の時刻以前の第２の時刻の移動体位置と対応付けられた第２の道路リンクとが、直進性を有しない不連続な位置関係にあるとき、第１の時刻と第２の時刻との間にジャイロスコープが出力した変位角に基づいて、第１の道路リンクへのリンクマッチングが適当であるか否かを判定する（Ｓ３０４）。
【選択図】図９

Description

本発明は、情報処理装置、特に汎用性のある可搬型情報処理装置で実行される地図データを処理するためのコンピュータプログラム、方法及び地図表示装置に関する。

従来、地図表示装置として、例えば、カーナビゲーション装置やＰＮＤ(Personal/Portable
Navigation Device)等が知られている。

車載用のカーナビゲーション専用装置では、ＧＰＳ(Global
Positioning System)等によって検出した現在位置を用いるだけでなく、ジャイロスコープが検出した車両の回転角、及び車両から取得した速度情報も活用して、車両の現在の状態を判定している。その結果、高精度で車両の状態を判定することができ、車両の現在位置を道路リンクに対応付けるリンクマッチング、及び車両の進行方向が上になるように地図を表示させるヘディングアップなどの表示も高精度で行うことができる。

ところで、近年では、携帯電話機に代表される可搬型情報処理装置であっても、地図データを処理するためのコンピュータプログラムを実行できるものがある。これらの情報処理装置は、ＧＰＳなどによる位置検出機能に加えて、ジャイロスコープを搭載するものまで登場している。

そこで、本発明の目的は、ジャイロスコープを搭載した可搬型情報処理装置を用いて、表示精度の高い地図表示装置を実現するための技術を提供することである。

本発明の別の目的は、ＧＰＳ機能及びジャイロスコープを搭載した可搬型情報処理装置を用いた地図表示装置において、ＧＰＳの測位誤差による誤表示を防止することである。

本発明の一つの実施態様に従う地図画像表示装置のためのコンピュータプログラムは、表示部と、前記表示部に地図画像を表示するための地図画像データ及び道路を道路リンク及びノードで表した道路リンクデータを記憶した地図記憶部と、移動体の向きの変位角を出力するジャイロスコープと、複数の異なる時刻における前記移動体の位置を示す移動体位置情報を記憶する位置情報記憶部と、を備えた地図画像表示装置に実行されると、前記移動体情報及び前記道路リンクデータに基づいて、各時刻における移動体位置を道路リンクに対応付けるリンクマッチングを行うリンクマッチングステップと、前記地図画像データ及び前記リンクマッチングステップによるリンクマッチングの結果に基づいて、地図画像及びその地図画像上の移動体位置を前記表示部に表示させる表示ステップと、第１の時刻の移動体位置と対応付けられた第１の道路リンクと、前記第１の時刻以前の第２の時刻の移動体位置と対応付けられた第２の道路リンクとが、直進性を有しない不連続な位置関係にあるとき、前記第１の時刻と前記第２の時刻との間に前記ジャイロスコープが出力した変位角に基づいて、前記第１の道路リンクへのリンクマッチングが適当であるか否かを判定する判定ステップと、が行われる。

好適な実施形態では、前記判定ステップによる判定の結果、前記第１の道路リンクへのリンクマッチングが適当でないときは、前記地図画像表示装置に、前記第１の時刻の移動体位置が前記第１の道路リンク以外の道路リンクに対応付けられるように再リンクマッチングを実行させ、再リンクマッチングの結果に基づいて、地図画像上の移動体位置を前記表示部に表示させるようにしてもよい。

好適な実施形態では、前記判定ステップは、前記第１の道路リンクと前記第２の道路リンクとの間に一つ以上の第３の道路リンクが入り、かつ、前記一つ以上の第３の道路リンクのいずれかが、第１の道路リンクと所定以上の角度を有する場合に、第１の道路リンクと第２の道路リンクは直進性を有しない不連続の関係であると判定してもよい。

本発明の一実施形態に係るコンピュータプログラムがインストールされた地図表示装置の利用形態の説明図である。 地図表示装置１の構成図である。 車両データ記憶部１２のデータ構造の一例を示す図である。 推定された現在位置と道路との乖離についての説明図である。 マッチング記憶部２３のデータ構造の一例を示す図である。 リンクマッチングの説明図である。 ナビゲーションを行うときのヘディングアップ処理の手順を示すフローチャートである。 ＧＰＳ測位ができないときの現在位置の推定処理を行う場合を含む、現在位置を地図画像上に表示する処理の手順を示すフローチャートである。 リンクマッチングによって、直進性のない不連続な道路リンクにマッチングされたミスマッチを検出して修正する処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態に係る地図表示装置について説明する。本実施形態に係る地図表示装置１は、携帯電話機などの可搬型情報処理装置に、所定のコンピュータプログラムを実行させることにより実現される。以下に説明する実施形態では、携帯電話機にカーナビゲーション用のプログラムが実行された場合を例にとって説明するが、実行されるプログラムは、例えば歩行者用のナビゲーションプログラム等でもよいし、単に現在位置を含む地図を表示するプログラムであってもよい。

図１は、本実施形態に係る地図表示装置１の利用形態の一例を示す図である。本実施形態に係る地図表示装置１は、例えば、車両３などの移動体に搭載して使用することができる。地図表示装置１は、現在位置を検出する手段として、ＧＰＳ衛星２からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機を備えてもよい。地図表示装置１を車両３に搭載して使用するときは、例えば、地図表示装置１を車両３のインストルメントパネル上のフォルダに着脱自在に固定してもよいし、ユーザ（例えば助手席の人）が手で持っていてもよい。

図２は、地図表示装置１の構成図である。

地図表示装置１は、地図データ処理部４、ディスプレイ５、ＧＰＳ受信機６、ジャイロスコープ７、入力部８及び地図情報データベース（以下、地図情報ＤＢという）９を備える。地図データ処理部４は、携帯電話機の図示しないプロセッサ及びメモリを用いて所定のプログラムを実行することにより実現される。

ＧＰＳ受信機６は、複数のＧＰＳ衛星２からＧＰＳ信号を受信する。ＧＰＳ受信機６は、受信したＧＰＳ信号を地図データ処理部４の演算処理部１１へ通知する。

ジャイロスコープ７は車両３の進行方向の変位角を検出して出力する。例えば、ジャイロスコープ７は、所定の時間間隔でその間に変位した変位角を出力する。変位角は、例えば、ｚｙｚオイラー角で表現されていてもよい。本実施形態では、ナビゲーションに利用するため、鉛直方向と垂直な２次元平面内での変位角を用いることとする。ジャイロスコープ７が検出した変位角は、変位角データ記憶部２０に検出された時刻とともに保存される。

ディスプレイ５は、例えば液晶ディスプレイなどでよい。ディスプレイ５及び入力部８は、外見上一体となったタッチパネル式の入出力装置であってもよい。ディスプレイ５には、後述する表示制御部１３の制御に従って、地図画像、地図表示装置１の現在位置及びナビゲーションのためのルート等が表示される。

入力部８は、例えば、ポインティングデバイス、入力キー、タッチセンサなどでよい。ユーザは、入力部８を操作して出発地及び目的地を入力する。入力部８から入力された情報は、後述する地図データ処理部４のルート検索部１６へ送信される。

地図情報ＤＢ９には、地図データが記憶されている。地図データには、ディスプレイ５上に地図画像を表示するための地図画像データと、道路を道路リンク及びノードで表したリンクデータが含まれる。地図情報ＤＢ９には、例えば、ネットワークを通じて取得された地図データが一時的に記憶されてもよいし、また例えば、日本道路地図のように所定地域の地図データが常に格納されていてもよい。

地図データ処理部４は、地図データ取得部１０、演算処理部１１、車両データ記憶部１２、表示制御部１３、条件記憶部１４と、条件判定部１５と、ルート検索部１６と、抽出部１７と、位置推定部１８と、マッチング処理部１９と、変位角データ記憶部２０と、マッチング記憶部２３とを備える。地図データ処理部４内の各構成要素を以下に説明する。

地図データ取得部１０は、現在位置周辺の地図データを地図情報ＤＢ９から取得する。地図データ取得部１０は、現在位置周辺の地図データを地図情報ＤＢ９から取得するため、最新の時刻３１の車両位置３２（図３参照）を車両データ記憶部１２から取得し、この車両位置３２を現在位置としてもよい。この場合、例えば、地図データ取得部１０は現在位置を中心とし、ディスプレイ５に表示される範囲の地図データを取得してもよい。また、地図データ取得部１０は、既にディスプレイ５に表示されている地図画像を更新するときは、表示されている地図画像との差分データのみを取得するようにしてもよい。

車両データ記憶部１２は、車両３の移動に関する車両データを記憶する。図３は、車両データ記憶部１２のデータ構造の一例を示す。車両データには、例えば、時刻３１と、それぞれの時刻における車両位置３２と、走行速度３３と、進行方位３４とを含む。車両位置３２は、緯度３２ａ及び経度３２ｂにより特定される。車両位置３２、走行速度３３、及び進行方位３４は、以下に説明する演算処理部１１により算出される。

演算処理部１１は、複数の異なる時刻において、各時刻における地図表示装置１の現在位置を検出する。例えば、演算処理部１１は、ＧＰＳ受信機６から通知されたＧＰＳ信号から、地図表示装置１の位置を検出してもよい。この位置は、例えば、ＧＰＳ信号から算出された地図表示装置１のその時点での緯度３２ａ及び経度３２ｂを含む。なお、本実施形態では、地図表示装置１が車両３に搭載されている場合を扱うので、地図表示装置１の位置を車両位置として扱う。

演算処理部１１はまた、各時刻における地図表示装置１の位置を示す車両位置３２を車両データ記憶部１２に保存する。例えば、演算処理部１１は、検出した車両位置３２をそのときの時刻３１に対応付けて車両データ記憶部１２に記憶する。

演算処理部１１は、車両データ記憶部１２に記憶されている車両位置３２に基づいて、地図表示装置１を搭載している車両３の走行速度３３を算出する。演算処理部１１は、車両データ記憶部１２を参照し、異なる時刻３１及び各時刻３１での車両位置３２から、地図表示装置１の走行速度３３を算出してもよい。例えば、演算処理部１１は、ある時刻の車両位置３２及びその時刻３１と、それ以前に検出された一つ以上の車両位置３２及びその時刻３１とに基づいて走行速度３３を算出する。演算処理部１１は、算出した走行速度３３を車両データ記憶部１２に記憶してもよい。例えば、図３の例では、演算処理部１１は、時刻３１が「１７：００：００」のときの車両位置３２と、検出時刻３１が「１７：００：０２」のときの車両位置３２とからこの間の走行速度３３を算出し、算出された走行速度３３「３０ｋｍ／ｈ」を、時刻３１が「１７：００：０２」のときの走行速度３３として記憶している。

演算処理部１１は、車両データ記憶部１２に記憶されている車両位置３２に基づいて、地図表示装置１が進行している進行方位を検出する。演算処理部１１は、車両データ記憶部１２を参照し、異なる時刻の車両位置３２から、地図表示装置１の進行した方位を算出してもよい。例えば、演算処理部１１は、ある時刻の車両位置３２及びそれ以前に検出された一つ以上の車両位置３２に基づいて進行方位３４を算出する。進行方位３４は、例えば北を基準（０度）として全方位３６０度で算出してもよい。演算処理部１１は、算出した地図表示装置１の進行方位３４を車両データ記憶部１２に記憶してもよい。例えば、図３の例では、演算処理部１１は、検出時刻３１が「１７：００：００」のときの車両位置３２と、検出時刻３１が「１７：００：０２」のときの車両位置３２とから進行方位３４を算出し、算出された第２方位「１８０°」を、時刻３１が「１７：００：０２」のときの進行方位３４として記憶している。

変位角データ記憶部２０には、ジャイロスコープ７が検出した変位角が、その検出時刻とともに記憶される。

表示制御部１３は、地図データ取得部１０から受信した地図データに基づき、ディスプレイ５に地図画像を表示する。さらに、表示制御部１３は、車両データ記憶部１２から最新の時刻３１における車両位置３２を取得し、その車両位置３２を地図表示装置１の現在位置として、地図画像に重ねて表示する。

表示制御部１３は、車両の進行方位３４及び／またはジャイロスコープ７が検出した変位角に応じて、地図データに基づく地図画像をディスプレイ５に表示させる。例えば、表示制御部１３は、車両３がその時点で進行している方位が所定の基準方向へ向くように、地図画像の表示方向を変更してディスプレイ５に表示させてもよい。この基準方向がディスプレイ５の上方向であるとき、いわゆるヘッディングアップ表示となる。

車両３の進行方向は、例えば、ある基準時刻での進行方位３４を基準進行方位とし、その基準進行方位に基準時刻以降にジャイロスコープ７が出力した変位角を加算して定めてもよい。基準進行方位は、後述するルート検索部１６がルートを設定した後、その設定されたルートに従うナビゲーションの開始時の進行方位３４であってもよい。ジャイロスコープ７では、絶対的な方位を知ることができないので、ＧＰＳ測位によって得られる進行方位３４で基準方位を定めてから、ジャイロスコープ７の出力を活用する。

表示制御部１３は、ナビゲーション開始時に、ジャイロスコープ７の出力を使用せず、ＧＰＳ測位の結果得られた進行方位３４に基づいてヘディングアップ（以下、「ＧＰＳベースのヘディングアップアップ」と称する）を行う。そして、所定のジャイロ使用開始条件を満たした後、表示制御部１３は、基準進行方位とジャイロスコープ７の変位角を用いたヘディングアップアップ（以下、「ジャイロベースのヘディングアップアップ」と称する）へ切り替える。ここで、ジャイロ使用開始条件とは、例えば、ＧＰＳによって測位された車両位置３２の数、走行速度３３、ナビゲーション開始からの経過時間などが所定の基準値に達しているか否かとしてもよい。例えば、ナビゲーション開始時から一定時間が経過するまで、走行速度３３が所定速度（例えば１５ｋｍ／ｈ）に達するまで、または、車両位置３２の数が所定数に達するまでは、ＧＰＳベースのヘディングアップアップを行い、それ以降はジャイロベースのヘディングアップアップを行うようにしてもよい。

なお、ここでは、ナビゲーション開始時に基準進行方位を設定するとしているが、これは、携帯電話機で地図表示装置１のためのアプリケーションが開始された後、ナビゲーションを開始する以前の任意のタイミングに行ってもよい。例えば、ルートを設定していなくても、ＧＰＳ測位を行っていれば（例えばフリーナビの動作開始時）、そのときに行ってもよい。

表示制御部１３は、ヘディングアップの切替条件に従って、ＧＰＳベースのヘディングアップを行うか、または、ジャイロベースのヘディングアップアップを行うかの切替を行ってもよい。このヘディングアップの切替条件は、条件記憶部１４に記憶され、それを満たすか否かが条件判定部１５によって判定される。

例えば、ナビゲーション開始後、一旦ジャイロベースのヘディングアップアップに切り替わった後は、所定速度（例えば４０ｋｍ／ｈ）を境にして、走行速度３３がその速度以上のときはＧＰＳベースのへディングアップアップ、その速度未満のときはジャイロベースのへディングアップアップを行うようにしてもよい。これにより、主に低速時にジャイロベースのヘディングアップを適用することができる。車両３の方向が大きく変わるのは一般に低速時であるから、そのときにジャイロスコープ７の出力に基づくヘディングアップを行うことで、地図表示を現実の車両３の動きによく追従させることができる。

さらには、このＧＰＳベースのヘッディングアップとジャイロベースのヘディングアップとの切替を行う閾値となる速度は可変であってもよい。例えば、渋滞している道路にいる場合には、渋滞していない道路にいる場合よりも閾値となる速度を低くしてもよい。道路が渋滞しているか否かの判定は、例えば、外部システムから取得する渋滞情報に基づいて行ってもよいし、一定時間以上、渋滞判定の閾値となる速度以下であるときに渋滞していると判定してもよい。

条件記憶部１４には、ヘディングアップの表示方法の切替を行うための切替条件が記憶される。切替条件は、例えば、条件判定部１５が判定する条件である。切替条件は、走行速度に基づいた条件や進行方向の変化に基づく条件であってもよい。例えば、切替条件は、「走行速度が閾値以上である」、「現在位置が高速道路上である」、「現在位置が屈曲ポイント周辺ではない」等のように、ＧＰＳベースの表示切替を実行する条件を設定してもよい。条件記憶部１４に記憶される条件は予め登録しておいてもよいし、使用の都度登録してもよい。また、登録してある条件の中から、ユーザが使用の際に適宜選択してもよい。

条件判定部１５は、切替条件が満たされたか否かの判定を行う。例えば、条件判定部１５は、条件記憶部１４に複数の切替条件が記憶されているときは、それぞれの切替条件が満たされているか否かの判定を行う。このとき、条件判定部１５は、切替条件の判定のために必要なデータ等を取得してもよい。条件判定部１５は、判定結果を表示制御部１３に通知する。

例えば、「走行速度が閾値以上である」という切替条件の判定を行う場合には、条件判定部１５は、車両データ記憶部１２を参照し、現在（最新の時刻３１）の走行速度３３を取得する。そして、条件判定部１５は、現在の走行速度３３が、閾値として設定されている速度以上であるか否かを判定する。

また、「現在位置が高速道路上である」という切替条件の判定を行う場合には、条件判定部１５は、車両データ記憶部１２を参照して、現在（最新の時刻３１）の車両位置３２を取得する。そして、地図ＤＢを参照して、この車両位置３２が高速道路上であるか否かを判定する。

さらには、「現在位置が屈曲ポイント周辺でない」という切替条件の判定を行う場合には、条件判定部１５は、車両データ記憶部１２を参照し、現在（最新の時刻３１）の車両位置３２を取得する。そして、条件判定部１５は、現在の車両位置３２が抽出部１７によって抽出された屈曲ポイントから所定距離以内であるか否かを判定する。抽出部１７による屈曲ポイント抽出処理については後述する。

条件判定部１５によって切替条件が満たされていると判定された場合には、表示制御部１３は、ジャイロスコープ７の出力を用いずに、進行方位３４に基づいて地図画像をディスプレイ５に表示させる。例えば、表示制御部１３は、ＧＰＳベースのヘディングアップを行う。

一方で、条件判定部１５によって切替条件が満たされていないと判定された場合には、表示制御部１３は、ジャイロスコープ７の出力に基づいて、ディスプレイ５に表示させる地図画像の表示方向を定める。例えば、表示制御部１３は、ジャイロベースのヘディングアップを行う。

複数の切替条件があるとき、表示制御部１３は、すべての切替条件が満たされていない状態から一つの切替条件が満たされたときに上述のような表示に変更してもよいし、すべての切替条件が満たされたときに変更してもよい。また、表示制御部１３は、すべての切替条件が満たされている状態から一つの条件が満たされなくなったときに、上述のように表示を変更してもよいし、すべての条件が満たされなくなったときに変更してもよい。

ルート検索部１６は、出発地及び目的地が指定されると、出発地から目的地までのルートを検索を行って、ルートを設定する。出発地は、例えば現在位置であってもよいし、また例えばユーザ設定したスタート地点であってもよい。ルート検索部１６は、検索したルートを表示制御部１３及び抽出部１７へ通知する。

表示制御部１３は、ルート検索部１６が設定したルートの通知を受けたときは、通知のあったルートを、ディスプレイ５上の地図画像に反映する。

抽出部１７は、ルート検索部１６が検索したルート内に、交差点などで所定角度以上曲がる屈曲ポイントを検索し、その地点の位置データを抽出する。抽出部１７は、例えば、ルート検索部１６によって設定された出発地から目的地までのルート内において屈曲ポイントがあった場合に、それら屈曲ポイントの緯度及び経度を抽出する。屈曲ポイントは、交差点、湾曲した道等、ルートが所定角度以上屈曲するポイントである。例えば、屈曲ポイントは、一つのノードに接続した二つの道路リンクが形成する角度が、所定角度以上である場合のノードであってもよい。屈曲ポイントと判定する際の角度は、予め定められていてもよい。抽出された屈曲ポイントの位置データは、条件判定部１５へ通知される。

位置推定部１８は、車両３の現在位置を推定する。この現在位置の推定は、例えば、車両３がトンネル内に存在する場合など、ＧＰＳ受信機６がＧＰＳ信号を受信できず、ＧＰＳによる位置検出（ＧＰＳ測位）ができない場合に行うようにしてもよい。

位置推定部１８は、車両位置の検出が不能であるとき、位置検出が不能になる以前の車両３の状態及びそれ以降のジャイロスコープ７の出力に基づいて現在位置を推定する。例えば、位置推定部１８は、第１の時刻から所定時間以上連続して測位ができないとき、第１の時刻以前の車両の走行状態と第１の時刻以降のジャイロスコープ７の出力に基づいて現在位置を推定する。位置推定部１８は、例えば、車両データ記憶部１２から最新の時刻３１の走行速度３３を取得し、走行速度はそのままに保たれていると仮定する。一方、進行方向に関しては、ジャイロスコープ７が出力した変位角に従って変わったものと仮定する。位置推定部１８は、これらの仮定に従って現在位置を推定する。以下、位置推定部１８によって推定された現在位置を推定位置と呼ぶ。なお、この現在位置の推定は、第１の時刻以前の車両の走行速度が所定速度以上である場合に行うようにしてもよい。低速である場合には、その後大きく進行方向を変更したり、停止したりする可能性も高く、現在位置の推定を行っても現実の位置との誤差が大きくなるおそれがあるからである。

表示制御部１３は、この推定位置を地図画像上に表示してもよい。次に説明するマッチング処理部１９によってリンクマッチングが行われたときは、対応付けられた道路リンク上に推定位置を表示してもよい。また、マッチング処理部１９が推定位置のリンクマッチングを行うときに、推定位置と最寄りの道路（道路リンク）との距離が所定距離以上乖離しているときは、表示制御部１３は推定位置に基づく表示を行わないようにしてもよい。推定位置が現実の位置と大きく乖離していると考えられるからである。なお、最寄りの道路は、ルート設定がされている場合は、そのルート内の道路であってもよい。

図４は、推定位置と道路との乖離についての説明図である。同図では、車両位置Ｐ１まではＧＰＳによる測位が行われていたが、車両位置Ｐ２以降でＧＰＳ信号を受信できなくなり、ＧＰＳ測位ができなくなっている状態を示す。車両位置Ｐ２〜Ｐ５は、位置推定部１８が車両位置Ｐ１以前の走行速度３３と車両位置Ｐ１が検出された時刻以降のジャイロスコープ７が検出した変位角に基づいて推定された推定位置である。このとき、推定位置Ｐ２〜Ｐ５と道路との距離Ｄ２〜Ｄ５が所定距離以内であるときは、表示制御部１３は、実測された車両位置３２のときと同じ要領で、推定位置を現在位置として表示する。しかしながら、推定位置Ｐ２〜Ｐ５と道路との距離Ｄ２〜Ｄ５が所定以上の距離になると、表示制御部１３は、推定位置を現在位置として表示することを行わないようにしてもよい。

マッチング処理部１９は、ＧＰＳ信号に基づいて検出された現在位置を、所定のマッチングルールに従って、いずれかの道路リンクに対応付けるリンクマッチングを行う。マッチング処理部１９は、例えば、車両データ記憶部１２を参照し、現在の車両位置３２に最も近い道路リンクに対応付けてもよい。また、マッチング処理部１９は、直前のマッチング処理で対応付けた道路リンクと連続性を有する道路リンクに対応付けてもよい。また、後述する再マッチングを行うときは、ミスマッチと判定された道路リンクを除外して再度リンクマッチングを行う。マッチング処理部１９は、リンクマッチングにより対応付けられた道路リンク上の地点であって、車両位置３２と最も近い地点を補正位置として、その緯度及び経度を特定する。マッチング処理部１９は、マッチング処理結果をマッチング記憶部２３に記憶する。

図５は、マッチング記憶部２３に保存されるマッチングデータのデータ構造の一例を示す。マッチングデータは、時刻５１と、その時刻の車両位置（緯度、経度）５２と、車両位置５２を補正した補正位置（緯度、経度）５３と、対応づけられた道路リンク５４とを有する。補正位置５３は、道路リンク５４上の地点であって、地図画像上に現在位置を表示する際に用いられる点である。

マッチング処理部１９は、ミスマッチ防止のために、一度マッチングした道路リンクが適当であるか否かを判定し、不適当であるときは再マッチングを行ってもよい。例えば、マッチング処理部１９は、ビル街などでマルチパスの影響でＧＰＳ測位が大幅にずれたことによって、リンクマッチングによって対応付けられた道路リンクが不連続になっているときに、以下に説明する手順でこれを検出する。

マッチング処理部１９は、マッチング記憶部２３を参照して、最新の時刻５１Ａの道路リンク（以下、最新リンクと称する）５４Ａと、その直前の時刻５１Ｂの道路リンク（以下、直前リンクと称する）５４Ｂとが、直進性を有しない不連続の関係であるか否かを判定する。

ここで、第１の道路リンクと第２の道路リンクとの間に一つ以上の第３の道路リンクが入り、かつ、一つ以上の第３の道路リンクのいずれかが、第１の道路リンクと所定以上の角度を有する場合に、第１の道路リンクと第２の道路リンクは直進性を有しない不連続の関係であるとする。

図６は、リンクマッチングの説明図である。同図の例では、道路リンクＡ２，Ａ１と、道路リンクＢ２，Ｂ２とは、それぞれ直進性があり、かつ連続している。道路リンクＡ２，Ａ１と、道路リンクＢ２，Ｂ２とは、互いにほぼ並行で不連続である。ここで、道路リンクＡ２とＢ１、及び道路リンクＢ２とＡ１とは、それぞれ直進性を有しない不連続の関係である。例えば、図６において、直前リンク５４Ｂが道路リンクＡ２、最新リンク５４Ａが道路リンクＢ１であるとき、最新リンク５４Ａと、直前リンク５４Ｂとは直進性を有しない不連続の関係である。

最新リンク５４Ａと、直前リンク５４Ｂとは直進性を有しない不連続の関係である場合、マッチング処理部１９は、最新の時刻５１Ａと直前の時刻５１Ｂとの間にジャイロスコープ７が検出した変位角に基づいて、直前リンク５４Ｂのマッチングが適当であるか否かを判定する。例えば、最新リンク５４Ａと直前リンク５４Ｂとが直進性を有しない不連続である場合、マッチング処理部１９は、変位角データ記憶部２０を参照して、最新の時刻５１Ａと直前の時刻５１Ｂとの間に所定以上の大きさの変位角が検出されたか否かを判定する。最新リンク５４Ａと、直前リンク５４Ｂとの位置関係から、変位角の向きを考慮に入れてもよい。

例えば、図６の場合、道路リンクＢ１が最新リンク５４Ａ、道路リンクＡ２が直前リンク５４Ｂというリンクマッチングが正しければ、道路リンクＡ２から道路リンクＢ１へ移動する間にノードｎ１、道路リンクＣ１及びノードｎ２を通過しているはずである。そこで、マッチング処理部１９は、変位角データ記憶部２０を参照して、最新の時刻５１Ａと直前の時刻５１Ａとの間に、右折を示す方向に所定角度以上の変位角が検出されたのち、左折を示す方向に所定角度以上の変位角が検出されているか否かを判定する。

最新の時刻５１Ａと直前の時刻５１Ｂとの間に上記のような変位角が検出されていないときは、マッチング処理部１９は、直前リンク５４Ｂのマッチングが適当でない、すなわち、ミスマッチであると判定する。そして、ミスマッチと判定された道路リンクを除外して、別の道路リンクにマッチするように再度マッチング処理を行う。

また、マッチング処理部１９が位置推定部１８により推定された推定位置のリンクマッチングを行うときに、推定位置と最寄りの道路リンクとの距離が所定距離以上乖離しているときは、リンクマッチングを行わずに、表示制御部１３へその旨を通知する。

次に、本実施形態に係る地図表示装置１が行う処理手順について、フローチャートを参照して説明する。

まず、目的地までのルートが設定され、ナビゲーションを行うときのヘディングアップ処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。

ナビゲーションを開始する際は、地図表示装置１がユーザからナビゲーションの出発地及び目的地の指定を受け付ける（Ｓ１００）。この指定を受け付けると、ルート検索部１６が出発地から目的地までのルート検索を行い、ルートを設定する（Ｓ１０２）。ルートが設定されると、ナビゲーションを開始するとともに（Ｓ１０４）、ＧＰＳ信号による現在位置の検出（ＧＰＳ測位）が開始される（Ｓ１０６）。ここで、ＧＰＳ測位が行われている間、ＧＰＳ測位によって得られた車両位置３２に基づいて、演算処理部１１による走行速度３３及び進行方位３４の算出が継続的に行われる。

そこで、表示制御部１３は、演算処理部１１によって算出された進行方位３４を取得して（Ｓ１０８）、これを基準進行方位に設定する（Ｓ１１０）。そして、表示制御部１３は、ＧＰＳベースのヘディングアップを開始する（Ｓ１１２）。つまり、まず始めに表示制御部１３は、基準進行方位がディスプレイ５の上方向へ向くように、地図画像の表示方向を調整する。

その後、表示制御部１３は、ジャイロ使用開始条件が満たされたか否かを判定する（Ｓ１１４）。ジャイロ使用開始条件が満たされるまでの間は、ＧＰＳベースのヘッディングアップが繰り返される（Ｓ１１２）。

ジャイロ使用開始条件が満たされると（Ｓ１１４：ＯＫ）、表示制御部１３は、ジャイロベースのヘディングアップを開始する（Ｓ１１６）。ここまでの処理で、ナビゲーションの開始時処理が終了し、定常処理へ移行する。

定常処理においては、条件判定部１５は、条件記憶部１４に保存されている切替条件の判定を行う（Ｓ１１８）。この切替条件は、例えば、既に述べたように所定速度以上であるか否か、高速道路上であるか否か、あるいは、屈曲ポイントでないか否かなどでよい。

表示制御部１３は、この切替条件が満たされるときは、ＧＰＳベースのヘディングアップを行い（Ｓ１２０）、この切替条件が満たされないときは、ジャイロベースのヘディングアップを行う（Ｓ１２２）。

これにより、本実施形態の地図表示装置１は、ＧＰＳベースのヘディングアップとジャイロベースのヘディングアップとを適切に使い分けることができる。

次に、ＧＰＳ測位ができないときの現在位置の推定処理を行う場合を含めて、現在位置を地図画像上に表示する処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。

まず、表示制御部１３が車両データ記憶部１２を参照して、まだディスプレイ５に表示していない新たな車両位置３２が検出されたか否かを判定する（Ｓ２００）。新たな車両位置３２が検出されたときは（Ｓ２００：Ｙｅｓ）、表示制御部１３がその車両位置３２に基づいてディスプレイ５に現在位置を表示する（Ｓ２０２）。

新たな車両位置３２が検出されていないときは（Ｓ２００：Ｎｏ）、最新の車両位置３２が検出された時刻３１からの経過時間が所定時間以上であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。これは、所定時間以上、ＧＰＳ測位ができていない状態であるか否かを判定している。

最新の車両位置３２が検出された時刻３１からの経過時間が所定時間以上でないときは（Ｓ２０４：Ｎｏ）、ステップＳ２００へ戻る。一方、最新の車両位置３２が検出された時刻３１からの経過時間が所定時間以上であるときは（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、位置推定部１８が現在位置を推定する（Ｓ２０６）。

そして、マッチング処理部１９が推定された現在位置（推定位置）をリンクマッチングする過程において、推定位置と最寄りの道路（道路リンク）との距離が所定距離以内であるか否かを判定する（Ｓ２０８）。この距離が所定距離以内であるときは（Ｓ２０８：Ｙｅｓ）、表示制御部１３がリンクマッチングによって補正された補正位置５３に基づいて、ディスプレイ５上に現在位置を表示して、ステップＳ２００へ戻る（Ｓ２１０）。

一方、マップマッチングの仮定で、推定位置と最寄りの道路との距離が所定距離以内でないと判定されたときは（Ｓ２０８：Ｎｏ）、マップマッチングの処理を中止するとともに、表示制御部１３は推定位置に基づく現在位置の表示を行わない。そして、表示制御部１３は、それ以降、改めてＧＰＳ測位による新たな車両位置３２が検出されるのを待つ（Ｓ２１４、Ｓ２１６）。つまり、再びＧＰＳ測位が可能になり、新たな車両位置３２が検出されるまでは、ディスプレイ５には現在位置の表示が行われない。

これにより、ＧＰＳ測位が途切れた場合でも、推定位置が妥当であると考えられる範囲内であるときに限り、推定位置に基づく現在位置を地図画像上に表示させることができる。

次に、リンクマッチングによって、直進性のない不連続な道路リンクにマッチングされたミスマッチを検出して修正する処理手順を、図９のフローチャートを参照して説明する。

マッチング処理部１９は、時刻３１の車両位置３２のリンクマッチングを行う（Ｓ３００）。そして、マッチング処理部１９は、そのときの時刻５１及び車両位置５２とともに、リンクマッチングの結果である補正位置５３及び対応付けられた道路リンク５４をマッチング記憶部２３に記憶する。

マッチング処理部１９は、マッチング記憶部２３を参照し、最新の時刻５１Ａの道路リンク（最新リンク）５４Ａと、最新の時刻より１つ前の直前の時刻５１Ｂの道路リンク（直前リンク）５４Ｂとが、直進性を有しない不連続の関係であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

最新リンク５４Ａと直前リンク５４Ｂとが直進性を有しない不連続の関係ではないと判定された場合には（Ｓ３０２：Ｎｏ）、ステップＳ３０６へスキップする。

一方、最新リンク５４Ａと直前リンク５４Ｂとが、直進性を有しない不連続の関係であると判定された場合には（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、マッチング処理部１９が変位角データ記憶部２０を参照して、最新の時刻５１Ａと直前の時刻５１Ｂとの間の変位角を判定する（Ｓ３０４）。すなわち、最新リンク５４Ａと直前リンク５４Ｂとが直進性を有しない不連続な位置であるので、その道路リンク間を移動した場合に存在するはずである変位角の変化が、変位角データ記憶部２０に記録されているか否かを判定する。

ここで、最新の時刻５１Ａと直前の時刻５１Ｂとの間に、直前リンク５４Ｂから最新リンク５１Ａへ移動したことに対応する変位角が検出されていた場合（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、最新リンク５４Ａに対するリンクマッチングは正しいと判断され、表示制御部１３が、リンクマッチングの結果に従って、ディスプレイ５上に地図画像を表示する（Ｓ３０６）。

一方、最新の時刻５１Ａと直前の時刻５１Ｂとの間に、直前リンク５４Ｂから最新リンク５１Ａへ移動したことに対応する変位角が検出されていない場合は（Ｓ３０４：Ｎｏ）、マッチング処理部１９は、最新リンク５１Ａを除外して再マッチングを行う（Ｓ３０８，Ｓ３００）。つまり、ステップＳ３００へ戻り、マッチング処理部１９が最新リンク５１Ａ以外の道路リンクにマッチングされるようにして再マッチングを行う。

これにより、ビル街などで生じることが多いＧＰＳ測位のズレに起因するミスマッチを防ぎ、リンクマッチングの精度を向上させることができる。

上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

１ 地図表示装置
３ 車両
４ 地図データ処理部
６ ＧＰＳ受信機
７ ジャイロスコープ
１０ 地図データ取得部
１１ 演算処理部
１２ 車両データ記憶部
１３ 表示制御部
１４ 条件記憶部
１５ 条件判定部
１６ ルート検索部
１７ 抽出部
１８ 位置推定部
１９ マッチング処理部
２０ 変位角データ記憶部
２３ マッチング記憶部

Claims (5)

1. 表示部と、前記表示部に地図画像を表示するための地図画像データ及び道路を道路リンク及びノードで表した道路リンクデータを記憶した地図記憶部と、移動体の向きの変位角を出力するジャイロスコープと、複数の異なる時刻における前記移動体の位置を示す移動体位置情報を記憶する位置情報記憶部と、を備えた地図画像表示装置のためのコンピュータプログラムであって、
   前記地図画像表示装置に、
   前記移動体情報及び前記道路リンクデータに基づいて、各時刻における移動体位置を道路リンクに対応付けるリンクマッチングを行うリンクマッチングステップと、
   前記地図画像データ及び前記リンクマッチングステップによるリンクマッチングの結果に基づいて、地図画像及びその地図画像上の移動体位置を前記表示部に表示させる表示ステップと、
   第１の時刻の移動体位置と対応付けられた第１の道路リンクと、前記第１の時刻以前の第２の時刻の移動体位置と対応付けられた第２の道路リンクとが、直進性を有しない不連続な位置関係にあるとき、前記第１の時刻と前記第２の時刻との間に前記ジャイロスコープが出力した変位角に基づいて、前記第１の道路リンクへのリンクマッチングが適当であるか否かを判定する判定ステップと、を実行させるコンピュータプログラム。
2. 前記判定ステップによる判定の結果、前記第１の道路リンクへのリンクマッチングが適当でないときは、前記地図画像表示装置に、前記第１の時刻の移動体位置が前記第１の道路リンク以外の道路リンクに対応付けられるように再リンクマッチングを実行させ、再リンクマッチングの結果に基づいて、地図画像上の移動体位置を前記表示部に表示させる、請求項１記載のコンピュータプログラム。
3. 前記判定ステップは、前記第１の道路リンクと前記第２の道路リンクとの間に一つ以上の第３の道路リンクが入り、かつ、前記一つ以上の第３の道路リンクのいずれかが、第１の道路リンクと所定以上の角度を有する場合に、第１の道路リンクと第２の道路リンクは直進性を有しない不連続の関係であると判定する、請求項1または２に記載のコンピュータプログラム。
4. 表示部と、
   前記表示部に地図画像を表示するための地図画像データ及び道路を道路リンク及びノードで表した道路リンクデータを記憶した地図記憶部と、
   移動体の向きの変位角を出力するジャイロスコープと、
   複数の異なる時刻における前記移動体の位置を示す移動体位置情報を記憶する位置情報記憶部と、
   前記移動体情報及び前記道路リンクデータに基づいて、各時刻における移動体位置を道路リンクに対応付けるリンクマッチングを行うリンクマッチング部と、
   前記地図画像データ及び前記リンクマッチング部によるリンクマッチングの結果に基づいて、地図画像及びその地図画像上の移動体位置を前記表示部に表示させる表示制御部と、
   第１の時刻の移動体位置と対応付けられた第１の道路リンクと、前記第１の時刻以前の第２の時刻の移動体位置と対応付けられた第２の道路リンクとが、直進性を有しない不連続な位置関係にあるとき、前記第１の時刻と前記第２の時刻との間に前記ジャイロスコープが出力した変位角に基づいて、前記第１の道路リンクへのリンクマッチングが適当であるか否かを判定する判定部と、を備える地図画像表示装置。
5. 表示部と、前記表示部に地図画像を表示するための地図画像データ及び道路を道路リンク及びノードで表した道路リンクデータを記憶した地図記憶部と、移動体の向きの変位角を出力するジャイロスコープと、複数の異なる時刻における前記移動体の位置を示す移動体位置情報を記憶する位置情報記憶部と、を備えた地図画像表示装置のための方法であって、
   前記地図画像表示装置が、
   前記移動体情報及び前記道路リンクデータに基づいて、各時刻における移動体位置を道路リンクに対応付けるリンクマッチングを行うリンクマッチングステップと、
   前記地図画像データ及び前記リンクマッチングステップによるリンクマッチングの結果に基づいて、地図画像及びその地図画像上の移動体位置を前記表示部に表示させる表示ステップと、
   第１の時刻の移動体位置と対応付けられた第１の道路リンクと、前記第１の時刻以前の第２の時刻の移動体位置と対応付けられた第２の道路リンクとが、直進性を有しない不連続な位置関係にあるとき、前記第１の時刻と前記第２の時刻との間に前記ジャイロスコープが出力した変位角に基づいて、前記第１の道路リンクへのリンクマッチングが適当であるか否かを判定する判定ステップと、を行う方法。
   
   
   

Images