JP2013238544A - ナビゲーション装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ナビゲーション装置は、道路情報を記憶する地図情報記憶手段103と、位置推定手段111と、複数のリンク候補点を特定するマップマッチング手段112と、互いに並走している並走路の各リンクを検出する並走路検出手段121と、並走路検出手段121により検出された並走路の各リンクについて、車両が走行している走行リンクまたは走行リンクに並走する並走リンクのいずれであるかをそれぞれ判定する走行リンク判定手段122と、走行リンクに対応するリンク候補点と位置推定手段111により推定された車両の位置との間の距離に基づいて、走行リンク及び並走リンクの各ノードの位置補正量を求めるリンク位置補正手段125とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明の他の一態様によるナビゲーション装置は、道路に関する道路情報を記憶する地図情報記憶手段と、道路情報を用いて道路地図を表示する画面音声出力手段と、ユーザからの入力に基づいて移動体の走行道路を指示する走行位置指示手段と、走行位置指示手段からの指示に基づいて、移動体が走行している走行リンクと、走行リンクに並走する並走リンクとを判定する走行リンク判定手段と、走行リンク及び並走リンクの位置を補正するリンク位置補正手段とを備え、画面音声出力手段は、リンク位置補正手段による補正後の位置に合わせて、走行リンク及び並走リンクを道路地図上で移動させる。
・帰無仮説Hp0:推定位置とリンクとの距離に差がない。
・対立仮説Hp1:推定位置とリンクとの距離に差がある。
・帰無仮説Hθ0:推定方位とリンク方位に差がない。
・対立仮説Hθ1:推定方位とリンク方位に差がある。
上記実施の形態では、図5のステップ508において、並走路であると判定された各リンクによって構成されるリンク列を求めて並走区間の範囲を決定している。しかし、並走路の合流点または分岐点から並走区間を決定してもよい。このようにしても、走行リンク列及び並走リンク列の位置をそれぞれ適切に補正し、次に車両がその並走路を走行したときにミスマッチが生じるのを防止することができる。
上記実施の形態では、図3のステップ308で行うリンクへのマップマッチング処理において、前述の数式8〜数式11を用いて評価量Tを計算している。しかし、位置補正後のリンクについては、数式9において、各リンク候補点の方位θlの代わりに補正前のリンク方位を用いて、評価量Tを計算してもよい。このようにすれば、位置補正によって生じたリンク方位の誤差を取り除いて、評価量Tの誤差を低減することができる。その結果、誤ったリンクへのマッチングを防ぐことができる。
上記実施の形態では、リンク位置を補正すると、前述の図12に示したように、第二の補正範囲内にある各リンクにおいて、方位誤差許容量1208に応じた方位誤差が発生する。そこで、こうした補正によるリンクの方位誤差を次のようにして取り除くようにしてもよい。
上記実施の形態において、図1の地図補正量記憶手段104を削除してもよい。この場合、図6のステップ518において、リンク位置補正手段125は、補正対象の各ノードについて、地図情報記憶手段103に格納されているノード位置を補正後のノード位置に変更する。このようにしても、上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、地図補正量記憶手段104を削除することができるため、カーナビゲーション装置の製品コストを低減することができる。
上記実施の形態において、図6のステップ515、ステップ517でノードの位置補正量を算出するときに、当該ノードに接続するリンクの数が3つである場合、次のようにしてもよい。
また、上記実施の形態において、図6のステップ515、ステップ517でノードの位置補正量を算出するときに、当該ノードに接続するリンクの数が4つ以上である場合、下記の数式24〜数式26を用いてもよい。具体的には、数式24〜数式26を繰返し計算し、当該ノードに接続している各リンクの方位変化量の二乗和に相当する数式24のEjの値が最小となるような位置補正量(xd,yd)を算出する。数式24〜数式26において、mは当該ノードに接続しているリンクの数を表し、(xn0,yn0)は当該ノードの位置を表し、(xni,yni)は当該ノードに接続している各リンクで当該ノードとは反対側にある各ノードの位置をそれぞれ表し、jは繰返し計算の回数を表している。
…(数式26)
上記実施の形態において、図1のセンサ手段102を削除すると共に、図2のステップ202におけるセンサ手段102の処理を削除してもよい。この場合、ステップ203の位置推定処理において、位置推定手段111は、前述の数式1〜数式7においてセンサ手段102の測定値に関する要素を不要な要素として削除することが好ましい。すなわち、数式1〜数式7のうち、状態量ベクトルη(t)、行列F、行列G、状態遷移行列Φ(Δt、αa、αω)及びQ(k)の各々から、ピッチφ(t)に関連する要素を削除する。また、観測量ベクトルy、行列H及び観測雑音行列Rの各々から、センサ速度vs(t)、センサ角速度ωs(t)、センサ加速度gs(t)に関連する要素を削除する。これにより、センサ手段102及び計算処理量を削減できるため、カーナビゲーション装置の製品コストを低減できる。
上記実施の形態において、図5のステップ504、ステップ505及びステップ506の順番を、図14に示すように、ステップ506、ステップ504、ステップ505の順に変更してもよい。この場合、ステップ505の終了後はステップ508に進む。このようにすると、走行リンク判定手段122は、ステップ506で車両の走行リンクが並走路であると判定した場合に、ステップ505で走行位置指示手段107から走行道路のリンク番号を取得して、ステップ509で走行リンク列及び並走リンク列を判定できる。そして、リンク位置補正手段125は、車両前方も含むその走行リンク列及び並走リンク列について、図6のステップ515及びステップ517でノード位置の補正量を算出してリンクの位置を補正できる。その結果、車両が初めて走行する並走路においてリンクの位置誤差が大きい場合であっても、正しいリンクにマッチすることができる。
上記実施の形態において、図5及び図14のステップ502では、道路逸脱判定結果を考慮しても、並走路を検出できる。すなわち、図3のステップ309で道路走行と判定され、かつ、道路逸脱第一リンク候補点に対する距離、方位差及び角度を算出した他のリンク候補点のうち、その距離及び方位差がそれぞれ所定の閾値以内であり、かつ、その角度が90°から所定の範囲内にあるリンク候補点が存在する条件を満たすリンク候補点が存在する場合、第一リンク候補点に対応するリンクと当該リンク候補点に対応するリンクとは、互いに並走している並走路であると判定する。
上記実施の形態において、図5のステップ515では、第一の補正範囲内に含まれる並走リンク列の各ノードから走行リンク列に垂線を下ろした点を求め、当該点の両側に、当該点に近い走行リンク内の2つのノードを求める。Lnp1及びLnp2は、それぞれ、当該点から当該点に近い走行リンク列内の2つのノードまで距離であるとしても、並走リンク列に含まれる当該ノードの位置補正量を算出することができる。
上記実施の形態において、図5及び図6、図14及び図6のフローチャートで、道路逸脱結果が道路逸脱である場合、ノード位置の補正量を算出しなくてもよい。具体的には、図5のステップ503とステップ504の間、ステップ504とステップ506の間、あるいは、図14のステップ503とステップ506の間に、図2のステップ205のリンク位置の補正を終了してステップ206へ進む。
また、上記実施の形態において、図5または図14のステップ507で走行リンク列が判定されていない並走路がなかったと判定された場合に、図15のフローチャートに示す動作手順を行うようにしてもよい。このようにすると、並走路でない道路のリンクの位置を補正することができる。本実施の形態において、図15のステップ1512、1513で、走行リンク列の位置誤差が閾値以上である第三の補正範囲の外側に第四の補正範囲を決定し、この第四の補正範囲内にある各ノードの位置を補正する。そのため、第三の補正範囲内のリンク位置を補正しても、そのリンクと接続されているリンクに生じる方位誤差を低減することができる。その結果、マップマッチング処理における評価量への悪影響を低減し、誤ったリンクへのマッチングを防ぐことができる。
ステップ1501において、走行リンク判定手段122は、ユーザから走行位置指示手段107に対して走行リンク情報の入力があったか否かを判定する。走行リンク情報の入力があった場合はステップ1502に進み、なかった場合はステップ1503に進む。
変形例12の実施の形態では、リンク位置を補正すると、第四の補正範囲内にある各リンクにおいて、方位誤差許容量に応じた方位誤差が発生する。そこで、こうした補正によるリンクの方位誤差を次のようにして取り除くようにしてもよい。
上記実施の形態において、地図補正量記憶手段104は、ノードの位置補正量とそのノード番号に加えて、さらに当該ノードの補正回数を記憶する。図6のステップ515、517、図15のステップ1511、1513において、地図補正量記憶手段104に、位置補正量を算出するノードの位置補正量が記憶されているかどうかを探索し、記憶されていない場合、数式19及び数式20、数式21、あるいは、数式23を用いて、ノードの位置補正量を算出する。記憶されている場合、数式19及び数式20、数式21、あるいは、数式23を用いて、ノードの位置補正量を算出するとともに、そのノードの位置補正量、ノード番号及び補正回数を読み込み、数式27を用いて、ノードの位置補正量(Δxna,Δyna)を算出する。ここで、(Δxnm,Δynm)及びnmは地図補正量記憶手段104に記憶されているノードの位置補正量及び補正回数を表し、(Δxnc,Δync)は図6のステップ515、517、図15のステップ1511、1513において数式19及び数式20、数式21、あるいは、数式23を用いて算出されたノードの位置補正量を表している。
上記実施の形態において、図3のステップ308で評価量Tを算出する数式9、及び、ステップ309で検定量Tpを算出する数式13において使用されるリンク候補点の位置(xl,yl)の代わりに、リンク1603の幅員及車両の走行方向を考慮して、図16に示すように、推定位置1601に最も近い車線の中央に配置した位置1602(xll,yll)を用いてもよい。本実施の形態を用いると、道路の幅員が考慮されて、推定位置とリンク候補点との距離1604が算出できるため、評価量Tの精度が良くなり、間違ったリンクにミスマッチすることを低減できる。
Claims (9)
- 道路に関する道路情報を記憶する地図情報記憶手段と、
移動体の位置を推定する位置推定手段と、
前記道路情報を用いて、前記位置推定手段により推定された前記移動体の位置に対応する複数のリンク候補点を特定するマップマッチング手段と、
前記複数のリンク候補点に基づいて、互いに並走している並走路の各リンクを検出する並走路検出手段と、
前記並走路検出手段により検出された並走路の各リンクについて、前記移動体が走行している走行リンクまたは前記走行リンクに並走する並走リンクのいずれであるかをそれぞれ判定する走行リンク判定手段と、
前記複数のリンク候補点のうち前記走行リンクに対応するリンク候補点と、前記位置推定手段により推定された前記移動体の位置との間の距離に基づいて、前記走行リンク及び前記並走リンクの各ノードの位置補正量を求めるリンク位置補正手段とを備えることを特徴とするナビゲーション装置。 - 請求項1に記載のナビゲーション装置において、
前記複数のリンク候補点のうち前記走行リンクに対応するリンク候補点と、前記位置推定手段により推定された前記移動体の位置との間の距離に基づいて、リンク位置の補正を実施するか否かを判定するリンク位置補正実施判定手段をさらに備え、
前記リンク位置補正手段は、前記リンク位置補正実施判定手段によりリンク位置の補正を実施しないと判定された場合は、前記走行リンク及び前記並走リンクの各ノードの位置補正量を求めないことを特徴とするナビゲーション装置。 - 請求項1または2に記載のナビゲーション装置において、
前記走行リンクに対応するリンク候補点と、前記位置推定手段により推定された前記移動体の位置との間の距離に基づいて、第一の補正範囲を決定するリンク位置補正範囲決定手段をさらに備え、
前記リンク位置補正手段は、複数の前記走行リンクにより構成される走行リンク列及び複数の前記並走リンクにより構成される並走リンク列のうち、前記第一の補正範囲内にある各ノードの位置補正量を求めることを特徴とするナビゲーション装置。 - 請求項3に記載のナビゲーション装置において、
前記リンク位置補正範囲決定手段は、前記第一の補正範囲の境界に位置するノードの位置補正量を所定の方位誤差許容量の正接で割った値に基づいて、第二の補正範囲をさらに決定し、
前記リンク位置補正手段は、前記走行リンク列及び前記並走リンク列のうち前記第二の補正範囲内にある各ノードの位置補正量を、前記第一の補正範囲の境界に位置するノードの位置補正量と、前記第一の補正範囲の境界に位置するノードから当該ノードまでの距離とに基づいて、さらに求めることを特徴とするナビゲーション装置。 - 請求項4に記載のナビゲーション装置において、
前記リンク位置補正手段により位置補正量が求められた各ノードについて、その位置補正量を記憶する地図補正量記憶手段をさらに備え、
前記マップマッチング手段は、
前記地図補正量記憶手段に記憶されている位置補正量に基づいて、前記リンク位置補正手段により位置補正量が求められた各ノードの位置を補正して、前記複数のリンク候補点を特定することを特徴とするナビゲーション装置。 - 請求項5に記載のナビゲーション装置において、
前記地図補正量記憶手段は、前記リンク位置補正手段により位置補正量が求められた各ノードについて、その位置補正量に加えて、当該ノードが前記第一の補正範囲または前記第二の補正範囲のいずれに属するかを表す補正範囲の種類を記憶し、
前記マップマッチング手段は、
前記複数のリンク候補点のうち、少なくとも一方のノードの位置が補正されたリンクと対応するリンク候補点について、前記地図補正量記憶手段に記憶されている補正範囲の種類に基づいて、そのノードが前記第一の補正範囲または前記第二の補正範囲のいずれに属するかを判断し、
当該リンク候補点に対応するリンクの両端のノードがいずれも前記第一の補正範囲に属すると判断した場合は、補正後のノード位置に応じたリンク方位を用いて当該リンク候補点の評価量を算出し、
当該リンク候補点に対応するリンクのいずれか少なくとも一方のノードが前記第二の補正範囲に属すると判断した場合は、補正前のノード位置に応じたリンク方位を用いて当該リンク候補点の評価量を算出することを特徴とするナビゲーション装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のナビゲーション装置において、
前記リンク位置補正手段は、前記走行リンク及び前記並走リンクの各ノードのうち複数のリンクが接続されているノードについて、当該ノードに接続する各リンクの方位変化量の二乗和が最小となるように、当該ノードの位置補正量を求めることを特徴とするナビゲーション装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載のナビゲーション装置において、
ユーザからの入力に基づいて前記移動体の走行道路を指示する走行位置指示手段をさらに備え、
前記走行リンク判定手段は、前記走行位置指示手段からの指示に基づいて前記走行リンクを判定することを特徴とするナビゲーション装置。 - 道路に関する道路情報を記憶する地図情報記憶手段と、
前記道路情報を用いて道路地図を表示する画面音声出力手段と、
ユーザからの入力に基づいて移動体の走行道路を指示する走行位置指示手段と、
前記走行位置指示手段からの指示に基づいて、前記移動体が走行している走行リンクと、前記走行リンクに並走する並走リンクとを判定する走行リンク判定手段と、
前記走行リンク及び前記並走リンクの位置を補正するリンク位置補正手段とを備え、
前記画面音声出力手段は、前記リンク位置補正手段による補正後の位置に合わせて、前記走行リンク及び前記並走リンクを前記道路地図上で移動させることを特徴とするナビゲーション装置。
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