JP2554273B2 - 走行経路表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、自動車などの移動体の現在位置を求めなが
ら、予め地図が写し出された画面上に現在位置の表示を
行なわせる走行経路表示装置に関する。

従来技術 最近、後で詳しく説明するが、例えば不案内地域など
における自動車等の移動体の走行時に、走行予定コース
から外れて運転者が道に迷うことがないように適切なガ
イダンスを行なわせるため、移動体の走行距離とその走
行にともなう進行方向とをそれぞれ検出し、それら各検
出値から移動体の二次元座標上における現在位置を移動
体の走行にともなって刻々と演算処理によって累積的に
求め、予め画面に写し出されている地図上に移動体の現
在位置を更新表示させるようにした走行経路表示装置が
開発されている。

しかしてこのような走行経路表示装置では、移動体の
走行状態にしたがって距離検出および方向検出をなす際
における各検出精度などを要因とした位置誤差の発生が
認めず、移動体の走行が進むにしたがってその誤差が累
積されて現在位置が地図上の走行コースから外れてしま
い、自車が地図上におけるどの道路上を走行しているの
かを判断することができなくなってしまうという問題が
ある。

その場合、特に移動体のヨー方向変化の角速度を検出
して移動体の走行方向の変化量を求めるレート式による
方向センサを用いたとき、その方向センサ出力による誤
差要因が大きな割合を占めるものとなっている。

従来、その位置誤差を修正するために、地図上におけ
る道路パターンと移動体の走行にしたがって逐次更新さ
れる現在位置のデータを記憶保持させることにより得ら
れる移動体の走行軌跡パターンとのマッチングをとるこ
とにより、走行コース上から外れた現在位置の修正を行
なわせるようにしている。すなわち、複雑に結びついた
道路網のなかから移動体が通過したとおもわれる道路を
何らかの方法によって複数抽出し、その抽出された各道
路のパターンと移動体の走行軌跡のパターンとの適合性
を調べて最もマッチング率の高いパターンをもった道路
を現在走行中の道路とみなして、そのマッチングがとら
れた道路上に移動体の現在位置がくるようにその位置修
正を行なわせるようにしている。

しかしこのような修正手段をとるのでは、道路が複雑
に入り組んでいる地図において車両が通ったと思われる
道路を探索して抽出すると非常に多くの道路パターンが
抽出されることになり、その１つ１つについて車両の走
行軌跡パターンとのマッチングをとるための処理を行な
わせるのではその処理が煩雑になって多くの時間を要す
ることになり、また車両が地図上にない道路を通ったと
きにはパターンのマッチングがとれずに現在位置の修正
が不可能になってしまうことになる。

目的 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、地図上
における道路のパターンと移動体の走行軌跡のパターン
とのマッチングをとって走行コース上から外れた現在位
置の修正を行なわせる際、移動体の走行軌跡と道路との
パターンのマッチングを効率良く、かつ精度良くとるこ
とができるようにした走行経路表示装置を提供するもの
である。

構成 本発明はその目的達成のため、走行経路表示装置にお
いて、移動体がヨー方向の角速度変化を何ら生じていな
い直線走行している間は位置誤差がほとんど生ずること
がない点に着目し、移動体の走行にともなって刻々変化
する現在位置のデータを記憶保持させることにより得ら
れる移動体の走行軌跡のなかから直線部分を抽出する手
段と、その抽出された直線部分の数が所定数に達した時
点で、その数の直線部分を組として地図上における道路
のパターンと部分的にマッチングをとる手段と、そのマ
ッチングがとられた道路上に走行軌跡を合せ込んで現在
位置の修正を行わせる手段とをとり、移動体の走行軌跡
を単位長ベクトルによって折線近似したうえで、各単位
長ベクトルの角度差の和を求めて、その和が予め設定さ
れた角度のしきい値を越えるまでの間を直線部分として
抽出し、その抽出された直線部分の長さが予め設定され
た長さのしきい値に満たないものを不採用とする 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について
詳述する。

第１図は本発明による走行経路表示装置の構成例を示
すもので、その基本的な構成としては、例えば自動車の
タイヤの回転に応じて単位走行距離ごとのパルス信号を
出力する光電式，電磁式または機械接点式などによる距
離センサ１と、例えばヨー方向の角速度の変化を検出す
るジャイロ式またはガス式などによる自動車走行にとも
なう方向変化量に比例した信号を出力するレート式によ
る方向センサ２と、距離センサ１からのパルス信号数を
カウントして自動車の走行距離を計測するとともに、方
向センサ２の出力信号にしたがってその進行方向の変化
をわり出すことにより自動車の単位走行距離ごとにおけ
る２次元座標上の位置を逐次演算によって求め、かつシ
ステム全体の集中制御を行なわせるマイクロコンピュー
タなどからなる信号処理装置３と、その信号処理装置３
によって求められた刻々変化する２次元座標上の位置の
データを順次格納し、自動車の現在位置に対応する有限
の連続位置情報としてそれを保持する走行軌跡記憶装置
４と、予めデジタル化された地図情報がファイル単位で
複数格納されている地図情報記憶媒体５と、その記憶媒
体５から必要な地図のファイルを選択的に読み出す記憶
媒体再生装置６と、その読み出された地図ファイルに応
じて地図画像を画面に表示させるとともに、走行軌跡記
憶装置４に格納された位置データにもとづいて自動車の
現在位置を、必要に応じてそれまでの走行軌跡および現
在の進行方向などとともに同一画面に刻々更新表示させ
る表示装置７と、信号処理装置３へ動作指令を与えると
ともに、表示装置７に表示させる地図の選択指定および
その表示された地図上における自動車の出発点の設定を
行なわせ、また走行軌跡などの表示指示を与え、表示さ
れる地図および走行軌跡の方向変換，その表示位置のシ
フト，地図および軌跡の部分拡大表示，表示縮尺率の選
択などの表示形態の設定変更などを適宜行なわせること
のできる操作装置８とによって構成されている。

このように構成されものでは、第２図に示すように、
選択的に読み出された地図が表示装置７の画面に写し出
されるとともに、その地図上において設定された出発点
からの自動車の走行にしたがって信号処理装置３により
予め設定された地図の縮尺率に応じて２次元座標上に自
動車の現在位置を示す表示マークM1,その現在位置にお
ける自動車の進行方向を示す表示マークM2および出発点
Ｓから現在位置に至るまでの走行軌跡表示マークM3が自
動車の走行状態に追従して模擬的に表示される。

以上の構成および動作は冒頭において説明した従来の
走行経路表示装置と同じである。

したがってこのような走行経路表示装置では、第３図
に示すように、前述した累積誤差により現在位置および
それまでの走行軌跡が自動車の走行が進むにしたがって
地図上の道路から次第に大きく外れていき、しまいには
現在自動車が地図上のどの地点を走行しているかを判断
することができなくなってしまう。

本発明では、このような走行経路表示装置において、
移動車の走行軌跡のなかから直線部分を抽出する手段
と、その抽出された直線部分の数が所定数に達した時点
で、その数の直線部分を組として地図上における道路の
パターンと部分的にマッチングをとる手段とを、そのマ
ッチングにとられた道路上に走行軌跡を合せ込んで現在
位置の修正を行なわせる手段とをとるようにしている。

これらの各手段は、実際には、信号処理装置３におい
て実行されることになる。

移動体の走行軌跡のなかから直線部分を抽出する手段
としては、地図上における道路のパターンと部分的なマ
ッチングを効率良く最適にとることができるようにする
ために、具体的に以下のようにして実行される。

すなわち、第４図（ａ）に示すように、移動体の走行
軌跡Ｐを微小な単位長ベクトルＶによって折線近似した
うえで、第４図（ｂ）に示すように、各単位長ベクトル
V1,V2,V3,…の角度差θ1,θ2,θ3,…を加算していき、
次式（１）に示すように、その加算された角度が予め設
定された角度のしきい値Θを得るまでの間を直線部分と
して抽出する。

θ１＋θ２＋θ３＋…＋θｎ≦Θ …（１） その際、走行軌跡のなかから抽出された直線部分の長
さがあまりにも短いものは特徴がないものとして、抽出
された直線部分の長さｌが、次式（２）に示すように、
予め設定された長さのしきい値Ｌ以上のものだけをマッ
チング対象として採用し、そのしきい値Ｌに満たないも
のを不採用とする。

ｌ≧Ｌ …（２） このような直線部分の抽出方法によって、例えば、第
５図（ａ）の走行軌跡Ｐから、第５図（ｂ）に示すよう
な直線部分S1,S2,S3,S4,…が得られる。

また、マッチングの具体的な手段としては、移動体の
走行が進むにしたがって、前述のようにして走行軌跡Ｐ
のなかから抽出される直線部分の数が所定数（例えば４
本）に達したら、信号処理装置３が、その得られた直線
部分S1〜S4を組として、画面に写し出されている地図に
おける各道路の位置のデータにしたがって、各道路との
パターンのマッチングを部分的にとるようにする。

したがって、このような移動体の走行軌跡のなかから
抽出された直線部分の組をもってその部分における走行
軌跡の特徴を得て、地図上の道路のパターンと部分的な
マッチングをとることにより、マッチング処理を簡素化
しながら、移動体の走行軌跡と道路とのマッチングを精
度良くとって、そのマッチングがとられた道路上への走
行軌跡の合せ込みを的確に行なわせることができるよう
になる。

また本発明では、移動体の走行軌跡のなかから抽出さ
れた直線部分間の相対角度の大きさにしたがって、マッ
チング対象とする直線部分の組の数を可変とするように
している。

例えば、第６図に示すように、碁盤目状道路を走行軌
跡Ｐをもって走行するような場合、その走行軌跡Ｐから
抽出された４つの直線部分S1〜S4の組をもって道路との
マッチングをとるようにしたのでは、その直線部分S1〜
S4を平行移動させればどの道路部分ともパターンが一致
してしまうためにマッチングをとることができなくなっ
てしまう。

したがって、その場合には、マッチング対象とする直
線部分の組の数を増大させれば、直線部分S1〜S4のよう
に先にいっても同じパターンをくり返す可能性が低いの
で、マッチングのための特徴がでて、走行軌跡と道路と
のマッチングをとることができ、ミスマッチングが避け
られるようになる。

具体的には、信号処理装置３において、移動体の走行
軌跡から抽出される直線部分間の相対角度がほぼ90゜
（90゜±α）の場合に、マッチング対象の組とする直線
部分の数を所定に増大させるようにしている。

その場合、例えば、第６図において、移動体の走行に
したがって、直線部分S1と直線部分S2との間の相対角度
がほぼ90゜となった時点で、まずマッチング対象の組と
なる直線部分の数を通常の４から５に増大させ、その後
続けて直線部分S2と直線部分S3との間の相対角度がほぼ
90゜となった時点でマッチング対象の組となる直線部分
の数を６に増大させるように、直線部分間の相対角度が
ほぼ90゜になるたびにマッチング対象の組となる直線部
分の数を所定に段階的に増大させていくようにすること
が考えられる。

また、例えば、直線部分S1と直線部分S2との間の相対
角度がほぼ90゜となり、続いて直線部分S2と直線部分S3
との間の相対角度がほぼ90゜となった時点で、マッチン
グ対象の組となる直線部分の数を通常の４から７に増大
させるように、直線部分間の相対角度が続けてほぼ90゜
になったらマッチング対象の組となる直線部分の数を所
定に増大させるようにすることが考えられる。この場合
には、増大される数は固定となる。

効果 以上、本発明による走行経路表示装置にあっては、地
図上における道路のパターンと移動体の走行軌跡のパタ
ーンとのマッチングをとって走行コース上から外れた現
在位置の修正を行なわせる際、移動体の走行軌跡のなか
から抽出された一定以上の長さをもった直線部分の組合
せをもって走行軌跡の特徴をわり出して道路のパターン
と部分的にマッチングをとるようにしたもので、マッチ
ング処理を簡素化しながら、移動体の走行軌跡と道路と
のマッチングを精度良くとって、そのマッチングがとら
れた道路上への走行軌跡の合せ込みを的確に行なわせる
ことができるという優れた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による走行経路表示装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は同実施例における表示内容の一
例を示す図、第３図は走行軌跡が地図上の道路から外れ
た状態を示す図、第４図（ａ）は移動体の走行軌跡を単
位長ベクトルによって折線近似した状態を示す図、第４
図（ｂ）は各単位長ベクトルの角度差を示す図、第５図
（ａ）は移動体の走行軌跡を示す図、第５図（ｂ）はそ
の走行軌跡における直線部分の抽出状態を示す図、第６
図は碁盤目状道路における移動体の走行軌跡を示す図で
ある。 １……距離センサ、２……方向センサ、３……信号処理
装置、４……走行軌跡記憶装置、５……地図情報記憶媒
体、６……記憶媒体再生装置、７……表示装置、８……
操作装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−207622（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−38918（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−314411（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−196814（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動体の走行距離とその走行にともなう進
   行方向とを検出しながら移動体の刻々変化する２次元座
   標上の現在位置を逐次演算によって求め、予め道路地図
   が表示された画面上に移動体の現在位置の更新表示を行
   わせるようにしたものにおいて、その求められた現在位
   置のデータを記憶保持させることにより得られる移動体
   の走行軌跡のなかから直接部分を抽出する手段と、その
   抽出された直線部分の数が所定数に達した時点で、その
   数の直線部分を組として地図上における道路のパターン
   と部分的にマッチングをとる手段と、そのマッチングが
   とられた道路上に走行軌跡を合せ込んで現在位置の修正
   を行わせる手段とをとり、移動体の走行軌跡を単位長ベ
   クトルによって折線近似したうえで、各単位長ベクトル
   の角度差の和を求めて、その和が予め設定された角度の
   しきい値を越えるまでの間を直線部分として抽出し、そ
   の抽出された直線部分の長さが予め設定された長さのし
   きい値に満たないものを不採用としたことを特徴とする
   走行経路表示装置。
2. 【請求項２】直線部分間の相対角度がほぼ90゜の場合
   に、マッチング対象の組とする直線部分の数を所定に増
   大させるようにしたことを特徴とする前記第１項の記載
   による走行経路表示装置。