JP2657549B2 - Current position display device of moving object - Google Patents

Current position display device of moving object

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JP2657549B2
JP2657549B2 JP1199878A JP19987889A JP2657549B2 JP 2657549 B2 JP2657549 B2 JP 2657549B2 JP 1199878 A JP1199878 A JP 1199878A JP 19987889 A JP19987889 A JP 19987889A JP 2657549 B2 JP2657549 B2 JP 2657549B2
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road
moving object
map
pattern
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善行 松本
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【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、移動体の現在位置を求めながら、予め画面
に写し出された道路地図上に移動体の現在位置を表示さ
せる移動体の現在位置表示装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a moving body current position display device that displays a moving body on a road map projected on a screen in advance while obtaining the current position of the moving body.

従来技術 従来、例えば不案内地域などにおける自動車等の移動
体の運転時に、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、距離センサおよび方向センサを用いて移動体の走行
距離と進行方向をそれぞれ検出しながら、2次元座標上
における現在位置を演算によって求め、その移動体の走
行にともない刻々と変化する現在位置を予め画面に写し
出されている道路地図上に点情報によって逐次更新しな
がら表示させることによって、運転者に現在位置の確認
を行なわせることができるようにした移動体の現在位置
表示装置が開発されている。
Conventional technology Conventionally, for example, when driving a moving body such as a car in an unguided area or the like, a distance sensor and a direction sensor are provided in order to perform appropriate guidance so that the driver does not get off the scheduled course and lose his way. The current position on the two-dimensional coordinates is obtained by calculation while detecting the traveling distance and the traveling direction of the moving object, respectively, and the current position that changes every moment as the moving object travels is displayed on the screen in advance. 2. Description of the Related Art A current position display device of a moving body has been developed which enables a driver to confirm a current position by displaying the current position on a map while sequentially updating the point information.

しかしこのような移動体の現在位置表示装置では、距
離センサおよび方向センサの各センサ精度や現在位置算
出時の有効桁による演算精度などを要因とした位置誤差
の発生が否めず、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、画面に表示される現在位置が地図上
の道路から次第に外れていき、自車が地図上におけるど
の道路上を走行しているかを判断することができなくな
ってしまうという問題がある。
However, with such a moving body current position display device, the occurrence of a position error due to factors such as the accuracy of each sensor of the distance sensor and the direction sensor and the accuracy of calculation using the significant digits at the time of calculating the current position cannot be denied. The error accumulates as the vehicle progresses, and the current position displayed on the screen gradually deviates from the road on the map, making it impossible to determine on which road the vehicle is traveling on the map Problem.

また、たとえ算出される移動体の現在位置に誤差がな
くとも、その現在位置が表示される地図自体にデフォル
メがあれば、画面に表示される現在位置が地図上の道路
から外れてしまうことになる。
Also, even if there is no error in the calculated current position of the moving object, if the current position is displayed on the map itself, the current position displayed on the screen will deviate from the road on the map. Become.

そのため従来では、地図上の道路から外れた現在位置
の修正を行なわせるべく、地図上における道路のパター
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走行軌跡
のパターンとのマッチング処理を定期的になして、マッ
チングがとられた道路上に走行軌跡を合せ込んで移動体
の現在位置を修正するようにしている(特開平1−4181
7号公報参照)。
Therefore, conventionally, in order to correct the current position deviating from the road on the map, the travel obtained by storing and holding data of the current position which is sequentially updated according to the road pattern on the map and the travel of the moving object is performed. A matching process with the trajectory pattern is periodically performed so that the traveling trajectory is adjusted on the matched road to correct the current position of the moving body (Japanese Patent Laid-Open No. 1-4181).
No. 7).

その際、道路上への走行軌跡の合せ込みを可とすると
きのマッチング精度を高く設定すると、その合せ込みに
よって修正された移動体の現在位置の精度が良くなる
が、センサなどに起因する位置算出の精度や地図自体の
精度などが良くなければ、その高く設定されたマッチン
グ精度がなかなか得られずに合せ込みを行わせることが
できなくなってしまうことがある。
At this time, if the matching accuracy is set high when the matching of the traveling locus on the road is allowed, the accuracy of the current position of the moving object corrected by the matching is improved, but the position caused by the sensor or the like is improved. If the accuracy of the calculation, the accuracy of the map itself, and the like are not good, the matching set at a high level may not be easily obtained, and the matching may not be performed.

その場合には、移動体の現在位置が地図上の道路から
外れた状態のままで表示され続けて、現在位置の認識性
が損なわれてしまう。
In this case, the current position of the moving object is continuously displayed while being off the road on the map, and the recognition of the current position is impaired.

また、マッチング精度を低く設定すると、マッチング
による合せ込みの確率が高くなるが、その合せ込みの精
度が低下して、道路上に位置修正された移動体の現在位
置が狂って、ついには実際の現在位置を認識できなくな
ってしまうような事態が生ずるおそれがある。
If the matching accuracy is set low, the probability of matching by matching increases, but the matching accuracy decreases, and the current position of the moving object whose position has been corrected on the road goes out of order. There is a possibility that a situation where the current position cannot be recognized may occur.

目的 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、精度の
高,低の各マッチングによる走行軌跡の地図上の道路へ
の合せ込みを併用して、演算処理によって算出される現
在位置の精度の保証と、道路地図上に表示される現在位
置の認識性の確保とを同時に満足させるうことができる
ようにした移動体の現在位置表示装置を提供するもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and uses the matching of a travel locus to a road on a map by high-precision and low-precision matching together to calculate a current position calculated by an arithmetic process. It is an object of the present invention to provide a current position display device for a mobile body, which can simultaneously satisfy the guarantee of accuracy and the recognizability of the current position displayed on a road map.

構成 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。
Configuration Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明に係る移動体の現在位置表示装置の構
成例を示すもので、例えば移動体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距離センサ
1と、例えばヨー方向変化の角速度を検出して移動体の
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移動体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
方向をわり出すことにより移動体の一定走行距離ごとに
おけるX−Y座標上の現在位置を逐次演算によって求
め、かつ移動体の現在位置表示装置全体の制御を行なわ
せるマイクロコンピュータ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移動体の走行に
したがって刻々変化するX−Y座標上の現在位置のデー
タを順次格納し、移動体の有限の連続位置情報としてそ
れを記録保持する走行軌跡記憶装置4と、予め複数の道
路地図の情報が格納されている地図情報記憶媒体5と、
その記憶媒体5から道路地図の情報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情報にも
とづいて所定の道路地図を画面に写し出すとともに、そ
の画面に写し出された道路地図上に、移動体の現在位置
を、必要に応じて走行軌跡および現在位置における移動
体の進行方向などとともに、移動体の走行にしたがって
表示する表示装置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移動体の出発点の
設定を行なわせ、また走行軌跡などの表示指令を選択的
に与え、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,地図および走行軌跡の部分拡大表
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。
FIG. 1 shows an example of the configuration of a moving body current position display device according to the present invention. For example, a distance sensor 1 that outputs a pulse signal for each unit traveling distance in accordance with the rotation of a tire of the moving body, and a yaw sensor, for example, A direction sensor 2 based on a rate system that detects the angular velocity of the direction change and outputs a signal proportional to the amount of direction change accompanying the traveling of the moving object, and counts the number of pulse signals from the distance sensor 1 to determine the traveling distance of the moving object. The current position on the X-Y coordinates for each fixed traveling distance of the moving object is obtained by sequential calculation by measuring and deviating the traveling direction according to the output signal of the direction sensor 2, and the current position display device of the moving object A signal processing device 3 including a microcomputer for performing overall control;
A running trajectory storage for sequentially storing data of the current position on the XY coordinates, which changes momentarily according to the running of the moving object obtained by the signal processing device 3, and records and retains the data as finite continuous position information of the moving object. A device 4, a map information storage medium 5 in which information of a plurality of road maps is stored in advance,
A storage medium reproducing device 6 for selectively reading information of a road map from the storage medium 5; a predetermined road map is displayed on a screen based on the read map information; The operation command is given to the display device 7 for displaying the current position of the moving object together with the traveling locus and the traveling direction of the moving object at the current position as necessary, and the signal processing device 3. The user selects and specifies a map to be displayed on the display device 7 and sets a starting point of the moving object on the displayed map, and selectively gives a display command such as a traveling locus to display the displayed map and the traveling locus. To change the display mode, such as changing the direction of the display, shifting the display position, partially enlarging the map and travel trajectory, and selecting the display scale. It is constituted by an operating device 8 which can.

このように構成されたものでは、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移動体の走行
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X−Y座標上における現在位置が刻々
と演算によって求められ、その演算結果が走行軌跡記憶
装置4に逐次送られてその記憶内容が更新されていくと
ともに、その記憶内容が常時読み出されて表示装置7に
送られる。
In such a configuration, the selectively read map is displayed on the screen of the display device 7, and the signal processing device 3 executes the traveling of the moving body from the starting point set on the map. The current position on the XY coordinates is calculated every moment in accordance with a preset scale of the map, and the calculation result is sequentially sent to the travel locus storage device 4 to update the stored contents. The stored contents are constantly read and sent to the display device 7.

それにより、表示装置7には、例えば、第2図に示す
ように、その画面に表示された地図上に移動体の現在位
置を示す表示マークM1,その現在位置における移動体の
進行方向を示す表示マークM2および出発点STから現在位
置に至るまでの走行軌跡の表示マークM3が移動体の走行
状態に追従して模擬的に表示される。
Accordingly, the display device 7 displays, for example, as shown in FIG. 2, a display mark M1 indicating the current position of the moving object on a map displayed on the screen, and indicates a traveling direction of the moving object at the current position. The display mark M2 and the display mark M3 of the traveling locus from the starting point ST to the current position are simulated following the traveling state of the moving object.

以上の構成および動作は、冒頭において説明した従来
の移動体の現在位置表示装置と同じである。
The above configuration and operation are the same as those of the conventional moving object current position display device described at the beginning.

したがって、このような移動体の現在位置表示装置で
は、第3図に示すように、前述した累積誤差により現在
位置および走行軌跡が移動体の走行が進むにしたがって
地図上の道路から次第に外れていき、しまいには現在自
車が地図上のどの地点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。
Accordingly, in such a moving body current position display device, as shown in FIG. 3, the current position and the running locus gradually deviate from the road on the map as the moving body travels due to the accumulated error described above. Eventually, it becomes impossible to determine which point on the map the vehicle is currently traveling.

このような走行経路表示装置にあって、本発明では、
信号処理装置3の制御下において、移動体の現在位置お
よびそれまでの走行軌跡が地図上の道路から外れた場
合、以下に述べるように、その近辺の各道路のパターン
と移動体の走行軌跡のパターンとのマッチングをとり、
そのパターンのマッチングがとられた道路を現在走行中
の道路とみなして、その道路上に移動体の現在位置およ
び走行軌跡の表示位置を修正させるようにしている。
In such a traveling route display device, in the present invention,
Under the control of the signal processing device 3, when the current position of the moving object and the traveling locus up to that point deviate from the road on the map, as described below, the pattern of each nearby road and the traveling locus of the moving object are determined. Match the pattern
The road on which the pattern is matched is regarded as the currently traveling road, and the current position of the moving object and the display position of the traveling locus are corrected on the road.

その際、ここでは、移動体の走行軌跡のパターンと道
路のパターンとのマッチングをとる場合、そのパターン
のマッチングの対象となる道路の候補を以下のように必
要最小限に選定して、マッチング処理の負担を軽減させ
るようにしている。
At this time, when matching the pattern of the traveling locus of the moving object with the pattern of the road, the candidate of the road to be subjected to the pattern matching is selected as necessary as follows, and the matching process is performed. We try to reduce the burden of.

まず、移動体の一定走行距離にしたがって地図上にお
ける現在走行中の道路上およびその道路から分岐する全
ての道路上に移動体の推定現在位置をそれぞれ設定す
る。
First, the estimated current position of the moving object is set on the currently running road on the map and on all the roads branching from the road in accordance with the fixed traveling distance of the moving object.

その際、現在走行中の道路として、第4図(a)に示
すように、前回の推定現在位置x′の設定点から一定の
距離L内に分岐路がない場合には移動体の走行にしたが
ってその一定の距離Lだけ進んだ位置に推定現在位置x
を設定する。また、第4図(b)に示すように、その一
定の距離L内に分岐路があれば、その分岐路の全てに推
定現在位置x1,x2,x3をそれぞれ制定する。ここで、l1+
l2=l1+l3=l1+l4=Lの関係にある。
At this time, as shown in FIG. 4 (a), if there is no branch road within a certain distance L from the set point of the previous estimated current position x ', as shown in FIG. Therefore, the estimated current position x is added to the position advanced by the certain distance L.
Set. Further, as shown in FIG. 4 (b), if there is a branch within the fixed distance L, the estimated current positions x1, x2, x3 are established for all the branches. Where l1 +
l2 = l1 + l3 = l1 + l4 = L.

なお、この推定現在位置の設定は、距離センサ1によ
って移動体が一定距離Lだけ走行したことが検出される
ごとに、そのとき表示装置7の画面に写し出されている
地図における道路の位置データにしたがって信号処理装
置3の制御下において自動的になされる。推定現在位置
の設定は、移動体の走行距離によることなく、移動体の
走行にともない所定時間の経過ごとに推定現在位置を逐
次設定していくようにしてもよい。また、移動体の走行
状況に応じて、推定現在位置の設定間隔を可変にするこ
とも考えられる。各道路はそれぞれ線分化されて、各線
分のX−Y座標上における位置データが地図情報記録媒
体5に格納されている。
Each time the distance sensor 1 detects that the moving object has traveled the fixed distance L, the estimated current position is set in the road position data on the map displayed on the screen of the display device 7 at that time. Therefore, it is automatically performed under the control of the signal processing device 3. The setting of the estimated current position may be performed by setting the estimated current position every time a predetermined time elapses along with the traveling of the moving object, without depending on the traveling distance of the moving object. It is also conceivable to make the setting interval of the estimated current position variable according to the traveling state of the moving body. Each road is divided into lines, and position data on the XY coordinates of each line segment is stored in the map information recording medium 5.

次に、前述のように設定された推定現在位置とそのと
き算出されて道路上から外れて表示されている移動体の
現在位置との間の距離が所定の許容範囲内にあるか否か
を判定して、その範囲内にある推定現在位置を検出し、
その選出された推定現在位置が存在する道路のみをマッ
チング対象の候補とする。
Next, it is determined whether or not the distance between the estimated current position set as described above and the current position of the moving object calculated and displayed off the road is within a predetermined allowable range. Judge, detect the estimated current position within the range,
Only the road on which the selected estimated current position exists is set as a candidate for matching.

いま例えば第5図の関係にあって、推定現在位置x
(x1,x2,x3)と現在位置Pとの間の距離をD(D1,D2,D
3)とした場合、次式 D≦αL+M …(1) の関係を満足する推定現在位置を選択する。
Now, for example, in the relationship of FIG. 5, the estimated current position x
The distance between (x1, x2, x3) and the current position P is D (D1, D2, D
In the case of 3), an estimated current position that satisfies the following equation D ≦ αL + M (1) is selected.

ここで、Mは予め設定される許容範囲であり、例えば
50m程度に設定される。αは移動体の走行距離をパラメ
ータにしたときの位置精度に関する係数であり、例えば
5%程度に設定される。またLとしては、それが100m程
度に設定される。
Here, M is a preset allowable range, for example,
It is set to about 50m. α is a coefficient relating to the positional accuracy when the traveling distance of the moving body is used as a parameter, and is set to, for example, about 5%. L is set to about 100 m.

なおその際、移動体の現在位置Pにおける進行方向に
対して一定の許容角度差の範囲内にある方向をもった道
路上に設定されている推定現在位置が選択するようにす
ることも考えられる。
In this case, it is conceivable to select an estimated current position set on a road having a direction within a certain allowable angle difference with respect to the traveling direction at the current position P of the moving object. .

しかして第5図の関係において、Mの値を比較的小さ
く設定するようにすれば、(1)式の条件を満たす推定
現在位置として、例えばx2のみが選択され、その推定現
在位置x2が存在する道路がマッチング処理の対象となる
候補道路とされる。
If the value of M is set to a relatively small value in the relationship of FIG. 5, for example, only x2 is selected as the estimated current position that satisfies the condition of Expression (1), and the estimated current position x2 does not exist. Is determined as a candidate road to be subjected to the matching process.

したがって本発明によれば、道路上から外れた現在位
置の近辺に道路が多数存在する場合にあっても、マッチ
ング処理の対象となるマッチングがとられる確率が高い
道路の候補を必要最小限に選定することができ、マッチ
ング処理の負担が有効に軽減されることになる。
Therefore, according to the present invention, even when there are many roads near the current position off the road, a candidate for a road having a high probability of being subjected to matching to be subjected to the matching process is selected to a minimum. And the burden of the matching process is effectively reduced.

また本発明では、移動体の走行軌跡のパターンと候補
道路のパターンとのマッチングをとる場合、移動体が一
定距離走行して推定現在位置が設定されるごとにマッチ
ング処理を逐次行なわせてもよいが、それでは処理負担
が大きくなるため、ここでは移動体の走行軌跡の方向変
化量を常時監視して、その方向変化量を積算した値が一
定値以上に大きくなったときには走行軌跡の形状の変化
に大きな特徴が生じたものと考え、そのときにそれまで
の積算期間中における移動体の走行軌跡のパターンに応
じたマッチングの処理を一度に実行させるようにしてい
る。
Further, in the present invention, when matching the traveling locus pattern of the moving object with the pattern of the candidate road, the matching process may be sequentially performed every time the moving object travels a fixed distance and the estimated current position is set. However, since the processing load increases, the direction change amount of the traveling locus of the moving body is constantly monitored, and when the integrated value of the direction change amount becomes larger than a certain value, the shape of the traveling locus changes. It is considered that a large feature has occurred, and at that time, matching processing according to the pattern of the traveling trajectory of the moving object during the integration period up to that time is executed at a time.

すなわち第6図に示すように、移動体の一定の走行距
離lごとに各点a,b,c,d,…における走行軌跡のX軸との
なす角度wi(i=0,1,2,3,…)を求め、方向変化量の積
算値Wを次式にしたがって逐次算出する。
That is, as shown in FIG. 6, an angle wi (i = 0, 1, 2,) between the traveling locus at each point a, b, c, d,. 3,...) Are calculated, and the integrated value W of the direction change amount is sequentially calculated according to the following equation.

その算出される方向変化の総量Wが予め設定された値
以上になったとき、そのときの移動体の現在位置Pから
先の開始点a(前回のマッチング処理点となる)までの
マッチングの走行軌跡を今回のマッチング処理の対象と
して抽出する。
When the calculated total amount W of the direction change becomes equal to or greater than a preset value, the matching traveling from the current position P of the moving body at that time to the previous start point a (becomes the previous matching processing point). The trajectory is extracted as a target of the current matching process.

したがって、その抽出されたパターンに大きな特徴が
生じた移動体の走行軌跡にしたがって道路とのマッチン
グをとるようにすれば、全体としてマッチング処理の回
数が少なくなり、そのパターンの特徴にしたがって精度
の高い効率の良いマッチング処理をなすことができるよ
うになる。その際、マッチング対象となる道路パターン
としては、例えば第7図に示すように、前述のように移
動体の現在位置Pに応じて選択された推定現在位置xを
先頭として前回のマッチング処理点Sまでの間における
過去の複数の推定現在位置x′の設定点をつらねた道路
のパターンを切り出す。
Therefore, if the extracted pattern is matched with the road in accordance with the traveling locus of the moving body having a large feature, the number of times of the matching process is reduced as a whole, and the accuracy is high according to the feature of the pattern. An efficient matching process can be performed. At this time, as the road pattern to be matched, as shown in FIG. 7, for example, the estimated current position x selected according to the current position P of the moving body as described above is used as the top, and the previous matching processing point S A road pattern that connects the set points of a plurality of estimated current positions x 'in the past up to is extracted.

なお、このような推定現在位置が複数設定された道路
のパターンを切り出してマッチング処理を一度に行なわ
せるようにする場合、前述のように(1)式の関係を満
足する各推定現在位置を選択するそれぞれの時点におい
て、そのときの移動体の現在位置と道路上に設定された
推定現在位置との間の距離が移動体の走行が進むにした
がって次第に離れていってしまうため、移動体の走行が
進むにしたがって(1)式におけるMの値を大きくして
いくようにする必要がある。
When a pattern of a road on which a plurality of estimated current positions are set is cut out and matching processing is performed at a time, each estimated current position that satisfies the relationship of Expression (1) is selected as described above. At each point in time, the distance between the current position of the moving object at that time and the estimated current position set on the road gradually increases as the moving object moves, , It is necessary to increase the value of M in the expression (1).

また本発明では、その抽出された移動体の走行軌跡の
パターンと前述のように切り出された候補道路のパター
ンとのマッチングをとる場合、第8図(a)に示すよう
に走行軌跡RPのパターンを等長の線分によって折線状に
近似するとともに、候補道路KPのパターンをも同様に第
8図(b)に示すように等長の線分によって折線状に近
似し、それぞれ折線近似された各線分のベクトル列をも
ってマッチングをとるようにしている。
Further, in the present invention, when matching the extracted pattern of the traveling locus of the moving object with the pattern of the candidate road cut out as described above, the pattern of the traveling locus RP as shown in FIG. Is approximated by a line segment of equal length, and the pattern of the candidate road KP is also approximated by a line segment of equal length as shown in FIG. Matching is performed using a vector sequence of each line segment.

しかしてこのような移動体の走行軌跡と地図上におけ
る道路とを同一条件で折線近似した各パターンをもって
マッチングをとるようにすれば、各対応する線分ごとに
その方向および位置の比較をそれぞれ容易になすことが
できるようになり、そのマッチングの処理を精度良く容
易に行なわせることができるようになる。
If the traveling locus of such a moving object and the road on the map are matched with each other using a pattern that is a polygonal approximation under the same conditions, the direction and position of each corresponding line segment can be easily compared. And the matching process can be easily and accurately performed.

具体的なマッチング処理としては、それが以下のよう
にして行なわれる。
The specific matching process is performed as follows.

まず、それぞれ等長の線分によって折線近似された走
行軌跡のパターンと候補道路のパターンとの位置の相関
を求める。その際、走行軌跡のパターンを道路パターン
の方向性に合わされように所定に回転させたうえで、走
行軌跡のパターンと道路のパターンとの各対応する線分
の頭点間の距離を積算して位置の相関とする。
First, the correlation between the position of the travel locus pattern approximated by a broken line using equal length line segments and the position of the candidate road pattern is determined. At that time, after the pattern of the traveling locus is rotated in a predetermined manner so as to match the directionality of the road pattern, the distance between the head points of the corresponding line segments of the traveling locus pattern and the road pattern is integrated. It is a correlation between positions.

すなわち、第1ステップとして、走行軌跡の折線近似
されたベクトル列を とし、候補道路の折線近似されたベクトル列を としたとき(|s1|=|s2|=…=|sn|=|r1|=|r2|=…=
|rn|)、次式にしたがって走行軌跡のベクトル列の回転
角度θを求める。
That is, as a first step, a vector sequence obtained by approximating a broken line of a traveling locus is used. And the vector sequence of the candidate roads (| S1 | = | s2 | = ... = | sn | = | r1 | = | r2 | =… =
| rn |), the rotation angle θ of the vector sequence of the traveling locus is calculated according to the following equation.

ここで、ω(i)は、移動体の走行が進むにしたがっ
て算出される現在位置の精度が低下するので、各ベクト
ル列si,riのデータを用いる際に、過去のデータほどそ
の重み付けを小さくするように、移動体の現在位置を算
出する際の距離センサ1,方向センサ2の各センサ精度お
よび演算精度などに応じて予め設定されている重み関数
である。
Here, the accuracy of the current position calculated as ω (i) decreases as the moving body travels. Therefore, when using the data of each vector sequence si, ri, the weight of the past data is set to be smaller for the past data. As described above, the weight function is set in advance according to the sensor accuracy of the distance sensor 1 and the direction sensor 2 and the calculation accuracy when calculating the current position of the moving object.

第2ステップとして、その回転角度θにしたがい、次
式(4)を用いて走行軌跡のベクトル列を回転させる。
As a second step, according to the rotation angle θ, the vector sequence of the traveling locus is rotated using the following equation (4).

なお、このような走行軌跡のベクトル列の回転処理を
行なわせることにより、方向検出誤差分を結果的に補正
できることになる。
It should be noted that the direction detection error can be corrected as a result by performing the rotation processing of the vector sequence of the traveling locus.

第3ステップとして、その回転処理された走行軌跡の
ベクトル列の道路のベクトル列とに応じて、次式にした
がって位置の相関値fを求める。
As a third step, a position correlation value f is obtained according to the following equation according to the road vector sequence of the vector sequence of the rotation trajectory that has been subjected to the rotation processing.

次に、移動体の現在位置Pを求める際における距離検
査誤差を考慮に入れたうえで、その候補道路の先頭位置
xを一定距離+δ(数10m)だけ道路パターンにしたが
って延長した道路のベクトル列をもって、またその候補
道路の先頭位置を一定距離−δだけ道路パターンにした
がって短縮した道路のベクトル例をもって前述と同様に
走行軌跡のベクトル列との位置の相関値fをそれぞれ求
める。
Next, taking into account the distance inspection error in obtaining the current position P of the moving object, the vector sequence of the road obtained by extending the head position x of the candidate road by a fixed distance + δ (several tens of meters) according to the road pattern. In addition, the correlation value f of the position with the vector sequence of the traveling trajectory is obtained in the same manner as described above using a vector example of a road in which the leading position of the candidate road is shortened by a fixed distance -δ according to the road pattern.

最終的に、それぞれ求められた相関値fのうちで最も
小さいものを選出し、その選出された相関値fがある基
準値以下のときにマッチングがとられたものと判定し、
第9図に示すように、そのマッチングがとられた道路パ
ターンの先頭位置(例えばx+δの位置)に走行軌跡の
現在位置Pがくるように走行軌跡RPを平行移動させたう
えで、その走行軌跡をP点を中心に角度θだけ回転させ
てマッチングがとられた道路上に合せ込む。
Finally, the smallest one of the obtained correlation values f is selected, and when the selected correlation value f is equal to or less than a certain reference value, it is determined that matching has been achieved,
As shown in FIG. 9, the traveling locus RP is translated so that the current position P of the traveling locus is located at the head position (for example, the position of x + δ) of the matched road pattern, and then the traveling locus is moved. Is rotated by an angle θ about the point P to fit on a road where matching has been achieved.

このようなマッチング処理を行なわせるとにより、地
図における道路上から外れた移動体の現在位置Pおよび
それに至るまでの走行軌跡の位置の修正が行なわれるこ
とになる。
By performing such a matching process, the current position P of the moving object deviating from the road on the map and the position of the traveling trajectory leading to the current position P are corrected.

本発明は、以上のマッチング処理を行なわせるに際し
て、精度の異なるマッチングによる現在位置および走行
軌跡の修正を演算用と表示用とに使い分けるようにした
ことを特徴としている。
The present invention is characterized in that when performing the above-described matching processing, the correction of the current position and the traveling locus by matching with different precision is used for calculation and display.

すなわち、移動体の走行軌跡のパターンと地図上の道
路パターンとのマッチングがとられたものと判定する際
における相関値fとの比較対象となる基準値を小さ目に
設定して、マッチング精度を高くしたときの位置修正を
演算用とし、その位置修正された移動体の現在位置のデ
ータに基いて、以後における移動体の走行にともなう現
在位置の算出を行わせる。
That is, the reference value to be compared with the correlation value f when determining that the pattern of the traveling locus of the moving object and the road pattern on the map have been matched is set to a small value, and the matching accuracy is increased. The position correction at this time is used for calculation, and based on the data of the current position of the moving body whose position has been corrected, the current position accompanying the traveling of the moving body is calculated.

また、その基準値を大き目に設定して、マッチング精
度を低くしたときの移動体の現在位置の修正を表示用と
し、その位置修正された移動体の現在位置および走行軌
跡のデータに基いて、地図上の道路に合せ込まれた現在
位置および走行軌跡の表示を行わせる。
In addition, the reference value is set to a large value, the correction of the current position of the moving object when the matching accuracy is lowered is used for display, and based on the data of the current position and the traveling trajectory of the position-corrected moving object, The current position and the running locus adjusted to the road on the map are displayed.

しかして、本発明によれば、マッチング処理時に高い
マッチング精度が得られたときには、演算用および表示
用ともに位置修正が行われるが、マッチング処理時に低
いマッチング精度しか得られなかったときには、表示用
のための位置修正だけが行われ、演算用のための位置修
正は行われないことになる。
According to the present invention, when a high matching accuracy is obtained during the matching process, the position correction is performed for both the calculation and the display. However, when only a low matching accuracy is obtained during the matching process, the display correction is performed. Is performed, and the position correction for the calculation is not performed.

なお、走行軌跡記憶装置4に演算用のデータ記憶部と
表示用のデータ記憶部とが設けられて、その各記憶デー
タにもとづいて、演算用のための位置修正と表示用のた
めの位置修正とがそれぞれ別途に行なわれるようになっ
ている。
The travel locus storage device 4 is provided with a data storage unit for calculation and a data storage unit for display, and based on the respective stored data, a position correction for calculation and a position correction for display are performed. Are performed separately.

また、高いマッチング精度による位置修正が実行され
たときには、演算用のデータ記憶部内のデータがそのと
きの修正位置に応じて書き換えられるが、そのとき表示
用の記憶部内のデータも演算用のデータ記憶部内のデー
タと同じになるように書き換えられることになる。
Also, when position correction with high matching accuracy is performed, the data in the data storage for calculation is rewritten according to the correction position at that time, and the data in the storage for display is also stored at that time. It will be rewritten to be the same as the data in the department.

いま例えば、第10図に示すように、道路地図の精度が
悪くて、R1〜R6からなる地図上の道路のうちの道路R3の
位置に比較的大きな誤差がある場合(その地図上の道路
R3に対応した実際の道路の位置を図中点線で示してい
る)、移動体が道路R1,R2,R3と進んでくると、道路R3に
対応した部分における走行軌跡が図中点線の位置ずれて
しまうことになる。
Now, for example, as shown in FIG. 10, when the accuracy of the road map is poor and there is a relatively large error in the position of the road R3 among the roads on the map consisting of R1 to R6 (the road on the map)
(The actual road position corresponding to R3 is indicated by the dotted line in the figure), and when the moving body advances to roads R1, R2, and R3, the travel locus in the portion corresponding to road R3 is displaced by the dotted line in the figure. Would be.

その場合、マッチング処理によって図中点線の位置に
ある走行軌跡の地図上の道路R3に合せ込んでしまうと、
その後における道路R4,R5の走行に際して現在位置およ
び走行軌跡が道路R5上から外れてしまい、後のマッチン
グ処理時に道路R6に誤まって合せ込まれてしまうような
ことがある。
In this case, if the matching process matches the running locus at the position indicated by the dotted line in the figure with the road R3 on the map,
When the vehicle travels on the roads R4 and R5 thereafter, the current position and the travel locus may be off the road R5, and may be incorrectly combined with the road R6 in a subsequent matching process.

本発明によれば、そのような場合、マッチングの精度
が高く設定されて、図中点線の位置にある走行軌跡が地
図上の道路R3に合せ込まれるような演算用の位置修正が
安易に行われることがなくなり、その後に算出される移
動体の現在位置の精度が保証される。
According to the present invention, in such a case, the accuracy of the matching is set high, and the position correction for the calculation such that the traveling locus located at the position indicated by the dotted line in the figure matches the road R3 on the map can be easily performed. And the accuracy of the current position of the moving body calculated thereafter is guaranteed.

また同時に、マッチングの精度が低く設定された状態
で、図中点線の位置にある走行軌跡が地図上の道路R3に
合せ込まれる表示用の位置修正が便宜的に行われ、道路
地図上における移動体の現在位置の認識が確保される。
At the same time, in a state where the matching accuracy is set low, the display position correction for adjusting the traveling locus at the position indicated by the dotted line in the figure to the road R3 on the map is performed for convenience, and the movement on the road map is performed. Recognition of the current position of the body is ensured.

また本発明によれば、例えば第11図に示すように、複
数の車線をもった幅の広い道路を走行する場合、地図上
におけるその道路のデータとしては実際の道路における
中央部の位置によるデータとして登録されているので、
移動体Aがその道路の端の車線を走行しているときに
は、表示用としてはその地図上の道路に走行軌跡が合せ
込まれるような位置修正が行われるが、演算用として
は、現在位置算出の精度を保持させるために、そのよう
な合せ込みが安易に行われないようにしている。
Further, according to the present invention, as shown in FIG. 11, when traveling on a wide road having a plurality of lanes, the data of the road on the map is based on the position of the center of the actual road. Since it is registered as
When the moving object A is traveling in the lane at the end of the road, the position is corrected for display so that the traveling locus is adjusted to the road on the map, but the current position is calculated for calculation. In order to maintain the accuracy of (1), such matching is not easily performed.

さらに本発明によれば、例えば第12図に示すように、
移動体が道路R1部分に沿う地図上にのっていない図中点
線に示す新道を走行したときには、表示用としては地図
上の道路R1に走行軌跡が合せ込まれるような位置修正が
便宜的に行われ、演算用としてはそのような後で現在位
置の算出が大きく狂うような合せ込みが行われないよう
にしている。
Further according to the present invention, for example, as shown in FIG.
When the moving object travels on the new road indicated by the dotted line in the figure that is not on the map along the road R1 part, it is convenient for the display to correct the position so that the running locus is adjusted to the road R1 on the map The calculation is performed so as to prevent such a situation that the calculation of the current position is greatly misaligned later.

なお、以上の実施例にあってはマッチング精度の高,
低を移動体の走行軌跡のパターンと地図上の道路のパタ
ーンとのあいだにおける位置の相関値によって決定する
ようにしているが、その代りに、マッチング精度の高,
低を移動体の走行軌跡のパターンと地図上の道路のパタ
ーンとの一致の割合によるマッチング率によって決定す
るようにしてもよい。
In the above embodiment, the matching accuracy is high.
The low is determined by the correlation value of the position between the pattern of the traveling trajectory of the moving body and the pattern of the road on the map.
The low level may be determined by a matching ratio based on a matching ratio between the pattern of the traveling locus of the moving object and the pattern of the road on the map.

その場合、マッチング対象となるパターンと基準とな
るパターンとを比較しながらパターンマッチングのため
の所定の演算によってマッチング率を求めるようにした
公知のパターンマッチング技法の全てが適用可能であ
る。
In this case, all known pattern matching techniques that determine a matching ratio by a predetermined calculation for pattern matching while comparing a pattern to be matched with a reference pattern can be applied.

そして、この場合には、マッチング率を例えば90%以
上の高めに設定することにより前述の演算用の位置修正
を行なわせるようにし、また、マッチング率を例えば90
%以下の低めに設定することにより前述の表示用の位置
修正を行なわせるようにすればよい。
In this case, the matching rate is set to a higher value of, for example, 90% or more, so that the above-described position correction for calculation is performed.
The above-described position correction for display may be performed by setting a value lower than%.

効果 以上、本発明による移動体の現在位置表示装置にあっ
ては、移動体の走行軌跡のパターンと前記地図上におけ
る道路のパターンとのマッチングをとって、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移動体の
現在位置を修正する際、精度の異なるマッチング処理に
よる現在位置の修正を現在位置算出用と現在位置表示用
とに使い分けるようにしたもので、演算処理によって求
められる現在位置の精度の保証と、道路地図上に表示さ
れる現在位置の確保とを同時に満足させることができる
という優れた利点を有している。
Effects As described above, in the current position display device for a moving object according to the present invention, a pattern of a traveling locus of the moving object is matched with a road pattern on the map, and the vehicle is driven on the matched road. When correcting the current position of the moving object by adjusting the trajectory, the correction of the current position by the matching process with different precision is used separately for the current position calculation and for the current position display. There is an excellent advantage that it is possible to simultaneously assure the accuracy of the position and to secure the current position displayed on the road map.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明による移動体の現在位置表示装置の一実
施例を示すブロック構成図、第2図は同実施例における
表示画面の一例を示す図、第3図は移動体の現在位置が
道路上から外れて表示されている状態を示す図、第4図
(a),(b)は移動体の一定の距離ごとに道路上に推
定現在位置を設定していく状態をそれぞれ示す図、第5
図は道路から外れた移動体の現在位置と道路上に設定さ
れた推定現在位置との関係を示す図、第6図は移動体の
走行軌跡における方向の変化状態の一例を示す図、第7
図はマッチング対象となる候補道路パターンの切り出し
状態を示す図、第8図(a)は移動体の走行軌跡のパタ
ーンを等長の線分によって折線近似させた状態を示す
図、第8図(b)は道路のパターンを等長の線分によっ
て折線近似させた状態を示す図、第9図はマッチングが
とられた道路上に移動体の現在位置および走行軌跡を合
せ込む状態を示す図、第10図は地図上の道路の一例を示
す図、第11図は複数車線からなる幅の広い道路を移動体
が走行している状態を示す図、第12図は地図上の道路の
一例を示す図である。 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
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a moving body current position display device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of a display screen in the embodiment, and FIG. FIGS. 4A and 4B show a state where the estimated current position is set on the road for each fixed distance of the moving object, respectively. Fifth
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a current position of a moving body deviating from a road and an estimated current position set on the road. FIG. 6 is a diagram showing an example of a change state of a direction on a traveling locus of the moving body.
FIG. 8A is a diagram showing a cut-out state of a candidate road pattern to be matched, and FIG. 8A is a diagram showing a state in which a traveling locus pattern of a moving object is approximated by broken lines using equal-length lines. b) is a diagram showing a state in which the pattern of the road is approximated by broken lines using equal length line segments, and FIG. 9 is a diagram showing a state in which the current position and the traveling trajectory of the moving object are matched on the matched road. FIG. 10 is a diagram showing an example of a road on a map, FIG. 11 is a diagram showing a state where a moving object is traveling on a wide road having a plurality of lanes, and FIG. 12 is an example of a road on a map. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Distance sensor, 2 ... Direction sensor, 3 ... Signal processing device, 4 ... Traveling locus storage device, 5 ... Map information storage medium, 6 ... Storage medium reproduction device, 7 ... Display device, 8 ......
Operation device

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】移動体の走行距離および進行方向をそれぞ
れ検出しながら、移動体の走行にともない刻々変化する
2次元座標上の現在位置を逐次演算によって求め、予め
記憶媒体から地図データが読み出されて所定の道路地図
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
なわせるとともに、現在位置のデータをメモリに逐次記
憶保持させることによって得られる移動体の走行軌跡の
パターンと前記地図上における道路のパターンとのマッ
チングをとって、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移動体の現在位置を修正するように
した移動体の現在位置表示装置において、精度の異なる
マッチング処理により現在位置の修正を、現在位置算出
用と現在位置表示用とに使い分けるようにしたことを特
徴とする移動体の現在位置表示装置。
A current position on a two-dimensional coordinate system, which changes with the traveling of a moving object, is sequentially obtained while detecting a traveling distance and a traveling direction of the moving object, and map data is read from a storage medium in advance. The current locus of the moving body is updated and displayed on the screen on which the predetermined road map is displayed, and the data of the current position are sequentially stored and held in the memory. A current position display device of a moving body that matches a road pattern on a map and adjusts the current position of the moving body by adjusting a traveling locus on the matched road, The moving object is characterized in that the correction of the current position is used separately for the current position calculation and the current position display by different matching processes. Standing position display device.
【請求項2】高いマッチング精度による合せ込みを現在
位置算出用とし、低いマッチング精度による合せ込みを
現在位置表示用としたことを特徴とする前記第1項の記
載による移動体の現在位置表示装置。
2. A current position display apparatus for a moving object according to claim 1, wherein the adjustment with a high matching accuracy is used for calculating the current position, and the alignment with a low matching accuracy is used for displaying the current position. .
【請求項3】マッチング処理時に低いマッチング精度し
か得られなかったときには、現在位置表示用のための合
せ込みだけを行わせるようにしたことを特徴とする前記
第2項の記載による移動体の現在位置表示装置。
3. The present invention according to claim 2, wherein when only a low matching accuracy is obtained during the matching process, only the matching for displaying the current position is performed. Position display device.
【請求項4】マッチング精度の高,低を、移動体の走行
軌跡のパターンと地図上の道路のパターンとのあいだに
おける位置の相関値によって決定するようにしたことを
特徴とする前記第2項の記載による移動体の現在位置表
示装置。
4. The method according to claim 2, wherein a high or low matching accuracy is determined by a correlation value of a position between a pattern of a traveling locus of the moving object and a pattern of a road on a map. The current position display device of the moving body according to the description.
【請求項5】マッチング精度の高,低を、移動体の走行
軌跡のパターンと地図上における道路のパターンとの一
致の割合によるマッチング率によって決定するようにし
たことを特徴とする前記第2項の記載による移動体の現
在位置表示装置。
5. The method according to claim 2, wherein the high and low matching accuracy is determined by a matching rate based on a rate of coincidence between a pattern of a traveling locus of the moving object and a pattern of a road on a map. The current position display device of the moving body according to the description.
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