JP2692822B2 - 車両用ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は曲がるべき角度と実測した実際の曲がった角
度とを比較し、その差が所定値以内であれば曲がるべき
交差点、或いはノードを曲がったとして現在位置を補正
する車両用ナビゲーション装置に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、車両用ナビゲーション装置として、例えば特開
昭58−100171号公報に、車両の走行距離を検出する距離
検出手段と、車両の進行方向に応じた地磁気情報を検出
する方位検出手段と、前記距離検出手段および前記方位
検出手段からのデータを基に車両の現在位置を算出し、
地図データから必要な情報を読み出して道路地図上に車
両の現在位置を表示手段に表示したものが提案され、運
転者がその位置を確認して現在位置を確認し、また、得
られた現在位置と地図データとを比較して現在位置を修
正している。 〔発明が解決すべき問題点〕 上記従来のナビゲーション装置においては、車両の方
位を検出するための方位センサとして、絶対方位である
地磁気情報を検出することにより車両の方位検出を行っ
ている。このため、踏み切り、線路近傍、高架道路等の
磁気的に外乱の多い地域を走行すると、車両の進行方位
に大きな誤差を生じ、しいては車両の現在位置の算出に
大きな誤差を生じることになる。この方位の誤りは高圧
線等の場所、或いは車体の着磁等によっても生じる。 車両の現在位置は、高精度の計測装置を使用したとし
ても、計測された値は必ず誤差を有しているため、実際
の現在位置と表示される現在位置には、ずれが生じてし
まう。 本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、精度よ
く現在位置の補正を行うことができる車両用ナビゲーシ
ョン装置を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 そのために本発明の現在位置算出手段を有する車両用
ナビゲーション装置は、車両の走行状態を計測する計測
手段と、交差点及びノードの角度データ等を記憶する記
憶手段と、前記計測手段で計測したハンドルを切り始め
てから戻し終わるまでの進行方向変化角度と前記記憶手
段に記憶された角度データとを比較し、その差が所定値
以内か否かを判断する比較判断手段とを備え、前記計測
手段で計測した進行方向変化角度と前記記憶手段に記憶
された角度データとの差が所定値以内のとき所定の交差
点、或いはノードを曲がったとして現在位置を補正する
ことを特徴とする。 また、本発明は、現在位置を補正する地点は、単位距
離当たりの進行方向変化角度が最大になった地点である
ことを特徴とする。 〔作用及び発明の効果〕 本発明は、計測手段で走行距離、進行方向変化角度等
を計測し、比較判断手段で、計測された進行方向変化角
度と記憶手段に記憶された交差点またはノードにおける
曲がるべき角度とを比較し、その差が所定値以内のとき
曲がるべき交差点またはノードを曲がったと判断し、そ
の交差点の位置データまたはノードデータにより現在位
置を補正することにより、現在位置のずれを精度よく補
正することが可能となる。 〔実施例〕 以下、実施例を図面を参照して説明する。 第１図は本発明による車両用ナビゲーション装置の構
成を示す図で、１は距離センサ、３は舵角センサ、５は
現在地・目的地入力部、７はナビゲーション処理部、９
はカーブ検出部、11は比較・判断部（比較判断手段）、
13は経路探索部、15は案内処理部、17は舵角−進行方向
変換テーブル、19は交差点データファイル、21はノード
データファイル、23は道路データファイル、25は探索経
路データファイル、27は写真データファイル、29は地図
データファイル、31は表示部、33は音声出力部である。 距離センサ１は、車両の走行距離を計測するものであ
り、例えば車輪の回転数を検出して計数するものや加速
度を検出して２回積分するもの等でよいが、その他の計
測手段であってもよい。舵角センサ３は交差点を曲がっ
たか否かを検出するものであり、例えばハンドルの回転
部に取り付けた光学的な回転センサや回転抵抗ボリュー
ム等が使用できるが、車輪部に取り付ける角度センサで
もよい。現在地・目的地入力部５は、ジョイスティック
やキー、タッチパネルであり、或いは表示部８の画面と
結合し画面にキーやメニューを表示してその画面から入
力するものでもよい。 ナビゲーション処理部７はナビゲーション装置の中枢
であって、カーブ検出部９、比較・判断部11、経路探索
部13、案内処理部15を有している。 経路探索部13は、入力部５より現在地と目的地とが入
力されると、記憶手段に記憶されている後述するような
交差点データ、ノードデータ、道路データを記憶手段か
ら読みだして経路探索を行い、探索経路を記憶手段のフ
ァイル25へ格納する。カーブ検出部９は、後述するよう
に計測手段を構成する距離センサ１、舵角センサ３で車
両の走行状態を計測してその検出出力を読み取り、例え
ば、記憶手段に記憶されている舵角−進行方向変換テー
ブル71を参照して車両の進行方向変化を検出する。比較
判断手段11はコース上の案内交差点付近、案内交差点間
において探索した経路の交差点の角度またはノードの角
度と計測手段で計測した角度とを比較し、両者の差が所
定値以内であれば正しく交差点またはノードを曲がった
と判断する。案内処理部15は、比較判断手段11により正
しく曲がったと判断されたときに、記憶手段に記憶され
ている交差点データまたはノードデータにより距離補正
を行って現在位置を算出してずれを補正する。この場合
の現在位置は、前回曲がった交差点からの距離として算
出する。また案内処理部15は、必要に応じて算出・補正
した現在位置を表示したり、或いは音声として流す。ま
た順次探索経路の案内交差点やコース途中における特徴
的な写真を写し出したり、案内地図を表示したり、次の
交差点までの残りの距離その他の案内情報を表示したり
すると共に、音声出力部25から音声による案内を流し、
またコース外れが検出されたときにはその旨表示した
り、音声によりコースを外れたことを運転者に知らせ
る。 次にカーブ検出部の処理について第２図、第３図によ
り説明する。 カーブ検出部９は、計測手段を構成する距離センサ１
と舵角センサ３からそれぞれ検出信号が入力されると、
例えば、記憶手段に記憶されている舵角−進行方向変換
テーブル17を参照して車両の進行方向の変化を算出す
る。舵角−進行方向変換テーブル17は第２図に示すよう
に、舵角θを単位距離あたりの進行方向変化Δαに変換
するものである。そして、カーブ検出部９は第３図に示
すように、舵角が或るしきい値ａを越えてから再びその
しきい値内へ戻るまで、計測手段で計測した舵角に対す
るΔαを加算（積分）する。この加算値よりハンドルを
切り始めてから戻し終わるまで、車両の進行方向がどれ
だけ変化したかが算出される。なお、第３図のＬは交差
点検出範囲、ｌは角度検出後の検査範囲で車線変更等を
考慮したハンドルを戻してからの一定距離、ｄは屈曲点
から判定までの距離を表している。 比較判断手段11ではこの算出した進行方向変化と、記
憶手段から読み出した曲がるべき交差点での道路の交差
角、すなわち進むべき方向とを比較し、これらの間に所
定以上の差があるか否かを調べる。この差が所定以内で
あれば曲がるべき交差点或いはノードで曲がったと判断
し、所定以上であれば間違った交差点で曲がったと判断
し、結果を表示部８に表示したり、スピーカ10で音声で
知らせたりする。 次に経路探索に使用される交差点データ、ノードデー
タ、道路データについて説明する。 交差点データは交差点に交わる道路等の情報、ノード
データはコース上の特徴点でセンサ等で検出できる横断
歩道やトンネルについての情報、道路データは始点や終
点等その道路に関する情報である。 第４図は道路網と交差点データ、道路データ及びノー
ド列データの例を示す図である。 車両の現在位置から目的までの距離を随時正確に把握
するために、道路のネットワークとして、例えば第４図
（ａ）に示すような交差点番号Ｉ〜IVの道路番号〜
からなるものとした場合、交差点データについては同図
（ｂ）、道路データについては同図（ｃ）、ノードデー
タについては同図（ｄ）に示すようなデータが構成され
ている。 すなわち、交差点データは、同図（ｂ）に示すように
交差点番号Ｉ〜IVに対応して交差点名、当該交差点が始
点となっている道路のうち一番番号の小さい道路番号、
当該交差点が終点となっている道路のうち一番番号の小
さい道路番号、信号の有無からなる。 また、道路データは、同図（ｃ）に示すように道路番
号〜に対応して交差点番号による始点、終点、同じ
始点を持つ道路のうち番号が次のもの、同じ終点を持つ
道路のうち番号が次のもの、道路の太さ、禁止情報、案
内不要情報、写真番号、ノード数、ノード列データの先
頭アドレス、長さ等からなる。 そして、ノードデータは、同図（ｄ）に示すように東
経、北緯、属性等からなり、道路データから明らかなよ
うに道路番号の単位は複数個のノードからなる。すなわ
ち、ノードデータは道路上の１地点に関するデータであ
り、ノード間を接続するものをアークと呼ぶと、複数の
ノード列のそれぞれの間をアークで接続することによっ
て道路が表現される。例えば道路番号に関して見る
と、道路データよりノード数15からなりノードデータの
先頭アドレスが100であることから、道路番号は、100
から114までのアドレスのノードデータで構成されるこ
とになる。 これらのネットワークデータによると、例えば交差点
番号Ｉに着目した場合、ここを始点とするコースでは、
まず、交差点データの始点情報から道路番号、次にこ
の道路番号に関する道路データの「同じ始点を持つ道
路のうち番号が次のもの」から道路番号が検索され
る。そして、道路番号における同様の情報では、逆に
道路番号であることから周囲道路として他の道路番号
のものはないことが判断できる。これは、終点に関して
も同様である。また、道路データにおける道路番号で
は、道路番号が禁止になっていることから、第４図
（ａ）に示すネットワークの交差点番号IVにおいて、道
路番号からへは右左折禁止等のため進入できず、進
入可能な道路は道路番号だけとなる。従って、この道
路番号への進入は案内不要となる。 第５図は経路検索により生成されたデータを示し、
（ａ）は交差点列データ、（ｂ）はノード列データであ
る。交差点列データは交差点名、交差点番号、その交差
点の特徴風景等を撮影した写真番号、曲がる角度、距離
等の情報からなり、また、ノード列データは、同図
（ｂ）に示すようにそのノード位置を表す東経、北緯、
そして交差点番号、属性、角度、距離等の情報からな
る。しかも、これらのデータは、案内不要の交差点を除
いた、案内を要する交差点のみのデータからなる。従っ
て、ナビゲーションでは、所定の位置に対応してこのデ
ータを順次読み出して出力すればよい。 本発明は、交差点データ、道路データ及びノード列デ
ータ等に基づき、随時現在位置を正確に認識しながら車
両の走行を正確に把握していく。 次に第６図のフローチャートにより本発明によるナビ
ゲーションについて説明する。 まず、車両の最初の位置として通常駐車している駐車
場出口をスタート地点として入力し（ステップ101）、
距離センサ、舵角センサ検出値を読み込み（ステップ10
2、103）、距離センサの検出値変化量を計算する（ステ
ップ104）。距離センサの検出値変化量が０でなく走行
していることが検出された場合には、後述するカーブ検
出ルーチンを経る（ステップ106）。交差点間で、カー
ブが検出されていない場合は曲がらずにコース上を進ん
でいるものとして距離センサによって現在位置を算出
し、カーブが検出された場合は、コース上の現在位置付
近に同じようなカーブがあるか否かをノード列データに
基づいて角度を比較してその差を算出して調べ、同じよ
うなカーブがあった場合はそのコース上を走行している
と判断し、ない場合はコースから外れたと判断する。曲
がるべき案内交差点付近でカーブが検出された場合は、
進行方向の角度と検出された角度の差が一定値より小さ
ければコース上の正しい方向に曲がったと判断し、大き
ければコースから外れたと判断する。また、交差点付近
を一定距離進んでもカーブが検出されていない場合は通
り過ぎてコースを外れたと判断する。このようなコース
外れルーチンを経た（ステップ107、108）後、次の交差
点までの残距離から進んだ距離を減算して（ステップ10
9）現在位置を補正する。こうした処理を繰り返し、目
的地の駐車場入口に到着する（ステップ110）。 次に第７図に基づいてカーブ検出ルーチンについて説
明する。 まず、スタートステップ201でカーブ検出ルーチンに
入り、舵角が所定値ａより大きいか否かを判断する（ス
テップ202）。もし大きければ、現在の舵角θに応じた
進行方向変化Δαを前回の車両の向きに加算し（ステッ
プ204）、走行距離データから現在地が曲がるべき交差
点から検出範囲Ｌ以内かどうかを判断し（ステップ20
5）、範囲Ｌ以内であれば範囲内・カーブ検出フラグをO
Nにし（ステップ206）、範囲Ｌ以内でなければ範囲内・
カーブ検出フラグをOFFにする（ステップ207）。次に、
舵角θが最大か否かを判断し（ステップ208）、舵角が
最大のときは舵角最大地点からの距離をカウントするた
めに距離カウンタを初期化し（ステップ209）、最大で
ないときは交差点で曲がってないとしてそのまま距離ｄ
を加算し（ステップ210）、ステップ211に進む。この処
理により曲がるべき交差点を正しく曲がった場合は舵角
が最大の点を交差点として現在位置を補正し、以後この
点からの距離を算出して現在位置を求めることになる。
また、ステップ202で舵角が所定値ａより小さい（右左
折でない）場合には、舵角−進行方向変換テーブルに基
づいて算出された進行方向の変化の加速値が所定値ｂよ
り大きいか否か判断し（ステップ203）、所定以上の進
行方向変化があった場合にはステップ210へジャンプす
る。またステップ203で所定以上の方位変化がなければ
各パラメータ値を初期化して案内交差点の範囲Ｌを通り
過ぎたか否か判断し（ステップ222）、通り過ぎていれ
ばコース外れフラグをONし、範囲Ｌを通り過ぎていなけ
ればリターンする。 次に、ステップ211で舵角がａより小さくなってから
ｌ以上走行したかどうか判断し、ｌ以上走行していなけ
ればステップ224にジャンプしてリターンする。またｌ
以上走行している場合にはハンドルを戻し終わり、右左
折が終了したと判断し、舵角−進行方向変換テーブルに
基づい算出された進行方向の変化の加算値が所定値ｂよ
り大きく、所定以上の進行方向変化があったか否かを判
断する（ステップ212）。所定値ｂより小さければ各パ
ラメータ値を初期化して（ステップ211）案内交差点の
範囲Ｌを通り過ぎたか否か判断し（ステップ222）、通
り過ぎていればコース外れフラグをONし、範囲Ｌを通り
過ぎていなければリターンする。またステップ212にお
いて、所定以上の進行方向変化があった場合には、範囲
内・カーブ検出フラグがONかどうかを判断し（ステップ
213）、ONのときは曲がるべき交差点での道路交差角と
検出した曲がり角との差が一定値ｃ以下か否かを判断し
（ステップ214）、一定値以上であれば違う方向に曲が
ってコースより外れたと判断し、コース外れフラグをON
し（ステップ220）、一定値以内であれば曲がるべき交
差点を正しく曲がったと判断し（ステップ225）、舵角
最大地点からの距離ｄを次の交差点までの距離から引い
たものを残距離とし（ステップ226）、各パラメータ値
を初期化して（ステップ221）案内交差点の範囲Ｌを通
り過ぎていないのでリターンする。 またステップ213において案内交差点付近でなく範囲
内・カーブ検出フラグがONでないときは、残距離±αに
ある全てのノードを調べ（ステップ217）、方位加算値
と角度差が一定値以下のノードがあるかどうかを調べ
（ステップ218）、あるときはコース外れではなく、交
差点での右左折でないコースの曲がりによるカーブであ
ると判断してリターンし、前記条件のノードがないとき
は違う交差点で曲がってコースより外れたと判断する
（ステップ219）。 以上のように本発明によれば、計測手段で計測された
進行方向変化角度と交差点またはノードの角度とを比較
することにより、所定の交差点またはノードを曲がった
か否か判断し、正しく曲がった交差点またはノード位置
により現在位置を補正することができる。なお、計測さ
れた現在位置（曲がった位置）が交差点位置から外れて
表示されても、実測された角度（進行方向変化角度）と
記憶されている角度（交差点角度）を比較することによ
り、所定の交差点を曲がったと判断して曲がった交差点
を確定することができるので、表示された現在位置を確
定した交差点位置に修正することができる。また、セン
サとして舵角センサ等を用いることにより、外乱を受け
ることなく高精度に安価な構成で現在位置を補正するこ
とができる。また、経路を有するナビゲーションにおい
てはノードデータを使用しているので少ないデータで補
正することができ、処理速度を飛躍的に向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による車両用ナビゲーション装置の構成
を示す図、第２図は舵角に対する単位距離あたりの進行
方向変化を示す図、第３図は進行方向変化の算出を説明
するための図、第４図（ａ）は道路網、（ｂ）は交差点
データ、（ｃ）は道路データ、（ｄ）はノード列データ
を示す図、第５図（ａ）は検索された案内交差点デー
タ、（ｂ）は検索されたコースノード列データを示す
図、第６図、第７図は本発明によるナビゲーション処理
フローを説明するための図である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−113711（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−216911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−195793（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−229799（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−17911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−180400（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−209316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−249200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−133599（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−113310（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−196813（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−196815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−217900（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−250517（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−11814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−168508（ＪＰ，Ａ) 欧州特許349652（ＥＰ，Ｂ１)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．車両の走行状態を計測する計測手段と、 交差点及びノードの角度データを記憶する記憶手段と、 前記計測手段で計測したハンドルを切り始めてから戻し
   終わるまでの進行方向変化角度と前記記憶手段に記憶さ
   れた角度データとを比較し、その差が所定値以内か否か
   を判断する比較判断手段とを備え、 前記計測手段で計測した進行方向変化角度と前記記憶手
   段に記憶された角度データとの差が所定値以内のとき所
   定の交差点、或いはノードを曲がったとして現在位置を
   補正することを特徴とする車両用ナビゲーション装置。 ２．現在位置を補正する地点は、単位距離当たりの進行
   方向変化角度が最大になった地点であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の車両用ナビゲーション装
   置。