JP2699110B2 - 移動体の現在位置表示装置 - Google Patents

Description

【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す
る移動体の現在位置表示装置に関する。

従来技術 従来、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、移動体の走行にともない、
距離センサと方向センサとを用いて移動体の走行距離と
進行方向とをそれぞれ検出しながら、移動体の２次元座
標軸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り、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。

しかしこのような移動体の現在位置表示装置では、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
差が累積されて更新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。

そのため従来では、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手段をとることによって、誤差に
より地図上の道路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（例えば特開昭61−243318号公報参
照）。

その際、走行軌跡と地図上の道路との各形状などの特
徴からマッチングの可能性のある地図上における複数の
候補道路を抽出したり、また移動体の現在位置が表示さ
れている近辺の地図上の複数の道路を抽出するなどし
て、各抽出された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率をそれぞれ求めて、最も高い
マッチング率が得られたり、また一定以上のマッチング
率が得られたときなどにおけるマッチング対象の道路を
現在走行中の道路とみなして両パターンのマッチングを
とり、そのマッチングがとられた道路上に移動体の現在
位置を表示させるようにしている。

しかしこのようなマッチング手段をとるのでは、移動
体の走行軌跡と地図上の道路との各パターンのマッチン
グがとられたときのマッチング率すなわち両パターンの
一致の度合に幅があり、例えば80％のマッチング率をも
ってマッチングがとられた道路上に移動体の現在位置が
くるように修正されたのか、95％のマッチング率をもっ
てマッチングがとられた道路上に移動体の現在位置がく
るように修正されたのかを把握することができないもの
になっている。

目的 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、移動体
の走行軌跡と地図上の道路との各パターンのマッチング
がとられたときのマッチング率を表示させることによっ
て、マッチングがとられた道路上にくるように修正され
た移動体の現在位置の確からしさを利用者に認識させる
ことができるようにした移動体の現在位置表示装置を提
供するものである。

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。

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
れを記憶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令
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。

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の画面に映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。

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Ｓから現在位
置に至るまでの走行軌跡表示マークM3が移動体の走行状
態に追従して模擬的に表示される。

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。

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
位置およびそれまでの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大きく外れていき、
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。

このような移動体の現在位置表示装置にあって、本発
明では、特に、移動体の走行軌跡と地図上の道路との各
パターンのマッチング率を求めて、その求められたマッ
チング率にしたがって両パターンのマッチングをとる手
段と、マッチングがとられた道路上に移動体の現在位置
を表示させる手段と、そのマッチングがとられたときの
マッチング率を表示する手段とをとるようにしている。

これらの各手段は、具体的には信号処理装置３におい
て実行される。

マッチング率を表示する手段としては、信号処理装置
３の制御下において、第４図に示すように、表示装置７
の画面の隅に、例えば「マッチング率95％」のようにマ
ッチング率の数値を直接に表示するようにする。

また他のマッチング率を表示する手段としては、信号
処理装置３の制御下において、マッチング率にしたがっ
て移動体の現在位置の表示態様を以下のように変化させ
て、その現在位置の表示自体に、マッチングによって修
正された位置の確からしさの目安をもたせるようにす
る。

すなわち、現在位置の表示マークM1の大きさを可変に
することができるようにして、マッチング率が低いほど
その表示マークM1を大きくして表示させ、マッチング率
が高いほどその表示マークM1を小さくして表示させる。

その際、例えば、マッチング率90％から100％までに
わたって２％きざみで現在位置の表示マークM1の大きさ
を変化させることができるように、６通りの大きさによ
る現在位置の表示マークM1の各データを予めメモリに格
納しておき、マッチング率に応じて必要なデータをメモ
リから読み出して現在位置の表示マークM1を所定の大き
さでもって表示させるようにする。

あるいは、現在位置の表示マークM1の色を可変にする
ことができるようにして、マッチング率に応じてその表
示マークM1の色を適宜変化させるようにする。

例えば、マッチング率が低いほど現在位置の表示マー
クM1の色を淡くし、マッチング率が高いほどその表示マ
ークM1の色を濃くするようにすることが考えられる。ま
た、マッチング率が低下するにしたがって表示マークM1
の色調が青から黄に、さらに赤へと変化するようにする
ことが考えられる。

その際、例えば、マッチング率90％から100％までに
わたって２％きざみで現在位置の表示マークM1の色を変
化させることができるように、６通りの色指定の各デー
タを予めメモリに格納しておき、マッチング率に応じて
必要なデータをメモリから読み出して、現在位置の表示
マークM1を所定の色でもって表示させるようにする。

なお、現在位置の表示マークM1の表示態様を変化させ
る以外に、走行軌跡の表示マークM3を表示させる場合に
はマッチング率に応じてその表示マークM3の色を変化さ
せるなど、他のマッチング率に応じた表示態様の変化手
段を適宜とることが可能となる。

また、操作装置８からの入力装置によって、信号処理
装置３の制御下において、マッチング率の表示、不表示
を選択的に行なわせるようにすることが可能である。

このように本発明によれば、移動体の走行軌跡と地図
上の道路との各パターン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移動体の現在位置の表示マ
ークM1が表示されるようにずれた現在位置の修正を行な
わせる際、そのときのマッチング率を表示させるように
しているので、利用者がその位置修正された現在位置の
確からしさを容易に把握することができるようになる。

特にその際、マッチング率に応じて表示態様を変化さ
せることにより、現在位置の確からしさを感覚的に把握
することが可能となる。

また、移動体の走行軌跡と地図上の道路との各パター
ンのマッチングをとる手段の一例について、以下説明す
る。

信号処理装置３の制御下において、第５図（ａ）に示
すように、移動体が予め設定された一定距離Ｌ（例えば
１〜2Km程度）走行するごとに、その間における移動体
の走行軌跡Ｐを一定の間隔（例えば10m間隔）で、かつ
所定の幅付け（例えば20〜30mの幅）をもって複数のド
ットによるパターンＰ′であらわす。

同様に、第５図（ｂ）に示すように、地図上における
各道路Ｒを、一定の間隔で、かつ所定の幅付けをもって
複数のドットによるパターンＲ′であらわす。

そして、その複数のドットであらわされた走行軌跡と
道路との各パターンＰ′,R′を相対位置を変化させなが
ら逐次重ね合せて互いに重なったドット数を各々求め、
その求められたドット数が最大になった重ね合せ位置
で、ずれを生じた移動体の走行軌跡Ｐと地図上における
道路Ｒとのマッチングをとるようにしたことを特徴とし
ている。

その具体的な処理のアルゴリズムとしては、例えば、
以下のようにして実行される。

まず、移動体が一定距離走行したときの走行軌跡の現
在の表示位置において、走行軌跡Ｐのドットパターン
Ｐ′と道路ＲのドットパターンＲ′とのアンド処理を行
なって、重なったドットの数を計数する。

次に、その現在表示位置において、ドットパターン
Ｐ′を時計回り方向にθ＝１゜だけ回転させた状態で、
走行軌跡ＰのドットパターンＰ′と道路Ｒのドットパタ
ーンＲ′とのアンド処理を行なって、重なったドットの
数を計数する。

さらに、その現在表示位置において、ドットパターン
Ｐ′を反時計回り方向にθ＝１゜だけ回転させた状態
で、走行軌跡ＰのドットパターンＰ′と道路Ｒのドット
パターンＲ′とのアンド処理を行なって、重なったドッ
トの数を計数する。

次いで、走行軌跡Ｐの現在の表示位置を上，下，左，
右，右斜め上，右斜め下，左斜め上，左斜め下の各方向
に１ドット分ずらした状態で、前述の〜の処理をぞ
れぞれ行なわせる。

そして、以上の計27通りの重ね合せにおいて、ドット
数が最大となる重ね合せ位置を探し出す。

次に、そのドット数が最大となる重ね合せ位置におい
て、再度、前述した27通りの重ね合せによるアンド処理
を行なわせて、それぞれ重なったドット数を計数し、前
回の最大ドット数よりも大きな最大ドット数をもった重
ね合せ位置を探し出す。

以上の処理を、前回よりも大きな最大ドット数をもっ
た重ね合せ位置がみつからなくなるまで繰返して行なわ
せる。

そうして、最終的に得られた最大ドット数にもとづい
て移動体の走行軌跡Ｐと地図上における道路Ｒとのマッ
チング率を求め、その求められたマッチング率が、予め
マッチングの許容値として設計されたしきい値を越えて
いれば、その重ね合せ位置において走行軌跡Ｐと道路Ｒ
とのマッチングがとれたものとする。

また、その際、最終的に得られた最大ドット数に応じ
たマッチング率がしきい値以下であれば、以下の階層処
理を続けて行なわせる。

その場合には、より広い範囲にわたって走行軌跡Ｐと
道路Ｒとの重なり状態をみることができるように、走行
軌跡Ｐおよび道路Ｒを、以前よりも広い間隔（例えば40
m間隔）および幅付け（例えば80〜120mの幅）でもって
粗いドットによるパターンＰ″,R″であらわしたうえ
で、前述と同様に各パターンＰ″,R″の相対位置を変化
させながら（このときの走行軌跡Ｐの回転角度θは例え
ば８゜に設定する）、両パターンＰ″,R″を重ね合せた
ときの互いに重なったドット数の最大値を求めていく。

そして、逐次求められていく最大ドット数に応じたマ
ッチング率が予め別途設定されたしきい値を越えている
ときの両パターンＰ″,R″の重なり位置を探して、前述
の細かいドットによるパターンＰ′,R′の重なり位置に
引き渡し、その重なり位置から前述した〜の処理を
再度実行する。

このようなマッチング処理によれば、移動体の走行軌
跡Ｐと地図上における道路Ｒとをそれぞれ所定の密度に
よるドットパターンに置き換えて、両者の相対位置を変
えながら、それら各ドットパターンを透し絵のように重
ね合せて、最も重なり状態の良い位置で両者のマッチン
グをとることができ、移動体の走行軌跡Ｐと地図上にお
ける道路Ｒとの各パターンのマッチングを最適に行なわ
せることができるようになる。

なお、マッチングの許容値として用いられるマッチン
グ率のしきい値は、操作装置８による入力操作によって
任意に設定することができるようになっている。

しかして、移動体が走行している道路状況などに応じ
てそのしきい値を最適に設定することができ、移動体の
走行軌跡Ｐと地図上における道路Ｒとのパターンのマッ
チングを適切に行なわせることができるようになる。

移動体の走行軌跡と地図上における道路との各パター
ンのマッチングをとる手段としては、その他に従来公知
のものが広く適用される。

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、移動体の走行距離および進行方向の検出誤差など
によって地図上の道路から外れた移動体の現在位置を、
移動体の走行軌跡と地図上の道路との各パターンのマッ
チングがとられた道路上に表示するように修正する際、
特に、そのマッチングがとられたときのマッチング率を
表示させるようにしたもので、その表示されたマッチン
グ率にしたがって位置修正された移動体の現在位置の確
からしさを利用者に認識さ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
はマッチング率を表示したときの画面の一例を示す図、
第５図（ａ），（ｂ）は移動体の走行軌跡，地図上の道
路をドットパターン化した状態をそれぞれ示す図であ
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、M1……現在位置の表示マーク、M3……走行軌
跡の表示マーク

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−53112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−41999（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−275310（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−162110（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−35312（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−66414（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−140015（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−78907（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−26913（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−138814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−45285（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−243482（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−130414（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−67887（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−110319（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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、その
   求められた現在位置のデータを記憶保持させて移動体の
   走行軌跡を求めながら、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移動体の現在位置
   表示装置において、移動体の走行軌跡と地図上の道路と
   の各パターンのマッチング率を求めて、その求められた
   マッチング率にしたがって両パターンのマッチングをと
   る手段と、マッチングがとられた道路上の移動体の現在
   位置を表示させる手段と、そのマッチングがとられたと
   きのマッチング率を表示する手段とをとるようにしたこ
   とを特徴とする移動体の現在位置表示装置。
2. 【請求項２】マッチング率の数値を画面に直接表示させ
   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
   移動体の現在位置表示装置。
3. 【請求項３】マッチング率に応じて移動体の現在位置の
   表示マークの大きさを変化させて、マッチング率を間接
   的に表示するようにしたことを特徴とする前記第１項の
   記載による移動体の現在位置表示装置。
4. 【請求項４】マッチング率に応じて移動体の現在位置の
   表示マークの色を変化させて、マッチング率を間接的に
   表示するようにしたことを特徴とする前記第１項の記載
   による移動体の現在位置表示装置。