JP2709635B2 - Current position display device of moving object - Google Patents

Current position display device of moving object

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JP2709635B2
JP2709635B2 JP1214678A JP21467889A JP2709635B2 JP 2709635 B2 JP2709635 B2 JP 2709635B2 JP 1214678 A JP1214678 A JP 1214678A JP 21467889 A JP21467889 A JP 21467889A JP 2709635 B2 JP2709635 B2 JP 2709635B2
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Japan
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current position
road
pattern
traveling
moving object
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信幸 今井
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Honda Motor Co Ltd
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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
距離と進行方向と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 mobile body such as a car in an unguided area, in order to provide appropriate guidance so that the driver does not get off the scheduled course and lose his way, a distance sensor and a direction sensor are provided. 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 for a moving object has been developed which enables a driver to confirm a current position by sequentially updating and displaying the current position on a road map with point information.

しかして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。
Thus, in such a current position display device of a moving body,
The occurrence of position errors due to factors such as the accuracy of each sensor of the distance sensor and the direction sensor and the calculation accuracy of the significant digits at the time of calculating the current position cannot be denied. There is a problem that the displayed current position gradually deviates from the road on the map, and it becomes impossible to determine on which road on the map the vehicle is traveling.

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1−41817
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 the data of the current position that is sequentially updated according to the road pattern on the map and the travel of the moving object is stored. The 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. 1-41717).
Reference).

その際、従来では、マッチング対象となる走行軌跡の
パターンと道路のパターンとをそれぞれ等長の線分によ
って折線近似して、その各折線近似された両パターンの
マッチングをとり、両パターンにおける互いに対応する
各線分の角度差の総和が最小となるような合せ込みを行
わせるようにしているが、その合せ込みの精度が必ずし
も充分ではなかった。
At that time, conventionally, a pattern of a traveling locus to be matched and a pattern of a road are each approximated by a line segment having the same length, and the two patterns approximated by the respective broken lines are matched with each other, and the two patterns in the two patterns correspond to each other. The matching is performed so that the sum of the angle differences of the respective line segments is minimized, but the accuracy of the matching is not always sufficient.

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
とのマッチング処理をなして、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
る際、マッチングがとられた道路上への走行軌跡の合せ
込みを精度良く行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を提供するものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and performs matching processing between a road pattern on a map and a traveling trajectory pattern of a moving object to match a traveling trajectory on a matched road. It is an object of the present invention to provide a moving body current position display device which can accurately adjust a traveling trajectory on a matched road when correcting the current position of the moving body. .

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 body obtained by the signal processing device 3, and stores the data as finite continuous position information of the moving body. 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 the 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 setting of the display mode, such as changing the direction of the display, shifting the display position, partially enlarging the map and travel trajectory, selecting the display scale, etc. It is constituted by an operating device 8 that 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。
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 moving object 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.

このような移動体の現在位置表示装置にあっては、信
号処理装置3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
のマッチッグがとれらた道路を現在走行中の道路とみな
して、その道路上に走行軌跡を合せ込んで移動体の現在
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 current position display device for a moving object, when the current position of the moving object and the traveling locus up to that point deviate from a road on the map, the signal processing device 3 will be described below. Of the road and the traveling locus pattern of the moving object are matched, and the road on which the matching tag of the pattern is taken is regarded as the currently traveling road, and the traveling locus is adjusted on the road to match the traveling locus. The current position and the display position of the traveling locus are corrected.

その際、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、例えば移動体の走行軌跡に沿う道
路または移動体の現在位置から一定の距離範囲内にある
道路など、移動体の走行軌跡または現在位置と一定の相
関にある道路を、マッチングの対象となる道路の候補と
して抽出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 with the pattern of the road, for example, the traveling locus of the moving body, such as a road along the traveling locus of the moving body or a road within a certain distance range from the current position of the moving body, or A road having a certain correlation with the current position is extracted as a candidate for a road to be matched, so that the burden of the matching process is reduced.

その候補道路の抽出の具体例について、以下説明をす
る。
A specific example of the extraction of the candidate road will be described below.

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をそれぞれ設定する。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 set for all of 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憶媒
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 XY coordinates of each line segment is stored in the map information storage 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選出し、
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, select 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、移動体の現在地位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を選択するようにす
ることも考えられる。
At this time, it is also 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 of the moving body at the current position P. .

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、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, even when there are many roads in the vicinity of the current position off the road, it is possible to select a candidate for a road that has a high probability of being subjected to matching to be subjected to the matching process, to a minimum. The burden of the matching process is effectively reduced.

また、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
して規定現在位置が設定されるごとにマッチング処理を
逐次行うのではその処理負担が大きくなるため、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, when matching the pattern of the traveling locus of the moving object with the pattern of the candidate road, if the moving object travels a certain distance and the specified current position is sequentially set, the processing load is large. Therefore, the amount of change in the direction of the traveling locus of the moving object is constantly monitored, and when the integrated value of the amount of the direction change becomes larger than a certain value, it is considered that a great feature has occurred in the change in the shape of the traveling locus. ,
At that time, matching processing according to the pattern of the traveling locus 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
間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 change in direction becomes equal to or greater than a preset value, 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。
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.

その際、マッチング対象となる道路のパターンとして
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。
At this time, as the pattern of the road 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 object as described above is used as the head, A road pattern that connects the set points of the past estimated current positions x ′ up to S is cut out.

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 the 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).

このように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、例えば、第8図(a)に示すよ
うに走行軌跡LP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RP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する。
In the case where the extracted pattern of the traveling locus of the moving object is matched with the pattern of the candidate road cut out as described above, for example, the pattern of the traveling locus LP as shown in FIG. Is approximated by a line segment of equal length, and the pattern of the candidate road RP is also approximated by a line segment of equal length as shown in FIG. 8 (b). Matching is performed using a vector sequence of each line segment.

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 obtained by approximating a broken line under the same condition, the direction and position of each corresponding line segment can be easily compared with each other. And the matching process can be easily and accurately performed.

なお、等長の線分によってそれぞれ折線近似された走
行軌跡のパターンとの道路のパターンとのマッチングを
とるための具体的な処理手段としては、公知のパターン
マッチング手法が広く適用される。
In addition, as a specific processing means for matching a traveling trajectory pattern approximated by a line segment of equal length with a road pattern, a known pattern matching method is widely applied.

そして、第9図に示すように、パターンのマッチング
がとられた等長の線分によって積線近似された道路RP′
の先頭位置に同じく等長の線分によって折線近似された
走行軌跡LP′の先頭の現在位置Pがくるように走行軌跡
LP′を平行移動させたうえで、第10図に示すように、そ
の走行軌跡LP′をP点を中心に角度θだけ回転させてマ
ッチングがとれらた道路RP′上に合せ込む。
Then, as shown in FIG. 9, the road RP 'approximated by a product line using equal-length line segments whose patterns have been matched.
Travel trajectory so that the leading current position P of the travel trajectory LP ′, which is also approximated by a line of equal length, is located at the head position of
After the translation of LP ', the traveling trajectory LP' is rotated by an angle θ about the point P as shown in FIG. 10 so as to be fitted on the matching road RP '.

その際、等長の線分によって折線近似された走行軌跡
LP′の各線分のベクトル列を としたとき、次式(3)により、各線分のベクトル列 を回転処理したベクトル列 に変換することによって走行軌跡LP′の回転が実行され
る。
At this time, the running locus approximated by a broken line using equal length line segments
Vector sequence of each line segment of LP ′ , And a vector sequence of each line segment by the following equation (3) Vector sequence obtained by rotating , The rotation of the traveling locus LP ′ is executed.

このようなものにあって、本発明では、走行軌跡LP′
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RP′上に合せ込む場合、その合せ込みを精度良
く行わせるべく、走行軌跡LP′と道路RP′とにおける互
いに対応する各線分の絶対位置の差を2乗したものの総
和をとって位置の相関を求め、その求められた位置の相
関が最小となるような走行軌跡LP′の回転角度θを決定
するようにしたことを特徴としている。
In such a case, in the present invention, the traveling locus LP '
Is rotated by an angle θ about the point P and fitted on the matched road RP ′, in order to perform the fitting with high accuracy, each corresponding line in the traveling locus LP ′ and the road RP ′ The sum of the squares of the difference between the absolute positions is calculated to obtain the position correlation, and the rotation angle θ of the traveling trajectory LP ′ that minimizes the obtained position correlation is determined. Features.

いま、第9図の関係において、P点をX−Y座標上の
原点としたときの走行軌跡LP′の各線分の先頭位置を
(p1,q1),(p2,q2),…,(pn,qn)とし、道路RP′
の各線分の先頭位置を(l1,m1),(l2,m2),…,(l
n,mn)としたとき、走行軌跡LP′の各線分のベクトル列 および道路RP′の各線分のベクトル列 はそれぞれ次式(4),(5)によってあらわされる。
Now, in the relationship shown in FIG. 9, when the point P is set as the origin on the XY coordinate, the leading positions of the respective line segments of the traveling trajectory LP 'are (p1, q1), (p2, q2),. , qn) and road RP '
(L1, m1), (l2, m2), ..., (l
n, mn), a vector sequence of each line segment of the traveling locus LP ′ Vector sequence for each line segment of road and road RP ' Is expressed by the following equations (4) and (5), respectively.

また、走行軌跡LP′を前述のように角度θだけ回転さ
せたときのベクトル列 は、次式(6)によってあらわされる。
Also, a vector sequence when the traveling locus LP ′ is rotated by the angle θ as described above. Is represented by the following equation (6).

そして、その回転された走行軌跡LP′のベクトル列 と道路LP′の各線分のベクトル列 とにもとづいて、回転された走行軌跡LP′と道路RP′と
の位置の相関corrを次式(7)にしたって求める。
Then, a vector sequence of the rotated traveling locus LP ′ Vector sequence of each line segment of road and road LP ' Then, the correlation corr between the position of the rotated traveling locus LP ′ and the road RP ′ is obtained according to the following equation (7).

である。 It is.

また、ωi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 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所定の関数として設定されている重
み係数である。
Further, since the accuracy of the current position calculated as the traveling of the moving body advances decreases, ωi When using the above data, a predetermined value is determined in advance in accordance with the sensor accuracy of the distance sensor 1 and the direction sensor 2 when calculating the current position of the moving object, the calculation accuracy, and the like, so that the weight of the past data is reduced as the past data becomes. This is a weight coefficient set as a function.

しかして、(7)式の関係から、θ=−αのときcorr
の値が最小となり、走行軌跡LP′の回転角度θが−αと
なるように設定すれば位置の相関corrを最小にすること
ができるようになる。
Thus, from the relationship of equation (7), when θ = −α, corr
Is set to a minimum value, and the position correlation corr can be minimized by setting the rotation angle θ of the traveling locus LP ′ to be −α.

このように本発明によれば、走行軌跡LP′と道路RP′
とのX−Y座標上における絶対位置の差が最小となるよ
うに、走行軌跡LP′と道路RP′とにおける互いに対応す
る各線分の先頭位置の差を2乗したものの総和が最小に
なるような角度θをもって走行軌跡LP′を回転させて道
路RP′に合せ込むようにしているので、従来のように互
いに対応する各線分の角度差の総和が最小となるような
回転角度による合せ込みを行わせる場合に比して、走行
軌跡LP′と道路RP′との一致度がより高くなるような精
度の良い合せ込みを行わせることができるようになる。
Thus, according to the present invention, the traveling locus LP 'and the road RP'
So that the sum of the squares of the difference between the head positions of the corresponding line segments in the traveling locus LP ′ and the road RP ′ is minimized so that the difference between the absolute positions on the XY coordinates of The running locus LP 'is rotated at an appropriate angle θ to match the road RP', so that the matching is performed by the rotation angle such that the sum of the angle differences of the corresponding line segments is minimized as in the related art. Compared to the case, it is possible to perform a more accurate matching such that the degree of coincidence between the traveling locus LP ′ and the road RP ′ becomes higher.

また本発明によれば、前述の合せ込みの処理を行わせ
る場合、等長の線分によって折線近似された走行軌跡L
P′と道路RP′とにおける各対応する線分どうしの処理
を個別的に並行処理することが可能である。
Further, according to the present invention, when the above-described fitting process is performed, the traveling locus L approximated by a broken line by equal length line segments
The processing of each corresponding line segment in P 'and the road RP' can be individually and concurrently processed.

したがって、その合せ込みの処理を容易に高速で行わ
せることができ、またその処理をハードウェアによって
容易に実行させることができるようになる。
Therefore, the matching process can be easily performed at high speed, and the process can be easily performed by hardware.

また本発明では、走行軌跡LP′を回転させて道路RP′
に合せ込む際、互いに対応する各線分間の相対距離が最
小になるように、走行軌跡LP′と道路RP′とにおける互
いに対応する各線分の先頭位置間の距離を2乗したもの
の総和が最小になるような角度θをもって走行軌跡LP′
を回転させるようにしている。
In the present invention, the traveling locus LP 'is rotated to make the road RP'
The sum of the squares of the distance between the head positions of the corresponding line segments in the traveling trajectory LP 'and the road RP' is minimized so that the relative distance between the corresponding line segments is minimized. Traveling locus LP 'with an angle θ
Is rotated.

すなわち、この場合には、第9図の関係において、pi
−p(i−1)=Δpi,qi−q(i−1)=Δqi,li−l
(i−1)=Δli,mi−m(i−1)=Δmi,li′−l
(i−1)′=Δli′,mi′−m(i−1)′=Δmi′
として、位置の相関corrを次式(8)にしたがって求め
る。
That is, in this case, in the relationship of FIG.
−p (i−1) = Δpi, qi−q (i−1) = Δqi, li−1
(I-1) = [Delta] li, mi-m (i-1) = [Delta] mi, li'-1
(I−1) ′ = Δli ′, mi′−m (i−1) ′ = Δmi ′
Then, the position correlation corr is obtained according to the following equation (8).

である。 It is.

しかして、(8)式の関係から、θ=−α′のときco
rrの値が最小となり、走行軌跡LP′の回転角度θが−
α′となるように設定すれば位置の相関corrを最小にす
ることができるようになる。
Thus, from the relationship of equation (8), when θ = −α ′, co
rr becomes the minimum, and the rotation angle θ of the traveling locus LP ′ becomes −
If it is set to be α ′, the correlation corr of the position can be minimized.

このように本発明によれば、走行軌跡LP′と道路RP′
との相対距離が最小となるように、走行軌跡LP′と道路
RP′とにおける互いに対応する各線分間の距離を2乗し
たものの総和が最小になるような角度θをもって走行軌
跡LP′を回転させて道路RP′に合せ込むようにしている
ので、前述の利点とともに、特に方向を重視した合せ込
みができるようになる。
Thus, according to the present invention, the traveling locus LP 'and the road RP'
Travel trajectory LP 'and the road so that the relative distance between
RP 'and the traveling locus LP' are rotated at an angle θ such that the sum of the squares of the distances between the respective line segments corresponding to each other is minimized so as to match the road RP '. It becomes possible to perform alignment with emphasis on the direction.

実用上、走行軌跡LPの方向が狂うことが最も問題とな
るので、その合せ込みは望ましいものとなっている。
In practice, the most problematic is that the direction of the traveling locus LP is out of order, so that the matching is desirable.

また、位置の相関corrを求める場合、(7)式による
のでは、走行軌跡LP′と道路RP′とにおける各線分の座
標上の位置を用いて算出するようにしているので、各線
分のベクトル列が大きくなると計算に要する有効桁が多
くなってしまう。
In addition, when the position correlation corr is obtained, according to the equation (7), the calculation is performed using the position on the coordinates of each line segment in the traveling locus LP ′ and the road RP ′, so that the vector of each line segment is obtained. Larger columns require more significant digits for calculations.

それに対して(8)式によって位置の相関corrを求め
れば、走行軌跡LP′と道路RP′とにおける各線分間の相
対的な距離を用いているので、計算に要する有効桁が
(7)式の場合に比べて少なくなる。
On the other hand, if the position correlation corr is obtained by the equation (8), since the relative distance between each line segment on the traveling locus LP 'and the road RP' is used, the effective digit required for the calculation is the equation (7) It is less than the case.

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、マッチングがとられたパターンにおける道路の先
頭位置に走行軌跡の先頭の現在位置がくるように走行軌
跡のパターンを平行移動したうえで、等長の線分によっ
てそれぞれ折線近似した走行軌跡のパターンとマッチン
グがとられた道路のパターンとの位置の相関が最小とな
る角度をもって走行軌跡を回転させて、走行軌跡をマッ
チングがとれらた道路上に合せ込むようにしたうえで、
前記位置の相関を、等長の線分によって折線近似した走
行軌跡のパターンと道路のパターンとにおける互いに対
応する各線分の絶対位置の差または各線分間の相対距離
を2乗したものの総和をとることによって求めるように
したもので、マッチングがとられた道路上への走行軌跡
の合せ込みを精度良く行わ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 moving object current position display device according to the present invention, the traveling locus pattern is translated in parallel so that the leading current position of the traveling locus is located at the head position of the road in the matched pattern. Then, the traveling locus is rotated by an angle that minimizes the correlation between the position of the traveling locus pattern approximated by the folding line and the matching road pattern by the equal length line segments, and the traveling locus is matched. On the road
The correlation of the positions is obtained by summing the difference between the absolute positions of the respective line segments corresponding to each other in the pattern of the traveling locus and the road pattern, which are approximated by broken lines using equal length line segments, or the sum of the squares of the relative distances between the line segments. This has an excellent advantage that the running locus can be accurately adjusted on the matched road.

【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)は移動体の一定の走行距離ごとに道路上
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
がとられた道路の先頭位置に移動体の現在位置がくるよ
うに走行軌跡を平行移動させたときの各線分のベクトル
列をそれぞれ示す図、第10図は走行軌跡のベクトル列を
回転させて道路に合せ込んだ状態を示す図である。 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. 4 (a) and 4 (b) show states where the estimated current position is set on the road for each fixed traveling distance of the moving object, respectively. ,
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a current position of a moving body off the 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. 7 is a view showing a cut-out state of a candidate road pattern to be matched, FIG. 8 (a) is a view showing a state in which a traveling locus pattern of a moving body is approximated by a line segment of equal length, and FIG. FIG. 9B is a diagram showing a state in which a road pattern is approximated by broken lines using equal length line segments. FIG. 9 is a diagram showing a traveling locus such that the current position of the moving object is located at the head position of the matched road. FIG. 10 is a diagram showing a vector sequence of each line segment when translated, and FIG. 10 is a diagram showing a state in which the vector sequence of the traveling trajectory is rotated and adjusted to the road. 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 (4)

(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
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、マッチングがと
られたパターンにおける道路の先頭位置に走行軌跡の先
頭の現在位置がくるように走行軌跡のパターンを平行移
動したうえで、等長の線分によってそれぞれ折線近似し
た走行軌跡のパターンとマッチングがとられた道路のパ
ターンとの位置の相関が最小となる角度をもって走行軌
跡を回転させて、走行軌跡をマッチングがとられた道路
上に合せ込む手段をとり、前記位置の相関を、等長の線
分によって折線近似した走行軌跡のパターンと道路のパ
ターンとにおける互いに対応する各線分の絶対位置の差
を2乗したものの総和をとることによって求めるように
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 position of the moving object 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. In a current position display device of a moving body, the matching is performed with a road pattern on a map, and the current position of the moving body is corrected by adjusting a traveling locus on the matched road. After translating the traveling locus pattern so that the current position of the beginning of the traveling locus is located at the head position of the road in the taken pattern, and so on. The running locus is rotated at an angle that minimizes the correlation between the position of the running locus pattern approximated by the broken line and the position of the matched road pattern by the line segment, and the running locus is placed on the matched road. Taking the summing means, and taking the sum of the squares of the difference between the absolute positions of the corresponding line segments in the running trajectory pattern and the road pattern, which are approximated by broken lines using equal length line segments, by taking the correlation of the positions. A current position display device for a moving object, characterized in that the current position display device is obtained by:
【請求項2】等長の線分によって折線近似された走行軌
跡のパターンと道路のパターンとにおける互いに対応す
る各線分の絶対位置の差を2乗したものの過去のデータ
ほど重み付けを小さくしながら、総和をとるようにした
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。
2. The data obtained by squaring the difference between the absolute position of each corresponding line segment in the travel locus pattern and the road pattern approximated by a broken line using equal length line segments, and assigning a smaller weight to the past data. 3. The current position display device for a moving object according to the above item 1, wherein the sum is calculated.
【請求項3】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
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、マッチングがと
られたパターンにおける道路の先頭位置に走行軌跡の先
頭の現在位置がくるように走行軌跡のパターンを平行移
動したうえで、等長の線分によってそれぞれ折線近似し
た走行軌跡のパターンとマッチングがとられた道路のパ
ターンとの位置の相関が最小となる角度をもって走行軌
跡を回転させて、走行軌跡をマッチングがとられた道路
上に合せ込む手段をとり、前記位置の相関を、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道路の
パターンとにおける互いに対応する各線分間の相対距離
を2乗したものの総和をとることによって求めるように
したことを特徴とする移動体の現在位置表示装置。
3. A current position on a two-dimensional coordinate system, which changes with the traveling of the 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 position of the moving object 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. In a current position display device of a moving body, the matching is performed with a road pattern on a map, and the current position of the moving body is corrected by adjusting a traveling locus on the matched road. After translating the traveling locus pattern so that the current position of the beginning of the traveling locus is located at the head position of the road in the taken pattern, and so on. The running locus is rotated at an angle that minimizes the correlation between the position of the running locus pattern approximated by the broken line and the position of the matched road pattern by the line segment, and the running locus is placed on the matched road. By taking the means of fitting, by taking the sum of the squares of the relative distances between the corresponding line segments in the running trajectory pattern and the road pattern which are approximated by broken lines using equal length line segments A current position display device for a moving object, wherein the current position is displayed.
【請求項4】等長の線分によって折線近似された走行軌
跡のパターンと道路のパターンとにおける互いに対応す
る各線分間の相対距離を2乗したものの過去のデータほ
ど重み付けを小さくしながら、総和をとるようにしたこ
とを特徴とする前記第3項の記載による移動体の現在位
置表示装置。
4. The sum of squared relative distances between corresponding line segments in a travel trajectory pattern and a road pattern approximated by a broken line by equal-length line segments, but with a smaller weight for the past data, Item 4. The current position display device for a moving object according to the item 3, wherein the current position is displayed.
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