JP2722365B2 - 車両ナビゲーション方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本案は、自動車等車両の走行情報
と地図情報とにより該地図情報上の前記車両の位置を求
めるナビゲーション方法に関する。 【０００２】 【従来技術】車両の地図情報上の推定位置を求める方法
には、主に次の２種類（絶対モードによるもの、相対モ
ードによるもの）がある。 【０００３】１、絶対モードによる推定位置を求める方
法 （１） 米国が開発を進めている電波航法システムの一
種であるＧＰＳ（ＧＬＯＢＡＬ ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮ
Ｇ ＳＹＳＴＥＭ）は、４個の航行衛星が、送信する軌
道データから衛星の位置を算出し、衛星から移動体まで
の電波伝播時間から、衛星から移動体までの距離を求め
る。次に、４元連立方程式を解くことにより、移動体の
位置を検出するシステム。（連続的に緯度経度情報が得
られる。） （２） 通産省が、自動車総合管制技術の一環として開
発した、路上のアンテナから電波をうけ中央のコンピュ
ータから情報サービスを受けるシステム。（路上アンテ
ナ設置地点で位置情報が得られる。） （３） 出発地点が確定しているのを前提として針路と
走行距離から推定位置（Ｘ，Ｙ）を算出する方法。（連
続的に２次元平面上の推定絶対位置が求められる。） 【０００４】２、相対モードによる推定位置を求める方
法 （１） 地図情報上の道路をアークとノードで表現した
地図情報と走行情報との相関により移動体の推定位置を
求める。（地図情報上の相対関係を表現するので相対モ
ード又は、相対表示と呼ぶ。）例えば、所定道なり距離
走行後に分岐点、変曲点が有ることを想定しその付近で
の針路変化からどの分岐を選定したかを判定するもの。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】１、絶対モードによる
推定位置を求める方法の課題 （１） 衛星航法等によって算出される緯度経度情報
は、約２００メートルの誤差の可能性があり、道路が密
集している場合など現在位置を誤認したり、走行してい
ない位置に現在位置を表示するなど、正確なナビゲーシ
ョンをすることが出来ない欠点を有する。 （２） 自動車総合官制技術等による交通情報システム
として、例えば各交差点に、その交差点位置等を無線伝
送するシステムでは、主要な交差点数千箇所以上に無線
装置を設置しなければならず、多額の費用と、運用可能
となるまで相当の期間を要する欠点を有する。また無線
装置設置位置で確定した位置情報もその後の走行により
精度が低下し正確にナビゲーション出来ない欠点を有す
る。 （３） 出発地点が確定しているのを前提として針路と
走行距離から推定位置（Ｘ，Ｙ）を算出する方法では、
出発地点が不明の場合はナビゲーションができない、ま
た累積誤差により正確な位置検出ができない。 【０００６】２、相対モードによる推定位置を求める方
法の課題 （３） 針路、走行距離から累積加算した推定位置から
最短距離にある道路上に補正するもの、及び、所定の道
なり距離走行後に分岐点、変曲点が有ることを想定しそ
の付近からの針路変化からどの分岐を選定したかを判定
するものでは、オートバイのように、極く狭い道（地図
情報にない通路）を通過する場合等、誤った道路上に補
正し移動体位置を見失い、また自動復帰ができない欠点
を有する。 【０００７】 【課題を解決するための手段】車両の絶対位置検出情報
及び／又はタッチパネル等からの地名表示及びエリア表
現により、絶対モード地図情報上の絶対位置情報を検出
し、該絶対位置情報に対応する相対モード地図情報と走
行情報で、相対モード地図情報上の推定位置を相対モー
ドにより確定する。 【０００８】 【作用】衛星航法等絶対位置検出装置で検出される緯度
経度情報等車両の絶対位置情報と、各走行情報検出器
（走行距離計及び走行方向検出器等）で検出される車両
の走行情報と、各アークの分岐関係を含む情報を有する
相対モード地図情報と、該相対モード地図情報（シナリ
オ表示モード地図情報）の各アークに対応づけられたの
各アークの絶対位置情報を有する絶対モード地図情報
（パターン表示モード地図情報）に基づき、絶対モード
による絶対位置情報を求め、該絶対位置情報に対応する
絶対モード地図情報上のアークを検索し、相対モード地
図情報上の前記アークの分岐関係含む地図情報パターン
と前記各走行情報から算出される走行パターンとの比較
により前記相対モード地図情報上の前記車両の位置を求
める。 【０００９】 【実施例】第１図はビークル局（車載用ナビゲーション
装置）であり、主に以下の装置により構成される。 （１） 衛星航法等絶対位置検出装置 （２） 各走行情報検出器 （３） 地図情報等記録媒体再生装置 （４） 中央演算装置 （５） タッチパネル、表示装置 （１）の衛星航法等絶対位置検出装置は、電波航法シス
テムにより車両の緯度経度等の絶対位置情報を検出す
る。 （２）の各走行情報検出器は、車両の走行距離検出器と
走行方向検出器により構成される。 （３）の地図情報等記録媒体再生装置は絶対モード地図
情報と相対モード地図情報を記録した地図情報記録媒体
を再生する。 （４）の中央演算装置は、前記絶対位置情報の緯度経度
情報及び車両の走行情報と、絶対モード地図情報及び相
対モード地図情報とに基づき前記相対地図情報上の車両
位置を求める。、 （５）のタッチパネル、表示装置は、各種情報の入出力
に用いられる。 【００１０】図２は、ビークル局（ナビゲーション装
置）の基本動作図であり、タッチパネルで指示される地
名やエリア等や、絶対表現位置検出器又は直接入力され
る緯度経度情報により絶対モード地図情報上の絶対アド
レスを特定し、対応する絶対表現地図情報（地域名称な
ど）を表示する。また、走行情報検出による車両の走行
パターンと絶対アドレスに対応する相対モード地図情報
経路パターンとの相関により地図情報上の車両位置を検
出し、相対表現地図情報（経路名称や道案内）を表示す
る。 【００１１】図３は、絶対モード地図情報上の方向性の
あるアークのコード付与方法の説明図で、特定されたア
ークを、塗りつぶし（ＰＡＩＮＴ）処理によりアークの
エリアを確認するとともに、最北（複数ある場合は、そ
の内最西）の緯度経度（以後、アーク番号とも呼ぶ。）
を算出し、前記アーク番号により相対モード地図情報上
アークを検索し、絶対モード地図情報や、相対モード地
図情報の表示に用いられる。 【００１２】図４は、絶対モード地図情報上のアーク、
ノード及びそれ以外のエリアのコード付与説明図であ
る。０１と１０はアーク、１１（＊）はノード、００は
それ以外のエリアである。車両の絶対位置検出きで検出
される緯度経度情報が０１又は１０に位置するとき車両
が対応するアーク上に位置することが判別される。図５
は、地図情報記録媒体の情報記憶形式の説明図であり、
記録媒体はＣＤ−ＲＯＭ（コンパクト・ディスク・リー
ドオンリー・メモリー）であり全記録容量は５４０メガ
・バイトであり、２７０Ｋブロックに分割され、１ブロ
ックは２０４８バイトである。パターン表示モードは５
１２バイトであり、形式内容部は６４バイトで有り、実
質内容部は４５０バイトである。相対表示モード（シナ
リオ表示モード等）は１エレメント（８バイト）単位に
任意長に記録できる。 【００１３】図６は、パターン表示モードの記録形式で
あり、パターン表示モードは１セクター単位内に記録さ
れる。エレメント単位に順次ＳＹＮＣ ＭＯＤＥ経度係
数（経度の実距離比例係数であり絶対モード走行時、ビ
ークル局ディスプレイの横スキャン幅の設定に用いる）
分解能、単位エリア番号緯度経度（単位エリアで表され
るエリアの最北最西の緯度経度）、経度偏差緯度偏差
（衛星航法等絶対位置測定装置による真緯度真経度との
偏差で相対モード移行時に用いられる）記憶アドレス
（単位エリア記憶時はＤＭＡにより直接メモリーに記憶
する時に用いられる）磁偏差（地磁気測定装置による測
定値を真方位に変換する時用いられる）、Ｃ（キャラク
タは０から３まで記載でき、その値を示す）、エリア番
号緯度経度（アークエリア、ノードエリアなどにも用い
られる、アナウンスデータはエリア番号の示すエリア内
に移動したとき等にアナウンスされる）、Ｐ（エリア番
号で示されるエリアの値）、相対表示ＡＤＲ（エリア番
号で示される位置を記載したシナリオのアドレス（分、
秒、ブロック、セクタ、エレメント番号）で、絶対モー
ドから相対モードに移行する時に用いられる）、県コー
ド市コード（それぞれのコードを示しキャラクタ表示等
に用い、市コードはテリトリー表示モードに用いられ
る）、ＳＵＢ１ＳＹＮＣ（アナウンスデータの１エレメ
ント前、及び１エレメント後を示す），ＳＵＢ２ＳＹＮ
Ｃ（キャラクタ データの前後を示す）、文字位置横縦
（キャラクタの表示位置を単位エリアの最北最西からの
それぞれドット数で示す）キャラクタデータの順に記載
される。 【００１４】絶対表示の地図は、メルカトール図法で縦
６０ドット、横６０ドットを単位エリアとされる。１ド
ットは、緯度経度ともに６０分の１秒（約５１．４セン
チメートル）、６分の１秒（約５．１４メートル）、１
秒（約３０．９メートル）等があり、５０センチモー
ド、５メートルモード、３０メートルモード等と呼ぶ。
第４０図は、５メートルモードでの単位エリアで表現し
た地図である。絶対表示により記載される地図は、１ド
ット当り８ビットのビデオＲＡＭに記憶される。絵表示
（通常の地図例えば国土地理院の５万分の１の地図）に
２ビット、移動可能範囲に１ビット、補充モードに１ビ
ット、アークエリアに２ビット、地域エリア又は、目標
物表示に２ビットが、割り当てられる。 【００１５】７は、シナリオ表示モードの記録形式であ
り、シナリオ表示モードはブロック制限されずエレメン
ト単位に記載される。ＳＹＮＣ ＭＯＤＥ、分岐相対表
現１２（分岐点の各分岐を示す方位を８ビット（２５６
方位）で示し各分岐に対応するアークが記載されるシナ
リオのアドレスが記載される）、分岐番号緯度経度（分
岐点（ノードエリア）の最北最西の緯度経度を示す）、
緯度経度偏差、アーク番号緯度経度（分岐の直進又は道
なりに対応するアークエリアの最北最西の緯度経度）、
アーク緯度経度表現（アーク内道なり距離で５ｍ分解能
モードであれば５ｍ移動後の緯度経度を記載），ＳＹＮ
Ｃ ＭＯＤＥの前のアーク番号緯度経度（相方向モード
時に記載）の順に記載される図８−１、２は、ビークル
局（ナビゲーション装置）のメインのフローチャートで
あり、エンジンキーのＯＮによりフロッピーディスクの
内容（エンジンキーＯＦＦ時の車両の位置情報等）がロ
ードされる。タッチパネルから各種情報の入力が処理さ
れる。（手動での現在位置の入力も可能である。）エン
ジンキーのＯＦＦで各種情報をバックアップして終了で
ある。 【００１７】走行情報の取り込みに続いて「各モード処
理」が行われる。図９−１、２は、各モード処理のフロ
ーチャートであり、衛星航法等絶対位置検出装置により
車両の緯度経度が検出される。検出された緯度経度と等
しいパターン表示モード（図６、絶対モードとも呼ぶ）
のセクタ内の「単位エリア番号緯度」及び「単エリア番
号経度」と「エリア番号緯度」及び「エリア番号経度」
（単位エリア番号は上位、エリア番号は下位の緯度経
度）を検索する。 【００１８】検索されたパターン表示モードのセクタ内
の「相対表示アドレス」によりシナリオ表示モード（相
対モードとも呼ぶ）のセクタ内の「分岐Ｎ相対表現Ｍ」
（Ｎはセクタ内の分岐点の番号、Ｍは分岐点の分岐アー
クの番号）のアークの分岐（アーク接続情報）や「アー
ク番号緯度経度」と「アーク緯度経度表現」（相対モー
ド地図情報のアークパターン情報）と、取り込まれれた
走行情報パターンとの相関が継続してとれる時、相対モ
ードにより位置確定可能となる。車両の位置確定可能な
場合、各種パターン表示（道案内地図表示、エリア（地
域）名称表示、アーク（経路）名称表示、及びこれらの
アナウンス）及び相対形式による表示が行われる。車両
の位置確定が可能でない場合、パターン表示モード地図
情報の地図（アーク）パターンと走行情報による走行パ
ターンとの比較しパターンの一致が発見できない場合付
近の地図パターンを順次比較する。パターンの一致が発
見できた場合、前述の様に、図４の０１又は１０（アー
ク位置、相対モードに移行可能エリア）に位置しない場
合は、再度走行パターンと付近の地図パターンとを比較
する。相対モードに移行可能なエリアに位置する場合
は、図３のアークの塗りつぶし処理によりアーク番号を
検出し、図６の「エリア（アーク）番号」を検索し「相
対表示ＡＤＲ」により相対モードに移行する。 【００１９】位置検出装置により検出される緯度経度か
らエリアを特定し、該エリア番号から索引により相対モ
ードに移行し、走行データに基づき相対モードで位置検
出、表示、アナウンス（以後、ナビゲートと呼ぶ）を行
う。キー局からの道案内も相対モードにより処理され
る。移動径路は、対応するノードの塗りつぶし処理によ
り順次表示される。 【００２０】相対モードによるナビゲートに並行して絶
対モード位置検出（衛星航法、走行距離径及び方位検出
器等による位置検出）処理され、地図情報等記録媒体に
記録されていない移動可能範囲（通常、利用されない空
地、全国用地図情報等記録媒体に記載のない細部の道、
新規に造られた道路）に移行した場合、及びアークエリ
ア、ノードエリアの範囲外に移行した場合、その旨アナ
ウンスし，前記相対モードによる径路表示から絶対モー
ドによる径路（衛星航法では、検出された緯度経度によ
り、又は走行距離計及び方位検出器によるデータによ
り）表示される。新たなアークエリア、ノードエリアに
移行した時，該各エリアのエリア番号から索引により相
対モードに復帰する。 【００２１】次に、地図情報等記録媒体（以後、地図と
呼ぶ）を説明する。地図は、次の３種類に分類される。 （１） 全国地図 （２） 県地図 （３） 市地図 、次の３部分から構成される。 （１） 索引部 （２） 任意の２位置間の略最適径路及び関係地図情報
の索引（以後、シナリオと呼ぶ，或いは、表層知識とも
呼ぶ）の集合（以後、シナリオ束と呼ぶ） （３） サブルーチン群 （４） 関係地図情報（以後、深層知識等と呼ぶ） 地図では、全国を次の様に順次細分化して表現する。 （１） 国 （２） 県 （３） 市 （４） 町、丁目（同程度の広さの地域） （５） 番地（同程度の広さの地域） （６） アーク（方向性を有する道路） （７） 号（一世帯の家程度の広さのエリア） （８） ノード（交差点） 【００２２】次に、関係地図情報について説明する。前
記のシナリオは、各位置の相対関係を表現するので相対
モード又は、相対表示と呼ぶ、移動可能範囲、地域エリ
ア、アークエリア等は、各位置の絶対関係を表現するの
で絶対モード又は、絶対表示と呼ぶ。絶対表示の地図
は、メルカトール図法で縦６０ドット、横６０ドットを
単位エリアとされる。１ドットは、緯度経度ともに６０
分の１秒（約５１．４センチメートル）、６分の１秒
（約５．１４メートル）、１秒（約３０．９メートル）
等があり、５０センチモード、５メートルモード、３０
メートルモード等と呼ぶ。第４０図は、５メートルモー
ドでの単位エリアで表現した地図である。 【００２３】絶対表示により記載される地図は、１ドッ
ト当り８ビットのビデオＲＡＭに記憶される。絵表示
（通常の地図例えば国土地理院の５万分の１の地図）に
２ビット、移動可能範囲に１ビット、補充モードに１ビ
ット、アークエリアに２ビット、地域エリア又は、目標
物表示に２ビットが、割り当てられる。絵表示の２ビッ
トは、４色による自由な記載が許されるが、走行径路表
示、各エリア表示のため他の地図情報との対応を条件と
される。また、移動体の進路に応じて４方向に再生され
るので方向性のある文字、記号は記載されず前部の６２
バイトにキャラクタコードとして記録される。移動可能
範囲は、道路、駐車場、建物内の進入可能場所、空地等
通常移動体の移動可能性のある全てのエリアを１とし、
他を０と記録する。道路エリアは、交差点（ノードエリ
アと呼ぶ）、相互通行可能な道路を１１、一方通行道
路、車線のある一方向走行道路の内、北に走行する道路
を０１、南に走行する道路を１０、その他（一般の道路
以外）を００と記録する。 【００２４】セクタは主に３種類（パターン表示モー
ド、相対表示モード、索引モード）に分類される。パタ
ーン表示モードは１セクター単位内に記録される。エレ
メント単位に順次ＳＹＮＣ ＭＯＤＥ経度係数（経度の
実距離比例係数であり絶対モード走行時、ビークル局デ
ィスプレイの横スキャン幅の設定に用いる）分解能、単
位エリア番号緯度経度（単位エリアで表されるエリアの
最北最西の緯度経度）、経度偏差緯度偏差（衛星航法等
絶対位置測定装置による真緯度真経度との偏差で相対モ
ード移行時に用いられる）記憶アドレス（単位エリア記
憶時はＤＭＡにより直接メモリーに記憶する時に用いら
れる）磁偏差（地磁気測定装置による測定値を真方位に
変換する時用いられる）、Ｃ（キャラクタは０から３ま
で記載でき、その値を示す）、エリア番号緯度経度（ア
ークエリア、ノードエリアなどにも用いられる、アナウ
ンスデータはエリア番号の示すエリア内に移動したとき
等にアナウンスされる）、Ｐ（エリア番号で示されるエ
リアの値）、相対表示ＡＤＲ（エリア番号で示される位
置を記載したシナリオのアドレス（分、秒、ブロック、
セクタ、エレメント番号）で、絶対モードから相対モー
ドに移行する時に用いられる）、県コード市コード（そ
れぞれのコードを示しキャラクタ表示等に用い、市コー
ドはテリトリー表示モードに用いられる）、ＳＵＢ１Ｓ
ＹＮＣ（アナウンスデータの１エレメント前、及び１エ
レメント後を示す），ＳＵＢ２ＳＹＮＣ（キャラクタデ
ータの前後を示す）、文字位置横縦（キャラクタの表示
位置を単位エリアの最北最西からのそれぞれドット数で
示す）キャラクタデータの順に記載される。 【００２５】シナリオ表示モードはブロック制限されず
エレメント単位に記載される。ＳＹＮＣ ＭＯＤＥ、分
岐相対表現１２（分岐点の各分岐を示す方位を８ビット
（２５６方位）で示し各分岐に対応するアークが記載さ
れるシナリオのアドレスが記載される）、分岐番号緯度
経度（分岐点（ノードエリア）の最北最西の緯度経度を
示す）、緯度経度偏差、アーク番号緯度経度（分岐の直
進又は道なりに対応するアークエリアの最北最西の緯度
経度）、アーク緯度経度表現（アーク内道なり距雛で５
ｍ分解能モードであれば５ｍ移動後の緯度経度を記
載），ＳＹＮＣＭＯＤＥの前のアーク番号緯度経度（相
方向モード時に記載）の順に記載される。 【００２６】 【発明の効果】本発明によれば、衛星航法等絶対位置検
出装置で検出される絶対位置情報に対応する絶対モード
地図情報上のアークを検索し、相対モード地図情報上の
前記アークの分岐関係を含む地図情報パターンと、車両
の各走行情報から算出される走行パターンとの比較によ
り相対モード地図情報上の前記車両の位置を求めること
ができるので、例えば、オートバイのように、極狭い道
（地図情報にない通路や駐車場）を通過する場合等、相
対モードによる車両の位置を見失った場合でも、衛星航
法の絶対位置情報と行情報検出器の相対位置情報により
車両の走行経路上への自動復帰が可能となる等確実正確
で人の判断操作の不要な優れた車両のナビゲーションを
実現できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】ビークル局の構成図である。 【図２】ビークル局の基本動作図である。 【図３】方向性アークコード付与説明図である。 【図４】アーク／ノード付与説明図である。 【図５】記録媒体の情報記憶形式である。 【図６】パターン表示モード記載形式１である。 【図７】シナリオ表示モード記載形式である。 【図８−１、２】ビークル局のメインフロー図である。 【図９−１、２】ビークル局の各モード処理フロー図で
ある。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．衛星航法等絶対位置検出装置で検出される緯度経度
   情報等車両の絶対位置情報と、各走行情報検出器（走行
   距離計及び走行方向検出器等）で検出される車両の走行
   情報と、各アークの分岐関係を含む情報を有する相対モ
   ード地図情報と、該相対モード地図情報の各アークに対
   応づけられた絶対位置情報を有する絶対モード地図情報
   に基づき、前記絶対位置情報に対応する絶対モード地図
   情報上のアークを検索し、相対モード地図情報上の前記
   アークの分岐関係を含む地図情報パターンと前記各走行
   情報から算出される走行パターンとの比較により前記相
   対モード地図情報上の前記車両の位置確定が可能なと
   き、前記相対モード地図情報に対応する相対表示地図情
   報（経路名称及び／又は道案内等）を表示することを特
   徴とする車両ナビゲーション方法。