JP2805883B2

JP2805883B2 - 車載用ナビゲーション装置

Info

Publication number: JP2805883B2
Application number: JP22966189A
Authority: JP
Inventors: 誠一泉; 修浜田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-09-05
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JPH0391793A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、自動車等の自車の位置を検出して近傍の地
図等と共に表示する車載用ナビゲーション装置に関す
る。

〔発明の概要〕

本発明は、自車の位置を検出して表示する車載用ナビ
ゲーション装置において、自車の走行状態より検出した
自車の現在位置を道路地図に合わせて修正する際に、走
行状態より検出した位置と道路上の位置とを結ぶ線上の
所定箇所に現在位置を設定するようにして、表示位置の
信頼性を向上させるようにしたものである。

〔従来の技術〕

近年、自動車に搭載させるナビゲーション装置として
種々のものが開発されている。例えば、自車の位置を出
発点からのこの車の走行方向、走行量等の検出により判
別し、この判別した自車位置の近傍の道路地図をCD ROM
装置の如き大容量記憶装置からの情報に基づいてCRTの
画面に表示させることが考えられる。このような自車の
走行状態より位置を検出するものは、慣性航法或いは自
立航行と呼ばれるが、この慣性航法による位置検出では
走行距離の増大に従って、実際の走行位置と検出した位
置とにずれが生じる虞れがあった。このため、例えば特
開昭61−57982号公報に示される如く、慣性航法による
検出位置を道路地図データと照合し、検出位置が道路上
から外れたときには近傍の道路上に自車位置を修正する
所謂マップマッチングを行うことが提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このマップマッチングを行うと、逆に自車
位置の検出誤差が増大する場合があった。即ち、マップ
マッチングは自車位置を常に地図データに登録された道
路に引き込もうとするので、隣接して複数の道路がある
場合には、別の道路に自車位置が引き込まれることがあ
り、また地図データに登録されていない裏道や新しい道
路に進入しても登録された道路から自車位置が外れない
ことがあると共に、ガソリンスタンドや駐車場等の道路
以外の場所に進入しても、表示位置が道路上のままで変
化しないことがあった。さらに、強制的に登録された道
路に引き込もうとするので、表示位置が車の走行状態と
は無関係に急激に動いてしまうことがあり、表示状態が
良好ではなかった。さらにまた、記憶された道路地図デ
ータは、実際の道路の近似値であるので、必ずしも実際
の道路の状態と一致しているとは限らず、慣性航法によ
り求めた自車位置の方が正しい場合もあった。

本発明は之等の点に鑑み、走行状態に応じた良好な自
車位置の表示を行ってナビゲーション装置の信頼性を向
上させることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の車載用ナビゲーション装置は、例えば第１図
に示す如く、進行方向を検出する方向検出手段（１）
と、走行量を検出する走行量検出手段（２）と、道路地
図情報が記憶された記憶手段（３）と、各検出手段
（１），（２）より供給される各検出情報及び記憶手段
（３）から読出される道路地図情報に基づいて現在位置
情報を算出する演算処理手段（11）と、道路地図情報に
よる道路地図を表示すると共にこの道路地図上に現在位
置情報による現在位置を表示する表示手段（４）と、演
算処理手段（11）に初期情報を与える操作キー（５）と
を備え、演算処理手段（11）で、各検出手段（１），
（２）より得られる各検出情報に基づいた第１の検出位
置と、記憶手段（３）に記憶された道路地図により、第
１の検出位置を登録された道路上に修正した第２の検出
位置とを設定し、第１及び第２の検出位置を結ぶ線上に
所定の演算により第３の検出位置を設定し、この第３の
検出位置を現在位置として表示手段（４）に表示させる
ようにしたものである。

〔作用〕

この構成によると、慣性航法により検出した現在位置
を道路地図データにより修正する際に、検出した位置が
登録された道路から離れている場合には、登録された道
路に徐々に引き込ませるように表示位置が変化し、慣性
航法による検出位置を尊重した良好なマップマッチング
が行われる。

〔実施例〕

以下、本発明の車載用ナビゲーション装置の一実施例
を、添付図面を参照して説明する。

第１図は本例のナビゲーション装置全体を示すブロッ
ク図で、図中（１）は自動車（図示せず）の進行方向を
検出する方向検出装置を示し、（２）は走行量を検出す
る走行量検出装置を示す。方向検出装置（１）として
は、地磁気センサやジャイロスコープが使用され、走行
量検出装置（２）としてはタイヤ等の回転を検出する距
離計が使用される。

また、図中（３）はCD ROM装置を示し、このCD ROM装
置（３）にはベクトルデータ化された全国の道路地図情
報等が記憶されたCD ROMが装着してあり、後述する演算
処理装置（10）内のCD ROMコントローラ（13）からの指
示によりCD ROMに記憶された所定の情報がこのCD ROM装
置（３）で読出される。なお本例においては、CD ROMに
記憶された各道路情報は、後述するマップマッチングに
使用する主要な道路（以下登録された道路と称する）
と、裏道，路地等のマップマッチングに使用しない道路
とに分けて記憶させてある。

そして、方向検出装置（１）及び走行量検出装置
（２）で得られる検出情報とCD ROM装置（３）で読出さ
れた道路地図情報とを、演算処理装置（10）に供給す
る。この演算処理装置（10）は、方向検出情報及び走行
量検出情報が供給される現在位置演算回路（11）を備
え、この現在位置演算回路（11）で両検出情報に基づい
て慣性航法による現在位置を演算で求める。この場合、
演算処理装置（10）には自車の走行開始前の座標位置を
設定するための操作キー（５）が接続してあり、この操
作キー（５）により設定された走行開始時の座標位置情
報が、システムコントローラ（15）を介して現在位置演
算回路（11）に供給される如くしてある。そして、現在
位置演算回路（11）では、この走行開始時の座標位置か
ら方向検出情報及び走行量検出情報により示される量だ
け座標位置を移動させ、慣性航法による現在位置を求め
る。

また、CD ROM装置（３）で読出された道路地図情報
を、演算処理装置（10）内のバッファメモリ（12）を介
して現在位置演算回路（11）に供給し、現在位置演算回
路（11）でこの道路地図情報中の登録された道路情報に
基づいてマップマッチングと称される現在位置の修正作
業を行う如くしてある。この場合の修正作業としては、
慣性航法により求めた座標位置が登録された道路から例
えば数十ｍ以内の範囲にあるとき、現在位置を登録され
た道路に近づけさせる後述する演算処理を行う。また、
慣性航法により求めた座標位置が登録された道路から数
十ｍ以上離れたときには、登録されていない道路を走行
中であると判断して、慣性航法で求めた座標位置を現在
位置として、マップマッチングによる修正作業を行わな
い。

そして、このようにして現在位置演算回路（11）で設
定された現在位置情報をディスプレイコントローラ（1
4）に供給する。このディスプレイコントローラ（14）
は、システムコントローラ（15）からの指令に基づい
て、ディスプレイ装置（４）で行う道路地図等の表示を
制御する回路で、CD ROM装置（３）からバッファメモリ
（12）を介してディスプレイコントローラ（14）に供給
される道路地図情報により、道路地図をディスプレイ装
置（４）に表示させると共に、ディスプレイコントロー
ラ（14）に供給される現在位置情報に基づいてこの表示
地図上に現在の自車位置を表示させる。この場合、CD R
OM装置（３）からの道路地図情報の読出しは、現在位置
演算回路（11）で求めた現在位置をシステムコントロー
ラ（15）が判断して、この現在位置近傍の道路地図情報
を、CD ROMコントローラ（13）による制御で行う。この
CD ROM装置（３）からの道路地図情報によるディスプレ
イ装置（４）での道路地図表示は、CD ROMに記憶されて
いる道路であればマップマッチングに使用されない裏道
等を全て表示させる。

ここで、このような道路地図上への現在位置の表示を
行う際に、現在位置演算回路（11）が行う現在位置の判
断動作を、第２図のフローチャートに示すと、まず最初
に走行開始する現在位置（以下Ａ点とする）の座標は、
操作キー（５）の操作により設定が行われる。このＡ点
から自車の走行状態により現在位置を移動させるもので
あり、走行を開始すると方向検出装置（１）及び走行量
検出装置（２）から単位時間毎に検出情報の供給を受け
る。そして、供給される走行方向検出情報と走行量検出
情報とで、慣性航法により現在位置（以下Ｂ′点とす
る）を求める。このとき、この慣性航法による現在位置
Ｂ′点の近傍の道路地図情報をCD ROM装置（３）から読
出させ、現在位置Ｂ′点がマップマッチングに使用する
登録された道路上の座標位置（或いはマップマッチング
により登録された道路上であると見做せる近傍の座標位
置）であるか否か判断する。

このとき、登録された道路上（マップマッチングによ
り道路上となる場合も含む）であると判断したときに
は、マップマッチングにより現在位置Ｂ′点を道路上に
修正した座標位置（以下Ｂ点とする）を求める。即ち、
第３図に示す如く、登録された道路Ｒ上のＡ点から出発
した自動車の慣性航法による現在位置Ｂ′点が、この道
路Ｒから数ｍ程度離れた地点であるとき、このＢ′点か
ら道路Ｒに最も近いＢ点を算出する。そして、第４図Ａ
に示す如く、Ｂ′点とＢ点とを直線で結び、この直線上
にＢ″点を設定する。このときのＢ″点の設定は、Ａ点
からＢ′点までの長さ▲▼′（＝ｄ）に比例した長
さｔ・▲▼′（＝ｔ・ｄ）を求め、このｔ・ｄだけ
Ｂ′点からＢ点に近づいた位置をＢ″点とする。但し、
第４図Ｂに示す如く、ｔ・ｄがＢ′点からＢ点までの距
離よりも長い場合には、道路Ｒ上のＢ点をＢ″点とす
る。

このようにして求めたＢ″点を地図上での現在位置と
し、このＢ″点から走行状態に応じて次の現在位置を求
める。ここで、Ｂ″点からの自車の走行方向を設定する
必要がある。この進行方向は、道路Ｒに沿った進行方向
をω_ａとしたとき、Ｂ′点の進行方向ω_Ｂ′＝ω_ａ＋ｄ
_ωとなる（第３図参照）。このＢ′点での進行方向
ω_Ｂ′を、第５図及び第６図に示す如く、Ｂ点での道路
Ｒに沿った進行方向ω_Ｂに所定角度ω_errだけ近づけさ
せた方向をＢ″点の進行方向とする。即ち、Ｂ″点の進
行方向ω_Ｂ″＝ω_Ｂ′−ω_errと設定する。この場合、
所定角度ω_errは方向検出装置（１）の精度より決め
る。例えば、方向検出装置（１）として、地磁気センサ
を使用したときには、この地磁気センサの性能に応じて
決定し、ジャイロスコープを使用したときには、このジ
ャイロスコープのオフセットドリフト、スケールファク
タの誤差等を勘案して決定する。

このようにして、現在の自車位置Ｂ″点とこのＢ″点
での進行方向ω_Ｂ″が算出され、ディスプレイ装置
（４）に表示される道路地図中にＢ″点の座標位置を現
在位置として表示させる。

以上の説明は登録された道路が現在位置の近傍にあ
り、アップマッチングが行える場合（即ち上述したＢ点
が設定できる場合）であるが、慣性航法による現在位置
Ｂ′点が登録された道路から大きく離れてこの登録それ
た道路上にＢ点の設定ができないときには、第２図のフ
ローチャートに示す如く、慣性航法による現在位置Ｂ′
点をそのまま現在位置と判断して、以後慣性航法による
位置設定を継続して行い、慣性航法により求めた位置を
道路地図上に表示させる。

そして、この慣性航法により求めた位置の近傍の道路
地図情報より、現在位置の近傍に登録された道路がある
か否か判断する。このとき、登録された道路があるとき
には、マップマッチングで登録された道路上に位置を設
定することができる否か判断し、登録された道路上に位
置が設定できるときには、このマップマッチングで求め
た位置を自車現在位置に設定する。そして、このマップ
マッチングで自車位置の設定ができた後は、第２図のフ
ローチャートの最初のステップに戻って、上述した慣性
航法による検出位置をマップマッチングによる検出位置
で修正する作業を行う。或いは、マップマッチングで求
めた自車位置からの走行状態が、登録された道路から大
きく離れるときには、再び慣性航法だけによる位置検出
を行う。

次に、本例のナビゲーション装置にて実際に道路地図
上に走行位置が表示される状態について説明すると、ま
ず操作キー（５）により出発点の座標位置を入力する。
この出発点の座標位置が演算処理装置（10）に供給され
ると、この座標位置の近傍の道路地図情報をCD ROMコン
トローラ（13）がCD ROM装置（３）に装着されたCD ROM
より読出し、この出発点近傍に道路地図をディスプレイ
装置（４）に表示させる。そして、この装置を搭載した
自動車が出発点から走行を開始した後は、現在位置演算
回路（11）で求めた自車位置に従って、道路地図の表示
範囲を移動させる。

ここで本例においては、例えば出発点が登録された道
路上であるとき、慣性航法により検出した位置が登録さ
れた道路から外れたとき、慣性航法により検出した位置
とマップマッチングで検出した位置との間の座標位置を
自車位置にしながら進行する。即ち、例えば第７図に示
す如く、登録された道路Ｒ上のＡ点から出発して、慣性
航法により求めたＢ′点が道路Ｒから数〜数十ｍ程度だ
け外れたときには、このＢ′点と道路Ｒ上のＢ点との相
違が生じる原因として、次の２点が考えられる。

本当の走行位置は道路Ｒ上であり、方向検出装置
（１）や走行量検出装置（２）の検出誤差でＢ′点が求
められた場合。

道路Ｒから鋭角で分かれる登録されていない道路上
を走行するようになって、Ｂ′点が正確な走行位置を示
しているとき。

ここで、Ｂ′点とＢ点とが求められた状態では、どち
らか正しい位置なのか判別できないので、上述した作業
（第２図のフローチャートの手順）により間のＢ″点を
設定し、このＢ″点から自車位置を進める。そして、第
７図に示す如く、次の慣性航法による現在位置Ｃ′点
と、マップマッチングによる道路上の位置Ｃ点との間に
Ｃ″点を設定し、同様にしてこのＣ″点から次の現在位
置を求める。

このようにして現在位置を設定して行くことで、上述
したの原因（方向検出装置（１）や走行量検出装置
（２）の検出誤差）で登録された道路Ｒから外れたとき
には、例えば第８図Ａに示す如く、車の走行に従って順
次演算される自車位置Ｂ″点、Ｃ″点、Ｄ″点‥‥が、
次第に道路Ｒに近づき、最終的には自車位置が道路Ｒ上
に戻り、誤差がなくなる。また、上述したの原因（鋭
角で分岐する別の道路に入ったため）で登録された道路
Ｒから外れたときには、例えば第８図Ｂに示す如く、登
録されていない幹線でない道路Ｒ′（この道路Ｒ′は道
路地図上には表示する）を走行するようになったとする
と、この道路Ｒ′が道路Ｒと平行でない限り、上述した
Ｂ″点、Ｃ″点‥‥による修正を行っても、道路Ｒから
自車位置が離れて行き、マップマッチンクによって道路
Ｒ上に位置設定ができなくなる。このマップマッチング
ができなくなると、道路Ｒ以外を走行中であると判断し
て、慣性航法だけによる位置検出を行い、検出した現在
位置を道路地図中に表示させる。そして、この慣性航法
だけによる位置検出で、表示位置が道路Ｒ′上になる。

このように本例のナビゲージョン装置によると、慣性
航法により検出した位置をマップマッチングにより修正
する際に、慣性航法での検出状態を考慮しながら修正す
るようにしたので、慣性航法だけによる位置検出のよう
に長時間の走行で誤差が畜積することがないと共に、細
い道路が入り組んだ裏道を走行するときや鋭角で別の道
路に入るとき等には、マップマッチングだけによる場合
のように他の道路に間違うことがなく、表示位置の信頼
性が高い。この場合、例えばガソリンスタンドや駐車場
等で道路から一時的に離れた場合にも、表示位置が道路
から離れる。また、例えば第８図に示す如く、道路地図
上の表示位置がなめらかに変化し、従来のマップマッチ
ングのように急激に道路上に表示位置が変動することが
なく、表示位置が不自然な動きをしない。

なお、上述実施例においては、慣性航法だけによる位
置検出に途中で切換える際には、マップマッチングが可
能になった地点（例えば第８図ＢのＣ′点）から慣性航
法により以後の位置検出を行うようにしたが、例えば第
８図Ｂの場合には道路Ｒから外れ始めたＡ点からの慣性
航法だけによる検出位置を記憶しておき、Ｃ′点でマッ
プマッチングが可能であると判断したとき、この記憶し
たＡ点からの慣性航法だけによる位置を現在位置に切換
えるようにしても良い。

さらに、本発明は上述実施例に限らず、本発明の要旨
を逸脱することなく、その他種々の構成が取り得ること
は勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によると、慣性航法による検出位置を尊重した
良好なマップマッチングが行われて、長時間の走行によ
る誤差の畜積がないと共にマップマッチングにより別の
道路に間違えることがなく、検出位置の信頼計が高い利
益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車載用ナビゲーション装置の一実施例
を示す構成図、第２図は第１図例の説明に供するフロー
チャート図、第３図、第４図、第５図、第６図、第７図
及び第８図は第１図例の検出状態を示す説明図である。（１）は方向検出装置、（２）は走行量検出装置、
（３）はCD ROM装置、（４）はディスプレイ装置、（1
0）は演算処理装置、（11）は現在位置位置演算回路で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09B 29/10 G01C 21/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】進行方向を検出する方向検出手段と、走行
量を検出する走行量検出手段と、道路地図情報が記憶さ
れた記憶手段と、上記各検出手段より供給される各検出
情報及び上記記憶手段から読出される道路地図情報に基
づいて現在位置情報を算出する演算処理手段と、上記道
路地図情報による道路地図を表示すると共にこの道路地
図上に上記現在位置情報による現在位置を表示する表示
手段と、上記演算処理手段に初期情報を与える操作キー
とを備え、上記演算処理手段で、上記各検出手段より得られる各検
出情報に基づいた第１の検出位置と、上記記憶手段に記
憶された道路地図により上記第１の検出位置を登録され
た道路上に修正した第２の検出位置とを設定し、上記第１及び第２の検出位置を結ぶ線上に所定の演算に
よる第３の検出位置を設定し、この第３の検出装置を現
在位置として上記表示手段に表示させるようにした車載
用ナビゲーション装置。