JP2827618B2

JP2827618B2 - 車両位置検出装置

Info

Publication number: JP2827618B2
Application number: JP26921691A
Authority: JP
Inventors: 康博井原; 光洋山下; 芳樹上山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-05-21
Filing date: 1991-10-17
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JPH0561410A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、出発地から目的地まで
の経路を誘導案内するナビゲーションシステムに関し、
特に道路上を走行する自動車等の移動体の現在位置を精
度良く求める車両位置検出装置に関るするものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両位置検出装置において、車両
の移動距離と進行方向を各々距離センサ、方位センサか
ら求め、自立航法により走行軌跡を算出し、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ等のメモリに記憶されている地図データとの相関をと
りながら自車位置を推測する手法が考案されている。従
来の車両位置検出装置として、例えば特開平2ー130415号
に示されているものがある。図２６に従来技術の構成を
ブロック図で示す。

【０００３】距離センサ２６０１はタイヤの回転に応じ
て単位走行距離毎のパルス信号を出力するもので、パル
ス数をカウントすることにより、車両の走行距離を知る
ことができる。方向センサ２６０２は車両の旋回角速度
(ヨーレート)を検出し、車両の旋回角度に比例した信号
を出力する。両センサの出力信号は信号処理装置２６０
３に入力され、ここでは車両の位置がＸ−Ｙ座標上で逐
次演算によって求められる。単位距離走行する毎に算出
された位置情報は走行軌跡記憶装置２６０４に記憶され
る。道路データは地図情報記憶媒体２６０５に記憶され
たものから記憶媒体再生装置２６０６によって必要な部
分のみが選択的に読み出される。信号処理装置２６０３
によって算出された現在位置は周辺の道路地図と重ね合
わせて表示装置２６０７に表示される。操作装置２６０
８は表示する地図の縮尺率の変更や表示方向の変更を指
示するものである。

【０００４】この従来例によれば、車両の走行軌跡を一
定距離の直線で折線近似しておき、一方で現在走行中の
道路上およびその道路から分岐する全ての道路上に車両
の推定現在位置をそれぞれ設定し、道路も軌跡と同様に
折線近似する。次に軌跡を構成する折線ベクトルと道路
を構成する折線ベクトルのずれが最小になるように軌跡
と道路を合わせる。この処理を全ての道路について行
い、ベクトルのずれが最小となった道路上の推定現在位
置を現在位置とする。この処理は道路が複雑に入り組ん
でいる場合、抽出すべき道路の数が増大するため、道路
上から外れた現在位置と道路上の推定現在位置との距離
を求め、所定の値より小さいもののみを選択することに
よって、現在位置の候補となる道路上の推定現在位置を
減らして計算負荷を低減していた。

【０００５】一方、衛星からの電波を受信して車両の位
置算出を行う手法もある。これは一般に電波航法と呼ば
れ通常全世界測位システム（Global Positioning Syste
m,略称はＧＰＳ）が用いられるが、最低３個の衛星から
の電波を受信し衛星までの距離を求め三辺測量で測位を
行うものである。従来は、これら二つの手法を単独また
は組み合わせて用い、車両の現在位置を算出して、求め
られた車両位置周辺の地図情報とともに現在位置をＣＲ
Ｔ等の表示装置に表示していた。

【０００６】高精度に車両の位置を算出するには各セン
サの出力が安定していることが必要となるが、特に距離
センサにはタイヤの空気圧の変化等の経年変化の要因に
より距離センサの出力から求められる走行距離と実際の
走行距離の間に差が生じてくるという問題があった。こ
れらの問題を解決するためにＧＰＳによる測位位置を用
いることが考えられており、例えば特開平１―１４２４
１２ではＧＰＳ受信機による測位位置の履歴から距離セ
ンサ出力の距離変換定数を修正することが考えられてい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
による車両位置検出装置においては高精度の道路データ
が必要になるが、道路データの精度を向上させるには多
大な労力が必要であり、日々新しい道路がつくられるた
め誤差のない道路データを得ることは不可能である。例
えば新しく開通した道路を通過したときその道路が道路
データに記されていなければ、正しい位置に推定現在位
置を作成することができない。また、カーブはデータ量
削減のため簡略化されることがあり、交差点も実際の形
状と異なることがある。又、距離を計算するには２乗計
算が必要であり、その計算に多大な時間を要する。さら
に、従来の技術では、無条件に道路データと軌跡のパタ
ーンマッチングを行うため、基準とする道路データの形
状に誤差があると正しい位置検出が行えない。このよう
に道路データの形状が実際の道路の形状と異なる部分が
あるときに、正確な位置検出ができなくなるという課題
を有していた。

【０００８】また、ＧＰＳを用いる場合、特に都市部に
おいてＧＰＳを用いて測位を行う場合、衛星配置がＧＤ
ＯＰと呼ばれる幾何学的精度低下率の値が小さな場合に
おいても、道路周辺部の建築物等の障害により反射され
た間接波の影響で測位精度が低下する場合が多く、単純
にＧＰＳ測位位置間の距離の積算で実走行距離を求めた
場合には誤差の累積が無視できず、距離センサ出力の距
離変換定数の較正精度が低下するという課題を有してい
た。

【０００９】本発明ではこの様な点を考慮し、地図デー
タの誤差による影響が少なく。計算速度及び精度の良い
マップマッチングを行える位置検出装置を提供すること
を目的とする。又、ＧＰＳ、サインポスト等車両の緯度
・経度を直接求める絶対位置算出手段による測位の精度
を考慮しながら距離センサ出力の補正を行い、高精度に
車両位置を算出する車両位置検出装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、車両の進行方位を検出する方位センサと、車
両の走行距離を検出する距離センサと、前記方位センサ
からの進行方位と前記距離センサからの走行距離を用い
て基準位置に対する車両の現在位置を推測する現在位置
推測手段と、道路データを記憶する地図記憶手段と、前
記地図記憶手段に記憶された道路データの誤差量を推測
し、評価範囲を決定する地図範囲選出手段と、前記現在
位置推測手段で算出された現在位置と前記地図範囲選出
手段で選出された評価範囲を用いて地図整合演算を行
い、地図道路上に現在位置を修正する地図整合演算手段
と、前記地図整合演算手段で修正された車両の現在位置
を出力する出力手段を持つことを特徴とする車両位置検
出装置である。

【００１１】また、方位修正手段を設け、前記方位修正
手段は地図整合演算手段で整合した曲折前後での車両の
進行方位と道路データの方位の変化量をそれぞれ求め、
その差が所定の値より小さい時に進行方位を修正するこ
とを特徴とする車両位置検出装置である。

【００１２】また、屈曲路判定手段を設け、前記屈曲路
判定手段は屈曲路を走行中かどうかを判定し、屈曲路を
走行中と判定したときには地図整合演算時の許容誤差量
を大きくすることを特徴とする車両位置検出装置であ
る。

【００１３】また、屈曲路判定手段は現在位置を含む所
定の範囲内の道路データにおける道路数が所定の値以下
で、かつ現在位置推定手段により算出された車両の移動
軌跡が屈曲している時に現在屈曲路を走行中であるとし
て地図整合演算時の許容誤差量を大きくすることを特徴
とする車両位置検出装置である。

【００１４】また、屈曲路判定手段は現在位置を含む所
定の範囲内の道路データにおける交差点数が所定の値以
下で、かつ現在位置推定手段により算出された車両の移
動軌跡が屈曲している時に現在屈曲路を走行中であると
することを特徴とする車両位置検出装置である。

【００１５】また、車両の進行方位を検出する方位セン
サと、車両の走行距離を検出する距離センサと、前記方
位センサの出力と、前記距離センサの出力から現在位置
を推測する現在位置推測手段と、道路網データを記憶す
る地図記憶手段と、前記現在位置推測手段が推測した現
在位置を、前記地図記憶手段が記憶している道路網上の
地点に一致させる地図整合演算手段と、前記地図整合演
算手段が現在位置を整合する際に用いる仮位置を、前記
道路網データを用いて算出する仮位置算出手段と、前記
地図整合演算手段により整合された現在位置を出力する
出力手段とからなり、前記地図整合演算手段は、カーブ
にさしかかったとき、あるいはカーブから脱出した時
に、前記仮位置算出手段により算出された仮位置と、現
在位置として認識されてる地点との進行方位を算出し、
前記方位センサの出力と比較することにより、仮位置
と、現在位置として認識されている地点の中から最も現
在位置として適合するものを選択して現在位置を整合す
ることを特徴とする車両位置検出装置である。

【００１６】車両の進行方位を算出する方位算出手段
と、車両の移動距離を算出する距離算出手段と、地図デ
ータを記憶する地図記憶手段と、前記方位算出手段と前
記距離算出手段と前記地図記憶手段の出力を用いて車両
の位置を推測する現在位置推測手段と、前記現在位置推
測手段で求めた車両位置を出力する出力手段と、車両の
位置を緯度、経度で算出する絶対位置算出手段と、前記
絶対位置算出手段で算出した絶対位置を基準として車両
の存在可能範囲を求め、前記現在位置推測手段で求めた
推測位置と存在可能範囲の包含関係を検定する位置検定
手段と、前記位置検定手段で、少なくとも距離較正区間
の始点では推測位置が存在可能範囲に含まれ、終点では
含まれないと検定され、終点での推測位置と存在可能範
囲から距離算出誤差を算出し、距離較正区間長と距離算
出誤差から前記距離算出手段出力の距離変換定数を修正
する距離定数修正手段を備えたことを特徴とする車両位
置検出装置である。

【００１７】また、車両の移動距離を前記地図記憶手段
の地図データを用いて道路の長さの積算値として求める
道路長算出手段を備え、前記距離定数修正手段は、前記
道路長算出手段で求めた道路長を用いて前記距離算出手
段出力の距離変換定数を修正することを特徴とする車両
位置検出装置である。

【００１８】また、絶対位置算出手段は全世界測位シテ
スムを用いるものであり、前記位置検定手段に代えて前
記絶対位置算出手段で絶対位置の算出に用いた衛星の組
合せを判別する衛星組合せ判別手段と、車両の直進状態
を判別する直進性判別手段を備え、前記距離定数修正手
段は、前記衛星組合せ判別手段で衛星の組合せ一定で、
かつ前記直進性判別手段で車両が直進状態と判別された
ときに前記絶対位置算出手段で求めた車両の絶対位置間
の距離と、前記距離算出手段の出力積算値から距離変換
定数を修正することを特徴とする車両位置検出装置であ
る。

【００１９】また、車両の移動速度を算出する車速算出
手段を備え、前記距離定数修正手段は、前記車速算出手
段で求めた車速が一定値以上の距離較正区間で前記距離
算出手段出力の距離変換定数を修正することを特徴とす
る車両位置検出装置である。

【００２０】また、地図記憶手段を用いて走行道路の道
路種別を特定する道路種別判別手段を備え、前記距離定
数修正手段は、前記道路種別判別手段で高速道路または
有料道路と判別された距離較正区間で前記距離算出手段
出力の距離変換定数を修正することを特徴とする車両位
置検出装置である。

【００２１】

【作用】上記のような構成により、道路データの誤差量
を推測し、誤差量の小さい部分から選択した評価範囲を
用いて軌跡とのパターンマッチングを行うために道路デ
ータの誤差に影響されず正確な位置検出を行うことがで
きる。

【００２２】また、選択された誤差量の小さい道路デー
タを用いて道路データの方位から方位センサの方位を修
正するために正確な方位修正が行え、位置検出精度を向
上させることができる。

【００２３】さらに、道路データの誤差が特に大きく、
道路勾配のためにセンサデータの誤差も大きくなる山岳
路や屈曲路を検出してマップマッチングの道路への引き
込みを強化するために、正確な位置検出を行うことがで
きる。

【００２４】また、カーブにおいては、仮位置を設定し
てこの仮位置と現在位置のうちから最も現在位置として
適当なものを選択して現在位置を更新するので、カーブ
におけるマップマッチングがより正確に違和感なく行な
うことが出来る。

【００２５】また、位置検定手段において絶対位置算出
手段で求めた絶対位置を点としてではなく誤差範囲を考
慮した存在可能範囲として扱い、現在位置推測手段で求
めた位置がその範囲に含まれるかどうかという検定に用
い、検定された位置を始点としてある程度走行した後現
在位置推測手段で求めた位置と車両の存在可能範囲から
距離算出誤差を求めて距離定数修正手段で距離変換定数
を修正するため、絶対位置算出手段による測位誤差の累
積がなく高精度に距離算出手段の出力を較正しながら車
両の位置を算出することが可能になる。

【００２６】また、道路長算出手段を用いて地図データ
の道路長の加算から車両の移動距離を算出するため距離
算出精度が高く、かつその値より距離定数修正手段で距
離変換定数を修正するため、絶対位置算出手段による測
位誤差の累積がなく高精度に距離算出手段の出力を較正
しながら車両の位置を算出することが可能になる。

【００２７】また、直進性判別手段で車両が直進中と判
断され、かつ衛星組合せ判別手段で測位に用いられた衛
星の組合せが一定状態と判別されたときに絶対位置算出
手段で求めた位置から車両の移動距離を算出するため、
衛星の組合せを限定しない場合と比較して車両の移動距
離算出に誤差累積が少なく高精度に距離算出手段の出力
を較正しながら車両の位置を算出することが可能にな
る。

【００２８】

【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００２９】図４は本発明の第１の実施例から第３の実
施例に適用する車両位置検出装置のハード構成図であ
る。４０１は高精度の方位センサであり、本実施例では
光ファイバジャイロ（以下、光ジャイロと呼ぶ）を用い
る。この他にも例えば振動レートジャイロ、ガスレート
ジャイロなどを用いてもよい。４０２は距離センサでタ
イヤの回転に応じて単位走行距離毎のパルス信号を出力
する。４０３は道路データ記憶装置であり、例えば道路
データを記憶したＣＤ−ＲＯＭと、それを読み出すＣＤ
−ＲＯＭプレーヤが使用される。４０４は演算処理装置
でセンサデータと道路データを読み込むためのＩ／Ｏを
備えたマイクロコンピュータである。４０５はディスプ
レイ等の表示装置である。

【００３０】図１は本発明の第１の実施例に適用する車
両位置検出装置のブロック図である。

【００３１】図１において１０１は高精度の方位センサ
であり、本実施例では光ジャイロを用いる。１０２は距
離センサで車輪速センサや車軸センサが用いられる。１
０３は現在位置推測手段であり、方位センサ１０１と距
離センサ１０２からの出力をもとに基準位置に対する車
両の現在位置の算出を行う。１０４は地図記憶手段であ
り、地図に記載されている道路データを記憶する。１０
５は地図範囲選出手段であり、道路データの誤差の少な
い部分から地図整合演算に使用する地図範囲を選出す
る。１０６は地図整合演算手段であり、現在位置推測手
段１０３で算出された車両の現在位置と過去からの現在
位置がつくる軌跡である走行軌跡と地図範囲選出手段１
０５で求められた地図範囲内にある道路データとでパタ
ーンマッチングを行い、車両の現在位置を道路上に修正
する。１０７は地図整合演算手段１０６で算出された車
両の現在位置を車両に搭載されたディスプレイ等に表示
する出力手段である。

【００３２】以上のように構成された第１の実施例の車
両位置検出装置について、以下にその動作を説明する。
なお、本発明はハードウェアでも実現できるが、本実施
例ではマイクロコンピュータ等を用いてソフトウェアで
処理した場合について述べる。

【００３３】第１の実施例では道路データの誤差量を推
測し、誤差量の小さい部分から地図範囲を選出し、軌跡
と整合させるために道路データの誤差の影響を受けず、
高精度の位置検出を行うことを目的とする。

【００３４】図５は第１の実施例における位置検出の手
順を示すフローチャートであり、これに従って動作を説
明する。機器設置時には初期位置の設定が必要であり、
車両の位置の座標を手動で入力するか、あるいは電波航
法等の外部情報等により設定されるが、一度設定される
と、前回車両が停車した位置を記憶させることにより再
設定の必要はないため、通常は初期位置の設定は不用で
ある。方位センサに光ジャイロ、振動レートジャイロな
どの車両の旋回角度を検出するセンサを使用するときも
同様に一度手動による設定や外部情報による方位設定を
行うと、通常は絶対方位の設定は不用である。

【００３５】ステップ５０１では車両が単位距離(例え
ば5m)走行する毎に車両の進行方位と走行距離を検出す
る。方位センサに光ジャイロを用いた場合、進行方位Ｄ
はＤ＝Ｄ'＋Ｔａ・・・（１）となる。Ｄ'は前回までに求められている絶対方位、Ｔ
ａは単位距離走行する間の光ジャイロにより検出された
旋回角度である。

【００３６】次のステップ５０２では前回までに求めら
れている車両の推測位置を基準位置として以下の式によ
り車両の推測位置を算出する。

【００３７】Ｘ＝Ｘ'＋ＬcosＤ・・・（２）Ｙ＝Ｙ'＋ＬsinＤ・・・（３）ここでＸ，Ｙ車両の推測位置座標Ｘ’，Ｙ’ 前回の車両の推測位置座標Ｌ走行距離Ｄ進行方位である。ステップ５０３では推測位置座標を順次記憶
し、各座標間を直線で補完することにより走行軌跡を作
成する。後で詳しく説明するが、道路データは道路の形
状を直線近似したものであるため道路の直線部の方が曲
折部よりも精度が高いのが一般的である。よって、道路
データとの整合をとるために走行軌跡において直進部分
が必要になり、ステップ５０４で車両が直進状態であっ
たかどうかを判定する。例えば50m区間での進行方位の
変化角度が5゜以下の時を直進状態とする。車両が直進状
態であったならばステップ５０５以降の処理に進み、直
進状態でなかった場合にはステップ５１３で車両の推測
位置を表示して一回の処理を終了する。ステップ５０５
では地図整合演算手段１０６で使用する道路データを読
み込む。道路データは車両の推測位置からＬａ(例えば5
0m)以内に存在するもので推測位置に最も近いものとす
る。地図整合演算手段１０６では２つの直進部の間に１
回以上の曲折があったときに走行軌跡と道路データの相
関を計算して道路上に位置を設定する処理が主であり、
単に直進しているときには道路上の現在位置を進ませる
ため、ステップ５０６で過去一定の距離(例えば200m)の
間に曲折があったかどうかを判定する。これは例えばそ
の区間での進行方位の変化角度が10゜以下かどうかで判
定する。曲折があるときにはステップ５０７に移行し、
ないときにはステップ５１２で現在走行中の道路上の現
在位置を走行距離分だけ移動させ、一回の処理を終了す
る。

【００３８】本実施例では道路データ上の点を用いて地
図整合演算を行うこととし、ステップ５０７では道路デ
ータの誤差の少ない部分である地図範囲から地図評価点
を選出する処理を行う。まず、道路データの誤差につい
て説明する。

【００３９】日本の場合、道路データは国土地理院発行
の地形図などを基にしており、地図に記されている道路
の形を直線近似し、各直線をベクトルの形で表現してＣ
Ｄ−ＲＯＭ等の地図記憶媒体に記憶している。

【００４０】記憶方式はベクトルを線分としたり、ベク
トルの始点と終点を記憶するなど各種の方法が存在する
が、いずれも道路を直線近似する点では同じである。ま
た、直線近似であっても非常に短い直線で近似すれば正
確な形状に近づけることができるが、データ量が増大す
るために実際にはデータ量と精度は実用的な線で妥協さ
れている。図６を参照して道路を直線近似したときに起
こる問題点を説明する。例えば道路が図６（ａ）のよう
な形状の時、道路データは道路の中心線から作成される
ために図６（ｂ）のようになることがある。実際の道路
ではＡ点からＥ点まで一回の緩い右折で到達できると
き、道路データのＢ−Ｃ間では車両の走行軌跡と道路デ
ータの形状が大きく異なることになり、このような道路
データの誤差が地図整合処理の精度、安定度に悪影響を
与える。例えば、従来例で示した方法では現在位置の候
補を複数個考慮するため、正しい道路に誤差があると候
補の順序判定を誤り、現在位置の算出を誤ってしまう。
そこで、ステップ５０７では以下の２つの条件を満たす
道路データの誤差量を小さいと判定する。

【００４１】ただし、一本の道路ベクトルデータを道路
線分と呼ぶこととする。 1)道路線分の長さがＬｄ(例えば100m)よりも長い 2)対象とする道路線分の方向とその前後に接続する道路
線分の方向の差が所定の値(例えば20゜)よりも小さい道路線分の中でも線分の中点の座標・方位精度が最も高
いと考えられるため、以上の条件を満たす道路線分の中
点を地図評価点とする。次にステップ５０８で曲折前後
で２点の地図評価点が得られたかどうかを判定する。得
られた場合にはステップ５０９で地図整合演算を実施
し、得られなかった場合にはステップ５１３で推測位置
を出力し、一回の処理を終了する。

【００４２】ステップ５０９の地図整合演算方法につい
て以下に図７を参照して説明する。図７（ａ）は道路デ
ータの一例であり、点と点を結ぶ線分が前出の道路線分
である。このような道路データ上で車両がＡからＦまで
走行したときの走行軌跡を図７（ｂ）とする（Ｓ１，Ｓ
２は曲折前後の直進部）。このとき従来の方法では図７
（ａ）のＣ−Ｄ間での誤差が問題となる。ステップ５０
７で求められた地図評価点は図７（ｃ）のＭ１とＭ２に
なり、Ｍ１での方位はθとなる。さて、走行軌跡の曲折
前の直進部Ｓ１での一点をＭ１の座標と一致させる。も
し進行方位の誤差が大きいときには走行軌跡をＭ１と一
致させると同時に、Ｍ１と一致させる点での方位をθに
なるように軌跡を回転させてもよい。これにより走行軌
跡の各点の絶対座標が決定できる。このときのＭ２と軌
跡との最短距離ｄを求める(図７（ｄ）参照)。Ｍ１と一
致させる直進部Ｓ１の点を所定の範囲ＳＡ(例えば200m)
内で所定の距離(例えば10m)ずつずらし、再びｄを求め
る。そして最小のｄを与えた時にＭ１と一致させた点に
Ｍ１の座標を与えることにより走行軌跡の先端つまり現
在位置の座標を決定する。

【００４３】ステップ５１０でＭ２での方位とＭ２から
ｄだけ離れた走行軌跡の方位を比較し、その方位の差が
Ｄａ(例えば10゜)以下の時、ステップ５１１で走行軌跡
の先端からＭ２を含むかＭ２と接続する道路線分に垂線
を下ろし、その足を現在位置とし表示する。方位の差が
所定の値以上の時にはステップ５１３で推測位置を表示
し、一回の処理を終了する。

【００４４】以上説明したように本実施例によれば、道
路データの誤差量の大きい部分を整合計算に使用しない
ため安定した現在位置の検出が可能になる。

【００４５】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図２に本実施例のブロック図を示す。この図にお
いて、図１と同一のものには、同一の符号を付してあ
る。この実施例では第１の実施例に加えて方位修正手段
１０８を設け、地図整合演算手段による整合演算時の結
果から絶対方位を修正することで方位誤差の累積を除去
し、高精度の方位較正を実現することを目的とする。次
に本実施例の動作を図８を参照して説明する。

【００４６】光ジャイロはドリフトが非常に小さく、ま
たスケール誤差も小さいので数100mの区間での相対方位
は正確に検出できるが、車両の旋回角を積算して絶対方
位を算出するため絶対方位での誤差の累積は避けられな
い。道路データの方位を利用して絶対方位を設定するこ
とが考えられるが、光ジャイロによる旋回角度の精度が
非常に高いため、大きな方位誤差を含んだ道路データの
方位から絶対方位の設定を行うと逆に方位精度を低下さ
せることになる。そこで道路データの誤差量を推定し誤
差量の小さいデータのみを利用することにより、高精度
の絶対方位設定が可能になる。ここでは道路データ上の
評価点間の相対方位と光ジャイロによる相対方位を比較
し、両者がよく一致した時に絶対方位を道路データの方
位を用いて修正する。

【００４７】処理の流れは第１の実施例と同様であるた
め図５を参照して説明する。方位の修正は第１の実施例
の説明に使用したステップ５０９で地図整合演算を行っ
たときに実施する。他のステップでの動作は第１の実施
例と同一である。図８（ａ）は道路データの例であり、
（ｂ）はその道路を走行したときの走行軌跡である。上
述の整合演算により曲折前後の地図評価点Ｍ１，Ｍ２と
一致した軌跡上の点をｍ１，ｍ２とする。この実施例で
は評価点間に３回の右左折を行っているが、１回だけ曲
折した場合でもまったく同様の処理により方位を修正で
きる。このように軌跡と道路データが整合がとれたと
き、評価点Ｍ１，Ｍ２での方位差θmapを θmap＝θM1−θM2 ・・・（４）として算出する。同様に、走行軌跡についてもｍ１，ｍ
２での方位差θlocを θloc＝θm1−θm2 ・・・（５）とする。ここで｜θmap−θloc｜＜Ｅａ・・・（６）ただし、Ｅａは方位修正角度の閾値(例えば5゜)の条件が
満たされるとき現在の走行方位Ｄを以下の式により修正
する。

【００４８】Ｄ＝Ｄ'＋α＊（θM2−θm2）・・・（７）ただし、αは修正係数であり、０〜１までの数で例えば
0.5以降はこの修正された絶対方位Ｄを用いて第１の実
施例で説明した流れにしたがって走行軌跡の作成、地図
整合などを行って位置検出を行う。

【００４９】以上説明したように本実施例によれば、道
路データの誤差量の小さい部分を選出した後に、曲折前
後の道路データの方位と軌跡の方位の変化量をそれぞれ
求め、その差が小さいときに方位を修正するため高精度
の方位修正が可能になる。

【００５０】なお、本実施例では地図整合が実施される
毎に方位を修正したが、前回の方位修正からの経過時間
や旋回角度の累計など絶対方位の誤差につながるものか
ら方位の誤差を推定し、誤差の推定値が所定の値(例え
ば10゜)を越えたときに限り本実施例で説明した方位の修
正を実施してもよい。

【００５１】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。図３に本実施例のブロック図を示す。この図にお
いて、図２と同一のものには、同一の符号を付してあ
る。この実施例では第２の実施例に加えて屈曲路判定手
段１０９を設け、現在位置推測手段１０３による現在位
置と地図記憶手段１０４の道路データから誤差量が特に
大きい状態であることを判定し、地図整合演算手段１０
６における整合演算時の誤差許容量を変化させること
で、道路データの誤差量が増大した時にも高精度な位置
検出を行うことを目的とする。次に本実施例の動作を説
明する。

【００５２】前述したように道路データが直進近似によ
って作成され、データ量の増大を抑えるためにカーブの
形状は大きく変更される。図９を参照して説明する。図
９（ａ）は屈曲路での実際の道路の形状であり、図９
（ｂ）はその道路を表す道路データの例である。直線部
分が少ない道路では実際の道路形状と道路データの形状
とは大きく異なる。このような道路を走行したときには
走行軌跡と道路データの位置や方位には大きなずれが生
じるため、整合されにくく整合した時の位置検出精度も
一般の道路に比べると低い。また第１の実施例では道路
データの誤差が少ないと推測される道路データの直線部
分を用いて整合演算を行うため、カーブの多い屈曲路や
山岳路では整合演算を実施する機会も少ない。さらに、
山岳路では道路の勾配や急なターンによる車体のロール
により、光ジャイロによる進行方位にも通常走行時の数
倍の誤差が発生する。道路データと走行軌跡の両者の誤
差量が増大するために正常な地図整合ができないが、こ
のときには道路上に現在位置を求めた方が利用者にとっ
ては違和感を与えないと考えられる。また、通常と同じ
整合演算を行うと光ジャイロから求めた進行方位の誤差
のために正しい位置から遠く離れた地点に現在位置を求
めることになる。そこで、整合演算時の許容誤差量を拡
大するなどして道路への引き込みを強化する必要があ
る。

【００５３】処理の流れは第１の実施例と同様であるた
め図５を参照して説明する。屈曲路の判定はステップ５
０５の道路データの読み込みの直前に行い、現在屈曲路
を走行中であると判定された場合には後に述べる各定数
を変更することにより、通常と同一の処理で道路への引
き込みを強化できる。つまり、他のステップでの動作は
第１の実施例と同一である。以下に現在走行している道
路が屈曲路もしくは山岳路であるかどうかを判定する方
法について説明する。

【００５４】ステップ５０５では、現在位置推測手段で
算出した現在位置を含む一定の範囲(例えば200m)内に存
在する道路データを地図記憶手段から得る。図１０はそ
の範囲内に含まれる道路データの例であり、図１０
（ａ）は市街地の道路データの例、図１０（ｂ）は屈曲
路での道路データの例である。D1からD7は道路の名称
(あるいは番号)を示し、黒丸は単純な道路線分の端点
(接続点)であり、白丸は交差点を示す道路線分の端点で
ある。図１０（ａ）の道路においてD1→D6→D2→D7→D3
→D6→D4と走行したときの走行軌跡は図１０（ｂ）の道
路を走行したときのものと全く同一になるものとする。
よって走行軌跡による屈曲路の判定は不可能であるの
で、道路データを用いて以下のように屈曲路の判定を実
施する。

【００５５】一本の道路を構成する道路線分群を一本の
道路として記憶している道路データならば上記の範囲内
にある道路数(Dの数)を調べ、その本数が所定の値(例え
ば２本)以下で、走行軌跡の方位変化量の絶対値の総和
が所定の値(例えば360゜)以上である時に屈曲路もしくは
山岳路を走行中であることを検出する。

【００５６】または上記の範囲内にある道路データ中の
交差点数が所定の値（例えば４点）以下で、走行軌跡の
方位変化量の絶対値の総和が所定の値(例えば360゜)以上
である時に屈曲路もしくは山岳路を走行中であることを
検出する。

【００５７】以上のように屈曲路もしくは山岳路を検出
できると、以下の方法で道路への引き込みを強化する。
変更前の各定数の値は第１の実施例で示したものであ
る。 (1)車両推測位置周辺の道路データ探索時のＬａの拡大
( 50m→ 150m ) (2)評価点を選出する条件のＬｄを短縮
( 100m → 50m ) (3)整合演算時の引き込み方位誤差Ｄａの拡大
( 10゜→ 20゜ ) このような各定数の変更した後に道路データの読み込み
(ステップ５０５)、評価点の選出(ステップ５０７)、地
図整合(ステップ５０９)の処理を第１の実施例と同様の
流れで処理することにより現在位置の道路上への引き込
みを強化することができる。

【００５８】以上説明したように本実施例によれば、屈
曲路や山岳路では道路データの誤差量が特に大きい状態
であることを判定し、整合演算時の誤差許容量を変更し
道路への引き込みを強化するため道路データ・進行方位
の誤差が増大しても安定した現在位置の検出が可能にな
る。

【００５９】なお、本実施例では車両に搭載した方位セ
ンサで検出した進行方位の変化角度の絶対値の総和が所
定の値以上であることを屈曲路もしくは山岳路の検出条
件の一部としたが、代わりに地図整合に用いる道路線分
の方位変化量の絶対値の総和を用いてもよい。

【００６０】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。地図整合を行なうにあたり、特に問題となるのは
山道等のカーブが多い部分である。本実施例はこのカー
ブでの誤差を考慮し、カーブにおいても違和感のないマ
ップマッチングを実現するものである。図１１に本実施
例のブロック構成図を示す。この図においても、上記実
施例と同一のものには、同一の符号を付してある。この
実施例は、第１の実施例に加えて、仮位置算出手段１１
０を設け、地図整合演算手段１０６は、カーブにさしか
かったとき、あるいはカーブから脱出した時に、仮位置
算出手段１０６で仮位置を算出し、この仮位置と現在位
置として認識されてる地点との進行方位を比較すること
により、現在位置を整合することで、カーブにおいても
違和感のないマップマッチングを実現するものである。
以下に本実施例について詳細に説明する。図１３は本実
施例の動作を示すフローチャートである。図１３におい
て、ステップ１３０１からステップ１３０５までの動作
は上記実施例と全く同様であるので、ここでは説明を省
略する。まずステップ１３０６で仮位置が存在するかど
うか判断する。仮位置が存在すればステップ１３１２に
進み、仮位置が存在しない場合にはステップ１３０７に
進む。ステップ１３０７では前方にカーブが存在するか
どうかを判断する。この判断は地図記憶手段１０４のデ
ータを用いて行なう。地図整合演算手段１０６は、例え
ば５０ｍ先までの道路データをあらかじめ読み込んでい
るのでカーブの存在を前もって検知することが出来る。
本実施例では前方５０ｍ以内にカーブが存在するかどう
かを判断する。また、カーブかどうかの判断は本実施例
においては、前方の道路線分の方位が６０度以上旋回す
るかどうかで判断する。なお、この旋回角度の値は、例
えば地図の精度等により変更するようにしてもよい。ス
テップ１３０７で前方５０ｍ以内に６０度以上旋回する
カーブが存在する場合には、ステップ１３０８に進み、
仮位置を作成する。仮位置について図１４（ａ）を用い
て説明する。図１４（ａ）において、Ａは、現在位置と
して地図整合されている地点であり、もうすぐカーブに
さしかかろうとしているところを表わしている。Ａの前
後に存在する点ａと点ｂが仮位置である。本実施例で
は、この仮位置を現在地点Ａの前後１５ｍの地点に作成
する。なお、この仮位置の作成位置も、例えば地図の精
度により変化させるようにしてもよい。また、仮位置の
数も２つに限らず、１つあるいは３つ以上であってもよ
い。

【００６１】ステップ１３０８で仮位置を作成すると、
ステップ１３１２に進み、作成した仮位置ａ、ｂと現在
位置Ａについてそれぞれ評価値を算出する。この評価値
は、その地点の方位と実際の方位センサの出力による方
位がどれだけずれているかを表わすものであり、図１２
に示す相関関数を用いて算出される。図１２は方位誤差
から評価値を決定するための関数の一例である。この関
数は以下に示す性質を満足するものなら、他の関数であ
ってもかまわない。

【００６２】・単調増加関数であること。・微少な方位誤差は無視すること。

【００６３】・実際に頻度の大きい方位誤差付近の感度
を強化すること。以上の性質を持った関数により求めた値を各々の評価値
に積算することで、仮位置ａ、ｂ及び現在位置Ａについ
てそれぞれ評価値が算出できると、この３つの評価値を
正規化する。正規化の方法は、例えば前記３つの評価値
のうち、最小のものを基準にして（最小のものを１にす
る。）正規化すれば良い。次にステップ１３１３に進
み、評価値があまりにもかけ離れているもの（例えば１
０以上のもの）を削除する。次にステップ１３１４に進
み、仮位置ａ、ｂ及び現在位置Ａの中から、方位センサ
の出力に最も近いものを、新たに現在位置として更新す
る。この更新時の様子を図１４、図１５、図１６を参照
しながら説明する。これらの図において、実線は道路デ
ータを示しており、波線は、実際の道路を示している。
図１４は地図データが実際の道路と一致している場合を
示し、図１５及び図１６は、地図データが誤差を含んで
おり、実際の道路とは、ずれている場合を示している。
また、それぞれの図において、（ａ）は車両がカーブに
さしかかり、仮位置を発生させた状態を表している。
（ｂ）は車両が実際にカーブを曲がり始めた状態を表し
ており、（ｃ）は車両がカーブを曲がり終わった状態を
表している。

【００６４】図１４において、まず車両がカーブに近づ
くと、（ａ）に示す様に、現在位置Ａの前後に仮位置
ａ、及びｂを発生させる。そして現在位置Ａ及び仮位置
ａ，ｂそれぞれについて評価値ｅを算出する。カーブが
始まってからの走行距離に対する評価値の変化の様子を
図１４、図１５、図１６の各図のいちばん下に示してい
る。図１４においては、地図記憶手段１０４が記憶して
いる道路データは致命的な誤差を含んでおらず、実際の
道路と等しいので、カーブにさしかかってからカーブを
脱出し終えるまで常に現在位置Ａの評価値が他の仮位置
よりも小さい。したがって図１４においては、仮位置と
現在位置との入れ替えは発生しない。図１５において、
地図記憶手段１０４が記憶しているデータは誤差を含ん
でおり、実際の道路よりも径が大きなカーブとして記憶
されている。図１５において同様にカーブを走行して行
った場合、評価値のグラフからもわかるように、カーブ
にさしかかった段階（図中ｂの状態）で、現在地点Ａが
示している方位は、実際に方位センサが出力する方位と
はずれており、評価値があがっている。これは、道路デ
ータが誤差を含んでいるからである。また、この場合
は、仮位置ａの方が、現在位置Ａよりも評価値が小さい
ので、仮位置ａを現在位置として入れ替える。図１６に
示す場合も同様である。図１６も図１５と同様に地図記
憶手段１０４が記憶しているデータは誤差を含んでお
り、実際の道路よりも径が小さなカーブとして記憶され
ている。図１６において同様にカーブを走行して行った
場合、仮位置ｂの方が現在位置Ａよりも評価値が小さい
ので、仮位置ｂに仮位置の入れ替えが行われる。ステッ
プ１３１４で仮位置の入れ替えが行われると、ステップ
１３１５で仮位置の統合するタイミングかどうかを判断
する。ここで仮位置の統合ついて説明する。先にも説明
したがステップ１３０７、１３０８において、カーブに
さしかかるごとに仮位置を発生させるので、例えば山道
のようにカーブが連続する場合、仮位置を次々と作成し
てしまい、最後には処理能力を越える仮位置の数が存在
することになる。したがって、ある程度走行するごとに
発生させた仮位置を消去する必要がある。このために必
要な動作が統合である。仮位置の統合は本実施例では２
００ｍ走行するごとに統合するものとしている。

【００６５】ステップ１３１４で統合のタイミングであ
ると判断されるとステップ１３１６で仮位置の統合を行
い、ステップ１３１０に進む。ステップ１３１０では地
図整合がうまく行われているかどうかを判断し、成功で
あればステップ１３１１に進み、地図記憶手段１０４が
記憶する道路上の位置を出力する。もし地図整合が不成
功である場合はステップ１３０９に進み、現在位置推測
手段１０３で算出した推測位置を出力手段に出力する。

【００６６】これで一連の動作は、終了し、次にステッ
プ１３０９に進み、以上の動作を繰り返しながら、マッ
プマッチングを行っていく。

【００６７】以上のように、本実施例によれば、カーブ
において、仮位置ａ，ｂを設定してこの仮位置ａ、ｂと
現在位置Ａのうちから最も適当なものを現在位置として
選択し、現在位置を更新するので、カーブにおけるマッ
プマッチングが、より正確に違和感なく行なうことが出
来る。

【００６８】なお、本実施例では、カーブにさしかかる
手前で仮位置を発生させるようにしたが、この仮位置の
発生させるタイミングは実際にカーブにさしかかってか
らでもよく、また、カーブを脱出する時に仮位置を発生
させるようにしてもよい。

【００６９】次に本発明、第５の実施例について説明す
る。図２０は、本発明の第５の実施例から第実施例に共
通な車両位置検出装置の基本構成を示すものである。図
２０において、距離センサ２００１は例えば車軸セン
サ、車輪速センサであり、単位距離走行毎（例えは５０
ｃｍ毎）にパルスを発生する。移動距離は、このパルス
数を積算してパルス−距離変換定数（以降距離定数と呼
ぶ）を掛けて算出する。２００２は方位センサである。
これは例えば地磁気の水平分力を検出して車両の絶対方
位を算出する地磁気方位センサでも良いし、また車両の
角速度を算出しその積算値から旋回角を求めて基準方位
に加算して進行方位を求めるレートセンサ（光ジャイ
ロ、ガスジャイロ、振動ジャイロ等）でも良い。２００
３は地図記憶手段であり、例えば道路情報を含む地図デ
ータを記憶する記憶媒体としてＣＤ−ＲＯＭディスク、
駆動装置としてＣＤ−ＲＯＭプレーヤを利用する。２０
０４はＧＰＳアンテナ、２００５はＧＰＳ受信機であ
る。２００６は演算処理装置であり、マイクロプロセッ
サ、メモリ、Ｉ／Ｏ等を備えたマイコンシステムであ
る。２００７は表示装置であり、ＬＣＤ、ＣＲＴ等が用
いられる。

【００７０】本発明の第５の実施例の車両位置検出装置
のブロック図を図１７に示す。図１７において１７０１
は距離算出手段であり、距離センサからなり車両の移動
距離をパルス数から算出して距離情報に変換して出力す
る。１７０２は方位算出手段であり、方位センサからな
り車両の進行方位を方位情報として出力する。１７０３
は地図記憶手段、１７０４は現在位置推測手段、１７０
５は出力手段、１７０６は絶対位置算出手段、１７０７
は位置検定手段、１７０８は距離定数修正手段である。

【００７１】以上の様に構成された本実施例の車両位置
検出装置について、以下にその動作を説明する。なお本
実施例はハードウェアでも構成できるが、ここではマイ
クロプロセッサを用いソフトウェアで実現した場合につ
いて述べることとする。本実施例では、絶対位置算出手
段で求められた車両位置の測位誤差の影響を極力排除し
高精度に距離センサの距離変換定数を修正しながら車両
位置を検出することを目的とする。

【００７２】本実施例では、初期設定された位置を基準
として距離センサ・方位センサで求められた車両の移動
距離・進行方位から車両の走行軌跡を求め、その走行軌
跡と地図データとの相関から現在位置の推測を行うもの
とする。現在位置の推測手法は様々な手法が考案されて
いるが、例えば特開昭６１―５６９１０に示された手法
に従えば良い。位置算出は所定の間隔（例えば２ｍ走行
毎）で行い、算出した自車位置は出力手段へ送出する。
自車位置の算出および出力は優先的に実行されるが、こ
の他に距離センサの自動較正処理も並列して実施するも
のとする。

【００７３】図２１は距離センサの自動較正手順を示す
フローチャートである。まず、ステップ２１０１では自
動較正に使用する各変数の初期化処理を行う。次にステ
ップ２１０２でＧＰＳによる測位が可能であるかを判定
する。測位ができない、もしくは測位できても衛星配置
が悪い（ＰＤＯＰ値が大きい、例えば３以上）場合には
ステップ２１０１に戻るが、それ以外の場合には測位可
能としてステップ２１０３へ移行する。ステップ２１０
３ではＧＰＳ測位で予想される存在可能範囲を算出する
が、ＧＰＳによる測位性能は通常使用可能なＣ／Ａコー
ドを利用する場合で様々な誤差要因を総合して１００ｍ
程度と考えられるから、本実施例では測位位置を中心と
する半径１００ｍの円形領域をＧＰＳ測位による存在可
能範囲とする。次のステップ２１０４では、車両の推測
位置がステップ２１０３で求めた範囲に含まれるかどう
かを検定する。含まれる場合は推測位置を距離較正区間
の始点とするが、含まれない場合はステップ２１０１に
戻り処理を最初から繰り返す。

【００７４】次のステップ２１０５では方位センサ・距
離センサのデータを収集し、ステップ２１０６では車両
の推測位置を算出し記憶する。そしてステップ２１０７
では、ステップ２１０４で検定された推測位置を始点と
したときの移動距離に相当するパルス数Ｌを積算で求め
る。ステップ２１０８ではＬと所定値Ｌ₀との比較を行
う。比較の結果Ｌ＜Ｌ₀であればステップ２１０５から
の処理を繰り返し、Ｌ≧Ｌ₀の条件が満足されればステ
ップ２１０６に移行する。Ｌ₀は距離センサの目標とす
る較正精度とＧＰＳ測位精度で決定されるが、ここでは
Ｌ₀＝２０ｋｍとしておく。この値の場合、ステップ２
１０３で仮定したＧＰＳ測位誤差半径１００ｍは０．５
％の誤差量に相当することになる。

【００７５】ステップ２１０８で所定距離Ｌ₀以上走行
したことが確認されれば、ステップ２１０９からステッ
プ２１１１で車両の最新の推測位置とＧＰＳ測位による
存在可能範囲との比較を行う。手法はステップ２１０２
からステップ２１０４と同様である。ただし、ＧＰＳ測
位が可能でなければステップ２１０５からの処理を繰り
返すこととし、またＧＰＳ測位による存在可能範囲に推
測位置が含まれる場合は距離センサの精度が実用上十分
であると判断してステップ２１０１まで戻る。車両の推
測位置（すなわち距離較正区間の終点）がＧＰＳ測位範
囲外にあるときのみ距離定数に誤差があると考え、較正
処理に入る。

【００７６】まず、ステップ２１１２で今まで用いてき
た距離定数による算出誤差を求める。図２２がその説明
図である。図２２においてＭ１は現在位置算出手段によ
り求められた距離較正区間の始点であり、ＧＰＳ測位点
を中心とする存在可能範囲（Ｇ１）で検定されている。
距離定数が正しい値より小さかった場合は、現在位置算
出手段により求められた距離較正区間の終点Ｍ２は(a)
の様にＧＰＳ測位点を中心とする存在可能範囲（Ｇ２）
に到達しないし、また距離定数が大きかった場合は(b)
の様にＧ２を超えて行き過ぎる。よってステップ２１１
２では、まずステップ２１０６で求めておいた推測位置
の履歴（すなわち軌跡）を用い、所定距離範囲内（例え
ば５００ｍ）でＧ２に含まれる位置があるかどうかを検
定する。含まれる場合は図６(b)の様にＧ２の境界と走
行道路の交点とＭ２の距離を距離誤差ΔＬ（＜０）とす
る。一方、含まれない場合はＭ２を始点としてＧ２に到
達するまでの距離をΔＬ（＞０）とする。そして、ステ
ップ５１３でＭ１〜Ｍ２間の距離Ｌ、ΔＬと距離定数Ｋ
ｄ′から以下の様に距離定数を修正する。

【００７７】Ｋｄ＝Ｋｄ′×（Ｌ＋ΔＬ）／Ｌ・・・・ (8) ステップ２１１３で新たな距離定数Ｋｄが算出されれば
ステップ２１０１に戻り処理を繰り返す。

【００７８】以上の様に第５の実施例によれば、絶対位
置算出手段で求めた測位位置を点としてではなく誤差を
含む領域として用い、距離センサの較正には較正区間の
始点と終点の位置検定にしか使用しないため、測位位置
間の距離から直接車両の移動距離を算出する場合と比較
して測位誤差の累積を排除することが可能であり、高精
度に距離センサの距離変換定数を較正しながら車両位置
を検出することができる。

【００７９】なお、第５の実施例では絶対位置算出手段
としてＧＰＳを用いたが、これはサインポストを用いて
も良い。また、距離較正に用いる道路には長さの条件の
みを付加したが、距離センサ出力を用いて車両の移動速
度を算出し、一定以上の速度で走行中という条件を追加
して車両の蛇行・小さな回転半径での回転等の誤差要因
の影響を排除しても良い。

【００８０】次に、本発明の第６の実施例について説明
する。図１８に本実施例のブロック図を示す。図１７と
図１８の比較から分かる様に、図１７に含まれる構成要
素は全て図１８に含まれており、同一の番号を付与して
いる。図１８ではそれに加えて道路長算出手段１７０９
を付加している。以上の様に構成された本実施例の車両
位置検出装置について、以下にその動作を説明する。な
お、本実施例も第５の実施例と同様にソフトウェアで実
現した場合について述べる。本実施例の目的は、距離セ
ンサの出力特性変化による車両の移動距離算出誤差を道
路長算出手段を用いて地図データから求め、高精度に距
離センサの出力を較正しながら車両の位置を算出するこ
とである。

【００８１】図２３は距離センサの自動較正手順を示す
フローチャートである。ステップ２３０１からステップ
２３０５、ステップ２３１０からステップ２３１４は、
各々図２１のステップ２１０１からステップ２１０５、
ステップ２１０７からステップ２１１１と同等であり、
車両の移動距離算出、距離定数の修正部分が第５の実施
例と異なる。本実施例では、ステップ２３０５でセンサ
データを取得して後ステップ２３０６で推測位置を算出
し地図データとの整合をとる。整合をとった結果道路が
特定可能であるならばステップ２３０７からステップ２
３０８に移行するが、特定不可能ならばステップ２３０
１に戻る。またステップ２３０８で道路の継続性を判断
し、新たに算出された道路が直前の道路と接続していれ
ばステップ２３０９に移行し、接続していなければステ
ップ２３０１に戻る。そしてステップ２３０９で始点か
らの道路長ＬＭを地図データから求めた値の積算値とし
て算出する。これを図２４を用いて説明すると次の様に
なる。図２４(a)の様な道路網があった場合、道路は直
線近似された道路線分の集合として取り扱われ、地図デ
ータ上では例えば図２４(b)のように交差点・道路屈曲
点を表す節点を中心に、節点の位置（例えば緯度・経度
座標）、節点間の接続として道路は表される。よって推
測位置が求められ道路線分が特定できたならば節点間の
距離として道路長（道路線分長）を算出することは可能
であり、その接続関係も地図データから参照することが
できる（また、この他にも道路種別等他の情報を地図デ
ータに含めることもできる）。

【００８２】ステップ２３１４までで終点が特定できる
から、次のステップ２３１５で距離誤差を求める。誤差
の求め方は第一の実施例とほとんど同じであるが、距離
誤差を地図データから求めた道路長で算出する所だけが
異なる。ステップ２３１５までで、距離較正区間におけ
る距離パルスの積算値Ｐ、地図データから求めた道路長
積算値ＬＭ、距離算出誤差（ただし道路長から求めたも
の）ΔＬＭが求められるから、次のステップ２３１６で
距離定数Ｋｄを以下の様に修正する。

【００８３】Ｋｄ＝（ＬＭ＋ΔＬＭ）／Ｐ・・・・ (9) ステップ２３１５で新しい距離定数Ｋｄが算出されれば
ステップ２３０１に戻り処理を繰り返す。

【００８４】以上の様に第６の実施例によれば、絶対位
置算出手段で求めた測位位置を点としてではなく誤差を
含む領域として使用し、距離センサの較正には較正区間
の始点と終点の位置検定にしか使用せず、かつ車両の移
動距離を道路長算出手段を用いて地図データから求めて
いるため、車両の移動距離算出時に測位誤差の累積を排
除することが可能であり、高精度に距離センサの距離変
換定数を較正しながら車両位置を検出することができ
る。

【００８５】なお、第６の実施例でさらに道路長の算出
精度を向上させるため、走行道路の道路種別を地図デー
タから判別する道路種別判別手段を付加して、距離較正
を行う道路を高速道路、有料道路に限定しても良い。

【００８６】次に、本発明の第７の実施例について説明
する。図１９に本実施例のブロック図を示す。図１７と
図１９から分かるように、図１７の位置検定手段１７０
７の代わりに衛星組合せ判別手段１７１０と直進性判別
手段１７１１を付加している。

【００８７】以上の様に構成された本実施例の車両位置
検出装置について、以下にその動作を説明する。なお本
実施例は、第５の実施例と同様にソフトウェアで実現し
た場合について述べることとする。本実施例の目的は、
絶対位置算出手段で求められた位置を取捨選択して使用
することで車両の移動距離を精度良く求め、高精度に距
離センサの出力を較正しながら車両の位置を算出するこ
とである。

【００８８】図２５は距離センサの自動較正手順を示す
フローチャートである。ステップ２５０１、２５０２は
第５の実施例におけるステップ２１０１、２１０２と同
様であり、次のステップ２５０３でＧＰＳ測位に用いた
衛星の組合せ（ＧＰＳ衛星のＳＶ番号の組合せ）を記憶
する。ステップ２５０４ではセンサデータの取得を行
い、ステップ２５０５では進行方位の算出を行う。ここ
で算出されたＧＰＳ測位後最初の車両の進行方位を、以
後車両が直進走行するかどうかの基準方位として使用す
る。ステップ２５０６ではステップ２５０５で算出され
た進行方位と基準方位を比較して車両が直進走行してい
るかどうかを判断し、直進していない場合はステップ２
５０１へ、直進している場合はステップ２５０７へ移行
する（初回の場合もステップ２５０７に移行）。ステッ
プ２５０７ではステップ２５０３でのＧＰＳ測位点を始
点として、以後の距離センサのパルス出力を積算する
（積算値はＰ）。ステップ２５０８、２５０９は棄却条
件であり、ステップ２５０２でＧＰＳ測位をしてからの
経過時間が所定の値Ｔ₀（例えば２分）より長い場合に
はステップ２５０１に戻り、また始点からの移動距離が
所定の値Ｌ₀（例えば２ｋｍ）より短い場合にはステッ
プ２５０４へ移行する。

【００８９】ＧＰＳ測位してからの経過時間が所定時間
内でかつ移動距離が所定距離以上という条件が満たされ
ればステップ２５１０でＧＰＳ測位が可能であるかを判
定し、可能ならばステップ２５１１、不可能ならばステ
ップ２５０４へ移行する。ステップ２５１１ではステッ
プ２５０３でＧＰＳ測位に用いられた衛星の組合せとス
テップ２５１１で測位に用いられた衛星の組合せを比較
する。そして衛星の組合せに変化がなければステップ２
５１２に移行し、変化があればステップ２５０１に戻
る。ステップ２５１２ではステップ２５０２とステップ
２５１０のＧＰＳ測位位置間の直線距離として車両の移
動距離Ｌを算出する。そしてステップ２５１３で車両の
移動距離Ｌ、その間のパルス積算値Ｐから距離定数Ｋｄ
を以下の様に修正する。

【００９０】Ｋｄ＝Ｌ／Ｐ・・・・・・・・・・・・・・・ (10) ステップ２５１３で新たな距離定数Ｋｄが算出されれば
ステップ２５０１に戻り処理を繰り返す。

【００９１】以上の様に第７の実施例によれば、車両が
直進状態であり、かつ同じ衛星の組合せで測位された位
置を用いて車両の移動距離を算出する。ＧＰＳ測位で
は、測位に用いる衛星の組合せを限定しなければ衛星配
置が良くても１００ｍ程度の誤差が発生するが、衛星の
組合せを限定すれば測位位置の相対的な精度は一桁程度
向上する。よって測位誤差を無効化して車両の移動距離
を算出することが可能であり、高精度に距離センサの距
離変換定数を較正しながら車両位置を検出することがで
きる。

【００９２】なお、第７の実施例では、車両の直進性の
判別に方位センサ出力を用いたが、これはＧＰＳ測位位
置の軌跡のばらつきから直進性を判別しても良いし、ま
た舵角センサの様な他の旋回角センサを用いて判別して
も良い。また本実施例では、衛星の組合せが一定を条件
としたが、これは連続的に測位が可能でかつ衛星の組合
せが一定というように条件を追加して、より相対的な測
位誤差を低減しても良い。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、道路デ
ータの誤差量を推測し、誤差量の小さい部分から評価範
囲を抽出する地図範囲選出手段により、道路データの誤
差量を推測し、誤差量の小さい部分から選択した評価範
囲を用いて軌跡とのパターンマッチングを行うために道
路データの誤差に影響されず正確な位置検出を行うこと
ができる。

【００９４】またカーブの通過前後のデータでのパター
ンマッチングの結果から方位センサの方位を修正する方
位修正手段により、選択された誤差量の小さい道路デー
タを用いて道路データの方位から方位センサの方位を修
正するため、正確な方位修正が行え、位置検出精度を向
上させることができる。

【００９５】さらに道路データの誤差が特に大きい屈曲
路等を走行していることを検出してマップマッチングの
誤差の許容量を変化させる屈曲路判定手段により、道路
データの誤差が特に大きく、道路勾配のためにセンサデ
ータの誤差も大きくなる山岳路や屈曲路を検出してマッ
プマッチングの道路への引き込みを強化するために、正
確な位置検出を行うことができる。

【００９６】また、カーブにおけるマップマッチングの
際に、仮位置を発生させ、この仮位置と現在位置の間で
入れ替えを行なうため、道路データに誤差が含まれてい
るような場合においても、より正確で違和感の無い位置
検出が可能となる。

【００９７】さらに、車両の走行中にタイヤの空気圧変
化等の原因により変化する距離センサ出力の距離変換定
数をＧＰＳ等の絶対位置算出手段を用いて自動的に較正
するため、距離センサの出力を高精度に保つことが可能
となり、車両の位置検出精度を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の車両位置検出装置のブロック構
成図

【図２】第２の実施例の車両位置検出装置のブロック構
成図

【図３】第３の実施例の車両位置検出装置のブロック構
成図

【図４】第１の実施例から第３の実施例の車両位置検出
装置のハード構成図

【図５】第１の実施例の動作を説明するフローチャート

【図６】道路データの作成例を示す図

【図７】第１の実施例の地図整合演算の説明図

【図８】第２の実施例の方位修正処理の説明図

【図９】屈曲路での道路データの作成例を示す図

【図１０】市街地と屈曲路での道路データの作成例を示
す図

【図１１】第４の実施例の車両位置検出装置のブロック
構成図

【図１２】第４の実施例の車両位置検出装置のブロック
構成図

【図１３】第４の実施例の車両位置検出装置の動作を説
明するフローチャート

【図１４】第４の実施例の動作の説明図

【図１５】第４の実施例の動作の説明図

【図１６】第４の実施例の動作の説明図

【図１７】第５の実施例のブロック構成図

【図１８】第６の実施例のブロック構成図

【図１９】第７の実施例のブロック構成図

【図２０】第５の実施例から第７の実施例のハード構成
図

【図２１】第５の実施例の動作を示すフローチャート

【図２２】第５の実施例の動作の説明図

【図２３】第６の実施例の動作を示すフローチャート

【図２４】第６の実施例の動作の説明図

【図２５】第７の実施例の動作を示すフローチャート

【図２６】従来の車両位置検出装置のブロック構成図

【符号の説明】

１０１方位センサ１０２距離センサ１０３現在位置推測手段１０４地図記憶手段１０５地図範囲選出手段１０６地図整合演算手段１０７出力手段１０８方位修正手段１０９屈曲路判定手段１１０仮位置算出手段１７０１距離算出手段１７０２方位算出手段１７０３地図記憶手段１７０４現在位置推測手段１７０５出力手段１７０６絶対位置算出手段１７０７位置検出手段１７０８距離定数修正手段１７０９道路長算出手段１７１０衛星組合せ判別手段１７１１直進性判別手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−130415（ＪＰ，Ａ) 特開平１−142412（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−56910（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−196814（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−115004（ＪＰ，Ａ) 特開平２−141613（ＪＰ，Ａ) 特開平１−277715（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−41817（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09B 29/10 G01C 21/00 G08G 1/0969

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の進行方位を検出する方位センサと、
車両の走行距離を検出する距離センサと、前記方位セン
サからの進行方位と前記距離センサからの走行距離を用
いて基準位置に対する車両の現在位置を推測する現在位
置推測手段と、道路データを記憶する地図記憶手段と、
前記地図記憶手段に記憶された道路データの誤差量を推
測し、誤差量の小さい部分から地図整合演算に使用する
範囲（以下、評価範囲と称す）を決定する地図範囲選出
手段と、前記現在位置推測手段で算出された現在位置と
前記地図範囲選出手段で選出された評価範囲を用いて地
図整合演算を行い、地図道路上に現在位置を修正する地
図整合演算手段と、前記地図整合演算手段で修正された
車両の現在位置を出力する出力手段を持つことを特徴と
する車両位置検出装置。
【請求項２】方位修正手段を設け、前記方位修正手段は
地図整合演算手段で整合した曲折前後での車両の進行方
位と道路データの方位の変化量をそれぞれ求め、その差
が所定の値より小さい時に進行方位を修正することを特
徴とする請求項１記載の車両位置検出装置。
【請求項３】屈曲路判定手段を設け、前記屈曲路判定手
段は屈曲路を走行中かどうかを判定し、屈曲路を走行中
と判定したときには地図整合演算時の許容誤差量を大き
くすることを特徴とする請求項１または２記載の車両位
置検出装置。
【請求項４】屈曲路判定手段は現在位置を含む所定の範
囲内の道路データにおける道路数が所定の値以下で、か
つ現在位置推定手段により算出された車両の移動軌跡が
屈曲している時に現在屈曲路を走行中であるとして地図
整合演算時の許容誤差量を大きくすることを特徴とする
請求項３記載の車両位置検出装置。
【請求項５】屈曲路判定手段は現在位置を含む所定の範
囲内の道路データにおける交差点数が所定の値以下で、
かつ現在位置推定手段により算出された車両の移動軌跡
が屈曲している時に現在屈曲路を走行中であるとするこ
とを特徴とする請求項３記載の車両位置検出装置。
【請求項６】車両の進行方位を検出する方位センサと、
車両の走行距離を検出する距離センサと、前記方位セン
サの出力と、前記距離センサの出力から現在位置を推測
する現在位置推測手段と、道路網データを記憶する地図
記憶手段と、前記現在位置推測手段が推測した現在位置
を、前記地図記憶手段が記憶している道路網上の地点に
一致させる地図整合演算手段と、前記地図整合演算手段
が現在位置を整合する際に用いる仮位置を、前記道路網
データを用いて算出する仮位置算出手段と、前記地図整
合演算手段により整合された現在位置を出力する出力手
段とからなり、前記地図整合演算手段は、カーブにさし
かかったとき、前記仮位置算出手段により算出された仮
位置と、現在位置として認識されてる地点との進行方位
を算出し、前記方位センサの出力と比較することによ
り、仮位置と、現在位置として認識されている地点の中
から最も現在位置として適合するものを選択して現在位
置を整合することを特徴とする車両位置検出装置。
【請求項７】車両の進行方位を算出する方位算出手段
と、車両の移動距離を算出する距離算出手段と、地図デ
ータを記憶する地図記憶手段と、前記方位算出手段と前
記距離算出手段と前記地図記憶手段の出力を用いて車両
の位置を推測する現在位置推測手段と、前記現在位置推
測手段で求めた車両位置を出力する出力手段と、車両の
位置を緯度、経度で算出する絶対位置算出手段と、前記
絶対位置算出手段で算出した絶対位置を基準として車両
の存在可能範囲を求め、前記現在位置推測手段で求めた
推測位置と存在可能範囲の包含関係を検定する位置検定
手段と、前記位置検定手段で、少なくとも距離較正区間
の始点では推測位置が存在可能範囲に含まれ、終点では
含まれないと検定され、終点での推測位置と存在可能範
囲から距離算出誤差を算出し、距離較正区間長と距離算
出誤差から前記距離算出手段出力の距離変換定数を修正
する距離定数修正手段を備えたことを特徴とする車両位
置検出装置。
【請求項８】車両の移動距離を前記地図記憶手段の地図
データを用いて道路の長さの積算値として求める道路長
算出手段を備え、前記距離定数修正手段は、前記道路長
算出手段で求めた道路長を用いて前記距離算出手段出力
の距離変換定数を修正することを特徴とする請求項７記
載の車両位置検出装置。
【請求項９】絶対位置算出手段は全世界測位シテスムを
用いるものであり、前記位置検定手段に代えて前記絶対
位置算出手段で絶対位置の算出に用いた衛星の組合せを
判別する衛星組合せ判別手段と、車両の直進状態を判別
する直進性判別手段を備え、前記距離定数修正手段は、
前記衛星組合せ判別手段で衛星の組合せ一定で、かつ前
記直進性判別手段で車両が直進状態と判別されたときに
前記絶対位置算出手段で求めた車両の絶対位置間の距離
と、前記距離算出手段の出力積算値から距離変換定数を
修正することを特徴とする請求項７記載の車両位置検出
装置。
【請求項１０】車両の移動速度を算出する車速算出手段
を備え、前記距離定数修正手段は、前記車速算出手段で
求めた車速が一定値以上の距離較正区間で前記距離算出
手段出力の距離変換定数を修正することを特徴とする請
求項７または８記載の車両位置検出装置。
【請求項１１】地図記憶手段を用いて走行道路の道路種
別を特定する道路種別判別手段を備え、前記距離定数修
正手段は、前記道路種別判別手段で高速道路または有料
道路と判別された距離較正区間で前記距離算出手段出力
の距離変換定数を修正することを特徴とする請求項７ま
たは８記載の車両位置検出装置。