JP3205799B2 - 移動体の現在位置表示装置 - Google Patents
移動体の現在位置表示装置Info
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- JP3205799B2 JP3205799B2 JP35260991A JP35260991A JP3205799B2 JP 3205799 B2 JP3205799 B2 JP 3205799B2 JP 35260991 A JP35260991 A JP 35260991A JP 35260991 A JP35260991 A JP 35260991A JP 3205799 B2 JP3205799 B2 JP 3205799B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体の現在位置を求
めながら、予め画面に映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。
めながら、予め画面に映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。
【０００２】
【従来の技術】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
め画面に映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。
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
め画面に映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。
【０００３】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。
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。
【０００４】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。
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。
【０００５】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（例えば
特開平１−４１８１７号公報参照）。
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（例えば
特開平１−４１８１７号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、地図上の道路と移動体の走行軌跡とのパターンの
マッチングをとって、そのマッチングがとられた道路上
に走行軌跡を合せ込んで移動体の現在位置を修正する
際、一般にパターンマッチングの精度を高くするほどマ
ッチング処理に要する演算量が多大となるので、道路地
図に対する現在位置の位置精度を上げるべく高精度なパ
ターンマッチングを行わせようとすると膨大な量の演算
を短時間で行わせる必要があり、コンピュータなどの処
理負担が大きくなってしまうことである。
点は、地図上の道路と移動体の走行軌跡とのパターンの
マッチングをとって、そのマッチングがとられた道路上
に走行軌跡を合せ込んで移動体の現在位置を修正する
際、一般にパターンマッチングの精度を高くするほどマ
ッチング処理に要する演算量が多大となるので、道路地
図に対する現在位置の位置精度を上げるべく高精度なパ
ターンマッチングを行わせようとすると膨大な量の演算
を短時間で行わせる必要があり、コンピュータなどの処
理負担が大きくなってしまうことである。
【０００７】また、パターンのマッチングをとる際に、
従来では地図上の道路と移動体の走行軌跡とをそれぞれ
線分によって折線近似したパターンをもって両者のマッ
チングをとるようにしているので、そのマッチングによ
って修正される移動体の現在位置の精度が低下してしま
うことである。
従来では地図上の道路と移動体の走行軌跡とをそれぞれ
線分によって折線近似したパターンをもって両者のマッ
チングをとるようにしているので、そのマッチングによ
って修正される移動体の現在位置の精度が低下してしま
うことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、何ら走行軌跡
と地図上の道路との各パターンを近似することなく両者
のマッチングをとって移動体の現在位置の修正を高精度
に行わせるとともに、そのマッチングのための演算量の
軽減化を有効に図ってその処理を高速で行わせるべく、
無方向型一般化ハフ変換を用いた所定のアルゴリズムに
よって、移動体の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形
状と一致する道路形状を道路地図のなかから探索して、
その探索された道路形状の部分に走行軌跡を合せ込んで
地図上の道路から外れた移動体の現在位置の修正を行わ
せるようにしている。
と地図上の道路との各パターンを近似することなく両者
のマッチングをとって移動体の現在位置の修正を高精度
に行わせるとともに、そのマッチングのための演算量の
軽減化を有効に図ってその処理を高速で行わせるべく、
無方向型一般化ハフ変換を用いた所定のアルゴリズムに
よって、移動体の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形
状と一致する道路形状を道路地図のなかから探索して、
その探索された道路形状の部分に走行軌跡を合せ込んで
地図上の道路から外れた移動体の現在位置の修正を行わ
せるようにしている。
【０００９】その際、特に本発明では、距離センサおよ
び方向センサの各検出誤差に起因する走行軌跡の歪みを
考慮して、移動体の走行軌跡のパターンと道路地図上の
道路パターンとの間の位置ずれ、回転ずれおよび距離セ
ンサと方向センサとの各検出誤差をそれぞれパラメータ
としてモデル化された走行軌跡と道路地図上の道路との
間の変換式を用いて走行軌跡を補正したうえで、無方向
型一般化ハフ変換を用いた所定のアルゴリズムによって
その補正された走行軌跡の形状と一致する道路形状を道
路地図のなかから探索するようにしている。
び方向センサの各検出誤差に起因する走行軌跡の歪みを
考慮して、移動体の走行軌跡のパターンと道路地図上の
道路パターンとの間の位置ずれ、回転ずれおよび距離セ
ンサと方向センサとの各検出誤差をそれぞれパラメータ
としてモデル化された走行軌跡と道路地図上の道路との
間の変換式を用いて走行軌跡を補正したうえで、無方向
型一般化ハフ変換を用いた所定のアルゴリズムによって
その補正された走行軌跡の形状と一致する道路形状を道
路地図のなかから探索するようにしている。
【００１０】
【実施例】図１は本発明によ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、例えばヨー方向の角速度の変化を検出する
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
の変化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刻々変化するＸ−
Ｙ座標上の位置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、予め道路地図情報が記憶されている
地図情報記憶媒体５と、その記憶媒体５から必要なエリ
アの道路地図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
路地図を画面に映し出すとともに、その画面に映し出さ
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更新的に表示させ
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。
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、例えばヨー方向の角速度の変化を検出する
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
の変化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刻々変化するＸ−
Ｙ座標上の位置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、予め道路地図情報が記憶されている
地図情報記憶媒体５と、その記憶媒体５から必要なエリ
アの道路地図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
路地図を画面に映し出すとともに、その画面に映し出さ
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更新的に表示させ
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。
【００１１】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、その記憶内容が読み出されて表示装
置７に送られる。
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、その記憶内容が読み出されて表示装
置７に送られる。
【００１２】それにより表示装置７には、例えば、図２
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
Ｔ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。
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
Ｔ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。
【００１３】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。
した従来の移動体の現在位置表示装置と同じである。
【００１４】したがってこのような移動体の現在位置表
示装置では、図３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、しまいには現在移動体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。
示装置では、図３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、しまいには現在移動体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。
【００１５】本発明はこのような移動体の現在位置表示
装置にあって、信号処理装置３において、無方向型一般
化ハフ変換を用いた所定のアルゴリズムによって移動体
の走行軌跡の形状と一致する道路形状を道路地図のなか
から探索する手段と、その探索された道路形状の部分に
走行軌跡を合せ込んで、地図上の道路から外れた移動体
の現在位置の修正を行わせる手段とをとるようにしてい
る。
装置にあって、信号処理装置３において、無方向型一般
化ハフ変換を用いた所定のアルゴリズムによって移動体
の走行軌跡の形状と一致する道路形状を道路地図のなか
から探索する手段と、その探索された道路形状の部分に
走行軌跡を合せ込んで、地図上の道路から外れた移動体
の現在位置の修正を行わせる手段とをとるようにしてい
る。
【００１６】いま、例えば、図４および図５に示すよう
に、移動体の走行軌跡ＬＰとそれに形状が一致する地図
上の道路ＲＤとの間のＸ−Ｙ座標上における位置のずれ
をｐ（Ｘ軸方向のずれ），ｑ（Ｙ軸方向のずれ），φ
（回転ずれ）とすると、走行軌跡ＬＰ上に複数設定され
る各ポイントｎｉ（ｘｎｉ， ｙｎｉ）（ｉ＝１，２，
３，…，Ｎ）に対応する道路ＲＤ上の点（ｘ′，ｙ′）
は次式（１）によって与えられる。
に、移動体の走行軌跡ＬＰとそれに形状が一致する地図
上の道路ＲＤとの間のＸ−Ｙ座標上における位置のずれ
をｐ（Ｘ軸方向のずれ），ｑ（Ｙ軸方向のずれ），φ
（回転ずれ）とすると、走行軌跡ＬＰ上に複数設定され
る各ポイントｎｉ（ｘｎｉ， ｙｎｉ）（ｉ＝１，２，
３，…，Ｎ）に対応する道路ＲＤ上の点（ｘ′，ｙ′）
は次式（１）によって与えられる。
【００１７】
【数１】
【００１８】その探索パラメータｐ，ｑ，φからなる三
次元空間は図６に示すようになり、その空間図形は道路
地図を走行軌跡ＬＰ上のポイントｎｉおよび回転ずれφ
によって決まる前記（１）式の右辺第１項によるシフト
ベクトルｓｖだけ一斉にずらしたものとなる。
次元空間は図６に示すようになり、その空間図形は道路
地図を走行軌跡ＬＰ上のポイントｎｉおよび回転ずれφ
によって決まる前記（１）式の右辺第１項によるシフト
ベクトルｓｖだけ一斉にずらしたものとなる。
【００１９】そして、無方向型一般化ハフ変換によれ
ば、その探索パラメータｐ，ｑ，φからなる三次元空間
において、走行軌跡ＬＰ上の各ポイントｎｉを選んでで
きる各空間図形が集積する点の空間上の位置から探索パ
ラメータｐ，ｑ，φの各値が求められることになる。
ば、その探索パラメータｐ，ｑ，φからなる三次元空間
において、走行軌跡ＬＰ上の各ポイントｎｉを選んでで
きる各空間図形が集積する点の空間上の位置から探索パ
ラメータｐ，ｑ，φの各値が求められることになる。
【００２０】なお、無方向型一般化ハフ変換の理論その
ものは、１９７５年ＩＥＥＥの学会発表論文によって、
Ｍｅｒｌｉｎ−Ｆａｒｂｅｒの理論として公知となって
いる。
ものは、１９７５年ＩＥＥＥの学会発表論文によって、
Ｍｅｒｌｉｎ−Ｆａｒｂｅｒの理論として公知となって
いる。
【００２１】本発明では、無方向型一般化ハフ変換を用
いた所定のアルゴリズムによって、移動体の走行軌跡Ｌ
Ｐの形状と一致する道路ＲＤを道路地図のなかから探索
するようにしたことを特徴としている。
いた所定のアルゴリズムによって、移動体の走行軌跡Ｌ
Ｐの形状と一致する道路ＲＤを道路地図のなかから探索
するようにしたことを特徴としている。
【００２２】その際、例えば、ｐ＝４Ｋｍ，ｑ＝４Ｋ
ｍ，φ＝３６０°として探索パラメータ空間を設定し
て、２Ｋｍ程度の長さの移動体の走行軌跡ＬＰの形状と
一致する道路ＲＤを道路地図のなかから探索するように
する。
ｍ，φ＝３６０°として探索パラメータ空間を設定し
て、２Ｋｍ程度の長さの移動体の走行軌跡ＬＰの形状と
一致する道路ＲＤを道路地図のなかから探索するように
する。
【００２３】無方向型一般化ハフ変換を用いた所定のア
ルゴリズムとしては、具体的に以下のようにして実行さ
れる。
ルゴリズムとしては、具体的に以下のようにして実行さ
れる。
【００２４】図７に示すように、探索パラメータｐ，
ｑ，φからなる三次元空間をΔｐ，Δｑ，Δφからなる
セルによって分割したうえで、１つのセルを選択し、走
行軌跡ＬＰ上のある１つのポイントに対応して、その選
択されたセルに応じた道路地図のエリア内に道路がある
かないかを調べて、そのエリア内に道路があれば投票数
１を加え、それを走行軌跡ＬＰ上の全ポイントｎｉに対
して実行することによってその選択されたセルの全投票
数を得て、以上の処理を三次元空間における全セルにつ
いて実行することによって得られる各セルの全投票数の
なかで最大値をもったセルを求めて、その投票数が最大
のセルの三次元空間上の位置から探索パラメータｐ，
ｑ，φの各値を求める。
ｑ，φからなる三次元空間をΔｐ，Δｑ，Δφからなる
セルによって分割したうえで、１つのセルを選択し、走
行軌跡ＬＰ上のある１つのポイントに対応して、その選
択されたセルに応じた道路地図のエリア内に道路がある
かないかを調べて、そのエリア内に道路があれば投票数
１を加え、それを走行軌跡ＬＰ上の全ポイントｎｉに対
して実行することによってその選択されたセルの全投票
数を得て、以上の処理を三次元空間における全セルにつ
いて実行することによって得られる各セルの全投票数の
なかで最大値をもったセルを求めて、その投票数が最大
のセルの三次元空間上の位置から探索パラメータｐ，
ｑ，φの各値を求める。
【００２５】図８に、探索パラメータｐ，ｑ，φからな
る三次元空間における１つのセルに対応する道路地図上
のエリア（図中斜線で示す）を示しており、そのエリア
内に道路があれば対応するセルに投票数１が加えられ
る。
る三次元空間における１つのセルに対応する道路地図上
のエリア（図中斜線で示す）を示しており、そのエリア
内に道路があれば対応するセルに投票数１が加えられ
る。
【００２６】そして、探索パラメータｐ，ｑ，φの各値
が求められることによって、道路地図のなかから移動体
の走行軌跡ＬＰの形状と一致する道路ＲＤが探索され
る。
が求められることによって、道路地図のなかから移動体
の走行軌跡ＬＰの形状と一致する道路ＲＤが探索され
る。
【００２７】セルの投票計算手順としては、例えば、以
下のようにして実行される。
下のようにして実行される。
【００２８】前記（１）式の右辺第１項によるシフト
ベクトルｓｖの走行軌跡ＬＰ上の全てのポイントｎｉお
よび回転ずれφに対する値を予め計算して信号処理装置
３のメインメモリに登録しておく。 描画用チップを使ってメインメモリ上に道路地図を描
画する。その際、２Ｋｍ長の走行軌跡ＬＰを用いて４Ｋ
ｍ四方を探索することができるように、８ｋｍ四方の道
路地図を描画する。 所定の分解能Δｐ＝Δｑで、シフトベクトルに応じて
道路地図から１バイトずつデータをオア処理用レジスタ
に転送して、回転ずれΔφにより広がった道路地図のエ
リアをオア処理する。。 オア処理用レジスタの値をシフトして調べて、その値
が１ならば対応するカウントレジスタをインクリメント
することによって投票数をカウントする。 走行軌跡ＬＰ上の全ポイントｎｉに対しておよび
の処理を繰返して実行する カウントレジスタの値を調べて、その値がしきい値よ
りも大きければメモリにストアする。 以上〜までの処理を探索パラメータ空間における
１／８セル数だけ繰返して実行する
ベクトルｓｖの走行軌跡ＬＰ上の全てのポイントｎｉお
よび回転ずれφに対する値を予め計算して信号処理装置
３のメインメモリに登録しておく。 描画用チップを使ってメインメモリ上に道路地図を描
画する。その際、２Ｋｍ長の走行軌跡ＬＰを用いて４Ｋ
ｍ四方を探索することができるように、８ｋｍ四方の道
路地図を描画する。 所定の分解能Δｐ＝Δｑで、シフトベクトルに応じて
道路地図から１バイトずつデータをオア処理用レジスタ
に転送して、回転ずれΔφにより広がった道路地図のエ
リアをオア処理する。。 オア処理用レジスタの値をシフトして調べて、その値
が１ならば対応するカウントレジスタをインクリメント
することによって投票数をカウントする。 走行軌跡ＬＰ上の全ポイントｎｉに対しておよび
の処理を繰返して実行する カウントレジスタの値を調べて、その値がしきい値よ
りも大きければメモリにストアする。 以上〜までの処理を探索パラメータ空間における
１／８セル数だけ繰返して実行する
【００２９】また、本発明では、精度を上げるために広
い探索パラメータ空間を小さなセルによって分割して、
その全てのセルについて投票するようにすると、そのた
めの演算量が多大となって大きなメモリ容量と処理時間
を要することになるため、演算量を抑制するべく以下に
述べるような階層的な処理を行って、メモリ容量の軽減
化と処理の高速化とを図るようにしている。
い探索パラメータ空間を小さなセルによって分割して、
その全てのセルについて投票するようにすると、そのた
めの演算量が多大となって大きなメモリ容量と処理時間
を要することになるため、演算量を抑制するべく以下に
述べるような階層的な処理を行って、メモリ容量の軽減
化と処理の高速化とを図るようにしている。
【００３０】すなわち、セルサイズを大きく設定して投
票数の最大値をもったセルを求めたうえで、その求めら
れたセルをさらに小さなセルに分割して、そのなかから
投票数の最大値をもった小さなセルを求めるような階層
的な処理をなして、最終的に求められた最小のセルの位
置からパラメータｐ，ｑ，φの各値を求めるようにす
る。
票数の最大値をもったセルを求めたうえで、その求めら
れたセルをさらに小さなセルに分割して、そのなかから
投票数の最大値をもった小さなセルを求めるような階層
的な処理をなして、最終的に求められた最小のセルの位
置からパラメータｐ，ｑ，φの各値を求めるようにす
る。
【００３１】図９はそのときのセルの階層的な分割の状
態を示しており、ここでは３段階のセル分割をなすよう
にして、第１段階ではセルサイズをＣ１とし、第２段階
ではセルサイズをＣ２とし、第３段階ではセルサイズを
Ｃ３としている。
態を示しており、ここでは３段階のセル分割をなすよう
にして、第１段階ではセルサイズをＣ１とし、第２段階
ではセルサイズをＣ２とし、第３段階ではセルサイズを
Ｃ３としている。
【００３２】具体的には、ｐ＝４Ｋｍ，ｑ＝４Ｋｍ，φ
＝３６０°として探索パラメータ空間を設定して、２Ｋ
ｍ程度の長さの移動体の走行軌跡ＬＰの形状と一致する
道路ＲＤを道路地図のなかから探索するようにする場
合、セルＣ１のサイズをΔｐ＝Δｑ＝１６０ｍ，Δφ＝
４°に設定し、セルＣ２のサイズをΔｐ＝Δｑ＝４０
ｍ，Δφ＝１゜に設定し、セルＣ３のサイズをΔｐ＝Δ
ｑ＝１０ｍ，Δφ＝０．２５゜に設定する。
＝３６０°として探索パラメータ空間を設定して、２Ｋ
ｍ程度の長さの移動体の走行軌跡ＬＰの形状と一致する
道路ＲＤを道路地図のなかから探索するようにする場
合、セルＣ１のサイズをΔｐ＝Δｑ＝１６０ｍ，Δφ＝
４°に設定し、セルＣ２のサイズをΔｐ＝Δｑ＝４０
ｍ，Δφ＝１゜に設定し、セルＣ３のサイズをΔｐ＝Δ
ｑ＝１０ｍ，Δφ＝０．２５゜に設定する。
【００３３】しかして、本発明によれば、広い探索パラ
メータ空間にわたって階層的な処理を行わせることによ
り、演算量を有効に抑制しながらメモリ容量の軽減化と
処理の高速化を有効に図って、移動体の走行軌跡ＬＰの
形状と一致する道路ＲＤを道路地図のなかから精度良く
探索することができるようになる。
メータ空間にわたって階層的な処理を行わせることによ
り、演算量を有効に抑制しながらメモリ容量の軽減化と
処理の高速化を有効に図って、移動体の走行軌跡ＬＰの
形状と一致する道路ＲＤを道路地図のなかから精度良く
探索することができるようになる。
【００３４】その際、本発明では、信号処理装置３にお
いて、最大投票数がしきい値以上となることを条件とし
て、移動体が２ｋｍ程度走行することによって得られる
比較的短い走行軌跡ごとに道路探索を行いながら、１０
〜３０Ｋｍ程度の比較的長い距離にわたって走行軌跡を
つなげながら道路探索を追跡して行って、投票総数の推
移から探索された道路と走行軌跡とが一致する確度を求
め、その求められた確度および位置関係から探索された
複数の候補道路のなかから走行軌跡と最も一致する道路
を選定し、その選定された道路に合せ込むように走行軌
跡を平行移動および回転移動させて、地図上の道路から
外れた移動体の現在位置の修正を行わせるようにしてい
る。
いて、最大投票数がしきい値以上となることを条件とし
て、移動体が２ｋｍ程度走行することによって得られる
比較的短い走行軌跡ごとに道路探索を行いながら、１０
〜３０Ｋｍ程度の比較的長い距離にわたって走行軌跡を
つなげながら道路探索を追跡して行って、投票総数の推
移から探索された道路と走行軌跡とが一致する確度を求
め、その求められた確度および位置関係から探索された
複数の候補道路のなかから走行軌跡と最も一致する道路
を選定し、その選定された道路に合せ込むように走行軌
跡を平行移動および回転移動させて、地図上の道路から
外れた移動体の現在位置の修正を行わせるようにしてい
る。
【００３５】また、特に本発明では、タイヤ径の変化な
どによる距離センサ１の検出誤差およびドリフトによる
方向センサ２の検出誤差に起因する走行軌跡の歪みを考
慮したうえで道路探索を精度良く行わせるべく、信号処
理装置３において、移動体の走行軌跡のパターンと道路
地図上の道路パターンとの間の位置ずれ、回転ずれおよ
び距離センサと方向センサとの各検出誤差をそれぞれパ
ラメータとした走行軌跡と道路地図上の道路との間の変
換式を用いて走行軌跡を補正する手段をとり、無方向型
一般化ハフ変換を用いた所定のアルゴリズムによって、
その補正された走行軌跡の形状と一致する道路形状を道
路地図のなかから探索するようにしている。
どによる距離センサ１の検出誤差およびドリフトによる
方向センサ２の検出誤差に起因する走行軌跡の歪みを考
慮したうえで道路探索を精度良く行わせるべく、信号処
理装置３において、移動体の走行軌跡のパターンと道路
地図上の道路パターンとの間の位置ずれ、回転ずれおよ
び距離センサと方向センサとの各検出誤差をそれぞれパ
ラメータとした走行軌跡と道路地図上の道路との間の変
換式を用いて走行軌跡を補正する手段をとり、無方向型
一般化ハフ変換を用いた所定のアルゴリズムによって、
その補正された走行軌跡の形状と一致する道路形状を道
路地図のなかから探索するようにしている。
【００３６】そして、その際、信号処理装置３におい
て、比較的短い走行軌跡ごとに各パラメータ値を推定す
ることにより補正された走行軌跡の形状と一致する道路
形状を道路地図のなかから探索する処理を、比較的長い
距離にわたって走行軌跡をつなげながら追跡して行わせ
ることによって各センサ誤差によるパラメータ値を学習
的に決定して、走行軌跡と道路との間の変換式のモデル
化を図るようにしている。
て、比較的短い走行軌跡ごとに各パラメータ値を推定す
ることにより補正された走行軌跡の形状と一致する道路
形状を道路地図のなかから探索する処理を、比較的長い
距離にわたって走行軌跡をつなげながら追跡して行わせ
ることによって各センサ誤差によるパラメータ値を学習
的に決定して、走行軌跡と道路との間の変換式のモデル
化を図るようにしている。
【００３７】いま、図１０に示すように、移動体の走行
軌跡ＬＰ上の位置Ａのデータを（ｐｎ，ｑｎ）、移動体
がその位置Ａに達するまでの走行時間をｔｎとし、ま
た、図１１に示すように、走行軌跡ＬＰに応じた道路地
図上の道路ＲＤにおける走行軌跡ＬＰ上の位置Ａに応じ
た位置Ａ′のデータを（ｐｎ′，ｑｎ′）とする。
軌跡ＬＰ上の位置Ａのデータを（ｐｎ，ｑｎ）、移動体
がその位置Ａに達するまでの走行時間をｔｎとし、ま
た、図１１に示すように、走行軌跡ＬＰに応じた道路地
図上の道路ＲＤにおける走行軌跡ＬＰ上の位置Ａに応じ
た位置Ａ′のデータを（ｐｎ′，ｑｎ′）とする。
【００３８】また、走行軌跡ＬＰのパターンと道路地図
上の道路ＲＤのパターンとの間の位置ずれを（ｕ，
ｖ）、走行軌跡ＬＰと道路ＲＤとの間における回転ずれ
をφ′とする。
上の道路ＲＤのパターンとの間の位置ずれを（ｕ，
ｖ）、走行軌跡ＬＰと道路ＲＤとの間における回転ずれ
をφ′とする。
【００３９】しかして、距離センサ１の検出誤差をパラ
メータＳによってあらわしたときの走行軌跡ＬＰと道路
ＲＤとの間の変換式は次式（２），（３）によって与え
られる。
メータＳによってあらわしたときの走行軌跡ＬＰと道路
ＲＤとの間の変換式は次式（２），（３）によって与え
られる。
【００４０】 Ｐｎ′＝Ｓｃｏｓφｎ′・ｐｎ−Ｓｓｉｎφｎ′・ｑｎ＋ｕ …（２） ｑｎ′＝Ｓｓｉｎφｎ′・ｐｎ＋Ｓｃｏｓφｎ′・ｑｎ＋ｖ …（３）
【００４１】また、方向センサ２のドリフトβ−時間ｔ
特性は図１２に示すようになり、その特性を直線近似し
た式β＝ａ＋ｂｔを積分した結果が走行軌跡ＬＰと道路
ＲＤとの間における回転ずれφｎ′となる。
特性は図１２に示すようになり、その特性を直線近似し
た式β＝ａ＋ｂｔを積分した結果が走行軌跡ＬＰと道路
ＲＤとの間における回転ずれφｎ′となる。
【００４２】したがって、方向センサ２の検出誤差をパ
ラメータａ，ｂによってあらわしたときの走行軌跡ＬＰ
と道路ＲＤとの間における回転ずれφｎ′は次式（４）
によって与えられる。
ラメータａ，ｂによってあらわしたときの走行軌跡ＬＰ
と道路ＲＤとの間における回転ずれφｎ′は次式（４）
によって与えられる。
【００４３】 φｎ′＝θ＋ａ・ｔｎ＋（ｂ／２）・ｔｎ ２ …（４） ここで、θは回転のパラメータである。
【００４４】このようにして得られた走行軌跡ＬＰと道
路ＲＤとの間の変換式（２）′（３），（４）における
６つのパラメータｕ，ｖ，Ｓ，θ，ａ，ｂを決定するに
は長い走行軌跡が必要になり、そのため移動体が２Ｋｍ
程度走行することによって得られる比較的短い走行軌跡
ごとに各パラメータ値を推定することにより補正された
走行軌跡の形状と一致する道路形状を道路地図のなかか
ら探索する処理を、ハフ変換の階層的山登り探索により
走行軌跡を１０〜３０Ｋｍ程度の比較的長い距離にわた
ってつなげながら追跡して行わせる。
路ＲＤとの間の変換式（２）′（３），（４）における
６つのパラメータｕ，ｖ，Ｓ，θ，ａ，ｂを決定するに
は長い走行軌跡が必要になり、そのため移動体が２Ｋｍ
程度走行することによって得られる比較的短い走行軌跡
ごとに各パラメータ値を推定することにより補正された
走行軌跡の形状と一致する道路形状を道路地図のなかか
ら探索する処理を、ハフ変換の階層的山登り探索により
走行軌跡を１０〜３０Ｋｍ程度の比較的長い距離にわた
ってつなげながら追跡して行わせる。
【００４５】このように本発明によれば、距離センサ１
および方向センサ２の各検出誤差を完全にモデル化した
変換式を用いて、各センサ誤差に起因する走行軌跡の歪
を補正したうえで、その補正された走行軌跡の形状と一
致する道路探索をなすことができ、歪に強いタフな照合
が可能になる。
および方向センサ２の各検出誤差を完全にモデル化した
変換式を用いて、各センサ誤差に起因する走行軌跡の歪
を補正したうえで、その補正された走行軌跡の形状と一
致する道路探索をなすことができ、歪に強いタフな照合
が可能になる。
【００４６】
【発明の効果】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、移動体の走行軌跡と道路地図上の道
路を何ら線分などによって折線近似するようなことな
く、実際に得られる移動体の走行軌跡の形状をそのまま
用い、距離センサおよび方向センサの各センサ誤差に起
因する走行軌跡の歪を補正したうえで、その補正された
走行軌跡と一致する道路地図上の道路を探索して、その
探索された道路に走行軌跡を合せ込んで移動体の現在位
置の修正を行わせるようにしているので、その現在位置
の修正を高精度に行わせることができるという利点を有
している。
示装置にあっては、移動体の走行軌跡と道路地図上の道
路を何ら線分などによって折線近似するようなことな
く、実際に得られる移動体の走行軌跡の形状をそのまま
用い、距離センサおよび方向センサの各センサ誤差に起
因する走行軌跡の歪を補正したうえで、その補正された
走行軌跡と一致する道路地図上の道路を探索して、その
探索された道路に走行軌跡を合せ込んで移動体の現在位
置の修正を行わせるようにしているので、その現在位置
の修正を高精度に行わせることができるという利点を有
している。
【図１】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図である。
施例を示すブロック図である。
【図２】同実施例における表示内容の一例を示す図であ
る。
る。
【図３】走行軌跡が地図上の道路から外れた状態を示す
図である。
図である。
【図４】走行軌跡の一例を示す図である。
【図５】道路地図上の道路と図４の走行軌跡との位置の
相関を示す図である。
相関を示す図である。
【図６】探索パラメータ空間を示す図である。
【図７】探索パラメータ空間をセル分割した状態を示す
図である。
図である。
【図８】探索パラメータ空間における１つのセルに対応
する道路地図上のエリアを示す図である。
する道路地図上のエリアを示す図である。
【図９】探索パラメータ空間におけるセルの階層的な分
割の状態を示す図である。
割の状態を示す図である。
【図１０】走行軌跡の一例を示す図である。
【図１１】道路地図上の道路を示す図である。
【図１２】方向センサのドリフト特性を示す図である。
【符号の説明】 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 21/00 G08G 1/0969 G09B 29/10
Claims (4)
- 【請求項１】 移動体の走行距離および進行方向をそれ
ぞれ距離センサおよび方向センサによって検出しなが
ら、その各検出結果にしたがって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演算によって
逐次求め、予め記憶媒体から地図データが読み出されて
所定の道路地図が映し出されている画面上に移動体の現
在位置の表示を更新的に行わせる移動体の現在位置表示
装置において、移動体の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
跡のパターンと道路地図上の道路パターンとの間の位置
ずれ、回転ずれおよび距離センサと方向センサとの各検
出誤差をそれぞれパラメータとした走行軌跡と道路地図
上の道路との間の変換式を用いて走行軌跡を補正する手
段と、無方向型一般化ハフ変換を用いた所定のアルゴリ
ズムによって、その補正された走行軌跡の形状と一致す
る道路形状を道路地図のなかから探索する手段と、その
探索された道路形状の部分に走行軌跡を合せ込んで、地
図上の道路から外れた移動体の現在位置の修正を行わせ
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。 - 【請求項２】 比較的短い走行軌跡ごとに各パラメータ
値を推定することにより補正された走行軌跡の形状と一
致する道路形状を道路地図のなかから探索する処理を、
比較的長い距離にわたって走行軌跡をつなげながら追跡
して行わせることによって各パラメータ値を学習的に決
定して、走行軌跡と道路との間の変換式のモデル化を図
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。 - 【請求項３】 無方向型一般化ハフ変換を用いた所定の
アルゴリズムとして、走行軌跡とそれに一致する道路形
状との間のＸ−Ｙ座標上における位置のずれをｐ（Ｘ軸
方向のずれ），ｑ（Ｙ軸方向のずれ），φ（回転ずれ）
としたとき、その探索パラメータｐ，ｑ，φからなる三
次元空間をセル分割するとともに、走行軌跡上に複数の
ポイントを設定したうえで、１つのセルを選択し、走行
軌跡上のある１つのポイントに対応して、その選択され
たセルに応じた道路地図のエリア内に道路があれば投票
数１を加え、それを走行軌跡上の全ポイントに対して実
行することによってその選択されたセルの全投票数を得
て、以上の処理を全セルについて実行することによって
得られる各セルの全投票数のなかで大きな値をもったセ
ルの前記空間上の位置からパラメータｐ，ｑ，φの各値
を求め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。 - 【請求項４】 セルサイズを大きく設定して投票数の大
きな値をもったセルを求めたうえで、その求められたセ
ルをさらに小さなセルに分割して、そのなかから投票数
の大きな値をもった小さなセルを求める階層的処理をな
して、最終的に求められた最小のセルの位置からパラメ
ータｐ，ｑ，φの各値を求め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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35260991A JP3205799B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 移動体の現在位置表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35260991A JP3205799B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 移動体の現在位置表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05134604A JPH05134604A (ja) | 1993-05-28 |
| JP3205799B2 true JP3205799B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=18425215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35260991A Expired - Lifetime JP3205799B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 移動体の現在位置表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3205799B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11204243B2 (en) * | 2017-02-28 | 2021-12-21 | Topcon Corporation | Point cloud data extraction method and point cloud data extraction device |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9026517B2 (en) | 2012-12-13 | 2015-05-05 | International Business Machines Corporation | Searching a vertex in a path |
-
1991
- 1991-11-13 JP JP35260991A patent/JP3205799B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11204243B2 (en) * | 2017-02-28 | 2021-12-21 | Topcon Corporation | Point cloud data extraction method and point cloud data extraction device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05134604A (ja) | 1993-05-28 |
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