JP3540106B2 - 移動体用ナビゲーション装置、及びその現在位置決定方法、並びに現在位置決定用プログラムを記憶した媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体の現在位置の検出を行う移動体用ナビゲーション装置に関するものである。さらに詳しく言うなれば、並走道路や上下で重なっている道路などのどちらの道路を走行しているのかを判定しずらい近接した道路において、移動体がどの道路を走行しているのかを精度良く検出することができる移動体用ナビゲーション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、近接した道路においては、どちらの道路を走行しているのか判断できず、マップマッチングによって移動体の現在位置を特定できず、移動体の現在位置を精度良く検出することができなかった。この点を解決するために、特開平３−１５４８１８号公報において次のような位置検出装置が提案されている。
【０００３】
図１４は、特開平３−１５４８１８号公報に示される従来の位置検出装置を示す構成図であり、この図を用いて従来の位置検出装置について説明する。
まず、走行距離検出手段１４０１で得た走行距離と進行方位検出手段１４０２で得た進行方向とが推測位置演算手段１４０３で積算されることにより移動体の位置が推測演算される。そして、地図記憶手段１４０４に記憶されている各道路のパターンと上記の算出された推測位置による走行軌跡パターンとの相関度を相関度演算手段１４０５で算出する。
【０００４】
さらに、車速検出手段１４０６で車速を検出し、有料道路判断手段１４０７により地図記憶手段１４０４に記憶されている料金所の位置との距離が所定の値以下で、且つ車速が所定の値以下になったとき有料道路を走行している可能性が高いと判断する。この判断された可能性の高低によって、相関度評価手段１４０８が道路の相関度を高くまたは低く評価した上で走行道路を選択し、この選択された走行道路上に推測位置を修正させ、この推測位置を出力手段１４０９が出力するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の位置検出装置は以上のように構成されているので、料金所との距離と車速によって判断するので、並走している道路が共に一般道路である場合や付近に料金所がない有料道路である場合、または渋滞中で車速の変化がほとんどなく低速で走行している場合等においては、並走している道路のどちらを走行しているのか判断が付かなかったり、一般道を走っていた場合にも高速道路を走っているものと判断してしまうことがあった。
【０００６】
このように、上述したような従来の位置検出装置においては、並走道路の判断ができなかったり、誤った判断をしてしまうことがあり、精度良く移動体の位置を検出することができないものであった。
【０００７】
本発明は、上述したような問題点を解消するためになされたもので、走行している道路を正しく判断して、移動体の位置を精度良く求めることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る移動体用ナビゲーション装置は、移動体の推測位置を演算する推測位置演算手段、ＧＰＳ衛星からの電波を受信すると共に高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするＧＰＳ受信手段、このＧＰＳ受信手段の受信状態から移動体の走行している道路の道路形態を判定する走行道路判定手段、及び、この走行道路判定手段により判定された道路形態と推測位置とにより現在位置を決定する現在位置決定手段を備え、走行道路判定手段は、ＧＰＳ受信手段が非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、ＧＰＳ受信手段が測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用したＧＰＳ衛星の衛星配置が低仰角を継続しているとき移動体の上方が所定範囲遮られている高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定するものである。
【０００９】
また、移動体の推測位置を演算する推測位置演算手段、ＧＰＳ衛星からの電波を受信すると共に高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするＧＰＳ受信手段、このＧＰＳ受信手段の受信状態から移動体の走行している道路の道路形態を判定する走行道路判定手段、及び、推測位置付近の道路上の複数の地点の内から、それぞれの地点と推測位置との相関度に基づいて現在位置を決定する現在位置決定手段を備え、走行道路判定手段は、ＧＰＳ受信手段が非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、ＧＰＳ受信手段が測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用したＧＰＳ衛星の衛星配置が低仰角を継続しているとき移動体の上方が所定範囲遮られている高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、走行道路判定手段により判定された道路形態に基づいて相関度は決定されるものである。
【００１２】
また、走行道路判定手段は、所定の走行距離におけるＧＰＳ受信手段の所定の受信状態の継続状況から道路の道路形態を判断するものである。
【００１３】
この発明に係る移動体用ナビゲーション装置の現在位置決定方法は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信すると共に高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするＧＰＳ受信手段の受信状態から走行している道路の道路形態を判定する走行道路判定工程、及び、この走行道路判定工程により判定された道路形態の道路であり且つ推測位置付近の道路である道路上に現在位置が存在すると決定する現在位置決定工程を含み、走行道路判定工程は、ＧＰＳ受信手段が非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、ＧＰＳ受信手段が測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用したＧＰＳ衛星の衛星配置が低仰角を継続しているとき移動体の上方が所定範囲遮られている高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定するものである。
【００１４】
この発明に係るプログラムを記憶した媒体は、その記憶されたプログラムが、ＧＰＳ衛星からの電波を受信すると共に高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするＧＰＳ受信手段の受信状態から走行している道路の道路形態を判定し、この判定された道路形態の道路であり且つ推測位置付近の道路である道路上に現在位置が存在すると決定する処理をコンピュータに行わせるものであり、走行している道路の道路形態の判定においては、ＧＰＳ受信手段が非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、ＧＰＳ受信手段が測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用したＧＰＳ衛星の衛星配置が低仰角を継続しているとき移動体の上方が所定範囲遮られている高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１における移動体用ナビゲーション装置を示すブロック図であり、図２、図３は道路の一例を示す説明図であり、図４、図５はＧＰＳの測位状態を示す説明図であり、図６、図７は車両とＧＰＳ衛星との位置関係を簡単に説明した説明図であり、図８はハードウェア構成を示すブロック図であり、図９は全体の動作を示すフローチャートであり、図１０は走行道路判定動作を示すフローチャートであり、図１１は相関度評価動作を示すフローチャートであり、図１２は相関度の変化を示す線図であり、図１３は表示画面の表示例を示す説明図である。
【００１６】
これらの図において、１０１は走行距離検出部であり、車輪の回転数を測定するなどして移動体の走行距離を検出する。１０２は進行方位検出部であり、地磁気センサやジャイロセンサなどを用いて移動体の進行方位を検出する。１０３は推測位置演算手段としての推測位置演算部で、走行距離検出部１０１で検出された前回からの走行距離と進行方位検出部１０２で検出した前回からの進行方位変化とに基づいて前回の推測位置に対して積算演算を行なって、その結果を新しい移動体の推測位置とする推測位置演算を随時行う。
【００１７】
１０４は地図記憶部で、道路を折れ線で近似し、折れ線を座標データ及び座標のつながりを示すデータとした道路データを予め記憶するとともに、トンネルの位置を示す情報や高架道路を示す情報などの道路形態を示すデータが記憶されるものである。また、この地図記憶部１０４は情報が記憶された記憶媒体を再生するものであってもよいし、外部の情報源から必要な情報を通信によって取り入れるものであってもよい。
【００１８】
１０５はパターン相関度演算手段で、推測位置を含む所定の範囲内の各道路上に前記推測位置が存在すると仮定して、過去の現在位置の軌跡すなわち走行軌跡のパターンと、推測位置があると仮定された各道路の道路パターンとの相関度を演算する。ここで、推測位置を含む所定の範囲とは、所定の条件に基づいて決定されるものであればよく、例えば上述した推測位置演算部１０３における積算による累積誤差と地図誤差によって決まる誤差範囲としてもよく、また、推測位置から一定距離範囲としてもよい。
【００１９】
１０６は走行道路判定手段であり、走行している道路の形態（例えば、トンネル内道路や高架道路下道路など）をＧＰＳ受信手段１０９（後述）で受信したＧＰＳデータなどの情報から判断して、それぞれの道路に対する相関度を判定するものである。
【００２０】
この走行道路判定手段１０６は、例えば、走行距離検出部１０１で検出した走行距離を積算していき、その積算した走行距離が所定距離になると、ＧＰＳ受信装置を用いて最新のＧＰＳデータを所定個数サンプリングし、サンプリングした全てのＧＰＳデータが非測位であれば（すなわち、ＧＰＳ衛星からの電波を受信することができなければ）、トンネル内道路を走行している可能性が高い（相関度が高い）と判定し、また、サンプリングしたＧＰＳデータの内、測位可能なものがあればトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定するものである。
【００２１】
また、例えば、サンプリングしたＧＰＳデータの内、電波の受信が可能なＧＰＳ衛星の仰角が全て所定角度以下のとき、高架道路下の道路を走行している可能性が高いと判定し、サンプリングしたＧＰＳデータの内、電波の受信が可能なＧＰＳ衛星の内、仰角が所定角度以上のＧＰＳ衛星があれば高架道路を走行している可能性が高いと判定するものである。
【００２２】
１０７は現在位置決定手段としての相関度評価手段で、パターン相関度演算手段１０５や走行道路判定手段１０６により決定された相関度に基づいて、推測位置演算部で演算された推測位置からもっとも相関度の高い推測位置を現在位置として決定するものである。例えば、パターン相関度演算手段１０５により算出された各道路の相関度に、走行道路判定手段１０６により相関度を足し合わせて、総合された相関度を算出し、この相関度のもっとも高い地点を現在位置として決定するものである。
【００２３】
ここで、図２に示されるような道路を走行している場合には、パターン相関度演算手段１０５においては、トンネル内道路を走行している可能性が高いと判定した場合には、トンネル内道路の推測位置の相関度を他の道路の推測位置の相関度より高く評価し、また、走行道路判定手段１０６でトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定したときトンネル内道路以外の道路の推測位置の相関度を各トンネル内道路の推測位置の相関度より高く評価し、また、前記走行道路判定手段１０６で高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定したとき高架道路以外の道路の推測位置の相関度を他の道路の推測位置の相関度より高く評価する。
【００２４】
１０８は現在位置出力部で、相関度評価手段１０７により最も高い相関度をもつと判定された推測位置を現在位置として出力する。この現在位置出力部は、現在位置を数値表示する表示装置であってもよいし、地図上に現在位置を表示する表示装置であってもよい。また、現在位置データを出力する回線や通信のための出力装置であってもよい。
【００２５】
１０９はＧＰＳ受信手段であり、ＧＰＳアンテナによりＧＰＳ電波を受信して、ＧＰＳ測位を行う。このときに、ＧＰＳ測位においては、受信したＧＰＳ衛星のすべての衛星を必ずしも用いるわけではなく、受信したＧＰＳ衛星の内から、衛星配置（ＤＯＰ値）が一番よい組み合わせとなるように、いくつかのＧＰＳ衛星を選択（サンプリング）するものである。
すなわち、受信したＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星を選択（サンプリング）して、このＧＰＳ衛星からの情報をＧＰＳデータとしてＧＰＳ測位もしくは走行道路判定に使用するものである。
【００２６】
次に、図２〜図７を用いて、実施の形態１について詳しく説明していく。
まず、図２及び図３は道路形態の一例を示す説明図である。この図２において、地点２０１から地点２０２に続く道路はトンネルのない道路であり、地点２０４のトンネル内道路入口から地点２０３に続く道路はトンネル内道路である。また、図３において、地点３０１から地点３０２に続く道路は高架道路以外の道路（ここでは、高架道路以外の道路としたが、後述する図７に示されるように、高架道路によって車両の上方（上空）が所定範囲遮られている道路であればよく、例えば、高架道路に隣接した道路や高架道路の下にある道路であればよい）であり、地点３０４の高架道路入口から地点３０３に続く道路は高架道路である。
【００２７】
次に、図４は図２における地点２０１から地点２０２に至る経路と、同じく地点２０１から地点２０４のトンネル内道路入口を経て地点２０３に至る経路について、横軸が走行位置を示し、縦軸がＧＰＳデータの測位、非測位を示す、走行による受信状態の変化を示した説明図である。
この図４において、黒丸列４０１及び白丸列４０４は所定距離４０２毎にＧＰＳ受信手段１０９によりＧＰＳデータがサンプリング可能（測位可能）か、ＧＰＳデータのサンプリングが不可能（非測位）かを示したものである。
【００２８】
まず、地点２０１から地点２０４のトンネル内道路入口を経て地点２０３に至り走行した場合、図３中の黒丸に示されるように、地点２０４のトンネル内道路入口を通過するとそれまでサンプリング可能であったＧＰＳデータがサンプリング不可能へと移行し、ＧＰＳ測位は測位可能状態から測位不可能状態に移行する。また、地点２０１から地点２０２に至り走行した場合、図３中の白丸に示されるように、ＧＰＳ測位は測位の状態を継続する。
【００２９】
このことは、後述する図６に示されるように、衛星６０１の電波６０２がトンネルの天井や壁６０３に遮蔽されてトンネル内道路を走行中の移動体６０４に届かず非測位となるためであり、一方、トンネル内道路以外の道路を走行中の移動体６０５には衛星６０１の電波６０２が届くため測位となる。この特徴を「トンネル内道路」と「トンネル内道路に並走する道路」の区別に利用しているものである。
【００３０】
また、図５は図３における地点３０１から地点３０２に至る経路と、同じく地点３０１から高架道路入口の地点３０４を経て地点３０３に至る高架道路の経路について、横軸が走行位置を示し、縦軸がサンプリングしたＧＰＳデータが低仰角の場合（高仰角のＧＰＳデータが受信できない場合）か否かを示す走行による受信状態の変化を示した説明図である。
【００３１】
この図５において、黒丸列５０１及び白丸列５０４は所定距離毎にサンプリングしたＧＰＳデータが低仰角（サンプリングしたＧＰＳデータがすべて低仰角）かそうでない（サンプリングしたＧＰＳデータの内に高仰角のものがある）かを示したものである。地点３０１から地点３０２に至り走行した場合、図５中の黒丸列５０１に示されるように、地点３０４の高架道路入口の横を通過するとそれまで受信可能であった高仰角のＧＰＳデータが受信できなくなり、低仰角のＧＰＳデータのみが受信可能となる。そして、ＧＰＳの測位に使用する衛星配置も低仰角へと移行する。
【００３２】
また、地点３０１から高架道路入口３０４をへて地点３０３に至り走行した場合、図５中の白丸に示されるように、ＧＰＳの測位に使用した衛星配置は低仰角でない状態を継続する。
これは、図７に示されるように、高仰角の衛星７０１の電波７０２が高架道路７０３に遮蔽されて高架道路下もしくは下側方の道路を走行中の移動体７０４に届かず、測位に使用した衛星７０６、７０７、７０８は全て低仰角となり、一方、高架道路を走行中の移動体７０５には高仰角の衛星７０１の電波７０２が届くことによるものである。ここでは、この特徴を「高架道路」と「高架道路に並走する道路」の区別に利用する。
【００３３】
ここでは、サンプリングするＧＰＳ衛星の仰角によって、判断しているが、これは、通常のＧＰＳ測位においては、高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするために、サンプリングしたＧＰＳ衛星が低仰角であれば、高仰角のＧＰＳ衛星は受信したＧＰＳ衛星全体に含まれていないものと判断し、処理の簡略化を図っているものである。
したがって、受信したＧＰＳ衛星全体について、仰角を判断しても良い。
【００３４】
図８は本願発明のハードウエア構成を示す図である。
この図において、８０１は走行距離検出部１０１としての車速センサ、８０２は進行方位検出部１０２としての地磁気センサやジャイロセンサ等の方位センサ、８０３はＧＰＳ受信手段１０９としてのＧＰＳ受信機であり、これらのセンサの信号をＩ／Ｆ回路８０４を介して得たＣＰＵ８０５は道路データ及びトンネル内道路や高架道路のデータが予め格納されている地図記憶部１０４としてのＣＤプレーヤや不揮発性メモリなどのメモリ８０６にアクセスし、推測位置演算部１０３と、パターン相関度演算手段１０５と、走行道路判定手段１０６と、現在位置出力部１０８に対応した各処理を行なう。８０７は現在位置出力部１０８の出力結果を表示するディスプレイ装置である。
また、ＣＰＵ８０５において行われる処理の一部もしくは全部が記憶されたＣＤやメモリカードなどの媒体から、ＣＤプレーヤやメモリカード読み取り装置などの読み取り装置により読み込んで、ＣＰＵ８０５により処理を行うこととしてもよい。
【００３５】
次に、動作を図９のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、処理９０１において、車速センサ８０１より走行距離を検出し、処理９０２において、方位センサ８０２より移動体の進行方位を検出する。処理９０３において、前回の推測位置に、処理９０１で検出した走行距離と処理９０２で検出した進行方位で決まるベクトルを積算して、今回の推測位置を求める。処理９０４において、走行距離と進行方位の累積誤差、及び地図の誤差を推定して誤差範囲を演算する。
【００３６】
処理９０５において、前記誤差範囲内の道路データを全て読みだし、処理９０６において、過去の推測位置による走行パターンと各道路パターンとの相関度を計算する。この相関度の演算は、例えば横軸に距離、縦軸に方位をとったグラフどうしの、方位差の二乗を評価区間の距離で積分した値の逆数を相関度としてすればよい。処理９０７において、所定走行距離毎にＧＰＳデータを評価し、走行道路の判定を行なう。この処理９０７については、図１０を参照しながら後で詳細に説明する。
【００３７】
処理９０８において、処理９０７の走行道路判定結果と処理９０６のパターン相関度演算結果に基づいて、推測位置の道路データよりもっとも高い相関度を持つ推測位置を現在位置として決定する。この処理９０８については、図１１を参照しながら後で詳細に説明する。処理９０９において、最も高い相関度に該当する推測位置を現在位置として出力する。
【００３８】
図１０は図９の走行道路判定の処理９０７の詳細フローチャートである。
まず、ステップ１００１で走行距離を積算し、ステップ１００２で前記積算した走行距離が所定の走行距離、例えば５０ｍ以上であるかどうかを判断する。前記積算した走行距離が所定の走行距離未満の場合はリターンに戻る。前記積算した走行距離が所定の走行距離以上の場合はステップ１００３で積算した走行距離をクリアし、最古のＧＰＳデータを所定個数分、例えば１０個分のバッファから廃棄して無作為に選んだ最新のＧＰＳデータをバッファに格納する。
【００３９】
ステップ１００４でバッファに格納したＧＰＳが全て非測位である場合はステップ１００５でトンネルを走行している可能性が高いと判定する。一方、ステップ１００４でバッファに格納したＧＰＳが全て非測位でない場合はステップ１００６に進む。ステップ１００６はバッファに格納したＧＰＳが全て測位である場合はステップ１００７に進み、そうでなければリターンに戻る。
【００４０】
ステップ１００７は測位となったバッファに格納した全てのＧＰＳのなかで所定個数、例えば２次元測位なら３個、また３次元測位なら４個の衛星の仰角が所定角度、例えば３０度以下である場合はステップ１００８で高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、そうでなければステップ１００９でトンネル内道路以外もしくは高架道路を走行している可能性が高いと判定する。
【００４１】
図１１は図９の相関度評価の処理９０８の詳細フローチャートである。
まず、ステップ１１０１でトンネルを走行している可能性が高ければ、ステップ１１０２に進み、そうでなければステップ１１０４に進む。ステップ１１０２で複数の推測位置が存在し、各推測位置に該当する道路はトンネル内道路とトンネル内道路以外の道路、つまりトンネル内道路に並走する道路とに分かれていればステップ１１０３においてトンネル内道路の推測位置の相関度に所定の重み（例えば１．２）、を掛ける。
【００４２】
一方、ステップ１１０２において各推測位置に該当する道路はトンネル内道路とトンネル内道路以外の道路とに分かれていない場合はリターンに戻る。またステップ１１０４においてトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高ければステップ１１０５に進み、そうでなければステップ１１０６に進む。ステップ１１０５で複数の推測位置が存在し、各推測位置に該当する道路はトンネル内道路とトンネル内道路以外の道路、つまりトンネル内道路に並走する道路とに分かれていればステップ１１０６においてトンネル内道路以外の道路、つまりトンネル内道路に並走する道路の推測位置の相関度に所定の重みを掛ける。
【００４３】
一方、ステップ１１０５において各推測位置に該当する道路はトンネル内道路とトンネル内道路以外の道路とに分かれていない場合はリターンに戻る。最後にステップ１１０６において高架道路以外の道路を走行している可能性が高ければステップ１１０７に進み、そうでなければリターンに戻る。ステップ１１０７で複数の推測位置が存在し、各推測位置に該当する道路は高架道路と高架道路以外の道路、つまり高架道路に並走する道路とに分かれていればステップ１１０８において高架道路以外の道路、つまり高架道路に並走する道路の推測位置の相関度に所定の重みを掛ける。一方、ステップ１１０５において各推測位置に該当する道路は高架道路と高架道路以外の道路とに分かれていない場合はリターンに戻る。
【００４４】
図１２は図２に示されるようなトンネル内道路を走行したときの相関度の推移の例を示したものである。
まず、図２に示される地点２０１から地点２０４まで走行したときは推測位置は一つであり、相関度は１２０１から１２０２の推移であるが、地点２０４を通過すると、推測位置は二つとなり、相関度も１２０２より二つに分かれる。ここでトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定すると、相関度は１２０３においてトンネル内道路の推測位置の相関度に所定の重みをかけるため、トンネル内道路以外の推測位置の相関度１２０４より、トンネル内道路の推測位置の相関度１２０５の方が高く評価される。
【００４５】
このために、図１３に示されるように、モニタ等の表示装置では、トンネル内道路１３０１とトンネル内道路に並走する道路１３０２においてトンネル内道路１３０１を走行していると判断されて、最も高い相関度のトンネル内道路の現在位置１３０３を正しく表示する。
【００４６】
なお、実施の形態においては、２次元測位または３次元測位等のＧＰＳ測位を行い、その測位後に走行道路判定を行っているが、ＧＰＳ測位に時間がかかることがあるため、最初にＧＰＳ電波の受信を行って、その受信結果により走行道路判定の処理を行なって、その後に受信したＧＰＳデータを用いて、ＧＰＳ測位を行ってもよい。
また、、各判定の処理には本発明の主旨に従ってファジィ推論を応用してもよい。
【００４７】
また、実施の形態においては、推測航法による現在位置推定について述べたが、ＧＰＳ衛星航法による現在位置推定に用いてもよく、さらに、推測航法とＧＰＳ衛星航法とを組み合わせたハイブリッド航法に用いてもよい。
【００４８】
また、実施の形態においては、パターン相関度演算手段により、パターンマッチングを行っているが、パターンマッチングを行わずに、走行道路判定手段による走行道路判定のみを行うこととしてもよい。
【００４９】
また、実施の形態においては、走行道路判定手段により、ＧＰＳ電波の受信状態から走行している道路の形態を判定し、相関度を決定し、相関度評価手段により現在位置を決定していたが、決定された現在位置の道路の形態から、ＧＰＳ電波の受信状態を推定し、受信したＧＰＳ電波の状態と比較して、現在位置が正確かどうかを判定することとしてもよい。
【００５０】
また、実施の形態においては、道路形態としてトンネル道路や高架下道路の場合について、述べたが、その他の道路形態として、ＧＰＳ電波の受信に影響する形態を持つ、切り通しなどの道路の現在位置の判定に用いてもよいし、建築物などによって影響を受ける道路があれば、その影響を道路形態としてもよい。
例えば、道路の側に高いビルがあるために道路からのＧＰＳ受信可能範囲が狭まって、受信しているＧＰＳ衛星の仰角が変化する場合に、道路側に高いビルがある道路形態を用いて、他の道路と区別することとすればよい。
【００５１】
また、実施の形態において、推測位置演算手段として、進行方位検出部１０２及び走行距離検出部１０１からの出力に基づいて推測位置を演算する推測位置演算部１０３を示したが、ＧＰＳ受信手段１０９を用いて推測位置を演算することとしても良い。
【００５２】
また、上記実施の形態においては、走行している道路の道路形態及びそれ以外の条件に基づいて、現在位置の決定を行う場合に、演算の簡略化を図るために、相関度を用いているが、この相関度を用いずに、走行している道路形態から現在位置決定を行ってもよい。
【００５３】
また、実施の形態におけるナビゲーション装置は、走行距離検出部と、進行方位検出部と、この進行方位と前記走行距離とから移動体の相対移動量を積算して推測位置を演算する推測位置演算部と、道路データ、トンネル区間、高架区間とを記憶した地図記憶部と、所定の範囲内の各道路と推測位置との相関度を演算する相関度演算手段と、ＧＰＳが非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、ＧＰＳが測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用したＧＰＳの衛星配置が低仰角を継続しているとき高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定する走行道路判定手段と、この可能性が高いと判定された道路の相関度を他の道路の相関度より高く評価する相関度評価手段と、最も高い相関度に該当する推測位置を出力する推測位置出力部とを備えるものである。
【００５４】
また、実施の形態によれば、ＧＰＳが非測位を継続しているとき走行道路判定手段でトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、ＧＰＳが測位を継続しているとき走行道路判定手段でトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、さらに、測位に使用したＧＰＳの衛星配置が低仰角を継続しているとき走行道路判定手段で高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定するので、並走道路がともに一般道路である場合や付近に料金所がない有料道路である場合、または渋滞中で車速の変化がほとんどなく低速で走行している場合においても、どちらの道路を走行中であるかを区別することが可能となる。
【００５５】
また、実施の形態によれば、走行軌跡パターンと道路パターンとの相関度の評価をするとき、ＧＰＳが非測位を継続していればトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、各トンネル内道路の推測位置の相関度に重みをかける。一方、ＧＰＳが測位を継続していればトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、各トンネル内道路以外の道路の推測位置の相関度に重みをかける。また、ＧＰＳが測位を継続し、測位に使用した衛星が低仰角を継続していれば高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、各高架道路以外の道路の推測位置の相関度に重みをかける。このため、並走している道路において平面上のパターンでは区別できないような場合においても、どちらの道路を走行中であるかを区別することが可能になるという優れた効果を有する移動体用ナビゲーション装置を実現できるものである。
【００５６】
【発明の効果】
この発明に係る移動体用ナビゲーション装置は、ＧＰＳ受信手段の受信状態から移動体の走行している道路の道路形態を判定することによって、推測位置演算手段により求められた推測位置から実際の道路形態に合った、正確な現在位置を決定することができる。
【００５７】
また、推測位置付近の道路上の複数の地点の内から、それぞれの地点と推測位置との相関度に基づいて現在位置を決定する際に、走行道路判定手段により判定された道路形態に基づいて相関度は決定するので、より正確に現在位置の決定を行うことができる。
【００６０】
また、所定の走行距離におけるＧＰＳ受信手段の所定の受信状態の継続状況から道路の道路形態を判断するので、実際の道路の道路形態の継続状態に合わせて判断することができるものである。
【００６１】
この発明に係る移動体用ナビゲーション装置の現在位置決定方法は、走行道路判定工程により判定された道路形態の道路であり且つ推測位置付近の道路である道路上に現在位置が存在すると決定する現在位置決定工程を含むので、実際の道路形態に合致した道路上の正確な現在位置を決定することができる。
【００６２】
この発明に係るプログラムを記憶した媒体は、その記憶されたプログラムが、ＧＰＳ受信手段の受信状態から走行している道路の道路形態を判定し、この判定された道路形態の道路であり且つ推測位置付近の道路である道路上に現在位置が存在すると決定する処理をコンピュータに行わせるので、この媒体に記憶されたプログラムを用いることにより、実際の道路形態に合致した、正確な現在位置を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における移動体用ナビゲーション装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１における道路の一例を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１における道路の一例を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるＧＰＳの測位状態を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるＧＰＳの測位状態を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１における車両とＧＰＳ衛星との位置関係を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１における車両とＧＰＳ衛星との位置関係を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１における移動体用ナビゲーション装置のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態１における動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態１における走行道路判定動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態１における相関度評価動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態１における相関度の変化を示す線図である。
【図１３】この発明の実施の形態１における表示画面の表示例を示す説明図である。
【図１４】従来の位置検出装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１０３ 推測位置演算部、 １０６ 走行道路判定手段、 １０７ 相関度評価手段、 １０９ ＧＰＳ受信手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体の現在位置の検出を行う移動体用ナビゲーション装置に関するものである。さらに詳しく言うなれば、並走道路や上下で重なっている道路などのどちらの道路を走行しているのかを判定しずらい近接した道路において、移動体がどの道路を走行しているのかを精度良く検出することができる移動体用ナビゲーション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、近接した道路においては、どちらの道路を走行しているのか判断できず、マップマッチングによって移動体の現在位置を特定できず、移動体の現在位置を精度良く検出することができなかった。この点を解決するために、特開平３−１５４８１８号公報において次のような位置検出装置が提案されている。
【０００３】
図１４は、特開平３−１５４８１８号公報に示される従来の位置検出装置を示す構成図であり、この図を用いて従来の位置検出装置について説明する。
まず、走行距離検出手段１４０１で得た走行距離と進行方位検出手段１４０２で得た進行方向とが推測位置演算手段１４０３で積算されることにより移動体の位置が推測演算される。そして、地図記憶手段１４０４に記憶されている各道路のパターンと上記の算出された推測位置による走行軌跡パターンとの相関度を相関度演算手段１４０５で算出する。
【０００４】
さらに、車速検出手段１４０６で車速を検出し、有料道路判断手段１４０７により地図記憶手段１４０４に記憶されている料金所の位置との距離が所定の値以下で、且つ車速が所定の値以下になったとき有料道路を走行している可能性が高いと判断する。この判断された可能性の高低によって、相関度評価手段１４０８が道路の相関度を高くまたは低く評価した上で走行道路を選択し、この選択された走行道路上に推測位置を修正させ、この推測位置を出力手段１４０９が出力するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の位置検出装置は以上のように構成されているので、料金所との距離と車速によって判断するので、並走している道路が共に一般道路である場合や付近に料金所がない有料道路である場合、または渋滞中で車速の変化がほとんどなく低速で走行している場合等においては、並走している道路のどちらを走行しているのか判断が付かなかったり、一般道を走っていた場合にも高速道路を走っているものと判断してしまうことがあった。
【０００６】
このように、上述したような従来の位置検出装置においては、並走道路の判断ができなかったり、誤った判断をしてしまうことがあり、精度良く移動体の位置を検出することができないものであった。
【０００７】
本発明は、上述したような問題点を解消するためになされたもので、走行している道路を正しく判断して、移動体の位置を精度良く求めることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る移動体用ナビゲーション装置は、移動体の推測位置を演算する推測位置演算手段、ＧＰＳ衛星からの電波を受信すると共に高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするＧＰＳ受信手段、このＧＰＳ受信手段の受信状態から移動体の走行している道路の道路形態を判定する走行道路判定手段、及び、この走行道路判定手段により判定された道路形態と推測位置とにより現在位置を決定する現在位置決定手段を備え、走行道路判定手段は、ＧＰＳ受信手段が非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、ＧＰＳ受信手段が測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用したＧＰＳ衛星の衛星配置が低仰角を継続しているとき移動体の上方が所定範囲遮られている高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定するものである。
【０００９】
また、移動体の推測位置を演算する推測位置演算手段、ＧＰＳ衛星からの電波を受信すると共に高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするＧＰＳ受信手段、このＧＰＳ受信手段の受信状態から移動体の走行している道路の道路形態を判定する走行道路判定手段、及び、推測位置付近の道路上の複数の地点の内から、それぞれの地点と推測位置との相関度に基づいて現在位置を決定する現在位置決定手段を備え、走行道路判定手段は、ＧＰＳ受信手段が非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、ＧＰＳ受信手段が測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用したＧＰＳ衛星の衛星配置が低仰角を継続しているとき移動体の上方が所定範囲遮られている高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、走行道路判定手段により判定された道路形態に基づいて相関度は決定されるものである。
【００１２】
また、走行道路判定手段は、所定の走行距離におけるＧＰＳ受信手段の所定の受信状態の継続状況から道路の道路形態を判断するものである。
【００１３】
この発明に係る移動体用ナビゲーション装置の現在位置決定方法は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信すると共に高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするＧＰＳ受信手段の受信状態から走行している道路の道路形態を判定する走行道路判定工程、及び、この走行道路判定工程により判定された道路形態の道路であり且つ推測位置付近の道路である道路上に現在位置が存在すると決定する現在位置決定工程を含み、走行道路判定工程は、ＧＰＳ受信手段が非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、ＧＰＳ受信手段が測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用したＧＰＳ衛星の衛星配置が低仰角を継続しているとき移動体の上方が所定範囲遮られている高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定するものである。
【００１４】
この発明に係るプログラムを記憶した媒体は、その記憶されたプログラムが、ＧＰＳ衛星からの電波を受信すると共に高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするＧＰＳ受信手段の受信状態から走行している道路の道路形態を判定し、この判定された道路形態の道路であり且つ推測位置付近の道路である道路上に現在位置が存在すると決定する処理をコンピュータに行わせるものであり、走行している道路の道路形態の判定においては、ＧＰＳ受信手段が非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、ＧＰＳ受信手段が測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用したＧＰＳ衛星の衛星配置が低仰角を継続しているとき移動体の上方が所定範囲遮られている高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１における移動体用ナビゲーション装置を示すブロック図であり、図２、図３は道路の一例を示す説明図であり、図４、図５はＧＰＳの測位状態を示す説明図であり、図６、図７は車両とＧＰＳ衛星との位置関係を簡単に説明した説明図であり、図８はハードウェア構成を示すブロック図であり、図９は全体の動作を示すフローチャートであり、図１０は走行道路判定動作を示すフローチャートであり、図１１は相関度評価動作を示すフローチャートであり、図１２は相関度の変化を示す線図であり、図１３は表示画面の表示例を示す説明図である。
【００１６】
これらの図において、１０１は走行距離検出部であり、車輪の回転数を測定するなどして移動体の走行距離を検出する。１０２は進行方位検出部であり、地磁気センサやジャイロセンサなどを用いて移動体の進行方位を検出する。１０３は推測位置演算手段としての推測位置演算部で、走行距離検出部１０１で検出された前回からの走行距離と進行方位検出部１０２で検出した前回からの進行方位変化とに基づいて前回の推測位置に対して積算演算を行なって、その結果を新しい移動体の推測位置とする推測位置演算を随時行う。
【００１７】
１０４は地図記憶部で、道路を折れ線で近似し、折れ線を座標データ及び座標のつながりを示すデータとした道路データを予め記憶するとともに、トンネルの位置を示す情報や高架道路を示す情報などの道路形態を示すデータが記憶されるものである。また、この地図記憶部１０４は情報が記憶された記憶媒体を再生するものであってもよいし、外部の情報源から必要な情報を通信によって取り入れるものであってもよい。
【００１８】
１０５はパターン相関度演算手段で、推測位置を含む所定の範囲内の各道路上に前記推測位置が存在すると仮定して、過去の現在位置の軌跡すなわち走行軌跡のパターンと、推測位置があると仮定された各道路の道路パターンとの相関度を演算する。ここで、推測位置を含む所定の範囲とは、所定の条件に基づいて決定されるものであればよく、例えば上述した推測位置演算部１０３における積算による累積誤差と地図誤差によって決まる誤差範囲としてもよく、また、推測位置から一定距離範囲としてもよい。
【００１９】
１０６は走行道路判定手段であり、走行している道路の形態（例えば、トンネル内道路や高架道路下道路など）をＧＰＳ受信手段１０９（後述）で受信したＧＰＳデータなどの情報から判断して、それぞれの道路に対する相関度を判定するものである。
【００２０】
この走行道路判定手段１０６は、例えば、走行距離検出部１０１で検出した走行距離を積算していき、その積算した走行距離が所定距離になると、ＧＰＳ受信装置を用いて最新のＧＰＳデータを所定個数サンプリングし、サンプリングした全てのＧＰＳデータが非測位であれば（すなわち、ＧＰＳ衛星からの電波を受信することができなければ）、トンネル内道路を走行している可能性が高い（相関度が高い）と判定し、また、サンプリングしたＧＰＳデータの内、測位可能なものがあればトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定するものである。
【００２１】
また、例えば、サンプリングしたＧＰＳデータの内、電波の受信が可能なＧＰＳ衛星の仰角が全て所定角度以下のとき、高架道路下の道路を走行している可能性が高いと判定し、サンプリングしたＧＰＳデータの内、電波の受信が可能なＧＰＳ衛星の内、仰角が所定角度以上のＧＰＳ衛星があれば高架道路を走行している可能性が高いと判定するものである。
【００２２】
１０７は現在位置決定手段としての相関度評価手段で、パターン相関度演算手段１０５や走行道路判定手段１０６により決定された相関度に基づいて、推測位置演算部で演算された推測位置からもっとも相関度の高い推測位置を現在位置として決定するものである。例えば、パターン相関度演算手段１０５により算出された各道路の相関度に、走行道路判定手段１０６により相関度を足し合わせて、総合された相関度を算出し、この相関度のもっとも高い地点を現在位置として決定するものである。
【００２３】
ここで、図２に示されるような道路を走行している場合には、パターン相関度演算手段１０５においては、トンネル内道路を走行している可能性が高いと判定した場合には、トンネル内道路の推測位置の相関度を他の道路の推測位置の相関度より高く評価し、また、走行道路判定手段１０６でトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定したときトンネル内道路以外の道路の推測位置の相関度を各トンネル内道路の推測位置の相関度より高く評価し、また、前記走行道路判定手段１０６で高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定したとき高架道路以外の道路の推測位置の相関度を他の道路の推測位置の相関度より高く評価する。
【００２４】
１０８は現在位置出力部で、相関度評価手段１０７により最も高い相関度をもつと判定された推測位置を現在位置として出力する。この現在位置出力部は、現在位置を数値表示する表示装置であってもよいし、地図上に現在位置を表示する表示装置であってもよい。また、現在位置データを出力する回線や通信のための出力装置であってもよい。
【００２５】
１０９はＧＰＳ受信手段であり、ＧＰＳアンテナによりＧＰＳ電波を受信して、ＧＰＳ測位を行う。このときに、ＧＰＳ測位においては、受信したＧＰＳ衛星のすべての衛星を必ずしも用いるわけではなく、受信したＧＰＳ衛星の内から、衛星配置（ＤＯＰ値）が一番よい組み合わせとなるように、いくつかのＧＰＳ衛星を選択（サンプリング）するものである。
すなわち、受信したＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星を選択（サンプリング）して、このＧＰＳ衛星からの情報をＧＰＳデータとしてＧＰＳ測位もしくは走行道路判定に使用するものである。
【００２６】
次に、図２〜図７を用いて、実施の形態１について詳しく説明していく。
まず、図２及び図３は道路形態の一例を示す説明図である。この図２において、地点２０１から地点２０２に続く道路はトンネルのない道路であり、地点２０４のトンネル内道路入口から地点２０３に続く道路はトンネル内道路である。また、図３において、地点３０１から地点３０２に続く道路は高架道路以外の道路（ここでは、高架道路以外の道路としたが、後述する図７に示されるように、高架道路によって車両の上方（上空）が所定範囲遮られている道路であればよく、例えば、高架道路に隣接した道路や高架道路の下にある道路であればよい）であり、地点３０４の高架道路入口から地点３０３に続く道路は高架道路である。
【００２７】
次に、図４は図２における地点２０１から地点２０２に至る経路と、同じく地点２０１から地点２０４のトンネル内道路入口を経て地点２０３に至る経路について、横軸が走行位置を示し、縦軸がＧＰＳデータの測位、非測位を示す、走行による受信状態の変化を示した説明図である。
この図４において、黒丸列４０１及び白丸列４０４は所定距離４０２毎にＧＰＳ受信手段１０９によりＧＰＳデータがサンプリング可能（測位可能）か、ＧＰＳデータのサンプリングが不可能（非測位）かを示したものである。
【００２８】
まず、地点２０１から地点２０４のトンネル内道路入口を経て地点２０３に至り走行した場合、図３中の黒丸に示されるように、地点２０４のトンネル内道路入口を通過するとそれまでサンプリング可能であったＧＰＳデータがサンプリング不可能へと移行し、ＧＰＳ測位は測位可能状態から測位不可能状態に移行する。また、地点２０１から地点２０２に至り走行した場合、図３中の白丸に示されるように、ＧＰＳ測位は測位の状態を継続する。
【００２９】
このことは、後述する図６に示されるように、衛星６０１の電波６０２がトンネルの天井や壁６０３に遮蔽されてトンネル内道路を走行中の移動体６０４に届かず非測位となるためであり、一方、トンネル内道路以外の道路を走行中の移動体６０５には衛星６０１の電波６０２が届くため測位となる。この特徴を「トンネル内道路」と「トンネル内道路に並走する道路」の区別に利用しているものである。
【００３０】
また、図５は図３における地点３０１から地点３０２に至る経路と、同じく地点３０１から高架道路入口の地点３０４を経て地点３０３に至る高架道路の経路について、横軸が走行位置を示し、縦軸がサンプリングしたＧＰＳデータが低仰角の場合（高仰角のＧＰＳデータが受信できない場合）か否かを示す走行による受信状態の変化を示した説明図である。
【００３１】
この図５において、黒丸列５０１及び白丸列５０４は所定距離毎にサンプリングしたＧＰＳデータが低仰角（サンプリングしたＧＰＳデータがすべて低仰角）かそうでない（サンプリングしたＧＰＳデータの内に高仰角のものがある）かを示したものである。地点３０１から地点３０２に至り走行した場合、図５中の黒丸列５０１に示されるように、地点３０４の高架道路入口の横を通過するとそれまで受信可能であった高仰角のＧＰＳデータが受信できなくなり、低仰角のＧＰＳデータのみが受信可能となる。そして、ＧＰＳの測位に使用する衛星配置も低仰角へと移行する。
【００３２】
また、地点３０１から高架道路入口３０４をへて地点３０３に至り走行した場合、図５中の白丸に示されるように、ＧＰＳの測位に使用した衛星配置は低仰角でない状態を継続する。
これは、図７に示されるように、高仰角の衛星７０１の電波７０２が高架道路７０３に遮蔽されて高架道路下もしくは下側方の道路を走行中の移動体７０４に届かず、測位に使用した衛星７０６、７０７、７０８は全て低仰角となり、一方、高架道路を走行中の移動体７０５には高仰角の衛星７０１の電波７０２が届くことによるものである。ここでは、この特徴を「高架道路」と「高架道路に並走する道路」の区別に利用する。
【００３３】
ここでは、サンプリングするＧＰＳ衛星の仰角によって、判断しているが、これは、通常のＧＰＳ測位においては、高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするために、サンプリングしたＧＰＳ衛星が低仰角であれば、高仰角のＧＰＳ衛星は受信したＧＰＳ衛星全体に含まれていないものと判断し、処理の簡略化を図っているものである。
したがって、受信したＧＰＳ衛星全体について、仰角を判断しても良い。
【００３４】
図８は本願発明のハードウエア構成を示す図である。
この図において、８０１は走行距離検出部１０１としての車速センサ、８０２は進行方位検出部１０２としての地磁気センサやジャイロセンサ等の方位センサ、８０３はＧＰＳ受信手段１０９としてのＧＰＳ受信機であり、これらのセンサの信号をＩ／Ｆ回路８０４を介して得たＣＰＵ８０５は道路データ及びトンネル内道路や高架道路のデータが予め格納されている地図記憶部１０４としてのＣＤプレーヤや不揮発性メモリなどのメモリ８０６にアクセスし、推測位置演算部１０３と、パターン相関度演算手段１０５と、走行道路判定手段１０６と、現在位置出力部１０８に対応した各処理を行なう。８０７は現在位置出力部１０８の出力結果を表示するディスプレイ装置である。
また、ＣＰＵ８０５において行われる処理の一部もしくは全部が記憶されたＣＤやメモリカードなどの媒体から、ＣＤプレーヤやメモリカード読み取り装置などの読み取り装置により読み込んで、ＣＰＵ８０５により処理を行うこととしてもよい。
【００３５】
次に、動作を図９のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、処理９０１において、車速センサ８０１より走行距離を検出し、処理９０２において、方位センサ８０２より移動体の進行方位を検出する。処理９０３において、前回の推測位置に、処理９０１で検出した走行距離と処理９０２で検出した進行方位で決まるベクトルを積算して、今回の推測位置を求める。処理９０４において、走行距離と進行方位の累積誤差、及び地図の誤差を推定して誤差範囲を演算する。
【００３６】
処理９０５において、前記誤差範囲内の道路データを全て読みだし、処理９０６において、過去の推測位置による走行パターンと各道路パターンとの相関度を計算する。この相関度の演算は、例えば横軸に距離、縦軸に方位をとったグラフどうしの、方位差の二乗を評価区間の距離で積分した値の逆数を相関度としてすればよい。処理９０７において、所定走行距離毎にＧＰＳデータを評価し、走行道路の判定を行なう。この処理９０７については、図１０を参照しながら後で詳細に説明する。
【００３７】
処理９０８において、処理９０７の走行道路判定結果と処理９０６のパターン相関度演算結果に基づいて、推測位置の道路データよりもっとも高い相関度を持つ推測位置を現在位置として決定する。この処理９０８については、図１１を参照しながら後で詳細に説明する。処理９０９において、最も高い相関度に該当する推測位置を現在位置として出力する。
【００３８】
図１０は図９の走行道路判定の処理９０７の詳細フローチャートである。
まず、ステップ１００１で走行距離を積算し、ステップ１００２で前記積算した走行距離が所定の走行距離、例えば５０ｍ以上であるかどうかを判断する。前記積算した走行距離が所定の走行距離未満の場合はリターンに戻る。前記積算した走行距離が所定の走行距離以上の場合はステップ１００３で積算した走行距離をクリアし、最古のＧＰＳデータを所定個数分、例えば１０個分のバッファから廃棄して無作為に選んだ最新のＧＰＳデータをバッファに格納する。
【００３９】
ステップ１００４でバッファに格納したＧＰＳが全て非測位である場合はステップ１００５でトンネルを走行している可能性が高いと判定する。一方、ステップ１００４でバッファに格納したＧＰＳが全て非測位でない場合はステップ１００６に進む。ステップ１００６はバッファに格納したＧＰＳが全て測位である場合はステップ１００７に進み、そうでなければリターンに戻る。
【００４０】
ステップ１００７は測位となったバッファに格納した全てのＧＰＳのなかで所定個数、例えば２次元測位なら３個、また３次元測位なら４個の衛星の仰角が所定角度、例えば３０度以下である場合はステップ１００８で高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、そうでなければステップ１００９でトンネル内道路以外もしくは高架道路を走行している可能性が高いと判定する。
【００４１】
図１１は図９の相関度評価の処理９０８の詳細フローチャートである。
まず、ステップ１１０１でトンネルを走行している可能性が高ければ、ステップ１１０２に進み、そうでなければステップ１１０４に進む。ステップ１１０２で複数の推測位置が存在し、各推測位置に該当する道路はトンネル内道路とトンネル内道路以外の道路、つまりトンネル内道路に並走する道路とに分かれていればステップ１１０３においてトンネル内道路の推測位置の相関度に所定の重み（例えば１．２）、を掛ける。
【００４２】
一方、ステップ１１０２において各推測位置に該当する道路はトンネル内道路とトンネル内道路以外の道路とに分かれていない場合はリターンに戻る。またステップ１１０４においてトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高ければステップ１１０５に進み、そうでなければステップ１１０６に進む。ステップ１１０５で複数の推測位置が存在し、各推測位置に該当する道路はトンネル内道路とトンネル内道路以外の道路、つまりトンネル内道路に並走する道路とに分かれていればステップ１１０６においてトンネル内道路以外の道路、つまりトンネル内道路に並走する道路の推測位置の相関度に所定の重みを掛ける。
【００４３】
一方、ステップ１１０５において各推測位置に該当する道路はトンネル内道路とトンネル内道路以外の道路とに分かれていない場合はリターンに戻る。最後にステップ１１０６において高架道路以外の道路を走行している可能性が高ければステップ１１０７に進み、そうでなければリターンに戻る。ステップ１１０７で複数の推測位置が存在し、各推測位置に該当する道路は高架道路と高架道路以外の道路、つまり高架道路に並走する道路とに分かれていればステップ１１０８において高架道路以外の道路、つまり高架道路に並走する道路の推測位置の相関度に所定の重みを掛ける。一方、ステップ１１０５において各推測位置に該当する道路は高架道路と高架道路以外の道路とに分かれていない場合はリターンに戻る。
【００４４】
図１２は図２に示されるようなトンネル内道路を走行したときの相関度の推移の例を示したものである。
まず、図２に示される地点２０１から地点２０４まで走行したときは推測位置は一つであり、相関度は１２０１から１２０２の推移であるが、地点２０４を通過すると、推測位置は二つとなり、相関度も１２０２より二つに分かれる。ここでトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定すると、相関度は１２０３においてトンネル内道路の推測位置の相関度に所定の重みをかけるため、トンネル内道路以外の推測位置の相関度１２０４より、トンネル内道路の推測位置の相関度１２０５の方が高く評価される。
【００４５】
このために、図１３に示されるように、モニタ等の表示装置では、トンネル内道路１３０１とトンネル内道路に並走する道路１３０２においてトンネル内道路１３０１を走行していると判断されて、最も高い相関度のトンネル内道路の現在位置１３０３を正しく表示する。
【００４６】
なお、実施の形態においては、２次元測位または３次元測位等のＧＰＳ測位を行い、その測位後に走行道路判定を行っているが、ＧＰＳ測位に時間がかかることがあるため、最初にＧＰＳ電波の受信を行って、その受信結果により走行道路判定の処理を行なって、その後に受信したＧＰＳデータを用いて、ＧＰＳ測位を行ってもよい。
また、、各判定の処理には本発明の主旨に従ってファジィ推論を応用してもよい。
【００４７】
また、実施の形態においては、推測航法による現在位置推定について述べたが、ＧＰＳ衛星航法による現在位置推定に用いてもよく、さらに、推測航法とＧＰＳ衛星航法とを組み合わせたハイブリッド航法に用いてもよい。
【００４８】
また、実施の形態においては、パターン相関度演算手段により、パターンマッチングを行っているが、パターンマッチングを行わずに、走行道路判定手段による走行道路判定のみを行うこととしてもよい。
【００４９】
また、実施の形態においては、走行道路判定手段により、ＧＰＳ電波の受信状態から走行している道路の形態を判定し、相関度を決定し、相関度評価手段により現在位置を決定していたが、決定された現在位置の道路の形態から、ＧＰＳ電波の受信状態を推定し、受信したＧＰＳ電波の状態と比較して、現在位置が正確かどうかを判定することとしてもよい。
【００５０】
また、実施の形態においては、道路形態としてトンネル道路や高架下道路の場合について、述べたが、その他の道路形態として、ＧＰＳ電波の受信に影響する形態を持つ、切り通しなどの道路の現在位置の判定に用いてもよいし、建築物などによって影響を受ける道路があれば、その影響を道路形態としてもよい。
例えば、道路の側に高いビルがあるために道路からのＧＰＳ受信可能範囲が狭まって、受信しているＧＰＳ衛星の仰角が変化する場合に、道路側に高いビルがある道路形態を用いて、他の道路と区別することとすればよい。
【００５１】
また、実施の形態において、推測位置演算手段として、進行方位検出部１０２及び走行距離検出部１０１からの出力に基づいて推測位置を演算する推測位置演算部１０３を示したが、ＧＰＳ受信手段１０９を用いて推測位置を演算することとしても良い。
【００５２】
また、上記実施の形態においては、走行している道路の道路形態及びそれ以外の条件に基づいて、現在位置の決定を行う場合に、演算の簡略化を図るために、相関度を用いているが、この相関度を用いずに、走行している道路形態から現在位置決定を行ってもよい。
【００５３】
また、実施の形態におけるナビゲーション装置は、走行距離検出部と、進行方位検出部と、この進行方位と前記走行距離とから移動体の相対移動量を積算して推測位置を演算する推測位置演算部と、道路データ、トンネル区間、高架区間とを記憶した地図記憶部と、所定の範囲内の各道路と推測位置との相関度を演算する相関度演算手段と、ＧＰＳが非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、ＧＰＳが測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用したＧＰＳの衛星配置が低仰角を継続しているとき高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定する走行道路判定手段と、この可能性が高いと判定された道路の相関度を他の道路の相関度より高く評価する相関度評価手段と、最も高い相関度に該当する推測位置を出力する推測位置出力部とを備えるものである。
【００５４】
また、実施の形態によれば、ＧＰＳが非測位を継続しているとき走行道路判定手段でトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、ＧＰＳが測位を継続しているとき走行道路判定手段でトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、さらに、測位に使用したＧＰＳの衛星配置が低仰角を継続しているとき走行道路判定手段で高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定するので、並走道路がともに一般道路である場合や付近に料金所がない有料道路である場合、または渋滞中で車速の変化がほとんどなく低速で走行している場合においても、どちらの道路を走行中であるかを区別することが可能となる。
【００５５】
また、実施の形態によれば、走行軌跡パターンと道路パターンとの相関度の評価をするとき、ＧＰＳが非測位を継続していればトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、各トンネル内道路の推測位置の相関度に重みをかける。一方、ＧＰＳが測位を継続していればトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、各トンネル内道路以外の道路の推測位置の相関度に重みをかける。また、ＧＰＳが測位を継続し、測位に使用した衛星が低仰角を継続していれば高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、各高架道路以外の道路の推測位置の相関度に重みをかける。このため、並走している道路において平面上のパターンでは区別できないような場合においても、どちらの道路を走行中であるかを区別することが可能になるという優れた効果を有する移動体用ナビゲーション装置を実現できるものである。
【００５６】
【発明の効果】
この発明に係る移動体用ナビゲーション装置は、ＧＰＳ受信手段の受信状態から移動体の走行している道路の道路形態を判定することによって、推測位置演算手段により求められた推測位置から実際の道路形態に合った、正確な現在位置を決定することができる。
【００５７】
また、推測位置付近の道路上の複数の地点の内から、それぞれの地点と推測位置との相関度に基づいて現在位置を決定する際に、走行道路判定手段により判定された道路形態に基づいて相関度は決定するので、より正確に現在位置の決定を行うことができる。
【００６０】
また、所定の走行距離におけるＧＰＳ受信手段の所定の受信状態の継続状況から道路の道路形態を判断するので、実際の道路の道路形態の継続状態に合わせて判断することができるものである。
【００６１】
この発明に係る移動体用ナビゲーション装置の現在位置決定方法は、走行道路判定工程により判定された道路形態の道路であり且つ推測位置付近の道路である道路上に現在位置が存在すると決定する現在位置決定工程を含むので、実際の道路形態に合致した道路上の正確な現在位置を決定することができる。
【００６２】
この発明に係るプログラムを記憶した媒体は、その記憶されたプログラムが、ＧＰＳ受信手段の受信状態から走行している道路の道路形態を判定し、この判定された道路形態の道路であり且つ推測位置付近の道路である道路上に現在位置が存在すると決定する処理をコンピュータに行わせるので、この媒体に記憶されたプログラムを用いることにより、実際の道路形態に合致した、正確な現在位置を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における移動体用ナビゲーション装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１における道路の一例を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１における道路の一例を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるＧＰＳの測位状態を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるＧＰＳの測位状態を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１における車両とＧＰＳ衛星との位置関係を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１における車両とＧＰＳ衛星との位置関係を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１における移動体用ナビゲーション装置のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態１における動作を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態１における走行道路判定動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態１における相関度評価動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態１における相関度の変化を示す線図である。
【図１３】この発明の実施の形態１における表示画面の表示例を示す説明図である。
【図１４】従来の位置検出装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１０３ 推測位置演算部、 １０６ 走行道路判定手段、 １０７ 相関度評価手段、 １０９ ＧＰＳ受信手段
Claims (5)
- 移動体の推測位置を演算する推測位置演算手段、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信すると共に高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするＧＰＳ受信手段、
このＧＰＳ受信手段の受信状態から移動体の走行している道路の道路形態を判定する走行道路判定手段、及び、
この走行道路判定手段により判定された道路形態と上記推測位置とにより現在位置を決定する現在位置決定手段を備え、
上記走行道路判定手段は、上記ＧＰＳ受信手段が非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、上記ＧＰＳ受信手段が測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用した上記ＧＰＳ衛星の衛星配置が低仰角を継続しているとき移動体の上方が所定範囲遮られている高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定することを特徴とする移動体用ナビゲーション装置。 - 移動体の推測位置を演算する推測位置演算手段、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信すると共に高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするＧＰＳ受信手段、
このＧＰＳ受信手段の受信状態から移動体の走行している道路の道路形態を判定する走行道路判定手段、及び、
上記推測位置付近の道路上の複数の地点の内から、それぞれの地点と上記推測位置との相関度に基づいて現在位置を決定する現在位置決定手段を備え、
上記走行道路判定手段は、上記ＧＰＳ受信手段が非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、上記ＧＰＳ受信手段が測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用した上記ＧＰＳ衛星の衛星配置が低仰角を継続しているとき移動体の上方が所定範囲遮られている高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、
上記走行道路判定手段により判定された道路形態に基づいて上記相関度は決定されることを特徴とする移動体用ナビゲーション装置。 - 走行道路判定手段は、所定の走行距離におけるＧＰＳ受信手段の所定の受信状態の継続状況から道路の道路形態を判断することを特徴とする請求項１ないし請求項２のいずれか一項記載の移動体用ナビゲーション装置。
- 移動体の推測位置を演算する推測位置演算手段及び、ＧＰＳ衛星からの電波を受信すると共に高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするＧＰＳ受信手段を備えた移動体用ナビゲーション装置の現在位置決定方法であって、
このＧＰＳ受信手段の受信状態から走行している道路の道路形態を判定する走行道路判定工程、及び、
この走行道路判定工程により判定された道路形態の道路であり且つ上記推測位置付近の道路である道路上に現在位置が存在すると決定する現在位置決定工程を含み、
上記走行道路判定工程は、上記ＧＰＳ受信手段が非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、上記ＧＰＳ受信手段が測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用した上記ＧＰＳ衛星の衛星配置が低仰角を継続しているとき移動体の上方が所定範囲遮られている高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定することを特徴とする移動体用ナビゲーション装置の現在位置決定方法。 - コンピュータによって移動体ナビゲーション装置の現在位置決定処理の全部もしくは一部を行うためのプログラムを記憶した媒体であって、
上記プログラムは、ＧＰＳ衛星からの電波を受信すると共に高仰角のＧＰＳ衛星を優先してサンプリングするＧＰＳ受信手段の受信状態から走行している道路の道路形態を判定し、この判定された道路形態の道路であり且つ推測位置付近の道路である道路上に現在位置が存在すると決定する処理をコンピュータに行わせるものであり、
上記走行している道路の道路形態の判定においては、上記ＧＰＳ受信手段が非測位を継続しているときトンネル内道路を走行している可能性が高いと判定し、上記ＧＰＳ受信手段が測位を継続しているときトンネル内道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定し、測位に使用した上記ＧＰＳ衛星の衛星配置が低仰角を継続しているとき移動体の上方が所定範囲遮られている高架道路以外の道路を走行している可能性が高いと判定することを特徴とする現在位置決定用プログラムを記憶した媒体。
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