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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両が走行している道路上での現在位置の同定方法に係わるもので、特に、道路の幅員方向の位置の同定、及び車両が走行している車線の推定を行うロケータ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のロケータ装置について説明する。図16は、例えば特開平8−159788号公報に示されたロケータ装置の構成を示すブロック図であり、図において、1は道路網記憶手段であり、道路の交差点あるいは折曲点等の位置を示すノード、ノード間を直線で接続するリンク、道路周辺の建物等に関するデータ等(これらをまとめて道路データという)を記憶している。2はGPS受信機であり、衛星からの電波により位置を計測して車両の位置データを出力する。3は方位計測手段であり、例えばジャイロで検知した車両の角速度を用いて車両の方位データを計測する。4は距離計測手段であり、例えば車両の走行距離に応じて出力される距離センサのパルス信号を用いて車両の距離データを計測する。5は現在位置計測手段であり、方位計測手段3の方位データと距離計測手段4の距離データに基づいて車両の現在位置を経度、緯度で表すように計測する。そして、GPS受信機2による位置データを用いて必要に応じて車両の現在位置を修正する。11は150m判定手段であり、距離計測手段4の距離データを150m走行毎に繰り返し積算し直し、150mを走行する毎に信号を出力する。12は30m判定手段であり、距離計測手段4の距離データを30m走行毎に繰り返し積算し直し、30mを走行する毎に信号を出力する。6は走行軌跡記憶手段であり、方位計測手段3の方位データ及び現在位置計測手段5の現在位置に基づいて車両の走行軌跡を記憶する。即ち、車両が15m走行する毎に、大きさが15で方位が方位計測手段3の方位データである走行ベクトルを生成し順次記憶していく。
【0003】
7は車両の位置候補設定手段であり、方位計測手段3の方位データ、距離計測手段4の距離データ及び道路網記憶手段1の道路データに基づいて、車両が交差点を通過する毎に、交差点から道路の延出方向の全てに対して車両が15m走行する毎に道路データの各道路上における車両の位置候補を設定する。8は走行道路形状生成手段であり、位置候補設定手段7の各位置候補が対応する道路上を走行したと仮定した場合の各道路形状ベクトルを生成し順次記憶していく。91はパターンマッチング手段であり、150m判定手段11から信号が出力される度に、走行軌跡記憶手段6の走行軌跡及び走行道路形状生成手段8の各道路形状ベクトルを照合して走行軌跡と最も相関が高い道路形状ベクトルを選出し、合わせて道路形状ベクトルに対応する道路上の位置候補の地点へ車両の現在位置を修正する。92は投影マッチング手段であり、30m判定手段12から信号が出力される毎に、現在位置計測手段5の現在位置及び位置候補設定手段7の各位置候補とを順次比較して、車両の現在位置と距離的に最も近く、且つ、進行方向が近い位置候補を選出する。そして、選出した位置候補の地点に車両の現在位置を修正すると共に、走行軌跡記憶手段8の走行軌跡も修正する。101は表示制御手段であり、現在位置計測手段5の車両の現在位置に基づいて、道路網記憶手段1から車両の現在位置周辺地図を読み出して、車両の現在位置を示す車両マークと共に表示手段102で表示する。
【0004】
次に、従来のロケータ装置における道路上の車両の現在位置の同定方法について説明する。例えば、図17はパターンマッチング手段91の動作例を示したものである。パターンマッチング手段91は150m判定手段11から信号が出力される度に、走行軌跡記憶手段6の走行軌跡及び走行道路形状生成手段8の各道路形状ベクトルをそれぞれ2km読み出す。そして、道路形状ベクトル毎に走行軌跡との相関を演算して、最も相関が高い道路形状ベクトルを選出する。併せて、選出した道路のルートが正しいと判断して、道路形状ベクトルに対応する道路上の位置候補の地点へ現在位置を修正すると共に、走行軌跡記憶手段6の走行軌跡も修正する。逆に、道路形状ベクトルと走行軌跡の間に全く相関性がない場合は、道路形状ベクトル及び対応する道路上の位置候補を抹消する。図17において、点線で示されている経路は、出発地Ps点から150m走行した時点における走行軌跡であり、実線で描かれた道路上の各三角形は各位置候補である。そして、走行軌跡と最も相関が高い道路形状ベクトルに対応する道路上の位置候補P0−1の位置へ現在位置P0を修正する例を示している。
【0005】
また図18は投影マッチング手段92の動作例を示したものである。図において、Psは出発地点であり、P0、P1、P2、・・・P5は現在位置計測手段5により順次計測した現在位置である。P0−1は車両の走行開始後に15mを走行した時点で、出発時の進行方向Y及び道路データに基づいて、現在位置P0の近傍の道路に設定された位置候補である。また、P1−1、P1−2、P1−3は出発後30mを走行した時に設定された位置候補であり、現在位置P1と距離的に最も近く、且つ、進行方向が近い位置候補としてP1−3を選出したことを示す。そして、選出した位置候補P1−3に現在位置P1を修正すると共に、走行軌跡記憶手段6の走行軌跡も修正したことを示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、特開平8−159788号公報に示されたロケータ装置は以上のように構成されているので、パターンマッチング手段と投影マッチング手段のいずれのマップマッチング方法においても、複数の道路上に設定した位置候補の中から車両の走行軌跡と最も相関が高い位置候補を選出すると、その位置候補が示す地点を車両の現在位置として、それまでに同定していた車両の現在位置を修正していた。しかるに、道路中央を示すようにデータ化されたリンク上に位置候補を設定していたので、車両の現在位置も道路中央で位置同定することになり、現実の車両の現在位置を正確に表すことは不可能であった。
【0007】
このことは、道路の幅員方向での車両の位置計測と、車両が走行している車線の判断が不可能であるだけでなく、大都市の幹線道路など幅員の大きな道路から右、左折すると、最大でほぼ幅員に近い位置の誤差を生じるという大きな問題を生じる原因にもなっていた。また、特定の車線に関する情報を運転者へ報知することも実現不可能であった。
【0008】
そこで、本発明は、従来のマップマッチング方法において、大都市の幹線道路など幅員の大きな道路から右左折すると、右左折後には最大でほぼ幅員に近い位置の誤差を生じるという問題を解消する為になされたもので、道路の幅員方向の位置を計測できるロケータ装置を提供することを目的とする。
【0009】
本発明の他の目的は、従来のマップマッチング方法において、車両が走行している車線を判断できないという問題を解消する為になされたもので、車両が走行している車線を推定できるロケータ装置を提供することにある。
【0010】
本発明の更に他の目的は、従来のマップマッチング方法及び表示方法では、車両の現在位置が道路中央でしか表示されないという問題を解消する為になされたもので、車両が走行している車線上に現在位置を表示できるロケータ装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係るロケータ装置は、車両の現在位置を計測する現在位置計測手段と、前記現在位置計測手段により計測した位置の履歴を車両の走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、車両が走行する所定範囲の、幅員や車線数を含む車線に関する道路データを記憶する道路網記憶手段と、前記走行軌跡記憶手段の走行軌跡と前記道路網記憶手段の道路データを用いて車両の通過コースを特定するとともに、通過コースに車両の現在位置を同定し、さらに、通過コースの道路データの幅員を用いてテンプレートを生成して、テンプレート内に車両の走行軌跡が収まるように車両の走行軌跡あるいは進行方位を修正し、道路データの幅員を考慮して車両の現在位置を同定する位置同定手段と、前記道路網記憶手段の道路データと前記位置同定手段の車両の現在位置を表示する表示手段とを有するロケータ装置とを備えるものである。
このような構成により、前記位置同定手段は、走行道路の幅員で示された幅の道路面内に車両の走行軌跡が収まるように走行軌跡あるいは進行方位を修正して、道路面上に車両の現在位置を同定する。
【0012】
請求項2の発明に係るロケータ装置は、前記位置同定手段が、通過コースの道路データに対して、道路データの幅員や車線数を含む車線に関するデータから道路データの車線を計算した上で、道路データの路面上に同定した車両の走行軌跡あるいは現在位置と重なる車線を車両が走行している車線と推定するように構成される。
このような構成により、前記位置同定手段は、車両が走行している道路の幅員を車線数で等分割して各車線を計算して、車両の走行軌跡あるいは現在位置と重なる車線を車両が走行している車線とする。
【0013】
請求項3の発明に係るロケータ装置は、前記表示手段が、道路データの車線数が認識可能なように表示するとともに、前記位置同定手段により推定した車両が走行している車線上に車両の現在位置を表示するように構成される。
このような構成により、前記表示手段は、位置同定手段によって計算された走行道路の車線と、車線上に同定された車両の現在位置を表示する。
【0014】
請求項4の発明に係るロケータ装置は、前記道路網記憶手段が、道路データの車線毎に車線幅を予め記憶するように構成される。
【0015】
請求項4の発明に係るロケータ装置は、前記道路網記憶手段が、道路データの車線毎に規制方向を記憶したり、あるいは上り下りの通行方向毎に規制方向を記憶しており、前記道路網記憶手段に記憶された、道路データの車線毎の規制方向や上り下りの通行方向毎の規制方向に基づいて、車線の規制方向を判断するように構成される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【0017】
実施の形態1.
先ず、本発明の実施の形態1によるロケータ装置について説明する。図1はこのロケータ装置の構成を示すブロック図である。図1において、1は道路網記憶手段であり、道路の交差点あるいは折曲点等の位置を示すノード、ノード間を直線で接続するリンク、道路幅員や一方通行等に関するデータ等(これらをまとめて道路データという)を記憶している。2はGPS受信機であり、衛星からの電波を受信するGPSアンテナが接続されており、衛星からの電波により位置を計測して車両の位置データを出力する。3は方位計測手段であり、例えば、ジャイロで検知した車両の角速度を用いて車両の進行方位などの方位データを計測する。4は距離計測手段であり、例えば、車両の走行距離に応じて出力される距離センサのパルス信号を用いて車両の走行距離などの距離データを計測する。5は現在位置計測手段であり、方位計測手段3の方位データと距離計測手段4の距離データ、及びGPS受信機2の位置データに基づいて車両の現在位置を経度、緯度で表すように計測する。そして、6は走行軌跡記憶手段であり、所定の距離以上あるいは所定の角度以上車両が進路変更する毎に、現在位置計測手段5で計測した車両の現在位置を記録する。
【0018】
また、7は位置候補設定手段であり、走行軌跡記憶手段6で記憶した走行軌跡を道路網記憶手段1の道路データと照合して、車両が走行している可能性があると判断された複数組の道路データ群上に車両の位置候補を設定する。8は通過コース候補記憶手段であり、複数組の位置候補を設定した道路データ(始点ノード、終点ノード、幅員、車線数、上下分離、規制方向)の履歴を記録して、車両の複数組の位置候補に対応した通過コースの候補を記憶する。9は位置同定手段であり、通過コース候補記憶手段8により記憶した通過コースの複数組の候補の中から一つだけ車両の通過コースを選出するとともに、併せて通過コース上の車両の現在位置を同定する。10は表示手段であり、道路網記憶手段1の道路データ上に、位置同定手段9で同定した車両の現在位置を重ね合わせて表示する。
【0019】
次に、車両の走行軌跡から道路上に車両位置を同定するまでの動作に関して、位置候補設定手段7及び通過コース候補記憶手段8では2つの候補を扱うものとして、図2乃至図13を用いて説明する。図2は出発地点(二重丸印)からの通過コース(太線)、及び計測した走行軌跡(点線)を示す図、図3は走行軌跡記憶手段6により走行軌跡を記憶する処理を示すフローチャート、図4は、車両が図中の位置Piにある時に、走行軌跡記憶手段6により記憶された車両の位置(図4の(b)の丸印)と各位置を順に結んで得られる走行軌跡を示す図、図5は位置候補設定手段7により道路データと図4中の走行軌跡とを照合して設定した2つの位置候補a、bを示す図、図6は、通過コース候補記憶手段8により図5の位置候補aが設定された道路データを順に記憶した状態と通過コースの候補(a)を示す図、図7は通過コース候補記憶手段8により図5の位置候補bが設定された道路データを順に記憶した状態と通過コースの候補bを示す図、図8は位置同定手段9によって通過コースの2つの候補a、bから通過コースを特定する方法を示す図、図9は位置同定手段9によって走行軌跡を修正する様子と、表示手段10で表示される例を示す図である。
【0020】
また、図10は、車両が図中の位置Pjにあるときに、走行軌跡記憶手段6により記憶された走行軌跡の要素点(車両の現在位置、過去位置)を順に結んだ走行軌跡を示す図、図11は通過コースの道路データ上で車両の現在位置を表示する為の処置を示す図、図12は通過コースに基づいて車両の走行軌跡と現在位置を修正した後の様子を示す図、図13は、位置同定手段9によって通過コースの候補bが仮に通過コースとして特定された場合に、通過コースの候補bの道路データ上で車両の現在位置を表示する為の処置を示す図である。
【0021】
図3において、走行軌跡記憶手段6は、現在位置計測手段5により計測された車両の位置データと方位データ、及び距離データを用いて、車両の現在位置を走行軌跡の過去位置として記憶後に所定距離Lv1以上移動したか否かをステップST1で判定する。そして、所定距離Lv1以上移動したと判定した場合には、次にステップST2へ進み、逆に所定距離Lv1以上移動していないと判定した場合には、次にステップST3へ進む。ステップST2では、走行軌跡を形成する要素点として、車両の現在位置を走行軌跡の過去位置として記憶し、次にステップST4へ進む。ステップST3では、走行軌跡の過去位置を記憶後に所定距離Lv2以上移動し、且つ所定角度αv1以上進路を変更したか否かを判定する。そして、走行軌跡の過去位置を記憶後に、所定距離Lv2以上移動し、且つ所定角度αv1以上進路を変更したと判定した場合には、ステップST2へ進み、逆に走行軌跡の過去位置を記憶後に所定距離Lv2以上移動していないか、あるいは所定角度αv1以上進路変更していないと判定した場合には、ステップST4へ進む。ステップST4では、走行軌跡を形成する為の要素点として、車両の現在位置を走行軌跡の現在位置として記憶し、次にステップST5へ進む。ステップST5では、走行軌跡記憶処理を終了する。
【0022】
図4は走行軌跡記憶手段6の処理結果を示すものであり、図4の(a)において、PR0点は出発地点、出発地点から延びる矢印は車両の移動を示す。また、N1点とN2点は、車両が進路変更した交差点に位置する道路データのノードである。そして、図4の(b)のPi点に車両の現在位置がある場合は、走行軌跡記憶手段6は、図3で示した方法で、図4の(c)のように、PR0点からPR6点を走行軌跡の過去位置として記憶する。
【0023】
図5において、位置候補設定手段7は、従来と同様に走行軌跡と相似性の高い道路データ上に位置候補を設定する。図4で示した走行軌跡の場合には、走行軌跡とほぼ重なる道路データがあるので、その道路データ上に位置候補aを設定する。そして、近傍道路において走行軌跡と次に相似性の高い道路データ上に位置候補bを設定する。
【0024】
図6と図7は通過コース候補記憶手段8の処理結果を示すものであり、図6において、通過コース候補記憶手段8は、図6の(a)の位置候補aが設定されている道路データのリンクL1からL3に関する道路データ(始点ノード、終点ノード、幅員、車線数、上下分離、規制方向)を位置候補aの移動に伴って図6の(b)に示すように順次記憶していく。尚、図6中のN1からN3、及びN0はリンクL1からL3のノードである。また、図7において、通過コース候補記憶手段8は、図7の(a)の位置候補bが設定されている道路データのリンクL10からL13に関する道路データ(図6と同様)を位置候補bの移動に伴って図7の(b)に示すように順次記憶していく。尚、図7中のN10からN13、及びN3はリンクL10からL13のノードである。
【0025】
位置同定手段9は、図6と図7でそれぞれ示す通過コースの2つの候補a、bに対して、各リンクの幅員、車線数、上下分離、及び規制方向を用いて、図8に示すような通過コースの候補毎のテンプレートを生成し、通過コースの各候補のテンプレートと図4の(b)で示した走行軌跡の相似性を判断する。通過コースの候補のテンプレートの内側に走行軌跡の要素点が全て収まれば相似性は最も高くなる。しかし、そうでなければ、通過コースの候補と走行軌跡の進路変更箇所、直進部分の長さ、進行方位等の相似性を比較する。通過コースの2つの候補a、bに対しては、図8で示すように、通過コースの候補と走行軌跡の進路変更箇所、直進部分の長さの点に関して、走行軌跡が通過コースの候補bよりは候補aに近いので、通過コースの候補aは相似性が高いと判断し車両の通過コースとして特定する。また、通過コースを特定すると、通過コース上に車両の現在位置を表示させるようにする為に、図9の(a)に示すように、車両の走行軌跡の要素点(PR5、PR6、Pi)が通過コースのテンプレートの内側に収まるように、要素点を平行移動あるいは回転移動させて走行軌跡と進行方位の修正量を演算する。そして、図9の(b)に示すように、Pi点以降では、走行軌跡と進行方位の修正量に基づいて車両の現在位置が表示手段10により道路データ上に表示される(図6の(a)の点線枠内)。
【0026】
また、図10の(a)で示すように、車両がPj点まで走行した場合には、走行軌跡記憶手段6により、図10の(b)で示すように、走行軌跡の要素点(車両の現在位置、過去位置)が記憶される。この時には、図11の(a)に示すように、通過コース上で3回ほど右、左折が行われて、且つ、その後も通過コース上(太線)で車両の現在位置を表示し続けることができているので、通過コースの信頼性が非常に高いと判断し、位置同定手段9によって、走行軌跡(点線)の要素点が通過コースのテンプレート内側に収まるように、走行軌跡と現在位置及び進行方位を修正する。そして、その後は、図12に示すように、通過コース上に位置する走行軌跡の要素点を記憶するとともに、車両の現在位置を表示する。
【0027】
図11の(b)は、図11の(a)の車両の現在位置Pjの周辺(点線の円内)を拡大したもので、車両の現在位置Pjの後に繋がっている実線は、表示手段10で表示された車両の位置の履歴を示す。従って、車両の現在位置PjはリンクL5及びリンクL6の上に位置するように表示しない。尚、図中のN4とN5はリンクL5のノード、N5とN6はリンクL6のノードである。
【0028】
これに対して、従来のマップマッチング方法と同様に、リンク上で車両の現在位置を同定していたとすれば、図11の(c)に示すように、車両の現在位置は、ノードN5が位置する交差点での右折時にリンクL6から一時的に外れた後に、再びリンクL6上に同定する。しかし、ノードN5が位置する交差点で右折する前に実際の位置よりリンクL5がある道路中央寄りに同定した為に生じた誤差δP1と、同交差点で右折後にリンクL6がある道路中央寄りに位置修正(矢印)した為に生じた誤差δP2によって、車両の現在位置Pj’は両誤差を合成した大きさの誤差((δP1 2+δP2 2)1/2)を生じている。尚、図中のPj点は本実施の形態により表示される車両の現在位置であり、Pj点に繋がっている点線は、Pj点に至るまでに表示された位置の履歴を示す。
【0029】
次に、位置同定手段9によって、通過コースの候補bが仮に通過コースとして特定された場合について説明する。この場合には、図13に示すように、通過コースの候補bと走行軌跡(点線)との相似性が低い為、通過コースの候補bから車両の現在位置が外れてしまう(点線枠内I1)。この時には、継続して通過コースの候補bが生成され直されたので、再び通過コースの候補b上(太線)に車両の現在位置を表示できるが、通過コースの候補bが生成できなければ(点線枠内I2)、車両の現在位置は通過コースの候補bから再び外れてしまう。この場合には、点線枠内I2以降で走行軌跡と相似性が低下する為に、通過コースの他の候補の相関性が高くなり、通過コースの他の候補上で車両の現在位置が表示されるようになる。
【0030】
実施の形態2.
以下、装置構成が実施の形態1と同じで、図1の位置同定手段9の動作だけが実施の形態1と異なる他の実施の形態2について、図14及び図15を用いて説明する。図14は道路データの車線を計算する一般的な例を示す図、図15は算出した車線と車両の走行軌跡から車両が走行している車線を推定する例を示す図である。尚、位置同定手段9以外の処理については、実施の形態1と同一であるので、説明を省略する。
【0031】
位置同定手段9は、実施の形態1で示したように、走行道路の幅員に応じた路面上に車両の現在位置を同定する。そして、図14に示すように、リンクの幅員を車線数で等分割して道路データの車線を計算し、規制方向(順方向/逆方向/無)と上下分離(有/無)に基づいて車線毎に規制方向を設定する。具体的には、図14の(a)のリンクに関する道路データが図14の(b)の場合には、上下分離が「無」、車線数が「2」なので、対面通行の道路で上下1車線ずつあると判断する。また、規制方向が「逆方向」なので、リンクの終点ノードNDiから始点ノードNSiへ向かう方向が規制されていると判断する(図中のOKが示されている矢印の方向が通行可能)。尚、各車線の幅は幅員Wiの半分である。
【0032】
また、図14の(a)のリンクに関する道路データが図14の(c)の場合には、上下分離が「有」、車線数が「2」なので、一方通行の道路で2車線あると判断する。他は図14(b)の場合と同様であるので説明を省略する。また、図14の(d)の場合には、上下分離が「有」、車線数が「2」なので、一方通行の道路で2車線あると判断する。そして、規制方向が「順方向」なので、リンクの始点ノードNSiから終点ノードNDiへ向かう方向が規制されていると判断する。また、図14の(e)の場合には、上下分離が「無」、車線数が「1」、規制方向が「無」なので、1車線の道路を上り下りともに使うことになる。
【0033】
そして、図15の(a)において、車両の現在位置がPj点にあり、また通過コース上のリンクL6に関する道路データが、図中に示すように、始点ノードが「N5」、終点ノードが「N6」、幅員が「10m」、車線数が「4」、上下分離が「無」、及び規制方向が「逆方向」だったとすれば、位置同定手段9は、図15の(b)で示すように、リンクに関する道路データから、リンクL6には2.5m幅の車線が4つあると計算し、また、Lane1とLane2の2車線は始点ノードN5から終点ノードN6へ向かう方向が通行方向であり、Lane3とLane4の2車線はその逆向きが通行方向であると判断する。そして、車両の走行軌跡(現在位置Pjに繋がっている実線)と重なる車線(Lane1)を車両が走行している車線と判断する。尚、表示手段10は、図15(b)に示すように、道路データの車線と現在位置が分かるように表示を行う。
【0034】
実施の形態3.
前記実施の形態2において、位置同定手段9は、車両の走行軌跡と重なる車線を車両が走行している車線と判断すると説明したが、車両の現在位置が重なる車線を車両が走行している車線としても良い。
【0035】
実施の形態4.
前記実施の形態2において、位置同定手段9は、道路データの幅員を車線数で等分割して車線を計算すると説明したが、道路網記憶手段1に道路データの車線毎に車線幅を予め記憶するようにしても良い。このようにすれば、位置同定手段9は、道路データの幅員を車線数で等分割して車線を計算する必要が無く、従って、直ちに車線を割り出すことができる。
【0036】
実施の形態5.
前記実施の形態2において、位置同定手段9では、車両の通行方向に関する規制方向は1つであるとして車線の規制方向を判断するように説明したが、道路網記憶手段1に道路データの車線毎に規制方向を記憶したり、あるいは上り下りの通行方向毎に規制方向を記憶しておき、位置同定手段9により車線の規制方向を判断するようにしても良い。
【0037】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、道路データのリンクの幅員を記憶している道路網記憶手段と、車両の走行道路を特定した後で、車両の走行軌跡が道路データの幅員内に収まるように走行軌跡あるいは進行方位を修正し、走行軌跡の先頭が示す地点を車両の現在位置とするようにしたので、実際に車両が存在する道路上の位置を計測でき、従って、大都市の幹線道路など幅員の大きな道路から右、左折しても位置の誤差を生じなくなるという効果がある。
【0038】
また、請求項2の発明によれば、走行道路に対して道路データの幅員を車線数で等分割して各車線を計算し、車両の走行軌跡あるいは現在位置と重なる車線を車両が走行している車線と判断するようにしたので、車両が走行している車線を推定できるという効果がある。
【0039】
さらに、請求項3の発明によれば、走行道路の車線を計算し、また車線上に車両の現在位置を同定したので、車両が道路のどの当たりを走行しているか、また、どの車線を走行しているか等を運転者に報知できるという効果がある。
【0040】
さらにまた、請求項4の発明によれば、道路網記憶手段に、道路データの車線毎に車線幅を予め記憶させたので、位置同定手段は、道路データの幅員を車線数で等分割して車線を計算する必要が無く、従って、直ちに車線を割り出すことができ、極めて迅速な処理が可能になるという効果がある。
【0041】
また、請求項5の発明によれば、道路網記憶手段に道路データの車線毎に規制方向を記憶したり、あるいは上り下りの通行方向毎に規制方向を記憶しておき、位置同定手段により車線の規制方向を判断するようにしたので、さらにきめ細かな制御が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロケータ装置の実施の形態1の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明のロケータ装置の実施の形態1の動作について、出発地点からの通過コースと計測した走行軌跡を示す図である。
【図3】本発明のロケータ装置の実施の形態1の動作について、走行軌跡記憶手段により走行軌跡を記憶する処理を示すフローチャートである。
【図4】本発明のロケータ装置の実施の形態1の動作について、走行軌跡記憶手段により記憶された車両の位置と各位置を順に結んで得られる走行軌跡を示す図である。
【図5】本発明のロケータ装置の実施の形態1の動作について、位置候補設定手段により道路データと走行軌跡を照合して設定した位置候補を示す図である。
【図6】本発明のロケータ装置の実施の形態1の動作について、通過コース候補記憶手段により位置候補の一つが設定された道路データを順に記憶した状態と通過コースの候補を示す図である。
【図7】本発明のロケータ装置の実施の形態1の動作について、通過コース候補記憶手段により位置候補の一つが設定された道路データを順に記憶した状態と通過コースの候補を示す図である。
【図8】本発明のロケータ装置の実施の形態1の動作について、位置同定手段によって通過コースの2つの候補から通過コースを特定する方法を示す図である。
【図9】本発明のロケータ装置の実施の形態1の動作について、位置同定手段によって特定された通過コース上に車両の現在位置を表示する為に、走行軌跡の修正を行う様子を示す図であり、また、表示手段で表示される図でもある。
【図10】本発明のロケータ装置の実施の形態1の動作について、走行軌跡記憶手段により記憶された走行軌跡の要素点を示す図である。
【図11】本発明のロケータ装置の実施の形態1の動作について、位置同定手段によって特定された通過コースの道路データ上で車両の現在位置を表示する為の処置を示す図である。
【図12】本発明のロケータ装置の実施の形態1の動作について、通過コースに基づいて車両の走行軌跡と現在位置を修正した後の様子を示す図である。
【図13】本発明のロケータ装置の実施の形態1の動作について、位置同定手段によって本来特定されない通過コースの候補が通過コースとして特定された場合に、通過コースの候補の道路データ上で車両の現在位置を表示する為の処理を示す図である。
【図14】本発明のロケータ装置の実施の形態2の動作について、道路データから車線を計算する一般的な例を示す図である。
【図15】本発明のロケータ装置の実施の形態2の動作について、計算した車線の中から車両が走行している車線を推定する例を示す図である。
【図16】従来のロケータ装置の構成を示すブロック図である。
【図17】従来のロケータ装置の動作について、パターンマッチング手段の処理結果を示す図である。
【図18】従来のロケータ装置の動作について、投影マッチング手段の処理結果を示す図である。
【符号の説明】
1 道路網記憶手段、2 GPS受信機、3 方位計測手段、4 距離計測手段、5 現在位置計測手段、6 走行軌跡記憶手段、7 位置候補設定手段、8通過コース候補記憶手段、9 位置同定手段、10 表示手段。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for identifying a current position on a road on which a vehicle is traveling, and more particularly to a locator device for identifying a position in a width direction of a road and estimating a lane in which the vehicle is traveling. Things.
[0002]
[Prior art]
A conventional locator device will be described. FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a locator device disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-159788. In the figure,
[0003]
[0004]
Next, a method of identifying the current position of a vehicle on a road in a conventional locator device will be described. For example, FIG. 17 shows an operation example of the pattern matching means 91. Each time a signal is output from the 150 m determination unit 11, the pattern matching unit 91 reads the travel locus of the travel locus storage unit 6 and each road shape vector of the travel road
[0005]
FIG. 18 shows an operation example of the projection matching means 92. In the figure, Ps is a starting point, and P0, P1, P2,... P5 are current positions sequentially measured by the current position measuring means 5. P0-1 is a position candidate set on a road near the current position P0 based on the traveling direction Y at the time of departure and the road data at the time when the vehicle has traveled 15 m after the start of traveling of the vehicle. P1-1, P1-2, and P1-3 are position candidates set when the vehicle travels 30 m after the departure, and P1--P1--P1 are position candidates that are closest to the current position P1 in terms of distance and in the traveling direction. 3 is selected. Then, the current position P1 is corrected for the selected position candidate P1-3, and the traveling locus of the traveling locus storage unit 6 is also modified.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
For example, since the locator device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-159788 is configured as described above, in any of the map matching methods of the pattern matching means and the projection matching means, the position set on a plurality of roads is determined. When a position candidate having the highest correlation with the traveling locus of the vehicle is selected from the candidates, the point indicated by the position candidate is set as the current position of the vehicle, and the current position of the vehicle identified so far is corrected. However, since the position candidates are set on the data link indicating the center of the road, the current position of the vehicle is also identified at the center of the road, and the actual position of the actual vehicle is accurately represented. Was impossible.
[0007]
This means that not only is it impossible to measure the position of the vehicle in the width direction of the road and determine the lane in which the vehicle is traveling, but also if you turn right or left from a wide road such as a main road in a large city, This has caused a serious problem of causing an error at a position almost at most near the width. Also, it has been impossible to notify the driver of information on a specific lane.
[0008]
In view of the above, the present invention has been made in order to solve the problem that, in the conventional map matching method, when a right or left turn is made from a road having a large width such as a main road in a large city, an error of a position at most almost the width occurs after the right or left turn. It is an object of the present invention to provide a locator device capable of measuring a position of a road in a width direction.
[0009]
Another object of the present invention is to solve the problem that the lane in which the vehicle is traveling cannot be determined in the conventional map matching method, and a locator device that can estimate the lane in which the vehicle is traveling. To provide.
[0010]
Still another object of the present invention is to solve the problem that the current position of the vehicle is displayed only at the center of the road in the conventional map matching method and display method, and is provided on the lane where the vehicle is traveling. To provide a locator device capable of displaying a current position.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A locator device according to
With such a configuration, the position identification unit corrects the traveling trajectory or the traveling direction so that the traveling trajectory of the vehicle falls within the road surface having the width indicated by the width of the traveling road, and the position of the vehicle is displayed on the road surface. Identify the current location.
[0012]
The locator device according to
With such a configuration, the position identification means calculates each lane by equally dividing the width of the road on which the vehicle is traveling by the number of lanes, and allows the vehicle to travel along a lane overlapping with the traveling locus of the vehicle or the current position. It is assumed that the lane is running.
[0013]
A locator device according to a third aspect of the present invention is the locator device, wherein the display means displays the number of lanes in the road data so that the number of lanes can be recognized, and the current position of the vehicle on the lane in which the vehicle estimated by the position identification means is traveling It is configured to display the position.
With such a configuration, the display unit displays the lane of the traveling road calculated by the position identification unit and the current position of the vehicle identified on the lane.
[0014]
A locator device according to a fourth aspect of the present invention is configured such that the road network storage means stores in advance the lane width for each lane in the road data.
[0015]
The locator device according to
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0017]
First, a locator device according to
[0018]
[0019]
Next, regarding the operation until the vehicle position is identified on the road from the traveling locus of the vehicle, the position candidate setting means 7 and the passing course candidate storage means 8 use two candidates as shown in FIGS. explain. FIG. 2 is a diagram showing a passing course (thick line) from the starting point (double circle) and a measured traveling locus (dotted line). FIG. 3 is a flowchart showing a process of storing the traveling locus by the traveling locus storage means 6. FIG. 4 shows that the vehicle is at a position P in the figure.i5 shows a traveling locus obtained by sequentially connecting the vehicle position (circled in FIG. 4B) stored by the traveling locus storage means 6 with each position, and FIG. 5 shows a position candidate setting means 7. FIG. 6 shows two position candidates a and b set by collating road data with the traveling locus in FIG. 4 according to FIG. 4. FIG. 6 shows a road where the position candidate a in FIG. FIG. 7 is a diagram showing a state in which data is stored in order and a candidate of a passing course (a). FIG. 7 shows a state in which road data in which the position candidate b in FIG. FIG. 8 is a diagram showing a method of specifying a passing course from two candidates a and b of the passing course by the position identifying means 9, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing an example displayed by
[0020]
FIG. 10 shows that the vehicle is positioned at a position P in the figure.jFIG. 11 is a diagram showing a traveling locus in which the element points (current position and past position of the vehicle) of the traveling locus stored by the traveling locus storage means 6 are sequentially connected. FIG. 12 is a view showing a procedure for displaying the current position, FIG. 12 is a view showing a state after the traveling locus of the vehicle and the current position are corrected based on the passing course, and FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating a process for displaying a current position of a vehicle on road data of a candidate b for a passing course, if b is temporarily specified as a passing course.
[0021]
In FIG. 3, a traveling locus storage unit 6 stores the current position of the vehicle as a past position of the traveling locus using the vehicle position data, azimuth data, and distance data measured by the current position measuring unit 5, and then stores a predetermined distance. Lv1It is determined in step ST1 whether or not the movement has been made. Then, the predetermined distance Lv1If it is determined that the movement has occurred, the process proceeds to step ST2, and conversely, the predetermined distance Lv1If it is determined that it has not moved, the process proceeds to step ST3. In step ST2, the current position of the vehicle is stored as a past position of the traveling locus as an element point forming the traveling locus, and then the process proceeds to step ST4. In step ST3, after storing the past position of the traveling locus, the predetermined distance Lv2Moves at a predetermined angle αv1It is determined whether the course has been changed. After storing the past position of the traveling locus, the predetermined distance Lv2Moves at a predetermined angle αv1When it is determined that the course has been changed, the process proceeds to step ST2, and conversely, after storing the past position of the traveling locus, the predetermined distance Lv2Has not moved by more than a predetermined angle αv1When it is determined that the course has not been changed, the process proceeds to step ST4. In step ST4, the current position of the vehicle is stored as the current position of the traveling locus as an element point for forming the traveling locus, and then the process proceeds to step ST5. In step ST5, the traveling locus storage processing ends.
[0022]
FIG. 4 shows the processing result of the traveling locus storage means 6. In FIG. 4 (a), the point PR0 indicates the starting point, and the arrow extending from the starting point indicates the movement of the vehicle. The points N1 and N2 are road data nodes located at the intersection where the vehicle has changed course. Then, P in FIG.iIf there is a current position of the vehicle at the point, the traveling locus storage means 6 stores the points PR0 to PR6 as past positions of the traveling locus as shown in FIG. 4C by the method shown in FIG. .
[0023]
In FIG. 5, a position candidate setting means 7 sets a position candidate on road data having a high similarity to a traveling locus as in the related art. In the case of the traveling locus shown in FIG. 4, there is road data that substantially overlaps with the traveling locus, and thus a position candidate a is set on the road data. Then, a position candidate b is set on road data having a similarity to the traveling locus next to the neighboring road.
[0024]
6 and 7 show the processing results of the passing course candidate storage means 8. In FIG. 6, the passing course candidate storage means 8 stores the road data in which the position candidate a in FIG. Link L1To L3The road data (start point node, end point node, width, lane number, vertical separation, regulation direction) regarding the road data are sequentially stored as shown in FIG. Note that N in FIG.1To N3, And N0Is the link L1To L3Node. In FIG. 7, the passing course candidate storage means 8 stores the link L of the road data in which the position candidate b in FIG.10To LThirteenThe road data (similar to FIG. 6) is sequentially stored as shown in FIG. 7B as the position candidate b moves. Note that N in FIG.10To NThirteen, And N3Is the link L10To LThirteenNode.
[0025]
The position identification means 9 uses the width of each link, the number of lanes, the vertical separation, and the restriction direction for the two candidates a and b of the passing courses shown in FIGS. 6 and 7, respectively, as shown in FIG. A template for each candidate of the passing course is generated, and the similarity between the template of each candidate of the passing course and the traveling locus shown in FIG. 4B is determined. The similarity is highest if all the element points of the traveling locus fall within the template of the candidate for the passing course. However, if not, the similarity of the candidate for the passing course and the course change point of the traveling locus, the length of the straight traveling portion, the traveling direction, and the like are compared. For the two candidates a and b of the passing course, as shown in FIG. 8, the candidate of the passing course, the change point of the course of the traveling locus, and the point of the length of the straight traveling portion are the candidates of the passing course b. Since it is closer to the candidate a, the candidate of the passing course is determined to have a high similarity, and is specified as the passing course of the vehicle. Further, when the passing course is specified, as shown in FIG. 9A, the element point (P) of the traveling locus of the vehicle is displayed in order to display the current position of the vehicle on the passing course.R5, PR6, PiThe element points are translated or rotated so as to fall within the template of the passing course, and the correction amounts of the traveling locus and the traveling direction are calculated. Then, as shown in FIG.iAfter the point, the current position of the vehicle is displayed on the road data by the display means 10 based on the travel locus and the correction amount of the traveling direction (within the dotted frame in FIG. 6A).
[0026]
In addition, as shown in FIG.jWhen the vehicle has traveled to the point, the travel locus storage means 6 stores the element points (current position and past position of the vehicle) of the travel locus as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 11 (a), right and left turns are performed about three times on the passing course, and thereafter, the current position of the vehicle is continuously displayed on the passing course (thick line). It is determined that the reliability of the passing course is very high, and the traveling path, the current position, and the traveling position are determined by the position identification means 9 so that the element points of the traveling path (dotted line) fall within the template of the passing course. Correct the bearing. After that, as shown in FIG. 12, the element points of the traveling locus located on the passing course are stored, and the current position of the vehicle is displayed.
[0027]
FIG. 11B is an enlarged view of the vicinity (within a dotted circle) of the current position Pj of the vehicle shown in FIG.jA solid line connected after indicates the history of the position of the vehicle displayed on the
[0028]
On the other hand, if the current position of the vehicle is identified on the link in the same manner as in the conventional map matching method, the current position of the vehicle becomes the node N as shown in FIG.5When turning right at the intersection where is located, link L6Link L once again6Identify above. However, node N5Before turning right at the intersection where is located, link L from the actual position5Error δP caused by the identification at the center of the road1After turning right at the same intersection, link L6Error δP caused by correcting the position (arrow) near the center of a certain road2Accordingly, the current position Pj 'of the vehicle is a magnitude error (([delta] P1 2+ ΔP2 2)1/2). In addition, P in the figurejThe point is the current position of the vehicle displayed according to the present embodiment, and PjThe dotted line connecting the points is PjThe history of the position displayed up to the point is shown.
[0029]
Next, a case will be described in which the position identifying means 9 temporarily specifies the passing course candidate b as the passing course. In this case, as shown in FIG. 13, since the similarity between the passing course candidate b and the traveling locus (dotted line) is low, the current position of the vehicle deviates from the passing course candidate b (I within the dotted frame).1). At this time, since the passing course candidate b is continuously generated, the current position of the vehicle can be displayed again on the passing course candidate b (thick line). However, if the passing course candidate b cannot be generated ( I in dotted frame2), The current position of the vehicle deviates again from the passing course candidate b. In this case, I2Thereafter, since the similarity with the traveling locus decreases, the correlation of other candidates of the passing course increases, and the current position of the vehicle is displayed on other candidates of the passing course.
[0030]
Hereinafter, another
[0031]
The position identifying means 9 identifies the current position of the vehicle on the road surface according to the width of the traveling road, as described in the first embodiment. Then, as shown in FIG. 14, the width of the link is equally divided by the number of lanes to calculate the lane of the road data, and based on the regulation direction (forward / reverse / no) and vertical separation (presence / absence). Set a regulation direction for each lane. Specifically, when the road data related to the link in FIG. 14A is as shown in FIG. 14B, the vertical separation is “none” and the number of lanes is “2”. Judge that there are lanes. In addition, since the regulation direction is "reverse direction", the link end node NDiFrom start node NSiIt is determined that the direction toward the vehicle is regulated (the direction of the arrow indicating OK in the figure is allowed to pass). The width of each lane is width WiIs half of
[0032]
In the case where the road data relating to the link in FIG. 14A is as shown in FIG. 14C, the vertical separation is “Yes” and the number of lanes is “2”, so it is determined that there are two lanes on a one-way road. I do. Others are the same as in the case of FIG. In the case of FIG. 14D, since the vertical separation is “present” and the number of lanes is “2”, it is determined that there are two lanes on a one-way road. And since the regulation direction is "forward direction", the link start node NSiTo end node NDiIt is determined that the direction toward is regulated. In the case of FIG. 14E, the vertical separation is “none”, the number of lanes is “1”, and the regulation direction is “none”, so that a one-lane road is used both up and down.
[0033]
Then, in FIG. 15A, the current position of the vehicle is PjLink L at the point and on the passing course6As shown in the figure, the start node is "N5”And the end node is“ N6If the width is "10 m", the number of lanes is "4", the vertical separation is "none", and the regulation direction is "reverse", the position identification means 9 will be as shown in FIG. First, the link L from the road data on the link6Has four lanes with a width of 2.5 m, and the two lanes Lane1 and Lane2 are the starting node N5To end node N6It is determined that the direction toward the traffic lane is the traffic direction, and the two
[0034]
In the second embodiment, it has been described that the position identifying means 9 determines that the lane overlapping with the traveling locus of the vehicle is the lane in which the vehicle is traveling, but the lane in which the vehicle is traveling in the lane in which the current position of the vehicle overlaps. It is good.
[0035]
In the second embodiment, the position identification means 9 calculates the lanes by dividing the width of the road data equally by the number of lanes. However, the lane width is stored in advance in the road network storage means 1 for each lane of the road data. You may do it. This eliminates the need for the position identification means 9 to calculate the lane by dividing the width of the road data equally by the number of lanes, and thus can immediately determine the lane.
[0036]
Embodiment 5 FIG.
In the second embodiment, the position identification unit 9 is described as determining the lane restriction direction assuming that there is one restriction direction regarding the traffic direction of the vehicle. Alternatively, the restriction direction may be stored, or the restriction direction may be stored for each of the up and down traffic directions, and the position identification means 9 may determine the lane restriction direction.
[0037]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the road network storing means for storing the width of the link of the road data, and such that the running locus of the vehicle falls within the width of the road data after specifying the running road of the vehicle. Since the traveling locus or heading direction is corrected and the point indicated by the head of the traveling locus is set as the current position of the vehicle, the position on the road where the vehicle actually exists can be measured, and therefore, the main road of a large city, etc. There is an effect that no positional error occurs even when turning right or left from a road having a large width.
[0038]
According to the invention of
[0039]
Further, according to the invention of
[0040]
Furthermore, according to the invention of
[0041]
According to the fifth aspect of the present invention, the restriction direction is stored in the road network storage means for each lane of the road data, or the restriction direction is stored for each of the up and down traffic directions, and the lane marking is stored by the position identification means. Since the restriction direction is determined, there is an effect that finer control becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a locator device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a passing course from a starting point and a measured traveling trajectory in the operation of the locator device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of storing a traveling locus by a traveling locus storage unit in the operation of the locator device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram showing a traveling locus obtained by connecting the vehicle positions stored in the traveling locus storage means and the respective positions in order in the operation of the locator device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a diagram illustrating position candidates set by collating road data and a running locus by position candidate setting means in the operation of the locator device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram showing, in the operation of the locator device according to the first embodiment of the present invention, a state in which road data in which one of the position candidates is set by the passage course candidate storage means is stored in order and candidates for the passage course;
FIG. 7 is a diagram showing, in the operation of the locator device according to the first embodiment of the present invention, a state in which road data in which one of the position candidates is set by the passage course candidate storage means is stored in order and candidates for the passage course;
FIG. 8 is a diagram illustrating a method of specifying a passing course from two candidates of the passing course by the position identification means for the operation of the locator device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a state in which a traveling locus is corrected in order to display the current position of the vehicle on a passage course specified by the position identifying means, regarding the operation of the locator device according to the first embodiment of the present invention. Yes, and is also a diagram displayed by the display means.
FIG. 10 is a diagram showing the element points of the traveling locus stored by the traveling locus storage means in the operation of the locator device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a process for displaying the current position of the vehicle on the road data of the passage course specified by the position identification means, for the operation of the locator device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating a state after correcting a traveling locus and a current position of a vehicle based on a passing course in the operation of the locator device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating an operation of the locator device according to the first embodiment of the present invention, in the case where a candidate for a passing course that is not originally specified by the position identification unit is specified as a passing course; It is a figure showing processing for displaying a current position.
FIG. 14 is a diagram illustrating a general example of calculating a lane from road data for the operation of the locator device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of estimating the lane in which the vehicle is traveling from the calculated lanes for the operation of the locator device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a conventional locator device.
FIG. 17 is a diagram showing a processing result of a pattern matching unit regarding an operation of a conventional locator device.
FIG. 18 is a diagram showing a processing result of a projection matching unit regarding the operation of the conventional locator device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記現在位置計測手段により計測した位置の履歴を車両の走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、
車両が走行する所定範囲の、幅員や車線数を含む車線に関する道路データを記憶する道路網記憶手段と、
前記走行軌跡記憶手段の走行軌跡と前記道路網記憶手段の道路データを用いて車両の通過コースを特定するとともに、通過コースに車両の現在位置を同定し、さらに、通過コースの道路データの幅員を用いてテンプレートを生成して、テンプレート内に車両の走行軌跡が収まるように車両の走行軌跡あるいは進行方位を修正し、道路データの幅員を考慮して車両の現在位置を同定する位置同定手段と、
前記道路網記憶手段の道路データと前記位置同定手段の車両の現在位置を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とするロケータ装置。Current position measuring means for measuring the current position of the vehicle,
Traveling locus storage means for storing a history of the position measured by the current position measuring means as a traveling locus of the vehicle,
Road network storage means for storing road data relating to lanes including the width and the number of lanes in a predetermined range in which the vehicle travels,
Using the traveling locus of the traveling locus storage means and the road data of the road network storage means, the passing course of the vehicle is specified, the current position of the vehicle is identified on the passing course, and the width of the road data of the passing course is further determined. Position identification means for generating a template using the vehicle, correcting the traveling locus or traveling direction of the vehicle so that the traveling locus of the vehicle falls within the template, and identifying the current position of the vehicle in consideration of the width of the road data;
Display means for displaying the road data of the road network storage means and the current position of the vehicle of the position identification means,
A locator device comprising:
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