JP3569028B2 - 現在位置算出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両等の移動体に搭載され、該移動体の走行距離、進行方位などを測定して、これにより、当該移動体の現在位置を算出する現在位置算出装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来より、道路上を走行する車両の現在位置を算出する現在位置算出装置において、該車両の現在位置は、ジャイロ等の方位センサにより測定した車両の進行方向と、車速センサまたは距離センサにより測定した車両の走行距離とに基づいて算出されている。
【０００３】
また、車両の走行距離は、一般的には、トランスミッションの出力軸、または、タイヤの回転数を計測して、その回転数に、タイヤ１回転あたりに車両が進む距離である距離係数を乗ずることにより求められている。
【０００４】
さらに、このように車両の進行方向と走行距離から求めた現在位置の誤差を補正するために、特開昭６３−１４８１１５号公報に記載のように、道路に整合するように、求められた車両の現在位置を修正する、いわゆる、マップマッチングの技術が知られており、このマップマッチングの技術により、現在位置算出の精度を高めることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両は常に道路上に位置する訳ではなく、例えば、道路に続く駐車場に入るときのように、道路上から道路外の位置へ進入することも多い。このような場合、マップマッチングによれば、却って誤動作を生じるおそれがある。すなわち、道路から外れたにも関わらず、誤って、近接する道路上の位置を現在位置と認識する可能性がある。また、一旦、誤って認識されると、元の正しい状態に戻ることが困難になることも予想される。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、道路上から非道路上の位置に進入したときであっても、以後の現在位置を適切に算出することができる現在位置算出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決する手段】
本発明の目的は、車両に搭載され、該車両の現在位置を算出する現在位置算出装置であって、
車両の進行方位を検出する方位検出手段と、
車両の走行距離を算出する距離算出手段と、
道路データを格納した道路データ格納手段と、
前記進行方位および前記走行距離に基づき得られた相対変位に基づいて、車両の現在位置を仮想現在位置として推定し、該仮想現在位置を前記道路データ格納手段の道路データと照合して、道路上の現在位置の候補点をその信憑性を示す信頼度とともに算出し、道路上の現在位置の候補点が求まらなかった場合に当該仮想現在位置を候補点とするとともに該候補点に対してその信頼度を算出しこれらの候補点のうち信頼度の最も高い候補点を現在位置と認定するマップマッチング手段と、
該マップマッチング手段により非道路上の候補点が現在位置と認定された場合、この非道路上の候補点から次に得られた非道路上の候補点の信頼度を増加させる信頼度補正手段とを備える
ことを特徴とする現在位置算出装置により達成される。
【０００８】
この装置において、前記マップマッチング手段は、前記仮想現在位置の周辺の道路に対する距離、およびその道路方位と車両方位との方位差に基づいて、当該道路上に求まる候補点の信頼度を算出することができる。
【０００９】
本発明の装置は、好ましくは、さらに車両が直進走行しているか否かを判定する手段を備え、該手段により直線走行していないと判断されている間は、マップマッチング手段によるマップマッチング処理を行わずデッドレコニング処理を行う。
【００１０】
前記信頼度補正手段は、車両の累積旋回角度を求める手段を有し、該累積旋回角度に応じて、前記候補点の信頼度を増加させることができる。
【００１１】
前記信頼度補正手段は、車両の速度を検出する手段を有し、該手段により車両の速度が所定速度以下の低速であると判断されるとき、前記候補点の信頼度を予め定めた値だけ増加させることができる。
【００１２】
【作用】
本発明による現在位置算出手段のマップマッチングでは、進行方位および走行距離に基づき得られた相対変位に基づいて、車両の現在位置を仮想現在位置として推定し、該仮想現在位置を道路データと照合して、道路上の現在位置の候補点を求める。また、この候補点の信憑性を示す信頼度を算出し、道路上の現在位置の候補点が求まらなかった場合に当該仮想現在位置を候補点とするとともに該候補点に対してその信頼度を算出しこれらの候補点のうち信頼度の最も高い候補点を現在位置と認定する。
【００１３】
このマップマッチングにより非道路上の候補点が現在位置と認定された場合、この非道路上の候補点から次に得られた非道路上の候補点の信頼度を増加させる。この増加は、好ましくは、その時点までの車両の該累積旋回角度に応じて行う。さらに好ましくは、車両の速度が所定速度以下の低速であると判断されるとき、前記候補点の信頼度を予め定めた値だけ増加させる。累積旋回角度が大きいこと、および低速走行は、車両が道路上から道路外の位置、例えば駐車場に進入した可能性が高いことを示す。
【００１４】
したがって、これらに応じて非道路上の候補点の信頼度を増加させることにより、マップマッチングにより得られたこの非道路上の候補点が表示候補として選択されやすくなる。すなわち、道路上から非道路上の位置に進入したときであっても、以後の現在位置を適切に算出することができる。
【００１５】
なお、車両が直線走行していない間は、マップマッチング手段によるマップマッチング処理を行わずデッドレコニング処理を行うことにより、変化途中の過渡的な車両方位を用いることにより発生しうるマップマッチングの誤動作を回避することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例につき詳細に説明を加える。
【００１７】
図１は、本発明の実施例にかかる現在位置算出装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。図１に示すように、この現在位置算出装置１０は、車両のヨーレイトを検出することで進行方位変化を検出する角速度センサ１１と、地磁気を検出することで車両の進行方位を検出する地磁気センサ１２と、車両のトランスミッションの出力軸の回転に比例した時間間隔でパルスを出力する車速センサ１３を備えている。
【００１８】
また、現在位置周辺の地図や現在位置を示すマーク等を表示するディスプレイ１７と、ディスプレイ１７に表示する地図の縮尺切り替えの指令をユーザ（運転者）から受け付けるスイッチ１４と、デジタル地図データを記憶しておくＣＤ−ＲＯＭ１５と、そのＣＤ−ＲＯＭ１５から地図データを読みだすためのドライバ１６とを備えている。また、以上に示した各周辺装置の動作の制御を行うコントローラ１８を備えている。本実施例において、上述したディジタル地図データには、複数の線分の端部を示す座標から構成される道路データ、或いは、該道路の道幅を示す道路幅データ、道路が高速道路或いは一般道路であるかを示す高速道路フラグなどが含まれる。
【００１９】
コントローラ１８は、角速度センサ１１の信号（アナログ）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１９と、地磁気センサ１２の信号（アナログ）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０と、車速センサ１３から出力されるパルス数を０．１秒毎にカウントするカウンタ２６と、スイッチ１４の押圧の有無を入力するパラレルＩ／Ｏ２１と、ＣＤ−ＲＯＭ１５から読みだされた地図データを転送するＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ）コントローラ２２と、ディスプレイ１７に地図画像を表示する表示プロセッサ２３とを有する。
【００２０】
また、コントローラ１８は、さらに、マイクロプロセッサ２４と、メモリ２５とを有する。マイクロプロセッサ２４は、Ａ／Ｄ変換器１９を介して得た角速度センサ１１の信号、Ａ／Ｄ変換器２０を介して得た地磁気センサ１２の信号、カウンタ２６がカウントした車速センサ１３の出力パルス数、パラレルＩ／Ｏ２１を介して入力するスイッチ１４の押圧の有無、ＤＭＡコントロ−ラ２２を介して得たＣＤ−ＲＯＭ１５からの地図データを受け入れて、それら信号に基づいて処理を行い、車両の現在位置を算出して、それを表示プロセッサ２３を介してディスプレイ１７に表示させる。この車両位置の表示は、図２に示すように、すでにディスプレイ１７に表示している地図上に矢印マ−ク等を重畳して表示することにより行う。これにより、ユーザは、地図上で車両の現在位置を知ることができる。メモリ２５は、このような動作を実現するための処理（後述）の内容を規定するプログラムなどを格納したＲＯＭと、マイクロプロセッサ２４が処理を行う場合にワ−クエリアとして使用するＲＡＭとを含んでいる。
【００２１】
以下、このように構成された現在位置算出装置１０の動作について説明する。
【００２２】
装置１０の動作は、全般的に、車両の進行方位及び走行距離を算出する処理と、算出された進行方位及び距離から車両の現在位置を決定する処理と、得られた車両位置および方位を表示する処理との三つの処理に分けることができるため、これらについて順次説明する。
【００２３】
図３に、車両の進行方位及び走行距離を算出する処理の流れを説明する。
【００２４】
この処理は、一定周期、たとえば１００ｍＳ毎に起動され実行されるマイクロプロセッサ２４のルーチンである。
【００２５】
このルーチンでは、最初、Ａ／Ｄ変換器１９から角速度センサ１１の出力値を読み込む（ステップ３０１）。この角速度センサ１１の出力値には、方位変化が出力されるので、車両の進行方向の相対的な値しか検出できない。このため、次に、Ａ／Ｄ変換器２０から地磁気センサ１２の出力値を読み込み（ステップ３０２）、この地磁気センサ１２の出力値により算出された絶対方位と地磁気センサ１１から出力される方位変化（角速度出力）とを用いて、車両の推定方位を決定する（ステップ３０３）。
【００２６】
この方位の決定は、たとえば、長い時間、車速が低い時には、角速度センサの誤差が大きいので、一定時間以上車速が低い場合には、地磁気センサ方位のみを利用するという方法により行う。
【００２７】
次に、車速センサ１３の出力するパルス数を、０．１秒毎に、カウンタ２６で計数して、その計数値を読み込む（ステップ３０４）。この読み込んだ値に、距離係数を乗算することで、０．１秒間に進んだ距離を求める（ステップ３０５）。
【００２８】
このようにして求められた０．１秒間あたりの走行距離値を、前回得られた値に積算して、その積算距離が２ｍとなったかどうかを調べ（ステップ３０６）、２ｍに満たない場合（ステップ３０６でノー（Ｎｏ））、ステップ３０８へ移行する。２ｍに達した場合には、後述する車両の累積旋回角度算出処理を行う（ステップ３０７）。
【００２９】
次に、走行距離の積算距離が一定距離、例えば２０ｍとなったかどうかを調べ（ステップ３０８）、２０ｍに満たない場合（ステップ３０８でノー（Ｎｏ））、今回の処理を終了して、新たな処理を開始する。
【００３０】
走行距離算出処理の結果、積算された走行距離が２０ｍとなった場合（ステップ３０８でイエス（Ｙｅｓ））、その時点での進行方向と走行距離（２０ｍ）とを出力する（ステップ３０９）。ステップ３０９では、さらに、積算距離を初期化して、新たに走行距離の積算を開始する。
【００３１】
次に、算出された進行方位および走行距離に基づいて、車両の仮想現在位置を算出し、算出された仮想現在位置に基づき、車両の候補点を求める処理について説明する。
【００３２】
そのための前提として、図４に、本実施例で用いる車両の累積旋回角度の算出処理の流れを示す。この処理は、図３のステップ３０７に対応するものであり、２ｍ走行するごとに起動される。まず、車両が直進走行しているか否かを調べる（ステップ４１）。これは、例えば、２ｍ毎の過去複数時点の車両方位の逐次の方位変化量の平均値が所定の閾値を越えたか否かで判定することができる。直進走行ではない、すなわち非直線走行していると判断された場合、今回の車両方位θｎｏｗと前回の車両方位θｏｌｄとの差の絶対値を求め、これを前回値に累積したものを累積旋回角度θとして求める（ステップ４３）。このθの値は、 変数θｐに待避しておく（ステップ４４）。直進走行であると判定された場合には、累積旋回角度θを０にリセットする（ステップ４２）。ステップ４４でθの値をθｐ待避したのは、ステップ４２でリセットされた後も、後述する処理（図５のステップ５８）のために、前回の累積旋回角度を保持しておくためである。
【００３３】
図５により、本実施例におけるメイン処理を説明する。
【００３４】
本処理は、図３からの進行方位および走行距離が出力されるのを受けて起動され、実行されるマイクロプロセッサ２４のルーチンである。すなわち、本処理は、車両が２０ｍ進む毎に起動される。
【００３５】
この処理では、まず、先のステップ３０９で出力されたセンサデータ、すなわち進行方位と走行距離とを読み込む（ステップ５１）。
【００３６】
ついで、車両が現在直進走行しているか否かを調べる（ステップ５２）。これは、前述したステップ４１の処理と同様にしても判定することができる。
【００３７】
直進走行していないと判定された場合には、周知のデッドレコニング処理を行って（ステップ６１）、現在位置を求め、その後、本処理を終了する。このデッドレコニング処理は、センサデータを用いて求めた仮想現在位置をそのまま現在位置として用い、道路データとの照合は行わないものである。このように直進走行していないときに、マップマッチング処理を行わないようにするのは、変化途中の過渡的な車両方位を用いることにより発生しうるマップマッチングの誤動作を回避するためである。
【００３８】
ステップ５２で直進走行していると判定された場合には、マップマッチング処理を行う（ステップ５３）。マップマッチング処理の詳細については後述するが、この処理では、仮想現在位置（Ａ）を求め、この仮想現在位置（Ａ）に関して、道路データとの照合を行い、現在位置の候補点のデータを求める。道路データとの照合が不成功に終わった場合には、仮想現在位置が非道路上の位置であってもその位置を後述するフリー状態の候補点として扱う。
【００３９】
次に、前回のマップマッチング処理により得られた候補点の中から選出された表示候補点（すわなち最も信頼度が高かった候補点）がフリー状態候補点であるか否かを調べる（ステップ５４）。これは、このような表示候補点から今回のマップマッチング処理で求められた候補点が再度フリー状態候補点である場合に、以下のステップにより、このフリー状態候補点の信頼度を増加するように補正するためである。結果がＮｏである場合にはステップ５９へ移行する。結果がＹｅｓである場合、まず、信頼度補正用の変数ｍを０にリセットし（ステップ５５）、次に、現在の車速ｖが低速であるか（ここでは３０ｋｍ／ｈより低速か）を調べる（ステップ５６）。低速でなければステップ５８へ移行し、低速であれば変数ｍの値を一定値（ここでは２）だけ増加させる（ステップ５７）。変数ｍの増加は、後述するように、フリー状態の表示候補点から得られたフリー状態候補点の信頼度を向上させる方向に働く。次のステップ５８では、先に求めた累積旋回角度θｐに基づいて、変数ｍの値を増加させる。ここでは、θｐ／９０だけ増加させている。これによって、累積旋回角度が大きいほど信頼度が高くなる。このように、低速時および累積旋回角度を調べるのは、車両が道路上から道路外の位置、例えば駐車場へ進入したことの信憑性を判定することに相当する。
【００４０】
このようにして得られた変数ｍの値を信頼度補正用係数ｎに変換する。ここでは、図１１に示すようなテーブルを利用してこの変換を行う。これに代えて、ｍの値をｎの値に変換する数式を用いることも可能である。この信頼度補正用係数ｎは、後述する信頼度算出用の累算エラーコストｅｓの補正係数として用いる。すなわち、次式のように累算エラーコストを補正する。
【００４１】
ｅｓ＝ｅｓ×ｎ …（１）
フリー状態の表示候補点からフリー状態の候補点が得られた場合、このフリー状態候補点の信頼度を、この補正された累算エラーコストに基づいて、後述の式（４）により算出する。同時に、他の候補点についても非補正の累算エラーコストに基づいて、式（４）によりその信頼度を算出する（ステップ５９）。ついで、これらの候補点の中から、信頼度が最も高い候補点を表示候補点として求める（ステップ６０）。より具体的には、最も信頼度の値の大きな候補点Ｃを、表示候補点ＣＤ、すなわち、ディスプレイ１７上に表示するための候補点として、その位置、累算エラーコスト、信頼度、マッチング状態であるかフリー状態であるかを示す状態フラグなどを、メモリ２５のＲＡＭの所定の領域に記憶するとともに、表示候補点以外の他の候補点の位置、累算エラーコスト、信頼度、状態フラグなども、ＲＡＭの所定の領域に記憶する。
【００４２】
次に、累積旋回角度θｐを０に初期化する（ステップ６２）。
【００４３】
なお、本実施例においては、７個の候補点に関連するデータを記憶可能に構成されている。したがって、候補点が８個以上算出された場合には、これらのうち、信頼度ｔｒｓｔの値が大きい順に７個の候補点に関連する種々のデータが、メモリ２５のＲＡＭの所定の領域に記憶されることになる。
【００４４】
図６に、マップマッチング処理の詳細を示す。
【００４５】
マップマッチング処理においては、まず、車両の移動量を緯度経度方向、別々に、それぞれ求める。さらに、これらの各方向における移動量を、前回の車両の候補点を求める処理で得られた車両の候補点の位置に加算して、現在車両が存在すると推定される位置である仮想現在位置（Ａ）を求める（ステップ５３１）。この候補点の詳細については後述する。もし、装置の始動直後など、前回の車両の候補点を求める処理で得られた候補点が存在しない場合には、別途設定された位置を、前回得られた候補点の位置として用いて仮想現在位置（Ａ）を求める。
【００４６】
次に、得られた仮想現在位置（Ａ）の周辺の地図の道路データを、ＣＤ−ＲＯＭ１５から、ドライバ１６およびＤＭＡコントローラ２３を介して読み出す（ステップ５３２）。このとき、仮想現在位置（Ａ）を得るために用いた候補点が道路上の候補点であれば、その道路を表す線分またはこれにつながる線分であって、当該仮想現在位置（Ａ）から距離検索範囲Ｄ内の線分を選択する。道路上の候補点でない候補点（フリー状態の候補点）の場合には、当該仮想現在位置（Ａ）から距離検索範囲Ｄ内の線分を選択する。この際、当該仮想現在位置を得るために用いた候補点に関する信頼度に基づいて、道路の検索範囲Ｄを可変としてもよい。すなわち、信頼度の高い候補点から得た仮想現在位置に関しては、より狭い範囲内に含まれる線分を選択し、逆に信頼度の低い候補点から得た仮想現在位置に関しては、より広い範囲に含まれる線分を選択する。信頼度に基づいて、検索範囲を可変とする理由は、信頼度が小さい場合には、前回求めた現在位置の精度に対する信憑性が低いと考えられるので、より広い範囲を検索して道路を探す方が、正しい現在位置を求める上で適当であるからである。
【００４７】
なお、前述したように、本実施例においては、道路データとして、図１０に示すように、２点間を結ぶ複数の線分５１ないし５５で近似し、それら線分を、その始点と終点の座標によって表したものなどを用いている。たとえば、線分５３は、その始点（ｘ３、ｙ３）と終点（ｘ４、ｙ４）によって表現される。
【００４８】
次に、ステップ５３２で取り出された線分の中から、その線分の方位が、求められている進行方位（センサ方位）と、所定値以内にある線分だけを選択し（ステップ５３３）。
【００４９】
この際、進行方位と所定値以内にある線分が存在しなかった場合（ステップ５３４，Ｎｏ）、仮想現在位置を候補点として（ステップ５３８）、本処理を終了する。存在した場合には（ステップ５３４，Ｙｅｓ）、その取り出されたｎ個すべての線分に対して、仮想現在位置（Ａ）から垂線をおろし、その垂線Ｌ（ｎ）の長さを求める（ステップ５３５）。
【００５０】
次に、これら垂線の長さに基づき、ステップ５２３で選択されたすべての線分に対して、次の式によりに定義されるエラーコスト値ｅｃ（ｎ）を算出する（５３６）。
【００５１】
ｅｃ（ｎ）＝α×｜θｃａｒ−θ（ｎ）｜＋β｜Ｌ（ｎ）｜ …（２）
ここに、θｃａｒは仮想現在位置（Ａ）における車両方位、θ（ｎ）は、線分の方位、Ｌ（ｎ）は、仮想現在位置（Ａ）から線分までの距離、すなわち垂線の長さ、αおよびβは、重み係数である。これら重み係数の値は、進行方向と道路の方位のずれと現在位置と道路のずれのどちらを、現在位置の属する道路を選択する上で重視するかによって変化させてよい。たとえば、進行方向と方位が近い道路を重視する場合は、αを大きくするようにする。
【００５２】
ついで、前回の車両の候補点を求める処理で得られた車両の候補点から、対応する線分に沿って、車両の進行した距離Ｒに対応する長さだけ進められた点を、新たな候補点Ｃ（ｎ）とする（ステップ５３７）。したがって、その方位と車両方位との差が所定値以下であるような線分の本数がｎである場合には、ｎ個の新たな候補点Ｃ（ｎ）が生成されることになる。
【００５３】
ここに、候補点につき説明を加える。装置の始動直後など、初期的な状態においては、仮想現在位置（Ａ）は、ユーザ（運転者）がスイッチ１４を用いて所定の情報を入力することなどにより、一意的に定まり、かつ、これは道路に対応する線分上に位置する。しかしながら、車両が走行した後には、ジャイロなどの方位センサの誤差などにより、仮想現在位置（Ａ）が、道路に対応する線分に存在しなくなる場合がある。その結果、たとえば、図７に示すように、道路が分岐している場合、すなわち、道路に対応する線分６１の節点６８から、二つの線分６４および６５があらわれる場合に、いずれの線分に対応する道路上に車両が存在するかを明確にすることができない場合が多い。
【００５４】
したがって、このような場合に、本実施例においては、考えられ得る二つの線分上に存在する所定の点を候補点として設定し、これらの現在位置、エラーコスト、後述する累算エラーコストなどを、それぞれ、メモリ２５のＲＡＭの所定の領域に記憶するように構成されている。なお、説明を容易にするため、以下の説明においては、特に複数の候補点であることを明示しない限り、単一の候補点から、新たな一以上の候補点を生成することとする。
【００５５】
ついで、算出されたエラーコストｅｃ（ｎ）と、前回の処理で得られた候補点に関連する累算エラーコストｅｓとにしたがって、下記の式により定義される、今回の処理における累算エラーコストｅｓ（ｎ）を算出する（ステップ５３６）。
【００５６】
ｅｓ（ｎ）＝（１−ｋ）×ｅｓ＋ｋ×ｅｃ（ｎ） …（３）
ここに、ｋは、０より大きく１より小さな重み係数である。この累算エラーコストｅｓ（ｎ）は、前回以前の処理において算出されたエラーコストを、今回の処理において算出されるエラーコストにどのくらい反映させるかを表わしている。
【００５７】
図５のステップ５９における信頼度ｔｒｓｔの算出方法を説明する。先に算出された累算エラーコストｅｓ（ｎ）に基づき、下記の式に定義される信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）を算出する。
【００５８】
ｔｒｓｔ（ｎ）＝１００／（１＋ｅｓ（ｎ）） …（４）
この式から明らかなように、累算エラーコストｅｃ（ｎ）が大きくなるのにしたがって、信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）は減少し、０（ゼロ）に近づく。その一方、これが小さくなるのにしたがって、信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）は増大し、その値は、１００に近づく。ここで得られた信頼度は、後に信頼度補正処理による補正の対象となる。
【００５９】
このような処理をすることにより、ある候補点に対する現在位置Ａより所定の範囲内に存在するｎ個の線分に関連する信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）が求められる。信頼度は、このように、選択された各線分に対して算出されるものであるが、本明細書中では、便宜上、その線分上に求められる候補に対する信頼度としても扱う。
【００６０】
ここで、具体的な道路を例に挙げて、マップマッチングの作用を考える。たとえば、図７に示すように、線分６１上に存在したある候補点６２に対して、現在位置Ａが、点６３に示す位置に表わされるとする。このような場合に、現在位置Ａから、候補点６２が位置する線分６１に接続された線分であって、その方位と車両方位との差が所定値以下であるような線分６４、６５を取り出し、現在位置Ａから、線分６４、６５までの距離Ｌ（１）、Ｌ（２）を算出する。これらの算出された距離、線分６４、６５の角度θ（１）、θ（２）および車両方位θｃａｒなどに基づき、関連するエラーコスト、累算エラーコスト、信頼度を算出することができる。さらに、図３のステップ３０９で求められた車両の走行距離Ｒに基づき、ある候補点６２から、線分６１および６４、或いは、線分６１および６５に沿って、走行距離Ｒに対応する長さだけ進められた位置を算出し、この位置に対応する点を、それぞれ候補点６６、６７とする。
【００６１】
さらに、図８に示すように、線分６４上の候補点６６に対して、新たな現在位置Ａが、点７１に示す位置に表わされ、その一方、線分６５上の候補点６７に対して、新たな現在位置Ａ’が、点７２に示す位置に表わされるとする。この場合には、現在位置Ａから、線分６４に接続された線分であって、その方位と車両方位との差が所定値以下であるような線分７３、７４を取り出すとともに、新たな現在位置Ａ’から、線分６５に接続された線分であって、その方位と車両方位との差が所定値以下であるような線分７５を取り出す。ついで、現在位置Ａから、線分７３、７４までのそれぞれの距離Ｌ１（１）およびＬ１（２）を算出するともに、現在位置Ａ’から、線分７５までの距離Ｌ２（１）を算出する。現在位置Ａに関連して算出された距離、線分７３、７４の角度θ１（１）およびθ１（２）ならびに車両方位θｃａｒなどに基づき、関連するエラーコスト、累算エラーコストおよび信頼度を算出するとともに、現在位置Ａ’に関連して算出された距離、線分７５の角度θ２（１）および車両方位θｃａｒなどに基づき、関連するエラーコスト、累算エラーコストおよび信頼度を算出することができる。
【００６２】
さらに、図３のステップ３０９で求められた車両の走行距離Ｒに基づき、候補点６６から、線分６４および７３、或いは、線分６４および７４に沿って、若しくは、候補点６７から、線分６５および７５に沿って、車両の走行距離Ｒに対応する長さだけ進められた位置を算出し、この位置に対応する点を、それぞれ新たな候補点とする。図９は、このように新たに求められた候補点８１ないし８３を示している。
【００６３】
ここで、候補点のマッチング状態およびフリー状態について説明する。現在位置Ａに対する道路の線分の方位と車両の進行方位との差が所定値以下であるような線分が存在しない場合が考えられる。この場合には、現在位置Ａ自体を、当該候補点から算出された次の候補点として取り扱う。本実施例においては、このようにして得られた候補点を、フリー状態の候補点と称する。これに対して、それ以外の状態、すなわち、現在位置Ａに対して、車両の進行方位との差が所定値以下であるような線分が存在し、その結果、特定の線分上に次の候補点が存在し得る状態をマッチング状態と称する。
【００６４】
また、線分の方位と車両の進行方位との差が所定値以下であるような線分が存在しない場合に、ステップ５３６で算出すべきエラーコストｅｃ（ｎ）には、マッチング状態である場合に得られるエラーコストの値よりも大きな一定の値が与えられる。前述したようにこのエラーコストが補正の対象となる。
【００６５】
なお、このフリー状態候補点を基に新たな候補点を求める際には、フリー状態の候補点に対する仮想現在位置そのものを新たな候補点とすると共に、その仮想現在位置から所定の範囲Ｄ内に、その方位と車両の進行方位との差が所定値以下の線分が存在する場合には、仮想現在位置から当該線分におろされた垂線とこの線分との交点が、新たな候補点となる。
【００６６】
図５のステップ６０で得られた表示候補点は、図１２に示すフローチャートに基づく処理によりディスプレイ１７の画面上に表示される。
【００６７】
本処理は、１秒毎に起動され実行されるマイクロプロセッサ２４のルーチンである。
【００６８】
最初、スイッチ１４が押圧により地図の縮尺の変更を指示されているかを、パラレルＩ／Ｏ２１の内容を見て判断する（ステップ１３０１）。もし、押されていれば（ステップ１３０１でＹｅｓ）、それに対応して、所定の縮尺フラグを設定する（ステップ１３０２）。
【００６９】
次に、表示候補点の位置および方位を示すデータを、メモリ２５のＲＡＭの所定の領域から読み出し（ステップ１３０３）、ステップ１３０２で切り替えられた縮尺フラグの内容に応じた縮尺の地図をディスプレイ１７に、例えば、図２に示すような状態で表示する（ステップ１３０４）。
【００７０】
そして、地図に重畳して、表示候補点の位置およびその方位を、たとえば、先に示した図２のように、矢印記号“↑”を用いて表示する（ステップ１３０５）。そして最後に、これらに重畳して、北を示す北マークと、縮尺に対応した距離マークとを、図２のように表示する（ステップ１３０６）。
【００７１】
なお、本実施例では上記のように矢印記号を用いて車両位置および方向を示したが、車両位置および方向の表示形態は、位置および進行方向が、表示状態が明確に示されるものであれば、その形態は任意でよい。また、北マーク等も同様である。
【００７２】
本実施例によれば、駐車上等に車両が進入した場合にも、以後のマップマッチング処理に伴う誤動作を防止することが可能になる。
【００７３】
本明細書において、手段とは、必ずしも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能が、ソフトウエアによって実現される場合も包含する。また、一つの手段の機能が二以上の物理的手段により実現されても、二以上の手段の機能が一つの物理的手段により実現されてもよい。また、各種の距離の数値、および変数ｍの修正に用いた数値、等は例示であり、本発明はそれらの数値に限定されるものではない。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、道路上から非道路上の位置に進入したときであっても、以後の現在位置を適切に算出することができる現在位置算出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例にかかる現在位置算出装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。
【図２】図２は、本実施例にかかる地図および現在位置の表示例を示す図である。
【図３】図３は、車両の進行方位および走行距離を算出する処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施例にかかる累積旋回角度の算出処理を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本実施例にかかる所定走行距離毎に実行されるメイン処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図５に示した１ステップ（マップマッチング処理）の詳細処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、道路に対応する線分、仮想現在位置および候補点を説明するための図である。
【図８】図８は、道路に対応する線分、仮想現在位置および候補点を説明するための図である。
【図９】図９は、道路に対応する線分、仮想現在位置および候補点を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本実施例にかかる道路データの一例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、実施例にかかる変数ｍと信頼度算出用係数ｎとの関係を定めるテーブルを示す図である。
【図１２】図１２は、本実施例にかかる現在位置表示処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 現在位置算出装置
１１ 角速度センサ
１２ 地磁気センサ
１３ 車速センサ
１４ スイッチ
１５ ＣＤ−ＲＯＭ
１６ ＣＤ−ＲＯＭ読み取りドライバ
１７ ディスプレイ
１８ コントローラ

Claims (5)

1. 車両に搭載され、該車両の現在位置を算出する現在位置算出装置であって、
   車両の進行方位を検出する方位検出手段と、
   車両の走行距離を算出する距離算出手段と、
   道路データを格納した道路データ格納手段と、
   前記進行方位および前記走行距離に基づき得られた相対変位に基づいて、車両の現在位置を仮想現在位置として推定し、該仮想現在位置を前記道路データ格納手段の道路データと照合して、道路上の現在位置の候補点をその信憑性を示す信頼度とともに算出し、道路上の現在位置の候補点が求まらなかった場合に当該仮想現在位置を候補点とするとともに該候補点に対してその信頼度を算出しこれらの候補点のうち信頼度の最も高い候補点を現在位置と認定するマップマッチング手段と、
   該マップマッチング手段により非道路上の候補点が現在位置と認定された場合、この非道路上の候補点から次に得られた非道路上の候補点の信頼度を増加させる信頼度補正手段とを備える
   ことを特徴とする現在位置算出装置。
2. 前記マップマッチング手段は、前記仮想現在位置の周辺の道路に対する距離、およびその道路方位と車両方位との方位差に基づいて、当該道路上に求まる候補点の信頼度を算出することを特徴とする請求項１記載の現在位置算出装置。
3. 車両が直進走行しているか否かを判定する手段を備え、該手段により直線走行していないと判断されている間は、前記マップマッチング手段によるマップマッチング処理を行わずデッドレコニング処理を行うことを特徴とする請求項１または２記載の現在位置算出装置。
4. 前記信頼度補正手段は、車両の累積旋回角度を求める手段を有し、該累積旋回角度に応じて、前記候補点の信頼度を増加させる請求項１、２または３記載の現在位置算出装置。
5. 前記信頼度補正手段は、車両の速度を検出する手段を有し、該手段により車両の速度が所定速度以下の低速であると判断されるとき、前記候補点の信頼度を予め定めた値だけ増加させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現在位置算出装置。

Images