JP3595680B2 - ナビゲーションシステム及び方法並びにナビゲーション用ソフトウェアを記録した記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ナビゲーションにかかわる技術の改良に関するもので、より具体的には、ビーコンからの信号と、ビーコンが設置されるような目標物とを関連づけることで、自車位置の精度を改善したものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の道案内を自動的に行う電子機器として、ナビゲーションシステムが知られている。ナビゲーションシステムは、搭載している自動車（自車と呼ぶ）の現在位置（自車位置）を計算し、道路地図データを使ってその自車位置を表示しながら、次にどこをどちらへ曲がればよいといった道案内をするものである。
【０００３】
なお、道路地図データは、どこにどのような種類の道路があり、どの道路とどの道路がどのようにつながっているかを表すデータであり、交差点の信号機や道路沿いの銀行、コンビニエンスストア、ガソリンスタンドなどいろいろな地上の目標物（ランドマークと呼ぶ）に関するデータも含んでいる。
【０００４】
このようなナビゲーションシステムが各時点で自車位置を知るには、いくつかの人工衛星からＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ） 電波を受信し、それらの電波から地球上での自車位置を計算したり、ユーザが最初に自車位置を指定しておき、地磁気センサやジャイロなどから得た自車の進行方向と、自車の走行速度からどの方向へどれだけ走ったかを計算し、この計算結果を使って自車位置を順次更新してゆく。
【０００５】
また、自車位置の精度を改善するために、路側ビーコンなどのビーコンを使う場合もある。ここで、ビーコンは、光や電波などの信号を発信する発信機の一種で、道路のあちこちに設置され、それぞれ自分がどの地点に設置されているを表す位置座標などの情報（現在位置情報と呼ぶ）を、上に述べた信号に乗せて、比較的狭い範囲に対して発信するものである。
【０００６】
そして、自動車に搭載されたナビゲーションシステムは、自動車がビーコンの側を通り掛かったときだけ、そのビーコンからの信号を受信することができるので、信号中の現在位置情報を解釈することで、自車がどこを通り掛かっているのかを知ることができる。そして、ＧＰＳ電波などから計算した自車位置を、このようにビーコンの信号から得られた現在位置情報で修正することで、自車位置の精度を改善することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ビーコンから上に述べたように提供される現在位置情報は、測定の誤差やビーコンが実際に設置されている場所などに基づく誤差を含んでいる。また、ナビゲーションシステムで使用されている道路地図のデータも、ビーコンと座標系や座標の基準点が違うことによる誤差や、地図の測量時の誤差、地図作成時の誤差などを含んでいる。このため、ビーコンから送られてきた位置情報に基づいてビーコンの位置を判断しても、その位置は、必ずしもナビゲーションシステムで使っている地図の上でビーコンがあるとされている位置と一致しているとは限らない。
【０００８】
このような誤差があるため、ビーコンから送られてくる現在位置情報をそのまま使ってナビゲーションシステムでの自車位置を修正しても、必ずしも正確に修正できるとは限らず、自車位置の精度の優れたナビゲーションの技術が求められていた。
【０００９】
この発明は、上に述べたような問題点を解決するために提案されたもので、その目的は、ビーコンから得られる現在位置情報と、ナビゲーションシステムが持っている道路地図データに記録された信号機などの目標物と、を関連づけることで、自車位置の精度を改善することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上に述べた目的を達成するため、請求項１の発明は、道路地図データを使うナビゲーションシステムにおいて、前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、自車位置を計算する手段と、ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取る手段と、ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置に一番近い前記目標物の位置を前記道路地図データから得る手段と、その目標物の位置に基づいて前記自車位置を修正する位置補正手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１の発明を方法という見方からとらえたもので、道路地図データを使うナビゲーション方法において、前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、自車位置を計算するステップと、ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取るステップと、ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置に一番近い前記目標物の位置を前記道路地図データから得るステップと、その目標物の位置に基づいて前記自車位置を修正するステップと、を含むことを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１，６の発明をコンピュータソフトウェアを記録した記録媒体という見方からとらえたもので、コンピュータによって、道路地図データを使ってナビゲーションを行うナビゲーション用ソフトウェアを記録した記録媒体において、前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、前記ソフトウェアは前記コンピュータに、自車位置を計算させ、ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取らせ、ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置に一番近い前記目標物の位置を前記道路地図データから得させ、その目標物の位置に基づいて前記自車位置を修正させることを特徴とする。
請求項１，６，９の発明では、ビーコンから現在位置情報が届くと、自車に一番近い信号機などの目標物の位置を道路地図データから調べる。そして、ビーコンの信号はビーコンの近くにしか届かず、またビーコンはたいてい信号機の柱など何らかの目標物に取付けられている。したがって、ビーコンからの現在位置情報が信号に乗って自車に届いたとき、信号を発信したビーコンは自車に一番近い目標物に取付けられている可能性が極めて高い。このため、この一番近い目標物の位置に基づいて自車位置を修正することで、自車位置の精度を改善することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、道路地図データを使うナビゲーションシステムにおいて、前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、自車位置を計算する手段と、ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取る手段と、ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置からみてあらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の前記目標物の位置を前記道路地図データから得る手段と、前記各目標物の位置と前記現在位置情報で表されているビーコンの位置とのずれをそれぞれ計算する手段と、各目標物について計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離以内かどうかを判定する手段と、前記距離以内と判定された目標物が１つだけかどうかを判断する手段と、前記距離以内と判定された目標物が１つだけのとき、その目標物の前記位置に基づいて前記自車位置を修正する位置補正手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項２の発明を方法という見方からとらえたもので、道路地図データを使うナビゲーション方法において、前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、自車位置を計算するステップと、ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取るステップと、ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置からみてあらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の前記目標物の位置を前記道路地図データから得るステップと、前記各目標物の位置と前記現在位置情報で表されているビーコンの位置とのずれをそれぞれ計算するステップと、各目標物について計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離以内かどうかを判定するステップと、前記距離以内と判定された目標物が１つだけかどうかを判断するステップと、前記距離以内と判定された目標物が１つだけのとき、その目標物の前記位置に基づいて前記自車位置を修正するステップと、を含むことを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項２，７の発明をコンピュータソフトウェアを記録した記録媒体という見方からとらえたもので、コンピュータによって、道路地図データを使ってナビゲーションを行うナビゲーション用ソフトウェアを記録した記録媒体において、前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、前記ソフトウェアは前記コンピュータに、自車位置を計算させ、ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取らせ、ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置からみてあらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の前記目標物の位置を前記道路地図データから得させ、前記各目標物の位置と前記現在位置情報で表されているビーコンの位置とのずれをそれぞれ計算させ、各目標物について計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離以内かどうかを判定させ、前記距離以内と判定された目標物が１つだけかどうかを判断させ、前記距離以内と判定された目標物が１つだけのとき、その目標物の前記位置に基づいて前記自車位置を修正させることを特徴とする。
すなわち、比較的狭い範囲に信号機などの目標物がいくつもあるような場所で、ビーコンから現在位置情報が届いた場合、ビーコンが取付けられている目標物は、自車に一番近い目標物とは限らない。請求項２，７，１０の発明では、このように自車の近くに目標物がいくつかあっても、信号に乗って届いたビーコンの位置とのずれが十分小さい目標物が１つだけのときにかぎって、その目標物の位置に基づいて自車位置を修正する。このため、ビーコンが設置されている目標物を取り違えることがなく、自車位置の正しい修正が可能となる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のナビゲーションシステムにおいて、前記修正に使おうとする前記目標物の位置と前記自車位置とのずれが、あらかじめ決められた許容値を超えているかどうかを判定する手段を備え、前記位置補正手段は、前記ずれが許容値を超えている場合に前記修正を行うように構成されたことを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項３の発明を方法という見方からとらえたもので、請求項６又は７記載のナビゲーション方法において、前記修正に使おうとする前記目標物の位置と前記自車位置とのずれが、あらかじめ決められた許容値を超えているかどうかを判定するステップを含み、前記修正するステップは、前記ずれが許容値を超えている場合に前記修正を行うことを特徴とする。
請求項３，８の発明では、ずれが許容値を超えている場合に、目標物の位置に基づいて自車位置を修正するので、自車位置の精度を効果的に改善することができ、また、ずれがわずかのときは、自車位置を修正するための表示のやり直しや処理の負荷を避けることができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１つに記載のナビゲーションシステムにおいて、前記ビーコンは光ビーコンであることを特徴とする。
請求項４の発明では、ビーコンとして光ビーコンを使っているが、赤外線などの光は、無線電波や放送電波の影響を受けたり干渉が起きたりしにくいので、電波ビーコンよりも効果的に自車位置の精度を改善できる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１つに記載のナビゲーションシステムにおいて、前記目標物は信号機であることを特徴とする。
請求項５の発明では、目標物として信号機を使っているが、信号機は、たいていの地域のたいていの道路に確実に設置されていて、ビーコンの設置場所になっていることが多く、また、銀行、コンビニエンスストアやガソリンスタンドなどのような他の目標物と違って、廃業したり移転することも少ない。このため、ビーコンからの信号を受け取ったときに自車位置を修正するのに適していて、効果的に自車位置の精度を改善することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のナビゲーションシステムの実施の形態（以下「実施形態」という）について、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明で使うそれぞれの図について、それより前で説明した図と同じ部材や同じ種類の部材については同じ符号をつけ、説明は省略する。
【００１６】
また、この実施形態は、いろいろなハードウェア装置と、ソフトウェアによって制御されるコンピュータとを使って実現される。この場合、そのソフトウェアは、この明細書の記載にしたがった命令を組み合わせることで作られ、上に述べた従来技術と共通の部分には従来技術で説明した手法も使われる。また、そのソフトウェアは、プログラムコードだけでなく、プログラムコードの実行のときに使うために予め用意されたデータも含む。そして、そのソフトウェアは、ナビゲーションシステムに組み込まれたＣＰＵ、各種チップセットといった物理的な処理装置を活用することでこの発明の作用効果を実現する。
【００１７】
但し、この発明を実現する具体的なハードウェアやソフトウェアの構成はいろいろ変更することができる。例えば、回路の構成やＣＰＵの処理能力に応じて、ある機能を、ＬＳＩなどの物理的な電子回路で実現する場合も、ソフトウェアによって実現する場合も考えられる。また、ソフトウェアを使う部分についても、ソフトウェアの形式には、コンパイラ、アセンブラ、マイクロプログラムなどいろいろ考えられる。また、この発明を実現するソフトウェアを記録した記録媒体は、それ単独でもこの発明の一態様である。
【００１８】
以上のように、コンピュータを使ってこの発明を実現する態様はいろいろ考えられるので、以下では、この発明や実施形態に含まれる個々の機能を実現する仮想的回路ブロックを使って、この発明と実施形態とを説明する。
【００１９】
〔１．構成〕
〔１−１．全体の構成〕
まず、図１は、この実施形態の構成を示す機能ブロック図である。すなわち、この実施形態は、絶対位置・方位検出部１と、相対方位検出部２と、車速検出部３と、メインＣＰＵ及びその周辺回路４と、メモリ群Ｍと、ユーザインタフェース９と、表示部１０と、入力部１１と、ＣＤ−ＲＯＭ制御部１２と、ビーコン位置データ取得部１３と、を備えている。
【００２０】
このうち、絶対位置・方位検出部１は、ＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ電波を受信することで、自動車（自車）の現在位置について地表での絶対的な位置座標や方位を計算する手段である。また、相対方位検出部２は、ジャイロなどを使って自動車の相対的な方位を検出する部分である。また、車速検出部３は、自動車より得られる車速パルスを処理することで、車の速度を計算する部分である。
【００２１】
また、ＣＤ−ＲＯＭ制御部１２は、ナビゲーションシステム用のプログラムや道路地図データなど各種の情報をＣＤ−ＲＯＭから読み出す部分であり、この道路地図データには、少なくとも、どこにどのような道路があり、どの道路とどの道路がどのようにつながっているかを表す情報や、どこにどのような目標物（ランドマークと呼ぶ）があるかを表す情報を含んでいる。
【００２２】
なお、一般にはランドマークとしては、例交差点に設置されている信号機や、道路沿いにあるコンビニエンスストアやガソリンスタンドなどがあるが、この実施形態では、交差点に設置された信号機を例に取り、また、光ビーコンが信号機に設置されているものとする。また、ビーコン位置データ取得部１３は、光ビーコンから、その光ビーコンの位置を表す現在位置情報を光の信号を受け取る手段である。
【００２３】
〔１−２．メインＣＰＵ及びその周辺回路の役割〕
また、メインＣＰＵ及びその周辺回路４は、ナビゲーションシステム全体を制御する制御回路の役割を果たす部分であり、上に述べたソフトウェアの作用によって、自車位置演算部４１と、距離演算部４２と、信号機位置取得部４３と、距離判定部４４と、信号機選別部４５と、位置補正部４６と、の役割を果たす。
【００２４】
このうち、自車位置演算部４１は、絶対位置・方位検出部１から渡される位置座標や方位、相対方位検出部２から渡される相対的な方位、車速検出部３から渡される車の速度に基づいて、自車位置を計算する手段である。また、信号機位置取得部４３は、ビーコン位置データ取得部１３が光ビーコンから現在位置情報を受け取ったときに、自車位置演算部４１が計算した自車位置からみて、あらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の信号機の位置を、ＣＤ−ＲＯＭ制御部１２によって道路地図データから得る手段である。
【００２５】
また、距離演算部４２は、上に述べたようにあらかじめ決められた範囲内にある各信号機の位置について、現在位置情報で表されている光ビーコンの位置とのずれを、それぞれ計算する手段である。また、距離判定部４４は、各信号機について計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離ａ以内かどうかを判定する手段である。
【００２６】
また、信号機選別部４５は、距離ａ以内と判定された信号機が１つだけかどうかを判断する手段である。また、上に述べた距離判定部４４は、この１つだけの信号機の位置と自車位置とのずれが、あらかじめ許容値として決められた距離ｂ以内かどうかを判定する役割も備えている。また、位置補正部４６は、距離ａ以内と判定された信号機が１つだけで、しかも、その信号機と自車位置とのずれが距離ｂを超えるとき、その信号機の位置に基づいて自車位置を修正する位置補正手段である。
【００２７】
なお、図示はしないが、メインＣＰＵ及びその周辺回路４は上に述べたほかに、このように計算・修正された自車位置を利用して、自動車の現在位置をコンピュータグラフィックスの地図上で表示したり、ユーザの指示に応じて道案内を行ったりといったナビゲーションの各種処理を行う。また、メインＣＰＵ及びその周辺回路４は、このような各種処理を行う際、メモリ群Ｍと、ユーザインタフェース９と、表示部１０と、入力部１１とを利用する。
【００２８】
〔１−３．その他の構成〕
すなわち、メモリ群Ｍは、この実施形態のナビゲーションシステムが動作するのに必要な各種のメモリ、すなわち、ＢＩＯＳやブートアッププログラムなどを格納しているＲＯＭ５、ワークエリアなどに使うＤＲＡＭ６、キャッシュやバッファなどに使うＳＲＡＭ７、ビデオ表示などに使うＶＲＡＭ８を含んでいる。
【００２９】
また、表示部１０は、地図や操作メニューなど各種の情報を液晶表示パネルなどを使って表示するための部分であり、入力部１１は、ユーザが命令や目的地などさまざまな情報を入力するための部分であり、ユーザインタフェース９は、メインＣＰＵ及びその周辺回路４と、表示部１０及び入力部１１という入出力手段とを、Ｉ／Ｏ制御回路やドライバなどを使って結ぶ部分である。
【００３０】
〔２．作用〕
上に述べたように構成されたこの実施形態は、つぎのように働く。
〔２−１．表示画面の例〕
まず、従来のナビゲーションシステムにおいて、道路を含む地図の表示画面の例を図２に示す。この図では、線で表された道路上を走っている自車Ｃが三角形の図形であらされている。また、図３は、この実施形態における表示画面の一例を示すもので、図２の表示画面のいくつかの交差点に、目標物（ランドマーク）である信号機Ｓ１〜Ｓ３を表す図形を追加したものである。なお、信号機Ｓ１〜Ｓ３はそれぞれ信号機の図形によって表されるので、以下では、両者を同じ記号Ｓ１〜Ｓ３で表す。
【００３１】
また、図４は、表示画面の内容を解かりやすくするために、図３の表示画面の信号機Ｓ１〜Ｓ３を小さな四角形に置き換えて示したもので、実際のナビゲーションシステムの表示画面ではなく実施形態を説明するための概念図である。したがって、図３と図４は、同じ表示画面を違った形式で示したものである。
【００３２】
〔２−２．自車位置の計算〕
この実施形態では、自車位置演算部４１があらかじめ決められた時間間隔で自車位置を計算し、自車位置にしたがって表示画面が更新されることで、道路上を自車Ｃが進んでいく様子が表示部１０に表示される（図４）。
【００３３】
自車位置を計算するときは、絶対位置・方位検出部１が、ＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ電波を受信することで、自動車の現在位置について地表での絶対的な位置座標や方位を計算し、計算結果を自車位置演算部４１に渡す。また、相対方位検出部２は、ジャイロなどを使って自動車の相対的な方位を検出し、検出結果を自車位置演算部４１に渡す。また、車速検出部３は、自動車より得られる車速パルスを処理することで車の速度を計算し、計算結果を自車位置演算部４１に渡す。そして、自車位置演算部４１は、渡されたこれらの計算結果に基づいて自車位置を計算する。
【００３４】
〔２−３．ビーコンからの現在位置情報の取得〕
このようにして、図４の状態から自車Ｃが信号機Ｓ１を越えて直進し、図５に示す位置Ｃ１に来たときに、ビーコン位置データ取得部１３が、光ビーコンから、その光ビーコンの位置を表す現在位置情報を含む光の信号を受信したとする。ここで、図６は、光ビーコンから現在位置情報を受信したときの処理手順を示すフローチャートである。ここでは、光ビーコンから得た現在位置情報は、図５で十文字（＋）で示す位置Ｏｐｔを表していたものとする（ステップ６１）。
【００３５】
〔２−４．信号機の位置の取得〕
このように光ビーコンから現在位置情報が届くと、信号機位置取得部４３は、自車位置演算部４１が計算した自車位置Ｃ１を得て（ステップ６２）、この自車位置Ｃ１からみて、あらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の信号機の位置を、ＣＤ−ＲＯＭ制御部１２によって道路地図データから得る（ステップ６３）。ここでは、信号機Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎ、すなわち信号機の位置Ｓ１〜Ｓｎが得られたものとする。
【００３６】
ここで、自車位置Ｃ１からみてあらかじめ決められた範囲は、表示画面には表示されていない領域も含み、例えば、自車位置Ｃ１からの距離を基準に決めてもよいし、例えば道路地図データで表される地図をあらかじめいくつものエリアに分けておき、同じエリアや隣り合うエリアといった形で決めてもよい。また、以下では、各信号機Ｓ１〜Ｓｎの位置を、信号機と同じ記号Ｓ１〜Ｓｎで表すものとする。
【００３７】
〔２−５．位置のずれの計算と判定〕
続いて、距離演算部４２が、あらかじめ決められた範囲内の各信号機の位置Ｓ１〜Ｓｎについて、現在位置情報で表されている光ビーコンの位置Ｏｐｔ（ビーコン位置情報）とのずれをそれぞれ計算し、さらに、距離判定部４４が、各信号機Ｓ１〜Ｓｎについて計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離ａ以内かどうかを判定する（ステップ６４）。
【００３８】
ここで、例えば信号機Ｓ１と光ビーコンから得られた位置Ｏｐｔとのずれを、｜Ｓ１−Ｏｐｔ｜で表すことにし、以下でも同じように表すものとする。また、上に述べた距離ａは、信号機と光ビーコンとのずれがこの距離ａ以内であれば、実際には両者が同じ位置にある可能性が高いと判断する基準となる距離である。
【００３９】
例えば、信号機Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎについてそれぞれ信号機と光ビーコンから得られたＯｐｔとのずれを求め、距離ａ以内かどうか判断した結果、
｜Ｓ１−Ｏｐｔ｜ ＞ 距離ａ
｜Ｓ２−Ｏｐｔ｜ ＞ 距離ａ
｜Ｓ３−Ｏｐｔ｜ ＞ 距離ａ
・
・
｜Ｓｐ−Ｏｐｔ｜ ＜ 距離ａ
・
・
｜Ｓｎ−Ｏｐｔ｜ ＞ 距離ａ
となったものとする。以上の内容をまとめた表を図７に示す。
【００４０】
そして、信号機選別部４５は、距離ａ以内と判定された信号機が１つだけかどうかを判断する（ステップ６５）。例えば、図７の例では、距離ａ以内と判定された信号機は、信号機Ｓｐのみの１つだけであり、このように距離ａ以内と判定された信号機が１つだけの場合、光ビーコンの位置Ｏｐｔは信号機Ｓｐと同一の位置にある可能性が高い。
【００４１】
すなわち、現在位置情報として位置Ｏｐｔを発信している光ビーコンは、実際には信号機Ｓｐの支柱に取付けられていると考えられるので、光ビーコンの位置Ｏｐｔは、ナビゲーションシステムの地図上では信号機Ｓｐの位置にあると想定することができる。
【００４２】
〔２−６．許容値による判定〕
このため、上に述べたように、距離ａ以内と判定された信号機が信号機Ｓｐ１つだけという結果が得られたときは、さらに、距離判定部４４が、自車位置Ｃ１とこの信号機の位置Ｓｐとのずれが、あらかじめ決められた距離ｂ以内かどうか、すなわち
｜Ｃ１−Ｓｐ｜ ＞ 距離ｂ
が成立するかどうかを判定する（ステップ６６）。この距離ｂは、自車位置と光ビーコンの設置されている位置とのずれについて、計算された自車位置がおおむね正しく修正（補正）する必要がないか、計算された自車位置が誤っていて修正する必要があるかを判別する許容値である。
【００４３】
〔２−７．自車位置の修正〕
そして、距離判定部４４が、自車位置Ｃ１と信号機Ｓｐとのずれが許容値である距離ｂを超えてずれていると判断した場合は、光ビーコンからの現在位置情報が届いている以上、自車位置の計算が誤っていて、その時点で得られている自車位置は実際と違っている可能性が高い。したがって、位置補正部４６が、現在の自車位置を、距離ａ以内と判定された信号機Ｓｐの位置に合わせて変更する補正（修正）を行う。
【００４４】
〔３．効果〕
以上のように、この実施形態では、目標物の位置に基づいて自車位置を修正することで、自車位置の精度を改善することができる。すなわち、ビーコンの信号はビーコンの近くにしか届かず、またビーコンはたいてい信号機の柱など何らかの目標物に取付けられている。したがって、ビーコンからの現在位置情報が信号に乗って自車に届いたとき、信号を発信したビーコンが取付けられている可能性が高い目標物の位置に基づいて自車位置を修正することで、自車位置の精度が改善される。
【００４５】
特に、比較的狭い範囲に信号機などの目標物がいくつもあるような場所で、ビーコンから現在位置情報が届いた場合、ビーコンが取付けられている目標物は、自車に一番近い目標物とは限らない。この点、この実施形態では、このように自車の近くに目標物がいくつかあっても、信号に乗って届いたビーコンの位置とのずれが十分小さい目標物が１つだけのときにかぎって、その目標物の位置に基づいて自車位置を修正する。このため、ビーコンが設置されている目標物を取り違えることがなく、自車位置の正しい修正が可能となる。
【００４６】
また、この実施形態では、ずれが許容値を超えている場合に、目標物の位置に基づいて自車位置を修正するので、自車位置の精度を効果的に改善することができ、また、ずれがわずかのときは、自車位置を修正するための表示のやり直しや処理の負荷を避けることができる。
【００４７】
特に、この実施形態では、ビーコンとして光ビーコンを使っているが、赤外線などの光は、無線電波や放送電波の影響を受けたり干渉が起きたりしにくいので、電波ビーコンよりも効果的に自車位置の精度を改善できる。また、この実施形態では、目標物として信号機を使っているが、信号機は、たいていの地域のたいていの道路に確実に設置されていて、ビーコンの設置場所になっていることが多く、また、銀行、コンビニエンスストアやガソリンスタンドなどのような他の目標物と違って、廃業したり移転することも少ない。このため、ビーコンからの信号を受け取ったときに自車位置を修正するのに適していて、効果的に自車位置の精度を改善することができる。
【００４８】
〔４．他の実施の形態〕
なお、この発明は上に述べた実施形態に限定されるものではなく、次に例示するような他の実施の形態も含むものである。例えば、この発明のナビゲーションシステムは、自動車に搭載するいわゆるカーナビゲーションシステムだけでなく、二輪車など他の種類の移動体に使うこともできる。また、上に述べた実施形態では、ビーコンから現在位置情報が届くと、あらかじめ決められた範囲にある１又は２以上の目標物の位置を得る例を示したが、自車に一番近い信号機など、１つだけの目標物の位置を道路地図データから調べるようにしてもよい。この場合、信号機選別部４５は不要である。
【００４９】
また、上に述べた実施形態では、道路地図データの内容として、道路に関する情報と、ビーコンが設置される目標物に関する情報を示したが、これらは少なくとも必要な最低限の内容であり、他にも銀行、コンビニエンスストア、ガソリンスタンドなど、ビーコンと関係のない目標物や、交通規制や有料道路に関する情報などさまざまな内容を道路地図データに盛り込むことができる。また、ビーコンが設定される目標物とは、ビーコンが設置されることがある種類の目標物という意味であり、そのような目標物の全てにビーコンが設置されるという意味ではない。
【００５０】
また、上に述べた実施形態では、ビーコンが信号機に設置されている例を示したが、ビーコンが例えば料金所や公共施設などのように他の種類の目標物に設置される場合は、そのような種類の目標物と関連づけることができる。
【００５１】
また、自車位置をどのような手法で計算するかは自由で、例えば必ずしもＧＰＳ電波を使う必要はない。また、ビーコンの種類も光ビーコンには限定されず、電波ビーコンなど他の種類のビーコンを使ったり、光ビーコンと電波ビーコンとを組み合わせるなど、自由に選ぶことができる。また、ビーコンからの信号に乗せて送る情報としても、現在位置情報だけでなく、ＶＩＣＳの渋滞情報のようにいろいろな情報を送ることができる。
【００５２】
また、この出願において、距離「以内」や、許容値を「超え」といった表現は、そのような距離や許容値を基準として判断するという意味であり、距離「未満」や許容値「以上」といった判断も含むものとする。また、このような「距離ａ」「距離ｂ」や「許容値」などの具体的な数値同士の間では、互いに直接の関係はないので、互いに違った数値になってよいのは当然である。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ビーコンから得られる現在位置情報と、ナビゲーションシステムが持っている道路地図データに記録された信号機などの目標物と、を関連づけることで自車位置の精度を改善できるので、地図の表示や道案内などにかかわる処理が正しく円滑に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の構成を示す機能ブロック図。
【図２】ナビゲーションシステムにおける表示画面の例を示す図。
【図３】この発明の実施形態における表示画面の例を示す図。
【図４】図３の表示画面を簡略化した概念図。
【図５】この発明の実施形態において、光ビーコンから現在位置情報を受け取ったときの状態を示す図。
【図６】この発明の実施形態において、光ビーコンから現在位置情報を受け取ったときの処理手順を示すフローチャート。
【図７】この発明の実施形態における距離にかかわる判定の内容を示す図。
【符号の説明】
１…絶対位置・方位検出部
２…相対方位検出部
３…車速検出部
４…メインＣＰＵ及びその周辺回路
５…ＲＯＭ
６…ＤＲＡＭ
７…ＳＲＡＭ
８…ＶＲＡＭ
９…ユーザインタフェース
１０…表示部
１１…入力部
１２…ＣＤ−ＲＯＭ
１３…ビーコン位置データ取得部
４１…自車位置演算部
４２…距離演算部
４３…信号機位置取得部
４４…距離判定部
４５…信号機選別部
４６…位置補正部
Ｍ…メモリ群
【発明の属する技術分野】
この発明は、ナビゲーションにかかわる技術の改良に関するもので、より具体的には、ビーコンからの信号と、ビーコンが設置されるような目標物とを関連づけることで、自車位置の精度を改善したものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の道案内を自動的に行う電子機器として、ナビゲーションシステムが知られている。ナビゲーションシステムは、搭載している自動車（自車と呼ぶ）の現在位置（自車位置）を計算し、道路地図データを使ってその自車位置を表示しながら、次にどこをどちらへ曲がればよいといった道案内をするものである。
【０００３】
なお、道路地図データは、どこにどのような種類の道路があり、どの道路とどの道路がどのようにつながっているかを表すデータであり、交差点の信号機や道路沿いの銀行、コンビニエンスストア、ガソリンスタンドなどいろいろな地上の目標物（ランドマークと呼ぶ）に関するデータも含んでいる。
【０００４】
このようなナビゲーションシステムが各時点で自車位置を知るには、いくつかの人工衛星からＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ） 電波を受信し、それらの電波から地球上での自車位置を計算したり、ユーザが最初に自車位置を指定しておき、地磁気センサやジャイロなどから得た自車の進行方向と、自車の走行速度からどの方向へどれだけ走ったかを計算し、この計算結果を使って自車位置を順次更新してゆく。
【０００５】
また、自車位置の精度を改善するために、路側ビーコンなどのビーコンを使う場合もある。ここで、ビーコンは、光や電波などの信号を発信する発信機の一種で、道路のあちこちに設置され、それぞれ自分がどの地点に設置されているを表す位置座標などの情報（現在位置情報と呼ぶ）を、上に述べた信号に乗せて、比較的狭い範囲に対して発信するものである。
【０００６】
そして、自動車に搭載されたナビゲーションシステムは、自動車がビーコンの側を通り掛かったときだけ、そのビーコンからの信号を受信することができるので、信号中の現在位置情報を解釈することで、自車がどこを通り掛かっているのかを知ることができる。そして、ＧＰＳ電波などから計算した自車位置を、このようにビーコンの信号から得られた現在位置情報で修正することで、自車位置の精度を改善することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光ビーコンから上に述べたように提供される現在位置情報は、測定の誤差やビーコンが実際に設置されている場所などに基づく誤差を含んでいる。また、ナビゲーションシステムで使用されている道路地図のデータも、ビーコンと座標系や座標の基準点が違うことによる誤差や、地図の測量時の誤差、地図作成時の誤差などを含んでいる。このため、ビーコンから送られてきた位置情報に基づいてビーコンの位置を判断しても、その位置は、必ずしもナビゲーションシステムで使っている地図の上でビーコンがあるとされている位置と一致しているとは限らない。
【０００８】
このような誤差があるため、ビーコンから送られてくる現在位置情報をそのまま使ってナビゲーションシステムでの自車位置を修正しても、必ずしも正確に修正できるとは限らず、自車位置の精度の優れたナビゲーションの技術が求められていた。
【０００９】
この発明は、上に述べたような問題点を解決するために提案されたもので、その目的は、ビーコンから得られる現在位置情報と、ナビゲーションシステムが持っている道路地図データに記録された信号機などの目標物と、を関連づけることで、自車位置の精度を改善することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上に述べた目的を達成するため、請求項１の発明は、道路地図データを使うナビゲーションシステムにおいて、前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、自車位置を計算する手段と、ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取る手段と、ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置に一番近い前記目標物の位置を前記道路地図データから得る手段と、その目標物の位置に基づいて前記自車位置を修正する位置補正手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１の発明を方法という見方からとらえたもので、道路地図データを使うナビゲーション方法において、前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、自車位置を計算するステップと、ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取るステップと、ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置に一番近い前記目標物の位置を前記道路地図データから得るステップと、その目標物の位置に基づいて前記自車位置を修正するステップと、を含むことを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１，６の発明をコンピュータソフトウェアを記録した記録媒体という見方からとらえたもので、コンピュータによって、道路地図データを使ってナビゲーションを行うナビゲーション用ソフトウェアを記録した記録媒体において、前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、前記ソフトウェアは前記コンピュータに、自車位置を計算させ、ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取らせ、ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置に一番近い前記目標物の位置を前記道路地図データから得させ、その目標物の位置に基づいて前記自車位置を修正させることを特徴とする。
請求項１，６，９の発明では、ビーコンから現在位置情報が届くと、自車に一番近い信号機などの目標物の位置を道路地図データから調べる。そして、ビーコンの信号はビーコンの近くにしか届かず、またビーコンはたいてい信号機の柱など何らかの目標物に取付けられている。したがって、ビーコンからの現在位置情報が信号に乗って自車に届いたとき、信号を発信したビーコンは自車に一番近い目標物に取付けられている可能性が極めて高い。このため、この一番近い目標物の位置に基づいて自車位置を修正することで、自車位置の精度を改善することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、道路地図データを使うナビゲーションシステムにおいて、前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、自車位置を計算する手段と、ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取る手段と、ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置からみてあらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の前記目標物の位置を前記道路地図データから得る手段と、前記各目標物の位置と前記現在位置情報で表されているビーコンの位置とのずれをそれぞれ計算する手段と、各目標物について計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離以内かどうかを判定する手段と、前記距離以内と判定された目標物が１つだけかどうかを判断する手段と、前記距離以内と判定された目標物が１つだけのとき、その目標物の前記位置に基づいて前記自車位置を修正する位置補正手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項２の発明を方法という見方からとらえたもので、道路地図データを使うナビゲーション方法において、前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、自車位置を計算するステップと、ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取るステップと、ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置からみてあらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の前記目標物の位置を前記道路地図データから得るステップと、前記各目標物の位置と前記現在位置情報で表されているビーコンの位置とのずれをそれぞれ計算するステップと、各目標物について計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離以内かどうかを判定するステップと、前記距離以内と判定された目標物が１つだけかどうかを判断するステップと、前記距離以内と判定された目標物が１つだけのとき、その目標物の前記位置に基づいて前記自車位置を修正するステップと、を含むことを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項２，７の発明をコンピュータソフトウェアを記録した記録媒体という見方からとらえたもので、コンピュータによって、道路地図データを使ってナビゲーションを行うナビゲーション用ソフトウェアを記録した記録媒体において、前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、前記ソフトウェアは前記コンピュータに、自車位置を計算させ、ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取らせ、ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置からみてあらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の前記目標物の位置を前記道路地図データから得させ、前記各目標物の位置と前記現在位置情報で表されているビーコンの位置とのずれをそれぞれ計算させ、各目標物について計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離以内かどうかを判定させ、前記距離以内と判定された目標物が１つだけかどうかを判断させ、前記距離以内と判定された目標物が１つだけのとき、その目標物の前記位置に基づいて前記自車位置を修正させることを特徴とする。
すなわち、比較的狭い範囲に信号機などの目標物がいくつもあるような場所で、ビーコンから現在位置情報が届いた場合、ビーコンが取付けられている目標物は、自車に一番近い目標物とは限らない。請求項２，７，１０の発明では、このように自車の近くに目標物がいくつかあっても、信号に乗って届いたビーコンの位置とのずれが十分小さい目標物が１つだけのときにかぎって、その目標物の位置に基づいて自車位置を修正する。このため、ビーコンが設置されている目標物を取り違えることがなく、自車位置の正しい修正が可能となる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のナビゲーションシステムにおいて、前記修正に使おうとする前記目標物の位置と前記自車位置とのずれが、あらかじめ決められた許容値を超えているかどうかを判定する手段を備え、前記位置補正手段は、前記ずれが許容値を超えている場合に前記修正を行うように構成されたことを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項３の発明を方法という見方からとらえたもので、請求項６又は７記載のナビゲーション方法において、前記修正に使おうとする前記目標物の位置と前記自車位置とのずれが、あらかじめ決められた許容値を超えているかどうかを判定するステップを含み、前記修正するステップは、前記ずれが許容値を超えている場合に前記修正を行うことを特徴とする。
請求項３，８の発明では、ずれが許容値を超えている場合に、目標物の位置に基づいて自車位置を修正するので、自車位置の精度を効果的に改善することができ、また、ずれがわずかのときは、自車位置を修正するための表示のやり直しや処理の負荷を避けることができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１つに記載のナビゲーションシステムにおいて、前記ビーコンは光ビーコンであることを特徴とする。
請求項４の発明では、ビーコンとして光ビーコンを使っているが、赤外線などの光は、無線電波や放送電波の影響を受けたり干渉が起きたりしにくいので、電波ビーコンよりも効果的に自車位置の精度を改善できる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１つに記載のナビゲーションシステムにおいて、前記目標物は信号機であることを特徴とする。
請求項５の発明では、目標物として信号機を使っているが、信号機は、たいていの地域のたいていの道路に確実に設置されていて、ビーコンの設置場所になっていることが多く、また、銀行、コンビニエンスストアやガソリンスタンドなどのような他の目標物と違って、廃業したり移転することも少ない。このため、ビーコンからの信号を受け取ったときに自車位置を修正するのに適していて、効果的に自車位置の精度を改善することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、この発明のナビゲーションシステムの実施の形態（以下「実施形態」という）について、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明で使うそれぞれの図について、それより前で説明した図と同じ部材や同じ種類の部材については同じ符号をつけ、説明は省略する。
【００１６】
また、この実施形態は、いろいろなハードウェア装置と、ソフトウェアによって制御されるコンピュータとを使って実現される。この場合、そのソフトウェアは、この明細書の記載にしたがった命令を組み合わせることで作られ、上に述べた従来技術と共通の部分には従来技術で説明した手法も使われる。また、そのソフトウェアは、プログラムコードだけでなく、プログラムコードの実行のときに使うために予め用意されたデータも含む。そして、そのソフトウェアは、ナビゲーションシステムに組み込まれたＣＰＵ、各種チップセットといった物理的な処理装置を活用することでこの発明の作用効果を実現する。
【００１７】
但し、この発明を実現する具体的なハードウェアやソフトウェアの構成はいろいろ変更することができる。例えば、回路の構成やＣＰＵの処理能力に応じて、ある機能を、ＬＳＩなどの物理的な電子回路で実現する場合も、ソフトウェアによって実現する場合も考えられる。また、ソフトウェアを使う部分についても、ソフトウェアの形式には、コンパイラ、アセンブラ、マイクロプログラムなどいろいろ考えられる。また、この発明を実現するソフトウェアを記録した記録媒体は、それ単独でもこの発明の一態様である。
【００１８】
以上のように、コンピュータを使ってこの発明を実現する態様はいろいろ考えられるので、以下では、この発明や実施形態に含まれる個々の機能を実現する仮想的回路ブロックを使って、この発明と実施形態とを説明する。
【００１９】
〔１．構成〕
〔１−１．全体の構成〕
まず、図１は、この実施形態の構成を示す機能ブロック図である。すなわち、この実施形態は、絶対位置・方位検出部１と、相対方位検出部２と、車速検出部３と、メインＣＰＵ及びその周辺回路４と、メモリ群Ｍと、ユーザインタフェース９と、表示部１０と、入力部１１と、ＣＤ−ＲＯＭ制御部１２と、ビーコン位置データ取得部１３と、を備えている。
【００２０】
このうち、絶対位置・方位検出部１は、ＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ電波を受信することで、自動車（自車）の現在位置について地表での絶対的な位置座標や方位を計算する手段である。また、相対方位検出部２は、ジャイロなどを使って自動車の相対的な方位を検出する部分である。また、車速検出部３は、自動車より得られる車速パルスを処理することで、車の速度を計算する部分である。
【００２１】
また、ＣＤ−ＲＯＭ制御部１２は、ナビゲーションシステム用のプログラムや道路地図データなど各種の情報をＣＤ−ＲＯＭから読み出す部分であり、この道路地図データには、少なくとも、どこにどのような道路があり、どの道路とどの道路がどのようにつながっているかを表す情報や、どこにどのような目標物（ランドマークと呼ぶ）があるかを表す情報を含んでいる。
【００２２】
なお、一般にはランドマークとしては、例交差点に設置されている信号機や、道路沿いにあるコンビニエンスストアやガソリンスタンドなどがあるが、この実施形態では、交差点に設置された信号機を例に取り、また、光ビーコンが信号機に設置されているものとする。また、ビーコン位置データ取得部１３は、光ビーコンから、その光ビーコンの位置を表す現在位置情報を光の信号を受け取る手段である。
【００２３】
〔１−２．メインＣＰＵ及びその周辺回路の役割〕
また、メインＣＰＵ及びその周辺回路４は、ナビゲーションシステム全体を制御する制御回路の役割を果たす部分であり、上に述べたソフトウェアの作用によって、自車位置演算部４１と、距離演算部４２と、信号機位置取得部４３と、距離判定部４４と、信号機選別部４５と、位置補正部４６と、の役割を果たす。
【００２４】
このうち、自車位置演算部４１は、絶対位置・方位検出部１から渡される位置座標や方位、相対方位検出部２から渡される相対的な方位、車速検出部３から渡される車の速度に基づいて、自車位置を計算する手段である。また、信号機位置取得部４３は、ビーコン位置データ取得部１３が光ビーコンから現在位置情報を受け取ったときに、自車位置演算部４１が計算した自車位置からみて、あらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の信号機の位置を、ＣＤ−ＲＯＭ制御部１２によって道路地図データから得る手段である。
【００２５】
また、距離演算部４２は、上に述べたようにあらかじめ決められた範囲内にある各信号機の位置について、現在位置情報で表されている光ビーコンの位置とのずれを、それぞれ計算する手段である。また、距離判定部４４は、各信号機について計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離ａ以内かどうかを判定する手段である。
【００２６】
また、信号機選別部４５は、距離ａ以内と判定された信号機が１つだけかどうかを判断する手段である。また、上に述べた距離判定部４４は、この１つだけの信号機の位置と自車位置とのずれが、あらかじめ許容値として決められた距離ｂ以内かどうかを判定する役割も備えている。また、位置補正部４６は、距離ａ以内と判定された信号機が１つだけで、しかも、その信号機と自車位置とのずれが距離ｂを超えるとき、その信号機の位置に基づいて自車位置を修正する位置補正手段である。
【００２７】
なお、図示はしないが、メインＣＰＵ及びその周辺回路４は上に述べたほかに、このように計算・修正された自車位置を利用して、自動車の現在位置をコンピュータグラフィックスの地図上で表示したり、ユーザの指示に応じて道案内を行ったりといったナビゲーションの各種処理を行う。また、メインＣＰＵ及びその周辺回路４は、このような各種処理を行う際、メモリ群Ｍと、ユーザインタフェース９と、表示部１０と、入力部１１とを利用する。
【００２８】
〔１−３．その他の構成〕
すなわち、メモリ群Ｍは、この実施形態のナビゲーションシステムが動作するのに必要な各種のメモリ、すなわち、ＢＩＯＳやブートアッププログラムなどを格納しているＲＯＭ５、ワークエリアなどに使うＤＲＡＭ６、キャッシュやバッファなどに使うＳＲＡＭ７、ビデオ表示などに使うＶＲＡＭ８を含んでいる。
【００２９】
また、表示部１０は、地図や操作メニューなど各種の情報を液晶表示パネルなどを使って表示するための部分であり、入力部１１は、ユーザが命令や目的地などさまざまな情報を入力するための部分であり、ユーザインタフェース９は、メインＣＰＵ及びその周辺回路４と、表示部１０及び入力部１１という入出力手段とを、Ｉ／Ｏ制御回路やドライバなどを使って結ぶ部分である。
【００３０】
〔２．作用〕
上に述べたように構成されたこの実施形態は、つぎのように働く。
〔２−１．表示画面の例〕
まず、従来のナビゲーションシステムにおいて、道路を含む地図の表示画面の例を図２に示す。この図では、線で表された道路上を走っている自車Ｃが三角形の図形であらされている。また、図３は、この実施形態における表示画面の一例を示すもので、図２の表示画面のいくつかの交差点に、目標物（ランドマーク）である信号機Ｓ１〜Ｓ３を表す図形を追加したものである。なお、信号機Ｓ１〜Ｓ３はそれぞれ信号機の図形によって表されるので、以下では、両者を同じ記号Ｓ１〜Ｓ３で表す。
【００３１】
また、図４は、表示画面の内容を解かりやすくするために、図３の表示画面の信号機Ｓ１〜Ｓ３を小さな四角形に置き換えて示したもので、実際のナビゲーションシステムの表示画面ではなく実施形態を説明するための概念図である。したがって、図３と図４は、同じ表示画面を違った形式で示したものである。
【００３２】
〔２−２．自車位置の計算〕
この実施形態では、自車位置演算部４１があらかじめ決められた時間間隔で自車位置を計算し、自車位置にしたがって表示画面が更新されることで、道路上を自車Ｃが進んでいく様子が表示部１０に表示される（図４）。
【００３３】
自車位置を計算するときは、絶対位置・方位検出部１が、ＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ電波を受信することで、自動車の現在位置について地表での絶対的な位置座標や方位を計算し、計算結果を自車位置演算部４１に渡す。また、相対方位検出部２は、ジャイロなどを使って自動車の相対的な方位を検出し、検出結果を自車位置演算部４１に渡す。また、車速検出部３は、自動車より得られる車速パルスを処理することで車の速度を計算し、計算結果を自車位置演算部４１に渡す。そして、自車位置演算部４１は、渡されたこれらの計算結果に基づいて自車位置を計算する。
【００３４】
〔２−３．ビーコンからの現在位置情報の取得〕
このようにして、図４の状態から自車Ｃが信号機Ｓ１を越えて直進し、図５に示す位置Ｃ１に来たときに、ビーコン位置データ取得部１３が、光ビーコンから、その光ビーコンの位置を表す現在位置情報を含む光の信号を受信したとする。ここで、図６は、光ビーコンから現在位置情報を受信したときの処理手順を示すフローチャートである。ここでは、光ビーコンから得た現在位置情報は、図５で十文字（＋）で示す位置Ｏｐｔを表していたものとする（ステップ６１）。
【００３５】
〔２−４．信号機の位置の取得〕
このように光ビーコンから現在位置情報が届くと、信号機位置取得部４３は、自車位置演算部４１が計算した自車位置Ｃ１を得て（ステップ６２）、この自車位置Ｃ１からみて、あらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の信号機の位置を、ＣＤ−ＲＯＭ制御部１２によって道路地図データから得る（ステップ６３）。ここでは、信号機Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎ、すなわち信号機の位置Ｓ１〜Ｓｎが得られたものとする。
【００３６】
ここで、自車位置Ｃ１からみてあらかじめ決められた範囲は、表示画面には表示されていない領域も含み、例えば、自車位置Ｃ１からの距離を基準に決めてもよいし、例えば道路地図データで表される地図をあらかじめいくつものエリアに分けておき、同じエリアや隣り合うエリアといった形で決めてもよい。また、以下では、各信号機Ｓ１〜Ｓｎの位置を、信号機と同じ記号Ｓ１〜Ｓｎで表すものとする。
【００３７】
〔２−５．位置のずれの計算と判定〕
続いて、距離演算部４２が、あらかじめ決められた範囲内の各信号機の位置Ｓ１〜Ｓｎについて、現在位置情報で表されている光ビーコンの位置Ｏｐｔ（ビーコン位置情報）とのずれをそれぞれ計算し、さらに、距離判定部４４が、各信号機Ｓ１〜Ｓｎについて計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離ａ以内かどうかを判定する（ステップ６４）。
【００３８】
ここで、例えば信号機Ｓ１と光ビーコンから得られた位置Ｏｐｔとのずれを、｜Ｓ１−Ｏｐｔ｜で表すことにし、以下でも同じように表すものとする。また、上に述べた距離ａは、信号機と光ビーコンとのずれがこの距離ａ以内であれば、実際には両者が同じ位置にある可能性が高いと判断する基準となる距離である。
【００３９】
例えば、信号機Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…，Ｓｎについてそれぞれ信号機と光ビーコンから得られたＯｐｔとのずれを求め、距離ａ以内かどうか判断した結果、
｜Ｓ１−Ｏｐｔ｜ ＞ 距離ａ
｜Ｓ２−Ｏｐｔ｜ ＞ 距離ａ
｜Ｓ３−Ｏｐｔ｜ ＞ 距離ａ
・
・
｜Ｓｐ−Ｏｐｔ｜ ＜ 距離ａ
・
・
｜Ｓｎ−Ｏｐｔ｜ ＞ 距離ａ
となったものとする。以上の内容をまとめた表を図７に示す。
【００４０】
そして、信号機選別部４５は、距離ａ以内と判定された信号機が１つだけかどうかを判断する（ステップ６５）。例えば、図７の例では、距離ａ以内と判定された信号機は、信号機Ｓｐのみの１つだけであり、このように距離ａ以内と判定された信号機が１つだけの場合、光ビーコンの位置Ｏｐｔは信号機Ｓｐと同一の位置にある可能性が高い。
【００４１】
すなわち、現在位置情報として位置Ｏｐｔを発信している光ビーコンは、実際には信号機Ｓｐの支柱に取付けられていると考えられるので、光ビーコンの位置Ｏｐｔは、ナビゲーションシステムの地図上では信号機Ｓｐの位置にあると想定することができる。
【００４２】
〔２−６．許容値による判定〕
このため、上に述べたように、距離ａ以内と判定された信号機が信号機Ｓｐ１つだけという結果が得られたときは、さらに、距離判定部４４が、自車位置Ｃ１とこの信号機の位置Ｓｐとのずれが、あらかじめ決められた距離ｂ以内かどうか、すなわち
｜Ｃ１−Ｓｐ｜ ＞ 距離ｂ
が成立するかどうかを判定する（ステップ６６）。この距離ｂは、自車位置と光ビーコンの設置されている位置とのずれについて、計算された自車位置がおおむね正しく修正（補正）する必要がないか、計算された自車位置が誤っていて修正する必要があるかを判別する許容値である。
【００４３】
〔２−７．自車位置の修正〕
そして、距離判定部４４が、自車位置Ｃ１と信号機Ｓｐとのずれが許容値である距離ｂを超えてずれていると判断した場合は、光ビーコンからの現在位置情報が届いている以上、自車位置の計算が誤っていて、その時点で得られている自車位置は実際と違っている可能性が高い。したがって、位置補正部４６が、現在の自車位置を、距離ａ以内と判定された信号機Ｓｐの位置に合わせて変更する補正（修正）を行う。
【００４４】
〔３．効果〕
以上のように、この実施形態では、目標物の位置に基づいて自車位置を修正することで、自車位置の精度を改善することができる。すなわち、ビーコンの信号はビーコンの近くにしか届かず、またビーコンはたいてい信号機の柱など何らかの目標物に取付けられている。したがって、ビーコンからの現在位置情報が信号に乗って自車に届いたとき、信号を発信したビーコンが取付けられている可能性が高い目標物の位置に基づいて自車位置を修正することで、自車位置の精度が改善される。
【００４５】
特に、比較的狭い範囲に信号機などの目標物がいくつもあるような場所で、ビーコンから現在位置情報が届いた場合、ビーコンが取付けられている目標物は、自車に一番近い目標物とは限らない。この点、この実施形態では、このように自車の近くに目標物がいくつかあっても、信号に乗って届いたビーコンの位置とのずれが十分小さい目標物が１つだけのときにかぎって、その目標物の位置に基づいて自車位置を修正する。このため、ビーコンが設置されている目標物を取り違えることがなく、自車位置の正しい修正が可能となる。
【００４６】
また、この実施形態では、ずれが許容値を超えている場合に、目標物の位置に基づいて自車位置を修正するので、自車位置の精度を効果的に改善することができ、また、ずれがわずかのときは、自車位置を修正するための表示のやり直しや処理の負荷を避けることができる。
【００４７】
特に、この実施形態では、ビーコンとして光ビーコンを使っているが、赤外線などの光は、無線電波や放送電波の影響を受けたり干渉が起きたりしにくいので、電波ビーコンよりも効果的に自車位置の精度を改善できる。また、この実施形態では、目標物として信号機を使っているが、信号機は、たいていの地域のたいていの道路に確実に設置されていて、ビーコンの設置場所になっていることが多く、また、銀行、コンビニエンスストアやガソリンスタンドなどのような他の目標物と違って、廃業したり移転することも少ない。このため、ビーコンからの信号を受け取ったときに自車位置を修正するのに適していて、効果的に自車位置の精度を改善することができる。
【００４８】
〔４．他の実施の形態〕
なお、この発明は上に述べた実施形態に限定されるものではなく、次に例示するような他の実施の形態も含むものである。例えば、この発明のナビゲーションシステムは、自動車に搭載するいわゆるカーナビゲーションシステムだけでなく、二輪車など他の種類の移動体に使うこともできる。また、上に述べた実施形態では、ビーコンから現在位置情報が届くと、あらかじめ決められた範囲にある１又は２以上の目標物の位置を得る例を示したが、自車に一番近い信号機など、１つだけの目標物の位置を道路地図データから調べるようにしてもよい。この場合、信号機選別部４５は不要である。
【００４９】
また、上に述べた実施形態では、道路地図データの内容として、道路に関する情報と、ビーコンが設置される目標物に関する情報を示したが、これらは少なくとも必要な最低限の内容であり、他にも銀行、コンビニエンスストア、ガソリンスタンドなど、ビーコンと関係のない目標物や、交通規制や有料道路に関する情報などさまざまな内容を道路地図データに盛り込むことができる。また、ビーコンが設定される目標物とは、ビーコンが設置されることがある種類の目標物という意味であり、そのような目標物の全てにビーコンが設置されるという意味ではない。
【００５０】
また、上に述べた実施形態では、ビーコンが信号機に設置されている例を示したが、ビーコンが例えば料金所や公共施設などのように他の種類の目標物に設置される場合は、そのような種類の目標物と関連づけることができる。
【００５１】
また、自車位置をどのような手法で計算するかは自由で、例えば必ずしもＧＰＳ電波を使う必要はない。また、ビーコンの種類も光ビーコンには限定されず、電波ビーコンなど他の種類のビーコンを使ったり、光ビーコンと電波ビーコンとを組み合わせるなど、自由に選ぶことができる。また、ビーコンからの信号に乗せて送る情報としても、現在位置情報だけでなく、ＶＩＣＳの渋滞情報のようにいろいろな情報を送ることができる。
【００５２】
また、この出願において、距離「以内」や、許容値を「超え」といった表現は、そのような距離や許容値を基準として判断するという意味であり、距離「未満」や許容値「以上」といった判断も含むものとする。また、このような「距離ａ」「距離ｂ」や「許容値」などの具体的な数値同士の間では、互いに直接の関係はないので、互いに違った数値になってよいのは当然である。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ビーコンから得られる現在位置情報と、ナビゲーションシステムが持っている道路地図データに記録された信号機などの目標物と、を関連づけることで自車位置の精度を改善できるので、地図の表示や道案内などにかかわる処理が正しく円滑に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の構成を示す機能ブロック図。
【図２】ナビゲーションシステムにおける表示画面の例を示す図。
【図３】この発明の実施形態における表示画面の例を示す図。
【図４】図３の表示画面を簡略化した概念図。
【図５】この発明の実施形態において、光ビーコンから現在位置情報を受け取ったときの状態を示す図。
【図６】この発明の実施形態において、光ビーコンから現在位置情報を受け取ったときの処理手順を示すフローチャート。
【図７】この発明の実施形態における距離にかかわる判定の内容を示す図。
【符号の説明】
１…絶対位置・方位検出部
２…相対方位検出部
３…車速検出部
４…メインＣＰＵ及びその周辺回路
５…ＲＯＭ
６…ＤＲＡＭ
７…ＳＲＡＭ
８…ＶＲＡＭ
９…ユーザインタフェース
１０…表示部
１１…入力部
１２…ＣＤ−ＲＯＭ
１３…ビーコン位置データ取得部
４１…自車位置演算部
４２…距離演算部
４３…信号機位置取得部
４４…距離判定部
４５…信号機選別部
４６…位置補正部
Ｍ…メモリ群
Claims (10)
- 道路地図データを使うナビゲーションシステムにおいて、
前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、
自車位置を計算する手段と、
ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取る手段と、
ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置に一番近い前記目標物の位置を前記道路地図データから得る手段と、
その目標物の位置に基づいて前記自車位置を修正する位置補正手段と、
を備えたことを特徴とするナビゲーションシステム。 - 道路地図データを使うナビゲーションシステムにおいて、
前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、
自車位置を計算する手段と、
ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取る手段と、
ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置からみてあらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の前記目標物の位置を前記道路地図データから得る手段と、
前記各目標物の位置と前記現在位置情報で表されているビーコンの位置とのずれをそれぞれ計算する手段と、
各目標物について計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離以内かどうかを判定する手段と、
前記距離以内と判定された目標物が１つだけかどうかを判断する手段と、
前記距離以内と判定された目標物が１つだけのとき、その目標物の前記位置に基づいて前記自車位置を修正する位置補正手段と、
を備えたことを特徴とするナビゲーションシステム。 - 前記修正に使おうとする前記目標物の位置と前記自車位置とのずれが、あらかじめ決められた許容値を超えているかどうかを判定する手段を備え、
前記位置補正手段は、前記ずれが許容値を超えている場合に前記修正を行うように構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のナビゲーションシステム。 - 前記ビーコンは光ビーコンであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のナビゲーションシステム。
- 前記目標物は信号機であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のナビゲーションシステム。
- 道路地図データを使うナビゲーション方法において、
前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、
自車位置を計算するステップと、
ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取るステップと、
ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置に一番近い前記目標物の位置を前記道路地図データから得るステップと、
その目標物の位置に基づいて前記自車位置を修正するステップと、
を含むことを特徴とするナビゲーション方法。 - 道路地図データを使うナビゲーション方法において、
前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、
自車位置を計算するステップと、
ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取るステップと、
ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置からみてあらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の前記目標物の位置を前記道路地図データから得るステップと、
前記各目標物の位置と前記現在位置情報で表されているビーコンの位置とのずれをそれぞれ計算するステップと、
各目標物について計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離以内かどうかを判定するステップと、
前記距離以内と判定された目標物が１つだけかどうかを判断するステップと、
前記距離以内と判定された目標物が１つだけのとき、その目標物の前記位置に基づいて前記自車位置を修正するステップと、
を含むことを特徴とするナビゲーション方法。 - 前記修正に使おうとする前記目標物の位置と前記自車位置とのずれが、あらかじめ決められた許容値を超えているかどうかを判定するステップを含み、
前記修正するステップは、前記ずれが許容値を超えている場合に前記修正を行うことを特徴とする請求項６又は７記載のナビゲーション方法。 - コンピュータによって、道路地図データを使ってナビゲーションを行うナビゲーション用ソフトウェアを記録した記録媒体において、
前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、
前記ソフトウェアは前記コンピュータに、
自車位置を計算させ、
ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取らせ、
ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置に一番近い前記目標物の位置を前記道路地図データから得させ、
その目標物の位置に基づいて前記自車位置を修正させることを特徴とするナビゲーション用ソフトウェアを記録した記録媒体。 - コンピュータによって、道路地図データを使ってナビゲーションを行うナビゲーション用ソフトウェアを記録した記録媒体において、
前記道路地図データは少なくとも、道路と、ビーコンが設置される目標物との位置に関する情報を含み、
前記ソフトウェアは前記コンピュータに、
自車位置を計算させ、
ビーコンからそのビーコンの位置を表す現在位置情報を受け取らせ、
ビーコンから前記現在位置情報を受け取ったときに、計算された前記自車位置からみてあらかじめ決められた範囲内にある１又は２以上の前記目標物の位置を前記道路地図データから得させ、
前記各目標物の位置と前記現在位置情報で表されているビーコンの位置とのずれをそれぞれ計算させ、
各目標物について計算されたそれぞれのずれが、あらかじめ決められた距離以内かどうかを判定させ、
前記距離以内と判定された目標物が１つだけかどうかを判断させ、
前記距離以内と判定された目標物が１つだけのとき、その目標物の前記位置に基づいて前記自車位置を修正させることを特徴とするナビゲーション用ソフトウェアを記録した記録媒体。
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13649298A JP3595680B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | ナビゲーションシステム及び方法並びにナビゲーション用ソフトウェアを記録した記録媒体 |
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