JP3596941B2 - 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、該移動体の進行距離、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】
従来の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進行距離とに基づいて算出されている。
【０００３】
また、車両の進行距離は、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、特開昭６３−１４８１１５号公報に記載のように、前回求めた現在位置と車両の走行距離および方位変化量に基づき定まる車両の仮現在位置を中心とする所定の範囲内の道路を道路地図より抽出し、仮現在位置と抽出した各道路の相関に基づいて最も相関の高い道路上に現在位置を修正することにより、車両の進行方向と進行距離から求めた現在位置の誤差を補正する技術が知られている。また、このような仮現在位置と道路との相関としては、仮現在位置と道路との距離や車両の進行方位と道路の方位差が用いられることが多い。
【０００５】
このような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によれば、現在位置算出の精度を高めることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マップマッチングの技術によって、現在位置の候補となる位置を算出する系統を、現在位置であるかも知れないと考えられる異なる複数の候補点を基準として複数設け、各系統によって算出された候補点を、より信頼度の高い候補点位置より算出された候補点は、より信頼度が高いものと考えて算出することにより、より良く現在位置が算出できることが期待できる。なぜならば、現在位置として評価する位置が、より多様となるし、その過去の履歴も評価できるからである。
【０００７】
ここで、このようにして、各系統において候補点を算出する場合には、仮現在位置と相関の高い道路が存在しない場合には、マップマッチングの技術によって求めた道路上の位置を、もしくは、当該位置のみを候補点として算出するのは適当ではなく、仮現在位置自体も候補点として推定することが適当であると考えられる。また、このようにする場合に、過去の履歴を評価しないとすれば、マップマッチングによって候補点として求められた仮現在位置との相関が所定の基準以上高い道路上の位置は、道路地図との評価で良い結果が得られたということであるから、その候補点の現在位置としての信頼度は、かかる評価が行われていない前記仮現在位置であるところの候補点の信頼度より高いものと考えることができる。
【０００８】
また、前述したマップマッチングの技術において、処理量を低減したり、より良く現在位置を求められるようにするために、道路の方位を、車両の進行方位を基準として定めることが考えられる。すなわち、道路の方位を、道路が取りえる逆方向の２方位のうちの車両がＵタ−ンせずに進行した場合に車両が走行し得る方向の方位としたり、道路が取りえる逆方向の２方位のうち、車両に近い方の方位を道路の方位として前述した仮現在位置と道路の相関を求めることが考えられる。
【０００９】
しかし、このようにすると、車両がＵタ−ンした場合に、車両の進行方位と道路の方位差が大きく異なることになり相関が低くなってしまうため、車両の現在位置がＵタ−ンする前に走行していた道路上の位置として求まらない場合が多い。 また、Ｕタ−ンの過程において、道路と車両の方位差が大きくなり、車両の現在位置がＵタ−ンする前に走行していた道路上の位置として求まらなくなってしまう場合もある。
【００１０】
また、このような場合には、前述した信頼度の関係において、しばらくの間、仮現在位置が現在位置として算出し続けられ、走行している道路上に現在位置が戻らなくなってしまうことがある。
【００１１】
このような場合には、それまで走行してきた道路を戻っただけであるのに、現在位置を見失った現在位置の表示が成されることになるので、運転者にとって極めて奇異な現在位置の表示が成されることになる。
【００１２】
そこで、本発明は、車両がＵタ−ンした場合であっても、速やかに車両が走行している道路上に現在位置を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。
【００１３】
【課題を解決する手段】
前記目的達成のために、本発明は、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、
道路地図を記憶した記憶手段と、
車両の進行方位に基づいて車両が所定角以上旋回したか否かを判定する手段と、
前回車両が存在する可能性のある位置として求めた車両の候補点に、前記進行方位および前記走行距離とから求まる車両の相対変位を加算した仮現在位置と、当該仮現在位置と前記道路地図から読みだした道路地図と、前記進行方位とを照合して求めた、前記仮現在位置および車両の進行方位と所定の基準値以上の相関度を有する道路上の位置とを新たな候補点として算出する候補点算出手段と、
任意の候補点と当該候補点に基づき算出された候補点とを同じ系統の候補点とした場合に、前記仮現在位置を前記道路地図から読みだした道路地図とを照合して求めた新たな候補点の信頼度を、当該新たな候補点が存在する道路と対応する仮想現在位置との相関度と、過去に求められた当該新たな候補点と同じ系統の候補点の相関度の実績に基づき算出し、前記仮現在位置である新たな候補点の信頼度を、当該新たな候補点に与えた予め定めた値の相関度と、過去に求められた当該新たな候補点と同じ系統の候補点の相関度の実績に基づき算出する信頼度算出手段と、
算出された新たな候補点のうち、最も信頼度の高い候補点を現在位置として算出する手段とを有し、
前記信頼度算出手段は、車両が所定角以上旋回した場合に、旋回終了後に車両が所定距離走行する間、前回現在位置として算出された候補点に基づき算出された仮想現在位置である新たな候補点の相関度もしくは当該新たな候補点の系統の前記相関度の実績を比較的低い値に設定することを特徴とする現在位置算出装置を提供する。
【００１４】
【作用】
本発明に係る現在位置算出装置によれば、車両の進行方位に基づいて車両が所定角以上旋回したか否かを判定することにより車両がＵタ−ンしたか否かを判定し、Ｕタ−ンしたと判定できた場合には、前回現在位置として算出された候補点に基づき算出された仮想現在位置である新たな候補点の相関度もしくは当該新たな候補点の系統の前記相関度の実績を比較的低い値に設定することにより、前回現在位置として算出された候補点から算出されていく仮想現在位置である候補点の系列の候補点より、同時に算出されている道路上の位置の候補点が現在位置として算出され易くする。これにより、Ｕタ−ン後に、すみやかに現在位置が道路上に表示されるようにすることができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係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。
【００１７】
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、複数のリンク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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
まず、現在位置を求める処理について説明する。
【００２２】
図３の車両の旋回量を蓄積する処理の処理手順を示す。
【００２３】
図３に示した処理は、車両が２ｍ走行する度に起動され実行される処理であり、車両が旋回している間の車両の旋回量を、後に車両がＵタ−ンしたか否かを判定するために求める処理である。
【００２４】
この処理では、車両が旋回していない場合（ステップ３０２）フラグｆｌａｇを０に維持する処理のみを行う（ステップ３０６）。
【００２５】
また、この処理では、車両が旋回中である期間中は、その期間中に行われる第１回目の処理でｆｌａｇを１にセットし（ステップ３０４）、次回の以降の処理では現在の車両方位θｎｏｗと前回の処理時の車両方位θｏｌｄとの差をθに蓄積していく処理を行う（ステップ３０５）。
【００２６】
また、車両が旋回を終了した時点で（ステップ３０７）ｆｌａｇを２にセットする（ステップ３０８）。ｆｌａｇが２にセットされると、後述する図１１の処理ではθと車速の判定が行われる。
【００２７】
ただし、図３の処理では、ｆｌａｇが２にセットされている間は、何も処理を行わない（ステップ３０１）。これは、前記した図１１の処理でθと車速の判定が実行される前に、ｆｌａｇの値が変化したり、蓄積したθの値が変化してしまうことを防止するためである。なお、ここで、２にセットしたｆｌａｇは、この図１１の処理でθと車速の判定が実行されると０に初期化されることになる。
【００２８】
すなわち、この処理では、旋回終了後から図１１で旋回終了後に行われる処理が実行されるまでの期間を除く期間中は、旋回中の旋回量θに、その旋回中に行われた旋回量を蓄積し、その旋回の終了時にｆｌａｇを２に設定する。
【００２９】
なお、車両が旋回か否かの判定は、現在の車両方位の、過去所定距離走行中の車両方位の平均に対する差が一定値以上か否かによって行うことができる。
【００３０】
次に、図４に、マイクロプロセッサ２４が現在位置を算出するために行う現在位置算出処理の処理手順を示す。
【００３１】
図４に示した処理は、車両が２０ｍ走行する度に起動され実行される処理であり、道路上にマップマッチングによってマッチングされた１または複数の位置、もしくは、道路上にマッチングされていない１または複数の位置を、車両が存在する可能性のある１または複数の候補点として求め、その中から、最も現在位置らしいものを、表示候補点として選択する処理である。表示候補点は、現在位置として表示される位置である。
【００３２】
ただし、この処理は車両が旋回中は実行されない。
【００３３】
さて、この処理では、まず、前回の処理実行時から現在までの進行距離Ｒと、現在の車両の進行方位θｃａｒとを読み込む（ステップ４０１）。次に、それらの値に基づいて、車両の移動量を緯度経度方向、別々に、それぞれ求める。
【００３４】
さらに、これらの各方向における移動量を、前回の処理で求まった各候補点の位置に、それぞれ加算して、前回の処理で求まった各候補点対応に、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４０２）。候補点は、本処理において、現在位置の候補と成り得る位置として後述するステップ４０３、４０４で求まる１または複数の位置であるが、その求め方の詳細については後述する。
【００３５】
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。
【００３６】
ついで、前回の処理で得られた後述するフリー状態の候補点のみに関して、道路とのマッチングを行うための道路検索処理が実行され、１または複数の候補点と、その信頼度ｔｒｓｔが求められる（ステップ４０３）。フリー状態の候補点とは、前述したように道路上にマッチングできなかった候補点を指し、信頼度とは各候補点の現在位置としての確からしさを指すが、その詳細については後述する。また、このステップ４０３で実行される検索候補点選択処理の詳細についても後述する。
【００３７】
次に、検索候補点選択処理が実行された後に、前回の処理で得られた後述するマッチング状態の候補点のみに関して、道路とのマッチングを行うための道路検索処理が実行され、１または複数の候補点と、その累積エラ−コストと、信頼度ｔｒｓｔが求められる（ステップ４０４）。マッチング状態の候補点とは道路上にマップマッチングによってマッチングされた候補点を指すが、その求め方の詳細については後述する。
【００３８】
次に、車両がＵタ−ンした否かを判定し、車両がＵタ−ンしている場合に、累積エラ−コストｅｓと、信頼度ｔｒｓｔを修正する処理を行う（ステップ４０５）。この処理の詳細については後述する。
【００３９】
そして、以上の処理で得られた候補点の各々に対応する信頼度ｔｒｓｔの値にしたがって、これら新たな候補点をソートし（ステップ４０６）、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、後述する累算エラーコストｅｓ、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ｅｓ、信頼度ｔｒｓｔ、状態フラグなども、ＲＡＭの所定の領域に記憶する（ステップ４０７）。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、マップマッチング処理を実行した結果、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。
【００４０】
そして、最後に、表示候補点の座標データを出力し（ステップ４０８）、処理を終了する。
【００４１】
次に、以上の現在位置算出処理（図４）のステップ４０３のフリー状態の前回の候補点のみに関して行う道路とのマッチングを行うための道路検索処理と、ステップ４０４のマッチング状態の前回の候補点のみに関して行う道路とのマッチングを行うための道路検索処理の詳細について説明する。
【００４２】
まず、ステップ４０４の道路検索処理について説明する。
【００４３】
図５に、ステップ４０４の道路検索処理の詳細を示す。
【００４４】
この処理は、前回の現在位置算出処理で得られたマッチング状態の各候補点について、それぞれ行われる。
【００４５】
この道路検索処理においては、まず、処理対象のマッチング状態の前回の候補点に対応して得られた仮想現在位置（Ａ）の周辺の地図を、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５０１）。
【００４６】
そして、処理対象のマッチング状態の前回の候補点が位置するリンク、或いはこのリンクに車両の進行上前方に接続されたリンクを選択して、これらを取り出す（ステップ５０２）。
【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６に示すように、２点間を結ぶ複数のリンク５１ないし５５で近似し、それらリンクを、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、リンク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５０２で取り出されたリンクの中から、そのリンクの相互に逆向きの２つの方位のうちの、Ｕタ−ンせずにそのまま進行した場合に車両が当該リンクを走行する方位が、求められている車両方向と、所定値以内にあるリンクだけを選択する（ステップ５０３）。ここで、前述したように、リンクの方位は、Ｕタ−ンせずにそのまま進行した場合に車両が当該リンクを走行する方位としているので、Ｕタ−ンの後の車両方位と、Ｕタ−ンの直前に車両が位置していたリンクの方位は、ほぼ逆向きとなる。したがい、このステップでは、このＵタ−ンの直前に車両が位置していたリンクは選択されないことになる。また、同様に、Ｕタ−ンの直前に車両が位置していたリンクにＵタ−ンの前の車両の進行上前方に接続していたリンクとＵタ−ン後の車両方位も大きく異なることになるので、これらのリンクも選択されない。このように、選択するリンクが存在しない場合は、仮想現在位置（Ａ）がフリ−状態の候補点となる。
【００４９】
さて、リンクが選択できた場合には、選択した取り出されたｎ個すべてのリンクに対して、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５０４）。また、各リンクに対応する候補点を設定する。これらの候補点は全て道路にマッチングされたマッチング状態の候補点となる。ただし、この時点では、まだマッチング状態の候補点の位置は定まらない。
【００５０】
ところで、Ｕタ−ン後でなくても、ステップ５０３で選択される、処理対象の前回のマッチング状態の候補点が位置するリンク或いは、これに接続されたリンクであって、そ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リンクが存在しない場合が考えられる。この場合には、やはり仮想現在位置（Ａ）を、ある候補点から算出された次の候補点とする。このような候補点も、やはり、フリー状態の候補点である。
【００５１】
次に、各候補点に対して、エラ−コストｅｃ、累積エラ−コストｅｓ、信頼度ｔｒｓｔの算出処理を行う（ステップ５０５）。
【００５２】
すなわち、まず、以下の式によりに定義されるエラーコスト値ｅｃ（ｎ）をすべての候補点に対して算出する。
【００５３】
ｅｃ（ｎ）＝α×｜θｃａｒ−θ（ｎ）｜＋β｜Ｌ（ｎ）｜
ここでは、θｃａｒは、仮想現在位置（Ａ）における車両方位を表す。またθ（ｎ）は、候補点を設定したリンクの方位、Ｌ（ｎ）は、仮想現在位置（Ａ）から候補点を設定したリンクまでの距離、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、現在位置が、その上にあ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。
【００５４】
また、このエラ−コスト算出では、フリー状態の候補点には、エラーコストｅｃ（ｎ）として、マッチング状態の候補点に与えられる可能性のあるエラーコストの平均値に比べ比較的大きな値を直接与える。
【００５５】
次に、算出されたエラーコストｅｃ（ｎ）と、処理対象の前回の候補点の累算エラーコストｅｓとにしたがって、下記の式により定義される、各候補点の累算エラーコストｅｓ（ｎ）を算出する。
【００５６】
ｅｓ（ｎ）＝（１−ｋ）×ｅｓ＋ｋ×ｅｃ（ｎ）
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。 そして、さらに、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（ステップ５０７）。
【００５７】
ｔｒｓｔ（ｎ）＝１００／（１＋ｅｓ（ｎ））
上記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。
【００５８】
このような処理をすることにより、処理対象の前回の候補点の存在するリンクに接続し、かつ、リンクの方位が車両方位と近いｎ個のリンク上の候補点及び前記フリ−状態の候補点の信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）が求められる。
【００５９】
ついで、処理対象の前回の候補点から、ステップ５０３で選択したｎ個の各リンクに沿って、車両の進行した距離Ｒに対応する長さだけ、それぞれ進めた点を当該リンクに設定した候補点の位置とする（ステップ５０８）。したがって、ステップ５０３で選択されたリンクが複数（ｎが複数）ある場合には、複数の候補点が生成されることになる。すなわちｎ個のリンクに対応して、ｎ個の新たな候補点Ｃ（ｎ）が生成されることになる。いいかえるならば、前回のマッチング状態の候補点の各々に対して複数の新たな候補点が生成される可能性がある。
【００６０】
以上の処理によって順次候補点が求まっていくようすの一例を図７〜９に示しておく。
【００６１】
図７に示すように、ある回の処理において、リンク６１上に存在したある候補点６２に対して、仮想現在位置（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、仮想現在位置（Ａ）から、候補点６２が位置するリンク６１に車両方位上前方に接続されたリンクであって、その方位と車両方位との差が所定値以下であるようなリンク６４、６５を取り出し、現在位置Ａから、リンク６４、６５までの距離Ｌ（１）、Ｌ（２）を算出するともに、算出された距離、リンク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。さらに、先に求めた車両の進行距離Ｒに基づき、ある候補点６２から、リンク６１および６４、或いは、リンク６１および６５に沿って、進行距離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。
【００６２】
次回の処理では、図８に示すように、リンク６４上の候補点６６に対して、新たな仮想現在位置（Ａ）が、点７１に示す位置に表わされ、その一方、リンク６５上の候補点６７に対して、新たな仮想現在位置（Ａ’）が、点７２に示す位置に表わされるとする。この場合には、仮想現在位置（Ａ）から、リンク６４に接続されたリンクであって、その方位と車両方位との差が所定値以下であるようなリンク７３、７４を取り出すとともに、新たな仮想現在位置（Ａ’）から、リンク６５に接続されたリンクであって、その方位と車両方位との差が所定値以下であるようなリンク７５を取り出す。ついで、仮想現在位置（Ａ）から、リンク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、仮想現在位置（Ａ’）から、リンク７５までの距離Ｌ２（１）を算出する。さらに、現在位置Ａに関連して算出された距離、リンク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、リンク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。
【００６３】
さらに、車両の走行距離Ｒに基づき、候補点６６から、リンク６４および７３、或いは、リンク６４および７４に沿って、若しくは、候補点６７から、リンク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。
【００６４】
次に、図４のステップ４０３の前回の現在位置算出処理で得られた後述するフリー状態の候補点のみに関して、道路とのマッチングを行うための道路検索処理の詳細について説明する。
【００６５】
図１０に、このフリ−状態の前回の候補点に対する道路検索処理の処理手順を示す。
【００６６】
この処理は、前回のマップマッチング処理で求まったフリー状態の各候補点の、それぞれについて行われる。
【００６７】
図示するように、この処理は、図５に示したマッチング状態の候補点に対する道路検索処理に類似している。
【００６８】
これら二つの処理の間の相違は、道路検索処理においては、前回の車両の候補点を求める処理で得られた候補点が位置するリンク、あるいは、これに接続するリンクを取り出し、これらリンクから、センサ方位との方位差が所定値内のリンクを選択している（図５のステップ５０２、５０３）のに対して、フリー状態の候補点道路検索処理においては、仮想現在位置（Ａ）を中心とする予め設定された距離Ｄ内にあるリンクをすべて抽出し、これらリンクから、センサ方位との方位差が所定値内のリンクを選択している（ステップ１２０２）点にある。
【００６９】
すなわち、図５のステップ５０２、５０３の処理においては、単一のリンク、或いは、分岐点から延びる幾つかのリンクを取り出せばよいが、図１２のステップ１２０２の処理においては、読み出された地図データに対応する地図中の道路データから、抽出すべきリンクが決定される。
【００７０】
また、このフリー状態の候補点に対する道路検索処理において、処理対象の前回のフリー状態の候補点に対する仮想現在位置（Ａ）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リンクが存在する場合には、仮想現在位置から当該リンクにおろされた垂線とこのリンクとの交点が、新たなマッチング状態の候補点となる。また、処理対象の前回のフリー状態の候補点に対する仮想現在位置（Ａ）もフリ−状態の候補点となる。
【００７１】
また、フリー状態の候補点に対する仮想現在位置（Ａ）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リンクが存在しない場合には、仮想現在位置に対応する点のみがフリ−状態の候補点となる。
【００７２】
以上の処理により、Ｕタ−ン直後に生じたフリ−状態の候補からは、一般的には、その候補を基準点として求めた仮想現在位置（Ａ）であるフリ−状態の候補点と、この仮想現在位置（Ａ）をＵタ−ン前のリンクや、そのリンクにＵタ−ン後の車両の進行上前方に接続しているリンク上のマッチング状態の候補点が生成することになる。
【００７３】
各候補点のエラ−コストｅｃ、累積エラ−コストｅｓ、信頼度ｔｒｓｔの求め方は、先にマッチング状態の候補点に対する道路検索処理において説明したものと全く同じである。
【００７４】
以上、現在位置算出処理について説明した。
【００７５】
次に、図４ステップ４０５の累積エラ−コスト、信頼度を修正する処理について説明する。
【００７６】
この処理の処理手順を図１１に示す。この処理では、車両がＵタ−ンした後の所定距離ｌｔｈ間、前回表示候補から生まれたフリ−状態の候補点の累積エラ−コストｅｓを、より大きい値に修正し、信頼度ｔｒｓｔを算出しなおす処理を行う。
【００７７】
この処理では、まず、次に、ｆｌａｇが２かを判定することにより旋回終了時点であるかを判定し（ステップ１１０１）、旋回終了時点であれば、表示候補点から生まれたフリ−状態の候補点が存在するかを判定し（ステップ１１０２）、存在すれば、さらに、図３の処理で蓄積した旋回量θを調べ（ステップ１１０３）、これが車両がＵタ−ンしたとみなせる量（１６０度以上、２００度以下）であって、現在の車速が３０ｋｍ以上であれば、車両がＵタ−ンしたとみなし、ｆｌａｇ、θを０に初期化し、パラメ−タｅｓｌをｌに設定し（ステップ１１０４）、この前回表示候補点として選択された候補点に基づき発生したフリ−状態の候補点の累積エラ−コストｅｓを大きな値に修正し、この値に基づき信頼度ｔｒｓｔを再計算する（ステップ１１０５）。さて、ｌに設定された後ｅｓｌは、逐次走行距離を減じた値に更新される。すなわち、ｅｓｌがｌにセットされた後の走行距離を表すように更新される。
【００７８】
ここで、車速が時速３０ｋｍ以上である場合にのみ、Ｕタ−ンしたとみなすのは、旋回終了時点で、車速が時速３０ｋｍ未満であれば、その旋回はＵタ−ンによる旋回ではなくて、駐車場における旋回と考えられるため、後述する（ステップ）１１０５による処理によって信頼度が低くなることにより駐車場内に発生するフリ−状態の候補点が、表示候補点として算出されにくくなるのを防ぐためである。
【００７９】
さて、ｆｌａｇが２であって旋回終了時点であっても、前回表示候補点として選択された候補点に基づき発生したフリ−状態の候補点が存在しない場合（ステップ１１０２）や、車両がＵタ−ンしたとみなせない場合には、ｆｌａｇ、θ、ｅｓｌを０に初期化し処理を終了する。
【００８０】
一方、ｆｌａｇが２でない場合であっても、ｅｓｌが０より大きい場合であって、前回表示候補点として選択された候補点に基づき発生したフリ−状態の候補点が存在する場合には、旋回終了時点から一定距離走行していないので、やはり（ステップ１１０５）を実行し、累積エラ−コストｅｓ、信頼度ｔｒｓｔを修正する。前回表示候補点として選択された候補点に基づき発生したフリ−状態の候補点が存在しない場合には、ｅｓｌを０に初期化して処理を終了する。
【００８１】
以上の処理により、旋回終了後距離ｌ走行する間、旋回終了後に前回表示候補点からフリ−状態の候補点が生まれつづけている場合には、このフリ−状態の候補点の信頼度ｔｒｓｔが低い値に押えられ、表示候補点として選ばれにくくなっていく。なお、累積エラ−コストｅｓの修正を、たとえば、その時点のｅｓｌの値に応じた値を加算することにより、順次、修正量を少なくするようにしてもよい。
【００８２】
以上の処理によれば、図１２に示すように、車両がＵタ−ンした直後に前回の表示候補点０より発生したフリ−状態の候補点１００の累積エラ−コストｅｓを通常よりも大きな値に修正する。したがい、このフリ−状態の候補点よりも、同時に発生したマッチング状態の候補点２００の方が、表示候補点として選択され易くなる。
【００８３】
また、このフリ−状態の候補点１００からフリ−状態の候補点１１０とマッチング状態の候補点１２０が生まれ、フリ−状態の候補点１１０からフリ−状態の候補点１１１が生まれ、マッチング状態の候補点１２０からマッチング状態の候補点１２１が生まれた場合は、フリ−状態の候補点が表示候補点として選ばれ続けている間は、フリ−状態の候補点の信頼度が累積的に低くなるように修正される。
【００８４】
したがい、より速やかに表示候補点として道路上にマッチングしたマッチング状態の候補点２００、２０１が選ばれるようになる。たとえば、候補点１１１と、候補点２１１の間では、候補点１１１の信頼度は、候補点１００と候補点１１０と候補点１１１で行われた累積エラ−コストの修正の影響をうけるが、候補点２１１は、候補点１００で行われた累積エラ−コストの修正の影響のみをうけるので、より高い値の信頼度をもつことが期待できる。
【００８５】
以下、図４の現在位置算出処理によって求めた表示候補点に基づき、現在位置をディスプレイに表示する処理について説明する残る表示処理について説明する。
【００８６】
図１３に、表示処理の処理手順を示す。
【００８７】
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。
【００８８】
この処理では、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１８０１）。もし、押されていれば（ステップ１８０１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１８０２）。
【００８９】
次に、最も最近求められた表示候補点の座標に、センサから求めた方位と走行距離から求まる、当該表示候補点の座標が出力されてからの車両の移動量を加算した座標を現在位置（Ｂ）とし、現在位置（Ｂ）およびを含む地図を読みだし（ステップ１８０３）、ステップ１８０２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１８０４）。
【００９０】
そして、地図に重畳して、現在位置（Ｂ）の位置および現在の車両方位θｃａｒ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１８０５）。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１８０６）。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、車両がＵタ−ンした場合であっても、速やかに車両が走行している道路上に現在位置を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、現在位置を算出する処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、マッチング状態の候補点の道路検索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、道路地図上の道路の表現形式を説明するための図である。
【図６】図６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、フリ−状態の候補点の道路検索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、エラ−コストを算出する処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、Ｕタ−ン後に表示候補としてどのような候補点が選ばれるかを説明するための図である。
【図１３】図１３は、現在位置表示処理の処理手順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 方位センサ
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 (2)

1. 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、
   道路地図を記憶する記憶手段と、
   前記検出された車両の進行方位に基づいて車両が所定角以上旋回したか否かを判定する手段と、
   前回車両が存在する可能性のある位置として求めた車両の候補点毎に、当該候補点と前記検出された進行方位および前記算出された走行距離とを用いて車両の仮想現在位置を推定する手段と、
   前記推定された仮想現在位置毎に、車両の候補点を算出する手段と、
   前記算出された車両の候補点各々の信頼度を算出する手段と、
   前記算出された車両の候補点のうち、最も信頼度の高い候補点を現在位置に決定する手段とを有し、
   前記候補点を算出する手段は、
   前記仮想現在位置および前記検出された進行方位と、前記道路地図とを照合し、当該仮想現在位置および進行方位と基準値以上の相関度を有する道路が前記道路地図上に存在する場合に、当該道路上の位置を新たな候補点として算出すると共に、当該道路が前記道路地図上に存在しない場合に、当該仮想現在位置を新たな候補点として算出する処理を、前記推定された仮想現在位置毎に行い、
   前記信頼度を算出する手段は、
   候補点が仮想現在位置および進行方位と基準値以上の相関度を有する道路上の位置である場合、当該候補点の信頼度を当該候補点および当該仮想現在位置の相関度に応じた値に決定し、候補点が仮想現在位置である場合、当該候補点の信頼度を所定値に決定し、さらに、
   車両が所定角以上旋回したと判定された場合、車両が所定距離走行する間、前記所定値に決定した信頼度を当該所定値よりも低い値に設定すること
   を特徴とする現在位置算出装置。
2. 請求項１に記載の現在位置算出装置であって、
   車両の走行速度を算出する手段を有し、
   前記信頼度を算出する手段は、前記車両が所定の速度以上の走行速度で所定角以上旋回した場合に前記所定値に決定した信頼度を当該所定値よりも低い値に設定すること
   を特徴とする現在位置算出装置。

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