JP3599421B2 - Current position calculation device - Google Patents

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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、このようなマップマッチング機能を有する現在位置算出装置においても、装置の始動時には、現在位置を手動で設定する必要がある。しかし、このように手動で設定した現在位置は、必ずしも高い位置精度が保証されるものではない。
【0006】
また、マップマッチングに対して電波航法による現在位置算出を併用することもある。GPS(Global Positioning System)のような電波航法は、自立航法に比べて累積誤差がないという利点を有するが、現状では、位置算出の精度は高くない。したがって、自立航法の誤差が大きくなりすぎたとき等に補佐的に利用されることが多い。このような電波航法により決定された現在位置もその位置精度は高いものではない。
【0007】
一方、従来のマップマッチングでは、車両の推定位置と道路データとを照合する際に、当該推定位置を中心とする一定の範囲内に位置するすべての道路(線分)を検索するようにしている。この道路の検索範囲は、装置の処理負荷の観点からは狭い方が好ましい。なぜなら、検索範囲が広くなると、検索処理に要する時間および求められた道路上の候補点の信頼度を算出するために要する時間が増大し、装置が実行すべき他の処理、たとえば、方位センサのデータの読み取り、車速センサまたは距離センサのデータの読み取り、或いは、車速センサまたは距離センサのデータに基づく車両の走行距離の算出などを適切に行うことができない場合が生じうるからである。
【0008】
このような事情から、現在位置初期化時に伴う現在位置の誤差に対して前記道路の検索範囲が適切でない(すなわち狭すぎる)場合が生じうる、という問題があった。
【0009】
本発明は、車両の現在位置初期化に伴うマップマッチングの精度低下を防止することにより、車両の現在位置を適切に算出する現在位置算出装置を提供することを目的とする。
【0010】
【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、逐次、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、複数の候補点が算出された場合に該複数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、
現在位置の初期化後の走行距離を算出する初期化後走行距離算出手段と、
前記現在位置の初期化時に前記マップマッチング手段により算出された信頼度に対してその値を予め定めた割合まで低減する信頼度補正係数を乗算し、前記初期化後の走行距離の増加に応じて逐次前記信頼度補正係数を1まで増加させていく信頼度補正手段とを備え、
前記マップマッチング手段は、前記仮想現在位置と照合すべき道路を構成する線分の検索範囲を、当該仮想現在位置を得るために用いた候補点の信頼度に基づいて、信頼度が低いほどより広くなるよう設定す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。
【0011】
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。
【0012】
前記信頼度補正手段は、好ましくは、前記初期化後の走行距離が所定距離に達した後は、再度現在位置の初期化が行われるまでは、前記信頼度補正係数を1に維持する。
【0013】
前記現在位置の初期化は、ユーザによる現在位置の設定時、電波航法による現在位置の設定時の少なくとも一方である。
【0014】
【作用】
本発明において、マップマッチング手段は、車両の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、逐次、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、複数の候補点が算出された場合に該複数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。同時に、信頼度補正手段は、現在位置の初期化時に前記マップマッチング手段により算出された信頼度に対してその値を予め定めた割合まで低減する信頼度補正係数を乗算し、前記初期化後の走行距離の増加に応じて逐次前記信頼度補正係数を1まで増加させていく。マップマッチング手段は、仮想現在位置と照合すべき道路データを構成する線分の検索範囲を、当該仮想現在位置を得るために用いた候補点の信頼度に基づいて、信頼度が低いほどより広くなるよう設定する。
【0015】
これによって、現在位置の初期化直後には道路の検索範囲が広がるので、初期化時に伴う誤差に適切に対処し、適正なマップマッチングが行えるようになる。
【0016】
また、初期化後の走行距離が所定距離に達した後は、再度現在位置の初期化が行われるまでは、前記信頼度補正係数を1に維持することにより、当該所定距離に達した後は、通常のマップマッチングが行える。
【0017】
【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。
【0018】
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と、電波航法のためのGPS受信機27を備えている。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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各速度センサ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)。
【0027】
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。
【0028】
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)。
【0029】
次に、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、車両の走行距離が20mとなったかどうかを調べ(ステップ306)、20mに満たない場合(ステップ306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一定距離、例えば20mとなった場合(ステップ306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307)。ステップ307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】
図4に、この処理の流れを示す。
【0033】
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。
【0034】
さて、この処理では、まず、先のステップ307で出力された進行方位と走行距離とを読み込む(ステップ41)。
【0035】
ついで、マップマッチング処理を行う(ステップ42)。これは、後に詳述するように、候補点の信頼度の算出処理を含む。
【0036】
その後、このマップマッチング処理で得られた候補点の信頼度を補正する信頼度補正処理を行う(ステップ43)。本実施例では、後述するように、初期化後の走行距離の長さに応じて信頼度の補正を行う。
【0037】
最後に、補正された信頼度に基づいて、これらの候補点から、最も信頼度の高い候補点を表示候補として選出し、この表示候補点データを出力する(ステップ44)。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。表示処理については後に詳述する。
【0038】
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。
【0039】
図5に、マップマッチング処理の詳細を示す。
【0040】
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421)。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。
【0041】
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422)。
【0042】
この際、当該仮想現在位置(A)を得るために用いた候補点に関する信頼度(前回補正されたもの)に基づいて、道路の検索範囲Dを可変とする。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D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。
【0043】
なお、道路データの検索時に、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、当該仮想現在位置(A)から距離検索範囲D内の線分であってその道路を表す線分またはこれにつながる線分を選択する。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(前回補正されたもの)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。
【0044】
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。
【0045】
次に、ステップ422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向と、所定値以内にある線分だけを選択し(ステップ423)、さらに、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424)。
【0046】
次に、これら垂線の長さに基づき、ステップ423で選択されたすべての線分に対して、以下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。
【0047】
ec(n)=α×|θcar−θ(n)|+β|L(n)|
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。
【0048】
ここで、候補点の算出の詳細について説明する。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。
【0049】
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。
【0050】
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425)。
【0051】
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。
【0052】
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425)。
【0053】
trst(n)=100/(1+es(n))
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、図4のステップ43での信頼度補正処理による補正の対象となる。
【0054】
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D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。このように信頼度は、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。
【0055】
ついで、算出した信頼度trst(n)に基づき、ある候補点から、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426)。したがって、ある候補点の位置する線分或いはこれ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。
【0056】
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)を算出するともに、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。さらに、図3のステップ307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。
【0057】
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。さらに、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。
【0058】
さらに、図3のステップ307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。
【0059】
さて、図6により、図4に示した信頼度補正処理の詳細フローを説明する。
【0060】
本実施例においては、車両の現在位置の初期化後の走行距離に応じて信頼度を補正する。本実施例では、この現在位置の初期化は、手動による現在位置の設定時およびGPSによる現在位置の設定値、に対応する。GPSによる現在位置を採用するのは、自立航法による現在位置の誤差が所定の閾値を越えたときである。自立航法による現在位置の誤差の測定方法に関しては公知の方法を利用できる。この閾値は、フリー状態の候補点とマッチング状態の候補点で変えてもよい。すなわち、フリー状態候補点に対する閾値をより小さくする。
【0061】
図6において、まず、現在位置の初期化があったか否かを判定する(ステップ431)。なければ、ステップ433へ移行する。あれば、初期化後走行距離Lを0にリセットするとともに、累算エラーコストesも0にリセットする(ステップ432)。ついで、初期化後走行距離Lを更新する(ステップ433)。
【0062】
次に、初期化後走行距離Lに基づき信頼度補正係数mを算出する(ステップ434)。
【0063】
そのために、本実施例では、図11に示すような距離Lの値の範囲と補正係数mの値とを対応づけるテーブルを利用している。ここでは、補正係数mは、0.75から始まり、距離Lの増加に応じて逐次0.05ずつ増加していき、距離Lが100km以上になれば、1.0に維持される。このテーブルの代わりに、距離Lに対して補正係数mを求める適当な式を用いることも可能である。
【0064】
このmの値を用いて、補正後の信頼度trst(crr)を次式により補正する(ステップ435)。
【0065】
trst(crr)=trst×m=m×100/(1+es)
この式から分かるように、m値が大きくなるほど、信頼度trst(crr)の値は最大の振幅に近づく。また、これに伴い、当該候補点から得られた仮想現在位置に対する道路の検索範囲が逐次縮小されていく。
【0066】
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。ある線分上に位置する候補点に対する現在位置Aから、該候補点が位置する線分或いは、これに接続された線分であって、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、ある線分上に位置する候補点に対する現在位置Aから、該候補点が位置する線分或いはこれに接続された線分であって、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。
【0067】
また、候補点が位置する線分或いはこれに接続された線分であって、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線分が存在しない場合に、ステップ425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。
【0068】
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フリー状態の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。
【0069】
図4のステップ44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。
【0070】
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。
【0071】
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)。
【0072】
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)。
【0073】
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)。
【0074】
なお、本実施例においては、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。
【0075】
本実施例によれば、直線走行距離に応じて道路検索範囲を拡大するので、マップマッチングの精度をより向上させることができる。
【0076】
なお、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。
【0077】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の現在位置初期化に伴うマップマッチングの精度低下を防止することにより、車両の現在位置を適切に算出す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、本実施例のメイン処理を示すフローチャートである。
【図5】図5は、図4に示した1ステップ(マップマッチング処理)の詳細を示すフローチャートである。
【図6】図6は、図4に示した他の1ステップ(信頼度補正処理)の詳細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、本実施例にかかる信頼度補正係数の算出を説明するための図である。
【図12】図12は、本実施例にかかる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
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a current position calculation device that is mounted on a moving body such as a vehicle and measures a traveling distance, a traveling direction, and the like of the moving body, and thereby calculates a current position of the moving body.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a current position calculation device that calculates a current position of a vehicle traveling on a road, the current position of the vehicle is measured by a traveling direction of the vehicle measured by a direction sensor such as a gyro and a vehicle speed sensor or a distance sensor. It is calculated based on the traveling distance of the vehicle.
[0003]
Generally, the travel distance of a vehicle is measured by measuring the output shaft of a transmission or the number of rotations of a tire, and multiplying the number of rotations by a distance coefficient which is a distance that the vehicle travels per rotation of the tire. Is required by
[0004]
Further, in order to correct the error of the current position obtained from the traveling direction and the traveling distance of the vehicle in this manner, as described in JP-A-63-148115, the vehicle determined to match the road is used. The technique of so-called map matching, which corrects the current position, is known, and the accuracy of current position calculation can be increased by this map matching technique.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, even in the current position calculating device having such a map matching function, it is necessary to manually set the current position when starting the device. However, such a manually set current position does not always guarantee high position accuracy.
[0006]
Also, the current position calculation by radio navigation may be used together with the map matching. Radio navigation such as GPS (Global Positioning System) has an advantage that there is no accumulated error as compared with self-contained navigation, but at present, the accuracy of position calculation is not high. Therefore, it is often used as an auxiliary when the error of the self-contained navigation becomes too large. The current position determined by such radio navigation does not have high position accuracy.
[0007]
On the other hand, in the conventional map matching, when comparing the estimated position of the vehicle with the road data, all the roads (line segments) located within a certain range centered on the estimated position are searched. . The search range of the road is preferably narrow from the viewpoint of the processing load of the device. Because, when the search range is widened, the time required for the search process and the time required to calculate the reliability of the obtained candidate point on the road increase, and other processes to be executed by the device, for example, the direction sensor This is because reading data, reading data from a vehicle speed sensor or a distance sensor, or calculating a travel distance of a vehicle based on data from a vehicle speed sensor or a distance sensor may not be properly performed.
[0008]
Under such circumstances, there is a problem that the search range of the road may not be appropriate (that is, too narrow) with respect to the error of the current position accompanying the initialization of the current position.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a current position calculation device that appropriately calculates a current position of a vehicle by preventing a decrease in map matching accuracy due to initialization of a current position of the vehicle.
[0010]
[Means to solve the problem]
An object of the present invention is a current position calculating device mounted on a vehicle and calculating a current position of the vehicle,
Azimuth detecting means for detecting the traveling azimuth of the vehicle,
Distance calculating means for calculating the traveling distance of the vehicle,
Road data storage means for storing road data;
Based on the relative displacement obtained based on the traveling direction and the traveling distance, the current position of the vehicle is sequentially estimated as a virtual current position, and the virtual current position is compared with the road data in the road data storage unit. Calculating the candidate point of the current position on the road together with the reliability indicating its credibility, and when a plurality of candidate points are calculated, the candidate point having the highest reliability among the plurality of candidate points is identified as the current position. Map matching means,
A post-initialization travel distance calculation means for calculating a post-initialization travel distance of the current position,
The reliability calculated by the map matching means at the time of initialization of the current position is multiplied by a reliability correction coefficient for reducing the value to a predetermined ratio, and according to an increase in the mileage after the initialization. A reliability correction means for sequentially increasing the reliability correction coefficient to 1.
The map matching means, based on the reliability of the candidate point used to obtain the virtual current position, the search range of the line segment constituting the road to be matched with the virtual current position, the lower the reliability, The present invention is attained by a current position calculating device, which is set to be wider.
[0011]
In this device, the map matching means calculates the reliability of a candidate point obtained on the road based on the distance of the virtual current position to a road around the road and the azimuth difference between the road azimuth and the vehicle azimuth.
[0012]
Preferably, the reliability correction means keeps the reliability correction coefficient at 1 after the initialization travel distance reaches a predetermined distance until the current position is initialized again.
[0013]
The initialization of the current position is at least one of when the current position is set by the user and when the current position is set by radio navigation.
[0014]
[Action]
In the present invention, the map matching means sequentially estimates the current position of the vehicle as a virtual current position based on the relative displacement obtained based on the traveling direction and the traveling distance of the vehicle, and calculates the virtual current position as the road data. The candidate point of the current position on the road is calculated together with the reliability indicating its credibility by comparing with the road data in the storage means, and when a plurality of candidate points are calculated, the reliability of the plurality of candidate points is calculated. The highest candidate point is identified as the current position. At the same time, the reliability correction means multiplies the reliability calculated by the map matching means at the time of initializing the current position by a reliability correction coefficient for reducing the value to a predetermined ratio, and after the initialization, The reliability correction coefficient is sequentially increased to 1 according to the increase in the traveling distance. The map matching means, based on the reliability of the candidate point used to obtain the virtual current position, broadens the search range of the line segment constituting the road data to be compared with the virtual current position, as the reliability is lower, Set to be.
[0015]
As a result, the search range of the road is expanded immediately after the initialization of the current position, so that an error accompanying the initialization can be appropriately dealt with, and appropriate map matching can be performed.
[0016]
Further, after the travel distance after the initialization reaches the predetermined distance, the reliability correction coefficient is maintained at 1 until the current position is initialized again. , Normal map matching can be performed.
[0017]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0018]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the current position calculating device according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the current position calculating device 10 includes an angular velocity sensor 11 that detects a change in the traveling direction by detecting a yaw rate of the vehicle, and a geomagnetic sensor 12 that detects the traveling direction of the vehicle by detecting geomagnetism. And a vehicle speed sensor 13 that outputs pulses at time intervals proportional to the rotation of the output shaft of the transmission of the vehicle, and a GPS receiver 27 for radio navigation.
[0019]
The display 17 displays a map around the current position, a mark indicating the current position, and the like; a switch 14 that receives a command to switch the scale of the map displayed on the display 17 from a user (driver); and stores digital map data. And a driver 16 for reading map data from the CD-ROM 15. Further, a controller 18 for controlling the operation of each peripheral device described above is provided. In the present embodiment, the digital map data described above includes road data composed of coordinates indicating the ends of a plurality of line segments, or road width data indicating the road width of the road, and whether the road is an expressway or a general road. It includes a highway flag indicating whether there is a vehicle.
[0020]
The controller 18 includes an A / D converter 19 that converts a signal (analog) of the angular velocity sensor 11 into a digital signal, an A / D converter 20 that converts a signal (analog) of the geomagnetic sensor 12 into a digital signal, and a vehicle speed sensor. A counter 26 that counts the number of pulses output from the switch 13 every 0.1 second, a parallel I / O 21 that inputs the presence or absence of pressing of the switch 14, and a DMA that transfers map data read from the CD-ROM 15 ( It has a Direct Memory Access controller 22 and a display processor 23 for displaying a map image on the display 17.
[0021]
The controller 18 further has a microprocessor 24 and a memory 25. The microprocessor 24 includes a signal of the angular velocity sensor 11 obtained through the A / D converter 19, a signal of the geomagnetic sensor 12 obtained through the A / D converter 20, and an output pulse of the vehicle speed sensor 13 counted by the counter 26. The number, the presence or absence of pressing of the switch 14 input through the parallel I / O 21, the map data from the CD-ROM 15 obtained through the DMA controller 22 are received, and the processing is performed based on these signals, and The current position is calculated and displayed on the display 17 via the display processor 23. The display of the vehicle position is performed by superimposing an arrow mark or the like on the map already displayed on the display 17 as shown in FIG. Thereby, the user can know the current position of the vehicle on the map. The memory 25 includes a ROM storing a program for defining the contents of processing (described later) for realizing such an operation, and a RAM used as a work area when the microprocessor 24 performs processing. I have.
[0022]
Hereinafter, the operation of the current position calculating device 10 configured as described above will be described.
[0023]
The operation of the device 10 generally includes a process of calculating the heading and traveling distance of the vehicle, a process of determining the current position of the vehicle from the calculated heading and distance, and displaying the obtained vehicle position and heading. Since these processes can be divided into three processes, these processes will be sequentially described.
[0024]
FIG. 3 illustrates a flow of a process for calculating the traveling direction and the traveling distance of the vehicle.
[0025]
This process is a routine of the microprocessor 24 that is started and executed at a fixed period, for example, every 100 ms.
[0026]
In this routine, first, the output value of the angular velocity sensor 11 is read from the A / D converter 19 (step 301). Since the azimuth change is output as the output value of the angular velocity sensor 11, only the relative value of the traveling direction of the vehicle can be detected. Therefore, next, the output value of the geomagnetic sensor 12 is read from the A / D converter 20 (step 302), and the absolute direction calculated based on the output value of the geomagnetic sensor 12 and the direction change output from each speed sensor 11 are changed. (Angular Velocity Output) and the estimated azimuth of the vehicle is determined (step 303).
[0027]
For example, when the vehicle speed is low for a long time, the error of the angular velocity sensor is large. Therefore, when the vehicle speed is low for a predetermined time or more, only the azimuth of the geomagnetic sensor is used.
[0028]
Next, the number of pulses output from the vehicle speed sensor 13 is counted by the counter 26 every 0.1 seconds, and the counted value is read (step 304). The read value is multiplied by a distance coefficient to obtain a distance advanced for 0.1 second (step 305).
[0029]
Next, the mileage value per 0.1 second obtained in this way is added to the value obtained last time to check whether or not the mileage of the vehicle has reached 20 m (step 306). If not (No in Step 306), the current process is terminated, and a new process is started.
[0030]
As a result of the travel distance calculation processing, when the integrated travel distance becomes a fixed distance, for example, 20 m (Yes in step 306), the traveling direction and the travel distance (20 m) at that time are output (step S306). 307). In step 307, the integrated distance is further initialized, and the integration of the traveling distance is newly started.
[0031]
Next, a description will be given of a process of calculating a virtual current position of a vehicle based on the calculated heading and traveling distance, and obtaining a candidate point of the vehicle based on the calculated virtual current position.
[0032]
FIG. 4 shows the flow of this processing.
[0033]
This processing is a routine of the microprocessor 24 that is started and executed in response to the output of the traveling direction and the traveling distance from FIG. That is, this process is started every time the vehicle travels 20 m.
[0034]
In this process, first, the traveling direction and the traveling distance output in the previous step 307 are read (step 41).
[0035]
Next, a map matching process is performed (step 42). This includes a process of calculating the reliability of the candidate point, as described later in detail.
[0036]
Thereafter, a reliability correction process for correcting the reliability of the candidate points obtained by the map matching process is performed (step 43). In the present embodiment, as described later, the reliability is corrected according to the length of the running distance after initialization.
[0037]
Finally, based on the corrected reliability, a candidate point having the highest reliability is selected from these candidate points as a display candidate, and the display candidate point data is output (step 44). More specifically, the position, the accumulated error cost, the reliability, etc., of the candidate point C having the highest reliability value as the display candidate point CD, that is, the candidate point to be displayed on the display 17, In addition to storing it in a predetermined area of the RAM of the memory 25, the position of the candidate points other than the display candidate points, the accumulated error cost, the reliability, the state flag, and the like are also stored in the predetermined area of the RAM. The display processing will be described later in detail.
[0038]
In this embodiment, data relating to seven candidate points can be stored. Therefore, when eight or more candidate points are calculated, among these, various data related to the seven candidate points in the descending order of the value of the reliability trst are stored in a predetermined area of the RAM of the memory 25. Will be done.
[0039]
FIG. 5 shows details of the map matching process.
[0040]
In the map matching process, first, the movement amount of the vehicle is separately obtained in the latitude and longitude directions. Further, the amount of movement in each of these directions is added to the position of the candidate point of the vehicle obtained in the process of obtaining the candidate point of the previous vehicle, and the virtual current position (the position where the current vehicle is estimated to exist) is added. A) is obtained (step 421). Details of this candidate point will be described later. If there is no candidate point obtained in the previous process for obtaining a candidate point for the vehicle, for example, immediately after the start of the apparatus, the position set separately is used as the position of the candidate point obtained last time, and the virtual current Find the position (A).
[0041]
Next, the obtained road data of the map around the virtual current position (A) is read from the CD-ROM 15 via the driver 16 and the DMA controller 23 (step 422).
[0042]
At this time, the search range D of the road is made variable based on the reliability (previously corrected) regarding the candidate point used to obtain the virtual current position (A). That is, for a virtual current position obtained from a candidate point with high reliability, a line segment included in a narrower range is selected, and conversely, for a virtual current position obtained from a candidate point with low reliability, a wider range is selected. Select the line segment included in. The reason for making the search range D variable based on the reliability is that if the reliability is low, it is considered that the credibility of the accuracy of the current position obtained last time is low. This is because searching is more appropriate for finding the correct current position.
[0043]
If the candidate point used to obtain the virtual current position (A) at the time of searching the road data is a candidate point on the road, it is a line segment within the distance search range D from the virtual current position (A). To select the line segment representing the road or the line segment connected to it. In the case of a candidate point that is not a candidate point on the road (a free state candidate point), a line segment within the distance search range D from the virtual current position (A) is selected. At this time, the search range D of the road may be variable based on the reliability (previously corrected) regarding the candidate point used to obtain the virtual current position. That is, for a virtual current position obtained from a candidate point with high reliability, a line segment included in a narrower range is selected, and conversely, for a virtual current position obtained from a candidate point with low reliability, a wider range is selected. Select the line segment included in. The reason for making the search range variable based on the reliability is that if the reliability is low, it is considered that the credibility of the accuracy of the current position obtained last time is low. This is because it is more appropriate for finding the correct current position.
[0044]
As described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the road data is approximated by a plurality of line segments 51 to 55 connecting two points, and these line segments are defined as the start point and the end point. Those represented by coordinates are used. For example, the line segment 53 is represented by its start point (x3, y3) and end point (x4, y4).
[0045]
Next, from the line segments extracted in step 422, only the line segments whose azimuths are within the predetermined direction and the determined traveling direction are selected (step 423). With respect to all the n line segments, a perpendicular line is lowered from the virtual current position (A), and the length of the perpendicular line L (n) is obtained (step 424).
[0046]
Next, an error cost value ec (n) defined by the following equation is calculated for all the line segments selected in step 423 based on the lengths of these perpendicular lines.
[0047]
ec (n) = α × | θcar−θ (n) | + β | L (n) |
Here, θcar is the vehicle direction at the virtual current position (A), θ (n) is the direction of the line segment, and L (n) is the distance from the virtual current position (A) to the line segment, that is, the length of the perpendicular. , Α and β are weighting factors. The values of these weighting factors may be changed depending on which of the deviation between the traveling direction and the direction of the road and the deviation between the current position and the road is more important in selecting the road to which the current position belongs. For example, when importance is attached to a road whose direction is close to the traveling direction, α is increased.
[0048]
Here, details of the calculation of the candidate points will be described. In an initial state such as immediately after the start-up of the device, the virtual current position (A) is uniquely determined by the user (driver) inputting predetermined information using the switch 14, and the like. Is located on the line segment corresponding to the road. However, after the vehicle has traveled, the virtual current position (A) may not exist in the line segment corresponding to the road due to an error of a sensor such as a gyro. As a result, for example, as shown in FIG. 7, when the road is branched, that is, when two line segments 64 and 65 appear from the node 68 of the line segment 61 corresponding to the road, In many cases, it is not possible to clarify whether or not a vehicle exists on a road corresponding to.
[0049]
Therefore, in such a case, in this embodiment, predetermined points existing on two conceivable line segments are set as candidate points, and their current position, error cost, accumulated error cost described later, and the like are set. Are respectively stored in a predetermined area of the RAM of the memory 25. For the sake of simplicity, in the following description, one or more new candidate points will be generated from a single candidate point, unless otherwise specified.
[0050]
Next, according to the calculated error cost ec (n) and the accumulated error cost es related to the candidate point obtained in the previous process, the accumulated error cost in the current process defined by the following equation: es (n) is calculated (step 425).
[0051]
es (n) = (1−k) × es + k × ec (n)
Here, k is a weight coefficient larger than 0 and smaller than 1. The accumulated error cost es (n) indicates how much the error cost calculated in the previous process is reflected in the error cost calculated in the current process.
[0052]
Further, based on the calculated accumulated error cost es (n), a reliability trst (n) defined by the following equation is calculated (step 425).
[0053]
trst (n) = 100 / (1 + es (n))
As is clear from this equation, as the accumulated error cost ec (n) increases, the reliability trst (n) decreases and approaches 0 (zero). On the other hand, as this becomes smaller, the reliability trst (n) increases, and its value approaches 100. The reliability obtained here is a target to be corrected by the reliability correction processing in step 43 of FIG.
[0054]
By performing such processing, the reliability trst (n) relating to n line segments existing within a predetermined range D from the current position A for a certain candidate point is obtained. As described above, the reliability is calculated for each selected line segment, but in the present specification, for the sake of convenience, it is also treated as the reliability for a candidate obtained on the line segment.
[0055]
Then, based on the calculated reliability trst (n), a point advanced from a certain candidate point along a corresponding line segment by a length corresponding to the distance R traveled by the vehicle is set as a new candidate point C ( n) (step 426). Therefore, if the number of line segments at which a candidate point is located or a line segment connected thereto and the difference between the azimuth and the vehicle azimuth is equal to or smaller than a predetermined value is n, n new candidate points C (n) will be generated.
[0056]
For example, as shown in FIG. 7, it is assumed that a current position A is represented at a position indicated by a point 63 with respect to a certain candidate point 62 existing on a line segment 61. In such a case, a line segment 64 connected from the current position A to the line segment 61 at which the candidate point 62 is located, wherein the difference between the azimuth and the vehicle azimuth is equal to or less than a predetermined value, 65, the distances L (1) and L (2) from the current position A to the line segments 64 and 65 are calculated, and the calculated distances and angles θ (1) and θ ( Based on 2) and the vehicle direction θcar, the related error cost, accumulated error cost, and reliability are calculated. Further, based on the travel distance R of the vehicle obtained in step 307 of FIG. 3, a length corresponding to the travel distance R from a certain candidate point 62 along the line segments 61 and 64 or the line segments 61 and 65. Is calculated, and points corresponding to this position are set as candidate points 66 and 67, respectively.
[0057]
Further, as shown in FIG. 8, for the candidate point 66 on the line segment 64, a new current position A is represented at the position indicated by the point 71, while the candidate point 67 on the line segment 65 On the other hand, it is assumed that the new current position A ′ is represented at the position indicated by the point 72. In this case, from the current position A, the line segments 73 and 74 that are connected to the line segment 64 and whose difference between the azimuth and the vehicle azimuth is equal to or smaller than a predetermined value are extracted, and a new one is extracted. From the current position A ′, a line segment 75 that is connected to the line segment 65 and whose difference between the azimuth and the vehicle azimuth is equal to or smaller than a predetermined value is extracted. Next, the distances L1 (1) and L1 (2) from the current position A to the line segments 73 and 74 are calculated, and the distance L2 (1) from the current position A 'to the line segment 75 is calculated. . Further, based on the distance calculated in relation to the current position A, the angles θ1 (1) and θ1 (2) of the line segments 73 and 74, the vehicle direction θcar, and the like, the related error cost, accumulated error cost, and reliability And the associated error cost, accumulated error cost, and reliability are calculated based on the distance calculated in relation to the current position A ′, the angle θ2 (1) of the line segment 75, the vehicle direction θcar, and the like. .
[0058]
Further, based on the traveling distance R of the vehicle obtained in step 307 in FIG. 3, the line segment 64 and 73 from the candidate point 66, or the line segment 64 and 74, or from the candidate point 67, A position advanced by a length corresponding to the traveling distance R of the vehicle is calculated along 65 and 75, and a point corresponding to this position is set as a new candidate point. FIG. 9 shows candidate points 81 to 83 thus newly obtained.
[0059]
Now, a detailed flow of the reliability correction processing shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG.
[0060]
In the present embodiment, the reliability is corrected according to the running distance after the initialization of the current position of the vehicle. In the present embodiment, the initialization of the current position corresponds to the manual setting of the current position and the setting value of the current position by the GPS. The current position by the GPS is adopted when the error of the current position by the self-contained navigation exceeds a predetermined threshold. A known method can be used for measuring the error of the current position by the self-contained navigation. This threshold may be changed between the candidate point in the free state and the candidate point in the matching state. That is, the threshold for the free state candidate point is made smaller.
[0061]
In FIG. 6, first, it is determined whether or not the current position has been initialized (step 431). If not, the process proceeds to step 433. If so, the post-initialization traveling distance L is reset to 0, and the accumulated error cost es is also reset to 0 (step 432). Next, the post-initialization traveling distance L is updated (step 433).
[0062]
Next, a reliability correction coefficient m is calculated based on the running distance L after the initialization (step 434).
[0063]
For this purpose, the present embodiment uses a table associating the range of the value of the distance L with the value of the correction coefficient m as shown in FIG. Here, the correction coefficient m starts from 0.75, and gradually increases by 0.05 as the distance L increases, and is maintained at 1.0 when the distance L becomes 100 km or more. Instead of this table, it is also possible to use an appropriate formula for obtaining the correction coefficient m for the distance L.
[0064]
Using this value of m, the corrected reliability trst (crr) is corrected by the following equation (step 435).
[0065]
trst (crr) = trst × m = m × 100 / (1 + es)
As can be seen from this equation, the value of the reliability trst (crr) approaches the maximum amplitude as the m value increases. Accordingly, the search range of the road with respect to the virtual current position obtained from the candidate point is gradually reduced.
[0066]
Here, the matching state and the free state of the candidate points will be described. From the current position A for a candidate point located on a certain line segment, a line segment where the candidate point is located or a line segment connected to the candidate point, and a difference between the direction and the traveling direction of the vehicle is equal to or less than a predetermined value. It is conceivable that there is no line segment such as. In this case, the current position A itself is handled as the next candidate point calculated from the candidate point. In the present embodiment, the candidate points thus obtained are referred to as free candidate points. On the other hand, in other states, that is, from the current position A for a candidate point located on a certain line segment, the line segment on which the candidate point is located or a line segment connected thereto, and its azimuth and A state where there is a line segment whose difference from the traveling direction of the vehicle is equal to or smaller than a predetermined value, and as a result, a next candidate point can exist on a specific line segment is referred to as a matching state.
[0067]
If there is no line segment at which the candidate point is located or a line segment connected to the line and the difference between the direction and the traveling direction of the vehicle is equal to or smaller than a predetermined value, the process proceeds to step 425. The error cost ec (n) to be calculated is given a constant value larger than the value of the error cost obtained in the case of the matching state.
[0068]
When a new candidate point is obtained based on the free state candidate point, the virtual current position itself with respect to the free state candidate point is set as a new free state candidate point, and a predetermined range from the virtual current position is determined. If a line segment whose difference between the direction and the traveling direction of the vehicle is equal to or smaller than a predetermined value exists in D, the intersection of the perpendicular drawn from the virtual current position to the line segment and this line segment is newly set. Candidate points.
[0069]
The display candidate points obtained in step 44 of FIG. 4 are displayed on the screen of the display 17 by processing based on the flowchart shown in FIG.
[0070]
This process is a routine of the microprocessor 24 which is started and executed every second.
[0071]
First, it is determined whether or not the switch 14 has been pressed to change the scale of the map by looking at the contents of the parallel I / O 21 (step 1301). If the button is pressed (Yes in step 1301), a predetermined scale flag is set accordingly (step 1302).
[0072]
Next, data indicating the position and orientation of the display candidate point is read from a predetermined area of the RAM of the memory 25 (step 1303), and a map of a scale corresponding to the contents of the scale flag switched in step 1302 is displayed on the display 17. For example, it is displayed in a state as shown in FIG. 2 (step 1304).
[0073]
Then, the position and the direction of the display candidate point are displayed on the map by using an arrow symbol “図”, for example, as shown in FIG. 2 described above (step 1305). Finally, a north mark indicating north and a distance mark corresponding to the scale are superimposed on them and displayed as shown in FIG. 2 (step 1306).
[0074]
In the present embodiment, the vehicle position and the direction are indicated using the arrow symbols as described above. However, the display form of the vehicle position and the direction is such that the position and the traveling direction are clearly displayed. If so, the form may be arbitrary. The same applies to the north mark and the like.
[0075]
According to this embodiment, since the road search range is expanded according to the straight traveling distance, the accuracy of map matching can be further improved.
[0076]
In this specification, means does not necessarily mean physical means, but also includes a case where the function of each means is realized by software. Further, the function of one unit may be realized by two or more physical units, or the function of two or more units may be realized by one physical unit.
[0077]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a current position calculation device that appropriately calculates the current position of a vehicle by preventing the accuracy of map matching from being lowered due to the initialization of the current position of the vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a current position calculating device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a display example of a map and a current position according to the embodiment;
FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of calculating a traveling direction and a traveling distance of a vehicle.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a main process according to the embodiment;
FIG. 5 is a flowchart showing details of one step (map matching processing) shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a flowchart illustrating details of another step (reliability correction processing) illustrated in FIG. 4;
FIG. 7 is a diagram for explaining a line segment corresponding to a road, a virtual current position, and a candidate point;
FIG. 8 is a diagram for explaining a line segment corresponding to a road, a virtual current position, and a candidate point;
FIG. 9 is a diagram for explaining a line segment corresponding to a road, a virtual current position, and a candidate point;
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of road data according to the embodiment;
FIG. 11 is a diagram for explaining calculation of a reliability correction coefficient according to the embodiment;
FIG. 12 is a flowchart illustrating a display process according to the embodiment;
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 Current position calculating device 11 Angular velocity sensor 12 Geomagnetic sensor 13 Vehicle speed sensor 14 Switch 15 CD-ROM
16 CD-ROM read driver 17 display 18 controller

Claims (4)

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、逐次、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、複数の候補点が算出された場合に該複数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、
現在位置の初期化後の走行距離を算出する初期化後走行距離算出手段と、
前記現在位置の初期化時に前記マップマッチング手段により算出された信頼度に対してその値を予め定めた割合まで低減する信頼度補正係数を乗算し、前記初期化後の走行距離の増加に応じて逐次前記信頼度補正係数を1まで増加させていく信頼度補正手段とを備え、
前記マップマッチング手段は、前記仮想現在位置と照合すべき道路を構成する線分の検索範囲を、当該仮想現在位置を得るために用いた候補点の信頼度に基づいて、信頼度が低いほどより広くなるよう設定することを特徴とする現在位置算出装置。
A current position calculation device mounted on a vehicle and calculating a current position of the vehicle,
Azimuth detecting means for detecting the traveling azimuth of the vehicle,
Distance calculating means for calculating the traveling distance of the vehicle,
Road data storage means for storing road data;
Based on the relative displacement obtained based on the traveling direction and the traveling distance, the current position of the vehicle is sequentially estimated as a virtual current position, and the virtual current position is compared with the road data in the road data storage unit. Calculating the candidate point of the current position on the road together with the reliability indicating its credibility, and when a plurality of candidate points are calculated, the candidate point having the highest reliability among the plurality of candidate points is identified as the current position. Map matching means,
A post-initialization travel distance calculation means for calculating a post-initialization travel distance of the current position,
The reliability calculated by the map matching means at the time of initialization of the current position is multiplied by a reliability correction coefficient for reducing the value to a predetermined ratio, and according to an increase in the mileage after the initialization. A reliability correction means for sequentially increasing the reliability correction coefficient to 1.
The map matching means, based on the reliability of the candidate point used to obtain the virtual current position, the search range of the line segment constituting the road to be matched with the virtual current position, the lower the reliability, A current position calculation device characterized by setting to be wider.
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。The map matching means calculates a reliability of a candidate point obtained on the road based on a distance of the virtual current position to a road around the road and an azimuth difference between the road azimuth and a vehicle azimuth. The current position calculation device according to claim 1. 前記信頼度補正手段は、前記初期化後の走行距離が所定距離に達した後は、再度現在位置の初期化が行われるまでは、前記信頼度補正係数を1に維持する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。The reliability correction means may maintain the reliability correction coefficient at 1 after the initialization travel distance reaches a predetermined distance until the current position is initialized again. The current position calculating device according to claim 1. 前記現在位置の初期化は、ユーザによる現在位置の設定時、電波航法による現在位置の設定時の少なくとも一方である請求項1、2または3記載の現在位置算出装置。4. The current position calculating device according to claim 1, wherein the initialization of the current position is at least one of a time when the current position is set by a user and a time when the current position is set by radio navigation.
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