JP3599423B2 - 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、走行距離や進行方位等を測定して、これらより当該車両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り、特に、走行距離の測定誤差を補正する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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に基づいて算出することが行われている。
【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】
また、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、特公平６−１３９７２号記載の技術のように、道路データに整合するように、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いる。このマップマッチングの技術によれば、位置算出の精度を高めることができる。
【０００５】
ところで、走行時には、タイヤの磨耗や、温度変化による膨張等により、タイヤの直径、すなわち、距離係数が時事刻々と変化する。このため、走行距離の算出において誤差が発生し、現在位置の算出が高精度に行えなくなる。たとえば、タイヤ１回転あたりの走行距離係数に、１％の誤差が存在すると、１００ｋｍ走行した場合、１ｋｍの誤差が発生してしまう。
【０００６】
このような走行距離の測定誤差は、通常の道路を走行している場合は、前述したマップマッチングの技術により、ある程度修正できる。しかし、高速道路等の道路を走行する際には、マップマッチングで利用できるカーブや交差点等の特徴が道路にないため、充分に誤差を修正することができなくなる。
【０００７】
さらに、一旦、測定した現在位置と真の現在位置との間に１ｋｍ程度の誤差が発生してしまうと、マップマッチングの技術によっては、正しい位置に補正することが困難になる。
【０００８】
そこで、走行距離の測定の誤差を無くすために、従来は、（１）交差点を曲がった時（始点）から、次の交差点を曲がる（終点）までの道路データと、計測した回転数より得られる走行距離とを比較することにより、タイヤ１回転あたりの距離係数を補正することが行われていた。また、（２）特公平６−２７６５２号公報に記載のように、２つのビーコンの間の地図上の距離と、走行して計測した距離を比較することにより、前述した距離係数を補正する技術も知られている。また、（３）特開平２−１０７９５８号公報記載のように、ＧＰＳ衛星よりの信号を用いて現在位置を算出するＧＰＳ受信装置を利用して車速を求め、それと検出されたタイヤの回転数とを比較して前述した距離係数を補正する技術も知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した（１）の技術では、交差点間の道路が少しでも曲がっていたり、車両が蛇行運転したりすると、正確な補正を行うことができなくなる。また、前述した始終点を正確に特定するのが難しいという問題もある。たとえば、交差点内に複数車線がある場合、どちらの車線を通って曲がるかによって始終点は異なってくるが、このような車線まで特定することは容易ではない。
【００１０】
また、前述した（２）の技術でも、道路が直線でないと正確な補正を行うことができないし、また、車両が利用できるビーコン設備を設けなければならないという問題点がある。
【００１１】
また、前述した（３）の技術では、車両の速度が低い場合に、正確な速度情報を得ることができない場合があり、また、車両の速度変化が大きい場合には処理に時間がかかり、算出した速度に誤差が生じる。このため、正確な補正を行えない場合があるという問題がある。また、車両に利用できるＧＰＳ受信装置やＧＰＳアンテナを設ける必要がある。また、車両がトンネルや高架下、建物の影等ＧＰＳ信号が受信できない走行状態の場合には、ＧＰＳ衛星を利用できないため補正を行うことができなくなるという問題もある。
【００１２】
そこで、本出願人は、先に特願平７−９７１９７号において、走行する道路の特徴の多少や、車両の走行速度にかかわらず、また、格別の設備を必要することなしに正確に距離係数を補正し、高精度に車両位置を求めることができる現在位置算出装置を提案している。
【００１３】
この先行技術においては、道路地図の道路形状、特に道路方位を車両方位と比較することにより、走行距離の誤差を求め、これから距離係数の補正情報を求めている。
【００１４】
しかし、車両方位には、車両の着磁等に起因する方位誤差が存在する場合があり、道路方位にも、道路地図の道路を近似する線分の近似誤差による方位誤差が存在しうる。このような理由に起因して、道路がカーブしていないような場所においても累積した道路車両方位差が有為な値を示す可能性があった。このような道路車両方位差に基づいて得られた補正情報で距離係数を補正すると却って距離係数の誤差を増大させてしまうことになる。
【００１５】
したがって、本発明は、誤った道路車両方位差に基づく距離係数の誤補正を防止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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のために、本発明は、車輪の回転に伴い移動する車両に搭載され、当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、
道路地図を表す地図データを記憶する手段と、
車両の進行方位を検出する進行方位検出手段と、
車輪の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
該回転速度検出手段により検出された車輪の回転速度と、設定された距離係数とに応じて車両の走行距離を算出する走行距離算出手段と、
前記走行距離算出手段により算出された車両の走行距離と前記進行方位検出手段により検出された車両の進行方位と前記道路地図を表す地図データとに応じて、車両が存在する道路と当該道路上の車両の存在する位置を推定する手段と、
該推定された位置における道路方位と車両の進行方位との間の道路車両方位差を所定走行距離毎に求め、該道路車両方位差がほぼ継続して所定の値以上である期間中、その道路車両方位差を累積する手段と、
所定走行距離毎に前記推定された位置における道路方位の変化量である道路方位差を求め、前記道路車両方位差がほぼ継続して所定の値以上である期間中、その道路方位差を累積する手段と、
前記道路車両方位差がほぼ継続して所定の値以上である状態でなくなったとき、前記累積された道路車両方位差に応じて前記距離係数を補正する手段と、
前記所定走行距離より長い予め定めた距離にわたりほぼ継続して道路車両方位差が前記所定の値以上であった場合に、前記累積された道路方位差が予め定めた値以下であれば、前記累積された道路車両方位差および累積された道路方位差から、当該予め定めた距離を走行する間に累積された値分だけ減算する手段、
を備えたことを特徴とする現在位置算出装置を提供する。
【００１７】
この現在位置算出装置において、前記距離係数を補正する手段は、好ましくは、前記累積された道路車両方位差に基づいて、前記距離係数を短期的に補正するための短期補正変数を生成する第１の距離係数補正手段と、前記距離係数の補正による走行距離への寄与分に基づいて、前記距離係数を長期的に補正するための長期補正変数を生成する第２の距離係数補正手段とを備える。
【００１８】
さらに、第１の距離係数補正手段は、前記累積された道路車両方位差の符号と累積された道路方位差の符号とに基づいて前記短期補正変数の符号を決定すると共に、前記累積された道路車両方位差の絶対値に基づいて前記短期補正変数の絶対値を決定することができる。
【００１９】
前記第１の距離係数補正手段は、好ましくは、前記短期補正変数の設定時にその絶対値を適正と思われる値よりも大きく設定し、該設定後に所定の距離走行した時点で当該短期補正変数の設定値を前記適正と思われる値に変更する。
【００２０】
前記第２の距離係数補正手段は、例えば、予め定めた比較的長い距離毎に、その間の前記長期補正変数および短期補正変数が走行距離の補正に寄与した補正距離を累積し、この累積した補正距離と前記予め定めた比較的長い距離との比に基づいて、前記長期補正変数を生成する。
【００２１】
【作用】
距離係数に誤差があるとき、それにより求められる走行距離にも誤差が生じる。その結果、道路地図上で求められた現在位置と実際の現在位置との間にずれが生じる。そのため、車両が実際の道路のカーブに未だ達していないのに地図上の現在位置の道路方位が曲がり始めている、あるいは、車両が実際の道路のカーブに既に達して車両方位が曲がり始めているのに道路地図上の現在位置は未だ直線道路上にある、というような状況が生じる。このような場合には、道路方位と車両方位との間に継続的な不一致が生じる。
【００２２】
本発明では、このような道路車両方位差の累積値を求め、さらにこれから距離係数の誤差に応じた誤差情報を求め、この誤差情報に基づいて距離係数を補正する。すなわち、推定された位置における道路方位と車両の進行方位との間の道路車両方位差を所定走行距離毎に求め、該道路車両方位差がほぼ継続して所定の値以上である期間中、その道路車両方位差を累積する。また、所定走行距離毎に前記推定された位置における道路方位の変化量である道路方位差を求め、前記道路車両方位差がほぼ継続して所定の値以上である期間中、その道路方位差を累積する。前記道路車両方位差がほぼ継続して所定の値以上である状態でなくなったとき、当該累積された道路車両方位差に応じて前記距離係数を補正する。
【００２３】
但し、前記所定距離より長い予め定めた距離にわたりほぼ継続して道路車両方位差が所定の値以上であった場合に、前記累積された道路方位差が予め定めた値以下であったとき、すなわち、道路の実質的なカーブがなかったと判明したときには、前記累積された道路車両方位差および道路方位差から、当該予め定めた距離を走行する間に累積された値分だけ減算する。
【００２４】
これにより、誤った道路車両方位差に基づく距離係数の誤補正を防止することができ、ひいては、現在位置算出装置の現在位置算出精度を向上させることができる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明に係る現在位置算出装置の一実施例について説明する。
【００２６】
図１に本実施例に係る現在位置算出装置の構成について説明する。
【００２７】
すなわち、本実施例に係る現在位置算出装置は、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２０１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等の方位センサ２０２と、車両のトランスミッションの出力軸の回転速度に比例した時間間隔でパルスを出力する車速センサ２０３を備えている。
【００２８】
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２０７と、ディスプレイ２０７に表示する地図の縮尺切り替えの指令をユーザに（運転者）から受け付けるスイッチ２０４と、デジタル地図データを記憶しておくＣＤ−ＲＯＭ２０５と、そのＣＤ−ＲＯＭ２０５から地図データを読みだすためのドライバ２０６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２０８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。
【００２９】
次に、コントローラ２０８は、角速度センサ２０１の信号（アナログ）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０９と、方位センサ２０２の信号（アナログ）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２１０と、車速センサ２０３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２１６と、スイッチ２０４の押圧の有無を入力するパラレルＩ／Ｏ２１１と、ＣＤ−ＲＯＭ２０５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２１２と、ディスプレイ２０７に地図画像を表示する表示プロセッサ２１３とを有する。
【００３０】
また、コントローラ２０８は、さらに、マイクロプロセッサ２１４と、メモリ２１５とを有する。マイクロプロセッサ２１４は、Ａ／Ｄ変換器２０９を介して得た角速度センサ２０１の信号、Ａ／Ｄ変換器２１０を介して得た方位センサ２０２の信号、カウンタ２１６がカウントした車速センサ２０３の出力パルス数、パラレルＩ／Ｏ２１１を介して入力するスイッチ２０４の押圧の有無、ＤＭＡコントローラ２１２を介して得たＣＤ−ＲＯＭ２０５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２１３を介してディスプレイ２０７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２０７に表示している地図上に矢印マー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２１５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や、後述する各種テーブル等を格納したＲＯＭと、マイクロプロセッサ２１４が処理を行う場合にワークエリアとして使用するＲＡＭとを含んでいる。
【００３１】
以下、本実施例に係る現在位置算出装置の動作について説明する。
【００３２】
まず、車両の進行方位及び走行距離を算出する処理、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、得られた車両位置および方位を表示する処理の三つの処理について説明する。
【００３３】
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。
【００３４】
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２１４のルーチンである。
【００３５】
このルーチンでは、最初、Ａ／Ｄ変換器２０９から角速度センサ２０１の出力値を読み込む（ステップ４０１）。この角速度センサ２０１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２１０から方位センサ２０２の出力値を読み込み（ステップ４０２）、この方位センサ２０２の出力値により算出された絶対方位と角速度センサ２０１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４０３）。
【００３６】
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２０１の誤差が大きいので、一定時間以上車速が低い場合には、方位センサ２０２の出力する方位のみを利用するという方法により行う。
【００３７】
次に、車速センサ２０３の出力するパルス数を、０．１秒毎に、カウンタ２１６で計数して、その計数値を読み込む（ステップ４０４）。この読み込んだ値に、距離係数Ｒ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４０５）。この距離係数Ｒの求め方については後述する。
【００３８】
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４０６）、２０ｍに満たない場合（ステップ４０６でＮｏ）、今回の処理を終了して、新たな処理を開始する。
【００３９】
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４０６で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４０７）。ステップ４０７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。
【００４０】
次に、算出された進行方位および走行距離に基づいて、車両の現在位置を求める処理について説明する。
【００４１】
図４に、この処理の流れを示す。
【００４２】
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２１４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。
【００４３】
さて、この処理では、まず、ステップ４０７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５０１）。
【００４４】
次に、これらのデータに基づいて、車両の移動量を緯度経度方向、別々に、それぞれ求める。さらに、これらの各方向における移動量を、前回の処理で求められた車両の現在位置に加算して、現在位置（Ａ）を求める（ステップ５０２）。もし、装置の始動直後など、前回求められた位置がない場合には、別途設定された位置を前回求められた位置として用いて現在位置（Ａ）を求める。
【００４５】
次に、求めた現在位置（Ａ）の周辺の地図を、ＣＤ−ＲＯＭ２０５から、ドライバ２０６およびＤＭＡコントローラ２１３を介して、読み出し、現在位置（Ａ）を中心とする予め設定された距離Ｄ内にある道路データ（線分）を抜き出す（ステップ５０３）。
【００４６】
なお、道路データとしては、たとえば、図１３に示すように、２点間を結ぶ複数の線分８１〜８６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等を用いることができる。たとえば、線分８３は、その始点（ｘ３、ｙ３）と終点（ｘ４、ｙ４）によって表現するようにする。
【００４７】
次に、ステップ５０３で抜き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抜き出す（ステップ５０４）。さらに、抜き出されたすべての線分に対し、現在位置（Ａ）から垂線をおろし、その垂線の長さを求める（ステップ５０５）。
【００４８】
次に、それら垂線の長さを用いて、ステップ５０４で抜き出されたすべての線分に対して、以下に定義されるエラーコスト値を算出する。
【００４９】
エラーコスト＝α×｜進行方向−線分方位｜＋β×｜垂線の長さ｜
ここで、α、βは、重み係数である。これら係数の値は、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。
【００５０】
そして、各線分のエラーコストが算出されたならば、エラーコストが算出された線分のうち、エラーコスト値が最も小さい線分を選び（ステップ５０６）、その選択された線分と垂線との交差する点（線分の垂線のあし）を、修正された現在位置（Ｂ）とする（ステップ５０７）。
【００５１】
ところで、前述したステップ５０３では、現在位置（Ａ）を中心とする予め設定された距離Ｄ内にある道路データ（線分）を抜き出したが、この距離Ｄは、前回行ったステップ５０６で選択した道路のエラーコストの値に基づいて決定する値でもよい。
【００５２】
ここで、エラーコストに基づいて、検索範囲を求める理由は、エラーコストが大きい場合は、前回求めた現在位置（Ｂ）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。
【００５３】
このようにして求められた現在位置（Ｂ）を出力する。これが、前述した表示画面上で現在位置として表示される。
【００５４】
最後に、本実施例における距離係数補正処理を行う（ステップ５０９）。この処理の詳細については後述する。
【００５５】
次に、得られた車両位置および方位を表示する処理について説明する。
【００５６】
図９に、この処理の流れを示す。
【００５７】
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２１４のルーチンである。
【００５８】
最初、スイッチ２０４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／Ｏ２１１の内容を見て判断する（ステップ６０１）。もし、押されていれば（ステップ６０１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６０２）。
【００５９】
次に、図４の処理で求められた現在位置（Ｂ）を読み出し（ステップ６０３）、ステップ６０２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２０７に、例えば、図２に示すような状態で表示する（ステップ６０４）。
【００６０】
そして、地図に重畳して、車両の現在位置（Ｂ）と車両の進行方位を、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６０５）。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６０６）。
【００６１】
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。
【００６２】
次に、図３の処理ステップ４０５において距離の算出に用いた距離係数Ｒの求め方について説明する。
【００６３】
前述したように車両の走行距離は、車速センサ２０３の出力するパルス数に距離係数Ｒを乗じて求める。しかし、タイヤの摩耗等によりタイヤ１回転あたりの車両の走行距離は変化するので、距離係数Ｒを固定値とすると、走行に伴い距離が正確に求まらなくなってくる。そこで本実施例では、逐次、図４の処理で得られた現在位置（Ｂ）（ステップ５０７）と、ＣＤ−ＲＯＭ２０５からドライバ２０６を介して読みだした地図データから求まる道路方位と、図３の処理で得られた車両方位（ステップ４０３）とを比較することにより、現在位置（Ｂ）が、実際の位置に対して進んでいるか遅れているかを判断し、距離係数Ｒを動的に修正する。
【００６４】
このような距離係数Ｒの修正は、たとえば、次のようにして行うことができる。
【００６５】
すなわち、短期的に距離係数Ｒを補正するための補正変数Ｒｓｈと長期的に距離係数Ｒを補正するための補正変数Ｒａを導入する。そして、距離係数Ｒ＝Ｒ０×（１＋Ｒａ＋Ｒｓｈ）に従い、動的に距離係数Ｒを修正する。なお、ここでＲ０は、予め定めた距離係数Ｒの初期値を示している。
【００６６】
そして、マイクロプロセッサ２１４が、補正変数Ｒｓｈ、補正変数Ｒａを、図５〜図８に示した処理により逐次変更する。以下では、まず、これらの各処理の内容について個別に説明し、その後に、実際の車両の走行において、これらの処理によって、どのように変数Ｒｓｈ、変数Ｒａが変更されていくかを説明する。
【００６７】
装置の始動時に、以下に説明する処理で用いる各種変数やフラグ（ｆ１、ｆ２、Σθ、Σ２０θ、Σφ、Ｄ、Ｒｓｈ、Ｒａ、ΣＡ、Ｆ１〜Ｆ１０、Ｌ、Σθｌ、Σ２０θｌ、Σφｌ）を全て０に初期化しておく。
【００６８】
図５に示した処理は、図４の距離係数補正処理５０９の詳細な処理手順を示す。
【００６９】
この処理では、まず、フラグｆ２が０か否かを判定し（ステップ７０１）、０でなければ（ここでは１であれば）、図７のステップ８０１へ進む。一方、フラグｆ２が０であれば、図４のステップ５０８で出力された現在位置（Ｂ）と、ＣＤ−ＲＯＭ２０５からドライバ２０６に読み出された地図データより求まる、現在位置（Ｂ）が位置する道路方位と、図３のステップ４０７で出力された車両方位（推定方位）とを読み込む（ステップ７０２、７０３、７０４）。
【００７０】
次に、それらの値に基づいて、現在位置（Ｂ）が位置する道路方位と車両方位の差である道路車両方位差θと、前回の処理のステップ７０３で求めた道路方位と今回の処理のステップ７０３で求めた道路方位との差である道路方位差φを求める（ステップ７０５）。ここで、道路方位差φの値の正負は、今回求めた道路方位が前回の道路方位を基準として左側にある場合を正とし、右側にある場合を負とする。また、道路車両方位差θの値の正負は、たとえば、道路方位を基準として、車両方位が、左側にある場合を正とし、右側にある場合を負とする。
【００７１】
次に、ステップ７０５より得られた道路車両方位差の絶対値が、３ｄｅｇ未満かどうかを調べ（ステップ７０６）、３ｄｅｇ以上の場合（ステップ７０６でＮｏの場合）、前回の処理で求めた道路車両方位差積分値Σθに道路車両方位差θを加算した値を新たなΣθの値とし、前回の処理で求めた走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θに道路車両方位差θに前回の処理から今回の処理までの間の走行距離２０ｍを乗じた値を加算した値を新たなΣ２０θの値とし、前回の処理で求めた道路方位差積分値Σφに今回求めた道路方位差φを加算した値を新たなΣφ値とするとともに、同様に、修正用の変数Σθｌ、Σ２０θｌ、Σφｌの値を求める（ステップ７１２）。続いて距離誤差チェック処理を行い（ステップ７１３）、ステップ８０１へ進む。距離誤差チェック処理の詳細については後述する。
【００７２】
一方、道路車両方位差θが、３ｄｅｇ未満の場合（ステップ７０６でＹｅｓの場合）、現在の道路車両方位差積分値Σθの絶対値が５ｄｅｇ以上かどうかを調べ（ステップ７０７）、５ｄｅｇ未満であった場合（ステップ７０７でＮｏの場合）は、道路車両方位差積分値Σθ、走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θ、道路方位差積分値Σφ、並びに距離誤差チェック用距離Ｌ、フラグｆ１および修正用の変数Σθｌ、Σ２０θｌ、Σφｌを全て０に初期化した後、ステップ８０１へ進む。
【００７３】
ここで、ステップ７０６でＹｅｓとなる場合は、３ｄｅｇを超える道路車両方位差θの２回以上の連続が途絶えた場合である。
【００７４】
一方、道路車両方位差積分値が５ｄｅｇ以上であった場合（ステップ７０７でＹｅｓの場合）には、ステップ７０８、７０９、７１０で、補正変数Ｒｓｈを変更するための処理を行う。
【００７５】
ステップ７０８では、その時点のΣＡの値に、Ｒａ＋Ｒｓｈに距離変数Ｄを乗じた値を加算した値を新たなΣＡとし、距離変数Ｄを０に初期化する。ΣＡは、各Ｒａ＋Ｒｓｈの値に、当該Ｒａ＋Ｒｓｈの値で走行した距離を重み付けした値、すなわち、距離係数の補正による走行距離への寄与分となる。距離変数Ｄは、常に、距離変数Ｄが０に初期化された後に車両が走行した距離を表す。この距離は、やはり車速センサ２０３の出力するパルス数に距離係数Ｒを乗じて求める。また、ステップ７０８では、その時点のＲｓｈを旧値Ｒｓｈｐとして保存する。
【００７６】
つぎに、ステップ７０９において、道路方位差積分値Σφから、３ｄｅｇを超える道路車両方位差θが連続していた間の走行道路が右折であったか左折であったかを判定する。この判定は、道路方位差積分値Σφが正である場合は左折、負である場合は右折と判定する。
【００７７】
次に、ステップ７１０において、走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θと、ステップ７０９で判定した右左折に応じて補正変数Ｒｓｈを修正する。
この修正の方法について説明する。
【００７８】
図１０は、３ｄｅｇを超える道路車両方位差θが連続していた間の走行道路が左折である場合と、右折である場合にそれぞれについて、走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θが正となる場合と、負となる場合の、道路と現在位置（Ｂ）と道路車両方位差θを表したものである。
【００７９】
ここで、図１０の状態１は、左折で、走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θが正の場合すなわち道路車両方位差積分値Σθが正の場合を示しており、この場合には、現在位置（Ｂ）は、実際の位置より遅れている。なぜならば、現在位置（Ｂ）が左折の位置に達する前に、実際には車両が左折しているからである。また、状態２は、左折で、走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θが負である場合を示しており、この場合には、現在位置（Ｂ）は、実際の位置より進んでいる。なぜならば、現在位置（Ｂ）が左折の位置に達しているのに、実際には車両が左折していないからである。
【００８０】
右折の場合も同様に考えることができ、状態３の走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θが負であるときは、現在位置（Ｂ）は、実際の位置より遅れている。また、状態４の走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θが正の場合は、現在位置（Ｂ）は、実際の位置より進んでいる。
【００８１】
そこで、走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θの正負と、ステップ７０９で判定した右左折に応じて、図１１に示すように、補正変数Ｒｓｈを修正するための変数Ｔａの正負を定める。そして、走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θの絶対値の大きさに応じて変数Ｔａの絶対値の大きさを定める。変数Ｔａの絶対値の大きさは、予め用意しておいたテーブルＡに従い定める。テーブルＡは、走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θの絶対値の大きさと、変数Ｔａの絶対値の大きさとの対応を記述したテーブルである。ステップ７１０では、このようにして求めた変数Ｔａの絶対値の大きさと変数Ｔａの正負より、変数Ｔａの値を決定する。そして、ステップ７０８で保存しておいたＲｓｈｐ、すなわち今までの補正変数Ｒｓｈに変数Ｔａの値を加算したものを新たなＲｓｈとする。また、Ｒｓｈを修正したならば、フラグｆ２を１に設定する。
【００８２】
ステップ７１０が終了したならば、ステップ７１１において、道路車両方位差積分値Σθ、走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θ、道路方位差積分値Σφ、並びに距離誤差チェック用距離Ｌ、フラグｆ１および修正用の変数Σθｌ、Σ２０θｌ、Σφｌを全て０に初期化する。
【００８３】
次に、図８に示す処理に移るが、その前に、図５の距離誤差チェック処理７１３について図６のフローチャートにより説明する。
【００８４】
まず、距離誤差チェック距離Ｌを更新する（ステップ７１３１）。この距離Ｌは、装置始動後、およびステップ７１１、ステップ７１３５（図６）における距離Ｌのリセット後の走行距離を表す。
【００８５】
次に、この距離Ｌが３００ｍ以上になったか否かを調べる（ステップ７１３２）。３００ｍ未満であれば、この処理を終了する。
【００８６】
３００ｍ以上であれば、変数Σφｌが３ｄｅｇ以下か否かを調べる（ステップ７１３３）。３ｄｅｇを越えていれば、道路が確かにカーブしていたものと判断して、修正用の変数Σθｌ、Σ２０θｌ、Σφｌおよび距離Ｌを０に初期化する（ステップ７１３５）。
【００８７】
一方、変数Σφｌが３ｄｅｇ以下であれば（ステップ７１３３でＹｅｓ）、道路がカーブしていなかったものと判断して、フラグｆ１を１にするとともに、先にステップ７１２で算出した道路車両方位差積分値Σθから修正用変数Σθｌを減算する。また、走行距離重み付け道路車両方位差積分値Σ２０θからも対応する修正用変数Σ２０θｌを減算する。同様に、道路方位差積分値ΣφからΣφｌを減算する（ステップ７１３４）。これらの減算処理は、３００ｍ以上の距離にわたって累積された道路方位が３ｄｅｇ以内であった、すなわち、カーブしていなかったにも拘わらず何らかの原因で蓄積された道路車両方位差θ等のデータをその間の累積分だけ相殺するものであり、これによって、距離係数の誤補正を防止することができる。
【００８８】
さて、図７の処理では、まず、ステップ８０１で、距離変数Ｄが３００ｍ以上であって、かつ、フラグｆ２が１であるかを判定する。距離変数Ｄは、図５のステップ７０８でＤが０に初期化された後車両が３００ｍ以上走行した場合に、３００ｍを超えることになる。３００ｍ未満またはフラグｆ２が０であればステップ８０５へ飛ぶ。一方、３００ｍ以上かつフラグｆ２＝１であった場合（すなわち、図５のステップ７０８〜７１０の処理の後、初めて距離Ｄが３００ｍ以上となった場合）は、その時点のΣＡの値に、Ｒａ＋Ｒｓｈに距離変数Ｄを乗じた値を加算した値を新たなΣＡとする（ステップ８０２）。次に、Ｒｓｈを、あらかじめ用意したテーブルＢを用いて修正する（ステップ８０３）。すなわち、変数Ｔｂの絶対値を、テーブルＢに従い求め、変数Ｔａの正負と変数Ｔｂの正負が一致するように変数Ｔｂの正負を定める。テーブルＢには、変数Ｔａの絶対値と変数Ｔｂの絶対値の対応が記述されている。この対応は、変数Ｔａの絶対値の大きさが所定の割合で小さくなった値が変数Ｔｂの絶対値となるように定めている。具体的には、変数Ｔａは対応する変数Ｔｂより一桁程度大きい値とする。そして、図７のステップ７０８で保存しておいたＲｓｈｐ、すなわちステップ７１０でＲｓｈが修正される前の補正変数Ｒｓｈに変数Ｔｂの値を加算したものを新たなＲｓｈとする。そして、フラグｆ２と距離変数Ｄを０に初期化する（ステップ８０４）。
【００８９】
その後、距離Ｄが１０ｋｍ以上となったかを調べる（ステップ８０５）。１０ｋｍ未満であれば処理を終了し、以上であれば補正変数Ｒａを更新する（ステップ８０６）。このＲａの更新処理の詳細については図８により以下に説明する。
【００９０】
図８の処理は、車両が１０ｋｍ進む毎に起動され実行されるマイクロプロセッサ２１４のルーチンである。この１０ｋｍは、車速センサ２０３の出力するパルス数に距離係数Ｒを乗じて求める。
【００９１】
この処理では、まず、その時点のΣＡの値に、Ｒａ＋Ｒｓｈに距離変数Ｄを乗じた値を加算した値を新たなΣＡとする（ステップ９０１）。そして、１０ｋｍ毎のΣＡを格納する９つの変数Ｆ１からＦ９を、一つずつずらし、変数Ｆ２からＦ１０とし（ステップ９０２）、変数Ｆ１を、以下の式に従い求める（ステップ９０３）。
【００９２】
Ｆ１＝｛（ΣＡ＋１０ｋｍ）／１０ｋｍ｝−１
そして、ステップ９０４で、変数Ｆ１からＦ１０の値の平均をとり、この値を以降の補正変数Ｒａとする。
【００９３】
そして、最後に各変数ΣＡ、Σ２０θ、Σφ、Ｒｓｈ、Σθ、Ｄ、フラグｆ２を全て０に初期化し処理を終了する（ステップ９０５）。
【００９４】
以上、補正変数Ｒｓｈ、補正変数Ｒａを変更するための処理の内容について説明した。以下では、実際の車両の走行において、これらの処理によって、どのように変数Ｒｓｈ、変数Ｒａが変更されていくかを説明する。
【００９５】
いま、図１２に示すような道路上を車両が走行するものとする。
【００９６】
図中のａの地点において、図８の処理が実行され、補正変数Ｒａが変更され、各変数ΣＡ、Σ２０θ、Σφ、Ｒｓｈ、Σθ、Ｄ、フラグｆ２の全てが０に初期化されたものとする。また、フラグｆ１は０とする。その後、ａからｂの地点までは、２０ｍ毎に起動される図５の処理のステップ７０５で算出される道路車両方位差θが３ｄｅｇ未満であるとする。そうすると、ａからｂの地点までは、図５のステップ７０６で道路車両方位差θが３ｄｅｇ未満であると判定され、かつ、ステップ７０７によってΣθが５ｄｅｇ未満であると判定されるので、変数ΣＡ、Σ２０θ、Σφ、Ｒｓｈ、Σθ、フラグｆ２はステップ７１１で再度０に初期化される。したがって、これらの変数は何ら変更されない。一方、距離変数Ｄは、この間も走行距離に応じて増加する。次にｂからｃの地点までの２０ｍの区間において道路車両方位差θが４ｄｅｇとなり、ｃからｄの地点までの２０ｍの区間は道路車両方位差θが３ｄｅｇ未満となったものとする。この場合、ｂから２０ｍ走行したｃの地点で実行される図５の処理のステップ７０６において道路車両方位差θが３ｄｅｇ以上と判定され、ステップ７１２において、変数Σ２０θ、Σφ、Σθが、その２０ｍ区間の道路車両方位差θ、道路方位差φに応じて更新される。しかし、その後２０ｍ走行したｄの地点で実行される図７の処理において、道路車両方位差θが３ｄｅｇ未満、道路車両方位差積分値Σθが５ｄｅｇ以下と判定されるので、変数ΣＡ、Σ２０θ、Σφ、Ｒｓｈ、Σθ、フラグｆ２はステップ７１１で再度０に初期化される。
【００９７】
このように、図５の処理では、道路車両方位差θが３ｄｅｇ未満で道路車両方位差積分値Σθが５ｄｅｇ未満の場合には、単に変数ΣＡ、Σ２０θ、Σφ、Ｒｓｈ、Σθ、フラグｆ２を初期化する。これは、３ｄｅｇ未満の道路車両方位差θや、連続せずに一度だけ３ｄｅｇ以上５ｄｅｇ未満となった道路車両方位差θは、距離係数Ｒの誤り以外の要因による誤差である可能性があると考え、これらの道路車両方位差が、後の処理で行われる補正変数Ｒｓｈ、Ｒａの修正に関して無視されるようにするためである。
【００９８】
次に、ｄからｅの地点まで、２回以上連続して道路車両方位差θが３ｄｅｇ以上となったものとする。この場合は、この地点間で実行される図５の処理のステップ７１２において、順次、変数Σ２０θ、Σφ、Σθが更新される。その結果、ｅの地点では、Σφはｄからｅの地点間で求められた道路方位差φの積分値を表し、Σθはｄからｅの地点間で求められた各道路車両方位差θの積分値を表し、Σ２０θはｄからｅの地点間で求められた各道路車両方位差θに走行距離を重み付けした値の積分値を表していることになる。
【００９９】
次に、ｅの地点からｆの地点までの２０ｍの区間における道路車両方位差θが３ｄｅｇ以下であったものとする。
【０１００】
この場合は、ｅの地点から２０ｍ走行したｆの地点で実行される図５の処理のステップ７０６において道路車両方位差θが３ｄｅｇ以下と判定され、ステップ７０７において道路車両方位差積分値Σθが５ｄｅｇ以上と判定されるので、ステップ７０９、７１０において前述したようにΣ２０θ、Σφに応じてＲｓｈが更新される。また、ステップ７０８において距離変数Ｄが初期化されたａの地点からｆの地点までの距離を、この時点において表している距離変数Ｄに、この間用いられた補正変数ＲａとＲｓｈの和（Ｒａ＋Ｒｓｈ）を乗じた値をΣＡ（この時点では０）に加算する。このΣＡは、後に図８の処理でＲａを求めるために用いられる。その後、距離変数Ｄを０に初期化する。また、フラグｆ２をステップ７１０において１に設定する。この結果、この後３００ｍ走行したｇの時点で図７の処理が実行されフラグｆ２が０に解除されるまで、図５の処理がステップ７０１の判定に従い実質的にスキップされることになる。そして、ステップ７０９、７１０でＲｓｈを求めるために求めておいたΣ２０θ、Σθ、Σφをステップ７１１で０に初期化する。
【０１０１】
次に、ｆの地点で距離変数Ｄが０に初期化されてから３００ｍ走行したｇの地点では、図７のステップ８０１において、距離変数Ｄが３００ｍ以上と判定される。そして、ｆの地点でＲｓｈが変更されてから、現在まで用いられた補正変数ＲａとＲｓｈの和（Ｒａ＋Ｒｓｈ）を距離変数Ｄに乗じた値をΣＡに加算し、ステップ８０３において前述したようにＲｓｈを修正する。この結果、ｆの地点からｇの地点までの３００ｍは、ｆの地点で求めたＲｓｈを用いて走行距離が求められ、ｇの地点以降はｆの地点で求めたＲｓｈより小さな値が新たなＲｓｈとして用いられることになる。
【０１０２】
これによって、始めの３００ｍは補正変数Ｒｓｈの絶対値を適当と思われる値より大きくすることにより、意図的に距離係数Ｒをその補正する方向に向けて正しいと思われる値を越えて修正し、ｃからｄの間に蓄積された現在位置（Ｂ）のずれを、この３００ｍを進む間に少しずつ修正し、その後に、補正変数Ｒｓｈの絶対値を小さくして距離係数Ｒを正しいと思われる値に設定し直すことができる。３００ｍかけて現在位置のずれを少しずつ修正するのは、現在位置の表示位置がジャンプ等すること無くスムーズに移動するようにするためである。また、この３００ｍの間、図５の処理が実質的に実行されなくするのは、正しいと思われる値より意図的にずらした距離係数Ｒで走行している間は、図５の処理は適当なＲｓｈを求めるように動作しないからである。
【０１０３】
この後、図７の処理ではステップ８０４で、フラグｆ２と距離変数Ｄを０に初期化する。フラグｆ２が０に初期化されることにより、図５の処理は再度ａからの区間と同様に道路車両方位差θに従って動作できるようになる。
【０１０４】
この後、ステップ８０５で、ａの地点から１０ｋｍ走行したｈの地点に達すると図９の処理が実行される。この処理では、まず、現在まで用いられた補正変数ＲａとＲｓｈの和（Ｒａ＋Ｒｓｈ）を距離変数Ｄ（最後にステップ７０８または８０２でΣＡを求めてからの距離を表す）に乗じた値をΣＡに加算する（ステップ９０１）。その結果、ΣＡはａからｆまでの１０ｋｍの間に用いられた各（Ｒａ＋Ｒｓｈ）に、その（Ｒａ＋Ｒｓｈ）が有効であった走行距離を重み付けした値の積算値となる。
【０１０５】
次に、初期値としてＦ（１）からＦ（１０）までの全ての要素データが０である配列データＦの要素データＦ（９）をＦ（１０）に、Ｆ（８）をＦ（９）に、．．．、Ｆ（１）をＦ（２）にといったようにＦ（ｎ）を一つずつずらす（ステップ９０２）。そして、ステップ９０３で、｛（ΣＡ＋１０ｋｍ）／１０ｋｍ）−１をＦ（１）とする。ここで、｛（ΣＡ＋１０ｋ）／１０ｋ｝−１は、ａからｆまでに測定した１０ｋｍ中に含まれる、ＲａおよびＲｓｈの影響によって補正された距離の割合に、近似的に比例した値となる。したがい、ステップ９０４で求める、Ｆ（１０）からＦ（１）の値の平均は、過去１００ｋｍ中に含まれる、ＲａおよびＲｓｈの影響によって補正された距離の割合に、近似的に比例した値となる。そこで、この平均をとった値を新たなＲａとする。または、この平均をとった値に適当な定数を乗じた値を新たなＲａとし、各変数ΣＡ、Σ２０θ、Σφ、Ｒｓｈ、Σθ、Ｄ、フラグｆ２を全て０に初期化する。
【０１０６】
以下、ａの地点からの処理と同じように処理が繰り返されることになる。
【０１０７】
以上の原則的な動作に加えて、図５のステップ７０６において、道路車両方位差θが３ｄｅｇ以上である状態が継続したとする（ステップ７０６でＮｏ）。それによって、Σθ、Σ２０θ、Σφと同様に、Σθｌ、Σ２０θｌ、Σφｌも更新される。その都度、距離誤差チェック処理７１３が実行され、図６のステップ７１３２で距離誤差チェック距離Ｌが３００ｍ以上となったときに、修正用道路方位差Σφｌが３ｄｅｇ以下であった場合には、ステップ７１３４でΣθ、Σ２０θ、ΣφがそれぞれΣθｌ、Σ２０θｌ、Σφｌの値分だけ減算される。これにより、後の図５のステップ７０７に達したときに行われるΣθの絶対値の判定の結果、誤ってステップ７１０へ進み、誤った情報（Σ２０θ）に基づいて補正変数Ｒｓｈを補正してしまう、という事態を回避することができる。
【０１０８】
以上、説明してきたように、本実施例によれば、誤った道路車両方位差に基づく距離係数の誤補正を防止することができる。
【０１０９】
なお、前述したように変数Ｔａは対応する変数Ｔｂより一桁程度大きい値としているので、ステップ７１０で求められる変数Ｔａは、それまでのＲｓｈに比べ一桁程度大きい値となる。したがって、ステップ７１０では変数Ｔａ自体を新たなＲｓｈとして処理するようにしてもよい。また、３００ｍ，２０ｍ，１ｋｍ、３ｄｅｇ，５ｄｅｇ等の数値は、例示であり、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【０１１０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、誤った道路車両方位差に基づく距離係数の誤補正を防止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】本発明の一実施例に係る現在位置算出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例において行う地図および現在位置の表示例を示す図である。
【図３】本発明の一実施例において行う進行方位および走行距離の算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施例において行う現在位置の算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】図４の１ステップとして示した距離係数補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】図５の１ステップとして示した距離誤差チェック処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】図５の処理に続く距離係数補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】図６の１ステップとして示したＲａの更新処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施例において行う表示処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施例において判定する道路車両方位差を示す図である。
【図１１】本発明の一実施例において算出する変数Ｔａの正負の定め方を示した図である。
【図１２】本発明の一実施例の説明において距離係数を補正する処理を適用した道路を表す図である。
【図１３】本発明の一実施例において用いる地図データにおける道路の表現形式を示す図である。
【符号の説明】
２０１ 角速度センサ
２０２ 方位センサ
２０３ 車速センサ
２０４ スイッチ
２０５ ＣＤ−ＲＯＭ
２０６ ＣＤ−ＲＯＭドライバ
２０７ ディスプレイ
２０８ コントローラ

Claims (5)

1. 車輪の回転に伴い移動する車両に搭載され、当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、
   道路地図を表す地図データを記憶する手段と、
   車両の進行方位を検出する進行方位検出手段と、
   車輪の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   該回転速度検出手段により検出された車輪の回転速度と、設定された距離係数とに応じて車両の走行距離を算出する走行距離算出手段と、
   前記走行距離算出手段により算出された車両の走行距離と前記進行方位検出手段により検出された車両の進行方位と前記道路地図を表す地図データとに応じて、車両が存在する道路と当該道路上の車両の存在する位置を推定する手段と、
   該推定された位置における道路方位と車両の進行方位との間の道路車両方位差を所定走行距離毎に求め、該道路車両方位差がほぼ継続して所定の値以上である期間中、その道路車両方位差を累積する手段と、
   所定走行距離毎に前記推定された位置における道路方位の変化量である道路方位差を求め、前記道路車両方位差がほぼ継続して所定の値以上である期間中、その道路方位差を累積する手段と、
   前記道路車両方位差がほぼ継続して所定の値以上である状態でなくなったとき、前記累積された道路車両方位差に応じて前記距離係数を補正する手段と、
   前記所定走行距離より長い予め定めた第１の走行距離にわたりほぼ継続して道路車両方位差が前記所定の値以上であった場合に、前記累積された道路方位差が予め定めた値以下であれば、前記累積された道路車両方位差および累積された道路方位差から、当該予め定めた距離を走行する間に累積された値分だけ減算する手段、を備えたことを特徴とする現在位置算出装置。
2. 請求項１記載の現在位置算出装置であって、
   前記距離係数を補正する手段は、前記累積された道路車両方位差に基づいて、前記距離係数を短期的に補正するための短期補正変数を生成する第１の距離係数補正手段と、
   前記距離係数の補正による走行距離への寄与分に基づいて、前記距離係数を長期的に補正するための長期補正変数を生成する第２の距離係数補正手段とを備えることを特徴とする現在位置算出装置。
3. 請求項２記載の現在位置算出装置であって、
   前記第１の距離係数補正手段は、前記累積された道路車両方位差の符号と累積された道路方位差の符号とに基づいて前記短期補正変数の符号を決定すると共に、前記累積された道路車両方位差の絶対値に基づいて前記短期補正変数の絶対値を決定する現在位置算出装置。
4. 請求項２または３記載の現在位置算出装置であって、
   前記第１の距離係数補正手段は、前記短期補正変数の設定時にその絶対値を適正と思われる値よりも大きく設定し、該設定後に所定の距離走行した時点で当該短期補正変数の設定値を前記適正と思われる値に変更することを特徴とする現在位置算出装置。
5. 請求項２から４のいずれか一項に記載の現在位置算出装置であって、
   前記第２の距離係数補正手段は、前記第１の走行距離より長い第２の走行距離毎に、その間の前記長期補正変数および短期補正変数が走行距離の補正に寄与した補正距離を累積し、この累積した補正距離と前記予め定めた比較的長い距離との比に基づいて、前記長期補正変数を生成することを特徴とする現在位置算出装置。

Images