JP3660393B2 - 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毎に複数設け、各系統によって算出された候補点の中から最終的な現在位置を、各候補点の信頼度に応じ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。
【0008】
このようにする場合に、前回マップマッチングの技術によって求めた道路上の候補点から今回に生まれる候補点は、前回求めた候補点が位置する道路に接続する道路上の位置であると期待できる。したがい、前回マップマッチングの技術によって求めた道路上の候補点から、新たな候補点を求める際には、マップマッチングの技術によって仮現在位置と相関を求める対象とする道路を、前回求めた候補点が位置する道路に接続する道路のみ限定することができる。
【0009】
一方、前回求めた仮現在位置である候補点から、新たな候補点を求める際には、このように道路を限定することができない。したがい、前回求めた仮現在位置である候補点についての、マップマッチング処理の負荷量、より大きくなる。
【0010】
さて、前述したように、現在位置の候補となる位置を算出する系統を複数設けると、その処理量は、1系統だけを設ける場合に比べ大きくなる。
【0011】
したがい、たとえば、高速道路等を高速で走行する場合には、処理がにあわなくなることも考えられる。なぜならば、現在位置算出装置では、算出した現在位置と共に、現在位置周辺の地図を表示することが一般的であるが、高速に車両が走行すると、表示する地図の更新を頻繁に行わなければならず、この処理量が無視できなくなるからである。
【0012】
一方、このような場合に単純に前記系統を減らしたりすることは好ましくない。現在位置を正しく求められなくなる確率が、前記系統の減少に伴い大きく増加するからである。
【0013】
そこで、本発明は、現在位置算出の処理負荷が増加した場合に、現在位置算出の信頼度をさほど落すことなく、現在位置算出の処理負荷を低減することのできる現在位置算出装置を提供することを目的とする。
【0014】
【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上の道路とを照合して求めた、前記仮現在位置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、
各候補点の現在位置としての信頼度を算出する信頼度算出手段と、
算出された新た候補点のうち、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、
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、車両が所定の距離を走行する間、同じ系統の候補点が、高速道路上の位置として算出されると共に、表示候補点として算出され続けた場合に、高速道路上の位置として求められた候補点のうちの信頼度が上位の所定数の候補点と、高速道路上の位置として求められなかった候補点のうちの信頼度が上位の所定数の候補点とを、今回求めた候補点とし、残る候補点を削除する候補点制限手段とを有することを特徴とする現在位置算出装置を提供する。
【0015】
【作用】
本発明に係る現在位置算出装置によれば、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、車両が所定の距離を走行する間、同じ系統の候補点が、高速道路上の位置として算出されると共に、表示候補点として算出され続けた場合に、高速道路上の位置として求められた候補点のうちの信頼度が上位の所定数の候補点と、高速道路上の位置として求められなかった候補点のうちの信頼度が上位の所定数の候補点とを、今回求めた候補点とし、残る候補点を削除する。
【0016】
すなわち、接続した道路上を連続的に移動する、ある系統の候補点が、所定距離以上、最も道路と相関のよい候補点(すなわち、表示候補点)として算出されている場合は、当該系統の候補点が正しい確率は高いと考えることができる。また、当該系統の候補点が移動している道路上を、車両が走行している確率は高いと考えることができる。
【0017】
そこで、このような場合には、次回の候補点を求める基準となる候補点として、当該系統の候補点と、当該道路と同じ道路上の信頼度のより高い候補点を選択する。また、もし、当該道路上に車両が存在しなかった場合を考慮して、当該道路上にない候補点も、信頼度の順に所定数選択する。そして、残る候補点については削除し、次回の候補点算出の処理負荷を軽減する。
【0018】
一方、前述したように考えることのできない場合には、候補点数を削減すると、現在位置算出の信頼度が、著しく低下するので、候補点数を削減しない。
【0019】
また、高速道路を走行していない場合には、処理能力に余裕があると考えられるので、かかる場合には、より良い確率で正しい現在位置が算出できるように、候補点を、このようには削減しない。
【0020】
このようにすることにより、現在位置算出の信頼度をさほど落すことなく、装置の処理量が増加する高速道路の高速走行時に、さほど現在位置算出の信頼度を低下するこなく、処理負荷を軽減することができる。
【0021】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
まず、現在位置を求める現在位置算出処理について説明する。
【0028】
図3に、この現在位置算出処理の処理手順を示す。
【0029】
図3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。
【0030】
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、地図データとを読み込む(ステップ301、302)。
【0031】
次に、マップマッチング処理を行う(ステップ303)。
【0032】
このマップマッチング処理の処理手順を図4に示す。
【0033】
図示するように、この処理では、まず、先に読み込んだの進行距離Rと、進行方位θcar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。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
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
次に、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405)、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406)。
【0038】
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407)、処理を終了する。
【0039】
次に、以上のマップマッチング処理(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。
【0040】
まず、ステップ404の道路検索処理について説明する。
【0041】
図5に、ステップ404の道路検索処理の詳細を示す。
【0042】
この処理は、前回のマップマッチング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。
【0043】
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)。
【0044】
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)。
【0045】
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。
【0046】
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、当該リンクに車両が進行した場合に車両が走行すべき方位が、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し(ステップ503)、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。
【0047】
ところで、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、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。このような候補点は、道路上にマッチングされなかった候補点であり、フリー状態の候補点である。
【0048】
次に、各候補点に対して、エラ−コスト、累積エアラ−コストes、信頼度trstの算出処理を行う(ステップ505)。
【0049】
この処理では、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。
【0050】
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。
【0051】
また、このエラ−コスト算出では、フリー状態の候補点に、直接エラーコスト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与える。
【0052】
さて、次に、算出されたエラーコストec(n)と、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。
【0053】
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。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。
【0054】
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e(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。
【0055】
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。
【0056】
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506)。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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
次に、図4のステップ403の前回のマップマッチング処理で得られた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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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線分、あるいは、これに接続する線分を取り出し、これら線分から、センサ方位との方位差が所定値内の線分を選択している(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内にある線分をすべて抽出し、これら線分から、センサ方位との方位差が所定値内の線分を選択している(ステップ1202)点にある。
【0066】
すなわち、図5のステップ502、503の処理においては、単一の線分、或いは、分岐点から延びる幾つかの線分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、抽出すべき線分が決定される。
【0067】
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。
【0068】
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線分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。
【0069】
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。
【0070】
以上、図3のステップ303のマップマッチング処理について説明した。
【0071】
マップマッチング処理(ステップ303)が終了したら、今回の表示候補が、前回表示候補となった候補点に基づき生成された候補点であるか否か(ステップ304)と、高速道路上位置にマッチングされたマッチング状態の候補点であるか否かを判定する(ステップ305)。そして、今回の表示候補が、前回表示候補となった候補点に基づき生成された候補点であって、かつ、高速道路上位置にマッチングされたマッチング状態の候補点であれば、表示候補継続距離lを、前回の処理から現在までの走行距離20mを加算することにより更新する(ステップ306)。一方、他の場合は、表示候補継続距離lを0に初期化する(ステップ309)。
【0072】
結果、表示候補継続距離lは、現在までに、任意の候補点と、当該候補点から生成された候補点を同じ系統とした場合に、同じ系統の候補点が高速道路上のマッチング状態の候補点とされ続け、かつ、表示候補点として選択され続けた距離を表すことになる。
【0073】
そこで、次のステップでは、表示候補継続距離lが、所定のしきい値より大きくなったか否かを判定し、候補点の数を制限する。候補数制限処理を行う(ステップ307、308)。
【0074】
この候補数制限処理の処理手順を、図11に示す。
【0075】
図示するように、処理では、今回のマップマッチング処理303で生成された候補点を、高速道路にマッチングされた位置である候補点の個数である高速道路個補数HWと、それ以外の候補点の個数GNを、それぞれ求める(ステップ1101)。
【0076】
次に、非高速道路個補数GNが、あらかじめ定めた上限数GNth(たとえば、2)を超えているかを判定し(ステップ1102)、超えていれば、高速道路にマッチングされた位置でない候補点を信頼度の高い順にならべ(ステップ1103)、信頼度の高い順に上限数GNth個の候補点を選択し、残りの高速道路にマッチングされた位置でない候補点の情報を、メモリより削除する(ステップ1104)。
【0077】
次に、高速道路個補数HWが、あらかじめ定めた上限数HWth(たとえば、3)を超えているかを判定し(ステップ1105)、超えていれば、高速道路にマッチングされた位置である候補点を信頼度の高い順にならべ(ステップ1106)、信頼度の高い順に上限数HWth個の候補点を選択し、残りの高速道路にマッチングされた位置である候補点の情報を、メモリより削除する(ステップ1107)。
【0078】
このようにして削除されなかった、候補点が次回のマップマッチング処理303において、新たな候補点を求める基準となる前回の候補点となる。
【0079】
このように、高速道路を走行していると考えられる場合に候補点を削除することにより、次回の候補点算出の処理負荷が軽減される。また、高速道路を走行していると考えられる場合にであっても、ある程度、表示候補点が正しいと考えられる場合にのみ、削減を行うので、算出される現在位置が誤る確率は、さほど高くならない。
【0080】
なお、マップマッチング処理(図3、ステップ303)において、生成した候補点を信頼度の順に、HWth+GNthより大きい数の個数に、常に削減するようにしてもよい。
【0081】
以下、図3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。
【0082】
図12に、表示処理の処理手順を示す。
【0083】
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。
【0084】
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)。
【0085】
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)および現在位置(B)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)。
【0086】
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)。
【0087】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、現在位置算出の処理負荷が増加した場合に、現在位置算出の信頼度をさほど落すことなく、現在位置算出の処理負荷を低減することの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、マップマッチング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、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6】 図6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、候補数削減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、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
24 マイクロプロセッサ
[0001]
[Industrial application fields]
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, thereby calculating a current position of the moving body.
[0002]
[Prior art]
In a current position calculation device for calculating a current position of a vehicle traveling on a conventional road, the current position of the vehicle is determined by a vehicle traveling direction measured by an orientation sensor such as a gyro and a vehicle measured by a vehicle speed sensor or a distance sensor. It is calculated based on the travel distance.
[0003]
Further, the travel distance of the vehicle is generally obtained by measuring the output shaft of the transmission or the rotation speed of the tire and multiplying the rotation speed by a distance coefficient that is the distance the vehicle travels per rotation of the tire. It is demanded by.
[0004]
Further, as described in JP-A-63-148115, roads within a predetermined range centered on the temporary current position of the vehicle determined based on the current position obtained last time, the travel distance of the vehicle, and the amount of directional change are roads. By extracting the map and correcting the current position on the road with the highest correlation based on the correlation between the provisional current position and the extracted roads, the current position error obtained from the traveling direction and the traveling distance of the vehicle is corrected. Technology is known. In addition, as the correlation between the temporary current position and the road, a distance between the temporary current position and the road, a traveling direction of the vehicle, and a road direction difference are often used.
[0005]
According to a so-called map matching technique that corrects the obtained current position of the vehicle so as to match such a road, the accuracy of the current position calculation can be increased.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a plurality of systems for calculating positions that are candidates for the current position by map matching technology are provided for each of a plurality of different candidate points that may be the current position, and the candidate points calculated by each system are calculated. By calculating the final current position from among them according to the reliability of each candidate point, it can be expected that the current position can be calculated better. This is because the position to be evaluated as the current position becomes more diverse.
[0007]
Here, in this way, when calculating candidate points in each system, if there is no road highly correlated with the temporary current position, the position on the road obtained by the map matching technique, or It is not appropriate to calculate only the position as a candidate point, and it is considered appropriate to estimate the temporary current position itself as a candidate point.
[0008]
In this case, the candidate point generated this time from the candidate point on the road obtained by the previous map matching technique can be expected to be a position on the road connected to the road on which the candidate point obtained last time is located . Therefore, when obtaining new candidate points from the candidate points on the road obtained by the previous map matching technology, the candidate points obtained previously from the road for which the temporary current position and the correlation are to be obtained by the map matching technology are obtained. Only roads that connect to the road where is located can be limited.
[0009]
On the other hand, when a new candidate point is obtained from the candidate point which is the provisional current position obtained last time, the road cannot be limited in this way. Therefore, for the candidate points is a tentative current position previously determined, load of the map matching process, becomes larger.
[0010]
As described above, when a plurality of systems for calculating positions that are candidates for the current position are provided, the amount of processing becomes larger than when only one system is provided.
[0011]
Therefore, for example, when traveling on a highway or the like at a high speed, is also conceivable that the process can not meet in between. This is because the current position calculation device generally displays a map around the current position together with the calculated current position, but when the vehicle travels at high speed, the displayed map must be updated frequently. This is because the amount of processing cannot be ignored.
[0012]
On the other hand, it is not preferable to simply reduce the number of systems in such a case. This is because the probability that the current position cannot be obtained correctly increases greatly as the number of systems decreases.
[0013]
Therefore, the present invention provides a current position calculation device capable of reducing the current position calculation processing load without significantly reducing the reliability of the current position calculation when the current position calculation processing load increases. With the goal.
[0014]
[Means for solving the problems]
To achieve the above object, the present invention is a current position calculation device that is mounted on a vehicle and calculates the current position of the vehicle,
Direction detection means for detecting the traveling direction of the vehicle;
A distance calculating means for calculating a travel distance of the vehicle;
Storage means for storing road maps;
Means for determining whether the vehicle has turned a predetermined angle or more based on the traveling direction of the vehicle;
The temporary current position obtained by adding the relative displacement of the vehicle obtained from the traveling direction and the travel distance to the candidate point of the vehicle obtained as a possible position of the previous vehicle, and the temporary current position and the road on the road map A candidate point calculation means for calculating, as a new candidate point, the temporary current position and a position on the road having a correlation degree equal to or greater than a predetermined reference value,
A reliability calculation means for calculating the reliability as the current position of each candidate point;
Among the calculated new candidate point, and means for calculating the most reliable candidate point as the current position,
When an arbitrary candidate point and a candidate point calculated based on the candidate point are set as a candidate point of the same system, the candidate point of the same system is set as a position on the expressway while the vehicle travels a predetermined distance. In addition to being calculated as display candidate points, the reliability is obtained as a predetermined number of candidate points with higher reliability among the candidate points obtained as positions on the expressway and positions on the expressway. A current position calculation device characterized by comprising candidate point restriction means for setting a predetermined number of candidate points with higher reliability among the candidate points that have not been used as candidate points obtained this time and deleting the remaining candidate points provide.
[0015]
[Action]
According to the present position calculation device according to the present invention, when an arbitrary candidate point and a candidate point calculated based on the candidate point are set as candidate points of the same system, the same while the vehicle travels a predetermined distance. When the candidate points of the system are calculated as positions on the expressway and continue to be calculated as display candidate points, the reliability of the candidate points obtained as positions on the expressway is a predetermined number of higher ranks. The candidate points and a predetermined number of candidate points with higher reliability among the candidate points that were not obtained as positions on the expressway are set as the candidate points obtained this time, and the remaining candidate points are deleted.
[0016]
That is, when a candidate point of a certain system that moves continuously on a connected road is calculated as a candidate point that is most correlated with the road more than a predetermined distance (ie, a display candidate point), It can be considered that the probability that the candidate point is correct is high. Further, it can be considered that the probability that the vehicle is traveling on the road where the candidate points of the system are moving is high.
[0017]
Therefore, in such a case, candidate points of the system and candidate points with higher reliability on the same road as the road are selected as candidate points that serve as a reference for obtaining the next candidate point. Further, in consideration of the case where no vehicle is present on the road, a predetermined number of candidate points not on the road are also selected in the order of reliability. The remaining candidate points are deleted to reduce the processing load for the next candidate point calculation.
[0018]
On the other hand, if it cannot be considered as described above, if the number of candidate points is reduced, the reliability of the current position calculation is significantly reduced, so the number of candidate points is not reduced.
[0019]
Also, if you are not driving on a highway, it is considered that there is a margin in processing capacity, so in such a case, candidate points should be set like this so that the correct current position can be calculated with better probability Do not reduce.
[0020]
By doing so, the processing load is reduced without significantly reducing the reliability of the current position calculation at high speeds on highways where the processing amount of the device increases without significantly reducing the reliability of the current position calculation. can do.
[0021]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0022]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a current position calculation apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the current position calculation device 10 includes an angular velocity sensor 11 that detects a change in traveling azimuth by detecting a yaw rate of the vehicle, and a geomagnetic sensor 12 that detects a traveling azimuth 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 vehicle transmission.
[0023]
Further, a display 17 for displaying a mark or the like indicating a map and current position around the current position, a switch 14 for accepting an instruction switching the scale of the map displayed on the display 17 from the user (driver), the digital map data storage A CD-ROM 15 is provided, and a driver 16 for reading map data from the CD-ROM 15 is provided. Moreover, the controller 18 which controls operation | movement of each peripheral apparatus shown 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 links, road width data indicating the road width of the road, and the road is an expressway or a general road. The expressway flag etc. which indicate are included.
[0024]
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 every 13 seconds, a parallel I / O 21 that inputs whether or not the switch 14 is pressed, and a DMA that transfers map data read from the CD-ROM 15 ( (Direct Memory Access) controller 22 and display processor 23 for displaying a map image on display 17.
[0025]
The controller 18 further includes a microprocessor 24 and a memory 25. The microprocessor 24 outputs a signal from the angular velocity sensor 11 obtained through the A / D converter 19, a signal from the geomagnetic sensor 12 obtained through the A / D converter 20, and an output pulse from the vehicle speed sensor 13 counted by the counter 26. Number, whether or not the switch 14 is input via the parallel I / O 21, the map data from the CD-ROM 15 obtained via the DMA controller 22 is received, and processing based on these signals is performed. The current position is calculated and displayed on the display 17 via the display processor 23. As shown in FIG. 2, the vehicle position is displayed by superimposing an arrow mark or the like on a map already displayed on the display 17. Thereby, the user can know the current position of the vehicle on the map. The memory 25 includes a ROM that stores a program that defines the contents of processing (to be described later) for realizing such an operation, and a RAM that is used as a work area when the microprocessor 24 performs processing. Yes.
[0026]
Hereinafter, the operation of the current position calculation device 10 configured as described above will be described.
[0027]
First, the current position calculation process for obtaining the current position will be described.
[0028]
FIG. 3 shows a processing procedure of the current position calculation process.
[0029]
The process shown in FIG. 3 is a process that is activated and executed every time the vehicle travels 20 m, and is one or a plurality of positions matched by map matching on the road, or 1 or not matched on the road In this process, a plurality of positions are obtained as one or a plurality of candidate points where a vehicle may exist, and the most likely current position is selected as a display candidate point. The display candidate point is a position displayed as the current position.
[0030]
In this process, first, the travel distance R from the previous process execution time to the present, the current vehicle travel direction θcar, and the map data are read (steps 301 and 302).
[0031]
Next, map matching processing is performed (step 303).
[0032]
The processing procedure of this map matching process is shown in FIG.
[0033]
As shown in the figure, in this process, first, based on the previously read travel distance R and travel azimuth θcar, the travel distance of the vehicle is obtained separately in the latitude and longitude directions. Further, the amount of movement in each direction is added to the position of each candidate point obtained in the previous process, and the position where the current vehicle is estimated to exist corresponding to each candidate point obtained in the previous process. A virtual current position (A) is obtained (step 402). Candidate points, in this process, but one or more positions determined in step 403 and 404 to be described later as a position that can be a candidate for the current position, it will be detailed later its Determination.
[0034]
If there is no candidate point obtained by the process of obtaining the previous candidate point of the vehicle, such as immediately after the start of the device, the virtual current position is set using the position set separately as the position of the previously obtained candidate point. The position (A) is obtained.
[0035]
Subsequently, road search processing for matching with roads is executed only for candidate points in a free state, which will be described later, obtained in the previous process, and one or a plurality of candidate points and their reliability trst are obtained ( Step 403). The candidate point in the free state refers to a candidate point that could not be matched on the road as described above, and the reliability refers to the probability as the current position of each candidate point, details of which will be described later. Details of the search candidate point selection process executed in step 403 will also be described later.
[0036]
Next, after the search candidate point selection process is executed, a road search process for performing matching with a road is executed only for candidate points in a matching state (to be described later) obtained in the previous process, and one or more Candidate points and their reliability trst are obtained (step 404). The candidate point in the matching state refers to a candidate point matched by map matching on the road, and details of how to find it will be described later.
[0037]
Next, these new candidate points are sorted according to the value of the reliability trst corresponding to each of the candidate points obtained by the above processing (step 405), and the candidate point C having the highest reliability value is As display candidate points CD, that is, candidate points for display on the display 17, the position, accumulated error cost es described later, reliability, a status flag indicating whether it is in a matching state or a free state, etc. In addition to being stored in a predetermined area of the RAM of the memory 25, the positions of candidate points other than the display candidate points, the accumulated error cost es, the reliability trst, the status flag, etc. are also stored in the predetermined area of the RAM (step 406).
[0038]
Finally, the coordinate data of the display candidate point is output (step 407), and the process ends.
[0039]
Next, only the previous candidate point in the matching state in step 404 and the road search processing for matching with the road that is performed only for the previous candidate point in the free state in step 403 of the map matching process (FIG. 4). The details of the road search processing for matching with the road to be performed will be described.
[0040]
First, the road search process in step 404 will be described.
[0041]
FIG. 5 shows details of the road search process in step 404.
[0042]
This process is performed for each candidate point in the matching state obtained in the previous map matching process.
[0043]
In this road search process, first, a map around the virtual current position (A) obtained corresponding to the previous candidate point of the matching state to be processed is read from the CD-ROM 15 using the driver 16 and the DMA controller 23. (Step 501).
[0044]
Then, the link where the previous candidate point in the matching state to be processed is located, or the link connected to the front in the traveling of the vehicle is selected and taken out (step 502).
[0045]
As described above, in this embodiment, the road data is approximated by a plurality of links 51 to 55 connecting two points as shown in FIG. 6, and these links are represented by the coordinates of the start point and the end point. The ones shown are used. For example, the link 53 is represented by its start point (x3, y3) and end point (x4, y4).
[0046]
Next, out of the links taken out in step 502, the direction in which the vehicle should travel when the vehicle travels on the link out of the two opposite directions of the link is obtained. Only the link within the vehicle direction and the predetermined value is selected (step 503), and the perpendicular line L (n) is taken from the virtual current position (A) for all the selected n extracted links. Is obtained (step 504). In addition, candidate points corresponding to each link are set. These candidate points are all matching candidate points matched to the road. However, at this time, the position of the candidate point in the matching state is not yet determined.
[0047]
By the way, the link selected at step 503 where the candidate point of the previous matching state to be processed is located or a link connected thereto, and the difference between the direction and the traveling direction of the vehicle is less than a predetermined value. There may be a case where there is no such link. In this case, the virtual current position (A) is set as the next candidate point calculated from a certain candidate point. Such candidate points are candidate points that have not been matched on the road, and are candidate points in a free state.
[0048]
Next, error cost, accumulated air cost es, and reliability trst are calculated for each candidate point (step 505 ).
[0049]
In this process, an error cost value ec (n) defined by the following equation is calculated for all candidate points.
[0050]
ec (n) = α × | θcar−θ (n) | + β | L (n) |
Here, θcar represents the vehicle direction at the virtual current position (A). Θ (n) is the direction of the link where the candidate point is set, L (n) is the distance from the virtual current position (A) to the link where the candidate point is set, that is, the length of the perpendicular, α and β are It is a weighting factor. The values of these weighting factors may be changed depending on whether the shift in the traveling direction or the direction of the road or the shift in the current position or the road is important in selecting a road on which the current position is located. For example, when importance is attached to a road whose direction is close to the traveling direction, α is increased.
[0051]
Further, in this error cost calculation, a relatively large value is given to the candidate point in the free state as the direct error cost ec (n) compared to the average value of the error cost that may be given to the candidate point in the matching state. .
[0052]
Now, according to the calculated error cost ec (n) and the accumulated error cost es of the previous candidate point, the accumulated error cost es (n) of each candidate point defined by the following equation: Is calculated.
[0053]
es (n) = (1-k) × es + k × ec (n)
Here, k is a weight coefficient larger than 0 and smaller than 1. This accumulated error cost es (n) represents how much the error cost calculated in the previous process is reflected in the error cost calculated in the current process. Furthermore, based on the calculated accumulated error index es (n), that to calculate the reliability trst defined by the following equation (n).
[0054]
trst (n) = 100 / (1 + es (n))
As is clear from the above equation, as the accumulated error cost e s (n) increases, the reliability trst (n) decreases and approaches 0 (zero). On the other hand, as it decreases, the reliability trst (n) increases and its value approaches 100.
[0055]
By performing such processing, the candidate point on the n links that are connected to the link where the previous candidate point to be processed exists and whose link direction is close to the vehicle direction and the candidate point of the free state Reliability trst (n) is obtained.
[0056]
Next, the candidate points set as the links are points that have been advanced from the previous candidate point to be processed by the length corresponding to the distance R traveled by the vehicle along each of the n links selected in step 503. (Step 506 ). Therefore, when there are a plurality of links (n is a plurality) selected in step 503, a plurality of candidate points are generated. That is, n new candidate points C (n) are generated corresponding to n links. In other words, a plurality of new candidate points may be generated for each candidate point in the previous matching state.
[0057]
An example in which candidate points are sequentially obtained by the above processing is shown in FIGS.
[0058]
As shown in FIG. 7, it is assumed that the virtual current position (A) is represented at a position indicated by a point 63 with respect to a certain candidate point 62 existing on the link 61 in a certain process. In such a case, the link is connected forward from the virtual current position (A) to the link 61 where the candidate point 62 is located in the vehicle direction, and the difference between the direction and the vehicle direction is equal to or less than a predetermined value. The links 64 and 65 are taken out, and the distances L (1) and L (2) from the current position A to the links 64 and 65 are calculated, and the calculated distance and the angle θ (1) of the links 64 and 65 are calculated. , Θ (2), vehicle orientation θcar, and the like, the associated error cost, accumulated error cost, and reliability are calculated. Further, based on the travel distance R of the vehicle obtained previously, a position advanced by a length corresponding to the travel distance R from a certain candidate point 62 along the links 61 and 64 or the links 61 and 65 is calculated. The points corresponding to this position are set as candidate points 66 and 67, respectively.
[0059]
In the next processing, as shown in FIG. 8, the new virtual current position (A) is represented at the position indicated by the point 71 with respect to the candidate point 66 on the link 64, while on the link 65. It is assumed that a new virtual current position (A ′) is represented at the position indicated by the point 72 with respect to the candidate point 67. In this case, links 73 and 74 that are connected to the link 64 and whose difference between the azimuth and the vehicle azimuth is equal to or less than a predetermined value are taken out from the virtual current position (A) and new From the virtual current position (A ′), a link 75 connected to the link 65 and having a difference between the direction and the vehicle direction equal to or smaller than a predetermined value is taken out. Next, the distances L1 (1) and L1 (2) from the virtual current position (A) to the links 73 and 74 are calculated, and the distance L2 (1) from the virtual current position (A ′) to the link 75 is calculated. ) Is calculated. Further, based on the distance calculated in relation to the current position A, the angles θ1 (1) and θ1 (2) of the links 73 and 74, the vehicle direction θcar, etc., the related error cost, accumulated error cost and reliability are calculated. In addition to the calculation, the related 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 link 75, the vehicle orientation θcar, and the like.
[0060]
Further, based on the travel distance R of the vehicle, the travel distance R of the vehicle from the candidate point 66, along the links 64 and 73, or along the links 64 and 74, or from the candidate point 67 along the links 65 and 75. A position advanced by a length corresponding to is calculated, and points corresponding to this position are set as new candidate points. FIG. 9 shows the candidate points 81 to 83 newly obtained in this way.
[0061]
Next, the details of the road search process for performing matching with the road only on the candidate points in the free state obtained in the previous map matching process in step 403 in FIG. 4 will be described.
[0062]
FIG. 10 shows a processing procedure of road search processing for the previous candidate point in the free state.
[0063]
This process is performed for each candidate point in the free state obtained in the previous map matching process.
[0064]
As shown in the figure, this process is similar to the road search process for the candidate points in the matching state shown in FIG.
[0065]
The difference between these two processes, the road search processing, the line candidate points obtained in the process of determining a candidate point of the preceding vehicle is positioned or retrieves the line segment to be connected thereto, these On the other hand, in the candidate point road search process in the free state, the virtual current position (in step 502 and 503 in FIG. 5) is selected from the line segments where the azimuth difference with the sensor direction is within a predetermined value (steps 502 and 503 in FIG. 5). All line segments within a preset distance D centered on A) are extracted, and a line segment whose azimuth difference from the sensor orientation is within a predetermined value is selected from these line segments (step 1202). is there.
[0066]
That is, in the processing of steps 502 and 503 in FIG. 5, it is sufficient to extract a single line segment or several line segments extending from the branch point, but in the processing of step 1202 in FIG. The line segment to be extracted is determined from the road data in the map corresponding to the map data.
[0067]
Further, in the road search process for the candidate point in the free state, a difference between the direction and the traveling direction of the vehicle is within a predetermined range D from the virtual current position (A) for the candidate point in the previous free state to be processed. When a line segment equal to or smaller than a predetermined value exists, the intersection of the vertical line drawn from the virtual current position to the line segment and the line segment becomes a candidate point for a new matching state. Further, the virtual current position (A) with respect to the previous free state candidate point to be processed is also a free state candidate point.
[0068]
In addition, if there is no line segment having a difference between the direction and the traveling direction of the vehicle within a predetermined range D from the virtual current position (A) for the candidate point in the free state, the virtual current position is determined. Only the corresponding points are candidate points in the free state.
[0069]
The method of obtaining the error cost ec, the accumulated error cost es, and the reliability trst of each candidate point is exactly the same as that described in the road search process for the candidate point in the matching state.
[0070]
The map matching process in step 303 in FIG. 3 has been described above.
[0071]
When the map matching process (step 303) ends, whether or not the current display candidate is a candidate point generated based on the candidate point that was the previous display candidate (step 304) is matched with the position on the expressway. It is determined whether or not the matching point is a candidate point (step 305). If the current display candidate is a candidate point that is generated based on the candidate point that has become the previous display candidate and is a matching candidate point that is matched to the position on the expressway, the display candidate continuation distance l is updated by adding the travel distance 20 m from the previous processing to the present (step 306). On the other hand, in other cases, the display candidate continuation distance l is initialized to 0 (step 309).
[0072]
As a result, the display candidate continuation distance l is the candidate of the matching state on the expressway when an arbitrary candidate point and a candidate point generated from the candidate point are the same system so far. It represents the distance that has been selected as a display candidate point.
[0073]
Therefore, in the next step, it is determined whether or not the display candidate continuation distance l is greater than a predetermined threshold value, and the number of candidate points is limited. A candidate number restriction process is performed (steps 307 and 308).
[0074]
FIG. 11 shows a processing procedure for the candidate number limiting process.
[0075]
As shown in the figure, in the process, the candidate points generated in the current map matching process 303 are the highway individual complement HW, which is the number of candidate points that are positions matched to the expressway, and other candidate points. The number GN is obtained respectively (step 1101).
[0076]
Next, it is determined whether the non-highway complement GN exceeds a predetermined upper limit number GNth (for example, 2) (step 1102), and if it exceeds, a candidate point that is not matched with the highway is selected. In order of increasing reliability (step 1103), the upper limit number GNth candidate points are selected in descending order of reliability, and information on candidate points that are not positions matched to the remaining expressway is deleted from the memory (step 1104). ).
[0077]
Next, it is determined whether the highway complement HW exceeds a predetermined upper limit number HWth (for example, 3) (step 1105), and if it exceeds, a candidate point that is a position matched with the highway is determined. In order of increasing reliability (step 1106), the upper limit number HWth candidate points are selected in descending order of reliability, and information on candidate points corresponding to the remaining highways is deleted from the memory (step) 1107).
[0078]
The candidate points that have not been deleted in this way become the previous candidate points that serve as a reference for obtaining new candidate points in the next map matching process 303.
[0079]
In this way, by deleting candidate points when it is considered that the vehicle is traveling on an expressway, the processing load for the next candidate point calculation is reduced. Even if it is considered that the vehicle is traveling on an expressway, the reduction is performed only when the display candidate point is considered to be correct to some extent, so the probability that the calculated current position is erroneous is so high. Don't be.
[0080]
In the map matching process (FIG. 3, step 303), the generated candidate points may be always reduced to a number greater than HWth + GNth in the order of reliability.
[0081]
Hereinafter, based on the display candidate points determined by the current position calculating process of FIG. 3, that describes the processing for displaying the current position on the display.
[0082]
FIG. 12 shows a processing procedure for display processing.
[0083]
This process is a routine of the microprocessor 24 that is activated and executed every second.
[0084]
In this process, first, it is determined whether or not the switch 14 is instructed to change the scale of the map by being pressed by looking at the contents of the parallel I / O 21 (step 1801). If it is pressed (Yes in Step 1801), a predetermined scale flag is set correspondingly (Step 1802).
[0085]
Next, the coordinate obtained by adding the moving amount of the vehicle after the coordinates of the display candidate point obtained from the azimuth and travel distance obtained from the sensor to the coordinates of the display candidate point obtained most recently is output as the current position ( B), a map including the current position (B) and the current position (B) is read (step 1803), and a map of a scale corresponding to the contents of the scale flag switched in step 1802 is displayed on the display 17, for example, FIG. 2 is displayed (step 1804).
[0086]
Then, the position of the current position (B) and the current vehicle orientation θcar are displayed using, for example, the arrow symbol “↑” as shown in FIG. Finally, a north mark indicating north and a distance mark corresponding to the scale are displayed as shown in FIG. 2 so as to be superimposed on these (step 1806).
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the current position calculation processing load increases, the current position calculation processing load can be reduced without significantly reducing the reliability of the current position calculation. An apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a current position calculation apparatus 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 present embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a processing procedure of a process for calculating a current position.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure of map matching processing;
FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing procedure of a road search process for candidate points in a matching state.
FIG. 6 is a diagram for explaining a road expression format on a road map;
FIG. 7 is a diagram for explaining a line segment corresponding to a road, a virtual current position, and candidate points;
FIG. 8 is a diagram for explaining a line segment corresponding to a road, a virtual current position, and candidate points.
FIG. 9 is a diagram for explaining a line segment corresponding to a road, a virtual current position, and candidate points;
FIG. 10 is a flowchart illustrating a processing procedure of a road search process for candidate points in a free state.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a processing procedure for candidate number reduction processing;
FIG. 12 is a flowchart illustrating a processing procedure of current position display processing;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Present position calculation apparatus 11 Angular velocity sensor 12 Direction sensor 13 Vehicle speed sensor 14 Switch 15 CD-ROM
16 CD-ROM read driver 17 Display 18 Controller 24 Microprocessor

Claims (3)

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、
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、当該仮想現在位置と前記道路地図上の道路とを照合して、当該仮想現在位置と所定の基準値以上の相関度を有する道路上の位置を新たな候補点として算出する手段と、
前記新たな候補点各々の信頼度を算出する手段と、
前記新たな候補点の信頼度を比較し、その値が最も大きな候補点を、車両の現在位置を示す表示候補点に決定する手段と、
車両が所定の距離を走行する間に決定された複数の表示候補点の各々が、当該表示候補点のひとつ前の表示候補点から推定された仮想現在位置に基づいて算出された表示候補点であり、かつ高速道路上に位置する表示候補点である場合、前記新たな候補点の中から高速道路上の位置として求められた候補点のうちの信頼度が上位の第1の所定数の候補点、および高速道路上の位置として求められなかった候補点のうちの信頼度が上位の第2の所定数の候補点を次回の表示候補点を決定するための候補点とする候補点制限手段とを有すること
を特徴とする現在位置算出装置。
A current position calculation device for calculating a current position of a vehicle,
Direction detection means for detecting the traveling direction of the vehicle;
A distance calculating means for calculating a travel distance of the vehicle;
Storage means for storing road maps;
Means for estimating the virtual current position of the vehicle by using the candidate point, the detected traveling direction, and the calculated travel distance for each candidate point of the vehicle obtained as a position where the vehicle may exist the previous time When,
For each estimated virtual current position, the virtual current position is compared with a road on the road map, and a position on the road having a degree of correlation with the virtual current position equal to or greater than a predetermined reference value is a new candidate. Means for calculating as points;
Means for calculating the reliability of each of the new candidate points;
Means for comparing the reliability of the new candidate point and determining the candidate point having the largest value as a display candidate point indicating the current position of the vehicle;
Each of the plurality of display candidate points determined while the vehicle travels a predetermined distance is a display candidate point calculated based on the virtual current position estimated from the display candidate point immediately before the display candidate point . There, if a display candidate points located either suspended high-speed on the road, a first predetermined number of reliability level among the candidate points determined as a position on the highway from the new candidate point And a second predetermined number of candidate points with higher reliability among candidate points that were not obtained as positions on the expressway as candidate points for determining the next display candidate point And a current position calculating device.
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、
順次、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、当該仮想現在位置および前記進行方位と前記道路地図とを照合して、当該仮想現在位置および前記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が求まった場合に、当該道路上の位置を新たな候補点とし、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が前回求められた仮想現在位置である場合と、前記仮想現在位置および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が求まらなかった場合とに、前記仮想現在位置を新たな候補点として算出する候補点算出手段と、
前記新たな候補点各々の信頼度を算出する手段と、
前記新たな候補点の信頼度を比較し、その値が最も大きな候補点を、車両の現在位置を示す表示候補点に決定する手段と、
車両が所定の距離を走行する間に決定された複数の表示候補点の各々が、当該表示候補点のひとつ前の表示候補点から推定された仮想現在位置に基づいて算出された表示候補点であり、かつ高速道路上に位置する表示候補点である場合、前記新たな候補点の中から高速道路上の位置として求められた候補点のうちの信頼度が上位の第1の所定数の候補点、および高速道路上の位置として求められなかった候補点のうちの信頼度が上位の第2の所定数の候補点を次回の表示候補点を決定するための候補点とする候補点制限手段とを有すること
を特徴とする現在位置算出装置。
A current position calculation device for calculating a current position of a vehicle,
Direction detection means for detecting the traveling direction of the vehicle;
A distance calculating means for calculating a travel distance of the vehicle;
Storage means for storing road maps;
Sequentially, for each candidate point of the vehicle obtained as a position where the previous vehicle may exist, the virtual current position of the vehicle is estimated using the candidate point, the detected traveling direction, and the calculated travel distance The virtual current position and the traveling direction are compared with the road map for each estimated virtual current position, and the virtual current position and the traveling direction have a degree of correlation greater than a predetermined reference value. When the position on the road is obtained, the position on the road is set as a new candidate point, and the candidate point of the vehicle obtained as the position where the previous vehicle may exist is the virtual current position obtained last time And a candidate point calculation means for calculating the virtual current position as a new candidate point when a position on the road having a correlation degree equal to or higher than a predetermined reference value with the virtual current position and the traveling direction is not obtained. When ,
Means for calculating the reliability of each of the new candidate points;
Means for comparing the reliability of the new candidate point and determining the candidate point having the largest value as a display candidate point indicating the current position of the vehicle;
Each of the plurality of display candidate points determined while the vehicle travels a predetermined distance is a display candidate point calculated based on the virtual current position estimated from the display candidate point immediately before the display candidate point . There, if a display candidate points located either suspended high-speed on the road, a first predetermined number of reliability level among the candidate points determined as a position on the highway from the new candidate point And a second predetermined number of candidate points with higher reliability among candidate points that were not obtained as positions on the expressway as candidate points for determining the next display candidate point And a current position calculating device.
請求項1または2記載の現在位置算出装置であって、
前記候補点算出手段は、前回道路上の位置として求めた車両の候補点については、前記道路地図上の、当該前回求めた候補点が位置する道路と接続している道路のみを、当該前回求めた候補点から求まる仮想現在位置と照合する対象とすること
を特徴とする現在位置算出装置。
The current position calculation device according to claim 1 or 2,
The candidate point calculation means obtains only the road connected to the road where the candidate point obtained last time is located on the road map for the vehicle candidate point obtained as the position on the road last time. A current position calculation device characterized in that it is a target to be compared with a virtual current position obtained from a candidate point.
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