JP3661933B2 - 移動体位置推定装置、地図表示装置、ナビゲーション装置、マップマッチング手段を実現するプログラム及びそのプログラムを格納する記録媒体 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、推測航法に基づいて計算した移動体位置を地図上の道路リンクデータに適合させるマップマッチング法による移動体位置推定装置、その移動体位置推定装置により推定された位置を地図データ上に表示することにより使用者に現在位置を知らせる地図表示装置及びナビゲーション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、車両の車速センサおよび方位センサの出力に基づいた推測航法に、車両が道路上を走行することを前提として道路上に車両推定位置を補正する技術を加えたマップマッチング方式が知られている。
【0003】
このマップマッチング方式では、道路上の地図リンクデータのパターンとの一致に基づいて正確な車両位置を検出することが可能となるが、Y字路分岐走行時に実際に走行している道路と異なる道路上に車両位置を誤ったり、道路外を走行している場合に実際には走行していない道路上に車両位置を誤ったりする問題がある。これを解決するために回避策としてGPSの測位座標(GPSの誤差を含むために推定誤差を半径とする円で判断する)と比較して前記マップマッチング方式により推定した現在位置がGPS測位誤差円外の場合には推定した現在位置をGPS測位経緯度に補正している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、GPSに人為的に混入されていたSAが解除されてGPSの測位精度が向上したために従来のマップマッチング方式では不都合が生じる場合があった。たとえば、実際の道路に対して地図上に記録されている道路リンクのデータがずれている場合がある。従来は道路リンクデータのずれに対してGPSの測位精度が低かったためにそのずれによる影響は少なかったが、GPSの測位精度の向上により現在位置をGPS測位経緯度に補正してしまい、かえって推定した車両位置が道路リンクから外れたところに表示され、見かけの精度を劣化させることがある。
【0005】
本発明は道路リンクデータに含まれる誤差に関わらず、現在位置の表示を見かけの精度よく推定できる移動体位置推定装置を提供することを目的とする。また、その移動体位置推定装置を備えた地図表示装置およびナビゲーション装置を提供することを目的とする。また、その移動体位置推定装置をコンピュータシステム上で機能させるためのプログラムおよびそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項1に記載の移動体位置推定装置は、推測航法に基づいて算出した移動体位置を地図上の道路リンクに適合させる手段を備えており、当該手段は、電波航法による測位位置を中心として、電波航法誤差と地図上の道路リンク誤差(ずれ推定量)との和に基づく誤差領域(例えば拡張誤差円)を用いて、推定移動体位置の蓋然性を検定し、誤差領域から推定移動体位置が外れた場合には、電波航法測位位置に推定移動体位置を補正することを特徴としている。
【0007】
従来技術では、道路リンクの誤差によって、電波航法の誤差を考慮した誤差円の範囲を外れる場合があり、その場合にマップマッチング手段は、推定移動体位置を電波航法の測位位置に補正し、道路リンクから外れる現象となっていた。そこで、検討を加えた結果、電波航法手段で算出される測位位置と、推測航法とマップマッチング手段とで算出した推定移動体位置とのずれ量は、電波航法誤差と道路リンク誤差との和以内であれば、蓋然性ありとみなす必要があることを見出し本発明に至ったのである。
【0008】
したがって、請求項1に記載の移動体位置測定装置によれば、移動体の位置を地図上の道路リンクから外れることを防止する効果を有する。
【0009】
請求項2に記載の地図表示装置は、請求項1に記載の移動体位置推定装置を地図表示装置に応用したものである。請求項3に記載のナビゲーション装置は、請求項2に記載の地図表示装置をナビゲーション装置に応用したものである。
【0010】
したがって、請求項2および3に記載された装置を用いると、請求項1に記載された移動体位置推定装置の効果を有するそれぞれの装置を提供することができるという効果を有する。
【0011】
請求項4に記載のプログラムは、請求項1に記載の移動体位置推定装置のマップマッチング手段としてコンピュータシステムを機能させるためのプログラムである。請求項5に記載の記録媒体は、請求項4に記載のプログラムを記録した記録媒体である。
【0012】
したがって、本プログラムを用いることで請求項1に記載された移動体位置推定装置の効果を有するそれぞれの装置を提供することができるという効果を有する。
【0013】
請求項6に記載の移動体位置推定装置によれば、道路リンクのずれ推定量が記憶手段に格納され、これらずれ推定量を請求項7に記載のように道路リンク間で異ならしめたり、また、請求項8に記載のように地図における都市部と郊外部とで相対的にずれ推定量の大きさを変えているため、移動体の位置の推定精度がより高められる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を車両用ナビゲーション装置に適用した実施例に基づいて説明する。
【0015】
(実施例)
(構成)
本実施例の車両用ナビゲーション装置は、図1に示すように、それぞれバス13に接続されたCPU9とROM10とRAM11と入出力回路12とからなる演算部8と、入出力回路12にそれぞれ接続された車速センサ1と、方位センサ2と、地図データ記憶手段としての地図メモリ3と、コントロールスイッチ4と、測位手段としてのGPS受信機5と、表示装置コントローラ14と、表示装置コントローラ14と接続された表示装置7とからなる移動体としての車両の位置を表示装置7上に地図データとともに表示する装置である。
【0016】
車速センサ1および方位センサ2は自立航法に基づいて移動体位置を推定するためのセンサである。地図メモリ3は道路リンクデータ及び交差点、分岐点、屈曲点などの主要な地点(ノードとも記す)を示す情報(ノード情報はその地点における座標データなどを備える)からなる道路地図、施設に関するデータ等が記録されたCD−ROM、DVD−ROM等の光記録媒体であり、演算部8からの要求により適宜、道路リンクデータ等が読み出される。道路地図は各ノードと各道路リンクとを接続することにより構成される。地図メモリ3に格納された道路リンクデータには誤差が含まれている。この誤差の量は地域によってまちまちである。そこで適正に区切った地域ごとに統計的ないしは経験的に求めた道路リンクデータの誤差の値を道路リンク推定誤差(ずれ推定量)として地図メモリ3に格納してある。なお、一般的に都市部では道路の密度が高く、相対的にそこに含まれる道路リンクデータの誤差も小さくなるが、郊外などでの道路密度が低い場所では道路リンクデータの誤差も大きくなる。
【0017】
コントロールスイッチ4は自動車の運転手等の操作者が本車両用ナビゲーション装置の操作を行うためのものである。コントロールスイッチ4により、操作者は目的地を設定したり経路を設定したりする等のナビゲーション装置の操作が可能である。
【0018】
GPS受信機5はGPS衛星からの信号により測位して、現在の移動体位置を算出する。GPSにより算出される移動体位置はある程度の誤差を有するが、SAの解除により、100m前後あった誤差が10m前後と大幅に向上している。
【0019】
CPU9は、ロジックとして推測航法手段とマップマッチング手段とをもつ。マップマッチング手段は推測航法手段により算出された移動体位置を地図メモリ3に格納された道路リンクと照合し、道路リンク上に推定移動体位置を適合し、GPSによる測位位置からGPS推定誤差と道路リンク推定誤差との和を半径とした拡張誤差円に対して、推定移動体位置が含まれるかどうかで蓋然性を検定する手段である。
【0020】
また、その他に、コントロールスイッチ4からの入力に応じて目的地までの案内経路を探索したり、表示装置コントローラ14に地図情報等を出力したりするロジックをもつ。
【0021】
(作用および効果)
本実施例の車両車用ナビゲーション装置は前述の構成をもつことから以下の作用効果を有する。
【0022】
地図データと共に、自車の現在位置を表示装置7上に表示する場合を説明する。
【0023】
図2に示すように、真の道路位置が例えば道路RR0で表される東西に延びる道路を自車が走行している際に推測航法とマップマッチングとにより算出した推定移動体位置が真の道路からずれた位置にある道路リンクR0に適合している場合(A1)、従来技術では、GPS受信機5による測位位置A2を中心にGPS推定誤差を半径とした誤差円Dの範囲内に、マップマッチングにより適合した推定移動体位置A1は含まれない。そのため、実際には道路リンクR0上を走行しているにもかかわらず、A1は蓋然性なしと判断され、推定移動体位置は、GPS測位位置であるA2に補正され、道路リンク上からは外れてしまう。
【0024】
これに対し、本実施例では、マップマッチング手段が、誤差円Dに代えて、GPS測位位置A2を中心に予め地図メモリ3に格納してある該当する道路リンク推定誤差を用いて、GPS推定誤差と道路リンク推定誤差との和を半径とした拡張誤差円Eを用いるため、地図メモリ3上の道路リンクR0が拡張誤差円E内に収まることとなる。したがって、現実に走行している道路に対応した道路リンクR0上の推定移動体位置A1を道路リンクR0外に補正する問題は解消する。
【0025】
したがって、実施例の装置によれば、道路リンクデータの誤差を考慮してGPS測位位置による蓋然性判定を行うことで、誤って道路リンクから推定移動体位置をずらすことなく、走行道路に対応した道路リンク上に推定移動体位置を適合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の自動車用ナビゲーション装置の構成を示したブロック図である。
【図2】実施例においてマップマッチング手段の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
1…車速センサ 2…方位センサ 3…地図メモリ 4…コントロールスイッチ 8…演算部 9…CPU 10…ROM 11…RAM 12…入出力回路 13…バス 14…表示装置コントローラ 7…表示装置
A1…推定移動体位置
A2…移動体位置
D…誤差円 E…拡張誤差円
R0…道路リンクのデータ RR0…実際の道路
Claims (8)
- 推測航法により計算した移動体位置を道路上に補正し、該補正された位置を地図上における推定移動体位置とする移動体位置推定装置であって、
前記推定移動体位置が、電波航法の測位位置からの電波航法の推定測位誤差と、前記地図を構成する道路リンクのずれ推定量とを加算した誤差領域から外れた場合、前記電波航法の測位位置に前記推定移動体位置を補正することを特徴とする移動体位置推定装置。 - 請求項1に記載の移動体位置推定装置と、
前記道路リンクを含む地図データが記憶された記憶手段と、
前記移動体位置推定装置にて検出された前記推定移動体位置周辺地図を前記記憶手段から読み出して表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする地図表示装置。 - 請求項2に記載の地図表示装置を備え、前記表示手段に表示した地図上に、予め設定された目的地までの経路及び前記移動体位置推定装置によって検出された前記推定移動体位置を識別可能に表示し、
前記目的地までの経路と該推定移動体位置との関係を考慮して、所定の道案内を行うナビゲーション装置。 - 請求項1に記載の移動体位置推定装置の前記マップマッチング手段としてコンピュータシステムを機能させるためのプログラム。
- 請求項1に記載の移動体位置推定装置の前記マップマッチング手段としてコンピュータシステムを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 地図データを記憶する記憶手段を有し、
前記道路リンクのずれ推定量は、前記記憶手段に予め格納されていることを特徴とする請求項1に記載の移動体位置推定装置。 - 前記記憶手段に格納されている前記道路リンクのずれ推定量は、前記道路リンク間で異なる量として設定されていることを特徴とする請求項6に記載の移動体位置推定装置。
- 前記記憶手段に格納されている前記道路リンクのずれ推定量は、前記地図における都市部と比して郊外が相対的に大きく設定されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の移動体位置推定装置。
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