JP3780895B2

JP3780895B2 - ナビゲーション装置、プログラム及び記録媒体

Info

Publication number: JP3780895B2
Application number: JP2001311417A
Authority: JP
Inventors: 浩之古屋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-10-09
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2021-10-09
Also published as: JP2003121179A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両現在位置を精度良く表示できるナビゲーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の走行に伴ってＧＰＳ等により位置を測定し、その位置を表示画面に道路地図と共に表示することにより、目的地までの経路及び車両現在位置を知らせるナビゲーション装置が知られている。また、現在地から目的地までの適切な経路を設定して経路案内するナビゲーションシステムも知られ、運転者の便宜を図っている。
【０００３】
このようなナビゲーション装置では、ＧＰＳ等により測定された車両現在位置を、道路地図情報とリンクさせるマップマッチングにより自動的に補正することで、地図上に表示される自車の位置精度を確保していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＧＰＳでは測定位置の精度に限界があり、場合によっては１００メートル前後の誤差を生じることもあった。そして、このような誤差の累積により、地図上に現された自車の現在位置が本来の位置とはずれた位置に示されることもあった。
【０００５】
こうした中、近年ではＦＭ多重放送方式を利用したＤ−ＧＰＳ（ディファレンシャルＧＰＳ）方式による位置補正データを提供するサービスも開始されている。この方式を利用すれば測定誤差が１０メートル程度になるとも言われており、上述の問題を解消できると考えられている。
【０００６】
しかし、このＤ−ＧＰＳを利用するには、ＦＭ音声多重放送を受信するための専用の受信機を車両に搭載することが前提となる。このため、既存のＧＰＳ受信機を搭載しただけでは、上述のような効果は得られない。また、ＦＭ多重放送方式を利用する場合には、大量の情報の中から必要な情報のみを抽出する処理が必要となるため、ナビゲーション装置の負担が大きいという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、既存のＧＰＳ等を用いても車両現在位置を高精度に表示できるナビゲーション装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項１記載のナビゲーション装置においては、自車が通過した固定局から送信された通過地点の位置情報を受信し、その通過時点において測定した測定位置とこの受信した位置情報に基づく位置との誤差分を算出する。そして、それ以降の測定位置からこの誤差分を減算することにより車両現在位置を補正する。
【０００９】
このように測定位置からこの誤差分を考慮した位置を車両現在位置とすることにより、自車の正確な位置情報を表示手段に表示することができる。この結果、ナビゲーション装置としての精度を向上させることができる。また、補正に用いられる位置情報は固定局から送信されることが前提とされているため、既存の車載送受信装置を利用した通信処理により簡易かつ低コストにこれを実現することができる。
【００１０】
例えばＧＰＳ受信機を搭載した車両においては、ＧＰＳが受信した測定位置としての緯度及び経度と、固定局から受信した位置情報に基づく緯度及び経度との夫々の差を、上記誤差分として算出することが考えられる。
【００１１】
かかる構成によれば、上述したＤ−ＧＰＳ方式を利用するために、敢えてＦＭ音声多重放送を受信するための専用の受信装置を車両に搭載する必要がなくなり、既存のＧＰＳ受信機を利用することで、高精度な車両現在位置を算出することができる。
【００１２】
また、上記固定局としては、例えば、ＥＴＣ路側装置が考えられる。ＥＴＣは、有料道路の料金所での渋滞を緩和するために、料金所にてノンストップで料金収受を行うシステムとして知られ、将来的に広く導入されることが予定されているが、その路側装置からは自己の位置情報と車両の通過情報が配信されることが予定されているからである。
【００１３】
かかる構成によれば、有料道路に複数設置されたＥＴＣ路側装置を通過する毎に上述した位置補正が行われ、ナビゲーション装置の位置精度を高精度に保持することができる。
具体的には、ＥＴＣ路側装置からは自己が設置された料金所の料金所番号、車線番号、及び車両の通過時刻等の情報が配信されることが既に予定されている。このため、この料金所番号及び車線番号により特定される各ＥＴＣ路側装置の位置情報を予め記憶しておき、ＥＴＣ路側装置により配信された料金所番号及び車線番号を受信した際に、この受信情報に基づいてＥＴＣ路側装置の位置情報（つまり自車が通過地点の位置情報）を特定するようにしてもよい。
【００１４】
また、当該位置情報との比較の対象として、上記通過時刻における測定位置を特定する必要がある。この場合、この通過時刻を車両側で管理する方法もあるが、ＥＴＣ路側装置からは車両の通過時刻も送信されることとなっているため、この送信情報を利用するのが有効である。
【００１５】
そこで、上記測定位置を時刻をパラメータとして順次記憶しておき、ＥＴＣ路側装置から受信した通過時刻における測定位置と、ＥＴＣ路側装置からの送信情報に基づく位置とを用いて補正をするのが好ましい。
尚、このようなナビゲーション装置の測定手段をコンピュータにて実現する機能は、例えば、コンピュータ側で起動するプログラムとして備えることができる。このようなプログラムの場合、例えば、ＦＤ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして起動することにより用いることができる。この他、ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータ読取可能な記録媒体としてプログラムを記録しておき、このＲＯＭ或いはバックアップＲＡＭをコンピュータに組み込んでもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本実施例に係るナビゲーション装置の全体構成を表すブロック図である。
【００１７】
ナビゲーション装置１は、制御部２を中心に構成されており、この制御部２には、ドライバの指示を入力するための操作部３、車両の位置検出のための位置検出部４、道路交通情報サービス（ＶＩＣＳ）を利用するためのＶＩＣＳ受信機５、料金自動収受システム（ＥＴＣ）を利用するためのＥＴＣ送受信機６、地図データを記憶するための地図データ記憶部７、及び道路地図情報と車両の位置情報とをリンクさせて表示する表示部８等が接続されている。
【００１８】
制御部２は、通常のコンピュータとして構成されており、内部にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）、及びこれらを接続するバスライン等を備える。後述するフローチャートに示す処理は、このＲＯＭに予め書き込まれた制御プログラムに基づいて実行される。
【００１９】
位置検出部４は、地磁気センサ及びジャイロスコープからなる方位センサ４１、車軸回転数から走行距離を検出するための走行距離センサ、衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）のためのＧＰＳ受信機４３を備える。
【００２０】
ＶＩＣＳ受信機５は、道路交通情報サービス（ＶＩＣＳ：Vehicle Information and Communication System）を利用するための受信機であり、図示しない光ビーコン用受信部と電波ビーコン用受信部とを備えている。光ビーコン用受信部は一般道路の近傍に設けられた光ビーコン発信機から、電波ビーコン用受信部は高速道路上の電波ビーコン発信機から、それぞれ道路交通情報等を含むビーコン信号を受信する。いずれかの受信部にて受信されたビーコン信号に含まれる情報は、デジタルデータとして制御部２に入力され、ＲＡＭの一部に設定された受信バッファに書き込まれる。尚、本実施例のＶＩＣＳ受信機５は、ＦＭ多重放送用の受信機は備えていない。
【００２１】
ＥＴＣ送受信機６は、高速有料道路の料金所での渋滞を緩和するために、料金所にてノンストップで料金収受を行うＥＴＣ（Electronic Toll Collection）システムを利用するためのものである。このＥＴＣ送受信機６は、料金所に設置されたＥＴＣ路側装置から順次送信されるコマンドに従って、所定のデータ（ユーザデータや課金データ等）の送受信を行う。
【００２２】
地図データ記憶部７は、位置検出の精度向上のための所謂マップマッチング用データ、地図データを含む各種データを記憶するための装置であり、これらのデータを格納したＣＤ−ＲＯＭ７１（ＤＶＤ等その他の記録媒体でもよい）、データを一時的に格納するバッファメモリ７２等を備える。
【００２３】
表示部８は、地図データ及び車両現在位置データ等に基づいて表示画像を形成するための表示コントローラ８１、表示コントローラ８１が生成した表示画像を一時的に記憶するＶＲＡＭ８２、表示画像を表示するための液晶やＣＲＴ等からなるディスプレイ装置８３等を備える。
【００２４】
次に、上記各構成の動作について説明する。
制御部２は、ＧＰＳ受信機４３から入力されたデータ等に基づいて、車両の現在位置（緯度及び経度）を測定するが、衛星からの電波の受信が困難な場合（例えばトンネルや山間、高架下等）には、（所謂自律航法に切り替えて）方位センサ４１及び距離センサ４２からＩ／Ｏを介して入力された情報に基づき、車両現在位置を演算する。
【００２５】
そして、このようにして算出された車両現在位置に基づきその周辺の地図データがＣＤ−ＲＯＭ７１から読み出されて、バッファメモリ７２に格納される。このとき格納された地図データの一部は、表示コントローラ８１で画像データに変換され、ＶＲＡＭ８２に格納される。
【００２６】
そして、表示コントローラ８１は、このＶＲＡＭ８２に格納された画像データを、図示しないＲＧＢ変換回路を介して色信号に変換し、ディスプレイ装置８３に出力する。こうして、ディスプレイ装置８３上に車両現在位置を中心としてその周辺の地図が表示される。
【００２７】
次に、制御部２が上記車両現在位置の測定に際して実行する補正処理について、図２のフローチャート、図３、及び図４に基づいて詳細に説明する。
ナビゲーション装置１は、上記ＧＰＳによる測定のみでは車両現在位置の精度に限界があることから、車両現在位置の精度をさらに向上させるための構成を備える。本構成は、上述したＥＴＣシステムを利用するものである。
【００２８】
すなわち、有料道路における渋滞緩和政策として、将来的には車両にＥＴＣ送受信機が標準装備されることが予想されるが、その固定局としてのＥＴＣ路側装置からは自己が設置された料金所の料金所番号、車線番号、及び車両の通過時刻等の情報が配信されることが予定されている。そこで、ナビゲーション装置１は、これを利用して高精度な位置補正を行う。
【００２９】
具体的には、ＣＤ−ＲＯＭ７１に記憶された地図データには、この料金所番号及び車線番号により特定される各ＥＴＣ路側装置の位置情報が予め含まれている。つまり、図３に示すように、各料金所の隣接する通過ゲート間の上方には、複数の車線毎に対応したＥＴＣ路側装置が夫々設置されており、例えば同図に示すように、料金所番号がＡ１で車線番号が１に設置されたＥＴＣ路側装置の位置は、緯度がＢ１１、経度がＣ１１である、料金所番号がＡ１で車線番号が２に設置されたＥＴＣ路側装置の位置は、緯度がＢ１２、経度がＣ１２である、・・・といった情報が、地図データに予め含まれている。
【００３０】
そして、図２に示すように、制御部２は、ＥＴＣ送受信機６を介してＥＴＣ路側装置からの送信情報を受信したか否かを監視する（Ｓ１１０）。この際、制御部２は、ＧＰＳ受信機４３からの入力により測定された車両現在位置を、時刻をパラメータとしてＲＡＭ内に逐次記憶する。そして、車両が高速有料道路を走行中に料金所に差し掛かると、ＥＴＣ路側装置からは上記料金所番号、車線番号、及び自車の通過時刻等の通過情報が送信されてくるので、ＥＴＣ送受信機６はこれを受信して制御部２に出力する。本実施例では、図４に示すように、このときの料金所番号が「Ａ１」、車線番号が「２」、通過時刻が「ｔ１」であったと仮定する。
【００３１】
制御部２は、この通過情報を受信すると（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、これに含まれる料金所番号「Ａ１」及び車線番号「２」に基づいて地図データ記憶部７の地図データを参照し、自車が通過したＥＴＣ路側装置の緯度及び経度を特定する（Ｓ１２０）。この場合、緯度が「Ｂ１２」、経度が「Ｃ１２」であると特定される。
【００３２】
続いて、このときの通過情報に含まれる通過時刻「ｔ１」に基づいて、当該通過時刻においてＧＰＳ受信機４３が受信した位置情報を、ＲＡＭから読み出す（Ｓ１３０）。本実施例では、このときの位置情報として、緯度「Ｘ１」、経度「Ｙ１」が読み出されている。
【００３３】
そして、両位置情報から誤差分を算出する（Ｓ１４０）。本実施例では、緯度の誤差ｄ１が「Ｘ１−Ｂ１２」、経度の誤差ｄ２が「Ｙ１−Ｃ１２」となる。
そして、これらの誤差分ｄ１及びｄ２を用いてＧＰＳによる測定位置を補正する（Ｓ１５０）。つまり、以降の走行において、ＧＰＳ受信機４３が検出した緯度からｄ１減算したものを正規の緯度とし、同様に、ＧＰＳ受信機４３が検出した経度からｄ２減算したものを正規の経度とする。
【００３４】
そして、このように補正して得られた正規の位置情報を車両現在位置とし、道路地図情報とリンクさせるマップマッチングによりさらに自動的に補正することで、ディスプレイ装置８３上に自車の位置を表示させる。
以上のように、ナビゲーション装置１は、ＥＴＣシステムにより得られる情報を有効に活用することにより、ＧＰＳによる測定位置を補正する。この補正は、ＥＴＣ路側装置を設置した料金所を通過する毎に行われるため、車両現在位置の測定を高精度に保持することができる。
【００３５】
また、Ｄ−ＧＰＳ方式を利用するために敢えてＦＭ音声多重放送を受信するための専用の受信装置を車両に搭載する必要もなくなり、既存のＧＰＳ受信機の利用により高精度な位置測定を行うことができる。
尚、上記実施例においては、図１に示した位置検出部４及び制御部２が測定手段に該当し、地図データ記憶部７が記憶手段に、表示部８が表示手段に、ＥＴＣ送受信機６が受信手段に、制御部２内のＲＡＭが第２の記憶手段に、夫々該当する。
【００３６】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、上記実施例では、本発明をＥＴＣシステムにて実現した例を示したが、将来的には、特定のエリア（例えば市街地）内の混雑を抑制するために、この特定エリアに侵入する車両に対して課金を行うＥＲＰ（Election Road Pricing）システムの導入の検討も行われている。このような場合には、このＥＲＰシステムによっても同様の手法により本発明を実現することができる。
【００３７】
また、上記実施例においては、例えば車両が高速有料道路を離れると、差分データ（ｄ１，ｄ２）自体が誤差を増してくると考えられるため、地図データとの誤差が予め定める閾値（例えば１０ｋｍ等）を超えた場合には、上記補正処理を行わず、ＧＰＳの位置情報をそのまま使用するように設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るナビゲーション装置の構成を表すブロック図である。
【図２】実施例に係るナビゲーション装置の位置補正処理の説明図である。
【図３】実施例に係るナビゲーション装置の位置補正処理の説明図である。
【図４】実施例の位置補正処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・ナビゲーション装置、２・・・制御部、４・・・位置検出部、
６・・・ＥＴＣ送受信機、７・・・地図データ記憶部、８・・・表示部、
４１・・・方位センサ、４２・・・距離センサ、４３・・・ＧＰＳ受信機、
８３・・・ディスプレイ装置

Claims

自車の車両現在位置を測定する測定手段と、
地図データを記憶した記憶手段と、
前記測定手段にて測定された車両現在位置を、前記記憶手段から読み出した地図データに基づく道路地図上に表示する表示手段と、
有料道路の料金所に設置されたＥＴＣ路側装置を自車が通過する際に、該ＥＴＣ路側装置から送信された通過地点の位置情報を受信する受信手段と、を備え、
前記測定手段は、自車が前記ＥＴＣ路側装置を通過した時点においてＧＰＳにより測定した測定位置としての緯度及び経度と、前記受信手段が受信した位置情報に基づく緯度及び経度との誤差分を算出し、それ以降自己が測定した測定位置から該誤差分を減算することにより、前記車両現在位置を補正して、
前記記憶手段は、料金所番号及び車線番号により特定される前記各ＥＴＣ路側装置の位置情報を記憶して、
前記受信手段は、前記ＥＴＣ路側装置が配信した該料金所番号及び車線番号を受信して、
前記測定手段は、該受信手段が受信した情報に基づいて、前記記憶手段に記憶された前記ＥＴＣ路側装置の位置情報を特定して、
さらに、
前記測定手段が測定した測定位置を、時刻をパラメータとして逐次記憶する第２の記憶手段を備え、
前記受信手段は、さらに前記ＥＴＣ路側装置から送信された自車の通過時刻を受信し、
前記測定手段は、前記第２の記憶手段から該受信手段が受信した通過時刻における測定位置を読み出して前記補正に用いる
ことを特徴とするナビゲーション装置。
請求項１に記載のナビゲーション装置の前記測定手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
請求項２記載のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。