JP3792270B2 - 現在位置算出システムおよび現在位置算出方法 - 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、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システムに関するものであり、より詳細には、該移動体が高速道路上に存在する場合の該移動体の現在位置を算出する現在位置算出システム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システムにおいて、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、このように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ために、特開昭６３−１４８１１５号公報に記載のように、走行距離および方位変化量に基づき定まる車両の推定位置と、道路地図の誤差に基いて誤差量を得て、推定位置を中心とする誤差量の範囲内に位置するすべての道路上に対応させて、推定位置を自己位置として登録し、これら登録された推定位置の各道路に対する相関係数を算出して、道路に対する誤差が最も少ないことを示す相関係数に対応する推定位置を現在位置とする技術が開示されている。また、特開平１−４６００４号公報には、地図上の道路を折れ線近似した地図情報中の折点間を結ぶ直線がなす方位と方位検出器の検出する方位との差が、一定角度内にあれば、車両が折点間の道路を前進していると判断する技術が開示されている。これら公報に記載されたように、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、高速道路のジャンクション（分岐点）の形状については、高速道路の本線が直線状に延び、かつ、一般道路に接続する道路がループ状に形成されている場合が多い。しかしながら、その一方、特に、首都高速道路や阪神自動車道など、都市部の高速道路のジャンクションの形状については、一般道路に接続する道路が、本線とほぼ平行に形成されている場合が、数多く存在する。
【０００６】
上述したような、一般道路に接続する道路が、本線とほぼ平行に形成されている高速道路の分岐点付近を、車両が走行する場合に、本線の方位と、一般道路に接続する道路の方位との間の差異が小さいため、方位センサの誤差を考慮すると、現在位置算出装置がマップマッチングを実行しても、正確に、どちらの道路を走行しているのかを判断することができないという問題点があった。
【０００７】
特に、車両が高速道路上を走行しているにもかかわらず、車両の現在位置が、一般道路に接続する道路上であると、装置が判断した場合に、装置により算出された車両の現在位置が、一般道路上に存在する状態が生じることになり、その結果、方位が車両の方位と近似した一般道路のいづれかに現在位置が算出され続けてしまうことになり、車両の現在位置を、高速道路上に引き戻すことが困難になるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、車両が高速道路中のジャンクションを走行しているときに、該車両が高速道路の本線或いは一般道路に接続する道路を走行していることを、正確に判断するとともに、該車両の現在位置を、精度よく算出する現在位置算出システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する手段】
上記課題を解決するために、本発明によれば、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システムであって、
少なくとも、一般道路と高速道路とを含む複数の種類の道路データを記憶する記憶手段と、
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、
車両の走行速度を算出する速度算出手段と、
第１の距離を走行するごとに、前記方位検出装置により検出された前記進行方位と、前記距離算出手段により算出された前記走行距離とに基づき、車両の現在位置であると予想される仮想現在位置を算出する仮想位置算出手段と、
前記仮想現在位置及び前記道路データに基づいて、車両が何れかの道路上に存在する可能性のある１以上の候補点を算出する候補点算出手段と、
前記候補点上に車両の存在する信憑性を示す信頼度を、候補点ごとに算出する信頼度算出手段と、
前記候補点のうち、最も信頼度の高い候補点を現在位置と判定する現在位置判定手段と、
前記信頼度算出手段により今回算出された最も信頼度の高い候補点が高速道路から分岐した一般道路上にあり、当該最も信頼性の高い候補点以外の候補点が高速道路上にあり、且つ、前記信頼度算出手段により前回算出された最も信頼度の高い候補点から今回算出された最も信頼度の高い候補点までの車両の走行速度が特定の値以上である場合、前記前回算出された最も信頼度の高い候補点から前記今回算出された最も信頼度の高い候補点までの経路上の交差点を構成する道路の種類に応じて、判定値に特定の値を加算し、前記信頼度算出手段により今回算出された最も信頼性の高い候補点以外の候補点が高速道路上に無い場合、判定値をクリアする判定値算出手段とを備え、
前記現在位置判定手段は、最も信頼度の高い一般道路上の候補点と高速道路上の候補点とがあり、且つ、車両が所定距離を走行する間の判定値が特定の閾値以上である場合、前記最も信頼度の高い一般道路上の候補点に代えて、高速道路上の候補点を当該車両の現在位置とすることができる。
【００１０】
【作用】
本発明によれば、少なくとも、一般道路か高速道路かを示すデータを備えた道路データを含む、道路地図を表わす地図データを記憶し、
車両の進行方位を検出し、
車両の走行距離を算出し、
車両の走行速度を算出し、
検出された前記進行方位と、算出された前記走行距離とに基づき、車両の現在位置であると予想される仮想現在位置を算出し、
前記仮想現在位置と、前記地図データに含まれる前記道路データとを比較し、車両が何れかの道路上に存在すること示す候補点を算出し、
前記候補点が、前記車両の存在している位置である信憑性を示す信頼度を算出し、
前記候補点のうち、最も信頼度の高い候補点を現在位置とし、
前記最も信頼度の値が大きい候補点が高速道路中の分岐点を通過した後に車両が所定の距離だけ走行する間、最も信頼度の値が大きい候補点が高速道路ではない一般道路上に存在し、かつ、高速道路の本線上にも前記最も信頼度の値が大きい候補点に対応する候補点が存在する場合であって、前記最も信頼度の値が大きい候補点と車両の走行速度とに基いて車両が予め定められた速度以上の速度で交差点を通過したと推定できる場合に、累積的に判定値を増加させ、
前記判定値が所定の値以上となった場合に、一般道路上に存在する最も信頼度の値が大きい候補点に代えて、高速道路の本線上に存在する候補点を現在位置とすることができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
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間隔でパルスを出力する車速センサ１３を備えている。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
装置１０の動作は、全般的に、初期化処理と、車両の進行方位及び進行距離を算出する処理と、区間最低車速を求める処理と、算出された進行方位及び距離及び区間最低車速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五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。
【００１７】
図３に、初期化処理の内容を説明する。
【００１８】
この処理は、装置１０の立ち上げ時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。
【００１９】
このルーチンでは、区間最低車速Ｖｌｏｗを３００ｋｍ／ｈに設定し、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇを０クリアし、判定値ｐｔをも０クリアする（ステップ３００）。
【００２０】
図４に、車両の進行方位及び進行距離を算出する処理の流れを説明する。
【００２１】
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。
【００２２】
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４０１）。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４０２）、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ジャイロ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４０３）。
【００２３】
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。
【００２４】
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４０４）。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４０５）。
【００２５】
次に、このようにして求められた０．１秒間あたりの進行距離値を、前回得られた値に積算して、車両の進行距離が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。
【００２６】
進行距離算出処理の結果、積算された進行距離が一定距離、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進行距離（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、新たに進行距離の積算を開始する。
【００２７】
図５に、区間最低車速を算出する処理の流れを示す。ここで区間とは、例えば２０ｍであるとする。この処理は、例えば車両が２ｍ進むごとに起動され、実行されるマイクロプロセッサ２４のルーチンである。
【００２８】
この処理においては、まず、車速センサ１３により算出された車速Ｖを読み込む（ステップ５０１）。次に、車速Ｖと区間最低車速Ｖｌｏｗとを比較する（ステップ５０２）。区間最低車速Ｖｌｏｗは、前述したように、装置１０の立ち上げ時に、初期化処理により初期化されている。車速Ｖが、区間最低車速Ｖｌｏｗ以上の値である場合には、そのまま処理を終了する。車速Ｖが、区間最低車速Ｖｌｏｗよりも小さい場合には、区間最低車速Ｖｌｏｗに車速Ｖの値を設定して（ステップ５０３）処理を終了する。
【００２９】
次に、算出された進行方位および進行距離および区間最低車速に基づいて、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。
【００３０】
図６に、この処理の流れを示す。
【００３１】
本処理は、図４からの進行方位および進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。
【００３２】
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進行距離とを読み込む（ステップ６０１）。次に、それらの値に基づいて、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、前回の処理で求め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６０２）。この候補点の詳細については後述する。
【００３３】
もし、装置の始動直後など、前回求められた候補点の位置が存在しない場合には、別途設定された位置を、前回求め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。
【００３４】
次に、求めた仮想現在位置（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を介して読み出し、仮想現在位置（Ａ）を中心とする予め設定された距離Ｄ内にある道路データ（線分）を選択して、これらを取り出す（ステップ６０３）。
【００３５】
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７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。
【００３６】
次に、ステップ６０３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６０４）、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６０５）。
【００３７】
次に、これら垂線の長さに基づき、ステップ６０４で抜き出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。
【００３８】
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。
【００３９】
ここで、候補点について説明する。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、この位置は道路に対応する線分上に存在する。しかしながら、車両が走行した後には、ジャイロなどの方位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８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が、明確にすることができない場合が多い。
【００４０】
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。
【００４１】
ついで、算出されたエラーコストｅｃ（ｎ）と、前回の処理において算出さ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６０６）。
【００４２】
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（ステップ６０６）。
【００４３】
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。
【００４４】
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。候補点が複数存在する場合には、それぞれの候補点Ｃｍ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（ｍ，ｎ）を算出すればよい。
【００４５】
ついで、算出した信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）に基づき、ある候補点から、対応する線分にそって、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６０７）。したがって、ある候補点に対する現在位置Ａより所定の範囲Ｄに存在し、かつ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。
【００４６】
さらに、新たな候補点Ｃ（ｎ）の各々に対応する信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）の値にしたがって、これら新たな候補点Ｃ（ｎ）をソートし（ステップ６０８）、最も信頼度の値の大きな候補点Ｃ（ｉ）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、信頼度なども、ＲＡＭの所定の領域に記憶する（ステップ６０９）。
【００４７】
たとえば、図８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、所定範囲Ｄに存在し、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４のステップ４０５で求められた車両の進行距離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、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。このように求められた候補点６６、６７のうち、最も信頼度ｔｒｓｔの値が大きなものが、表示候補点となる。
【００４８】
さらに、図９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から所定範囲Ｄに存在し、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’から所定範囲Ｄに存在し、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７３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。
【００４９】
さらに、図４のステップ４０５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１０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。
【００５０】
なお、図８を参照して説明した例と同様に、候補点８１ないし８３のうち、最も信頼度ｔｒｓｔの値が大きなものが、表示候補点となる。また、本実施例においては、１４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、図６のステップ６０１ないし６０９の処理を実行した結果、候補点が１５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１４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。
【００５１】
ところで、前述したステップ６０３では、仮想現在位置（Ａ）を中心とする予め設定された距離Ｄ内にある道路データ（線分）を取り出したが、この距離Ｄは、前回行ったステップ６０９で算出した候補点の信頼度ｔｒｓｔの値に基づいて決定する値でもよい。
【００５２】
なお、信頼度に基づいて、検索範囲を求める理由は、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。
【００５３】
また、ある候補点に対する現在位置Ａから所定範囲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を、ある候補点から算出された次の候補点とする。本実施例においては、候補点がこのような状態であることをフリー状態と称する。これに対して、それ以外の状態、すなわち、ある候補点に対する現在位置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。
【００５４】
なお、現在位置Ａから所定範囲Ｄ内に、その方位と車両の進行方位との差が所定値以下であるような線分が存在しない場合に、ステップ６０６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。
【００５５】
ステップ６０９までの処理が実行され、表示候補点を含む候補点が生成され、これら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た後に、表示候補点データ出力が実行される（ステップ６１０）。
【００５６】
図６のステップ６０１ないし６０９を実行することにより得られた表示候補点は、図１３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（ステップ６１０）。
【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２４のルーチンである。
【００５８】
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）。
【００５９】
次に、図７の処理を実行することにより得られた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）。
【００６０】
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）。
【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】
このように、表示候補点の位置およびその方位等を表示した後、再び、図６に戻って、ステップ６１１において、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇが０であるか否かを判定する。高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇが０でない場合には、ステップ６１４に進み、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇが１であるか否かを判定する。
【００６３】
ステップ６１１において、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇが０である場合には、高速道路の本線と一般道路にぬける道とに分岐したか否かを判定する（ステップ６１２）。道路地図上、高速道路において、高速道路の本線から一般道路にぬける道は、高速道路として表現されている。高速道路の本線と一般道路にぬける道とに分岐していない場合には、ステップ６１４に進み、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇが１であるか否かを判定する。高速道路の本線と一般道路にぬける道とに分岐した場合には、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇに１を設定し、有効距離Ｌを０クリアし（ステップ６１３）、ステップ６１４に進み、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇが１であるか否かを判定する。
【００６４】
ステップ６１４において、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇが１であると判定された場合には、高速道路本線復帰処理を行う（ステップ６１５）。ステップ６１４において、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇが１でないと判定された場合には、処理を終了する。
【００６５】
ステップ６１５で行う高速道路本線復帰処理を、図１１により説明する。
【００６６】
図１１において、まず、一般道路上にある表示候補点が表示されているか否かを判定する（ステップ１１０１）。ステップ１１０１において、一般道路上にある表示候補点が表示されていない、即ち、高速道路上にある表示候補点が表示されていると判定された場合には、ステップ１１００に進み、高速道路の本線と一般道路にぬける道とに分岐してから、車両が５００ｍ走行したか否かを判定する。ステップ１１００において、高速道路の本線と一般道路にぬける道とに分岐してから、車両が５００ｍ走行していないと判定された場合には、処理を終了する。ステップ１１００において、高速道路の本線と一般道路にぬける道とに分岐してから、車両が５００ｍ走行したと判定された場合には、次に、ステップ１１１５に進み、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇ、判定値ｐｔ、有効距離Ｌを、それぞれ０クリアし、区間最低車速Ｖｌｏｗに初期値３００ｋｍ／ｈをセットして、処理を終了する。
【００６７】
ステップ１１０１において、一般道路上にある表示候補点が表示されていると判定された場合には、ステップ１１０２へ進み、分岐した候補点が、高速道路上に存在するか否かを判定する。ステップ１１０２において、分岐した候補点が、高速道路上に存在しないと判定された場合には、ステップ１１１５に進み、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇ、判定値ｐｔ、有効距離Ｌを、それぞれ０クリアし、区間最低車速Ｖｌｏｗに初期値３００ｋｍ／ｈをセットして、処理を終了する。
【００６８】
ステップ１１０２において、分岐した候補点が、高速道路上に存在すると判定された場合には、ステップ１１０３へ進み、有効距離Ｌに２０ｍを加算して更新し、ステップ１１０４へ進む。
【００６９】
ステップ１１０４においては、有効距離Ｌが５ｋｍ以下であるか否かを判定する。有効距離Ｌが５ｋｍ以上であると判定された場合には、ステップ１１１５に進み、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇ、判定値ｐｔ、有効距離Ｌを、それぞれ０クリアし、区間最低車速Ｖｌｏｗに初期値３００ｋｍ／ｈをセットして、処理を終了する。有効距離Ｌが５ｋｍ以下であると判定された場合には、区間最低車速Ｖｌｏｗが５０ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判定する（ステップ１１０５）。
【００７０】
ステップ１１０５において、区間最低車速Ｖｌｏｗが５０ｋｍ／ｈ未満であると判定された場合には、ステップ１１１５に進み、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇ、判定値ｐｔ、有効距離Ｌを、それぞれ０クリアし、区間最低車速Ｖｌｏｗに初期値３００ｋｍ／ｈをセットして、処理を終了する。ステップ１１０５において、区間最低車速Ｖｌｏｗが５０ｋｍ／ｈ以上であると判定された場合には、ステップ１１０６へ進み、交差点を通過したか否かを判定する。
【００７１】
ステップ１１０６において、交差点を通過していないと判定された場合には、処理を終了する。ステップ１１０６において、交差点を通過したと判定された場合には、ステップ１１０７へ進み、交差点を横切る道路の種類が国道又は有料道路であるか否かを判定する。
【００７２】
ステップ１１０７において、道路の種類が国道又は有料道路であると判定された場合には、判定値ｐｔに４を加算して更新し、ステップ１１１２へ進む。ステップ１１０７において、道路の種類が国道又は有料道路でないと判定された場合には、ステップ１１０８へ進み、交差点を横切る道路の種類が県道又は地方道であるか否かを判定する。
【００７３】
ステップ１１０８において、道路の種類が県道又は地方道であると判定された場合には、ステップＳ１１１０へ進み、判定値ｐｔに２を加算して更新し、ステップ１１１２へ進む。ステップ１１０８において、道路の種類が県道又は地方道でないと判定された場合には、ステップＳ１１１１へ進み、判定値ｐｔに１を加算して更新し、ステップ１１１２へ進む。
【００７４】
ステップ１１１２においては、判定値ｐｔが２０以上であるか否かを判定し、判定値ｐｔが２０未満である場合には、処理を終了する。判定値ｐｔが２０以上である場合には、現在の表示候補点に対応する高速道路上にある候補点を、新たに表示候補点として設定し（ステップ１１１３）、表示候補点データを出力する（ステップ１１１４）。表示候補点データの出力のしかたは、前述のとおりである。この後、ステップ１１１５に進み、高速道路本線復帰処理フラグｆｌａｇ、判定値ｐｔ、有効距離Ｌを、それぞれ０クリアし、区間最低車速Ｖｌｏｗに初期値３００ｋｍ／ｈをセットして、処理を終了する。
【００７５】
図１１に示す高速道路本線復帰処理を、図１２を用いて説明する。
【００７６】
図１２においては、表示候補点１２０の次の仮想現在位置が、Ａ１２１へと進み、一般道路を示す線分１２４上のＣ（１）１２２と、高速道路を示す線分１２８上のＣ（２）１２３の二つの候補点が得られたとする。そして、一般道路を示す線分１２４上のＣ（１）１２２が、表示候補点であるとする。この後、一般道路と高速道路との分岐点から５ｋｍ以下の地点で、Ｃ（１）１２２に基づいて、一般道路を示す線分１２６上の表示候補点Ｃ”（１）１３３が得られ、Ｃ（２）１２３に基づいて、高速道路を示す線分１３０上の候補点Ｃ”（２）１３４が得られたとする。この時、表示候補点Ｃ”（１）１３３に到達するまで、一般道路１３１、１３２、…等による交差点を、５０ｋｍ／ｈ以上で通過する度に、判定値に所定の数値を加算したら、判定値が２０以上となったとする。本発明によれば、ここで、表示候補点をＣ”（１）１３３からＣ”（２）１３４に変更して表示するのである。
【００７７】
本発明は、以上の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【００７８】
たとえば、前記実施例の高速道路本線復帰処理において、判定値を増加させる量、有効距離の上限値、判定値の下限値なども、前記実施例に記載されたものに限定されないことは明らかである。
【００７９】
また、前記実施例の高速道路本線復帰処理において、交差点を横切る道路の種類に応じて、判定値を増加させる量を変化させたが、交差点を直進する道路の種類に応じて、判定値を増加させる量を変化させてもよい。
【００８０】
さらに、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。
【００８１】
【発明の効果】
本発明によれば、車両が高速道路中のジャンクションを走行しているときに、該車両が高速道路或いは他の道路を走行していることを、正確に判断する現在位置算出システムを提供することが可能となる。
【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、本実施例にかかる初期化処理を示すフローチャートである。
【図４】 図４は、車両の進行方位および進行距離を算出する処理を示すフローチャートである。
【図５】 図５は、区間最低車速を算出する処理を示すフローチャートである。
【図６】 図６は、車両の現在位置を算出する処理を示すフローチャートである。
【図７】 図７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、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１１】 図１１は、本実施例にかかる高速道路本線復帰処理を示すフローチャートである。
【図１２】 図１２は、本実施例にかかる高速道路本線復帰処理を説明するための図である。
【図１３】 図１３は、本実施例にかかる現在位置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 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

Claims (3)

1. 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システム であって、
   少なくとも、一般道路と高速道路とを含む複数の種類の道路データを記憶する記憶手段と、
   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、
   車両の走行速度を算出する速度算出手段と、
   特定の距離を走行するごとに、前記方位検出装置により検出された前記進行方位と、前記距離算出手段により算出された前記走行距離とに基づき、車両の現在位置であると予想される仮想現在位置を算出する仮想位置算出手段と、
   仮想現在位置を算出するごとに、当該仮想現在位置及び前記道路データに基づいて、車両が何れかの道路上に存在する可能性のある１以上の候補点を算出する候補点算出手段と、
   候補点を算出するごとに、当該候補点上に車両の存在する信憑性を示す信頼度を、候補点ごとに算出する信頼度算出手段と、
   信頼度を算出するごとに、前記候補点のうち、最も信頼度の高い候補点を現在位置と判定する現在位置判定手段と、
   前記信頼度算出手段により今回算出された最も信頼度の高い候補点が高速道路から分岐した一般道路上にあり、当該最も信頼性の高い候補点以外の候補点が高速道路上にあり、且つ、前記信頼度算出手段により前回算出された最も信頼度の高い候補点から今回算出された最も信頼度の高い候補点までの車両の走行速度が特定の値以上である場合、前記前回算出された最も信頼度の高い候補点から前記今回算出された最も信頼度の高い候補点までの経路上の交差点を構成する道路の種類に応じて、判定値に特定の値を加算し、前記信頼度算出手段により今回算出された最も信頼性の高い候補点以外の候補点が高速道路上に無い場合、判定値をクリアする判定値算出手段とを備え、
   前記現在位置判定手段は、最も信頼度の高い一般道路上の候補点と高速道路上の候補点とがあり、且つ、車両が所定距離を走行する間の判定値が特定の閾値以上である場合、前記最も信頼度の高い一般道路上の候補点に代えて、高速道路上の候補点を当該車両の現在位置とすることを特徴とする現在位置算出システム。
2. 前記道路の種類は、国道または有料道路、県道または地方道、その他の私道等であり、前記道路の種類が国道または有料道路ならば第一の値を、その他の私道等ならば前記第一の値よりも小さな値である第二の値を、県道または地方道ならば前記第一の値と第二の値との間の値である第三の値を加算して判定値を増加させることを特徴とする請求項１記載の現在位置算出システム 。
3. 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システムによる現在位置算出方法であって、
   前記現在位置算出システムは、
   少なくとも、一般道路と高速道路とを含む複数の種類の道路データを記憶し、
   車両の進行方位を検出し、
   車両の走行距離を算出し、
   車両の走行速度を算出し、
   特定の距離を走行するごとに、検出された前記進行方位と、算出された前記走行距離とに基づき、車両の現在位置であると予想される仮想現在位置を算出し、
   仮想現在位置を算出するごとに、当該仮想現在位置及び前記道路データに基づいて、車両が何れかの道路上に存在する可能性のある１以上の候補点を算出し、
   候補点を算出するごとに、当該候補点上に車両の存在する信憑性を示す信頼度を、候補点ごとに算出し、
   信頼度を算出するごとに、前記候補点のうち、最も信頼度の高い候補点を現在位置とし、
   今回算出された最も信頼度の高い候補点が高速道路から分岐した一般道路上にあり、当該最も信頼性の高い候補点以外の候補点が高速道路上にあり、且つ、前回算出された最も信頼度の高い候補点から今回算出された最も信頼度の高い候補点までの車両の走行速度が特定の値以上である場合、前記前回算出された最も信頼度の高い候補点から前記今回算出された最も信頼度の高い候補点までの経路上の交差点を構成する道路の種類に応じて、判定値に特定の値を加算し、前記信頼度算出手段により今回算出された最も信頼性の高い候補点以外の候補点が高速道路上に無い場合、判定値をクリアし、
   最も信頼度の高い一般道路上の候補点と高速道路上の候補点とがあり、且つ、車両が所定距離を走行する間の判定値が特定の閾値以上である場合、前記最も信頼度の高い一般道路上の候補点に代えて、高速道路上の候補点を当該車両の現在位置とすることを特徴とする現在位置算出方法。

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