JP3861643B2 - ナビゲーション装置の自車位置補正方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーション装置に係り、特に、地図データ上に表示される自車位置マークを補正する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される簡易通信ナビゲーション装置では、ＧＰＳ衛星より送信されるＧＰＳ測位データ、及び基地局より送信される地図データを受信する。そして、ＧＰＳ測位データに基づいて自車両の走行位置座標を認識し、地図データ上に自車両マークを重畳表示することにより、自車両の走行位置を車両の乗員に示すようにしている。
【０００３】
図８は、従来における簡易通信ナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、該簡易通信ナビゲーションシステム１００は、車両に搭載されるナビゲーション装置１０１と、センター（基地局）１０２から構成されている。
【０００４】
ナビゲーション装置１０１は、情報の加工等の各種処理を行う処理部１０３と、圧縮された画像情報の展開や画像の加工を行う画像処理部１０４と、画像情報を記憶する画像記憶部１０５と、ＧＰＳ衛星１２０より送信されるＧＰＳ測位データを受信するＧＰＳ部１０６と、センター１０２との間で通信を行う通信部１０７と、画像以外の情報を記憶する記憶部１０８、及び各種の車両情報を取得するゲートウェイ１０９と、を具備している。
【０００５】
また、センター１０２は、ナビゲーション装置１０１との間で通信を行う通信部１１０と、地図データを格納する地図データベース１１２と、ナビゲーション装置１０１側へ送信する地図データを地図データベース１１２から読み出す等の処理を行うサーバ１１１と、を具備している。
【０００６】
そして、車両走行中において、ナビゲーション１０１はＧＰＳ衛星１２０より送信されるＧＰＳ測位データを受信し、該測位データに基づいて自車両の走行位置座標を検出する。そして、この位置座標をセンター１０２に送信し、センタ１０２では、この位置座標周辺の地図データを地図データベース１１２より読み出して、これをナビゲーション装置１０１へ送信する。
【０００７】
ナビゲーション装置１０１では、センター１０２より送信された地図データ上の、自車両位置座標となる部位に自車両位置マークを重畳して、画面表示する。これにより乗員は、自車両の走行位置を知ることができる。このような簡易ナビゲーションシステム１００では、車両に搭載されるナビゲーション装置１０１に地図データを保存する必要がないので、構成を簡素化することができるという利点がある。
【０００８】
ところで、上述した簡易通信ナビゲーションシステム１００では、センター１０２より送信される地図データ上の、ＧＰＳ測位データより得られる自車両の位置座標となる位置に自車両マークを重畳表示する構成であるので、必ずしも自車両マークが地図データ中の道路上に表示されるとは限らない。このため、自車両マークが道路上にくるように補正する必要があり、このような補正方法として特開平５−６０５６６号公報に記載されている投影法や、特開平９−３０４０９３号公報に記載されているパターンマッチング法等の補正方法が用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した投影法やパターンマッチング法を実現するためには、リンクやノードのデータやマッププレーンデータ、道路をパターン化したデータ等を付加して、ナビゲーション装置１０１とセンター１０２との間の通信を行わなければならず、通信データ量の増加によるコストアップ及び通信時間の増大を招く。更に、多種のデータを通信する必要があるので、地図情報料が高価になるという問題が発生していた。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、通信データ量を増加させることなく、地図データ上に表示する自車両マークの位置を補正することのできるナビゲーション装置の自車位置補正方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、車両に搭載され、ＧＰＳ衛星より送信されるＧＰＳ測位データと基地局より送信される地図データとを受信し、前記地図データ上に前記ＧＰＳ測位データに基づく自車位置マークを表示して、自車の現在の走行位置を示すナビゲーション装置の、自車位置を補正する方法であって、前記ＧＰＳ測位データから自車の位置座標を取得する第１のステップと、前記自車の位置座標を、前記基地局に送信すると共に、該基地局より送信される前記位置座標近傍の地図データを受信する第２のステップと、前記地図データ上の前記位置座標上に、前記自車位置マークを仮置きする第３のステップと、前記仮置きされた自車位置マークが、前記地図データ上の道路上に存在する場合には、この仮置きされた位置を自車位置として設定し、仮置きされた自車位置マークが地図データの道路上に存在しない場合には、仮置きされた位置座標を中心とした所定領域を設定し、この所定領域内にてＸ軸方向に走査して、道路部分が最も多いＹ座標を検出し、且つ、該所定領域内にてＹ軸方向に走査して、道路部分が最も多いＸ座標を検出し、検出されたＸ座標、Ｙ座標を、自車位置として設定する第４のステップと、前記地図データ上の、前記第４のステップで設定された自車位置に、自車位置マークを重畳して画面表示する第５のステップと、を具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記地図データ上に存在する道路に、優先度を設定し、前記所定領域内にて、複数の道路が検出された際には、優先度の高い道路を選択し、自車位置を設定することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記地図データ上に存在する道路は、優先度毎に異なる色彩で表示され、当該色彩に基づいて、優先度を認識することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記所定領域は、ＧＰＳ測位データの誤差範囲により設定されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１の発明では、ＧＰＳ測位データより自車両の位置座標を取得し、地図画像データ上の自車両位置に、自車マークを仮置きする。そして、この位置が、地図画像データの道路上であれば、この仮置き位置を自車両位置として設定する。他方、道路上でなければ、この仮置き位置を中心とした想定誤差範囲（所定領域）を設定し、この範囲内で、道路を検索し、検索された道路上に自車両位置を設定する。従って、簡単、且つ高精度な自車両位置の設定が可能となる。
【００１７】
また、想定誤差範囲内にて、Ｘ軸方向に走査（スキャンニング）し、道路部分が最も多いＹ軸位置をＹ座標として設定し、同様に、Ｙ軸方向に走査し、道路部分が最も多いＸ軸位置をＸ座標として設定する。その結果、高精度な自車位置の補正が可能となる。
【００１８】
請求項２の発明では、地図データ中の各道路に優先度を設定し、想定誤差範囲内にて複数の道路が検索された際には、優先度の高い道路を選択する。従って、自車位置を補正する際の精度をより一層向上させることができるようになる。
【００１９】
請求項３の発明では、優先度に応じて地図データ中の道路の色が異なるように設定されるので、各色毎に設定された優先度を認識し易くなる。
【００２０】
請求項４の発明では、想定誤差範囲が、ＧＰＳ測位データの誤差範囲により設定されるので、自車位置を補正する精度を向上させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るナビゲーション装置の自車位置補正方法が適用されるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、該ナビゲーションシステム２１は、車両に搭載されるナビゲーション装置１と、センター（基地局）２から構成されている。
【００２２】
ナビゲーション装置１は、情報の加工等の各種処理を行う処理部３と、圧縮された画像情報の展開や画像の加工を行う画像処理部４と、画像情報を記憶する画像記憶部５と、ＧＰＳ衛星２０より送信されるＧＰＳ測位データを受信するＧＰＳ部６と、センター２との間で通信を行う通信部７と、画像以外の情報を記憶する記憶部８、及び各種の車両情報を取得するゲートウェイ９と、を具備している。
【００２３】
また、センター２は、ナビゲーション装置１との間で通信を行う通信部１０と、地図データを格納する地図データベース１２と、ナビゲーション装置１側へ送信する地図データを地図データベース１２から読み出す等の処理を行うサーバ１１と、を具備している。
【００２４】
地図データベース１２に記憶される地図データは、地図画像データと地図座標データとから構成される。また、該地図データは、スクロール方式でなく、ページめくり方式とされている。
【００２５】
また、ページめくりするタイミングは、現在表示されている地図画像から自車位置がはみ出る手前の段階で、次の地図画像となるように切り換える。このように操作することにより、自車位置が地図端部付近に達することがなく、乗員にとって見易い表示とすることができる。
【００２６】
また、地図画像データ中の道路の色は、道路のランクに応じて設定されている。例えば、国道を濃い青色、県道を青色、市道を薄い青色、といったように、道路のランク毎に色分けされている。また、道路と同色となる色は、同一のレイヤー上では存在しないように色の配分が成されている。つまり、道路以外の目的で青色は使用されていない。
【００２７】
更に、地図画像データは、利用者の視認性を考慮し、一定量以上のドット数にて表現されている。ここで、ドット数とは、地図画像データを画像記憶部５内に展開した場合の、最小表示単位のことである。
【００２８】
以下、本発明の第１の実施形態に係る補正方法の処理手順について、図２に示すデータフロー図、及び図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００２９】
まず、概略的な手順を説明すると、図２に示すように、車両に搭載されるナビゲーション装置１は、ＧＰＳ衛星２０よりＧＰＳ測位データを受信し、且つこの測位データより得られる自車位置情報をセンター２に送信する。そして、ナビゲーション装置１は、センター２より、自車両位置近傍の地図データ（地図画像データ、地図座標データ）を入手する。そして、この地図データ上に自車両マークを重畳して画面表示することにより、車両の乗員に自車両の現在走行位置を知らせる。
【００３０】
以下、図３を参照してより詳細に説明する。同図のステップＳ１に示す道路上の自車位置設定処理が開始されると、ステップＳ２で、ＧＰＳ衛星２０より送信されるＧＰＳ測位データに基づいて、自車位置を測定する処理が行われる。
【００３１】
次いで、ステップＳ３の処理にて、センター２より送信される地図画像データ上の自車位置に、自車位置マークを仮置きする。即ち、地図画像データ上の、ＧＰＳ測位データより得られた自車両の位置座標（Ｘi，Ｙj）に対応する位置を仮の位置として、自車位置マークを重畳する。
【００３２】
その後、ステップＳ４の処理で、自車位置マークが仮置きされた地図画像データの色を参照する。上述したように、地図画像中の道路部位は、青色（濃い青色、薄い青色を含む）にて表示されており、その他の部位には青色は使用されていないので、自車位置マークが仮置きされた位置の色が青色であるかどうかにより、道路上であるかどうかを判定することができる。
【００３３】
そして、青色であると判定された場合には、ステップＳ８の処理により、自車位置マークを、そのままの位置、即ち、座標（Ｘi，Ｙj）の位置に設定する。
【００３４】
他方、青色でないと判定された場合には、ステップＳ５以降の処理にて、自車位置マークを中心とした所定領域から、自車位置を推定する処理を行う。以下、この処理について詳述する。
【００３５】
ＧＰＳ測位データによる測定誤差は、約１０ｍ程度であると想定される。そして、上述した画像の１５ドットを１０ｍに対応するように設定すると、自車両の位置は、測位データより得られる位置座標（Ｘi，Ｙj）を中心として、画像１５ドット以内に存在するものと考えられる。この領域を想定誤差範囲とする。
【００３６】
そこで、ステップＳ５の処理では、想定誤差範囲内のＸ方向についてスキャンニング（走査）し、Ｙ軸方向の道路色（この場合は青色）の連続数が最も多いとされたときのＹ座標（Ｙy）をＹ軸方向の自車位置として設定する。
【００３７】
同様に、ステップＳ６の処理では、想定誤差範囲内のＹ方向についてスキャンニングし、Ｘ軸方向の道路色の連続数が最も多いとされたときのＸ座標（Ｘx）をＸ軸方向の自車位置として設定する。
【００３８】
図４，図５は、スキャンニングの処理にてＸ座標、及びＹ座標を求める際の様子を示す説明図である。いま、図４（ａ）に示すように、地図画像上の道路Ｌ１以外の部位に自車の位置座標（Ｘi，Ｙj）が与えられた場合について説明する。この場合には、同図（ｂ）に示すように、位置座標（Ｘi，Ｙj）を中心として、Ｘ軸の正、負の方向、及びＹ軸の正、負の方向にそれぞれ１５ドットずつとなる想定誤差範囲（所定領域）を設定する。
【００３９】
図５は、図４（ｂ）を拡大した図である。図５のＸ軸及びＹ軸は、位置座標（Ｘi，Ｙj）を原点（０，０）としたときの数値を示している。いま、Ｙ軸方向にスキャンニングすると、Ｘ座標が「０」のとき、Ｙ軸方向の対応点の個数が１５個（−１５〜−１までの１５個）が得られる。同様にＸ座標が「１」のときは、２３個（−１５〜７までの２１個）が得られ、Ｘ座標が「２」のときは、３１個となる。そして、Ｙ軸方向の対応点の個数が最大となるのは３１個であり、このときのＸ座標は「２」〜「１３」までである。従って、最後の座標となる「１３」となる。つまり、自車位置のＸ座標（Ｘx）は「Ｘi＋１３」に設定される。また、これと同様に、Ｘ軸方向にスキャンニングすることによりＹ座標（Ｙy）が設定される。
【００４０】
その後、図３に示すステップＳ７の処理では、地図画像上の、ステップＳ５，Ｓ６の処理で求められた座標（Ｘx，Ｙy）となる位置に自車位置マークを重畳し、画面表示する。こうして、補正された自車位置が、地図画像上に表示されるのである。
【００４１】
このようにして、本実施形態に係る自車位置補正方法では、ＧＰＳ測位データより得られる自車位置座標に基づいて、地図画像上に自車位置マークを重畳させる際に、自車位置座標が地図データの道路上に存在しない場合には、地図データ中の自車位置座標を中心とした想定誤差範囲内で、最適とされる位置を検索し、この位置に自車位置マークを表示するようにしているので、極めて簡単な処理で、自車位置の補正を行うことができる。
【００４２】
また、従来のカーナビゲーションで、自車位置を道路上に補正する方法として利用される投影法や、パターンマッチング法を実現するために必要な、リンクやノードのデータや、マップマッチングデータ、道路をパターン化したデータ等が不要となる。
【００４３】
その結果、通信量の低減による通信料の節約、及び通信時間の短縮化を図ることができる。また、多種の地図データを必要としないので、地図情報料金を低減させることができる。
【００４４】
なお、想定誤差範囲内に道路が存在しない場合には、誤差の範囲を越えるものと判断し、自車両は道路上を走行していないものと判定する。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施形態に係る自車両位置補正方法について説明する。本実施形態では、上述した第１の実施形態に加え、地図データ中に存在する各道路に優先度を設定し、上述したステップＳ５，Ｓ６の処理で所定領域をスキャンニングし、複数の道路色が検出された際には、優先度に基づいて、自車両の位置を設定するものである。
【００４６】
まず、地図画像データ中に含まれる道路の優先度の設定方法について説明する。本実施形態では、以下に示す（イ）〜（ホ）に示すように、各道路に対する道路色、及び優先度を設定する。
【００４７】
（イ）選択ルート：赤色、優先度１
（ロ）道なり ：紺色、優先度２
（ハ）直前自車位置の道路： 優先度３
（ニ）国道 ：濃い青色、優先度４
（ホ）県道 ：青色、優先度５
（ヘ）市道 ：薄い青色、優先度６
なお、優先度は、「１」が最も高く、「６」が最も低い。また、（イ）の「選択ルート」とは、ルートガイド検索により検索された目的地までの経路であり、（ロ）の「道なり」とは、車両の走行する方向に適合する道路を示す。
【００４８】
以下、図６，図７に示すフローチャートを参照しながら、第２の実施形態の処理動作について説明する。
【００４９】
図３に示したフローチャートのステップＳ１〜Ｓ４と同様に、図６に示すステップＳ１１〜Ｓ１４の処理では、ＧＰＳ測位データに基づいて、自車両位置を測定し、地図画像データ上の、自車両の位置座標に対応する部位に自車両マークを仮置きする。そして、この仮置きした位置が地図画像データ中の道路上である場合には、ステップＳ１９（図７）の処理にて、自車両の位置座標をそのまま使用して、自車位置マークを地図画像データ上に重畳表示する。
【００５０】
他方、自車両の位置座標が道路上でない場合には、ステップＳ１５の処理にて、想定誤差範囲（自車両の位置座標から、１５ドット以内の範囲）にて、Ｘ軸方向にスキャンニングする。
【００５１】
そして、スキャンニングが終了するまでの間、ステップＳ１６〜Ｓ１８の処理を実行する。ステップＳ１６では、想定誤差範囲内をＸ軸方向にスキャンニングし、連続する道路色が最も多いＹ座標を求める。そして、このＹ座標を自車位置のＹ座標とし、且つ、その道路の優先度と共に記憶する。
【００５２】
次いで、ステップＳ１７の処理にて、その他の種類（既に検出した道路以外の種類）の道路色を検出したかどうかが判定され、検出されない場合には、ステップＳ１５へ戻る。また、その他の種類の道路色が検出された場合には、ステップＳ１６と同様に、この道路色について、連続する道路色が最も多いＹ座標を求め、且つ、その道路の優先度を求める。
【００５３】
そして、複数の道路が検出された際には、ステップＳ１８にて、最も優先度の高い道路の位置座標をＹ座標として設定する。Ｘ軸方向のスキャンニングが終了すると、ステップＳ２０へ処理が進む。
【００５４】
ステップＳ２０では、想定誤差範囲内にて、Ｙ軸方向にスキャンニングする。そして、スキャンニングが終了するまでの間、ステップＳ２０〜Ｓ２３の処理を実行する。なお、この処理は、ステップＳ１５〜Ｓ１８で示した処理のＸ軸方向とＹ軸方向とを入れ替えた処理であるので、その説明を省略する。
【００５５】
その後、Ｙ軸方向のスキャンニングが終了し、Ｘ座標、及びＹ座標が求められると、この座標を確定した座標（補正された自車両の位置座標）として使用する。こうして、道路の優先度に応じた自車両位置の設定が終了する。
【００５６】
このようにして、本実施形態に係る自車位置補正方法では、地図画像データ中に含まれる道路に優先度を設定し、想定誤差範囲内に複数の道路が検出された場合には、検出された複数の道路のうち最も優先度の高いものを選択して、この道路上に自車が存在するものと設定する方法を採用している。従って、運転者の走行目的に適合した道路を選択して、自車位置マークを表示させることができるので、自車位置を補正する際の精度をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自車位置補正方法が適用されるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る自車位置補正方法のデータフロー図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る自車位置補正方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】地図画像データ上に仮置きした自車位置マークが、道路上に存在しないときの様子を示す説明図である。
【図５】仮置きした自車位置マークを中心として設定される想定誤差範囲を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る自車位置補正方法の処理手順を示すフローチャートの第１の分図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る自車位置補正方法の処理手順を示すフローチャートの第２の分図である。
【図８】従来におけるナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ナビゲーション装置
２ センター（基地局）
３ 処理部
４ 画像処理部
５ 画像記憶部
６ ＧＰＳ部
７ 通信部
８ 記憶部
９ ゲートウェイ
１０ 通信部
１１ サーバ
１２ 地図データベース
２０ ＧＰＳ衛星
２１ ナビゲーションシステム

Claims (4)

1. 車両に搭載され、ＧＰＳ衛星より送信されるＧＰＳ測位データと基地局より送信される地図データとを受信し、前記地図データ上に前記ＧＰＳ測位データに基づく自車位置マークを表示して、自車の現在の走行位置を示すナビゲーション装置の、自車位置を補正する方法であって、
   前記ＧＰＳ測位データから自車の位置座標を取得する第１のステップと、
   前記自車の位置座標を、前記基地局に送信すると共に、該基地局より送信される前記位置座標近傍の地図データを受信する第２のステップと、
   前記地図データ上の前記位置座標上に、前記自車位置マークを仮置きする第３のステップと、
   前記仮置きされた自車位置マークが、前記地図データ上の道路上に存在する場合には、この仮置きされた位置を自車位置として設定し、仮置きされた自車位置マークが地図データの道路上に存在しない場合には、仮置きされた位置座標を中心とした所定領域を設定し、この所定領域内にてＸ軸方向に走査して、道路部分が最も多いＹ座標を検出し、且つ、該所定領域内にてＹ軸方向に走査して、道路部分が最も多いＸ座標を検出し、検出されたＸ座標、Ｙ座標を、自車位置として設定する第４のステップと、
   前記地図データ上の、前記第４のステップで設定された自車位置に、自車位置マークを重畳して画面表示する第５のステップと、
   を具備したことを特徴とするナビゲーション装置の自車位置補正方法。
2. 前記地図データ上に存在する道路に、優先度を設定し、前記所定領域内にて、複数の道路が検出された際には、優先度の高い道路を選択し、自車位置を設定することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置の自車位置補正方法。
3. 前記地図データ上に存在する道路は、優先度毎に異なる色彩で表示され、当該色彩に基づいて、優先度を認識することを特徴とする請求項２に記載のナビゲーション装置の自車位置補正方法。
4. 前記所定領域は、ＧＰＳ測位データの誤差範囲により設定されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のナビゲーション装置の自車位置補正方法。

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