JP3941499B2 - Vehicle position detection device and vehicle position detection method - Google Patents

Vehicle position detection device and vehicle position detection method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測位した車両の位置が正確に道路上に位置するようにする車両位置検出装置と車両位置検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の車両位置検出装置としては、例えば、特開平9−159473号公報に記載されているようなものがあった。図23は、その公報に記載された従来のナビゲーション装置の構成を示すものである。
【0003】
図23において、従来のナビゲーション装置は、車両の位置を測位し、車両の測位データを得るGPS部21及び自立測位部22と、3次元道路データを有する地図データを記憶した地図記憶部23と、車両の位置及び地図データを表示する表示部25と、測位した車両の位置を地図データの道路上に補正する際に、測位データの示す車両の姿勢角と3次元道路データの示す道路勾配とを比較し、その整合度合を判定して補正対象となる道路を決定するマップマッチング部26とを備えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のナビゲーション装置においては、地図に予め道路の高低差が記録されている場所では現在位置を精度良く求めることができるが、高低差データが記録されていない場所では正確に位置を特定できない場合があった。特に、近接して水平方向に併走する道路や高さ方向に並列な道路においては高低差データがないと位置を誤検出してしまうという課題を有していた。
【0005】
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、垂直あるいは水平方向において並列する道路が存在している場合にも、正確な位置検出ができる車両位置検出装置及び、車両位置検出方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の局面に係る車両位置検出装置は、方位センサにより検出された車両の進行方向と、車速センサの検出値から求まる走行距離と、垂直変位センサにより検出される車両の垂直方向の変位量とから、前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記推測現在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、道路データを記憶する地図記憶手段と、前記軌跡と前記道路データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、前記道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備え、前記垂直変位量は、道路の勾配及び、道路の高度のうち少なくとも一方であり、前記垂直変位記憶手段には、前記狭角分岐点との勾配差が最大となる区間と、前記狭角分岐点からの勾配が所定の閾値以上となる区間と、前記狭角分岐点との高低差が最大となる区間と、前記狭角分岐点からの高低差が所定の閾値以上となる区間とのうち少なくとも1つの区間の垂直変位量が記憶される
【0007】
また、前記垂直変位記憶手段に記憶される垂直変位量は、前記垂直変位量の変動が単位時間あたり所定の値以下のものである。
【0008】
本発明の第2の局面に係る車両位置検出装置は、方位センサにより検出された車両の進行方向と、車速センサの検出値から求まる走行距離と、垂直変位センサにより検出される車両の垂直方向の変位量とから、前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記推測現在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、道路データを記憶する地図記 憶手段と、前記軌跡と前記道路データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、前記道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備え、前記垂直変位記憶手段は、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂直方向に関する形状を判定し、前記形状を記憶し、前記形状の判定は、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間における正の勾配と負の勾配との組合せを基に行われ、前記形状は、凸型と、凹型及び、平型のいずれか1つとされる
【0009】
本発明の第3の局面に係る車両位置検出装置は、方位センサにより検出された車両の進行方向と、車速センサの検出値から求まる走行距離と、垂直変位センサにより検出される車両の垂直方向の変位量とから、前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記推測現在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、道路データを記憶する地図記憶手段と、前記軌跡と前記道路データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、前記道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備え、前記軌跡を記憶する区間は、併走する複数の道路が始まる狭角分岐点から前記車両の現在位置が確定可能な現在位置確定地点までとし、垂直変位記憶手段は、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂直変位量が前記狭角分岐点の垂直変位量に対して所定値未満の場合には垂直変位量無しのデータを記憶し、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂直変位量が前記狭角分岐点の垂直変位量に対して所定値以上の場合には垂直変位量有りのデータを記憶する。
【0010】
また、本発明の第4の局面に係る車両位置検出装置は、車両の進行方位と走行距離とを検出し前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記車両の垂直変位を検出し、垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、3次元地図データを記憶する3次元地図記憶手段と、前記推測現在位置が、前記3次元地図データ中の狭角分岐点から始まる併走する複数の道路上にある場合に、現在位置を特定する現在位置特定地点を決定する特定地点決定手段と、前記垂直変位算出手段から算出した垂直変位量と、前記現在位置特定地点の垂直変位量とを基に前記車両の現在位置を決定する現在位置確定手段とを備え、前記現在位置特定地点は、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の勾配差が無くなる地点までの区間において、前記複数の道路間の勾配差が最大となる地点とする。
【0011】
また、本発明の第5の局面に係る車両位置検出装置は、車両の進行方位と走行距離とを検出し前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記車両の垂直変位を検出し、垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、3次元地図データを記憶する3次元地図記憶手段と、前記推測現在位置が、前記3次元地図データ中の狭角分岐点から始まる併走する複数の道路上にある場合に、現在位置を特定する現在位置特定地点を決定する特定地点決定手段と、前記垂直変位算出手段から算出した垂直変位量と、前記現在位置特定地点の垂直変位量とを基に前記車両の現在位置を決定する現在位置確定手段とを備え、前記現在位置特定地点は、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の高低差が無くなる地点までの区間において、前記複数の道路間の高低差が最大となる地点とする。
【0012】
また、本発明の第6の局面に係る車両位置検出装置は、垂直方向の変位量である垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、車両の進行方位と走行距離と道路の3次元のデータを含む道路データとから推測される現在位置である推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記推測現在位置が併走する複数の道路が始まる狭角分岐点であるか否かを判定する分岐点判定手段と、前記分岐点判定手段で前記推測現在位置が前記狭角分岐点であることを判定した場合、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の垂直変位量差が無くなる地点までの垂直変位量差が最大となる地点を前記道路データから検索し、現在地特定地点とする特定地点決定手段と、前記推測現在位置が前記現在地特定地点であるか否かを判定する現在地特定手段と、前記現在地特定手段で現在地特定地点であることを判定した場合、 前記現在地特定地点の前記垂直変位量と最も近い垂直変位量を有する道路を前記複数の道路から選択する選択手段とを有する。
【0013】
また、本発明の第7の局面に係る車両位置検出方法は、垂直方向の変位量である垂直変位量を算出するステップと、車両の進行方位と走行距離と道路の3次元のデータを含む道路データとから推測される現在位置である推測現在位置を算出するステップと、前記推測現在位置が併走する複数の道路が始まる狭角分岐点であるか否かを判定する分岐点判定ステップと、前記分岐点判定ステップで前記推測現在位置が前記狭角分岐点であることを判定した場合、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の垂直変位量差が無くなる地点までの垂直変位量差が最大となる地点を前記道路データから検索し、現在地特定地点とする特定地点決定ステップと、前記推測現在位置が前記現在地特定地点であるか否かを判定する現在地特定ステップと、前記現在地特定ステップで現在地特定地点であることを判定した場合、前記現在地特定地点の前記垂直変位量と最も近い垂直変位量を有する道路を前記複数の道路から選択するステップとを有する。
【0014】
上記車両位置検出方法において、前記垂直変位量は、道路の勾配及び道路の高度のいずれかである。
【0015】
また、コンピュータに車両位置検出方法を実行させるためのプログラム、又は該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により、第7の局面は実現されても構わない。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態における車両位置検出装置の構成図の一例を示すものである。図1において、車両位置検出装置は、方位センサ101、車速センサ102、垂直変位センサ103、キー操作装置104,ディスプレイ装置105、地図読み出し用記憶装置106、道路付加データ記憶装置107及び、制御装置108を備えている。
【0017】
方位センサ101は角速度の検出をする振動ジャイロ、あるいは地球の磁場を検知し方位を検出する地磁気センサである。
【0018】
車速センサ102は車輪の回転数を検出するロータリーエンコーダーである。
【0019】
車両の垂直方向の変位量を検出する垂直変位センサ103は、加速度センサや角速度センサなどの傾きを検出する傾斜角センサあるいは、気圧を検出する気圧センサなどである。
【0020】
キー操作装置104は、ユーザからの指示をキー操作により制御装置108に入力させるものであり、現在地や目的地などの設定に使用される。
【0021】
ディスプレイ装置105は、地図と共に車両の現在位置を表示したり、入力メニューを表示する液晶パネルである。
【0022】
地図読み出し用記憶装置106は、CD−ROMドライブ装置やDVDドライブ装置であり、CD−ROMやDVDのメディアに書き込まれている地図データがこれから制御装置108へ読み出される。
【0023】
道路付加データ記憶装置107は、ハードディスク装置やフラッシュメモリなどであり、地図読み出し用記憶装置106から読み出した地図データに対応した垂直変位データが記憶される垂直変位データ領域109と前回の軌跡などが記憶される走行軌跡データ領域110とからなる。
【0024】
制御装置108は、キー操作装置104の指示に従い、方位センサ101乃至垂直変位センサ103のデータや地図読み出し用記憶装置106や道路付加データ記憶装置107からのデータを用いて現在位置を特定し、ディスプレイ装置105に表示するなどの処理を行う。
【0025】
以下に、この図1を用いて本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置の動作の概略を説明する。
【0026】
車両位置検出装置は、方位センサ101により検出された車両の進行方向と、車速センサ102から求まる走行距離とから、現在位置を緯度、経度データとして算出する。次に、車両位置検出装置は、現在位置を示すマークを、地図読み出し用記憶装置106から読み込んだ地図データに重ね合わせてディスプレイ装置105に出力する。但し、道路が複数に分岐し、かつ近接して併走しているため、方位センサ101及び、車速センサ102からのデータだけでは道路が確定できない場合は、道路付加データ記憶装置107から読み出した道路の高度や勾配といった道路付加データと、垂直変位センサ103からの垂直方向の変位量(以下、「垂直変位量」と記す。)とから車両の走行している道路を決定し、現在位置を確定する。
【0027】
また、走行道路の道路付加データが道路付加データ記憶装置107に無い場合、あるいは走行道路の道路付加データが道路付加データ記憶装置107にあるデータと異なる場合は、その走行道路を地図上の複数の道路候補の中から確定した後、確定された道路に新たな道路付加データを追加あるいは、既存の道路付加データの修正を行って、道路付加データ記憶装置107に記憶する。
【0028】
次に、制御装置108のハードウェア構成の一例を図2に示す。
【0029】
図2において、制御装置108は方位センサ101及び、垂直変位センサ103からのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器201、車速センサ102からのパルス数をカウントするカウンタ202、地図データや各種センサからのデータなどを一時的に保持するRAM203、処理プログラムやデータが書き込まれているROM204、キー操作装置104、地図読み出し用記憶装置106及び、道路付加データ記憶装置107からのデータをバスクロックに同期して入出力するパラレルIOポート(PIO)205、RAM203と地図読み出し用記憶装置106及び、道路付加データ記憶装置107間の高速なデータ転送を行うDMAコントローラ206、ディスプレイ装置105の表示制御を行うディスプレイコントローラ207とを有しており、これらはバス接続され、CPU208でコントロールされている。
【0030】
図1及び図2において、SIG1からSIG7で示したのは、信号の名称であり、それぞれ、SIG1は方位センサ101から出力されるアナログ信号を示し、SIG2は車速センサ102から出力されるパルス信号を示し、SIG3は垂直変位センサ103から出力されるアナログ信号を示す。更に、SIG4はキー操作装置104から出力されるパラレル信号を示し、SIG5はディスプレイ装置105を制御するための制御信号を示す。また更に、SIG6は地図読み出し用記憶装置106から読み出されるデータ信号を示し、SIG7は道路付加データ記憶装置107への書き込みあるいは、読み出されるデータ信号を示す。また、同じ信号に付いては、図面が異なっても同じ名称で示している。
【0031】
次に、図3を用いて、上述したようなハードウェア構成により実現される制御装置108の機能ブロックの構成について説明する。
【0032】
現在位置推測部301は、方位センサ101、車速センサ102及び、垂直変位センサ103から得られるデータから、車両の垂直方向の変位を含む3次元の走行軌跡及び推測現在位置を算出する。ここで現在位置推測部301への入力として、更にGPSによる絶対位置や進行方位のデータを加えることもできる。この算出された走行軌跡及び推測現在位置は走行軌跡記憶部302に記憶される。
【0033】
地図データ記憶部303は、CD−ROMやDVDメディアに記憶されている道路データを含む地図データを地図読み出し用記憶装置106から読み込み保持する。
【0034】
道路特定部304は、走行軌跡記憶部302に記憶されている車両の走行軌跡及び推測現在位置と、地図データ記憶部303に記憶された道路データとの整合度合から車両が走行してきた道路を特定する。
【0035】
垂直変位記憶部305は、道路付加データ記憶装置107の垂直変位データ領域109から垂直変位データを読み出し保持する。また、確定した道路の垂直変位データを垂直変位データ領域109に書き込む。
【0036】
現在位置算出部306は、現在位置推測部301で算出される車両の推測現在位置と地図データ記憶部303に記憶された道路データと、読み書き用記憶部107道路付加データ記憶装置107からその道路に対応する垂直変位データを読み出し、これらから道路を特定すると共に、車両現在位置を出力する。
【0037】
ディスプレイ制御部307は、地図データ記憶部303の地図データと現在位置算出部306により出力された車両現在位置を重ねてディスプレイ装置105に出力する。
【0038】
なお、走行軌跡記憶部302及び、垂直変位記憶部305のデータは、車両位置検出装置の電源が切られるときにそれぞれ道路付加データ記憶装置107の走行軌跡データ領域110及び、垂直変位データ領域109に自動的にセーブされる。
【0039】
このような構成の車両位置検出装置の動作について図4に示すフローチャートを用いて説明する。
【0040】
現在位置推測部301は、車両位置検出装置が起動された時点で、前回走行時の最後に出力された現在位置を車両現在位置の初期値として設定する。また、地図データ記憶部303は、地図読み出し用記憶装置106から、車両現在位置が存在する地図データを読み込む(ステップS401)。ここで、GPSなどの絶対位置取得手段を利用することにより初期値となる車両現在位置を補正すること、あるいはユーザのキー操作装置やリモコンなどからの指示により初期値を補正することもできる。また、走行軌跡記憶部302は、前回車両位置検出装置が停止するまでの車両の走行軌跡等が道路付加データ記憶装置107に保存されている場合には、そのデータを読み出す。なおこの初期化処理は起動時ばかりでなく、ユーザによるキー操作装置104からの指示で行うことも可能である。
【0041】
次に、現在位置推測部301が方位センサ101から得られる車両の進行方位や、車速センサ102から得られる車両の移動距離から車両現在位置の平面的移動量が求める。また、垂直変位センサ103から得られる垂直方向の変位を用いて垂直方向の変位量が求まる。これらにより前回の測定地点から現在地点への3次元の走行ベクトルが求まる(ステップS402)。
【0042】
次に、現在位置推測部301がステップS402で求めた走行ベクトルを用いて、車両の3次元の走行軌跡及び推測現在位置の算出処理を行う(ステップS403)。
【0043】
図5に垂直変位量を高度データとして利用する場合の、走行軌跡である走行ベクトル及びその走行ベクトルを用いて算出される車両の推測現在位置の例を示す。
【0044】
図5においてP(0)は1つ前の車両推測現在位置及び車両の高度であり、V(0,1)は方位センサ101と車速センサ102から得られた進行方向と、走行距離である長さを持つ走行ベクトル及び垂直変位センサから得られた高度の変位量をあらわす。この例の場合、位置P(0)から変位ベクトルV(0,1)だけ移動した位置P(1)が新しい車両推測現在位置となる。変位ベクトルV(0,1)はこの間における車両走行軌跡及び垂直変位量を表す。なお、ここでは垂直変位量として高度データを用いたが、勾配データを用いてもよい。また、高度データ、勾配データそれぞれについて絶対量を用いることも相対量を用いることもできる。
次に、現在位置算出部306がステップS403で算出された走行軌跡と、推測現在位置と、地図データ記憶部303の道路データとから、平面的な走行軌跡及び道路形状の整合度合を比較し、車両現在位置の算出を行う(ステップS404)。この整合度合は、走行軌跡と現在位置が存在する可能性のある道路との距離整合度合及び方向整合度合の加算平均として求まる。ここで、距離整合度合は、走行軌跡に対する各候補道路までの距離によって判定され、距離が大きくなるにつれて整合度合が下がる。この距離をdiff_dist、距離整合度合をSlとすると、距離整合度合Slは例えば、以下のように求められる。
diff_dist≦15(m)のとき Sl=100(%)
100(m)≧diff_dist>15(m)のとき
【0045】
S1={85-(diff_dist-15)} × 100/85(%)
100(m)<diff_distのとき Sl=0(%)
また、方向整合度合は、走行軌跡に対する各候補道路の方位角度差によって判定され、方位角度差が大きくなると整合度合が下がる。この方位角度差をdiff_dir、方向整合度合をSdとすると、方向整合度合Sdは例えば、以下のように
求められる。
diff_dir≦3(deg) のとき Sd=100(%)
30(deg)≧diff_dir>3(deg)のとき
【0046】
Sd={27-(diff_dir-3)} × 100/27(%)
30(deg)<diff_dir のとき Sd=0(%)
但し、本発明の第1の実施の形態では、判定距離差を15メートルと100メートル、また、判定方位角度差を3度と30度としたが、これに限られるものではなく、キー操作装置104により、任意に設定可能にすることが好ましい。
【0047】
次に、現在位置算出部301はステップS404で算出した車両現在位置が狭角分岐する道路の分岐点(以下、単に狭角分岐点と記す)であるか否かを判定する(ステップS405)。狭角分岐点であると判定した場合には垂直変位学習モードデータを設定し、ステップS403で求めた走行軌跡と推測現在位置データを走行軌跡記憶部に書き込む(ステップS406)。その後、車両現在位置を表示出力する(ステップS414)。また、狭角分岐点でないと判定した場合には更に、現在、垂直変位学習モードか否かを判定する(ステップS407)。
【0048】
ここで、垂直変位学習モードとは、狭角分岐点後複数に併走している道路に垂直変位のデータを付加するモードをいい、分岐後走行している道路が特定されるまで垂直変位学習モードが継続して行われる。
【0049】
また、狭角分岐点とは、図6あるいは図7に示すように立体交差点の本道と側道における分岐や、高速道路出入り口の本道と取り付け道路の分岐部分に多く見られるような、車両の進行方向に対していずれの道路も直線に近い角度で分岐するものを意味する。なお、図6は立体交差点における本道と側道の狭角分岐を平面図で示した道路図であり、図7は高速道路取付けにおける一般道と取付け道の狭角分岐を平面図で示した道路図である。
【0050】
この狭角分岐点の判定方法を図8を用いて以下に説明する。図8において、狭角分岐点pb1から分岐した道路をそれぞれ道路r10及び、道路r20とした場合、狭角分岐点pb1からそれぞれの道路についてLメートルの距離の地点をそれぞれ地点pr10及び、地点pr20とする。ここで、狭角分岐点pb1と地点pr10及び、地点pr20のそれぞれとを結ぶ直線r11と直線r20とで挟まれる角度を角度θとする。この角度θが所定の閾値以下の場合に狭角分岐点とみなす。なお、30度程度を狭角分岐点判定の閾値とすれば、狭角分岐点の候補を必要以上に多くすることがなく、狭角分岐点の判定の頻度を少なくできるので好ましい。現在位置算出部306は、地図データ記憶部303の地図データを参照し、上記の判定を行い、車両現在位置が狭角分岐点か否かを決定する。
【0051】
ステップS407の判定において、垂直変位学習モードでないと判定した場合は、ステップS414へ移行し、車両現在位置の表示出力を行う。
【0052】
また、ステップS407の判定において、垂直変位学習モードであると判定した場合には、現在位置算出部306は垂直変位記憶部305に垂直変位データが有るか否かを判定する。そして、垂直変位量が記憶されている道路データと、ステップS404により求めた推測現在位置との関係から次の6つののパターンに分類する(ステップS408)。この処理について、図9乃至図11を用いて以下に説明する。
【0053】
図9は車両現在位置が平面的走行軌跡を用いて特定された道路、ここでは道路番号r30からr35と示された道路に、垂直変位データが存在する場合である。この図において、道路番号r30には勾配0(deg)、道路番号r31には勾配1(deg)、・・・道路番号r35には勾配0(deg)が記録されており、道路番号r40から道路番号r43には勾配データは記録されていない。また、図10は車両現在位置が平面的走行軌跡を用いて特定された道路とは異なる道路、ここでは道路番号r40から道路番号r43までについて垂直変位データが存在し、道路番号r30から道路番号r35までには垂直変位データが記録されていない場合である。この図において、道路番号r40には高度0(m)、r41には高度“−1(m)”、・・・r43には高度“−4(m)”が記録されている。この高度は、道路分岐点pb2を基準とした相対高度で記録されている。
【0054】
これらの場合において、現在位置算出部306は道路分岐後の道路区間において、道路付加データ記憶装置107に記憶されていた該当する道路の垂直変位データと、ステップS403で算出した3次元走行軌跡及び車両の推測現在位置との整合度合とにより道路分岐点後のいずれの道路が正しいかを判定する(ステップS408)。そして、それぞれの検出パターンに合った車両の現在位置の補正を行う(ステップS409)。ステップS408の処理を図11のフローチャートを用いて説明する。
【0055】
初めに、現在位置算出部306は垂直変位データが道路分岐点後の全ての並列する道路に対して存在するか否かを判定し(ステップS1101)、存在する場合をパターンAとする(ステップS1102)。存在しない場合は更に、垂直変位データがステップS404で行った平面的走行軌跡を用いて推測した道路に存在するか否かを判定し(ステップS1103)、存在した場合は更に、走行軌跡記憶部302に記憶されている車両の3次元走行軌跡と、道路付加データ記録装置107に蓄積されている、特定した道路データに対応する垂直変位データとが整合するか否かを判定する(ステップS1104)。整合する場合は、パターンBとする(ステップS1105)。整合しない場合はパターンCとする(ステップS1106)。
【0056】
ここで、走行軌跡と道路データに対応する垂直変位データとの整合度合の判定について、図12を用いて説明する。
【0057】
この図は図9に示す道路を走行したときのものであり、地点pb2を起点に道路r30から道路r35まで走行したときの走行ベクトルが垂直方向において図12に示した走行ベクトルV30から走行ベクトルV35までである場合、その勾配の整合度合から車両は道路r30から道路r35までを走行したと判定できる。
【0058】
ステップS1103で垂直変位データが特定した道路に存在しない場合更に、特定外の道路に存在するか否かを判定する(ステップS1107)。特定外の道路に存在する場合は更に、走行軌跡記憶部302に記憶されている車両の3次元走行軌跡と、道路付加データ記録装置107に蓄積されている、特定した道路データに対応する垂直変位データとが整合するか否かを判定する(ステップS1108)。整合する場合は、パターンDとする(ステップS1109)。整合しない場合はパターンEとする(ステップS1110)。また、特定外の道路に存在しない場合はパターンF(ステップS1111)とする。
【0059】
次に、現在位置算出部306はステップS408の処理でパターンA、B及び、Dとなった場合に、以下の補正処理を行う(ステップS409)。すなわち、パターンAでは、走行軌跡記憶部302に記憶した車両の3次元走行軌跡の垂直変位データと、道路データに対応する垂直変位記憶部305の垂直変位データとが最も整合する道路を現在走行している道路であると確定させる。パターンBでは、現在特定している道路をそのまま現在位置として確定させる。そして、パターンDでは、車両の3次元走行軌跡の垂直変位データと、垂直変位記憶部305に記憶されている道路の垂直変位データとが整合している場合は、現在特定している道路からその整合している道路に現在位置を移動させる。
【0060】
その後、垂直変位学習モードの設定を解除し(ステップS410)、特定した道路上に現在位置を表示出力する(ステップS414)。なお、図9中の901及び、図10中の1001は車両の現在位置を表示する車両位置表示マークである。
【0061】
また、ステップS408でパターンC、E及び、Fとなった場合は、車両が道路分岐点後の道路区間を走行している時点ではどの道路を走行しているか否かを特定することは困難である。そのため、現在位置算出部306は、図13乃至図15に示すような走行を行った後の特定可能位置に現在いるか否かを判定し、特定可能位置にいると判定した場合には、その地点を基準に走行軌跡記憶部302にある走行軌跡と地図データ記憶部303の道路ネットワークの接続性から、走行してきた道路を進行方向とは逆に辿ることにより、道路分岐点後に走行した道路を特定する。
【0062】
図13は、現在位置が立体交差点の本道と側道が並走する道路区間から曲折することによって明らかに特定できるような走行例を示す。図14は並走する道路区間から一方の道路のみが、転回を行うような走行例を示す。または図15は並走する道路区間から一方の道路が消滅することにより特定できるような走行例を示す。
【0063】
図13を用いて、道路の特定方法を以下に詳細に説明する。
【0064】
まず車両は道路r10上を地点P(0)から、地点P(1)、地点P(2)と進んで行くものとする。車両が地点P(1)から地点P(2)に進む途中で道路分岐点n10を通過する。道路分岐点n10の通過後、道路r11と道路r12とが存在するが、道路r11と道路r12が近接して、ほぼ併走しているため、平面的走行軌跡と道路データの整合度合では車両がいずれの道路を走行しているか特定することができない。そして、車両が、地点P(2)から地点P(3)、地点P(4)へと進ん行くが、同様に道路r11と道路r12がほぼ並走しているため走行道路を特定することができない。その後、車両が分岐点n11で曲折し、道路r13を地点P(4)から地点P(5)、地点P(6)へと進むと、近
接して並走する道路が存在しなくなるため、車両の現在位置が正確に道路r13上に特定することができるようになる。車両の現在位置が特定できた地点で、例えば図13では地点P(6)の位置を基準として、走行軌跡記憶部302に蓄積してある車両の軌跡である走行ベクトルデータを用いて、逆方向に走行ベクトルV(5,6)から、V(4,5)・・・・V(0,1)へと辿り、逆方向の走行軌跡を形成する。また、地図データ記憶部303の道路ネットワークについても、道路r13から逆方向に分岐点n11へ、分岐点n11から逆方向に接続する道路r12と道路r14へ、更に分岐点n12から逆方向に接続する道路r17及び道路r18へと辿ることができる。ここで逆方向の走行軌跡と逆方向に接続した道路ネットワーク形状とを比較する(ステップS411)。なお、道路r16や道路r19は分岐点n11やn12から各々n13やn10への方向のみ走行可能な道路であるため除外される。
【0065】
逆方向の走行軌跡と逆方向に接続した道路ネットワーク形状との比較により整合度合の高い道路ネットワークの組み合わせが特定される。図13の例では、道路特定部304はr13→n11→r12→n10→r10の道路ネットワークを選択する。
【0066】
また、走行道路の特定ができない場合には、道路特定部304はステップS403で求めた、走行軌跡である走行ベクトルと推測現在位置データとを走行軌跡記憶部302に蓄積する(ステップS412)。その後、ステップS404で求めた推測現在位置を車両現在位置としてディスプレイ制御部307へ出力し地図データと合成して表示する(ステップS414)。なお、図13中の1301、図14中の1401及び、図15中の1501は車両位置表示マークであり、表示例の地点は車両の現在位置が特定できる地点である。
【0067】
ステップS411で走行した道路が特定できた場合、特定された道路に対する垂直変位データの学習を行う(ステップS413)。なお、この書き込みを行う道路の区間(以下、「学習区間」という。)は、狭角分岐点から道路特定地点までの、狭角分岐点を基準にして垂直変位量に一定の差が生じている区間とする。例えば、勾配差が最大となる区間あるいは、勾配が一定の閾値以上となる区間である。
【0068】
勾配を判定のデータとして使用するのは、高低差があまり無い道路であるが、上り下りが多い道路とか、平坦な道路とか、上りのみ、下りのみの道路とかを判定するのに、勾配によりそれぞれの道路を識別できるからである。また、最大地点や勾配差が所定値以上であるような道路の特徴が明確に現れる区間を学習区間とすることにより精度良く道路の特定ができる。
【0069】
更に、検出した勾配の変化があまりに細かく変化する地点においてはその検出精度が保証できなくなるため、勾配がある程度安定している必要がある。このため、検出した勾配が所定時間、一定の値となる地点で算出した勾配データを使用することがより好ましい。
【0070】
また、道路の判定のデータとして高度を使用することもできる。この場合は、勾配差があまり無い道路であるが、高度差が大きい道路を判定するのに有効である。そして、この高度データを蓄積する学習区間は、高低差が最大となる区間あるいは、高低差が一定の閾値以上となる区間とする。これにより、精度良く道路の特定ができるようになる。
【0071】
更に、検出した高度の変化があまりに細かく変化する区間においてはその検出精度が保証できなくなるため、高度がある程度安定している必要がある。このため、検出した高度差が所定時間、一定の値以上となる区間で算出した高度データを使用することがより好ましい。これにより、蓄積する垂直変位データも効率的に少なく抑えることができる。
【0072】
これらのように、勾配と高度を使用することは、それぞれの道路状況により異なるため、勾配と高度の両方のデータを垂直変位量として同時に蓄積し、道路状況により使い分けることがより好ましい。
【0073】
また、学習区間の垂直方向の形状を凸型、凹型、平型といった3つの形状パターンに分類して、その形状パターンのデータとすることもできる。形状パターンの分類は、狭角分岐点から道路特定地点までにおいて、勾配が正から負に変化している区間を凸型とし、勾配が負から正に変化している区間を凹型とし、それ以外を平型とする。これにより道路は、3種類の組合せで指定でき垂直変位量のデータ数を少なくすることができる。
【0074】
更に、狭角分岐点直前の勾配に対する学習区間の平均の相対的な勾配差、あるいは、狭角分岐点直前の高度と学習区間の平均高低差が所定の値以下か否かといったデータでもよい。また、以上のデータに限らず、車両の垂直変位のデータとなるデータであればどのようなものでも構わない。
【0075】
なお、この学習区間にはあらかじめ一定の走行距離の制限を設けておき、その所定距離走行しても道路特定地点とならない場合は、その所定距離までを学習区間とする。例えば、2キロメートルを所定距離とすれば、必要以上に学習区間が長くなって、端末への負荷を大きくすることが無いので好ましい。また、この所定距離はユーザにより設定可能にしておくことが好ましい。
【0076】
図16に垂直変位記憶部305に記憶された、道路データに一対一で対応する形式で勾配を保存する場合のデータ構造を示す。図中、属性情報欄には、道路の幅員の情報、一方通行などの規制の情報、及び、国道、高速、有料等といった道路種別などの情報が記憶されており、経路探索などで利用される。また、図17には、分岐点に付随するデータとして、例えば狭角分岐点に該当する分岐点n100から分岐して並走する道路r100と道路r99についての区間距離と区間勾配を保存するデータ構造を例として示す。
【0077】
以下に走行軌跡記憶部302に蓄積された走行ベクトルが垂直変位記憶部305のデータ構造にいかに変換されるかについて説明する。
【0078】
図16では道路データに対して勾配を一対で保存している。まず道路データとの対応付けは、上記ステップS411について図13で説明したように、道路データと走行ベクトルを対応づけることができる。また、1つの道路データに複数の走行ベクトルが跨る場合はその平均値を記録するか、あるいは最大の勾配を記録する。
【0079】
勾配は図5における車両の位置および高度データを用いたベクトル量から算出される。
【0080】
図5では、車両位置を地点P(n)、地点P(n+1)(nは、時系列変化を示す)の2地点間の変位を示すベクトルをV(n、n+1)として表している。ここで、P(n)の座標系を(X(n)、Y(n)、Z(n))として、2地点間の変位を示すベクトル量を(dx(n)、dy(n)、dz(n))として表すこととする。高さの変位量をdz(n)、2地点間の平面移動距離をdとすると、勾配角度θは、arctan(dz(n)/d)で算出することができる。
【0081】
また、図17では、1つの道路データに対して、複数の勾配角を距離毎に記録できるようにしているので、勾配角が変化するに応じて、2地点間の変位を示すベクトル量を(dx(n)、dy(n)、dz(n))から距離を求めて、順に記録する。
【0082】
次に、垂直方向変位学習モードの設定が解除される(ステップS410)。
【0083】
最後に、ディスプレイ制御部307はそれまでに確定された車両現在位置を地図データ記憶部303の地図データに重ね合わせてディスプレイ装置105へ出力する。
【0084】
以上のステップS402からステップS415までの処理は一定時間間隔で実行される。なお、本実施の形態においては、1秒ごとに実行すれば、十分である。また、処理間隔は、ユーザにより設定可能にしておくことが好ましい。これらの処理により、道路付加データ記憶装置107の垂直変位データ領域109は、ユーザが走行することで自動的に更新され、地図データが整備されていく。
【0085】
また、上記の処理を行った結果、道路付加データ記憶装置107に道路分岐点後の区間において垂直変位データが併走する全ての道路に蓄積されている場合、以下のような方法により走行道路の整合度合を判定することができる。
【0086】
図18は道路r50が分岐点P20で道路r51と道路r52に分岐し、地点P21で上層の道路r53が道路r52と合流し、下層の道路r51に併走する上層の道路r54に合流する道路を示す。
【0087】
今、この道路r50乃至道路r54の全てに図に示すように垂直変位データであるレベルデータが蓄積しているとする。ここでレベルとは、垂直関係の相対尺度であり、値が大きいほど道路が高い位置にあることを示している。すなわち、図18において、道路r50、r51は、レベル0なので、レベル1のr52より低い位置にあり、道路r53、r54はレベル2なので、他のどの道路よりも高い位置にあることを示している。
【0088】
この道路を走行したときの走行軌跡が図19に示すパターン1であった場合、現在位置算出部306は地点P21において現在位置推測部301が求めた垂直変位量がレベル2にあることを認識し、車両現在位置が道路r51より高い位置にある道路r54であると特定することができる。また、パターン2の走行を行った場合には、道路r52の距離を走行した時点で推測現在位置の垂直変位量がレベル0のままであることを認識することにより、道路r51を走行していると特定することができる。ここでは、相対的な高さの位置関係を示すレベルで説明したが、高さ情報や勾配情報でも同様に判断することができる。
【0089】
また、この例では分岐点P20後の判定地点を分岐点P20から次の交差点P21までの距離に相当する地点としたが、分岐点P20から道路付加データ記憶装置107の垂直変位データ領域109に垂直変位データが蓄積されている地点までに相当する距離を走行した地点とすることもできる。この地点は、ステップS413において指定された学習区間であるため、垂直変位データにより道路の特定を精度良く行うことができる。
【0090】
また、本実施の形態では道路付加データ記憶装置107が独立して存在するため、CD−ROM等で提供される地図データが更新されても、道路付加データ記憶装置107の垂直変位データ領域109109はそのまま保持できるため、それまでユーザが走行して蓄積された垂直変位データを引き続き使用できるという効果がある。
【0091】
なお、本実施の形態では、垂直変位データを地図データ記憶部303に有していない例を示したが、垂直変位データを一部の道路について有していても構わない。その場合においては、道路特定部304がステップS408において、垂直変位記憶部305に対象道路の垂直変位データが有るか否かを判定するときに、地図データ記憶部303にも有無をチェックする処理を追加する。これにより、道路特定部304は垂直変位記憶部305に垂直変位データが無い場合、地図データ記憶部303にその垂直変位データが有れば、それを使用して道路を特定できる。また、現在位置算出部306は同様に車両現在位置を特定する際に、ステップS409において垂直変位記憶部305に対象道路の垂直変位データが有るか否かを判定するときに、地図データ記憶部303にも有無をチェックする処理を追加する。これにより、現在位置算出部306は、初めて走行する道路である場合のように、垂直変位記憶部305に垂直変位データが無い場合でも、地図データ記憶部303にその垂直変位データが有れば、それを使用して車両現在位置を特定できる。
【0092】
(第2の実施の形態)
図20は、本発明の第2の実施の形態における車両位置検出装置の構成図の一例を示すものである。第1の実施の形態とは道路付加データ記憶装置が無い点と、地図読み出し用記憶装置2006から読み出される地図データが3次元データである点が異なる。また、図21は本実施の形態の制御装置2008の機能ブロックの構成を示す。
【0093】
平面的現在位置推測部2101は、方位センサ101及び、車速センサ102から得られるデータから平面的走行軌跡及び、推測現在位置を求める。
【0094】
垂直変位算出部2102は、傾斜角センサなどの垂直変位を検出するセンサの出力から垂直変位量を算出する。
【0095】
3次元地図データ記憶部2103は3次元道路データ含む地図データを地図読み出し用記憶装置2006から読み込み保持する。
【0096】
特定地点決定部2104は、平面的推測現在位置から求めた複数の候補の道路から走行している道路を特定する特定地点を決定する。
【0097】
現在位置確定部2105は特定地点で候補道路から走行している道路を特定する。
【0098】
ディスプレイ制御部307は、現在位置をディスプレイ装置105へ出力し表示する。
【0099】
次に、図22に示すフローチャートを用いて、車両現在位置の特定処理を説明する。この処理において、車両現在位置の初期化ステップS2201は第1の実施の形態のステップS401と同じである。
【0100】
次に、平面的現在位置推測部2101が方位センサ101と車速センサ102とから水平面上の推測現在位置を求める(ステップS2202)。
【0101】
次に、平面的現在位置推測部2101は、3次元地図データ記憶部2103の3次元道路データと推測現在位置から車両現在位置が狭角分岐点であるか否か判定する(ステップS2203)。
【0102】
狭角分岐点であると判定した場合、特定地点決定部2104はその分岐点に接続する全ての道路について特定地点決定処理を行う(ステップS2204)。
【0103】
この特定地点決定処理について、以下に説明する。
【0104】
特定地点決定部2104は、分岐点から候補となっている複数の道路間の勾配差が無くなる地点までにおいて、他の候補道路との勾配差が最大となる地点をその道路の特定地点とする。
【0105】
また、分岐点から候補となっている複数の道路間の高度差が無くなる地点までにおいて、他の候補道路との高度差が最大となる地点をその道路の特定地点とすることもできる。
【0106】
このような特定地点の決定を候補となっている全ての道路について行う。これにより特定地点決定部2104は、道路の特徴を最も区別できる地点で、確実に道路の特定を行うことが可能になる。
【0107】
なお、勾配差を垂直変位量として用いるのは、高低差があまり無い道路であるが、上り下りが多い道路と、平坦な道路あるいは、上りのみ、下りのみの道路とを判定するのに有効であるからである。また、高低差を垂直変位量として用いるのは、逆に勾配差があまり無いが高度差が大きい道路を特定するのに有効であるからである。
【0108】
また、特定する区間を分岐点からそれとの高度差が無くなる地点としたのは、立体交差点などで、高低差あるいは勾配差が得られなくなる可能性が高いからである。なお、候補道路間の高度差が同じになることが所定の距離区間でない場合は、その所定の距離区間において、特定処理を行う。
【0109】
ステップS2203で狭角分岐点でないと判定された場合は、次に、推測現在位置が特定地点であるか否かを判定する(ステップS2206)。
【0110】
この判定で特定地点でないと判定された場合は、推測現在位置を車両現在位置としてディスプレイ制御部307に出力し表示する。
【0111】
ステップS2206で特定地点であると判定した場合、現在位置確定部2105は、垂直変位算出部で求めた現時点の垂直変位量を、3次元地図データ記憶部2103の3次元道路データと比較し、所定の垂直変位量以下であればその道路上であると判定し車両現在位置を確定する。
【0112】
その後、ディスプレイ制御部307にその現在位置を出力し、ディスプレイ装置105に表示する。
【0113】
これにより、車両位置検出装置は3次元道路データを用いて、分岐後の併走する複数の道路から車両現在位置を精度良く特定することができる。
【0114】
なお、第2の実施の形態では、地図読み出し用記憶装置2006に3次元地図データが記憶されているが、第1の実施の形態のように地図読み出し用記憶装置106と道路付加データ記憶装置107とにより3次元地図データが得られる構成にしても同様な効果を得ることができる。
【0115】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、車両が走行した3次元データの走行軌跡を記憶しておき、車両の現在位置が確定できた時点でそれまで記憶していた垂直変位量を確定した道路データの垂直変位量として登録することにより、走行した道路の垂直変位量を蓄積した道路データとして整備することができる。更に本発明は、この道路データを用いることにより、車両位置を正しい道路上に位置させることができるという優れた効果を有する車両位置検出装置及び、車両位置検出方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置の基本構成を示すブロック図
【図2】本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置の制御装置のハードウェア構成を示すブロック図
【図3】本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置の制御装置の機能構成を示すブロック図
【図4】本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置の動作を示すフローチャート
【図5】本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置の走行ベクトル及び推測現在位置を示すベクトル図
【図6】本発明の第1の実施の形態における立体交差点における本道と側道の狭角分岐を示す道路図
【図7】本発明の第1の実施の形態における高速道路取付けにおける一般道と取付け道の狭角分岐を示す道路図
【図8】本発明の第1の実施の形態における狭角分岐の定義を説明する道路図
【図9】本発明の第1の実施の形態における垂直変位データが記録されている道路に車両位置が検出されている例を示す道路図
【図10】本発明の第1の実施の形態における垂直変位データが記録されてない道路に車両位置が検出されている例を示す道路図
【図11】本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置の制御装置で行う道路のパターン分類処理を示すフローチャート
【図12】本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置の走行軌跡の垂直変位を示す走行ベクトル軌跡図
【図13】本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置が立体交差点で車両が曲折した時に車両が走行した道路を特定する方法を説明する道路図
【図14】本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置が平行する道路の一方が転回する場合に車両が走行した道路を特定する方法を説明する道路図
【図15】本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置が平行する道路の一方が消滅する場合に車両が走行した道路を特定する方法を説明する道路図
【図16】本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置が垂直変位データを道路データと関連づけて記憶する例を示すデータ構成図
【図17】本発明の第1の実施の形態における車両位置検出装置が垂直変位データを交差点データと関連づけて記憶する例を示すデータ構成図
【図18】本発明の第1の実施の形態における3次元データを有する道路を示す道路図
【図19】本発明の第1の実施の形態における垂直変位データの走行軌跡の例を示す走行軌跡図
【図20】本発明の第2の実施の形態における車両位置検出装置の基本構成を示すブロック図
【図21】本発明の第2の実施の形態における車両位置検出装置の制御装置の機能構成を示すブロック図
【図22】本発明の第2の実施の形態における車両位置検出装置の動作を示すフローチャート
【図23】従来のナビゲーション装置の構成図
【符号の説明】
101 方位センサ
102 車速センサ
103 垂直変位センサ
104 キー操作装置
105 ディスプレイ装置
106 地図読み出し用記憶装置
107 道路付加データ記憶装置
108 制御装置
109 垂直変位データ領域
110 走行軌跡データ領域
201 A/D変換器
202 カウンタ
203 RAM
204 ROM
205 PIO
206 DMAコントローラ
207 ディスプレイコントローラ
208 CPU
301 現在位置推測部
302 走行軌跡記憶部
303 地図データ記憶部
304 道路特定部
305 垂直変位記憶部
306 現在位置算出部
307 ディスプレイ制御部
901 車両位置表示マーク
1001 車両位置表示マーク
1301 車両位置表示マーク
1401 車両位置表示マーク
1501 車両位置表示マーク
2006 地図読み出し用記憶装置
2101 平面的現在位置推測部
2102 垂直変位算出部
2103 3次元地図データ記憶部
2104 特定地点決定部
2105 現在位置確定部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a vehicle position detection device and a vehicle position detection method that allow a position of a measured vehicle to be accurately positioned on a road.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, as this type of vehicle position detecting device, there has been one described in, for example, JP-A-9-159473. FIG. 23 shows a configuration of a conventional navigation device described in the publication.
[0003]
  In FIG. 23, a conventional navigation device measures the position of a vehicle and obtains positioning data of the vehicle, a GPS unit 21 and a self-supporting positioning unit 22, a map storage unit 23 storing map data having three-dimensional road data, A display unit 25 that displays the position of the vehicle and the map data, and a vehicle attitude angle indicated by the positioning data and a road gradient indicated by the three-dimensional road data when the position of the measured vehicle is corrected on the road of the map data. A map matching unit 26 that compares and determines the degree of matching and determines a road to be corrected is provided.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in such a conventional navigation device, the current position can be accurately obtained at a place where the road height difference is recorded in advance on the map, but the position is not accurately obtained at the place where the height difference data is not recorded. There was a case that could not be identified. In particular, there is a problem that a position is erroneously detected if there is no height difference data on a road that is parallel to the horizontal direction in the vicinity and a road that is parallel in the height direction.
[0005]
  The present invention has been made to solve such a conventional problem, and a vehicle position detection device capable of accurate position detection even when there are roads parallel in the vertical or horizontal direction, and A vehicle position detection method is provided.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  A vehicle position detection device according to a first aspect of the present invention includes a vehicle traveling direction detected by a direction sensor, a travel distance obtained from a detection value of a vehicle speed sensor, and a vehicle vertical direction detected by a vertical displacement sensor. From the displacement amount,Current position estimating means for calculating the estimated current position of the vehicle, traveling locus storage means for storing the locus of the estimated current position, map storage means for storing road data, and the degree of consistency between the locus and the road data Road identification means for identifying the road corresponding to the trajectory based on the result of the determination, and vertical displacement storage means for storing the vertical displacement amount in association with the road identified by the road identification means WithThe vertical displacement amount is at least one of a road gradient and a road altitude, and the vertical displacement storage means includes a section having a maximum gradient difference from the narrow-angle branch point and the narrow-angle branch. A section where the gradient from the point is equal to or greater than a predetermined threshold, a section where the height difference from the narrow-angle branch point is maximum, and a section where the height difference from the narrow-angle branch point is equal to or greater than a predetermined threshold. The vertical displacement amount of at least one section is stored.
[0007]
  Also the verticalDisplacementThe vertical displacement amount stored in the storage means is such that the variation of the vertical displacement amount is not more than a predetermined value per unit time.
[0008]
  A vehicle position detection device according to a second aspect of the present invention includes a vehicle traveling direction detected by a direction sensor, a travel distance obtained from a detection value of a vehicle speed sensor, and a vehicle vertical direction detected by a vertical displacement sensor. Current position estimating means for calculating the estimated current position of the vehicle from the amount of displacement; traveling locus storage means for storing the locus of the estimated current position; and map recording for storing road data. A memory specifying means, a road specifying means for determining a degree of matching between the trajectory and the road data, and specifying a road corresponding to the trajectory based on a result of the determination; and a road specified by the road specifying means Vertical displacement storage means for storing the vertical displacement amount, wherein the vertical displacement storage means determines the shape in the vertical direction of the section stored in the travel locus storage means, stores the shape, and stores the shape. Is determined based on a combination of a positive gradient and a negative gradient in the section stored in the travel locus storage means, and the shape is any one of a convex shape, a concave shape, and a flat shape..
[0009]
  A vehicle position detection device according to a third aspect of the present invention includes a vehicle traveling direction detected by a direction sensor, a travel distance obtained from a detection value of a vehicle speed sensor, and a vehicle vertical direction detected by a vertical displacement sensor. Current position estimating means for calculating an estimated current position of the vehicle from a displacement amount; traveling locus storage means for storing a locus of the estimated current position; map storage means for storing road data; the locus and the road A degree of matching with data is determined, and a road specifying unit that specifies a road corresponding to the trajectory based on a result of the determination, and the amount of vertical displacement is stored in association with the road specified by the road specifying unit. Vertical displacement storage means, the section for storing the trajectory is from a narrow-angle branch point where a plurality of parallel roads start to a current position determination point where the current position of the vehicle can be determined, The direct displacement storage means stores data indicating no vertical displacement when the vertical displacement amount of the section stored in the travel locus storage means is less than a predetermined value with respect to the vertical displacement amount of the narrow-angle branch point, and When the vertical displacement amount of the section stored in the travel locus storage means is equal to or greater than a predetermined value with respect to the vertical displacement amount of the narrow-angle branch point, data with the vertical displacement amount is stored.
[0010]
  According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vehicle position detection device that detects a traveling direction and a travel distance of a vehicle and calculates an estimated current position of the vehicle, and detects a vertical displacement of the vehicle. Vertical displacement calculating means for calculating the vertical displacement amount, three-dimensional map storage means for storing three-dimensional map data, and a plurality of the estimated current positions that run side by side starting from a narrow-angle branch point in the three-dimensional map data Specific position determining means for determining a current position specifying point for specifying the current position, a vertical displacement amount calculated from the vertical displacement calculating means, and a vertical displacement amount of the current position specifying point A current position determining means for determining the current position of the vehicle based on the current position specifying point in the section from the narrow-angle branch point to a point where there is no gradient difference between the plurality of roads. road Gradient difference between is the point where the maximum.
[0011]
  According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a vehicle position detecting device that detects a traveling direction and a travel distance of a vehicle and calculates an estimated current position of the vehicle, and detects a vertical displacement of the vehicle. Vertical displacement calculating means for calculating the vertical displacement amount, three-dimensional map storage means for storing three-dimensional map data, and a plurality of the estimated current positions that run side by side starting from a narrow-angle branch point in the three-dimensional map data Specific position determining means for determining a current position specifying point for specifying the current position, a vertical displacement amount calculated from the vertical displacement calculating means, and a vertical displacement amount of the current position specifying point A current position determining means for determining the current position of the vehicle based on the current position specifying point in the section from the narrow-angle branch point to a point where there is no height difference between the plurality of roads. road Height difference of between to the point where the maximum.
[0012]
  A vehicle position detection apparatus according to a sixth aspect of the present invention includes a vertical displacement calculation means for calculating a vertical displacement amount that is a displacement amount in the vertical direction, three-dimensional data of the traveling direction, travel distance, and road of the vehicle. Current position estimating means for calculating an estimated current position that is an estimated current position from road data including roads, and a branch for determining whether a plurality of roads on which the estimated current position is running are narrow-angle branch points When it is determined by the point determination means and the branch point determination means that the estimated current position is the narrow-angle branch point, from the narrow-angle branch point to a point where there is no vertical displacement difference between the plurality of roads A point where the vertical displacement amount difference is maximized is searched from the road data, a specific point determining unit that sets the current location specific point, a current location specifying unit that determines whether the estimated current position is the current location specific point, The present If it is determined that the current location specific point in a specific section, Selecting means for selecting a road having a vertical displacement amount closest to the vertical displacement amount at the current location specifying point from the plurality of roads.
[0013]
  A vehicle position detection method according to a seventh aspect of the present invention includes a step of calculating a vertical displacement amount that is a displacement amount in a vertical direction, and a road that includes three-dimensional data of a traveling direction, a travel distance, and a road of the vehicle. A step of calculating an estimated current position which is a current position estimated from the data, a branch point determination step of determining whether or not a plurality of roads on which the estimated current position runs concurrently are narrow-angle branch points, and When it is determined in the branch point determination step that the estimated current position is the narrow-angle branch point, the vertical displacement amount difference from the narrow-angle branch point to a point where the vertical displacement amount difference between the plurality of roads disappears is the maximum. A point to be searched from the road data, a specific point determining step as a current location specific point, a current location specifying step for determining whether the estimated current position is the current location specific point, and the current location If it is determined that the current location specific point in a specific step, and a step of selecting a road having the vertical displacement amount and the closest vertical displacement amount of the current location specific point from the plurality of road.
[0014]
  In the vehicle position detection method, the vertical displacement amount is one of a road gradient and a road altitude.
[0015]
  Further, the seventh aspect may be realized by a program for causing a computer to execute the vehicle position detection method or a computer-readable recording medium on which the program is recorded.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
  (First embodiment)
  FIG. 1 shows an example of a configuration diagram of a vehicle position detection apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the vehicle position detection device includes an orientation sensor 101, a vehicle speed sensor 102, a vertical displacement sensor 103, a key operation device 104, a display device 105, a map reading storage device 106, a road additional data storage device 107, and a control device 108. It has.
[0017]
  The direction sensor 101 is a vibrating gyroscope that detects angular velocity, or a geomagnetic sensor that detects the direction of the earth by detecting the magnetic field of the earth.
[0018]
  The vehicle speed sensor 102 is a rotary encoder that detects the rotational speed of the wheel.
[0019]
  The vertical displacement sensor 103 that detects the amount of displacement in the vertical direction of the vehicle is an inclination angle sensor that detects an inclination, such as an acceleration sensor or an angular velocity sensor, or an atmospheric pressure sensor that detects atmospheric pressure.
[0020]
  The key operation device 104 is used to input an instruction from the user to the control device 108 by key operation, and is used for setting a current location, a destination, and the like.
[0021]
  The display device 105 is a liquid crystal panel that displays the current position of the vehicle together with a map or displays an input menu.
[0022]
  The map reading storage device 106 is a CD-ROM drive device or a DVD drive device, and map data written on a CD-ROM or DVD medium is read out to the control device 108.
[0023]
  The road additional data storage device 107 is a hard disk device, a flash memory, or the like, and stores a vertical displacement data area 109 in which vertical displacement data corresponding to the map data read from the map reading storage device 106 is stored, the previous locus, and the like. And a travel locus data area 110 to be executed.
[0024]
  In accordance with an instruction from the key operation device 104, the control device 108 specifies the current position using data from the direction sensor 101 to the vertical displacement sensor 103, data from the map reading storage device 106, and data from the road additional data storage device 107, and displays Processing such as display on the device 105 is performed.
[0025]
  The outline of the operation of the vehicle position detection apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0026]
  The vehicle position detection device calculates the current position as latitude and longitude data from the traveling direction of the vehicle detected by the direction sensor 101 and the travel distance obtained from the vehicle speed sensor 102. Next, the vehicle position detection device superimposes the mark indicating the current position on the map data read from the map reading storage device 106 and outputs it to the display device 105. However, when the road cannot be determined only by the data from the direction sensor 101 and the vehicle speed sensor 102 because the road is branched into a plurality of roads and is running close together, the road read from the road additional data storage device 107 The road on which the vehicle is traveling is determined from the road additional data such as altitude and gradient and the vertical displacement amount from the vertical displacement sensor 103 (hereinafter referred to as “vertical displacement amount”), and the current position is determined. .
[0027]
  Further, when the road additional data of the traveling road is not in the road additional data storage device 107, or when the road additional data of the traveling road is different from the data in the road additional data storage device 107, the traveling road is displayed on the map. After the road candidate is determined, new road additional data is added to the determined road or the existing road additional data is corrected and stored in the road additional data storage device 107.
[0028]
  Next, an example of the hardware configuration of the control device 108 is shown in FIG.
[0029]
  In FIG. 2, the control device 108 includes an orientation sensor 101, an A / D converter 201 that converts an analog signal from the vertical displacement sensor 103 into a digital signal, a counter 202 that counts the number of pulses from the vehicle speed sensor 102, map data, The RAM 203 that temporarily stores data from various sensors, the ROM 204 in which processing programs and data are written, the key operation device 104, the map reading storage device 106, and the road additional data storage device 107 are bus clocked. The parallel IO port (PIO) 205 that inputs and outputs in synchronization with the RAM 203, the DMA controller 206 that performs high-speed data transfer between the RAM 203 and the map reading storage device 106, and the road additional data storage device 107, and display control of the display device 105 Do display control Has a chromatography La 207, they are bus-connected, it is controlled by the CPU 208.
[0030]
  In FIG. 1 and FIG. 2, SIG1 to SIG7 indicate the names of signals, SIG1 indicates an analog signal output from the direction sensor 101, and SIG2 indicates a pulse signal output from the vehicle speed sensor 102, respectively. SIG3 indicates an analog signal output from the vertical displacement sensor 103. Further, SIG 4 indicates a parallel signal output from the key operation device 104, and SIG 5 indicates a control signal for controlling the display device 105. Furthermore, SIG6 indicates a data signal read from the map reading storage device 106, and SIG7 indicates a data signal written to or read from the road additional data storage device 107. The same signal is indicated by the same name even if the drawings are different.
[0031]
  Next, the functional block configuration of the control device 108 realized by the hardware configuration as described above will be described with reference to FIG.
[0032]
  The current position estimation unit 301 calculates a three-dimensional travel locus including a vertical displacement of the vehicle and an estimated current position from data obtained from the direction sensor 101, the vehicle speed sensor 102, and the vertical displacement sensor 103. Here, as an input to the current position estimation unit 301, it is also possible to add GPS absolute position and travel direction data. The calculated travel locus and the estimated current position are stored in the travel locus storage unit 302.
[0033]
  The map data storage unit 303 reads and holds map data including road data stored in a CD-ROM or DVD medium from the map reading storage device 106.
[0034]
  The road identifying unit 304 identifies the road on which the vehicle has traveled based on the degree of matching between the travel trajectory and estimated current position of the vehicle stored in the travel trajectory storage unit 302 and the road data stored in the map data storage unit 303. To do.
[0035]
  The vertical displacement storage unit 305 reads and holds the vertical displacement data from the vertical displacement data area 109 of the road additional data storage device 107. The determined vertical displacement data of the road is written in the vertical displacement data area 109.
[0036]
  The current position calculation unit 306 includes the estimated current position of the vehicle calculated by the current position estimation unit 301, the road data stored in the map data storage unit 303, and the read / write storage unit 107 from the road additional data storage device 107 to the road. Corresponding vertical displacement data is read out, the road is identified from these, and the current vehicle position is output.
[0037]
  The display control unit 307 superimposes the map data in the map data storage unit 303 and the current vehicle position output by the current position calculation unit 306, and outputs them to the display device 105.
[0038]
  The data in the travel locus storage unit 302 and the vertical displacement storage unit 305 are stored in the travel locus data area 110 and the vertical displacement data area 109 of the road additional data storage device 107, respectively, when the vehicle position detection device is turned off. Saved automatically.
[0039]
  The operation of the vehicle position detection apparatus having such a configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0040]
  The current position estimation unit 301 sets, as an initial value of the vehicle current position, the current position output at the end of the previous run when the vehicle position detection device is activated. Further, the map data storage unit 303 reads map data where the vehicle current position exists from the map reading storage device 106 (step S401). Here, the current vehicle position, which is an initial value, can be corrected by using an absolute position acquisition unit such as GPS, or the initial value can be corrected by an instruction from a user's key operation device or a remote controller. Further, when the travel locus of the vehicle until the previous vehicle position detection device is stopped is stored in the road additional data storage device 107, the travel locus storage unit 302 reads the data. This initialization process can be performed not only at the time of startup but also by an instruction from the key operation device 104 by the user.
[0041]
  Next, the current position estimation unit 301 obtains the planar movement amount of the vehicle current position from the traveling direction of the vehicle obtained from the direction sensor 101 and the movement distance of the vehicle obtained from the vehicle speed sensor 102. Further, the amount of displacement in the vertical direction is obtained using the displacement in the vertical direction obtained from the vertical displacement sensor 103. As a result, a three-dimensional travel vector from the previous measurement point to the current point is obtained (step S402).
[0042]
  Next, the current position estimation unit 301 uses the travel vector obtained in step S402 to perform a calculation process of the three-dimensional travel locus and estimated current position of the vehicle (step S403).
[0043]
  FIG. 5 shows an example of a travel vector that is a travel locus and the estimated current position of the vehicle calculated using the travel vector when the vertical displacement amount is used as altitude data.
[0044]
  In FIG. 5, P (0) is the previous vehicle estimated current position and the vehicle altitude, and V (0,1) is the traveling direction obtained from the direction sensor 101 and the vehicle speed sensor 102 and the long distance that is the travel distance. This represents the amount of displacement of the altitude obtained from the traveling vector having a height and the vertical displacement sensor. In the case of this example, the position P (1) moved by the displacement vector V (0, 1) from the position P (0) becomes the new estimated vehicle current position. The displacement vector V (0, 1) represents the vehicle travel locus and the vertical displacement amount during this time. Here, altitude data is used as the amount of vertical displacement, but gradient data may be used. Further, an absolute amount or a relative amount can be used for each of altitude data and gradient data.
Next, the current position calculation unit 306 compares the degree of matching between the planar traveling locus and the road shape from the traveling locus calculated in step S403, the estimated current position, and the road data in the map data storage unit 303, The current vehicle position is calculated (step S404). This degree of matching is obtained as an average of the distance matching degree and the direction matching degree between the travel locus and the road where the current position may exist. Here, the distance matching degree is determined by the distance to each candidate road with respect to the travel locus, and the matching degree decreases as the distance increases. When this distance is diff_dist and the distance matching degree is Sl, the distance matching degree Sl is obtained as follows, for example.
When diff_dist ≦ 15 (m) Sl = 100 (%)
When 100 (m) ≧ diff_dist> 15 (m)
[0045]
    S1 = {85- (diff_dist-15)} × 100/85 (%)
When 100 (m) <diff_dist, Sl = 0 (%)
  The direction matching degree is determined based on the azimuth angle difference of each candidate road with respect to the travel locus, and the degree of matching decreases as the azimuth angle difference increases. When this azimuth angle difference is diff_dir and the direction matching degree is Sd, the direction matching degree Sd is, for example, as follows:
Desired.
When diff_dir ≦ 3 (deg), Sd = 100 (%)
When 30 (deg) ≧ diff_dir> 3 (deg)
[0046]
    Sd = {27- (diff_dir-3)} × 100/27 (%)
When 30 (deg) <diff_dir, Sd = 0 (%)
  However, in the first embodiment of the present invention, the determination distance difference is 15 meters and 100 meters, and the determination azimuth angle difference is 3 degrees and 30 degrees. However, the present invention is not limited to this. It is preferable that the setting can be arbitrarily set by 104.
[0047]
  Next, the current position calculation unit 301 determines whether or not the current vehicle position calculated in step S404 is a branch point of a road that branches at a narrow angle (hereinafter simply referred to as a narrow angle branch point) (step S405). When it is determined that it is a narrow-angle branch point, vertical displacement learning mode data is set, and the travel locus and estimated current position data obtained in step S403 are written in the travel locus storage unit (step S406). Thereafter, the current vehicle position is displayed and output (step S414). If it is determined that it is not a narrow-angle branch point, it is further determined whether or not it is currently in the vertical displacement learning mode (step S407).
[0048]
  Here, the vertical displacement learning mode refers to a mode in which vertical displacement data is added to roads that run concurrently after a narrow-angle branch point, and the vertical displacement learning mode is used until the road that is running after the branch is identified. Will continue.
[0049]
  In addition, the narrow-angle branching point is a vehicle progression such as shown in FIG. 6 or FIG. 7, which is often seen on a branch on a main road and a side road at a three-dimensional intersection, or on a main road and an attachment road at a highway entrance It means that any road branches at an angle close to a straight line with respect to the direction. 6 is a road diagram showing a narrow-angle branch of a main road and a side road at a three-dimensional intersection in a plan view, and FIG. 7 is a road showing a narrow-angle branch of a general road and an attachment road in a plan view on a highway. FIG.
[0050]
  This narrow-angle branch point determination method will be described below with reference to FIG. In FIG. 8, when the roads branched from the narrow-angle branch point pb1 are road r10 and road r20, respectively, the points at a distance of L meters from the narrow-angle branch point pb1 to the respective roads are point pr10 and pr20, respectively. To do. Here, an angle between a straight line r11 and a straight line r20 connecting the narrow-angle branch point pb1, the point pr10, and the point pr20 is defined as an angle θ. When this angle θ is equal to or smaller than a predetermined threshold, it is regarded as a narrow-angle branch point. Note that it is preferable to set the threshold for narrow-angle branch point determination to about 30 degrees because the number of narrow-angle branch point candidates is not increased more than necessary and the frequency of determination of narrow-angle branch points can be reduced. The current position calculation unit 306 refers to the map data in the map data storage unit 303, performs the above determination, and determines whether or not the vehicle current position is a narrow-angle branch point.
[0051]
  If it is determined in step S407 that the mode is not the vertical displacement learning mode, the process proceeds to step S414, and the vehicle current position is displayed and output.
[0052]
  If it is determined in step S407 that the vertical displacement learning mode is set, the current position calculation unit 306 determines whether there is vertical displacement data in the vertical displacement storage unit 305. And it classify | categorizes into the following six patterns from the relationship between the road data in which the amount of vertical displacement is memorize | stored and the presumed present position calculated | required by step S404 (step S408). This process will be described below with reference to FIGS.
[0053]
  FIG. 9 shows a case where vertical displacement data exists on a road whose current vehicle position is specified using a planar traveling locus, here roads indicated by road numbers r30 to r35. In this figure, slope 0 (deg) is recorded for road number r30, slope 1 (deg) is recorded for road number r31,... Slope 0 (deg) is recorded for road number r35. No gradient data is recorded in the number r43. Further, FIG. 10 shows that vertical displacement data exists for a road whose current vehicle position is different from the road specified by using the planar travel locus, in this case, from road number r40 to road number r43, and from road number r30 to road number r35. This is a case where no vertical displacement data is recorded. In this figure, altitude 0 (m) is recorded in road number r40, altitude "-1 (m)" is recorded in r41, ... altitude "-4 (m)" is recorded in r43. This altitude is recorded as a relative altitude based on the road branch point pb2.
[0054]
  In these cases, the current position calculation unit 306, in the road section after road branching, the vertical displacement data of the corresponding road stored in the road additional data storage device 107, the three-dimensional travel locus and vehicle calculated in step S403. Which road after the road branch point is correct is determined based on the degree of matching with the estimated current position (step S408). Then, the current position of the vehicle that matches each detection pattern is corrected (step S409). The process of step S408 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0055]
  First, the current position calculation unit 306 determines whether or not the vertical displacement data exists for all parallel roads after the road branch point (step S1101), and sets the pattern A as the pattern A (step S1102). ). If it does not exist, it is further determined whether or not the vertical displacement data exists on the road estimated using the planar traveling locus performed in step S404 (step S1103). If it exists, the traveling locus storage unit 302 further. It is determined whether or not the three-dimensional travel locus of the vehicle stored in the vehicle and the vertical displacement data corresponding to the specified road data stored in the road additional data recording device 107 match (step S1104). If they match, pattern B is set (step S1105). If they do not match, pattern C is set (step S1106).
[0056]
  Here, the determination of the degree of matching between the travel locus and the vertical displacement data corresponding to the road data will be described with reference to FIG.
[0057]
  This figure is obtained when the vehicle travels on the road shown in FIG. 9, and the travel vectors when traveling from the road r30 to the road r35 starting from the point pb2 are the travel vectors V30 to V35 shown in FIG. 12 in the vertical direction. If it is, the vehicle can be determined to have traveled from the road r30 to the road r35 from the degree of matching of the gradient.
[0058]
  If the vertical displacement data does not exist on the road identified in step S1103, it is further determined whether or not it exists on an unspecified road (step S1107). In the case of existing on a road other than a specific road, the vehicle 3D travel trajectory stored in the travel trajectory storage unit 302 and the vertical displacement corresponding to the specified road data stored in the road additional data recording device 107 are further included. It is determined whether or not the data matches (step S1108). If they match, pattern D is set (step S1109). If they do not match, pattern E is set (step S1110). If the road does not exist on a non-specific road, the pattern F (step S1111) is used.
[0059]
  Next, the current position calculation unit 306 performs the following correction process when the patterns A, B, and D are obtained in the process of step S408 (step S409). That is, in the pattern A, the vehicle is currently traveling on a road where the vertical displacement data of the three-dimensional traveling locus of the vehicle stored in the traveling locus storage unit 302 and the vertical displacement data of the vertical displacement storage unit 305 corresponding to the road data most closely match. Confirm that the road is closed. In pattern B, the currently identified road is determined as it is as the current position. In the pattern D, when the vertical displacement data of the three-dimensional traveling locus of the vehicle and the vertical displacement data of the road stored in the vertical displacement storage unit 305 match, the pattern is identified from the currently identified road. Move the current position to the consistent road.
[0060]
  Thereafter, the setting of the vertical displacement learning mode is canceled (step S410), and the current position is displayed and output on the identified road (step S414). In addition, 901 in FIG. 9 and 1001 in FIG. 10 are vehicle position display marks for displaying the current position of the vehicle.
[0061]
  In addition, when patterns C, E, and F are obtained in step S408, it is difficult to specify which road the vehicle is traveling at the time when the vehicle is traveling on the road section after the road junction. is there. Therefore, the current position calculation unit 306 determines whether or not the current position is at the identifiable position after traveling as shown in FIGS. 13 to 15. The road traveled after the road junction is identified by tracing the road that has traveled in the direction opposite to the traveling direction from the connectivity of the travel trajectory in the travel trajectory storage unit 302 and the road network in the map data storage unit 303. To do.
[0062]
  FIG. 13 shows a traveling example in which the current position can be clearly identified by turning from a road section in which a main road and a side road at a three-dimensional intersection run side by side. FIG. 14 shows a running example in which only one road from a parallel road section turns. Or FIG. 15 shows a traveling example in which one road can be identified by disappearing from a parallel road section.
[0063]
  The road identification method will be described in detail below with reference to FIG.
[0064]
  First, it is assumed that the vehicle proceeds on the road r10 from the point P (0) to the point P (1) and the point P (2). The vehicle passes through the road branch point n10 on the way from the point P (1) to the point P (2). The road r11 and the road r12 exist after passing through the road branch point n10, but the road r11 and the road r12 are close to each other and are almost parallel to each other. It is not possible to determine whether the car is traveling on a road. And although a vehicle progresses from the point P (2) to the point P (3) and the point P (4), since the road r11 and the road r12 are running substantially in parallel, the traveling road can be specified. Can not. After that, when the vehicle bends at the branch point n11 and proceeds on the road r13 from the point P (4) to the point P (5) and the point P (6),
Since there is no road in contact with and parallel, the current position of the vehicle can be accurately identified on the road r13. For example, with reference to the position of the point P (6) in FIG. 13 as a reference, the current position of the vehicle can be identified using the traveling vector data that is the vehicle locus stored in the traveling locus storage unit 302 in the reverse direction. Then, the travel vector V (5, 6) is traced to V (4, 5)... V (0, 1) to form a travel locus in the reverse direction. The road network in the map data storage unit 303 is also connected from the road r13 in the reverse direction to the branch point n11, to the road r12 and the road r14 connected in the reverse direction from the branch point n11, and further connected in the reverse direction from the branch point n12. It is possible to trace to road r17 and road r18. Here, the traveling track in the reverse direction is compared with the shape of the road network connected in the reverse direction (step S411). The road r16 and the road r19 are excluded because they can travel only in the directions from the branch points n11 and n12 to the n13 and n10, respectively.
[0065]
  A combination of road networks having a high degree of matching is specified by comparing the reverse travel trajectory and the shape of the road network connected in the reverse direction. In the example of FIG. 13, the road identification unit 304 selects a road network of r13 → n11 → r12 → n10 → r10.
[0066]
  If the traveling road cannot be identified, the road identifying unit 304 accumulates the traveling vector, which is the traveling locus, and the estimated current position data obtained in step S403 in the traveling locus storage unit 302 (step S412). Thereafter, the estimated current position obtained in step S404 is output to the display control unit 307 as the vehicle current position, and is combined with the map data and displayed (step S414). Note that reference numeral 1301 in FIG. 13, 1401 in FIG. 14, and 1501 in FIG. 15 are vehicle position display marks, and the points in the display example are points where the current position of the vehicle can be specified.
[0067]
  If the road on which the vehicle has traveled can be identified in step S411, the vertical displacement data for the identified road is learned (step S413). The road section (hereinafter referred to as “learning section”) in which this writing is performed has a certain difference in vertical displacement from the narrow-angle branch point to the road specific point with reference to the narrow-angle branch point. It is assumed that there is a section. For example, a section where the gradient difference is maximum or a section where the gradient is equal to or greater than a certain threshold value.
[0068]
  The slope is used as judgment data for roads that do not have much difference in elevation, but it is possible to determine whether the road has many ups and downs, flat roads, roads with only ups and downs, etc. This is because the road can be identified. In addition, a road can be identified with high accuracy by setting a section in which road features where the maximum point or gradient difference is equal to or greater than a predetermined value clearly appear as a learning section.
[0069]
  Furthermore, since the detection accuracy cannot be guaranteed at a point where the change in the detected gradient changes too finely, the gradient needs to be stabilized to some extent. For this reason, it is more preferable to use gradient data calculated at a point where the detected gradient becomes a constant value for a predetermined time.
[0070]
  Also, altitude can be used as road determination data. In this case, the road has little gradient difference, but is effective for determining a road having a large difference in altitude. The learning section in which the altitude data is accumulated is a section in which the height difference is the maximum or a section in which the height difference is a certain threshold or more. As a result, the road can be accurately identified.
[0071]
  Furthermore, since the detection accuracy cannot be guaranteed in a section where the change in detected altitude changes too finely, the altitude needs to be stabilized to some extent. For this reason, it is more preferable to use altitude data calculated in a section where the detected altitude difference is a certain value or more for a predetermined time. As a result, the accumulated vertical displacement data can also be efficiently reduced.
[0072]
  As described above, since the use of the gradient and the altitude is different depending on the road conditions, it is more preferable to accumulate both the data of the gradient and the altitude as the vertical displacement amount at the same time and use them properly depending on the road conditions.
[0073]
  Further, the shape of the learning section in the vertical direction can be classified into three shape patterns such as a convex shape, a concave shape, and a flat shape and used as data of the shape pattern. The shape pattern is classified into a convex section where the slope changes from positive to negative and a concave section where the slope changes from negative to positive. Is a flat type. As a result, the road can be specified in three types of combinations, and the number of vertical displacement data can be reduced.
[0074]
  Further, the average relative gradient difference of the learning section with respect to the gradient immediately before the narrow-angle branch point, or data such as whether or not the altitude just before the narrow-angle branch point and the average height difference between the learning sections is a predetermined value or less may be used. Further, the present invention is not limited to the above data, and any data can be used as long as it is data of vertical displacement of the vehicle.
[0075]
  It should be noted that a fixed travel distance limit is set in advance in this learning section, and if it does not become a road specific point even if the predetermined distance is traveled, that learning distance is defined as the learning section. For example, if 2 km is set as the predetermined distance, the learning section becomes longer than necessary and the load on the terminal is not increased, which is preferable. The predetermined distance is preferably settable by the user.
[0076]
  FIG. 16 shows a data structure stored in the vertical displacement storage unit 305 when the gradient is stored in a format corresponding to the road data on a one-to-one basis. In the figure, the attribute information column stores road width information, regulation information such as one-way traffic, and road type information such as national roads, high speeds, and tolls, and is used for route searches and the like. . FIG. 17 shows a data structure for storing section distances and section gradients for roads r100 and r99 that branch from a branch point n100 corresponding to a narrow-angle branch point and run in parallel, for example, as data associated with the branch point. Is shown as an example.
[0077]
  Hereinafter, how the travel vector stored in the travel locus storage unit 302 is converted into the data structure of the vertical displacement storage unit 305 will be described.
[0078]
  In FIG. 16, a pair of gradients is stored for road data. First, associating with road data, road data and travel vectors can be associated with each other as described in FIG. 13 for step S411. Further, when a plurality of travel vectors straddle one road data, the average value is recorded, or the maximum gradient is recorded.
[0079]
  The gradient is calculated from the vector quantity using the vehicle position and altitude data in FIG.
[0080]
  In FIG. 5, a vector indicating the displacement between two points of the point P (n) and the point P (n + 1) (n indicates a time-series change) is represented as V (n, n + 1). Here, assuming that the coordinate system of P (n) is (X (n), Y (n), Z (n)), vector quantities indicating displacement between two points are (dx (n), dy (n), dz (n)). The gradient angle θ can be calculated by arctan (dz (n) / d) where dz (n) is the height displacement and d is the plane movement distance between the two points.
[0081]
  In FIG. 17, since a plurality of gradient angles can be recorded for each distance for one road data, a vector amount indicating a displacement between two points is expressed as the gradient angle changes ( The distance is obtained from dx (n), dy (n), dz (n)) and recorded in order.
[0082]
  Next, the setting of the vertical direction displacement learning mode is canceled (step S410).
[0083]
  Finally, the display control unit 307 superimposes the vehicle current position determined so far on the map data in the map data storage unit 303 and outputs the superimposed data to the display device 105.
[0084]
  The processes from step S402 to step S415 are executed at regular time intervals. In the present embodiment, it is sufficient to execute it every second. The processing interval is preferably settable by the user. Through these processes, the vertical displacement data area 109 of the road additional data storage device 107 is automatically updated as the user travels, and map data is prepared.
[0085]
  As a result of the above processing, when the vertical displacement data is accumulated in the road additional data storage device 107 on all roads that run concurrently in the section after the road branch point, the road alignment is performed by the following method. The degree can be determined.
[0086]
  FIG. 18 shows a road where a road r50 branches to a road r51 and a road r52 at a branch point P20, and an upper road r53 merges with the road r52 at the point P21 and merges with an upper road r54 running alongside the lower road r51. .
[0087]
  Now, it is assumed that level data as vertical displacement data is accumulated in all the roads r50 to r54 as shown in the figure. Here, the level is a relative scale of the vertical relationship, and the larger the value is, the higher the road is. That is, in FIG. 18, roads r50 and r51 are level 0, so they are at a position lower than r52 of level 1, and roads r53 and r54 are at level 2 and therefore are higher than any other road. .
[0088]
  When the travel locus when traveling on this road is the pattern 1 shown in FIG. 19, the current position calculation unit 306 recognizes that the vertical displacement amount obtained by the current position estimation unit 301 at level P21 is at level 2. The vehicle current position can be specified as the road r54 at a position higher than the road r51. Further, when traveling in the pattern 2, the vehicle travels on the road r51 by recognizing that the vertical displacement amount of the estimated current position remains at level 0 when the vehicle travels the distance of the road r52. Can be specified. Here, the description has been made with respect to the level indicating the positional relationship of the relative heights, but the same can be determined by the height information and the gradient information.
[0089]
  In this example, the determination point after the branch point P20 is a point corresponding to the distance from the branch point P20 to the next intersection P21. However, the determination point is perpendicular to the vertical displacement data area 109 of the road additional data storage device 107 from the branch point P20. It is also possible to use a point that has traveled a distance corresponding to a point where displacement data is accumulated. Since this point is the learning section designated in step S413, the road can be specified with high accuracy using the vertical displacement data.
[0090]
  In this embodiment, since the road additional data storage device 107 exists independently, even if the map data provided by the CD-ROM or the like is updated, the vertical displacement data area 109109 of the road additional data storage device 107 is changed. Since it can be held as it is, there is an effect that the vertical displacement data that has been accumulated by the user can continue to be used.
[0091]
  In the present embodiment, the example in which the vertical displacement data is not included in the map data storage unit 303 has been described, but the vertical displacement data may be included in some roads. In that case, when the road specifying unit 304 determines whether or not the vertical displacement storage unit 305 has the vertical displacement data of the target road in step S408, the map data storage unit 303 also checks the presence / absence. to add. Thereby, when there is no vertical displacement data in the vertical displacement storage unit 305, the road specifying unit 304 can specify a road using the vertical displacement data if it exists in the map data storage unit 303. Similarly, when the current position calculation unit 306 determines the current vehicle position, the map data storage unit 303 determines whether the vertical displacement storage unit 305 has the vertical displacement data of the target road in step S409. Also add a process to check for existence. As a result, the current position calculation unit 306, even when there is no vertical displacement data in the vertical displacement storage unit 305, as in the case of a road traveling for the first time, if the map data storage unit 303 has the vertical displacement data, It can be used to identify the current vehicle position.
[0092]
(Second Embodiment)
  FIG. 20 shows an example of a configuration diagram of a vehicle position detection apparatus according to the second embodiment of the present invention. The first embodiment is different from the first embodiment in that there is no road additional data storage device and that the map data read from the map reading storage device 2006 is three-dimensional data. FIG. 21 shows a functional block configuration of the control device 2008 of the present embodiment.
[0093]
  The planar current position estimation unit 2101 obtains a planar traveling locus and an estimated current position from data obtained from the direction sensor 101 and the vehicle speed sensor 102.
[0094]
  The vertical displacement calculation unit 2102 calculates the amount of vertical displacement from the output of a sensor that detects vertical displacement such as an inclination angle sensor.
[0095]
  A 3D map data storage unit 2103 reads and holds map data including 3D road data from the map reading storage device 2006.
[0096]
  The specific point determination unit 2104 determines a specific point that specifies a road that is running from a plurality of candidate roads obtained from the current two-dimensional estimated position.
[0097]
  The current position determination unit 2105 specifies a road that is traveling from the candidate road at the specific point.
[0098]
  The display control unit 307 outputs the current position to the display device 105 and displays it.
[0099]
  Next, the vehicle current position specifying process will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In this process, the vehicle current position initialization step S2201 is the same as step S401 in the first embodiment.
[0100]
  Next, the planar current position estimation unit 2101 obtains an estimated current position on the horizontal plane from the direction sensor 101 and the vehicle speed sensor 102 (step S2202).
[0101]
  Next, the planar current position estimating unit 2101 determines whether or not the current vehicle position is a narrow-angle branch point from the three-dimensional road data in the three-dimensional map data storage unit 2103 and the estimated current position (step S2203).
[0102]
  When it determines with it being a narrow-angle branch point, the specific point determination part 2104 performs a specific point determination process about all the roads connected to the branch point (step S2204).
[0103]
  This specific point determination process will be described below.
[0104]
  The specific point determination unit 2104 sets a point where the gradient difference from the other candidate roads is maximum from the branch point to the point where the gradient difference between the plurality of candidate roads disappears as the specific point of the road.
[0105]
  In addition, from a branch point to a point where there is no difference in altitude between a plurality of candidate roads, a point where the altitude difference from other candidate roads is maximum can be set as a specific point on that road.
[0106]
  Such a specific point is determined for all the candidate roads. As a result, the specific point determination unit 2104 can reliably specify the road at the point where the characteristics of the road can be most differentiated.
[0107]
  Note that the slope difference is used as the vertical displacement amount for roads that do not have much difference in elevation, but is effective for determining roads with many ups and downs, flat roads, or roads with only ups and downs. Because there is. The reason why the height difference is used as the vertical displacement amount is that it is effective for specifying a road that has little gradient difference but a large difference in altitude.
[0108]
  The reason why the specified section is determined as the point where the altitude difference from the branch point disappears is that there is a high possibility that the height difference or the gradient difference cannot be obtained at a three-dimensional intersection. In addition, when it is not a predetermined distance section that the altitude difference between candidate roads becomes the same, a specific process is performed in the predetermined distance section.
[0109]
  If it is determined in step S2203 that it is not a narrow-angle branch point, it is next determined whether or not the estimated current position is a specific point (step S2206).
[0110]
  If it is determined that this is not a specific point, the estimated current position is output to the display control unit 307 as the vehicle current position and displayed.
[0111]
  If it is determined in step S2206 that it is a specific point, the current position determination unit 2105 compares the current vertical displacement amount obtained by the vertical displacement calculation unit with the three-dimensional road data in the three-dimensional map data storage unit 2103, If it is less than the vertical displacement amount, the vehicle is determined to be on the road and the current vehicle position is determined.
[0112]
  Thereafter, the current position is output to the display control unit 307 and displayed on the display device 105.
[0113]
  Thereby, the vehicle position detection apparatus can specify the vehicle current position with high accuracy from a plurality of roads that run parallel after branching using the three-dimensional road data.
[0114]
  In the second embodiment, three-dimensional map data is stored in the map reading storage device 2006. However, as in the first embodiment, the map reading storage device 106 and the road additional data storage device 107 are used. A similar effect can be obtained even when the three-dimensional map data is obtained.
[0115]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, the travel locus of the three-dimensional data on which the vehicle has traveled is stored, and when the current position of the vehicle is determined, the stored vertical displacement amount is determined. By registering as the vertical displacement amount of the road data, it can be prepared as road data in which the vertical displacement amount of the traveled road is accumulated. Furthermore, the present invention provides a vehicle position detection apparatus and a vehicle position detection method having an excellent effect that the vehicle position can be positioned on a correct road by using the road data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a vehicle position detection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of a control device of the vehicle position detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of a control device of the vehicle position detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the vehicle position detection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a vector diagram showing a running vector and an estimated current position of the vehicle position detecting device according to the first embodiment of the invention.
FIG. 6 is a road diagram showing a narrow-angle branch of a main road and a side road at a three-dimensional intersection according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a road diagram showing a narrow-angle branch between a general road and an attachment road in highway attachment according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a road diagram for explaining the definition of a narrow-angle branch in the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a road diagram showing an example in which a vehicle position is detected on a road on which vertical displacement data is recorded according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a road diagram showing an example in which a vehicle position is detected on a road in which vertical displacement data is not recorded in the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing road pattern classification processing performed by the control device of the vehicle position detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a travel vector locus diagram showing the vertical displacement of the travel locus of the vehicle position detection device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a road diagram for explaining a method for specifying a road on which a vehicle has traveled when the vehicle position detection device according to the first embodiment of the present invention bends at a three-dimensional intersection.
FIG. 14 is a road diagram for explaining a method for identifying a road on which a vehicle has traveled when one of the parallel roads turns by the vehicle position detection device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a road diagram for explaining a method for identifying a road on which a vehicle has traveled when one of the parallel roads disappears by the vehicle position detection device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 16 is a data configuration diagram illustrating an example in which the vehicle position detection device according to the first embodiment of the present invention stores vertical displacement data in association with road data.
FIG. 17 is a data configuration diagram showing an example in which the vehicle position detection device according to the first embodiment of the present invention stores vertical displacement data in association with intersection data.
FIG. 18 is a road diagram showing a road having three-dimensional data according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a travel locus diagram illustrating an example of a travel locus of vertical displacement data according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a block diagram showing a basic configuration of a vehicle position detection device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a block diagram showing a functional configuration of a control device of a vehicle position detection device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a flowchart showing the operation of the vehicle position detection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a configuration diagram of a conventional navigation device.
[Explanation of symbols]
101 Direction sensor
102 Vehicle speed sensor
103 Vertical displacement sensor
104 Key operation device
105 Display device
106 Memory device for map reading
107 Road additional data storage device
108 Control device
109 Vertical displacement data area
110 Traveling track data area
201 A / D converter
202 counter
203 RAM
204 ROM
205 PIO
206 DMA controller
207 Display controller
208 CPU
301 Current position estimation unit
302 traveling locus storage unit
303 Map data storage
304 Road identification part
305 Vertical displacement storage unit
306 Current position calculation unit
307 Display control unit
901 Vehicle position indication mark
1001 Vehicle position indication mark
1301 Vehicle position indication mark
1401 Vehicle position indication mark
1501 Vehicle position indication mark
2006 Storage device for map reading
2101 Planar current position estimation unit
2102 Vertical displacement calculator
2103 Three-dimensional map data storage unit
2104 Specific point determination unit
2105 Current position determination part

Claims (11)

方位センサにより検出された車両の進行方向と、車速センサの検出値から求まる走行距離と、垂直変位センサにより検出される車両の垂直方向の変位量とから、前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、
前記推測現在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、
道路データを記憶する地図記憶手段と、
前記軌跡と前記道路データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、
前記道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備え
前記垂直変位量は、道路の勾配及び、道路の高度のうち少なくとも一方であり、
前記垂直変位記憶手段には、前記狭角分岐点との勾配差が最大となる区間と、前記狭角分岐点からの勾配が所定の閾値以上となる区間と、前記狭角分岐点との高低差が最大となる区間と、前記狭角分岐点からの高低差が所定の閾値以上となる区間とのうち少なくとも1つの区間の垂直変位量が記憶される、車両位置検出装置。
The present position for calculating the estimated current position of the vehicle from the traveling direction of the vehicle detected by the direction sensor, the travel distance obtained from the detection value of the vehicle speed sensor, and the vertical displacement amount of the vehicle detected by the vertical displacement sensor Position estimation means;
Traveling locus storage means for storing a locus of the estimated current position;
Map storage means for storing road data;
Road identification means for determining a degree of matching between the trajectory and the road data, and specifying a road corresponding to the trajectory based on a result of the determination;
A vertical displacement storage means for storing the vertical displacement amount in association with the road specified by the road specifying means ;
The amount of vertical displacement is at least one of a road gradient and a road altitude,
The vertical displacement storage means includes a section in which the gradient difference from the narrow-angle branch point is maximum, a section in which the gradient from the narrow-angle branch point is equal to or greater than a predetermined threshold, and the height of the narrow-angle branch point. A vehicle position detection device in which a vertical displacement amount of at least one section is stored among a section in which the difference is maximum and a section in which a height difference from the narrow-angle branch point is equal to or greater than a predetermined threshold .
前記垂直変位記憶手段に記憶される垂直変位量は、前記垂直変位量の変動が単位時間あたり所定の値以下のものである請求項1に記載の車両位置検出装置。2. The vehicle position detection device according to claim 1, wherein the vertical displacement amount stored in the vertical displacement storage means is such that the variation of the vertical displacement amount is not more than a predetermined value per unit time. 方位センサにより検出された車両の進行方向と、車速センサの検出値から求まる走行距離と、垂直変位センサにより検出される車両の垂直方向の変位量とから、前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、
前記推測現在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、
道路データを記憶する地図記憶手段と、
前記軌跡と前記道路データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、
前記道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備え、
前記垂直変位記憶手段は、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂直方向に関する形状を判定し、前記形状を記憶し、
前記形状の判定は、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間における正の勾配と負の勾配との組合せを基に行われ、前記形状は、凸型と、凹型及び、平型のいずれか1つとされる、車両位置検出装置。
The present position for calculating the estimated current position of the vehicle from the traveling direction of the vehicle detected by the direction sensor, the travel distance obtained from the detection value of the vehicle speed sensor, and the vertical displacement amount of the vehicle detected by the vertical displacement sensor Position estimation means;
Traveling locus storage means for storing a locus of the estimated current position;
Map storage means for storing road data;
Road identification means for determining a degree of matching between the trajectory and the road data, and specifying a road corresponding to the trajectory based on a result of the determination;
A vertical displacement storage means for storing the vertical displacement amount in association with the road specified by the road specifying means;
The vertical displacement storage means determines the shape related to the vertical direction of the section stored in the travel locus storage means, stores the shape,
The determination of the shape is performed based on a combination of a positive gradient and a negative gradient in a section stored in the travel locus storage unit, and the shape is any one of a convex shape, a concave shape, and a flat shape. A vehicle position detecting device.
方位センサにより検出された車両の進行方向と、車速センサの検出値から求まる走行距離と、垂直変位センサにより検出される車両の垂直方向の変位量とから、前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、The present position for calculating the estimated current position of the vehicle from the traveling direction of the vehicle detected by the direction sensor, the travel distance obtained from the detection value of the vehicle speed sensor, and the vertical displacement of the vehicle detected by the vertical displacement sensor Position estimation means;
前記推測現在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、Traveling locus storage means for storing a locus of the estimated current position;
道路データを記憶する地図記憶手段と、Map storage means for storing road data;
前記軌跡と前記道路データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、Road identification means for determining the degree of matching between the trajectory and the road data, and identifying the road corresponding to the trajectory based on the result of the determination;
前記道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備え、A vertical displacement storage means for storing the vertical displacement amount in association with the road specified by the road specifying means;
前記軌跡を記憶する区間は、併走する複数の道路が始まる狭角分岐点から前記車両の現在位置が確定可能な現在位置確定地点までとし、The section for storing the trajectory is from a narrow-angle branch point where a plurality of roads running in parallel starts to a current position determination point where the current position of the vehicle can be determined,
前記垂直変位記憶手段は、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂直変位量が前記狭角分岐点の垂直変位量に対して所定値未満の場合には垂直変位量無しのデータを記憶し、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂直変位量が前記狭角分岐点の垂直変位量に対して所定値以上の場合には垂直変位量有りのデータを記憶する、車両位置検出装置。The vertical displacement storage means stores data indicating no vertical displacement when the vertical displacement amount of the section stored in the travel locus storage means is less than a predetermined value with respect to the vertical displacement amount of the narrow-angle branch point, A vehicle position detecting device for storing data with a vertical displacement amount when a vertical displacement amount of a section stored in the travel locus storage means is a predetermined value or more with respect to a vertical displacement amount of the narrow-angle branch point.
車両の進行方位と走行距離とを検出し前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、Current position estimating means for detecting a traveling direction and a travel distance of the vehicle and calculating an estimated current position of the vehicle;
前記車両の垂直変位を検出し、垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、Vertical displacement calculating means for detecting a vertical displacement of the vehicle and calculating a vertical displacement amount;
3次元地図データを記憶する3次元地図記憶手段と、3D map storage means for storing 3D map data;
前記推測現在位置が、前記3次元地図データ中の狭角分岐点から始まる併走する複数の道路上にある場合に、現在位置を特定する現在位置特定地点を決定する特定地点決定手段と、前記垂直変位算出手段から算出した垂直変位量と、前記現在位置特定地点の垂直変位量とを基に前記車両の現在位置を決定する現在位置確定手段とを備え、Specific point determining means for determining a current position specifying point for specifying the current position when the estimated current position is on a plurality of roads that start from a narrow-angle branch point in the three-dimensional map data; A current position determining means for determining a current position of the vehicle based on a vertical displacement amount calculated from a displacement calculating means and a vertical displacement amount of the current position specifying point;
前記現在位置特定地点は、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の勾配差が無くなる地点までの区間において、前記複数の道路間の勾配差が最大となる地点とする、車両位置検出装置。The vehicle position detecting device, wherein the current position specifying point is a point where the gradient difference between the plurality of roads is maximum in a section from the narrow-angle branch point to a point where the gradient difference between the plurality of roads disappears.
車両の進行方位と走行距離とを検出し前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、Current position estimating means for detecting a traveling direction and a travel distance of the vehicle and calculating an estimated current position of the vehicle;
前記車両の垂直変位を検出し、垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、Vertical displacement calculating means for detecting a vertical displacement of the vehicle and calculating a vertical displacement amount;
3次元地図データを記憶する3次元地図記憶手段と、3D map storage means for storing 3D map data;
前記推測現在位置が、前記3次元地図データ中の狭角分岐点から始まる併走する複数の道路上にある場合に、現在位置を特定する現在位置特定地点を決定する特定地点決定手段と、前記垂直変位算出手段から算出した垂直変位量と、前記現在位置特定地点の垂直変位量とを基に前記車両の現在位置を決定する現在位置確定手段とを備え、Specific point determining means for determining a current position specifying point for specifying the current position when the estimated current position is on a plurality of roads running parallel to each other starting from a narrow-angle branch point in the three-dimensional map data; A current position determining means for determining a current position of the vehicle based on a vertical displacement amount calculated from a displacement calculating means and a vertical displacement amount of the current position specifying point;
前記現在位置特定地点は、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の高低差が無くなる地点までの区間において、前記複数の道路間の高低差が最大となる地点とする、車両位置検出装置。The vehicle position detection device, wherein the current position specifying point is a point where a difference in height between the plurality of roads is a maximum in a section from the narrow-angle branch point to a point where there is no difference in height between the plurality of roads.
垂直方向の変位量である垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、Vertical displacement calculating means for calculating a vertical displacement that is a displacement in the vertical direction;
車両の進行方位と走行距離と道路の3次元のデータを含む道路データとから推測される現在位置である推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、A current position estimating means for calculating an estimated current position that is a current position estimated from a travel direction of the vehicle, a travel distance, and road data including three-dimensional data of the road;
前記推測現在位置が併走する複数の道路が始まる狭角分岐点であるか否かを判定する分岐点判定手段と、A branch point determination means for determining whether or not a plurality of roads where the estimated current position runs concurrently are narrow-angle branch points;
前記分岐点判定手段で前記推測現在位置が前記狭角分岐点であることを判定した場合、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の垂直変位量差が無くなる地点までの垂直変位量差が最大となる地点を前記道路データから検索し、現在地特定地点とする特定地点決定手段と、When the branch point determination means determines that the estimated current position is the narrow-angle branch point, a vertical displacement amount difference from the narrow-angle branch point to a point where the vertical displacement amount difference between the plurality of roads disappears. A specific point determination means that searches the road data for the maximum point and sets the current location specific point;
前記推測現在位置が前記現在地特定地点であるか否かを判定する現在地特定手段と、Current location specifying means for determining whether or not the estimated current location is the current location specifying point;
前記現在地特定手段で現在地特定地点であることを判定した場合、前記現在地特定地点の前記垂直変位量と最も近い垂直変位量を有する道路を前記複数の道路から選択する選択手段とを有する車両位置検出装置。Vehicle position detection comprising: selecting means for selecting a road having a vertical displacement amount closest to the vertical displacement amount of the current location specifying point from the plurality of roads when the current location specifying unit determines that the current location specifying point is a current location specifying point apparatus.
垂直方向の変位量である垂直変位量を算出するステップと、Calculating a vertical displacement that is a displacement in the vertical direction;
車両の進行方位と走行距離と道路の3次元のデータを含む道路データとから推測される現在位置である推測現在位置を算出するステップと、Calculating an estimated current position, which is a current position estimated from a vehicle travel direction, a travel distance, and road data including three-dimensional data of the road;
前記推測現在位置が併走する複数の道路が始まる狭角分岐点であるか否かを判定する分岐点判定ステップと、A branch point determination step for determining whether or not the estimated current position is a narrow-angle branch point where a plurality of roads running concurrently; and
前記分岐点判定ステップで前記推測現在位置が前記狭角分岐点であることを判定した場合、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の垂直変位量差が無くなる地点までの垂直変位量差が最大となる地点を前記道路データから検索し、現在地特定地点とする特定地点決定ステップと、When it is determined that the estimated current position is the narrow-angle branch point in the branch point determination step, a vertical displacement amount difference from the narrow-angle branch point to a point where the vertical displacement amount difference between the plurality of roads is eliminated. A specific point determination step of searching for the maximum point from the road data and setting the current location specific point;
前記推測現在位置が前記現在地特定地点であるか否かを判定する現在地特定ステップと、A current location specifying step for determining whether the estimated current position is the current location specifying point; and
前記現在地特定ステップで現在地特定地点であることを判定した場合、前記現在地特定地点の前記垂直変位量と最も近い垂直変位量を有する道路を前記複数の道路から選択するステップとを有する車両位置検出方法。A vehicle position detecting method comprising: selecting a road having a vertical displacement amount closest to the vertical displacement amount of the current location specifying point from the plurality of roads when it is determined that the current location specifying point is the current location specifying step. .
前記垂直変位量は、道路の勾配及び道路の高度のいずれかである請求項8に記載の車両位置検出方法。The vehicle position detection method according to claim 8, wherein the vertical displacement amount is one of a road gradient and a road altitude. コンピュータに、請求項8に記載の車両位置検出方法を実行させるためのプログラム。A program for causing a computer to execute the vehicle position detection method according to claim 8. 請求項10に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なComputer-readable recording of the program according to claim 10. 記録媒体。recoding media.
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