JP4099371B2 - 自車位置確定方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーションシステムの自車位置確定方法および装置に関し、特に、距離センサおよび角度センサを含む自立航法センサによる測位機能と、当該自立航法センサによる測位位置に基づき表示される車両位置マークを道路上に表示されるように適宜修正するマップマッチング機能とを備えたナビゲーションシステムに用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１１−１３２７８４号公報
【特許文献２】
特開平１１−５１６８４号公報
【０００３】
一般に、車両の走行案内を行い、運転者が所望の目的地に容易に到達できるようにした車載用のナビゲーション装置では、車両の現在位置に応じた地図データをＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスクなどの記録媒体から読み出して画面上に表示する。また、画面上の所定箇所に自車位置を示す車両位置マークを重ね合わせて表示する。そして、車両の移動により現在位置が変化するに従って、画面上で車両位置マークを移動したり、車両位置マークは画面上の所定箇所に固定してその近傍の地図データをスクロールしたりすることにより、車両が現在どこを走行しているのかを一目で分かるようにしている。
【０００４】
このようなナビゲーション装置の殆どは、出発地から目的地までの誘導経路を設定して案内する機能を備えている。この経路誘導機能では、地図データを用いて出発地から目的地までを結ぶ最もコストが小さな経路を、幅優先探索（ＢＦＳ）法あるいはダイクストラ法などのシミュレーションを行って自動探索し、その探索した経路を誘導経路として設定する。
【０００５】
なお、コストとは、距離をもとに、道路幅員、道路種別（一般道か高速道路かなど）、右折および左折、交通規制などに応じた所定の定数を乗じた値であり、誘導経路として適正の程度を数値化したものである。経路探索処理においては、交差点や分岐など複数の道路が交わる点をノード、隣接するノード間を結ぶベクトルをリンクとして、出発地から目的地に至る様々な経路上のリンクコストを順次加算し、リンクコストの合計が最も小さい経路を選択する。
【０００６】
誘導経路の設定後は、車両の走行中に地図画像上で誘導経路を他の道路と識別可能なように色を変えて太く描画する。また、車両が誘導経路上の案内交差点から所定距離内に近づいたときに、交差点案内図（交差点拡大図とこの交差点での進行方向を示す矢印等）を表示したり、進行方向を音声で案内したりするなどの交差点案内を行うことにより、運転者を目的地まで案内するようになっている。
【０００７】
この種のナビゲ−ション装置において、車両の現在位置を測定することは不可欠である。このため、車両に搭載した距離センサおよび角度センサを用いて車両の相対位置を測定する測定法（自立航法）と、複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送られてくる電波を受信してｎ次元測位処理によって車両の絶対位置を測定する測定法（衛星航法）とが実用化されている。
【０００８】
自立航法による車両位置測定は、比較的低コストで車両位置を測定できるが、高精度に位置測定ができない問題があり、マップマッチング処理等の補正処理が必要になる。すなわち、自立航法では、車両が走行するにつれて誤差が累積し、車両位置が道路から外れてしまう。そこで、マップマッチング処理によって車両位置を道路データと照合して道路上に修正する。
【０００９】
マップマッチングの方法は種々提案されている。例えば、パターンマッチング法と投影法とが存在する。前者のパターンマッチング法は、車両の走行軌跡（所定走行距離毎の位置と方位）を保存しておき、その走行軌跡と同形の地図上の道路を求め、当該道路上のポイントに車両位置マークをマップマッチングさせる方法である。また、後者の投影法は、自立航法センサにより測定された自車位置から所定の条件下で投影し得る道路上のポイントを探し、そのポイントに車両位置マークをマップマッチングさせる方法である。
【００１０】
図５は、パターンマッチング法によるマップマッチングを説明するための図である。例えば、図５（ａ）のように走行軌跡Ｘが地図上の道路から外れた場合に、車両の現在位置から所定の距離範囲内で、その走行軌跡Ｘの方向とほぼ一致する道路の探索を行い、図５（ｂ）に示すような複数の候補道路Ａ，Ｂ，Ｃを抽出する。さらに、これらの候補道路Ａ〜Ｃのデータと累計誤差を有している走行軌跡Ｘのデータとを比較して類似性の判定を行い、最も類似性が高い道路候補Ｂが現在走行中の道路であると判断する。そして、この道路Ｂ上に車両位置マークが表示されるように修正する。
【００１１】
また、図６は、投影法によるマップマッチングを説明するための図である。図６において、車両位置が点Ｐi-1（Ｘi-1，Ｙi-1）にあり、車両方位がθi-1であったとする。点Ｐi-1より一定距離Ｌ0（例えば５ｍ）走行したときの相対方位がΔθiであれば、自立航法による走行後の車両位置の点Ｐi’（Ｘi’，Ｙi’）と、当該点Ｐi’での車両方位θiは、次式により求められる。
θi＝θi-1＋Δθi
Ｘi’＝Ｘi-1＋Ｌ0・cosθi
Ｙi’＝Ｙi-1＋Ｌ0・sinθi
【００１２】
このとき、点Ｐi’から垂線を降ろすことのできるリンクであって、点Ｐi’での車両方位θiとリンクとの成す角度が一定値以内で、かつ、点Ｐi’からリンクに降ろした垂線の長さが一定距離以内となっているものを探す。ここでは、道路ＲＤa上の方位θa1のリンクＬＫa1（ノードＮa0とＮa1を結ぶ直線）と、道路ＲＤb上の方位θb1のリンクＬＫb1（ノードＮb0とＮb1を結ぶ直線）となる。
【００１３】
次いで、点Ｐi’からリンクＬＫa1，ＬＫb1に降ろした垂線ＲＬia，ＲＬibの長さを求め、短い方のリンクをマッチング候補とする。ここではリンクＬＫa1となる。そして、点Ｐi-1と点Ｐi’とを結ぶ走行軌跡ＳＨiを、垂線ＲＬiaの方向に点Ｐi-1がリンクＬＫa1上（またはリンクＬＫa1の延長線上）に来るまで平行移動して、点Ｐi-1，点Ｐi’の移動点ＰＴi-1，ＰＴi’を求める。最後に、点ＰＴi-1を中心にして、点ＰＴi’がリンクＬＫa1上（またはリンクＬＫa1の延長線上）に来るまで回転移動して移動点を求め、その移動点を修正車両位置Ｐi（Ｘi，Ｙi）とする。なお、修正車両位置Ｐiでの車両方位はθiのままとされる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、主に欧米でよく見かけられる道路システムの１つにランダバウト（Roundabout：ロータリーやトラフィックサークルとも呼ばれる）が存在する。このランダバウトは、図７（ａ）のように閉じた環状経路に対して複数の進入路と複数の退出路とが接続されて構成されており、その大きさ（環状経路の最大直径や道幅）はまちまちである。また、図７（ｂ）に示すように、環状経路に対して進入用および退出用の取付道路が設けられているランダバウトも存在する。
【００１５】
このようなランダバウトでは、デジタイジングされた道路データと実際の走行経路との差が大きくなることが多い。すなわち、道路データは図７（ｃ）のように複数のノードとそのノード間を直線で結ぶリンクとの集合から構成されるのに対して、実際のランダバウトは道幅があるため、ランダバウト内をリンクの方位とは異なる方位に走行することも可能である。また、実際には取付道路があるのに道路データ上ではそれに対応するノードとリンクが存在しないため、地図データ上のリンクの方位と走行経路の方位とが食い違ってしまうこともある。
【００１６】
このように道路データと実際の走行経路との差が大きくなることにより、マップマッチングをしたがために却って自車位置がずれてしまうことがあるという問題があった。例えば、実際には取付道路を走行しているのに道路データ上では環状経路を走行していると誤認識したり、道幅の広い環状経路の内側から外側に向かって走行したときに道路データ上の退出路からランダバウト外に出たと誤認識したりすることが多かった。
【００１７】
なお、デジタイジングされた道路データと実際の走行経路との差が大きくなる道路は、このランダバウトに限られない。例えば、一般道路から高速道路に進む場合に通行する図８に示すようなランプウェイでは、実際の道路は点線で示すように直交しているのに対して、道路データ上は走行方位毎に異なるリンクが設けられる（リンクが直交しない）ことがある。このようなランプウェイにおいても、マップマッチングをしたがために却って自車位置がずれることがあった。この他、一般道路の交差点でもその道幅が広い場合や交差道路数が多い場合などには、マップマッチングがうまく機能しないことがあった。
【００１８】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、例えばランダバウトのような複雑な交差点を通る場合にも自車位置マークのずれを少なく抑制し、自車位置の確定精度を向上できるようにすることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明では、あらかじめ定めた条件を満たす複雑交差地域においてはマップマッチングによる車両位置マークの道路上への表示修正処理を停止するようにしている。
このように構成した本発明によれば、道路データとの誤差が大きくなる走行経路に基づいて間違ったマップマッチング処理が行われることがなくなり、マップマッチングをしたがために却って自車位置がずれる不都合を抑止することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による自車位置確定方法および装置を実施したナビゲーションシステムの全体構成を示す図である。
【００２１】
図１において、１はシステムコントローラであり、ナビゲーションシステムの全体を制御する。このシステムコントローラ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータ等により構成され、地図や車両位置マークの描画処理、最適経路探索処理、マップマッチング処理等を行う。
【００２２】
２は地図データを記憶する地図記憶媒体であり、例えばＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）により構成される。ＤＶＤ２には、地図表示や経路探索などに必要な各種の地図データが記憶されている。なお、ここでは地図データを記憶する記録媒体としてＤＶＤ２を用いているが、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスクなどの他の記録媒体を用いても良い。３はＤＶＤ制御部であり、ＤＶＤ２からの地図情報の読み取りを制御する。
【００２３】
ここで、ＤＶＤ２に記録された地図データの詳細について説明する。ＤＶＤ２に記録された地図データは、広い地域を一望するための上位レベルの地図から、狭い地域を詳細に記述した下位レベルの地図まで、レベルと呼ばれる単位に階層化して管理されている。各レベルは、所定の経度および緯度で区切られた区画と呼ばれる矩形領域を単位として分割されている。各区画の地図データは、区画番号を指定することにより特定され、読み出すことが可能となる。
【００２４】
区画ごとの地図データには、地図表示に必要な各種のデータから成る描画ユニットと、マップマッチングや経路探索、経路案内等の各種の処理に必要なデータから成る道路ユニットと、交差点の詳細データから成る交差点ユニットとが含まれている。
【００２５】
上述の道路ユニットは、交差点や分岐など複数の道路が交わる点に対応するノードと、道路上のあるノードとこれに隣接する他のノードとの間を接続する道路や車線等に対応するリンクとを含んでいる。すなわち、この道路ユニットには、全ノードの詳細データを納めた接続ノードテーブルと、接続ノードテーブルの格納位置を示すノードテーブルと、隣接する２つのノードによって特定されるリンクの詳細データを納めたリンクレコードと、リンクレコードの格納位置を示すリンクテーブルとが含まれている。
【００２６】
図２は、道路ユニットに含まれる各種テーブルの詳細な内容を示す図である。なお、ここでは本実施形態に特に関係するデータのみを示している。また、ランダバウト付近のノードおよびリンクのイメージ例を併せて示している。
【００２７】
図２に示すように、ノードテーブルは、着目している区画に含まれる全ノードに対応したノードレコード＃０，＃１，＃２，・・・・を格納している。各ノードレコードには、その並び順に＃０から昇順のノード番号が与えられており、このノード番号が各ノードに対応する接続ノードテーブルの格納位置を示している。
【００２８】
また、接続ノードテーブルは、存在するノードのそれぞれ毎に、接続リンク番号レコード＃０，＃１，＃２，・・・・を格納している。この接続リンク番号レコードは、そのノードが一端となっている各リンクのリンク番号を、接続しているリンク数分だけ示している。
【００２９】
また、リンクテーブルは、着目している区画に含まれる全てのリンクに対応したリンクレコード＃０，＃１，＃２，・・・・を格納している。各リンクレコードには、その並び順に＃０から昇順のリンク番号が与えられており、このリンク番号が各リンクに対応するリンクレコードの格納位置を示している。
【００３０】
また、リンクレコードは、リンクＩＤ、ノード番号１，２、通行フラグ等の情報を格納している。リンクＩＤは、主に探索経路表示用に各リンクに付されたコードを示す。ノード番号１，２は、リンクの両端に位置する２つのノードを特定する番号を示し、リンクの方向を表現するときにこれを用いる。通行フラグは、そのリンクに関する各種の属性を数ビットで示すものであり、該当するビットをＯＮとすることよってそのリンクが複雑交差地域の一部であるか否かの属性を設定することができる。
【００３１】
図２の例において、ランダバウトに接続しているリンク１は、通行フラグで複雑交差地域属性が付加されていない。これに対してランダバウトの一部を構成しているリンク２は、通行フラグで複雑交差地域属性が付加されている。なお、ここではランダバウトを例にとって説明しているが、高速道路のランプウェイや、道幅の広い交差点や接続数の多い交差点など、マップマッチング処理を停止させたい任意のリンクに対して複雑交差地域属性を付加することが可能である。
【００３２】
図１に戻って説明する。４は操作盤であり、リモートコントローラ（リモコン）等により構成される。この操作盤４は、搭乗者がシステムコントローラ１に対して各種の情報（例えば、経路誘導の目的地）を設定したり、各種の操作（例えば、画面スクロールや地図検索、拡大／縮小、最適経路探索など）を行ったりするための各種操作子（ボタンやジョイスティック等）を備えており、操作子の操作状態に応じた赤外線信号がシステムコントローラ１に向けて送信される。
【００３３】
５は自立航法センサであり、車両の回転角度を検出する振動ジャイロ等の相対方位センサ（角度センサ）５ａと、所定走行距離毎に１個のパルスを出力する距離センサ５ｂとを備えている。自立航法センサ５は、これらの角度センサ５ａおよび距離センサ５ｂによって車両の相対位置および方位を検出し、その情報をシステムコントローラ１に出力する。
【００３４】
６はディスプレイ装置であり、システムコントローラ１から出力される画像データに基づいて、自車周辺の地図情報を車両位置マークや出発地マーク、目的地マーク等と共に表示したり、この地図上に走行軌跡や誘導経路を表示したり、車両の位置が交差点近傍に近づいたときに交差点拡大図を表示したりする。このディスプレイ装置６は、ＬＣＤコントローラ２１、ビデオＲＡＭ（Ｖ−ＲＡＭ）２２、読出制御部２３およびＬＣＤ２４を備えている。
【００３５】
次に、システムコントローラ１の詳細な構成について説明する。１１は地図データバッファメモリであり、ＤＶＤ２から読み出された地図データを一時的に格納するためのものである。１２は地図読出制御部であり、ＤＶＤ２から地図データを読み出す際の制御を行う。この地図読出制御部１２は、車両位置修正部１５からマップマッチング処理後の車両現在位置の情報を入力し、その車両現在位置を含む所定範囲の地図データをＤＶＤ２から読み出して地図データバッファメモリ１１に格納する。
【００３６】
１３は誘導経路発生部であり、地図データバッファメモリ１１に格納された地図データを用いて、出発地から目的地までを結ぶ最もコストが小さな誘導経路を探索し、当該探索した誘導経路のデータを記憶する。誘導経路のデータは、出発地から目的地まで至る各ノードに対応させて、各ノードの位置と、各ノードが交差点か否かを表す交差点識別フラグとを記憶したものである。
【００３７】
この誘導経路発生部１３はさらに、上記記憶した誘導経路のデータを用いて、誘導経路の描画データを発生する。すなわち、上記記憶した誘導経路データの中から、その時点でＶ−ＲＡＭ２２に描画された地図エリアに含まれるものを選択的に読み出し、地図画像に重ねて他の道路と異なる所定色で太く強調した誘導経路を描画する。また、自車が誘導経路前方にある案内交差点から所定距離内に接近したときに、所定の交差点拡大図データに基づいて、接近中の交差点の案内図の画像を生成して出力する。
【００３８】
１４は車両位置・方位計算部であり、自立航法センサ５から出力される自車の相対的な位置および方位のデータに基づいて、絶対的な自車位置（推定車両位置）および車両方位を計算する。
【００３９】
１５は車両位置修正部であり、マップマッチング処理部１５ａ、条件判断部１５ｂ、処理制御部１５ｃおよび走行軌跡記憶部１５ｄを備えている。走行軌跡記憶部１５ｄは、車両位置・方位計算部１４より出力されるデータに基づいて、所定時間毎あるいは所定走行距離毎の車両位置と車両方位とを走行軌跡として記憶する。
【００４０】
マップマッチング処理部１５ａは、地図データバッファメモリ１１に読み出されている地図データと、走行軌跡記憶部１５ｄに記憶された走行軌跡データ（車両位置・方位計算部１４により計算された推定車両位置および車両方位のデータ）とを用いて、所定時間毎あるいは所定走行距離毎にマップマッチング処理を行って、自車の走行位置を地図データの道路上に位置修正する。
【００４１】
条件判断部１５ｂは、地図データバッファメモリ１１に読み出されている地図データと、車両位置・方位計算部１４により計算された推定車両位置のデータとに基づいて、自車位置が所定の複雑交差地域に属するか否かを判断する。具体的には、車両位置・方位計算部１４により計算された自車位置から所定の距離（例えば５０ｍ）以内にある経路上の道路リンクに対して複雑交差地域属性が付加されている場合に、自車位置が複雑交差地域に属すると判断する。
【００４２】
処理制御部１５ｃは、条件判断部１５ｂにより自車位置が複雑交差地域に属すると判断された場合に、マップマッチング処理部１５ａによる車両位置マークの表示修正処理を停止するように制御する。ここでは、マップマッチング処理自体を停止するようにしても良いし、マップマッチングはバックグランドで行いつつ車両位置マークの表示修正だけを停止するようにしても良い。
【００４３】
図２の例で説明すると、リンク１の道路上を走行している自車の位置が、複雑交差地域属性の付加されているランダバウトのリンク２，７から例えば５０ｍ以内の距離に入ったときに、条件判断部１５ｂは自車位置が複雑交差地域に入ったと判断し、処理制御部１５ｃがマップマッチング処理部１５ａによる車両位置マークの表示修正処理を停止する。
【００４４】
また、自車がランダバウトを抜けてリンク８の道路上を走行し、複雑交差地域属性の付加されているランダバウトのリンク４，５から例えば５０ｍ以上離れたときに、条件判断部１５ｂは自車位置が複雑交差地域から脱出したと判断し、処理制御部１５ｃがマップマッチング処理部１５ａによる車両位置マークの表示修正処理を再開する。
【００４５】
１６は車両位置マーク発生部であり、車両位置修正部１５により適宜マップマッチング処理された後の車両現在位置を入力して、自車位置に表示する車両位置マークを発生する。また、車両位置修正部１５より走行軌跡データを入力して走行軌跡を発生する処理も行う。
【００４６】
１７は地図描画制御部であり、地図データバッファメモリ１１に格納された地図データと、誘導経路発生部１３により発生された誘導経路の描画データと、車両位置マーク発生部１６により発生された車両位置マーク等とに基づいて、車両位置周辺の地図を車両位置マークや誘導経路、走行軌跡等と共にディスプレイ装置６に表示させるのに必要な地図画像データを生成する。
【００４７】
地図描画制御部１７によって生成された地図画像データは、ＬＣＤコントローラ２１によってＶ−ＲＡＭ２２に一時的に格納される。読出制御部２３は、Ｖ−ＲＡＭ２２からの地図画像データの読み出しを制御する。すなわち、地図描画制御部１７によって生成された地図画像データはＶ−ＲＡＭ２２に一時的に格納され、読出制御部２３によって１画面分の地図画像データが読み出されて、ＬＣＤ２４のディスプレイ画面に表示される。
【００４８】
次に、上記のように構成した本実施形態のナビゲーションシステムによる自車位置確定動作について説明する。図３は、車両位置修正部１５によって行われる自車位置確定処理の流れを示すフローチャートである。
【００４９】
図３において、走行軌跡記憶部１５ｄは、所定時間毎あるいは所定走行距離毎に、車両位置・方位計算部１４により演算された車両の現在位置および走行方位のデータを順次記憶する（ステップＳ１）。条件判断部１５ｂは、走行軌跡記憶部１５ｄに記憶された推定車両位置と、地図データバッファメモリ１１内に記憶されている地図データとに基づいて、自車位置がランダバウト等から所定の距離以内の複雑交差地域に属するか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００５０】
具体的には、経路探索を行って誘導経路上を走行中のときは、当該誘導経路上にあるランダバウト等の複雑交差地域属性が付加されたリンクから自車位置までの距離が所定の距離より小さいかどうかを判断し、小さい場合に自車位置が複雑交差地域内に属すると判断する。また、誘導経路が存在しない場合は、自車位置から現在の走行方位に向かって所定の距離以内にあるリンクに複雑交差地域属性が付加されているかどうかを判断し、付加されている場合に自車位置が複雑交差地域内に属すると判断する。
【００５１】
ここで、自車位置が複雑交差地域内に属すると判断した場合、処理制御部１５ｃは、マップマッチング処理部１５ａによる車両位置マークの表示修正処理を停止するように制御する（ステップＳ３）。一方、自車位置が複雑交差地域内に属しないと判断した場合、処理制御部１５ｃは、マップマッチング処理部１５ａによる処理を通常通り行うように制御する（ステップＳ４）。ステップＳ３あるいはステップＳ４の後はステップＳ１に戻り、以降同様の処理を繰り返し行う。
【００５２】
なお、以上の例で条件判断部１５ｂは、車両位置・方位計算部１４により計算された推定車両位置がランダバウト等から所定距離以内にあるかどうかによって自車位置が複雑交差地域に属するか否かを判断しているが、マップマッチング処理部１５ａにより推定された自車位置を用いて自車位置が複雑交差地域に属するか否かを判断するようにしても良い。すなわち、マップマッチング処理部１５ａにより推定された自車位置の道路リンクに対して複雑交差地域属性が付加されている場合に、自車位置が複雑交差地域に属すると判断する。
【００５３】
図４は、この場合に車両位置修正部１５によって行われる自車位置確定処理の流れを示すフローチャートである。図４において、走行軌跡記憶部１５ｄは、所定時間毎あるいは所定走行距離毎に、車両位置・方位計算部１４により演算された車両の現在位置および走行方位のデータを順次記憶する（ステップＳ１１）。
【００５４】
マップマッチング処理部１５ａは、地図データバッファメモリ１１に読み出されている地図データと、走行軌跡記憶部１５ｄに記憶された走行軌跡データとを用いてマップマッチング処理を行い、自車位置を推定する（ステップＳ１２）。条件判断部１５ｂは、マップマッチング処理部１５ａにより推定された自車位置がランダバウト等かどうか、すなわち、当該推定された自車位置の道路リンクに複雑交差地域属性が付加されているかどうかを判断する（ステップＳ１３）。
【００５５】
ここで、推定された自車位置がランダバウト等であると判断した場合、処理制御部１５ｃは、マップマッチング処理部１５ａによる車両位置マークの表示修正処理を停止するように制御する（ステップＳ１４）。一方、推定された自車位置がランダバウト等でないと判断した場合、処理制御部１５ｃは、マップマッチング処理部１５ａによる処理を通常通り行うように制御する（ステップＳ１５）。ステップＳ１４あるいはステップＳ１５の後はステップＳ１１に戻り、以降同様の処理を繰り返し行う。
【００５６】
このような図４のフローチャートに従って処理した場合、マップマッチングの結果を画面表示上で自車位置に反映させない区間は、複雑交差地域属性が付加されているランダバウト等の区間（図２の例ではリンク２〜７の区間）とほぼ一致する。ただし、ランダバウトに接続されているリンク１，８に対しても複雑交差地域属性を付加することにより、ランダバウトおよびその周辺においてマップマッチングの結果を自車位置に反映させないようにすることが可能である。
【００５７】
以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、地図データ中で複雑交差地域属性の付加された複雑交差地域においてはマップマッチングによる車両位置マークの表示修正処理を停止するようにしている。これにより、ランダバウト等の複雑交差地域においては、道路データとの誤差が大きくなる走行軌跡に基づいて間違ったマップマッチング処理が行われることがなくなり、マップマッチングをしたために却って自車位置がずれる不都合を抑止することができる。したがって、ランダバウト内では自車位置のズレが少ない状態で、脱出後に正しい場所にマップマッチングしやすくなり、自車位置の確定精度を向上させることができる。
【００５８】
なお、上記実施形態では、地図データ中で複雑交差地域属性が付加されたリンクまたはその周辺を複雑交差地域と判断する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、地図データ中に複雑交差地域属性は埋め込まず、地図データ中に含まれる交差点属性情報や道路幅情報などに基づいて、誘導経路上で右左折する交差点付近が所定の条件を満たすかどうかによって複雑交差地域と判断するようにしても良い。
【００５９】
すなわち、図２に示した接続ノードテーブルには、各ノードが交差点ノードであるか否かを示す交差点ノードフラグが含まれている。また、リンクレコードには、道路幅情報が含まれている。例えば、これらの情報を用いて、誘導経路上で現在位置から所定距離以内にあるリンクが所定幅以上の交差点である場合に、現在位置が複雑交差地域に属すると判断するようにしても良い。また、交差点の道路幅が所定値以上で、かつ、その交差点に所定数以上の接続リンクが存在する場合に複雑交差地域に属すると判断するようにしても良い。
【００６０】
上記に説明したマップマッチング処理は、パターンマッチング法および投影法の何れも適用することが可能である。パターンマッチング法の場合は、複雑交差地域の範囲内では走行軌跡の情報収集を停止し、複雑交差地域の脱出後にその侵入前の走行軌跡と脱出後の走行軌跡の情報のみを使用してマップマッチングを行う。
【００６１】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明は上述したように、あらかじめ定めた条件を満たす複雑交差地域においてはマップマッチングによる車両位置マークの道路上への表示修正処理を停止するようにしたので、地図データとの誤差が大きくなる走行経路に基づいて間違ったマップマッチング処理が行われることがなくなり、自車位置の確定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自車位置確定方法および装置を実施したナビゲーションシステムの全体構成を示す図である。
【図２】道路ユニットに含まれる各種テーブルの詳細な内容を示す図である。
【図３】本実施形態の車両位置修正部によって行われる自車位置確定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の車両位置修正部によって行われる自車位置確定処理の流れの他の例を示すフローチャートである。
【図５】パターンマッチング法によるマップマッチングを説明するための図である。
【図６】投影法によるマップマッチングを説明するための図である。
【図７】ランダバウトについて説明するための図である。
【図８】ランプウェイについて説明するための図である。
【符号の説明】
１ システムコントローラ
２ ＤＶＤ（地図記憶媒体）
３ ＤＶＤ制御部
４ 操作盤
５ 自立航法センサ
５ａ 角度センサ
５ｂ 距離センサ
６ ディスプレイ装置
１１ 地図データバッファメモリ
１２ 地図読出制御部
１３ 誘導経路発生部
１４ 車両位置・方位計算部
１５ 車両位置修正部
１５ａ マップマッチング処理部
１５ｂ 条件判断部
１５ｃ 処理制御部
１５ｄ 走行軌跡記憶部
１６ 車両位置マーク発生部
１７ 地図描画制御部
２１ ＬＣＤコントローラ
２２ Ｖ−ＲＡＭ
２３ 読出制御部
２４ ＬＣＤ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナビゲーションシステムの自車位置確定方法および装置に関し、特に、距離センサおよび角度センサを含む自立航法センサによる測位機能と、当該自立航法センサによる測位位置に基づき表示される車両位置マークを道路上に表示されるように適宜修正するマップマッチング機能とを備えたナビゲーションシステムに用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１１−１３２７８４号公報
【特許文献２】
特開平１１−５１６８４号公報
【０００３】
一般に、車両の走行案内を行い、運転者が所望の目的地に容易に到達できるようにした車載用のナビゲーション装置では、車両の現在位置に応じた地図データをＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスクなどの記録媒体から読み出して画面上に表示する。また、画面上の所定箇所に自車位置を示す車両位置マークを重ね合わせて表示する。そして、車両の移動により現在位置が変化するに従って、画面上で車両位置マークを移動したり、車両位置マークは画面上の所定箇所に固定してその近傍の地図データをスクロールしたりすることにより、車両が現在どこを走行しているのかを一目で分かるようにしている。
【０００４】
このようなナビゲーション装置の殆どは、出発地から目的地までの誘導経路を設定して案内する機能を備えている。この経路誘導機能では、地図データを用いて出発地から目的地までを結ぶ最もコストが小さな経路を、幅優先探索（ＢＦＳ）法あるいはダイクストラ法などのシミュレーションを行って自動探索し、その探索した経路を誘導経路として設定する。
【０００５】
なお、コストとは、距離をもとに、道路幅員、道路種別（一般道か高速道路かなど）、右折および左折、交通規制などに応じた所定の定数を乗じた値であり、誘導経路として適正の程度を数値化したものである。経路探索処理においては、交差点や分岐など複数の道路が交わる点をノード、隣接するノード間を結ぶベクトルをリンクとして、出発地から目的地に至る様々な経路上のリンクコストを順次加算し、リンクコストの合計が最も小さい経路を選択する。
【０００６】
誘導経路の設定後は、車両の走行中に地図画像上で誘導経路を他の道路と識別可能なように色を変えて太く描画する。また、車両が誘導経路上の案内交差点から所定距離内に近づいたときに、交差点案内図（交差点拡大図とこの交差点での進行方向を示す矢印等）を表示したり、進行方向を音声で案内したりするなどの交差点案内を行うことにより、運転者を目的地まで案内するようになっている。
【０００７】
この種のナビゲ−ション装置において、車両の現在位置を測定することは不可欠である。このため、車両に搭載した距離センサおよび角度センサを用いて車両の相対位置を測定する測定法（自立航法）と、複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送られてくる電波を受信してｎ次元測位処理によって車両の絶対位置を測定する測定法（衛星航法）とが実用化されている。
【０００８】
自立航法による車両位置測定は、比較的低コストで車両位置を測定できるが、高精度に位置測定ができない問題があり、マップマッチング処理等の補正処理が必要になる。すなわち、自立航法では、車両が走行するにつれて誤差が累積し、車両位置が道路から外れてしまう。そこで、マップマッチング処理によって車両位置を道路データと照合して道路上に修正する。
【０００９】
マップマッチングの方法は種々提案されている。例えば、パターンマッチング法と投影法とが存在する。前者のパターンマッチング法は、車両の走行軌跡（所定走行距離毎の位置と方位）を保存しておき、その走行軌跡と同形の地図上の道路を求め、当該道路上のポイントに車両位置マークをマップマッチングさせる方法である。また、後者の投影法は、自立航法センサにより測定された自車位置から所定の条件下で投影し得る道路上のポイントを探し、そのポイントに車両位置マークをマップマッチングさせる方法である。
【００１０】
図５は、パターンマッチング法によるマップマッチングを説明するための図である。例えば、図５（ａ）のように走行軌跡Ｘが地図上の道路から外れた場合に、車両の現在位置から所定の距離範囲内で、その走行軌跡Ｘの方向とほぼ一致する道路の探索を行い、図５（ｂ）に示すような複数の候補道路Ａ，Ｂ，Ｃを抽出する。さらに、これらの候補道路Ａ〜Ｃのデータと累計誤差を有している走行軌跡Ｘのデータとを比較して類似性の判定を行い、最も類似性が高い道路候補Ｂが現在走行中の道路であると判断する。そして、この道路Ｂ上に車両位置マークが表示されるように修正する。
【００１１】
また、図６は、投影法によるマップマッチングを説明するための図である。図６において、車両位置が点Ｐi-1（Ｘi-1，Ｙi-1）にあり、車両方位がθi-1であったとする。点Ｐi-1より一定距離Ｌ0（例えば５ｍ）走行したときの相対方位がΔθiであれば、自立航法による走行後の車両位置の点Ｐi’（Ｘi’，Ｙi’）と、当該点Ｐi’での車両方位θiは、次式により求められる。
θi＝θi-1＋Δθi
Ｘi’＝Ｘi-1＋Ｌ0・cosθi
Ｙi’＝Ｙi-1＋Ｌ0・sinθi
【００１２】
このとき、点Ｐi’から垂線を降ろすことのできるリンクであって、点Ｐi’での車両方位θiとリンクとの成す角度が一定値以内で、かつ、点Ｐi’からリンクに降ろした垂線の長さが一定距離以内となっているものを探す。ここでは、道路ＲＤa上の方位θa1のリンクＬＫa1（ノードＮa0とＮa1を結ぶ直線）と、道路ＲＤb上の方位θb1のリンクＬＫb1（ノードＮb0とＮb1を結ぶ直線）となる。
【００１３】
次いで、点Ｐi’からリンクＬＫa1，ＬＫb1に降ろした垂線ＲＬia，ＲＬibの長さを求め、短い方のリンクをマッチング候補とする。ここではリンクＬＫa1となる。そして、点Ｐi-1と点Ｐi’とを結ぶ走行軌跡ＳＨiを、垂線ＲＬiaの方向に点Ｐi-1がリンクＬＫa1上（またはリンクＬＫa1の延長線上）に来るまで平行移動して、点Ｐi-1，点Ｐi’の移動点ＰＴi-1，ＰＴi’を求める。最後に、点ＰＴi-1を中心にして、点ＰＴi’がリンクＬＫa1上（またはリンクＬＫa1の延長線上）に来るまで回転移動して移動点を求め、その移動点を修正車両位置Ｐi（Ｘi，Ｙi）とする。なお、修正車両位置Ｐiでの車両方位はθiのままとされる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、主に欧米でよく見かけられる道路システムの１つにランダバウト（Roundabout：ロータリーやトラフィックサークルとも呼ばれる）が存在する。このランダバウトは、図７（ａ）のように閉じた環状経路に対して複数の進入路と複数の退出路とが接続されて構成されており、その大きさ（環状経路の最大直径や道幅）はまちまちである。また、図７（ｂ）に示すように、環状経路に対して進入用および退出用の取付道路が設けられているランダバウトも存在する。
【００１５】
このようなランダバウトでは、デジタイジングされた道路データと実際の走行経路との差が大きくなることが多い。すなわち、道路データは図７（ｃ）のように複数のノードとそのノード間を直線で結ぶリンクとの集合から構成されるのに対して、実際のランダバウトは道幅があるため、ランダバウト内をリンクの方位とは異なる方位に走行することも可能である。また、実際には取付道路があるのに道路データ上ではそれに対応するノードとリンクが存在しないため、地図データ上のリンクの方位と走行経路の方位とが食い違ってしまうこともある。
【００１６】
このように道路データと実際の走行経路との差が大きくなることにより、マップマッチングをしたがために却って自車位置がずれてしまうことがあるという問題があった。例えば、実際には取付道路を走行しているのに道路データ上では環状経路を走行していると誤認識したり、道幅の広い環状経路の内側から外側に向かって走行したときに道路データ上の退出路からランダバウト外に出たと誤認識したりすることが多かった。
【００１７】
なお、デジタイジングされた道路データと実際の走行経路との差が大きくなる道路は、このランダバウトに限られない。例えば、一般道路から高速道路に進む場合に通行する図８に示すようなランプウェイでは、実際の道路は点線で示すように直交しているのに対して、道路データ上は走行方位毎に異なるリンクが設けられる（リンクが直交しない）ことがある。このようなランプウェイにおいても、マップマッチングをしたがために却って自車位置がずれることがあった。この他、一般道路の交差点でもその道幅が広い場合や交差道路数が多い場合などには、マップマッチングがうまく機能しないことがあった。
【００１８】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、例えばランダバウトのような複雑な交差点を通る場合にも自車位置マークのずれを少なく抑制し、自車位置の確定精度を向上できるようにすることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明では、あらかじめ定めた条件を満たす複雑交差地域においてはマップマッチングによる車両位置マークの道路上への表示修正処理を停止するようにしている。
このように構成した本発明によれば、道路データとの誤差が大きくなる走行経路に基づいて間違ったマップマッチング処理が行われることがなくなり、マップマッチングをしたがために却って自車位置がずれる不都合を抑止することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による自車位置確定方法および装置を実施したナビゲーションシステムの全体構成を示す図である。
【００２１】
図１において、１はシステムコントローラであり、ナビゲーションシステムの全体を制御する。このシステムコントローラ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータ等により構成され、地図や車両位置マークの描画処理、最適経路探索処理、マップマッチング処理等を行う。
【００２２】
２は地図データを記憶する地図記憶媒体であり、例えばＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）により構成される。ＤＶＤ２には、地図表示や経路探索などに必要な各種の地図データが記憶されている。なお、ここでは地図データを記憶する記録媒体としてＤＶＤ２を用いているが、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスクなどの他の記録媒体を用いても良い。３はＤＶＤ制御部であり、ＤＶＤ２からの地図情報の読み取りを制御する。
【００２３】
ここで、ＤＶＤ２に記録された地図データの詳細について説明する。ＤＶＤ２に記録された地図データは、広い地域を一望するための上位レベルの地図から、狭い地域を詳細に記述した下位レベルの地図まで、レベルと呼ばれる単位に階層化して管理されている。各レベルは、所定の経度および緯度で区切られた区画と呼ばれる矩形領域を単位として分割されている。各区画の地図データは、区画番号を指定することにより特定され、読み出すことが可能となる。
【００２４】
区画ごとの地図データには、地図表示に必要な各種のデータから成る描画ユニットと、マップマッチングや経路探索、経路案内等の各種の処理に必要なデータから成る道路ユニットと、交差点の詳細データから成る交差点ユニットとが含まれている。
【００２５】
上述の道路ユニットは、交差点や分岐など複数の道路が交わる点に対応するノードと、道路上のあるノードとこれに隣接する他のノードとの間を接続する道路や車線等に対応するリンクとを含んでいる。すなわち、この道路ユニットには、全ノードの詳細データを納めた接続ノードテーブルと、接続ノードテーブルの格納位置を示すノードテーブルと、隣接する２つのノードによって特定されるリンクの詳細データを納めたリンクレコードと、リンクレコードの格納位置を示すリンクテーブルとが含まれている。
【００２６】
図２は、道路ユニットに含まれる各種テーブルの詳細な内容を示す図である。なお、ここでは本実施形態に特に関係するデータのみを示している。また、ランダバウト付近のノードおよびリンクのイメージ例を併せて示している。
【００２７】
図２に示すように、ノードテーブルは、着目している区画に含まれる全ノードに対応したノードレコード＃０，＃１，＃２，・・・・を格納している。各ノードレコードには、その並び順に＃０から昇順のノード番号が与えられており、このノード番号が各ノードに対応する接続ノードテーブルの格納位置を示している。
【００２８】
また、接続ノードテーブルは、存在するノードのそれぞれ毎に、接続リンク番号レコード＃０，＃１，＃２，・・・・を格納している。この接続リンク番号レコードは、そのノードが一端となっている各リンクのリンク番号を、接続しているリンク数分だけ示している。
【００２９】
また、リンクテーブルは、着目している区画に含まれる全てのリンクに対応したリンクレコード＃０，＃１，＃２，・・・・を格納している。各リンクレコードには、その並び順に＃０から昇順のリンク番号が与えられており、このリンク番号が各リンクに対応するリンクレコードの格納位置を示している。
【００３０】
また、リンクレコードは、リンクＩＤ、ノード番号１，２、通行フラグ等の情報を格納している。リンクＩＤは、主に探索経路表示用に各リンクに付されたコードを示す。ノード番号１，２は、リンクの両端に位置する２つのノードを特定する番号を示し、リンクの方向を表現するときにこれを用いる。通行フラグは、そのリンクに関する各種の属性を数ビットで示すものであり、該当するビットをＯＮとすることよってそのリンクが複雑交差地域の一部であるか否かの属性を設定することができる。
【００３１】
図２の例において、ランダバウトに接続しているリンク１は、通行フラグで複雑交差地域属性が付加されていない。これに対してランダバウトの一部を構成しているリンク２は、通行フラグで複雑交差地域属性が付加されている。なお、ここではランダバウトを例にとって説明しているが、高速道路のランプウェイや、道幅の広い交差点や接続数の多い交差点など、マップマッチング処理を停止させたい任意のリンクに対して複雑交差地域属性を付加することが可能である。
【００３２】
図１に戻って説明する。４は操作盤であり、リモートコントローラ（リモコン）等により構成される。この操作盤４は、搭乗者がシステムコントローラ１に対して各種の情報（例えば、経路誘導の目的地）を設定したり、各種の操作（例えば、画面スクロールや地図検索、拡大／縮小、最適経路探索など）を行ったりするための各種操作子（ボタンやジョイスティック等）を備えており、操作子の操作状態に応じた赤外線信号がシステムコントローラ１に向けて送信される。
【００３３】
５は自立航法センサであり、車両の回転角度を検出する振動ジャイロ等の相対方位センサ（角度センサ）５ａと、所定走行距離毎に１個のパルスを出力する距離センサ５ｂとを備えている。自立航法センサ５は、これらの角度センサ５ａおよび距離センサ５ｂによって車両の相対位置および方位を検出し、その情報をシステムコントローラ１に出力する。
【００３４】
６はディスプレイ装置であり、システムコントローラ１から出力される画像データに基づいて、自車周辺の地図情報を車両位置マークや出発地マーク、目的地マーク等と共に表示したり、この地図上に走行軌跡や誘導経路を表示したり、車両の位置が交差点近傍に近づいたときに交差点拡大図を表示したりする。このディスプレイ装置６は、ＬＣＤコントローラ２１、ビデオＲＡＭ（Ｖ−ＲＡＭ）２２、読出制御部２３およびＬＣＤ２４を備えている。
【００３５】
次に、システムコントローラ１の詳細な構成について説明する。１１は地図データバッファメモリであり、ＤＶＤ２から読み出された地図データを一時的に格納するためのものである。１２は地図読出制御部であり、ＤＶＤ２から地図データを読み出す際の制御を行う。この地図読出制御部１２は、車両位置修正部１５からマップマッチング処理後の車両現在位置の情報を入力し、その車両現在位置を含む所定範囲の地図データをＤＶＤ２から読み出して地図データバッファメモリ１１に格納する。
【００３６】
１３は誘導経路発生部であり、地図データバッファメモリ１１に格納された地図データを用いて、出発地から目的地までを結ぶ最もコストが小さな誘導経路を探索し、当該探索した誘導経路のデータを記憶する。誘導経路のデータは、出発地から目的地まで至る各ノードに対応させて、各ノードの位置と、各ノードが交差点か否かを表す交差点識別フラグとを記憶したものである。
【００３７】
この誘導経路発生部１３はさらに、上記記憶した誘導経路のデータを用いて、誘導経路の描画データを発生する。すなわち、上記記憶した誘導経路データの中から、その時点でＶ−ＲＡＭ２２に描画された地図エリアに含まれるものを選択的に読み出し、地図画像に重ねて他の道路と異なる所定色で太く強調した誘導経路を描画する。また、自車が誘導経路前方にある案内交差点から所定距離内に接近したときに、所定の交差点拡大図データに基づいて、接近中の交差点の案内図の画像を生成して出力する。
【００３８】
１４は車両位置・方位計算部であり、自立航法センサ５から出力される自車の相対的な位置および方位のデータに基づいて、絶対的な自車位置（推定車両位置）および車両方位を計算する。
【００３９】
１５は車両位置修正部であり、マップマッチング処理部１５ａ、条件判断部１５ｂ、処理制御部１５ｃおよび走行軌跡記憶部１５ｄを備えている。走行軌跡記憶部１５ｄは、車両位置・方位計算部１４より出力されるデータに基づいて、所定時間毎あるいは所定走行距離毎の車両位置と車両方位とを走行軌跡として記憶する。
【００４０】
マップマッチング処理部１５ａは、地図データバッファメモリ１１に読み出されている地図データと、走行軌跡記憶部１５ｄに記憶された走行軌跡データ（車両位置・方位計算部１４により計算された推定車両位置および車両方位のデータ）とを用いて、所定時間毎あるいは所定走行距離毎にマップマッチング処理を行って、自車の走行位置を地図データの道路上に位置修正する。
【００４１】
条件判断部１５ｂは、地図データバッファメモリ１１に読み出されている地図データと、車両位置・方位計算部１４により計算された推定車両位置のデータとに基づいて、自車位置が所定の複雑交差地域に属するか否かを判断する。具体的には、車両位置・方位計算部１４により計算された自車位置から所定の距離（例えば５０ｍ）以内にある経路上の道路リンクに対して複雑交差地域属性が付加されている場合に、自車位置が複雑交差地域に属すると判断する。
【００４２】
処理制御部１５ｃは、条件判断部１５ｂにより自車位置が複雑交差地域に属すると判断された場合に、マップマッチング処理部１５ａによる車両位置マークの表示修正処理を停止するように制御する。ここでは、マップマッチング処理自体を停止するようにしても良いし、マップマッチングはバックグランドで行いつつ車両位置マークの表示修正だけを停止するようにしても良い。
【００４３】
図２の例で説明すると、リンク１の道路上を走行している自車の位置が、複雑交差地域属性の付加されているランダバウトのリンク２，７から例えば５０ｍ以内の距離に入ったときに、条件判断部１５ｂは自車位置が複雑交差地域に入ったと判断し、処理制御部１５ｃがマップマッチング処理部１５ａによる車両位置マークの表示修正処理を停止する。
【００４４】
また、自車がランダバウトを抜けてリンク８の道路上を走行し、複雑交差地域属性の付加されているランダバウトのリンク４，５から例えば５０ｍ以上離れたときに、条件判断部１５ｂは自車位置が複雑交差地域から脱出したと判断し、処理制御部１５ｃがマップマッチング処理部１５ａによる車両位置マークの表示修正処理を再開する。
【００４５】
１６は車両位置マーク発生部であり、車両位置修正部１５により適宜マップマッチング処理された後の車両現在位置を入力して、自車位置に表示する車両位置マークを発生する。また、車両位置修正部１５より走行軌跡データを入力して走行軌跡を発生する処理も行う。
【００４６】
１７は地図描画制御部であり、地図データバッファメモリ１１に格納された地図データと、誘導経路発生部１３により発生された誘導経路の描画データと、車両位置マーク発生部１６により発生された車両位置マーク等とに基づいて、車両位置周辺の地図を車両位置マークや誘導経路、走行軌跡等と共にディスプレイ装置６に表示させるのに必要な地図画像データを生成する。
【００４７】
地図描画制御部１７によって生成された地図画像データは、ＬＣＤコントローラ２１によってＶ−ＲＡＭ２２に一時的に格納される。読出制御部２３は、Ｖ−ＲＡＭ２２からの地図画像データの読み出しを制御する。すなわち、地図描画制御部１７によって生成された地図画像データはＶ−ＲＡＭ２２に一時的に格納され、読出制御部２３によって１画面分の地図画像データが読み出されて、ＬＣＤ２４のディスプレイ画面に表示される。
【００４８】
次に、上記のように構成した本実施形態のナビゲーションシステムによる自車位置確定動作について説明する。図３は、車両位置修正部１５によって行われる自車位置確定処理の流れを示すフローチャートである。
【００４９】
図３において、走行軌跡記憶部１５ｄは、所定時間毎あるいは所定走行距離毎に、車両位置・方位計算部１４により演算された車両の現在位置および走行方位のデータを順次記憶する（ステップＳ１）。条件判断部１５ｂは、走行軌跡記憶部１５ｄに記憶された推定車両位置と、地図データバッファメモリ１１内に記憶されている地図データとに基づいて、自車位置がランダバウト等から所定の距離以内の複雑交差地域に属するか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００５０】
具体的には、経路探索を行って誘導経路上を走行中のときは、当該誘導経路上にあるランダバウト等の複雑交差地域属性が付加されたリンクから自車位置までの距離が所定の距離より小さいかどうかを判断し、小さい場合に自車位置が複雑交差地域内に属すると判断する。また、誘導経路が存在しない場合は、自車位置から現在の走行方位に向かって所定の距離以内にあるリンクに複雑交差地域属性が付加されているかどうかを判断し、付加されている場合に自車位置が複雑交差地域内に属すると判断する。
【００５１】
ここで、自車位置が複雑交差地域内に属すると判断した場合、処理制御部１５ｃは、マップマッチング処理部１５ａによる車両位置マークの表示修正処理を停止するように制御する（ステップＳ３）。一方、自車位置が複雑交差地域内に属しないと判断した場合、処理制御部１５ｃは、マップマッチング処理部１５ａによる処理を通常通り行うように制御する（ステップＳ４）。ステップＳ３あるいはステップＳ４の後はステップＳ１に戻り、以降同様の処理を繰り返し行う。
【００５２】
なお、以上の例で条件判断部１５ｂは、車両位置・方位計算部１４により計算された推定車両位置がランダバウト等から所定距離以内にあるかどうかによって自車位置が複雑交差地域に属するか否かを判断しているが、マップマッチング処理部１５ａにより推定された自車位置を用いて自車位置が複雑交差地域に属するか否かを判断するようにしても良い。すなわち、マップマッチング処理部１５ａにより推定された自車位置の道路リンクに対して複雑交差地域属性が付加されている場合に、自車位置が複雑交差地域に属すると判断する。
【００５３】
図４は、この場合に車両位置修正部１５によって行われる自車位置確定処理の流れを示すフローチャートである。図４において、走行軌跡記憶部１５ｄは、所定時間毎あるいは所定走行距離毎に、車両位置・方位計算部１４により演算された車両の現在位置および走行方位のデータを順次記憶する（ステップＳ１１）。
【００５４】
マップマッチング処理部１５ａは、地図データバッファメモリ１１に読み出されている地図データと、走行軌跡記憶部１５ｄに記憶された走行軌跡データとを用いてマップマッチング処理を行い、自車位置を推定する（ステップＳ１２）。条件判断部１５ｂは、マップマッチング処理部１５ａにより推定された自車位置がランダバウト等かどうか、すなわち、当該推定された自車位置の道路リンクに複雑交差地域属性が付加されているかどうかを判断する（ステップＳ１３）。
【００５５】
ここで、推定された自車位置がランダバウト等であると判断した場合、処理制御部１５ｃは、マップマッチング処理部１５ａによる車両位置マークの表示修正処理を停止するように制御する（ステップＳ１４）。一方、推定された自車位置がランダバウト等でないと判断した場合、処理制御部１５ｃは、マップマッチング処理部１５ａによる処理を通常通り行うように制御する（ステップＳ１５）。ステップＳ１４あるいはステップＳ１５の後はステップＳ１１に戻り、以降同様の処理を繰り返し行う。
【００５６】
このような図４のフローチャートに従って処理した場合、マップマッチングの結果を画面表示上で自車位置に反映させない区間は、複雑交差地域属性が付加されているランダバウト等の区間（図２の例ではリンク２〜７の区間）とほぼ一致する。ただし、ランダバウトに接続されているリンク１，８に対しても複雑交差地域属性を付加することにより、ランダバウトおよびその周辺においてマップマッチングの結果を自車位置に反映させないようにすることが可能である。
【００５７】
以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、地図データ中で複雑交差地域属性の付加された複雑交差地域においてはマップマッチングによる車両位置マークの表示修正処理を停止するようにしている。これにより、ランダバウト等の複雑交差地域においては、道路データとの誤差が大きくなる走行軌跡に基づいて間違ったマップマッチング処理が行われることがなくなり、マップマッチングをしたために却って自車位置がずれる不都合を抑止することができる。したがって、ランダバウト内では自車位置のズレが少ない状態で、脱出後に正しい場所にマップマッチングしやすくなり、自車位置の確定精度を向上させることができる。
【００５８】
なお、上記実施形態では、地図データ中で複雑交差地域属性が付加されたリンクまたはその周辺を複雑交差地域と判断する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、地図データ中に複雑交差地域属性は埋め込まず、地図データ中に含まれる交差点属性情報や道路幅情報などに基づいて、誘導経路上で右左折する交差点付近が所定の条件を満たすかどうかによって複雑交差地域と判断するようにしても良い。
【００５９】
すなわち、図２に示した接続ノードテーブルには、各ノードが交差点ノードであるか否かを示す交差点ノードフラグが含まれている。また、リンクレコードには、道路幅情報が含まれている。例えば、これらの情報を用いて、誘導経路上で現在位置から所定距離以内にあるリンクが所定幅以上の交差点である場合に、現在位置が複雑交差地域に属すると判断するようにしても良い。また、交差点の道路幅が所定値以上で、かつ、その交差点に所定数以上の接続リンクが存在する場合に複雑交差地域に属すると判断するようにしても良い。
【００６０】
上記に説明したマップマッチング処理は、パターンマッチング法および投影法の何れも適用することが可能である。パターンマッチング法の場合は、複雑交差地域の範囲内では走行軌跡の情報収集を停止し、複雑交差地域の脱出後にその侵入前の走行軌跡と脱出後の走行軌跡の情報のみを使用してマップマッチングを行う。
【００６１】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明は上述したように、あらかじめ定めた条件を満たす複雑交差地域においてはマップマッチングによる車両位置マークの道路上への表示修正処理を停止するようにしたので、地図データとの誤差が大きくなる走行経路に基づいて間違ったマップマッチング処理が行われることがなくなり、自車位置の確定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自車位置確定方法および装置を実施したナビゲーションシステムの全体構成を示す図である。
【図２】道路ユニットに含まれる各種テーブルの詳細な内容を示す図である。
【図３】本実施形態の車両位置修正部によって行われる自車位置確定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の車両位置修正部によって行われる自車位置確定処理の流れの他の例を示すフローチャートである。
【図５】パターンマッチング法によるマップマッチングを説明するための図である。
【図６】投影法によるマップマッチングを説明するための図である。
【図７】ランダバウトについて説明するための図である。
【図８】ランプウェイについて説明するための図である。
【符号の説明】
１ システムコントローラ
２ ＤＶＤ（地図記憶媒体）
３ ＤＶＤ制御部
４ 操作盤
５ 自立航法センサ
５ａ 角度センサ
５ｂ 距離センサ
６ ディスプレイ装置
１１ 地図データバッファメモリ
１２ 地図読出制御部
１３ 誘導経路発生部
１４ 車両位置・方位計算部
１５ 車両位置修正部
１５ａ マップマッチング処理部
１５ｂ 条件判断部
１５ｃ 処理制御部
１５ｄ 走行軌跡記憶部
１６ 車両位置マーク発生部
１７ 地図描画制御部
２１ ＬＣＤコントローラ
２２ Ｖ−ＲＡＭ
２３ 読出制御部
２４ ＬＣＤ
Claims (12)
- 地図データに基づいてディスプレイ画面に地図を描画するとともに、自立航法により車両位置を測定して車両位置マークを上記地図上に表示し、マップマッチング処理により上記車両位置マークを道路上に表示されるように適宜修正するナビゲーション装置において、
上記地図データ中に含まれる交差点属性情報、道路幅情報に基づいて、自車位置があらかじめ定めた条件を満たす複雑交差地域に該当するかどうかを判断し、該当する場合に上記車両位置マークの道路上への表示修正を停止するようにしたことを特徴とする自車位置確定方法。 - 上記マップマッチング処理による自車の推定位置が上記あらかじめ定めた条件を満たす場合に、上記自車位置が上記複雑交差地域に該当すると判断することを特徴とする請求項１に記載の自車位置確定方法。
- 上記自車位置から所定の距離以内にある誘導経路上の走行位置が上記あらかじめ定めた条件を満たす場合に、上記自車位置が上記複雑交差地域に該当すると判断することを特徴とする請求項１に記載の自車位置確定方法。
- 地図データに基づいてディスプレイ画面に地図を描画するとともに、自立航法により車両位置を測定して車両位置マークを上記地図上に表示し、マップマッチング処理により上記車両位置マークを道路上に表示されるように適宜修正するナビゲーション装置において、
あらかじめ定めた条件を満たす複雑交差地域において上記車両位置マークの表示修正を停止するようにし、
上記マップマッチング処理は、上記地図データと走行軌跡のデータとを比較して上記地図データ中から類似性の高い道路を探し、当該道路上の位置に自車位置を修正するパターンマッチング法によるものであり、
上記複雑交差地域の範囲内では上記走行軌跡の情報収集を停止し、上記複雑交差地域の脱出後にその侵入前の走行軌跡と脱出後の走行軌跡の情報とを使用してマップマッチングを行うことを特徴とする自車位置確定方法。 - 地図データに基づいてディスプレイ画面に地図を描画するとともに、自立航法により車両位置を測定して車両位置マークを上記地図上に表示し、マップマッチング処理により上記車両位置マークを道路上に表示されるように適宜修正するナビゲーション装置において、
自車位置が所定の複雑交差地域に属するか否かを判断する第１のステップと、
上記第１のステップにより上記自車位置が上記複雑交差地域に属すると判断された場合に、上記車両位置マークの道路上への表示修正を停止するように制御する第２のステップとを備え、
上記第１のステップは、上記マップマッチング処理による自車の推定位置が、上記地図データ中で判断対象となる道路リンクが所定幅以上の交差点にある場合に、上記自車位置が上記複雑交差地域に属すると判断することを特徴とする自車位置確定方法。 - 地図データに基づいてディスプレイ画面に地図を描画するとともに、自立航法により車両位置を測定して車両位置マークを上記地図上に表示し、マップマッチング処理により上記車両位置マークを道路上に表示されるように適宜修正するナビゲーション装置において、
自車位置が所定の複雑交差地域に属するか否かを判断する第１のステップと、
上記第１のステップにより上記自車位置が上記複雑交差地域に属すると判断された場合に、上記車両位置マークの道路上への表示修正を停止するように制御する第２のステップとを備え、
上記第１のステップは、上記自車位置から所定の距離以内にある誘導経路上の走行位置が、上記地図データ中で判断対象となる道路リンクが所定幅以上の交差点にある場合に、上記自車位置が上記複雑交差地域に属すると判断することを特徴とする自車位置確定方法。 - 地図データに基づいてディスプレイ画面に地図を描画するとともに、自立航法により車両位置を測定して車両位置マークを上記地図上に表示し、マップマッチング処理により上記車両位置マークを道路上に表示されるように適宜修正する自車位置確定装置において、
上記地図データ中に含まれる交差点属性情報、道路幅情報に基づいて、自車位置があらかじめ定めた条件を満たす複雑交差地域に属するかどうかを判断する判断手段と、
上記判断手段により上記自車位置が上記あらかじめ定めた条件を満たす複雑交差地域に属すると判断された場合に、上記車両位置マークの道路上への表示修正を停止するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする自車位置確定装置。 - 地図データに基づいてディスプレイ画面に地図を描画するとともに、自立航法により車両位置を測定して車両位置マークを上記地図上に表示し、マップマッチング処理により上記車両位置マークを道路上に表示されるように適宜修正する自車位置確定装置において、
あらかじめ定めた条件を満たす複雑交差地域において上記車両位置マークの表示修正を停止するように制御する制御手段と、
上記複雑交差地域の範囲内では上記走行軌跡の情報収集を停止する停止手段と、
上記複雑交差地域の脱出後にその侵入前の走行軌跡と脱出後の走行軌跡の情報とを使用してマップマッチングを行うマップマッチング手段とを備え、
上記マップマッチング処理は、上記地図データと走行軌跡のデータとを比較して上記地図データ中から類似性の高い道路を探す手段と、当該道路上の位置に自車位置を修正する手段とを備えるパターンマッチング法によるものであることを特徴とする自車位置確定装置。 - 地図データに基づいてディスプレイ画面に地図を描画するとともに、自立航法により車両位置を測定して車両位置マークを上記地図上に表示し、マップマッチング処理により上記車両位置マークを道路上に表示されるように適宜修正する自車位置確定装置において、
自車位置が所定の複雑交差地域に属するか否かを判断する判断手段と、
上記判断手段により上記自車位置が上記複雑交差地域に属すると判断された場合に、上記車両位置マークの道路上への表示修正を停止するように制御する制御手段とを備え、
上記判断手段は、上記マップマッチング処理による自車の推定位置が、上記地図データ中で判断対象となる道路リンクが所定幅以上の交差点にある場合に、上記自車位置が上記複雑交差地域に属すると判断することを特徴とする自車位置確定装置。 - 上記判断手段は、上記マップマッチング処理による自車の推定位置が、上記地図データ中で判断対象となる道路リンクが所定幅以上の交差点にあり、かつ、その交差点に所定数以上の接続リンクが存在する場合に、上記自車位置が上記複雑交差地域に属すると判断することを特徴とする請求項９に記載の自車位置確定装置。
- 地図データに基づいてディスプレイ画面に地図を描画するとともに、自立航法により車両位置を測定して車両位置マークを上記地図上に表示し、マップマッチング処理により上記車両位置マークを道路上に表示されるように適宜修正する自車位置確定装置において、
自車位置が所定の複雑交差地域に属するか否かを判断する判断手段と、
上記判断手段により上記自車位置が上記複雑交差地域に属すると判断された場合に、上記車両位置マークの道路上への表示修正を停止するように制御する制御手段とを備え、
上記判断手段は、上記自車位置から所定の距離以内にある誘導経路上の走行位置が、上記地図データ中で判断対象となる道路リンクが所定幅以上の交差点にある場合に、上記自車位置が上記複雑交差地域に属すると判断することを特徴とする請求項９に記載の自車位置確定装置。 - 上記判断手段は、上記自車位置から所定の距離以内にある誘導経路上の走行位置が、上記地図データ中で判断対象となる道路リンクが所定幅以上の交差点にあり、かつ、その交差点に所定数以上の接続リンクが存在する場合に、上記自車位置が上 記複雑交差地域に属すると判断することを特徴とする請求項１１に記載の自車位置確定装置。
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