JP4440027B2 - Ｕターン検出装置及びそのｕターン検出方法 - Google Patents

Description

本発明はＵターン検出装置及びそのＵターン検出方法に係わり、特に、車両のＵターンを検出するナビゲーションシステムのＵターン検出装置及びそのＵターン検出方法に関する。

ナビゲーション装置は、車両の現在位置に応じた地図データをDVD，HDD等の地図データ記憶部から読み出してディスプレイ画面に描画すると共に、走行に応じて車両マ−クを地図上で移動させ、あるいは車両マークをディスプレイ画面の一定位置（例えばディスプレイ画面の中心位置）に固定表示して地図をスクロ−ル表示する。
地図データは、(1) ノ−ドデータや道路リンクデータ、交差点データ等からなる道路レイヤと、(2) 地図上のオブジェクトを表示するための背景レイヤと、(3) 市町村名などを表示するための文字レイヤなどから構成され、ディスプレイ画面に表示される地図画像は、背景レイヤと文字レイヤに基づいて発生され、マップマッチング処理や誘導経路の探索処理は道路レイヤに基づいて行われる。
かかるナビゲ−ション装置において、車両の現在位置を測定することが不可欠である。このため、従来は、車両に搭載した距離センサと方位センサ（ジャイロ）を用いて車両位置を測定する測定法（自立航法）、衛星を用いたＧＰＳ（Global Positioning System)による測定法（衛星航法）、両者を併用した方法が実用化されている。

最近の車載ナビゲーション装置は自立航法と衛星航法を併用しており、通常は、自立航法により車両の位置、方位を推定すると共に、マップマッチング処理(パターンマッチング法と投影法を併用)により推定車両位置を修正して走行道路上の実車両位置を求めるようにしている。そして、何らかの原因でパターンマッチング法によるマップマッチングが不可能になると、マップマッチング処理を初期化すると共に車両位置をＧＰＳにより測定された位置あるいは自立航法位置とし、以後、自立航法により車両の位置、方位を推定し、またマップマッチング処理を開始し、推定車両位置を走行道路上の実車両位置に修正する。

自立航法においては、距離センサと相対方位センサの出力に基づき積算により以下のようにして車両位置を検出する。図９は自立航法による車両位置検出方法の説明図であり、距離センサは車両がある単位距離Ｌ_０(たとえば１０ｍ)走行する毎にパルスを出力するものとし、また、基準方位（θ＝０）をＸ軸の正方向、基準方位から反時計方向回りを＋方向とする。前回の車両位置を点Ｐ_０（Ｘ_０，Ｙ_０）、点Ｐ_０での車両進行方向の絶対方位をθ_０、単位距離Ｌ_０走行した時点での相対方位センサの出力をΔθ_１であるとすると、車両位置の変化分は、
ΔＸ＝Ｌ_０・cos（θ_０＋Δθ_１）
ΔＹ＝Ｌ_０・sin（θ_０＋Δθ_１）
となり、今回の点Ｐ_１での車両進行方向の推定方位θ_１と推定車両位置（Ｘ_１，Ｙ_１）は、
θ_１＝θ_０＋Δθ_１ (1)
Ｘ_１＝Ｘ_０＋ΔＸ＝Ｘ_０＋Ｌ_０・cosθ_１ (2)
Ｙ_１＝Ｙ_０＋ΔＹ＝Ｙ_０＋Ｌ_０・sinθ_１ (3)
としてベクトル合成により計算できる。従って、スタート地点での車両の絶対方位と位置座標をGPSにより与えれば、その後、車両が単位距離走行する毎に、(1)〜(3)式の計算を繰り返すことにより車両位置をリアルタイムで検出(推定)できる。

しかし、自立航法では走行するにつれて誤差が累積して推定車両位置が道路から外れる。そこで、マップマッチング処理により推定車両位置を道路データと照合して道路上の実車両位置に修正する。
図１０は投影法によるマップマッチングの説明図である。現車両位置が点Ｐ_ｉ−１（Ｘ_ｉ−１，Ｙ_ｉ−１）にあり、車両方位がθ_ｉ−１であったとする（図では点Ｐ_ｉ−１は道路ＲＤaと一致していない場合を示す）。点Ｐ_ｉ−１より一定距離Ｌ_０（例えば１０ｍ）走行したときの相対方位がΔθ_ｉであれば、自立航法による推定車両位置Ｐ_ｉ′（Ｘ_ｉ′，Ｙ_ｉ′）と、Ｐ_ｉ′での推定車両方位θ_ｉは、次式
θ_ｉ ＝θ_ｉ−１＋Δθ_ｉ
Ｘ_ｉ′＝Ｘ_ｉ−１＋Ｌ_０・cosθ_ｉ
Ｙ_ｉ′＝Ｙ_ｉ−１＋Ｌ_０・sinθ_ｉ
により求められる。

このとき、(a) 推定車両位置Ｐ_ｉ′を中心に２００ｍ四方に含まれ、しかも、垂線を降ろすことのできるリンク（道路を構成するエレメント）であって、推定車両位置Ｐ_ｉ′での推定車両方位θ_ｉとリンクの成す角度が一定値以内（たとえば４５^０以内）で、かつ、推定車両位置Ｐ_ｉ′からリンクに降ろした垂線の長さが一定距離（たとえば１００ｍ）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。ついで、(b) 推定車両位置Ｐ_ｉ′からリンクＬＫa１，ＬＫb１に降ろした垂線ＲＬia、ＲＬibの長さを求める。(c) しかる後、次式
Ｚ=dL・20＋dθ・20 (dθ≦25^０) (4)
Ｚ=dL・20＋dθ・40 (dθ＞25^０) (4)′
により係数Ｚを演算する。なお、dLは推定車両位置Ｐ_ｉ′からリンクに降ろした垂線の長さ(推定車両位置からリンクまでの距離)、dθは推定車両方位θ_ｉとリンクの成す角度であり、角度dθが大きいほど重み係数を大きくしている。

(d) 係数値Ｚが求まれば、以下の1),2),3)の条件、
1)距離ｄＬ≦７５ｍ（最大引き付け距離７５ｍ）
2)角度差ｄθ≦３０^０（最大引き付け角度３０^０）
3)係数値Ｚ≦1500
を満足するリンクを求め、係数値が最小のリンクをマッチング候補(最適道路)とする。ここではリンクＬＫa１となる。(e) そして、点Ｐ_ｉ−１と点Ｐ_ｉ′を結ぶ走行軌跡ＳＨ_ｉを垂線ＲＬiaの方向に点Ｐ_ｉ−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Ｐ_ｉ−１とＰ_ｉ′の移動点ＰＴ_ｉ−１とＰＴ_ｉ′を求め、(f) 最後に、点Ｐ_ｉ−１を中心にＰＴ_ｉ′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、実車両位置Ｐ_ｉ（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）とする。なお、実車両位置Ｐ_ｉでの車両方位はθ_ｉのままとされる。また、図１１の如く、前回の車両位置である点Ｐ_ｉ−１が道路ＲＤaにあるときは、移動点ＰＴ_ｉ−１は点Ｐ_ｉ−１と一致する。

図１２〜図１４はパターンマッチングによるマップマッチングの説明図である。パターンマッチング法は、走行軌跡（所定走行距離毎の自立航法による位置と方位）を保存しておき、該走行軌跡と同形の地図上の道路を求め、該道路上のポイントに車両マークをマップマッチングさせる方法である。走行軌跡パターンと候補道路パターンとのマッチングをとる場合、図１２(a)に示すように走行軌跡ＬＰのパターンを等長線分によって折線近似すると共に、車両周辺の所定エリア内に存在する候補道路を求める。そして、各候補道路ＲＰのパターンを同様に図１２(b)に示すように等長の線分によって折線近似する。ついで、図１３に示すように、折線近似された候補道路ＲＰ′の先頭位置に折線近似された走行軌跡ＬＰ′の先頭位置が来るように走行軌跡ＬＰ′を平行移動し、走行軌跡ＬＰ′を所定角度θ(最初は０⁰)回転する。この状態で、道路ＲＰ′と走行軌跡ＬＰ′の対応ポイント（ｐi，ｑi)、(ｌI，ｍｉ)間の距離の総和を演算する（i=1,2,・・・n)。以後、同様に、回転角度θを変えて距離の総和を求め、最も距離の総和Lmが小さくなる回転角度θmを求める(図１４参照)。他の候補道路についても上記演算をおこなって距離の総和と回転角度を求める。しかる後、前記距離の総和が最も小さな候補道路、すなわち相関が最大の候補道路を求め、走行軌跡始点が該候補道路の先頭位置と重なるように平行移動した後、回転角度θm回転して車両位置を候補道路上にマップマッチングして処理を終了する。以上より、パターンマッチングにおいては相関を求めることを基本としている。

パターンマッチング法によるマップマッチング処理は計算量が多いため、例えば、１５０ｍ走行毎にあるいは数秒毎に行ない、投影法によるマップマッチングは１０ｍ走行毎にあるいは０．８秒毎に行なう。投影法によるマップマッチング処理は局所的にしか行なわないので、一度マッチングを間違うと以後、間違った道路上に車両位置を修正し続けてしまう。このため、パターンマッチングを併用して間違った道路上にマップマッチングし続けるのを防止するのである。

図１５はマップマッチングの初期動作説明図である。初期時、ＧＰＳにより測定された位置を車両位置Ｐとし、該車両位置Ｐを中心とする所定サイズの矩形エリアSQARを設定し、垂線の足が該矩形エリア内に存在する道路を候補道路RDa，RDbとして求め、該垂線の足を候補道路の先頭位置Ｑａ，Ｑｂとする。以後、自立航法により車両の位置、方位を推定して等長ベクトル化し、所定距離走行後にパターンマッチング処理を行なって最も相関の大きな候補道路RDbを求め、推定車両位置P_Mを走行道路RDb上の実車両位置Ｑ_Mに修正する。以後、パターンマッチングと投影法によるマップマッチング処理を行なって車両位置を走行道路RDb上に修正し、パターンマッチングが不可能になれば、前記初期動作を行なう。なお、パターンマッチングが不可能になった後の初期動作では車両位置Ｐとして自立航法位置を用いる。

ところで、パターンマッチング法と投影法を併用するマップマッチング法では、車両がＵターンすると車両位置マークが実際の走行道路から間違った道路にミスマッチングしたり、実際の走行道路にマッチングするまでの距離が長くなり、自車位置精度が悪くなる問題がある。これは、パターンマッチングでは車両推定位置を前方に進める処理しか行なわないため、Ｕターン時にパターンマッチングの相関値が悪くなり、パターンマッチングを続けられなくなってやっと初期化するためである。図１６は道路RDａ走行中に交差点Ａの手前でＵターンしたとき、道路RDａから３０〜４０ｍ離れた平行道路RDbにミスマッチングした例である。尚、図中黒丸は車両マークの軌跡である。図１７は直線道路RD走行中にＢ地点でＵターンした場合であり、点線が実際の自立航法位置の軌跡、黒丸が車両マークの軌跡で、Ｕターン後C地点まで長い距離走行してからマップマッチングが初期化されて車両マークがようやく走行道路上に修正される。以上から、早期にＵターンを検出して初期化することにより上記ミスマッチングをなくし、また、実際の走行道路にマッチングするまでの距離を短くすることが必要となる。

Ｕターンを検出する従来技術として幾つの方法が提案されている。第1従来技術は車両が所定角度以上旋回するとＵターンと判定するものである(たとえば特許文献１参照)。又、第2従来技術は、車両現在位置前後の所定範囲内における道路の方位変化量θを求め、該θが例えば１８０⁰以下の場合にはＵターン認定回数Nsを３回とし、１８０⁰以上の場合には車両が峠道あるいはインターチェンジにいるものとみなしてNs＝１０回とし、１００m走行毎にＵターン判定を行ない、所定時間内に目的地に向かっていない(出発地点に向かっている)と判定した回数ＮがNsより大きい時Ｕターンしたと判定するものである（たとえば特許文献２参照）。
特開平８−３３４３５７号公報 特開平８−１４５７０７号公報

第1の従来技術は角度変化しか見ていないため、駐車場での旋回、曲がり角、インターネットチェンジ，峠道などで間違ったＵターン判定をしやすい問題がある。
又、第2の従来技術はＵターンしてからＵターン判定が完了するまでの走行距離が長い問題がある。
以上から本発明の目的は、Ｕターン開始後短い走行距離で、かつ正確に、Ｕターン判定を行なえるようにすることである。

上記課題は本発明によれば、車両のＵターンを検出するナビゲーションシステムのＵターン検出方法において、車両の旋回開始位置から現車両位置までの旋回角度を算出し、かつ旋回部分における平均曲率を算出するステップ、旋回角度が設定角度範囲内にあり、かつ、平均曲率が設定曲率より小さい時、Ｕターンしたと判定するステップを有するＵターン検出方法により達成される。上記Ｕターン検出方法は、更に、所定走行距離毎に車両の方位を保存するステップ、該保存データを参照して、車両現在位置から最も近い所定長の直線部分の終点を前記車両の旋回開始位置とするステップを有している。上記Ｕターン検出方法は、更に、車両が峠道に存在することを判断するステップを備え、峠道に存在する場合にはＵターン判定を停止する。

上記課題は本発明によれば、車両のＵターンを検出するナビゲーションシステムのＵターン検出装置において、車両の位置と方位を検出し、走行軌跡として保存する手段、前記走行軌跡より車両の旋回開始位置を求め、車両の旋回開始位置から現車両位置までの旋回角度を算出し、かつ旋回部分における平均曲率を算出し、旋回角度が設定角度範囲内にあり、かつ、平均曲率が設定曲率より小さい時、Ｕターンしたと判定するＵターン判定手段を備えたにより達成される。Ｕターン判定手段は、走行軌跡を参照して、車両現在位置から最も近い所定長の直線部分の終点を前記車両の旋回開始位置とする。また、Ｕターン判定手段は、車両が峠道に存在する場合にはＵターン判定処理を停止する、

本発明によれば、車両の旋回開始位置から現車両位置までの旋回角度を算出し、かつ旋回部分における平均曲率を算出し、旋回角度が設定角度範囲内にあり、かつ、平均曲率が設定曲率より小さい時、Ｕターンしたと判定するから、Ｕターン後に短い走行距離で、かつ正確に、Ｕターン判定を行なうことができる。特に曲率をＵターン判定の条件としたから、道路でないエリア、たとえば駐車場における旋回や、高速道路への合流における旋回をＵターンと誤判定するミスをなくすことができる。
本発明によれば、車両が峠道に存在することを判定し、峠道に存在する場合にはＵターン判定を停止するようにしたから、峠道における急カーブをＵターンと誤判定するミスをなくすことができる。

図１は本発明の実施形態説明図であり、自立航法位置算出／保存部２９において位置／方位計算部２９ａは自立航法センサ８の出力に基づいて自車位置（推定車両位置）及び車両方位を計算し、所定走行距離(たとえば１０ｍ)毎にＸ，Ｙ方向の相対距離及び方位を走行軌跡(等長ベクトル軌跡)として走行軌跡保存部２９ｂに保存する。Ｕターン検出部３６において、旋回開始位置算出部３６ａは、走行軌跡を参照して、車両現在位置から最も近い所定長の直線部分の終点を旋回開始位置として算出し、旋回角度／平均曲率算出部３６ｂは、車両の旋回開始位置から現車両位置までの旋回角度を算出し、かつ旋回部分における平均曲率を算出し、Ｕターン判定部３６ｃは旋回角度が設定角度範囲内にあり、かつ、平均曲率が設定曲率より小さい時、Ｕターンしたと判定する。この場合、Ｕターン判定部３６ｃは、車両が峠道に存在するか判断し、峠道に存在する場合にはＵターン判定を停止し、峠道におけるＵターン誤検出を防止する。

（A）ナビゲーションシステム
図２は本発明のＵターン検出部を備えたナビゲーションシステムの構成図である。
ナビゲーション制御装置１、リモコン２、ディスプレイ装置（カラーモニター）３、ハードディスク(HDD) ４、HDD制御装置５、マルチビームアンテナ６、ＧＰＳ受信機７、自立航法用センサ８、オーディオ部９を有している。ハードディスク(HDD)４には、地図データが記憶されている。自立航法センサ８は、車両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）８ａ、所定走行距離毎に１個のパルスを発生する距離センサ８ｂを備えている。

ナビゲーション制御装置１において、地図読出制御部２１は、自車位置あるいはフォーカス位置(スクロール時)等に基づいて、HDD制御装置５を制御してHDD ４より所定の地図情報を読み出す。地図バッファ２２はHDDから読み出された地図情報を記憶し、地図スクロールができるように自車位置あるいはフォーカス位置周辺の複数枚（複数ユニット）の地図情報、例えば３×３ユニットの地図情報を記憶する。
地図描画部２３は、地図バッファ２２に記憶された地図情報を用いて地図画像を発生し、ＶＲＡＭ２４は地図画像を記憶し、読出制御部２５は画面中心位置（自車位置、フォーカス位置）に基づいてＶＲＡＭ２４より切り出す１画面分の位置を変えて自車位置の移動あるいはフォーカス移動に従って地図をスクロール表示する。

交差点案内部２６は接近中の交差点における交差点拡大図を表示して交差点での進行方向の案内をディスプレイ画像及び音声で行う。すなわち、実際の経路誘導時に、自車が接近中の交差点より所定距離内に接近した時、該交差点案内図（交差点拡大図、進行方向矢印）をディスプレイ画面に表示すると共に進行方向を音声で案内する。リモコン制御部２７はリモコンの操作に応じて信号を受信して各部に指示する。ＧＰＳ位置算出部２８はＧＰＳ受信機から入力されるＧＰＳデータに基づいて車両の現在位置(ＧＰＳ位置)や方車両位を算出する。自立航法位置算出／保存部２９は、ＧＰＳ位置を初期位置として自立航法により車両位置および方位を算出する。すなわち、自立航法位置算出／保存部２９は、自立航法センサ出力に基づいて自車位置（推定車両位置）および車両方位を計算し、所定走行距離(たとえば１０ｍ)毎にＸ，Ｙ方向の相対距離及び方位を走行軌跡(等長ベクトル軌跡)として保存する。
マップマッチング制御部３０は、地図バッファ２２に読み出されている地図情報と推定車両位置、車両方位、走行軌跡を用いてマップマッチング処理を行って自車位置を走行道路上に位置修正する。マップマッチング処理はパターンマッチングと投影法を併用して行なうものとし、パターンマッチングは１５０ｍの走行毎に行い、投影法によるマップマッチングは０．８秒毎に行なう。また、マップマッチング制御部３０は、Ｕターンが検出された時、マップマッチングを初期化して最初からやり直す(図１５参照)。

誘導経路制御部３１は、入力された出発地から目的地までの誘導経路(探索経路)の計算処理を行い、誘導経路メモリ３２は誘導経路を記憶し、誘導経路描画部３３は走行時、誘導経路メモリ３２より誘導経路情報（ノード列）を読み出して誘導経路を描画する。操作画面発生部３４は各種メニュー画面（操作画面）を発生し、画像合成部３５は各種画像を合成して出力する。
Ｕターン検出部３６は後述する処理フローに従ってＵターン検出を行なう。峠道判定部３７は、車両が峠道を通過中であるか判定する。峠道判定は、(1)走行軌跡を参照して、方位が設定角度以上変化する変曲点の数が所定距離内に設定数以上存在すれば峠道と判定し、あるいは、(2)地図情報に峠道開始／終了情報を含ませ、この情報を用いて峠道と判定し、あるいは、(3)車両前方の道路情報を解析して方位が設定角度以上変化する変曲点の数が所定距離内に設定数以上であれば峠道と判定する。

（Ｂ）Ｕターン判定処理
図３は本発明のＵターン判定処理説明図、図４はＵターン検出部３６の判定処理フローである。なお、ナビゲーション制御において、マップマッチングはパターンマッチングと投影法を併用して行なうものとする。
マップマッチング処理が正常に行なわれて車両マークは走行道路上に修正されている。また、自立航法により１０ｍ走行する毎に、前回の位置から今回の位置までのＸ，Ｙ方向相対移動距離と車両の方位よりなる軌跡等長ベクトルが作成され、走行軌跡データとして保存されている。かかる走行状態においてＵターン検出部３６は以下の処理を行なってＵターン検出を行なう。
すなわち、Ｕターン検出部３６は、１０ｍ毎の最新の軌跡等長ベクトル端(現在地点という)Ｐ₀からたとえば４０ｍ手前の地点Ｐ₁のジャイロ方位（軌跡等長ベクトル方位）θ₁を走行軌跡データより求める。

ついで、Ｕターン検出部３６は、現在地点Ｐ₀のジャイロ方位θ₀と地点Ｐ₁のジャイロ方位θ₁の角度差（＝｜θ₀−θ₁｜）を計算し、該角度差がしきい値θ_TH1(180±30⁰)以内かどうか、すなわち、150⁰〜210⁰の範囲内に存在するか判定する(ステップ１０２)。この処理は、Ｕターン判定の簡易フィルター処理であり、Ｕターン判定処理を軽くするためのステップで、必ずしも必要ではない。
前記角度差（＝｜θ₀−θ₁｜）がしきい値θ_TH1の範囲外であればＵターンでないものとみなして処理を終了して始めに戻る。一方、角度差（＝｜θ₀−θ₁｜）がしきい値θ_TH1の範囲内であれば、現在地点Ｐ₀から設定距離(１００ｍ)範囲内に設定長(５０ｍ)以上の直線部分が存在するか走行軌跡データを参照して判定する(ステップ１０３)。存在しなければ、Ｕターンでないものとみなして処理を終了して始めに戻る。この処理はＵターン開始地点Ｐ_ＵSを推定するための処理である。なお、図５に示すように道路ＲＤが緩やかにうねっている場合において、道路上の2点Q1,Q2間の直線距離をL₁、実際の道路長をL₀とするとき、Ｌ₁・cos10⁰＜Ｌ₀≦Ｌ₁のときQ1,Q2間は直線部分とみなす。

直線部分が存在すれば、現在地点Ｐ₀から最も近い直線終了部を車両のＵターン開始地点Ｐ_ＵSと推定し、直線部分の方位θbaseを算出する。すなわち、Ｕターン開始地点Ｐ_ＵSにおける方位θbaseを求める(ステップ１０４)。ついで、Ｕターン検出部３６は直線終了部Ｐ_ＵSから現在地点Ｐ₀までの距離Ｌと変化角度θを計算し、次式
ｒ＝Ｌ／θ
により旋回部分の平均曲率ｒを計算する(ステップ１０５)。
平均曲率を算出すれば、Ｕターン検出部３６は、現在地点の方位θ₀と方位θbaseの角度差（＝｜θ₀−θbase｜）がしきい値θ_TH2(180±20⁰)の範囲内で、平均曲率ｒがしきい値(10R)以内であるか判断し(ステップ１０６〜１０７)、角度差がしきい値θ_TH2の範囲外、あるいは、平均曲率ｒがしきい値(10R)以上の場合にはＵターンでないものとみなして処理を終了して始めに戻る。ステップ１０７の処理は、曲率が小さいほどＵターンの可能性が高いためであり、かつ、道路でないエリア、例えば駐車場での旋回や図6に示すように高速道路HWYに合流するランプRMPにおける旋回をＵターンと誤判定しないようにするためである。なお、曲率のしきい値を10Rにしたが、道路の幅員Ｗが判っていればしきい値を幅員Ｗとすることができる。

現在地点の方位θ₀と方位θbaseの角度差（＝｜θ₀−θbase｜）がしきい値θ_TH2(180±20⁰)の範囲内で、平均曲率ｒがしきい値(10R)以内の場合、Ｕターン検出部３６は車両が峠道に存在するかチェックし(ステップ１０８)、峠道に存在すればＵターン判定処理を停止する。これは峠道での旋回をＵターンと誤判定しないようにするためであるが、必ずしも必要なステップではない。
峠道でなければ、車両がＵターンしたと判定する(ステップ１０９)。なお、峠道判定処理１０８を省略する場合には、前記角度差がしきい値θ_TH2(180±20⁰)の範囲内で、平均曲率ｒがしきい値(10R)以内の場合、車両がＵターンしたと判定する。
Ｕターン検出後、同じＵターンを繰返し検出しないようにするためにＵターン検出後６０ｍ走行するまでＵターン判定処理を中止し(ステップ１１０)、しかる後始めに戻りＵターン判定処理を再開する。
Ｕターンが検出されると、マップマッチング制御部３０(図２)はマップマッチングを初期化してマップマッチングを最初からやり直す。

以上のように、本発明によれば、Ｕターン後に短い走行距離で、かつ正確に、Ｕターン判定を行なうことができ、この結果、早期にマップマッチングを初期化してミスマッチングをなくせ、かつ、実際の走行道路上にマッチングするまでの時間を短縮できる。図７は、道路RDａ走行中に交差点Ａの手前でＵターンしたときの車両マーク軌跡であり、従来のように(図１６参照)３０〜４０ｍ離れた平行道路RDbにミスマッチングすることはなく、短時間で走行道路上にマッチング修正されている。尚、黒丸は車両マークの軌跡である。図８は直線道路RD走行中にＢ地点でＵターンした場合であり、点線が実際の自立航法位置の軌跡、黒丸が車両マークの軌跡であり、Ｕターン後、短時間で車両マークが走行道路上に修正されている。
また、本発明によれば、曲率をＵターン判定の条件としたから、道路でないエリア、たとえば駐車場における旋回や、高速道路への合流における旋回をＵターンと誤判定するミスをなくすことができる。また、峠道における急カーブをＵターンと誤判定するミスをなくすことができる。

本発明の実施形態説明図である。 本発明のＵターン検出部を備えたナビゲーションシステムの構成図である。 Ｕターン判定処理説明図である。 Ｕターン検出部の判定処理フローである。 直線部分の判定説明図である。 高速道路に合流するランプにおける旋回説明図である。 本発明のＵターン検出装置を備えたナビゲーション装置の車両マーク軌跡の説明図である。 本発明のＵターン検出装置を備えた別のナビゲーション装置の車両マーク軌跡の説明図である。 自立航法による車両位置検出方法の説明図である。 投影法によるマップマッチングの説明図である。 投影法によるマップマッチングの別の説明図である。 パターンマッチングによるマップマッチングの第１の説明図である。 パターンマッチングによるマップマッチングの第２の説明図である。 パターンマッチングによるマップマッチングの第３の説明図である。 マップマッチングの初期動作説明図である。 従来のマップマッチングによるミスマッチング説明図である。 従来のマップマッチングによる車両マーク位置説明図である。

符号の説明

８ 自立航法センサー
２９ 自立航法位置算出／保存部
２９ａ 位置／方位計算部
２９ｂ 走行軌跡保存部
３６ Ｕターン検出部
３６ａ 旋回開始位置算出部
３６ｂ 旋回角度／平均曲率算出部
３６ｃ 判定部

Claims (6)

1. 車両のＵターンを検出するナビゲーションシステムのＵターン検出方法において、
   車両の旋回開始位置から現車両位置までの距離Ｌ及び旋回角度θを算出し、かつ、これら距離Ｌ及び旋回角度θを用いて旋回部分における平均曲率Ｌ/θを算出し、
   旋回角度が設定角度範囲内にあり、かつ、平均曲率が設定曲率より小さい時、Ｕターンしたと判定する、
   ことを特徴とするＵターン検出方法。
2. 所定走行距離毎に車両の方位を保存し、
   該保存データを参照して、車両現在位置から設定距離内に存在する直線部分であって、最も近い所定長以上の直線部分の終点を前記車両の旋回開始位置とする、
   ことを特徴とする請求項１記載のＵターン検出方法。
3. 車両が峠道に存在することを判断し、
   峠道に存在する場合にはＵターン判定を停止する、
   ことを特徴とする請求項１記載のＵターン検出方法。
4. 車両のＵターンを検出するナビゲーションシステムのＵターン検出装置において、
   車両の位置と方位を検出し、走行軌跡として保存する手段、
   前記走行軌跡より車両の旋回開始位置を求め、車両の旋回開始位置から現車両位置までの距離Ｌ及び旋回角度θを算出し、かつ、これら距離Ｌ及び旋回角度θを用いて旋回部分における平均曲率Ｌ/θを算出し、旋回角度が設定角度範囲内にあり、かつ、平均曲率が設定曲率より小さい時、Ｕターンしたと判定するＵターン判定手段、
   を備えたことを特徴とするＵターン検出装置。
5. 前記Ｕターン判定手段は、走行軌跡を参照して、車両現在位置から設定距離内に存在する直線部分であって、最も近い所定長以上の直線部分の終点を前記車両の旋回開始位置とする、
   ことを特徴とする請求項４記載のＵターン検出装置。
6. Ｕターン検出装置は、更に、車両が峠道に存在することを判断する峠道判定手段、
   を備え、前記Ｕターン判定手段は、車両が峠道に存在する場合にはＵターン判定処理を停止する、
   ことを特徴とする請求項４記載のＵターン検出装置。

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