JP4931113B2

JP4931113B2 - 自車位置決定装置

Info

Publication number: JP4931113B2
Application number: JP2006176104A
Authority: JP
Inventors: 隆行渡辺; 浩太郎若松
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2026-06-27
Also published as: JP2008008628A

Description

本発明は、ＧＰＳ航法と自律航法とマップマッチングにより自車位置を決定する自車位置決定装置に関し、特に自律航法による自車位置が適切に得られないとき、直ちに信頼性有るＧＰＳ航法により自車位置を得ることができるようにした自車位置決定装置に関する。

ナビゲーション装置では、複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信して自車位置を演算するＧＰＳ航法と、ジャイロと車速パルスとにより自車位置を演算する自律航法とを用い、自車位置をできる限り正確に求めることが行われている。その際には、ＧＰＳ航法を主体とし、自律航法をその補助として用いる手法と、できる限り自律航法を主体とし、自律航法で誤差が蓄積してきたときにＧＰＳ航法によろ自車位置を用いる手法、更にはＧＰＳ航法のデータと自律航法によるデータとの重み付けにより自車位置を検出する手法等、種々の手法によって自車位置を求める技術が提案されている。また、そのようにして得られた自車位置を地図データの道路上に種々の手法によって位置させるマップマッチングが行われ、それにより自車位置をより正確にモニタ画面の地図の道路上に表示することができるようになっている。

下記特許文献１には前記のような種々の手法のうち、ＧＰＳデータと自律航法データとの重み付けから第１の自車位置を決定し、その第１の自車位置をマップマッチング処理して、最終自車位置を決定する技術が開示されている。この技術においては、前記のようにして得られた第１の自車位置と最終自車位置の差分に応じて信頼度を決定し、次回以降の自車位置の演算に際して、第１の現在位置の決定時にその重み付け処理に利用している。
特開２００５−３２６１９６号公報

しかしながら、上記特許文献に開示された技術においては、マップマッチング処理で得られた自車位置情報を信頼度決定に利用しているため、地図そのものに誤差がある場合や、マップマッチング処理でミスマッチが発生した場合に、信頼度そのものが信用できなくなる、という大きな問題がある。即ち、発展途上国のような未だ充分正確な地図データが作成されていない、地図誤差の大きい環境下でこのナビゲーション装置を用いると適切な自車位置を得ることができない。また、細街路や、微少角分岐の箇所では、間違った信頼度となる可能性がある。

また、ＧＰＳ航法及び自律航法やマップマッチングを用いて自車位置を演算する前記のような種々の手法において、自律航法を主体としながらマップマッチングを行い、ＧＰＳ航法を補助に用いる技術は、特に高層ビルが密集していることにより所要数の衛星の受信が困難であり、更にマルチパスの影響を受けやすい場所でも比較的安定して正確な自車位置を得ることができるものであるが、例えばマップマッチングができない状態の時、自律航法の精度が悪い状態が続くと、正しい道路に復帰するまで多くの時間がかかる、という問題がある。

具体的には、以下のような状況である。
１．立体駐車場旋回時に、ジャイロ感度が悪くなり、自律航法データに大きな誤差が出やすい。
２．ターンテーブル旋回時に、自車方位に大きな誤差が出やすい。それにより、ターンテーブル脱出後にマップマッチング不能となる。
３．地図にない道路を走行したり、データベース誤差がある場合は、マップマッチング不能となる。

以上の状況は、ＧＰＳデータを利用し自車位置及び方位を修正することにより解決される。しかしながら従来の手法では以下の制約条件があり、ＧＰＳデータを利用するタイミングが遅れる。
１．特定の時間内で、ＧＰＳが一定以上の時間受信できている必要がある。
２．一定以上の距離を走行している必要がある。
また、従来方法では、ＧＰＳ信号の受信状態により、誤差が生じていると予測される範囲としての誤差円の半径を演算して出力し、自車位置とＧＰＳによる測位位置の距離がその誤差円半径を超えたときに、自律航法による誤差が累積していると見なし、ＧＰＳデータを利用する処理を行っている。

しかし、このような処理を行うときには、前記の場合には誤差円半径が大きく、例えば実際の誤差が２０ｍのときに４０ｍの誤差円を出力することとなるため、その後誤差円から出るまではＧＰＳデータを利用することができず、したがってＧＰＳデータが比較的正しい場合でもそれを利用するタイミングが遅れてしまう。即ち、前記従来の方法では、ＧＰＳデータを利用するタイミングが遅いため、自車位置の正確な地図上の地点への復帰が遅れ、正しい道路に復帰するまでは正確なナビ案内ができないため、ユーザに不安を与える、という問題があった。

したがって本発明は、自律航法によって適切な自車位置が得られず、ＧＰＳデータが信頼できるときには、地図誤差やマップマッチングの結果に影響されずに、素早くＧＰＳデータを利用して正確な自車位置を得ることができる自車位置決定装置、或いはその装置を用いたナビゲーション装置を提供することを主たる目的とする。

本発明に係る自車位置決定装置は、上記課題を解決するため、ＧＰＳ受信信号により自車両の位置と進行角を検出するＧＰＳ位置進行角検出手段と、ジャイロと車速データにより自車両の位置と進行方位を検出する自律航法位置方位検出手段と、前記ＧＰＳ位置進行角検出手段と自律航法位置方位検出手段により自車両の位置と進行方位を決定する自車位置方位決定手段と、前記自車位置方位決定手段で決定した自車両の位置を地図の道路に一致させるマップマッチング手段と、前記ＧＰＳ位置進行角検出手段で検出したデータの信頼性を判定するＧＰＳ信頼度判定手段とを備え、前記自車位置方位決定手段では、前記マップマッチング処理が行われないとき、前記ＧＰＳ信頼度判定手段でＧＰＳデータに信頼性があると判定したときには、ＧＰＳ位置と進行角により自車両の位置と進行方位を決定し、前記ＧＰＳ信頼度判定手段では、ＧＰＳによる３次元測位が行われており、ＧＰＳにより得られた速度が所定値以上であり、ＧＰＳ位置から得られた走行距離と車速データから得られた走行距離との比が所定の範囲内であり、ＧＰＳ位置の２点と基準方向間のなす角度とＧＰＳ進行角との差が所定値以下であるときに、ＧＰＳ位置に信頼性があると判定するすることを特徴とする。

また、本発明に係る他の自車位置検定装置は、前記自車位置決定装置において、前記ＧＰＳ位置進行角検出手段で検出した自車位置を中心に、ＧＰＳの測位状態により得られるＧＰＳ誤差に応じて半径が決定される誤差円を計算するＧＰＳ誤差円計算手段を備え、前記ＧＰＳ誤差円計算手段では、前記ＧＰＳ信頼度判定手段で検出データに信頼性があると判定したとき、前記ＧＰＳ誤差に応じて半径が決定される誤差円の半径を小さな値に設定することを特徴とする。

また、本発明に係る他の自車位置検定装置は、前記自車位置決定装置において、前記自車位置方位決定手段では、ＧＰＳ進行角に信頼性があり、ＧＰＳ位置に信頼性があり、且つ自車位置がＧＰＳ誤差円外にある時に、ＧＰＳ位置進行角検出手段の位置と進行角を採用することを特徴とする。

また、本発明に係る他の自車位置検定装置は、前記自車位置決定装置において、前記ＧＰＳ信頼度判定手段では、少なくともＧＰＳによる３次元測位が行われており、ＧＰＳにより得られた速度が所定値以上であり、ＧＰＳ位置から得られた走行距離と車速データから得られた走行距離との比が所定の範囲内であり、ＧＰＳ位置の２点間の角度とＧＰＳ進行角との差が所定値以下であり、且つ、それが一定以上の時間採用されているときに、ＧＰＳ進行角に信頼性があると判定することを特徴とする。

本発明は上記のように構成したので、自律航法によって適切な自車位置が得られず、ＧＰＳデータが信頼できるときには、ＧＰＳデータを受信したタイミングで、毎回ＧＰＳ信頼度情報を出力するので、特定時間内や一定走行距離におけるＧＰＳデータのふるまいをチェックする必要がない。また、ＧＰＳ誤差円半径を、従来よりも小さく、実際の誤差に近い値で出力する。これにより、マップマッチング不能となったときに、従来よりも大幅に早いタイミングで、ＧＰＳデータを利用することが可能になる。即ち、正しい道路に復帰するまでの走行距離が短くなり、正確なナビ案内を素早く行うことができ、地図誤差やマップマッチングの結果に影響されずに、素早くＧＰＳデータを利用して正確な自車位置を得ることができる、という効果を奏する。

本発明は、自律航法によって適切な自車位置が得られず、ＧＰＳデータが信頼できるときには、地図誤差やＭＭの結果に影響されずに、素早くＧＰＳデータを利用して正確な自車位置を得ることができるようにする、という課題を、ＧＰＳ受信信号により自車両の位置と進行角を検出するＧＰＳ位置進行角検出手段と、ジャイロと車速データにより自車両の位置と進行方位を検出する自律航法位置方位検出手段と、前記ＧＰＳ位置進行角検出手段と自律航法位置方位検出手段により自車両の位置と進行方位を決定する自車位置方位決定手段と、前記自車位置方位決定手段で決定した自車両の位置を地図の道路に一致させるマップマッチング手段と、前記ＧＰＳ位置進行角検出手段で検出したデータの信頼性を判定するＧＰＳ信頼度判定手段と、前記自車位置方位決定手段では、前記マップマッチング処理が行われないとき、前記ＧＰＳ信頼度判定手段でＧＰＳデータに信頼性があると判定したときには、ＧＰＳ位置と進行角により自車両の位置と進行方位を決定することにより実現した。

図１は、本発明による自車位置決定装置の主要機能を示す機能ブロック図であり、この実施例においては、従来のものと同様に、ＧＰＳ衛星の信号を受信して種々のＧＰＳ測位データを得るＧＰＳ受信器１と、ジャイロセンサ３と車速パルスセンサ４とを用いた自律航法センサ２を用い、自車位置方位決定部５はＧＰＳ受信器１からのＧＰＳ測位データと、自律航法センサ２からの自律航法データを入力して、後述するような自車位置と走行方位を決定する。

前記のようなＧＰＳデータとしては例えば図６に示すように、ＧＰＳ衛星４個以上の信号を受信して３Ｄ測位を行うことができるとき、ＧＰＳ位置（ＰGPS）として、各測位時刻Ｔ1において、Ｐ1(ｘ1、ｙ1、ｚ1)の緯度、経度、高度のデータを得ることができる。なお、適切なＧＰＳ衛星からの信号受信ができず２次元測位のみしか行うことができないときには、緯度と経度のみ測定されることもある。

そのほかＧＰＳ測位により、ドップラーシフトを利用して基準方向からの角度として、ＧＰＳ進行角（θGPS）であるθ1を得ることができ、また、同様のドップラーシフトを利用してＧＰＳ衛星と車両との相対速度によるＧＰＳ速度であるＶ1を得ることができ、更に、受信可能衛星数及びそれらの配置関係等による測位状態信号としてＷ1、等の多数のデータを得ることができる。

また、自律航法データとしては同図に示すように、ジャイロセンサ３によるジャイロ方位（θGYRO）を、車速パルスセンサ４による車速（Ｓ）を得ることができる。このような測位は例えば１秒毎にＴ2、Ｔ3、・・・Ｔnと継続して、ＧＰＳ測位及び自律航法測位を同時に計測を行う。

自車位置方位決定部５はこれらのデータをＧＰＳ信頼度判定部６に出力し、ＧＰＳ信頼度判定部６ではＧＰＳ進行角信頼度判定部７において、後述する図３に示すような作動によってＧＰＳ進行角信頼フラグを得る。また、ＧＰＳ位置信頼度判定部８において後述する図４に示すような作動によってＧＰＳ位置信頼度フラグを得るとともに、ＧＰＳ誤差円計算部９において誤差円の計算を行って誤差円半径のデータを得る。

自車位置方位決定部５においてはこれらのデータを入力し、後述する図５に示すようなフローに従った作動を行い、自車位置と方位を決定する。マップマッチング部１０においては、前記のような作動によって得られた自車位置について、従来と同様に地図データの道路に対してマップマッチングを行い、最終的な自車位置データを得るとともに、自車方位のデータと共にナビゲーション装置における自車位置利用部としての外部モジュール１１に出力する。

上記のような機能ブロックからなる本発明において、ＧＰＳ信頼度判定部６におけるＧＰＳ進行角信頼度判定部７では、例えば図２に示す作動フローによってＧＰＳ進行角を採用するかジャイロ方位を採用するかの判別を行い、その後図３に示す最終的なＧＰＳ進行角信頼度判定を行う。即ち、図２に示すＧＰＳ進行角採用判別処理においては、最初のステップＳ１及びＳ２において、ＧＰＳ方位θGPSの信頼度が判定される。

即ち、測位時刻ＴtにおけるＧＰＳ受信器から出力される測位状態信号Ｗtを入力し、その測位状態信号Ｗtに基づきＧＰＳ衛星が非測位か否かを判別する（ステップＳ１）。非測位であれば、ジャイロ方位θGYROを採用する（ステップＳ１０）。次に、ＧＰＳ衛星を測位できる場合には、車両が停止中か否かを判別する（ステップＳ２）。停止している場合には、ジャイロ方位θGYROを採用する（ステップＳ１０）。停車状態か否かの判別は、車速パルスの出力、またはＧＰＳ速度を参照して行われる。

前記ステップＳ１及びＳ２において、ＧＰＳ測位の信頼度があると判別されると、次にジャイロ方位θGYROの信頼度を判別する。即ち、ジャイロ方位θGYROの変化の累積が閾値以上であるか否かを判別する（ステップS３）。累積が例えば２５０degのような所定の閾値以上の場合は、ジャイロ方位θGYROの信頼度が低いとみなして、ＧＰＳ進行角θGPSを採用する（ステップＳ９）。累積が多いと、誤差が蓄積されているためである。ジャイロ方位θGYROの変化の累積は、ジャイロ方位θGYROを利用して進行方位を決定したときにのみ加算されるものであり、ＧＰＳ進行角を採用した場合はクリアされるものとする。

ジャイロ方位θGYROの累積が閾値未満である場合には、以下の測位条件Ａを満たすか否かを判別する（ステップＳ４）。この測位条件Ａを満たす場合には、ＧＰＳ進行角θGPSに信頼性があるとみなし、今回の進行角にＧＰＳ進行角θGPSを採用する（ステップＳ９）。
（１）ＧＰＳ測位状体が３次元測位であること。これは、少なくとも４つ以上のＧＰＳ衛星を受信している状態であり、３次元測位は、２次元測位に比べて精度が高いためである。
（２）ＧＰＳ速度が閾値（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以上であること。低速の場合には、ＧＰＳ進行角の精度が悪化するためである。
（３）走行距離比率が一定の範囲以内［例えば、０．９≦走行距離比率（α）≦１．１］
走行距離比率（α）は、ＧＰＳ位置から得られる走行距離と、車速パルスから得れる走行距離の比である。この比か１に近い程、ＧＰＳ測位データの精度が高いことを示す。
（４）進行角誤差が閾値以下［例えば、進行角誤差（β）≦３０度］
進行角誤差は、ＧＰＳ位置の２点間の角度と、ＧＰＳ進行角との差である。進行角誤差が０に近い程、ＧＰＳ測位データの精度が高いことを示す。
以上の測位条件（１）〜（４）の全てを満足するとき、即ち測位条件Ａを満たすとき、ＧＰＳ進行角を採用する（ステップＳ９）。

一方、測位条件（１）〜（４）のいずれかを満足しないとき、即ち測位条件Ａを満たさないとき、更に詳細にＧＰＳ進行角θGPSの信頼度を判別する。ここでは、ＧＰＳ進行角とジャイロ方位の類似性と、前回得られた進行角にジャイロ方位の変化を加算して得られた予測範囲内にＧＰＳ方位が存在するかを判定する。即ち、ＧＰＳ進行角θGPSとジャイロ方位θGYROの類似性を数式（１）により判定する（ステップＳ５）。
Δθ1＝｜（θGPS1−θGPS2）−θGYRO｜≦１０度・・・（１）
θGPSl：今回のＧＰＳ進行角、
θGPS2：前回のＧＰＳ進行角、
θGYRO：今回のジャイロ方位変化
ここではΔθ1が１０度より大きい場合には、両者の方位に類似性が無く、ＧＰＳ進行角の信頼度がないとみなし、ジャイロ方位θGYROを採用して進行角を決定する（ステップＳ１０）。

一方、ステップＳ５で類似性があると判別した場合には、次に、ＧＰＳ進行角θGPSが予測範囲内に存在するか否かを判別する。この予測範囲は、車両の直線性に依存するため、まず、移動が直線性か否かを判別する。例えば、ジャイロ方位θGYRO≦０．１５を満足するか否かを判別する（ステップＳ６）。これを満足した場合には、直線性の移動と判定され、数式（２）によりＧＰＳ方位θGPSが予測範囲内に存在するか否かを判定する（ステップＳ７）。
Δθ2＝｜θGPS1−（θt-1＋θGYRO）｜≦１０度・・・（２）
θt-1：前回の進行角

前記数式（２）に示すように、前回の進行角θt-1に今回のジャイロ方位θGYROを加算し、ＧＰＳ進行角θGPSとの差が１０度より小さいか否かの予測範囲を設定している。予測範囲内に今回のＧＰＳ進行角θGPSが存在すれば、信頼度があるとみなして、今回の進行角にθGPSを採用する（ステップＳ９）。予測範囲内に存在しない場合は、ジャイロ方位θGYROを利用して今回の進行角を決定する（ステップＳ１０）。

前記ステップＳ６で移動が直線でないと判定された場合には、下記の数式（３）により予測範囲と比較される。この場合には、予測範囲は、前回の進行角を中心に１４度に設定され、予測範囲内に存在すればＧＰＳ進行角θGPSが採用され（ステップＳ９）、予測範囲内に存在しなければ、ジャイロ方位θGYROが進行角に採用される（ステップＳ１０）。このように予測範囲を用いて、ＧＰＳ方位の妥当性を判定する。なお、ジャイロ方位の変化が０に近い場合は直線走行と見なし、閾値または予測範囲の幅を下げるようにしても良い。
Δθ2＝｜θGPS1−（θt-1＋θGYRO）｜≦１４度・・・（３）
θt-1：前回の進行角

このようにして、ＧＰＳ進行角θGPSとジャイロ方位θGYROの信頼度が判定され、これにより信頼度の高い方位データを採用して進行角が決定される。決定された進行角は速度ベクトルに利用され、位置算出に供される。今回の進行角及び算出された位置は、メモリに記憶され、次回の位置算出に利用される。

上記のような処理において、ステップＳ９でＧＰＳ進行角が採用されるか否かの情報を図５に示す自車位置方位決定処理におけるステップＳ４３で用いる処理としての、図３に示すＧＰＳ進行角信頼度判定処理におけるステップＳ２１で用いる。即ち、図３に示すＧＰＳ進行角信頼度判定処理においては、最初に前記図２のＧＰＳ進行角採用判別処理のステップＳ９でＧＰＳ進行角（θGPS）を採用したか否かの判別を行う（ステップＳ２１）。ここでＧＰＳ進行角を採用していないと判別したときには、ＧＰＳ進行角信頼フラグをＯＦＦとする。

また、ステップＳ２１においてＧＰＳ進行角を採用していると判別したときには、更にＧＰＳ進行角が一定以上採用されているか否かを判別する（ステップＳ２２）。即ち、前記図２のＧＰＳ進行角採用判別処理においては、進行角の選択に際して、前記のような処理によってＧＰＳ進行角を採用する条件を満たしているか否かを判別したものであるが、自車位置を特定する際には更にＧＰＳ測位の信頼性を必要とするため、ステップＳ２２において、前記のように採用されたＧＰＳ進行角が更に一定以上採用されているか否かを判別している。

ステップＳ２２においてＧＰＳ進行角が一定以上採用されていると判別したときには、ＧＰＳ進行角が充分に確からしいと判断し、ＧＰＳ進行角信頼フラグをＯＮにする。それに対して、前記ステップＳ２１において図２のＧＰＳ進行角採用判別処理でＧＰＳ進行角を採用しない、即ちジャイロ方位を採用すると判別したとき、及びステップＳ２１でＧＰＳ進行角が採用すると判別したときであっても、ステップＳ２２でそれが一定以上採用していないと判別したときには、ＧＰＳ進行角信頼フラグをＯＦＦにしてこの処理を終了する（ステップＳ２５）。

本発明においては更に、例えば図４に示すようなＧＰＳ位置信頼度判定処理を行う。図４に示すＧＰＳ位置信頼度判定処理においては最初、前記図２のステップＳ４と同様に、前記測位条件（１）〜（４）を全て満たすか、即ち測位条件Ａを満たすか否かを判別し、この条件を満たすときだけＧＰＳ位置信頼フラグをＯＮにする。前記図３のＧＰＳ進行角信頼度判定処理においては、図２の測位条件Ａに加えて、ステップＳ５〜８の各判別によって更にＧＰＳ進行角を採用することもあるのに対して、図４のＧＰＳ位置信頼度判定処理においては、前記測位条件Ａを満たす場合のみＧＰＳ位置データが信頼できるものとして、ＧＰＳ位置信頼フラグをＯＮしている。

このように、ＧＰＳ位置の信頼性が高い条件では、ＧＰＳデータの信頼性の程度によって設定される誤差円の半径を、ほぼ最小の値である２０ｍに設定する（ステップＳ３３）。即ち、誤差円を用いた自車位置の決定に際しては、前記のように誤差円の中に自律航法による自車位置が存在するときにはその自律航法の自車位置を採用するのに対して、誤差円の中に自律航法による自車位置が存在しないときには自律航法の積算誤差が大きくなってきていると判別して、ＧＰＳデータによる位置を採用するという処理を行う。

この処理の際に、例えば立体駐車場の旋回誘導路から一般道路に出たときのように、ジャイロの誤差が大きくなることによって自律航法による位置が不正確であるにもかかわらず、誤差円を大きくとっていることによって正確なはずのＧＰＳによる位置を長距離走行する間採用することができず、自車位置が実際に走行している道路からかけ離れているところを走行している画面が長時間表示されることとなる。

それに対して本発明においては、ＧＰＳデータが充分に信頼性があると判別したときには、前記のようにＧＰＳ誤差円半径を小さく設定することができるので、短距離走行した段階で自律航法による自車位置が誤差円の外に出るため、直ちに信頼性のあるＧＰＳの位置データを用いて自車位置を得ることができ、マップマッチングも直ちに行うことができるようになるため、前記従来技術のような長時間の不適正な自車位置表示が継続されることが防止される。

前記ステップＳ３１において測位条件Ａを満たしていない、即ち測位条件（１）〜（４）のいずれかを満たしていないと判別したときには、ＧＰＳ位置信頼フラグをＯＦＦとし（ステップＳ３４）、その後ＧＰＳ誤差円半径を例えば６０ｍ等の最大値に設定し、これらの処理を終了する（ステップＳ３６）。それにより、ＧＰＳ位置データの信頼性がないときに、自律航法による位置データを用いて、より適切な自車位置とすることができる。

上記のようなＧＰＳ進行角信頼フラグ処理、及びＧＰＳ位置信頼フラグ処理を行った後、本発明では図５に示す自車位置方位決定処理を行う。即ち、図５に示す自車位置方位決定処理においては、最初ＬＭＭ或いはＧＭＭのマップマッチングの判定を行い（ステップＳ３１）、その後マップマッチングしているか否かの判別を行う（ステップＳ４２）。その結果、マップマッチングができていると判別したときには、ステップＳ４６において自律航法とマップマッチングによって自車位置及び方位を決定してこの処理を終了する（ステップＳ４７）。

ステップＳ４２においてマップマッチングをしていないと判別したときには、以下の条件（１）〜（３）の全てを満たすか否かの判別を行う（ステップＳ４３）。
（１）ＧＰＳ進行角信頼フラグがＯＮか。即ち、前記図３のＧＰＳ進行角信頼度判定処理において、ステップＳ２３でＧＰＳ進行角信頼フラグをＯＮにしたか否かを判別する。このＧＰＳ進行角信頼フラグがＯＮになっているときには、ＧＰＳ進行角の信頼度が高く、そのデータを用いることができるものと判定する。
（２）ＧＰＳ位置信頼フラグがＯＮか。即ち、前記図４のＧＰＳ位置信頼度判定処理において、ステップＳ３２でＧＰＳ位置信頼フラグをＯＮにしたか否かを判別する。このＧＰＳ位置信頼フラグがＯＮになっているときには、ＧＰＳ位置の信頼度が高く、そのデータを用いて自車位置を得ることができるものと判定する。

（３）自車位置とＧＰＳ位置の距離がＧＰＳ誤差円半径より大きいか。即ち、自律航法によって継続的に得られている自車位置が、ＧＰＳ位置を中心としてＧＰＳの受信状態に応じて誤差を考慮した誤差円半径の中にないときには、自車位置の誤差が次第に累積し、誤差円半径から出ることとなったと判定する。それにより、誤差の大きい自律航法を用いることなく信頼性のあるＧＰＳ位置を用いることができ、特に誤差円半径を前記図４のステップＳ３３において、ＧＰＳの信頼性に応じた小さな値である２０ｍに設定しているため、短距離走行するのみで信頼性の高いＧＰＳ位置データを使用することができるようになる。

上記の条件（１）〜（３）のいずれかの条件を満たしていないときには、ＧＰＳ位置データを利用するのは適切ではないと判定し、自律航法にて自車位置及び方位を決定する（ステップＳ４５）。また、条件（１）〜（３）を全て満たすときには、ＧＰＳ位置データが少なくとも自律航法のデータよりも信頼性高いと判定し、ＧＰＳ位置及びＧＰＳ進行角にて自車位置及び方位を決定する（ステップＳ４４）。

したがって、従来のもののようにＧＰＳの信頼性が高いにもかかわらず、例えば立体駐車場の螺旋誘導路から一般道路上を走行するとき、ジャイロに大きな誤差が出ていることにより、自車位置の誤差が次第に累積しているにもかかわらず、長距離走行して誤差円半径から出た後初めてＧＰＳ位置データを利用することによって、その後も適正なマップマッチング処理に至るまで多くの時間がかかる、という問題点を解決することができる。

また、従来提案されている技術のように、マップマッチング処理後の自車位置情報を、信頼度決定に利用することにより、地図そのものに誤差がある場合や、ミスマッチが発生した場合に、信頼度そのものが信用できなくなるのに対して、本発明においては、センサやＧＰＳデータのみから信頼度を決定するため、地図誤差やマップマッチングの結果に影響されずに信頼度を提供することができる。

本発明による自車位置検出装置は、ＧＰＳ受信機とジャイロ及び車速パルスを得ることができる各種の車両のナビゲーション装置に適用することができる。

本発明の実施例の機能ブロック図である。同実施例で用いるＧＰＳ進行角使用判別処理の作動フロー図である。同実施例で用いるＧＰＳ進行角信頼度判定処理の作動フロー図である。同実施例で用いるＧＰＳ位置信頼度判定処理の作動フロー図である。同実施例で用いる自車位置方位決定処理の作動フロー図である。ＧＰＳ測位及び自律航法によるデータ例を示す図である。

符号の説明

１ＧＰＳ受信機
２自律航法センサ
３ジャイロセンサ
４車速パルスセンサ
５自車位置方位決定部
６ＧＰＳ信頼度判定部
７ＧＰＳ進行角信頼度判定部
８ＧＰＳ位置信頼度判定部
９ＧＰＳ誤差円計算部
１０マップマッチング部
１１外部モジュール

Claims

ＧＰＳ受信信号により自車両の位置と進行角を検出するＧＰＳ位置進行角検出手段と、
ジャイロと車速データにより自車両の位置と進行方位を検出する自律航法位置方位検出手段と、
前記ＧＰＳ位置進行角検出手段と自律航法位置方位検出手段により自車両の位置と進行方位を決定する自車位置方位決定手段と、
前記自車位置方位決定手段で決定した自車両の位置を地図の道路に一致させるマップマッチング手段と、
前記ＧＰＳ位置進行角検出手段で検出したデータの信頼性を判定するＧＰＳ信頼度判定手段とを備え、
前記自車位置方位決定手段では、前記マップマッチング処理が行われないとき、前記ＧＰＳ信頼度判定手段でＧＰＳデータに信頼性があると判定したときには、ＧＰＳ位置と進行角により自車両の位置と進行方位を決定し、
前記ＧＰＳ信頼度判定手段では、ＧＰＳによる３次元測位が行われており、ＧＰＳにより得られた速度が所定値以上であり、ＧＰＳ位置から得られた走行距離と車速データから得られた走行距離との比が所定の範囲内であり、ＧＰＳ位置の２点と基準方向間のなす角度とＧＰＳ進行角との差が所定値以下であるときに、ＧＰＳ位置に信頼性があると判定するすることを特徴とする自車位置決定装置。
前記ＧＰＳ位置進行角検出手段で検出した自車位置を中心に、ＧＰＳの測位状態により得られるＧＰＳ誤差に応じて半径が決定される誤差円を計算するＧＰＳ誤差円計算手段を備え、
前記ＧＰＳ誤差円計算手段では、前記ＧＰＳ信頼度判定手段で検出データに信頼性があると判定したとき、前記ＧＰＳ誤差に応じて半径が決定される誤差円の半径を小さな値に設定することを特徴とする請求項１記載の自車位置決定装置。
前記自車位置方位決定手段では、ＧＰＳ進行角に信頼性があり、ＧＰＳ位置に信頼性があり、且つ自車位置がＧＰＳ誤差円外にある時に、ＧＰＳ位置進行角検出手段の位置と進行角を採用することを特徴とする請求項１記載の自車位置決定装置。
前記ＧＰＳ信頼度判定手段では、少なくともＧＰＳによる３次元測位が行われており、ＧＰＳにより得られた速度が所定値以上であり、ＧＰＳ位置から得られた走行距離と車速データから得られた走行距離との比が所定の範囲内であり、ＧＰＳ位置の２点間の角度とＧＰＳ進行角との差が所定値以下であり、且つ、それが一定以上の時間採用されているときに、ＧＰＳ進行角に信頼性があると判定することを特徴とする請求項１記載の自車位置決定装置。