JP4931706B2 - ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、ナビゲーション装置に関し、特に、道路地図上への自車位置マークの表示方法に関する。

目的地までの経路を探索し、さらに、これを案内するナビゲーションシステムが車両や携帯端末等で利用されている。ナビゲーション装置は、自車の走行している位置を検出し、ディスプレイに映し出される道路地図上に自車位置マークを表示し、道路案内や交通情報案内等を行うものである。また、目的地までの最適経路を検索し、検索された経路をディスプレイに表示し、同時に、検索経路による目的地までの到着予定時間等を併せて表示する。

ナビゲーション装置には、位置状態を得る手段として、車両に搭載された距離センサや方位センサから自車位置を検出する自立航法と、衛星を利用したＧＰＳ測位により自車位置を検出する方法が採用されている。

距離センサは、車両が一定の距離を走行するたびに生成されるパルス信号をから走行距離を求める。また、方位センサは、ジャイロから自動車の発進・停止、カーブにおける横方向への加速度を検知する。自立航法は、簡単に自車位置を検出することができるメリットもあるが、移動距離が伸びるほど誤差が蓄積されて、精度が低下する。ＧＰＳ測位は、３角測量の原理により自車の絶対位置を測位することが可能であるが、地形の起伏やトンネル、高い建造物等の障害物により電波状態が悪化すると測位が困難になる。

それぞれの短所を補うために、現在のナビゲーション装置では、自立航法とＧＰＳ測位を併用したハイブリッド式を採用している。しかし、ハイブリット方式であっても、実際の自車位置と検出された自車位置には誤差がある。このため、ナビゲーション装置は、地図データを利用して、検出された自車位置を地図データ上の道路に整合させ、そこに自車位置マークを表示させている。

地図データ上の道路に自車位置をマッチングさせるマップマッチングの方法には、パターンマッチングと投影マッチングがある。前者は、検出された自車位置の走行軌跡と道路のパターンの比較により最適な道路を選択し、選択された道路上に自車位置マークを表示する。後者は、検出された自車位置からの距離および角度に基づき最適な道路を選択し、該当道路上に自車位置マークを表示する。

特許文献１は、市街地図の道路及び交差点部分を表示するために高精度のポリゴンデータを使用し、ポリゴンデータとマッチングさせることで自車位置マークの表示ずれを改善する技術を開示している。

特開２００１−４１７５４号

投影マッチングは、主に距離と角度の条件から道路候補を選出するが、この条件だけでは常に正しい道路を選択できるとは限らない。例えば、本線道路と分岐道路が９０度以下の鋭角で交わるような微小角分岐点において、実際に本線道路を走行していても、自車位置マークが一時的に分岐道路上に表示されてしまうことがある。その反対に、自車が分岐道路を走行しても、自車位置マークが一時的に本線道路に表示されてしまうことがある。

例えば、図７（Ａ）に示すように、本線道路２００と分岐道路２０１が微小角で交差し、自車が本線道路２００を走行するものとする。Ｎ０、Ｎ１・・・Ｎ７は、検出された自車位置を示し、Ｐ０、Ｐ１、・・・Ｐ７は、検出された自車位置Ｎ０、Ｎ１、・・・Ｎ７を道路上に投影マッチングしたときのマッチング位置、すなわち自車位置マークの表示位置を示している。検出された自車位置がＮ０、Ｎ１、Ｎ２までは、マッチング位置Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２が正確に本線道路２００上に表示されている。しかし、分岐道路２０１に差し掛かると、検出された自車位置Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５のマッチング位置Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５が一時的に分岐道路２０１にマッチングされ、その後、再び検出された自車位置Ｎ６、Ｎ７のマッチング位置Ｐ６、Ｐ７が本線道路２００にマッチングされる。

また図７（Ｂ）に示すように、自車が本線道路２００から分岐道路２０１を走行するとき、検出された自車位置Ｎ３、Ｎ４のマッチング位置Ｐ３、Ｐ４が分岐道路２０１にマッチングされ、次いで検出された自車位置Ｎ５、Ｎ６のマッチング位置Ｐ５、Ｐ６が本線道路２００に一時的にマッチングされ、最終的に検出された自車位置Ｎ７のマッチング位置Ｐ７が分岐道路２０１にマッチングされる。

このように、分岐点において自車位置マークの表示位置が一時的に変動すると、見た目に良くなく、ユーザーに不快を与えかねない。そこで、本発明は、上記の課題を解決し、分岐点等においても自車位置マークを適切に表示することができるナビゲーション装置を提供することを目的とする。

本発明に係るナビゲーション装置は、自車位置を検出する自車位置検出手段と、検出された自車位置に基づき地図データから自車位置マークを表示するための道路候補を選出する選出手段と、選出された道路候補の中から道路候補と自車位置との相対的な比較によって算出される係数に基づき自車位置マークを表示する道路を決定する決定手段と、道路候補の道路名称が前記決定手段により既に決定された道路の道路名称に一致するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により道路名称が一致すると判定された道路候補の前記係数を重み付けする重み付け手段と、前記決定手段により決定された道路上に自車位置マークを表示する表示手段とを有する。ここで道路名称とは、例えば国道１号線や首都高速道路など、路線単位の名称であり、道路を識別するリンクＩＤではない。

好ましくは、前記判定手段は、前記決定手段により既に決定された道路の道路名称を保持する保持手段と、前記保持手段により保持された道路名称と道路候補の道路名称とを比較する比較手段とを含む。また、前記係数は、自車位置から道路候補までの距離および自車位置の方位と道路候補の方位との差のいずれかを含む。

本発明に係るナビゲーション装置における自車位置マークの表示方法または表示プログラムは、自車位置を検出するステップと、検出された自車位置に基づき地図データから自車位置マークを表示するための道路候補を選出するステップと、道路候補の道路名称が直前に自車位置マークが表示された道路の道路名称に一致するか否かを判定するステップと、一致すると判定された道路候補について、道路候補と自車位置との相対的な比較によって算出される係数を重み付けするステップと、道路候補の前記係数に基づき道路候補の中から自車位置マークを表示すべき道路を決定するステップと、決定された道路上に自車位置マークを表示するステップとを有する。

本発明によれば、道路候補の中から最適な道路を決定する際に、直前に決定された道路の道路名称と同じ道路名称を持つ道路候補が優先されるようにしたので、特に微小角交差点において、自車位置マークの表示の変動が抑制され、ユーザーにより正確に自車位置を提示することができる。

本発明の最良の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ここでは、車載用ナビゲーション装置を例に用いる。

図１は、本実施例に係る車両用電子装置の構成を示すブロック図である。車両用電子装置１は、センサユニット２、バス通信制御部４を有し、センサユニット２とバス通信制御部４が外部バス３でつながれ、内部バス５によりバス通信制御部４とナビゲーション装置６、計器表示部７、アラーム部８、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）９が接続されている。

センサユニット２は、自車の速度または距離を検出する距離センサ、自車の方位を検出するジャイロセンサ、加速度センサ、エンジンの回転数に応じたパルス信号を検出する回転センサ、燃料残量を出力する燃料センサ、パーキングブレーキのオン・オフ状態を示すパーキングセンサ、ドアの開閉を検出するセンサ、シートベルトの着脱を検出するセンサ等を含んでいる。

図２は、本実施例に係わるナビゲーション装置６の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置６は、内部バス５と接続されるバスインターフェース（バスＩ／Ｆ）１０、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し自車の現在位置・現在方位を測定するＧＰＳ受信機１２、アンテナ１４から現在の道路交通情報を受信するＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System、ＦＭ多重レシーバー１６、ユーザー入力インターフェース２０（操作パネル２２、音声入力部２４及びリモコン操作部２６を含む）、大容量ハードディスクを有する記憶装置３０、無線または有線によりデータ通信を行うデータ通信制御部３２、スピーカー４２に音声を出力させる音声出力部４０、ディスプレイ５２に画像を表示させる表示制御部５０、プログラムを記憶するプログラムメモリ６０、データを一時記憶するデータメモリ７０、および制御部８０を含んで構成される。

ユーザー入力インターフェース２０は、地図検索キー、地図スクロールキー、経路探索キー、セットキー、探索開始キーなどを備えている。記憶装置３０は、ナビゲーションの各種機能を実行するために必要なプログラム及びデータベースを記憶する。データベースには、道路データ、交差点データから成る道路地図データ、施設データなどが含まれる。道路データは、交差点と交差点とを連結する道路に関するデータであり、道路の始点と終点の経緯度を示すノードデータ、道路の種別（高速道路、国道、一般道など）、道路の幅員、規制（一方通行など）、車線数、道路名称等を含む。道路名称は、リンクを識別するリンクＩＤだけでなく、国道１号線や首都高速道路などの路線単位の名称を含む。

例えば、図３（Ａ）に示すように、国道Ｘ号が、ノードｎ１、ｎ２を介してリンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３と接続され、ノードｎ１において県道Ｙ号が分岐し、県道Ｙ号がノードｎ１１を介してリンクＬ１１、Ｌ１２と接続されているものとする。このとき、道路データには、図３（Ｂ）に示すように、リンク毎に道路名称が付与されている。つまり、リンクＬ１、Ｌ２、Ｌ３には、道路名称として「国道Ｘ号」が付与され、リンクＬ１１、Ｌ１２は、「県道Ｙ号」が付与されている。

表示制御部５０は、道路地図データに基づき自車位置周辺の道路地図を表示するとともに、表示された道路上に自車位置マークや誘導経路等を合成して表示する。

プログラムメモリ６０は、記憶装置３０からロードされたプログラムを格納する。例えば、センサユニット２やＧＰＳ受信機１２から得られた位置情報により自車位置を検出する自車位置検出プログラム６２、検出された自車位置に基づき自車位置周辺の道路地図を表示する道路地図表示プログラム６４、検出された自車位置を道路データにマップマッチングするマップマッチング処理プログラム６６、出発地点から目的地までの算出された誘導経路を表示するルート表示プログラム６８等を格納する。制御部８０は、これらのプログラムに従い、各動作を制御する。

データメモリ７０は、センサユニット２やＧＰＳ受信機１２から得られた車両状態データ７２、記憶装置３０から読み出された自車位置周辺の道路地図データ７４、目的地までの誘導経路データ７６、マップマッチングされた道路データの道路名称７８等を記憶する。

図４は、本実施例のマップマッチング処理プログラム６６の機能ブロック図である。自車位置データに基づき周辺道路地図からマッチング候補（道路候補）を選出するマッチング候補選出部９０と、直前にマッチングされた道路の道路名称を保持する道路名称保持部９１と、マッチング候補の道路名称と道路名称保持部９１に保持されたと道路名称とが一致するか否かを判定する道路名称判定部９２と、道路名称が一致したマッチング候補に重み付けをする重み付け部９３と、道路候補の中からマッチングすべき最適な道路を決定するマッチング処理部９４とを備えている。

マッチング処理部９４は、検出された自車位置と道路候補との相対的な比較により算出された係数に基づき道路候補の中からマッチングすべき道路を決定する。投影マッチングにより検出された自車位置を道路上にマッチングさせる場合、検出された自車位置から道路に垂線を下ろしたときの距離、および検出された自車位置の方位（または方位変化）と道路候補の方位との差から算出された係数に基づき道路を決定する。例えば、道路候補Ａ、Ｂがあり、検出された自車位置と道路候補Ａまでの距離Ｄ１、方位差Ｈ１から算出された係数がＫ１、道路候補Ｂまでの距離Ｄ２、方位差Ｈ２から算出された係数がＫ２としたとき、マッチング処理部９４は、係数Ｋ１とＫ２を比較する処理を実行し、係数の大きい道路候補（または、係数の小さい道路候補）を選択する。

重み付け部９３は、上記した道路候補について算出される係数に定数を加算し、または定数を乗算し、係数の値を変更することでその道路候補がよりマッチングされ易くする。

次に、本実施例のナビゲーション装置におけるマッチング処理を図５のフローチャートを参照して説明する。先ず、自車が走行を開始すると（ステップＳ１０１）、それに伴って、センサユニット２およびＧＰＳ受信機１２により自車位置が検出され（ステップＳ１０２）、対応する道路地図データが記憶装置３０から読み出される。

次に、マッチング候補選出部９１は、検出された自車位置から半径ｒ内に存在する道路（ノード）選出する。（ステップＳ１０３）。マッチング候補すなわち道路候補が一つしかない場合には、その道路にマッチングされ、そこに自車位置マークが表示される。他方、マッチング候補が複数ある場合には（ステップＳ１０４）、道路名称判定部９２は、道路名称保持部９１に保持されている直前にマッチングされた道路の道路名称を読み出し（ステップＳ１０５）、さらに図３に示したように道路候補の道路名称を道路データから読み出し（ステップＳ１０６）、直前にマッチングされた道路の道路名称と道路候補の道路名称とを比較する（ステップＳ１０７）。

両者の道路名称が一致する場合には（ステップＳ１０８）、重み付け部９３は、道路候補の係数に重み付けし（ステップＳ１０９）、マッチング処理部９４は、道路候補の中から最適な道路に検出された自車位置をマッチングさせる（ステップＳ１１０）。こうしてマッチングされた道路上には、自車位置マークが表示される。

図６（Ａ）は微小角分岐点において本線道路２００を走行するときの自車位置マークの表示例である。Ｎ１、Ｎ２・・・Ｎ７は、検出された自車位置を示し、Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐ７は、検出された自車位置Ｎ１、Ｎ２、・・・Ｎ７を道路上に投影マッチングしたマッチング位置、すなわち自車位置マークの表示位置を示している。

従来のマップマッチングでは、図７（Ａ）に示したように、検出された自車位置がＮ０、Ｎ１、Ｎ２までは、マッチング位置Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２が正確に本線道路２００上に表示され、分岐道路２０１に差し掛かると、検出された自車位置Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５が分岐道路２０１に近いために分岐道路２０１にマッチングされ、その後、再び本線道路２００にマッチングされる。

これに対して、本実施例のマップマッチングでは、分岐道路２０１に差し掛かったとき、検出された自車位置Ｎ３をマッチングさせる道路候補は、２つの本線道路２００と分岐道路２０１があるが、直前にマッチングされた道路は本線道路２００であり、これと一致する道路候補の係数の重み付けが成される。このため、検出された自車位置Ｎ３は、分岐道路２０１にちかいにもかかわらず、本線道路２００にマッチングされる。検出された自車位置Ｎ４、Ｎ５についても同様に、本線道路２００にマッチングされる。これにより、微小角分岐点において、自車位置マークの表示が従来のように交互に変動することを回避することができる。

また、図７（Ｂ）に示す従来のマップマッチングでは、自車が本線道路２００から分岐道路２０１を走行するとき、検出された自車位置Ｎ３、Ｎ４が分岐道路２０１にマッチングされ、その後、検出された自車位置Ｎ５、Ｎ６が本線道路２００にマッチングされ、最終的に検出された自車位置Ｎ７が分岐道路２０１にマッチングされる。

これに対して、本実施例のマップマッチングでは、図６（Ｂ）に示すように、検出された自車位置Ｎ３、Ｎ４において、距離が近い分岐道路２０１にマッチングされずに本線道路２００にマッチングされ、そして、検出された自車位置Ｎ６で初めて分岐道路２０１にマッチングされるため、マッチング位置、すなわち自車位置マークの表示が微小角分岐点近傍において何度も変動することが抑制される。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施例では、本線道路と分岐道路を例示したが、これは一例であって、その他の高速道路のような道路であってもよい。また、分岐点は、９０度より鋭角で交差するものであればよい。

本実施例に係る車両用電子装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。 リンクデータと道路名称の関係を説明する図である。 本実施例に係るマッチング処理プログラムの機能ブロック図である。 本実施例に係わるマップマッチング処理のフローチャートである。 本実施例の微小角分岐点における自車位置マークの表示例を示す図であり、図６（Ａ）は、本線道路を走行し、図６（Ｂ）は、分岐道路を走行する例である。 従来の微小角分岐点における自車位置マークの表示例を示す図であり、図７（Ａ）は、本線道路を走行し、図７（Ｂ）は、分岐道路を走行する例である。

符号の説明

６：ナビゲーション装置 １２：ＧＰＳ受信機
２０：ユーザー入力インターフェース３０：記憶装置
４０：音声出力部 ４２：スピーカー
５０：表示制御部 ５２：ディスプレイ
６０：プログラムメモリ ６２：自車位置検出プログラム
６４：道路地図表示プログラム ６６：マップマッチング処理プログラム
６８：ルート表示プログラム ７０：データメモリ
７２：車両状態データ ７４：道路地図データ
７６：誘導経路データ ７８：道路名称
８０：制御部 ９０：マッチング候補選出部
９１：道路名称保持部 ９２：道路名称判定部
９３：重み付け部 ９４：マッチング処理部
２００：本線道路 ２０１：分岐道路
２０２：走行軌跡 Ｐ：マッチング位置
Ｎ：検出された自車位置

Claims (5)

1. 自車位置を検出する自車位置検出手段と、
   検出された自車位置に基づき地図データから自車位置マークを表示するための道路候補を選出する選出手段と、
   選出された道路候補の中から道路候補と自車位置との相対的な比較によって算出される係数に基づき自車位置マークを表示する道路を決定する決定手段と、
   自車が走行している道路が９０度よりも鋭角の分岐点で他の道路と交差している場合において、道路候補の道路名称が前記決定手段により既に決定された道路の道路名称に一致するか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により道路名称が一致すると判定された場合にのみ、一致すると判定された道路候補の前記係数を重み付けする重み付け手段と、
   前記決定手段により決定された道路上に自車位置マークを表示する表示手段とを有し、
   前記係数は、自車位置から道路候補までの距離および自車位置の方位と道路候補の方位との差のいずれかを含む、ナビゲーション装置。
2. 前記判定手段は、前記決定手段により既に決定された道路の道路名称を保持する保持手段と、前記保持手段により保持された道路名称と道路候補の道路名称とを比較する比較手段とを含む、請求項１に記載のナビゲーション装置。
3. ナビゲーション装置における自車位置マークの表示方法であって、
   自車位置を検出するステップと、
   検出された自車位置に基づき地図データから自車位置マークを表示するための道路候補を選出するステップと、
   自車が走行している道路が９０度よりも鋭角の分岐点で他の道路と交差している場合において、道路候補の道路名称が直前に自車位置マークが表示された道路の道路名称に一致するか否かを判定するステップと、
   道路名称が一致すると判定された場合にのみ、一致すると判定された道路候補について、道路候補と自車位置との相対的な比較によって算出される係数を重み付けするステップと、
   道路候補の前記係数に基づき道路候補の中から自車位置マークを表示すべき道路を決定するステップと、
   決定された道路上に自車位置マークを表示するステップとを有し、
   前記係数は、自車位置から道路候補までの距離および自車位置の方位と道路候補の方位との差のいずれかを含む、自車位置マークの表示方法。
4. 前記判定するステップは、直前に自車位置マークが表示された道路の道路名称を保持するステップと、保持された道路名称と道路候補の道路名称とを比較するステップとを含む、請求項３に記載の自車位置マークの表示方法。
5. ナビゲーション装置における自車位置マークの表示プログラムであって、
   自車位置を検出するステップと、
   検出された自車位置に基づき地図データから自車位置マークを表示するための道路候補を選出するステップと、
   自車が走行している道路が９０度よりも鋭角の分岐点で他の道路と交差している場合において、道路候補の道路名称が直前に自車位置マークが表示された道路の道路名称に一致するか否かを判定するステップと、
   道路名称が一致すると判定された場合にのみ、一致すると判定された道路候補について、道路候補と自車位置との相対的な比較によって算出される係数を重み付けするステップと、
   道路候補の前記係数に基づき道路候補の中から自車位置マークを表示すべき道路を決定するステップと、
   決定された道路上に自車位置マークを表示するステップとを有し、
   前記係数は、自車位置から道路候補までの距離および自車位置の方位と道路候補の方位との差のいずれかを含む、自車位置マークの表示プログラム。

Images