JP4942407B2 - ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載用のナビゲーション装置の技術に関し、特に、車両の現在位置を地図上に表示するための技術に関する。

ナビゲーション装置では、自律航法センサやＧＰＳ（Global Positioning System）受信機等を利用して車両の現在位置を求め、その現在位置を地図上に表示して、ユーザに現在位置を知らせている。また、ナビゲーション装置は、ＧＰＳ受信機等を利用して求めた車両の現在位置が、地図上の道路から外れている場合、マップマッチングと呼ばれる手法を利用し、現在位置を地図の道路上に修正した上で表示するようにしている。

しかし、マップマッチングの手法を利用した場合、以下のような問題が生じることがある。例えば、車両が駐車場内を走行している場合に、マップマッチング処理が行われると、車両の現在位置を地図上の道路（駐車場の周辺の道路等）の上に修正した上で表示してしまうことがある。すなわち、実際には、車両は、駐車場内を走行しているのに、駐車場の周辺にある道路上を走行しているものとして表示されてしまう。

上記のようなマップマッチング処理の問題を解決するための手法が特許文献１に開示されている。具体的には、特許文献１では、ＧＰＳ衛星からの信号の未受信常態が続いた場合、車両が駐車場内を走行しているものと判定するようにしている（地下駐車場や屋内駐車場の中では、ＧＰＳ衛星からの信号が受信できないため）。

特開２０００−３１０５４２号公報

しかしながら、特許文献１の手法により、すなわち、ＧＰＳ衛星からの信号を受信できたか否かにより、車両が駐車場に存在するか否かを判定するようにした場合、以下の問題が生じる。例えば、屋上に駐車スペースを備える駐車場において、車両が屋上を走行している場合、ナビゲーション装置は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信してしまう。特許文献１の手法によれば、ナビゲーション装置は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信できた場合、車両が駐車場内にいないと判断してしまう。そして、この状態において、ナビゲーション装置がマップマッチング処理を実行すると、屋上を走行しているにもかかわらず、駐車場の周辺の道路に、現在位置を引き込んで表示してしまう。すなわち、特許文献１の技術では、地図上に、正確な現在位置を表示できないことがある。

また、例えば、立体駐車場の中には、通路に外部に通じる大きな開口（窓）が設けられてものがある。この場合も、屋上を走行している場合と同様の問題が生じる。車両が駐車場内の通路を走行している際に、ナビゲーション装置は、開口を介して、ＧＰＳ衛星からの信号を受信してしまうためである。すなわち、ナビゲーション装置は、車両が駐車場内の通路を走行しているにもかかわらず、現在位置を駐車場の周辺の道路上に引き込んで表示させてしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ナビゲーション装置において、地図上に、正確な現在位置を表示させることにある。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、車両に搭載されるナビゲーション装置に適用される。

そして、前記ナビゲーション装置は、各種センサ或いはＧＰＳ衛星からの信号を受信し、該受信した信号を利用して車両の現在位置を順次算出する現在位置算手段と、所定のタイミングで前記算出した現在位置を地図上の道路に位置するよう補正するマップマッチング手段と、前記現在位置算出手段が算出した現在位置、或いは前記マップマッチング手段が補正した現在位置を利用して地図上に現在位置を示した画像を表示する現在位置表示手段と、前記車両の高度を検知する高度センサと、を備え、前記現在位置表示手段は、前記現在位置算出手段が算出した現在位置が地図上の道路上にない場合、該現在位置から車両の走行軌跡を求めて該走行軌跡を記憶する処理を開始する共に、前記ＧＰＳ衛星からの信号の受信状態により車両が駐車場に入庫したか否かを判定し、前記車両が駐車場に入庫したと判定されると、前記高度センサにより検知される高度の変化の方向が逆方向になるまで、前記順次算出される現在位置から走行軌跡を求めて前記記憶している走行軌跡を更新していき、前記高度の変化の方向が逆方向になると、前記記憶している走行軌跡を利用して前記駐車場が存在するエリアを推定し、前記現在位置算出手段により算出される現在位置が該エリアの外に出た場合に、車両が駐車場から出庫したと判定し、さらに、前記車両が駐車場に入庫したと判定されると、該車両が駐車場から出庫したと判定されるまで、前記マップマッチング手段を利用しないで、前記現在位置算出手段が算出した現在位置を用いて、地図上に現在位置を示した画像を表示する。

このように本発明では、駐車場に入庫したと判定した場合に、少なくとも、車両が駐車場に入庫してから駐車するまでの間の走行軌跡を利用して駐車場が存在するエリアを推定し、算出される現在位置がエリアの外に出た場合に、車両が駐車場から出庫したと判定するようにしている。また、車両が駐車場に入庫したと判定されると、その車両が駐車場から出庫したと判定されるまで、マップマッチングの機能を利用しないで、現在位置算出手段が算出した現在位置を用いて、地図上に現在位置を示すようにしている。

したがって、本発明によれば、駐車場から出庫したことを精度高く判定できるため、駐車場を走行しているにも関わらず、マップマッチングの処理により、現在位置を駐車場の周辺の道路上に引き込んで表示させてしまうことを防止できる。その結果、本発明によれば、ナビゲーション装置において、地図上に、正確な現在位置を表示させることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

最初に第１実施形態が適用された車載用ナビゲーション装置の概略構成について図１を用いて説明する。

図１は、本発明の実施形態が適用された車載用ナビゲーション装置（以下、単に「ナビゲーション装置」という）の概略構成図である。

図示するように、ナビゲーション装置は、演算処理部１と、ディスプレイ２と、地図データ等が記憶された記憶装置３と、音声入出力装置４と、入力装置５と、車速センサ６と、ジャイロ７と、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信装置８とを有する。

演算処理部１は、ナビゲーション装置が利用者に提供する各種情報を処理するための中心的ユニットである。例えば、各種センサ６〜７やＧＰＳ受信装置８から出力される情報を基にして現在位置を算出する。演算処理部１は、算出した現在位置の周辺の地図データを記憶装置３から読み出して、その読み出した地図データをグラフィックス展開し、そこに現在位置を示すカーマーク２００を重ねてディスプレイ２に表示する。

ディスプレイ２は、演算処理部１で生成された画像データを表示するユニットで、ＣＲＴや液晶ディスプレイ等により構成される。また、演算処理部１とディスプレイ２との間の信号Ｓ１は、ＲＧＢ信号やＮＴＳＣ（National TV Standards Committee）信号で接続するのが一般的である。

記憶装置３は、地図データ３１０（図２参照）等を記憶するユニットである。なお、記憶装置３には、例えば、ＤＶＤ装置やハードディスク装置を用いることができる。

ここで地図データの構成を説明する。

図２は、記憶装置３に記憶されている地図データのデータ構造を模擬的に示した図である。

図示するように、地図データ３１０は、地図を複数に分割することで得られるメッシュ領域毎に分類されている。地図データ３１０は、メッシュ領域を識別するためのメッシュＩＤ３１１、および、そのメッシュ領域に含まれる道路を構成する各リンクのリンクデータ３１２を有する。

リンクデータ３１２は、リンクを識別するためのリンクＩＤ３１２１、リンクを構成する２つのノード（開始ノード、終了ノード）の座標情報３１２２、リンクが属する道路が「有料道路」であるか「一般道路」であるかを示す道路種別３１２３、リンクの長さを示すリンク長情報３１２４、リンクの旅行時間（或いは移動時間）情報３１２５、および２つのノード（開始ノード、終了ノード）にそれぞれ接続するリンクのリンクＩＤ（接続リンクＩＤ）３１２６などを有する。また、記憶装置３には、座標情報からその座標情報により特定される地点を含むメッシュのメッシュＩＤを特定するためのテーブルが記憶されている。

図１に戻り、説明を続ける。音声入出力装置４は、演算処理部１で生成した利用者へのメッセージを音声信号に変換して出力すると共に、利用者が発した声を認識し、認識した内容を演算処理部１に転送する。

入力装置５は、ナビゲーション装置の各種機能選択、目的地設定等の利用者からの指示を受け付けるユニットで、スクロールキー、縮尺変更キーなどのハードスイッチ、ジョイステック、ディスプレイ２上に貼られたタッチパネルなどで構成される。

センサ６〜7およびＧＰＳ受信装置８は、ナビゲーション装置が現在位置を算出するために使用するものである。車速センサ６は、車輪の円周と計測される車輪の回転数から距離を測定し、さらに対となる車輪の回転数から移動体が曲がった角度を計測する。ジャイロ７は、光ファイバジャイロや振動ジャイロで構成され、車両（移動体）が回転した角度を検出する。ＧＰＳ受信装置８は、ＧＰＳ衛星からの信号（ＧＰＳ信号）を受信し移動体とＧＳＰ衛星間の距離および距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで移動体の現在位置、進行方向および進行方位を測定する。

続いて、上述したナビゲーション装置の演算処理部１が有する特徴的な機能について図３を用いて説明する。

図３は、本実施形態の演算処理部１の機能ブロック図である。

図示するように、演算処理部１は、ＵＩ（User Interface）制御部１００、現在位置算出部１１０、現在位置表示処理部１２０、データ記憶部１３０、およびマップマッチング処理部１４０を有する。

ＵＩ制御部１００は、入力装置５或いは音声入出力装置４に入力された利用者からの要求を受け付け、その要求された内容に対応する処理が実行されるように演算処理部１を制御する。また、ＵＩ制御部１００は、各種操作を誘導するための画像データを生成して、ディスプレイ２に表示する。また、ＵＩ制御部１００は、現在位置表示処理部１２０が生成する、地図上に現在位置を示した画像データをディスプレイに表示する。

現在位置算出部１１０は、車速センサ６で計測される距離パルスデータＳ５およびジャイロセンサ７で計測される角速度データＳ７を各々積分した結果得られる距離データおよび角度データを用いて、そのデータを時間軸で積分していくことにより、初期値（Ｘ,Ｙ）から自車走行後の位置である現在位置（Ｘ´,Ｙ´）を定期的に（所定走行間隔毎に）演算する。そして、現在位置算出部１１０は、上記の算出した現在位置を現在位置表示処理部１２０に出力する。

また、現在位置算出部１１０は、車速センサ６のデータＳ５およびジャイロ８のデータＳ６を各々積分していくと、誤差が蓄積するため、ある時間でＧＰＳ受信装置８から得られた位置データＳ７をもとに蓄積した誤差をキャンセルする処理を施し、現在位置を求める。

現在位置表示処理部１２０は、ディスプレイ２に表示が要求される領域にある地図データ３１０を記憶装置３から読み出す。また、現在位置表示処理部１２０は、現在位置算出部１１０から定期的に現在位置を示す情報（現在位置情報）を受信する。そして、現在位置表示処理部１２０は、読み出した「地図データ」と、受信した「現在位置情報」を用いて、地図上に、現在位置を示すカーマーク２００（図１参照）を表した画像データを生成する。現在位置表示処理部１２０は、生成した画像データをＵＩ制御部１００に出力する。ＵＩ制御部１００は、現在位置表示処理部１２０が生成した画像データをディスプレイ２に表示する。

また、現在位置表示処理部１２０は、マップマッチング処理部１４０の動作を制御する。具体的には、現在位置表示処理部１２０は、定期的に受け取る「現在位置情報」を所定の受け取り回数毎にマップマッチング処理部１４０に出力し、現在位置情報の補正を要求する（例えば、現在位置表示処理部１２０は、「現在位置情報」を１０回受け取ると、そのうちの1回、マップマッチング処理部１４０に現在位置の位置補正を行わせる）。そして、現在位置表示処理部１２０は、上記の要求に応答して返信される、マップマッチング処理部１４０からの現在位置情報を補正したデータ（補正データ）を受け取る。或いは、現在位置表示処理部１２０は、マップマッチング処理部１４０からの「現在位置をマッチングできる道路がない旨（後述する）」の通知を受け取る。

現在位置表示処理部１２０は、補正データを受け取った場合、補正データを利用して、地図上に現在位置（補正された現在位置）を示すカーマーク２００を表した画像データを生成し、ＵＩ制御部１１０を介して、画像データをディスプレイ２に表示する。一方、現在位置表示処理部１２０は、「現在位置をマッチングできる道路がない旨（後述する）」の通知を受け付けると、現在位置算出部１１０が求めた現在位置を利用して、地図上に現在位置を示すカーマークを表示した画像データを生成し、ＵＩ制御部１１０を介して、画像データをディスプレイ２に表示する（この場合、カーマーク２００は、地図上の道路上に表示されない）。

さらに、現在位置表示処理部１２０は、車両が駐車場に入庫しているか否かの判定を行う。現在位置表示処理部１２０は、車両が駐車場に入庫したと判定した場合、後述する車両の走行軌跡を利用して、車両が駐車場から退出（出庫）したか否かを判定する。また、現在位置表示処理部１２０は、車両が駐車場に入庫したと判定すると、車両が駐車場から出庫したと判定されるまで、マップマッチング処理部１４０の機能を利用しないで、現在位置算出部１１０が算出した現在位置を利用して、地図上にカーマークを表示する。なお、車両の駐車場への入庫および出庫を判定する処理については、後述する図５で詳細に説明する。

データ記憶部１３０は、現在位置表示処理部１２０から、車両の走行軌跡を示すデータを受け取り記憶する。また、データ記憶部１３０は、現在位置表示１２０から、車両の高度変化に関する情報（後段で説明する）を受け取り記憶する。

マップマッチング処理部１４０は、現在位置表示処理部１２０からの現在位置の補正要求を受け付ける。マップマッチング処理部１４０は、記憶装置３から読み出した「地図データ」を利用して、現在位置表示処理部１２０からの「現在位置情報」が示す現在位置を、地図上の道路に乗せるための処理を行う。すなわち、マップマッチング処理部１４０は、現在位置表示処理部１２０からの「現在位置情報」が示す位置が地図上の道路に乗るように補正する。そして、マップマッチング処理部１４０は、現在位置情報を補正した補正データを現在位置表示処理部１２０に出力する。

ここで、マップマッチング処理において、現在位置算出部１１０が求めた現在位置の周辺にマッチングできる道路がないことがある。このような場合、マップマッチング処理部１４０は、現在位置をマッチングできる道路がない旨を現在位置表示処理部１２０に通知する。

なお、マップマッチング処理部１４０が行う、現在位置を補正する方法は、既存のマップマッチング処理の手法を用いるものとする。例えば、マップマッチング処理部１４０は、現在位置が地図上の道路にない場合（この状態を「フリー状態」という）、現在位置から所定距離範囲に存在する地図上の道路を抽出する。マップマッチング処理部１４０は、現在位置から抽出した各道路に垂線を下ろし、その垂線の距離が所定距離以下の道路を求めて、垂線の距離が所定以下の道路の中で、その距離が一番短い道路上の位置に、現在位置がくるように補正する。なお、現在位置から所定範囲内に存在する地図上の道路が無い場合や、上記の垂線の距離が所定距離以下の道路がなければ、マップマッチング処理部１４０は、現在位置をマッチングできる道路がない旨を現在位置表示処理部１２０に通知する。

続いて、本実施形態の演算処理部１のハードウェア構成を説明する。

図４は、演算処理部１のハードウェア構成図である。

図示するように、演算処理部１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２１と、ＣＰＵ２１が実行するプログラムや各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）２２と、上記の各部（ＵＩ制御部１００、現在位置算出部１１０、現在位置表示処理部１２０、およびマップマッチング処理部１４０が有する機能を実行するためのプログラムが予め記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）２３と、メモリ間およびメモリと各デバイスとの間のデータを転送するＤＭＡ（Direct Memory Access）２４と、グラフィック描画を実行し且つ表示制御を行う描画コントローラ２５と、グラフィックスイメージデータを蓄えるＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）２６と、イメージデータをＲＧＢ信号に変換するカラーパレット２７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器２８と、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するＳＣI(Serial Communication Interface)２９と、パラレル信号をバスに同期させてバス上に載せるＰＩＯ（Parallel Input/Output）３０と、パルス信号を積分するカウンタ３１と、電源がＯＦＦされても記憶内容を保持する不揮発性メモリ３２とを有する。

そして、ＵＩ制御部１００、現在位置算出部１１０、現在位置表示処理部１２０、およびマップマッチング処理部１４０の機能は、ＣＰＵ２１が、ＲＯＭ２３に記憶されている上記の各部の機能を実行するためのプログラムをＲＡＭ２２にロードして実行することにより実現される。また、データ記憶部１３０の機能は、不揮発性メモリ３２により実現される。

続いて、本実施形態のナビゲーション装置が行う、車両の駐車場への入庫および出庫を判定する処理について、図５〜６を用いて説明する。

図５は、本実施形態のナビゲーション装置が行う、車両の駐車場への入庫および出庫を判定する処理のフローチャートである。なお、以下のフローは、駐車場が立体駐車場の場合、或いは、地下駐車場（地下立体駐車場）の場合を例にして説明する。

先ず、現在位置表示処理部１２０は、現在位置算出部１１０が求めた現在位置がフリー状態であるか否かを判定する（Ｓ１０）。そして、現在位置表示処理部１２０は、現在位置がフリー状態である場合にはＳ１１〜１２に進む。

一方、現在位置表示処理部１２０は、現在位置がフリー状態でなければ、本フローの処理を終了し、既存技術を利用した「通常の現在位置表示処理」を行う。ここで、「通常の現在位置表示処理」とは、現在位置算出部１１０が定期的に算出する現在位置を利用して、地図上に現在位置を示した画像データをディスプレイ２に表示するとともに、所定のタイミングでマップマッチング処理を行い、現在位置を補正した上で地図上に表示する処理をいう。なお、「フリー状態」とは、現在位置算出部１１０が求めた現在位置が地図上の道路上の位置にない場合をいう。

Ｓ１１では、現在位置表示処理部１２０は、走行軌跡の保存を開始する。すなわち、現在位置表示処理部１２０は、現在位置算出部１１０から定期的に取得する現在位置情報を利用して車両の走行軌跡を求め、その求めた走行軌跡を記憶部１３０保存する。なお、データ記憶部１３０は、上述したように、電源がＯＦＦされてもデータ記憶内容を保持する不揮発性メモリ３２（図４参照）の所定領域に形成されているものとする。

Ｓ１２では、現在位置表示処理部１２０は、車両内に設けられた高度センサ（図示しない）から高度を示す情報（高度情報）を定期的に取得し、その取得した高度情報を用いて高度変化を求めて、求めた高度変化をデータ記憶部１３０に保存していく。すなわち、現在位置表示処理部１２０は、高度変化を求める毎に、データ記憶部１３０の高度変化を保存していく。

なお、Ｓ１１およびＳ１２の順番は、反対でもかまわない。すなわち、Ｓ１２の処理の後、Ｓ１１を行ってもよい。

つぎに、現在位置表示処理部１２０は、現在位置が地図上の道路上にマッチング状態にあるか否かを判定し、マッチング状態でなければＳ１４に進み、マッチング状態であればＳ３０に進む（Ｓ１３）。

具体的には、現在位置表示処理部１２０は、定期的に受け取る「現在位置情報」を所定の受け取り回数毎にマップマッチング処理部１４０に出力し、マップマッチング処理を要求する。現在位置表示処理部１２０は、上記要求に応答して、マップマッチング処理部１４０からのデータを受け付ける。現在位置表示処理部１２０は、受け付けたデータが「補正データ（マップマッチング処理により補正されたデータ）」であれば、マッチング状態にあると判定して、Ｓ３０の処理に進む。一方、現在位置表示処理部１２０は、受け付けたデータが「マッチングできる道路がない旨を示すデータ」の場合、マッチング状態ではないと判定してＳ１４に進む。

Ｓ３０では、現在位置表示処理部１２０は、保存している走行軌跡を初期化して（記憶部１３０上の走行軌跡を消去して）、Ｓ３１に進む。

Ｓ３１では、現在位置表示処理部１２０は、保存している高度変化を初期化する（記憶部１３０の高度変化を消去する）。その後、現在位置表示処理部１２０は、本フローの処理を終了し、既存技術による「通常の現在位置表示処理」を行う。なお、Ｓ３０およびＳ３１の順番は、反対でもかまわない。

続いて、Ｓ１３において、マッチング状態ではないと判定された場合に進むＳ１４以降の処理について説明する。

Ｓ１４では、現在位置表示処理部１２０は、車両が駐車場に入庫したか否かを判定する。現在位置表示処理部１２０は、車両が駐車場に入庫したと判定した場合にＳ１５に進み、駐車場に入庫していないと判定した場合にＳ１１の処理に戻る。

本実施形態のナビゲーション装置は、本ステップ（Ｓ１４）において、車両が駐車場に入庫したと判定した場合、その後、Ｓ２２で駐車場から車両が出庫したと判定されるまで、マップマッチング処理を行わない。すなわち、Ｓ１５〜Ｓ２２までの間において、現在位置表示処理部１２０は、マップマッチング処理部１４０の機能を利用せずに、現在位置算出部１１０が算出した現在位置情報を利用して、地図上に現在位置を表示する。

本実施形態では、車両が駐車場に入庫したか否かを判定する手段について特に限定しない。例えば、現在位置表示処理部１２０は、車両が駐車場に入庫したか否かについて、ＧＰＳ受信装置８のＧＰＳ信号の受信状態により判定するようにしてもよい。すなわち、現在位置表示処理部１２０は、本ステップ（Ｓ１４）まで進んだ場合において、ＧＰＳ受信装置８がＧＰＳ信号を受信できていない状態であれば、車両が駐車場に入庫したと判定する。一方、現在位置表示処理部１２０は、ＧＰＳ受信装置８がＧＰＳ信号を受信できていれば、車両が駐車場に入庫していないと判定する。

なお、車両が駐車場に入庫したか否かについて、ＧＰＳ信号の受信状態に加えて、さらに、高度センサ（図示しない）から取得した高度情報により判断するようにしてもよい。すなわち、ＧＰＳ受信装置８がＧＰＳ信号を受信できていない状態であり、且つ高度センサからの高度情報により車両の高度が変化していると判定できた場合に、車両が駐車場に入庫したと判断するようにしてもよい。

続いて、駐車場に入庫したと判定された場合に進むＳ１５以降の処理を説明する。

Ｓ１５〜１６では、現在位置表示処理部１２０は、上述したＳ１１〜１２と同様の手順にしたがい、車両の走行軌跡と、高度変化とを保存する。

つぎに、現在位置表示処理部１２０は、高度変化が逆向きになったか否かを判定し、逆向きになっている場合にＳ１８に進み、逆向きになっていない場合にＳ１５に戻る（Ｓ１７）。具体的には、現在位置表示処理部１２０は、Ｓ１６で求めた高度変化、およびデータ記憶部１３０に保存している高度変化を用いて、車両の高度変化が反対向きになったか否かを判定する。高度変化が逆向きになる場合とは、例えば、以下のような場合をいう。すなわち、データ記憶部１３０に、「高度変化」として、i）上昇、ii）上昇、iii）上昇、iv）変化なし、v）変化なしの５つのデータが記憶されているとする。この場合に、Ｓ１６で求めた「高度変化」が「下降」である場合、高度変化が逆向きになったと判定される。

Ｓ１８では、現在位置表示処理部１２０は、走行軌跡の保存を終了する。すなわち、現在位置表示処理部１２０は、Ｓ１７で車両の高度変化が反対向きになった場合、車両が駐車場から退出する状態にあると推定し、走行軌跡の保存を中止する。ここで、Ｓ１７において、車両が駐車場から退出する状態（車両が駐車場の出口に向かっている状態）にあると推定する原理について説明する。

ここでは、１階にある立体駐車場の入口から車両が入庫し、立体駐車場の屋上まで行き車両を止め、その後、屋上から１階にある駐車場の出口を経由して立体駐車場から退出する場合を例に挙げて説明する。この場合、先ず、車両は、立体駐車場の１階にある入口から入庫して、駐車位置の屋上に向けて進んでいく。車両が屋上に到着するまでは、高度変化は上昇する方向である。車両を屋上に駐車した後、駐車場から退出する場合、屋上から下位の階に降りて行き１階にある駐車場の出口から退出する。すなわち、屋上から駐車場の出口に向かう途中で、高度変化が下降する方向に変化する。本実施形態では、この高度変化に着目して、高度変化が反対向きになった場合に、車両が駐車場から退出する状態にあると推定するようにしている。

なお、データ記憶部１３０は、電源がＯＦＦされても記憶内容を保持する不揮発性メモリ３２により構成されている。そのため、ユーザが車両を駐車した後で、ナビゲーション装置の電源をＯＦＦにして車両から降りて、その後、再び、車両に戻り、車を動かすような場合であっても、ナビゲーション装置の電源をＯＮにすれば、駐車場に入庫してから駐車するまでの走行軌跡を利用することができる。

また、地下駐車場の場合も、上記と同様の原理で、車両の高度変化に着目することにより、車両が駐車場から退出する状態にあると判定できる。すなわち、地下駐車場の場合、下降する方向から上昇する方向に高度変化が変わった場合、車両が駐車場から退出する状態にあると推定することができる。

つぎに、Ｓ１８の処理の後で行われるＳ１９の処理について説明する。

Ｓ１９では、現在位置表示処理部１２０は、記憶部１３０に記憶している走行軌跡から駐車場の領域(エリア)を推定して、Ｓ２０〜２１の処理を行う。具体的には、現在位置表示処理部１２０は、走行軌跡の形状から、駐車場が存在するエリアを推定し、そのエリアを車両がいる駐車場として設定する。なお、本実施形態では、走行軌跡からエリアを推定する方法について特に限定しない。駐車場のエリアは、少なくとも、走行軌跡が含まれる大きさを推定すればよい。

例えば、図６に示すように、走行軌跡から駐車場のエリアを推定するようにしてもよい。

図６は、本実施形態のナビゲーション装置が行う、車両の走行軌跡を利用して駐車場の領域を推定する処理の一例を説明するための図である。なお、図６では、（ａ）図に駐車場の領域が円と推定する場合の例を示し、（ｂ）図に駐車場の領域を四角形と推定する場合の例を示している。また、図６では、走行軌跡を点線（５１０、５２０）で示し、推定する駐車場のエリアを実線（４１０、４１０）で示している。

図６では、走行軌跡のＸ方向の長さと、Ｙ方向との長さとを求めて、両者の長さの「差」が所定値未満の場合、エリアを円形状として、両者の長さの「差」が所定値以上異なる場合、四角形の形状とする場合の例を示している。なお、図６(ａ)の例では、Ｘ方向の長さと、Ｙ方向との長さとの「差」が所定値未満であるものとする。図６(ｂ)の例では、Ｘ方向の長さと、Ｙ方向との長さとの「差」が所定値以上あるものとする。

最初に、図６（ａ）の例を説明する。先ず、フリー状態の検出点（Ａ１）から、一番離れたＸ座標を左右それぞれ求め、２つのＸ座標を利用して、走行軌跡５１０のＸ方向の中点および長さを求める。同様に、フリー状態の検出点（Ａ１）から一番離れたＹ座標を上下それぞれ求め、２つのＹ座標を利用して、走行軌跡５１０のＹ方向の中点および長さを求める。ここでは、Ｘ方向の長さとＹ方向の長さとが略同じであるので（両者の差が所定値未満であるため）、求めた中点を中心にとり、走行軌跡５１０を含む最小の面積の円を求めて、その求めた円を駐車場のエリアとして推定する。

つぎに、図６（ｂ）の例を説明する。上記同様、フリー状態の検出点（Ａ２）から、一番離れたＸ座標を左右それぞれ求め、２つのＸ座標からＸ方向の中点および長さを求める。同様に、フリー状態の検出点（Ａ２）から一番離れたＹ座標を上下それぞれ求め、２つのＹ座標からＹ座標の中点および長さを求める。ここでは、Ｘ方向の長さと、Ｙ方向の長さとの長さが所定値以上あるため、走行軌跡５２０を含くむ最小の面積の四角形を求める。なお、求める四角形の対角線の交点が、上記の求めた中点になるようにする。そして、求めた四角形をエリアとして推定する。

或いは、図６のように走行軌跡（５１０、５２０）が閉ループの経路を形成する場合、走行軌跡の形状をそのまま駐車場のエリアと推定するようにしてもよい。

図５に戻り説明を続ける。Ｓ２０では、カーマークがＳ１９で設定したエリアから脱出したか否かを判定する（エリアの外側に出たか否かを判定する）。そして、カーマークがエリアから脱出したと判定した場合Ｓ２２に進み、エリアから脱出していなければＳ２０の処理に戻り、エリアから脱出したと判定するまで、Ｓ２０〜２１の処理を繰返す。

具体的には、現在位置表示処理部１２０は、現在位置算出部１１０が現在位置を算出するたびに、Ｓ１９で設定したエリアの外側に現在位置が出たか否かを判定する。現在位置表示処理部１２０は、現在位置がエリアの外に出れば、Ｓ２２の処理に進み、現在位置がエリアから出ていなければＳ２０の処理に戻る。

Ｓ２２では、現在位置表示処理部１２０は、車両が駐車場から出庫したと判断する。そして、現在位置表示処理部１２０は、記憶部１２０に記憶している走行軌跡および車両の高度変化を初期化して（消去して）、処理を終了する。

その後、現在位置表示処理部１２０は、「通常の現在位置表示処理」を開始する。すなわち、現在位置表示処理部１２０は、現在位置算出部１１０が現在位置を所定回数算出するたびに、マップマッチング処理を行い、現在位置が地図上の道路から外れることを防止する。

このように、本実施形態では、車両が駐車場から出庫したか否かを走行軌跡から推定した駐車場のエリアと、算出した現在位置とを用いて判定するようにしている。したがって、ＧＰＳ信号の受信状態だけを利用して駐車場から車両が出庫したか否かを判定する場合に比べて、精度高く駐車場からの出庫を判定することができる。

すなわち、本実施形態によれば、ＧＰＳ衛星からの信号を受信できた場合であっても、現在位置が走行軌跡から推定したエリアから出ない限り、車両が駐車場から出庫したと判断しないようにしている。また、一度、駐車場に入庫したと判断されると、駐車場から出庫したと判断されるまでマップマッチング処理を行なわない。そのため、本実施形態によれば、車両が駐車場を走行している場合に、マップマッチング処理が行われて、実際に走行しているところと異なる位置を現在位置として表示してしまうことを防ぐことができる。すなわち、本実施形態によれば、立体駐車場を車両が走行している場合においても現在位置を正確な位置に表示することができるようになる。

なお、上述したフローでは、高度変化が逆向きになった場合に、車両が駐車場から退出する状態（車両が駐車場の出口に向かっている状態）にあると推定するようにしているが、特にこれに限定するものではない。
高度変化による判断は、あくまでも一例に過ぎない。

例えば、Ｓ１７において、高度変化を参照するのではなく、車両が所定時間以上停車しているか否かを判定し、所定時間以上停車していれば、車両が駐車したと判断して、Ｓ１８の処理に進むようにしてもよい。この場合には、例えば、車速センサからの信号と、タイマとを用いて車両が所定時間以上停車しているか否かを判定する。ナビゲーション装置は、車両が所定時間以上停車した場合、車両が駐車されたと判定する。その後、駐車場を出るために車両が動き出した場合、ナビゲーション装置は、Ｓ１８以降の処理を行い、走行軌跡を利用して車両が駐車場から退出したか否かを判定する。このように構成しておけば、少なくとも、車両が入庫してから駐車するまでの間の走行軌跡をデータ記憶部１３０に保存することができる。そして、その走行軌跡を利用することで、上記と同様、車両が駐車場から退出したか否かを判定することができる。

また、例えば、Ｓ１７において、高度変化を参照するのではなく、エンジンが停止されたか否かを判定して、エンジンが停止された場合に、車両が駐車されたものと判定して、Ｓ１８以降の処理を行うようにしてもよい。或いは、エンジンが停止された後、再び、エンジンがスタートされた場合にＳ１８以降の処理を行うようにしてもよい。または、Ｓ１７において、高度変化を参照するのではなく、サイドブレーキが引かれたことを検知すると、車両が駐車されたものと判定して、Ｓ１８以降の処理を行うようにしてもよい。この場合も、少なくとも、車両が入庫してから駐車するまでの間の走行軌跡をデータ記憶部１３０に保存しておくことができる。

なお、Ｓ１７において、上述のように、高度変化を参照しない手法（例えば、車両が所定時間以上停車しているか否かにより判定する等）を用いるようにした場合において、さらに、Ｓ１４で、駐車場に入庫したか否かをＧＰＳ信号の受信状態だけで判断するようにすると高度変化を保存する処理が必要なくなる。その結果、図５に示す処理を簡素化することができる。すなわち、図示するＳ１２、１６、３１の処理を省略できる。なお、この場合には、車両に高度センサを搭載する必要がなくなる。

また、図５のフローでは、走行軌跡から推定したエリアの外側に現在位置が出た場合に、車両が駐車場から脱出したと判定するようにしているが、特にこれに限定するものではない。

例えば、図５に示すように、駐車場と推定したエリアから現在位置が脱出した場合、すぐに駐車場から出庫したと判定しないで、さらに、ＧＰＳ信号の受信状況に応じて、車両が駐車場から出たか否かを判断するようにしてもよい。具体的には、Ｓ２１とＳ２２との間にＧＰＳ信号の受信状態を参照する処理を入れて、ＧＰＳ受信装置８がＧＰＳ信号を受信できている場合に、Ｓ２２の処理を行うようにしてもよい。

このようにすることで、図７に示すように、駐車場７００の入口７０１から停車位置Ｘまで通過した走行軌跡と、別ルートを通過して駐車場７００から出庫する場合であっても、誤ったマップマッチング処理により、実際に走行しているところと異なる位置を現在位置として表示してしまうことを防ぐことができる。以下、Ｓ２１とＳ２２との間にＧＰＳ信号の受信状態を参照する処理を入れた場合の例について図５および図７を参照しながら説明する。なお、図７に示す駐車場７００は、立体駐車場であり、その屋上に車両を駐車させるものとする。

先ず、図７に示すように、道路６０１を通行している車両が入口７０１経由して駐車場７００に進入し、破線で示す走行軌跡５１０を通り、屋上にある駐車位置７０２まで進み、駐車したとする。このような場合、ナビゲーション装置は、現在位置が地図上の道路６０１に乗らないフリー状態になると、走行軌跡および高度変化の登録を開始する（図２のＳ１０〜１２）。その後、所定のタイミングで行われるマップマッチング処理を行っても、現在位置がマッチング状態にならなければ（Ｓ１３）、駐車場の入庫判定を行う（Ｓ１４）。ここでは、車両が駐車場に入庫されたとする。Ｓ１４で駐車場７００への入庫が判定されると、高度変化が逆向きになるまで走行軌跡および高度変化の保存は行われる（Ｓ１５〜１７）。

つぎに、車両が停車位置７０２から発車して、出口７０３を経由して駐車場７００から脱出して、道路６０２に出たとする。この場合、ナビゲーション装置は、高度変化が逆向きになるまで走行軌跡および高度変化の保存は行われる（Ｓ１５〜１７）。ここでは、停車位置７０２から出口７０３に向かうまでの間の経路で高度変化が逆向きになったものとする。その結果、Ｓ１７で高度変化が逆向きになったと判定され、走行軌跡の保存を中止して、保存している走行軌跡５１０を利用して、駐車場のエリア４１０を推定する（Ｓ１８〜１９）。

その後、ナビゲーション装置は、現在位置算出部１１０が算出した現在位置がエリア４１０の外側に出て（Ｓ２０、２１）、且つＧＰＳ信号を受信可能になるまでは、駐車場から出庫したと判断しない。すなわち、現在位置がエリア４１０の外側に出て（Ｓ２０、２１）、且つＧＰＳ信号を受信可能になるまでは、駐車場から出庫したと判断しない。

このように、Ｓ２１とＳ２２との間にＧＰＳ信号の受信状態を参照する処理を入れるようにすることにより、走行軌跡５１０から推定したエリア４１０から脱出してから（地点４１１から）出口７０３に至るまでの経路を走行している間においても、マップマッチング処理が行われることがなくなる。そのため、地点４２０から出口７０３を走行している場合に、マップマッチング処理により、道路６０３上に現在位置を引き込んで表示してしまうことを防ぐことができる。

すなわち、Ｓ２１とＳ２２との間にＧＰＳ信号の受信状態を参照する処理を入れるようにすることにより、駐車場７００の入口７０１から停車位置７０２まで通過した走行軌跡５１０と、別ルートを通過して駐車場７００から出庫する場合であっても、正確に現在位置を表示することができるようになる。

なお、本発明は、以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。

例えば、図５に示すＳ１８では、車両の走行軌跡から駐車場のエリアを推定するようにしているが、特にこれに限定するものではない。地図データの中にある、現在位置の周辺の道路（リンク）の形状から駐車場のエリアを推定するようにしてもよい。

或いは、Ｓ１８において、走行軌跡が十分記録できていれば、その走行軌跡により駐車場のエリアを推定し、記録している走行軌跡が短いような場合（入庫して直ぐに駐車してしまうような場合等）に、車両の現在位置周辺のリンクの形状から駐車場のエリアを推定するようにしてもよい。

また、予め、地図データの中に駐車場に関する情報（地図上での位置、範囲）を含めておいて、Ｓ１９の処理では、走行軌跡に代えて、地図データの中にある駐車場に関する情報により駐車場のエリアを推定するようにしてもよい。

また、上述した図５のＳ２１では、現在位置がエリアから脱出した場合に、駐車場から出庫したと判定するようにしているが特にこれに限定するものではない。例えば、Ｓ２１において、現在位置がエリアから所定距離（例えば、１０ｍ程度）以上逸脱した場合に、駐車場から出庫したと判定するようにしてもよい。このようにすることで、車両を走行軌跡（閉ループ）の外側に停車するような場合であっても、より正確に駐車場からの出庫を判断することができる。

本発明の実施形態が適用された車載用ナビゲーション装置の概略構成図である。 本発明の記憶装置３に記憶されている地図データのデータ構造を模擬的に示した図である。 本発明の実施形態の演算処理部１の機能ブロック図である。 本発明の実施形態の演算処理部１のハードウェア構成図である。 本発明の実施形態のナビゲーション装置が行う、車両の駐車場への入庫および出庫を判定する処理のフローチャートである。 本発明の実施形態のナビゲーション装置が行う、車両の走行軌跡を利用して駐車場の領域を推定する処理の一例を説明するための図である。 本発明の実施形態の駐車場への入庫および出庫判定処理を説明するための図である。

符号の説明

１…演算処理部、２…ディスプレイ、３…記憶装置、４…音声入出力装置、５…入力装置、６…車速センサ、７…ジャイロ、８…ＧＰＳ受信装置、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＡＭ、２３…ＲＯＭ、２４…ＤＭＡ、２５…描画コントローラ、２６…ＶＲＡＭ、２７…カラーパレット、２８…Ａ/Ｄ変換器、２９…ＳＣＩ、３０…ＰＩＯ、３１…カウンタ、３２…不揮発性メモリ、１００…ＵＩ制御部、１１０…現在位置算出部、１２０…現在位置表示処理部、１３０…データ処理部、１４０…マップマッチング処理部

Claims (1)

1. 車両に搭載されるナビゲーション装置であって、
   各種センサ或いはＧＰＳ衛星からの信号を受信し、該受信した信号を利用して車両の現在位置を順次算出する現在位置算手段と、
   所定のタイミングで前記算出した現在位置を地図上の道路に位置するよう補正するマップマッチング手段と、
   前記現在位置算出手段が算出した現在位置、或いは前記マップマッチング手段が補正した現在位置を利用して地図上に現在位置を示した画像を表示する現在位置表示手段と、
   前記車両の高度を検知する高度センサと、を備え、
   前記現在位置表示手段は、
   前記現在位置算出手段が算出した現在位置が地図上の道路上にない場合、該現在位置から車両の走行軌跡を求めて該走行軌跡を記憶する処理を開始する共に、前記ＧＰＳ衛星からの信号の受信状態により車両が駐車場に入庫したか否かを判定し、
   前記車両が駐車場に入庫したと判定されると、前記高度センサにより検知される高度の変化の方向が逆方向になるまで、前記順次算出される現在位置から走行軌跡を求めて前記記憶している走行軌跡を更新していき、
   前記高度の変化の方向が逆方向になると、前記記憶している走行軌跡を利用して前記駐車場が存在するエリアを推定し、前記現在位置算出手段により算出される現在位置が該エリアの外に出た場合に、車両が駐車場から出庫したと判定し、さらに、
   前記車両が駐車場に入庫したと判定されると、該車両が駐車場から出庫したと判定されるまで、前記マップマッチング手段を利用しないで、前記現在位置算出手段が算出した現在位置を用いて、地図上に現在位置を示した画像を表示すること
   を特徴とするナビゲーション装置。

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