JP5422111B2 - 走行経路検出用の車載器 - Google Patents

Description

本発明は走行経路検出用の車載器に関するものである。
更に説明すると、本発明では、ＧＰＳ受信器等によるデータを基に得た推定位置と、道路情報とを用いてマップマッチング処理をすることにより、車両が走行していった経路を求める場合において、ハードウエア的にもソフトウエア的にも簡易な構成としつつ、正確に走行経路を判定することができるように工夫したものである。

有料道路における自動料金収受システムとして、無線式料金収受システムがある。この無線式料金収受システムでは、有料道路の料金所に設置した基地局と、車両（自動車）に搭載した車載器との間で通信をすることにより、車両の認識・認証や決済を行なうものである。
このような無線式料金収受システムを使用すれば、料金所をノンストップ、キャッシュレスで通過することができる。

更に、無線式料金収受システムの次期システムとして、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用し、車両位置や、走行経路や、走行距離を検出して課金をするＧＰＳ道路課金システムが検討されている。

このＧＰＳ道路課金システムでは、ＧＰＳ衛星から送信された電波を、車載器に備えたＧＰＳ受信機にて受信している。ＧＰＳ受信機は受信電波を基に車両の走行位置を検出しており、車両が課金エリア（例えば特定の都市エリア）に入ったら課金を開始し、車両が課金エリアから出ていったら課金を終了する。このとき、課金エリアにおいて車両が走行している際には、車両位置や走行経路や走行距離を検出している。

車載器は、車両が課金エリアに入った時点で、走行経路の記録を開始し、課金エリアから出た時点で、走行経路から走行距離を求めて課金を行い、課金情報を課金センターに情報送信する。

かかるＧＰＳ道路課金システムでは、従来の無線式料金収受システムにおいて必要であった料金所（ゲート設備）を廃することができる。
このＧＰＳ道路課金システムは、都市へ流入する車両に対して料金を課することにより交通量を制限し、都市における混雑緩和を実現することを目的としている。

図７は、ＧＰＳ道路課金システムのイメージを示す説明図である。
図７に示す車両０１には、ＧＰＳ受信器やＧＰＳアンテナや各種センサを備えた車載器が備えられている。この車載器は、複数のＧＰＳ衛星０２から送出された電波をＧＰＳ受信器が受信することにより、車両０１の位置を刻々と推定することができるものである。
またＧＰＳ衛星２から送信された電波を受信できずＧＰＳ測位ができないとき、例えば車両０１がトンネル内を走行しているときには、自立型のセンサ（距離センサや方位センサ）を用いて走行距離及び走行方向を検出し、自立型のセンサにより検出した走行距離及び走行方向により、ＧＰＳ受信機にて検出した前回の位置情報から現在の位置情報を推定している。

車両０１に搭載した車載器は、車両０１が課金エリア０３に進入した時点で、課金のために位置推定座標から経路を求め記録していく。そして、車両０１が課金エリア０３から退出した時点で、経路から走行距離を求め課金を行い、課金情報を課金センター０４に情報送信する。

次に、車載器について図８を参照して説明する。この車載器１０は、ＧＰＳ受信器１１と、加速度センサ１２と、車速センサ１３と、ジャイロ１４と、位置推定部１５と、マップマッチング部１６と、記憶部１７と、課金処理部１８を有している。

ＧＰＳ受信器１１は、ＧＰＳアンテナ（図示省略）を介してＧＰＳ衛星から送出された電波を受信することにより、位置計測をして、位置情報を出力する。
加速度センサ１２は、車両の進行方向に沿う加速度を検出して、加速度信号を出力する。
車速センサ１３は、車両の車速を検出して、車速信号を出力する。
方位センサであるジャイロ１４は、車両の進行方向を検出して、進行方向信号を出力する。

位置推定部１５は、ＧＰＳ受信器１１による測位が可能である場合には、このＧＰＳ受信器１１により計測した位置情報を、推定位置Ｘ，Ｙとして出力する。この推定位置Ｘ，Ｙは、予め設定した一定の周期毎に出力される。

一方、ＧＰＳ受信器１１による測位が不可能な状態となった場合には、位置推定部１５は、加速度信号または速度信号、及び、進行方向信号を基に位置を求めて、その求めた位置を、推定位置Ｘ，Ｙとして出力する。
つまり、加速度センサ１２及び速度センサ１３を距離センサとして機能させるため、加速度信号を２回積分して得た距離情報、または、速度信号を１回積分して得た距離情報と、ジャイロ１４から得た進行方向信号を基に、移動距離と進行方向を算出している。更に、ＧＰＳ受信器１１により測位ができなくなった時点の直前の時点における位置を起点とした相対移動位置を求め、その相対移動位置を推定位置Ｘ，Ｙとして出力する。この推定位置Ｘ，Ｙは、予め設定した一定の周期毎に出力される。

記憶部１７には、地図データが記憶されている。この地図データとしては道路情報のみが記憶されており、建物や料金所等の情報は含まれていない。
道路情報としては、各道路に沿う位置情報の他に、道路（リンク）ごとに設定した経路Ｒ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・・Ｒｎ）や、交差点や曲がり角といった節点（ノード）ごとに設定した節点Ｊ（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３・・・Ｊｎ）が記憶されている。

マップマッチング部１６は、推定位置Ｘ，Ｙと、記憶部１７に記憶した道路情報とを用いて、マップマッチング処理をする。つまり、推定位置Ｘ，Ｙで示す位置に最も近い道路上の位置を、マップマッチング位置ｍＸ，ｍＹとして出力する。マップマッチング位置ｍＸ，ｍＹは、予め設定した一定の周期毎に出力される。

課金処理部１８は、車両が課金エリアに入った時点で、マップマッチング部１６から次々と出力されるマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹの記録を開始する。そして、車両が課金エリアから出た時点で、マップマッチング位置ｍＸ，ｍＹから求めた走行経路を基に走行距離を求めて課金を行い、課金情報を課金センターに情報送信する。

なお、図８に示す車載器１０の構成は、現在広く普及している車載用のカーナビゲーション装置と基本的に同じ構成であり、実現する機能に共通点はあるが、次の点で異なる。
１） カーナビゲーション装置では、運転者のナビゲーションが目的のため、カーナビゲーション用の車載器は自車位置を地図と重ねてリアルタイムに表示する必要がある。
これに対し、ＧＰＳ道路課金システムにおける車載器１０は、距離・経路を正しく求めることが重要であり、リアルタイムでの表示は求められない。
２） ＧＰＳ道路課金システムにおける車載器１０は、その使用目的から低コスト化が求められるため、保持できるデータ容量もカーナビゲーション装置と比べて少なく限定される。そこで、道路情報（道路に沿う位置情報，経路Ｒ，節点Ｊ）のみを保持しており、一方、地形、建物、ランドマーク等のナビゲーション用の表示にのみ必要な情報は保持しないことが望ましい。

特開昭６１−５６９１０号公報

ところで図８に示すマップマッチング部１６は、推定位置Ｘ，Ｙに最も近い道路上の位置を選択して、マップマッチング位置ｍＸ，ｍＹとして出力するが、推定位置Ｘ，Ｙの算出誤差が大きい場合には、間違った道路（経路Ｒ）を選択する可能性がある。

例えば、図９に示すように、経路Ｒ１の道路と、経路Ｒ２の道路があり、車両は実際には経路Ｒ１の道路を走行していたものとする。また図９において、三角（△）は推定位置Ｘ，Ｙを示し、黒丸（●）はマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹを示し、Ｒ１，Ｒ２は道路を示す経路を示す。更に、推定位置Ｘ，Ｙ及びマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹは、添え数字の多いものほど、時間的に後のデータ（時間的に新しいデータ）であることを表している。

図９の場合には、推定位置（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２），（Ｘ３，Ｙ３）は、経路Ｒ１に近いので、マップマッチング位置（ｍＸ１，ｍＹ１），（ｍＸ２，ｍＹ２），（ｍＸ３，ｍＹ３）は、車両が実際に走行している道路を示す経路Ｒ１上に位置する。
しかし、推定位置（Ｘ４，Ｙ４），（Ｘ５，Ｙ５）は、経路Ｒ１から離れて経路Ｒ２に近いので、マップマッチング位置（ｍＸ４，ｍＹ４），（ｍＸ５，ｍＹ５）は、経路Ｒ２上に位置してしまう。つまり、実際には車両は経路Ｒ１で示す道路上を走行しているにもかかわらず、経路Ｒ２で示す道路を走行していると誤判断してしまう。

このような走行経路の誤判定は、特に、交差点や分岐点を通過した後に発生する確率が高い。

このように、車両が実際に走行している経路とは別の経路を走行していると誤判断してしまうと、正しい走行経路を求めることができず、正確な課金ができなくなってしまうという問題がある。このため、間違った道路（経路）の選択を低減し、正しい経路を求める精度を向上させたいという要請がある。

なお、カーナビゲーション装置におけるマップマッチング部では、経路判定の性能を向上させる技術として、料金所等を通過した際に、その位置情報を地図上の料金所位置と突き合せて補正したり、あるいは、周囲の建物を認識し、同じく地図情報と突き合わせて補正したりする手法がある。
しかし、このような手法を採用した場合には、料金所位置や、建物、ランドマーク等の情報を記憶部に記憶しておくと共に、リアルタイムで位置を修正するための建物認識や料金所通過情報認識に必要なセンサや処理装置やソフトウエア等が必要となり、システム構成が複雑になり高価な機器となる。
したがって、低価格が要求される、ＧＰＳ道路課金システム用の車載器には、このようなカーナビゲーション用の位置補正技術を採用することは、現実的ではない。

本発明は、上記従来技術に鑑み、システム構成が簡単で安価でありながら、車両が交差点や分岐点を通過した後であっても、走行する経路を正確に検出することができる、走行経路検出用の車載器を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の構成は、
ＧＰＳ衛星から送出された電波を受信することにより位置計測をして位置情報を出力するＧＰＳ受信器と、
車両の移動距離を示す移動距離情報を出力する移動距離検出手段と、
車両の進行方向を示す進行方向情報を出力する進行方向検出手段と、
前記ＧＰＳ受信器により位置計測ができるときには、前記ＧＰＳ受信器から出力された位置情報が示す位置を推定位置（Ｘ，Ｙ）として周期的に出力すると共に、前記ＧＰＳ受信器により位置計測ができないときには、前記移動距離情報と前記進行方向情報を基に、車両の移動位置を求めてこの求めた位置を推定位置（Ｘ，Ｙ）として周期的に出力する位置推定部と、
道路に沿う位置情報と、各道路を区別するために各道路毎に設定した経路（Ｒ）と、道路の交差点や分岐点や曲がり角ごとに設定した節点（Ｊ）を情報として有する道路情報が記憶されている記憶部と、
前記推定位置（Ｘ，Ｙ）と前記道路情報とを用いて、推定位置（Ｘ，Ｙ）で示す位置に最も近い道路上の位置をマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）として周期的に出力するマップマッチング部と、
前記マップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）と前記道路情報とを用いて、前記マップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）を修正した修正位置（ｃＸ，ｃＹ）を周期的に出力するバッファリング修正部とを有し、
前記バッファリング修正部は、
前記マップマッチング部から次々と入力されてくる前記マップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）を記憶する記憶部を有し、
最新に入力されたマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）に対して時間的に古い複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）が、ある同一の経路である旧経路上に位置していたが、最新のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）が、旧経路とは異なる別の経路上に位置した場合には、この別の経路を新経路として判断して、車両が新経路に入ったと判断し、
車両が新経路に入ったと判断したときには、旧経路上にある複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）を前記記憶部から取り込み、
旧経路上に位置するマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）よりも時間的に古いマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）が位置する経路を旧旧経路とし、
道路情報で示される経路（Ｒ）の並び状態を参照して、旧旧経路と、新経路との間に、旧経路が存在するかどうかを判定し、旧旧経路と新経路との間に、旧経路が存在する場合には、旧経路は正しい経路であると判定し、旧旧経路と新経路との間に、旧経路が存在しない場合には、旧経路は間違った経路であると判定し、
旧経路が正しい経路であると判定したときには、旧経路上の複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）の位置データを変更することなく、この複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）と同じ位置データとなっている複数の修正位置（ｃＸ，ｃＹ）を出力し
旧経路が間違った経路であると判定したときには、旧経路上の複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）の位置データを、新経路の入口側の節点（Ｊ）の位置データに変更し、新経路の入口側の節点（Ｊ）の位置に位置データを変更した修正位置（ｃＸ，ｃＹ）を出力することを特徴とする。

また本発明の構成は、
ＧＰＳ衛星から送出された電波を受信することにより位置計測をして位置情報を出力するＧＰＳ受信器と、
車両の移動距離を示す移動距離情報を出力する移動距離検出手段と、
車両の進行方向を示す進行方向情報を出力する進行方向検出手段と、
前記ＧＰＳ受信器により位置計測ができるときには、前記ＧＰＳ受信器から出力された位置情報が示す位置を推定位置（Ｘ，Ｙ）として周期的に出力すると共に、前記ＧＰＳ受信器により位置計測ができないときには、前記移動距離情報と前記進行方向情報を基に、車両の移動位置を求めてこの求めた位置を推定位置（Ｘ，Ｙ）として周期的に出力する位置推定部と、
道路に沿う位置情報と、各道路を区別するために各道路毎に設定した経路（Ｒ）と、道路の交差点や分岐点や曲がり角ごとに設定した節点（Ｊ）を情報として有する道路情報が記憶されている記憶部と、
前記推定位置（Ｘ，Ｙ）と前記道路情報とを用いて、推定位置（Ｘ，Ｙ）で示す位置に最も近い道路上の位置をマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）として周期的に出力するマップマッチング部と、
前記マップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）と前記道路情報とを用いて、前記マップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）を修正した修正位置（ｃＸ，ｃＹ）を周期的に出力するバッファリング修正部とを有し、
前記バッファリング修正部は、
前記マップマッチング部から次々と入力されてくる前記マップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）を記憶する記憶部を有し、
最新に入力されたマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）よりも時間的に一つ前のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）に対して、時間的に古い複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）が、ある同一の経路である旧経路上に位置していたが、最新のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）及びこれよりも時間的に１つ前のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）が、旧経路とは異なる別の同一経路上に位置した場合には、この別の経路を新経路として、車両が新経路に入ったと判断し、
車両が新経路に入ったと判断したときには、旧経路上にある複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）を前記記憶部から取り込み、
旧経路上に位置するマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）よりも時間的に古いマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）が位置する経路を旧旧経路とし、
道路情報で示される経路（Ｒ）の並び状態を参照して、旧旧経路と、新経路との間に、旧経路が存在するかどうかを判定し、旧旧経路と新経路との間に、旧経路が存在する場合には、旧経路は正しい経路であると判定し、旧旧経路と新経路との間に、旧経路が存在しない場合には、旧経路は間違った経路であると判定し、
旧経路が正しい経路であると判定したときには、旧経路上の複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）の位置データを変更することなく、この複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）と同じ位置データとなっている複数の修正位置（ｃＸ，ｃＹ）を出力し
旧経路が間違った経路であると判定したときには、旧経路上の複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）の位置データを、新経路の入口側の節点（Ｊ）の位置データに変更し、新経路の入口側の節点（Ｊ）の位置に位置データを変更した修正位置（ｃＸ，ｃＹ）を出力することを特徴とする。

また本発明の構成は、
前記の走行経路検出用の車載器において、
前記バッファリング修正部から出力される修正位置（ｃＸ，ｃＹ）から求めた走行経路を基に走行距離を求めて課金処理を行なう課金処理部を更に有することを特徴とする。

本発明によれば、推定位置をマップマッチング処理したマップマッチング位置を、道路情報の経路Ｒと節点Ｊを参照することにより、マップマッチング位置で示す位置が正しい経路上にあるかどうかを判定し、間違った経路にある場合には、位置情報を修正するようにしている。この結果、間違った道路（経路）の判定を低減し、正しい経路上に推定位置を修正することができ、正しい経路を求めることができる。

また、走行経路検出用の車載器の記憶部には、道路情報（道路に沿う位置情報，経路Ｒ，節点Ｊ）のみを保持しており、地形、建物、ランドマーク等のナビゲーション用の表示にのみ必要な情報は保持しないようにしているため、データ容量の減少を図り、ハードウエア的にもソフトウエア的にも簡易な構成とすることができ、低コスト化を図ることができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１に係る、走行経路検出用の車載器１００を示す。
この車載器１００は、ＧＰＳ受信器１１１と、加速度センサ１１２と、車速センサ１１３と、ジャイロ１１４と、位置推定部１１５と、マップマッチング部１１６と、記憶部１１７と、課金処理部１１８と、バッファリング修正部２００を有している。

ＧＰＳ受信器１１１は、ＧＰＳアンテナ（図示省略）を介してＧＰＳ衛星から送出された電波を受信することにより、位置計測をして、位置情報を出力する。
加速度センサ１１２は、車両の進行方向に沿う加速度を検出して、加速度信号を出力する。
車速センサ１１３は、車両の車速を検出して、車速信号を出力する。
方位センサであるジャイロ１１４は、車両の進行方向を検出して、進行方向信号を出力する。

位置推定部１１５は、ＧＰＳ受信器１１１による測位が可能である場合には、このＧＰＳ受信器１１１により計測した位置情報を、推定位置Ｘ，Ｙとして出力する。この推定位置Ｘ，Ｙは、予め設定した一定の周期毎に出力される。

一方、ＧＰＳ受信器１１１による測位が不可能な状態となった場合には、位置推定部１１５は、加速度信号または速度信号、及び、進行方向信号を基に位置を求めて、その求めた位置を、推定位置Ｘ，Ｙとして出力する。
つまり、加速度センサ１１２及び速度センサ１１３を距離センサとして機能させるため、加速度信号を２回積分して得た距離情報、または、速度信号を１回積分して得た距離情報と、進行方向信号から得た進行方向信号を基に、移動距離と進行方向を算出している。更に、ＧＰＳ受信器１１１により測位ができなくなった時点の直前の時点における位置を起点とした相対移動位置を求め、その位置を推定位置Ｘ，Ｙとして出力する。この推定位置Ｘ，Ｙは、予め設定した一定の周期毎に出力される。

記憶部１１７には、地図データが記憶されている。この地図データとしては道路情報のみが記憶されており、建物や料金所等の情報は含まれていない。
道路情報としては、各道路に沿う位置情報の他に、各道路（リンク）を区別するために各道路ごとに設定した経路Ｒ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・・Ｒｎ）や、交差点や分岐点や曲がり角といった節点（ノード）を区別するために各節点ごとに設定した節点Ｊ（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３・・・Ｊｎ）が記憶されている。

つまり、ＧＰＳ道路課金システムに適用する走行経路検出用の車載器１００は、その使用目的から低コスト化が求められるため、保持できるデータ容量はカーナビゲーション装置と比べて少なく限定されていることに鑑み、道路情報（道路に沿う位置情報，経路Ｒ，節点Ｊ）のみを保持しており、地形、建物、ランドマーク等のナビゲーション用の表示にのみ必要な情報は保持しないようにしている。これによりデータ容量の減少を図り、ハードウエア的にもソフトウエア的にも簡易な構成となっている。

マップマッチング部１１６は、推定位置Ｘ，Ｙと、記憶部１１７に記憶した道路情報とを用いて、マップマッチング処理をする。つまり、推定位置Ｘ，Ｙで示す位置に最も近い道路上の位置を、マップマッチング位置ｍＸ，ｍＹとして出力する。マップマッチング位置ｍＸ，ｍＹは、予め設定した一定の周期毎に出力される。

バッファリング修正部２００は、マップマッチング位置ｍＸ，ｍＹを修正し、修正した修正位置ｃＸ，ｃＹを出力する。修正位置ｃＸ，ｃＹは、予め設定した一定の周期毎に出力される。
このバッファリング修正部２００による修正処理の詳細は後述するが、この修正をすることにより、車両が交差点や分岐点を通過した後であっても、正確に経路判定ができるようにしている。

課金処理部１１８は、車両が課金エリアに入った時点で、バッファリング修正部２００から周期的に次々と出力される修正位置ｃＸ，ｃＹの記録を開始する。そして、車両が課金エリアから出た時点で、修正位置ｃＸ，ｃＹから求めた走行経路を基に走行距離を求めて課金処理を行い（走行距離に応じた料金の計算を行い）、課金情報（計算した料金）を課金センターに情報送信する。

ここでバッファリング修正部２００における機能部分の構成と修正処理動作を、機能ブロック図である図２、及び、図３〜図６を参照しつつ説明する。

バッファリング修正部２００は、メモリ２０１と修正部２１０を有している。
修正部２１０は、新経路判定機能部２１１と、旧経路でのマップマッチング位置を取り込む取り込み機能部２１２と、取り込んだ旧経路でのマップマッチング位置を修正する修正機能部２１３を有している。
各機能部２１１，２１２，２１３は、ソフトウエアにより演算・判定をする機能部分であるが、図２ではこれらをブロック図的に示している。

また各機能部２１１，２１２，２１３には、記憶部１１７に記憶されている、経路Ｒ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・・Ｒｎ）や、交差点節点Ｊ（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３・・・Ｊｎ）が取り込まれる。

マップマッチング部１１６から周期的に出力されるマップマッチング位置ｍＸ、ｍＹは、メモリ２０１に入力されて取り込まれる。
なお、メモリ２０１は、予め決めたメモリ容量を有しており、このメモリ容量を越えたマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹのデータが新たに入力されてくると、最も古いマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹのデータが消去されて、新たに入力されてくるマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹのデータを記憶するようになっている。

新経路判定機能部２１１は、このバッファリング修正部２００に次々と入力されていく、マップマッチング位置ｍＸ，ｍＹ（例えば、（ｍＸ１，ｍＹ１），（ｍＸ２，ｍＹ２），（ｍＸ３，ｍＹ３），（ｍＸ４，ｍＹ４），（ｍＸ５，ｍＹ５）・・・）と、記憶部１１７に記憶している地図データ（道路情報）の経路Ｒ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・・Ｒｎ）とを照合することにより、車両が新しい経路に入っていったかどうかを判定する。
具体的には、最新に入力されたマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹに対して時間的に古い複数のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹが、ある同一の経路（これを「旧経路」と称する）上に位置していたが、最新のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹが、旧経路とは異なる別の経路上に位置した場合には、この別の経路を新経路として判断し、車両が新経路に入ったと判断する。

取り込み機能部２１２は、新経路判定機能部２１１により車両が新経路に入ったと判断したときには、旧経路上にある複数のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹを取り込んで、修正機能部２１３に送る。

修正機能部２１３は、取り込み機能部２１２から送られてきた、旧経路上にある複数のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹを取り込んでから修正して、修正した修正位置ｃＸ，ｃＹを出力する。

修正の手法は次の通りである。
１） まず、修正機能部２１３は、新経路が正しい経路を示すものとみなす。つまり、新経路上の最新のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹで示す位置に車両が位置しているとみなす。
２） 次に、修正機能部２１３は、道路情報で示される経路Ｒの並び状態を参照して、旧経路上に位置するマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹよりも時間的に古いマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹが位置する経路（これを「旧旧経路」と称する）と、新経路との間に、旧経路が存在するかどうかを判定する。
そして、旧旧経路と新経路との間に、旧経路が存在する場合には、旧経路は正しい経路であると判定する。
一方、旧旧経路と新経路との間に、旧経路が存在しない場合には、旧経路は間違った経路であると判定する。
３） 修正機能部２１３は、旧経路が正しい経路であると判定したときには、旧経路上の複数のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹの位置データを変更することなく、この複数のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹと同じ位置データとなっている複数の修正位置ｃＸ，ｃＹ（ｃＸ＝ｍＸ，ｃＹ＝ｍＹ）を出力する。
一方、修正機能部２１３は、旧経路が間違った経路であると判定したときには、旧経路上の複数のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹの位置データを、新経路の入口側の節点Ｊの位置データに変更し、新経路の入口側の節点Ｊの位置に位置データを変更した修正位置ｃＸ，ｃＹを出力する。

ここで、マップマッチング位置ｍＸ，ｍＹと、地図データ（経路データＲ）の具体例を用いて、バッファリング修正部２００における、具体的な修正動作を説明する。

図３（ａ）の例では、最新のマップマッチング位置ｍＸ５，ｍＹ５が経路Ｒ３上に位置し、旧経路Ｒ２上に時間的に古い複数のマップマッチング位置（ｍＸ２，ｍＹ２），（ｍＸ３，ｍＹ３），（ｍＸ４，ｍＹ４）が位置し、旧旧経路Ｒ１上にマップマッチング位置ｍＸ１，ｍＹ１が位置している。

新経路判定機能部２１１は、最新のマップマッチング位置ｍＸ５，ｍＹ５が、旧経路Ｒ２とは異なる別の経路Ｒ３上に位置するので、経路Ｒ３を新経路として判断し、車両が新しい経路に入ったと判断する。

取り込み機能部２１２は、新経路判定機能部２１１により車両が新経路Ｒ３に入ったと判断したときには、旧経路Ｒ２上にある複数のマップマッチング位置（ｍＸ２，ｍＹ２），（ｍＸ３，ｍＹ３），（ｍＸ４，ｍＹ４）を取り込む。

修正機能部２１３は、旧旧経路Ｒ１と新経路Ｒ３との間に、旧経路Ｒ２が存在しないので、旧経路Ｒ２は間違った経路であると判定する。
更に修正機能部２１３は、旧経路Ｒ２上の複数のマッチマッチングデータ（ｍＸ２，ｍＹ２），（ｍＸ３，ｍＹ３），（ｍＸ４，ｍＹ４）の位置データを、それぞれ、新経路Ｒ３の入口側の節点Ｊ１の位置データ（Ｊ１Ｘ，Ｊ１Ｙ）に変更し、変更した位置データ（Ｊ１Ｘ，Ｊ１Ｙ）となっている３つの修正位置ｃＸ，ｃＹを出力する。

結局、間違った旧経路Ｒ２上に位置する、マッチマッチングデータ（ｍＸ２，ｍＹ２），（ｍＸ３，ｍＹ３），（ｍＸ４，ｍＹ４）の代わりに、正しい経路とみなした新経路Ｒ３の入口側の節点Ｊ１の位置データ（Ｊ１Ｘ，Ｊ１Ｙ）となっている、修正位置ｃＸ，ｃＹを出力することにより、経路の誤判定を防止している。
図３（ｂ）は修正前の位置データ（左欄）と修正後の位置データ（右欄）を示している。

図４（ａ）の例では、最新のマップマッチング位置ｍＸ１５，ｍＹ１５が経路Ｒ１３上に位置し、旧経路Ｒ１２上に時間的に古い複数のマップマッチング位置（ｍＸ１２，ｍＹ１２），（ｍＸ１３，ｍＹ１３），（ｍＸ１４，ｍＹ１４）が位置し、旧旧経路Ｒ１１上にマップマッチング位置ｍＸ１１，ｍＹ１１が位置している。

新経路判定機能部２１１は、最新のマップマッチング位置ｍＸ１５，ｍＹ１５が、旧経路Ｒ１２とは異なる別の経路Ｒ１３上に位置するので、経路Ｒ１３を新経路として判断し、車両が新しい経路に入ったと判断する。

取り込み機能部２１２は、新経路判定機能部２１１により車両が新経路Ｒ１３に入ったと判断したときには、旧経路Ｒ１２上にある複数のマップマッチング位置（ｍＸ１２，ｍＹ１２），（ｍＸ１３，ｍＹ１３），（ｍＸ１４，ｍＹ１４）を取り込む。

修正機能部２１３は、旧旧経路Ｒ１１と新経路Ｒ１３との間に、旧経路Ｒ１２が存在しないので、旧経路Ｒ１２は間違った経路であると判定する。
更に修正機能部２１３は、旧経路Ｒ１２上の複数のマッチマッチングデータ（ｍＸ１２，ｍＹ１２），（ｍＸ１３，ｍＹ１３），（ｍＸ１４，ｍＹ１４）の位置データを、それぞれ、新経路Ｒ１３の入口側の節点Ｊ１１の位置データ（Ｊ１１Ｘ，Ｊ１１Ｙ）に変更し、変更した位置データ（Ｊ１１Ｘ，Ｊ１１Ｙ）となっている３つの修正位置ｃＸ，ｃＹを出力する。

結局、間違った旧経路Ｒ１２上に位置する、マッチマッチングデータ（ｍＸ１２，ｍＹ１２），（ｍＸ１３，ｍＹ１３），（ｍＸ１４，ｍＹ１４）の代わりに、正しい経路とみなした新経路Ｒ１３の入口側の節点Ｊ１１の位置データ（Ｊ１１Ｘ，Ｊ１１Ｙ）となっている、修正位置ｃＸ，ｃＹを出力することにより、経路の誤判定を防止している。
図４（ｂ）は修正前の位置データ（左欄）と修正後の位置データ（右欄）を示している。

図５（ａ）の例では、最新のマップマッチング位置ｍＸ２５，ｍＹ２５が経路Ｒ２３上に位置し、旧経路Ｒ２２上に時間的に古い複数のマップマッチング位置（ｍＸ２２，ｍＹ２２），（ｍＸ２３，ｍＹ２３），（ｍＸ２４，ｍＹ２４）が位置し、旧旧経路Ｒ２１上にマップマッチング位置ｍＸ２１，ｍＹ２１が位置している。

新経路判定機能部２１１は、最新のマップマッチング位置ｍＸ２５，ｍＹ２５が、旧経路Ｒ２２とは異なる別の経路Ｒ２３上に位置するので、経路Ｒ２３を新経路として判断し、車両が新しい経路に入ったと判断する。

取り込み機能部２１２は、新経路判定機能部２１１により車両が新経路Ｒ２３に入ったと判断したときには、旧経路Ｒ２２上にある複数のマップマッチング位置（ｍＸ２２，ｍＹ２２），（ｍＸ２３，ｍＹ２３），（ｍＸ２４，ｍＹ２４）を取り込む。

修正機能部２１３は、旧旧経路Ｒ２１と新経路Ｒ２３との間に、旧経路Ｒ２２が存在しないので、旧経路Ｒ２２は間違った経路であると判定する。
更に修正機能部２１３は、旧経路Ｒ２２上の複数のマッチマッチングデータ（ｍＸ２２，ｍＹ２２），（ｍＸ２３，ｍＹ２３），（ｍＸ２４，ｍＹ２４）の位置データを、それぞれ、新経路Ｒ２３の入口側の節点Ｊ２１の位置データ（Ｊ２１Ｘ，Ｊ２１Ｙ）に変更し、変更した位置データ（Ｊ２１Ｘ，Ｊ２１Ｙ）となっている３つの修正位置ｃＸ，ｃＹを出力する。

結局、間違った旧経路Ｒ２２上に位置する、マッチマッチングデータ（ｍＸ２２，ｍＹ２２），（ｍＸ２３，ｍＹ２３），（ｍＸ２４，ｍＹ２４）の代わりに、正しい経路とみなした新経路Ｒ２３の入口側の節点Ｊ２１の位置データ（Ｊ２１Ｘ，Ｊ２１Ｙ）となっている、修正位置ｃＸ，ｃＹを出力することにより、経路の誤判定を防止している。
図５（ｂ）は修正前の位置データ（左欄）と修正後の位置データ（右欄）を示している。

図６（ａ）の例では、最新のマップマッチング位置ｍＸ３５，ｍＹ３５が経路Ｒ３３上に位置し、旧経路Ｒ３２上に時間的に古いマップマッチング位置（ｍＸ３２，ｍＹ３２），（ｍＸ３３，ｍＹ３３），（ｍＸ３４，ｍＹ３４）が位置し、旧旧経路Ｒ３１上にマップマッチング位置ｍＸ３１，ｍＹ３１が位置している。

新経路判定機能部２１１は、最新のマップマッチング位置ｍＸ３５，ｍＹ３５が、旧経路Ｒ３２とは異なる別の経路Ｒ３３上に位置するので、経路Ｒ３３を新経路として判断し、車両が新しい経路に入ったと判断する。

取り込み機能部２１２は、新経路判定機能部２１１により車両が新経路Ｒ３３に入ったと判断したときには、旧経路Ｒ３２上にある複数のマップマッチング位置（ｍＸ３２，ｍＹ３２），（ｍＸ３３，ｍＹ３３），（ｍＸ３４，ｍＹ３４）を取り込む。

修正機能部２１３は、旧旧経路Ｒ３１と新経路Ｒ３３との間に、旧経路Ｒ３２が存在するので、旧経路Ｒ３２は正しい経路であると判定する。
更に修正機能部２１３は、旧経路Ｒ２上の複数のマッチマッチングデータ（ｍＸ２，ｍＹ２），（ｍＸ３，ｍＹ３），（ｍＸ４，ｍＹ４）の位置データを、変更することなく、その位置データとなっている修正位置ｃＸ，ｃＹを出力する。

結局、正しい旧経路Ｒ３２上に位置する、マッチマッチングデータ（ｍＸ２，ｍＹ２），（ｍＸ３，ｍＹ３），（ｍＸ４，ｍＹ４）と同じ位置データとなっている修正位置ｃＸ，ｃＹを出力している。

このように、本実施例では、交差点や分岐点を通過後に発生しやすい、道路（経路）の誤判定を防止して、車両が走行していった経路を正確に判定することができる。

また、ＧＰＳ道路課金システムに適用する走行経路検出用の車載器１００の記憶部１１７には、道路情報（道路に沿う位置情報，経路Ｒ，節点Ｊ）のみを保持しており、地形、建物、ランドマーク等のナビゲーション用の表示にのみ必要な情報は保持しないようにしているため、データ容量の減少を図り、ハードウエア的にもソフトウエア的にも簡易な構成とすることができ、低コスト化を図ることができる。

上記の実施例１では、バッファリング修正部２００の新経路判定機能部２１１は、最新に入力されたマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹに対して時間的に古い複数のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹが、ある同一の経路（これを「旧経路」と称する）上に位置していたが、最新のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹが、旧経路とは異なる別の経路上に位置した場合には、この別の経路を新経路として判断し、車両が新しい経路に入ったと判断している。

実施例２では、このような判定手法に代えて、新経路判定機能部２１１は、最新に入力されたマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹよりも時間的に一つ前のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹに対して、時間的に古い複数のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹが、ある同一の経路（これを「旧経路」と称する）上に位置していたが、最新のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹ、及び、これよりも時間的に１つ前のマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹが、旧経路とは異なる別の同一経路上に位置した場合には、この別の経路を新経路として判断し、車両が新しい経路に入ったと判断するようにしている。

このようにして、最新とこの１つ前の２つのマップマッチング位置ｍＸ，ｍＹが、旧経路とは異なる別の同一経路上に位置した場合に、この別の経路を新経路として判断し、車両が新しい経路に入ったと判断するようにしているため、新経路に入ったことの判断の正確性が向上する。

他の部分の構成や動作機能は、実施例１と同様である。

本発明の実施例１に係る、走行経路検出用の車載器を示す構成図である。 実施例１の車載器に用いるバッファリング修正部を示すブロック図である。 バッファリング修正部における具体的な修正動作を示す説明図である。 バッファリング修正部における具体的な修正動作を示す説明図である。 バッファリング修正部における具体的な修正動作を示す説明図である。 バッファリング修正部における具体的な修正動作を示す説明図である。 ＧＰＳ道路課金システムを示す説明図である。 従来技術に係る、走行経路検出用の車載器を示す構成図である。 従来技術におけるマップマッチング手法を示す説明図である。

符号の説明

１００ 車載器
１１１ ＧＰＳ受信器
１１２ 加速度センサ
１１３ 車速センサ
１１４ ジャイロ
１１５ 位置推定部
１１６ マップマッチング部
１１７ 記憶部
１１８ 課金処理部
２００ バッファリング修正部
２０１ メモリ
２１１ 判定機能部
２１２ 取り込み機能部
２１３ 修正機能部

Claims (3)

1. ＧＰＳ衛星から送出された電波を受信することにより位置計測をして位置情報を出力するＧＰＳ受信器と、
   車両の移動距離を示す移動距離情報を出力する移動距離検出手段と、
   車両の進行方向を示す進行方向情報を出力する進行方向検出手段と、
   前記ＧＰＳ受信器により位置計測ができるときには、前記ＧＰＳ受信器から出力された位置情報が示す位置を推定位置（Ｘ，Ｙ）として周期的に出力すると共に、前記ＧＰＳ受信器により位置計測ができないときには、前記移動距離情報と前記進行方向情報を基に、車両の移動位置を求めてこの求めた位置を推定位置（Ｘ，Ｙ）として周期的に出力する位置推定部と、
   道路に沿う位置情報と、各道路を区別するために各道路毎に設定した経路（Ｒ）と、道路の交差点や分岐点や曲がり角ごとに設定した節点（Ｊ）を情報として有する道路情報が記憶されている記憶部と、
   前記推定位置（Ｘ，Ｙ）と前記道路情報とを用いて、推定位置（Ｘ，Ｙ）で示す位置に最も近い道路上の位置をマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）として周期的に出力するマップマッチング部と、
   前記マップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）と前記道路情報とを用いて、前記マップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）を修正した修正位置（ｃＸ，ｃＹ）を周期的に出力するバッファリング修正部とを有し、
   前記バッファリング修正部は、
   前記マップマッチング部から次々と入力されてくる前記マップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）を記憶する記憶部を有し、
   最新に入力されたマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）に対して時間的に古い複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）が、ある同一の経路である旧経路上に位置していたが、最新のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）が、旧経路とは異なる別の経路上に位置した場合には、この別の経路を新経路として判断して、車両が新経路に入ったと判断し、
   車両が新経路に入ったと判断したときには、旧経路上にある複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）を前記記憶部から取り込み、
   旧経路上に位置するマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）よりも時間的に古いマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）が位置する経路を旧旧経路とし、
   道路情報で示される経路（Ｒ）の並び状態を参照して、旧旧経路と、新経路との間に、旧経路が存在するかどうかを判定し、旧旧経路と新経路との間に、旧経路が存在する場合には、旧経路は正しい経路であると判定し、旧旧経路と新経路との間に、旧経路が存在しない場合には、旧経路は間違った経路であると判定し、
   旧経路が正しい経路であると判定したときには、旧経路上の複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）の位置データを変更することなく、この複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）と同じ位置データとなっている複数の修正位置（ｃＸ，ｃＹ）を出力し
   旧経路が間違った経路であると判定したときには、旧経路上の複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）の位置データを、新経路の入口側の節点（Ｊ）の位置データに変更し、新経路の入口側の節点（Ｊ）の位置に位置データを変更した修正位置（ｃＸ，ｃＹ）を出力する、
   ことを特徴とする走行経路検出用の車載器。
2. ＧＰＳ衛星から送出された電波を受信することにより位置計測をして位置情報を出力するＧＰＳ受信器と、
   車両の移動距離を示す移動距離情報を出力する移動距離検出手段と、
   車両の進行方向を示す進行方向情報を出力する進行方向検出手段と、
   前記ＧＰＳ受信器により位置計測ができるときには、前記ＧＰＳ受信器から出力された位置情報が示す位置を推定位置（Ｘ，Ｙ）として周期的に出力すると共に、前記ＧＰＳ受信器により位置計測ができないときには、前記移動距離情報と前記進行方向情報を基に、車両の移動位置を求めてこの求めた位置を推定位置（Ｘ，Ｙ）として周期的に出力する位置推定部と、
   道路に沿う位置情報と、各道路を区別するために各道路毎に設定した経路（Ｒ）と、道路の交差点や分岐点や曲がり角ごとに設定した節点（Ｊ）を情報として有する道路情報が記憶されている記憶部と、
   前記推定位置（Ｘ，Ｙ）と前記道路情報とを用いて、推定位置（Ｘ，Ｙ）で示す位置に最も近い道路上の位置をマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）として周期的に出力するマップマッチング部と、
   前記マップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）と前記道路情報とを用いて、前記マップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）を修正した修正位置（ｃＸ，ｃＹ）を周期的に出力するバッファリング修正部とを有し、
   前記バッファリング修正部は、
   前記マップマッチング部から次々と入力されてくる前記マップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）を記憶する記憶部を有し、
   最新に入力されたマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）よりも時間的に一つ前のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）に対して、時間的に古い複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）が、ある同一の経路である旧経路上に位置していたが、最新のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）及びこれよりも時間的に１つ前のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）が、旧経路とは異なる別の同一経路上に位置した場合には、この別の経路を新経路として、車両が新経路に入ったと判断し、
   車両が新経路に入ったと判断したときには、旧経路上にある複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）を前記記憶部から取り込み、
   旧経路上に位置するマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）よりも時間的に古いマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）が位置する経路を旧旧経路とし、
   道路情報で示される経路（Ｒ）の並び状態を参照して、旧旧経路と、新経路との間に、旧経路が存在するかどうかを判定し、旧旧経路と新経路との間に、旧経路が存在する場合には、旧経路は正しい経路であると判定し、旧旧経路と新経路との間に、旧経路が存在しない場合には、旧経路は間違った経路であると判定し、
   旧経路が正しい経路であると判定したときには、旧経路上の複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）の位置データを変更することなく、この複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）と同じ位置データとなっている複数の修正位置（ｃＸ，ｃＹ）を出力し
   旧経路が間違った経路であると判定したときには、旧経路上の複数のマップマッチング位置（ｍＸ，ｍＹ）の位置データを、新経路の入口側の節点（Ｊ）の位置データに変更し、新経路の入口側の節点（Ｊ）の位置に位置データを変更した修正位置（ｃＸ，ｃＹ）を出力する、
   ことを特徴とする走行経路検出用の車載器。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記バッファリング修正部から出力される修正位置（ｃＸ，ｃＹ）から求めた走行経路を基に走行距離を求めて課金処理を行なう課金処理部を有することを特徴とする走行経路検出用の車載器。

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