JP5691145B2 - 車両経路判定方法およびナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば高速道路の本線から車両出口ゲートへの分岐経路のように水平方向の変位が小さい道路について、どちらの道路を走行しているかを安価かつ高い精度で判定できる車両経路判定方法およびナビゲーション装置に関する。

従来のナビゲーション装置では、例えば高速道路の本線から車両出口ゲートへ分岐する道路については、車両が高速道路の本線を通過しているのか、車両出口ゲートへ分岐する道路に入ったのかを正確に判定できない場合があった。
特に都市部における高速道路では、本線から車両出口ゲートへ分岐する分岐道路の水平方向の変位は小さく、本線と車両出口ゲートへ分岐する分岐道路とが垂直方向に重なって並走している構造、あるいは接近した構造が多く採用されている。
このような、水平方向の変位が小さく、本線と本線から分岐する分岐道路とが垂直方向に重なって並走している構造、あるいは本線と本線から分岐する分岐道路とが接近した構造の道路では、どちらの道路を走行しているかを迅速に判定する必要がある。
これは、経路案内中の車両の現在位置が、案内経路から外れた場合に迅速かつ正確に案内経路の修正を行う必要があるからである。
このような水平方向の変位が小さく、本線と本線から分岐する分岐道路とが垂直方向に重なって並走している構造であるときの走行中の車両の現在位置を推測するものとして次のようなものがある。
すなわち、方位センサ、車速センサおよび垂直変位センサから得られるデータから車両の垂直方向の変位、つまり垂直変位量を含む３次元の走行軌跡および推測現在位置を算出し、これら算出した３次元の走行軌跡および推測現在位置を走行軌跡記憶部へ記憶する。
そして、道路特定部にて、走行軌跡記憶部に記憶されている車両の３次元の走行軌跡および推測現在位置と、地図データ記憶部に記憶された地図データとの整合度合から車両が走行してきた道路を特定するものが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００３−１９４５５８号公報

従って従来の車両経路判定方法およびナビゲーション装置は、垂直変位データが記憶されている場合、車両の３次元走行軌跡の垂直変位データと道路データに対応する垂直変位データとが最も整合する道路を現在走行中の道路と判定する。
また、垂直変位データが記憶されていない場合、走行後に車両が特定可能位置に現在位置しているか否かを判定する。そして、特定可能位置にいると判定した場合には、その地点を基準に逆方向の走行軌跡と逆方向に接続した道路ネットワーク形状とを比較し最も整合する道路ネットワークの組み合わせから走行してきた道路を特定する。
このため、現在走行中の道路の特定に処理時間を要すことになり、即座に判断しなければならないような状況に迅速に対応できないという課題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、走行中の道路を迅速かつ精度よく特定できる車両経路判定方法およびナビゲーション装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明は、複数のＧＰＳ衛星からの信号をもとに、受信位置の緯度、経度を含む現在位置情報を算出し、当該算出した現在位置情報と、記憶部に本線経路および当該本線経路から分岐する分岐経路の双方を含む分岐構造を有するランプ区間ごとに記憶している当該ランプ区間を規定するランプ区間規定情報とに基づいて、自車両の現在位置がランプ区間に入っているか否かを判定して、自車両の現在位置がランプ区間に入っていると、記憶部にランプ区間ごとに記憶している当該ランプ区間における本線経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかを表す本線経路傾斜属性、およびランプ区間における分岐経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかを表す分岐経路傾斜属性に基づき、自車両の現在位置が入っているランプ区間の本線経路および分岐経路の本線経路傾斜属性および分岐経路傾斜属性が異なる属性を表しているか否かを判別し、自車両の現在位置がランプ区間に入り、かつ当該ランプ区間に対応する本線経路傾斜属性および分岐経路傾斜属性が異なる属性を表していると、センサにより自車両の進行方向の前後の傾き変化であるピッチ角速度情報を検出すると共に、当該検出したピッチ角速度情報を所定のサンプリング周期でサンプリングし積算することにより自車両が走行している経路の傾斜角を算出し、当該算出した傾斜角と、一定の上り閾値および一定の下り閾値とに基づいて、自車両が走行している経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかの傾斜属性を判定し、自車両が走行している経路の傾斜属性と、自車両が入っているランプ区間の本線経路および分岐経路の本線経路傾斜属性および分岐経路傾斜属性とをもとに、自車両が走行している経路の傾斜属性とランプ区間の本線経路傾斜属性および分岐経路傾斜属性とに対応させて自車両が走行している経路が本線経路であるか分岐経路であるかの経路判定結果を規定するテーブルを参照して、自車両が走行している経路が本線経路であるか分岐経路であるかの経路判定結果を取得するようにした。

従って、本発明は、テーブルを利用する迅速なデータ処理を行い、傾斜属性により、現在走行中の道路が分岐道路であるか本線側であるかの判定結果を即座に得ることができる。

本発明によれば、複数のＧＰＳ衛星からの信号をもとに、受信位置の緯度、経度を含む現在位置情報を算出し、当該算出した現在位置情報と、記憶部に本線経路および当該本線経路から分岐する分岐経路の双方を含む分岐構造を有するランプ区間ごとに記憶している当該ランプ区間を規定するランプ区間規定情報とに基づいて、自車両の現在位置がランプ区間に入っているか否かを判定して、自車両の現在位置がランプ区間に入っていると、記憶部にランプ区間ごとに記憶している当該ランプ区間における本線経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかを表す本線経路傾斜属性、およびランプ区間における分岐経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかを表す分岐経路傾斜属性に基づき、自車両の現在位置が入っているランプ区間の本線経路および分岐経路の本線経路傾斜属性および分岐経路傾斜属性が異なる属性を表しているか否かを判別し、自車両の現在位置がランプ区間に入り、かつ当該ランプ区間に対応する本線経路傾斜属性および分岐経路傾斜属性が異なる属性を表していると、センサにより自車両の進行方向の前後の傾き変化であるピッチ角速度情報を検出すると共に、当該検出したピッチ角速度情報を所定のサンプリング周期でサンプリングし積算することにより自車両が走行している経路の傾斜角を算出し、当該算出した傾斜角と、一定の上り閾値および一定の下り閾値とに基づいて、自車両が走行している経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかの傾斜属性を判定し、自車両が走行している経路の傾斜属性と、自車両が入っているランプ区間の本線経路および分岐経路の本線経路傾斜属性および分岐経路傾斜属性とをもとに、自車両が走行している経路の傾斜属性とランプ区間の本線経路傾斜属性および分岐経路傾斜属性とに対応させて自車両が走行している経路が本線経路であるか分岐経路であるかの経路判定結果を規定するテーブルを参照して、自車両が走行している経路が本線経路であるか分岐経路であるかの経路判定結果を取得するようにしたことにより、テーブルを利用する迅速なデータ処理を行い、傾斜属性により、現在走行中の道路が分岐道路であるか本線側であるかの判定結果を即座に得ることができ、かくして現在走行中の道路を迅速かつ精度よく特定できる車両経路判定方法およびナビゲーション装置を実現することができる。

本発明の第１の実施の形態である車両経路判定方法が適用される車両経路判定装置の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態であるナビゲーション装置における座標系を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態であるナビゲーション装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態であるナビゲーション装置におけるテーブルＴＢＬの内容を示す説明図である。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態である車両経路判定方法が適用されるナビゲーション装置の構成を示す機能ブロック図である。

このナビゲーション装置３０は、Ｘ軸加速度センサ１、ヨージャイロセンサ２、ピッチジャイロセンサ３、平面速度算出部４、平面位置算出部５、傾斜算出部６、アンテナ７、ＧＰＳ処理部８、取り付け角検出部９、ナビゲーション部１１を含んで構成されている。また、ナビゲーション装置３０は記憶部１３および表示部１２をさらに備えている。
それらＸ軸加速度センサ１などの構成部品、構成部材は筐体３２に収容されている。

図２に示すように、筐体３２は、長方形板状を呈している。
表示部１２は、その表示面１２０２が筐体３２の厚さ方向の一方の面のほぼ全域を占めるように設けられている。
筐体３２は、表示面１２０２が運転者から見やすい角度となるように、図示しない取り付け部材を介して車室内の適宜箇所、例えばダッシュボードに取り付けられている。
表示部１２は、表示面１２０２に、現在位置と、その現在位置を含む地図データ、経路案内マーク、操作用アイコンなどを表示するたとえば液晶ディスプレイで構成されている。
ここで、表示面１２０２と直交する軸をＸ軸とすると、このＸ軸と自車両が直進する方向とがなす角（偏差角）をナビゲーション装置３０の取り付け角という。
また、Ｘ軸に直交して水平方向に延在する軸をＹ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸の双方と直交して鉛直方向に延在する軸をＺ軸とする。

Ｘ軸加速度センサ１は、このナビゲーション装置３０が移動したときの進行方向の加速度情報を検出するセンサである。

ヨージャイロセンサ２は、自車両の進行方向の方位角情報を検出するジャイロスコープを利用したセンサである。

ピッチジャイロセンサ３は、自車両の進行方向の前後の傾き変化であるピッチ角速度を検出するジャイロスコープを利用したセンサである。

平面速度算出部４は、Ｘ軸加速度センサ１により検出した進行方向の加速度情報と、ヨージャイロセンサ２により検出した自車両の進行方向の方位角情報とをもとに、図２のＸ軸とＹ軸とにより規定されるＸ−Ｙ平面上の車両速度を算出する。

平面位置算出部５は、平面速度算出部４により算出したＸ−Ｙ平面上の車両速度をもとに自車両の地図データ上の現在位置を算出する。

傾斜算出部６は、ピッチジャイロセンサ３により検出した自車両の前後の傾きであるピッチ角速度情報をもとに自車両の傾斜角、つまり自車両が走行している道路の傾斜角を算出する。

このナビゲーション装置３０は、表示部１２の表示面１２０２が運転席の運転者の方向を向くように所望の取り付け角を有して運転席のダッシュボード上に取り付けられる。このため、ナビゲーション装置３０のＸ軸と自車両の直進する方向とは一致しないことが多い。

従って、前記取り付け角によりピッチジャイロセンサ３で検出したピッチ角速度を補正する必要が生じる。

このため傾斜算出部６では、後述する取り付け角検出部９により検出されたこのナビゲーション装置３０の取り付け角を用いてピッチジャイロ３で検出されたピッチ角速度の補正を行う。
すなわち、自車両が直進する方向を基準としたときのナビゲーション装置３０本体の取り付け角に応じて、前記ピッチジャイロセンサ３で検出したピッチ角速度を補正するピッチ角補正手段１７を備えている。

また、傾斜算出部６は、ピッチジャイロセンサ３により検出したピッチ角速度のオフセットを除去するオフセット除去回路１９を備えている。

この傾斜算出部６における傾斜角の算出は、所定のサンプリング周期で検出したピッチジャイロセンサ３から出力される自車両の前後の傾きであるピッチ角速度信号を積算することで算出する。

そして、この積算値が一定の閾値を超えると道路の勾配が上り勾配“ＵＰ”、あるいは下り勾配“ＤＯＷＮ”と判定する。

なお、道路の勾配が上り勾配“ＵＰ”と判定するときの前記一定の閾値は上り閾値、道路の勾配が下り勾配“ＤＯＷＮ”と判定するときの一定の閾値は下り閾値とする。

また、オフセット除去回路１９におけるピッチ角速度のオフセットの除去は次のようにして行われる。

通常、自車両が水平な状態にあるときにはピッチジャイロセンサ３により検出される自車両の前後の傾きであるピッチ角速度情報は０°（ｄｅｇｒｅｅ）である。

しかしながら、ピッチジャイロセンサ３を含むセンサ回路の諸特性により、自車両が水平な状態にあるときでもピッチ角速度情報は０°にならず、オフセットが出力されている場合があり、さらにこのオフセット量は周囲温度に応じて変動する。

このようなピッチジャイロセンサ３を含むセンサ回路のオフセットの温度ドリフトについては、あらかじめピッチジャイロセンサ３を含むセンサ回路の温度特性を特定することで、特定した温度特性とは逆特性の温度補償回路を設けることで補償する。

また、ピッチジャイロセンサ３により検出したピッチ角速度情報には、自車両が上り勾配の道路を走行しているか下り勾配の道路を走行しているかに応じてピッチジャイロセンサ３に作用する重力加速度の変化によるオフセットが含まれる。

つまり、自車両が上り勾配の道路を走行しているときにはピッチジャイロセンサ３に作用する重力加速度は大きくなり、また自車両が下り勾配の道路を走行しているときにはピッチジャイロセンサ３に作用する重力加速度は小さくなる。

このため、自車両が上り勾配の道路を走行しているときにはピッチジャイロセンサ３に作用する重力加速度の増加によるオフセットがピッチ角速度情報に含まれる。

また、自車両が下り勾配の道路を走行しているときにはピッチジャイロセンサ３に作用する重力加速度の減少によるオフセットがピッチ角速度情報に含まれる。

従って、比較的長い期間、たとえば過去数十秒間のピッチジャイロセンサ３の測定値から学習した値を学習オフセット量とする。
これにより、短い期間に出現するピッチジャイロセンサ３に作用する重力加速度の変化によるオフセット量と、ピッチジャイロセンサ３を含むセンサ回路の諸特性により生じているオフセット量とを軽減させる。

そして、前記学習オフセット量を除去したピッチジャイロセンサ３により検出したピッチ角速度情報をもとに、ランプのリンク区間進入後、あるいはランプへの分岐道路の分岐点付近において、サンプリング周期で自車両の前後の傾きであるピッチ角速度信号を積算する。

また、傾斜算出部６はテーブルＴＢＬと傾斜属性判定手段３１と車両経路判定手段３２とを備えている。
傾斜属性判定手段３１は、ピッチジャイロセンサ３から出力される前記ピッチ角速度情報を所定のサンプリング周期で検出し積算することで前記自車両が走行している経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかの傾斜属性１０３を判定する。
車両経路判定手段３２は、自車両が高速道路のランプ区間を走行していると、ランプ区間ごとに設定されている分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２、さらに傾斜属性判定手段３１により判定した傾斜属性１０３をもとにテーブルＴＢＬを参照する。
そして、自車両の現在走行中の道路が高速道路の本線であるか、あるいは他の道路、出入口ゲートへの分岐道路（ランプ）であるかを高精度で特定する。
アンテナ７は、上空にある複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信する。
ＧＰＳ処理部８は、アンテナ７により受信した複数のＧＰＳ衛星からの信号をもとに、受信位置の緯度、経度を含む現在位置情報を算出する。

取り付け角検出部９は、ナビゲーション装置３０の取り付け角を検出し、傾斜算出部６へ出力する。

この取り付け角は、ＧＰＳ衛星から受信した信号をもとに算出した自車両の速度情報と、前記取り付け角を有して取り付けられたナビゲーション装置３０のＸ軸加速度センサ１により検出した加速度情報から算出した速度情報との違いから算出する。

ナビゲーション部１１は、前記ＧＰＳ処理部８が算出した現在位置情報をもとに自車両の現在位置が高速道路のランプ区間に入っているか否かを判定するランプ区間判定手段１８を備えている。
ここで、ランプ区間とは、本線経路およびこの本線経路から分岐する分岐経路の双方を含む分岐構造を有している部分をいう。
ナビゲーション部１１は、ＧＰＳ処理部８により算出した受信位置の緯度、経度を含む現在位置情報、あるいは平面位置算出部５により算出した自車両の地図データ上の現在位置情報をもとに、地図データ上へ自車両の現在位置を表示する。

図４は、この実施の形態のナビゲーション装置３０の傾斜算出部６が有するテーブルＴＢＬの内容を示す説明図である。

高速道路には所定の個所に一般道路から高速道路へ進入するための入口ゲート、あるいは高速道路から一般道路へ下りるための出口ゲートが設けられている。
これら入口ゲート、出口ゲートを通過するためには高速道路の本線から分岐している分岐道路を走行する。また、他の系統の高速道路へ移るための分岐道路が設けられている場合もある。

高速道路本線からこのような分岐道路へ進路変更するときの分岐点では、高速道路本線の走行速度が高速であることから、高速道路本線から分岐道路へ移る際のハンドル操作角が小さくて済むように、高速道路本線に対する分岐道路への進入角は狭く設計されている。

また、これら高速道路本線から分岐する分岐道路は、高速道路本線から分岐した後は垂直方向に大きな勾配で上昇あるいは下降する構造が多く採用されている。

このため、テーブルＴＢＬには、地図データ上の各分岐道路（ランプ）ごとに、その分岐道路の勾配が上り勾配“ＵＰ”であるか下り勾配“ＤＯＷＮ”であるか、あるいは水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”であるかを示す分岐経路傾斜属性１０１が設定されている。
さらに、その分岐道路が分岐している分岐点付近の高速道路本線の勾配が上り勾配“ＵＰ”であるか下り勾配“ＤＯＷＮ”であるか、あるいは水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”であるかを示す本線経路傾斜属性１０２が設定される。

これら分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２は、地図データ上の高速道路の各分岐道路（ランプ）ごとに、それぞれ対応する傾斜属性としてあらかじめ明確になっている情報である。
これら分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２は地図データにおける高速道路の各分岐道路（ランプ）ごとに、それぞれ対応して記憶部１３に記憶されている。

さらにこれら分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２とに対応させて、走行中の道路勾配について判定される傾斜属性１０３が参照データとしてテーブルＴＢＬに設定される。
この走行中の道路勾配について判定される傾斜属性１０３は、ピッチジャイロセンサ３により検出されるピッチ角速度情報をもとに傾斜算出部６で積算されて算出される自車両の傾斜角から得られる走行中の道路勾配についての属性情報である。

すなわち、分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２とに対応させて、傾斜属性１０３が参照データとしてテーブルＴＢＬに設定されている。

さらに、これら分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２と傾斜属性１０３とに対応させて一意に決定される現在走行中の道路についての判定結果１０４が設定されている。

この判定結果１０４は、ＮＧ（判定不能）、ランプ（分岐道路上を走行）、非通過（本線側を走行）の３種類である。

分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２と傾斜属性１０３との組み合わせは、図４に示すように２７種類に限定される。
このため、分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２と傾斜属性１０３との組み合わせから、テーブルＴＢＬを参照することで現在走行中の道路についての判定結果１０４が即座に得られることになる。

ここで、テーブルＴＢＬとして分岐経路傾斜属性１０１、本線経路傾斜属性１０２および傾斜算出部６において判定される傾斜属性１０３に対応して設定された判定結果１０４について説明する。

図４において、分岐経路傾斜属性１０１が上り勾配“ＵＰ”であり、本線経路傾斜属性１０２が同様に上り勾配“ＵＰ”である場合、現在走行中の道路についての判定結果１０４は得られずＮＧとなる。
この場合、判定された傾斜属性１０３が上り勾配“ＵＰ”、水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”、下り勾配“ＤＯＷＮ”のいずれであっても現在走行中の道路についての判定結果１０４は得られずＮＧとなる。

これは分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２とが共に上り勾配“ＵＰ”であるためであり、勾配の属性で判定していることから判定不能となる。

次に、分岐経路傾斜属性１０１が上り勾配“ＵＰ”であり、本線経路傾斜属性１０２が水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”である場合、判定された傾斜属性１０３が上り勾配“ＵＰ”のときには判定結果１０４はランプ（分岐道路上を走行）となる。

また、判定された傾斜属性１０３が水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”の場合と下り勾配“ＤＯＷＮ”の場合には、判定結果１０４は共に非通過（本線側を走行）となる。

次に、分岐経路傾斜属性１０１が上り勾配“ＵＰ”であり、本線経路傾斜属性１０２が下り勾配“ＤＯＷＮ”である場合、判定された傾斜属性１０３が上り勾配“ＵＰ”のときには判定結果１０４はランプ（分岐道路上を走行）となる。

また、判定された傾斜属性１０３が水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”の場合と下り勾配“ＤＯＷＮ”の場合には、判定結果１０４は共に非通過（本線側を走行）となる。

次に、分岐経路傾斜属性１０１が水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”であり、本線経路傾斜属性１０２が上り勾配“ＵＰ”である場合、判定された傾斜属性１０３が上り勾配“ＵＰ”のときには非通過（本線側を走行）となる。

また、判定された傾斜属性１０３が水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”と下り勾配“ＤＯＷＮ”の場合、共に、判定結果１０４はランプ（分岐道路上を走行）となる。

次に、分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２とが共に水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”である場合、現在走行中の道路についての判定結果１０４は得られずＮＧとなる。
この場合、判定された傾斜属性１０３が上り勾配“ＵＰ”、水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”、下り勾配“ＤＯＷＮ”のいずれであっても現在走行中の道路についての判定結果１０４は得られずＮＧとなる。

これは分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２とが共に水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”であるため、勾配の属性で判定していることから判定不能となる。

次に、分岐経路傾斜属性１０１が水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”であり、本線経路傾斜属性１０２が下り勾配“ＤＯＷＮ”であり、判定された傾斜属性１０３が上り勾配“ＵＰ”あるいは水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”のとき、判定結果１０４は共にランプ（分岐道路上を走行）となる。

次に、分岐経路傾斜属性１０１が水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”であり、本線経路傾斜属性１０２が下り勾配“ＤＯＷＮ”である場合、判定された傾斜属性１０３が下り勾配“ＤＯＷＮ”のときには、判定結果１０４は非通過（本線側を走行）となる。

次に、分岐経路傾斜属性１０１が下り勾配“ＤＯＷＮ”であり、本線経路傾斜属性１０２が上り勾配“ＵＰ”である場合、判定された傾斜属性１０３が上り勾配“ＵＰ”あるいは水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”のときには、判定結果１０４は共に非通過（本線側を走行）となる。

また、判定された傾斜属性１０３が下り勾配“ＤＯＷＮ”のときには、判定結果１０４はランプ（分岐道路上を走行）となる。

次に、分岐経路傾斜属性１０１が下り勾配“ＤＯＷＮ”であり、本線経路傾斜属性１０２が水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”である場合、判定された傾斜属性１０３が上り勾配“ＵＰ”あるいは水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”のときには、判定結果１０４は共に非通過（本線側を走行）となる。

また、判定された傾斜属性１０３が下り勾配“ＤＯＷＮ”のときには、判定結果１０４はランプ（分岐道路上を走行）となる。

次に、分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２とが共に下り勾配“ＤＯＷＮ”である場合、現在走行中の道路についての判定結果１０４は得られずＮＧとなる。この場合、判定された傾斜属性１０３が上り勾配“ＵＰ”、水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”、下り勾配“ＤＯＷＮ”のいずれであっても現在走行中の道路についての判定結果１０４は得られずＮＧとなる。

これは分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２とが共に下り勾配“ＤＯＷＮ”であるため、勾配の属性で判定していることから判定不能となる。

記憶部１３はＲＡＭ，ＲＯＭ、ハードディスクなどを含むメモリにより構成されている。この記憶部１３には、地図データが記憶されている。

また、記憶部１３には、前記地図データの高速道路における各分岐道路（ランプ）ごとの分岐経路傾斜属性１０１と、前記分岐道路と並行する高速道路本線の本線経路傾斜属性１０２とが各分岐道路（ランプ）ごとに、それぞれ対応して記憶されている。

また、記憶部１３には、自車両の現在位置が地図データ上で高速道路の分岐道路（ランプ）近傍エリアであるランプ区間に入っているか否かを判定するためのランプ区間規定データが各分岐道路（ランプ）ごとに記憶されている。

なお、図１に示す符号２１は、平面速度算出部４、平面位置算出部５、傾斜算出部６、ＧＰＳ処理部８、取り付け角検出部９およびナビゲーション部１１を含むデータ処理部を示す。

図３は、この実施の形態のナビゲーション装置３０の動作を示すフローチャートである。
なお、この実施の形態のナビゲーション装置３０の動作としては、複数のＧＰＳ衛星からの信号をもとに、ＧＰＳ処理部８が、受信位置の緯度、経度を含む現在位置情報を算出する現在位置算出ステップを備える。
また、ランプ区間規定情報と、本線経路傾斜属性と、分岐経路傾斜属性とを、ランプ区間ごとに記憶部１３に記憶する記憶ステップとを備える。
ここで、ランプ区間規定情報とは、本線経路およびこの本線経路から分岐する分岐経路の双方を含む分岐構造を有しているランプ区間を規定する情報である。
本線経路傾斜属性とは、ランプ区間における本線経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかを表す属性である。
分岐経路傾斜属性とは、ランプ区間における分岐経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかを表す属性である。
また、現在位置算出ステップで算出した現在位置情報をもとに自車両の現在位置がランプ区間に入っているか否かをナビゲーション部１１のランプ区間判定手段１８が判定するランプ区間判定ステップを備える。

また、自車両の進行方向の前後の傾きであるピッチ角速度情報をピッチジャイロセンサ３が検出するピッチ角情報検出ステップを備える。
また、ピッチ角情報検出ステップにおいてピッチジャイロセンサ３により検出したピッチ角速度情報を所定のサンプリング周期でサンプリングし積算することで自車両が走行している経路の傾斜属性を傾斜属性判定手段３１が判定する傾斜属性判定ステップを備える。
また、傾斜属性１０３と、ランプ区間における本線経路傾斜属性１０２と、ランプ区間における分岐経路傾斜属性１０１とに対応させて、自車両が走行している経路の経路判定結果をテーブルＴＢＬとして規定するテーブル規定ステップを備える。
また、本線経路傾斜属性１０２と、分岐経路傾斜属性１０１と、傾斜属性１０３とをもとにテーブルＴＢＬを参照し、自車両の経路判定結果を車両経路判定手段３２が取得する車両経路判定ステップとを備える。
ここで、本線経路傾斜属性１０２および分岐経路傾斜属性１０１は、ランプ区間について記憶部１３から読み出され、傾斜属性１０３は、傾斜属性判定ステップにより判定されるものである。
以下、図３に示すフローチャートを参照し動作を説明する。

先ず、走行中の自車両がランプ区間近傍にあるか否かを判定する（ステップＳ１）。
このランプ区間近傍にあるか否かの判定は次のように行う。
すなわち、記憶部１３に記憶されている地図データと前記ランプ区間規定データと自車両の現在位置とから自車両の現在位置が地図データ上で高速道路のランプ区間規定データにより規定される範囲（すなわちランプ区間）に入っているか否かを判定することで行う。

自車両の現在位置がランプ区間に入っていると判定すると、そのランプ区間の分岐道路（ランプ）の分岐経路傾斜属性１０１と、前記ランプ区間の前記分岐道路が分岐している高速道路本線の本線経路傾斜属性１０２とを記憶部１３から読み出す（ステップＳ２）。

これら分岐経路傾斜属性１０１および本線経路傾斜属性１０２の傾斜属性は、上り勾配、下り勾配を判定するための上り閾値、下り閾値を基準に設定されている。
つまり前記上り閾値を上回る勾配を有している場合に上り勾配“ＵＰ”、前記下り閾値を下回る勾配を有している場合は下り勾配“ＤＯＷＮ”と設定されている。また、前記上り閾値と前記下り閾値の間に入る勾配を有している場合は水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”などのように分岐道路（ランプ）ごとにあらかじめ設定されている。

そして、分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２とが同じ傾斜属性を有しているか否かを判定する（ステップＳ３）。
そして、分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２とが同じ傾斜属性を有している場合、分岐道路（ランプ）と高速道路本線との経路判定は不可能としてステップＳ１６へ進み、そのランプ区間を通過する。

一方、分岐経路傾斜属性１０１と本線経路傾斜属性１０２とが異なる傾斜属性を有している場合にはピッチジャイロセンサ３により検出される傾斜値について初期化を行う（ステップＳ４）。

この傾斜値についての初期化は、ピッチジャイロセンサ３により検出された傾斜値を格納するレジスタの初期化を含む。

また、短い期間に出現するピッチジャイロセンサ３に作用する重力加速度の変化によるオフセット量の変動による影響を軽減させるため過去数十秒間のピッチジャイロセンサ３の測定値から学習した学習オフセット値をオフセット量に設定する初期化を含む。

傾斜値について初期化処理が終了すると、ピッチジャイロセンサ３により検出されるピッチ角速度をサンプリング周期ごとに取得する（ステップＳ５）。

このとき、取得したピッチ角速度については前記学習した学習オフセット値をオフセット量として傾斜算出部６ではオフセット除去回路１９によりオフセット除去処理を行う。

また傾斜算出部６では、取り付け角検出部９により検出されたこのナビゲーション装置３０の取り付け角を用いてピッチジャイロセンサ３で検出されたピッチ角速度の補正をピッチ角補正手段１７により行う。
そして、サンプリング周期ごとに取得したピッチ角速度を一定の走行距離を基準として積算し自車両の前後方向の傾斜角を算出する（ステップＳ６）。

この結果、積算した自車両の前後方向の傾斜角が下り勾配判定用の下り閾値を下回っていると判定すると、傾斜属性判定手段３１は自車両が現在走行中の道路は下り勾配であると判定する（ステップＳ９）。

また、前記積算した自車両の前後方向の傾斜角が上り勾配判定用の上り閾値を上回っている判定すると、傾斜属性判定手段３１は自車両が現在走行中の道路は上り勾配であると判定する（ステップＳ８）。

また、前記積算した自車両の前後方向の傾斜角が前記上り閾値と前記下り閾値の間に入っている、つまり下り閾値より大きく上り閾値より小さいと判定すると、ランプ区間を通過したか否かを判定する（ステップＳ１９）。
そして、ランプ区間を通過していないと判定するとステップＳ５へ戻り、ステップＳ５、ステップＳ６、ステップＳ７の処理へ進む。
ステップＳ７において前記積算した自車両の前後方向の傾斜角が前記上り閾値と前記下り閾値の間に入っている状態が継続しており、続くステップＳ１９においてランプ区間を通過したと判定する。この場合、傾斜属性判定手段３１は自車両が現在走行中の道路は水平と判定する。
つまりランプ区間を通過するまで前記積算した傾斜角が前記上り閾値と前記下り閾値の間に入っている状態が継続していると、自車両が現在走行中の道路は水平（平ら）であると判定する（ステップＳ１０）。

このようにして、傾斜算出部６の傾斜属性判定手段３１において現在走行中の道路について“下り勾配”、“上り勾配”、あるいは“水平”の傾斜属性１０３を判定する。
続いて、傾斜算出部６の車両経路判定手段３２は、ステップＳ２において取得したランプ勾配属性情報１０１と本線勾配属性情報１０２と、傾斜属性判定手段３１において判定された傾斜属性１０３とをもとに、テーブルＴＢＬを参照する（ステップＳ１１）。
そして、現在走行中の道路が分岐道路であるか、本線側であるかを判定する（ステップＳ１２、ステップＳ１３、ステップＳ１５）。

例えば、自車両の現在位置がランプ区間に入っているとき、ステップＳ２で取得した現在走行中の道路の地図データ上の分岐経路傾斜属性１０１が上り勾配“ＵＰ”、本線経路傾斜属性１０２が水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”であるとする。
このときステップＳ７で判定された傾斜属性１０３が上り勾配“ＵＰ”であった場合、テーブルＴＢＬを参照すると、現在走行中の道路は分岐道路（ランプ）であると判定する。

あるいは、ステップＳ７で判定された傾斜属性１０３が水平“ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ”であった場合、テーブルＴＢＬを参照すると、現在走行中の道路は“非通過”つまり本線側を走行していると判定する。

あるいは、ステップＳ７で判定された傾斜属性１０３が下り勾配“ＤＯＷＮ”であった場合、テーブルＴＢＬを参照すると、現在走行中の道路は“非通過”つまり本線側を走行していると判定する。

このように、自車両が現在走行中の道路が分岐道路（ランプ）であるか本線側であるかを傾斜属性から判定するため、データ処理が迅速に行われ、判定結果が即座に得られる。

車両経路判定手段３２において現在走行中の道路が分岐道路（ランプ）であるか本線側であるかの判定結果が得られると、傾斜算出部６からナビゲーション部１１へ前記判定結果が通知される（ステップＳ１４）。ナビゲーション部１１は前記判定結果をもとに表示部１２へ自車両の現在位置を表示する。

この場合、ナビゲーション部１１では、傾斜算出部６から通知された判定結果をもとに、現在走行中の自車両の現在位置を地図データ上の分岐道路（ランプ）上あるいは高速道路の本線上へ表示出力する。
そして、前記得られた判定結果は自車両の現在位置がランプ区間を外れるまで保持される（ステップＳ１６）。

本実施の形態によれば、自車両の現在位置がランプ区間に入っていると、そのランプ区間の分岐道路（ランプ）の分岐経路傾斜属性１０１と、前記分岐道路が分岐している高速道路本線の本線経路傾斜属性１０２とを記憶部１３から読み出す。
そして、分岐経路傾斜属性１０１、本線経路傾斜属性１０２および判定される傾斜属性１０３に対応して判定結果１０４が設定されたテーブルＴＢＬを、傾斜属性１０３と、分岐経路傾斜属性１０１と、本線経路傾斜属性１０２とをもとに参照する。そして、現在走行中の道路が分岐道路（ランプ）であるか本線側であるかの判定結果１０４を取得する。

このように傾斜属性によりテーブルＴＢＬを利用して現在走行中の道路が分岐道路（ランプ）であるか本線側であるかを判定するため、データ処理が迅速に行われ、判定結果が即座に得られる車両経路判定方法および装置を提供できる効果がある。
また、並走する経路などにおいて案内経路とは異なる経路を走行したときの案内経路の修正を迅速に行うことができる車両経路判定方法および装置を提供できる効果がある。

１……Ｘ軸加速度センサ（加速度センサ）、２……ヨージャイロセンサ（方位センサ）、３……ピッチジャイロセンサ（センサ）、４……平面速度算出部、５……平面位置算出部、６……傾斜算出部、８……ＧＰＳ処理部、９……取り付け角検出部、１１……ナビゲーション部、１３……記憶部、１７……ピッチ角補正手段、１８……ランプ区間判定手段、１９……オフセット除去回路、３１……傾斜属性判定手段、３２……車両経路判定手段、ＴＢＬ……テーブル。

Claims (6)

1. 複数のＧＰＳ衛星からの信号をもとに、受信位置の緯度、経度を含む現在位置情報を算出する現在位置算出ステップと、
   前記現在位置情報と、記憶部に本線経路および当該本線経路から分岐する分岐経路の双方を含む分岐構造を有するランプ区間ごとに記憶している当該ランプ区間を規定するランプ区間規定情報とに基づいて、自車両の現在位置が前記ランプ区間に入っているか否かを判定するランプ区間判定ステップと、
   前記自車両の前記現在位置が前記ランプ区間に入っていると、前記記憶部に前記ランプ区間ごとに記憶している当該ランプ区間における前記本線経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかを表す本線経路傾斜属性、および前記ランプ区間における前記分岐経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかを表す分岐経路傾斜属性に基づいて、前記自車両の前記現在位置が入っている前記ランプ区間の本線経路および前記分岐経路の前記本線経路傾斜属性および前記分岐経路傾斜属性が異なる属性を表しているか否かを判別する属性判別ステップと、
   前記自車両の前記現在位置が前記ランプ区間に入り、かつ当該ランプ区間に対応する前記本線経路傾斜属性および前記分岐経路傾斜属性が異なる属性を表していると、センサにより前記自車両の進行方向の前後の傾き変化であるピッチ角速度情報を検出するピッチ角速度情報検出ステップと、
   前記センサにより検出した前記ピッチ角速度情報を所定のサンプリング周期でサンプリングし積算することにより前記自車両が走行している経路の傾斜角を算出し、当該算出した傾斜角と、一定の上り閾値および一定の下り閾値とに基づいて、前記自車両が走行している前記経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかの傾斜属性を判定する傾斜属性判定ステップと、
   前記自車両が走行している前記経路の前記傾斜属性と、前記自車両が入っている前記ランプ区間の前記本線経路および前記分岐経路の前記本線経路傾斜属性および前記分岐経路傾斜属性とをもとに、前記自車両が走行している前記経路の前記傾斜属性と前記ランプ区間の前記本線経路傾斜属性および前記分岐経路傾斜属性とに対応させて前記自車両が走行している前記経路が前記本線経路であるか前記分岐経路であるかの経路判定結果を規定するテーブルを参照して、前記自車両が走行している前記経路が前記本線経路であるか前記分岐経路であるかの前記経路判定結果を取得する車両経路判定ステップと、
   を備えた車両経路判定方法。
2. 複数のＧＰＳ衛星からの信号をもとに、受信位置の緯度、経度を含む現在位置情報を算出するＧＰＳ処理部と、
   本線経路および当該本線経路から分岐する分岐経路の双方を含む分岐構造を有しているランプ区間ごとに、当該ランプ区間を規定するランプ区間規定情報と、前記ランプ区間における前記本線経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかを表す本線経路傾斜属性と、前記ランプ区間における前記分岐経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかを表す分岐経路傾斜属性とを記憶した記憶部と、
   前記ＧＰＳ処理部により算出された前記現在位置情報と、前記ランプ区間ごとの前記ランプ区間規定情報とに基づいて、前記自車両の現在位置が前記ランプ区間に入っているか否かを判定するランプ区間判定手段と、
   前記ランプ区間判定手段により前記自車両の前記現在位置が入っていると判別された前記ランプ区間の前記本線経路および前記分岐経路の前記本線経路傾斜属性および前記分岐経路傾斜属性が異なる属性を表しているか否かを判別する属性判別手段と、
   前記自車両の進行方向の前後の傾き変化であるピッチ角速度情報を出力するセンサと、
   前記属性判別手段により前記本線経路傾斜属性および前記分岐経路傾斜属性が異なる属性を表していると判定されると、前記センサから出力される前記ピッチ角速度情報を所定のサンプリング周期で検出し積算することにより前記自車両が走行している経路の傾斜角を算出し、当該算出した傾斜角と、一定の上り閾値および一定の下り閾値とに基づいて、前記自車両が走行している前記経路が上り勾配であるか下り勾配であるか、あるいは水平であるかの傾斜属性を判定する傾斜属性判定手段と、
   前記傾斜属性判定手段により判定された前記自車両が走行している前記経路の前記傾斜属性と、前記ランプ区間の前記本線経路傾斜属性および前記分岐経路傾斜属性とに対応させて、前記自車両が走行している前記経路が前記本線経路であるか前記分岐経路であるかの経路判定結果を規定するテーブルと、
   前記傾斜属性判定手段により判定された前記自車両が走行している前記経路の前記傾斜属性と、前記ランプ区間判定手段により判定された前記ランプ区間の前記本線経路および前記分岐経路の前記本線傾斜属性および前記分岐経路傾斜属性とをもとに前記テーブルを参照し、前記自車両が走行している前記経路が前記本線経路であるか前記分岐経路であるかの前記経路判定結果を取得する車両経路判定手段と、
   を備えたナビゲーション装置。
3. 前記センサはジャイロスコープを利用したピッチジャイロセンサである
   請求項２に記載のナビゲーション装置。
4. 前記自車両が直進する方向を基準としたときのナビゲーション装置の取り付け角に応じて、前記センサで検出したピッチ角速度を補正するピッチ角速度補正手段
   を備えた請求項２に記載のナビゲーション装置。
5. 前記センサで検出したピッチ角速度のオフセットを除去するオフセット除去回路
   を備えた請求項２に記載のナビゲーション装置。
6. 予め特定された前記センサの温度特性に基づき、ピッチ角速度のオフセット量の周囲温度に応じた変動を補償する温度補償手段
   を備えた請求項２に記載のナビゲーション装置。

Images