JPH03108607A - 移動体の現在位置表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、移動体の現在位置を求めながら、予め画面に
写し出された道路地図上に移動体の現在位置を表示させ
る移動体の現在位置表示装置に関する。

又米且亙 従来、例えば不案内地域などにおける自動車等の移動体
の運転時に、走行予定コースから外れて運転者が道に迷
うことがないように適切なガイダンスを行わせるため、
距離センサおよび方向センサを用いて移動体の走行距離
と進行方向とをそれぞれ検出しながら、２次元座標上に
おける現在位置を演算によって求め、その移動体の走行
にともない刻々と変化する現在位置を予め画面に写し出
されている道路地図上に点情報によって逐次更新しなが
ら表示させることによって、運転者に現在位置の確認を
行わせることができるようにした移動体の現在位置表示
装置が開発されている。

しかしてこのような移動体の現在位鷹表示装にでは、距
離センサおよび方向センサの各センサ精度や現在位置算
出時の有効桁による演算精度などを要因とした位置誤差
の発生が否めず、移動体の走行が進むにしたがってその
誤差が累積されて、画面に表示される現在位置が地図上
の道路から次第に外れていき、自軍が地図上におけるど
の道路上を走行しているのかを判断することができなく
なってしまうという問題がある。

また、たとえ算出される移動体の現在位置に誤差がなく
とも、その現在位置が表示される地図自体にデフォルメ
があれば、画面に表示される現在位置が地図上の道路か
ら外れてしまうことになる。

そのため従来では、地図上の道路から外れた現在位置の
修正を行わせるべく、地図上における道路のパターンと
移動体の走行にしたがって逐次更新される現在位置のデ
ータを記憶保持させることにより得られる走行軌跡のパ
ターンとのマツチング処理を定期的になして、マツチン
グがとられた道路上に走行軌跡を合せ込んで移動体の現
在位置を修正するようにしている（例えば特開平１−４
１８１７号公報参照）。

その際、一般に、パターンマツチングの精度が高くなる
ほどマツチング処理に要する計算量が多大となり、その
ため道路地図に対する現在位置の位置精度を上げるべく
高精度なパターンマツチングを行わせようとすると膨大
な量の計算を短時間で行わせる必要があり、コンピュー
タなどの処理負担が大きくなってしまう。

１朔 本発明は以上の点を考慮してなされたもので。

道路地図に対して位置誤差を生じた移動体の現在位置の
修正を行わせる際、演算処理による移動体の走行軌跡と
地図上の道路とのパターンのマツチング手段をとること
なく、移動体の走行軌跡と地図上の道路との形状にもと
づいて道路地図上における移動体の現在位置をわり出す
ことができるようにした移動体の現在位置表示装置を提
供するものである。

青酸− 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

第１図は本発明に係る移動体の現在位置表示装置の構成
例を示すもので、例えば移動体のタイヤの回転に応じて
単位走行距離ごとのパルス信号を出力する距離センサ１
と、例えばヨ一方向変化の角速度を検出して移動体の走
行にともなう方向変化量に比例した信号を出力するレー
ト式による方向センサ２と、距離センサ１からのパルス
信号数をカウントして移動体の走行距離を計ｉｆｆ！Ｉ
するとともに、方向センサ２の出力信号にしたがってそ
の進行方向をわり出すことにより移動体の一定走行距離
ごとにおけるＸ−Ｙ座標上の現在位置を逐次演算によっ
て求め、かつ移動体の現在位置表示装置全体の制御を行
わせるマイクロコンピュータからなる信号処理装置３と
、その信号処理装置３によって求められた移動体の走行
にしたがって刻々変化するＸ−Ｙ座標上の現在位置のデ
ータを順次格納し、移動体の有限の連続位置情報として
それを記憶保持する走行軌跡記憶装置４と、予め複数の
道路地図の情報が格納されている地図情報記憶媒体５と
、その記憶媒体５から道路地図の情報を選択的に読み出
す記憶媒体再生袋Ｖｉ６と、その読み出された地図情報
にもとづいて所定の通路地図を画面に写し出すとともに
、その画面に写し出された道路地図上に、移動体の現在
位置を、必要に応して走行軌跡および現在位置にお（づ
ろ移動体の進行方向などとともに、移動体の走行にした
がって表示する表示装置７と、信号処理装置３へ動作指
令を与えるとともに、表示装置７に表示させる地図の選
択指定およびその表示された地図上における移動体の出
発点の設定を行わせ、また走行軌跡などの表示指令を選
択的に与え、表示される地図および走行軌跡の方向変換
、その表示位置のシフト、地図および走行軌跡の部分拡
大表示２表示縮尺率の選択などの表示形態の設定変更な
どを適宜行わせることのできる抛作装置８とによって構
成されている。

このように構成されたものでは、選択的に読み出された
地図が表示族（ｉ！７の画面に映し出されるとともに、
その地図上において設定された出発点からの移動体の走
行にしたがって信号処理装置３により予め設定された地
図の縮尺率に応じてＸＹ座標上における現在位置が刻々
と演算によって求められ、その演算結果が走行軌跡記憶
装置４に逐次送られてその記憶内容が更新されていくと
ともに、その記憶内容が常時読み出されて表示装置７に
送られる。

それにより、表示装置７には１例えば、第２図に示すよ
うに、その画面に表示された地図上に移動体の現在位置
を示す表示マークＵｔ、その現在位置における移動体の
進行方向を示す表示マークＭ２および出発点ＳＴから現
在位置に至るまでの走行軌跡の表示マークＭ３が移動体
の走行状態に追従して模擬的に表示される。

以上の構成および動作は、冒頭において説明した従来の
移動体の現在位置表示装置と同じである。

したがって、このような移動体の現在位置表示装置では
、第３図に示すように、前述した累積誤差により現在位
置および走行軌跡が移動体の走行が進むにしたがって地
図上の道路から次第に外れていき、しまいには現在自車
が地図上のどの地点を走行しているのかを判断すること
ができなくなってしまう。

本発明は、このような移動体の現在位置表示装置にあっ
て、道路地図に対して位置誤差を生じた現在位置の修正
を行わせる際、移動体の走行軌跡の形状に応じて画素単
位でデジタル２値化された道路地図を段階的にずらしな
がら、最初に第１段階にずらされた道路地図ともとの道
路地図とのアンド処理を行い、次いで第２段階以後にず
らされた道路地図とその直前にアンド処理された道路地
図とのアンド処理を段階的なずらしのたびに順次行わせ
ていく手段をとり、これらの一連のアンド処理によって
最終的に残った点を道路地図上における現在位置として
、その位置修正を行わせるようにしている。

その際１例えば、信号処理装置３によって以下に述べる
ような処理を実行させることにより、道路地図上におけ
る移動体の現在位置をわり出す。

まず、第４図に示すように、移動体の走行軌跡ＬＰを等
間隔の点Ｐ１＋　Ｐ２＋　ｐ３＋　”’＋　Ｐｎで点列
化するようにする。

次に、走行軌跡ＬＰの先頭位置Ｐ（移動体の現在位置に
相応している）が点列化された走行軌跡ＬＰ’の各点Ｐ
　１＋　Ｐ２＋　Ｐ３＋　”’＋　Ｐｎの位置にそれぞ
れくるように、走行軌跡ＬＰを平行移動させながら順次
段階的にずらしていく。

第５図（ａ）に、走行軌跡ＬＰの先頭位置Ｐが走行軌跡
ＬＰ’における９１点の位置にくるように、走行軌跡Ｌ
Ｐを第１段階としてずらしたときの状態を模擬的に示し
ている。

また第５図（ｂ）に、走行軌跡Ｌ　Ｐの先頭位置Ｐが走
行軌跡ＬＰ’における２５点の位置にくるように、走行
軌跡ＬＰを第５段階としてずらしたときの状態を模擬的
に示している。

そして、その走行軌跡ＬＰの段階的なずらしに等しく相
応して、予め画素単位でデジタル２値化された道路地図
を平行移動させながら順次段階的にずらしていく。

勇６図（ａ）は画素単位でデジタル２値化された道路地
図ＲＭを示してお゛す、同図（ｂ）はその道路地図ＲＭ
を前述した走行軌跡の第１段階のずらしに応じて平行移
動したときの状態を４ｇ擬的に示している。図中、ＲＭ
’は第１段階にずらした道路地図を示している。

次に、最初に第１段階にずらした道路地図ＲＭ’ともと
の道路地図ＲＭとのアンド処理を行い、次いで第２段階
以後にずらした道路地図とその平行移動の直前にアンド
処理された道路地図とのアンド処理を各段階的なずらし
のたびに順次行わせていく。

このような一連のアンド処理を行わせていくことにより
、第６図（ｃ）に示すように、最終的に走行軌跡ＬＰの
先順位［Ｐに対応する点Ｐ′が残る。

しかして、信号処理装置３において、その最終的に残っ
た点Ｐ′が道路地図ＲＭ上における移動体の現在位置で
あると判断して、その道路地図ＲＭ上における点Ｐ′の
位置が現在位置となるように移動体の現在位置の修正を
行わせる。

なお、走行軌跡ＬＰを点列化する際の各点Ｐ１＋Ｐ２＋
Ｐ３＋・・・＋Ｐｎの間隔としては、精度上、道路地図
ＲＭ上における道路幅の画素分と等しくなるように各点
の間隔を設定して前述の−・連のアンド処理を密に行わ
せるようにすることが望ましいが、実際には、その際の
処理負担を軽減させるために各点の間隔が道路幅の数倍
の画素分に設定される。

また、その各点Ｐ１＋　Ｐ２＋　Ｐ３．・・・＋Ｐｎは
。

必ずしも等間隔でなくともよい。

また、例えば、信号処理装置３において以下に述べるよ
うな処理を実行させることによって、道路地図上におけ
る移動体の現在位置をわり出ず。

まず、第７図に示すように、移動体の走行軌跡ＬＰをそ
の先頭位置（移動体の現在位置）Ｐで点対称となるよう
に１８０’回転し、その回転された走行軌跡ＬＰ’の部
分を等間隔の点Ｐ　１　ｔ　Ｐ　２ｒ９３＋・・・　ｐ
ｎで点列化するようにする。

次に、回転前のもとの走行軌跡ＬＰの先頭位置Ｐが点列
化された走行軌跡ＬＰ’の各点Ｐ１ｔＰ２ｅ　Ｐ３．・
・・ｔＰｎの位置にそれぞれくるように。

もとの走行軌跡ＬＰを平行移動させながら順次段階的に
ずらしていく。

第８図（ａ）に、走行軌跡ＬＰの先頭位置Ｐが走行軌跡
ＬＰ″′における９１点の位置にくるように、もとの走
行軌跡ＬＰを第１段階としてずらしたときの状態を模擬
的に示している。

また第８図（ｂ）に、走行軌跡ＬＰの先頭位置Ｐが走行
軌跡ＬＰ’における２５点の位置にくるように、もとの
走行軌跡ＬＰを第５段階としてずらしたときの状態を模
擬的に示している。

そして、その走行軌跡ＬＰのずらしに等しく相応して、
予め画素単位でデジタル２値化された道路地図を平行移
動させながら順次段階的にずらしていく。

この場合、例えば、道路地図ＲＭを走行軌跡の第１段階
のずらしに応じて平行移動したときの状態が、第６図（
ｂ）に示したものと同一となる。

次に、最初に第１段階に平行移動された道路地図ＲＭ’
　ともとの道路地図ＲＭとのアンド処理を行い、次いで
第２段階以後に平行移動された道路地図とその平行移動
の直前にアンド処理された道路地図とのアンド処理を各
段階的なずらしのたびに順次行わせていく。

このような一連のアンド処理を行わせていくことにより
、第６図（ｃ）に示す場合と同様に、最終的に走行軌跡
ＬＰの先順位１１Ｐに対応する点Ｐ′が残る。

しかして、信号処理装置３において、そのＱ終的に残っ
た点Ｐ′が道路地図ＲＭ上における移動体の現在位置で
あると判断して、その道路地図ＲＭ上におけろ点Ｐ′の
位置が現在位置となるように移動体の現在位置の修正を
行わせる。

また本発明では、道路地図を平行移動させながら前述の
一連のアンド処理を行わせる際、第９図に示すように、
画素単位でデジタル２値化された道路地図ＲＭ上におけ
る各道路に数画素分の幅をもたせるように幅付けする手
段をとり、その各道路が幅付けされた道路地図ＲＭ−Ｗ
を平行移動させながらアンド処理を順次行わせていくよ
うにする。

したがって、このような道路地図ＲＭの幅付は手段をと
れば、走行軌跡ＬＰを点列化された走行軌跡ＬＰ’　ま
たはＬＰ’の形状にしたがってずらしながら、道路地図
を相対的にずらして前述のアンド処理を行わせる際に、
誤差によって生ずる走行軌跡ＬＰの形状と道路地図ＲＭ
上における道路の形状との多少の違いによる影響をなく
すことができるようになる。

このような道路地図ＲＭの幅付は手段は、実際には、信
号処理装置３におけるデータ処理によって実行される。

その際、例えば、１画素分の幅によって道路があられさ
れた道路地図ＲＭの画素データにもとづいて、第１０図
に示すように、幅付けの処理対象となる注目側ＭＤｘを
道路地図ＲＭの全面にわたって順次抽出しながら、現在
処理対象となっている注目画素Ｄｘおよびその上、下、
左、右にそれぞれ隣接する各画素Ｄ１〜Ｄ８からなる画
素領域における各画素データのオアをとって、そのオア
結果にしたがって注目画素Ｄｘを「１」にするが「０」
にするかの決定をなして、１画素分の道路を３画素分に
幅付けするようにしている。

すなわち、道路地図ＲＭの全面をＷ４羅するように順次
抽出される注目画素Ｄｘを中心とした所定の画素領域内
に１つでも「１」となっている画素があれば、そのとき
の注目画素Ｄｘを「１」として決定し、その画素領域内
の各画素が全て「０」であれば、そのときの注目画素Ｄ
ｘをｒＯＪとして決定する。

なお、以上の説明にあっては、信号処理装置ｉ！３にお
けるデータ処理すなわちコンピュータ処理によって、前
述の第１ないし第４の各手段を実行させるようにしてい
るが、その第１ないし第４の各手段をハード構成を用い
て実行させるようにすることが容易に可能である。

その際、例えば、特に図示しないが、道路地図上におけ
る道路の幅付けをするために注目画素を中心とした一定
の画素領域における各画素データを順次抽出するための
第１のシフトレジスタ構成部およびその画素領域におけ
る各画素データのオアをとるオア回路、その幅付けされ
た道路地図の各画素データを保持する第１のラッチ回路
、その幅付けされた道路地図を段階的に平行移動させて
いくための第２のシフトレジスタ構成部、その平行移動
された道路地図の各画素データを逐次保持する第２のラ
ッチ回路、その平行移動された道路地図ともとの道路地
図とのアンド処理を行なわせるアンド回路、そのアンド
処理された道路地図の各画素データを保持する第３のラ
ッチ回路などからなるハード構成を用いて、第３および
第４の各手段を実行させるようにする。

なお、第３のラッチ回路を設ける代わりに、第１のラッ
チ回路の保持内容をアンド処理された道路地図の各画素
データに書き換えるようにして。

次の段階で、その書き換えられた第１のラッチ回路の保
持内容と、道路地図が１段階分平行移動してその各画素
データが保持されている第２のラッチ回路の内容とのア
ンド処理をとるようにすることも可能である。

腹釆 以上、本発明による移動体の現在位置表示装置にあって
は、特に、移動体の走行軌跡の形状に応じて画素単位で
デジタル２値化された道路地図を段階的にずらしながら
、最初に第１段階にずらされた道路地図ともとの道路地
図とのアンド処理を行い、次いで第２段階以後にずらさ
れた道路地図とその直前にアンド処理された道路地図と
のアンド処理を段階的なずらしのたびに順次行わせてい
く手段をとり、これらの一連のアンド処理によって最終
的に残った点を道路地図上における現在位置として、道
路地図に対して位置誤差を生じた現在位はの修正を行わ
せるようにしたもので、従来のようｔ；、移動体の走行
軌跡と地図上の道路との各パターンのマツチングを膨大
な計算量を必要とする演算処理によってとり、そのマツ
チングがとられた道路上に走行軌跡を合せ込んで移動体
の現在位置の修正を行わせるようなことなく、簡単な処
理によって道路地図上における移動体の現在位置を直接
かつ迅速にねり出して、その位置修正を容易に行わせる
ことができるという優れた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による移動体の現在位置表示装置の一実
施例を示すブロック構成図、第２図は同実施例における
表示画面の一例を示す図、第３図は移動体の現在位置が
道路上から外れて表示されている状態を示す図、第４図
は走行軌跡を点列化した状態を示す図、第５図（ａ）、
（ｂ）は走行軌跡の先頭位置を点列化された走行軌跡に
おける各点に一致するように平行移動させながら段階的
にずらしたときの状態をそれぞれ示す図、第６図（ａ）
は道路地図を示す図、同図（ｂ）は道路地図を第１段階
にずらしてもとの道路地図と重ね合せた状態を示す図、
同図（ｃ）は道路地図に対応する移動体の現在位置を示
す図、第７図は走行軌跡をその先頭位置で点対称となる
ように１８０゜回転して点列化した状態を示す図、第８
図（ａ）。 （ｂ）は走行軌跡の先頭位置を点列化された走行軌跡に
おける各点に一致するように平行移動させたときの状態
をそ扛ぞれ示す図、第９図は幅付けされた道路地図を示
す図、第１０図は道路地図における幅付けの処理対象と
なる注目画素およびその上、下、左、右にそれぞれ隣接
する各画素からなる一定の画素領域を示す図である。 １・・・距離センサ　２・・・方向センサ　３・・・信
号処理装置　４・・・走行軌跡記憶装置　５・・地図情
報記憶媒体　６・・・記憶媒体再生装置　７・・・表示
装に　８・・・操作装置　Ｌ　Ｐ・・・走行軌跡　ＬＰ
’　、ＬＰ″・・・点列化さ４ｔた走行軌跡　Ｐ・・・
現在位置第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、移動体の走行距離および進行方向をそれぞれ検出し
   ながら、その各検出結果にしたがって移動体の走行にと
   もない刻々変化する２次元座標上の現在位置を演算によ
   って逐次求め、予め記憶媒体から地図データが読み出さ
   れて所定の道路地図が表示された画面上に現在位置の表
   示を更新的に行わせる移動体の現在位置表示装置におい
   て、現在位置のデータをメモリに逐次記憶保持させるこ
   とによって得られる移動体の走行軌跡の形状に応じて画
   素単位でデジタル２値化された道路地図を段階的にずら
   しながら、最初に第１段階にずらされた道路地図ともと
   の道路地図とのアンド処理を行い、次いで第２段階以後
   にずらされた道路地図とその直前にアンド処理された道
   路地図とのアンド処理を段階的なずらしのたびに順次行
   わせていく手段をとり、これらの一連のアンド処理によ
   って最終的に残った点を道路地図上における現在位置と
   して、道路地図に対して位置誤差を生じた現在位置の修
   正を行わせるようにしたことを特徴とする移動体の現在
   位置表示装置。 ２、走行軌跡を点列化し、走行軌跡の先頭位置が前記点
   列化された走行軌跡の各点の位置にくるように、走行軌
   跡を平行移動させながら順次段階的にずらしていくのに
   相応して、画素単位でデジタル２値化された道路地図を
   平行移動させながら順次段階的にずらしていくようにし
   たことを特徴とする前記第１項の記載による移動体の現
   在位置表示装置。 ３、移動体の走行軌跡をその先頭位置で点対称となるよ
   うに１８０゜回転し、その回転された走行軌跡を点列化
   し、回転前のもとの走行軌跡の先頭位置が前記点列化さ
   れた走行軌跡の各点の位置にくるように、もとの走行軌
   跡を平行移動させながら順次段階的にずらしていくのに
   相応して、画素単位でデジタル２値化された道路地図を
   平行移動させながら順次段階的にずらしていくようにし
   たことを特徴とする前記第１項の記載による移動体の現
   在位置表示装置。 ４、画素単位でデジタル２値化された道路地図上におけ
   る各道路に数画素分の幅をもたせるように幅付けする手
   段をとり、その各道路が幅付けされた道路地図をずらし
   ながらアンド処理を順次行わせていくようにしたことを
   特徴とする前記第１項ないし第３項の何れかの記載によ
   る移動体の現在位置表示装置。