JPH04295718A - 車両位置表示装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車などの車両に取
りつけられてその車両の走行位置を検出し、検出した車
両走行位置を表示画面上の地図に対して表示する車両位
置表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車載用のナビゲ−ション装置は、
ユーザの入力若しくは外部からの信号により初期設定さ
れた車両の初期位置に、その後の車両の移動距離と進行
方位から車両位置を逐次計算し更新し（一般に推測航法
と呼ぶ）、さらに地図道路データを参照して車両位置を
道路上に引き込み（一般にマップマッチングと呼ぶ）、
表示地図データとともに地図画面上に表示される。尚、
前記移動距離と進行方位は、それぞれ走行距離センサと
方位センサとにより取得される。例えば、走行距離セン
サとしては、車輪の回転数を検出して移動距離を算出す
るもの、また方位センサとしては地磁気を利用するもの
等がある。

【０００３】上記の推測航法は、ユーザが車両位置の設
定を行った後、車両に搭載した走行距離センサと方位セ
ンサによって逐次自車位置を計算で求めていくもので、
外部からの情報を必要とせず連続して位置検出を行なう
ことを特徴とする。原理は、図７に示すように、ある地
点Ｐ０（Ｘ０，Ｙ０）から出発し、任意の地点ＰＮ（Ｘ
Ｎ，ＹＮ）に到着した時の座標を、車両に搭載した方位
センサと走行距離センサにより求めた各点Ｐｉ（Ｘｉ，
Ｙｉ）の方位θｉと走行距離ΔＬｉから次式で求めるも
のである（以後、推測航法により計算された車両位置を
推測位置と呼ぶ）。

【０００４】上記のマップマッチングは、地図道路デー
タを参照して車両位置を道路上に引き込むものである。 該地図道路データは、図８に示すように、各ポイント（
一般にノードと呼ぶ）と該ノードを結ぶリンクの情報、
及び該ノード、リンクの付加情報で構成されている。マ
ップマッチングは、車両の初期位置が決定した時点で該
初期位置に最も近いリンクに対してマッチング位置を確
定させ、該マッチング初期位置を始点として走行距離取
得手段及び進行方位取得手段からのデータを元に道路リ
ンク上での車両位置を逐次算出していく。具体的には、
図９において、車両の初期位置に最も距離的に近いリン
ク上のａ’を初期マッチング位置とし、以降車速パルス
が入力される毎にその時点の方位データを加味して車両
のマッチング位置ｂ’、ｃ’、ｄ’を決定していく。ち
なみに、道路データを考慮せずに、方位データと車速パ
ルスのみで走行状態を検知した推測航法の場合、ａ、ｂ
、ｃ、ｄのような軌跡を示す（以後、マップマッチング
により計算された車両位置をマッチング位置と呼ぶ）。

【０００５】

【数１】

【０００６】

【数２】

【０００７】また、上記表示地図データは複数種類の縮
尺のデータを持ち、各縮尺の表示地図データ毎に道路デ
ータを持っている。該道路データは対応した縮尺に見合
うように、道路を選択して保持している。例えば、２５
万分の１、５万分の１、５千分の１の３種類の表示用地
図を準備し、対応する２５万分の１の道路データには高
速道路と国道のみ、５万分の１の道路データには高速道
路、国道に加えて幅員８（ｍ）以上の道路まで、また５
千分の１の道路データには幅員３（ｍ）以上の総ての道
路、をそれぞれ保持する。

【０００８】前記中の表示地図データが一つ選択される
と、該表示地図データに対応した道路データを用いて、
上記自車位置認識処理（推測航法やマップマッチングな
ど）を行うが、従来、該自車位置認識手段は道路データ
の上記種類に関係なくただ一つしか準備されていなかっ
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のナビゲ−ション
装置では、道路データの性質を考慮せず自車位置認識手
段を１種類しか搭載していなかったため、道路データの
種類によっては自車位置認識が不正確になる場合がある
。例えば、自車位置認識手段をマップマッチングとした
場合上記５千分の１の道路データに対して正確に車両位
置を道路にのせることができても上記２５万分の１の道
路データに対して正確に車両位置を道路に乗せられない
場合がある。本発明はこうした問題点を解決することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両の進行方
位を検出する方位検出手段と、車両の走行距離を検出す
る走行距離検出手段と、それぞれ詳細度が階層的に異な
る道路データを有する複数の表示地図データを記憶した
地図情報記憶手段と、前記表示地図データの詳細度を指
定する詳細度指定手段と、前記地図道路データの詳細度
に対応した複数の自車位置認識手段と、表示手段とを有
し、前記走行距離検出手段及び方位検出手段の出力及び
地図情報記憶手段からの道路データを基に道路上での車
両位置を演算するものであって、前記詳細度指定手段に
より指定した詳細度に対応した複数の自車位置認識手段
と、前記詳細度指定手段により指定した詳細度の地図道
路データを前記地図情報記憶手段から取得しまた該詳細
度に対応した自車位置認識手段を上記複数の自車位置認
識手段から選択し　　、該地図道路データと該自車位置
認識手段を用いて算出した車両位置を前記表示手段に表
示する制御手段とを具備することを特徴とするものであ
る。

【００１１】

【作用】上記の手段によれば、どの詳細度の地図データ
を選択しても選択された地図データの詳細度に対応した
車両位置認識装置が選択されるので、正確な車両位置認
識を行える。

【００１２】

【実施例】まず、本発明一実施例のナビゲーション・シ
ステムの電気的ブロック構成を第図１に示す。１はＧＰ
Ｓ受信機からなる外部情報受信手段で、最低３個の人工
衛星からの信号を受信して地球上での車両の位置（緯度
・経度）を計測するものである（精度は３０〜１５０ｍ
と言われている）。２は地磁気センサからなる走行方位
検出手段で、車両の走行に基づく進行方位を検出する進
行方位センサである。３は車速パルスセンサからなる走
行距離検出手段で、車両のタイヤ１回転に対応した信号
を計測する走行距離センサである。５は車両の初期位置
、縮尺指定等の入力を行う入力装置で、車両の初期位置
その他の補正要求の設定用の入力装置である。

【００１３】４は地図情報記憶手段で、これに記憶され
る表示用の地図データには、例えば、道路網、鉄道、山
、川、橋、駅などが含まれている。また、上記表示地図
データは複数種類の縮尺のデータを持ち、各縮尺の表示
地図データ毎に道路データを持っている。該道路データ
は対応した縮尺に見合うように、道路を選択して保持し
ている。２５万分の１、５万分の１、５千分の１の３種
類の表示用地図データを準備し、対応する２５万分の１
の道路データには高速道路と国道のみ、５万分の１の道
路データには高速道路、国道に加えて幅員８ｍ以上の道
路まで、また５千分の１の道路データには幅員３ｍ以上
の総ての道路、をそれぞれ保持するといった如く各道路
データは階層構成をとっていく。ここに、地図メモリ４
に記憶される道路情報は、例えば、道路のポイント（交
差点を含む）についてＸＹ座標上で示した位置座標と、
そのポイントと隣接するポイントの番号、及びそのポイ
ント間の道路の道幅やポイントの属性等の情報が含まれ
る。

【００１４】６はマイクロコンピュータからなるＣＰＵ
で、入力装置５から入力された車両の初期位置、走行方
位検出手段２及び走行距離検出手段３からのそれぞれの
計測値とが取り込まれ、これらを元に車両の推測位置を
算出し、もしくは、さらに該推測位置と地図情報記憶手
段４の道路データを参照しながら該道路データ上に車両
位置を確定させるマップマッチング演算を行う。この演
算に際し、ＣＰＵ６はＲＯＭ８に予め格納してあるプロ
グラムに従って動作して各種処理を行い、該処理に必要
なデータをＲＡＭ９から読み出すと共に、処理結果をＲ
ＡＭ９に記憶させると共に、マップマッチングにより確
定した車両位置を含む地図画面を表示部７に出力する。

【００１５】ここで、本実施例車両位置認識システムを
説明する前に、従来の車両位置認識システムを図２を用
いて説明する。車両の初期位置は、初期位置入力手段５
Ｂから自車位置認識手段８に入力される。また、用いる
べき地図の縮尺は縮尺指定手段５Ａを用いて指定され、
該縮尺情報は縮尺判別手段６においてデコードされ、具
体的には縮尺Ａを指定するとＳＷ１が、縮尺Ｂを指定す
るとＳＷ２が、縮尺Ｃを指定するとＳＷ３が、それぞれ
ＯＮ状態になる。各ＳＷのうち少なくとも２つが同時に
ＯＮになることはない。自車位置認識手段８は、上記初
期位置を含み、かつ上記縮尺の地図の道路データを地図
情報記憶手段１から検索する。自車位置認識手段８は、
走行距離検出手段３、走行方位検出手段２、外部情報受
信手段１からの情報を受けて、図６のアルゴリズムに基
づいて、自車位置を計算し、これにより得た車両位置と
地図情報記憶手段４からの地図とを重ねて表示部７に表
示する。

【００１６】図６のアルゴリズムについて説明する。ま
ず、Ｓ４で走行距離検出手段４と走行方位検出手段５か
らの出力を基に推測航法を行うとともに前記道路データ
を元にマップマッチングを行い、道路上での車両位置を
演算する。次に、Ｓ２２でＧＰＳ受信機を用いて車両の
現在位置（以後受信車両位置と呼ぶ）を取得する。ここ
に、該ＧＰＳ受信機には受信したデータの誤差レベルを
示す値も現在位置とともに受信され、この値を基にＳ２
３で受信位置の誤差が４５ｍ以下かのチェックを行う。 ここで、もし４５ｍ以下でない場合は、Ｓ２７へ移行す
る。即ち受信データは用いず、前記マップマッチングに
よる車両位置を表示部７に送る。また、誤差が４５ｍ以
下ならば、該受信車両位置は確からしいと考え、Ｓ２４
で前記マップマッチングによる車両位置とＧＰＳ受信機
から得た車両位置との間の直線距離を計算し、Ｓ２５で
該距離が１００ｍ以上かのチェックを行う。もし該距離
が１００ｍ以上でない場合は、前記マッチング位置は正
しいものとみなし、Ｓ２７へ移行し、マッチング位置を
表示部７に送る。もし該距離が１００ｍ以上あるならば
、Ｓ２６で前記マッチング位置は誤っている確率が高い
とみなし、ＧＰＳ受信位置に最も近い道路リンクを地図
メモリ１から検索し、該リンク上にマッチング位置を確
定させ、Ｓ２７でマッチング位置を表示部７に送る。

【００１７】ところが、上記アルゴリズムは、車両が走
行可能な道路を総て含むような道路データを用いた場合
には有効だが、部分的に道路を間引いた道路データを用
いた場合、例えば実際の車両が前記道路データに無い道
路を走行したときに、マップマッチングにより無理に道
路データ上にマッチング位置を確定させること自体が意
味の無いことになる。よって、図６のアルゴリズムは地
図メモリ１の縮尺Ｃの道路データに関しては使用可能だ
が、縮尺Ａ、Ｂに対しては使用に耐えられないことにな
る。

【００１８】本実施例は斯る従来システムの問題点を解
決するものであり、本実施例の車両位置認識システムを
説明する。図３において、従来のシステムとの違いは、
地図メモリ１が含む各縮尺Ａ、Ｂ、Ｃの道路データに対
して、自車位置認識手段Ａ，Ｂ，Ｃをそれぞれ準備した
点にある。詳細には図３において、縮尺指定手段２を用
いて指定すると、該縮尺情報は縮尺判別手段３において
デコードされ、具体的には縮尺Ａを指定するとＳＷ１と
ＳＷ４が、縮尺Ｂを指定するとＳＷ２とＳＷ５１６が、
縮尺Ｃを指定するとＳＷ３とＳＷ６を、それぞれＯＮ状
態とし、これにより、指定した縮尺に対応した地図デー
タと自車位置認識手段との間が直結するように構成した
ことにある。そして、自車位置認識手段としては各縮尺
Ａ，Ｂ，Ｃに対応して図４に示すアルゴリズムの自車位
置認識手段Ａ８、図５に示すアルゴリズムの自車位置認
識手段Ｂ９、図６に示すアルゴリズムの自車位置認識手
段Ｃ１０がそれぞれ準備されている。各アルゴリズムは
ＲＯＭ８にプログラムの形で記憶されている。

【００１９】以下に、実施例の動作を説明する。まず、
縮尺Ａの地図データが選択指定されたとすると、走行距
離検出手段３から車速パルス（１．６ｍ進行したことを
意味する）が自車位置認識手段Ａ８に入力されると、Ｓ
２で外部情報受信手段６であるＧＰＳ受信機が受信（Ｓ
１）した車両位置と誤差レベルを示す値を取得し、該誤
差レベルを用いて受信位置の誤差が１５０ｍ以下かどう
か調べる。もし該誤差が１５０ｍ以下の場合は、該受信
位置を現在の車両位置とみなし、Ｓ４でそのまま表示部
７に出力する。もし該誤差が１５０ｍ以下でない場合は
、受信位置は用いず、Ｓ３で推測航法で車両位置を演算
し、これを現在の車両位置とみなして表示部１１に出力
する。

【００２０】次に、縮尺Ｂの地図データが選択指定され
たとすると、走行距離検出手段３から車速パルス（１．
６ｍ進行したことを意味する）が自車位置認識手段Ｂ９
に入力されると、Ｓ２で外部情報受信手段６であるＧＰ
Ｓ受信機が受信（Ｓ１）した車両位置と誤差レベルを示
す値を取得し、該誤差レベルを用いて受信位置の誤差が
１５０ｍ以下かどうか調べる。もし該誤差が６０ｍ以下
の場合は、該受信位置を現在の車両位置とみなし、Ｓ４
でそのまま表示部７に出力する。もし該誤差が１５０ｍ
以下でない場合は、受信位置は用いず、Ｓ３で推測航法
で車両位置を演算し、これを現在の車両位置とみなして
表示部１１に出力する。

【００２１】最後に、縮尺Ｃの地図データが選択指定さ
れた場合は、既に従来例の説明にて説明済みであるので
、説明を省略する。

【００２２】上記の実施例によれば、縮尺Ａの地図デー
タを選択した場合、推測航法により自車位置が表示され
るので、従来例のように縮尺Ａ選択時にマップマッチン
グを用いることによる誤った道路の選択を行い、正確に
車両位置を道路に乗せられないといった不都合を無くす
ことが可能とる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、選
択された地図道路データの性質に関わらず正確な車両位
置認識が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例の車両位置認識・表示装置のハ
ード構成を示すブロック図である

【図２】従来例の車両位置認識・表示装置の基本構成を
示すシステム構成図である

【図３】本発明一実施例の車両位置認識・表示装置の基
本構成を示すシステム構成図である

【図４】図３における車両位置認識・表示手段Ａを示す
フローチャートである

【図５】図３における車両位置認識・表示手段Ｂを示す
フローチャートである

【図６】図３における車両位置認識・表示手段Ｃを示す
フローチャートである

【図７】推測航法の原理図を示す図である

【図８】地図
メモリに含まれる地図道路データの状態を示す図である

【図９】車両の推測航法位置とマップマッチングを行っ
て求めた車両のマッチング位置の状態を示す図である

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の進行方位を検出する方位検出手段と
   、車両の走行距離を検出する走行距離検出手段と、それ
   ぞれ詳細度が階層的に異なる道路データを有する複数の
   表示地図データを記憶した地図情報記憶手段と、前記表
   示地図データの詳細度を指定する詳細度指定手段と、前
   記地図道路データの詳細度に対応した複数の自車位置認
   識手段と、表示手段とを有し、前記走行距離検出手段及
   び方位検出手段の出力及び地図情報記憶手段からの道路
   データを基に道路上での車両位置を演算するものであっ
   て、前記詳細度指定手段により指定した詳細度に対応し
   た複数の自車位置認識手段と、前記詳細度指定手段によ
   り指定した詳細度の地図道路データを前記地図情報記憶
   手段から取得しまた該詳細度に対応した自車位置認識手
   段を上記複数の自車位置認識手段から選択し　　、該地
   図道路データと該自車位置認識手段を用いて算出した車
   両位置を前記表示手段に表示する制御手段とを具備する
   ことを特徴とする車両位置表示装置。