JPH06265364A - ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、利用者に現在位置表示の信頼性の
目安を提供し、位置表示の精度を向上することを目的と
したナビゲーション装置を提供するものである。 【構成】 広域でとらえた走行データと量子化した地図
データの形状のパターンを照合するという方法を用いた
マッチングを行う（ステップ４）。走行データを一定の
距離または時間でサンプリングし重み付けを行う。重み
付けは、直進判断やセンサーからの誤差情報により信頼
性の高いものほど大きくする（ステップ５）。サンプリ
ングデータと地図データの形状のパターンを照合し、最
も一致するところを検索する。検索エリアは予めサンプ
リングデータと誤差範囲から現在位置が存在しうる領域
として決定しておく（ステップ７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＧＰＳ受信機もしくはそ
の他のセンサーから得られる位置情報に関するデータと
地図データのマッチングをとることにより現在位置表示
を行うナビゲーション装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ナビゲーション装置は、より精度
の高い位置表示を行うために、センサーデータと地図デ
ータのマッチングをとるという処理が施されるようにな
っている。以下に従来のマッチングの方法について説明
する。特開平１−２７６０１５号公報に記載されたマッ
チングの方法においては、地図情報として予め記憶され
た道路のノード情報を用いている。各センサーから得ら
れた自車の進行方向と最も一致するノードの方向を検索
して実際に走行している道路を判定する。前処理とし
て、現在位置からの各ノードの方向を検出しておく必要
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の方法では、１００ｍ程度の領域内でのマッチングで
あるためセンサーからの情報の誤差が大きい場合など正
しい現在位置を推定できないことがある。また、道路上
を走行していない場合でも、隣接する道路上に存在する
と誤認してしまう可能性がある。

【０００４】本発明は上記従来技術の課題を解決するも
ので、走行データを広域でとらえ、その形状的な特徴を
とることでセンサー情報の誤差の影響を受けにくくし、
地図上にない道路上を走行している場合でも対応できる
マッチングを行うことを目的とする。

【０００５】また、ユーザーにその走行軌跡の信頼性を
しめすことにより誤認を減らすことも目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、移動体である自己の現在位置及び移動状態
を測定するセンサと、移動中の地図情報を記憶する記憶
手段と、前記センサが測定した測定データを量子化して
重み付けを行い、一方、前記記憶手段が記憶している地
図情報を量子化して、量子化された当該測定データと地
図情報とを広範囲にわたるパターンマッチングする制御
手段とを設けたものである。

【０００７】また、必要に応じて、表示手段により、制
御手段によるパターンのマッチングの照合率を現在位置
の信頼性として表示するものである。

【０００８】

【作用】本発明は上記手段によって、センサーデータや
地図データの誤差の影響を最小限に抑え、精度の高い現
在位置表示が可能となる。また、センサーデータの信頼
性をナビゲーション装置自身が行うことにより、ユーザ
ーが誤って判断しないようにすることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例におけるナビゲー
ション装置の構成を示した図である。図１において、１
はＧＰＳ衛星からの信号をとらえ現在位置を測定するＧ
ＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）受信機
である。２は車両等の自己の移動体の加速度を測定する
加速度センサー、３は当該移動体の速度を測定する速度
（車両の場合は車速）センサー、４は地図データを格納
しているＣＤ−ＲＯＭである。５はナビゲーション制御
装置で、ＧＰＳ受信機１、加速度センサ、車速センサ
３、ＣＤ−ＲＯＭ４を制御するとともに、それらからの
情報を処理する。６はナビゲーション制御装置５の結果
を操作者（車両の場合は運転手等）に表示するモニタ
ー、７は操作者が操作情報を入力するキーボードであ
る。

【００１１】以上のような構成において、以下、その動
作を説明する。図２は上記構成におけるＧＰＳ受信機１
から得られる走行データとＣＤ−ＲＯＭ４から読み込ま
れる地図データとのマッチング処理に至る流れを示す。
この図２を参照しながら説明する。

【００１２】先ず、ステップ１でナビゲーション制御装
置５は、ＧＰＳ受信機１が測定した現在位置の測位デー
タ及び誤差データを受け取る。測位データは、一定距離
単位（0.8〜1.0km毎）にサンプリングしたものを次の処
理におくる（以下の処理ではサンプリングした走行デー
タをサンプリングデータとよぶ）。

【００１３】次にステップ２で、ナビゲーション制御装
置５は、ステップ１から送られてきたサンプリングデー
タの最大・最小の緯度、経度をもとめ全てのサンプリン
グデータを含む四角形の領域を定める。また、一点ごと
の誤差データが得られるのでその平均の誤差分を加えた
領域を存在領域として各４点の座標を求める。

【００１４】ステップ３で、ナビゲーション制御装置５
は、その４点を含む存在領域に位置するエリアの地図デ
ータをＣＤ−ＲＯＭ４から読み込む。

【００１５】ステップ４で、ナビゲーション制御装置５
は、読み込んだ地図データを量子化する。ここで行う量
子化とは緯度、経度を一秒単位に区分し各区分領域に道
路があるか無いかで表すことである。図３に当該量子化
のアルゴリズムの一実施例を示す。

【００１６】ステップ８で現在位置の存在領域の４点の
座標を入力する。次にＣＤーＲＯＭ４から読み込まれた
道路ノードA,Bを入力する。

【００１７】ステップ１０で、道路ノードA,Bが存在領
域内に有るかを判定し、存在領域内であればステップ１
１に進む。そうでなければ、ステップ９に戻り次の道路
ノードを読み込む。

【００１８】ステップ１１では、２点A,Bを結ぶ直線の
方程式（数１）を求める。ステップ１２に進み、２点間
のでx,y各座標の差（x.marg，y.marg）を求める。 ス
テップ１３で、x.marg，y.margを比較しx,yどちらの座
標の差が大きいかを調べ、仮にｘ軸ならば次に点A,B各
ｘ座標の値の大小を比較し、小さい方の値を変数tmpに
代入する。

【００１９】ステップ１４に移り、変数tmpに代入した
値がｘ座標値ならばｙの値を、ｙ座標値ならばｘの値を
（数１）から求める。この結果得られた値を（t.x，t.
y）とする。

【００２０】

【数１】

【００２１】次にステップ１５に進み、量子化を表す配
列をt.map[y軸][x軸]と定義し、（数２）とすること
で、道路の量子化を表す。

【００２２】

【数２】

【００２３】ステップ１６で、２点A,Bを結ぶ道路の量
子化が終了したかを判定し、終了していなければ、ステ
ップ１７でtmpの値に１を加え、ステップ１４に戻る。
終了していれば処理を終える。

【００２４】この図３の実施例においては、量子化サイ
ズを一秒にしたがこの大きさに限定するものではない。
道路が密集する地域ではもっと小さな領域で区分しても
よい。また、走行状態によって量子化のサイズを変えて
もよい。

【００２５】次の図２のステップ５に説明を戻ると、ナ
ビゲーション制御装置５は、ステップ１で得られる誤差
データを基に、各サンプリングデータに重み付けを行
う。なお、当該重み付けは、以下のように行う。

【００２６】（ア） 誤差情報による重み付けを行う。
ＧＰＳ受信機１から得られる誤差の値（Ｅgps）によ
り、重み（ｇe）を（数３）から求める。

【００２７】

【数３】

【００２８】Ｅthは衛星の状態により可変とする。誤差
の平均としてもよい。 （イ） データの連続性による重み付けを行う。つま
り、サンプリングデータ（ｄ1,ｄ2,・・・,ｄn）の連続性
による重み付けを行う。ここで、連続しているとは図４
においてデータｄmが量子化した地図上でＡの位置であ
った場合に、次のｄm+1が斜線部分内に存在すれば、デ
ータは連続しているとみなす。このように連続している
場合に（数４）で表されるような方法で重み付けを行う
ことにより累積誤差の影響を小さくする。

【００２９】

【数４】

【００３０】（ウ） 上記処理（ア）、（イ）から得ら
れた重みｇth、ｇcから（数５）から最終的な重み
（ｇ）を決定する。

【００３１】

【数５】

【００３２】（エ） 走行データをサンプリングする前
に、１走行データが同時刻に加速度センサ２から得られ
る車両の進行方向と車速センサ３から得られる走行距離
から推測される位置と大きくずれている場合に、そのＧ
ＰＳ受信機１からのデータは信頼性に問題があるとみな
しサンプリングデータから外す。

【００３３】以上、（ア）〜（エ）の各処理により重み
付けを行う。しかしながら、重み付けはこれらの方法に
限るものではない。

【００３４】次の図２のステップ６に説明を戻ると、ナ
ビゲーション制御装置５は、加速度センサ２からの情報
により車両が直進しているかどうかを見る。連続するデ
ータが直進していることを示せば、それらのデータがも
つ重みを増やす。以上の処理を行った後、ステップ７に
移る。

【００３５】図５はステップ７のマッチング処理のフロ
ーチャートを示したものである。ステップ１８で、重み
付けされたサンプリングデータを入力する。

【００３６】ステップ１９では、その入力データと量子
化した地図データを参照し、その座標に道路があるかど
うか照合していく。

【００３７】サンプリングデータと道路データの座標が
一致した場合、ステップ２０でサンプリングデータが持
っている重みを照合値（ｇn）としてもつ。次にまた一
致したら、前回の照合値に加算していく。

【００３８】ステップ２１では、全サンプリングデータ
の照合が終了したかを確認し、終了していなければステ
ップ１８に戻り、終了していればステップ２２に進む。

【００３９】ステップ２２では、全サンプリングデータ
が一致した場合を１００％として照合値を表したものを
以下照合率（Ｅ）とよぶ。照合率は（数６）から得られ
る。

【００４０】

【数６】

【００４１】照合率が８０％以上を示した場合、ステッ
プ２７に移り、走行データを道路データに合わせて表示
し、ステップ２８で、走行軌跡の信頼性も示す。

【００４２】照合率が８０％以下のときはステップ２３
に移りサンプリングデータのパターンに回転やスライド
を行う処理を施す。

【００４３】その後ステップ２４に移り５０％以上かど
うかを判定する。５０％以下のときは、ステップ２８に
移りデータの信頼性のみを表示する。５０％以上を示せ
ば、ステップ２５の処理を行う。

【００４４】ステップ２５では、重みが大きく連続して
一致している小エリアがないかどうかを照合し直す。

【００４５】ステップ２６に移りそのエリアにおける照
合率が８０％以上を示すようならばその道路を優先す
る。８０％以上をしめすエリアが幾つか存在した場合、
各エリアを道路と合わせることにより、照合率の悪いエ
リアも連動して引き込む。このとき照合率の悪いエリア
を無理に道路データに合わせるようには補正しない。ス
テップ２８に移り表示においてその信頼性もしめす。

【００４６】なお、本実施例においてはＧＰＳ受信機を
搭載したが、これはＧＰＳ受信機に限定するものではな
い。さらに、マッチングの判定条件の照合率もこれらの
値に限定するものではない。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明は走行データに重み
付けを行い広域のパターンをとることで、部分的に誤差
が大きいデータ、もしくは道路上を走行していない場合
でも信頼性の高いマッチングを行うことができる。ま
た、表示された走行軌跡の信頼性を示すことで、ユーザ
ーが誤った判断をすることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるナビゲーション装置
のブロック結線図

【図２】同実施例におけるナビゲーション装置のマッチ
ングの前処理をしめすフローチャート

【図３】同実施例におけるナビゲーション装置の量子化
のアルゴリズムをしめすフローチャート

【図４】同実施例におけるナビゲーション装置のサンプ
リングデータが連続している時のデータの位置関係図

【図５】同実施例におけるナビゲーション装置のマッチ
ング処理をしめすフローチャート

【符号の説明】

１ ＧＰＳ受信機 ２ 加速度センサ ３ 車速センサ ４ ＣＤ−ＲＯＭ ５ ナビゲーション制御装置 ６ モニター ７ キーボード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体である自己の現在位置及び移動状
   態を測定するセンサと、移動中の地図情報を記憶する記
   憶手段と、前記センサが測定した測定データを量子化し
   て重み付けを行い、一方、前記記憶手段が記憶している
   地図情報を量子化して、量子化された当該測定データと
   地図情報とを広範囲にわたるパターンマッチングする制
   御手段とを具備したナビゲーション装置。
2. 【請求項２】 表示手段により、制御手段によるパター
   ンのマッチングの照合率を現在位置の信頼性として表示
   することを特徴とするナビゲーション装置。