JPH06347281A - 車載ナビゲーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地図データ中の道路の形状や位置が不正確で
も、車両の現在位置を、地図上の適正な位置に表示でき
る車載ナビゲーションシステムを提供する。 【構成】 地図データと、それに含まれる道路に関する
精度を表す精度データを合わせて記憶するＣＤ−ＲＯＭ
１と、車両の進行状況をモニタするセンサ４、５、６
と、車両の走行軌跡を算出し、それを対応する道路形状
と比較し、適合しない場合はその精度データに応じて、
車両位置を補正し、車両の地図上における適正な位置を
決定するＣＰＵ４と、地図および車両の現在位置を表示
する表示手段とを有する。 【効果】 車両の走行軌跡と、それに対応する道路形状
がマッチしない場合でも、その原因に応じて、車両の位
置を補正できる。したがって、車両の現在位置を、表示
されている地図上の適正な位置に、常に、表示すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の表示装置に表示
された地図上に、車両の現在位置を示す車載ナビゲーシ
ョンシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車載ナビゲーションシステムは、
車両に備えてある距離センサおよび方位センサの信号を
もとに、車両の走行軌跡を計算し、現在の車両位置を得
ている。さらに、この車両位置は、デジタル化されたデ
ータとして記憶装置に記憶されている地図とともに、表
示装置に表示される。従来の車載ナビゲーションシステ
ムとしては、例えば、特開昭５８−１０７８２号公報に
記載されているものが挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の車載ナ
ビゲーションシステムで使用されている地図データに含
まれる道路の形状や位置は、不正確な事がある。そのた
め、車両の軌跡が正確に算出されていても、車両位置を
表示する際、表示されている地図上の位置が、実際の位
置からずれてしまったり、システムが正常に動作しなく
なるという問題が生じていた。

【０００４】このような道路の位置や形状の不正確さの
原因のひとつは、地図データのもととして広く利用され
ている地形図等における、表記事項の省略や変更等が反
映されたものである。

【０００５】例えば、国土地理院発行の縮尺２万５千分
の１の地形図では、地図作成上の規約（昭和６１年２．
５万分の１地形図図式、社団法人日本測量協会）によっ
て、山岳部のカーブ、河川や海岸線等の自然の地物また
は鉄道に隣接する道路、重要度の低い市街地の狭い道
路、高速道路のインターチェンジやジャンクション等の
道路における、道路の形状や位置の変更が認められてい
る。また、工事中の道路や、開通しているのに、地形図
にはまだ表記されていない道路など、その位置や形状
が、実際のものと異なる場合がある。

【０００６】このような表示事項の省略や変更は、通
常、地図を見ただけでは、判断できない。そのため、従
来のシステムでは、誤差を含んだ地形図を、そのままデ
ジタル化して、データとして使用していた。

【０００７】したがって、従来システムにおいて、車両
位置が、道路以外の場所に表示されるなどの問題が生じ
た場合には、算出された車両位置に一番近い道路に、車
両位置を移動するという方法で問題を回避していた。し
かし、この方法では、車両位置が正しい位置に移されて
いるとは、必ずしも言えなかった。

【０００８】なぜなら、用いられている地図データに含
まれる道路の形状や位置は、変更されている場合があ
り、そのため、車両の真の位置が、距離的に一番近い道
路上にあるとは限らないためである。

【０００９】本発明の目的は、地図データ中の道路の形
状および位置の精度に関する精度データを用いることに
より、車両位置を、常に、表示装置に表示されている地
図上の適正な位置に示すことができる車載ナビゲーショ
ンシステムを、提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、地図データ、
その地図データに含まれる各道路の形状を示す形状デー
タ、および、当該道路の精度に関する精度データとを記
憶する記憶手段と、車両の位置を設定する初期位置設定
手段と、車両の走行状況を検出する走行状況検出手段
と、走行状況検出手段からの信号を用いて、車両の走行
軌跡を算出する走行軌跡算出手段と、算出された走行軌
跡に対応する地図データ中の道路の形状データを記憶手
段から読みだし、それを当該走行軌跡と比較し、両者の
ずれが、ある一定の値よりも大きいか小さいかを判断す
るずれ判定手段と、ずれが大きいと判定された場合、当
該道路に関する精度データを記憶手段から読みだし、そ
の値を用いて決定される位置に車両位置を移動し、移動
後の位置を、新たに、車両の現在の位置とする位置補正
手段と、ずれが小さいと判定された場合、当該走行軌跡
から車両の現在の位置を決定する位置決定手段と、決定
された車両の現在の位置を、記憶手段から読みだされた
地図データ上に、地図データとともに表示する表示手段
とを有することを特徴とする、車載ナビゲーションシス
テムによって達成される。

【００１１】

【作用】本発明の車載ナビゲーションシステムでは、以
下のような位置表示サイクル動作を繰り返すことで、車
両の位置を、表示手段に表示されている地図上に、順次
表示することができる。

【００１２】最初に、初期位置設定手段によって設定さ
れた車両の位置を含む地図が、記憶手段から読みださ
れ、表示手段に表示される。また、初期設定が終了した
後の次のサイクルでは、１サイクル前の車両の位置が、
初期設定された位置の代わりに用いられる。

【００１３】車両が走行するに従い、車両の走行状況検
出手段からの信号が、走行軌跡算出手段に送られる。走
行軌跡算出手段は、それらの信号を受け取り、ある特定
周期、例えば、数十ｍｓ毎に、車両の走行軌跡を算出す
る。

【００１４】この走行軌跡と、上記で設定されている車
両位置から、ずれ判定手段は、車両が走行したと推測さ
れる道路の一部分を特定し、それに対応する形状データ
を記憶手段から読みだす。さらに、ずれ判定手段は、そ
の形状データと算出された走行軌跡とを比較し、両者の
ずれが、ある特定の値より大きいか小さいか、つまり、
道路形状と算出された走行軌跡が、合うか合わないかの
マップマッチングを行なう。

【００１５】合わない場合、つまり、地図データに含ま
れる道路の形状と、算出された走行軌跡とのずれが大き
い場合には、位置補正手段が、その形状に関する精度デ
ータを読みだす。さらに、位置補正手段は、その精度デ
ータに応じて、予め設けられた方法を用いて、車両位置
を移動し、その移動後の位置を新たに、車両の位置と
し、次の位置表示サイクル動作を、開始する。

【００１６】ここで、形状データとは、地図データに含
まれる道路を、その長さ方向に、ある特定距離毎に分割
して作られる、道路片の形状をデータ化したものであ
る。また、精度データとは、形状データを作成する際
に、そのもととなった道路片の精度を、複数にランク分
けしたものである。具体的には、この精度は、地図デー
タのもととなる地形図における作成上の規約等によっ
て、決定される。

【００１７】例えば、国道等の重要度の高い道路は、地
形図の作成過程において、河川や海岸線等の自然の地物
または鉄道に隣接しない限り、その形状や位置を変更さ
れる可能性が非常に小さい。したがって、実際の道路の
形状に極めて近いと考えられ、よって、精度が高いとす
る。一方、市街地内部の幅の狭い道路など、一般にはあ
まり使用されない道路は、省略されたり、変更されたり
することが許されているため、精度が低いとする。

【００１８】このような精度の設定方法は、地図データ
のもととなる地形図に応じて、任意に設定できるもので
ある。また、精度データとしては、例えば、一桁の数字
（０、１、２、・・・）等、あまり、メモリ量を使用し
ないものが利用できる。

【００１９】道路の形状と走行軌跡とが、合わない場合
のもう一つの原因として、走行状況検出手段から生じる
誤差が考えられる。しかし、このような誤差は、使用さ
れる走行状況検出手段特有の問題である。したがって、
本発明では、このような誤差は存在しても、その大きさ
は一定で、ずれ判定手段に動作に影響しないものと仮定
する。

【００２０】一方、道路の形状と走行軌跡とが合う場
合、つまり、両者のずれが小さいとずれ判定手段によっ
て判定された場合は、位置決定手段によって、算出され
た走行軌跡から、車両の現在の位置が決定される。

【００２１】決定された車両の現在の位置は、表示手段
によって、記憶手段から読みだされた地図上に表示され
る。

【００２２】以上で、位置表示サイクル動作が終了とな
り、次のサイクルが開始される。このようにして、表示
手段に表示されている地図上に、車両位置を、順次表示
することができる。

【００２３】

【実施例】本発明の一実施例を、以下に説明する。図１
は、本発明を適用した一実施例の構成を示すブロック図
である。

【００２４】本実施例は、図１に示されるように、地図
データと、その地図データ中に含まれる道路を分割して
作られた、ある特定距離を有する道路片の形状を示す形
状データと、その道路片の精度に関する精度データとを
記憶する読みだし専用記憶装置（ＣＤ−ＲＯＭ）１と、
車両の位置決定および位置表示に必要な、以下に説明す
るフローチャートに沿った処理動作を、実施する中央処
理ユニット（ＣＰＵ）４と、走行状況を検出する走行状
況検出センサ１０とを有している。

【００２５】さらに、本実施例は、ＣＰＵ４へのデータ
の入出力を早めるため、車両位置近傍の道路の形状デー
タおよび精度データを、一時的に記憶しておくための書
き換え可能なメモリ２と、車両位置の初期設定する入力
装置３と、地図および車両の現在位置を重ねて表示する
ＣＲＴ８とを備えている。

【００２６】走行状況検出センサ１０は、移動速度を検
出する速度センサ５と、車両の進む方位の絶対値を検出
する地磁気センサ６と、車両の進む方向の方向変化を検
出するジャイロセンサ７とから構成される。

【００２７】以下に、本実施例において、ＣＰＵ４が実
施する、車両位置の決定および表示のための位置表示サ
イクルにかかわる処理動作を、図２から図６に示すフロ
ーチャートによって説明する。

【００２８】本処理動作のメインフローを、図２に示
す。ここでは、最初、入力装置３によって設定された初
期位置、または、この位置表示サイクルにおいて、１サ
イクル前に得られた車両位置を含む、ある一定領域の地
図を、ＣＤ−ＲＯＭ１から読み出す。同時に、車両位置
近傍の道路に関する形状データおよび精度データを、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ１から読みだし、メモリ２に書き込む。さら
に、ＣＤ−ＲＯＭ１から読み出した地図を、ＣＲＴ８の
画面上に表示し、その地図上に車両の位置を表示する
（ステップ１００）。

【００２９】ある特定の時間後、例えば、数十ｍｓ後
に、車両の走行状態を検出するセンサ５、６、７からの
信号をもとに、ＣＰＵ４が車両の移動距離・方向を算出
し、走行軌跡を計算する（ステップ１０１）。

【００３０】ＣＰＵ４は、その走行軌跡に対応する、地
図データ中の道路片に関する形状データを、メモリ２か
ら読みだし、それと車両の走行軌跡とのずれを算出する
（ステップ１０２）。算出された両者のずれが、予め定
められた値よりも大きいか小さいか、つまり、両者がマ
ッチするかどうかを判断する（ステップ１０３）。

【００３１】ずれが小さく、道路形状と走行軌跡とが適
合すると判断された場合、ＣＲＴ８に表示されている地
図上の車両の位置を、走行軌跡を用いて決定した位置へ
移動する（ステップ１０４）。

【００３２】以上で、位置表示サイクルの処理動作のメ
インフローが完了する。通常は、このサイクルが繰り返
されることによって、車両の移動にしたがい、地図上に
車両位置が、順次表示される。

【００３３】しかし、ステップ１０３で、道路形状と走
行軌跡とが適合しない場合、その道路に関する精度デー
タに応じて、車両位置を補正する方法を実行するサブル
ーチンを選択する。

【００３４】本実施例では、用いられる地図データのも
ととなる地形図の、作成上の規約（昭和６１年２．５万
分の１地形図図式、社団法人日本測量協会）に応じて、
各形状データのもととなる道路片の精度を、０、１、
２、３の４ランクに分けている。以下に、それぞれの精
度における条件および解釈を示す。

【００３５】ａ）精度データ＝０の場合 条件：このデータのもととなる道路片は、地形図作成時
に、その変更が認められない道路の一部である。

【００３６】解釈：この道路片に対応する形状データ
は、実在の形状を、正確に示している。

【００３７】ｂ）精度データ＝１の場合 条件：このデータのもととなる道路片は、地形図作成時
に、その位置の変更が許されている。

【００３８】解釈：この道路片に対応する形状データ
は、実在の道路の形状を正確に反映しているが、位置が
変更されている可能性がある。

【００３９】ｃ）精度データ＝２の場合 条件：このデータのもととなる道路片は、地形図作成時
に、形状の変更が許されている。

【００４０】解釈：この道路片に対応する形状データ
は、実在の形状と異なる可能性がある。

【００４１】ｄ）精度データ＝３の場合 条件：このデータのもととなる道路片は、地形図作成時
に、形状および位置の変更が許されている。

【００４２】解釈：この道路片に対応する形状データ
は、実在の道路の形状および位置と異なる可能性があ
る。

【００４３】これらの精度データの設定条件は、上記に
限られない。これ以外にも、ランクの分け方があり、そ
れらを使用しても本発明の目的を達成することできる。

【００４４】上記のように分けられた精度データを利用
して、ステップ１０３では、道路形状と走行軌跡と合わ
ない場合、その道路片に関する精度データを、メモリ２
から読みだし（ステップ１１０）、その値に応じて（ス
テップ１１１、１１２、１１３）、以下に説明するサブ
ルーチンへ移動する。つまり、精度データの値が、０の
場合は、ステップ１０００（図３）へ、１の場合にはス
テップ１１００（図４）へ、２の場合はステップ１２０
０（図５）へ、３の場合はステップ１３００（図６）へ
移動する。

【００４５】それぞれのサブルーチンでは、道路の形状
に関する精度に応じて、その形状と走行軌跡が合わない
原因を、解消し、車両の位置を補正する。車両位置が補
正され、そのサブルーチンが終了すると、図２に示され
る位置表示サイクルの、メインフローへ戻る。

【００４６】それぞれの精度データ値に対応するサブル
ーチンについて、図３から図６を用いて以下に説明す
る。

【００４７】 （１）精度データ＝０のサブルーチン（図３参照） この場合、地図データ中に含まれる道路の形状と走行軌
跡とがマッチしていなくとも、この形状データの精度は
高く、さらに、本実施例では、走行軌跡に含まれる誤差
は考慮にいれないため、走行軌跡も正確であると判断す
る。つまり、地図データ中に、何等かの理由によって含
まれなかった道路を走行していると判断するのである
（ステップ１００１）。

【００４８】この時の車両の走行軌跡を、正しいものと
して、道路に関係なく、走行軌跡から算出された位置
へ、車両位置を移動させる（ステップ１００２）。移動
後の位置からの車両の走行にともない、車両走行状況を
検出するセンサ５、６、７からの信号を用いて走行軌跡
を算出し（ステップ１００３）、その軌跡に沿った、い
ずれかの位置が、地図データ中に含まれる道路上にある
か（ステップ１００４）を判断する。

【００４９】このサブルーチンでは、走行軌跡が地図デ
ータ中に含まれる道路に乗るまで、ステップ１００２か
ら１００４までが繰り返され、走行軌跡が地図データ中
の道路に乗った時点で、ステップ２０００へ移動し、図
２に示される位置表示サイクルのメインフローに戻る。

【００５０】 （２）精度データ＝１のサブルーチン（図４参照） この場合は、道路の形状データは正しいが、その地図上
の道路の位置が、実際の位置からずれていると判断する
（ステップ１１０１）。

【００５１】そこで、現在の地図上の車両の位置を、そ
の位置にもっとも近い道路上に移動する（ステップ１１
０２）。この時、移動した距離は、車両位置における含
み誤差として、メモリ２に記憶しておく（ステップ１１
０３）。

【００５２】移動後の位置からの車両の走行にともな
い、車両走行状況を検出するセンサ５、６、７からの信
号を用いて走行軌跡を算出し（ステップ１１０４）、そ
の軌跡が道路形状とマッチするかどうか（ステップ１１
０５）を判断する。マッチしない場合は、その道路に沿
って、走行距離分だけ移動させ、ステップ１１０４へ戻
る。 ステップ１１０５で、走行軌跡と形状がマッチし
たと判断された後、メモリ２に記憶されている車両位置
の含み誤差を修正し（ステップ１１０６）、その後、ス
テップ２０００へ移行し、図２のメインフローへ戻る。

【００５３】 （３）精度データ＝２のサブルーチン（図５参照） この場合は、地図データ中の道路の形状は、実際のもの
とは異なると判断する（ステップ１２０１）。

【００５４】すでに算出された走行軌跡を無視して、車
両がすでに存在している道路に沿って、車両の位置を、
算出された走行距離だけ移動させる（ステップ１２０
２）。車両位置を移動させた後、新たに、走行軌跡を算
出し（ステップ１２０３）、その軌跡と道路形状とがマ
ッチするかどうかを判断する（ステップ１２０４）。

【００５５】マッチしない場合は、ステップ１２０３へ
戻り、マッチした場合は、ステップ２０００へ移行し、
図２のメインフローへ戻る。

【００５６】 （４）精度データ＝３のサブルーチン（図６参照） この場合は、道路の形状および位置が、実際のものと異
なる判断する（ステップ１３０１）。

【００５７】すでに算出された走行軌跡から車両位置を
決定し、それをメモリ２に記憶する（ステップ１３０
２）。次に、その位置近くに道路が存在するかどうか
を、読みだされた地図データを調べ（ステップ１３０
３）、存在するかどうか（ステップ１３０４）を判断す
る。存在する場合には、その道路へ車両位置を移動し
（ステップ１３０５）、存在しない場合には、ステップ
１３０２へ戻る。

【００５８】移動後の位置からの車両の走行にともな
い、車両走行状況を検出するセンサ５、６、７からの信
号を用いて、新たに、走行軌跡を算出し（ステップ１３
０６）、その軌跡が道路形状とマッチするかどうか（ス
テップ１３０７）を判断する。

【００５９】マッチしない場合は、ステップ１３０２へ
戻り、マッチする場合には、ステップ２０００へ移行
し、図２のメインフローへ戻る。

【００６０】本実施例では、以上の４つのサブルーチン
により、地図データに含まれる道路形状および位置の誤
差のため、車両の軌跡が正確に算出されていても、表示
されている地図上の車両位置が、実際の位置からずれて
しまう問題を防ぐことができる。もちろん、使用できる
サブルーチンの内容は、上記に限られない。ナビゲーシ
ョンシステムに用いられる地図データのもととなる地形
図の種類や、装置構成に応じて、他のサブルーチンを使
用して、車両位置の補正を、実施しても構わない。

【００６１】また、本実施例では、道路地図を記憶する
記憶装置としてＣＤ−ＲＯＭを使用している。しかし、
ハードデイスクやＩＣカード等の書き換え可能な記憶手
段を用いることもできる。また、位置入力装置は、ジョ
イステイック等を使用することもできる。さらに、ＧＰ
Ｓなどの衛星航法測位システムを利用して、初期位置を
取得することもできる。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、地図データに含まれる道路
の、形状および位置の精度に関するデータを利用してい
る。そのため、算出された車両の走行軌跡と、それに対
応する部分の道路の形状データが、マッチしない場合で
も、その原因に応じて、車両の位置を補正できる。した
がって、車両の現在位置を、表示されている地図上の適
正な位置に、常に、表示することができる。

【００６３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成ブロック図。

【図２】本発明の一実施例の位置表示サイクルの一部を
示すフローチャート。

【図３】図２の実施例の位置表示サイクルの一部を示す
フローチャート。

【図４】図２の実施例の位置表示サイクルの一部を示す
フローチャート。

【図５】図２の実施例の位置表示サイクルの一部を示す
フローチャート。

【図６】図２の実施例の位置表示サイクルの一部を示す
フローチャート。

【符号の説明】

１…ＣＤ−ＲＯＭ、 ２…メモリ、 ３…入力装置、
４…ＣＰＵ、５…車速センサ、 ６…地磁気センサ、
７…ジャイロセンサ、１０…走行状況検出センサ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地図データ、その地図データに含まれる各
   道路の形状を示す形状データ、および、当該道路の精度
   に関する精度データとを記憶する記憶手段と、 車両の位置を設定する初期位置設定手段と、 車両の走行状況を検出する走行状況検出手段と、 走行状況検出手段からの信号を用いて、車両の走行軌跡
   を算出する走行軌跡算出手段と、 算出された走行軌跡に対応する地図データ中の道路の形
   状データを記憶手段から読みだし、それを当該走行軌跡
   と比較し、両者のずれが、ある一定の値よりも大きいか
   小さいかを判断するずれ判定手段と、 ずれが大きいと判定された場合、当該道路に関する精度
   データを記憶手段から読みだし、その値を用いて決定さ
   れる位置に車両位置を移動し、移動後の位置を、新た
   に、車両の現在の位置とする位置補正手段と、 ずれが小さいと判定された場合、当該走行軌跡から車両
   の現在の位置を決定する位置決定手段と、 決定された車両の現在の位置を、記憶手段から読みださ
   れた地図データ上に、地図データとともに表示する表示
   手段とを有することを特徴とする車載ナビゲーションシ
   ステム。
2. 【請求項２】請求項１において、前記記憶手段に記憶さ
   れる精度データは、少なくとも２種類以上の値を有する
   ことを特徴とする車載ナビゲーションシステム。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記走行状況
   検出手段は、少なくとも、車両の走行速度を検出する速
   度検出手段と、車両の進行方位を検出する方位検出手段
   とを有することを特徴とする車載ナビゲーションシステ
   ム。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれかにおいて、前記
   記憶手段は、すべてのデータを記憶する第一の記憶手段
   と、一部のデータを一時的に記憶する書き換え可能な第
   二の記憶手段とから構成され、 前記第二の記憶手段へのデータの書き込みおよび読みだ
   しを制御するデータ制御手段をさらに有し、 データ制御手段は、少なくとも、車両の位置近傍の道路
   の形状データと、その精度データとを、前記第一の記憶
   手段より読みだし、第二の記憶手段に書き込み、前記ず
   れ判定手段および位置補正手段からの指令に従い、形状
   データおよび精度データを、第二の記憶手段から読みだ
   すことを特徴とする車載ナビゲーションシステム。