JPH08334362A - 現在位置算出システムおよび現在位置算出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 方位誤差に伴うマップマッチングの精度の低
下を防止することができる現在位置算出装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 プロセッサ１８は、車両方位および走行距離
に基づく相対変位と、前回の車両の現在位置とに基づき
推定された車両の仮想現在位置から道路データ中の線分
までの距離、並びに、線分方位と車両方位との方位差に
基づいて、道路上にある最も確からしい現在位置を決定
する。また、マップマッチングにより決定された過去の
少なくとも１以上の所定の時点の現在位置における車両
方位と線分方位との差である道路車両方位差に基づき、
最新の車両方位が修正され、修正された車両方位に基づ
いてマップマッチングが実行される。さらに、車両が分
岐点を通過した後に、車両が所定の走行距離を走行する
間、この方位の修正は回避される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両等の移動体に搭載
され、該移動体の進行距離、進行方位などを測定して、
これにより、当該移動体の現在位置を算出する現在位置
算出システムに関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来より、道路上を走行する車両の現在位
置を算出する現在位置算出装置において、該車両の現在
位置は、ジャイロ等の方位センサにより測定した車両の
進行方向と、車速センサまたは距離センサにより測定し
た車両の走行距離とに基づいて算出されている。

【０００３】また、車両の走行距離は、一般的には、ト
ランスミッションの出力軸、または、タイヤの回転数を
計測して、その回転数に、タイヤ１回転あたりに車両が
進む距離である距離係数を乗ずることにより求められて
いる。

【０００４】さらに、このように車両の進行方向と走行
距離から求めた現在位置の誤差を補正するために、特開
昭６３−１４８１１５号公報に記載のように、道路に整
合するように、求められた車両の現在位置を修正する、
いわゆる、マップマッチングの技術が知られており、こ
のマップマッチングの技術により、現在位置算出の精度
を高めることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなマップマッ
チングにおいて、上記の車両の進行方向の他、地図デー
タから求めた道路の方位が利用される。すなわち、マッ
プマッチング処理においては、前回の車両の現在位置、
現在の車両方位および走行距離に基づき得られた相対変
位に基づいて、車両の現在位置を仮想現在位置として推
定し、この仮想現在位置から道路を表す線分までの距離
と、その線分方位と車両方位の方位差とに基づいて、道
路上の最も確からしい現在位置を決定する。したがっ
て、車両方位は、仮想現在位置を決定する際に重要な役
割を果たし、かつ、道路の線分方位との比較においても
重要である。

【０００６】しかしながら、車両の進行方向すなわち車
両方位には、車両自体あるいは方位センサの着磁による
誤差が存在しうる。また、道路地図は線分で近似される
ために、道路上の個々の位置において道路地図上のその
位置に対応する線分方位と実際の道路方位とは、必ずし
も一致しているとは限らない。したがって、従来、これ
らの方位誤差によりマップマッチングの精度が低下する
可能性があった。

【０００７】本発明は、このような方位誤差に伴うマッ
プマッチングの精度の低下を防止することができる現在
位置算出システムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決する手段】本発明の目的は、車両に搭載さ
れ、該車両の現在位置を算出する現在位置算出システム
であって、車両走行に伴い車両方位を逐次検出する方位
検出手段と、車両の走行距離を逐次算出する距離算出手
段と、線分を連結した道路データを格納した道路データ
格納手段と、前回の車両の現在位置と、前記車両方位お
よび前記走行距離に基づき得られた相対変位とに基づい
て、車両の現在位置を仮想現在位置として推定し、該仮
想現在位置から前記道路データの線分までの距離と、そ
の線分方位と車両方位との方位差とに基づいて、道路上
にある最も確からしい現在位置を決定するマップマッチ
ング手段と、該マップマッチング手段により決定された
過去の少なくとも１以上の所定の時点の現在位置におけ
る車両方位と前記線分方位との差である道路車両方位差
を保持し、該道路車両方位差に基づき、最新の車両方位
を修正する方位修正手段を備え、前記マップマッチング
手段が、修正された前記車両方位に基づいてマップマッ
チングを実行するとともに、さらに、車両が分岐点を通
過した後に、車両が所定の走行距離を走行する間、前記
方位修正手段による処理を回避させる方位修正回避手段
とを備えた現在位置算出システムにより達成される。

【０００９】本発明の好ましい実施態様においては、前
記マップマッチング手段が、車両が前記所定の走行距離
を走行する間、前記方位修正手段により、前記車両が分
岐点を通過する前に得られた前記平均値に基づき修正さ
れた前記車両方位に基づいて、マップマッチングを実行
するように構成されている。

【００１０】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記方位修正手段が、前記マップマッチング手段に
より決定された過去の複数の所定の時点の現在位置にお
ける車両方位と前記線分方位との差である道路車両方位
差を保持し、該複数個の道路車両方位差の平均値を求
め、該平均値に基づいて、最新の車両方位を修正するよ
うに構成されている。

【００１１】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記方位修正手段が、装置始動直後に前記予め定め
た複数個の道路車両方位差が求まるまで、前記車両方位
として前記最新の車両方位をそのまま出力するように構
成されている。

【００１２】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、前記方位修正手段が、前記方位検出手段により検出
された最新の車両方位から過去の前記複数個の道路車両
方位差の平均値を減算することにより、前記修正された
車両方位を求めるように構成されている。

【００１３】

【作用】本発明によれば、センサにより測定された個々
の車両方位をそのまま利用するのではなく、方位修正手
段を設け、この方位修正手段を用いて、マップマッチン
グにより決定された過去の少なくとも１以上の所定の時
点の現在位置における車両方位と前記線分方位との差で
ある道路車両方位差を保持し、この道路車両方位差に基
づき、最新の車両方位を修正する。マップマッチング手
段は、この修正した車両方位に基づいてマップマッチン
グ処理を行うことにより、マップマッチングの精度を向
上させることができる。特に、着磁による車両方位誤差
が存在する場合、あるいは道路地図による道路方位誤差
が存在する場合に、それらに起因して道路車両方位差に
内包される誤差を修正することができ、これにより車両
方位を適正に修正することができる。

【００１４】また、本発明よれば、車両が分岐点を通過
した後、車両が現実に走行する道路が、分岐点に接続さ
れた複数の道路中の何れの道路かが明らかでない場合、
すなわち、マッピングを実行することにより得られた現
在位置の信憑性が小さいときには、接続された複数の道
路に明確な形状が現れると考えられる所定の距離を車両
が走行する間、車両方位を修正する処理の実行を回避さ
せる。これにより、車両の現在位置が、現実に車両が走
行している道路に対応していない場合であっても、分岐
点に接続された複数の道路の間に明確な相違が出た後、
迅速に、車両の現在位置を適切な道路にマッチングする
ことが可能となる。

【００１５】本発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、マップマッチングにより決定された過去の予め定め
た複数の時点の現在位置における車両方位と前記線分方
位との差である道路車両方位差を保持し、該複数個の道
路車両方位差の平均値を求め、該平均値に基づいて最新
の車両方位を修正する。マップマッチング手段は、この
修正した車両方位に基づいてマップマッチング処理を行
うことにより、マップマッチングの精度を向上させるこ
とが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例
につき詳細に説明を加える。

【００１７】図１は、本発明の実施例にかかる現在位置
算出装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。図
１に示すように、この現在位置算出装置１０は、車両の
ヨーレイトを検出することで進行方位変化を検出する角
速度センサ１１と、地磁気を検出することで車両の進行
方位を検出する方位センサ１２と、車両のトランスミッ
ションの出力軸の回転に比例した時間間隔でパルスを出
力する車速センサ１３を備えている。

【００１８】また、現在位置周辺の地図や現在位置を示
すマーク等を表示するディスプレイ１７と、ディスプレ
イ１７に表示する地図の縮尺切り替えの指令をユーザに
（運転者）から受け付けるスイッチ１４と、デジタル地
図データを記憶しておくＣＤ−ＲＯＭ１５と、そのＣＤ
−ＲＯＭ１５から地図データを読みだすためのドライバ
１６とを備えている。また、以上に示した各周辺装置の
動作の制御を行うコントローラ１８を備えている。本実
施例において、上述したディジタル地図データには、複
数の線分の端部を示す座標から構成される道路データ、
或いは、該道路の道幅を示す道路幅データ、道路が高速
道路或いは一般道路であるかを示す高速道路フラグなど
が含まれる。

【００１９】コントローラ１８は、角速度センサ１１の
信号（アナログ）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器１９と、方位センサ１２の信号（アナログ）をデジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０と、車速センサ１３
から出力されるパルス数を０．１秒毎にカウントするカ
ウンタ２６と、スイッチ１４の押圧の有無を入力するパ
ラレルＩ／Ｏ２１と、ＣＤ−ＲＯＭ１５から読みだされ
た地図データを転送するＤＭＡ（Direct Memory Acces
s）コントローラ２２と、ディスプレイ１７に地図画像
を表示する表示プロセッサ２３とを有する。

【００２０】また、コントローラ１８は、さらに、マイ
クロプロセッサ２４と、メモリ２５とを有する。マイク
ロプロセッサ２４は、Ａ／Ｄ変換器１９を介して得た角
速度センサ１１の信号、Ａ／Ｄ変換器２０を介して得た
方位センサ１２の信号、カウンタ２６がカウントした車
速センサ１３の出力パルス数、パラレルＩ／Ｏ２１を介
して入力するスイッチ１４の押圧の有無、ＤＭＡコント
ロ−ラ２２を介して得たＣＤ−ＲＯＭ１５からの地図デ
ータを受け入れて、それら信号に基づいて処理を行い、
車両の現在位置を算出して、それを表示プロセッサ２３
を介してディスプレイ１７に表示させる。この車両位置
の表示は、図２に示すように、すでにディスプレイ１７
に表示している地図上に矢印マ−ク等を重畳して表示す
ることにより行う。これにより、ユーザは、地図上で車
両の現在位置を知ることができる。メモリ２５は、この
ような動作を実現するための処理（後述）の内容を規定
するプログラムなどを格納したＲＯＭと、マイクロプロ
セッサ２４が処理を行う場合にワ−クエリアとして使用
するＲＡＭとを含んでいる。

【００２１】以下、このように構成された現在位置算出
装置１０の動作について説明する。

【００２２】装置１０の動作は、全般的に、車両の進行
方位及び進行距離を算出する処理と、算出された進行方
位及び距離から車両の現在位置を決定する処理と、得ら
れた車両位置および方位を表示する処理との三つの処理
に分けることができるため、これらについて順次説明す
る。

【００２３】図３に、車両の進行方位及び進行距離を算
出する処理の流れを説明する。

【００２４】この処理は、一定周期、たとえば１００ｍ
Ｓ毎に起動され実行されるマイクロプロセッサ２４のル
ーチンである。

【００２５】このルーチンでは、最初、Ａ／Ｄ変換器１
９から角速度センサ１１の出力値を読み込む（ステップ
３０１）。この角速度センサ１１の出力値には、方位変
化が出力されるので、車両の進行方向の相対的な値しか
検出できない。このため、次に、Ａ／Ｄ変換器２０か
ら、地磁気センサからなる方位センサ１２の出力値を読
み込み（ステップ３０２）、この方位センサ１２の出力
値により算出された絶対方位と角速度センサ１１から出
力される方位変化（角速度出力）とを用いて、車両の推
定方位を決定する（ステップ３０３）。

【００２６】この方位の決定は、たとえば、長い時間、
車速が低い時には、角速度センサの誤差が大きいので、
一定時間以上車速が低い場合には、方位センサの方位の
みを利用するという方法により行う。

【００２７】次に、車速センサ１３の出力するパルス数
を、０．１秒毎に、カウンタ２６で計数して、その計数
値を読み込む（ステップ３０４）。この読み込んだ値
に、距離係数を乗算することで、０．１秒間に進んだ距
離を求める（ステップ３０５）。

【００２８】次に、このようにして求められた０．１秒
間あたりの進行距離値を、前回得られた値に積算して、
車両の進行距離が２０ｍとなったかどうかを調べ（ステ
ップ３０６）、２０ｍに満たない場合（ステップ３０６
でノー（Ｎｏ））、今回の処理を終了して、新たな処理
を開始する。

【００２９】進行距離算出処理の結果、積算された進行
距離が一定距離、たとえば、本実施例においては２０ｍ
となった場合（ステップ３０６でイエス（Ｙｅｓ））、
その時点での進行方向と進行距離Ｒ（本実施例において
は２０ｍ）とを出力する（ステップ３０７）。ステップ
３０７では、さらに、積算距離を初期化して、新たに進
行距離の積算を開始する。

【００３０】次に、算出された進行方位および進行距離
に基づいて、車両の仮想現在位置を算出し、算出された
仮想現在位置に基づき、車両の候補点を求める処理につ
いて説明する。

【００３１】図４に、この処理の流れを示す。

【００３２】本処理は、図３からの進行方位および進行
距離が出力されるのを受けて起動され、実行されるマイ
クロプロセッサ２４のルーチンである。すなわち、本実
施例において、本処理は、車両が２０ｍ進む毎に起動さ
れる。

【００３３】さて、この処理では、まず、ステップ３０
７で出力された進行方位と進行距離とを読み込み（ステ
ップ４００）、車両の進行方位θｃから、前回の処理に
おいて後述する方位修正処理により得られた道路車両方
位差平均値θaveを減算した修正進行方位θmcを求める
（ステップ４０１）。次に、それらの値に基づいて、車
両の移動量を緯度経度方向、別々に、それぞれ求める。
さらに、これらの各方向における移動量を、前回の車両
の候補点を求める処理で得られた車両の候補点の位置に
加算して、現在車両が存在すると推定される位置である
仮想現在位置（Ａ）を求める（ステップ４０２）。

【００３４】もし、装置の始動直後など、前回の車両の
候補点を求める処理で得られた候補点が存在しない場合
には、別途設定された位置を、前回得られた候補点の位
置として用いて仮想現在位置（Ａ）を求める。

【００３５】ここに、候補点につき説明を加える。装置
の始動直後など、初期的な状態においては、仮想現在位
置（Ａ）は、ユーザ（運転者）がスイッチ１４を用いて
所定の情報を入力することなどにより、一意的に定ま
り、かつ、これは道路に対応する線分上に位置する。し
かしながら、車両が走行した後には、方位センサなどの
誤差などにより、仮想現在位置（Ａ）が、道路に対応す
る線分上に存在しなくなる場合がある。その結果、たと
えば、図５に示すように、道路が分岐している場合、す
なわち、道路に対応する線分６１の節点すなわち端部６
８から、二つの線分６４および６５があらわれる場合
に、いずれの線分に対応する道路上に車両が存在するか
が、明確にすることができない場合が多い。

【００３６】したがって、このような場合に、本実施例
においては、後述する処理により得られた線分（図５に
示す例では二つの線分）上に存在する点を、所定の条件
の下で候補点として設定し、これらの現在位置、エラー
コスト、後述する累算エラーコストなどを、それぞれ、
メモリ２５のＲＡＭの所定の領域に記憶するように構成
されている。なお、説明を容易にするため、以下の説明
においては、特に複数の候補点であることを明示しない
限り、単一の候補点から、新たな一以上の候補点を生成
することとする。

【００３７】次いで、前回の車両の候補点を求める処理
で得られたマッチング状態の候補点のみに関して、道路
とのマッチングを行うための第１の道路検索処理が実行
される（ステップ４０３）。なお、本実施例において、
マッチング状態とは、ある仮想現在位置に関連して、該
仮想現在位置との距離、或いは、その方位と車両の進行
方位との間の方位差が、所定の範囲内であるような道路
が存在し、その結果、仮想現在位置に基づき、道路上の
所定の位置に候補点が得られた状態を称する。これに対
して、ある仮想現在位置に関連して、上述した距離およ
び方位差が、所定の範囲内であるような道路が存在しな
い場合が考えられる。本実施例においては、このような
場合に、仮想現在位置Ａに対応する点自体が候補点とな
り、このようにして得られた候補点を、フリー状態の候
補点と称している。

【００３８】ここに、図６は、本実施例にかかる第１の
道路検索処理を示すフローチャートである。

【００３９】図６に示すように、この道路検索処理にお
いては、まず、ＣＤ−ＲＯＭ１５から、ドライバ１６お
よびＤＭＡコントローラ２３を介して、所定の道路デー
タを読み出す（ステップ６０１）。本実施例において
は、道路データとして、図７に示すように、２点間を結
ぶ複数の線分５１ないし５５で近似し、それら線分を、
その始点と終点の座標によって表したものなどを用いて
いる。たとえば、線分５３は、その始点（ｘ３、ｙ３）
と終点（ｘ４、ｙ４）によって表現される。したがっ
て、このステップ６０１においては、前回の処理により
得られたマッチング状態の候補点が位置する線分が選択
されて、これに関するデータが読み出される。

【００４０】次に、ステップ６０１において選択された
線分の座標に基づき、候補点の位置から車両の進行方向
に沿って、車両の進行距離Ｒ（本実施例では２０ｍ）に
対応する長さだけ進められた位置を含む線分を検索し、
この線分に関する座標データなどを一次候補線分を示す
データとして一時的に記憶する（ステップ６０２）。よ
り詳細には、候補点が位置する線分の車両の進行方向の
端部までの長さが、２０ｍに対応する長さより大きけれ
ば、当該線分を一次候補線分として、その座標データな
どを記憶する。また、候補点が位置する線分の車両の進
行方向の端部までの長さが、２０ｍに対応する長さ以下
であれば、当該線分に接続する線分を検索する。

【００４１】次いで、ステップ６０２において少なくと
も一つの一次候補線分が見つけられたか否かを判断し
（ステップ６０３）、ノー（Ｎｏ）と判断された場合に
は、ステップ６０４に進む。

【００４２】これに対して、ステップ６０３においてイ
エス（Ｙｅｓ）と判断された場合には、車両の進行方位
と、一次候補線分の方位との間の角度を比較する角度比
較処理が実行される（ステップ６０５）。図８は、本実
施例にかかる角度比較処理を示すフローチャートであ
る。図８に示すように、この処理においては、車両の修
正進行方位θmcと線分の方位との方位差θｄを算出し
（ステップ９０１）、この方位差θｄの絶対値が、所定
のしきい値θthよりも大きいか否かを判断する（ステッ
プ９０２）。本実施例において、このしきい値θthは、
３０°に設定されている。ステップ９０２においてノー
（Ｎｏ）と判断された場合には、処理を終了し、その一
方、イエス（Ｙｅｓ）と判断された場合には、この道路
を一次候補線分としない旨の判断がなされ、一時的に記
憶されたこの一次候補線分に対応するデータが削除され
る（ステップ９０３）。

【００４３】図６のステップ６０５に示す角度比較処理
が終了すると、ステップ６０２において複数の一次候補
線分が記憶された場合には、他の一次候補線分について
も角度比較処理が実行され（ステップ６０５、６０
６）、全ての一次候補線分につき、角度比較処理が実行
されると、ステップ６０７に進む。このようにして、前
回の処理において得られた候補点が位置する線分、或い
は、これに接続する線分のうち、その方位と車両の修正
進行方位θmcとの間の方位差が、しきい値θth以下であ
るような線分に関連するデータが、一次候補線分を示す
データとして記憶される。

【００４４】ステップ６０７は、一時的に記憶された一
次候補線分が、少なくとも一つ以上存在するかどうかを
判断する。このステップ６０７においてノー（Ｎｏ）と
判断された場合には、ステップ６０４に進む。これに対
して、ステップ６０７においてイエス（Ｙｅｓ）と判断
された場合には、垂線距離比較処理が実行される（ステ
ップ６０８）。ここに、図９は、本実施例にかかる垂線
距離比較処理を示すフローチャートである。図９に示す
ように、この処理においては、仮想現在位置から一次候
補線分に向けて垂線をひき、この垂線の長さＬを求める
（ステップ１００１）。次いで、この垂線の長さＬが、
予め定められたしきい値Ｌth以下であるか否かを判断す
る（ステップ１００２）。すなわち、一次候補線分が仮
想現在位置から、しきい値Ｌthの範囲に存在しているか
どうかを判断する。このステップ１００２においてイエ
スと判断された場合には、この一次候補線分に関連する
種々のデータが、二次候補線分を示すデータとして記憶
されるとともに、前回の処理で得られた候補点から、所
定の線分に沿って、距離Ｒだけ離間した位置の座標デー
タが、当該二次候補線分に対応する位置データとして記
憶される。

【００４５】その一方、ステップ１００２においてノー
（Ｎｏ）と判断された場合には、この一次候補線分に関
連するデータは消去され、その結果、二次候補線分は生
成されない（ステップ１００４）。

【００４６】このように、垂線距離比較処理６０８が終
了すると、全ての一次候補線分につき、処理が終了して
いるか否かが判断される（ステップ６０９）。

【００４７】ステップ６０８およびステップ６０９を繰
り返すことにより、前回の処理により得られた候補点が
位置する線分から、車両の進行方向に、該線分或いはこ
れに接続された線分に沿って、所定の距離Ｒだけ離間し
た点が存在し、その方位と車両の修正進行方位θmcとの
間の方位差が、所定のしきい値θth以下であり、かつ、
仮想現在位置との間の距離が、所定のしきい値Ｌth以下
であるような二次候補線分を得ることができる。さら
に、得られた二次線分に対応する位置データとして、前
回の処理で得られた候補点から、所定の線分に沿って、
距離Ｒだけ離間した位置の座標データを得ることができ
る。この座標データが、後述する候補点を示すデータに
対応する。

【００４８】一次候補線分に関して、ステップ６０８お
よび６０９の処理が終了すると、これらステップを経た
結果、二次候補線分が得られているか否かを判断する
（ステップ６１０）。このステップ６１０において、ノ
ー（Ｎｏ）と判断された場合には、ステップ６０４に進
み、その一方、イエス（Ｙｅｓ）と判断された場合に
は、処理を終了する。

【００４９】たとえば、図５において、線分６１上に存
在したある候補点６２に対して、仮想現在位置Ａが、点
６３に示す位置に表わされるとする。このような場合
に、まず、候補点６２が位置する線分６１を選択し（ス
テップ６０１）、この線分上の候補点６２から、車両の
修正進行方向の端部６８までの距離を判断する。図５の
例の場合には、この線分に接続されている道路があるた
め、線分６４、６５に関連するデータが、それぞれ、一
次候補線分を示すデータとして一時的に記憶され、それ
ぞれに関連して、角度比較処理（ステップ６０５）が実
行される。ここに、図５の例において、｜θ(１)−θmc
｜＜θth、かつ、｜θ(２)−θmc｜＜θthであると仮定
すると、ステップ６０５および６０６からなる処理ルー
プが二回繰り返され、線分６４、６５のそれぞれに関連
して、垂線距離比較処理（ステップ６０８）が実行され
る。

【００５０】さらに、図５の例において、Ｌ(１)＜Ｌt
h、かつ、Ｌ(２)＜Ｌthであったとすると、線分６４、
６５に関連するデータが二次候補線分として記憶され、
さらに、候補点６２から、線分６１および６４、或い
は、線分６１および６５に沿って、進行距離Ｒ（本実施
例では２０ｍ）に対応する長さだけ進められた点が候補
点６６、６７として設定され、この点の座標データ、仮
想現在位置から線分までの距離Ｌ（１）、Ｌ（２）に対
応するデータ、および、線分の角度θ（１）、θ（２）
に対応するデータが記憶される。

【００５１】再度、図６の第１の道路検索処理の説明に
戻る。ここで、ステップ６０３においてノー（Ｎｏ）と
判断された場合、ステップ６０５の角度比較処理におい
て、全ての一次候補線分が削除された場合（ステップ６
０７でノー（Ｎｏ））、或いは、ステップ６０８の垂線
距離比較処理において、二次候補線分が得られなかった
場合（ステップ６１０でノー（Ｎｏ））には、仮想現在
位置を示す座標データが、候補点を示すデータとなる。

【００５２】このようにステップ４０３の第１の道路検
索処理が終了すると、前回の車両の候補点を求める処理
で得られたフリー状態の候補点のみに関して、道路との
マッチングを行うための第２の道路検索処理が実行され
る（ステップ４０４）。第１の道路検索処理（ステップ
４０３）および第２の道路検索処理（ステップ４０４）
を実行することにより、前回の処理により得られた全て
の候補点に関する新たな候補点を求めることが可能とな
る。図１３は、本実施例にかかる第２の道路検索処理を
示すフローチャートである。

【００５３】図１０に示すように、この処理（ステップ
１３０１ないし１３０４）は、図６に示すマッチング状
態の候補点に対する第１の道路検索処理（図４のステッ
プ４０３）に類似している。これら二つの処理の間の相
違は以下の点にある。すなわち、第１の道路検索処理に
おいては、前回の車両の候補点を求める処理で得られた
候補点が位置する線分、あるいは、これに接続する線分
を、一次候補線分として一時的に記憶し、これら一次候
補線分から、さらに、その方位と車両の修正進行方位と
の方位差が所定のしきい値θth以下であって、かつ、仮
想現在位置からの距離に対応する長さが所定のしきい値
Ｌth以内の線分を、二次候補線分として選択している。

【００５４】これに対して、第２の道路検索処理におい
ては、仮想現在位置（Ａ）を中心とする予め設定された
距離Ｄ内にある線分をすべて抽出し（ステップ１３０
１）、これら線分から、その方位と車両の修正進行方位
との方位差が所定のしきい値θth以下の線分を選択し
（ステップ１３０２）、さらに、選択された線分と仮想
現在位置との間の距離を求め、この距離に対応する長さ
が所定のしきい値Ｌth以内の線分を二次候補線分として
選択している（ステップ１３０３）。換言すれば、第１
の道路選択処理のステップ６０２においては、候補点が
位置する線分、或いは、当該線分の分岐点から延びる幾
つかの線分などが選択されるが、図１０のステップ１３
０２においては、読み出された地図データに含まれる道
路データに基づき、抽出すべき線分が決定される。した
がって、ステップ１３０１ないし１３０３を実行するた
めの処理時間は、道路データに対応する道路の密度に依
存し、特に、読み出された地図データに対応する地図
が、市街地であった場合など、道路の密度が大きい場合
に、この処理時間は、第１の道路検索処理における対応
する処理を実行するのに必要な時間と比較すると大き
い。

【００５５】この第２の道路検索処理において、ステッ
プ１３０３が終了すると、ステップ１３０２およびステ
ップ１３０３により取り出された線分、すなわち、その
方位と車両の修正進行方位との間の方位差が、しきい値
θth以下であり、かつ、仮想現在位置からの距離に対応
する長さがしきい値Ｌth以下であるような線分が、二次
候補線分として選択され、該線分に関連する種々のデー
タが、二次候補線分を示すデータとして記憶される。ま
た、仮想現在位置の存在する点、および、仮想現在位置
から当該線分におろした垂線の足、すなわち、この垂線
と線分との交点が、候補点と決定され、これら候補点の
座標データが記憶される（ステップ１３０４）。なお、
第２の道路検索処理においては、仮想現在位置から線分
おろした垂線と線分との交点が候補点となるが、これ
は、前回の処理により得られた候補点が、フリー状態で
あり、したがって、たどるべき線分が存在しないためで
ある。

【００５６】なお、この第２の道路検索処理において、
仮想現在位置から所定の範囲Ｄ内に線分が存在しない場
合、その方位と車両の修正進行方位との方位差がしきい
値θth以下の線分が存在しない場合、或いは、仮想現在
位置からの距離に対応する長さがしきい値Ｌth以下であ
るような線分が存在しない場合には、仮想現在位置に対
応する点が、唯一の候補点となる。

【００５７】上述したように、ステップ４０４の第２の
道路探索処理が終了すると、第１の道路検索処理および
第２の道路検索処理により得られたｎ個の候補点に関連
する垂線の長さＬ（ｉ）（１≦ｉ≦ｎ）と、候補点が位
置する二次候補線分の方位と車両の修正進行方位との間
の方位差θd（ｉ）とに基づき、以下の式により定義さ
れるエラーコストｅｃ（ｉ）が算出される（ステップ４
０４）。

【００５８】 ｅｃ（ｉ）＝α×｜θd（ｉ）｜＋β×Ｌ（ｉ） ここに、αおよびβは、重み係数である。これら重み係
数の値は、車両の進行方位と線分の方位との間のずれ
と、仮想現在位置と線分との間のずれとの何れを、道路
が選択される上で重視するかにしたがって決定される。
たとえば、進行方位とその方位と方位が近い道路を選択
することを重視する場合は、αを大きくするようにす
る。

【００５９】次いで、算出されたエラーコストｅｃ
（ｉ）と、前回の処理で得られた候補点に関連する累算
エラーコストｅｓとにしたがって、下記の式により定義
される、今回の処理における累算エラーコストｅｓを算
出する（ステップ４０５）。

【００６０】 ｅｓ（ｉ）＝（１−ｋ）×ｅｓ＋ｋ×ｅｃ（ｉ） ここに、ｋは、０より大きく１より小さな重み係数であ
る。この累算エラーコストｅｓ（ｉ）は、前回以前の処
理において算出されたエラーコストを、今回の処理にお
いて算出されるエラーコストにどのくらい反映させるか
を表わしている。

【００６１】さらに、算出された累算エラーコストｅｓ
（ｉ）に基づき、下記の式に定義される信頼度ｔｒｓｔ
（ｉ）を算出する（ステップ４０６）。

【００６２】 ｔｒｓｔ（ｉ）＝１００／（１＋ｅｓ（ｉ）） 上記式から明らかなように、累算エラーコストｅｃ
（ｉ）が大きくなるのにしたがって、信頼度ｔｒｓｔ
（ｉ）は減少し、０（ゼロ）に近づく。その一方、これ
が小さくなるのにしたがって、信頼度ｔｒｓｔ（ｉ）は
増大し、その値は、１００に近づく。

【００６３】このような処理をすることにより、ある候
補点に対応して得られたｎ個の二次候補線分に関連する
信頼度ｔｒｓｔ（ｉ）が求められる。候補点が複数存在
する場合には、それぞれの候補点に対応して得られた複
数の二次候補線分に関連する信頼度ｔｒｓｔを算出すれ
ばよい。

【００６４】なお、フリー状態の候補点に関連して、ス
テップ４０５で算出すべきエラーコストｅｃ（ｎ）に
は、マッチング状態である場合に得られるエラーコスト
の値よりも大きな一定の値が与えられる。

【００６５】次いで、このように得られた候補点の各々
に対応する信頼度ｔｒｓｔの値にしたがって、これら新
たな候補点をソートし（ステップ４０８）、その後、ス
テップ４０３およびステップ４０４において得られた候
補点から、ディスプレイ１７上に表示するための候補点
である表示候補点を決定する（ステップ４０９）。より
具体的には、ソートされた候補点中、その信頼度の値の
最も大きい候補点が表示候補点と決定される。なお、本
実施例においては、７個の候補点に関連するデータを記
憶可能に構成されている。したがって、図４のステップ
４０１ないし４０８の処理を実行した結果、８個以上の
候補点が算出された場合には、これらのうち、信頼度ｔ
ｒｓｔの値が大きい順に７個の候補点に関連する種々の
データが、メモリ２５のＲＡＭの所定の領域に記憶され
ることになる。

【００６６】次いで、方位センサ１２などに基づき得ら
れた車両方位に基づき、道路車両方位差平均値θaveを
算出し、或いは、一定の場合に、その新たな算出を制限
する方位差平均算出／制限処理が実行される（ステップ
４１０）。ここに、図１１は、本実施例にかかる方位差
平均算出／制限処理を示すフローチャートである。

【００６７】図１１に示すように、この処理において
は、まず、新たな道路車両方位差平均値の算出を制限す
ることを示す制限フラグflag＝０であるか否かを判断す
る（ステップ１１０１）。この制限フラグflagは、本処
理において１にセット、或いは、０（ゼロ）にリセット
されるほか、車両現在位置算出装置が起動されるときに
実行される初期化処理において０（ゼロ）にリセットさ
れている。

【００６８】本ステップ１１０１においてイエス（Ｙｅ
ｓ）と判断された場合には、先に実行された図４のステ
ップ４０９で得られたマッチング状態の表示候補点が分
岐しているか否かが判断される（ステップ１１０２）。
より具体的には、この表示候補点が生成される基礎とな
った、前回の処理で得られた候補点に基づき、表示候補
点の他に、他のマッチング状態の候補点が存在するか否
かを判断している。

【００６９】このステップ１１０２でノー（Ｎｏ）と判
断された場合には、方位差平均算出処理が実行される
（ステップ１１０３）。図１２に方位差平均算出処理の
処理フローを示す。

【００７０】図１２に示すように、まず、前回の処理で
得られた表示候補点と、先に実行された図４のステップ
４０９で決定された表示候補点との間に位置飛びがあっ
たか否かを調べる（ステップ１２０１）。この位置飛び
とは、ステップ４００ないしステップ４０９を実行した
結果得られた表示候補点が位置する線分が、前回の処理
で得られた表示候補点が位置する線分、或いは、当該線
分と、車両の進行方向につながる線分以外の線分である
ことを意味している。

【００７１】このステップ１２０１でノー（Ｎｏ）と判
断された場合には、方位修正用カウンタｉの値が６以上
か否かを調べる（ステップ１２０３）。このカウンタｉ
は、装置の起動時の初期化処理において０（ゼロ）に初
期化され、その後、６に達するまで車両の進行距離Ｒ
（本実施例においては２０ｍ）毎にインクリメントされ
る（後述するステップ１２０４）ものである。

【００７２】カウンタｉが６未満であれば、ステップ４
００で読み込んだ車両の進行方位と、表示候補点が位置
する線分との間の方位差を示す道路車両方位差θｎを算
出して、これを記憶する（ステップ１２０３）。ここ
に、ｎは道路車両方位差を６個まで識別するための道路
車両方位差用カウンタであり、これも装置の起動時の初
期化処理において０（ゼロ）に初期化されている。な
お、スタート時に前回のデータがない最初の道路車両方
位差θ0については０を用いる。

【００７３】次いで、カウンタｎおよびｉをそれぞれイ
ンクリメント（プラス１）する（ステップ１２０４）。
さらに、道路車両方位差平均値θaveを０（ゼロ）とし
て（ステップ１２０５）、処理を終了する。これは、本
実施例では、過去の６個の道路車両方位差を、平均化し
て、道路車両方位差平均値を算出するところ、この時点
では、未だ過去の６個の道路車両方位差が得られていな
いからである。

【００７４】２０ｍ走行する毎にステップ１２０３を５
回通過した後、過去６個の道路車両方位差θ0〜θ5が求
まり、ステップ１２０４でｉ＝６となる。その結果、次
の２０ｍ走行後のステップ１２０２でｉが６以上とな
り、以後、ステップ１２０６側へ進む。

【００７５】ステップ１２０６では、ｎを０に初期化
し、続くステップ１２０７ないしステップ１２０９のル
ープにおいて、θn+1の値をθnへ移す作業を行う。すな
わち、θ1の値をθ0に移し、θ2の内容をθ1に移し、θ
3の内容をθ2に移し、θ4の内容をθ3に移し、θ5の内
容をθ4に移す。その後、ステップ１２０８のｎのイン
クリメントによりｎが５に達すると（ステップ１２０
９）、このループを抜ける。新たなθ5が最新の道路車
両方位差θｎであり、ステップ１２１０でこれを算出し
て記憶する。

【００７６】次いで、過去の６個の道路車両方位差θ0
ないしθ5の平均を示す道路車両方位差θaveを求める
（ステップ１２１１）。

【００７７】このようにして得られたθaveは、車両が
さらに２０ｍ走行した後に実行される図４のステップ４
０１において用いられ、車両の修正進行方位θmcが算出
される。その結果、車両の着磁等により車両方位θｃに
固有の誤差を含む場合、その誤差はθaveに内包される
ので、これをθｃから減算することによりその誤差を相
殺することができる。また、道路データ中の線分の方位
に誤差がある場合にも、その誤差を相殺することができ
る。但し、この後者の場合、車両方位θｃの誤差の有無
に関わらず道路方位を基準に、車両方位θｃを修正する
ことになるが、車両が分岐点を通過している場合を除
き、表示装置に表示される地図中の道路の方位と、これ
に重ねられて表示すべき表示候補点の方位との間の整合
性が得られれば足りるので、問題はない。

【００７８】これに対して、ステップ１２０１でイエス
（Ｙｅｓ）と判断された場合には、ｎおよびｉの値を０
に初期化する（ステップ１２１２）。これは、位置飛び
があった直後は、過去の道路車両方位差θｎが新たな線
分に関するものではないから、改めて装置を起動した直
後と同様の処理を行う必要があるためである。

【００７９】さて、図１１の処理に戻り、ステップ１１
０２で分岐したと判断されると、制限フラグflag＝１に
セットされるとともに、制限有効距離カウンタＬＣ＝０
にされる（ステップ１１０４）。

【００８０】このようにステップ１１０４を経て、制限
フラグflag＝１であると、車両が２０ｍだけ走行するご
とに実行される図１１の処理では、ステップ１１０１で
ノー（Ｎｏ）と判断されるようになる。この場合には、
車両の走行距離に対応する値だけ、制限有効距離カウン
タＬＣがインクリメントされ（ステップ１１０５）、次
いで、制限有効距離カウンタＬＣの値が、予め定められ
たしきい値ＬＣth以上であるか否かが判断される（ステ
ップ１１０６）。本実施例において、このしきい値ＬＣ
thは、５００ｍに対応する値に設定されている。このス
テップ１１０６においてノー（Ｎｏ）と判断されれば処
理を終了し、これに対して、イエス（Ｙｅｓ）と判断さ
れれば、制限フラグflag＝０にリセットされる（ステッ
プ１１０７）。

【００８１】上述したように、図１１に示す処理におい
ては、表示候補点が分岐した後、車両がＬＣthに対応す
る距離だけ走行する間、方位差平均算出処理が実行され
ないことになる。このように所定の距離だけ方位差平均
算出処理を実行しないのは以下の理由による。すなわ
ち、表示候補点が分岐したことは、車両が道路の分岐点
を通過した信憑性が大きいことを意味している。この場
合には、分岐点に接続された道路に対応する複数の線分
の間に明確な形状の相違が現れるまで、修正車両方位を
新たに算出して、新たに算出された車両方位と、表示候
補点が位置する線分の方位との間の方位差を少なくすべ
きでないからである。言い換えれば、新たに修正車両方
位が算出されると、この修正車両方位と表示候補点が位
置する線分の方位との間の方位差は、より少なくなり、
その結果、表示候補点の信頼度がより大きくなる。

【００８２】しかしながら、このように表示候補点の信
頼度がより大きくなると、車両が現実に走行している道
路は、表示候補点が位置する線分に対応する道路ではな
い場合に、迅速に、表示候補点を、車両が現実に走行し
ている道路に対応する線分にマッチングさせることがで
きなくなるからである。

【００８３】このように方位差平均算出処理／制限処理
が実行された後に、最後に、表示候補点に関連するデー
タが出力され（ステップ４１１）、処理を終了する。

【００８４】図４のステップ４０１ないし４１０を実行
することにより得られた表示候補点は、図１２に示すフ
ローチャートに基づく処理によりディスプレイ１７の画
面上に表示される。

【００８５】本処理は、１秒毎に起動され実行されるマ
イクロプロセッサ２４のルーチンである。

【００８６】最初、スイッチ１４が押圧により地図の縮
尺の変更を指示されているかを、パラレルＩ／Ｏ２１の
内容を見て判断する（ステップ１４０１）。もし、押さ
れていれば（ステップ１４０１でイエス（Ｙｅｓ））、
それに対応して、所定の縮尺フラグを設定する（ステッ
プ１４０２）。

【００８７】次に、図４の処理を実行することにより得
られた表示候補点の位置および方位を示すデータを、メ
モリ２５のＲＡＭの所定の領域から読み出し（ステップ
１４０３）、ステップ１４０２で切り替えられた縮尺フ
ラグの内容に応じた縮尺の地図をディスプレイ１７に、
例えば、図２に示すような状態で表示する（ステップ１
４０４）。

【００８８】そして、地図に重畳して、表示候補点の位
置およびその方位を、たとえば、先に示した図２のよう
に、矢印記号“↑”を用いて表示する（ステップ１４０
５）。そして最後に、これらに重畳して、北を示す北マ
ークと、縮尺に対応した距離マークとを、図２のように
表示する（ステップ１４０６）。

【００８９】なお、本実施例においては、上記のように
矢印記号を用いて車両位置および方向を示したが、車両
位置および方向の表示形態は、位置および進行方向が、
表示状態が明確に示されるものであれば、その形態は任
意でよい。また、北マーク等も同様である。

【００９０】本実施例によれば、ある候補点から、複数
のマッチング状態の候補点が生成され、それらのうちの
一つが表示候補点と決定された場合、すなわち、車両が
分岐点を通過した信憑性が高い場合に、車両が何れの道
路を走行しているのかが明確になるまで、車両方位を、
道路方位に近づけるための道路車両方位差平均値を新た
に算出しないようにするため、表示候補点が位置する線
分に対応する道路上を車両が走行していない場合であっ
ても、迅速に、車両が現実に走行している道路に対応す
る線分上に、表示候補点をマッチングさせることが可能
となる。

【００９１】さらに、本実施例によれば、マッチング状
態の候補点から得られた仮想現在位置に関連して、当該
候補点が位置する線分、或いは、これに接続された線分
を検索するため、仮想現在位置の周辺に存在する全ての
道路を検索する場合と比較すると、より短時間で、所望
の線分を検索することが可能となる。

【００９２】また、本実施例によれば、マッチング状態
の候補点の位置する線分および／または該候補点の位置
する線分に接続された線分に沿って、車両の進行距離に
対応する長さだけ、前記候補点から進められた位置を候
補点とするため、算出された車両の現在位置と実際の車
両の現在位置との間の誤差をより小さくすることが可能
となる。

【００９３】本発明は、以上の実施例に限定されること
なく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種
々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含
されるものであることは言うまでもない。

【００９４】たとえば、前記実施例の方位差平均算出処
理／制限処理においては、車両が分岐点を通過したこと
が推定されてから、設定される制限有効距離カウンタＬ
Ｃの値のしきい値ＬＣthは、５００ｍに設定されている
が、これに限定されるものではなく、たとえば、車両が
高速道路上を走行していると推定される場合、すなわ
ち、表示候補点が高速道路に対応する線分上に位置する
場合は、これよりも大きいＬＣthを設定してもよい。

【００９５】また、前記実施例の図１１に示す方位差平
均算出処理、および、図４のステップ４０１の処理にお
いて、車両の方位から修正車両方位θmcを算出し、修正
車両方位と、道路に対応する線分の方位との間の方位差
を少なくするようにしているが、修正車両方位の算出
は、このような処理に限定されるものではなく、道路に
対応する線分の方位との間の方位差が少なくなるような
処理であれば良い。

【００９６】さらに、本実施例において用いられたパラ
メータは、例示のために与えられたものに過ぎず、した
がって、これらパラメータは、装置の処理速度、車両が
走行する道路の種別（例えば、一般道路、高速道路な
ど）にしたがって変更可能であることを理解すべきであ
る。

【００９７】また、本明細書において、手段とは、必ず
しも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能
が、ソフトウエアによって実現される場合も包含する。
また、一つの手段の機能が二以上の物理的手段により実
現されても、二以上の手段の機能が一つの物理的手段に
より実現されてもよい。

【００９８】

【発明の効果】本発明によれば、方位誤差に伴うマップ
マッチングの精度の低下を防止することができる現在位
置算出システムを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の実施例にかかる現在位置算
出装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。

【図２】 図２は、本実施例にかかる地図および現在位
置の表示例を示す図である。

【図３】 図３は、本実施例にかかる車両の進行方位お
よび進行距離を算出する処理を示すフローチャートであ
る。

【図４】 図４は、本実施例にかかる車両の候補点を算
出する処理を示すフローチャートである。

【図５】 図５は、道路に対応する線分、仮想現在位置
および候補点を説明するための図である。

【図６】 図６は、本実施例にかかる第１の道路検索処
理を示すフローチャートである。

【図７】 図７は、本実施例にかかる道路データの一例
を説明するための図である。

【図８】 図８は、本実施例にかかる角度比較処理を示
すフローチャートである。

【図９】 図９は、本実施例にかかる垂線距離比較処理
を示すフローチャートである。

【図１０】 図１０は、本実施例にかかる第２の道路検
索処理を示すフローチャートである。

【図１１】 図１１は、本実施例にかかる方位差平均算
出／制限処理を示すフローチャートである。

【図１２】 図１２は、本実施例にかかる方位差平均算
出処理を示すフローチャートである。

【図１３】 図１３は、本実施例にかかる現在位置表示
処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ 現在位置算出装置 １１ 角速度センサ １２ 方位センサ １３ 車速センサ １４ スイッチ １５ ＣＤ−ＲＯＭ １６ ＣＤ−ＲＯＭ読み取りドライバ １７ ディスプレイ １８ コントローラ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載され、該車両の現在位置を算
   出する現在位置算出システムであって、 車両走行に伴い車両方位を逐次検出する方位検出手段
   と、 車両の走行距離を逐次算出する距離算出手段と、 線分を連結した道路データを格納した道路データ格納手
   段と、 前回の車両の現在位置と、前記車両方位および前記走行
   距離に基づき得られた相対変位とに基づいて、車両の現
   在位置を仮想現在位置として推定し、該仮想現在位置か
   ら前記道路データの線分までの距離と、その線分方位と
   車両方位との方位差とに基づいて、道路上にある最も確
   からしい現在位置を決定するマップマッチング手段と、 該マップマッチング手段により決定された過去の少なく
   とも１以上の所定の時点の現在位置における車両方位と
   前記線分方位との差である道路車両方位差を保持し、前
   記道路車両方位差に基づき、最新の車両方位を修正する
   方位修正手段とを備え、前記マップマッチング手段が、
   修正された前記車両方位に基づいてマップマッチングを
   実行するとともに、さらに、 車両が分岐点を通過した後に、車両が所定の走行距離を
   走行する間、前記方位修正手段による処理を回避させる
   方位修正回避手段とを備えたことを特徴とする現在位置
   算出システム。
2. 【請求項２】 前記マップマッチング手段が、車両が前
   記所定の走行距離を走行する間、前記方位修正手段によ
   り、前記車両が分岐点を通過する前に得られた前記平均
   値に基づき修正された前記車両方位に基づいて、マップ
   マッチングを実行することを特徴とする請求項１に記載
   の現在位置算出システム。
3. 【請求項３】 前記方位修正手段が、前記マップマッチ
   ング手段により決定された過去の複数の所定の時点の現
   在位置における車両方位と前記線分方位との差である道
   路車両方位差を保持し、該複数個の道路車両方位差の平
   均値を求め、該平均値に基づいて、最新の車両方位を修
   正するように構成されたことを特徴とする請求項１また
   は２に記載の現在位置算出システム。
4. 【請求項４】 前記方位修正手段が、装置始動直後に前
   記予め定めた複数個の道路車両方位差が求まるまで、前
   記車両方位として前記最新の車両方位をそのまま出力す
   ることを特徴とする請求項３に記載の現在位置算出シス
   テム。
5. 【請求項５】 前記方位修正手段が、前記方位検出手段
   により検出された最新の車両方位から過去の前記複数個
   の道路車両方位差の平均値を減算することにより、前記
   修正された車両方位を求めることを特徴とする請求項３
   または４に記載の現在位置算出システム。
6. 【請求項６】 車両走行に伴い車両方位を逐次検出し、
   車両の走行距離を逐次算出し、前回の車両の現在位置
   と、前記車両方位および前記走行距離に基づき得られた
   相対変位とに基づいて、車両の現在位置を仮想現在位置
   として推定し、該仮想現在位置から、線分を連結した道
   路データに含まれるある線分までの距離と、その線分方
   位と車両方位との方位差とに基づいて、道路上にある最
   も確からしい現在位置を決定するマップマッチングを実
   行するように構成された車両位置算出方法において、 該マップマッチングにより決定された過去の少なくとも
   １以上の所定の時点の現在位置における車両方位と前記
   線分方位との差である道路車両方位差を保持し、前記道
   路車両方位差に基づき、最新の車両方位を修正するステ
   ップを備え、修正された前記車両方位に基づきマップマ
   ッチングが実行されるとともに、車両が分岐点を通過し
   た後に、車両が所定の走行距離を走行する間、前記方位
   修正手段による処理を回避させるステップを備えたこと
   を特徴とする現在位置算出方法。