JPH1137776A - 車両用ナビゲーション装置 - Google Patents

車両用ナビゲーション装置

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JPH1137776A
JPH1137776A JP19850297A JP19850297A JPH1137776A JP H1137776 A JPH1137776 A JP H1137776A JP 19850297 A JP19850297 A JP 19850297A JP 19850297 A JP19850297 A JP 19850297A JP H1137776 A JPH1137776 A JP H1137776A
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vehicle
range
error
dgps
road
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JP19850297A
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Kazuhiro Otaki
和広 大滝
Takahisa Ozaki
貴久 尾崎
Naohiro Sakashita
尚広 坂下
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の道路上の位置を求めるにあたっての正
確性を向上する。 【解決手段】 車両が交差点等にて進行方向を変更した
際に、車両の位置の推定を行う。この推定を行うにあた
っては、まず、車速センサに起因する距離誤差及び方位
センサに起因する方位誤差により生ずる誤差精度に基づ
いて、進行方向に長い楕円状の走行誤差範囲を設定する
(S1)。これと共に、DGPS受信装置からDGPS
システムにより計測されたDGPS誤差範囲を読込む
(S2)。次いで、走行誤差範囲とDGPS誤差範囲と
の重なる範囲を算出してこれを車両存在範囲とし、その
車両存在範囲内に存在する交差点を抽出してこれを通過
交差点候補とする(S3)。そして、車両存在範囲内に
存在する通過交差点候補から唯一の通過交差点を決定す
る(S4)。通過交差点候補が複数存在する場合には、
DGPS誤差範囲の中心に最も近いものを採用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載され該
車両の現在位置等を道路地図と共に表示装置に表示する
機能を備える車両用ナビゲーション装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】近年、例えば車両の走
行位置を道路地図に重ね合わせてディスプレイに表示す
るようにした車両用ナビゲーション装置が供されてきて
いる。このものは、例えばドライバーにより入力された
出発地点情報と、車両に搭載された車速センサ及び方位
センサからの信号に基づいて得られる車両の走行距離及
び進行方向とから、車両の現在位置を算出するようにな
っている。尚、この場合、例えば一定時間毎にセンサか
らの信号を処理し、例えば車両が所定距離走行する毎に
表示を更新していくようになっている。
【0003】ところで、このような車速センサ及び方位
センサからの信号に基づいて車両の現在位置を算出する
もの(自立航法)では、センサの誤差や道路地図の誤差
等の影響により、実際の車両の位置と算出された車両の
位置との間で多少のずれが生ずる事情がある。このた
め、車両の走行距離が長くなるに伴い、その誤差が累積
して実際の車両位置とのずれが大きくなり、例えば算出
された車両位置が道路地図における道路上から離脱して
しまう虞もある。そこで、一般に、算出された車両位置
を道路上に乗るように補正するいわゆるマップマッチン
グが行われる。
【0004】このマップマッチングを行うにあたって、
従来では次のような手法が考えられていた。即ち、図7
に示すように、車両が図で左右方向に延びる道路rを図
で右方へ向けて走行している場合、車速センサ及び方位
センサの検出に基づいて算出された車両の計算上の現在
位置aに対して、実際に車両が存在する可能性のある存
在範囲bが設定される。この存在範囲bは、車速センサ
による検出距離の誤差及び方位センサによる検出方位の
誤差に基づいて設定され、現在位置aを中心とした例え
ば進行方向に沿って長い楕円状に設定される。尚、図で
は、車両の現在位置(表示位置)aを、矢印ポインタで
示している。
【0005】そして、例えば車両が交差点を曲がって進
行方向が変更(例えば図で下方)された際に、その存在
範囲b内に存在する交差点を曲がったと判断して車両位
置を補正するものである。このとき、存在範囲b内に複
数の交差点が存在する場合も考えられ、その場合には、
交差点の形状、表示位置と交差点との距離などにより、
そのうち一つの交差点に決定するようにしていた。
【0006】ところが、上述のように、車速センサ及び
方位センサの検出に基づく誤差、特に車両の走行距離の
誤差の累積により、長距離を走行した場合には、車両の
進行方向に関しての存在範囲bがその走行距離に比例し
てかなり広いもの(例えば進行方向に最大200m程
度)となってしまう。このため、従来では、存在範囲b
内に含まれる交差点の数が多くなり、ひいては実際に通
過した交差点を間違えて決定してしまう可能性が比較的
高くなっていた。
【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、車両の道路上の位置を求めるにあたっ
ての正確性を向上させることができる車両用ナビゲーシ
ョン装置を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】ディファレンシャル方式
GPS(一般に「DGPS」と略称される)技術は、衛
星から送信されるGPS信号を、絶対位置が既知の地上
の基準局から得られる疑似距離補正信号により補正して
現在位置を測位するものであり、GPSの精度を向上さ
せる技術として有効である。この場合、GPSによる測
位精度は、防衛上の理由(SA)や衛星配置の影響等に
よりかなり劣る(例えば半径100m程度の誤差精度)
のに対し、DGPS技術により、その誤差精度を例えば
数m〜20m程度と高めることができる。本発明者は、
かかるDGPS技術と自立航法とをいわば組合わせるこ
とにより、マップマッチングを行う際の正確性を高め得
ることを確認したのである。
【0009】即ち、本発明の車両用ナビゲーション装置
は、車両に搭載され該車両の現在位置等を道路地図と共
に表示装置に表示する機能を備えるものにあって、車載
センサの検出により算出された車両の走行位置及びその
誤差精度に基づいて該車両が存在している可能性のある
走行誤差範囲を求める走行範囲算出手段と、ディファレ
ンシャル方式GPSシステムにより測位された車両の存
在位置及びその誤差精度に基づいて該車両が存在してい
る可能性のあるDGPS誤差範囲を求めるDGPS範囲
検出手段と、それら走行誤差範囲及びDGPS誤差範囲
に基づいてより限定された車両存在範囲を設定する存在
範囲設定手段と、この存在範囲設定手段により設定され
た車両存在範囲及び道路地図情報に基づいて該車両の道
路上の位置を推定する車両位置推定手段とを具備すると
ころに特徴を有する(請求項1の発明)。
【0010】これによれば、走行範囲算出手段により、
車載センサの検出によって算出された車両の走行位置及
びその誤差精度に基づいて走行誤差範囲が求められ、D
GPS範囲検出手段により、ディファレンシャル方式G
PSシステムによって測位された車両の存在位置及びそ
の誤差精度に基づいてDGPS誤差範囲が求められる。
この場合、走行誤差範囲は、誤差の累積により、長距離
を走行した場合に車両の進行方向に関してかなり広いも
のとなる。そして、存在範囲設定手段により、前記走行
誤差範囲及びDGPS誤差範囲に基づいて、より限定さ
れた車両存在範囲が設定されるようになり、車両位置推
定手段により、その車両存在範囲及び道路地図情報に基
づいて車両の道路上の位置が推定される。
【0011】このとき、存在範囲設定手段により設定さ
れる車両存在範囲は、走行誤差範囲及びDGPS誤差範
囲の双方からより限定されたものとなるので、狭い範囲
の車両存在範囲から、車両の道路上の位置を推定するこ
とができる。従って、本発明の請求項1の車両用ナビゲ
ーション装置によれば、車両の道路上の位置を求めるに
あたっての正確性を向上させることができるという優れ
た実用的効果を得ることができるものである。
【0012】この場合、前記車両位置推定手段による車
両の道路上の位置の推定を、該車両が交差点あるいは分
岐点等にて進行方向を変更した際に実行するように構成
することができる(請求項2の発明)。これによれば、
車両が進行方向を変更する毎つまり自立航法用車載セン
サの検出による位置誤差のうち進行方向の誤差が小さい
うちに、車両の現在位置の補正が行われるようになり、
適切な時点で車両の現在位置の補正を行うことができ
る。
【0013】また、前記存在範囲設定手段による車両存
在範囲の設定の手法としては、走行誤差範囲とDGPS
誤差範囲との重なる範囲を車両存在範囲としたり(請求
項3の発明)、あるいは走行誤差範囲及びDGPS誤差
範囲のうち小さい方の範囲を車両存在範囲としたり(請
求項4の発明)することができる。これらによれば、狭
く且つ正確な車両存在範囲を設定することができる。
【0014】さらには、前記車両位置推定手段を、車両
存在範囲内に車両の存在位置の候補となる道路が複数存
在する場合には、所定の条件が成立する1つの候補道路
を車両が走行していると推定するように構成することも
できる(請求項5の発明)。ここで、所定の条件とは、
例えばDGPS誤差範囲の中心に最も近い道路を選定す
るという条件や、道路形状と走行軌跡形状との比較によ
って最も相関性の高い道路を選定するという条件などで
ある。これによれば、車両存在範囲内に車両の存在位置
の候補となる道路が複数ある場合にでも、十分な確かさ
で、且つ簡単に車両の位置を推定することが可能とな
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例(請求項
1,2,3,5に対応)について、図1ないし図4を参
照しながら説明する。まず、図4は本実施例に係る車両
用ナビゲーション装置の概略構成を示している。ここ
で、この車両用ナビゲーション装置は、走行距離検出手
段として機能する車速センサ1、方位検出手段たる方位
センサ2、道路地図情報を記憶する地図メモリ3、コン
トロールスイッチ4、例えばCRTディスプレイからな
る表示装置5、DGPS受信装置6、マイクロコンピュ
ータを主体とした制御装置(ECU)7等から構成され
ている。
【0016】このうち車速センサ1は、例えば車輪の回
転に基づいて車両の走行速度を検出する構成のものであ
り、この車速センサ1による検出速度が前記制御装置7
によって積分処理されることにより、車両の走行距離が
求められるようになっている。前記方位センサ2は、車
両の進行方向を検出するためのものであり、例えば地磁
気センサ、振動ジャイロ、光ファイバジャイロ、ガスレ
ートジャイロ、ステアリング切り角センサなどの周知の
センサを採用することができる。これら車速センサ1及
び方位センサ2が、本発明にいう車載センサとして機能
するようになっている。
【0017】前記地図メモリ3は、CD−ROMなどの
大容量記憶媒体とそのドライブ装置とを組合わせて構成
されたもので、この地図メモリ3には、例えば都道府県
単位あるいは東海地方などのような所定範囲の道路地図
に対応した道路地図情報が記憶されている。上記道路地
図情報は、道路形状、道路幅、道路名、建造物、地名、
地形などを含む道路地図を再生するためのデータを含ん
で構成されている。また、この場合、道路形状の情報
は、道路形状を規定する道路規定線のデータで表現され
るようになっており、この道路規定線は道路形状を直線
(線分)の集合によって近似させたものとされている。
前記コントロールスイッチ4は、使用者(運転者)が出
発地点情報の入力や、目的地の指定、表示装置5に表示
される道路地図の選択等を行うための各種のスイッチか
ら構成されている。
【0018】詳しい図示は省略しているが、前記DGP
S受信装置6は、周知のように、衛星から送信されるG
PS信号を受信するGPS受信機、基準局から例えばF
M電波により送信される疑似距離補正信号を受信する受
信機、それら受信信号を処理して車両位置を計算する演
算装置等を含んで構成されている。そして、このDGP
S受信装置6は、その計算された車両の存在位置と、該
DGPSシステムの誤差精度に基づいて該車両が現在存
在している可能性のあるDGPS誤差範囲を求めるよう
になっている。従って、このDGPS受信装置6が、D
GPS範囲検出手段として機能する。
【0019】前記制御装置7は、CPU8、ROM9、
RAM10、入出力回路11及びそれらを相互に接続す
るバスライン12などを備えて構成されている。そし
て、この制御装置7には、前記入出力回路11を介し
て、上記した車速センサ1、方位センサ2、地図メモリ
3、コントロールスイッチ4及びDGPS受信装置6か
らの信号が入力されるようになっている。また、制御装
置7は、CRTコントローラ13を介して前記表示装置
5の表示制御を行うようになっている。
【0020】さて、前記制御装置7は、前記地図メモリ
3に記憶された道路地図情報に基づいて表示装置5に道
路地図を表示させると共に、その表示に重ね合わせて、
車両の現在位置を例えば進行方向を向く矢印ポインタと
して表示するようになっている。また、詳しい説明は省
略するが、制御装置7は、目的地までのルート探索の機
能や案内の機能も実現するようになっている。
【0021】この場合、表示装置5に車両の位置を表示
するにあたっては、制御装置7は車両の現在位置を知る
必要があるが、基本的には、前記車速センサ1からの信
号を処理して得られる車両の走行距離と、前記方位セン
サ2により得られる車両の進行方向とから、車両の走行
位置を演算により求めるようになっている。尚、この際
のセンサ1,2の信号処理は所定時間(例えば1秒)毎
に行われ、車両位置の表示は例えば車両が所定距離(例
えば10m)走行する毎に更新されるようになってい
る。また、この際、必要に応じて、DGPS受信装置6
により計測された車両の位置を用いるようにしても良
い。
【0022】しかして、上記のような車速センサ1及び
方位センサ2からの信号に基づいて車両の走行位置を算
出して表示する場合、算出された車両の位置は、車速セ
ンサ1の精度による距離誤差や方位センサ2の精度によ
る方位誤差等に起因して、実際の車両の位置に対して誤
差を含んだものとなり、実際の車両の位置との間で多少
のずれが生ずる事情がある。このため、その誤差による
ずれが累積されると、算出された車両位置が道路地図に
おける道路上から離脱してしまう虞がある。
【0023】そこで、詳しくは後の作用説明にて述べる
ように、制御装置7は、車両位置を道路上に乗せるべく
補正するいわゆるマップマッチングを実行するように構
成されている。本実施例においては、制御装置7は、そ
のソフトウエア構成により、前記方位センサ2の検出に
基づいて車両が交差点あるいは分岐点等にて進行方向を
変更したと判断された際に、車速センサ1及び方位セン
サ2の検出により算出された車両の走行位置及びその誤
差精度に基づいて該車両が存在している可能性のある走
行誤差範囲を求めると共に、その走行誤差範囲と前記D
GPS受信装置6から得られたDGPS誤差範囲とに基
づいて、より限定された車両存在範囲を設定するように
なっている。
【0024】そして、その車両存在範囲及び道路地図情
報に基づいて該車両の道路上の位置(車両が走行してい
る道路)を推定するようになっている。従って、制御装
置7が、本発明にいう、走行範囲算出手段、存在範囲設
定手段及び車両位置推定手段として機能するのである。
また、特に本実施例では、上記車両存在範囲を設定する
にあたっては、走行誤差範囲とDGPS誤差範囲との重
なる範囲を算出してそれを車両存在範囲とするようにな
っている。さらに、本実施例では、車両存在範囲内に車
両の存在位置の候補となる道路が複数存在する場合に
は、DGPS誤差範囲の中心により近い側の道路を車両
が走行していると推定するように構成されている。
【0025】次に、上記構成の作用について、図1ない
し図3も参照して述べる。まず、図3は、車両位置の推
定を行う際の様子を模式的に示しており、車両が図で左
右方向(東西方向)に延びる道路R0 を図で右方(東
方)へ向けて走行しているとすると、車両の走行位置A
(矢印ポインタで示す)が車速センサ1及び方位センサ
2の検出に基づいて算出され、表示装置5に表示されて
いることになる。ここで、この走行位置Aの近傍には、
道路R0 に3本の道路R1 ,R2 ,R3 が接続してお
り、今、車両の進行方向が図で下向き(南向き)に変更
されたとすると、いずれかの道路R1 ,R2 ,R3 にて
右折したと考えられる。
【0026】そこで、制御装置7は、図1のフローチャ
ートに示す手順に従って、車両の位置を推定つまり車両
がいずれの道路R1 ,R2 ,R3 に位置しているかを推
定し、車両位置をいずれかの道路R1 ,R2 ,R3 上に
乗せるべく補正するようになっている。即ち、まずステ
ップS1では、走行誤差範囲Bの算出が行われる。この
走行誤差範囲Bは、車速センサ1に起因する距離誤差及
び方位センサ2に起因する方位誤差により生ずる誤差精
度に基づいて設定され、走行位置Aを中心とし、進行方
向に長い楕円形状とされる。この場合、この走行誤差範
囲Bの進行方向の大きさは、起点からの移動距離に比例
して大きくなる。
【0027】次いで、ステップS2では、DGPS受信
装置6からDGPS誤差範囲Cの読込みが行われる。こ
のDGPS誤差範囲Cは、上述のように、DGPSシス
テムの誤差精度に基づいて、該DGPSシステムにより
計測された車両の存在位置D(図3に×印で示す)を中
心とした径が数m〜20m程度の楕円形状とされる。次
のステップS3では、通過交差点の推定が行われる。こ
の通過交差点の推定の処理の内容を図2のフローチャー
トに示す。
【0028】即ち、まずステップS11にて、車両存在
範囲Eが設定されるのであるが、ここでは前記走行誤差
範囲BとDGPS誤差範囲Cとの重なる範囲を算出し、
これを車両存在範囲E(図3に斜線を付して示す)とす
る。そして、ステップS12にて、その車両存在範囲E
内に存在する交差点(道路R1 ,R2 ,R3 のいずれ
か)を抽出し、これを通過交差点候補とする。図3に示
す例では、通過交差点候補として、道路R2 ,R3 の二
つが抽出されるようになる。
【0029】そして、図1に戻って、ステップS4に
て、車両の道路上の位置を推定する、つまり通過交差点
を唯一に決定することが行われる。この場合、車両存在
範囲E内に存在する道路(交差点)が一つであれば、そ
のまま通過交差点であると決定される。これに対し、図
3の例のように車両存在範囲E内に通過交差点候補が複
数存在する場合には、DGPS誤差範囲Cの中心(DG
PSシステムにより計測された存在位置D)に最も近く
位置する道路を、実際に車両が走行している道路と判定
する。従って、図3の例では、道路R3 が通過交差点と
決定されるのである。
【0030】このように本実施例によれば、車両が交差
点や分岐路にて進行方向を変更した際にマップマッチン
グを行うにあたり、従来のような車速センサ及び方位セ
ンサの検出に基づいて存在範囲bを設定していたものと
異なり、走行誤差範囲B及びDGPS誤差範囲Cに基づ
いて、より限定された車両存在範囲Eを設定するように
した。従って、走行誤差範囲Bがかなり広いものとなっ
ても、狭い範囲に限定された車両存在範囲Eから、車両
の道路上の位置を推定することができ、この結果、車両
の道路上の位置を求めるにあたっての正確性を十分に向
上させることができる効果を得ることができるものであ
る。
【0031】そして、特に本実施例では、走行誤差範囲
BとDGPS誤差範囲Cとの重なる範囲を車両存在範囲
Eとするようにしたので、狭く且つ正確に車両存在範囲
Eを設定することができる。また、車両存在範囲E内に
車両の現在位置の候補となる道路が複数存在する場合に
は、DGPS誤差範囲Cの中心Dにより近い側の道路を
車両が走行していると推定するようにしたので、十分な
確かさで、且つ簡単に車両の位置を推定することが可能
となるといった利点を得ることができる。
【0032】図5及び図6は、本発明の他の実施例(請
求項4に対応)を示しており、この実施例が上記実施例
と異なる点は、車両存在範囲Eを設定するための手法
(図1のフローチャートのステップS3の具体的な内
容)にある。ここでは、やはり、車両が進行方向を変更
した際に、図6に示すような楕円状の走行誤差範囲B及
びDGPS誤差範囲Cを求めるのである(ステップS
1,S2)が、それら走行誤差範囲B及びDGPS誤差
範囲Cのうち小さい方の範囲を車両存在範囲Fとするよ
うになっている(ステップS21)。この場合、図6に
斜線を付して示すように、DGPS誤差範囲Cが車両存
在範囲Fとなる。もちろん、走行誤差範囲Bの方が小さ
くなる場合があるので、その場合は走行誤差範囲Bが車
両存在範囲Fとなる。
【0033】そして、次のステップS22にて、その車
両存在範囲F内に存在する交差点を抽出して通過交差点
候補とし、この後、通過交差点を唯一に決定することが
行われるのである(ステップS4)。かかる実施例によ
れば、上記実施例と同様に、走行誤差範囲B及びDGP
S誤差範囲Cに基づいて、より狭く且つ正確な車両存在
範囲Fを設定することができ、車両の道路上の位置を求
めるにあたっての正確性を十分に向上させることができ
るという効果を得ることができる。
【0034】尚、上記各実施例では、車両存在範囲E,
F内に候補となる道路が複数存在する場合には、ステッ
プS4にてDGPS誤差範囲Cの中心Dにより近い側の
道路を選ぶようにしたが、本発明はそれに限らず、道路
形状と走行軌跡形状とを比較して、最も相関連性の高い
道路を選ぶようにしたり、あるいは、車両存在範囲E,
Fの中心に最も近い道路を選ぶようにしても良い。その
他、上記実施例では、走行誤差範囲Bを楕円状に設定す
るようにしたが、走行誤差範囲を長方形状に設定しても
良く、また、方位誤差が無視できるならば、走行方向
(道路に沿う方向)にのみ範囲を設定するようにしても
良い等、本発明は上記した各実施例に限定されるもので
はなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し
得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すもので、車両の道路上
の位置の推定の手順を示すフローチャート
【図2】図1のステップS3の内容を詳細化したフロー
チャート
【図3】車両存在範囲を求める方法を模式的に示す図
【図4】ナビゲーション装置の構成を概略的に示すブロ
ック図
【図5】本発明の他の実施例を示す図2相当図
【図6】図3相当図
【図7】従来例を示す図3相当図
【符号の説明】 図面中、1は車速センサ(車載センサ)、2は方位セン
サ(車載センサ)、3は地図メモリ、5は表示装置、6
はDGPS受信装置(DGPS範囲検出手段)、7は制
御装置(走行範囲算出手段,存在範囲設定手段,車両位
置推定手段)、R0 〜R3 は道路、Bは走行誤差範囲、
CはDGPS誤差範囲、E,Fは車両存在範囲を示す。

Claims (5)

    【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等を道
    路地図と共に表示装置に表示する機能を備えた車両用ナ
    ビゲーション装置であって、 車載センサの検出により算出された車両の走行位置及び
    その誤差精度に基づいて該車両が存在している可能性の
    ある走行誤差範囲を求める走行範囲算出手段と、 ディファレンシャル方式GPSシステムにより測位され
    た車両の存在位置及びその誤差精度に基づいて該車両が
    存在している可能性のあるDGPS誤差範囲を求めるD
    GPS範囲検出手段と、 それら走行誤差範囲及びDGPS誤差範囲に基づいてよ
    り限定された車両存在範囲を設定する存在範囲設定手段
    と、 この存在範囲設定手段により設定された車両存在範囲及
    び道路地図情報に基づいて該車両の道路上の位置を推定
    する車両位置推定手段とを具備することを特徴とする車
    両用ナビゲーション装置。
  2. 【請求項2】 前記車両位置推定手段による車両の道路
    上の位置の推定は、該車両が交差点あるいは分岐点等に
    て進行方向を変更した際に実行されることを特徴とする
    請求項1記載の車両用ナビゲーション装置。
  3. 【請求項3】 前記存在範囲設定手段は、走行誤差範囲
    とDGPS誤差範囲との重なる範囲を車両存在範囲とす
    ることを特徴とする請求項1又は2記載の車両用ナビゲ
    ーション装置。
  4. 【請求項4】 前記存在範囲設定手段は、走行誤差範囲
    及びDGPS誤差範囲のうち小さい方の範囲を車両存在
    範囲とすることを特徴とする請求項1又は2記載の車両
    用ナビゲーション装置。
  5. 【請求項5】 前記車両位置推定手段は、車両存在範囲
    内に車両の存在位置の候補となる道路が複数存在する場
    合には、所定の条件が成立する1つの候補道路を車両が
    走行していると推定するように構成されていることを特
    徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の車両用ナ
    ビゲーション装置。
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