KR100231283B1 - 거리 계수를 보정하는 기능을 구비한 현재 위치 산출 장치 - Google Patents

Abstract

차량의 좌우 회전시의 각종 정보를 이용하여 주행 거리를 구하기 위해 사용되는 거리 계수를 적정하게 보정하는 현재 위치 산출 장치를 제공한다. 제1 도로로부터 제2 도로로 차량이 좌우 회전한 때, 진행 방위 검출 방치의 출력과 주행 거리 산출 장치의 출력과 도로 지도의 도로 데이터에 기초하여 주행 거리 산출 장치의 실제 있어야 할 출력값에 대한 오차인 거리 오차량 d를 구하고 이 거리 오차량 d를 줄이는 방향으로 거리 계수를 보정한다. 거리 오차량 d를 구하기 위해서는 좌우 회전 완료 후에 도로의 내외를 불문하여 차량 위치의 궤적을 추정하고 이 추정된 차량 위치의 궤적이 도로 지도 상의 제2 도로에 대해서 오버슈트 또는 언더슈트하였는지의 여부를 조사하고, 이 오버슈트 또는 언더슈트의 양을 상기 거리 오차량 d로서 구한다.

Description

거리 계수를 보정하는 기능을 구비한 현재 위치 산출 장치

제1도는 본 발명의 한 실시예에 따른 현재 위치 산출 장치의 구성을 도시하는 블록도.

제2도는 본 발명의 한 실시예에 따라 행하는 지도 및 현재 위치의 표시예를 도시하는 도면.

제3도는 본 발명의 한 실시예에 따라 진행 방위 거리의 산출 처리의 수순을 도시하는 플로우차트.

제4도는 본 발명의 한 실시예에 따라 행하는 현재 위치의 산출 처리의 수순을 도시하는 플로우차트.

제5도는 본 발명의 한 실시예에 따라 행하는 현재 위치 표시 처리의 수순을 도시하는 플로우차트.

제6도는 본 발명의 한 실시예에서 이용되는 지도 데이터에서의 도로의 표현 형식을 도시하는 도면.

제7도는 본 발명의 한 실시예에 따른 거리 오차량 d의 산출 원리를 설명하기 위한 설명도.

제8도는 본 발명의 한 실시예에 따라 행하는 초기화 처리의 수순을 도시하는 플로우챠트.

제9도는 본 발명의 한 실시예에 따라 행하는 거리 보정 계수 Rcv의 산출 처리의 수순을 도시하는 플로우차트.

제10도는 본 발명의 만 실시예에서 도로 폭 데이타로부터 보정량 hkin을 산출는 수순을 도시하는 플로우챠트.

제11도는 본 발명의 한 실시예에 따라 행하는 거리 보정 계수 Rcv의 산출 처리의 수순을 도시하는 플로우차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

201 : 각속도 센서 202 : 방위 센서

203 : 차량 속도 센서 204 : 스위치

205 : CD-ROM 206 : CD-ROM 드라이버

207 : 디스플레이 208 : 제어기

209, 210 : A/D 변환기 216 : 카운터

본 발명의 차량 등의 이동체에 탑재되어 진행 거리나 진행 방위 등을 측정하고, 이로부터 당해 차량의 현재 위치를 산출하는 현재 위치 산출 장치에 관한 것으로, 특히 진행 거리의 측정 오차를 보정하는 기술에 관한 것이다.

종래, 차량의 현재 위치는 쟈이로 등의 방위 센서로 측정한 차량의 진행 방위와, 차량 센서 또는 거리 센서로 측정한 차량의 진행 거리에 기초하여 산출하는 기법이 행해지고 있다.

또한, 차량의 진행 거리는 일반적으로는 트랜스미션의 출력축 또는 타이어의 회전수를 계측하여, 그 회전수예 타이어 1회전당 차량이 진행하는 거리인 거리 계수를 곱함으로써 구해지고 있다.

또 이와 같이 차량의 진행 방향과 진행 거리로부터 구한 현재 위치의 오차를 보정하기 위해, 일본 특허 공보 94-13972호에 기재되어 있는 기술과 같이, 구해진 차량의 현재 위치를 도로 데이터에 일치되도록 수정하는 소위 맵 매칭 기술이 공지되어 있다. 이 맵 매칭 기술에 의하면, 현재 위치 산출의 정밀도를 높일 수 있다.

그런데, 주행시에는 타이어의 마모나 온도 변화에 의한 팽창 등에 의해 타이어의 직경, 즉 거리 계수가 시시 각각 변화한다. 이 때문에, 진행 거리의 산출에서 오차가 발생하여, 현재 위치의 산출을 고정밀도로 행할 수 없게 된다. 예를 들면, 타이어 1회전당의 진행 거리 계수에 1%의 오차가 존재하면, 100km 주행했을 경우 1km의 오차가 발생해 버린다.

이와 같은 진행 거리의 측정 오차는, 통상의 도로를 주행하고 있을 경우는 상술한 맵 매칭 기술에 의해 어느 정도 수정될 수 있다. 그러나, 맵 매칭에 의해 교차점 등에서 현재 위치의 오차를 수정할 수 있어도, 맵 매칭 자체는 거리 계수를 보정하는 것은 아니기 때문에 그 후에 진행 거리의 오차의 축적은 방지되지 않는다.

또한, 일단, 측정된 현재 위치와 실제의 현재 위치 사이에 1km 정도의 오차가 발생해 버리면, 맵 매칭 기술에 의해서는 올바른 위치로 보정하는 것이 곤란하게 된다.

그래서, 진행 거리의 측정 오차를 없애기 위해 종래에는, (1) 교차점을 돌았을 때(시점)부터 다음 교차점을 돌 때(종점)까지의 도로 데이타와 계측된 트랜스미션의 출력축 또는 타이어의 회전수에서 얻어지는 진행 거리를 비교함으로써, 타이어 1 회전당의 거리 계수를 보정하는 것이 행해지고 있었다. 또 (2) 일본 특허 공보 94-2765호에 기재된 바와 같이, 2개의 비이컨(beacon) 사이의 지도 상의 거리와, 주행하여 계측한 거리를 비교함으로써 상술한 거리 계수를 보정하는 기술도 공지되어 있다. 또, (3) 일본 특허 공개 90-107958호에 기재된 바와 같이 GPS 위성으로부터의 신호를 이용하여 현재 위치를 산출하는 GPS 수신 장치를 이용하여 차량 속도를 구하고, 그것과 검출된 타이어의 회전수를 비교하여 상술한 거리 계수를 보정하는 기술도 공지되어 있다.

그러나, 상술한 (1)의 기술에서는, 교차점간의 도로가 조금이라도 구부려져 있거나, 차량이 사행(蛇行) 운전하거나 하면 정확한 보정을 행할 수 없게 된다. 또, 상술한 시종점(始終点)을 정확하게 특정하는 것이 곤란하다는 문제도 있다.

또한, 상술한 (2)의 기술에서도, 도로가 직선이 아니면 정확한 보정을 행살 수 없고, 또 차량이 이용할 수 있는 비이컨 설비를 설치해야 하는 문제점이 있다.

더욱이, 상술한 (3)의 기술에서는, 차량 속도가 늦을 경우에 정확한 속도 정보를 얻을 수 없는 경우가 있고, 또 차량의 속도 변화가 클 경우에는 처리에 시간이 걸려 산출한 속도에 오차가 생긴다. 이 때문에, 정확한 보정을 행할 수 없을 경우가 있다는 문제가 생긴다. 또, 차량에 이용할 수 있는 GPS 수신 장치나 GPS 안테나를 설치할 필요가 있다. 차량이 터널이나 고가도로 아래, 건물의 그림자 등 GPS 신호를 수신할 수 없는 주행 상태일 경우에는, GPS 위성을 이용할 수 없기 때문에 보정을 행할 수 없게 된다는 문제도 있다.

그래서, 본 발명은 차량의 운전 상태나 주행 속도에 관계 없이, 또 별도의 설비를 필요로 하지 않고, 좌/우회전시에 각종 정보를 이용하여 거리 계수를 보정새 고정밀도로 차량 위치를 구할 수 있는 현재 위치 산출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 좌우로 꺽이는 도로의 폭의 대소를 고려하여 보다 정확한 거리 계수의 보정을 행할 수 있는 현재 위치 산출 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 차량의 회전에 따라 이동하는 차량에 탑재되고, 탑재 차량의 현재 위치를 산출화는 현재 위치 산출 장치에 있어서, 도로 지도를 나타내는 지도 데이터를 기억하는 수단과, 차량의 진행 방위를 검출하는 4진행 방위 검출 수단과, 차량의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출 수단과, 그 회전 속도 검출 수단에 의해 검출된 차량의 회전 속도와 설정된 거리 계수에 따라 차량의 주행 거리를 산출하는 주행 거리 산출 수단과, 검출된 차량의 주행 거리, 검출된 차량의 진행 방위 및 상기 지도 데이터가 나타내는 도로 지도에 따라, 차량이 존재하는 도로와 그 도로 상의 차량이 존재하는 현재 위치를 추정하는 현재 위치 추정 수단, 및 차량의 좌/우회전시 상기 검출된 주행 거리와 상기 검출된 차량의 진행 방위와 상기 도로 지도의 도로 데이터에 기초하여 상기 주행 거리 산출 수단과 실제의 출력값에 대한 오차인 거리 오차량을 구하고, 이 거리 오차량을 줄이은 방향으로 상기 거리 계수를 보정하는 거리 계수 보정 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 현재 위치 산출 장치를 제공한다.

이 현재 위치 산출 장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 거리 계수 보정 수단은 상기 현재 위치 추정 수단과 출력 및 상기 진행 방위 검출 수단의 출력에 기초하여, 차량이 제1도로에서 제2도로상으로 이동하고, 또 그 이동 전후의 진행 방위가 이루는 각도 및 당해 제1 및 제2도로의 방위가 이루는 각도가 거의 90도인 것이 확인되었을 때, 차량이 좌우로 회전한 것으로 판정하는 좌/우회전 판정 수단을 구비한다.

본 발명의 현재 위치 산출 장치에서는 차량의 거의 직각의 좌/우회전시에 얻어지는 여러 가지 정보, 즉 (a) 차량의 방위 정보, (b) 거리 계수를 이용하여 산출한 주행 거리(이동량), (c) 도로 지도의 도로 데이터에 기초하여 주행 거리 산출 수단의 당연히 있어야 할 출력의 값에 대한 오차인 거리 오차량을 구하고, 이 거리 오차량을 줄이는 방향으로 상기 거리 계수를 보정한다.

거의 직각인 좌/우회전시를 이용하는 것은, 이 때 거리 오차량을 비교적 용이하고, 또 정확하게 파악할 수 있기 때문이다.

본 발명에 따르면, 차량의 운전 상태나 주행 속도에 관계 없이, 또 GPS 등의 QUFE의 설비가 없어도 거리 계수를 적절하게 보정할 수 있다.

또한, 도로의 폭을 고려하고 이에 응하여 거리 오차량을 보정함으로써 보다 적절한 거리 계수의 보정이 행해진다.

이하, 본 발명에 따른 현재 위치 산출 장치의 한 실시예에 대해 설명한다.

우선, 제1도에 의해 본 실시예에 따른 현재 위치 산출 장치의 구성에 대해 설명한다.

본 실시예에 따른 현재 위치 산출 장치는, 차량의 요 레이트(yaw rate)를 검출하는 것으로 진행 방위 변화를 검출하는 각속도 센서(201)와, 지자기(地磁氣)를 검출하는 것으로 차량의 진행 방위를 검출하는 방위 센서(202)와, 차량의 트랜스미션 출력축의 회전 속도에 비례한 시간 간격으로 펄스를 출력하는 차량 속도 센서(203)를 구비하고 있다.

또한, 현재 위치 주변의 지도나 현재 위치를 나타내는 마크 등을 표시하는 디스플레이(207)와, 디스플레이(207)에 표시되는 지도의 축척 전환 명령을 사용자(운전자)로부터 받아들이는 스위치(204)와, 디지털 지도 데이터를 기억해 두는 CD-ROM(205)과, 그 CD-ROM(205)으로부터 지도 데이터를 판독하기 위한 드라이버(206)를 구비하고 있다. 또, 이상 나타낸 각 주변 장치의 동작을 제어하는 제어기(208)를 구비하고 있다.

다음에, 제어기(208)는 각속도 센서(201)의 신호(아날로그)를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기 209와, 방위 센서(202)의 신호(아날로그)를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기 210과, 차량 속도 센서(203)로부터 출력되는 펄스를 0.1초마다 카운트하는 카운터(216)와, 스위치(204)의 가압 유무를 입력하는 병렬 I/O(211)와, CD-ROM(205)으로부터 판독된 지도 데이터를 전송하는 DMA(Direct Memory Access) 제어기(212)와, 디스플레이(207)에 지도 화상을 표시하는 표시 프로세서(213)를 갖는다.

또한, 제어기(208)는 마이크로 프로세서(214) 및 메모리(215)를 더 구비한다. 마이크로 프로세서(214)는, A/D 변환기 209를 통해 얻은 각속도 센서(201)의 신호와 A/D 변환기 210을 통해 얻은 방위 센서(202)의 신호와, 카운터(216)가 카운트한 차량 속도 센서(203)의 출력 펄스수와, 병렬 I/O(211)를 통해 입력하는 스위치(204)의 가압 유무와, DMA 제어기(212)를 통해 얻은 CD-ROM(205)으로부터의 지도 데이터를 받아 들여 그들 데이터에 기초하여 처리를 행하고, 차량의 현재 위치를 산출하여 그것을 표시 프로세서(213)를 통해 디스플레이(207)에 표시한다. 이 차량 위치의 표시는 제2도에 도시하는 바와 같이 이미 디스플레이(207)에 표시하고 있는 지도상에 화살표 마크 등을 중첩하여 표시함으로써 행한다. 이로써, 사용자는 지도상에서 차량의 현재 위치를 알 수 있다. 메모리(215)는 이와 같은 동작을 실현하기 위한 처리(후술함) 내용을 규정하는 프로그램이나 후술하는 각종 테이블 등을 저장한 ROM과 마이크로 프로세서(214)가 처리를 행할 경우에 작업 영역으로서 사용하는 RAM을 포함하고 있다.

이하, 본 실시예 따른 현재 위해 산출 장치의 동작에 대해 설명한다.

우선, 차량의 진행 방위 및 진형 거리를 산출하는 처리와, 산출된 진행 방위 및 거리로부터 차량의 현재 위치를 결정하는 처리와, 얻어진 차량 위치 및 방위를 표시하는 처리의 3가지 처리에 대해 설명한다.

제3도에서는 차량의 진행 방위 및 진행 거리를 산출하는 처리의 흐름을 설명한다.

이 처리는 일정 주기, 예컨대 100ms(밀리초)마다 기동되어 실행되는 마이크로프로세서(214)의 루틴이다.

이 루틴에서는 처음에 A/D 변환기 209로부터 각속도 센서(201)의 출력값을 읽어 들인다(단계 401). 이 각속도 센서(201)는 그 출력값으로 방위 변화가 출력되기 때문에 차량 진행 방향의 상대적인 값 밖에 검출할 수 없다. 이 때문에, 다음에 A/D 변환기 210으로부터 방위 센서(202)의 출력값을 읽어 들이고(단계 402), 이 방위 센서(202)의 출력값에 의해 산출된 절대 방위와 각속도 센서(201)로부터 출력되는 방위 변화(각속도 출력)를 이용해 차량의 추정 방향을 결정한다(단계 403).

이 방위의 결정은, 예컨대 장시간 동안 차량 속도가 느릴 때에는 각속도 센서의 오차가 크기 때문에 일정 시간 이상 차량 속도가 느릴 경우에는 방위 센서의 방위만을 이용한다는 방법에 의해 행한다.

다음에, 차량 속도 센서(203)가 출력하는 펄스수를 0.1초마다 카운터(216)로 계수하여, 그 계수값을 읽어 들인다(단계 404). 이 읽어 들인 값에 거리 계수 R을 곱항 0.1초간 진행한 거리를 구한다(단계 405). 이 거리 계수 R을 구하는 방법에 대해서는 후술한다.

다음에, 이와 같이 하여 얻어진 0.1초당의 진행 거리값을, 전회 얻어진 값에 적산하여 차량의 진행 거리가 20m로 되었는지의 여부를 조사하고(단계 406), 20m에 도달하지 않았을 경우(단계 406에서 아니오)에는 이번 처리를 종료하고 새로운 처리를 개시한다.

진행 거리 산출 처리의 결과, 적산된 진행 거리가 일정 거리, 예컨대 20m로 되었을 경우(단계 406에서 예)에는 그 시점에서의 진행 방향과 진행 거리(20m)를 출력한다(단계 407). 단계 407에서는, 또 적산 거리를 초기화하여 새롭게 진행 거리의 적산을 개시한다.

다음에, 산출된 방위 및 진행 거리에 기초하여 차량의 현재 위치를 구하는 거리에 대해 설명한다.

제4도는 이 처리의 흐름을 도시한다.

본 처리는 제3도로부터의 진행 방위 및 진행 거리가 출력되는 것을 받아 기동되어 실행되고 마이크로 프로세서(214)의 루틴이다. 즉, 본 처리는 차량이 20m 진행할 때마다 기동된다.

따라서, 이 처리에서는 우선 단계 407에서 출력된 진행 방위와 진행 거리를 읽어 들인다(단계 501). 다음에, 그들 값에 기초하여 차량의 이동량을 위도 경도 방향에 대해 별도로 각각 구한다. 또, 이들 각 방향에서의 이동량을 전회의 처리에서 구해진 차량의 현재 위치(B)에 가산하여 현재 위치(A)를 구한다(단계 502).

만일 장치의 시동 직후 등 전회의 처리에서 구해진 위치가 없을 경우에는 별도 설정된 위치를 전회의 처리에서 구한 위치로서 이용하여 현재 위치(A)를 구한다.

다음에, 구한 현재 위치(A) 주변의 지도를 CD-ROM(205)으로부터 드라이버(206) 및 DMA 제어기(213)를 통해 판독하여 현재 위치(A)를 중심으로 하는 미리 설정된 거리 D 내에 있는 도로 데이터(선분 : 線分)를 꺼낸다(단계 503).

또, 도로 데이터로서는, 예컨대 제6도에 도시한 바와 같이 2점 사이를 연결하는 복수의 선분(81 ~ 86)으로 근사시키고, 그들 선분을 그 시점에 종점의 좌표로 나타낸 것 등을 이용할 수 있다. 예를 들면, 선분 83은 그 시점(x3, y3)과 종점(x4, y4)에 의해 표현하게 한다.

다음에, 단계 503에서 꺼낸 선분 중에서, 그 선분의 방위가 구해져 있는 진행 방향과 각도적으로 소정값 이내에 있는 선분만을 꺼낸다(단계 504). 또, 꺼내진 모든 선분에 대해, 현재 위치(A)로부터 수선을 내리고, 그 수선의 길이(즉, 현재 위치(A)로부터 당해 선분까지의 거리)를 구한다(단계 505).

다음에, 그들 수선의 길이를 이용하여 단계 504에서 꺼낸 모든 선분에 대해 다음에 정의되는 에러 코스트값을 산출한다.

에러 코스트 = α×(진행방위 - 선분방위) + β(현재 위치 A로부터 당해 선분까지의 거리)

여기서, α,β는 0 또는 양의 정수인 중첩 계수이다. 이들 계수의 값은 현재 위치에 존재하는 도로를 선택한 상태에서, 진행 방위와 도로 방위의 오차와, 현재 위치와 선분의 오차 중 어느 쪽을 중시하는가에 의해 변화시켜도 좋다. 예를 들어, 진행 방위와 방위가 가까운 도로를 중시할 경우는 α를 크게 하도록 한다.

그리고, 각 선분의 에러 코스트가 산출되었다면 에러 코스트가 산출된 선분 중 에러 코스트값이 가장 작은 선분을 선택하고(단계 506), 그 선택된 선분과 수선이 교차하는 점(선분의 수선의 발)을 수정된 현재 위치(B)로 한다(단계 507).

또, 본 실시예에서는, 후술하는 좌/우회전의 판정 및 거리 오차량 d의 산출을 위해 단계 502에서 구한 방위 및 진행 거리(또는 위도 경도 각 방향의 이동량) 및 단계 508에서 구한 현재 위치(B)는, 적어도 현 시점보다 과거에 미리 정한 개수(예컨대, 6개 이상)의 데이터를 메모리(215)에 축적해 둔다.

또, 상술한 단계 503에서는 현재 위치(A)를 중심으로 하는 미리 설정된 거리 D 내에 있는 도로 데이터(선분)를 꺼냈지만, 이 거리 D는 전회 행한 단계 506에서 선택한 도로의 에러 코스트값에 기초하여 결정하는 값이어도 된다.

여기서, 에러 코스트에 기초하여 검색 범위를 구하는 이유는, 에러 코스트의 값이 클 경우는 전회 구한 현재 위치(B)의 정밀도에 대한 신뢰성이 낮다고 생각되기 때문에 보다 넓은 범위를 검색하여 도로를 찾는 쪽이 올바른 현재 위치를 구하는데 적당하기 때문이다.

다음에 얻어진 차량 위치 및 방위를 표시하는 처리에 대해 설명한다.

제5도에는 이 처리의 흐름을 도시한다.

본 처리는 1초마다 기동되어 실행되는 마이크로 프로세서(214)의 루틴이다.

처음에, 스위치(204)를 누름으로써 지도의 축척 변경이 지시되어 있는지를, 병렬 I/0(211)의 내용을 보고 판정한다(단계 601). 만일 눌려 있으면(단계 601에서 예), 그에 대응하여 소정의 축척 플래그를 설정한다(단계 602).

다음에, 제4도의 처리에서 구한 현재 위치(B)를 판독하고(단계 603), 단계 602에서 전환된 축척 플래그의 내용에 수반하는 축척 지도를 디스플레이9207)에, 예컨대 제2도에 도시한 바와 같은 상태로 표시한다(단계 604).

그리고, 지도에 중첩하여, 차량의 현재 위치(B)와 차량의 진행 방위를, 예컨대 앞서 도시한 제2도와 같이 화살표 기호 “↑”를 이용해 표시한다(단계 605). 그리고, 마지막으로 이들에 중첩하여 북쪽을 나타내는 북쪽 마크와 축척에 대응한 마크를 제2도와 같이 표시한다(단계 606).

또, 본 실시예에서는 상술한 바와 같이 화살표 기호를 이용하여 차량 위치 및 방향을 표시했으나, 차량 위치 및 방향의 표시 형태는 위치 및 진행 방향이 표시 상태를 명확히 나타내는 것이면 그 형태는 어떤 것이어도 된다. 또, 북쪽 마크 등도 마찬가지이다.

다음에, 제3도에 처리 단계 405에서 거리 산출에 사용한 거리 계수 R을 구하는 방법에 대해 설명한다.

상술한 바와 같이 차량의 주행 거리는, 차량 속도 센서(203)가 출력하는 펄스수에 거리 계수 R을 곱해 구한다. 그러나, 타이어의 마모 등에 의해 타이어 1 회전당 차량의 진행 거리는 변화하기 때문에, 거리 계수 R을 고정값으로 하면 주행에 따른 거리가 정확하게 구해지지 않게 된다. 그래서, 본 실시예에서는 예컨대 교차점과 같은 거의 직각으로의 좌/우회전시 주행 거리의 오차를 구함으로써 측정에 의한 차량 위치가 실제의 차량 위치에 대해 앞서 있는지, 뒤져있는지를 판단하여, 거리 계수 R을 유동적으로 수정한다. 또, 이 거리 오차량을 구하기 위해서는, 상술한 교차점을 회전했을 때부터 다음 교차점을 회전할 때까지의 도로 데이터와, 계측산 회전 수에서 얻어지는 그 사이의 진행 거리를 비교함으로써도 행해지지만, 본 실시예에서는 다른 수법을 이용한다. 이 방법에 대해 제7도를 통해 이하에 상술한다.

제7도는 교차점에서 좌/우회전할 경우의, 좌/우회전별, 그리고 거리 계수의 과대(過大) 과소(過小)에 기인하여 생기는 측정 현재 위치의 오버슈트/언더슈트별의 조합에 의해 생기는 4가지의 경우를 나타낸다. 여기서 말하는 「측정 현재 위치」란 맵 매칭에 따른 수정을 행하지 않는 도로 내외에 관계 없는 현재 위치를 말한다. 이들 4가지의 경우 구체적으로는 (a) 좌회전시의 오버슈트, (b) 좌회전시의 언더슈트, (c) 우회전시의 오버슈트, (d) 우회전시의 언더슈트이다. 도면에서, 일련의 작은 원은 맵 매칭이 없을 경우의 측정 현재 위치를 나타내며, +자 선은 도로 데이터 기초하는 교차점을 나타낸다.

제7(a)도의 좌회전시의 오버슈트는, 거리 계수가 적정한 값보다 클 경우에 생긴다. 즉, 이것은 실제로는 아직 교차점에 도달하지 않았음에 불구하고 거리 계수가 과대하기 때문에 측정 현재 위치는 이미 교차점에 도달했다는 상태에 상당한다. 본 실시예에서는, 이 좌/우회전 완료시의 새로운 도로와 그 측정 현재 위치 사이의 거리를 거리 오차량 d(> 0)로서 구한다. 이 거리 오차량 d에 응하여 거리 계수 R을 감소시키는 방향으로 갱신한다. 이 갱신 방법에 대해서는 후술한다. 또, 표시 화면상에서는 맵 매칭의 결과가 표시되기 때문에, 상술한 에러 코스트에 응하여 어느 하나의 도로 상에서 현재 위치(B)가 정해진다.

제7(b)도의 좌회전시의 언더슈트는 거리 계수가 적정한 값보다 작을 경우에 생긴다. 즉, 이것은 실제로는 교차점을 이미 돌아버린 것으로, 거리 계수가 과소하기 때문에, 측정 현재 위치는 아직 도로 지도 상의 교차점에 도달하지 않았다는 상태에 상당한다. 이 경우에 오버슈트의 경우와 마찬가지로 하여 거리 오차량 d(> 0)를 구한다. 단, 이 경우는 거리 오차량 d에 응하여 거리 계수 R을 증대시키는 방향으로 갱신한다.

제7(c) 및 7(d)도의 우 회전시의 오버슈트 및 언더슈트의 경우도 마찬가지이다.

거리 계수 R의 수정은, 예컨대 다음과 같이 해서 행할 수 있다. 즉, 좌/우회전시 얻어진 거리 오차량 d에 기초하여, 거리 계수 R을 보정하기 위한 보정 계수 Rcv를 도입한다. 그리고, 거리 계수 R = R(전회치) ×(1 + Rcv)에 따라 유동적으로 거리 계수 R을 수정한다.

제8도에 도시한 바와 같이, 장치의 시동 직후의 초기화 처리에 의해 거리 오차량 d 및 거리 보정 계수 Rcv가 0으로 리셋된다. 그 때의 거리 계수 R은 그 초기값 R0이 이용된다.

제9도에서는 거리 보정 계수 Rcv를 구하는 CFL 수순을 도시한다. 이 처리는 주행 중 정기적으로, 예컨대 새로운 현재 위치가 구해질 때마다 실행한다. 즉, 우선 좌우로 회전했는지를 판정한다9단계 (1). 이를 위한 구체적인 방법은 후술한다. 좌우로 회전하니 않았을 경우에는 본 처리를 종료한다. 좌우로 회전했다고 판정되었을 경우에는 후술하는 방법에 의해 거리 오차량 d를 산출한다(단계 92). 다음에, 도로 폭 데이터로부터 보정량 hkin을 산출한다(단계 93). 이 처리의 의의 및 상세한 상항에 대해서는 후술한다. 그래서, 단계 92, 93에서 구해진 거리 오차량 d 및 보정량 hkin에 기초하여 거리 보정 계수 Rcv를 산출한다. 이에 대해서도 나중에 상술한다.

상기 단계 91에서는 거의 직각으로 좌/우회전했는지의 여부를 판정한다. 거의 직각으로 한 이유는 그 경우에 거리 오차량 d가 비교적 용이하고, 또 정확하게 구해지기 때문이다. 좌/우회전했는지의 판정은 상술한 맵 매칭에서 제1도로에서 제2도로로 현재 위치(B)가 이동한 것을 확정하고, 또 좌/우회전 전후의 두 도로에서의 현재 위치(B)에서 차량 방위(또는 도로 방위)가 거의 직각(예컨대, 90도 ±20도의 범위)일 경우에 좌/우회전했다고 판정한다. 좌/우회전을 확정(완료)했는지의 판정에 대해서는, 미리 정해진 개수(예컨대, 연속된 6개)의 현 시점보다 과거에 측정된 차량 방위의 순차 방위의 평균과 현 시점의 차량 방위의 차가 미리 정해진 기준치 이상이 된 후, 다시 기준치 미만이 되었을 경우에 확정했다고 판정한다. 우회전인가 좌회전인가의 판정은 회전하기 전후의 당해 차량(또는 도로) 방위의 관계Dp 이해 용이하게 행해진다.

또, 「제1도로」와「제2도로」는 도시한 바와 같이 교차하는 도로로 한정되는 것은 아니고, L자형으로 꺾어지는 1개의 도로 또는 삼거리 등에서도 적용되며, 그 꺾어지기 전후의 도로를 가리키는 것으로 한다.

상기 단계 92에서의 거리 오차량 d의 산출 방법에 대해 설명한다. 제7도에서 설명한 바와 같이, 좌/우회전을 종료된 시점에서의 새로운 도로(제2 도로)와 그 시점의 측정 현재 위치 사이의 거리를 측정 오차량 d(> 0)로서 구한다. 이 처리는, 상술한 바와 같이 과거의 복수점의 측정 데이터에 기초하여 용이하게 행할 수 있다. 즉, 좌/우회전 완료 시점에서, 제1도로 상의 좌/우회전 개시시 또는 이전의 현재 위치(B)를 기준으로 하여 순차 후속 방위 및 진행 거리를 적산해 감으로써 맵 매칭에 의하지 않는(즉, 도로 내외에 관계 없음) 차량 위치의 궤도가 얻어지고, 그 겨로가 좌/우회전 완료 시점에서의 측정 현재 위치를 구할 수 있다. 이 위치로부터 제2도로로 내린 수선의 길이가 구하는 거리 오차량 d로 된다.

다음에, 단계 93에 나타낸, 도로 폭 데이터에 의한 보정량 hkin에 대해 설명한다. 상기 거리 오차량 d의 산출시, 제2도로와 측정 현재 위치 사이의 거리를 구했으나, 제2도로의 위치 데이타는 도로 데이타에 의한 것이고, 이것은 통상 도로의 중앙선의 위치를 나타내는 것이다. 한편, 차량은 일본에서는 중앙선의 좌측을 주행하기 때문에, 제2 도로의 도로 폭이 매우 클 경우에는 이에 기초하는 거리오차량 d의 산출 오차가 생긴다. 그래서, 본 실시예에서는 제2 도로의 도로 폭에 기초하여 거리 오차량 d를 보정하도록 했다. 구체적으로는 좌회전 오버슈트 및 우회전 언더슈트의 경우에는 d를 증가시키고, 좌회전 언더슈트 및 우회전 오버슈트의 경우에는 d를 감소시킨다. 그 증가량 및 감소량은 도로 폭에 따라 결정된다. 차량이 우측 통행인 나라에서는 좌/우회전의 관계를 역으로 하면 된다.

제10도에서는 본 실시예에서의 거리 오차량 d를 증가시키거나 감소시키기 위한 보정량 hkin을 구하는 방법의 일례를 나타낸다. 본 실시예에서는 보정량 hkin을, 미리 메모리 내의 테이블에 저장된 데이터로서 갖는다. 이 예에서는 도로 폭이 5.5m 미만일 경우 hkin = 0으로 하고, 5.5m 이상 13m 미만일 경우 hkin = 3m로 하며, 도로 폭이 13m 이상일 경우에는 hkin = 5m로 하고 있다. 이보다 더욱 세분되게 보정량 hkin을 구분해도 되고, 혹 테이블을 이용하는 것이 아니고, 도로 폭에 어느 하나의 계수치를 승산하고 보정량 hkin을 구하게 해도 된다. 또, 각 도로의 도로 폭은 도로 데이터로부터 얻어진다.

제11도에는 단계 94(제9도)에서의 거리 보정 계수 Rcv의 구체적인 산출 처리의 흐름을 도시한다. 우선, 좌회전인지 우회전인지를 조사하고(단계 111), 어느 경우에도 다음에 오버슈트인지 언더슈트인지를 조사한다(단계 1112, 113). 그래서, 각 경우에 따라 수정 후의 오차량 Lcv를 구한다. 즉, 좌회전 언더슈트일 경우에는 Lcv를 Lcv = d - hkin으로서 산출한다(단계 114). 좌회전 오버슈트일 경우에는 Lcv를 Lcv = d + hkin으로 산출한다(단계 115). 우회전 오버슈트일 경우에는 Lcv를 Lcv = d - hkin으로서 산출한다(단계 116). 우회전 언더슈트일 경우에는 Lcv를 Lcv = d + hkin으로서 산출한다(단계 117). 이들 단계에서 구해진 수정 오차량 LcvDP 기초하여 거리 보정 계수 Rcv를 구한다(단계 118). 본 실시예에서는 Rcv의 변화량 △Rcv의 절대값 ｜△Rcv｜는,

｜△Rcv｜= k ×Lcv

로 구한다. 여기에서, k는 적다한 양의 실수값으로, 경험적으로 구할 수 있다. △Rcv의 부호는 오버슈트일 경우, 상술한 바와 같이 거리 계수 R이 과대한 것이기 때문에 그것을 감소시키기 위해 음으로 하고, 언더슈트일 경우에는 반대로 거리 계수 R이 과소하기 때문에 그것을 증가시키기 위해 양으로 한다.

그 결과, Rcv = Rcv + △Rcv에 의해 새로운 Rcv가 구해진다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 차량의 좌/우회전시의 각종 정보를 이용하여 거리 계수를 적정하게 보정할 수 있다. 또, 도로 폭을 고려함으로써 거리 계수를 보다 더 적정하게 보정할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 차량의 운전 상태나 주행 속도에 상관없이, 또 다른 설비를 필요로 하지 않으면서 정확하게 거리 계수를 보정하여 고정밀도로 차량 위치를 구할 수 있는 현재 위치 산출 장치를 제공할 수 있다.

Claims (7)

1. 바퀴 회전에 따라 이동하는 차량에 탑재되어 상기 차량의 현재 위치를 산출하는 현재 위치 산출 장치에 있어서, 도로 지도를 나타내는 도로 데이터를 기억하는 수단, 상기 차량의 진행 방위를 검출하는 진행 방위 검출 수단, 바퀴 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출 수단, 상기 회전 속도 검출 수단에 의해 검출된 바퀴 회전 속도 및 미리 정해진 거리 계수에 따라 상기 차량의 주행 거리를 산출하는 주행 거리 산출 수단, 상기 검출된 주행 거리, 상기 검출된 진행 방위 및 상기 도로 데이터에 의해 표시된 도로 지도에 따라, 상기 차량이 존재하는 도로 상에서의 현재 위치를 추정하는 현재 위치 추정 수단, 상기 차량이 제1 도로로부터 제2 도로로 좌/우회전하는 지를 판정하는 좌/우회전 판정 수단, 좌/우회전 시에 상기 검출된 주행 거리, 상기 검출된 진행 방위 및 상기 도로 지도의 도로 데이터에 기초하여, 상기 주행 거리 산출 수단으로부터의 출력의 실제값에 대한 오차인 거리 오차량을 구하고, 이 거리 오차량을 감소시키도록 상기 거리 계수를 보정하는 거리 계수 보정 수단, 과거의 연속한 복수 시점에서 얻어진 데이터 항목의 조합을 축적하는 기억 수단 - 상기 데이터 항목은 상기 검출된 주행 거리, 상기 검출된 진행 방위 및 상기 차량이 존재하는 현재 위치를 포함함 -, - 상기 거리 계수 보정 수단은 좌/우회전의 완료 후에 상기 데이터 항목의 조합에 따라 도로의 내외에 관계없이 차량 위치의 이동 경로를 추정하고, 상기 이동 경로가 상기 도로 지도 상의 상기 제2 도로를 오버슈트 또는 언더슈트하는 지를 조사하며, 상기 오버슈트 또는 언더슈트의 양을 상기 거리 오차량으로서 구함 -, 상기 도로 데이터에 따라 상기 제2 도로의 폭을 구하는 수단, 및 상기 제2 도로의 폭에 따라 상기 거리 오차량을 보정하는 수단을 포함하는 현재 위치 산출 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 좌/우회전 판정 수단은, 상기 현재 위치 추정 수단으로부터의 출력 및 상기 진행 방위 검출 수단으로부터의 출력 중 적어도 하나의 출력에 따라, 상기 차량이 상기 제1 도로로부터 상기 제2 도로로 이동하였고, 그 이동 전후의 진행 방위에 의해 형성된 각도와 상기 제1 및 제2 도로의 방위에 의해 형성된 각도 중 어느 하나의 각도가 대략 90도임이 검출되는 경우에, 차량이 좌/우회전하였다고 판정하는 현재 위치 산출 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 차량의 진행 방위의 검출, 차량 바퀴의 회전 속도의 검출 및 현재 위치의 추정은 미리 정해진 일정 주행 거리마다 행해지는 현재 위치 산출 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 차량의 진행 방위의 검출, 차량 바퀴의 회전 속도의 검출 및 현재 위치의 추정은 미리 정해진 일정 주행 거리마다 행해지는 현재 위치 산출 장치.
5. 차량에 탑재되어 상기 차량의 현재 위치를 구하는 현재 위치 산출 장치에서 바퀴 회전 속도에 기초하여 차량 주행 거리를 구하기 위한 거리 계수를 보정하는 방법에 있어서, 상기 차량이 대략 직각으로 좌/우회전하여 제1 도로로부터 제2 도로로 이동하는 경우, 진행 방위 검출 수단에 의해 순차적으로 구해진 진행 방위들에 기초하여 판정된 주행 거리, 및 상기 거리 계수와 상기 바퀴 회전 속도에 따라 순차적으로 구해진 주행 거리들에 기초하여 판정된 주행 거리에 따라, 도로의 내외에 관계없이 차량 위치의 이동 경로를 추정하는 단계, 상기 추정된 차량 위치 이동 경로가 도로 지도 상의 상기 제2 도로를 오버슈트 또는 언더슈트하는 지를 조사하는 단계, 및 상기 이동 경로가 오버슈트인 경우에, 상기 오버슈트 양에 따라 상기 거리 계수를 감소시키고, 상기 이동 경로가 언더슈트인 경우에는, 상기 언더슈트 양에 따라 거리 계수를 증대시키는 단계를 포함하며, 상기 제2 도로의 폭은 상기 도로 데이터에 따라 조사되고, 상기 각각의 오버슈트 및 언더슈트의 양은 상기 제2 도로의 폭에 따라 보정되는 거리 계수 보정 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 거리 오차량을 보정하는 상기 수단은, 상기 제2 도로의 폭의 범위에 대응하여 보정량이 미리 저장되는 표를 포함하는 현재 위치 산출 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 각각의 오버슈트 및 언더슈트의 양의 보정은, 상기 제2 도로의 폭의 범위에 대응하여 보정량이 미리 저장되는 미리 정해진 표를 참조하여 수행되는 거리 계수 보정 방법.