KR100858150B1 - 차량용 네비게이션 장치 - Google Patents

Abstract

차량용 네비게이션 장치에 있어서, 차량이 방향 전환(U턴(U-turn))을 행하였는지 여부의 판정을, 차량 방향 검출 기능을 사용하고, 또한 검출 기능의 불감대(不感帶) 지역을 사이에 두고 전후에서 차량 방향을 비교하는 것에 의해, 정밀하게 행한다. 또한 검출한 방향 전환을 지도 데이터 상에 신속하게 표시하는 것에 의해 차량용 네비게이션 장치의 사용시의 편리성을 향상한다.

차량용 네비게이션 장치, 방향 전환, U턴, 불감대 지역, 지도 데이터, 맵 매칭(map matching) 처리

Description

차량용 네비게이션 장치{Vehicle Navigation Apparatus}

도1은 본 발명의 실시 형태에 관련된 차량용 네비게이션 장치의 개요 구성을 도시한 블록도.

도2는 지도 데이터 입력기에 있어서 도로 데이터의 데이터 구조를 도시한 설명도.

도3은 맵 매칭 처리를 이용하여 차량이 주행하는 도로를 결정하고, 그 도로상에 자차량(自車兩) 마크를 표시하기 위한 메인 루틴을 도시한 흐름도.

도4는 도3의 흐름도에 있어서 맵 매칭 처리를 상세하게 도시한 흐름도.

도5a, 5b는 실제로 차량이 U턴을 행하는 경우에 그 U턴 과정에서의 주행 궤적의 예를 각각 도시한 설명도.

도6은 본 발명의 변형예에 따른 맵 매칭 처리를 상세하게 도시한 흐름도.

도7a, 7b 및 7c는 맵 매칭 처리의 원리를 설명하기 위한 설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 위치 검출기 5: GPS 수신기

7: 조작 스위치군 8: 제어 회로

9: 외부 메모리 10: 표시 장치

본 발명은, 차량이 방향 전환(U턴)을 행한 경우에도, 차량의 현재 위치를 차량이 주행하는 도로상에 즉시 적용 가능한 차량용 네비게이션 장치에 관한 것이다.

종래, 카 네비게이션 장치에 있어서, 차량의 정확한 현재 위치를 산출하기 위해, 맵 매칭 처리가 채용되는 것이 일반적이다. 이 맵 매칭 처리에서는, 우선, GPS 등을 이용한 전파 항법, 또는 차속(車速) 센서 및 방위 센서(자이로스코프, 지자기 센서 등)로부터의 검출 신호에 기초하여 현재 위치를 누적적(累積的)으로 추정하는 자립 항법, 더 나아가서는 이들 전파 항법과 자립 항법을 조합한 하이브리드(hybrid) 항법에 의해 차량의 현재 위치를 포함하는 주행 궤적을 구한다. 그리고, 그 주행 궤적을 지도 데이터베이스에 저장되어 있는 도로 데이터를 비교하는 것에 의해, 차량이 주행하고 있는 도로를 추정하여, 올바른 차량의 현재 위치를 구한다.

도7a, 7b, 7c에 기초하여 맵 매칭 처리의 원리를 간단하게 설명한다. 예를 들면, 차량이 도달한 교차점에 접속하는 모든 도로를 차량이 다음으로 통행할 가능성이 있는 후보 도로로서 선택한다. 도7a에 도시한 예에서는 도로 a, b, c가 후보 도로로서 선택된다. 이렇게 선택된 후보 도로의 도로 형상과 차량의 주행 궤적의 형상(도7b)을 비교하여, 그 상관성이 가장 높은 도로를 차량이 주행하고 있는 도로라고 간주하여, 그 도로상에 차량 위치를 확정한다. 도7c에 도시한 예에서는 도로 b의 상관성이 가장 높기 때문에, 차량은 도로 b를 주행하고 있다고 간주하여, 도로 b상에 차량 위치를 확정한다. 이러한 처리를 일정 시간 또는 차량이 일정 거리 주행할 때마다 행하여, 항상 도로상에 차량 위치를 확정해 나간다.

여기에서, 일본특허출원 특개평 5-248881호에는, 차량이 U턴 하여도 항상 차량의 진행 방향에 대응한 도로 정보를 표시하는 네비게이션 장치가 개시되어 있다. 이 네비게이션 장치에서는 비콘(beacon) 송신기에서 송신되는 분기점까지의 거리 등의 도로 정보나, 정체, 공사, 규제 등의 교통 정보인 각종 정보를 수신하고, 진행 방향에 대응한 주방향(主方向) 정보와 그 반대 방향에 대응한 종방향(從方向) 정보로 나누어 기억한다. 그리고 차속 센서, 회전각 센서, 방위 센서 등의 검출 결과에 기초하여 차량의 회전 반경을 산출하면서, 현재 위치 주변의 도로 지도를 참조하여 차량이 U턴하였는지 여부를 검출한다. 차량의 U턴을 검출하면, 종방향 정보로서 기억되어 있는 정보를 표시기에 표시한다.

전술한 일본특허출원 특개평 5-248881호에는 구체적인 U턴의 검출 방법이 기재되어 있지 않지만, 이 U턴의 검출은 실제로는 기술적 곤란성이 높다. 왜냐하면, 전파 항법, 자립 항법을 불문하고 산출되는 차량 위치에는 다소의 오차가 포함될 가능성이 있는데다가, 맵 매칭 처리에서는 차량이 현재 주행중인 도로에 접속된 도로를 주행하는 것을 전제로 하고 있기 때문이다.

이 때문에, 차량이 U턴을 행한 경우, 맵 매칭 처리에 의해 차량의 현재 위치 가 틀린 도로상에 일치되어 버리는 경우가 있다. 이러한 경우, 지도상에 있어서 차량이 올바른 도로상의 위치로 복귀하기 위해서는 차량이 어느 정도의 거리를 주행하여 맵 매칭을 행하기 위한 주행 궤적 데이터가 축적될 필요가 있다.

본 발명은 전술한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 차량의 방향 전환(U턴)이 행해졌는지의 여부를 정밀하게 판정하고, 방향 전환이 행해진 경우에는 차량이 주행하는 도로상에 차량 마크를 즉시 표시하는 것이 가능한 차량용 네비게이션 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

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상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 기재된 차량용 네비게이션 장치는 적어도 차량의 현재 위치 및 진행 방향을 나타내는 차량 마크 및 그 주변의 지도를 표시하는 표시부; 상기 차량의 현재 위치 및 진행 방향을 측정하는 측정 수단; 상기 측정 수단이 측정하는 현재 위치에 기초하여 차량의 주행 궤적을 산출하는 주행 궤적 산출 수단; 지도 데이터를 저장하는 지도 데이터 저장 수단; 상기 지도 데이터 저장 수단이 저장하는 지도 데이터에서의, 상기 차량의 현재 위치 근방의 도로의 형상과 상기 주행 궤적 산출 수단이 산출하는 주행 궤적의 형상을 비교하여, 차량이 주행하고 있는 도로를 결정하는 맵 매칭(map matching) 처리를 실행하는 맵 매칭 수단; 및 상기 맵 매칭 수단에 의해 결정된 도로상에 상기 차량 마크가 위치하도록, 상기 표시부에 상기 차량 마크와 주변 지도를 표시시키는 표시 제어 수단을 구비한 차량용 네비게이션(navigation) 장치로서, 상기 차량의 진행 방향이 변화했을 때, 그 변화 개시 전의 진행 방향과 변화 종료 후의 진행 방향에 기초하여 차량이 방향 전환을 행하였는지 여부를 판정하는 방향 전환 판정 수단을 구비하고, 상기 맵 매칭 수단은, 상기 방향 전환 판정 수단에 의해 차량이 방향 전환을 행하였다고 판정된 경우, 상기 차량이 진행 방향 변화 전에 주행하고 있었던 도로를, 차량이 주행하고 있는 도로로서 결정하며, 상기 방향 전환 판정 수단은, 상기 차량의 진행 방향의 변화 개시 위치와 변화 종료 위치의 적어도 한쪽을 기준으로 하여, 그 진행 방향에 관한 데이터의 채용 여부를 구별하기 위한 불감대(不感帶) 지역을 설정하고, 그 불감대 지역에 차량이 진입할 때의 진행 방향을 상기 변화 개시 전의 진행 방향으로 하고, 불감대 지역으로부터 차량이 퇴출할 때의 진행 방향을 상기 변화 종료 후의 진행 방향으로 하고, 이들 진행 방향을 기초로 하여 상기 차량이 방향 전환을 행하였는지 여부를 판정하는 것을 특징으로 한다.
여기에서 차량이 방향 전환(U턴)하였는지 여부는 예를 들면, 방위 센서 등에 의해 검출되는 차량의 진행 방향의 변화의 누적값이 거의 180°가 되었는지 여부에 기초하여 판정하는 것을 생각할 수 있다.
그러나, 실제로 차량이 방향 전환을 행하는 경우, 방향 전환을 행하는 도로의 도폭(道幅)이 넓으면, 도5a에 도시한 바와 같이, 방위 센서에 의해 검출되는 진행 방향의 변화의 누적값이 180°를 크게 웃도는 경우가 있다. 또한 방향 전환을 행하는 도로의 도폭이 좁은 경우에는 도5b에 도시한 바와 같이 차량의 진행 방향을 역전시켜 다시 방향 전환을 행해야만 하는 일도 있다. 이와 같이, 차량이 방향 전환하는 과정에 있어서는, 180°를 넘어서 진행 방향을 변화시키거나, 그 진행 방향을 역전시켜 다시 방향 전환을 행하거나 한다. 이 때문에, 그 진행 방향의 변화 도중의 진행 방향 데이터에 기초하여 차량의 방향 전환의 유무를 판정하는 것은 곤란성을 수반한다.
이러한 점을 감안하여, 본 발명에 기재된 차량용 네비게이션 장치에서는 차량의 진행 방향이 변화했을 때, 그 변화 개시 전의 진행 방향과 변환 종료 후의 진행 방향에 기초하여 차량의 방향 전환이 행해졌는지 여부를 판정하는 것으로 하였다. 즉 차량이 방향 전환하는 경우, 그 과정에 있어서 차량의 진행 방향이 어떻게 변화하였는지에 관계없이, 그 방향 전환 개시 전의 진행 방향과 방향 전환 종료 후의 진행 방향은 결과적으로 거의 역방향이 된다. 따라서 본 발명에 기재된 차량용 네비게이션 장치와 같이, 차량의 진행 방향 변화 개시 전의 진행 방향과 변화 종료 후의 진행 방향을 이용하는 것에 의해, 차량이 방향 전환하였는지 여부를 간편하면서 정밀하게 판정할 수 있다.
그리고 방향 전환 판정 수단에 의해 차량이 방향 전환을 행하였다고 판정된 경우, 맵 매칭 수단이, 차량이 진행 방향 변화 전에 주행하고 있었던 도로를, 차량이 주행하고 있는 도로로서 결정하는 것에 의해, 차량이 주행하는 도로상에 차량 마크를 즉시 표시하는 것이 가능해진다.
또한, 방향 전환 판정 수단은, 차량의 진행 방향의 변화 개시 위치와 변화 종료 위치의 적어도 한쪽을 기준으로 하여, 그 진행 방향에 관한 데이터의 채용 여부를 구별하기 위한 불감대 지역을 설정하고, 그 불감대 지역에 차량이 진입할 때의 진행 방향을 변화 개시 전의 진행 방향으로 하고, 불감대 지역으로부터 차량이 퇴출할 때의 진행 방향을 변화 종료 후의 진행 방향으로 하여, 이들 진행 방향에 기초하여 차량이 방향 전환을 행하였는지 여부를 판정할 수 있다.
즉 차량의 위치가 불감대 지역 내에 속해 있는 경우에는, 그 위치에서의 진행 방향은 방향 전환의 판정에 이용되는 일 없이 그 불감대 지역에 대한 진입 및 퇴출시의 진행 방향이 방향 전환의 판정에 이용되는 것이다. 이 경우, 불감대 지역과 차량 위치를 비교하는 것에 의해 불감대 지역으로의 진입 위치 및 퇴출 위치를 특정할 수 있고, 각각의 위치에서의 진행 방향을 간단히 추출할 수 있다.
또한, 방향 전환 판정 수단은, 차량의 진행 방향의 이력을 보존하는 보존 수단을 구비하고, 차량이 진행 방향을 변화시킨 경우, 보존 수단에 보존되어 있는, 진행 방향의 변화를 개시하기 전의 진행 방향과 진행 방향의 변화를 종료한 후의 진행 방향을 추출하고, 이들 진행 방향에 기초하여 차량이 방향 전환을 행하였는지 여부를 판정하도록 하여도 좋다. 이렇게 하여도, 진행 방향 변화 개시 전의 진행 방향과 변화 종료 후의 진행 방향을 간단히 추출하여 차량이 방향 전환을 행하였는지 여부를 간단하게 판정할 수 있다.
또한 방향 전환 판정 수단은 변화 개시 전의 진행 방향과 변화 종료 후의 진행 방향이 역방향이라고 간주하는 것이 가능한 소정의 각도 범위에 속한 때에, 차량이 방향 전환을 행하였다고 판정하는 것이 바람직하다. 도로가 편측(片側) 복수 차선으로 이루어진 경우 등은 차량이 방향 전환을 행한 경우라도 그 진행 방향은 정확하게 180°만큼 역방향이 된다고는 할 수 없다. 따라서 변화 개시 전의 진행 방향과 변화 종료 후의 진행 방향이 역방향이라고 간주하는 것이 가능한 소정의 각도 범위에 속하는 것을 조건으로 하여, 방향 전환하였다고 판정하는 것이 바람직하다.
또한 방향 전환 판정 수단은 맵 매칭 수단이 차량이 주행하고 있는 도로를 결정할 수 없는 것을, 차량이 방향 전환을 행하였다고 판정하는 한 가지 조건으로 하여도 좋다.
동일 도로의 대향 차선들은 기본적으로 동일한 도로 데이터에 의해 나타내어지기 때문에, 대향 차선간은 도로 데이터에 의해 접속되는 일은 없다. 이 때문에 차량이 방향 전환을 행한 경우, 통상적으로 맵 매칭 수단이 차량의 현재 위치를 일치시켜야 하는 도로를 탐색하게 되고, 이러한 도로의 탐색 중에는 차량이 주행하고 있는 도로를 결정할 수 없는 상태가 된다. 따라서 맵 매칭 수단이 차량이 주행하고 있는 도로를 결정할 수 없는 것을, 차량이 방향 전환을 행하였다고 판정하는 한가지 조건으로 함으로써, 방향 전환의 판정 정밀도를 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태에서의 차량용 네비게이션 장치에 관하여 도면에 기초하여 설명한다. 도1은 본 실시 형태에 관련된 차량용 네비게이션 장치의 개략 구성을 도시한 블록도이다.

도1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 카 네비게이션 장치는, 위치 검출기(1), 지도 데이터 입력기(6), 조작 스위치군(7), 이들이 접속된 제어 회로(8), 제어 회로(8)에 접속된 외부 메모리(9), 표시 장치(10) 및 외부 정보 입출력 장치(11) 등을 구비하고 있다.

제어 회로(8)는 통상의 컴퓨터로서 구성되어 있고, 내부에는 주지의 CPU, ROM, RAM, I/O 및 이들의 구성을 접속하는 버스 라인이 구비되어 있다. ROM에는 제어 회로(8)가 실행하기 위한 프로그램이 기입되어 있고, 이 프로그램에 따라 CPU 등이 소정의 연산 처리를 실행한다.

위치 검출기(1)는, 모두 주지의 지자기 센서(2), 자이로스코프(3), 거리 센서(4) 및 위성으로부터의 전파에 기초하여 차량의 위치를 측정하는 GPS(Global Positioning System)를 위한 GPS 수신기(5)를 갖고 있다. 이들은, 각각이 성질이 상아한 오차를 갖고 있기 때문에, 복수의 센서에 의해 각각 보완하면서 사용하도록 구성되어 있다. 즉 GPS에 의한 전파 항법과, 지자기 센서, 자이로스코프(3) 및 거리 센서(4)에 의한 자립 항법을 조합한 하이브리드 항법에 의해 차량의 현재 위치에 관한 데이터(현재 위치 좌표 및 진행 방향)를 측정한다. 또한 각 센서의 정밀도에 따라서는, 위치 검출기(1)를 전술한 것 중의 일부로 구성하여도 좋고, 또한 도시하지 않은 스티어링의 회전 센서, 각각의 전동 휠의 차속 센서 등을 이용하여도 좋다.

지도 데이터 입력기(6)는 도로 데이터, 배경 데이터 및 문자 데이터를 포함하는 지도 데이터를 입력하기 위한 장치이다. 지도 데이터를 기억하는 기억 매체로서는 그 데이터 양으로부터 CD-ROM 또는 DVD-ROM을 이용하는 것이 일반적이지만, 메모리 카드, 하드 디스크 등을 이용하여도 좋다.

또한 지도 데이터는 외부의 서버로부터 통신에 의해 취득하고, 후술할 외부 메모리(9)등에 저장하는 것도 가능하다. 이 경우, 외부 메모리(9)에 저장된 지도 데이터를 이용하여 차량 주변의 지도 표시, 표시 지도의 척도 변경, 경로 안내 등의 각종 네비게이션 기능을 실시할 수 있다. 이들 기능은 주로 제어 회로(8)에 의해 각종 연산 처리가 이루어진 것에 의해 실행된다.

여기에서 도로 데이터 구성의 일례에 대해서 도2를 이용하여 설명한다. 도2에 도시한 바와 같이, 도로 데이터(6a)는 도로마다 고유의 번호를 붙인 링크 ID, 링크 좌표 데이터, 노드 좌표 데이터, 고속도로나 국도 등의 도로 종별을 나타내는 도로 종별 데이터, 도로폭 데이터 등의 각각의 데이터로 구성되어 있다. 도로 데이터(6a)에서, 링크란, 지도상의 각 도로를 교차점, 분기점 등을 나타내는 노드에 의해 복수로 분할하여, 2개의 노드 사이를 링크로서 규정한 것이다. 그리고 링크 좌표 데이터에는 이 링크의 시단(始端)과 종단(終端)의 좌표가 기술된다. 또한 링크 도중에 노드가 포함되는 경우에는 노드 좌표 데이터에 노드 좌표가 기술된다. 이 도로 데이터(6a)는 지도를 표시하는 것 이외에 맵 매칭 처리를 행할 때의 도로의 형상을 부여하기 위해 이용되거나, 목적지까지의 안내 경로를 검색할 때에 사용된다. 단, 안내 경로의 검색에 관해서는 별도로 안내 경로로서 사용되어야 하는 각 도로의 접속 관계를 나타내는 도로 네트워크 데이터를 준비하고, 그 네트워크 데이터를 이용하여 검색하도록 하여도 좋다.

배경 데이터는, 도시하고 있지 않지만, 지도상의 각각의 시설이나 지형 등과 그에 대응하는 지도상의 좌표를 연관시킨 데이터로서 구성하고 있다. 또한 시설에 관해서는, 그 시설에 연관시켜 전화 번호나 주소 등의 데이터도 기억되어 있다. 이 표시된 데이터는 후술할 외부 메모리(9)에 기억되어 있는 것이어도 좋다. 또한 문자 데이터는 지명, 시설명, 도로명 등을 지도상에 표시함으로써, 그 표시해야 하는 위치에 대응하는 좌표 데이터에 연관시켜 기억되어 있다.

전술한 바와 같이, 각 도로는 기본적으로 하나의 링크에 의해 표시된다. 따라서 종래에는 차량이 방향 전환(U턴)을 행한 경우, 맵 매칭 처리에 의해 차량의 위치를 즉시 그 U턴을 행한 도로상에 일치시킬 수 없는 경우가 있었다. 이것은 전술한 바와 같이, 맵 매칭 처리가, 접속되어 있는 링크 형상과 차량의 주행 궤적의 형상의 일치도에 의해 차량이 주행하고 있는 도로를 결정하는 것에 비해, 하나의 도로에서의 대향 차선들은 링크를 통해 접속되어 있지 않기 때문이다.

조작 스위치군(7)은 예를 들면, 후술할 표시 장치(10)와 일체가 된 터치 스위치 또는 기계적 스위치 등이 이용되며, 각종 입력에 사용된다. 예를 들면, 조작 스위치군(7)을 이용하여 목적지의 위치를 입력하는 것이 가능하며, 이 경우, 네비게이션 장치는 현재 위치로부터 그 목적지까지의 최적의 경로를 자동적으로 선택하여 안내 경로를 형성하여 표시하는, 이른바 경로 안내 기능을 구비하고 있다. 이렇게 자동적으로 최적의 경로를 설정하는 수법은, 주지의 다익스트라(Dijkstra)법 등의 수법이 알려져 있다. 또한 조작 스위치군(7)을 이용하여 예를 들면 원하는 시설의 주소, 시설의 명칭, 전화 번호 등을 입력하는 것이 가능하고, 이 경우, 네비게이션 장치는 그 입력된 시설의 위치 등을 검색하는 검색 기능도 구비하고 있다.

외부 메모리(9)는 예를 들면, 메모리 카드나 하드디스크 등의 기억 매체로 이루어진다. 이 외부 메모리(9)에는 사용자에 의해 기억된 텍스트 데이터, 화상 데이터, 음성 데이터 등의 각종 데이터가 기억된다. 또한, 차량용 네비게이션 장치가 전술한 바와 같이, 지도 데이터를 외부의 서버로부터 취득하는 경우에는 그 지도 데이터를 저장하거나 한다.

표시 장치(10)는 예를 들면, 액정 디스플레이에 의해 구성되며, 표시 장치(10)의 화면에는 차량의 현재 위치에 대응하면서 그 진행 방향을 표시하는 자차량 마크 및 지도 데이터 입력기(6)로부터 입력된 지도 데이터에 의해 생성되는 차량 주변의 도로 지도를 표시할 수 있다. 또한, 목적지가 설정된 경우, 이 도로 지 도상에는 현재 위치로부터 목적지까지의 유도 경로를 겹쳐서 표시할 수 있다.

외부 정보 입출력 장치(11)는 도로에 부설된 비콘이나 각지의 FM 방송국을 통해 VICS 센서로부터 배신(配信)되는 도로 교통 정보 등의 정보를 수신하거나, 필요에 따라 차량측으로부터 외부로 정보를 송신하는 장치이다. 수신한 정보는 제어 회로(8)에서 처리되어, 예를 들면 정체 정보나 규제 정보 등은 표시 장치(10)에 표시되는 도로 지도상에 겹쳐서 표시된다.

다음으로 본 발명의 특징인, 맵 매칭 처리를 행하면서, 표시 장치(10)에 차량의 현재 위치 및 진행 방향을 나타내는 자차량 마크 및 그 주변의 도로 지도를 표시하는 처리에 대해, 도3 및 도4의 흐름도를 이용하여 설명한다. 또한 도3은 맵 매칭 처리를 이용하여 차량이 주행하는 도로를 결정하여, 그 도로상에 자차량 마크를 표시하기 위한 메인 루틴을 나타내고, 도4는 도3의 흐름도에서의 맵 매칭 처리를 상세하게 도시한 것이다. 또한 도3 및 도4에 도시한 처리는 예를 들면 소정 시간 경과 할 때마다 또는 차량이 소정 거리 주행할 때마다 반복하여 실행된다.

도3에 도시한 바와 같이, 우선, 단계(S10)에서, 위치 검출기(1)의 각각의 센서 등으로부터의 신호가 입력되고, 단계(S20)에서 입력된 신호에 기초하여 차량의 현재 위치를 산출한다. 이 때, GPS 수신기(5)에 의한 위치 데이터는 전술한 도로 데이터의 좌표 데이터(위도와 경도)와 같은 형태로 취득된다. 또한 지자기 센서(2), 자이로스코프(3), 거리 센서(4)에 의해 자차량의 진행 방향 및 주행 거리에 관한 데이터가 취득되고, 과거에 산출 또는 확정된 차량 위치를 기준으로 하여, 현재 위치의 좌표 데이터의 산출을 행한다(자립 항법에 의한 좌표 데이터의 산출). 또한 현재 위치는 기본적으로는 자립 항법에 의해 산출된 좌표 데이터에 기초하여 구해진다. 단, GPS 수신기(5)에 의한 위치 데이터가 취득되어 있는 경우에는, 양자를 비교하여 그 차가 소정 거리 이상인 경우에는 현재 위치로서 GPS 수신기(5)에 의한 위치 데이터를 채용한다.

계속해서 단계(S30)에서는 단계(S20)에서 산출된 차량의 현재 위치의 좌표에 기초하여 차량 주변의 지도 데이터의 읽기를 행한다. 다음으로 단계(S40)에서, 맵 매칭 처리를 행한다. 이 맵 매칭 처리에서는, 자세하게는 후술하겠지만, 예를 들면, 단계(S20)에서 산출한 현재 위치와 소정 거리 이내인 도로, 또는 이미 도로상에 매칭되어 있는 경우에는, 그 매칭 도로에 접속된 도로를 차량이 주행할 가능성이 있는 도로로서 특정한다. 그리고 단계(S10)에서 과거에 산출된 복수 개의 현재 위치와 최신의 현재 위치를 연결시켜, 주행 궤적의 형상 데이터를 산출한다. 그 주행 궤적의 형상 데이터와 차량이 주행할 가능성이 있는 도로의 형상을 비교하여 가장 상관성이 높은 도로를 차량이 주행하고 있는 도로로 결정(추정)한다.

또한 단계(S20)에서의 현재 위치의 산출 및 전술한 주행 궤적의 산출은 GPS 수신기(5)의 위치 데이터만으로 행해도 좋고, 자립 항법의 위치 데이터만으로 행해도 좋다.

맵 매칭 처리에 의해 차량이 주행하고 있는 도로가 결정되면, 단계(S50)에서, 전술한 주행 궤적의 형상을 그 도로에 적용하는 것에 의해 차량의 현재 위치를 확정한다. 이와 같이 차량의 현재 위치가 확정된 경우에는, 그 후, 그 확정 위치를 기준으로 하여 자립 항법에 의한 위치 데이터가 산출된다. 그리고 단계(S60)에서, 확정된 현재 위치에 대응하는 위치에 차량의 진행 방향을 나타내는 자차량 마크를 표시하면서, 그 주변의 도로 지도를 표시하기 위한 표시 데이터를 작성하고, 그 표시 데이터를 이용하여 자차량 마크 및 주변 도로 지도를 표시 장치(10)에 표시한다.

다음으로 도4의 흐름도에 기초하여 맵 매칭 처리 내용에 대해 상세히 설명한다. 우선, 단계(S110)에서는 단계(S20)에서 산출된 현재 위치에 기초하여 위치 및 방향 데이터로 이루어진 주행 궤적 데이터를 갱신한다. 그리고 단계(S120)에서 갱신된 주행 궤적 데이터에 기초하여 차량의 진행 방향의 변화가 개시되었는지 여부를 판정한다. 이 판정 처리에 있어서 차량의 진행 방향의 변화가 개시되었다고 판정되면, 단계(S130)에서 그 진행 방향 변화 개시점을 기준으로 하여 불감대 지역을 설정한다. 이 불감대 지역은 예를 들면, 도5a, 5b에 도시한 바와 같이, 진행 방향 변화 개시점으로부터 차량이 U턴을 행한 경우에 그 U턴 시의 주행 궤적이 포함되도록, 진행 방향 변화 개시점을 중심으로 설정된다.

단계(S140)에서는 갱신된 주행 궤적 데이터에 기초하여 차량의 진행 방향의 변화가 종료하였는지 여부를 판정한다. 이 판정 처리에 있어서 차량의 진행 방향의 변화가 종료하였다고 판정되면, 단계(S150)에서 불감대 지역으로의 진입 위치에서의 차량의 진행 방향 데이터 및 불감대 지역으로부터의 퇴출 위치에서의 차량의 진행 방향 데이터를 주행 궤적 데이터로부터 추출한다. 이들 불감대 지역 진입 위치 및 퇴출 위치에서의 진행 방향 데이터로서, 진입 위치 및 퇴출 위치에 각각 대응하는 각각 1개의 진행 방향 데이터를 이용하여도 좋고, 진입 전 및 퇴출 후의 각각의 복수의 위치에 대응하는 복수의 진행 방향 데이터를 평균화한 진행 방향 데이터를 이용하여도 좋다.

단계(S160)에서는 단계(S150)에서 추출한 불감대 지역 진입 위치 및 퇴출 위치에서의 진행 방향 데이터에 기초하여 차량이 U턴을 행하였는지 여부를 판정한다. 구체적으로는 진입 위치에서의 진행 방향과 퇴출 위치에서의 진행 방향이 역방향이라고 간주하는 것이 가능한, 예를 들면 180°±30°의 각도 범위에 속하는지 여부에 기초하여, 차량이 U턴하였는지 여부를 판정한다.

차량이 U턴하는 경우, 도5a에 도시한 바와 같이, 차량의 진행 방향의 변화의 누적값이 180°를 크게 웃돌거나, 또는 도5b에 도시한 바와 같이, 차량의 진행 방향을 역전시켜 다시 방향 전환을 행하는 등, 그 U턴 과정에서의 차량의 주행 궤적은 다양하다.

그러나, U턴 과정에 있어서 차량의 진행 방향이 어떻게 변화하였는지에 관계없이 차량이 U턴을 행한 경우에는, 그 U턴 개시 전의 진행 방향과 U턴 종료 후의 진행 방향은 결과적으로 거의 역방향이 된다. 따라서 본 실시 형태와 같이 불감대 지역 진입 위치 및 퇴출 위치에서의 진행 방향 데이터를 이용하는 것에 의해 차량이 진행 방향의 변화를 개시하기 전의 진행 방향과 진행 방향의 변화를 종료한 후의 진행 방향을 대비할 수 있어, 차량이 U턴하였는지 여부를 간편하고 또한 정밀하게 판정할 수 있다.

단계(S160)에서 차량이 U턴하였다고 판정한 경우에는, 단계(S180)에서 차량이 불감대 지역 진입 전에 주행하고 있었던 도로, 즉 진행 방향을 변화시키기 전에 주행하고 있었던 도로가 현재 차량이 주행하고 있는 도로라고 결정한다. 따라서 이 결정에 기초하여 전술한 도3의 흐름도의 단계(S50 및 S60)의 처리를 실행하는 것에 의해, 차량이 U턴을 행한 경우라도 즉시 자차량 마크를 도로상에 올바르게 표시할 수 있다.

한편, 단계(S160)에서 차량은 U턴하지 않는다고 판정된 경우에는 단계(S170, S190 및 S200)로 이루어진 통상의 맵 매칭 처리를 실행한다. 즉 단계(S170)에서는 단계(S110)에서 갱신된 주행 궤적 데이터에 기초하여 차량의 주행 궤적의 형상 데이터를 산출하는 것과 함께 그 산출한 형상 데이터를 도로 데이터와 대비한다. 이 도로 데이터는, 차량의 현재 위치와 소정 거리 이내인 도로, 또는 이미 차량의 현재 위치가 도로상에 매칭되어 있는 경우에는 그 매칭 도로에 접속된 도로 등의 후보 도로의 도로 데이터이다.

그리고 이 대비 처리에서는 후보 도로의 도로 데이터 중에서 주행 궤적의 형상 데이터에 대해 가장 상관값이 높은 도로 형상을 갖는 도로 데이터가 선택된다. 이 상관값은 차량의 현재 위치와 도로 사이의 거리의 길이, 차량이 좌/우회전 했을 경우의 방향, 각도, 그 좌/우회전 지점 전후의 직진 거리, 복수회 좌/우회전한 경우에는 그 좌/우회전 사이의 직진 거리, 그 좌/우회전의 횟수나 순서라는, 그 주행 궤적의 형상을 특징짓는 복수의 요소를 고려하여 산출된다.

그리고 단계(S190)에서는, 단계(S170)에서 산출된 상관값이 소정의 임계값 이상인지 여부를 판정한다. 이 판정 처리에서 상관값이 소정의 임계값 미만이라고 판정되면, 후보 도로 중에서 차량이 주행하고 있다고 확실하게 판단할 수 있는 도 로가 존재하지 않기 때문에 그대로 도4에 도시한 처리를 종료한다. 이 경우, 도3의 흐름도의 단계(S60)의 표시 처리에서는 단계(S20)에서 산출된 현재 위치에, 대응하는 위치에 취득 또는 산출한 진행 방향에 따라 자차량 마크를 표시하면서, 그 주변 도로 지도를 병합하여 표시한다. 즉 이 경우는 차량의 현재 위치가 도로상에 매칭되는 일 없이 자차량 마크를 표시해야 하는 위치로서 그 현재 위치가 그대로 이용된다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 차량용 네비게이션 장치에 따르면, 차량의 진행 방향 변화 개시 전의 진행 방향과 진행 방향 변화 종료 후의 진행 방향에 기초하여 차량이 U턴 하였는지 여부를 판정하고 있기 때문에, 그 판정을 간편하고 정밀하게 행할 수 있다.

특히, 본 실시 형태에서는 진행 방향 변화 개시점을 기준으로 불감대 지역을 설정하고 있다. 차량의 위치가 이 불감대 지역 내에 속하고 있는 경우에는, 그 위치에서의 진행 방향은 U턴을 행하였는지 여부의 판정에 이용하지 않고, 그 불감대 지역에 대한 진입 및 퇴출시의 진행 방향을 U턴 판정에 이용하도록 하고 있다. 즉 불감대 지역을 설정하는 것에 의해, 단순히 불감대 지역과 차량 위치의 비교에 의해 불감대 지역으로의 진입 위치 및 퇴출 위치를 특정할 수 있고, 각각의 위치에서의 진행 방향을 간단하게 추출할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시 형태에 전혀 제한되는 일 없이, 본 발명의 주요 취지를 이탈하지 않는 범위에 있어서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하다.

예를 들면, 전술한 실시 형태에 있어서는, 차량의 진행 방향의 변화가 개시된 때에 불감대 지역을 설정하도록 하였으나, 차량의 진행 방향의 변화가 종료한 때에 불감대 지역을 설정하고, 그 불감대 지역과 주행 궤적 데이터에서의 각각의 위치를 비교하도록 하여도 좋다.

또한 불감대 지역은 진행 방향 변화 개시점을 기준으로 설정하는 것 이외에, 진행 방향 변화 종료점을 기준으로 설정하거나, 예를 들면 변화 개시점과 변화 종료점을 연결하는 선상의 중간 위치를 기준으로 하는 등, 변화 개시점 및 변화 종료점의 양쪽에 기초하여 설정하여도 좋다.

또한 전술한 실시 형태와 같이 불감대 지역을 설정하는 것이 아니라, 주행 궤적 데이터로부터 직접적으로 진행 변화 개시 전의 진행 방향과 변화 종료 후의 진행 방향을 추출하도록 하는 것도 가능하다. 즉 주행 궤적 데이터는 위치와 방향으로 이루어지기 때문에, 각각의 위치의 방향 변화의 크기로부터 진행 방향의 변화 개시점 및 변화 종료점에 대응하는 데이터가 특정될 수 있다. 따라서 변화 개시점 전 및 변화 종료 후의 진행 방향을 주행 궤적 데이터로부터 구할 수 있다.

또한 도4의 흐름도에 도시한 맵 매칭 처리를 도6과 같이 변형하여도 좋다. 이 도6에 도시한 흐름도에서는, 우선, 통상의 맵 매칭 처리를 실행한다(단계(S210 ~ S240)). 그리고 이 통상의 맵 매칭 처리에 있어서 후보 도로 중에서 차량이 주행하고 있는 도로를 결정할 수 없는 경우(단계(S230)에서 "아니오"라고 판정된 경우)에, 단계(S250 ~ S270)에 나타내는 U턴 판정이 실행된다. 다시 말하면, 도6에 도시한 흐름도에서는, 통상의 맵 매칭 처리에서는 차량이 주행하고 있는 도로 를 결정할 수 없다는 것을, 차량이 U턴을 행하였다고 판정하는 한가지 조건으로 하고 있다.

전술한 바와 같이, 동일 도로의 대향 차선들은 기본적으로 동일한 링크 데이터에 의해 나타내어지기 때문에 대향 차선간은 링크 데이터에 의해 접속되는 일은 없다. 이 때문에, 차량이 U턴을 행한 경우, 통상의 맵 매칭 처리에서는 자차량 마크를 표시시켜야 하는 도로를 일단 놓치고, 새로운 도로를 탐색하게 된다. 따라서 통상의 맵 매칭 처리에 의해 차량이 주행하고 있는 도로를 결정할 수 없는, 즉 탐색중이라는 것을, 차량이 U턴을 행하였다고 판정하는 한가지 조건으로 함으로써, U턴의 판정 정밀도를 높일 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 차량의 방향 전환(U턴)이 행해졌는지의 여부를 정밀하게 판정하고, 방향 전환이 행해진 경우에는 차량이 주행하는 도로상에 차량 마크를 즉시 표시하는 것이 가능한 차량용 네비게이션 장치가 제공된다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 적어도 차량의 현재 위치 및 진행 방향을 나타내는 차량 마크 및 그 주변의 지도를 표시하는 표시부;

   상기 차량의 현재 위치 및 진행 방향을 측정하는 측정 수단;

   상기 측정 수단이 측정하는 현재 위치에 기초하여 차량의 주행 궤적을 산출하는 주행 궤적 산출 수단;

   지도 데이터를 저장하는 지도 데이터 저장 수단;

   상기 지도 데이터 저장 수단이 저장하는 지도 데이터에서의, 상기 차량의 현재 위치 근방의 도로의 형상과 상기 주행 궤적 산출 수단이 산출하는 주행 궤적의 형상을 비교하여, 차량이 주행하고 있는 도로를 결정하는 맵 매칭(map matching) 처리를 실행하는 맵 매칭 수단; 및

   상기 맵 매칭 수단에 의해 결정된 도로상에 상기 차량 마크가 위치하도록, 상기 표시부에 상기 차량 마크와 주변 지도를 표시시키는 표시 제어 수단

   을 구비한 차량용 네비게이션(navigation) 장치로서,

   상기 차량의 진행 방향이 변화했을 때, 그 변화 개시 전의 진행 방향과 변화 종료 후의 진행 방향에 기초하여 차량이 방향 전환을 행하였는지 여부를 판정하는 방향 전환 판정 수단

   을 구비하고,

   상기 맵 매칭 수단은, 상기 방향 전환 판정 수단에 의해 차량이 방향 전환을 행하였다고 판정된 경우, 상기 차량이 진행 방향 변화 전에 주행하고 있었던 도로를, 차량이 주행하고 있는 도로로서 결정하며,

   상기 방향 전환 판정 수단은, 상기 차량의 진행 방향의 변화 개시 위치와 변화 종료 위치의 적어도 한쪽을 기준으로 하여, 그 진행 방향에 관한 데이터의 채용 여부를 구별하기 위한 불감대(不感帶) 지역을 설정하고, 그 불감대 지역에 차량이 진입할 때의 진행 방향을 상기 변화 개시 전의 진행 방향으로 하고, 불감대 지역으로부터 차량이 퇴출할 때의 진행 방향을 상기 변화 종료 후의 진행 방향으로 하고, 이들 진행 방향을 기초로 하여 상기 차량이 방향 전환을 행하였는지 여부를 판정하는

   차량용 네비게이션 장치.
3. 삭제
4. 제2항에 있어서,

   상기 방향 전환 판정 수단은, 상기 변화 개시 전의 진행 방향과 상기 변화 종료 후의 진행 방향이, 역방향이라고 간주하는 것이 가능한 각도 범위에 속할 때에, 상기 차량이 방향 전환을 행하였다고 판정하는

   차량용 네비게이션 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 방향 전환 판정 수단은, 상기 맵 매칭 수단이 상기 차량이 주행하고 있는 도로를 결정할 수 없는 것을, 상기 차량이 방향 전환을 행하였다고 판정하는 한가지 조건으로 하는

   차량용 네비게이션 장치.
6. 제2항에 있어서,

   상기 방향 전환 판정 수단은, 상기 맵 매칭 수단이 상기 차량이 주행하고 있는 도로를 결정할 수 없는 것을, 상기 차량이 방향 전환을 행하였다고 판정하는 한가지 조건으로 하는

   차량용 네비게이션 장치.

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