(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の現在位置算出システムであって、
現在位置について複数の候補点を求める候補点算出手段と、
前記複数の候補点について信頼度を求める信頼度算出手段と、
前記複数の候補点の中から前記信頼度に基づいて表示候補点を決定する表示候補点決定手段とを有し、
前記表示候補点決定手段は、
高速道路本線から分岐した高速道路であって一般道に接続している高速道路上の候補点を表示候補点として決定した場合、前記車両が所定距離を走行したか否か判定する判定手段と、
前記判定手段により前記所定距離を走行していない判定された場合、高速道路本線上の候補点についてはその信頼度にバイアス値を加算した値を、他の候補点についてはその信頼度の値を用いて比較し、最も大きい値の候補点を表示候補点とする手段とを有する
ことを特徴とする現在位置算出システム。
【請求項２】
車両の現在位置算出システムであって、
現在位置について複数の候補点を求める候補点算出手段と、
前記複数の候補点について信頼度を求める信頼度算出手段と、
前記複数の候補点の中から前記信頼度に基づいて表示候補点を決定する表示候補点決定手段とを有し、
前記表示候補点決定手段は、
高速道路本線から分岐した高速道路であって一般道に接続している高速道路上の候補点を表示候補点として決定した場合、前記車両が所定距離を走行したか否か判定する判定手段と、
前記判定手段により前記所定距離を走行していない判定された場合、高速道路本線上の候補点についてはその信頼度にバイアス値を加算した値を、他の候補点についてはその信頼度の値を用いて比較し、最も大きい値の候補点を表示候補点とし、
前記判定手段により前記所定距離を走行したと判定された場合、前記複数の候補点について信頼度の値を用いて比較し、最も大きい値の候補点を表示候補点とする手段とを有する
ことを特徴とする現在位置算出システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記信頼度算出手段は、
以前に算出した信頼度を用いて新たな信頼度を算出する
ことを特徴とする現在位置算出システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、
前記候補点算出手段により前回求められた候補点に、車両の進行方位と走行距離とに基づく相対変位を加えた位置を、仮想現在位置として算出する仮想現在位置算出手段を有し、
前記候補点算出手段は、
前記仮想現在位置算出手段により算出された仮想現在位置から所定範囲に存在し、その方位と前記進行方位との差が、所定の値よりも小さい道路上に、前記候補点を算出する
ことを特徴とする現在位置算出システム。
【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り、より詳細には、該移動体が高速道路上に存在する場合の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システムにおいて、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進行距離とに基づいて算出されている。
【０００３】
また、車両の進行距離は、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進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、走行距離および方位変化量に基づき定まる車両の推定位置と、道路地図の誤差に基いて誤差量を得て、推定位置を中心とする誤差量の範囲内に位置するすべての道路上に対応させて、推定位置を自己位置として登録し、これら登録された推定位置の各道路に対する相関係数を算出して、道路に対する誤差が最も少ないことを示す相関係数に対応する推定位置を現在位置とする技術が開示されている。また、特公平１−４６００４号には、地図上の道路を折れ線近似した地図情報中の折点間を結ぶ直線がなす方位と方位検出器の検出する方位との差が、一定角度内にあれば、車両が折点間の道路を前進していると判断する技術が開示されている。これら公報に記載されたように、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】
ところで、高速道路のジャンクション（分岐点）の形状については、高速道路の本線が直線状に延び、かつ、一般道路に接続する道路がループ状に形成されている場合が多い。しかしながら、その一方、特に、首都高速道路や阪神自動車道など、都市部の高速道路のジャンクションの形状については、一般道路に接続する道路が、本線とほぼ平行に形成されている場合が、数多く存在する。
【０００６】
上述したような、一般道路に接続する道路が、本線とほぼ平行に形成されている高速道路の分岐点付近を、車両が走行する場合に、本線の方位と、一般道路に接続する道路の方位との間の差異が小さいため、方位センサの誤差を考慮すると、現在位置算出装置がマップマッチングを実行しても、正確に、どちらの道路を走行しているのかを判断することができないという問題点があった。
【０００７】
特に、車両が高速道路上を走行しているにもかかわらず、車両の現在位置が、一般道路に接続する道路上であると、装置が判断した場合に、装置により算出された車両の現在位置が、一般道路上に存在する状態が生じることになり、その結果、車両の現在位置を、高速道路上に引き戻すことが困難になるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、車両が高速道路中のジャンクションを走行しているときに、該車両が高速道路の本線或いは一般道路に接続する道路を走行していることを、正確に判断するとともに、該車両の現在位置を、精度よく算出する現在位置算出システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【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、少なくとも、一般道路か高速道路かを示すデータを備えた道路データを含む、道路地図を表わす地図データを記憶する手段と、車両の進行方位を検出する方位検出手段と、車両の走行距離を算出する距離算出手段と、前記方位検出手段により検出された前記進行方位と、前記距離算出手段により算出された前記走行距離とに基づき、車両の現在位置であると予想される仮想現在位置を算出する仮想現在位置算出手段と、前記仮想現在位置と、前記地図データに含まれる前記道路データとを比較し、車両が何れかの道路上に存在すること示す候補点を算出する候補点算出手段と、前記候補点が、前記車両の存在している位置である信憑性を示す信頼度を算出する信頼度算出手段と、前記候補点のうち、最も信頼度の値が大きい一つの候補点が高速道路上に存在し、かつ、前記最も信頼度の値が大きい候補点が高速道路中の分岐点を通過した場合に、前記最も信頼度の値が大きい候補点の存在する道路が、一般道路に接続しているか否かを判断する接続道路判断手段と、前記道路が一般道路に接続している場合に、前記最も信頼度の値が大きい候補点が前記分岐点を通過した後に、車両が所定の距離だけ走行する期間中に、高速道路の本線上に存在する候補点の前記信頼度に所定のバイアス値を加算するバイアス値加算手段と、前記バイアス値加算手段により所定のバイアス値が加えられた候補点と、他の候補点とを比較し、最も信頼度の値が大きな候補点の位置を、車両の現在位置とする現在位置決定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。
【００１０】
本発明の好ましい実施態様においては、前記接続道路判断手段が、前記分岐点から所定の範囲内に、前記最も信頼度の値の大きい候補点の存在する道路が、一般道路に接続されているか否かを判断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、仮想現在位置算出手段が、候補点から、前記方位検出手段により検出された前記進行方位と、前記距離算出手段により算出された前記走行距離とに基づく相対変位を加えた位置を、仮想現在位置として算出するように構成され、前記接続道路判断手段が、前記最も信頼度の値が大きな候補点を算出するための基礎となった、前記候補点から、複数の候補点が算出されたかどうかを判断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、前記候補点算出手段が、前記仮想現在位置算出手段により算出された前記仮想現在位置から所定範囲に存在し、その方位と前記進行方位との差が、所定の値よりも小さい道路上に、前記候補点を設定するように構成されている。
【００１３】
【作用】
本発明によれば、候補点のうち、最も信頼度の値が大きい一つの候補点が高速道路上に存在し、かつ、最も信頼度の値が大きい候補点が高速道路中の分岐点を通過した場合に、接続道路判断手段が、最も信頼度の値が大きい候補点の存在する道路が、一般道路に接続しているか否かを判断し、バイアス値加算手段が、分岐点から延びる道路が一般道路に接続している場合に、最も信頼度の値が大きい候補点が分岐点を通過した後に、高速道路の本線上に存在する候補点の信頼度に所定のバイアス値を加算し、現在位置決定手段が、所定のバイアス値が加えられた候補点と、他の候補点とを比較し、最も信頼度の値が大きな候補点の位置を、車両の現在位置とするため、車両が高速道路の本線上を走行してるのにもかかわらず、車両の現在位置が一般道路に接続する道路上に存在するように判断することを防止できる。
【００１４】
また、バイアス加算手段が、車両が所定の距離だけ走行する期間中に、高速道路上に存在する候補点の信頼度に所定のバイアス値を加算するように構成されているため、車両が一般道路に接続する道路を走行している場合に、車両の現在位置が高速道路の本線上に存在するように判断することを防止できる。
【００１５】
すなわち、本発明によれば、車両が高速道路中のジャンクションを走行しているときに、該車両が高速道路の本線或いは一般道路に接続している道路を走行していることを、正確に判断することが可能となる。
【００１６】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、候補点算出手段が、仮想現在位置から所定範囲に存在し、その方位と前記進行方位との差が、所定の値よりも小さい道路上に、前記候補点を設定するように構成されているため、車両の現在位置を精度よく算出することが可能となる。
【００１７】
【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。
【００１８】
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地磁気センサ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間隔でパルスを出力する車速センサ１３を備えている。
【００１９】
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。
【００２０】
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、地磁気センサ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 Access）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。
【００２１】
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を介して得た地磁気センサ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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
この処理は、一定周期、たとえば１００ｍＳ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。
【００２６】
このルーチンでは、最初、Ａ／Ｄ変換器１９から角速度センサ１１の出力値を読み込む（ステップ４０１）。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１２の出力値を読み込み（ステップ４０２）、この地磁気センサ１２の出力値により算出された絶対方位とジャイロ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４０３）。
【００２７】
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、地磁気センサ方位のみを利用するという方法により行う。
【００２８】
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４０４）。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４０５）。
【００２９】
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４０６）、２０ｍに満たない場合（ステップ４０６でＮｏ）、今回の処理を終了して、新たな処理を開始する。
【００３０】
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、例えば２０ｍとなった場合（ステップ４０６でＹｅｓ）、その時点での進行方向と進行距離（２０ｍ）とを出力する（ステップ４０７）。ステップ４０７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。
【００３１】
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。
【００３２】
図４に、この処理の流れを示す。
【００３３】
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、本処理は、車両が２０ｍ進む毎に起動される。
【００３４】
さて、この処理では、まず、ステップ４０７で出力された進行方位と進行距離とを読み込む（ステップ５０１）。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、前回の処理で求め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５０２）。この候補点の詳細については後述する。
【００３５】
もし、装置の始動直後など、前回求められた候補点の位置が存在しない場合には、別途設定された位置を、前回求め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。
【００３６】
次に、求めた仮想現在位置（Ａ）の周辺の地図を、ＣＤ−ＲＯＭ１５から、ドライバ１６およびＤＭＡコントローラ２３を介して読み出し、仮想現在位置（Ａ）を中心とする予め設定された距離Ｄ内にある道路データ（線分）を選択して、これらを取り出す（ステップ５０３）。
【００３７】
なお、前述したように、本実施例においては、道路データとして、図５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。
【００３８】
次に、ステップ５０３で取り出された線分の中から、その線分の方位が、求められている進行方向と、所定値以内にある線分だけを選択し、（ステップ５０４）。さらに、取り出されたｎ個すべての線分に対して、仮想現在位置（Ａ）から垂線をおろし、その垂線Ｌ（ｎ）の長さを求める（ステップ５０５）。
【００３９】
次に、これら垂線の長さに基づき、ステップ５０４で抜き出されたすべての線分に対して、以下の式によりに定義されるエラーコスト値ｅｃ（ｎ）を算出する。
【００４０】
ｅｃ（ｎ）＝α×｜θcar−θ（ｎ）｜＋β｜Ｌ（ｎ）｜
ここに、θcarは、仮想現在位置（Ａ）における車両方位、θ（ｎ）は、線分の方位、Ｌ（ｎ）は、仮想現在位置（Ａ）から線分までの距離、すなわち垂線の長さ、αおよびβは、重み係数である。これら重み係数の値は、進行方向と道路の方位のずれと現在位置と道路のずれのどちらを、現在位置が、その上にある道路を選択する上で重視するかによって変化させてよい。たとえば、進行方向と方位が近い道路を重視する場合は、αを大きくするようにする。
【００４１】
ここで、候補点について説明する。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、この位置は道路に対応する線分上に存在する。しかしながら、車両が走行した後には、ジャイロなどの方位センサの誤差などにより、仮想現在位置（Ａ）が、道路に対応する線分に存在しなくなる場合がある。その結果、たとえば、図６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６８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。
【００４２】
したがって、このような場合に、本実施例においては、考えられ得る二つの線分上に存在する所定の点を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。
【００４３】
ついで、算出されたエラーコストｅｃ（ｎ）と、前回の処理において算出さ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（ｎ）を算出する（ステップ５０６）。
【００４４】
ｅｓ（ｎ）＝（１−ｋ）×ｅｓ＋ｋ×ｅｃ（ｎ）
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（ｎ）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。
【００４５】
さらに、算出された累算エラーコストｅｓ（ｎ）に基づき、下記の式に定義される信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）を算出する（ステップ５０６）。
【００４６】
ｔｒｓｔ（ｎ）＝１００／（１＋ｅｓ（ｎ））
上記式から明らかなように、累算エラーコストｅｃ（ｎ）が大きくなるのにしたがって、信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）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（ｎ）は増大し、その値は、１００に近づく。
【００４７】
このような処理をすることにより、ある候補点に対する現在位置Ａより所定の範囲Ｄに存在するｎ個の線分に関連する信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）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Ｃｍより所定の範囲Ｄに存在するｎ個の線分に関連する信頼度ｔｒｓｔ（ｍ，ｎ）を算出すればよい。
【００４８】
ついで、算出した信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）に基づき、ある候補点から、対応する線分にそって、車両の進行した距離Ｒに対応する長さだけ進められた点を、新たな候補点Ｃ（ｎ）とする（ステップ５０７）。したがって、ある候補点に対する現在位置Ａより所定の範囲Ｄに存在し、かつその方位と車両方位との差が所定値以下であるような線分の本数がｎである場合には、ｎ個の新たな候補点Ｃ（ｎ）が生成されることになる。
【００４９】
さらに、新たな候補点Ｃ（ｎ）の各々に対応する信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）の値にしたがって、これら新たな候補点Ｃ（ｎ）をソートし（ステップ５０８）、最も信頼度の値の大きな候補点Ｃ（ｉ）を、表示候補点ＣＤ、すなわち、ディスプレイ１７上に表示するための候補点として、その位置、累算エラーコスト、信頼度などを、メモリ２５のＲＡＭの所定の領域に記憶するとともに、表示候補点以外の他の候補点の位置、累算エラーコスト、信頼度なども、ＲＡＭの所定の領域に記憶する（ステップ５０９）。
【００５０】
たとえば、図６に示すように、線分６１上に存在したある候補点６２に対して、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、現在位置Ａから、所定範囲Ｄに存在し、その方位と車両方位との差が所定値以下であるような線分６４、６５を取り出し、現在位置Ａから、線分６４、６５までの距離Ｌ（１）、Ｌ（２）を算出するともに、算出された距離、線分６４、６５の角度θ（１）、θ（２）および車両方位θcarなどに基づき、関連するエラーコスト、累算エラーコスト、信頼度を算出する。さらに、図３のステップ４０５で求められた車両の進行距離Ｒに基づき、ある候補点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に対応する長さだけ進められた位置を算出し、この位置に対応する点を、それぞれ候補点６６、６７とする。このように求められた候補点６６、６７のうち、最も信頼度ｔｒｓｔの値が大きなものが、表示候補点となる。
【００５１】
さらに、図７に示すように、線分６４上の候補点６６に対して、新たな現在位置Ａが、点７１に示す位置に表わされ、その一方、線分６５上の候補点６７に対して、新たな現在位置Ａ’が、点７２に示す位置に表わされるとする。この場合には、現在位置Ａから所定範囲Ｄに存在し、その方位と車両方位との差が所定値以下であるような線分７３、７４を取り出すとともに、新たな現在位置Ａ’から所定範囲Ｄに存在し、その方位と車両方位との差が所定値以下であるような線分７５を取り出す。ついで、現在位置Ａから、線分７３、７４までのそれぞれの距離Ｌ１（１）およびＬ１（２）を算出するともに、現在位置Ａ’から、線分７３までの距離Ｌ２（１）を算出する。さらに、現在位置Ａに関連して算出された距離、線分７３、７４の角度θ１（１）およびθ１（２）ならびに車両方位θcarなどに基づき、関連するエラーコスト、累算エラーコストおよび信頼度を算出するとともに、現在位置Ａ’に関連して算出された距離、線分７３の角度θ２（１）および車両方位θcarなどに基づき、関連するエラーコスト、累算エラーコストおよび信頼度を算出する。
【００５２】
さらに、図３のステップ４０５で求められた車両の走行距離Ｒに基づき、候補点６６から、線分６４および７３、或いは、線分６４および７４に沿って、若しくは、候補点６７から、線分６５および７５に沿って、車両の走行距離Ｒに対応する長さだけ進められた位置を算出し、この位置に対応する点を、それぞれ新たな候補点とする。図８は、このように新たに求められた候補点８１ないし８３を示している。
なお、図６を参照して説明した例と同様に、候補点８１ないし８３のうち、最も信頼度ｔｒｓｔの値が大きなものが、表示候補点となる。また、本実施例においては、１４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５０１ないし５０９の処理を実行した結果、候補点が１５個以上算出された場合には、これらのうち、信頼度ｔｒｓｔの値が大きい順に１４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。
【００５３】
ところで、前述したステップ５０３では、仮想現在位置（Ａ）を中心とする予め設定された距離Ｄ内にある道路データ（線分）を取り出したが、この距離Ｄは、前回行ったステップ５０９で算出した候補点の信頼度ｔｒｓｔの値に基づいて決定する値でもよい。
【００５４】
なお、信頼度に基づいて、検索範囲を求める理由は、信頼度が小さい場合には、前回求めた現在位置の精度に対する信憑性が低いと考えられるので、より広い範囲を検索して道路を探す方が、正しい現在位置を求める上で適当であるからである。
【００５５】
また、ある候補点に対する現在位置Ａから所定範囲Ｄ内に、その方位と車両の進行方位との差が所定値以下であるような線分が存在しない場合が考えられる。この場合には、現在位置Ａを、ある候補点から算出された次の候補点とする。本実施例においては、候補点がこのような状態であることをフリー状態と称する。これに対して、それ以外の状態、すなわち、ある候補点に対する現在位置Ａから所定の範囲Ｄ内に、その方位と車両の進行方位との差が所定値以下であるような線分が存在し、その結果、特定の線分上に次の候補点が存在し得る状態をマッチング状態と称する。
【００５６】
なお、現在位置Ａから所定範囲Ｄ内に、その方位と車両の進行方位との差が所定値以下であるような線分が存在しない場合に、ステップ５０６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。
【００５７】
ステップ５０９までの処理が実行され、表示候補点を含む候補点が生成され、これら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た後に、高速道路本線優先処理が実行される（ステップ５１０）。図９は、このステップ５１０で実行される高速道路本線優先処理を示すフローチャートである。
【００５８】
高速道路本線優先処理では、まず、表示候補点が、高速道路に対応する線分上に存在するか否かを判断する（ステップ９０１）。このステップでノー（Ｎｏ）と判断された場合には、ステップ９０４に移行する。これに対して、このステップ９０１でイエス（Ｙｅｓ）と判断された場合には、表示候補点が、分岐点を通過した直後の点であるかどうかを判断する（ステップ９０２）。このステップ９０２は、より詳細には、表示候補点を算出するための基礎となった、前回の処理において求められた候補点から、表示候補点を含め、複数の候補点が算出されたかどうかを判断することにより実行される。
【００５９】
このステップ９０２でイエス（Ｙｅｓ）と判断された場合には、高速道路出口判定処理が実行される（ステップ９０３）。この高速道路出口判定処理は、分岐点に接続された道路のうち、表示候補点が存在する側の線分に対応する道路が、一般道路であること、すなわち、この道路が高速道路の出口に通じていることを判定するためのものである。
【００６０】
図１０は、高速道路出口判定処理を示すフローチャートである。図１０に示すように、この処理においては、まず、表示候補点がその上に存在する道路に対応する線分を探索し（ステップ１００１）、この線分が一般道路に対応するものであるか否かを判断する（ステップ１００２）。ステップ１００２においてノー（Ｎｏ）と判断された場合には、４００ｍ以上探索したか否か、すなわち、この線分の位置が、分岐点から４００ｍ以上であるか否かを判断し（ステップ１００３）、イエス（Ｙｅｓ）と判断された場合には、この道路が高速道路の出口に通じていない、すなわち、道路が高速道路の本線であるとして、高速道路出口フラグｆｌａｇ＝０として、高速出口判定処理を終了する。その一方、このステップ１００３において、ノー（Ｎｏ）と判断された場合には、ステップ１００１に戻り、前回探索された線分に接続される線分について、同様の処理を繰り返す。
【００６１】
ステップ１００２においてイエス（Ｙｅｓ）と判断された場合には、後述する信頼度加算処理を実行する期間を画定するための高速道路本線優先距離カウンタＬに所定の値、たとえば、本実施例では５００ｍに対応する値をセットするとともに（ステップ１００５）、後述する信頼度加算処理を実行するか否かを判断するための高速道路出口判定フラグｆｌａｇ＝１にセットする（ステップ１００６）。
【００６２】
高速道路出口判定処理（ステップ９０３）が終了すると、ステップ９０４において、高速道路出口判定フラグｆｌａｇ＝１であるか否かが判断される（ステップ９０４）。このステップ９０４でノー（Ｎｏ）と判断された場合には、ステップ９０６に移行する。
【００６３】
その一方、ステップ９０４でイエス（Ｙｅｓ）と判断された場合には、信頼度加算処理が実行される（ステップ９０５）。ここに、図１１は、信頼度加算処理を示すフローチャートである。図１１に示すように、この処理においては、まず、高速道路の本線に対応する線分上に存在する候補点の信頼度ｔｒｓｔに、所定のバイアス値ｈｙｓを加算する（ステップ１１０１）。ついで、図３のステップ４０５で得られた車両の走行距離Ｒに対応する値だけ、高速道路優先距離カウンタＬの値を減じる（ステップ１１０２）。
【００６４】
さらに、この高速道路優先距離カウンタＬの値が、０以下であるかを判断し、ノー（Ｎｏ）の場合には、そのまま処理を終了し、その一方、イエス（Ｙｅｓ）である場合には、高速道路出口判定フラグｆｌａｇ＝０にリセットするとともに、高速道路優先距離カウンタＬの値を０にリセットして（ステップ１１０４）、処理を終了する。
【００６５】
このように、ステップ９０１ないし９０５の処理を終了した後に、各候補点の信頼度ｔｒｓｔを調べ、再度、候補点を、その信頼度の値の高い順にソートする。ついで、最も信頼度の高い候補点を表示候補点として、その位置および方位に関連するデータがメモリ２５のＲＡＭの所定の領域に記憶されるとともに、他の候補点に関連するデータも、メモリ２５のＲＡＭの所定の領域に記憶される（ステップ９０６）。
【００６６】
次に、図９ないし図１１に記載した処理のステップが実行される順序を説明することにより、各処理の意義を、より明らかにする。
【００６７】
表示候補点が高速道路に対応する線分上に存在する場合、すなわち、車両が高速道路上を走行していることに最も信憑性がある場合に、車両が分岐点を通過したと推定されるときに、高速道路出口判定処理が実行される（ステップ９０１ないし９０３）。たとえば、図１２に示すように、候補点１２０に関連して、図４のステップ５０１ないし５０９までの処理が実行され、仮想現在位置Ａ（図中１２１）に基づいて、候補点Ｃ（１）１２２および候補点Ｃ（２）１２３が生成され、これら候補点のうちの何れかが、表示候補点と判断された場合に、高速道路出口判定処理が実行される。
【００６８】
前述したように、高速道路出口判定処理（図９のステップ９０３）では、最も信憑性の高い車両の位置である表示候補点が存在している線分を延長すると、所定距離範囲内に一般道路に対応する線分が存在するかどうかを判断する。すなわち、車両が高速道路の出口に向かっていることに最も信憑性があるのか否かを判断する（図１０のステップ１００１ないしステップ１００３）。たとえば、図１２の例において、候補点Ｃ（１）が表示候補点である場合に、線分１２４、１２５、１２６をたどっていくと、所定の範囲内に一般道路に対応する線分１２７が存在すれば、高速道路本線優先距離カウンタＬに所定の値がセットされ（ステップ１００５）、高速道路出口判定フラグｆｌａｇ＝１にセットされる（ステップ１００６）。この結果、この場合には、信頼度加算処理（ステップ９０５）が実行される。なお、本実施例においては、高速道路本線優先距離カウンタＬに与えられる５００ｍに値は、高速道路の本線と他の線との間に、明瞭な形状の差異があらわれると考えられる距離に対応させている。しかしながら、この値は、これに限定されるものではなく、道路の状況などに応じて、予め定めておけばよい。
【００６９】
その一方、図１２の例において、候補点Ｃ（２）が表示候補点である場合、線分１２８、１２９、・・・、１３０をたどっても、所定の範囲内に一般道路に対応する線分が存在しなければ、これら線分は、高速道路の本線に対応すると判断され、フラグｆｌａｇ＝０となり、信頼度加算処理（ステップ９０５）は実行されない。
【００７０】
信頼度加算処理（ステップ９０５）では、高速道路の本線に対応する線分上の候補点の信頼度に、所定のバイアス値ｈｙｓが加算される（ステップ１１０１）。再度、図１２の例を用いて説明すれば、表示候補点が、候補点Ｃ（１）である場合に、高速道路の本線に対応する線分１２８上の候補点Ｃ（２）１２３の信頼度に、バイアス値が加算される。このように、候補点Ｃ（２）の信頼度に、所定のバイアス値ｈｙｓを加算するのは、図４のステップ５０１ないし５０９の結果では、候補点Ｃ（１）が、最も信憑性の高いものと判断されたが、車両が高速道路の本線から逸脱するのは、一回だけ、すなわち、高速道路を降りる際だけであるのに対して、車両が高速道路中の分岐点を、高速道路の本線に沿って通過する回数は、非常に大きいことを考慮して、高速道路の本線上に対応する線分上の候補点Ｃ（２）が現在位置であることの信憑性を高めている。
【００７１】
このステップ１１０１は、高速道路優先距離カウンタＬが０（ゼロ）以下になるまで、すなわち、車両が所定の距離、たとえば、本実施例では５００ｍだけ走行するまで実行され、高速道路に対応する線分上の候補点の信頼度に、バイアス値が加算される。
【００７２】
このように、信頼度加算距離（図９のステップ９０５）が実行された後に、ステップ９０６において、再度、各候補点の信頼度ｔｒｓｔの値が調べられ、信頼度ｔｒｓｔの値の最も大きい候補点が表示候補点とされる。高速道路出口判定処理（ステップ９０３）が実行された後、車両が所定の距離、本実施例では５００ｍだけ走行するまでの間では、高速道路の本線に対応する線分上に存在する候補点の信頼度にバイアス値ｈｙｓが加算されているため、加算されたバイアス値ｈｙｓの分だけ、高速道路の本線に対応する線分上に存在する候補点が、表示候補点とされる可能性が高くなる。したがって、高速道路の本線の方位と、出口に向かう車線の方位との間に、大きな差がなく、その結果、方位センサなどの誤差により、車両が高速道路の本線上を走行しているにもかかわらず、算出された車両の現在位置が、高速道路の本線から逸脱することが防止される。
【００７３】
上述したような処理が終了した後に、表示候補点の位置および方位が出力される（図４のステップ５１１）。
【００７４】
図４のステップ５０１ないし５１１を実行することにより得られた表示候補点は、図１３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。
【００７５】
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。
【００７６】
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１３０１）。もし、押されていれば（ステップ１３０１で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１３０２）。
【００７７】
次に、図５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１３０３）、ステップ１３０２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１３０４）。
【００７８】
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１３０５）。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１３０６）。
【００７９】
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。
【００８０】
本実施例によれば、表示候補点が高速道路に対応する線分上に存在し、かつ、表示候補点が、分岐点を通過した後であるときに、該表示候補点が存在する線分が、一般道路に対応する線分に接続されているか否かを判断し、接続されている場合に、車両が所定の距離だけ走行する間、高速道路の本線に対応する線分上に存在する候補点の信頼度に、所定のバイアス値を与える。したがって、与えられるバイアス値に応じて、高速道路の本線に対応する線分上に存在する候補点が、表示候補点と判断される可能性が大きくなり、その結果、高速道路と高速道路の本線の方位と、出口に向かう車線の方位との間に、大きな差がなく、方位センサなどの誤差により、車両が高速道路の本線上を走行しているにもかかわらず、算出された車両の現在位置が、高速道路の本線から逸脱するのを防止することが可能となる。
【００８１】
その一方、前記バイアス値は、車両が所定の距離だけ走行する間のみ、高速道路の本線に対応する線分上に存在する候補点の信頼度に加算されるため、車両が、出口に向かう車線上を走行していた場合に、車両の現在位置が、一般道路に接続された車線、すなわち、高速道路の出口に向かう車線から逸脱することも防止することが可能となる。
【００８２】
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。
【００８３】
たとえば、前記実施例においては、図９のステップ９０２は、表示候補点を算出するための基礎となった、前回の処理において求められた候補点から、表示候補点を含め、複数の候補点が算出されたかどうかを判断することにより、表示候補点が分岐点を通過したことを判断してるが、表示候補点から、所定の距離に対応する長さだけ、線分上を検索し、その長さの範囲内に分岐点が存在するか否かを判断するようにしても良い。
【００８４】
また、前記実施例の高速道路本線優先処理において、設定される高速道路本線優先カウンタに設定される値、高速道路の本線に対応する線分上に存在する候補点の信頼度に加算されるバイアス値なども、前記実施例に記載されたものに限定されないことは明らかである。
【００８５】
さらに、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。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、車両が高速道路中のジャンクションを走行しているときに、該車両が高速道路或いは他の道路を走行していることを、正確に判断す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、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、車両の現在位置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、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６】  図６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７】  図７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８】  図８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９】  図９は、本実施例にかかる高速道路本線優先処理を示すフローチャートである。
【図１０】  図１０は、本実施例にかかる高速道路出口判定処理を示すフローチャートである。
【図１１】  図１１は、本実施例にかかる信頼度加算処理を示すフローチャートである。
【図１２】  図１２は、本実施例にかかる高速道路本線優先処理を説明するための図である。
【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
【図１】
0003660389.tif 000002
【図２】
0003660389.tif 000003
【図３】
0003660389.tif 000004
【図４】
0003660389.tif 000005
【図５】
0003660389.tif 000006
【図６】
0003660389.tif 000007
【図７】
0003660389.tif 000008
【図８】
0003660389.tif 000009
【図９】
0003660389.tif 000010
【図１０】
0003660389.tif 000011
【図１１】
0003660389.tif 000012
【図１２】
0003660389.tif 000013
【図１３】
0003660389.tif 000014