(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、前記車両の現在位置を算出する現在位置算出装置であって、
前記車両の進行方位を検出する方位検出手段と、
前記車両の走行距離を算出する距離算出手段と、
道路地図を予め記憶している記憶手段と、
前回求めた前記車両の現在位置に、前記進行方位および前記走行距離から求まる前記車両の相対変位を加算することにより前記車両の仮想現在位置を算出する仮想現在位置算出手段と、
前記仮想現在位置算出手段が算出した前記仮想現在位置と、前記記憶手段が記憶している前記道路地図とを照合することにより、順次、前記車両が存在する位置として最も確からしい現在位置を前記道路地図に含まれる道路上に推定する現在位置推定手段と、
前記方位検出手段が検出した前記車両の進行方位と、前記現在位置推定手段が推定した前記車両の現在位置を含む前記道路の方位との方位差である道路車両方位差を検出する方位差検出手段と、
前記仮想現在位置算出手段による前記仮想現在位置の算出、前記仮想現在位置推定手段による前記最も確からしい現在位置の推定、および前記方位差検出手段による前記道路車両方位差の検出のそれぞれを、繰り返し実行させる制御手段と、
最新の所定個数の前記道路車両方位差を平均することにより平均方位差を算出する平均方位差算出手段と、
前記方位差検出手段が最後に検出した前記道路車両方位差と、前記平均方位差算出手段が算出した前記平均方位差との方位差である方位差変動を算出する方位差変動算出手段と、
前記方位差検出手段が検出した最新の前記道路車両方位差が、第１の閾方位差よりも大きく、かつ前記方位差変動算出手段が算出した前記方位差変動が、前記第１の閾方位差よりも小さい第２の閾方位差よりも大きい場合に、前記道路地図に含まれる前記道路が表示されるべき位置とは無関係に、前記仮想現在位置算出手段が算出した前記仮想現在位置を前記車両の現在位置として算出する現在位置算出手段と
を備えることを特徴とする現在位置算出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現在位置算出装置であって、
前記現在位置算出手段は、
前記方位差検出手段が検出した最新の前記道路車両方位差が、前記第１の閾方位差よりも小さい、または前記方位差変動算出手段が算出した前記方位差が、前記第２の閾方位差よりも小さい場合に、前記仮想現在位置推定手段が前記道路地図に含まれる道路上に推定した前記最も確からしい現在位置を、前記車両の現在位置として算出することを特徴とする現在位置算出装置。
【請求項３】
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装置であって、
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、
道路地図を記憶した記憶手段と、
前回車両が可能性のある位置として求めた車両の候補点に、前記進行方位および前記走行距離とから求まる車両の相対変位を加算した仮想現在位置と、当該仮想現在位置を前記道路地図から読みだした道路地図とを照合して求めた、車両が存在する可能性のある道路上の位置とを新たな候補点として算出する候補点算出手段と、
任意の候補点と当該候補点に基づき算出された候補点とを同じ系統の候補点とした場合に、前記仮想現在位置を前記道路地図から読みだした道路地図とを照合して求めた新たな候補点の信頼度を、仮想現在位置と当該新たな候補点が存在する道路との相関度と、過去に求められた当該新たな候補点と同じ系統の候補点の相関度の実績に基づき算出し、前記仮想現在位置である新たな候補点の信頼度を、当該新たな候補点に与えた予め定めた値の相関度と、過去に求められた当該新たな候補点と同じ系統の候補点の相関度の実績に基づき算出する信頼度算出手段と、
算出された新たな候補点のうち、最も信頼度の高い候補点を現在位置として算出する手段と、
前記最も信頼度の高い候補点が道路上の位置である場合に、車両の進行方位と前記最も信頼度の高い候補点が位置する道路の方位に基づいて、車両が道路に対して旋回したか否かを判定する手段と
を備え、
前記現在位置算出装置は、車両が旋回したと判定された場合であって、車両の進行方位と前記最も信頼度が高い候補点が位置する道路の方位差が所定の値以上となった場合に、前記最も信頼度が高い候補点に代えて、前回求めた現在位置から算出された仮想現在位置の候補点を現在位置として推定し、かつ、前回現在位置として推定した候補点より算出された候補点の信頼度については、当該信頼度をより高い値に修正することを特徴とする現在位置算出装置。
【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装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来の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、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現在位置を中心とする所定の範囲内の道路を道路地図より抽出し、推定位置と抽出した各道路の相関に基づいて最も相関の高い道路上に現在位置を修正することにより、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技術が知られている。また、このような推定位置と道路との相関としては、推定位置と道路との距離や車両の進行方位と道路の方位差が用いられることが多い。
【０００５】
このような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によれば、現在位置算出の精度を高めることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述したマップマッチングの技術は、道路地図に基づいて現在位置を修正するものであるため、道路地図が正確であることを前提としている。
【０００７】
一方、現実には、道路地図に載っていない、新しく作られた道路が存在することがある、このような場合には、この道路に車両が進行したとき、前述したマップマッチングの技術によって、道路上の位置を現在位置として算出すると、実際に走行している道路ではなく、地図上に存在する別の道路に現在位置が求められしまうことになる。
【０００８】
そこで、本発明は、道路地図に載っていない、新しく作られた道路に車両が進行したか否かを正しく推定し、新しく作られた道路に車両が進行したと推定される場合には、マップマッチングによって算出された道路上の位置が現在位置として選択されることを抑圧することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する手段】
前記目的達成のために、本発明は、車両に搭載され、車両の現在位置を算出する現在位置算出装置であって、
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、
道路地図を予め記憶している記憶手段と、
前回求めた車両の現在位置に、進行方位および走行距離から求まる車両の相対変位を加算することにより車両の仮想現在位置を算出する仮想現在位置算出手段と、
仮想現在位置算出手段が算出した仮想現在位置と、記憶手段が記憶している道路地図とを照合することにより、順次、車両が存在する位置として最も確からしい現在位置を道路地図に含まれる道路上に推定する現在位置推定手段と、
方位検出手段が検出した車両の進行方位と、現在位置推定手段が推定した車両の現在位置を含む道路の方位との方位差である道路車両方位差を検出する方位差検出手段と、
仮想現在位置算出手段による仮想現在位置の算出、仮想現在位置推定手段による最も確からしい現在位置の推定、および方位差検出手段による道路車両方位差の検出のそれぞれを、繰り返し実行させる制御手段と、
最新の５つの道路車両方位差の平均である平均方位差を算出する平均方位差算出手段と、
方位差検出手段が最後に検出した道路車両方位差と、平均方位差算出手段が算出した平均方位差との方位差である方位差変動を算出する方位差変動算出手段と、
方位差検出手段が検出した最新の道路車両方位差が、第１の閾方位差よりも大きく、かつ方位差変動算出手段が算出した方位差変動が、第１の閾方位差よりも小さい第２の閾方位差よりも大きい場合に、道路地図に含まれる道路が表示されるべき位置とは無関係に、仮想現在位置算出手段が算出した仮想現在位置を車両の現在位置として算出する現在位置算出手段と
を備えることを特徴とする現在位置算出装置を提供する。
【００１０】
【作用】
本発明に係る現在位置算出装置によれば、車両が道路に対して旋回したと判定された場合であって、車両の進行方位と前記最も確からしい道路の方位差が所定の値以上となった場合に、道路地図に載っていない、新しく作られた道路に車両が進行したものと推定し、前記進行方位および前記走行距離とから求まる車両の相対変位を加算した仮想現在位置と、前記道路地図から読みだした道路地図とを照合して、推定した車両が存在する位置として最も確からしい道路上の位置、すなわち、マップマッチングによって求めた位置を現在位置とせずに、前記仮想現在位置を、そのまま現在位置とする。
【００１１】
このような構成を備えた本発明によれば、道路に対する旋回と車両の進行方位と道路方位との差によって、車両が道路地図に載っていない、新しく作られた道路に車両が進行したもとか否かを正しく推定することができる。
【００１２】
たとえば、単なる蛇行等によっても道路に対する旋回は発生するが、蛇行では車両の進行方位と道路方位との差が、さほど大きくなることはないので、道路に対する旋回と車両の進行方位と道路方位との差の双方を考慮する本発明によれば、車両が道路地図に載っていない新しく作られた道路に車両が進行したと誤って判定されることがない。また、これとは逆に、道路に対する旋回を考慮するので、道路地図上の道路方位の誤りや方位を検出するセンサの定常的な誤りによって、車両の進行方位と道路方位が大きくなってしまった場合等に、車両が道路地図に載っていない新しく作られた道路に車両が進行したと誤って判定されることがない。
【００１３】
そして、また、このようにして車両が道路地図に載っていない新しく作られた道路に車両が進行したと判定できた場合に、マップマッチングによって求めた位置を現在位置とせずに、車両の相対偏位より求めた位置を、そのまま現在位置とすることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施例に係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。
【００１６】
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（運転者）から受け付けるスイッチ１４と、ディ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、複数のリンク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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
まず、現在位置を求める処理について説明する。
【００２１】
図３に、マイクロプロセッサ２４が現在位置を算出するために行う処理の処理手順を示す。
【００２２】
図３に示した処理は、車両が２０ｍ走行する度に起動され実行される処理であり、道路上にマップマッチングによってマッチングされた１または複数の位置、もしくは、道路上にマッチングされていない１または複数の位置を、車両が存在する可能性のある１または複数の候補点として求め、その中から、最も現在位置らしいものを、表示候補点として選択する処理である。表示候補点は、現在位置として表示される位置である。
【００２３】
さて、この処理では、まず、車両方位θｃａｒと、地図データを読み込む（ステップ３０１、３０３）。
【００２４】
そして、マップマッチング処理（ステップ３０４）を実行する。
【００２５】
マップマッチング処理は、前述した候補点を求める処理である。
【００２６】
図４に、マップマッチング処理の処理手順を示す。
【００２７】
この処理では、前回のマップマッチング処理実行時から現在までの進行距離Ｒと、現在の車両の進行方位θｃａｒとを読み込む（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。
【００２８】
さらに、これらの各方向における移動量を、前回のマップマッチング処理で求まった各候補点の位置に、それぞれ加算して、前回のマップマッチング処理で求まった各候補点対応に、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）。候補点は、マップマッチング処理において、現在位置の候補と成り得る位置として後述するステップ４０３、４０４で求まる１または複数の位置であるが、その求め方の詳細については後述する。
【００２９】
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。
【００３０】
ついで、前回のマップマッチング処理で得られた後述する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道路検索処理が実行され、１または複数の候補点と、その信頼度ｔｒｓｔが求められる（ステップ４０３）。フリー状態の候補点とは、前述したように道路上にマッチングできなかった候補点を指し、信頼度とは各候補点の現在位置としての確からしさを指すが、その詳細については後述する。また、このステップ４０３で実行される検索候補点選択処理の詳細についても後述する。
【００３１】
次に、検索候補点選択処理が実行された後に、前回のマップマッチング処理で得られた後述する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道路検索処理が実行され、１または複数の候補点と、その信頼度ｔｒｓｔが求められる（ステップ４０４）。マッチング状態の候補点とは道路上にマップマッチングによってマッチングされた候補点を指すが、その求め方の詳細については後述する。
【００３２】
そして、ステップ４０３、４０４で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４０５）、最も信頼度の値の大きな候補点Ｃを求め、表示候補点ＣＤとし、その位置、後述する累算エラーコストｅｓ、信頼度、マッチング状態であるかフリー状態であるかを示す状態フラグなどを、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ｅｓ、信頼度ｔｒｓｔ、状態フラグなども、ＲＡＭの所定の領域に記憶する（ステップ４０６）。
【００３３】
次に、図４のマップマッチング中の、ステップ４０３のフリー状態の前回の候補点のみに関して行う道路とのマッチングを行うための道路検索処理と、ステップ４０４のマッチング状態の前回の候補点のみに関して行う道路とのマッチングを行うための道路検索処理の詳細について説明する。
【００３４】
まず、ステップ４０４の道路検索処理について説明する。
【００３５】
図５に、ステップ４０４の道路検索処理の詳細を示す。
【００３６】
この処理は、前回のマップマッチング処理で得られたマッチング状態の各候補点について、それぞれ行われる。
【００３７】
この道路検索処理においては、まず、処理対象のマッチング状態の前回の候補点に対応して得られた仮想現在位置（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を介して読み出す（ステップ５０１）。
【００３８】
そして、処理対象のマッチング状態の前回の候補点が位置するリンク、或いはこのリンクに接続されたリンクを選択して、これらを取り出す（ステップ５０２）。
【００３９】
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６に示すように、２点間を結ぶ複数のリンク５１ないし５５で近似し、それらリンクを、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、リンク５３は、その始点（ｘ３、ｙ３）と終点（ｘ４、ｙ４）によって表現される。
【００４０】
次に、ステップ５０２で取り出されたリンクの中から、そのリンクの方位が、求められている車両方向と、所定値以内にあるリンクだけを選択し（ステップ５０３）、選択した取り出されたｎ個すべてのリンクに対して、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５０４）。
【００４１】
次に、これら垂線の長さに基づき、ステップ５０３で選択されたすべてのリンクに対して、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。    ｅｃ（ｎ）＝α×｜θｃａｒ−θ（ｎ）｜＋β｜Ｌ（ｎ）｜
ここでは、θｃａｒは、仮想現在位置（Ａ）における車両方位を表す。またθ（ｎ）は、リンクの方位、Ｌ（ｎ）は、仮想現在位置（Ａ）からリンクまでの距離、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。
【００４２】
次に、算出されたエラーコストｅｃ（ｎ）と、処理対象の前回の候補点の累算エラーコストｅｓとにしたがって、下記の式により定義される、ステップ５０４で選択された各リンクの累算エラーコストｅｓ（ｎ）を算出する（ステップ５０５）。
【００４３】
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。  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５０５）。
【００４４】
ｔｒｓｔ（ｎ）＝１００／（１＋ｅｓ（ｎ））
ただし、前回の表示候補点として選定された候補点から生成された候補点の信頼度は次式によって求める。
【００４５】
ｔｒｓｔ（ｎ）＝１００／（１＋ｅｓ（ｎ））＋Ｂ
ここで、Ｂは所定のバイアス値である。このように、表示候補点から生成された候補点にバイアス値を加算するのは、表示候補点として選定される候補点の系列（候補点と当該候補点から生成される候補点を同系列とする）が過度に変化しないようにするためである。すなわち、各回に生成される信頼度が近い系列が存在する場合には、表示候補点として選択される候補点の系列が頻繁に変化するが、このような変化は後述するように表示する現在位置の位置飛びをまねくので好ましくない。そこで、表示候補点から生まれた候補点にバイアスを付加することにより、ある程度、信頼度に差がついて一方の系列の方が正しいであろうという見極めが付いた時点まで、表示候補点として選択される候補点の系列の変化を押えるのである。
【００４６】
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、処理対象の前回の候補点の存在するリンクに接続し、かつ、リンクの方位が車両方位と近いｎ個のリンクに各々関連する信頼度ｔｒｓｔ（ｎ）が求められる。
【００４８】
ついで、処理対象の前回の候補点から、ステップ５０３で選択したｎ個の各リンクに沿って、車両の進行した距離Ｒに対応する長さだけ、それぞれ進めた点を新たな候補点とする（ステップ５０６）。したがって、ステップ５０３で選択されたリンクが複数（ｎが複数）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。いいかえるならば、前回のマッチング状態の候補点の各々に対して複数の新たな候補点が生成される可能性がある。
【００４９】
そして、ステップ５０３で選択したｎ個の各リンクの累算エラーコストｅｓ（ｎ）を、当該リンクにそって距離Ｒ進めて求めた新たな候補点点Ｃ（ｎ）の累積エラ−コストとする。
【００５０】
以上の処理によって順次候補点が求まっていくようすの一例を図７〜９に示しておく。
【００５１】
図７に示すように、ある回のマップマッチング処理において、リンク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、仮想現在位置（Ａ）から、候補点６２が位置するリンク６１に接続されたリンクであって、その方位と車両方位との差が所定値以下であるようなリンク６４、６５を取り出し、現在位置Ａから、リンク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、リンク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、先に求めた車両の進行距離Ｒに基づき、ある候補点６２から、リンク６１および６４、或いは、リンク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。
【００５２】
次回のマップマッチング処理では、図８に示すように、リンク６４上の候補点６６に対して、新たな仮想現在位置（Ａ）が、点７１に示す位置に表わされ、その一方、リンク６５上の候補点６７に対して、新たな仮想現在位置（Ａ’）が、点７２に示す位置に表わされるとする。この場合には、仮想現在位置（Ａ）から、リンク６４に接続されたリンクであって、その方位と車両方位との差が所定値以下であるようなリンク７３、７４を取り出すとともに、新たな仮想現在位置（Ａ’）から、リンク６５に接続されたリンクであって、その方位と車両方位との差が所定値以下であるようなリンク７５を取り出す。ついで、仮想現在位置（Ａ）から、リンク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、仮想現在位置（Ａ’）から、リンク７５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、リンク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、リンク７５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。
【００５３】
さらに、車両の走行距離Ｒに基づき、候補点６６から、リンク６４および７３、或いは、リンク６４および７４に沿って、若しくは、候補点６７から、リンク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９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。
【００５４】
さて、以上のような処理によって求められた候補点は全て道路上にマッチングされたマッチング状態の候補点である。
【００５５】
一方、ステップ５０３で選択される、処理対象の前回のマッチング状態の候補点が位置するリンク或いは、これに接続されたリンクであって、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リンクが存在しない場合が考えられる。この場合には、仮想現在位置（Ａ）を、ある候補点から算出された次の候補点とする。
【００５６】
このような候補点は、道路上にマッチングされなかった候補点であり、フリー状態の候補点である。なお、ここで、ステップ５０５では、フリー状態の候補点には、エラーコストｅｃ（ｎ）として、マッチング状態の候補点に与えられるエラーコストに比較して大きめの一定の値が与えられる。
【００５７】
以上、図４のステップ４０４のマッチング状態の前回の候補点のみに関して行う道路とのマッチングを行うための道路検索処理の詳細について説明した。
【００５８】
次に、図４のステップ４０３の前回のマップマッチング処理で得られた後述する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道路検索処理の詳細について説明する。
【００５９】
図１０に、このフリ−状態の前回の候補点に対する道路検索処理の処理手順を示す。
【００６０】
この処理は、前回のマップマッチング処理で求まったフリー状態の各候補点の、それぞれについて行われる。
【００６１】
図示するように、この処理は、図５に示したマッチング状態の候補点に対する道路検索処理に類似している。
【００６２】
これら二つの処理の間の相違は、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リンク、あるいは、これに接続するリンクを取り出し、これらリンクから、センサ方位との方位差が所定値内のリンクを選択している（図５のステップ５０２、５０３）のに対して、フリー状態の候補点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内にあるリンクをすべて抽出し、これらリンクから、センサ方位との方位差が所定値内のリンクを選択している（ステップ１２０２）点にある。
【００６３】
すなわち、図５のステップ５０２、５０３の処理においては、単一のリンク、或いは、分岐点から延びる幾つかのリンクを取り出せばよいが、図１２のステップ１２０２の処理においては、読み出された地図データに対応する地図中の道路データから、抽出すべきリンクが決定される。
【００６４】
また、このフリー状態の候補点に対する道路検索処理において、処理対象の前回のフリー状態の候補点に対する仮想現在位置（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のリンクが存在する場合には、仮想現在位置から当該リンクにおろされた垂線とこのリンクとの交点が、新たなマッチング状態の候補点となる。また、処理対象の前回のフリー状態の候補点に対する仮想現在位置（Ａ）もフリ−状態の候補点となる。
【００６５】
また、フリー状態の候補点に対する仮想現在位置（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のリンクが存在しない場合には、仮想現在位置に対応する点のみがフリ−状態の候補点となる。
【００６６】
各候補点のエラ−コストｅｃ、累積エラ−コストｅｓ、信頼度ｔｒｓｔの求め方は、表示候補点から生まれた候補点の信頼度ｔｒｓｔにバイアスＢを加算することも含め、先にマッチング状態の候補点に対する道路検索処理において説明したものと全く同じである。
【００６７】
以上、図４のマップマッチング処理について説明した。
【００６８】
さて、図３に戻り、このようにしてマップマッチング処理３０４において、表示候補点が求まると、表示候補点として道路上にマップマッチングによってマッチングされていない位置である候補点（以下、この候補点を「フリ−状態の候補点」と呼ぶ）が選ばれたかを判定し（ステップ３０５）、選ばれていればステップ３０７で変数ｎ、ｉを０に初期化する。そして、ステップ３２５で、表示候補点のデータを出力し処理を終了する。
【００６９】
また、今回、マップマッチング処理３０４によって選択された表示候補点が、前回表示候補点として選ばれたマッチング状態の候補点から生まれた候補点でなければ（ステップ３０６）、ステップ３０７で変数ｎ、ｉを０に初期化する。そして、ステップ３２５で、表示候補点のデータを出力し処理を終了する。
【００７０】
一方、これら以外の場合は、道路車両方位差θｎが６個に達していない場合には、車両方位θcarと表示候補点が存在する道路の方位差を道路車両方位差としてθ０〜θ５に順次蓄積していく（ステップ３３０、３３２、３３４）。また、道路車両方位差θｎが６個蓄積されるまで、過去５個の道路車両方位差θ０〜θ４と現在の道路車両方位差θ５との差を表すパラメータθを０に維持する。そして、ステップ３２５で、表示候補点のデータを出力し処理を終了する。
【００７１】
ただし、蓄積したθｎの値は、マップマッチング処理３０４において表示候補点として、フリ−状態の候補点が求まった場合や、前回の表示候補点から生成された候補点が選ばれなかった場合には、ステップ３０７のｎ、ｉの０への初期化によって全てクリアされることになる。
【００７２】
次に、道路車両方位差θｎが６個蓄積されている場合には、ステップ３０９、３１１、３１３によって、その時点で蓄積されている６つの車両方位θ０〜θ５のうちθ０を消去し、θ１〜θ５を一つずつシフトしθ１〜θ５を新たなθ０〜θ４とし、今回の車両方位θcarを取り込んで、今回の道路車両方位差を求めこれを新たなθ５とする（ステップ３１５）。そして、次にステップ３１７で、前述した過去５回分の道路車両方位差（θ０〜θ５）の平均値θａｖｅを求め、ステップ３１９は今回の道路車両方位差θ５とステップ３１７で求めた道路車両方位差の平均値の差θを求める。
【００７３】
そして、逸脱判定処理（ステップ３２３）において、車両が地図に載っていない道路に進行したか否かを判定し、進行している場合には表示候補点を変更する処理が行われる。
【００７４】
この逸脱判定処理の処理手順を、図１１に示す。
【００７５】
この処理では、現在の道路車両方位差θ５が、所定のしきい値θｔｈ１より大きく（ステップ１１０１）、かつ、現在の道路車両方位差θ５の、過去５回の道路車両方位差の平均θａｖｅに対する変動θが所定のしきい値θｔｈ２より大きい場合に（ステップ１１０２）、車両が地図に載っていない道路に進行したものと判定する。ただし、θｔｈ１＞θｔｈ２とする。
【００７６】
そして、車両が地図に載っていない道路に進行していないと判定できたときにはマップマッチング処理で求まった表示候補点を維持するよう、他の処理も行わず処理を終了する。
【００７７】
一方、車両が地図に載っていない道路に進行したと判定できた場合には、前回の表示候補から求めた仮想現在位置（Ａ）を、当該位置がフリ−状態の候補点として生成されていない場合にはフリ−状態の候補点として生成する。
【００７８】
そして、前回の表示候補点から求めた仮想現在位置（Ａ）であるところのフリ−状態の候補点を今回の表示候補点とする。また、このフリ−状態の候補点の累積エラ−コストｅｓを、前回の表示候補点の累積エラ−コストｅｓと同じ値とし、再度、前述したように信頼度ｔｒｓｔを求め、これに、所定の値（この表示候補点の信頼度が他の候補点よりも高い値となるような値）を加算し、これをこの候補点の信頼度とする。
【００７９】
そして、この表示候補点について、マッチング状態であるかフリー状態であるかを示す状態フラグや、累算エラーコストｅｓを、ＲＡＭの所定の領域に記憶すし、処理を終了する。
【００８０】
このような逸脱判定処理３２３が終了すると、ステップ３２５において、逸脱判定処理３２３によって変更もしくは変更されなかった表示候補点のデータを出力し、図３の処理を終了する。
【００８１】
以上の処理によって、この道路車両方位差が車両の道路に対する旋回（ステップ１１０２の現在の道路車両方位差θ５の、過去５回の道路車両方位差の平均θａｖｅに対する変動θが所定のしきい値θｔｈ２より大きい場合）によって生じた、現在の道路車両方位差θ５が所定のしきい値θｔｈ１より大きく（ステップ１１０１）なった場合、すなわち、運転者が地図上の道路方位に対して車両を旋回させた場合に、車両が地図に載っていない道路に進行したと推定することができる。
【００８２】
すなわち、道路方位に対する旋回を条件としているので、道路地図上の道路方位の誤りや、車体の着磁によってセンサ出力にオフセット値が加算されている場合に、誤って地図上に無い道路に車両が進行したと判定してしまうことが無い。また、道路と車両の方位差を条件としているので、単なる蛇行等によって道路方位に対する旋回が行われた場合であっても、誤って地図上に無い道路に車両が進行したと判定してしまうことが無い。特に、θｔｈ１＞θｔｈ２を満たすように判定の条件を設定しているので、分岐した道路への進行時（道路地図上にある道路分岐する道路地図上に無い道路への進行）に生じる典型的な状況、すなわち、比較的小さい他方（進行しなかった道路）の道路方位に対する旋回が続いて車両の方位が他方の道路方位と比較的大きく異なる方位に変化する状況を良好に判定することができる。
【００８３】
また、この場合に、マップマッチングによって求まった位置ではなく、各種センサより求まる車両の挙動にしたがった位置に現在位置を算出することができる。
【００８４】
さて、次回の表示候補点算出の際には、車両が本当に地図上にない道路に進行していれば、車両方位と地図上の道路の道路方位の差も仮想現在（Ａ）との距離も、より大きくなっており、今回の表示候補点より次回生まれる道路上のマッチング状態の候補点が表示候補点として算出されないで、今回の表示候補点より次回生まれるフリ−状態の候補点が再度表示候補点として選ばれることを期待することができる。また、逸脱判定処理３２３で変更された表示候補点から生まれる候補点の信頼度には前述したバイアスが加算されるので、次回の表示候補点算出の際には、逸脱判定処理３２３で変更される前にマップマッチング処理で求められた候補点の系列の候補点（車両が本当に地図上にない道路に進行している場合には信頼度が低下していくことになる）に表示候補点が戻る可能性は少ない。
【００８５】
なお、以上の処理において、車両が旋回を初めてから旋回を終了するまでは、図３の処理の起動を抑止し、旋回が終了した時点で、図３の処理の２０ｍ毎の起動を再開し、旋回が終了した時点で車両が地図に載っていない道路に進行したか否かを判定するようにしてもよい。
【００８６】
以下、図３の処理によって求めた表示候補点に基づき、現在位置をディスプレイに表示する処理について説明する残る表示処理について説明する。
【００８７】
図１２に、表示処理の処理手順を示す。
【００８８】
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。
【００８９】
この処理では、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１８０１）。もし、押されていれば（ステップ１８０１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１８０２）。
【００９０】
次に、最も最近求められた表示候補点の座標に、センサから求めた方位と走行距離から求まる、当該表示候補点の座標が出力されてからの車両の移動量を加算した座標を現在位置（Ｂ）とし、現在位置（Ｂ）を含む地図を読みだし（ステップ１８０３）、ステップ１８０２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１８０４）。
【００９１】
そして、地図に重畳して、現在位置（Ｂ）の位置および現在の車両方位θｃａｒ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１８０５）。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１８０６）。
【００９２】
以上のような動作によれば、地図上にない道路ａに車両が進行した場合に、図１３Ａに示すように地図上にある、車両が走行していない道路ｂを車両が、しばらく走行し、かつ、その後に、前述した信頼度に従い、この道路からはずれたいずれかの位置に現在位置が突然移ってしまうように表示されてしまったりする等の奇異な表示が発生してしまうことを防ぎ、図１３Ｂに示すように、地図上にない道路ａに車両が進入した時点から、当該道路ａに相当する位置を車両が走行しているように表示することができる。
【００９３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、道路地図に載っていない、新しく作られた道路に車両が進行したか否かを正しく推定し、新しく作られた道路に車両が進行したと推定される場合には、マップマッチングによって算出された道路上の位置が現在位置として選択されることを抑圧することのできる現在位置算出装置を提供することができる。
【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、現在位置を算出する処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、マッチング状態の候補点の道路検索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、道路地図上の道路の表現形式を説明するための図である。
【図６】図６は、道路に対応するリンク、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、道路に対応するリンク、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、道路に対応するリンク、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、道路に対応するリンク、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１０】図１０は、フリ−状態の候補点の道路検索処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、表示候補点を算出する逸脱判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、現在位置表示処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、現在位置表示処理の処理によって、現在位置が表示されていくようすを示す図である。
【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】
0003634006.tif 000002
【図２】
0003634006.tif 000003
【図３】
0003634006.tif 000004
【図４】
0003634006.tif 000005
【図５】
0003634006.tif 000006
【図６】
0003634006.tif 000007
【図７】
0003634006.tif 000008
【図８】
0003634006.tif 000009
【図９】
0003634006.tif 000010
【図１０】
0003634006.tif 000011
【図１１】
0003634006.tif 000012
【図１２】
0003634006.tif 000013
【図１３】
0003634006.tif 000014