(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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、
前記進行方位および前記走行距離に基づき得られた相対変位と、車両が何れかの道路上に位置する状態、或いは、車両が道路上に位置しない状態を示す候補点とに基づき、車両の現在位置であると予想される仮想現在位置を生成する仮想現在位置生成手段と、
各候補点に基づき、少なくとも一つの候補点が得られるように、前記仮想現在位置および前記検出された車両の進行方位と、地図データに含まれる道路データとを比較して、新たな候補点を生成する候補点生成手段と、
前記新たな候補点から選択された所定の一つを算出された車両の現在位置に推定する手段と、
前記候補点に対応する道路上の位置に、車両が存在する信憑性を示す信頼度を算出する信頼度算出手段と、を有し、
前記候補点生成手段は、前記信頼度に基づいて各候補点が得るべき新たな候補点の数を示す候補数を決定し、該決定された候補数にしたがって、各候補点に基づく新たな候補点を生成すること
を特徴とする現在位置算出システム。
【請求項２】
前記候補点生成手段が、候補点の総数にしたがって、各候補点に、予め定められた候補数を割り当てるように構成されたこと
を特徴とする請求項１に記載の現在位置算出システム。
【請求項３】
前記候補点生成手段が、候補点の総数ごとに、各候補点から生成され得る候補数を記憶したテーブルを有し、前記候補数が、前記テーブルから得られるデータに基づき決定されること
を特徴とする請求項２に記載の現在位置算出システム。
【請求項４】
前記推定する手段は、
前記信頼度にしたがって、前記新たな候補点から所定の一つを前記算出された現在位置として選択すること
を特徴とする請求項１に記載の現在位置算出システム。
【請求項５】
前記候補点生成手段が、前記道路データに含まれるあるデータに対応する線分の方位と前記車両方位との間の方位差が、所定の角度値よりも小さい場合に、車両が前記線分に対応する道路上に存在すること示す候補点を生成するように構成されたこと
を特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の現在位置算出システム。
【請求項６】
車両の現在位置を算出する現在位置算出システムが行なう現在位置算出方法であって、
前記現在位置算出システムは、
車両の進行方位を検出するステップと、
車両の走行距離を算出するステップと、
前記進行方位および前記走行距離に基づき得られた相対変位と、車両が何れかの道路上に位置する状態、或いは、車両が道路上に位置しない状態を示す候補点とに基づき、車両の現在位置であると予想される仮想現在位置を生成するステップと、
各候補点に基づき、少なくとも一つの候補点が得られるように、前記仮想現在位置および前記検出された車両の進行方位と、地図データに含まれる道路データとを比較して、新たな候補点を生成する候補点生成ステップと、
前記新たな候補点から選択された所定の一つを算出された車両の現在位置に推定するステップと、
前記候補点に対応する道路上の位置に、車両が存在する信憑性を示す信頼度を算出するステップと、を行ない、
前記候補点生成ステップは、
前記信頼度に基づき、各候補点が得るべき新たな候補点の数を示す候補数を決定し、該決定された候補数にしたがって、各候補点に基づく新たな候補点を生成すること
を特徴とする現在位置算出方法。
【請求項７】
所定の候補点に関連する候補数が、前記予め定められた候補数よりも小さい場合に、これらの差に対応する数を、前記所定の候補点の信頼度より小さな信頼度を有する他の候補点に関連する候補数に加算するように構成されたこと
を特徴とする請求項２または３に記載の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。この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】
上述したような技術を用いてマップマッチングを実行する場合に、車両が分岐点を通過すると、複数の推定位置が算出される可能性がある。すなわち、車両が進行して繰り返し分岐点を通過するのにしたがって、推定位置の数は、著しく増大することになる。一般には、マップマッチングを実行して車両の現在位置を算出する現在位置算出システムは、これに設けられたメモリの記憶容量の制限から、幾つかの推定位置を記憶することができるに過ぎない。さらに、この現在位置算出システムは、マップマッチングを実行するための処理時間の制限から、全ての推定位置を算出することができない場合もある。
【０００６】
したがって、複数の推定位置から、いかなる推定位置を選択して、これに基づき新たな車両の現在位置を算出するか、或いは、分岐などで数多くの推定位置が得られた場合に、どの推定位置を残しておくかを適切に決定することが望まれている。
本発明は、複数の車両の推定位置があるときに、これらから適切な推定位置を選択することにより、より正確に車両の現在位置を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。
【０００７】
【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、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、前記進行方位および前記走行距離に基づき得られた相対変位と、車両が何れかの道路上に位置する状態、或いは、車両が道路上に位置しない状態を示す候補点とに基づき、車両の現在位置であると予想される仮想現在位置を生成する仮想現在位置生成手段と、各候補点に基づき、少なくとも一つの候補点が得られるように、前記仮想現在位置と、地図データに含まれる道路データとを比較して、新たな候補点を生成する候補点生成手段とを備え、前記新たな候補点から選択された所定の一つを算出された車両の現在位置とするように構成された現在位置算出システムにより達成される。
【０００８】
本発明の好ましい実施態様においては、さらに、候補点に対応する道路上の位置に、車両が存在する信憑性を示す信頼度を算出する信頼度算出手段を備え、前記候補点生成手段が、前記信頼度に基づき、各候補点が得るべき新たな候補点の数を示す候補数を決定する決定手段を有し、決定された候補数にしたがって、各候補点に基づく新たな候補点を生成するように構成されている。
【０００９】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記候補点生成手段が、候補点の総数にしたがって、各候補点に、予め定められた候補数を割り当てるように構成されている。
【００１０】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記候補数が、候補点の総数をアドレスとするテーブルに記憶されている。
【００１１】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記信頼度にしたがって、前記新たな候補点から所定の一つを、前記算出された現在位置として選択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、前記候補点生成手段が、前記道路データに含まれるあるデータに対応する線分の方位と前記車両方位との間の方位差が、所定の角度値よりも小さい場合に、車両が前記線分に対応する道路上に存在すること示す候補点を生成するように構成されている。
【００１３】
【作用】
本発明によれば、各候補点に基づき、少なくとも一つの候補点が得られる。すなわち、ある候補点から仮想現在位置が得られ、これに基づき、必ず、一つ以上の候補点が生成される。したがって、ある候補点が、車両の現在位置であったにもかかわらず、候補点を記憶するためのメモリの記憶容量の制限や、システムの処理時間の制限により、当該候補点に基づき、新たな候補点を得ることができない場合が生じるおそれを少なくすることができ、その結果、より正確に車両の現在位置を算出することが可能となる。
【００１４】
本発明の好ましい実施態様によれば、信頼度に基づき、各候補点が得るべき新たな候補点の数を示す候補数が決定されるため、より道路の現在位置である信憑性の高い候補点に基づき、より多くの新たな候補点を生成することが可能となる。
【００１５】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、各候補点には、候補点の総数にしたがって、予め定められ候補数が割り当てられるように構成されているため、候補点の総数が大きい場合、或いは、小さい場合の何れであっても、適切な数だけ新たな候補点を生成することができる。
【００１６】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、候補数が、テーブルに記憶されているため、簡単な処理により、候補点の総数に基づく適切な候補数を得ることができる。
【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方位センサ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。
【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（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、方位センサ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を介して得た方位センサ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３０１）。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、地磁気センサからなる方位センサ１２の出力値を読み込み（ステップ３０２）、この方位センサ１２の出力値により算出された絶対方位と角速度センサ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３０３）。
【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、方位センサの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３０４）。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３０５）。
【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３０６）、２０ｍに満たない場合（ステップ３０６でノー（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３０６でイエス（Ｙｅｓ））、その時点での進行方向と進行距離Ｒ（本実施例においては２０ｍ）とを出力する（ステップ３０７）。ステップ３０７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、本実施例において、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３０７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。さらに、これらの各方向における移動量を、前回の車両の候補点を求める処理で得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４０２）。
【００３５】
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。
【００３６】
ここに、候補点につき説明を加える。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、これは道路に対応する線分上に位置する。しかしながら、車両が走行した後には、方位センサなどの誤差などにより、仮想現在位置（Ａ）が、道路に対応する線分上に存在しなくなる場合がある。その結果、たとえば、図５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の節点すなわち端部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。
【００３７】
したがって、このような場合に、本実施例においては、後述する処理により得られた線分（図５に示す例では二つの線分）上に存在する点を、所定の条件の下で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。
【００３８】
次いで、前回の車両の候補点を求める処理で得られた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第１の道路検索処理が実行される（ステップ４０３）。なお、本実施例において、マッチング状態とは、ある仮想現在位置に関連して、該仮想現在位置との距離、或いは、その方位と車両の進行方位との間の方位差が、所定の範囲内であるような道路が存在し、その結果、仮想現在位置に基づき、道路上の所定の位置に候補点が得られた状態を称する。これに対して、ある仮想現在位置に関連して、上述した距離および方位差が、所定の範囲内であるような道路が存在しない場合が考えられる。本実施例においては、このような場合に、仮想現在位置Ａに対応する点自体が候補点となり、このようにして得られた候補点を、フリー状態の候補点と称している。
【００３９】
ここに、図６は、本実施例にかかる第１の道路検索処理を示すフローチャートである。
【００４０】
図６に示すように、この道路検索処理においては、まず、ＣＤ−ＲＯＭ１５から、ドライバ１６およびＤＭＡコントローラ２３を介して、所定の道路データを読み出す（ステップ６０１）。本実施例においては、道路データとして、図７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。したがって、このステップ６０１においては、前回の処理により得られたマッチング状態の候補点が位置する線分が選択されて、これに関するデータが読み出される。
【００４１】
次に、ステップ６０１において選択された線分の座標に基づき、候補点の位置から車両の進行方向に沿って、２０ｍに対応する長さだけ進められた位置を含む線分を検索し、この線分に関する座標データなどを一次候補線分を示すデータとして一時的に記憶する（ステップ６０２）。より詳細には、候補点が位置する線分の車両の進行方向の端部までの長さが、２０ｍに対応する長さ以上であれば、当該線分を一次候補線分として、その座標データなどを記憶する。また、候補点が位置する線分の車両の進行方向の端部までの長さが、２０ｍに対応する長さ未満であれば、当該線分に接続する線分を検索する。
【００４２】
次いで、ステップ６０２において少なくとも一つの一次候補線分が見つけられたか否かを判断し（ステップ６０３）、ノー（Ｎｏ）と判断された場合には、ステップ６０４に進む。
【００４３】
これに対して、ステップ６０３においてイエス（Ｙｅｓ）と判断された場合には、車両の進行方位と、一次候補線分の方位との間の角度を比較する角度比較処理が実行される（ステップ６０５）。図８は、本実施例にかかる角度比較処理を示すフローチャートである。図８に示すように、この処理においては、車両の進行方位と線分の方位との方位差θｄを算出し（ステップ９０１）、この方位差θｄの絶対値が、所定のしきい値θthよりも大きいか否かを判断する（ステップ９０２）。本実施例において、このしきい値θthは、３０°に設定されている。ステップ９０２においてノー（Ｎｏ）と判断された場合には、処理を終了し、その一方、イエス（Ｙｅｓ）と判断された場合には、この道路を一次候補線分としない旨の判断がなされ、一時的に記憶されたこの一次候補線分に対応するデータが削除される（ステップ９０３）。
【００４４】
図６のステップ６０５に示す角度比較処理が終了すると、ステップ６０２において複数の一次候補線分が記憶された場合には、他の一次候補線分についても角度比較処理が実行され（ステップ６０５、６０６）、全ての一次候補線分につき、角度比較処理が実行されると、ステップ６０７に進む。このようにして、前回の処理において得られた候補点が位置する線分、或いは、これに接続する線分のうち、その方位と車両の方位との間の方位差が、しきい値θth以下であるような線分に関連するデータが、一次候補線分を示すデータとして記憶される。
【００４５】
ステップ６０７は、一時的に記憶された一次候補線分が、少なくとも一つ以上存在するかどうかを判断する。このステップ６０７においてノー（Ｎｏ）と判断された場合には、ステップ６０４に進む。これに対して、ステップ６０７においてイエス（Ｙｅｓ）と判断された場合には、垂線距離比較処理が実行される（ステップ６０８）。ここに、図９は、本実施例にかかる垂線距離比較処理を示すフローチャートである。図９に示すように、この処理においては、仮想現在位置から一次候補線分に向けて垂線をひき、この垂線の長さＬを求める（ステップ１００１）。次いで、この垂線の長さＬが、予め定められたしきい値Ｌth以下であるか否かを判断する（ステップ１００２）。すなわち、一次候補線分が仮想現在位置から、しきい値Ｌthの範囲に存在しているかどうかを判断する。このステップ１００２においてイエスと判断された場合には、この一次候補線分に関連する種々のデータが、二次候補線分を示すデータとして記憶されるとともに、前回の処理で得られた候補点から、所定の線分に沿って、距離Ｒだけ離間した位置の座標データが、当該二次候補線分に対応する位置データとして記憶される（ステップ１００３）。
【００４６】
その一方、ステップ１００２においてノー（Ｎｏ）と判断された場合には、この一次候補線分に関連するデータは消去され、その結果、二次候補線分は生成されない（ステップ１００４）。
【００４７】
このように、垂線距離比較処理６０８が終了すると、全ての一次候補線分につき、処理が終了しているか否かが判断される（ステップ６０９）。
【００４８】
ステップ６０８およびステップ６０９を繰り返すことにより、前回の処理により得られた候補点が位置する線分から、車両の進行方向に、該線分或いはこれに接続された線分に沿って、所定の距離Ｒだけ離間した点が存在し、その方位と車両の進行方位との間の方位差が、所定のしきい値θth以下であり、かつ、仮想現在位置との間の距離が、所定のしきい値Ｌth以下であるような二次候補線分を得ることができる。さらに、得られた二次線分に対応する位置データとして、前回の処理で得られた候補点から、所定の線分に沿って、距離Ｒだけ離間した位置の座標データを得ることができる。この座標データが、後述する候補点を示すデータに対応する。
【００４９】
一次候補線分に関して、ステップ６０８および６０９の処理が終了すると、これらステップを経た結果、二次候補線分が得られているか否かを判断する（ステップ６１０）。このステップ６１０において、ノー（Ｎｏ）と判断された場合には、ステップ６０４に進み、その一方、イエス（Ｙｅｓ）と判断された場合には、処理を終了する。
【００５０】
たとえば、図５において、線分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、まず、候補点６２が位置する線分６１を選択し（ステップ６０１）、この線分上の候補点６２から、車両の進行方向の端部６８までの距離を判断する。図５の例の場合には、この線分に接続されている道路があるため、線分６４、６５に関連するデータが、それぞれ、一次候補線分を示すデータとして一時的に記憶され、それぞれに関連して、角度比較処理（ステップ６０５）が実行される。ここに、図５の例において、｜θ(１)−θcar｜＜θth、かつ、｜θ(２)−θcar｜＜θthであると仮定すると、ステップ６０５および６０６からなる処理ループが二回繰り返され、線分６４、６５のそれぞれに関連して、垂線距離比較処理（ステップ６０８）が実行される。
【００５１】
さらに、図５の例において、Ｌ(１)＜Ｌth、かつ、Ｌ(２)＜Ｌthであったとすると、線分６４、６５に関連するデータが二次候補線分として記憶され、さらに、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（本実施例では２０ｍ）に対応する長さだけ進められた点が候補点６６、６７として設定され、この点の座標データ、仮想現在位置から線分までの距離Ｌ（１）、Ｌ（２）に対応するデータ、および、線分の角度θ（１）、θ（２）に対応するデータが記憶される。
【００５２】
再度、図６の第１の道路検索処理の説明に戻る。ここで、ステップ６０３においてノー（Ｎｏ）と判断された場合、ステップ６０５の角度比較処理において、全ての一次候補線分が削除された場合（ステップ６０７でノー（Ｎｏ））、或いは、ステップ６０８の垂線距離比較処理において、二次候補線分が得られなかった場合（ステップ６１０でノー（Ｎｏ））には、仮想現在位置を示す座標データが、候補点を示すデータとなる。
【００５３】
このようにステップ４０３の第１の道路検索処理が終了すると、前回の車両の候補点を求める処理で得られた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第２の道路検索処理が実行される（ステップ４０４）。第１の道路検索処理（ステップ４０３）および第２の道路検索処理（ステップ４０４）を実行することにより、前回の処理により得られた全ての候補点に関する新たな候補点を求めることが可能となる。図１０は、本実施例にかかる第２の道路検索処理を示すフローチャートである。
【００５４】
図１０に示すように、この処理（ステップ１３０１ないし１３０４）は、図６に示すマッチング状態の候補点に対する第１の道路検索処理（図４のステップ４０３）に類似している。これら二つの処理の間の相違は以下の点にある。すなわち、第１の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線分、あるいは、これに接続する線分を、一次候補線分として一時的に記憶し、これら一次候補線分から、さらに、その方位と車両方位との方位差が所定のしきい値θth以下であって、かつ、仮想現在位置からの距離に対応する長さが所定のしきい値Ｌth以内の線分を、二次候補線分として選択している。
【００５５】
これに対して、第２の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内にある線分をすべて抽出し（ステップ１３０１）、これら線分から、その方位と車両方位との方位差が所定のしきい値θth以下の線分を選択し（ステップ１３０２）、さらに、選択された線分と仮想現在位置との間の距離を求め、この距離に対応する長さが所定のしきい値Ｌth以内の線分を二次候補線分として選択している（ステップ１３０３）。換言すれば、第１の道路選択処理のステップ６０２においては、候補点が位置する線分、或いは、当該線分の分岐点から延びる幾つかの線分などが選択されるが、図１０のステップ１３０２においては、読み出された地図データに含まれる道路データに基づき、抽出すべき線分が決定される。したがって、ステップ１３０１ないし１３０３を実行するための処理時間は、道路データに対応する道路の密度に依存し、特に、読み出された地図データに対応する地図が、市街地であった場合など、道路の密度が大きい場合に、この処理時間は、第１の道路検索処理における対応する処理を実行するのに必要な時間と比較すると大きい。
【００５６】
この第２の道路検索処理において、ステップ１３０３が終了すると、ステップ１３０２およびステップ１３０３により取り出された線分、すなわち、その方位と車両方位との間の方位差が、しきい値θth以下であり、かつ、仮想現在位置からの距離に対応する長さがしきい値Ｌth以下であるような線分が、二次候補線分として選択され、該線分に関連する種々のデータが、二次候補線分を示すデータとして記憶される。また、現在地現在位置の存在する点、および、仮想現在位置から当該線分におろした垂線の足、すなわち、この垂線と線分との交点が、候補点と決定され、これら候補点の座標データが記憶される（ステップ１３０４）。なお、第２の道路検索処理においては、仮想現在位置からおろした垂線と線分との交点が候補点となるが、これは、前回の処理により得られた候補点が、フリー状態であり、したがって、たどるべき線分が存在しないためである。
【００５７】
なお、この第２の道路検索処理において、仮想現在位置から所定の範囲Ｄ内に線分が存在しない場合、その方位と車両の進行方位との方位差がしきい値θth以下の線分が存在しない場合、或いは、仮想現在位置からの距離に対応する長さがしきい値Ｌth以下であるような線分が存在しない場合には、仮想現在位置に対応する点が、唯一の候補点となる。
【００５８】
上述したように、ステップ４０４の第２の道路探索処理が終了すると、第１の道路検索処理および第２の道路検索処理により得られた複数の候補点から、所定のものを選択する候補点選択処理が実行される（ステップ４０５）。
【００５９】
本実施例においては、最終的に７つの候補点のみが、メモリ２５中のＲＡＭに記憶されるようになっている。したがって、次回の処理において仮想現在位置を算出するための基礎とすべき候補点が、このステップ４０５により選択される。図１１は、本実施例にかかる候補点選択処理を示すフローチャートである。なお、前述したように、本処理においては、最終的に７つの候補点が選択される（図１１のステップ１１１４）が、このステップに至るまでの途中のステップでは、一時的に、最大で１４の候補点が選択されるようになっている。
【００６０】
この処理においては、まず、前回の処理により得られた候補点Ａｉがいくつあるかを調べ（ステップ１１０１）、これら候補点を、後述する車両の現在位置である信憑性を示す信頼度の値が大きい順にソートする（ステップ１１０２）。次いで、前回の処理で得られたそれぞれの候補点が、新たに、いくつの候補点を生成し得るかが決定される（ステップ１１０３）。より詳細には、図１２に示す生成可能候補数テーブルが参照され、前回の処理により得られた候補点Ａの数ｃｎｔごとに、信頼度の値が最も大きい候補点Ａ０ないしその値が最も小さい候補点Ａ６が生成することができる候補点の数が決定される。
【００６１】
たとえば、候補数Ａｉの数ｃｎｔが３である場合には、Ａ０に基づき７つの候補点、Ａ１に基づき４つの候補点、および、Ａ２に基づき３つの候補点を生成することが可能となる。また、候補点Ａの信頼度の値が大きくなるのにしたがって、当該候補点に基づき生成され得る候補点の数が大きくなることに留意すべきである。
【００６２】
このように、前回の処理において生成された候補点の数、および、これら候補点の信頼度の値にしたがって、各候補点に基づき生成され得る候補点の数が決定される理由を説明する。
【００６３】
図５を用いて説明したように、マッチング状態の候補点が、分岐点を通過すると、分岐点に接続された線分の数だけ、新たな候補点が生成される場合がある。また、フリー状態の候補点に基づき得られた仮想現在位置の所定の範囲内に線分が存在する場合には、当該仮想現在位置に対応する点、および、仮想現在位置から線分におろした垂線と当該線分との交点の双方が、新たな候補点となる場合がある。このように、車両が走行するのにしたがって候補点の数は、累積的に大きくなる。その一方、メモリの記憶容量や、候補点を算出するための処理時間などにより、記憶することができる候補点の数は限定されている。
【００６４】
したがって、本実施例においては、生成可能候補点テーブルにしたがって、前回の処理により得られた最大で７つの候補点のそれぞれが、少なくとも一つの新たな候補点を生成できるようにし、かつ、生成可能な新たな候補点の数は、候補点の信頼度の値にしたがって大きくなるようにしている。
【００６５】
このようにステップ１１０３において、前回の処理により得られた候補点に基づき新たに生成可能な候補点の数が決定されると、前回の処理により得られた候補点Ａ０ないしＡ７のそれぞれに基づき得られた新たな候補点Ｂijのエラーコスト、信頼度などが算出される（ステップ１１０５ないしステップ１１１１）。
【００６６】
さらに、本実施例においては、前回の処理により得られた候補点に基づき、ステップ４０３或いはステップ４０４で得られた候補点の数が、生成可能な候補点の数に満たない場合には、残余の生成可能な候補点の数、すなわち、（当該候補点に基づき生成可能な候補点の数ｍ）−（実際にステップ４０３或いはステップ４０４により得られた候補点Ｂijの数）は、その信頼度の値が当該候補点の次に大きな他の候補点に基づき生成可能な候補点の数に割り当てられる。
【００６７】
より詳細には、まず、ステップ１１０４において残余数ｘ＝０に初期化され、次いで、ｙ＝生成可能な候補点の数ｍ＋残余数ｘ−（実際に得られた候補点Ｂijの数）が算出される（ステップ１１０５）。このｙが０（ゼロ）以上であった場合、すなわち、ｍ＋ｘが、実際に得られた候補点Ｂijの数以上であった場合には（ステップ１１０６でノー（Ｎｏ））、得られたｙが、次回のステップ１１０５で用いるべき新たな残余数ｘとなり（ステップ１１０７）、得られた候補点Ｂijのそれぞれのエラーコスト、累算エラーコスト、および、信頼度が算出される（ステップ１１０８）。
【００６８】
より詳細には、前回の処理で得られた候補点Ａｉに基づく仮想現在位置と、得られた候補点Ｂijが位置する二次候補線分との間の距離Ｌ（ij）と、候補点が位置する二次候補線分の方位と車両の方位との間の方位差θd（ij）とに基づき、以下の式により定義されるエラーコストｅｃ（ij）が算出される。
【００６９】
ｅｃ（ij）＝α×｜θd（ij）｜＋β×Ｌ（ij）
ここに、αおよびβは、重み係数である。これら重み係数の値は、車両の進行方位と線分の方位との間のずれと、仮想現在位置と線分との間のずれとの何れを、道路が選択される上で重視するかにしたがって決定される。たとえば、進行方位とその方位と方位が近い道路を選択することを重視する場合は、αを大きくするようにする。
【００７０】
次いで、算出されたエラーコストｅｃ（ij）と、前回の処理で得られた候補点Ａｉ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（ij）が算出される。
【００７１】
ｅｓ（ij）＝（１−ｋ）×ｅｓ＋ｋ×ｅｃ（ij）
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（ij）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。
【００７２】
さらに、算出された累算エラーコストｅｓ（ij）に基づき、下記の式に定義される信頼度ｔｒｓｔ（ij）が算出される。
【００７３】
ｔｒｓｔ（ij）＝１００／（１＋ｅｓ（ij））
上記式から明らかなように、累算エラーコストｅｓ（ij）が大きくなるのにしたがって、信頼度ｔｒｓｔ（ij）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（ij）は増大し、その値は、１００に近づく。
【００７４】
このような処理をすることにより、候補点Ａｉに対応して得られた候補点に関連する信頼度ｔｒｓｔ（ij）が求められる。
【００７５】
なお、フリー状態の候補点に関連して、ステップ４０５で算出すべきエラーコストｅｃ（ij）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。
【００７６】
その一方、ｙが負であった場合、すなわち、ｍ＋ｘが、実際に得られた候補点Ｂijよりも小さい場合には（ステップ１１０６でイエス（Ｙｅｓ））、ステップ１１０８と同様に、Ｂijのそれぞれにつき、エラーコストｅｃ（ij）、累積エラーコストｅｓ（ij）および信頼度ｔｒｓｔ（ij）が算出され、候補点Ｂijの各々に対応する信頼度ｔｒｓｔ（ij）の値にしたがって、これら新たな候補点Ｂijがソートされる（ステップ１１０９）。
【００７７】
さらに、その信頼度の値が小さい方から、｜ｙ｜個の候補点を削除する。すなわち、メモリ２５のＲＡＭに記憶されたこれら候補点に関連するデータが削除される（ステップ１１１０）。この場合には、ｙが負の場合には、残余数ｘは０（ゼロ）となるため、ステップ１１１１において、ｘ＝０とされる。
【００７８】
このような処理を繰り返すことにより、最大で１４個の候補点Ｂijを得ることができる。
【００７９】
たとえば、図１３に示すように、前回の処理によりＡ０ないしＡ６の７つの候補点が選ばれ、ステップ４０３或いはステップ４０４において、これら候補点に基づきそれぞれＫｉ個の候補点Ｂijが得られている場合を考える。この場合には、各Ａｉに関連するステップ１１０５において、図１３に示すようなｙが生成され、このｙの値にしたがって、ステップ１１０７およびステップ１１０８、或いは、ステップ１１０９ないしステップ１１１１が実行される。ここに、Ａ５に関連して、ｙ＝２＋０（これは、Ａ４に関する処理で得られた残余数）−３＝ー１であるため、３個のＢijのうち、その信頼度の値の大きな２個のＢijのみが残されることになる。
【００８０】
ステップ１１０５ないしステップ１１１１までの処理を前回の処理により得られた候補点Ａｉのすべてに関連して実行すると（ステップ１１１２でイエス（Ｙｅｓ））、得られた候補点Ｂijを、その信頼度の値にしたがってソートし（ステップ１１１３）、信頼度の大きい順に、所定の数（本実施例においては７個）の候補点のみが選択され、これら候補点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（ステップ１１１４）。
【００８１】
以上、詳述したように、候補点選択処理（図４のステップ４０５）が終了すると、選択された所定の数（本実施例においては７個）の候補点のうち、その信頼度の値が最も大きな候補点を、表示候補点、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、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。また、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、状態フラグなども、ＲＡＭの所定の領域に記憶される（ステップ４０６）。
【００８２】
最後に、表示候補点に関連するデータが出力され（ステップ４０７）、処理を終了する。
【００８３】
図４のステップ４０１ないし４０６を実行することにより得られた表示候補点は、図１４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。
【００８４】
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。
【００８５】
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１４０１）。もし、押されていれば（ステップ１４０１でイエス（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１４０２）。
【００８６】
次に、図４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１４０３）、ステップ１４０２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１４０４）。
【００８７】
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１４０５）。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１４０６）。
【００８８】
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。
【００８９】
本実施例によれば、候補点選択処理において、前回の処理により得られた候補点から、少なくとも一つの候補点が生成可能であるように、かつ、各候補点が道路の現在位置である信憑性を示す信頼度にしたがって、各候補点から生成可能な新たな候補点の数が決定されるため、道路の分岐などにより候補点が多数生成され得る状態になった場合であっても、適切な候補点に基づき、車両の現在位置をより正確に算出することが可能となる。
【００９０】
また、本実施例によれば、マッチング状態の候補点から得られた仮想現在位置に関連して、当該候補点が位置する線分、或いは、これに接続された線分を検索するため、仮想現在位置の周辺に存在する全ての道路を検索する場合と比較すると、より短時間で、所望の線分を検索することが可能となる。
【００９１】
さらに、本実施例によれば、マッチング状態の候補点の位置する線分および／または該候補点の位置する線分に接続された線分に沿って、車両の進行距離に対応する長さだけ、前記候補点から進められた位置を候補点とするため、算出された車両の現在位置と実際の車両の現在位置との間の誤差をより小さくすることが可能となる。
【００９２】
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。
【００９３】
たとえば、前記実施例においては、候補点選択処理が、最大で１４個の候補点を一時的に保持し、最終的にこれら候補点から７個の候補点を選択するように構成されているが、一時的に保持され、或いは最終的に選択される候補点の数は、これに限定されるものではない。
【００９４】
また、前記実施例の候補点選択処理においては、候補点Ｂijの信頼度に基づき、削除すべき候補点が決定されている（図１１のステップ１１０９、１１１０）が、これに限定されるものではない。たとえば、候補点選択処理のための処理時間を小さくするためには、Ｂijのエラーコストに基づき、削除すべき候補点を決定し、残りの候補点の信頼度のみを算出するように構成してもよい。
【００９５】
また、本実施例において用いられたパラメータは、例示のために与えられたものに過ぎず、したがって、これらパラメータは、装置の処理速度、車両が走行する道路の種別（例えば、一般道路、高速道路など）にしたがって変更可能であることを理解すべきである。
【００９６】
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。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の車両の推定位置があるときに、これらから適切な推定位置を選択することにより、より正確に車両の現在位置を算出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、本実施例にかかる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、本実施例にかかる車両の候補点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、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６】  図６は、本実施例にかかる第１の道路検索処理を示すフローチャートである。
【図７】  図７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８】  図８は、本実施例にかかる角度比較処理を示すフローチャートである。
【図９】  図９は、本実施例にかかる垂線距離比較処理を示すフローチャートである。
【図１０】  図１０は、本実施例にかかる第２の道路検索処理を示すフローチャートである。
【図１１】  図１１は、本実施例にかかる候補点選択処理を示すフローチャートである。
【図１２】  図１２は、本実施例にかかる生成可能候補数テーブルを示す図である。
【図１３】  図１３は、本実施例にかかる候補点の選択を説明するための図である。
【図１４】  図１４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】
0003656661.tif 000002
【図２】
0003656661.tif 000003
【図３】
0003656661.tif 000004
【図４】
0003656661.tif 000005
【図５】
0003656661.tif 000006
【図６】
0003656661.tif 000007
【図７】
0003656661.tif 000008
【図８】
0003656661.tif 000009
【図９】
0003656661.tif 000010
【図１０】
0003656661.tif 000011
【図１１】
0003656661.tif 000012
【図１２】
0003656661.tif 000013
【図１３】
0003656661.tif 000014
【図１４】
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