(57)【要約】【課題】  標高情報を用いて自車位置を正確に補正することができる「ナビゲーション装置、自車位置補正プログラムおよび自車位置補正方法」を提供する。【解決手段】  本発明のナビゲーション装置は、少なくとも道路標高を有する地図データを記憶する地図記憶部と、単位時間当たりの車速パルス数をカウントすることにより車速を算出する車速算出部２００と、車速の変化から加速度を算出する加速度算出部２１０と、加速度を用いて車両の傾斜角を算出する傾斜角算出部２２０と、移動距離を算出する移動距離算出部２３０と、傾斜角および移動距離に基づき車両の高度を算出する自車標高算出部２４０と、自車標高Ｈｇと所定時間前の車両位置に該当する道路標高Ｈｒとを比較する比較部２７０と、比較部２７０の比較結果から補正対象となる道路を特定する道路決定部２８０とを有し、補正対象となる道路に自車位置をマップマッチングする。【選択図】    図４
2014173916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも道路標高情報を有する地図データと、
単位時間当たりの車速パルス数をカウントすることにより車速を算出する車速算出手段と、
前記車速の変化から加速度を算出する加速度算出手段と、
前記加速度を用いて車両の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、
移動距離を算出する移動距離算出手段と、
前記傾斜角および移動距離に基づき車両の高度を算出する高度算出手段と、
前記車両の高度と、所定時間前の車両位置に該当する道路標高情報とを比較することにより整合性を判断し、当該判断結果から補正対象となる道路を特定する道路決定手段と、
前記補正対象となる道路に自車位置を補正する位置補正手段と、
を備えるナビゲーション装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記単位時間である、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
前記道路決定手段は、前記所定時間を決定する所定時間決定手段を含み、当該所定時間決定手段は、前記車速算出手段のサンプリング時間に基づき前記所定時間を決定する、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
前記車速算出手段のサンプリング時間は、前記単位時間である、請求項３に記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
前記所定時間決定手段はさらに、前記加速度算出手段のサンプリング時間に基づき前記所定時間を決定する、請求項３または４に記載のナビゲーション装置。
【請求項６】
前記加速度算出手段のサンプリング時間は、前記単位時間である、請求項５に記載のナビゲーション装置。
【請求項７】
前記道路決定手段は、前記所定時間を予め記憶する、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項８】
前記道路決定手段は、高速道路の分岐点に接続された道路を決定する、請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項９】
ナビゲーション装置が実行する自車位置補正プログラムであって、
単位時間当たりの車速パルス数をカウントすることにより車速を算出するステップと、
前記車速の変化から加速度を算出するステップと、
前記加速度を用いて車両の傾斜角を算出するステップと、
移動距離を算出するステップと、
前記傾斜角および移動距離に基づき車両の高度を算出するステップと、
地図データから道路標高情報を読出し、前記車両の高度と、所定時間前の車両位置に該当する道路標高情報とを比較することにより整合性を判断し、当該判断結果から補正対象となる道路を特定するステップと、
前記補正対象となる道路に自車位置を補正するステップと、
を有する自車位置補正プログラム。
【請求項１０】
前記所定時間は、前記単位時間である、請求項９に記載の自車位置補正プログラム。
【請求項１１】
自車位置補正プログラムはさらに、前記所定時間を決定するステップを含み、当該ステップは、車速を算出するためのサンプリング時間に基づき前記所定時間を決定する、請求項９に記載の自車位置補正プログラム。
【請求項１２】
前記車速を算出するためのサンプリング時間は、前記単位時間である、請求項１１に記載の自車位置補正プログラム。
【請求項１３】
前記所定時間を決定するステップは、前記加速度を算出するためのサンプリング時間に基づき前記所定時間を決定する、請求項１１に記載の自車位置補正プログラム。
【請求項１４】
前記加速度を算出するためのサンプリング時間は、前記単位時間である、請求項１３に記載の自車位置補正プログラム。
【請求項１５】
ナビゲーション装置の自車位置補正方法であって、
単位時間当たりの車速パルス数をカウントすることにより車速を算出するステップと、
前記車速の変化から加速度を算出するステップと、
前記加速度を用いて車両の傾斜角を算出するステップと、
移動距離を算出するステップと、
前記傾斜角および移動距離に基づき車両の高度を算出するステップと、
地図データから道路標高情報を読出し、前記車両の高度と、所定時間前の車両位置に該当する道路標高情報とを比較することにより整合性を判断し、当該判断結果から補正対象となる道路を特定するステップと、
前記補正対象となる道路に自車位置を補正するステップと、
を有する自車位置補正方法。
【請求項１６】
前記所定時間は、前記単位時間である、請求項１５に記載の自車位置補正方法。
【請求項１７】
自車位置補正方法はさらに、前記所定時間を決定するステップを含み、当該ステップは、車速を算出するためのサンプリング時間に基づき前記所定時間を決定する、請求項１５に記載の自車位置補正方法。
【請求項１８】
前記車速を算出するためのサンプリング時間は、前記単位時間である、請求項１７に記載の自車位置補正方法。
【請求項１９】
前記所定時間を決定するステップは、前記加速度を算出するためのサンプリング時間に基づき前記所定時間を決定する、請求項１５に記載の自車位置補正方法。
【請求項２０】
前記加速度を算出するためのサンプリング時間は、前記単位時間である、請求項１９に記載の自車位置補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーション装置に関し、特に、標高情報を用いて自車位置の補正を行うマップマッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりナビゲーション装置では、ＧＰＳ測位や自立航法測位によって得られた自車位置を道路地図データ上に位置合わせするためにマップマッチング方法を利用している。マップマッチング方法には、自車の移動軌跡から道路を特定するパターンマッチング方法や、自車位置からの距離や方位に基づき道路を特定する投影マッチング方法が知られている。
【０００３】
首都高速や高速道路等の分岐点で複数の道路が並走している場合、道路の形状が類似しているため、マップマッチング方法ではどちらの道路へ進入したのかを判定するのが難しいことがある。こうした事態を防止するため、現在走行中の道路の傾斜角を求め、傾斜角と車速から高低差を累積し、累積した高低差が設定値より大きくなったとき、走行中の道路が上りリンクまたは下りリンクと判定し、この判定結果を用いて道路を特定するマップマッチング方法が開示されている（特許文献１）。また、マップマッチングを行う際に、車両の姿勢角と３次元道路情報の示す道路勾配とを比較し、その整合性を判断してマップマッチングする道路を決定するナビゲーション装置が開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７１６７０３号公報
【特許文献２】特開平９−１５９４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、高速道路等の分岐において複数の道路が並走していると、いずれの道路に進入したのかを判定するのが難しくなる。そこで、高さ情報を利用して進入した道路を特定するマップマッチング方法が行われており、その方法原理を図１に示す。
【０００６】
図１は、高速道路等から分岐する２つの並走する道路Ａ、Ｂを真横から見たイメージ図であり、縦軸は道路標高を示し、横軸は分岐点からの距離を示している。道路Ａは、分岐点からあまり標高変化がない平坦な道路であり、道路Ｂは、分岐点から標高が徐々に下っている道路である。地図データベースには、道路Ａ、Ｂのリンクデータにそれぞれの道路標高情報が格納されている。例えば、分岐点から次の交差点に合流するまでのリンクに対し道路標高情報が格納されている。
【０００７】
一方、車両あるいはナビゲーション装置には、加速度センサが搭載されている。この加速度センサの出力から車両の傾斜角を算出し、傾斜角と車両の移動距離から車両の標高を算出する。そして、車両の標高は、道路Ａ、Ｂの道路標高と比較され、かつ車両の傾斜角が対応する道路Ａ、Ｂの傾斜角と比較され、標高差分および傾斜角差分の小さい道路にポイントが加算される。一定期間または一定区間内で、例えば、約０．５秒間隔で上記の比較が行われ、最終的にポイントの高い道路に自車位置がマッチングさせる。
【０００８】
図１の例では、車両が道路Ｂを走行したときの自車位置Ｐ１、Ｐ２を例示している。自車位置Ｐ１で算出された車両標高は、道路Ａ、Ｂの対応する地点の道路標高と比較され、道路Ａとの標高差分ｈａ、道路Ｂとの標高差分ｈｂが算出され、差分の小さい道路にポイントが加算される。また、自車位置Ｐ１の車両の傾斜角と道路Ａの傾斜角θａの差分、および道路Ｂの傾斜角θｂとの差分が算出され、差分の小さい道路にポイントが加算される。自車位置Ｐ２においても同様に標高差分ｈａ、ｈｂと各傾斜角差分が比較され、差分の小さい道路にポイントが加算される。
【０００９】
図２は、このような標高情報を利用したマップマッチング方法（自車位置の補正補法）の課題を説明する図である。図中、道路Ａ、Ｂは、図１と同じであるが、「Ｘ」で示したプロットは、車両が道路Ｂを進入したときに、実際に計算により算出された自車位置の標高情報を表している。車両の標高情報や傾斜角を算出するには、現在時刻より前に取得した過去のデータ（車速データ）を利用するため、応答が鈍くなり時間的な遅延Ｔｄが発生してしまう。このため、例えば区間Ｓ１では、正しい道路の方が標高差分が大きくなってしまったり、区間Ｓ２では、正しい道路の方が傾斜角差分が大きくなってしまい、間違った方の道路にポイントが加算され、最終的に、間違った道路へ進入したと誤判定されてしまうという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決し、標高情報を利用した自車位置を正確に補正することができるナビゲーション装置、自車位置補正プログラムおよび自車位置補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るナビゲーション装置は、少なくとも道路標高情報を有する地図データと、単位時間当たりの車速パルス数をカウントすることにより車速を算出する車速算出手段と、前記車速の変化から加速度を算出する加速度算出手段と、前記加速度を用いて車両の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、移動距離を算出する移動距離算出手段と、前記傾斜角および移動距離に基づき車両の高度を算出する高度算出手段と、前記車両の高度と、所定時間前の車両位置に該当する道路標高情報とを比較することにより整合性を判断し、当該判断結果から補正対象となる道路を特定する道路決定手段と、前記補正対象となる道路に自車位置を補正する位置補正手段とを備える。
【００１２】
好ましくは前記所定時間は、前記単位時間である。好ましくは前記道路決定手段は、前記所定時間を決定する所定時間決定手段を含み、当該所定時間決定手段は、前記車速算出手段のサンプリング時間に基づき前記所定時間を決定する。好ましくは前記車速算出手段のサンプリング時間は、前記単位時間である。好ましくは前記所定時間決定手段はさらに、前記加速度算出手段のサンプリング時間に基づき前記所定時間を決定する。好ましくは前記加速度算出手段のサンプリング時間は、前記単位時間である。好ましくは前記道路決定手段は、前記所定時間を予め記憶する。好ましくは前記道路決定手段は、高速道路の分岐点に接続された道路を決定する。
【００１３】
本発明に係るナビゲーション装置が実行する自車位置補正プログラムは、単位時間当たりの車速パルス数をカウントすることにより車速を算出するステップと、前記車速の変化から加速度を算出するステップと、前記加速度を用いて車両の傾斜角を算出するステップと、移動距離を算出するステップと、前記傾斜角および移動距離に基づき車両の高度を算出するステップと、地図データから道路標高情報を読出し、前記車両の高度と、所定時間前の車両位置に該当する道路標高情報とを比較することにより整合性を判断し、当該判断結果から補正対象となる道路を特定するステップと、前記補正対象となる道路に自車位置を補正するステップとを有する。
【００１４】
本発明に係るナビゲーション装置の自車位置補正方法は、単位時間当たりの車速パルス数をカウントすることにより車速を算出するステップと、前記車速の変化から加速度を算出するステップと、前記加速度を用いて車両の傾斜角を算出するステップと、移動距離を算出するステップと、前記傾斜角および移動距離に基づき車両の高度を算出するステップと、地図データから道路標高情報を読出し、前記車両の高度と、所定時間前の車両位置に該当する道路標高情報とを比較することにより整合性を判断し、当該判断結果から補正対象となる道路を特定するステップと、前記補正対象となる道路に自車位置を補正するステップとを有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車両の高度と、所定時間前の車両位置に該当する道路標高情報とを比較することにより整合性を判断し、当該判断結果から補正対象となる道路を特定するようにしたので、自車位置を正確に補正することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の標高情報を用いたマップマッチング方法を説明する図である。
【図２】従来の標高情報を用いたマップマッチング方法の課題を説明する図である。
【図３】本発明の実施例に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示すナビゲーション装置のマップマッチング部の機能的な構成を示す図である。
【図５】本発明の実施例による標高情報を用いたマップマッチング方法の効果を説明する図である。
【図６】本発明の実施例による標高情報を用いたマップマッチング方法の遅延時間の算出例を説明する図である。
【図７】本発明の実施例による標高情報を用いたマップマッチング方法の遅延時間の算出例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明に係るナビゲーション装置は、車両等の移動体に固定されるもの、あるいは着脱可能なもののいずれの態様であってもよい。また、本発明のナビゲーション装置は、電子装置に含まれる１つの機能によって実施されるものであってもよい。すなわち、本発明は、電子装置がオーディオ・ビデオ再生機能、テレビ受信機能、電話機能、通信機能、ナビゲーション機能などを包含するものであってもよい。
【実施例】
【００１８】
図３は、ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。本実施例に係るナビゲーション装置１０は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機２０、車両に搭載された車速センサ等の車速情報を受信するバスインターフェース（Ｉ／Ｆ）３０、車両またはナビゲーション装置の加速度を検出する加速度センサ４０、ユーザーからの入力を受け取る入力部５０、道路地図データを記憶する地図記憶部６０、無線または有線を介して外部と通信をする通信制御部７０、スピーカ８２から音声を出力させる音声出力部８０、ディスプレイ９２に道路地図等を表示させる表示制御部９０、自車位置の補正を行うマップマッチング部１００、各部を制御する制御部１１０を含んで構成される。但し、ここに示すナビゲーション装置は例示であり、必ずしもこの態様に限定されるものではない。例えば、ナビゲーション装置１０は、車両に搭載された加速度センサのセンサ出力をバスＩ／Ｆ部３０から取得するものであってもよい。また、ナビゲーション装置１０は、自車位置に関する情報を通信制御部７０を介して外部から取得したり、あるいは道路地図データを通信制御部７０を介して外部から取得するものであってもよい。
【００１９】
地図記憶部６０は、ナビゲーションに必要な道路地図データを格納する。道路地図データは、道路を識別するためのリンクデータ、交差点を識別するためのノードデータ、施設等のＰＯＩを識別する施設データなどを含む。リンクデータは、道路種別、道路名称、幅員、標高情報などを含む。標高情報は、例えば、リンクデータの始点と終点の海抜からの高さを含む。この場合、リンクデータの中間地点の標高は、始点と終点の標高差分と始点または終点からの距離に比例して算出することができる。あるいは、標高情報は、リンクデータの始点と終点に加えて、始点または終点から一定の距離間隔（３０メートル）で与えられるようにしてもよい。こうした標高情報は、道路形状から進入道路を判定することが難しい道路を特定するときに利用され、例えば首都高速や高速道路等の出入口等の分岐点に接続されたリンクデータに含まれている。
【００２０】
制御部１１０は、メモリに記憶されたナビゲーションに関するプログラムまたはソフトウエアを実行することにより、ナビゲーションに関する種々の機能を実行する。例えば、自車位置周辺の道路地図データを地図記憶部６０から読出し、これをディスプレイ９２に表示させる。また、ユーザーから目的地の設定が成されたとき、出発地点から目的地までの誘導経路を探索し、目的地までの誘導経路を案内する。その他、目的地や施設等の検索機能などを備える。
【００２１】
マップマッチング部１００は、ＧＰＳ受信機２０および／または自立航法センサ（ジャイロセンサや距離センサ）から得られた情報に基づき自車位置を算出し、算出された自車位置を道路データ上にマッチングさせることで自車位置を補正する機能を有する。マップマッチング部１００は、プログラムまたはソフトウエア、あるいはソフトウエアとハードウエアとの組み合わせを実行することにより実施される。
【００２２】
図４は、本実施例のマップマッチング部１００の機能的な構成を示すブロック図である。マップマッチング部１００は、車速算出部２００、加速度算出部２１０、傾斜角算出部２２０、移動距離算出部２３０、標高情報算出部２４０、遅延時間補償部２５０、道路標高読出部２６０、比較部２７０および道路決定部２８０を含んでいる。
【００２３】
車速算出部２００は、バスＩ／Ｆ部３０を介して車速センサから出力された車速パルスを受け取り、自車の車速Ｖを算出する。車速センサは、一定距離、例えばタイヤ１回転につき１パルスを発生するものである。車速算出部２００は、このような車速センサからの車速パルスを計数するカウンタを含み、カウンタで計数されたパルス数を時間Ｔで除することにより車速Ｖを算出する。この時間Ｔは、車速を算出するためのサンプリング時間であり、任意に設定することが可能であるが、好ましくは、サンプリング時間を単位時間（例えば、１秒）とすることで、車速Ｖの算出が容易になる。
【００２４】
加速度算出部２１０は、車速算出部２００によって算出された車速Ｖの変化に基づき加速度Ａｘを算出する。車速Ｖの変化を抽出する時間、すなわちサンプリング時間は任意であるが、好ましくはサンプリング時間を単位時間（例えば、１秒）とすることで加速度Ａｘの算出が容易になる。算出された加速度Ａｘは、自車の進行方向の加速度成分を表す。加速度算出部２１０で算出された加速度Ａｘは、傾斜角算出部２２０へ提供される。傾斜角算出部２２０は、加速度センサ４０からの合成加速度Ａｃと加速度算出部２１０で算出された進行方向の加速度Ａｘとから、自車の傾斜角または走行中の道路の傾斜角を算出する。加速度センサ４０によって検出された合成加速度Ａｃは、重力方向の加速度Ａｚと自車の進行方向の加速度Ａｘを合成したものである。このため、傾斜角算出部２２０は、合成加速度Ａｃから進行方向の加速度Ａｘを減算し、重力方向の加速度Ａｚを算出し、この重力方向の加速度Ａｚから自車の傾斜角θを算出する。
【００２５】
移動距離算出部２３０は、車速算出部２００で算出された車速Ｖに時間Ｔを乗算することで自車の移動距離Ｄを算出する。車速算出部２００によるサンプリング時間が単位時間であるとき、単位時間当たりの移動距離Ｄは車速に等しい。勿論、移動距離Ｄは、サンプリング時間または単位時間と異なる時間から算出されたものであってもよい。
【００２６】
自車標高算出部２４０は、移動距離算出部２３０で算出された移動距離Ｄ、および傾斜角算出部２２０で算出された傾斜角θを受け取り、移動距離Ｄと傾斜角θに基づき自車標高Ｈｇを算出する。算出された自車標高Ｈｇは、比較部２７０へ提供される。
【００２７】
道路標高読出部２６０は、マッチング候補の道路を識別し、当該識別された道路のリンクデータに付与された標高情報を地図記憶部６０から読み出す。マッチング候補の道路とは、自車位置に隣接する道路であって、自車位置が道路上に補正される道路であり、例えば、図１で示したように、高速道路等の出入り口で分岐する並走する２つの道路Ａ、Ｂである。
【００２８】
比較部２７０は、自車標高算出部２４０で算出された自車標高Ｈｇと、地図記憶部６０から読み出されたマッチング候補の道路標高Ｈｒとを比較することによりその整合性を判断し、標高差分の小さい道路をポイントに加算する。これに加えて、比較部２７０は、自車の傾斜角θと道路の傾斜角とを比較し、傾斜角差分の小さい道路にポイントを加算するようにしてもよい。この際、比較部２７０は、遅延時間補償部２５０による補償時間Ｔｃに基づき現在時刻から一定期間前の過去の道路地点Ｐｘの道路標高Ｈｒおよび道路傾斜角を、自車標高Ｈｇおよび自車傾斜角θと比較する。比較部２７０による判定は、一定の時間間隔、または所定期間内に複数回行われ、その結果が道路決定部２８０へ提供される。道路決定部２８０は、比較部２７０による累積された複数回の判定結果に基づき、マップマッチングする道路を決定する。そして、決定された道路上に自車位置が補正される。
【００２９】
図２の従来技術の課題で説明したように、実際に算出された自車位置の自車標高Ｈｇには、一定の遅延Ｔｄが含まれる。この遅延Ｔｄは、車速Ｖを算出するために車速パルスを一定期間サンプリングしなければならないこと、および加速度Ａｘ（または傾斜角θ）を算出するために車速Ｖの変化をサンプリングしなければならないことが原因である。言い換えれば、車速Ｖおよび加速度Ａｘ（または傾斜角θ）の算出には、現在時刻よりも過去のデータを利用しなければならず、これが遅延Ｔｄの原因となる。
【００３０】
本実施例では、遅延時間補償部２５０が、遅延Ｔｄを予測または近似し、遅延Ｔｄに対応する補償時間Ｔｃを比較部２７０へ提供し、比較部２７０は、補償時間Ｔｃに基づき現在時刻から所定時間だけ過去に遡った道路地点Ｐｘを算出し、当該道路地点Ｐｘの道路標高Ｈｒおよび道路傾斜角と自車標高Ｈｇおよび自車傾斜角θとをそれぞれ比較する。道路地点Ｐｘの算出は、補償時間Ｔｃに車速Ｖを乗算することにより算出することができる。
【００３１】
図５は、補償時間Ｔｃによって遅延ｔｄを補償したときの自車標高Ｈｇ（Ｘで示す）と道路標高Ｈｒ（□で示す）の比較状態を示している。最新の自車位置がＰｏであるとき、この自車位置Ｐｏの自車標高Ｈｇは遅延Ｔｄを含んでいる。このため、遅延時間補償部２５０によって近似された補償時間Ｔｃに対応する所定時間前の自車位置Ｐｘが算出され、その自車位置Ｐｘに該当する道路標高Ｈｒと自車標高Ｈｇとが比較される。図からも明らかなように、実際に進入した道路Ｂとの標高差分ｈｂは、補償時間Ｔｃによって補償されたときの方が小さくなっていることがわかる。これにより、マップマッチングにおいて正しい道路が特定され、自車位置をより正確に補正することが可能になる。
【００３２】
次に、遅延時間補償部２５０による補償時間Ｔｃの算出について説明する。時刻［ｔ０，ｔ１］の区間において、加速度ａ（ｔ）が一定と近似し、時刻ｔ０からｔ１までの移動距離を計算する。この移動距離は、次式によって表される。
【００３３】
【数１】
2014173916.tif 000003
【００３４】
次に、時刻ｔ０からｔ１までの平均速度を計算する。この平均速度は、次式で表される。
【００３５】
【数２】
2014173916.tif 000004
【００３６】
これらの計算から、時刻ｔ０からｔ１の走行距離の差分から得られる平均速度は、時刻ｔ０からｔ１の中間の時刻の速度となる。加速度の変化率が一定と近似すると、同様にして、速度の差分から得られる平均加速度が、サンプリング時間の中間の時刻の加速度となることがわかる。
【００３７】
図６は、上記数式から導かれた内容を模式的に表した図である。時刻ｔ０からｔ１において、加速度が一定であると仮定したとき、時刻ｔ０からｔ１までの間にカウントされた車速パルスの数から移動距離Ｄが算出される。移動距離Ｄを時刻ｔ０からｔ１の時間で除することにより平均速度が算出される。この平均速度は、時刻ｔ０からｔ１の中間の時刻の速度Ｖ０に近似される。時刻ｔ１からｔ２の平均速度もまた、時刻ｔ１からｔ２の中間の時刻の速度Ｖ１に近似される。この関係は、速度と加速度の関係においても当てはまる。つまり、速度Ｖ０から速度Ｖ１までの変化または差分の平均加速度は、速度Ｖ０と速度Ｖ１のサンプリング時間の中間の時刻の加速度ａ０に近似される。但し、加速度の変化率が一定であると仮定したときである。
【００３８】
ここで、平均速度を算出するためのサンプリング期間を単位時間である１秒とし、現在時刻がｔ２であるとしたとき、時刻ｔ０からｔ１の平均速度は、現在時刻ｔ２から１．５秒前の速度Ｖ０に近似され、時刻ｔ１からｔ２の平均速度は、現在時刻ｔ２から０．５秒前の速度Ｖ１に近似される。２つの速度Ｖ０とＶ１の差分から求まる平均加速度は、１．５秒前の速度Ｖ０と０．５秒前の速度Ｖ１の中間の時刻である１秒前の加速度ａ０に近似される。自車標高Ｈｇを得るためには、加速度ａ０が必要となるから、遅延Ｔｄは、加速度ａ０が算出される時刻ｔ１に近似される。従って、図６の例では、遅延Ｔｄは１秒である。もし、速度を算出するときのサンプリング期間が単位時間であれば、遅延Ｔｄは、単位時間に等しくなる。
【００３９】
遅延時間補償部２５０は、上記のように近似された遅延Ｔｄに対応する補償時間Ｔｃ（図６の例では、１秒）を比較部２７０へ出力する。遅延Ｔｄは、速度および加速度には依存せず、車速パルスから速度を算出するときのサンプリング時間に依存する。もし、加速度を算出するためのサンプリング時間が、速度Ｖ０とＶ１の時間と異なる時間を用いる場合には、加速度を算出するためのサンプリング時間にも依存する。
【００４０】
また、図６に示す例では、速度のサンプリング時間は、ｔ０、ｔ１、ｔ２のように連続的しサンプリング期間が重複しないが、図７は、サンプリング期間が重複する例を示している。同図に示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１のサンプリング期間において平均速度を算出し、時刻ｔ２から時刻ｔ３のサンプリング期間において平均速度を算出する場合、時刻ｔ２＜時刻ｔ１であると、サンプリング期間が重複する。この場合でも、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの平均速度は、時刻ｔ０と時刻ｔ１の中間の時刻の速度Ｖ０に近似され、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの平均速度は、時刻ｔ２と時刻ｔ３の中間の時刻の速度Ｖ１に近似され、速度Ｖ０とＶ１の差分の平均加速度は、速度Ｖ０とＶ１のサンプリング時刻の中間の時刻の加速度ａ０に近似される。以下に、速度速度Ｖ０とＶ１、および加速度ａ０とサンプリング時間ｔ０、ｔ１、ｔ２との関係を数式で表す。
【００４１】
【数３】
2014173916.tif 000005
【００４２】
速度のサンプリング期間がオーバーラップする／しないにかかわらず、上記で示す式に従い、遅延Ｔｄを一意に決定することができる。
【００４３】
好ましい態様では、遅延時間補償部２５０は、速度のサンプリング時間および／または加速度のサンプリング時間から近似される遅延Ｔｄに対応する補償時間Ｔｃを予め記憶しておき、標高情報を利用したパターンマッチングが実施されるとき、補償時間Ｔｃを比較部２７０へ提供する。上記したように速度を算出するためのサンプリング時間が単位時間であれば、補償時間Ｔｃは単位時間を比較部２７０へ提供すればよい。
【００４４】
他の好ましい態様では、遅延時間補償部２５０は、車速算出部２００で実施される速度を算出するのためのサンプリング時間および／または加速度算出部２１０で実施される加速度を算出のためのサンプリング時間の情報を取得し、取得したサンプリング時間の情報に基づき遅延Ｔｄを近似し、遅延Ｔｄに対応する補償時間Ｔｃを比較部２７０へ提供するようにしてもよい。
【００４５】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１００：マップマッチング部              ２００：車速算出部
２１０：加速度算出部                    ２２０：傾斜角算出部
２３０：移動距離算出部                  ２４０：標高情報算出部
２５０：遅延時間補償部                  ２６０：道路標高読出部
２７０：比較部                          ２８０：道路決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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