(57)【要約】【課題】旋回動作の多い駐車場内でも、精度よく車両方位を求めるナビゲーション装置を提供する。【解決手段】ナビゲーション装置は、駐車場内の誘導路や駐車スペースが、一般的に、隣接する道路方位αに対して同じ向きか、又はα＋９０°、α＋１８０°若しくはα＋２７０°であることを利用して車両方位を修正する。具体的には、ナビゲーション装置は、方位の変位を積算して車両方位を求める車両方位算出手段と、現在位置が駐車場内に在るか否かを判定する手段と、現在位置が駐車場内に在ると判定された場合、当該駐車場に入る前に現在位置が存在した道路の方位α、α＋９０°、α＋１８０°及びα＋２７０°のうち車両方位算出手段で算出した車両方位に最も近い方位に当該車両方位を修正する手段とを備えている。【選択図】図１
2006329866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナビゲーション装置であって、
駐車場に入る前の道路の方位αを取得する手段と、
駐車場内における車両方位を、前記α、α＋９０°、α＋１８０°及びα＋２７０°のいずれか用いて算出する手段と
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
ナビゲーション装置であって、
方位の変位を検出する方位変位検出手段と、
前記方位変位検出手段で検出した方位の変位を積算して車両方位を求める車両方位算出手段と、
現在位置が駐車場内に在るか否かを判定する駐車場判定手段と、
前記駐車場判定手段により現在位置が駐車場内に在ると判定された場合、当該駐車場に入る前に現在位置が存在した道路の方位α、当該α＋９０°、当該α＋１８０°及び当該α＋２７０°のうち、前記車両方位算出手段で算出した車両方位に最も近い方位に当該車両方位を修正する車両方位修正手段と
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記車両が駐車場内で直進状態で所定距離走行したか否かを判定する直進判定手段を備え、
前記車両方位修正手段は、
前記直進判定手段により駐車場内を直進状態で所定距離走行したと判定された場合に、前記車両方位を修正する
ことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記車両方位修正手段は、
前記α、α＋９０°、α＋１８０°又はα＋２７０°と、前記車両方位算出手段で算出した車両方位との差が、所定値以内の場合に、前記車両方位を修正する
ことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項５】
ナビゲーション装置であって、
方位の変位を検出する方位変位検出手段と、
前記方位変位検出手段で検出した方位の変位を積算して車両方位を求める車両方位算出手段と、
現在位置が駐車場内で駐車したか否かを判定する駐車判定手段と、
前記駐車判定手段により現在位置が駐車場内で駐車した判定された場合、当該駐車場に入る前に現在位置が存在した道路の方位α、α＋９０°、α＋１８０°及びα＋２７０°のうち、前記車両方位算出手段で算出した車両方位に最も近い方位に当該車両方位を修正する車両方位修正手段と
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項６】
請求項２又は５において、
前記車両方位修正手段により修正された車両方位を用いて現在位置を算出する手段を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【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、特に車載用ナビゲーション装置の車両方位の算出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両方位の変位をジャイロセンサにより検出し、検出した方位変位を積算することにより、現在の車両方位を求める車載用ナビゲーション装置が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−９２３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、駐車場内など、車両の旋回動作が多いと、車両方位の精度が低下する場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、駐車場内でも、より精度よく車両方位を求める技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、本発明のナビゲーション装置は、駐車場内の誘導路の向きや駐車スペースの向きを利用して、車両方位を修正する。
【０００７】
例えば、本発明のナビゲーション装置は、駐車場に入る前の道路の方位αを取得する手段と、駐車場内における車両方位を、前記α、α＋９０°、α＋１８０°及びα＋２７０°のいずれか用いて算出する手段とを備えている。
【０００８】
より具体的には、本発明のナビゲーション装置は、方位の変位を検出する方位変位検出手段と、前記方位変位検出手段で検出した方位の変位を積算して車両方位を求める車両方位算出手段と、現在位置が駐車場内に在るか否かを判定する駐車場判定手段と、前記駐車場判定手段により現在位置が駐車場内に在ると判定された場合、当該駐車場に入る前に現在位置が存在した道路の方位α、α＋９０°、α＋１８０°及びα＋２７０°のうち、前記車両方位算出手段で算出した車両方位に最も近い方位に当該車両方位を修正する車両方位修正手段とを備えていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態が適用された車載用ナビゲーション装置１００の概略構成図である。図示するように、車載用ナビゲーション装置１００は、演算処理部１と、ディスプレイ２と、記憶装置３と、音声入出力装置４と、入力装置５と、車輪速センサ６と、地磁気センサ７と、ジャイロセンサ８と、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信装置９と、車内ＬＡＮ装置１１と、ＦＭ多重放送受信装置１２と、ビーコン受信装置１３と、を備えている。
【００１１】
演算処理部１は、様々な処理を行う中心的ユニットである。例えば各種センサ６〜８やＧＰＳ受信装置９から出力される情報を基にして現在地を検出する。また、得られた現在地情報に基づいて、表示に必要な地図データを記憶装置３から読み出す。また、読み出した地図データをグラフィックス展開し、そこに現在地を示すマークを重ねてディスプレイ２へ表示する。また、記憶装置３に記憶されている地図データおよびＦＭ多重放送局やビーコンから受信した交通情報を用いて、ユーザから指示された目的地と現在地（出発地）とを結ぶ最適な経路（推奨経路）を探索する。また、音声入出力装置４やディスプレイ２を用いてユーザを誘導する。
【００１２】
ディスプレイ２は、演算処理部１で生成されたグラフィックス情報を表示するユニットである。ディスプレイ２は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどで構成される。演算処理部１とディスプレイ２との間の信号Ｓ１は、ＲＧＢ信号やＮＴＳＣ（National Television System Committee）信号で接続するのが一般的である。
【００１３】
記憶装置３は、ＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭやＨＤＤやＩＣカードといった記憶媒体で構成されている。この記憶媒体には、地図データが記憶されている。
【００１４】
地図データは、地図上の区画された領域であるメッシュの識別コード（メッシュＩＤ）ごとに、そのメッシュ領域に含まれる道路を構成する各リンクのリンクデータを含む。リンクデータは、リンクＩＤごとに、リンクを構成する２つのノード（開始ノード、終了ノード）の座標情報、リンクを含む道路の種別情報、リンクの長さを示すリンク長情報、リンク旅行時間、２つのノードにそれぞれ接続するリンクのリンクＩＤ（接続リンクＩＤ）などを含む。なお、ここでは、リンクを構成する２つのノードについて開始ノードと終了ノードとを区別することで、同じ道路の上り方向と下り方向とを、それぞれ別のリンクとして管理するようにしている。
【００１５】
なお、地図データには、対応するメッシュ領域に含まれている道路以外の駐車場などの構成物の情報（位置、大きさなど）も含まれている。
【００１６】
音声入出力装置４は、演算処理部１で生成したユーザへのメッセージを音声信号に変換し出力する。また、ユーザが発した声を認識し演算処理部１にその内容を転送する処理を行う。
【００１７】
入力装置５は、ユーザからの指示を受け付けるユニットである。入力装置５は、スクロールキー、縮尺変更キーなどのハードスイッチ、ジョイスティック、ディスプレイ上に貼られたタッチパネルなどで構成される。
【００１８】
センサ６〜８およびＧＰＳ受信装置９は、車載用ナビゲーション装置１００で現在地（自車位置）を検出するために使用されるものである。車輪速センサ６は、車輪の円周と計測される車輪の回転数の積から距離を測定し、さらに対となる車輪の回転数の差から移動体が曲がった角度を計測する。地磁気センサ７は、地球が保持している磁場を検知し、移動体が向いている方角を検出する。ジャイロ８は、光ファイバジャイロや振動ジャイロ等で構成され、移動体が回転した角度を検出するものである。ＧＰＳ受信装置９は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し移動体とＧＰＳ衛星間の距離と距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで移動体の現在位置、進行速度および進行方位を測定する。
【００１９】
車内ＬＡＮ装置１１は、車載用ナビゲーション装置１００が搭載された車両の様々な情報、例えばドアの開閉情報、ライトの点灯状態情報、エンジンの状況や故障診断結果などを受ける。
【００２０】
ＦＭ多重放送受信装置１２は、ＦＭ多重放送信号としてＦＭ多重放送局から送られてくる概略現況交通情報、規制情報、ＳＡ／ＰＡ（サービスステーション／パーキング）情報、駐車場情報、天気情報などを受信する。
【００２１】
ビーコン受信装置１３は、ビーコンから送られてくる現況交通情報、規制情報、ＳＡ／ＰＡ情報、駐車場情報などを受信する。
【００２２】
図２は、演算処理部１の機能ブロック図である。
【００２３】
図示するように、演算処理部１は、ユーザ操作解析部４１と、経路探索部４２と、経路誘導部４３と、車両方位算出部４４と、現在位置算出部４５と、情報記憶部４６と、表示処理部４７と、を備えている。
【００２４】
ユーザ操作解析部４１は、入力装置５に入力されたユーザからの要求を受け、その要求内容を解析して、その要求内容に対応する処理が実行されるように演算処理部１の各部を制御する。例えば、ユーザが推奨経路の探索を要求したときは、目的地を設定するため、地図をディスプレイ２に表示する処理を表示処理部４７に要求する。また、現在地（出発地）から目的地までの経路を演算する処理を経路探索部４２に要求する。
【００２５】
車両方位算出部４４は、ジャイロ８で計測される角加速度データＳ７を積分した結果得られる角度データを時間軸で積分していくことにより、車両方位の変位を求め、基準となる初期の車両方位に加算して現在の車両方位を求める。また、地磁気センサ７及びＧＰＳ受信装置９から得られる方位により、定期的に車両方位を補正する。さらに、駐車場内においては、後述するように、車両方位を修正する処理を行う。
【００２６】
現在位置算出部４５は、車輪速センサ６で計測される距離パルスデータＳ５を積分した結果得られる距離データを、時間軸で積分して移動距離を求め、この移動距離と、車両方位算出部４４により求められた車両方位とを用いて、初期位置（Ｘ，Ｙ）から走行後の位置である仮想現在位置（Ｘ′，Ｙ′）を定期的に演算する。また、仮想現在位置を、マップマッチ処理により、形状の相関が最も高い道路（リンク）上に合わせ込み、現在位置（表示位置）を求める。
【００２７】
経路探索部４２は、ダイクストラ法等を用いて、指定された２地点（現在地、目的地）間を結ぶ経路のコスト（例えば、旅行時間）が最少となる経路を探索する。
【００２８】
経路誘導部４３は、経路探索部４２で探索された経路を用いて経路誘導を行う。例えば、経路の情報と、現在地の情報とを比較し、交差点等を通過する前に直進すべきか、右左折すべきかを音声出入力装置４を用いて音声でユーザに知らせる。また、経路誘導部４３は、ディスプレイ２に表示された地図上に進行すべき方向を表示して、ユーザに推奨経路を通知する。
【００２９】
情報記憶部４６は、経路探索部４２により探索された誘導経路や、車両の走行軌跡を記憶する。
【００３０】
表示処理部４７は、ディスプレイ２への表示が要求される領域にある地図データを記憶装置３から受け取り、指定された縮尺、描画方式で、道路、その他の地図構成物や、現在地、目的地、推奨経路のための矢印といったマークを描画するように地図描画コマンドを生成する。そして、生成したコマンドを、ディスプレイ２に送信する。
【００３１】
図３は、演算処理部１のハードウェア構成例を示す図である。
【００３２】
図示するように、演算処理部１は、各デバイス間をバス３２で接続した構成としてある。演算処理部１は、数値演算及び各デバイスを制御するといった様々な処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)２１と、記憶装置３から読み出した地図データ、演算データなどを格納するＲＡＭ(Random Access Memory)２２と、プログラムやデータを格納するＲＯＭ(Read Only Memory)２３と、メモリ間およびメモリと各デバイスとの間のデータ転送を実行するＤＭＡ（Direct Memory Access）２４と、グラフィックス描画を実行し且つ表示制御を行う描画コントローラ２５と、グラフィックスイメージデータを蓄えるＶＲＡＭ(Video Random Access Memory)２６と、イメージデータをＲＧＢ信号に変換するカラーパレット２７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器２８と、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するＳＣＩ(Serial Communication Interface)２９と、パラレル信号をバスに同期させてバス上にのせるＰＩＯ(Parallel Input/Output)３０と、パルス信号を積分するカウンタ３１と、を有する。
【００３３】
［動作の説明］次に、上記構成の車載用ナビゲーション装置１００の動作について説明する。
【００３４】
車載用ナビゲーション装置１００の現在位置算出部４５は、上述の通り、初期位置（前回求めた現在位置）を基準にして、車両の移動距離及び方位変位とからなる相対変位に基づき、仮想現在位置を求める。そして、仮想現在位置を、形状の相関が最も高い道路（リンク）上に合わせ込み（マップマッチ処理）、現在位置を算出する。このとき、現在位置算出部４５は、車両方位と道路方位との差が所定値以内の場合に相関性があるとする。所定の範囲内に、車両方位と道路方位との差が所定値以内である道路が存在しない場合、現在位置算出部４５は、道路上に現在位置を求めることはできないので、仮想現在位置をそのまま現在位置とする。
【００３５】
このように、車両方位は、現在位置を求めるのに重要な役目を果たす。したがって、車載用ナビゲーション装置１００は、車両方位をより正確に求める必要があるが、駐車場内では、車両の旋回が多く、車両方位の精度が低下し易い。また、駐車場内では、ＧＰＳ信号を受信できない場合もあり、車両方位を補正できないこともある。
【００３６】
本実施形態では、かかる駐車場内での問題を考慮して、駐車場内では、図４に示す処理により車両方位を修正する。
【００３７】
ここで、予め、図４の処理により精度よく車両方位が求められる理由について説明する。
【００３８】
図５は、一般的な駐車場５００の形状を示す。一般的な駐車場５００は、平面図において、長方形であることが多い。そして、駐車場内の駐車スペースまでの誘導路５０１は、駐車場の４辺の方位のいずれかに沿って設けられている。駐車場５００は、通常、隣接する道路Ｒに沿って建設されるので、誘導路５０１は、隣接する道路Ｒの方位αに対して、平行若しくは垂直に配置されることになる。そして、車両Ａは、駐車場５００内を、軌跡Ｑのように走行し、駐車スペース５０２に駐車することになる。
【００３９】
駐車場５００内では、車両Ａは、頻繁に旋回動作を行うので、車両方位の精度が落ち易い。一方で、車両方位βは、誘導路５０１の配置の関係から、隣接する道路の方位αと同じか、若しくはα＋９０°、α＋１８０°又はα＋２７０°に近似されると考えられる。
【００４０】
そこで、本実施形態では、図４の処理フローで示す条件を満たす場合に限り、車両方位βを、これらの方位（駐車場の形状に従って定められる方位）に合わせ込み、旋回動作によるズレを防止し、精度よく車両方位を求めることとした。
【００４１】
以下、図４の処理フローについて説明する。
【００４２】
まず、車両方位算出部４４は、車両が駐車場に進入したか否かを判定する。本実施形態では、車両方位算出部４４は、現在位置が、地図データに含まれる駐車場の位置に位置する場合に、駐車場に進入したと判定する。ただし、駐車場に進入したか否かの判定の方法に、特に制限はない。駐車場に進入するときの特定の旋回動作を登録しておき、車両がこの特定の旋回動作を行った場合に、駐車場に進入したと判定するようにしてもよい。
【００４３】
駐車場に進入したと判定されなかった場合（Ｓ１０２でＮｏ）、車両方位算出部４４は、車両方位の修正処理を終了する。
【００４４】
一方、駐車場に進入したと判定された場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）、車両方位算出部４４は、直前まで現在位置が存在していたリンクの道路方位αを、情報記憶部４６に保存しておく（Ｓ１０４）。
【００４５】
図５を用いて、説明する。図５において、車両Ａは、軌跡Ｑに示すように、隣接道路Ｒに沿って走行し、駐車場５００に進入したとする。車両Ａが道路Ｒから離れ駐車場５００に進入すると、現在位置算出部４５は、道路上にない（道路にマッチングしていない）現在位置を求めることになる。このとき、車両方位算出部４４は、地図データの駐車場５００の位置を参照して、現在位置が駐車場５００の位置に存在することを確認し、駐車場５００に進入したと判定する（Ｓ１０２でＹｅｓ）。さらに、最後にマッチングしていた道路Ｒの道路方位αを、地図データから取得し、情報記憶部４６に記憶させておく。なお、地図データには、道路を構成するリンクの開始ノードと終了ノードの座標が含まれているので、リンクの方位から道路方位を求めることができる。
【００４６】
次に、車両方位算出部４４は、直進状態が予め定めた距離（例えば１０ｍ）、継続したか否か判定する（Ｓ１０６）。直進状態かどうかは、ジャイロセンサ８が車両の旋回を検出したかどうかで判定できる。なお、この判定を行うのは、直進状態が続く場合は、図５のような方形の一般的な駐車場であることが想定できるからである。
【００４７】
直進状態が予め定めた距離継続しなかった場合（Ｓ１０６でＮｏ）、車両方位算出部４４は、Ｓ１２２に処理を移行する。なお、このように、直進状態が続かない場合に、車両方位の修正を行わないのは、図６に示すように、駐車場５１０内の誘導路５１１が曲線であるか、若しくは誘導路が定められていないような小さな駐車場である場合が考えられるからである。かかる場合、駐車場の４辺方向のいずれかに車両方位を合わせ込む処理を行わない方が良いからである。
【００４８】
図４に戻って説明する。
【００４９】
直線状態が所定距離継続した場合（Ｓ１０６でＮｏ）、車両方位算出部４４は、上記の方法で車両方位βを算出する（Ｓ１０８）。すなわち、基準となる方位（前回求めた車両方位）に、ジャイロセンサ８から求めた方位の変位を加算して、現在の車両方位βを求める。
【００５０】
次に、車両方位算出部４４は、ｉ＝０にセットする（Ｓ１１０）。さらに、車両方位算出部４４は、式：θ＝｛α＋９０×ｉ｝−βにより、車両方位βと駐車場の４辺方向との方位差θを求める。
【００５１】
次に、車両方位算出部４４は、θ＜−３０°又はθ＞３０°であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。なお、この判定を行うのは、図７に示すように、方形でない駐車場５２０が存在するからである。方形でない駐車場５２０の場合、誘導路５２１の方位は、道路方位α、α＋９０°、α＋１８０°及びα＋２７０°のいずれでもないことがあり、車両方位βをこれらの方位に合わせ込むのは適当でないからである。
【００５２】
θ＜−３０°又はθ＞３０°でない場合、すなわち−３０≦θ≦３０°である場合（Ｓ１１４でＮｏ）、車両方位算出部４４は、車両方位βを、駐車場の４辺方位のいずれかに合わせ込む。具体的には、車両方位β＝（α＋９０×ｉ）と設定する（Ｓ１２０）。その後、処理をＳ１２２に移行する。
【００５３】
一方、θ＜−３０°又はθ＞３０である場合（Ｓ１１４でＹｅｓ）、車両方位算出部４４は、i＜３か否か判定し（Ｓ１１０）、ｉ＜３の場合、ｉをインクリメントし（Ｓ１１８）、Ｓ１１２に戻って処理を続ける。ｉ＜３でない場合（Ｓ１１６でＮｏ）、車両方位算出部４４は、後述のＳ１２２の処理に移行する。
【００５４】
こうして、車両方位は、道路方位α、α＋９０°、α＋１８０°及びα＋２７０°のいずれか近い値に合わせ込まれる。
【００５５】
次に（Ｓ１２２の後、又はＳ１０６でＮｏ）、車両方位算出部４４は、現在位置算出部４５により算出された最新の現在位置に基づいて、車両が駐車を脱出したか否かを判定する（Ｓ１２２）。具体的には、Ｓ１０２で駐車場への進入を判定したときのように、地図データの駐車場の位置から現在位置が外れたか否かで判定する。
【００５６】
車両が駐車場を脱出していないと判定した場合（Ｓ１２２でＮｏ）、車両方位算出部４４は、Ｓ１０６に戻って処理を続ける。
【００５７】
一方、車両が駐車場を脱出したと判定した場合（Ｓ１２２でＹｅｓ）、車両方位算出部４４は、方位修正処理を終了する。
【００５８】
以上、車両方位の修正処理について説明した。現在位置算出部４４は、駐車場を脱出後、こうして修正された車両方位を用いて、新たな現在位置を求めることになる。
【００５９】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
【００６０】
本実施形態によれば、駐車場内で車両方位をより精度よく求めることができる。また、駐車場を脱出したときも、精度よく求められた車両方位を用いて、現在位置を算出することができる。
【００６１】
本発明は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態は、発明の要旨の範囲内で様々な変形が可能である。
【００６２】
例えば、駐車場内の駐車スペース５０２の方位が、図５に示すように、通常、駐車場の４辺方位のいずれかであることを利用して、駐車における車両の停車時に、車両方位の修正処理を行ってもよい。具体的には、車両がバックして止まったときやエンジン停止を検知したときに、車両方位を、図４のＳ１０８〜Ｓ１２０の如く、直前にマッチングした道路の方位α、α＋９０°、α＋１８０°、α＋２７０°のいずれかに合わせ込むようにする。なお、エンジン始動時に車両方位を修正するようにしてもよい。
【００６３】
なお、上記の実施形態では、本発明を車載用ナビゲーション装置に適用した例について説明したが、本発明は車載用以外のナビゲーション装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態が適用された車載用ナビゲーション装置の概略構成図である。
【図２】図２は、演算処理部１の機能構成を示す図である。
【図３】図３は、演算処理部１のハードウェア構成を示す図である。
【図４】図４は、駐車場内における車両方位修正処理のフロー図である。
【図５】図５は、駐車場の平面図。
【図６】図６は、駐車場の平面図。
【図７】図７は、駐車場の平面図。
【符号の説明】
【００６５】
１００…車載用ナビゲーション装置、
１…演算処理部、２…ディスプレイ、３…記憶装置、４…音声出入力装置、５…入力装置、６…車輪速センサ、７…地磁気センサ、８…ジャイロ、９…ＧＰＳ受信機、１１…車内ＬＡＮ装置、１２…ＦＭ多重放送受信装置、１３…ビーコン受信装置、
２１…ＣＰＵ、２２…ＲＡＭ、２３…ＲＯＭ、２４…ＤＭＡ、２５…描画コントローラ、２６…ＶＲＡＭ、２７…カラーパレット、２８…Ａ/Ｄ変換器、２９…ＳＣＩ、３０…ＰＩＯ、３１…カウンタ、
４１…ユーザ操作解析部、４２…経路探索部、４３…経路誘導部、４４…車両方位算出部、４５…現在位置算出部、４６…情報記憶部、４７…表示処理部
【図１】
2006329866.tif 000003
【図２】
2006329866.tif 000004
【図３】
2006329866.tif 000005
【図４】
2006329866.tif 000006
【図５】
2006329866.tif 000007
【図６】
2006329866.tif 000008
【図７】
2006329866.tif 000009