(57)【要約】【課題】より精度よく現在位置を求める技術を提供する。【解決手段】ナビゲーション装置は、信号機のある交差点における車両の動作を利用して現在位置を求める。具体的には、ナビゲーション装置は、車両の信号待ち（信号機のある交差点付近での車両の停車）を検出した後、車両の旋回を検出した場合、その交差点において交差する道路であって旋回終了時の車両方位に一致する道路上に現在位置を求め直す。【選択図】図１
2006329865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のナビゲーション装置であって、
前記車両の交差点での信号待ちを検出する信号待ち検出手段と、
前記車両の旋回を検出する旋回検出手段と、
前記車両の地図上の現在位置を算出する現在位置算出手段とを備え、
前記現在位置算出手段は、
前記信号待ち検出手段により前記車両の信号待ちが検出された後、前記旋回検出手段により旋回が検出された場合、前記交差点において交差する道路上に現在位置を求める
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】
車両のナビゲーション装置であって、
信号機のある交差点に関する情報を含む地図データを記憶する記憶装置と、
前記車両の停車を検出する車両停車検出手段と、
前記車両の旋回を検出する車両旋回検出手段と、
前記車両の地図上の現在位置を算出する現在位置算出手段とを備え、
前記現在位置算出手段は、
前記車両停車検出手段により前記車両の停車が検出され、
前記車両の停車が検出されたときの現在位置が信号機のある交差点を基準として予め定めた範囲内にあり、
その交差点を基準として予め定めた範囲内に他の交差点がなく、かつ、
前記車両の停車が検出された後、前記車両旋回検出手段により前記信号機のある交差点を基準として予め定めた範囲内で前記車両の旋回が検出された場合、
その交差点において交差する道路上に現在位置を求め直す
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、
前記現在位置算出手段は、
現在位置のある道路とその交差点において交差する道路であって、前記車両の旋回終了時の方位と予め定めた範囲内の方位の道路上に、現在位置を求め直す
ことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項４】
車両のナビゲーション装置であって、
信号機のある交差点に関する情報を含む地図データを記憶する記憶装置と、
前記車両の停車を検出する車両停車検出手段と、
前記車両の旋回を検出する車両旋回検出手段と、
前記車両の地図上の現在位置を算出する現在位置算出手段とを備え、
前記現在位置算出手段は、
前記車両停車検出手段により前記車両の停車が検出され、
前記車両の停車が検出されたときの現在位置が、信号機のある交差点の手前距離Ｌ１から前方距離Ｌ２の範囲内にあり、
その交差点の前後距離Ｌ３の範囲内に他の交差点がなく、かつ、
前記車両の停車を検出した後、前記車両旋回検出手段により前記信号機のある交差点の前後距離Ｌ４の範囲内で前記車両の旋回が検出された場合、
その交差点において交差する道路上に現在位置を求める
ことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記現在位置算出手段は、
現在位置のある道路とその交差点において交差する道路であって、前記車両の旋回終了時の方位と予め定めた範囲内の方位の道路上に、現在位置を求め直す
ことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項６】
請求項４において、
Ｌ１＞Ｌ２である
ことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項７】
請求項４において、
前記Ｌ２は、交差点前方の道路の車線数が多いほど短く設定されている
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現在位置算出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、距離センサや方位センサ、ＧＰＳ受信装置からの情報に基づいて、マップマッチングにより、車両の地図上の現在位置を算出す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２００４−２３９９１８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、特許文献１の技術では、必ずしも、正確な現在位置が求められるとは限らない。例えば、信号のある交差点前で渋滞している場合など、低速で走行する場合は、距離誤差により、現在位置がずれ易い。
【０００５】
本発明の目的は、より精度よく現在位置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、信号機のある交差点における車両の動作を利用して、現在位置を求める。
【０００７】
例えば、本発明の車両のナビゲーション装置は、前記車両の交差点での信号待ちを検出する信号待ち検出手段と、前記車両の旋回を検出する旋回検出手段と、前記車両の地図上の現在位置を算出する現在位置算出手段とを備えている。そして、前記現在位置算出手段は、前記信号待ち検出手段により前記車両の信号待ち（例えば、信号機のある交差点付近での停車）が検出された後、前記旋回検出手段により旋回が検出された場合、前記交差点において交差する道路上に現在位置を求める。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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。
【０００９】
図１は、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
なお、地図データには、交差点の位置情報が含まれており、信号機の有無や交差点に対応するノードのノードＩＤも含まれている。
【００１５】
また、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地図構成物の情報（名称、種別、座標情報など）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、現在位置算出部４４と、情報記憶部４５と、表示処理部４６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４６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】
現在位置算出部４４は、車輪速センサ６で計測される距離パルスデータＳ５およびジャイロセンサ８で計測される角加速度データＳ７を各々積分した結果得られる距離データおよび角度データを用い、そのデータを時間軸で積分していくことにより、初期位置（Ｘ，Ｙ）から自車走行後の位置である仮想現在地（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、現在位置を求める。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
表示処理部４６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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
［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。
【００３２】
上述のように、現在位置算出部４４は、定期的（例えば１０ｍ走行するごと）に、相対変位（移動距離と方位変位）から仮想現在位置を求め、マップマッチングにより、現在位置を求める。
【００３３】
一方、より精度よく現在位置を求めるべく、定期的（例えば１０ｍごと）に、図４で示す現在位置修正処理を行う。この現在位置修正処理は、信号機のある交差点で、車両が信号待ちをすることを利用して、現在位置を修正するものである。
【００３４】
まず、現在位置算出部４４は、車両が停車したか否か判定する（Ｓ１０２）。車両の停車は、車輪速センサ６の出力から判定できる。この判定を行うのは、信号待ちを検出するためである。
【００３５】
車両が停車していない場合（Ｓ１０２でＮｏ）、現在位置算出部４４は、現在位置修正処理を終了する。
【００３６】
一方、車両が停車した場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）、現在位置算出部４４は、地図データを参照して、現在求められている現在位置が、信号機のある交差点を基準として、所定の範囲内に存在するか否かを判定する（Ｓ１０４）。具体的には、現在位置算出部４４は、地図データを参照して、現在位置が信号機のある交差点の手前Ｌ１（ｍ）、前方Ｌ２（ｍ）の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ１０４）。Ｌ１及びＬ２の値は、予め定められているが、Ｌ１＞Ｌ２であるのが好ましい。低速走行の場合、距離誤差により、現在位置が実際の位置より手前にずれる確率が高くなるからである。例えば、Ｌ１＝１００ｍ、Ｌ２＝５０ｍ程度に設定されている。
【００３７】
現在求められている現在位置が信号機のある交差点を基準として所定の範囲内にない場合（Ｓ１０４でＮｏ）、現在位置算出部４４は、現在位置修正処理を終了する。
【００３８】
一方、現在求められている現在位置が信号機のある交差点を基準として所定の範囲内にある場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、現在位置算出部４４は、地図データを参照して、その信号機のある交差点を基準として、所定の範囲内に他の交差点がないかどうか判定する（Ｓ１０６）。具体的には、その交差点の前後Ｌ３（ｍ）に、他の交差点がないかどうか判定する。Ｌ３の値は、予め定められている。例えば、Ｌ３＝５０ｍ程度に定められている。
【００３９】
所定の範囲内に他の交差点がある場合（Ｓ１０６でＮｏ）、現在位置算出部４４は、現在位置修正処理を終了する。
【００４０】
一方、所定の範囲内に他の交差点がない場合（Ｓ１０６でＹｅｓ）、現在位置算出部４４は、その信号機のある交差点を基準として所定の範囲内において、車両が旋回動作を行ったか否か判定する。旋回の有無は、ジャイロセンサ８の出力から判定できる。具体的には、現在位置算出部４４は、車両が、その信号機のある交差点の前後Ｌ４（ｍ）の範囲で旋回したかどうかを判定する。Ｌ４の値は、予め定められている。Ｌ４＝Ｌ３でもよい。ここでは、Ｌ４＝５０ｍ程度に定められている。
【００４１】
車両が旋回しなかった場合（Ｓ１０８でＮｏ）、現在位置算出部４４は、現在位置修正処理を終了する。
【００４２】
一方、車両が旋回した場合（Ｓ１０８でＹｅｓ）、現在位置算出部４４は、旋回終了時の車両方位がその交差点で交差する道路の方位と等しいか否か判定する。具体的には、現在位置算出部４４は、地図データを参照して、その交差点に接続するリンクを抽出する。十字路の場合、右折する場合と、左折する場合の二つのリンクが検索されることになる。リンクデータには、ノードの座標が含まれているので、開始ノードと終了ノードの座標位置からリンク方位を算出することができる。現在位置算出部４４は、車両方位と、リンク方位を比較して、ほぼ等しい（方位の差分が予め設定したしきい値の範囲内である）リンクがあるかどうか判定する。なお、この判定を行うのは、単なる車線変更の場合や、未登録の道路を走行した場合を除くためである。
【００４３】
交差点に接続する道路で、車両方位とほぼ等しい道路がない場合（Ｓ１１０でＮｏ）、現在位置算出部４４は、現在位置修正処理を終了する。
【００４４】
一方、交差点に接続する道路で、車両方位とほぼ等しい道路がある場合（Ｓ１１０でＹｅｓ）、現在位置算出部４４は、その道路上に現在位置を求める（Ｓ１１２）。具体的には、現在位置算出部４４は、その道路上であって、かつ旋回中に進んだ距離を交差点位置から加算した位置に、現在位置を求める。そして、現在位置修正処理を終了する。
【００４５】
ここで、図５を用いて具体的に説明する。図５において、リンクａを直進すると、信号のある交差点Ｘを経てリンクｂに到達する。交差点Ｘは、十字路である。リンクａから、左折すればリンクＡに到達し、右折すればリンクＢに到達する。今、現在位置（表示位置であるカーマーク）Ｍは、リンクａ上にあるとする。
【００４６】
図５（Ａ）に示すように、車両（現在位置Ｍ）が停車し（Ｓ１０２でＹｅｓ）、現在位置Ｍが、交差点Ｘからの手前距離Ｌ１内にあり（Ｓ１０４でＹｅｓ）、交差点Ｘの前後Ｌ３内に他の交差点がないとする（Ｓ１０６でＹｅｓ）。
【００４７】
そして、図５（Ｂ）に示すように、車両（現在位置Ｍ）が、交差点Ｘの前後Ｌ４の範囲内で左折旋回をしたとする（Ｓ１０８でＹｅｓ）。
【００４８】
かかる場合、車両方位とリンクＡの方位が等しくなる（ＳＳ１１０）。
【００４９】
かかる場合、図５（Ｃ）に示すように、リンクＡ上であって、旋回分の距離ｒを考慮した位置に、現在位置Ｍ（カーマーク）が求められ、表示されることになる。
【００５０】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
【００５１】
本実施形態によれば、信号機のある交差点における車両の動作を利用して、現在位置をより精度よく求めることができる。
【００５２】
本発明は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態は、本発明の要旨の範囲内で様々な変形が可能である。
【００５３】
例えば、信号前方の距離Ｌ２を、前方のリンクの道路の車線数に応じて変えても良い。例えば、車線数が多いほど短くする。具体的には、一車線の場合Ｌ２＝５０ｍにして、二車線の場合Ｌ２＝２０ｍに設定する。
【００５４】
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】
【００５５】
【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、信号のある交差点で現在位置を修正する処理のフロー図である。
【図５】図５は、現在位置を修正する様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
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多重放送局、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…現在位置算出部、４５…情報記憶部、４６…表示処理部
【図１】
2006329865.tif 000003
【図２】
2006329865.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006329865.tif 000007