(57)【要約】  【課題】  高い整備コストを必要とすることなく地図データに対して測位座標を正確に照合することのできるマップマッチングシステムを提供する。  【解決手段】  道路の交差点又は行き止まりを表すノードデータと、ノードデータ同士を結ぶリンクを以って道路を表すリンクデータと、リンクデータに対応する道路の幅を表す道幅情報とを含む地図データを記憶する地図データ記憶手段２と、地図データに基づいてリンクデータに対応する道路面領域を、交差点の隅角の隅切り形状を表す隅切り形状情報を加えて導出する道路面領域導出手段３と、道路面領域に対して測位座標を、地図データに含まれる誤差量を表す誤差情報を加味して照合する測位座標照合手段９とを備える。【選択図】  図１
2006105863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路の交差点又は行き止まりを表すノードデータと、前記ノードデータ同士を結ぶリンクを以って道路を表すリンクデータと、前記リンクデータに対応する道路の幅を表す道幅情報とを含む地図データを記憶する地図データ記憶手段と、
前記地図データに基づいて前記リンクデータに対応する道路面領域を導出する道路面領域導出手段と、
前記道路面領域に対して測位座標を照合する測位座標照合手段とを備えることを特徴とするマップマッチングシステム。
【請求項２】
前記道路面領域導出手段は、前記地図データに基づいて交差点の隅角の隅切り形状を表す隅切り形状情報を生成し、
前記道路面領域導出手段による道路面領域の導出は、前記地図データに加えて前記隅切り形状情報に基づいて行われるようにしたことを特徴とする請求項１記載のマップマッチングシステム。
【請求項３】
前記地図データには、前記ノードデータ、前記リンクデータおよび前記道幅情報の誤差量を表す誤差情報が含まれ、
前記測位座標照合手段による測位座標の照合は、前記誤差情報を加味して行われるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のマップマッチングシステム。
【請求項４】
前記地図データには、前記地図データの精度を表す精度情報が含まれ、
前記測位座標照合手段による測位座標の照合は、前記精度情報を加味して行われるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のマップマッチングシステム。
【請求項５】
前記精度情報は、前記地図データの基図の縮尺を表すことを特徴とする請求項４記載のマップマッチングシステム。
【請求項６】
前記測位座標照合手段は、前記測位座標を含む領域の複数の地図データのうち最大縮尺の地図データの基図の縮尺を推測し、推測した基図の縮尺に基づいて前記地図データの誤差量を導出し、
前記測位座標照合手段による測位座標の照合は、前記誤差量を加味して行われるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のマップマッチングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーションシステム等に利用され、地図データに対して測位座標を照合するマップマッチングを行うマップマッチングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＰＳ(Global Positioning System)に関する高精度化の技術や施策により、これを利用するナビゲーションシステム等に利用されるマップマッチングの位置精度に対しても一層の向上が求められている。
【０００３】
従来のマップマッチングシステムとしては、図８に示すように、線を以って道路を表すリンク２１と道路の交差点または行き止まりを表すノード２２とで構成された地図データに対して、測位座標を照合するものがある。
【０００４】
このようなマップマッチングシステムでは、自車が軌跡２４上を走行した場合には、照合結果としてリンク上の軌跡２５が得られるが、自車が沿道の駐車場の領域２６内の軌跡２７を走行した場合には、道路の幅まで考慮した本来の道路境界２３が地図データ中に収録されておらず不明確であるため、自車が道路上を走行しているのか、沿道の駐車場内を走行しているのかの判断がつきにくい。
【０００５】
そこで、上記マップマッチングシステムを改善したものとして、線を以って道路を表す線の道路データと、自車がコースを変えて自由に走行可能な広さを有する交差点や高速道路の料金所などのエリアを表す面の道路データとで構成された地図データに対して測位座標を照合するものがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１０７１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のマップマッチングシステムにおいては、交差点の面の道路データを整備できれば交差点での右左折時に有効であるが、全国的にこれを整備し続けるのは高コストとなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、高い整備コストを必要とすることなく地図データに対して測位座標を正確に照合することができるマップマッチングシステム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】
【０００８】
本発明のマップマッチングシステムは、道路の交差点又は行き止まりを表すノードデータと、前記ノードデータ同士を結ぶリンクを以って道路を表すリンクデータと、前記リンクデータに対応する道路の幅を表す道幅情報とを含む地図データを記憶する地図データ記憶手段と、前記地図データに基づいて前記リンクデータに対応する道路面領域を導出する道路面領域導出手段と、前記道路面領域に対して測位座標を照合する測位座標照合手段とを備えた構成を有している。
【０００９】
この構成により、自車の測位座標を照合する場合に用いられる道路面領域を、ノードデータ、リンクデータおよび道幅情報を含む地図データに基づいて導出することによって、高い整備コストを必要とすることなく地図データに対して測位座標を正確に照合することができる。
【００１０】
また、本発明のマップマッチングシステムは、前記道路面領域導出手段は、前記地図データに基づいて交差点の隅角の隅切り形状を表す隅切り形状情報を生成し、前記道路面領域導出手段による道路面領域の導出は、前記地図データに加えて前記隅切り形状情報に基づいて行われるようにした構成を有している。
【００１１】
この構成により、自車の測位座標の照合を交差点の隅切り形状を含めた道路面領域に対して行うため、交差点の右左折時に地図データに対して測位座標を正確に照合することができる。
【００１２】
また、本発明のマップマッチングシステムは、前記地図データには、前記ノードデータ、前記リンクデータおよび前記道幅情報の誤差量を表す誤差情報が含まれ、前記測位座標照合手段による測位座標の照合は、前記誤差情報を加味して行われるようにした構成を有している。
【００１３】
この構成により、自車の測位座標を照合する場合に地図データに含まれる誤差情報を加味するため、地図データに対して測位座標を正確に照合することができる。
【００１４】
また、本発明のマップマッチングシステムは、前記地図データには、前記地図データの精度を表す精度情報が含まれ、前記測位座標照合手段による測位座標の照合は、前記精度情報を加味して行われるようにした構成を有している。
【００１５】
この構成により、自車の測位座標を照合する場合に地図データの精度を表す精度情報を加味するため、地図データに対して測位座標を正確に照合することができる。
【００１６】
また、本発明のマップマッチングシステムは、前記精度情報は、前記地図データの基図の縮尺を表す構成を有している。
【００１７】
この構成により、自車の測位座標を照合する場合に基図の縮尺から地図データの精度情報を求め、求めた地図データの精度情報を加味するため、地図データに対して測位座標を正確に照合することができる。
【００１８】
また、本発明のマップマッチングシステムは、前記測位座標照合手段は、前記測位座標を含む領域の複数の地図データのうち最大縮尺の地図データの基図の縮尺を推測し、推測した基図の縮尺に基づいて前記地図データの誤差量を導出し、前記測位座標照合手段による測位座標の照合は、前記誤差量を加味して行われるようにした構成を有している。
【００１９】
この構成により、自車の測位座標を照合する場合に最大縮尺の地図データの基図の縮尺に基づいた誤差量を加味するため、地図データに対して測位座標を正確に照合することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、測位座標を照合する場合に用いられる道路面領域を地図データに基づいて導出する道路面領域導出手段を設けることによって、高い整備コストを必要とすることなく地図データに対して測位座標を正確に照合することができるという効果を有するマップマッチングシステムを提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態のマップマッチングシステムについて、図面を用いて説明する。
【００２２】
本発明の実施の形態のマップマッチングシステムを図１に示す。なお、本実施の形態のマップマッチングシステムはナビゲーション装置等に適用される。
【００２３】
図１において、マップマッチングシステム１は、地図データを記憶する地図データ記憶手段２と、地図データに基づいて道路面領域を導出する道路面領域導出手段３と、ＧＰＳ用の人工衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信手段４と、受信した信号から得られた受信データを記憶する受信データ記憶手段５と、受信データに基づいて自車の絶対座標を算出する絶対座標算出手段６と、自車の走行距離および進行方向を測定して自車の相対座標を算出するセンシング手段７と、自車の絶対座標および相対座標に基づいて自車の測位座標を導出する測位座標導出手段８と、道路面領域に対して測位座標を照合する測位座標照合手段９と、測位座標照合手段９によって照合された結果を地図データと共にユーザに表示する表示手段１０と、ユーザからの操作・指示を受け付けるための入力手段１１と、測位座標照合手段９によって照合された結果と交差点のノードとの距離が一定距離以下であるか否かを判定する距離判定手段１２とを有する構成である。
【００２４】
地図データ記憶手段２は、道路の交差点または行き止まりを表すノードデータと、ノードデータ同士を結ぶリンクを以って道路を表すリンクデータと、リンクデータに対応する道路の幅を表す道幅情報とを含む地図データを記憶するようになっている。
【００２５】
道路面領域導出手段３は、交差点の隅角の隅切り形状を表す隅切り形状情報を生成し、地図データ記憶手段２によって記憶されている地図データおよび後述する隅切り形状情報に基づいて道路面領域を導出するようになっている。
【００２６】
受信データ記憶手段５は、ＧＰＳ受信手段４がＧＰＳ用の人工衛星からＧＰＳ信号を受信する毎に受信データを記憶するようになっており、絶対座標算出手段６は、受信データ記憶手段５に記憶された最新の受信データに基づいて三角測量を行い、緯度および経度よりなる絶対座標を算出するようになっている。
【００２７】
センシング手段７は、走行距離センサおよび方位センサを有しており、自車の基準地点からの走行距離および進行方向を測定し、自車の相対座標を算出するようになっている。なお、走行距離センサとして加速度センサ、車速センサなどがあり、方位センサとして地磁気センサ、角速度センサなどがある。
【００２８】
表示手段１０は、測位座標照合手段９により照合された結果と地図データに基づく地図をＣＲＴや液晶ディスプレイ等に表示するようになっている。また、入力手段１１は、ユーザが様々な指示をナビゲーション装置に与えるもので、ナビゲーション装置に経路を探索させるための目的地の入力にも用いられる。
【００２９】
次に、地図データ記憶手段２によって記憶されている地図データについて図２を用いて説明する。
【００３０】
道路中心線を線形状で表した各リンク１３は、交差点の中心を表したノード１４で終端される。道幅１５を表す道幅情報は、リンク１３の属性として地図データ記憶手段２によって記憶されている。なお、道幅情報の代わりに車線の幅と車線数とを地図データ記憶手段２に記憶するようにし、車線の幅に車線数を乗じて道幅１５を道路面領域導出手段３が算出するようにしてもよい。
【００３１】
次に、道路面領域導出手段３によって生成される隅切り形状情報について図３を用いて説明する。
【００３２】
例えば、自車が走行軌跡１６を走行した場合に、隅切り形状１７を表す隅切り形状情報が道路面領域導出手段３によって生成される。ここで、リンク１８とリンク１９がノード２０で交差するときの交差角をθ、自車の最小回転半径をｒとしたとき、半径ｒの円が道路境界と接する接点Ｔ１、Ｔ２および各道路境界の延長線が交差する交点Ｘからなる三角形として幾何学的に隅切り形状１７を求めることができる。なお、隅切り形状１７は、求めた三角形から半径ｒの円が重なる領域を除いた領域としてもよい。
【００３３】
ここで、交差角は、リンクデータおよびノードデータより算出される。また、最小回転半径は、図４に示すように道路の設計の基礎となる自動車（以下単に「設計車両」と記載する。）の区分によって決まるが、設計車両の区分が地図データに含まれていることは希であるため、簡便な方法として地図データ中の道路種別や道幅によって設計車両の区分を想定する方法がある。例えば、道路種別によって設計車両の区分を想定する場合、交差する２つの道路がともに都道府県道以上の種別または片側２車線以上の道路であれば最小回転半径は１２メートル、また、交差する２つの道路がともに都道府県道以下の種別でかつ片側１車線の道路であれば最小回転半径は６メートルとなる。
【００３４】
以上のように構成されたマップマッチングシステムについて、図５を用いてその動作を説明する。
【００３５】
図５は本発明のマップマッチングシステムの動作説明のためのフロー図である。
【００３６】
まず、受信データ記憶手段５によって記憶されている受信データに基づいて自車の絶対座標が絶対座標算出手段６によって算出され、一方、自車の相対座標がセンシング手段７によって算出され、算出された自車の絶対座標および相対座標に基づいて自車の測位座標が測位座標導出手段８によって導出される（ステップＳ１）。次いで、地図データ記憶手段２によって記憶されている地図データに基づいて、道路面領域が道路面領域導出手段３によって導出される（ステップＳ２）。道路面領域導出手段３によって導出された道路面領域に対して、測位座標導出手段８によって算出された自車の測位座標が測位座標照合手段９によって照合され（ステップＳ３）、照合された結果が表示手段１０によって表示される（ステップＳ４）。ここで、照合された結果と近傍の交差点のノードとの距離が一定距離以下であるか否かが距離判定手段１２によって判定される（ステップＳ５）。照合された結果と近傍の交差点のノードとの距離が一定距離以下であると判定された場合には、道路面領域導出手段３によって隅切り形状を含めた道路面領域が導出される（ステップＳ６）。また、照合された結果と近傍の交差点のノードとの距離が一定距離以下でないと判定された場合には、ステップＳ１に戻る。
【００３７】
次に、受信データ記憶手段５によって記憶されている受信データに基づいて自車の絶対座標が絶対座標算出手段６によって算出され、一方、自車の相対座標がセンシング手段７によって算出され、算出された自車の絶対座標および相対座標に基づいて自車の測位座標が測位座標導出手段８によって導出される（ステップＳ７）。隅切り形状を含めて道路面領域導出手段３によって導出された道路面領域に対して、測位座標導出手段８によって算出された自車の測位座標が測位座標照合手段９によって照合され（ステップＳ８）、照合された結果が表示手段１０によって表示される（ステップＳ９）。ここで、照合された結果と交差点のノードとの距離が一定距離以下であるか否かが距離判定手段１２によって判定される（ステップＳ１０）。照合された結果と交差点のノードとの距離が一定距離以下であると判定された場合には、ステップＳ７に戻る。また、照合された結果と交差点のノードとの距離が一定距離以下でないと判定された場合にはステップＳ１に戻る。
【００３８】
なお、地図データ中のリンクの形状や、ノードの座標、道幅には一般的に誤差があるため、測位座標照合手段９は、誤差量を表す誤差情報を加えた道路面領域と自車の測位座標とを比較した道路面領域内外判定を行うようにしてもよい。例えば測位座標照合手段９は、誤差量をＥ、道幅をＤ、自車の測位座標からリンクまでの距離をｄとしたとき、ｄ≦Ｄ／２＋Ｅを満たす場合に、自車の測位座標は道路面領域内にあると判定する。
【００３９】
地図データ中に含まれる誤差量を表す誤差情報は、地図データ作成時に使用した基図の縮尺で表される地図データの精度情報によって変化する。以下、基図の縮尺による地図データの精度について図６を用いて説明する。日本国では、全国整備されている最大縮尺の地図として１／２５，０００地形図が知られているが、この読み取り精度を１ｍｍとすれば、実長で２５ｍ以下の誤差量を含むと考えられる。ところが、一部地域では１／１，５００縮尺などの住宅地図が存在し、このような大縮尺の地図を基図として地図データが整備されている場合、その地域では同じ読み取り精度に対して実長１．５ｍ以下の誤差量となる。
【００４０】
したがって、地図データ作成時に使用した基図の縮尺を地図データ中に追加し、自車の測位座標を照合する場合に、図６に示したような基図の縮尺による地図データの精度に基づいて地図データの誤差量を求めることができる。
【００４１】
なお、地図データ中に基図の縮尺を追加しない場合でも、図７に示すとおり、ある地域に対して存在する最大縮尺地図の縮尺から地図データ作成時に使用した基図の縮尺を推測すれば、図６に示したような基図の縮尺による地図データの精度に基づいて地図データの誤差量を求めることができる。
【００４２】
このような本発明の実施の形態のマップマッチングシステムによれば、測位座標を照合する場合に用いられる道路面領域をリンクデータ、ノードデータおよび道幅情報を含む地図データに基づいて導出する道路面領域導出手段３を設けることによって、高い整備コストを必要とすることなく地図データに対して測位座標を正確に照合することができる。
【００４３】
また、自車の測位座標の照合を交差点の隅切り形状を含めた道路面領域に対して行うため、交差点の右左折時に地図データに対して測位座標を正確に照合することができる。
【００４４】
さらに、自車の測位座標の照合を地図データに含まれる誤差を表す誤差情報を加味して行うため、地図データに対して測位座標を正確に照合することができる。
【００４５】
さらに、自車の測位座標の照合を地図データの精度を表す精度情報を加味して行うため、地図データに対して測位座標を正確に照合することができる。
【００４６】
さらに、自車の測位座標を照合する場合に基図の縮尺から地図データの精度情報を求め、求めた地図データの精度情報を加味するため、地図データに対して測位座標を正確に照合することができる。
【００４７】
さらに、自車の測位座標の照合を最大縮尺の地図データの基図の縮尺に基づいた誤差量を加味して行うため、地図データに対して測位座標を正確に照合することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明にかかるマップマッチングシステムは、測位座標を照合する場合に用いられる道路面領域を地図データに基づいて導出する道路面領域導出手段を設けることによって、高い整備コストを必要とすることなく地図データに対して測位座標を正確に照合することができるという効果を有し、ナビゲーションシステム等に利用され、地図データに対して測位座標を照合するマップマッチングを行うマップマッチングシステムとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態におけるマップマッチングシステムのブロック図
【図２】本発明の実施の形態におけるマップマッチングシステムの地図データの説明図
【図３】本発明の実施の形態におけるマップマッチングシステムの隅切り形状情報の説明図
【図４】道路構造令第４条による設計車両と最小回転半径を示す図
【図５】本発明の実施の形態におけるマップマッチングシステムの動作説明のためのフロー図
【図６】基図の縮尺による地図データの精度を示す図
【図７】地図データの基図の整備状況の例を示す図
【図８】従来のマップマッチングシステムの説明図
【符号の説明】
【００５０】
１  マップマッチングシステム
２  地図データ記憶手段
３  道路面領域導出手段
４  ＧＰＳ受信手段
５  受信データ記憶手段
６  絶対座標算出手段
７  センシング手段
８  測位座標導出手段
９  測位座標照合手段
１０  表示手段
１１  入力手段
１２  距離判定手段
１３、１８、１９、２１  リンク
１４、２０、２２  ノード
１５  道幅
１６  走行軌跡
１７  隅切り形状
２３  道路境界
２４、２７  軌跡
２５  リンク上の軌跡
２６  領域
【図１】
2006105863.tif 000003
【図２】
2006105863.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006105863.tif 000008
【図７】
2006105863.tif 000009
【図８】
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