(57)【要約】【課題】マップマッチングによる自車位置の修正及びそれに基づいた画面表示を行うにあたり、画面上での自車位置の変動を大いに縮小し、安定した自車位置の表示に寄与することができる「車載用ナビゲーション装置及び自車位置修正方法」を提供すること。【解決手段】車線用ナビゲーション装置において、地図データを参照して（Ｓ１）自車が走行中の道路の幅員あるいは車線数に応じて複数の仮想リンクを生成し（Ｓ６）、自車位置がＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲から外れたときに、該自車位置をＧＰＳ位置に最も近い仮想リンク上へマップマッチングさせ（Ｓ７）、画面に表示されている当該走行中の道路の、当該仮想リンクに対応した位置に自車位置マークを表示する（Ｓ８）。さらに、走行車線間を区分する走行車線ラインも併せて表示する。【選択図】図３
2008032500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図データを格納した記憶手段と、
衛星航法を利用した測位機能によりＧＰＳ位置を検出する第１の検出手段と、
自立航法を利用した測位機能により自車位置を検出する第２の検出手段と、
画面を介して案内情報を提供する表示手段と、
前記第１、第２の検出手段により検出された位置情報を用いて前記地図データとのマップマッチング処理を行い、自車の走行位置を該地図データの道路上に位置修正する機能を備えた制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記地図データを参照して自車が走行中の道路の幅員あるいは車線数に応じて複数の仮想リンクを生成し、前記第２の検出手段により検出された自車位置が前記ＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲から外れたときに、該自車位置を前記複数の仮想リンクのうち前記ＧＰＳ位置に最も近い仮想リンク上へマップマッチングさせ、前記表示手段の画面に表示させている当該走行中の道路の、当該仮想リンクに対応した位置に自車位置マークを表示させることを特徴とする車載用ナビゲーション装置。
【請求項２】
前記記憶手段に格納されている地図データは、各道路のリンク毎に車線情報を含み、該車線情報は、少なくとも当該道路についての幅員情報及び車線数情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記車線情報を参照して自車が走行中の道路を走行車線数で分割し、各車線毎にそれぞれ仮想リンクを生成して、前記ＧＰＳ位置に最も近い仮想リンクを走行車線と判定し、当該走行車線上に前記自車位置マークを表示させることを特徴とする請求項２に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記表示手段の画面に前記自車位置マークを表示させる際に、走行車線間を区分する走行車線ラインも併せて表示させることを特徴とする請求項３に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項５】
前記車線情報は、さらに当該リンクが上下線に分離されていないリンクであるか、上下線に分離されているリンクであるかを指示するリンク種別情報を含み、
前記制御手段は、当該リンクが上下線に分離されていないリンクであると判定した場合に、前記第１の検出手段により検出された位置情報と前記車線情報とに基づいて、以下の条件、すなわち、
条件（１）：前記第２の検出手段により検出された自車位置と前記ＧＰＳ位置との距離（Ａ）が前記ＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲（Ｂ）から外れていること、
条件（２）：当該自車位置と前記ＧＰＳ位置との距離（Ａ）が、当該道路の幅員（Ｃ）の半分の幅（Ｃ÷２）より小さいこと、
条件（３）：前記ＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲（Ｂ）が、走行車線幅（Ｃ÷２÷ｎ）よりも小さいこと（ｎは走行車線数）、
条件（４）：前記ＧＰＳ位置が自車の進行方向に対して走行車線側に存在すること、
を全て満たすか否かを判定し、全て満たしていると判定した場合に、当該走行中の道路を走行車線数で分割して各車線毎に仮想リンクを生成することを特徴とする請求項３に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項６】
前記制御手段は、当該リンクが上下線に分離されているリンクであると判定した場合には、以下の条件、すなわち、
条件（１）：前記第２の検出手段により検出された自車位置と前記ＧＰＳ位置との距離（Ａ）が前記ＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲（Ｂ）から外れていること、
条件（２）：当該自車位置と前記ＧＰＳ位置との距離（Ａ）が、当該道路の幅員（Ｃ）の半分の幅（Ｃ÷２）より小さいこと、
条件（３ａ）：前記ＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲（Ｂ）が、走行車線幅（Ｃ÷ｎ）よりも小さいこと（ｎは走行車線数）、
条件（４）：前記ＧＰＳ位置が自車の進行方向に対して走行車線側に存在すること、
を全て満たすか否かを判定し、全て満たしていると判定した場合に、当該走行中の道路を走行車線数で分割して各車線毎に仮想リンクを生成することを特徴とする請求項５に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項７】
さらに、自車が走行中の道路の画像を取得する撮像手段を備え、
前記制御手段は、当該走行中の道路について所要の車線情報が前記地図データに含まれていない場合には、前記撮像手段で取得された画像情報から当該車線情報を特定することを特徴とする請求項２に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項８】
さらに、外部との通信を行う通信手段を備え、
前記制御手段は、当該走行中の道路について所要の車線情報が前記地図データに含まれていない場合には、前記通信手段を介して外部から当該車線情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項９】
衛星航法を利用した測位機能と自立航法を利用した測位機能を併用して地図データベースとのマップマッチング処理を行い、自車の走行位置を地図データの道路上に位置修正する機能を備えた車載用ナビゲーション装置において、
前記地図データベースに基づいて自車が走行中の道路の幅員あるいは車線数に応じて複数の仮想リンクを生成し、
前記自立航法を利用した測位機能により検出された自車位置が、前記衛星航法を利用した測位機能により検出されたＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲から外れたときに、該自車位置を前記複数の仮想リンクのうち前記ＧＰＳ位置に最も近い仮想リンク上へマップマッチングし、
表示手段の画面に表示されている当該走行中の道路の、当該仮想リンクに対応した位置に自車位置マークを表示することを特徴とする自車位置修正方法。
【請求項１０】
前記地図データベースとして、各道路のリンク毎に少なくとも当該道路についての幅員情報及び車線数情報を含む車線情報をあらかじめ記憶手段に登録しておくことを特徴とする請求項９に記載の自車位置修正方法。
【請求項１１】
前記車線情報に基づいて自車が走行中の道路を走行車線数で分割して各車線毎にそれぞれ仮想リンクを生成し、
該生成した仮想リンクのうち前記ＧＰＳ位置に最も近い仮想リンクを走行車線と判定しして当該走行車線上に前記自車位置マークを表示することを特徴とする請求項１０に記載の自車位置修正方法。
【請求項１２】
前記表示手段の画面に前記自車位置マークを表示する際に、走行車線間を区分する走行車線ラインも併せて表示することを特徴とする請求項１１に記載の自車位置修正方法。
【請求項１３】
前記車線情報として、さらに当該リンクが上下線に分離されていないリンクであるか、上下線に分離されているリンクであるかを指示するリンク種別情報を登録しておき、
当該リンクが上下線に分離されていないリンクである場合には、前記衛星航法を利用した測位機能により検出された位置情報と前記車線情報とに基づいて、以下の条件、すなわち、
条件（１）：前記自立航法を利用した測位機能により検出された自車位置と前記ＧＰＳ位置との距離（Ａ）が前記ＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲（Ｂ）から外れていること、
条件（２）：当該自車位置と前記ＧＰＳ位置との距離（Ａ）が、当該道路の幅員（Ｃ）の半分の幅（Ｃ÷２）より小さいこと、
条件（３）：前記ＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲（Ｂ）が、走行車線幅（Ｃ÷２÷ｎ）よりも小さいこと（ｎは走行車線数）、
条件（４）：前記ＧＰＳ位置が自車の進行方向に対して走行車線側に存在すること、
を全て満たすか否かを判定し、
全て満たしていると判定した場合に、当該走行中の道路を走行車線数で分割して各車線毎に仮想リンクを生成することを特徴とする請求項１１に記載の自車位置修正方法。
【請求項１４】
当該リンクが上下線に分離されているリンクである場合には、以下の条件、すなわち、  条件（１）：前記自立航法を利用した測位機能により検出された自車位置と前記ＧＰＳ位置との距離（Ａ）が前記ＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲（Ｂ）から外れていること、
条件（２）：当該自車位置と前記ＧＰＳ位置との距離（Ａ）が、当該道路の幅員（Ｃ）の半分の幅（Ｃ÷２）より小さいこと、
条件（３ａ）：前記ＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲（Ｂ）が、走行車線幅（Ｃ÷ｎ）よりも小さいこと（ｎは走行車線数）、
条件（４）：前記ＧＰＳ位置が自車の進行方向に対して走行車線側に存在すること、
を全て満たすか否かを判定し、
全て満たしていると判定した場合に、当該走行中の道路を走行車線数で分割して各車線毎に仮想リンクを生成することを特徴とする請求項１３に記載の自車位置修正方法。
【請求項１５】
当該走行中の道路について所要の車線情報が前記記憶手段に登録されていない場合に、撮像手段により取得した画像情報から当該車線情報を特定することを特徴とする請求項１０に記載の自車位置修正方法。
【請求項１６】
当該走行中の道路について所要の車線情報が前記記憶手段に登録されていない場合に、通信手段を介して外部から当該車線情報を取得することを特徴とする請求項１０に記載の自車位置修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーションシステムにおいて自車位置を修正する技術に係り、特に、自立航法センサによる測位機能とＧＰＳ(global Positioning System) 受信機による測位機能とを備え、これら測位機能を併用して地図データベースとのマップマッチング処理を行い、自車の走行位置を当該道路（地図データベース上の当該道路リンク）上に位置修正するよう適応された車載用ナビゲーション装置及び自車位置修正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な車載用ナビゲーション装置では、ナビゲーションに係る一切の処理を制御する制御装置、地図データを格納したＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記憶装置、ＬＣＤモニタ等の表示装置、自車の現在位置を検出するためのＧＰＳ受信機、自車の方位や走行速度等を検出するためのジャイロや車速センサ等（自立航法センサ）が設けられている。そして、制御装置により、自車の現在位置を含む地図データを記憶装置から読み出し、この地図データに基づいて自車位置の周囲の地図画像を表示装置の画面に描画すると共に、自車の現在位置を示す自車位置マークを画面上に重ね合わせて表示し、自車の移動に応じて地図画像をスクロール表示したり、地図画像を画面に固定して自車位置マークを移動させたりして、自車が現在何処を走行しているのかを一目で分かるようにしている。
【０００３】
かかるナビゲーション装置において、自車の現在位置を測定することは不可欠である。このため、車両に搭載した角度センサや距離センサ等を用いて自車の相対位置を測定する測定法（自立航法）と、複数のＧＰＳ衛星から送られてくる電波を受信してｎ次元測位処理によって自車の絶対位置を測定する測定法（衛星航法）とが実用化されている。
【０００４】
自立航法による自車位置測定は、比較的低コストで自車の走行位置を測定できるが、高精度に位置測定が行えないという問題があり、マップマッチング等の補正処理が必要になる。すなわち、自立航法では、車両（自車）が走行するにつれて誤差が累積し、自車位置が走行道路から外れてしまう。そこで、マップマッチング処理によって自車位置を道路データと照合して道路上に修正する。マップマッチングの手法としては種々の方法が提案されている。例えば、走行軌跡（所定走行距離毎あるいは所定時間毎の自車位置と方位）を保存しておき、その走行軌跡と同形の地図上の道路を求め、当該道路上のポイントに自車位置マークをマップマッチングさせる方法がある。また、投影法によるマップマッチングの方法もある。
【０００５】
しかしながら、自立航法のみを用いて自車位置を決定する方法では、誤差が大きくなって自車位置が道路から大きく外れると、自車位置を実際の道路上の現在位置にマップマッチングすることができない場合が起こり得る。例えば、走行軌跡によるマップマッチング方法では走行軌跡と同形の道路を探すことができなくなり、投影法によるマップマッチング方法ではマッチングさせるための条件を満足する道路を探すことができなくなる。
【０００６】
そこで、上記のＧＰＳ受信機による測位機能も併用して自車位置を決定するようにしている。すなわち、マップマッチングが行えなくなると、ＧＰＳ受信機から得られる位置データ（ＧＰＳ位置）と方位データ（ＧＰＳ方位）とを用いて、自立航法センサによる自車位置（センサ位置）と走行方位（センサ方位）とを修正することが行われている。具体的には、ＧＰＳ位置とセンサ位置（つまり、走行道路上の自車位置）との間の距離（この距離を「Ａ」とする）を演算し、その距離Ａとあらかじめ設定されている距離しきい値（この値を「Ｂ」とする）との大小を比較する。そして、Ａ＞Ｂの場合のみＧＰＳデータにより位置や方位を修正し、その後に行われるマップマッチング処理により自車位置マークを当該道路上にのせるようにしている。なお、上記の距離しきい値（Ｂ）は、ＧＰＳの測位誤差として許容される範囲を示したものであり、これを半径とする円は「誤差円」とも呼ばれている。
【０００７】
このように従来のナビゲーション装置では、道路（リンク）上の自車位置とＧＰＳ位置との距離（Ａ）がＧＰＳの誤差円半径（Ｂ）よりも大きくなったときに自車位置の誤差が大きいと判定して、自車位置をＧＰＳ位置へ引きつけることで当該誤差をキャンセルしており、さらに、その後に行われるマップマッチング処理により自車位置を当該道路（リンク）上へ引きつけるようにしている。そして、このようにして位置修正がなされた自車位置（ＧＰＳ位置上あるいは当該道路上）は、表示装置の画面に自車位置マークとして表示され、これにより自車が現在何処を走行しているのかが分かるようになっている。図６はその場合の画面表示の一例を示したものであり、図示のように、自車位置ＣＰをＧＰＳ位置ＧＰへ引きつける処理Ｐ１（Ａ＞Ｂの場合）と、マップマッチング処理により自車位置ＣＰを道路（リンク）上へ引きつける処理Ｐ２とが交互に行われている。
【０００８】
上記の従来技術に関連する技術としては、例えば、特許文献１に記載されるように、ＧＰＳ信号を信号処理して測定した擬似距離と受信した航法データとに基づいて自車の現在位置を算出し、上記の擬似距離に基づいてマルチパスを検出すると共に、該マルチパスと上記の航法データとに基づいて擬似距離の誤差を選択し、該擬似距離誤差と上記の航法データとに基づいて誤差楕円を算出する機能を備えたナビゲーション装置において、上記算出された自車の現在位置と算出された誤差楕円とに基づいてナビゲーションの処理、特定的には、自車の現在位置が誤差楕円エリアから外れたときにＧＰＳ位置へ位置修正を行うようにしたものがある。
【特許文献１】特開２００２−３２８１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように従来の車載用ナビゲーション装置では、自車の走行位置を位置修正してその位置を表示装置の画面に表示するにあたり、図６に例示したように、道路（リンク）上の自車位置とＧＰＳ位置との距離がＧＰＳの誤差円半径よりも大きい場合のみ自車位置をＧＰＳ位置へ引きつけて表示し、また、その後に行われるマップマッチング処理に基づいて自車位置を当該道路（リンク）上へ引きつけて表示するようにしている。このようなマップマッチングによる自車位置の修正及びそれに基づいた画面表示の処理は、車線数が１〜２車線など比較的幅員（道路幅）の狭い道路に対して行う場合にはさほど問題とはならないが、車線数が３〜４車線以上の幅員の広い道路に対して行う場合に、以下に説明するような課題があった。
【００１０】
すなわち、道路は幅をもっているが、地図データベース上では幅をもたない「線」の形状で表され、「道路（形状）リンク」として定義されている。そして、この道路リンクは当該道路の中心の位置に設定されている。このため、幅員の広い道路を走行中で、ＧＰＳ測位環境が良い場合に、上述したＡ＞Ｂの状況（図６）が発生するケースが多くなり、頻繁に自車位置の誤差が大きいと判定されてしまう。これにより、自車位置をＧＰＳ位置へ引きつける処理（図６の処理Ｐ１）と、マップマッチング処理により自車位置を道路（リンク）上へ引きつける処理（図６の処理Ｐ２）とが交互に、かつ頻繁に繰り返されることになる。
【００１１】
しかも、画面上で走行道路上に自車位置が表示される位置は当該道路の中心に設定された道路リンクに対応した位置であるため、道路の幅員が狭ければさほど問題とはならないが、道路の幅員が広く（例えば、道路幅が３０ｍ）、かつその３０ｍ道路の端を走行している場合には、実際は道路の中心から１５ｍ程度離れた車線上を走行しているにもかかわらず、画面上に表示される自車位置は当該道路の中心に位置することになり、両者間に幅員の大きさに応じた誤差が生じることになる。また、ＧＰＳ自体の誤差もあり、さらには地図データベース上の誤差もあるため、いくら高精度の自立航法センサを使用しても少なからずミスマッチングを生じるのが現状である。
【００１２】
特に、将来の動向として次世代ＧＰＳの誤差円半径が６．５ｍ程度に小さくなると、幅員誤差により、図６に例示したようなＧＰＳ位置への引きつけ（処理Ｐ１）と道路（リンク）上への引きつけ（処理Ｐ２）を頻繁に繰り返すことになり、自車位置が安定しない。例えば、地図データの表示縮尺レベルが１／１５００で、走行中の道路の幅員が３０ｍの場合、上記の処理Ｐ１，Ｐ２を繰り返すと、画面上では自車位置マークが最大１ｃｍ程度変動することになり、このような大きな変動は運転者の視点上好ましいとはいえない。また、ナビゲーション装置が故障しているのではないか、といった余計な不安感を抱かせることにもなる。
【００１３】
このように従来のマップマッチング処理による自車位置の修正及びそれに基づいた画面表示の処理では、図６に例示したように自車位置ＣＰをＧＰＳ位置ＧＰと走行中の道路のリンク上とに交互に引きつけて表示していたため、特に幅員の広い道路を走行している場合に、画面上で自車位置マークが大きく変動して安定せず、ユーザ視点上、不安を招くといった課題があった。
【００１４】
本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作されたもので、マップマッチングによる自車位置の修正及びそれに基づいた画面表示を行うにあたり、画面上での自車位置の変動を大いに縮小し、ひいては安定した自車位置の表示に寄与することができる車載用ナビゲーション装置及び自車位置修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】
【００１５】
上述した従来技術の課題を解決するため、本発明の一形態によれば、地図データを格納した記憶手段と、衛星航法を利用した測位機能によりＧＰＳ位置を検出する第１の検出手段と、自立航法を利用した測位機能により自車位置を検出する第２の検出手段と、画面を介して案内情報を提供する表示手段と、前記第１、第２の検出手段により検出された位置情報を用いて前記地図データとのマップマッチング処理を行い、自車の走行位置を該地図データの道路上に位置修正する機能を備えた制御手段とを備え、前記制御手段は、前記地図データを参照して自車が走行中の道路の幅員あるいは車線数に応じて複数の仮想リンクを生成し、前記第２の検出手段により検出された自車位置が前記ＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲から外れたときに、該自車位置を前記複数の仮想リンクのうち前記ＧＰＳ位置に最も近い仮想リンク上へマップマッチングさせ、前記表示手段の画面に表示させている当該走行中の道路の、当該仮想リンクに対応した位置に自車位置マークを表示させることを特徴とする車載用ナビゲーション装置が提供される。
【００１６】
従来技術に係る自車位置の表示処理では、図６に例示したように自車位置ＣＰをＧＰＳ位置ＧＰと走行中の道路の中心線（地図データベース上の道路リンク）とに交互に引きつけて表示していたため（処理Ｐ１，Ｐ２）、画面上で自車位置マークが大きく変動してユーザに不安を抱かせるといった問題があった。
【００１７】
これに対し、本発明に係る車載用ナビゲーション装置によれば、自車位置がＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲（ＧＰＳの誤差円）から外れたときに、マップマッチングによって自車位置がＧＰＳ位置に最も近い仮想リンク上へ引きつけられるので、画面上で自車位置が変動する範囲はＧＰＳ位置と当該仮想リンク上との間であり、従来の場合と比べると、その変動幅を大いに縮小することができる。地図データの縮尺レベルによっては、画面上での自車位置の変動（進行方向に対して横方向の変動）を実質的に無くすことが可能となるので、安定した自車位置の表示に大いに寄与し、ユーザの視点上好ましいものとなる。
【００１８】
また、本発明の他の形態によれば、衛星航法を利用した測位機能と自立航法を利用した測位機能を併用して地図データベースとのマップマッチング処理を行い、自車の走行位置を地図データの道路上に位置修正する機能を備えた車載用ナビゲーション装置において、前記地図データベースに基づいて自車が走行中の道路の幅員あるいは車線数に応じて複数の仮想リンクを生成し、前記自立航法を利用した測位機能により検出された自車位置が、前記衛星航法を利用した測位機能により検出されたＧＰＳ位置を中心とする所定の距離範囲から外れたときに、該自車位置を前記複数の仮想リンクのうち前記ＧＰＳ位置に最も近い仮想リンク上へマップマッチングし、表示手段の画面に表示されている当該走行中の道路の、当該仮想リンクに対応した位置に自車位置マークを表示することを特徴とする自車位置修正方法が提供される。
【００１９】
本発明に係る車載用ナビゲーション装置等の他の構成上の特徴及びそれに基づく具体的な動作態様等については、後述する発明の実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る車載用ナビゲーション装置の構成をブロック図の形態で示したものである。
【００２２】
本実施形態の車載用ナビゲーション装置２０は、図示のようにＤＶＤドライブ１（ＤＶＤ１ａを含む）と、操作部２と、ＧＰＳ受信機３と、自立航法センサ４と、車載カメラ５と、通信機６と、表示装置７と、スピーカ８と、ナビゲーション装置本体１０とを備えている。ナビゲーション装置本体１０は、マイクロコンピュータ等により構成され、後述するように地図や自車位置マークの描画処理、経路探索処理、マップマッチング処理、自車位置修正処理などを行う。
【００２３】
ＤＶＤドライブ１によって駆動されるＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ）１ａには、各縮尺レベル（１／１２５００、１／２５０００、１／５００００等）に応じて適当な大きさの経度幅及び緯度幅に区切られた地図データが格納されている。この地図データには、地図上に存在する各種施設（コンビニエンスストア、ガソリンスタンド等）に関する位置や電話番号等の各種情報の他に、経路探索やマップマッチング等の各種処理に必要な道路ユニットのデータ及び交差点の詳細を表す交差点ユニットのデータが含まれている。道路ユニットは、交差点や分岐など複数の道路が交わる点に対応するノード（経緯度で表現された点）と、各ノード間を結ぶ道路や車線等に対応するリンクとを含んでいる。各リンク毎の情報（リンクレコード）の詳細については後で説明する。本実施形態では、地図データを格納する媒体としてＤＶＤ−ＲＯＭを使用しているが、これに代えて、ＣＤ−ＲＯＭやＨＤＤ等の他の記録媒体を使用してもよい。操作部２はナビゲーション装置本体１０を操作するためのものであり、例えば、リモコン送信器の形態を有している。特に図示はしないが、かかるリモコン送信器には、後述する表示装置の画面上の各種メニュー、各種項目等を選択したり、選択したメニュー等を実行させるための各種操作ボタン、ジョイスティック等が設けられている。
【００２４】
ＧＰＳ受信機３は、複数のＧＰＳ衛星から送られてくる電波をアンテナで受信して自車の現在位置の経度及び緯度を検出し、３次元測位処理あるいは２次元測位処理を行って自車の絶対位置及び方位を算出する。車両方位は、現時点における自車位置と１サンプリング時間前の自車位置とに基づいて算出することができる。自立航法センサ４は、自車の進行方位を検出するためのジャイロ等の角度センサや一定の走行距離毎にパルスを発生する距離センサ等からなり、これらのセンサによって自車の相対位置及び方位を算出する。
【００２５】
カメラ５は車両の適当な箇所に設置されており、例えば、車両前方のバンパーの両サイドにそれぞれ１台ずつ（各々のレンズを左右前方に向けて）設けてもよいし、又は屋根の中央部分に１台（レンズを車両前方に向けて）設けてもよいし、あるいは車室内の運転席前方のルームミラーの近傍に１台（レンズを車両前方に向けて）設けてもよい。通信機６は携帯電話機や車載電話機等からなり、本実施形態では、地図データベース（ＤＢ）を保有している外部の情報センタ等と通信するためのものである。
【００２６】
表示装置７はＬＣＤモニタ等からなり、基本的には、ナビゲーション装置本体１０からの制御に基づいてナビゲーションに係る案内情報（自車位置の周囲の地図、出発地から目的地までの誘導経路、自車位置マーク等）を画面に表示し、さらに、後述するように本装置２０において行うマップマッチングによる自車位置の修正及びそれに基づいた案内情報を画面に表示するものである。スピーカ８は、ナビゲーション装置本体１０からの制御に基づいて上記のナビゲーションに係る案内情報を音声出力するものである。
【００２７】
ナビゲーション装置本体１０において、１１はＤＶＤドライブ１を介してＤＶＤ１ａから読み出された地図データを一時的に格納するバッファメモリ、１２は制御部、１３は制御部１２が行う種々の処理を規定した各種プログラム（経路探索用の処理プログラム、マップマッチングによる自車位置の修正及びそれに基づいた画面表示に係る処理プログラム等）を格納したＲＯＭ等のメモリを示す。
【００２８】
制御部１２は、メモリ１３に格納された各種プログラムに従って処理を行い、基本的には、ＧＰＳ受信機４から出力される自車の絶対位置及び方位のデータを格納し、自立航法センサ５から出力される自車の相対位置及び方位のデータに基づいて自車の推定車両位置を算出したり、ＤＶＤドライブ１を制御して表示させたい範囲（自車の現在位置を含む所定範囲）の地図データをＤＶＤ１ａからバッファメモリ１１に読み出し、その読み出した地図データを用いて設定された探索条件で出発地（自車位置）から目的地までの誘導経路を探索するなど、ナビゲーションに係る種々の処理を実行する。さらに制御部１２は、本発明に関連する処理として、後述するように本装置２０において行うマップマッチングによる自車位置の修正及びそれに基づいた画面表示に係る処理を制御する。すなわち、バッファメモリ１１に読み出されている地図データと、自立航法センサ５から出力された自車の相対位置及び方位のデータとを用いて、所定走行距離（例えば１０ｍ）毎あるいは所定時間毎に投影法等によるマップマッチング処理を行って自車位置を走行道路上に位置修正する。
【００２９】
１４は制御部１２からの制御に基づいてバッファメモリ１１に読み出された地図データを用いて地図画像の描画処理を行う地図描画部、１５は動作状況に応じて各種メニュー画面（操作画面）及び自車位置マーク、カーソル等の各種マークを生成する操作画面・マーク発生部、１６は制御部１２によって探索された誘導経路の出発地（自車位置）から目的地までの全てのノードに関するデータを格納しておくための誘導経路記憶部、１７は制御部１２からの制御に基づいて誘導経路記憶部１６から誘導経路のデータを読み出し、当該誘導経路を他の道路とは異なる表示態様（例えば、色を変える、線幅を太くするなど）で描画する誘導経路描画部を示す。
【００３０】
１８は画像合成部を示し、制御部１２からの制御に基づいて、地図描画部１４で描画された地図画像に、誘導経路描画部１７で描画された誘導経路、操作画面・マーク発生部１５で生成された各種メニュー画面や各種マーク（特に、自車位置マーク）等を重ね合わせて、表示装置７の画面に表示させる機能を有している。さらに画像合成部１８は、本発明に関連する処理として、後述するように本装置２０において行うマップマッチングによる自車位置の修正及びそれに基づいた案内情報を表示装置７の画面に表示させる機能も有している。１９は音声出力部を示し、制御部１２からの制御に基づいて音声信号（ナビゲーションに係る案内情報）をスピーカ８に出力する。
【００３１】
次に、ＤＶＤ１ａに格納された地図データに含まれるリンクレコード（各道路を構成するリンク毎の情報）について、図２を参照しながら説明する。
【００３２】
図２において、（ａ）はリンクレコードの一構成例を示しており、項番１〜１５に対応させてそれぞれ「オフセット」、バイト単位の「データ長」、「データ形式」及び「項目名」の各情報が登録されている。このうち、項番７の１バイトデータには、当該リンクの道路属性フラグとして「幅員（道路幅）」の情報が含まれており、項番１０の１バイトデータには「車線数」の情報が含まれている。（ｂ）は幅員（道路幅）情報の一例を示しており、ビット４〜６により当該リンクの幅員（道路幅）が示され、ビット７により当該リンクの種別が示されている。すなわち、ビット７が「０」の場合は、当該リンクの幅員が上下線を含めたトータルの幅員であること（当該リンクが上下線に分離されていない「上下線同一リンク」であること）を示し、ビット７が「１」の場合は、当該リンクの幅員が上下線の一方（片道）の幅員であること（当該リンクが上下線に分離されている「上下線分離リンク」であること）を示している。片道であるとすれば、０ｈ，１ｈは車線数が片道１車線、２ｈは車線数が片道２〜３車線、３ｈは車線数が片道４車線以上と見なすことができる。（ｃ）は車線数情報の一例を示しており、０ｈは片道の車線数が４車線以上、１ｈは片道の車線数が２〜３車線、２ｈは片道の車線数が１車線である。
【００３３】
なお、地図データから得られる幅員（道路幅）情報は、図２に例示するように「１．５ｍ以上〜３．０ｍ未満」、「３．０ｍ以上〜５．５ｍ未満」など数値的に幅のある粗い情報となっているが、将来の地図データには正確な幅員（道路幅）や車線数が含まれるようになっている。例えば、ＥＵ／ＵＳではＡＤＡＳ向けの地図データベースが提供されつつあるが、この地図データベースには幅員（道路幅）や車線数が正確に格納されることになっている。
【００３４】
以上の構成に係る車載用ナビゲーション装置２０において、ＤＶＤドライブ１（ＤＶＤ１ａを含む）は「記憶手段」に、３…ＧＰＳ受信機３は「第１の検出手段」に、自立航法センサ４は「第２の検出手段」に、車載カメラ５は「撮像手段」に、通信機６は「通信手段」に、表示装置７は「表示手段」に、制御部１２は「制御手段」に、それぞれ対応している。
【００３５】
以下、本実施形態に係る車載用ナビゲーション装置２０において行うマップマッチングによる自車位置の修正及びそれに基づいた画面表示に係る処理について、その一例を示す図３を参照しながら説明する。この処理フローの内容は、プログラムとしてメモリ１３に格納されている。図３の処理フローの説明にあたり、図４及び図５に示す画面表示例も併せて参照する。
【００３６】
先ず初期状態として、ナビゲーション機能に基づき設定された目的地に向けて誘導経路上を自車が走行しているものとする。誘導経路の探索及びそれに基づく経路案内については、通常のナビゲーション装置において行っている処理と同様であるので特に図示はしないが、一例を説明すると以下の通りである。
【００３７】
すなわち、操作部２を介して所望の目的地が設定されると、その目的地のデータが制御部１２に入力され、制御部１２では、その目的地のデータとＧＰＳ受信機３で検出された現在位置（出発地）のデータとに基づき、ＤＶＤドライブ１を制御して所要の範囲の地図データをＤＶＤ１ａからバッファメモリ１１に読み出し、その読み出した地図データを参照して、当該目的地に至る最適な誘導経路を横型探索法などにより探索する。次に、その探索した誘導経路を、制御部１２からの制御に基づき画像合成部１８を介して表示装置７の画面に表示された地図画像上に重ね合わせて表示する。このとき、その誘導経路上に、自車位置マークも重ね合わせて表示する。さらに、その誘導経路をユーザが確認し、操作部２を操作して「設定」を指示すると、その誘導経路のデータが誘導経路記憶部１６に格納される。このようにして誘導経路の設定が行われると、以降、制御部１２からの制御に基づき、誘導経路記憶部１６に設定された誘導経路に従って経路案内が行われる。
【００３８】
このように目的地に向けて誘導経路上を自車が走行中の状態で、最初のステップＳ１では、制御部１２において、ＤＶＤ１ａに格納されている地図データ（図２のリンクレコード）を参照して、走行中の道路（リンク）について所要の車線情報（この場合、幅員、走行車線数、リンク種別）が当該地図データベース（ＤＢ）にある（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ２に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ３に進む。
【００３９】
ステップＳ２では、制御部１２において、当該車線情報からリンク種別（当該リンクが上下線同一リンクであるか、上下線分離リンクであるか）を判定する。そして、上下線同一リンクと判定した場合にはステップＳ４に進み、上下線分離リンクと判定した場合にはステップＳ５に進む。
【００４０】
ステップＳ４では（上下線同一リンクの場合）、制御部１２において、ＧＰＳ受信機４から取得したデータ（自車の絶対位置及び方位）と地図データベース（ＤＢ）に格納されている車線情報（この場合、幅員、走行車線数）とに基づき、以下の（１）〜（４）の条件を全て満たす（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。
【００４１】
条件（１）：Ａ＞Ｂ（道路リンク上の自車位置とＧＰＳ位置との距離（Ａ）がＧＰＳの誤差円半径（Ｂ）を超えていること、つまり、自車位置がＧＰＳの誤差円の範囲から外れていること）
条件（２）：Ａ＜Ｃ÷２（自車位置とＧＰＳ位置との距離（Ａ）が、幅員（Ｃ）の半分の幅（Ｃ÷２）より小さいこと）
条件（３）：Ｂ＜Ｃ÷２÷ｎ（誤差円半径（Ｂ）が、走行車線幅（Ｃ÷２÷ｎ）よりも小さいこと（ｎは走行車線数））
条件（４）：道路リンクから見たＧＰＳ位置が、自車の進行方向に対して走行車線側に存在する（対向車線側には存在しない）こと）
そして、ステップＳ４において判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ６に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ９に進む。
【００４２】
一方、ステップＳ５では（上下線分離リンクの場合）、ステップＳ４で行った処理と同様にして、制御部１２において、ＧＰＳ受信機４から取得したデータとＤＢに格納されている車線情報（同様に幅員、走行車線数）とに基づき、以下の（１）、（２）、（３ａ）及び（４）の条件を全て満たす（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。
【００４３】
条件（１）：Ａ＞Ｂ（上記と同じ）
条件（２）：Ａ＜Ｃ÷２（上記と同じ）
条件（３ａ）：Ｂ＜Ｃ÷ｎ（誤差円半径（Ｂ）が、走行車線幅（Ｃ÷ｎ）よりも小さいこと（ｎは走行車線数））
条件（４）：上記と同じ
そして、ステップＳ５において判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ６に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ９に進む。
【００４４】
ステップＳ６では、制御部１２において、地図データベース（ＤＢ）に格納されている車線情報を参照して、自車が走行中の道路を走行車線数（ｎ）で分割し、各車線毎にそれぞれ仮想リンクを生成する。
【００４５】
次のステップＳ７では、制御部１２において、生成した複数の仮想リンクのうち、ＧＰＳ位置に最も近い仮想リンクを走行車線と判定する。
【００４６】
次のステップＳ８では、制御部１２で行うマップマッチング処理に基づいて、制御部１２からの制御に基づき画像合成部１８を介して表示装置７に対し、自車位置を当該走行車線（仮想リンク）上へ引き付けて画面に表示させる。さらに、あたかも自車が当該車線を走行しているように見せるため、走行車線ライン（各走行車線を区分するライン）も併せて画面に表示させる。そして、本処理フローは「終了」となる。
【００４７】
ステップＳ８で行う画面表示例を図４及び図５に示す。図４は、ステップＳ４の判定処理において上記の条件（１）、（２）、（３）及び（４）を全て満たしているときの自車位置の修正に基づいた画面表示例を示しており、図示の例では、片側３車線の場合（リンク種別情報：上下線同一リンク）の自車位置の表示切替の様子を示している。一方、図５は、ステップＳ５の判定処理において上記の条件（１）、（２）、（３ａ）及び（４）を全て満たしているときの自車位置の修正に基づいた画面表示例を示しており、図示の例では、両側４車線の場合（リンク種別情報：上下線分離リンク）の自車位置の表示切替の様子を示している。また、図中、ＡＬ１，ＡＬ２（細い破線で図示）はそれぞれ当該道路のリンク、ＢＬ１〜ＢＬ３，ＢＬ４〜ＢＬ７（細い実線で図示）はそれぞれ仮想リンク、ＣＬ１，ＣＬ２（太い破線で図示）はそれぞれ走行車線ラインを示している。
【００４８】
図３に戻って、ステップＳ３では（ＤＢに当該車線情報がない場合）、制御部１２において、車載カメラ５で撮像された画像情報から当該車線情報を特定することができた（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ２に進んで上記の処理を繰り返し、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ９に進む。
【００４９】
ステップＳ９では（当該車線情報が得られず、走行車線を判定できなかった場合）、制御部１２で行うマップマッチング処理に基づいて、制御部１２からの制御に基づき画像合成部１８を介して表示装置７に対し、自車位置を当該道路（本来の道路リンク）上へ引き付けて画面に表示させる。ここで行う画面表示処理については、従来（図６の処理Ｐ２）と同様である。そして、本処理フローは「終了」となる。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態に係る車載用ナビゲーション装置２０において行うマップマッチングによる自車位置の修正及びそれに基づいた画面表示に係る処理（図３）によれば、自車位置ＣＰがＧＰＳの誤差円の範囲から外れたときに、マップマッチング処理により自車位置ＣＰがＧＰＳ位置に最も近い仮想リンク（図４の例ではＢＬ２、図５の例ではＢＬ５）上へ引きつけられるので、画面上で自車位置ＣＰが変動する範囲はＧＰＳ位置と当該仮想リンク上との間であり、従来（図６）の場合と比べると、その変動幅を大いに縮小することができる。地図データの縮尺レベルによっては、画面上での自車位置の変動（進行方向に対して横方向の変動）を実質的に無くすことが可能となるので、安定した自車位置の表示に大いに寄与することができる。これは、ユーザの視点上好ましい。
【００５１】
ちなみに、従来技術に係る自車位置の表示処理では（図６参照）、自車位置ＣＰをＧＰＳ位置ＧＰと走行中の道路の中心線（地図データベース上の道路リンク）とに交互に引きつけて表示していたため（処理Ｐ１，Ｐ２）、画面上で自車位置マークが大きく変動してユーザに不安を抱かせるといった問題があった。
【００５２】
上述した実施形態では、所要の車線情報（幅員、走行車線数、リンク種別）が車載ＤＢにない場合には車載カメラ５の撮像画像から当該車線情報を特定するようにしたが（図３のステップＳ１（ＮＯ）→Ｓ３（ＹＥＳ）→Ｓ２）、当該車線情報を特定するための手段としては、車載ＤＢや車載カメラ５以外にも、外部の情報センタ等を利用することが考えられる。例えば、本装置２０に搭載している通信機６により、地図データベース（ＤＢ）を保有している外部の情報センタ等にアクセスし、その時点で自車が走行中の道路（リンク）について所要の車線情報を取得するようにしてもよい。この場合の処理は、図３のステップＳ３の処理の代わりに行うことができ、あるいは、ステップＳ３の判定結果がＮＯの場合の次善の策として行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る車載用ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１における地図データベース（ＤＶＤ）に格納されたリンクレコードの説明図である。
【図３】図１のナビゲーション装置において行うマップマッチングによる自車位置の修正及びそれに基づいた画面表示に係る処理の一例を示すフロー図である。
【図４】図３の処理フローにおける画面表示処理（その１）を補足説明するための図である。
【図５】図３の処理フローにおける画面表示処理（その２）を補足説明するための図である。
【図６】従来のナビゲーション装置における自車位置の表示処理に係る問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…ＤＶＤドライブ（地図データベース／記憶手段）、
３…ＧＰＳ受信機（第１の検出手段）、
４…自立航法センサ（第２の検出手段）、
５…車載カメラ（撮像手段）、
６…通信機（通信手段）、
７…表示装置（表示手段）、
１２…制御部（制御手段）、
１４…地図描画部、
１５…操作画面・マーク発生部、
１７…誘導経路描画部、
２０…車載用ナビゲーション装置、
Ａ…道路リンク上の自車位置とＧＰＳ位置との距離、
Ｂ…ＧＰＳの誤差円半径、
ＣＰ…自車位置、
ＧＰ…ＧＰＳ位置、
ＡＬ１，ＡＬ２…道路リンク、
ＢＬ１〜〜ＢＬ７…仮想リンク、
ＣＬ１，ＣＬ２…走行車線ライン。
【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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