(57)【要約】【課題】ＧＰＳ受信手段を二系統用いる簡明な手法で自車位置判定の精度を効果的に向上させるカーナビゲーションの技術を提供すること。【解決手段】切替手段８８は、２つのＧＰＳ受信機による測位精度が所定基準以上に良好で、かつ、第１の自車位置情報と第２の自車位置情報の位置同士が所定範囲内に近接し、かつ、この所定範囲内に道路情報（例えば道路リンク）が存在しない場合に、マップマッチングの結果に代えて、第１の自車位置情報と第２の自車位置情報の平均値（位置及び方位）を算出して自車位置として採用する（切替処理）。【選択図】図１
2008076123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車位置を算出して表示する車載用ナビゲーション装置において、
二つのＧＰＳ受信機と、
一方の前記ＧＰＳ受信機から第１の自車位置情報を受信する第１位置情報取得手段と、
他方の前記ＧＰＳ受信機から第２の自車位置情報を受信する第２位置情報取得手段と、
道路の位置を表す道路情報を記憶する道路情報記憶手段と、
少なくとも前記いずれかの自車位置情報を、いずれかの前記道路情報にマップマッチングするマップマッチング手段と、
前記第１及び第２の自車位置情報の測位精度を判定する第１の判定手段と、
前記第１の自車位置情報と前記第２の自車位置情報が、所定範囲内であるかを判定する第２の判定手段と、
前記測位精度が所定基準以上に良好で、かつ、前記第１の自車位置情報と前記第２の自車位置情報の位置同士が前記所定範囲内で、かつ、この所定範囲内に前記道路情報が存在しない場合に、前記マップマッチングの結果に代えて、前記第１の自車位置情報と前記第２の自車位置情報の平均値を算出して自車位置とする切替手段と、
を有す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】
前記道路情報は、
道路リンク情報と、道路ノード情報と、であること、
を特徴とする請求項１記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項３】
前記第１の自車位置情報及び前記第２の自車位置情報は、それぞれ、
絶対位置情報と、方位情報と、であること、
を特徴とする請求項１又は２記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項４】
前記第１の判定手段は、前記測位精度を、
前記ＧＰＳ受信機から取得するＤＯＰ値で判定すること、
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項５】
前記所定範囲は、第１又は第２の自車位置情報を中心として、予め設定した一定半径内の範囲であること、
を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車載用ナビゲーション装置。
【請求項６】
道路の位置を表す道路情報を記憶する道路情報記憶手段と、二つのＧＰＳ受信機と、を備え、自車位置を算出して表示する車載用ナビゲーション装置の制御方法であって、
一方の前記ＧＰＳ受信機から第１の自車位置情報を受信する第１位置情報取得処理と、
他方の前記ＧＰＳ受信機から第２の自車位置情報を受信する第２位置情報取得処理と、
少なくとも前記いずれかの自車位置情報を、いずれかの前記道路情報にマップマッチングするマップマッチング処理と、
前記第１及び第２の自車位置情報の測位精度を判定する第１の判定処理と、
前記第１の自車位置情報と前記第２の自車位置情報が、所定範囲内であるかを判定する第２の判定処理と、
前記測位精度が所定基準以上に良好で、かつ、前記第１の自車位置情報と前記第２の自車位置情報の位置同士が前記所定範囲内で、かつ、この所定範囲内に前記道路情報が存在しない場合に、前記マップマッチングの結果に代えて、前記第１の自車位置情報と前記第２の自車位置情報の平均値を算出して自車位置とする切替処理と、
をコンピュータの演算制御部が実行することを特徴とする車載用ナビゲーション装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーション技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子技術の発達に伴い、車載用などのナビゲーション装置の普及が著しい。ナビゲーション装置は、自動車等の車両に搭載し、地図データをもとに、ＧＰＳなどで特定する自車位置を周辺地図上に表示したり、利用者が施設検索やカーソルなどで指定する目的地への経路を探索計算して設定し、地図表示や合成音声などで進行方向や交差点での右左折等の誘導案内を行う。
【０００３】
このようなナビゲーション装置での自車位置算出としては、一般的に、車両の絶対位置（例えば位置座標）をＧＰＳ受信機を用いて算出し、また、車両の相対位置として、各種センサーを用いて、例えば車速パルスから速度を求め、ジャイロから向いている方位などを求める。そして、これら絶対位置と相対位置の組み合わせから、位置と方位を伴う自車位置を得る。
【０００４】
但し、このように得る自車位置は数値データであり、一方、地図表示などに用いる地図データは、交差点や屈曲点にあたる交点（ノードと呼ぶ）の間を、道路区間にあたる線（リンクと呼ぶ）で接続するという幾何学的なデータ構造で、道路や交差点のネットワーク構造を表している。
【０００５】
このため、数値データに過ぎない自車位置が、周辺のどの道路上にあたるかを特定する処理が一般に必要で、これをマップマッチングと呼ぶ。すなわち、マップマッチングは、数値として算出された自車位置を、画面上で地図表示のもととなる地図データ上で一番近いリンクやノードに同定させることである。
【０００６】
マップマッチングの精度を改善する提案も各種知られ、例えば、道路リンクデータおよび多角領域データと、駐車場の出入り口データを記憶しておき、ＧＰＳで現在位置を検出する場合に、車両が、右折または左折して多角形領域に進入したとき、道路リンク上のマップマッチングを中止するものや（例えば、特許文献１参照）、道路データと走行軌跡の整合性から道路外走行中と判定した場合、現在位置修正を行わず、推測現在位置を車両位置として出力する（例えば、特許文献２参照）といったものもある。
【特許文献１】特許第３４１８０８０号
【特許文献２】特許第３６９８００２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような従来技術は、地図データの内容と道路実態との一致を前提としており、地図データの作成時期以降に新設された道路や、道路でもなく地図データにも情報が無い駐車場を走行しているなどの場合は、間違った道路へのマップマッチングにより混乱を生じさせる場合があるという問題があった。
【０００８】
この問題への対策として、ＧＰＳ受信機の測位精度が高い場合（例えば、３Ｄ測位であり、ＤＯＰ値が低いなど）は、敢えてマップマッチングをさせることを止め、数値データとして得られた自車位置をそのまま地図表示等で利用する提案もあった。ここで、ＤＯＰ（Dilution of Precision ）とは、ＧＰＳ測位精度を表現する劣化指標で、値が小さいほど精度が高いことを意味する。
【０００９】
しかし、この場合でも、反射波との干渉で波形が歪むマルチパスフェージングが生じている電波環境では、ＧＰＳ受信機の測位結果が良いと誤認される場合もあり、その結果同様に誤った自車位置を提供する問題があった。
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもので、その目的は、ＧＰＳ受信手段を二系統用いる簡明な手法で自車位置判定の精度を効果的に向上させるカーナビゲーションの技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の一態様は、自車位置を算出して表示する車載用ナビゲーション装置において、二つのＧＰＳ受信機と、一方の前記ＧＰＳ受信機から第１の自車位置情報を受信する第１位置情報取得手段と、他方の前記ＧＰＳ受信機から第２の自車位置情報を受信する第２位置情報取得手段と、道路の位置を表す道路情報を記憶する道路情報記憶手段と、少なくとも前記いずれかの自車位置情報を、いずれかの前記道路情報にマップマッチングするマップマッチング手段と、前記第１及び第２の自車位置情報の測位精度を判定する第１の判定手段と、前記第１の自車位置情報と前記第２の自車位置情報が、所定範囲内であるかを判定する第２の判定手段と、前記測位精度が所定基準以上に良好で、かつ、前記第１の自車位置情報と前記第２の自車位置情報の位置同士が前記所定範囲内で、かつ、この所定範囲内に前記道路情報が存在しない場合に、前記マップマッチングの結果に代えて、前記第１の自車位置情報と前記第２の自車位置情報の平均値を算出して自車位置とする切替手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
このように、２系統のＧＰＳ受信機の測位結果をもとに、それらの測位精度が良好で位置も近いが、近くに道路リンクが無い場合に、２つの測位結果の位置や方位の平均を採用し、それ以外の場合にマップマッチングを用いることで、無理なマップマッチングによる位置誤りが効果的に回避可能となる。
【００１３】
本発明の他の態様は、さらに、前記道路情報は、道路リンク情報と、道路ノード情報と、であること、を特徴とする。このように、道路区間に対応するリンクと、交差点や屈曲点に対応するノードの情報を用いることにより、過不足の無い適切な処理精度が実現される。
【００１４】
本発明の他の態様は、さらに、前記第１の自車位置情報及び前記第２の自車位置情報は、それぞれ、絶対位置情報と、方位情報と、であること、を特徴とする。このように、２系統のＧＰＳ測位結果として、絶対位置並びに方位の情報を対象とすることにより、位置と向きの両方について、判定精度が効果的に改善可能となる。
【００１５】
本発明の他の態様は、さらに、前記第１の判定手段は、前記測位精度を、前記ＧＰＳ受信機から取得するＤＯＰ値で判定すること、を特徴とする。このように、測位に使用しているＧＰＳ衛星の配置に基く精度指標値で測定精度を判定することにより、判定精度を容易に改善可能になる。
【００１６】
本発明の他の態様は、さらに、前記所定範囲は、第１又は第２の自車位置情報を中心として、予め設定した一定半径内の範囲であること、を特徴とする。このように、二つの自車位置について、その距離や道路リンクが近くにあるかの判定を、所定半径の円形範囲に基いて行うことにより、一貫した基準による簡明な処理で高精度な処理を容易に実装可能となる。
【００１７】
方法及びコンピュータプログラムにおいても、以上各態様に準ずる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、ＧＰＳ受信手段を二系統用いる簡明な手法で自車位置判定の精度を効果的に向上させるカーナビゲーションの技術を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための最良の実施形態について、図に沿って説明する。なお、背景技術や課題での説明と共通の前提事項は適宜省略する。
【００２０】
〔１．構成〕
本実施形態における車載用ナビゲーション装置（以下「本装置」と呼ぶ）は、自車位置を算出して表示するもので、図１の構成図に示すように、各種センサー１３を含むメインユニット１と、二つのＧＰＳ受信機Ｒ１，Ｒ２と、ＶＩＣＳ情報受信用のビーコン受信機２並びにＦＭ多重受信機３と、道路情報記憶手段４と、ディスプレイ５と、スピーカー６などを有する。
【００２１】
このうち、２台のＧＰＳ受信機Ｒ１，Ｒ２の各アンテナは、図示はしないが、空間的に離されて設置し、両アンテナ間は、ＧＰＳで使用される周波数の波長より長い間隔をあけ、例えば、車両の前部と後部、または左右のように設置することが望ましい。但し、各ＧＰＳ受信機での処理内容は共通でよく、基本的には相互に同型製品を使用し、独立に測位を行えばよい。
【００２２】
また、道路情報記憶手段４は、道路の位置を表す道路情報を記憶するＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤなどのドライブ装置であり、この道路情報は、従来同様、道路リンク情報と、道路ノード情報と、で構成する。
【００２３】
また、メインユニット１は、コンピュータの演算制御部であるＣＰＵ８と、メモリなどの記憶装置９と、表示用のグラフィックレンダー１０と、ディスプレイ５のタッチパネル機能で操作を受け付けるユーザインターフェース１１と、誘導案内や合図音などをスピーカー６に出力する音声出力装置１２と、各種センサー１３と、道路情報記憶手段４と情報を授受するデコーダ１４と、を有し、これら各部分はシステムバスによって接続されている。
【００２４】
このうち、ＣＰＵ８は、予め組み込まれた所定のプログラムにより、図１に示す各手段８１〜８８を実現し、これら各手段は、本実施形態における以下に説明するような機能作用を実現実行する処理手段である。
【００２５】
〔２．作用〕
以上のように構成された本実施形態における自車位置判定では、以下のような条件により、マップマッチング結果を採用するか、２台のＧＰＳ受信機に基く自車位置の平均値を採用するかを切り替える。具体的には、マップマッチングを採用する場合としては、２つのＧＰＳ受信機の測位精度が悪い場合と、２つのＧＰＳ受信機の測位精度が良い場合でも、２つの絶対位置関係が近接していないか、又は、２つの絶対位置関係が近接しているが近くにリンクが存在する場合は、マップマッチングの採用となる。
【００２６】
また、切替判断の前提として、各ＧＰＳ受信機における測位演算方法については従来同様でよく、各ＧＰＳ受信機がそれぞれ測位した測位結果に各種センサー出力を加味した自車位置情報をＣＰＵ８で処理することにより切替判断を行う。その処理手順の一例を図２に示す。また、マップマッチング（結果）を採用するか、２台のＧＰＳ受信機に基く平均値を採用するかについて、より具体的な場合分けを図３の表に示す。
【００２７】
図２のフローチャートと図３の表における例では、各ＧＰＳ受信機における測位結果として、ＧＰＳ受信機Ｒ１の測位位置がａポイント（座標Ｘａ、Ｙａ）で、ＧＰＳ受信機２の測位位置がｂポイント（座標Ｘｂ、Ｙｂ）であり、判定基準とする前記所定範囲として、任意に設定される半径α（例えば１０ｍ）を用いるものとする。この場合、２つのＧＰＳ受信機の測位精度が良く、ａ又はｂポイントを中心とした半径α内に他方のポイントが存在するが、前記中心としたポイントから半径α内にリンクが存在しない場合のみ、２台のＧＰＳ受信機の平均値（位置及び方位）を採用し、それ以外の場合はマップマッチングを採用する。
【００２８】
ここで、測位精度が良いというのは、例えば、２つのＧＰＳ受信機のうち測位精度が劣る方においても、３Ｄ測位状態で、ＤＯＰ値が所定値以下、のように設定することが望ましいが、具体的な基準は自由である。また、２台のＧＰＳ受信機に基く平均値としても、具体的な求め方の基準は設定可能であるが、例えば、２つの位置座標の平均位置は、２台のＧＰＳ受信機の測位位置座標を結ぶ線分の中間位置（中点）などとすればよい。また、平均方位としては、例えば、２台のＧＰＳ受信機におけるそれぞれの方位の間で、差が１８０°以内であれば、その平均値を用いる。
【００２９】
処理手順としては、図２のフローチャートに示すように、ナビゲーション装置（本装置）の電源がＯＮの場合（ステップＳ０１）、まず、ＧＰＳとセンサを用いた自車位置算出を行う。具体的には、ＧＰＳ受信機Ｒ１が測位結果（位置ａ、方位θａ）を出力し（ステップＳ０２）、ＧＰＳ受信機Ｒ２が測位結果（位置ｂ、方位θｂ）を出力する（ステップＳ０２）。
【００３０】
そして、第１位置情報取得手段８１は、ＧＰＳ受信機Ｒ１の測位結果（位置ａ、方位θａ）と、各種センサー１３から得る各種センサー情報とに基いて、第１の自車位置情報を得る（ステップＳ０４における第１位置情報取得処理）。
【００３１】
また、第２位置情報取得手段８２は、受信機Ｒ２の測位結果（位置ｂ、方位θｂ）と、各種センサー１３から得る各種センサー情報と、に基いて第２の自車位置情報を得る（ステップＳ０４における第２位置情報取得処理）。
【００３２】
これら第１の自車位置情報及び第２の自車位置情報は、それぞれ、絶対位置情報と、方位情報と、を含む。例えば、第１の自車位置情報は、ＧＰＳ受信機１から得る測位結果（位置ａ、方位θａ）を、センサー情報を加味して修正したものである。
【００３３】
次に、マップマッチング採用の可否判定である。すなわち、第一の判定手段８６が、２つのＧＰＳ受信機Ｒ１，Ｒ２について、それぞれから取得するＤＯＰ値（Dilution of Precision ）により測位精度を判定し（第１の判定処理）、また、第２の判定手段８７は、前記第１の自車位置情報と前記第２の自車位置情報が、互いに所定範囲内であるかを判定する（第２の判定処理）。ここで、所定範囲とは、例えば、第１又は第２の自車位置情報を中心として、予め設定した一定半径α内の範囲である。
【００３４】
そして、切替手段８８は、２つのＧＰＳ受信機による前記測位精度が所定基準以上に良好で、かつ、第１の自車位置情報と第２の自車位置情報の位置同士が前記所定範囲内に近接し、かつ、この所定範囲内に道路情報（例えば道路リンク）が存在しない場合に、前記マップマッチングの結果に代えて、第１の自車位置情報と第２の自車位置情報の平均値（位置及び方位）を算出して自車位置として採用する（切替処理）。
【００３５】
具体的には、２つのＧＰＳ受信機の測定精度が良くなければ（ステップＳ０５）、マップマッチング採用（ステップＳ１１）に進むが、測定精度が良ければ（ステップＳ０５）、次の判断に進む。すなわち、位置（点）ａを中心に、半径α内に他方の位置（点）ｂが存在し（ステップＳ０６）、かつ、点ａを中心とした半径α内にいずれかの道路リンクが存在しなければ、２台のＧＰＳ受信機の平均値（位置及び方位）を採用する（ステップＳ１０）。
【００３６】
また、位置（点）ｂを中心に、半径α内に他方の位置（点）ａが存在し（ステップＳ０８）、かつ、点ｂを中心とした半径α内にいずれかの道路リンクが存在しなければ、２台のＧＰＳ受信機の平均値（位置及び方位）を採用する（ステップＳ１０）。
【００３７】
すなわち、これら以外の場合は、マップマッチング手段８５によるマップマッチングの結果を用いることになり（ステップＳ１１）、マップマッチング手段８５は、第１又は第２のいずれかの自車位置情報又は両者の平均値を、いずれかの前記道路情報にマップマッチングするマップマッチング処理を適宜行う。
【００３８】
すなわち、以上の判定の基本的考え方は、２台のＧＰＳ受信機の測位精度が良好である中で、各々で求められた位置が近接しており（各々の位置ポイントを中心とした半径α内に相手の位置ポイントが存在する）、かつ、半径α内に地図データの道路（リンク）が存在しない場合には、ＧＰＳ受信機で求められた位置と方位を信用できるものとして、その平均値を採用するものである。なお、以上の説明では道路リンクで説明したが、ノードについても同様の扱いでよい。そして、平均を採用する条件が成立しない場合には、従来通りマップマッチングを行うものである。
【００３９】
以上のように、２台のＧＰＳ受信機の測位精度が良好であり、各々の測位結果による位置が近接している場合はＧＰＳ受信機の測位は信用できるものと判断してＧＰＳ測位結果（位置と方位）を採用することにより、リンクがない場合（新設道路の走行や、駐車場の走行など）でも誤ったマップマッチングが効果的に防止可能となる。また、本来マップマッチングをすべき場所でＧＰＳ受信機の測位精度に頼ったために従来生じていたような、誤った自車位置表示が低減できて自車位置精度が向上し、運転者に混乱を生じさせることもなく安心なカーナビゲーション装置を提供可能となる。
【００４０】
〔３．効果〕
以上のように、本実施形態によれば、運転者への誤った自車位置表示における混乱の低減、ひいては運転における安全性の向上に寄与できる。すなわち、以上のように、２系統のＧＰＳ受信機の測位結果をもとに、それらの測位精度が良好で位置も近いが、近くに道路リンクが無い場合に、２つの測位結果の位置や方位の平均を採用し、それ以外の場合にマップマッチングを用いることで、無理なマップマッチングによる位置誤りが効果的に回避可能となる。
【００４１】
特に、本実施形態では、道路区間に対応するリンクと、交差点や屈曲点に対応するノードの情報を用いることにより、過不足の無い適切な処理精度が実現される。また、本実施形態では、２系統のＧＰＳ測位結果として、絶対位置並びに方位の情報を対象とすることにより、位置と向きの両方について、判定精度が効果的に改善可能となる。
【００４２】
さらに、本実施形態では、測位に使用しているＧＰＳ衛星の配置に基く精度指標値で測定精度を判定することにより、判定精度を容易に改善可能になる。加えて、本実施形態では、二つの自車位置について、その距離や道路リンクが近くにあるかの判定を、所定半径の円形範囲に基いて行うことにより、一貫した基準による簡明な処理で高精度な処理を容易に実装可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す機能ブロック図。
【図２】本発明の実施形態における処理手順を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施形態におけるマップマッチングと、２台の受信機の平均値との、使い分けを示す図表。
【符号の説明】
【００４４】
１…メインユニット
２…ビーコン受信機
３…ＦＭ多重受信機
４…道路情報記憶手段
５…ディスプレイ
６…スピーカー
９…記憶装置
１０…グラフィックレンダー
１１…ユーザインターフェース
１２…音声出力装置
１３…各種センサー
１４…デコーダ
８１…第１位置情報取得手段
８２…第２位置情報取得手段
８５…マップマッチング手段
８６…第１の判定手段
８７…第２の判定手段
８８…切替手段
Ｒ１，Ｒ２…ＧＰＳ受信機
【図１】
2008076123.tif 000003
【図２】
2008076123.tif 000004
【図３】
2008076123.tif 000005