(57)【要約】【課題】側道が並行して走っていても確実にマップマッチングミスを防止できるようにする。【解決手段】マップマッチング処理により車両位置を走行道路上に修正するナビゲーション装置のマップマッチング方法である。道路幅あるいは道路の車線数に応じた数の仮想リンクＡ１〜Ａ３を想定し、仮想リンクをマップマッチング処理の対象リンクとしてマップマッチング処理を行って最適リンクを求め、該最適リンクが仮想リンクであれば、該仮想リンクに応じた道路上に車両位置を修正する。なお、仮想リンクが複数存在する場合には外側の仮想リンクのみをマップマッチング処理の対象リンクとすることもできる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マップマッチング処理により車両位置を走行道路上に修正するナビゲーション装置のマップマッチング方法において、
道路幅あるいは道路の車線数に応じた数の仮想リンクを想定し、
仮想リンクをマップマッチング処理の対象リンクとしてマップマッチング処理を行って最適リンクを求め、
該最適リンクが仮想リンクであれば、該仮想リンクに応じた道路上に車両位置を修正する、
ことを特徴とするマップマッチング方法。
【請求項２】
仮想リンクが複数存在する場合には外側の仮想リンクをマップマッチング処理の対象リンクとする、
ことを特徴とする請求項１記載のマップマッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマップマッチング方法に係わり、特に、仮想リンクを想定してマップマッチング処理により車両位置を走行道路上に修正するナビゲーション装置のマップマッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
位置検出器の検出誤差が累積すると、車両位置が走行道路上に表示されなくなる。そこで、ナビゲーション装置はマップマッチング処理により車両位置を推定し、推定車両位置を道路データと照合して道路上の実車両位置に修正する。図８〜図９は投影法によるマップマッチングの説明図である。現車両位置が点Ｐｉ−１（Ｘｉ−１，Ｙｉ−１）にあり、車両方位がθｉ−１であったとする（図８では点Ｐｉ−１は道路ＲＤａと一致していない場合を示す）。点Ｐｉ−１より一定距離Ｌａ（例えば１０ｍ）走行したときの相対方位がΔθｉであれば、自立航法による推定車両位置Ｐｉ′（Ｘｉ′，Ｙｉ′）と、Ｐｉ′での推定車両方位θｉは、次式
θｉ    ＝θｉ−１＋Δθｉ
Ｘｉ′＝Ｘｉ−１＋Ｌａ・ｃｏｓθｉ
Ｙｉ′＝Ｙｉ−１＋Ｌａ・ｓｉｎθｉ
により求められる。
【０００３】
このとき、（ａ）  推定車両位置Ｐｉ′を中心に２００ｍ四方に含まれ、しかも、垂線を降ろすことのできるリンク（道路を構成するエレメント）であって、推定車両位置Ｐｉ′での推定車両方位θｉとリンクの成す角度が一定値以内（たとえば４５０以内）で、かつ、推定車両位置Ｐｉ′からリンクに降ろした垂線の長さが一定距離（たとえば１００ｍ）以内となっているものを探す。ここでは道路ＲＤａ上の方位θａ１のリンクＬＫａ１（ノードＮａ０とＮａ１を結ぶ直線）と道路ＲＤｂ上の方位θｂ１のリンクＬＫｂ１（ノードＮｂ０とＮｂ１を結ぶ直線）となる。ついで、（ｂ）  推定車両位置Ｐｉ′からリンクＬＫａ１，ＬＫｂ１に降ろした垂線ＲＬｉａ、ＲＬｉｂの長さを求める。（ｃ）  しかる後、次式
Ｚ＝ｄＬ・２０＋ｄθ・２０    （ｄθ≦３５０）
Ｚ＝ｄＬ・２０＋ｄθ・４０    （ｄθ＞３５０）
により係数Ｚを演算する。なお、ｄＬは推定車両位置Ｐｉ′からリンクに降ろした垂線の長さ（推定車両位置からリンクまでの距離）、ｄθは推定車両方位θｉとリンクの成す角度であり、角度ｄθが大きいほど重み係数を大きくしている。
【０００４】
（ｄ）  係数値Ｚが求まれば、以下の▲１▼，▲２▼，▲３▼の条件、
▲１▼距離ｄＬ≦７５ｍ（最大引き付け距離７５ｍ）
▲２▼角度差ｄθ≦３００（最大引き付け角度３００）
▲３▼係数値Ｚ≦１５００
を満足するリンクを求め、係数値が最小のリンクをマッチング候補（最適道路）とする。ここではリンクＬＫａ１となる。（ｅ）  そして、点Ｐｉ−１と点Ｐｉ′を結ぶ走行軌跡ＳＨｉを垂線ＲＬｉａの方向に点Ｐｉ−１がリンクＬＫａ１上（またはリンクＬＫａ１の延長線上）に来るまで平行移動して、点Ｐｉ−１とＰｉ′の移動点ＰＴｉ−１とＰＴｉ′を求め、（ｆ）  最後に、点ＰＴｉ−１を中心にＰＴｉ′がリンクＬＫａ１上（またはリンクＬＫａ１の延長線上）に来るまで回転移動して移動点を求め、実車両位置Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ）とする。なお、実車両位置Ｐｉでの車両方位はθｉのままとされる。また、図９の如く、前回の車両位置である点Ｐｉ−１が道路ＲＤａにあるときは、移動点ＰＴｉ−１は点Ｐｉ−１と一致する。
【０００５】
以上のように投影法ではマップマッチング処理を行う。ところで、マップマッチング処理を行っても、幹線道路と側道が並行するところでは、マップマッチングミスが生じ易い。そこで、図１０（Ａ）に示すように実際の道路ＡＲＤが二車線になっていても、（Ｂ）に示すように地図データべースにおいて道路形状リンクＤＢが上下線に分離されていない場合は、（Ｃ）に示すように道路形状リンクＤＢから一定距離ａ，ｂの位置に上り仮想リンクＰＲ１、下り仮想リンクＰＲ２を想定し、この仮想リンクを用いてマップマッチング処理を行うようにしている。なお、ａ，ｂは等しく、例えば、片道１車線として３〜４ｍに設定される。
【０００６】
しかし、幹線道路が高速道路ＨＷＹであり、その道路幅が図１１（Ａ）に示すように広いと、（Ｂ）に示すように仮想リンクＰＲ１，ＰＲ２が道路の端１，２から相当ずれるため、（Ｃ）の車両Ｃ１のように高速道路ＨＷＹの端を走っていると、マップマッチング処理により側道ＳＲＤに引き付けられてしまう。図１２は、側道ＳＲＤに引き付けられる状況をより詳細に示す説明図である。なお、車両Ｃ２は仮想リンクＰＲ１に引き付けられて正しいマップマッチングが行われる。
特開平８−３３４３５１号公報には、道路の幅が大きいほど引き付け力が大きくなるようにしたマップマッチング方法が示されている。
【特許文献１】特開平８−３３４３５１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、図１０に示す従来技術のマップマッチング方法では道路幅が広くなると側道に引き付けられてマップマッチングミスが発生している。特許文献１の従来技術は道路幅が広い場合におけるマップマッチングミスの発生を防止する１つの方法であるが、確実に、マップマッチングミスを防止することはできない問題がある。
以上から本発明の目的は、側道が並行して走っていても確実にマップマッチングミスを防止できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明によれば、マップマッチング処理により車両位置を走行道路上に修正するナビゲーション装置のマップマッチング方法において、道路幅あるいは道路の車線数に応じた数の仮想リンクを想定し、仮想リンクをマップマッチング処理の対象リンクとしてマップマッチング処理を行って最適リンクを求め、該最適リンクが仮想リンクであれば、該仮想リンクに応じた道路上に車両位置を修正する、ことにより達成される。なお、仮想リンクが複数存在する場合には外側の仮想リンクをマップマッチング処理の対象リンクとすれば、マップマッチング処理の対象リンク数を減少することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（Ａ）本発明の概略
図１は本発明の概略説明図である。高速道路ＨＷＹの道路形状リンクＡに対して、道路幅あるいは道路の車線数に応じた数の仮想リンクＡ１〜Ａ３を想定し、これら仮想リンクＡ１〜Ａ３と側道ＳＲＤの道路形状リンクＢを対象リンクとしてマップマッチング処理を行って最適リンクを求める。例えば、マップマッチング処理により車両Ｃ１の最適リンクは仮想リンクＡ３、車両Ｃ２の最適リンクは仮想リンクＡ１として求まる。求まった最適リンクが仮想リンクであれば、表示地図において、該仮想リンクＡ１，Ａ３に応じた道路リンク形状Ａ上に車両位置を修正する。
なお、仮想リンクが複数存在する場合には、図２に示すように外側の仮想リンクＡ３をマップマッチング処理の対象リンクとすれば、マップマッチング処理の対象リンク数を減少でき、高速処理が可能になる。
【００１０】
（Ｂ）車載ナビゲーション装置
図３は本発明の車載ナビゲーション装置の全体構成図である。地図情報記憶部１１は地図データを記憶するＤＶＤなどである。ディスプレイ装置１２は車両の現在位置に応じた地図画像や車両位置マーク、誘導経路等を描画する。車両位置検出部１３は、図示しないが、車両の進行方位を検出する振動ジャイロ等の方位センサと所定走行距離毎に１個のパルスを発生する距離センサとＧＰＳ衛星からの電波を受信して車両の絶対位置を測位するＧＰＳ受信機とを使って車両の現在位置（緯度、経度）を推定する。リモコンあるいは操作部１４は、画面に表示されている各種メニューリストからメニューを選択したり、地図をスクロールする際に使用する。ナビゲーション制御部１５は、（１）  地図データを用いた車両周辺の地図画像発生処理、（２）  マップマッチング処理、（３）  経路探索処理、（４）  オフルート時の経路再探索処理、（５）車両位置マークや誘導経路画像の発生処理などを行う。
【００１１】
ナビゲーション制御部１５において、リモコン制御部１５ａはリモコンの操作に応じた信号を受信して各部に指示する。マップマッチング制御部１５ｂは地図情報と推定車両位置、車両方位を用いて所定走行距離（たとえば１０ｍ）毎に投影法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。地図画像描画部１５ｂは車両位置データに基づき、現在地周辺で画面表示範囲より広い範囲の地図データを地図情報記憶部１１から読み出し、該地図データに基づいてドットイメージの地図画像を発生する。誘導経路描画部１５ｄは誘導経路探索処理により得られた出発地から目的地までの誘導経路データに基づいて誘導経路画像を発生する。ビデオＲＡＭ１５ｅは地図画像及び誘導経路画像を記憶する。地図画像描画部１５ｃは、ディスプレイ画面の表示範囲がビデオＲＡＭ  １５ｅの画像範囲を超えないように、車両の走行に従って、随時、ビデオＲＡＭ  １５ｅを書き換え、また誘導経路描画部１５ｄも車両の走行に応じて誘導経路画像を発生してビデオＲＡＭ  １５ｅに記憶させるようになっている。
画像切り出し制御部１５ｆは、車両の現在位置がディスプレイ画面の中心あるいは下部中央に位置するようにビデオＲＡＭ  １５ｅから１画面分の地図画像を切り出す。切り出し位置は地図画像描画部１５ｃから指示される。車両位置マーク発生部１５ｇはディスプレイ画面の中心あるいは下部中央に車両位置マークを表示する。
【００１２】
誘導経路探索部１５ｈは、出発地（例えば車両現在位置）、目的地が入力されると地図情報に基づいて出発地から目的地までの誘導経路を探索する。また、誘導経路探索部１５ｈは、車両位置が誘導経路上に存在するか常時監視しており、車両位置が誘導経路から外れると（オフルート）、現在位置から目的地までの経路を再探索する。誘導経路記憶部１５ｉは出発地から目的地までの誘導経路を記憶する。合成部１５ｊは、ビデオＲＡＭ１５ｅ、車両位置マーク発生部１５ｇからそれぞれ読み出された地図画像及び誘導経路画像、車両位置マーク画像を合成してディスプレイ装置１２に出力し、画像表示する。
【００１３】
（Ｃ）リンクレコード
地図情報の道路レイヤ情報には各道路を構成するリンクレコードが含まれている。図４はリンクレコードの構成説明図であり、リンクレコードの項番７の１バイトデータは車線幅情報を含み、項番１０の１バイトデータは車線数情報を含んでいる。図５は項番７の車線幅情報説明図であり、ビット４〜６により道路幅が示され、ビット７により上記道路幅が上下線を含めたトータルの道路幅であるか、片道の道路幅であるかが示されている。片道であるとすれば、０ｈ，１ｈは車線数が片道１車線、２ｈは片道の車線数が片道２￣３車線、３ｈは片道の車線数が４車線以上とみなせる。図６は項番１０の車線数情報説明図であり、０ｈは片道の車線数が４車線以上、１ｈは片道の車線数が片道２￣３車線、２ｈは片道の車線数が１車線である。なお、将来の地図データには正確な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向けの地図データべースが提供されつつあるが、この地図データべースには車線数や道路幅が正確に格納されることになっている。
【００１４】
（Ｄ）仮想道路形状リンクの設定法
マップマッチング制御部１５ｂはマップマッチング処理に際して、道路リンクの道路幅情報あるいは車線数情報に基づいて仮想道路形状リンクの数を決定し、道路形状リンクＡ（図１参照）から適当な位置に仮想道路形状リンクＡｉを設定し、これら仮想道路形状リンクＡｉをマップマッチング対象リンクとしてマップマッチング処理を行う。
図６の車線数情報を用いた具体的な、仮想道路形状リンク数の決定法は、以下の通りである。
（１）  車線数情報が０ｈの場合には、４車線以上なので、１〜４車線目（平均道路幅×車線数で距離を計算）に仮想リンクをおく。５車線以上の道路はあまりないが、その場合でも、４車線目にリンクがある場合と従来の１車線目にしかリンクがないのでは、はるかにマップマッチングミスが生じずらくなる。
（２）  道路情報が１ｈの場合には、２〜３車線なので、以下の２つが対応できる。
・１〜２車線目を仮想リンクとして作成する（平均道路幅×車線数で距離を計算）。
・１〜３車線目を仮想リンクとして作成し、もし３車線目の範囲に他の道路（側道など）が同じ高さ（地表の道路か高架か）で重なるなら、３車線目は削除する。地表か高架かの区別は、地図データべースに格納されている。
（３）  道路幅情報が２ｈの場合には、仮想リンクを１つ作成する。
（４）  道路幅情報が３ｈの場合には、現在未使用なので特に何もしない。
【００１５】
以上では、図１に示すように複数車線道路の場合、全車線に仮想道路形状リンクＡ１〜Ａ３を設け、これらをマップマッチング対象リンクとする場合であるが、図２に示すように外側の仮想道路形状リンクＡ３のみを設けてマップマッチング対象リンクとすることもできる。
【００１６】
（Ｅ）マップマッチング処理
図７は本発明のマップマッチング処理フローである。
マップマッチング制御部１５ｂは、車両の所定走行距離毎にマップマッチング処理を行う。すなわち、（Ｄ）に示す方法により道路幅あるいは車線数に基づいて仮想道路形状リンク（仮想リンク）を設定する（ステップ１０１）。ついで、仮想リンクを処理対象リンクとしてマップマッチング処理を実行し（ステップ１０２）、最適なリンク（マップマッチング候補リンク）を決定する（ステップ１０３）。ついで、求まった最適リンクが仮想リンクであるかチェックし（ステップ１０４）、仮想リンクであれば、車両位置を表示されている地図の該仮想リンクに応じた道路形状リンク上に修正する（ステップ１０５）。一方、仮想リンクでなければ、側道のリンク上に車両位置を修正する（ステップ１０６）。
【００１７】
【発明の効果】
以上本発明によれば、道路幅あるいは道路の車線数に応じた数の仮想リンクを想定し、仮想リンクをマップマッチング処理の対象リンクとしてマップマッチング処理を行って最適リンクを求め、該最適リンクが仮想リンクであれば、該仮想リンクに応じた道路上に車両位置を修正するようにしたから、側道が並行して走っていても確実にマップマッチングミスを防止することができる。また、仮想リンクが複数存在する場合には外側の仮想リンクをマップマッチング処理の対象リンクとすることにより、対象リンク数を減少でき、高速のマップマッチング処理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略説明図である。
【図２】仮想リンクが複数存在する場合の本発明の概略説明図である。
【図３】本発明の車載ナビゲーション装置の全体構成図である。
【図４】リンクレコードの構成説明図である。
【図５】車線幅情報説明図である。
【図６】車線数情報説明図である。
【図７】本発明のマップマッチング処理フローである。
【図８】投影法による第１のマップマッチングの説明図である。
【図９】投影法による第２のマップマッチングの説明図である。
【図１０】従来技術説明図である。
【図１１】従来技術の問題点説明図である。
【図１２】従来技術の問題点説明する別の図である。
【符号の説明】
Ａ  道路形状リンク
Ａ１〜Ａ３  仮想道路形状リンク
Ｂ  側道の道路形状リンク
Ｃ１，Ｃ２  車両
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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