(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の現在位置を示す候補である複数の候補位置を取得する位置取得手段と、
所定区間の前記車両の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、
前記位置取得手段によって取得された複数の前記候補位置周辺の、前記所定区間以上の一定区間の道路の傾斜角に関する情報を取得する傾斜角取得手段と、
前記傾斜角算出手段によって算出された前記所定区間の傾斜角が示すパターンと、前記傾斜角取得手段によって取得された前記一定区間の前記道路の傾斜角に関する情報に含まれるパターンとの比較結果に基づいて、複数の前記候補位置のうち一つを判断対象候補として補正値を算出し、当該補正値を用いて複数の前記候補位置を補正する処理を、複数の前記候補位置のすべてが判断対象候補となるまで繰り返し行う補正手段と、
前記補正手段によって補正されたすべての前記候補位置の中から、前記傾斜角取得手段によって取得された前記一定区間の傾斜角が示すパターンと最も類似するパターンを示す前記候補位置を前記車両の現在位置として決定する決定手段と、
前記各手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする経路誘導装置。
【請求項２】
前記位置取得手段は、複数の候補位置を取得し、
前記傾斜角取得手段は、複数の前記候補位置周辺の道路の傾斜角に関する情報をそれぞれ取得し、
前記補正手段は、複数の前記候補位置をそれぞれ補正し、
前記補正手段によって補正された複数の前記候補位置の中から、前記傾斜角算出手段によって算出された前記所定区間の傾斜角が示すパターンと前記傾斜角取得手段によって取得された前記一定区間の前記道路の傾斜角に関する情報に含まれるパターンとが最も類似するパターンを示す前記候補位置を前記車両の現在位置として決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の経路誘導装置。
【請求項３】
前記補正手段は、さらに前記車両の現在位置として決定した前記候補位置に適用した補正値を他の候補位置に適用し、
前記位置取得手段は、前記他の候補位置に関して補正後の候補位置を基礎として所定条件に達するまで前記候補位置の取得を継続することを特徴とする請求項１に記載の経路誘導装置。
【請求項４】
前記決定手段によって決定された前記車両の現在位置を地図情報上に表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の経路誘導装置。
【請求項５】
前記位置取得手段は、ＧＰＳ衛星から受信する前記車両の位置情報および前記車両に搭載された方位センサーおよび車速センサーおよび加速度センサーから出力された情報によって、前記候補位置を取得することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の経路誘導装置。
【請求項６】
目的地点までの経路誘導をおこなう経路誘導装置の経路誘導方法において、
車両の現在位置を示す候補である複数の候補位置を取得する位置取得工程と、
所定区間の前記車両の傾斜角を算出する傾斜角算出工程と、
前記位置取得工程によって取得された複数の前記候補位置周辺の、前記所定区間以上の一定区間の道路の傾斜角に関する情報を取得する傾斜角取得工程と、
前記傾斜角算出工程によって算出された前記所定区間の傾斜角が示すパターンと、前記傾斜角取得工程によって取得された前記一定区間の前記道路の傾斜角に関する情報に含まれるパターンとの比較結果に基づいて、複数の前記候補位置のうち一つを判断対象候補として補正値を算出し、当該補正値を用いて複数の前記候補位置を補正する処理を、複数の前記候補位置のすべてが判断対象候補となるまで繰り返し行う補正工程と、
前記補正工程によって補正されたすべての前記候補位置の中から、前記傾斜角取得工程によって取得された前記一定区間の傾斜角が示すパターンと最も類似するパターンを示す前記候補位置を前記車両の現在位置として決定する決定工程と、
を含むことを特徴とする経路誘導方法。
【請求項７】
請求項６に記載した経路誘導方法をコンピュータに実行させることを特徴とする経路誘導プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載した経路誘導プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、目的地点までの経路誘導をおこなう経路誘導装置、経路誘導方法、経路誘導プログラムおよび記録媒体に関する。ただし、本発明の利用は、上述した経路誘導装置、経路誘導方法、経路誘導プログラムおよび記録媒体には限られない。
【背景技術】
【０００２】
従来、目的地点までの経路の探索および誘導をおこなうナビゲーション装置においては、自車に設けられたセンサーやＧＰＳなど外部から取得する情報に基づいて自車位置を認識し、地図情報に重ねて表示画面上に表示する。このとき、ナビゲーション装置で認識する自車位置と地図情報との間に誤差が生じる場合がある。このような誤差が生じると、正しい経路誘導をおこなうことができないため、誤差を補正して、地図情報の道路を走行するように自車位置を表示するマップマッチングがおこなわれている。
【０００３】
マップマッチングの基本構成要素は、自車に設けられたセンサーの方位と走行距離入力および、それと比較するための地図情報の道路座標データである。また、高架化されている高速道路と一般道が平行しているなど、高低差がある場所においては、車両に加わる重力および重力加速度から算出される車両の傾斜角と、あらかじめ記録されている道路の傾斜情報に基づいて、より精度の高い位置へのマッチングをおこなっている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２５３３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術によれば、地図情報の誤差やセンサー出力の誤差などによって、実際に自車が存在する場所とナビゲーション装置が予測する自車の予測位置（以下、候補という）との間に誤差が発生する場合がある。高低差がある場所の場合、マップマッチングに用いられるデータは３次元に渡り、高低差がある場所と比較して誤差が発生する要因が多い。このように、実際の自車の位置と候補との間にずれが発生してしまうと、的確なマップマッチングをおこなうことができないという問題が一例として挙げられる。
課題を解決するための手段
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる経路誘導装置は、車両の現在位置を示す候補である複数の候補位置を取得する位置取得手段と、所定区間の前記車両の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、前記位置取得手段によって取得された複数の前記候補位置周辺の、前記所定区間以上の一定区間の道路の傾斜角に関する情報を取得する傾斜角取得手段と、前記傾斜角算出手段によって算出された前記所定区間の傾斜角が示すパターンと、前記傾斜角取得手段によって取得された前記一定区間の前記道路の傾斜角に関する情報に含まれるパターンとの比較結果に基づいて、複数の前記候補位置のうち一つを判断対象候補として補正値を算出し、当該補正値を用いて複数の前記候補位置を補正する処理を、複数の前記候補位置のすべてが判断対象候補となるまで繰り返し行う補正手段と、前記補正手段によって補正されたすべての前記候補位置の中から、前記傾斜角取得手段によって取得された前記一定区間の傾斜角が示すパターンと最も類似するパターンを示す前記候補位置を前記車両の現在位置として決定する決定手段と、前記各手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項６の発明にかかる経路誘導方法は、目的地点までの経路誘導をおこなう経路誘導装置の経路誘導方法において、車両の現在位置を示す候補である複数の候補位置を取得する位置取得工程と、所定区間の前記車両の傾斜角を算出する傾斜角算出工程と、前記位置取得工程によって取得された複数の前記候補位置周辺の、前記所定区間以上の一定区間の道路の傾斜角に関する情報を取得する傾斜角取得工程と、前記傾斜角算出工程によって算出された前記所定区間の傾斜角が示すパターンと、前記傾斜角取得工程によって取得された前記一定区間の前記道路の傾斜角に関する情報に含まれるパターンとの比較結果に基づいて、複数の前記候補位置のうち一つを判断対象候補として補正値を算出し、当該補正値を用いて複数の前記候補位置を補正する処理を、複数の前記候補位置のすべてが判断対象候補となるまで繰り返し行う補正工程と、前記補正工程によって補正されたすべての前記候補位置の中から、前記傾斜角取得工程によって取得された前記一定区間の傾斜角が示すパターンと最も類似するパターンを示す前記候補位置を前記車両の現在位置として決定する決定工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項７の発明にかかる経路誘導プログラムは、請求項６に記載した経路誘導方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項８の発明にかかる記録媒体は、請求項７に記載した経路誘導プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能なことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
［００１０］
［図１］図１は、実施の形態にかかる経路誘導装置の機能的構成を示すブロック図である。
［図２］図２は、経路誘導装置のマップマッチング処理を示すフローチャートである。
【図３】図３は、実施例にかかるナビゲーション装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図４は、自車位置および候補の位置関係を模式的に示す図である。
【図５】図５は、経路誘導部がおこなうマップマッチング処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、経路誘導部がおこなうマップマッチング処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、ステップＳ５０１およびＳ５０２の処理を説明するための説明図である。
【図８】図８は、ステップＳ５０４〜Ｓ５０６の処理を説明するための説明図である。
【図９】図９は、ステップＳ５０４〜Ｓ５０６の処理を説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、ステップＳ５０５〜Ｓ５０８の処理を説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、ステップＳ５０５〜Ｓ５０８の処理を説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、ステップＳ５０５〜Ｓ５０８の処理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００１１】
１００  経路誘導装置
１０１  位置取得部
１０２  傾斜角算出部
１０３  傾斜角取得部
１０４  補正部
１０５  決定部
１０６  表示部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる経路誘導装置、経路誘導方法、経路誘導プログラムおよび記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる経路誘導装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態にかかる経路誘導装置１００は、位置取得部１０１、傾斜角算出部１０２、傾斜角取得部１０３、補正部１０４、決定部１０５、表示部１０６によって構成される。また、各構成部１０１〜１０６は、各部を制御する制御部（図示せず）によって制御されている。
【００１４】
位置取得部１０１は、車両の現在位置を示す候補である候補位置を取得する。位置取得部１０１は、具体的には、たとえば、ＧＰＳ衛星から受信する車両の位置情報および方位センサーおよび車速センサーから出力された情報によって、候補位置を算出する。また、位置取得部１０１が取得する候補位置は、複数であってもよい。
【００１５】
傾斜角算出部１０２は、車両の傾斜角を算出する。傾斜角算出部１０２は、具体的には、たとえば、傾斜角センサーやジャイロセンサーなどによって車両の傾斜角を算出する。また、算出した傾斜角の情報を所定の区間分蓄積する。
【００１６】
傾斜角取得部１０３は、位置取得部１０１によって取得された候補位置周辺の道路（候補が走行している道路）の傾斜角に関する情報を取得する。傾斜角取得部１０３は、具体的には、たとえば、地図情報に含まれる道路の傾斜角情報を取得する。傾斜角取得部１０３が取得する傾斜角に関する情報は、傾斜角算出部１０２が車両の傾斜角を算出する所定の区間以上の、一定区間のものであることが望ましい。なお、候補位置が複数取得された場合には、複数の候補位置周辺の道路の傾斜角に関する情報をそれぞれ取得する。
【００１７】
補正部１０４は、傾斜角算出部１０２によって算出された所定の区間の傾斜角の情報と、傾斜角取得部１０３によって取得された道路の傾斜角に関する情報とに基づいて、候補位置を補正する。補正部１０４は、具体的には、たとえば、傾斜角算出部１０２によって算出された所定の区間の傾斜角の情報が示すパターンと、傾斜角取得部１０３によって取得された一定区間の道路の傾斜角に関する情報に含まれるパターンとの比較結果に基づいて、候補位置を補正する。なお、候補位置を複数取得している場合には、複数の候補位置をそれぞれ補正する。
【００１８】
決定部１０５は、位置取得部１０１が複数の候補位置を取得した場合に、補正部１０４によって補正された複数の候補位置の中から、傾斜角算出部１０２によって算出された所定の区間の傾斜角の情報が示すパターンと前記傾斜角取得部１０３によって取得された前記一定区間の前記道路の傾斜角に関する情報に含まれるパターンとが最も類似するパターンを示す候補位置を車両の現在位置として決定する。表示部１０６は、決定部１０５によって決定された車両の現在位置を地図情報上に表示する。
【００１９】
図２は、経路誘導装置のマップマッチング処理を示すフローチャートである。以下の説明において、位置取得部１０１が取得する候補位置は複数あるものとする。まず、位置取得部１０１が、車両の現在位置を示す候補である候補位置を取得する（ステップＳ２０１）。つぎに、傾斜角算出部１０２によって、所定の区間の車両の傾斜角を算出する（ステップＳ２０２）。また、傾斜角取得部１０３が、候補位置周辺の道路の傾斜角に関する情報を取得する（ステップＳ２０３）。
【００２０】
そして、補正部１０４が、傾斜角算出部１０２によって算出された所定の区間の傾斜角の情報と、傾斜角取得部１０３によって取得された道路の傾斜角に関する情報とに基づいて、候補位置を補正する（ステップＳ２０４）。つぎに、決定部１０５が、補正部１０４によって補正された複数の候補位置の中から、傾斜角算出部１０２によって算出された所定の区間の傾斜角の情報が示すパターンと前記傾斜角取得部１０３によって取得された前記一定区間の前記道路の傾斜角に関する情報に含まれるパターンとが最も類似するパターンを示す候補位置を車両の現在位置として決定する（ステップＳ２０５）。表示部１０６が、決定部１０５によって決定された車両の現在位置を地図情報上に表示して（ステップＳ２０６）、本フローチャートによる処理を終了する。
【００２１】
以上説明したように、経路誘導装置１００によれば、傾斜角算出部１０２によって算出された車両の傾斜角の情報と、傾斜角取得部１０３によって取得された道路の傾斜角に関する情報とに基づいて候補位置を補正し、より高い精度で車両の位置を得ることができる。また、傾斜角情報を補正に用いるため、特に、高低差がある場所での車両の位置を精度よく得ることができる。
【００２２】
また、傾斜角算出部１０２によって算出された所定の区間の傾斜角の情報が示すパターンと、傾斜角取得部１０３によって取得された一定区間の道路の傾斜角に関する情報に含まれるパターンとの比較結果に基づいて、候補位置を補正することによって、効率よく精度のよい補正をおこなうことができる。
【００２３】
また、補正後の候補位置の中から、車両の傾斜角の情報が示すパターンと最も類似するパターンを示す候補位置を車両の現在位置として決定し、地図情報上に表示することによって、より的確なマップマッチング処理をおこなうことができる。
【実施例】
【００２４】
（ナビゲーション装置３００のハードウェア構成）
図３は、実施例にかかるナビゲーション装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。はじめに、実施例にかかるナビゲーション装置３００のハードウェア構成について説明する。ナビゲーション装置３００は、出発地点から目的地点までの経路を探索し、探索された経路に沿ってユーザの車両を誘導する。本実施例において、実施の形態にかかる経路誘導装置１００は、ナビゲーション装置３００によって実現される。
【００２５】
図３において、ナビゲーション装置３００は、車両に搭載されており、ナビゲーション制御部３０１と、ユーザ操作部３０２と、表示部３０３と、位置取得部３０４と、記録媒体３０５と、記録媒体デコード部３０６と、案内音出力部３０７と、通信部３０８と、経路探索部３０９と、経路誘導部３１０と、案内音生成部３１１と、スピーカ３１２と、によって構成される。
【００２６】
ナビゲーション制御部３０１は、ナビゲーション装置３００全体を制御する。ナビゲーション制御部３０１は、たとえば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）や、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、および、ＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などによって構成されるマイクロコンピュータなどによって実現することができる。
【００２７】
また、ナビゲーション制御部３０１は、経路誘導に際し、経路探索部３０９、経路誘導部３１０、案内音生成部３１１との間で経路誘導に関する情報の入出力をおこない、その結果得られる情報を表示部３０３および案内音出力部３０７へ出力する。
【００２８】
ユーザ操作部３０２は、文字、数値、各種指示など、ユーザによって入力操作された情報をナビゲーション制御部３０１に対して出力する。ユーザ操作部３０２の構成としては、物理的な押下／非押下を検出する押ボタンスイッチ、タッチパネル、キーボード、ジョイスティックなど公知の各種形態を採用することが可能である。ユーザ操作部３０２は、外部からの音声を入力するマイクを用いて、音声によって入力操作をおこなう形態としてもよい。
【００２９】
ユーザ操作部３０２は、ナビゲーション装置３００に対して一体に設けられていてもよいし、リモコンのようにナビゲーション装置３００から分離して操作可能な形態であってもよい。ユーザ操作部３０２は、上述した各種形態のうちいずれか単一の形態で構成されていてもよいし、複数の形態で構成されていてもよい。ユーザは、ユーザ操作部３０２の形態に応じて、適宜入力操作をおこなうことによって情報を入力する。ユーザ操作部３０２の操作によって入力される情報としては、たとえば、探索する経路の目的地点または出発地点が挙げられる。
【００３０】
目的地点または出発地点の入力は、それぞれの地点の緯度・経度や住所を入力する他、目的地点または出発地点となる施設の電話番号やジャンル、キーワードなどを指定することによって、該当する施設が探索され、その位置を特定することができる。より詳細には、これらの情報は、後述する記録媒体３０５に記録された地図情報に含まれる背景種別データに基づいて、地図上の一点として特定される。また、後述する表示部３０３に地図情報を表示させ、表示された地図上の一点を指定するようにしてもよい。
【００３１】
また、ユーザ操作部３０２の形態としてタッチパネルを採用することもできる。タッチパネルを採用する場合、このタッチパネルは表示部３０３の表示面側に積層して使用される。そして、表示部３０３における表示タイミングとタッチパネル（ユーザ操作部３０２）に対する操作タイミングおよびその位置座標とを管理することによって、入力情報を認識する。ユーザ操作部３０２の形態として表示部３０３に積層されたタッチパネルを採用することにより、ユーザ操作部３０２の形態を大型化することなく多くの情報入力をおこなうことができる。タッチパネルとしては、抵抗膜式、感圧式など公知の各種タッチパネルを用いることが可能である。
【００３２】
表示部３０３は、たとえば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイなどを含む。表示部３０３は、具体的には、たとえば、映像Ｉ／Ｆや映像Ｉ／Ｆに接続された映像表示用のディスプレイ装置によって構成することができる。映像Ｉ／Ｆは、具体的には、たとえば、ディスプレイ装置全体の制御をおこなうグラフィックコントローラと、即時表示可能な画像情報を一時的に記録するＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ  ＲＡＭ）などのバッファメモリと、グラフィックコントローラから出力される画像情報に基づいて、ディスプレイ装置を表示制御する制御ＩＣなどによって構成される。表示部３０３には、アイコン、カーソル、メニュー、ウィンドウ、あるいは文字や画像などの各種情報が表示される。また、表示部３０３には、後述する記録媒体３０５に記録された地図情報や経路誘導に関する情報が表示される。
【００３３】
位置取得部３０４は、ＧＰＳレシーバおよび各種センサーから構成され、自装置の現在位置（自車位置）の情報を取得する。ＧＰＳレシーバは、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、ＧＰＳ衛星との幾何学的位置を求める。なお、ＧＰＳとは、Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍの略称であり、４つ以上の衛星からの電波を受信することによって地上での位置を正確に求めるシステムである。ＧＰＳレシーバは、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するためのアンテナ、受信した電波を復調するチューナーおよび復調した情報に基づいて現在位置を算出する演算回路などによって構成される。
【００３４】
各種センサーは、車速センサーや角速度センサー、加速度（傾斜）センサーなど自車やナビゲーション装置３００に搭載された各種センサーであり、これらのセンサーから出力される情報から、自車の走行軌跡を求める。このように、ＧＰＳレシーバによって外部から得られた情報と合わせて、各種センサーの出力する情報とを用いることによって、より高い精度で自車位置の認識をおこなうことができる。
【００３５】
車速センサーは、ナビゲーション装置３００を搭載する車両のトランスミッションの出力側シャフトから検出され、所定周期のパルス信号を出力する。従って、パルス信号は車輪の回転と同期しているため、このパルス数をカウントすることによって、車輪の一回転あたりのパルス数を考慮すれば、パルス数に応じて走行距離を算出することができる。角速度センサーは、自車の回転時の角速度を検出し、角速度情報と相対方位情報とを出力する。加速度（傾斜）センサーは、車両にかかる重力加速度を検出し、出力する。従って、この加速度（傾斜）センサーの出力から傾斜角度が検出できる。
【００３６】
後述する経路誘導部３１０は、角速度センサーおよび加速度(傾斜)センサーから出力された情報から、車両の移動に伴う傾斜角の情報（以下、傾斜角情報という）をもとに、車両の位置を補正し、マップマッチングをおこなっている。
【００３７】
記録媒体３０５は、各種制御プログラムや各種情報をコンピュータに読み取り可能な状態で記録する。記録媒体３０５は、記録媒体デコード部３０６による情報の書き込みを受け付けるとともに、書き込まれた情報を不揮発に記録する。記録媒体３０５は、たとえば、ＨＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ）によって実現することができる。記録媒体３０５は、ＨＤに限るものではなく、ＨＤに代えて、あるいは、ＨＤに加えて、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）やＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）など、記録媒体デコード部３０６に対して着脱可能であり可搬性を有するメディアを記録媒体３０５として用いてもよい。記録媒体３０５は、ＤＶＤおよびＣＤに限るものではなく、ＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｋ）、メモリカードなどの記録媒体デコード部３０６に対して着脱可能であり可搬性を有するメディアを利用することもできる。
【００３８】
記録媒体３０５に記録された地図情報は、建物、河川、地表面などの地物（フィーチャ）をあらわす背景データと、道路の形状をあらわす道路形状データとを有しており、表示部３０３の表示画面において２次元または３次元に描画される。ナビゲーション装置３００が経路誘導中の場合は、記録媒体３０５に記録された地図情報と位置取得部３０４によって取得された自車位置とが重ねて表示されることとなる。
【００３９】
背景データは、背景の形状をあらわす背景形状データと、背景の種類をあらわす背景種別データとを有する。背景形状データは、たとえば、地物の代表点・ポリライン・ポリゴン・地物の座標などを含んでいる。また、背景種別データは、たとえば、地物の名称や住所・電話番号をあらわすテキストデータ、建物・河川・地表面などの地物の種別データを含んでいる。
【００４０】
道路形状データは、複数のノードと、ノード間を連結するリンクとを有する道路ネットワークである。ノードは、Ｔ字路などの三叉路、十字路、五叉路などの複数の道路が交差する交差点を示している。リンクは、道路を示している。リンクには形状補間点を有するものもあり、この形状補間点によって曲線道路を表現することができる。
【００４１】
道路形状データには、平面上の道路形状の他、道路の傾斜角情報が含まれており、位置取得部３０４から出力されるデータと合わせて、立体交差などの高低差がある場所での自車位置の認識を可能としている。
【００４２】
道路形状データは、さらに交通条件データを有する。交通条件データには、たとえば、各ノードについて、信号や横断歩道などの有無、高速道路の出入り口やジャンクションの有無、各リンクについての長さ（距離）、車幅、進行方向、道路種別（高速道路、有料道路、一般道路など）などの情報が含まれている。交通条件データには、過去の渋滞情報を、季節・曜日・大型連休・時刻などを基準に統計処理した過去渋滞情報を記録している。
【００４３】
なお、本実施例では地図情報を記録媒体３０５に記録するようにしたが、これに限るものではない。地図情報は、ナビゲーション装置３００のハードウェアと一体に設けられているものに限って記録されているものではなく、ナビゲーション装置３００外部に設けられていてもよい。その場合、ナビゲーション装置３００は、たとえば、通信部３０８を通じて、ネットワークを介して地図情報を取得する。取得された地図情報はＲＡＭなどに記録される。
【００４４】
記録媒体デコード部３０６は、記録媒体３０５に対する情報の読み取り／書き込みの制御をおこなう。たとえば、記録媒体３０５としてＨＤを用いた場合には、記録媒体デコード部３０６は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）となる。同様に、記録媒体３０５としてＤＶＤあるいはＣＤ（ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷを含む）を用いた場合には、記録媒体デコード部３０６は、ＤＶＤドライブあるいはＣＤドライブとなる。書き込み可能かつ着脱可能な記録媒体３０５として、ＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）、ＭＯ、メモリカードなどを利用する場合には、各種記録媒体３０５への情報の書き込みおよび各種記録媒体３０５に記録された情報の読み出しが可能な専用のドライブ装置を、記録媒体デコード部３０６として適宜用いる。
【００４５】
案内音出力部３０７は、接続されたスピーカ３１２への出力を制御することによって、案内音を再生する。スピーカ３１２は、一つであってもよいし、複数であってもよい。具体的には、案内音出力部３０７は、音声出力用のスピーカ３１２に接続される音声Ｉ／Ｆによって実現することができる。より具体的には、音声Ｉ／Ｆは、たとえば、音声デジタル情報のＤ／Ａ変換をおこなうＤ／Ａコンバータと、Ｄ／Ａコンバータから出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器と、音声アナログ信号のＡ／Ｄ変換をおこなうＡ／Ｄコンバータと、から構成することができる。
【００４６】
通信部３０８は、たとえば、ＦＭチューナー、ＶＩＣＳ／ビーコンレシーバ、無線通信機器、およびその他の通信機器によって構成され、他の通信機器との通信をおこなう。通信部３０８によって取得される情報として、たとえば、渋滞や交通規制などの道路交通情報が挙げられる。通信部３０８による道路交通情報の受信は、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）センターから道路交通情報が配信されたタイミングで行ってもよいし、ＶＩＣＳセンターに対し定期的に道路交通情報を要求することで行ってもよい。また、サーバに集約された全国のＶＩＣＳ情報から、所望の地域の道路交通情報をネットワークを介して取得するようにしてもよい。
【００４７】
経路探索部３０９は、記録媒体３０５に記録されている地図情報や、通信部３０８を介して取得するＶＩＣＳ情報などを利用して、出発地点から目的地点までの最適な経路を探索する。ここで、最適な経路とは、ユーザが指定した条件に最も合致する経路である。一般に、出発地点から目的地点までの経路は無数に存在する。このため、経路探索にあたって考慮される事項を設定し、条件に合致する経路を探索するようにしている。
【００４８】
経路探索部３０９が探索する経路の出発地点には、位置取得部３０４によって取得される現在位置、またはユーザ操作部３０２からユーザによって指定される出発地点が設定される。また、目的地点には、ユーザによって入力された目的地点の他、ジャンル検索などによって地図データから検索された施設を目的地点と設定してもよい。
【００４９】
経路誘導部３１０は、経路探索部３０９によって探索された誘導経路情報、位置取得部３０４によって取得された自車位置情報、記録媒体３０５から記録媒体デコード部３０６を経由して得られた地図情報に基づいて、リアルタイムな経路誘導情報の生成をおこなう。このとき生成される経路誘導情報は、通信部３０８によって受信した渋滞情報を考慮したものであってもよい。経路誘導部３１０で生成された経路誘導情報は、ナビゲーション制御部３０１を介して表示部３０３へ出力される。
【００５０】
経路誘導部３１０は、経路誘導に際し、位置取得部３０４を構成する各種センサーによって取得された各種データと、記録媒体３０５から記録媒体デコード部３０６を経由して得られた地図情報とに基づいて、自車が地図上のどの位置を走行しているかを算出している。この際、位置取得部３０４によって取得された各種データに補正をおこない、地図情報の道路上を走行しているように自車位置を補正するマップマッチングをおこなっている。特に、高低差がある場所においては、自車の傾斜情報を用いて精度のよいマップマッチングをおこなうこととしている。経路誘導部３１０がおこなうマップマッチングの処理の詳細については後述する。
【００５１】
案内音生成部３１１は、パターンに対応したトーンと音声の情報を生成する。すなわち、経路誘導部３１０で生成された経路誘導情報に基づいて、案内ポイントに対応した仮想音源の設定と音声ガイダンス情報の生成をおこない、これをナビゲーション制御部３０１を介して案内音出力部３０７へ出力する。
【００５２】
なお、実施の形態にかかる経路誘導装置１００の機能的構成である、位置取得部１０１および傾斜角算出部１０２は、位置取得部３０４および経路誘導部３１０によって、傾斜角取得部１０３、補正部１０４、決定部１０５は、経路誘導部３１０によって、表示部１０６は、表示部３０３および経路誘導部３１０によって、制御部ナビゲーション制御部３０１によって、その機能を実現する。
【００５３】
（経路誘導部３１０のマップマッチング処理）
つぎに、経路誘導部３１０がおこなうマップマッチング処理の詳細について説明する。前述のように、経路誘導部３１０は、位置取得部３０４によって取得された情報をもとに自車位置を認識し、記録媒体３０５に記録された地図情報上の一点に自車位置を表示する。その際、地図情報の道路上に自車位置を置くように、マップマッチングをおこなっている。
【００５４】
位置取得部３０４は、ＧＰＳ情報および自車に設けられた各種センサーから出力されるデータから自車位置を認識するが、各種センサーから出力されるデータは、算出時および出力タイミングに誤差を有している場合がある。この誤差は相対誤差であり、走行距離に比例して蓄積されてしまう。これにより、実際に自車が走行している位置と、位置取得部３０４によって取得される情報から予測される自車位置（候補）との間にずれが生じてしまう場合がある。
【００５５】
また、地図情報に関しても実際の道路との間で誤差を有している場合がある。このような要因が重なると、経路誘導部３１０がおこなうマップマッチングを適切におこなうことができない。これを防止するため、本実施例にかかる経路誘導部３１０は、以下に説明する処理をおこない、地図情報上の適切な位置に自車位置を表示させることとしている。
【００５６】
図４は、自車位置および候補の位置関係を模式的に示す図である。リンクＬ１〜Ｌ５には、実際に表示される自車位置Ｒおよび自車位置の候補Ｃ１〜Ｃ３が示されている。リンクＬ１〜Ｌ３は、それぞれ重力に対する水平方向の位置は同じであるが、高架および高架下などの高低差がある場所であり、鉛直方向の位置が異なる。経路誘導部３１０は、位置取得部３０４が取得した情報から、自車位置の候補を複数予測して、最も確からしい（確率の高い）候補を自車位置とする。候補Ｃ１〜Ｃ３は、自車位置Ｒを各種データから予測したものであるが、地図情報の道路誤差や、各種センサーからの出力誤差によって、自車位置Ｒとの間でずれが生じている。
【００５７】
図５および図６は、経路誘導部がおこなうマップマッチング処理を示すフローチャートである。まず、経路誘導部３１０は、自車の傾斜角情報を取得し、一定距離分蓄積する（ステップＳ５０１）。ここで、自車の傾斜角情報とは、位置取得部３０４から出力される自車の移動に伴う傾斜角の情報である。
【００５８】
また、経路誘導部３１０は、記録媒体３０５が記録する地図情報から、候補の前後一定範囲内の傾斜情報（以下、地図傾斜情報という）を取得する（ステップＳ５０２）。地図傾斜情報の取得は、マップマッチングをおこなう際など、所定のタイミングにおこなう他、走行中は常におこなうこととしてもよい。なお、地図傾斜情報の取得は、候補が複数ある場合、全ての候補に対しておこなう。
【００５９】
図７は、ステップＳ５０１およびＳ５０２の処理を説明するための説明図である。ステップＳ５０１においては、自車位置Ｒの傾斜角情報を距離ｍ０分蓄積する。また、ステップＳ５０２においては、候補Ｃ２の前後の距離ｍ２の範囲の地図傾斜情報を取得する。なお、図示しないが、図４に示した候補Ｃ１，Ｃ３についても同様に、前後の距離ｍ１，ｍ３の範囲の地図傾斜情報を取得する。
【００６０】
図５の説明に戻る。つぎに、候補の中から判断対象とする候補を選択する（ステップＳ５０３）。たとえば、図４に示した候補Ｃ１を判断対象候補として選択する。そして、ステップＳ５０２で取得した判断対象候補の地図傾斜情報から、ステップＳ５０１で取得した自車の傾斜角情報と最も類似する位置を検出し（ステップＳ５０４）、補正距離を算出する（ステップＳ５０５）。また、最も類似する位置における地図傾斜情報と自車の傾斜角情報との類似度を算出し（ステップＳ５０６）、図６のＡの処理に移行する。
【００６１】
図８および図９は、ステップＳ５０４〜Ｓ５０６の処理を説明するための説明図である。図８および図９は、ステップＳ５０３において、候補Ｃ１が判断対象候補として選択された場合に取得される情報を示している。図８において実線で示したのは距離ｍ０分蓄積された自車位置Ｒの傾斜角情報Ｍ０である。また、点線で示したのは、距離ｍ１分取得された候補Ｃ１前後の地図傾斜情報Ｍ１である。図中の縦軸は傾斜角であり、横軸は水平方向の距離を示している。
【００６２】
経路誘導部３１０は、これら２つの情報を比較し、最も類似する位置を検出する（パターン比較処理）。最も類似する位置の検出は、たとえば、自車の傾斜角情報Ｍ０を地図傾斜情報Ｍ１上で移動させ、データの形状が類似する位置を検出し、それぞれの位置での地図傾斜情報と、自車の傾斜情報のコストをそれぞれ算出し、コストを比較することによっておこなう。図８に示す例の場合、図９のように、実線で示した傾斜角情報Ｍ０を距離ｄ１だけ移動させた２点鎖線で示すＭａの位置が最も類似する位置である。これにより、補正距離はｄ１と算出される。さらに、ステップＳ５０６においては、ＭａとＭ１との類似度を算出する。類似度の算出は、たとえば、それぞれのデータのコストを算出することによっておこなう。
【００６３】
また、補正距離の算出にあたっては、加速度(傾斜)センサーから出力された傾斜角情報の算出上の誤差が位置の検出に影響しないよう各データの２乗和をとり、この値を比較する。これにより、本来のデータの数値差が強調され、算出上の微少な誤差を吸収することができ、より正確な補正距離の算出をおこなうことができる。
【００６４】
図６の説明に移る。経路誘導部３１０は、ステップＳ５０５で算出した補正距離分だけ他の全ての候補の位置を移動させる（ステップＳ５０７）。また、傾斜角情報と、移動させた地点におけるそれぞれの候補の地図傾斜情報との類似度を算出する（ステップＳ５０８）。類似度の算出は、ステップＳ５０６での処理と同様である。
【００６５】
図１０〜図１２は、ステップＳ５０５〜Ｓ５０８の処理を説明するための説明図である。図１０に示した候補Ｃ１〜Ｃ３は、図４に示した候補Ｃ１〜Ｃ３と同様である。なお、表記の都合上、自車位置Ｒの図示は省略した。経路誘導部３１０は、候補Ｃ１を判断対象候補とした処理によって補正距離ｄ１を算出し（図５のステップ５０５）、候補Ｃ１を距離ｄ１だけ移動させたＣ１ａにおける地図傾斜情報との類似度を算出する（図５のステップＳ５０６）。そして、他の候補Ｃ２，Ｃ３についても、距離ｄ１だけそれぞれ移動させたＣ２ｂ，Ｃ３ｃにおける地図傾斜情報との類似度を算出する（図６のステップＳ５０８）。
【００６６】
図１１には候補Ｃ２周辺の地図傾斜情報Ｍ２が示されている。図６のステップＳ５０８においては、候補Ｃ２におけるＭ０の位置を距離ｄ１だけ移動させたＭｂと、Ｍｂと重なる位置の地図傾斜情報との類似度を算出する。また、図１２には候補Ｃ３周辺の地図傾斜情報Ｍ３が示されている。図１１と同様に、図６のステップＳ５０８においては、候補Ｃ３におけるＭ０の位置を距離ｄ１だけ移動させたＭｃと、Ｍｃと重なる位置の地図傾斜情報との類似度を算出する。
【００６７】
以上のような処理を、全ての候補を判断対象候補として繰り返す。全ての候補を判断対象候補とするまでは（ステップＳ５０９：Ｎｏ）、判断対象候補を変更して（ステップＳ５１０）ステップＳ５０３に戻り、以降の処理を繰り返す。図示の例では、候補Ｃ２，Ｃ３を判断対象候補として、ステップＳ５０３〜Ｓ５０８の処理を繰り返す。
【００６８】
そして、全ての候補を判断対象の候補とした場合は（ステップＳ５０９：Ｙｅｓ）、算出した全ての候補の類似度を比較する（ステップＳ５１１）。そして、類似度が最も高い候補の位置に自車位置を決定し（ステップＳ５１２）、決定した自車位置を地図情報と重ねて表示して（ステップＳ５１３）、本フローチャートによる処理を終了する。
【００６９】
以上説明したように、実施例にかかる経路誘導装置によれば、自車位置を示す各候補の位置を、他の候補によって算出した補正距離によって補正し、その位置での地図傾斜情報と自車の傾斜情報との類似度を算出する。そして、類似度が最も高い地点を自車位置と決定する。これによって、それぞれのデータの誤差に起因するずれを補正して、的確なマップマッチングをおこなうことができる。
【００７０】
また、車両が実際に走行している地点の傾斜角情報と、地図情報に含まれる道路の傾斜角情報（地図傾斜情報）とに基づいて候補の位置を補正し、特に、高低差がある場所での車両の位置を精度よく得ることができる。
【００７１】
なお、本実施例では、複数の候補位置から一つを判断対象候補として補正値を算出して、当該補正値を用いて複数の前記候補位置を補正する処理を、複数の前記候補位置のすべてが判断対象候補となるまで繰り返し行い、これら補正されたすべての前記候補位置の中から、前記傾斜角取得手段によって取得された前記一定区間の傾斜角が示すパターンと最も類似するパターンを示す前記候補位置を前記車両の現在位置として決定するものを例示したが、これに限るものではない。
［００７２］
例えば、一つの判断対象候補毎に複数の候補の中から確率の高い候補を有力候補位置として選択しておき、すべての判断対象候補におけるそれぞれの有力候補位置を比較して、一番確率の高い候補位置を現在位置として決定するものであってもよい。また、前述の実施形態のように複数の候補位置をそれぞれ補正して、これらの中から一番確率の高い候補位置を現在位置として決定するようにしてもよい。
［００７３］
さらに、本実施例では、複数の候補位置から一番確率の高い候補位置を現在位置として決定するまでの処理を示したが、これに加えて、前記車両の現在位置として決定した前記候補位置に適用した補正値（例えばｄ１）を、他の候補位置に適用し、位置取得部３０４によって、これら他の候補位置に関して補正後の候補位置を基礎として所定条件に達するまで（例えば、各候補位置の方位角度の累積値が所定値よりも大きくなるなど、マップマッチングの候補位置として成立しなくなるまで）候補位置の取得を継続し、マップマッチングの精度を向上するようにしてもよい。
［００７４］
また、本実施の形態で説明した経路誘導方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【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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