(57)【要約】【課題】マップマッチング処理による位置補正を実施しながらも高速に、かつ正確に現在位置の検出を行うことが出来るナビゲーション装置を提供する。【解決手段】推測航法に基づいて求めた移動体の推測現在位置周辺のデータに基づいて、推測現在位置を含んだ第１領域内に存在する道路の内で最も推測現在位置に近い位置に存在する道路上の位置を移動体の現在位置とする広域マップマッチング処理及び第１領域より小なる第２領域内に存在する道路の内で最も推測現在位置に近い位置に存在する道路上の位置を移動体の現在位置とする狭域マップマッチング処理のいずれか一方のマップマッチング処理を実行する。【選択図】  図５
2005017306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推測航法に基づいて求めた移動体の推測現在位置を用いて前記移動体の現在位置を検出するナビゲーション装置であって、
対象領域内に存在する道路の内で最も前記推測現在位置に近い位置に存在する道路上の位置を前記移動体の現在位置とするマップマッチング処理を実行する処理手段と、
前記処理手段を制御する制御手段と、
を有し、
前記処理手段は、前記対象領域が前記推測現在位置を含んだ第１領域である場合における前記マップマッチング処理である広域マップマッチング処理と、前記対象領域が前記第１領域より小なる第２領域である場合における前記マップマッチング処理である狭域マップマッチング処理と、を実行可能であり、
前記制御手段は、前記推測現在位置周辺の地図データに基づいて、前記広域マップマッチング処理及び前記狭域マップマッチング処理のいずれか一方を前記処理手段に実行させることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記推測現在位置周辺の地図データに基づいて、前記移動体が道路分岐点の近傍に存在していると判断した場合には前記広域マップマッチング処理を前記処理手段に実行させ、前記移動体が道路分岐点から離れた位置に存在していると判断した場合には前記狭域マップマッチング処理を前記処理手段に実行させることを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
前記処理手段は、前記対象領域内に存在する道路の内で最も前記推測現在位置に近い位置に存在する道路を現在走行道路と判断し、該現在走行道路上において最も前記推測現在位置に近い位置を前記移動体の現在位置とする前記マップマッチング処理を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載のナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の現在位置を検出するナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
推測航法等により走行中の車両の現在位置を推測しつつ、この現在位置周辺の地図と共にかかる現在位置を示す自車位置マークをディスプレイ上に表示せしめるようにした車載ナビゲーション装置が知られている。この際、かかる推測航法によって求められた車両の推測位置は、測位誤差により常に道路上にあるとは限らず、また車両が一定距離走行するうちに蓄積された累積誤差によりズレが生じてくる。そこで、このズレを補正すべくマップマッチングを実施するようにしている。
【０００３】
マップマッチングでは、先ず、推測航法によって車両の推測現在位置を検出し、この推測現在位置から一定距離範囲内にある全ての道路を地図データ中から検索し、次に、この検索した道路の中で車両の存在確率が最も高い道路、例えば、最も上記推測現在位置の近くに存在する道路上における位置を最終的な車両の現在位置とするのである。
【０００４】
しかしながら、かかるマップマッチング処理を実施すると、この処理自体に多くの時間を費やしてしまう為、車両の移動に追従した自車位置マークの表示レスポンスが低下してしまうという問題があった。更に、平行して実行されている別のプログラム（例えば、経路探索プログラム、渋滞情報処理プログラム等）の処理が遅くなってしまうという問題もある。
【０００５】
又、地図データとして登録されていない道路、あるいは駐車場等に車両を乗り入れた場合にマップマッチング処理が為されていると、誤って、近くの道路（地図データとして登録されている道路）上にその現在位置が引き込まれてしまうという問題もあった。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−６８６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、マップマッチング処理による位置補正を実施しながらも高速に、かつ正確に移動体の現在位置を検出してこの現在位置を地図上に表示させることが出来るナビゲーション装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明に係るナビゲーション装置は、推測航法に基づいて求めた移動体の推測現在位置を用いて前記移動体の現在位置を検出するナビゲーション装置であって、対象領域内に存在する道路の内で最も前記推測現在位置に近い位置に存在する道路上の位置を前記移動体の現在位置とするマップマッチング処理を実行する処理手段と、前記処理手段を制御する制御手段と、を有し、前記処理手段は、前記対象領域が前記推測現在位置を含んだ第１領域である場合における前記マップマッチング処理である広域マップマッチング処理と、前記対象領域が前記第１領域より小なる第２領域である場合における前記マップマッチング処理である狭域マップマッチング処理と、を実行可能であり、前記制御手段は、前記推測現在位置周辺の地図データに基づいて、前記広域マップマッチング処理及び前記狭域マップマッチング処理のいずれか一方を前記処理手段に実行させることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明によるナビゲーション装置を示す図である。図１において、方位センサ１は移動体としての車両の走行方位を検出し、角速度センサ２は車両の角速度を検出し、距離センサ３は車両の走行距離を検出するためのものである。ＧＰＳ(Global Positioning System) 装置４は、測位用人工衛星から送られてくる電波を利用して求めた緯度及び経度情報等から車両の絶対的な位置を検出する。これら各センサ（装置）の検出出力はシステムコントローラ５に供給される。尚、方位センサ１としては、例えば地磁気（地球磁界）によって車両の走行方位を検出する地磁気センサが用いられる。また、距離センサ３は車両のドライブシャフト（図示せず）の所定角度の回転毎にパルスを発生するパルス発生器からなる。このパルス発生器は磁気的に或いは光学的にドライブシャフトの回転角度位置を検出してパルスを発生する公知のものである。
【００１０】
システムコントローラ５は、各センサ（装置）１〜４の検出出力を入力としＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換等の処理を行なうインターフェース６と、種々の画像データ処理を行なうと共にインターフェース６から順次送られてくる各センサ（装置）１〜４の出力データに基づいて車両の走行距離、走行方位及び現在地座標（経度、緯度）等の演算を行なうＣＰＵ（中央処理回路）７と、このＣＰＵ７の各種の処理プログラムやその他必要な情報が予め書き込まれたＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）８と、プログラムを実行する上で必要な情報の書込み及び読出しが行なわれるＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）９，２２とから構成されているいわゆるコンピュータである。
【００１１】
外部記憶装置１１には、地図の道路上の各点をディジタル化（数値化）した地図データの他に、後述する道路情報としての各道路ユニットの範囲を示す経度及び緯度データ、各道路ユニット間の接続関係データ、並びに地点表示パターンデータが予め記憶されている。更に、かかる外部記憶装置１１には、後述する本発明による動作を司るための各種プログラムが予め記憶されている。尚、実際には、これら各種データ及びプログラムは、この外部記憶装置１１内に搭載されている記録媒体としてのＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等に予め記録されている。又、この記録媒体としては、ＤＡＴやＩＣカード等を用いるようにしても良い。外部記憶装置１１は、上記ＣＰＵ７によって書込及び読出制御される。この際、外部記憶装置１１から読み出された上記各種データ及びプログラムは、バスライン２３を介してシステムコントローラ５内に取り込まれる。
【００１２】
表示装置１６は、ＣＲＴ等のディスプレイ１７と、Ｖ(Video)-ＲＡＭ等からなるグラフィックメモリ１８と、システムコントローラ５から送られてくる地図データをグラフィックメモリ１８に画像データとして描画しかつこの画像データを出力するグラフィックコントローラ１９と、このグラフィックコントローラ１９から出力される画像データに基づいてディスプレイ１７上に地図を表示すべく制御する表示コントローラ２０とから構成されている。入力装置２１はキーボード等からなり、使用者によるキー操作により各種の指令等をシステムコントローラ５に対して発する。
【００１３】
ＣＰＵ７は、上述の如くバスライン２３を介して供給されたプログラムの実行を行う。以下に、かかるプログラムによって実行される動作について説明する。車両の移動開始に応じてＣＰＵ７は、現在実行中のメインフローの動作（説明せず）を抜けて図２に示されるが如き初期現在位置検出ルーチンの実行に移る。
【００１４】
図２において、先ず、ＣＰＵ７は推測航法を用いて上記方位センサ１、角速度センサ２、距離センサ３、及びＧＰＳ装置４各々からの出力データに基づいた車両の推測現在位置を算出する。ＣＰＵ７は、この算出した推測現在位置を図３に示されるが如くＣＰＵ７の
内蔵レジスタＡに記憶する（ステップＳ１）。かかるステップＳ１の終了後、ＣＰＵ７は、広域マップマッチング処理ルーチンに移行する（ステップＳ２）。
【００１５】
かかる広域マップマッチング処理において、ＣＰＵ７は、先ず、上記推測現在位置を含んだ周辺領域の地図データを上記外部記憶装置１１から読み出す。次に、ＣＰＵ７は、かかる周辺領域の地図データ中に存在する道路データの中から、上記推測現在位置を中心とした所定領域内（例えば半径３００ｍ以内の範囲）に存在する道路を全て選出する。次に、ＣＰＵ７は、これら選出した道路の中から最も上記推測現在位置の近傍に存在する道路を検索し、この検索した道路を現在車両が走行中の道路であると判定する。この際、ＣＰＵ７は、この現在走行中であると判定した道路を示す現在走行道路情報を図３に示されるが如く、ＣＰＵ７の内蔵レジスタＣに記憶する。ここで、ＣＰＵ７は、この現在走行道路情報によって示される道路上において最も上記推測現在位置に近い位置を最終的な車両の現在位置とし、この現在位置を示す現在位置情報を図３に示されるが如く、ＣＰＵ７の内蔵レジスタＢに記憶する。次に、ＣＰＵ７は、上記周辺領域の地図データ上の、上記現在位置情報によって示される位置に現在位置マークを付加したものをディスプレイ１７上に表示せしめる。
【００１６】
以下に、上記広域マップマッチング処理による動作の一例を図４を参照しつつ述べる。図４においては、上記車両の推測現在位置をＸ、この推測現在位置Ｘを含んだ周辺領域の地図データをＲにて示す。ＣＰＵ７は、かかる地図データＲ中に存在する道路、すなわち道路ｄ1〜ｄ4の中から上記推測現在位置Ｘを中心とした所定領域内、すなわち図４の破線円内に存在する道路を全て選出する。つまり、道路ｄ1〜ｄ4の中から道路ｄ2〜ｄ4が選出される。ここで、ＣＰＵ７は、これら選出した道路の中から最も上記推測現在位置Ｘに近傍に存在する道路ｄ2を検索する。次に、ＣＰＵ７は、この検索した道路ｄ2上において最も上記推測現在位置Ｘに近い位置に車両の現在位置を示す現在位置マークＭを付加した図４に示されるが如き地図データＲをディスプレイ１７上に表示するのである。
【００１７】
上述した如き広域マップマッチング処理が終了すると、ＣＰＵ７は、この初期現在位置検出ルーチンを抜けて図５に示されるが如き現在位置検出ルーチンの実行に移行する。図５において、先ず、ＣＰＵ７は、上記方位センサ１、角速度センサ２、距離センサ３、及びＧＰＳ装置４各々からの出力データに基づいて現在走行中の車両の推測現在位置を算出する。ＣＰＵ７は、この算出した推測現在位置を図３に示されるが如きＣＰＵ７の内蔵レジスタＡに上書き記憶する（ステップＳ３）。次に、ＣＰＵ７は、図３に示されるが如きＣＰＵ７の内蔵レジスタＢに記憶されている現在位置情報によって示される現在位置の周辺領域に存在する全ての道路分岐点を示す道路分岐点データを外部記憶装置１１から読み出す（ステップＳ４）。次に、ＣＰＵ７は、車両の現在位置が、この道路分岐点データによって示される複数の道路分岐点の内のいずれかの道路分岐点の近傍（例えば、道路分岐点から１００ｍ以内の範囲）に差し掛かったか否かを判定する（ステップＳ５）。例えば、上記推測現在位置から次の道路分岐点までの距離が所定距離（例えば、１００ｍ）よりも小になった場合に、車両が道路分岐点の近傍に差し掛かったと判定するのである。
【００１８】
かかるステップＳ５において、車両の現在位置が道路分岐点の近傍に差し掛かったと判定された場合、ＣＰＵ７は、広域マップマッチング処理ルーチンに移行する（ステップＳ６）。かかるステップＳ６による広域マップマッチング処理において、ＣＰＵ７は、先ず、図３に示されるようにその内蔵レジスタＡに記憶されている推測現在位置情報によって示される推測現在位置を含んだ周辺領域の地図データを上記外部記憶装置１１から読み出す。次に、ＣＰＵ７は、かかる周辺領域の地図データ中に存在する道路データの中から、上記推測現在位置を中心とした所定領域内（例えば半径３００ｍの範囲内）に存在する道路を全て選出する。次に、ＣＰＵ７は、これら選出した道路の中から最も車両の存在確率が高いと考えられる、最も上記推測現在位置の近傍に存在する道路を検索し、この検索した道路を現在車両が走行中の道路であると判定する。この際、ＣＰＵ７は、この現在走行中であると判定した道路を示す現在走行道路情報を、図３に示されるが如きＣＰＵ７の内蔵レジスタＣに記憶する。ここで、ＣＰＵ７は、この現在走行道路情報によって示される道路上において最も上記推測現在位置に近い位置を最終的な車両の現在位置とし、この現在位置を示す情報を、図３に示されるが如きＣＰＵ７の内蔵レジスタＢに記憶する。次に、ＣＰＵ７は、上記周辺領域の地図データ上の、上記現在位置情報によって示される位置に現在位置マークを付加したものをディスプレイ１７上に表示せしめる。
【００１９】
尚、かかるステップＳ６によって実行される広域マップマッチング処理ルーチンは、前述した如き、図２のステップＳ２にて実行した広域マップマッチング処理ルーチンと同一処理である。一方、上記ステップＳ５において、車両がいずれの道路分岐点からも離れた位置を走行していると判定された場合、ＣＰＵ７は、狭域マップマッチング処理ルーチンの実行に移行する（ステップＳ７）。
【００２０】
すなわち、走行車両が道路分岐点の近傍に差し掛かった場合には、上述した如き広域マップマッチング処理を実行する一方、車両が道路分岐点から離れた位置を走行している場合には、狭域マップマッチング処理を実行するのである。かかる狭域マップマッチング処理において、ＣＰＵ７は、先ず、上記推測現在位置（内蔵レジスタＡに記憶されている情報に示される位置）を含んだ周辺領域の地図データを上記外部記憶装置１１から読み出す。次に、ＣＰＵ７は、かかる周辺領域の地図データ中に存在する道路データの中から、上記推測現在位置を中心とした微小領域内（例えば半径１０ｍ以内の範囲）に存在する道路を全て選出する。次に、ＣＰＵ７は、これら選出した道路の中から最も上記推測現在位置の近傍に存在する道路を検索し、この検索した道路を現在車両が走行中の道路であると判定する。この際、ＣＰＵ７は、この現在走行中であると判定した道路を示す現在走行道路情報を図３に示されるが如く、ＣＰＵ７の内蔵レジスタＣに記憶する。ここで、ＣＰＵ７は、この現在走行道路情報によって示される道路上において最も上記推測現在位置に近い位置を最終的な車両の現在位置とし、この現在位置を示す情報を図３に示されるが如く、ＣＰＵ７の内蔵レジスタＢに記憶する。次に、ＣＰＵ７は、上記周辺領域の地図データ上の、上記現在位置情報によって示される位置に現在位置マークを付加したものをディスプレイ１７上に表示せしめる。
【００２１】
すなわち、かかる狭域マップマッチング処理においては、前述した如き広域マップマッチング処理に比してマップマッチングの対象とすべき領域を小さくしたのである。例えば、上記図４において、広域マップマッチング処理では破線円内に示される所定領域中に存在する道路に対してマップマッチング処理を行うが、狭域マップマッチング処理では、一点鎖線円内に示される微小領域中に存在する道路に対してマップマッチング処理を行うのである。
【００２２】
よって、かかる狭域マップマッチング処理では、広域マップマッチング処理に比してマップマッチング処理の対象とすべき道路の数（広域：道路ｄ2〜ｄ4、狭域：道路ｄ2）が少なくなるので、かかる広域マップマッチング処理に比して高速処理が為されるのである。又、かかる狭域マップマッチング処理としては、現在走行中の道路に限定してマップマッチング処理を行うようにしても良い。このように、マップマッチング処理の対象とすべき道路を現在走行中の道路に限定することにより前述した如き道路の検索処理が不要となるので、より高速な処理が為されるようになる。
【００２３】
図６は、かかる点に鑑みて為された狭域マップマッチング処理ルーチンの一例を示す図である。図６において、ＣＰＵ７は、先ず、上記方位センサ１からの出力データに基づいて現在走行中の車両の移動方向の方位を求め、この移動方位を示す情報を図３に示されるが如くＣＰＵ７の内蔵レジスタＤに記憶する（ステップＳ７１）。次に、ＣＰＵ７は、上記距離センサ３からの出力データに基づいて、内蔵レジスタＢに記憶されている現在位置情報によって示される位置からの車両の移動距離を求め、この移動距離を示す情報を図３に示されるが如くＣＰＵ７の内蔵レジスタＥに記憶する（ステップＳ７２）。次に、ＣＰＵ７は、上記内蔵レジスタＣに記憶された現在走行道路情報にて示される道路に関する道路データを上記外部記憶装置１１から読み出し、この道路データ中から、上記内蔵レジスタＢに記憶されている現在位置情報にて示される現在位置での道路方位を示す道路方位データを抽出し、これを図３に示されるようにＣＰＵ７の内蔵レジスタＦに記憶する（ステップＳ７３）。次に、ＣＰＵ７は、上記移動方位情報によって示される移動方位から、上記道路方位データによって示される道路方位を減算して得られた角度差θを求める（ステップＳ７４）。
【００２４】
次に、ＣＰＵ７は、かかる角度差θの絶対値が所定の角度差θkよりも大であるか否かの判定を行う（ステップＳ７５）。かかるステップＳ７５において、角度差θの絶対値が所定の角度差θkよりも大であると判定された場合、ＣＰＵ７は、オフロード走行処理ルーチンの実行に移る（ステップＳ７６）。すなわち、かかるステップＳ７５によって、現在の車両の移動方位が、この車両の現在位置における地図道路上の道路方位に対して大きくずれている場合には、道路データとして登録されていない道路上、あるいは地域を車両が走行していると判断してオフロード走行処理を実行するのである。
【００２５】
かかるオフロード走行処理において、ＣＰＵ７は、図３に示されるようにその内蔵レジスタＡに記憶されている推測現在位置情報によって示される推測現在位置を含んだ周辺領域の地図データを上記外部記憶装置１１から読み出す。次にＣＰＵ７はこの推測現在位置情報にて示される推測現在位置を最終的な車両の現在位置とし、この現在位置を示す現在位置情報を図３に示されるが如きＣＰＵ７の内蔵レジスタＢに上書き記憶する。次に、ＣＰＵ７は、上記周辺領域の地図データ上の上記現在位置情報によって示される位置に現在位置マークを付加したものをディスプレイ１７上に表示せしめる。
【００２６】
すなわち、かかるオフロード走行処理では、推測現在位置を地図道路上に引き込むといういわゆるマップマッチングを実行せずに、この推測現在位置をそのまま現在位置と判断してディスプレイ１７上の現在位置マークとして表示せしめるのである。よって、車両が、道路上を大きくはずれて、地図データとしては登録されていない林道及び駐車場内を走行するような場合においても、近くの道路（地図データとして登録されている）にその現在位置が引き込まれてしまうという誤ったマップマッチングが防止されるのである。
【００２７】
一方、上記ステップＳ７５において、角度差θの絶対値が所定の角度差θkよりも小であると判定された場合、ＣＰＵ７は、相対位置算出処理ルーチンの実行に移る（ステップＳ７７）。かかる相対位置算出処理においてＣＰＵ７は、図３の内蔵レジスタＣ及びＤに記憶されている車両の移動距離、及び現在位置における地図道路上の角度データ各々に基づいて、内蔵レジスタＢに記憶されている現在位置情報によって示される位置を基準位置とした相対的な位置を算出する。ＣＰＵ７は、この算出した位置を最終的な車両の現在位置とし、この現在位置を示す情報を上記ＣＰＵ７の内蔵レジスタＢに上書き記憶する。次に、ＣＰＵ７は、上記周辺領域の地図データの、上記現在位置情報によって示される位置に現在位置マークを付加したものをディスプレイ１７上に表示せしめる。
【００２８】
すなわち、上記相対位置算出処理においては、前回求められた道路上における位置と、その位置からの移動距離と、この走行道路区間における地図データ上の道路方位とに基づいて最終的な現在位置を求めるのである。よって、かかる相対位置算出処理において求められた位置は、必ず地図道路上に引き込まれることになる。
【００２９】
ここで、図６に示されているステップＳ７７による相対位置算出処理、又はステップＳ７６によるオフロード走行処理のいずれかが終了すると、ＣＰＵ７は、図６に示されるが如き狭域マップマッチング処理ルーチンを抜けて、図５に示される現在位置検出ルーチンに戻る。かかる図５に示される現在位置検出ルーチンにおいて、上記ステップＳ７による狭域マップマッチング処理、あるいは上記ステップＳ６による広域マップマッチング処理のいずれかの実行が終了すると、ＣＰＵ７は、この現在位置検出ルーチンを抜けて、メインフロー（図示せぬ）の動作に戻る。この際、上記図５に示される現在位置検出ルーチンは、かかるメインフローの実行中において所定周期毎に繰り返し実行されるものである。
【００３０】
尚、上記実施例においては、上記図２、図５、及び図６に示されている各種プログラムを外部記憶装置１１に搭載されているＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭからなる記録媒体に予め記憶させておくようにしているが、これをＲＯＭ８に記憶させておくようにしても良い。以上の如く、本発明においては、車両が道路分岐点近傍を走行している場合には、地図上に表示されている全ての道路を対象とした広域マップマッチング処理を実施するが、かかる車両が道路分岐点から離れた位置を走行している場合には、その処理対処とすべき領域を狭めた狭域マップマッチング処理を実施するようにしてその処理時間を短縮するのである。
【００３１】
更に、現在の車両の移動方位が、この車両の現在位置における地図道路上の道路方位に対して大きくずれている場合には、道路データとして登録されていない道路上、あるいは地域を車両が走行していると判断して、推測現在位置をそのまま現在位置として表示するようにしている。よって、車両が、道路上を大きくはずれて地図データとしては登録されていない林道及び駐車場内を走行するような場合においても、近くの道路（地図データとして登録されている）にその現在位置が引き込まれてしまうという誤ったマップマッチングが防止され、正確な現在位置表示が可能となるのである。
【００３２】
従って、本発明によるナビゲーション装置によれば、道路上を走行中はいうまでもなく、道路からそれた林道、又は駐車場等を走行中においても正確に、かつ高速なマップマッチング処理が実施されるようになるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によるナビゲーション装置の構成を示す図である。
【図２】初期現在位置検出ルーチンを示す図である。
【図３】ＣＰＵ７の内蔵レジスタＡ〜Ｆ各々の記憶内容を示す図である。
【図４】マップマッチング処理による動作例を説明する為の図である。
【図５】現在位置検出ルーチンを示す図である。
【図６】狭域マップマッチング処理ルーチンの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  方位センサ
２  角速度センサ
３  距離センサ
４  ＧＰＳ装置
５  システムコントローラ
７  ＣＰＵ
１１  外部記憶装置
１７  ディスプレイ
【図１】
2005017306.tif 000003
【図２】
2005017306.tif 000004
【図３】
2005017306.tif 000005
【図４】
2005017306.tif 000006
【図５】
2005017306.tif 000007
【図６】
2005017306.tif 000008