(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体ナビゲーション装置において移動体の建造物の階層間の移動を検出する階層間移動検出装置であって、
前記移動体の現在位置の道路の傾斜角度を検出する傾斜検出手段と、
道路の傾斜角度をデータとして記憶した記憶手段と、
前記移動体の現在位置の道路の傾斜角度のデータを記憶手段から読み出す読出手段と、
前記移動体が基準距離を移動する毎に前記傾斜検出手段によって検出された傾斜角度と前記読出手段によって読み出された傾斜角度とを比較して階層間の移動を判定する判定手段と、
前記移動体の現在位置が屋内施設内であることを検出する屋内検出手段と、
前記屋内検出手段によって前記移動体の現在位置が屋内施設内であることが検出されたときには前記移動体の現在位置が屋内施設内ではないときに比べて前記基準距離を短く設定する設定手段と、を備えたことを特徴とする階層間移動検出装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記移動体の現在位置から進行可能な道路についての傾斜角度のデータが前記記憶手段から得られた時点から前記移動体が基準距離を移動する毎に前記傾斜検出手段によって検出された傾斜角度と前記読出手段によって読み出された傾斜角度とを比較することを特徴とする請求項１記載の階層間移動検出装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記傾斜検出手段によって検出された傾斜角度と前記読出手段によって読み出された傾斜角度との差が所定角度以下であるとき階層間の移動と判定することを特徴とする請求項１記載の階層間移動検出装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記傾斜検出手段によって検出された傾斜角度が基準角度以上であるとき階層間の移動と判定する請求項１記載の階層間移動検出装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記移動体の前記基準距離の移動を計測する手段を有することを特徴とする請求項１記載の階層間移動検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、移動体ナビゲーション装置に関し、特に、移動体による建造物の階層間の移動を検出する階層間移動検出装置する。
【０００２】
【従来の技術】
地図の道路上の各点を数値化して得られる道路データを含む地図データをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶しておき、車両の現在位置及び進行方位を各種センサを用いて検出しつつその現在位置を含む一定範囲の地域の地図データ群を記憶媒体から読み出して車両の現在位置周辺の地図としてディスプレイ上に映し出すとともに、その地図上に車両の現在位置及び進行方位を示す自車位置を自動表示させるナビゲーション装置は既に知られている。
【０００３】
かかる従来のナビゲーション装置では、車両の加速度や方位等の航行パラメータを測定するために装置本体に設けられた加速度センサや角速度センサ等の車両外部からの情報上の支援を受けない自立センサを用いる自立航法と、複数の人工衛星から無線信号として送信された測位用のデータを受信するＧＰＳ(Global Positioning System)装置を用いるＧＰＳ航法とがあり、自立航法及びＧＰＳ航法は共に長所及び短所を有するのでそれら航法による各測定データを比較して用いるハイブリッド航法が一般的に採用されている。
【０００４】
また、自立航法又はＧＰＳ航法で得られた車両の現在位置の精度を向上させるために、車両が走行中においては地図データにおける道路から外れた車両の現在位置が検出された場合には道路上に車両の現在位置を移動させるというマップマッチング技術も採用されている（例えば、特開平１０−３０７０３７号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、建造物として立体駐車場のように屋内施設の場合においては、同一階層の構内道路と上又は下の階層への構内道路とが混みあって形成されている場合が多く、車両が実際に走行中の構内道路がいずれの道路であるかを判別することが難しいという問題があった。この問題は車両に限らず、人間等の他の移動体用のナビゲーション装置についても同様である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、移動体が屋内施設内で階層間を移動する場合にもその移動体による階層間移動を正確に判断することができる移動体ナビゲーション装置における階層間移動検出装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の階層間移動検出装置は、移動体ナビゲーション装置において移動体の階層間の移動を検出する階層間移動検出装置であって、移動体の現在位置の道路の傾斜角度を検出する傾斜検出手段と、道路の傾斜角度をデータとして記憶した記憶手段と、移動体の現在位置の道路の傾斜角度のデータを記憶手段から読み出す読出手段と、移動体が基準距離を移動する毎に傾斜検出手段によって検出された傾斜角度と読出手段によって読み出された傾斜角度とを比較して階層間の移動を判定する判定手段と、移動体の現在位置が屋内施設内であることを検出する屋内検出手段と、屋内検出手段によって移動体の現在位置が屋内施設内であることが検出されたときには移動体の現在位置が屋内施設内ではないときに比べて基準距離を短く設定する設定手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
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は本発明による車載ナビゲーション装置の概略構成を示している。この車載ナビゲーション装置は、図１に示すようにＧＰＳ(Global Positioning System)装置１、速度センサ２、角速度センサ３、加速度センサ４、地図データ記憶装置５、操作部６、表示部７及び制御回路８から構成される。ＧＰＳ装置１はＧＰＳ用のアンテナ１ａに接続され、アンテナ１ａにて人工衛星から送信された電波を受信し、その受信信号に基づいて現在の自車位置及び進行方位を含むＧＰＳ自車位置データを演算して検出する。速度センサ２、角速度センサ３及び加速度センサ４は自車位置及び進行方位を車両外部から情報を得ることなく検出するための自立センサである。速度センサ２は車両の車速を検出する。角速度センサ３は車両の角速度を検出する。加速度センサ４は車両の加速度を検出する。
【０００９】
地図データ記憶装置５はＤＶＤ等の記録媒体のドライブ装置からなり、記録媒体に予め記録された地図データ等の情報データを読み出す。地図データには駐車場の範囲、その駐車場内の走行道路（コース）及び各車両が駐車すべきスペースのデータが含まれる。また、地図データには分岐箇所等の基点となる道路位置上のデータとして道路の傾斜角度を示す傾斜データが含まれる。操作部６はユーザの操作入力を受け入れる部分である。表示部７は地図等の航行情報を表示する。
【００１０】
制御回路８はＧＰＳ装置１、速度センサ２、角速度センサ３、加速度センサ４、地図データ記憶装置５、操作部６及び表示部７に接続され、ナビゲーション装置全体を制御する。
制御回路８は、所定期間毎に、ＧＰＳ装置１、速度センサ２、角速度センサ３及び加速度センサ４の各センサ出力に応じて車両の現在位置及び進行方位を得て、表示部７に車両の現在位置の周辺地図を表示させると共にその地図上の現在位置に進行方位を示す自車マークを表示させる自車位置表示動作を実行する。次に、その自車位置表示動作についてフローチャートに従って説明する。
【００１１】
制御回路８は、図２に示すように、先ず、フラグＦが“１”に等しいか否かを判別する（ステップＳ１）。このフラグＦは、車両の現在位置が駐車場内である場合に“１”に後述のステップＳ７において設定され、一方、車両の現在位置が駐車場以外でＧＰＳ装置１によって車両の現在位置が正確に検出される場合に後述のステップＳ１３において“０”に設定される。なお、フラグＦの初期値は“０”である。
【００１２】
ステップＳ１の判別結果がＦ＝０であるならば、ＧＰＳ装置１からＧＰＳ自車位置データを取得する（ステップＳ２）。また、自立センサによる自立自車位置データを取得する（ステップＳ３）。制御回路８はこの自車位置表示動作とは別に所定の周期で速度センサ２、角速度センサ３及び加速度センサ４から得られる車両の速度、角速度及び加速度に応じて車両の現在位置及び進行方位からなる自立自車位置データを算出し、それを内部メモリ（図示せず）に保持するので、その保持された自立自車位置データをステップＳ３では読み出す。
【００１３】
制御回路８は、ステップＳ３の実行後、ＧＰＳ自車位置データと自立自車位置データとから修正自車位置データを決定し（ステップＳ４）、更に、修正自車位置データの現在位置については道路上にマップマッチング処理を行う（ステップＳ５）。ステップＳ４ではＧＰＳ自車位置データと自立自車位置データとを混合して修正自車位置データとして車両の現在位置及び進行方位を定めることが行われる。この混合方法については、特開平９−２９７０３０号公報や特開平１０−３０７０３６号公報に開示されているので、ここでの詳細な説明は省略する。ステップＳ５では、地図データ記憶装置５から現在位置周辺の地図データを読み出し、現在位置がその地図データから得られる道路上に位置していない場合には修正自車位置データの現在位置が強制的に地図上の位置に変更される。道路上に位置している場合には修正自車位置データの現在位置がそのまま維持される。
【００１４】
制御回路８は、ステップＳ５で定めた車両の現在位置が駐車場の範囲内に位置するか否かを地図データ記憶装置５の地図データから判別する（ステップＳ６）。車両の現在位置が駐車場の範囲内に位置する場合には、フラグＦを“１”に等しくさせる（ステップＳ７）。そして、ステップＳ９に進む。
ステップＳ６の判別結果が車両の現在位置が駐車場の範囲外である場合には、表示部７に現在位置（ステップＳ５で決定された現在位置）を含む地図を表示させ、また、その地図に現在位置を矢印形の自車マークを進行方位に向けて表示させる（ステップＳ８）。
【００１５】
一方、ステップＳ１の判別結果がＦ＝１であるならば、車両の現在位置が駐車場内か或いは車両は駐車場外に出たけれどもＧＰＳ装置１によって車両の現在位置が正確に検出される状態ではない場合である。よって、このＦ＝１の場合には、制御回路８は自立センサによる自立自車位置データを取得する（ステップＳ９）。このステップＳ９は上記のステップＳ３と同一である。
【００１６】
制御回路８は、ステップＳ９の実行後、自立自車位置データの現在位置については道路上にマップマッチング処理を行う（ステップＳ１０）。ステップＳ１０では、地図データ記憶装置５から現在位置周辺の地図データを読み出し、現在位置がその地図データから得られる道路上に位置していない場合には自立自車位置データの現在位置が強制的に地図上の位置に変更される。道路上に位置している場合には自立自車位置データの現在位置がそのまま維持される。
【００１７】
制御回路８は、ステップＳ１０で定めた車両の現在位置が駐車場の範囲外に位置するか否かを地図データ記憶装置５の地図データから判別する（ステップＳ１１）。車両の現在位置が駐車場の範囲外に位置する場合には、車両の現在位置が駐車場の範囲外にある状態で所定時間又は所定距離だけ走行したか否かを判別する（ステップＳ１２）。すなわち、車両が駐車場を出てから所定時間又は所定距離だけ走行したことが判別される。車両の現在位置が駐車場の範囲外にある状態で所定時間又は所定距離に亘って走行した場合には、フラグＦを“０”に等しくさせ（ステップＳ１３）、ステップＳ２に進む。
【００１８】
制御回路８は、ステップＳ１１で車両の現在位置が駐車場の範囲外ではないと判別した場合、又はステップＳ１２で車両の現在位置が駐車場の範囲外にある状態で所定時間又は所定距離だけ走行していないと判別した場合には、ステップＳ８に進んで表示部７に現在位置（ステップＳ１０で決定された現在位置）を含む地図を表示させ、また、その地図に現在位置を矢印形の自車マークを進行方位に向けて表示させる。
【００１９】
かかる本発明による車載ナビゲーション装置においては、車両が駐車場に入る前の通常の走行中には、ＧＰＳ装置１によるＧＰＳ自車位置データ、自立センサ（速度センサ２、角速度センサ３及び加速度センサ４）による自立自車位置データ及びマップマッチング処理により現在位置が決定される。一方、車両が駐車場に入って駐車場内を走行中には、ＧＰＳ装置１によるＧＰＳ自車位置データは無視され、自立センサによる自立自車位置データ及びマップマッチング処理により現在位置が決定される。駐車場内を走行中には、ＧＰＳ装置１によるＧＰＳ自車位置データを用いるよりも自立センサによる自立自車位置データに対してマップマッチング処理を施した方が正確な現在位置を検出することができる。更に、車両が駐車場から出ても所定時間又は所定距離だけ走行するまではＧＰＳ装置１によるＧＰＳ自車位置データは正確ではないので、自立センサによる自立自車位置データ及びマップマッチング処理により現在位置が決定される。
【００２０】
マップマッチング処理に使用する地図データは同一の現在位置においても立体駐車場や立体的な道路において階層に応じて異なるので、制御回路８は次に示すように階層判断動作を繰り返し実行して地図データを選択する。
制御回路８は、図３に示すように、傾斜フラグＦ１が１に設定されていか否かを判別する（ステップＳ２１）。傾斜フラグＦ１は後述のステップＳ２３で１に等しくされるが、その初期値は０である。Ｆ１＝０ならば、現在位置では傾斜道路についての傾斜データが得られるか否かを判別する（ステップＳ２２）。地図データ記憶装置５から読み出される地図データのうちの道路の分岐箇所のデータには進行可能な道路に傾斜がある場合にはその傾斜角度を示す傾斜データが含まれている。よって、地図データから現在位置に対応して傾斜データが得られた場合には進行可能な道路のうちのいずれかの道路に傾斜した道路が存在することになる。
【００２１】
現在位置ではデータ記憶装置５から傾斜道路についての傾斜データが得られない場合には、傾斜フラグＦ１を０に等しくさせる（ステップＳ３４）。現在位置で傾斜道路についての傾斜データが得られた場合には、傾斜フラグＦ１を１に等しくさせ（ステップＳ２３）、図示しない走行距離の計測カウンタの計測を開始させる（ステップＳ２４）。ステップＳ２４では現在位置で傾斜道路についての傾斜データが得られてからの車両の走行距離を計測するために、計測カウンタの計測値を初期値（例えば、０）から計時することが行われる。そのカウンタは速度センサ２から得られる車速とクロックとに基づいた走行距離の計測を行うが、ハード的に構成しても良いし、プログラムによって形成しても良い。
【００２２】
制御回路８は、ステップＳ２４の実行後、フラグＦが１に設定されているか否かを判別する（ステップＳ２５）。フラグＦは上記した自車位置表示動作において車両の現在位置が駐車場内であるならばステップＳ７で１にされ、車両の現在位置が駐車場外であるならばステップＳ１３で０にされる。Ｆ＝０の場合には比較用の基準距離Ｄを所定距離Ｄ１に設定し（ステップＳ２６）、比較用の基準傾斜角度Ａを所定角度Ａ１に設定する（ステップＳ２７）。一方、Ｆ＝１の場合には比較用の基準距離Ｄを所定距離Ｄ２に設定し（ステップＳ２８）、比較用の基準傾斜角度Ａを所定角度Ａ２に設定する（ステップＳ２９）。ここで、所定距離Ｄ２は所定距離Ｄ１より短く、所定角度Ａ２は所定角度Ａ１より大きい。
【００２３】
ステップＳ２７又はＳ２９の実行後、上記のカウンタによる走行距離が基準距離Ｄに達したか否かを判別する（ステップＳ３０）。走行距離が基準距離Ｄに達した場合には、現在位置における道路の実測傾斜角度と傾斜データの傾斜角度との差が所定角度Ａ３以下であるか否かを判別する（ステップＳ３１）。現在位置における道路の実測傾斜角度は加速度センサ４によって検出された車両の加速度に基づいて制御回路８において算出される。この傾斜角度算出はステップＳ３１の実行時に実行しても良いし、この階層判断動作とは別に行っても良い。
【００２４】
実測傾斜角度の算出については、例えば、特開平１０−２５３３５２号公報に開示されているように、車両に加わる進行方向の加速度Ｇｃを加速度センサ４によって検出し、車両の移動距離を速度センサ２の出力信号に基づいて得てそれを２回微分して車両の移動に伴う加速度Ｇｂを求めることが行われる。更に、加速度Ｇｃから加速度Ｇｂをベクトル的に減算して重力加速度Ｇの車両の進行方向成分の加速度Ｇａを算出することが行われる。すなわち、Ｇａ＝Ｇｃ−Ｇｂである。この算出した加速度Ｇａと重力加速度Ｇとを用いて次式(1)から傾斜角度θが実測傾斜角度として算出される。
【００２５】
θ＝sin-1(|Ｇａ|／|Ｇ|)    ……(1)
実測傾斜角度と傾斜データの傾斜角度との差が所定角度Ａ３より大きい場合には、計測カウンタによる基準距離Ｄだけの走行距離の計測を再度開始させる（ステップＳ３５）。一方、実測傾斜角度と傾斜データの傾斜角度との差が所定角度Ａ３以下ならば、車両は次の階層に移動しつつあるとして現在位置に対応した地図データを次の階層の地図データに切り換える（ステップＳ３２）。すなわち、ステップＳ３２が実行された場合には、上記の自車位置表示動作のステップＳ５又はＳ１０で行われるマップマッチング処理で使用される地図データが変更されるのである。また、計測カウンタによる走行距離の計測を停止させ（ステップＳ３３）、フラグＦ１を０に等しくする（ステップＳ３４）。
【００２６】
制御回路８は、ステップＳ３０において走行距離が基準距離Ｄに達していないと判別した場合、又はステップＳ３５において走行距離の計測を再度開始させた場合には、実測傾斜角度が基準傾斜角度Ａ以上であるか否かを判別する（ステップＳ３６）。実測傾斜角度が基準傾斜角度Ａ以上である場合にはステップＳ３２に進んで車両は次の階層に移動しつつあるとして現在位置に対応した地図データを次の階層の地図データに切り換える。
【００２７】
屋外の高速道路のランプは図４に示すように最大傾斜角度で例えば、４〜５度の長い傾斜道路である。このような屋外の傾斜道路の場合には、基準距離Ｄが所定距離Ｄ１に設定されるので、ステップＳ２２で走行道路の傾斜データを検出した時点Ｔ１から所定距離Ｄ１を走行した時点で実測傾斜角度とデータの傾斜角度と差が所定角度Ａ３以下であることが判断される。一方、立体駐車場では図５に示すように最大傾斜角度で例えば、６〜９度の短く急傾斜の道路が各階層を繋ぐ連絡通路として形成されている。このように立体駐車場の傾斜道路の場合には、基準距離Ｄが所定距離Ｄ２に設定されるので、ステップＳ２２で走行道路の傾斜データを検出した時点Ｔ１から所定距離Ｄ１よりも短い所定距離Ｄ２を走行した時点で実測傾斜角度とデータの傾斜角度と差が所定角度Ａ３以下であることが判断される。
【００２８】
よって、同一階層を走行するための走行道路と上階層への連絡通路とが隣接して配置された立体駐車場において、その連絡通路を走行している場合に早急にその連絡通路へのマップマッチング処理を行うことができる。
図３には示していないが、ステップＳ３１又はＳ３６の判別によって車両が次の階層に移動しつつあることが所定距離（Ｄ１より十分に長い距離）を走行した後においても検出されない場合には、車両は同一の階層で移動していると見なして傾斜フラグＦ１は０に設定される。
【００２９】
なお、上記した実施例においては、屋内施設として立体駐車場や地下駐車場等の構内道路を有する駐車場の場合について説明したが、これに限定されない。例えば、移動体が人間の場合には屋内施設としてはデパートやレストランであっても良い。
また、上記した実施例においては、自立センサとして速度センサ２、角速度センサ３及び加速度センサ４を示しているが、これに限定されない。地磁気センサ等の他のセンサを自立センサとしても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、移動体が屋内施設内で階層間を移動する場合にその移動体による階層移動を正確に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車載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の装置中の制御回路による自車位置表示動作を示すフローチャートである。
【図３】図１の装置中の制御回路による階層判断動作を示すフローチャートである。
【図４】屋外の高速道路のランプにおける階層移動判断時点を示す図である。
【図５】立体駐車場の階層間連絡道路における階層移動判断時点を示す図である。
【符号の説明】
１  ＧＰＳ装置
２  速度センサ
３  角速度センサ
４  加速度センサ
５  地図データ記憶装置
８  制御回路
【図１】
0004402317.tif 000002
【図２】
0004402317.tif 000003
【図３】
0004402317.tif 000004
【図４】
0004402317.tif 000005
【図５】
0004402317.tif 000006