(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方位センサにより検出された車両の進行方向と、車速センサの検出値から求まる走行距離と、垂直変位センサにより検出される車両の垂直方向の変位量とから、前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、
前記推測現在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、
道路データを記憶する地図記憶手段と、
前記軌跡と前記道路データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、
前記道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備え、
前記垂直変位量は、道路の勾配及び、道路の高度のうち少なくとも一方であり、
前記垂直変位記憶手段には、前記狭角分岐点との勾配差が最大となる区間と、前記狭角分岐点からの勾配が所定の閾値以上となる区間と、前記狭角分岐点との高低差が最大となる区間と、前記狭角分岐点からの高低差が所定の閾値以上となる区間とのうち少なくとも１つの区間の垂直変位量が記憶される、車両位置検出装置。
【請求項２】
前記垂直変位記憶手段に記憶される垂直変位量は、前記垂直変位量の変動が単位時間あたり所定の値以下のものである請求項１に記載の車両位置検出装置。
【請求項３】
方位センサにより検出された車両の進行方向と、車速センサの検出値から求まる走行距離と、垂直変位センサにより検出される車両の垂直方向の変位量とから、前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、
前記推測現在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、
道路データを記憶する地図記憶手段と、
前記軌跡と前記道路データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、
前記道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備え、
前記垂直変位記憶手段は、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂直方向に関する形状を判定し、前記形状を記憶し、
前記形状の判定は、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間における正の勾配と負の勾配との組合せを基に行われ、前記形状は、凸型と、凹型及び、平型のいずれか１つとされる、車両位置検出装置。
【請求項４】
方位センサにより検出された車両の進行方向と、車速センサの検出値から求まる走行距離と、垂直変位センサにより検出される車両の垂直方向の変位量とから、前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、
前記推測現在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、
道路データを記憶する地図記憶手段と、
前記軌跡と前記道路データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、
前記道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備え、
前記軌跡を記憶する区間は、併走する複数の道路が始まる狭角分岐点から前記車両の現在位置が確定可能な現在位置確定地点までとし、
前記垂直変位記憶手段は、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂直変位量が前記狭角分岐点の垂直変位量に対して所定値未満の場合には垂直変位量無しのデータを記憶し、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂直変位量が前記狭角分岐点の垂直変位量に対して所定値以上の場合には垂直変位量有りのデータを記憶する、車両位置検出装置。
【請求項５】
車両の進行方位と走行距離とを検出し前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、
前記車両の垂直変位を検出し、垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、
３次元地図データを記憶する３次元地図記憶手段と、
前記推測現在位置が、前記３次元地図データ中の狭角分岐点から始まる併走する複数の道路上にある場合に、現在位置を特定する現在位置特定地点を決定する特定地点決定手段と、前記垂直変位算出手段から算出した垂直変位量と、前記現在位置特定地点の垂直変位量とを基に前記車両の現在位置を決定する現在位置確定手段とを備え、
前記現在位置特定地点は、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の勾配差が無くなる地点までの区間において、前記複数の道路間の勾配差が最大となる地点とする、車両位置検出装置。
【請求項６】
車両の進行方位と走行距離とを検出し前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、
前記車両の垂直変位を検出し、垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、
３次元地図データを記憶する３次元地図記憶手段と、
前記推測現在位置が、前記３次元地図データ中の狭角分岐点から始まる併走する複数の道路上にある場合に、現在位置を特定する現在位置特定地点を決定する特定地点決定手段と、前記垂直変位算出手段から算出した垂直変位量と、前記現在位置特定地点の垂直変位量とを基に前記車両の現在位置を決定する現在位置確定手段とを備え、
前記現在位置特定地点は、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の高低差が無くなる地点までの区間において、前記複数の道路間の高低差が最大となる地点とする、車両位置検出装置。
【請求項７】
垂直方向の変位量である垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、
車両の進行方位と走行距離と道路の３次元のデータを含む道路データとから推測される現在位置である推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、
前記推測現在位置が併走する複数の道路が始まる狭角分岐点であるか否かを判定する分岐点判定手段と、
前記分岐点判定手段で前記推測現在位置が前記狭角分岐点であることを判定した場合、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の垂直変位量差が無くなる地点までの垂直変位量差が最大となる地点を前記道路データから検索し、現在地特定地点とする特定地点決定手段と、
前記推測現在位置が前記現在地特定地点であるか否かを判定する現在地特定手段と、
前記現在地特定手段で現在地特定地点であることを判定した場合、前記現在地特定地点の前記垂直変位量と最も近い垂直変位量を有する道路を前記複数の道路から選択する選択手段とを有する車両位置検出装置。
【請求項８】
垂直方向の変位量である垂直変位量を算出するステップと、
車両の進行方位と走行距離と道路の３次元のデータを含む道路データとから推測される現在位置である推測現在位置を算出するステップと、
前記推測現在位置が併走する複数の道路が始まる狭角分岐点であるか否かを判定する分岐点判定ステップと、
前記分岐点判定ステップで前記推測現在位置が前記狭角分岐点であることを判定した場合、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の垂直変位量差が無くなる地点までの垂直変位量差が最大となる地点を前記道路データから検索し、現在地特定地点とする特定地点決定ステップと、
前記推測現在位置が前記現在地特定地点であるか否かを判定する現在地特定ステップと、
前記現在地特定ステップで現在地特定地点であることを判定した場合、前記現在地特定地点の前記垂直変位量と最も近い垂直変位量を有する道路を前記複数の道路から選択するステップとを有する車両位置検出方法。
【請求項９】
前記垂直変位量は、道路の勾配及び道路の高度のいずれかである請求項８に記載の車両位置検出方法。
【請求項１０】
コンピュータに、請求項８に記載の車両位置検出方法を実行させるためのプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測位した車両の位置が正確に道路上に位置するようにする車両位置検出装置と車両位置検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両位置検出装置としては、例えば、特開平９−１５９４７３号公報に記載されているようなものがあった。図２３は、その公報に記載された従来のナビゲーション装置の構成を示すものである。
【０００３】
図２３において、従来のナビゲーション装置は、車両の位置を測位し、車両の測位データを得るＧＰＳ部２１及び自立測位部２２と、３次元道路データを有する地図データを記憶した地図記憶部２３と、車両の位置及び地図データを表示する表示部２５と、測位した車両の位置を地図データの道路上に補正する際に、測位データの示す車両の姿勢角と３次元道路データの示す道路勾配とを比較し、その整合度合を判定して補正対象となる道路を決定するマップマッチング部２６とを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のナビゲーション装置においては、地図に予め道路の高低差が記録されている場所では現在位置を精度良く求めることができるが、高低差データが記録されていない場所では正確に位置を特定できない場合があった。特に、近接して水平方向に併走する道路や高さ方向に並列な道路においては高低差データがないと位置を誤検出してしまうという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、垂直あるいは水平方向において並列する道路が存在している場合にも、正確な位置検出ができる車両位置検出装置及び、車両位置検出方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の局面に係る車両位置検出装置は、方位センサにより検出された車両の進行方向と、車速センサの検出値から求まる走行距離と、垂直変位センサにより検出される車両の垂直方向の変位量とから、前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記推測現在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、道路データを記憶する地図記憶手段と、前記軌跡と前記道路データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、前記道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備え、前記垂直変位量は、道路の勾配及び、道路の高度のうち少なくとも一方であり、前記垂直変位記憶手段には、前記狭角分岐点との勾配差が最大となる区間と、前記狭角分岐点からの勾配が所定の閾値以上となる区間と、前記狭角分岐点との高低差が最大となる区間と、前記狭角分岐点からの高低差が所定の閾値以上となる区間とのうち少なくとも１つの区間の垂直変位量が記憶される。
【０００７】
また、前記垂直変位記憶手段に記憶される垂直変位量は、前記垂直変位量の変動が単位時間あたり所定の値以下のものである。
【０００８】
本発明の第２の局面に係る車両位置検出装置は、方位センサにより検出された車両の進行方向と、車速センサの検出値から求まる走行距離と、垂直変位センサにより検出される車両の垂直方向の変位量とから、前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記推測現在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、道路データを記憶する地図記憶手段と、前記軌跡と前記道路データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、前記道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備え、前記垂直変位記憶手段は、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂直方向に関する形状を判定し、前記形状を記憶し、前記形状の判定は、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間における正の勾配と負の勾配との組合せを基に行われ、前記形状は、凸型と、凹型及び、平型のいずれか１つとされる。
【０００９】
本発明の第３の局面に係る車両位置検出装置は、方位センサにより検出された車両の進行方向と、車速センサの検出値から求まる走行距離と、垂直変位センサにより検出される車両の垂直方向の変位量とから、前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記推測現在位置の軌跡を記憶する走行軌跡記憶手段と、道路データを記憶する地図記憶手段と、前記軌跡と前記道路データとの整合度合を判定し、この判定の結果に基づいて前記軌跡に対応する道路を特定する道路特定手段と、前記道路特定手段により特定した道路に対応づけて、前記垂直変位量を記憶する垂直変位記憶手段とを備え、前記軌跡を記憶する区間は、併走する複数の道路が始まる狭角分岐点から前記車両の現在位置が確定可能な現在位置確定地点までとし、垂直変位記憶手段は、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂直変位量が前記狭角分岐点の垂直変位量に対して所定値未満の場合には垂直変位量無しのデータを記憶し、前記走行軌跡記憶手段に記憶する区間の垂直変位量が前記狭角分岐点の垂直変位量に対して所定値以上の場合には垂直変位量有りのデータを記憶する。
【００１０】
また、本発明の第４の局面に係る車両位置検出装置は、車両の進行方位と走行距離とを検出し前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記車両の垂直変位を検出し、垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、３次元地図データを記憶する３次元地図記憶手段と、前記推測現在位置が、前記３次元地図データ中の狭角分岐点から始まる併走する複数の道路上にある場合に、現在位置を特定する現在位置特定地点を決定する特定地点決定手段と、前記垂直変位算出手段から算出した垂直変位量と、前記現在位置特定地点の垂直変位量とを基に前記車両の現在位置を決定する現在位置確定手段とを備え、前記現在位置特定地点は、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の勾配差が無くなる地点までの区間において、前記複数の道路間の勾配差が最大となる地点とする。
【００１１】
また、本発明の第５の局面に係る車両位置検出装置は、車両の進行方位と走行距離とを検出し前記車両の推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記車両の垂直変位を検出し、垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、３次元地図データを記憶する３次元地図記憶手段と、前記推測現在位置が、前記３次元地図データ中の狭角分岐点から始まる併走する複数の道路上にある場合に、現在位置を特定する現在位置特定地点を決定する特定地点決定手段と、前記垂直変位算出手段から算出した垂直変位量と、前記現在位置特定地点の垂直変位量とを基に前記車両の現在位置を決定する現在位置確定手段とを備え、前記現在位置特定地点は、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の高低差が無くなる地点までの区間において、前記複数の道路間の高低差が最大となる地点とする。
【００１２】
また、本発明の第６の局面に係る車両位置検出装置は、垂直方向の変位量である垂直変位量を算出する垂直変位算出手段と、車両の進行方位と走行距離と道路の３次元のデータを含む道路データとから推測される現在位置である推測現在位置を算出する現在位置推測手段と、前記推測現在位置が併走する複数の道路が始まる狭角分岐点であるか否かを判定する分岐点判定手段と、前記分岐点判定手段で前記推測現在位置が前記狭角分岐点であることを判定した場合、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の垂直変位量差が無くなる地点までの垂直変位量差が最大となる地点を前記道路データから検索し、現在地特定地点とする特定地点決定手段と、前記推測現在位置が前記現在地特定地点であるか否かを判定する現在地特定手段と、前記現在地特定手段で現在地特定地点であることを判定した場合、前記現在地特定地点の前記垂直変位量と最も近い垂直変位量を有する道路を前記複数の道路から選択する選択手段とを有する。
【００１３】
また、本発明の第７の局面に係る車両位置検出方法は、垂直方向の変位量である垂直変位量を算出するステップと、車両の進行方位と走行距離と道路の３次元のデータを含む道路データとから推測される現在位置である推測現在位置を算出するステップと、前記推測現在位置が併走する複数の道路が始まる狭角分岐点であるか否かを判定する分岐点判定ステップと、前記分岐点判定ステップで前記推測現在位置が前記狭角分岐点であることを判定した場合、前記狭角分岐点から前記複数の道路間の垂直変位量差が無くなる地点までの垂直変位量差が最大となる地点を前記道路データから検索し、現在地特定地点とする特定地点決定ステップと、前記推測現在位置が前記現在地特定地点であるか否かを判定する現在地特定ステップと、前記現在地特定ステップで現在地特定地点であることを判定した場合、前記現在地特定地点の前記垂直変位量と最も近い垂直変位量を有する道路を前記複数の道路から選択するステップとを有する。
【００１４】
上記車両位置検出方法において、前記垂直変位量は、道路の勾配及び道路の高度のいずれかである。
【００１５】
また、コンピュータに車両位置検出方法を実行させるためのプログラム、又は該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体により、第７の局面は実現されても構わない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における車両位置検出装置の構成図の一例を示すものである。図１において、車両位置検出装置は、方位センサ１０１、車速センサ１０２、垂直変位センサ１０３、キー操作装置１０４，ディスプレイ装置１０５、地図読み出し用記憶装置１０６、道路付加データ記憶装置１０７及び、制御装置１０８を備えている。
【００１７】
方位センサ１０１は角速度の検出をする振動ジャイロ、あるいは地球の磁場を検知し方位を検出する地磁気センサである。
【００１８】
車速センサ１０２は車輪の回転数を検出するロータリーエンコーダーである。
【００１９】
車両の垂直方向の変位量を検出する垂直変位センサ１０３は、加速度センサや角速度センサなどの傾きを検出する傾斜角センサあるいは、気圧を検出する気圧センサなどである。
【００２０】
キー操作装置１０４は、ユーザからの指示をキー操作により制御装置１０８に入力させるものであり、現在地や目的地などの設定に使用される。
【００２１】
ディスプレイ装置１０５は、地図と共に車両の現在位置を表示したり、入力メニューを表示する液晶パネルである。
【００２２】
地図読み出し用記憶装置１０６は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置やＤＶＤドライブ装置であり、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤのメディアに書き込まれている地図データがこれから制御装置１０８へ読み出される。
【００２３】
道路付加データ記憶装置１０７は、ハードディスク装置やフラッシュメモリなどであり、地図読み出し用記憶装置１０６から読み出した地図データに対応した垂直変位データが記憶される垂直変位データ領域１０９と前回の軌跡などが記憶される走行軌跡データ領域１１０とからなる。
【００２４】
制御装置１０８は、キー操作装置１０４の指示に従い、方位センサ１０１乃至垂直変位センサ１０３のデータや地図読み出し用記憶装置１０６や道路付加データ記憶装置１０７からのデータを用いて現在位置を特定し、ディスプレイ装置１０５に表示するなどの処理を行う。
【００２５】
以下に、この図１を用いて本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置の動作の概略を説明する。
【００２６】
車両位置検出装置は、方位センサ１０１により検出された車両の進行方向と、車速センサ１０２から求まる走行距離とから、現在位置を緯度、経度データとして算出する。次に、車両位置検出装置は、現在位置を示すマークを、地図読み出し用記憶装置１０６から読み込んだ地図データに重ね合わせてディスプレイ装置１０５に出力する。但し、道路が複数に分岐し、かつ近接して併走しているため、方位センサ１０１及び、車速センサ１０２からのデータだけでは道路が確定できない場合は、道路付加データ記憶装置１０７から読み出した道路の高度や勾配といった道路付加データと、垂直変位センサ１０３からの垂直方向の変位量（以下、「垂直変位量」と記す。）とから車両の走行している道路を決定し、現在位置を確定する。
【００２７】
また、走行道路の道路付加データが道路付加データ記憶装置１０７に無い場合、あるいは走行道路の道路付加データが道路付加データ記憶装置１０７にあるデータと異なる場合は、その走行道路を地図上の複数の道路候補の中から確定した後、確定された道路に新たな道路付加データを追加あるいは、既存の道路付加データの修正を行って、道路付加データ記憶装置１０７に記憶する。
【００２８】
次に、制御装置１０８のハードウェア構成の一例を図２に示す。
【００２９】
図２において、制御装置１０８は方位センサ１０１及び、垂直変位センサ１０３からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０１、車速センサ１０２からのパルス数をカウントするカウンタ２０２、地図データや各種センサからのデータなどを一時的に保持するＲＡＭ２０３、処理プログラムやデータが書き込まれているＲＯＭ２０４、キー操作装置１０４、地図読み出し用記憶装置１０６及び、道路付加データ記憶装置１０７からのデータをバスクロックに同期して入出力するパラレルＩＯポート（ＰＩＯ）２０５、ＲＡＭ２０３と地図読み出し用記憶装置１０６及び、道路付加データ記憶装置１０７間の高速なデータ転送を行うＤＭＡコントローラ２０６、ディスプレイ装置１０５の表示制御を行うディスプレイコントローラ２０７とを有しており、これらはバス接続され、ＣＰＵ２０８でコントロールされている。
【００３０】
図１及び図２において、ＳＩＧ１からＳＩＧ７で示したのは、信号の名称であり、それぞれ、ＳＩＧ１は方位センサ１０１から出力されるアナログ信号を示し、ＳＩＧ２は車速センサ１０２から出力されるパルス信号を示し、ＳＩＧ３は垂直変位センサ１０３から出力されるアナログ信号を示す。更に、ＳＩＧ４はキー操作装置１０４から出力されるパラレル信号を示し、ＳＩＧ５はディスプレイ装置１０５を制御するための制御信号を示す。また更に、ＳＩＧ６は地図読み出し用記憶装置１０６から読み出されるデータ信号を示し、ＳＩＧ７は道路付加データ記憶装置１０７への書き込みあるいは、読み出されるデータ信号を示す。また、同じ信号に付いては、図面が異なっても同じ名称で示している。
【００３１】
次に、図３を用いて、上述したようなハードウェア構成により実現される制御装置１０８の機能ブロックの構成について説明する。
【００３２】
現在位置推測部３０１は、方位センサ１０１、車速センサ１０２及び、垂直変位センサ１０３から得られるデータから、車両の垂直方向の変位を含む３次元の走行軌跡及び推測現在位置を算出する。ここで現在位置推測部３０１への入力として、更にＧＰＳによる絶対位置や進行方位のデータを加えることもできる。この算出された走行軌跡及び推測現在位置は走行軌跡記憶部３０２に記憶される。
【００３３】
地図データ記憶部３０３は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤメディアに記憶されている道路データを含む地図データを地図読み出し用記憶装置１０６から読み込み保持する。
【００３４】
道路特定部３０４は、走行軌跡記憶部３０２に記憶されている車両の走行軌跡及び推測現在位置と、地図データ記憶部３０３に記憶された道路データとの整合度合から車両が走行してきた道路を特定する。
【００３５】
垂直変位記憶部３０５は、道路付加データ記憶装置１０７の垂直変位データ領域１０９から垂直変位データを読み出し保持する。また、確定した道路の垂直変位データを垂直変位データ領域１０９に書き込む。
【００３６】
現在位置算出部３０６は、現在位置推測部３０１で算出される車両の推測現在位置と地図データ記憶部３０３に記憶された道路データと、読み書き用記憶部１０７道路付加データ記憶装置１０７からその道路に対応する垂直変位データを読み出し、これらから道路を特定すると共に、車両現在位置を出力する。
【００３７】
ディスプレイ制御部３０７は、地図データ記憶部３０３の地図データと現在位置算出部３０６により出力された車両現在位置を重ねてディスプレイ装置１０５に出力する。
【００３８】
なお、走行軌跡記憶部３０２及び、垂直変位記憶部３０５のデータは、車両位置検出装置の電源が切られるときにそれぞれ道路付加データ記憶装置１０７の走行軌跡データ領域１１０及び、垂直変位データ領域１０９に自動的にセーブされる。
【００３９】
このような構成の車両位置検出装置の動作について図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
現在位置推測部３０１は、車両位置検出装置が起動された時点で、前回走行時の最後に出力された現在位置を車両現在位置の初期値として設定する。また、地図データ記憶部３０３は、地図読み出し用記憶装置１０６から、車両現在位置が存在する地図データを読み込む（ステップＳ４０１）。ここで、ＧＰＳなどの絶対位置取得手段を利用することにより初期値となる車両現在位置を補正すること、あるいはユーザのキー操作装置やリモコンなどからの指示により初期値を補正することもできる。また、走行軌跡記憶部３０２は、前回車両位置検出装置が停止するまでの車両の走行軌跡等が道路付加データ記憶装置１０７に保存されている場合には、そのデータを読み出す。なおこの初期化処理は起動時ばかりでなく、ユーザによるキー操作装置１０４からの指示で行うことも可能である。
【００４１】
次に、現在位置推測部３０１が方位センサ１０１から得られる車両の進行方位や、車速センサ１０２から得られる車両の移動距離から車両現在位置の平面的移動量が求める。また、垂直変位センサ１０３から得られる垂直方向の変位を用いて垂直方向の変位量が求まる。これらにより前回の測定地点から現在地点への３次元の走行ベクトルが求まる（ステップＳ４０２）。
【００４２】
次に、現在位置推測部３０１がステップＳ４０２で求めた走行ベクトルを用いて、車両の３次元の走行軌跡及び推測現在位置の算出処理を行う（ステップＳ４０３）。
【００４３】
図５に垂直変位量を高度データとして利用する場合の、走行軌跡である走行ベクトル及びその走行ベクトルを用いて算出される車両の推測現在位置の例を示す。
【００４４】
図５においてＰ（０）は１つ前の車両推測現在位置及び車両の高度であり、Ｖ（０，１）は方位センサ１０１と車速センサ１０２から得られた進行方向と、走行距離である長さを持つ走行ベクトル及び垂直変位センサから得られた高度の変位量をあらわす。この例の場合、位置Ｐ（０）から変位ベクトルＶ（０，１）だけ移動した位置Ｐ（１）が新しい車両推測現在位置となる。変位ベクトルＶ（０，１）はこの間における車両走行軌跡及び垂直変位量を表す。なお、ここでは垂直変位量として高度データを用いたが、勾配データを用いてもよい。また、高度データ、勾配データそれぞれについて絶対量を用いることも相対量を用いることもできる。
次に、現在位置算出部３０６がステップＳ４０３で算出された走行軌跡と、推測現在位置と、地図データ記憶部３０３の道路データとから、平面的な走行軌跡及び道路形状の整合度合を比較し、車両現在位置の算出を行う（ステップＳ４０４）。この整合度合は、走行軌跡と現在位置が存在する可能性のある道路との距離整合度合及び方向整合度合の加算平均として求まる。ここで、距離整合度合は、走行軌跡に対する各候補道路までの距離によって判定され、距離が大きくなるにつれて整合度合が下がる。この距離をdiff＿dist、距離整合度合をSlとすると、距離整合度合Slは例えば、以下のように求められる。
diff＿dist≦15(m)のとき      Sl=100(%)
100(m)≧diff＿dist＞15(m)のとき
【００４５】
S1={85-(diff_dist-15)}×100/85(%)
100(m)＜diff＿distのとき      Sl=0(%）
また、方向整合度合は、走行軌跡に対する各候補道路の方位角度差によって判定され、方位角度差が大きくなると整合度合が下がる。この方位角度差をdiff＿dir、方向整合度合をＳｄとすると、方向整合度合Ｓｄは例えば、以下のように
求められる。
diff＿dir≦3(deg)  のとき      Sd=100(%)
30(deg)≧diff＿dir＞3(deg)のとき
【００４６】
Sd={27-(diff_dir-3)}×100/27(%)
30(deg)＜diff＿dir  のとき      Sd=0(%）
但し、本発明の第１の実施の形態では、判定距離差を１５メートルと１００メートル、また、判定方位角度差を３度と３０度としたが、これに限られるものではなく、キー操作装置１０４により、任意に設定可能にすることが好ましい。
【００４７】
次に、現在位置算出部３０１はステップＳ４０４で算出した車両現在位置が狭角分岐する道路の分岐点（以下、単に狭角分岐点と記す）であるか否かを判定する（ステップＳ４０５）。狭角分岐点であると判定した場合には垂直変位学習モードデータを設定し、ステップＳ４０３で求めた走行軌跡と推測現在位置データを走行軌跡記憶部に書き込む（ステップＳ４０６）。その後、車両現在位置を表示出力する（ステップＳ４１４）。また、狭角分岐点でないと判定した場合には更に、現在、垂直変位学習モードか否かを判定する（ステップＳ４０７）。
【００４８】
ここで、垂直変位学習モードとは、狭角分岐点後複数に併走している道路に垂直変位のデータを付加するモードをいい、分岐後走行している道路が特定されるまで垂直変位学習モードが継続して行われる。
【００４９】
また、狭角分岐点とは、図６あるいは図７に示すように立体交差点の本道と側道における分岐や、高速道路出入り口の本道と取り付け道路の分岐部分に多く見られるような、車両の進行方向に対していずれの道路も直線に近い角度で分岐するものを意味する。なお、図６は立体交差点における本道と側道の狭角分岐を平面図で示した道路図であり、図７は高速道路取付けにおける一般道と取付け道の狭角分岐を平面図で示した道路図である。
【００５０】
この狭角分岐点の判定方法を図８を用いて以下に説明する。図８において、狭角分岐点ｐｂ１から分岐した道路をそれぞれ道路ｒ１０及び、道路ｒ２０とした場合、狭角分岐点ｐｂ１からそれぞれの道路についてＬメートルの距離の地点をそれぞれ地点ｐｒ１０及び、地点ｐｒ２０とする。ここで、狭角分岐点ｐｂ１と地点ｐｒ１０及び、地点ｐｒ２０のそれぞれとを結ぶ直線ｒ１１と直線ｒ２０とで挟まれる角度を角度θとする。この角度θが所定の閾値以下の場合に狭角分岐点とみなす。なお、３０度程度を狭角分岐点判定の閾値とすれば、狭角分岐点の候補を必要以上に多くすることがなく、狭角分岐点の判定の頻度を少なくできるので好ましい。現在位置算出部３０６は、地図データ記憶部３０３の地図データを参照し、上記の判定を行い、車両現在位置が狭角分岐点か否かを決定する。
【００５１】
ステップＳ４０７の判定において、垂直変位学習モードでないと判定した場合は、ステップＳ４１４へ移行し、車両現在位置の表示出力を行う。
【００５２】
また、ステップＳ４０７の判定において、垂直変位学習モードであると判定した場合には、現在位置算出部３０６は垂直変位記憶部３０５に垂直変位データが有るか否かを判定する。そして、垂直変位量が記憶されている道路データと、ステップＳ４０４により求めた推測現在位置との関係から次の６つののパターンに分類する（ステップＳ４０８）。この処理について、図９乃至図１１を用いて以下に説明する。
【００５３】
図９は車両現在位置が平面的走行軌跡を用いて特定された道路、ここでは道路番号ｒ３０からｒ３５と示された道路に、垂直変位データが存在する場合である。この図において、道路番号ｒ３０には勾配０（ｄｅｇ）、道路番号ｒ３１には勾配１（ｄｅｇ）、・・・道路番号ｒ３５には勾配０（ｄｅｇ）が記録されており、道路番号ｒ４０から道路番号ｒ４３には勾配データは記録されていない。また、図１０は車両現在位置が平面的走行軌跡を用いて特定された道路とは異なる道路、ここでは道路番号ｒ４０から道路番号ｒ４３までについて垂直変位データが存在し、道路番号ｒ３０から道路番号ｒ３５までには垂直変位データが記録されていない場合である。この図において、道路番号ｒ４０には高度０（ｍ）、ｒ４１には高度“−１（ｍ）”、・・・ｒ４３には高度“−４（ｍ）”が記録されている。この高度は、道路分岐点ｐｂ２を基準とした相対高度で記録されている。
【００５４】
これらの場合において、現在位置算出部３０６は道路分岐後の道路区間において、道路付加データ記憶装置１０７に記憶されていた該当する道路の垂直変位データと、ステップＳ４０３で算出した３次元走行軌跡及び車両の推測現在位置との整合度合とにより道路分岐点後のいずれの道路が正しいかを判定する（ステップＳ４０８）。そして、それぞれの検出パターンに合った車両の現在位置の補正を行う（ステップＳ４０９）。ステップＳ４０８の処理を図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００５５】
初めに、現在位置算出部３０６は垂直変位データが道路分岐点後の全ての並列する道路に対して存在するか否かを判定し（ステップＳ１１０１）、存在する場合をパターンＡとする（ステップＳ１１０２）。存在しない場合は更に、垂直変位データがステップＳ４０４で行った平面的走行軌跡を用いて推測した道路に存在するか否かを判定し（ステップＳ１１０３）、存在した場合は更に、走行軌跡記憶部３０２に記憶されている車両の３次元走行軌跡と、道路付加データ記録装置１０７に蓄積されている、特定した道路データに対応する垂直変位データとが整合するか否かを判定する（ステップＳ１１０４）。整合する場合は、パターンＢとする（ステップＳ１１０５）。整合しない場合はパターンＣとする（ステップＳ１１０６）。
【００５６】
ここで、走行軌跡と道路データに対応する垂直変位データとの整合度合の判定について、図１２を用いて説明する。
【００５７】
この図は図９に示す道路を走行したときのものであり、地点ｐｂ２を起点に道路ｒ３０から道路ｒ３５まで走行したときの走行ベクトルが垂直方向において図１２に示した走行ベクトルＶ３０から走行ベクトルＶ３５までである場合、その勾配の整合度合から車両は道路ｒ３０から道路ｒ３５までを走行したと判定できる。
【００５８】
ステップＳ１１０３で垂直変位データが特定した道路に存在しない場合更に、特定外の道路に存在するか否かを判定する（ステップＳ１１０７）。特定外の道路に存在する場合は更に、走行軌跡記憶部３０２に記憶されている車両の３次元走行軌跡と、道路付加データ記録装置１０７に蓄積されている、特定した道路データに対応する垂直変位データとが整合するか否かを判定する（ステップＳ１１０８）。整合する場合は、パターンＤとする（ステップＳ１１０９）。整合しない場合はパターンＥとする（ステップＳ１１１０）。また、特定外の道路に存在しない場合はパターンＦ（ステップＳ１１１１）とする。
【００５９】
次に、現在位置算出部３０６はステップＳ４０８の処理でパターンＡ、Ｂ及び、Ｄとなった場合に、以下の補正処理を行う（ステップＳ４０９）。すなわち、パターンＡでは、走行軌跡記憶部３０２に記憶した車両の３次元走行軌跡の垂直変位データと、道路データに対応する垂直変位記憶部３０５の垂直変位データとが最も整合する道路を現在走行している道路であると確定させる。パターンＢでは、現在特定している道路をそのまま現在位置として確定させる。そして、パターンＤでは、車両の３次元走行軌跡の垂直変位データと、垂直変位記憶部３０５に記憶されている道路の垂直変位データとが整合している場合は、現在特定している道路からその整合している道路に現在位置を移動させる。
【００６０】
その後、垂直変位学習モードの設定を解除し（ステップＳ４１０）、特定した道路上に現在位置を表示出力する（ステップＳ４１４）。なお、図９中の９０１及び、図１０中の１００１は車両の現在位置を表示する車両位置表示マークである。
【００６１】
また、ステップＳ４０８でパターンＣ、Ｅ及び、Ｆとなった場合は、車両が道路分岐点後の道路区間を走行している時点ではどの道路を走行しているか否かを特定することは困難である。そのため、現在位置算出部３０６は、図１３乃至図１５に示すような走行を行った後の特定可能位置に現在いるか否かを判定し、特定可能位置にいると判定した場合には、その地点を基準に走行軌跡記憶部３０２にある走行軌跡と地図データ記憶部３０３の道路ネットワークの接続性から、走行してきた道路を進行方向とは逆に辿ることにより、道路分岐点後に走行した道路を特定する。
【００６２】
図１３は、現在位置が立体交差点の本道と側道が並走する道路区間から曲折することによって明らかに特定できるような走行例を示す。図１４は並走する道路区間から一方の道路のみが、転回を行うような走行例を示す。または図１５は並走する道路区間から一方の道路が消滅することにより特定できるような走行例を示す。
【００６３】
図１３を用いて、道路の特定方法を以下に詳細に説明する。
【００６４】
まず車両は道路ｒ１０上を地点Ｐ（０）から、地点Ｐ（１）、地点Ｐ（２）と進んで行くものとする。車両が地点Ｐ（１）から地点Ｐ（２）に進む途中で道路分岐点ｎ１０を通過する。道路分岐点ｎ１０の通過後、道路ｒ１１と道路ｒ１２とが存在するが、道路ｒ１１と道路ｒ１２が近接して、ほぼ併走しているため、平面的走行軌跡と道路データの整合度合では車両がいずれの道路を走行しているか特定することができない。そして、車両が、地点Ｐ（２）から地点Ｐ（３）、地点Ｐ（４）へと進ん行くが、同様に道路ｒ１１と道路ｒ１２がほぼ並走しているため走行道路を特定することができない。その後、車両が分岐点ｎ１１で曲折し、道路ｒ１３を地点Ｐ(４）から地点Ｐ（５）、地点Ｐ（６）へと進むと、近
接して並走する道路が存在しなくなるため、車両の現在位置が正確に道路ｒ１３上に特定することができるようになる。車両の現在位置が特定できた地点で、例えば図１３では地点Ｐ（６）の位置を基準として、走行軌跡記憶部３０２に蓄積してある車両の軌跡である走行ベクトルデータを用いて、逆方向に走行ベクトルＶ（５，６）から、Ｖ（４，５）・・・・Ｖ（０，１）へと辿り、逆方向の走行軌跡を形成する。また、地図データ記憶部３０３の道路ネットワークについても、道路ｒ１３から逆方向に分岐点ｎ１１へ、分岐点ｎ１１から逆方向に接続する道路ｒ１２と道路ｒ１４へ、更に分岐点ｎ１２から逆方向に接続する道路ｒ１７及び道路ｒ１８へと辿ることができる。ここで逆方向の走行軌跡と逆方向に接続した道路ネットワーク形状とを比較する（ステップＳ４１１）。なお、道路ｒ１６や道路ｒ１９は分岐点ｎ１１やｎ１２から各々ｎ１３やｎ１０への方向のみ走行可能な道路であるため除外される。
【００６５】
逆方向の走行軌跡と逆方向に接続した道路ネットワーク形状との比較により整合度合の高い道路ネットワークの組み合わせが特定される。図１３の例では、道路特定部３０４はｒ１３→ｎ１１→ｒ１２→ｎ１０→ｒ１０の道路ネットワークを選択する。
【００６６】
また、走行道路の特定ができない場合には、道路特定部３０４はステップＳ４０３で求めた、走行軌跡である走行ベクトルと推測現在位置データとを走行軌跡記憶部３０２に蓄積する（ステップＳ４１２）。その後、ステップＳ４０４で求めた推測現在位置を車両現在位置としてディスプレイ制御部３０７へ出力し地図データと合成して表示する（ステップＳ４１４）。なお、図１３中の１３０１、図１４中の１４０１及び、図１５中の１５０１は車両位置表示マークであり、表示例の地点は車両の現在位置が特定できる地点である。
【００６７】
ステップＳ４１１で走行した道路が特定できた場合、特定された道路に対する垂直変位データの学習を行う（ステップＳ４１３）。なお、この書き込みを行う道路の区間（以下、「学習区間」という。）は、狭角分岐点から道路特定地点までの、狭角分岐点を基準にして垂直変位量に一定の差が生じている区間とする。例えば、勾配差が最大となる区間あるいは、勾配が一定の閾値以上となる区間である。
【００６８】
勾配を判定のデータとして使用するのは、高低差があまり無い道路であるが、上り下りが多い道路とか、平坦な道路とか、上りのみ、下りのみの道路とかを判定するのに、勾配によりそれぞれの道路を識別できるからである。また、最大地点や勾配差が所定値以上であるような道路の特徴が明確に現れる区間を学習区間とすることにより精度良く道路の特定ができる。
【００６９】
更に、検出した勾配の変化があまりに細かく変化する地点においてはその検出精度が保証できなくなるため、勾配がある程度安定している必要がある。このため、検出した勾配が所定時間、一定の値となる地点で算出した勾配データを使用することがより好ましい。
【００７０】
また、道路の判定のデータとして高度を使用することもできる。この場合は、勾配差があまり無い道路であるが、高度差が大きい道路を判定するのに有効である。そして、この高度データを蓄積する学習区間は、高低差が最大となる区間あるいは、高低差が一定の閾値以上となる区間とする。これにより、精度良く道路の特定ができるようになる。
【００７１】
更に、検出した高度の変化があまりに細かく変化する区間においてはその検出精度が保証できなくなるため、高度がある程度安定している必要がある。このため、検出した高度差が所定時間、一定の値以上となる区間で算出した高度データを使用することがより好ましい。これにより、蓄積する垂直変位データも効率的に少なく抑えることができる。
【００７２】
これらのように、勾配と高度を使用することは、それぞれの道路状況により異なるため、勾配と高度の両方のデータを垂直変位量として同時に蓄積し、道路状況により使い分けることがより好ましい。
【００７３】
また、学習区間の垂直方向の形状を凸型、凹型、平型といった３つの形状パターンに分類して、その形状パターンのデータとすることもできる。形状パターンの分類は、狭角分岐点から道路特定地点までにおいて、勾配が正から負に変化している区間を凸型とし、勾配が負から正に変化している区間を凹型とし、それ以外を平型とする。これにより道路は、３種類の組合せで指定でき垂直変位量のデータ数を少なくすることができる。
【００７４】
更に、狭角分岐点直前の勾配に対する学習区間の平均の相対的な勾配差、あるいは、狭角分岐点直前の高度と学習区間の平均高低差が所定の値以下か否かといったデータでもよい。また、以上のデータに限らず、車両の垂直変位のデータとなるデータであればどのようなものでも構わない。
【００７５】
なお、この学習区間にはあらかじめ一定の走行距離の制限を設けておき、その所定距離走行しても道路特定地点とならない場合は、その所定距離までを学習区間とする。例えば、２キロメートルを所定距離とすれば、必要以上に学習区間が長くなって、端末への負荷を大きくすることが無いので好ましい。また、この所定距離はユーザにより設定可能にしておくことが好ましい。
【００７６】
図１６に垂直変位記憶部３０５に記憶された、道路データに一対一で対応する形式で勾配を保存する場合のデータ構造を示す。図中、属性情報欄には、道路の幅員の情報、一方通行などの規制の情報、及び、国道、高速、有料等といった道路種別などの情報が記憶されており、経路探索などで利用される。また、図１７には、分岐点に付随するデータとして、例えば狭角分岐点に該当する分岐点ｎ１００から分岐して並走する道路ｒ１００と道路ｒ９９についての区間距離と区間勾配を保存するデータ構造を例として示す。
【００７７】
以下に走行軌跡記憶部３０２に蓄積された走行ベクトルが垂直変位記憶部３０５のデータ構造にいかに変換されるかについて説明する。
【００７８】
図１６では道路データに対して勾配を一対で保存している。まず道路データとの対応付けは、上記ステップＳ４１１について図１３で説明したように、道路データと走行ベクトルを対応づけることができる。また、１つの道路データに複数の走行ベクトルが跨る場合はその平均値を記録するか、あるいは最大の勾配を記録する。
【００７９】
勾配は図５における車両の位置および高度データを用いたベクトル量から算出される。
【００８０】
図５では、車両位置を地点Ｐ（ｎ）、地点Ｐ（ｎ＋１）（ｎは、時系列変化を示す）の２地点間の変位を示すベクトルをＶ（ｎ、ｎ＋１）として表している。ここで、Ｐ（ｎ）の座標系を（Ｘ（ｎ）、Ｙ（ｎ）、Ｚ（ｎ））として、２地点間の変位を示すベクトル量を（ｄｘ（ｎ）、ｄｙ（ｎ）、ｄｚ（ｎ））として表すこととする。高さの変位量をｄｚ（ｎ）、２地点間の平面移動距離をｄとすると、勾配角度θは、ａｒｃｔａｎ（ｄｚ（ｎ）／ｄ）で算出することができる。
【００８１】
また、図１７では、１つの道路データに対して、複数の勾配角を距離毎に記録できるようにしているので、勾配角が変化するに応じて、２地点間の変位を示すベクトル量を（ｄｘ（ｎ）、ｄｙ（ｎ）、ｄｚ（ｎ））から距離を求めて、順に記録する。
【００８２】
次に、垂直方向変位学習モードの設定が解除される（ステップＳ４１０）。
【００８３】
最後に、ディスプレイ制御部３０７はそれまでに確定された車両現在位置を地図データ記憶部３０３の地図データに重ね合わせてディスプレイ装置１０５へ出力する。
【００８４】
以上のステップＳ４０２からステップＳ４１５までの処理は一定時間間隔で実行される。なお、本実施の形態においては、１秒ごとに実行すれば、十分である。また、処理間隔は、ユーザにより設定可能にしておくことが好ましい。これらの処理により、道路付加データ記憶装置１０７の垂直変位データ領域１０９は、ユーザが走行することで自動的に更新され、地図データが整備されていく。
【００８５】
また、上記の処理を行った結果、道路付加データ記憶装置１０７に道路分岐点後の区間において垂直変位データが併走する全ての道路に蓄積されている場合、以下のような方法により走行道路の整合度合を判定することができる。
【００８６】
図１８は道路ｒ５０が分岐点Ｐ２０で道路ｒ５１と道路ｒ５２に分岐し、地点Ｐ２１で上層の道路ｒ５３が道路ｒ５２と合流し、下層の道路ｒ５１に併走する上層の道路ｒ５４に合流する道路を示す。
【００８７】
今、この道路ｒ５０乃至道路ｒ５４の全てに図に示すように垂直変位データであるレベルデータが蓄積しているとする。ここでレベルとは、垂直関係の相対尺度であり、値が大きいほど道路が高い位置にあることを示している。すなわち、図１８において、道路ｒ５０、ｒ５１は、レベル０なので、レベル１のｒ５２より低い位置にあり、道路ｒ５３、ｒ５４はレベル２なので、他のどの道路よりも高い位置にあることを示している。
【００８８】
この道路を走行したときの走行軌跡が図１９に示すパターン１であった場合、現在位置算出部３０６は地点Ｐ２１において現在位置推測部３０１が求めた垂直変位量がレベル２にあることを認識し、車両現在位置が道路ｒ５１より高い位置にある道路ｒ５４であると特定することができる。また、パターン２の走行を行った場合には、道路ｒ５２の距離を走行した時点で推測現在位置の垂直変位量がレベル０のままであることを認識することにより、道路ｒ５１を走行していると特定することができる。ここでは、相対的な高さの位置関係を示すレベルで説明したが、高さ情報や勾配情報でも同様に判断することができる。
【００８９】
また、この例では分岐点Ｐ２０後の判定地点を分岐点Ｐ２０から次の交差点Ｐ２１までの距離に相当する地点としたが、分岐点Ｐ２０から道路付加データ記憶装置１０７の垂直変位データ領域１０９に垂直変位データが蓄積されている地点までに相当する距離を走行した地点とすることもできる。この地点は、ステップＳ４１３において指定された学習区間であるため、垂直変位データにより道路の特定を精度良く行うことができる。
【００９０】
また、本実施の形態では道路付加データ記憶装置１０７が独立して存在するため、ＣＤ−ＲＯＭ等で提供される地図データが更新されても、道路付加データ記憶装置１０７の垂直変位データ領域１０９１０９はそのまま保持できるため、それまでユーザが走行して蓄積された垂直変位データを引き続き使用できるという効果がある。
【００９１】
なお、本実施の形態では、垂直変位データを地図データ記憶部３０３に有していない例を示したが、垂直変位データを一部の道路について有していても構わない。その場合においては、道路特定部３０４がステップＳ４０８において、垂直変位記憶部３０５に対象道路の垂直変位データが有るか否かを判定するときに、地図データ記憶部３０３にも有無をチェックする処理を追加する。これにより、道路特定部３０４は垂直変位記憶部３０５に垂直変位データが無い場合、地図データ記憶部３０３にその垂直変位データが有れば、それを使用して道路を特定できる。また、現在位置算出部３０６は同様に車両現在位置を特定する際に、ステップＳ４０９において垂直変位記憶部３０５に対象道路の垂直変位データが有るか否かを判定するときに、地図データ記憶部３０３にも有無をチェックする処理を追加する。これにより、現在位置算出部３０６は、初めて走行する道路である場合のように、垂直変位記憶部３０５に垂直変位データが無い場合でも、地図データ記憶部３０３にその垂直変位データが有れば、それを使用して車両現在位置を特定できる。
【００９２】
（第２の実施の形態）
図２０は、本発明の第２の実施の形態における車両位置検出装置の構成図の一例を示すものである。第１の実施の形態とは道路付加データ記憶装置が無い点と、地図読み出し用記憶装置２００６から読み出される地図データが３次元データである点が異なる。また、図２１は本実施の形態の制御装置２００８の機能ブロックの構成を示す。
【００９３】
平面的現在位置推測部２１０１は、方位センサ１０１及び、車速センサ１０２から得られるデータから平面的走行軌跡及び、推測現在位置を求める。
【００９４】
垂直変位算出部２１０２は、傾斜角センサなどの垂直変位を検出するセンサの出力から垂直変位量を算出する。
【００９５】
３次元地図データ記憶部２１０３は３次元道路データ含む地図データを地図読み出し用記憶装置２００６から読み込み保持する。
【００９６】
特定地点決定部２１０４は、平面的推測現在位置から求めた複数の候補の道路から走行している道路を特定する特定地点を決定する。
【００９７】
現在位置確定部２１０５は特定地点で候補道路から走行している道路を特定する。
【００９８】
ディスプレイ制御部３０７は、現在位置をディスプレイ装置１０５へ出力し表示する。
【００９９】
次に、図２２に示すフローチャートを用いて、車両現在位置の特定処理を説明する。この処理において、車両現在位置の初期化ステップＳ２２０１は第１の実施の形態のステップＳ４０１と同じである。
【０１００】
次に、平面的現在位置推測部２１０１が方位センサ１０１と車速センサ１０２とから水平面上の推測現在位置を求める（ステップＳ２２０２）。
【０１０１】
次に、平面的現在位置推測部２１０１は、３次元地図データ記憶部２１０３の３次元道路データと推測現在位置から車両現在位置が狭角分岐点であるか否か判定する（ステップＳ２２０３）。
【０１０２】
狭角分岐点であると判定した場合、特定地点決定部２１０４はその分岐点に接続する全ての道路について特定地点決定処理を行う（ステップＳ２２０４）。
【０１０３】
この特定地点決定処理について、以下に説明する。
【０１０４】
特定地点決定部２１０４は、分岐点から候補となっている複数の道路間の勾配差が無くなる地点までにおいて、他の候補道路との勾配差が最大となる地点をその道路の特定地点とする。
【０１０５】
また、分岐点から候補となっている複数の道路間の高度差が無くなる地点までにおいて、他の候補道路との高度差が最大となる地点をその道路の特定地点とすることもできる。
【０１０６】
このような特定地点の決定を候補となっている全ての道路について行う。これにより特定地点決定部２１０４は、道路の特徴を最も区別できる地点で、確実に道路の特定を行うことが可能になる。
【０１０７】
なお、勾配差を垂直変位量として用いるのは、高低差があまり無い道路であるが、上り下りが多い道路と、平坦な道路あるいは、上りのみ、下りのみの道路とを判定するのに有効であるからである。また、高低差を垂直変位量として用いるのは、逆に勾配差があまり無いが高度差が大きい道路を特定するのに有効であるからである。
【０１０８】
また、特定する区間を分岐点からそれとの高度差が無くなる地点としたのは、立体交差点などで、高低差あるいは勾配差が得られなくなる可能性が高いからである。なお、候補道路間の高度差が同じになることが所定の距離区間でない場合は、その所定の距離区間において、特定処理を行う。
【０１０９】
ステップＳ２２０３で狭角分岐点でないと判定された場合は、次に、推測現在位置が特定地点であるか否かを判定する（ステップＳ２２０６）。
【０１１０】
この判定で特定地点でないと判定された場合は、推測現在位置を車両現在位置としてディスプレイ制御部３０７に出力し表示する。
【０１１１】
ステップＳ２２０６で特定地点であると判定した場合、現在位置確定部２１０５は、垂直変位算出部で求めた現時点の垂直変位量を、３次元地図データ記憶部２１０３の３次元道路データと比較し、所定の垂直変位量以下であればその道路上であると判定し車両現在位置を確定する。
【０１１２】
その後、ディスプレイ制御部３０７にその現在位置を出力し、ディスプレイ装置１０５に表示する。
【０１１３】
これにより、車両位置検出装置は３次元道路データを用いて、分岐後の併走する複数の道路から車両現在位置を精度良く特定することができる。
【０１１４】
なお、第２の実施の形態では、地図読み出し用記憶装置２００６に３次元地図データが記憶されているが、第１の実施の形態のように地図読み出し用記憶装置１０６と道路付加データ記憶装置１０７とにより３次元地図データが得られる構成にしても同様な効果を得ることができる。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、車両が走行した３次元データの走行軌跡を記憶しておき、車両の現在位置が確定できた時点でそれまで記憶していた垂直変位量を確定した道路データの垂直変位量として登録することにより、走行した道路の垂直変位量を蓄積した道路データとして整備することができる。更に本発明は、この道路データを用いることにより、車両位置を正しい道路上に位置させることができるという優れた効果を有する車両位置検出装置及び、車両位置検出方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置の基本構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置の制御装置のハードウェア構成を示すブロック図
【図３】本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置の制御装置の機能構成を示すブロック図
【図４】本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置の走行ベクトル及び推測現在位置を示すベクトル図
【図６】本発明の第１の実施の形態における立体交差点における本道と側道の狭角分岐を示す道路図
【図７】本発明の第１の実施の形態における高速道路取付けにおける一般道と取付け道の狭角分岐を示す道路図
【図８】本発明の第１の実施の形態における狭角分岐の定義を説明する道路図
【図９】本発明の第１の実施の形態における垂直変位データが記録されている道路に車両位置が検出されている例を示す道路図
【図１０】本発明の第１の実施の形態における垂直変位データが記録されてない道路に車両位置が検出されている例を示す道路図
【図１１】本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置の制御装置で行う道路のパターン分類処理を示すフローチャート
【図１２】本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置の走行軌跡の垂直変位を示す走行ベクトル軌跡図
【図１３】本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置が立体交差点で車両が曲折した時に車両が走行した道路を特定する方法を説明する道路図
【図１４】本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置が平行する道路の一方が転回する場合に車両が走行した道路を特定する方法を説明する道路図
【図１５】本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置が平行する道路の一方が消滅する場合に車両が走行した道路を特定する方法を説明する道路図
【図１６】本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置が垂直変位データを道路データと関連づけて記憶する例を示すデータ構成図
【図１７】本発明の第１の実施の形態における車両位置検出装置が垂直変位データを交差点データと関連づけて記憶する例を示すデータ構成図
【図１８】本発明の第１の実施の形態における３次元データを有する道路を示す道路図
【図１９】本発明の第１の実施の形態における垂直変位データの走行軌跡の例を示す走行軌跡図
【図２０】本発明の第２の実施の形態における車両位置検出装置の基本構成を示すブロック図
【図２１】本発明の第２の実施の形態における車両位置検出装置の制御装置の機能構成を示すブロック図
【図２２】本発明の第２の実施の形態における車両位置検出装置の動作を示すフローチャート
【図２３】従来のナビゲーション装置の構成図
【符号の説明】
１０１  方位センサ
１０２  車速センサ
１０３  垂直変位センサ
１０４  キー操作装置
１０５  ディスプレイ装置
１０６  地図読み出し用記憶装置
１０７  道路付加データ記憶装置
１０８  制御装置
１０９  垂直変位データ領域
１１０  走行軌跡データ領域
２０１  Ａ／Ｄ変換器
２０２  カウンタ
２０３  ＲＡＭ
２０４  ＲＯＭ
２０５  ＰＩＯ
２０６  ＤＭＡコントローラ
２０７  ディスプレイコントローラ
２０８  ＣＰＵ
３０１  現在位置推測部
３０２  走行軌跡記憶部
３０３  地図データ記憶部
３０４  道路特定部
３０５  垂直変位記憶部
３０６  現在位置算出部
３０７  ディスプレイ制御部
９０１  車両位置表示マーク
１００１  車両位置表示マーク
１３０１  車両位置表示マーク
１４０１  車両位置表示マーク
１５０１  車両位置表示マーク
２００６  地図読み出し用記憶装置
２１０１  平面的現在位置推測部
２１０２  垂直変位算出部
２１０３  ３次元地図データ記憶部
２１０４  特定地点決定部
２１０５  現在位置確定部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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