(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から受信した信号に基づき、自己の現在地情報として第１の位置情報を生成する第１の位置情報生成装置と、
外部から受信した他の信号に基づき、自己の現在地情報として第２の位置情報を生成する第２の位置情報生成装置と、
自己の現在地情報と地図情報とに基づき道案内のための制御を行う制御装置とを備えるナビゲーション装置において、
前記第１の位置情報生成装置は、道路に設置されたビーコン装置から発信する情報を受信するビーコン受信装置を有し、そのビーコン装置が設置されている位置情報を受信して前記第１の位置情報を生成し、
前記第２の位置情報生成装置は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信装置を有し、受信したＧＰＳ信号に基づき前記第２の位置情報を生成し、
前記制御装置は、前記第１の位置情報生成装置により生成した前記第１の位置情報が示す位置が、前記第２の位置情報生成装置により生成した前記第２の位置情報が示す位置の誤差範囲内の位置にあると判断するとき、前記第１の位置情報を有効位置情報として使用することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
請求項１に記載のナビゲーション装置において、
自己の移動を検出する移動検出装置をさらに備え、
前記移動検出装置は、前記第２の位置情報生成装置が前記第２の位置情報を生成した時点から前記第１の位置情報生成装置が前記第１の位置情報を生成した時点までの自己の移動を検出し、
前記制御装置は、前記第２の位置情報に基づく位置に前記移動検出装置により検出された移動を考慮して新たな位置を想定し、前記第１の位置情報に基づく位置が、前記新たな位置を基準とした前記第２の位置情報に基づく位置の誤差範囲内の位置にあるとき、前記第１の位置情報を有効位置情報として使用することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】
請求項１に記載のナビゲーション装置において、
自己の移動を検出する移動検出装置をさらに備え、
前記移動検出装置は、前記第２の位置情報生成装置が前記第２の位置情報を生成した時点から前記第１の位置情報生成装置が前記第１の位置情報を生成した時点までの自己の移動を検出し、
前記制御装置は、前記移動検出装置により検出された移動距離を考慮して前記第２の位置に基づく位置の誤差範囲を拡大することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項４】
請求項１に記載のナビゲーション装置において、
前記制御装置は、前記第２の位置情報生成装置が前記第２の位置情報を生成した時点から前記第１の位置情報生成装置が前記第１の位置情報を生成した時点までの時間を考慮して前記第２の位置情報に基づく位置の誤差範囲を拡大することを特徴とするナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビーコンによる位置情報を利用するナビゲーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両位置周辺の道路地図を表示する機能、出発地から目的地までの推奨経路を演算する機能、演算された推奨経路に基づいて経路誘導を行う機能などを兼ね備えたカーナビゲーション装置が知られている。このカーナビゲーション装置では、車両の現在地を検出する必要がある。そのために、例えば、車両の進行方位を検出する方位センサや車速を検出する車速センサやＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号を検出するＧＰＳセンサ等を備えている。
【０００３】
また、ＦＭ多重放送や、光ビーコン、電波ビーコンなどにより渋滞情報などの道路交通情報を提供する道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ）が知られている。この光ビーコンや電波ビーコンの情報の中には、ＶＩＣＳ情報以外にそのビーコン装置が設置されている位置情報が含まれている。従って、これらのビーコンの位置情報も車両の現在地検出に使用することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ビーコンの位置情報は時々誤った位置情報が送信されている場合があり、信頼性に欠けるとしてあまり使用されていなかった。このビーコンの位置情報を信頼性高く使用することができれば、例えば、マップマッチングが取れずフリーで走行している時などに非常に有効である。
【０００５】
本発明は、信頼性の低い位置情報を信頼性を上げて使用するナビゲーション装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、外部から受信した信号に基づき、自己の現在地情報として第１の位置情報を生成する第１の位置情報生成装置と、外部から受信した他の信号に基づき、自己の現在地情報として第２の位置情報を生成する第２の位置情報生成装置と、自己の現在地情報と地図情報とに基づき道案内のための制御を行う制御装置とを備えるナビゲーション装置に適用され、第１の位置情報生成装置は、道路に設置されたビーコン装置から発信する情報を受信するビーコン受信装置を有し、そのビーコン装置が設置されている位置情報を受信して第１の位置情報を生成し、第２の位置情報生成装置は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信装置を有し、受信したＧＰＳ信号に基づき第２の位置情報を生成し、制御装置は、第１の位置情報生成装置により生成した第１の位置情報が示す位置が、第２の位置情報生成装置により生成した第２の位置情報が示す位置の誤差範囲内の位置にあると判断するとき、第１の位置情報を有効位置情報として使用することを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１に記載のナビゲーション装置において、自己の移動を検出する移動検出装置をさらに備え、移動検出装置は、第２の位置情報生成装置が第２の位置情報を生成した時点から第１の位置情報生成装置が第１の位置情報を生成した時点までの自己の移動を検出し、制御装置は、第２の位置情報に基づく位置に移動検出装置により検出された移動を考慮して新たな位置を想定し、第１の位置情報に基づく位置が、新たな位置を基準とした第２の位置情報に基づく位置の誤差範囲内の位置にあるとき、第１の位置情報を有効位置情報として使用することを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１に記載のナビゲーション装置において、自己の移動を検出する移動検出装置をさらに備え、移動検出装置は、第２の位置情報生成装置が第２の位置情報を生成した時点から第１の位置情報生成装置が第１の位置情報を生成した時点までの自己の移動を検出し、制御装置は、移動検出装置により検出された移動距離を考慮して第２の位置に基づく位置の誤差範囲を拡大することを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項１に記載のナビゲーション装置において、制御装置は、第２の位置情報生成装置が第２の位置情報を生成した時点から第１の位置情報生成装置が第１の位置情報を生成した時点までの時間を考慮して第２の位置情報に基づく位置の誤差範囲を拡大することを特徴とするものである。
【０００７】
なお、上記課題を解決するための手段および作用の項では、分かりやすく説明するため実施の形態の図１と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態であるカーナビゲーション装置のブロック図である。図１において、１は車両の現在地（自車位置）を検出する現在地検出装置であり、例えば車両の進行方位を検出する方位センサ１ａ、車速を検出する車速センサ１ｂ、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号を検出するＧＰＳセンサ１ｃ等から成る。
【０００９】
方位センサ１ａは、振動ジャイロセンサなどで構成され、車両が旋回走行するときの回転角速度を検出し、対応する電圧信号を出力する。車速センサ１ｂは、例えば、車両のトランスミッション出力軸に取り付けられ、車速に応じてパルスが出力される。この方位センサ１ａと車速センサ１ｂの組み合わせで、車両の移動が２次元的に検出できる。ＧＰＳセンサ１ｃは、受信したＧＰＳ信号に基づき所定の演算を施して自車位置を取得する。本実施の形態では、ＧＰＳセンサ１ｃにより取得した自車位置は半径約１００ｍの円で表される誤差を有するものとする。なお、自車位置は、地図をメッシュ状に分割した場合のそのメッシュ番号と地図メッシュをさらに分割した座標値であるＸＹ正規化座標を使用して表される。
【００１０】
３は装置全体を制御する制御回路であり、マイクロプロセッサおよびその周辺回路から成る。４は車両の目的地等を入力する各種スイッチを有する入力装置である。カーソルの移動や画面のスクロールを指示するジョイスティックを含む。なお、入力装置４をリモコン方式としてもよい。また、画面内にタッチパネルスイッチを設けてもよい。
【００１１】
７は表示モニタ８に表示するための画像データを格納する画像メモリであり、この画像データは道路地図描画用データや各種の図形データなどから作成される。画像メモリ７に格納された画像データは適宜読み出されて表示モニタ８に表示される。
【００１２】
９はＦＭ多重放送受信装置、１０は光ビーコン受信装置、１１は電波ビーコン受信装置であり、それぞれＦＭ放送局、光ビーコン装置、電波ビーコン装置から送られてくる道路交通情報（以下、ＶＩＣＳ情報と呼ぶ）を受信する。光ビーコン装置は主に一般道路の主要幹線道路に設置されており、電波ビーコン装置は主に高速道路に設置されている。
【００１３】
ＶＩＣＳ情報とは、渋滞情報、規制情報、駐車場情報、サービスエリア情報、パーキングエリア情報である。光ビーコン装置や電波ビーコン装置は、ＶＩＣＳ情報以外にそれぞれの装置が設置されている位置、すなわち緯度と経度に関する情報（２次メッシュコード、ＸＹ正規化座標）が送信される。これらの位置情報に基づき得られる自車位置は、ＧＰＳセンサ１ｃにより得られる自車位置より精度が高い。その理由は、ビーコンによる位置情報はビーコンの真下を通過するときに受信できる直下検出型であるからである。本実施の形態では、ビーコンにより取得した位置情報に基づく位置は約±５０ｍの誤差を有しているものとする。さらに、自車位置は必ずビーコンが設置されている道路上であることが保証される。ただし、ビーコンの位置情報にはたまに誤った位置情報が含まれている場合があり、高度に管理され高い信頼性を有するＧＰＳ信号により得られるＧＰＳ位置情報より信頼性が低いと言える。
【００１４】
カーナビゲーション装置は、上述した現在地検出装置１により取得した自車位置情報および地図記憶メモリ２に格納されている道路地図データ（情報）に基づき各種のナビゲーションを行う。例えば、自車位置近辺の道路地図および自車位置を表示モニタ８に表示し、経路探索によって得られた経路に沿ってドライバーを誘導する。
【００１５】
ＧＰＳセンサ１ｃにより取得される自車位置は、上述したように半径約１００ｍの誤差を有する。この場合、ＧＰＳセンサ１ｃにより取得した自車位置が道路地図データの道路上にないときは、周知のマップマッチングという手法を使って、自車位置を道路上に来るように補正する。これにより、常に精度高く自車位置を道路地図上に表示することができる。
【００１６】
しかし、必ずしもマップマッチングが成功するとは限らない。この場合は、方位センサ１ａと車速センサ１ｂの信号に基づき自車位置を検出して表示する。このような自車位置マークが道路地図の道路上以外を移動している状態をフリー走行と言う。フリー走行の距離が長くなっていくと自車位置の信頼性が低下していく。
【００１７】
本実施の形態では、フリー走行が所定距離以上継続した場合、ビーコンによる位置情報がないかどうかを検出し、ビーコンによる位置情報が存在しかつ所定の条件を満たしている場合は、そのビーコンによる位置情報に基づく位置（ビーコン位置とも言う）にマッチングを取るようする。すなわち、フリー走行の自車位置表示をビーコン位置に飛ばして自車位置表示の補正をする。以下、その制御について詳細に説明する。
【００１８】
図２は、自車位置をビーコン位置へマッチングする制御を示すフローチャートである。図２のルーチンは、一定時間間隔で実行されるルーチンである。その間に、ＧＰＳセンサ１ｃにより自車位置情報の取得および光ビーコン受信装置１０あるいは電波ビーコン受信装置１１による自車位置情報の取得があった場合は、所定のフラグ等がセットされ本ルーチンが実行される。図２のルーチンで更新された自車位置情報に基づき、自車位置が表示モニタ８に表示される。
【００１９】
以下の説明では、ＧＰＳセンサ１ｃにより取得された自車位置は単に「ＧＰＳ位置」と言い、このＧＰＳ位置や車両の移動距離に基づいて求められた自車位置あるいはマッチング等により更新された自車位置を単に「自車位置」と言う。この自車位置が、表示モニタ８に表示される自車位置である。
【００２０】
ステップＳ１では、方位センサ１ａと車速センサ１ｂにより車両の相対移動距離を検出する。すなわち、本ルーチンが実行された前回の時点から本ルーチンが実行される今回の時点までの車両の移動距離を算出する。この移動距離は、移動方向も加味された２次元的な移動距離である。ステップＳ２では、ステップＳ１で検出された移動距離に基づきＧＰＳ位置を更新する。ＧＰＳ位置はＧＰＳ信号を受信する毎に更新されるが、その間に車両が移動する場合は、ＧＰＳ位置も車両の移動距離を加味して仮想のＧＰＳ位置を設定する。
【００２１】
ステップＳ３では、ステップＳ１で求められた移動距離に基づき自車位置を更新する。すなわち、前回の更新された自車位置に対してステップＳ１の移動距離を加味し、新たな自車位置を求める。
【００２２】
ステップＳ４では、前回の本ルーチン実行後今回の本ルーチン実行までの間にＧＰＳセンサ１ｃによりＧＰＳ位置が取得されたかどうかを判断する。取得されている場合は所定のフラグが設定されいてるので、そのフラグが立っているかどうかをチェックする。ステップＳ４でＧＰＳ位置情報が取得されていると判断した場合は、ステップＳ５に進み、その内容でＧＰＳ位置を更新する。従って、ＧＰＳ位置は、ＧＰＳ信号を取得して常に最新の内容に更新され、その間に車両の移動があった場合は、その移動距離に応じて仮のＧＰＳ位置に更新される。ステップＳ４でＧＰＳ位置が取得されていないと判断した場合は、ステップＳ５をスキップしてステップＳ６に進む。
【００２３】
ステップＳ６では、フリー走行中であるかどうかを判断する。フリー走行中とは、前述した通りマップマッチングが取れない状態で自車位置が表示されていることである。具体的には、地図記憶メモリ２に格納されている道路地図データに基づいて表示される道路地図の道路上に自車位置が表示されないことである。マップマッチングは不図示のルーチンで処理され、マップマッチングが取れない場合は所定のフラグが設定されるので、本ステップではそのフラグをチェックする。ステップＳ６でフリー走行中であると判断するとステップＳ７に進む。ステップＳ７では、フリー走行が所定の距離以上進んでいるかどうかを判断する。フリー走行が所定距離以上であればステップＳ８に進みビーコン位置情報が取得されているかどうかを判断する。
【００２４】
ビーコン位置情報とは、光ビーコン受信装置１０あるいは電波ビーコン受信装置１１のいずれかにより受信されたビーコン情報に含まれる位置情報のことである。ステップＳ８では、前回の本ルーチン実行後今回の本ルーチン実行までの間にビーコン位置情報が取得されたかどうかを判断する。取得されている場合は所定のフラグが設定されているので、そのフラグが立っているかどうかをチェックする。ビーコン位置情報が存在する場合はステップＳ９に進む。
【００２５】
ステップＳ９では、そのビーコン位置情報に基づく位置（ビーコン位置とも言う）がＧＰＳ位置の誤差範囲内にあるかどうかを判断する。ＧＰＳ位置が車両の移動距離に基づいて更新されている場合は、その更新された仮想ＧＰＳ位置に基づいて判断する。本実施の形態のＧＰＳ位置の誤差は、半径１００ｍの円で表される範囲である。従って、ビーコン位置情報に基づく位置の座標が、ＧＰＳ位置、更新されている場合はその仮想ＧＰＳ位置に基づく座標を中心とした半径１００ｍの円の中にあるかどうかを判断する。この半径１００ｍの円をＧＰＳ位置の誤差円と言う。ステップＳ９で、ビーコン位置による座標がＧＰＳ位置の誤差円内にあると判断するとステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、自車位置をそのビーコン位置へマッチングし、処理を終了する。すなわち、自車位置をビーコン位置情報に基づく位置で更新する。
【００２６】
ステップＳ６でフリー走行中でないと判断した場合、ステップＳ７でフリー走行が所定距離以上でないと判断した場合、ステップＳ８でビーコン位置情報が存在しないと判断した場合、ステップＳ９でビーコン位置情報に基づく位置がＧＰＳ位置の誤差円内にないと判断した場合は、ビーコン位置へのマッチングは行わず処理を終了する。
【００２７】
以上のようにして、信頼性が低いが精度の高い位置情報を有するビーコン位置情報が、信頼性が高いが精度の低い位置情報を有するＧＰＳ位置情報の誤差範囲内にあるかないかを判断する。そして、ビーコン位置情報がＧＰＳ位置情報の誤差範囲内にあると判断すると、その精度の高いビーコン位置情報を有効位置情報として使用する。これにより、信頼性が高くかつ精度の高い位置情報の取得を可能にしている。なお、上記の信頼性が高い低い、あるいは精度が高い低いという内容は、両者間の相対的な内容である。
【００２８】
上記ステップＳ９では、車両の移動距離に基づいて仮想ＧＰＳ位置を設定し、ビーコン位置が仮想ＧＰＳ位置を中心にした誤差円内にあるかどうかを判断していた。しかし、この内容に限定する必要はない。車両の移動距離分誤差円を拡大するようにしてもよい。すなわち、誤差円の中心はＧＰＳ位置のままとし、その後車両が移動した場合は、その移動距離分誤差円を拡大し、ビーコン位置がその範囲にあるかどうかを判断する。さらに、この誤差円の拡大をＧＰＳ位置取得後の経過時間で計算するようにしてもよい。すなわち、ＧＰＳ位置取得後の経過時間にある係数を掛けた値分誤差円を拡大し、ビーコン位置がその範囲にあるかどうかを判断する。
【００２９】
−変形例−
上記の実施の形態では、フリー走行中の自車位置表示の補正について説明したが、この内容に限定する必要はない。フリー走行中でない場合にも本発明は適用できる。例えば、高速道路と一般道路とが並行しているとき、実際には高速道路を走行しているにもかかわらず、一般道路を走行しているように表示されている場合のマッチングにも使用できる。
【００３０】
図３は、この場合の制御を示すフローチャートである。図２のフローチャートのステップと機能が共通するステップには同一ステップ番号を付す。具体的には、図２のステップＳ６〜Ｓ９の順序が変更され、ステップＳ２０が新たに追加されている。
【００３１】
ステップＳ１〜Ｓ５までは図２と共通である。ステップＳ８では、前回の本ルーチン実行後今回の本ルーチン実行までの間にビーコン位置情報が取得されたかどうかを判断する。取得されている場合は所定のフラグが設定されているので、そのフラグが立っているかどうかをチェックする。ビーコン位置情報が存在する場合はステップＳ９に進む。ステップＳ９では、そのビーコン位置情報に基づく位置（以下、ビーコン位置と言う）がＧＰＳ位置の誤差範囲内にあるかどうかを判断する。ＧＰＳ位置が車両の移動距離に基づいて更新されている場合は、図２と同様に、その更新された仮想ＧＰＳ位置に基づいて判断する。本変形例のＧＰＳ位置の誤差は、半径１００ｍの円で表される範囲である。従って、ビーコン位置情報に基づく位置の座標が、ＧＰＳ位置、更新されている場合はその仮想ＧＰＳ位置に基づく座標を中心とした半径１００ｍの円の中にあるかどうかを判断する。この半径１００ｍの円をＧＰＳ位置の誤差円と言う。ステップＳ９で、ビーコン位置による座標がＧＰＳ位置の誤差円内にあると判断するとステップＳ６へ進む。
【００３２】
ステップＳ６では、フリー走行中であるかどうかを判断する。ステップＳ６でフリー走行中であると判断するとステップＳ７に進む。ステップＳ７では、フリー走行が所定の距離以上進んでいるかどうかを判断する。フリー走行が所定距離以上であればステップＳ１０に進む。
【００３３】
一方、ステップＳ６でフリー走行中でないと判断するとステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、取得されたビーコン位置と自車位置との距離が所定距離（例えば５０ｍ）以上かどうかを判断する。この所定距離とはビーコン受信装置の誤差範囲である。光ビーコン受信装置１０あるいは電波ビーコン受信装置１１は、一定の受信可能な範囲を有している。さらに、車は一定の速度で走行している。従って、ビーコン位置情報により取得された位置は一定範囲の誤差を有する。自車位置がこの誤差範囲を超えているということは、ミスマップマッチング等の何らかの事情で不正確な値に更新されていることを示す。なお、ビーコン位置は、ステップＳ９において信頼性のあるデータであることがすでに判断されている。
【００３４】
ステップＳ２０で、ビーコン位置と自車位置との距離が所定距離以上であると判断されると、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、自車位置をそのビーコン位置へマッチングし、処理を終了する。すなわち、自車位置をビーコン位置情報に基づく位置で更新する。ステップＳ２０で、ビーコン位置と自車位置との距離が所定距離以上でないと判断されると、現在の自車位置は正しいと判断しビーコン位置へのマッチングは行わず処理を終了する。
【００３５】
ステップＳ８でビーコン位置情報が存在しないと判断した場合、ステップＳ９でビーコン位置情報に基づく位置がＧＰＳ位置の誤差円内にないと判断した場合、ステップＳ７でフリー走行が所定距離以上でないと判断した場合も、ビーコン位置へのマッチングは行わず処理を終了する。
【００３６】
以上の処理により、フリー走行中でない場合でも、信頼性があると判断されたビーコン位置に基づき自車位置が間違っていると判断されると、ビーコン位置でマッチングが取られ正確な自車位置表示が行われる。これは、例えば、高速道路と一般道路とが並行しているとき、実際には高速道路を走行しているにもかかわらず、隣接する一般道路にミスマップマッチングがされている場合に有効な処理となる。
【００３７】
上記の実施の形態や変形例では、ビーコン位置を自車位置表示の補正のために使用する例を説明したが、この内容に限定する必要はない。上記のように信頼性があると判断されたビーコン位置は各種の利用が可能である。
【００３８】
上記の実施の形態や変形例では、カーナビゲーション装置における例で説明をしたがこの内容に限定する必要はない。車載用に限らずすべてのナビゲーション装置に適用できる。
【００３９】
上記の実施の形態や変形例では、ビーコン位置とＧＰＳ位置により信頼性が高く精度の高い自車位置を取得する例で説明をしたが、この内容に限定する必要はない。高信頼性と低精度の情報を取得できる装置と低信頼性と高精度の情報を取得できる装置とがある場合に、これらの装置を組み合わせて高信頼性と高精度の情報を取得するすべての場合に適用できる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成しているので、次のような効果を奏する。高信頼性と低精度の情報を取得できる装置と低信頼性と高精度の情報を取得できる装置とを組み合わせて、高信頼性と高精度の情報を取得することができる。特に、ナビゲーション装置において、精度の高い位置情報を有するビーコン位置情報を高信頼性でもって使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるカーナビゲーション装置のブロック図である。
【図２】自車位置をビーコン位置へマッチングする制御を示すフローチャートである。
【図３】自車位置をビーコン位置へマッチングする変形例の制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  現在地検出装置
１ａ  方位センサ
１ｂ  車速センサ
１ｃ  ＧＰＳセンサ
２  地図記憶メモリ
３  制御回路
４  入力装置
７  画像メモリ
８  表示モニタ
９  ＦＭ多重放送受信装置
１０  光ビーコン受信装置
１１  電波ビーコン受信装置
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
【図１】
0004268278.tif 000002
【図２】
0004268278.tif 000003
【図３】
0004268278.tif 000004