(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の位置を検出する測位手段と、前記測位手段から出力される車両の位置を走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、幅員情報を含む道路情報を有する地図データを記憶した地図記憶手段と、前記走行軌跡記憶手段の走行軌跡に基づいて車両の曲折開始から終了までを判断する曲折判断手段と、前記曲折判断手段で車両の曲折開始から終了までと判断した区間の屈曲開始前の道路リンクに対する垂直移動距離を求め、前記垂直移動距離が屈曲開始前の補正対象道路の前記地図記憶手段に記憶された幅員情報の範囲内であれば、車線変更と判断し、前記幅員情報の範囲外であれば道路変更と判断する幅員判断手段と、前記幅員判断手段の判断結果に従って前記道路情報を基に補正の対象道路を決定し、車両の位置を前記補正の対象道路上に補正するマップマッチング手段とを備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
前記幅員判断手段で車線変更と判断したとき、前記マップマッチング手段は同じ道路を引き続き補正の対象道路として決定し、前記幅員判断手段で道路変更と判断したとき、前記マップマッチング手段は別の道路を補正の対象道路として決定することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
前記幅員判断手段で道路変更と判断したとき、前記マップマッチング手段は、前記曲折判断手段で車両の曲折開始から終了までと判断した区間の累計移動角度を求め、前記道路情報を基に前記累計移動角度で接続する道路を補正の対象道路として決定することを特徴とする請求項２記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
前記測位手段は、車両の状態信号を検出する自立センサと、前記自立センサから出力される信号に基づいて車両の移動距離及び移動方位を求め、累積演算して車両の位置を演算する位置演算部とを備えることを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
前記曲折判断手段は、車両の移動方位が所定の角度以上となったときを曲折開始と判断し、前記所定の角度未満となったときを曲折終了と判断することを特徴とする請求項１記載の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、検出した車両の位置を地図データの道路上に補正するマップマッチングと呼ばれる機能を有するナビゲーション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、検出した車両の位置を地図データ上に表示させる際、車両の位置が道路外の場所に位置しているとき、道路上に位置するように車両の位置を強制的に補正するマップマッチングと呼ばれる技術が知られている。
【０００３】
以下、従来のナビゲーション装置について、図面を参照しながら説明する。
図４は従来のナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。図４において、１は車両の移動距離及び移動方位を検出するために車両の状態信号を検出する自立センサ、２は自立センサ１からの出力される信号に基づいて車両の移動距離及び移動方位を算出し、車両の位置を演算する位置演算部、３は道路情報を有する地図データが記憶された地図データ記憶部、４は車両の位置を走行軌跡として記憶しておく走行軌跡記憶部、５は検出した車両の位置を地図データの道路上に補正するマップマッチング部、６は車両の位置や地図データなどを表示する表示部、７は前記各部から出力される信号を制御する制御部である。
【０００４】
位置演算部２は、前回の車両の位置からどの方向に（移動方位）、どれだけ進んだのか（移動距離）を求め、基準位置から累積演算をすることによって、初期位置に対する現在の車両の位置を求める。また、走行軌跡記憶部４は、位置検出を開始してから所定の距離（例えば５００ｍ）毎に更新し、新しい走行軌跡のデータが得られると古い走行軌跡のデータを取り除く。
【０００５】
以上のように構成されたナビゲーション装置について、以下にその動作を説明する。
【０００６】
図４に示すように、まず、位置演算部２により、自立センサ１から出力される信号に基づいて基準位置からの移動距離及び移動方位を算出し、累積演算により車両の位置を求める。位置演算部２により車両の位置が得られると、走行軌跡記憶部４により走行軌跡が生成される。
【０００７】
次に、マップマッチング部５では、位置演算部２で算出された移動方位が±５度以上の変化が出始めたときを曲がり始めとし、移動方位の変化が±５度未満になると曲がり終わりとするという判断に基づき、曲がっている間の移動方位を累計して累計移動角度を求める。累計移動角度を得ると、地図データ記憶部３に記憶されている道路情報に基づいて、形状的に整合性のある道路を検索し、補正の対称となる道路を決定し、その道路上に位置するように補正する。但し、移動方位は、右方向に曲がった角度を＋（プラス）とし、左方向に曲がった角度を−（マイナス）として表している。
【０００８】
マップマッチング部５で補正された車両の位置は、制御部７を介し、地図データと併せて表示部６に表示される。
【０００９】
図５は従来のナビゲーション装置の走行軌跡を示す図である。図５を用いて上記動作の例を説明する。ただし、図５において、ｋ１からｋ２０は走行軌跡を示している。
【００１０】
図５に示すように、まず、マップマッチング部５は、位置演算部２で検出された車両の位置の補正の対象道路をＡ道路としている。ここで、マップマッチング部５は、車両の位置がｋ４のとき、移動方位が−５度以下だったので左折開始と判断する。以後のｋ５からｋ８までの区間は移動方位が−５度以下だったので左折途中と判断し、ｋ９のとき移動方位が−３度となったので左折終了と判断し、ｋ４からｋ９までの移動方位の累計を求め、累計移動角度が−８５度であることを得る。よって、約８５度の角度で左折する道路を検索して補正道路（道路Ｂ）を決定し、道路Ｂ上に補正する。
【００１１】
また、車両の位置がｋ１１のとき、移動方位が５度以上だったので右折開始と判断する。以後のｋ１２からｋ１６までの区間は移動方位が５度以上だったので右折途中と判断し、ｋ１７のとき移動方位が２度となったので右折終了と判断した。よって、ｋ１２からｋ１７までの累計移動角度が８０度となったので、約８０度の角度で右折する道路を検索して補正道路（道路Ｃ）を決定し、道路Ｃ上に補正する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のナビゲーション装置では、幅員の大きな道路において車両が大きく車線変更を行った場合（移動方位が±５度以上の場合）でも、自立センサにより検出される移動方位に従って、車両が別の道路に曲がったと判断してしまうので、実際には、車線を変更しただけで道路を変更していないにもかかわらず地図データ上では道路を変更しているように補正が行われてしまう。つまり、車線変更と道路変更とを区別することができず、正確なマップマッチング処理を行うことができないといった問題点を有していた。
【００１３】
本発明は、車線変更と道路変更とを区別し、正確なマップマッチング処理を行うことのできるナビゲーション装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、車両の位置を検出する測位手段と、測位手段から出力される車両の位置を走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、幅員情報を含む道路情報を有する地図データを記憶した地図記憶手段と、走行軌跡記憶手段の走行軌跡に基づいて車両の曲折開始から終了までを判断する曲折判断手段と、曲折判断手段で車両の曲折開始から終了までと判断した区間の道路リンクに対する垂直移動距離を求め、幅員情報とを比較して車両の動作が道路変更か車線変更かを判断する幅員判断手段と、幅員判断手段の判断結果に従って道路情報を基に補正の対象道路を決定し、車両の位置を補正の対象道路上に補正するマップマッチング手段とを備える。
【００１５】
これにより、車線変更と道路変更とを区別し、正確なマップマッチング処理を行うことのできるナビゲーション装置が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、車両の位置を検出する測位手段と、測位手段から出力される車両の位置を走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、幅員情報を含む道路情報を有する地図データを記憶した地図記憶手段と、走行軌跡記憶手段の走行軌跡に基づいて車両の曲折開始から終了までを判断する曲折判断手段と、曲折判断手段で車両の曲折開始から終了までと判断した区間の道路リンクに対する垂直移動距離を求め、幅員情報とを比較して車両の動作が道路変更か車線変更かを判断する幅員判断手段と、幅員判断手段の判断結果に従って道路情報を基に補正の対象道路を決定し、車両の位置を補正の対象道路上に補正するマップマッチング手段とを備える構成としたことにより、車両の進行方向が変更する動作が、車線変更か道路変更かを判断することができ、マップマッチングにおいて、正確に補正の対象とする道路を決定することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施例におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。図１において、１１は車両の移動距離、移動方位を検出するために車両の状態信号を検出して出力する自立センサであり、車輪の回転数に応じたパルス信号を出力する車速センサ、車両の角速度に応じた信号を出力するジャイロセンサなどが用いられる。１２は自立センサ１１から出力される信号に基づいて車両の移動距離及び移動方位を算出し、基準位置から累積演算することによって車両の位置を求める位置演算部である。本実施例では、自立センサ１１及び位置演算部１２により自立航法と呼ばれる測位手段を構成している。また、測位手段はこれに限らず、ＧＰＳ（Grobal Positioning System）などの電波航法と呼ばれる測位手段やその他の測位手段であっても良い。
【００１９】
１３は道路情報を有する地図データを記憶した地図記憶部であり、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk - Read Only Memory）などの記憶媒体にディジタル化された地図データが記憶されている。ここで、道路情報とは、道路上の交差点や屈曲点などをノード（node）情報として記憶した情報であり、道路は各ノードを結ぶ直線（リンク）として近似される。つまり、道路情報により、道路の位置や各道路の接続状況を得ることができる。本実施例の道路情報には、さらに、各道路の幅員を示す幅員情報が含まれている。
【００２０】
１４は車両の走行軌跡を記憶しておく走行軌跡記憶部であり、所定の距離（例えば５００ｍ）毎にデータを更新する。１５は補正の対象道路を決定し、位置演算部１２により検出された車両の位置を地図データの道路上に補正するマップマッチング部、２０は走行軌跡に基づいて車両の曲折開始から終了までを判断する曲折判断部、１６は曲折判断部２０で判断した車両の曲折開始から終了までの区間での道路リンクに対する垂直移動距離を求め、幅員情報に基づいて車両の動作が車線変更か進路変更かを判断する幅員判断部である。１７は車両の位置情報や地図データなどを表示する表示部であり、その表示画面にはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などが用いられる。１８は前記各部から出力される信号を制御する制御部である。
【００２１】
以上のように構成されたナビゲーション装置について、以下にその動作を説明する。
【００２２】
図１に示すように、位置演算部１２により、自立センサ１１から所定の時間毎に出力される信号に基づいて基準位置からの移動距離及び移動方位を算出し、累積演算により車両の位置を求める。位置演算部１２により車両の位置が得られると、走行軌跡記憶部１４により記憶され走行軌跡が生成される。
【００２３】
曲折判断部２０では、位置演算部１２で検出された移動方位が所定の角度（例えば５度以上）の変化が出始めたときを曲がり始めとし、移動方位の変化が５度未満になると曲がり終わりとするという判断に基づき、走行軌跡における折曲開始から終了までの区間を判断する。ただし、走行軌跡からサンプルする車両の位置は、位置演算部１２により所定の時間毎に検出される車両の位置毎に判断を行うと、車両の速度に影響されて車両の曲折動作を正確に判断することができない場合が出てくるので、車両の速度が遅い場合はサンプルする時間を長く取り、逆に、車両の速度が速い場合はサンプルする時間を短く取るといったように、車両の速度に応じてサンプルする時間を可変とする方が望ましい。なお、車両の移動方位については、右方向に曲がった角度を＋（プラス）とし、左方向に曲がった角度を−（マイナス）として表している。
【００２４】
ここで、幅員判断部１６により、走行軌跡における折曲開始から終了までの区間での道路リンクに対する垂直移動距離を算出して、この垂直移動距離と地図記憶部１３の幅員情報とを比較する。この垂直移動距離が現在の補正の対象道路の幅員の範囲内であると判断すれば、車線変更とみなし、逆に、幅員の範囲外であると判断すれば、道路変更とみなす。
【００２５】
マップマッチング部１５では、幅員判断部１６が車線変更と判断した場合は、これまで補正の対象としていた道路を、引き続き補正の対象道路とする。一方、幅員判断部１６が道路変更と判断した場合は、曲折判断部２０で車両の曲折開始から終了までと判断した区間の累計移動角度を走行軌跡より求め、地図記憶部１３の道路情報と比較して形状の類する道路を補正の対象道路として決定する。
【００２６】
補正の対象道路が決定すれば、マップマッチング部１５は、位置演算部１２により検出された車両の位置を補正の対象となる道路上に位置するように補正し、制御部１８に出力する。制御部１８では、マップマッチング部１５から出力される補正された車両の位置を、地図記憶部１３から読み出した地図データと併せて表示部１７に出力する。
【００２７】
図２及び図３は本発明の一実施例におけるナビゲーション装置の走行軌跡を示す図である。図２及び図３を用いて、マップマッチング部１５、幅員判断部１６折曲判断部２０の上記動作の例を説明する。
【００２８】
図２に示すように、まず、曲折判断部２０により車両の曲折動作がｋ５から開始され、ｋ１６で終了したことを判断する。幅員判断部１６はｋ５からｋ１６までの道路Ｒ１のリンクに対する垂直移動距離を走行軌跡から算出し、垂直移動距離が８０ｍであることを得る。地図記憶部１３から読み出された道路Ｒ１の幅員情報（１００ｍ）と比較し、幅員の範囲内であるので、ｋ５からｋ１６までの車両の動作は車線変更であると判断し、マップマッチング部１５は、ｋ１７以降でも補正の対象道路を道路Ｒ１として補正を行っている。
【００２９】
また、図３に示すように、曲折判断部２０により車両の曲折動作がｋ４から開始され、ｋ１２で終了したことを判断する。幅員判断部１６はｋ４からｋ１２までの道路Ｒ１のリンクに対する垂直移動距離を走行軌跡から算出し、垂直移動距離が１０５ｍであることを得る。地図記憶部１３から読み出された道路Ｒ１の幅員情報（１００ｍ）と比較し、幅員の範囲外であるので、ｋ４からｋ１２までの車両の動作は道路変更であると判断する。マップマッチング部１５は、ｋ４からｋ１２までの累計移動角度を算出し、累計移動角度が−８８度であることを得る。よって、約８８度で左折可能な道路を道路情報に基づいて検索し、道路Ｒ２を補正の対象道路として補正を行っている。
【００３０】
同様に、ｋ１２からｋ１７までの道路Ｒ２のリンクに対する垂直移動距離は２２ｍであり、道路Ｒ２の幅員情報（２０ｍ）と比較してｋ１２からｋ１７までの動作は道路変更であることを判断し、累計移動角度を求め、この累計移動角度と道路情報とを照合し、道路Ｒ３を補正の対象道路として補正を行っている。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、車両の位置を検出する測位手段と、測位手段から出力される車両の位置を走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、幅員情報を含む道路情報を有する地図データを記憶した地図記憶手段と、走行軌跡記憶手段の走行軌跡に基づいて車両の曲折開始から終了までを判断する曲折判断手段と、曲折判断手段で車両の曲折開始から終了までと判断した区間の道路リンクに対する垂直移動距離を求め、幅員情報とを比較して車両の動作が道路変更か車線変更かを判断する幅員判断手段と、幅員判断手段の判断結果に従って道路情報を基に補正の対象道路を決定し、車両の位置を補正の対象道路上に補正するマップマッチング手段とを備える構成としたことにより、車両の進行方向が変更する動作が、車線変更か道路変更かを判断することができるので、幅員の広い道路を大きく車線変更した場合をも区別可能となり、正確なマップマッチングが可能となる優れたナビゲーション装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施例におけるナビゲーション装置の走行軌跡を示す図
【図３】本発明の一実施例におけるナビゲーション装置の走行軌跡を示す図
【図４】従来のナビゲーション装置の構成を示すブロック図
【図５】従来のナビゲーション装置の走行軌跡を示す図
【符号の説明】
１１  自立センサ
１２  位置演算部
１３  地図記憶部
１４  走行軌跡記憶部
１５  マップマッチング部
１６  幅員判断部
１７  表示部
１８  制御部
２０  曲折判断部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003855302.tif 000005
【図５】
0003855302.tif 000006