CN113874925B - 导航装置、自动驾驶控制装置以及导航方法 - Google Patents

导航装置、自动驾驶控制装置以及导航方法 Download PDF

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Abstract

一种导航装置，其具备：路线设定单元，其能够基于包含行驶路径的信息的第一地图和本车辆的位置信息来设定将本车辆引导至目的地的引导路线；以及匹配单元，其基于本车辆的位置信息，来将本车辆的位置设为第一自身位置匹配到第一地图中的本车辆正在行驶的行驶路径上，该导航装置还具备：行驶车道检测单元，其基于包含行驶路径内的行驶车道的信息的第二地图和本车辆的位置信息，来将本车辆的位置设为第二自身位置匹配到第二地图中的本车辆正在行驶的行驶车道上；以及判定单元，其判定第一自身位置中是否包含第二自身位置，其中，在设定了引导路线的情况下，匹配单元将第一自身位置匹配到引导路线上，在之后第一自身位置中不再包含第二自身位置的情况下，匹配单元基于位置信息将第一自身位置匹配到第一地图上。

Description

导航装置、自动驾驶控制装置以及导航方法
技术领域
本发明涉及一种导航装置、自动驾驶控制装置以及导航方法。
背景技术
导航装置能够将本车辆的位置匹配到地图上，并且将表示本车辆的位置的标记显示在地图上，通过被输入目的地来设定在与该目的地连接的最佳的组合的行驶路径中行驶的引导路线，并在该地图上显示该引导路线(参照WO/2018/109516号公报)。
发明内容
但是，有时在经过被指定为引导路线的一个行驶路径与未被指定为引导路线的另一个行驶路径之间的分支点的情况下本车辆进入了该另一个行驶路径等情况下，无法迅速地再次将本车辆在地图上的位置与本车辆实际行驶的行驶路径相对应地进行匹配。
因此，本发明的目的在于提供一种能够迅速地再次将本车辆在地图上的位置与本车辆实际行驶的行驶路径相对应地进行匹配的导航装置、自动驾驶控制装置以及导航方法。
根据本发明的某个方式，是一种导航装置，具备：本车位置检测单元，其检测本车辆的位置信息；路线设定单元，其能够基于包含行驶路径的信息的第一地图和所述本车辆的所述位置信息，来设定将所述本车辆引导至目的地的引导路线；以及匹配单元，其基于所述本车辆的所述位置信息，来将所述本车辆的位置设为第一自身位置匹配到所述第一地图中的所述本车辆正在行驶的所述行驶路径上，该导航装置还具备：行驶车道检测单元，其基于包含所述行驶路径内的行驶车道的信息的第二地图和所述本车辆的所述位置信息，来将所述本车辆的位置设为第二自身位置匹配到所述第二地图中的所述本车辆正在行驶的所述行驶车道上；以及判定单元，其判定所述第一自身位置中是否包含所述第二自身位置，其中，在设定了所述引导路线的情况下，所述匹配单元将所述第一自身位置匹配到所述引导路线上，在之后所述第一自身位置中不再包含所述第二自身位置的情况下，所述匹配单元基于所述位置信息来将所述第一自身位置匹配到所述第一地图上。
附图说明
图1是搭载有本实施方式的导航装置的车辆的框图。
图2是导航装置、地图信息生成装置、自动驾驶控制装置的框图。
图3是导航装置的控制流程图。
图4是自动驾驶装置的控制流程图。
图5是示出在以往的导航装置中在将本车辆的位置匹配到地图上的情况下本车辆按照引导路线行驶的情况的图。
图6是示出在本实施方式的导航装置中在将本车辆的位置匹配到地图上的情况下本车辆按照引导路线行驶的情况的图。
图7是示出在以往的导航装置中在将本车辆的位置匹配到地图上的情况下本车辆不按照引导路线行驶的情况的图。
图8是示出在本实施方式的导航装置中在将本车辆的位置匹配到地图上的情况下本车辆不按照引导路线行驶的情况的图(其1)。
图9是示出在本实施方式的导航装置中在将本车辆的位置匹配到地图上的情况下本车辆不按照引导路线行驶的情况的图(其2)。
具体实施方式
[本实施方式的基本结构]
以下基于附图来对本发明的实施方式进行说明。图1是示出搭载有本发明的一个实施方式所涉及的自动驾驶辅助***1的车辆的结构的框图。本实施方式所涉及的自动驾驶辅助***1能够按照由导航装置10生成的去往目的地的引导路线91(参照图5等)来执行车辆的自动驾驶控制。
如后述那样，本实施方式的车辆的自动驾驶根据驾驶者的输入而开始进行控制，即使驾驶者不进行加速踏板操作、制动器操作以及方向盘操作也使车辆按照引导路线91行驶。但是，当驾驶者在自动驾驶控制期间进行加速踏板操作、制动器操作或者方向盘操作时，该自动驾驶控制停止或者被暂时中断，并优先进行由驾驶者进行的各种操作。
本实施方式的车辆具备自动驾驶辅助***1、发动机控制装置2(ECM：EngineControl Module)、车身控制装置3(BCM：Body Control Module)、转向控制装置4、制动器控制装置5、变速器控制装置6(TCM：Transmission Control Module)、防止侧滑装置7(VDC：Vehicle Dynamics Control，车辆动态控制***)等。自动驾驶辅助***1具备导航装置10、地图信息生成装置11以及自动驾驶控制装置12。
在此，导航装置10、地图信息生成装置11、自动驾驶控制装置12、发动机控制装置2、车身控制装置3、转向控制装置4、制动器控制装置5、变速器控制装置6以及防止侧滑装置7等经由作为车载LAN的CAN总线8(Controller Area Network：控制器局域网)以能够进行通信的方式连接。
发动机控制装置2是执行发动机21的运转控制的控制器。该发动机控制装置2控制发动机21，以实现从自动驾驶控制装置12、防止侧滑装置7等输出的请求驱动力。此外，虽然以仅具备发动机21(内燃机)作为行驶驱动源的车辆举例，但是也可以替代为仅具备电动马达作为行驶驱动源的电动汽车(包括燃料电池车)、具备发动机21和电动马达的组合作为行驶驱动源的混合动力车等。
车身控制装置3除了控制由门锁装置31对门的锁定/解锁之外，还控制以下各种功能：被动无钥匙、遥控钥匙等无钥匙功能、推进发动机启动等发动机启动功能、防盗器等安全功能、室内灯、电池节电器等定时器功能、轮胎气压监视***等安全功能等。
转向控制装置4是执行对电动动力转向马达41的控制的控制器。该转向控制装置4控制电动动力转向马达41，以实现从自动驾驶控制装置12等输出的目标转向角。该电动动力转向马达41是安装在转向装置的柱轴(column shaft)(省略图示)上的转向致动器。
制动器控制装置5是执行对制动器单元51的控制的控制器。该制动器控制装置5控制制动器单元51，以实现从自动驾驶控制装置12、防止侧滑装置7等输出的请求制动力。
变速器控制装置6是控制自动变速器(AT)61的控制器。该变速器控制装置6根据车速、加速踏板开度、档位等运算出最佳的齿轮(gear)，来执行对AT61的变速控制，以实现从自动驾驶控制装置12、防止侧滑装置7等输出的请求驱动力。
防止侧滑装置7以防止车辆的侧滑为目的，使用各种传感器来监视驾驶者的驾驶操作和车辆的运动，根据车辆的行驶状态向发动机控制装置2输出请求驱动力，并向制动器控制装置5输出请求制动力。
导航装置10、地图信息生成装置11、自动驾驶控制装置12是微处理器等集成电路，具备A/D变换电路、D/A变换电路、中央运算处理装置(CPU，Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)以及RAM(Read Access Memory：随机存取存储器)等。这些既可以成一体地构成在一个集成电路中，另外，也可以彼此相独立地构成。
导航装置10具备包含有车辆所行驶的各种行驶路径的信息的地图(图2：SD地图102)，并且生成将本车辆的当前的位置与目的地连结的引导路线91(参照图5等)，并将引导路线91显示在地图上。另外，导航装置10将本车辆的位置设为第一自身位置匹配到地图(SD地图102)上，并且将表示第一自身位置的标记92(参照图5)显示在地图上。
摄像机13设置在车辆前部、车辆侧部以及车辆后部等，向地图信息生成装置11和自动驾驶控制装置12输出对车辆前方、车辆侧方以及车辆后方等进行拍摄所得到的图像数据。另外，雷达14设置在车辆前部、车辆侧部以及车辆后部等，向自动驾驶控制装置12输出存在于车辆前方、车辆侧方以及车辆后方等的物体的反射点的极坐标(距离和位置)。探测部15(本车位置检测单元)是GPS接收机、陀螺传感器、加速踏板传感器、车速传感器、方位传感器等各种传感器，用于检测本车辆的位置等。
地图信息生成装置11基于导航装置10所生成的引导路线91来生成用于自动驾驶控制的自动驾驶用地图信息，并向自动驾驶控制装置12输出该自动驾驶用地图信息。
自动驾驶控制装置12计算请求驱动力、请求制动力、目标转向角，以使本车辆沿着导航装置10所生成的引导路线91行驶。自动驾驶控制装置12通过CAN总线8向发动机控制装置2和变速器控制装置6输出所计算出的请求驱动力，通过CAN总线8向制动器控制装置5输出所计算出的请求制动力，通过CAN总线8向转向控制装置4输出所计算出的目标转向角。
图2是导航装置10、地图信息生成装置11、自动驾驶控制装置12的框图。
导航装置10具备***101(匹配单元)、SD地图102(第一地图)、输入部103、显示部104以及运算部105(路线设定单元、可靠度计算单元)。***101基于来自探测部15(车速传感器、方位传感器、GPS接收机等)的信号，来将本车辆的位置设为第一自身位置匹配到SD地图102上的行驶路径上，并将表示第一自身位置的标记92(参照图5等)显示在显示部104中。
SD地图102是包含本车辆能够行驶的各种行驶路径的信息的地图，其一部分(或者全部)被显示在显示部104中。***101读出SD地图102的一部分(或者全部)后输出到显示部104，以使被进行了匹配的第一自身位置(标记92)配置在显示部104的画面的中央部(或者最下部)。另外，***101向后述的判定部122输出第一自身位置的信息。此外，SD地图102可以搭载于导航装置10，但是也可以设为从服务器下载的结构。
运算部105当被输入部103输入目的地的信息时，基于输入到***101的SD地图102来生成将SD地图102中的从当前地到目的地连结的引导路线91，并将引导路线91显示在显示部104中。另外，运算部105向后述的地图信息计算部113(以及判定部122)输出引导路线91的信息。
引导路线91是显示在地图(SD地图102)上的行驶路径(道路)，并且是将本车辆从当前地至到达目的地为止经由的多个行驶路径(例如最短路径)连结为一条线所得到的路线。由此，在显示部104中显示表示本车辆的周围的道路(行驶路径)的地图，该地图上显示出到目的地为止的引导路线91和表示本车辆的位置(第一自身位置)的标记92。
运算部105针对引导路线91上的行驶路径和从该行驶路径分支出的行驶路径计算匹配可靠度，其详情后述。另外，在设定了引导路线91的情况下，运算部105进行对与引导路线91的行驶路径有关的匹配可靠度加上规定值的运算。并且，运算部105当被判定部122输入了不一致信号时，进行将对匹配可靠度加上的规定值原样减去的运算。
更为普遍的是，运算部105还能够在设定了引导路线91的情况下将与引导路线91有关的匹配可靠度设定为相比于未设定引导路线91的情况下的匹配可靠度而言更高的值，当之后被判定部122输入了不一致信号时，运算部105将与引导路线91有关的匹配可靠度设定为设定引导路线91之前的匹配可靠度。
地图信息生成装置11具备***111、地图管理器112、地图信息计算部113。
HD地图114(第二地图)是共享例如SD地图102包含的行驶路径的信息中的至少一部分、并且包含该行驶路径中的行驶车道(车道)的信息的高精度的地图，HD地图114被保存于服务器中。HD地图114包含的行驶路径以高速公路等汽车专用道路、一部分的一般道路为对象，但是也可以是以与SD地图102相同范围的行驶路径为对象。
***111根据来自探测部15的信号，并且根据从摄像机13输出的图像数据，对HD地图114上的行驶路径以及该行驶路径内的行驶车道(车道)进行检测(识别)，将本车辆的位置设为第二自身位置匹配到HD地图114上。在此，第二自身位置包含本车辆所行驶的行驶路径的信息和在该行驶路径上本车辆所行驶的行驶车道的信息。
地图管理器112根据由***111匹配的第二自身位置(或者由***111检测(识别)出的行驶路径和行驶车道的信息)，来从HD地图114下载从第二自身位置(当前的本车辆的位置)到前方规定距离(例如7千米)为止的该行驶路径和行驶车道的高精度地图信息。此外，HD地图114也可以搭载在地图信息生成装置11(本车辆)。
地图信息计算部113基于从导航装置10输入的引导路线91的信息、从地图管理器112输入的高精度地图信息、以及由***111匹配的第二自身位置，来生成用于在从当前的本车辆的位置起的规定距离(例如7千米)内进行本车辆的自动驾驶的自动驾驶用地图信息。
自动驾驶控制装置12具备自动驾驶控制部121以及判定部122。自动驾驶控制部121对从摄像机13输出的图像数据、从雷达14输出的反射点的信息进行处理，来对本车辆周围的其它车辆等物体进行识别，并且对道路的白线、路边石、分支点等进行识别。另外，自动驾驶控制部121躲避所识别出的物体，同时参照由***111匹配的第二自身位置(当前的本车辆的位置)以及自动驾驶用地图信息，如上述的那样计算出请求驱动力、请求制动力、目标转向角后输出到CAN总线8。
判定部122将从***101输入的第一自身位置的信息与从***111输入的第二自身位置进行比较，来判断第一自身位置中是否包含第二自身位置，在判断为第一自身位置中包含第二自身位置的情况下，向***101输出一致信号，在判断为第一自身位置中不包含第二自身位置的情况下，向***101输出不一致信号。
此外，在***111判断为本车辆的位置在HD地图114的范围外的情况下，地图管理器112、地图信息计算部113不进行工作，自动驾驶控制装置12也不进行工作。
另外，***101根据来自探测部15的信号始终检测本车辆的位置，但当生成了引导路线91时，如后述那样，以从判定部122输入了一致信号为条件，将第一自身位置(本车辆的虚拟位置)匹配到SD地图102上，并将表示该第一自身位置的标记92显示在引导路线91上。在这种情况下，***101将第一自身位置匹配到引导路线91上的例如离由探测部15探测到的本车辆的检测位置的距离最短的位置，并显示表示该第一自身位置的标记92。
在此，***101的位置精度(位置分辨率)、即第一自身位置的位置精度依赖于SD地图102的分辨率(构成SD地图102的最小单位的地图元素的尺寸)，该分辨率例如为GPS的定位分辨率程度。由此，SD地图102中的第一自身位置不是被定义为点，而是被定义为例如以本车辆正在行驶的行驶路径的中央为中心的规定区域内的某个位置。在此，规定区域相当于例如具有依赖于SD地图102的分辨率的尺寸的圆形或矩形(或在宽度方向上展开的带)等。
另一方面，***111的位置精度(位置分辨率)、即第二自身位置的位置精度依赖于HD地图114的分辨率(构成HD地图114的最小单位的地图元素的尺寸)，该分辨率例如为行驶车道的宽度程度。由此，HD地图114中的第二自身位置也不是被定义为点，而是被定义为例如以本车辆正在行驶的行驶车道的中央为中心的规定区域内的某个位置。在此，规定区域相当于例如具有依赖于HD地图114的分辨率的尺寸的圆形或矩形(或在宽度方向上展开的带)等。
由此，在判定部122中例如进行如下控制：在表示第二自身位置的圆形(矩形)与表示第一自身位置的圆形(矩形)重叠的情况下，向***101输出一致信号，在表示第二自身位置的圆形(矩形)与表示第一自身位置的圆形(矩形)不重叠的情况下，向***101输出不一致信号(参照图8)。此外，***111和***101也可以通过共通的硬件构建，从而能够交替地进行计算。
在自动驾驶控制装置12中，只要判定部122输出一致信号，则能够根据驾驶者的选择进行本车辆的自动驾驶，能够通过驾驶者的驾驶操作等解除自动驾驶。
另外，存在以下情况：在引导路线91上存在分支点且分支角度小的情况下，本车辆的位置不是被匹配到本车辆实际正在行驶的一条行驶路径上，而是被匹配到另外一条行驶路径上，难以进行上述的自动驾驶。因而，在本实施方式中，如以下那样应用匹配可靠度(+规定值)，从而能够准确地进行本车辆的位置匹配。
[本实施方式的控制流程]
参照图3对导航装置10的控制流程进行说明。在此，将以下情形作为前提进行说明：本车辆所行驶的行驶路径例如是高速公路，并且到目的地为止的行驶路径不仅被包含于SD地图102，还被包含于HD地图114，能够通过HD地图114检测(识别)本车辆所行驶的行驶路径(包含行驶车道)以及从该行驶路径分支出的行驶路径(包含行驶车道)。
在步骤S101中，***101基于来自探测部15(由探测部15进行的位置检测＝本车位置检测步骤)的信号，来将本车辆的位置设为第一自身位置匹配到SD地图102的行驶路径上，并将表示第一自身位置的标记92显示在显示部104。
在步骤S102中，运算部105当被输入部103输入了目的地的信息时，将目的地设定到SD地图102上。在步骤S103中，运算部105设定将从当前地到目的地连结的引导路线91(路线设定步骤)。
在步骤S104中，运算部105计算引导路线91上的行驶路径A(参照图5等)的匹配可靠度以及从该行驶路径分支出的行驶路径B(参照图5等)的匹配可靠度。匹配可靠度被定义为针对至少一条所述行驶路径表示本车辆正在行驶于该行驶路径的概率的值。在此，针对引导路线91上的行驶路径A以及从该行驶路径A分支出的行驶路径B计算匹配可靠度，来作为行驶于各行驶路径的可能性的指标。匹配可靠度被用作用于在能够由***101(或者***111)使用来自探测部15的信号等判断出本车辆正在行驶于行驶路径A和行驶路径B中的哪一条路径上之前的期间估计本车辆正在行驶的行驶路径的指标。根据到当前为止所行驶过的行驶路径的轨迹、车速、转向角度、2条行驶路径的分支点处的分支的角度、该2条行驶路径之间的距离等来计算匹配可靠度。
例如，在存在匹配可靠度为100％的行驶路径A的情况下，判断为本车辆准确地从分支点进入该行驶路径A，在本车辆从分支点进入该行驶路径A时，第一自身位置被匹配到SD地图102上的该行驶路径A上，并显示为表示该第一自身位置的标记92也准确地进入SD地图102上的该行驶路径A上。另一方面，在存在匹配可靠度为0％的行驶路径B的情况下，判断为本车辆没有进入该行驶路径B，在本车辆从分支点行驶于作为目标的行驶路径A时，第一自身位置不被匹配到SD地图102上的该行驶路径B，表示第一自身位置的标记92也不被显示在SD地图102上的该行驶路径B上。
另外，在例如存在相对于引导路线91上的行驶路径A呈大致直角分支出的行驶路径B的情况下，***101能够大致准确地对行驶路径A和行驶路径B进行区分，因此行驶路径A的匹配可靠度是极其接近于100％的值，行驶路径B的匹配可靠度为接近0％的值。在这种情况下也是，在本车辆行驶于行驶路径A时，第一自身位置被大致准确地匹配到SD地图102上的行驶路径A上，表示第一自身位置的标记92也被大致准确地显示在SD地图102上的行驶路径A上。在这种情况下，无需对匹配可靠度加上后述的规定值。
另一方面，存在以下情况：根据分支点的形状等，引导路线91上的行驶路径A的匹配可靠度与从引导路线91分支出的行驶路径B的匹配可靠度彼此接近。这可能发生在如下场面：引导路线91上的行驶路径A与行驶路径B之间形成的角度狭窄且在经过了分支点之后行驶路径A与行驶路径B也彼此接近的状态持续很长时间。
并且，还会发生行驶路径B的匹配可靠度比行驶路径A的匹配可靠度高的情况。在这种情况下，虽然本车辆经过分支点后进入行驶路径A，但是第一自身位置被匹配到SD地图102的行驶路径B上的可能性比第一自身位置被匹配到行驶路径A上的可能性高。
因此，在步骤S105中，运算部105对与引导路线91上的行驶路径A有关的匹配可靠度加上规定值，从而能够匹配到引导路线91上的行驶路径A(匹配步骤)。在此，规定值(高的值)能够设为使引导路线91上的行驶路径的匹配可靠度(例如初始值为95％，参照图6)为100％以上的任意的值(例如5％，参照图6)。由此，***101能够无条件地、即无需与行驶路径B的匹配可靠度进行比较而将第一自身位置迅速且准确地匹配到SD地图102的行驶路径A上。
在步骤S106中，***101(也可以是运算部105等导航装置10的其它构成要素)判断第一自身位置(本车辆的位置)是否与目的地的位置一致，即判断本车辆是否已到达目的地，如果为“是”则结束导航，如果为“否”则转移到接下来的步骤S107。
在步骤S107中，***111参照来自探测部15的信号和来自摄像机13的图像数据，将本车辆所行驶的行驶路径中的行驶车道的位置设为第二自身位置匹配到HD地图114上(行驶车道检测步骤)。
在步骤S108中，判定部122判断由***101匹配的第一自身位置中是否包含(重叠)由***111匹配的第二自身位置(判定步骤)，如果为“是”(判断为行驶于行驶路径A)，则返回步骤S106，如果为“否”(判断为行驶于行驶路径B)，则转移到步骤S109。在此，关于第一自身位置(引导路线91)中不包含第二自身位置的情况，包括本车辆通过驾驶者的驾驶操作而偏离了引导路线91的情况等。
在步骤S109中，判定部122向***101和运算部105输出不一致信号。运算部105当被输入了不一致信号时，将对与引导路线91上的行驶路径A有关的匹配可靠度加上的规定值减去(参照图8)。
在步骤S110中，***101将本车辆的位置设为第一自身位置匹配到SD地图102中的匹配可靠度最高的行驶路径B(例如98％，参照图8)上(匹配步骤)。由此，表示第一自身位置的标记92被从行驶路径A(例如95％，参照图8)上切换到行驶路径B上。另外，此时，运算部105也可以对与成为新的引导路线91的行驶路径B有关的匹配可靠度加上规定值。
在步骤S111中，***101重新设定路线，对从当前的本车辆的位置到目的地为止的引导路线91进行更新，返回步骤S106。由此，***101将本车辆的位置设为第一自身位置匹配到更新后的引导路线91上，并通过标记92显示第一自身位置。
此外，如上述的那样，运算部105能够向判定部122输出引导路线91的信息，***111能够向判定部122输出本车辆正在行驶的行驶路径中的行驶车道的信息。由此，在步骤S108中，判定部122还能够进行以下控制：判断引导路线91中是否包含***111探测到的行驶车道(行驶路径)，如果为“是”(判断为正在行驶于行驶路径A)，则返回步骤S106，如果为“否”(判断为未行驶于行驶路径A)，则转移到步骤S109。
另外，上述的规定值还能够设为使引导路线91上的行驶路径A的匹配可靠度(例如初始值为95％)至少比从该行驶路径A分支出的行驶路径B(例如98％)的匹配可靠度高的任意的值(例如4.5％)。由此，在步骤S105中，***101能够将行驶路径A的匹配可靠度(例如99.5％)与行驶路径B的匹配可靠度(例如98％)进行比较，在此基础上选择匹配可靠度高的行驶路径A，来将第一自身位置准确地匹配到SD地图102上。并且，在步骤S109中，运算部105能够将与引导路线91有关的匹配可靠度(高的值)设定为设定引导路线91之前的匹配可靠度(比该高的值低的值)。
[自动驾驶装置的控制流程]
图4是自动驾驶装置的控制流程图。对与自动驾驶控制的打开/关闭有关的控制流程进行说明。在步骤S201中，自动驾驶控制部121(自动驾驶控制装置12)判断判定部122是否输出了一致信号、即判断由***101匹配的第一自身位置中是否包含由***111匹配的第二自身位置，在为“是”的情况下转移到步骤S202。
在步骤S202中，自动驾驶控制部121判断为能够进行自动驾驶，并根据驾驶者的选择来开始进行自动驾驶。在驾驶者进行了驾驶操作的情况下(在步骤S203中为“是”)，或者在第二自身位置(本车辆的位置)不在HD地图114上的情况下(在步骤S204中为“是”)，或者在本车辆到达了目的地的情况下(在步骤S205中为“是”)，自动驾驶控制部121解除自动驾驶(步骤S206)。另一方面，只要步骤S203、步骤S204以及步骤S205中的任一步骤中为“否”，则自动驾驶控制部121继续进行自动驾驶。
[本实施方式的动作]
图5是示出在以往的导航装置中在将本车辆的位置匹配到地图上的情况下本车辆按照引导路线91行驶的情况的图。图6是示出在本实施方式的导航装置10中在将本车辆的位置匹配到地图上的情况下本车辆按照引导路线91行驶的情况的图。
在图5中，考虑以下情况：在包含行驶路径A与行驶路径B的分支点的引导路线91中设定为该引导路线91从分支点进入行驶路径A，且本车辆实际进入行驶路径A。在此，设为不考虑由***111(HD地图114)进行的本车辆的位置的匹配、以及由运算部105进行的匹配可靠度的计算。
如上述的那样，本车辆的位置不是用点决定的，而是考虑地图(SD地图102)的分辨率(相当于GPS定位误差)等而被表现为以规定的位置(例如，行驶路径的宽度方向上的中央)为中心的规定区域，例如通过规定半径的第一圆93(也可以是矩形，以下也同样)来表示。因而，不仅本车辆的位置，本车辆在地图(SD地图102)上的位置(第一自身位置)也不是用点表示的，而是用以行驶路径的任意的位置(例如，宽度方向上的中央的位置)为中心的规定半径的第二圆94表示的。在此，第一圆93相当于本车辆的位置的测定误差范围，第二圆94相当于能够判断为第一自身位置的匹配有效的有效匹配范围，但是两者具有相同的直径。此外，关于标记92，为了方便，将第一自身位置显示为第二圆94的中心的一点，但是实际上是指第二圆94内的任意位置。
由此，在第一圆93(测定误差范围)与第二圆94(有效匹配范围)互相重叠的条件下，***101难以区分本车辆行驶于行驶路径A还是行驶于行驶路径B，有时即使实际上本车辆从分支点进入了行驶路径A，也会误识别为本车辆进入了行驶路径B，并将第一自身位置匹配到行驶路径B上。在这种情况下，第一圆93和第二圆94移动到互相不重叠而分离的距离，误识别才被消除，从而将第一自身位置匹配到行驶路径A上。在发生这样的现象的情况下，本车辆的位置与地图(SD地图102)上的第一自身位置之间的关系不明确，因此自动驾驶停止。
在本实施方式中，如图6的上图所示，计算行驶路径A和行驶路径B的匹配可靠度“R”，将第一自身位置匹配到匹配可靠度“R”最高的行驶路径A(匹配可靠度：R＝98％)上。由此，能够容易地将地图(SD地图102)上的第一自身位置从分支点匹配到匹配可靠度最高的行驶路径A上，从而能够避免匹配到行驶路径B(匹配可靠度：R＝95％)上。
但是，如图6的下图所示，还会发生以下情况：从行驶路径A分支出的行驶路径B的匹配可靠度“R＝98”比引导路线91上的行驶路径A的匹配可靠度“R＝95”高。在这种情况下，第一自身位置从分支点匹配到行驶路径B的可能性比匹配到行驶路径A的可能性高。
因此，在本实施方式(运算部105)中，对与引导路线91上的行驶路径A有关的匹配可靠度“R”加上规定值(例如“5％”)，来设定为使引导路线91上的行驶路径A的匹配可靠度最高、即设定为使从该行驶路径A分支出的行驶路径B的匹配可靠度较低。由此，***101能够一边将行驶路径A的匹配可靠度与行驶路径B的匹配可靠度进行比较一边容易地将第一自身位置匹配到行驶路径A，使显示第一自身位置的标记92容易地从分支点进入行驶路径A。特别是如图6的下图所示的那样，通过将匹配可靠度设为“R＝100％”，能够无需进行行驶路径A的匹配可靠度与行驶路径B的匹配可靠度的比较而无条件地将第一自身位置准确地匹配到行驶路径A上，使显示第一自身位置的标记92从分支点准确地进入行驶路径A，能够在经过分支点之后也将标记92显示在引导路线91上，并且继续进行自动驾驶。
图7是示出在以往的导航装置中在将本车辆的位置匹配到地图上的情况下本车辆不按照引导路线91行驶的情况的图。
接着，考虑以下情况：尽管设定了引导路线91，但是通过驾驶者的驾驶操作而本车辆从分支点进入了行驶路径B，而不是进入引导路线91上的行驶路径A。
将本车辆经过分支点的时刻设为T0，此时通过驾驶操作而解除自动驾驶。另外，表示当前的本车辆的位置的第一圆93与表示被进行了匹配的第一自身位置的第二圆94在T0处以同心的方式配置。
如图7的上图所示，如果将第一圆93与第二圆94互不重叠而分离的时刻设为Ta，在时刻Ta’(T0＜Ta’＜Ta)，第一圆93与第二圆94仍然重叠，因此对于***101来说，难以区分本车辆是行驶于行驶路径A还是行驶于行驶路径B，有时最大直到紧挨着时刻Ta之前都将第一自身位置(第二圆94)匹配到行驶路径A，并将引导路线91设定为行驶路径A。如图7的下图所示，在时刻Ta之后第一圆93与第二圆94互相不重叠而分离，因此***101能够将第一自身位置的匹配位置从行驶路径A切换到行驶路径B，重新设定路线。无论如何，从时刻T0到Ta的期间，第一自身位置都变得不稳定，因此无法进行自动驾驶。
图8是示出在本实施方式的导航装置10中在将本车辆的位置匹配到地图上的情况下本车辆不按照引导路线91行驶的情况的图(其1)。如上述的那样，在本实施方式中，将由***101匹配到SD地图102上的第一自身位置(引导路线91上的本车辆的虚拟的位置)与由***111匹配到HD地图114上的第二自身位置(当前的本车辆的位置)进行比较，来判断第一自身位置中是否包含第二自身位置(第一自身位置是否包含第二自身位置)。即，在本实施方式中，***111将本车辆的位置设为第二自身位置匹配到具有比SD地图102的分辨率高的分辨率的HD地图114上，并判断由***101匹配的第一自身位置中是否包含该第二自身位置。因而，如图8的上图所示，表示第二自身位置的第三圆95的直径比图7所示的第一圆93(测定误差范围)的直径小，因此直到第三圆95和第二圆94互相不重叠而分离为止的时间(Tb-T0)比直到第一圆93和第二圆94互相不重叠而分离为止的时间(Ta-T0)短。
另外，如图8的下图所示，在本实施方式中，判定部122能够在比时刻Ta早的时刻Tb输出不一致信号(图3中的步骤S108)。然后，在本实施方式中，当判定部122输出不一致信号时，将对与引导路线91上的行驶路径A有关的匹配可靠度“R”加上的规定值“5％”原样减去(图3中的步骤S109)，将本车辆的位置设为第一自身位置匹配到匹配可靠度最高的行驶路径B(匹配可靠度：R＝98％)上(图3中的步骤S110)。因而，如图8的下图所示，***101能够在识别为***101所匹配的第一自身位置本身是错误的时刻Ta之前的时刻Tb，将第一自身位置匹配到行驶路径B上，运算部105能够以第一自身位置(配置了标记92的位置)为基点重新设定路线(图3中的步骤S111)。
因而，在本实施方式中，检测被匹配到SD地图102上的第一自身位置(第二圆94)中是否包含被匹配到比SD地图102精度高(高分辨率)的HD地图114上的第二自身位置(第三圆95)，因此能够相比于检测由探测器15探测到的当前的本车辆的位置(第一圆93)中是否包含被匹配到SD地图102上的第一车辆位置(第二圆94)的情况而言更迅速地进行检测，因此能够迅速地再次执行匹配(在短时间内消除匹配的不一致)并重新设定路线，从而能够使自动驾驶也在短时间内重启。
图9是示出在本实施方式的导航装置10中在将本车辆的位置匹配到地图上的情况下本车辆不按照引导路线91行驶的情况的图(其2)。
图9是***101使用HD地图114将本车辆的位置设为第一自身位置进行匹配的情况下的图。此时，设为在图2中替代SD地图102而将HD地图114与***101连接，摄像机13输出的图像数据也被输出到***101。由此，***101能够将本车辆的位置设为第一自身位置匹配到HD地图114上，以不仅识别本车辆正在行驶的行驶路径，还识别行驶路径中的行驶车道。因而，基于HD地图114的第一自身位置的位置精度比基于SD地图102的第一自身位置的位置精度(位置分辨率)高。
由此，如图9的上图所示，基于HD地图114的第一自身位置由第四圆96表示，但是第四圆96是直径比表示基于SD地图102的第一自身位置的第二圆94(图8)的直径小的圆，例如能够表示为具有与第三圆95相同直径的圆。
在这种情况下，直到第四圆96和第三圆95互相不重叠而分离为止的时间(Tc-T0)比直到第二圆94(图8)和第三圆95(图8)互相不重叠而分离为止的时间(Tb-T0)短，并且比直到第二圆94(图7)和第一圆93(图7)互相不重叠而分离为止的时间(Ta-T0)短。因而，如图9的下图所示，在***101使用HD地图114来将本车辆的位置设为第一自身位置进行匹配的情况下，能够在更短时间内消除匹配的不一致并重新设定路线，使自动驾驶也在更短时间内重启。
[本实施方式的效果]
一种导航装置10，具备：本车位置检测单元(探测部15)，其检测本车辆的位置信息；路线设定单元(运算部105)，其能够基于包含行驶路径的信息的第一地图(SD地图102)和本车辆的位置信息，来设定将本车辆引导至目的地的引导路线91；以及匹配单元(***101)，其基于本车辆的位置信息，来将本车辆的位置设为第一自身位置匹配到第一地图(SD地图102)中的本车辆正在行驶的行驶路径上，导航装置10还具备：行驶车道检测单元(***111)，其基于包含行驶路径内的行驶车道的信息的第二地图(HD地图114)和本车辆的位置信息，来将本车辆的位置设为第二自身位置匹配到第二地图(HD地图114)中的本车辆正在行驶的行驶车道上；以及判定单元(判定部122)，其判定第一自身位置中是否包含第二自身位置，其中，在设定了引导路线91的情况下，匹配单元(***101)将第一自身位置匹配到引导路线91上，在之后第一自身位置中不再包含第二自身位置的情况下，匹配单元(***101)基于位置信息将第一自身位置匹配到第一地图(SD地图102)上。
通过上述结构，检测被匹配到第一地图(SD地图102)上的第一自身位置中是否包含被匹配到比第一地图(SD地图102)精度高(高分辨率)的第二地图(HD地图114)上的第二自身位置，因此能够相比于检测由探测器15探测到的当前的本车辆的位置中是否包含被匹配到第一地图(SD地图102)上的第一车辆位置的情况而言更迅速地进行检测，因此能够迅速地再次执行匹配(在短时间内消除匹配的不一致)。
在本实施方式中，第二地图的分辨率比第一地图的分辨率高。由此，判断被匹配到第一地图(引导路线)上的第一自身位置中是否包含被匹配到比第一地图的分辨率高的第二地图上的第二自身位置，因此能够相比于例如判断被匹配到第一地图(引导路线)上的第一自身位置中是否包含被匹配到第一地图上的第二自身位置的情况而言更迅速地再次执行匹配(在短时间内消除匹配的不一致)。
在本实施方式中，第一地图不包含用于匹配本车辆的位置的行驶车道的信息，第二地图包含用于匹配本车辆的位置的行驶车道的信息。由此，通过从第一地图中省略行驶车道的信息，能够缩减第一地图的信息量，因此能够迅速地读出第一地图。另外，第二地图包含行驶车道的信息，因此为高分辨率的信息，但是由于仅使用了包含第二自身位置的一部分的信息，因此能够减轻对导航装置10的负担。
在本实施方式中，还具备可靠度计算单元(运算部105)，该可靠度计算单元基于本车辆的位置信息和行驶路径的信息，来针对至少一条行驶路径计算表示本车辆正在行驶于该行驶路径的概率的值即匹配可靠度，匹配单元(***101)基于匹配可靠度来将第一自身位置匹配到行驶路径上。
通过上述结构，匹配单元(***101)能够从本车辆自分支点进入到一条行驶路径的时间点起容易地将第一自身位置匹配到第一地图(SD地图102)中的该行驶路径上。
在本实施方式中，匹配单元(***101)将第一自身位置匹配到匹配可靠度最高的行驶路径上。通过上述结构，能够简化用于进行匹配的运算。
在本实施方式中，在设定了引导路线91的情况下，可靠度计算单元(运算部105)将与引导路线91有关的匹配可靠度设定为相比于未设定引导路线91的情况下的匹配可靠度而言更高的值。
在上述结构中，能够将设定引导路线91之后的引导路线91上的行驶路径(行驶路径)的匹配可靠度设定为至少比从该行驶路径(行驶路径A)分支出的行驶路径(行驶路径B)的匹配可靠度高。此时，匹配单元(***101)能够将引导路线91(行驶路径A)的匹配可靠度与从引导路线91(行驶路径A)分支出的行驶路径(行驶路径B)的匹配可靠度进行比较，在此基础上选择匹配可靠度较高的引导路线91上的行驶路径(行驶路径A)，来将第一自身位置准确地匹配到SD地图102。并且，还能够将设定引导路线91之后的引导路线91上的行驶路径(行驶路径)的匹配可靠度设定为100％以上。此时，匹配单元(***101)能够无条件地、即无需与从第一地图(SD地图102)的引导路线91上的行驶路径(行驶路径A)分支出的行驶路径(行驶路径B)的匹配可靠度进行比较而将第一自身位置迅速且准确地匹配到该第一地图(SD地图102)的引导路线91上的行驶路径(行驶路径A)上。
在本实施方式中，在设定了引导路线91且之后第一自身位置中不再包含第二自身位置的情况下，可靠度计算单元(运算部105)将与引导路线91有关的匹配可靠度设定为设定引导路线91之前的匹配可靠度，匹配单元(***101)将第一自身位置匹配到行驶路径中的匹配可靠度最高的行驶路径上。
通过上述结构，匹配单元(***101)能够基于实际正在行驶的行驶路径，来将第一自身位置准确地匹配到第一地图(SD地图102)上的该行驶路径上。
在本实施方式中，特征在于，在设定了引导路线91的情况下，可靠度计算单元(运算部105)对与引导路线91有关的匹配可靠度加上规定值。
在上述结构中，规定值还能够设为使引导路线91上的行驶路径(行驶路径A)的匹配可靠度至少比从该行驶路径(行驶路径A)分支出的行驶路径(行驶路径B)的匹配可靠度高的任意的值。此时，匹配单元(***101)能够将引导路线91(行驶路径A)的匹配可靠度与从引导路线91(行驶路径A)分支出的行驶路径(行驶路径B)的匹配可靠度进行比较，在此基础上选择匹配可靠度较高的引导路线91上的行驶路径(行驶路径A)，来将第一自身位置准确地匹配到SD地图102上。并且，规定值能够设为使引导路线91上的行驶路径(行驶路径A)的匹配可靠度为100％以上的任意的值。此时，匹配单元(***101)能够无条件地、即无需与从第一地图(SD地图102)的引导路线91上的行驶路径(行驶路径A)分支出的行驶路径(行驶路径B)的匹配可靠度进行比较而将第一自身位置迅速且准确地匹配到该第一地图(SD地图102)的引导路线91上的行驶路径(行驶路径A)上。
在本实施方式中，在设定了引导路线91且之后第一自身位置中不再包含第二自身位置的情况下，可靠度计算单元(运算部105)将对与引导路线91有关的匹配可靠度加上的规定值减去，在减去规定值之后，匹配单元(***101)将第一自身位置匹配到行驶路径中的匹配可靠度最高的行驶路径上。
通过上述结构，匹配单元(***101)能够基于实际正在行驶的行驶路径来将第一自身位置准确地匹配到第一地图(SD地图102)上的该行驶路径上。
在本实施方式中，在设定了引导路线91且之后第一自身位置中不再包含第二自身位置的情况下，路线设定单元(运算部105)更新引导路线91。
通过上述结构，能够将本车辆的位置设为第一自身位置匹配到更新后的引导路线91上，并将表示第一自身位置的标记92显示在更新后的引导路线91上。
根据本实施方式的自动驾驶控制装置12，被连接导航装置10，能够进行针对本车辆的自动驾驶，自动驾驶控制装置12能够在设定了引导路线91且第一自身位置中包含第二自身位置的情况下进行自动驾驶。
通过上述结构，即使通过驾驶者的驾驶操作而解除了自动驾驶，导航装置10也迅速地重新设定路线，因此自动驾驶控制也能够在短时间内重启。特别是，通过对与引导路线91上的行驶路径有关的匹配可靠度加上规定值以使匹配可靠度为100以上，能够将本车辆的位置准确地匹配到实际正在行驶的行驶路径上，能够在经过分支点之后也继续进行自动驾驶。
根据本实施方式的导航方法，包括以下步骤：本车位置检测步骤，检测本车辆的位置信息；路线设定步骤，基于包含行驶路径的信息的第一地图(SD地图102)和本车辆的位置信息，来设定将本车辆引导至目的地的引导路线91；以及匹配步骤，基于本车辆的位置信息，来将本车辆的位置设为第一自身位置匹配到第一地图(SD地图102)中的本车辆正在行驶的行驶路径上，该导航方法的特征在于，还包括以下步骤：行驶车道检测步骤，基于包含行驶路径内的行驶车道的信息的第二地图(HD地图114)和本车辆的位置信息，来将本车辆的位置设为第二自身位置匹配到第二地图(HD地图114)中的车辆正在行驶的行驶车道上；以及判定步骤，判定第一自身位置中是否包含第二自身位置，其中，在匹配步骤中，在设定了引导路线91的情况下，将第一自身位置匹配到引导路线91上，在之后第一自身位置中不再包含第二自身位置的情况下，基于位置信息来将第一自身位置匹配到第一地图(SD地图102)上。
通过上述方法，检测被匹配到第一地图(SD地图102)上的第一自身位置中是否包含被匹配到比第一地图(SD地图102)精度高(高分辨率)的第二地图(HD地图114)上的第二自身位置，因此能够相比于检测由探测部15探测到的当前的本车辆的位置中是否包含被匹配到第一地图(SD地图102)上的第一自身位置的情况而言更迅速地进行检测，因此能够迅速地再次执行匹配(在短时间内消除匹配的不一致)。
以上，对于本实施方式进行了说明，但是本实施方式能够在不进行自动驾驶的情况下使导航装置10工作。另外，能够在重复进行在设定引导路线91的情况下向相同目的地行驶的情况下，使该记录反映到导航装置10中。此时，以使引导路线91上的行驶路径的匹配可靠度高于从该行驶路径分支出的行驶路径的匹配可靠度的方式进行计算。像这样，在往返于该目的地的情况下，也可以省略匹配可靠度的计算。

Claims (11)

1.一种导航装置，具备：本车位置检测单元，其检测本车辆的位置信息；路线设定单元，其能够基于包含行驶路径的信息的第一地图和所述本车辆的所述位置信息来设定将所述本车辆引导至目的地的引导路线；以及匹配单元，其基于所述本车辆的所述位置信息，来将所述本车辆的位置设为第一自身位置匹配到所述第一地图中的所述本车辆正在行驶的所述行驶路径上，所述导航装置的特征在于，还具备：
行驶车道检测单元，其基于包含所述行驶路径内的行驶车道的信息的第二地图和所述本车辆的所述位置信息，来将所述本车辆的位置设为第二自身位置匹配到所述第二地图中的所述本车辆正在行驶的所述行驶车道上；
判定单元，其判定所述第一自身位置中是否包含所述第二自身位置；以及
自动驾驶单元，其能够进行针对所述本车辆的自动驾驶，
其中，在设定了所述引导路线的情况下，所述匹配单元将所述第一自身位置匹配到所述引导路线上，在之后所述第一自身位置中不再包含所述第二自身位置的情况下，所述匹配单元基于所述位置信息来将所述第一自身位置匹配到所述第一地图上，
所述自动驾驶单元能够在设定了所述引导路线且所述第一自身位置中包含所述第二自身位置的情况下进行所述自动驾驶。
2.根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，
所述第二地图的分辨率比所述第一地图的分辨率高。
3.根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，
所述第一地图不包含用于匹配所述本车辆的位置的所述行驶车道的信息，所述第二地图包含用于匹配所述本车辆的位置的所述行驶车道的信息。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的导航装置，其特征在于，
还具备可靠度计算单元，该可靠度计算单元基于所述本车辆的所述位置信息和所述行驶路径的信息，来针对至少一个所述行驶路径计算表示所述本车辆正在行驶于该行驶路径上的概率的值即匹配可靠度，
所述匹配单元基于所述匹配可靠度来将所述第一自身位置匹配到所述行驶路径上。
5.根据权利要求4所述的导航装置，其特征在于，
所述匹配单元将所述第一自身位置匹配到所述匹配可靠度最高的所述行驶路径上。
6.根据权利要求4所述的导航装置，其特征在于，
在设定了所述引导路线的情况下，所述可靠度计算单元将与所述引导路线有关的所述匹配可靠度设定为相比于未设定所述引导路线的情况下的所述匹配可靠度而言更高的值。
7.根据权利要求6所述的导航装置，其特征在于，
在设定了所述引导路线且之后所述第一自身位置中不再包含所述第二自身位置的情况下，所述可靠度计算单元将与所述引导路线有关的所述匹配可靠度设定为设定所述引导路线之前的所述匹配可靠度，
所述匹配单元将所述第一自身位置匹配到所述行驶路径中的所述匹配可靠度最高的所述行驶路径上。
8.根据权利要求4所述的导航装置，其特征在于，
在设定了所述引导路线的情况下，所述可靠度计算单元对与所述引导路线有关的所述匹配可靠度加上规定值。
9.根据权利要求8所述的导航装置，其特征在于，
在设定了所述引导路线且之后所述第一自身位置中不再包含所述第二自身位置的情况下，所述可靠度计算单元将对与所述引导路线有关的所述匹配可靠度加上的所述规定值减去，
在减去所述规定值之后，所述匹配单元将所述第一自身位置匹配到所述行驶路径中的所述匹配可靠度最高的所述行驶路径上。
10.根据权利要求1～3中的任一项所述的导航装置，其特征在于，
在设定了所述引导路线且之后所述第一自身位置中不再包含所述第二自身位置的情况下，所述路线设定单元更新所述引导路线。
11.一种导航方法，包括以下步骤：本车位置检测步骤，检测本车辆的位置信息；路线设定步骤，基于包含行驶路径的信息的第一地图和所述本车辆的所述位置信息，来设定将所述本车辆引导至目的地的引导路线；以及匹配步骤，基于所述本车辆的所述位置信息，来将所述本车辆的位置设为第一自身位置匹配到所述第一地图中的所述本车辆正在行驶的所述行驶路径上，所述导航方法的特征在于，还包括以下步骤：
行驶车道检测步骤，基于包含所述行驶路径内的行驶车道的信息的第二地图和所述本车辆的所述位置信息，来将所述本车辆的位置设为第二自身位置匹配到所述第二地图中的所述本车辆正在行驶的所述行驶车道上；
判定步骤，判定所述第一自身位置中是否包含所述第二自身位置；以及
自动驾驶步骤，执行针对所述本车辆的自动驾驶，
其中，在所述匹配步骤中，在设定了所述引导路线的情况下，将所述第一自身位置匹配到所述引导路线上，在之后所述第一自身位置中不再包含所述第二自身位置的情况下，基于所述位置信息来将所述第一自身位置匹配到所述第一地图上，
所述自动驾驶步骤能够在设定了所述引导路线且所述第一自身位置中包含所述第二自身位置的情况下执行。
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