JP2003279362A

JP2003279362A - 車両位置修正装置およびｇｐｓ測位信頼度判定方法

Info

Publication number: JP2003279362A
Application number: JP2002179486A
Authority: JP
Inventors: Koji Sewaki; 光二瀬脇
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: JP3984112B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＧＰＳによる測位状態の良し悪しを判定する
手段を提供し、その判定結果に応じてＧＰＳによる位置
修正を適切に行えるようにする。【解決手段】自立航法センサから得られるある区間の
自立航法走行距離Ｌ_trac _eと、ＧＰＳ受信機から得られ
る同じ区間のＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gpsとの差の大きさ
に応じて、ＧＰＳ受信機から得られる位置データの信頼
度を判定するようにし、自立航法によるマップマッチン
グが不可能となったときにＧＰＳによる位置修正を行う
か否かを決定するための比較基準となる距離しきい値を
上述の判定結果に応じて可変とし、測位状態が悪いとき
は距離しきい値を大きくして間違ったＧＰＳ測位点の影
響を受けにくくするとともに、測位状態が良好なときは
距離しきい値を小さくして正しいＧＰＳ測位点に修正し
やすくなるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ナビゲーションシ
ステムの車両位置修正装置およびＧＰＳ測位信頼度判定
方法に関し、特に、距離センサおよび角度センサを含む
自立航法センサによる測位機能と、ＧＰＳ（Global Pos
itioning System）受信機による測位機能とを備えたナ
ビゲーションシステムの車両位置修正装置およびこれに
適用するＧＰＳ測位信頼度判定方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両の走行案内を行い、運転者
が所望の目的地に容易に到達できるようにした車載用の
ナビゲーション装置では、車両の現在位置に応じた地図
データをＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体
から読み出して画面上に表示する。また、画面上の所定
箇所に自車位置を示す車両位置マークを重ね合わせて表
示する。そして、車両の移動により現在位置が変化する
に従って、画面上で車両位置マークを移動したり、車両
位置マークは画面上の所定箇所に固定してその近傍の地
図データをスクロールしたりすることにより、車両が現
在どこを走行しているのかを一目で分かるようにしてい
る。

【０００３】この種のナビゲ−ション装置において、車
両の現在位置を測定することは不可欠である。このた
め、車両に搭載した距離センサおよび角度センサを用い
て車両の相対位置を測定する測定法（自立航法）と、複
数のＧＰＳ衛星から送られてくる電波を受信してｎ次元
測位処理によって車両の絶対位置を測定する測定法（衛
星航法）とが実用化されている。

【０００４】自立航法による車両位置測定は、比較的低
コストで車両位置を測定できるが、高精度に位置測定が
できない問題があり、マップマッチング処理等の補正処
理が必要になる。すなわち、自立航法では、車両が走行
するにつれて誤差が累積し、車両位置が道路から外れて
しまう。そこで、マップマッチング処理によって車両位
置を道路データと照合して道路上に修正する。マップマ
ッチングの方法は種々提案されている。例えば、走行軌
跡（所定走行距離毎の位置と方位）を保存しておき、そ
の走行軌跡と同形の地図上の道路を求め、当該道路上の
ポイントに車両位置マークをマップマッチングさせる方
法がある。また、投影法によるマップマッチングの方法
も存在する。

【０００５】図９は、投影法によるマップマッチングを
説明するための図である。図９において、車両位置が点
Ｐ_i-1（Ｘ_i-1，Ｙ_i-1）にあり、車両方位がθ_i-1であっ
たとする。点Ｐ_i-1より一定距離Ｌ₀（例えば５ｍ）走行
したときの相対方位がΔθ_iであれば、自立航法による
走行後の車両位置の点Ｐ_i'（Ｘ_i'，Ｙ_i'）と、当該点Ｐ
_i'での車両方位θ_iは、次式により求められる。 θ_i＝θ_i-1＋Δθ_i Ｘ_i'＝Ｘ_i-1＋Ｌ₀・cosθ_i Ｙ_i'＝Ｙ_i-1＋Ｌ₀・sinθ_i

【０００６】このとき、(a) 点Ｐ_i'から垂線を降ろすこ
とのできるリンク（交差点や分岐など、複数の道路が交
わる点をノード、ノード間を接続する道路や車線等に対
応する直線をリンクと呼ぶ）であって、点Ｐ_i'での車両
方位θ_iとリンクとの成す角度が一定値以内で、かつ、
点Ｐ_i'からリンクに降ろした垂線の長さが一定距離以内
となっているものを探す。ここでは、道路ＲＤ_a上の方
位θ_a1のリンクＬＫ_a1（ノードＮ_a0とＮ_a1を結ぶ直線）
と、道路ＲＤ_b上の方位θ_b1のリンクＬＫ_b1（ノードＮ
_b0とＮ_b1を結ぶ直線）となる。

【０００７】次いで、(b) 点Ｐ_i'からリンクＬＫ_a1，Ｌ
Ｋ_b1に降ろした垂線ＲＬ_ia，ＲＬ_ibの長さを求め、短い
方のリンクをマッチング候補とする。ここではリンクＬ
Ｋ_a1となる。(c) そして、点Ｐ_i-1と点Ｐ_i'とを結ぶ走
行軌跡ＳＨ_iを、垂線ＲＬ_iaの方向に点Ｐ_i-1がリンクＬ
Ｋ_a1上（またはリンクＬＫ_a1の延長線上）に来るまで平
行移動して、点Ｐ_i-1，点Ｐ_i'の移動点ＰＴ_i-1，ＰＴ_i'
を求める。(d) 最後に、点ＰＴ_i-1を中心にして、点Ｐ
Ｔ_i'がリンクＬＫ_a1上（またはリンクＬＫ_a1の延長線
上）に来るまで回転移動して移動点を求め、その移動点
を修正車両位置Ｐ _i（Ｘ_i，Ｙ_i）とする。なお、修正車
両位置Ｐ_iでの車両方位はθ_iのままとされる。

【０００８】ところで、自立航法では、誤差が大きくな
って車両位置が道路から大きく外れると、車両位置を実
際の道路上の現在位置にマップマッチングすることがで
きない。すなわち、走行軌跡によるマップマッチング方
法では走行軌跡と同形の道路を探すことができなくな
り、投影法によるマップマッチング方法ではマッチング
させるための条件を満足する道路を探すことができなく
なる。このようにマップマッチングが不可能になると、
ナビゲーションは意味をなさず、自動車を一旦停めて車
両位置マークを地図上の実際の車両位置に位置決めして
ナビゲーションを再開しなければならない。しかし、か
かる方法では極めて操作性能が悪い。

【０００９】そこで、自立航法のナビゲーションシステ
ムにＧＰＳ受信機を組み込み、マップマッチングが不可
能になったら、ＧＰＳ受信機から得られる位置データ
(ＧＰＳ位置)と方位データ（ＧＰＳ方位）とを用いて、
自立航法センサによる車両位置（センサ位置）と走行方
位（センサ方位）とを修正することが行われている。実
際には、ＧＰＳ位置とセンサ位置との間の距離Ｄを演算
し、その距離Ｄとあらかじめ設定されている距離しきい
値Ｄthとの大小を比較する。そして、Ｄ＞Ｄthの場合の
みＧＰＳデータにより位置や方位を修正し、その後に行
われるマップマッチングにより車両位置マークを道路上
に乗せるようにしている。

【００１０】すなわち、上述の距離しきい値Ｄthは、Ｇ
ＰＳの測位誤差として許容される範囲を示したものであ
り、これを半径とする円を「誤差円」と称する。自立航
法によるマップマッチングが不可能になり、かつ、ＧＰ
Ｓ位置とセンサ位置との距離Ｄが距離しきい値Ｄthより
大きくなったときは、実際の車両位置はＧＰＳ誤差円の
範囲内にある可能性が高いとして、ＧＰＳデータにより
車両の位置や方位の修正を実行する。

【００１１】車両位置の修正は、ＧＰＳ位置を新たなセ
ンサ位置として置き換えることによって簡単に行うこと
が可能である。また、走行方位の修正においては、複数
の地点（ｎ個の地点）におけるＧＰＳ方位と、同一地点
において自立航法により測定されている複数の絶対走行
方位との差の平均値を演算し、この平均値によって今ま
でのオフセット角度（車両の実際の走行方位と基準方位
とが成す角度）を修正することにより行われる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ＧＰＳによる車両位置
測定では、車両の周囲にトンネルやビル等の障害物がな
いような場合には、約１０ｍ程度のわずかな誤差で絶対
的な位置を検出することが可能である。よって、通常誤
差円は比較的小さく設定される。しかしながら、車両の
周辺に高いビル等の障害物があると、衛星電波のマルチ
パス等の影響によって、ときには１Ｋｍ以上の大きな測
位誤差が発生してしまう。また、受信衛星の切り替わり
時などに、ＧＰＳにより検出した位置に“飛び”が起こ
ることもある。したがって、このような場合には正確な
位置検出ができなくなってしまう。

【００１３】ところが、従来は、ＧＰＳによる測位状態
の良し悪しを判定する手段がなく、Ｄ＞Ｄthの条件さえ
満たせば一律にＧＰＳデータによる位置修正等を行って
いた。そのため、ＧＰＳで測定した位置に多くの誤差が
含まれている時点で、自立航法によるマップマッチング
が不可能になると、大きな誤差を含んだＧＰＳによる位
置データを用いて車両位置を修正することになる。した
がって、地図上の実際の車両位置に車両位置マークを正
しく修正することができず、走行方位も実際の走行方位
と異なってしまうという問題があった。

【００１４】また、ＧＰＳ誤差円を通常よりも大きく設
定しておくことにより、大きな誤差を含んだＧＰＳデー
タによって車両位置等の修正が行われないようにするこ
とが考えられる。しかし、この場合は、ＧＰＳデータが
あまり大きな誤差を含んでいないときであっても、Ｄ＞
Ｄthの条件を満たさないためにＧＰＳによる位置修正等
が行われないことが多くなる。そのため、ＧＰＳ測位点
の方が正しいのに位置修正ができなくなってしまうこと
が多くなるという問題があった。

【００１５】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、ＧＰＳによる車両位置の測定状
態の良し悪しを判定する手段を提供することを第１の目
的とする。また、本発明は、自立航法によるマップマッ
チングが不可能になったときに、上述の判定結果に応じ
てＧＰＳによる位置修正をより適切に行うことができる
ようにすることを第２の目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明のＧＰＳ測位信頼度判定方法では、自立
航法により得られるある区間の走行距離（自立航法走行
距離）と、ＧＰＳにより得られる上記ある区間に相当す
る区間の距離（ＧＰＳ測位点間距離）とを比較し、自立
航法走行距離とＧＰＳ測位点間距離との差の大きさに応
じて、ＧＰＳにより得られる位置データの信頼度を判定
する。例えば、自立航法走行距離とＧＰＳ測位点間距離
との差が小さいほど信頼度が高く、差が大きいほど信頼
度が低いと判定する。あるいは、自立航法走行距離とＧ
ＰＳ測位点間距離との差の自立航法走行距離に対する比
率が小さいほど信頼度が高く、比率が大きいほど信頼度
が低いと判定する。

【００１７】この判定方法を適用した本発明の車両位置
修正装置では、判定された信頼度に応じて距離しきい値
を設定する。この距離しきい値は、自立航法によるマッ
プマッチングが不可能となったときに、ＧＰＳデータに
よる位置修正を行うか否かを判定する際の比較基準とな
るデータである。例えば、自立航法走行距離とＧＰＳ測
位点間距離との差が大きくなるほどＧＰＳの信頼度は低
いと判定し、距離しきい値を大きな値に設定する。逆
に、自立航法走行距離とＧＰＳ測位点間距離との差が小
さくなるほどＧＰＳの信頼度は高いと判定し、距離しき
い値を小さな値に設定する。

【００１８】このように構成した本発明によれば、自立
航法によるマップマッチングが不可能となった時点で、
ＧＰＳによる測位状態の良し悪しを把握することがで
き、測位状態が悪いときは距離しきい値を大きくするこ
とで、間違ったＧＰＳ測位点の影響を受けにくくするこ
とができる。また、測位状態が良好なときは距離しきい
値を小さくすることで、正しいＧＰＳ測位点に修正しや
すくすることができる。

【００１９】ところで、ＧＰＳの信頼度を判定する際に
用いる自立航法走行距離は、車両現在位置から所定距離
だけ手前までの特定距離区間における走行距離であって
も良いし、車両現在位置から所定時間だけ手前までの特
定時間区間における走行距離であっても良い。後者の特
定時間区間を用いた場合は、比較的低速で走行している
場合に、車両現在位置に近い区間のみを対象としてＧＰ
Ｓの信頼度を判定することが可能となり、過去の古い測
位状態からの影響を受けにくくして、正しい現在のＧＰ
Ｓ信頼度を求めることが可能となる。

【００２０】また、本発明の他の態様では、距離しきい
値を設定する際に使用するテーブル情報として、自立航
法走行距離とＧＰＳ測位点間距離と距離差の比率に基づ
いて設定するようになされた第１のテーブル情報と、距
離差そのものに基づいて設定するようになされた第２の
テーブル情報とを備え、双方のテーブル情報から求めた
距離しきい値のうち小さい方を採用するようにしてい
る。このように構成した場合は、どのような車速のとき
でも適切な距離しきい値を設定することが可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、
本実施形態の概要を説明するための図であり、（ａ）は
ＧＰＳの測位状態が良い場合、（ｂ）はＧＰＳの測位状
態が悪い場合の様子を示している。

【００２２】図１（ａ）に示すように、ＧＰＳの測位状
態が良い場合は、自立航法による走行軌跡（○印で示
す）と、ＧＰＳによる測位点の軌跡（×印で示す）とは
ほぼ一致する。そのため、ある区間（例えば、自車位置
ＣＭから２００ｍ手前まで）に着目した場合、自立航法
センサを用いて測定される走行距離（自立航法走行距離
Ｌ_trace）と、その区間においてＧＰＳ受信機から得ら
れる測位点間の距離（ＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gps）との
差はそれほど大きくならない。

【００２３】なお、自立航法の場合、アクセサリ（ＡＣ
Ｃ）をオンにしてからの走行距離情報を持っている。し
たがって、自立航法走行距離Ｌ_traceは、ある区間の終
点における走行距離から、上記ある区間の始点における
走行距離を減算することによって求められる。車両の現
在位置から２００ｍ手前までを上記ある区間として設定
するには、現在位置を区間の終点に設定するとともに、
そこから２００ｍ分走行距離が短い地点を区間の始点に
設定すれば良い。

【００２４】また、ＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gpsは、自立
航法の測位データに基づき定められた上記ある区間の始
点に対応する測位点から終点に対応する測位点まで、複
数の測位点間を結ぶベクトルの長さ成分を全て加算する
ことによって求められる。自立航法による測位の時間間
隔とＧＰＳによる測位の時間間隔とは必ずしも同じでな
く、ＧＰＳ測位の時間間隔の方が短いことが多い。この
場合、測位点の数は自立航法よりもＧＰＳの方が多くな
る。しかし、自立航法による走行軌跡とＧＰＳによる測
位点軌跡とがほぼ一致していれば、自立航法走行距離Ｌ
_traceとＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gpsとの差はさほど大きく
ならない。

【００２５】これに対して、図１（ｂ）に示すように、
ＧＰＳの測位状態が悪い場合は、自立航法による走行軌
跡と、ＧＰＳによる測位点軌跡とは乖離する。そのた
め、ある区間の自立航法走行距離Ｌ_traceと、その区間
に相当するＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gpsとの差は大きくな
る。本実施形態では、このような性質を利用して、ＧＰ
Ｓ受信機から得られる位置データの信頼度を判定するよ
うにしている。

【００２６】すなわち、ある区間の自立航法走行距離Ｌ
_traceと、その区間に相当するＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gps
とを比較し、例えばＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gpsが自立航
法走行距離Ｌ_traceよりも異常に大きいとき（例えば、
その差が自立航法走行距離Ｌ_t _raceの５０％以上のと
き）は、ＧＰＳ測位の信頼度は低いと判定する。この場
合、ＧＰＳ誤差円を大きく設定することにより、間違っ
たＧＰＳ測位点に自車位置が修正されにくくなるように
する。

【００２７】逆に、ＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gpsと自立航
法走行距離Ｌ_traceとの差が大きくないとき（例えば、
その差が自立航法走行距離Ｌ_traceの５０％以下のと
き）は、ＧＰＳ測位の信頼度は高いと判定する。この場
合、ＧＰＳ誤差円を小さく設定することにより、正しい
ＧＰＳ測位点に自車位置が修正されやすくなるようにす
る。

【００２８】ここでは、ＧＰＳによる測位状態の信頼度
を２段階（測位状態が良いか悪いかのどちらか）に分け
て判定する例について説明したが、本発明はこれに限定
されない。例えば、図２に例示するようなテーブル情報
を持ち、このテーブル情報に従ってＧＰＳによる測位状
態の信頼度をｎ段階（ｎ≧２）に分けて判定し、ｎ段階
の信頼度に応じてＧＰＳ誤差円の大きさを段階的に変え
るようにしても良い。

【００２９】図３は、上述した本実施形態の原理を実現
する車両位置修正装置を適用したナビゲーションシステ
ムの全体構成を示す図である。図３において、１はシス
テムコントローラであり、ナビゲーションシステムの全
体を制御する。このシステムコントローラ１は、マイク
ロコンピュータ等により構成され、地図や車両位置マー
クの描画処理、最適経路探索処理、マップマッチング処
理、位置修正処理等を行う。

【００３０】２は地図情報を記憶する地図記憶媒体であ
り、例えばＤＶＤ（デジタルビデオディスク）により構
成される。ＤＶＤ−ＲＯＭ２には、地図表示や経路探索
などに必要な各種の地図データが記憶されている。な
お、ここでは地図データを記憶する記録媒体としてＤＶ
Ｄ−ＲＯＭ２を用いているが、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードデ
ィスクなどの他の記録媒体を用いても良い。３はＤＶＤ
制御部であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ２からの地図情報の読み
取りを制御する。

【００３１】４は操作盤であり、リモートコントローラ
（リモコン）等により構成される。この操作盤４は、搭
乗者がシステムコントローラ１に対して各種の情報（例
えば、オフセット角度）を設定したり、各種の操作（例
えば、画面スクロールや地図検索、拡大／縮小、最適経
路探索など）を行ったりするための各種操作子（ボタン
やジョイスティック等）を備えており、操作子の操作状
態に応じた赤外線信号がシステムコントローラ１に向け
て送信される。

【００３２】５はＧＰＳ受信機であり、複数のＧＰＳ衛
星から送られてくる電波をＧＰＳアンテナ６で受信し
て、３次元測位処理あるいは２次元測位処理を行って車
両の絶対位置および方位を計算する（車両方位は、現時
点における自車位置と１サンプリング時間ΔＴ前の自車
位置とに基づいて計算する）。そして、これらの計算し
た車両の絶対位置および方位の情報を、測位時刻と共に
システムコントローラ１に出力する。

【００３３】７は自立航法センサであり、車両の回転角
度を検出する振動ジャイロ等の相対方位センサ（角度セ
ンサ）７ａと、所定走行距離毎に１個のパルスを出力す
る距離センサ７ｂとを備えている。自立航法センサ７
は、これらの角度センサ７ａおよび距離センサ７ｂによ
って車両の相対位置および方位を検出し、その情報をシ
ステムコントローラ１に出力する。

【００３４】８はディスプレイ装置であり、システムコ
ントローラ１から出力される画像データに基づいて、自
車周辺の地図情報を車両位置マークや出発地マーク、目
的地マーク等と共に表示したり、この地図上に走行軌跡
や誘導経路を表示したり、車両の位置が交差点近傍に近
づいたときに交差点拡大図を表示したりする。このディ
スプレイ装置８は、ＣＲＴコントローラ２１、ビデオＲ
ＡＭ（Ｖ−ＲＡＭ）２２、読出制御部２３およびＣＲＴ
２４を備えている。

【００３５】次に、システムコントローラ１の詳細な構
成について説明する。１１は地図データバッファメモリ
であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ２から読み出された地図データ
を一時的に格納するためのものである。１２は地図読出
制御部であり、ＤＶＤ−ＲＯＭ２から地図データを読み
出す際の制御を行う。地図読出制御部１２は、車両位置
修正部１５から車両現在位置の情報を入力し、その車両
現在位置を含む所定範囲の地図データをＤＶＤ−ＲＯＭ
２から読み出して地図データバッファメモリ１１に格納
する。

【００３６】１３はＧＰＳデータ記憶部であり、ＧＰＳ
受信機５から出力される自車の絶対的な位置および方位
のデータを順次格納する。１４は車両位置・方位計算部
であり、自立航法センサ７から出力される自車の相対的
な位置および方位のデータに基づいて、絶対的な自車位
置（推定車両位置）および車両方位を計算する。この車
両位置・方位計算部１４は、アクセサリ（ＡＣＣ）をオ
ンにしてからの走行距離も計測する。

【００３７】１５は車両位置修正部であり、マップマッ
チング処理部１５ａ、車両位置修正処理部１５ｂ、距離
しきい値設定部１５ｃおよび走行軌跡記憶部１５ｄを備
えている。走行軌跡記憶部１５ｄは、車両位置・方位計
算部１４より出力されるデータに基づいて、所定時間毎
あるいは所定走行距離毎の車両位置と車両方位とを走行
軌跡として記憶する。また、アクセサリ（ＡＣＣ）をオ
ンにしてからの走行距離情報も記憶する。

【００３８】マップマッチング処理部１５ａは、地図デ
ータバッファメモリ１１に読み出されている地図データ
と、走行軌跡記憶部１５ｄに記憶された走行軌跡データ
（車両位置・方位計算部１４により計算された推定車両
位置および車両方位のデータ）とを用いて、所定時間毎
あるいは所定走行距離毎に投影法によるマップマッチン
グ処理を行って、自車の走行位置を地図データの道路上
に位置修正する。

【００３９】距離しきい値設定部１５ｃは、自立航法に
よるマップマッチングが不可能となったときにＧＰＳデ
ータによる位置修正を行うか否かを決定するための距離
しきい値Ｄth（ＧＰＳ誤差円の半径）を設定する。具体
的には、図１および図２を用いて説明したように、ある
区間（例えば、自車位置から２００ｍ手前まで）の自立
航法走行距離Ｌ_traceと、その区間に相当するＧＰＳ測
位点間距離Ｌ_gpsとを比較し、当該自立航法走行距離Ｌ
_traceとＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gpsとの差の大きさに応じ
て距離しきい値Ｄthを設定する。

【００４０】このとき、自立航法走行距離Ｌ_traceは、
走行軌跡記憶部１５ｄに記憶されている走行軌跡データ
に基づいて求められる。また、ＧＰＳ測位点間距離Ｌ
_gpsは、ＧＰＳデータ記憶部１３に記憶されている所定
時間毎のＧＰＳ測位点のデータに基づいて求められる。
すなわち、上記ある区間の始点に対応する測位点から終
点に対応する測位点まで、複数の測位点間を結ぶベクト
ルの長さ成分を全て加算することによって求められる。

【００４１】車両位置修正処理部１５ｂは、自立航法に
よるマップマッチングが不可能になったときに、ＧＰＳ
の測位データに基づいて車両位置修正処理を行う。この
とき車両位置修正処理部１５ｂは、ＧＰＳ受信機５から
得られる車両位置（ＧＰＳ位置）と自立航法センサ７か
ら得られる車両位置（センサ位置）との間の距離Ｄを演
算し、その距離Ｄと距離しきい値設定部１５ｃにより設
定された距離しきい値Ｄthとの大小を比較する。そし
て、Ｄ＞Ｄthの条件を満たす場合にのみ、ＧＰＳの測位
データにより車両の位置や方位を修正する。

【００４２】１６は車両位置マーク発生部であり、車両
位置修正部１５によってマップマッチング処理された後
の車両現在位置を入力して、自車位置に表示する車両位
置マークを発生する。また、車両位置修正部１５より走
行軌跡データを入力して走行軌跡を発生する処理も行
う。１７は地図描画制御部であり、地図データバッファ
メモリ１１に格納された地図データと、車両位置マーク
発生部１６により発生された車両位置マークおよび走行
軌跡とに基づいて、車両位置周辺の地図を車両位置マー
クや走行軌跡と共にディスプレイ装置８に表示させるの
に必要な地図画像データを生成する。

【００４３】地図描画制御部１７によって生成された地
図画像データは、ＣＲＴコントローラ２１によってＶ−
ＲＡＭ２２に一時的に格納される。読出制御部２３は、
Ｖ−ＲＡＭ２２からの地図画像データの読み出しを制御
する。すなわち、地図描画制御部１７によって生成され
た地図画像データはＶ−ＲＡＭ２２に一時的に格納さ
れ、読出制御部２３によって１画面分の地図画像データ
が読み出されて、ＣＲＴ２４のディスプレイ画面に表示
される。

【００４４】次に、上記のように構成した本実施形態に
よるナビゲーションシステムの車両位置修正処理の動作
について説明する。図４は、車両位置修正処理の全体の
流れを示すフローチャートである。図４において、走行
軌跡記憶部１５ｄは、所定時間毎あるいは所定走行距離
毎に、車両位置・方位計算部１４によって自立航法セン
サ７の出力データから演算された車両の現在位置および
走行方位のデータを順次記憶する（ステップＳ１）。

【００４５】マップマッチング処理部１５ａは、所定時
間毎あるいは所定走行距離毎に、走行軌跡記憶部１５ｄ
に記憶された自立航法データに基づいてマップマッチン
グが可能かどうかを判定し（ステップＳ２）、可能であ
ればマップマッチング処理を行う（ステップＳ３）。一
方、車両位置・方位計算部１４により計算された車両位
置、走行方位が実際の走行道路から大きく外れてマップ
マッチングが不可能になると、距離しきい値設定部１５
ｃが、例えば図２に示したようなテーブル情報を参照し
て、自立航法走行距離Ｌ_traceとＧＰＳ測位点間距離Ｌ
_gpsとの差の大きさに応じた距離しきい値Ｄthを設定す
る（ステップＳ４）。

【００４６】そして、車両位置修正処理部１５ｂは、Ｇ
ＰＳ受信機５から得られる車両位置（ＧＰＳ位置）と自
立航法センサ７から得られる車両位置（センサ位置）と
の間の距離Ｄを演算し、その距離Ｄが、上記ステップＳ
４にて設定された距離しきい値Ｄthより大きいかどうか
を判定する（ステップＳ５）。Ｄ＞Ｄthの条件を満たさ
ない場合は、それ以降は何もせずに処理を終了する。一
方、Ｄ＞Ｄthの条件を満たす場合には、ＧＰＳ受信機５
の測位データに基づき車両の位置や方位を修正する（ス
テップＳ６）。

【００４７】上記ステップＳ３のマップマッチング処理
で修正された自車位置、あるいは上記ステップＳ６の車
両位置修正処理で修正された自車位置のデータは、車両
位置マーク発生部１６に入力される。車両位置マーク発
生部１６は、修正された車両現在位置上に表示されるよ
うに車両位置マークを発生する。地図描画制御部１７
は、車両位置マーク発生部１６より車両位置マークのデ
ータを読み取ってディスプレイ装置８に入力し、地図上
の修正位置に車両位置マークを表示する（ステップＳ
７）。以後、ステップＳ１に戻って処理を繰り返す。

【００４８】以上詳しく説明したように、第１の実施形
態によれば、自立航法によるマップマッチングが不可能
となったときに、その時点でのＧＰＳによる測位状態の
良し悪しを把握することができる。しかも、本実施形態
では、ＧＰＳによる実際の測位点データを利用してＧＰ
Ｓの信頼度を判定しているので、ＧＰＳの測位状態をよ
り正確に、かつリアルタイムに判定することができる。
そして、測位状態が悪いときは距離しきい値Ｄthを大き
くすることで、間違ったＧＰＳ測位点に車両位置が修正
されてしまう不都合を抑止することができる。また、測
位状態が良好なときは距離しきい値Ｄthを小さくするこ
とで、正しいＧＰＳ測位点に確実に修正することができ
る。

【００４９】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態の
概要を説明するための図であり、ＧＰＳの測位状態が悪
い区間と良い区間との双方を含んだ状態を示している。
なお、第１の実施形態との比較のために、第２の実施形
態では用いない自立航法走行距離Ｌ_traceも図５中に併
せて図示している。

【００５０】図５に示す例は、始めのうちはＧＰＳの測
位状態が悪かったが、その後でＧＰＳの測位状態が回復
した様子を示している。また、図５に示す全体区間の後
半側では渋滞や信号待ちの連続等の状況下にあり、車両
の走行速度は比較的遅いものとする。

【００５１】上述した第１の実施形態では、特定距離区
間（自車位置ＣＭから２００ｍ手前までの区間、つまり
図５中にＬ_traceで表した区間）を対象としてＧＰＳの
信頼度を判定していた。すなわち、走行にどれだけ長い
時間がかかっていても、判定対象とされる特定区間の距
離は２００ｍと固定であった。そのため、現在のＧＰＳ
信頼度が高いにもかかわらず、過去の悪い測位状態に影
響されて、正しい現在のＧＰＳ信頼度を求めることがで
きない事態が生じることも考えられる。

【００５２】そこで、第２の実施形態では、特定時間区
間（例えば、自車位置ＣＭから１０〜１５秒手前までの
区間、つまり図５中にＬ_trace’で表した区間）を対象
としてＧＰＳの信頼度を判定するようにする。すなわ
ち、ある特定時間区間の自立航法走行距離Ｌ_trace’
と、その区間に相当するＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gps’と
を比較し、当該自立航法走行距離Ｌ_trace’とＧＰＳ測
位点間距離Ｌ_gps’との差の大きさに応じてＧＰＳ測位
の信頼度を判定する。

【００５３】自車位置ＣＭから所定時間手前までを特定
時間区間として設定するためには、自車位置ＣＭを区間
の終点に設定するとともに、そこから所定時間だけ前に
通過した地点を区間の始点に設定すれば良い。所定時間
だけ前に通過した地点は、例えば、車両位置・方位計算
部１４により計算される走行軌跡の情報を、ＧＰＳ受信
機５より出力される測位時刻の情報と共に走行軌跡記憶
部１５ｄに記憶しておくことによって、簡単に求めるこ
とができる。

【００５４】このように特定時間区間でＧＰＳ信頼度を
判定するようにした場合、判定対象とされる特定区間の
自立航法走行距離Ｌ_trace’は、車両の走行速度によっ
て変動する。特に、渋滞や信号待ちの連続等の状況下で
は、自立航法走行距離Ｌ_trac _e’は短くなる。これによ
り、現在位置ＣＭに近い区間のみを対象としてＧＰＳの
信頼度を判定することができ、古すぎる情報からの影響
を受けにくくして、正しい現在のＧＰＳ信頼度を求める
ことができる。

【００５５】第２の実施形態においても、自立航法走行
距離Ｌ_trace’とＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gps’との差の大
きさに応じて距離しきい値Ｄth（ＧＰＳ誤差円の半径）
を設定する。なお、信頼度判定対象の区間を特定時間区
間としたことで、車両が一定時間続けて停車中の場合に
は、自立航法走行距離Ｌ_trace’はゼロとなる。この場
合、図２に示したテーブルのように距離差を自立航法走
行距離Ｌ_trace’との比率に換算してＧＰＳ信頼度を判
定すると、停車中のときにおける距離差の比率は無限大
となり、ＧＰＳ信頼度は常に悪いと判定されてしまう。

【００５６】そこで、第２の実施形態では、図６に示す
ようなテーブル情報を持ち、距離差の自立航法走行距離
Ｌ_trace’に対する比率ではなく、自立航法走行距離Ｌ
_trace’とＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gps’との距離差そのも
のに基づいてＧＰＳによる測位状態の信頼度を判定し、
ｎ段階の信頼度に応じてＧＰＳ誤差円の大きさを段階的
に変えるようにする。この図６に示すテーブルは、車速
が比較的遅い場合に用いて好適である。

【００５７】逆に、車速が速くなってくると、特定時間
区間に相当する自立航法走行距離Ｌ _trace’は長くな
る。この場合、距離差の比率は小さくなるのに距離差自
身はかなり大きくなることがある。そのため、車速が速
いときにも図６に示すテーブル情報に従ってＧＰＳ信頼
度を判定すると、ＧＰＳの信頼度が本来よりも悪いと判
定されてしまうことがある。そこで、図７に示すような
テーブル情報を用い、距離差の比率と距離差そのものと
の双方を基準にＧＰＳ信頼度を判定し、良好な方を採用
するようにするのが好ましい。このように、図７に示す
テーブル情報を用いることにより、どのような車速のと
きでも正しいＧＰＳ信頼度を判定することができる。

【００５８】図８は、図７に示すテーブル情報を用いて
距離しきい値Ｄth（ＧＰＳ誤差円の半径）を設定する際
の動作を示すフローチャートである。図８において、ま
ず自立航法走行距離Ｌ_trace’とＧＰＳ測位点間距離Ｌ
_gps’との距離差の比を求めるとともに（ステップＳ１
１）、距離差そのものを求める（ステップＳ１２）。

【００５９】そして、ステップＳ１１で求めた比率をも
とに図７のテーブル情報を参照し、その比率に応じたＧ
ＰＳ誤差円の半径を求める（ステップＳ１３）。また、
ステップＳ１２で求めた距離差をもとに図７のテーブル
情報を参照し、その距離差に応じたＧＰＳ誤差円の半径
を求める（ステップＳ１４）。最後に、上記ステップＳ
１３およびステップＳ１４で求めた双方のＧＰＳ誤差円
半径を比較し、小さい方を最終的なＧＰＳ誤差円の半径
として設定する（ステップＳ１５）。

【００６０】以上詳しく説明したように、第２の実施形
態によれば、自立航法によるマップマッチングが不可能
となったときに、その時点でのＧＰＳによる測位状態の
良し悪しを把握することができる。特に、渋滞や信号待
ちの連続などで走行速度が遅くなっている場合には、古
い情報に影響されずに、より正しい現在のＧＰＳ信頼度
を求めることができる。そして、測位状態が悪いときは
距離しきい値Ｄthを大きくすることで、間違ったＧＰＳ
測位点に車両位置が修正されてしまう不都合を抑止する
ことができる。また、測位状態が良好なときは距離しき
い値Ｄthを小さくすることで、正しいＧＰＳ測位点に確
実に修正することができる。

【００６１】なお、上記第２の実施形態では、自車位置
ＣＭから所定時間手前までの特定時間区間としてまず自
立航法走行距離Ｌ_trace’を設定し、それに相当する区
間のＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gps’を得て両者を比較して
いるが、逆に、まずＧＰＳ測位点間距離Ｌ_gps’を設定
し、それに相当する区間の自立航法走行距離Ｌ_trace’
を得て両者を比較するようにしても良い。

【００６２】その他、上記各実施形態は、何れも本発明
を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過
ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解
釈されてはならないものである。すなわち、本発明はそ
の精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、
様々な形で実施することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自立航法により得られるある区間の走行距離（自立航法
走行距離）と、ＧＰＳにより得られる上記ある区間に相
当する区間の距離（ＧＰＳ測位点間距離）との差の大き
さに応じて、ＧＰＳにより得られる位置データの信頼度
を判定するようにしたので、ＧＰＳによる測位状態の良
し悪しを把握することができる。

【００６４】また、自立航法によるマップマッチングが
不可能となったときにＧＰＳによる位置修正を行うか否
かを決定するための比較基準となる距離しきい値を、上
述の判定結果に応じて可変となるようにしたので、測位
状態が悪いときは距離しきい値を大きくして間違ったＧ
ＰＳ測位点の影響を受けにくくすることができるととも
に、測位状態が良好なときは距離しきい値を小さくして
正しいＧＰＳ測位点に修正しやすくすることができる。
これにより、ＧＰＳの測位状態に応じて、マップマッチ
ングがとれないときの位置修正をより適切に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の概要を説明するための図であ
る。

【図２】第１の実施形態において距離しきい値（ＧＰＳ
誤差円）を設定する際に使用するテーブル情報の例を示
す図である。

【図３】本実施形態の車両位置修正装置を適用したナビ
ゲーションシステムの全体構成を示す図である。

【図４】本実施形態による車両位置修正処理の全体の流
れを示すフローチャートである。

【図５】第２の実施形態の概要を説明するための図であ
る。

【図６】第２の実施形態において距離しきい値（ＧＰＳ
誤差円）を設定する際に使用するテーブル情報の例を示
す図である。

【図７】第２の実施形態において距離しきい値（ＧＰＳ
誤差円）を設定する際に使用するテーブル情報の他の例
を示す図である。

【図８】図７に示すテーブル情報を用いてＧＰＳ誤差円
の半径を設定する際の動作を示すフローチャートであ
る。

【図９】投影法によるマップマッチングを説明するため
の図である。

【符号の説明】

１システムコントローラ２ＤＶＤ（地図記憶媒体）３ＤＶＤ制御部４操作盤５ＧＰＳ受信機６ＧＰＳアンテナ７自立航法センサ７ａ角度センサ７ｂ距離センサ８ディスプレイ装置１１地図データバッファメモリ１２地図読出制御部１３ＧＰＳデータ記憶部１４車両位置・方位計算部１５車両位置修正部１５ａマップマッチング処理部１５ｂ車両位置修正処理部１５ｃ距離しきい値設定部１５ｄ走行軌跡記憶部１６車両位置マーク発生部１７地図描画制御部２１ＣＲＴコントローラ２２Ｖ−ＲＡＭ２３読出制御部２４ＣＲＴ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地図データに基づいてディスプレイ画面
に地図を描画するとともに、自立航法により車両位置を
測定して車両位置マークを上記地図上に表示し、適宜マ
ップマッチング処理により上記車両位置マークを道路上
に表示されるように修正し、マップマッチングが不可能
になったとき、ＧＰＳにより得られる位置データを用い
て上記自立航法により得られる車両位置データを修正す
るナビゲーションシステムの車両位置修正装置であっ
て、上記マップマッチングが不可能になったとき、上記自立
航法により得られるある区間の走行距離（自立航法走行
距離）と、上記ＧＰＳにより得られる上記ある区間に相
当する区間の距離（ＧＰＳ測位点間距離）とを比較し、
上記自立航法走行距離と上記ＧＰＳ測位点間距離との差
の大きさに応じて距離しきい値を設定するしきい値設定
手段と、上記ＧＰＳにより得られる車両位置と上記自立航法によ
り得られる車両位置との間の距離を演算し、その距離が
上記距離しきい値以下の場合にはＧＰＳ位置データによ
る車両位置修正を行わず、上記距離しきい値以上の場合
には上記ＧＰＳ位置データによる車両位置修正を行う位
置修正手段とを備えたことを特徴とする車両位置修正装
置。
【請求項２】上記しきい値設定手段は、上記自立航法
走行距離と上記ＧＰＳ測位点間距離との差が小さいほど
上記距離しきい値が小さく、上記差が大きいほど上記距
離しきい値が大きくなるように、上記距離しきい値を設
定することを特徴とする請求項１に記載の車両位置修正
装置。
【請求項３】上記自立航法走行距離は、車両現在位置
から所定距離だけ手前までの特定距離区間における走行
距離であることを特徴とする請求項１に記載の車両位置
修正装置。
【請求項４】上記しきい値設定手段は、上記自立航法
走行距離と上記ＧＰＳ測位点間距離との差の上記自立航
法走行距離に対する比率が小さいほど上記距離しきい値
が小さく、上記比率が大きいほど上記距離しきい値が大
きくなるように設定されたテーブル情報に基づいて、上
記距離しきい値を設定することを特徴とする請求項３に
記載の車両位置修正装置。
【請求項５】上記自立航法走行距離は、車両現在位置
から所定時間だけ手前までの特定時間区間における走行
距離であることを特徴とする請求項１に記載の車両位置
修正装置。
【請求項６】上記しきい値設定手段は、上記自立航法
走行距離と上記ＧＰＳ測位点間距離との差が小さいほど
上記距離しきい値が小さく、上記差が大きいほど上記距
離しきい値が大きくなるように設定されたテーブル情報
に基づいて、上記距離しきい値を設定することを特徴と
する請求項５に記載の車両位置修正装置。
【請求項７】上記しきい値設定手段は、上記自立航法
走行距離と上記ＧＰＳ測位点間距離との差の上記自立航
法走行距離に対する比率が小さいほど上記距離しきい値
が小さく、上記比率が大きいほど上記距離しきい値が大
きくなるように設定された第１のテーブル情報と、上記自立航法走行距離と上記ＧＰＳ測位点間距離との差
が小さいほど上記距離しきい値が小さく、上記差が大き
いほど上記距離しきい値が大きくなるように設定された
第２のテーブル情報とを有し、上記第１のテーブル情報に基づいて上記距離しきい値を
求めるとともに、上記第２のテーブル情報に基づいて上
記距離しきい値を求め、何れか小さい方を設定すること
を特徴とする請求項５に記載の車両位置修正装置。
【請求項８】自立航法により得られるある区間の走行
距離（自立航法走行距離）と、ＧＰＳにより得られる上
記ある区間に相当する区間の距離（ＧＰＳ測位点間距
離）とを比較し、上記自立航法走行距離と上記ＧＰＳ測
位点間距離との差の大きさに応じて、上記ＧＰＳにより
得られる位置データの信頼度を判定するようにしたこと
を特徴とするＧＰＳ測位信頼度判定方法。
【請求項９】上記自立航法走行距離と上記ＧＰＳ測位
点間距離との差が小さいほど上記信頼度が高く、上記差
が大きいほど上記信頼度が低いと判定することを特徴と
する請求項８に記載のＧＰＳ測位信頼度判定方法。
【請求項１０】上記自立航法走行距離と上記ＧＰＳ測
位点間距離との差の上記自立航法走行距離に対する比率
が小さいほど上記信頼度が高く、上記比率が大きいほど
上記信頼度が低いと判定することを特徴とする請求項８
に記載のＧＰＳ測位信頼度判定方法。
【請求項１１】上記自立航法走行距離は、車両現在位
置から所定距離だけ手前までの特定距離区間における走
行距離であることを特徴とする請求項８に記載のＧＰＳ
測位信頼度判定方法。
【請求項１２】上記自立航法走行距離は、車両現在位
置から所定時間だけ手前までの特定時間区間における走
行距離であることを特徴とする請求項８に記載のＧＰＳ
測位信頼度判定方法。