JP2007155503A - Vehicle navigation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両が方向転換(Uターン)を行った場合でも、車両の現在位置を、車両が走行する道路上に即座に合わせ込むことが可能な車両用ナビゲーション装置に関する。 The present invention relates to a vehicle navigation device that can immediately adjust the current position of a vehicle on a road on which the vehicle travels even when the vehicle has changed direction (U-turn).
従来、カーナビゲーション装置において、車両の正確な現在位置を算出するために、マップマッチング処理が採用されることが一般的である。このマップマッチング処理では、まず、GPSなどを利用した電波航法、または車速センサ及び方位センサ(ジャイロスコープ、地磁気センサなど)からの検出信号に基づいて現在位置を累積的に推定する自立航法、さらにはこれら電波航法と自立航法とを組み合わせたハイブリッド航法により車両の現在位置を含む走行軌跡を求める。そして、その走行軌跡を、地図データベースに格納されている道路データとを比較することにより、車両が走行している道路を推定し、正しい車両の現在位置を求める。 Conventionally, in a car navigation apparatus, a map matching process is generally employed in order to calculate an accurate current position of a vehicle. In this map matching process, first, radio navigation using GPS or the like, or self-contained navigation in which the current position is cumulatively estimated based on detection signals from a vehicle speed sensor and a direction sensor (gyroscope, geomagnetic sensor, etc.) A traveling locus including the current position of the vehicle is obtained by hybrid navigation combining these radio navigation and independent navigation. Then, by comparing the travel locus with road data stored in the map database, the road on which the vehicle is traveling is estimated, and the correct current position of the vehicle is obtained.
図7(a),(b),(c)に基づいて、マップマッチング処理の原理を簡単に説明する。例えば、車両が到達した交差点に接続するすべての道路を、車両が次に通行する可能性のある候補道路として選択する。図7(a)に示す例では、道路a,b,cが候補道路として選択される。こうして選択された候補道路の道路形状と車両の走行軌跡の形状(図7(b))との比較を行ない、その相関性の最も高い道路を車両が走行している道路とみなし、その道路上に車両位置を確定する。図7(c)に示す例では、道路bの相関性が最も高いため、車両は道路bを走行しているとみなし、道路b上に車両位置を確定する。このような処理を、一定時間あるいは車両が一定距離走行するごとに行ない、常に道路上に車両位置を確定していく。 Based on FIGS. 7A, 7B, and 7C, the principle of the map matching process will be briefly described. For example, all roads connected to the intersection where the vehicle has reached are selected as candidate roads that the vehicle may pass next. In the example shown in FIG. 7A, roads a, b, and c are selected as candidate roads. A comparison is made between the road shape of the candidate road selected in this way and the shape of the vehicle trajectory (FIG. 7B), and the road with the highest correlation is regarded as the road on which the vehicle is traveling. Confirm the vehicle position. In the example shown in FIG. 7C, since the correlation of the road b is the highest, the vehicle is regarded as traveling on the road b, and the vehicle position is determined on the road b. Such processing is performed for a certain time or every time the vehicle travels a certain distance, and the vehicle position is always determined on the road.
ここで、特許文献1には、車両がUターンしても、常に車両の進行方向に対応した道路情報を表示するナビゲーション装置が開示されている。このナビゲーション装置では、ビーコン送信機から送信される、分岐点までの距離などの道路情報や、渋滞、工事、規制等の交通情報の各種情報を受信し、進行方向に対応した主方向情報とその反対方向に対応した従方向情報とに分けて記憶する。そして、車速センサ、回転角センサ、方位センサなどの検出結果に基づいて、車両の回転半径を算出しつつ、現在位置周辺の道路地図を参照して、車両がUターンしたか否かを検出する。車両のUターンを検出すると、従方向情報として記憶されている情報を、表示器に表示する。
上述した特許文献1には、具体的なUターンの検出方法が記載されていないが、このUターンの検出は、実際のところ、技術的困難性が高い。なぜならば、電波航法、自立航法を問わず、算出される車両位置には多少の誤差が含まれる可能性があることに加え、マップマッチング処理では、車両が現在走行中の道路に接続された道路を走行することを前提にしているためである。 Although the above-described Patent Document 1 does not describe a specific U-turn detection method, this U-turn detection is actually highly technically difficult. This is because, regardless of whether it is radio navigation or self-contained navigation, the calculated vehicle position may contain some errors, and in the map matching process, the road where the vehicle is connected to the current road This is because it is premised on traveling.
このため、車両がUターンを行った場合、マップマッチング処理によって、車両の現在位置が誤った道路上に一致されてしまうことがある。このような場合、地図上において車両が正しい道路上の位置に復帰するには、車両がある程度の距離を走行して、マップマッチングを行うための走行軌跡データが蓄積される必要がある。 For this reason, when the vehicle makes a U-turn, the current position of the vehicle may be matched with the wrong road by the map matching process. In such a case, in order for the vehicle to return to the correct position on the road on the map, it is necessary for the vehicle to travel a certain distance and to accumulate travel locus data for performing map matching.
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、車両の方向転換(Uターン)が行われたか否かを精度良く判定して、方向転換が行われた場合には、車両が走行する道路上に車両マークを即座に表示することが可能な車両用ナビゲーション装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and accurately determines whether or not the vehicle has undergone a turn (U-turn), and when the turn has been made, the vehicle travels. It is an object of the present invention to provide a vehicle navigation device capable of immediately displaying a vehicle mark on a road.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の車両用ナビゲーション装置は、
少なくとも車両の現在位置及び進行方向を示す車両マーク及びその周辺の地図を表示する表示部と、
車両の現在位置及び進行方向を測定する測定手段と、
測定手段が測定する現在位置に基づいて、車両の走行軌跡を算出する走行軌跡算出手段と、
地図データを格納する地図データ格納手段と、
地図データ格納手段が格納する地図データにおける、車両の現在位置近傍の道路の形状と、走行軌跡算出手段が算出する走行軌跡の形状とを比較して、車両が走行している道路を決定するマップマッチング処理を実行するマップマッチング手段と、
マップマッチング手段によって決定された道路上に車両マークが位置するように、表示部に車両マークと周辺地図とを表示させる表示制御手段とを備えた車両用ナビゲーション装置であって、
車両の進行方向が変化したとき、その変化開始前の進行方向と、変化終了後の進行方向とに基づいて、車両が方向転換を行ったか否かを判定する方向転換判定手段を備え、
マップマッチング手段は、方向転換判定手段によって車両が方向転換を行ったと判定された場合、車両が進行方向変化前に走行していた道路を、車両が走行していると道路として決定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a vehicle navigation device according to claim 1 is provided.
A display unit for displaying at least a vehicle mark indicating a current position and a traveling direction of the vehicle and a map around the vehicle mark;
Measuring means for measuring the current position and direction of travel of the vehicle;
Based on the current position measured by the measuring means, a traveling locus calculating means for calculating a traveling locus of the vehicle;
Map data storage means for storing map data;
A map that determines the road on which the vehicle is traveling by comparing the shape of the road near the current position of the vehicle with the shape of the traveling locus calculated by the traveling locus calculation means in the map data stored by the map data storage means Map matching means for executing the matching process;
A vehicle navigation device comprising display control means for displaying a vehicle mark and a surrounding map on a display unit so that the vehicle mark is located on a road determined by a map matching means,
When the traveling direction of the vehicle changes, the vehicle includes a direction change determination means for determining whether or not the vehicle has changed direction based on the direction of travel before the start of the change and the direction of travel after the end of the change,
The map matching means, when it is determined by the direction change determination means that the vehicle has changed direction, determines the road on which the vehicle was traveling before the change of traveling direction as the road when the vehicle is traveling. And
ここで、車両が方向転換(Uターン)したか否かは、例えば、方位センサなどによって検出される車両の進行方向の変化の累積値がほぼ180°となったか否かに基づいて判定することが考えられる。 Here, whether or not the vehicle has changed direction (U-turn) is determined based on, for example, whether or not the cumulative value of the change in the traveling direction of the vehicle detected by a direction sensor or the like has become approximately 180 °. Can be considered.
しかしながら、実際に車両が方向転換を行う場合、方向転換を行う道路の道幅が広ければ、図5(a)に示すように、方位センサによって検出される進行方向の変化の累積値が180°を大きく上回る場合がある。また、方向転換を行う道路の道幅が狭い場合には、図5(b)に示すように、車両の進行方向を逆転させて切り返しを行わなければならないこともある。このように、車両が方向転換する過程においては、180°を超えて進行方向を変化させたり、その進行方向を逆転させて切り返しを行ったりする。このため、その進行方向の変化途中の進行方向データに基づいて車両の方向転換の有無を判定することは困難性を伴う。 However, when the vehicle actually changes direction, if the road to be changed is wide, the accumulated value of the change in the traveling direction detected by the direction sensor is 180 ° as shown in FIG. It may be greatly exceeded. Further, when the road width of the road to change direction is narrow, as shown in FIG. 5B, it may be necessary to reverse the direction of travel of the vehicle to perform turning. In this way, in the process of turning the vehicle, the traveling direction is changed beyond 180 °, or the traveling direction is reversed and the turning is performed. For this reason, it is difficult to determine whether or not the vehicle has changed direction based on the traveling direction data in the middle of the change in the traveling direction.
このような点に鑑みて、請求項1に記載の車両用ナビゲーション装置では、車両の進行方向が変化したとき、その変化開始前の進行方向と、変化終了後の進行方向とに基づいて、車両の方向転換が行われたか否かを判定することとした。つまり、車両が方向転換する場合、その過程において車両の進行方向がどのように変化したかに係わらず、その方向転換開始前の進行方向と方向転換終了後の進行方向とは、結果としてほぼ逆方向となる。従って、請求項1に記載の車両用ナビゲーション装置のように、車両の進行方向変化開始前の進行方向と、変化終了後の進行方向とを用いることで、車両が方向転換したか否かを簡便かつ精度良く判定することができる。 In view of such a point, in the vehicle navigation device according to claim 1, when the traveling direction of the vehicle changes, the vehicle is based on the traveling direction before the start of the change and the traveling direction after the end of the change. It was decided to determine whether or not the direction change was performed. In other words, when the vehicle changes direction, the direction of travel before the start of direction change and the direction of travel after the end of direction change are almost reversed as a result, regardless of how the direction of travel of the vehicle changes during the process. Direction. Therefore, as in the vehicle navigation device according to claim 1, it is possible to easily determine whether or not the vehicle has changed its direction by using the traveling direction before the start of the change in the traveling direction of the vehicle and the traveling direction after the end of the change. In addition, it can be determined with high accuracy.
そして、方向転換判定手段によって車両が方向転換を行ったと判定された場合、マップマッチング手段が、車両が進行方向変化前に走行していた道路を、車両が走行していると道路として決定することで、車両が走行する道路上に車両マークを即座に表示することが可能になる。 Then, when it is determined by the direction change determination means that the vehicle has changed direction, the map matching means determines that the road on which the vehicle was traveling before the change in traveling direction is the road on which the vehicle is traveling. Thus, the vehicle mark can be displayed immediately on the road on which the vehicle is traveling.
請求項2に記載したように、方向転換判定手段は、車両の進行方向の変化開始位置と変化終了位置との少なくとも一方を基準として、その進行方向に関するデータの採否を区別するための不感帯エリアを設定し、その不感帯エリアに車両が進入するときの進行方向を、変化開始前の進行方向とし、不感帯エリアから車両が退出するときの進行方向を、変化終了後の進行方向として、これらの進行方向に基づいて、車両が方向転換を行ったか否かを判定することができる。 According to a second aspect of the present invention, the direction change determination means has a dead zone area for distinguishing whether or not data relating to the traveling direction is accepted with reference to at least one of a change start position and a change end position of the traveling direction of the vehicle. Set the direction of travel when the vehicle enters the dead zone area as the direction of travel before the start of change, and the direction of travel when the vehicle exits the dead zone as the direction of travel after the end of change. Based on this, it can be determined whether or not the vehicle has changed direction.
すなわち、車両の位置が不感帯エリア内に属している場合には、その位置における進行方向は、方向転換の判定に用いられることがなく、その不感帯エリアに対する進入及び退出時の進行方向が方向転換の判定に用いられるのである。この場合、不感帯エリアと車両位置とを比較することで、不感帯エリアへの進入位置及び退出位置を特定でき、それぞれの位置における進行方向を間単に抽出することができる。 That is, when the position of the vehicle belongs to the dead zone area, the traveling direction at that position is not used for the direction change judgment, and the traveling direction at the time of entering and leaving the dead zone area is the direction change. It is used for judgment. In this case, by comparing the dead zone area and the vehicle position, the approach position and the exit position to the dead zone area can be specified, and the traveling direction at each position can be easily extracted.
また、請求項3に記載したように、方向転換判定手段は、車両の進行方向の履歴を保存する保存手段を備え、車両が進行方向を変化させた場合、保存手段に保存されている、進行方向の変化を開始する前の進行方向と、進行方向の変化を終了した後の進行方向とを抽出し、これらの進行方向に基づいて、車両が方向転換を行ったか否かを判定するようにしても良い。このようにしても、進行方向変化開始前の進行方向と、変化終了後の進行方向とを簡単に抽出して、車両が方向転換を行ったか否かを簡単に判定することができる。 According to a third aspect of the present invention, the direction change determination unit includes a storage unit that stores a history of the traveling direction of the vehicle. When the vehicle changes its traveling direction, the traveling direction stored in the storage unit The direction of travel before the start of the direction change and the direction of travel after the end of the change in the direction of travel are extracted, and based on these travel directions, it is determined whether or not the vehicle has changed direction. May be. Even in this case, it is possible to easily extract the traveling direction before the start of the traveling direction change and the traveling direction after the end of the change and easily determine whether or not the vehicle has changed direction.
なお、請求項4に記載したように、方向転換判定手段は、変化開始前の進行方向と変化終了後の進行方向とが、逆方向とみなすことが可能な所定の角度範囲に属するときに、車両が方向転換を行ったと判定することが好ましい。道路が片側複数車線からなる場合などは、車両が方向転換を行った場合であっても、その進行方向は、正確に180°だけ逆向きになるとは限らない。従って、変化開始前の進行方向と変化終了後の進行方向とが、逆方向とみなすことが可能な所定の角度範囲に属することを条件として、方向転換したと判定することが好ましい。 In addition, as described in claim 4, the direction change determination means, when the traveling direction before the start of change and the traveling direction after the end of the change belong to a predetermined angle range that can be regarded as the reverse direction, It is preferable to determine that the vehicle has changed direction. When the road is composed of a plurality of lanes on one side, even if the vehicle changes direction, the traveling direction is not always reverse by exactly 180 °. Therefore, it is preferable to determine that the direction has been changed on condition that the traveling direction before the start of the change and the traveling direction after the end of the change belong to a predetermined angle range that can be regarded as the reverse direction.
請求項5に記載したように、方向転換判定手段は、マップマッチング手段が車両が走行している道路を決定できないことを、車両が方向転換を行ったと判定する一条件としても良い。 According to a fifth aspect of the present invention, the direction change determination unit may determine that the map matching unit cannot determine the road on which the vehicle is traveling as one condition for determining that the vehicle has changed direction.
同一道路の対向車線同士は、基本的に同一の道路データによって示されるので、対向車線間は、道路データによって接続されることはない。このため、車両が方向転換を行った場合、通常、マップマッチング手段が、車両の現在位置を一致させるべき道路を探索することになり、このような道路の探索中は、車両が走行している道路を決定できない状態となる。従って、マップマッチング手段が車両が走行している道路を決定できないことを、車両が方向転換を行ったと判定する一条件とすることで、方向転換の判定精度を高めることができる。 Since the opposite lanes of the same road are basically indicated by the same road data, the opposite lanes are not connected by the road data. For this reason, when the vehicle changes its direction, the map matching means normally searches for a road that should match the current position of the vehicle, and the vehicle is running during the search for such a road. The road cannot be determined. Therefore, by determining that the map matching means cannot determine the road on which the vehicle is traveling as one condition for determining that the vehicle has changed direction, it is possible to improve the determination accuracy of the change of direction.
以下、本発明の実施形態における車両用ナビゲーション装置に関して、図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係わる車両用ナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。 Hereinafter, a vehicle navigation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle navigation apparatus according to this embodiment.
同図に示すように、本実施形態のカーナビゲーション装置は、位置検出器1、地図データ入力器6、操作スイッチ群7、これらの接続された制御回路8、制御回路8に接続された外部メモリ9、表示装置10及び外部情報入出力装置11などを備えている。
As shown in the figure, the car navigation device of this embodiment includes a position detector 1, a map data input device 6, an operation switch group 7, a
制御回路8は通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のCPU、ROM、RAM、I/O及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ROMには、制御回路8が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってCPU等が所定の演算処理を実行する。
The
位置検出器1は、いずれも周知の地磁気センサ2、ジャイロスコープ3、距離センサ4、及び衛星からの電波に基づいて車両の位置を測定するGPS(Global Positioning System)のためのGPS受信機5を有している。これらは、各々が性質の異なる誤差を持っているため、複数のセンサにより各々補完しながら使用するように構成されている。すなわち、GPSによる電波航法と、地磁気センサ、ジャイロスコープ3及び距離センサ4による自立航法を組み合わせたハイブリッド航法により、車両の現在位置に関するデータ(現在位置座標及び進行方向)を測定する。なお、各センサの精度によっては、位置検出器1を上述した内の一部で構成してもよく、更に、図示しないステアリングの回転センサ、各転動輪の車速センサ等を用いてもよい。
The position detector 1 includes a known
地図データ入力器6は、道路データ、背景データ及び文字データを含む地図データを入力するための装置である。地図データを記憶する記憶媒体としては、そのデータ量からCD−ROMまたはDVD−ROMを用いるのが一般的であるが、メモリカード、ハードディスク等を用いてもよい。 The map data input device 6 is a device for inputting map data including road data, background data, and character data. As a storage medium for storing the map data, a CD-ROM or a DVD-ROM is generally used because of the amount of data, but a memory card, a hard disk, or the like may be used.
また、地図データは、外部のサーバから通信によって取得し、後述する外部メモリ9などに格納することも可能である。この場合、外部メモリ9に格納された地図データを用いて、車両周辺の地図表示、表示地図の尺度変更、経路案内等の各種のナビゲーション機能を実施することができる。これらの機能は、主に制御回路8によって各種の演算処理がなされることによって実行される。
Further, the map data can be acquired from an external server by communication and stored in an external memory 9 described later. In this case, using the map data stored in the external memory 9, various navigation functions such as displaying a map around the vehicle, changing the scale of the displayed map, and route guidance can be performed. These functions are executed mainly by performing various arithmetic processes by the
ここで、道路データの構成の一例について図2を用いて説明する。図2に示すように、道路データ6aは、道路毎に固有の番号を付したリンクID、リンク座標データ、ノード座標データ、高速道路や国道等の道路種別を示す道路種別データ、道路幅員データ等の各データから構成されている。道路データ6aにおけるリンクとは、地図上の各道路を、交差点、分岐点などを示すノードにより複数に分割し、2つのノード間をリンクとして規定したものである。そして、リンク座標データには、このリンクの始端と終端の座標が記述される。なお、リンクの途中にノードが含まれる場合には、ノード座標データにノード座標が記述される。この道路データ6aは、地図を表示する以外に、マップマッチング処理を行う際の道路の形状を与えるために用いられたり、目的地までの案内経路を検索する際に用いられる。ただし、案内経路の検索に関しては、別途、案内経路として用いるべき各道路の接続関係を示す道路ネットワークデータを用意し、そのネットワークデータを用いて検索するようにしても良い。
Here, an example of the structure of the road data will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the
背景データは、図示していないが、地図上の各施設や地形等と、それに対応する地図上の座標を関連付けたデータとして構成している。なお、施設に関しては、その施設に関連付けて電話番号や、住所等のデータも記憶されている。この目印データは、後述する外部メモリ9に記憶されているものであってもよい。また、文字データは、地名、施設名、道路名等を地図上に表示するものであって、その表示すべき位置に対応する座標データと関連付けて記憶されている。 Although not shown, the background data is configured as data in which each facility, topography, and the like on the map are associated with the corresponding coordinates on the map. Regarding the facility, data such as a telephone number and an address are also stored in association with the facility. This mark data may be stored in the external memory 9 described later. The character data is used to display place names, facility names, road names, and the like on a map, and is stored in association with coordinate data corresponding to the positions to be displayed.
上述したように、各道路は、基本的に一本のリンクによって表現される。従って、従来は、車両が方向転換(Uターン)を行った場合、マップマッチング処理によって、車両の位置を即座にそのUターンを行った道路上に一致させることができない場合があった。これは、上述したように、マップマッチング処理が、接続されているリンク形状と車両の走行軌跡の形状との一致度によって車両が走行している道路を決定するのに対し、一本の道路における対向車線同士は、リンクを介して接続されていないためである。 As described above, each road is basically represented by a single link. Therefore, conventionally, when the vehicle has made a turn (U-turn), the map matching process may not be able to immediately match the position of the vehicle on the road on which the U-turn has been made. As described above, the map matching process determines the road on which the vehicle is traveling based on the degree of coincidence between the connected link shape and the shape of the traveling locus of the vehicle. This is because the opposite lanes are not connected via a link.
操作スイッチ群7は、例えば、後述する表示装置10と一体になったタッチスイッチもしくはメカニカルなスイッチ等が用いられ、各種入力に使用される。例えば、操作スイッチ群7を用いて、目的地の位置を入力することが可能であり、この場合、ナビゲーション装置は、現在位置からその目的地までの最適な経路を自動的に選択して案内経路を形成し表示する、いわゆる経路案内機能を備えている。このような自動的に最適な経路を設定する手法は、周知のダイクストラ法等の手法が知られている。また、操作スイッチ群7を用いて、例えば、所望の施設の住所、施設名称、電話番号等を入力することが可能であり、この場合、ナビゲーション装置は、その入力されて施設の位置等を検索する検索機能も備えている。
As the operation switch group 7, for example, a touch switch or a mechanical switch integrated with the
外部メモリ9は、例えば、メモリカードやハードディスク等の記憶媒体からなる。この外部メモリ9には、ユーザによって記憶されたテキストデータ、画像データ、音声データ等の各種データが記憶される。さらに、車両用ナビゲーション装置が、上述したように、地図データを外部のサーバから取得する場合には、その地図データを格納したりする。 The external memory 9 includes a storage medium such as a memory card or a hard disk. The external memory 9 stores various data such as text data, image data, and audio data stored by the user. Further, as described above, when the vehicle navigation apparatus acquires map data from an external server, the map data is stored.
表示装置10は、例えば、液晶ディスプレイによって構成され、表示装置10の画面には車両の現在位置に対応しつつ、その進行方向を表示する自車両マーク、及び、地図データ入力器6より入力された地図データによって生成される車両周辺の道路地図を表示することができる。さらに、目的地が設定された場合、この道路地図上には、現在位置から目的地までの誘導経路を重ねて表示することが出来る。
The
外部情報入出力装置11は、道路に敷設されたビーコンや各地のFM放送局を介して、VICSセンタから配信される道路交通情報等の情報を受信したり、必要に応じて車両側から外部へ情報を送信したりする装置である。受信した情報は、制御回路8で処理され、例えば、渋滞情報や規制情報等は表示装置10に表示される道路地図上に重ねて表示される。
The external information input / output device 11 receives information such as road traffic information distributed from the VICS center via beacons laid on the road and FM broadcast stations in various places, or from the vehicle side to the outside as necessary. It is a device that transmits information. The received information is processed by the
次に、本発明の特徴である、マップマッチング処理を行いつつ、表示装置10に車両の現在位置及び進行方向を示す自車両マーク及びその周辺の道路地図を表示する処理について、図3及び図4のフローチャートを用いて説明する。なお、図3は、マップマッチング処理を用いて車両が走行する道路を決定して、その道路上に自車両マークを表示するためのメインルーチンを示し、図4は、図3のフローチャートにおけるマップマッチング処理の詳細を示すものである。また、図3及び図4に示す処理は、例えば、所定時間経過するごとに、若しくは車両が所定距離走行するごとに繰返し実行される。
Next, a process of displaying the host vehicle mark indicating the current position and traveling direction of the vehicle and the surrounding road map on the
図3に示すように、まず、ステップS10において、位置検出器1の各センサなどからの信号が入力され、ステップS20において、入力された信号に基づいて、車両の現在位置を算出する。このとき、GPS受信器5による位置データは、上述の道路データの座標データ(緯度と経度)と同じ形態で取得される。また、地磁気センサ2、ジャイロスコープ3、距離センサ4によって自車両の進行方向及び走行距離に関するデータが取得され、過去に算出、もしくは確定された車両位置を基準として、現在位置の座標データの算出を行う(自立航法による座標データの算出)。なお、現在位置は、基本的には、自立航法により算出された座標データに基づいて求められる。ただし、GPS受信器5による位置データが取得されている場合には、両者を比較し、その差が所定距離以上である場合には、現在位置として、GPS受信器5による位置データを採用する。
As shown in FIG. 3, first, in step S10, signals from each sensor of the position detector 1 are input, and in step S20, the current position of the vehicle is calculated based on the input signals. At this time, the position data by the
続いて、ステップS30では、ステップS20にて算出された車両の現在位置の座標に基づいて、車両周辺の地図データの読み込みを行う。次に、ステップS40において、マップマッチング処理を行う。このマップマッチング処理では、詳しくは後述するが、例えば、ステップS20にて算出した現在位置と所定距離以内の道路、もしくは既に道路上にマッチングされている場合には、そのマッチング道路に接続された道路を車両が走行する可能性のある道路として特定する。そして、ステップS10にて過去に算出された複数個の現在位置と最新の現在位置とを連結して、走行軌跡の形状データを算出する。その走行軌跡の形状データと、車両が走行する可能性のある道路の形状とを比較して、最も相関の高い道路を車両が走行している道路と決定(推定)する。 Subsequently, in step S30, map data around the vehicle is read based on the coordinates of the current position of the vehicle calculated in step S20. Next, in step S40, map matching processing is performed. In this map matching process, as will be described in detail later, for example, a road within a predetermined distance from the current position calculated in step S20, or a road connected to the matching road if already matched on the road Is identified as a road on which the vehicle may travel. In step S10, a plurality of current positions calculated in the past and the latest current position are connected to calculate the shape data of the travel locus. The shape data of the travel locus is compared with the shape of the road on which the vehicle may travel, and the road with the highest correlation is determined (estimated) as the road on which the vehicle is traveling.
なお、ステップS20における現在位置の算出、及び上述した走行軌跡の算出は、GPS受信機5の位置データのみから行っても良いし、自立航法の位置データのみから行っても良い。
The calculation of the current position in step S20 and the calculation of the travel locus described above may be performed only from the position data of the
マップマッチング処理によって車両が走行している道路が決定されると、ステップS50において、上述した走行軌跡の形状をその道路に当てはめることによって、車両の現在位置を確定する。このように、車両の現在位置が確定された場合には、その後、その確定位置を基準として自立航法による位置データが算出される。そして、ステップS60において、確定された現在位置に対応する位置に、車両の進行方向を示す自車両マークを表示しつつ、その周辺の道路地図を表示するための表示データを作成し、その表示データを用いて、自車両マーク及び周辺道路地図を表示装置10に表示する。
When the road on which the vehicle is traveling is determined by the map matching process, the current position of the vehicle is determined by applying the shape of the traveling locus described above to the road in step S50. As described above, when the current position of the vehicle is determined, position data by self-contained navigation is calculated with reference to the determined position. In step S60, display data for displaying a surrounding road map is generated while displaying a vehicle mark indicating the traveling direction of the vehicle at a position corresponding to the determined current position, and the display data is displayed. Is used to display the vehicle mark and the surrounding road map on the
次に、図4のフローチャートに基づいて、マップマッチング処理の詳細について説明する。まず、ステップS110では、ステップS20にて算出された現在位置に基づいて、位置及び方向データからなる走行軌跡データを更新する。そして、ステップS120において、更新された走行軌跡データに基づいて、車両の進行方向の変化が開始されたか否かを判定する。この判定処理において、車両の進行方向の変化が開始されたと判定されると、ステップS130において、その進行方向変化開始点を基準として不感帯エリアを設定する。この不感帯エリアは、例えば、図5(a)、(b)に示すように、進行方向変化開始点から車両がUターンを行った場合に、そのUターン時の走行軌跡が含まれるように、進行方向変化開始点を中心として設定される。 Next, the details of the map matching process will be described based on the flowchart of FIG. First, in step S110, travel locus data including position and direction data is updated based on the current position calculated in step S20. In step S120, it is determined whether or not a change in the traveling direction of the vehicle has started based on the updated travel locus data. In this determination process, if it is determined that a change in the traveling direction of the vehicle has started, a dead zone area is set in step S130 with reference to the starting point of the traveling direction change. For example, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), this dead zone area includes a travel locus at the time of the U-turn when the vehicle makes a U-turn from the starting direction change start point. It is set around the starting point of the traveling direction change.
ステップS140では、更新された走行軌跡データに基づいて、車両の進行方向の変化が終了したか否かを判定する。この判定処理において、車両の進行方向の変化が終了したと判定されると、ステップS150において、不感帯エリアへの進入位置における車両の進行方向データ、及び不感帯エリアからの退出位置における車両の進行方向データを、走行軌跡データから抽出する。これらの不感帯エリア進入位置及び退出位置における進行方向データとして、進入位置及び退出位置にそれぞれ対応する各1個の進行方向データを用いても良いし、進入前及び退出後のそれぞれ複数の位置に対応する複数の進行方向データを平均化した進行方向データを用いても良い。 In step S140, it is determined whether or not the change in the traveling direction of the vehicle has ended based on the updated travel locus data. In this determination process, when it is determined that the change in the traveling direction of the vehicle has ended, in step S150, the traveling direction data of the vehicle at the entry position to the dead zone area and the traveling direction data of the vehicle at the exit position from the dead zone area. Is extracted from the travel locus data. As the traveling direction data at the dead zone entry position and the leaving position, one traveling direction data respectively corresponding to the approach position and the exit position may be used, or corresponding to a plurality of positions before and after the entry. The traveling direction data obtained by averaging a plurality of traveling direction data may be used.
ステップS160では、ステップS150にて抽出した不感帯エリア進入位置及び退出位置における進行方向データに基づいて、車両がUターンを行ったか否かを判定する。具体的には、進入位置における進行方向と退出位置における進行方向とが、逆方向とみなすことが可能な、例えば180°±30°の角度範囲に属するか否かに基づいて、車両がUターンしたか否かを判定する。 In step S160, it is determined whether or not the vehicle has made a U-turn based on the traveling direction data at the dead zone entry position and the exit position extracted in step S150. Specifically, based on whether the traveling direction at the approach position and the traveling direction at the exit position can be regarded as opposite directions, for example, whether the vehicle belongs to an angle range of 180 ° ± 30 °, the vehicle makes a U-turn. Determine whether or not.
車両がUターンする場合、図5(a)に示すように、車両の進行方向の変化の累積値が180°を大きく上回ったり、あるいは、図5(b)に示すように、車両の進行方向を逆転させて切り返しを行わったり、そのUターン過程における車両の走行奇跡は様々である。 When the vehicle makes a U-turn, as shown in FIG. 5 (a), the cumulative value of the change in the traveling direction of the vehicle greatly exceeds 180 °, or as shown in FIG. 5 (b), the traveling direction of the vehicle There are various driving miracles of the vehicle during the U-turn process.
しかしながら、Uターン過程において車両の進行方向がどのように変化したかに係わらず、車両がUターンを行った場合には、そのUターン開始前の進行方向とUターン終了後の進行方向とは、結果としてほぼ逆方向となる。従って、本実施形態のように、不感帯エリア進入位置及び退出位置における進行方向データを用いることにより、車両が進行方向の変化を開始する前の進行方向と、進行方向の変化を終了した後の進行方向とを対比することができ、車両がUターンしたか否かを簡便かつ精度良く判定することができる。 However, regardless of how the traveling direction of the vehicle changes during the U-turn process, when the vehicle makes a U-turn, the traveling direction before the U-turn starts and the traveling direction after the U-turn ends As a result, the reverse direction is obtained. Therefore, as in this embodiment, by using the traveling direction data at the dead zone entry position and the leaving position, the traveling direction before the vehicle starts changing the traveling direction and the traveling after the traveling direction change ends. The direction can be compared, and it can be determined easily and accurately whether the vehicle has made a U-turn.
ステップS160において、車両がUターンしたと判定した場合には、ステップS180において、車両が不感帯エリア進入前に走行していた道路、すなわち進行方向を変化する前に走行していた道路が、現在、車両が走行している道路であると決定する。従って、この決定に基づいて、前述した図3のフローチャートのステップS50及びS60の処理を実行することで、車両がUターンを行った場合であっても、即座に自車両マークを道路上に正しく表示することができる。 If it is determined in step S160 that the vehicle has made a U-turn, in step S180, the road on which the vehicle was traveling before entering the dead zone area, that is, the road on which the vehicle was traveling before the direction of travel was changed, It is determined that the road is where the vehicle is traveling. Therefore, by executing the processing of steps S50 and S60 in the flowchart of FIG. 3 based on this determination, even if the vehicle makes a U-turn, the vehicle mark is immediately correctly displayed on the road. Can be displayed.
一方、ステップS160において車両はUターンしていないと判定された場合には、ステップS170,S190及びS200からなる通常のマップマッチング処理を実行する。すなわち、ステップS170では、ステップS10にて更新された走行軌跡データに基づいて、車両の走行軌跡の形状データを算出するとともに、その算出した形状データを道路データと対比する。この道路データは、車両の現在位置と所定距離以内の道路、もしくは既に車両の現在位置が道路上にマッチングされている場合には、そのマッチング道路に接続された道路などの候補道路の道路データである。 On the other hand, if it is determined in step S160 that the vehicle has not made a U-turn, a normal map matching process including steps S170, S190, and S200 is executed. That is, in step S170, the shape data of the travel locus of the vehicle is calculated based on the travel locus data updated in step S10, and the calculated shape data is compared with the road data. This road data is road data of a candidate road such as a road within a predetermined distance from the current position of the vehicle, or a road connected to the matching road if the current position of the vehicle is already matched on the road. is there.
そして、この対比処理では、候補道路の道路データの中で、走行軌跡の形状データに対して最も相関値の高い道路形状を有する道路データが選択される。この相関値は、車両の現在位置と道路との間の距離の長さ、車両が右左折した場合の方向、角度、その右左折地点前後の直進距離、複数回右左折した場合には、その右左折間の直進距離、その右左折の回数や順序といった、その走行軌跡の形状を特徴づける複数の要素を考慮して算出される。 In this comparison processing, road data having a road shape having the highest correlation value with respect to the shape data of the travel locus is selected from the road data of the candidate roads. This correlation value is the length of the distance between the current position of the vehicle and the road, the direction and angle when the vehicle turns right and left, the straight distance before and after the right and left turn points, It is calculated in consideration of a plurality of factors that characterize the shape of the travel locus, such as the straight-ahead distance between right and left turns, and the number and order of the right and left turns.
そして、ステップS190では、ステップS170にて算出された相関値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。この判定処理にて、相関値が所定の閾値未満と判定されると、候補道路の中に、車両が走行していると確実に判断できる道路が存在しないので、そのまま、図4に示す処理を終了する。この場合、図3のフローチャートのステップS60の表示処理では、ステップS20にて算出された現在位置に対応する位置に、取得もしくは算出した進行方向に従って自車両マークを表示しつつ、その周辺道路地図を併せて表示する。すなわち、この場合は、車両の現在位置が道路上にマッチングされることなく、自車両マークを表示すべき位置としてその現在位置がそのまま用いられる。 In step S190, it is determined whether or not the correlation value calculated in step S170 is greater than or equal to a predetermined threshold value. If the correlation value is determined to be less than the predetermined threshold value in this determination process, there is no road that can be reliably determined that the vehicle is traveling among the candidate roads. finish. In this case, in the display process of step S60 of the flowchart of FIG. 3, the surrounding road map is displayed while displaying the own vehicle mark in the position corresponding to the current position calculated in step S20 according to the acquired or calculated traveling direction. Display together. That is, in this case, the current position of the vehicle is not matched on the road, and the current position is used as it is as a position to display the own vehicle mark.
以上、説明したように本実施形態による車両用ナビゲーション装置によれば、車両の進行方向変化開始前の進行方向と進行方向変化終了後の進行方向とに基づいて、車両がUターンしたか否かを判定しているので、その判定を簡便かつ精度よく行うことができる。 As described above, according to the vehicle navigation device according to the present embodiment, whether or not the vehicle has made a U-turn based on the traveling direction before the start of the change in the traveling direction of the vehicle and the traveling direction after the end of the change in the traveling direction. Therefore, the determination can be performed easily and accurately.
特に、本実施形態では、進行方向変化開始点を基準として不感帯エリアを設定している。車両の位置がこの不感帯エリア内に属している場合には、その位置における進行方向は、Uターンを行ったか否かの判定に用いずに、その不感帯エリアに対する進入及び退出時の進行方向をUターン判定に用いるようにしている。すなわち、不感帯エリアを設定することで、単に不感帯エリアと車両位置との比較により、不感帯エリアへの進入位置及び退出位置を特定でき、それぞれの位置における進行方向を間単に抽出することができる。 In particular, in the present embodiment, the dead zone area is set based on the starting point of change in the traveling direction. When the position of the vehicle belongs to this dead zone area, the traveling direction at that position is not used for determining whether or not a U-turn has been made, and the traveling direction at the time of entering and leaving the dead zone is U. It is used for turn judgment. That is, by setting the dead zone area, it is possible to specify the approach position and the exit position to the dead zone area simply by comparing the dead zone area and the vehicle position, and it is possible to easily extract the traveling direction at each position.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上述した実施形態においては、車両の進行方向の変化が開始されたときに、不感帯エリアを設定するようにしたが、車両の進行方向の変化が終了したときに、不感帯エリアを設定し、その不感帯エリアと走行奇跡データにおける各位置を比較するようにしても良い。 For example, in the above-described embodiment, the dead zone area is set when the change in the traveling direction of the vehicle is started, but the dead zone area is set when the change in the traveling direction of the vehicle is finished, You may make it compare each position in the dead zone area and driving | running | working miracle data.
また、不感帯エリアは、進行方向変化開始点を基準として設定する他に、進行方向変化終了点を基準として設定したり、例えば変化開始点と変化終了点とを結ぶ線上の中間位置を基準とするなど、変化開始点及び変化終了点の両方に基づいて設定しても良い。 In addition to setting the moving direction change start point as a reference, the dead zone area is set using the moving direction change end point as a reference or, for example, an intermediate position on a line connecting the change start point and the change end point as a reference. For example, it may be set based on both the change start point and the change end point.
また、上述した実施形態のように不感帯エリアを設定するのではなく、走行軌跡データから直接的に、進行方向変化開始前の進行方向と、変化終了後の進行方向とを抽出するようにすることも可能である。すなわち、走行軌跡データは、位置と方向からなるので、各位置の方向の変化の大きさから、進行方向の変化開始点及び変化終了点に対応するデータが特定できる。従って、変化開始点前及び変化終了後の進行方向を、走行軌跡データから求めることができる。 In addition, the dead zone area is not set as in the above-described embodiment, but the traveling direction before the start of the traveling direction change and the traveling direction after the end of the change are extracted directly from the travel locus data. Is also possible. That is, since the travel locus data includes a position and a direction, data corresponding to the change start point and the change end point in the traveling direction can be specified from the magnitude of the change in the direction of each position. Therefore, the traveling direction before the change start point and after the change end can be obtained from the travel locus data.
また、図4のフローチャートに示すマップマッチング処理を、図6のように変形しても良い。この図6に示すフローチャートでは、まず、通常のマップマッチング処理を実行する(ステップS210〜S240)。そして、この通常のマップマッチング処理において、候補道路の中で、車両が走行している道路を決定できない場合(ステップS230にて“No”と判定された場合)に、ステップS25〜S270に示すUターン判定が実行される。換言すれば、図6に示すフローチャートでは、通常のマップマッチング処理では車両が走行している道路を決定できないことを、車両がUターンを行ったと判定する一条件としている。 Further, the map matching process shown in the flowchart of FIG. 4 may be modified as shown in FIG. In the flowchart shown in FIG. 6, first, a normal map matching process is executed (steps S210 to S240). Then, in this normal map matching process, when the road on which the vehicle is traveling cannot be determined among the candidate roads (when “No” is determined in step S230), U shown in steps S25 to S270. Turn determination is performed. In other words, in the flowchart shown in FIG. 6, one condition for determining that the vehicle has made a U-turn is that the road on which the vehicle is traveling cannot be determined by the normal map matching process.
上述したように、同一道路の対向車線同士は、基本的に同一のリンクデータによって示されるので、対向車線間は、リンクデータによって接続されることはない。このため、車両がUターンを行った場合、通常のマップマッチング処理では、自車両マークを表示させるべき道路を一旦見失って、新たな道路を探索することになる。従って、通常のマップマッチング処理によって車両が走行している道路を決定できない、すなわち探索中であることを、車両がUターンを行ったと判定する一条件とすることで、Uターンの判定精度を高めることができる。 As described above, the opposite lanes on the same road are basically indicated by the same link data, so the opposite lanes are not connected by the link data. For this reason, when the vehicle makes a U-turn, in a normal map matching process, the road on which the vehicle mark is to be displayed is temporarily lost and a new road is searched. Accordingly, the road on which the vehicle is traveling cannot be determined by the normal map matching process, that is, the fact that the vehicle is being searched is set as one condition for determining that the vehicle has made a U-turn, thereby improving the U-turn determination accuracy. be able to.
1 位置検出器
2 地磁気センサ
3 ジャイロスコープ
4 距離センサ
5 GPS受信機
6 地図データ入力器
7 操作スイッチ群
8 制御回路
9 外部メモリ
10 表示装置
11 外部情報入出力装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記車両の現在位置及び進行方向を測定する測定手段と、
前記測定手段が測定する現在位置に基づいて、車両の走行軌跡を算出する走行軌跡算出手段と、
地図データを格納する地図データ格納手段と、
前記地図データ格納手段が格納する地図データにおける、前記車両の現在位置近傍の道路の形状と、前記走行軌跡算出手段が算出する走行軌跡の形状とを比較して、車両が走行している道路を決定するマップマッチング処理を実行するマップマッチング手段と、
前記マップマッチング手段によって決定された道路上に前記車両マークが位置するように、前記表示部に前記車両マークと周辺地図とを表示させる表示制御手段とを備えた車両用ナビゲーション装置であって、
前記車両の進行方向が変化したとき、その変化開始前の進行方向と、変化終了後の進行方向とに基づいて、車両が方向転換を行ったか否かを判定する方向転換判定手段を備え、
前記マップマッチング手段は、前記方向転換判定手段によって車両が方向転換を行ったと判定された場合、前記車両が進行方向変化前に走行していた道路を、車両が走行していると道路として決定することを特徴とする車両用ナビゲーション装置。 A display unit for displaying at least a vehicle mark indicating a current position and a traveling direction of the vehicle and a map around the vehicle mark;
Measuring means for measuring a current position and a traveling direction of the vehicle;
A travel locus calculating means for calculating a travel locus of the vehicle based on the current position measured by the measuring means;
Map data storage means for storing map data;
By comparing the shape of the road near the current position of the vehicle in the map data stored by the map data storage means with the shape of the travel locus calculated by the travel locus calculation means, the road on which the vehicle is traveling is determined. Map matching means for executing map matching processing to be determined;
A vehicle navigation apparatus comprising display control means for displaying the vehicle mark and a surrounding map on the display unit so that the vehicle mark is located on a road determined by the map matching means,
When the traveling direction of the vehicle changes, the vehicle includes a direction change determination unit that determines whether the vehicle has changed direction based on the direction of travel before the start of the change and the direction of travel after the end of the change,
The map matching means determines that the road on which the vehicle was traveling before the change in traveling direction is determined as the road on which the vehicle is traveling when the direction change determining means determines that the vehicle has changed direction. A vehicle navigation apparatus characterized by the above.
前記車両が進行方向を変化させた場合、前記保存手段に保存されている、進行方向の変化を開始する前の進行方向と、進行方向の変化を終了した後の進行方向とを抽出し、これらの進行方向に基づいて、前記車両が方向転換を行ったか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の車両用ナビゲーション装置。 The direction change determination means includes storage means for storing a history of the traveling direction of the vehicle,
When the vehicle changes its traveling direction, the traveling direction stored in the storage means before starting the change of the traveling direction and the traveling direction after finishing the traveling direction change are extracted, and these The vehicle navigation apparatus according to claim 1, wherein it is determined whether or not the vehicle has changed direction based on a traveling direction of the vehicle.
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