JP2009115485A - ナビゲーション装置、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ナビゲーション装置の技術において、容易かつ高精度に距離係数を補正すること。
【解決手段】道路設定手段２０が、距離係数の補正に用いる道路である特定道路ごとに、開始地点と終了地点の位置座標並びに両地点間の本来の道路長について情報設定を受け付け、その情報を、記憶手段３０の高精度距離情報データベース３５に記憶させる。走行中には、判断手段４５が特定道路の各端点すなわち開始地点及び終了地点について、自車位置到達を判断し、それに基づいて距離算出手段２５が、特定道路の前記開始地点と前記終了地点の間について、前記距離係数に基づく走行長を算出する。補正手段４０が、高精度距離情報データベース３５に記憶されている前記道路長と、距離算出手段２５で算出した前記走行長と、に基づいて、距離係数を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の運転を支援する技術の改良に関する。

近年、自動車と情報処理技術の発達に伴って普及したナビゲーション装置は、道路などの配置を示す地図データを用いて、随時測位する自車位置や方位を周辺地図上に表示したり、施設検索やカーソル操作などで指定される目的地への経路を探索計算し、それに沿って分岐点での進行方向などの誘導案内を画面表示や電子音声などで出力するものである。

このようなナビゲーション装置では、車両から出力される車速パルスを使用して車輪の回転量を検出し、初期値として１回転あたり１．５ｍなどの値を利用することにより、車両の移動距離を把握している。なお、車両によっては車輪１回転あたりのパルス数が異なるが、ここでは車輪１回転あたり２パルスとする。

この場合、初期値において１パルスあたり０．７５ｍとなり、このパルスあたりの走行距離のことを距離係数と呼ぶが、従来から、ナビゲーション装置はその後の運用において、より正確に走行距離を算出するために、一般的に次の２つの手法で距離係数を補正し、その精度を改善していた。

第一の手法は、ＧＰＳで測位する絶対位置情報の変化量から求めた移動距離と、車速パルスと距離係数より求めた移動距離を比較することにより、距離係数を補正することである（例えば、特許文献１参照）。

第二の手法は、地図データを使用し、交差点での旋回などを利用して、地図上の走行距離を計算し、この走行距離と、車速パルス及び距離係数より求めた移動距離を比較して、距離係数を補正することである（例えば、特許文献２参照）。

また、これらの比較においては、カルマンフィルタなどを用いてより正確に距離係数を補正していく工夫も多く採用されている。
特開平９−３１１０４５号公報 特開平８−３３４３３７号公報

しかしながら、上記のようないずれの従来技術においても、運用中のナビゲーション装置において、補正の基準として容易に参照可能な高精度な距離データが存在しないため、距離係数の高精度な補正が困難という問題があった。

すなわち、上記特許文献１の技術は、ＧＰＳの精度が１０ｍ程度であることから、距離係数の高精度な補正には向かなかった。また、特許文献２の技術では、地図データが道路を１本の線で表現しているために、道幅分の誤差を常に伴い、また交差点では右折時と左折時で走行距離が異なることも加わり、やはり距離係数を精度良く補正する用途には不十分であった。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもので、その目的は、ナビゲーション装置の技術において、容易かつ高精度に距離係数を補正することである。

上記の目的をふまえ、本発明の一態様は、移動体の誘導案内を行うナビゲーション装置において、車速パルス及び距離係数を含む情報に基づいて自車位置を推定するナビゲーション手段と、前記距離係数の補正に用いる道路である特定道路について開始地点と終了地点の情報並びに両地点間における本来の道路長と、の情報の設定を受け付ける道路設定手段と、前記特定道路ごとに、少なくとも前記開始地点、前記終了地点ならびに前記道路長を含む情報を記憶する記憶手段と、前記特定道路の前記開始地点と前記終了地点の間について、前記距離係数に基づく走行長を算出する距離算出手段と、前記記憶手段に記憶されている前記道路長と、前記距離算出手段で算出した前記走行長と、に基づいて前記距離係数を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

本発明の他の態様は、上記態様を方法という見方からとらえたもので、移動体の誘導案内を行うナビゲーション装置を用いるナビゲーション方法において、自車位置を推定するナビゲーション手段と、特定道路の道路設定手段と、特定道路の記憶手段と、車速パルスと距離係数に基づく距離算出手段と、距離係数の補正手段と、を電子回路又は演算制御部により実現すると共に、前記ナビゲーション手段が、車速パルス及び距離係数を含む情報に基づいて自車位置を推定する処理ステップと、前記道路設定手段が、前記距離係数の補正に用いる道路である特定道路について開始地点と終了地点の情報並びに両地点間における本来の道路長と、の情報の設定を受け付ける処理ステップと、前記特定道路ごとに、少なくとも前記開始地点、前記終了地点ならびに前記道路長を含む情報を前記記憶手段に記憶する処理ステップと、前記距離算出手段が、前記特定道路の前記開始地点と前記終了地点の間について、前記距離係数に基づく走行長を算出する処理ステップと、前記補正手段が、前記記憶手段に記憶されている前記道路長と、前記距離算出手段で算出した前記走行長と、に基づいて前記距離係数を補正する処理ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の他の態様は、上記態様をコンピュータプログラムという見方からとらえたもので、移動体の誘導案内を行うナビゲーション装置を制御するナビゲーションプログラムにおいて、そのプログラムは、コンピュータの演算制御部を制御することにより、自車位置を推定するナビゲーション手段と、特定道路の道路設定手段と、特定道路の記憶手段と、車速パルスと距離係数に基づく距離算出手段と、距離係数の補正手段と、を実現させると共に、前記ナビゲーション手段に、車速パルス及び距離係数を含む情報に基づいて自車位置を推定させ、前記道路設定手段に、前記距離係数の補正に用いる道路である特定道路について開始地点と終了地点の情報並びに両地点間における本来の道路長と、の情報の設定を受け付けさせ、前記記憶手段に、前記特定道路ごとに、少なくとも前記開始地点、前記終了地点ならびに前記道路長を含む情報を記憶させ、前記距離算出手段に、前記特定道路の前記開始地点と前記終了地点の間について、前記距離係数に基づく走行長を算出させ、前記補正手段に、前記記憶手段に記憶されている前記道路長と、に基づいて前記距離係数を補正させることを特徴とする。

このように、長い直線道路に代表されるように車両走行による距離誤差が少ない道路を、距離係数補正に用いる特定道路として設定し、その道路長を地図データベースなどの記憶手段に埋め込み、その道路を車両が走行したとき現状の距離係数で計算した走行長と地図中の道路長を比較し、距離係数を補正することにより、車速パルスに基づく車両移動距離計算が高精度化でき、ナビゲーション時の自車位置計算精度向上が期待できる。

本発明の他の態様は、上記態様において、さらに、前記特定道路として、直線部分の距離が所定値以上、または、道幅が一定、の少なくとも一方に該当する道路区間を用いることを特徴とする。

本発明の他の態様は、上記態様を方法という見方からとらえたもので、前記特定道路として、直線部分の距離が所定値以上、または、道幅が一定、の少なくとも一方に該当する道路区間を用いることを特徴とする。

このように、長い直線や適切な道幅という条件に該当する道路区間を補正に用いることにより、車線変更や蛇行運転の影響を排除し、距離係数を高精度に補正可能となる。

本発明の他の態様は、上記態様において、さらに、前記特定道路を、それぞれ互いに異なる固有の管理番号で識別することを特徴とする。

本発明の他の態様は、上記態様を方法という見方からとらえたもので、前記特定道路を、それぞれ互いに異なる固有の管理番号で識別する処理ステップを含むことを特徴とする。

このように、各特定道路を、互いに異なるシリアル番号などの管理番号で識別することにより、対応する端点や道路長などの情報項目との正確な対照が容易になり、処理が効率化される。

本発明の他の態様は、上記態様において、さらに、前記開始地点及び終了地点について、自車位置到達を判断する判断手段を有し前記判断手段は、前記開始地点及び終了地点について、その緯度、経度及び高度を中心とした所定範囲に到達すれば、到達したものとみなすことを特徴とする。

本発明の他の態様は、上記態様を方法という見方からとらえたもので、前記開始地点及び終了地点について、自車位置到達を判断する判断手段を、前記電子回路又は前記演算制御部により実現すると共に、前記判断手段が、前記開始地点及び終了地点について、その緯度、経度及び高度を中心とした所定範囲に到達すれば、到達したものとみなす処理ステップを含むことを特徴とする。

本発明の他の態様は、上記態様をコンピュータプログラムという見方からとらえたもので、前記開始地点及び終了地点について、自車位置到達を判断する判断手段を、前記演算制御部により実現すると共に、前記判断手段に、前記開始地点及び終了地点について、その緯度、経度及び高度を中心とした所定範囲に到達すれば、到達したものとみなさせることを特徴とする。

このように、特定道路の両端点について、自車位置が所定範囲に達すれば到達したものとみなすことにより、推定計算された自車位置座標の誤差などの影響があっても、特定道路を漏れなく利用して距離係数の精度を効果的に維持可能となる。

本発明の他の態様は、上記態様において、さらに、前記距離係数は、車両から入力される車速パルス１パルスあたりの走行距離であることを特徴とする。

このように、パルスあたりの走行距離を意味する距離係数を高精度に補正することにより、他のどの地域を走行しても高精度な自車位置把握が可能となり、正確な地図表示や適切な誘導案内が出力可能となる。

以上のように、本発明によれば、ナビゲーション装置の技術において、容易かつ高精度に距離係数を補正することが可能となるので、地図表示や誘導案内の適切さも改善される。

次に、本発明を実施するための最良の実施形態について、図に沿って説明する。なお、背景技術や課題での説明と共通の前提事項は適宜省略する。

〔１．構成〕
本実施形態は、移動体の誘導案内を行うナビゲーション装置（以下「本装置」と呼ぶ）に関するものであるが、従来のナビゲーション装置と共通の一般的構成、例えば地図データに基く経路探索、自車位置と地図の表示、誘導案内出力などについては従来と同様でよいので、本発明の特徴である距離係数の補正に関する構成と作用を中心に説明する。

まず、本装置は、図１（構成図）に示すように、コンピュータのＣＰＵやメモリなどを含む演算制御部１０を所定の図示しないコンピュータプログラムで制御することにより、図１に記載する各要素１５，２０，２５，４０，４５を実現すると共に、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの記憶手段３０と、液晶パネルなどの表示部５０と、操作スイッチなどのユーザインタフェース６０と、を有する。

このうち、記憶手段３０は、地図データを記憶した従来同様の地図データベース（以下「地図ＤＢ」と呼ぶ）３３に加え、本実施形態では、距離係数補正に用いる道路に関するデータを記憶する高精度距離情報データベース（以下「高精度距離情報ＤＢ」と呼ぶ）３５を有する。また、前記各要素１５，２０，２５，４０，４５は、以下のような作用効果を実現実行する処理手段である。

〔２．作用の概要〕
すなわち、本実施形態では、ナビゲーション手段１５が、車速パルス及び距離係数を含む情報（典型的には、ＧＰＳ出力、角速度センサ出力、加速度センサ出力、車速パルス、バック信号）に基づいて自車位置を推定計算する。このような航法計算の一環として、距離算出手段２５は、車両から入力される車速パルス１パルスあたりの走行距離である距離係数を保持し、走行距離計算に用いる。

また、道路設定手段２０が、予め外部から操作、通信、記録媒体などを通じ、距離係数の補正に用いる道路である特定道路ごとに、開始地点と終了地点の位置座標並びに両地点間の本来の道路長について情報設定を受け付け、その情報を、記憶手段３０の高精度距離情報ＤＢ３５に記憶させる。

そして、走行中には、判断手段４５が特定道路の各端点すなわち開始地点及び終了地点について、自車位置到達を判断し、それに基づいて距離算出手段２５が、特定道路の前記開始地点と前記終了地点の間について、前記距離係数に基づく走行長を算出する。そして、補正手段４０が、高精度距離情報ＤＢ３５に記憶されている前記道路長と、距離算出手段２５で算出した前記走行長と、に基づいて、例えば両者を比較し誤差があれば、道路長に基づく正しい距離係数に置換えるなどの処理によって、距離係数を補正する。
以下、より具体的な内容について説明する。

〔３．特定道路の情報〕
本実施形態において距離係数の補正に用いる特定道路は、下記の一方もしくは両方に該当する道路区間という基準で選択する。

１）道幅６ｍ程度（片側１車線）
２）２００ｍ以上の直線（多少の屈曲が含まれるのはかまわない）

上記の基準は、該当道路では車線変更や蛇行運転ができないため、予め測量した道路長と走行距離が一致しやすいという条件に基づくので、この条件に該当する限り具体的には他の基準も採用可能である。

このような特定道路について、誤差１ｍ以下程度による測量データに基づく情報を記憶手段３０に記憶させ、また、各特定道路は、それぞれ互いに異なる固有の管理番号で識別する。すなわち、個々の特定道路の情報は、図２に示すように、識別用のシリアル番号すなわち管理番号に加え、２つの各端点座標と、引込半径と、その間の距離、からなる。

ここで、「引込半径」は、判断手段４５が、特定道路の前記開始地点及び終了地点について、その緯度、経度及び高度を中心とした所定範囲に到達すれば、到達したものとみなすその所定範囲の半径である。

以上のような特定道路の情報を利用し、判断手段４５で、２つの端点座標の通過をもって車両が該当する道路の走行を開始及び終了したことを判定し、いずれかの時点で管理番号から道路の長さすなわち距離情報を取得することができる。そして、このとき得られた車速パルスと道路距離情報より、補正手段４０により、距離係数を非常に正確に補正計算することが可能となる。

〔４．処理手順の例〕
次に、以上のような作用に対応する処理手順のフローチャートを図３に示す。すなわち、センサー情報やＧＰＳ情報を用いて車両位置情報を取得すると（ステップＳ０１）、地図ＤＢ３３へのマッピングと表示部５０への出力が行われるが、同時に高精度距離情報ＤＢ３５を参照し（ステップＳ０２）、ここでは格納されている各端点座標の情報を検索する。この際、車両位置が、対象となる端点ｎの端点情報＋引込距離（引き込み半径）以内であれば特定道路上の走行とみなし（ステップＳ０３）、ステップＳ０４以降の計算処理を開始する。ここで参照される引込距離は、道路判定確率の向上と、他の道路との誤判定防止の両立を狙いとし、１０ｍ程度の範囲で道路ごとに定義される。

計算処理では、現行距離係数による移動距離計算とともに（ステップＳ０４）車速パルスのカウントを開始し（ステップＳ０５）、車両の位置をもとに（ステップＳ０６）、その特定道路の道路長の範囲内において（ステップＳ０８）もう一方の端点到達を監視する（ステップＳ０７）。なお、端点到達前に車両が別の道路に入った場合などは選択された道路の道路長と処理開始からの走行距離を比較することで判断する。

車両がもう一方の端点に到達したら（ステップＳ０７）、その道路のシリアル番号と距離情報を取得するとともに（ステップＳ０９）、車速パルスカウントを終了してそれまでの車速パルス数Ｎを保持し（ステップＳ１０）、処理開始からの車速パルス数Ｎと道路長を用いて車速パルス係数を計算し（ステップＳ１１）、新たな値として以後使用する。

〔５．効果〕
以上のように、本実施形態によれば、長い直線道路に代表されるように車両走行による距離誤差が少ない道路を、距離係数補正に用いる特定道路として設定し、その道路長を地図ＤＢなどの記憶手段に埋め込み、その道路を車両が走行したとき現状の距離係数で計算した走行長と地図中の道路長を比較し、距離係数を補正することにより、車速パルスに基づく車両移動距離計算が高精度化でき、ナビゲーション時の自車位置計算精度向上が期待できる。例えば、従来では１０ｍ程度の誤差があったものを、数ｍ程度の誤差に改善可能となる。

また、本実施形態では、長い直線や適切な道幅という条件に該当する道路区間を補正に用いることにより、車線変更や蛇行運転の影響を排除し、距離係数を高精度に補正可能となる。また、本実施形態では、各特定道路を、互いに異なるシリアル番号などの管理番号で識別することにより、対応する端点や道路長などの情報項目との正確な対照が容易になり、処理が効率化される。

また、本実施形態では、特定道路の両端点について、自車位置が所定範囲に達すれば到達したものとみなすことにより、推定計算された自車位置座標の誤差などの影響があっても、特定道路を漏れなく利用して距離係数の精度を効果的に維持可能となる。また、本実施形態では、パルスあたりの走行距離を意味する距離係数を高精度に補正することにより、他のどの地域を走行しても高精度な自車位置把握が可能となり、正確な地図表示や適切な誘導案内が出力可能となる。

〔６．他の実施形態〕
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するものやそれ以外の他の実施形態も含むものである。例えば、上記実施形態では、高精度距離情報ＤＢ３５に記憶された特定道路の情報を用いて直ちに距離係数を更新する前提で説明したが、特定道路の情報を利用して決定された新たな距離係数に対し、統計的な処理、例えば平均、または最近取得したｎ回分の平均などを適用すれば安定して精度改善を図ることが可能となる。同様に、管理番号を利用し、同一の道路を複数回走行した場合、統計処理時に重み付けを行うことにより、さらに精度を改善することも可能になる。

また、上記実施形態は、主に装置のカテゴリーで本発明を把握し説明したが、本発明は、上記実施形態に対応する方法及びコンピュータプログラムとしても把握可能である。

本発明の実施形態の構成を示す図。 本発明の実施形態において、記憶手段に記憶する特定道路の情報を示す概念図。 本発明の実施形態における処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１０…演算制御部
１５…ナビゲーション手段
２０…道路設定手段
２５…距離算出手段
３０…記憶手段
３３…地図データベース
３５…高精度距離情報データベース
４０…補正手段
４５…判断手段
５０…表示部
６０…ユーザインタフェース

Claims (11)

1. 移動体の誘導案内を行うナビゲーション装置において、
   車速パルス及び距離係数を含む情報に基づいて自車位置を推定するナビゲーション手段と、
   前記距離係数の補正に用いる道路である特定道路について開始地点と終了地点の情報並びに両地点間における本来の道路長と、の情報の設定を受け付ける道路設定手段と、
   前記特定道路ごとに、少なくとも前記開始地点、前記終了地点ならびに前記道路長を含む情報を記憶する記憶手段と、
   前記特定道路の前記開始地点と前記終了地点の間について、前記距離係数に基づく走行長を算出する距離算出手段と、
   前記記憶手段に記憶されている前記道路長と、前記距離算出手段で算出した前記走行長と、に基づいて前記距離係数を補正する補正手段と、
   を有することを特徴とするナビゲーション装置。
2. 前記特定道路として、直線部分の距離が所定値以上、または、道幅が一定、の少なくとも一方に該当する道路区間を用い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。
3. 前記特定道路を、それぞれ互いに異なる固有の管理番号で識別することを特徴とする請求項１又は２記載のナビゲーション装置。
4. 前記開始地点及び終了地点について、自車位置到達を判断する判断手段を有し、
   前記判断手段は、前記開始地点及び終了地点について、その緯度、経度及び高度を中心とした所定範囲に到達すれば、到達したものとみなすこと
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のナビゲーション装置。
5. 前記距離係数は、車両から入力される車速パルス１パルスあたりの走行距離であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のナビゲーション装置。
6. 移動体の誘導案内を行うナビゲーション装置を用いるナビゲーション方法において、
   自車位置を推定するナビゲーション手段と、特定道路の道路設定手段と、特定道路の記憶手段と、車速パルスと距離係数に基づく距離算出手段と、距離係数の補正手段と、を電子回路又は演算制御部により実現すると共に、
   前記ナビゲーション手段が、車速パルス及び距離係数を含む情報に基づいて自車位置を推定する処理ステップと、
   前記道路設定手段が、前記距離係数の補正に用いる道路である特定道路について開始地点と終了地点の情報並びに両地点間における本来の道路長と、の情報の設定を受け付ける処理ステップと、
   前記特定道路ごとに、少なくとも前記開始地点、前記終了地点ならびに前記道路長を含む情報を前記記憶手段に記憶する処理ステップと、
   前記距離算出手段が、前記特定道路の前記開始地点と前記終了地点の間について、前記距離係数に基づく走行長を算出する処理ステップと、
   前記補正手段が、前記記憶手段に記憶されている前記道路長と、前記距離算出手段で算出した前記走行長と、に基づいて前記距離係数を補正する処理ステップと、
   を含むことを特徴とするナビゲーション方法。
7. 前記特定道路として、直線部分の距離が所定値以上、または、道幅が一定、の少なくとも一方に該当する道路区間を用いることを特徴とする請求項６記載のナビゲーション方法。
8. 前記特定道路を、それぞれ互いに異なる固有の管理番号で識別する処理ステップを含むことを特徴とする請求項６又は７記載のナビゲーション方法。
9. 前記開始地点及び終了地点について、自車位置到達を判断する判断手段を、前記電子回路又は前記演算制御部により実現すると共に、
   前記判断手段が、前記開始地点及び終了地点について、その緯度、経度及び高度を中心とした所定範囲に到達すれば、到達したものとみなす処理ステップ
   を含むことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載のナビゲーション方法。
10. 移動体の誘導案内を行うナビゲーション装置を制御するナビゲーションプログラムにおいて、
    そのプログラムは、コンピュータの演算制御部を制御することにより、
    自車位置を推定するナビゲーション手段と、特定道路の道路設定手段と、特定道路の記憶手段と、車速パルスと距離係数に基づく距離算出手段と、距離係数の補正手段と、を実現させると共に、
    前記ナビゲーション手段に、車速パルス及び距離係数を含む情報に基づいて自車位置を推定させ、
    前記道路設定手段に、前記距離係数の補正に用いる道路である特定道路について開始地点と終了地点の情報並びに両地点間における本来の道路長と、の情報の設定を受け付けさせ、
    前記記憶手段に、前記特定道路ごとに、少なくとも前記開始地点、前記終了地点ならびに前記道路長を含む情報を記憶させ、
    前記距離算出手段に、前記特定道路の前記開始地点と前記終了地点の間について、前記距離係数に基づく走行長を算出させ、
    前記補正手段に、前記記憶手段に記憶されている前記道路長と、に基づいて前記距離係数を補正させる
    ことを特徴とするナビゲーションプログラム。
11. 前記開始地点及び終了地点について、自車位置到達を判断する判断手段を、前記演算制御部により実現すると共に、
    前記判断手段に、前記開始地点及び終了地点について、その緯度、経度及び高度を中心とした所定範囲に到達すれば、到達したものとみなさせる
    ことを特徴とする請求項１０記載のナビゲーションプログラム。

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