JP2672778B2 - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JP2672778B2 JP2672778B2 JP6105679A JP10567994A JP2672778B2 JP 2672778 B2 JP2672778 B2 JP 2672778B2 JP 6105679 A JP6105679 A JP 6105679A JP 10567994 A JP10567994 A JP 10567994A JP 2672778 B2 JP2672778 B2 JP 2672778B2
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- Traffic Control Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Navigation (AREA)
Description
センサで求められる車両の移動量および方位変化量に基
づいて検出された車両の推定位置をマップマッチングに
よって補正して車両の現在位置を求める位置検出装置に
関する。
の走行を支援するため、車両の現在位置をその周辺の道
路地図とともに液晶表示素子(LCD)やCRTなどで
構成された表示装置に表示するようにしたナビゲーショ
ン装置が車両に搭載されて用いられている。この種のナ
ビゲーション装置における車両の現在位置の検出には、
原則的には、自立航法が採用される。
ンサからそれぞれ出力される距離データおよび方位デー
タに基づいて車両の移動量および方位変化量を求め、こ
の求められた車両の移動量および方位変化量を予め設定
されている初期位置に累積することにより車両の現在位
置を検出する技術である。しかしながら、上記自立航法
では、距離センサおよび方位センサが必然的に有してい
る誤差が時間とともに累積されるので、検出された車両
の現在位置に含まれる誤差も時間とともに累積し、実際
は道路を走行しているにもかかわらず、道路以外の位置
に車両の現在位置が求められるという不具合があった。
ための技術の1つとして、いわゆるマップマッチング方
式(たとえば特開昭63−148155号公報参照)が
提案されている。このマップマッチング方式は、車両が
道路上を走行することを前提として行われるもので、上
記自立航法によって検出された車両の現在位置(以下
「車両の推定位置」という)を道路上に補正するための
技術である。
チング方式では、先ず、車両が実際に存在する可能性の
最も高い設定位置の設定が行われる。この設定位置の設
定では、先ず、CD−ROMなどで構成された道路地図
メモリからマッチング用道路地図データが読出される。
そして、この読出されたマッチング用道路地図データを
構成する道路の中の車両が存在する可能性が相対的に最
も高い道路が選出される。
道路が選出されると、上記車両の推定位置からこの道路
に垂線を下ろし、この下ろされた垂線と上記道路との交
点が設定位置として設定される。次に、このようにして
求められた設定位置と上記車両の推定位置との間の直線
距離Lが求められ、この求められた直線距離Lが予め設
定されたしきい値LTH(たとえばLTH=100(m) )未
満であるか否かが判別される。その結果、上記直線距離
Lがしきい値LTH未満であれば、上記設定位置は車両の
現在位置であると判断され、表示装置に表示すべき車両
の現在位置を表すカーマークはこの設定位置に表示され
る。
る。
法では、上述のように、距離センサや方位センサが必然
的に有している誤差が時間とともに累積されるので、検
出される車両の推定位置の誤差も時間とともに累積され
る。そのため、たとえば車両の推定位置の検出が長時間
にわたって行われると、図8に示すように、車両の推定
位置S4 ,S5 は道路上から離れた地点に求められ、上
記設定位置Q4 ,Q5 との間の直線距離Lがしきい値L
TH以上になるおそれがある。この場合、上記設定位置Q
4 ,Q5 は車両の現在位置ではないと判断されるので、
カーマークは車両の推定位置S4 ,S5 に表示されるこ
とになり、マップマッチングが行われないという不具合
があった。
球の周回軌道を航行するGPS(Global Positioning S
ystem )衛星から送信される電波の伝搬遅延時間に基づ
いて車両のGPS位置を検出するGPS航法が、車両の
現在位置の検出に採用されることがある。そこで、本発
明の目的は、上述の技術的課題を解決し、GPS航法に
よって検出された車両のGPS位置を利用することによ
り、通常ではマップマッチングが実現できない場合で
も、マップマッチングを実現できる位置検出装置を提供
することである。
の請求項1記載の位置検出装置は、第1マッチング手段
において、車両が走行している可能性のある候補道路上
に設定されている仮設定位置と推定位置検出手段で検出
された車両の推定位置との間の距離がしきい値LTH未満
である場合に、上記仮設定位置を車両の現在位置とする
位置検出装置であって、地球の周回軌道を航行するGP
S衛星から送信される電波の伝搬遅延時間に基づいて車
両のGPS位置を検出するGPS位置検出手段と、上記
第1マッチング手段において上記仮設定位置設定手段で
設定された仮設定位置と上記推定位置検出手段で検出さ
れた車両の推定位置との間の距離がしきい値LTH以上で
あり、車両の現在位置を特定できない場合、当該仮設定
位置と上記GPS位置検出手段で検出された車両のGP
S位置との間の距離が第2のしきい値LTH′未満である
か否かを判別する判別手段と、この判別手段において上
記距離が第2のしきい値LTH′未満であると判別された
場合に、当該仮設定位置を車両の現在位置とする第2マ
ッチング手段とを含むことを特徴とする。
記判別手段において上記距離が第2のしきい値LTH′未
満であると判別された回数が所定回数に達したか否かを
判断する判断手段をさらに含み、上記第2マッチング手
段は、上記判断手段において、上記回数が所定回数に達
したと判断されると、上記回数が所定回数に達したとき
に上記仮設定位置設定手段において設定されている仮設
定位置を車両の現在位置とするものであることを特徴と
する。
記仮設定位置設定手段が、上記候補道路を構成するリン
クであって、かつ上記推定位置検出手段で検出された車
両の推定位置の誤差範囲に進入するリンクの始点ノード
と上記車両の推定位置との間の距離を算出し、上記始点
ノードから上記算出された距離だけ終点ノード方向に存
在する位置を仮設定位置とするものであることを特徴と
する。
点などを表すノードを繋いだベクトルのことであり、始
点ノードとは、上記リンクの始点に相当するノードのこ
とである。
の誤差は、距離センサおよび方位センサが必然的に有し
ている誤差が時間とともに累積されることに伴い、時間
とともに累積される。一方、GPS位置検出手段で検出
される車両のGPS位置の誤差は、時間の長短にかかわ
らず、ほぼ一定である。したがって、上記車両の推定位
置の誤差が時間とともに累積された結果、車両の推定位
置と仮設定位置との間の距離がしきい値LTH以上になっ
た場合でも、車両のGPS位置と仮設定位置との間の距
離は第2のしきい値LTH′未満である場合が多い。
設定位置と車両の推定位置との間の距離がしきい値LTH
以上である場合には、当該仮設定位置とGPS位置検出
手段で検出された車両のGPS位置との間の距離が第2
のしきい値LTH′未満であるか否かを判別し、その結
果、上記距離が第2のしきい値LTH′未満であると判別
された場合に、当該仮設定位置を車両の現在位置とする
こととしている。
の間の距離がしきい値LTH以上である場合にはマップマ
ッチングを実現することができなかった従来技術と異な
り、マップマッチングを実現することができる。また、
請求項2記載の構成では、車両のGPS位置と仮設定位
置との間の距離が第2のしきい値LTH′未満であると判
別された回数が所定回数に達したときには、そのときに
設定されている仮設定位置を車両の現在位置とすること
としている。そのため、より信頼性の高いマップマッチ
ングを実現することができる。
定位置とこの車両の推定位置の誤差範囲に進入する候補
道路を構成するリンクの始点ノードとの間の距離に基づ
いて車両の推定位置を写像することにより仮設定位置が
設定される。そのため、単に車両の推定位置から垂直線
を下ろして投影することにより仮設定位置を設定する場
合に比べて、道路(リンク)が曲がっている場合でも、
正確な位置に仮設定位置を設定することができる。
照して詳細に説明する。図2は、本発明の位置検出装置
が適用された一実施例のナビゲーション装置の構成を示
すブロック図である。このナビゲーション装置は、車両
に搭載されて用いられるもので、車両の移動量を検出す
る距離センサ1および車両の方位変化量を検出する方位
センサ2を備えている。上記距離センサ1には、たとえ
ばタイヤの回転数に基づいて車両の移動量を検出する車
輪速センサまたはエンジンコントロールユニット(EC
U)から車速信号を取得して車両の移動量を検出する車
速センサが適用可能であり、上記方位センサ2には、た
とえば振動ジャイロ,光ファイバジャイロ,ガスレート
ジャイロなどのジャイロが適用可能である。
えられる。制御部3は、CPU,RAM,ROM(いず
れも図示せず)などを含むこのナビゲーション装置の制
御中枢として機能するもので、上記各センサ1,2の出
力が与えられると、この与えられた各出力に基づいて車
両の推定位置を算出する。具体的には、所定時間(たと
えば1.2秒)にわたって距離センサ1および方位セン
サ2の出力を積算して車両の移動量および方位変化量を
求め、この求められた車両の移動量および方位変化量を
予め設定されている正確な初期位置に累積することによ
り車両の推定位置を算出する。
れた車両の推定位置に後述するマップマッチング処理が
施されて車両の現在位置が求められ、この求められた車
両の現在位置を含む表示用道路地図データがCD−RO
Mなどで構成された道路地図記憶手段などとして機能す
る道路地図メモリ4からCDドライバ5を介して読出さ
れる。読出された表示用道路地図データおよび上記現在
位置データは、液晶表示素子(LCD),プラズマ表示
素子またはCRTなどで構成された表示部6に与えら
れ、この表示部6において車両の現在位置がカーマーク
でその周辺の道路地図上に重畳表示される。
定位置検出手段、候補道路選出手段、仮設定位置設定手
段、第1および第2マッチング手段、判別手段、ならび
に判断手段などとして機能する。上記道路地図メモリ4
には、上記表示用道路地図データの他に、マッチング用
道路地図データが記憶されている。このマッチング用道
路地図データは、上記表示用道路地図データに比べて詳
細なネットワークで構成された道路地図データであり、
ノードとリンクとの組合わせで構成されている。上記ノ
ードとは、一般に、道路の交差点や折曲点を特定するた
めの座標位置のことであり、交差点を表すノードを交差
点ノード、道路の折曲点(交差点を除く)を表すノード
を補完点ノードという。リンクは、始点ノードと終点ノ
ードとを繋いだものであって、道路の形に沿った方向付
の折れ線と理解できる(図3参照)。
(Global Positioning System )位置検出手段などとし
て機能するGPS受信機7が備えられている。GPS受
信機7では、地球の周回軌道を航行するGPS衛星から
送信される電波の伝搬遅延時間に基づいて車両のGPS
位置が所定時間(たとえば1.2秒)ごとに検出され
る。この検出される車両のGPS位置の誤差は、電波の
受信状態にも依るが、検出時間の長短にかかわらず、ほ
ぼ一定(たとえば50〜100(m) )である。上記検出
された車両のGPS位置は上記制御部3に与えられ、後
述するマップマッチング処理に利用される。
「フリーモード」,「仮マッチングモード」および「マ
ッチングモード」の3つのパターンがある。「フリーモ
ード」とは、自立航法によって求められた車両の推定位
置をそのまま画面に道路地図とともに表示するモードで
あり、この場合カーマークは必ずしも道路上に乗らな
い。「仮マッチングモード」とは、車両が存在する可能
性のあるいくつかの道路のうち、確実とはいえないが、
車両が存在する可能性が相対的に最も高い道路を選び、
この道路上に車両の位置を見出し(この位置を「仮設定
位置」という)、この仮設定位置を車両の位置としてカ
ーマークで表示するモードである。「マッチングモー
ド」とは、上記仮設定位置が、間違いなく車両の位置で
あるということが明らかになった場合に設定されるモー
ドである。したがって、上記仮マッチングモードおよび
マッチングモードのいずれのパターンでも、カーマーク
は、表示画面上においては同じように表示される。両者
の違いは、マップマッチングが取れなくなってフリーモ
ードに戻す場合の条件が緩やかになるか厳しいかの違い
であるにすぎない。
チング処理の一部である仮復帰処理を説明するためのフ
ローチャートである。自立航法によって車両の推定位置
が算出されると(ステップS1)、道路地図メモリ4か
らマッチング用道路地図データが読出される。そして、
この読出されたマッチング用道路地図データを構成する
道路の中の車両が存在する可能性が相対的に最も高い道
路に基づいて、仮設定位置の設定に必要なリンク(以下
「候補リンク」という)が選出される(ステップS
2)。より具体的に説明すると、たとえば図4に示すよ
うに、上記読出されたマッチング用道路地図データを構
成するリンクの中の車両が存在する可能性が相対的に最
も高い道路Tは、すでにパターンマッチング法(たとえ
ば特開昭63−148155号公報参照)によって選出
されている。このパターンマッチング法は、簡単に言う
と、車両の過去の走行パターンに基づいて求められる相
関係数が最も高い道路を選出する技術である。そして、
この選出されている道路を構成するリンクの中の上記車
両の推定位置Sの誤差範囲Eに進入するリンクR3が候
補リンクとして選出される。
された候補リンクと上記車両の推定位置とに基づいて、
車両が実際に存在する可能性の高い道路上の地点である
仮設定位置の設定が行われる(ステップS3)。より具
体的に説明すると、先ず、上記選出された候補リンクの
始点ノード(リンクが始まる点)から推定位置までの直
線距離が求められる。すなわち、たとえば図5に示すよ
うに、候補リンクR3の始点ノードN0 のx座標および
y座標をそれぞれx1 ,y1 、推定位置Sのx座標およ
びy座標をそれぞれx2 ,y2 とすると、上記直線距離
cは下記(1) 式で求められる。
x1 )2 +(y2 −y1 )2 }‥‥(1) そして、上記始点ノードN0 から上記求められた直線距
離cだけ前方の道路上の位置が仮設定位置Qとして設定
される。なお、仮設定位置の設定方法としては、上記の
方法以外に、たとえば車両の推定位置から上記パターン
マッチングによって選出されている道路T(図4参照)
に垂線を下ろし、その交点を仮設定位置として設定する
ようにしてもよい。
定位置とこの仮設定位置との間の直線距離Lが算出され
る(ステップS4)。そして、この算出された直線距離
Lがしきい値LTH未満であるか否かが判別される(ステ
ップS5)。上記しきい値L THは、自立航法が持ってい
る固有の誤差に相当する大きさとするのが好ましく、た
とえばしきい値LTHは90(m) とするのが好ましい。
離Lがしきい値LTH未満であると判別されると、上記仮
設定位置は実際の車両の現在位置であると判断され、カ
ーマークの表示パターンは仮マッチングモードが選択さ
れる(ステップS6)。すなわち、カーマークは上記仮
設定位置に表示される。一方、直線距離Lがしきい値L
TH以上であると判別されると、GPS受信機7で検出さ
れた車両のGPS位置と上記仮設定位置との間の直線距
離L′が算出される(ステップS7)。そして、この算
出された直線距離L′が第2のしきい値LTH′未満であ
るか否かが判別される(ステップS8)。
えばGPS受信機7で検出された車両のGPS位置の誤
差(たとえば50〜100(m) )の最大値に相当する大
きさ(100(m) )とするのが好ましい。この理由は、
上記第2のしきい値LTH′を上記誤差よりも極端に小さ
くしすぎると、ほとんどの場合でマップマッチングを実
現することができなくなり、逆に上記第2のしきい値L
TH′を上記誤差よりも極端に大きくしすぎると、上記ス
テップS2において距離的に遠い候補リンクがパターン
マッチング法で誤って選出されている場合、次に仮設定
位置にカーマークを表示させるとき、カーマークが極端
に移動するおそれがあるので、あまり好ましくないから
である。
離L′が第2のしきい値LTH′未満であると判別される
と、上記ステップS6と同様に、カーマークの表示パタ
ーンは仮マッチングモードが選択され、上記仮設定位置
が実際の車両の現在位置であると判断される。一方、直
線距離L′が第2のしきい値LTH′以上であると判別さ
れると、上記仮設定位置は実際の車両の現在位置ではな
いと判断され、上記カーマークの表示パターンはフリー
モードが選択される(ステップS9)。すなわち、カー
マークは車両の推定位置(道路上でない)に表示され
る。
グモードへの移行処理が行われる。すなわち、上記仮復
帰処理において、同じ道路上に仮設定位置が設定され、
かつその設定された仮設定位置にカーマークが表示され
る仮マッチングモードが選択された回数がカウントされ
る。そして、このカウント値が所定回数KTH(たとえば
KTH=50回)だけ継続したか否かが判別される。その
結果、上記カウント値が所定回数KTHだけ継続したと判
別されると、上記道路T(図4参照)は車両が実際に走
行している道路であると判断される。この場合、カーマ
ークの表示パターンは変わらないが、前述したようにマ
ップマッチングが取れなくなってフリーモードに戻す条
件が厳しくなる(フリーモードに戻りにくくなる)。
置によれば、自立航法によって検出された車両の推定位
置と仮設定位置との間の距離Lがしきい値LTH以上であ
る場合でも、GPS航法によって検出された車両のGP
S位置と仮設定位置との間の距離L′が第2のしきい値
LTH′未満である場合には、仮設定位置にカーマークが
表示される。
車両の推定位置Sの誤差が時間とともに累積され、上記
車両の推定位置S4 ,S5 と仮設定位置Q4 ,Q5 との
間の直線距離Lがしきい値LTH以上になってマップマッ
チングが実現できない場合であっても、誤差が検出時間
の長短にかかわらずほぼ一定である車両のGPS位置G
を利用しているので、マップマッチングを実現すること
ができる。そのため、マッチング確率の向上を図ること
ができる。
間の距離L′が第2のしきい値LTH′未満であると判別
された回数が所定回数KTHだけ継続したときには、その
ときに設定されている仮設定位置が車両の現在位置とさ
れる。そのため、より信頼性の高いマップマッチングを
実現することができるので、マッチング確率のさらなる
向上を図ることができる。
るが、本発明は上述の実施例に限定されるものではな
い。たとえば上記実施例では、パターンマッチングによ
って選出されていた道路を構成するリンクの中の車両の
推定位置の誤差範囲に進入するリンクを候補リンクとし
て選出しているが、たとえば次に示すような方法によっ
て候補リンクを選出するようにしてもよい。
両の推定位置Sの誤差範囲E内に存在するリンクであっ
て、かつ車両の推定位置Sよりも車両の移動方向Hに向
かって後方に存在する全リンクを、先ず、検索する。そ
して、その検索された全リンクの中の上記誤差範囲Eに
進入するリンクR1,R2,R3,R4を候補リンクと
して選出する。
仮設定位置は、次にようにして求めればよい。すなわ
ち、先ず、上記選出された各候補リンクR1,R2,R
3,R4の各始点ノードと車両の推定位置との間の距離
を算出し、上記各始点ノードから上記算出された各距離
だけ各終点ノードに向かった位置に仮設定位置をそれぞ
れ設定する。次いで、各仮設定位置と車両の推定位置と
の間の直線距離をそれぞれ算出する。そして、この各直
線距離がしきい値LTH未満となった仮設定位置を車両の
現在位置とする。
仮設定位置との間の距離Lがしきい値LTH以上である場
合、車両のGPS位置と仮設定位置との間の距離L′が
第2のしきい値LTH′未満であると判別されると、上記
仮設定位置を車両の現在位置としているが、たとえば上
記距離L′が第2のしきい値LTH′未満であると判別さ
れた回数が所定回数ITH(たとえばITH=50)に達し
たときに、そのときに設定されている仮設定位置を車両
の現在位置とするようにしてもよい。このようにすれ
ば、たとえ車両のGPS位置の誤差が偶発的に大きくな
った場合でもその影響を除去することができるので、よ
り信頼性の高いマップマッチングを達成することができ
る。
種々の設計変更を施すことは可能である。
れば、仮設定位置と車両の推定位置との間の距離がしき
い値LTH以上である場合には、車両のGPS位置と上記
仮設定位置との間の距離が第2のしきい値LTH′未満で
あるか否かが判別され、その結果、上記距離が第2のし
きい値LTH′未満であると判別された場合に、当該仮設
定位置が車両の現在位置とされる。したがって、仮設定
位置と車両の推定位置との間の距離がしきい値LTH以上
である場合にはマップマッチングを実現することができ
なかった従来技術と異なり、マップマッチングを実現す
ることができる。そのため、マッチング確率の向上を図
ることができる。
ば、車両のGPS位置と仮設定位置との間の距離が第2
のしきい値LTH′未満であると判別された回数が所定回
数に達したときには、そのときに設定されている仮設定
位置が車両の現在位置とされる。そのため、より信頼性
の高いマップマッチングを実現することができるので、
マッチング確率のさらなる向上を図ることができる。
ば、車両の推定位置と車両の推定位置の誤差範囲に進入
する候補道路を構成するリンクとの間の距離に基づい
て、車両の推定位置を写像することにより仮設定位置を
設定しているので、車両の推定位置を単に投影すること
により仮設定位置を設定する場合に比べて、正確な位置
に仮設定位置を設定することができる。
ナビゲーション装置におけるマップマッチング処理の一
部の仮復帰処理を説明するためのフローチャートであ
る。
図である。
クを図解的に示す図である。
る。
る。
S位置の位置関係を説明するための図である。
するための図である。
関係を説明するための図である。
Claims (3)
- 【請求項1】距離センサおよび方位センサの各出力に基
づいて車両の推定位置を検出する推定位置検出手段と、 マッチング用道路地図データが予め記憶された道路地図
記憶手段と、 上記推定位置検出手段で車両の推定位置が検出される
と、上記マッチング用道路地図データを読出し、この読
出されたマッチング用道路地図データおよび上記検出さ
れた車両の推定位置に基づいて、車両が走行している可
能性のある候補道路を選出する候補道路選出手段と、上記検出された車両の推定位置と上記候補道路選出手段
で選出された候補道路とに基づいて、当該 候補道路上に
仮設定位置を設定する仮設定位置設定手段と、 この仮設定位置設定手段で設定された仮設定位置と上記
推定位置検出手段で検出された車両の推定位置との間の
距離がしきい値LTH未満である場合に、上記仮設定位置
を車両の現在位置とする第1マッチング手段と、 地球の周回軌道を航行するGPS衛星から送信される電
波の伝搬遅延時間に基づいて車両のGPS位置を検出す
るGPS位置検出手段と、 上記第1マッチング手段において上記仮設定位置設定手
段で設定された仮設定位置と上記推定位置検出手段で検
出された車両の推定位置との間の距離がしきい値LTH以
上であり、車両の現在位置を特定できない場合、当該仮
設定位置と上記GPS位置検出手段で検出された車両の
GPS位置との間の距離が第2のしきい値LTH′未満で
あるか否かを判別する判別手段と、 この 判別手段において上記距離が第2のしきい値LTH′
未満であると判別された場合に、当該仮設定位置を車両
の現在位置とする第2マッチング手段とを含むことを特
徴とする位置検出装置。 - 【請求項2】上記判別手段において上記距離が第2のし
きい値LTH′未満であると判別された回数が所定回数に
達したか否かを判断する判断手段をさらに含み、 上記第2マッチング手段は、上記判断手段において、上
記回数が所定回数に達したと判断されると、上記回数が
所定回数に達したときに上記仮設定位置設定手段におい
て設定されている仮設定位置を車両の現在位置とするも
のであることを特徴とする請求項1記載の位置検出装
置。 - 【請求項3】上記仮設定位置設定手段は、上記候補道路
を構成するリンクであって、かつ上記推定位置検出手段
で検出された車両の推定位置の誤差範囲に進入するリン
クの始点ノードと上記車両の推定位置との間の距離を算
出し、上記始点ノードから上記算出された距離だけ終点
ノード方向に存在する位置を仮設定位置とするものであ
ることを特徴とする請求項1または2記載の位置検出装
置。
Priority Applications (1)
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JP6105679A JP2672778B2 (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6105679A JP2672778B2 (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 位置検出装置 |
Publications (2)
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JPH07311048A JPH07311048A (ja) | 1995-11-28 |
JP2672778B2 true JP2672778B2 (ja) | 1997-11-05 |
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Family Applications (1)
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JP6105679A Expired - Lifetime JP2672778B2 (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 位置検出装置 |
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JPH03226623A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-07 | Mazda Motor Corp | 車両用ナビゲーション装置 |
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1994
- 1994-05-19 JP JP6105679A patent/JP2672778B2/ja not_active Expired - Lifetime
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