JP3855302B2 - ナビゲーション装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出した車両の位置を地図データの道路上に補正するマップマッチングと呼ばれる機能を有するナビゲーション装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、検出した車両の位置を地図データ上に表示させる際、車両の位置が道路外の場所に位置しているとき、道路上に位置するように車両の位置を強制的に補正するマップマッチングと呼ばれる技術が知られている。
【0003】
以下、従来のナビゲーション装置について、図面を参照しながら説明する。
図4は従来のナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。図4において、1は車両の移動距離及び移動方位を検出するために車両の状態信号を検出する自立センサ、2は自立センサ1からの出力される信号に基づいて車両の移動距離及び移動方位を算出し、車両の位置を演算する位置演算部、3は道路情報を有する地図データが記憶された地図データ記憶部、4は車両の位置を走行軌跡として記憶しておく走行軌跡記憶部、5は検出した車両の位置を地図データの道路上に補正するマップマッチング部、6は車両の位置や地図データなどを表示する表示部、7は前記各部から出力される信号を制御する制御部である。
【0004】
位置演算部2は、前回の車両の位置からどの方向に(移動方位)、どれだけ進んだのか(移動距離)を求め、基準位置から累積演算をすることによって、初期位置に対する現在の車両の位置を求める。また、走行軌跡記憶部4は、位置検出を開始してから所定の距離(例えば500m)毎に更新し、新しい走行軌跡のデータが得られると古い走行軌跡のデータを取り除く。
【0005】
以上のように構成されたナビゲーション装置について、以下にその動作を説明する。
【0006】
図4に示すように、まず、位置演算部2により、自立センサ1から出力される信号に基づいて基準位置からの移動距離及び移動方位を算出し、累積演算により車両の位置を求める。位置演算部2により車両の位置が得られると、走行軌跡記憶部4により走行軌跡が生成される。
【0007】
次に、マップマッチング部5では、位置演算部2で算出された移動方位が±5度以上の変化が出始めたときを曲がり始めとし、移動方位の変化が±5度未満になると曲がり終わりとするという判断に基づき、曲がっている間の移動方位を累計して累計移動角度を求める。累計移動角度を得ると、地図データ記憶部3に記憶されている道路情報に基づいて、形状的に整合性のある道路を検索し、補正の対称となる道路を決定し、その道路上に位置するように補正する。但し、移動方位は、右方向に曲がった角度を+(プラス)とし、左方向に曲がった角度を−(マイナス)として表している。
【0008】
マップマッチング部5で補正された車両の位置は、制御部7を介し、地図データと併せて表示部6に表示される。
【0009】
図5は従来のナビゲーション装置の走行軌跡を示す図である。図5を用いて上記動作の例を説明する。ただし、図5において、k1からk20は走行軌跡を示している。
【0010】
図5に示すように、まず、マップマッチング部5は、位置演算部2で検出された車両の位置の補正の対象道路をA道路としている。ここで、マップマッチング部5は、車両の位置がk4のとき、移動方位が−5度以下だったので左折開始と判断する。以後のk5からk8までの区間は移動方位が−5度以下だったので左折途中と判断し、k9のとき移動方位が−3度となったので左折終了と判断し、k4からk9までの移動方位の累計を求め、累計移動角度が−85度であることを得る。よって、約85度の角度で左折する道路を検索して補正道路(道路B)を決定し、道路B上に補正する。
【0011】
また、車両の位置がk11のとき、移動方位が5度以上だったので右折開始と判断する。以後のk12からk16までの区間は移動方位が5度以上だったので右折途中と判断し、k17のとき移動方位が2度となったので右折終了と判断した。よって、k12からk17までの累計移動角度が80度となったので、約80度の角度で右折する道路を検索して補正道路(道路C)を決定し、道路C上に補正する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のナビゲーション装置では、幅員の大きな道路において車両が大きく車線変更を行った場合(移動方位が±5度以上の場合)でも、自立センサにより検出される移動方位に従って、車両が別の道路に曲がったと判断してしまうので、実際には、車線を変更しただけで道路を変更していないにもかかわらず地図データ上では道路を変更しているように補正が行われてしまう。つまり、車線変更と道路変更とを区別することができず、正確なマップマッチング処理を行うことができないといった問題点を有していた。
【0013】
本発明は、車線変更と道路変更とを区別し、正確なマップマッチング処理を行うことのできるナビゲーション装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、車両の位置を検出する測位手段と、測位手段から出力される車両の位置を走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、幅員情報を含む道路情報を有する地図データを記憶した地図記憶手段と、走行軌跡記憶手段の走行軌跡に基づいて車両の曲折開始から終了までを判断する曲折判断手段と、曲折判断手段で車両の曲折開始から終了までと判断した区間の道路リンクに対する垂直移動距離を求め、幅員情報とを比較して車両の動作が道路変更か車線変更かを判断する幅員判断手段と、幅員判断手段の判断結果に従って道路情報を基に補正の対象道路を決定し、車両の位置を補正の対象道路上に補正するマップマッチング手段とを備える。
【0015】
これにより、車線変更と道路変更とを区別し、正確なマップマッチング処理を行うことのできるナビゲーション装置が得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、車両の位置を検出する測位手段と、測位手段から出力される車両の位置を走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、幅員情報を含む道路情報を有する地図データを記憶した地図記憶手段と、走行軌跡記憶手段の走行軌跡に基づいて車両の曲折開始から終了までを判断する曲折判断手段と、曲折判断手段で車両の曲折開始から終了までと判断した区間の道路リンクに対する垂直移動距離を求め、幅員情報とを比較して車両の動作が道路変更か車線変更かを判断する幅員判断手段と、幅員判断手段の判断結果に従って道路情報を基に補正の対象道路を決定し、車両の位置を補正の対象道路上に補正するマップマッチング手段とを備える構成としたことにより、車両の進行方向が変更する動作が、車線変更か道路変更かを判断することができ、マップマッチングにおいて、正確に補正の対象とする道路を決定することができる。
【0017】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
【0018】
図1は本発明の一実施例におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。図1において、11は車両の移動距離、移動方位を検出するために車両の状態信号を検出して出力する自立センサであり、車輪の回転数に応じたパルス信号を出力する車速センサ、車両の角速度に応じた信号を出力するジャイロセンサなどが用いられる。12は自立センサ11から出力される信号に基づいて車両の移動距離及び移動方位を算出し、基準位置から累積演算することによって車両の位置を求める位置演算部である。本実施例では、自立センサ11及び位置演算部12により自立航法と呼ばれる測位手段を構成している。また、測位手段はこれに限らず、GPS(Grobal Positioning System)などの電波航法と呼ばれる測位手段やその他の測位手段であっても良い。
【0019】
13は道路情報を有する地図データを記憶した地図記憶部であり、CD−ROM(Compact Disk - Read Only Memory)などの記憶媒体にディジタル化された地図データが記憶されている。ここで、道路情報とは、道路上の交差点や屈曲点などをノード(node)情報として記憶した情報であり、道路は各ノードを結ぶ直線(リンク)として近似される。つまり、道路情報により、道路の位置や各道路の接続状況を得ることができる。本実施例の道路情報には、さらに、各道路の幅員を示す幅員情報が含まれている。
【0020】
14は車両の走行軌跡を記憶しておく走行軌跡記憶部であり、所定の距離(例えば500m)毎にデータを更新する。15は補正の対象道路を決定し、位置演算部12により検出された車両の位置を地図データの道路上に補正するマップマッチング部、20は走行軌跡に基づいて車両の曲折開始から終了までを判断する曲折判断部、16は曲折判断部20で判断した車両の曲折開始から終了までの区間での道路リンクに対する垂直移動距離を求め、幅員情報に基づいて車両の動作が車線変更か進路変更かを判断する幅員判断部である。17は車両の位置情報や地図データなどを表示する表示部であり、その表示画面にはLCD(Liquid Crystal Display)などが用いられる。18は前記各部から出力される信号を制御する制御部である。
【0021】
以上のように構成されたナビゲーション装置について、以下にその動作を説明する。
【0022】
図1に示すように、位置演算部12により、自立センサ11から所定の時間毎に出力される信号に基づいて基準位置からの移動距離及び移動方位を算出し、累積演算により車両の位置を求める。位置演算部12により車両の位置が得られると、走行軌跡記憶部14により記憶され走行軌跡が生成される。
【0023】
曲折判断部20では、位置演算部12で検出された移動方位が所定の角度(例えば5度以上)の変化が出始めたときを曲がり始めとし、移動方位の変化が5度未満になると曲がり終わりとするという判断に基づき、走行軌跡における折曲開始から終了までの区間を判断する。ただし、走行軌跡からサンプルする車両の位置は、位置演算部12により所定の時間毎に検出される車両の位置毎に判断を行うと、車両の速度に影響されて車両の曲折動作を正確に判断することができない場合が出てくるので、車両の速度が遅い場合はサンプルする時間を長く取り、逆に、車両の速度が速い場合はサンプルする時間を短く取るといったように、車両の速度に応じてサンプルする時間を可変とする方が望ましい。なお、車両の移動方位については、右方向に曲がった角度を+(プラス)とし、左方向に曲がった角度を−(マイナス)として表している。
【0024】
ここで、幅員判断部16により、走行軌跡における折曲開始から終了までの区間での道路リンクに対する垂直移動距離を算出して、この垂直移動距離と地図記憶部13の幅員情報とを比較する。この垂直移動距離が現在の補正の対象道路の幅員の範囲内であると判断すれば、車線変更とみなし、逆に、幅員の範囲外であると判断すれば、道路変更とみなす。
【0025】
マップマッチング部15では、幅員判断部16が車線変更と判断した場合は、これまで補正の対象としていた道路を、引き続き補正の対象道路とする。一方、幅員判断部16が道路変更と判断した場合は、曲折判断部20で車両の曲折開始から終了までと判断した区間の累計移動角度を走行軌跡より求め、地図記憶部13の道路情報と比較して形状の類する道路を補正の対象道路として決定する。
【0026】
補正の対象道路が決定すれば、マップマッチング部15は、位置演算部12により検出された車両の位置を補正の対象となる道路上に位置するように補正し、制御部18に出力する。制御部18では、マップマッチング部15から出力される補正された車両の位置を、地図記憶部13から読み出した地図データと併せて表示部17に出力する。
【0027】
図2及び図3は本発明の一実施例におけるナビゲーション装置の走行軌跡を示す図である。図2及び図3を用いて、マップマッチング部15、幅員判断部16折曲判断部20の上記動作の例を説明する。
【0028】
図2に示すように、まず、曲折判断部20により車両の曲折動作がk5から開始され、k16で終了したことを判断する。幅員判断部16はk5からk16までの道路R1のリンクに対する垂直移動距離を走行軌跡から算出し、垂直移動距離が80mであることを得る。地図記憶部13から読み出された道路R1の幅員情報(100m)と比較し、幅員の範囲内であるので、k5からk16までの車両の動作は車線変更であると判断し、マップマッチング部15は、k17以降でも補正の対象道路を道路R1として補正を行っている。
【0029】
また、図3に示すように、曲折判断部20により車両の曲折動作がk4から開始され、k12で終了したことを判断する。幅員判断部16はk4からk12までの道路R1のリンクに対する垂直移動距離を走行軌跡から算出し、垂直移動距離が105mであることを得る。地図記憶部13から読み出された道路R1の幅員情報(100m)と比較し、幅員の範囲外であるので、k4からk12までの車両の動作は道路変更であると判断する。マップマッチング部15は、k4からk12までの累計移動角度を算出し、累計移動角度が−88度であることを得る。よって、約88度で左折可能な道路を道路情報に基づいて検索し、道路R2を補正の対象道路として補正を行っている。
【0030】
同様に、k12からk17までの道路R2のリンクに対する垂直移動距離は22mであり、道路R2の幅員情報(20m)と比較してk12からk17までの動作は道路変更であることを判断し、累計移動角度を求め、この累計移動角度と道路情報とを照合し、道路R3を補正の対象道路として補正を行っている。
【0031】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、車両の位置を検出する測位手段と、測位手段から出力される車両の位置を走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、幅員情報を含む道路情報を有する地図データを記憶した地図記憶手段と、走行軌跡記憶手段の走行軌跡に基づいて車両の曲折開始から終了までを判断する曲折判断手段と、曲折判断手段で車両の曲折開始から終了までと判断した区間の道路リンクに対する垂直移動距離を求め、幅員情報とを比較して車両の動作が道路変更か車線変更かを判断する幅員判断手段と、幅員判断手段の判断結果に従って道路情報を基に補正の対象道路を決定し、車両の位置を補正の対象道路上に補正するマップマッチング手段とを備える構成としたことにより、車両の進行方向が変更する動作が、車線変更か道路変更かを判断することができるので、幅員の広い道路を大きく車線変更した場合をも区別可能となり、正確なマップマッチングが可能となる優れたナビゲーション装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の一実施例におけるナビゲーション装置の走行軌跡を示す図
【図3】本発明の一実施例におけるナビゲーション装置の走行軌跡を示す図
【図4】従来のナビゲーション装置の構成を示すブロック図
【図5】従来のナビゲーション装置の走行軌跡を示す図
【符号の説明】
11 自立センサ
12 位置演算部
13 地図記憶部
14 走行軌跡記憶部
15 マップマッチング部
16 幅員判断部
17 表示部
18 制御部
20 曲折判断部
Claims (5)
- 車両の位置を検出する測位手段と、前記測位手段から出力される車両の位置を走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、幅員情報を含む道路情報を有する地図データを記憶した地図記憶手段と、前記走行軌跡記憶手段の走行軌跡に基づいて車両の曲折開始から終了までを判断する曲折判断手段と、前記曲折判断手段で車両の曲折開始から終了までと判断した区間の屈曲開始前の道路リンクに対する垂直移動距離を求め、前記垂直移動距離が屈曲開始前の補正対象道路の前記地図記憶手段に記憶された幅員情報の範囲内であれば、車線変更と判断し、前記幅員情報の範囲外であれば道路変更と判断する幅員判断手段と、前記幅員判断手段の判断結果に従って前記道路情報を基に補正の対象道路を決定し、車両の位置を前記補正の対象道路上に補正するマップマッチング手段とを備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
- 前記幅員判断手段で車線変更と判断したとき、前記マップマッチング手段は同じ道路を引き続き補正の対象道路として決定し、前記幅員判断手段で道路変更と判断したとき、前記マップマッチング手段は別の道路を補正の対象道路として決定す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。
- 前記幅員判断手段で道路変更と判断したとき、前記マップマッチング手段は、前記曲折判断手段で車両の曲折開始から終了までと判断した区間の累計移動角度を求め、前記道路情報を基に前記累計移動角度で接続する道路を補正の対象道路として決定することを特徴とする請求項2記載のナビゲーション装置。
- 前記測位手段は、車両の状態信号を検出する自立センサと、前記自立センサから出力される信号に基づいて車両の移動距離及び移動方位を求め、累積演算して車両の位置を演算する位置演算部とを備え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。
- 前記曲折判断手段は、車両の移動方位が所定の角度以上となったときを曲折開始と判断し、前記所定の角度未満となったときを曲折終了と判断す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。
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