JP4416021B2 - 車両ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両現在位置をリンク上にマップマッチングするマップマッチング手段を備えてなる車両ナビゲーション装置に関する。

車両現在位置を精度良く表示することを目的として、車両現在位置を検出すると共に車両進行方向を撮影し、その撮影画像から白線を検出し、車両現在位置をマップマッチングする対象となる候補道路が複数存在する場合に、それら複数の候補道路のうちから当該白線を検出した検出結果に基づいてマップマッチングすべき道路を選択し、車両現在位置を当該選択した道路にマップマッチングするように構成されてなる車両ナビゲーション装置が供されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００５−３４５２４０号公報

ところで、地図データにおける交差点間の距離は一意に規定されている値であるが、車両走行軌跡は運転手の走行技術（車線変更の有無や左右のふらつきなど）や距離計測誤差（タイヤ径の変動など）により変動するので、地図データにおける交差点間の距離と当該交差点間を実際に走行した車両走行軌跡の距離とは必ずしも一致しない。このような事情から、車両現在位置の前後左右に対して誤差範囲を予め規定しておき、車両現在位置を誤差範囲内でリンク上に引込み制御することにより、車両が交差点を右折または左折する際に車両現在位置を精度良く表示するようにしている。

すなわち、図８に示すように、車両が交差点を左折する場合、車両の旋回開始・終了が行われると、車両現在位置に適合するリンクを車両が走行した車両走行軌跡に基づいた誤差範囲内で探索し、車両現在位置に適合するリンク（図８ではリンクＸ）が存在すると、車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御し（図８では「α」の位置から「α´」の位置に変更し）、車両現在位置を道路上から外れることなく表示するようにしている。

しかしながら、車両が交差点を右折または左折する場合には上記した引込み制御において何ら不具合が発生するものではないが、以下に示す場合には不具合が発生する。すなわち、図９に示すように、例えばガソリンスタンドなどの施設が交差点に立設されており、車両が当該施設内に進入すべく当該交差点の手前で左折すると、この場合も、車両の旋回開始・終了を特定したことをトリガとして、車両現在位置に適合するリンクを車両が走行した車両走行軌跡に基づいた誤差範囲内で探索し、車両現在位置に適合するリンクが存在すると、車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御する（図９では「β」の位置から「β´」の位置に変更する）ことになる。そうなると、車両が施設内に進入したにも拘らず、車両が交差点を左折したと誤って判定してしまうことになり、また、これ以降、引込み制御した直後の車両現在位置を基点として後段の処理を行うので、車両が施設から進出すると、車両現在位置を道路上から外れて表示してしまうことになる。

このような不具合を未然に解決する方法としては、上記した特許文献１に記載されているように白線を検出して施設内に進入したか否かを判定する方法が考えられるが、この方法では、車両進行方向を撮影するための撮像デバイスが必要になると共に、その撮影画像から白線を検出するための画像解析する機能も必要になり、コスト高になるという問題がある。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コスト高になることなく、車両現在位置を精度良く表示することができる車両ナビゲーション装置を提供することにある。

請求項１に記載した発明によれば、マップマッチング手段は、車両の旋回開始・終了が行われた旨を旋回開始・終了判定手段が判定した旨をトリガとして、地図データ取得手段が取得した地図データに基づいて現在位置特定手段が特定した車両現在位置に適合するリンクを走行軌跡算出手段が算出した車両走行軌跡に基づいた誤差範囲内で探索し、車両現在位置に適合するリンクが存在すると、現在位置特定手段が特定した車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御する。ここで、進入時走行パターン取得手段は、車両が施設内に進入したときに走行する経路のパターンを表す進入時走行パターンを取得し、進入判定手段は、走行軌跡算出手段が算出した車両走行軌跡と進入時走行パターン取得手段が取得した進入時走行パターンとを照合して車両が施設内に進入したか否かを判定する。そして、マップマッチング手段は、車両が施設内に進入した旨を進入判定手段が判定すると、現在位置特定手段が特定した車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御した後に、車両現在位置を当該引込み制御する直前の位置に戻して後段の処理を行う。

これにより、例えばガソリンスタンドなどの施設が交差点に立設されており、車両が当該施設内に進入すべく当該交差点の手前で左折する場合、車両の旋回開始・終了が行われると、車両現在位置に適合するリンクを車両が走行した車両走行軌跡に基づいた誤差範囲内で探索し、車両現在位置に適合するリンクが存在すると、車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御することになるが、この後、車両が施設内に進入した旨を判定すると、車両現在位置を当該引込み制御する直前の位置に戻して後段の処理を行うことになる。したがって、これ以降、引込み制御した直後の車両現在位置を基点とするのではなく引込み制御する直前の車両現在位置を基点として後段の処理を行うことになり、車両現在位置を精度良く表示することができる。このとき、車両進行方向を撮影するための撮像デバイスが必要になることもなく、コスト高になることもない。

請求項２に記載した発明によれば、進入時走行パターン取得手段は、同一の施設に対して当該施設に接続する接続リンク毎の進入時走行パターンを取得可能に構成されている。これにより、施設が複数の接続リンクに跨って立設されており、車両がいずれの接続リンクから施設内に進入するときであっても、適切に対応することができ、車両現在位置を精度良く表示することができる。

請求項３に記載した発明によれば、進入時走行パターン取得手段は、同一の接続リンクに対して複数の進入時走行パターンを取得可能に構成されている。これにより、車両が同一の接続リンクから施設内に進入した後の経路が複数存在するときであっても、適切に対応することができ、車両現在位置を精度良く表示することができる。

請求項４に記載した発明によれば、進入判定手段は、マップマッチング手段が車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御した後に、走行軌跡算出手段が算出した車両走行軌跡と進入時走行パターン取得手段が取得した進入時走行パターンとを照合して車両が施設内に進入したか否かを判定する。これにより、マップマッチング手段における既存の引込み制御を何ら変更することなく、車両が施設内に進入した旨を判定したときに車両現在位置を当該引込み制御する直前の位置に戻す処理を追加することで実現することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図１ないし図７を参照して説明する。図１は、車両ナビゲーションシステムの全体構成を機能ブロック図により示している。車両ナビゲーション装置１は、制御部２（本発明でいう現在位置特定手段、走行軌跡算出手段、旋回開始・終了判定手段、マップマッチング手段、進入判定手段）、位置検出器３、地図データ入力器４（地図データ取得手段、進入時走行パターン取得手段）、外部メモリ５、外部情報入力装置６、リモコンセンサ７、通信装置８、操作スイッチ群９及び表示装置１０を備えて構成されている。

制御部２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏバスを有し、制御プログラムを実行して装置全体の動作を制御する。位置検出器３は、ＧＰＳ受信機３ａ、車速センサ３ｂ、ジャイロスコープ３ｃ及びＧセンサ３ｄを備えて構成され、これらの各構成要素は互いに性質の異なる検出誤差を有している。制御部２は、これら各構成要素から入力した検出信号を互いに補完して車両現在位置及び走行軌跡を検出（特定）する。この場合、位置検出器３は、要求される検出精度で車両現在位置を検出可能であれば、これら全ての構成要素を備える必要はなく、また、ステアリングの舵角を検出するステアリングセンサや各車輪の回転を検出する車輪センサなどが組合わされて構成されていても良い。

地図データ入力器４は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカード或いはＨＤＤなどの記録媒体を装着し、装着している記録媒体から地図データを入力する。地図データは、図２に示すように、地図描画・マップマッチング用データ、経路計算用データ、施設情報データ及び背景データから構成されている。このうち施設情報データは、施設毎に記録されているデータであり、施設の名称を表す施設名称データ、施設の位置（座標）を表す座標（Ｘ，Ｙ）データ、施設に関する音声情報を表す音声データ、複数の施設進入情報データからなる施設進入情報データ群から構成されている。施設進入情報データは、当該施設に接続しているリンクのＩＤを表す接続リンクＩＤ、その接続リンクＩＤと施設との境界領域を表す始点・終点座標データ、複数の進入時走行パターンからなる進入時走行パターン群から構成されている。

進入時走行パターンは、車両が当該施設内に進入したときに走行可能な経路のパターンである。具体的には、図３に示すように、施設がガソリンスタンドであれば、車両が給油機の脇を走行する経路のパターンであり、図４に示すように、施設がファーストフード店であれば、乗員が乗車したまま商品を購入する（いわゆるドライブスルーを行う）ように車両が店舗に沿って走行する経路のパターンであり、図５に示すように、施設がショッピングセンターであれば、車両が駐車区画を回避して走行する経路のパターンである。つまり、施設進入情報データは、施設に接続しているリンク毎に用意されており、進入時走行パターンは、車両が施設内に進入したときに走行可能な経路毎に用意されている。

外部メモリ５は、各種記憶情報を記憶する。外部情報入力装置６は、センター装置からＶＩＣＳ（登録商標）情報を通信網を介して受信する。リモコンセンサ７は、リモコン１２から受信した操作信号を制御部２に出力する。通信装置８は、通信動作を制御する。操作スイッチ群９は、表示装置１０の周辺に配置されているメカニカルスイッチや表示装置１０に形成されるタッチスイッチから構成され、例えば運転手が行う操作内容（例えばメニュー表示選択、目的地設定、経路探索、経路案内開始、表示画面変更及び音量調整など）を検出して制御部２に出力する。

表示装置１０は、例えばカラー液晶ディスプレイから構成され、メニュー表示選択画面などの各種の表示画面を表示すると共に、車両現在位置を表す現在位置マークや車両走行軌跡などを地図データの地図上に重ねて表示する。尚、表示装置１０は、有機ＥＬやプラズマディスプレイなどから構成されていても良い。

上記した制御部２は、位置検出器３の各構成要素から入力した検出信号に基づいて検出した走行軌跡により旋回の開始・終了を判定する。そして、制御部２は、予め車両現在位置の前後左右に対して誤差範囲を規定しており、旋回の開始を判定した後に旋回の終了を判定すると、記録媒体から地図データ入力器４が入力した地図データに基づいて車両現在位置に適合するリンクを車両走行軌跡に基づいた誤差範囲内で探索し、車両現在位置に適合するリンクが存在すると、車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御する。

次に、上記した構成の作用について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。車両ナビゲーション装置１において、制御部２は、車両現在位置を検出するタイミングにと到達したか否かを監視しており（ステップＳ１）、車両現在位置を検出するタイミングに到達した旨を判定すると（ステップＳ１にて「ＹＥＳ」）、位置検出器３の各構成要素から入力した検出信号に基づいて車両現在位置を検出する（ステップＳ２）。次いで、制御部２は、車両の旋回が開始されて終了されたか否か、つまり、車両が右折または左折したか否かを判定し（ステップＳ３）、車両の旋回が開始されて終了された旨を判定すると（ステップＳ３にて「ＹＥＳ」）、予め車両現在位置の前後左右に対して規定している誤差範囲内に交差点が存在するか否かを判定する（ステップＳ４）。

次いで、制御部２は、誤差範囲内に交差点がある旨を判定すると、つまり、車両が交差点を右折または左折した旨を判定すると（ステップＳ４にて「ＹＥＳ」）、記録媒体から地図データ入力器４が入力した地図データに基づいて車両現在位置に適合するリンクを車両走行軌跡に基づいた誤差範囲内で探索し、車両現在位置に適合するリンクが存在すると、車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御する（ステップＳ５）。

ここで、本実施形態では、制御部２は、記録媒体から地図データ入力器４が入力した地図データに含まれる施設進入情報データ群を参照し、車両が施設内に進入した可能性があるか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、制御部２は、車両が施設内に進入した可能性がない旨を判定すると（ステップＳ６にて「ＮＯ」）、上記したステップ１に戻るが、一方、車両が施設内に進入した可能性がある旨を判定すると（ステップＳ６にて「ＹＥＳ」）、車両走行軌跡と進入時走行パターンとを照合し（ステップＳ７）、車両が施設内に進入したか否かを判定する（ステップＳ８）。

そして、制御部２は、車両走行軌跡と進入時走行パターンとが一致する程度が低ければ、車両が施設内に進入しなかった旨を判定し（ステップＳ８にて「ＮＯ」）、上記したステップＳ１に戻るが、一方、車両走行軌跡と進入時走行パターンとが一致する程度が高ければ、車両が施設内に進入した旨を判定し（ステップＳ８にて「ＹＥＳ」）、車両現在位置を引込み制御する直前の位置に戻す（引込み制御をキャンセルする）（ステップＳ９）。

すなわち、制御部２は、図７に示すように、車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御することになる（図７では「β」の位置から「β´」の位置に変更することになる）が、車両が施設内に進入した旨を判定すると、車両現在位置を引込み制御する直前の位置に戻す（図７では「β´」の位置から「β」の位置に変更する）。したがって、これ以降、車両が施設から進出するのに伴って車両の旋回開始・終了が行われると、車両現在位置に適合するリンクを車両が走行した車両走行軌跡に基づいた誤差範囲内で探索し、車両現在位置に適合するリンク（図７ではリンクＸ）が存在すると、車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御する（図７では「γ」の位置から「γ´」の位置に変更する）ことになり、車両現在位置を道路上から外れることなく表示することになる。

以上に説明したように本実施形態によれば、車両ナビゲーション装置１において、車両の旋回開始・終了が行われると、地図データに基づいて車両現在位置に適合するリンクを車両走行軌跡に基づいた誤差範囲内で探索し、車両現在位置に適合するリンクが存在すると、車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御し、この後に、車両が施設内に進入した旨を判定すると、引込み制御した車両現在位置を当該引込み制御する直前の位置に戻して後段の処理を行うように構成したので、これ以降、引込み制御した直後の車両現在位置を基点とするのではなく引込み制御する直前の車両現在位置を基点として後段の処理を行うことになり、車両現在位置を精度良く表示することができる。このとき、車両進行方向を撮影するための撮像デバイスが必要になることもなく、コスト高になることもない。

また、同一の施設に対して当該施設に接続する接続リンク毎の進入時走行パターンを記録媒体から入力するように構成したので、施設が複数の接続リンクに跨って立設されており、車両がいずれの接続リンクから施設内に進入するときであっても、適切に対応することができる。また、同一の接続リンクに対して複数の進入時走行パターンを記録媒体から入力するように構成したので、車両が同一の接続リンクから施設内に進入した後の経路が複数存在するときであっても、適切に対応することができる。

さらに、車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御した後に、車両が施設内に進入したか否かを判定し、車両が施設内に進入した旨を判定すると、引込み制御した車両現在位置を当該引込み制御する直前の位置に戻して後段の処理を行うように構成したので、既存の引込み制御を何ら変更することなく、車両が施設内に進入した旨を判定したときに車両現在位置を当該引込み制御する直前の位置に戻す処理を追加することで実現することができる。

本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
施設の位置を表す座標を２次元の（Ｘ，Ｙ）データで記憶する構成に限らず、施設の位置を表す座標を３次元の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）データで記憶するように構成すれば、例えば立体駐車場のような車両が進入可能な区域が高さ方向で重複している施設内に進入するときにも対応することができる。
車速センサ３ａが車両ナビゲーション装置１の外部に設けられ、車両ナビゲーション装置１が車速センサ３ａからのセンサ信号を車載ＬＡＮを通じて入力する構成であっても良い。

本発明の一実施形態を示す機能ブロック図 地図データのデータ構成を概略的に示す図 進入時走行パターンの例を示す図 図３相当図 図３相当図 フローチャート 引込み制御をキャンセルする態様を概略的に示す図 従来技術を示す図 図９相当図

符号の説明

図面中、１は車両ナビゲーション装置、２は制御部（現在位置特定手段、走行軌跡算出手段、旋回開始・終了判定手段、マップマッチング手段、進入判定手段）、４は地図データ入力器（地図データ取得手段、進入時走行パターン取得手段）である。

Claims (4)

1. 車両現在位置を特定する現在位置特定手段と、
   前記現在位置特定手段が特定した車両現在位置に基づいて車両走行軌跡を算出する走行軌跡算出手段と、
   道路の敷設状態を表す地図データを取得する地図データ取得手段と、
   車両の旋回開始・終了が行われたか否かを判定する旋回開始・終了判定手段と、
   車両の旋回開始・終了が行われた旨を前記旋回開始・終了判定手段が判定した旨をトリガとして、前記地図データ取得手段が取得した地図データに基づいて前記現在位置特定手段が特定した車両現在位置に適合するリンクを前記走行軌跡算出手段が算出した車両走行軌跡に基づいた誤差範囲内で探索し、車両現在位置に適合するリンクが存在したときに当該車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御するマップマッチング手段とを備えてなる車両ナビゲーション装置であって、
   車両が施設内に進入したときに走行する経路のパターンを表す進入時走行パターンを取得する進入時走行パターン取得手段と、
   前記走行軌跡算出手段が算出した車両走行軌跡と前記進入時走行パターン取得手段が取得した進入時走行パターンとを照合して車両が施設内に進入したか否かを判定する進入判定手段とを備え、
   前記マップマッチング手段は、車両が施設内に進入した旨を前記進入判定手段が判定したときには、前記現在位置特定手段が特定した車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御した後に、その引込み制御した車両現在位置を当該引込み制御する直前の位置に戻して後段の処理を行うことを特徴とする車両ナビゲーション装置。
2. 請求項１に記載した車両ナビゲーション装置において、
   前記進入時走行パターン取得手段は、同一の施設に対して当該施設に接続する接続リンク毎の進入時走行パターンを取得可能に構成されていることを特徴とする車両ナビゲーション装置。
3. 請求項１または２に記載した車両ナビゲーション装置において、
   前記進入時走行パターン取得手段は、同一の接続リンクに対して複数の進入時走行パターンを取得可能に構成されていることを特徴とする車両ナビゲーション装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載した車両ナビゲーション装置において、
   前記進入判定手段は、前記マップマッチング手段が車両現在位置を当該車両現在位置に適合するリンク上に引込み制御した後に、前記走行軌跡算出手段が算出した車両走行軌跡と前記進入時走行パターン取得手段が取得した進入時走行パターンとを照合して車両が施設内に進入したか否かを判定することを特徴とする車両ナビゲーション装置。

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