JPH0792388B2 - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JPH0792388B2 JPH0792388B2 JP1096741A JP9674189A JPH0792388B2 JP H0792388 B2 JPH0792388 B2 JP H0792388B2 JP 1096741 A JP1096741 A JP 1096741A JP 9674189 A JP9674189 A JP 9674189A JP H0792388 B2 JPH0792388 B2 JP H0792388B2
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- navigation system
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
- G01S19/49—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an inertial position system, e.g. loosely-coupled
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
- G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
- G01C21/30—Map- or contour-matching
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Navigation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は位置検出装置に関し、さらに詳細にいえば、
車両に搭載した方位センサと距離センサとを用いて車両
位置を推定し、当該推定位置と、道路地図メモリから得
られる道路ネットワークデータとのパターンマッチング
を行い、各道路における車両の類似度（車両の走行軌跡
と地図パターンとの合致率をいう）、車両存在確率領域
（車両推定方式の精度から決まる、車両の存在確率が一
定値以上である領域をいう。以下「CEP」という）に基
づいて自己の車両位置を検出する位置検出装置に関す
る。
車両に搭載した方位センサと距離センサとを用いて車両
位置を推定し、当該推定位置と、道路地図メモリから得
られる道路ネットワークデータとのパターンマッチング
を行い、各道路における車両の類似度（車両の走行軌跡
と地図パターンとの合致率をいう）、車両存在確率領域
（車両推定方式の精度から決まる、車両の存在確率が一
定値以上である領域をいう。以下「CEP」という）に基
づいて自己の車両位置を検出する位置検出装置に関す
る。
〈従来の技術〉 従来より、方位センサと距離センサとを用いて車両の走
行軌跡を求める試みが行われている。この方式は、車両
に搭載したセンサだけで自己の位置検出を行うので推定
航法と呼ばれ、外部の支援設備を導入しないので、比較
的簡単に採用できる。しかし、センに誤差が発生するた
め、走行距離が増すに従って位置検出誤差が累積する。
行軌跡を求める試みが行われている。この方式は、車両
に搭載したセンサだけで自己の位置検出を行うので推定
航法と呼ばれ、外部の支援設備を導入しないので、比較
的簡単に採用できる。しかし、センに誤差が発生するた
め、走行距離が増すに従って位置検出誤差が累積する。
そこで、上記センサにより求めた走行軌跡と道路ネット
ワークデータとのパターンマッチングを行うことにより
累積誤差をなくす、道路マッチング方式が提案され、現
在ではこれを利用した位置検出装置が開発されている。
ワークデータとのパターンマッチングを行うことにより
累積誤差をなくす、道路マッチング方式が提案され、現
在ではこれを利用した位置検出装置が開発されている。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記位置検出装置では、道路ネットワークデ
ータが不正確であったり、道路網が複雑な形状または格
子状であったりすると、推測航法により求めた位置誤差
を地図で補うことが困難になり、車両位置を検出するこ
とが困難となる場合がある。そのため、一度車両位置を
誤ると、正確な位置に回復するのが不可能になることが
ある。また、車両位置が回復不可能になるとまではいか
なくとも、車両が存在する道路の検出を誤る確率が高く
なることがある。
ータが不正確であったり、道路網が複雑な形状または格
子状であったりすると、推測航法により求めた位置誤差
を地図で補うことが困難になり、車両位置を検出するこ
とが困難となる場合がある。そのため、一度車両位置を
誤ると、正確な位置に回復するのが不可能になることが
ある。また、車両位置が回復不可能になるとまではいか
なくとも、車両が存在する道路の検出を誤る確率が高く
なることがある。
道路ネットワークデータの精度を上げることも一方法で
あるが、労力とコストが急激に増大するという欠点があ
る。
あるが、労力とコストが急激に増大するという欠点があ
る。
このように、上記道路マッチング方式の信頼性が十分と
はいえず、これを改良することが当業界の課題であっ
た。
はいえず、これを改良することが当業界の課題であっ
た。
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
位置検出精度が劣化せず、長時間安定な道路マッチング
航法を続けることができる位置検出装置を提供すること
を目的とする。
位置検出精度が劣化せず、長時間安定な道路マッチング
航法を続けることができる位置検出装置を提供すること
を目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の位置検出装置
は、道路マッチング方式により道路上の車両位置を検出
する位置検出装置において、無線航法システムから車両
の推定位置PGを取得する位置取得手段と、道路マッチン
グで得られる車両の各道路における類似度、CEPを評価
し、その評価結果に応じて、上記位置取得手段により取
得した推定位置PGを採用して車両車両位置を修正する修
正演算手段とを設けたことを特徴とする。
は、道路マッチング方式により道路上の車両位置を検出
する位置検出装置において、無線航法システムから車両
の推定位置PGを取得する位置取得手段と、道路マッチン
グで得られる車両の各道路における類似度、CEPを評価
し、その評価結果に応じて、上記位置取得手段により取
得した推定位置PGを採用して車両車両位置を修正する修
正演算手段とを設けたことを特徴とする。
上記無線航法システムは、例えば、GPS（Global Positi
oning System）を利用して車両の絶対位置を知る衛星航
法システムであってもよい。このシステムは、３〜４個
の周回衛星からの信号の伝搬遅延時間を測定することに
より受信機の位置を知るものである。
oning System）を利用して車両の絶対位置を知る衛星航
法システムであってもよい。このシステムは、３〜４個
の周回衛星からの信号の伝搬遅延時間を測定することに
より受信機の位置を知るものである。
〈作用〉 上記構成の位置検出装置によれば、道路マッチング航法
を行っている途中で、車両の各道路における類似度、CE
Pを評価する時に、例えばいずれの道路においても類似
度が低くて道路を特定できない場合、道路は特定できる
が他の道路に存在する確率も無視できない場合、かなり
大きな可能性で１つの道路を特定できる場合等の各状況
に応じて、無線航法システムを利用するかしないかを決
定することができる。そして、無線航法システムを利用
する必要があるときには、無線航法システムから得られ
る車両の推定位置PGを用いて、道路マッチング航法によ
り得られる車両位置を修正することにより、より確度の
高い車両位置を決定することができる。
を行っている途中で、車両の各道路における類似度、CE
Pを評価する時に、例えばいずれの道路においても類似
度が低くて道路を特定できない場合、道路は特定できる
が他の道路に存在する確率も無視できない場合、かなり
大きな可能性で１つの道路を特定できる場合等の各状況
に応じて、無線航法システムを利用するかしないかを決
定することができる。そして、無線航法システムを利用
する必要があるときには、無線航法システムから得られ
る車両の推定位置PGを用いて、道路マッチング航法によ
り得られる車両位置を修正することにより、より確度の
高い車両位置を決定することができる。
〈実施例〉 以下、この発明の実施例を示す添付図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は位置検出装置の概略構成を示す。位置検出装置
は、 コンソール（１）、 表示器（２）、 方位センサ（３）、 距離センサ（４）、 地図データ、道路ネットワークデータ等を格納して
いる道路地図メモリ（５） 、 道路地図メモリ（５）からデータを続出すメモリド
ライブ（６）、 周回衛星（7a）〜（7c）からの無線電波を受信する
GPS受信機（７）、 車両の各道路における類似度、CEPを評価し、その
評価結果に応じて、GPSシステムにより取得した推定位
置PGを用いて車両位置を修正する修正演算手段としての
機能を備える処理装置（８）、並びに 誘導経路の算出、所定範囲の道路地図の検索・続
出、運転者を誘導するための表示用データの生成、表示
器（２）、音声出力装置（10）の駆動、および処理装置
（８）の制御等の種々の演算制御を行うナビゲーション
・コントローラ（９） を有している。
は、 コンソール（１）、 表示器（２）、 方位センサ（３）、 距離センサ（４）、 地図データ、道路ネットワークデータ等を格納して
いる道路地図メモリ（５） 、 道路地図メモリ（５）からデータを続出すメモリド
ライブ（６）、 周回衛星（7a）〜（7c）からの無線電波を受信する
GPS受信機（７）、 車両の各道路における類似度、CEPを評価し、その
評価結果に応じて、GPSシステムにより取得した推定位
置PGを用いて車両位置を修正する修正演算手段としての
機能を備える処理装置（８）、並びに 誘導経路の算出、所定範囲の道路地図の検索・続
出、運転者を誘導するための表示用データの生成、表示
器（２）、音声出力装置（10）の駆動、および処理装置
（８）の制御等の種々の演算制御を行うナビゲーション
・コントローラ（９） を有している。
さらに詳細に説明すれば、コンソール（１）は、位置検
出装置の起動・停止や画面上のカーソル移動、画面上に
表示されている道路地図のスクロール等をさせるキー入
力ボード（図示しない）を有している。
出装置の起動・停止や画面上のカーソル移動、画面上に
表示されている道路地図のスクロール等をさせるキー入
力ボード（図示しない）を有している。
道路地図メモリ（５）は、大容量記憶媒体であるCD-RO
M、磁気テープ等が使用可能であり、この道路地図メモ
リ（５）の中には、道路地図をメッシュ状に分割し、各
メッシュ単位で道路形態、座標位置等をグラフィック表
示するグラフィック表示用の地図データ、および道路マ
ッチング用、経路計算用の道路ネットワークデータを記
録している。
M、磁気テープ等が使用可能であり、この道路地図メモ
リ（５）の中には、道路地図をメッシュ状に分割し、各
メッシュ単位で道路形態、座標位置等をグラフィック表
示するグラフィック表示用の地図データ、および道路マ
ッチング用、経路計算用の道路ネットワークデータを記
録している。
上記道路ネットワークデータは、分岐点と道路セグメン
トとの組合わせデータ、道路セグメントの距離データ、
道路セグメントを走破するための所要時間データ、道路
種別データ（高速道路、幹線道路、市街路等）、道路幅
データ、および、地名欄、有名施設、鉄道等の特定地点
を特定する地点データ等から構成されている。
トとの組合わせデータ、道路セグメントの距離データ、
道路セグメントを走破するための所要時間データ、道路
種別データ（高速道路、幹線道路、市街路等）、道路幅
データ、および、地名欄、有名施設、鉄道等の特定地点
を特定する地点データ等から構成されている。
また、地図データとして、上記道路地図をメッシュ状に
分割する場合の分割の大きさに応じて、縮尺の異なる複
数の地図が用意される。
分割する場合の分割の大きさに応じて、縮尺の異なる複
数の地図が用意される。
表示器（２）には、CRT、液晶パネル等の画面上に透明
のタッチパネルが取付けられている。そして、表示器
（２）はナビゲーション・コントローラ（９）から供給
される初期設定メニューを表示し、運転者は、画面の表
示位置にタッチして、推奨経路の選定基準（例えば、最
短時間経路、最短距離経路、右折左折の少ない道路、道
幅の広い道路）、地図の倍率、目的地等を入力する。す
なわち、ナビゲーション・コントローラ（９）と運転者
との対話を仲介している。なお、上記目的地入力は、コ
ンソール（１）のキーを操作して入力してもよい。この
外、道路地図の地名欄、有名施設欄、予め運転者が登録
しておいた地点等の地点データを選択して入力してもよ
い。また、途中経過地点を運転者自身で指定することが
可能である。
のタッチパネルが取付けられている。そして、表示器
（２）はナビゲーション・コントローラ（９）から供給
される初期設定メニューを表示し、運転者は、画面の表
示位置にタッチして、推奨経路の選定基準（例えば、最
短時間経路、最短距離経路、右折左折の少ない道路、道
幅の広い道路）、地図の倍率、目的地等を入力する。す
なわち、ナビゲーション・コントローラ（９）と運転者
との対話を仲介している。なお、上記目的地入力は、コ
ンソール（１）のキーを操作して入力してもよい。この
外、道路地図の地名欄、有名施設欄、予め運転者が登録
しておいた地点等の地点データを選択して入力してもよ
い。また、途中経過地点を運転者自身で指定することが
可能である。
方位センサ（３）は、車両の走行に伴なう方位の変化を
検出するものであり、地磁気センサ、ジャイロ、あるい
は左右両輪の回転数の差に基づいて旋回角度を検出する
旋回角度センサ等を使用することが可能である。
検出するものであり、地磁気センサ、ジャイロ、あるい
は左右両輪の回転数の差に基づいて旋回角度を検出する
旋回角度センサ等を使用することが可能である。
距離センサ（４）は、車両の速度、あるいは車輪の回転
数等に基づいて走行距離を検出するものであり、車輪速
センサ、車速センサ等が使用可能である。
数等に基づいて走行距離を検出するものであり、車輪速
センサ、車速センサ等が使用可能である。
ナビゲーション・コントローラ（９）は処理装置（８）
から車両位置を得て、地図上に現在位置と目的地とを重
ねて表示される機能を有する。具体的には、マイクロコ
ンピュータ、図形処理プロセッサ、画像処理メモリ等か
ら構成され、メニュー画面表示、地図の検索、縮尺切
替、スクロール、車両の現在位置と方位の表示、目的地
や目印となる地点の表示、目的地までの方位と距離の表
示等を行う。
から車両位置を得て、地図上に現在位置と目的地とを重
ねて表示される機能を有する。具体的には、マイクロコ
ンピュータ、図形処理プロセッサ、画像処理メモリ等か
ら構成され、メニュー画面表示、地図の検索、縮尺切
替、スクロール、車両の現在位置と方位の表示、目的地
や目印となる地点の表示、目的地までの方位と距離の表
示等を行う。
GPS受信機（７）は、３個または４個のGPS衛星から受信
される類似雑音コードを解読することにより各衛星から
の電波到来時間を測定し、地上における自己の推定位置
を算出する。
される類似雑音コードを解読することにより各衛星から
の電波到来時間を測定し、地上における自己の推定位置
を算出する。
処理装置（８）は、距離センサ（４）により検出される
走行距離、および方位センサ（３）により検出される走
行方向変化量をそれぞれ積算し、積算データとメモリド
ライブ（６）により続出した道路ネットワークデータと
の比較に基いて車両位置を検出するとともに、GPS受信
機（７）で得られた車両の推定位置PGに関するデータを
用いて車両位置を適宜修正し、車両の最終的な位置、方
位を出力する。
走行距離、および方位センサ（３）により検出される走
行方向変化量をそれぞれ積算し、積算データとメモリド
ライブ（６）により続出した道路ネットワークデータと
の比較に基いて車両位置を検出するとともに、GPS受信
機（７）で得られた車両の推定位置PGに関するデータを
用いて車両位置を適宜修正し、車両の最終的な位置、方
位を出力する。
処理装置（８）の機能ブロックを第２図に示す。入力前
処理手段（22）は、方位センサ（３）からサンプリング
した方位データ、距離センサ（４）からサンプリングし
た距離データを入力して、較正やフィルタリングを行い
最適推定方位を求める。現在位置推定手段（23）は、入
力前処理手段（22）から得られる最適推定方位と距離デ
ータとから、推測航法により最適推定位置を計算すると
ともに、位置リセット手段から得られる修正された現在
位置を取り込み、上記最適推定位置を更新していく。走
行道路推定手段（24）は道路地図メモリ（５）から得ら
れる道路ネットワークデータと最適推定位置との類似度
を繰返し計算し、道路上における車両の最適車両位置を
算出するとともに、求められた最適車両位置のCEPを求
める。位置リセット手段（25）は最適推定位置を上記方
法で修正する。
処理手段（22）は、方位センサ（３）からサンプリング
した方位データ、距離センサ（４）からサンプリングし
た距離データを入力して、較正やフィルタリングを行い
最適推定方位を求める。現在位置推定手段（23）は、入
力前処理手段（22）から得られる最適推定方位と距離デ
ータとから、推測航法により最適推定位置を計算すると
ともに、位置リセット手段から得られる修正された現在
位置を取り込み、上記最適推定位置を更新していく。走
行道路推定手段（24）は道路地図メモリ（５）から得ら
れる道路ネットワークデータと最適推定位置との類似度
を繰返し計算し、道路上における車両の最適車両位置を
算出するとともに、求められた最適車両位置のCEPを求
める。位置リセット手段（25）は最適推定位置を上記方
法で修正する。
管理判断手段（21）は、GPSシステムにより取得した推
定位置PG、衛星の配置や衛星電波の受信状態を示すステ
ータス信号を基に得られる推定位置PGにおけるCEP
σＧ、並びに走行道路推定手段（24）により求められた
最適車両位置PM、類似度および最適車両位置PMにおける
CEPσＭを基にして第３図に示すようなアルゴリズムに
より、最適推定位置を修正し、これに基づき新たに求め
られた最適車両位置を位置出力手段（26）に供給するも
のである。
定位置PG、衛星の配置や衛星電波の受信状態を示すステ
ータス信号を基に得られる推定位置PGにおけるCEP
σＧ、並びに走行道路推定手段（24）により求められた
最適車両位置PM、類似度および最適車両位置PMにおける
CEPσＭを基にして第３図に示すようなアルゴリズムに
より、最適推定位置を修正し、これに基づき新たに求め
られた最適車両位置を位置出力手段（26）に供給するも
のである。
以下、第３図を参照して、GPS航法システムから得られ
た車両の推定位置PGを用いて、最適推定位置や最適車両
位置PMを修正するアルゴリズムを説明する。
た車両の推定位置PGを用いて、最適推定位置や最適車両
位置PMを修正するアルゴリズムを説明する。
まず、現在位置推定手段（23）から得られる車両の最適
推定位置と実際の車両位置との位置誤差を横軸により、
上記最適推定位置を基に道路ネットワークデータとの類
似度を計算して車両位置が道路とマッチングする確率を
縦軸にとると、第４図のような相関が得られる。すなわ
ち、位置誤差が小さいと、暫く走行して最適推定位置と
道路パターンとの類似度を繰返し計算しているうちに、
最適車両位置を確実に道路上に得ることができる。言い
換えれば車両位置を特定の道路上に絞ることができる。
逆に、位置誤差が大きくなってくると、道路パターンと
の類似度を計算しても車両の位置を特定の道路上に絞る
ことができる確率が減っていき、位置誤差がかなり大き
くなると（第４図のｅ（ｍ）以上の点）、何度類似度を
計算しても道路とのマッチングを採れなくなる。こうな
ると、車両の位置を道路上に見出すことはできなくな
り、何等かの方法で車両の推定位置を修正することが必
要になる。
推定位置と実際の車両位置との位置誤差を横軸により、
上記最適推定位置を基に道路ネットワークデータとの類
似度を計算して車両位置が道路とマッチングする確率を
縦軸にとると、第４図のような相関が得られる。すなわ
ち、位置誤差が小さいと、暫く走行して最適推定位置と
道路パターンとの類似度を繰返し計算しているうちに、
最適車両位置を確実に道路上に得ることができる。言い
換えれば車両位置を特定の道路上に絞ることができる。
逆に、位置誤差が大きくなってくると、道路パターンと
の類似度を計算しても車両の位置を特定の道路上に絞る
ことができる確率が減っていき、位置誤差がかなり大き
くなると（第４図のｅ（ｍ）以上の点）、何度類似度を
計算しても道路とのマッチングを採れなくなる。こうな
ると、車両の位置を道路上に見出すことはできなくな
り、何等かの方法で車両の推定位置を修正することが必
要になる。
そこで、車両の推定位置を修正するため、管理判断手段
（21）において、一定の条件下でGPS受信機（７）によ
り取得した推定位置PGを用いて車両位置を修正し、この
修正した位置を現在位置推定手段（23）に戻すこととし
た。
（21）において、一定の条件下でGPS受信機（７）によ
り取得した推定位置PGを用いて車両位置を修正し、この
修正した位置を現在位置推定手段（23）に戻すこととし
た。
まず、走行道路推定手段（24）が道路地図メモリ（５）
から得られる道路ネットワークデータと、最適推定位置
との類似度を、一定の走行距離（例えば2km以上）にわ
たり繰返し計算して一定以上の類似度が得られたかどう
か判定し（ステップS1）、最適車両位置が得られなかっ
た場合、ステップS1においてNOを選択しステップS2に移
る。
から得られる道路ネットワークデータと、最適推定位置
との類似度を、一定の走行距離（例えば2km以上）にわ
たり繰返し計算して一定以上の類似度が得られたかどう
か判定し（ステップS1）、最適車両位置が得られなかっ
た場合、ステップS1においてNOを選択しステップS2に移
る。
ステップS2では、前回車両位置を修正してから所定距離
lo以上進んでいるかどうかを判断する。距離lo以上進ん
でいない場合、修正が頻繁になることを避けるために
“リターン”へ戻る。距離lo以上進んだときは、ステッ
プS3に進み、GPS受信機（７）により取得した推定位置P
Gを車両の最適推定位置とする。つまり、道路マッチン
グによっても車両位置が得られないので、無条件でGPS
受信機（７）により取得した推定位置PGを採用する。
lo以上進んでいるかどうかを判断する。距離lo以上進ん
でいない場合、修正が頻繁になることを避けるために
“リターン”へ戻る。距離lo以上進んだときは、ステッ
プS3に進み、GPS受信機（７）により取得した推定位置P
Gを車両の最適推定位置とする。つまり、道路マッチン
グによっても車両位置が得られないので、無条件でGPS
受信機（７）により取得した推定位置PGを採用する。
次に、ステップS1において車両位置が算出されている場
合、YESを選択し、ステップS4において、GPSシステムか
ら得られる車両の推定位置PGと道路マッチング法により
得られる車両位置との差Δｄを採る。差Δｄが第１の規
準値d1（例えば50m）より小さければ、車両位置PMのほ
うを正確とみなして無条件で“リターン”に進む。
合、YESを選択し、ステップS4において、GPSシステムか
ら得られる車両の推定位置PGと道路マッチング法により
得られる車両位置との差Δｄを採る。差Δｄが第１の規
準値d1（例えば50m）より小さければ、車両位置PMのほ
うを正確とみなして無条件で“リターン”に進む。
規準値d1より大きければ、ステップS5に移り、GSP受信
機（７）から得られるステータス信号を調べ、受信ステ
ータスが良好かどうか判定する。受信ステータスとは、
例えば衛星の配置状態から決まる受信位置の検出精度、
受信電波レベルまたは受信電波の断続状態等から決まる
受信位置の検出精度を示すランク付けをいう。このよう
に、受信ステータスを調べるのは、衛星の配置状態で推
定位置PGの精度が変わったり、車両がビルの谷間、高架
道路の下、樹木の下等に入ると、衛星からの電波が次第
に弱まり、得られる位置情報の信頼性が相対的に低下す
るからである（位置検出精度は、受信状態が劣化すると
100m程度に低下する）。受信ステータスが良好であれ
ば、衛星による車両の推定位置PGの誤差のほうが、道路
マッチング法により得られる車両位置の誤差よりも小さ
いとみなして、ステップS5からステップS2に移動する。
機（７）から得られるステータス信号を調べ、受信ステ
ータスが良好かどうか判定する。受信ステータスとは、
例えば衛星の配置状態から決まる受信位置の検出精度、
受信電波レベルまたは受信電波の断続状態等から決まる
受信位置の検出精度を示すランク付けをいう。このよう
に、受信ステータスを調べるのは、衛星の配置状態で推
定位置PGの精度が変わったり、車両がビルの谷間、高架
道路の下、樹木の下等に入ると、衛星からの電波が次第
に弱まり、得られる位置情報の信頼性が相対的に低下す
るからである（位置検出精度は、受信状態が劣化すると
100m程度に低下する）。受信ステータスが良好であれ
ば、衛星による車両の推定位置PGの誤差のほうが、道路
マッチング法により得られる車両位置の誤差よりも小さ
いとみなして、ステップS5からステップS2に移動する。
受信ステータスが良好でなければ、ステップS6に移り、
差Δｄを第２の規準値d2（例えば第４図のｅ（ｍ））と
比較する。第２の規準値d2を採用したのは、受信ステー
タスが悪くとも、GPSシステムから得られる推定位置PG
の方が、マッチングする可能性のない最適推定位置より
誤差が小さいであろうと予測に基づく。
差Δｄを第２の規準値d2（例えば第４図のｅ（ｍ））と
比較する。第２の規準値d2を採用したのは、受信ステー
タスが悪くとも、GPSシステムから得られる推定位置PG
の方が、マッチングする可能性のない最適推定位置より
誤差が小さいであろうと予測に基づく。
差Δｄが第２の規準値d2より小さければ、受信ステータ
スが悪い以上、GPSシステムから得られる推定位置PGを
採用しないで“リターン”に戻る。差Δｄが第２の規準
値d2より大きければ、受信状態が多少悪くともGPSシス
テムから得られる推定位置PGのほうを採用する。
スが悪い以上、GPSシステムから得られる推定位置PGを
採用しないで“リターン”に戻る。差Δｄが第２の規準
値d2より大きければ、受信状態が多少悪くともGPSシス
テムから得られる推定位置PGのほうを採用する。
以上のように、道路マッチング処理により車両位置を算
出できないときは、無条件で衛星から得られる推定位置
PGを採用し、道路マッチング処理により車両位置を精度
よく算出できるときは、無条件で道路マッチング処理に
よる車両位置を採用する。道路マッチング処理により車
両位置を算出できるが、その精度が悪いときは、道路マ
ッチング精度と衛星からの受信状態とを相互に考慮して
いずれを採用するかを決定する。
出できないときは、無条件で衛星から得られる推定位置
PGを採用し、道路マッチング処理により車両位置を精度
よく算出できるときは、無条件で道路マッチング処理に
よる車両位置を採用する。道路マッチング処理により車
両位置を算出できるが、その精度が悪いときは、道路マ
ッチング精度と衛星からの受信状態とを相互に考慮して
いずれを採用するかを決定する。
したがって、両方式により得られる位置情報を適宜使い
分けて、現時点で最も確実な車両位置を推定することが
できる。そして、この修正された車両位置を現在位置推
定手段（23）に戻し、道路マッチング処理を初期化して
位置誤差を小さくし、以後、道路マッチング確率が大き
くなるようにする。
分けて、現時点で最も確実な車両位置を推定することが
できる。そして、この修正された車両位置を現在位置推
定手段（23）に戻し、道路マッチング処理を初期化して
位置誤差を小さくし、以後、道路マッチング確率が大き
くなるようにする。
次に、第３図のステップS3における受信位置の修正方法
を具体的に例示する。
を具体的に例示する。
最も簡単なのは、GPSシステムから得られる推定位置PG
を使って最適推定位置を置き換えることである。
を使って最適推定位置を置き換えることである。
これ以外に、第５図〜第７図に示す方法がある。道路マ
ッチング処理により第５図に示すA,B2本の道路が道路マ
ッチングの対象走行道路として上げられているとする。
このとき、それぞれの道路A,Bにおける類似度をＳMA′
ＳMBとし、CEPをσMA′σMBとする。
ッチング処理により第５図に示すA,B2本の道路が道路マ
ッチングの対象走行道路として上げられているとする。
このとき、それぞれの道路A,Bにおける類似度をＳMA′
ＳMBとし、CEPをσMA′σMBとする。
もし、GPSシステムを利用せず、道路マッチングによる
航法のみで位置を求めようとすると、ＳMA′ＳMBが大き
いほうの領域内にある車両位置PMAまたはPMBが最適車両
位置となる。
航法のみで位置を求めようとすると、ＳMA′ＳMBが大き
いほうの領域内にある車両位置PMAまたはPMBが最適車両
位置となる。
一方、GPSシステムで得られた推定位置PGと、その周辺
に車両が一定の確率で存在する領域CEPσＧが第６図の
ように得られているとする。車両が走路を走行している
場合には、車両は道路ＡまたはＢ上に位置するはずであ
るから、例えば、推定位置PGから各道路A,B上に下ろし
た垂線と各道路A,Bとの交点ＰGA′ＰGBが道路上の車両
位置として得られ、領域σＧ内に入る各道路A,Bの部分
がCEPσGA′σGBとして得られる。
に車両が一定の確率で存在する領域CEPσＧが第６図の
ように得られているとする。車両が走路を走行している
場合には、車両は道路ＡまたはＢ上に位置するはずであ
るから、例えば、推定位置PGから各道路A,B上に下ろし
た垂線と各道路A,Bとの交点ＰGA′ＰGBが道路上の車両
位置として得られ、領域σＧ内に入る各道路A,Bの部分
がCEPσGA′σGBとして得られる。
道路マッチング方式で得られたCEPσMA′σMBと、GPSで
得られた道路上のCEPσGA′σGBとが第７図に示すよう
に重なる場合、道路A,B上の車両位置PA，PBは次の式
（点Ｐは複素数表現）で求めることができる。
得られた道路上のCEPσGA′σGBとが第７図に示すよう
に重なる場合、道路A,B上の車両位置PA，PBは次の式
（点Ｐは複素数表現）で求めることができる。
また、この場合の誤差σＡ，σＢは、次式で計算でき
る。
る。
例えばSMA＜SMBの場合は、PBを最適推定位置かつ最適車
両位置とすることができる。
両位置とすることができる。
もし、道路マッチング方式で得られたCEPσMA′σ
MBと、GPSシステムで得られたCEPσGA′σGBとが重なら
ない場合は（第８図参照）、GPSによる推定位置を使っ
て最適推定位置を単に置き換えることにする。
MBと、GPSシステムで得られたCEPσGA′σGBとが重なら
ない場合は（第８図参照）、GPSによる推定位置を使っ
て最適推定位置を単に置き換えることにする。
また、CEPσMAが、GPSシステムで得られたCEPσGAと重
ならず、σMBのみがσGBと重なる場合は（第９図参
照）、上記，式のみを使って車両位置PBを求めれば
よい。
ならず、σMBのみがσGBと重なる場合は（第９図参
照）、上記，式のみを使って車両位置PBを求めれば
よい。
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、例えば、位置検出装置の構成としては、第10図に示
すように、ナビゲーション・コントローラ（９）にGPS
受信機（７）が接続された構成であってもよく、このと
きにはGPS受信機（７）からの位置信号はナビゲーショ
ン・コントローラ（９）を経由して、処理装置（８）に
与えられる。また、車両の推定位置を得るのに、GPSシ
ステム以外にRDSS（静止衛星）システムにより推定位置
を得てもよく、地上に配置した多数の無線サインポスト
から情報を得るようにしてもよい。その他の本発明の要
旨を変更しない範囲内において、種々の設計変更を施す
ことが可能である。
く、例えば、位置検出装置の構成としては、第10図に示
すように、ナビゲーション・コントローラ（９）にGPS
受信機（７）が接続された構成であってもよく、このと
きにはGPS受信機（７）からの位置信号はナビゲーショ
ン・コントローラ（９）を経由して、処理装置（８）に
与えられる。また、車両の推定位置を得るのに、GPSシ
ステム以外にRDSS（静止衛星）システムにより推定位置
を得てもよく、地上に配置した多数の無線サインポスト
から情報を得るようにしてもよい。その他の本発明の要
旨を変更しない範囲内において、種々の設計変更を施す
ことが可能である。
〈発明の効果〉 以上のようにこの発明によれば、道路マッチング航法を
行っている途中で、車両の各道路における類似度、CEP
を評価し、無線航法システムの利用の可否を判断するこ
とができる。そして無線航法システムを利用する必要が
ある時は、無線航法システムから得られる車両の推定位
置PGを用いて推定位置や車両位置を修正し、より確度の
高い車両位置を決定することができる。
行っている途中で、車両の各道路における類似度、CEP
を評価し、無線航法システムの利用の可否を判断するこ
とができる。そして無線航法システムを利用する必要が
ある時は、無線航法システムから得られる車両の推定位
置PGを用いて推定位置や車両位置を修正し、より確度の
高い車両位置を決定することができる。
したがって、道路マッチング処理で求める車両位置の位
置検出精度の低下を防止し、長時間にわたり安定した道
路マッチング航法を続けることができる。また、道路地
図が多少不正確であっても検出精度を確保することがで
きる。
置検出精度の低下を防止し、長時間にわたり安定した道
路マッチング航法を続けることができる。また、道路地
図が多少不正確であっても検出精度を確保することがで
きる。
第１図は位置検出装置の一実施例の全体構成を示すブロ
ック図、 第２図は位置検出装置の位置検出処理の流れを示すブロ
ック図、 第３図は検出位置の修正処理の流れを示すフローチャー
ト、 第４図は道路マッチングの成功率を示すグラフ、 第５図はA,B2本の道路上における、道路マッチング処理
による車両の存在範囲を示す図、 第６図はA,B2本の道路上における、衛星航法システムに
よる車両の存在範囲を示す図、 第７図〜第９図は、道路マッチング処理による車両の存
在範囲と衛星航法システムによる車両の存在範囲とを重
ねた状態を示す図、 第10図は位置検出装置の他の構成例を示すブロック図で
ある。 （３）……方位センサ、（４）……距離センサ、（５）
……道路地図メモリ、（７）……GPS受信機、（21）…
…管理判断手段
ック図、 第２図は位置検出装置の位置検出処理の流れを示すブロ
ック図、 第３図は検出位置の修正処理の流れを示すフローチャー
ト、 第４図は道路マッチングの成功率を示すグラフ、 第５図はA,B2本の道路上における、道路マッチング処理
による車両の存在範囲を示す図、 第６図はA,B2本の道路上における、衛星航法システムに
よる車両の存在範囲を示す図、 第７図〜第９図は、道路マッチング処理による車両の存
在範囲と衛星航法システムによる車両の存在範囲とを重
ねた状態を示す図、 第10図は位置検出装置の他の構成例を示すブロック図で
ある。 （３）……方位センサ、（４）……距離センサ、（５）
……道路地図メモリ、（７）……GPS受信機、（21）…
…管理判断手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三藤 邦彦 大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−247612（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−47577（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−56910（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−140015（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−33316（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】車両に搭載した方位センサと距離センサと
を用いて車両位置を推定し、当該車両推定位置と、道路
地図メモリから得られる道路ネットワークデータとの類
似度を比較し、その比較結果に基づき、車両の存在確率
を加味した道路上の車両位置を検出する道路マッチング
型位置検出装置において、 無線航法システムから車両の推定位置を取得する位置取
得手段と、 道路マッチングで得られる、各道路に対する類似度、お
よび車両が一定の確率以上で存在する車両存在確率領域
を評価し、その評価結果に応じて、上記位置取得手段に
より取得した推定位置を用いて車両位置を修正する修正
演算手段とを備えることを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項２】修正演算手段は、上記類似度を計算しても
最適な車両位置が得られなかった場合に、上記無線航法
システムから得られる推定位置を用いて現在の車両位置
を修正する請求項１記載の位置検出装置。 - 【請求項３】修正演算手段は、上記類似度を計算して最
適な車両位置が得られた場合でも、当該最適な車両位置
と無線航法システムから得られる推定位置との距離差Δ
ｄが基準値ｄよりも大きければ、無線航法システムから
得られる車両の推定位置を用いて現在の車両位置を修正
する請求項１記載の位置検出装置。 - 【請求項４】上記基準値ｄは、無線航法システムから情
報を得る時点において、無線航法システムから取得する
データから得られる車両存在確率領域の広さに応じて決
定される請求項３記載の位置検出装置。 - 【請求項５】修正演算手段は、上記類似度を計算して最
適な車両位置が得られた場合、道路マッチング手法によ
り各道路における車両存在確率領域σＭを求めるととも
に、無線航法システムから得られる車両存在確率領域σ
Ｇを求め、両車両存在確率領域σＭ，σＧの共通部分が
存在する時に、車両の車両位置を、当該共通部分の中に
修正するものである請求項１記載の位置検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1096741A JPH0792388B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 位置検出装置 |
| EP90303988A EP0393935B1 (en) | 1989-04-17 | 1990-04-12 | Vehicle location detecting system |
| DE69017494T DE69017494T2 (de) | 1989-04-17 | 1990-04-12 | System zur Bestimmmung des Ortes eines Fahrzeugs. |
| US07/508,666 US5119301A (en) | 1989-04-17 | 1990-04-13 | Vehicle location detecting system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1096741A JPH0792388B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02275310A JPH02275310A (ja) | 1990-11-09 |
| JPH0792388B2 true JPH0792388B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=14173122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1096741A Expired - Lifetime JPH0792388B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 位置検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5119301A (ja) |
| EP (1) | EP0393935B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0792388B2 (ja) |
| DE (1) | DE69017494T2 (ja) |
Cited By (1)
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