JP2000146608A - 高速道路判定装置及びナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車専用道路と一般道路とが近接して並行
している場合にも、精度良くナビゲーションできる。 【解決手段】 マップマッチングに必要な道路データ
と、高速道路や有料道路のような自動車専用道路をラン
プごとにランプ形状に基づいて設定した情報を記憶して
いる地図データベース記憶手段102と、ランプごとに設
定した情報に対応するランプ判定手段104と備え、ラン
プごとに設定した情報に基づいて対応するランプ判定手
段を起動し、自車両の現在走行中の道路を判定する。こ
れにより、ランプの種類ごとに設定した情報に基づいて
自動車専用道路の入口ランプの通過あるいは出口ランプ
の通過を判定して、高速道路走行中か否かの判定を精度
良く行う。この判定結果を使用して、現在位置をナビゲ
ーション地図上の該当する位置に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、走行中の道路が
高速道路や有料道路ような自動車専用道路かそれとも一
般道路を走行しているかを確実に判定する高速道路判定
装置、及びその判定結果を利用して正確なナビゲーショ
ンを行うナビゲーシ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の高速道路判定装置としては、特開
平５−１７３４８１号公報に記載されたものが知られて
おり、この従来の装置では、現在位置が自動車専用道路
の入口付近に相当し、かつ走行方向が自動車専用道路の
流入方向に一致するときに、自車が自動車専用道路を走
行している可能性ありと判断し、その後、料金所相当位
置での不停車、走行方向の急変、イグニッションキーの
オフのいずれかの条件が成立した時に、自車は自動車専
用道路以外の道路を走行してる可能性があると判断する
ようにしている。

【０００３】また、ＥＴＣシステム（料金自動収受シス
テム）を利用している料金所において、料金所からの信
号により自動車専用道路をマップマッチングの対象とす
るかどうか判断する装置も知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な従来の高速道路判定装置にあっては、前者にあって
は、自動車専用道路の離脱について明記されておらず、
一度高速道路を走行してる可能性があると判定される
と、料金所相当位置の不停車、走行方向の急変、イグニ
ッションキーのオフのいずれかが起こるまで自動車専用
道路を走行してる可能性があると判定することになって
いるため、実際に自動車専用道路を走行していて進行方
向をあまり変えずにその専用道路から流出し、そのまま
自動車専用道路と並走する一般道路を走行するようにな
った場合、いつまでも自動車専用道路にマッチングして
しまう問題点があった。

【０００５】また後者においては、自動車専用道路の出
入口に必ず料金所があるとは限らず、例えば、都市高速
道路の場合には、出入口のどちらか一方にしか料金所が
ないという場合が多いので、このような場合は自動車専
用道路にいると認識することができない問題点があっ
た。

【０００６】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みてなされたものであって、ナビゲーション装置等に用
いられる地図データベースの各ランプごとに、そのラン
プ形状に基づいた情報を付加しておき、現在位置がラン
プ上にある可能性がある場合はそのランプが持つ情報に
基づいて、ランプ通過を判定し、入口ランプを通過した
と判定したときには、出口ランプを通過したと判定する
までは自動車専用道路のみをマップマッチングの対象と
し、逆にそれ以外の場合には、自動車専用道路をマップ
マッチングの対象から外すことにより正確な走行位置を
判定することができる高速道路判定装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】また、この発明は、正確な判定ができる高
速道路判定装置によって判定した結果を用いて、正確な
ナビゲーションが行えるナビゲーション装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の高速道
路判定装置は、マップマッチングに必要な道路データ
と、高速道路や有料道路のような自動車専用道路をラン
プごとにランプ形状に基づいて設定した情報を記憶して
いる地図データベース記憶手段と、前記ランプごとに設
定した情報に対応するランプ判定手段と備え、前記ラン
プごとに設定した情報に基づいて対応するランプ判定手
段を起動し、自車両の現在走行中の道路を判定するもの
であり、ランプ判定手段によってランプごとに設定した
情報に基づいて自動車専用道路の入口ランプの通過ある
いは出口ランプの通過を判定することにより、高速道路
走行中か否かの判定を精度良く行う。

【０００９】請求項２の発明のナビゲーション装置は、
前記高速道路判定装置を使用して自動車専用道路走行又
は一般道路走行を判定し、その判定結果に基づき、現在
位置をナビゲーション地図上の該当する位置に表示する
ものであり、自動車専用道路と一般道路とが並行してい
る場合でも、走行中の道路を精度良く識別してナビゲー
ション地図上に表示して適切にナビゲーションする。

【００１０】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の高速道
路判定装置によれば、マップマッチングに必要な道路デ
ータと自動車専用道路をランプごとにランプ形状に基づ
いて設定した情報を記憶している地図データベース記憶
手段と、ランプごとに設定した情報に対応するランプ判
定手段と備え、ランプごとに設定した情報に基づいて対
応するランプ判定手段を起動し、ランプ判定手段によっ
てランプごとに設定した情報に基づいて自動車専用道路
の入口ランプの通過あるいは出口ランプの通過を判定す
るので、高速道路走行中か否かの判定を精度良く行うこ
とができる。

【００１１】請求項２の発明のナビゲーション装置によ
れば、請求項１の発明の高速道路判定装置を使用して自
動車専用道路走行又は一般道路走行を判定し、その判定
結果に基づき、現在位置をナビゲーション地図上の該当
する位置に表示するので、自動車専用道路と一般道路と
が並行している場合でも、走行中の道路を精度良く識別
してナビゲーション地図上に表示して適切にナビゲーシ
ョンすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づい詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態のナ
ビゲーション装置の構成を示していて、このナビゲーシ
ョン装置は、位置座標、方向、距離、勾配、曲率等の情
報を出力するセンサデータ出力部１０１と、ナビゲーシ
ョンの地図表示及びマップマッチングに必要な地図デー
タと各ランプにランプ形状を示す情報、及び各ランプの
曲率、勾配等の情報を記憶している地図データベース記
憶部１０２と、イグニッションキーオフ時の位置座標と
自動車専用道路上にいるかどうかのフラグを記憶してい
る履歴記憶部１０３と、現在位置を決定するのに必要な
演算を行う演算処理部１０４と、地図表示をするのに必
要な処理を行う表示処理部１０５と、イグニッションキ
ーのオン／オフを判別するキー判別部１０６を備えてい
る。

【００１３】さらに、演算処理部１０４を機能別に分解
すると、センサデータ出力部１０１が出力するセンサデ
ータとイグニッションキーオン時は履歴記憶部１０３が
記憶している位置座標、それ以外は後述するマップマッ
チング処理部１０４−４が前回に決定したマップマッチ
ングの位置座標に基づき現在位置を推定する現在位置推
定部１０４−１と、現在位置推定部１０４−１が推定し
た位置座標に基づき、表示及びマップマッチングの対象
となる領域を決定し、地図データベース記憶部１０２か
ら必要な地図データを読み込む表示領域決定部１０４−
２と、イグニッションキーオン時は履歴記憶部１０３が
記憶している自動車専用道路にいるかどうかのフラグ、
それ以外は後述するランプ判定部１０４−５が出力する
自動車専用道路にいるかどうかのフラグ及びランプ付近
にいるかどうかのフラグをもとにマップマッチングの対
象となる道路種別を指定し、表示領域決定部１０４−２
が読み込んだ地図データより指定した道路種別の道路リ
ンクから成る道路網を生成する道路網生成部１０４−３
と、道路網生成部１０４−３が生成した道路網と現在位
置推定部１０４−１が推定した現在位置座標とセンサデ
ータ出力部１０１が出力したセンサデータとに基づいて
マップマッチング処理を行い、現在位置候補点を決定す
るマップマッチング処理部１０４−４と、マップマッチ
ング処理部１０４−４が決定した現在位置候補点がラン
プ付近であるかどうか判定し、ランプ付近であればラン
プを通過したかどうかを判定するランプ通過判定部１０
４−５とから構成されている。

【００１４】次に、上記実施の形態のナビゲーション装
置の動作について説明する。

【００１５】まず、地図データベース記憶部１０２の各
ランプに追加された情報について詳細に説明する。図５
は、一般によくみられる高速道路（自動車専用道路）の
入口ランプの形状の例を示したものである。

【００１６】（Ａ）のループ型ランプとは、曲率半径が
小さい（小Ｒ）があり、一般に距離の長いランプであ
る。 （Ｂ）の立体合流型ランプとは、勾配を伴い、一般に距
離が短い、都市高速道路等でみられるランプである。 （Ｃ）の平面合流型ランプとは、勾配を伴わない、一般
に距離が短い、都市高速道路等で見られるクランプであ
る。 （Ｄ）の左右折型ランプとは、一般道路から高速道路に
移る際に、右左折が発生するランプである。 （Ｅ）の直進型ランプとは、一般道路を直進していると
そのまま高速道路に移るランプである。

【００１７】なお、出口ランプについても同様の分類が
できる。そこで、地図データベース記憶部１０２は、各
ランプに追加された情報として、上の（Ａ）〜（Ｅ）の
ようなランプ形状の情報と、そのランプの特徴となる情
報、例えば（Ａ）の場合は曲率、（Ｂ）の場合は勾配情
報を持つ。また、（Ｃ）の平面合流型ランプは、地図デ
ータベースのランプは実際のランプより長くとり、高速
道路と一般道路の差異が出る区間又は地点を含むことに
する。

【００１８】ここで、差異が出る区間とは、例えば、一
般道路若しくは高速道路のどちらか片方のみにトンネル
があり、ＧＰＳセンサが受信できない区間、若しくは図
８に示すように高速道路内に高速道路でしかビーコンを
受信できない区間等が挙げられる。また、差異が出る地
点とは、例えば、河川等があり、高速道路走行中は橋が
かかっていて直進できるが、並走する一般道路では直進
できない、あるいは図９に示すように一般道路と高速道
路は並走しているが、次第に緩やかに離れて行く場合、
一般道路と高速道路の距離差がある程度出る地点等が挙
げられる。

【００１９】よって、（Ｃ）のランプの場合は、入口ラ
ンプであれば、実際のランプとそのランプに接続する高
速道路本線の一部、逆に出口ランプであれば、実際のラ
ンプとそのランプに接続する一般道路の一部をデータベ
ースでのランプの情報とするのである。

【００２０】そしてランプを通過したどうかの判定は、
（Ａ）のランプの場合には曲率をみて、（Ｂ）のランプ
の場合は勾配センサから得られる勾配をみて、（Ｃ）の
ランプの場合は差異のある区間及び地点において特定の
情報が得られるかどうかをみて、（Ｄ）のランプの場合
は右左折のジャイロの回転をみて、（Ｅ）のランプの場
合はＧＰＳセンサと自立航法のハイブリッドマッチング
により行う。

【００２１】以下、図２〜図４に示したフローチャート
に基づき、本装置による道路判定の処理動作を説明す
る。ステップ２０１においては、ランプフラグの値をゼ
ロにセットする。ランプフラグは、現在位置がランプ付
近にあるときには１、ランプ付近にない時には０にセッ
トされる。

【００２２】ステップ２０２においては、履歴記憶部１
０３に記憶されているイグニッションキーオフ時の位置
座標と高速道路フラグの値を演算処理部１０４が読み出
し、前回のマップマッチング時の位置座標、高速道路フ
ラグの値をセットする。高速道路フラグの値は、自動車
専用道路にいる場合は１、それ以外の一般国道、都道府
県道、市町村道の一般道路にいる場合は０になる。

【００２３】ステップ２０３においては、ＧＰＳセン
サ、ビーコン受信機、ジャイロ、車速パルス、ステアリ
ング切れ角センサ、横加速度センサなどの信号をもと
に、位置座標、方向、距離、勾配データを出力するセン
サデータ出力部１０１から現在位置推定部１０４−１が
センサデータを入手する。ステップ２０２の後に、ステ
ップ２０３を行う場合で、センサデータ出力部１０１か
ら得た位置座標と前回のマップマッチング時の位置座標
が同一地点とみなせない場合には、高速道路フラグの値
を０にセットし、前回のマップマッチングの位置座標を
クリアする。

【００２４】ステップ２０４においては、現在位置推定
部１０４−１がセンサデータと前回のマップマッチング
の位置座標に基づき、自車の現在位置を算出する。この
算出された現在位置を推定現在位置と呼ぶことにする。

【００２５】ステップ２０５においては、現在位置推定
部１０４−１が出力した位置座標に基づき、表示領域決
定部１０４−２が画面内に表示する対象領域を決定し、
対象領域を十分カバーする範囲の地図データを地図デー
タベース記憶部１０２より読み込む。なお、表示に必要
となる領域はマップマッチングに必要となる領域よりも
大きいものとする。

【００２６】ステップ２０６からステップ２１０まで
は、道路網生成処理部１０４−３が行う処理を示してい
る。ステップ２０６においては、ランプフラグが１かど
うか判定し、ランプフラグが１であれば、ステップ２０
７において前回のマップマッチング時に現在位置候補点
が乗っていたランプとそのランプに接続する高速道路と
読み込んだ領域のすべての一般道路とから成る道路網を
生成する。

【００２７】ステップ２０６において、ランプフラグが
０であった場合は、ステップ２０８で高速道路フラグが
０かどうか判定し、高速道路フラグが０であれば、マッ
プマッチングした位置は一般道路上であったことから、
ステップ２０９において、読み込んだ領域のすべての一
般道路とすべての入口ランプから成る道路網を生成す
る。

【００２８】ステップ２０８で高速道路フラグが１であ
った場合は、前回のマップマッチング時に高速道路にい
たことから、ステップ２１０において、進行中の高速道
路とその高速道路に接続する出口ランプから成る道路網
を生成する。

【００２９】ステップ２１１においては、現在位置推定
部１０４−１が算出した推定現在位置と道路網生成部１
０４−３が生成した道路網に基づいてマップマッチング
処理部１０４−４がマップマッチング処理を行い、現在
位置候補を決定する。

【００３０】ステップ２１２においては、ランプ判定部
１０４−５がマップマッチング処理部１０４−４におい
て決定した現在位置がランプ付近であるかどうか判定す
る。ここでランプ付近であれば、ステップ２１３でラン
プフラグを１、ランプ付近でなければステップ２１４で
ランプフラグを０にセットする。

【００３１】ステップ２１５においては、ランプ判定部
１０４−５がランプ形状に基づき、各ランプ形状に応じ
て異なる判定ロジックを起動して、ランプを通過したか
どうかの判定を行う。

【００３２】次に、このランプを通過したかどうかの判
定方法を説明する。ランプを通過したかどうかの判定
は、地図データベース記憶部１０２に記憶しているラン
プの曲率、勾配、位置座標等の情報と、センサデータ出
力部１０１が出力した曲率、勾配などの情報と現在位置
推定部１０４−１が出力した推定現在位置の比較に基づ
いて行う。ただし、比較する情報は、ランプ形状により
異なる。

【００３３】なお、以下の説明では、地図データベース
記憶部１０２が記憶しているランプの曲率、勾配、位置
座標等の情報を道路データと呼び、センサデータ出力部
１０１が出力した曲率、勾配等の情報と、現在位置推定
部１０４−１が出力した推定現在位置とを総称してセン
サデータと呼ぶことにする。

【００３４】また、以下に述べるペナルティー計算と
は、ランプのある一定区間で道路データの値とセンサデ
ータの値を比較して、そのばらつきを数値化するもので
ある。この数値をペナルティー値と称することにする
が、ばらつきが大きくなるときにペナルティー値は大き
くなり、ペナルティー値が一定値を超えたときにはラン
プを通過しなかったものと判定する。

【００３５】図５に示した各ランプ形状（Ａ）〜（Ｅ）
において、地図データベース記憶部１０２から得た情報
と、センサデータ出力部１０１から得た情報を次のよう
に比較する。つまり、上述したランプの判定原理を利用
し、次のようにしてペナルティー値を計算するのであ
る。

【００３６】（Ａ）のランプにおいては、図６に示すよ
うに、センサデータの曲率と道路データの曲率を比較し
て、ランプ始点からランプ終点までのペナルティー値を
計算する。

【００３７】（Ｂ）のランプにおいては、図７に示すよ
うにセンサデータの勾配と道路データの勾配とを比較し
て、ランプ始点からランプ終点までのペナルティー値を
計算する。

【００３８】（Ｃ）のランプにおいては、ランプ始点か
らランプ終点までの地図データの位置座標とセンサデー
タの位置座標の軌跡でペナルティー値を計算する。そし
て、一般道路と高速道路との差異のある区間を持つ場合
は、その区間でのペナルティー計算、差異のある地点を
持つ場合はその地点でのセンサデータから地図データと
同じ情報が取れたかどうかをみる。

【００３９】（Ｄ）のランプにおいては、入口ランプで
は、ランプ始点で右左折が生じたこと、出口ランプでは
ランプ終点で右左折が生じたこと、そして地図データの
位置座標とセンサデータの位置座標の軌跡でペナルティ
ー値を計算する。

【００４０】（Ｅ）のランプにおいては、地図データの
位置座標とセンサデータの位置座標の軌跡でペナルティ
ー値を計算する。

【００４１】再び、図２〜図４のフローチャートに戻
り、ステップ２１６において、ランプ判定条件を満たし
た場合は、ステップ２１７においてランプフラグの値を
０にセットする。

【００４２】ここで、ランプ判定条件を満たしたことか
ら、次のステップ２１８において、高速道路フラグが０
の場合は高速道路に流入したと考えて、ステップ２１９
でマップ高速道路フラグを１にセットする。逆に、ステ
ップ２１８で高速道路フラグの値が１の場合は、高速道
路を離脱したので、ステップ２２０で高速道路フラグの
値を０にセットする。

【００４３】ステップ２２１においては、マップマッチ
ング処理部１０４−４が決定した現在位置候補のうち最
も確からしい地点を現在位置として、この現在位置と表
示領域決定部１０４−２が読み込んだ地図データをもと
にして、表示処理部１０５が通常のナビゲーション装置
と同様に位置座標表示を行う。

【００４４】ステップ２２２においては、キー判別部１
０６がイグニッションキーがオフかどうか判定し、イグ
ニッションキーがオフであれば、ステップ２２３におい
て、マップマッチング処理部１０４−４が現在位置の位
置座標及び高速道路フラグの値を履歴記憶部１０３に出
力して、マップマッチング処理を終了し、そうでなけれ
ば、ステップ２０３に戻って上記の一連の処理を繰り返
す。

【００４５】このようにして、この実施の形態の高速道
路判定装置及びナビゲーション装置では、マップマッチ
ングに必要な道路データと、高速道路や有料道路のよう
な自動車専用道路のランプごとに、ランプ形状に基づい
て設定した情報を記憶しておく地図データベースに対し
て、ランプごとに設定した情報に対応するランプ判定論
理を適用して、自車が現在、自動車専用道路を走行して
いるのか、あるいは一般道路を走行しているのかを判定
し、一般道路走行中に入口ランプを通過したと判定した
場合には出口ランプの通過を判定するまでは自動車専用
道路のみをマップマッチングの対象にすることで、従来
のマップマッチングのように自動車専用道路を走行中に
急に一般道路に飛び、また一般道路をマップマッチング
していて急に自動車専用道路に飛ぶといった事態が起こ
るのを避けることができ、したがってナビゲーション装
置で自車の現在位置を道路地図画面上に表示している場
合に、実際の走行と精度良く一致した表示が行えること
になる。

【００４６】また、料金所が自動車専用道路の出入口に
ない場合でも、ランプからの侵入、離脱を判断すること
によって自動車専用道路を走行中であるか否かを確実に
判定することができ、この点でも自車位置の表示が精度
良く行えることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施の形態の機能構成を示すブ
ロック図。

【図２】上記の実施の形態による動作のフローチャート
の第一部分。

【図３】上記の実施の形態による動作のフローチャート
の第二部分。

【図４】上記の実施の形態による動作のフローチャート
の第三部分。

【図５】上記の実施の形態に利用する自動車専用道路の
ランプの種類を示す説明図。

【図６】上記の実施の形態によるランプ形状の判定処理
を示す説明図。

【図７】上記の実施の形態による別のランプ形状の判定
処理を示す説明図。

【図８】上記の実施の形態によるさらに別のランプ形状
の判定処理を示す説明図。

【図９】上記の実施の形態によるさらに別のランプ形状
の判定処理を示す説明図。

【符号の説明】

１０１ センサデータ出力部 １０２ 地図データベース記憶部 １０３ 履歴記憶部 １０４ 演算処理部 １０４−１ 現在位置推定部 １０４−２ 表示領域決定部 １０４−３ 道路網生成部 １０４−４ マップマッチング処理部 １０４−５ ランプ判定部 １０５ 表示処理部 １０６ キー判別部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マップマッチングに必要な道路データ
   と、 高速道路や有料道路のような自動車専用道路をランプご
   とにランプ形状に基づいて設定した情報を記憶している
   地図データベース記憶手段と、 前記ランプごとに設定した情報に対応するランプ判定手
   段と備え、 前記ランプごとに設定した情報に基づいて対応するラン
   プ判定手段を起動し、自車両の現在走行中の道路を判定
   することを特徴とする高速道路判定装置。
2. 【請求項２】 前記高速道路判定装置を使用して自動車
   専用道路走行、一般道路走行を判定し、その判定結果に
   基づき、現在位置をナビゲーション地図上の該当する位
   置に表示することを特徴とするナビゲーション装置。