JP3559142B2 - ロケータ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両が走行している道路上での現在位置の同定方法に係わるもので、特に、道路の幅員方向の位置の同定、及び車両が走行している車線の推定を行うロケータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のロケータ装置について説明する。図１６は、例えば特開平８−１５９７８８号公報に示されたロケータ装置の構成を示すブロック図であり、図において、１は道路網記憶手段であり、道路の交差点あるいは折曲点等の位置を示すノード、ノード間を直線で接続するリンク、道路周辺の建物等に関するデータ等（これらをまとめて道路データという）を記憶している。２はＧＰＳ受信機であり、衛星からの電波により位置を計測して車両の位置データを出力する。３は方位計測手段であり、例えばジャイロで検知した車両の角速度を用いて車両の方位データを計測する。４は距離計測手段であり、例えば車両の走行距離に応じて出力される距離センサのパルス信号を用いて車両の距離データを計測する。５は現在位置計測手段であり、方位計測手段３の方位データと距離計測手段４の距離データに基づいて車両の現在位置を経度、緯度で表すように計測する。そして、ＧＰＳ受信機２による位置データを用いて必要に応じて車両の現在位置を修正する。１１は１５０ｍ判定手段であり、距離計測手段４の距離データを１５０ｍ走行毎に繰り返し積算し直し、１５０ｍを走行する毎に信号を出力する。１２は３０ｍ判定手段であり、距離計測手段４の距離データを３０ｍ走行毎に繰り返し積算し直し、３０ｍを走行する毎に信号を出力する。６は走行軌跡記憶手段であり、方位計測手段３の方位データ及び現在位置計測手段５の現在位置に基づいて車両の走行軌跡を記憶する。即ち、車両が１５ｍ走行する毎に、大きさが１５で方位が方位計測手段３の方位データである走行ベクトルを生成し順次記憶していく。
【０００３】
７は車両の位置候補設定手段であり、方位計測手段３の方位データ、距離計測手段４の距離データ及び道路網記憶手段１の道路データに基づいて、車両が交差点を通過する毎に、交差点から道路の延出方向の全てに対して車両が１５ｍ走行する毎に道路データの各道路上における車両の位置候補を設定する。８は走行道路形状生成手段であり、位置候補設定手段７の各位置候補が対応する道路上を走行したと仮定した場合の各道路形状ベクトルを生成し順次記憶していく。９１はパターンマッチング手段であり、１５０ｍ判定手段１１から信号が出力される度に、走行軌跡記憶手段６の走行軌跡及び走行道路形状生成手段８の各道路形状ベクトルを照合して走行軌跡と最も相関が高い道路形状ベクトルを選出し、合わせて道路形状ベクトルに対応する道路上の位置候補の地点へ車両の現在位置を修正する。９２は投影マッチング手段であり、３０ｍ判定手段１２から信号が出力される毎に、現在位置計測手段５の現在位置及び位置候補設定手段７の各位置候補とを順次比較して、車両の現在位置と距離的に最も近く、且つ、進行方向が近い位置候補を選出する。そして、選出した位置候補の地点に車両の現在位置を修正すると共に、走行軌跡記憶手段８の走行軌跡も修正する。１０１は表示制御手段であり、現在位置計測手段５の車両の現在位置に基づいて、道路網記憶手段１から車両の現在位置周辺地図を読み出して、車両の現在位置を示す車両マークと共に表示手段１０２で表示する。
【０００４】
次に、従来のロケータ装置における道路上の車両の現在位置の同定方法について説明する。例えば、図１７はパターンマッチング手段９１の動作例を示したものである。パターンマッチング手段９１は１５０ｍ判定手段１１から信号が出力される度に、走行軌跡記憶手段６の走行軌跡及び走行道路形状生成手段８の各道路形状ベクトルをそれぞれ２ｋｍ読み出す。そして、道路形状ベクトル毎に走行軌跡との相関を演算して、最も相関が高い道路形状ベクトルを選出する。併せて、選出した道路のルートが正しいと判断して、道路形状ベクトルに対応する道路上の位置候補の地点へ現在位置を修正すると共に、走行軌跡記憶手段６の走行軌跡も修正する。逆に、道路形状ベクトルと走行軌跡の間に全く相関性がない場合は、道路形状ベクトル及び対応する道路上の位置候補を抹消する。図１７において、点線で示されている経路は、出発地Ｐｓ点から１５０ｍ走行した時点における走行軌跡であり、実線で描かれた道路上の各三角形は各位置候補である。そして、走行軌跡と最も相関が高い道路形状ベクトルに対応する道路上の位置候補Ｐ０−１の位置へ現在位置Ｐ０を修正する例を示している。
【０００５】
また図１８は投影マッチング手段９２の動作例を示したものである。図において、Ｐｓは出発地点であり、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐ５は現在位置計測手段５により順次計測した現在位置である。Ｐ０−１は車両の走行開始後に１５ｍを走行した時点で、出発時の進行方向Ｙ及び道路データに基づいて、現在位置Ｐ０の近傍の道路に設定された位置候補である。また、Ｐ１−１、Ｐ１−２、Ｐ１−３は出発後３０ｍを走行した時に設定された位置候補であり、現在位置Ｐ１と距離的に最も近く、且つ、進行方向が近い位置候補としてＰ１−３を選出したことを示す。そして、選出した位置候補Ｐ１−３に現在位置Ｐ１を修正すると共に、走行軌跡記憶手段６の走行軌跡も修正したことを示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、特開平８−１５９７８８号公報に示されたロケータ装置は以上のように構成されているので、パターンマッチング手段と投影マッチング手段のいずれのマップマッチング方法においても、複数の道路上に設定した位置候補の中から車両の走行軌跡と最も相関が高い位置候補を選出すると、その位置候補が示す地点を車両の現在位置として、それまでに同定していた車両の現在位置を修正していた。しかるに、道路中央を示すようにデータ化されたリンク上に位置候補を設定していたので、車両の現在位置も道路中央で位置同定することになり、現実の車両の現在位置を正確に表すことは不可能であった。
【０００７】
このことは、道路の幅員方向での車両の位置計測と、車両が走行している車線の判断が不可能であるだけでなく、大都市の幹線道路など幅員の大きな道路から右、左折すると、最大でほぼ幅員に近い位置の誤差を生じるという大きな問題を生じる原因にもなっていた。また、特定の車線に関する情報を運転者へ報知することも実現不可能であった。
【０００８】
そこで、本発明は、従来のマップマッチング方法において、大都市の幹線道路など幅員の大きな道路から右左折すると、右左折後には最大でほぼ幅員に近い位置の誤差を生じるという問題を解消する為になされたもので、道路の幅員方向の位置を計測できるロケータ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的は、従来のマップマッチング方法において、車両が走行している車線を判断できないという問題を解消する為になされたもので、車両が走行している車線を推定できるロケータ装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、従来のマップマッチング方法及び表示方法では、車両の現在位置が道路中央でしか表示されないという問題を解消する為になされたもので、車両が走行している車線上に現在位置を表示できるロケータ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るロケータ装置は、車両の現在位置を計測する現在位置計測手段と、前記現在位置計測手段により計測した位置の履歴を車両の走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、車両が走行する所定範囲の、幅員や車線数を含む車線に関する道路データを記憶する道路網記憶手段と、前記走行軌跡記憶手段の走行軌跡と前記道路網記憶手段の道路データを用いて車両の通過コースを特定するとともに、通過コースに車両の現在位置を同定し、さらに、通過コースの道路データの幅員を用いてテンプレートを生成して、テンプレート内に車両の走行軌跡が収まるように車両の走行軌跡あるいは進行方位を修正し、道路データの幅員を考慮して車両の現在位置を同定する位置同定手段と、前記道路網記憶手段の道路データと前記位置同定手段の車両の現在位置を表示する表示手段とを有するロケータ装置とを備えるものである。
このような構成により、前記位置同定手段は、走行道路の幅員で示された幅の道路面内に車両の走行軌跡が収まるように走行軌跡あるいは進行方位を修正して、道路面上に車両の現在位置を同定する。
【００１２】
請求項２の発明に係るロケータ装置は、前記位置同定手段が、通過コースの道路データに対して、道路データの幅員や車線数を含む車線に関するデータから道路データの車線を計算した上で、道路データの路面上に同定した車両の走行軌跡あるいは現在位置と重なる車線を車両が走行している車線と推定するように構成される。
このような構成により、前記位置同定手段は、車両が走行している道路の幅員を車線数で等分割して各車線を計算して、車両の走行軌跡あるいは現在位置と重なる車線を車両が走行している車線とする。
【００１３】
請求項３の発明に係るロケータ装置は、前記表示手段が、道路データの車線数が認識可能なように表示するとともに、前記位置同定手段により推定した車両が走行している車線上に車両の現在位置を表示するように構成される。
このような構成により、前記表示手段は、位置同定手段によって計算された走行道路の車線と、車線上に同定された車両の現在位置を表示する。
【００１４】
請求項４の発明に係るロケータ装置は、前記道路網記憶手段が、道路データの車線毎に車線幅を予め記憶するように構成される。
【００１５】
請求項４の発明に係るロケータ装置は、前記道路網記憶手段が、道路データの車線毎に規制方向を記憶したり、あるいは上り下りの通行方向毎に規制方向を記憶しており、前記道路網記憶手段に記憶された、道路データの車線毎の規制方向や上り下りの通行方向毎の規制方向に基づいて、車線の規制方向を判断するように構成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００１７】
実施の形態１．
先ず、本発明の実施の形態１によるロケータ装置について説明する。図１はこのロケータ装置の構成を示すブロック図である。図１において、１は道路網記憶手段であり、道路の交差点あるいは折曲点等の位置を示すノード、ノード間を直線で接続するリンク、道路幅員や一方通行等に関するデータ等（これらをまとめて道路データという）を記憶している。２はＧＰＳ受信機であり、衛星からの電波を受信するＧＰＳアンテナが接続されており、衛星からの電波により位置を計測して車両の位置データを出力する。３は方位計測手段であり、例えば、ジャイロで検知した車両の角速度を用いて車両の進行方位などの方位データを計測する。４は距離計測手段であり、例えば、車両の走行距離に応じて出力される距離センサのパルス信号を用いて車両の走行距離などの距離データを計測する。５は現在位置計測手段であり、方位計測手段３の方位データと距離計測手段４の距離データ、及びＧＰＳ受信機２の位置データに基づいて車両の現在位置を経度、緯度で表すように計測する。そして、６は走行軌跡記憶手段であり、所定の距離以上あるいは所定の角度以上車両が進路変更する毎に、現在位置計測手段５で計測した車両の現在位置を記録する。
【００１８】
また、７は位置候補設定手段であり、走行軌跡記憶手段６で記憶した走行軌跡を道路網記憶手段１の道路データと照合して、車両が走行している可能性があると判断された複数組の道路データ群上に車両の位置候補を設定する。８は通過コース候補記憶手段であり、複数組の位置候補を設定した道路データ（始点ノード、終点ノード、幅員、車線数、上下分離、規制方向）の履歴を記録して、車両の複数組の位置候補に対応した通過コースの候補を記憶する。９は位置同定手段であり、通過コース候補記憶手段８により記憶した通過コースの複数組の候補の中から一つだけ車両の通過コースを選出するとともに、併せて通過コース上の車両の現在位置を同定する。１０は表示手段であり、道路網記憶手段１の道路データ上に、位置同定手段９で同定した車両の現在位置を重ね合わせて表示する。
【００１９】
次に、車両の走行軌跡から道路上に車両位置を同定するまでの動作に関して、位置候補設定手段７及び通過コース候補記憶手段８では２つの候補を扱うものとして、図２乃至図１３を用いて説明する。図２は出発地点（二重丸印）からの通過コース（太線）、及び計測した走行軌跡（点線）を示す図、図３は走行軌跡記憶手段６により走行軌跡を記憶する処理を示すフローチャート、図４は、車両が図中の位置Ｐｉにある時に、走行軌跡記憶手段６により記憶された車両の位置（図４の（ｂ）の丸印）と各位置を順に結んで得られる走行軌跡を示す図、図５は位置候補設定手段７により道路データと図４中の走行軌跡とを照合して設定した２つの位置候補ａ、ｂを示す図、図６は、通過コース候補記憶手段８により図５の位置候補ａが設定された道路データを順に記憶した状態と通過コースの候補（ａ）を示す図、図７は通過コース候補記憶手段８により図５の位置候補ｂが設定された道路データを順に記憶した状態と通過コースの候補ｂを示す図、図８は位置同定手段９によって通過コースの２つの候補ａ、ｂから通過コースを特定する方法を示す図、図９は位置同定手段９によって走行軌跡を修正する様子と、表示手段１０で表示される例を示す図である。
【００２０】
また、図１０は、車両が図中の位置Ｐｊにあるときに、走行軌跡記憶手段６により記憶された走行軌跡の要素点（車両の現在位置、過去位置）を順に結んだ走行軌跡を示す図、図１１は通過コースの道路データ上で車両の現在位置を表示する為の処置を示す図、図１２は通過コースに基づいて車両の走行軌跡と現在位置を修正した後の様子を示す図、図１３は、位置同定手段９によって通過コースの候補ｂが仮に通過コースとして特定された場合に、通過コースの候補ｂの道路データ上で車両の現在位置を表示する為の処置を示す図である。
【００２１】
図３において、走行軌跡記憶手段６は、現在位置計測手段５により計測された車両の位置データと方位データ、及び距離データを用いて、車両の現在位置を走行軌跡の過去位置として記憶後に所定距離Ｌｖ１以上移動したか否かをステップＳＴ１で判定する。そして、所定距離Ｌｖ１以上移動したと判定した場合には、次にステップＳＴ２へ進み、逆に所定距離Ｌｖ１以上移動していないと判定した場合には、次にステップＳＴ３へ進む。ステップＳＴ２では、走行軌跡を形成する要素点として、車両の現在位置を走行軌跡の過去位置として記憶し、次にステップＳＴ４へ進む。ステップＳＴ３では、走行軌跡の過去位置を記憶後に所定距離Ｌｖ２以上移動し、且つ所定角度αｖ１以上進路を変更したか否かを判定する。そして、走行軌跡の過去位置を記憶後に、所定距離Ｌｖ２以上移動し、且つ所定角度αｖ１以上進路を変更したと判定した場合には、ステップＳＴ２へ進み、逆に走行軌跡の過去位置を記憶後に所定距離Ｌｖ２以上移動していないか、あるいは所定角度αｖ１以上進路変更していないと判定した場合には、ステップＳＴ４へ進む。ステップＳＴ４では、走行軌跡を形成する為の要素点として、車両の現在位置を走行軌跡の現在位置として記憶し、次にステップＳＴ５へ進む。ステップＳＴ５では、走行軌跡記憶処理を終了する。
【００２２】
図４は走行軌跡記憶手段６の処理結果を示すものであり、図４の（ａ）において、ＰＲ０点は出発地点、出発地点から延びる矢印は車両の移動を示す。また、Ｎ１点とＮ２点は、車両が進路変更した交差点に位置する道路データのノードである。そして、図４の（ｂ）のＰｉ点に車両の現在位置がある場合は、走行軌跡記憶手段６は、図３で示した方法で、図４の（ｃ）のように、ＰＲ０点からＰＲ６点を走行軌跡の過去位置として記憶する。
【００２３】
図５において、位置候補設定手段７は、従来と同様に走行軌跡と相似性の高い道路データ上に位置候補を設定する。図４で示した走行軌跡の場合には、走行軌跡とほぼ重なる道路データがあるので、その道路データ上に位置候補ａを設定する。そして、近傍道路において走行軌跡と次に相似性の高い道路データ上に位置候補ｂを設定する。
【００２４】
図６と図７は通過コース候補記憶手段８の処理結果を示すものであり、図６において、通過コース候補記憶手段８は、図６の（ａ）の位置候補ａが設定されている道路データのリンクＬ１からＬ３に関する道路データ（始点ノード、終点ノード、幅員、車線数、上下分離、規制方向）を位置候補ａの移動に伴って図６の（ｂ）に示すように順次記憶していく。尚、図６中のＮ１からＮ３、及びＮ０はリンクＬ１からＬ３のノードである。また、図７において、通過コース候補記憶手段８は、図７の（ａ）の位置候補ｂが設定されている道路データのリンクＬ１０からＬ１３に関する道路データ（図６と同様）を位置候補ｂの移動に伴って図７の（ｂ）に示すように順次記憶していく。尚、図７中のＮ１０からＮ１３、及びＮ３はリンクＬ１０からＬ１３のノードである。
【００２５】
位置同定手段９は、図６と図７でそれぞれ示す通過コースの２つの候補ａ、ｂに対して、各リンクの幅員、車線数、上下分離、及び規制方向を用いて、図８に示すような通過コースの候補毎のテンプレートを生成し、通過コースの各候補のテンプレートと図４の（ｂ）で示した走行軌跡の相似性を判断する。通過コースの候補のテンプレートの内側に走行軌跡の要素点が全て収まれば相似性は最も高くなる。しかし、そうでなければ、通過コースの候補と走行軌跡の進路変更箇所、直進部分の長さ、進行方位等の相似性を比較する。通過コースの２つの候補ａ、ｂに対しては、図８で示すように、通過コースの候補と走行軌跡の進路変更箇所、直進部分の長さの点に関して、走行軌跡が通過コースの候補ｂよりは候補ａに近いので、通過コースの候補ａは相似性が高いと判断し車両の通過コースとして特定する。また、通過コースを特定すると、通過コース上に車両の現在位置を表示させるようにする為に、図９の（ａ）に示すように、車両の走行軌跡の要素点（ＰＲ５、ＰＲ６、Ｐｉ）が通過コースのテンプレートの内側に収まるように、要素点を平行移動あるいは回転移動させて走行軌跡と進行方位の修正量を演算する。そして、図９の（ｂ）に示すように、Ｐｉ点以降では、走行軌跡と進行方位の修正量に基づいて車両の現在位置が表示手段１０により道路データ上に表示される（図６の（ａ）の点線枠内）。
【００２６】
また、図１０の（ａ）で示すように、車両がＰｊ点まで走行した場合には、走行軌跡記憶手段６により、図１０の（ｂ）で示すように、走行軌跡の要素点（車両の現在位置、過去位置）が記憶される。この時には、図１１の（ａ）に示すように、通過コース上で３回ほど右、左折が行われて、且つ、その後も通過コース上（太線）で車両の現在位置を表示し続けることができているので、通過コースの信頼性が非常に高いと判断し、位置同定手段９によって、走行軌跡（点線）の要素点が通過コースのテンプレート内側に収まるように、走行軌跡と現在位置及び進行方位を修正する。そして、その後は、図１２に示すように、通過コース上に位置する走行軌跡の要素点を記憶するとともに、車両の現在位置を表示する。
【００２７】
図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）の車両の現在位置Ｐｊの周辺（点線の円内）を拡大したもので、車両の現在位置Ｐｊの後に繋がっている実線は、表示手段１０で表示された車両の位置の履歴を示す。従って、車両の現在位置ＰｊはリンクＬ５及びリンクＬ６の上に位置するように表示しない。尚、図中のＮ４とＮ５はリンクＬ５のノード、Ｎ５とＮ６はリンクＬ６のノードである。
【００２８】
これに対して、従来のマップマッチング方法と同様に、リンク上で車両の現在位置を同定していたとすれば、図１１の（ｃ）に示すように、車両の現在位置は、ノードＮ５が位置する交差点での右折時にリンクＬ６から一時的に外れた後に、再びリンクＬ６上に同定する。しかし、ノードＮ５が位置する交差点で右折する前に実際の位置よりリンクＬ５がある道路中央寄りに同定した為に生じた誤差δＰ１と、同交差点で右折後にリンクＬ６がある道路中央寄りに位置修正（矢印）した為に生じた誤差δＰ２によって、車両の現在位置Ｐｊ’は両誤差を合成した大きさの誤差（（δＰ１ ２＋δＰ２ ２）１／２）を生じている。尚、図中のＰｊ点は本実施の形態により表示される車両の現在位置であり、Ｐｊ点に繋がっている点線は、Ｐｊ点に至るまでに表示された位置の履歴を示す。
【００２９】
次に、位置同定手段９によって、通過コースの候補ｂが仮に通過コースとして特定された場合について説明する。この場合には、図１３に示すように、通過コースの候補ｂと走行軌跡（点線）との相似性が低い為、通過コースの候補ｂから車両の現在位置が外れてしまう（点線枠内Ｉ１）。この時には、継続して通過コースの候補ｂが生成され直されたので、再び通過コースの候補ｂ上（太線）に車両の現在位置を表示できるが、通過コースの候補ｂが生成できなければ（点線枠内Ｉ２）、車両の現在位置は通過コースの候補ｂから再び外れてしまう。この場合には、点線枠内Ｉ２以降で走行軌跡と相似性が低下する為に、通過コースの他の候補の相関性が高くなり、通過コースの他の候補上で車両の現在位置が表示されるようになる。
【００３０】
実施の形態２．
以下、装置構成が実施の形態１と同じで、図１の位置同定手段９の動作だけが実施の形態１と異なる他の実施の形態２について、図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は道路データの車線を計算する一般的な例を示す図、図１５は算出した車線と車両の走行軌跡から車両が走行している車線を推定する例を示す図である。尚、位置同定手段９以外の処理については、実施の形態１と同一であるので、説明を省略する。
【００３１】
位置同定手段９は、実施の形態１で示したように、走行道路の幅員に応じた路面上に車両の現在位置を同定する。そして、図１４に示すように、リンクの幅員を車線数で等分割して道路データの車線を計算し、規制方向（順方向／逆方向／無）と上下分離（有／無）に基づいて車線毎に規制方向を設定する。具体的には、図１４の（ａ）のリンクに関する道路データが図１４の（ｂ）の場合には、上下分離が「無」、車線数が「２」なので、対面通行の道路で上下１車線ずつあると判断する。また、規制方向が「逆方向」なので、リンクの終点ノードＮＤｉから始点ノードＮＳｉへ向かう方向が規制されていると判断する（図中のＯＫが示されている矢印の方向が通行可能）。尚、各車線の幅は幅員Ｗｉの半分である。
【００３２】
また、図１４の（ａ）のリンクに関する道路データが図１４の（ｃ）の場合には、上下分離が「有」、車線数が「２」なので、一方通行の道路で２車線あると判断する。他は図１４（ｂ）の場合と同様であるので説明を省略する。また、図１４の（ｄ）の場合には、上下分離が「有」、車線数が「２」なので、一方通行の道路で２車線あると判断する。そして、規制方向が「順方向」なので、リンクの始点ノードＮＳｉから終点ノードＮＤｉへ向かう方向が規制されていると判断する。また、図１４の（ｅ）の場合には、上下分離が「無」、車線数が「１」、規制方向が「無」なので、１車線の道路を上り下りともに使うことになる。
【００３３】
そして、図１５の（ａ）において、車両の現在位置がＰｊ点にあり、また通過コース上のリンクＬ６に関する道路データが、図中に示すように、始点ノードが「Ｎ５」、終点ノードが「Ｎ６」、幅員が「１０ｍ」、車線数が「４」、上下分離が「無」、及び規制方向が「逆方向」だったとすれば、位置同定手段９は、図１５の（ｂ）で示すように、リンクに関する道路データから、リンクＬ６には２．５ｍ幅の車線が４つあると計算し、また、Ｌａｎｅ１とＬａｎｅ２の２車線は始点ノードＮ５から終点ノードＮ６へ向かう方向が通行方向であり、Ｌａｎｅ３とＬａｎｅ４の２車線はその逆向きが通行方向であると判断する。そして、車両の走行軌跡（現在位置Ｐｊに繋がっている実線）と重なる車線（Ｌａｎｅ１）を車両が走行している車線と判断する。尚、表示手段１０は、図１５（ｂ）に示すように、道路データの車線と現在位置が分かるように表示を行う。
【００３４】
実施の形態３．
前記実施の形態２において、位置同定手段９は、車両の走行軌跡と重なる車線を車両が走行している車線と判断すると説明したが、車両の現在位置が重なる車線を車両が走行している車線としても良い。
【００３５】
実施の形態４．
前記実施の形態２において、位置同定手段９は、道路データの幅員を車線数で等分割して車線を計算すると説明したが、道路網記憶手段１に道路データの車線毎に車線幅を予め記憶するようにしても良い。このようにすれば、位置同定手段９は、道路データの幅員を車線数で等分割して車線を計算する必要が無く、従って、直ちに車線を割り出すことができる。
【００３６】
実施の形態５．
前記実施の形態２において、位置同定手段９では、車両の通行方向に関する規制方向は１つであるとして車線の規制方向を判断するように説明したが、道路網記憶手段１に道路データの車線毎に規制方向を記憶したり、あるいは上り下りの通行方向毎に規制方向を記憶しておき、位置同定手段９により車線の規制方向を判断するようにしても良い。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、道路データのリンクの幅員を記憶している道路網記憶手段と、車両の走行道路を特定した後で、車両の走行軌跡が道路データの幅員内に収まるように走行軌跡あるいは進行方位を修正し、走行軌跡の先頭が示す地点を車両の現在位置とするようにしたので、実際に車両が存在する道路上の位置を計測でき、従って、大都市の幹線道路など幅員の大きな道路から右、左折しても位置の誤差を生じなくなるという効果がある。
【００３８】
また、請求項２の発明によれば、走行道路に対して道路データの幅員を車線数で等分割して各車線を計算し、車両の走行軌跡あるいは現在位置と重なる車線を車両が走行している車線と判断するようにしたので、車両が走行している車線を推定できるという効果がある。
【００３９】
さらに、請求項３の発明によれば、走行道路の車線を計算し、また車線上に車両の現在位置を同定したので、車両が道路のどの当たりを走行しているか、また、どの車線を走行しているか等を運転者に報知できるという効果がある。
【００４０】
さらにまた、請求項４の発明によれば、道路網記憶手段に、道路データの車線毎に車線幅を予め記憶させたので、位置同定手段は、道路データの幅員を車線数で等分割して車線を計算する必要が無く、従って、直ちに車線を割り出すことができ、極めて迅速な処理が可能になるという効果がある。
【００４１】
また、請求項５の発明によれば、道路網記憶手段に道路データの車線毎に規制方向を記憶したり、あるいは上り下りの通行方向毎に規制方向を記憶しておき、位置同定手段により車線の規制方向を判断するようにしたので、さらにきめ細かな制御が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロケータ装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、出発地点からの通過コースと計測した走行軌跡を示す図である。
【図３】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、走行軌跡記憶手段により走行軌跡を記憶する処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、走行軌跡記憶手段により記憶された車両の位置と各位置を順に結んで得られる走行軌跡を示す図である。
【図５】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、位置候補設定手段により道路データと走行軌跡を照合して設定した位置候補を示す図である。
【図６】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、通過コース候補記憶手段により位置候補の一つが設定された道路データを順に記憶した状態と通過コースの候補を示す図である。
【図７】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、通過コース候補記憶手段により位置候補の一つが設定された道路データを順に記憶した状態と通過コースの候補を示す図である。
【図８】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、位置同定手段によって通過コースの２つの候補から通過コースを特定する方法を示す図である。
【図９】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、位置同定手段によって特定された通過コース上に車両の現在位置を表示する為に、走行軌跡の修正を行う様子を示す図であり、また、表示手段で表示される図でもある。
【図１０】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、走行軌跡記憶手段により記憶された走行軌跡の要素点を示す図である。
【図１１】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、位置同定手段によって特定された通過コースの道路データ上で車両の現在位置を表示する為の処置を示す図である。
【図１２】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、通過コースに基づいて車両の走行軌跡と現在位置を修正した後の様子を示す図である。
【図１３】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、位置同定手段によって本来特定されない通過コースの候補が通過コースとして特定された場合に、通過コースの候補の道路データ上で車両の現在位置を表示する為の処理を示す図である。
【図１４】本発明のロケータ装置の実施の形態２の動作について、道路データから車線を計算する一般的な例を示す図である。
【図１５】本発明のロケータ装置の実施の形態２の動作について、計算した車線の中から車両が走行している車線を推定する例を示す図である。
【図１６】従来のロケータ装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】従来のロケータ装置の動作について、パターンマッチング手段の処理結果を示す図である。
【図１８】従来のロケータ装置の動作について、投影マッチング手段の処理結果を示す図である。
【符号の説明】
１ 道路網記憶手段、２ ＧＰＳ受信機、３ 方位計測手段、４ 距離計測手段、５ 現在位置計測手段、６ 走行軌跡記憶手段、７ 位置候補設定手段、８通過コース候補記憶手段、９ 位置同定手段、１０ 表示手段。
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両が走行している道路上での現在位置の同定方法に係わるもので、特に、道路の幅員方向の位置の同定、及び車両が走行している車線の推定を行うロケータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のロケータ装置について説明する。図１６は、例えば特開平８−１５９７８８号公報に示されたロケータ装置の構成を示すブロック図であり、図において、１は道路網記憶手段であり、道路の交差点あるいは折曲点等の位置を示すノード、ノード間を直線で接続するリンク、道路周辺の建物等に関するデータ等（これらをまとめて道路データという）を記憶している。２はＧＰＳ受信機であり、衛星からの電波により位置を計測して車両の位置データを出力する。３は方位計測手段であり、例えばジャイロで検知した車両の角速度を用いて車両の方位データを計測する。４は距離計測手段であり、例えば車両の走行距離に応じて出力される距離センサのパルス信号を用いて車両の距離データを計測する。５は現在位置計測手段であり、方位計測手段３の方位データと距離計測手段４の距離データに基づいて車両の現在位置を経度、緯度で表すように計測する。そして、ＧＰＳ受信機２による位置データを用いて必要に応じて車両の現在位置を修正する。１１は１５０ｍ判定手段であり、距離計測手段４の距離データを１５０ｍ走行毎に繰り返し積算し直し、１５０ｍを走行する毎に信号を出力する。１２は３０ｍ判定手段であり、距離計測手段４の距離データを３０ｍ走行毎に繰り返し積算し直し、３０ｍを走行する毎に信号を出力する。６は走行軌跡記憶手段であり、方位計測手段３の方位データ及び現在位置計測手段５の現在位置に基づいて車両の走行軌跡を記憶する。即ち、車両が１５ｍ走行する毎に、大きさが１５で方位が方位計測手段３の方位データである走行ベクトルを生成し順次記憶していく。
【０００３】
７は車両の位置候補設定手段であり、方位計測手段３の方位データ、距離計測手段４の距離データ及び道路網記憶手段１の道路データに基づいて、車両が交差点を通過する毎に、交差点から道路の延出方向の全てに対して車両が１５ｍ走行する毎に道路データの各道路上における車両の位置候補を設定する。８は走行道路形状生成手段であり、位置候補設定手段７の各位置候補が対応する道路上を走行したと仮定した場合の各道路形状ベクトルを生成し順次記憶していく。９１はパターンマッチング手段であり、１５０ｍ判定手段１１から信号が出力される度に、走行軌跡記憶手段６の走行軌跡及び走行道路形状生成手段８の各道路形状ベクトルを照合して走行軌跡と最も相関が高い道路形状ベクトルを選出し、合わせて道路形状ベクトルに対応する道路上の位置候補の地点へ車両の現在位置を修正する。９２は投影マッチング手段であり、３０ｍ判定手段１２から信号が出力される毎に、現在位置計測手段５の現在位置及び位置候補設定手段７の各位置候補とを順次比較して、車両の現在位置と距離的に最も近く、且つ、進行方向が近い位置候補を選出する。そして、選出した位置候補の地点に車両の現在位置を修正すると共に、走行軌跡記憶手段８の走行軌跡も修正する。１０１は表示制御手段であり、現在位置計測手段５の車両の現在位置に基づいて、道路網記憶手段１から車両の現在位置周辺地図を読み出して、車両の現在位置を示す車両マークと共に表示手段１０２で表示する。
【０００４】
次に、従来のロケータ装置における道路上の車両の現在位置の同定方法について説明する。例えば、図１７はパターンマッチング手段９１の動作例を示したものである。パターンマッチング手段９１は１５０ｍ判定手段１１から信号が出力される度に、走行軌跡記憶手段６の走行軌跡及び走行道路形状生成手段８の各道路形状ベクトルをそれぞれ２ｋｍ読み出す。そして、道路形状ベクトル毎に走行軌跡との相関を演算して、最も相関が高い道路形状ベクトルを選出する。併せて、選出した道路のルートが正しいと判断して、道路形状ベクトルに対応する道路上の位置候補の地点へ現在位置を修正すると共に、走行軌跡記憶手段６の走行軌跡も修正する。逆に、道路形状ベクトルと走行軌跡の間に全く相関性がない場合は、道路形状ベクトル及び対応する道路上の位置候補を抹消する。図１７において、点線で示されている経路は、出発地Ｐｓ点から１５０ｍ走行した時点における走行軌跡であり、実線で描かれた道路上の各三角形は各位置候補である。そして、走行軌跡と最も相関が高い道路形状ベクトルに対応する道路上の位置候補Ｐ０−１の位置へ現在位置Ｐ０を修正する例を示している。
【０００５】
また図１８は投影マッチング手段９２の動作例を示したものである。図において、Ｐｓは出発地点であり、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐ５は現在位置計測手段５により順次計測した現在位置である。Ｐ０−１は車両の走行開始後に１５ｍを走行した時点で、出発時の進行方向Ｙ及び道路データに基づいて、現在位置Ｐ０の近傍の道路に設定された位置候補である。また、Ｐ１−１、Ｐ１−２、Ｐ１−３は出発後３０ｍを走行した時に設定された位置候補であり、現在位置Ｐ１と距離的に最も近く、且つ、進行方向が近い位置候補としてＰ１−３を選出したことを示す。そして、選出した位置候補Ｐ１−３に現在位置Ｐ１を修正すると共に、走行軌跡記憶手段６の走行軌跡も修正したことを示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、特開平８−１５９７８８号公報に示されたロケータ装置は以上のように構成されているので、パターンマッチング手段と投影マッチング手段のいずれのマップマッチング方法においても、複数の道路上に設定した位置候補の中から車両の走行軌跡と最も相関が高い位置候補を選出すると、その位置候補が示す地点を車両の現在位置として、それまでに同定していた車両の現在位置を修正していた。しかるに、道路中央を示すようにデータ化されたリンク上に位置候補を設定していたので、車両の現在位置も道路中央で位置同定することになり、現実の車両の現在位置を正確に表すことは不可能であった。
【０００７】
このことは、道路の幅員方向での車両の位置計測と、車両が走行している車線の判断が不可能であるだけでなく、大都市の幹線道路など幅員の大きな道路から右、左折すると、最大でほぼ幅員に近い位置の誤差を生じるという大きな問題を生じる原因にもなっていた。また、特定の車線に関する情報を運転者へ報知することも実現不可能であった。
【０００８】
そこで、本発明は、従来のマップマッチング方法において、大都市の幹線道路など幅員の大きな道路から右左折すると、右左折後には最大でほぼ幅員に近い位置の誤差を生じるという問題を解消する為になされたもので、道路の幅員方向の位置を計測できるロケータ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の他の目的は、従来のマップマッチング方法において、車両が走行している車線を判断できないという問題を解消する為になされたもので、車両が走行している車線を推定できるロケータ装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、従来のマップマッチング方法及び表示方法では、車両の現在位置が道路中央でしか表示されないという問題を解消する為になされたもので、車両が走行している車線上に現在位置を表示できるロケータ装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るロケータ装置は、車両の現在位置を計測する現在位置計測手段と、前記現在位置計測手段により計測した位置の履歴を車両の走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、車両が走行する所定範囲の、幅員や車線数を含む車線に関する道路データを記憶する道路網記憶手段と、前記走行軌跡記憶手段の走行軌跡と前記道路網記憶手段の道路データを用いて車両の通過コースを特定するとともに、通過コースに車両の現在位置を同定し、さらに、通過コースの道路データの幅員を用いてテンプレートを生成して、テンプレート内に車両の走行軌跡が収まるように車両の走行軌跡あるいは進行方位を修正し、道路データの幅員を考慮して車両の現在位置を同定する位置同定手段と、前記道路網記憶手段の道路データと前記位置同定手段の車両の現在位置を表示する表示手段とを有するロケータ装置とを備えるものである。
このような構成により、前記位置同定手段は、走行道路の幅員で示された幅の道路面内に車両の走行軌跡が収まるように走行軌跡あるいは進行方位を修正して、道路面上に車両の現在位置を同定する。
【００１２】
請求項２の発明に係るロケータ装置は、前記位置同定手段が、通過コースの道路データに対して、道路データの幅員や車線数を含む車線に関するデータから道路データの車線を計算した上で、道路データの路面上に同定した車両の走行軌跡あるいは現在位置と重なる車線を車両が走行している車線と推定するように構成される。
このような構成により、前記位置同定手段は、車両が走行している道路の幅員を車線数で等分割して各車線を計算して、車両の走行軌跡あるいは現在位置と重なる車線を車両が走行している車線とする。
【００１３】
請求項３の発明に係るロケータ装置は、前記表示手段が、道路データの車線数が認識可能なように表示するとともに、前記位置同定手段により推定した車両が走行している車線上に車両の現在位置を表示するように構成される。
このような構成により、前記表示手段は、位置同定手段によって計算された走行道路の車線と、車線上に同定された車両の現在位置を表示する。
【００１４】
請求項４の発明に係るロケータ装置は、前記道路網記憶手段が、道路データの車線毎に車線幅を予め記憶するように構成される。
【００１５】
請求項４の発明に係るロケータ装置は、前記道路網記憶手段が、道路データの車線毎に規制方向を記憶したり、あるいは上り下りの通行方向毎に規制方向を記憶しており、前記道路網記憶手段に記憶された、道路データの車線毎の規制方向や上り下りの通行方向毎の規制方向に基づいて、車線の規制方向を判断するように構成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００１７】
実施の形態１．
先ず、本発明の実施の形態１によるロケータ装置について説明する。図１はこのロケータ装置の構成を示すブロック図である。図１において、１は道路網記憶手段であり、道路の交差点あるいは折曲点等の位置を示すノード、ノード間を直線で接続するリンク、道路幅員や一方通行等に関するデータ等（これらをまとめて道路データという）を記憶している。２はＧＰＳ受信機であり、衛星からの電波を受信するＧＰＳアンテナが接続されており、衛星からの電波により位置を計測して車両の位置データを出力する。３は方位計測手段であり、例えば、ジャイロで検知した車両の角速度を用いて車両の進行方位などの方位データを計測する。４は距離計測手段であり、例えば、車両の走行距離に応じて出力される距離センサのパルス信号を用いて車両の走行距離などの距離データを計測する。５は現在位置計測手段であり、方位計測手段３の方位データと距離計測手段４の距離データ、及びＧＰＳ受信機２の位置データに基づいて車両の現在位置を経度、緯度で表すように計測する。そして、６は走行軌跡記憶手段であり、所定の距離以上あるいは所定の角度以上車両が進路変更する毎に、現在位置計測手段５で計測した車両の現在位置を記録する。
【００１８】
また、７は位置候補設定手段であり、走行軌跡記憶手段６で記憶した走行軌跡を道路網記憶手段１の道路データと照合して、車両が走行している可能性があると判断された複数組の道路データ群上に車両の位置候補を設定する。８は通過コース候補記憶手段であり、複数組の位置候補を設定した道路データ（始点ノード、終点ノード、幅員、車線数、上下分離、規制方向）の履歴を記録して、車両の複数組の位置候補に対応した通過コースの候補を記憶する。９は位置同定手段であり、通過コース候補記憶手段８により記憶した通過コースの複数組の候補の中から一つだけ車両の通過コースを選出するとともに、併せて通過コース上の車両の現在位置を同定する。１０は表示手段であり、道路網記憶手段１の道路データ上に、位置同定手段９で同定した車両の現在位置を重ね合わせて表示する。
【００１９】
次に、車両の走行軌跡から道路上に車両位置を同定するまでの動作に関して、位置候補設定手段７及び通過コース候補記憶手段８では２つの候補を扱うものとして、図２乃至図１３を用いて説明する。図２は出発地点（二重丸印）からの通過コース（太線）、及び計測した走行軌跡（点線）を示す図、図３は走行軌跡記憶手段６により走行軌跡を記憶する処理を示すフローチャート、図４は、車両が図中の位置Ｐｉにある時に、走行軌跡記憶手段６により記憶された車両の位置（図４の（ｂ）の丸印）と各位置を順に結んで得られる走行軌跡を示す図、図５は位置候補設定手段７により道路データと図４中の走行軌跡とを照合して設定した２つの位置候補ａ、ｂを示す図、図６は、通過コース候補記憶手段８により図５の位置候補ａが設定された道路データを順に記憶した状態と通過コースの候補（ａ）を示す図、図７は通過コース候補記憶手段８により図５の位置候補ｂが設定された道路データを順に記憶した状態と通過コースの候補ｂを示す図、図８は位置同定手段９によって通過コースの２つの候補ａ、ｂから通過コースを特定する方法を示す図、図９は位置同定手段９によって走行軌跡を修正する様子と、表示手段１０で表示される例を示す図である。
【００２０】
また、図１０は、車両が図中の位置Ｐｊにあるときに、走行軌跡記憶手段６により記憶された走行軌跡の要素点（車両の現在位置、過去位置）を順に結んだ走行軌跡を示す図、図１１は通過コースの道路データ上で車両の現在位置を表示する為の処置を示す図、図１２は通過コースに基づいて車両の走行軌跡と現在位置を修正した後の様子を示す図、図１３は、位置同定手段９によって通過コースの候補ｂが仮に通過コースとして特定された場合に、通過コースの候補ｂの道路データ上で車両の現在位置を表示する為の処置を示す図である。
【００２１】
図３において、走行軌跡記憶手段６は、現在位置計測手段５により計測された車両の位置データと方位データ、及び距離データを用いて、車両の現在位置を走行軌跡の過去位置として記憶後に所定距離Ｌｖ１以上移動したか否かをステップＳＴ１で判定する。そして、所定距離Ｌｖ１以上移動したと判定した場合には、次にステップＳＴ２へ進み、逆に所定距離Ｌｖ１以上移動していないと判定した場合には、次にステップＳＴ３へ進む。ステップＳＴ２では、走行軌跡を形成する要素点として、車両の現在位置を走行軌跡の過去位置として記憶し、次にステップＳＴ４へ進む。ステップＳＴ３では、走行軌跡の過去位置を記憶後に所定距離Ｌｖ２以上移動し、且つ所定角度αｖ１以上進路を変更したか否かを判定する。そして、走行軌跡の過去位置を記憶後に、所定距離Ｌｖ２以上移動し、且つ所定角度αｖ１以上進路を変更したと判定した場合には、ステップＳＴ２へ進み、逆に走行軌跡の過去位置を記憶後に所定距離Ｌｖ２以上移動していないか、あるいは所定角度αｖ１以上進路変更していないと判定した場合には、ステップＳＴ４へ進む。ステップＳＴ４では、走行軌跡を形成する為の要素点として、車両の現在位置を走行軌跡の現在位置として記憶し、次にステップＳＴ５へ進む。ステップＳＴ５では、走行軌跡記憶処理を終了する。
【００２２】
図４は走行軌跡記憶手段６の処理結果を示すものであり、図４の（ａ）において、ＰＲ０点は出発地点、出発地点から延びる矢印は車両の移動を示す。また、Ｎ１点とＮ２点は、車両が進路変更した交差点に位置する道路データのノードである。そして、図４の（ｂ）のＰｉ点に車両の現在位置がある場合は、走行軌跡記憶手段６は、図３で示した方法で、図４の（ｃ）のように、ＰＲ０点からＰＲ６点を走行軌跡の過去位置として記憶する。
【００２３】
図５において、位置候補設定手段７は、従来と同様に走行軌跡と相似性の高い道路データ上に位置候補を設定する。図４で示した走行軌跡の場合には、走行軌跡とほぼ重なる道路データがあるので、その道路データ上に位置候補ａを設定する。そして、近傍道路において走行軌跡と次に相似性の高い道路データ上に位置候補ｂを設定する。
【００２４】
図６と図７は通過コース候補記憶手段８の処理結果を示すものであり、図６において、通過コース候補記憶手段８は、図６の（ａ）の位置候補ａが設定されている道路データのリンクＬ１からＬ３に関する道路データ（始点ノード、終点ノード、幅員、車線数、上下分離、規制方向）を位置候補ａの移動に伴って図６の（ｂ）に示すように順次記憶していく。尚、図６中のＮ１からＮ３、及びＮ０はリンクＬ１からＬ３のノードである。また、図７において、通過コース候補記憶手段８は、図７の（ａ）の位置候補ｂが設定されている道路データのリンクＬ１０からＬ１３に関する道路データ（図６と同様）を位置候補ｂの移動に伴って図７の（ｂ）に示すように順次記憶していく。尚、図７中のＮ１０からＮ１３、及びＮ３はリンクＬ１０からＬ１３のノードである。
【００２５】
位置同定手段９は、図６と図７でそれぞれ示す通過コースの２つの候補ａ、ｂに対して、各リンクの幅員、車線数、上下分離、及び規制方向を用いて、図８に示すような通過コースの候補毎のテンプレートを生成し、通過コースの各候補のテンプレートと図４の（ｂ）で示した走行軌跡の相似性を判断する。通過コースの候補のテンプレートの内側に走行軌跡の要素点が全て収まれば相似性は最も高くなる。しかし、そうでなければ、通過コースの候補と走行軌跡の進路変更箇所、直進部分の長さ、進行方位等の相似性を比較する。通過コースの２つの候補ａ、ｂに対しては、図８で示すように、通過コースの候補と走行軌跡の進路変更箇所、直進部分の長さの点に関して、走行軌跡が通過コースの候補ｂよりは候補ａに近いので、通過コースの候補ａは相似性が高いと判断し車両の通過コースとして特定する。また、通過コースを特定すると、通過コース上に車両の現在位置を表示させるようにする為に、図９の（ａ）に示すように、車両の走行軌跡の要素点（ＰＲ５、ＰＲ６、Ｐｉ）が通過コースのテンプレートの内側に収まるように、要素点を平行移動あるいは回転移動させて走行軌跡と進行方位の修正量を演算する。そして、図９の（ｂ）に示すように、Ｐｉ点以降では、走行軌跡と進行方位の修正量に基づいて車両の現在位置が表示手段１０により道路データ上に表示される（図６の（ａ）の点線枠内）。
【００２６】
また、図１０の（ａ）で示すように、車両がＰｊ点まで走行した場合には、走行軌跡記憶手段６により、図１０の（ｂ）で示すように、走行軌跡の要素点（車両の現在位置、過去位置）が記憶される。この時には、図１１の（ａ）に示すように、通過コース上で３回ほど右、左折が行われて、且つ、その後も通過コース上（太線）で車両の現在位置を表示し続けることができているので、通過コースの信頼性が非常に高いと判断し、位置同定手段９によって、走行軌跡（点線）の要素点が通過コースのテンプレート内側に収まるように、走行軌跡と現在位置及び進行方位を修正する。そして、その後は、図１２に示すように、通過コース上に位置する走行軌跡の要素点を記憶するとともに、車両の現在位置を表示する。
【００２７】
図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）の車両の現在位置Ｐｊの周辺（点線の円内）を拡大したもので、車両の現在位置Ｐｊの後に繋がっている実線は、表示手段１０で表示された車両の位置の履歴を示す。従って、車両の現在位置ＰｊはリンクＬ５及びリンクＬ６の上に位置するように表示しない。尚、図中のＮ４とＮ５はリンクＬ５のノード、Ｎ５とＮ６はリンクＬ６のノードである。
【００２８】
これに対して、従来のマップマッチング方法と同様に、リンク上で車両の現在位置を同定していたとすれば、図１１の（ｃ）に示すように、車両の現在位置は、ノードＮ５が位置する交差点での右折時にリンクＬ６から一時的に外れた後に、再びリンクＬ６上に同定する。しかし、ノードＮ５が位置する交差点で右折する前に実際の位置よりリンクＬ５がある道路中央寄りに同定した為に生じた誤差δＰ１と、同交差点で右折後にリンクＬ６がある道路中央寄りに位置修正（矢印）した為に生じた誤差δＰ２によって、車両の現在位置Ｐｊ’は両誤差を合成した大きさの誤差（（δＰ１ ２＋δＰ２ ２）１／２）を生じている。尚、図中のＰｊ点は本実施の形態により表示される車両の現在位置であり、Ｐｊ点に繋がっている点線は、Ｐｊ点に至るまでに表示された位置の履歴を示す。
【００２９】
次に、位置同定手段９によって、通過コースの候補ｂが仮に通過コースとして特定された場合について説明する。この場合には、図１３に示すように、通過コースの候補ｂと走行軌跡（点線）との相似性が低い為、通過コースの候補ｂから車両の現在位置が外れてしまう（点線枠内Ｉ１）。この時には、継続して通過コースの候補ｂが生成され直されたので、再び通過コースの候補ｂ上（太線）に車両の現在位置を表示できるが、通過コースの候補ｂが生成できなければ（点線枠内Ｉ２）、車両の現在位置は通過コースの候補ｂから再び外れてしまう。この場合には、点線枠内Ｉ２以降で走行軌跡と相似性が低下する為に、通過コースの他の候補の相関性が高くなり、通過コースの他の候補上で車両の現在位置が表示されるようになる。
【００３０】
実施の形態２．
以下、装置構成が実施の形態１と同じで、図１の位置同定手段９の動作だけが実施の形態１と異なる他の実施の形態２について、図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は道路データの車線を計算する一般的な例を示す図、図１５は算出した車線と車両の走行軌跡から車両が走行している車線を推定する例を示す図である。尚、位置同定手段９以外の処理については、実施の形態１と同一であるので、説明を省略する。
【００３１】
位置同定手段９は、実施の形態１で示したように、走行道路の幅員に応じた路面上に車両の現在位置を同定する。そして、図１４に示すように、リンクの幅員を車線数で等分割して道路データの車線を計算し、規制方向（順方向／逆方向／無）と上下分離（有／無）に基づいて車線毎に規制方向を設定する。具体的には、図１４の（ａ）のリンクに関する道路データが図１４の（ｂ）の場合には、上下分離が「無」、車線数が「２」なので、対面通行の道路で上下１車線ずつあると判断する。また、規制方向が「逆方向」なので、リンクの終点ノードＮＤｉから始点ノードＮＳｉへ向かう方向が規制されていると判断する（図中のＯＫが示されている矢印の方向が通行可能）。尚、各車線の幅は幅員Ｗｉの半分である。
【００３２】
また、図１４の（ａ）のリンクに関する道路データが図１４の（ｃ）の場合には、上下分離が「有」、車線数が「２」なので、一方通行の道路で２車線あると判断する。他は図１４（ｂ）の場合と同様であるので説明を省略する。また、図１４の（ｄ）の場合には、上下分離が「有」、車線数が「２」なので、一方通行の道路で２車線あると判断する。そして、規制方向が「順方向」なので、リンクの始点ノードＮＳｉから終点ノードＮＤｉへ向かう方向が規制されていると判断する。また、図１４の（ｅ）の場合には、上下分離が「無」、車線数が「１」、規制方向が「無」なので、１車線の道路を上り下りともに使うことになる。
【００３３】
そして、図１５の（ａ）において、車両の現在位置がＰｊ点にあり、また通過コース上のリンクＬ６に関する道路データが、図中に示すように、始点ノードが「Ｎ５」、終点ノードが「Ｎ６」、幅員が「１０ｍ」、車線数が「４」、上下分離が「無」、及び規制方向が「逆方向」だったとすれば、位置同定手段９は、図１５の（ｂ）で示すように、リンクに関する道路データから、リンクＬ６には２．５ｍ幅の車線が４つあると計算し、また、Ｌａｎｅ１とＬａｎｅ２の２車線は始点ノードＮ５から終点ノードＮ６へ向かう方向が通行方向であり、Ｌａｎｅ３とＬａｎｅ４の２車線はその逆向きが通行方向であると判断する。そして、車両の走行軌跡（現在位置Ｐｊに繋がっている実線）と重なる車線（Ｌａｎｅ１）を車両が走行している車線と判断する。尚、表示手段１０は、図１５（ｂ）に示すように、道路データの車線と現在位置が分かるように表示を行う。
【００３４】
実施の形態３．
前記実施の形態２において、位置同定手段９は、車両の走行軌跡と重なる車線を車両が走行している車線と判断すると説明したが、車両の現在位置が重なる車線を車両が走行している車線としても良い。
【００３５】
実施の形態４．
前記実施の形態２において、位置同定手段９は、道路データの幅員を車線数で等分割して車線を計算すると説明したが、道路網記憶手段１に道路データの車線毎に車線幅を予め記憶するようにしても良い。このようにすれば、位置同定手段９は、道路データの幅員を車線数で等分割して車線を計算する必要が無く、従って、直ちに車線を割り出すことができる。
【００３６】
実施の形態５．
前記実施の形態２において、位置同定手段９では、車両の通行方向に関する規制方向は１つであるとして車線の規制方向を判断するように説明したが、道路網記憶手段１に道路データの車線毎に規制方向を記憶したり、あるいは上り下りの通行方向毎に規制方向を記憶しておき、位置同定手段９により車線の規制方向を判断するようにしても良い。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、道路データのリンクの幅員を記憶している道路網記憶手段と、車両の走行道路を特定した後で、車両の走行軌跡が道路データの幅員内に収まるように走行軌跡あるいは進行方位を修正し、走行軌跡の先頭が示す地点を車両の現在位置とするようにしたので、実際に車両が存在する道路上の位置を計測でき、従って、大都市の幹線道路など幅員の大きな道路から右、左折しても位置の誤差を生じなくなるという効果がある。
【００３８】
また、請求項２の発明によれば、走行道路に対して道路データの幅員を車線数で等分割して各車線を計算し、車両の走行軌跡あるいは現在位置と重なる車線を車両が走行している車線と判断するようにしたので、車両が走行している車線を推定できるという効果がある。
【００３９】
さらに、請求項３の発明によれば、走行道路の車線を計算し、また車線上に車両の現在位置を同定したので、車両が道路のどの当たりを走行しているか、また、どの車線を走行しているか等を運転者に報知できるという効果がある。
【００４０】
さらにまた、請求項４の発明によれば、道路網記憶手段に、道路データの車線毎に車線幅を予め記憶させたので、位置同定手段は、道路データの幅員を車線数で等分割して車線を計算する必要が無く、従って、直ちに車線を割り出すことができ、極めて迅速な処理が可能になるという効果がある。
【００４１】
また、請求項５の発明によれば、道路網記憶手段に道路データの車線毎に規制方向を記憶したり、あるいは上り下りの通行方向毎に規制方向を記憶しておき、位置同定手段により車線の規制方向を判断するようにしたので、さらにきめ細かな制御が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロケータ装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、出発地点からの通過コースと計測した走行軌跡を示す図である。
【図３】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、走行軌跡記憶手段により走行軌跡を記憶する処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、走行軌跡記憶手段により記憶された車両の位置と各位置を順に結んで得られる走行軌跡を示す図である。
【図５】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、位置候補設定手段により道路データと走行軌跡を照合して設定した位置候補を示す図である。
【図６】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、通過コース候補記憶手段により位置候補の一つが設定された道路データを順に記憶した状態と通過コースの候補を示す図である。
【図７】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、通過コース候補記憶手段により位置候補の一つが設定された道路データを順に記憶した状態と通過コースの候補を示す図である。
【図８】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、位置同定手段によって通過コースの２つの候補から通過コースを特定する方法を示す図である。
【図９】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、位置同定手段によって特定された通過コース上に車両の現在位置を表示する為に、走行軌跡の修正を行う様子を示す図であり、また、表示手段で表示される図でもある。
【図１０】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、走行軌跡記憶手段により記憶された走行軌跡の要素点を示す図である。
【図１１】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、位置同定手段によって特定された通過コースの道路データ上で車両の現在位置を表示する為の処置を示す図である。
【図１２】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、通過コースに基づいて車両の走行軌跡と現在位置を修正した後の様子を示す図である。
【図１３】本発明のロケータ装置の実施の形態１の動作について、位置同定手段によって本来特定されない通過コースの候補が通過コースとして特定された場合に、通過コースの候補の道路データ上で車両の現在位置を表示する為の処理を示す図である。
【図１４】本発明のロケータ装置の実施の形態２の動作について、道路データから車線を計算する一般的な例を示す図である。
【図１５】本発明のロケータ装置の実施の形態２の動作について、計算した車線の中から車両が走行している車線を推定する例を示す図である。
【図１６】従来のロケータ装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】従来のロケータ装置の動作について、パターンマッチング手段の処理結果を示す図である。
【図１８】従来のロケータ装置の動作について、投影マッチング手段の処理結果を示す図である。
【符号の説明】
１ 道路網記憶手段、２ ＧＰＳ受信機、３ 方位計測手段、４ 距離計測手段、５ 現在位置計測手段、６ 走行軌跡記憶手段、７ 位置候補設定手段、８通過コース候補記憶手段、９ 位置同定手段、１０ 表示手段。
Claims (5)
- 車両の現在位置を計測する現在位置計測手段と、
前記現在位置計測手段により計測した位置の履歴を車両の走行軌跡として記憶する走行軌跡記憶手段と、
車両が走行する所定範囲の、幅員や車線数を含む車線に関する道路データを記憶する道路網記憶手段と、
前記走行軌跡記憶手段の走行軌跡と前記道路網記憶手段の道路データを用いて車両の通過コースを特定するとともに、通過コースに車両の現在位置を同定し、さらに、通過コースの道路データの幅員を用いてテンプレートを生成して、テンプレート内に車両の走行軌跡が収まるように車両の走行軌跡あるいは進行方位を修正し、道路データの幅員を考慮して車両の現在位置を同定する位置同定手段と、
前記道路網記憶手段の道路データと前記位置同定手段の車両の現在位置を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とするロケータ装置。 - 前記位置同定手段は、通過コースの道路データに対して、道路データの幅員や車線数を含む車線に関するデータから道路データの車線を計算した上で、道路データの路面上に同定した車両の走行軌跡あるいは現在位置と重なる車線を車両が走行している車線と推定することを特徴とする請求項１記載のロケータ装置。
- 前記表示手段は、道路データの車線数が認識可能なように表示するとともに、前記位置同定手段により推定した車両が走行している車線上に車両の現在位置を表示することを特徴とする請求項２記載のロケータ装置。
- 前記道路網記憶手段は、道路データの車線毎に車線幅を予め記憶していることを特徴とする請求項２記載のロケータ装置。
- 前記道路網記憶手段は、道路データの車線毎に規制方向を記憶したり、あるいは上り下りの通行方向毎に規制方向を記憶しており、前記道路網記憶手段は、前記道路網記憶手段に記憶された、道路データの車線毎の規制方向や上り下りの通行方向毎の規制方向に基づいて、車線の規制方向を判断することを特徴とする請求項２記載のロケータ装置。
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