JP2577160B2 - 車両位置検出装置 - Google Patents
車両位置検出装置Info
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- JP2577160B2 JP2577160B2 JP9541492A JP9541492A JP2577160B2 JP 2577160 B2 JP2577160 B2 JP 2577160B2 JP 9541492 A JP9541492 A JP 9541492A JP 9541492 A JP9541492 A JP 9541492A JP 2577160 B2 JP2577160 B2 JP 2577160B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両位置検出装置に関
し、さらに詳細にいえば、車両に搭載した方位センサ
（ジャイロなど）と距離センサ（車輪速センサなど）と
を用いて車両位置を得、当該車両位置と、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）と、車両存
在確率領域（位置検出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）に基づいて自己
の車両位置を検出する場合に、ＧＰＳ受信機から取得し
た測位位置を用いて車両の位置を修正することのできる
車両位置検出装置に関する。
し、さらに詳細にいえば、車両に搭載した方位センサ
（ジャイロなど）と距離センサ（車輪速センサなど）と
を用いて車両位置を得、当該車両位置と、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）と、車両存
在確率領域（位置検出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）に基づいて自己
の車両位置を検出する場合に、ＧＰＳ受信機から取得し
た測位位置を用いて車両の位置を修正することのできる
車両位置検出装置に関する。
【０００２】
【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
を行うので推測航法と呼ばれ、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、センサに
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。
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
を行うので推測航法と呼ばれ、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、センサに
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。
【０００３】そこで、前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、地図マッチング方式が
提案され、現在ではこれを利用した車両位置検出装置が
開発されている（特開昭６３−148115号，特開昭６３−
115004号，特開昭６４−53112 号公報参照）。ところ
が、前記車両位置検出装置では、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又は格子状
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、車両が存在する道路
を他の道路と思ってしまうことがある。また、一度車両
位置を誤ると、正確な位置を回復するのに時間がかかる
ことがある。
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、地図マッチング方式が
提案され、現在ではこれを利用した車両位置検出装置が
開発されている（特開昭６３−148115号，特開昭６３−
115004号，特開昭６４−53112 号公報参照）。ところ
が、前記車両位置検出装置では、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又は格子状
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、車両が存在する道路
を他の道路と思ってしまうことがある。また、一度車両
位置を誤ると、正確な位置を回復するのに時間がかかる
ことがある。
【０００４】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。このように、前記地図マッチング方式
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。そこで、車両の絶対位置を知ること
のできる衛星航法システムＧＰＳ（GlobalPositioning
System)を利用して車両の絶対位置を知り、この絶対位
置（測位位置という）を用いて車両位置を修正して、地
図マッチング方式の精度を補うといった位置検出方式が
提案されている（特開平２−275310号公報参照）。
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。このように、前記地図マッチング方式
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。そこで、車両の絶対位置を知ること
のできる衛星航法システムＧＰＳ（GlobalPositioning
System)を利用して車両の絶対位置を知り、この絶対位
置（測位位置という）を用いて車両位置を修正して、地
図マッチング方式の精度を補うといった位置検出方式が
提案されている（特開平２−275310号公報参照）。
【０００５】ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・シ
ステム）というのは、ＧＰＳ衛星からの電波を利用して
自己の位置を測位する技術であり、その原理は、所定の
軌道上を周回する複数の人工衛星が発生する電波の伝搬
遅延時間を計測することにより自己の２次元的又は３次
元な位置を測位することにある。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
測位位置を知るものである。
ステム）というのは、ＧＰＳ衛星からの電波を利用して
自己の位置を測位する技術であり、その原理は、所定の
軌道上を周回する複数の人工衛星が発生する電波の伝搬
遅延時間を計測することにより自己の２次元的又は３次
元な位置を測位することにある。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
測位位置を知るものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記の提案にかかる方
式を採用すれば、位置検出精度は向上するのであるが、
ＧＰＳを利用して求めた車両の測位位置にも、その測位
位置を中心とした楕円領域内に誤差が分布する。この誤
差が大きくなると、もはや地図マッチング方式で得られ
る検出位置の誤差よりも大きくなり、地図マッチング方
式の精度の低下を補うという役割を果たすことはできな
くなる。
式を採用すれば、位置検出精度は向上するのであるが、
ＧＰＳを利用して求めた車両の測位位置にも、その測位
位置を中心とした楕円領域内に誤差が分布する。この誤
差が大きくなると、もはや地図マッチング方式で得られ
る検出位置の誤差よりも大きくなり、地図マッチング方
式の精度の低下を補うという役割を果たすことはできな
くなる。
【０００７】一方、ＧＰＳ受信機により測位するとき
は、衛星の組合せを指定して測位するということが行わ
れる。すなわち、地球の回りを周回するＧＰＳ衛星は現
在十数個（将来は２４個になる予定）あり、これらから
３個ないし４個の衛星の組合せを選ぶ。ＧＰＳ受信機か
ら供給される車両測位位置の誤差の分布は、知られてい
るように楕円になり、その楕円の形状は測位に用いる衛
星の組合せによって異なる。例えば図７に示すように、
南北方向にある衛星１，２，３，４の組合せを選択した
場合、測位位置の誤差楕円は、東西に細長い楕円にな
る。東西方向にある衛星５，２，６，７の組合せを選択
した場合、測位位置の誤差楕円は、南北に細長い楕円に
なる。
は、衛星の組合せを指定して測位するということが行わ
れる。すなわち、地球の回りを周回するＧＰＳ衛星は現
在十数個（将来は２４個になる予定）あり、これらから
３個ないし４個の衛星の組合せを選ぶ。ＧＰＳ受信機か
ら供給される車両測位位置の誤差の分布は、知られてい
るように楕円になり、その楕円の形状は測位に用いる衛
星の組合せによって異なる。例えば図７に示すように、
南北方向にある衛星１，２，３，４の組合せを選択した
場合、測位位置の誤差楕円は、東西に細長い楕円にな
る。東西方向にある衛星５，２，６，７の組合せを選択
した場合、測位位置の誤差楕円は、南北に細長い楕円に
なる。
【０００８】本発明の目的は、ＧＰＳ受信機から供給さ
れる測位位置の誤差の分布を利用して、位置検出精度が
劣化せず、長時間安定な地図マッチング航法を続けるこ
とができる車両位置検出装置を提供することにある。
れる測位位置の誤差の分布を利用して、位置検出精度が
劣化せず、長時間安定な地図マッチング航法を続けるこ
とができる車両位置検出装置を提供することにある。
【０００９】
(1) 前記の目的を達成するための、請求項１にかかる車
両位置検出装置は、地図マッチング方式により道路上の
車両位置を検出するものであって、軌道を周回する複数
のＧＰＳ衛星のうちから測位に用いる衛星の組合せを指
定することができる組合せ指定手段と、前記組合せ指定
手段により指定された衛星の組合せにおける車両の測位
位置をＧＰＳ受信機から取得する位置取得手段と、地図
マッチングで得られた車両位置を、前記位置取得手段に
より取得した測位位置を用いて修正する修正演算手段と
を備え、前記修正演算手段は、車両が走行する道路が特
定できている場合には、ＧＰＳ受信機から供給される車
両の測位位置が道路の延びる方向に最小の誤差を有する
ような衛星の組合せを採用するよう組合せ指定手段に指
示するものである。
両位置検出装置は、地図マッチング方式により道路上の
車両位置を検出するものであって、軌道を周回する複数
のＧＰＳ衛星のうちから測位に用いる衛星の組合せを指
定することができる組合せ指定手段と、前記組合せ指定
手段により指定された衛星の組合せにおける車両の測位
位置をＧＰＳ受信機から取得する位置取得手段と、地図
マッチングで得られた車両位置を、前記位置取得手段に
より取得した測位位置を用いて修正する修正演算手段と
を備え、前記修正演算手段は、車両が走行する道路が特
定できている場合には、ＧＰＳ受信機から供給される車
両の測位位置が道路の延びる方向に最小の誤差を有する
ような衛星の組合せを採用するよう組合せ指定手段に指
示するものである。
【００１０】前記構成の車両位置検出装置によれば、地
図マッチング航法を行っている途中で、車両の各道路に
対する類似度及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て、ＧＰＳ測位位置を位置修正に
利用するかどうかを決定することができる。そして、Ｇ
ＰＳ受信機を利用する必要があるときには、ＧＰＳ受信
機から得られる車両の測位位置を用いて、地図マッチン
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。
図マッチング航法を行っている途中で、車両の各道路に
対する類似度及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て、ＧＰＳ測位位置を位置修正に
利用するかどうかを決定することができる。そして、Ｇ
ＰＳ受信機を利用する必要があるときには、ＧＰＳ受信
機から得られる車両の測位位置を用いて、地図マッチン
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。
【００１１】特に、車両が走行する道路が特定できてい
る場合には、ＧＰＳ受信機から供給される車両の測位位
置の誤差楕円が、道路の延びる方向に対して最小の誤差
を有するような衛星の組合せを採用するので、車両がそ
の道路上のどの位置にあるのか不明のとき、図１に示す
ように、誤差楕円の比較的短い範囲の中において、道路
上の車両位置を特定することができる。(2) 請求項２に
かかる車両位置検出装置では、修正演算手段は、車両が
走行する道路が特定できていない場合には、ＧＰＳ受信
機から供給される車両の測位位置が前記方位センサによ
り推定される道路の延びる方向とほぼ直角な方向に最小
の誤差を有するような衛星の組合せを採用するよう組合
せ指定手段に指示するものである。
る場合には、ＧＰＳ受信機から供給される車両の測位位
置の誤差楕円が、道路の延びる方向に対して最小の誤差
を有するような衛星の組合せを採用するので、車両がそ
の道路上のどの位置にあるのか不明のとき、図１に示す
ように、誤差楕円の比較的短い範囲の中において、道路
上の車両位置を特定することができる。(2) 請求項２に
かかる車両位置検出装置では、修正演算手段は、車両が
走行する道路が特定できていない場合には、ＧＰＳ受信
機から供給される車両の測位位置が前記方位センサによ
り推定される道路の延びる方向とほぼ直角な方向に最小
の誤差を有するような衛星の組合せを採用するよう組合
せ指定手段に指示するものである。
【００１２】この場合には、車両が走行する道路の候補
が複数本あることになり、ＧＰＳ受信機から供給される
車両の測位位置の誤差楕円が、前記方位センサにより推
定される道路の延びる方向とほぼ直角な方向に対して最
小の誤差を有するような衛星の組合せを採用するので、
図２に示すように、誤差楕円の比較的短い範囲を基準に
して、他の近接道路との区別ができるようになり、車両
が走行する道路の特定が容易になる。
が複数本あることになり、ＧＰＳ受信機から供給される
車両の測位位置の誤差楕円が、前記方位センサにより推
定される道路の延びる方向とほぼ直角な方向に対して最
小の誤差を有するような衛星の組合せを採用するので、
図２に示すように、誤差楕円の比較的短い範囲を基準に
して、他の近接道路との区別ができるようになり、車両
が走行する道路の特定が容易になる。
【００１３】
【実施例】以下、本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。図３は車両位置検出装置の概略構
成を示す。車両位置検出装置は、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からデータを読出すメモリドライブ
６、周回衛星７ａ〜７ｅのうち指定された衛星の組、例
えば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、車両存在確率を評価
し、その評価結果に応じて、ＧＰＳシステムにより取得
した測位位置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・読出、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、及び処理装置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。
いて詳細に説明する。図３は車両位置検出装置の概略構
成を示す。車両位置検出装置は、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からデータを読出すメモリドライブ
６、周回衛星７ａ〜７ｅのうち指定された衛星の組、例
えば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、車両存在確率を評価
し、その評価結果に応じて、ＧＰＳシステムにより取得
した測位位置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・読出、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、及び処理装置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。
【００１４】さらに詳細に説明すれば、コンソール１
は、車両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（図示せず）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-ROM、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
ィック表示用の表示地図データを記憶し、また、各メッ
シュ単位で地図マッチング用の道路ネットワークデータ
を記録している。
は、車両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（図示せず）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-ROM、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
ィック表示用の表示地図データを記憶し、また、各メッ
シュ単位で地図マッチング用の道路ネットワークデータ
を記録している。
【００１５】前記道路ネットワークデータは、分岐点を
表すノードと道路セグメントを表すリンクとの組合わせ
データ、リンクの距離データ、リンクを走破するための
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、及び、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。
表すノードと道路セグメントを表すリンクとの組合わせ
データ、リンクの距離データ、リンクを走破するための
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、及び、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。
【００１６】また、前記表示地図データとして、前記道
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。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、
表示画面の種類、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。
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。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、
表示画面の種類、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。
【００１７】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。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。
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。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。
【００１８】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
を重ねて表示させる機能を有する。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。
置８から車両位置を得て、地図上に現在位置と目的地と
を重ねて表示させる機能を有する。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。
【００１９】ＧＰＳ受信機７は、３個又は４個のいずれ
かの組み合わせのＧＰＳ衛星から受信される疑似雑音コ
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測位位置を算出する。処理
装置８は、距離センサ４により検出される走行距離、及
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により読出
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
測位位置ＰG にかか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。さらに、
ＧＰＳ受信機７に対して測位に用いる衛星の組合せを指
定することができる。
かの組み合わせのＧＰＳ衛星から受信される疑似雑音コ
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測位位置を算出する。処理
装置８は、距離センサ４により検出される走行距離、及
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により読出
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
測位位置ＰG にかか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。さらに、
ＧＰＳ受信機７に対して測位に用いる衛星の組合せを指
定することができる。
【００２０】処理装置８の機能ブロックを図４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
された方位データ、距離センサ４からサンプリングされ
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、推測航法により車両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、前記車両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
クデータと車両位置との類似度を繰返し計算し、道路上
における車両の車両位置を算出するとともに、求められ
た車両位置の車両存在確率を求める。位置リセット手段
２５は車両位置を前記方法で修正する。
入力前処理手段２２は、方位センサ３からサンプリング
された方位データ、距離センサ４からサンプリングされ
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、推測航法により車両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、前記車両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
クデータと車両位置との類似度を繰返し計算し、道路上
における車両の車両位置を算出するとともに、求められ
た車両位置の車両存在確率を求める。位置リセット手段
２５は車両位置を前記方法で修正する。
【００２１】管理判断手段２１は、軌道を周回する複数
のＧＰＳ衛星のうちから測位に用いる衛星の配置を指定
するとともに、その衛星の配置においてＧＰＳシステム
により取得された測位位置ＰG 、その衛星の配置や衛星
電波の受信状態を示すステータス信号を基に得られるそ
の測位位置ＰG における誤差楕円、並びに走行道路推定
手段２４により求められた車両位置、類似度及び車両位
置における車両存在確率を基にして図５に示すようなア
ルゴリズムにより、車両位置を修正し、これに基づき新
たに求められた車両位置を位置出力手段２６に供給す
る。
のＧＰＳ衛星のうちから測位に用いる衛星の配置を指定
するとともに、その衛星の配置においてＧＰＳシステム
により取得された測位位置ＰG 、その衛星の配置や衛星
電波の受信状態を示すステータス信号を基に得られるそ
の測位位置ＰG における誤差楕円、並びに走行道路推定
手段２４により求められた車両位置、類似度及び車両位
置における車両存在確率を基にして図５に示すようなア
ルゴリズムにより、車両位置を修正し、これに基づき新
たに求められた車両位置を位置出力手段２６に供給す
る。
【００２２】以下、図５のフローチャートを参照して、
ＧＰＳ航法システムから得られた車両の測位位置ＰG を
用いて、車両位置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推定位
置と実際の車両位置との位置誤差を横軸にとり、前記推
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、図６のような相関が得られる。すなわち、位置誤差
が小さいと、暫く走行して車両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、車両位置を確実に
道路上に得ることができる。い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（図６のｅｍ
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、何等かの方法で道路を特定
することが必要になる。
ＧＰＳ航法システムから得られた車両の測位位置ＰG を
用いて、車両位置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推定位
置と実際の車両位置との位置誤差を横軸にとり、前記推
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、図６のような相関が得られる。すなわち、位置誤差
が小さいと、暫く走行して車両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、車両位置を確実に
道路上に得ることができる。い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（図６のｅｍ
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、何等かの方法で道路を特定
することが必要になる。
【００２３】また、車両の位置を道路上に見出すことが
できた場合でも、その車両が道路上のどの位置にいるの
かを特定する必要がある。例えば車両が交差点を曲がっ
たりしたときは、車両の方位が急激に変化するので、道
路ネットワークパターンから判定して近くに交差点があ
れば車両をその交差点に位置に特定することができる。
しかし、道路の形状の変化が乏しい中（例えば高速道路
を走行中の場合）を長距離走行しているときは、車両の
位置の特定ができず、誤差が徐々に増加してくる。この
ような場合においても、何等かの方法で車両位置を特定
することが必要になる。
できた場合でも、その車両が道路上のどの位置にいるの
かを特定する必要がある。例えば車両が交差点を曲がっ
たりしたときは、車両の方位が急激に変化するので、道
路ネットワークパターンから判定して近くに交差点があ
れば車両をその交差点に位置に特定することができる。
しかし、道路の形状の変化が乏しい中（例えば高速道路
を走行中の場合）を長距離走行しているときは、車両の
位置の特定ができず、誤差が徐々に増加してくる。この
ような場合においても、何等かの方法で車両位置を特定
することが必要になる。
【００２４】そこで、車両位置を特定するため、管理判
断手段２１において、一定の条件下でＧＰＳ受信機７に
より取得した測位位置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、車両位置との
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（図５、ステップＳ１）、ステップＳ１において十
分な確率で車両位置が算出されている場合、ＹＥＳを選
択し、“リターン”に戻る。
断手段２１において、一定の条件下でＧＰＳ受信機７に
より取得した測位位置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、車両位置との
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（図５、ステップＳ１）、ステップＳ１において十
分な確率で車両位置が算出されている場合、ＹＥＳを選
択し、“リターン”に戻る。
【００２５】もし、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 も
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。
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 も
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。
【００２６】距離ｌo 以上進んだときは、ステップＳ３
に進み、道路が特定できているかどうかを判定する。道
路が特定できているときには、処理装置８は、図１のよ
うに誤差楕円の長軸方向が、道路の延びる方向に対して
ほぼ直角になるような衛星の組合せＡを採用して（ステ
ップＳ４）、測位位置ＰG を得る。したがって、比較的
狭い範囲の中において道路上の車両位置を高確率で特定
することができる。
に進み、道路が特定できているかどうかを判定する。道
路が特定できているときには、処理装置８は、図１のよ
うに誤差楕円の長軸方向が、道路の延びる方向に対して
ほぼ直角になるような衛星の組合せＡを採用して（ステ
ップＳ４）、測位位置ＰG を得る。したがって、比較的
狭い範囲の中において道路上の車両位置を高確率で特定
することができる。
【００２７】道路が特定できていないときには、図２の
ように誤差楕円の短軸方向が、入力前処理手段２２から
得られる最適推定方位に基づき推定される道路の延びる
方向に対してほぼ直角になるような衛星の組合せＢを採
用して（ステップＳ５）、測位位置ＰG を得る。したが
って、他の近接道路との区別ができるようになり、車両
が走行する道路の特定が容易になる。そして、いずれの
場合もＧＰＳ受信機７により取得した測位位置ＰG を車
両の車両位置とする（ステップＳ６）。つまり、地図マ
ッチングによっても車両位置が十分な確率で得られない
ので、ＧＰＳシステムから得られる測位位置ＰG を使っ
て車両位置を置き換える。
ように誤差楕円の短軸方向が、入力前処理手段２２から
得られる最適推定方位に基づき推定される道路の延びる
方向に対してほぼ直角になるような衛星の組合せＢを採
用して（ステップＳ５）、測位位置ＰG を得る。したが
って、他の近接道路との区別ができるようになり、車両
が走行する道路の特定が容易になる。そして、いずれの
場合もＧＰＳ受信機７により取得した測位位置ＰG を車
両の車両位置とする（ステップＳ６）。つまり、地図マ
ッチングによっても車両位置が十分な確率で得られない
ので、ＧＰＳシステムから得られる測位位置ＰG を使っ
て車両位置を置き換える。
【００２８】その後は、前記修正された車両位置を初期
位置として、再び地図マッチングを利用して車両の位置
を追跡する。
位置として、再び地図マッチングを利用して車両の位置
を追跡する。
【００２９】
【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、地図マッチング航法を行っている途中で、車両が走
行する道路が特定できている場合には、ＧＰＳ受信機か
ら供給される車両の測位位置の誤差楕円が道路の延びる
方向に対して最小の誤差を有するような衛星の組合せを
採用して測位位置を得るので、比較的短い範囲の中にお
いて車両位置を修正し、より確度の高い車両位置を決定
することができる。
ば、地図マッチング航法を行っている途中で、車両が走
行する道路が特定できている場合には、ＧＰＳ受信機か
ら供給される車両の測位位置の誤差楕円が道路の延びる
方向に対して最小の誤差を有するような衛星の組合せを
採用して測位位置を得るので、比較的短い範囲の中にお
いて車両位置を修正し、より確度の高い車両位置を決定
することができる。
【００３０】請求項２記載の発明によれば、車両が走行
する道路の候補が複数本ある場合には、ＧＰＳ受信機か
ら供給される車両の測位位置の誤差楕円が道路の延びる
方向と直角な方向に対して最小の誤差を有するような衛
星の組合せを採用するので、比較的短い範囲を基準にし
て、他の近接道路との区別ができるようになり、車両の
走行する道路の特定が容易になる。
する道路の候補が複数本ある場合には、ＧＰＳ受信機か
ら供給される車両の測位位置の誤差楕円が道路の延びる
方向と直角な方向に対して最小の誤差を有するような衛
星の組合せを採用するので、比較的短い範囲を基準にし
て、他の近接道路との区別ができるようになり、車両の
走行する道路の特定が容易になる。
【００３１】したがって、いずれの発明においても、地
図マッチング処理のみにより求めた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地図マッ
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。
図マッチング処理のみにより求めた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地図マッ
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。
【図１】誤差楕円の比較的狭い範囲の中において、道路
上の車両位置を特定する手法を説明する図である。
上の車両位置を特定する手法を説明する図である。
【図２】誤差楕円の比較的狭い範囲を基準にして、車両
が走行する道路を特定する手法を説明する図である。
が走行する道路を特定する手法を説明する図である。
【図３】車両位置検出装置の一実施例の全体構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】車両位置検出装置の位置検出処理の流れを示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】検出位置の修正処理の流れを示すフローチャー
トである。
トである。
【図６】地図マッチングの成功率を示すグラフである。
【図７】ある時点におけるＧＰＳ衛星の配置を示す図で
ある。
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 ８ 処理装置（組合せ指定手段，位置取得手段，修正
演算手段）
演算手段）
Claims (2)
- 【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、１本又は複数本
の道路上に車両の存在確率を加味した車両位置を検出す
る地図マッチング型車両位置検出装置において、 軌道を周回する複数のＧＰＳ衛星のうちから測位に用い
る衛星の組合せを指定することができる組合せ指定手段
と、 前記組合せ指定手段により指定された衛星の組合せにお
ける車両の測位位置をＧＰＳ受信機から取得する位置取
得手段と、 地図マッチングで得られた車両位置を、前記位置取得手
段により取得した測位位置を用いて修正する修正演算手
段とを備え、 前記修正演算手段は、車両が走行する道路が特定できて
いる場合には、ＧＰＳ受信機から供給される車両の測位
位置が道路の延びる方向に最小の誤差を有するような衛
星の組合せを採用するよう組合せ指定手段に指示するも
のであることを特徴とする車両位置検出装置。 - 【請求項２】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、１本又は複数本
の道路上に車両の存在確率を加味した車両位置を検出す
る地図マッチング型車両位置検出装置において、 軌道を周回する複数のＧＰＳ衛星のうちから測位に用い
る衛星の組合せを指定することができる組合せ指定手段
と、 前記組合せ指定手段により指定された衛星の組合せにお
ける車両の測位位置をＧＰＳ受信機から取得する位置取
得手段と、 地図マッチングで得られた車両位置を、前記位置取得手
段により取得した測位位置を用いて修正する修正演算手
段とを備え、 前記修正演算手段は、車両が走行する道路が特定できて
いない場合には、ＧＰＳ受信機から供給される車両の測
位位置が前記方位センサにより推定される道路の延びる
方向とほぼ直角な方向に最小の誤差を有するような衛星
の組合せを採用するよう組合せ指定手段に指示するもの
であることを特徴とする車両位置検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9541492A JP2577160B2 (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 車両位置検出装置 |
| US08/045,599 US5323152A (en) | 1992-04-15 | 1993-04-09 | Apparatus for detecting the position of a vehicle |
| DE69303530T DE69303530T2 (de) | 1992-04-15 | 1993-04-14 | Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Fahrzeuges |
| EP93302901A EP0566390B1 (en) | 1992-04-15 | 1993-04-14 | Apparatus for detecting the position of a vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9541492A JP2577160B2 (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 車両位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06289778A JPH06289778A (ja) | 1994-10-18 |
| JP2577160B2 true JP2577160B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=14137028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9541492A Expired - Fee Related JP2577160B2 (ja) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | 車両位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2577160B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3970473B2 (ja) * | 1999-05-19 | 2007-09-05 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 監視手段付きｇｐｓ装置 |
| JP4387508B2 (ja) * | 1999-08-19 | 2009-12-16 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 鉄道車両搭載ｇｐｓ測位装置 |
| JP3661933B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2005-06-22 | 株式会社デンソー | 移動体位置推定装置、地図表示装置、ナビゲーション装置、マップマッチング手段を実現するプログラム及びそのプログラムを格納する記録媒体 |
| KR101013701B1 (ko) * | 2004-04-23 | 2011-02-10 | 엘지전자 주식회사 | 방위각정보를 이용한 이동체의 위치 정합방법 |
| JP4554418B2 (ja) * | 2005-04-04 | 2010-09-29 | アルパイン株式会社 | 車載用ナビゲーション装置 |
| JP5389336B2 (ja) * | 2007-05-14 | 2014-01-15 | Ｋｄｄｉ株式会社 | 現在位置の概略地図をディスプレイに予め表示する携帯端末及びプログラム |
| JP6509422B2 (ja) | 2016-02-24 | 2019-05-08 | 三菱電機株式会社 | 衛星測位装置及び列車制御システム |
| JP6819441B2 (ja) * | 2017-04-24 | 2021-01-27 | 日産自動車株式会社 | 物標位置推定方法及び物標位置推定装置 |
-
1992
- 1992-04-15 JP JP9541492A patent/JP2577160B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06289778A (ja) | 1994-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |