JP6054638B2 - 車両位置検出装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両位置検出装置およびプログラムに関する。

特許文献１には、カーブ区間の曲率を求め、かかる曲率の推移に基づいてカーブ区間における現在位置を算出するナビゲーション装置の技術が開示されている。

特開２００７−１９２５８３号公報

しかしながら、上記技術では、道路幅を考慮せず、線分で構成されるリンクに対して曲率を求めているため、車両の旋回挙動に近い曲率を求めることが難しい。たとえ、このような曲率を用いて算出されたリンク方位と、デッドレコニングによって算出された車両方位と、の差を方位誤差として後続の処理（例えば、マップマッチング処理）を行っても、適確な結果は得られない。

そこで、本発明の目的は、後続処理の結果がより適確となるような、車両の方位誤差を求めることにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る車両位置検出装置は、旋回前リンクのリンク幅および旋回後リンクのリンク幅を用いて旋回開始距離を算出し、該旋回開始距離を用いて、該旋回前リンク上に求まる旋回開始地点および該旋回後リンク上に求まる旋回終了地点を結ぶ仮想リンクを求める仮想リンク生成部と、前記仮想リンク上の所定位置における方位である仮想リンク方位を算出するリンク方位算出部と、前記仮想リンク方位を用いて車両方位の方位誤差を算出する誤差算出部と、を備える。

本発明によれば、後続処理の結果がより適確となるような、車両の方位誤差を求めることができる。

本発明の一実施形態に係るナビゲーション装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る地図情報を示す図である。 本発明の一実施形態に係る機能ブロックを示す図である。 本発明の一実施形態に係るマップマッチング処理を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る方位誤差算出処理を示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る自車位置のあるリンクと旋回後リンクとの接続例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る自車位置のあるリンクと旋回後リンクとの間に生成される仮想リンクを示す図である。 本発明の一実施形態に係る旋回経過距離のうち、自車のあるリンクと旋回後リンクとの方位差角が鈍角である場合を示す図である。 本発明の一実施形態に係る旋回経過距離のうち、自車のあるリンクと旋回後リンクとの方位差角が鋭角である場合を示す図である。 本発明の一実施形態に係る仮想リンクの方位変分θ１を示す図である。 本発明の一実施形態に係る仮想リンクの方位変分θ２示す図である。 本発明の変形例に係る仮想リンクモデル情報を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る車両位置検出装置として機能するナビゲーション装置１００の概略構成図である。ナビゲーション装置１００は、演算処理装置１と、ディスプレイ１０と、記憶装置１１と、音声入出力装置１３と、入力装置１６と、ＲＯＭ装置２０と、車速センサ２１と、加速度センサ２２と、ジャイロセンサ２３と、ＧＰＳ受信装置２４と、ＦＭ多重放送受信装置２５と、ビーコン受信装置２６と、を備えている。また、これらの各装置やセンサは、バス６によって相互に接続され、データの受け渡しが可能な構成となっている。

なお、ナビゲーション装置１００とは、地図上における自車位置の特定、地図や交通情報などの表示、推奨経路の探索、経路誘導など、いわゆるナビゲーション機能を実現することができる装置のことである。

演算処理装置１は、ナビゲーション装置１００の様々な処理を行う中心的なユニットである。演算処理装置１は、例えば、車速センサ２１、加速度センサ２２、ジャイロセンサ２３といった各種センサや、ＧＰＳ受信装置２４などから出力される情報（以下、「車両センサ情報」という）を用いて、地図上における自車位置、周辺リンクとの位置誤差および方位誤差などを算出する。また、演算処理装置は、自車位置、位置誤差、方位誤差などの所定情報を算出し、これらを用いてマップマッチング処理を行う。

また、演算処理装置１は、車両センサ情報に基づいて自車が旋回していると判定すると、隣接するリンク同士の間に所定の曲率半径を有する円状の仮想リンクを生成し、その方位を算出する。算出した仮想リンクの方位は、例えば、マップマッチング処理に用いられる方位誤差の演算に利用される。なお、仮想リンクの詳細については後述する。

また、演算処理部１は、算出した自車位置や方位誤差などの情報をＲＡＭ３などのメモリに一時的に格納する。

また、演算処理装置１は、記憶装置１１に格納されている地図情報１２を用いて、出発地および目的地を結ぶ推奨経路を探索する。

また、演算処理装置１は、ディスプレイ１０の表示領域に表示する地図情報１２、交通情報、経路情報などをグラフィックス変換し、ディスプレイ１０に出力する。

また、演算処理装置１は、経路誘導を行うための音声情報を生成し、これをスピーカ１５に出力する。

なお、演算処理装置１は、数値演算、各装置およびセンサの制御など、様々な処理を実行するＣＰＵ２（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラムやデータ、演算結果などを一時的に格納するＲＡＭ３（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、プログラムやデータなどを格納するＲＯＭ４（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、各種ハードウェアを演算処理装置と接続するためのＩ／Ｆ（インターフェース）５と、を有している。また、ＣＰＵ２、ＲＡＭ３、ＲＯＭ４は、バス６によって相互に接続されている。

ディスプレイ１０は、演算処理装置１により生成されたグラフィックス情報を表示領域に表示させるユニットであって、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどで構成される。

記憶装置１１は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や不揮発性メモリカードといった、少なくとも読み書きが可能な記録媒体で構成される。記憶装置１１には、地図情報１２などの情報が格納されている。

図２は、地図情報の一例を示した図である。地図情報１２は、地図上の道路に関するリンク情報などが格納された領域情報を有している。領域情報２００には、地図上の領域を識別するメッシュＩＤ２０１ごとに、各メッシュが有する道路のリンクＩＤ２０２と、リンク情報２０３と、が対応付けられている。

また、リンク情報２０３には、道路の両端を示す開始ノードおよび終了ノードの地点座標２０４と、国道、有料道路、県道といった道路の種別を示す道路種別情報２０５と、道路の長さを示すリンク長情報２０６と、道路の幅を示すリンク幅情報２０７と、道路の方位を示すリンク方位情報２０８と、道路を通過するのに要する時間を示す旅行時間情報２０９と、道路の開始ノードおよび終了ノードの各々に接続する他の道路のリンクＩＤが格納されている開始接続リンク／終了接続リンク情報２１０と、が格納されている。

音声入出力装置１３は、音声入力装置としてのマイクロフォン１４と、音声出力装置としてのスピーカ１５と、を備える。マイクロフォン１４は、ユーザが発した声など、ナビゲーション装置１００の外部音声を取得する。また、スピーカ１５は、演算処理装置１で生成されたユーザへのメッセージを音声信号として出力する。

入力装置１６は、ナビゲーション装置がユーザからの指示を受け付けるユーザインターフェースである。具体的には、方向キー１７、ダイヤルスイッチ１８、タッチパネル１９、その他のハードスイッチ（図示しない）である縮尺変更キーなどで構成される。

ＲＯＭ装置２０は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）カードといった、少なくとも読み取りが可能な記録媒体で構成されている。この記録媒体には、例えば、動画情報や、音声情報などが格納されている。

車速センサ２１、加速度センサ２２、ジャイロセンサ２３、ＧＰＳ受信装置２４は、ナビゲーション装置１００が搭載されている車両の自車位置などを検出するために使用される。

車速センサ２１は、車速の算出に用いられる情報を出力する。具体的には、車速センサ２１は、検出した車輪の回転数をパルス信号に変換し、所定の時間内におけるパルス信号数といった所定の車速情報を出力する。

加速度センサ２２は、車両の前後方向の加速度に応じて所定の検出信号を一定周期で出力する。例えば、加速度センサ２２は、車両の加速度が増加している場合には正の信号を出力し、減速度が発生している場合には負の信号を出力する。

ジャイロセンサ２３は、光ファイバジャイロや振動ジャイロなどで構成され、移動体の回転による角速度を検出し、所定の角速度情報を生成、出力する。

ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信装置２４は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信して、車両とＧＰＳ衛星間の距離と、距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで、車両の現在地、進行速度および進行方位を測定する。

ＦＭ多重放送受信装置２５は、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：格納商標）情報の概略現況交通情報、規制情報、ＳＡ／ＰＡ（サービスエリア／パーキングエリア）情報、駐車場情報、天気情報などや、ＦＭ多重一般情報としてラジオ局が提供する文字情報などＦＭ放送局から送信されてくるＦＭ多重放送信号を受信する。

ビーコン受信装置２６は、ＶＩＣＳ情報などの概略現況交通情報、規制情報、ＳＡ／ＰＡ（サービスエリア／パーキングエリア）情報、駐車場情報、天気情報や緊急警報などを受信する。ビーコン受信装置は、例えば、光により通信する光ビーコン、電波により通信する電波ビーコンなどによって構成される。

次に、本実施形態に係るナビゲーション装置１００の機能ブロックについて説明する。なお、ナビゲーション装置１００の機能ブロックは、演算処理装置１に実装されるＣＰＵ２が読み込んだ所定のプログラムを実行することにより構築される。そのため、各ＲＯＭ４には、各機能部の処理を実行するためのプログラムが記憶されている。

また、ナビゲーション装置１００の機能ブロックは、本実施形態において実現されるナビゲーション装置１００の機能を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分類したものである。また、各機能の分類の仕方やその名称によって、本発明が制限されることはない。なお、ナビゲーション装置１００の各構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、一つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。

また、ナビゲーション装置１００の機能部は、ハードウェア（ＡＳＩＣなど）により構築されてもよい。また、各機能部の処理が一つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。

図３は、ナビゲーション装置１００の機能ブロックを示した図である。ナビゲーション装置１００は、全体制御部３０１と、センサ情報処理部３０２と、自車状態推定部３０３と、マップマッチング処理部３０４と、を有している。

全体制御部３０１は、ナビゲーション装置１００の様々な処理を行う中心的な機能部である。具体的には、全体制御部３０１は、他の機能部、ナビゲーション装置１００が内蔵する他の装置、センサ、並びに、外部装置から様々な情報や指示を受け付ける。また、全体制御部３０１は、取得した情報や受け付けた指示を、これらの情報や指示の種類または内容に応じて、所定のセンサ、装置、機能部に出力する。

センサ情報処理部３０２は、車両センサ情報を取得して、これをＲＡＭ３などのメモリに一時的に格納する機能部である。

自車状態検知部３０３は、車両センサ情報を用いて、自車位置、車両方位などの情報を含む自車の状態情報を算出する機能部である。なお、状態情報はマップマッチング処理のたびに算出されるが、算出間隔はこれに限定されるものではない。例えば、自車状態検知部３０３は、車両が所定距離（例えば、１０ｍ）進むごとに状態情報を算出するようにしても良い。

また、自車状態検知部３０３は、周辺リンクとの位置誤差および方位誤差を算出する。なお、方位誤差の算出処理において、自車が旋回していると判定すると、自車状態検知部３０３は、自車位置のあるリンクとこれに接続するリンク（以下、「旋回後リンク」という）との間に所定の曲率半径を有する円状の仮想リンクを生成する。また、自車状態検知部３０３は、仮想リンク上の所定位置における仮想リンク方位を用いて、旋回している自車の車両方位と、リンク方位または仮想リンク方位との方位誤差を算出する。

なお、自車状態検知部３０３は、算出した自車位置、車両方位、位置誤差、方位誤差などの情報をＲＡＭ３などのメモリに一時的に格納する。

マップマッチング処理部３０４は、自車位置や誤差情報（位置誤差、方位誤差）などの所定情報を用いて、ディスプレイ１０に表示される地図上の道路（リンク）に自車位置を合わせ込むマップマッチング処理を行う。具体的には、マップマッチング処理部３０４は、自車状態検知部３０３で算出された位置誤差と、方位誤差と、を用いて、マッチング対象リンクごとの評価量を算出する。また、マップマッチング処理部３０４は、算出した評価量に基づいてマッチング対象リンクを特定し、かかるリンク上の所定位置に現在の自車位置を示すカーマークを合わせ込む。

以上、本実施形態に係るナビゲーション装置１００の機能ブロックについて説明した。

次に、本実施形態に係るナビゲーション装置１００のマップマッチング処理について説明する。図４は、かかる処理を示したフロー図である。本フローは、ナビゲーション装置１００の起動とともに開始される。

まず、自車状態検知部３０３は、地図上における自車位置および車両方位を含む自車の状態情報を算出する（ステップＳ００１）。具体的には、自車状態検知部３０３は、車速センサ２１から出力された車速情報と、ジャイロセンサ２３から出力された角速度情報を取得し、各々を積分した結果得られる距離情報および角度情報を時間軸で積分していくことにより初期位置（Ｘ，Ｙ）から移動後（自車走行後）の自車位置（Ｘ’、Ｙ’）を算出する。

また、自車状態検知部３０３は、例えば、ジャイロセンサ２３から出力された角速度情報を積分することによって車両の角度情報を算出し、かかる角度情報に基づいて自車の進行方向である車両方位を算出する。なお、自車状態検知部３０３は、算出した自車位置および車両方位をＲＡＭ３などのメモリに一時的に格納する。

次に、自車状態検知部３０３は、マッチング対象リンクを取得する（ステップＳ００２）。具体的には、自車状態検知部３０３は、自車位置から所定範囲内（例えば、半径５００ｍの領域内）にあるリンクをリンク情報２０３から取得する。

次に、自車状態検知部３０３は、マッチング対象リンクとの間の位置誤差を算出する（ステップＳ００３）。具体的には、自車状態検知部３０３は、自車位置からマッチング対象リンクに対して引いた垂線の長さに応じて、自車位置からの位置誤差を算出する。また、自車状態検知部３０３は、算出した位置誤差に関する情報をＲＡＭ３などのメモリに一時的に格納する。

次に、自車状態検知部３０３は、マッチング対象リンクとの間の方位誤差を算出する（ステップＳ００４）。図５は、方位誤差算出処理の詳細を示したフロー図である。図示するように、自車状態検知部３０３は、車両の旋回を検知したか否かを判定する（ステップＳ００４１）。具体的には、自車状態検知部３０３は、車両方位が所定の閾値以上（例えば、４度以上）の場合に車両の旋回を検知する。

車両の旋回を検知しない場合（ステップＳ００４１でＮｏ）、自車状態検知部３０３は、マッチング対象リンクのリンク方位をリンク情報２０３から取得し（ステップＳ００４７）、車両方位とリンク方位との差分である方位誤差を算出する（ステップＳ００４７）。また、自車状態検知部３０３は、算出した方位誤差をＲＡＭ３などのメモリに格納し、方位誤差算出処理を終了する。

一方で、車両の旋回を検知した場合（ステップＳ００４１でＹｅｓ）、自車状態検知部３０３は、検知した旋回方向に、自車位置のあるリンクと所定以上の角度（例えば、４度以上）で接続しているリンクが存在するか否かを判定する（ステップＳ００４２）。具体的には、自車状態検知部３０３は、前回のマップマッチング処理により自車位置が対応付けられているリンク（自車位置のあるリンク）に所定以上の角度で接続されているリンクの有無を判定する。

そして、所定以上の角度で接続しているリンクがある場合（ステップＳ００４２でＹｅｓ）、自車状態検知部３０３は、処理をステップＳ００４３に移行する。一方で、そのようなリンクがない場合（ステップＳ００４２でＮｏ）、自車状態検知部３０３は、処理を前述のステップＳ００４７に移行する。

ステップＳ００４３では、自車状態検知部３０３は、自車位置のあるリンクと、このリンクに所定以上の角度で接続している旋回後リンクとの間に円状の仮想リンクを生成する。図６は、２つのリンクの接続例を示した図である。図示するように、両リンクのリンク幅の１／２を、各々、α１、α２とし、両リンクは法令で定められた車両の最小旋回半径ｒ１（例えば、半径１２ｍ）を有する円ｃ１の内側を通らないように接続されている。また、旋回後リンク４０２と自車位置のあるリンク４０１との交点ａ１、ａ２に対して旋回後リンク４０２のリンク幅方向に垂線を引き、ｂ０から交点ｂ１までの線分をＸ１、交点ｂ１から交点ｂ２（＝ａ２）までの線分をＸ２とする。また、最小旋回半径を有する円ｃ１の中心から旋回後リンク４０２に対して引いた垂線の交点ｂ３から交点ｂ２までの線分をＸ３とする。

仮想リンクの生成にあたり、自車状態検知部３０３は、旋回前の車両方位を基準方位として特定する。具体的には、自車状態検知部３０３は、車両の旋回を検知する前に算出した直近の車両方位を基準方位として特定する。

次に、自車状態検知部３０３は、旋回開始距離Ｌを算出する。なお、旋回開始距離Ｌは、旋回終了距離とほぼ同様となるため、便宜上、旋回終了距離を算出し、これを旋回開始距離Ｌとして扱うものとする。

ここで、旋回開始距離Ｌは、Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３によって求められる。なお、Ｘ１は、
（自車位置のあるリンク４０１の道路幅／２）／（sin（自車位置のあるリンク４０１と旋回後リンク４０２との方位差）の絶対値）
によって求められる。また、Ｘ２は、
（旋回後リンク４０２の道路幅／２）／（tan（自車位置のあるリンク４０１と旋回後リンク４０２との方位差）の絶対値）
によって求められる。また、Ｘ３は、
車両の最小旋回半径ｒ１／（tan（自車位置のあるリンク４０１と旋回後リンク４０２との方位差／２）の絶対値）
によって求められる。具体的には、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は、各々、下記の数式１、数式２、数式３により求まる。

次に、自車状態検知部３０３は、算出した旋回開始距離Ｌを用いて仮想リンクの曲率半径を算出する。図７は、自車位置のあるリンク４０１と旋回後リンク４０２との間に生成される仮想リンクｃ２を示した図である。ここで、仮想リンクｃ２の曲率半径ｒ２は、
旋回開始距離Ｌ×tan（（π−自車位置のあるリンク４０１と旋回後リンク４０２との方位差）／２）の絶対値
によって求められる。具体的には、仮想リンクの曲率半径ｒ２は、下記の数式４により求まる。

曲率半径ｒ２を有する仮想リンクｃ２が生成されると、かかる仮想リンクｃ２の一部は、旋回開始地点Ｐと旋回終了地点Ｐ’とを結ぶ円弧を構成している。このような円弧は、実際の車両の旋回挙動に近い形状を有していることになる。

次に、自車状態検知部３０３は、生成した仮想リンクｃ２を用いて、仮想リンクｃ２上の所定位置におけるリンク方位（以下、「仮想リンク方位」という）を算出する（ステップＳ００４４）。仮想リンク方位の算出にあたり、自車状態検知部３０３は、旋回経過距離Ｍを算出する。

図８は、旋回経過距離Ｍを示す図である。図示するように、車両センサ情報により特定された自車位置Ｙから、Ｎ−Ｔ間で区切られた線分で示される自車のあるリンク４０１に対して垂線を引き、その交点をＱとする。また、かかる垂線を仮想リンクｃ２まで延ばし、垂線と仮想リンクｃ２の円弧との交点をＲとする。また、仮想リンクｃ２の中心とＯと、交点Ｒとを結んだ線の延長が、自車のあるリンク４０１と交わる点を交点Ｓとする。この時、交点Ｓが自車位置を投影したリンク上の位置となる。自車状態検知部３０３は、旋回経過距離Ｍとして、旋回開始地点Ｐから交点Ｓまでの距離を算出する。

なお、自車位置から自車のいるリンクに対して垂線が引けない場合、自車状態検知部３０３は、垂線が引けたリンク４０３の端点Ｔから旋回開始地点Ｐまでの距離を旋回経過距離として求める。ここで、自車状態検知部３０３は、自車位置から引いた垂線とリンク４０３との交点Ｕからの距離が小さい方の端点をリンク４０３の端点Ｔとして特定する。また、この場合には、旋回開始地点Ｐが基準点となるため、算出される旋回経過距離の符号は負となる。

また、図９に示すように、自車のあるリンク４０１と旋回後リンク４０２との方位差角が鋭角であるときは、自車位置から引いた垂線が仮想リンクｃ２と交わらない場合が生じる。このような場合、自車状態検知部３０３は、旋回開始距離Ｌを旋回経過距離とする。

次に、自車状態検知部３０３は、仮想リンクｃ２上の所定位置における方位変分を算出する。具体的には、自車状態検知部３０３は、
旋回経過距離Ｍ≦０、または、旋回経過距離Ｍ＞旋回開始距離Ｌ×２である場合に、方位変分を０に設定する。

また、図１０に示すように、自車状態検知部３０３は、０＜旋回経過距離Ｍ＜旋回開始距離Ｌの場合に、
方位変分θ１＝arctan（旋回経過距離Ｍ／仮想リンクｃ２の曲率半径ｒ２）
として算出する。具体的には、方位変分θ１は、下記の数式５により求まる。

また、図１１に示すように、自車状態検知部３０３は、旋回開始距離Ｌ＜旋回経過距離Ｍ≦旋回開始距離Ｌ×２の場合に、
方位変分θ２＝（自車のあるリンク４０１と旋回後リンク４０２との方位差の絶対値）−arctan（旋回開始距離Ｌ×２−旋回経過距離Ｍ）／仮想リンクｃ２の曲率半径ｒ２
として算出する。具体的には、方位変分θ２は、下記の数式６により求まる。

次に、自車状態検知部３０３は、方位変分を用いて仮想リンク方位Ｖ１を算出する。具体的には、自車状態検知部３０３は、
右折の場合：基準方位−方位変分
左折の場合：基準方位＋方位変分
によって仮想リンク方位Ｖ１を算出する。

次に、自車状態検知部３０３は、車両センサ情報から算出された車両方位Ｖ２と仮想リンク方位Ｖ１との方位誤差を算出する（ステップＳ００４７）。具体的には、自車状態検知部３０３は、車両方位Ｖ２が基準方位Ｖ３と仮想リンク方位Ｖ１と間の範囲に含まれているか否か判定する。そして、かかる範囲に含まれている場合には、自車状態検知部３０３は、方位誤差を所定の規定値（例えば、０）とする。

一方で、車両方位Ｖ２がかかる範囲に含まれていない場合には、自車状態検知部３０３は、仮想リンク方位Ｖ１または基準方位Ｖ３との差が小さい方の値を、マッチング対象リンクに対する方位誤差として算出する。具体的には、自車状態検知部３０３は、各々、車両方位Ｖ２と仮想リンク方位Ｖ１との差、および、車両方位Ｖ２と基準方位Ｖ３との差を算出し、両者のうち差が小さい方の値を方位誤差とする。

以上のようにして方位誤差が求まると、自車状態検知部３０３は方位誤差算出処理を終了する。なお、方位誤差算出処理が終了すると、マップマッチング処理部３０４により、リンク評価量算出処理（図３のステップＳ００５）が行われる。

ステップＳ００５では、マップマッチング処理部３０４は、位置誤差、方位誤差を用いて、マッチング対象リンクの評価量を算出する。例えば、マップマッチング処理部３０４は、位置誤差および方位誤差に各々所定の重み付けを行った上で加算し、その平均値を求めることによりリンク評価量を算出する。

次に、マップマッチング処理部３０４は、算出したリンク評価量を用いて、最も評価量が高いマッチング対象リンクを特定し、特定したリンクに対してマップマッチング処理を行う。具体的には、マップマッチング処理部３０４は、自車位置と、特定したリンクとの間の位置誤差および方位誤差に基づいて、かかるリンク上のマッチング位置を決定する（ステップＳ００６）。また、マップマッチング処理部３０４は、決定したリンク上の位置に自車位置を示すカーマークを合わせ込む処理を行う。なお、マップマッチング処理部３０４は、ナビゲーション装置１００の起動中、ステップＳ００１からステップＳ００６の処理を繰り返し実行する。

このような本実施形態に係る車両位置検出装置によれば、後続処理（例えば、マップマッチング処理）の結果がより適確となるような、車両の方位誤差を求めることができる。特に、自車のあるリンク４０１と旋回後リンク４０２とのリンク幅を考慮した仮想リンクｃ２を用いているため、交差点などの旋回挙動が発生する場所では、より適確な方位誤差を算出することができる。

なお、前述の実施形態では、円形の仮想リンクｃ２を生成し、この仮想リンクｃ２の所定位置における方位を求めたが、本発明は仮想リンクｃ２の形状を限定するものではない。例えば、楕円型の仮想リンクが生成されても良く、または、所定の曲線形状を一部に有する閉図形を仮想リンクとして生成しても良い。

また、前述の実施形態では、算出した旋回開始距離Ｌによって定まる曲率半径ｒ２の仮想リンクｃ２を生成したが、本発明は本実施形態に限られるものではない。前述の実施形態の変形例では、旋回開始距離Ｌを算出せず、例えば、リンク幅やリンク同士の方位差角に対応付けて格納されている仮想リンクを用いて方位誤差を算出する。

図１２は、変形例に係るナビゲーション装置１００に予め格納されている仮想リンクモデル情報５００を示した図である。図示するように、仮想リンクモデル情報５００は、リンクＡのリンク幅５０１と、リンクＢのリンク幅５０２と、両リンクの方位差角βと、これらリンク幅および方位差角の大きさに応じて予め適切な曲率半径で生成されている仮想リンク（円弧）と、が対応付けられたレコードを有している。

このような仮想リンクモデル情報５００は、例えば、方位誤差算出処理で用いられる。具体的には、自車状態検知部３０３は、車両の旋回を検知すると、自車位置があるリンク４０１および旋回後リンク４０２のリンク幅をリンク情報２０３から取得する。また、自車状態検知部３０３は、両リンクの方位差角を算出する。そして、両リンクのリンク幅および方位差角に近似する値が対応付けられているレコードを特定し、かかるレコードに格納されている仮想リンクを抽出する。そして、自車状態検知部３０３は、抽出した仮想リンクを用いて方位誤差を算出する。

このような変形例に係る車両位置検出装置によれば、より適確な方位誤差を算出することができる。特に、仮想リンクが予め生成されていることから、旋回開始距離Ｌを用いて仮想リンクｃ２を生成する場合に比べて演算処理の負担を軽減することができる。また、演算処理の負担軽減に伴って、旋回開始の検知からより迅速かつ正確なマップマッチングなどの処理が行われることになる。

また、前述の実施形態で算出された方位誤差は、マップマッチング処理のみに用いられるものではなく、例えば、自車位置が地図上のどのリンクにも属さない状態（フリー状態）を判定するために用いられても良い。また、生成した仮想リンクは方位誤差の算出にのみ用いられるものではなく、例えば、車両の旋回時に自車位置を示すカーマークを仮想リンクの円弧上に合わせ込み、円弧上を移動させることによって車両の滑らかな旋回移動を表示できるようにしても良い。

１００・・・ナビゲーション装置、１・・・演算処理装置、
１０・・・ディスプレイ、１１・・・記憶装置、
１３・・・音声入出力装置、１６・・・入力装置、
２０・・・ＲＯＭ装置、２１・・・車速センサ、２２・・・加速度センサ、
２３・・・ジャイロセンサ、２４・・・ＧＰＳ受信装置、
２５・・・ＦＭ多重放送受信装置、２６・・・ビーコン受信装置

Claims (10)

1. 旋回前リンクのリンク幅および旋回後リンクのリンク幅を用いて旋回開始距離を算出し、該旋回開始距離を用いて、該旋回前リンク上に求まる旋回開始地点および該旋回後リンク上に求まる旋回終了地点を結ぶ仮想リンクを求める仮想リンク生成部と、
   前記仮想リンク上の所定位置における方位である仮想リンク方位を算出するリンク方位算出部と、
   前記仮想リンク方位を用いて車両方位の方位誤差を算出する誤差算出部と、
   を備えることを特徴とする車両位置検出装置。
2. 請求項１に記載の車両位置検出装置であって、
   前記仮想リンク生成部は、
   前記旋回前リンクのリンク幅と、前記旋回後リンクのリンク幅と、該旋回前リンクおよび該旋回後リンクの方位差角と、前記旋回前リンクおよび前記旋回後リンクの間の最小旋回半径と、を用いて、前記仮想リンクを生成する
   ことを特徴とする車両位置検出装置。
3. 請求項２に記載の車両位置検出装置であって、
   前記リンク方位算出部は、
   センサ値から求まる仮想現在地から前記旋回前リンクに対して引いた垂線を延長し、該垂線の延長線と前記仮想リンクとの交点における方位を仮想リンク方位として算出する
   ことを特徴とする車両位置検出装置。
4. 請求項３に記載の車両位置検出装置であって、
   前記誤差算出部は、
   前記車両方位が、前記旋回前リンクの方位である基準方位と前記仮想リンク方位との間の所定範囲に含まれている場合、所定値を方位誤差として用い、
   前記車両方位が、前記所定範囲に含まれていない場合、該車両方位と前記基準方位との方位誤差および該車両方位と前記仮想リンク方位との方位誤差のうち、いずれか小さい方を方位誤差として用いる
   ことを特徴とする車両位置検出装置。
5. 請求項４に記載の車両位置検出装置であって、
   前記仮想リンク生成部は、
   前記旋回前リンクおよび前記旋回後リンクに外接する円の弧を用いて前記仮想リンクを算出する
   ことを特徴とする車両位置検出装置。
6. コンピュータを、車両方位の方位誤差を算出可能な車両位置検出装置として機能させるプログラムであって、
   旋回前リンクのリンク幅および旋回後リンクのリンク幅を用いて旋回開始距離を算出し、該旋回開始距離を用いて、該旋回リンク上に求まる旋回開始地点および該旋回後リンク上に求まる旋回終了地点を結ぶ仮想リンクを求める仮想リンク生成ステップと、
   前記仮想リンク上の所定位置における方位である仮想リンク方位を算出するリンク方位算出ステップと、
   前記仮想リンク方位を用いて車両方位の方位誤差を算出する誤差算出ステップと、
   を前記コンピュータに実行させる
   ことを特徴とするプログラム。
7. 請求項６に記載のプログラムであって、
   前記仮想リンク生成ステップは、
   前記旋回前リンクのリンク幅と、前記旋回後リンクのリンク幅と、該旋回前リンクおよび該旋回後リンクの方位差角と、前記旋回前リンクおよび前記旋回後リンクの間の最小旋回半径と、を用いて、前記仮想リンクを生成する
   ことを特徴とするプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムであって、
   前記リンク方位算出ステップは、
   センサ値から求まる仮想現在地から前記旋回前リンクに対して引いた垂線を延長し、該垂線の延長線と前記仮想リンクとの交点における方位を仮想リンク方位として算出する
   ことを特徴とするプログラム。
9. 請求項８に記載のプログラムであって、
   前記誤差算出ステップは、
   前記車両方位が、前記旋回前リンクの方位である基準方位と前記仮想リンク方位との間の所定範囲に含まれている場合、所定値を方位誤差として用い、
   前記車両方位が、前記所定範囲に含まれていない場合、該車両方位と前記基準方位との方位誤差および該車両方位と前記仮想リンク方位との方位誤差のうち、いずれか小さい方を方位誤差として用いる
   ことを特徴とするプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムであって、
    前記仮想リンク生成ステップは、
    前記旋回前リンクおよび前記旋回後リンクに外接する円の弧を用いて前記仮想リンクを算出する
    ことを特徴とするプログラム。

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