JP2000230836A - 移動体の位置検出装置および位置検出プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 方位変化の方向が変化する２段以上のカーブ
を移動体が走行する場合であっても、走行軌跡から地図
上の位置を求めるための平行移動量を正確かつ容易に求
める。 【解決手段】 移動体は走行軌跡２００をポイントＰ１
からポイントＰ２０に向かって走行する。移動体が走行
する間、移動体の方位の変化を計測し、方位変化量が最
も多い地点Ｐ１３を走行軌跡２００の特徴点として抽出
する。移動体が走行する走行軌跡２００から、移動体が
走行するであろう道路地図中のノードＮ２〜Ｎ１０を候
補ノードとして抽出する。抽出された候補ノードＮ２〜
Ｎ１０のうち、特徴点Ｐ１３にける移動体の方位と方位
変化の方向とから、特徴点Ｐ１３に対応する対応ノード
Ｎ７を選択する。特徴点Ｐ１３を始点とし、対応ノード
Ｎ７を終点とする平行移動ベクトル２１０を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は移動体の位置検出
装置および位置検出プログラムを記録した記録媒体に関
し、特に、移動体の進行する方位の変化が連続し、か
つ、方位変化の方向が変化する２段以上のカーブを移動
体が走行する場合に、移動体の現在位置を検出する移動
体の位置検出装置および位置検出プログラムを記録した
記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車等の移動体の運行を支
援するため、移動体の現在位置を道路地図上に表示する
ナビゲーションシステムが知られている。このナビゲー
ションシステムにおいて、移動体の道路地図上の現在位
置を得るための手法として、推測航法が知られている。
推測航法は、移動体に搭載した距離センサおよび方位セ
ンサの出力に基づき、移動体の走行に伴って生ずる距離
変化量および方位変化量を積算しながら移動体の現在位
置を推測する航法である。

【０００３】そして、推測航法により得られる移動体の
走行軌跡を、道路地図と照合することにより、移動体の
現在位置を道路地図上の座標に対応させる処理（マップ
マッチング）が行なわれる。このマップマッチングは、
推測航法により求められた走行軌跡を道路地図上で平行
移動させることにより、走行軌跡と道路地図とを対応さ
せるものである。したがって、走行軌跡と平行移動量と
を求めることにより、車両の現在位置を道路地図上の座
標に対応させることができる。

【０００４】このマップマッチングでは、推測軌跡中の
特徴点としてコーナを用いることが行なわれている。図
８は、従来のナビゲーション装置で行なわれるマップマ
ッチング処理を説明するための図である。図８を参照し
て、道路地図として、地図上の座標を示すノード１０
１，１０２，１０３と、２つのノードを接続するリンク
Ａ〜Ｇが表わされている。図８は、図面上側を北方向と
して表わされている。推測航法により求められた走行軌
跡１００は、移動体が南方向に直進した後、カーブして
進行方向を東へ変更して、その後東方向へ直進する軌跡
として表わされている。

【０００５】走行軌跡１００を特定するための特徴点Ｋ
が、方位センサから得られる方位の変化量をもとに走行
軌跡のカーブ部分から求められる。図９は、移動体が図
８に示す走行軌跡１００を走行した場合の各地点におけ
る方位を示す図である。ここで、移動体の方位は、北方
向を基準にして、移動体の方位が北方向と時計と反対回
りになす角で示される。たとえば、移動体の方位が南方
向である場合には、π［ｒａｄ］であり、移動体の方位
が東方向である場合には３／２π［ｒａｄ］となる。

【０００６】図９に示すように、移動体の方位は、南方
向（π［ｒａｄ］）から東方向（３／２π［ｒａｄ］）
に変動している。この方位が変動している区間が移動体
がカーブ区間となる。

【０００７】図１０は、移動体が図８に示す走行軌跡１
００を走行した場合の各地点における方位変化量を示す
図である。方位変化量は、移動体が直進移動していると
きには０となり、移動体が方位を変化している間、すな
わち、移動体がカーブしている間に高い値となる。走行
軌跡中の特徴点を一意に定めるため、図１０に示す方位
変化量の曲線の重心の位置を、走行軌跡中の特徴点Ｋと
して検出するようにしている。

【０００８】図８に戻って、走行軌跡中の特徴点Ｋと対
応する道路地図中のノードを対応させるため、道路地図
中のノードから対応づけられる可能性のあるノードが選
択される。選択されるノードは、走行軌跡中の特徴点Ｋ
から所定の範囲内にあるノードが選択される。ここで
は、ノード１０１，１０２，１０３の３つのノードが選
択される。そして、いずれのノードが特徴点Ｋに対応す
るノードであるかを決定するため、それぞれのノードに
ついて、特徴点Ｋとの比較が行なわれる。走行軌跡よ
り、カーブが開始される前の進行方位（南方向（π［ｒ
ａｄ］））とカーブが終了したときの方位（東方向（３
／２π［ｒａｄ］））が求められ、２つの方位を有する
リンクと接続されたノードが選択される。

【０００９】ノード１０１について言えば、ノード１０
１に接続されたリンクは、リンクＡ，Ｂ，Ｃである。こ
こで、ノードに接続されたリンクには、ノードに入る入
リンクと、ノードから出る出リンクの２種類がある。た
とえば、リンクＡについて言えば、ノード１０１に入る
入リンクとすれば、入リンクＡの方位は南方向となる。
リンクＡをノード１０１から出る出リンクとすれば、出
リンクＡの方位は北方向となる。これらを考慮して、カ
ーブが開始される前の方位に対応する入リンクとカーブ
が終了した後の方位に対応する出リンクとが存在するか
否かが、すべてのリンクＡ，Ｂ，Ｃについて調べられ
る。その結果、ノード１０１に入る入リンクＡとノード
１０１から出る出リンクＢとが対応するので、ノード１
０１が特徴点Ｋに対応する対応ノードとして検出され
る。

【００１０】ノード１０２とノード１０３については、
走行軌跡でカーブが開始される前の方位とカーブが終了
したときの方位とに対応する入リンクおよび出リンクが
ないので、特徴点Ｋに対応する対応ノードとしては選択
されない。

【００１１】このようにして求められた走行軌跡中の特
徴点Ｋと、これに対応する道路地図中のノード１０１と
が決定される。そして、特徴点Ｋを始点とし、ノード１
０１を終点とするベクトル１１０が平行移動量として求
められる。

【００１２】走行軌跡１００と平行移動量を示すベクト
ル１１０とが求まることにより、移動体の現在位置を道
路地図中の座標点として求めることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マップマッチングにおいては、移動体が１つの方向に方
位変化する単純なカーブを走行する場合には、正確な平
行移動量を求めることができるが、方位変化の方向が変
化する２段以上のカーブを移動体が走行する場合には、
正確な平行移動量を求めることができない。

【００１４】図１１は、移動体が２段カーブを走行した
ときの走行軌跡を示す図である。走行軌跡２００は、移
動体が図面左方向から走行してポイントＰ１を通過し、
ポイントＰ２、Ｐ３の順にポイントＰ２０までを通過す
る軌跡として表わされている。

【００１５】図１２は、移動体が図１１に示す走行軌跡
２００を走行した場合の各地点における移動体の方位を
示す図である。移動体はポイントＰ１からポイントＰ３
まで東北東の方向に直進運動を行なった後、ポイントＰ
３からポイントＰ９まで右方向にカーブを行ない、ポイ
ントＰ９からポイントＰ１７まで左方向のカーブを行な
い、ポイントＰ１７からポイントＰ２０まで北方向に直
進移動している。このように、移動体は、ポイントＰ３
からポイントＰ９までの右方向のカーブとポイントＰ９
からポイントＰ１７までの左方向のカーブとからなる２
段カーブを走行している。

【００１６】図１３は、移動体が図１１に示す走行軌跡
２００を走行した場合の各地点における方位変化量を示
す図である。図を参照して、方位変化量Δθは、走行軌
跡中のポイントＰ３からＰ９までの１つの右カーブにお
ける曲線と、ポイントＰ９からポイントＰ１７までの１
つの左カーブにおける曲線とで、２つの山型を形成して
いる。この２つの山型からなる曲線における重心は、ポ
イントＰ１１となる。したがって、このポイントＰ１１
が走行軌跡中の特徴点となる。

【００１７】一方、カーブが始まる前の方位は、ポイン
トＰ１を始点とし、ポイントＰ３を終点とするベクトル
が示す方向であり、カーブが終了した後の方位は、ポイ
ントＰ１７を始点とし、ポイントＰ２０を終点とするベ
クトルが示す方位となる。従来のマップマッチングで
は、カーブが始まる前の方位とカーブが終了した後の方
位とをもとに、道路地図中の対応ノードを求めていたの
で、図１１に示す２段カーブの走行軌跡においては、カ
ーブが始まる前に直進移動する軌跡とカーブが終了した
後に直進移動する軌跡との間の距離が離れているので、
適切な対応ノードを求めることができない。

【００１８】このように、従来のマップマッチングで
は、方位変化の方向が１つの単純なコーナのみに対応す
ることができるが、方位変化の方向が変化する２段以上
のカーブを移動体が走行する場合には、対応できないも
のであった。

【００１９】これは、従来のマップマッチングが単純な
コーナのみしか考慮していなかったため、走行軌跡から
特徴点を検出する際に、２段カーブの特徴点を適切に特
定することができないことによるものである。また、２
段カーブを１つのコーナとして処理するので、地図上の
対応ノードを一意に特定することができないものであっ
た。

【００２０】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたもので、移動体の方位変化の方向が変化する２
段以上のカーブを移動体が走行する場合であっても、走
行軌跡から地図上の位置を求めるための平行移動量を正
確かつ容易に求めることができる移動体の位置検出装置
を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めこの発明のある局面による移動体の位置検出装置は、
移動体の移動距離を検出する移動距離検出手段と、移動
体が進行する方位を推定方位として検出する推定方位検
出手段と、移動距離検出手段および推定方位検出手段の
出力に基づき移動体が移動した軌跡を求める走行軌跡検
出手段と、移動体が所定の距離を移動する間または所定
の時間に変化する推定方位の変化量を方位変化量として
求める方位変化量検出手段と、方位変化量検出手段によ
り求められた方位変化量が、走行軌跡中で最大の位置を
特徴点として検出する特徴点検出手段と、複数のノード
を含む道路地図を記憶する記憶手段と、特徴点における
推定方位と方位変化の方向とに基づき、記憶手段に記憶
された複数のノードから対応ノードを決定する対応ノー
ド決定手段と、特徴点と対応ノードとを結ぶベクトルを
平行移動ベクトルとして求める平行移動ベクトル演算手
段とを備えたことを特徴とする。

【００２２】好ましくは移動体の位置検出装置は、記憶
手段に記憶された複数のノードから移動体が走行したと
推測されるノードを候補ノードとして抽出する候補ノー
ド抽出手段とをさらに備え、対応ノード決定手段は、候
補ノードから対応ノードを決定することを特徴とする。

【００２３】さらに好ましくは移動体の位置検出装置の
対応ノード決定手段は、候補ノードのうち、候補ノード
に入る入リンクの方位と候補ノードから出る出リンクの
方位との間に特徴点における推定方位が含まれ、かつ、
候補ノードにおける入リンクの方位から出リンクの方位
への変化の方位が特徴点における推定方位の方位変化の
方向と同じ候補ノードを対応ノードとして抽出すること
を特徴とする。

【００２４】さらに好ましくは、移動体の位置検出装置
は、推定方位から所定の範囲内にある方位を有するリン
クを候補リンクとして道路地図のリンクの中から抽出す
る候補リンク抽出手段をさらに備え、対応ノード決定手
段は、方位変化量検出手段により方位変化の終了が検出
されたときに、対応ノードを決定することを特徴とす
る。

【００２５】この発明の他の局面による移動体の位置検
出プログラムを記録した記録媒体は、移動体の移動距離
を入力する移動距離入力ステップと、移動体が進行する
方位を推定方位として入力する推定方位入力ステップ
と、移動距離および推定方位に基づき移動体が移動した
軌跡を求める走行軌跡検出ステップと、移動体が所定の
距離を移動する間または所定の時間に変化する推定方位
の変化量を方位変化量として求める方位変化量検出ステ
ップと、方位変化量検出ステップにより求められた方位
変化量が、走行軌跡中で最大の位置を特徴点として検出
する特徴点検出ステップと、特徴点における推定方位と
方位変化の方向とに基づき、道路地図の座標を示すノー
ドから対応ノードを決定する対応ノード決定ステップ
と、特徴点と対応ノードとを結ぶベクトルを平行移動ベ
クトルとして求める平行移動ベクトル演算ステップとを
実行させるための移動体の位置検出プログラムを記録す
る。

【００２６】これらの発明に従うと、移動体の方位変化
の方向が変化する２段以上のカーブを移動体を走行する
場合であっても、走行軌跡から地図上の位置を求めるた
めの平行移動量を正確かつ容易に求めることが可能な移
動体の位置検出装置および位置検出プログラムを記録し
た記録媒体を提供することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、図中同一符号は同一
または相当する部材を示す。

【００２８】図１は、本発明の実施の形態の１つにおけ
る移動体の位置検出装置の概略構成を示すブロック図で
ある。移動体の位置検出装置は、車両等の移動体に搭載
され、移動体の進行する方位を検出するための方位セン
サ１と、移動体の走行した距離を計測するための距離セ
ンサ２と、方位センサ１および距離センサ２の出力に基
づき移動体が走行した軌跡を求めるための走行軌跡演算
部３と、道路地図等の道路地図データを記憶するための
地図データ記憶部５と、走行軌跡演算部３で求めた走行
軌跡と地図データ記憶部５に記憶されている道路地図デ
ータとから道路地図上の車両の現在位置を検出するため
のマップマッチング処理部４と、道路地図および移動体
を示すマークを表示する表示部６とを含む。

【００２９】方位センサ１は、ジャイロセンサであり、
車両が進行する方位を検出する。ジャイロセンサとして
は、振動ジャイロ、光ファイバジャイロ、差動型車輪速
センサを用いることができる。また、ジャイロセンサと
は別に単位時間あたりの回転角度データを出力する地磁
気センサを用いることができる。さらに、地磁気センサ
とジャイロセンサとを組合せてもよい。

【００３０】距離センサ２は、車輪の回転数を検出する
ことにより移動体の単位時間あたりの走行距離を算出す
る。また、ドップラシフト等に基づいて移動体の走行速
度を算出することにより、移動体の単位時間あたりの走
行距離を算出するセンサを用いることができる。

【００３１】走行軌跡演算部３は、距離センサ２から出
力される距離データΔｌと方位センサ１から出力される
回転角度データΔθに基づいて、距離データΔｌの東西
方向成分Δｘ（＝Δｌ×ｃｏｓθ）と南北方向成分Δｙ
（＝Δｌ×ｓｉｎθ）を算出する。そして、従前の位置
データ（Ｐｘ′，Ｐｙ′）に対して算出した東西方向成
分Δｘと南北方向成分Δｙとを加算することにより、現
在位置データ（Ｐｘ，Ｐｙ）を算出する。このように、
移動体がたとえば２［ｍ］移動するごとに現在の位置デ
ータを算出する処理を繰返して行なうことにより、移動
体の走行軌跡が求まる。

【００３２】地図データ記憶部５は、たとえば１［ｋ
ｍ］四方の所定の範囲に区切られた道路地図データが記
憶されている。地図データ記憶部は、フラッシュメモリ
を含む半導体メモリやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等
が使用可能である。道路地図データは、道路地図上の座
標点を示すノードと、２つのノードを接続するリンク
と、リンクが示す方位とを含む。

【００３３】マップマッチング処理部４は、走行軌跡演
算部３で求められた走行軌跡と、地図データ記憶部５に
記憶されている道路地図データとを照合することによ
り、走行軌跡の平行移動量を求める。これにより、走行
軌跡演算部３で求められた移動体の現在の座標（Ｐｘ，
Ｐｙ）を平行移動量分だけ移動させることにより、道路
地図中の移動体の現在の座標を求める処理を行なう。

【００３４】表示部６は、液晶表示装置であり、地図デ
ータ記憶部５に記憶されている道路地図を表示する。ま
た、マップマッチング処理部４で求められた道路地図上
の移動体の現在位置に移動体を示すマークをその進行方
向がわかるように道路地図に重畳して表示する。これに
より移動体の操縦者は、表示部６に地図と移動体を示す
マークとが表示されるので、移動体がどの地点を走行し
ているのかを認識することができる。

【００３５】走行軌跡演算部３とマップマッチング処理
部４とで行なう処理を、ＣＰＵ（中央演算装置）７で行
なうようにしてもよい。この場合には、走行軌跡演算部
３とマップマッチング処理部４とで行なわれる処理は、
プログラムとして記載され、ＣＤ−ＲＯＭ８に記憶され
る。ＣＰＵ７は、ＣＤ−ＲＯＭ８に記憶されているプロ
グラムを読込んで、それを実行することにより、走行軌
跡演算部３とマップマッチング処理部４とで行なう処理
と同じ処理を実行する。

【００３６】図２は、本実施の形態における移動体の位
置検出装置で行なわれるマップマッチング処理を説明す
るための図であり、移動体の走行軌跡とその周辺の道路
地図データとの一例を示す。図を参照して、移動体の走
行軌跡２００は、移動体がポイントＰ１からＰ５，Ｐ１
０，Ｐ１５を通ってＰ２０に至る軌跡として示されてい
る。走行軌跡２００は、図１１で示した走行軌跡と同じ
軌跡である。したがって、移動体が走行軌跡２００を走
行するときの方位は、図１２に示す移動体の方位の変化
となる。

【００３７】道路地図データは、道路地図上の座標点を
示すノードＮ１〜Ｎ１１までの１１個のノードと、ノー
ドを接続するリンクＬ１〜Ｌ１０が示されている。ノー
ドとリンクとの関係は、たとえば、リンクＬ１は、ノー
ドＮ１とノードＮ２とを結ぶリンクである。同様に、他
のリンクは、２つのノードを結ぶリンクとなる。ここで
示す道路地図データは、１つのノードに対して２つのリ
ンクが接続されている。たとえば、ノードＮ２について
みれば、リンクＬ１とリンクＬ２とが接続されている。
これは、ここに示す道路地図データが１本道であること
によるものである。道路は、交差点等の２本の道路が交
わる場合があり、この場合には１つのノードに対して３
つ以上のリンクが接続されることになる。

【００３８】次に、本実施の形態における位置検出装置
で行なわれるマップマッチング処理について説明する。
図３は、本実施の形態における位置検出装置で行なわれ
るマップマッチング処理の流れを示すフロー図である。
図を参照して、マップマッチング処理は、方位変化の監
視処理（ステップＳ０２）と、平行移動量計算処理（ス
テップＳ０３）と、候補ノードの選択処理（ステップＳ
０４）とを含む。これらの処理は移動体がＸ［ｍ］移動
するごとに行なわれる。

【００３９】マップマッチング処理は、まず、ステップ
Ｓ０１において移動体がＸ［ｍ］移動したか否かを判断
し、Ｘ［ｍ］移動するまで待機状態となる。移動体がＸ
［ｍ］進んだか否かは、距離センサ２の出力に基づき判
断される。移動体がＸ［ｍ］進んだ場合には（ステップ
Ｓ０１でＹＥＳ）、方位変化の監視処理（ステップＳ０
２）、平行移動量計算処理（ステップＳ０３）、候補ノ
ードの選択処理（ステップＳ０４）の順に３つの処理が
行なわれる。これら３つの処理が終了すると、ステップ
Ｓ０１に戻る。移動体がＸ［ｍ］移動するごとに３つの
処理が繰返して行なわれる。

【００４０】図４は、図３のステップＳ０２で行なわれ
る方位変化の監視処理の流れを示すフロー図である。図
を参照して、方位変化の監視処理は、方位変化の状態を
示すフラグが「変化終了」か否かが判断される（ステッ
プＳ１１）。フラグが「変化終了」の場合には（ステッ
プＳ１１でＹＥＳ）、フラグを「変化待ち」に設定する
（ステップＳ１２）。フラグが「変化終了」でない場合
には（ステップＳ１１でＮＯ）、何も行なわずステップ
Ｓ１３に進む。フラグが「変化終了」の場合にフラグを
「変化待ち」に設定するのは、フラグが「変化終了」の
場合にのみ平行移動量計算処理（図３のステップＳ０
３）を１回のみ行なうためである。すなわち、平行移動
量の計算処理を２回続けて行なうことがないようにする
ためである。

【００４１】ステップＳ１３では、方位センサ１でＸ
［ｍ］前に検知された移動体の方位と、現在の移動体の
方位との差Δθを求める。これにより、移動体がＸ
［ｍ］前の位置にあったときから現在の位置にあるとき
までに、移動体の方位が変化した方位変化量を求めるこ
とができる。図５に、移動体が図２に示す走行軌跡２０
０を走行した場合の各地点における方位変化量を示す。
なお、図５に示す方位変化量の曲線は図１１に示した方
位変化量の曲線と同じである。

【００４２】次に、フラグが「変化待ち」か否かを判断
する（ステップＳ１４）。フラグが「変化待ち」の場合
には、方位変化量Δθがしきい値θ₁ より大きいか否か
を判断する（ステップＳ１５）。方位変化量Δθがしき
い値θ₁ よりも大きい場合は、フラグを「変化中」に設
定し（ステップＳ１６）、最大旋回角を初期化する（ス
テップＳ１７）。方位変化量Δθがしきい値θ₁ よりも
大きくない場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、何も行
なわず処理を終了する。

【００４３】ステップＳ１７において最大旋回角を初期
化する場合に、ステップＳ１３で方位変化量Δθを求め
たときの移動体の位置、すなわち、走行軌跡２００上の
位置座標と、移動体がその位置にあるときの推定方位と
方位変化の方向とが方位変化量Δθとともに記憶され
る。方位変化の方向については後で説明する。

【００４４】ステップＳ１５において、方位変化量Δθ
がしきい値θ₁ よりも大きいと判断された場合は、移動
体が方位変化を開始したことを示す。これは移動体が直
線の走行からカーブの走行に移行したことを示すもので
ある。ここで、図５を参照して、方位変化量Δθがしき
い値θ₁ を超えるのは、ポイントＰ４である。したがっ
て、ステップＳ１５において、方位変化量Δθがしきい
値θ₁ よりも大きいと判断されるのは、移動体がポイン
トＰ４の位置にあるときである。また、走行軌跡２００
中で、ポイントＰ１からポイントＰ３までが直進であ
り、ポイントＰ３がカーブ区間の開始を示す位置として
検出される。

【００４５】ステップＳ１４において、フラグが「変化
待ち」でない場合、すなわちフラグが「変化中」の場合
には、ステップＳ１３で求めた方位変化量Δθが最大か
否かが判断される（ステップＳ１８）。このとき、ステ
ップＳ１３で求められた方位変化量Δθは、最大旋回角
として記憶されている方位変化量と比較される。

【００４６】ステップＳ１３で求められた方位変化量Δ
θが最大旋回角として記憶されている方位変化量よりも
大きい場合には（ステップＳ１８でＹＥＳ）、最大旋回
角をステップＳ１３で求められた方位変化量Δθに設定
する（ステップＳ１９）。これにより、最大旋回角に
は、移動体がカーブし始めてから最大の方位変化量が記
憶される。方位変化量Δθが最大旋回角に記憶されてい
る方位変化量よりも大きくない場合にはステップＳ１９
の処理は行なわれない。

【００４７】ステップＳ１９において、最大旋回角に方
位変化量Δθを設定する場合に、ステップＳ１３で方位
変化量Δθを求めたときの移動体の位置、すなわち、走
行軌跡２００上の位置座標と、移動体がその位置にある
ときの推定方位と方位変化の方向とが方位変化量Δθと
ともに記憶される。

【００４８】方位変化の方向とは、たとえば、移動体が
走行軌跡２００のポイントＰ４にあるときの方位変化の
方向とは、移動体がＰ３にあるときの方位から移動体が
Ｐ４にあるときの方位へ変化する方向を言う。図１２を
参照して、ポイントＰ３にあるときの方位はポイントＰ
４にあるときの方位よりも大きい。ポイントＰ３からポ
イントＰ４に移動体が移動したときに、方位は時計回り
の方向に変化する。したがって、移動体がＰ４にあると
きの方位変化の方向は、時計回りとなる。

【００４９】また、移動体がポイントＰ１４にあるとき
の方位変化の方向とは、移動体がポイントＰ１３にある
ときの方位からポイントＰ１４にあるときの方位に変化
する方向を言う。図１２を参照して、ポイントＰ１３に
あるときの方位はポイントＰ１４にあるときの方位より
も小さい。ポイントＰ１３からポイントＰ１４へ移動体
が移動するときに、方位は時計と反対回りの方向に変化
する。したがって、移動体がポイントＰ１４にあるとき
の方位変化の方向は、時計と反対回りの方向である。

【００５０】移動体が、図２に示す走行軌跡２００をポ
イントＰ１からポイントＰ２０まで進行したとき、図４
に示すステップＳ１８で方位変化量Δθが最大とされる
のは、移動体がポイントＰ１３にあるときである。これ
は図５に示す方位変化量の曲線からも明らかである。そ
して、移動体が走行軌跡２００のポイントＰ１３にある
ときの方位は、東方向である（図１２参照）。またポイ
ントＰ１３にあるときの方位変化の方向は、時計と反対
回りである。

【００５１】図４に戻って、ステップＳ２０において、
ステップＳ１３で求めた方位変化量Δθがしきい値θ₂
よりも小さいか否かが判断される。方位変化量Δθがし
きい値θ₂ よりも小さい場合には（ステップＳ２０でＹ
ＥＳ）、フラグに「変化終了」を設定する（ステップＳ
２１）。方位変化量Δθがしきい値θ₂ よりも小さくな
い場合には、ステップＳ２１の処理は行なわれない。ス
テップＳ２０で、方位変化量Δθがしきい値θ₂ よりも
小さくなる場合には、移動体がカーブ走行から直線の走
行へ移行したことを示す。すなわち、この地点において
移動体がカーブを走行するのを終了したこと、すなわち
カーブ区間が終了したことを検知する。図５を参照し
て、方位変化量Δθがしきい値θ₂ よりも小さくなるの
は、移動体が走行軌跡２００のポイントＰ１８にあると
きである。すなわち、走行軌跡２００のうち、ポイント
Ｐ３からポイントＰ１７までの区間が、カーブ区間とし
て検知される。

【００５２】このように、方位変化の監視処理において
は、移動体が走行軌跡２００を走行する複数のポイント
において、方位変化量Δθを求めることにより、走行軌
跡２００中からカーブ区間（Ｐ３〜Ｐ１７）を抽出する
ことができ、そのカーブ区間における方位変化量Δθの
最大となるポイントＰ１３を求める。ここで求められた
方位変化量Δθが最大となるポイントＰ１３は、走行軌
跡２００を特定するための特徴点となる。そして、移動
体がＰ１３にあるときの移動体の方位と方位変化の方向
とが走行軌跡２００上の座標と併せて記憶される。

【００５３】次に、図３のステップＳ０４に示される候
補ノードの選択処理について説明する。図６は、図３の
ステップＳ０４で行なわれる候補ノードの選択処理の流
れを示すフロー図である。図を参照して、候補ノードの
選択処理は、移動体が通過するであろうと推測されるノ
ードを選択する処理である。移動体が通過するであろう
と推測されるノードは、前回に候補ノードとされたノー
ドとの接続関係と、走行軌跡２００上における移動体の
現在の位置からの距離とを条件に選択される。

【００５４】候補ノードの選択処理は、まず、以前に登
録された候補ノードに接続されるリンクを選択する（ス
テップＳ４１）。たとえば、図２を参照して、以前に登
録された候補ノードがＮ２の場合には、Ｎ２に接続され
るリンクはリンクＬ１とリンクＬ２であるので、このう
ちいずれかのリンクが選択される。ここではリンクＬ２
が選択されたとする。

【００５５】図６に戻って、選択されたリンクに接続さ
れるノードのうち、候補ノードと反対側のノードが、移
動体の走行軌跡上の位置から近いか否かが判断される
（ステップＳ４２）。たとえば、図２を参照して、選択
されたリンクＬ２に接続される他方のノードＮ３が、走
行軌跡２００上の移動体の現在位置と近いか否かが判断
される。近いか否かの判断は、所定のしきい値を用いて
判断される。移動体が走行軌跡２００上のポイントＰ５
にある場合には、ポイントＰ５とノードＮ３との距離が
計算され、この距離が所定のしきい値よりも短い場合に
は、近いと判断される。

【００５６】図６に戻って、近いと判断されなかった場
合には（ステップＳ４２でＮＯ）、ステップＳ４５に進
む。近いと判断された場合には（ステップＳ４２でＹＥ
Ｓ）、選択されたリンクの方位が、移動体の走行軌跡２
００上の現在地における推定方位と近いか否かが判断さ
れる（ステップＳ４３）。図２を参照して、たとえば、
移動体が走行軌跡２００のポイントＰ５にある場合に
は、ポイントＰ５における移動体の方位と、処理対象と
なっているリンクＬ２の方位とが比較される。方位が近
いか否かは、たとえば、ポイントＰ５における移動体の
推定方位±π／９［ｒａｄ］の範囲内にリンクＬ２の方
位がある場合に、リンクＬ２の方位はポイントＰ５にお
ける移動体の推定方位に近いとされる。図６に戻って、
処理対象となっているリンクの方位が、走行軌跡２００
中の移動体の現在地における推定方位に近いとされた場
合には（ステップＳ４３でＹＥＳ）、処理対象のリンク
の他方に接続されるノードが候補ノードとして新たに登
録される（ステップＳ４４）。

【００５７】そして、候補ノードに接続するリンクが他
にあるか否かが判断され（ステップＳ４５）、他に接続
するリンクがある場合には、上述の処理が繰返し行なわ
れて接続するリンクがない場合には処理を終了する。た
とえば、候補ノードＮ２の場合には、候補ノードＮ２に
接続するリンクがリンクＬ１とリンクＬ２の２つあっ
た。したがって、２つのリンクＬ１，Ｌ２についてステ
ップＳ４１からステップＳ４４までの処理が繰返し行な
われることになる。

【００５８】以上説明したとおり、候補ノードの選択処
理においては、移動体が走行したであろうと推測される
ノードが選択される。図２における道路地図データの場
合には、移動体が走行軌跡２００をポイントＰ２からＰ
１７までを走行する間に、ノードＮ２からノードＮ１０
までの９つのノードが候補ノードとして登録される。

【００５９】次に、図３のステップＳ０３で行なわれる
平行移動量計算処理について説明する。平行移動量計算
処理は、候補ノードの選択処理で求められた候補ノード
から対応ノードを選択し、方位変化の監視処理で求めら
れた特徴点と対応ノードとから走行軌跡の平行移動量を
計算する処理である。

【００６０】図７は、図３のステップＳ０３で行なわれ
る平行移動量計算処理の流れを示すフロー図である。図
を参照して、平行移動量計算処理は、フラグが「変化終
了」か否かを判断する（ステップＳ３１）。フラグが
「変化終了」でない場合には、処理を終了する。したが
って、平行移動量計算処理は、フラグが「変化終了」で
ない場合にのみ行なわれ、フラグが「変化終了」の場合
には行なわれない。フラグが「変化終了」の場合とは、
移動体がカーブの走行を終了した地点であり、このとき
に始めて平行移動量計算処理が行なわれることになる。

【００６１】図２および図５を参照して、フラグが「変
化終了」の場合とは、方位変化量Δθがしきい値θ₂ よ
りも小さいことが検出されたときであり、そのときの移
動体の走行軌跡２００上の位置は、ポイントＰ１８であ
る。したがって、平行移動量計算処理は、図２において
移動体が走行軌跡２００のポイントＰ１８にある場合に
行なわれることになる。

【００６２】図７に戻って、次に候補リンクの選択が行
なわれる（ステップＳ３２）。候補リンクの選択とは、
移動体がカーブを終了した地点、すなわち移動体が走行
軌跡２００のポイントＰ１８にあるときの移動体の推定
方位と所定の範囲内にある方位を有するリンクであっ
て、ポイントＰ１８から所定の距離の範囲内にあるリン
クを候補リンクとして選択する。たとえば、ポイントＰ
１８における移動体の推定方位は北向きであり、北向き
と±π／９［ｒａｄ］の範囲内にある方位を有するリン
クであって、ポイントＰ１８を中心とする２００［ｍ］
四方の範囲内にあるリンクが選択される。これにより、
リンクＬ１０とリンクＬ９とが候補リンクとして選択さ
れる。

【００６３】次に、対応ノードの選択が行なわれる（ス
テップＳ３３）。対応ノードの選択は、上述した候補ノ
ードの選択処理において登録された候補ノードについ
て、所定の条件を満たす候補ノードが対応ノードとされ
る。以下、所定の条件について説明する。

【００６４】（条件１）候補ノードへの入リンク方位＜
特徴点における推定方位＜候補ノードの出リンク方位 （条件２）候補ノードへの入リンク方位＞特徴点におけ
る推定方位＞候補ノードの出リンク方位 （条件３）候補ノードの入リンク方位から候補ノードの
出リンク方位への変化の方向が特徴点における方位の変
化の方向と等しい。

【００６５】所定の条件は次の論理式で表わされる。 （（条件１）ＯＲ（条件２））ＡＮＤ（条件３） この所定の条件を満たす候補ノードが対応ノードとして
選択される。上述の（条件１）と（条件２）とは、特徴
点における移動体の推定方位が、候補ノードの入リンク
の方位と出リンクの方位との間に含まれる場合を示す。
たとえば、図１２を参照して、特徴点Ｐ１３における推
定方位は、（３π）／２（東方向）である。図２を参照
して、ノードＮ２における入リンクＬ１と出リンクＬ２
を見ると、入リンクＬ１の方位は、（３π）／２よりも
大きく、出リンクＬ２の方位は（３π）／２よりも小さ
い。したがって、候補ノードＮ２は（条件２）を満たす
ことになる。次に（条件３）について見ると、入リンク
Ｌ１の方位から出リンクＬ２の方位の変化方向は、入リ
ンクＬ１の方位が出リンクＬ２の方位よりも大きいの
で、時計回りの方向である。これに対して、特徴点Ｐ１
３における方位の変化の方向は、図１２を参照して、Ｐ
１２の方位の方がＰ１３の方位よりも小さいので、時計
と反対回りの方向となる。したがって、ノードＮ２は条
件３を満たさないので、対応ノードとしては選択されな
い。

【００６６】ノードＮ７について見ると、図２を参照し
て、ノードＮ７への入リンクＬ６の方位は（３π）／２
よりも小さく、ノードＮ７の出リンクＬ７の方位は（３
π）／２よりも大きい。したがって、ノードＮ７は、
（条件１）を満たす。リンクＬ６の方位はリンクＬ７の
方位よりも小さいので、入リンク方位から出リンク方位
への変化の方向は、時計と反対回りの方向である。一
方、特徴点Ｐ１３における方位変化の方向は時計と反対
回りなので、ノードＮ７は条件３を満たすことになる。
したがって、ノードＮ７が対応ノードとして選択され
る。候補ノードＮ２〜Ｎ１０のうち、ノードＮ２とＮ７
以外のノードについては、条件１と条件２のいずれの条
件も満たさないので、対応ノードとしては選択されな
い。

【００６７】以上説明した対応ノードの選択は、ステッ
プＳ３２において選択された候補リンクごとに行なわれ
る。ステップＳ３２においては、候補リンクとしてリン
クＬ１０とリンクＬ９とが選択された。リンクＬ１０に
ついての対応ノードの選択処理は、候補ノードをノード
Ｎ２〜Ｎ１０として上述の処理がなされる。この結果、
候補リンクＬ１０に対応する対応ノードとしては、ノー
ドＮ７が選択される。

【００６８】次に、候補リンクＬ９についての対応ノー
ドの選択処理は、候補ノードがノードＮ２からノードＮ
９となることが異なるのみで、その他の点についてはリ
ンクＬ１０についての対応ノードの選択と同様である。
したがって、候補リンクＬ９に対する対応ノードとして
は、ノードＮ７が選択される。

【００６９】１つの候補リンクに対して候補ノードのい
ずれもが上述の所定の条件を満たさない場合がある。こ
の場合にはその候補リンクに対応する対応ノードの選択
は行なわれない。

【００７０】図７に戻って、ステップＳ３４において、
対応ノードが選択されたか否かが判断される。対応ノー
ドが選択されなかった場合には、次のステップＳ３５に
おける平行移動量の計算が行なわれず処理が終了する。

【００７１】対応ノードが選択された場合には、ステッ
プＳ３５において、平行移動量の計算が行なわれる。平
行移動の計算とは、走行軌跡２００上の特徴点を始点と
し、対応ノードを終点とするベクトルを求める処理であ
る。図２に示した例においては、候補リンクＬ１０に対
する対応ノードがノードＮ７であったので、特徴点Ｐ１
３を始点とし、対応ノードＮ７を終点とするベクトル２
１０が平行移動ベクトルとして求められる。同様に、リ
ンクＬ９に対する対応ノードがノードＮ７であったの
で、特徴点Ｐ１３を始点とし、対応ノードＮ７を終点と
するベクトル２１０が平行移動ベクトルとして求められ
る。

【００７２】このように、候補リンクが複数求まると、
それぞれの候補リンクごとに平行移動ベクトルが求めら
れる。また、１つの候補リンクに対して複数の対応ノー
ドが選択された場合には、それぞれの対応ノードに対し
て平行移動ベクトルが求められる。この場合には、求め
られた複数の平行移動ベクトルのうち、前回に求められ
た平行移動ベクトルと方向および長さにおいて最も近似
する唯一の平行移動ベクトルが選択される。

【００７３】以上説明したとおり、本実施の形態におけ
る移動体の位置検出装置は、方位変化の方向が変化する
２段以上のカーブを移動体が走行する場合であっても、
走行軌跡中の最も方位変化量の大きい位置を特徴点とし
て抽出する。したがって、２段以上のカーブの走行軌跡
を特定するために最も特徴のある点を一意に定めること
ができる。

【００７４】また、移動体が通過するであろうと推測さ
れる候補のノードのうち、ノードの入リンク方位と出リ
ンク方位との間に特徴点の推定方位を含むノードであっ
て、入リンク方位から出リンク方位への方位の変換方向
が特徴点における方位変化の方向と同じノードを特徴点
に対応する対応ノードとして選択する。これにより、特
徴点における方位変化の方向を考慮して対応ノードを選
択するので、特徴点に対応する道路地図データ中の対応
ノードを正確に特定することができる。

【００７５】さらに、方位変化の方向が変化する２段以
上のカーブであっても、走行軌跡上の特徴点と道路地図
データ中のノードと対応づけすることができるので、マ
ップマッチングの精度が向上する。

【００７６】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の１つにおける移動体の位置検出
装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態における移動体の位置検出装置で
行なわれるマップマッチング処理を説明するための図で
あり、移動体の走行軌跡とその周辺の道路地図データと
の一例を示す図である。

【図３】本実施の形態における移動体の位置検出装置で
行なわれるマップマッチング処理の流れを示すフロー図
である。

【図４】図３のステップＳ０２で行なわれる方位変化の
監視処理の流れを示すフロー図である。

【図５】移動体が図２に示す走行軌跡２００を走行する
場合の各地点における方位変化量を示す図である。

【図６】図３のステップＳ０４で行なわれる候補ノード
の選択処理の流れを示すフロー図である。

【図７】図３のステップＳ０３で行なわれる平行移動量
計算処理の流れを示すフロー図である。

【図８】従来のナビゲーション装置で行なわれるマップ
マッチング処理を説明するための図であり、走行軌跡１
００とその周辺の道路地図データを示す図である。

【図９】移動体が図８に示す走行軌跡１００を走行した
場合の各地点における方位を示す図である。

【図１０】移動体が図８に示す走行軌跡１００を走行し
た場合の各地点における方位変化量を示す図である。

【図１１】移動体の走行軌跡の一例を示す図である。

【図１２】移動体が図１１に示す走行軌跡２００を走行
した場合の各地点における方位を示す図である。

【図１３】移動体が図１１に示す走行軌跡２００を走行
した場合の各地点における方位変化量を示す図である。

【符号の説明】

１ 方位センサ ２ 距離センサ ３ 走行軌跡演算部 ４ マップマッチング処理部 ５ 地図データ記憶部 ６ 表示部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の移動距離を検出する移動距離検
   出手段と、 移動体が進行する方位を推定方位として検出する推定方
   位検出手段と、 前記移動距離検出手段および前記推定方位検出手段の出
   力に基づき前記移動体が移動した軌跡を求める走行軌跡
   検出手段と、 前記移動体が所定の距離を移動する間または所定の時間
   に変化する前記推定方位の変化量を方位変化量として求
   める方位変化量検出手段と、 前記方位変化量検出手段により求められた方位変化量
   が、前記走行軌跡中で最大の位置を特徴点として検出す
   る特徴点検出手段と、 複数のノードを含む道路地図を記憶する記憶手段と、 前記特徴点における推定方位と方位変化の方向とに基づ
   き、前記記憶手段に記憶された前記複数のノードから対
   応ノードを決定する対応ノード決定手段と、 前記特徴点と前記対応ノードとを結ぶベクトルを平行移
   動ベクトルとして求める平行移動ベクトル演算手段とを
   備えたことを特徴とする、移動体の位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記記憶手段に記憶された前記複数のノ
   ードから前記移動体が走行したと推測されるノードを候
   補ノードとして抽出する候補ノード抽出手段をさらに備
   え、 前記対応ノード決定手段は、前記候補ノードから前記対
   応ノードを決定することを特徴とする、請求項１に記載
   の移動体の位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記対応ノード決定手段は、前記候補ノ
   ードのうち、前記候補ノードに入る入リンクの方位と前
   記候補ノードから出る出リンクの方位との間に前記特徴
   点における推定方位が含まれ、かつ、前記候補ノードに
   おける前記入リンクの方位から前記出リンクの方位への
   変化の方位が前記特徴点における推定方位の方位変化の
   方向と同じ候補ノードを対応ノードとして抽出すること
   を特徴とする、請求項２に記載の移動体の位置検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記推定方位から所定の範囲内にある方
   位を有するリンクを候補リンクとして前記道路地図のリ
   ンクの中から抽出する候補リンク抽出手段をさらに備
   え、 前記対応ノード決定手段は、前記方位変化量検出手段に
   より方位変化の終了が検出されたときに、前記対応ノー
   ドを決定することを特徴とする、請求項１から３のいず
   れかに記載の移動体の位置検出装置。
5. 【請求項５】 移動体の移動距離を入力する移動距離入
   力ステップと、 移動体が進行する方位を推定方位として入力する推定方
   位入力ステップと、 前記移動距離および前記推定方位に基づき前記移動体が
   移動した軌跡を求める走行軌跡検出ステップと、 前記移動体が所定の距離を移動する間または所定の時間
   に変化する前記推定方位の変化量を方位変化量として求
   める方位変化量検出ステップと、 前記方位変化量検出ステップにより求められた方位変化
   量が、前記走行軌跡中で最大の位置を特徴点として検出
   する特徴点検出ステップと、 前記特徴点における推定方位と方位変化の方向とに基づ
   き、道路地図の座標を示すノードから対応ノードを決定
   する対応ノード決定ステップと、 前記特徴点と前記対応ノードとを結ぶベクトルを平行移
   動ベクトルとして求める平行移動ベクトル演算ステップ
   とを実行させるための移動体の位置検出プログラムを記
   録した記録媒体。