JPH01207622A - 走行経路表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、皮扼氷弘 本発明は、自動車などの移動体の走行経路を予め地図が
セットされた画面上に表示させる走行経路表示装置に関
する。

良未皮批 最近、後で詳しく説明するが、例えば不案内地域などに
おける自動車等の移動体の走行時に、走行予定コースか
ら外れて運転者が道に迷うことがないように適切なガイ
ダンスを行なわせるため。

移動体の走行距離とその走行にともなう進行方向とをそ
れぞれ刻々と検出し、それら各検出値から移動体の二次
元座標上における現在位置を演算処理によって累積的に
求め、予め画面に写し出されている地図上に移動体の現
在位置を更新表示させるようにした走行経路表示装置が
開発されている。

しかしてこのような走行経路表示装置では、移動体の走
行状態にしたがって距離検出および方向検出をなす際に
おける各検出精度などを要因とした位ｖ１誤差の発生が
否めず、移動体の走行が進むにしたがってその誤差が累
積されて現在位置が地図上の走行コースから外れてしま
い、自車が地図上におけるどの道路上を走行しているの
かを判断することができなくなってしまうという問題が
ある。

従来、その位置誤差を修正するために、地図上における
道路パターンと移動体の走行にしたがつて逐次更新され
る現在位置のデータを記憶保持させることにより得られ
る移動体の走行軌跡パターンとのマツチングをとること
により、走行コース上から外れた現在位置の修正を行な
わせるようにしている。すなわち、複雑に結びついた道
路網のなかから移動体が通過したとおもわれる道路を何
らかの方法によって複数抽出し、その抽出された各道路
のパターンと移動体の走行軌跡のパターンとの適合性を
調べて最もマツチング率の高いパターンをもった道路を
現在走行中の道路とみなして、そのマツチングがとられ
た道路上に移動体の現在位置がくるようにその位置修正
を行なわせるようにしている。

しかしこのような修正手段をとるのでは、道路が複雑に
入り組んでいる地図において車両が通ったと思われる道
路を探索して抽出すると非常に多くの道路パターンが抽
出されることになり、その１つ１つについて車両の走行
軌跡パターンとのマツチングをとるための処理を行なわ
せるのではその処理が煩雑になって多くの時間を要する
ことになり、また車両が地図上にない道路を通ったとき
にはパターンのマツチングがとれずに現在位置の修正が
不可能になってしまうことになる。

１修 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、地図上に
おける道路のパターンと移動体の走行軌跡のパターンと
のマツチングをとって走行コース上から外れた現在位置
の修正を行なわせる際、移動体が一時的に地図上にない
道路上を走行した場合などにあっても処理が中断するよ
うなことがなく、道路パターンと走行軌跡パターンとの
マツチングを効率良く、かつ精度良くとることができる
ようにした走行経路表示装置を提供するものである。

盪威 本発明はその目的達成のため、移動体の走行定流とその
走行にともなう進行方向とを検出しながら移動体の刻々
変化する２次元座標上の現在位置を逐次演算によって求
め、予め道路地図が表示された画面上に移動体の現在位
置の更新表示を行なわせるようにした走行経路表示装置
において、その求められた現在位置のデータを記憶保持
させることにより得られる移動体の走行軌跡のなかから
直線走行部分を抽出する手段と、その抽出された直線走
行部分に対応する地図上における近辺の道路から直線道
路部分を抽出する手段と、その各抽出された直線走行部
分と直線道路部分との位置相関にしたがってマツチング
をとる手段と、マツチングがとられた道路上に走行軌跡
を合せ込む手段とをとるようにしている。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

第１図は本発明による走行経路表示装置の構成例を示す
もので、その基本的な構成としては１例えば自動車のタ
イヤの回転゛に応じて単位走行距離ごとのパルス信号を
出力する光電式、？Ｉ！磁式または機械接点式などによ
る距離センサｌと、例えばヨ一方向の角速度の変化を検
出するジャイロスコープなどからなる自動車走行にとも
なう方面変化量に比例した信号を出力する方向センサ２
と、距離センサ１からのパルス信号数をカウントして自
動車の走行顕部を計測するとともに、方向でンサ２の出
力信号にしたがってその進行方向の変化をわり出すこと
により自動車の単位走行距離ごとにおける２次元座標上
の位置を逐次演算によって求め、かつシステム全体の集
中制御を行なわせるＣＰＵ、プログラム用ＲＯＭおよび
制御用ＲＡＭなどからなる信号処理装置３と、その信号
処理装置３によって求められた刻々変化する２次元座標
上の位置のデータを順次格納し、自動車の現在位置に対
応する有限の連続位置情報としてそれを保持する走行軌
跡記憶装置４と、予めデジタル化された地図情報がファ
イル単位で複数格納されている地図情報記憶媒体５と、
その記憶媒体５から必要な地図のファイルを選択的に読
み出す記憶媒体再生袋ｖ１６と、その読み出された地図
ファイルに応じて地図面像を画面に表示させるとともに
、走行軌跡記憶装置４に格納された位置データにもとづ
いて自動車の現在位置、それまでの走行軌跡および現在
の進行方向などを同一画面に刻々更新表示させる表示装
置７と、信号処理装置３へ動作指令を与えるとともに、
表示装置７に表示させる地図の選択指定およびその表示
された地図上における自動車の出発点の設定を行なわせ
、また表示される地図および走行軌跡の方向変換、その
表示位置のシフ１−９地図および走行軌跡の部分拡大表
示。

表示縮尺率の選択などの表示形態の設定変更などを適宜
行なわせることのできろ操作装置８とによって構成され
ている。

このように構成されたものでは、第２図に示すように１
選択的に読み出された地図が表示装置７の画面に映し出
されるとともに、その地図上において設定された出発点
からの自動車走行にしたがって信号処理装置３により予
め設定された地図の縮尺率に応じてＸ−Ｙ地図」二に自
動車の現在位置を示す表示マークＭｌ、その現在位置に
おける自動車の進行方向を示す表示マークＭ２および出
発点Ｓから現在位置に至るまでの走行軌跡表示マークＭ
３が自動車の走行状態に追従して模擬的に表示される。

以上の構成および動作は冒頭において説明した従来の走
行経路表示袋にと同じである。

したがってこのような走行経路表示装置では。

第３図に示すように、前述した累積誤差により現在位置
およびそれまでの走行軌跡が自動車の走行が進むにした
がって地図上の道路から次第に大きく外れていき、しま
いには現在自動車が地図上のどの地点を走行しているか
を判断することができなくなってしまう。

本発明では、このような走行経路表示装置において、移
動体の走行軌跡のなかから直線走行部分を抽出する手段
と、その抽出された直線走行部分に対応する地図上にお
ける近辺の道路から直線道路部分を抽出する手段と、そ
の各抽出された直線走行部分と直線道路部分との位置相
関にしたがってマツチングをとる手段と、そのマツチン
グがとられた道路上に走行軌跡を合せ込む手段とをとる
ようにしている。

これらの各手段は、実際には、信号処理：！ｉＩｉ！２
３において実行されることになる。

移動体の走行軌跡のなかから直線走行部分を抽出する手
段としては、具体的に以下のようにして実行される。ま
た、そのときの処理のフローを第４図に示している。

まず、第５図に示すように、初期位［Ａおよびその位置
における移動体の進行方向θ０をそれぞれ記憶したのち
、移動体が予め設定された一定の距離Ｌ１だけ走行した
ときの進行方向（１１を求め、そのときの進行方向の変
化Δθ（八〇＝１０１−００１）を算出する。

次に、その進行方向の変化Δθと予め設定されたしきい
値ｏｔｈとの比較を行ない、ΔＯくθし）１であればそ
のときの進行方向が安定して移動体が直線走行中である
と判定し、また八〇≧ｏｔｈであれば移動体が直線走行
していないものと判定する。

そして、移動体が直線走行中であると判定したときには
１、初期位置ＡからＯＯ方向に仮想直線Ａ−Ａ’　を引
き、移動体の現在位ＵＰとその仮想直ｔｌＡＡ−Ａ’　
との間の距離ｄを求める。

次に、その求められた距離ｄと予め設定されたしきい値
りとの比較を行ない、ｄ＜Ｄの関係が満たされる限り移
動体が直線走行継続中であると判定する。ここでＤの値
としては、移動体の車線変更の影響をなくす程度に設定
されている。

そして、ｄ≧Ｄとなったときに移動体の直線走行が終了
したものとみなして、そのときの移動体の現在位置Ｐと
初期位置Ａとの間の直線走行距にＬｘを求め、その求め
られた直線走行距離Ｌｘと予め設定されたしきい値Ｌｔ
ｈとの比較を行なう。

そのとき、Ｌｘ＞Ｌｔｈであれば、ある−室以上の長さ
の直線走行部分が検出されたとして、その直線走行部分
の始点および終点の各座標位置をそれぞれ記憶する。

また、Ｌｘ≦Ｌｊｈであれば、そのときの移動体の直線
走行距ｆｉＬｘが短いとして、マツチング対象外とする
べくその直線走行部分を除外する。

以下、同様の処理をくり返し行ない、走行軌跡が進むに
したがって次の直線走行部分の検出を順次行なっていく
。

なお、ここでは一定の距離以下の直線走行部分をマツチ
ングの対象外としているが、そのしきい値ＬＬ、ｈを段
階的に設定することができるようにして、例えば道が曲
りくねった山道走行時などにしきい値Ｌｔｈを低めに設
定して、ある程度短い直線走行部分をマツチング対象と
して検出するようにすることも可能である。

また、走行軌跡から抽出された直線走行部分に対応する
地図上における近辺の道路から直線道路部分を抽出する
手段としては、具体的に以下のようにして実行される。

第６図に示すように、移動体の走行軌跡のなかから直線
走行部分ａ−ｂが検出されたとき、その直線走行部分ａ
−ｂを中心としてそれと平行に幅２Ｒの距ｍをもった道
路検索エリアＷを設定し。

そのエリアＷ内で予め設定した最低通路長Ｌ　ｍｉｎ以
上の長さをもち、かつ直線走行部分ａ−ｂとの方向差が
予め定めたしきい値α内にある直線道路部分を抽出する
。

いま１例えば第７図に示すように、地図上の道路に対し
て移動体の走行軌跡が図中点線で示されるような場合を
考えてみる。

本発明では、まず、その走行軌跡のなかから、第８図（
ａ）に示すように、直線走行部分Ｑｌ。

Ｑ２．Ｑ３．Ｑ４をそれぞれ抽出する。

第８図（ａ）中、ｂ−ｃ点間は移動体が地図上にない道
路などを走行した区間を示している。また、ｄ−ｅ点間
、ｆ　　ｇ点間はそれぞれ移動体の交差点での曲折走行
区間を示している。

次に、第８図（ｂ）に示すように、走行軌跡の抽出され
た直線走行部分Ｑｌに対応する直線道路部分の候補ｍ１
．１．　ｍｌ、２を、同じく直線走行部分Ω２に対応す
る直線道路部分の候補ｍ２．Ｉ、　ｌ？１２．２を、直
線走行部分Ｑ３に対応する直線道路部分の候補ｍ３，０
を、直線走行部分Ｑ４に対応する直線道路部分の候補ｍ
４，０をそれぞれ抽出する。

そして、各抽出された走行軌跡と道路との各対応する直
線部分の位置相関からマツチング率を求め、その求めら
れたマツチング率を予め設定さ九たしきい値と比較して
、そのしきい値以上のマツチング率をもった直線道路部
分をＱａ候補として決定し、その最適候補の直線道路部
分に対応する走行軌跡における直線走行部分を合せ込む
ようにする。

なおその際、しきい値以上のマツチング率をもった直線
道路部分が複数得られるときには、そのときの最適候補
を決定せず、判断を先の直線部分のマツチング処理に委
ねるいわゆる優柔不断アルゴリズムを採用するようにし
ている。

また１例えばＨｏ　ｕ　ｇ　ｈ変換によりＸ−Ｙ座標上
の直線をθ−ｒ座標上の点であらわす座標変換を行なわ
せ、走行軌跡および地図上の道路からそれぞ九抽出され
た直線部分に相当する各点をマツチング対象として、そ
のθ−ｒ座標上における点の位置を特徴量としてマツチ
ングをとるようにしている。ここで、０はＸ−Ｙ座標上
の直線からその座標の原点におろした垂線の角度であり
、またｒはその垂線の長である。例えば、第９図に示す
Ｘ−Ｙ座標上の直線りは、第１０図に示すようにθ−ｒ
座標上における点ｏ１としてあられされる。

したがって、その場合には、走行軌跡および地図上のＬ
路からそれぞれ抽出された直線部分に相当する各点の位
置を比較するだけで、マツチング処理を容易に行なわせ
ることができろようになる。

なお、走行軌跡および地図上の道路からそれぞれ抽出さ
れた直線部分をそのままマツチング対象として、そのＸ
−Ｙ座標上における位置、長さ。

傾き方向、傾き角などによる特徴量にしたがってマツチ
ングをとるようにしてもよいことはいうまでもないが、
その場合には両者の比較対象となる特徴量が多くなって
マツチング処理が煩雑となってしまう。

以上のマツチング処理は、移動体の走行が進んで、その
走行軌跡のなかから抽出される直線走行部分が所定の数
だけ得られるたびに、一括して行なわれる。

いま例えば、走行軌跡のなかから４つの直線走行部分が
抽出されるたびに一括したマツチング処理を行なうよう
にする場合、第８図の関係にあって、その４つの各直線
走行部分Ｑ１〜Ｑ４の選択組合せが第１１図に示すよう
に行なわれる。

この場合には、Ｑ１〜Ｑ４の全てを選択する場合からＱ
１〜Ｑ４のうちの−っを選択するまでの（２’−１）通
りの組合せがある。

その際１例えば、走行軌跡における直線走行部分Ｑ３が
直線道路の候補と平行した地図上にない測道を走行して
いると仮定して、その直線走行部分Ｑ３を選択しないで
、直線走行部分ＱＬ、Ｑ２゜Ｑ４の選択組合せとしてい
る。

また、その走行軌跡における直線走行部分の選択組合せ
にそれぞれ応じて、地図上における直線道路部分の候補
の組合せを行なう。

例えば、走行軌跡における直線走行部分Ｑｌ。

Ｑ２．Ｑ４の選択組合せに応じた地図上における直線道
路部分の候補の組合せとしては、第１２図に示すように
■〜■までの４組となる。

そして、各直線走行部分Ｑ１〜Ｑ４の選択組合せと地図
上における直線道路部分の候補の組合せとによる全ての
組合せについて、それぞれマツチング処理を実行する。

なお、全ての組合せについてマツチング処理を実行する
ことによりマツチングの精度が良くなるが、必ずしもそ
の組合せの全てについてマツチング処理をなす必要がな
く、適宜選択した組合せについてマツチング処理を施す
ようにしてもよい。

また、必ずしも一括したマツチング処理を行なわせなく
とも、走行軌跡のなかから直線走行部分が抽出されるた
びに順次マツチング処理を実行させていくようにしても
よいことはいうまでもない。

さらに、マツチングがとられた道路上に走行軌跡を合せ
込む際、走行軌跡から抽出された直線走行部分を、それ
に対応してマツチングがとられた直線道路部分の最適候
補に個別的に順次合せ込んでいくようにしてもよい。ま
た、マツチング処理を一括して行なわせる場合に、各対
応する直線走行部分と直線道路部分とのずれの方向およ
び大きさからなるベクトルの平均をわり出し、そのペル
トルの平均にしたがって直線走行部分の一群を所定方向
に所定の距にだけ移動させるようにしてもよい。

このように本発明によれば、直線部分による部公的なマ
ツチング処理で効率良く、タケ、い情報量で移動体の走
行軌跡と地図上における道路とのマツチングを容易にか
つ精度良くとることができ、したがって信号処理装置ｉ
！１３における処理負担が軽減されるとともに、マツチ
ング処理を迅速に行なわせることができるものとなる。

その際、特にＨｏ　ｕ　ｇ　ｈ変換などによって走行軌
跡と地図上の道路からそれぞれ抽出された直線部分を点
で表す座標変換を行なわせるようにすれば。

座標上における点の位置の比較のみによってマツチング
をとることができるようになり、さらに有利となる。

また１本発明によれば、従来のようにつながりをもった
道路の探索を行なわずに、走行軌跡のなかから抽出され
た不連続な直線走行部分をもって地図上における道路と
のマツチングをとるようにしているので、移動体が一時
的に地図上にない道路などを走行しても、その影響を受
けることなくマツチング処理を行なわせることができる
ようになる。

また、走行軌跡から抽出された直線走行部分が地図上の
道路外であることを想定した組合せによる一括処理を行
なっているので、その道路外道行部分を自動的にキャン
セルしてマツチングをどることができ、マツチングの精
度が向上する。

また、本発明によれば１曲線部分における地図のデフォ
ルメに対しては本発明によるマツチング処理に無関係と
なり、また直線部分における地図のデフォルメに対して
はそのデフォルメ部分を除外したときの方が本発明によ
るマツチング率が向上することになり、地図のデフォル
メに対するタフネスが強いものとなる。

さらに、例えば市街地の地図では道路網が詳細に画かれ
、その郊外の地図では主要道路だけが画かれているよう
な互いにつながりをもった地図間にあっても、本発明で
はマツチングをとる際に道路のつながりを何らみていな
いために充分適応できるものとなる。

グＵ艮 以上、本発明により走行経路表示装置にあっては、移動
体の走行軌跡のなかから直線走行部分を抽出するととも
に、それに対応して地図上の道路から直線道路部分を抽
出し、その各抽出された直線走行部分と直線道路部分と
の位置相関にしたがってマツチング処理を行なわせ、そ
のマツチングがとられた道路上に走行軌跡を合せ込んで
いくような走行経路表示を行なわせるようにしているた
め、移動体が一時的に地図上の道路から外れても処理が
中断するようなことなく、常にマツチング処理を最適に
行なって地図上における移動体の走行経路表示を高精度
になすことができるという優れた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による走行経路表示装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は同実施例における表示内容の一
例を示す図、第３図は走行軌跡が地図上の道路から外れ
た状態を示す図、第４図は直線走行部分抽出の処理の一
例を示すフローチャート、第５図は直線走行部分抽出の
ための移動体の走行軌跡の一例を示す図、第６図は直線
道路部分抽出のための道路探索エリアを示す図、第７図
は地図に対する８動体の走行軌跡の一例を示す図。 第８図（ａ）は第７図に示した走行軌跡のなかから抽出
された直線走行部分を示す図、第８−図（ｂ）はその直
線走行部分に対応して地図上の道路から抽出された直線
道路部分の候補を示す図、第９図はＸ−Ｙ座標上の直線
を示す図、第１Ｏ図はＨｏｕｇｈ変換によるＱ−ｒ座標
上の点を示す図、第１１図は４つの直線走行部分の選択
組合せを示す表図、第１２図は４つの直線走行部分の選
択組合せに応じた地図上における直線道路部分の候補の
組合せを示す表図である。 １・・・距旅センサ　２・・・、方向センサ　３・・・
信号処理袋ｒｒＬ１１・・・走行軌跡記憶装置　５・・
・地図情報記憶媒体　６・・・記憶媒体再生装置　７・
・・表示装ｒｒＬ８・・・操作装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、移動体の走行距離とその走行にともなう進行方向と
   を検出しながら移動体の刻々変化する２次元座標上の現
   在位置を逐次演算によって求め、予め道路地図が表示さ
   れた画面上に移動体の現在位置の更新表示を行なわせる
   ようにしたものにおいて、その求められた現在位置のデ
   ータを記憶保持させることにより得られる移動体の走行
   軌跡のなかから直線走行部分を抽出する手段と、その抽
   出された直線走行部分に対応する地図上における近辺の
   道路から直線道路部分を抽出する手段と、その各抽出さ
   れた直線走行部分と直線道路部分との位置相関にしたが
   ってマッチングをとる手段と、マッチングがとられた道
   路上に走行軌跡を合せ込む手段とをとるようにしたこと
   を特徴とする走行経路表示装置。 ２、走行軌跡のなかから抽出された直線走行部分と、そ
   れに対応して地図上の道路から抽出された直線道路部分
   とをそれぞれ座標変換することによって点であらわす手
   段をとり、その変換された座標上における点の位置を特
   徴量として直線走行部分と直線道路部分とのマッチング
   をとるようにしたことを特徴とする前記第１項の記載に
   よる走行経路表示装置。 ３、Ｈｏｕｇｈ変換を用いて座標変換するようにしたこ
   とを特徴とする前記第２項の記載による走行経路表示装
   置。 ４、走行軌跡のなかから直線走行部分が複数抽出された
   ときに、その複数の直線走行部分の選択組合せと各直線
   走行部分に対応した各直線道路部分の選択組合せとによ
   る全ての組合せについて、一括してマッチング処理を行
   なわせるようにしたことを特徴とする前記第１項の記載
   による走行経路表示装置。 ５、移動体が初期位置から一定距離だけ走行したときの
   進行方向の変化がほぼ零であるときに初期位置での移動
   体の進行方向に仮想直線を引き、移動体の現在位置とそ
   の仮想直線との間の距離が所定以下である限り直線走行
   状態であると判定して直線走行部分を抽出するようにし
   たことを特徴とする前記第１項の記載による走行経路表
   示装置。 ６、走行軌跡から抽出された直線走行部分を中心として
   、その直線走行部分に平行な所定の幅をもった道路検索
   エリアを設定し、そのエリア内で、直線走行部分に対し
   て所定の方向差内にある最低道路長以上の長さをもった
   直線道路部分を抽出するようにしたことを特徴とする前
   記第１項の記載による走行経路表示装置。