JPH02138813A - 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】 肢夏分国 本発明は、自動車などの移動体の現在位置を求めながら
、予め地図が写し出された画面上に現在位置の表示後行
なわせる走行経路表示装置に関する。

東末実ｄ杵 最近、後で詳しく説明するが、例えば不案内地域などに
おけろ自動車等の移動体の走行時に、走行予定コースか
ら外れて運転者か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、距離センサによって移動体の
走行距離と、方向センサによって移動体の走行方向とを
それぞれ検出しながら、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移動体の走行にともなっ
て刻々と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−１−に移ｌＪ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か開発されてい
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（づる各検出精度などを要因とした位置誤差の発生か
否めず、移動体の走行が進むにしたかってその誤差か累
積されて現在位置が地図」−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かできなくなってしまうという問
題がある。

その際、方向センサとして、移動体のヨ一方向変化の角
速度を検出して走行方向の変化量を求めるレート式によ
る方向センサを用いた場合にはオフセラ１〜などの影響
で方向の検出誤差が累積してしまい、また地磁気を感知
して移動体の走行方向を検出する地磁気センサを用いた
場合には磁気的な外乱の影響で一時的な方向の検出誤差
が生してしまい、使用する方向センサの種類によって移
動体の現在位置の誤差の発生状態が異なるものとなって
いる。

従来、その位置誤差を修正するために、地図上における
道路形状と移動体の走行にしたがっ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って得られる
移動体の走行軌跡とのパターンのマツチングを、両者の
相関値を計算することによりとって、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。

しかし、移動体の走行軌跡と地図における道路形状との
パターンのマツチングをとるために、両者の相関値を一
率に計算するようにしたのでは、前述したように使用す
る方向センサの種類によって移動体の現在位置の誤差の
発生状態が異なるものとなっているために、実際に即し
た適切なマツチング処理を行なわせることができないも
のとなっている。

■煎 本発明は以上の黒髪考慮してなされたもので、地図上に
おける道路形状と移動体の走行軌跡とのパターンの相関
値を計算して両者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、使用する方向
センサの種類に即したマツチング処理を最適に行なわせ
るようにした走行経路表示装置を提供するものである。

遭ｌ 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図は本発明に係る走行経路表示装置の構成例を示す
もので、移動体の走行距離を検出する距離センサ１と、
移動体の走行方向を検出する方向センサ２と、それら各
センサ出力にもとづいて移動体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マイクロコンピュ
ータ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、移動体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
憶媒体再生装置６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に格納された位置テークにもとついて移動体
の現在位置を、必要に応じてそれまでの走行軌跡および
現在の進行方向などとともに同一画面に刻々更新表示さ
せる表示装Ｗ７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」二における移動体の出発点の設
定を行なわせ、また走行軌跡なとの表示指示を与え、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］−８地図および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る操作装置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、
選択的に読み出された地図が表示装置７の両面に写し出
されるとともに、その地図」二において設定された出発
点Ｓからの自動車の走行にしたがって、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２次元座標
」二に移動体の現在位置を示す表示マークＭｌ、その現
在位置における移動体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Ｍ３か移動体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
走行経路表示装置と同じである。

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移動体の走行が進むにしたがって
地図−１−の道路から次第に外れていき、しまいには移
動体が現在地図に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、信号処理装置３において、移動体の走行軌
跡の位置データと地図」二における道路の位置データと
を比較することにより走行軌跡が道路上から外れたこと
を検知し、その外れた部分の走行軌跡のパターンと特徴
が類似したパターンを有する候補道路の線分を近辺の道
路から抽出して、その外れた部分の走行軌跡と候補道路
の形状とのパターンの相関値を計算することにより両者
のマツチングをとって、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移動体の現在位置の修正を行
なわせるようにしている。

走行軌跡と候補道路の形状とのパターンの相関値として
、例えば、第４図（ａ）、（ｂ）に示すように、移動体
の走行軌跡Ｐと地図」―から抽出された候補道路Ｒとを
それぞれ単位長ベグ１−ルＶを用いて折線近似したうえ
で、第４図（Ｃ）に示すように、それら折線近似された
パターンＰ’　、Ｒ’の各先頭＋（Ｐ、Ｔ−Ｉｒが一致
するように両者を重ね合せたときに両者間のすれによっ
て生ずる面積ＡＩ。

Ａ２．Ａ３．　　・をとり、その面積の総和を計算して
、その結果が予め設定されたしきい値以下であれば、走
行軌跡Ｐと候補道路Ｒとのパターンのマツチングがとれ
たものと判定するようにしている。

なお、単位長ベクＩ−ル■によって走行軌跡Ｐと候補道
路Ｒとをそれぞれ折線近似した各パターンＰ’　、Ｒ’
　を重ね合せてマツチングの度合をみる際、各折線近似
されたパターンＰ’　、Ｒ’の先頭Ｈｐ　、　Ｔ（ｒが
一致するように両者を重ね合せるだけてはなく、第５図
に示すように、候補道路のパターンＲ′の先頭Ｈｒを僅
小に伸ばした位置Ｈｒおよび候補道路のパターンＲ′の
先頭Ｈｒを僅小し；縮めた位置１−１　ｒ　″に、それ
ぞれ走行軌跡のパターンＰ′の先頭）（ｐ、が一致する
ように重ね合せたときのマツチングの度合をみるように
すれば、より精度の高いマツチング処理を行なわせるこ
とができるようになる。

その際、方向センサ２としてジャイロ式またはガス式に
よるシー１〜センサを用いた場合、それがオフセラ１−
などの影響で方向の検出誤差が累積してしまうので、例
えば、第６図（ａ）に示すように、地図上の道路Ｒから
すれた移動体の走行軌跡Ｐを、同図（１））に示すよう
に、走行軌跡Ｐの先端の現在位置ｏ　ｐ、が道路Ｒ」二
における実際の移動体の現在位置Ｏｒにくるように、ず
れを生じた走行軌跡Ｐを道路Ｒに重ね合せると、走行軌
跡Ｐの先方の部分はど道路Ｒの形状とよく合致するが、
その走行軌跡Ｐの後方の部分すなわち過去の軌跡はど道
路Ｒの形状から大きくずれてしまう。

そのため本発明では、特に、方向センサ２としてレー１
へ式によるものを用いる場合には、前述したマツチング
処理を行なう際、移動体の走行軌跡と候補道路の形状と
のパターンの相関値を計算するときに、現在位置から過
去にわたって重み付けした相関値の計算を行なわせ、過
去に至るほどその重み付けを軽減するようにしている。

具体的には、前述したように、単位長ベクトル■１；よ
ってそれぞれ折線近似された走行軌跡のパターンＰ′と
候補道路のパターンＲ′とを重ね合せたときに、両者の
ずれによって生ずる面積Ａ　Ｉ　。

Ａ、２．Ａ３．・・、Ａｒ＋にそれぞれ重み係数ωωよ
、ω３．・・・、ω１を乗じたうえて、次式（１）に示
すように、その総和を計算して、その結果が予め設定さ
れたしきい値に以下であれば、走行軌跡Ｐと候補道路Ｒ
とのパターンのマツチングがとれたものと判定するよう
にしている。

ω１・Ａ１＋ω２・Ａ２＋ω、・Ａ３＋十ω１・Ａｎ≦
Ｋ　・・・（１） 第７図に、（１）式で用いられる重み係数ωの＋ｉ性の
一例を示している。

このように本発明によれば、移動体の走行軌跡と地図に
おける道路形状とのパターンの相関値を計算することに
より両者のマツチングをとる際、最新の走行軌跡はど重
視し、過去の走行軌跡はど軽視した相関値の割算をなす
ようにしているため、シー１〜式による方向センサの特
性に応じたマツチング処理を最適に行なわせることがで
きるようになる。

また、方向センサ２として地磁気センサを用いた場合に
は、磁気的な外乱によって一時的に方向検出に誤差を生
してしまう。

そのため本発明では、特に、方向センサ２として地磁気
センサを用いる場合には、前述したマツチング処理を行
なう際、移動体の走行軌跡と候補道路の形状とのパター
ンの相関値を計算するときに、地磁気センサが磁気的な
外乱を受けているときの走行軌跡に対応する部分におけ
る相関値の重み付けを軽減させるようにしている。

その際、例えば、信号処理装置３において、地磁気セン
サの出力の変化率を監視しながら、地磁気センサの出力
状態が不安定になっていることから磁気的な外乱を受け
ていると判断して、その外乱を受けているときの地磁気
センサの出力の変化率の大きさに応してその部分におけ
る相関値の重み係数を決定するようにする。

具体的には、前述したように、単位長ベクトル■によっ
てそれぞれ折線近似された走行軌跡のパターンＰ′と候
補道路のパターンＲ′とを重ね合せたときに、両者のす
れによって生ずる面積Ａ３に対応した走行軌跡の部分に
おいて地磁気センサが磁気的な外乱を受けていると判断
したときには、その部分の面積Ａ３にそのときの地磁気
センサの出力の変化率の大きさに応じてわり出された重
み係数ωズを乗じたうえで、次式（２）に示すような計
算をなして、その結果が予め設定されたしきい値に′以
下であれば、走行軌跡Ｐと候補道路Ｒとのパターンのマ
ツチングがとれたものと判定するようにしている。

Ａ１＋Ａ２＋ω、・Ａ３＋−＋Ａｎ≦に’−（２）第８
図に、地磁気センサの出力の変化率、すなわち地磁気セ
ンサに加わる磁気的な外乱の大きさにしたがってねり出
される重み係数ω工の特性の一例を示している。

このように本発明によれば、移動体の走行軌跡と地図に
おける道路形状とのパターンの相関値を計算することに
より両者のマツチングをとる際、地磁気センサに磁気的
な外乱が加わっているときの走行軌跡部分に対応した相
関値の重みを、そのときの外乱の程度に応して軽減する
ようにしているため、地磁気センサの特性に応じたマツ
チング処理を最適に行なわせることができるようになる
。

羞釆 以上、本発明による走行経路表示装置にあっては、画面
に写し出されている地図の道路上から移動体の走行にし
たかって逐次更新表示される現在位置がすれたときに、
道路形状と走行軌跡とのパターンの相関値をＮ４算して
両者のマツチングをとって走行コースから外れた現在位
置の修正を行なわせる場合、使用する方向センサの種類
に即した相関値のＮ１算をなして、マツチング処理を最
適に行なわせる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−
・例を示す図、第３図は走行軌跡が地図」二の道路から
外れた状態を示す図、第４図（ａ）、（ｂ）は移動体の
走行軌跡と地図上から抽出された候補道路と螢それぞれ
単位長ベタ１−ルによって折線近似した状態を示す図、
第４図（ｃ）はそれぞれ折線近似された走行軌跡のパタ
ーンと候補道路のパターンとを重ね合せた状態を示す図
、第５図はそれぞれ折線近似された走行軌跡のパターン
と候補道路のパターンとを先頭をすらして重ね合せると
きの状態を示す図、第６図（ａ）は地図」二の道路から
移動体の走行軌跡かすれた状態を示す図、第６図（ｂ）
は走行軌跡の先端の現在位置が道路上における実際の移
動体の現在位置にくるようにずれを生した走行軌跡を道
路に重ね合せた状態を示す図、第７図はレート式の方向
センサによるときの相関値の計算に用いられる重み係数
の特性の一例を示す図、第８図は地磁気センサによると
きの相関値の計算に用いられる重み係数の特性の一例に
示す図である。 １・・距離センサ　２・・方向センサ　３・・信号処理
装置　４　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　表示装置　８・・操作装
置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 　１．距離センサにより移動体の走行距離と、方向セン
   サにより移動体の走行にともなう進行方向とをそれぞれ
   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て、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、
   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
   移動体の走行軌跡と地図における道路形状とのパターン
   の相関値を計算することにより両者のマッチングをとり
   、そのマッチングがとられた道路上に走行軌跡を合せ込
   んで現在位置の修正を行なわせるようにした走行経路表
   示装置において、レート式による方向センサを用いた場
   合、移動体の走行軌跡と地図における道路形状とのパタ
   ーンの相関値を計算する際に、現在位置から過去にわた
   って重み付けした相関値の累積加算を行なわせ、過去に
   至るほどその重み付けを軽減するようにしたことを特徴
   とする走行経路表示装置。
2. 　２．距離センサにより移動体の走行距離と、方向セン
   サにより移動体の走行にともなう進行方向とをそれぞれ
   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て、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、
   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
   移動体の走行軌跡と地図における道路形状とのパターン
   の相関値を計算することにより両者のマッチングをとり
   、そのマッチングがとられた道路上に走行軌跡を合せ込
   んで現在位置の修正を行なわせるようにした走行経路表
   示装置において、方向センサとして地磁気センサを用い
   た場合、その地磁気センサの出力の変化率を監視して、
   移動体の走行軌跡と地図における道路形状とのパターン
   の相関値を計算する際に、地磁気センサが磁気的な外乱
   を受けているときの走行軌跡に対応する部分における相
   関値の重み付けを、そのときの地磁気センサの出力の変
   化率の大きさにしたがって軽減するようにしたことを特
   徴とする走行経路表示装置。