JP2009036651A - ナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】小さい分岐角度を有する分岐においても、従来に比較してより正確に自車位置を算出する。
【解決手段】ナビゲーション装置は、現在位置情報算出部２１とＹ字分岐判定部２２とを備える。現在位置情報算出部２１はＧＰＳ衛星からの無線信号に基づいて現在位置Ｐを測位し、所定の地図データと現在位置Ｐとに基づいて地図データ上の自車位置Ｑを特定する。Ｙ字分岐判定部２２は、測位された現在位置Ｐから進行方向の所定範囲内に分岐元道路候補から分岐道路候補が分岐する分岐点を有する分岐が存在するか否かを判断し、分岐が存在するとき、現在位置Ｐと当該現在位置Ｐに対応する自車位置Ｑが存在する分岐元道路候補の道路リンクとの距離Ｄ２と、現在位置Ｐと当該現在位置Ｐに対応する仮想自車位置Ｒが存在する分岐道路候補の道路リンクとの距離Ｄ３とを算出し、距離Ｄ２と距離Ｄ３とを比較することにより、分岐道路候補に進入したか否かを判定する。
【選択図】図１

Description

本発明はナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムに関し、特に、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の衛星測位システムからの信号に基づいて位置を測定するナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムに関する。

車両に搭載されるナビゲーション装置は、ＧＰＳ衛星からの信号、自立センサによる検出信号等を用いて車両の現在位置、移動速度、方位等の現在位置情報を算出し、算出された現在位置情報と記憶媒体に予め記憶された道路地図情報とのマッチング処理を行うことにより、地図データ上での自車位置を特定する。このようなナビゲーション装置では、従来、車両が小さい分岐角度を有するＹ字分岐に進入したとき、自車位置を間違って表示することがあった。これに対して、分岐点付近を通過時に車両の減速を検出したとき車両が分岐道路を走行していると判定し、車両の減速を検出しないとき車両が分岐元道路を走行していると判定する従来例に係るナビゲーション装置が例えば特許文献１に開示されている。

特開２００６−１７６４４号公報。

しかしながら、上記従来例に係るナビゲーション装置では、分岐点付近で分岐元道路が混雑している場合、分岐元道路を走行しているにも関わらず減速することがあり、その場合、車両が分岐道路を走行していると誤判定する可能性があった。また、分岐道路及び分岐元道路が共に高速道路である場合、分岐道路で必ずしも減速するとは限らない。そのため、従来例に係るナビゲーション装置は、必ずしも正確に自車位置を判定することができないという問題点があった。

本発明の目的は、以上の問題点を解決し、小さい分岐角度を有する分岐においても、従来に比較してより正確に自車位置を算出するナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムを提供することにある。

第１の発明に係るナビゲーション装置は、所定の測位システムの各送信局からの無線信号に基づいて現在位置を測位し、所定の地図データと前記現在位置とに基づいて、地図データ上の自車位置を特定する現在位置情報算出手段と、前記測位された現在位置から進行方向の所定範囲内に、分岐元道路候補から分岐道路候補が分岐する分岐点を有する分岐が存在するか否かを判断し、分岐が存在するとき、（ａ）前記現在位置と、当該現在位置に対応する自車位置が存在する分岐元道路候補の道路リンクとの第１の距離と、（ｂ）前記現在位置と、当該現在位置に対応する仮想自車位置が存在する分岐道路候補の道路リンクとの第２の距離とを算出し、第１の距離と第２の距離とを比較することにより、分岐道路候補に進入したか否かを判定する分岐判定を行う分岐判定手段とを備えたことを特徴とする。

上記ナビゲーション装置において、前記分岐判定手段は、分岐点通過前における現在位置と、当該現在位置に対応する自車位置が存在した道路リンクとの第３の距離を算出し、第３の距離だけ第１の距離を補正することを特徴とする。

とって代わって、上記ナビゲーション装置において、前記分岐判定手段は、前記現在位置から進行方向の所定範囲内に分岐が存在すると判定してから分岐点を通過するまでの間、所定期間又は所定距離毎に複数の第４の距離を算出し、前記算出された複数の第４の距離の平均値を第３の距離として算出し、第３の距離だけ第１の距離を補正することを特徴とする。ここで、前記分岐判定手段は、所定期間又は所定距離毎に第４の距離を算出したときに前回算出した第４の距離と今回算出した第４の距離との差を算出し、当該差が所定値以上であるとき、前回までに算出した少なくとも１つの第４の距離を前記平均値の算出に用いることを中止することを特徴とする。

また、上記ナビゲーション装置において、前記分岐判定手段は、分岐点通過前における前記現在位置が当該現在位置に対応する自車位置が存在した道路リンクに対して前記分岐道路候補と同じ側に存在するとき、分岐点通過後において、分岐点通過後における前記現在位置に対応する仮想自車位置と、当該現在位置に対応する自車位置が存在する前記分岐元道路候補の道路リンクとの距離が第３の距離を超えるまで分岐判定を行うことを中止する一方、分岐点通過前における前記現在位置が当該現在位置に対応する自車位置が存在した道路リンクに対して前記分岐道路候補とは異なる側に存在するとき、分岐点通過後において、分岐点通過後における前記現在位置に対応する仮想自車位置と、当該現在位置に対応する自車位置との距離が第３の距離を超えるまで分岐判定を行うことを中止することを特徴とする。

第２の発明に係るナビゲーション方法は、所定の測位システムの各送信局からの無線信号に基づいて現在位置を測位し、所定の地図データと前記現在位置とに基づいて、地図データ上の自車位置を特定するステップと、前記測位された現在位置から進行方向の所定範囲内に、分岐元道路候補から分岐道路候補が分岐する分岐点を有する分岐が存在するか否かを判断し、分岐が存在するとき、（ａ）前記現在位置と、当該現在位置に対応する自車位置が存在する分岐元道路候補の道路リンクとの第１の距離と、（ｂ）前記現在位置と、当該現在位置に対応する仮想自車位置が存在する分岐道路候補の道路リンクとの第２の距離とを算出し、第１の距離と第２の距離とを比較することにより、分岐道路候補に進入したか否かを判定する分岐判定を行うステップとを含むことを特徴とする。

第３の発明に係るナビゲーションプログラムは、所定の測位システムの各送信局からの無線信号に基づいて現在位置を測位し、所定の地図データと前記現在位置とに基づいて、地図データ上の自車位置を特定するステップと、前記測位された現在位置から進行方向の所定範囲内に、分岐元道路候補から分岐道路候補が分岐する分岐点を有する分岐が存在するか否かを判断し、分岐が存在するとき、（ａ）前記現在位置と、当該現在位置に対応する自車位置が存在する分岐元道路候補の道路リンクとの第１の距離と、（ｂ）前記現在位置と、当該現在位置に対応する仮想自車位置が存在する分岐道路候補の道路リンクとの第２の距離とを算出し、第１の距離と第２の距離とを比較することにより、分岐道路候補に進入したか否かを判定する分岐判定を行うステップとを含むことを特徴とする。

本発明に係るナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムによれば、測位された現在位置から進行方向の所定範囲内に、分岐元道路候補から分岐道路候補が分岐する分岐点を有する分岐が存在するか否かを判断し、分岐が存在するとき、（ａ）現在位置と、当該現在位置に対応する自車位置が存在する分岐元道路候補の道路リンクとの第１の距離と、（ｂ）現在位置と、当該現在位置に対応する仮想自車位置が存在する分岐道路候補の道路リンクとの第２の距離とを算出し、第１の距離と第２の距離とを比較することにより、分岐道路候補に進入したか否かを判定する分岐判定を行うので、小さい分岐角度を有する分岐においても、従来に比較してより正確に自車位置を算出することができるという有利な効果を奏する。

以下、本発明に係る一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

実施形態．
図１は、本発明の一実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係るナビゲーション装置は、例えば自動車等の車両に搭載されるナビゲーションシステム等の電子機器に搭載される。図１において、ナビゲーション装置は、センサ回路部１と、コントローラ２と、道路地図情報データベース６と、ディスプレイ７とを備えて構成される。センサ回路部１は、ＧＰＳ受信回路１１と、角度センサ１２と、速度センサ１３と、距離センサ１４とを備えて構成され、コントローラ２は、現在位置情報算出部２１と、Ｙ字分岐判定部２２とを備えて構成される。また、Ｙ字分岐判定部２２は、データメモリ２２ｍを備え、データメモリ２２ｍ内には、分岐元道路候補道路リンク情報２２ａと、分岐道路候補道路リンク情報２２ｂと、距離データ２２ｃと、方向データ２２ｄとが格納されている。

ＧＰＳ受信回路１１は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信することによって、地球上における緯度、経度及び高度を含む車両の絶対位置を算出し、算出された絶対位置のドップラーシフトから車両の移動速度を算出し、車両の絶対位置と移動速度とをコントローラ２に出力する。角度センサ１２は、例えば振動ジャイロや光ファイバジャイロ等のジャイロ装置であって、車両の進行方向の角度（ロール角）、車両の進行方向に対して右方向の角度（ピッチ角）、車両の進行方向に対して鉛直下方向の角度（ヨー角）を含む車両の相対角度を検出してコントローラ２に出力する。速度センサ１３は、例えば加速度センサ等であって、予め定められた座標系における加速度を検出することによって車両の相対速度を検出してコントローラ２に出力する。距離センサ１４は、例えば車両の走行速度に応じてパルス周期が変化する車速パルスを発生して出力する車速パルス発生器等であって、車両の移動距離を検出してコントローラ２に出力する。

道路地図情報データベースメモリ６は、例えば書き換え可能なハードディスクドライブ等の記憶媒体であって、地図データ、道路上に所定間隔で設定された複数のノードの座標、ノード間を接続する道路リンクの方位及び道路幅等の道路地図情報が予め格納されている。ディスプレイ７は、例えば液晶ディスプレイ等であって、コントローラ２により、道路地図情報データベースメモリ６に格納された地図データに、特定された自車位置を重畳して表示する。

コントローラ２は、例えばＣＰＵ等であって、現在位置情報算出部２１及びＹ字分岐判定部２２の各処理は、コンピュータプログラムとして図示しないＲＯＭに予め格納されて図示しないＲＡＭを用いて実行される。現在位置情報算出部２１は、ＧＰＳ受信回路１１により検出された車両の絶対位置及び移動速度と、角度センサ１２、速度センサ１３及び距離センサ１４によりそれぞれ検出された車両の相対角度、相対速度及び移動距離を用いて推測航法により算出した車両の位置及び速度とを用いて総合的に判断することで車両の現在位置を算出する（詳細は後述する。）。現在位置情報算出部２１により算出された車両の現在位置は、道路地図情報データベースメモリ６に記憶されている地図データとマッチング処理されて自車位置として算出される。以下、算出された車両の位置を「現在位置」といい、地図データとのマッチングにより特定された車両の位置を「自車位置」という。

Ｙ字分岐判定部２２は、現在位置情報算出部２１によりそれぞれ算出及び特定された現在位置及び自車位置に基づいて、現在位置情報算出部２１を介して道路地図情報データベースメモリ６の道路地図情報を用いて、Ｙ字分岐における分岐判定を行う（詳細は後述する。）

まず、現在位置情報算出部２１による車両の現在位置の算出方法について説明する。図２は、図１の現在位置情報算出部２１による現在位置の算出方法を説明する、車両３０の車両中心Ｏ１を基準とした車両座標系を示す斜視図である。図２において、車両の進行方向をＸＢ軸とし、車両の右方向をＹＢ軸とし、ＸＢ−ＹＢ軸平面に対する垂直下方向をＺＢ軸とする。なお、ＸＢ軸、ＹＢ軸、ＺＢ軸の「Ｂ」とは車両座標系（Body frame）を表す。角度センサ１２、速度センサ１３及び距離センサ１４は車両に直接設置され、それぞれ車両座標系に沿った出力値を検出する。例えば角度センサ１２はそれぞれＺＢ軸、ＹＢ軸、ＸＢ軸を中心とするヨー角、ピッチ角、ロール角の相対角度を検出し、速度センサ１３は各軸方向の成分を有する相対速度を検出し、距離センサ１４はＸＢ軸方向の移動距離を検出する。

図３は、図１の現在位置情報算出部２１による現在位置の算出方法を説明する、推測航法に用いられる航法座標系（局地水平座標系（Locally level frame））と地球座標系とを示す図である。図２の車両座標系における各センサの出力値は、推測航法を行うために図３に示すような、地球の質量中心Ｏ２を基準としたＸＣ軸、ＹＣ軸、ＺＣ軸による地球座標系における、車両の現在位置Ｏ３を中心としたＸＬ軸、ＹＬ軸、ＺＬ軸による航法座標系に変換する必要がある。角度センサ１２から得られる車両座標系におけるヨー角、ピッチ角、ロール角は、初期角度を加算された後、次式（１）で表される座標変換行列Ｔにより航法座標系に座標変換できる。なお、次式（１）において、θ_１を初期角度加算後のヨー角とし、θ_２を初期角度加算後のピッチ角θ_２とし、θ_３を初期角度加算後のロール角とする。

したがって、上記座標変換行列Ｔを用いて、速度センサ１３により得られた車両座標系における車両の相対速度ｖ_Ｂは、次式（２）により航法座標系における移動速度ｖ_Ｌに変換できる。なお、次式（２）において、ｖ_Ｂ，ｘは相対速度ｖ_ＢのＸＢ軸成分を示し、ｖ_Ｂ，ｙは相対速度ｖ_ＢのＹＢ軸成分を示し、ｖ_Ｂ，ｚは相対速度ｖ_ＢのＺＢ軸成分を示し、ｖ_Ｌ，ｘは相対速度ｖ_ＬのＸＬ軸成分を示し、ｖ_Ｌ，ｙは相対速度ｖ_ＬのＹＬ軸成分を示し、ｖ_Ｌ，ｚは相対速度ｖ_ＬのＺＬ軸成分を示す。また、距離センサ１４で得られた車両の移動距離Ｒ_Ｂも同様に、次式（３）を用いて航法座標系における移動距離Ｒ_Ｌに変換することができる。但し、距離センサ１４により得られる車両の移動距離Ｒ_Ｂは進行方向であるＸＢ軸成分のみであるため、Ｒ_Ｂ＝（０，０，Ｒ_Ｂ，ｘ）で表す。なお、次式（３）において、Ｒ_Ｌ，ｘは移動距離Ｒ_ＬのＸＬ軸成分を示し、Ｒ_Ｌ，ｙは移動距離Ｒ_ＬのＹＬ軸成分を示し、Ｒ_Ｌ，ｚは移動距離Ｒ_ＬのＺＬ軸成分を示す。

以上のようにして得られた航法座標系における車両の移動速度ｖ_Ｌ及び移動距離Ｒ_Ｌに基づいて、ＧＰＳ受信回路１１により得られた車両の絶対位置の初期値を考慮することにより、地図データ上における車両の現在位置を算出できる。

しかしながら、推測航法ではそれぞれのセンサ固有の誤差が時間の経過とともに累積するため、長時間の航法に耐えることができない。そこで、現在位置情報算出部２１ではＧＰＳ受信回路１１から得られる車両の絶対位置及び移動速度と、推測航法によって得られる車両の現在位置及び移動速度との差をそれぞれ観測誤差である位置誤差及び速度誤差とし、カルマンフィルタを用いることによって航法誤差である位置誤差、速度誤差及び姿勢角誤差を推定して補正することで最終的な車両の現在位置、移動速度及び姿勢角を算出する。その後、例えば車両の現在位置を中心として半径１０ｍの範囲で道路地図情報データベース６に格納された道路リンクを抽出し、それぞれの道路リンク方位と現在位置の方位が最も一致する道路リンクを現在走行している道路として決定するマッチング処理を行い、地図データ上での自車位置を特定する。一旦自車位置が決定した後は、その自車位置から道路リンク上を移動距離だけ進めることで位置を更新すればよい。

次に、Ｙ字分岐判定部２２による分岐判定について説明する。図４は、図１のＹ字分岐判定部２２による分岐判定方法を説明する、分岐角度θを有するＹ字分岐における分岐道路候補及び分岐元道路候補の道路リンクを示す概念図である。図４において、ノードＮ１〜Ｎ９と、各ノード間のリンクＰｎ＋１〜Ｐｎ＋８が示され、分岐元道路候補は道路リンクＰｎ＋１〜Ｐｎ＋５によって構成され、分岐道路候補は道路リンクＰｎ＋１，Ｐｎ＋２，Ｐｎ＋６〜Ｐｎ＋８によって構成される。Ｙ字分岐判定部２２は、自車位置の存在する道路リンクの両端のノードに接続する道路リンクを、例えば進行方向に５本程度まで探索し、Ｙ字分岐が存在するか否かを判定する。分岐が存在する場合は、現在位置情報算出部２１を介して道路地図情報データベースメモリ６の道路地図情報を読み出して、分岐元道路候補の道路リンク情報２２ａと分岐道路候補の道路リンク情報２２ｂとを生成してデータメモリ２２ｍに記憶する（図５参照）。このとき、分岐前の道路リンク、即ち道路リンクＰｎ＋２の方位と道路リンクＰｎ＋３の方位との差と、道路リンクＰｎ＋２の方位と道路リンクＰｎ＋６の方位との差のうち、より小さい差を有する道路リンクＰｎ＋３側を分岐元道路候補とし、より大きい差を有する道路リンクＰｎ＋６側を分岐道路候補とする。また、分岐元道路候補と分岐道路候補との分岐角度θが例えば６０度以下であるとき、その分岐がＹ字分岐であると判定する。

図５（ａ）は図１のデータメモリ２２ｍに格納された分岐元道路候補の道路リンク情報２２ａを示すテーブルであり、図５（ｂ）は図１のデータメモリ２２ｍに格納された分岐道路候補の道路リンク情報２２ｂを示すテーブルであり、図５（ｃ）は各道路リンク情報内の道路リンクＰｎ＋１に関するデータ２３−１の一例を示すテーブルである。分岐元道路候補の道路リンク情報２２ａは、分岐元道路候補を構成する各道路リンクＰｎ＋１〜Ｐｎ＋５に関するデータ２３−１〜２３−５を順に格納する。分岐道路候補の道路リンク情報２２ｂは、分岐道路候補を構成する各道路リンクＰｎ＋１，Ｐｎ＋２，Ｐｎ＋６〜Ｐｎ＋８に関するデータ２３−１，２３−２，２３−６〜２３−８を順に格納する。各道路リンクに関するデータは、例えば図５（ｃ）に示すように、自車位置の有無、リンク番号、リンク長、当該リンクの両端のノードのノード番号、各ノードの緯度及び経度、各ノードの隣接ノード情報等を含む。

図６は、図１のＹ字分岐判定部２２による分岐判定方法を説明する、分岐点通過前の車両の現在位置Ｐと道路リンク上での自車位置Ｑとの関係を示す概念図である。また、図７は、図１のＹ字分岐判定部２２による分岐判定方法を説明する、分岐点通過後の車両の現在位置Ｐと道路リンク上での自車位置Ｑ及び仮想自車位置Ｒとの関係を示す概念図である。図６及び図７において、Ｙ字分岐判定部２２は、車両の進行方向にＹ字分岐が確認された場合、分岐点通過前において、現在位置Ｐとそれに対応する自車位置Ｑが存在する分岐元道路候補の道路リンクとの距離Ｄ２及び現在位置Ｐとそれに対応する仮想自車位置Ｒが存在する分岐道路候補の道路リンクＤ３との距離をそれぞれ測定する。自車位置Ｑが実際にディスプレイ７上に表示されるのに対して、仮想自車位置Ｒはディスプレイ７には表示されず、分岐点通過前においては自車位置Ｑと一致し、分岐点通過後においては分岐点から分岐元道路候補の道路リンク上を自車位置Ｑが進んだ距離と同じ距離だけ分岐道路候補の道路リンク上で位置を進めることによって算出される。測定された２つの距離が等しいとき、即ち図６に示すようにＤ２＝Ｄ３であるとき、車両が分岐点通過前であると判定する一方、測定された２つの距離が等しくないとき、即ち図７に示すようにＤ２≠Ｄ３であるとき、車両が分岐点を通過したと判定する。

図８は、図１のＹ字分岐判定部２２の分岐判定に用いる補正量Ｗの算出方法を説明する概念図である。図８において、Ｙ字分岐判定部２２は、分岐点通過前において、前方にＹ字分岐が存在すると判定した時刻ｔから、所定時間毎に、現在位置Ｐ０〜Ｐ５とそのそれぞれに対応する自車位置Ｑ０〜Ｑ５が存在する道路リンクとの距離ｙ（ｔ）〜ｙ（ｔ＋５）を測定して、距離データ２２ｃとしてデータメモリ２２ｍに格納しておく。なお、自車位置Ｑ０〜Ｑ５は、仮想自車位置Ｒ０〜Ｒ５と一致する。車両が分岐点を通過したと判定されたとき、次式（４）を用いて、データメモリ２２ｍに格納された上記距離ｙ（ｔ）〜ｙ（ｔ＋５）の平均値を補正量Ｗとして算出する。なお、次式（４）において、ｋは測定した距離データの個数であり、図８に示す例の場合はｋ＝６である。また、このとき、現在位置Ｐ０〜Ｐ５が走行中の道路リンクに対して分岐道路候補と同じ側に存在したか否かを示す方向データ２２ｄをデータメモリ２２ｍに格納しておく。これは、道路地図情報データベースメモリ６に記憶されている道路リンクは道路の中央線を表す一方、車両が必ずしも道路の中央を走行しないことや、ＧＰＳ受信回路１１に含まれるＧＰＳアンテナが必ずしも車両の中心に設置されないことを考慮するために必要である。

図９は、図１のＹ字分岐判定部２２の分岐判定方法を説明する概念図である。図９において、車両が分岐点を通過した後は、現在位置Ｐ６〜Ｐ１０とそのそれぞれに対応する自車位置Ｑ６〜Ｑ１０が存在する分岐元道路リンクとの距離Ｄ２を上記補正量Ｗによって補正した距離Ｄ２ａとして算出する。このとき、データメモリ２２ｍに格納された方向データ２２ｄが、分岐点通過前における現在位置Ｐ０〜Ｐ５が走行中の道路リンクに対して分岐道路候補と同じ側にあったことを示す場合、距離Ｄ２ａは次式（５）により算出され、分岐点通過前における現在位置Ｐ０〜Ｐ５が走行中の道路リンクに対して分岐道路候補と異なる側にあったことを示す場合、距離Ｄ２ａは次式（６）により算出される。

［数１］
Ｄ２ａ＝Ｄ２−Ｗ （５）

［数２］
Ｄ２ａ＝Ｄ２＋Ｗ （６）

そして、現在位置Ｐ６〜Ｐ１０とそのそれぞれに対応する自車位置Ｑ６〜Ｑ１０が存在する分岐元道路候補の道路リンクとの補正後の距離Ｄ２ａ、及び現在位置Ｐ６〜Ｐ１０とそのそれぞれに対応する仮想自車位置Ｒ６〜Ｒ１０が存在する分岐道路候補の道路リンクとの距離Ｄ３のうち、より短い距離を有する道路候補を、車両が実際に走行している道路であると判定し、自車位置を更新する。

図１０は、図１のＹ字分岐判定部２２による分岐判定方法を説明する、分岐点通過前における現在位置Ｐ０〜Ｐ５が走行中の道路リンクに対して分岐道路候補と同じ側にあったときのＹ字分岐判定を説明する概念図である。図１０において、分岐点通過前の現在位置Ｐ０〜Ｐ５が走行中の道路リンクに対して分岐道路候補と同じ側にあった場合、車両が分岐元道路を走行しているにも関わらず、分岐道路を走行していると誤判定する可能性がある。そのため、分岐点通過後、分岐道路候補の道路リンク上の仮想自車位置Ｒと分岐元道路候補の道路リンクの距離Ｄ４が補正値Ｗを超える位置を、現在位置Ｐ又は自車位置Ｑが通過するまで分岐判定を行わないようにする。これにより、分岐点通過直後における誤判定を回避することができる。

図１１は、図１のＹ字分岐判定部２２による分岐判定方法を説明する、分岐点通過前における現在位置Ｐ０〜Ｐ５が走行中の道路リンクに対して分岐道路候補と異なる側にあったときのＹ字分岐判定を説明する概念図である。図１１において、同様に、分岐点通過前の現在位置Ｐ０〜Ｐ５が走行中の道路リンクに対して分岐道路候補と異なる側にあった場合、車両が分岐道路を走行しているにも関わらず、分岐元道路を走行していると誤判定する可能性がある。そのため、分岐点通過後、自車位置と分岐道路候補の道路リンク上の仮想自車位置Ｒとの距離Ｄ５が補正量Ｗを超える位置を現在位置Ｐ又は自車位置Ｑが通過するまで分岐判定を行わないようにする。

図１２は、図１のコントローラ２によって実行されるＹ字分岐判定処理を示すフローチャートである。まず、図１２のステップＳ１において、センサ回路部１の各出力値に基づいて現在位置Ｐを算出し、ステップＳ２において、算出された現在位置Ｐと、道路地図情報データベースメモリ６の道路地図情報とに基づいて、道路リンク上で自車位置Ｑを特定してディスプレイ７に表示した後、ステップＳ３に進む。ステップＳ３において、自車位置Ｑが存在する道路リンクは、進行方向の所定の道路リンク数内にＹ字分岐を含むか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ４に進む一方、ＮＯのときは当該処理を終了する。ステップＳ４において、値ｎを０に初期化した後、ステップＳ５に進む。ステップＳ５において、道路地図情報データベースメモリ６の道路地図情報に基づいて、分岐元道路候補の道路リンク情報２２ａと分岐道路候補の道路リンク情報２２ｂとを作成してデータメモリ２２ｍに格納し、ステップＳ６において、センサ回路部１の各出力値に基づいて現在位置Ｐを算出し、ステップＳ７において、算出された現在位置Ｐと、道路地図データベースメモリ６の道路地図情報とに基づいて、道路リンク上で自車位置Ｑを特定してディスプレイ７に更新表示したのち、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、現在位置Ｐとそれに対応する自車位置Ｑが存在する分岐元道路候補の道路リンクとの距離Ｄ２と、現在位置Ｐとそれに対応する仮想自車位置Ｒが存在する分岐道路候補の道路リンクとの距離Ｄ３とを算出した後、ステップＳ９において、距離Ｄ２と距離Ｄ３とが等しいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１０に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１２に進む。ステップＳ１０において、現在位置Ｐからそれに対応する自車位置Ｑが存在する道路リンクまでの距離ｙ（ｔ＋ｎ）及び方向を算出してそれぞれデータメモリ２２ｍに距離データ２２ｃ及び方向データ２２ｄとして格納し、ステップＳ１１において、値ｎを１だけ増加させた後、ステップＳ５に戻って処理を繰り返す。

ステップＳ１２において、距離データ２２ｃとして格納された距離ｙ（ｔ）〜ｙ（ｔ＋（ｎ−１））までの平均値を補正値Ｗとして算出し、ステップＳ１３において、分岐元道路候補の道路リンク情報２２ａにおいて自車位置Ｑを距離センサ１４により検出された移動距離分だけ進めて更新し、ディスプレイ７に更新表示し、ステップＳ１４において、分岐道路候補の道路リンク情報２２ｂにおいて仮想自車位置Ｒを距離センサ１４により検出された移動距離分だけ進めて更新した後、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５において、方向データ２２ｄが、分岐点通過前における現在位置Ｐが走行中の道路リンクに対して分岐道路候補と同じ側に存在したことを示すか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１６に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１９に進む。ステップＳ１６において、距離Ｄ２から補正値Ｗを減算した距離を距離Ｄ２ａとして算出し、ステップＳ１７において、仮想自車位置Ｒと分岐元道路候補の道路リンクとの距離Ｄ４を算出した後、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８において、距離Ｄ４が補正値Ｗよりも大きいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２２に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１３に戻って処理を繰り返す。ステップＳ１９において、距離Ｄ２に補正値Ｗを加算した距離を距離Ｄ２ａとして算出し、ステップＳ２０において、自車位置Ｑと分岐道路候補の道路リンクとの距離Ｄ５を算出した後、ステップＳ２１に進む。ステップＳ２１において、距離Ｄ５が補正値Ｗよりも大きいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２２に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１３に戻って処理を繰り返す。

ステップＳ２２において、距離Ｄ２ａが距離Ｄ３よりも小さいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ２３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２４に進む。ステップＳ２３において、車両が分岐道路に進入したと判定し、仮想自車位置Ｒを自車位置Ｑとして更新表示した後、当該処理を終了する。ステップＳ２４において、車両は分岐道路に進入しなかったと判定し、自車位置Ｑを更新せずに、当該処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係るナビゲーション装置によれば、測位された現在位置Ｐから進行方向の所定範囲内に、分岐元道路候補から分岐道路候補が分岐する分岐点を有する分岐が存在するか否かを判断し、分岐が存在するとき、（ａ）現在位置Ｐと、当該現在位置Ｐに対応する自車位置Ｑが存在する分岐元道路候補の道路リンクとの距離Ｄ２と、（ｂ）現在位置Ｐと、当該現在位置Ｐに対応する仮想自車位置Ｒが存在する分岐道路候補の道路リンクとの距離Ｄ３とを算出し、距離Ｄ２と距離Ｄ３とを比較することにより、分岐道路候補に進入したか否かを判定するので、小さな分岐角度を有する分岐においても、従来に比較してより正確に自車位置を算出する。

なお、本実施形態において、ナビゲーション装置は地図データ及び道路に関する詳細情報等を格納する道路地図情報データベースメモリ６を備えたが、本発明はこれに限らず、例えば携帯電話、ＰＨＳ等の無線通信装置によって、道路地図情報をセンター設備からその都度ダウンロードする構成であってもよい。

また、ナビゲーション装置はディスプレイ７を備え、地図データと自車位置とを表示することによりユーザに自車位置を報知したが、本発明はこれに限らず、音声によりユーザに自車位置を報知する構成であってもよい。

さらに、角度センサ１２は、ロール角、ピッチ角及びヨー角を検出したが、本発明はこれに限らず、ロール角及びピッチ角を加速度センサにより検出してもよい。

またさらに、Ｙ字分岐判定部２２は、１本の道路から２本の道路に分岐するＹ字分岐を判定したが、本発明はこれに限らず、コントローラ２が、１本の道路から３本以上の道路に分岐する分岐を判定してもよい。

また、Ｙ字分岐判定部２２は、Ｙ字分岐が存在すると判定した時刻ｔから自車位置が分岐点を通過するまでの距離ｙの平均値Ｗを算出した。しかしながら、例えば車両がＹ字分岐付近で車線変更を行った場合、平均値Ｗが正確に算出できないことがある。そこで、距離ｙの前回測定時からの変化量、即ち、前回算出された距離ｙと今回算出された距離ｙとの差が例えば３ｍ以上であるときには、車両が車線変更を行ったと判定し、前回までに算出された距離ｙを無視して、車線変更以降に算出された距離ｙのみを用いて平均値Ｗを算出してもよい。

さらに、Ｙ字分岐判定部２２は、Ｙ字分岐が存在すると判定した時刻ｔから所定時間毎に距離ｙを測定した。しかし、本発明はこれに限らず、Ｙ字分岐が存在すると判定した地点から所定の移動距離（例えば１０ｍ）毎に距離ｙを測定してもよい。

またさらに、Ｙ字分岐判定部２２は、現在位置Ｐと分岐元道路候補の道路リンクとの距離Ｄ２及び現在位置Ｐと分岐道路候補の道路リンクとの距離Ｄ３をそれぞれ測定し、測定された２つの距離が等しいか否かに応じて、車両が分岐点を通過したか否かを判定した。しかし、本発明はこれに限らず、自車位置Ｑが分岐点であるノードＮ３を通過したか否かに応じて車両が分岐点を通過したか否かを判定してもよい。

また、本実施形態に係るナビゲーション装置は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信して車両の現在位置を測定したが、本発明はこれに限らず、ロシアが運用するＧＬＯＮＡＳＳ(Global Navigation Satellite System)や欧州が計画しているガリレオ（Galileo）システム等のＧＰＳ以外の衛星測位システムからの信号を受信してもよい。

以上のように、本発明にかかるナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムは、測位された現在位置から進行方向の所定範囲内に、分岐元道路候補から分岐道路候補が分岐する分岐点を有する分岐が存在するか否かを判断し、分岐が存在するとき、（ａ）現在位置と、当該現在位置に対応する自車位置が存在する分岐元道路候補の道路リンクとの第１の距離と、（ｂ）現在位置と、当該現在位置に対応する仮想自車位置が存在する分岐道路候補の道路リンクとの第２の距離とを算出し、第１の距離と第２の距離とを比較することにより、分岐道路候補に進入したか否かを判定する分岐判定を行うので、小さな分岐角度を有する分岐においても、従来に比較してより正確に自車位置を算出する。

本発明に係るナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーションプログラムは、例えばＧＰＳ衛星からの信号に基づいて車両の位置を測定する車載用ナビゲーション装置として利用することができる。

本発明の一実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 図１の現在位置情報算出部２１による現在位置の算出方法を説明する、車両３０の車両中心Ｏ１を基準とした車両座標系を示す斜視図である。 図１の現在位置情報算出部２１による現在位置の算出方法を説明する、推測航法の演算を行う航法座標系と地球座標系とを示す図である。 図１のＹ字分岐判定部２２による分岐判定方法を説明する、分岐角度θを有するＹ字分岐における分岐道路候補及び分岐元道路候補の道路リンクを示す概念図である。 （ａ）は図１のデータメモリ２２ｍに格納された分岐元道路候補の道路リンク情報２２ｂを示すテーブルであり、（ｂ）は図１のデータメモリ２２ｍに格納された分岐道路候補の道路リンク情報２２ｃを示すテーブルであり、（ｃ）は各道路リンク情報内の道路リンクＰｎ＋１に関するデータ２３−１の一例を示すテーブルである。 図１のＹ字分岐判定部２２による分岐判定方法を説明する、分岐点通過前の車両の現在位置Ｐと道路リンク上での自車位置Ｑとの関係を示す概念図である。 図１のＹ字分岐判定部２２による分岐判定方法を説明する、分岐点通過後の車両の現在位置Ｐと道路リンク上での自車位置Ｑ及び仮想自車位置Ｒとの関係を示す概念図である。 図１のＹ字分岐判定部２２の分岐判定に用いる補正量Ｗの算出方法を説明する概念図である。 図１のＹ字分岐判定部２２の分岐判定方法を説明する概念図である。 図１のＹ字分岐判定部２２による分岐判定方法を説明する、現在位置Ｐ０〜Ｐ５が走行中の道路リンクに対して分岐道路候補と同じ側にあるときのＹ字分岐判定を説明する概念図である。 図１のＹ字分岐判定部２２による分岐判定方法を説明する、現在位置Ｐ０〜Ｐ５が走行中の道路リンクに対して分岐道路候補と異なる側にあるときのＹ字分岐判定を説明する概念図である。 図１のコントローラ２によって実行されるＹ字分岐判定処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…センサ回路部、
２…コントローラ、
６…道路地図情報データベース、
７…ディスプレイ、
１１…ＧＰＳ受信機、
１２…角度センサ、
１３…速度センサ、
１４…距離センサ、
２１…現在位置情報算出部、
２２…Ｙ字分岐判定部、
２２ａ…分岐元道路候補リンク情報、
２２ｂ…分岐道路候補リンク情報、
２２ｃ…距離データ、
２２ｄ…方向データ、
２２ｍ…データメモリ。

Claims (7)

1. 所定の測位システムの各送信局からの無線信号に基づいて現在位置を測位し、所定の地図データと前記現在位置とに基づいて、地図データ上の自車位置を特定する現在位置情報算出手段と、
   前記測位された現在位置から進行方向の所定範囲内に、分岐元道路候補から分岐道路候補が分岐する分岐点を有する分岐が存在するか否かを判断し、分岐が存在するとき、
   （ａ）前記現在位置と、当該現在位置に対応する自車位置が存在する分岐元道路候補の道路リンクとの第１の距離と、
   （ｂ）前記現在位置と、当該現在位置に対応する仮想自車位置が存在する分岐道路候補の道路リンクとの第２の距離とを算出し、
   第１の距離と第２の距離とを比較することにより、分岐道路候補に進入したか否かを判定する分岐判定を行う分岐判定手段とを備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
2. 前記分岐判定手段は、分岐点通過前における現在位置と、当該現在位置に対応する自車位置が存在した道路リンクとの第３の距離を算出し、第３の距離だけ第１の距離を補正することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
3. 前記分岐判定手段は、前記現在位置から進行方向の所定範囲内に分岐が存在すると判定してから分岐点を通過するまでの間、所定期間又は所定距離毎に複数の第４の距離を算出し、前記算出された複数の第４の距離の平均値を第３の距離として算出し、第３の距離だけ第１の距離を補正することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
4. 前記分岐判定手段は、所定期間又は所定距離毎に第４の距離を算出したときに前回算出した第４の距離と今回算出した第４の距離との差を算出し、当該差が所定値以上であるとき、前回までに算出した少なくとも１つの第４の距離を前記平均値の算出に用いることを中止することを特徴とする請求項３記載のナビゲーション装置。
5. 前記分岐判定手段は、分岐点通過前における前記現在位置が当該現在位置に対応する自車位置が存在した道路リンクに対して前記分岐道路候補と同じ側に存在するとき、分岐点通過後において、分岐点通過後における前記現在位置に対応する仮想自車位置と、当該現在位置に対応する自車位置が存在する前記分岐元道路候補の道路リンクとの距離が第３の距離を超えるまで分岐判定を行うことを中止する一方、分岐点通過前における前記現在位置が当該現在位置に対応する自車位置が存在した道路リンクに対して前記分岐道路候補とは異なる側に存在するとき、分岐点通過後において、分岐点通過後における前記現在位置に対応する仮想自車位置と、当該現在位置に対応する自車位置との距離が第３の距離を超えるまで分岐判定を行うことを中止することを特徴とする請求項２乃至４のうちのいずれか１つに記載のナビゲーション装置。
6. 所定の測位システムの各送信局からの無線信号に基づいて現在位置を測位し、所定の地図データと前記現在位置とに基づいて、地図データ上の自車位置を特定するステップと、
   前記測位された現在位置から進行方向の所定範囲内に、分岐元道路候補から分岐道路候補が分岐する分岐点を有する分岐が存在するか否かを判断し、分岐が存在するとき、
   （ａ）前記現在位置と、当該現在位置に対応する自車位置が存在する分岐元道路候補の道路リンクとの第１の距離と、
   （ｂ）前記現在位置と、当該現在位置に対応する仮想自車位置が存在する分岐道路候補の道路リンクとの第２の距離とを算出し、
   第１の距離と第２の距離とを比較することにより、分岐道路候補に進入したか否かを判定する分岐判定を行うステップとを含むことを特徴とするナビゲーション方法。
7. 所定の測位システムの各送信局からの無線信号に基づいて現在位置を測位し、所定の地図データと前記現在位置とに基づいて、地図データ上の自車位置を特定するステップと、
   前記測位された現在位置から進行方向の所定範囲内に、分岐元道路候補から分岐道路候補が分岐する分岐点を有する分岐が存在するか否かを判断し、分岐が存在するとき、
   （ａ）前記現在位置と、当該現在位置に対応する自車位置が存在する分岐元道路候補の道路リンクとの第１の距離と、
   （ｂ）前記現在位置と、当該現在位置に対応する仮想自車位置が存在する分岐道路候補の道路リンクとの第２の距離とを算出し、
   第１の距離と第２の距離とを比較することにより、分岐道路候補に進入したか否かを判定する分岐判定を行うステップとを含むことを特徴とするナビゲーションプログラム。

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