JP2012007939A - 軌跡情報生成装置、方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】自立航法軌跡の精度を向上する技術の提供。
【解決手段】時系列の自立航法情報が示す車両の軌跡である自立航法軌跡を取得し、前記自立航法軌跡と地図情報が示す道路の形状とが最も一致する道路を前記車両が走行している道路とみなすマップマッチング処理によって特定される時系列の前記車両の軌跡であるマッチング軌跡を当該マッチング軌跡の信頼度とともに取得し、時系列のＧＰＳ情報が示す前記車両の軌跡であるＧＰＳ軌跡を取得し、前記自立航法軌跡と前記ＧＰＳ軌跡とを比較して前記ＧＰＳ軌跡の信頼度を取得し、前記ＧＰＳ軌跡と前記マッチング軌跡のうち、より高い信頼度の軌跡を補正目標軌跡とし、前記自立航法軌跡と前記補正目標軌跡との相違が減少するように前記自立航法情報を補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の走行軌跡を示す軌跡情報を生成する技術に関する。

従来、方位センサや距離センサによる検出結果に基づく自立航法によって車両の推測現在位置を取得する技術が知られている。例えば、特許文献１に開示された技術においては、方位センサや距離センサによる検出結果に基づいて車両の推測現在位置を取得し、推測位置軌跡と道路上における候補位置を比較して最有力道路を特定し、最有力道路上の候補位置に基づいて推測現在位置を補正する技術が開示されている。また、推測現在位置とＧＰＳによる測位位置とに基づいて、候補位置を特定する対象となる道路を絞り込むための誤差円を特定する技術が開示されている。

特開２０００−２９８０２８号公報

従来の技術のような自立航法に利用される方位センサや距離センサは基準方位からの方位差や基準位置からの距離を検出するセンサであるため、基準方位や基準位置が不正確であると推測現在位置が不正確となる。また、センサの誤差の累積量は時間とともに増大していくため、基準方位や基準位置から遠くなるほど推測現在位置が不正確になる。そこで、従来の技術においては、推測現在位置に基づいて道路上に候補位置を設定し、当該候補位置が推測現在位置であるとみなすような補正を行う。しかし、センサによって取得した推測現在位置は誤差を含むため、当該補正が正しいとは限らない。そして、一旦誤った補正をしてしまうと、センサによって検出する各情報が基準方位などの基準からの相対的な変位であることに起因して、正しい現在位置に補正することが困難になってしまう。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、自立航法軌跡の精度を向上させる技術の提供を目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明においては、時系列のマッチング軌跡および時系列のＧＰＳ軌跡の信頼度を取得し、ＧＰＳ軌跡とマッチング軌跡のうち、より高い信頼度の軌跡を補正目標軌跡とする。そして、自立航法軌跡と補正目標軌跡との相違が減少するように自立航法情報を補正する。

すなわち、車両においては規定の座標系での位置や方位を特定可能な情報としてＧＰＳ軌跡とマッチング軌跡とを取得することができる。そこで、ＧＰＳ軌跡とマッチング軌跡とでより高い信頼度の軌跡を自立航法情報の補正基準として選定することにより、車両において得られた情報の中でより信頼度の高い情報を基準にして自立航法軌跡を補正することが可能である。この結果、効果的に自立航法軌跡の精度を向上させることが可能になる。

また、ＧＰＳ軌跡の信頼度が所定の基準を超えている場合にＧＰＳ軌跡を補正目標軌跡とし、ＧＰＳ軌跡の信頼度が所定の基準未満である場合にマッチング軌跡を補正目標軌跡とする構成を採用しても良い。すなわち、ＧＰＳ軌跡はＧＰＳ情報に基づいて生成され、当該ＧＰＳ情報は自立航法情報に依存しない。一方、マッチング軌跡は自立航法軌跡と地図情報が示す道路の形状との比較に基づいて特定される。従って、ＧＰＳ情報の信頼度が高く正確であれば、当該ＧＰＳ情報は自立航法情報を補正する際の基準として相応しい。そこで、ＧＰＳ軌跡の信頼性が所定の基準を超えている場合には自立航法情報を補正する際の基準をＧＰＳ軌跡とすることにより、自立航法情報に依存しない信頼性の高い情報に基づいて自立航法情報を補正することが可能になる。

また、ＧＰＳ情報は車両とＧＰＳ衛星との関係の他、マルチパス等の影響を受けるため、自立航法情報と比較して誤差の規則性に乏しく、急変し得る。そこで、ＧＰＳ軌跡の信頼性が所定の基準未満である場合には自立航法情報を補正する際の基準をマッチング軌跡とすることにより、信頼性の低い情報によって（誤りの補正を行う確率が高い状態で）自立航法情報が補正されることを防止することが可能になる。この結果、効果的に自立航法軌跡の精度を向上させることが可能になる。

ここで、自立航法軌跡取得手段は、車両に搭載されたセンサの時系列の出力信号が示す自立航法軌跡を取得することができればよく、例えば、車両に搭載されたセンサの時系列の出力信号を取得して車両の動作を検出することによって基準からの相対的な位置や方位の変位を特定することで間接的に車両の位置および方位を時系列的に取得することができればよい。従って、車両の動作としては、車両における各種の物理量が想定し得る。例えば、車速や加速度、角速度等を取得するセンサを車両に搭載すれば、当該センサの出力によって自立航法軌跡を取得することが可能になる。なお、自立航法は車両自体に搭載されたセンサによって車両の動作を検出して基準からの位置変位や方位変位に基づいて規定の座標系内での車両の位置や方位を間接的に特定する航法であるため、緯度や経度などの規定の座標系内での位置を直接的に取得することはできない。

マッチング軌跡取得手段は、自立航法軌跡と地図情報が示す道路の形状とが最も一致する道路を抽出し、車両が当該道路を走行しているとみなすマップマッチング処理を行うことができればよい。すなわち、マップマッチング処理を行うことによって車両が走行している道路であるとみなされた道路上での車両の位置および方位を特定する処理を複数の時刻に渡って実行することによってマッチング軌跡を取得することができればよい。ここで、地図情報においては、実際に存在する道路上の位置を緯度や経度などの規定の座標系内で特定することができるため、マッチング軌跡を補正の基準とすれば、自立航法情報のみから特定される車両の位置や方位が現実にはあり得ないものとなっていた場合に、現実的にあり得る位置や方位に補正することができる。なお、マッチング軌跡の信頼度は、マッチング軌跡が示す車両の位置や方位等の情報の信頼性を示していればよく、例えば、マップマッチング処理によって特定された道路の形状（道路幅等）やマップマッチング処理を行う過程における車両の状態等によって特定可能である。

ＧＰＳ軌跡取得手段は、時系列のＧＰＳ情報に基づいてＧＰＳ軌跡を取得することができればよい。従って、ＧＰＳ衛星からの信号を取得し、当該信号に基づいて車両の現在位置や現在方位を規定の座標系で特定可能であればよい。なお、規定の座標系は、緯度および経度によって構成される座標系や経度、緯度および高度で構成される座標系等を想定可能である。ＧＰＳ情報は、緯度や経度などの規定の座標系内での位置および方位を直接的に示す情報である。従って、誤差を含み得るとしても、ＧＰＳ情報においては誤差範囲内で緯度や経度を信頼することができる。このため、ＧＰＳ情報においては、真の位置や方位と全く異なる位置や方位が検出されることはない。一方、車両に搭載されたセンサにおいては、基準からの相対的な変位によって間接的に座標系内での位置や方位を特定するため、基準が不正確であると、真の位置や方位と全く異なる位置や方位が検出されることがあり得る。従って、自立航法軌跡においては累積誤差が時間とともに増大していくが、ＧＰＳ情報を利用した補正がなされると、当該累積誤差がキャンセルされ、早期に自立航法軌跡の精度を向上させることが可能になる。

さらに、ＧＰＳ情報の誤差は規則性に乏しく、急変し得るため、１サンプルのＧＰＳ情報を補正の際の目標とするには信頼性が乏しいが、ＧＰＳ情報を時系列的な集合で捉えれば、総度数の増加によって統計的に位置および方位の信頼性を高めることができる。一方、自立航法情報は、車両の動作等に起因する誤差を含んでおり、車速や加速度、方位等の累積によって基準からの相対的な変位を特定する性質上、自立航法軌跡においては累積誤差が時間とともに増大していく。そこで、時系列の自立航法軌跡と時系列のＧＰＳ軌跡とを比較し、自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との相違が減少するように自立航法情報を補正すれば、当該補正によって自立航法軌跡の累積誤差を抑制することができ、累積誤差が時間とともに増大していくことを防止することができる。従って、自立航法軌跡の精度を向上させることができる。

自立航法情報補正手段は、自立航法軌跡と補正目標軌跡とを比較して、自立航法軌跡と補正目標軌跡との相違が減少するように自立航法情報を補正することができればよい。すなわち、自立航法軌跡と補正目標軌跡とを比較して両者の相違を特定すれば、両者の相違を減少させるために自立航法情報に対して行うべき補正を特定することができる。当該補正は、自立航法軌跡と補正目標軌跡との相違を解消するための補正であっても良いが、自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との相違の全てを解消せずに相違を減少させる補正であることが好ましい。後者においては、当該補正を繰り返せば、自立航法軌跡を補正目標軌跡に対して徐々に近づけることが可能になる。また、仮に、補正目標軌跡が不正確であることに起因して誤った補正を行ってしまった場合であっても、一度の補正によって自立航法軌跡と補正目標軌跡との相違を解消する補正を行うよりも誤った補正の影響を抑制することができる。

なお、ＧＰＳ軌跡の信頼度は、ＧＰＳ軌跡が示す車両の位置や方位等の情報の信頼性を示していればよく、例えば、自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡とを比較することによってＧＰＳ軌跡の信頼度を特定可能である。すなわち、自立航法情報の誤差はＧＰＳ情報の誤差と比較して規則的に発生し、急変する度合いが小さい。従って、自立航法情報の誤差は時間とともに累積するものの、近い時刻に出力された出力情報同士で出力情報の信頼度が著しく異なることはない。このため、センサの時系列の出力情報が示す自立航法軌跡の形状自体は正確である。

そこで、自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との形状の一致度が高いほどＧＰＳ軌跡が正確であるとみなすことができ、当該一致度が高いほどＧＰＳ軌跡の信頼度が高くなるように当該信頼度を定義することが可能である。この結果、ＧＰＳ軌跡とマッチング軌跡とで信頼度が高い軌跡を補正目標軌跡とし、また、ＧＰＳ軌跡の信頼度が所定の基準を超えている場合にＧＰＳ軌跡を補正目標軌跡として、自立航法情報を補正することにより、自立航法軌跡の精度を向上させることが可能になる。なお、ここでは、自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との形状の一致度が高いほどＧＰＳ軌跡の信頼度を高くするように設定できればよく、自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との形状の一致度に応じて信頼度が連続的に変化しても良いし、段階的に変化する構成であっても良い。

さらに、自立航法軌跡とマッチング軌跡とＧＰＳ軌跡とが示す車両の軌跡には車両の方位と位置とのいずれかまたは双方が含まれ得る。従って、方位と位置とのそれぞれについての信頼度に基づいて方位と位置とのそれぞれについて別個の軌跡を補正目標軌跡としても良い。すなわち、車両の方位と位置とのそれぞれについて補正目標軌跡を特定する構成とする。そして、自立航法軌跡が示す車両の方位と補正目標軌跡が示す車両の方位との相違が減少するように自立航法情報が示す車両の方位を補正し、自立航法軌跡が示す車両の位置と補正目標軌跡が示す車両の位置との相違が減少するように自立航法情報が示す車両の位置を補正する。この構成によれば、方位と位置とのそれぞれについてより正確な軌跡を補正目標軌跡として設定しながら補正を行うことが可能である。

さらに、ＧＰＳ信頼度を算出する手法の具体的な例として、ＧＰＳ軌跡が示す位置と方位とのそれぞれを自立航法軌跡が示す位置と方位とのそれぞれと比較することでＧＰＳ軌跡の信頼度を統計的に算出する構成を採用しても良い。例えば、複数の時点についての自立航法情報が示す車両の方位と複数の時点についてのＧＰＳ情報が示す車両の方位との方位差が統計的に特定の方位差に集中していると、自立航法軌跡がＧＰＳ軌跡に対して特定の方位差だけ傾いている状態であると考えられる。また、複数の時点についての自立航法情報が示す車両の位置と複数の時点についてのＧＰＳ情報が示す車両の位置との位置差が統計的に特定の位置差に集中していると、自立航法軌跡がＧＰＳ軌跡に対して特定の位置差だけオフセットした状態であると考えられる。この場合、自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡とは角度および位置が異なるものの形状の一致度は高いと言える。

そこで、複数の時点についての自立航法情報が示す車両の方位と複数の時点についてのＧＰＳ情報が示す車両の方位との方位差が統計的に特定の方位差に集中しているか否かを判定する際に作成する度数分布において、総度数が多く、最頻値の度数が大きく、分散が小さいほどＧＰＳ軌跡が示す車両の方位の信頼度が高いとみなすことができる。また、複数の時点についての自立航法情報が示す車両の位置と複数の時点についてのＧＰＳ情報が示す車両の位置との位置差が統計的に特定の位置差に集中しているか否かを判定する際に作成する度数分布において、総度数が多く、最頻値の度数が大きく、分散が小さいほどＧＰＳ軌跡が示す車両の位置の信頼度が高いとみなすことができる。

さらに、マッチング軌跡の信頼度は、マッチング軌跡が示す車両の位置や方位等の情報の信頼性を示していればよく、例えば、マップマッチング処理によって車両が走行しているとみなされた道路に基づいて信頼度を特定可能である。例えば、車両が走行しているとみなされた道路の道路幅が狭い場合には、道路幅が広い場合よりも車両の位置の自由度や誤差が小さいため、マッチング軌跡が示す車両の位置の信頼度が高いとみなすことが可能である。なお、ここでは、車両が走行しているとみなされた道路の道路幅が狭いほどマッチング軌跡が示す位置の信頼度を高くするように設定できればよく、車両が走行しているとみなされた道路の道路幅に応じて信頼度が連続的に変化しても良いし、段階的に変化する構成であっても良い。

また、マップマッチング処理を行っている過程における車両の方位変動に基づいて信頼度を特定してもよい。例えば、マップマッチング処理を行っている過程における車両の方位変動が小さい場合には、方位変動が大きい場合と比較してマップマッチング対象となる方位が安定していることになる。従って、安定している状態において車両が走行しているとみなされた道路が特定された場合、当該車両が走行しているとみなされた道路を車両が走行している確率は安定していない状態よりも高くなる。そこで、マップマッチング処理を行っている過程における車両の方位変動が小さいほどマッチング軌跡が示す車両の方位の信頼度が高いとみなすことが可能である。なお、ここでは、車両の方位変動が小さいほどマッチング軌跡が示す方位の信頼度を高くするように設定できればよく、車両の方位変動の大きさに応じて信頼度が連続的に変化しても良いし、段階的に変化する構成であっても良い。

さらに、本発明のように、時系列の自立航法軌跡と時系列の補正目標軌跡とを比較して両者の相違が減少するように自立航法情報を補正する手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のような装置、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合もあれば、車両に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のような装置を備えたナビゲーション装置や方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、装置を制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

軌跡情報生成装置のブロック図である。 自立航法情報補正処理を示すフローチャートである。 ＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡との比較処理を示すフローチャートである。 （４Ａ）〜（４Ｃ）は自立航法軌跡の回転および移動を説明するための説明図である。 （５Ａ）〜（５Ｄ）は方位差と代表値を特定するための統計処理を説明するための説明図である。 （６Ａ）〜（６Ｃ）は位置差と代表値を特定するための統計処理を説明するための説明図である。 自立航法情報補正処理を示すフローチャートである。 （８Ａ）は自立航法位置を補正する様子を例示する図であり、（８Ｂ）は自立航法方位を補正する様子を例示する図である。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）軌跡情報生成装置の構成：
（２）軌跡情報生成処理：
（２−１）マップマッチング処理：
（２−２）自立航法情報補正処理：
（３）他の実施形態：

（１）軌跡情報生成装置の構成：
図１は、本発明にかかる軌跡情報生成装置１０の構成を示すブロック図である。軌跡情報生成装置１０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える制御部２０、記録媒体３０を備えており、記録媒体３０やＲＯＭに記憶されたプログラムを制御部２０で実行することができる。本実施形態においては、このプログラムとしてナビゲーションプログラム２１を実行可能である。ナビゲーションプログラム２１は、自立航法情報に基づいてマップマッチング処理を行って道路上の車両の位置を特定し、当該車両の位置を地図上に表示させる機能を備えている。本実施形態において、ナビゲーションプログラム２１は、複数の手法によって車両の軌跡を示す軌跡情報を生成する軌跡情報生成処理を実行可能であり、特に、自立航法情報に基づいて生成される自立航法軌跡を高精度に生成する機能を備えている。

記録媒体３０には、予め地図情報３０ａが記録されている。地図情報３０ａは、車両の位置の特定等に利用される情報であり、車両が走行する道路上に設定されたノードの位置等を示すノードデータ，ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点データ，ノード同士の連結を示すリンクデータ，道路やその周辺に存在する地物の位置および種類等を示す地物データ等を含んでいる。なお、本実施形態において、リンクデータには当該リンクに対応する道路の道路幅を示す情報が含まれている。

本実施形態における軌跡情報生成装置１０が搭載された車両は、ユーザＩ／Ｆ部４０と車速センサ４１とジャイロセンサ４２とＧＰＳ受信部４３とを備えている。また、ナビゲーションプログラム２１は、自立航法軌跡取得部２１ａとマッチング軌跡取得部２１ｂとＧＰＳ軌跡取得部２１ｃと自立航法情報補正部２１ｄとを備えている。ナビゲーションプログラム２１は、車速センサ４１とジャイロセンサ４２とＧＰＳ受信部４３と協働し、自立航法情報に基づいて生成される自立航法軌跡を高精度に生成する機能を実行する。

車速センサ４１は、車両が備える車輪の回転速度に対応した信号を出力し、ジャイロセンサ４２は、車両に作用する角速度に対応した信号を出力する。自立航法軌跡取得部２１ａは、時系列の自立航法情報が示す車両の軌跡である自立航法軌跡を取得する機能を制御部２０に実現させるモジュールである。すなわち、制御部２０は、自立航法軌跡取得部２１ａの処理により、図示しないインタフェースを介して車速センサ４１およびジャイロセンサ４２の出力信号を自立航法情報として取得する。

そして、制御部２０は、車速センサ４１の出力信号に基づいて基準位置からの相対的な車両の位置変位を特定して現在の車両の位置を特定し、ジャイロセンサ４２の出力信号に基づいて基準方位からの相対的な車両の方位変位を特定して現在の車両の方位を特定する。なお、本明細書では、車速センサ４１の出力信号に基づいて特定された車両の位置を自立航法位置と呼び、ジャイロセンサ４２の出力信号に基づいて特定された車両の方位を自立航法方位と呼ぶ。なお、上述の基準位置や基準方位は、所定の時刻において特定された車両の位置や車両の方位（進行方向）であれば良く、例えば、所定の時刻において後述するＧＰＳ情報から特定された車両の位置や車両の方位等によって構成可能である。さらに、制御部２０は、複数の時点において自立航法位置および自立航法方位を特定することにより時系列の自立航法位置および自立航法方位を示す情報を特定し、自立航法軌跡として取得する。

マッチング軌跡取得部２１ｂは、自立航法軌跡と地図情報３０ａが示す道路の形状とが最も一致する道路を車両が走行している道路とみなすマップマッチング処理を行い、当該マップマッチング処理によって特定される時系列の車両の軌跡であるマッチング軌跡を取得する機能を制御部２０に実現させるモジュールである。すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａを参照して車両の周辺に存在する道路の道路形状と自立航法軌跡とを照合する。そして、両者の一致度が最も高い道路を特定し、車両が当該道路を走行している道路とみなして当該道路上で車両の位置および方位として推定される位置および方位を車両の位置および方位として特定する。

なお、本明細書では、以上のようなマップマッチング処理によって特定された車両の位置をマッチング位置と呼び、マップマッチング処理によって特定された車両の方位をマッチング方位と呼ぶ。さらに、制御部２０は、複数の時点においてマッチング位置およびマッチング方位を特定することにより時系列のマッチング位置およびマッチング方位を示す情報を特定し、マッチング軌跡として取得する。

そして、制御部２０は、当該マッチング位置、マッチング方位、マッチング軌跡をユーザＩ／Ｆ部４０に表示する。すなわち、ユーザＩ／Ｆ部４０は、ユーザが指示を入力し、またはユーザに各種の情報を提供するためのインタフェース部であり、図示しない表示部やボタン、スピーカー等を備えている。本実施形態において制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部４０の表示部に対して地図を表示するとともに、マッチング位置、マッチング方位、マッチング軌跡を示すアイコンを当該地図上に表示する。このため、制御部２０は、地図およびマッチング位置、マッチング方位、マッチング軌跡を示すアイコンを示す画像データを生成し、ユーザＩ／Ｆ部４０に対して出力する。ユーザＩ／Ｆ部４０は、当該画像データに基づいて地図およびマッチング位置、マッチング方位、マッチング軌跡を示すアイコンを表示部に表示する。

なお、制御部２０は、マッチング軌跡取得部２１ｂの処理により、マップマッチング処理によって特定されたマッチング位置およびマッチング方位についての信頼度を特定することが可能である。本実施形態において制御部２０は、マップマッチング処理によって特定された車両が走行しているとみなされた道路の道路幅に基づいてマッチング位置の信頼度を特定し、マップマッチング処理を行っている過程における車両の方位変動に基づいてマッチング方位の信頼度を特定する。

ＧＰＳ軌跡取得部２１ｃは、時系列のＧＰＳ情報が示す車両の軌跡であるＧＰＳ軌跡を取得する機能を制御部２０に実現させるモジュールである。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ軌跡取得部２１ｃの処理により、車両の現在位置および現在方位を算出するためのＧＰＳ情報をＧＰＳ受信部４３に取得させ、当該ＧＰＳ情報に基づいて車両の位置および方位を特定する。なお、本明細書ではＧＰＳ情報に基づいて特定された車両の位置をＧＰＳ位置と呼び、ＧＰＳ情報に基づいて特定された車両の方位をＧＰＳ方位と呼ぶ。制御部２０は、さらに、複数の時点においてＧＰＳ位置およびＧＰＳ方位を特定することにより時系列のＧＰＳ位置およびＧＰＳ方位を示す情報を特定し、ＧＰＳ軌跡として取得する。なお、本実施形態におけるＧＰＳ情報には、ＧＰＳ情報の精度を示すＧＰＳ精度情報が含まれている。

本実施形態においてＧＰＳ精度情報は、ＧＰＳ情報とともに取得される指標と車両の状態に基づいて取得される指標とから構成されている。すなわち、ＧＰＳ情報は、衛星と車両との相対関係や通信環境（マルチパスの程度等）の影響を受けることによって精度が低下し、このような精度の低下を示す指標（HDOP(Horizontal Dilution Of Precision)等のDOP(Dilution Of Precision)や高精度での測位が可能な状態，位置にある衛星の数等）がＧＰＳ情報に含まれている。そこで、本実施形態において、制御部２０は、ＧＰＳ軌跡取得部２１ｃの処理により、当該ＧＰＳ情報に含まれるＧＰＳ精度情報をＧＰＳ情報とともに取得する。

また、ＧＰＳ情報の精度は、車両の状態に依存するため、本実施形態においては、車両の状態によるＧＰＳ情報の精度の低下度合いを示す指標も取得する。具体的には、制御部２０は、ＧＰＳ軌跡取得部２１ｃの処理により、車速センサ４１の出力情報およびジャイロセンサ４２の出力情報を取得し、車両の車速が低速となるほどＧＰＳ情報の精度が低下し、所定期間における車両の方位の変化量の最大値が大きいほどＧＰＳ情報の精度が低下するような指標をＧＰＳ精度情報として取得する。なお、本実施形態においてＧＰＳ精度情報は、ＧＰＳ位置、ＧＰＳ方位のそれぞれにおいて特定され、ＧＰＳ位置に関してはＧＰＳ情報に含まれる精度の指標に基づいて精度が特定される。また、ＧＰＳ方位（後述するＧＰＳ衛星方位）に関してはＧＰＳ情報に含まれる精度の指標と車両の状態によるＧＰＳ情報の精度の低下度合いを示す指標に基づいて精度が特定される。なお、本実施形態においては、ＧＰＳ位置、ＧＰＳ方位のそれぞれにおいて最も精度が高い状態が１００、最も精度が低い状態が０となるように規格化されている。

上述のように、本実施形態は、自立航法軌跡とマッチング軌跡とを照合しながらマッチング位置およびマッチング方位を取得してユーザＩ／Ｆ部４０に表示する構成であるが、さらに、本実施形態においては、自立航法軌跡とマッチング軌跡とＧＰＳ軌跡とのそれぞれの性質を考慮し、自立航法軌跡をマッチング軌跡あるいはＧＰＳ軌跡によって補正する構成を採用している。

すなわち、ユーザＩ／Ｆ部４０に表示されるマッチング位置およびマッチング方位は、自立航法軌跡と道路形状との照合によって特定される位置および方位であるため、自立航法軌跡が不正確であると、マッチング位置およびマッチング方位も不正確になる。具体的には、自立航法においては、車速センサ４１の出力情報に基づいて基準位置からの相対的な車両の位置変位を特定して自立航法位置を特定し、ジャイロセンサ４２の出力信号に基づいて基準方位からの相対的な車両の方位変位を特定して自立航法方位を特定する。従って、自立航法位置の基準位置や自立航法方位の基準方位が不正確であると、自立航法軌跡の位置や方位が不正確となり、真の位置や方位と全く異なる位置や方位がマッチング位置およびマッチング方位として検出されることがあり得る。また、車速センサ４１やジャイロセンサ４２の出力情報の誤差が時間とともに累積するため、自立航法位置や自立航法方位は時間とともに精度が低下し、この場合においても、真の位置や方位と全く異なる位置や方位がマッチング位置およびマッチング方位として検出されることがあり得る。

一方、ＧＰＳ情報は、緯度や経度などの規定の座標系内での位置および方位を直接的に示す情報である。従って、誤差を含み得るとしても、ＧＰＳ情報においては誤差範囲内で緯度や経度を信頼することができる。このため、ＧＰＳ情報においては、真の位置や方位と全く異なる位置や方位が検出されることはない。そこで、自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との相違が減少するように自立航法情報を補正すれば、自立航法情報が示す位置や方位が真の位置や方位と全く異なる状態となることを防止することができる。

さらに、地図情報３０ａに含まれるノードデータや形状補間データ等は、実際に存在する道路上の位置を緯度や経度などを示しているため、マッチング位置やマッチング方位は道路上の位置や方位として現実的にあり得る位置や方位となる。従って、自立航法軌跡とマッチング軌跡との相違が減少するように自立航法情報を補正すれば、自立航法情報が示す位置や方位を少なくとも現実的にあり得る位置や方位に補正することができる。

このような軌跡の特性に鑑み、本実施形態において制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、ＧＰＳ軌跡とマッチング軌跡とのそれぞれに対して設定される軌跡の信頼度のうち、より高い信頼度の軌跡を補正目標軌跡とし、自立航法軌跡と補正目標軌跡との相違が減少するように自立航法情報を補正する。すなわち、ＧＰＳ軌跡とマッチング軌跡とは、規定の座標系内での位置や方位を直接的に示す情報であるため、位置や方位を間接的に示す自立航法軌跡を補正する際の基準になり得る。そこで、ＧＰＳ軌跡とマッチング軌跡とでより高い信頼度の軌跡を自立航法情報の補正基準として選定することにより、車両において得られた情報の中でより信頼度の高い情報を基準にして自立航法軌跡を補正することが可能である。この結果、効果的に自立航法軌跡の精度を向上させることが可能になる。なお、本実施形態において、マッチング軌跡の信頼度は、マッチング軌跡取得部２１ｂの処理によって取得され、ＧＰＳ軌跡の信頼度は自立航法情報補正部２１ｄの処理によって取得される。これらの信頼度の詳細は後述する。

自立航法情報の補正は、自立航法軌跡と補正目標軌跡との相違が減少するように実行されれば良く、本実施形態において制御部２０は、自立航法軌跡と補正目標軌跡との一致度が最も高くなるように自立航法軌跡を回転させるとともに移動させ、当該回転および移動を行った後の軌跡に基づいて自立航法情報の補正目標を設定し、補正目標との相違が減少するように自立航法情報を補正する。なお、補正目標軌跡がマッチング軌跡の場合、上述の回転や移動を行って設定される補正目標とマッチング位置およびマッチング方位は実質的に等価である。すなわち、補正目標軌跡がマッチング軌跡の場合、補正目標の位置がマッチング軌跡、補正目標の方位がマッチング方位となる。

補正目標軌跡がＧＰＳ軌跡の場合、自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との一致度が最も高くなるように自立航法軌跡が回転および移動される。すなわち、制御部２０は、自立航法軌跡の形状を維持した状態で自立航法軌跡を回転させ、また、並行移動させた結果得られる自立航法位置および自立航法方位とＧＰＳ位置およびＧＰＳ方位を比較し、複数の位置および方位における差異が最も小さくなる状態を一致度が最も高くなると見なす。この結果、比較された自立航法軌跡についての回転角と移動量が特定され、制御部２０は、現在の自立航法方位に対して当該回転角を加え、自立航法位置に対して当該移動量を加えた結果が補正目標であると見なす。

制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、以上のようにして特定された補正目標に対して自立航法位置および自立航法方位が近づくように車速センサ４１の出力情報やジャイロセンサ４２の出力情報を補正する。ここでは、車速センサ４１やジャイロセンサ４２の出力情報に基づいて特定される自立航法位置および自立航法方位が補正されれば良く、むろん、基準位置や基準方位を補正しても良い。なお、本実施形態においては、自立航法情報補正部２１ｄが補正目標に対して自立航法位置および自立航法方位が近づくように繰り返し補正を行うが、各補正の際に自立航法方位および自立航法方位が補正目標と一致しないように構成している。

すなわち、自立航法位置や自立航法方位を補正目標と一致させるように補正する際の補正量を第１補正量としたとき、制御部２０は、当該第１補正量より小さい第２補正量によって自立航法情報を補正する構成を採用している。上述のように、自立航法軌跡に対して一旦誤った補正を行ってしまうと自立航法位置や自立航法方位を正しく補正し直すことは困難になる。そこで、本発明においては、第１補正量よりも小さい第２補正量によって自立航法情報を補正する構成とすることで、仮に誤った補正を行ったとしてもその影響が抑制されるように構成している。従って、容易に自立航法軌跡の精度を向上させることができる。なお、第２補正量は第１補正量よりも小さく、第１補正量によって実現される補正の一部を実現するように設定されればよい。

（２）軌跡情報生成処理：
次に、ナビゲーションプログラム２１による軌跡情報生成処理を説明する。ナビゲーションプログラム２１による軌跡情報生成処理は所定の期間毎に実行され、この処理の過程で自立航法軌跡の精度を向上する自立航法情報補正処理が実行される。図２は自立航法情報補正処理を示すフローチャートである。一方、制御部２０は、当該自立航法情報補正処理と並行して所定の期間毎にマッチング軌跡取得部２１ｂの処理を実行している。ここでは、まず、当該マップマッチング処理を説明する。

（２−１）マップマッチング処理：
マップマッチング処理において、制御部２０は、マッチング軌跡取得部２１ｂの処理により、地図情報３０ａと自立航法軌跡とを取得し、照合する。すなわち、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理によって、車速センサ４１およびジャイロセンサ４２の出力情報を取得し、前回当該出力情報を取得した後の車両の位置および方位の変位を特定する。そして、制御部２０は、基準位置からの位置の変位の累積値および基準方位からの方位の変位の累積値に基づいて自立航法位置および自立航法方位を特定し、所定期間内に特定された時系列の自立航法位置および自立航法方位を自立航法軌跡とする。なお、基準位置および基準方位は時間の経過とともに更新され得るが、初期値はＧＰＳ情報等に基づいて決定される。

また、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、自立航法位置の周辺の所定範囲内に存在する道路の形状を示すリンクデータ、ノードデータ、形状補間データを取得する。そして、制御部２０は、自立航法軌跡と地図情報３０ａから取得された各データを照合し、自立航法軌跡と最も一致する道路を特定する。

次に、制御部２０は、マッチング軌跡取得部２１ｂの処理により、マッチング軌跡を取得する。すなわち、制御部２０は、自立航法軌跡と最も一致する道路上を車両が走行している道路とみなし、自立航法軌跡と当該道路が最も一致するように自立航法軌跡を回転、移動させる。そして、制御部２０は、当該回転および移動がなされた自立航法軌跡において最新の自立航法位置に対応する位置をマッチング位置とし、当該マッチング位置における道路上での車両の進行方向をマッチング方位とする。さらに、制御部２０は、所定期間内に特定された時系列のマッチング位置およびマッチング方位をマッチング軌跡として取得する。

さらに、制御部２０は、マッチング軌跡の信頼度を取得する。本実施形態においては、マッチング位置とマッチング方位とのそれぞれについて異なる手法で信頼度を取得する。すなわち、制御部２０は、車両が連続した道路を走行しているとみなされていた場合の距離と、車両が走行している道路とみなされた道路の道路幅とに基づいてマッチング位置の信頼度を設定する。本実施形態においては、以下の表１に示すように５段階でマッチング位置の精度を定義している。すなわち、制御部２０は、車両が連続した道路を走行しているとみなされていた場合の距離が所定距離Ｔs（m）以下である場合にマッチング位置の信頼度を１に設定し、所定距離Ｔsより大きい場合にマッチング位置の信頼度が１〜５のいずれかになるように設定する。このため、制御部２０は、地図情報３０ａのリンクデータを参照し、車両が走行している道路とみなされた道路の道路幅を特定する。そして、制御部２０は、当該道路幅が所定の閾値Ｔ₄以下である場合にはマッチング位置の信頼度を５に設定し、道路幅が所定の閾値Ｔ₄より大きく所定の閾値Ｔ₃以下である場合にはマッチング位置の信頼度を４に設定する。また、道路幅が所定の閾値Ｔ₃より大きく所定の閾値Ｔ₂以下である場合にはマッチング位置の信頼度を３に設定し、道路幅が所定の閾値Ｔ₂より大きく所定の閾値Ｔ₁以下である場合にはマッチング位置の信頼度を２に設定する。そして、道路幅が所定の閾値Ｔ₁より大きい場合にはマッチング位置の信頼度を１に設定する。すなわち、制御部２０は、車両が走行している道路とみなされた道路の道路幅が狭いほどマッチング位置の信頼度を高く設定する。

さらに、制御部２０は、車両が連続した道路を走行しているとみなされていた場合の距離と、マップマッチング処理を行っている過程における車両の方位変動とに基づいてマッチング方位の信頼度を設定する。本実施形態においては、５段階でマッチング方位の精度を定義している。すなわち、制御部２０は、車両が連続した道路を走行しているとみなされていた場合の距離が所定距離Ｔs（m）以下である場合にマッチング方位の信頼度を１に設定し、所定距離Ｔsより大きい場合にマッチング方位の信頼度が２以上になるように設定する。このため、さらに、制御部２０は、過去の所定期間内のジャイロセンサ４２の出力情報に基づいて当該所定期間内の方位変化を特定する。そして、制御部２０は、当該方位変化が所定の閾値Ｔdより小さい場合にはマッチング方位の信頼度を３に設定し、方位変化が所定の閾値Ｔd以上である場合にはマッチング方位の信頼度を２に設定する。すなわち、マッチング処理の過程での方位変動が小さいほどマッチング方位の信頼度が高くなるように設定する。

本実施形態においては、以上のように、マッチング位置とマッチング方位とで異なる手法で信頼度を設定する構成としている。但し、特定の場合には、マッチング位置とマッチング方位とで共通の手法によってマッチング位置とマッチング方位の信頼度を設定する構成としている。すなわち、車両が通常の道路を走行している場合には上述の表１および表２に基づいてマッチング位置およびマッチング方位のそれぞれを特定するが、トンネル内においてはＧＰＳ情報を取得することが不可能であるため、マッチング軌跡が補正目標軌跡とされやすくなるように、表１、表２と異なる手法も採用している。

具体的には、車両がトンネル内の道路を走行しているとみなされている場合、制御部２０は、マッチング軌跡取得部２１ｂの処理により、地図情報３０ａに含まれるノードデータ、形状補間点データ、リンクデータを参照して車両周辺の所定範囲内の道路の形状を特定し、道路上の複数の位置での方位（道路を走行する際の進行方向前方）と時系列の自立航法位置とを照合して方位の一致度を特定する。そして、方位の一致度が高いほどマッチング位置およびマッチング方位の信頼度が高くなるように信頼度を設定する。なお、方位の一致度は方位の分散等によって特定可能である。以上のようなマッチング位置およびマッチング方位の信頼度は最新のマッチング位置およびマッチング方位のそれぞれが特定されるたびにそれぞれについて設定される。

また、この構成は一例であり、位置の一致度を解析しても良いし、ＧＰＳ情報を取得することができない駐車場において同様の処理を行っても良い。さらに、マッチング位置の信頼度およびマッチング方位の信頼度は、マップマッチング処理の結果として得られる情報の信頼度であるため、マップマッチング処理の精度が低下し得る状況である場合に信頼度を低下させる構成としても良い。例えば、車両による走行開始（電源投入開始）後の所定期間内や車両が走行している道路とみなされた道路の周囲所定距離以内に他の有力な候補道路（例えば、鋭角の分岐路や並走路）が存在する場合、ジャイロセンサ４２の出力情報が示す方位と道路の方位との差が所定以上の差となっている場合、車両が走行している道路とみなされた道路が高速道路の付属施設（サービスエリアやパーキングエリア等）内である場合などには、マッチング位置やマッチング方位の信頼度を低下させ、また、一定の低い値（信頼度１等）に設定する等の構成を採用可能である。

（２−２）自立航法情報補正処理：
図２に示す自立航法情報補正処理において、制御部２０は、ＧＰＳ軌跡取得部２１ｃの処理により、ＧＰＳ精度情報を取得する（ステップＳ１００）。次に、制御部２０は、ＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡との比較処理を行う（ステップＳ１０５）。当該ＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡との比較処理は、ＧＰＳ軌跡の信頼度を取得し、また、自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との一致度を最も高くするための第１補正量（回転角および移動量）を取得するための処理であり、図３に示すフローチャートによって実現される。また、図４Ａ〜図４Ｃは経度をｘ軸緯度をｙ軸とした座標系において自立航法軌跡の回転および移動を説明するための図である。

図４Ａは実線の曲線矢印により自立航法軌跡Ｔnの例を示しており、図４Ｂは黒丸および矢印によってＧＰＳ軌跡の例を示している。すなわち、図４Ｂにおいては、黒丸によってＧＰＳ位置Ｇpを示し、実線の直線矢印により各ＧＰＳ位置ＧpにおけるＧＰＳ衛星方位Ｇdsを示し、破線の直線矢印により各ＧＰＳ位置Ｇp間のＧＰＳ座標間方位Ｇdcを示している。すなわち、ＧＰＳ情報には車両の方位を示す情報が含まれるが、当該車両の方位とは別に車両の位置間ベクトルの向きを車両の方位とみなすことも可能である。そこで、本実施形態においては、ＧＰＳ情報に含まれる車両の方位をＧＰＳ衛星方位、車両の位置間ベクトルの向きをＧＰＳ位置間方位と呼び、ＧＰＳ衛星方位とＧＰＳ位置間方位との双方に基づいてＧＰＳ方位を評価する構成となっている。

なお、本来は自立航法軌跡Ｔnも複数の自立航法位置および自立航法方位によって構成されるが、本実施形態においては、自立航法情報の方がＧＰＳ情報よりもサンプリング周期が短いため、図４Ａにおいては実線の曲線矢印によって自立航法軌跡Ｔnを示すとともに、一カ所についてのみ自立航法位置Ｎpおよび自立航法方位Ｎdを例示している。すなわち、図４Ａの自立航法軌跡Ｔnにおいて、実線の曲線矢印は当該曲線上のいずれかの位置が自立航法位置であることを示し、曲線矢印の先端において矢印が示す方位が最新の自立航法方位であり、各自立航法位置における曲線矢印の接線が各自立航法位置における自立航法方位であることを示している。

図４Ａ，４Ｂに示すように、一般的に自立航法軌跡ＴnとＧＰＳ軌跡とは類似しているが異なっている。ＧＰＳ情報は車両とＧＰＳ衛星との関係の他、マルチパス等の影響を受けるため、自立航法情報と比較して誤差の規則性に乏しく、急変し得る。一方、車速センサ４１やジャイロセンサ４２の出力情報の誤差はＧＰＳ情報の誤差と比較して規則的に発生し、急変する度合いが小さい。従って、自立航法情報Ｔnの誤差は時間とともに累積するものの、近い時刻に出力された出力情報同士で出力情報の信頼度が著しく異なることはない。このため、自立航法軌跡Ｔnの形状自体はＧＰＳ軌跡よりも正確である。そこで、自立航法軌跡Ｔnの形状を維持した状態で回転および移動させ、ＧＰＳ軌跡と最も一致度が高くなる状態としたとき、回転および移動後の自立航法軌跡ＴnとＧＰＳ軌跡との一致度が高いほどＧＰＳ軌跡の信頼度が高いと評価することができる。また、ＧＰＳ軌跡の信頼度が高く補正目標軌跡となり得る場合には、自立航法軌跡Ｔnの形状を維持した状態で回転および移動させ、ＧＰＳ軌跡と最も一致度が高くなる状態としたときの回転角および移動量が自立航法方位の第１補正量および自立航法位置の第１補正量であるとみなすことができる。

そこで、本実施形態においては、複数のＧＰＳ位置と自立航法位置とに対応するＧＰＳ衛星方位およびＧＰＳ座標間方位と自立航法方位とに基づいて統計的に自立航法方位の第１補正量を特定する。すなわち、複数のＧＰＳ衛星方位と複数の自立航法方位との方位差および複数のＧＰＳ座標間方位と自立航法方位との方位差の代表値が自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との一致度が最も高くなる状態における自立航法軌跡Ｔnの回転角であるとみなす。

回転前の自立航法軌跡Ｔnは、実際には複数の自立航法位置Ｎpおよび自立航法方位Ｎdによって構成されるため、同時刻における自立航法方位ＮdとＧＰＳ方位（ＧＰＳ衛星方位ＧdsおよびＧＰＳ座標間方位Ｇdc）との方位差（回転角）を特定すれば、当該時刻において自立航法軌跡Ｔnを回転させることによってＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡Ｔnとの一致度が最も高くなる回転角が特定される。従って、複数の時刻における自立航法方位ＮdとＧＰＳ方位との方位差の代表値を特定すれば、当該代表値がＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡Ｔnとの一致度を最も高くするための回転角であるとみなすことができる。図４Ｃにおいては破線の曲線矢印によって回転前の自立航法軌跡Ｔn、一点鎖線の曲線矢印によって回転後の自立航法軌跡Ｔnrを示しており、同図４ＣにおいてＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡Ｔnとの一致度を最も高くするための回転角をαによって示している。

さらに、本実施形態においては、複数のＧＰＳ位置と自立航法位置とに基づいて統計的に自立航法位置の第１補正量を特定する。すなわち、複数のＧＰＳ位置と複数の自立航法位置との位置差の代表値が自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との一致度が最も高くなる状態における自立航法軌跡の移動量であるとみなす。例えば、図４Ｃにおいては破線の曲線矢印が移動前の自立航法軌跡Ｔnrであり、実線の曲線矢印によって移動後の自立航法軌跡Ｔnmを示している。

移動前の自立航法軌跡Ｔnrは、上述の回転角αで自立航法軌跡を回転させて得られる軌跡であるため、回転後の複数の自立航法位置および自立航法方位で構成される。そこで、同時刻における回転後の自立航法位置とＧＰＳ位置との位置差（ｘ軸、ｙ軸に沿った移動量）を特定すれば、当該時刻において回転後の自立航法軌跡Ｔnrを移動させることによってＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡Ｔnとの一致度が最も高くなる移動量が特定される。従って、複数の時刻における自立航法位置とＧＰＳ位置との位置差の代表値を特定すれば、当該代表値がＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡Ｔnとの一致度を最も高くするための移動量（図４Ｃに示すＸおよびＹ）であるとみなすことができる。

図３に示すＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡との比較処理は、以上のような回転角および移動量の決定と、当該回転角および移動量に基づく信頼度の特定を実現する処理である。この処理を実行するため、まず、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、前回図３に示すＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡との比較処理を実行した時点からの走行距離を取得し、当該走行距離が所定距離以上である否かを判定する（ステップＳ２００）。ステップＳ２００にて当該走行距離が所定距離以上であると判定されない場合にはステップＳ２０５以降の処理をスキップする。すなわち、所定距離毎に比較処理が実行されるように構成されている。

ステップＳ２００にて、前回ＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡との比較処理を実行した時点からの走行距離が所定距離以上であると判定された場合、制御部２０は、ＧＰＳ軌跡取得部２１ｃの処理によりＧＰＳ軌跡を取得し、自立航法情報補正部２１ｄの処理により自立航法軌跡を取得する（ステップＳ２０５）。次に、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、ＧＰＳ衛星方位と自立航法方位との方位差を取得する（ステップＳ２１０）。すなわち、制御部２０は、所定期間内に取得したＧＰＳ情報および自立航法情報に基づいて複数の位置に関するＧＰＳ衛星方位、自立航法方位を取得し、同時刻における方位同士の方位差を取得する。

さらに、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、ＧＰＳ精度に応じた重み付けを行って方位差の度数分布を作成する（ステップＳ２１５）。すなわち、各ＧＰＳ方位（ＧＰＳ衛星方位）の精度はＧＰＳ精度情報によって特定されているため、ＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡との方位差を特定するための統計処理においては、ＧＰＳ方位の精度が高いほどそのＧＰＳ情報が方位差の決定に大きく寄与するように構成している。具体的には、制御部２０は、ＧＰＳ精度を取得し、ＧＰＳ方位の精度が高くなるほど大きな度数となるようにステップＳ２１０にて取得された各方位差の度数を決定し、度数分布に追加するようにして度数分布を作成する。なお、度数はＧＰＳ方位の精度が高くなるほど大きな度数となるように設定されていれば良く、例えば、精度が高くなるほど大きい値となるように規格化されたＧＰＳ方位の精度情報自体を度数としても良いし、所定の係数を乗じた値を度数としても良い。

図５Ａ〜図５Ｄは、ＧＰＳ方位と自立航法方位との方位差およびその代表値を特定するための統計処理を説明するための図である。これらの５Ａ〜図５Ｄにおいては、左側において黒丸から延びる直線矢印によって座標系内での方位を示しており、右側においては左側に示す方位に基づいて作成される度数分布を示している。図５Ａ，５Ｂにおいては、ＧＰＳ衛星方位と自立航法方位についての統計処理を示している。

すなわち、図５Ａにおいては、ある時刻におけるＧＰＳ衛星方位Ｇds1および同時刻における自立航法方位Ｎd1を示している。この例においては、自立航法方位Ｎd1とＧＰＳ衛星方位Ｇds1との方位差が１０°であり、ＧＰＳ方位のＧＰＳ方位の精度情報は４０であり、ＧＰＳ方位の精度情報に２を乗じた値である８０を当該方位差１０°に関する度数の総数としている。さらに、この例においては、比較的少ないサンプル数でも度数分布のピークが一つになるように度数を平滑化する構成が採用されており、自立航法方位Ｎd1とＧＰＳ衛星方位Ｇds1との方位差の度数は上述の度数の総数の１／２とされる。さらに、自立航法方位Ｎd1とＧＰＳ衛星方位Ｇds1との方位差に対して１０°を加えた方位差の度数を上述の度数の総数の１／４とし、自立航法方位Ｎd1とＧＰＳ衛星方位Ｇds1との方位差から１０°を減じた方位差の度数を上述の度数の総数の１／４としている。すなわち、自立航法方位Ｎd1とＧＰＳ衛星方位Ｇds1との方位差の周囲においても有意な度数を持たせた分布（図５Ａに示すＰa）を形成し、度数分布に加える統計処理を行っている。

図５Ｂにおいては、ＧＰＳ衛星方位Ｇds1の次の時刻におけるＧＰＳ衛星方位Ｇds2およびＧＰＳ衛星方位Ｇds2と同時刻における自立航法方位Ｎd2を示している。この例においては、自立航法方位Ｎd2とＧＰＳ衛星方位Ｇds2との方位差が２０°であり、ＧＰＳ方位のＧＰＳ方位の精度情報は２０である。従って、当該方位差２０°に関する度数の総数は４０であり、自立航法方位Ｎd2とＧＰＳ衛星方位Ｇds2との方位差である２０°の度数は２０（４０×１／２）である。また、自立航法方位Ｎd2とＧＰＳ衛星方位Ｇds2との方位差である２０°に対して１０°を加えた方位差の度数および１０°を減じた方位差の度数は１０（４０×１／４）である。図５Ｂにおいてはこのようにして作成された分布Ｐbが度数分布に追加される様子をハッチングによって示している。

以上のようにして、ＧＰＳ衛星方位に基づいて度数分布を作成すると、制御部２０は、当該度数分布に対してＧＰＳ座標間方位と自立航法方位との方位差に基づく度数を追加する処理を行う。このために、まず、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、ＧＰＳ座標間方位と自立航法方位との方位差を取得する（ステップＳ２２０）。具体的には、制御部２０は、所定期間内に取得したＧＰＳ情報に基づいて隣接する２カ所のＧＰＳ位置を結ぶベクトルを特定し、当該ベクトルに基づいてＧＰＳ座標間方位を取得し、所定期間内に取得した自立航法情報に基づいて自立航法方位を取得し、同時刻における方位同士の方位差を取得する。

さらに、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、ＧＰＳ精度に応じた重み付けを行って方位差を度数分布に追加する（ステップＳ２２５）。ＧＰＳ座標間方位は、隣接する２カ所のＧＰＳ位置によって特定されるため、ＧＰＳ座標間方位の精度はＧＰＳ位置の精度に依存する。このため、ＧＰＳ座標間方位の精度は、当該ＧＰＳ座標間方位を特定する際に参照した上述の隣接する２カ所のＧＰＳ位置に関するＧＰＳ精度の相乗平均によって特定される。そして、制御部２０は、当該ＧＰＳ座標間方位の精度が高くなるほど大きな度数となるようにステップＳ２２０にて取得された各方位差の度数を決定し、度数分布に追加する。なお、ここでも度数はＧＰＳ精度が高くなるほど大きな度数となるように設定されていれば良く、本例では上述の相乗平均自体を度数とする。

図５Ｃ，５Ｄにおいては、ＧＰＳ座標間方位と自立航法方位についての統計処理を示している。すなわち、図５Ｃにおいては、ある時刻におけるＧＰＳ座標間方位Ｇdc1および同時刻における自立航法方位Ｎd1を示している。この例においては、自立航法方位Ｎd1とＧＰＳ座標間方位Ｇdc1との方位差が−１０°であり、ＧＰＳ座標間方位を特定するためのＧＰＳ位置の精度情報が６０および８０であってＧＰＳ座標間方位の精度情報が６９（＝（６０×８０）^1/2）である状態を示している。この場合、ＧＰＳ座標間方位の精度情報である６９が方位差−１０°に関する度数の総数となり、方位差−１０°の度数が６９に１／２を乗じた値となり、方位差−２０°および方位差０°の度数が６９の１／４を乗じた値となるようにして作成された分布Ｐcが度数分布に追加される。

同様に、図５Ｄにおいては、ＧＰＳ座標間方位Ｇdc1の次の時刻におけるＧＰＳ座標間方位Ｇdc2およびＧＰＳ座標間方位Ｇdc2と同時刻における自立航法方位Ｎd2を示している。この例においては、自立航法方位Ｎd2とＧＰＳ座標間方位Ｇdc2との方位差が２０°であり、ＧＰＳ座標間方位を特定するためのＧＰＳ位置の精度情報が８０および１００であってＧＰＳ座標間方位の精度情報が８９（＝（８０×１００）^1/2）である状態を示している。この場合、ＧＰＳ座標間方位の精度情報である８９が方位差２０°に関する度数の総数となり、方位差２０°の度数が８９に１／２を乗じた値となり、方位差３０°および方位差１０°の度数が８９の１／４を乗じた値となるようにして作成された分布Ｐdが度数分布に追加される。図５Ｃにおいては分布Ｐcが度数分布に追加される様子をハッチングによって示し、図５Ｄにおいては分布Ｐdが度数分布に追加される様子をハッチングによって示している。

次に、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、自立航法軌跡Ｔnの回転角を取得する（ステップＳ２３０）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ２１５，Ｓ２２５の処理によって作成した度数分布に基づいて方位差の代表値を特定し、当該代表値を自立航法軌跡Ｔnの回転角として取得する。具体的には、制御部２０は、ステップＳ２１５，Ｓ２２５の処理によって作成した度数分布において最も度数が大きい方位差を自立航法軌跡ＴnとＧＰＳ軌跡との方位差の代表値とみなし、当該代表値が自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との一致度が最も高くなるように自立航法軌跡を回転させる際の回転角（図４Ｃに示すα）とみなす。従って、本実施形態においては、当該回転角が自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との一致度を最も高くするための自立航法方位の第１補正量となる。

さらに、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、ＧＰＳ方位の信頼度を取得する（ステップＳ２３５）。本実施形態において制御部２０は、ステップＳ２１５，Ｓ２２５の処理によって作成した度数分布に基づいてＧＰＳ方位の信頼度を取得する。具体的には、制御部２０は、ステップＳ２１５，Ｓ２２５の処理によって作成した度数分布において最も度数が大きい方位差と当該方位差における分散と、度数分布における総度数を特定する。そして、当該最も度数が大きい方位差の度数が大きいほど信頼度が高く、当該方位差における分散が小さいほど信頼度が高く、度数分布における総度数が大きいほど信頼度が高くなるように信頼度を設定する。なお、本実施形態においては、５段階でＧＰＳ方位の信頼度を定義するように構成されている。すなわち、最も度数が大きい方位差の度数と、当該方位差における分散と、度数分布における総度数に応じて信頼度を特定可能な図示しないマップが作成されており、制御部２０は、当該マップに基づいてＧＰＳ方位の信頼度を取得する。

次に制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、自立航法軌跡を回転させる（ステップＳ２４０）。すなわち、制御部２０は、規定の座標系内で自立航法軌跡の形状を維持した状態で、当該自立航法軌跡をステップＳ２３０にて取得した回転角だけ回転させる。例えば、図４Ｃに示すように、ｘ−ｙ座標系内で自立航法軌跡Ｔnにおいて最も過去の自立航法位置を中心にして角度αだけ自立航法軌跡Ｔn回転させて自立航法軌跡Ｔnrを取得する。

次に、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、ＧＰＳ位置と自立航法位置との位置差を取得する（ステップＳ２４５）。すなわち、制御部２０は、所定期間内に取得したＧＰＳ情報およびステップＳ２４０にて回転された自立航法情報に基づいて複数のＧＰＳ位置、自立航法位置を取得し、同時刻における位置同士の位置差を取得する。

さらに、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、ＧＰＳ精度に応じた重み付けを行って位置差の度数分布を作成する（ステップＳ２５０）。すなわち、各ＧＰＳ位置の精度はＧＰＳ精度情報によって特定されているため、ここでもＧＰＳ位置の精度が高いほどそのＧＰＳ情報が位置差の決定に大きく寄与するように構成している。具体的には、制御部２０は、ＧＰＳ精度を取得し、ＧＰＳ位置の精度が高くなるほど大きな度数となるようにステップＳ２４５にて取得された各位置差の度数を決定し、度数分布に追加するようにして度数分布を作成する。なお、度数はＧＰＳ位置の精度が高くなるほど大きな度数となるように設定されていれば良く、例えば、精度が高くなるほど大きい値となるように規格化されたＧＰＳ位置の精度情報自体を度数としても良いし、所定の係数を乗じた値を度数としても良い。

図６Ａ〜図６Ｃは、ＧＰＳ位置と自立航法位置との位置差およびその代表値を特定するための統計処理を説明するための図である。これらの図６Ａ〜図６Ｃにおいては、左側において黒丸によって座標系内での位置を示しており、右側においては左側に示す位置に基づいて作成される度数分布を示している。図６Ａにおいては、ある時刻におけるＧＰＳ位置Ｇp1および同時刻における自立航法位置Ｎp1を示している。また、図６Ｂにおいては、ＧＰＳ位置Ｇp1の次の時刻におけるＧＰＳ位置Ｇp2およびＧＰＳ位置Ｇp2と同時刻における自立航法位置Ｎp2を示し、図６Ｃにおいては、ＧＰＳ位置Ｇp2の次の時刻におけるＧＰＳ位置Ｇp3およびＧＰＳ位置Ｇp3と同時刻における自立航法位置Ｎp3を示している。

これらの例に示すように自立航法位置Ｎp1とＧＰＳ衛星位置Ｇp1との位置差は、ｘ軸方向の位置差Δｘとｙ軸方向の位置差Δｙとによって定義することができ、各軸方向の位置差のそれぞれについて度数分布を作成するが、図６Ａ〜図６Ｃの右側においては、ｘ軸方向の位置差Δｘについて説明する。むろん、ｙ軸方向の位置差についても位置差として取得する差分が異なるのみで度数分布を作成する際の処理は同様である。

位置差においても、度数分布を作成する際には位置差に関する度数の総数をＧＰＳ位置の精度情報から特定し、比較的少ないサンプル数でも度数分布のピークが一つになるように度数を平滑化する構成が採用されている。図６Ａに示す例においては、自立航法位置Ｎp1とＧＰＳ衛星位置Ｇp1との位置差Δｘが８０であり、ＧＰＳ位置の精度情報は８０である。図６Ｂに示す例においては、自立航法位置Ｎp2とＧＰＳ衛星位置Ｇp2との位置差Δｘが６０であり、ＧＰＳ位置の精度情報は４０である。さらに、図６Ｃに示す例においては、自立航法位置Ｎp3とＧＰＳ衛星位置Ｇp3との位置差Δｘが４０であり、ＧＰＳ位置の精度情報は１００である。

ＧＰＳ位置に関しては、ＧＰＳ位置の精度情報が度数の総数となるように構成されており、図６ＡにおいてはＧＰＳ位置の精度情報が８０であるため、自立航法位置Ｎp1とＧＰＳ位置Ｇp1との位置差Δｘ＝８０に関する度数の総数は８０となる。そして、位置差Δｘ＝８０の度数は度数の総数の１／２、自立航法位置Ｎp1とＧＰＳ衛星位置Ｇp1との位置差Δｘに対して２０を加えた位置差の度数と２０を減じた位置差の度数は度数の総数の１／４である。以上のようにして自立航法位置Ｎp1とＧＰＳ衛星位置Ｇp1との位置差Δｘの周囲においても有意な度数を持たせた分布（図６Ａに示すＰe）を形成し、度数分布に加える。

図６Ｂにおいては、ＧＰＳ位置の精度情報が４０であるため、自立航法位置Ｎp2とＧＰＳ位置Ｇp2との位置差Δｘ＝６０に関する度数の総数は４０となる。そして、位置差Δｘ＝６０の度数を度数の総数の１／２、位置差Δｘ＝４０、８０の度数を度数の総数の１／４として分布Ｐfを形成する。図６Ｃにおいては、ＧＰＳ位置の精度情報が１００であるため、自立航法位置Ｎp3とＧＰＳ位置Ｇp3との位置差Δｘ＝４０に関する度数の総数は１００となる。そして、位置差Δｘ＝４０の度数を度数の総数の１／２、位置差Δｘ＝２０、６０の度数を度数の総数の１／４として分布Ｐgを形成する。図６Ａ〜図６Ｃにおいては、分布Ｐe〜Ｐgが度数分布に追加される様子をハッチングによって示している。

以上のようにして、ＧＰＳ位置に基づいて度数分布を作成すると、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、自立航法軌跡の移動量を取得する（ステップＳ２５５）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ２５０の処理によって作成した度数分布に基づいて位置差の代表値を特定し、当該代表値を自立航法軌跡の移動量として取得する。具体的には、制御部２０は、ステップＳ２５０の処理によって作成した度数分布において最も度数が大きい位置差をΔｘ、Δｙのそれぞれについて特定し、それぞれを自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との位置差の代表値とみなす。そして、制御部２０は、当該代表値が自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との一致度が最も高くなるように自立航法軌跡を移動させる際のｘ軸方向への移動量およびｙ軸方向への移動量（図４Ｃに示すＸおよびＹ）とみなす。従って、本実施形態においては、当該ｘ軸方向への移動量およびｙ軸方向への移動量が自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡との一致度を最も高くするための自立航法位置の第１補正量となる。

さらに、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、ＧＰＳ位置の信頼度を取得する（ステップＳ２６０）。本実施形態において制御部２０は、ステップＳ２５０の処理によって作成した度数分布に基づいてＧＰＳ位置の信頼度を取得する。具体的には、制御部２０は、ステップＳ２５０の処理によって作成した度数分布において最も度数が大きい位置差と当該位置差における分散と、度数分布における総度数を特定する。そして、当該最も度数が大きい位置差の度数が大きいほど信頼度が高く、当該位置差における分散が小さいほど信頼度が高く、度数分布における総度数が大きいほど信頼度が高くなるように信頼度を設定する。なお、本実施形態においては、５段階でＧＰＳ位置の信頼度を定義するように構成されている。すなわち、最も度数が大きい位置差の度数と、当該位置差における分散と、度数分布における総度数に応じて信頼度を特定可能な図示しないマップが作成されており、制御部２０は、当該マップに基づいてＧＰＳ位置の信頼度を取得する。

以上のようなＧＰＳ方位やＧＰＳ位置の信頼度は、複数のＧＰＳ方位やＧＰＳ位置の統計に基づいて特定されるため、ＧＰＳ軌跡の信頼度を示している。一方、ＧＰＳ精度情報は、個々のＧＰＳ方位やＧＰＳ位置の精度を示している。従って、ＧＰＳ方位やＧＰＳ位置の信頼度は、ＧＰＳ精度情報に基づいて統計処理を行うことによって特定されることになり、ＧＰＳ情報から特定される軌跡としての信頼度を定義することができる。なお、信頼度の特定法は以上の手法に限定されず、例えば、ＧＰＳ精度情報を信頼度とする構成等を採用しても良い。

以上のようにしてＧＰＳ軌跡と自立航法軌跡との比較処理が行われると、制御部２０は、図２に示す処理に復帰する。すなわち、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、ＧＰＳ方位の信頼度とマッチング方位の信頼度とを比較し、ＧＰＳ方位の信頼度がマッチング方位の信頼度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。そして、ステップＳ１１０にて、ＧＰＳ方位の信頼度がマッチング方位の信頼度以上であると判定された場合、制御部２０は、ＧＰＳ軌跡を補正目標軌跡として方位の補正目標を設定する（ステップＳ１１５）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ２３０にて取得された回転角だけ自立航法軌跡を回転させ、ステップＳ２５５にて取得された移動量だけ自立航法軌跡を移動させ、最新の時点での自立航法方位が回転および移動の結果配向する方位を補正目標の方位とする。例えば、図４Ｃに示すような回転および移動後の自立航法軌跡Ｔnmにおいては、矢印の先端が配向する方位が、最新の時点での自立航法方位が回転および移動の結果配向する方位となるため、当該矢印の先端が配向する方位が補正目標の方位となる。

一方、ステップＳ１１０にて、ＧＰＳ方位の信頼度がマッチング方位の信頼度以上であると判定されない場合、制御部２０は、マッチング軌跡を補正目標軌跡として方位の補正目標を設定する（ステップＳ１２０）。すなわち、制御部２０は、マッチング方位を補正目標の方位とする。

次に、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、ＧＰＳ位置の信頼度とマッチング位置の信頼度とを比較し、ＧＰＳ位置の信頼度がマッチング位置の信頼度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２５）。そして、ステップＳ１２５にて、ＧＰＳ位置の信頼度がマッチング位置の信頼度以上であると判定された場合、制御部２０は、ＧＰＳ軌跡を補正目標軌跡として位置の補正目標を設定する（ステップＳ１３０）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ２３０にて取得された回転角だけ自立航法軌跡を回転させ、ステップＳ２５５にて取得された移動量だけ自立航法軌跡を移動させ、最新の時点での自立航法位置が回転および移動の結果存在する位置を補正目標の位置とする。例えば、図４Ｃに示すような回転および移動後の自立航法軌跡Ｔnmにおいては、矢印の先端の位置（図４Ｃに示す白丸の位置）が、最新の時点での自立航法位置が回転および移動の結果存在する位置となるため、当該矢印の先端が存在する位置が補正目標の位置となる。

一方、ステップＳ１２５にて、ＧＰＳ位置の信頼度がマッチング位置の信頼度以上であると判定されない場合、制御部２０は、マッチング軌跡を補正目標軌跡として位置の補正目標を設定する（ステップＳ１３５）。すなわち、制御部２０は、マッチング位置を補正目標の位置とする。

次に、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、補正目標の信頼度を取得する（ステップＳ１４０）。本実施形態においては、方位と位置のそれぞれについて補正目標が設定されるため、方位と位置のそれぞれについて信頼度が取得される。ここで、補正目標の信頼度は、補正目標軌跡の信頼度である。従って、ステップＳ１１５が実行された場合はＧＰＳ位置の信頼度、ステップＳ１２０が実行された場合はマッチング位置の信頼度が位置の補正目標の信頼度として取得される。また、ステップＳ１３０が実行された場合はＧＰＳ方位の信頼度、ステップＳ１３５が実行された場合はマッチング方位の信頼度が方位の補正目標の信頼度として取得される。

さらに、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、自立航法方位および自立航法位置を補正する自立航法情報補正処理を実行する（ステップＳ１４５）。図７は、自立航法情報補正処理を示すフローチャートである。自立航法情報補正処理において制御部２０は、まず、自立航法位置の第２補正量を取得する（ステップＳ３００）。本実施形態においては、補正目標軌跡（ＧＰＳ軌跡あるいはマッチング軌跡）の信頼度と補正目標軌跡の信頼度から自立航法軌跡の信頼度を減じた値と自立航法位置の第１補正量の大きさとに基づいて自立航法位置の第２補正量を決定する構成を採用している。

具体的には、補正目標軌跡の信頼度が高いほど自立航法位置の第２補正量が大きくなり、補正目標軌跡の信頼度から自立航法軌跡の信頼度を減じた値が大きいほど自立航法位置の第２補正量が大きくなり、自立航法位置の第１補正量の大きさが大きいほど自立航法位置の第２補正量が大きくなるように図示しないマップにて定義されている。但し、当該マップにおいて自立航法位置の第２補正量は第１補正量よりも小さい値となっている。制御部２０は、当該マップに基づいて自立航法位置の第２補正量を取得する。

すなわち、補正目標軌跡の信頼度が高いほど、補正目標軌跡に一致させるような自立航法軌跡の補正が誤りである確率は低くなる。そこで、ＧＰＳ軌跡の信頼度が高いほど大きくなるように自立航法位置の第２補正量の大きさを設定することで、誤補正の発生確率を抑制し、かつ、早期に自立航法軌跡の精度を向上させることが可能になる。

また、補正目標軌跡は、自立航法軌跡と補正目標軌跡との一致度を最も高くするための自立航法位置の第１補正量を特定する際の基準であり、自立航法軌跡は補正対象である。従って、補正目標軌跡の信頼度から自立航法軌跡の信頼度を減じた値は、補正の基準の信頼度から補正対象の信頼度を減じた値となり、補正の基準の方が補正対象よりも信頼度が高いほど当該値が大きくなる。そこで、補正目標軌跡の信頼度から自立航法軌跡の信頼度を減じた値が大きいほど大きくなるように自立航法位置の第２補正量の大きさを設定することで、誤補正の発生確率を抑制し、かつ、早期に自立航法軌跡の精度を向上させることができる。なお、自立航法軌跡の信頼度は、自立航法位置や自立航法方位等の情報の信頼性を示していればよい。本実施形態において当該自立航法位置や自立航法方位に対する補正は繰り返し行われ、過去に行われた補正において参照された補正の基準は過去の補正目標軌跡である。従って、本実施形態において補正が行われた後には、当該補正の基準となった過去の補正目標軌跡の信頼度を補正後の自立航法位置や自立航法方位の信頼度とみなしている。

さらに、自立航法位置の第１補正量の大きさは自立航法軌跡と補正目標軌跡との乖離度合いを示している。そこで、両者の乖離が大きいほど大きな自立航法位置の第２補正量となるように設定することにより、早期に自立航法軌跡の精度を向上させることができる。なお、本実施形態において、補正目標軌跡および自立航法軌跡の信頼度は５段階に定義されるため、補正目標軌跡の信頼度が高いほど自立航法位置の第２補正量が段階的に大きくなり、補正目標軌跡の信頼度から自立航法軌跡の信頼度を減じた値が大きいほど自立航法位置の第２補正量が段階的に大きくなるように構成してあればよい。また、自立航法位置の第１補正量の大きさに応じて自立航法位置の第２補正量が連続的に変化するように構成してもよいし、段階的に変化するように構成してもよい。

むろん、ここでは補正目標軌跡の信頼度が高いほど第２補正量が傾向として大きくなり、補正目標軌跡の信頼度から自立航法軌跡の信頼度を減じた値が大きいほど第２補正量が傾向として大きくなり、自立航法位置の第１補正量が大きいほど第２補正量が傾向として大きくなればよい。従って、信頼度のｎ段階（ｎは自然数）の変化に応じて第２補正量がｍ段階（ｍは自然数）変化するように構成されていてもよい。さらに、第２補正量は、補正目標軌跡の信頼度と、補正目標軌跡の信頼度から自立航法軌跡の信頼度を減じた値と、自立航法位置の第１補正量の大きさとのいずれかまたは２個の組み合わせに応じて第２補正量を決定する構成であっても良い。

以上のようにして、ステップＳ３００にて自立航法位置の第２補正量を取得すると、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、自立航法位置の第２補正量が０より大きいか否かを判定し（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０５にて自立航法位置の第２補正量が０より大きいと判定されない場合にはステップＳ３１０をスキップする。

ステップＳ３０５にて自立航法位置の第２補正量が０より大きいと判定された場合、制御部２０は、自立航法位置の第２補正量により自立航法位置を補正する（ステップＳ３１０）。図８Ａは、自立航法位置の第２補正量によって自立航法位置を補正する様子を例示する図である。図８Ａにおいては、補正目標軌跡がＧＰＳ軌跡である場合の位置の補正目標Ｇpの例を一点鎖線の円で示し、補正前の自立航法位置Ｎpを破線の円で示している。この例において、自立航法位置Ｎpの第１補正量はＡ₁、第２補正量はＡ₂である。

同図８Ａに示すように、第２補正量Ａ₂は第１補正量Ａ₁によって実現される補正の一部を実現するように設定され、かつ、第１補正量Ａ₁の大きさより小さい。すなわち、第１補正量Ａ₁によって実現される補正は、例えば、自立航法位置Ｎpから補正目標Ｇpに向かうベクトルＶ₁に沿って自立航法位置Ｎpを移動させる補正であり、当該ベクトルＶ₁は例えば図４Ｃに示す例であれば、ｘ軸に沿った長さがＸ、ｙ軸に沿った長さがＹである。一方、第２補正量Ａ₂は当該ベクトルＶ₁に係数Ｃ（０＜Ｃ＜１）を乗じて得られるベクトルＶ₂に沿って自立航法位置Ｎpを移動させる補正に相当する。当該係数Ｃは上述のステップＳ３１０にて特定されることになる。従って、例えば図４Ｃに示す例であれば、Ｘ，Ｙのそれぞれに第２補正量の大きさを示す係数Ｃを乗じることによって第２補正量Ａ₂による補正を特定することができ、実線で示す円のように補正後の自立航法位置Ｎpaが特定される。以上の補正において、制御部２０は、自立航法軌跡と補正目標軌跡との一致度を最も高くするための自立航法位置の補正量である第１補正量Ａ₁よりも小さい第２補正量Ａ₂によって自立航法位置を補正することになる。従って、仮に誤った補正を行ったとしてもその影響が抑制されるように補正を行うことができ、容易に自立航法軌跡の精度を向上させることができる。

次に、制御部２０は、ステップＳ３１５，３２０において自立航法方位を補正する。本実施形態において、制御部２０は、一定の補正量で自立航法方位を補正する構成を採用している。そこで、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、方位の補正目標の信頼度が所定の基準を満たすか否かを判定する（ステップＳ３１５）。本実施形態において、制御部２０は、方位の補正目標の信頼度が、補正の基準として必要とされる予め決められた最低限の信頼度以上である場合に方位の補正目標の信頼度が所定の基準を満たすと判定する。

そして、ステップＳ３１５にて、方位の補正目標の信頼度が所定の基準を満たすと判定されない場合にはステップＳ３２０をスキップする。一方、ステップＳ３１５にて、方位の補正目標の信頼度が所定の基準を満たすと判定された場合、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、自立航法方位の第２補正量によって自立航法方位を補正する（ステップＳ３２０）。ここで、自立航法方位の第２補正量は一定の値であり、例えば第１補正量が１°より大きい場合には第２補正量が１°等に設定され、第１補正量が１°以下である場合もには第２補正量が０°等に設定される。

図８Ｂは、自立航法方位の第２補正量によって自立航法方位を補正する様子を例示する図である。図８Ｂにおいては、補正目標軌跡がＧＰＳ軌跡である場合の方位の補正目標Ｇdを一点鎖線の直線矢印で例示し、補正前の自立航法方位Ｎdを破線の直線矢印で例示している。この例において、自立航法方位Ｎdの第１補正量はＡ₁、第２補正量はＡ₂である。

すなわち、第１補正量Ａ₁によって実現される補正は、例えば、自立航法方位Ｎdを回転させて補正目標Ｇdに一致させる補正であり、回転角は例えば図４Ｃに示す例であれば、αである。一方、第２補正量Ａ₂によって実現される補正は、例えば、自立航法方位Ｎdを１°回転させて補正目標Ｇdに近づける補正である。以上の補正において、制御部２０は、自立航法軌跡と補正目標軌跡との一致度を最も高くするための自立航法方位の補正量である第１補正量Ａ₁よりも小さく、かつ一定の値の第２補正量Ａ₂によって自立航法方位を補正することになる。従って、誤補正による影響を極めて小さく抑制した状態で自立航法軌跡の精度を向上させることができる。

以上の処理により、自立航法情報の補正を行うと図２に示す処理に復帰し、制御部２０は、自立航法情報補正部２１ｄの処理により、自立航法情報の信頼度を更新する（ステップＳ１５０）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ１４０にて取得した位置の補正目標の信頼度を自立航法位置の信頼度とし、ステップＳ１４０にて取得した方位の補正目標の信頼度を自立航法方位の信頼度とする。

（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、ＧＰＳ軌跡の信頼度が補正の基準となり得るほど高い限りにおいては、ＧＰＳ軌跡を補正目標軌跡とする構成を採用しても良い。すなわち、ＧＰＳ軌跡の信頼度が所定の基準を超えている場合にＧＰＳ軌跡を補正目標軌跡とし、ＧＰＳ軌跡の信頼度が所定の基準未満である場合にマッチング軌跡を補正目標軌跡とし、自立航法軌跡と補正目標軌跡との相違が減少するように自立航法情報を補正する構成を採用しても良い。

このような構成は、上述の実施形態において、図２のステップＳ１１０およびＳ１２５を変更することによって実現可能である。具体的には、ステップＳ１１０において、制御部２０がＧＰＳ方位の信頼度が所定の基準を満たすか否か判定し、所定の基準を満たす場合にステップＳ１１５，所定の基準を満たさない場合にステップＳ１２０を実行するように構成する。また、ステップＳ１２５において、制御部２０がＧＰＳ位置の信頼度が所定の基準を満たすか否か判定し、所定の基準を満たす場合にステップＳ１３０，所定の基準を満たさない場合にステップＳ１３５を実行するように構成する。なお、所定の基準は、ＧＰＳ軌跡を補正目標軌跡として自立航法情報を補正した場合に、自立航法情報の精度が向上し得るか否かを判定するための基準であれば良く、例えば、信頼度に対して下限値を設定し、当該下限値以上であるか否かを判定する構成等を採用可能である。

この構成によれば、ＧＰＳ軌跡の信頼性が高い場合にはＧＰＳ軌跡を補正目標軌跡とすることになり、より客観的な情報に基づいて自立航法情報を補正することが可能になる。すなわち、ＧＰＳ軌跡はＧＰＳ情報に基づいて生成され、当該ＧＰＳ情報は自立航法情報に依存しないが、マッチング軌跡は自立航法軌跡と地図情報が示す道路の形状との比較に基づいて特定されるため自立航法情報に依存する。従って、ＧＰＳ情報の信頼度が高く正確であれば、当該ＧＰＳ情報は自立航法情報を補正する際の基準として相応しい。そこで、ＧＰＳ軌跡の信頼性が所定の基準を超えている場合には自立航法情報を補正する際の基準をＧＰＳ軌跡とすることにより、自立航法情報に依存しない信頼性の高い情報に基づいて自立航法情報を補正することが可能になる。

さらに、上述の実施形態においては、信頼度に基づいてＧＰＳ軌跡とマッチング軌跡とのいずれかを補正目標軌跡として選択しているが、ＧＰＳ軌跡とマッチング軌跡とのいずれにおいても補正の基準として相応しくない（補正を行っても自立航法情報の精度が向上しない）程度の低い信頼度である場合には補正を行わない構成としても良い。

さらに、ＧＰＳ軌跡の信頼度が所定の基準を超えている場合にＧＰＳ軌跡を補正目標軌跡とする構成において、補正目標軌跡を決定するためにマッチング軌跡の信頼度を特定することは必須ではないが、補正目標軌跡を決定する目的以外のためにマッチング軌跡の信頼度を特定する構成を採用し得る。例えば、マッチング軌跡が補正目標軌跡となった場合に補正後の自立航法軌跡の信頼度を特定するためにマッチング軌跡の信頼度を特定し、また、補正の基準として相応しくないほど低い信頼度であるか否かを判定するためにマッチング軌跡の信頼度を特定するように構成してもよい。

さらに、上述の実施形態においては、補正軌跡に基づいて位置および方位の補正目標を設定し、当該補正目標に対して徐々に近づくように第２補正量を設定して補正を行ったが、具体的な補正目標の値を設定することなく自立航法情報を補正する構成としても良い。例えば、少なくとも自立航法軌跡が補正目標軌跡に近づくような自立航法軌跡の回転角や移動量を特定し、当該回転角や移動量に対応する回転や移動を行うように自立航法情報を補正する構成としても良い。

さらに、上述の実施形態においては、位置と方位とについて別個に信頼度を定義し、別個の軌跡が補正の基準となり得る状態で補正を行っていたが、補正の基準が単一の軌跡となるように構成してもよい。例えば、ＧＰＳ位置、ＧＰＳ方位、マッチング位置、マッチング方位のそれぞれについて信頼度を定義し、最も信頼度が高いものがＧＰＳ位置の信頼度であれば、方位についてもＧＰＳ方位を補正目標とすることでＧＰＳ軌跡のみを補正の基準とするような構成等を採用可能である。

さらに、上述の実施形態においては、ＧＰＳ衛星方位とＧＰＳ座標間方位とに基づいてＧＰＳ方位を特定していたが、ＧＰＳ衛星方位とＧＰＳ座標間方位とのいずれかをＧＰＳ方位としても良い。さらに、上述の実施形態においては、位置と方位とで異なる手法で第２補正量を決定していたが、互いに同じ手法でも良いし、上述の実施形態と逆の手法であっても良い。例えば、位置の第２補正量を一定の移動量としても良いし、方位の第２補正量が、補正目標軌跡の信頼度が高いほど大きくなり、補正目標軌跡の信頼度から自立航法軌跡の信頼度を減じた値が大きいほど大きくなり、自立航法方位の第１補正量が大きいほど大きくなるように構成してもよい。

さらに、自立航法情報を取得するセンサとして、加速度センサ等の他のセンサが追加されても良い。さらに、ＧＰＳ位置やＧＰＳ方位の代表値は統計上の平均値や中央値であっても良い。さらに、ＧＰＳ情報の精度に応じて自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡とを比較する際の処理を変更しても良い。例えば、ＧＰＳ精度情報が示すＧＰＳ情報の精度が高いほど短い距離の自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡とを比較する構成を採用可能である。すなわち、自立航法軌跡においては累積誤差が時間とともに増大していくため、ＧＰＳ情報の精度が高いのであれば、時系列のＧＰＳ情報を多数取得して統計精度を高めるよりも、ＧＰＳ情報の精度が高いうちに自立航法軌跡との比較を行った方がよい。そこで、ＧＰＳ情報の精度が高いほど短い距離の自立航法軌跡とＧＰＳ軌跡とを比較する構成とすれば、容易に自立航法軌跡の精度を高めることが可能である。

１０…軌跡情報生成装置、２０…制御部、２１…ナビゲーションプログラム、２１ａ…自立航法軌跡取得部、２１ｂ…マッチング軌跡取得部、２１ｃ…ＧＰＳ軌跡取得部、２１ｄ…自立航法情報補正部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、４０…ユーザＩ／Ｆ部、４１…車速センサ、４２…ジャイロセンサ、４３…ＧＰＳ受信部

Claims (9)

1. 時系列の自立航法情報が示す車両の軌跡である自立航法軌跡を取得する自立航法軌跡取得手段と、
   前記自立航法軌跡と地図情報が示す道路の形状とが最も一致する道路を前記車両が走行している道路とみなすマップマッチング処理によって特定される時系列の前記車両の軌跡であるマッチング軌跡を当該マッチング軌跡の信頼度とともに取得するマッチング軌跡取得手段と、
   時系列のＧＰＳ情報が示す前記車両の軌跡であるＧＰＳ軌跡を取得するＧＰＳ軌跡取得手段と、
   前記自立航法軌跡と前記ＧＰＳ軌跡とを比較して前記ＧＰＳ軌跡の信頼度を取得し、前記ＧＰＳ軌跡と前記マッチング軌跡のうち、より高い信頼度の軌跡を補正目標軌跡とし、前記自立航法軌跡と前記補正目標軌跡との相違が減少するように前記自立航法情報を補正する自立航法情報補正手段と、
   を備える軌跡情報生成装置。
2. 時系列の自立航法情報が示す車両の軌跡である自立航法軌跡を取得する自立航法軌跡取得手段と、
   前記自立航法軌跡と地図情報が示す道路の形状とが最も一致する道路を前記車両が走行している道路とみなすマップマッチング処理によって特定される時系列の前記車両の軌跡であるマッチング軌跡を取得するマッチング軌跡取得手段と、
   時系列のＧＰＳ情報が示す前記車両の軌跡であるＧＰＳ軌跡を取得するＧＰＳ軌跡取得手段と、
   前記自立航法軌跡と前記ＧＰＳ軌跡とを比較して前記ＧＰＳ軌跡の信頼度を取得し、当該ＧＰＳ軌跡の信頼度が所定の基準を超えている場合に前記ＧＰＳ軌跡を補正目標軌跡とし、前記ＧＰＳ軌跡の信頼度が所定の基準未満である場合に前記マッチング軌跡を補正目標軌跡とし、前記自立航法軌跡と前記補正目標軌跡との相違が減少するように前記自立航法情報を補正する自立航法情報補正手段と、
   を備える軌跡情報生成装置。
3. 前記自立航法情報補正手段は、
   前記自立航法軌跡と前記ＧＰＳ軌跡との形状の一致度が高いほど前記ＧＰＳ軌跡の信頼度を高くする、
   請求項１または請求項２のいずれかに記載の軌跡情報生成装置。
4. 前記自立航法軌跡と前記マッチング軌跡と前記ＧＰＳ軌跡とが示す前記車両の軌跡には当該車両の方位と位置とが含まれ、
   前記自立航法情報補正手段は、前記車両の方位と位置とのそれぞれについて前記補正目標軌跡を特定し、
   前記自立航法軌跡が示す前記車両の方位と前記補正目標軌跡が示す前記車両の方位との相違が減少するように前記自立航法情報が示す前記車両の方位を補正し、
   前記自立航法軌跡が示す前記車両の位置と前記補正目標軌跡が示す前記車両の位置との相違が減少するように前記自立航法情報が示す前記車両の位置を補正する、
   請求項１〜請求項３のいずれかに記載の軌跡情報生成装置。
5. 前記自立航法情報補正手段は、
   複数の時点についての前記自立航法情報が示す前記車両の方位と複数の時点についての前記ＧＰＳ情報が示す前記車両の方位との方位差の度数分布の総度数が多く、最頻値の度数が大きく、分散が小さいほど前記ＧＰＳ軌跡が示す前記車両の方位の信頼度を高く、
   複数の時点についての前記自立航法情報が示す前記車両の位置と複数の時点についての前記ＧＰＳ情報が示す前記車両の位置との位置差の度数分布の総度数が多く、最頻値の度数が大きく、分散が小さいほど前記ＧＰＳ軌跡が示す前記車両の位置の信頼度を高くする、
   請求項４に記載の軌跡情報生成装置。
6. 前記マッチング軌跡取得手段は、
   前記車両が走行している道路とみなされた道路の道路幅が狭いほど前記マッチング軌跡が示す位置の信頼度を高くする、
   請求項１〜請求項５のいずれかに記載の軌跡情報生成装置。
7. 前記マッチング軌跡取得手段は、
   前記マップマッチング処理を行っている過程における前記車両の方位変動が小さいほど前記マッチング軌跡が示す方位の信頼度を高くする、
   請求項１〜請求項６のいずれかに記載の軌跡情報生成装置。
8. 時系列の自立航法情報が示す車両の軌跡である自立航法軌跡を取得する自立航法軌跡取得工程と、
   前記自立航法軌跡と地図情報が示す道路の形状とが最も一致する道路を前記車両が走行している道路とみなすマップマッチング処理によって特定される時系列の前記車両の軌跡であるマッチング軌跡を当該マッチング軌跡の信頼度とともに取得するマッチング軌跡取得工程と、
   時系列のＧＰＳ情報が示す前記車両の軌跡であるＧＰＳ軌跡を取得するＧＰＳ軌跡取得工程と、
   前記自立航法軌跡と前記ＧＰＳ軌跡とを比較して前記ＧＰＳ軌跡の信頼度を取得し、前記ＧＰＳ軌跡と前記マッチング軌跡のうち、より高い信頼度の軌跡を補正目標軌跡とし、前記自立航法軌跡と前記補正目標軌跡との相違が減少するように前記自立航法情報を補正する自立航法情報補正工程と、
   を含む軌跡情報生成方法。
9. 時系列の自立航法情報が示す車両の軌跡である自立航法軌跡を取得する自立航法軌跡取得機能と、
   前記自立航法軌跡と地図情報が示す道路の形状とが最も一致する道路を前記車両が走行している道路とみなすマップマッチング処理によって特定される時系列の前記車両の軌跡であるマッチング軌跡を当該マッチング軌跡の信頼度とともに取得するマッチング軌跡取得機能と、
   時系列のＧＰＳ情報が示す前記車両の軌跡であるＧＰＳ軌跡を取得するＧＰＳ軌跡取得機能と、
   前記自立航法軌跡と前記ＧＰＳ軌跡とを比較して前記ＧＰＳ軌跡の信頼度を取得し、前記ＧＰＳ軌跡と前記マッチング軌跡のうち、より高い信頼度の軌跡を補正目標軌跡とし、前記自立航法軌跡と前記補正目標軌跡との相違が減少するように前記自立航法情報を補正する自立航法情報補正機能と、
   をコンピュータに実現させる軌跡情報生成プログラム。

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