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WO1988008961A1 - Systeme detecteur de position - Google Patents

Systeme detecteur de position Download PDF

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Publication number
WO1988008961A1
WO1988008961A1 PCT/JP1988/000452 JP8800452W WO8808961A1 WO 1988008961 A1 WO1988008961 A1 WO 1988008961A1 JP 8800452 W JP8800452 W JP 8800452W WO 8808961 A1 WO8808961 A1 WO 8808961A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
road
error
estimated
correlation coefficient
coefficient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP1988/000452
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kenji Tenmoku
Osamu Shimizu
Toshiyuki Shimizu
Kunihiko Mito
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to DE3853611T priority Critical patent/DE3853611T2/de
Priority to EP88903963A priority patent/EP0314806B1/en
Publication of WO1988008961A1 publication Critical patent/WO1988008961A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to HK124996A priority patent/HK124996A/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G01C21/30—Map- or contour-matching

Definitions

  • a position for detecting the position of a vehicle traveling in an arbitrary part of the road traffic network without receiving external data supply by radio waves or the like It relates to the detection method.
  • Dead Reckoning which has a processor and obtains the current position data of the vehicle while integrating the distance change and azimuth change generated as the vehicle travels.
  • Dead Reckoning which has a processor and obtains the current position data of the vehicle while integrating the distance change and azimuth change generated as the vehicle travels.
  • the current position data obtained based on the dead reckoning navigation and the road traffic network data stored in the memory in advance are used.
  • the current position data is calculated as the cumulative error by calculating the amount of deviation from the road 0, and the cumulative position is corrected based on the current position data to match the current position data with the road data.
  • a map matching method has been proposed (US Pat. No. 3,739,193, JP-A-58-99715, JP-A-58-11S711, "LANDFALL AHIGH-ESOLUT I ON AUTOMATIC". VEH ICLE- LOCAT I ON SYSTEM ", D. KING, GBC Journal of Science & Technology, Vol. 45, No. 1, 1978. and” Prototype Research for Car Vehicle Electronics "Foundation Japan Automobile Driving Electronics Technology Association -Refer to March 1982).
  • the traveling distance data of the vehicle obtained by the distance sensor and the traveling direction data of the vehicle obtained by the position sensor are used.
  • the current position data of the vehicle is calculated on the basis of the current position data, and the calculated current position data is compared with the road position data stored in the memory in advance. If the difference between the two data is within a predetermined threshold value, The current position data is corrected so that it is located on a nearby road, and conversely, if the difference between the two data is equal to or greater than a predetermined threshold, no correction is performed at all, and correction is performed with high accuracy as a whole In this case, an accurate current position is displayed.
  • the current position data is updated by calculating the distance change component in the coordinate axis direction of the road map every time the vehicle travels a predetermined distance, and the current position data is updated.
  • the current position data on the nearest road is simply used as the current position data to display an accurate current position.
  • the error of the direction sensor for detecting the traveling direction based on the geomagnetism is calculated by using the curvature obtained based on the traveling direction and the curvature of the road. It is trying to make correction by comparing with and to display the accurate current position.
  • L N DFALL AHIGH-RE50LUT I ON AUTOMAT ICV EH I CLE-LOCAT I ON SY ST EM The distance from one branch to the other branch when traveling toward another branch is calculated based on the signal from the distance sensor. If it is determined that the vehicle has arrived, the direction sensor detects a subsequent change in the traveling direction and determines which branch exit the vehicle has been headed to. You are trying to accurately display the position.
  • the road traffic network is relatively simple, it is necessary to correct the increase in the accumulated error and display the current position accurately as if the vehicle were traveling on a road. For example, when approaching a train or traveling on an elevated road or at a railroad crossing, the ratio of error is greater than that of a distance sensor due to the influence of external magnetic fields.
  • the accumulated error due to the large azimuth sensor is included in the current position data of the vehicle as an error that is difficult to recover at all. If the current position data is corrected in correspondence with the road, there is a problem that the vehicle may be displayed as running on a completely different road from the road on which the vehicle actually runs. Conversely, if the closest road is not uniquely determined, as in method 5, if position correction is not performed and position detection is performed only by dead reckoning, it will not be determined permanently forever, and eventually Has a problem that the position error is accumulated.
  • the cumulative error may exceed an allowable limit error due to the influence of the tire pressure or the like. You end up with problems.
  • the present inventor has determined a self-estimated position determined based on integrated data obtained by obtaining a running distance and an azimuth change amount for each predetermined timing, and An error amount of the estimated position determined based on the error between the integrated data and the road map is obtained, and the estimated position is determined as a self-position corresponding to all roads located within the error amount centered on the estimated position. After registering, calculating the coefficient of the registered estimated position for each road a, selecting the correlation coefficient indicating that the error with respect to the road is the smallest, and estimating the estimation coefficient corresponding to the selected correlation coefficient.
  • We proposed a position detection method that detects the position as the current position.
  • a road located within a range of an error amount corresponding to the estimated position is searched, a correlation coefficient between the road and the estimated position is calculated, and a road corresponding to the correlation coefficient with the least error is calculated.
  • the upper position can be output as the current position, and the position detection accuracy can be maintained at a high level.However, if the road map is incorrect, if you are traveling at a large intersection or a complex intersection, Is partially omitted, the vehicle is traveling on a different trajectory from the road on the map due to temporary causes such as construction and traffic regulation, or there is an error in the distance sensor, azimuth sensor, etc.
  • the target road is found: the situation where the target road cannot be found, and the target road can be found, but the degree of correlation decreases.
  • You A situation that can not take the correspondence between the estimated position and the road alley view, or, and this a situation arises in that heading the wrong road to be paired elephant occurs.
  • dead reckoning has to be performed only by integrating sensor data, and the position detection error gradually increases due to the sensor error, or the error increases suddenly.
  • the current position must ultimately be set by operating the operator.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and detects an accurate current position of a vehicle without being affected by the complexity of a road traffic network, errors in road maps, partial omissions, sensor errors, and the like.
  • the purpose is to be concerned with a position detection method that can perform this. 4. Disclosure of the Invention
  • a position detection method obtains a mileage and an azimuth change amount at each predetermined timing, integrates them, and stores them in a memory based on the integrated data.
  • An in-vehicle self-contained position detecting device for detecting a current position on any one of roads in a road map, wherein current position data is calculated from the integrated data; and A step of determining a first limit error (E 1) and a second limit error (E 2) of the position data, and a first limit error (E 1) of the position data
  • the largest correlation coefficient may be selected and the Huai localization S corresponding to the largest correlation coefficient may be output as the current position.
  • the registration of the estimated position to be deleted may be deleted, or the registration of the estimated position corresponding to the smaller correlation coefficient may be deleted when the difference between the correlation coefficients becomes a predetermined value or more. It may be. In these cases, registration of the estimated position may be deleted after passing through a predetermined unit of the road.
  • the correlation coefficient of the dog is selected with a predetermined hysteresis characteristic.
  • the estimated position closest to the ⁇ center of the road may be output as the current position.
  • the correlation coefficient may be evaluated for roads that exist in the range of the second marginal error. In this case, in the range of the second marginal error, the level hierarchized for each range It is preferable that the correlation coefficient is evaluated for roads of different types.
  • the range of the second limit error may be a plurality of ranges having different sizes, and indicates that the error of the road existing in this range is equal to or less than a predetermined amount and is the smallest.
  • the evaluation is limited to roads of a hierarchical level as the area becomes larger.For example, the evaluation is limited to major roads. It is even more preferable that the evaluation be performed only on roads with a high probability of running in consideration of the running characteristics of the target vehicle.
  • the correlation coefficient may be a value obtained by accumulating a number of parameters having an error between an estimated position of the registered road at a specific time and a position on the map as a parameter.
  • the estimated position of the registered road is a position corrected by an error between the estimated position of each road at a specific point in front and the position on the map.
  • a state where the correlation coefficient to be selected is the only road within the range of the first limit error centered on the estimated position and the correlation coefficient is larger than the predetermined value while the vehicle is traveling for a predetermined unit of unit.
  • the estimated position may be corrected by an error between the estimated position with respect to the road at the latest specific point in time and the position on the map.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus for implementing the position detection method of the present invention
  • Figures 2 and 4 show a part of the road traffic network and the actual trajectory of the vehicle, respectively.
  • FIGS. 3 and 5 are diagrams showing the change of the conflict coefficient corresponding to FIGS. 2 and 4, respectively.
  • FIG. 6 is a diagram showing a part of the road traffic network, estimation ⁇ 1K, and the actual trajectory of the vehicle, for explaining another embodiment
  • FIG. 6 is a diagram showing the change of the correlation coefficient corresponding to FIG. 6, and FIG. 8 is a diagram showing an example of displaying the current position on a road corresponding to a road having a large number of relations. 6 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a device for implementing the position detection method of the present invention, in which a traveling distance detecting section (1), a traveling direction detecting section (2), a predetermined range
  • the road map memory (3) that stores the road traffic network in advance, the travel distance detection signal, the travel direction detection signal, and the road map memory (3) output from both detectors (1) and (2).
  • an estimated position calculation unit (4) that calculates an estimated position using the evaluation data output from a correlation coefficient evaluation unit (6) described below as input, and the road map memory
  • a correlation coefficient calculation unit that calculates a correlation coefficient by using the map data stored in 3) and the position-data output from the estimated position calculation unit (4) as input, and a correlation number calculation unit (5 ) Is used as input to evaluate the magnitude relationship of the correlation function and output the current position. It consists of a number evaluation section (6).
  • the traveling distance detection unit (1) has, for example, a photoelectric switch that detects the cultivation of a wheel, and counts the number of output pulse signals from the photoelectric switch.
  • the number of tillings of the wheel is obtained by counting by the following formula, and the count data output from the counter is multiplied by a predetermined constant indicating the outer periphery of the wheel by a multiplier.
  • Any configuration may be used as long as it calculates the mileage per unit time, but the mileage is calculated by calculating the running speed of the vehicle based on Doppler shift and integrating ⁇ . Conventionally known structures such as the ones can be used.
  • the traveling direction detector (2) detects, for example, a horizontal component of geomagnetism.
  • a geomagnetic sensor that outputs the rotation angle per unit time ⁇ data can be used, but a jay mouth or the like can also be used.
  • the road map memory (3) stores road map data (combination data of points and lines indicating the direction of the road and the distance between the branches) in a predetermined range in advance.
  • road map data (combination data of points and lines indicating the direction of the road and the distance between the branches) in a predetermined range in advance.
  • Semiconductor memory, cassette tape, CD-ROM, etc. can be used.
  • the second limit error E 2 is generated.
  • the second limit error E 2 may be a constant error that is larger than the first limit error £ I that can be predicted. Alternatively, it may be an error corresponding to the variation of the first limit error EI, or may be a maximum error of a position at which the error can be estimated.
  • the first H-field error E 1 is taken, and conversely, it is larger than the predetermined ⁇ value. If the absence of a large correlation coefficient is detected in the correlation coefficient evaluation section (6), the second limit error E2 is adopted.
  • a curve (including a branch) is detected based on the distance data d L and the rotation angle data d 6, and of the map data read from the road map memory (3),
  • the position on the road existing within the margin of error centered on the above position data (PX, Py) is registered as an estimated position in a memory not shown in the drawing, and is displayed on a display not shown. All estimated positions are displayed.
  • the correlation coefficient calculator (5) calculates the similarity between the movement of the estimated position on all the roads registered in the estimated position calculator (4) and the road in the road map memory (3). That is what you do. That is, the error between the estimated position for each road at a specific point in time and the position on the road in the road map memory (3) (hereinafter referred to as a position on the map) is calculated, and this error is calculated as a parameter.
  • This function calculates the correlation coefficient by accumulating the functions.
  • the specific point in time means the calculation timing of the correlation coefficient C which is set every predetermined distance or every predetermined time.
  • the correlation coefficient changes with the movement of the vehicle.
  • the sum function is used as a function for calculating the correlation coefficient, and the previous relative coefficients are ri and j. If the obtained correlation coefficient is drj, a new correlation coefficient is obtained. r i T l, j is
  • ri-1, j AX ri, j + B xdrj (where drj is a minus attached to the absolute value of the error between the estimated position on the road and the position on the map)
  • J is a coefficient indicating the registered estimated position, so in this case, the initial value of the relative coefficient is set to 0.
  • the correlation coefficient is always non-positive.
  • the number for calculating the correlation coefficient it is possible to use a Min number such as a sum of squares and exponential smoothing that is widely used.
  • the correlation coefficient evaluation 1 ′ surface (6) determines whether or not there is a correlation coefficient corresponding to each of the above estimated positions that is larger than a predetermined ⁇ value, and also determines a predetermined coefficient. Evaluate the magnitude relationship between the correlation numbers corresponding to each estimated position that is larger than the value, and use the estimated position corresponding to the largest correlation coefficient as the actual current position, and register other estimated positions. This is to eliminate. More specifically, it is determined whether or not there is a correlation coefficient larger than a predetermined value, and the magnitude relationship between the correlation coefficients is evaluated at each specific point in time.
  • Figure 2 is a diagram showing a part of the road traffic network, in which only the roads L0, LI, L2, and L3 are shown, and the vehicle starts from 0 as indicated by the broken line S1. This shows a state where the vehicle is traveling through L 1.
  • E 1 indicates the first marginal error
  • A> C indicates a branch
  • B and D indicate curves
  • r O, r 1, r 2, and r 3 correspond to the estimated position on each road. The coefficient is shown.
  • FIG. 3 is a diagram showing a change in the relative coefficient r when the vehicle runs as indicated by a broken line S1 in FIG. 2, and dll, d12,... This is shown as the coefficient update time.
  • the correlation coefficient is maintained until it is determined that the vehicle has entered the road L1 through the road A (until the rotation angle data exceeds a predetermined value). Only r 0 is large, and the other phase coefficients ri, r 2, and r 3 are small (see region R 1 in FIG. 3). That is, since the rotation angle data is small until the vehicle passes through the division A, there is no need to consider the influence of other roads at all, and only the mileage on the road LQ needs to be considered.
  • the position data calculated by the calculation unit (4) may be corrected so as to be the position data on the road L0. Then, based on the corrected position data, the above-mentioned position is displayed together with the road map on the display device (5), whereby the current position of the vehicle can be confirmed.
  • the correlation coefficient calculation unit (5) calculates the number of relations r for each road existing within the range 11 of the first limit error E i. (See area R2 in Fig. 3) Evaluated phase. Evaluated by the correlation coefficient evaluation unit (6) based on the K coefficient. That is, for roads within the range of the first marginal error ⁇ I, since the correlation coefficient is larger than a predetermined threshold value, the magnitude relation is directly evaluated, and any change in the estimated position is performed. Evaluates whether or not the road has the highest similarity to the road. More specifically, since the rotation angle data is equal to or larger than a predetermined value, the correlation coefficient r 0 for the road L 0 can be ignored.
  • the branch for the road L 0 is the first marginal error E
  • the correlation coefficient for roads L 1, L 2, and L 3 existing in the range of 1 must be evaluated.
  • the correlation coefficients r 2 and r 3 are larger than the correlation coefficient r 1 at the beginning of passage A, but this is determined by the traveling direction detector (2). This is due to an error. That is, the negative output of the traveling direction detector (2) showed a value close to the road L 2, L 3 C direction. (However, generally, the estimated coefficient r 1 of the estimated position on the road L 1 is the largest.) Further, ⁇ coefficient gamma 2 is r _ 3: more size rather What summer is estimated position is closer towards more road L 3 of the road L 2.
  • the correlation coefficient r2 of the estimated position on the road 2 after passing the curve B, the direction detected by the traveling direction backward part (2) and the direction of the road L2 are significantly different.
  • the relative coefficient r 3-of the estimated position on the road L 3 is also detected by the traveling direction detector (2) after passing through the separation C. Since the direction of the road L 3 and the direction of the road L 3 greatly deviate, the size of the road L 3 suddenly becomes smaller, and conversely, the correlation coefficient r 1 of the estimated crying on the road L 10 hardly changes.
  • the estimated position on the road Li is determined as the current position. Separately, it can be displayed on a display device (not shown) together with the road map.
  • the current position is displayed in correspondence with the road L 0 until the vehicle reaches the segment A, and the estimated position on the road L 2 after passing the branch A and passing the curve B is calculated.
  • the current position is displayed corresponding to road L2, and the estimated position on road L2 passes through curve B before the estimated position on road L3 passes through branch C.
  • ⁇ indicates that the current position is displayed on road L3, and after the estimated position on road L3 passes branch C, the current position is displayed on road L1. Can be displayed.
  • the relative number r 1 is set to the maximum value (for example, 0).
  • the accurate determination of the current position may be performed only at a predetermined location on the road, as shown by a curve D in FIG. 3, for example, or when the correlation coefficient r is a predetermined threshold (see FIG. (Not shown)
  • the registration of the estimated position corresponding to the relevant correlation coefficient may be deleted at the time when the difference becomes below, and furthermore, when the difference between the relative coefficients becomes equal to or more than a predetermined value. At this point, the registration of the estimated position corresponding to the smaller correlation coefficient may be deleted.
  • E 1 indicates the first marginal error
  • E 2 indicates the second marginal error
  • E, F, G, H segments however, not only those that are displayed as branches on the road map, (Including those not displayed on the road map)
  • r4, r5, r6, and r7 indicate the phase K coefficients corresponding to the estimated positions on each road.
  • FIG. 5 is a diagram showing an invited ⁇ coefficient r ⁇ change in case that the vehicle travels as shown Fig. 4 in dashed lines S 2 Te 7, ci 2i, d 22, ... one, « d 2 II is shown as the relative coefficient update time.
  • the time until it is determined that the traveling direction has been drastically changed through the classifier E (until the surface tiling angle data reaches a predetermined value or more) Only the coefficient r 4 is large, and the other coefficients r 5, r 6, r 7 are (see Fig. 5 ⁇ area R 4). That is, since the tillage angle data is small before passing through the minute fe E, there is no need to consider the influence of other roads at all, and only the mileage on road L4 needs to be considered. Therefore, the crying data calculated in the estimated position calculating section (4) can be corrected to become crying data on the road L4. And the captured position By displaying the above position together with a road map on a display device (not shown) based on the data, the current position of the vehicle can be confirmed.
  • the registered road L 7 L-S ⁇ direction and the traveling direction are greatly different, and the correlation coefficient rr S for the registered road L 7 ; To decrease. Conversely, climb For the recorded road L5, the distance is very short and the road direction is very similar to the traveling direction, so that the correlation coefficient r5 increases sharply (the area in Fig. 5). R 6).
  • the position detection is continued with a plurality of applicable roads being recognized, and only the one with the largest correlation coefficient is set as the current position. Even in this case, the running By doing so, the above-mentioned predetermined condition is satisfied. At this point, the registration of the other estimated position is deleted, and only the corresponding position is registered as the current position.
  • the above embodiment is an example in which there is no error in the estimated position.
  • the vehicle when the vehicle is at point E, it is determined that there is an error in estimation of the current position and that Even in this case, a correct road can be registered and a correct current position can be detected in the same manner as described above.
  • a correct current position can be detected in the same manner as described above.
  • the correct current position is finally detected. be able to.
  • the range of the first marginal error E 1 is relatively narrow when the vehicle is climbing to a road with a sufficiently small road map or when traveling only on the road registered in the road map.
  • the marginal error E when driving on a part that is not registered in the road map (narrow roads, vacant lots, etc.), or when there is a large error in the estimated position from the beginning, the marginal error E
  • traveling by the inferred gun method based on the traveling distance and the traveling direction, and display are performed, and the second marginal error ⁇ ⁇ 2, which is wider than the above-mentioned first limit ⁇ Wu difference £ 1, is set. It searches for and calculates the relative coefficient for the roads that are within the range of the second limit error ⁇ 2, and inherits the dead reckoning while registering the calculated correlation coefficient.
  • the current position is estimated only based on the travel distance and traveling direction while considering the similarity to the road map to some extent.
  • the current position can be estimated in such a state, and the current position can be accurately detected based on a change in the coefficient.
  • the corresponding correlation coefficient is determined.
  • the position on the corresponding road can be taken as the current position, and then the current position can be estimated while monitoring the similarity with the road.
  • the second H error ⁇ 2 is adopted and the predetermined distance If the correct road cannot be seen even after driving away, a wider third limit error E 3 or a larger limit error is adopted.
  • the number of registered roads will increase as the target area becomes wider, so the road level will be hierarchized as the target area is expanded, or the processing time will be shortened for each layer, so that it will be within a predetermined time. It is preferable to make sure that the current position is detected.
  • the amount of memory is reduced, and May be achieved.
  • the case where the present invention is applied to a navigation system that visually displays the detected position on the road map is shown, and some abnormality occurs, and the error of the estimated position is large.
  • the condition is lost, it is possible to return to the normal detection position display state by the operator's operation.However, autonomous recovery can be performed without performing such a return operation.
  • the operability can be significantly improved. Therefore, when the detection position is not visually displayed inside the vehicle as in a location system, even if an abnormality occurs due to the autonomous recovery function, a certain amount of travel is required. As a result, it is possible to return to an accurate position detection state, and the reliability of the entire system can be significantly improved.
  • the current position and the destination are displayed together with the road surface and applied to a navigation system that provides route guidance. It can be applied to a location system that outputs the current position of bubbles and the outside of the vehicle using radio waves and receives the radio waves at one location to grasp the running state of many vehicles.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the Huaiding position closest to the center of the road is output as the current position. It is also possible to obtain and integrate the mileage and azimuth change at predetermined time intervals instead of obtaining and integrating the mileage and azimuth change for each predetermined distance. In addition, it is possible to make various design changes within a scope that does not change the gist of the present invention.
  • Table 1 shows the transition of the correlation coefficient.
  • the correlation number is calculated at a timing (specific time) set for each predetermined distance. Specifically, every 10m.
  • the censoring coefficient evaluation unit (6) determines whether or not there is a correlation coefficient corresponding to the estimated position with respect to each road that is larger than a predetermined threshold value, as in the above-described embodiment. Evaluate the magnitude relationship between the coefficients corresponding to each estimated position that is larger than the threshold value of, and output the estimated position corresponding to the largest correlation coefficient as the actual current position, and register other estimated positions as conditions. It is something that will be erased once it is in place. Specifically, a road with two consecutive states that are less than or equal to a predetermined value from the value of the largest correlation coefficient will be deregistered, or if one registered road continues for more than 10 m, In addition, the estimated position for the road is reset and the correlation coefficient is reset.
  • Fig. 6 is a diagram showing a part of the road traffic network, in which only the same roads L0, LI, L2, L3 as in Fig. 2 are shown, and the vehicles are shown as dashed lines Si. It shows a state in which the vehicle is traveling from the road L0 to the road L1.
  • the solid line S indicates the change in the estimated position determined based on the data from the mileage calculation unit (1) and the azimuth calculation unit (2), and the error in the distance data from the mileage calculation unit (1) (Fig. In the example, there is I4m).
  • E i is the i-th marginal error.
  • a 2, b 2, c 2, d 2, e 2 indicate the estimated position of the road L 2 at a specific time
  • r 0, r 1, r 2, and r 3 are the coefficients corresponding to the estimated positions on each road.
  • Table 1 shows the error at a specific point in time and the transition of the correlation coefficient r when the vehicle travels as indicated by the broken line S1 in FIG.
  • Fig. 7 is a graph showing the change of the coefficient of r when the vehicle runs as shown by the broken line SI in Fig. 6.
  • the vertical axis shows the value of the correlation coefficient r, and the horizontal axis shows the value. The mileage is taken. Note that d 1 ⁇ 2, ⁇ , d 9 are specific times.
  • the position data obtained in (4) may be corrected to be the position data on the road L 0. Then, the current position of the vehicle can be confirmed by displaying the above-mentioned position together with the road map on a display device (not shown) based on the corrected position data.
  • the correlation coefficient calculator calculates the correlation coefficient for each road within the range of the first marginal error E 1.
  • the correlation coefficient r is calculated according to (5), and based on the calculated correlation coefficient, an evaluation is performed by the gait factor evaluation ffi section (6).
  • the coefficient of magnitude is larger than the predetermined threshold, so the magnitude relationship is evaluated as it is, and any change in the O fixed position Evaluate whether the similarity to the road is the highest.
  • the error at the specific point in time d 3 becomes large, so the Clan coefficient r 0 for the road L 0 becomes small.
  • the first PR The correlation coefficient for roads L 1, L 2, and L 3 existing within the range of the field error E 1 increases. In FIG.
  • the relative coefficients r 2 and r 3 are larger than the relative coefficient r 1 at the specific time point d 3, but this is due to the error of the traveling distance detector (1). (As mentioned above, it was originally assumed that there was an error of 14 m in the beginning). That is, the output of the mileage detecting unit (1) indicates a value close to the directions of the roads L 2 and L 3 (however, in general, the relative coefficient r of the estimated position on the road 1) 1 is the largest). The reason that the correlation coefficient r2 is larger than r3 is that the estimated position is closer to the road L2 than to the road L3.
  • the correlation coefficient r2 of the estimated position on the road L2 the direction detected by the traveling direction detector (2) after passing the point c1 and the direction of the road L2 are significantly different. And the distance error at the specific point in time d5 increases, so that it decreases rapidly. Also, regarding the correlation coefficient r3 of the estimated position on the road L3, the direction detected by the traveling direction detector (2) after passing through the point d1 and the direction of the road L3 Since the distance error at the specific point in time d6 increases, the distance suddenly decreases, and conversely, the correlation coefficient rI of the estimated position on the road L1 hardly changes.
  • the estimated position on the road L1 can be determined as the current position based on the newly increased correlation coefficient r1, and can be displayed on a display device (not shown) along with the road map. Then, when the relative coefficient of the road L 1 3 ⁇ 4masu road becomes smaller and the registration is deleted, the estimated position is determined.
  • Step S11 shows an example in which the current position is displayed on a road corresponding to a road having a large phase ⁇ coefficient.
  • the present position is displayed in correspondence with the road L0.
  • the correlation coefficient r2 and the correlation coefficient r3 are reversed, the current position is displayed so as to correspond to the road L2.
  • the tortuosity coefficient r 3 and the torch coefficient r 1 are reversed, the current position is displayed in correspondence with the road L 3.
  • the inversion coefficient r 3 and the invitation K coefficient r 1 are reversed, the current position is displayed in correspondence with the road L 1. .
  • the vehicle passes point a1, and the display of the current position initially deviates from the road on which the vehicle is actually traveling, but after traveling a predetermined distance, the current position is displayed on the road on which the vehicle is actually traveling. be able to.
  • position detection & is performed only by dead reckoning until a road registered in the road map memory is obtained.
  • the past correlation coefficient r and dr patterns and hysteresis By selecting a road in consideration of such factors, frequent changes in the current position can be prevented, and a more accurate current position can be obtained.
  • the present invention provides a method for estimating the position of all O roads that are within the limits of the error that the sensor for detecting the running state of the vehicle necessarily has and the error amount of the road map. Are registered, and the similarity coefficients are calculated for all the roads described above, so that the similarity of the road to the actual driving pattern is evaluated. If the registered road does not exist within the range, the vehicle travels by the inferred gun method while evaluating the similarity of the road to the actual traveling pattern by using a wider error field.
  • the position detection method according to the present invention is suitable for a navigation system that outputs a current position inside a vehicle to display a current position and a destination together with a road map to provide route guidance.
  • the a force at the current position is transmitted to the outside of the vehicle by radio waves, and the radio waves are received at one place.

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Description

明 細
1 . 発明の名称
位置検出方式
2. 技術分野
この発明の位置検出方式に関し、 さ らに詳細にいえば、 道路交通 網の任意の箇所を走行している車両の位置を、 電波等により外部か らデータの供給を受けることな く検出する位置検出方式に関する。
3. 背景技術
従来から道路交通網の任意の箇所を走行している車両の位置を検 出する方式と しては、 距離セ ンサと、 方位セ ンサと、 両セ ンサから の出力信号に必要な処理を施す処理装置とを具備し、 車両の走行に 伴って生 'る距離変化量、 および方位変化量を積算しながら車両の 現在位置データを得る推測航法 （Dead Reckoning) が提案されてい るが、 距離セ ンサ、 および方位セ ンサが必然的に有している誤差が 走行鐽続に伴って累積され、 得られる現在位置データに舍まれる誤 差も累積されてしま う という問題がある。
このような問題点を考慮し、 かつ車両が道路上を走行することを 前提として、 上記推測航法に基づいて得られた現在位置データと、 予めメ モ リ に格納されている道路交通網データ とを比較し、 現在位 置データ 0道路からのずれ量を累積誤差として算出し、 上記現在位 置データに ¾して累積誤差分の補正を行い、 現在位置データを道路 データに一致させるよう にした地図マ ツチング方式が提案されてい る （米国特許第 3, 739, 193 号明細書、 特開昭 58— 99715号公報、 特 開昭 58— 11S711号公報、 "LANDFALL A H I G H - ESOLUT I ON AUTOMATIC VEH ICLE- LOCAT I ON SYSTEM " , D . K ING , GBC Journa l o f Sci ence & Techno logy , Vo l . 45 , No. 1 , 1978. および 「自勖車走行電子技 術に Kする試作研究」 財団法人自動車走行電子技術協会 -昭和 57年 3月参照） 。
具体的には、
① 米国特許第 3 , 789 , 198 号明細書に記載された位置検出方式に おいては、 距離センサにより得られた車両の走行距離データと、 方 位センサにより得られた車両の走行方向データ とに基づいて車両の 現在位置データを算出し、 算出された現在位置データ と予めメ モリ に格納されている道路位置データとを比較し、 両データの差が所定 の閾値以内である場合には最も近い道路上に位置するように現在位 置データを捕正し、 逆に両データの差が所定の閾値以上である場合 にば全く補正を行わないようにして、 全体として高い精度で補正を 行わせ、 正確な現在位置の表示を行わせよう としている。
② 特開昭 58— 99715号公報に記載された位置検出方式において は、 所定距離走行する毎に道路地図の座標軸方向の距離変化量成分 を算出することにより現在位置データを更新し、 現在位置データが 道路上からずれている場合に、 単純に最も近い道路上の位置データ を現在位置データ とする ことにより、 正確な現在位置の表示を行わ せよう としている。
(D 特開昭 58— 113711号公報に記載された位置検岀方式において は、 地磁気を基準として走行方位を検岀する方位センサの誤差を、 走行方位に基づいて得られた曲率と道路の曲率とを比較することに より補正し、 正確な現在位置の表示を行わせよう としている。 (4) LA N DFALL A H I G H - RE50LUT I ON AUTOMAT I C V EH I CLE - LOCAT I ON SY ST E M に記載された位置検出方式においては、 道路交通 網を非分岐部分と、 複数個の典型的な分岐部分として把握し、 何れ かの分岐部分から他の分岐部分に向かつて走行している場合におけ る他の分岐部分に至るまでの距離を距離セ ンサからの信号に基づい て算出し、 分岐部分に到達したと判別された場合には、 その後の走 行方向の変化を方位セ ンサにより検出して、 何れの分岐出口に向か つたかを判別するこ とにより、 車両の現在位置を道路上の位置とし て正確に表示させよう としている。
⑤ 「自動車走行電子技術に関する試作研究」 においては、 交差 点以外の道路を走行している場合には、 車両位置を道路上の位置と して検出し、 交差点を走行する場合には、 方位の大きな変化を検出 し、 当該交差点に車両位置を補正している。 但し、 複数の道路が分 岐している交差点である場合には、 位置補正を行わず、 方位データ と走行距離データに基づいて車両の位置を検出し （推測航法） 、 そ の後分岐している道路が唯一つに確定するまでは位置の補正は行わ ないよ う にしている。
上記何れの位置検出方式においても、 道路交通網が比較的簡単な 場合には、 累積誤差の増加を補正して、 道路上を走行している状態 と して正確に現在位置の表示を行う こ とができ るのであるが、 例え ば、 ト ラ .ン ク等の接近や、 高架下、 踏切等の走行においては、 外部 磁界の影響を受ける関係上、 距離セ ンサと比較して誤差の割合が大 きい方位セ ンサによる累積誤差が、 到底回復し難い誤差と して車両 の現在位置データに含まれてしま う ことになり、 単純に最も近い道 路上に対応させて現在位置データの捕正を行う と、 実際に車両が走 行している道路とは全く異なる道路上を走行している状態として表 示してしまう可能性があるという問題があり、 逆に、 ⑤の方法の如 く、 最も近い道路が唯一に確定しないう ちは、 位置の補正を行わず、 推測航法のみで位置検岀を行う と、 永久に唯一に確定せず、 結局は 位置誤差が累積してしまゔという問題がある。
また、 車両の走行距離を検出する距離センサにおいても、 タイヤ の空気圧等の影響を受けて累積誤差が許容可能な限界誤差を越えて しまう ことがあり、 この場合にも、 上記の場合と同様の問題を有す ることになつてしまう。
そして、 上記のような問題の発生確率が低い伏態であっても、 一 旦発生した後は、 不正確な現在位置データを基礎としてその後の-車 両位置の検出を行う ことになるのであるから、 その後に検出される 車両位置データは全て不正確なものになってしまう という問題があ り、 車両用の位置検出方式としてば到底実用化することができない のである。
また、 上記の問題点を解消させるために、 本件発明者は、 所定タ ィ ミ ング毎に走行距離、 および方位変化量を得て積算した積寘デー タに基づいて定まる自己の推定位置、 および積算データ と道路地図 の誤差に基づいて定まる推定位置の誤差量を得るとともに、 推定位 置を中心とする誤差量の範囲内に位置する全ての道路上に対応させ て上記推定位置を自己位置として登録し、 登録された推定位置の各 道路に対する栢闆係数を算 aして、 道路に対する誤差が最も少ない ことを示す相関係数を選択し、 選択された相関係数に対応する推定 位置を現在位置として岀カする位置検出方式を提案した。
この位置検出方法においては、 推定位置に対応する誤差量の範囲 内に位置する道路を検索し、 道路と推定位置との相関係数を算出し て、 最も誤差が少ない相関係数に対応する道路上の位置を現在位置 と して出力することができ、 位置検出精度を高く維持する ことがで しかし、 道路地図が間違っている場合、 大きい交差点、 或いは複 雑な交差点を走行する場合、 道路地図を部分的に省略している場合、 工事、 交通規制等の一時的原因により車両が地図上の道路と異なる 軌跡で走行している場合、 或いは、 距離セ ンサ、 方位セ ンサ等に異 常が発生して推定位置の誤差が大き く なった場合等においては、 対 象になる道路を見出す：；とができないという事態、 対象になる道路 を見出すことができても、 相関度が小さ く なりすぎ、 推定位置と道 路地図との対応関係をとる ことができないという事態、 或いは、 対 象になる道路を間違って見出してしまう という事態が生じてしまう こ となる。 この結果、 セ ンサデータの積算のみによる推測航法を行 わざるを得な く なり、 セ ンサ誤差の影響を受けて位置検出誤差が徐 々 に増大したり、 突発的に誤差が増大したり して、 究極的にオペレ ータの操作による現在位置の設定を行わなければならな く なってし ま う という問題がある。
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、 道路交通 網の複雑化、 道路地図の誤差、 部分省略、 セ ンサ誤差等に影響され る ことな く正確な車両の現在位置を検出する こ とができる位置検出 方式を提惧する ことを目的としている。 4 . 発明の開示
上記の目的を達成するため、 この発明に係る位置検岀方式は、 所 定タイ ミ ング毎に走行距離、 および方位変化量を得て積算し、 積算 データに基づいて、 メ モリに格納している道路地図の何れかの道路 上における現在位置を検出する車両用自立型位置検出装置において、 前記積算データから現在の位置データを算出するステップと、 前記 積算データの誤差と道路地図の誤差に基づいて定まる前記位置デー タが有している第 1限界誤差 （ E 1 ) および第 2限界誤差 （ E 2 ) を箕岀するステッ プと、 前記位置データの前記第 1限异誤差 （ E 1 ) の範囲内に存在する全ての道路上の位置を推定位置として登録 するステ ップと、 登録された推定位置の各道路に対する相関係数を 算出するステッ プと、 道路に対する誤差が最も少ないこ とを示す相 関係数を選択するステ ップと、 選択された相関係数に対応する推定 位置を現在位置として出力するステップとからなり、 前記第 1限界 誤差 （ E 1 ) の範囲内に道路が存在しない場合には、 前記積算デー タから得られる現在の位置データを現在位置として出力し、 前記第 2 P艮舁誤差 （ E 2 ) の範簡内に存在する全ての道路上の位置を推定 泣置として登録し、 登録された推定位置の各道路に対する道路誤差 が所定量以下であつて、 かつ、 最も少ないことを示す相閩係数が得 られた場合には、 これに対応する推定位置を現在位置として S力す
^ -i -7T
め 0。
但し、 最も大きい相関係数を選択し、 最も大きい相関係数に対応 する淮定位 Sを現在位置として出力するものであってもよい。
この場合において、 栩闋係数が所定値以下になった場合に、 該当 する推定位置の登録を抹消するものであってもよ く 、 或いは、 相関 係数同士の差が所定値以上となつた場合に、 小さい方の相関係数に 対応する推定位置の登録を抹消する ものであってもよい。 そして、 これらの場合に、 道路の所定ュニッ ト単位を通過した後に推定位置 の登録を抹消する ものであってもよい。
また、 相関係数が最大の推定位置と、 栢閔係数が 2番目に大きい 推定位置とが入替る場合に、 所定のヒステリ シス特性を持たせて最 犬の相関係数を選択するものであってもよ く 、 或いは、 相閔係数が 最大の推定位置が複数存在する場合に、 道路の Φ心に最も近い推定 位置を現在位置として出力するものであってもよい。
さ らに、 所定時間毎に走行距離、 および方位の変化量を得て積算 するものであってもよ く 、 或いは、 所定距離毎に走行距離、 および' 方位の変化量を得て積算するものであってもよい。 ― また、 上記第 2限界誤差の範囲に存在する道路について相関係数 を評価する ものであってもよ く、 この場合において、 第 2限界誤差 の範囲においては、 範囲ごとに階層化されたレベルの道路を対象と して相関係数を評価するものである こ とが好ま しい。 そして、 第 2 限界誤差の範囲が、 大きさの異なる複数の範画であってもよ く、 こ の範囲に存在する道路の誤差が所定量以下であって、 かつ、 最も少 ないことを示す相関係数に対応する推定位置が得られるまで、 小さ い方の範囲から順に、 所定距離走行する間、 対象道路の相関係数を 評価する ものである ことが一層好ま しい。 さ らには、 大きい範囲に なるにつれて階層化されたレベルの道路に限定して評価するもので ある こ と、 例えば、 主要な道路に限定して評価する ものであったり、 対象車両の走行特性を考慮し、 走行する確率の高い道路に限定して 評価するものである ことがより一層好ましい。
また、 相関係数は、 特定時点における登録された道路に対する推 定位置と、 地図上の位置との誤差をパラメ一タ とする閡数を累計し た値であってもよい。 この場合において、 登録された道路に対する 推定位置は、 前面の特定時点における各道路に対する推定位置と地 図上の位置との誤差分だけ補正した位置であることが好ま しい。 ま た、 推定位置を中心とする上記第 1限界誤差の範囲内において選択 されるべき相関係数の道路が唯一で、 且つ相関係数が所定値より も 大きい状態が所定ュニッ ト単位走行する間継繞した場合に、 推定位 置を最も最近の特定時点における当該道路に対する推定位置と地図 上の位置との誤差分だけ補正するものであってもよい。
5 . 図面の簡単な説明
第 1図はこの発明の位置検出方式を実施するための装置の一実施 例を示すブ Ώ 'ク図、
第 2図、 および第 4図は、 それぞれ道路交通網の一部、 および実 際の車両の走行軌跡を示す図、
第 3図、 および第 5図は、 それぞれ第 2図、 第 4図に対応する相 鬨係数の変化を示す図、
第 6図は他の実施例を説明するための、 道路交通網の一部、 推測 \1 K、 および実際の車両の走行軌跡を示す図、
第了図は第 6図に対応する相閡係数の変化を示す図、 および 第 8図は租関係数の大きい道路に対応する道路上に現在位置を表 示する例を示す図である。 6 . 発明を実施するための最良の形態
以下、 実施例を示す添付図面によつて詳細に説明する。
第 1図はこの発明の位置検出方式を実施するための装置の一実施 例を示すブ π ッ ク図であり、 走行距離検出部 (1)と、 走行方向検出部 (2)と、 所定範囲の道路交通網を予め格納してある道路地図メ モ リ（3) と、 両検出部 (1) (2)から出力される走行距離検出信号、 走行方向検出 信号、 道路地図メ モ リ（3)に格納されている地 データ、 および後述 する相関係数評価部 (6)から出力される評価データを入力として推定 位置を算出する推定位置算出部 (4)と、 上記道路地図メ モ リ（3)に格納 されている地図データ と上記推定位置算出部 (4)から出力される位置- データ とを入力として相関係数を算出する相関係数算出部 )と、 相 関係数算出部 (5)により算出された相関係数を入力として相関译数の 大小関係を評価し、 現在位置を出力する相関係数評価部 ( 6)とから構 成されている。
さ らに詳細に説明すると、 上記走行距離検出部 (1)は、 例えば.、 車 輪の回耘を検出する光電スィ ツチを有し、 光電スィ ツチからの出力 パルス信号の数をカ ウ ンタによりカ ウ ン トすることにより車輪の回 耘数を得、 カ ウ ンタから出力されるカ ウ ン トデータに対して、 乗算 器により車輪の外周を示す所定の定数を乗算する こ とによ り単位時 間当り の走行距離を算出する構成のものであればよいが、 ド ップラ シフ ト等に基づいて車両の走行速度を算出し、 積分する こ とによ り 走行距離を算 ίίτする構成 οもの等、 従来公知の構成のものが使用可 能である。
上記走行方向検出部 (2)は、 例えば、 地磁気の水平分力を検岀する ことにより、 単位時簡当りの回転角 ¾データを出力する地磁気セン サが使 可能であるが、 ジャィ 口等も使用可能である。
上記道路地図メ モ リ （3)は、 所定範囲にわたる道路地図データ （道 路の方向、 および分岐部間の距離等を示す点と線との組合せデー タ） が予め格納されているものであり、 半導体メ モ リ、 カセ ッ トテ ープ、 C D— R 0 M等が使用可能である。
上記推定位置算出部 (4)は、 上記走行距離検出部 (1)から出力される 距離データ d L、 および上記走行方向検岀部 (2)から出力される回転 角度データ d 6? に基づいて、 上記距離の東西方向成分 d X ( = d L X c o s ( ά θ ) ) 、 および南北方向成分 d y ( = d L X s i n ( d Θ ) ) 'を算 Sし 従前の位置データ （ P x ' , Ρ y ' ) に対して上 - .記各成分 d x , (Γ yを加算するこ とにより、 現在の位置データ • ( P , P y ) を算出するとともに、 従前の位置データが有してい る可能性がある限界誤差 （距離誤差、 回耘角度誤差、 および道路地 図の誤差を舍む） に対して上記距離データに対応する P艮界誤差の増 加分を加算する ことにより現在の位置データが有している可能性が ある第 1 の限界誤差 E 1を算岀するものである。 また、 上記第 1 の 限界誤差 E 1 より も大きい第 2 の限界誤差 E 2を生成するようにし ており （但し、 第 2 の限界誤差 E 2 については、 予想し得る第 1 の 限异誤差 £ I より も大ぎい一定の誤差であってもよ く、 或いは、 第 1 の限舁誤差 E I の変動に対応する誤差であってもよ く 、 或いは予 愨し得る位置の最大誤差であってもよい） 、 所定の閽値より も大き 、'相関係数の存在が稆 係数評 1 部 (6)にお I' ··て後 された場合には、 上記第 1 の H界誤差 E 1 が採^され、 逆に、 所定の閽値より も大き い相関係数が存在しないこ とが相関係数評価部 ( 6)において検出され た場合には上記第 2 の限界誤差 E 2が採用されるよう にしている。 さ らに、 上記距離データ d L、 および回転角度データ d 6に基づい てカーブ （分岐をも舍む） を検出し、 上記道路地図メ モ リ（3)から読 出した地図データのう ち、 上記位置データ （ P X , P y ) を中心と する限界誤差の範囲内に存在する道路上の位置を推定位置と して図 示しないメ モ リ に登録してお く とともに、 図示しないディ スプレイ 上に全ての推定位置を表示するよう にしている。
上記相関係数算出部 (5)は、 上記推定位置算出部 (4)において登録さ れた全ての道路上の推定位置の動きと道路地図メ モ リ（3)の道路との 類似性を算出する ものである。 即ち、 特定時点における各道路に対 する推定位置と道路地図メ モ リ （3)の道路上の位置 （以下、 地図上の 位置と赂称する） との誤差を算出し、 この誤差をパラ メ 一ダとする 関数を累計して相関係数を算出する ものである。
さ らに詳細に説明すれば、 特定時点は、 所定距離毎、 あるいは所 定時間毎に設定される相閩係数 C 計算タイ ミ ングを意味する もので ある。 そして、 相関係数は車両の移動に伴って変化するものであり、 上記相関係数を算出するための関数として和関数を用い、 従前の相 閬係数を r i , j と し、 今回の演算により得られた相関係数を d r j とすれば、 新たな相関係数。 r i T l , j は
r i - 1 , j = A X r i , j + B x d r j と して得られる こ とにな る （但し、 d r j は、 道路に対する推定位置と地図上の位置との誤 差の絶対値にマイ ナスを付した値であり、 j は登録した推定位置を 示す係数である。 従って、 この場合、 相闆係数の初期値を 0 とする と、 相閩係数は常に非正値となる。 また、 A , Bは重みづけの係数 であり、 A = B = 0. 5とすれば単純平均となる） 。 即ち、 道路に対 する誤差が最も少ない道路に対応する推定位置の相関係数が最も大 き く なる。 但し、 相関係数の算出基準を異ならせることにより、 道 路に対する誤差が最も少ない道路に対応する推定位置の相関係数が 最も小さ く なるようにすることも可能である。 また相関係数を算出 するための閬数としては、 広く利用されている自乗和、 指数平滑等 の閔数を使用することが可能である。
上記相関係数評 1'面部 (6)は、 上記各推定位置に対応する相関係数の 中に所定の閽値より も大きいものが存在するか否かを判別するとと もに、 所定の閻値より も大きい各推定位置に対応する栢関係数同士 の大小閬係を評価して、 最も大きい相関係数に対応する推定位置を 実際の現在の位置として岀力し、 他の推定位置の登録を抹消するも のである。 さらに詳轭に說明すると、 所定の閻値より も大きい相関 係数が存在するか否かの判別、 および上記相関係数同士の大小関係 の評価を特定時点毎に行い、 所定の閾値より も小さ く なつた柑関係 数に対応する推定位置の登録を抹消し、 登録が抹消されなかった推 定位置に対応する栢閩係数については、 以後も順次相関係数箕出部 (5)において新たな栢闋係数に更新され、 再び上記の評価が行われる ことになる。 そして、 上記一違の評価動作を行う ことにより、 道路 の分歧等の影響を受けて最終的に 1 つの推定位置のみが残留し、 こ の残留した推定位置が現在位置として表示され鐃けることになる。 上記の構成の装置による位置検出勳作について、 第 2図から第 5 1 を参照しながら詳 ¾に説明する。 先ず、 第 2図、 および第 3図の例に基づく説明を行う。
第 2図は道路交通網の一部を示す図であり、 道路 L 0 , L I , L 2 , L 3 のみが示されているとともに、 車両が破線 S 1 で示される ように、 道路し 0から L 1 を通って走行している状態を示している。 尚、 E 1 は第 1 の限界誤差を示し、 A > Cは分岐、 B , Dはカーブ を示し、 r O , r 1 , r 2 , r 3 は各道路上の推定位置に対応する 相閔係数を示している。
また、 第 3図は第 2図中破線 S 1 で示すよう に車両が走行した場 合における相閩係数 r の変化を示す図であり、 d l l , d 12 , …… , d 1 nが相閔係数更新時点として示されている。
したがって、 道路 L 0 を走行している状態においては、 分歧 Aを 通って道路 L 1 に進入したと判別されるまでの間 （回転角データが 所定値以上になるまでの間） 、 相関係数 r 0 のみが大き く 、 他の相 天 Ί係数 r i , r 2 , r 3 は小さい （第 3図中領域 R 1参照） 。 即ち、 分歧 Aを通過するまでの間は回転角データが小さいので、 他の道路 の影響を全く考慮する必要がな く、 道路 L Q における走行距離のみ を問題にすればよいのであるから、 推定位置算出部 (4)において算出 された位置データを上記道路 L 0 の上の位置データ となるよう に補 正すればよいことになる。 そし-て、 補正された位置データに基づい て図示し ぃデイ スプレイ装置上に道路地図と共に上記位置の表示 を行う こ とにより、 車両の現在 ί立置を確認する こ とができる。
次に、 分歧 Αを通って道路 L 1 に進入した場合には、 上記第 1 の 限界誤差 E i の範 11内に存在する各道路について相関係数算出部 (5) により それぞれ招関係数 r を算出し （第 3図中領域 R 2参照） 、 算 岀された相. K係数に基づいて相関係数評価部 (6)により評価する。 即 ち、 上記第 1の限界誤差 Ε I の範囲内に存在する道路については、 相閬係数が所定の閾値より も大きいのであるから、 そのまま大小閡 係の評価を行い、 何れの推定位置の変化が最も道路に対して類似性 が高いかを評 «する。 さらに詳細に説明すると、 回転角データが所 定値以上であるから、 最早道路 L 0 に対する相関係数 r 0 は無視す ることができ、 逆に、 道路 L 0に対する分岐が第 1 の限界誤差 E 1 の範囲内に存在する道路 L 1 , し 2 , L 3に対する相閬係数を評価 しなければならない。 第 3図においては、 分岐 Aを通過した当初に おいて相閬係数 r 2 , r 3 の方が相関係数 r 1 より も大き く って いるが、 これは走行方向検出部 (2)により誤差に起因するものである。 即ち、 走行方向検岀部 (2)の-出力が、 道路 L 2 , L 3 C 方向に近い値 ， を示したためである。 （但し、 一般的には、 道路 L 1 の上の推定位. 置の栢閬係数 r 1が最も大き く なる） 。 また、 租関係数 Γ 2が r _ 3： より大き く なつているのは、 推定位置が道路 L 3 より道路 L 2 の方 に近いためである。 しかし、 道路 2 の上の推定位置の相関係数 r 2については、 カーブ Bを通過した後において走行方向後出部 (2)に より検 £される方向と道路 L 2 の方向とが大幅にずれてしまうため、 急激に小さ く なり、 また、 道路 L 3の上の推定位置の相閬係数 r 3 - についても、 分歧 Cを通過した後において走行方向検 ^部 (2)により 検¾される方向と道路 L 3 の方向とが大幅にずれてしまうため、 急 激に小さ く なり、 逆に、 道路 L 1 0上の推定泣置の相関係数 r 1 に ついては殆ど変化しないのであるから、 相対的に大き く なつた相関 係数 r 1 に基づいて、 道路 L i の上の推定位置を現在位置として判 別し、 道路地図と共に図示しないディ スプレイ装置に表示させるこ とができる。 即ち、 分歧 Aに到達するまでは道路 L 0 の上に対応さ せて現在位置の表示を行わせ、 分岐 Aを通過してから道路 L 2 の上 の推定位置がカーブ Bを通過するまでの間は道路 L 2 の上に対応さ せて現在位置の表示を行わせ、 道路 L 2 の上の推定位置がカーブ B を通過してから道路 L 3 の上の推定位置が分岐 Cを通過するまでの Γ曰 1は道路 L 3 の上に対応させて現在位置の表示を行わせ、 道路 L 3 の上の推定位置が分岐 Cを通過した後は道路 L 1 の上に対応させて 現在位置の表示を行わせる ことができる。 尚、 第 3図においては、 道路し 1 の上の推定位置を現在位置として判別した場合に、 相関係 数 r 1 を最大値 （例えば 0 ) に設定している。
したがって、 その後は、 上記道路 L 1 の上の表示位置を基準とし て再び同様の処理を行う ことにより、 車両の走行に伴つて順次正確 な現在位置の表示を行わせる ことができる。
尚、 正確な現在位置の判別について 、 例えば、 第 3図中カーブ Dで示すよう に、 道路の所定の場所でのみ行う ようにしてもよ く、 或いは、 相関係数 rが所定の閾値 （図示せず） 以下になった時点で 該当する相関係数に対応する推定位置の登録を抹消するよう にして もよ く 、 さ らには、 相閡係数同士の差が所定の阖値以上になった時 点で小さい方の相関係数に対応する推定位置の登録を抹消するよう に して もよい。
また、 上記の実例の場合において、 最も高い相関係数が r 2から r S 、 r 1 と変化しており、 デイ スブレィ装置における衷示も道路 - L 2 の上から L S , L 1 の上へと頓に移動する ことになるのである - が、 上記招閡係数の順序が逆耘する場合において、 所定のヒステリ シス特性を持たせるようにすれば、 ディ スプレイ装置における表示 が異なる道路に急激に、 かつ頻繁に変勣することを防止することが できる。
次いで、 第 4図、 および第 5図に基づく説明を行う。 但し、 図に おいては、 道路 L 4から、 道路地図上に表示されない部分を通って 道路 L 5 , L 6 と走行する場合を破線で示している。 尚、 E 1 は第 1 の限界誤差、 E 2 は第 2 の限界誤差をそれぞれ示し、 E , F , G , H 分歧 （但し、 道路地図上において分岐として表示されているも ののみならず、 道路地図上に表示されていないものをも含む） を示 し、 r 4 , r 5 , r 6 , r 7 は各道路上の推定位置に対応する相 K 係数を示している。 .
また、 第 5図は第 4図中破線 S 2 て7示すように車両が走行した場 合における招 Κ係数 r ©変化を示す図であり、 ci 2i , d 22 , …一， …… d 2 IIが相閩係数更新時点として示されている。
したがって、 道路 L 4を走行している ¾態においては、 分歧 Eを 通って進行方向が大幅に変化させられたと判別されるまでの間 （面 耘角データか所定値以上になるまでの間） 、 栢闆係数 r 4のみが大 き く、 他の招閩係数 r 5 , r 6 , r 7 は/ ·、さい （第 5図 Φ領域 R 4 参照） 。 即ち、 分 fe Eを通過するまでの間は回耘角データが小さい ので、 他の道路の影響を全く考盧する必要がなく、 道路 L 4におけ る走行距離のみを問題にすればよいのであるから、 推定位置算 ¾部 (4)において算 ffiされた泣置データを上記道路 L 4 の上の泣置データ となるよう 'に捕正すれ よいことになる。 そして、 捕正された位置 データに基づいて図示しないディ スプレイ装置上に道路地図と共に 上記位置の表示を行う ことにより、 車両の現在位置を確認すること ができ る。
次に、 分岐 Eを通って道路 L 4からそれた場合には、 上記第 1 の 限界誤差 E 1 の範囲内に他の登録された道路が存在せず、 その後走 行を継続することにより第 1 の限界誤差 E 1 の範囲に何れの登録さ れた道路も存在しない状態、 即ち、 何れの登録道路についても相関 係数が所定の閽値以下の状態になる。 したがって、 以後は走行距離 検出部 ωかふの出力信号、 および走行方向検岀部 (2)からの出力信号 に基づいて車両位置の検出を行う。 いわゆる推測航法に移行し、 相 関係数の大きい登録道路が得られるまで、 図示しないディ スプレイ 装置上には推測航法のみによる推定位置を表示する。
そ して、 この時点において、 上記第 1 の限界誤差 Ε 1 より も大き い第 2 の限界誤差 Ε 2 の範囲内に存在する登録道路と、 推測航法に より得られている推定位置とに基づいて相閩係数の算出を行う （第 5図 Φ領域 R 5参照） 。
車両が Ε点から F点に向かって走行している間は、 登録道路 L 7 , L 8 と距離が比較的近く、 しかも道路の方向と走行方向とが比較的 近似しているのであるから、 それぞれ対応する相関係数 r 7 , r 8 を有している ことになるが、 該当道路である と判定するための閾値 より も小さいままであるから、 推測航法はそのまま継続させられる。
そして、 車両が F点において右折すれば、 上記登録道路 L 7 : L- S Ο方向と走行方向とが大幅に異なる状態になるので、 登録道路 L 7 ; L 8 に対する相関係数 r r S が急激に減少する。 逆に、 登 録道路 L 5については、 距離が非常に近く、 しかも道路の方^と走 行方向とが著し く近似しているので、 相関係数 r 5が急激に増加す る （第 5図中領域 R 6参照） 。
その後、 車両が G点において左折すれば、 登録道路 L 5から登録 道路 L 6への道路パターンと車両の軌跡とが非常に近似しており、 しかも、 登録道路 L 6 に対する距離、 方向が非常に近似しているの であるから、 相関係数 r 6がー層急激に増加し、 所定の闞値 r s よ り も大き く なるので、 上記登録道路 L 6 を該当道路として認識する (第 5図中領域 R 7参照） 。
この時点において、 相 K係数が大きい登録道路が他に存在してい ないので、 他の登録道路の登籙を抹消し、 上記登録道路 L 6上の位 置を現在位置として表示する。
尚、 上記実施例の場合には、 相関係数が大きい他の登録道路が存 在していなかった （所定の闉値 r s より も大きい登録道路が存在し ていなかったか、 或いは、 所定値以上の差を有する登録道路が存在 していなかった） が、 稆 S係数が大きい他の登録道路が存在する場 合には、 その後の走行に伴う相関係数の監視、 評価を行う ことによ り、 所定の条件 （所定の麗値 r s より も大き く、 しかも他の相関係 数より も所定値以上大きい条件） を充足した時点で該当道路上の推 定泣 Sを現在位置とする。 勿論、 この時点において他の推定位置の 登録を法消する。
但し、 上記所定の条件を充足しなかった場合には、 複数の該当道 路を認識した钛態で位置検 を継続し、 相関係数が最も大きいもの. のみを現在位置として s力する。 この場合であっても、 走行を継鐃 する こ とによ り、 上記所定の条件を充足するので、 この時点で他の 推定位置の登録を抹消し、 該当する位置のみを現在位置として登録 する。
また、 上記実施例は、 推定位置に誤差が余りない場合の例である が、 例えば、 車両が E点にいるとき、 現在位置の推定に誤差があり H点にいると判断しているような場合でも、 上記と同様の方法によ り、 そのう ちに正しい道路を登録し、 正しい現在位置を検出するこ とができる。 換言すれば、 走行パターンさえ地図に合致していれば、 初期泣置に多少'誤差があつて ち、 限界誤差の最大値の範囲内の誤差 である限り、 最終的に正しい現在位置を検出することができる。
以上要約すれば、 道路地図が十分に小さい道路まで登錄しており、 或いは道路地図に登録している道路のみを走行している場合におい ては、 比較的狭い第 1 の限界誤差 E 1 の範囲内において少な く とも i 本の道路が存在し、 上記：範菌内に存在する道路の中において栢関 係数がある程度以上大きいものについて '推定位置を登録する ことに より、 ある程度以上の確率を有するものを現在位置として把握しな がら走行を継続する。 そして、 何れかの時点において何れかの推定 位置の相閩係数が他の推定位置の相関係数と比較して著し く高く な るので、 この時点において他の推定位置の登録を抹消する ことによ り、 現在位置を正確に位置に設定する ことができる。 ' 逆に、 道路地図に登録されていない部分 （細い道路、 空き地等） を走行している場合や、 もともと推定位置に大きな誤差がある場合 においては、 比較的挟い-^ i の限界誤差 E i の範囲内において少な く とも 1 本の道路が存在する という保証が全 く な く なり 、 推定位置 を何れかの登録道路上の位置として登録することが不可能になつて しまう。 したがって、 この場合には走行距離、 および走行方向に基 づく推測銃法での走行、 および表示を行う とともに、 上記第 1 の限 界 ί呉差 £ 1 より も広い第 2の限界誤差 Ε 2を探 し、 第 2 の限舁誤 差 Ε 2の範囲内に存在する道路について相閬係数を算出し、 算出し た相関係数を登録しながら推測航法を継繞する。 即ち、 原則的には、 道路地図との類似をある程度考慮しながらも走行距離、 および走行 方向のみに基づいて現在位置の推定を行うのであるから、 ある程度 広ぃ範歷における道路地図を考慮した找態で 現在位置の推定が可 能であり、 栢閬係数の変化に基づいて次のようにして正確に現在位 置の検岀を行う ことができる。
そして、 栢関係数が所定 条件を充足した （所定の閽値より も大 き く なり、 および他の柑関係数との差が所定値以上になった） 場合 には、 該当する相閡係数に対応する道潞上の位置を現在位置どして 採. ¾し、 その後ば、 道路との類似性を監視しながら現在位置の推定 t ί亍う こと力 できる。
上記の実施例において、 第 2 の限界誤差 Ε 2を採用した状態での 租 Κ係数の算出については、 必ずしも瞬時的に行う必要はなく （何 敌ならば、 現在位置の推定は捲測航法により行っているから） 、 あ る程度 Ο時間内に登録道路 0 Φから、 推定銃法に基づいて検 ¾され ている推定位置に対応する現在位置を検出'すれば足り る。
さ らに、 推定位置の誤差が何らかの原因で上記第 2 の限界誤差 Ε 2以上になった場合には、 当然に、 正しい道路が見 Sせないという 事態が生ずる。 したがって、 第 2の H箅誤差 Ε 2 を採 ¾し、 所定距 離走行しても正しい道路が見岀せない場合には、 さ らに広い第 3 の 限界誤差 E 3、 或いはそれ以上の限舁誤差を採用する。 但しこの場 合、 対象とする範囲が広く なるにつれて登録道路が多 く なるため、 対象範囲を広げるにつれて道路のレベルを階層化か、 各階層毎に処 理時間の短縮を図る ことにより所定時間内における確実な現在位置 の検出を行わせるこ とが好ま しい。
即ち、 登録道路を主要幹線道路のみに限定したり、 対象車両の走 行特性を考慮し、 走行する確率の高い道路に限定したりする こ とに より、 メ モ リ量の減少、 ^理時間の短縮を達成するようにしてもよ い。 この場合には、 主要幹線道路、 或いは走行確率の高い道路に対 する相閬係数の算出のみしか行う ことができないのである力く、 車両 がいつまても小さい道路のみを走行し続けて上記登録道路を走行し ないという事態は殆どないのであるから、 ある程度の走行を行えば、 そのう ちに必ず正しい道路が登録され、 正確な現在位置の検出を行 う こ とができ る。
また、 上記 Ο実施例においては、 検出された道路地図上の位置を 可視的に表示するナビゲ一シ ョ ン システムに適用した場合を示して おり、 何らかの異常が発生し、 推定位置の誤差が大き く なつた場合 には、 オペレータの操作により正常な検出位置表示状態に復帰させ る こともできる Οであるが、 このよう な復帰操作を行わな く ても、 自律回復を行わせる ことができるのて、 操作性を著し く 高める こ と ができる。 したがって、 ロケーシ ョ ンシステムのよう に、 検岀位置 を車両内部において可視的に表示しない場合においては、 上記自律 回復機能により異常が発生した場合にも、 ある程度の走行を行う こ とにより正確な位置検出状態に復帰させることができ、 システム全 体としての信頼性を著し く向上させることができる。
¾上の説明から明らかなように、 現在位置の出力を車両の内部に おいて行う ことにより、 現在位置と目的地とを道路地面と共に表示 して道案内を行う ナピゲ一ショ ンシステムに適用する こ とができる 泡、 現在位置の出力を電波により車外に対して行う とともに、 電波 を一箇所で受信することにより、 多数の車両の走行状態を把握する ロケーショ ンシステムに適用することもできる。
尚、 この発明は上記の実施例に限定されるものではな く、 例えば、 相蘭係数が最大の推定位置が複数存在する場合に、 道路の中心に最 も近い淮定位置を現在位置として出力することが可能である他、 所 定距離毎に走行距離、 および方位の変化量を得て積算する代わりに、 所定時間毎に走行距離、 および方位の変化量を得て積算することが 可能であり、 その他、 この発明の要旨を変更しない範面內において 種々の設計変更を施すことが可能である。
第 6図から第 10図は、 この発明の位置検 方式の他の実施例を示 す ¾であり、 第 1表は、 相関係数の推移を示す。
前記の実施例との相違は、 相関係数算 ffi部 (5)が、 特定時点におけ る各道路に対する推定位置と地図上の位置との距離誤差分 （以下、 単に特定時点における誤差と硌称する） に基づいて相閩係数を箕出 している点のみである。 したがって、 ブロ ック構成ば同じものを使 即ち、 栢閩係数箕 部 (5)は、 相閡係数を算出するための計算式と r i l , j = A X r i > j 十 B X d r j
(但し、 ① d r j ： 特定時点における誤差の铯対値にマイ ナスを付 した値、 ② j ： 登録した推定位置を示す係数、 ③ A = B = 1 、 ④相 K係数の初期値およびリ セ 'ン ト値 ： 0 とする） を用いるものである。 そして、 所定距離毎に設定されたタイ ミ ング （特定時点） で相関係 数を算出している。 具体的には、 10m毎にされている。
相閲係数評価部 (6)は、 前記の実施例と同様に各道路に対する推定 位置に対応する相関係数の中に所定の閾値より も大きいものが存在 するか否かを判別するとともに、 所定の閾値より も大きい各推定位 置に対応する栢閬係数同士の大小関係を評価して、 最も大きい相関 係数に対応する推定位置を実際の現在位置として出力し、 他の推定 位置の登録を条件が整えば抹消するもの.である。 具体的には、 最も 大きい相関係数の値より、 所定値以下の状態が 2回連続した道路は、 登録を抹消したり、 登録されている道路が 1 つの状態が 10m以上連 した場合には、 当該道路に対する推定位置をリ セ ッ トするととも に、 相関係数も リ セ ッ ト したりする ものである。
第 6図 道路交通網の一部を示す図であり、 第 2図と同様の道路 L 0 , L I , L 2 , L 3 のみが示されている とともに、 車両が破線 S i で示されるよう に、 道路 L 0から L 1 を通って走行している状 態を示している。 実線 S は走行距離算出部 (1)および走行方位算出部 (2)からのデータに基づいて箕出される推定位置の変化を示し、 走行 距離算岀部 (1)からの距離データに誤差 （図例では、 I4m ) がある。
E i は第 i の限界誤差を示している。 尚、
① a , b , c , d , e , ί , g ' 1ιは、 走行距離箕出部 (1)およひ' 走行-方位算岀部 (2)からのデータに基づいて特定時点毎に算出される 淮疋 ϊί· ^示し、
② a 1 , b 1 , c 1 , d I , e I , f 1 , g i , h 1 は、 特定時 点における道路 L 1 に対する推定位置を示し、
a 2 , b 2 , c 2 , d 2 , e 2は特定時点における道路 L 2 に 対する推定位置を示し、
④ a 3 , b 3 , c 3 , (1 3 , e 3 は特定時点における道路 L 3 に ¾する推定位置を示し、
r 0 , r 1 , r 2 , r 3 は各道路上の推定位置に対応する栢閬係数 を レてレヽ ^。
第 1表は、 第 6図中破線 S 1 で示すように車両が走行した場合の、 特定時点における誤差、 および相関係数 r の推移を表にしたもので ある。
尚、 上記栢閔係数 .は相関係数を算 Sする式に基づいて算出された のでめる。
(议下余白）
表 1 相 関 係 数 の 推 移 a 2il½、の a 1 i の b liii^、の c 1 の d 1 の e 1 、の f 1 の 1 の h 1 、の 直 後 直 後 直 後 直 後 直 後 直 後 直 後 直 後 直 後 特定時点における itSSL 0に対する
位 と地図上の位置との呉 Om Om 13.51 m 13.51 m 13.51 m
i ¾し 0に対する m¾位置 aitiL* alliL*
の下方 10m alii* の ±^10m の上方 20m の上方 30m
相 閲 係 数 r 0 -40.53
0 0 -13.51 -27.02 (登錄腦
特定時点における ¾{¾L 1に対する
位置と地図上の位置との誤差 14m Om Om Om Om Om Om Om 蹒 L1に附る譲立置 a 1 b 1 c動、 d 1 itL e 1 f rn lit!L* h 1迷 相 閭 係 数 r 1 一 14 一 14 -14 -14 -14 一 14 -14 0 特定時点における itS各 L 2に対する
ίί!¾位置と地図上の位置との言呉 4 m 0.87 m 0.87 m -8.45 m 8.45 ra 8.45 m 8.45 m
ίϋ¾し 2に対する ½¾位置 e 2i&^、の e 2ifiL*©
a 2itiL* b2liL¾ c 2¾¾ d2iil e 2地 右下方 10m 右下方 20m 相 関 係 数 r 2 -39.54
一 4 -4.87 -5.74 -14.19 -22.64 -31.09 (登錄抹消） 特定時点における し 3に対する
m¾位置と地図上の位置との誤差 6 m 0.87 m 0.87 m 0.87 m 8.45 m 8.45 m 8.45 m 纖し 3に対する腕立置 e 3¾^、の e 3¾*ω
a 3il!l* b3iHL c e 3 右下方 10m 右下方 20m 相 関 係 数 r 3 -33.96
一 6 -6.87 -7.74 -8.61 -17.06 -25.51 (登録抹消） a の下
推 定 位 置 方 10m elliL* h, ¾l に
リセット
また、 第 7図は第 6図 Φ破線 S I で示すように車両が走行した場 合における栢閩係数 r の変化を示す図であり、 縦軸に相関係数 r の 数値をとり、 横軸に走行距離をとつている。 尚、 d 1 ά 2 , ·'· ··- , d 9 は、 特定時点である。
したがって、 道路 L 0 を走行している状態においては、 地点 a 1 を通って道路 L 1 に進入したと判別されるまでの間、 相関係数 r 0 のみが大き く、 他の相関係数 r 1 , r 2 , r 3 は小さい。 即ち地点 a 1を通過するまでの間は特定時点 d 2 における誤差は 0 と小さい ので、 他の道路の影響を全ぐ考盧する必要がな く、 道路 L 0 におけ る走行距離のみを問題にすればよいのであるから、 推定位置算岀部
(4)において箕出された位置データを上記道路 L 0 の上の位置データ となるように補正すればよいことになる。 そして、 補正された位置 データに基づいて図示しないディ スプレイ装置上に道路地図と共に 上記位置の表示を行う ことにより、 車両の現在位置を確認すること ができる。
次に、 地点 a 1を通って道路 L 1 に進入した場合にば、 上記第 1 の限界誤差 E 1 の範囲内に存在する各道路について相関係数算出部
(5)によりそれぞれ相関係数 rを算出し、 算出された相関係数に基づ いて栢面係数評 ffi部 (6)により評価する。 即ち、 上記第 1 の限界誤差 E 1 の範囲内に存在する道路については、 栢閬係数が所定の閾値よ り も大きいのであるから、 そのまま大小関係の評価を行い、 何れ O 定位置の変化が最も道路に対して類似性が高いかを評価する。 さ らに詳綰に説明すると、 特定時点 d 3 における誤差が大き く なるか ら、 道路 L 0 に対する栢蘭係数 r 0が小さ く なり、 逆に、 第 1 の PR 界誤差 E 1 の範囲内に存在する道路 L 1 , L 2 , L 3 に対する相閩 係数が大き く なる。 第 7図においては、 特定時点 d 3 において相閬 係数 r 2 , r 3 の方が相閩係数 r 1 より も大き く なっているが、 こ れは走行距離検出部 (1)による誤差に起因する ものである （前記した ように、 もともと最初に、 14 mの誤差があつたと仮定している） 。 即ち、 走行距離検出部 (1)の出力が、 道路 L 2 , L 3 の方向に近い値 を示したためである （但し、 一般的には、 道路し 1 の上の推定位置 の相閬係数 r 1 が最も大き く なる） 。 また、 相関係数 r 2が r 3 よ り大き く なつているのは、 推定位置が道路 L 3 より道路 L 2 の方に 近いためである。 しかし、 道路 L 2 の上の推定位置の相関係数 r 2 については、 地点 c 1 を通過した後において走行方向検出部 (2)によ り検出される方向と道路 L 2 の方向とが大幅にずれてレまい、 特定 時点 d 5 における距離誤差が大き く なるから、 急激に小さ く なる。 また、 道路 L 3 の上の推定位置の相関係数 r 3 についても、 地点 d 1 を通過した後において走行方向検出部 (2)により検出される方向と 道路 L 3 Ο方向とが大幅にずれてしまい、 特定時点 d 6 における距 離誤差が大き く なるから、 急激に小さ く なり、 逆に、 道路 L 1 の上 の推定位置の相関係数 r I については殆ど変化しないのであるから、 相対的に大き く なつた相関係数 r 1 に基づいて、 道路 L 1 の上の推 定位置を現在位置として判別し、 道路地図と共に図示しないディ ス プレイ装置に表示させる こ とができる。 そして、 道路 L 1 ¾舛の道 路の相閬係数が小さ く なつて、 登録が抹消された時点で推定位置
( h地点） が h I地点にリ セ ッ ト される （第 1 表の推定位置の欄参 昭） 。 第 S 11は上記相 κ係数の大きい道路に対応する道路上に現在位置 を表示する例を示す。
即ち、 地点 a 1 を通過後、 相関係数 0 と相関係数 r 2 とが逆転 するまでの閩は、 道路 L 0 の上に対応させて現在位置の表示を行わ せている。 次に、 相閬係数 r 2 と相関係数 r 3が逆転するまでの間 は、 道路 L 2の上に対応させて現在位置の表示を行わせている。 次 いで、 栩閬係数 r 3 と栢閬係数 r 1が逆転するまでの間は、 道路 L 3 上に対応させて現在位 ¾の表示を行わせている。 そして、 栢閬 係数 r 3 と招 K係数 r 1が逆転した後は道路 L 1の上に対応させて 現在位置の袠示を行わせている。 .
したがつて、 地点 a 1を通過.当初においては現在位置の表示が、 実際に走行している道路とずれるが、 所定距離走行後には、 実際に 走行している道路上に現在位置を表示することができる。
： ま—た、 上記の実施例の場合においても、 前記第 4図、 および第 5 図.に基づいて説明された如く、 道路地図メ モリ に登録されていない 道路を走行している場合などにば、 第 1 の限界 ΐ呉差から第 2限界誤 差範囲に拡大し、 道路地図メモリ に登録されている道路が得られる まで、 推測航法のみにより位置検&を行う。
尚、 上記実施例においては、 計算を簡単にするために、 方位誤差 がないと仮定したが、 方位データに誤差があっても、 全く 同様の方 法を遗用することが可能である。 この場合において、 正しい道路に ¾する招¾係数が一時的に小さ く なり、 道路を間違い易 く なるが、 所定距離走行後に 、 栢閬係数が最も高い道路が残り、 正しい道路 を現在位置として g力することができる。 また、 前記実施例の第 2図および第 3図に基づいて説明した位置 検出方式を併用するこ とにより、 正しい道路の検出をより一層迅速 に行う こ とが可能である。
さ らに、 各道路に対する相閔係数の内、 最も大きい相関係数の得 られる道路上に現在位置を表示するのに替えて、 過去の相関係数 r 、 d r のパターン、 およびヒ ステ リ シスなどを考慮して、 道路を選択 するこ とによ り、 現在位置の頻繁な変化を防止したり、 より正確な 現在位置を求める ことができる。
さ らには、 登録道路が唯一となつて、 推定位置をリ セ ツ トする場 合にも、 相関係数 r のみでな く、 d r の正当性を評価する等してリ セ ッ ト ミ スを防止する こ とができ る。 - さ らにまた、 常時道路上に現在位置を表示する方式に替えて、 力 —ブしている間は推測航法により表示する ことも可能である。 この 場合には、 力一ブしている間に推定位置の頻繁な変化が起こる可能 性を防止する こ とができる。
以上のようにこの発明は、 車両の走行状態を検岀するためのセ ン サが必然的に有している誤差と道路地図の誤差の限界量の範囲内に 存在する全て O道路について推定位置を登録し、 かつ上記全ての道 路について相闆係数を計箕する ことにより、 実際の走行パターンに 対する道路の類似性を評価するよ う にしている とと もに、 上記誤差 の 1¾界量の範囲内に登録道路が存在しない場合には、 より広い誤差 il界量を採 ¾して実際の走行パタ―ンに対する道路の類似性を評 価しながら推測銃法による走行を行う のであるから、 車両が走行す る地域の道路パターンが複雑であっても、 互に近接した状態で複数 の道路が存在している拔態であっても、 登録道路以外の箇所を走行 している状態であっても、 或いは、 何らかの原因で推定位置の誤差 が大き く なつても、 ある程度以上の確率を有する推定位置を出力し 銃け、 例え一時的に正し ぐない推定位置を現在位置として岀力して も、 その後の相閬係数の変化に基づいて正しい推定位置を現在位置 として岀カすることができ、 車両の走行祅態の如何に影響されるこ となく、 位置検出の精度、 および確立を著し く向上させることがで きるという特有の効果を奏する。 '
7 . 產業上の利用可能性
本発明に係る位置検出方式ば、 現在位置の出力を車両の内部にお いて行う ことにより、 現在位置と目的地とを道路地図と共に表示し て道案内を行う ナどゲ一ショ ンシステムに適 ¾する ことができ る他、 現在位置の a力を電波により車外に対して行う とともに、 電波を一 箇所で受信することにより、 多数の車両の走行扰態を ίΕ握する ケ
―ショ ンシステムに適用することもできる。
(以下余白）

Claims

請求の範囲
1 . 所定タイ ミ ング毎に走行距離、 および方位変化量を得て積算し、 積箕データに基づいて、 メ モ リ に格納している道路地図の何れかの 道路上における現在位置を検岀する車両用自立型位置検出装置にお いて、
前記積算データから現在の位置データを算出するステップと、 前 記積算データの誤差と道路地図の誤差に基づいて定まる前記位置デ ータが有している第 1限界誤差 （ E 1 ) および第 2限异誤差 （ E 2 ) を算出するステ ッ プと、 前記位置データの前記第 1限界誤差
( E 1 ) の範囲内に存在する全ての道路上の位置を推定位置として 登録するステ ップと、 登録された推定位置の各道路に対する相関係 を算岀するステ ッ プと、 道路に対する誤差が最も少ないこ とを示 す相 K係数を選択するステ ッ プと、 選択された相関係数に対応する 推定位置を現在位置として出力するステ 'ンプとからなり、 前記第 I 限界誤差 （ E 1 ) の範囲内に道路が存在しない場合には、 前記積算 データから得れる現在の位置データを現在位置として出力し、 前記 第 2限界誤差 （ E 2 ) の範囲内に存在する全ての道路上の位置を推 定位置として登録し、 登録された推定位置の各道路に対する誤差が 所定量以下であって、 かつ、 最も少ないことを示す招 f天係数が得ら れた場合には、 これに対応する推定位置を現在位置と して出力する ことを特徴とする位置検出方式。
2 . 最も大きい招関係数を選択し、 最も大きい相関係数に対応する 推定位置を現在位置と して岀カする上記特許請求の範囲第 1 項記載 ®位置後 &方式。
3 . 栢鬨係数が所定値以下になった場合に、 該当する推定位置の登 録を抹消する上記特許請求の範囲第 2項記載の位置検出方式。
4 . 相関係数同士の差が所定値以上となった場合に、 小さい方の相 K係数に対応する推定位置の登録を抹消する上記特許請求の範囲第 2項記載の位置検出方式。
5， 道路の所定ュニッ ト単位を通過した後に推定位置の登録を抹消 する上記特許請求の範囲第 3項または第 4項の何れかに記載の位置 検 刀
6 . 相関係数が最大の推定位置と、 相関係数が 2番目に大きい推定 位置とが入替る場合に、 所定のヒステリ シス特性を持たせて最大の 栢閡係数を選扳する上記特許請求の範囲第 2項記載の位置検出方式。
7 . 柑閡係数が最大の推定位置が複数存在する場合に、 道路の中心 に最も近い推定位置を現在位置として岀カする上記特許請求の範囲 • 第 2項記載の位置検出方式。
S . 所定時間毎に走行距離、 および方位の変化量を得て積箕する上 記特許請求の範匪第 2項記載の位置検出方式。
9 . 所定距離毎に走行距離、 および方位の変化量を得て積寘する上 記特許請求の範 H第 2項記載の位置検岀方式。
10. 前記第 2限界誤差の範 fflに存在する全ての道路を对象として相 Γ 3係数を評 ffiする上記特許請求の範囲第 1項記載の位置換出方式。
11. 前記第 2限界誤差の範囲においては、 範囲ごとに階層化された レベルの道路を対象として相関係数を評価する上記特許請求の範囲 第 10項記戴の位置検 S方式。
12. 前記第 2 P良界誤差の範囲が、 大きさの異なる複数の範囲である 場合に、 誤差が所定量以下であって、 かつ、 最も少ないことを示す 相関係数に対応する推定位置が得られるまで、 小さい方の範囲から 順に、 所定距離走行する間、 対象道路の相関係数を評価する上記特 許請求の範囲第 11項記載の位置検出方式。
13. 前記第 2限界誤差の範囲の大きさを大き く するにつれて、 主要 な道路に限定して相関係数を評価する上記特許請求の範囲第 12項記 載の位置検出方式。
14. 位置検出の対象とする車両の走行特性を考慮し、 前記第 2限界 誤差の範囲を大き く するにつれて走行する確率の高い道路に.限定し て相閩係数を評価する上記特許請求の範囲第 12項記載の位置検出方
15. 相閔係数が、 特定時点における登録された道路に対する推定位 置と、 地図上の位置との誤差をパラメ ータ とする関数を累計したも Oである上記特許請求の範囲第 1 項記載の位置検出方式。
16. 登録された道路に対する推定位置が、 前回の特定時点における 各道路に対する推定位置と地図上の位置との誤差分だけ補正したも のである上記特許請求の範面第 15項記載の位置検出方式。
17. 推定位置を中心とする前記第 1 限^誤差の範囲内において選択 されるべき相関係数の道路が唯一で、 且つ相関係数が所定値より も 大きい找態が所定ュニッ ト単位走行する間継続した場合に、 推定位 置を最も最近 0特定時点における当該道路に対する推定位置と地図 上の位置との誤差分だけ補正する上記特許請求 0範囲第 16項記載の 1 直検 m刀ェ、 0
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