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JP3672351B2 - Current position calculation device and distance coefficient correction method thereof - Google Patents
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JP3672351B2 - Current position calculation device and distance coefficient correction method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両等の移動体に搭載され、進行距離や進行方位等を測定して、これらより当該車両の現在位置を算出する現在位置算出装置に関するものであり、特に、進行距離の測定誤差を補正する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両の現在位置は、ジャイロ等の方位センサにより測定した車両の進行方向と、車速センサまたは距離センサにより測定した車両の進行距離に基づいて算出することが行われている。
【0003】
また、車両の進行距離は、一般的には、トランスミッションの出力軸、または、タイヤの回転数を計測して、その回転数に、タイヤ1回転あたりに車両が進む距離である距離係数を乗ずることにより求められている。
【0004】
また、このように車両の進行方向と進行距離から求めた現在位置の誤差を補正するために、特公平6−13972号公報記載の技術のように、道路データに整合するように、求められた車両の現在位置を修正する、いわゆる、マップマッチングの技術が知られている。このマップマッチングの技術によれば、位置算出の精度を高めることができる。
【0005】
ところで、走行時には、タイヤの磨耗や、温度変化による膨張等により、タイヤの直径、すなわち、距離係数が時事刻々と変化する。このため、進行距離の算出において誤差が発生し、現在位置の算出が高精度に行えなくなる。たとえば、タイヤ1回転あたりの進行距離係数に、1%の誤差が存在すると、100km走行した場合、1kmの誤差が発生してしまう。
【0006】
このような進行距離の測定誤差は、通常の道路を走行している場合は、前述したマップマッチングの技術により、ある程度修正できる。しかし、高速道路等の道路を走行する際には、マップマッチングで利用できるカーブや交差点等の特徴が道路にないため、充分に誤差を修正することができなくなる。
【0007】
さらに、一旦、測定した現在位置と真の現在位置との間に1km程度の誤差が発生してしまうと、マップマッチングの技術によっては、正しい位置に補正することが困難になる。
【0008】
そこで、進行距離の測定の誤差を無くすために、従来は、(1)交差点を曲がった時(始点)から、次の交差点を曲がる(終点)までの道路データと、計測した回転数より得られる進行距離とを比較することにより、タイヤ1回転あたりの距離係数を補正することが行われていた。また、(2)特公平6−27652号公報に記載のように、2つのビーコンの間の地図上の距離と、走行して計測した距離を比較することにより、前述した距離係数を補正する技術も知られている。また、(3)特開平2−107958号公報記載のように、GPS衛星よりの信号を用いて現在位置を算出するGPS受信装置を利用して車速を求め、それと検出されたタイヤの回転数とを比較して前述した距離係数を補正する技術も知られている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した(1)の技術では、交差点間の道路が少しでも曲がっていたり、車両が蛇行運転したりすると、正確な補正を行うことができなくなる。また、前述した始終点を正確に特定するのが難しいという問題もある。たとえば、交差点内に複数車線がある場合、どちらの車線を通って曲がるかによって始終点は異なってくるが、このような車線まで特定することは容易ではない。
【0010】
また、前述した(2)の技術でも、道路が直線でないと正確な補正を行うことができないし、また、車両が利用できるビーコン設備を設けなければならないという問題点がある。
【0011】
また、前述した(3)の技術では、車両の速度が低い場合に、正確な速度情報を得ることができない場合があり、また、車両の速度変化が大きい場合には処理に時間がかかり、算出した速度に誤差が生じる。このため、正確な補正を行えない場合があるという問題がある。また、車両に利用できるGPS受信装置やGPSアンテナを設ける必要がある。また、車両がトンネルや高架下、建物の影等GPS信号が受信できない走行状態の場合には、GPS衛星を利用できないため補正を行うことができなくなるという問題もある。
【0012】
そこで、本発明は、走行する道路の交差点等の多少や、車両の走行速度にかかわらず、また、格別の設備を必要することなしに適正に距離係数を補正し、高精度に車両位置を求めることができる現在位置算出装置を提供することを目的とする。
【0013】
本発明の他の目的は、距離係数を補正するための補正係数が長時間設定し直されない場合の不都合を回避することができる現在位置算出装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のために、本発明は、 車輪の回転に伴い移動する車両に搭載され、当該車両の現在位置を算出する現在位置算出装置であって、
道路地図を表す地図データを記憶する手段と、
車両の進行方位を検出する進行方位検出手段と、
車輪の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
該回転速度検出手段により検出された車輪の回転速度と、設定された距離係数とに応じて車両の走行距離を算出する走行距離算出手段と、
該走行距離算出手段により算出された車両の走行距離と前記進行方位検出手段により検出された車両の進行方位と前記道路地図を表す地図データとに応じて、車両が存在する道路と当該道路上の車両の存在する位置を推定する手段と、
道路の湾曲部において、前記走行距離と前記進行方位と前記道路地図を表す地図データに応じて、当該走行距離の誤差を求める誤差算出手段と、
該求められた誤差に基づいて、前記距離係数を補正するための補正係数を生成する距離係数補正手段とを備え、
前記距離係数補正手段は、前記補正係数が設定されてから所定距離走行するまでの間に、前記誤差算出手段の新たな出力に基づいて前記補正係数が設定し直されない場合には、該補正係数の絶対値を0に近づく方向へ低減することを特徴とする現在位置算出装置を提供する。
【0015】
本発明は、また、車両に搭載され、当該車両の現在位置を算出する現在位置算出装置において、車軸の回転速度に基づき車両の走行距離を求めるための距離係数を補正する方法であって、
道路の湾曲部において、算出された車両の走行距離と検出された車両の進行方位と道路地図を表す地図データに応じて、当該走行距離の誤差を求め、
該求められた誤差に基づいて、前記距離係数を補正するための補正係数を生成し、
該補正係数により、車両の走行中、逐次、前記距離係数を補正するようにし、
前記補正係数が設定されてから所定距離走行するまでの間に、新たな走行距離の誤差に基づいて前記補正係数が設定し直されない場合には、該補正係数の絶対値を0に近づく方向へ低減することを特徴とする現在位置算出装置の距離係数補正方法を提供する。
【0016】
【作用】
本発明の現在位置算出装置では、道路の湾曲部を利用して進行距離の誤差を求め、これに応じて距離係数を補正するようにしたので、走行する道路に交差点等の特徴が無くても、また、GPS等に格別の設備がなくとも、距離係数を補正することができる。また、このような距離係数の補正の方法によれば、車両の走行速度に直接依存することもない。
【0017】
かつ、補正係数が設定されてから所定距離走行するまでの間に、新たな走行距離の誤差に基づいて前記補正係数が設定し直されない場合には、該補正係数の絶対値を0に近づく方向へ低減するようにした。これは、補正係数が長距離にわたって更新されない場合、すなわち直線的な道路が長く続き新たな進行距離の誤差データが長距離にわたって獲得されない場合には、現在の補正係数をそのまま維持しておくことが却って走行距離誤差を増加させてしまうような場合がありうるという事情を考慮したものである。本発明によればこのような不都合を回避することができる。
【0018】
【実施例】
以下、本発明に係る現在位置算出装置の一実施例について説明する。
【0019】
まず図1により、本実施例に係る現在位置算出装置の構成について説明する。
【0020】
本実施例に係る現在位置算出装置は、車両のヨーレイトを検出することで進行方位変化を検出する角速度センサ201と、地磁気を検出することで車両の進行方位を検出する方位センサ202と、車両のトランスミッションの出力軸の回転速度に比例した時間間隔でパルスを出力する車速センサ203を備えている。
【0021】
また、現在位置周辺の地図や現在位置を示すマーク等を表示するディスプレイ207と、ディスプレイ207に表示する地図の縮尺切り替えの指令をユーザに(運転者)から受け付けるスイッチ204と、デジタル地図データを記憶しておくCD−ROM205と、そのCD−ROM205から地図データを読みだすためのドライバ206とを備えている。また、以上に示した各周辺装置の動作の制御を行うコントローラ208を備えている。
【0022】
次に、コントローラ208は、角速度センサ201の信号(アナログ)をデジタル信号に変換するA/D変換器209と、方位センサ202の信号(アナログ)をデジタル信号に変換するA/D変換器210と、車速センサ203から出力されるパルス数を0.1秒毎にカウントするカウンタ216と、スイッチ204の押圧の有無を入力するパラレルI/O211と、CD−ROM205から読みだされた地図データを転送するDMA(Direct Memory Access)コントローラ212と、ディスプレイ207に地図画像を表示する表示プロセッサ213とを有する。
【0023】
また、コントローラ208は、さらに、マイクロプロセッサ214と、メモリ215とを有する。マイクロプロセッサ214は、A/D変換器209を介して得た角速度センサ201の信号、A/D変換器210を介して得た方位センサ202の信号、カウンタ216がカウントした車速センサ203の出力パルス数、パラレルI/O211を介して入力するスイッチ204の押圧の有無、DMAコントローラ212を介して得たCD−ROM205からの地図データを受け入れて、それら信号に基づいて処理を行い、車両の現在位置を算出して、それを表示プロセッサ213を介してディスプレイ207に表示させる。この車両位置の表示は、図2に示すように、すでにディスプレイ207に表示している地図上に矢印マーク等を重畳して表示することにより行う。これにより、ユーザは、地図上で車両の現在位置を知ることができる。メモリ215は、このような動作を実現するための処理(後述)の内容を規定するプログラムや、後述する各種テーブル等を格納したROMと、マイクロプロセッサ214が処理を行う場合にワークエリアとして使用するRAMとを含んでいる。
【0024】
以下、本実施例に係る現在位置算出装置の動作について説明する。
【0025】
まず、車両の進行方位及び進行距離を算出する処理、算出された進行方位及び距離から車両の現在位置を決定する処理、得られた車両位置および方位を表示する処理の三つの処理について説明する。
【0026】
図3に、車両の進行方位及び進行距離を算出する処理の流れを説明する。
【0027】
この処理は、一定周期、たとえば100mS毎に起動され実行されるマイクロプロセッサ214のルーチンである。
【0028】
このルーチンでは、最初、A/D変換器209から角速度センサ201の出力値を読み込む(ステップ401)。この角速度センサ201は、その出力値に方位変化が出力されるので、車両の進行方向の相対的な値しか検出できない。このため、次に、A/D変換器210から方位センサ202の出力値を読み込み(ステップ402)、この方位センサ202の出力値により算出された絶対方位と角速度センサ201から出力される方位変化(角速度出力)とを用いて、車両の推定方位を決定する(ステップ403)。
【0029】
この方位の決定は、たとえば、長い時間、車速が低い時には、角速度センサの誤差が大きいので、一定時間以上車速が低い場合には、方位センサ方位のみを利用するという方法により行う。
【0030】
次に、車速センサ203の出力するパルス数を、0.1秒毎に、カウンタ216で計数して、その計数値を読み込む(ステップ404)。この読み込んだ値に、距離係数Rを乗算することで、0.1秒間に進んだ距離を求める(ステップ405)。この距離係数Rの求め方については後述する。
【0031】
次に、このようにして求められた0.1秒間あたりの進行距離値を、前回得られた値に積算して、車両の進行距離が20mとなったかどうかを調べ(ステップ406)、20mに満たない場合(ステップ406でNo)、今回の処理を終了して、新たな処理を開始する。
【0032】
進行距離算出処理の結果、積算された進行距離が一定距離、例えば20mとなった場合(ステップ406でYes)、その時点での進行方向と進行距離(20m)とを出力する(ステップ407)。ステップ407では、さらに、積算距離を初期化して、新たに進行距離の積算を開始する。
【0033】
次に、算出された進行方位および進行距離に基づいて、車両の現在位置を求める処理について説明する。
【0034】
図4に、この処理の流れを示す。
【0035】
本処理は、図3からの進行方位および進行距離が出力されるのを受けて起動され、実行されるマイクロプロセッサ214のルーチンである。すなわち、本処理は、車両が20m進む毎に起動される。
【0036】
さて、この処理では、まず、ステップ407で出力された進行方位と進行距離とを読み込む(ステップ501)。次に、それらの値に基づいて、車両の移動量を緯度経度方向、別々に、それぞれ求める。さらに、これらの各方向における移動量を、前回の処理で求められた車両の現在位置(B)に加算して、現在位置(A)を求める(ステップ502)。
【0037】
もし、装置の始動直後など、前回求められた位置がない場合には、別途設定された位置を前回求められた位置として用いて現在位置(A)を求める。
【0038】
次に、求めた現在位置(A)の周辺の地図を、CD−ROM205から、ドライバ206およびDMAコントローラ213を介して、読み出し、現在位置(A)を中心とする予め設定された距離D内にある道路データ(線分)を抜き出す(ステップ503)。
【0039】
なお、道路データとしては、たとえば、図6に示すように、2点間を結ぶ複数の線分81〜85で近似し、それら線分を、その始点と終点の座標によって表したもの等を用いることができる。たとえば、線分83は、その始点(x3、y3)と終点(x4、y4)によって表現するようにする。
【0040】
次に、ステップ503で抜き出された線分の中から、その線分の方位が、求められている進行方向と、所定値以内にある線分だけを抜き出す(ステップ504)。さらに、抜き出されたすべての線分に対し、現在位置(A)から垂線をおろし、その垂線の長さを求める(ステップ505)。
【0041】
次に、それら垂線の長さを用いて、ステップ504で抜き出されたすべての線分に対して、以下に定義されるエラーコスト値を算出する。
【0042】
エラーコスト=α×|進行方位−線分方位|+β×|垂線の長さ|
ここで、α、βは、重み係数である。これら係数の値は、現在位置の存する道路を選択する上で、進行方位と道路の方位のずれと現在位置と道路の距離のずれのどちらを重視するかによって変化させてよい。たとえば、進行方位と方位が近い道路を重視する場合は、αを大きくするようにする。
【0043】
そして、各線分のエラーコストが算出されたならば、エラーコストが算出された線分のうち、エラーコスト値が最も小さい線分を選び(ステップ506)、その選択された線分と垂線との交差する点(線分の垂線のあし)を、修正された現在位置(B)とする(ステップ507)。
【0044】
また、前述したステップ503では、現在位置(A)を中心とする予め設定された距離D内にある道路データ(線分)を抜き出したが、この距離Dは、前回行ったステップ506で選択した道路のエラーコストの値に基づいて決定する値でもよい。
【0045】
ここで、エラーコストに基づいて、検索範囲を求める理由は、エラーコストのが大きい場合は、前回求めた現在位置(B)の精度に対する信憑性が低いと考えられるので、より広い範囲を検索して道路を探す方が、正しい現在位置を求める上で適当であるからである。
【0046】
次に、得られた車両位置および方位を表示する処理について説明する。
【0047】
図5に、この処理の流れを示す。
【0048】
本処理は、1秒毎に起動され実行されるマイクロプロセッサ214のルーチンである。
【0049】
最初、スイッチ204が押圧により地図の縮尺の変更を指示されているかを、パラレルI/O211の内容を見て判断する(ステップ601)。もし、押されていれば(ステップ601でYes)、それに対応して、所定の縮尺フラグを設定する(ステップ602)。
【0050】
次に、図4の処理で求められた現在位置(B)を読み出し(ステップ603)、ステップ602で切り替えられた縮尺フラグの内容に応じた縮尺の地図をディスプレイ207に、例えば、図2に示すような状態で表示する(ステップ604)。
【0051】
そして、地図に重畳して、車両の現在位置(B)と車両の進行方位を、たとえば、先に示した図2のように、矢印記号“↑”を用いて表示する(ステップ605)。そして最後に、これらに重畳して、北を示す北マークと、縮尺に対応した距離マークとを、図2のように表示する(ステップ606)。
【0052】
なお、本実施例においては、上記のように矢印記号を用いて車両位置および方向を示したが、車両位置および方向の表示形態は、位置および進行方向が、表示状態が明確に示されるものであれば、その形態は任意でよい。また、北マーク等も同様である。
【0053】
さて、前述したように車両の走行距離は、車速センサ203の出力するパルス数に距離係数Rを乗じて求める。しかし、タイヤの摩耗等によりタイヤ1回転あたりの車両の進行距離は変化するので、距離係数Rを固定値とすると、走行に伴い距離が正確に求まらなくなってくる。そこで本実施例では、逐次、図4の処理で得られた現在位置(B)(ステップ508)と、CD−ROM205からドライバ206を介して読みだした地図データから求まる道路方位と、図3の処理で得られた車両方位(ステップ403)とを比較することにより、現在位置(B)が、実際の位置に対して進んでいるか遅れているかを判断し、距離係数Rを動的に修正する。
【0054】
このような距離係数Rの修正は、たとえば、次のようにして行うことができる。すなわち、距離係数Rを逐次動的に補正するための補正係数Rshを導入する。そして、距離係数R=R0×(1+Rsh)に従い、動的に距離係数Rを修正する。なお、ここでR0は、予め定めた距離係数Rの初期値を示している。補正係数Rshは走行中で逐次生じた走行距離の誤差を道路のカーブ(湾曲部)等を利用して検出し、これに基づいて距離係数Rをきめ細かに補正しようとするものである。
【0055】
マイクロプロセッサ214が、補正係数Rshを、後述する処理により逐次変更する。以下、本実施例の処理の具体的な手順について説明する。
【0056】
先ず、本装置が起動されると、初期化処理において、以下に説明する処理で用いる各種変数やフラグ、すなわち、距離誤差量d、距離補正係数Rsh、距離補正実施距離l、距離補正有効距離Lsh、距離補正実施フラグflagをすべて0に初期化する。
【0057】
図8に示した処理は、図4の処理によって現在位置(B)が出力されるのを受けて起動され実行されるマイクロプロセッサ214のルーチンである。すなわち、本処理は、車両が20m進む毎に起動される。この処理では、図4の処理で先に読み込んだ各種センサデータおよび地図データを用いる。勿論、この時点で再度読み込みを行ってもよい。
【0058】
図8において、まず、距離補正実施フラグflagが0か否かを調べ(ステップ801)、0でなければステップ804へ飛び、0であれば距離誤差量dを算出する(ステップ802)。後の説明で分かるように、このflagは、Rshの算出後300m走行するまでの間”1”となる。距離誤差量dは、距離定数Rの適正な値からのずれに伴って生じる走行距離の誤差に相当する量であり、この算出方法については後述する。ついで、距離Lshの更新を行う(ステップ803)。距離Lshは、後述する図10のステップ906でリセットされ、Rshの算出2の後の走行距離を示し、次のステップ806においてこれが2km以上に達したか否かが調べられる。
【0059】
ステップ804で、距離誤差量dをチェックする。dが0ならばステップ806へジャンプし、0でなければ図11で後述するRsh算出1の処理を行う(ステップ805)。
【0060】
ステップ806では、ステップ803で更新された距離Lshが2km以上か否かがチェックされ、2km未満であればこの処理を終了する。2km以上であれば、補正係数Rshの削減処理を行う(ステップ807)。この削減処理は、補正係数Rshの値を0に近づける方向へ低減させるものであり、その具体的な方法については後述する。削減処理を行う理由は次のようなことによる。すなわち、例えば高速道路のように長い距離にわたり直線的な道路が継続する場合において、ステップ802での距離誤差量dが長期間にわたり算出されない(d=0)場合がある。本実施例では、Rshは短期的に更新され続けて初めて信頼できるものと考えており、一旦算出された補正係数Rshが更新される機会がない場合には、そのRshがある期間で正しい値であったとしても、続く期間において必ずしも正しいとは言えない。したがって、そのようなRshの値を長期間使用し続けると却って走行距離の誤差を増大させる場合がある。このような事態を回避するために本削減処理を行う。最後に、ステップ808で距離Lshを0にリセットしてこの処理を終了する。
【0061】
次に、距離誤差量dの具体的な算出方法について説明する。
【0062】
本実施例において距離誤差量dは、道路のカーブの個所の車両の実際の曲がり方に応じて決定する。
【0063】
たとえば、図4のステップ508で出力された現在位置(B)が、図9の道路Aを進行するものであったとする。一方、たとえば、逐次出力される現在位置(B)のうちの、走行上カーブ開始点oより所定距離だけ前のa点を基準に、車両の進行方位の走行距離から求めた車両の現在位置の軌跡(a点以降、マップマッチングを適用せずに逐次の方位および移動量を積算して得られる軌跡)が、図中に破線で示したようにo点をオーバした地点から曲がり始めた軌跡であったとする。
【0064】
この場合には、距離係数Rが真の値より大きかったものと推定することができる。なぜならば、車両がカーブoに達したと距離係数Rを用いて推定された時点では、車両は曲がり始めていないので実際には車両はカーブに達していないと考えられるからである。また、距離係数Rが真の値より大きい度合いは、車両が実際に曲がり始めた地点とカーブ開始点oとの距離を表す図中の距離dより推定することができる。
【0065】
また、逆に、車両の進行方位の走行距離から求めた車両の現在位置の軌跡が、点oに到る前に曲がり始めた軌跡である場合には、距離係数Rが真の値より小さかったものと推定することができる。なぜならば、車両がカーブoに達したと距離係数Rを用いて推定される前に、車両は曲がり始めているので実際には車両は既にカーブoに達していると考えられるからである。また、この場合も、距離係数Rが真の値より小さい度合いは、車両が実際に曲がり始めた地点とカーブoとの距離を表す図中の距離dより推定することができる。
【0066】
したがって、図中のdに基づいて距離係数の真値よりのずれと、その度合いを判定し、これを打ち消すように補正係数Rshを定めることができる。Rshの設定方法については、後述する。
【0067】
距離誤差量dの他の求め方として、車両方位と道路の方位差から、車両がカーブoに達したと距離係数Rを用いて推定されるより前に、車両が曲がり始めたか、車両がカーブoに達したと距離係数Rを用いて推定された時点より後に車両が曲がり始めたかを判定し、カーブの曲がりの方向と、車両方位と道路の方位差の積分値より、距離係数Rが真の値よりずれている度合いを求めることもできる。
【0068】
図10により、ステップ805のRsh算出処理の具体的な手順の例を示す。
【0069】
まず、flagが0か否かを調べる(ステップ901)。0であれば、距離誤差量dに基づく補正係数Rshを算出するためのルート(ステップ902、903)へ進み、0でなければステップ904へ進む。
【0070】
ステップ902では、距離誤差量dに基づく補正係数Rshの算出1を行う。本実施例では、このステップ902のRshの算出時にはその絶対値を、適正と思われる値よりも過大な値とする。このようにRshの値を意図的に過大な値とするのは、次のような理由による。すなわち、距離誤差dが確認された時点では既に現在位置のずれが蓄積した状態にあり、単にRshを適正な値に補正しただけでは現在位置のずれはそのまま保存されることになる。本実施例では、Lshの補正を行ってから所定距離(本実施例では300m)の間は補正係数Rsh(絶対値)を適当と思われる値より大きくすることにより距離係数Rをその真値より意図的にずらして、それまでに蓄積された現在位置(B)のずれを、この300mを進む間に少しずつ修正し、その後、補正係数Rshを小さくして距離係数Rを正しいと思われる値に設定し直す。このように300mかけて現在位置のずれをすこしずつ補正することにより、現在位置の表示位置をずれたまま維持したり、新たな位置にジャンプさせたりすることなく、スムーズに移動させることができる。具体的なRshの符号および大きさについては図11により後述する。
【0071】
ついでステップ903においてflagを1に設定してこの処理を終了する。
【0072】
先のステップ901においてflagが0でなければ(すなわち、flagが1であれば)、ステップ904でflagを1に設定した後の走行距離である距離lが300m以下か否かをチェックする。300m以下であれば、ステップ905で距離lを更新してこの処理を終了する。
【0073】
ステップ904において距離lが300mを越えた場合、各種変数d,Lsh,l,flagがすべて0にリセットされる(ステップ906)。その後、Rshの算出2の処理が行われる(ステップ907)。この処理は、前述したように、ステップ902において算出した過大なRshを、適正と思われる値に設定し直す作業に相当する。このステップにおける具体的なRshの算出法については、図12で後述する。
【0074】
図10の処理において、距離誤差量dに基づくRshの変更後、距離lが300m以下の間は、flagが1のままであり、前述のように図8の処理においてステップ802、803が迂回されるようにしている。これは、距離係数Rを適正と思われる値から意図的にずらして走行している間は、新たなRshを求める動作をしないようにするためである。
【0075】
図11に示すように、Rshの算出1におけるRshの変更量Rsh300の符号は、dが正ならば負とし、dが負ならば正とする。これにより、前述のように距離係数Rを適正な値の方向へ補正することができる。ただし、dの値は、図9に示したように道路のカ−ブを外回りしたとき(オ−バ−シュ−トしたとき)に正とし、道路のカ−ブを内回りしたとき(アンダ−シュ−トしたとき)に負とする。Rsh300の大きさは、dの絶対値に正の定数kを掛けた値とする。このkの値は、補正後の距離係数Rが適正な値と思われる値を通り越してしまう程度に、意図的に過大な値とする。ただし、極端に大きな値は誤動作によるものと判断して、Rsh300の値に上限および下限を設ける。そして、Rsh=Rsh0+Rsh300によってRshを求める。ただし、Rsh300として、Rsh0が取りえる値より充分大きな値を用いるときには、Rsh=Rsh300としてよい。なお、Rsh0は距離誤差量発生前のRshである。
【0076】
なお、上述したRsh300の大きさの決定方法の他に、予めdの大きさ区分に応じて所定の数値を格納したテーブルを用いる方法を採用してもよい。
【0077】
300mに達した後に補正係数Rshを低減する際のその符号および大きさの具体例を図12により説明する。Rshの変化量の符号は、Rsh300の符号が正であれば正、負であれば負とする。また、その大きさは、
|Rsh|=m×|Rsh300|+Rsh0
とする。ここに、mは1より小さい正の定数である。
【0078】
最後に、図8のステップ807に示したRshの削減処理について説明する。
【0079】
前述のように、この削減処理は、補正係数Rshの値をさらに0に近づける方向へ低減させるものであり、次のように実行する。
【0080】
(1)Rsh>0のとき、
Rsh=Rsh−n
ここに、nは任意の正の定数である。算出したRshが負になった場合にRsh=0とする。
【0081】
(2)Rsh<0のとき、
Rsh=Rsh+n
ここに、nは(1)と同じ任意の正の定数である。算出したRshが正になった場合にRsh=0とする。
【0082】
前述のように、この低減処理により、例えば高速道路のように長い距離にわたり直線的な道路が継続する場合において、一旦算出された補正係数Rshが更新される機会がなく、それを長期間使用し続けるような事態を回避できる。
【0083】
以上、本発明の一実施例についてのみ説明したが、種々の変形・変更を行うことが可能である。例えば、上記説明中の各種の時間や距離の数値(100ms,1s,20m,300m,2km)は必ずしも厳密にこれらの値に限るものではない。
【0084】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、走行する道路の交差点等の多少や、車両の走行速度にかかわらず、また、格別の設備を必要することなしに適正に距離係数を補正し、高精度に車両位置を求めることができる現在位置算出装置を提供することができる。また、距離係数を補正するための補正係数が長時間設定し直されない場合の不都合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る現在位置算出装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例において行う地図および現在位置の表示例を示す図である。
【図3】本発明の一実施例において行う進行方位および距離の算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図4】本発明の一実施例において行う現在位置の算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図5】本発明の一実施例において行う現在位置表示処理の手順を示すフローチャートである。
【図6】本発明の一実施例において用いる地図データにおける道路の表現形式を示す図である。
【図7】本発明の一実施例において行う初期化処理を示すフローチャートである。
【図8】本発明の一実施例において行う補正係数算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図9】図8に示した距離誤差量dの算出処理を説明するための図である。
【図10】図8に示したRsh算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図11】図10に示したRshの算出1の処理内容を示す図である。
【図12】図10に示したRshの算出2の処理内容を示す図である。
【符号の説明】
201 角速度センサ
202 方位センサ
203 車速センサ
204 スイッチ
205 CD−ROM
206 CD−ROMドライバ
207 ディスプレイ
208 コントローラ
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a current position calculation device that is mounted on a moving body such as a vehicle, measures a travel distance, a travel direction, and the like and calculates a current position of the vehicle from these, and in particular, a travel distance measurement error. It is related with the technique which correct | amends.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the current position of a vehicle has been calculated based on the traveling direction of the vehicle measured by an orientation sensor such as a gyro and the traveling distance of the vehicle measured by a vehicle speed sensor or a distance sensor.
[0003]
Further, the travel distance of the vehicle is generally obtained by measuring the output shaft of the transmission or the rotation speed of the tire and multiplying the rotation speed by a distance coefficient that is the distance the vehicle travels per rotation of the tire. It is demanded by.
[0004]
In addition, in order to correct the error of the current position obtained from the traveling direction and the traveling distance of the vehicle in this way, as in the technique described in Japanese Examined Patent Publication No. 6-13972, it is required to be consistent with the road data. A so-called map matching technique for correcting the current position of the vehicle is known. According to this map matching technique, the accuracy of position calculation can be increased.
[0005]
By the way, during running, the tire diameter, that is, the distance coefficient changes every moment due to tire wear, expansion due to temperature change, and the like. For this reason, an error occurs in the calculation of the travel distance, and the current position cannot be calculated with high accuracy. For example, if an error of 1% exists in the travel distance coefficient per one rotation of the tire, an error of 1 km occurs when the vehicle travels 100 km.
[0006]
Such a travel distance measurement error can be corrected to some extent by the above-described map matching technique when traveling on a normal road. However, when driving on a road such as an expressway, since the road does not have features such as curves and intersections that can be used for map matching, the error cannot be corrected sufficiently.
[0007]
Furthermore, once an error of about 1 km occurs between the measured current position and the true current position, it is difficult to correct the position correctly depending on the map matching technique.
[0008]
Therefore, in order to eliminate the measurement error of the travel distance, conventionally, it is obtained from (1) road data from the time when the intersection is turned (start point) to the next intersection (end point) and the measured number of revolutions. The distance coefficient per one rotation of the tire has been corrected by comparing the traveling distance. Also, as described in (2) JP-B-6-27652, a technique for correcting the above-described distance coefficient by comparing the distance on the map between the two beacons and the distance measured by running. Is also known. Further, (3) as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-107958, the vehicle speed is obtained using a GPS receiver that calculates a current position using a signal from a GPS satellite, and the detected tire rotation speed and A technique for correcting the above-described distance coefficient by comparing the above is also known.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the technique (1) described above, if the road between the intersections is slightly bent or the vehicle is meandering, accurate correction cannot be performed. There is also a problem that it is difficult to accurately specify the start and end points described above. For example, when there are a plurality of lanes in an intersection, the start and end points differ depending on which lane the vehicle turns through, but it is not easy to specify such lanes.
[0010]
In the technique (2) described above, there is a problem that accurate correction cannot be performed unless the road is straight, and a beacon facility that can be used by the vehicle must be provided.
[0011]
In the technique (3) described above, when the vehicle speed is low, accurate speed information may not be obtained, and when the vehicle speed change is large, the processing takes time and the calculation is performed. An error occurs in the speed. For this reason, there is a problem that accurate correction may not be performed. In addition, it is necessary to provide a GPS receiver and a GPS antenna that can be used in the vehicle. In addition, when the vehicle is in a traveling state where GPS signals cannot be received, such as under tunnels, overpasses, and shadows of buildings, there is also a problem that correction cannot be performed because GPS satellites cannot be used.
[0012]
Therefore, the present invention appropriately corrects the distance coefficient and obtains the vehicle position with high accuracy regardless of the number of intersections of the road on which the vehicle travels, the traveling speed of the vehicle, and without requiring special equipment. An object of the present invention is to provide a current position calculation device that can perform the above-described operation.
[0013]
Another object of the present invention is to provide a current position calculation device capable of avoiding inconveniences when a correction coefficient for correcting a distance coefficient is not reset for a long time.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention is a current position calculation device that is mounted on a vehicle that moves with the rotation of a wheel and calculates the current position of the vehicle,
Means for storing map data representing a road map;
Traveling direction detection means for detecting the traveling direction of the vehicle;
Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the wheel;
A travel distance calculating means for calculating the travel distance of the vehicle according to the rotational speed of the wheel detected by the rotational speed detecting means and the set distance coefficient;
According to the travel distance of the vehicle calculated by the travel distance calculation means, the travel direction of the vehicle detected by the travel direction detection means, and the map data representing the road map, the road on which the vehicle exists and the road Means for estimating the location of the vehicle;
In a curved portion of the road, according to map data representing the travel distance, the traveling direction, and the road map, error calculation means for obtaining an error of the travel distance;
Distance coefficient correction means for generating a correction coefficient for correcting the distance coefficient based on the obtained error;
The distance coefficient correction means, when the correction coefficient is not reset based on a new output of the error calculation means after the correction coefficient is set and before traveling a predetermined distance, A current position calculation device is provided, characterized in that the absolute value of is reduced in a direction approaching zero.
[0015]
The present invention is also a method for correcting a distance coefficient for obtaining a travel distance of a vehicle based on a rotational speed of an axle in a current position calculation device that is mounted on a vehicle and calculates a current position of the vehicle,
In the curved part of the road, according to the map data representing the calculated travel distance of the vehicle, the detected traveling direction of the vehicle and the road map, the error of the travel distance is obtained,
Based on the obtained error, a correction coefficient for correcting the distance coefficient is generated,
By the correction coefficient, the distance coefficient is corrected sequentially while the vehicle is running,
If the correction coefficient is not reset based on a new travel distance error after the correction coefficient is set and before traveling a predetermined distance, the absolute value of the correction coefficient is set to a direction approaching zero. Provided is a distance coefficient correction method for a current position calculation device, characterized in that the distance is reduced.
[0016]
[Action]
In the present position calculation device of the present invention, the error of the travel distance is obtained by using the curved portion of the road, and the distance coefficient is corrected accordingly. Therefore, even if there is no feature such as an intersection on the running road In addition, the distance coefficient can be corrected without special equipment in the GPS or the like. Further, according to such a method of correcting the distance coefficient, there is no direct dependence on the traveling speed of the vehicle.
[0017]
In addition, if the correction coefficient is not reset based on a new travel distance error after the correction coefficient is set and before traveling a predetermined distance, the absolute value of the correction coefficient approaches 0. Reduced to This is because when the correction coefficient is not updated over a long distance, that is, when a straight road is long and error data of a new traveling distance is not acquired over a long distance, the current correction coefficient may be maintained as it is. On the other hand, the situation that the mileage error may increase may be considered. According to the present invention, such inconvenience can be avoided.
[0018]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of a current position calculation apparatus according to the present invention will be described.
[0019]
First, the configuration of the current position calculation apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0020]
The present position calculation apparatus according to the present embodiment includes an angular velocity sensor 201 that detects a change in traveling azimuth by detecting a yaw rate of the vehicle, an azimuth sensor 202 that detects a traveling azimuth of the vehicle by detecting geomagnetism, A vehicle speed sensor 203 that outputs pulses at time intervals proportional to the rotational speed of the output shaft of the transmission is provided.
[0021]
Further, a display 207 that displays a map around the current position, a mark indicating the current position, and the like, a switch 204 that receives a command to switch the scale of the map displayed on the display 207 from the driver, and stores digital map data A CD-ROM 205 and a driver 206 for reading map data from the CD-ROM 205. Further, a controller 208 that controls the operation of each peripheral device described above is provided.
[0022]
Next, the controller 208 includes an A / D converter 209 that converts the signal (analog) of the angular velocity sensor 201 into a digital signal, and an A / D converter 210 that converts the signal (analog) of the azimuth sensor 202 into a digital signal. The counter 216 that counts the number of pulses output from the vehicle speed sensor 203 every 0.1 second, the parallel I / O 211 that inputs whether or not the switch 204 is pressed, and the map data read from the CD-ROM 205 are transferred. A direct memory access (DMA) controller 212 and a display processor 213 for displaying a map image on the display 207.
[0023]
The controller 208 further includes a microprocessor 214 and a memory 215. The microprocessor 214 outputs signals from the angular velocity sensor 201 obtained through the A / D converter 209, signals from the direction sensor 202 obtained through the A / D converter 210, and output pulses from the vehicle speed sensor 203 counted by the counter 216. Number, whether or not the switch 204 is input via the parallel I / O 211, the map data from the CD-ROM 205 obtained via the DMA controller 212 is received, processing is performed based on these signals, and the current position of the vehicle Is calculated and displayed on the display 207 via the display processor 213. As shown in FIG. 2, the vehicle position is displayed by superimposing an arrow mark or the like on a map already displayed on the display 207. Thereby, the user can know the current position of the vehicle on the map. The memory 215 is used as a work area when the microprocessor 214 performs processing, and a ROM that stores a program that defines the contents of processing (to be described later) for realizing such operations, various tables to be described later, and the like. RAM.
[0024]
Hereinafter, the operation of the current position calculation apparatus according to the present embodiment will be described.
[0025]
First, three processes will be described: a process for calculating the traveling direction and distance of the vehicle, a process for determining the current position of the vehicle from the calculated traveling direction and distance, and a process for displaying the obtained vehicle position and direction.
[0026]
FIG. 3 illustrates a flow of processing for calculating the traveling direction and traveling distance of the vehicle.
[0027]
This process is a routine of the microprocessor 214 that is activated and executed at a constant cycle, for example, every 100 ms.
[0028]
In this routine, first, the output value of the angular velocity sensor 201 is read from the A / D converter 209 (step 401). The angular velocity sensor 201 can detect only a relative value in the traveling direction of the vehicle because a change in direction is output as the output value. Therefore, next, the output value of the azimuth sensor 202 is read from the A / D converter 210 (step 402), and the absolute azimuth calculated based on the output value of the azimuth sensor 202 and the azimuth change output from the angular velocity sensor 201 ( The estimated azimuth of the vehicle is determined using (angular velocity output) (step 403).
[0029]
For example, when the vehicle speed is low for a long time, the angular velocity sensor has a large error. Therefore, when the vehicle speed is low for a certain time or more, the direction is determined by using only the direction sensor direction.
[0030]
Next, the number of pulses output from the vehicle speed sensor 203 is counted by the counter 216 every 0.1 second, and the counted value is read (step 404). By multiplying the read value by a distance coefficient R, a distance advanced in 0.1 seconds is obtained (step 405). A method for obtaining the distance coefficient R will be described later.
[0031]
Next, the travel distance value per 0.1 second thus determined is added to the previously obtained value to check whether the travel distance of the vehicle has reached 20 m (step 406). If not (No in step 406), the current process is terminated and a new process is started.
[0032]
As a result of the traveling distance calculation process, when the accumulated traveling distance becomes a certain distance, for example, 20 m (Yes in Step 406), the traveling direction and the traveling distance (20 m) at that time are output (Step 407). In step 407, the accumulated distance is further initialized, and the accumulated travel distance is newly started.
[0033]
Next, processing for obtaining the current position of the vehicle based on the calculated traveling direction and traveling distance will be described.
[0034]
FIG. 4 shows the flow of this process.
[0035]
This process is a routine of the microprocessor 214 that is activated and executed in response to the output of the travel direction and travel distance from FIG. That is, this process is started every time the vehicle travels 20 meters.
[0036]
In this process, first, the travel direction and travel distance output in step 407 are read (step 501). Next, based on these values, the movement amount of the vehicle is obtained separately in the latitude and longitude directions. Further, the movement amount in each direction is added to the current position (B) of the vehicle obtained in the previous process to obtain the current position (A) (step 502).
[0037]
If there is no previously obtained position, such as immediately after the start of the device, the current position (A) is obtained using the separately set position as the previously obtained position.
[0038]
Next, a map around the obtained current position (A) is read from the CD-ROM 205 via the driver 206 and the DMA controller 213, and within a preset distance D centered on the current position (A). Some road data (line segment) is extracted (step 503).
[0039]
As the road data, for example, as shown in FIG. 6, a plurality of line segments 81 to 85 that connect two points are approximated, and those line segments are expressed by the coordinates of the start point and the end point. be able to. For example, the line segment 83 is expressed by its start point (x3, y3) and end point (x4, y4).
[0040]
Next, from the line segments extracted in step 503, only those line segments whose azimuth is within the predetermined traveling direction and predetermined value are extracted (step 504). Further, a perpendicular is drawn from the current position (A) for all the extracted line segments, and the length of the perpendicular is obtained (step 505).
[0041]
Next, the error cost value defined below is calculated for all the line segments extracted in step 504 using the lengths of the perpendicular lines.
[0042]
Error cost = α × | Advance direction−Line segment direction | + β × | Length of perpendicular |
Here, α and β are weighting factors. The values of these coefficients may be changed depending on whether the shift in the traveling direction and the direction of the road or the shift in the distance between the current position and the road is important when selecting the road where the current position exists. For example, when importance is attached to a road whose direction is close to the traveling direction, α is increased.
[0043]
When the error cost of each line segment is calculated, the line segment with the smallest error cost value is selected from the line segments for which the error cost has been calculated (step 506), and the line segment and the perpendicular line are selected. The intersecting point (the bottom of the vertical line) is set as the corrected current position (B) (step 507).
[0044]
In step 503 described above, road data (line segment) within a preset distance D centered on the current position (A) is extracted. This distance D was selected in the previous step 506. It may be a value determined based on the value of the road error cost.
[0045]
Here, the reason for obtaining the search range based on the error cost is that if the error cost is large, the reliability of the accuracy of the current position (B) obtained last time is considered to be low. This is because searching for a road is more appropriate for finding the correct current position.
[0046]
Next, processing for displaying the obtained vehicle position and direction will be described.
[0047]
FIG. 5 shows the flow of this process.
[0048]
This process is a routine of the microprocessor 214 that is activated and executed every second.
[0049]
First, it is determined by checking the contents of the parallel I / O 211 whether the switch 204 is instructed to change the scale of the map (step 601). If it has been pressed (Yes in step 601), a predetermined scale flag is set correspondingly (step 602).
[0050]
Next, the current position (B) obtained in the process of FIG. 4 is read (step 603), and a map of a scale corresponding to the contents of the scale flag switched in step 602 is displayed on the display 207, for example, FIG. The screen is displayed in such a state (step 604).
[0051]
Then, the current position (B) of the vehicle and the traveling direction of the vehicle are displayed using, for example, the arrow symbol “↑” as shown in FIG. 2 (step 605). Finally, a north mark indicating north and a distance mark corresponding to the scale are displayed as shown in FIG. 2 so as to be superimposed on these (step 606).
[0052]
In the present embodiment, the vehicle position and direction are indicated by using the arrow symbols as described above. However, in the display form of the vehicle position and direction, the display state is clearly shown for the position and the traveling direction. If it exists, the form may be arbitrary. The same applies to the north mark and the like.
[0053]
As described above, the travel distance of the vehicle is obtained by multiplying the number of pulses output from the vehicle speed sensor 203 by the distance coefficient R. However, since the traveling distance of the vehicle per one rotation of the tire changes due to tire wear or the like, if the distance coefficient R is set to a fixed value, the distance cannot be obtained accurately as the vehicle travels. Therefore, in this embodiment, the current position (B) (step 508) obtained by the processing of FIG. 4 sequentially, the road direction obtained from the map data read from the CD-ROM 205 via the driver 206, By comparing the vehicle direction (step 403) obtained by the processing, it is determined whether the current position (B) is advanced or delayed with respect to the actual position, and the distance coefficient R is dynamically corrected. .
[0054]
Such correction of the distance coefficient R can be performed as follows, for example. That is, a correction coefficient Rsh for dynamically correcting the distance coefficient R sequentially is introduced. The distance coefficient R is dynamically corrected according to the distance coefficient R = R0 × (1 + Rsh). Here, R0 indicates an initial value of a predetermined distance coefficient R. The correction coefficient Rsh is used to detect an error in the travel distance successively generated during travel using a road curve (curved portion) or the like, and to finely correct the distance coefficient R based on this.
[0055]
The microprocessor 214 sequentially changes the correction coefficient Rsh by processing to be described later. Hereinafter, a specific procedure of the processing of this embodiment will be described.
[0056]
First, when the present apparatus is activated, various variables and flags used in the processing described below in the initialization processing, that is, the distance error amount d, the distance correction coefficient Rsh, the distance correction execution distance l, and the distance correction effective distance Lsh. The distance correction execution flag flag is initialized to 0.
[0057]
The processing shown in FIG. 8 is a routine of the microprocessor 214 that is activated and executed in response to the output of the current position (B) by the processing of FIG. That is, this process is started every time the vehicle travels 20 meters. In this process, the various sensor data and map data previously read in the process of FIG. 4 are used. Of course, reading may be performed again at this point.
[0058]
In FIG. 8, first, it is checked whether or not the distance correction execution flag flag is 0 (step 801). If it is not 0, the process jumps to step 804, and if it is 0, the distance error amount d is calculated (step 802). As will be understood later, this flag is “1” until the vehicle travels 300 m after calculating Rsh. The distance error amount d is an amount corresponding to a travel distance error caused by a deviation from an appropriate value of the distance constant R, and this calculation method will be described later. Next, the distance Lsh is updated (step 803). The distance Lsh is reset in step 906 of FIG. 10 to be described later and indicates the travel distance after Rsh calculation 2. In the next step 806, it is checked whether or not the distance has reached 2 km or more.
[0059]
In step 804, the distance error amount d is checked. If d is 0, the process jumps to step 806, and if it is not 0, Rsh calculation 1 described later with reference to FIG. 11 is performed (step 805).
[0060]
In step 806, it is checked whether or not the distance Lsh updated in step 803 is 2 km or more. If the distance Lsh is less than 2 km, this process ends. If it is 2 km or more, the correction coefficient Rsh is reduced (step 807). This reduction process is to reduce the value of the correction coefficient Rsh in a direction approaching 0, and a specific method thereof will be described later. The reason for performing the reduction process is as follows. That is, for example, when a straight road continues over a long distance such as an expressway, the distance error amount d in step 802 may not be calculated over a long period (d = 0). In this embodiment, Rsh is considered to be reliable only after being updated in the short term. If there is no opportunity to update the correction coefficient Rsh once calculated, the Rsh has a correct value in a certain period. If so, it is not necessarily correct in the following period. Therefore, if such a value of Rsh is continuously used for a long period of time, the error in the travel distance may be increased. This reduction process is performed in order to avoid such a situation. Finally, in step 808, the distance Lsh is reset to 0, and this process ends.
[0061]
Next, a specific method for calculating the distance error amount d will be described.
[0062]
In the present embodiment, the distance error amount d is determined according to the actual way of turning of the vehicle at the location of the road curve.
[0063]
For example, it is assumed that the current position (B) output at step 508 in FIG. 4 travels on the road A in FIG. On the other hand, for example, the current position of the vehicle obtained from the traveling distance of the traveling azimuth of the vehicle with reference to point a of the current position (B) that is sequentially output a predetermined distance before the starting point o on the traveling curve. A trajectory (a trajectory obtained by accumulating successive azimuths and movement amounts without applying map matching after the point a) is a trajectory that starts to bend from a point that exceeds the point o as indicated by a broken line in the figure. Suppose there was.
[0064]
In this case, it can be estimated that the distance coefficient R is larger than the true value. This is because at the time when it is estimated using the distance coefficient R that the vehicle has reached the curve o, the vehicle has not started to turn, so it is considered that the vehicle has not actually reached the curve. Further, the degree that the distance coefficient R is larger than the true value can be estimated from the distance d in the figure that represents the distance between the point where the vehicle actually starts to bend and the curve start point o.
[0065]
Conversely, when the trajectory of the current position of the vehicle obtained from the travel distance in the traveling direction of the vehicle is a trajectory that starts to bend before reaching the point o, the distance coefficient R is smaller than the true value. It can be estimated. This is because the vehicle starts to bend before it is estimated using the distance coefficient R that the vehicle has reached the curve o, so that it is actually considered that the vehicle has already reached the curve o. Also in this case, the degree that the distance coefficient R is smaller than the true value can be estimated from the distance d in the drawing that represents the distance between the point where the vehicle actually starts to bend and the curve o.
[0066]
Therefore, the deviation from the true value of the distance coefficient and its degree can be determined based on d in the figure, and the correction coefficient Rsh can be determined so as to cancel it. A method for setting Rsh will be described later.
[0067]
As another method of obtaining the distance error amount d, whether the vehicle has started to bend before the vehicle is estimated from the difference between the vehicle direction and the road using the distance coefficient R that the vehicle has reached the curve o, or the vehicle is curved. It is determined whether or not the vehicle has begun to turn after the time estimated using the distance coefficient R to reach o, and the distance coefficient R is true based on the curve bending direction and the integrated value of the vehicle heading and the road heading difference. The degree of deviation from the value of can also be obtained.
[0068]
According to FIG. Step 805 An example of a specific procedure of the Rsh calculation process is shown.
[0069]
First, it is checked whether or not flag is 0 (step 901). If 0, the process proceeds to the route (steps 902 and 903) for calculating the correction coefficient Rsh based on the distance error amount d. If not 0, the process proceeds to step 904.
[0070]
In step 902, calculation 1 of the correction coefficient Rsh based on the distance error amount d is performed. In this embodiment, when Rsh is calculated in step 902, the absolute value is set to a value that is larger than a value that seems to be appropriate. The reason why the value of Rsh is intentionally set to an excessive value in this way is as follows. That is, when the distance error d is confirmed, the current position deviation is already accumulated, and the current position deviation is stored as it is simply by correcting Rsh to an appropriate value. In the present embodiment, the correction coefficient Rsh (absolute value) is set to be larger than an appropriate value for a predetermined distance (300 m in the present embodiment) after the correction of Lsh, so that the distance coefficient R is greater than its true value. A value that seems to be correct for the distance coefficient R by deliberately shifting and correcting the deviation of the current position (B) accumulated so far while gradually moving this 300 m, and then reducing the correction coefficient Rsh. Set to. Thus, by correcting the shift of the current position little by little over 300 m, it is possible to smoothly move without maintaining the display position of the current position while shifting or jumping to a new position. The specific sign and size of Rsh will be described later with reference to FIG.
[0071]
Next, in step 903, flag is set to 1 and this process is terminated.
[0072]
If the flag is not 0 in the previous step 901 (that is, if the flag is 1), it is checked in step 904 whether the distance l, which is the travel distance after setting the flag to 1, is 300 m or less. If it is 300 m or less, the distance l is updated in step 905 and this process is terminated.
[0073]
When the distance l exceeds 300 m in step 904, the various variables d, Lsh, l, and flag are all reset to 0 (step 906). Thereafter, Rsh calculation 2 is performed (step 907). As described above, this processing corresponds to the operation of resetting the excessive Rsh calculated in step 902 to a value that seems to be appropriate. A specific method of calculating Rsh in this step will be described later with reference to FIG.
[0074]
In the process of FIG. 10, after the change of Rsh based on the distance error amount d, the flag remains 1 while the distance l is 300 m or less, and steps 802 and 803 are bypassed in the process of FIG. 8 as described above. I try to do it. This is to prevent the operation of obtaining a new Rsh while the vehicle is traveling with the distance coefficient R deliberately deviating from a value that seems appropriate.
[0075]
As shown in FIG. 11, the sign of Rsh change amount Rsh300 in Rsh calculation 1 is negative if d is positive, and positive if d is negative. As a result, the distance coefficient R can be corrected in the direction of an appropriate value as described above. However, as shown in FIG. 9, the value of d is positive when the road curve goes around (overshoot), and when the road curve goes inside (under) Negative) Rsh300 Is a value obtained by multiplying the absolute value of d by a positive constant k. The value of k is intentionally set to an excessively large value so that the corrected distance coefficient R passes a value that seems to be an appropriate value. However, an extremely large value is determined to be due to a malfunction, and an upper limit and a lower limit are set for the value of Rsh300. Then, Rsh is obtained by Rsh = Rsh0 + Rsh300. However, when a value sufficiently larger than the value that Rsh0 can take is used as Rsh300, Rsh = Rsh300 may be set. Rsh0 is Rsh before the occurrence of the distance error amount.
[0076]
In addition, Rsh300 mentioned above In addition to the method of determining the size of, a method using a table in which predetermined numerical values are stored in advance according to the size category of d may be employed.
[0077]
A specific example of the sign and size when the correction coefficient Rsh is reduced after reaching 300 m will be described with reference to FIG. The sign of the amount of change in Rsh is positive if the sign of Rsh300 is positive and negative if it is negative. Also, the size is
| Rsh | = m × | Rsh300 | + Rsh0
And Here, m is a positive constant smaller than 1.
[0078]
Finally, the Rsh reduction process shown in step 807 of FIG. 8 will be described.
[0079]
As described above, this reduction processing is performed to reduce the value of the correction coefficient Rsh in a direction closer to 0, and is executed as follows.
[0080]
(1) When Rsh> 0,
Rsh = Rsh−n
Here, n is an arbitrary positive constant. When the calculated Rsh becomes negative, Rsh = 0 is set.
[0081]
(2) When Rsh <0,
Rsh = Rsh + n
Here, n is an arbitrary positive constant the same as (1). When the calculated Rsh becomes positive, Rsh = 0 is set.
[0082]
As described above, with this reduction process, when a straight road continues for a long distance such as an expressway, there is no opportunity to update the correction coefficient Rsh once calculated, and it is used for a long time. You can avoid the situation that continues.
[0083]
Although only one embodiment of the present invention has been described above, various modifications and changes can be made. For example, numerical values (100 ms, 1 s, 20 m, 300 m, 2 km) of various times and distances in the above description are not strictly limited to these values.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the distance coefficient is appropriately corrected regardless of the number of intersections of the road on which the vehicle travels, the traveling speed of the vehicle, and without requiring special equipment. It is possible to provide a current position calculation device that can determine the vehicle position. In addition, it is possible to avoid the inconvenience when the correction coefficient for correcting the distance coefficient is not reset for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a current position calculation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a display example of a map and a current position performed in one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for calculating a traveling direction and a distance performed in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of a current position calculation process performed in an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of a current position display process performed in an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a road expression format in map data used in an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing an initialization process performed in an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of correction coefficient calculation processing performed in an embodiment of the present invention.
9 is a diagram for explaining a calculation process of a distance error amount d shown in FIG.
10 is a flowchart showing a procedure of Rsh calculation processing shown in FIG.
FIG. 11 is a diagram showing the processing contents of Rsh calculation 1 shown in FIG. 10;
12 is a diagram showing the processing content of Rsh calculation 2 shown in FIG. 10; FIG.
[Explanation of symbols]
201 Angular velocity sensor
202 Direction sensor
203 Vehicle speed sensor
204 switches
205 CD-ROM
206 CD-ROM driver
207 display
208 controller

Claims (5)

両の現在位置を算出する現在位置算出装置であって、
道路地図を表す地図データを記憶する手段と、
車両の進行方位を検出する進行方位検出手段と、
車両に搭載された車速センサから取得したパルス数および設定された距離係数を用いて車両の走行距離を算出する走行距離算出手段と、
前記走行距離算出手段により算出された車両の走行距離、前記進行方位検出手段により検出された車両の進行方位、および前記道路地図を表す地図データを用いて、車両が存在する道路および当該道路上の車両の存在する位置を推定する手段と、
道路の湾曲部において、前記走行距離、前記進行方位、および前記道路地図を表す地図データを用いて当該走行距離の誤差を算出する誤差算出手段と、
前記算出された誤差を用いて前記距離係数を補正するための補正係数を生成し、該生成した補正係数を用いて前記距離係数を補正する距離係数補正手段とを備え、
前記距離係数補正手段は、
前記補正係数を生成してから所定の第1の距離を走行するまでの間に前記誤差算出手段新たな誤差を算出しない場合、前記距離係数の補正に用いられている補正係数の絶対値を0に近づく方向へ低減すること
を特徴とする現在位置算出装置。
A current position calculating device for calculating a current position of the vehicles,
Means for storing map data representing a road map;
Traveling direction detection means for detecting the traveling direction of the vehicle ;
A travel distance calculating means for calculating a travel distance of the vehicle using the number of pulses acquired from a vehicle speed sensor mounted on the vehicle and a set distance coefficient;
Using the travel distance of the vehicle calculated by the travel distance calculation means, the travel direction of the vehicle detected by the travel direction detection means, and map data representing the road map, the road on which the vehicle exists and the road Means for estimating the location of the vehicle;
In the curved portion of the road, an error calculating means for calculating an error of the traveling distance using the travel distance, before Symbol progressive lateral position, and map data representing the road map,
Generating a correction coefficient for correcting the pre-Symbol distance coefficients using the calculated error, and a distance factor correcting means for correcting the distance factor using a correction coefficient thus generated,
The distance coefficient correction means includes
When said pre-Symbol error calculation means during the period from to generate the correction factor until traveling a predetermined first distance does not calculate a new error, the absolute value of the correction coefficient used in the correction of the distance factor Is reduced in a direction approaching zero.
請求項1記載の現在位置算出装置であって、
前記誤差算出手段は、前記地図データが表す地図情報に基づき推定された車両が存在する道路の曲がりを求め、これを車両の進行方位と比較し、推定された車両の位置が前記求めた道路の曲がりに到るより早い時点で車両が曲がったかまたは遅い時点で曲がったかを前記比較結果に基づいて判定し、その早さまたは遅さの程度に基づき走行距離の誤差を算出すること
を特徴とする現在位置算出装置。
A current position calculation apparatus according to claim 1,
The error calculating means obtains a curve of a road on which an estimated vehicle exists based on map information represented by the map data, compares this with a traveling direction of the vehicle, and an estimated vehicle position of the calculated road or bent at or slower bent vehicle at an earlier time than the lead to bend determined based on the comparison result, to calculate the error of the traveling distance on the basis of the degree of fast or slow
A current position calculation device characterized by the above .
請求項2記載の現在位置算出装置であって、
前記距離係数補正手段は、前記早さまたは遅さの程度に応じて、前記補正係数の絶対値を決定するとともに、前記早い時点で車両が曲がった場合には前記距離係数をより大きい値に補正するよう、かつ、前記遅い時点で車両が曲がった場合には前記距離係数をより小さい値に補正するよう、前記補正係数の符号を決定すること
を特徴とする現在位置算出装置。
A current position calculation apparatus according to claim 2,
The distance factor correcting means in accordance with the degree of the fast or slow, pre Kiho with determining the absolute value of the positive coefficient greater than the distance coefficient when the vehicle is bent at the early time points It is corrected to, and, as in the case where the vehicle is bent at the later point in time is for correcting said distance factor to a smaller value, the current position calculating system and determines the sign of the previous Kiho positive coefficient.
請求項1、2または3記載の現在位置算出装置であって、
前記距離係数補正手段は、前記補正係数の設定の際にその絶対値を適正と思われる値よりも大きく設定し、該設定後に所定の第2の距離を走行した場合、該補正係数の設定値を前記適正と思われる値に変更すること
を特徴とする現在位置算出装置。
The current position calculation device according to claim 1, 2, or 3,
The distance factor correcting means, before Kiho set larger than the value that would the absolute value proper during positive coefficient setting, when the vehicle travels a predetermined second distance after the setting, those 該補 positive A current position calculating apparatus, wherein a coefficient setting value is changed to a value that is considered appropriate.
車両の現在位置を算出する現在位置算出装置が行なう、該車両の走行距離の算出に用いる距離係数を補正する方法であって、  A method of correcting a distance coefficient used for calculating a travel distance of a vehicle, performed by a current position calculation device that calculates a current position of the vehicle,
前記現在位置算出装置は、  The current position calculation device includes:
車両の進行方位を検出するステップと、  Detecting the traveling direction of the vehicle;
車両に搭載された車速センサから取得したパルス数および設定された距離係数を用いて車両の走行距離を算出するステップと、  Calculating the mileage of the vehicle using the number of pulses acquired from a vehicle speed sensor mounted on the vehicle and a set distance coefficient;
前記算出された車両の走行距離、前記検出された車両の進行方位、および道路地図を表す地図データを用いて、車両が存在する道路および当該道路上の車両の存在する位置を推定するステップと、  Estimating the road where the vehicle exists and the position where the vehicle exists on the road using map data representing the calculated travel distance of the vehicle, the detected traveling direction of the vehicle, and a road map;
道路の湾曲部において、前記走行距離、前記進行方位、および前記道路地図を表す地図データを用いて、当該走行距離の誤差を算出するステップと、  Calculating an error of the travel distance using map data representing the travel distance, the traveling direction, and the road map in a curved portion of a road;
前記算出された誤差を用いて前記距離係数を補正するための補正係数を生成し、該生成した補正係数を用いて前記距離係数を補正するステップとを行い、  Generating a correction coefficient for correcting the distance coefficient using the calculated error, and correcting the distance coefficient using the generated correction coefficient;
前記距離係数を補正するステップは、  The step of correcting the distance coefficient includes:
前記補正係数が生成されてから所定距離走行するまでの間に前記走行距離の誤差が算出されない場合、前記距離係数の補正に用いられている補正係数の絶対値を0に近づく方向へ低減すること  When the error of the travel distance is not calculated between the generation of the correction coefficient and the travel of a predetermined distance, the absolute value of the correction coefficient used for the correction of the distance coefficient is reduced toward 0.
を特徴とする距離係数を補正する方法。A method of correcting a distance coefficient characterized by
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