專利名稱：導航裝置及導航用程序的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及導航裝置及導航用程序，詳細地說涉及導航中的地圖匹配。
背景技術：
裝載在車輛上且用于搜索到達目的地的行駛路徑來引導車輛的導航裝置已廣泛普及。在該導航裝置中，一邊推算車輛的當前位置，并通過地圖匹配處理來確定當前行 駛的道路，一邊在地圖上顯示車輛的當前位置或進行行駛引導。圖9A、圖9B、圖9C是示意性地表示地圖匹配處理的圖。如圖9A所示，例如，就實際的車輛位置R而言，若根據(jù)行駛距離和方位推算出的車 輛的位置為推算位置P1，則通過匹配修正為該推算位置Pl周邊的道路A、B上的候補地點 Al、Bl中某一個地點，使車輛的當前位置與地圖上的道路相匹配。在匹配修正為候補地點A1、B1時，例如，由與推算位置Pl相距的距離，或前進方向 的方位和各道路的方位之差等，來決定匹配修正為候補地點Al還是候補地點Bi。但是，如果在對通過圖9A那樣的分岔路口后的推算位置Pl的匹配處理中將車輛 的當前位置錯誤地匹配修正為候補地點Al，則如圖9B所示，在其后的行駛道路是接近直線 的道路時，下一個匹配地點處的推算位置P2將會繼續(xù)匹配修正為錯誤匹配了的道路A上。而且，如圖9C所示，就實際的行駛道路B的方向發(fā)生大的變化的推算位置P3而 言，在匹配修正為道路B上的候補地點B3的時刻，錯誤匹配才得以修正，從而使當前位置修 正至正確道路上的候補地點B3上。這樣，若在通過分岔角度特別小的分岔道路時進行錯誤匹配，則與正確道路的匹 配發(fā)生滯后。因此，以往，由于通過分岔路口后出現(xiàn)錯誤匹配的可能性高，因此利用從分岔路口 起行駛的距離來設定閾值，在行駛該閾值的距離的期間內，使地圖匹配滯后。另外，在專利文獻1中記載了如下技術，即，考慮分岔路口處的各道路的寬度和各 道路的間距，進行地圖匹配。但是，在根據(jù)從分岔路口行駛的行駛距離防止錯誤匹配的方法中，在行駛了該閾 值的距離后，不一定與正確道路得以匹配。另一方面，在專利文獻1記載的技術中，雖然考慮了道路形狀，但是在因道路數(shù)據(jù) 的誤差等而與實際的道路形狀不同時，有可能發(fā)生錯誤匹配。不管怎樣，都存在如下問題，S卩，如果進行了一次錯誤匹配，則錯誤匹配狀態(tài)將長 時間持續(xù)，直到實際的行駛方位發(fā)生大的變化，才能夠與正確的道路得以匹配。另外，存在實際的道路與道路數(shù)據(jù)不同的情況，例如，在隧道內，即使實際的道路 為曲線，但道路數(shù)據(jù)還是由直線構成。在這樣的情況下，在使車輛位置強制性地與道路數(shù)據(jù)匹配時也導致錯誤匹配，并 且保存不正確的行駛軌跡數(shù)據(jù)。
專利文獻1 JP特開2005-114632號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于進一步減少錯誤匹配。(1)本發(fā)明的第一技術方案是一種導航裝置，其具有推定地點算出單元，以上一 次的車輛位置為基準，算出伴隨著上一次之后的移動的車輛的推定地點；選擇單元，通過與 所述推定地點的匹配處理，從在所述推定地點周邊的道路上設定的候補地點中選擇最佳候 補地點；假想方位誤差取得單元，算出與所述推定地點對應的車輛的方位和其可靠度，取得 與該可靠度對應的假想方位誤差；判斷單元，判斷所述車輛的方位與將所述推定地點修正 為所述最佳候補地點時的方位之間的方位差是否在所述假想方位誤差內；車輛位置決定單 元，當所述方位差在所述假想方位誤差內時，將所述最佳候補地點作為對所述推定地點進 行修正后的車輛位置，當所述方位差不在假想方位誤差內時，將所述推定地點作為車輛位 置。(2)本發(fā)明的第二技術方案是上述第一技術方案中的導航裝置，其中，所述推定地 點是通過以上一次的車輛位置為基準的推算航法來推算出的推算位置，所述假想方位誤差 取得單元將所述推算位置處的推算方位作為車輛的方位，取得與所述推算方位的可靠度對 應的假想方位誤差。(3)本發(fā)明的第三技術方案是上述第一技術方案中的導航裝置，其中，所述推定地 點是通過以上一次的車輛位置為基準的推算航法來推算出的推算位置，所述假想方位誤差 取得單元算出所述推算位置處的推算方位的可靠度，和通過GPS對應于所述推算位置所測 定的GPS方位的可靠度，并將這兩者中可靠度高的方位作為所述車輛的方位，取得與車輛 的方位的可靠度相對應的假想誤差。(4)本發(fā)明的第四技術方案是上述第一至第三技術方案中的任意技術方案的導航 裝置，其中，具有地圖顯示單元，顯示與所述車輛位置對應的地圖；當前位置標記顯示單 元，在所述所顯示的地圖上，顯示車輛的當前位置標記；不論車輛位置決定單元所決定的車 輛位置是什么位置，所述當前位置標記顯示單元都在所述地圖上的與所述最佳候補地點對 應的地點顯示當前位置標記。(5)本發(fā)明的第五技術方案是一種導航用程序，其通過計算機實現(xiàn)如下功能推 定地點算出功能，以上一次的車輛位置為基準，算出伴隨著上一次之后的移動的車輛的推 定地點；選擇功能，通過與所述推定地點的匹配處理，從在所述推定地點周邊的道路上設定 的候補地點中選擇最佳候補地點；假想方位誤差取得功能，算出與所述推定地點對應的車 輛的方位和其可靠度，取得與該可靠度對應的假想方位誤差；判斷功能，判斷所述車輛的方 位與將所述推定地點修正為所述最佳候補地點時的方位之間的方位差是否在所述假想方 位誤差內；車輛位置決定功能，當所述方位差在所述假想方位誤差內時，將所述最佳候補地 點作為對所述推定地點進行修正后的車輛位置，當所述方位差不在假想方位誤差內時，將 所述推定地點作為車輛位置。根據(jù)本發(fā)明，以上一次的車輛位置為基準算出推定地點，然后算出對應于所述推 定地點的車輛方位的可靠度，然后取得對應于車輛方位的可靠度的假想方位誤差，根據(jù)車 輛的方位與將推定地點修正為最佳候補地點時的方位的方位差θ是否在所述假想方位誤差內，將所述最佳候補地點或推定地點決定為車輛位置，因此，能夠進一步減少錯誤匹配， 并且即使出現(xiàn)錯誤匹配也能夠盡早進行恢復。


圖1是本實施方式的導航裝置的系統(tǒng)結構圖。圖2A、圖2B是示意性表示可靠度的定義和要素的說明圖。圖3是決定推算方位和距離的可靠度的各要素的說明圖。圖4是決定GPS方位和距離的可靠度的各要素的說明圖。圖5是地圖匹配處理的流程圖。圖6是推算位置確定處理的流程圖。圖7A、圖7B、圖7C是推算位置確定處理的狀態(tài)說明圖。圖8A、圖8B、圖8C是推算位置確定處理的其他的狀態(tài)說明圖。圖9A、圖9B、圖9C是示意性表示以往的地圖匹配處理的說明圖。
具體實施例方式下面，參照圖1至圖8C詳細說明本發(fā)明的導航裝置及導航用程序的優(yōu)選的實施方 式。(1)實施方式的概要在導航裝置的地圖匹配處理中采用推算航法，所述推算航法利用距離傳感器和方 位傳感器檢測車輛的移動距離和行駛的方位，由此來推定地圖數(shù)據(jù)上的當前位置(推算位 置)。另外，在從推算位置至規(guī)定距離范圍內存在的各道路上設定候補地點，使各候補地點 也對應于車輛的移動距離進行移動。而且，將從推算位置至各候補地點的距離和方位等作為參數(shù)，來求出最佳的候補 地點，并進行修正，使推算位置與最佳候補地點一致。在本實施方式的地圖匹配處理中，求出通過推算航法求出的推算軌跡的方位的可 靠度，以及通過GPS測定而得到的方位的可靠度，然后基于可靠度高的一方，得到假想方位誤差。該可靠度的值表示在哪個程度誤差范圍內能夠將方位的值推定為正確，對應于通 過推算航法和GPS來進行方位測定后的各狀態(tài)，決定所述可靠度。然后，如果將推算位置修正為最佳的候補地點時的方位(最佳候補地點的道路的 方位)在所取得的假想方位誤差的范圍內，則通過將推算位置變更為最佳候補地點，來進 行推算位置的修正。結果，作為顯示在顯示裝置上的地圖上的車輛位置，將最佳的候補地點 顯示為當前位置。另一方面，如果修正后的方位不在所取得的假想方位誤差的范圍內，則成為錯誤 修正的可能性高，因此不進行推算位置的修正(向最佳航法地點進行的變更)。但是，作為 顯示在顯示裝置上的地圖上的車輛位置，將最佳的候補地點顯示為當前位置。然后，在接著 的地圖匹配處理中，根據(jù)從沒有修正的推算位置開始的推算軌跡進行處理。這樣，只有在基于可靠度而得到的假想方位誤差的范圍內的情況下，進行修正，否 則不進行推算位置的修正，從而能夠進一步減少錯誤匹配。
另外，即使在分岔道路，尤其在小角度分岔路口出現(xiàn)錯誤匹配，也能夠縮短直到恢 復為正確道路的距離。而且，在實際的道路與道路數(shù)據(jù)不同的情況下，不會強制與道路數(shù)據(jù)進行匹配，因 此，能夠減少錯誤匹配，并且能夠儲存更加正確的行駛軌跡數(shù)據(jù)。在本實施方式中，推算軌跡方位的可靠度由上一次的可靠度、假想累積方位誤差 (方位變化量)、陀螺儀靈敏度學習狀態(tài)來決定。GPS方位的可靠度由GPS/推算軌跡方位一致度(GPS與推算軌跡的方位變化量的 比較)、GPS速度、DOP來決定。(2)實施方式的詳細內容圖1是使用本實施方式的導航裝置的系統(tǒng)結構圖。本導航裝置裝載在車輛上，如該圖1所示，具有當前位置檢測裝置10、信息處理控 制裝置20、輸入輸出裝置40以及信息存儲裝置50。當前位置檢測裝置10具有如下的結構。方位傳感器12是用于檢測相對于基準角度(絕對方位)變化了的角度的裝置，在 本實施方式中，使用利用角速度來檢測角度變化的陀螺傳感器。此外，也可以是安裝在方向 盤的旋轉部上的光學旋轉傳感器或旋轉型的電阻調節(jié)器，或者是安裝在車輪部上的角度傳 感器。另外，作為方位傳感器12，可以是用于檢測絕對方位的裝置，例如可以是地磁傳感器， 所述地磁傳感器基于磁鐵來檢測N極方向，由此檢測車輛位于哪一個方向。距離傳感器13是能夠測量車輛的移動距離的裝置，例如，可以使用用于檢測車輪 的旋轉并進行計數(shù)的傳感器，或者使用用于檢測加速度并對其進行2次積分的傳感器。GPS (全球定位系統(tǒng))接收裝置14是用于接收來自人造衛(wèi)星的信號的裝置，其能夠 得到信號的發(fā)送時刻、接收裝置的位置信息、接收裝置的移動速度、接收裝置的前進方向等 各種信息。接著，信息處理控制裝置20是如下裝置，即，基于從當前位置檢測裝置10、輸入輸 出裝置40輸入的信息以及存儲在信息存儲裝置50中的信息，進行運算以及控制，并且將運 算結果輸出至顯示器42、打印機43或揚聲器44等輸出裝置。該信息處理控制裝置20具有以下的結構。中央處理裝置(CPU) 21進行整個導航裝置的總體的運算以及控制。R0M22存儲各種程序，包括與到達目的地的路徑搜索、顯示引導或語音引導等導航 相關的程序，和本實施方式的基于推算方位和GPS方位的可靠度而進行的地圖匹配處理程 序等。此外，R0M22可以分為第一 ROM和第二 ROM，在第二 ROM中存儲與語音引導相關的導 航程序，在第一 ROM中存儲其他程序。在本實施方式的地圖匹配程序中，定義了后述的可靠度數(shù)據(jù)，但也可以設置相對 于程序獨立的可靠度數(shù)據(jù)的參照表，并在程序的執(zhí)行過程中參照可靠度數(shù)據(jù)，另外，也可以 在后述的信息存儲裝置50中保存可靠度數(shù)據(jù)文件。RAM24是存儲裝置，用于存儲由輸入裝置41輸入的目的地信息、通過地點信息等 用戶輸入的信息，并且用于存儲利用CPU21基于用戶的輸入信息而運算出的結果、進行路 徑搜索而得出的結果、或從信息存儲裝置50讀取的地圖信息。另外，在RAM24中暫時保存在本實施方式的地圖匹配中使用的推算位置以及候補地點。通信接口 25是經(jīng)由傳送路徑45進行各種信息的輸入輸出的裝置。具體地說，經(jīng) 由傳送路徑45，連接有GPS接收裝置14、輸入裝置41、打印機43、信息存儲裝置50。時鐘28進行計時。另外，可以配設圖像處理專用的圖像處理器、圖像存儲器、語音處理專用的語音處 理器，所述圖像處理器用于將由CPU21處理了的矢量信息處理為圖像信息，所述圖像存儲 器用于存儲圖像處理器處理的圖像信息，所述語音處理器處理從信息存儲裝置50讀取的 語音信息，并將其輸出至揚聲器44。輸入輸出裝置40具有輸入裝置41，由用戶輸入目的地、通過地點、搜索條件等數(shù) 據(jù)；顯示器42，用于顯示圖像；打印機43，用于印刷信息；揚聲器44，用于輸出語音。
輸入裝置41例如由觸摸面板、觸摸開關、操縱桿、鍵開關等構成。在顯示器42上顯示當前位置周邊的地圖和到達目的地的行駛路徑。此外，輸入輸出裝置40可以不具有打印機43。信息存儲裝置50經(jīng)由傳送路徑45與信息處理控制裝置20連接。信息存儲裝置50存儲地圖數(shù)據(jù)文件51和其他數(shù)據(jù)文件52。該信息存儲裝置50通常由作為光學存儲介質的DVD-ROM、⑶-ROM，或作為磁性存 儲介質的硬盤等構成，但是，也可以由光磁盤、各種半導體存儲器等各種信息存儲介質構 成。此外，對于需要擦寫的信息，可以使用可擦寫硬盤、閃存器等，對于其他的固定的 信息，可以使用CD-ROM、DVD-ROM等ROM。在地圖數(shù)據(jù)文件51中存儲有地圖數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)、目的地數(shù)據(jù)、引導地點數(shù)據(jù)、其 他數(shù)據(jù)，這些作為導航中的地圖顯示、路徑搜索、路徑引導所需要的各種數(shù)據(jù)。作為地圖數(shù)據(jù)，存儲有全國道路地圖、各地區(qū)的道路地圖或住宅地圖等。道路地圖 由主要干線道路、高速公路、次要道路等各道路和地上目標物(設施等)構成。住宅地圖是 顯示有用于表示地上建筑物等的外形的圖形以及道路名稱等的市街道地圖。次要道路是 指，例如國道、省道以下的、道路寬度在規(guī)定值以下的比較窄的道路。作為地圖數(shù)據(jù)，在顯示器42上顯示包括車輛當前位置和用戶指定的地點的、根據(jù) 規(guī)定比例尺而形成的一定范圍的地圖。在該地圖上，顯示車輛的當前位置和被指定的地點。道路數(shù)據(jù)是各道路的位置和種類、車道數(shù)以及各道路之間的連接關系等與道路相 關的數(shù)據(jù)，由節(jié)點數(shù)據(jù)和道路鏈數(shù)據(jù)構成。該道路數(shù)據(jù)用于路徑搜索和地圖匹配，并且還在 將搜索得到的行駛路徑重疊顯示在地圖數(shù)據(jù)上時進行使用。節(jié)點數(shù)據(jù)表示在地圖上進行路徑搜索時所使用的各節(jié)點的地理坐標數(shù)據(jù)等。例如，通過節(jié)點來表示交叉路口等道路的連接點，通過道路鏈來表示連接點間的 道路(即，道路中不分岔的區(qū)域)。這樣，發(fā)揮表示節(jié)點數(shù)據(jù)路徑的連接關系的路徑數(shù)據(jù)的 功能。此外，關于因交通管制而限制行駛的禁止進入和單向通行等，將表示這些的屬性 賦予給各道路鏈，但是關于這些屬性，也可以賦予給交叉路口節(jié)點。節(jié)點數(shù)據(jù)包括始終設定在各交叉路口上的交叉路口節(jié)點，和有時輔助設定在各交 叉路口間的特征點(例如，轉彎的開始、中間、結束的各地點，或高度發(fā)生變化的地點等)上的輔助節(jié)點。交叉路口節(jié)點包括交叉路口的地理位置坐標、名稱等與交叉路口相關的信息。目的地數(shù)據(jù)是如下數(shù)據(jù)，即，主要觀光地、建筑物、電話簿中記載的企業(yè)及工作地 點等很有可能成為目的地的地點及設施等的位置和名稱等數(shù)據(jù)。引導地點數(shù)據(jù)是在道路上設置的引導顯示板的內容、分岔路口的引導等需要引導 的地點的引導數(shù)據(jù)。在其他數(shù)據(jù)文件52中，例如，存儲有照片的圖像數(shù)據(jù)、通過語音對設定的行駛路 徑進行引導時的語音數(shù)據(jù)等，其中，上述照片是對各種設施、觀光地、主要的交叉路口等要 求視覺顯示的位置進行拍攝而得的照片。
接著，說明在本實施方式的地圖匹配程序中定義的可靠度數(shù)據(jù)。圖2A、圖2B是示意性地表示可靠度的定義和要素的圖。圖2A規(guī)定了與本實施方式的可靠度相對應的方位和距離的假想誤差。S卩，關于方 位，將假想方位誤差在1度以內的情況規(guī)定為可靠度5，將假想方位誤差在3度以內的情況 規(guī)定為可靠度4，將假想方位誤差在10度以內的情況規(guī)定為可靠度3，將假想方位誤差在45 度以內的情況規(guī)定為可靠度2，將假想方位誤差不明的情況規(guī)定為可靠度1。另外，關于距離，將假想距離誤差在5m以內的情況規(guī)定為可靠度5，將假想距離誤 差在IOm以內的情況規(guī)定為可靠度4，將假想距離誤差在25m以內的情況規(guī)定為可靠度3， 將假想距離誤差在50m以內的情況規(guī)定為可靠度2，將假想距離誤差不明的情況規(guī)定為可 靠度1。這樣，在本實施方式中，對于方位和距離，都將可靠度規(guī)定為5個等級，但可以更 詳細的進行規(guī)定(例如，10個等級)。此外，通過實際測量后述的可靠度的各要素的值和那時的誤差，預先規(guī)定假想誤 差(方位、距離)。圖2B表示用于決定推算方位和推算距離的可靠度的要素，以及用于決定通過GPS 而得出的方位和距離的可靠度的要素。如圖所示，作為決定推算可靠度(方位、距離)的要素，有上一次可靠度、假想累積 方位誤差、陀螺儀靈敏度學習狀態(tài)、推算方位可靠度、距離系數(shù)學習狀態(tài)，作為決定GPS可 靠度(方位、距離)的要素，有GPS/推算軌跡方位一致度、速度、D0P、根據(jù)坐標間距離而得 出的GPS/推算軌跡位置一致度、根據(jù)坐標間方位而得出的GPS/推算軌跡位置一致度。而且，如圖2B所示，推算方位的可靠度由上一次可靠度、假想累積方位誤差、陀螺 儀靈敏度學習狀態(tài)來決定。推算距離的可靠度由上一次可靠度、推算方位可靠度、距離系數(shù)學習狀態(tài)來決定。另外，GPS方位可靠度由GPS/推算軌跡方位一致度、速度、DOP來決定。GPS距離的可靠度由D0P、根據(jù)坐標間距離而得出的GPS/推算軌跡位置一致度、根 據(jù)坐標間方位而得出的GPS/推算軌跡位置一致度來決定。圖3是規(guī)定了用于決定推算方位和距離的可靠度的各要素的圖。如圖3所示，作為上一次可靠度，直接使用在上一次的地圖匹配中算出的推算方 位的可靠度和推算距離的可靠度。由于考慮到除了發(fā)生陀螺儀的故障的情況以外，通過推算航法而求出的推算方位 的可靠度不會劇烈地變化，所以直接使用上一次的可靠度來作為通過推算航法而求出的推算方位的可靠度。通常，如果左右兩側水平地安裝導航裝置，則陀螺傳感器的左右靈敏度大致相同。因此，在陀螺傳感器的左右靈敏度出現(xiàn)偏差的情況下，可以想到很有可能左右靈敏度的學 習出現(xiàn)錯誤，從而在方位變化時出現(xiàn)誤差。因此，可以想到對于假想累積方位誤差而言，對于在規(guī)定區(qū)間(例如，IOm)行駛時 的方位變化，方位誤差被累積，從而該方位誤差變大，因此，規(guī)定為累積方位誤差(度)越大 可靠度越小。在本實施方式中，以如下比例設定方位誤差率，S卩，左右靈敏度差為1°時，方位誤 差率為0.1%。因此，每行駛規(guī)定區(qū)間，累積陀螺傳感器的左右靈敏度差α °乘以0.001而 得到的值。此外，左右靈敏度差使用通過以下說明的陀螺儀靈敏度學習而進行修正后的左右
靈敏度差。陀螺儀靈敏度學習狀態(tài)表示陀螺傳感器的靈敏度學習的次數(shù)，可以想到在靈敏度 學習的次數(shù)少時推算方位的精度低，在學習次數(shù)多時精度高，因此設定為隨著學習次數(shù)的 增加而可靠度變高。此外，對于本實施方式中的陀螺傳感器的靈敏度學習的次數(shù)，將左轉的學習和右 轉的學習作為一組，進行一次計數(shù)。在此，陀螺儀的靈敏度學習用于修正陀螺傳感器對于右轉以及左轉的靈敏度，可 以利用公知的各種方法進行陀螺儀的靈敏度學習。例如，利用基于GPS行駛軌跡來求出的角度，修正在左右轉彎時通過陀螺傳感器 求出的角度，其中，上述GPS行駛軌跡是通過GPS定位而得出的。在GPS定位的精度低的情 況下進行修正，靈敏度可能惡化，所以在GPS定位的精度高的情況下進行左右轉彎時，進行 上述學習。例如，在如下學習開始條件下進行學習，S卩，GPS速度在30km/h以上，根據(jù)DOP求 出的誤差圓的直徑在IOOm以內。此外，作為學習開始條件，進一步，在條件中可以追加在車 輛當前位置的周邊不存在規(guī)定高度以上的高樓的條件。推算方位可靠度用于求出推算距離的可靠度，可以想到推算方位的可靠度越高， 推算距離的精度也越高，所以直接使用推算方位可靠度(根據(jù)各要素求出的最終值)。距離系數(shù)學習狀態(tài)表示對距離的學習次數(shù)，可以想到學習次數(shù)越多，距離系數(shù)的 精度越高(推算距離的精度高)，所以規(guī)定為學習次數(shù)越多推算距離的可靠度也越高。在此，與陀螺儀的靈敏度學習相同，對距離的學習也能夠使用公知的各種方法。例如，將對于與一次距離脈沖對應的移動距離的計算次數(shù)作為學習次數(shù)，其中，上 述移動距離的計算是通過如下處理來進行的，即，以通過GPS定位算出的車輛的移動距離 為基準，對距離脈沖的次數(shù)進行計數(shù)，該距離脈沖是用于測量車輛行駛距離的距離傳感器 所輸出的。基于通過各學習來求出的移動距離的分布中的最多的值，通過統(tǒng)計學的方法，決 定每次距離脈沖的移動距離。此外，與陀螺儀的學習相同，對距離的學習也在GPS的精度高的情況下進行，在車 輛移動規(guī)定距離的期間內，需要滿足學習開始條件。圖4是規(guī)定了用于決定GPS方位和距離的可靠度的圖。
GPS/推算軌跡方位一致度用于判定通過GPS而得到的軌跡的形狀與推算軌跡的 形狀的一致度。由于推算方位的變化量與GPS方位的變化量越接近(差越小)，GPS方位的 精度越高，所以如圖4所示，規(guī)定為兩方位的一致度越高，GPS方位的可靠度越高。在此，GPS/推算軌跡方位一致度是通過如下方式算出的。(a)以GPS可靠度算出位置(最新GPS定位點)為基點。同樣，推算軌跡以與GPS的基點同步的位置為基點。(b)從基點，以定位點間隔，取得最多20個GPS定位點，并按各個定位點取得相對 于基點方位的方位變化量。此時，GPS的連續(xù)性(定位間隔)在5秒以內(即使2、3秒沒 有定位，也進行處理)。同樣，推算軌跡也按與各定位點對應的各點分別取得相對于基點方位的方位變化 量(推算軌跡坐標與GPS定位位置同步)。(c)對于取得的GPS和推算軌跡的各方位變化量，算出相應的定位點間的差量，對 這些差量求和，然后算出平均值(相關值)。該相關值為圖4的平均方位差]。此外，僅取得GPS方位可靠度在2以上的GPS方位。由于可以想到GPS速度越快，GPS方位的精度越高，所以如圖4所示，規(guī)定為GPS速
度越快可靠度越高。DOP (Dilution OfPrecision 精度衰減因子)是表示根據(jù)GPS衛(wèi)星的配置而計算 的定位精度(精度降低率)的值，由于可以想到DOP越小GPS距離、GPS方位越高，所以如 圖4所示，規(guī)定為DOP越小可靠度越高。此外，最好的DOP值為1.0。作為D0P，有幾何精度降低率HD0P、水平精度降低率PD0P、位置精度降低率RDOP 等，在本實施方式中使用HD0P，但可以使用HDOP之外的降低率，另外，也可以并用它們。DOP由GPS接收裝置14算出。在圖4中規(guī)定了根據(jù)坐標間距離而得出的GPS/推算軌跡位置一致度。由于可以 想到GPS與推算軌跡的距離一致度越高，GPS距離的精度也越高，所以規(guī)定為GPS與推算軌 跡距離一致度越高，根據(jù)坐標間距離而得出的GPS/推算軌跡位置一致度的可靠度越高。該根據(jù)坐標間距離而得出的GPS/推算軌跡位置一致度是通過如下方式算出的。(a)以GPS可靠度算出位置(最新GPS定位點)為基點。同樣，推算軌跡將對應于GPS基點而測定的推算軌跡位置作為基點。(b)從GPS基點位置起以IOm以上的間隔取得10個GPS定位點，并算出從基點起 的坐標間距離。同樣，對于推算軌跡，算出從推算軌跡位置的基點至與GPS的各定位點對應的各位置的坐標間距離。(c)按各個定位點算出如下的差量，該差量是在(b)中算出的到達GPS位置(定 位點)的坐標間距離與到達相對應的推算位置的坐標間距離的差，并求出該差量的平方的 和，然后算出平均值(相關值)。根據(jù)該相關值決定可靠度。在圖4中規(guī)定了根據(jù)坐標間方位而得出的GPS/推算軌跡位置一致度。即，由于 可以想到GPS與推算軌跡的坐標間的方位的一致度越高，GPS方位的精度越高，所以規(guī)定為 GPS方位與推算軌跡的坐標間的方位的一致度越高，根據(jù)坐標間方位而得出的GPS/推算軌跡位置一致度的可靠度也越高。該根據(jù)坐標間方位而得出的GPS/推算軌跡位置一致度是通過如下方式算出的。(a)從GPS可靠度算出位置(最新GPS定位點)，以IOm以上的間隔，取得最多10 個GPS定位點，并根據(jù)彼此相鄰的2點間的坐標，算出該2點間的方位。此外，在本實施方 式中，如果進行比較的點間的間隔小，則即使微小地錯開，方位也變得很大，所以以IOm以 上的間隔進行設定。同樣，關于推算軌跡，對于與GPS定位點對應的各位置，根據(jù)彼此相 鄰的2點間的 坐標，算出該2點間的方位。(b)對于基于GPS定位點來算出的各方位，算出彼此相鄰的方位的差量，并推算方
位變化量。同樣，關于推算軌跡，對于基于各點來算出的各方位，算出彼此相鄰的方位的差 量，并算出方位變化量。(c)按各個點算出在(b)中算出的對應的GPS方位變化量和推算方位變化量的差 量，并求出該差量的平方的和，然后算出平均值(相關值)。根據(jù)該相關值決定可靠度。如上所述，按各個要素求出可靠度，并算出最終的推算方位和距離、GPS方位和距 離的各可靠度，來作為各個要素的可靠度的平均值。例如，如果推算方位的上一次可靠度為4，假想累積方位誤差的可靠度為3，陀螺 儀靈敏度學習狀態(tài)的可靠度為3，則推算方位的可靠度是這3個要素的可靠度的平均值在求圖2A所示的假想方位誤差的情況下，將求得的平均值3. 33四舍五入而得到 的值3作為可靠度。由此，與可靠度3對應的假想方位誤差在10度以內。此外，為了進一步提高精度，可以將求得的平均值進行五捨六入、六捨七入……， 另外，可以舍去小數(shù)點以下的數(shù)字。另外，可以對各要素的可靠度進行加權。此時，使上一次可靠度的加權高于其他要素的加權。例如，使上一次可靠度為1. 5倍，假想累積方位誤差的可靠度為0. 8倍，陀螺儀靈 敏度學習狀態(tài)的可靠度為0. 7倍。而且，可以基于按照各個要素算出的可靠度，通過模糊控制，決定最終的可靠度。在這樣構成的導航裝置中，如下進行路徑弓I導。導航裝置通過當前位置檢測裝置10檢測當前位置，從信息存儲裝置50的地圖數(shù) 據(jù)文件51讀取當前位置周邊的地圖信息，并將其顯示在顯示器42上。然后，在從輸入裝置41輸入目的地時，信息處理控制裝置20搜索(運算)多個從 當前位置至目的地的行駛路徑的候補，并將其顯示在地圖上，該地圖顯示在顯示器42上， 在駕駛員選擇某個行駛路徑時，將選擇的行駛路徑存儲在RAM24中，由此取得行駛路徑(行 駛路徑取得裝置)。此外，信息處理控制裝置20也可以向信息處理中心發(fā)送車輛當前位置(或輸入的 出發(fā)地)和目的地，并接收在信息處理中心搜索出的到達目的地的行駛路徑，由此，取得行 駛路徑。此時，經(jīng)由通信接口 25，通過無線通信來進行目的地和行駛路徑的通信。
另外，也可以使用自家等的個人計算機等信息處理裝置，搜索從出發(fā)地至目的地 的行駛路徑，將其存儲在USB存儲器等存儲介質中，并經(jīng)由該存儲介質讀取裝置取得行駛 路徑。此時的存儲介質讀取裝置經(jīng)由傳送路徑45與信息處理控制裝置20連接。在車輛進行行駛時，通過追蹤當前位置檢測裝置10檢測出的當前位置，進行路徑 引導。對于路徑弓I導，通過與搜索出的行駛路徑對應的道路數(shù)據(jù)和當前位置檢測裝置10 檢測出的當前位置的地圖匹配，確定地圖上的車輛位置，并將車輛當前位置周邊的地圖顯 示在顯示器42上，將搜索出的行駛路徑顯示在地圖上，并且將表示車輛當前位置的當前位 置標記顯示在地圖上。另外，根據(jù)搜索出的行駛路徑與當前位置的關系，判斷引導的必要性，即在直線前 進持續(xù)了規(guī)定距離以上的情況下，判斷是否需要進行規(guī)定的前進道路變更地點等的行駛路 徑的引導、以及方向引導，在需要的情況下，通過顯示器42的顯示以及語音來進行引導。接著，說明這樣構成的導航裝置的地圖匹配處理。圖5是本實施方式的地圖匹配處理的流程圖。信息處理控制裝置20取得當前位置檢測裝置10等檢測的各種傳感器信息(步驟 1)。然后，信息處理控制裝置20基于所取得的傳感器信息，算出和確定推算位置(步 驟2)。即，求出基于推算航法的推算位置，并如后所述，根據(jù)基于可靠度的假想方位誤差范 圍，來決定推算位置。然后，信息處理控制裝置20使顯示在顯示器42上的地圖上的當前位置標記移動 (步驟3)，然后結束處理。此時，不論推算位置是否修正為后述的最佳候補地點，都將當前 位置標記移動至最佳候補地點。接著，按照圖6的流程圖以及圖7A 圖7C、圖8A 圖8C的狀態(tài)圖說明推算位置 確定處理。信息處理控制裝置20通過如下順序算出推算位置修正后的方位(步驟20)。此外，在圖7A中，點PO(AO)是通過上一次的地圖匹配處理來確定的推算位置(修 正為候補地點AO的推算位置)。(i)以上一次的推算位置PO為基準，基于車輛的移動距離和方位，求出推算位置 P1，并基于推算軌跡，求出推算位置Pl上的推算方位(前進方向)。(ii)確定與推算位置Pl相對應的各候補地點。在與推算位置Pl相距的距離在規(guī)定距離Lm以內的道路上確定該候補地點，將如 下特定地點作為與推算位置Pl相對應的候補地點，該特定地點是，使與上一次的推算位置 PO相匹配的各起點候補沿著道路移動了車輛移動距離的地點。此外，使上一次的候補地點PO沿著道路僅移動與車輛的移動距離相當?shù)牧康慕Y 果，在與推算位置Pl相距的距離不在規(guī)定距離Lm以內的情況下，不將該候補地點作為候補 對象。另外，在從推算位置Pl開始的規(guī)定距離的范圍內，在與上一次地圖匹配時的各候 補地點所在的道路相連接的道路上，存在因分岔路口或交叉路口等而形成的新的道路的情 況下，對于各道路，將從上一次推算位置PO僅移動與車輛移動距離相當?shù)牧康牡攸c作為候補地點。如圖7A所示的例子的情況下，還在因分岔路口而形成的新的道路上，設定新的候補地點Bi。進一步，在從推算位置Pl開始的規(guī)定距離的范圍內，在存在與上一次地圖匹配時的各候補地點所在的任意道路都不連接的新的道路的情況下，將從推算位置Pl向該道路 引出的垂線與該道路相交的點作為新的候補地點。(iii)對與推算位置Pl對應的各候補地點進行成本計算，由此求出最佳候補地
點ο在本實施方式中，根據(jù)與推算位置Pl的距離差、方位差、行駛狀態(tài)、過去的候補的 狀態(tài)，來進行對于該各候補地點的成本計算。其中，可以僅基于距離進行計算，還可以基于距離和方位進行計算，還可以考慮其 他要素進行計算。成本計算的考慮方法如下?？梢韵氲皆绞蔷嚯x差、方位差的值都小的候補，是最佳的候補的可能性越高。另外，作為車速等行駛狀態(tài)，可以想到如果是高速(例如，100km/h)行駛，則在高 速公路上行駛的可能性高。對于過去的狀態(tài)，可以想到如果不久前在一般道路(或高速)上行駛，則在一般道 路(或高速)上行駛的可能性高。作為過去的候補的狀態(tài)，使用前一個候補地點的成本的1/2。用分數(shù)表示上述各狀態(tài)(將距離差、方位差的值作為分數(shù))，并算出它們的合計值 來作為各候補地點的成本合計。而且，將成本合計最小的候補地點作為最佳候補地點。例如，車輛以100km/h的時速行駛。 而且，對于設定在一般道路上的候補地點X，設定距離差為5m，方位差為5度，行駛 狀態(tài)為10 (由于車速為100km/h，所以在一般道路上行駛的可能性低)，上一次的成本為50。此時，候補地點X的成本合計為5+5+10+(50X 1/2) = 45。另一方面，對于設定在高速公路上的候補地點Y，設定距離差為10m，方位差為3 度，行駛狀態(tài)為0(由于車速為100km/h，所以在高速公路上行駛的可能性高)，上一次的成 本為40。此時，候補地點Y的成本合計為10+3+0+(40 X 1/2) = 33。根據(jù)以上的計算，確定成本合計最小的候補地點Y為最佳的候補地點。此外，上述的計算例子示出了關于成本合計的想法，實際的系數(shù)和相加的方法采 用最佳的方案。(iv)求出通過以上成本計算而確定的最佳候補地點所存在的道路(道路數(shù)據(jù))的 前進方向的方位，并將其作為推算位置修正后的方位。返回圖6，在算出推算位置修正后的方位(步驟20)時，信息處理控制裝置20取得 推算方位的可靠度(步驟21)。即，如圖3所說明的那樣，信息處理控制裝置20基于推算方位的各要素(上一次 可靠度、假想累積方位誤差、陀螺儀靈敏度學習狀態(tài))算出各可靠度，并算出它們的平均 值，由此算出推算方位的可靠度。進一步，信息處理控制裝置20取得GPS方位的可靠度(步驟22)。
S卩，如圖4所說明的那樣，信息處理控制裝置20基于與GPS方位對應的各要秦 (GPS/推算軌跡方位一致度、速度、D0P)算出各可靠度，并算出它們的平均值，由此算出GPS 方位的可靠度。接著，信息處理控制裝置20比較在步驟21、22中求出的兩個可靠度(步驟23)。在推算方位的可靠度在GPS方位的可靠度以上的情況下(步驟23，是)，信息處理 控制裝置20按照圖2A、圖2B所說明的可靠度的定義，取得與推算方位的可靠度對應的假想 方位誤差(步驟24)。然后，信息處理控制裝置20判斷推算軌跡修正后的方位是否在取得的假想方位 誤差的范圍內(步驟25)。
S卩，判斷在步驟20中求出的推算位置Pl上的推算方位與推算位置修正后的方位 的差(圖7B的θ 1)是否在假想方位誤差以下。在方位差θ 1在假想方位誤差以下的情況下(步驟25，是)，信息處理控制裝置20 將推算位置修正為最佳候補地點(步驟26)，然后返回主程序。在以圖7Β為例進行說明時，在對于推算位置Ρ1，最佳候補地點為候補地點Al的情 況下，最佳候補地點Al上的道路的前進方向為修正后的方位，該修正后的方位與根據(jù)推算 軌跡求出的推算方位(修正前的方位)的差為θ 1，如果該θ 1在假想方位誤差以下，則將 推定方位Pl修正(變更)為最佳候補位置Al。另一方面，在方位差θ 1大于假想方位誤差的情況下(步驟25，否)，信息處理控 制裝置20不將推算位置修正為最佳候補地點，而返回主程序。S卩，圖8Β中的候補地點Al與其他候補地點Bl相比為最佳候補地點，但是由于方 位差θ 1大于假想方位誤差，所以進行錯誤匹配的可能性高，因此，不將推算位置Pl變更為 最佳候補地點Al，而返回主程序。這樣，避免在方位差θ 1大于假想方位誤差的情況下，因將推算位置Pl修正為道 路上的最佳候補地點Al而引起錯誤匹配。而且，如圖8C所示，在下一次地圖匹配中，根據(jù)未被修正的推算位置Pl求出下一 個推算位置Ρ2，因此能夠使推算位置Ρ2盡早地恢復至正確的候補地點Β2。由此，顯示在顯 示器42上的車輛的當前位置標記也能夠盡早地恢復至正確的道路上。另一方面，在GPS方位的可靠度在推算方位的可靠度以上的情況下(步驟23， 否)，信息處理控制裝置20按照圖2Α、圖2Β所說明的可靠度的定義，取得與GPS方位的可 靠度對應的假想方位誤差(步驟27)。而且，信息處理控制裝置20判斷推算軌跡修正后的方位是否在所取得的假想方 位誤差的范圍內(步驟28)。S卩，如圖8Β所示，判斷根據(jù)GPS的移動軌跡G求出的GPS方位與在步驟20中求出 的推算位置修正后的方位的差θ 2是否在假想方位誤差以下。在方位差θ 2在假想方位誤差以下的情況下(步驟28，是)，與圖7Β所說明的相 同，信息處理控制裝置20將推算位置Pl修正為最佳候補地點Al (步驟29)，然后返回主程序。另一方面，在方位差θ 2大于假想方位誤差的情況下(步驟28，否)，信息處理控 制裝置20不將推算位置Pl修正為最佳候補地點Al，而返回主程序。
g卩，圖8B上的候補地點A1與其他候補地點B1相比為最佳候補地點，但是，由于方 位差e 2大于假想方位誤差，所以進行錯誤匹配的可能性高，因此不將推算位置P1變更為 最佳候補地點A1，而返回主程序。這樣，避免在方位差e 2大于假想方位誤差的情況下，因將推算位置P1修正為道 路上的最佳候補地點A1而引起錯誤匹配。而且，如圖8C所示，在下一次地圖匹配中，根據(jù)未被修正的推算位置P1求出下一 個推算位置P2，因此能夠使推算位置P2盡早恢復至正確的候補地點B2。由此，顯示在顯示 器42上的車輛的當前位置標記也能夠盡早地恢復至道路上。根據(jù)以上說明的本實施方式的導航裝置，對于通過推算航法所求出的推算位置 P1，基于推算方位的可靠度與GPS方位的可靠度中高的可靠度求出假想方位誤差，在可靠 度高的方位與將推算位置Pi修正為最佳候補地點時的前進方向的方位的方位差e不在假 想方位誤差的范圍內的情況下，不修正推算位置pi。由此，即使在顯示器42的顯示中，由于使車輛的當前位置標記移動至最佳候補地 點而成為錯誤匹配狀態(tài)，實際的推算位置P1也不被修正(移動)，以未修正的推算位置P1 為基準，求出下一個推算位置P2，因此在下一次以后的匹配處理中，能夠盡早使當前位置標 記以及推算位置恢復至正確的道路上。以上，說明了本發(fā)明的導航裝置及導航用程序的一個實施方式，但本發(fā)明不限于 所說明的實施方式，在各權利要求中記載的范圍內，能夠進行各種變形。例如，在所說明的實施方式中，根據(jù)推算方位的可靠度與GPS方位的可靠度中大 的可靠度求出假想方位誤差，但也可以根據(jù)推算方位的可靠度求出假想方位誤差，并根據(jù) 方位差e 1是否在假想誤差范圍內，來決定是否將推算位置修正為最佳候補地點。另外，說明了以通過推算航法所求出的推算位置為基準進行地圖匹配的情況，但 可以以根據(jù)GPS測定值所求出的GPS位置為基準進行地圖匹配。即，如果將GPS位置移動至最佳候補地點時的(道路上的)前進方向的方位與GPS 方位的方位差e 2在基于可靠度的假想方位誤差的范圍內，則將GPS位置修正為最佳候補 地點，如果在范圍外，則不進行GPS位置的修正。此時，作為用于決定假想方位誤差的可靠度，可以使用GPS方位的可靠度，也可以 使用GPS方位的可靠度與推算方位的可靠度中的大的可靠度。另外，在本實施方式中，在方位差e 2(參照圖8B)大于假想誤差的情況下，不修正 推算位置P1，但是由于GPS方位的可靠度高于推算方位的可靠度，所以可以將推算位置P1 修正為通過GPS所確定的GPS位置。推算位置P1是，針對上一次的推算位置P0，根據(jù)移動距離和移動方位而確定的， 因此，移動距離可以使用通過推算航法所確定的值，僅對移動方位使用GPS方位。在說明的實施方式以及上述變形例中，說明了在車輛位置(推算位置或GPS位置) 修正前后的方位差9在假想誤差范圍內的情況下，進行車輛位置的修正，在范圍外的情況 下不進行修正。但是，在將行駛的軌跡用作數(shù)據(jù)的情況下，會將從道路偏離的位置保存為軌跡。例 如，在圖7C的情況下，在不修正P1而將P2修正為B2的情況下，行駛軌跡成為P0至P1至 B2。
15
因此，對于沒有通過地圖匹配修正為最佳候補地點的車輛位置(推算位置或GPS位置)，在此后的地圖匹配中將車輛位置修正為最佳候補地點的情況下，將未修正的車輛位 置修正為設定有修正后的最佳候補地點的道路上的候補地點。例如，在圖7C的上述例子的情況下下一個推算位置P2被修正為最佳候補地點B2 時，將未被修正的推算位置Pl修正為對應于推算位置Pl設定的候補地點Bi，該候補地點 Bl位于最佳候補地點B2所存在的道路上。此外，在保存通過推算航法算出的推算軌跡的情況下，也可以在地圖匹配處理中 不將推算位置修正為最佳候補位置，而將推算方位修正為使推算位置移動至最佳候補地點 時的道路上的前進方向的方位。例如，使推算方位以上一次地圖匹配所確定的推算位置為中心進行旋轉，由此進 行該方位修正。
權利要求
一種導航裝置，其特征在于，具有推定地點算出單元，以上一次的車輛位置為基準，算出伴隨著上一次之后的移動的車輛的推定地點；選擇單元，通過與所述推定地點的匹配處理，從在所述推定地點周邊的道路上設定的候補地點中選擇最佳候補地點；假想方位誤差取得單元，算出與所述推定地點對應的車輛的方位和其可靠度，取得與該可靠度對應的假想方位誤差；判斷單元，判斷所述車輛的方位與將所述推定地點修正為所述最佳候補地點時的方位之間的方位差是否在所述假想方位誤差內；車輛位置決定單元，當所述方位差在所述假想方位誤差內時，將所述最佳候補地點作為對所述推定地點進行修正后的車輛位置，當所述方位差不在假想方位誤差內時，將所述推定地點作為車輛位置。
2.如權利要求1所述的導航裝置，其特征在于，所述推定地點是通過以上一次的車輛位置為基準的推算航法來推算出的推算位置， 所述假想方位誤差取得單元將所述推算位置處的推算方位作為車輛的方位，取得與所 述推算方位的可靠度對應的假想方位誤差。
3.如權利要求1所述的導航裝置，其特征在于，所述推定地點是通過以上一次的車輛位置為基準的推算航法來推算出的推算位置， 所述假想方位誤差取得單元算出所述推算位置處的推算方位的可靠度，和通過GPS對 應于所述推算位置所測定的GPS方位的可靠度，并將這兩者中可靠度高的方位作為所述車 輛的方位，取得與車輛的方位的可靠度相對應的假想誤差。
4.如權利要求1至3中任一項所述的導航裝置，其特征在于，具有 地圖顯示單元，顯示與所述車輛位置對應的地圖，當前位置標記顯示單元，在所述所顯示的地圖上，顯示車輛的當前位置標記； 不論車輛位置決定單元所決定的車輛位置是什么位置，所述當前位置標記顯示單元都 在所述地圖上的與所述最佳候補地點對應的地點顯示當前位置標記。
5.一種導航用程序，其特征在于，通過計算機實現(xiàn)如下功能推定地點算出功能，以上一次的車輛位置為基準，算出伴隨著上一次之后的移動的車 輛的推定地點；選擇功能，通過與所述推定地點的匹配處理，從在所述推定地點周邊的道路上設定的 候補地點中選擇最佳候補地點；假想方位誤差取得功能，算出與所述推定地點對應的車輛的方位和其可靠度，取得與 該可靠度對應的假想方位誤差；判斷功能，判斷所述車輛的方位與將所述推定地點修正為所述最佳候補地點時的方位 之間的方位差是否在所述假想方位誤差內；車輛位置決定功能，當所述方位差在所述假想方位誤差內時，將所述最佳候補地點作 為對所述推定地點進行修正后的車輛位置，當所述方位差不在假想方位誤差內時，將所述 推定地點作為車輛位置。
全文摘要
提供一種導航裝置及導航用程序，能夠進一步減少錯誤匹配，并且能夠從錯誤匹配中盡早恢復。對于推算航法所求出的推算位置(P1)，基于推算方位的可靠度與GPS方位的可靠度中高的可靠度來求出假想方位誤差，在可靠度高的方位與將推算位置(P1)修正為最佳候補地點時的前進方向上的方位之間的方位差(θ)不在假想方位誤差的范圍內的情況下，不修正推算位置(P1)。由此，即使在畫面顯示中使車輛標記移動至最佳候補地點以進行錯誤匹配，也不修正實際的推算位置(P1)，就以未修正的推算位置(P1)為基準求出下一個推算位置(P2)，因此能夠在以后的匹配處理中使車輛標記和推算位置盡早恢復至正確的道路上。
文檔編號G01C21/30GK101819043SQ20101011660
公開日2010年9月1日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權日2009年2月26日
發(fā)明者大橋裕介, 安藤洋平, 榊大介 申請人:愛信艾達株式會社