位置検出装置及び記録媒体

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【発明の名称】	位置検出装置及び記録媒体
【発明者】	【氏名】村田賢一【氏名】橋本孝博【氏名】五十嵐総紀【氏名】浅井五朗【氏名】柿原正樹
【要約】	【課題】車両のみならず鉄道や徒歩を含む複数の移動形態を用いたナビゲーションにおいて、現在位置を高精度に検出して提示する。【解決手段】ナビ制御部２４は、現在位置から目的地に至る経路を探索してディスプレイ２８上に表示する。移動形態が車両である場合、ナビ制御部２４は、公知のマップマッチング（ＭＭ）を用いて検出された現在位置を補正してディスプレイ２８上に表示する。移動形態が鉄道の場合、ナビ制御部２４は、鉄道データのみを用いてマップマッチングを行い現在位置を補正する。移動形態が徒歩の場合、徒歩用のデータを用いてマップマッチングを行い現在位置を補正する。鉄道による移動の場合、ナビ制御部２４は、鉄道の運行スケジュールに基づいてマップマッチングを行う。

【特許請求の範囲】
【請求項１】現在位置を検出する位置検出手段と、地図データを記憶する記憶手段と、現在の移動形態を検出する移動形態検出手段と、前記移動形態に応じて、検出された前記現在位置を前記地図データと照合して補正する補正手段と、を有することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】請求項１記載の装置において、前記補正手段は、前記地図データのうち、前記移動形態に対応する地図データを用いて補正することを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】請求項１記載の装置において、前記補正手段は、前記移動形態毎に異なるアルゴリズムを用いて補正することを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】請求項３記載の装置において、前記アルゴリズムは、前記移動形態が鉄道である場合には鉄道の運行スケジュールを用いたものであることを特徴とする位置検出装置。
【請求項５】請求項３記載の装置において、前記アルゴリズムは、前記移動形態が徒歩である場合には前記補正を実行しないものであることを特徴とする位置検出装置。
【請求項６】検出された現在位置を地図データで補正するプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記プログラムはコンピュータに対して、少なくとも、現在の移動形態を判定させ、前記移動形態に応じて、検出された現在位置を前記地図データと照合して補正させることを特徴とする記録媒体。
【請求項７】請求項６記載の媒体において、前記補正は、前記地図データのうち、前記移動形態に対応する地図データを用いて実行されることを特徴とする記録媒体。
【請求項８】請求項６記載の媒体において、前記補正は、前記移動形態毎に異なるアルゴリズムで実行されることを特徴とする記録媒体。
【請求項９】請求項８記載の媒体において、前記アルゴリズムは、前記移動形態が鉄道である場合には鉄道の運行スケジュールを用いたものであることを特徴とする記録媒体。
【請求項１０】請求項８記載の媒体において、前記アルゴリズムは、前記移動形態が徒歩である場合には前記補正を実行しないものであることを特徴とする記録媒体。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は位置検出装置及び記録媒体、特にＧＰＳ等で検出された現在位置のマップマッチングに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、地図データを備えて目的地に至る経路を探索し、ユーザに提示するナビゲーション装置が知られている。このようなナビゲーション装置においては、言うまでもなく正確に現在位置を検出することが前提となる。通常、車両等の現在位置はＧＰＳあるいはＤＧＰＳにより検出し、検出された現在位置を地図データと照合し、地図データの道路上に引き込む処理、いわゆるマップマッチング（以下、ＭＭという）を行うことで得ている。ＧＰＳ衛星からの信号には誤差が含まれているため検出位置には５０ｍ程度の位置誤差が生じる。そこで、検出位置と地図データと照合し、検出された現在位置に最も近い道路上、あるいは道路上の妥当なポイント（交差点等）に引き込むＭＭを行うことで、円滑なナビゲーションを提供することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来においては、車両の現在位置を検出する際に道路データを用いてＭＭ補正する技術は行われているが、車両以外の移動手段、たとえば鉄道や徒歩により移動する場合には、このようなＭＭ処理は何ら考慮されていない。特開平９－１１５０８６号公報には、車両のみならず鉄道等の公共交通機関や徒歩で移動する場合も含めた経路探索を行い、経路案内する技術について開示されているが、鉄道や徒歩による移動の場合に、どのように現在位置を高精度に検出して探索経路に沿ってユーザを案内するかについては考慮されていない。
【０００４】一般に、鉄道等の公共交通機関を移動手段に採用した場合、所定の運行スケジュールに従って移動するので、一旦所定の鉄道等に乗車してしまえば自己の現在位置については詳細に知る必要がないと考えることもできるが、ユーザによっては鉄道に乗車しても現在どの地点を移動しているかを把握したい場合もあり（駅に停車中はその必要はないが、駅間を走行している場合にはどの地点を走行しているか不明であるため）、このような場合には現在位置を高精度に検出しないかぎり、ユーザの要求に応えることができない。徒歩による移動の場合も同様である。
【０００５】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、車両経路のみならず、公共交通機関や徒歩による移動を含む場合においても、高精度に現在位置を検出し、ユーザに提示することができる装置及び媒体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、現在位置を検出する位置検出手段と、地図データを記憶する記憶手段と、現在の移動形態を検出する移動形態検出手段と、前記移動形態に応じて、検出された前記現在位置を前記地図データと照合して補正する補正手段とを有することを特徴とする。
【０００７】また、前記補正手段は、前記地図データのうち、前記移動形態に対応する地図データを用いて補正することを特徴とする。
【０００８】また、前記補正手段は、前記移動形態毎に異なるアルゴリズムを用いて補正することを特徴とする。ここで、前記アルゴリズムは、前記移動形態が鉄道である場合には鉄道の運行スケジュールを用いたものであることが好適である。また、前記アルゴリズムは、前記移動形態が徒歩である場合には前記補正を実行しないものであることが好適である。
【０００９】また、本発明は、検出された現在位置を地図データで補正するプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な媒体を提供する。前記プログラムはコンピュータに対して、少なくとも、現在の移動形態を判定させ、前記移動形態に応じて、検出された現在位置を前記地図データと照合して補正させることを特徴とする。
【００１０】また、前記補正は、前記地図データのうち、前記移動形態に対応する地図データを用いて実行されることを特徴とする。
【００１１】また、前記補正は、前記移動形態毎に異なるアルゴリズムで実行されることを特徴とする。ここで、前記アルゴリズムは、前記移動形態が鉄道である場合には鉄道の運行スケジュールを用いたものであることが好適であり、前記アルゴリズムは、前記移動形態が徒歩である場合には前記補正を実行しないものであることが好適である。
【００１２】本発明においては、移動形態が車両、鉄道などの公共交通機関、徒歩と多岐にわたる場合、一律に同一の道路データを用いてＭＭを行って補正するのではなく、移動形態に応じたＭＭ処理を行う。これにより、それぞれの移動形態に適した現在位置補正が行われ、高精度に現在位置を検出できる。
【００１３】移動形態に応じたＭＭとは、地図データのうち、移動形態に対応する地図データを用いたＭＭである。例えば、鉄道による移動の場合、鉄道路線上に位置することが明らかであるので、道路データを用いることなく鉄道の地図データを用いてＭＭを行うことで迅速かつ高精度の位置検出を行うことができる。鉄道と道路が並行して存在する場合には特に有効であろう。徒歩による移動の場合には、徒歩用の地図データを用いてＭＭを行えばよい。
【００１４】また、移動形態に応じたＭＭとは、移動形態毎に異なるアルゴリズムを用いたＭＭである。例えば、鉄道による移動の場合、車両による移動と異なり所定の運行スケジュールに従って移動すると考えられるので、車両による移動の場合のアルゴリズムではなく、鉄道の運行スケジュールを利用した鉄道固有のアルゴリズムでＭＭを行う。これにより、車両による移動の場合と同等以上の精度で位置検出を行うことができる。徒歩による移動の場合も同様であり、徒歩による場合は車両が移動する道路とは異なる道路を利用する場合もあり得るので、徒歩による移動固有のアルゴリズムでＭＭを行うことで、位置検出精度を上げることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１６】図１には、本実施形態の構成ブロック図が示されている。車輪速センサ１０は、車両の車輪速を検出し、ナビゲーション（ナビ）制御部２４に供給する。角速度センサ１２（ジャイロセンサ）は車両の方位を検出し、ナビ制御部２４に供給する。また、ＧＰＳ受信部１４が設けられ、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し、車両の現在位置を検出してナビ制御部２４に供給する。なお、ＧＰＳ受信部１４で検出される現在位置は絶対位置（緯度経度）であり、車輪速センサ１０及び角速度センサ１２で検出される車輪速及び方位に基づき検出される現在位置は所定位置からの相対変位であり、これら絶対位置及び相対変位に基づいて車両の現在位置が検出される。検出された現在位置はＧＰＳ固有の誤差を含んでおり、後述するようにナビ制御部２４は地図データを用いたマップマッチング（ＭＭ）により検出された現在位置を地図データと合致するように補正する。
【００１７】大容量データベース１６はＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ等から構成され、地図データを格納してナビ制御部２４に供給する。地図データには道路データのみならず公共交通機関データ（本実施形態では鉄道を例にとり説明する）や徒歩専用の道路データも含まれる。道路データは、交差点等に相当するノード及び各ノードを接続するリンクからなるネットワーク構成であるが、鉄道データや徒歩用道路データもこのような道路データと同様にノード及びリンクから構成されるネットワークとして格納される。鉄道のネットワークは、例えば停車駅をノードとし、駅間を各ノードを接続するリンクとみなして構成することができる。また、徒歩専用道路ネットワークに関しては、歩道橋や地下道、歩行者専用道路など歩行者通行可能な通路もデータとみなしてノードを設け、これらのノードを接続するリンクを形成することで道路データと同様に構成することができる。鉄道データ及び徒歩道路データのノードを車両用の道路ネットワークのノードと接続することで、車両用の道路データと鉄道データあるいは徒歩道路データをシームレスに接続することができる。
【００１８】小容量データベース１８は、徒歩や鉄道等で移動する場合にユーザにその周辺の地図データを表示するための地図データを記憶するもので、フラッシュメモリや半導体メモリ、ハードディスクで構成することができる。
【００１９】動的道路交通情報獲得部２０、２２は、外部の情報センタからの交通情報を取得するもので、電波や光の送受信機で構成することができる。取得した交通情報はナビ制御部２４に供給される。なお、動的道路交通情報獲得部２０、２２はそれぞれ車両で移動する場合及び徒歩あるいは鉄道で移動する場合に必要なものである。
【００２０】ナビ制御部２４は、具体的にはマイクロコンピュータで構成され、操作入力部２６から入力された目的地に至る経路を探索してディスプレイ２８に表示する。経路探索は、ノードとリンクで構成されるネットワークを用い、目的地に至る可能な経路（リンク列）のうちコストが最小となる経路を選択することで行うことができる。経路探索は、たとえばダイクストラ法を用いることができ、各リンクのリンクコストは、リンクの距離や動的道路交通情報獲得部２０、２２で取得した交通情報に基づき決定することができる。また、ナビ制御部２４は、車輪速センサ１０、角速度センサ１２及びＧＰＳ受信部１４からの信号を入力し、現在位置を検出するとともに、検出された現在位置と大容量データベース１６あるいは小容量データベース１８に記憶された地図データとを照合し、検出された現在位置を道路上あるいは歩行者用道路、鉄道の路線上に引き込むＭＭ補正を行う。補正された現在位置は地図データとともにディスプレイ２８上に表示する。
【００２１】本実施形態においては、既述したように鉄道データや徒歩用道路データも一般道路と同様にノード及びリンクからなるネットワーク構造であるため、ナビ制御部２４は目的地に至る経路を探索する際に、道路や鉄道、歩行者道路の区別をすることなくこれらを用いて経路を探索することができる。従って、目的地に至る経路には、道路経路のみならず鉄道経路や徒歩経路も含まれ得ることになり、鉄道や徒歩経路の場合には、ユーザは探索して得られた経路データが記憶された携帯端末機（モバイル機）を携帯することになるため、図１に示された各部材も携帯端末機側に属するものと、車両側に属するものに分離しておくことが好適である。一般原則としては、常に機能する必要がある部材はモバイル機側に設け、車両で移動する場合のみ必要となる部材は車載機側に設けることが好ましい。図１においては、車輪速センサ１０、大容量データベース１６、動的道路交通情報獲得部２０は車載機側に設けられ、角速度センサ１２、ＧＰＳ受信部１４、小容量データベース１８、動的道路交通情報獲得部２２、操作入力部２６及びディスプレイ２８、ナビ制御部２４はモバイル機側に設けられる。ユーザが車両で移動する場合には、モバイル機は車載機に接続されて一体となる。この場合、ナビ制御部２４は車載機のナビ制御部として機能する。また、鉄道や徒歩で移動する場合には、ユーザはモバイル機を車載機から分離して携帯し、ナビ制御部２４によりディスプレイ２８上に表示された経路データ、及びＭＭにより補正された現在位置にしたがって移動する。
【００２２】以下、ナビ制御部２４にて実行されるＭＭ処理について詳細に説明する。
【００２３】図２には、ナビ制御部２４が経路探索する地図データの一例が示されている。図において、現在位置（Ｏ）１００から目的地（Ｄ）１０２に至る経路を探索する場合を想定する。大容量データベース１６には、道路データのみならず鉄道に関するデータや徒歩道路データも記憶されているため、ナビ制御部２４は、これらのデータを用いて最適経路を探索する。その結果、現在位置（Ｏ）１００から鉄道のＡ駅１０４近傍の駐車場１１３に車を駐車し、Ａ駅１０４から電車に乗車してＢ駅１０６を経由し、Ｃ駅１０８で下車して徒歩で目的地（Ｄ）１０２に至る経路が得られたとする。この場合、ナビ制御部２４は、現在位置１００から駐車場１１３までは車両を、駐車場１１３からＡ駅１０４までは徒歩を移動形態とした現在位置検出を行って経路案内し、Ａ駅１０４からＣ駅１０８までは鉄道を移動形態とした現在位置検出を行ってユーザを案内し、Ｃ駅１０８から目的地（Ｄ）１１０までは徒歩を移動形態とした現在位置検出を行い経路案内する。現在位置１００から駐車場１１３までは道路データを用いた公知のＭＭを用いて現在位置を補正することができる。すなわち、検出した現在位置と道路データを照合し、現在位置に最も近い道路上に現在位置を引き込む処理を行う。しかしながら、Ａ駅１０４からＣ駅１０８間の現在位置検出、すなわち鉄道を移動形態とした現在位置検出を行う場合、従来のように道路データを用いたＭＭを行ったのでは正確な現在位置を検出することはできない。実際には鉄道の路線上に位置するにもかかわらず、ＭＭの結果、その鉄道に並行して存在する道路上に引き込む処理を行ってしまい、誤差が拡大するからである。また、道路データと鉄道データを用いたＭＭ補正を行う場合でも、照合すべきデータ量が著しく増大するため処理に時間を要することになる。さらに、Ｃ駅１０８から目的地１１０までは徒歩による移動であるため、通常の道路データを用いたＭＭ補正では正確な現在位置を検出することができなくなる。道路データと徒歩用の道路データは必ずしも一致しないからである（徒歩用道路データには徒歩専用道路や公園内の散歩道も含まれている）。
【００２４】そこで、ナビ制御部２４は、同一のＭＭ処理を一律に適用するのではなく、現在の移動形態を判定し、車両による移動、鉄道による移動、徒歩による移動それぞれに応じたＭＭ補正を行い、高精度に現在位置を検出してディスプレイ２８上に表示する。
【００２５】図３には、ナビ制御部２４のＭＭ処理フローチャートが示されている。まず、ＧＰＳ受信部１４等により現在位置を検出すると（Ｓ１０１）、ナビ制御部２４は車両による道路走行中か否かを判定する（Ｓ１０２）。車両による道路走行中か否かは、例えば図１において車載機とモバイル機が接続されており、ユーザがモバイル機を携帯していない場合に道路走行中であると判定することができる。より具体的には、車載機とモバイル機は、例えば車載機に接続されたクレードルにモバイル機をセットすることで接続され、このクレードルからモバイル機が取り外されたことをナビ制御部２４が検知することで判定する。車載機とモバイル機が接続されており、車両による道路走行中である場合には、ナビ制御部２４は従来のＭＭと同様に地図データ内の道路データをＭＭの対象データとし、Ｓ１０１で検出された現在位置と道路データを照合して最近の道路上あるいは道路上の妥当な地点に引き込む補正を行う（Ｓ１０３）。
【００２６】一方、モバイル機が車載機から分離され、ユーザがモバイル機を携帯していると判定された場合には、車両による道路走行中でないと判定し、ナビ制御部２４はさらに歩行中か否かを判定する（Ｓ１０４）。この判定は、例えばＳ１０１で検出された現在位置が鉄道の駅近傍か否か、もしくは徒歩による移動速度以上の速度で移動しているか否かを検出することで判定することができる。移動速度は、モバイル機側に設けられているＧＰＳ受信部１４で検出されるＧＰＳ信号の時系列情報から検出することができる。そして、検出された現在位置が駅近傍でない、あるいは移動速度が所定値以下である場合には、徒歩で移動していると判定でき、ＭＭの対象として地図データのうち歩行者用道路データのみを用いて現在位置を補正する（Ｓ１０６）。
【００２７】また、Ｓ１０４にて徒歩による移動ではない、すなわち鉄道で移動していると判定された場合には、ＭＭの対象として鉄道データのみを用いて検出された現在位置を補正する。検出された現在位置と鉄道データを照合し、最も近い路線上の位置に引き込む処理を行う。鉄道で移動中は、ＭＭの対象として道路データを排除し、鉄道データのみを採用することで、鉄道に並行して道路が存在する場合においても高精度かつ迅速に現在位置を補正することができる。
【００２８】なお、鉄道データを用いてＭＭ補正を行う場合、従来のように最近のネットワークデータに引き込むアルゴリズムで補正するのではなく、鉄道の運行スケジュールを用いて補正を行うのが好適である。電車に乗車後、電車が駅に停車した場合（停車はＧＰＳ受信部１４で検出される時系列情報から検出可能）、検出された現在位置がこの駅の位置から所定範囲内であれば、現在位置を当該駅の位置まで引き込むアルゴリズムでＭＭ処理を行う。駅の位置から所定範囲内に限定したのは、仮に当該電車が運行スケジュール通りに走行せず、例えば事故などにより駅間で途中停車した場合に誤って引き込み処理を行うことを防止するためである。もちろん、運行スケジュールに関するデータを動的道路交通情報獲得部２２で取得し、現在時刻と比較して運行スケジュールから予想される位置を算出し、検出された現在位置がこの予想位置から所定範囲内である場合に予想位置に引き込む処理を行うことも好適である。この処理により、駅のみならず駅間においても高精度の位置検出を行うことができる。
【００２９】このように、ＭＭの対象として鉄道データを用いることで確実かつ迅速にＭＭ補正を行うことができ、さらに、道路データの場合のＭＭと異なる補正処理、具体的には所定の運行スケジュールに基づき予想される現在位置に検出位置を補正する処理を行うことで、より高精度の現在位置補正が可能となる。
【００３０】図４には、本実施形態におけるナビ制御部２４の他の処理フローチャートが示されている。図３に示された処理フローチャートと異なる点は、現在の移動形態が徒歩と判定された場合の処理である。すなわち、上述した実施形態においては、ＭＭの対象として徒歩道路データを用いて従来と同様のアルゴリズムでＭＭ補正を行っているが、本実施形態においてはＭＭ自体を不実施とする。通常、徒歩用道路はその道幅が細かく、徒歩道路間の間隔もＧＰＳで検出できる位置精度より細かい場合が多い。したがって、検出された現在位置に最近の徒歩用道路に引き込むＭＭ補正を行うと、誤った道路に引き込んでしまい誤差が拡大するおそれがある。そこで、現在の移動形態が徒歩であると判定した場合には、一律にＭＭ補正を行わないことで、位置精度の低下を防止することができる。
【００３１】なお、本実施形態においては公共交通機関として鉄道を例に取り説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の公共交通機関、たとえばバスや船舶による移動にも同様に適用することができる。バスによる移動の場合、ＭＭの対象としてバス路線のデータを用いることで高精度な位置検出が可能となり、またバスの運行スケジュールを用いてＭＭ補正することにより、ユーザは現在どの位置にバスで移動しているかを確実に把握することが可能となる。
【００３２】また、図４に示された処理フローチャートでは、徒歩による移動と判定した場合に一律にＭＭを不実施としたが、徒歩による移動の場合にユーザに対してＭＭを行うか否かを問い合わせるメッセージをディスプレイ２８上に表示し、ユーザが不実施を選択した場合にＭＭを実行しないように構成することも可能である。さらに、検出された現在位置近傍に所定数以上の徒歩用道路が存在する場合にのみ不実施とすることも好適である。
【００３３】また、図３及び図４に示された処理は、処理プログラムを記録した媒体からコンピュータであるナビ制御部２４に当該プログラムを供給し、ナビ制御部２４が順次実行することで実現することができる。このような記録媒体には、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ、ハードディスク、半導体メモリなど、電磁気的、光学的あるいは化学的に情報を保持できる任意の媒体が含まれる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、車両による移動の場合のみならず、鉄道等の公共交通機関や徒歩による移動が含まれる場合にも、ユーザに対して現在位置を高精度に検出して提示することが可能となる。これにより、ユーザは現在どの位置に存在するかを把握することができ、使い勝手が向上するとともにシステムの信頼性が向上する。

【出願人】	【識別番号】０００００３２０７【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】	平成１１年１０月１３日（１９９９．１０．１３）
【代理人】	【識別番号】１０００７５２５８【弁理士】【氏名又は名称】吉田研二（外２名）
【公開番号】	特開２００１－１０８４５７（Ｐ２００１－１０８４５７Ａ）
【公開日】	平成１３年４月２０日（２００１．４．２０）
【出願番号】	特願平１１－２９１１７５