現在位置表示方法、およびナビゲーション装置
【課題】ナビゲーション装置において、山間エリアの道路を走行している場合に、現在位置を適切に地図上に表示させる。
【解決手段】ナビゲーション装置の演算処理部１に、ＧＰＳ受信装置７から３次元の現在位置を取得するステップと、車両の所定距離内の旋回頻度を算出するステップと、取得した３次元の現在位置から所定範囲内の交差点数を算出するステップと、交差点数および旋回頻度から車両が走行している道路が山間エリアの道路であるか否かを推定するステップと、走行している道路が山間エリアの道路ではないと推定した場合、取得した３次元の現在位置を用いて地図上に現在位置を表示するステップと、走行している道路が山間エリアの道路であると推定した場合、ＧＰＳ受信装置７から２次元の現在位置を取得し、その２次元の現在位置を用いて地図上に現在位置を表示するステップと、を実行させる。
【解決手段】ナビゲーション装置の演算処理部１に、ＧＰＳ受信装置７から３次元の現在位置を取得するステップと、車両の所定距離内の旋回頻度を算出するステップと、取得した３次元の現在位置から所定範囲内の交差点数を算出するステップと、交差点数および旋回頻度から車両が走行している道路が山間エリアの道路であるか否かを推定するステップと、走行している道路が山間エリアの道路ではないと推定した場合、取得した３次元の現在位置を用いて地図上に現在位置を表示するステップと、走行している道路が山間エリアの道路であると推定した場合、ＧＰＳ受信装置７から２次元の現在位置を取得し、その２次元の現在位置を用いて地図上に現在位置を表示するステップと、を実行させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーション装置の技術に関し、特に地図上に現在位置をマップマッチングする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のナビゲーション装置には、地図データに高度（標高）情報を含めておいて、ＧＰＳ受信装置が２次元測位を行なっている場合に、２次元測位のＧＰＳデータおよび地図データの高度情報を利用して現在位置を算出するようにしているものがある（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、従来の車載用装置には、記憶している地図データを利用して、走行予定の道路が山間エリアの道路か、或いは市街地の道路かについて推定しているものがある（例えば特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２６６７８号公報
【特許文献２】特開平１１−５３６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＧＰＳ受信装置は、電波受信状態が良いエリアでは、４個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信し、緯度、経度、高度の３次元の現在位置を測位する（３次元測位）。一方、ＧＰＳ受信装置は、山間エリアや高層ビルが乱立する都心部等の電波状態が悪いエリア等では、３個のＧＰＳ衛星からの電波しか受信できない場合がある。ＧＰＳ受信装置は、３個のＧＰＳ衛星からの電波では、「緯度、経度」の２次元の現在位置しか測位することができない。
【０００６】
そのため、ＧＰＳ受信装置は、３個のＧＰＳ衛星からの電波しか受信できない場合、この電波と、前回の３次元測位で得られた高さとを用いて３次元の現在位置を擬似的に算出している。しかしながら、山間部等の高低差の大きいエリアでは、過去に測位した現在位置の高さを利用して擬似的に３次元の現在位置を算出した場合、誤差が生じてしまう。なお、山間部の道路には、交差点等の特徴的な形状の道路が少ないため、マップマッチングの技術で正確な位置補正ができない場合が多い。
【０００７】
上記特許文献１は、現在位置を算出する際に高度（標高）に関する判定を行なう必要があり、ナビゲーション装置の処理負荷を増加させてしまう。その結果、特許文献１では、現在位置算出処理の速度が遅延することがある。また、上記特許文献１は、地図データに高度情報を持たせる必要があり、地図データのコストが高くなるという問題を有している。なお、地図データは、新たに開通した道路についてのメンテナンスが必要であるが、メンテナンスの際に高度情報についても追加する必要があり、地図データの製造者およびナビゲーション装置のユーザの負担が大きくなる。
【０００８】
また、上記特許文献２は、走行予定の道路が市街地なのか或いは山間エリアなのかを推定することはできるが、現在位置を正確に地図上に表示することについて、考慮されているものではない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ナビゲーション装置において、山間エリアの道路を走行している場合でも、コストをかけないで、現在位置を適切に地図上に表示することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信装置が測位した現在位置を利用して地図データが表す地図上に現在位置を表示するナビゲーション装置に適用される。ここで、前記ＧＰＳ受信装置は、３次元測位の現在位置データおよび２次元測位の現在位置データが出力可能に構成されていることとする。
【００１１】
そして、前記ナビゲーション装置は、前記ＧＰＳ受信装置から３次元の現在位置データを取得するステップと、車両の走行距離を測定するステップと、車両の旋回を検知し、前記測定した走行距離を用いて所定距離における旋回頻度を算出するステップと、前記取得した３次元の現在位置から所定範囲内の交差点数を前記地図データを利用して算出するステップと、前記交差点数および前記旋回頻度から車両が走行している道路が山間エリアの道路であるか否かを推定するステップと、前記走行している道路が山間エリアの道路ではないと推定した場合、前記取得した３次元の現在位置を用いて地図上に現在位置を表示するステップと、前記走行している道路が山間エリアの道路であると推定した場合、前記ＧＰＳ受信装置から２次元の現在位置データを取得して、前記取得した２次元の現在位置データを用いて地図上に現在位置を表示するステップと、を行なう。
【発明の効果】
【００１２】
このように本発明によれば、ナビゲーション装置において、山間エリアの道路を走行している場合でも、コストをかけないで、地図上に現在位置を適切に表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
最初に本実施形態が適用された車載用ナビゲーション装置の概略構成について図１を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態が適用された車載用ナビゲーション装置（以下において単に「ナビゲーション装置」という）の概略構成図である。
【００１６】
図示するように、ナビゲーション装置は、演算処理部１と、ディスプレイ２と、地図データ記憶装置３と、音声入出力装置４と、入力装置５と、車輪速センサ６と、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信装置７と、旋回センサ８とを有する。
【００１７】
演算処理部１は、ナビゲーション装置がユーザに提供する各種情報を処理するための中心的ユニットである。例えば、ＧＰＳ受信装置７から出力される情報を基にして現在位置を算出し、算出した現在位置に基づいて、表示に必要な地図データを地図データ記憶装置３から読み出す。その後、演算処理部１は、読み出した地図データをグラフィックス展開し、そこに現在位置を示すマークを重ねてディスプレイ２に表示する。
【００１８】
ディスプレイ２は、演算処理部１で生成された画像データを表示するユニットで、ＣＲＴや液晶ディスプレイ等により構成される。また、演算処理部１とディスプレイ２との間の信号Ｓ１は、ＲＧＢ信号やＮＴＳＣ（National TV Standards Committee）信号で接続するのが一般的である。
【００１９】
地図データ記憶装置３は、日本列島の全体図から全国各市町村の詳細図まで多段階の縮尺図に対応した地図データを記憶するユニットであり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブとＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブとＤＶＤ−ＲＯＭ、またはＨＤＤ等により構成される。
【００２０】
地図データは、地図を複数に分割したメッシュ領域毎に分けられ、そのメッシュ領域に含まれる道路を構成する各リンクのリンクデータを有する。また、各リンクのリンクデータは、リンクを構成する２つのノード情報（リンクの開始ノードおよび終了ノード）を有し、ノード情報には、そのノードが交差点ノードであるか否かを示す識別情報が含まれている。また、地図データには、対応するメッシュ領域に含まれている道路以外の地図構成物の情報（名称、種別、座標情報など）も含まれている。
【００２１】
なお、本実施形態の地図データには、３次元の鳥瞰図が含まれていているものとする。そして、本実施形態のナビゲーション装置は、３次元の鳥瞰図に現在位置を表示可能に構成されている。
【００２２】
音声入出力装置４は、演算処理部１で生成したユーザへのメッセージを音声信号に変換して出力すると共に、ユーザが発した声を認識し、デジタルデータに変換して演算処理部１にその内容を転送する。
【００２３】
入力装置５は、ナビゲーション装置の各種機能選択、目的地設定等のユーザからの指示を受け付けるユニットで、スクロールキー、縮尺変更キーなどのハードスイッチ、ジョイステック、ディスプレイ上に貼られたタッチパネルなどで構成される。
【００２４】
車輪速センサ６は、車両の走行距離を測定する。具体的には、車輪速センサ６は、車輪の円周と計測される車輪の回転数から車両の走行距離を測定して、その測定した走行距離を示すデータを演算処理部１に出力する。なお、後述するが、演算処理部１に出力された走行距離を示すデータは、車両の走行している道路がワンディング道路（湾曲が多い、曲がりくねった道路）であるか否かを判断するために用いられる。
【００２５】
ＧＰＳ受信装置７は、ナビゲーション装置が現在位置を算出するために使用するものである。ＧＰＳ受信装置７は、ＧＰＳ衛星からの位置測位用の電波を受信して、車両の搭載されているＧＰＳ受信装置７とＧＳＰ衛星間の距離および距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで車両の現在位置、速度、および進行方向（方位）を測定する。
【００２６】
ところで、ＧＰＳ受信装置７は、電波受信状態が良いエリアでは、４個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信し、「緯度、経度、高度」の３次元の現在位置を測位する（３次元測位）。そして、ＧＰＳ受信装置７は、３次元で測位した現在位置と、速度および進行方向（方位）とを含むＧＰＳデータを演算処理部１に出力する。
【００２７】
ここで、ＧＰＳ受信装置は、高低差の変化が大きい山間エリアや高層ビルが乱立する都心部等の電波状態が悪いエリアにおいて、４個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信できないことがある。ＧＰＳ受信装置７は、３個のＧＰＳ衛星からの電波では、「緯度、経度」の２次元の現在位置しか測位することができない。この場合、ＧＰＳ受信装置７は、この電波から３次元の現在位置を擬似的に算出する。なお、３次元の現在位置を擬似的に算出する方法は、従来技術により実現されるものとする。例えば、ＧＰＳ受信装置７は、３次元の現在位置が測位できた場合、その３次元の現在位置を所定回数分保持する。そして、ＧＰＳ受信装置７は、２次元による現在位置しか測位できなかった場合、保持している前回の３次元測位で得られた現在位置の高さを利用し、２次元の現在位置の高さを推定するようにしてもよい。そして、ＧＰＳ受信装置７は、２次元の現在位置しか測位することができない場合、擬似的に算出した３次元の現在位置、速度、および進行方向（方位）を含むＧＰＳデータを演算処理部１に出力する。
【００２８】
旋回センサ８は、車両が所定角度以上旋回したか否かを検知し、上記所定角度以上の旋回を検知した場合、車両が旋回した旨を示すデータを演算処理部１に出力する。なお、本実施形態では、旋回センサ８の具体的な構成については特に限定しない。例えば、旋回センサ８を車両が有するハンドル機構に設ける。そして、旋回センサ８は、車両の所定角度以上の旋回の検知を、ハンドル機構の回転を検知することで行うにしてもよい。
【００２９】
続いて、上述したナビゲーション装置の演算処理部１が有する機能について図２を用いて説明する。図２は、演算処理部１の機能構成を説明するためのブロック図である。
【００３０】
図示するように、演算処理部１は、設定部１０、現在位置検出部１１、データ読出部１２、交差点密度算出部１３、マップマッチ処理部１４、ワインディング判定部１５、表示処理部１６、およびエリア判定部１７を有する。
【００３１】
設定部１０は、入力装置５および音声入出力装置４に入力されたユーザからの要求を受け付けて、その要求された内容に対応する処理が実行されるように演算処理部１を制御する。例えば、設定部１０は、表示処理部１６を制御し、２次元地図表示および３次元地図表示のいずれか一方の表示を受付けるメニュー画面をディスプレイ２に表示する。そして、設定部１０は、入力装置５を介して、２次元地図表示或いは３次元地図表示の設定を受付ける。
【００３２】
現在位置検出部１１は、ＧＰＳ受信装置７が出力するＧＰＳデータを取得し、そのＧＰＳデータに含まれる現在位置を利用して車両の現在位置を算出する。現在位置算出部１１は、後述するワインディング判定部１５から車両が山間エリアを走行しているか否かを示す情報を取得する。現在位置検出部１１は、山間エリアを走行していない旨を示す情報を取得した場合、上記の算出した現在位置を表示処理部１６に出力する。一方、現在位置検出部１１は、山間エリアを走行している旨を示す情報を取得した場合には、ＧＰＳ受信装置７から２次元で測位した現在位置を含むＧＰＳデータを取得して、そのＧＰＳデータを利用して現在位置を算出する。
【００３３】
また、現在位置検出部１１は、現在位置を算出した場合、所定の割り合（例えば１０回に１度）で、マップマッチ処理部１４にマップマッチグ処理を行なわせ、マップマッチング処理された現在位置を取得する。そして、現在位置検出部１１は、マップマッチングされた現在位置を表示処理部１６に出力する。
【００３４】
データ読出部１２は、ディスプレイ２に表示が要求される領域や、経路探索のために要求される領域にある地図データを、地図データ記憶装置３から読み出す。
【００３５】
交差点密度算出部１３は、現在位置から所定の範囲内に含まれる交差点数を算出する。具体的には、交差点密度算出部１３は、現在位置検出部１１から現在位置を示すデータを取得する。交差点密度算出部１３は、データ読出部１２を介して、地図データ記憶装置３から現在位置から所定範囲内（例えば数１００ｍ以内）に位置するリンクデータを読み出す。そして、交差点密度算出部１３は、読み出したリンクデータに含まれるノードの中から、交差点ノードを算出することで所定範囲内に含まれる交差点数を求める。
【００３６】
マップマッチ処理部１４は、データ読出部１２が読み込んだ現在地周辺の地図データと、現在位置検出部１１が検出する現時位置を所定の間隔で合わせ込むマップマッチングを従来技術により行なう。
【００３７】
表示処理部１６は、現在位置算出部１１から現在位置を表すデータを取得する。表示処理部１６は、上記取得したデータから地図上に現在位置を示すマークを表す画像データを生成する。表示処理部１６は、生成した画像データをディスプレイ２の画面に表示する。なお、表示処理部１６は、設定部１０が３次元地図表示の設定を受付けている場合、地図データ記憶装置３から３次元の鳥瞰図を読み出す。そして、表示処理部１６は、３次元の鳥瞰図に現在位置を示すマークを表した画像データを生成して、該生成した画像データをディスプレイ２の画面に表示する。
【００３８】
ワインディング判定部１５は、走行している道路がワインディング道路であるか否かの判定を行う。具体的には、ワインディング判定部１５は、旋回センサ８が出力する車両が旋回した旨を示すデータを受信し、所定距離における旋回数を算出する。そして、ワインディング判定部１５は、所定距離（例えば１０００ｍ）における旋回数である旋回頻度を利用して、走行予定の道路がワインディング道路であるか否かを判定する。なお、ワンディング判定部１５が行なう、ワインディング道路であるか否かの判定処理については、後段で詳細に説明する。
【００３９】
エリア判定部１７は、車両の走行している道路が山間エリアの道路であるか否かを推定する。具体的には、エリア判定部１７は、交差点密度算出部１３が算出した交差点数が所定数以下であって、かつワインディング判定部１５が、車両の走行している道路が「ワインディング道路」であると判定した場合、走行している道路が山間エリアの道路であると推定する。そして、エリア判定部１７は、車両が走行している道路が山間エリアの道路であるか否かを示す情報を現在地位算出部１１に出力する。なお、エリア判定部１７が行なう処理については、後段で詳細に説明する。
【００４０】
続いて、演算処理部１のハードウェア構成を説明する。図３は、演算処理部１のハードウェア構成を示す図である。
【００４１】
図示するように、演算処理部１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２１と、ＣＰＵ２１が実行するプログラムやデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）２２と、上記各部（設定部１０、現在位置検出部１１、データ読出部１２、交差点密度算出部１３、マップマッチ処理部１４、ワインディング判定部１５、表示処理部１６、およびエリア判定部１７）の機能を実行するためのプログラムが予め記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）２３と、メモリ間およびメモリと各デバイスとの間のデータを転送するＤＭＡ（Direct Memory Access）２４と、グラフィック描画を実行し且つ表示制御を行う描画コントローラ２５と、グラフィックスイメージデータを蓄えるＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）２６と、イメージデータをＲＧＢ信号に変換するカラーパレット２７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器２８と、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するＳＣI(Serial Communication Interface)２９と、パラレル信号をバスに同期させてバス上に載せるＰＩＯ（Parallel Input/Output）３０と、パルス信号を積分するカウンタ３１と、を有する。
【００４２】
そして、上記各部（設定部１０、現在位置検出部１１、データ読出部１２、交差点密度算出部１３、マップマッチ処理部１４、ワインディング判定部１５、表示処理部１６、エリア判定部１７）の機能は、ＣＰＵ２１が、ＲＯＭ２３に記憶されている上記各部が有する機能を実行するためのプログラを、ＲＡＭ２２にロードし、実行することにより実現される。
【００４３】
続いて、ワインディング判定部１５が行なう、走行している道路がワインディング道路であるか否かを判定する処理について説明する。ワインディング判定部１５は、所定距離における旋回数（旋回頻度）を算出するために用いる、旋回登録ＴＢ１００を有する。なお、以下において、上記の所定距離が「１０００ｍ」に設定されている場合を例にして説明する。
【００４４】
図４は、ワインディング判定部１５が有する、旋回登録ＴＢ１００を模擬的に示した図である。図示するように、旋回登録ＴＢ１００は、有効距離を格納するエントリ１０１を有する。
【００４５】
ワインディング判定部１５は、旋回センサ８が出力する車両が旋回した旨を示すデータを受信する毎に、旋回登録ＴＢ１００のエントリ１０１に有効距離の初期値である所定距離（「１０００ｍ」）を格納する。
【００４６】
ワインディング判定部１５は、車輪速センサ６から走行距離を示すデータを取得し、所定の間隔で、エントリ１０１に格納されている有効距離から走行距離を減算する。ワインディング判定部１５は、上記の減算の結果、エントリ１０１に格納されている有効距離が「０」以下に減算された場合、その有効距離を削除する。
【００４７】
なお、本実施形態では、旋回登録ＴＢ１００に格納された有効距離を減算する所定の間隔について、特に限定しない。例えば、ワインディング判定部１５は、旋回登録ＴＢ１００に、新たに有効距離を格納した際、エントリ１０１に既に格納されている有効距離を減算するようにしてもよい。また、例えば、ワインディング判定部１５は、車両が所定距離（例えば「２０ｍ」）を走行する毎に、エントリ１０１に既に格納されている有効距離を減算するようにしてもよい。
【００４８】
図示する例では、旋回登録ＴＢ１００のエントリ１０１に、「５０ｍ」、「６００ｍ」、および「９００ｍ」が格納されている。これは、車両が旋回を「３回」していることを示し、それぞれの旋回の後、車両が「９５０ｍ」、「４００ｍ」、および「１００ｍ」の距離を走行したことを示している。
【００４９】
また、ワインディング判定部１５は、走行している道路が「ワインディング道路」であるか否かを管理するためのワインディングフラグ（ｗｄｆ）を有している。ワインディング判定部１５は、所定距離である「１０００ｍ」を走行する毎に、旋回登録ＴＢ１００のエントリ１０１に格納されたデータの登録数（旋回頻度）を数えて、その登録数（旋回頻度）が所定数以上の場合に走行している道路が「ワインディング道路」であると判断して、ワインディングフラグ（ｗｄｆ）を「１」に設定する。一方、ワインディング判定部１５は、登録数が所定数より少ない場合に走行している道路が「ワインディング道路」ではないと判断して、ワインディングフラグ（ｗｄｆ）を「０」に設定する。
【００５０】
続いて、本実施形態のナビゲーション装置が行なう、地図上に現在位置を表示するための処理のフローについて図５および図６を用いて説明する。
【００５１】
図５は、本実施形態のＧＰＳ受信装置７の現在位置測定機能および現在位置出力機能を説明するための概念図である。図６は、本実施形態のナビゲーション装置が行なう、地図上に現在位置を表示するための処理のフローを説明するための図である。
【００５２】
最初に本実施形態のＧＰＳ受信装置７の機能を図５を用いて説明する。図５に示すように、ＧＰＳ受信装置７は、位置測位部７０およびＧＰＳデータ出力部７１を有する。
【００５３】
位置測位部７０は、ＧＰＳ衛星が送信する電波を受信して、受信した電波を用いて現在位置を測位する。そして、位置測位部７０は、測位した現在位置と、速度および進行方向（方位）とを含むＧＰＳデータをＧＰＳデータ出力部７１に出力する。
【００５４】
具体的には、位置測位部７０は、４個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信した場合、受信した電波（３次元測位データ７００）を用いて「緯度、経度、高度」の３次元現在位置７１０を測位する。ここで、位置測位部７０は、所定回分の測位した３次元現在位置７１０を保持することとする。そして、位置測位部７０は、３次元で測位した現在位置と、速度および進行方向（方位）とを含むＧＰＳデータをＧＰＳデータ出力部７１の選択ＳＷ７２の入力端子Ａに出力する。
【００５５】
一方、位置測位部７０は、３個のＧＰＳ衛星からの電波（２次元測位データ７３０）しか受信できなかった場合、受信した電波（２次元測位データ７３０）を用いて「緯度、経度」の２次元現在位置７４０を測位する。また、位置測定部７０は、２次元測位データ７３０と、保持している３次元現在位置７１０とに含まれる「高度（高さ）」を示す情報とを用いて、「緯度、経度、高度」の３次元の現在位置を示す擬似３次元データ７５０を算出する。位置測定部７０は、擬似３次元データ７５０と、速度および進行方向（方位）とを含むＧＰＳデータをＧＰＳデータ出力部７１の選択ＳＷ７２の入力端子Ｂに出力する。また、位置測位部７０は、測位した２次元現在位置７４０と、速度および進行方向（方位）とを含むＧＰＳデータをＧＰＳデータ出力部７１の選択ＳＷ７２の入力端子Ｃに出力する。
【００５６】
ＧＰＳデータ出力部７１は、選択ＳＷ７２に入力されたＧＰＳデータを演算処理部１に出力する。具体的には、ＧＰＳデータ出力部７１は、通常、入力端子ＡおよびＢのいずれかで受付けたＧＰＳデータ（Ｓ２００）を演算処理部１に出力するように構成されている。なお、入力端子ＡおよびＢの選択は、ＧＰＳデータ出力部７１により自動的に行なわれる。また、ＧＰＳデータ出力部７１は、後述するが、演算処理部１からの２次元データ送信要求（Ｓ３００）を受付けた場合、入力端子Ｃで受付けた２次元現在位置７４０が含まれるＧＰＳデータを演算処理部１に出力するように構成されている。すなわち、ＧＰＳデータ出力部７１は、通常、「緯度、経度、高度」の３次元の現在位置が含まれるＧＰＳデータを出力し、演算処理部１から２次元データ送信要求（Ｓ３００）を受けた場合、「緯度、経度」の２次元の現在位置が含まれるＧＰＳデータを出力する。
【００５７】
次に、本実施形態の地図上に現在位置を表示するための処理について説明する。
【００５８】
図６に示すように、最初に、ナビゲーション装置の現在地検出部１１は、ＧＰＳ受信装置７が出力するＧＰＳデータの入力を受付ける。現在位置算出部１１は、受付けたＧＰＳデータに含まれる現在位置を示すデータを交差点密度算出部１３に出力してＳ２の処理に進む（Ｓ１）。なお、Ｓ１で受付けるＧＰＳデータとは、図５で説明した、３次元現在位置７１０或いは擬似３次元データ７５０のいずれかが含まれるデータである。
【００５９】
Ｓ２において、交差点密度算出部１３は、現在位置検出部１１が出力した現在位置を示すデータを受信する。交差点密度算出部１３は、受信した現在位置を示すデータを用いて、現在位置周辺から所定範囲内（例えば１００ｍ以内）に位置するリンクデータを地図データ記憶装置３から読み出す。交差点密度算出部１３は、読み出したリンクデータに含まれる交差点ノードの数を計算して、所定範囲内の交差点数（ＩＮＴＳＥＣ）を算出する。そして、交差点密度算出部１３は、算出した交差点数（ＩＮＴＳＥＣ）を示すデータをエリア判定部１７に出力する。
【００６０】
エリア判定部１７は、Ｓ２において交差点密度算出部１３が出力した交差点数（ＩＮＴＳＥＣ）を受信する。また、エリア判定部１７は、ワインディング判定部１５から、上述したワインディングフラグ（ｗｄｆ）に設定されているデータを取得する（Ｓ３）。
【００６１】
続いて、エリア判定部１７は、走行している道路が山間エリアの道路であるか否かの推定を行う。エリア判定部１７は、山間エリアの道路であると推定した場合、その旨を示すデータを現在位置算出部１１に出力してＳ５の処理に進む。一方、エリア判定部１７は、走行している道路が山間エリアの道路ではないと推定した場合、その旨を示すデータを現在位置算出部１１に出力してＳ７の処理に進む（Ｓ４）。
【００６２】
具体的には、エリア判定部１７は、Ｓ２で算出した交差点数（ＩＮＴＳＥＣ）が所定数以下であって、かつＳ３で取得したワインディングフラグ（ｗｄｆ）に設定されているデータが「ワインディング道路」を示すデータの場合（ｗｄｆが「１」である場合）、走行している道路が山間エリアの道路であると推定する。一方、エリア判定部１７は、上記以外の場合、走行している道路は山間エリアの道路でなないと推定する。すなわち、エリア判定部１７は、Ｓ３で取得した「ワインディング道路」を示すデータに関係なく、交差点数（ＩＮＴＳＥＣ）が所定数より多い場合、走行している道路は山間エリアの道路ではなないと推定する。また、エリア判定部１７は、Ｓ２で算出した交差点数（ＩＮＴＳＥＣ）に関係なく、ワインディングフラグ（ｗｄｆ）に設定されているデータが「ワインディング道路」ではない旨を示すデータの場合（「０」である場合）に走行している道路は山間エリアの道路でなないと推定する。
【００６３】
Ｓ５では、現在位置算出部１１は、ＧＰＳ受信装置７に２次元の現在位置の送信を要求（２次元データ送信要求）して、Ｓ６の処理に進む。なお、上述したように、ＧＰＳ受信装置７は、２次元データ送信要求を受付けた場合、２次元現在位置７４０が含まれるＧＰＳデータを出力する。
【００６４】
Ｓ６では、現在位置算出部１１は、ＧＰＳ受信装置７が出力した２次元現在位置７４０が含まれるＧＰＳデータの入力を受付ける。
【００６５】
続いて、現在位置算出部１１は、Ｓ６で受付けた２次元現在位置７４０が含まれるＧＰＳデータを用いて地図上の現在位置を算出する。また、現在位置算出部１１は、所定の割り合（例えば１０回に１度）で、マップマッチ処理部１４にマップマッチグ処理を行なわせる。現在位置算出部１１は、マップマッチ処理部１４からマップマッチング処理が施された現在位置を取得する。現在位置算出部１１は、算出した現在位置或いはマップマッチ処理が施された現在位置を表示処理部１１に出力して、Ｓ９の処理に進む（Ｓ８）。なお、本実施形態では、所定の割り合（例えば１０回に１度）で、マップマッチ処理部１４にマップマッチグ処理を行なわせるようにしたが、現在位置を算出するたびにマップマッチング処理を行なわせるようにしてもかまわない。
【００６６】
続いて、Ｓ４において、走行している道路が山間エリアの道路ではないと推定した場合に進むＳ７の処理を説明する。
【００６７】
Ｓ７では、現在位置検出部１１は、Ｓ１で受付けた３次元現在位置７１０或いは擬似３次元現在位置７５０のいずれかが含まれるＧＰＳデータを用いて地図上の現在位置を算出する。また、上述したＳ８と同様で、所定の割り合で、マップマッチ処理部１４にマップマッチグ処理を行なわせる。現在位置算出部１１は、マップマッチ処理部１４からマップマッチング処理された現在位置を取得する。現在位置算出部１１は、算出した現在位置或いはマップマッチ処理部１４から取得したマップマッチング処理された現在位置を表示処理部１１に出力して、Ｓ９の処理に進む。
【００６８】
Ｓ９では、表示処理部１６は、現在位置算出部１１が出力した現在位置の入力を受付ける。表示処理部１６は、上記受付けたデータを用いて、地図上に現在位置を表示する画像データを生成する。表示処理部１６は、生成した画像データをディスプレイ２に表示する。
【００６９】
このように、本実施形態によれば、Ｓ２〜Ｓ４において、山間エリアの道路であるか否かを、地図データを用いて算出した交差点数、および自動車の旋回頻度により推定するようにしている。そのため、本実施形態では、山間エリアの道路であるか否かを推定するための高度（標高）情報を地図データに保持させる必要がなく、低コストで山間エリアを走行しているか否かを判断することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、山間エリアの道路を走行していると推定した場合に、ＧＰＳ受信装置７から２次元の現在位置を取得するようにしている。これは、高低差の大きい道路を走行している際、３個のＧＰＳ衛星からの電波と、過去に測位した「高度」とを用いて算出した擬似３次元データ７５０の誤差が大きくなるという問題を考慮したためである。すなわち、本実施形態では、電波状態が悪いため２次元測位データ７３０しか受信できないエリアであって、かつ高低差が大きいエリアを走行する場合、擬似３次元データ７５０より誤差が少ない２次元現在位置７４０を用いるようにしている。そのため、本実施形態によれば、ナビゲーション装置において、山間エリアを走行している際の現在位置を正確に地図上に表示させることができる。
【００７１】
なお、本発明は以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記の説明では、山間エリアの道路であるか否かを推定する基準として、所定範囲内の交差点数と旋回頻度を利用する場合を例に説明したが特にこれに限定するものではない。例えば、所定範囲内の交差点数に代えて、所定距離内のリンク数より求める道路密度を利用するようにしてもよい。
【００７２】
この場合、現在位置から所定範囲内の道路密度が所定の密度より大きければ、現在走行している道路は、山間エリアの道路ではないと推定する。一方、現在位置から所定範囲内の道路密度が所定密度より小さい場合であって、かつ旋回頻度が所定頻度より大きければ走行している道路が山間エリアの道路であると推定する。
【００７３】
また、本実施形態では、現在位置を算出する方法として、ＧＰＳ受信装置７が出力するＧＰＳデータを利用する場合を説明したが、ＧＰＳ受信装置７と共にジャイロ等の各種センサを利用して現在位置を算出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態が適用されたナビゲーション装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態が適用された、ナビゲーション装置の機能構成を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の実施形態のナビゲーション装置のハードウェア構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態の旋回登録ＴＢ１００を模擬的に示した図である
【図５】本発明の実施形態のＧＰＳ受信装置７の現在位置測定機能および現在位置出力機能を説明するための概念図である。
【図６】本発明の実施形態のナビゲーション装置が行なう、地図上に現在位置を表示するための処理のフローを説明するための図である。
【符号の説明】
【００７５】
１…演算処理部、２…ディスプレイ、３…地図データ記憶装置、４…音声入出力装置、５…入力装置、６…車輪速センサ、７…ＧＰＳ受信装置、８…旋回センサ、１０…設定部、１１…現在位置検出部、１２…データ読込部、１３…交差点密度算出部、１４…マップマッチ処理部、１５…ワインディング判定部、１６…表示処理部、１７…エリア判定部、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＡＭ、２３…ＲＯＭ、２４…ＤＭＡ、２５…描画コントローラ、２６…ＶＲＡＭ、２７…カラーパレット、２８…Ａ/Ｄ変換器、２９…ＳＣI、３０…ＰＩＯ、３１…カウンタ、位置測位部７０、ＧＰＳデータ出力部７１、１００…旋回登録ＴＢ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーション装置の技術に関し、特に地図上に現在位置をマップマッチングする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のナビゲーション装置には、地図データに高度（標高）情報を含めておいて、ＧＰＳ受信装置が２次元測位を行なっている場合に、２次元測位のＧＰＳデータおよび地図データの高度情報を利用して現在位置を算出するようにしているものがある（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、従来の車載用装置には、記憶している地図データを利用して、走行予定の道路が山間エリアの道路か、或いは市街地の道路かについて推定しているものがある（例えば特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２６６７８号公報
【特許文献２】特開平１１−５３６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＧＰＳ受信装置は、電波受信状態が良いエリアでは、４個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信し、緯度、経度、高度の３次元の現在位置を測位する（３次元測位）。一方、ＧＰＳ受信装置は、山間エリアや高層ビルが乱立する都心部等の電波状態が悪いエリア等では、３個のＧＰＳ衛星からの電波しか受信できない場合がある。ＧＰＳ受信装置は、３個のＧＰＳ衛星からの電波では、「緯度、経度」の２次元の現在位置しか測位することができない。
【０００６】
そのため、ＧＰＳ受信装置は、３個のＧＰＳ衛星からの電波しか受信できない場合、この電波と、前回の３次元測位で得られた高さとを用いて３次元の現在位置を擬似的に算出している。しかしながら、山間部等の高低差の大きいエリアでは、過去に測位した現在位置の高さを利用して擬似的に３次元の現在位置を算出した場合、誤差が生じてしまう。なお、山間部の道路には、交差点等の特徴的な形状の道路が少ないため、マップマッチングの技術で正確な位置補正ができない場合が多い。
【０００７】
上記特許文献１は、現在位置を算出する際に高度（標高）に関する判定を行なう必要があり、ナビゲーション装置の処理負荷を増加させてしまう。その結果、特許文献１では、現在位置算出処理の速度が遅延することがある。また、上記特許文献１は、地図データに高度情報を持たせる必要があり、地図データのコストが高くなるという問題を有している。なお、地図データは、新たに開通した道路についてのメンテナンスが必要であるが、メンテナンスの際に高度情報についても追加する必要があり、地図データの製造者およびナビゲーション装置のユーザの負担が大きくなる。
【０００８】
また、上記特許文献２は、走行予定の道路が市街地なのか或いは山間エリアなのかを推定することはできるが、現在位置を正確に地図上に表示することについて、考慮されているものではない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ナビゲーション装置において、山間エリアの道路を走行している場合でも、コストをかけないで、現在位置を適切に地図上に表示することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信装置が測位した現在位置を利用して地図データが表す地図上に現在位置を表示するナビゲーション装置に適用される。ここで、前記ＧＰＳ受信装置は、３次元測位の現在位置データおよび２次元測位の現在位置データが出力可能に構成されていることとする。
【００１１】
そして、前記ナビゲーション装置は、前記ＧＰＳ受信装置から３次元の現在位置データを取得するステップと、車両の走行距離を測定するステップと、車両の旋回を検知し、前記測定した走行距離を用いて所定距離における旋回頻度を算出するステップと、前記取得した３次元の現在位置から所定範囲内の交差点数を前記地図データを利用して算出するステップと、前記交差点数および前記旋回頻度から車両が走行している道路が山間エリアの道路であるか否かを推定するステップと、前記走行している道路が山間エリアの道路ではないと推定した場合、前記取得した３次元の現在位置を用いて地図上に現在位置を表示するステップと、前記走行している道路が山間エリアの道路であると推定した場合、前記ＧＰＳ受信装置から２次元の現在位置データを取得して、前記取得した２次元の現在位置データを用いて地図上に現在位置を表示するステップと、を行なう。
【発明の効果】
【００１２】
このように本発明によれば、ナビゲーション装置において、山間エリアの道路を走行している場合でも、コストをかけないで、地図上に現在位置を適切に表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
最初に本実施形態が適用された車載用ナビゲーション装置の概略構成について図１を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態が適用された車載用ナビゲーション装置（以下において単に「ナビゲーション装置」という）の概略構成図である。
【００１６】
図示するように、ナビゲーション装置は、演算処理部１と、ディスプレイ２と、地図データ記憶装置３と、音声入出力装置４と、入力装置５と、車輪速センサ６と、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信装置７と、旋回センサ８とを有する。
【００１７】
演算処理部１は、ナビゲーション装置がユーザに提供する各種情報を処理するための中心的ユニットである。例えば、ＧＰＳ受信装置７から出力される情報を基にして現在位置を算出し、算出した現在位置に基づいて、表示に必要な地図データを地図データ記憶装置３から読み出す。その後、演算処理部１は、読み出した地図データをグラフィックス展開し、そこに現在位置を示すマークを重ねてディスプレイ２に表示する。
【００１８】
ディスプレイ２は、演算処理部１で生成された画像データを表示するユニットで、ＣＲＴや液晶ディスプレイ等により構成される。また、演算処理部１とディスプレイ２との間の信号Ｓ１は、ＲＧＢ信号やＮＴＳＣ（National TV Standards Committee）信号で接続するのが一般的である。
【００１９】
地図データ記憶装置３は、日本列島の全体図から全国各市町村の詳細図まで多段階の縮尺図に対応した地図データを記憶するユニットであり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブとＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブとＤＶＤ−ＲＯＭ、またはＨＤＤ等により構成される。
【００２０】
地図データは、地図を複数に分割したメッシュ領域毎に分けられ、そのメッシュ領域に含まれる道路を構成する各リンクのリンクデータを有する。また、各リンクのリンクデータは、リンクを構成する２つのノード情報（リンクの開始ノードおよび終了ノード）を有し、ノード情報には、そのノードが交差点ノードであるか否かを示す識別情報が含まれている。また、地図データには、対応するメッシュ領域に含まれている道路以外の地図構成物の情報（名称、種別、座標情報など）も含まれている。
【００２１】
なお、本実施形態の地図データには、３次元の鳥瞰図が含まれていているものとする。そして、本実施形態のナビゲーション装置は、３次元の鳥瞰図に現在位置を表示可能に構成されている。
【００２２】
音声入出力装置４は、演算処理部１で生成したユーザへのメッセージを音声信号に変換して出力すると共に、ユーザが発した声を認識し、デジタルデータに変換して演算処理部１にその内容を転送する。
【００２３】
入力装置５は、ナビゲーション装置の各種機能選択、目的地設定等のユーザからの指示を受け付けるユニットで、スクロールキー、縮尺変更キーなどのハードスイッチ、ジョイステック、ディスプレイ上に貼られたタッチパネルなどで構成される。
【００２４】
車輪速センサ６は、車両の走行距離を測定する。具体的には、車輪速センサ６は、車輪の円周と計測される車輪の回転数から車両の走行距離を測定して、その測定した走行距離を示すデータを演算処理部１に出力する。なお、後述するが、演算処理部１に出力された走行距離を示すデータは、車両の走行している道路がワンディング道路（湾曲が多い、曲がりくねった道路）であるか否かを判断するために用いられる。
【００２５】
ＧＰＳ受信装置７は、ナビゲーション装置が現在位置を算出するために使用するものである。ＧＰＳ受信装置７は、ＧＰＳ衛星からの位置測位用の電波を受信して、車両の搭載されているＧＰＳ受信装置７とＧＳＰ衛星間の距離および距離の変化率を３個以上の衛星に対して測定することで車両の現在位置、速度、および進行方向（方位）を測定する。
【００２６】
ところで、ＧＰＳ受信装置７は、電波受信状態が良いエリアでは、４個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信し、「緯度、経度、高度」の３次元の現在位置を測位する（３次元測位）。そして、ＧＰＳ受信装置７は、３次元で測位した現在位置と、速度および進行方向（方位）とを含むＧＰＳデータを演算処理部１に出力する。
【００２７】
ここで、ＧＰＳ受信装置は、高低差の変化が大きい山間エリアや高層ビルが乱立する都心部等の電波状態が悪いエリアにおいて、４個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信できないことがある。ＧＰＳ受信装置７は、３個のＧＰＳ衛星からの電波では、「緯度、経度」の２次元の現在位置しか測位することができない。この場合、ＧＰＳ受信装置７は、この電波から３次元の現在位置を擬似的に算出する。なお、３次元の現在位置を擬似的に算出する方法は、従来技術により実現されるものとする。例えば、ＧＰＳ受信装置７は、３次元の現在位置が測位できた場合、その３次元の現在位置を所定回数分保持する。そして、ＧＰＳ受信装置７は、２次元による現在位置しか測位できなかった場合、保持している前回の３次元測位で得られた現在位置の高さを利用し、２次元の現在位置の高さを推定するようにしてもよい。そして、ＧＰＳ受信装置７は、２次元の現在位置しか測位することができない場合、擬似的に算出した３次元の現在位置、速度、および進行方向（方位）を含むＧＰＳデータを演算処理部１に出力する。
【００２８】
旋回センサ８は、車両が所定角度以上旋回したか否かを検知し、上記所定角度以上の旋回を検知した場合、車両が旋回した旨を示すデータを演算処理部１に出力する。なお、本実施形態では、旋回センサ８の具体的な構成については特に限定しない。例えば、旋回センサ８を車両が有するハンドル機構に設ける。そして、旋回センサ８は、車両の所定角度以上の旋回の検知を、ハンドル機構の回転を検知することで行うにしてもよい。
【００２９】
続いて、上述したナビゲーション装置の演算処理部１が有する機能について図２を用いて説明する。図２は、演算処理部１の機能構成を説明するためのブロック図である。
【００３０】
図示するように、演算処理部１は、設定部１０、現在位置検出部１１、データ読出部１２、交差点密度算出部１３、マップマッチ処理部１４、ワインディング判定部１５、表示処理部１６、およびエリア判定部１７を有する。
【００３１】
設定部１０は、入力装置５および音声入出力装置４に入力されたユーザからの要求を受け付けて、その要求された内容に対応する処理が実行されるように演算処理部１を制御する。例えば、設定部１０は、表示処理部１６を制御し、２次元地図表示および３次元地図表示のいずれか一方の表示を受付けるメニュー画面をディスプレイ２に表示する。そして、設定部１０は、入力装置５を介して、２次元地図表示或いは３次元地図表示の設定を受付ける。
【００３２】
現在位置検出部１１は、ＧＰＳ受信装置７が出力するＧＰＳデータを取得し、そのＧＰＳデータに含まれる現在位置を利用して車両の現在位置を算出する。現在位置算出部１１は、後述するワインディング判定部１５から車両が山間エリアを走行しているか否かを示す情報を取得する。現在位置検出部１１は、山間エリアを走行していない旨を示す情報を取得した場合、上記の算出した現在位置を表示処理部１６に出力する。一方、現在位置検出部１１は、山間エリアを走行している旨を示す情報を取得した場合には、ＧＰＳ受信装置７から２次元で測位した現在位置を含むＧＰＳデータを取得して、そのＧＰＳデータを利用して現在位置を算出する。
【００３３】
また、現在位置検出部１１は、現在位置を算出した場合、所定の割り合（例えば１０回に１度）で、マップマッチ処理部１４にマップマッチグ処理を行なわせ、マップマッチング処理された現在位置を取得する。そして、現在位置検出部１１は、マップマッチングされた現在位置を表示処理部１６に出力する。
【００３４】
データ読出部１２は、ディスプレイ２に表示が要求される領域や、経路探索のために要求される領域にある地図データを、地図データ記憶装置３から読み出す。
【００３５】
交差点密度算出部１３は、現在位置から所定の範囲内に含まれる交差点数を算出する。具体的には、交差点密度算出部１３は、現在位置検出部１１から現在位置を示すデータを取得する。交差点密度算出部１３は、データ読出部１２を介して、地図データ記憶装置３から現在位置から所定範囲内（例えば数１００ｍ以内）に位置するリンクデータを読み出す。そして、交差点密度算出部１３は、読み出したリンクデータに含まれるノードの中から、交差点ノードを算出することで所定範囲内に含まれる交差点数を求める。
【００３６】
マップマッチ処理部１４は、データ読出部１２が読み込んだ現在地周辺の地図データと、現在位置検出部１１が検出する現時位置を所定の間隔で合わせ込むマップマッチングを従来技術により行なう。
【００３７】
表示処理部１６は、現在位置算出部１１から現在位置を表すデータを取得する。表示処理部１６は、上記取得したデータから地図上に現在位置を示すマークを表す画像データを生成する。表示処理部１６は、生成した画像データをディスプレイ２の画面に表示する。なお、表示処理部１６は、設定部１０が３次元地図表示の設定を受付けている場合、地図データ記憶装置３から３次元の鳥瞰図を読み出す。そして、表示処理部１６は、３次元の鳥瞰図に現在位置を示すマークを表した画像データを生成して、該生成した画像データをディスプレイ２の画面に表示する。
【００３８】
ワインディング判定部１５は、走行している道路がワインディング道路であるか否かの判定を行う。具体的には、ワインディング判定部１５は、旋回センサ８が出力する車両が旋回した旨を示すデータを受信し、所定距離における旋回数を算出する。そして、ワインディング判定部１５は、所定距離（例えば１０００ｍ）における旋回数である旋回頻度を利用して、走行予定の道路がワインディング道路であるか否かを判定する。なお、ワンディング判定部１５が行なう、ワインディング道路であるか否かの判定処理については、後段で詳細に説明する。
【００３９】
エリア判定部１７は、車両の走行している道路が山間エリアの道路であるか否かを推定する。具体的には、エリア判定部１７は、交差点密度算出部１３が算出した交差点数が所定数以下であって、かつワインディング判定部１５が、車両の走行している道路が「ワインディング道路」であると判定した場合、走行している道路が山間エリアの道路であると推定する。そして、エリア判定部１７は、車両が走行している道路が山間エリアの道路であるか否かを示す情報を現在地位算出部１１に出力する。なお、エリア判定部１７が行なう処理については、後段で詳細に説明する。
【００４０】
続いて、演算処理部１のハードウェア構成を説明する。図３は、演算処理部１のハードウェア構成を示す図である。
【００４１】
図示するように、演算処理部１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２１と、ＣＰＵ２１が実行するプログラムやデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）２２と、上記各部（設定部１０、現在位置検出部１１、データ読出部１２、交差点密度算出部１３、マップマッチ処理部１４、ワインディング判定部１５、表示処理部１６、およびエリア判定部１７）の機能を実行するためのプログラムが予め記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）２３と、メモリ間およびメモリと各デバイスとの間のデータを転送するＤＭＡ（Direct Memory Access）２４と、グラフィック描画を実行し且つ表示制御を行う描画コントローラ２５と、グラフィックスイメージデータを蓄えるＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）２６と、イメージデータをＲＧＢ信号に変換するカラーパレット２７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器２８と、シリアル信号をバスに同期したパラレル信号に変換するＳＣI(Serial Communication Interface)２９と、パラレル信号をバスに同期させてバス上に載せるＰＩＯ（Parallel Input/Output）３０と、パルス信号を積分するカウンタ３１と、を有する。
【００４２】
そして、上記各部（設定部１０、現在位置検出部１１、データ読出部１２、交差点密度算出部１３、マップマッチ処理部１４、ワインディング判定部１５、表示処理部１６、エリア判定部１７）の機能は、ＣＰＵ２１が、ＲＯＭ２３に記憶されている上記各部が有する機能を実行するためのプログラを、ＲＡＭ２２にロードし、実行することにより実現される。
【００４３】
続いて、ワインディング判定部１５が行なう、走行している道路がワインディング道路であるか否かを判定する処理について説明する。ワインディング判定部１５は、所定距離における旋回数（旋回頻度）を算出するために用いる、旋回登録ＴＢ１００を有する。なお、以下において、上記の所定距離が「１０００ｍ」に設定されている場合を例にして説明する。
【００４４】
図４は、ワインディング判定部１５が有する、旋回登録ＴＢ１００を模擬的に示した図である。図示するように、旋回登録ＴＢ１００は、有効距離を格納するエントリ１０１を有する。
【００４５】
ワインディング判定部１５は、旋回センサ８が出力する車両が旋回した旨を示すデータを受信する毎に、旋回登録ＴＢ１００のエントリ１０１に有効距離の初期値である所定距離（「１０００ｍ」）を格納する。
【００４６】
ワインディング判定部１５は、車輪速センサ６から走行距離を示すデータを取得し、所定の間隔で、エントリ１０１に格納されている有効距離から走行距離を減算する。ワインディング判定部１５は、上記の減算の結果、エントリ１０１に格納されている有効距離が「０」以下に減算された場合、その有効距離を削除する。
【００４７】
なお、本実施形態では、旋回登録ＴＢ１００に格納された有効距離を減算する所定の間隔について、特に限定しない。例えば、ワインディング判定部１５は、旋回登録ＴＢ１００に、新たに有効距離を格納した際、エントリ１０１に既に格納されている有効距離を減算するようにしてもよい。また、例えば、ワインディング判定部１５は、車両が所定距離（例えば「２０ｍ」）を走行する毎に、エントリ１０１に既に格納されている有効距離を減算するようにしてもよい。
【００４８】
図示する例では、旋回登録ＴＢ１００のエントリ１０１に、「５０ｍ」、「６００ｍ」、および「９００ｍ」が格納されている。これは、車両が旋回を「３回」していることを示し、それぞれの旋回の後、車両が「９５０ｍ」、「４００ｍ」、および「１００ｍ」の距離を走行したことを示している。
【００４９】
また、ワインディング判定部１５は、走行している道路が「ワインディング道路」であるか否かを管理するためのワインディングフラグ（ｗｄｆ）を有している。ワインディング判定部１５は、所定距離である「１０００ｍ」を走行する毎に、旋回登録ＴＢ１００のエントリ１０１に格納されたデータの登録数（旋回頻度）を数えて、その登録数（旋回頻度）が所定数以上の場合に走行している道路が「ワインディング道路」であると判断して、ワインディングフラグ（ｗｄｆ）を「１」に設定する。一方、ワインディング判定部１５は、登録数が所定数より少ない場合に走行している道路が「ワインディング道路」ではないと判断して、ワインディングフラグ（ｗｄｆ）を「０」に設定する。
【００５０】
続いて、本実施形態のナビゲーション装置が行なう、地図上に現在位置を表示するための処理のフローについて図５および図６を用いて説明する。
【００５１】
図５は、本実施形態のＧＰＳ受信装置７の現在位置測定機能および現在位置出力機能を説明するための概念図である。図６は、本実施形態のナビゲーション装置が行なう、地図上に現在位置を表示するための処理のフローを説明するための図である。
【００５２】
最初に本実施形態のＧＰＳ受信装置７の機能を図５を用いて説明する。図５に示すように、ＧＰＳ受信装置７は、位置測位部７０およびＧＰＳデータ出力部７１を有する。
【００５３】
位置測位部７０は、ＧＰＳ衛星が送信する電波を受信して、受信した電波を用いて現在位置を測位する。そして、位置測位部７０は、測位した現在位置と、速度および進行方向（方位）とを含むＧＰＳデータをＧＰＳデータ出力部７１に出力する。
【００５４】
具体的には、位置測位部７０は、４個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信した場合、受信した電波（３次元測位データ７００）を用いて「緯度、経度、高度」の３次元現在位置７１０を測位する。ここで、位置測位部７０は、所定回分の測位した３次元現在位置７１０を保持することとする。そして、位置測位部７０は、３次元で測位した現在位置と、速度および進行方向（方位）とを含むＧＰＳデータをＧＰＳデータ出力部７１の選択ＳＷ７２の入力端子Ａに出力する。
【００５５】
一方、位置測位部７０は、３個のＧＰＳ衛星からの電波（２次元測位データ７３０）しか受信できなかった場合、受信した電波（２次元測位データ７３０）を用いて「緯度、経度」の２次元現在位置７４０を測位する。また、位置測定部７０は、２次元測位データ７３０と、保持している３次元現在位置７１０とに含まれる「高度（高さ）」を示す情報とを用いて、「緯度、経度、高度」の３次元の現在位置を示す擬似３次元データ７５０を算出する。位置測定部７０は、擬似３次元データ７５０と、速度および進行方向（方位）とを含むＧＰＳデータをＧＰＳデータ出力部７１の選択ＳＷ７２の入力端子Ｂに出力する。また、位置測位部７０は、測位した２次元現在位置７４０と、速度および進行方向（方位）とを含むＧＰＳデータをＧＰＳデータ出力部７１の選択ＳＷ７２の入力端子Ｃに出力する。
【００５６】
ＧＰＳデータ出力部７１は、選択ＳＷ７２に入力されたＧＰＳデータを演算処理部１に出力する。具体的には、ＧＰＳデータ出力部７１は、通常、入力端子ＡおよびＢのいずれかで受付けたＧＰＳデータ（Ｓ２００）を演算処理部１に出力するように構成されている。なお、入力端子ＡおよびＢの選択は、ＧＰＳデータ出力部７１により自動的に行なわれる。また、ＧＰＳデータ出力部７１は、後述するが、演算処理部１からの２次元データ送信要求（Ｓ３００）を受付けた場合、入力端子Ｃで受付けた２次元現在位置７４０が含まれるＧＰＳデータを演算処理部１に出力するように構成されている。すなわち、ＧＰＳデータ出力部７１は、通常、「緯度、経度、高度」の３次元の現在位置が含まれるＧＰＳデータを出力し、演算処理部１から２次元データ送信要求（Ｓ３００）を受けた場合、「緯度、経度」の２次元の現在位置が含まれるＧＰＳデータを出力する。
【００５７】
次に、本実施形態の地図上に現在位置を表示するための処理について説明する。
【００５８】
図６に示すように、最初に、ナビゲーション装置の現在地検出部１１は、ＧＰＳ受信装置７が出力するＧＰＳデータの入力を受付ける。現在位置算出部１１は、受付けたＧＰＳデータに含まれる現在位置を示すデータを交差点密度算出部１３に出力してＳ２の処理に進む（Ｓ１）。なお、Ｓ１で受付けるＧＰＳデータとは、図５で説明した、３次元現在位置７１０或いは擬似３次元データ７５０のいずれかが含まれるデータである。
【００５９】
Ｓ２において、交差点密度算出部１３は、現在位置検出部１１が出力した現在位置を示すデータを受信する。交差点密度算出部１３は、受信した現在位置を示すデータを用いて、現在位置周辺から所定範囲内（例えば１００ｍ以内）に位置するリンクデータを地図データ記憶装置３から読み出す。交差点密度算出部１３は、読み出したリンクデータに含まれる交差点ノードの数を計算して、所定範囲内の交差点数（ＩＮＴＳＥＣ）を算出する。そして、交差点密度算出部１３は、算出した交差点数（ＩＮＴＳＥＣ）を示すデータをエリア判定部１７に出力する。
【００６０】
エリア判定部１７は、Ｓ２において交差点密度算出部１３が出力した交差点数（ＩＮＴＳＥＣ）を受信する。また、エリア判定部１７は、ワインディング判定部１５から、上述したワインディングフラグ（ｗｄｆ）に設定されているデータを取得する（Ｓ３）。
【００６１】
続いて、エリア判定部１７は、走行している道路が山間エリアの道路であるか否かの推定を行う。エリア判定部１７は、山間エリアの道路であると推定した場合、その旨を示すデータを現在位置算出部１１に出力してＳ５の処理に進む。一方、エリア判定部１７は、走行している道路が山間エリアの道路ではないと推定した場合、その旨を示すデータを現在位置算出部１１に出力してＳ７の処理に進む（Ｓ４）。
【００６２】
具体的には、エリア判定部１７は、Ｓ２で算出した交差点数（ＩＮＴＳＥＣ）が所定数以下であって、かつＳ３で取得したワインディングフラグ（ｗｄｆ）に設定されているデータが「ワインディング道路」を示すデータの場合（ｗｄｆが「１」である場合）、走行している道路が山間エリアの道路であると推定する。一方、エリア判定部１７は、上記以外の場合、走行している道路は山間エリアの道路でなないと推定する。すなわち、エリア判定部１７は、Ｓ３で取得した「ワインディング道路」を示すデータに関係なく、交差点数（ＩＮＴＳＥＣ）が所定数より多い場合、走行している道路は山間エリアの道路ではなないと推定する。また、エリア判定部１７は、Ｓ２で算出した交差点数（ＩＮＴＳＥＣ）に関係なく、ワインディングフラグ（ｗｄｆ）に設定されているデータが「ワインディング道路」ではない旨を示すデータの場合（「０」である場合）に走行している道路は山間エリアの道路でなないと推定する。
【００６３】
Ｓ５では、現在位置算出部１１は、ＧＰＳ受信装置７に２次元の現在位置の送信を要求（２次元データ送信要求）して、Ｓ６の処理に進む。なお、上述したように、ＧＰＳ受信装置７は、２次元データ送信要求を受付けた場合、２次元現在位置７４０が含まれるＧＰＳデータを出力する。
【００６４】
Ｓ６では、現在位置算出部１１は、ＧＰＳ受信装置７が出力した２次元現在位置７４０が含まれるＧＰＳデータの入力を受付ける。
【００６５】
続いて、現在位置算出部１１は、Ｓ６で受付けた２次元現在位置７４０が含まれるＧＰＳデータを用いて地図上の現在位置を算出する。また、現在位置算出部１１は、所定の割り合（例えば１０回に１度）で、マップマッチ処理部１４にマップマッチグ処理を行なわせる。現在位置算出部１１は、マップマッチ処理部１４からマップマッチング処理が施された現在位置を取得する。現在位置算出部１１は、算出した現在位置或いはマップマッチ処理が施された現在位置を表示処理部１１に出力して、Ｓ９の処理に進む（Ｓ８）。なお、本実施形態では、所定の割り合（例えば１０回に１度）で、マップマッチ処理部１４にマップマッチグ処理を行なわせるようにしたが、現在位置を算出するたびにマップマッチング処理を行なわせるようにしてもかまわない。
【００６６】
続いて、Ｓ４において、走行している道路が山間エリアの道路ではないと推定した場合に進むＳ７の処理を説明する。
【００６７】
Ｓ７では、現在位置検出部１１は、Ｓ１で受付けた３次元現在位置７１０或いは擬似３次元現在位置７５０のいずれかが含まれるＧＰＳデータを用いて地図上の現在位置を算出する。また、上述したＳ８と同様で、所定の割り合で、マップマッチ処理部１４にマップマッチグ処理を行なわせる。現在位置算出部１１は、マップマッチ処理部１４からマップマッチング処理された現在位置を取得する。現在位置算出部１１は、算出した現在位置或いはマップマッチ処理部１４から取得したマップマッチング処理された現在位置を表示処理部１１に出力して、Ｓ９の処理に進む。
【００６８】
Ｓ９では、表示処理部１６は、現在位置算出部１１が出力した現在位置の入力を受付ける。表示処理部１６は、上記受付けたデータを用いて、地図上に現在位置を表示する画像データを生成する。表示処理部１６は、生成した画像データをディスプレイ２に表示する。
【００６９】
このように、本実施形態によれば、Ｓ２〜Ｓ４において、山間エリアの道路であるか否かを、地図データを用いて算出した交差点数、および自動車の旋回頻度により推定するようにしている。そのため、本実施形態では、山間エリアの道路であるか否かを推定するための高度（標高）情報を地図データに保持させる必要がなく、低コストで山間エリアを走行しているか否かを判断することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、山間エリアの道路を走行していると推定した場合に、ＧＰＳ受信装置７から２次元の現在位置を取得するようにしている。これは、高低差の大きい道路を走行している際、３個のＧＰＳ衛星からの電波と、過去に測位した「高度」とを用いて算出した擬似３次元データ７５０の誤差が大きくなるという問題を考慮したためである。すなわち、本実施形態では、電波状態が悪いため２次元測位データ７３０しか受信できないエリアであって、かつ高低差が大きいエリアを走行する場合、擬似３次元データ７５０より誤差が少ない２次元現在位置７４０を用いるようにしている。そのため、本実施形態によれば、ナビゲーション装置において、山間エリアを走行している際の現在位置を正確に地図上に表示させることができる。
【００７１】
なお、本発明は以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記の説明では、山間エリアの道路であるか否かを推定する基準として、所定範囲内の交差点数と旋回頻度を利用する場合を例に説明したが特にこれに限定するものではない。例えば、所定範囲内の交差点数に代えて、所定距離内のリンク数より求める道路密度を利用するようにしてもよい。
【００７２】
この場合、現在位置から所定範囲内の道路密度が所定の密度より大きければ、現在走行している道路は、山間エリアの道路ではないと推定する。一方、現在位置から所定範囲内の道路密度が所定密度より小さい場合であって、かつ旋回頻度が所定頻度より大きければ走行している道路が山間エリアの道路であると推定する。
【００７３】
また、本実施形態では、現在位置を算出する方法として、ＧＰＳ受信装置７が出力するＧＰＳデータを利用する場合を説明したが、ＧＰＳ受信装置７と共にジャイロ等の各種センサを利用して現在位置を算出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態が適用されたナビゲーション装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態が適用された、ナビゲーション装置の機能構成を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の実施形態のナビゲーション装置のハードウェア構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態の旋回登録ＴＢ１００を模擬的に示した図である
【図５】本発明の実施形態のＧＰＳ受信装置７の現在位置測定機能および現在位置出力機能を説明するための概念図である。
【図６】本発明の実施形態のナビゲーション装置が行なう、地図上に現在位置を表示するための処理のフローを説明するための図である。
【符号の説明】
【００７５】
１…演算処理部、２…ディスプレイ、３…地図データ記憶装置、４…音声入出力装置、５…入力装置、６…車輪速センサ、７…ＧＰＳ受信装置、８…旋回センサ、１０…設定部、１１…現在位置検出部、１２…データ読込部、１３…交差点密度算出部、１４…マップマッチ処理部、１５…ワインディング判定部、１６…表示処理部、１７…エリア判定部、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＡＭ、２３…ＲＯＭ、２４…ＤＭＡ、２５…描画コントローラ、２６…ＶＲＡＭ、２７…カラーパレット、２８…Ａ/Ｄ変換器、２９…ＳＣI、３０…ＰＩＯ、３１…カウンタ、位置測位部７０、ＧＰＳデータ出力部７１、１００…旋回登録ＴＢ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ（Global Positioning System）受信装置が測位した現在位置を利用して地図データ上に現在位置を表示するナビゲーション装置が行う現在位置表示方法であって、
前記ＧＰＳ受信装置は、３次元の現在位置データおよび２次元の現在位置データを出力可能に構成されていて、
前記ナビゲーション装置は、
前記ＧＰＳ受信装置から３次元の現在位置データを取得するステップと、
車両の走行距離を測定するステップと、
車両の旋回を検知し、前記測定した走行距離を用いて所定距離における旋回頻度を算出するステップと、
前記取得した３次元の現在位置から所定範囲内の交差点数を前記地図データを利用して算出するステップと、
前記交差点数および前記旋回頻度から車両が走行している道路が山間エリアの道路であるか否かを推定するステップと、
前記走行している道路が山間エリアの道路ではないと推定した場合、前記取得した３次元の現在位置を用いて地図上に現在位置を表示するステップと、
前記走行している道路が山間エリアの道路であると推定した場合、前記ＧＰＳ受信装置から２次元の現在位置データを取得して、前記取得した２次元の現在位置データを用いて地図上に現在位置を表示するステップと、を行なうこと
を特徴とする現在位置表示方法。
【請求項２】
請求項１に記載の現在位置表示方法であって、
前記推定するステップは、
前記算出した交差点数が所定の数より少なく、かつ前記旋回頻度が所定頻度より大きい場合に前記走行している道路が山間エリアの道路であると推定すること
を特徴とするナビゲーション装置の現在位置表示方法。
【請求項３】
ＧＰＳ（Global Positioning System）受信装置が測位した現在位置を利用して地図データ上に現在位置を表示するナビゲーション装置であって、
前記ＧＰＳ受信装置は、３次元の現在位置データおよび２次元の現在位置データを出力可能に構成されていて、
前記ＧＰＳ受信装置から３次元の現在位置データを取得する手段と、
車両の走行距離を測定する手段と、
車両の旋回を検知し、前記測定した走行距離を用いて所定距離における旋回頻度を算出する手段と、
前記取得した３次元の現在位置から所定範囲内の交差点数を前記地図データを利用して算出する手段と、
前記交差点数および前記旋回頻度から車両が走行している道路が山間エリアの道路であるか否かを推定する手段と、
前記走行している道路が山間エリアの道路ではないと推定した場合、前記取得した３次元の現在位置を用いて地図上に現在位置を表示する手段と、
前記走行している道路が山間エリアの道路であると推定した場合、前記ＧＰＳ受信装置から２次元の現在位置データを取得して、前記取得した２次元の現在位置データを用いて地図上に現在位置を表示する手段と、を有すること
を特徴とするナビゲーション装置。
【請求項１】
ＧＰＳ（Global Positioning System）受信装置が測位した現在位置を利用して地図データ上に現在位置を表示するナビゲーション装置が行う現在位置表示方法であって、
前記ＧＰＳ受信装置は、３次元の現在位置データおよび２次元の現在位置データを出力可能に構成されていて、
前記ナビゲーション装置は、
前記ＧＰＳ受信装置から３次元の現在位置データを取得するステップと、
車両の走行距離を測定するステップと、
車両の旋回を検知し、前記測定した走行距離を用いて所定距離における旋回頻度を算出するステップと、
前記取得した３次元の現在位置から所定範囲内の交差点数を前記地図データを利用して算出するステップと、
前記交差点数および前記旋回頻度から車両が走行している道路が山間エリアの道路であるか否かを推定するステップと、
前記走行している道路が山間エリアの道路ではないと推定した場合、前記取得した３次元の現在位置を用いて地図上に現在位置を表示するステップと、
前記走行している道路が山間エリアの道路であると推定した場合、前記ＧＰＳ受信装置から２次元の現在位置データを取得して、前記取得した２次元の現在位置データを用いて地図上に現在位置を表示するステップと、を行なうこと
を特徴とする現在位置表示方法。
【請求項２】
請求項１に記載の現在位置表示方法であって、
前記推定するステップは、
前記算出した交差点数が所定の数より少なく、かつ前記旋回頻度が所定頻度より大きい場合に前記走行している道路が山間エリアの道路であると推定すること
を特徴とするナビゲーション装置の現在位置表示方法。
【請求項３】
ＧＰＳ（Global Positioning System）受信装置が測位した現在位置を利用して地図データ上に現在位置を表示するナビゲーション装置であって、
前記ＧＰＳ受信装置は、３次元の現在位置データおよび２次元の現在位置データを出力可能に構成されていて、
前記ＧＰＳ受信装置から３次元の現在位置データを取得する手段と、
車両の走行距離を測定する手段と、
車両の旋回を検知し、前記測定した走行距離を用いて所定距離における旋回頻度を算出する手段と、
前記取得した３次元の現在位置から所定範囲内の交差点数を前記地図データを利用して算出する手段と、
前記交差点数および前記旋回頻度から車両が走行している道路が山間エリアの道路であるか否かを推定する手段と、
前記走行している道路が山間エリアの道路ではないと推定した場合、前記取得した３次元の現在位置を用いて地図上に現在位置を表示する手段と、
前記走行している道路が山間エリアの道路であると推定した場合、前記ＧＰＳ受信装置から２次元の現在位置データを取得して、前記取得した２次元の現在位置データを用いて地図上に現在位置を表示する手段と、を有すること
を特徴とするナビゲーション装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１９４７１９（Ｐ２００６−１９４７１９Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６０５３（Ｐ２００５−６０５３）
【出願日】平成１７年１月１３日（２００５．１．１３）
【出願人】（５９１１３２３３５）株式会社ザナヴィ・インフォマティクス (745)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１３日（２００５．１．１３）
【出願人】（５９１１３２３３５）株式会社ザナヴィ・インフォマティクス (745)
【Ｆターム（参考）】
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