特許 5852920 ナビゲーション装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5852920

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月3日

(54)【発明の名称】ナビゲーション装置

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/30 20060101AFI20160114BHJP

   G08G 1/0969 20060101ALI20160114BHJP

【ＦＩ】

   G01C21/30

   G08G1/0969

【請求項の数】9

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2012-112991(P2012-112991)

(22)【出願日】2012年5月17日

(65)【公開番号】特開2013-238544(P2013-238544A)

(43)【公開日】2013年11月28日

【審査請求日】2015年2月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001487

【氏名又は名称】クラリオン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100084412

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 冬紀

(74)【代理人】

【識別番号】100121360

【弁理士】

【氏名又は名称】粟田 照久

(74)【代理人】

【識別番号】100149157

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 創史

(72)【発明者】

【氏名】青木 利幸

(72)【発明者】

【氏名】加藤 晃一

(72)【発明者】

【氏名】川端 昭弘

(72)【発明者】

【氏名】劉 智星

【審査官】 相羽 昌孝

(56)【参考文献】

【文献】 特開平３−１０８１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−３０４０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１９８８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７９４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９８５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−２７８９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０２９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６１９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２３３３６６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ ２１／００−２１／３６

Ｇ０１Ｃ ２３／００−２５／００

Ｇ０８Ｇ １／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

道路に関する道路情報を記憶する地図情報記憶手段と、
移動体の位置を推定する位置推定手段と、
前記道路情報を用いて、前記位置推定手段により推定された前記移動体の位置に対応する複数のリンク候補点を特定するマップマッチング手段と、
前記複数のリンク候補点に基づいて、互いに並走している並走路の各リンクを検出する並走路検出手段と、
前記並走路検出手段により検出された並走路の各リンクについて、前記移動体が走行している走行リンクまたは前記走行リンクに並走する並走リンクのいずれであるかをそれぞれ判定する走行リンク判定手段と、
前記複数のリンク候補点のうち前記走行リンクに対応するリンク候補点と、前記位置推定手段により推定された前記移動体の位置との間の距離に基づいて、前記走行リンク及び前記並走リンクの各ノードの位置補正量を求めるリンク位置補正手段とを備えることを特徴とするナビゲーション装置。

【請求項2】

請求項１に記載のナビゲーション装置において、
前記複数のリンク候補点のうち前記走行リンクに対応するリンク候補点と、前記位置推定手段により推定された前記移動体の位置との間の距離に基づいて、リンク位置の補正を実施するか否かを判定するリンク位置補正実施判定手段をさらに備え、
前記リンク位置補正手段は、前記リンク位置補正実施判定手段によりリンク位置の補正を実施しないと判定された場合は、前記走行リンク及び前記並走リンクの各ノードの位置補正量を求めないことを特徴とするナビゲーション装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のナビゲーション装置において、
前記走行リンクに対応するリンク候補点と、前記位置推定手段により推定された前記移動体の位置との間の距離に基づいて、第一の補正範囲を決定するリンク位置補正範囲決定手段をさらに備え、
前記リンク位置補正手段は、複数の前記走行リンクにより構成される走行リンク列及び複数の前記並走リンクにより構成される並走リンク列のうち、前記第一の補正範囲内にある各ノードの位置補正量を求めることを特徴とするナビゲーション装置。

【請求項4】

請求項３に記載のナビゲーション装置において、
前記リンク位置補正範囲決定手段は、前記第一の補正範囲の境界に位置するノードの位置補正量を所定の方位誤差許容量の正接で割った値に基づいて、第二の補正範囲をさらに決定し、
前記リンク位置補正手段は、前記走行リンク列及び前記並走リンク列のうち前記第二の補正範囲内にある各ノードの位置補正量を、前記第一の補正範囲の境界に位置するノードの位置補正量と、前記第一の補正範囲の境界に位置するノードから当該ノードまでの距離とに基づいて、さらに求めることを特徴とするナビゲーション装置。

【請求項5】

請求項４に記載のナビゲーション装置において、
前記リンク位置補正手段により位置補正量が求められた各ノードについて、その位置補正量を記憶する地図補正量記憶手段をさらに備え、
前記マップマッチング手段は、
前記地図補正量記憶手段に記憶されている位置補正量に基づいて、前記リンク位置補正手段により位置補正量が求められた各ノードの位置を補正して、前記複数のリンク候補点を特定することを特徴とするナビゲーション装置。

【請求項6】

請求項５に記載のナビゲーション装置において、
前記地図補正量記憶手段は、前記リンク位置補正手段により位置補正量が求められた各ノードについて、その位置補正量に加えて、当該ノードが前記第一の補正範囲または前記第二の補正範囲のいずれに属するかを表す補正範囲の種類を記憶し、
前記マップマッチング手段は、
前記複数のリンク候補点のうち、少なくとも一方のノードの位置が補正されたリンクと対応するリンク候補点について、前記地図補正量記憶手段に記憶されている補正範囲の種類に基づいて、そのノードが前記第一の補正範囲または前記第二の補正範囲のいずれに属するかを判断し、
当該リンク候補点に対応するリンクの両端のノードがいずれも前記第一の補正範囲に属すると判断した場合は、補正後のノード位置に応じたリンク方位を用いて当該リンク候補点の評価量を算出し、
当該リンク候補点に対応するリンクのいずれか少なくとも一方のノードが前記第二の補正範囲に属すると判断した場合は、補正前のノード位置に応じたリンク方位を用いて当該リンク候補点の評価量を算出することを特徴とするナビゲーション装置。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか一項に記載のナビゲーション装置において、
前記リンク位置補正手段は、前記走行リンク及び前記並走リンクの各ノードのうち複数のリンクが接続されているノードについて、当該ノードに接続する各リンクの方位変化量の二乗和が最小となるように、当該ノードの位置補正量を求めることを特徴とするナビゲーション装置。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれか一項に記載のナビゲーション装置において、
ユーザからの入力に基づいて前記移動体の走行道路を指示する走行位置指示手段をさらに備え、
前記走行リンク判定手段は、前記走行位置指示手段からの指示に基づいて前記走行リンクを判定することを特徴とするナビゲーション装置。

【請求項9】

道路に関する道路情報を記憶する地図情報記憶手段と、
前記道路情報を用いて道路地図を表示する画面音声出力手段と、
ユーザからの入力に基づいて移動体の走行道路を指示する走行位置指示手段と、
前記走行位置指示手段からの指示に基づいて、前記移動体が走行している走行リンクと、前記走行リンクに並走する並走リンクとを判定する走行リンク判定手段と、
前記走行リンク及び前記並走リンクの位置を補正するリンク位置補正手段とを備え、
前記画面音声出力手段は、前記リンク位置補正手段による補正後の位置に合わせて、前記走行リンク及び前記並走リンクを前記道路地図上で移動させることを特徴とするナビゲーション装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動体の位置を算出して地図上に表示するナビゲーション装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、道路データに基づいて道路地図を表示するナビゲーション装置において、車両の走行軌跡を考慮して道路データを補正するものが知られている。たとえば、特許文献１の従来技術では、同じ道路を３回以上走行するごとに、車両の走行軌跡を平均化処理することにより補正用道路データを作成する。この補正用道路データと元の道路データとの間に所定の許容値以上の誤差がある場合に、道路データを補正用道路データに置き換える。これにより、道路データに位置誤差があったとしても、それを補正して、実際に走行している道路と表示される道路とのずれをなくして的確な経路誘導を行うことができるようにしている。

【0003】

また、特許文献２の従来技術では、車両の方位変化に基づいて、カーブ路や分岐路の入口位置、出口位置、中央位置などを検出し、その検出結果をもとに道路データの誤差を修正する。これにより、カーブ路や分岐路の道路データを補正している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−２３０８３５号公報

【特許文献2】特開平１１−２３３００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１や特許文献２の従来技術では、複数の道路が互いに隣接して並走している場合、そのうち車両が走行した道路については道路データを補正することができるが、それ以外の道路については道路データを補正することができない。そのため、道路データが補正された道路の位置と、その道路に並走する道路との間で位置関係が逆転してしまう場合がある。このような場合、次に車両がこれらの道路を走行したときにミスマッチを起こし、正しい走行道路を認識できないという問題が発生する。

【0006】

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、互いに並走する複数の道路の道路データを正しく補正し、次に車両がこれらの道路を走行したときに正しい走行道路を認識できるナビゲーション装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によるナビゲーション装置は、道路に関する道路情報を記憶する地図情報記憶手段と、移動体の位置を推定する位置推定手段と、道路情報を用いて、位置推定手段により推定された移動体の位置に対応する複数のリンク候補点を特定するマップマッチング手段と、複数のリンク候補点に基づいて、互いに並走している並走路の各リンクを検出する並走路検出手段と、並走路検出手段により検出された並走路の各リンクについて、移動体が走行している走行リンクまたは走行リンクに並走する並走リンクのいずれであるかをそれぞれ判定する走行リンク判定手段と、複数のリンク候補点のうち走行リンクに対応するリンク候補点と、位置推定手段により推定された移動体の位置との間の距離に基づいて、走行リンク及び並走リンクの各ノードの位置補正量を求めるリンク位置補正手段とを備える。
本発明の他の一態様によるナビゲーション装置は、道路に関する道路情報を記憶する地図情報記憶手段と、道路情報を用いて道路地図を表示する画面音声出力手段と、ユーザからの入力に基づいて移動体の走行道路を指示する走行位置指示手段と、走行位置指示手段からの指示に基づいて、移動体が走行している走行リンクと、走行リンクに並走する並走リンクとを判定する走行リンク判定手段と、走行リンク及び並走リンクの位置を補正するリンク位置補正手段とを備え、画面音声出力手段は、リンク位置補正手段による補正後の位置に合わせて、走行リンク及び並走リンクを道路地図上で移動させる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、互いに並走する複数の道路の道路データを正しく補正し、次に車両がこれらの道路を走行したときに正しい走行道路を認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施の形態のカーナビゲーション装置の構成を示す図である。

【図2】カーナビゲーション装置の動作手順を示す図である。

【図3】マップマッチング処理の動作を示す図である。

【図4】推定位置と過去に読み込んだ地図データのメッシュ領域の端との間の距離が閾値以下である例を示す図である。

【図5】リンク位置の補正の動作を示す図である。

【図6】リンク位置の補正の動作を示す図である。

【図7】並走路の判定の例を示す図である。

【図8】リンク方位の設定方法の一例を示す図である。

【図9】リンク方位の設定方法の他の一例を示す図である。

【図10】リンク位置補正後の並走路におけるミスマッチ例を示す図である。

【図11】本発明によるリンク位置補正後の並走路におけるマッチング例を示す図である。

【図12】第一の補正範囲及び第二の補正範囲の例を示す図である。

【図13】３つのリンクに接続しているノードを補正する例を示す図である。

【図14】リンク位置の補正の動作の一変形例を示す図である。

【図15】リンク位置の補正の動作の他の変形例を示す図である。

【図16】車両の推定位置とリンク候補点の距離を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１に本発明の一実施の形態によるカーナビゲーション装置の構成を示す。図１に示すカーナビゲーション装置は、受信手段１０１、センサ手段１０２、地図情報記憶手段１０３、地図補正量記憶手段１０４、画面音声出力手段１０５、経路探索指示手段１０６、走行位置指示手段１０７、及び演算手段１１０を備えている。

【0011】

受信手段１０１は、たとえばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機などによって実現される。受信手段１０１は、アンテナを含んでおり、測位衛星から送られてきた信号（測位信号）をこのアンテナで受信する。

【0012】

受信手段１０１はまた、ダウンコンバート、アナログデジタルコンバート、直交検波、Ｃ／Ａ（ｃｏａｒｓｅ／ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）コード生成、相関検出及び復号の各処理機能を備えている。ダウンコンバート機能は、アンテナで受信した高周波の測位信号を低周波の測位信号へと変換するための機能である。アナログデジタルコンバート機能は、ダウンコンバート後の低周波の測位信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するための機能である。直交検波機能は、デジタル信号に変換された測位信号を検波するための機能である。Ｃ／Ａコード生成機能は、測位衛星ごとに予め定められたＣ／Ａコードと呼ばれる符号列を生成するための機能である。相関検出機能は、検波された測位信号と生成されたＣ／Ａコードとの相関値を検出するための機能である。復号機能は、相関検出機能により検出された相関値に基づいて測位信号を復号するための機能である。

【0013】

受信手段１０１は、復号された測位信号に基づいて、測位衛星の軌道情報、発信状態の情報、電離層遅延計算パラメータなどを含む航法メッセージを検出する。また、測位信号の受信時刻、測位信号が表す擬似距離（衛星からの距離）、ドップラ周波数、信号強度などの観測データを測定する。そして、測定した受信時刻と航法メッセージ中の軌道情報に基づいて測位衛星の位置を算出し、この測位衛星の位置と測定した擬似距離に基づいて、アンテナが設置されている車両、すなわち図１のカーナビゲーション装置を搭載している車両（以下、自車両と称する）の位置（受信位置）を算出する。また、受信時刻付近の測位衛星の位置から測位衛星の速度を算出し、その算出結果と測位衛星の位置及びドップラ周波数に基づいて、自車両の速度及び方位（速度ベクトル、受信速度及び受信方位）を算出する。

【0014】

なお、上記の説明は測位衛星がＧＰＳ衛星である場合を例としたが、ＧＰＳ衛星の代わりにＧＬＯＮＡＳＳ衛星や擬似衛星などの測位衛星を利用してもよい。これらの測位衛星は、宇宙あるいは地上から測位のための信号を発信する装置である。

【0015】

センサ手段１０２は、自車両の速度を検出するための車速パルスカウンタ等の車速センサ、自車両の角速度を検出するためのジャイロ等の角速度センサ、及び自車両の加速度を検出するための加速度計等の加速度センサによって構成される。これらの各センサから、自車両の速度（センサ速度）、角速度（センサ角速度）及び加速度（センサ加速度）がそれぞれ出力される。なお、速度は自車両の前後方向に関するもの、角速度は自車両のロール角、ピッチ角及びヨー角に関するもの、加速度は上下方向に関するものである。

【0016】

ハードディスクやメモリなどによって構成される地図情報記憶手段１０３は、道路に関する道路情報や案内表示などの情報を所定のメッシュ領域ごとに格納している。道路情報は、各メッシュ領域について、当該メッシュ領域内の各道路を表すためのノード番号、ノード位置、リンク番号、始点ノード番号、終点ノード番号、道路の車線数などの各情報を含む。なお、ノードは道路上、交差点や分岐等に対応して設定された点であり、リンクは道路に沿って並んだ２つのノード間を結んだ線である。

【0017】

ハードディスクやメモリなどによって構成される地図補正量記憶手段１０４は、上記の地図情報記憶手段１０３に記憶されている道路情報が表す各道路のうちノード位置が補正されたものについて、そのノード位置補正量を格納している。

【0018】

各道路におけるノード位置は、後述のような地図補正手段１１３の動作によって適宜補正される。ノード位置が補正された場合、当該ノードの経度方向及び経度方向の位置補正量が、当該ノードを識別するためのノード番号と関連付けて地図補正量記憶手段１０４に格納される。なお、地図補正量記憶手段１０４に格納されているノード位置補正量のデータは、メッシュを所定数に分割した各パーセルに対して予め設定されているパーセル番号ごとに管理されている。

【0019】

画面音声出力手段１０５は、モニタやスピーカなどによって構成される。画面音声出力手段１０５は、地図情報記憶手段１０３から道路情報を、地図補正量記憶手段１０４からノード位置補正量をそれぞれ読み込む。そして、読み込んだノード位置補正量に基づいて道路情報における各ノードの位置を補正し、補正後の各ノードの位置に合わせてリンクを描画することにより、道路地図を表示する。

【0020】

また画面音声出力手段１０５は、後述のマップマッチング手段１１２から、推定位置、推定方位、第一リンク候補点の位置、方位及びリンク番号、道路逸脱判定結果を受け取る。なお、これらの各情報の詳細については後で説明する。そして、マップマッチング手段１１２からの道路逸脱判定結果が道路走行を表している場合、画面音声出力手段１０５は、第一リンク候補点の位置と方位をカーマークとして道路地図上に描画する。一方、マップマッチング手段１１２からの道路逸脱判定結果が道路逸脱を表している場合、画面音声出力手段１０５は、推定位置と推定方位をカーマークとして道路地図上に描画する。

【0021】

さらに画面音声出力手段１０５は、後述の経路誘導手段１１４から、誘導方向信号、案内表示、道路誘導信号の各情報を取得する。なお、これらの各情報の詳細については後で説明する。そして、経路誘導手段１１４からの道路誘導信号がオンである場合、画面音声出力手段１０５は、所定の案内表示を出力すると共に誘導方向を音声で出力する。

【0022】

経路探索指示手段１０６は、ユーザが目的地を入力して経路探索を指示するためのものであり、リモートコントローラ、タッチパネル、マイクなどによって構成される。経路探索指示手段１０６を用いてユーザから入力された目的地の情報は、経路探索手段１１５に送られる。

【0023】

走行位置指示手段１０７は、ユーザからの入力に基づいて車両の走行位置に対応する道路を指示するためのものであり、リモートコントローラ、タッチパネル、マイクなどによって構成される。走行位置指示手段１０７を用いてユーザから車両の走行位置に対応する道路が入力されると、その走行道路に対応するリンクのリンク番号が地図補正手段１１３に送られる。

【0024】

演算手段１１０は、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ、中央演算処理装置）、メモリなどから構成される。演算手段１１０は、位置推定手段１１１、マップマッチング手段１１２、地図補正手段１１３、経路誘導手段１１４、及び経路探索手段１１５を機能的に備えている。

【0025】

位置推定手段１１１は、受信手段１０１から受信位置、受信速度及び受信方位を入力すると共に、センサ手段１０２からセンサ速度、センサ角速度及びセンサ加速度を入力する。そして、これらの入力情報を用いて、カーナビゲーション装置の位置（推定位置）、方位（推定方位）及び速度（推定速度）を算出し、さらに推定位置及び推定方位の誤差共分散を算出する。

【0026】

マップマッチング手段１１２は、位置推定手段１１１により算出された推定位置から近い順に所定数（たとえば４つ）のメッシュを特定し、その各メッシュの道路情報とノード位置補正量とを、地図情報記憶手段１０３と地図補正量記憶手段１０４からそれぞれ読み込んで取得する。そして、位置推定手段１１１により算出された推定位置、推定方位及びそれらの誤差共分散と、取得した道路情報及びノード位置補正量とを用いて、各リンク候補点の評価量を計算する。なお、各リンク候補点の評価量の計算方法については、後で詳しく説明する。この評価量の計算結果に基づいて、自車両が走行している確率が最も高いリンク候補点を第一リンク候補点として特定し、その第一リンク候補点のリンク番号を設定すると共に、位置及び方位を算出する。

【0027】

そして、マップマッチング手段１１２は、自車両がリンク上を走行しているという帰無仮説及びその対立仮説を立てる。統計学的仮説検定に基づいて、位置推定手段１１１により算出された推定位置、推定方位推定方位及びそれらの誤差共分散と、取得した道路情報及びノード位置補正量とを用いて、所定の有意水準で帰無仮説が採択するかを判定することにより、自車両が道路を逸脱したかどうかを判定する。

【0028】

地図補正手段１１３は、並走路検出手段１２１、走行リンク判定手段１２２、リンク位置補正実施判定手段１２３、リンク位置補正範囲決定手段１２４、及びリンク位置補正手段１２５から構成されている。

【0029】

並走路検出手段１２１は、マップマッチング手段１１２から、位置推定手段１１１により算出された車両の推定位置及び推定方位と、第一リンク候補点を含む複数のリンク候補点の位置、方位及びリンク番号と、道路逸脱判定結果とを取得する。これらの情報に基づいて、第一リンク候補点に対応するリンクと、他のリンク候補点に対応するリンクとが、互いに並走している道路（並走路）であるか否かを判定する。そして、車両の推定位置及び推定方位と、並走路であると判定された各リンクに対応するリンク候補点の位置、方位及びリンク番号とを記憶する。

【0030】

走行リンク判定手段１２２は、並走路検出手段１２１により並走路であると判定された各リンクを道路単位でまとめたリンク列を求めることで、各並走路の並走区間に対応するリンク列を求める。こうして求めた各リンク列について、マップマッチング手段１１２により算出されたリンク候補点の評価量同士を比較し、その比較結果に基づいて、いずれかのリンク列を車両が走行している走行リンク列と判定し、他のリンク列を走行リンク列に並走する並走リンク列と判定する。

【0031】

リンク位置補正実施判定手段１２３は、所定の走行距離ごとに、車両の推定位置に対する走行リンク列の位置誤差を算出する。その結果、走行リンク列において１カ所でも位置誤差が所定の閾値以上であった場合、走行リンク列及び並走リンク列に対してリンク位置の補正を実施すると判定する。なお、この判定に用いられる閾値は、マップマッチングにおけるリンク位置誤差の許容量に相当する。

【0032】

リンク位置補正範囲決定手段１２４は、走行リンク列においてリンク位置補正実施判定手段１２３により算出された位置誤差が閾値を超えている部分と、走行リンク列の当該部分に対応する並走リンク列の部分とを含む範囲を、車両の走行軌跡をもとにリンク位置を補正する第一の補正範囲として決定する。また、第一の補正範囲の境界に位置する各ノードの位置と、当該ノードの位置補正量とに基づいて、第二の補正範囲を決定する。

【0033】

リンク位置補正手段１２５は、リンク位置補正範囲決定手段１２４により決定された第一の補正範囲及び第二の補正範囲について、それぞれのリンク位置の補正量を算出する。そして、算出した補正量に基づいて、走行リンク列及び並走リンク列に含まれる各ノードの位置を補正することにより、並走路の各リンクの位置を補正する。

【0034】

経路探索手段１１５は、経路探索指示手段１０６から目的地の情報を受け取り、マップマッチング手段１１２から第一リンク候補点のリンク番号を受け取る。そして、地図情報記憶手段１０３に格納されている道路情報に基づいて目的地に最も近いリンク番号を特定し、そのリンク番号及び第一リンク候補点のリンク番号に基づいて、それらのリンクをつなぐ複数の経路を探索する。こうして探索された経路の中で所定の条件を満たす経路、たとえば距離が最も短い経路を誘導経路として選定する。

【0035】

経路誘導手段１１４は、マップマッチング手段１１２から第一リンク候補点のリンク番号及び位置を取得し、経路探索手段１１５から誘導経路のリンク番号を取得し、地図情報記憶手段１０３から案内表示などの情報を取得する。第一リンク候補点の位置から誘導経路において右左折すべき分岐点までの距離が所定距離以下になると、経路誘導手段１１４は、道路誘導信号をオンにして、誘導方向を表す誘導方向信号に右左折の情報を設定する。そして、誘導方向信号、案内表示、道路誘導信号などの誘導情報を画面音声出力手段１０５に送る。

【0036】

次に、以上説明した図１のカーナビゲーション装置の動作手順を、図２に示すフローチャートを用いて説明する。

【0037】

ステップ２０１において、受信手段１０１は、測位衛星から送られてきた信号（測位信号）をアンテナで受信し、前述の各機能を用いて、測位衛星の軌道情報、発信状態の情報、電離層遅延計算パラメータなどを含む航法メッセージを検出すると共に、受信時刻、擬似距離、ドップラ周波数、信号強度などの観測データを測定する。そして、受信時刻及び軌道情報をもとに測位衛星の位置を算出し、測位衛星の位置及び擬似距離をもとに受信位置を算出する。また、軌道情報をもとに受信時刻付近の測位衛星の位置から測位衛星の速度を算出すると共に、測位衛星の位置及び速度、ドップラ周波数をもとに受信速度及び受信方位を算出する。こうして算出した受信位置、受信速度及び受信方位を位置推定手段１１１に送る。

【0038】

ステップ２０２において、センサ手段１０２は、自車両の車軸の回転に伴って出力される車速パルス数を計測し、そのパルス数に所定の速度センサの係数を掛け合わせて、速度（センサ速度）を算出する。また、自車両の角速度に対応した信号を出力し、この出力値から角速度センサのバイアス分を引き、所定の角速度センサの係数を掛け合わせて、角速度（センサ角速度）を算出する。さらに、自車両の加速度に対応した信号を出力し、この出力値から加速度センサのバイアスを引き、加速度（センサ加速度）を算出する。こうして算出したセンサ速度、センサ角速度及びセンサ加速度を位置推定手段１１１に送る。

【0039】

ステップ２０３において、位置推定手段１１１は、受信手段１０１から受信位置、受信速度及び受信方位を受け取り、センサ手段１０２からセンサ速度、センサ角速度及びセンサ加速度を受け取って、これらに基づく位置推定処理を以下の動作手順により行う。

【0040】

位置推定手段１１１は、位置推定処理の動作手順において、自車両の位置、進行方向の速度、進行方向の加速度、方位、方位の角速度、及びピッチ角を状態量として、下記の数式１で表される状態方程式（連続型）を立てる。なお、数式１では、加速度及び角速度を一次マルコフ過程とおいた。

【0041】

数式１において、ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）、ｚ（ｔ）は経度、緯度、高さ方向の自車両の位置をそれぞれ表し、ｖ（ｔ）は進行方向の速度を表し、ａ（ｔ）は進行方向の加速度を表し、θ（ｔ）は方位を表し、ω（ｔ）は方位の角速度を表し、φ（ｔ）はピッチ角を表している。また、θｐは方位の予測値を表し、φｐはピッチ角の予測値を表し、αａは加速度の時定数の逆数を表し、αωは角速度の時定数の逆数を表し、σａ、σω、σφは加速度、方位の角速度、ピッチ角の標準偏差をそれぞれ表し、ｗ（ｔ）は平均０、標準偏差１の白色雑音を表し、η（ｔ）は状態量ベクトルを表している。

【0042】

さらに、位置推定処理の動作手順において、センサ速度、センサ角速度、センサ加速度、受信位置、受信速度、及び受信方位を観測量として、下記の数式２で表される観測方程式（連続型）を立てる。

【0043】

数式２において、ｖｓ（ｔ）はセンサ速度を表し、ｇｓ（ｔ）はセンサ加速度を表し、ωｓ（ｔ）はセンサ角速度を表し、ｘｒ（ｔ）、ｙｒ（ｔ）、ｚｒ（ｔ）は経度、緯度、高さ方向の受信位置をそれぞれ表し、ｖｒ（ｔ）は受信速度を表し、θｒ（ｔ）は受信方位を表し、ｇは重力加速度を表し、ε（ｔ）は観測雑音ベクトルを表し、ｙ（ｔ）は観測量ベクトルを表している。また、θｐ（ｔ）及びφｐ（ｔ）は、数式５で算出される予測量ベクトルから得られる値である。

【0044】

【数1】

…（数式１）

【数2】

…（数式２）

【0045】

受信手段１０１から受信位置、受信速度及び受信方位の出力がある場合、位置推定手段１１１は、下記の数式３〜数式７を用いて、推定位置、推定速度、推定加速度、推定方位、推定角速度及び推定ピッチ角を算出する。数式３〜数式７を用いることで、カルマンフィルタによる計算ができる。

【0046】

数式３〜数式７において、Ｋ（ｋ）はゲイン行列を表し、Ｒは観測雑音行列を表している。また、η（ｋ｜ｋ）は推定量ベクトルを表し、η（ｋ＋１｜ｋ）は予測量ベクトルを表し、Ｐ（ｋ｜ｋ）、Ｐ（ｋ｜ｋ−１）はη（ｋ｜ｋ）、η（ｋ｜ｋ−１）の推定誤差共分散行列をそれぞれ表している。Φ（Δｔ，αａ，αω）は状態遷移行列を表し、Δｔはサンプリング間隔を表し、Ｑ（ｋ）はシステム雑音行列を表し、ｋは離散時間を表している。

【0047】

【数3】

…（数式３）

【数4】

…（数式４）

【数5】

…（数式５）

【数6】

…（数式６）

【数7】

…（数式７）

【0048】

一方、受信手段１０１から受信位置、受信速度及び受信方位の出力がない場合、位置推定手段１１１は上記の数式３〜数式７において、観測量ベクトルｙ、行列Ｈ及び観測雑音行列Ｒから、受信位置、受信速度及び受信方位に関連する要素をそれぞれ削除する。

【0049】

位置推定手段１１１は、以上説明したような手順により位置推定処理を行い、これによって得られた推定位置、推定方位及び推定速度と、位置及び方位の推定誤差共分散とをマップマッチング手段１１２に送る。

【0050】

ステップ２０４において、マップマッチング手段１１２は、以下のような手順によりマップマッチング処理を行う。

【0051】

マップマッチング処理では、まず、地図情報記憶手段１０３からノード番号、ノード位置、リンク番号、始点ノード番号、終点ノード番号、幅員などの道路情報を読み込む。また、地図補正量記憶手段１０４からノード番号及びノードの位置補正量を読み込む。そして、位置補正量が設定されているノードに関して、地図情報記憶手段１０３から読み込んだノード位置にその位置補正量を足し合わせて、ノード位置を補正する。

【0052】

次に、推定位置周囲の各リンクに対して前述のような方法でリンク候補点をそれぞれ求め、各リンク候補点のリンク方位と所定のリンクの位置誤差に基づいて、各リンク候補点の位置誤差の共分散を計算する。そして、計算した各リンク候補点の位置誤差の共分散及び所定の方位誤差の分散と、リンク候補点の位置及び方位と、推定位置及び推定方位と、それらの誤差の共分散に基づいて、各リンク候補点の評価量を計算する。この計算結果により、道路を走行している確率が最も高い評価量を持つリンク候補点を第一リンク候補点と決定する。

【0053】

また、リンクの位置、方位及びそれらの誤差分散と、幅員情報と、推定位置及び推定方位及びそれらの誤差共分散とに基づいて、自車両が道路を逸脱しているかどうかを判定する。

【0054】

マップマッチング手段１１２は、以上説明したようなマップマッチング処理の結果として、推定位置と、推定方位、第一リンク候補点の位置、方位及びリンク番号と、道路逸脱判定結果とを、経路探索手段１１５、経路誘導手段１１４及び画面音声出力手段１０５に送る。また、推定位置と、推定方位と、第一リンク候補点を含む複数のリンク候補点の位置、方位、評価量及びリンク番号と、道路逸脱判定結果とを、地図補正手段１１３に送る。

【0055】

なお、以上説明したようなステップ２０４のマップマッチング処理については、後で図３を用いて詳細に説明する。

【0056】

ステップ２０５において、地図補正手段１１３は、以下のような手順によりリンク位置の補正を行う。

【0057】

リンク位置の補正では、まず並走路検出手段１２１により、地図情報記憶手段１０３からノード番号、ノード位置、リンク番号、始点ノード番号、終点ノード番号、幅員などの道路情報を読み込む。また、マップマッチング手段１１２から推定位置、推定方位、第一リンク候補点を含む複数のリンク候補点の位置、方位、評価量及びリンク番号、道路逸脱判定結果を受け取る。そして、各リンク候補点に対応する各リンクの中から、互いに並走する並走路のリンクを判定し、並走区間を検出する。

【0058】

次に、走行リンク判定手段１２２により、各並走路の並走区間に対応するリンク列を求め、これらの各リンク列について、所定の走行距離ごとの車両の推定位置及び推定方位（走行軌跡）に基づいて、走行リンク列と並走リンク列のどちらであるかをそれぞれ判定する。あるいは、走行位置指示手段１０７から得た走行道路のリンクに基づいて、走行リンク列と並走リンク列のどちらであるかをそれぞれ判定する。

【0059】

次に、リンク位置補正実施判定手段１２３により、車両の走行軌跡に基づいて、走行リンク列の位置誤差を算出する。そして、算出した位置誤差が閾値以上である場合、リンク位置の補正を実施すると判定する。

【0060】

上記判定の結果、リンク位置の補正を実施すると判定した場合は、リンク位置補正範囲決定手段１２４により、車両の走行軌跡をもとに、第一の補正範囲及び第二の補正範囲を決定する。

【0061】

続いて、リンク位置補正手段１２５により、走行リンク列及び並走リンク列の各リンク位置を補正する。このとき第一の補正範囲では、走行リンク列から車両の走行軌跡までのベクトルを算出し、そのベクトルを走行リンク列及び並走リンク列の各ノードの位置補正量とすることで、各リンク位置を補正する。また、第二の補正範囲では、各リンクの方位誤差が所定の許容量以下になるように、走行リンク列及び並走リンク列の各ノード位置を補正する。

【0062】

なお、以上説明したようなステップ２０５のリンク位置の補正については、後で図５、６を用いて詳細に説明する。

【0063】

ステップ２０６では、経路探索の入力の有無を判定する。経路探索指示手段１０６に対してユーザから目的地の入力があった場合、経路探索の入力ありと判定してステップ２０９に進む。このとき経路探索指示手段１０６は、その目的地の情報を経路探索手段１１５へ送る。一方、目的地の入力がない場合はステップ２０７に進む。

【0064】

ステップ２０７では、誘導経路の有無を判定する。誘導経路がある場合、ステップ２０８に進む。そうでない場合、ステップ２１１に進む。

【0065】

ステップ２０８では、自車両が誘導経路上にいるか否かを判定する。第一リンク候補点に対応するリンクが誘導経路のリンクに含まれている場合、自車両が誘導経路上にいると判定してステップ２１０に進む。一方、第一リンク候補点に対応するリンクが誘導経路のリンクに含まれていない場合は、自車両が誘導経路上にいないと判定してステップ２０９に進む。

【0066】

ステップ２０９において、経路探索手段１１５は、地図情報記憶手段１０３から目的地付近の道路情報を読み込み、目的地から周囲の各リンクまでの距離を計算して、その距離が最も近いリンク番号を目的地のリンクとする。そして、マップマッチング手段１１２から第一リンク候補点のリンク番号、位置及び方位を受け取り、第一リンク候補点のリンクからその方位に向かって、目的地のリンクまでつなぐ複数の経路を探索し、その中で所定の条件を満たす経路、たとえば最も短い距離の経路を誘導経路とする。こうして誘導経路を決定したら、経路探索手段１１５は、その誘導経路上のリンク番号を経路誘導手段１１４に送る。

【0067】

ステップ２１０において、経路誘導手段１１４は、経路探索手段１１５から誘導経路上のリンク番号を受け取り、マップマッチング手段１１２から第一リンク候補点の位置、方位、リンク番号、及び道路逸脱判定結果を受け取る。また、地図情報記憶手段１０３から誘導経路上のリンクに対応する案内表示などの情報を読み込む。

【0068】

マップマッチング手段１１２からの道路逸脱判定結果が道路走行を示している場合、経路誘導手段１１４は、第一リンク候補点の位置から右左折すべき分岐点までの距離が所定距離以下になったときに、道路誘導信号をオンにして、誘導方向を表す誘導方向信号を決定する。そうでないときには道路誘導信号をオフにする。道路誘導信号をオンにしたとき、経路誘導手段１１４は、誘導方向信号、案内表示、誘導車線などの情報を画面音声出力手段１０５に送る。

【0069】

ステップ２１１において、画面音声出力手段１０５は、地図情報記憶手段１０３からノード番号、ノード位置、リンク番号、幅員などの道路情報を読み込む。また、地図補正量記憶手段１０４からノード番号及びノードの位置補正量を読み込む。そして、車両周辺の道路地図を描画して表示する。このとき、位置補正量が設定されているノードについては、地図情報記憶手段１０３から読み込んだノード位置にその位置補正量を足し合わせ、ノード位置を補正してからリンクを描画することにより、道路地図を描画する。

【0070】

また画面音声出力手段１０５は、マップマッチング手段１１２から推定位置、推定方位、第一リンク候補点の位置、方位、リンク番号、及び道路逸脱判定結果を受け取る。そして、道路逸脱結果が道路走行である場合、第一リンク候補点の位置及び方位を道路地図上にカーマークとして描画する。一方、道路逸脱結果が道路逸脱である場合、画面音声出力手段１０５は、車両の推定位置及び推定方位をカーマークとして描画する。

【0071】

さらに画面音声出力手段１０５は、経路誘導手段１１４から誘導方向信号、案内表示、道路誘導信号を取得する。そして、道路誘導信号がオンである場合に案内表示を出力し、誘導方向を報知するための画像や音声を出力する。

【0072】

続いて、図２のステップ２０４のマップマッチング処理についての詳細な説明を、図３を用いて以下に行う。ステップ２０４のマップマッチング処理が開始されると、最初に図３のステップ３０１が実行される。

【0073】

ステップ３０１において、マップマッチング手段１１２は、過去に道路情報を取得したか否かを判定する。地図情報記憶手段１０３から過去に道路情報を読み込んで取得している場合、ステップ３０２に進む。そうでない場合、ステップ３０３に進む。

【0074】

ステップ３０２において、マップマッチング手段１１２は、図２のステップ２０３において位置推定手段１１１から送られた推定位置と過去に読み込んだ道路情報のメッシュ領域の端との間の距離が、所定の閾値以下であるか否かを判定する。たとえば図４に示すように、推定位置４０１と過去に道路情報を読み込んだ４つのメッシュ領域４０２の端との距離が所定距離よりも短く、推定位置４０１が４つのメッシュ領域４０２の端付近にある斜線領域４０３内に含まれる場合、ステップ３０３に進む。そうでない場合、ステップ３０４に進む。

【0075】

ステップ３０３において、マップマッチング手段１１２は、推定位置を含むメッシュ領域と、推定位置から近い所定数、たとえば３つのメッシュ領域とについて、地図情報記憶手段１０３から道路情報を読み込んで取得する。ここでは、ノード番号、ノード位置、リンク番号、始点ノード番号、終点ノード番号、幅員などの道路情報を地図情報記憶手段１０３から取得する。また、地図補正量記憶手段１０４から、ノード番号及びノードの位置補正量を読み込んで取得する。なお、既に道路情報やノードの位置補正量を取得済みのメッシュ領域については再び取得する必要はない。

【0076】

ステップ３０４において、マップマッチング手段１１２は、前回の処理で求められたリンク候補点があるか否かを判定する。前回の処理で求められたリンク候補点がある場合、ステップ３０６に進む。ない場合、ステップ３０５に進む。

【0077】

ステップ３０５において、マップマッチング手段１１２は、図２のステップ２０３で求められた推定位置、推定方位、推定速度、及び推定位置と推定方位の誤差共分散を位置推定手段１１１から受け取る。そして、推定位置を含むメッシュ領域内の全てのリンクと推定位置との間の距離を算出し、その距離が短い順に所定数のリンクを選定する。このとき、地図補正量記憶手段１０４から取得したノード番号及びノードの位置補正量に基づいて、位置が補正されたノードを特定し、そのノードの位置を補正してから、そのノードを含むリンクと推定位置との間の距離を算出する。こうして選定した各リンクに対して、リンク候補点をそれぞれ生成する。ここでは、選定した各リンクに対して推定位置から下した垂線の足の各々をリンク候補点とする。

【0078】

上記のようにしてリンク候補点を生成したら、マップマッチング手段１１２は、各リンク候補点の方位を設定する。ここでは、各リンク候補点について、当該リンク候補点が存在するリンクの両進行方向を表す互いに反対向きの２つのリンク方位のうち、位置推定手段１１１から受け取った推定方位との差が９０度以下になる方のリンク方位を当該リンク候補点の方位として設定する。なお、道路情報に含まれる一方通行の情報を有するリンクの場合はこの限りではなく、当該リンク候補点の方位を一方通行の方向に設定する。ステップ３０５を実行したらステップ３０８に進む。

【0079】

ステップ３０６において、マップマッチング手段１１２は、図２のステップ２０３で求められた推定位置、推定方位、推定速度、及び推定位置と推定方位の誤差共分散を位置推定手段１１１から受け取る。そして、推定速度に所定の処理周期をかけることで走行距離を算出し、前回の処理で求められた各リンク候補点の位置を算出した走行距離分だけ前方に移動させる。このとき、各リンク候補点が存在する各リンクに沿って移動させる。

【0080】

ステップ３０７において、マップマッチング手段１１２は、ステップ３０６で算出した走行距離を前回の累積走行距離に足し合わせて今回の累積走行距離を算出し、これが所定距離以上であるか否かを判定する。今回の累積走行距離が所定距離以上である場合、累積走行距離をゼロに設定して、ステップ３０８に進む。そうでない場合は、ステップ３１０に進む。

【0081】

ステップ３０８において、マップマッチング手段１１２は、リンクへのマップマッチング処理を行う。ここでは、以下に説明するような手順で第一リンク候補点を求めることにより、リンクへのマップマッチング処理を行う。

【0082】

最初にマップマッチング手段１１２は、ステップ３０５で生成した各リンク候補点、またはステップ３０６で前方移動した各リンク候補点について、その各リンク候補点から所定距離だけ前方にあるリンクの全てに対してリンク候補点を新たに追加する。ここでは、ステップ３０５と同様の方法により、前方の各リンクに対して追加のリンク候補点をそれぞれ設定する。

【0083】

次にマップマッチング手段１１２は、下記の数式８から数式１１を用いて、ステップ３０５で生成した各リンク候補点、またはステップ３０６で前方移動した各リンク候補点と、上記で追加した各リンク候補点とについて、評価量Ｔをそれぞれ計算する。数式８〜数式１１において、（ｘ_ｅ，ｙ_ｅ）は推定位置を表し、θ_ｅは推定方位を表し、（ｘ_ｌ，ｙ_ｌ）は各リンク候補点の位置を表し、θ_ｌは各リンク候補点の方位を表し、Σ_ｅは推定位置及び推定方位の誤差共分散行列を表し、Σ_ｌはリンク候補点の位置及び方位の誤差共分散行列を表し、σ_ｐｌ及びσ_θｌは予め設定されたリンクの位置誤差及び方位誤差の分散を表し、ｎは距離系列データの数を表している。なお、距離系列データとは、自車両が走行した一定距離間隔の地点における推定量及びリンク候補点のデータである。

【0084】

【数8】

…（数式８）

【数9】

…（数式９）

【数10】

…（数式１０）

【数11】

…（数式１１）

【0085】

自車両が道路上を走行している場合、自車両に対応するリンク候補点の位置及び方位は、推定位置及び推定方位とほぼ一致するはずである。そのため、評価量Ｔが小さいリンク候補点ほど、そのリンク候補点に対応する道路上を自車両が走行している確率が高くなる。そこでマップマッチング手段１１２は、上記のようにして各リンク候補点の評価量Ｔを算出したら、評価量Ｔが小さい（道路を走行している確率が高い）順に所定数のリンク候補点を選定し、それ以外のリンク候補点の情報を除去する。そして、リンク候補点の中から評価量Ｔが最も小さい（道路を走行している確率が最も高い）リンク候補点を第一リンク候補点とする。推定位置及び推定方位の誤差、リンク位置及び方位の誤差が正規分布に従うと仮定すると、評価量Ｔは自由度２×ｎのχ二乗分布に従う。このため、評価量Ｔの値以上である自由度２×ｎのχ二乗分布の確率密度関数の積分値が、その道路を走行している確率に相当する。

【0086】

ステップ３０９において、マップマッチング手段１１２は、道路からの逸脱の判定を行う。ここでは、まずマップマッチング手段１１２は、下記に示すように、第一リンク候補点に対応するリンクを対象として、推定位置とリンクとの距離に差があるかどうかの仮説を立てる。
・帰無仮説Ｈｐ０：推定位置とリンクとの距離に差がない。
・対立仮説Ｈｐ１：推定位置とリンクとの距離に差がある。

【0087】

次にマップマッチング手段１１２は、下記の数式１２〜数式１５を用いて、推定位置とリンクとの距離を無次元化した検定量Ｔ_ｐを算出する。ここで、Σ_ｐｅは推定位置の誤差共分散を表し、Σ_ｐｌはリンク位置の誤差共分散を表している。

【0088】

【数12】

…（数式１２）

【数13】

…（数式１３）

【数14】

…（数式１４）

【数15】

…（数式１５）

【0089】

推定位置の誤差及びリンク位置の誤差が正規分布に従うと仮定すると、上記のようにして算出される検定量Ｔ_ｐは、自由度１のχ二乗分布に従う。そこで、有意水準αを定め、この仮説に対する検定を自由度１のχ二乗分布に基づいて行うと、マップマッチング手段１１２は次のように仮説を採択できる。すなわち、検定量Ｔ_ｐが自由度１及び有意水準αのχ二乗値以下である場合は、帰無仮説を棄却できず、推定位置とリンクとの距離に差がないと判定する。一方、検定量Ｔ_ｐが自由度１及び有意水準αのχ二乗値よりも大きい場合は、帰無仮説を棄却し、推定位置とリンクとの距離に差があると判定する。

【0090】

さらにマップマッチング手段１１２は、下記に示すように、第一リンク候補点に対応するリンクを対象として、推定方位とリンク方位に差があるかどうかの仮説を立てる。
・帰無仮説Ｈθ０：推定方位とリンク方位に差がない。
・対立仮説Ｈθ１：推定方位とリンク方位に差がある。

【0091】

続いてマップマッチング手段１１２は、下記の数式１６〜数式１８を用いて、推定方位とリンク方位の差を無次元化した検定量Ｔ_θを算出する。

【0092】

【数16】

…（数式１６）

【数17】

…（数式１７）

【数18】

…（数式１８）

【0093】

推定方位の誤差及びリンク方位の誤差が正規分布に従うと仮定すると、検定量Ｔ_θは正規分布に従う。そこで、有意水準αを定め、この仮説に対する両側検定を正規分布に基づいて行うと、マップマッチング手段１１２は以下のように仮説を採択できる。すなわち、検定量Ｔ_θの絶対値が有意水準α／２の正規分布の値以下である場合は、帰無仮説を棄却できず、推定方位とリンク方位に差がないと判定する。一方、検定量Ｔ_θの絶対値が有意水準α／２の正規分布の値よりも大きい場合は、帰無仮説を棄却し、推定方位とリンク方位に差があると判定する。

【0094】

以上説明した各判定により、推定位置とリンクとの距離に差がなく、かつ推定方位とリンク方位に差がないと判定した場合、マップマッチング手段１１２は道路走行、すなわち自車両が道路を走行中であると判定する。そうでない場合、マップマッチング手段１１２は道路逸脱、すなわち自車両が道路から逸脱していると判定する。

【0095】

ステップ３１０において、マップマッチング手段１１２は、経路探索手段１１５、経路誘導手段１１４及び画面音声出力手段１０５に、位置推定手段１１１から受けた推定位置及び推定方位と、ステップ３０８で求められた第一リンク候補点の位置、方位及びリンク番号と、ステップ３０９で行われた道路逸脱の判定結果とを送る。また、地図補正手段１１３に、位置推定手段１１１から受けた推定位置及び推定方位と、ステップ３０８で求められた第一リンク候補点を含む各リンク候補点の位置、方位、評価量及びリンク番号と、ステップ３０９で行われた道路逸脱判定結果とを送る。

【0096】

ステップ３１０を実行したら図２のステップ２０４のマップマッチング処理を終了し、ステップ２０５へ進む。ステップ２０４のマップマッチング処理では、以上説明したような処理がマップマッチング手段１１２によって行われる。

【0097】

続いて、図２のステップ２０５のリンク位置の補正についての詳細な説明を、図５、６を用いて以下に行う。ステップ２０５のリンク位置の補正が開始されると、最初に図５のステップ５０１が実行される。

【0098】

ステップ５０１において、並走路検出手段１２１は、図３のステップ３０７で累積走行距離が所定の距離以上であると判定され、ステップ３０８においてリンクへのマップマッチング処理が実施された場合、ステップ５０２に進む。リンクへのマップマッチング処理が実施されなかった場合、図２のステップ２０５のリンク位置の補正を終了してステップ２０６へ進む。

【0099】

ステップ５０２において、並走路検出手段１２１は、図３のステップ３１０でマップマッチング手段１１２から送られた推定位置、推定方位、第一リンク候補点を含む各リンク候補点の位置、方位、評価量及びリンク番号、及び道路逸脱判定結果を受け取る。そして、第一リンク候補点とその他の各リンク候補点との間の距離及び方位差をそれぞれ算出すると共に、第一リンク候補点からその他の各リンク候補点への方向と第一リンク候補点の方位との間の角度をそれぞれ算出する。

【0100】

上記のようにして第一リンク候補点に対する距離、方位差及び角度を算出した他のリンク候補点のうち、その距離及び方位差がそれぞれ所定の閾値以内であり、かつ、その角度が９０°から所定の範囲内にあるリンク候補点が存在するか否かを判定する。こうした条件を満たすリンク候補点が存在する場合、第一リンク候補点に対応するリンクと当該リンク候補点に対応するリンクとは、互いに並走している並走路であると判定する。なお、条件を満たすリンク候補点が複数存在する場合は、それらのリンク候補点に対応する各リンクと第一リンク候補点に対応するリンクとが互いに並走路であると判定される。一方、条件を満たすリンク候補点が１つも存在しない場合、各リンク候補点に対応するいずれのリンク同士も並走路ではないと判定する。

【0101】

たとえば図７に示すように、車両の推定位置７０１からリンク７０４、７０５にそれぞれ垂線を下ろすことにより、第一リンク候補点７０２とリンク候補点７０３がマップマッチング手段１１２によって検出されていたとする。そして、第一リンク候補点７０２とリンク候補点７０３との間の距離７０６が所定の閾値以内であり、かつ、第一リンク候補点７０２の方位７０７とリンク候補点７０３の方位７０８との間の方位差が所定の閾値以内であったとする。さらに、第一リンク候補点７０２からリンク候補点７０３への方向と、第一リンク候補点７０２の方位７０７との間の角度７０９が、ほぼ９０度であったとする。このような場合、ステップ５０２の処理により、リンク７０４とリンク７０５は並列路であると判定することができる。

【0102】

ステップ５０３において、並走路検出手段１２１は、車両の推定位置及び推定方位と、ステップ５０２で並走路であると判定された各リンクに対応するリンク候補点の位置、方位、評価量及びリンク番号と、道路逸脱判定結果を記憶する。なお、これらの情報は、図３のステップ３０７に示す所定の距離ごとに記憶される。

【0103】

ステップ５０４において、走行リンク判定手段１２２は、ユーザから走行位置指示手段１０７に対して走行リンク情報の入力があったか否かを判定する。走行リンク情報の入力があった場合はステップ５０５に進み、なかった場合はステップ５０６に進む。

【0104】

ステップ５０５において、走行リンク判定手段１２２は、走行位置指示手段１０７から送られる走行道路のリンク番号、すなわちユーザから走行リンクとして入力された道路のリンク番号を受け取って記憶する。

【0105】

ステップ５０６において、走行リンク判定手段１２２は、並走路検出手段１２１に記憶されている情報に基づいて、車両の走行リンクが並走路であるか否かを判定する。ここでは、ステップ５０３で並走路が検出されたか否かにより、車両の走行リンクが並走路であるか否かを判定する。すなわち、ステップ５０３で並走路が検出された場合、その並走路のうちいずれか１つは、第一リンク候補点に対応する車両の走行リンクである。したがってこの場合、走行リンクが並走路であると判定し、図２のステップ２０５のリンク位置の補正を終了してステップ２０６へ進む。一方、ステップ５０３で並走路が検出されなかった場合は、走行リンクが並走路ではないと判定し、ステップ５０７に進む。

【0106】

ステップ５０７において、走行リンク判定手段１２２は、走行リンク列が判定されていない並走路があり、その並走路を退出したかどうかを判定する。ここで、図５、６のステップ５０２以降の処理を、図３のステップ３０７に示す所定の距離ごとに繰り返し実行しているときに、現在から所定の処理回数よりも前に実行されたステップ５０２において並走路が検出され、かつ、前回の処理以前に実行されたステップ５０９において走行リンク列が判定されていなかったか否かにより、走行リンクが判定されていない並走路があり、その並走路を退出したか否かを判定する。すなわち、現在から所定の処理回数よりも前に実行されたステップ５０２において並走路が検出され、かつ、前回の処理以前に実行されたステップ５０９において走行リンク列が判定されていなかった場合はステップ５０８に進む。一方、走行リンク列が判定されていない並走路がなかった場合、すなわち、現在から所定の処理回数よりも前に実行されたステップ５０２において並走路が検出されなかった、あるいは、並走路が検出されたときに前回の処理以前に実行されたステップ５０９において既に走行リンク列が判定された場合は、図２のステップ２０５のリンク位置の補正を終了してステップ２０６へ進む。

【0107】

ステップ５０８において、走行リンク判定手段１２２は、並走路検出手段１２１に記憶されている情報に基づいて、並走路であると判定された各リンクのリンク番号を特定する。そして、特定したリンク番号に基づいて、並走路であると判定された各リンクによって構成されるリンク列の始点に対応する始点ノードと、このリンク列の終点に対応する終点ノードとを特定し、それぞれのノード番号及びノード位置の情報を地図情報記憶手段１０３から読み込む。これにより、並走路が存在する並走区間を検出し、各並走路の並走区間に対応するリンク列を求める。

【0108】

ステップ５０９において、走行リンク判定手段１２２は、走行リンク列及び並走リンク列の判定を行う。ここではまず、図３のステップ３０８において求めた第一リンク候補点の評価量と、その次に評価が高いリンク候補点（第二リンク候補点）の評価量とを比較する。なお前述のように、評価量が小さいリンク候補点ほど、そのリンク候補点に対応する道路上を車両が走行している確率が高い。すなわち、第二リンク候補点とは、第一リンク候補点の次に評価量が小さいリンク候補点である。

【0109】

第一リンク候補点の評価量と第二リンク候補点の評価量とを比較した結果、これらの評価量の差が所定の閾値以上である場合は、第一リンク候補点があるリンクを車両の走行リンクと判定する。一方、評価量の差が閾値未満であり、かつ走行位置指示手段１０７から走行道路のリンク番号を取得していた場合は、当該リンク番号に対応するリンクを車両の走行リンクと判定する。なお、評価量の差が閾値未満であり、かつ走行位置指示手段１０７から走行道路のリンク番号を取得していない場合は、走行リンク列の判定を行わない。

【0110】

そして、ステップ５０８で求められた並走区間の各リンク列のうち、前述で判定した走行リンクにつながっているリンク列を走行リンク列とし、他のリンク列を並走リンク列とする。このとき、各リンク列のリンクの終点と走行リンクの始点のノード番号が同じであるか否かに基づいて、走行リンクと各リンク列がつながっているか否かを判定する。走行リンク判定手段１２２は、以上説明したようにして走行リンク列及び並走リンク列の判定を行う。

【0111】

ステップ５１０において、走行リンク判定手段１２２は、ステップ５０９で走行リンク列及び並走リンク列を判定できたか否かを判定する。走行リンク列及び並走リンク列を判定できた場合はステップ５１１に進む。一方、走行リンク列及び並走リンク列を判定できなかった場合は、図２のステップ２０５のリンク位置の補正を終了してステップ２０６へ進む。

【0112】

ステップ５１１において、リンク位置補正実施判定手段１２３は、走行リンク列の位置誤差を算出する。ここでは、走行リンク列上の各リンク候補点について、当該リンク候補点に対応する推定位置、すなわち当該リンク候補点を求めたときの推定位置との間の距離を算出する。なお、ここで算出される距離は、各推定位置に対する走行リンク列の位置誤差に相当する。

【0113】

ステップ５１２において、リンク位置補正実施判定手段１２３は、ステップ５１１で算出した走行リンク列の位置誤差に基づいて、リンク位置の補正実施の判定を行う。ここでは、各推定位置に対する走行リンク列の位置誤差として算出した各距離を所定の閾値とそれぞれ比較し、その中に一つでも所定の閾値以上のものがあった場合は、リンク位置の補正を実施すると判定する。一方、走行リンク列の位置誤差が全て閾値未満であった場合は、リンク位置の補正を実施しないと判定する。なお、この判定に用いられる閾値は、前述のように、マップマッチングにおけるリンク位置誤差の許容量に相当する。

【0114】

ステップ５１３において、リンク位置補正実施判定手段１２３は、ステップ５１２でリンク位置の補正を実施すると判定したか否かを判断する。リンク位置の補正を実施すると判定した場合はステップ５１４に進み、実施しないと判定した場合は、図２のステップ２０５のリンク位置の補正を終了してステップ２０６へ進む。

【0115】

ステップ５１４において、リンク位置補正範囲決定手段１２４は、車両の走行軌跡に基づいてリンク位置を補正する第一の補正範囲を決定する。ここでは、走行リンク列において位置誤差が閾値を超えている部分と、これに対応する並走リンク列の部分とを含む範囲を、第一の補正範囲として決定する。より具体的には、走行リンク列に含まれる各リンクのうちで、ステップ５１２で位置誤差が閾値以上であると判定されたリンク候補点にそれぞれ対応する１または２以上のリンクを特定する。そして、これらのリンクと、これらのリンクに対応する並走リンク列の各リンクとを全て含む範囲を、第一の補正範囲として設定する。

【0116】

ステップ５１５において、リンク位置補正手段１２５は、ステップ５１４で決定された第一の補正範囲に含まれる走行リンク列と並走リンク列について、ノード位置の補正量を算出する。ここではまず、第一の補正範囲に含まれる走行リンク列の各リンクについて、そのリンク上の各リンク候補点とそれに対応する各推定位置との間の距離をそれぞれ算出する。そして、算出した各距離の平均を求め、これを当該リンクの位置誤差ｅ_ｌとする。

【0117】

次に、下記の数式１９及び数式２０を用いて、第一の補正範囲内にある走行リンク列に含まれる各ノードの位置補正量（Δｘ_ｒｎ，Δｙ_ｒｎ）を算出する。数式１９において、ｅ_ｌ１、ｅ_ｌ２は当該ノードに接続する２つのリンクの位置誤差をそれぞれ表し、θ_ｌ１、θ_ｌ２は当該ノードに接続する２つのリンクの方位をそれぞれ表している。ここで、θ_ｌ１、θ_ｌ２は、当該リンク上のリンク候補点から対応する推定位置へ向かう方向に合わせて設定される。たとえば、リンク候補点があるリンク８０１と推定位置を含む走行軌跡８０２の位置関係が図８に示すような場合、リンク８０１の方位は、リンク８０１から走行軌跡８０２に向かう方向８０４に合わせて、矢印８０３のように設定される。また、リンク候補点があるリンク９０１と推定位置を含む走行軌跡９０２の位置関係が図９に示すような場合、リンク９０１の方位は、リンク９０１から走行軌跡９０２に向かう方向９０４に合わせて、矢印９０３のように設定される。

【0118】

【数19】

…（数式１９）

【数20】

…（数式２０）

【0119】

続いて、第一の補正範囲に含まれる並走リンク列の各ノードについて、当該ノードの両側に、当該ノードに近い走行リンク列内の２つのノードを求める。すなわち、当該ノードに接続する２つのリンクの各方向に対して、走行リンク列内で当該ノードからそれぞれ最も近い位置にあるノードをそれぞれ１つずつ求める。そして、下記の数式２１を用いて、これらの２つのノードの補正量から、第一の補正範囲内にある並走リンク列に含まれる各ノードの位置補正量（Δｘ_ｐｎ，Δｙ_ｐｎ）を算出する。数式２１において、Ｌ_ｎｐ１、Ｌ_ｎｐ２は、当該ノードから当該ノードに近い走行リンク列内の２つのノードまでの距離をそれぞれ表している。これにより、並走リンク列内の各ノードについても、走行リンク列内の各ノードと同等の位置補正量を求めることができる。

【0120】

【数21】

…（数式２１）

【0121】

なお、並走リンク列内のノードのうち、第一の補正範囲の境界にあるノードについては、上記の数式２１を用いずに、走行リンク列内で第一の補正範囲の境界にあるノードの位置補正量と同じ位置補正量を設定する。

【0122】

ステップ５１６において、リンク位置補正範囲決定手段１２４は、第一の補正範囲の境界付近に、第二の補正範囲を決定する。ここではまず、第一の補正範囲の境界にそれぞれ位置する走行リンク列及び並走リンク列の各ノードからリンクに沿って、境界外に位置する各ノードまでの距離をそれぞれ算出する。この距離が下記の数式２２で算出される距離Ｌ_ｍ以内の範囲を第二の補正範囲とする。数式２２において、ｅ_ｂｎは走行リンク列において第一の補正範囲の境界にあるノードの位置補正量のｘ成分Δｘ_ｐｎｂとｙ成分Δｙ_ｐｎｂの合成値、すなわち当該ノードに接続する第一の補正範囲内のリンクの位置誤差を表し、θ_ｐはマップマッチングにおける方位誤差の許容量を表している。

【0123】

【数22】

…（数式２２）

【0124】

ステップ５１７において、リンク位置補正手段１２５は、下記の数式２３を用いて、第二の補正範囲内にある各ノードの位置補正量（Δｘ_ｎｓ，Δｙ_ｎｓ）を算出する。数式２３において、Ｌ_ｎｓは第一の補正範囲の境界にあるノードから当該ノードまでのリンクに沿った距離を表し、θ_ｌｂは第一の補正範囲の境界にあるリンクの方位を表している。

【0125】

【数23】

…（数式２３）

【0126】

ステップ５１８において、リンク位置補正手段１２５は、上記ステップ５１５、５１７でそれぞれ算出した各ノードの位置補正量とそのノード番号とを、地図補正量記憶手段１０４内に格納する。このとき前述のように、当該ノードに対応するパーセル番号の記憶領域にこれらの情報を格納する。

【0127】

続いて本願発明の作用効果について説明する。車両の走行軌跡を用いてリンクの位置を補正する従来の道路データの補正方法では、複数の道路が互いに隣接して並走する並走路を補正対象とした場合、車両が走行したリンクの位置のみを補正していた。そのため、次に車両がその並走路を走行したときに、ミスマッチが生じてしまうことがあるという問題があった。

【0128】

その様子を図１０の例を用いて以下に説明する。図１０では、本道１００１と側道１００２が並走している並走路において、本道１００１、側道１００２をそれぞれ表しているリンク１００３、１００４の位置がずれて設定されている場合を例示している。このような場合、従来の補正方法では、側道１００２を車両が走行すると、リンク１００４の位置を補正後のリンク１００５の位置に補正する。すると、側道１００２を表す補正後のリンク１００５と、本道１００１を表すリンク１００３との位置関係が逆転してしまう。その結果、次に車両が本道１００１を走行したときに、リンク１００３ではなく、側道１００２を表す補正後のリンク１００５にミスマッチしてしまうことになる。

【0129】

これに対して、以上説明したような本発明のカーナビゲーション装置の動作手順によれば、並走路を補正対象とした場合に、車両が走行したリンクのみならず、そのリンクに並走するリンクの位置も合わせて補正する。そのため、次に車両がその並走路を走行したときに、ミスマッチが生じるのを防止することができる。

【0130】

その様子を図１１の例を用いて以下に説明する。図１１では、図１０と同様に、本道１００１と側道１００２が並走している並走路において、本道１００１、側道１００２をそれぞれ表しているリンク１００３、１００４の位置がずれて設定されている場合を例示している。側道１００２を車両が走行すると、本発明では前述のように、車両の走行軌跡をもとにリンク１００４の位置誤差を算出する。そして、図１１に示すように、リンク１００４の位置を補正後のリンク１００５の位置に補正するとともに、これと同等の位置補正量を用いて、リンク１００３の位置も補正後のリンク１００６の位置に補正する。このようにして、車両の走行リンク及びそれに並走するリンクの位置を同じ補正量で補正する。その結果、次に車両が本道１００１を走行したときには補正後のリンク１００６の位置に正しくマッチし、次に車両が側道１００２を走行したときには補正後のリンク１００５の位置に正しくマッチすることができる。

【0131】

また、本発明のカーナビゲーション装置の動作手順によれば、図６のステップ５１６、５１７において、走行リンク列の位置誤差が閾値以上である第一の補正範囲の外側に第二の補正範囲を決定し、この第二の補正範囲内にある各ノードの位置を補正する。そのため、第一の補正範囲内のリンク位置を補正しても、そのリンクと接続されているリンクに生じる方位誤差を低減することができる。その結果、マップマッチング処理における評価量への悪影響を低減し、誤ったリンクへのマッチングを防ぐことができる。

【0132】

その様子を図１２の例を用いて以下に説明する。図１２では、リンク列１２０３、１２０４に対して、第一の補正範囲１２０１及び第二の補正範囲１２０２を設定し、これらのリンク列を補正後のリンク列１２０５、１２０６の位置にそれぞれ補正する場合を例示している。このとき第二の補正範囲１２０２は、前述の数式２２によって示されるように、第一の補正範囲１２０１の境界におけるノード位置補正量１２０７を所定の方位誤差許容量１２０８の正接で割って得られた距離１２０９だけリンクに沿って離れた範囲として設定される。なお、方位誤差許容量１２０８は、マップマッチングにおける方位誤差の許容量である。このようにして第二の補正範囲１２０２を設定し、その範囲内の各ノード位置を補正する。したがって、第一の補正範囲１２０１内の各リンク位置を補正することで生じる第二の補正範囲１２０２内の各リンクの方位誤差を、方位誤差許容量１２０８以下に抑えることができる。

【0133】

なお、図１２において、方位誤差許容量１２０８をマップマッチングにおける方位誤差の許容量ではなく、地図情報記憶手段１０３に記憶されている道路情報におけるリンクの方位誤差のばらつきに基づいて設定してもよい。このようにしても、上記と同様の効果を得ることができる。

【0134】

本発明のカーナビゲーション装置の動作手順によれば、図６のステップ５１２において、走行リンク列の位置誤差を所定の閾値と比較することにより、リンク位置の補正実施の判定を行う。そして、ステップ５１４において、この判定結果に基づいて第一の補正範囲を決定する。この閾値は前述のように、マップマッチングにおけるリンク位置誤差の許容量に相当するものである。これにより、補正後のリンクの位置誤差をマップマッチングの許容量以下にすることができる。そのため、マップマッチング処理における評価量への悪影響を低減して、誤ったリンクへのマッチングを防ぐことができる。なお、この閾値をマップマッチングにおけるリンク位置誤差の許容量ではなく、地図情報記憶手段１０３に記憶されている道路情報におけるリンクの位置誤差のばらつきに基づいて設定してもよい。このようにしても、上記と同様の効果を得ることができる。

【0135】

また、走行リンク列や並走リンク列の全てを第一の補正範囲とはせずに、上記のようにして第一の補正範囲を決定することとしたため、第一の補正範囲を適切に設定することができる。したがって、リンク位置の補正に要する処理時間を短縮すると共に、位置補正を行うノードの数を低減することができる。その結果、地図補正量記憶手段１０４の容量を抑えてカーナビゲーション装置の製品コストを低減することができる。

【0136】

本発明のカーナビゲーション装置の動作手順によれば、走行位置指示手段１０７によりユーザから走行リンク情報が入力された場合、走行リンク判定手段１２２は、図５のステップ５０４及びステップ５０５において、そのリンクに対応するリンク番号を受け取る。そして、ステップ５０９において、当該リンク番号に対応するリンクを車両の走行リンクと判定する。したがって、確実に走行リンクを判定してリンク位置を補正し、並走路において誤ったリンクへのマッチングを防ぐことができる。

【0137】

なお、本発明のカーナビゲーション装置は、上記で説明したような実施の形態に限定されるものではなく、様々に変形して適用することができる。以下では、本発明のカーナビゲーション装置の変形例について説明する。

【0138】

（変形例１）
上記実施の形態では、図５のステップ５０８において、並走路であると判定された各リンクによって構成されるリンク列を求めて並走区間の範囲を決定している。しかし、並走路の合流点または分岐点から並走区間を決定してもよい。このようにしても、走行リンク列及び並走リンク列の位置をそれぞれ適切に補正し、次に車両がその並走路を走行したときにミスマッチが生じるのを防止することができる。

【0139】

（変形例２）
上記実施の形態では、図３のステップ３０８で行うリンクへのマップマッチング処理において、前述の数式８〜数式１１を用いて評価量Ｔを計算している。しかし、位置補正後のリンクについては、数式９において、各リンク候補点の方位θ_ｌの代わりに補正前のリンク方位を用いて、評価量Ｔを計算してもよい。このようにすれば、位置補正によって生じたリンク方位の誤差を取り除いて、評価量Ｔの誤差を低減することができる。その結果、誤ったリンクへのマッチングを防ぐことができる。

【0140】

（変形例３）
上記実施の形態では、リンク位置を補正すると、前述の図１２に示したように、第二の補正範囲内にある各リンクにおいて、方位誤差許容量１２０８に応じた方位誤差が発生する。そこで、こうした補正によるリンクの方位誤差を次のようにして取り除くようにしてもよい。

【0141】

図６のステップ５１８において、リンク位置補正手段１２５は、補正対象の各ノードについて、前述のノード番号及びノードの位置修正量に加えて、さらに当該ノードが属する補正範囲の種類（第一の補正範囲または第二の補正範囲）を地図補正量記憶手段１０４に格納する。この補正範囲の種類に基づいて、マップマッチング手段１１２は、図３のステップ３０８でリンクへのマップマッチング処理を行うときに、ステップ３０５でその位置を補正したノードが第一の補正範囲または第二の補正範囲のいずれに属するかを判断する。すなわち、評価量Ｔを計算するリンク候補点に対応するリンクの両端のノードのうち少なくとも一方のノードの位置がステップ３０５で補正されていた場合は、そのノードが第一の補正範囲または第二の補正範囲のいずれに属するかを判断する。

【0142】

その結果、少なくとも一方のノードが第二の補正範囲に属すると判断した場合は、当該リンク候補点の方位θ_ｌの代わりに、補正前のノード位置に応じたリンク方位を用いて評価量Ｔを計算する。一方、両端のノードがいずれも第一の補正範囲に属すると判断した場合は、当該リンク候補点の方位θ_ｌの代わりに、補正後のノード位置に応じたリンク方位を用いて評価量Ｔを計算する。また、それ以外の場合は、当該リンク候補点の方位θ_ｌの代わりに、地図情報記憶手段１０３に記憶されている道路情報が表す各ノードのノード位置からリンク方位を算出し、これを用いて評価量Ｔを計算する。このようにすれば、位置補正によって生じたリンク方位の誤差を取り除いて、評価量Ｔの誤差を低減することができる。その結果、誤ったリンクへのマッチングを防ぐことができる。

【0143】

（変形例４）
上記実施の形態において、図１の地図補正量記憶手段１０４を削除してもよい。この場合、図６のステップ５１８において、リンク位置補正手段１２５は、補正対象の各ノードについて、地図情報記憶手段１０３に格納されているノード位置を補正後のノード位置に変更する。このようにしても、上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。また、地図補正量記憶手段１０４を削除することができるため、カーナビゲーション装置の製品コストを低減することができる。

【0144】

（変形例５）
上記実施の形態において、図６のステップ５１５、ステップ５１７でノードの位置補正量を算出するときに、当該ノードに接続するリンクの数が３つである場合、次のようにしてもよい。

【0145】

たとえば図１３に示すように、リンク１３０１、１３０２および１３０３が接続されているノード１３０４の位置補正量を算出する場合を考える。なお、リンク１３０１及び１３０２は、走行リンク列または並走リンク列に含まれているとする。このような場合、走行リンク列または並走リンク列に含まれていないリンク１３０３の方向に沿って、ノード１３０４を補正後のノード１３０５の位置に移動させる。そして、この補正後のノード１３０５の位置に合わせて、リンク１３０１、１３０２をそれぞれ補正後のリンク１３０６、１３０７の位置にそれぞれ移動させると共に、リンク１３０３を移動させる。このようにすると、補正後のリンク１３０３は、その方位が変化しないために方位誤差が発生しない。その結果、マップマッチングに悪影響を与えず、ミスマッチングを防ぐことができる。

【0146】

（変形例６）
また、上記実施の形態において、図６のステップ５１５、ステップ５１７でノードの位置補正量を算出するときに、当該ノードに接続するリンクの数が４つ以上である場合、下記の数式２４〜数式２６を用いてもよい。具体的には、数式２４〜数式２６を繰返し計算し、当該ノードに接続している各リンクの方位変化量の二乗和に相当する数式２４のＥ_ｊの値が最小となるような位置補正量（ｘ_ｄ，ｙ_ｄ）を算出する。数式２４〜数式２６において、ｍは当該ノードに接続しているリンクの数を表し、（ｘ_ｎ０，ｙ_ｎ０）は当該ノードの位置を表し、（ｘ_ｎｉ，ｙ_ｎｉ）は当該ノードに接続している各リンクで当該ノードとは反対側にある各ノードの位置をそれぞれ表し、ｊは繰返し計算の回数を表している。

【0147】

【数24】

…（数式２４）

【数25】

…（数式２５）

【数26】

…（数式２６）

【0148】

なお、上記説明では、ノードに接続するリンクの数が４つ以上である場合を例として説明したが、ノードに接続するリンクの数が４つ未満、すなわち２つまたは３つである場合に本変形例を適用してもよい。

【0149】

（変形例７）
上記実施の形態において、図１のセンサ手段１０２を削除すると共に、図２のステップ２０２におけるセンサ手段１０２の処理を削除してもよい。この場合、ステップ２０３の位置推定処理において、位置推定手段１１１は、前述の数式１〜数式７においてセンサ手段１０２の測定値に関する要素を不要な要素として削除することが好ましい。すなわち、数式１〜数式７のうち、状態量ベクトルη（ｔ）、行列Ｆ、行列Ｇ、状態遷移行列Φ（Δｔ、αａ、αω）及びＱ（ｋ）の各々から、ピッチφ（ｔ）に関連する要素を削除する。また、観測量ベクトルｙ、行列Ｈ及び観測雑音行列Ｒの各々から、センサ速度ｖｓ（ｔ）、センサ角速度ωｓ（ｔ）、センサ加速度ｇｓ（ｔ）に関連する要素を削除する。これにより、センサ手段１０２及び計算処理量を削減できるため、カーナビゲーション装置の製品コストを低減できる。

【0150】

（変形例８）
上記実施の形態において、図５のステップ５０４、ステップ５０５及びステップ５０６の順番を、図１４に示すように、ステップ５０６、ステップ５０４、ステップ５０５の順に変更してもよい。この場合、ステップ５０５の終了後はステップ５０８に進む。このようにすると、走行リンク判定手段１２２は、ステップ５０６で車両の走行リンクが並走路であると判定した場合に、ステップ５０５で走行位置指示手段１０７から走行道路のリンク番号を取得して、ステップ５０９で走行リンク列及び並走リンク列を判定できる。そして、リンク位置補正手段１２５は、車両前方も含むその走行リンク列及び並走リンク列について、図６のステップ５１５及びステップ５１７でノード位置の補正量を算出してリンクの位置を補正できる。その結果、車両が初めて走行する並走路においてリンクの位置誤差が大きい場合であっても、正しいリンクにマッチすることができる。

【0151】

本変形例では、地図情報記憶手段１０３に記憶されている道路情報において位置ずれのある並走路を車両が走行しているときに、ユーザが走行位置指示手段１０７を用いて車両の走行位置に対応する道路を指示すると、走行リンク判定手段１２２により走行リンク列と並走リンク列の判定を直ちに行うことができる。その結果、リンク位置補正手段１２５により走行リンク列及び並走リンク列の位置を直ちに補正し、その補正後の位置に合わせて、画面音声出力手段１０５に表示されている道路地図上で走行リンク列及び並走リンク列をそれぞれ移動することができる。

【0152】

（変形例９）
上記実施の形態において、図５及び図１４のステップ５０２では、道路逸脱判定結果を考慮しても、並走路を検出できる。すなわち、図３のステップ３０９で道路走行と判定され、かつ、道路逸脱第一リンク候補点に対する距離、方位差及び角度を算出した他のリンク候補点のうち、その距離及び方位差がそれぞれ所定の閾値以内であり、かつ、その角度が９０°から所定の範囲内にあるリンク候補点が存在する条件を満たすリンク候補点が存在する場合、第一リンク候補点に対応するリンクと当該リンク候補点に対応するリンクとは、互いに並走している並走路であると判定する。

【0153】

（変形例１０）
上記実施の形態において、図５のステップ５１５では、第一の補正範囲内に含まれる並走リンク列の各ノードから走行リンク列に垂線を下ろした点を求め、当該点の両側に、当該点に近い走行リンク内の２つのノードを求める。Ｌ_ｎｐ１及びＬ_ｎｐ２は、それぞれ、当該点から当該点に近い走行リンク列内の２つのノードまで距離であるとしても、並走リンク列に含まれる当該ノードの位置補正量を算出することができる。

【0154】

（変形例１１）
上記実施の形態において、図５及び図６、図１４及び図６のフローチャートで、道路逸脱結果が道路逸脱である場合、ノード位置の補正量を算出しなくてもよい。具体的には、図５のステップ５０３とステップ５０４の間、ステップ５０４とステップ５０６の間、あるいは、図１４のステップ５０３とステップ５０６の間に、図２のステップ２０５のリンク位置の補正を終了してステップ２０６へ進む。

【0155】

（変形例１２）
また、上記実施の形態において、図５または図１４のステップ５０７で走行リンク列が判定されていない並走路がなかったと判定された場合に、図１５のフローチャートに示す動作手順を行うようにしてもよい。このようにすると、並走路でない道路のリンクの位置を補正することができる。本実施の形態において、図１５のステップ１５１２、１５１３で、走行リンク列の位置誤差が閾値以上である第三の補正範囲の外側に第四の補正範囲を決定し、この第四の補正範囲内にある各ノードの位置を補正する。そのため、第三の補正範囲内のリンク位置を補正しても、そのリンクと接続されているリンクに生じる方位誤差を低減することができる。その結果、マップマッチング処理における評価量への悪影響を低減し、誤ったリンクへのマッチングを防ぐことができる。

【0156】

図１５のフローチャートに示す動作手順を以下に説明する。
ステップ１５０１において、走行リンク判定手段１２２は、ユーザから走行位置指示手段１０７に対して走行リンク情報の入力があったか否かを判定する。走行リンク情報の入力があった場合はステップ１５０２に進み、なかった場合はステップ１５０３に進む。

【0157】

ステップ１５０２において、走行リンク判定手段１２２は、走行位置指示手段１０７から送られる走行道路のリンク番号、すなわちユーザから走行リンクとして入力された道路のリンク番号を受け取って記憶する。

【0158】

ステップ１５０３において、走行リンク判定手段１２２は、現在の道路逸脱判定結果が道路走行である場合、ステップ１５０４に進む。道路逸脱である場合、図２のステップ２０５のリンク位置の補正を終了してステップ２０６へ進む。

【0159】

ステップ１５０４において、走行リンク判定手段１２２は、図５、図６、図１５のステップ５０２以降の処理を、図３のステップ３０７に示す所定の距離ごとに繰返し実行しているときに、１回前の処理から現在の間に分岐を通過したか否かを判定する。分岐を通過した場合、ステップ１５０５に進む。通過していない場合、図２のステップ２０５のリンク位置の補正を終了してステップ２０６へ進む。

【0160】

ステップ１５０５において、走行リンク判定手段１２２は、走行リンク列の判定を行う。ここでは、前回、図１５のステップ１５０５を実施した第一リンク候補点のリンクから現在の第一リンク候補点のリンクまでがつながっている否かを判定する。各第一リンク候補点のリンクがつながっている場合は、第一リンク候補点があるリンクを含むリンク列を車両の走行リンク列と判定する。一方、各第一リンク候補点のリンクがつながっておらず、かつ走行位置指示手段１０７から走行道路のリンク番号を取得していた場合は、当該リンク番号に対応するリンクを含むリンク列を車両の走行リンク列と判定する。なお、各第一リンク候補点のリンクがつながっておらず、かつ走行位置指示手段１０７から走行道路のリンク番号を取得していない場合は、走行リンク列の判定を行わない。ここで、あるリンクの始点と別のリンクの終点のノード番号が同じであるか否かに基づいて、リンクがつながっているかどうか否かを判定する。

【0161】

ステップ１５０６において、走行リンク判定手段１２２は、ステップ１５０５で走行リンク列を判定できたか否かを判定する。走行リンク列を判定できた場合はステップ１５０７に進む。一方、走行リンク列を判定できなかった場合は、図２のステップ２０５のリンク位置の補正を終了してステップ２０６へ進む。

【0162】

ステップ１５０７において、リンク位置補正実施判定手段１２３は、走行リンク列の位置誤差を算出する。ここでは、走行リンク列上の各リンク候補点について、当該リンク候補点に対応する推定位置、すなわち当該リンク候補点を求めたときの推定位置との間の距離を算出する。なお、ここで算出される距離は、各推定位置に対する走行リンク列の位置誤差に相当する。

【0163】

ステップ１５０８において、リンク位置補正実施判定手段１２３は、ステップ１５０７で算出した走行リンク列の位置誤差に基づいて、リンク位置の補正実施の判定を行う。ここでは、各推定位置に対する走行リンク列の位置誤差として算出した各距離を所定の閾値とそれぞれ比較し、その中に一つでも所定の閾値以上のものがあった場合は、リンク位置の補正を実施すると判定する。一方、走行リンク列の位置誤差が全て閾値未満であった場合は、リンク位置の補正を実施しないと判定する。なお、この判定に用いられる閾値は、前述のように、マップマッチングにおけるリンク位置誤差の許容量に相当する。

【0164】

ステップ１５０９において、リンク位置補正実施判定手段１２３は、ステップ１５０８でリンク位置の補正を実施すると判定したか否かを判断する。リンク位置の補正を実施すると判定した場合はステップ１５１０に進み、実施しないと判定した場合は、図２のステップ２０５のリンク位置の補正を終了してステップ２０６へ進む。

【0165】

ステップ１５１０において、リンク位置補正範囲決定手段１２４は、車両の走行軌跡に基づいてリンク位置を補正する第三の補正範囲を決定する。ここで、走行リンク列において位置誤差が閾値を超えている範囲を、第三の補正範囲と決定する。より具体的には、走行リンク列に含まれる各リンクのうちで、ステップ１５０８で位置誤差が閾値以上であると判定されたリンク候補点にそれぞれ対応する１または２以上のリンクを特定する。そして、これらのリンクを全て含む範囲を、第三の補正範囲として設定する。

【0166】

ステップ１５１１において、リンク位置補正手段１２５は、第三の補正範囲に含まれる走行リンク列に対するノード位置の補正量を算出する。ここでは、走行リンク列の各リンクについて、そのリンク上の各リンク候補点とそれに対応する各推定位置との間の距離をそれぞれ算出し、これらの平均を当該リンクの位置誤差ｅ_ｌとする。そして、前述の数式１９及び数式２０を用いて、走行リンク列に含まれる各ノードの位置補正量（Δｘ_ｒｎ，Δｙ_ｒｎ）を算出する。

【0167】

ステップ１５１２において、リンク位置補正範囲決定手段１２４は、第三の補正範囲の境界付近に、第四の補正範囲を決定する。ここではまず、第三の補正範囲の境界にそれぞれ位置する走行リンク列の各ノードからリンクに沿って、境界外に位置する各ノードまでの距離をそれぞれ算出する。この距離が数式２２で算出される距離Ｌ_ｍ以内の範囲を第四の補正範囲とする。ここでは、数式２２において、ｅ_ｂｎは走行リンク列において第三の補正範囲の境界にあるノードの位置補正量のｘ成分Δｘ_ｐｎｂとｙ成分Δｙ_ｐｎｂの合成値、すなわち当該ノードに接続する第三の補正範囲内のリンクの位置誤差を表し、θ_ｐはマップマッチングにおける方位誤差の許容量を表している。

【0168】

ステップ１５１３において、リンク位置補正手段１２５は、数式２３を用いて、第四の補正範囲内にある各ノードの位置補正量（Δｘ_ｎｓ，Δｙ_ｎｓ）を算出する。ここでは、数式２３において、Ｌ_ｎｓは第三の補正範囲の境界にあるノードから当該ノードまでのリンクに沿った距離を表し、θ_ｌｂは第三の補正範囲の境界にあるリンクの方位を表している。

【0169】

ステップ１５１４において、リンク位置補正手段１２５は、ステップ１５１１、１５１３で算出した各ノードの位置補正量とそのノード番号とを、地図補正量記憶手段１０４内の当該ノードに対応するパーセル番号の記憶領域に格納する。

【0170】

（変形例１３）
変形例１２の実施の形態では、リンク位置を補正すると、第四の補正範囲内にある各リンクにおいて、方位誤差許容量に応じた方位誤差が発生する。そこで、こうした補正によるリンクの方位誤差を次のようにして取り除くようにしてもよい。

【0171】

図１５のステップ１５１４において、リンク位置補正手段１２５は、補正対象の各ノードについて、前述のノード番号及びノードの位置修正量に加えて、さらに当該ノードが属する補正範囲の種類（第三の補正範囲または第四の補正範囲）を地図補正量記憶手段１０４に格納する。この補正範囲の種類に基づいて、マップマッチング手段１１２は、図３のステップ３０８でリンクへのマップマッチング処理を行うときに、ステップ３０５でその位置を補正したノードが第三の補正範囲または第四の補正範囲のいずれに属するかを判断する。すなわち、評価量Ｔを計算するリンク候補点に対応するリンクの両端のノードのうち少なくとも一方のノードの位置がステップ３０５で補正されていた場合は、そのノードが第三の補正範囲または第四の補正範囲のいずれに属するかを判断する。

【0172】

その結果、少なくとも一方のノードが第四の補正範囲に属すると判断した場合は、当該リンク候補点の方位θ_ｌの代わりに、補正前のノード位置に応じたリンク方位を用いて評価量Ｔを計算する。一方、両端のノードがいずれも第三の補正範囲に属すると判断した場合は、当該リンク候補点の方位θ_ｌの代わりに、補正後のノード位置に応じたリンク方位を用いて評価量Ｔを計算する。また、それ以外の場合は、当該リンク候補点の方位θ_ｌの代わりに、地図情報記憶手段１０３に記憶されている道路情報が表す各ノードのノード位置からリンク方位を算出し、これを用いて評価量Ｔを計算する。このようにすれば、位置補正によって生じたリンク方位の誤差を取り除いて、評価量Ｔの誤差を低減することができる。その結果、誤ったリンクへのマッチングを防ぐことができる。

【0173】

（変形例１４）
上記実施の形態において、地図補正量記憶手段１０４は、ノードの位置補正量とそのノード番号に加えて、さらに当該ノードの補正回数を記憶する。図６のステップ５１５、５１７、図１５のステップ１５１１、１５１３において、地図補正量記憶手段１０４に、位置補正量を算出するノードの位置補正量が記憶されているかどうかを探索し、記憶されていない場合、数式１９及び数式２０、数式２１、あるいは、数式２３を用いて、ノードの位置補正量を算出する。記憶されている場合、数式１９及び数式２０、数式２１、あるいは、数式２３を用いて、ノードの位置補正量を算出するとともに、そのノードの位置補正量、ノード番号及び補正回数を読み込み、数式２７を用いて、ノードの位置補正量（Δｘ_ｎａ，Δｙ_ｎａ）を算出する。ここで、（Δｘ_ｎｍ，Δｙ_ｎｍ）及びｎ_ｍは地図補正量記憶手段１０４に記憶されているノードの位置補正量及び補正回数を表し、（Δｘ_ｎｃ，Δｙ_ｎｃ）は図６のステップ５１５、５１７、図１５のステップ１５１１、１５１３において数式１９及び数式２０、数式２１、あるいは、数式２３を用いて算出されたノードの位置補正量を表している。

【0174】

…（数式２７）

【0175】

図６のステップ５１８及び図１５のステップ１５１４において、リンク位置補正手段１２５は、図６のステップ５１５、５１７、図１５のステップ１５１１、１５１３において算出した各ノードの位置補正量とそのノード番号に加えて、さらに当該ノードの補正回数を地図補正量記憶手段１０４内の当該ノードに対応するパーセル番号の記憶領域に格納する。ここで、ノードの位置補正量が地図補正量記憶手段１０４に記憶されている場合、記憶されている補正回数に１を加えたものを格納し、記憶されていない場合、補正回数を１として格納する。本実施の形態では、補正回数分のノードの位置補正量を用いて、平均できるため、ノードの位置補正量の精度が向上する。

【0176】

（変形例１５）
上記実施の形態において、図３のステップ３０８で評価量Ｔを算出する数式９、及び、ステップ３０９で検定量Ｔ_ｐを算出する数式１３において使用されるリンク候補点の位置（ｘ_ｌ，ｙ_ｌ）の代わりに、リンク１６０３の幅員及車両の走行方向を考慮して、図１６に示すように、推定位置１６０１に最も近い車線の中央に配置した位置１６０２（ｘ_ｌｌ，ｙ_ｌｌ）を用いてもよい。本実施の形態を用いると、道路の幅員が考慮されて、推定位置とリンク候補点との距離１６０４が算出できるため、評価量Ｔの精度が良くなり、間違ったリンクにミスマッチすることを低減できる。

【0177】

なお、以上説明した実施の形態および各変形例では、車両に搭載されて使用されるカーナビゲーション装置の例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両以外の様々な移動体に搭載されて使用されるナビゲーション装置において適用可能である。また、移動体に搭載されて使用されるナビゲーション装置以外の様々な種類の情報端末、たとえば携帯電話、スマートフォン、パーソナルコンピュータ等においても適用可能である。

【0178】

以上説明した実施の形態や変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0179】

１０１…受信手段、１０２…センサ手段、１０３…地図情報記憶手段、１０４…地図補正量記憶手段、１０５…画面音声出力手段、１０６…経路探索指示手段、１０７…走行位置指示手段、１１０…演算手段、１１１…位置推定手段、１１２…マップマッチング手段、１１３…地図補正手段、１１４…経路誘導手段、１１５…経路探索手段、１２１…並走路検出手段、１２２…走行リンク判定手段、１２３…リンク位置補正実施判定手段、１２４…リンク位置補正範囲決定手段、１２５…リンク位置補正手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】