(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
以前に前記ユーザ端末が位置している空間を判断した履歴があれば、現在ユーザ端末が位置していると判断した空間が以前に位置した空間と連結されている空間であるかを判断することを特徴とする、請求項2に記載のマップマッチング方法。
前記適合性基準は、前記ユーザ端末の位置から候補リンクまでの距離に対する判断である距離適合性、前記ユーザ端末の位置から候補リンクに移動可能か否かに対する判断である空間適合性、測位データによるユーザ端末の位置が経路上に位置するかに対する判断である経路適合性、リンクの通行コード及びリンクの進行方向に対する基準である通行適合性、以前リンクの連結リンクか否かに対する判断である連結適合性のうちの少なくともいずれか1つであることを特徴とする、請求項1に記載のマップマッチング方法。
前記マップマッチング結果は、判断した空間内のマッチング位置、マッチングしたリンクの位置、空間内のマッチング位置とマッチングしたリンクの位置間の距離であることを特徴とする、請求項7に記載のマップマッチング方法。
【背景技術】
【0002】
通常、ナビゲーション装置は車両に設けられて運転者に地図を表示したり、運転者が行こうとする目的地を探し出し、運転者の自動車運転及び運転者が目的地に容易に到達するように補助する車両用端末装置をいう。
【0003】
現在、広く用いられている車両ナビゲーションシステムは、全地球測位システム(Global Positioning System、以下「GPS」と称す)衛星から受信した信号を計算して車両又はユーザの現在位置をリアルタイムで把握し、予め構築した地図情報、交通情報に関するデータベースと連動して現在位置に対応するデータベース上の該当データを画像/音声情報に変換して表示する装置である。
【0004】
車両ナビゲーションシステムでは、車両の現在位置を計算するために、GPS受信機が用いられる。車両ナビゲーションシステムは、GPS受信機を用いる場合、車両の現在速度、時刻、位置情報を獲得でき、このような情報に基づいてユーザにナビゲーション情報を提供する。
【0005】
しかし、このようなGPS信号を用いた現在位置の計算はGPS信号の特性上、通常、数十メートルの誤差が発生し、このような位置を用いて地図上に表示する場合、道路から外れた位置や建物の上といった誤った位置に表示されるおそれがある。
【0006】
このような問題を改善するために、従来の車両ナビゲーションシステムは、車両の位置を計算する場合、マップマッチング(Map Matching)方法を適用する。マップマッチング方法は、車両が道路を走行するという仮定の下で現在位置と道路データとを比較して、その差が一定範囲以内である場合、該当道路を走行していると判断し、最も近い道路データ上の1地点に現在位置を強制的に補正する方法である。
【0007】
これと関連して下記の特許文献1は、移動体のマップマッチング装置及びその方法を示している。即ち、道路で移動する車両などの移動体の位置座標を補正するマップマッチング方法であって、地図データ上に道路データが存在しないことにより、一般のマップマッチングが難しい場合、移動体の位置を道路上の1地点に補正するための方策を提供している。
【0008】
下記の特許文献2は、ナビゲーション装置に関するものであって、移動体が屋内施設内を移動する場合においても移動体の適切な現在位置を決定することができるナビゲーション装置に関する。具体的に説明すれば、移動中には自立センサー手段の出力データとGPS装置の出力データを用いてマップマッチングを施して移動体の現在位置を決定し、移動体の現在位置が屋内施設内にあると判断されれば、自立センサー手段の出力データを用いてマップマッチングを施して移動体の現在位置を決定する。
【0009】
一般に、ユーザ端末は測位データを受信又は測定した場合、最も近い距離に位置し、ネットワークデータ(一例として、ノード又はリンク)にマップマッチングしてユーザの位置を表示する。しかし、このような場合、ユーザが室内に位置している場合、特に室内の特定スペースに位置している場合、測位結果を最も近いネットワークデータにマップマッチングするようになり、ユーザの実際の位置を地図上に正確に反映できないという問題が発生する。
【発明を実施するための形態】
【0018】
前述した、そして追加の本発明の様相は、添付の図面を参照して説明される好適な実施形態により更に明らかになる。以下では、本発明のこのような実施形態を通じて当業者が容易に理解し再現できるように詳細に説明する。
【0019】
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」というとき、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素を更に含むことができることを意味する。また、明細書に記載された「…部」、「…器」、「モジュール」、「ブロック」などの用語は、少なくとも1つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェア又はハードウェア及びソフトウェアの結合により実現され得る。
【0020】
室内マップマッチングは、既存のネットワークマップマッチングに空間の概念が追加され、空間(スペース)とネットワークが複合的に考慮されるマップマッチングである。本発明と関連してマップマッチングは、スペースマップマッチングとネットワークマップマッチングとに区分される。スペースマップマッチングは、測位手段により測定されたユーザ端末の位置を特定空間(スペース)内にマッチさせることを意味し、ネットワークマップマッチングは、測位手段により測定されたユーザ端末の位置をリンク又はノードにマッチさせることを意味する。リンク又はノードは、ユーザ端末が目的地まで経路探索を要請した場合、経路探索のためにユーザ端末の位置を出発地に設定する位置を意味する。即ち、経路探索は、測定されたユーザ端末の実際の位置を基準に探索されるものではなく、スペースを構成しているリンク又はノードのうちのいずれかを基準に探索される。
【0021】
図1は、本発明の一実施形態によるネットワークマップマッチングとスペースマップマッチングを説明するための図である。以下、
図1を用いて本発明の一実施形態によるネットワークマップマッチングとスペースマップマッチングについて詳細に説明する。
【0022】
図1によれば、スペース1〜スペース8で構成されたスペースと各スペースと隣接している廊下を示している。スペースは物理的に1つのスペースであってもよく、論理的に1つのスペースであってもよい。即ち、
図1によれば、スペース1〜スペース3は、物理的には1つのスペースであるが、論理的に3つのスペースに分離されたスペースのうちの1つのスペースであり得る。もちろん、廊下部分も1つのスペースで構成されるか、必要な複数のスペースに区分できる。
【0023】
各スペースは、該当スペースへ進入するための進入ノードを含んでいる。スペース1〜スペース8は、該当スペースへ進入するための進入ノードを含んでいる。
【0024】
更に、廊下部分はリンクが形成されている。リンクは、探索された経路を案内するためのユーザの移動経路である。即ち、室外環境では車両が移動できる道路であり得、室内環境ではユーザが移動できる廊下部分であり得る。もちろん、
図1に示すように、リンク内でもノードを含むことができる。
図1によれば、リンクの交点、各空間の進入地点はノードを形成できる。
【0025】
従来の測位手段によりユーザ端末の位置が測位されれば、ユーザ端末の位置をリンクにマッチさせる。しかし、本発明のユーザ端末はネットワークマップマッチングだけでなく、ユーザ端末の正確な位置を判断するためのスペースマップマッチングを行う方策を提案する。
【0026】
以下、まずネットワークマップマッチングについて説明する。前述のように、ユーザ端末は、外部から要請を受けた作業の形態が経路探索である場合、ネットワークマップマッチングを行う。
【0027】
図1によれば、測位手段により測定されたユーザ端末の位置は、三角形で示される。ユーザ端末は、要請を受けた作業の形態が経路探索である場合には、測定されたユーザ端末の位置をリンク又はスペースを構成している進入ノードにマッチさせる。スペース1を詳察すると、測定されたユーザ端末の位置を進入ノードと廊下に形成されているリンクにマッチさせていることが分かる。スペース3とスペース6もやはり、測定されたユーザ端末の位置を進入ノードにマッチさせていることが分かる。これ以外にも測定されたユーザ端末の位置が廊下上のある1地点である場合には、ユーザ端末の位置を廊下に形成されているリンクにマッチさせていることが分かる。このように、本発明は、ユーザ端末は要請を受けた作業が経路探索である場合には、ネットワークマップマッチングを行う。以下では、スペースマップマッチングについて説明する。
【0028】
スペースマップマッチングは、測定されたユーザ端末の実際の位置を特定の空間内にマッチさせることを意味する。即ち、測定されたユーザ端末の位置をネットワーク上の位置に加工せず、判断された特定の空間内に限って測定された位置通りに地図上に表示することを意味する。
図1によれば、測位手段により測定されたユーザ端末の位置が三角形であり、ユーザ端末の位置は三角形で表示された実際の時点に表示する。
【0029】
図2は、本発明の一実施形態によるスペースマップマッチングが必要な場合を示している。
図2によれば、ユーザは、商店1に位置しているにも拘らず、スペースの概念を考慮しなければ、ネットワークマップマッチングを通じて廊下にあるリンク上にマップマッチングされる。また、商店1と廊下が壁により分離されている空間であれば、ユーザの立場では受け入れ難いマップマッチング結果が導き出される。従って、スペースの概念は、測位データを室内空間の特定の領域内にマッチさせる方法で実際のユーザ(ユーザ端末)がどの空間に位置しているかを判断するのに効率的である。
【0030】
図3は、本発明の一実施形態によるユーザ端末でマップマッチングを行う方法を示すフローチャートである。以下、
図3を用いて本発明の一実施形態によるユーザ端末でマップマッチングを行う過程について説明する。
【0031】
S300段階でユーザ端末は、測位データの入力を受ける。即ち、ユーザ端末は、測位手段を用いてユーザ端末の位置を測定する。もちろん、ユーザ端末は、別途に構成された測位手段で測定したユーザ端末の位置の提供を受けたり、外部のサーバからユーザ端末の位置の提供を受けることができる。ユーザ端末はNFCモジュール、QRコード(登録商標)を用いて自身の位置を測定できる。この他にも、ユーザ端末はWifi、Zigbee(登録商標)、ブルートゥースなど多様な方式で通信を行って自身の位置を算出できる。
【0032】
S302段階でユーザ端末は、ユーザ端末の位置がどの空間(スペース)に位置しているかを判断する。即ち、ユーザ端末は、S300段階で測定した測位データに基づいてスペースマップマッチングを行って、自身が位置している空間及び今後移動可能な各空間を確認する。このようなS302段階で行われる具体的な過程は、後述する
図4で詳細に説明する。
【0033】
S304段階でユーザ端末は、入力を受けた測位データに基づいてネットワークマップマッチングを行った履歴があるかを確認する。行った履歴がなければ、S306段階に進み、入力された測位データに基づいて初期のマップマッチングを行い、行った履歴があれば、S310段階に進み、入力された測位データと既存に行ったマップマッチング結果に基づいて予測マップマッチングを行う。初期のマップマッチングと予測マップマッチングについては後述する。
【0034】
初期のマップマッチングの実行順序は、以下の通りである。
【0035】
空間判断→候補リンクの抽出→各候補リンクに対する適合性判断→有効性検査
空間決定過程はS302段階で行われ、候補リンク算出過程は以下のS306段階で説明される。
【0036】
S306段階でユーザ端末は、多数の候補リンクを算出する。即ち、ユーザ端末はマップマッチングされる多数の候補リンクを算出する。
【0037】
以下では
図9を用いて最初の候補リンクを抽出する過程について説明する。初期のマップマッチング段階では、入力された測位データを中心に候補リンクを探索する距離基準を設定する。本発明は、測位データを用いて10m(距離基準)以内の各区候補リンクを探索すると記載しているが、これに限定されない。即ち、距離はユーザの設定やその他多様な条件によって変わり得る。
【0038】
適合性判断及び最終リンクの算出は、以下の通り行われる。
【0039】
S308段階でユーザ端末は、適合性判断を行う。ユーザ端末は、各候補リンクに対する適合性如何を判断して適合性が最も高いリンクを算出する。
【0040】
まず、各候補リンクに対して適合性を判断する。即ち、各候補リンクに対して距離適合性、空間適合性を算出し、算出された適合性の点数の合計を基準点数と比較して候補リンクを登録又は廃棄する。登録された候補リンクのうち、最大適合性を有するリンクを最終のリンクとして算出する。
【0041】
もちろん、ユーザ端末は、測位データを基準に設定された半径以内にリンクがない場合には、マップマッチング失敗と処理し、初期のマップマッチングを再び行う。一例として、設定された半径は20mであり得る。
【0042】
次に、予測マップマッチングの実行順序は、以下の通りである。
【0043】
初期の有効性検査→候補リンクの抽出→適合性判断及びマップマッチング結果の算出→有効性検査
S310段階で初期の有効性検査を行う。初期の有効性検査は、以前の測位データと現在の測位データとを比較する。以前の測位データに対して現在の測位データの位置ずれ量が一定範囲以上の場合、リセットの後、初期のマップマッチング段階に戻る。一例として、位置ずれ量が20m以上の場合、リセットの後、初期のマップマッチング過程を行う。
【0044】
S312段階でユーザ端末は、候補リンクを算出する。即ち、ユーザ端末は、マップマッチングされる候補リンクを算出する。ユーザ端末は、以前のマップマッチング過程で算出された候補リンクに基づいて新しい候補リンクを算出する。即ち、ユーザ端末は、以前のマップマッチング過程で算出された候補リンクに基づいて新しい候補リンクを探索する。以前に探索した候補リンクは、現在位置と一定距離以下の場合、候補リンクに維持し、以前の候補リンクと連結されている連結リンクに対しては、現在位置と一定距離以下の場合、候補リンクとして登録する。
【0045】
従って、ユーザ端末は、その後、適合性判断及びマップマッチング結果を算出する。即ち、新しく算出された各候補リンクに対してそれぞれ適合性を判断し、最も高い適合性点数を有するリンクを算出する。
【0046】
S314段階でユーザ端末は、適合性判断を行う。ユーザ端末は、各候補リンクに対する適合性判断基準に従って適合性点数を判断し、適合性が最も高いリンクを算出する。即ち、ユーザ端末は、新しく探索された候補リンクに対してリンク適合性を判断する。
【0047】
ユーザ端末は、各候補リンクに対して距離適合性、通行適合性、経路適合性、連結適合性、空間適合性を算出する。ユーザ端末は、算出した適合性の点数の合計を基準適合性と比較して候補リンクを維持又は廃棄する。もちろん、ユーザ端末は、重複した候補リンクに対しては、1つの候補リンクは廃棄する。ユーザ端末は、登録が維持された候補リンクのうち、最大適合性を有する候補リンクを最終の候補リンクと判断する。探索経路の有無によって適合性点数の合計における空間適合性に対する割合は変わり得る。
【0048】
S316段階でユーザ端末を算出した候補リンクを格納するか、必要な場合、格納された候補リンクに関する情報を更新する。
【0049】
S318段階でユーザ端末は、有効性検査を行う。即ち、ユーザ端末は、マップマッチング結果値に対して有効性を検査する。ユーザ端末は、マップマッチング結果が有効でないと判断される場合、マップマッチングモジュールを初期化し、初期のマップマッチングを行う。一例として、ユーザ端末は空間有効性検査を通過できず、以前の測位データと10m以上の差が発生する場合、空間有効性検査を通過し、以前の測位データと20m以上の差が発生する場合には有効でないと判断する。
【0050】
ユーザ端末は、有効性検査の結果、有効と判断される場合には、S322段階に移動し、無効と判断される場合には、S320段階に移動してS316段階で格納した内訳をリセットする。
【0051】
S322段階でユーザ端末は、マップマッチング結果を出力する。即ち、ユーザ端末は、ユーザ端末の位置を適合性が最も高いリンク又はスペース上にマップマッチングされた結果を出力する。マップマッチング結果値の構成は、判断された空間情報、マップマッチングされたリンク情報、マップマッチング位置、リンク上にマップマッチングされた場合、測位データとリンクまでの投影距離が含まれる。また、マップマッチング位置は、ネットワークマップマッチングを行う前に判断された空間内のマップマッチング位置とネットワークマップマッチングを行った後、リンク上にマッチングされた位置を含む。
【0052】
図4は、本発明の実施形態によって
図3のS302段階で行われる過程を具体的に示すフローチャートである。以下、
図4を用いて本発明の実施形態によるユーザ端末でマップマッチングを行う過程について詳細に説明する。
【0053】
S400段階でユーザ端末は、測位データの入力を受ける。即ち、ユーザ端末は、測位手段を用いてユーザ端末の位置を測定する。ユーザ端末はNFCモジュール、QRコード(登録商標)を用いて自身の位置を測定できる。この他にも、ユーザ端末はWifi、Zigbee(登録商標)、ブルートゥースなど多様な方式で通信を行って自身の位置を算出できる。
【0054】
S402段階でユーザ端末は、単純判断/区間判断を行う。以下では、単純判断についてまず説明する。
【0055】
単純判断は、入力される測位データを基準に単位時間別にユーザ端末の位置を判断する方法である。
図5A及び
図5Bは、本発明の一実施形態による単純判断を説明するための図である。
【0056】
図5A及び
図5Bによれば、入力された測位データを基準に判断すれば、ユーザ端末はスペース6に位置していると判断される。但し、T4ではユーザ端末は、スペース1に位置していると判断される。しかし、実際のユーザ端末が継続してスペース6に位置していたら、T4では結果値は誤った値になり得る。従って、このようなエラーを補完するために、単純判断に基づいて区間判断を行う。
【0057】
図6は、本発明の一実施形態による入力された測位データがどの空間に位置するかを判断するために用いられるPIPアルゴリズムを説明するための図である。
【0058】
ポイント(Point)から始まる半直線を生成し、半直線とポリゴン(Polygon)の交点数でポイントがポリゴンの内部に位置しているか否かを判断する。
【0059】
即ち、交点数が奇数である場合、ポイントがポリゴンの内部に存在すると判断し、交点数が偶数である場合、ポイントがポリゴンの外部に存在すると判断する。
【0060】
図6を詳察すると、Case1の場合、交点の数が3つで奇数であり、このような場合、ポイントがポリゴンの内部にあると判断できる。Case2の場合には、ポイントがポリゴンの外部にあると判断する。
【0061】
以下では、区間判断について説明する。区間判断は、単純判断で発生し得るマッチング結果のエラーを補完するために、単純判断を区間別に判断する方法である。
【0062】
図7A及び
図7Bは、ユーザ端末で区間判断を行う例を示すための図である。
図7A及び
図7Bによれば、区間判断は特定数の単純判断の結果を1つの区間に纏めて区間内の最多値(頻度数が最も高い値)を最終結果として算出する。
図7A及び
図7Bを詳察すると、3つの測位データを1つの区間に設定した場合、ユーザ端末の位置はT4でスペース6に位置していると判断される。即ち、T4でのユーザ端末が位置しているスペースは、T3でのユーザ端末が位置していたスペースに維持される。もちろん、該当スペース内で実際のユーザ端末の位置は変わり得る。単純判断と区間判断では測位データの位置値だけでなく、正確度、累積された方向情報なども共に考慮できる。
【0063】
S404段階でユーザ端末は、候補空間を算出し、必要な場合に格納する。
【0064】
ユーザ端末は区間判断でユーザの位置するスペースを算出したのであれば、算出したスペースに対する空間有効性検査を行う。
【0065】
図8によれば、区間判断を通じてユーザ端末(又はユーザ)の位置がスペース6と判断された場合、ユーザ端末が次に移動可能であると判断される空間は現在位置している空間であるスペース6をはじめとし、スペース6と連結されている空間であるスペース2とスペース1である。
【0066】
本発明で提案する候補空間を算出する方法は、以下の通りである。
【0067】
1.測位データを基に単純-区間判断を通じてユーザが存在するスペースを判断
2.1で算出されたスペースの代表ノードを皮切りに、ネットワークデータを用いて散乱(Spawning)
3.Spawningされたリンクの終端ノード(Spawning方向基準)を持ち、PIP検査を実行
4.PIP検査を通じてSpawningされたリンクの終端ノードが含まれているSpaceを探し出し、該当Spaceが現在ユーザの位置するSpaceと異なる場合、候補空間として格納する。そして、その方向のSpawningは中止
5.4の過程を連結リンクの方向別に実行。但し、Spawning方向を考慮したリンクの終端ノードの属性が「ドアノード」である場合は、PIP検査を行わず、次の連結リンクを見つけてSpawning
S406段階でユーザ端末は、入力を受けた測位データに基づいてマップマッチングを行った履歴があるかを確認する。行った履歴がなければ、ユーザ端末は、入力された測位データに基づいて初期のマップマッチングを行い、行った履歴があれば、ユーザ端末は、入力された測位データと既存に行ったマップマッチング結果に基づいて予測マップマッチングを行う。
【0068】
S408段階でユーザ端末は、空間有効性検査を行う。
【0069】
仮に、既存の結果がある場合には、ユーザ端末は既存の検索結果を基準に現在検索された空間が有効な空間か否かをチェックする。即ち、現在マッチングされた空間の連結性(Connectivity)に基づいて探索された候補空間が検査の基準となり、候補空間を除いて他の空間であると判断されたら、これは空間有効性検査を通過できなくなる。
【0070】
S414段階でユーザ端末は、マップマッチング結果が有効でない場合には、リセットを行う。
【0071】
S416段階でユーザ端末は、空間マップマッチング結果を出力する。空間マップマッチング結果値は、IDのようなマップマッチングされた空間情報、マップマッチング空間内のマップマッチングされた座標などを含むことができる。また、マップマッチング位置は、ネットワークマップマッチングを行う前に判断された空間内のマップマッチング位置とネットワークマップマッチングを行った後、リンク上にマッチングされた位置を含む。
【0072】
以下では、各要素別の適合性について具体的に説明する。
【0073】
図10は、候補リンクを算出する例を示す図であり、
図11は、本発明による距離適合性を説明するための図である。
【0074】
距離適合性は、各候補リンクに対して測位データとの距離を考慮する。一例として、距離適合性の最大半径は20m以内に設定し、距離適合性の最大点数、最大許容半径を基準にリンクから外れた比率を考慮して算出できる。
【0075】
通行適合性は、リンクの通行コード及びリンクの進行方向を比較して算出する。
【0076】
経路適合性は、探索経路がある場合、測位データが経路上にあるかを考慮する。
【0077】
連結適合性は、以前リンクが連結リンクか否かを考慮する。
図12は、本発明による連結適合性を説明するための図である。
【0078】
空間適合性は、移動可能な空間か否かを考慮する。
【0079】
以上の説明では、本発明の好適な実施形態を示して説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更できることが容易に分かるはずである。