專利名稱：移動對象位置評估設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝在移動對象上的移動對象位置評估設(shè)備以及評估方 法。具體地說，本發(fā)明涉及以高精度、不受路面輪廓和周圍環(huán)境影響地對 移動對象的位置進(jìn)行評估的移動對象位置評估設(shè)備。
背景技術(shù)：
日本專利申請公開9-189564 (JP-9-189564A)描述了一種傳統(tǒng)的移動 對象位置評估設(shè)備。該移動對象位置評估設(shè)備例如安裝在車輛上并對移動 對象的位置進(jìn)行評估。這種設(shè)備通常包括在導(dǎo)航系統(tǒng)中。
通常，用全球定位系統(tǒng)(GPS)來檢測和評估移動對象的位置以獲得 該移動對象的絕對坐標(biāo)。
為了適應(yīng)來自GPS衛(wèi)星的無線電信號接收條件很差的情況，設(shè)置了一 組慣性導(dǎo)航傳感器(例如加速度傳感器和偏航率傳感器)，以便能夠根據(jù) 這組慣性導(dǎo)航傳感器的輸出來評估移動對象的位置。
在大多數(shù)傳統(tǒng)GPS中，測量精度比實(shí)時(shí)運(yùn)動GPS (RTK-GPS)的精 度要差，可能產(chǎn)生大約幾十米的誤差。慣性導(dǎo)航傳感器裝置的精度特征是 隨著隨時(shí)間的所謂漂移而惡化。
在這樣的情況下，如果在與移動對象事先儲存的地圖信息進(jìn)行對比檢 查時(shí)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)航系統(tǒng)中檢測和評估到的移動對象位置偏離了道路，則執(zhí)行 所謂的地圖匹配處理(下文中稱為"地圖匹配")來校正移動對象的位 置，以在向用戶指示位置之前將移動對象引到道路上的某個(gè)位置。
在JP9-189564A中，描述了這樣的設(shè)備在因接收GPS信號失敗而利 用慣性導(dǎo)航傳感器來計(jì)算移動對象的位置和速度時(shí)，該設(shè)備根據(jù)地圖信息 來對慣性導(dǎo)航傳感器裝置誤差以及輸出誤差進(jìn)行校正。
但是，JP9-189564A中描述的利用地圖信息進(jìn)行的地圖匹配和校正處理都假定地圖信息是精確的，進(jìn)行處理使所檢測和評估到的移動對象位置 精度與地圖信息精度一致。因此，校正之后的移動對象位置精度不超過地 圖信息的精度。
地圖信息通常由多個(gè)節(jié)點(diǎn)以及連接在這些節(jié)點(diǎn)之間的直線連線 (link)所形成。地圖匹配處理對所檢測和評估到的移動對象位置進(jìn)行校 正，以在移動對象位置結(jié)果不位于連線上時(shí)使之與連線上的某個(gè)位置一 致。
但是，由于用來儲存地圖信息的存儲介質(zhì)容量是有限的，不能以地圖 信息的形式儲存應(yīng)當(dāng)設(shè)置節(jié)點(diǎn)的位置處全部的道路輪廓彎曲點(diǎn)，所以會 "跳過" 一些節(jié)點(diǎn)。因此，由地圖信息中包括的節(jié)點(diǎn)和連線所描述的道路 輪廓不一定完整地表示了實(shí)際的道路輪廓。
在JP9-189564A描述的地圖匹配和校正處理中，使用地圖信息(節(jié)點(diǎn) 和連線信息)的精度不一定與作為基準(zhǔn)的校正信息一樣好，所以即使在校 正之后，移動對象位置也可能還有較大誤差?？赡苡傻貓D匹配和其他插值 處理等給所檢測和評估的移動對象位置引入附加的錯(cuò)誤。
圖1A和圖1B示出了一種示例。如圖1A所示，節(jié)點(diǎn)^和節(jié)點(diǎn)N3被 設(shè)定在與實(shí)際道路輪廓R對應(yīng)的地圖信息中。例如，由于儲存介質(zhì)的容量 限制，即使由虛線所示的節(jié)點(diǎn)N2處于道路中的彎曲位置處，地圖信息中 也不包括節(jié)點(diǎn)N2。在此情況下，由虛線所示的連線！^和L2也類似地不包 括在地圖信息中，所得的地圖信息反映的節(jié)點(diǎn)^和N3就像由連線L3連接 一樣。這樣，根據(jù)這種地圖信息，所感知和顯示的道路輪廓與沿著連線L3 延伸一樣。
如果用這樣的地圖信息作為基準(zhǔn)來執(zhí)行地圖匹配，則即使由GPS或慣 性導(dǎo)航傳感器裝置檢測和評估到的移動對象位置是道路上的實(shí)際位置P！或 P2，如圖IB所示，地圖匹配也會造成將移動對象位置錯(cuò)誤地校正至連線 L3上的位置V。
已經(jīng)提出了各種方法來改善地圖匹配的精度。但是，在如上所述用自 身的特征對象來將所檢測和評估到的移動對象位置校正到所用的地圖信息 中包括的連線上的點(diǎn)這樣的地圖匹配中，無論使用的具體方法細(xì)節(jié)如何，尋找位置的精度都被內(nèi)在地限制在漸近線形式的地圖信息的精度。
即使對檢測和評估到的移動對象位置進(jìn)行校正，使導(dǎo)航系統(tǒng)中的顯示 問題有明顯的解決方案，但如果移動對象位置精度較差，也還有各種問 題。
例如，在用于駕駛支持的所謂導(dǎo)航坐標(biāo)系統(tǒng)中(例如，在十字路口處 通過警告或制動干預(yù)來進(jìn)行的停止輔助控制中)，車輛上安裝有高精度 GPS設(shè)備，并以不超過幾厘米的誤差來執(zhí)行高精度位置檢測。在這樣的系 統(tǒng)中，所檢測到的車輛位置被用在各種控制應(yīng)用中，即使GPS信號的接收 條件不差，也必須持續(xù)檢測車輛位置以使車輛控制繼續(xù)。在這樣的情況
下，如JP9-189564A中所述，在用地圖信息對慣性導(dǎo)航傳感器及其輸出進(jìn) 行校正的方法中，所檢測和評估到的位置精度變差可能嚴(yán)重到難以根據(jù)車 輛位置對車輛進(jìn)行持續(xù)控制的程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于從根本上不同于地圖匹配的概念，并提供了一種移動對象 位置評估設(shè)備，該設(shè)備以高精度對移動對象的位置進(jìn)行評估，而不受道路 輪廓和周圍環(huán)境的影響，所述地圖匹配僅僅將檢測和評估到的移動對象的 位置調(diào)節(jié)到地圖信息的精度。
本發(fā)明的第一方面涉及一種移動對象位置評估設(shè)備，它安裝在移動對 象上并評估該移動對象的位置。這種移動對象位置評估設(shè)備具有第一評估 裝置、儲存裝置、第二評估裝置和合成裝置，所述第一評估裝置用于根據(jù) 來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置(加速度傳感器和偏航率傳感器等)的輸出來評 估移動對象位置，所述慣性導(dǎo)航傳感器裝置安裝在移動對象上；所述儲存 裝置用于儲存地圖信息，所述地圖信息至少包括節(jié)點(diǎn)信息；所述第二評估 裝置用于根據(jù)移動對象的預(yù)計(jì)行駛路徑來評估移動對象的位置，所述預(yù)計(jì) 行駛路徑是從節(jié)點(diǎn)信息預(yù)計(jì)的；所述合成裝置用于通過對由第一評估裝置 評估的移動對象位置和由第二評估裝置評估的移動對象位置進(jìn)行合成，來 確定最終評估的移動對象位置。
每次由上述合成處理裝置確定移動對象的最終評估位置時(shí)，第一評估裝置使用最新的最終評估位置作為新的起始位置，所述起始位置用于根據(jù) 來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出來評估移動對象位置。
這個(gè)方面基于下面的三個(gè)觀察結(jié)果。具體地說，(a)對于道路信息 中包括的節(jié)點(diǎn)信息和連線信息，盡管連線信息的精度由于節(jié)點(diǎn)"跳過"而 較差，但節(jié)點(diǎn)信息本身具有較好的精度；(b)對于來自慣性導(dǎo)航傳感器 裝置的輸出，(b-i)盡管誤差隨著時(shí)間流逝而積累，造成相對于實(shí)際值出 現(xiàn)較大偏移，但在從用作基準(zhǔn)的起始點(diǎn)起經(jīng)過的時(shí)間盡可能小時(shí)誤差較
小，以及(b-ii)可以在每個(gè)單獨(dú)的瞬時(shí)以較好的精度對移動對象的瞬時(shí)行
駛方向進(jìn)行評估。
艮口，即使相鄰節(jié)點(diǎn)之間的道路實(shí)際輪廓不是像連線信息所表示的直 線，但合成裝置已經(jīng)評估了由來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出所評估的行 駛方向的移動對象位置的節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)際道路輪廓，考慮由來自慣性導(dǎo)航 傳感器裝置的輸出評估的移動對象位置來確定移動對象的最終評估位置，
在這個(gè)方面，在評估移動對象的位置時(shí)，消除了例如地圖匹配中對于 評估移動對象位置的任何情況都將移動對象的位置移動到道路信息中包括 的某個(gè)連線上這樣的概念，而是針對由道路信息評估的移動對象位置以及 由來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出評估的移動對象位置來作出整體上的判 定。因此，由于可以將兩種方法中具有較好精度的要素進(jìn)行組合，即由于 可以根據(jù)道路信息中包括的節(jié)點(diǎn)信息和根據(jù)來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸 出評估的移動對象行駛方向?qū)崿F(xiàn)移動對象位置評估，所以可以用比地圖匹 配方法高得多的精度來評估移動對象的位置。
由于用高精度GPS可以以非常小的誤差來檢測移動對象的絕對位置， 所以在移動對象位置評估設(shè)備還具有位置檢測裝置(例如高精度GPS)、 所述位置檢測裝置利用通信來檢測移動對象的絕對坐標(biāo)的情況下，可以設(shè) 定為使得第一評估裝置、第二評估裝置和合成裝置只在位置檢測裝置不能 通信的時(shí)候(例如，在GPS信號接收條件較差時(shí))才工作。
在此情況下，第二評估裝置根據(jù)規(guī)定插值方法(例如回旋曲線插值或 樣條插值)將節(jié)點(diǎn)信息中位于移動對象附近的節(jié)點(diǎn)相連，將評估的道路輪 廓認(rèn)為是直線或者曲線。'確定評估道路輪廓曲線與由位置檢測裝置檢測到的移動對象位置之間沿道路寬度方向的偏移量，并將移動了該偏移量的評 估道路輪廓線認(rèn)為預(yù)計(jì)行駛路徑。距離檢測裝置對評估了最終移動對象位 置之后移動對象移動的距離進(jìn)行檢測，沿預(yù)計(jì)行駛路徑移動了所檢測到的 移動量的位置可以被評估為新的移動對象位置。或者，從第一評估裝置評 估的移動對象位置向預(yù)計(jì)行駛路徑延伸的垂直線與預(yù)計(jì)行駛路徑的交點(diǎn)可 以被評估為移動對象位置。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種用于對移動對象位置進(jìn)行評估的方法。 該方法根據(jù)來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出來評估移動對象的位置，并根 據(jù)由節(jié)點(diǎn)信息預(yù)計(jì)的移動對象預(yù)計(jì)行駛路徑來評估移動對象的位置，所述 節(jié)點(diǎn)信息包括在儲存于儲存裝置中的地圖信息中。這種用于評估移動對象 位置的方法通過對來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出而評估的移動對象位置 和根據(jù)預(yù)計(jì)行駛路徑而評估的移動對象位置進(jìn)行合成來確定移動對象的最 終評估位置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，移動對象位置評估設(shè)備被設(shè)置來以高精度、 不受道路輪廓和周圍環(huán)境影響地評估移動對象的位置。


根據(jù)下面參考附圖對實(shí)施例進(jìn)行的說明，可以了解本發(fā)明前述的以及 其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，相同的標(biāo)號用來表示相同的元件。 其中
圖1A和圖1B是對現(xiàn)有技術(shù)中地圖匹配的問題進(jìn)行說明的附圖； 圖2的簡化結(jié)構(gòu)圖示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的移動對象位置評估 設(shè)備；
圖3的流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的移動對象位置評估設(shè)備 所執(zhí)行的位置和方向評估處理的流程；
圖4的流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的移動對象位置評估設(shè)備 所執(zhí)行的根據(jù)地圖信息進(jìn)行的位置和方向評估的流程；
圖5的附圖用于說明根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的移動對象位置評估設(shè)備 執(zhí)行的根據(jù)地圖信息進(jìn)行的位置和方向評估處理；圖6的附圖用于說明由根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的移動對象位置評估設(shè) 備所執(zhí)行的合成。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例是參考附圖來進(jìn)行說明的。由于使用GPS以及根據(jù)位 置評估設(shè)備和來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出來評估位置的基本概念、主 要硬件、基本控制方法等是已知的，所以將不在這里進(jìn)行詳細(xì)說明。
下面利用圖2至圖6對根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的移動對象位置評估設(shè)
備進(jìn)行說明。在所述實(shí)施例中，移動對象是車輛。
圖2的簡化結(jié)構(gòu)圖示出了根據(jù)所述實(shí)施例安裝在車輛上的移動對象位 置評估設(shè)備200。
例如，移動對象位置評估設(shè)備200具有高精度GPS設(shè)備201，該設(shè)備 201是RTK-GPS等，作為對車輛當(dāng)前位置的絕對坐標(biāo)進(jìn)行檢測的裝置。
移動對象位置評估設(shè)備200還具有車輪速度傳感器202，作為對車輛 速度進(jìn)行檢測的裝置。
移動對象位置評估設(shè)備200還具有慣性導(dǎo)航傳感器裝置203。本實(shí)施 例中的慣性導(dǎo)航傳感器裝置203例如可以包括偏航率傳感器和加速度傳感 器(前/后、左/右、上/下)。
移動對象位置評估設(shè)備200還具有儲存單元204，地圖信息被預(yù)先裝 載在該單元中。本實(shí)施例中的儲存單元204可以是任何適當(dāng)類型的儲存介 質(zhì)。儲存在儲存單元204中的地圖信息可以例如通過通信而得到適當(dāng)?shù)母?新，以使該數(shù)據(jù)是當(dāng)前的數(shù)據(jù)。
移動對象位置評估設(shè)備200還具有處理器205，處理器205對車輛的 位置和方向進(jìn)行高精度的計(jì)算和評估。處理器205例如包括微處理器。
在本實(shí)施例中，處理器205以高精度計(jì)算或評估車輛的位置和方向， 并例如將這樣的結(jié)果提供給使用當(dāng)前車輛位置信息的駕駛支持系統(tǒng)。車輛 對象位置評估設(shè)備200本身可以是導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分。
參考圖3的流程圖，下面將對移動對象位置評估設(shè)備200中評估車輛 方向和位置的處理進(jìn)行說明。首先，高精度GPS設(shè)備201判定GPS數(shù)據(jù)是否足夠可靠(S301)。
這種確定基于例如下列因素所接收到的GPS信號的強(qiáng)度、以及可以從其
接收信號的GPS衛(wèi)星的數(shù)目。
例如，如果無線電信號環(huán)境良好，則GPS設(shè)備201判定為GPS數(shù)據(jù) 足夠可靠(S301為"否")。如果是這樣的情況，則處理器205能夠用由 高精度GPS 201檢測到的車輛當(dāng)前位置的絕對坐標(biāo)來檢測車輛的位置，也 能夠通過對這些絕對坐標(biāo)的時(shí)間改變進(jìn)行監(jiān)視來計(jì)算車輛的方向(運(yùn)動方 向)。所檢測和計(jì)算出的車輛位置和方向如上所述被提供給駕駛支持系統(tǒng) 等(S306)。
但是，如果無線電信號環(huán)境較差，則GPS設(shè)備201判定為GPS數(shù)據(jù) 不夠可靠(S301為"是")，處理器205雖然不能使用GPS，但使用慣性 導(dǎo)航傳感器裝置203在隨后的步驟S303至S305以高精度評估車輛位置和 方向。
具體地說，處理器205通過對下列項(xiàng)進(jìn)行總體考慮來評估車輛的最終 位置和方向由儲存單元204中儲存的地圖信息評估的車輛位置和方向、 以及由慣性導(dǎo)航傳感器裝置203的輸出評估的車輛位置和方向。
處理器205首先基于儲存在儲存單元204中的地圖信息來評估車輛的 位置和方向(S303)。下面根據(jù)圖4的流程圖并參考圖5的流程圖來說明 步驟S303執(zhí)行的評估處理的細(xì)節(jié)。
在高精度GPS設(shè)備201判定GPS數(shù)據(jù)的可靠性是否降低時(shí)，處理器 205通過與儲存單元204中儲存的地圖信息進(jìn)行比較，來提取由GPS數(shù)據(jù) 最后獲取的車輛位置Xs附近的節(jié)點(diǎn)位置N和連線位置L (S401)。
然后，處理器205根據(jù)從GPS數(shù)據(jù)最后獲得的車輛位置Xs來判定車 輛位于哪個(gè)連線位置L，在連線L上，由GPS數(shù)據(jù)最后獲得的車輛位置 Xs之前和之后存在的規(guī)定數(shù)目的節(jié)點(diǎn)Nl至N3由光滑的近似曲線連接， 所述曲線是例如用回旋曲線(clothoid)插值或樣條插值獲得的，這種近似 曲線是道路輪廓曲線S (S402)。
接著，處理器205計(jì)算由GPS數(shù)據(jù)最后獲得的車輛位置Xs沿道路寬 度方向相對于由節(jié)點(diǎn)信息N近似所預(yù)計(jì)的道路輪廓曲線S的偏移量AX(S403)。偏移量AX是既可以取正值又可以取負(fù)值的參數(shù)。在道路寬度 方向上向左的方向或向右的方向被預(yù)先確定為偏移AX的正方向。
接著，處理器205通過將評估到的道路輪廓曲線S偏移(平行地平 移)該偏移量AX，來計(jì)算并獲得曲線P作為預(yù)計(jì)行駛路徑(S404)。
接著，處理器205根據(jù)從由GPS數(shù)據(jù)最后獲得車輛位置Xs起己經(jīng)經(jīng) 過的時(shí)間以及輪速傳感器202的輸出，來計(jì)算車輛從位置Xs行駛的距離 D，并在假定車輛已沿著預(yù)定行駛路徑P運(yùn)動的情況下確定預(yù)定行駛路徑 P上的當(dāng)前位置Xp (S405)。
處理器205還評估位置Xp處預(yù)定行駛路徑P的傾斜情況作為車輛的 方向(偏航和俯仰)(S406)。
地圖信息的節(jié)點(diǎn)位置N和由GPS最后檢測到的車輛位置Xs被認(rèn)為具 有較好的精度，用它們作為基準(zhǔn)，在車輛沿估計(jì)道路輪廓曲線S行駛的情 況下對位置Xp和方向進(jìn)行評估，因?yàn)檫@樣保持了位置Xs相對于僅從節(jié)點(diǎn) 信息評估的道路輪廓曲線S的相對位置關(guān)系。
返回圖3，在以此方式根據(jù)地圖信息評估了車輛位置和方向的時(shí)候 (S303)，處理器隨后以與傳統(tǒng)方式相同的方式，根據(jù)來自慣性導(dǎo)航傳感 器裝置的輸出，評估車輛的位置和方向(S304)。
盡管這些描述和附圖針對的是首先根據(jù)地圖信息執(zhí)行評估處理、然后 根據(jù)來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出進(jìn)行評估處理的情況，但這兩種處理 功能也可以以相反順序執(zhí)行或者同時(shí)并行地執(zhí)行。
在以此方式根據(jù)地圖信息對車輛的位置和方向進(jìn)行了評估并根據(jù)來自 慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出對車輛的位置和方向進(jìn)行了評估之后，處理器 25接著通過例如用卡爾曼濾波或最大似然近似(maximum likelihood estimation)來執(zhí)行合成，以設(shè)定車輛的最終評估位置，使評估結(jié)果將這兩 種評估都反映出來(S305)。
下面參考圖6來說明合成處理。根據(jù)地圖信息的節(jié)點(diǎn)信息部分的位置 精度較好這樣的觀察結(jié)果，本實(shí)施例中的合成處理考慮了用節(jié)點(diǎn)信息作為 基準(zhǔn)評估到的車輛位置Xp，以改善最終評估到的車輛位置對節(jié)點(diǎn)的相對 位置關(guān)系精度。盡管誤差隨著從用作基準(zhǔn)的開始點(diǎn)起的時(shí)間流逝而積累，來自慣性導(dǎo) 航傳感器裝置的輸出的精度惡化，但對于每個(gè)瞬間所檢測到的車輛運(yùn)動方 向具有較高精度。根據(jù)這種觀察結(jié)果，通過在評估車輛位置時(shí)將根據(jù)來自 慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出而評估的車輛位置Xi考慮在內(nèi)，即使在地圖 信息中未設(shè)定節(jié)點(diǎn)的區(qū)域中，也反映了由車輛運(yùn)動方向評估的實(shí)際道路輪 廓，從而提高了最終評估到的車輛位置相對于實(shí)際道路輪廓的位置精度。
在圖6中，GPS的可靠性在位置XS處下降。位置Xpt表示如上所述根
據(jù)節(jié)點(diǎn)信息以及從位置Xs行駛的距離Di所評估的車輛位置。位置Xn表 示只使用以Xs為起始點(diǎn)來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出而不使用GPS所 評估的車輛位置。如上所述，由圖6中虛線所示的根據(jù)來自慣性導(dǎo)航傳感 器裝置的輸出進(jìn)行的評估隨著誤差積累而偏離了實(shí)際道路位置，該誤差隨 著離起始點(diǎn)Xs的距離增大而增大。
在本實(shí)施例中，執(zhí)行下述合成處理以確定最終評估車輛位置XF1，所 述合成處理使得評估位置XP1和評估位置Xn的較好精度都得到反映，其 中，評估位置XjM在相對于實(shí)際節(jié)點(diǎn)位置的相對位置方面具有較好精度， 評估位置Xn以較好的精度反映了道路輪廓(例如曲率)。
與上述位置評估類似，通過利用根據(jù)地圖信息所評估的方向以及根據(jù) 來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出的方向進(jìn)行評估這二者的優(yōu)點(diǎn)，通過合成 處理來獲得車輛的最終評估方向。
返回圖3，在評估了最終車輛位置和方向時(shí)，處理器205可以將這些 結(jié)果提供給例如駕駛支持系統(tǒng)等(S306)。
重復(fù)步驟S303至S305直到GPS的可靠性恢復(fù)。再參考圖6，在確定
了最終評估車輛位置Xn之后，在確定下一個(gè)最終車輛位置Xp2時(shí)，用先 前確定的位置XF1作為根據(jù)來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出進(jìn)行的評估中 新的起始點(diǎn)。即，在根據(jù)地圖信息對評估位置Xp2進(jìn)行的評估中使用與位 置Xm的距離D2。通過使用位置Xn作為根據(jù)來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的 輸出對評估位置X^進(jìn)行的評估中新的起始點(diǎn)，位置&2中包括的積累誤差 被保持在最小程度。
這樣，本實(shí)施例既考慮了根據(jù)節(jié)點(diǎn)信息而評估的車輛位置和方向，又考慮了根據(jù)來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出而評估的車輛位置和方向，從 而相對于節(jié)點(diǎn)位置和道路輪廓都能夠以良好的精度確定車輛位置和方向。
盡管上述實(shí)施例中以偏航率傳感器和加速度傳感器的組合作為慣性導(dǎo) 航傳感器裝置，但是本發(fā)明不限于這個(gè)方面，而可以具有例如輪速傳感器 和轉(zhuǎn)向角傳感器的組合。
另外，盡管上述實(shí)施例描述了根據(jù)地圖信息估計(jì)車輛位置，其中通過 插值處理來連接車輛附近的節(jié)點(diǎn)以使曲線S光滑，并用預(yù)計(jì)行駛路徑P作 為通過使該曲線偏移而獲得的曲線，但應(yīng)當(dāng)明白，也可以用地圖信息中包 括的連線信息代替曲線S，從而通過取消插值步驟來簡化處理。
在上述實(shí)施例中，在根據(jù)地圖信息來評估車輛位置時(shí)，通過沿預(yù)計(jì)行
駛路徑P移動一段根據(jù)輪速傳感器202的輸出而計(jì)算出的行駛距離D來評
估車輛位置。但是，本發(fā)明不限于這種方式。例如，從根據(jù)來自慣性導(dǎo)航
傳感器裝置的輸出而估計(jì)的位置&向預(yù)計(jì)行駛路徑P延伸的垂直線與預(yù) 計(jì)行駛路徑P的交點(diǎn)可以被用作根據(jù)地圖信息的評估位置Xp。在此情況
下，輪速傳感器不是必須的。
盡管己經(jīng)參考被認(rèn)為是其優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng) 明白，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施方式或構(gòu)造。相反，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)認(rèn)為覆 蓋了各種變更形式和等效結(jié)構(gòu)。另外，盡管以示例性的各種組合和構(gòu)造方 式示出了本發(fā)明的各個(gè)部件，但在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，也可以采用其 他組合和構(gòu)造，包括更多、更少或單一的部件。
本發(fā)明例如可以用于安裝在移動對象(車輛)上、對該移動對象的位 置進(jìn)行評估的移動對象位置評估設(shè)備中。在安裝在車輛上的情況下，根據(jù) 本發(fā)明的移動對象位置評估設(shè)備優(yōu)選地構(gòu)造為導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分，在此情 況下，安裝該移動對象位置評估設(shè)備的車輛在外觀、重量、尺寸和行駛性 能方面沒有限制。
權(quán)利要求
1.一種移動對象位置評估設(shè)備，包括第一評估裝置，用于根據(jù)來自設(shè)在所述移動對象上的慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出來評估移動對象位置；儲存裝置，用于儲存地圖信息，所述地圖信息至少包括節(jié)點(diǎn)信息；第二評估裝置，用于根據(jù)所述移動對象的預(yù)計(jì)行駛路徑來評估所述移動對象位置，所述預(yù)計(jì)行駛路徑是從所述節(jié)點(diǎn)信息預(yù)計(jì)的；和合成裝置，用于通過對由所述第一評估裝置評估的所述移動對象位置和由所述第二評估裝置評估的所述移動對象位置進(jìn)行合成，來確定最終評估的移動對象位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動對象位置評估設(shè)備，其中， 在由所述合成裝置確定所述最終評估的移動對象位置時(shí)，所述第一評估裝置使用此前的最終評估位置作為新的起始點(diǎn)來根據(jù)來自所述慣性導(dǎo)航 傳感器裝置的輸出評估所述移動對象位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的移動對象位置評估設(shè)備，其中， 所述慣性導(dǎo)航傳感器裝置包括加速度傳感器和偏航率傳感器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的移動對象位置評估設(shè)備，其中，所述慣性導(dǎo)航傳感器裝置包括輪速傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的移動對象位置評估設(shè)備，還包括位置檢測裝置，用于利用通信來檢測所述移動對象位置的絕對坐標(biāo)， 其中，在所述位置檢測裝置不能執(zhí)行所述通信時(shí)，所述第一評估裝置、所 述第二評估裝置和所述合成裝置工作。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的移動對象位置評估設(shè)備，還包括位置檢測裝置，用于利用通信來檢測所述移動對象位置的絕對坐標(biāo)， 其中，在所述位置檢測裝置判定為從所述位置檢測裝置檢測到的數(shù)據(jù)的可 靠性下降時(shí)，所述第一評估裝置、所述第二評估裝置和所述合成裝置工作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的移動對象位置評估設(shè)備，其中， 所述第二評估裝置將評估道路輪廓認(rèn)為是將所述節(jié)點(diǎn)信息中位于所述移動對象附近的節(jié)點(diǎn)連接的線，確定所述評估道路輪廓線與由所述位置檢 測裝置檢測到的所述移動對象位置之間在道路寬度方向上的偏移量，并將 移動了所述偏移量的評估道路輪廓線作為所述預(yù)計(jì)行駛路徑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動對象位置評估設(shè)備，其中，所述第二評估裝置將所述評估道路輪廓選定為基于規(guī)定插值方法將附 近的節(jié)點(diǎn)連接起來的曲線。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動對象位置評估設(shè)備，其中， 所述插值方法是回旋曲線插值方法。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動對象位置評估設(shè)備，其中， 所述插值方法是樣條插值方法。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的移動對象位置評估設(shè)備，其中，所述第二評估裝置包括用于檢測所述移動對象行駛距離的距離檢測裝 置，并采用從所述第二評估裝置最后一次評估所述移動對象位置的時(shí)間起 沿著所述預(yù)計(jì)行駛路徑移動了所述距離檢測裝置所檢測到的行駛量的位置 來作為新的移動對象位置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的移動對象位置評估設(shè)備，其中， 所述距離檢測裝置包括輪速傳感器，所述行駛距離是根據(jù)從最后一次預(yù)計(jì)所述評估移動對象位置起經(jīng)過的 時(shí)間量以及所述輪速傳感器的輸出來計(jì)算的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的移動對象評估設(shè)備，其中， 所述第二評估裝置采用下述交點(diǎn)作為所述最終移動對象位置所述交點(diǎn)是從由所述第一評估裝置評估的所述評估移動對象位置向所述預(yù)計(jì)行駛 路徑延伸的垂直線與所述預(yù)計(jì)行駛路徑的交點(diǎn)。
14. 一種移動對象位置評估設(shè)備，包括第一評估裝置，所述第一評估裝置根據(jù)來自安裝在所述移動對象上的慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出來評估移動對象位置；儲存裝置，所述儲存裝置儲存地圖信息，所述地圖信息至少包括節(jié)點(diǎn)梓自.I n 's、；第二評估裝置，所述第二評估裝置根據(jù)所述移動對象的預(yù)計(jì)行駛路徑來評估所述移動對象位置，所述預(yù)計(jì)行駛路徑是從所述節(jié)點(diǎn)信息預(yù)計(jì)的； 和合成裝置，所述合成裝置通過對由所述第一評估裝置評估的所述移動 對象位置和由所述第二評估裝置評估的所述移動對象位置進(jìn)行合成，來確 定最終評估的移動對象位置。
15.—種用于對移動對象的位置進(jìn)行評估的方法，包括根據(jù)來自慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出，評估所述移動對象的位置； 根據(jù)地圖信息中包括的節(jié)點(diǎn)信息，設(shè)定所述移動對象的預(yù)計(jì)行駛路徑；根據(jù)所述預(yù)計(jì)行駛路徑，評估所述移動對象位置；和 通過對根據(jù)來自所述慣性導(dǎo)航傳感器裝置的輸出而評估的所述移動對象位置和根據(jù)所述預(yù)計(jì)行駛路徑而評估的所述移動對象位置進(jìn)行合成，來確定最終評估的移動對象位置。
全文摘要
一種安裝在移動對象中的移動對象位置評估設(shè)備(200)，具有第一評估裝置、儲存裝置(204)、第二評估裝置和合成裝置，第一評估裝置根據(jù)來自安裝在移動對象上的慣性導(dǎo)航傳感器裝置(加速度傳感器、偏航率傳感器等)(203)的輸出來評估移動對象位置，儲存裝置用于儲存至少包括節(jié)點(diǎn)信息的地圖信息，第二評估裝置根據(jù)由節(jié)點(diǎn)信息預(yù)計(jì)的移動對象預(yù)計(jì)行駛路徑來評估移動對象位置，合成裝置通過對由第一評估裝置評估的移動對象位置和由第二評估裝置評估的移動對象位置進(jìn)行合成，來確定最終評估的移動對象位置。
文檔編號G01C21/30GK101310163SQ200680042755
公開日2008年11月19日 申請日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者上田晃宏, 前田巖夫, 小野目寬久, 永宮清美, 田島靖裕, 香川和則 申請人:豐田自動車株式會社