专利名称：轨迹信息生成装置和方法以及计算机可读存储介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生成表示车辆轨迹的轨迹信息的技术。
背景技术：
在已有技术中，已知一种基于由方向传感器和距离传感器所检测到的结果来通过自主导航获取车辆的估测当前位置的技术。例如，日本专利申请公开第2000-298028号 (JP-A-2000-298028)描述了这样一种技术，即，在该技术中基于由方向传感器和距离传感器所检测到的结果来获取车辆的估测当前位置，将该估测当前位置与道路上的多个候选位置进行比较以确定道路上最有可能的候选位置，接着基于道路上最有可能的候选位置来校正估测当前位置。此外，JP-A-2000498(^8描述了一种基于估测当前位置和由GPS所测量的位置来确定误差圆(error circle)以限缩(narrow)道路上的候选位置的技术。
发明内容
如在已有技术中所述的用于自主导航的方向传感器以及距离传感器分别检测与参考方向的方向差以及与参考位置的距离，从而当参考方向或参考位置不精确时估测当前位置也不精确。此外，每个传感器的累积误差随着时间而增加，从而估测当前位置随着车辆从参考方向和/或参考位置起的偏离而更加不精确。在已有技术中，基于估测当前位置在道路上设定候选位置执行校正，使得将候选位置假定为估测当前位置。然而，由传感器所获取的估测当前位置包含误差，从而校正不总是正确的。一旦执行了错误校正，则难以将估测当前位置校正到正确当前位置，这是由于由传感器所检测到的多个信息片段从参考量(如参考方向)起相对偏移(displacement)的结果。本发明提供了一种用于提高自主导航轨迹的精确度的技术。本发明的第一方案提供了一种轨迹信息生成装置。该轨迹信息生成装置包括自主导航轨迹获取单元，获取自主导航轨迹，其中所述自主导航轨迹是由多个时序 (time-series)片段的自主导航信息所表示的车辆的轨迹；匹配轨迹获取单元，获取匹配轨迹，并获取所述匹配轨迹的可信度，其中所述匹配轨迹是由通过地图匹配处理所确定的多个时序片段的信息所表示的所述车辆的轨迹，在该地图匹配处理中将由地图信息所表示的形状与所述自主导航轨迹最一致的道路确定为所述车辆行驶的道路；GPS轨迹获取单元，获取GPS轨迹，其中所述GPS轨迹是由多个时序片段的GPS信息所表示的所述车辆的轨迹；以及自主导航信息校正单元，获取所述GPS轨迹的可信度，并将所述GPS轨迹和所述匹配轨迹中具有较高可信度的一个设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述GPS轨迹之间的差异。
可获取GPS轨迹与匹配轨迹，作为用于确定在指定坐标系统中的车辆的位置和方向的信息。在第一方案中，将GPS轨迹与匹配轨迹中具有较高可信度的一个选择作为自主导航信息的校正参考量(校正目标轨迹)。通过这样做，能够参考在车辆中获取的多个片段的信息之中具有较高可信度的信息来校正自主导航信息。这样，能够有效提高自主导航轨迹的精确度。本发明的第二方案提供了一种轨迹信息生成装置。该轨迹信息生成装置包括自主导航轨迹获取单元，获取自主导航轨迹，其中所述自主导航轨迹是由多个时序片段的自主导航信息所表示的车辆的轨迹；匹配轨迹获取单元，获取匹配轨迹，其中所述匹配轨迹是由通过地图匹配处理所确定的多个时序片段的信息所表示的所述车辆的轨迹，在该地图匹配处理中将由地图信息所表示的形状与所述自主导航轨迹最一致的道路确定为所述车辆行驶的道路；GPS轨迹获取单元，获取GPS轨迹，其中所述GPS轨迹是由多个时序片段的GPS 信息所表示的所述车辆的轨迹；自主导航信息校正单元，获取所述GPS轨迹的可信度，当所述GPS轨迹的可信度超过预定参考量时将所述GPS轨迹设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异，以及当所述 GPS轨迹的可信度低于所述预定参考量时将所述匹配轨迹设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异。基于GPS信息来生成GPS轨迹，并且GPS信息不依赖于自主导航信息。另一方面， 基于自主导航轨迹与由地图信息所表示的道路的形状之间的比较结果来确定匹配轨迹。因而，当GPS信息的可信度较高时，GPS信息适用于作为用于校正自主导航信息的参考量。接着，在第二方案中，当GPS轨迹的可信度超过预定参考量时，GPS轨迹被设定为用于校正自主导航信息的参考量(校正目标轨迹)，以能够基于可信度较高且不依赖于自主导航信息的信息来校正自主导航信息。此外，GPS信息不仅依赖于车辆与GPS卫星之间的关系，而是还受到多路径等的影响，从而GPS信息的误差规律性较差并且与自主导航信息相比会急剧变化。在第二方案中， 将匹配轨迹设定为当GPS轨迹的可信度低于预定参考量时用于校正自主导航信息的参考量(校正目标轨迹)，从而能够避免利用具有低可信度的信息来校正自主导航信息的情况 (很有可能具有错误校正的情况)。这样，能够有效地提高自主导航轨迹的精确度。本发明的第三方案提供了一种轨迹信息生成方法。该轨迹信息生成方法包括获取自主导航轨迹，其中所述自主导航轨迹是由多个时序片段的自主导航信息所表示的车辆的轨迹；获取匹配轨迹，其中所述匹配轨迹是由通过地图匹配处理所确定的多个时序片段的信息所表示的所述车辆的轨迹，在该地图匹配处理中将由地图信息所表示的形状与所述自主导航轨迹最一致的道路确定为所述车辆行驶的道路；获取所述匹配轨迹的可信度；获取GPS轨迹，其中所述GPS轨迹是由多个时序片段的GPS信息所表示的所述车辆的轨迹；将所述自主导航轨迹与所述GPS轨迹进行比较，获取所述GPS轨迹的可信度；以及将所述GPS 轨�：退銎ヅ涔旒Ｖ芯哂薪细呖尚哦鹊囊桓錾瓒ㄎＵ勘旯旒＃孕Ｕ鲎灾鞯己叫畔ⅲ佣跣∷鲎灾鞯己焦旒Ｓ胨鯣PS轨迹之间的差异。本发明的第四方案提供了一种轨迹信息生成方法。该轨迹信息生成方法包括获取自主导航轨迹，其中所述自主导航轨迹是由多个时序片段的自主导航信息所表示的车辆的轨迹；获取匹配轨迹，其中所述匹配轨迹是通过地图匹配处理所确定的多个时序片段的信息所表示的所述车辆的轨迹，在该地图匹配处理中将由地图信息所表示的形状与所述自主导航轨迹最一致的道路确定为所述车辆行驶的道路；获取GPS轨迹，其中所述GPS轨迹是由多个时序片段的GPS信息所表示的所述车辆的轨迹；获取所述GPS轨迹的可信度；当所述GPS轨迹的可信度超过预定参考量时，将所述GPS轨迹设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异；以及当所述 GPS轨迹的可信度低于所述预定参考量时，将所述匹配轨迹设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异。本发明的第五方案提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储用于执行轨迹信息生成方法的计算机可执行指令。该轨迹信息生成方法包括获取自主导航轨迹，其中所述自主导航轨迹是由多个时序片段的自主导航信息所表示的车辆的轨迹; 获取匹配轨迹，其中所述匹配轨迹是由通过地图匹配处理所确定的多个时序片段的信息所表示的所述车辆的轨迹，在该地图匹配处理中将由地图信息所表示的形状与所述自主导航轨迹最一致的道路确定为所述车辆行驶的道路；获取所述匹配轨迹的可信度；获取GPS轨迹，其中所述GPS轨迹是由多个时序片段的GPS信息所表示的所述车辆的轨迹；将所述自主导航轨迹与所述GPS轨迹进行比较，以获取所述GPS轨迹的可信度；以及将所述GPS轨迹和所述匹配轨迹中具有较高可信度的一个设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息， 从而减小所述自主导航轨迹与所述GPS轨迹之间的差异。本发明的第六方案提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储用于执行轨迹信息生成方法的计算机可执行指令。该轨迹信息生成方法包括获取自主导航轨迹，其中所述自主导航轨迹是由多个时序片段的自主导航信息所表示的车辆的轨迹； 获取匹配轨迹，其中所述匹配轨迹是通过地图匹配处理所确定的多个时序片段的信息所表示的所述车辆的轨迹，在该地图匹配处理中将由地图信息所表示的形状与所述自主导航轨迹最一致的道路确定为所述车辆行驶的道路；获取GPS轨迹，其中所述GPS轨迹是由多个时序片段的GPS信息所表示的所述车辆的轨迹；获取所述GPS轨迹的可信度；当所述GPS轨迹的可信度超过预定参考量时，将所述GPS轨迹设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异；以及当所述GPS轨迹的可信度低于所述预定参考量时，将所述匹配轨迹设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异。在第三到第六方案以及第一和第二方案中，能够有效地提高自主导航轨迹的精确度。
结合附图，在下文中描述本发明的特征、优点、以及技术和工艺重要性，其中相似的附图标记表示相似的元件，其中图1为轨迹信息生成装置的方框图；图2A和图2B为示出自主导航信息校正处理的流程图；图3为说明将GPS轨迹与自主导航轨迹进行比较的处理的流程图；图4A到图4C为说明自主导航轨迹的旋转和平移的视图；图5A到图8B为说明用于确定多个方向差和所述多个方向差的代表值的统计处理的视图；图9A到图IlB为说明用于确定多个位置差和所述多个位置差的代表值的统计处理的视图；图12为示出自主导航信息校正处理的流程图；图13A为说明校正自主导航位置的方式的视图；以及图13B为说明校正自主导航方向的方式的视图。
具体实施例方式此处，将根据如下顺序来描述本发明的实施例。(1)轨迹信息生成装置的配置(2)轨迹信息生成处理(2-1)地图匹配处理(2-2)自主导航信息校正处理(3)替代实施例(1)轨迹信息生成装置的配置图1为示出根据本发明一实施例的轨迹信息生成装置10的配置的方框图。轨迹信息生成装置10包括控制单元20和存储介质30。控制单元20包括CPU、RAM、ROM等。控制单元20执行存储在存储介质30或ROM中的程序。在本实施例中，控制单元20执行导航程序21。导航程序21具有如下功能也就是说，基于自主导航信息通过地图匹配处理来确定道路上的车辆的位置，在地图上显示车辆的位置。在本实施例中，导航程序21执行通过多项技术生成表示车辆轨迹的轨迹信息的轨迹信息生成处理，尤其具有基于自主导航信息来生成高精确度的自主导航轨迹的功能。地图信息30a被预先记录在存储介质30中。地图信息30a例如被用于确定车辆的位置。地图信息30a包括节点数据、形状插补点数据(shape interpolation point data)、 链路数据、对象(object)数据等。节点数据表示设定在道路(车辆在其上方行驶)上的节点的位置等。形状插补点数据用于确定多个节点之间的道路的形状。链路数据表示多个节点之间的链路。对象数据表示在道路上或道路周边存在的对象的位置、类型等。要注意，在本实施例中，链路数据包括表示与每个链路相应的道路的宽度的信息。根据本实施例的配备有轨迹信息生成装置10的车辆包括用户I/F单元40、车速传感器41、陀螺仪传感器42以及GPS接收单元43。此外，导航程序21包括自主导航轨迹获取单元21a、匹配轨迹获取单元21b、GPS轨迹获取单元21c以及自主导航信息校正单元 21d。导航程序21协同车速传感器41、陀螺仪传感器42以及GPS接收单元43，来执行基于多个片段的自主导航信息生成高精确度的自主导航轨迹的功能。车速传感器41输出与为车辆配备的车轮的转速相应的信号。陀螺仪传感器42输出与施加在车辆上的角速度相应的信号。自主导航轨迹获取单元21a为使得控制单元20 实施获取由多个时序片段的自主导航信息所表示的自主导航轨迹(即车辆的轨迹)的功能的�？�。也就是说，控制单元20对自主导航轨迹获取单元21a进行操作，以经由接口(未示出)获取车速传感器41与陀螺仪传感器42的输出信号作为自主导航信息。此处，在自主导航轨迹获取单元21a的操作中，仅需要获取自主导航轨迹，例如仅需要以这种方式(即，获取为车辆配备的传感器的时序输出信号)间接地获取车辆的时序位置和方向，以检测车辆的行为，从而确定相对位置和方向相对于参考量的偏移。被检测的车辆的行为可为车辆的多种物理量。例如，可想到为车辆配备获取车速、加速度、角速度等的传感器，并且从传感器所输出的信号获取自主导航轨迹。控制单元20基于车速传感器41的输出信号来确定车辆从参考位置起的位置偏移以确定车辆的当前位置，并基于陀螺仪传感器42的输出信号来确定车辆从参考方向起的方向偏移以确定车辆的当前方向。要注意，在本说明书中，将基于车速传感器41的输出信号而确定的车辆位置称为自主导航位置，并将基于陀螺仪传感器42的输出信号而确定的车辆方向称为自主导航方向。要注意，上述参考位置和参考方向仅需要是在预定时间处确定的车辆位置和车辆方向(行驶方向)，例如可为在预定时间处由GPS信息(在下文中将描述)所确定的车辆位置和车辆方向。此外，控制单元20确定多个时间点处的自主导航位置和自主导航方向，以确定表示时序自主导航位置和时序自主导航方向的多个信息片段，接着获取所确定的多个信息片段作为自主导航轨迹。匹配轨迹获取单元21b为使得控制单元20实施如下功能的模块也就是说，执行地图匹配处理，在该处理中将由地图信息30a所表示的形状与自主导航轨迹最一致的道路假定为车辆在其上方行驶的道路；接着获取通过地图匹配处理所确定的匹配轨迹(即车辆的时序轨迹)。也就是说，控制单元20查阅地图信息30a，以对照(against)自主导航轨迹来检查在车辆周边存在的道路的形状。控制单元20确定在道路形状与自主导航轨迹之间具有最高一致度的道路，接着将所确定的道路假定为车辆在其上方行驶的道路，从而将所估测为该道路上的车辆的位置和方向的位置和方向确定为车辆的位置和方向。要注意，在本说明书中，将通过上述地图匹配处理所确定的车辆的位置称为匹配位置，并将通过地图匹配处理所确定的车辆方向称为匹配方向。此外，控制单元20确定多个时间点处的匹配位置和匹配方向，以确定表示时序匹配位置和匹配方向的多个信息片段，接着获取所确定的多个信息片段作为匹配轨迹。仅需要使匹配轨迹获取单元21b能够执行上述地图匹配处理。也就是说，仅需要使匹配轨迹获取单元21b能够通过在多个时间点处执行确定道路上的车辆的位置和方向的处理来获取匹配轨迹，其中该道路通过地图匹配处理被确定为车辆在其上方行驶的道路。此处，由于有地图信息，所以可在由纬度和经度等组成的指定坐标系统内确定实际存在的道路上的位置。因此，当将匹配轨迹被用作校正目标时，车辆的位置和方向(即，仅基于自主导航信息被确定为实际不存在的位置与实际不存在的方向)可被校正为实际存在的位置与实际存在的方向。要注意，匹配轨迹的可信度仅需要表示由匹配轨迹所表示的信息的可信度(如车辆的位置和方向)，例如，可基于通过地图匹配处理所确定的道路的形状 (路宽等)、在执行地图匹配处理的处理中的车辆状态等来确定匹配轨迹的可信度。控制单元20在用户I/F单元40上显示匹配位置、匹配方向以及匹配轨迹。也就是说，用户I/F单元40为使用户输入指令或向用户提供各信息片段的接口单元。用户I/F 单元40具有显示单元、按钮、扬声器等(未示出)。在本实施例中，控制单元20在用户I/F 单元40的显示单元上显示地图，并在地图上显示表示匹配位置、匹配方向以及匹配轨迹的图标。因此，控制单元20生成表示地图和图标(表示匹配位置、匹配方向以及匹配轨迹) 的图像数据，并向用户I/F单元40输出图像数据。用户I/F单元40基于图像数据在显示单元上显示地图和表示匹配位置、匹配方向以及匹配轨迹的图标。要注意，控制单元20对匹配轨迹获取单元21b进行操作，以确定通过地图匹配处理所确定的匹配位置和匹配方向的每一项的可信度。在本实施例中，控制单元20基于假定车辆在其上方行驶的道路的宽度来确定通过地图匹配处理所确定的匹配位置的可信度，并基于在执行地图匹配处理的处理中的车辆方向的变化来确定匹配方向的可信度。GPS轨迹获取单元21c为使得控制单元20实施获取由多个时序片段的GPS信息所表示的GPS轨迹(即车辆的轨迹)的功能的�？�。也就是说，控制单元20对GPS轨迹获取单元21c进行操作以使得GPS接收单元43获取用于计算车辆的当前位置和当前方向的GPS 信息，从而基于GPS信息确定车辆的位置和方向。要注意，在本说明书中，将基于GPS信息所确定的车辆的位置称为GPS位置，并将基于GPS信息所确定的车辆的方向称为GPS方向。 控制单元20还确定多个时间点处的GPS位置和GPS方向，以确定表示时序GPS位置和时序 GPS方向的多个信息片段，接着获取所确定的多个信息片段作为GPS轨迹。要注意，本实施例中的GPS信息包括表示GPS信息的精确度的GPS精确度信息。仅需要使GPS轨迹获取单元21c能够基于时序GPS信息获取GPS轨迹。因而，仅需要GPS轨迹获取单元21c能够从GPS卫星获取信号，接着基于所获取的信号来确定车辆在指定坐标系统中的当前位置和当前方向。要注意，指定坐标系统可为由纬度和经度组成的坐标系统，由纬度、经度以及海拔组成的坐标系统等。在本实施例中，GPS精确度信息由与GPS信息一起所获取的指标以及基于车辆状态所获取的指标组成。也就是说，由于GPS卫星与车辆之间的相对关系以及通信环境(多路径的程度(degree)等)的影响，GPS信息的精确度降低。GPS信息包括表示精确度降低的指标(精度衰减因子(DOP)，如水平精度衰减因子(HDOP)，以及放置在能够进行高精确度定位的状态或位置的卫星的数量等)。在本实施例中，控制单元20对GPS轨迹获取单元21c 进行操作，以获取包括在GPS信息中与GPS信息一起的GPS精确度信息。此外，GPS信息的精确度依赖于车辆的状态，从而在本实施例中，控制单元20还获取表示GPS信息的精确度由于车辆状态而降低的程度的指标。具体地，控制单元20对GPS 轨迹获取单元21c进行操作，以获取车速传感器41的输出信息和陀螺仪传感器42的输出信息，接着获取一个指标作为GPS精确度信息，使得GPS信息的精确度随着车速的降低而降低，以及GPS信息的精确度随着在预定时间周期期间沿车辆方向的最大变化的增加而降低。要注意，在本实施例中，确定GPS位置和GPS方向的每一项的GPS精确度信息，并基于包括在GPS信息中的精确度指标来确定GPS位置的精确度。此外，基于包括在GPS信息中的精确度指标和GPS信息的精确度由于车辆状态而降低的程度，来确定GPS方向(在下文中将描述的GPS卫星方向)的精确度。要注意，在本实施例中，GPS精确度信息被标准化， 使得对于GPS位置和GPS方向的每一项而言，最高精确度为100，最低精确度为0。如上文所述，本实施例被配置为使得在对照匹配轨迹检查自主导航轨迹时获取匹配位置和匹配方向，以在用户I/F单元40上显示匹配位置、匹配方向以及匹配轨迹。此外， 在本实施例中，考虑到自主导航轨迹、匹配轨迹以及GPS轨迹的各自特性，利用匹配轨迹或 GPS轨迹来校正自主导航轨迹。在用户I/F单元40上显示的匹配位置和匹配方向为通过对照道路形状检查自主导航轨迹而确定的位置和方向。因此，当自主导航轨迹不精确时，匹配位置和匹配方向也不精确。具体地，在自主导航中，基于车速传感器41的输出信息来确定车辆从参考位置起的位置偏移以确定自主导航位置，以及基于陀螺仪传感器42的输出信息来确定车辆从参考方向起的方向偏移以确定自主导航方向。也就是说，自主导航为间接确定由纬度、经度等组成的指定坐标系统内的车辆的位置和方向的导航，从而自主导航不能直接获取指定坐标系统中的位置。因而，当自主导航位置的参考位置和自主导航方向的参考方向不精确时，自主导航轨迹的位置和方向也不精确，从而与真实位置和真实方向完全不同的位置和方向可能被检测作为匹配位置和匹配方向。此外，自主导航信息包括由于车辆的行为等造成的误差。 车速传感器41的输出信息的误差和陀螺仪传感器42的输出信息的误差随着时间进行累积，从而自主导航位置和自主导航方向的精确度随着时间而降低。同样在这种情况下，与真实位置和真实方向完全不同的位置和方向可能被检测作为匹配位置和匹配方向。另一方面，GPS信息直接表示由纬度、经度等组成的指定坐标系统内的位置和方向。因而，即使GPS信息可能包含误差，GPS信息的纬度和经度在误差范围内也是可信的。 因此，与真实位置和真实方向完全不同的位置和方向就不会被检测作为GPS信息。当校正自主导航信息以减小自主导航轨迹与GPS轨迹之间的差异时，能够避免由自主导航信息所表示的位置和方向与真实位置和真实方向完全不同的情况。此外，GPS信息直接表示指定坐标系统内的位置和方向；然而，GPS信息不仅依赖于车辆与GPS卫星之间的关系，还受到多路径等的影响，从而GPS信息与自主导航信息相比在误差规律性上较差并且可能会急剧变化。然而，尽管将一个抽样GPS信息设定为校正目标的可信度较低，但是当综合考虑多个片段的GPS信息时，能够随着总频率的增加统计地增加位置和方向的可信度。当将时序自主导航轨迹与时序GPS轨迹相比较并校正自主导航信息以减小自主导航轨迹与GPS轨迹之间的差异时，能够减小自主导航轨迹的累积误差， 并能够抑制累积误差随着时间而增加。此外，包括在地图信息30a中的节点数据、形状插补点数据等以纬度和经度等表示在实际存在的道路上的位置，从而匹配位置和匹配方向可为道路上的实际位置和实际方向。因而，当校正自主导航信息以减小自主导航轨迹与匹配轨迹之间的差异时，由自主导航信息所表示的位置和方向可被校正为至少一个实际存在的位置和实际存在的方向。根据轨迹的这种特性，在本实施例中，控制单元20对自主导航信息校正单元21d 进行操作以将GPS轨迹和匹配轨迹具有较高可信度的一项设定为校正目标轨迹，接着校正自主导航信息，从而减小自主导航轨迹与校正目标轨迹之间的差异。也就是说，GPS轨�：推ヅ涔旒Ｖ苯颖硎局付ㄗ晗低衬诘奈恢煤头较颍佣鳪PS轨�：推ヅ涔旒？晌糜谛Ｕ浣颖硎疚恢煤头较虻淖灾鞯己焦旒５牟慰剂�。GPS轨�：推ヅ涔旒＞哂薪细呖尚哦鹊囊幌畋谎≡褡魑灾鞯己叫畔⒌男Ｕ慰剂�。通过这样做，能够参照在车辆中获得的多个信息片段中具有较高可信度的信息来校正自主导航轨迹。这样，能够有效地提高自主导航轨迹的精确度。要注意，在本实施例中，匹配轨迹获取单元21b被操作以获取匹配轨迹的可信度，以及自主导航信息校正单元21d被操作以获取GPS轨迹的可信度。将在下文中描述这些可信度的细节。自主导航信息仅需要被校正以减小自主导航轨迹与校正目标轨迹之间的差异。在本实施例中，控制单元20使自主导航轨迹进行旋转和平移以获得自主导航轨迹与校正目标轨迹之间的最高一致度，基于被旋转和被平移的轨迹来设定自主导航信息的校正目标，接着校正自主导航信息以减小与校正目标的差异。要注意，当校正目标轨迹为匹配轨迹时， 通过上述旋转和平移来设定的校正目标实质上与匹配位置和匹配方向相同。也就是说，当校正目标轨迹为匹配轨迹时，校正目标的位置为匹配位置，校正目标的方向为匹配方向。当校正目标轨迹为GPS轨迹时，使自主导航轨迹进行旋转和平移以获得自主导航轨迹与GPS轨迹之间的最高一致度。也就是说，在自主导航轨迹的形状保持GPS位置和GPS 方向的状态下，控制单元20将通过使自主导航轨迹进行旋转和平移而获得的多个自主导航位置和多个自主导航方向进行比较，接着将多个位置与多个方向之间的差为最小的状态假定为一致度最高的状态。这样，确定了自主导航轨迹相比于GPS轨迹的旋转角和平移量， 控制单元20将通过将旋转角加入到当前自主导航方向并将平移量加入到当前自主导航位置所获得的结果假定为校正目标。控制单元20对自主导航信息校正单元21d进行操作，以校正车速传感器41的输出信息和陀螺仪传感器42的输出信息，使得自主导航位置和自主导航方向接近如上文所确定的校正目标。此处，仅需要将基于车速传感器41的输出信息和陀螺仪传感器42的输出信息而确定的自主导航位置和自主导航方向进行校正，当然，也可替代为校正参考位置和参考方向。要注意，在本实施例中，自主导航信息校正单元21d对自主导航位置和自主导航方向进行反复校正，以接近校正目标，自主导航信息校正单元21d被配置为使得在每次校正时自主导航位置和自主导航方向与校正目标不一致。也就是说，当用于校正自主导航位置和自主导航方向以与校正目标一致的校正量为第一校正量时，控制单元20被配置为利用小于第一校正量的第二校正量来校正自主导航信息。如上文所述，一旦自主导航轨迹被错误地校正，则难以重新校正自主导航位置和/ 或自主导航方向。在本实施例中，小于第一校正量的第二校正量被用于校正自主导航信息， 从而即使执行了错误的校正也能抑制校正的影响。因而，能够容易地提高自主导航轨迹的精确性。要注意，第二校正量小于第一校正量，仅需要将第二校正量设定为达到第一校正量所达到的校正的一部分。(2)轨迹信息生成处理将描述通过导航程序21所实施的轨迹信息生成处理。以预定时间周期的间隔执行通过导航程序21所实施的轨迹信息生成处理，以及在执行上述轨迹信息生成处理的处理中执行用于提高自主导航轨迹的精确度的自主导航信息校正处理。图2A和图2B为示出自主导航信息校正处理的流程图。另一方面，在预定时间周期，控制单元20对匹配轨迹获取单元21b进行操作，同时进行自主导航信息校正处理。此处，将首先描述地图匹配处理。(2-1)地图匹配处理在地图匹配处理中，控制单元20对匹配轨迹获取单元21b进行操作以获取地图信息30a和自主导航轨迹，并对照自主导航轨迹来检查地图信息30a。也就是说，控制单元20 对自主导航信息校正单元21d进行操作以获取车速传感器41的输出信息和陀螺仪传感器 42的输出信息，并在最后一次获取这些输出信息片段之后确定车辆的位置和方向的偏移。 控制单元20基于从参考位置起的累积位置偏移和从参考方向起的累积方向偏移来确定自主导航位置和自主导航方向，并将在预定时间周期内确定的时序自主导航位置和时序自主导航方向设定为自主导航轨迹。要注意，参考位置和参考方向可随着时间来更新；然而，参考位置的初始值和参考方向的初始值基于GPS信息等来确定。
此外，控制单元20查阅地图信息30a以获取链路数据、节点数据以及形状插补点数据，其中所述链路数据、节点数据以及形状插补点数据表示自主导航位置周边的预定范围内存在的道路的形状。控制单元20对照从地图信息30a获取的多个数据片段检查自主导航轨迹，以确定形状与自主导航轨迹最一致的道路。之后，控制单元20对匹配轨迹获取单元21b进行操作以获取匹配轨迹。也就是说，控制单元20将形状与自主导航轨迹最一致的道路假定为车辆在其上方行驶的道路，接着将自主导航轨迹进行旋转和平移使得道路(假定为车辆在其上方行驶的道路)的形状与自主导航轨迹最一致。控制单元20将与被旋转且被平移的自主导航轨迹中的最新自主导航位置相应的位置设定为匹配位置，并将车辆在道路上的匹配位置处的行驶方向设定为匹配方向。此外，控制单元20获取在预定时间周期内确定的时序匹配位置和时序匹配方向作为匹配轨迹。此外，控制单元20获取匹配轨迹的可信度。在本实施例中，通过不同的技术获取匹配位置的可信度和匹配方向的可信度。也就是说，控制单元20基于假定车辆在连续道路上行驶的距离与假定车辆在其上方行驶的该道路的宽度来设定匹配位置的可信度。在本实施例中，如下文的表1所示，以五个级别来限定匹配位置的精确度。也就是说，当假定车辆在连续道路上行驶的距离(匹配连续距离)小于或等于预定距离Ts (m)时，控制单元20将匹配位置的可信度设定为1。当匹配连续距离大于预定距离Ts时，控制单元20将匹配位置的可信度设定为1-5的某一级。为了当匹配连续距离大于预定距离Ts时更详细地设定匹配位置的可信度，控制单元20查阅地图信息30a的链路数据以确定道路(假定为车辆在其上方行驶的道路)的宽度。当道路宽度小于或等于预定阈值T4时控制单元20将匹配位置的可信度设定为5，并当道路宽度大于预定阈值T4并小于或等于预定阈值T3时将匹配位置的可信度设定为4。此外，当道路宽度大于预定阈值T3并小于或等于预定阈值T2时控制单元20将匹配位置的可信度设定为3，并当道路宽度大于预定阈值T2并小于或等于预定阈值 Tl时将匹配位置的可信度设定为2。当道路宽度大于预定阈值Tl时，控制单元20将匹配位置的可信度设定为1。也就是说，控制单元20随着道路(假定为车辆在其上方行驶的道路)的宽度减小而增加匹配位置的可信度。表 权利要求
1.一种轨迹信息生成装置，包括自主导航轨迹获取单元，获取自主导航轨迹，其中所述自主导航轨迹是由多个时序片段的自主导航信息所表示的车辆的轨迹；匹配轨迹获取单元，获取匹配轨迹，并获取所述匹配轨迹的可信度，其中所述匹配轨迹是由通过地图匹配处理所确定的多个时序片段的信息所表示的所述车辆的轨迹，在该地图匹配处理中将由地图信息所表示的形状与所述自主导航轨迹最一致的道路确定为所述车辆行驶的道路；GPS轨迹获取单元，获取GPS轨迹，其中所述GPS轨迹是由多个时序片段的GPS信息所表示的所述车辆的轨迹；自主导航信息校正单元，获取所述GPS轨迹的可信度，并将所述GPS轨�：退銎ヅ涔旒Ｖ芯哂薪细呖尚哦鹊囊桓錾瓒ㄎＵ勘旯旒＃孕Ｕ鲎灾鞯己叫畔ⅲ佣跣∷鲎灾鞯己焦旒Ｓ胨鲂Ｕ勘旯旒Ｖ涞牟钜�。
2.根据权利要求1所述的轨迹信息生成装置，其中所述自主导航信息校正单元将所述自主导航轨迹与所述GPS轨迹进行比较，来获取所述GPS轨迹的可信度。
3.根据权利要求2所述的轨迹信息生成装置，其中所述自主导航信息校正单元随着所述自主导航轨迹的形状与所述GPS轨迹的形状之间的一致度的增加，而增加所述GPS轨迹的可信度。
4.根据权利要求1所述的轨迹信息生成装置，其中所述车辆的分别由所述自主导航轨迹、所述匹配轨迹以及所述GPS轨迹所表示的多个轨迹的每一个包括所述车辆的方向和位置；所述自主导航信息校正单元确定所述车辆的方向和位置的每一项的校正目标轨迹；所述自主导航信息校正单元校正由所述自主导航信息所表示的所述车辆的方向，以减小由所述自主导航轨迹所表示的所述车辆的方向与由为所述车辆的方向而确定的所述校正目标轨迹所表示的所述车辆的方向之间的差异；所述自主导航信息校正单元校正由所述自主导航信息所表示的所述车辆的位置，以减小由所述自主导航轨迹所表示的所述车辆的位置与由为所述车辆的位置而确定的所述校正目标轨迹所表示的所述车辆的位置之间的差异。
5.根据权利要求4所述的轨迹信息生成装置，其中所述自主导航信息校正单元随着由多个时间点处的多个片段的所述自主导航信息所表示的所述车辆的多个方向与由多个时间点处的多个片段的所述GPS信息所表示的所述车辆的多个方向之间的多个方向差的频率分布的总频率的增加、一定模式的所述频率分布的频率的增加、以及所述模式的所述频率分布的离散性的减�。黾佑伤鯣PS轨迹所表示的所述车辆的方向的可信度；以及所述自主导航信息校正单元随着由多个时间点处的多个片段的所述自主导航信息所表示的所述车辆的多个位置与由多个时间点处的多个片段的所述GPS信息所表示的所述车辆的多个位置之间的多个位置差的频率分布的总频率的增加、一定模式的所述频率分布的频率的增加、以及所述模式的所述频率分布的离散性的减小，而增加由所述GPS轨迹所表示的所述车辆的位置的可信度。
6.根据权利要求1所述的轨迹信息生成装置，其中所述匹配轨迹获取单元随着被确定为所述车辆行驶的道路的道路宽度的减�。黾佑伤銎ヅ涔旒Ｋ硎镜奈恢玫目尚哦�。
7.根据权利要求1所述的轨迹信息生成装置，其中所述匹配轨迹获取单元随着在执行所述地图匹配处理的过程中所述车辆的方向的变化减�。黾佑伤銎ヅ涔旒Ｋ硎镜姆较虻目尚哦取�
8.—种轨迹信息生成装置，包括自主导航轨迹获取单元，获取自主导航轨迹，其中所述自主导航轨迹是由多个时序片段的自主导航信息所表示的车辆的轨迹；匹配轨迹获取单元，获取匹配轨迹，其中所述匹配轨迹是由通过地图匹配处理所确定的多个时序片段的信息所表示的所述车辆的轨迹，在该地图匹配处理中将由地图信息所表示的形状与所述自主导航轨迹最一致的道路确定为所述车辆行驶的道路；GPS轨迹获取单元，获取GPS轨迹，其中所述GPS轨迹是由多个时序片段的GPS信息所表示的所述车辆的轨迹；自主导航信息校正单元，获取所述GPS轨迹的可信度，当所述GPS轨迹的可信度超过预定参考值时将所述GPS轨迹设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异，以及当所述GPS轨迹的可信度低于所述预定参考值时将所述匹配轨迹设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异。
9.根据权利要求8所述的轨迹信息生成装置，其中所述自主导航信息校正单元将所述自主导航轨迹与所述GPS轨迹进行比较，来获取所述GPS轨迹的可信度。
10.根据权利要求9所述的轨迹信息生成装置，其中所述自主导航信息校正单元随着所述自主导航轨迹的形状与所述GPS轨迹的形状之间的一致度的增加，而增加所述GPS轨迹的可信度。
11.根据权利要求8所述的轨迹信息生成装置，其中所述车辆的分别由所述自主导航轨迹、所述匹配轨迹以及所述GPS轨迹所表示的多个轨迹的每一个包括所述车辆的方向和位置；所述自主导航信息校正单元确定所述车辆的方向和位置的每一项的校正目标轨迹；所述自主导航信息校正单元校正由所述自主导航信息所表示的所述车辆的方向，以减小由所述自主导航轨迹所表示的所述车辆的方向与由为所述车辆的方向而确定的所述校正目标轨迹所表示的所述车辆的方向之间的差异；所述自主导航信息校正单元校正由所述自主导航信息所表示的所述车辆的位置，以减小由所述自主导航轨迹所表示的所述车辆的位置与由为所述车辆的位置而确定的所述校正目标轨迹所表示的所述车辆的位置之间的差异。
12.根据权利要求11所述的轨迹信息生成装置，其中所述自主导航信息校正单元随着由多个时间点处的多个片段的所述自主导航信息所表示的所述车辆的多个方向与由多个时间点处的多个片段的GPS信息所表示的所述车辆的多个方向之间的多个方向差的频率分布的总频率的增加、一定模式的所述频率分布的频率的增加、以及所述模式的所述频率分布的离散性的减�。黾佑伤鯣PS轨迹所表示的所述车辆的方向的可信度；以及所述自主导航信息校正单元随着由多个时间点处的多个片段的所述自主导航信息所表示的所述车辆的多个位置与由多个时间点处的多个片段的GPS信息所表示的所述车辆的多个位置之间的多个位置差的频率分布的总频率的增加、一定模式的所述频率分布的频率的增加、以及所述模式的所述频率分布的离散性的减�。黾佑伤鯣PS轨迹所表示的所述车辆的位置的可信度。
13.根据权利要求8所述的轨迹信息生成装置，其中所述匹配轨迹获取单元随着被确定为所述车辆行驶的道路的道路宽度的减�。黾佑伤銎ヅ涔旒Ｋ硎镜奈恢玫目尚哦�。
14.根据权利要求8所述的轨迹信息生成装置，其中所述匹配轨迹获取单元随着在执行所述地图匹配处理的过程中所述车辆的方向的变化减�。黾佑伤銎ヅ涔旒Ｋ硎镜姆较虻目尚哦�。
15.一种轨迹信息生成方法，包括获取自主导航轨迹，其中所述自主导航轨迹是由多个时序片段的自主导航信息所表示的车辆的轨迹；获取匹配轨迹，其中所述匹配轨迹是由通过地图匹配处理所确定的多个时序片段的信息所表示的所述车辆的轨迹，在该地图匹配处理中将由地图信息所表示的形状与所述自主导航轨迹最一致的道路确定为所述车辆行驶的道路；获取所述匹配轨迹的可信度；获取GPS轨迹，其中所述GPS轨迹是由多个时序片段的GPS信息所表示的所述车辆的轨迹；获取所述GPS轨迹的可信度；以及将所述GPS轨�：退銎ヅ涔旒Ｖ芯哂薪细呖尚哦鹊囊桓錾瓒ㄎＵ勘旯旒＃孕Ｕ鲎灾鞯己叫畔ⅲ佣跣∷鲎灾鞯己焦旒Ｓ胨鲂Ｕ勘旯旒Ｖ涞牟钜�。
16.根据权利要求15所述的方法，其中通过将所述自主导航轨迹与所述GPS轨迹进行比较，来获取所述GPS轨迹的可信度。
17.—种轨迹信息生成方法，包括获取自主导航轨迹，其中所述自主导航轨迹是由多个时序片段的自主导航信息所表示的车辆的轨迹；获取匹配轨迹，其中所述匹配轨迹是通过地图匹配处理所确定的多个时序片段的信息所表示的所述车辆的轨迹，在该地图匹配处理中将由地图信息所表示的形状与所述自主导航轨迹最一致的道路确定为所述车辆行驶的道路；获取GPS轨迹，其中所述GPS轨迹是由多个时序片段的GPS信息所表示的所述车辆的轨迹；获取所述GPS轨迹的可信度；当所述GPS轨迹的可信度超过预定参考值时，将所述GPS轨迹设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异；当所述GPS轨迹的可信度低于所述预定参考值时，将所述匹配轨迹设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异
18.根据权利要求17所述的轨迹信息生成方法，其中通过将所述自主导航轨迹与所述GPS轨迹进行比较，来获取所述GPS轨迹的可信度。
19.一种计算机可读存储介质，存储用于执行轨迹信息生成方法的计算机可执行指令， 其中该方法包括获取自主导航轨迹，其中所述自主导航轨迹是由多个时序片段的自主导航信息所表示的车辆的轨迹；获取匹配轨迹，其中所述匹配轨迹是由通过地图匹配处理所确定的多个时序片段的信息所表示的所述车辆的轨迹，在该地图匹配处理中将由地图信息所表示的形状与所述自主导航轨迹最一致的道路确定为所述车辆行驶的道路； 获取所述匹配轨迹的可信度；获取GPS轨迹，其中所述GPS轨迹是由多个时序片段的GPS信息所表示的所述车辆的轨迹；将所述自主导航轨迹与所述GPS轨迹进行比较，以获取所述GPS轨迹的可信度；以及将所述GPS轨迹和所述匹配轨迹中具有较高可信度的一个设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异。
20.一种计算机可读存储介质，存储用于执行轨迹信息生成方法的计算机可执行指令， 其中该方法包括获取自主导航轨迹，其中所述自主导航轨迹是由多个时序片段的自主导航信息所表示的车辆的轨迹；获取匹配轨迹，其中所述匹配轨迹是通过地图匹配处理所确定的多个时序片段的信息所表示的所述车辆的轨迹，在该地图匹配处理中将由地图信息所表示的形状与所述自主导航轨迹最一致的道路确定为所述车辆行驶的道路；获取GPS轨迹，其中所述GPS轨迹是由多个时序片段的GPS信息所表示的所述车辆的轨迹；获取所述GPS轨迹的可信度；当所述GPS轨迹的可信度超过预定参考值时，将所述GPS轨迹设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异；当所述GPS轨迹的可信度低于所述预定参考值时，将所述匹配轨迹设定为校正目标轨迹，以校正所述自主导航信息，从而减小所述自主导航轨迹与所述校正目标轨迹之间的差异。
全文摘要
轨迹信息生成装置包括自主导航轨迹获取单元，获取自主导航轨迹，自主导航轨迹是多个时序片段的自主导航信息表示的车辆的轨迹；匹配轨迹获取单元，获取匹配轨迹，并获取匹配轨迹的可信度，匹配轨迹是通过地图匹配处理确定的多个时序片段的信息表示的车辆的轨迹，在地图匹配处理中将地图信息表示的形状与自主导航轨迹最一致的道路确定为车辆行驶的道路；GPS轨迹获取单元，获取GPS轨迹，GPS轨迹是多个时序片段的GPS信息表示的车辆的轨迹；自主导航信息校正单元，获取GPS轨迹的可信度，并将GPS轨�：推ヅ涔旒Ｖ芯哂薪细呖尚哦鹊囊桓錾瓒ㄎＵ勘旯旒＃孕Ｕ灾鞯己叫畔ⅲ佣跣∽灾鞯己焦旒Ｓ胄Ｕ勘旯旒＜涞牟钜�。
文档编号G01S19/49GK102298152SQ201110157730
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月2日 优先权日2010年6月23日
发明者大桥裕介, 安藤洋平, 榊大介 申请人:爱信艾达株式会社
专业数控铣床产品供应商
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