マップマッチングとは?

標準

2014年8月8日


今回はマップマッチングについてご紹介します。

はじめに

例えば、ナビゲーション機能を持ったアプリケーションをGISソフトウェアを使って作成することになった場合、正確な案内ルートの作成や円滑なナビゲーションを行うには、マップマッチングが必要になります。以下、インフォマティクスのGISソフトウェアを例に説明していきます。

図1  GISソフトウェアの画面

マップマッチングとは?

位置情報を取得する方法には、GPSを用いる方法(衛星航法)と、車速・方位・加速度などのセンサーを用いる方法(自律航法)があります。これらの情報を元に算出した位置情報には多少の誤差が含まれており、実際の位置とはズレていることがあります。地図データを用いて、このズレを最適と思われる場所に補正することを「マップマッチング」といいます。

リアルタイムなマップマッチングの実装

例えば、図2にある水色の線を自動車で通行したときに、GPSで測位した位置情報と精度が赤いピンで示すようになったとします。それぞれの測位結果が誤差を含み、水色の線とずれているとします。
図2 自動車のGPS軌跡

図2  自動車のGPS軌跡

目的地までの案内中であれば、マップマッチングをリアルタイムに行うことが必要となり、精度だけでなく処理速度も求められます。一番簡単なのは、「必ず道路上に存在する」という条件のみを考慮し、最寄りの道路リンクやルート検索の結果に寄せる方法です。これなら、簡単な空間処理だけで、すぐに補正できます。

自律航法によって端末がどの方向にどのくらいの速度で動いているかなどが分かれば、道路リンクの向きや道路の種類を考慮して寄せることで、精度をさらに向上させることができるでしょう。
図3 マップマッチングの結果

図3  マップマッチングの結果

マップマッチングの難点

実際には、自分の位置が「必ず道路上に存在する」という仮定が成り立たない場合もあります。自動車で空き地や駐車場内を走行することもありますし、図4に示すように、歩行者が持ち歩く場合もあります。

そういう場合は、「必ず道路上に存在する」という条件でマップマッチングを行うと、かえって正しくない結果になります。状況に応じて、補正する条件や量を細かく判断しなければなりません。

図4 歩行者のGPS軌跡

図4 歩行者のGPS軌跡

マップマッチングは技術とノウハウの結集

様々な状況に応じて高精度のマップマッチングを実現するためのロジック設計・実装は簡単なことではありません。試行錯誤や自動車の走行試験を繰り返しながら、一歩一歩性能を高めていくものだと思います。

現在のカーナビゲーションシステムでは、多くの機種で高精度のマップマッチングが行われていますが、これは各メーカーの技術とノウハウが結集されたものといえるでしょう。