JP3173951B2 - ナビゲーション装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動距離検出手段と回
転角検出手段とＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・
システム：人工衛星を利用する位置測定システム）受信
機によって得られる車両の位置を用いて車両の現在位置
を推定し、その位置、方位及び周囲の地図情報などを表
示するナビゲーション装置、特に車両の現在位置を精度
良く推定するために単位時間あたりの移動距離または旋
回角度を調整するナビゲーション装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来あらかじめ定められた経路にしたが
って目的地まで案内する車両ナビゲーション装置とし
て、モニターテレビ画面上のコースを明示した地図上に
自車の位置を表示するものがある。このようなナビゲー
ション装置に関して、車軸パルスとジャイロとＧＰＳ受
信機を用いて、車両の現在位置を推定する方式のものが
ある。

【０００３】かかる方式のナビゲーション装置の従来例
としては、例えば図３に示すようなものがある。図３は
従来の車軸パルス、ジャイロ、ＧＰＳ受信機によって算
出される車両の単位時間あたりの移動距離と旋回角度と
絶対位置を用いて、車両の現在位置を推定するナビゲー
ション装置の構成を示すものである。図３において、符
号１は車両の位置を検出するＧＰＳ受信機、２は単位時
間あたりの移動距離を検出する車軸パルスなどの移動距
離算出手段、３は単位時間あたりの旋回角度を検出する
ジャイロなどの回転角検出手段、４は道路の位置、方
位、距離などのデータを持つ地図データ、５は移動距離
検出手段と回転角検出手段とＧＰＳ受信機によって得ら
れた移動距離、旋回角度、絶対位置などのデータと、地
図データから得られた道路の距離、方位、位置などのデ
ータを基に車両の現在位置を推定する現在位置推定手
段、６は推定された現在位置とそれに対応する周囲の道
路地図を描画する描画手段である。

【０００４】次に上記従来例の動作について説明する。
図３において、ＧＰＳ衛星を複数個測位することが可能
な場合は、ＧＰＳ受信機１によって、各衛星の位置から
車両の位置が算出される。一方、移動距離検出手段２に
よって単位時間あたりの車両の移動距離が常時検出さ
れ、回転角検出手段３によって単位時間あたりの車両の
旋回角度が常時検出される。これら三つの要素、すなわ
ち、位置、移動距離、旋回角度は、現在位置推定手段５
に通知される。現在位置推定手段５は、単位時間あたり
の移動距離、旋回角度を用いて、前回の車両位置を修正
し、車両が存在すると推定される領域内の道路データを
地図データ４から読み、車両の位置と道路の位置、およ
び車両の進行方位と道路の方位の関係から、車両が存在
している確率が最も高い道路を検索し、車両の現在位置
を推定する。さらに、現在位置推定手段５は、前記動作
によって得た車両の現在推定位置と、ＧＰＳ受信機１に
よって得られた車両の位置とを比較し、推定された現在
位置が正しいかどうかの判断を行なう。描画手段６は推
定された車両の現在位置とそれに対応する周囲の道路地
図を描画する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のナビゲーション装置にあっては、ナビゲーシ
ョン装置が搭載される車両を替えたり、車両のタイヤが
摩耗したり、道路面の状況が悪いといったような場合、
検出した移動距離に誤差が発生する。また、回転角検出
手段にオフセットが発生する場合、検出した旋回角度に
誤差が発生する。このため、車両の位置を精度良く推定
できないという問題があった。

【０００６】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、ＧＰＳ受信機によって得られた車両の位置
と現在位置推定手段によって得られた車両の位置から単
位時間あたりの移動距離、旋回角度を調整することによ
って、車両の位置を精度良く推定するナビゲーション装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ＧＰＳ受信機と、移動距離検出手段と、回
転角検出手段と、地図データと、現在位置推定手段と、
描画手段とを有するナビゲーション装置に、推定した車
両の現在推定位置とＧＰＳを測位することによって得ら
れた車両の現在位置との間の距離および相対方位（すな
わち、誤差ベクトル）を算出する誤差ベクトル算出手段
と、この誤差ベクトルによって単位時間あたりの移動距
離と旋回角度で表される移動ベクトルを調整する移動ベ
クトル調整手段を備え、移動ベクトル調整手段は、誤差
ベクトルを一定割合縮小して移動ベクトルに加算し、現
在の車両位置を決定することを特徴とするナビゲーショ
ン装置とした。

【０００８】

【作用】したがって、本発明によれば、車両を替えた
り、車両のタイヤが摩耗したり、道路面の状況が悪いと
いったような場合に、または回転角検出手段にオフセッ
トが発生するといったような場合に、検出した移動距離
や旋回角度に誤差が発生する場合でも、単位時間あたり
の移動ベクトルを調整することによって、車両の位置を
精度良く推定することができるという効果を有する。

【０００９】

【実施例】図１は本発明によるナビゲーション装置の一
実施例の構成を示すブロック図である。この図におい
て、符号１０１はＧＰＳ電波の受信により車両の位置を
検出するＧＰＳ受信機、１０２は車両の単位時間あたり
の移動距離を検出する移動距離検出手段、１０３は車両
の単位時間あたりの旋回角度を検出する回転角検出手
段、１０４は道路の位置、方位、距離などのデータを持
つ地図データ、１０５は移動距離検出手段１０２、回転
角検出手段１０３、ＧＰＳ受信機１０１によって得られ
た移動距離、方位、位置などのデータと、地図データか
ら得られた道路の距離、方位、位置などのデータを基
に、車両の現在位置を推定する現在位置推定手段、１０
６は推定された現在位置とそれに対応する周囲の道路地
図を描画する描画手段、１０７は推定した車両の現在推
定位置とＧＰＳを測位することによって得られた車両の
現在位置との距離と相対方位を算出する誤差ベクトル算
出手段、１０８はこの誤差ベクトルによって単位時間あ
たりの移動距離と旋回角度で表される移動ベクトルを調
整する移動ベクトル調整手段である。

【００１０】ＧＰＳ受信機１０１は、通常、複数のＧＰ
Ｓ衛星からの電波を受信し、その受信電波によって現在
の自車の位置を測位する。移動距離検出手段１０２は、
例えば車軸に取り付けられたエンコーダ装置等から構成
され、車軸の回転によって発生するパルスなどを用いて
車両の単位時間あたりの移動距離を検出する。回転角検
出手段１０３は、ジャイロ装置、あるいは回転角センサ
などから構成され、検出された回転情報を用いて車両の
単位時間あたりの旋回角度を検出する。地図データ１０
４は、道路の位置、方位、距離などのデータをはじめと
して、道路、行政に関する境界、鉄道、河川等を表示す
るための線データや、海洋、湖沼、公園緑地等を表示す
るための面データ、および地名、施設名等を表示するた
めの文字データから成る。そしてこれらのデータはデジ
タル化されて半導体メモリやＣＤ−ＲＯＭ等の地図デー
タ格納手段に格納される。描画手段１０６は、前記地図
データに基づき推定された現在位置とそれに対応する周
囲の道路地図を描画し、ディスプレイ等の表示画面に表
示する。

【００１１】次に本実施例の動作について説明する。図
１において、ＧＰＳ衛星を複数個測位することが可能な
場合は、ＧＰＳ受信機１０１で各衛星の位置から車両の
位置が算出される。一方、移動距離検出手段１０２によ
って単位時間あたりの移動距離が常時検出され、回転角
検出手段１０３によって単位時間あたりの車両の旋回角
度が常時検出される。これら三つの要素、すなわち位
置、移動距離、旋回角度の各要素は、現在位置推定手段
１０５に通知される。現在位置推定手段１０５は、前回
推定された車両位置を基に、今回検出した移動距離及び
旋回角度を用いて車両の位置を修正する。そして、修正
された車両の位置とＧＰＳを測位することによって得ら
れた車両の現在位置との間の距離および相対方位（これ
は大きさ（長さ）と方向とを有する量であり、「誤差ベ
クトル」と呼ぶ）を誤差ベクトル算出手段１０７によっ
て算出する。この誤差ベクトルの長さが、或るしきい値
を超える場合、移動ベクトル調整手段１０８は、単位時
間あたりの移動距離と旋回角度で表される移動ベクトル
に縮小された誤差ベクトルを加算する。

【００１２】上記誤差ベクトル算出手段１０７による誤
差ベクトルの算出、および移動ベクトル調整手段１０８
による誤差ベクトルの加算処理動作を図２を用いて説明
する。図２は本実施例における車両の現在位置を求める
動作の概念を表す模式図である。図２において、Ａは前
回の誤差算出および微調整処理動作によって得られた車
両位置（これを前回の車両位置とする）、Ｂは現在の車
両推定位置をそれぞれ表す。先に説明したように、現在
位置推定手段１０５は、回転角検出手段１０３および移
動距離検出手段１０２からの検出結果、すなわち今回検
出した移動距離及び旋回角度データを取り込んで前回の
車両位置Ａから現在までの車両の移動量（移動距離と旋
回角度を含んだベクトル量である）を算出し、移動ベク
トルａを得るとともに現在の車両推定位置Ｂを決める。

【００１３】この現在の車両推定位置Ｂが決められる
と、誤差ベクトル算出手段１０７は、ＧＰＳ受信機１０
１からのデータを取り込んでＧＰＳによって測位された
位置Ｃを割り出し、現在の車両推定位置ＢとＧＰＳを測
位することによって得られた車両の位置（以下、「ＧＰ
Ｓ測位位置」という）Ｃとの間の距離ＢＣと相対方位を
算出し誤差ベクトルｂを得る。次に距離誤差算出手段１
０７は、前記のようにして算出された誤差ベクトルｂが
或るしきい値を超えるかどうかを判定し、超える場合は
移動ベクトル調整手段１０８を起動させる。移動ベクト
ル調整手段１０８は、誤差ベクトルｂを一定の割合（た
とえば数十パーセント）だけ縮小し、この縮小された誤
差ベクトルｅを移動ベクトルａに加算して調整された移
動ベクトルｄを求め、最終的な車両位置の修正を行なっ
て現在の車両位置Ｄを決定する。

【００１４】現在位置推定手段１０５は、調整された単
位時間あたりの移動距離、旋回角度を用いて前回の車両
位置を再度修正し、車両が存在すると推定される領域内
の道路データを地図データ１０４から読み、車両の位置
と道路の位置及び車両の進行方位と道路の方位の関係か
ら、車両が存在している確率が最も高い道路を検索し、
車両の現在位置を推定する。さらに、現在位置推定手段
１０５は、前記動作によって得た車両の現在推定位置と
ＧＰＳ受信機１０１によって得られた車両の位置とを比
較し、推定された現在位置が正しいかどうかの判断を行
なう。

【００１５】このように、上記実施例によれば、検出し
た移動距離や旋回角度に誤差が発生する場合でも、単位
時間あたりの移動ベクトルを調整することによって、Ｇ
ＰＳ受信機１０１によって算出された車両の位置に自車
位置を近づけることができるものである。

【００１６】

【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、車両を替えたり、タイヤが摩耗したり、或いは道路
面の状況が悪いといったような場合に、または回転角検
出手段にオフセットが発生するといったような場合に、
検出した移動距離または旋回角度に誤差が発生する場合
でも、単位時間あたりの移動ベクトルを調整することに
よってＧＰＳによって算出された車両の位置に自車位置
を近づけることができるため、車両の位置を精度良く推
定することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における、ＧＰＳを用いたナ
ビゲーション装置の構成を概略的に表すブロック図

【図２】前記実施例における車両の現在位置を求める動
作の概念を表す模式図

【図３】従来のＧＰＳを用いたナビゲーション装置の一
例を表すブロック図

【符号の説明】

１０１ ＧＰＳ受信機 １０２ 移動距離検出手段 １０３ 回転角検出手段 １０４ 地図データ １０５ 現在位置推定手段 １０６ 描画手段 １０７ 誤差ベクトル算出手段 １０８ 移動ベクトル調整手段 Ａ 前回の車両位置 Ｂ 現在の車両推定位置 Ｃ ＧＰＳによって測位された車両位置 Ｄ 現在の車両位置 ａ 移動ベクトル ｂ 誤差ベクトル ｄ 調整された移動ベクトル ｅ 縮小された誤差ベクトル

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の単位時間あたりの移動距離を検出
   する移動距離検出手段と、 車両の単位時間あたりの旋回角度を検出する回転角検出
   手段と、 車両の位置などを検出するＧＰＳ受信機と、 道路の距離、方位、位置などを持つ地図データと、 これらのデータを基に単位時間あたりの移動距離と旋回
   角度で表される移動ベクトルを得て車両の現在位置を推
   定する現在位置推定手段と、 現在の車両推定位置とそれに対応する周囲の道路地図を
   描画する描画手段と、 現在の車両推定位置とＧＰＳで測位された車両の位置と
   の間の距離および相対方位を算出して誤差ベクトルを得
   る誤差ベクトル算出手段と、 この誤差ベクトルに基づき移動ベクトルを調整する移動
   ベクトル調整手段とを備え、 前記移動ベクトル調整手段は、誤差ベクトルを一定割合
   縮小して移動ベクトルに加算し、現在の車両位置を決定
   することを特徴とする ナビゲーション装置。
2. 【請求項２】 誤差ベクトル算出手段は誤差ベクトルが
   或るしきい値を超える場合、現在の車両推定位置を修正
   することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装
   置。