JPH03226623A - Navigation apparatus for vehicle - Google Patents

Navigation apparatus for vehicle

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Publication number
JPH03226623A
JPH03226623A JP2338690A JP2338690A JPH03226623A JP H03226623 A JPH03226623 A JP H03226623A JP 2338690 A JP2338690 A JP 2338690A JP 2338690 A JP2338690 A JP 2338690A JP H03226623 A JPH03226623 A JP H03226623A
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JP
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vehicle
satellite
navigation
current position
map matching
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Application number
JP2338690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshimichi Tokunaga
徳永 利道
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH03226623A publication Critical patent/JPH03226623A/en
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Abstract

PURPOSE:To display the current position of a vehicle stably by displaying the current position after performing map matching based on the absolute positional data by a satellite navigation system when the current position is not displayed within the probability circle. CONSTITUTION:The information of a predetermined area stored in a CD-ROM 1 is output to a CD (compact disk) player 2 and input to a CPU 11 through a decoder 8 and an interface circuit 14. An ON output from an operating switch 3 is, through an encoder 16 and the circuit 14, input to the CPU 11. The CPU 11 executes a predetermined operation in response to the input from the switch 3, so that an image is displayed at 6 through a display control circuit 5. Moreover, in a position recognizing circuit 4, the position of one's own vehicle which is recognized through the presuming navigation method and satellite navigation system is selectively input to the CPU 11 through a switching circuit. If the current position of the vehicle is not displayed within the probability circle, a navigation control unit 10 performs map matching on the basis of the data of the absolute position obtained by the satellite navigation system, and the current position of the vehicle is displayed.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本願発明は、車両用のナピゲー7−Iン装置に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a napi game 7-I device for a vehicle.

(従来技術) 今、例えば自動車を運転しながら成る目的地に向かって
走行している状況を考えてみると、ドライバーは自動車
という外界と孤立した孤独な空間の中で、見知らぬ土地
を地図と道路椋識、それに風景ぐらいを頼りに、ひたす
ら意図する目的地に向かってアクセルを踏んでいる状態
であると言える。つまり、コンビコータ、データ通信が
発達して情報過多とまで言われる今日に到っても自動車
の運転の本質は自動車か発明された当時と殆ど変わって
いない。
(Prior art) For example, if we consider a situation in which a driver is driving a car toward a destination, the driver navigates an unfamiliar land using maps and roads in a lonely space isolated from the outside world. It can be said that I am in a state of simply stepping on the accelerator toward my intended destination, relying only on my senses and the scenery. In other words, even today, when combi coaters and data communications have developed and there is an overabundance of information, the essence of driving a car has hardly changed from when the car was first invented.

このような事情に鑑み、最近になって漸く一般にナビケ
ーンヨンシステムと呼ばれる車両の走行誘導装置の開発
が盛んに行われるようになってきている。
In view of these circumstances, the development of vehicle travel guidance devices generally referred to as navigation systems has recently become active.

該ナビケー/:lン/ステムには、例えば地磁気ベクト
ルの水平成分を検出し、それを方位パラメータとして利
用するもの(以下、地磁気方式という)やヘリウムガス
の慣性を利用したガスレートジャイロを方位センサに使
用して方位を検出するもの(以下、慣性航法方式という
ンなどの所謂、推測航法/ステムのほが、3個又は4個
の円軌道衛星(C,P S航法衛星という)を使用して
地球上の如何なる場所においても正確な自車位置を検出
できるようにしたGPSS方式(グローバル・ポジ/ヨ
ニノグ・/ステム・ウィズサテライト)などの所謂、衛
星航法システムが提案されている。
The navigation system includes, for example, a direction sensor that detects the horizontal component of the geomagnetic vector and uses it as a direction parameter (hereinafter referred to as a geomagnetic method), or a gas rate gyro that uses the inertia of helium gas. The so-called dead reckoning/stem system uses three or four circular orbit satellites (referred to as C and PS navigation satellites) to detect the direction (hereinafter referred to as the inertial navigation method). So-called satellite navigation systems have been proposed, such as the GPSS system (Global Posi/Yoninog/Stem with Satellite), which allows accurate detection of the vehicle's position anywhere on the earth.

ところで、このような車両のナビケ゛−7ヨノ装置では
、コスト上の問題もさることながら先ず誘導精度か高い
ことか最も重要である。そして、該誘導精度を基本的に
決定するのは、上記自車位置認識1段の口車位置検出性
能である。したがってその観、1.)lから占って現在
最も有望視されているのか、上述した2種の航?丈/ス
テムの中でも人工衛星を使用した上記GPS S方式に
よる衛星航法/ステムである。
By the way, in such a navigation system for a vehicle, the most important thing is not only the cost but also the high guidance accuracy. What basically determines the guidance accuracy is the steering wheel position detection performance of the first stage of own vehicle position recognition. Therefore, the view is 1. ) Is the two types of sailing mentioned above currently considered the most promising based on l? This is the satellite navigation/stem based on the above-mentioned GPS S system that uses artificial satellites.

該衛星航法システムの場合、複数(少なくとも3個、好
ましくは4個以上)の衛星からの距離情報と時刻情報と
を各々受信して2次元または3次元での自車の絶対位置
を認識することができるから、特に他の手段による補正
を必要とせず、それ自体として十分に高い自車位置検出
能力(測位誤差±30+e程度)を確保することができ
る利点がある。また、当該車両がフェリーボートなどで
海上移送されたような場合にも改めて口車位置を設定し
直す必要かなくなるので便利である。
In the case of the satellite navigation system, the absolute position of the vehicle in two or three dimensions is recognized by receiving distance information and time information from a plurality of (at least three, preferably four or more) satellites. Therefore, there is an advantage that a sufficiently high self-vehicle position detection ability (positioning error of about ±30+e) can be ensured without particularly requiring correction by other means. Furthermore, even if the vehicle is transported by sea on a ferry boat or the like, there is no need to reset the port position, which is convenient.

ところか、現状では地球を回る円軌道上に打ち上げられ
た航法衛星の数が十分てなく、常に好ましい4個以上の
航法衛星を確保するということは実際上困難であり、ま
た仮に4組以上の航法衛星を&V、保てきるようになっ
たとしても、該衛星は独自に自己の軌道上を回っている
ために、タイミングによっては各衛星間の配列状態か悪
く、何れかの衛星からの信号の受信が不能になって結局
適正な3次元測位が不可能となる事聾も起こり得る。
However, at present, there are not enough navigation satellites launched in circular orbits around the earth, and it is difficult in practice to always secure a desirable number of four or more navigation satellites. Even if navigation satellites can be maintained at &V, since the satellites are orbiting on their own, depending on the timing, the alignment between each satellite may be poor, and the signal from one of the satellites may be lost. Deafness may also occur, where reception becomes impossible and proper three-dimensional positioning becomes impossible.

つまり、上記のような航法衛星には、第9図に示すよう
に1日の内でも測位可能な時間帯(Th)と測位不可能
な時間帯(Th以外)とがある。従って、上記測位不可
能な時間帯にあっては、測位誤差か大きくなり、本来そ
の間の測位データは使用できないことになる。
That is, as shown in FIG. 9, the navigation satellite described above has a time period (Th) in which positioning is possible and a time period (other than Th) in which positioning is not possible. Therefore, during the above-mentioned time period in which positioning is not possible, the positioning error becomes large, and the positioning data during that period cannot be used.

このようなことから、従来は例えば特開昭632652
9号公報に記載の発明に見られるように、衛星を使用し
た3次元測位/ステムと上記方位センサを使用した推測
航法による2次元測位システムとの2つの測位システム
を組み合わせるとともに後者の2次元測位システムに対
してマツプマツチング手段を設け、4個以上の衛星によ
る適正な3次元、1111位か可能な場合には上記3次
元測位/ステムによって現在位置等の正確な航法データ
を検出メモ1ノする一方、衛星位置又は衛星配列か悪く
なるなどして適正な3次元測位か不可能となった時には
推測航、″!l:/ステムによる2次元測位テータに道
路ネットワークデータとの関係による修正をかけて可及
的に正確な口車位置表示データを形成する複合的な/ス
テム構成を採用したものがある。
For this reason, conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 632652
As seen in the invention described in Publication No. 9, two positioning systems are combined: a three-dimensional positioning/stem using a satellite and a two-dimensional positioning system using dead reckoning using the above-mentioned direction sensor, and the latter two-dimensional positioning system is combined. A map matching means is provided for the system, and accurate navigation data such as the current position is detected using the appropriate 3D positioning system using four or more satellites, the 1111th position, or the above 3D positioning/stem when possible. When proper 3D positioning is impossible due to poor satellite position or satellite alignment, dead reckoning is performed, and the 2D positioning data from the ``!l:/ stem is corrected based on the relationship with road network data. Some employ multiple/stem configurations to produce the most accurate port position indication data possible.

(発明が解決しようとする課題) ところが、上記のようなマツプマツチング手段によるマ
ツプマツチングを行っても、上記推測航法システムによ
る現在位置の検出表示には本来ある程度の誤差が生じる
ことは避けることができず、その結果、無理なマツプマ
ツチングを行うケースも生じ、その表示は信頼性に欠け
ることを否めない。
(Problem to be Solved by the Invention) However, even if map matching is performed by the map matching means as described above, it is inevitable that a certain amount of error will occur in the detection and display of the current position by the dead reckoning system. As a result, there are cases where unreasonable map matching is performed, and the resulting display is undeniably unreliable.

しかし、推測航法単独のシステムで考えた場合、その表
示状態(表示座樟)の信頼度(精度)を判定認識するこ
とは不可能である。一方、上記衛星のデータを使用した
3次元測位システムては、その測位誤差の程度を示す測
位誤差係数の検出が可能となっており、そのC測位デー
タの精度判定が可能である。従って、上記のように推測
航法/ステムと衛星航法/ステムとの両者を具備するナ
ビゲー/ヨンシステムでは、上記衛星データの測位誤差
係数のレベル値に基いて定まる精度範囲に応じて衛星デ
ータの使用と推測航法によるマツプマツチングの使用と
を適正に使い分けることにより、安定した現在位置の表
示を行えるようにすることが望まれる。
However, when considering a system using only dead reckoning navigation, it is impossible to judge and recognize the reliability (accuracy) of the display state (display position). On the other hand, in the three-dimensional positioning system using the above satellite data, it is possible to detect a positioning error coefficient indicating the degree of positioning error, and it is possible to judge the accuracy of the C positioning data. Therefore, in a navigation system equipped with both dead reckoning/stem and satellite navigation/stem as described above, satellite data is used according to the accuracy range determined based on the level value of the positioning error coefficient of the satellite data. It is desirable to be able to stably display the current position by appropriately using map matching using dead reckoning navigation.

(課題を解決するための手段) 本願発明は、上記の問題を解決することを目的としてな
されたもので、衛星からの情報に基いて自車の絶対位置
を認識する衛星航法/ステムと、方位および走行距離に
基いて口車の推定位置を求める推測航法/ステムと、上
記推i++航法/ステムに対して実際の通路ネットワー
クデータとの関係でマツチングを取るマノブマ、チンゲ
手段とを備えてなる車両用ナビゲー79ン装置において
、上記衛星航法/ステムにおける測位誤差のレベルを検
出する1lt11位誤差レヘル検出手段と、該測位誤差
レベル検出手段によって検出された測位誤差レベルに応
じて定まる所定半径の確に円内に車両現在位置か表示さ
れているか占かを判定するマ、プマノチング精度判定1
段とを設け、上記確を円内に重両現在位置が表示されて
いない場合には上記衛星航法/ステムによる絶対位置デ
ータに基いてマツプマツチングを行って車両現在位置を
表示するようにしたことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention was made for the purpose of solving the above problems, and includes a satellite navigation/stem that recognizes the absolute position of a vehicle based on information from a satellite, and a direction A vehicle comprising: a dead reckoning navigation/stem for calculating the estimated position of the vehicle based on the distance traveled; and a manobuma means for matching the above-mentioned estimation i++ navigation/stem in relation to actual route network data. In the navigation device for 79, there is a 1lt11 position error detection means for detecting the level of positioning error in the satellite navigation/stem; A machine that determines whether the vehicle's current position is displayed within the circle or whether it is a fortune-telling, Pumanoting accuracy judgment 1
If the vehicle's current position is not displayed within the circle, map matching is performed based on the absolute position data from the satellite navigation/stem to display the vehicle's current position. This is a characteristic feature.

(作 用) 上記本願発明の車両用ナビゲーンヨ7装置の構成では、
先ず衛星航法システムにおける測位誤差のレベルを検出
する測位誤差レベル検出手段と該測位罫差レベル検出手
段によって検出された測位誤差のレベルに応じて大きさ
か定まる所定半径の確千円内に車両現在位置か表示され
ているか否かを判定するマツプマツチング精度判定手段
が設けられており、上記確率円内に車両現在位置か表示
されていない表示誤差が所定値以上に大きい場合二、ま
本来の推測航法/ステムの測位データに基くマツプマツ
チングに代えて上記衛星航法/ステムによる絶対位置測
位データに基いて上記確率円の範囲内での無理のないマ
ツプマツチングをイテー、て車両現在位置を違和感な(
表示するようになっている。
(Function) In the configuration of the vehicle navigation 7 device of the present invention,
First, a positioning error level detection means detects the level of positioning error in the satellite navigation system, and the current position of the vehicle is determined within a certain radius of 1,000 yen, the size of which is determined according to the level of positioning error detected by the positioning rule difference level detection means. A map matching accuracy determination means is provided for determining whether or not the vehicle current position is displayed within the probability circle, and if the display error is greater than a predetermined value, the original dead reckoning navigation/ Instead of map matching based on the positioning data of the stem, we use reasonable map matching within the range of the above probability circle based on the absolute position positioning data from the satellite navigation/stem to calculate the vehicle's current position without feeling strange (
It is designed to be displayed.

従って、推測航法では上述の確率円を逸脱するような測
位誤差の大きなケースにも、そのまま推測航法による測
位データによってマツプマツチングを行うことによる極
端なスキップ表示がなくなり、衛星データに基く可及的
に正確な測位データに基いて位置変化量の少ない適度な
修正を施すことかできるようになる。
Therefore, in dead reckoning, even in cases where the positioning error is large and deviates from the probability circle mentioned above, the extreme skip display caused by performing map matching using the positioning data obtained by dead reckoning is eliminated, and the positioning data obtained by dead reckoning is as accurate as possible based on satellite data. Based on accurate positioning data, it becomes possible to make appropriate corrections with small changes in position.

(発明の効果) 以上の結果、本願発明の車両用ナビゲー/ヨン装置によ
ると、車両現在位置の表示が常に安定するようになる。
(Effects of the Invention) As a result of the above, according to the vehicle navigation device of the present invention, the display of the current vehicle position is always stable.

(実施例) 第2図〜第8図は、本願発明の実施例に係る車両用ナビ
ゲーション装置の構成並びに作用を示している。
(Embodiment) FIGS. 2 to 8 show the configuration and operation of a vehicle navigation device according to an embodiment of the present invention.

先ず第2図は、同実施例に於ける車両用ナピゲーノヨン
装置の/ステム構造を示すもので、符号10は制御部の
中心をなすナビゲー7ヨンコントロールユニ、トであり
、該ナビゲーンヨノコントロールユニノトlOは、中央
情報処理装置(以下、単にCPUという)+1、コント
ロールプログラムを内蔵したリードオンリー・メモリ(
以下、ROMという)12、各種制御データを随時記憶
するランダムアクセス・メモリ(以下、単にRA Mと
いう)13、後述する各種外部装置と上記CPL′11
との間でデータを入出力するインターフニス回路14等
から構成されている。
First of all, FIG. 2 shows the stem structure of the vehicle navigation device in the same embodiment. Reference numeral 10 indicates a navigation control unit that forms the center of the control unit. NotoIO is equipped with a central information processing unit (hereinafter simply referred to as CPU) +1 read-only memory with a built-in control program (
(hereinafter referred to as ROM) 12, a random access memory (hereinafter simply referred to as RAM) 13 that stores various control data at any time, various external devices to be described later, and the above CPL'11.
It is composed of an inter-fnis circuit 14, etc., which inputs and outputs data between the terminal and the terminal.

そして、上記ナビケー/ヨンコントロールユニノト10
に組み合わされる外部装置としては、先ず上述した地図
形式の走行案内情報を多数枚複数種の縮尺でメモリして
いるCD−ROM(コンパクトディスク型リードオンリ
ーメモリ)1の当該地図情報を読み出すための車載用C
Dプレーヤ2、目的地の設定や変更、再設定、最適経路
の変更、地図内容の詳細表示等の各種操作を行なう操作
スイッチ部3、現在の自車位置P 1(X n、 Y 
n)を検出する自軍位置認識装置4、上記CPU11か
らの画像信号出力を入力して例えばメータ・クラスタ部
のCRTデイスプレィ6の画面上に表示する表示制御回
路5、該表示制御回路5に付設されたビデオメモリ7等
が設けられている。
And the above-mentioned Navigation Key/Yon Control Uninote 10
As an external device to be combined with the above-described one, first, there is an in-vehicle device for reading out map information from a CD-ROM (compact disk type read-only memory) 1, which stores a large number of driving guide information in the above-mentioned map format at a plurality of scales. For C
D player 2, operation switch unit 3 for performing various operations such as setting, changing, and resetting destinations, changing optimal routes, and displaying detailed map contents; current vehicle position P1 (X n, Y
a display control circuit 5 which inputs the image signal output from the CPU 11 and displays it on the screen of, for example, a CRT display 6 in the meter cluster section; A video memory 7 and the like are provided.

CD−プレーヤ2は、上記CD−ROMIを駆動し、当
該CD−ROMIに記憶されている日本全国の地図情報
の内の必要とする所定の地域の情報を指定されたアドレ
ス(経度Xと緯度Yとテ指定)に応じて出力し、デコー
ダ8、インターフェース回路14を介して上記CPIJ
11に入力する。
The CD-player 2 drives the CD-ROMI and transmits information on a desired area out of map information for all of Japan stored on the CD-ROMI to a designated address (longitude X and latitude Y). and the above CPIJ via the decoder 8 and the interface circuit 14.
11.

これら読み出された情報は、−時的にRAM13に記憶
される。上記デコーダ8を介してデコードされたCDプ
レーヤ2の出力は、通常の車載用オディオ装置(A M
 P 、イコライザー、スピーカ等)9側にも出力され
るようになっている。
The read information is temporarily stored in the RAM 13. The output of the CD player 2 decoded via the decoder 8 is a normal in-vehicle audio device (A M
P, equalizer, speaker, etc.) is also output to the 9 side.

上記CD−ROMIには、例えばカラー静止画で3万枚
程度の地図情報か記憶されるようになっており、例えば
本実施例の場合には少なくとも2種類の縮尺(通常/拡
大)のものか用意されている。
The above-mentioned CD-ROMI is designed to store, for example, map information of about 30,000 color still images, and in the case of this embodiment, map information of at least two types of scales (normal/enlarged) is stored. Provided.

次に操作スイッチ3は、例えば画面タッチ型のもので構
f戊されており、(1)メニュー、(2)情報、(3)
再設定、(4)拡大、(5)縮小、(6)詳細、(7)
修iL等の品種の操作スイッチか設けられている。該操
作スイッチ3のON出力は、工/コーダ16でコード化
された後、インターフェース回路14を介して上記CP
L111に入力される。CPUIIは、上記操作スイッ
チ3の入力に応じ所定の演算(プログラム処理)を行な
って上述のCRT駆動用の表示制御回路5を作動させ、
上記指令内容に対応した画像を表示させる。
Next, the operation switch 3 is composed of, for example, a screen touch type, and includes (1) menu, (2) information, and (3)
Reset, (4) Enlarge, (5) Reduce, (6) Details, (7)
There is also a control switch for models such as ShuiL. The ON output of the operation switch 3 is encoded by the encoder/coder 16 and then sent to the CP via the interface circuit 14.
It is input to L111. The CPU II performs a predetermined calculation (program processing) in response to the input from the operation switch 3 and operates the display control circuit 5 for driving the CRT.
An image corresponding to the above command contents is displayed.

さらに、現在の自車位置を認識する自車位置認識装置4
は、本実施例の場合、例えば第3図に示すように地磁気
方式の所謂、推測航法による第1の口車位置認識手段4
Aと、前述したGPSS方式の衛星航法による第2の自
軍位置認識手段4Bとの2組の異った自軍位置認識手段
を組み合わせて構成されており、それらの各出力を切換
回路20を介して選択的にCPじIIに入力するように
なっている。
Furthermore, a vehicle position recognition device 4 that recognizes the current vehicle position.
In the case of this embodiment, for example, as shown in FIG.
It is constructed by combining two different sets of own force position recognition means 4B, A and the second own force position recognition means 4B using GPS satellite navigation described above, and their respective outputs are sent via a switching circuit 20. It is designed to be selectively input to CPji II.

先ず第1の自車位置認識手段4Aは、例えば第3図に示
すようにフラックスゲート等の地磁気を検出する地磁気
セッサ41と、車輪の回転から車両の進行速度と走行距
離(llv=637回転 JlS)を検出する車輪速セ
ンサ42と、これら両センサ41,42からの出力を受
けて当該車両の進行方向(方位θ)および所定基準点P
 5tart : P o(Xo、Yo)からの相対側
@(lを検出して車両の現在位置P n(X n、 Y
 n)を認識するための第1の出力信号処理回路(その
認識メカニズムについては後述、第4図1 照)43と
から構成されている。
First, the first vehicle position recognition means 4A includes a geomagnetic sensor 41 that detects the geomagnetism, such as a flux gate, as shown in FIG. ) and a wheel speed sensor 42 that detects the vehicle's traveling direction (azimuth θ) and a predetermined reference point P based on the outputs from both these sensors 41 and 42.
5tart: Detect the relative side @(l from P o (Xo, Yo) and find the current position of the vehicle P n (X n, Y
n) (the recognition mechanism will be described later, see FIG. 4) 43.

つまり、少なくとも車両の正確な走行路1llliと走
行方向θが分かれば、成る地点a、から成る地点anま
での2点間の相対的な位置関係は容易に知ることかでき
、上記成る地点a、が既知(スタート時に設定)の出発
点P 5tart= P o(X o、 Y o)であ
るならば走行中の車両位置anを知ることができること
Jこなる。
In other words, if at least the exact traveling route 1lli and the traveling direction θ of the vehicle are known, the relative positional relationship between the two points from point a to point an can be easily known. If the starting point P5tart=Po(Xo, Yo) is known (set at the time of start), then the position an of the running vehicle can be known.

例えば第4図は、その基本原理を示しており、今車両、
八か既知の出発地点a1からan点まで走行していると
すると、一定の距離(5m程度)al−a、、ay′a
3. 83′a4q  aa′a5+  as′ags
  as′a7q  al−a8、as−aes as
〜an(この各点間の単位移動距離a、 (t !+ 
13・・・Inは、上記車輪速センサ42の出力から求
められる)を走行するたびに上記地磁気セッサ41によ
り進行方向θの変化を求めて座標変換を行ない、上記各
2点間の東西と南北の距離Δx= 1 cosθとΔy
= 1 sinθとを各々演算し、それらの値を順次加
算して行く。その結果、結局an点の車両位置(Pn)
が特定されることになる。
For example, Figure 4 shows the basic principle.
Assuming that we are traveling from a known starting point a1 to a point an, a certain distance (about 5 m) al-a,, ay'a
3. 83'a4q aa'a5+ as'ags
as'a7q al-a8, as-aes as
~an(unit movement distance a between each point, (t !+
13...In is determined from the output of the wheel speed sensor 42) Each time the vehicle travels, the geomagnetic sensor 41 calculates the change in the traveling direction θ and performs coordinate transformation, and calculates the east-west and north-south points between the two points. distance Δx= 1 cosθ and Δy
= 1 sin θ are calculated, and the values are sequentially added. As a result, the vehicle position at point an (Pn)
will be identified.

また、第2の自車位置認識手段4Bは、例えば第5図に
示すような全世界測位衛星/ステム(Gpss)を利用
したものであり、同図に示す如く、地上局アンテナ75
から電波を発信させる地上の主制御局76と、同地上局
アンテナ75からの送信電波を各々受信する少な(とも
最低4基(好ましくは18基)の人工航法衛星(G P
 S衛星)77A〜77Dと、これらの各衛星77A〜
77Dからの送信電波を受信して′:4波の測位誤差の
程度を示す測位誤差係数GDOP値を演算し該GDOP
値を上記地上局アンテナ75からの送信電波に重畳させ
るモニタ局85とを備えた地上局システムに対して、各
車両A側に搭載され第3図に示す如く上記4機のGPS
M法衛星77A〜77Dからの各送信電波を受信するG
PS受信機44と、該GPS受信機44で受信した各衛
星電波相互間の受信タイミングに基づいて上記4機の衛
星77A〜77Dと当該車両A間の距離と高度、時刻を
各々把握して該車両Aの現在位置P11を絶対的に検出
する衛星航法システム側第2の信号処理回路45とを備
えるとともに、上記衛星電波の測位誤差係数GDOP値
の高低を具体的に判定する測位誤差係数判定手段(回路
)46とを備えている。該測位誤差係数判定手段(回路
)46は、上記GPS受信機44が受信した全体の′:
4彼に含まれたGDOP値か衛星配列の悪い所定値以下
のとき、および同74波の強さ(電界強度り、)自体か
所定値以下の時(例えば車両がトノネル内を走行中等の
如き電波の受信不能時等)に測位誤差判定信号を出力す
るものである。該測位誤差判定信号は、測位誤差の程度
に応じて例えば4段階0.1.2.3に区分して出力さ
れる。該測位誤差111定信号は、その数値かlj〜さ
い程、測位誤差力四〜さいことを示している。
Further, the second own vehicle position recognition means 4B utilizes a global positioning satellite/stem (GPSS) as shown in FIG. 5, for example, and as shown in FIG.
A main control station 76 on the ground that transmits radio waves from the ground station antenna 75, and a small number (at least 4 (preferably 18)) of artificial navigation satellites (G P
S satellites) 77A to 77D, and each of these satellites 77A to 77D
77D, calculates the positioning error coefficient GDOP value indicating the degree of positioning error of the 4 waves, and calculates the positioning error coefficient GDOP.
For the ground station system equipped with a monitor station 85 that superimposes the value on the radio waves transmitted from the ground station antenna 75, the four GPS
G receiving each transmission radio wave from M law satellites 77A to 77D
Based on the reception timing between each satellite radio wave received by the PS receiver 44 and the GPS receiver 44, the distance, altitude, and time between the four satellites 77A to 77D and the vehicle A are ascertained. a second signal processing circuit 45 on the satellite navigation system side that absolutely detects the current position P11 of the vehicle A, and positioning error coefficient determining means that specifically determines the level of the positioning error coefficient GDOP value of the satellite radio wave. (circuit) 46. The positioning error coefficient determining means (circuit) 46 determines the entire '' received by the GPS receiver 44:
4 When the GDOP value included in the satellite is below a predetermined value due to poor satellite alignment, and when the strength of the 74 waves (electric field strength) itself is below a predetermined value (for example, when a vehicle is running in a tunnel) This outputs a positioning error determination signal when radio waves cannot be received, etc. The positioning error determination signal is divided into, for example, four stages 0.1.2.3 and output depending on the degree of the positioning error. The positioning error 111 constant signal indicates that the positioning error power is 4-larger as the value lj-larger.

さらに、上記切換回路20は、後述のマノブマチング不
使用時には上記測位誤差係数判定手段46からの測位誤
差判定信号の判定値2,3信号非出力時には衛星利用型
の第2の自車位置認識手段(衛星航法/ステム)4Bを
選択する一方、測位誤差判定値2,3信号の出力時(誤
差大)には上記地磁気利用型の第1の自軍位置認識手段
(推測航法システム)4Aを選択して、この選択された
車両の現在の自軍位置信号を上記ナビケー7ヨンフノト
ロールユニ/ト10のCPUIIに出力するものである
Further, the switching circuit 20 switches the satellite-based second own vehicle position recognition means ( Satellite navigation/stem) 4B is selected, while when the positioning error judgment value 2 and 3 signals are output (large error), the first military position recognition means using geomagnetism (dead reckoning navigation system) 4A is selected. The current position signal of the selected vehicle is output to the CPU II of the navigation unit 10.

ところで、上記自軍位置の表示に際して、使用する測位
手法の精度によって大きさは増減されるものの測位に伴
なう誤差の発生は避は得ず、特に推測航法では誤差が累
積されていくため、自重の現在位置か走行中の道路から
次第にズして誤った道路上に表示される可能性がある。
By the way, when displaying the above-mentioned own military position, although the size can be increased or decreased depending on the accuracy of the positioning method used, errors associated with positioning are unavoidable, and errors accumulate especially in dead reckoning, so the self-weight There is a possibility that the current location of the vehicle may gradually shift from the road on which the vehicle is being driven and be displayed on the wrong road.

コノタメ、本実施例の車両用ナビゲーション装置におい
ては、自軍近傍の道路のうち、自車が走行中である可能
性も最も高い道路上に自車の現在位置を引込んで位置修
正する、いわゆるマツプマツチングを所定距離走行毎あ
るいは所定時間毎など必要に応じて行ない、これにより
位置ズレを随時修正し、上記誤差の累積を防止している
。そして、このマツプマツチングを行なうため、自軍近
傍の道路全てをリストアノブして候補リストを作成し、
それを記憶すると共に、自車の走行に伴ない各道路につ
いて自軍がその道路を走行中なのか否か走行可能性を評
価するようにしている。該評価を行うマツプマツチング
手段は、第1図に示すような/ステム構成を有して上記
CPUII内に組み込まれている。また、そのために必
要な道路不、トワークデータは、上記RAM13中にメ
モリされている。そして、該マ/ブマ、チング手段の使
用中においては、上記第3図の切換回路20は、上記第
1の信号処理回路43と第2の信号処理回路45の両出
力を共にCPUIIに入力するようにし、上記測位誤差
係数判定手段46の判定値01.2.3に応じて定まる
積置範囲に応じて、それら各測位データを効果的に使い
分けて安定したマツプマツチング表示を行うようにして
いる。
The vehicle navigation system of this embodiment uses so-called map matching, which corrects the current position of your vehicle by drawing it to the road where your vehicle is most likely to be traveling among the roads near your own army. This is performed as necessary, such as every predetermined distance traveled or every predetermined time, thereby correcting positional deviations as needed and preventing the above-mentioned errors from accumulating. Then, in order to perform this map matching, restore all the roads near your army and create a candidate list.
In addition to memorizing this information, as the vehicle travels, it evaluates the possibility of driving on each road to determine whether or not its own troops are traveling on that road. The map matching means for performing the evaluation has a /stem configuration as shown in FIG. 1 and is incorporated in the CPU II. In addition, road traffic data necessary for this purpose is stored in the RAM 13. While the switching means is in use, the switching circuit 20 shown in FIG. 3 inputs both outputs of the first signal processing circuit 43 and the second signal processing circuit 45 to the CPU II. According to the stacking range determined according to the judgment value 01.2.3 of the positioning error coefficient judgment means 46, each positioning data is effectively used properly to perform a stable map matching display. .

そして、上記第2図に示されるナビゲー7ヨンコントロ
ールユニノト10は、上記のようにして認識された実際
の車両位置Pnを基準として予じめ設定されている上記
目的地P endとの関係において常時最適経路をフォ
ローさせるべくナビゲーションコントロールを行うよう
になっており、目的地P endとの関係における同最
適経路の選択並びに自軍位置Pnの表示は例えば第6図
のようにしてなされる。 すなわち、先ず最初に運転の
開始に先立ってステップS、で上述のCD−ROMをC
Dプレーヤ2に装填してCDプレーヤ2を駆動する。こ
れにより、これから行こうとする目的地P endに対
応じて設定される最適走行経路の地図情報(通常縮尺)
か読み出し可能な状態となる。
The navigation control unit 10 shown in FIG. Navigation control is performed to always follow the optimal route, and the selection of the optimal route in relation to the destination P end and the display of the own military position Pn are performed, for example, as shown in FIG. That is, first, before starting the operation, in step S, the above-mentioned CD-ROM is
Load it into the D player 2 and drive the CD player 2. As a result, map information (normal scale) of the optimal driving route is set corresponding to the destination P end that you are about to go to.
or becomes readable.

次にステップS、に進み、上記操作スイッチ3を操作す
ることによって今から行こうとする目的地P endを
具体的に設定する。
Next, the process proceeds to step S, and by operating the operation switch 3, the destination P end to which the user is about to go is specifically set.

さらに、該状態において上述の自軍位置認識装置4を機
能させてスタート時点の正確な自車位置P o(X o
、 Y o)を読み込む(RAMに入力)。
Furthermore, in this state, the above-mentioned own force position recognition device 4 is activated to determine the accurate own vehicle position P o (X o
, Y o) (input into RAM).

そして、続(ステップS、で上記現在の自車位置P 5
tart= P o(X o、 Y o)から設定され
た目的地P endまでの最適経路を設定し、該最適経
路に基づいたスタート地点POからの初期ベー′;(N
O3地図ンを上記メータクラスター側のCRTデイスプ
レィ6の画面上に表示し、該画面の地図道路上に上記自
車位置認識装置4A、4Bで検出された検出位置に対応
じて、マ、ブマ、チング手段を駆使して自車位置マーク
MPを重畳状っでプロ、トする。そして、車両の進行に
伴ってこれを順次更新して行く。
Then, in the continuation (step S), the above current vehicle position P5
Set an optimal route from P o (X o, Y o) to the set destination P end, and initial base from the starting point PO based on the optimal route; (N
The O3 map is displayed on the screen of the CRT display 6 on the meter cluster side, and the map and the map are displayed on the screen corresponding to the detected positions detected by the own vehicle position recognition devices 4A and 4B. , and print the own vehicle position mark MP in a superimposed manner by making full use of the marking means. This is then updated sequentially as the vehicle progresses.

次に上記ナビケー/ヨンコントロールユニノト10によ
るGPS衛星航法システムと推測航法システム並びマツ
プマツチング/ステムとの測位誤差レベルに応じたコン
ビ不−ンヲン制御動作について第7図のフローチャート
を膠解して詳細に説明する。
Next, we will explain in detail the combination unit control operation according to the positioning error level between the GPS satellite navigation system, the dead reckoning system, and the map matching/stem using the navigation/yeon control unit 10 by referring to the flowchart in FIG. explain.

先ずステップS1では、スタート地点Po(第4図、第
8図参照)の現在値(2次元座標)Xo、”j’oを入
力する。
First, in step S1, the current values (two-dimensional coordinates) Xo, "j'o" of the starting point Po (see FIGS. 4 and 8) are input.

そして、ステップS、で車両か実際に走行を開始したか
否か判定する。その結果、YES(走行開始)と判定さ
れると、上記第2の口車位置認識手段4Bによって検出
された現在の車両の方位θを入力するとともに更にステ
ップS4で移動距離lを算出する。
Then, in step S, it is determined whether the vehicle has actually started traveling. As a result, if it is determined to be YES (travel start), the current direction θ of the vehicle detected by the second vehicle position recognition means 4B is inputted, and furthermore, the moving distance l is calculated in step S4.

そして、次にステップS5に進み、上記ステップS3で
人力した走行方位θと上記ステップS、で算出した移動
路@(走行距離)1とから上述の第4図の場合と同じよ
うにして移動地点P 、(X ++ Y 、)の位置を
算出する。
Then, the process proceeds to step S5, and from the traveling direction θ manually calculated in step S3 and the traveling route @ (traveling distance) 1 calculated in step S, the movement point is determined in the same manner as in the case of FIG. 4 described above. Calculate the position of P , (X ++ Y ,).

その後、ステップS6に進んで、当該移動地点P 、(
X 、、 Y +)に対応するエリアの道路のネットワ
ークデータか存在するか否かを判定する。その結果、Y
ES(存在する〉となると、ステ、ブS7に進んで当該
道路データと比較することによって近似的に求められる
マツプマツチングによる2次元位置(修正位置)P =
(X 2+ Y t)を算出する。他方、上記ステップ
S6でNoの道路データかない場合には、ステップS 
l&に進んで、上記推測位置X、、YをそのままX +
+ Y 、に代入する。
After that, the process proceeds to step S6, where the moving point P, (
It is determined whether there is road network data for the area corresponding to (X,, Y+). As a result, Y
If ES (exists), proceed to Step S7 and compare it with the road data to approximate the two-dimensional position (corrected position) P =
Calculate (X 2 + Y t). On the other hand, if there is no road data with No in step S6, step S
Proceed to l& and leave the above estimated positions X,, Y as they are.
+Y, substitute.

次いで、ステップS8に進む。このステ、ブS。Next, the process advances to step S8. This station is ugly.

では、上記GPS航法衛星が適正に受信できる測位可能
状聾にあるか否かを判断し、その上でステップS、に進
み、当該衛星の配列状態に応じて定まる上記測位誤差レ
ベルGDOP値(0,1,2,3)に対応した大きさの
確率用を求める(第8図参照)。
Then, it is determined whether the GPS navigation satellites are in a positioning deaf state where they can be properly received, and then the process proceeds to step S, where the positioning error level GDOP value (0 , 1, 2, 3) is calculated (see Figure 8).

該確率用の大きさを決める半径L(r1月ま上記GDO
P値のレベル0.1,2.3に応じて決まる(例え1’
oの時L=30+n、1の時L=lO○m、 2の時L
=200m、3の時L=300m)。
The radius L that determines the size for the probability (r1 month or above GDO
It is determined according to the level of P value 0.1, 2.3 (for example, 1'
When o, L=30+n, when 1, L=lO○m, when 2, L
= 200m, L = 300m at 3).

その後、さらにステップ8品こ進んで、x=pX c>
’−(Y 2  Y c)”の演算を行って第8図の確
率用の中心Xc、YCからの偏位用INの値を求める(
但し、X 、、、 Y c;よ上記第2の自車位置認識
手段4Biこよる測位データに基く自車位置)。その上
で、該Iの値を上記りの値と比較し、L>x(YES)
のP 2(X t、 y−)か上記半径りの確率用の内
側、こある)場合にはステップS ++に進んて所定の
重み付は係数Pにより重み付け(例えばP−50%)を
行った上でのマツプマツチング用の2次元座襟X、Yを
求める。また他方L≦&(No)でP、(Xf+ y 
t)が半径りの確率用の外にある場合にはステップsr
sに進んで上記第2の自軍位置認識手段4Bの衛星によ
る測位データxc、ycを基にしてマツプマツチング用
の2次元座襟値X、Yを決定する。
After that, go through 8 more steps, x=pX c>
Calculate '-(Y 2 Y c)'' to find the value of IN for deviation from the probability centers Xc and YC in Figure 8 (
However, X, , Yc; the own vehicle position based on the positioning data obtained by the second own vehicle position recognition means 4Bi). Then, compare the value of I with the above value, and determine if L>x(YES)
If P 2 (X t, y-) is inside the probability radius of Then, find the two-dimensional seat collars X and Y for map matching. On the other hand, if L≦&(No), P, (Xf+ y
Step sr if t) is outside the probability of radius
Proceeding to step s, two-dimensional position values X and Y for map matching are determined based on the satellite positioning data xc and yc of the second self-army position recognition means 4B.

との結果、上記第8図gの値が上記半径りの確率用より
外にあるL<1の場合には、推測航法/ステムによる極
端な変位を伴うマツプマツチングではなく、衛星の測位
データを使用して適正な変位量のマツプマツチングが行
われるようになり、違和感のない安定した車両現在位置
の表示が可能となる。
As a result, if L<1, where the value in Figure 8 g is outside the radius probability range, use satellite positioning data instead of dead reckoning/map matching that involves extreme displacement by stem. As a result, map matching of an appropriate amount of displacement is performed, and the current vehicle position can be displayed stably and without any discomfort.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本願発明の車両用ナビケー/ヨン装置のクレ
ーム対応図、第2図は、同装置の全体的なシステム構成
を示すブロック図、第3図は、同第2図の自車位置認識
装置の内部構成を示すブロック図、第4図は、同自軍位
置認識装置の内の第1の自軍位置認識手段の認識原理を
示す説明図、第5図は、同第2の自軍位置認識手段の認
識原理を示す説明図、第6図は、上記第2図の構成にお
ける基本的なナビケー7gンコントロールユニ、ト動作
を示すフローチャート、第7図は、本発明実施例の要部
のマツプマツチ動作を使用した現在位置の認識表示動作
を示すフローチャート、第8図は、第7図のフローチャ
ートのマツプマツチ動作を示す説明図、第9図は、−日
(24時間)の内の衛星状態を示す衛星飛来予想図であ
る。 1・・・・CD−ROM 2・・・・CDプレーヤ 3・・・・操作スイッチ 4・・・・口車位置認識装置 4へ・・・第1の口車位置認識手段 −x B・・・第2の自軍位置認識手段6・・・・CR
Tデイスプレィ 10・・・ナヒケ−7ヨノコントロールユニノト11・
・・Cl) L 41・・・地磁気センサ 42・・・車輪速センサ 44 ・ ・GPS受信機 77A〜77D・航法衛星 出 願 人 ツ タ 株式会社 代 理 人
Fig. 1 is a diagram corresponding to the claims of the vehicle navigation device of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing the overall system configuration of the device, and Fig. 3 is the position of the own vehicle in Fig. 2. FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the recognition device; FIG. 4 is an explanatory diagram showing the recognition principle of the first own force position recognition means in the same own force position recognition device; FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the basic navigation control unit in the configuration shown in FIG. 2, and FIG. Flowchart showing current position recognition and display operation using motion, FIG. 8 is an explanatory diagram showing map-matching operation of the flowchart in FIG. 7, and FIG. 9 shows satellite status within -day (24 hours). This is a forecast map of the satellite flight. 1...CD-ROM 2...CD player 3...Operation switch 4...To the slot position recognition device 4...First slot position recognition means-x B...・Second military position recognition means 6...CR
T-display 10...Nahike-7 Yono control Uni-noto 11.
...Cl) L 41...Geomagnetic sensor 42...Wheel speed sensor 44...GPS receivers 77A to 77D/Navigation satellite applicant Tsuta Co., Ltd. agent

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、衛星からの情報に基いて自車の絶対位置を認識する
衛星航法システムと、方位および走行距離に基いて自車
の推定位置を求める推測航法システムと、上記推測航法
システムに対して実際の道路ネットワークデータとの関
係でマッチングを取るマップマッチング手段とを備えて
なる車両用ナビゲーション装置において、上記衛星航法
システムにおける測位誤差のレベルを検出する測位誤差
レベル検出手段と、該測位誤差レベル検出手段によって
検出された測位誤差レベルに応じて定まる所定半径の確
率円内に車両現在位置が表示されているか否かを判定す
るマップマッチング精度判定手段とを設け、上記確率円
内に車両現在位置が表示されていない場合には上記衛星
航法システムによる絶対位置データに基いてマップマッ
チングを行って車両現在位置を表示するようにしたこと
を特徴とする車両用ナビゲーション装置。
1. A satellite navigation system that recognizes the absolute position of the vehicle based on information from satellites, a dead reckoning system that calculates the estimated position of the vehicle based on the direction and distance traveled, and an actual dead reckoning system for the above dead navigation system. A vehicle navigation device comprising a map matching means for performing matching in relation to road network data, a positioning error level detecting means for detecting the level of positioning error in the satellite navigation system, map matching accuracy determination means for determining whether the current vehicle position is displayed within a probability circle with a predetermined radius determined according to the detected positioning error level; A vehicle navigation device characterized in that, if the vehicle is not located, map matching is performed based on absolute position data from the satellite navigation system to display the vehicle's current position.
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