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QUERVERWEIS AUF BETREFFENDE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-182641 , die am 24. August 2011 eingereicht wurde, und der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-46982 , die am 29. Juni 2012 eingereicht wurde, wobei deren Offenbarungen durch Bezugnahme darauf hierin enthalten sind.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrspurspeichervorrichtung zum Speichern einer Fahrspur eines Fahrzeugs.
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STAND DER TECHNIK
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Es ist eine Technologie bekannt, bei der eine Fahrspur eines Fahrzeugs gespeichert wird und eine Straßengestalt auf der Grundlage der Fahrspur gelernt wird. Als Fahrspur sind eine Koppelnavigationsspur und eine absolute Spur bekannt. Die Koppelnavigationsspur ist eine Spur, bei der Fahrvektoren des Fahrzeugs, die anhand von Erfassungswerten eines Geschwindigkeitssensors, eines Kreiselsensors oder Ähnlichem bestimmt werden, chronologisch angeordnet werden. Die absolute Spur ist eine Spur, die durch Synthetisieren der Koppelnavigationsspur mit einer Positionsspur, die auf der Grundlage einer empfangenen elektrischen Welle von einem Positionssatelliten wie beispielsweise einem GPS-Satelliten oder Ähnlichem empfangen wird, erzeugt wird.
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Hier können in einigen Fällen mittels der Koppelnavigationsspur genaue Daten über eine Strecke, eine Krümmung einer Kurve oder Ähnliches nicht in einem Ausmaß erhalten werden, in dem eine Fahrsteuerung des Fahrzeugs gut durchgeführt werden kann. Außerdem enthält die Koppelnavigationsspur keine absoluten Koordinaten. Daher besteht die Tendenz, die absolute Spur anstelle der Koppelnavigationsspur für die Fahrsteuerung des Fahrzeugs zu verwenden.
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Da jedoch die absolute Spur eine Positionsspur auf der Grundlage der elektrischen Welle, die von dem Positionssatelliten empfangen wird, verwendet, tritt die folgende Schwierigkeit auf.
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Es kann passieren, dass die elektrische Welle von dem Positionssatelliten an einem Ort, der von Erhebungen oder Ähnlichem umgeben ist, von Gebäuden oder Ähnlichem reflektiert wird und eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung die elektrische Welle über mehrere Pfade empfängt. Dieses Phänomen ist als ein Mehrfachpfadphänomen bekannt. An einem Ort, bei dem das Mehrfachpfadphänomen auftritt, kann die Fahrzeugnavigationsvorrichtung einen Ort des Fahrzeugs nicht genau erfassen, und daher kann die Fahrzeugnavigationsvorrichtung die Positionsspur nicht genau erzeugen. Wenn somit die absolute Spur als eine Spur für die Fahrsteuerung des Fahrzeugs verwendet wird, kann es notwendig sein, einen Einfluss durch das Mehrfachpfadphänomen zu beseitigen.
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Das Patentdokument 1 beschreibt eine Technologie zum Beseitigen des Einflusses durch das Mehrfachpfadphänomen, bei der eine Empfangsempfindlichkeit eines GPS-Signals an einem Ort verringert wird, in dem das Mehrfachpfadphänomen möglicherweise auftritt, so dass keine Positionsberechnung durchgeführt wird. Bei der in dem Patentdokument 1 beschriebenen Technologie kann jedoch die Beseitigung des Einflusses des Mehrfachpfadphänomens unzureichend sein, da die Berechnung der Spur in Echtzeit durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug an dem Ort fährt, an dem das Mehrfachpfadphänomen auftritt.
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DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENT
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- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2006-242911
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrspurspeichervorrichtung zum noch genaueren Erzeugen einer absoluten Spur zu schaffen, wenn die absolute Spur als die Fahrspur des Fahrzeugs verwendet wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Fahrspurspeichervorrichtung eine Ortserfassungsvorrichtung, eine Positionsspurerzeugungsvorrichtung, eine Bewegungsstreckenerfassungsvorrichtung, eine Fahrrichtungserfassungsvorrichtung, eine Koppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung, eine Korrekturpositionsspurerzeugungsvorrichtung, eine Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung, eine Absolutspurerzeugungsvorrichtung und einen Absolutspurspeicher. Die Ortserfassungsvorrichtung erfasst chronologisch einen Fahrzeugort auf der Grundlage einer elektrischen Welle, die von einem Satelliten empfangen wird. Die Positionsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt eine Positionsspur, bei der die jeweiligen Fahrzeugorte chronologisch angeordnet sind, wobei jeder Ort von der Ortserfassungsvorrichtung gemessen wurde. Die Bewegungsstreckenerfassungsvorrichtung erfasst chronologisch eine Fahrzeugbewegungsstrecke (Fahrzeugbewegungsabstand). Die Fahrrichtungserfassungsvorrichtung erfasst chronologisch eine Fahrzeugfahrrichtung. Die Koppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt eine Koppelnavigationsspur, bei der jeder Vektor chronologisch angeordnet wird, wobei jeder Vektor aus einer entsprechenden Fahrzeugbewegungsstrecke, die von der Bewegungsstreckenerfassungsvorrichtung erfasst wird, und einer jeweiligen Fahrzeugfahrrichtung, die von der Fahrrichtungserfassungsvorrichtung erfasst wird, bestimmt wird. Die Korrekturpositionsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt eine Korrekturpositionsspur, die durch Entfernen eines Orts, der einen vorbestimmten Abstand oder mehr von der Koppelnavigationsspur entfernt ist, aus den jeweiligen Orten, die in der Positionsspur enthalten sind, erhalten wird, wenn die Positionsspur, die von der Positionsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt wird, der Koppelnavigationsspur, die von der Koppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt wird, überlagert wird. Die Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt eine Korrekturkoppelnavigationsspur, die durch Korrigieren der Koppelnavigationsspur basierend auf der Korrekturpositionsspur erhalten wird. Die Koppelnavigationsspur wird von der Koppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt, und die Korrekturpositionsspur wird von der Korrekturpositionsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt. Die Absolutspurerzeugungsvorrichtung erzeugt eine absolute Spur, die durch Synthetisieren der Korrekturpositionsspur und der Korrekturkoppelnavigationsspur erhalten wird. Die Korrekturpositionsspur wird von der Korrekturpositionsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt, und die Korrekturkoppelnavigationsspur wird von der Koppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt. Der Absolutspurspeicher speichert die absolute Spur, die von der Absolutspurerzeugungsvorrichtung erzeugt wird.
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Gemäß der obigen Fahrspurspeichervorrichtung wird die absolute Fahrspur nicht mit einer Echtzeitkorrektur erzeugt. Die absolute Spur wird, nachdem die Positionsspur und die Koppelnavigationsspur einmal erzeugt wurden, durch Erzeugen der Korrekturpositionsspur und der Korrekturkoppelnavigationsspur, die durch Korrigieren der Positionsspur und der Koppelnavigationsspur erhalten werden, und durch Synthetisieren der Korrekturpositionsspur und der Korrekturkoppelnavigationsspur erzeugt. Somit wird keine absolute Spur in Echtzeit bei einer Erzeugung der Positionsspur und der Koppelnavigationsspur erzeugt. Die absolute Spur wird anschließend, nachdem die Positionsspur und die Koppelnavigationsspur erzeugt und korrigiert wurden, unter Verwendung der Positionsspur und der Koppelnavigationsspur, die korrigiert wurden, erzeugt. Dementsprechend ist es möglich, den Einfluss des Mehrfachpfadphänomens während der Erzeugung der absoluten Spur genau zu beseitigen, und es ist möglich, die absolute Spur noch genauer zu erzeugen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm, das schematisch eine Konfiguration einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ein Diagramm, das eine wahre Fahrspur des Fahrzeugs darstellt;
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3 ein Diagramm, das eine Positionsspur vor der Korrektur darstellt;
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4 ein Diagramm, das eine Koppelnavigationsspur vor der Korrektur darstellt;
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5 ein Diagramm, das eine herkömmliche absolute Spur darstellt;
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6 ein Diagramm, das eine Korrekturpositionsspur darstellt;
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7 ein Diagramm, das eine Überlagerung der Positionsspur vor der Korrektur und der Koppelnavigationsspur vor der Korrektur darstellt;
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8 ein Diagramm, das die Korrekturkoppelnavigationsspur darstellt;
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9 ein Diagramm, das eine absolute Spur gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt;
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10 ein Diagramm gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das einen Ausdruck zum Berechnen einer ersten Transformationsmatrix zum Überlagern der Koppelnavigationsspur und der Positionsspur darstellt;
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11 ein Diagramm, das die erste Transformationsmatrix darstellt;
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12 ein Diagramm, das einen Ausdruck zum Transformieren der Koppelnavigationsspur in eine Transformationskoppelnavigationsspur, die der Positionsspur überlagert ist, darstellt;
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13A ein Diagramm, das einen Status darstellt, bevor die Koppelnavigationsspur mittels der ersten Transformationsmatrix der Positionsspur überlagert und in die Transformationskoppelnavigationsspur transformiert wird;
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13B ein Diagramm, das einen Status darstellt, nachdem die Koppelnavigationsspur in die Transformationskoppelnavigationsspur transformiert wurde;
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14 ein Diagramm, das die Korrekturpositionsspur darstellt;
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15 ein Diagramm, das einen Ausdruck zum Berechnen einer zweiten. Transformationsmatrix zum Überlagern der Koppelnavigationsspur und der Korrekturpositionsspur darstellt;
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16 ein Diagramm, das die zweite Transformationsmatrix darstellt;
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17 ein Diagramm, das einen Ausdruck zum Transformieren der Koppelnavigationsspur in die Korrekturkoppelnavigationsspur, die der Korrekturpositionsspur überlagert ist, darstellt;
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18A ein Diagramm, das einen Status darstellt, bevor die Koppelnavigationsspur mittels der zweiten Transformationsmatrix der Korrekturpositionsspur überlagert und in die Korrekturkoppelnavigationsspur transformiert wird; und
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18B ein Diagramm, das einen Status darstellt, nachdem die Koppelnavigationsspur in die Korrekturkoppelnavigationsspur transformiert wurde.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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(Erste Ausführungsform)
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Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform mit Bezug auf die 1 bis 9 beschrieben, bei der eine Fahrspurspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung verwendet wird.
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Wie es aus 1 ersichtlich ist, enthält eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung 10 eine Steuerung 11, einen Detektor 12, einen Speicher 13, einen Anzeigeausgabeteil 14, einen Betriebseingabeteil 15 und Ähnliches.
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Die Steuerung 11 besteht hauptsächlich aus einem bekannten Mikrocomputer, der eine CPU, einen RAM, einen ROM, einen I/O-Bus (nicht gezeigt) und Ähnliches aufweist. Die Steuerung 11 steuert einen Betrieb der Fahrzeugnavigationsvorrichtung 10 im Allgemeinen entsprechend einem Computerprogramm, das in einem Speichermedium wie beispielsweise dem ROM, dem Speicher 13 oder Ähnlichem gespeichert ist.
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Die Steuerung 11 realisiert virtuell durch Ausführen eines Computerprogramms mittels Software einen Ortserfassungsteil 21, einen Positionsspurerzeugungsteil 22, einen Bewegungsstreckenerfassungsteil 23, einen Fahrrichtungserfassungsteil 24, einen Koppelnavigationsspurerzeugungsteil 25, einen Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26, einen Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsteil 27, einen Absolutspurerzeugungsteil 28 und einen Absolutspurspeicherteil 29. Der Ortserfassungsteil 21 entspricht einer Ortserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Positionsspurerzeugungsteil 22 entspricht einer Positionsspurerzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Bewegungsstreckenerfassungsteil 23 entspricht einer Bewegungsstreckenerfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Fahrrichtungserfassungsteil 24 entspricht einer Fahrrichtungserfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Koppelnavigationsspurerzeugungsteil 25 entspricht einer Koppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 entspricht einer Korrekturpositionsspurerzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsteil 27 entspricht einer Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Absolutspurerzeugungsteil 28 entspricht einer Absolutspurerzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Absolutspurspeicherteil 29 entspricht einer Absolutspurspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Der Detektor 12 enthält einen Empfänger 12a eines globalen Positionierungssystems (GPS), einen Geschwindigkeitssensor 12, einen Kreiselsensor 12c und Ähnliches. Der GPS-Empfänger 12a empfängt eine elektrische Welle, d. h. eine elektrische Satellitenwelle, die von einem GPS-Satelliten übertragen wird, der ein Satellit zur Positionsbestimmung über eine nicht gezeigte GPS-Antenne ist. Der GPS-Empfänger 12a erfasst die Anzahl der GPS-Satelliten, deren elektrische Wellen von dem GPS-Empfänger 12a empfangen werden, beispielsweise entsprechend der Anzahl der elektrischen Wellen, die der GPS-Empfänger 12a empfangen hat. Der Geschwindigkeitssensor 12b gibt ein Pulssignal in Intervallen entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs aus. Der Kreiselsensor 12c gibt ein Erfassungssignal entsprechend einer Winkelgeschwindigkeit einer Drehbewegung des Fahrzeugs aus. Der Detektor 12 gibt Erfassungsdaten in die Steuerung 11 ein. Die Erfassungsdaten werden von dem GPS-Empfänger 12a, dem Geschwindigkeitssensor 12b, dem Kreiselsensor 12c und Ähnlichem erhalten. Die Steuerung 11 speichert die Erfassungsdaten, die von dem Detektor 12 eingegeben werden, in dem Speicher 13.
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Der Speicher 13 wird durch ein Speichermedium wie beispielsweise ein Festplattenlaufwerk, eine Speicherkarte oder Ähnliches ausgebildet. Der Speicher 13 speichert verschiedene Informationen einschließlich verschiedener Daten, die zur Spurberechnung benötigt werden, und verschiedener Daten, die zur Betriebssteuerung der Fahrzeugnavigationsvorrichtung 10 benötigt werden. Außerdem speichert der Speicher 13 Spurinformationen wie beispielsweise eine Positionsspur A, eine Koppelnavigationsspur B, eine Korrekturpositionsspur C, eine Korrekturkoppelnavigationsspur D, eine absolute Spur E und Ähnliches, die später genauer beschrieben werden, sowie verschiedene Daten, die zum Erzeugen der Spuren benötigt werden. Die Spurinformationen wie beispielsweise die Positionsspur A, die Koppelnavigationsspur B, die Korrekturpositionsspur C, die Korrekturkoppelnavigationsspur D, die absolute Spur E und Ähnliches müssen nicht notwendigerweise einer gesamten Fahrspur des Fahrzeugs, beispielsweise einer gesamten Spur zwischen einem Abfahrtsort und einem Ziel, entsprechen und können einem Teil der Fahrspur des Fahrzeugs entsprechen.
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2 stellt eine wahre Fahrspur F des Fahrzeugs dar. Ein Fleck, bei dem das sogenannte Mehrfachpfadphänomen möglicherweise auftritt, existiert um die Fahrspur F. Der Fleck, bei dem das sogenannte Mehrfachpfadphänomen möglicherweise auftritt, entspricht einem Ort, der Erhebungen M oder Ähnliches aufweist. Ein Abschnitt, der der wahren Fahrspur F entspricht und bei dem die Spurinformationen wie beispielsweise die Positionsspur A, die Koppelnavigationsspur B, die Korrekturpositionsspur C, die Korrekturkoppelnavigationsspur D, die absolute Spur E oder Ähnliches erzeugt werden, kann ein Abschnitt sein, der vorliegt, wenn die Anzahl der GPS-Satelliten, deren elektrische Wellen von dem Ortserfassungsteil 21 erfasst werden, gleich einer vorbestimmten Anzahl oder größer ist.
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Der Anzeigeausgabeteil 14 weist eine Anzeigevorrichtung wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige, eine Anzeige mit organischer Lichtemission oder Ähnliches auf. In dem Anzeigeausgabeteil 14 werden beispielsweise ein Anzeigebild zur Routenführung des Fahrzeugs, ein Anzeigebild für verschiedene Betriebsanweisungen, ein Anzeigebild für verschiedene Einstelloperationen oder Ähnliches angezeigt.
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Der Betriebseingabeteil 15 weist verschiedene Schaltergruppen wie beispielsweise einen mechanischen Schalter, der nahe bei einer Anzeige des Anzeigeausgabeteils 14 angeordnet ist, einen Schalter einer berührungsempfindlichen Fläche, der bei der Anzeige des Anzeigeausgabeteils 14 angeordnet ist, und Ähnliches auf. Ein Nutzer kann verschiedene Einstelloperationen für die Fahrzeugnavigationsvorrichtung 10 unter Verwendung der jeweiligen Schalter des Betriebseingabeteils 15 durchführen.
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Der Ortserfassungsteil 21 erfasst chronologisch den Ort des Fahrzeugs auf der Grundlage der elektrischen Welle, die der GPS-Empfänger 12a von dem GPS-Satelliten empfängt.
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Der Positionsspurerzeugungsteil 22 erzeugt, wie es in 3 zu sehen ist, die Positionsspur A, bei der die Positionen a1 bis aN des Fahrzeugs chronologisch angeordnet sind. Die Positionen a1 bis aN des Fahrzeugs werden von dem Ortserfassungsteil 21 bestimmt. Die Positionsspur A enthält eine Position aM, bei der ein Einfluss des sogenannten Mehrfachpfadphänomens vorhanden ist und die einem Ort entspricht, bei dem die obigen Erhebungen M vorhanden sind.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugt der Positionsspurerzeugungsteil 22 die Positionsspur A durch chronologisches Anordnen der jeweiligen Positionen a1 bis aN des Fahrzeugs. Jede der Positionen a1 bis aN wird gemessen, wenn die Anzahl der GPS-Satelliten, deren elektrische Wellen von dem Ortserfassungsteil 21 empfangen werden können, gleich oder größer als eine vorbestimmte Anzahl, beispielsweise gleich oder größer als fünf ist. Somit erzeugt der Positionsspurerzeugungsteil 22 die Positionsspur A in einem Fall, in dem die Anzahl der GPS-Satelliten, deren elektrische Wellen von dem Ortserfassungsteil 21 erfasst werden können, gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist. Die Anzahl der GPS-Satelliten, deren elektrische Wellen empfangen werden, muss nicht notwendigerweise während der gesamten Positionsspur A gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl sein. Wenn mindestens an einem Startpunkt und einem Endpunkt der Positionsspur A die Anzahl der GPS-Satelliten gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, kann die Anzahl der GPS-Satelliten in der Mitte der Positionsspur A kleiner als die vorbestimmte Anzahl sein.
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Der Bewegungsstreckenerfassungsteil 23 erfasst chronologisch eine Bewegungsstrecke (Bewegungsabstand) des Fahrzeugs durch Abtasten des Pulssignals in vorbestimmten Zeitabständen, beispielsweise einer Millisekunde. Das Pulssignal, das von dem Geschwindigkeitssensor 12b ausgegeben wird, ist ein der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendes Signal.
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Der Fahrrichtungserfassungsteil 24 erfasst auf der Grundlage des von dem Kreiselsensor 12c ausgegebenen Erfassungssignals chronologisch die Fahrrichtung des Fahrzeugs.
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Der Koppelnavigationsspurerzeugungsteil 25 erzeugt, wie es aus 4 ersichtlich ist, die Koppelnavigationsspur B, bei der die Spurvektoren b1 bis bN chronologisch angeordnet sind. Jeder Spurvektor b1 bis bN wird anhand der Bewegungsstrecke des Fahrzeugs, die von dem Bewegungsstreckenerfassungsteil 23 erfasst wird, und der Fahrrichtung des Fahrzeugs, die von dem Fahrrichtungserfassungsteil 24 erfasst wird, bestimmt. Die Koppelnavigationsspur B kann aufgrund eines Einflusses eines zufälligen Fehlers eines Erfassungswerts des Geschwindigkeitssensors 12b, eines zufälligen Fehlers eines Spannungswerts oder einer Kreiselverstärkung des Kreiselsensors 12c oder Ähnlichem von der wahren Fahrspur F abweichen.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugt der Koppelnavigationsspurerzeugungsteil 25 chronologisch die Spurvektoren b1 bis bN mittels Durchführen einer zeitlichen Synchronisation mit jeder der Positionen a1 bis aN, die gemessen werden, wenn die Anzahl der GPS-Satelliten, deren elektrische Wellen von dem Ortserfassungsteil 21 empfangen werden können, gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl, d. h. beispielsweise gleich oder größer als fünf ist. Der Koppelnavigationsspurerzeugungsteil 25 erzeugt die Koppelnavigationsspur B durch chronologisches Anordnen der Spurvektoren b1 bis bN. Somit erzeugt der Koppelnavigationsspurerzeugungsteil 25 die Koppelnavigationsspur B mittels Durchführen einer zeitlichen Synchronisation mit der Positionsspur A, wenn der Koppelnavigationsspurerzeugungsteil 25 die elektrischen Wellen von einer Anzahl von Satelliten, die gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, empfangen kann. Die Anzahl der GPS-Satelliten, deren elektrische Wellen empfangen werden können, muss nicht notwendigerweise während der gesamten Koppelnavigationsspur B gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl sein. Wenn zumindest an einem Startpunkt und einem Endpunkt der Koppelnavigationsspur B die Anzahl der GPS-Satelliten gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, kann die Anzahl der GPS-Satelliten in der Mitte der Koppelnavigationsspur B kleiner als die vorbestimmte Anzahl sein.
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Hier werden auf herkömmliche Weise bei der oben beschriebenen Erzeugung der Positionsspur A und der Koppelnavigationsspur B die Positionsspur A und die Koppelnavigationsspur B durch eine Rechenverarbeitung mittels eines bekannten Kalman-Filters synthetisiert, so dass die absolute Spur H, die in 5 gezeigt ist, erzeugt wird. Der Ausdruck „Synthetisieren der Positionsspur A und der Koppelnavigationsspur B” meint, dass eine Größe und eine Richtung der jeweiligen Spurvektoren b1 bis bN in der Koppelnavigationsspur B auf der Grundlage von Ortsinformationen, d. h. Breitengradinformationen und Längengradinformationen, jeder der Positionen a1 bis aN, die in der Positionsspur A enthalten sind, korrigiert werden.
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In diesem Fall wird die herkömmliche absolute Spur H nicht durch Synthetisieren der gesamten Positionsspur A und der gesamten Koppelnavigationsspur B erhalten, nachdem die gesamte Positionsspur A und die gesamte Koppelnavigationsspur B erhalten wurden. Die herkömmliche absolute Spur H wird durch kontinuierliches Synthetisieren der Positionen a1 bis aN mit den Spurvektoren b1 bis bN erzeugt, wenn die jeweiligen Positionen a1 bis aN der Positionsspur A und die jeweiligen Positionen der Koppelnavigationsspur B, die zeitlich mit den jeweiligen Positionen a1 bis aN synchronisiert werden, erhalten werden. Wenn daher beispielsweise die Orte a1, a2 erhalten werden und der Spurvektor b1 mit einer Zeitsynchronisation mit den Orten a1, a2 erhalten wird, werden die Positionen a1, a2 und der Spurvektor b1 synthetisiert. Wenn die Orte a3, a4 erhalten werden und der Spurvektor b2 mit einer zeitlichen Synchronisation mit den Orten a3, a4 erhalten wird, werden die Positionen a3, a4 und der Spurvektor b2 synthetisiert. Der obige Prozess wird kontinuierlich durchgeführt, und die absolute Spur H wird kontinuierlich in Teilen erzeugt.
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Bei dem herkömmlichen Verfahren werden die Erzeugung der Positionsspur A, die Erzeugung der Koppelnavigationsspur B und die Erzeugung der absoluten Spur H in Echtzeit parallel durchgeführt. Es ist schwierig, die absolute Spur H bei gleichzeitiger Beseitigung des Orts aM zu erzeugen, bei dem die Erfassung durch das Mehrfachpfadphänomen beeinflusst wurde. Demzufolge wird eine absolute Spur H erzeugt, die den Teil hM enthält, der durch das Mehrfachpfadphänomen beeinflusst ist.
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Daher wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die im Folgenden beschriebene Konfiguration verwendet, um die absolute Spur ohne Beeinflussung durch das Mehrfachpfadphänomen zu erhalten.
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Somit weist der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 eine Funktion eines Mehrfachpfadbestimmungsteils 26a und eine Funktion eines Mehrfachpfadbeseitigungsteils 26b auf, die einer sogenannten Reinigungsfunktion entspricht. Der Mehrfachpfadbestimmungsteil 26a bestimmt einen Ort, der durch das sogenannte Mehrfachpfadphänomen beeinflusst wird, für jeden Ort, der in der Positionsspur enthalten ist. Der Mehrfachpfadbeseitigungsteil 26b beseitigt den Ort, an dem das Mehrfachpfadphänomen auftritt, aus der Positionsspur. Der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 erzeugt die Korrekturpositionsspur (korrigierte Positionsspur) C, die in 6 gezeigt ist, mittels eines im Folgenden beschriebenen Prozesses.
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Der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 überlagert die Positionsspur A, die der Positionsspurerzeugungsteil 22 erzeugt hat, und die Koppelnavigationsspur B, die der Koppelnavigationsspurerzeugungsteil 25 erzeugt hat, wie es anhand von 7 zu sehen ist. Ein Aspekt der Überlagerung kann verschiedene Aspekte enthalten. In diesem Fall wird eine Zeitsynchronisation zwischen den jeweiligen Positionen a1 bis aN, die in der Positionsspur A enthalten sind, und den jeweiligen Spurvektoren b1 bis bN durchgeführt. Somit wird beispielsweise entsprechend einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem ein erster Ort a1 der Positionsspur A erfasst wird, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem ein zweiter Ort a2 erfasst wird, ein erster Spurvektor b1 der Koppelnavigationsspur B erzeugt. Da die Zeitsynchronisation zwischen den jeweiligen Positionen a1 bis aN der Positionsspur A und den jeweiligen Spurvektoren b1 bis bN der Koppelnavigationsspur B durchgeführt wird, überlagert der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 die beiden Positionen a1, a2 an einem Startort der Positionsspur A und den Spurvektor b1 an einem Startort der Koppelnavigationsspur B. Gemäß einem anderen Aspekt können die beiden Positionen an einem Endpunkt der Positionsspur A und ein Spurvektor an einem Endpunkt der Koppelnavigationsspur B überlagert werden, oder es können zwei Positionen in der Mitte der Positionsspur A und ein anderer Spurvektor der Koppelnavigationsspur B, der zeitlich mit den beiden Positionen synchronisiert ist, überlagert werden.
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Der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 überlagert die Positionsspur A, die von dem Positionsspurerzeugungsteil 22 erzeugt wird, und die Koppelnavigationsspur B, die von dem Koppelnavigationsspurerzeugungsteil 25 erzeugt wird, und bestimmt einen Ort aM unter den jeweiligen Positionen a1 bis aN, die in der Positionsspur A enthalten sind, als einen Ort, der durch das Mehrfachpfadphänomen beeinflusst wurde. Der Ort aM weist einen vorbestimmten Abstand oder mehr zu der Koppelnavigationsspur B, beispielsweise einen Abstand von 15 m und mehr, in Kartendaten auf. In diesem Fall basiert die Bestimmung des Abstands auf einer Länge einer senkrechten Linie, die von den jeweiligen Positionen a1 bis aN in der Positionsspur A zu der Koppelnavigationsspur B gezogen wird. Daher wird ein Ort, an dem eine Länge einer senkrechten Linie, die von der jeweiligen Position a1 bis aN zu der Koppelnavigationsspur B gezogen wird, gleich dem vorbestimmten Abstand oder größer ist, als der Ort aM identifiziert, an dem die Erfassung durch das Mehrfachpfadphänomen beeinflusst wurde. Der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 beseitigt den Ort aM, der als der Ort identifiziert wurde, der durch das Mehrfachpfadphänomen beeinflusst wurde, aus der Positionsspur A und erzeugt dementsprechend die Korrekturpositionsspur C, die in 6 gezeigt ist.
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Der Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsteil 27 liest Daten, die der Koppelnavigationsspurerzeugungsteil 25 verwendet hat, als die Koppelnavigationsspur B erzeugt wurde, aus dem Speicher 13 aus. Die Daten entsprechen der jeweiligen Bewegungsstrecke des Fahrzeugs, die von dem Bewegungsstreckenerfassungsteil 23 erfasst wurde, und der jeweiligen Fahrrichtung des Fahrzeugs, die von dem Fahrrichtungserfassungsteil 24 erfasst wurde. Der Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsteil 27 korrigiert die jeweiligen Spurvektoren b1 bis bN, die mittels der Daten bestimmt werden, auf der Grundlage von Ortsinformationen jedes Orts, der in der Korrekturpositionsspur C enthalten ist, die von dem Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 erzeugt wurde, unter Verwendung eines Korrekturprozesses eines bekannten Kalman-Glätters und ordnet diese chronologisch an. Die Ortsinformationen entsprechen den Breitengradinformationen und Längengradinformationen. Der Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsteil 27 korrigiert die Koppelnavigationsspur B, um die Korrekturkoppelnavigationsspur (korrigierte Koppelnavigationsspur) G zu erzeugen. 8 stellt die Korrekturkoppelnavigationsspur G dar. Die Korrekturkoppelnavigationsspur G, die wie oben beschrieben korrigiert wurde, liegt näher bei der wahren Fahrspur F als die Koppelnavigationsspur B. Bei dem Korrekturprozess mittels des Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsteils 27 werden eine elektrische Spannungskorrektur des Kreiselsensors 12c, eine Korrektur der Kreiselverstärkung des Kreiselsensors 12c, eine Korrektur der Größe und der Richtung der jeweiligen Spurvektoren b1 bis bN, die zuvor erhalten wurden, durchgeführt, und dementsprechend wird die Korrekturkoppelnavigationsspur G erzeugt. Daher ist die Korrekturkoppelnavigationsspur G nach der Korrektur der jeweiligen Spurvektoren b1 bis bN, die die Koppelnavigationsspur B bereitstellen, eine Koppelnavigationsspur, die durch chronologisches Neuanordnen der korrigierten Spurvektoren b1 bis bN erzeugt wird.
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Der Absolutspurerzeugungsteil 28 synthetisiert die Korrekturpositionsspur C, die von dem Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 erzeugt wurde, und die Korrekturkoppelnavigationsspur G, die von dem Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsteil 27 erzeugt wurde, unter Verwendung eines Rechenprozesses des bekannten Kalman-Glätters und erzeugt dementsprechend die absolute Spur E, die in 9 gezeigt ist. Der Ausdruck „Synthetisieren der Korrekturpositionsspur C und der Korrekturkoppelnavigationsspur G” meint, dass die Größe und die Richtung der jeweiligen Spurvektoren b1 bis bN, die in der Korrekturkoppelnavigationsspur G enthalten sind, auf der Grundlage der Positionsinformationen der jeweiligen Positionen a1 bis aN, die in der Korrekturpositionsspur C enthalten sind, aus der der Ort aM, der durch das Mehrfachpfadphänomen beeinflusst ist, beseitigt wurde, korrigiert werden. Die Positionsinformationen der jeweiligen Positionen a1 bis aN entsprechen der Breitengradinformation und der Längengradinformation.
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In diesem Fall wird die absolute Spur E nicht durch den Rechenprozess des oben beschriebenen Kalman-Filters in dem Rechenprozess erzeugt, in dem die Erzeugung der Positionsspur A, der Koppelnavigationsspur B und der absoluten Spur E in Echtzeit parallel durchgeführt werden. Die absolute Spur E wird durch den Rechenprozess des Kalman-Glätters in einem Rechenprozess erzeugt, in dem ein Erfassungswert anschließend korrigiert wird. Nach dem Erhalten der gesamten Positionsspur A und der gesamten Koppelnavigationsspur B wird die gesamte Positionsspur A korrigiert, um die Korrekturpositionsspur C zu erzeugen, und die gesamte Koppelnavigationsspur B wird korrigiert, um die Korrekturkoppelnavigationsspur G zu erzeugen, und dann wird die gesamte Korrekturpositionsspur C mit der Korrekturkoppelnavigationsspur G synthetisiert, um die absolute Spur E zu erzeugen.
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Der Absolutspurspeicherteil 29 speichert die absolute Spur E, die von dem Absolutspurerzeugungsteil 28 erzeugt wurde, in dem Speicher 13. Die absolute Spur E, die in dem Speicher 13 gespeichert wird, wird als eine Fahrspur verwendet, die von der Fahrzeugnavigationsvorrichtung 10 beispielsweise zum Lernen einer Straßengestalt verwendet wird.
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Wie es oben beschrieben wurde, wird gemäß der Fahrzeugnavigationsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform die absolute Spur E nicht in Echtzeit parallel zu der Erzeugung der Positionsspur A und der Koppelnavigationsspur B erzeugt. Die absolute Spur E wird, nachdem die Positionsspur A und die Koppelnavigationsspur B einmal erzeugt wurden, durch Erzeugen der Korrekturpositionsspur C und der Korrekturkoppelnavigationsspur G, die durch Korrigieren der Positionsspur A und der Koppelnavigationsspur B erhalten werden, und durch Synthetisieren der Korrekturpositionsspur C und der Korrekturkoppelnavigationsspur G erzeugt. Somit wird keine absolute Spur in Echtzeit bei der Erzeugung der Positionsspur A und der Koppelnavigationsspur B erzeugt. Die absolute Spur E wird später, nachdem die Positionsspur A und die Koppelnavigationsspur B erzeugt wurden und die Positionsspur A und die Koppelnavigationsspur B korrigiert wurden, unter Verwendung der Positionsspur C und der Koppelnavigationsspur G, die korrigiert wurden, erzeugt. Dementsprechend ist es möglich, den Einfluss des Mehrfachpfadphänomens während der Erzeugung der absoluten Spur E genau zu beseitigen, und es ist möglich, die absolute Spur E noch genauer zu erzeugen.
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Die Fahrzeugnavigationsvorrichtung 10 synthetisiert die Korrekturpositionsspur C und die Korrekturkoppelnavigationsspur G, die in dem Fall erzeugt werden, in dem die Anzahl der GPS-Satelliten, deren elektrische Wellen von dem Ortserfassungsteil 21 empfangen werden können, gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, so dass die Fahrzeugnavigationsvorrichtung 10 die absolute Spur E erzeugt. Da die Positionsspur A, die der Positionsspurerzeugungsteil 22 erzeugt, so genau wie möglich wird, wird die Korrekturpositionsspur C, die durch Korrigieren der Positionsspur A erhalten wird, so genau wie möglich, und demzufolge wird die absolute Spur E, die aus der Korrekturpositionsspur C erzeugt wird, ebenfalls so genau wie möglich.
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(Zweite Ausführungsform)
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Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 10 bis 18B erläutert. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der obigen ersten Ausführungsform in dem Verfahren zum Erzeugen der absoluten Spur. Genauer gesagt wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, anstatt dass die absolute Spur, die aus der Korrekturpositionsspur und der Korrekturkoppelnavigationsspur synthetisiert wird, erzeugt wird, eine Korrekturkoppelnavigationsspur, die auf der Grundlage der Positionsspur und der Koppelnavigationsspur erhalten wird, die mit einer Transformationsmatrix transformiert (oder korrigiert) wurden, als die absolute Spur erzeugt. Im Folgenden werden die sich von der ersten Ausführungsform unterscheidenden Aspekte beschrieben.
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Der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 führt einen ersten Fitting-Prozess bzw. Anpassungsprozess bzw. Annäherungsprozess aus. Insbesondere berechnet der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 basierend auf der Gleichung (1), die in 10 gezeigt ist, die erste Transformationsmatrix C1 zum Überlagern der Koppelnavigationsspur B und der Positionsspur A. Die Koordinaten (Ui, Vi), die in der Gleichung (1) verwendet werden, entsprechen jeweiligen Koordinatendaten, die in der Positionsspur A enthalten sind, und Koordinaten (Xi, Yi) entsprechend jeweiligen Koordinatendaten, die in der Koppelnavigationsspur B enthalten sind. Jeder Spurvektor, der in der Koppelnavigationsspur B enthalten ist, wird auf der Grundlage dieser Koordinatendaten (Xi, Yi) erzeugt. Außerdem enthält die erste Transformationsmatrix C1 Rotationselemente R1, R2 und Translationselemente T1, T2, wie es in 11 gezeigt ist. Auch wenn die erste Transformationsmatrix C1 eine Rotation und Translation einer Spur ermöglicht, wird die erste Transformationsmatrix C1 als eine Transformationsmatrix festgelegt, die keine Schrägentransformation (entsprechend einer Änderung mit einer Verzerrung) durchführen kann.
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Der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 transformiert auf der Grundlage einer zweiten Gleichung (2), die in 12 gezeigt ist, die Koppelnavigationsspur B in eine Transformationskoppelnavigationsspur (transformierte Koppelnavigationsspur) B', die der Positionsspur A überlagert ist, mit der berechneten ersten Transformationsmatrix C1. 13 zeigt visuell ein Beispiel, bei dem die Koppelnavigationsspur B der Positionsspur A mittels der ersten Transformationsmatrix C1 überlagert wird, so dass die Koppelnavigationsspur B in die Transformationskoppelnavigationsspur B' transformiert wird. Genauer gesagt wird, wie es in 13A gezeigt ist, die Koppelnavigationsspur B mittels der ersten Transformationsmatrix C1 transformiert, so dass die Koppelnavigationsspur B der Positionsspur A überlagert wird (entspricht dem ersten Fitting-Prozess). Da die erste Transformationsmatrix C1 eine Transformationsmatrix ist, die keine Schrägentransformation durchführen kann, weist in diesem Fall, wie es in 13B gezeigt ist, die Transformationskoppelnavigationsspur B', die aus der Transformation erhalten wird, einen niedrigen Überlagerungsgrad (entspricht einem Übereinstimmungsgrad mit der Positionsspur A) mit der Positionsspur A auf.
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Der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 beseitigt einen Ort, der einen vorbestimmten Abstand oder mehr zu der Transformationskoppelnavigationsspur B' aufweist, aus allen Orten, die in der Positionsspur A enthalten sind, wenn, wie es in 13B gezeigt ist, die Positionsspur A der Transformationskoppelnavigationsspur B' überlagert ist. Dementsprechend erzeugt der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 die Korrekturpositionsspur C, die in 14 gezeigt ist. Es kann ein beliebiger geeigneter Wert als der vorbestimmte Abstand festgelegt werden.
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Wie es oben beschrieben wurde, führt der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 den ersten Fitting-Prozess und einen anschließenden Prozess zum Erzeugen der Korrekturpositionsspur C aus.
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Der Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsteil 27 führt einen zweiten Fitting-Prozess aus. Insbesondere berechnet der Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsteil 27 auf der Grundlage der Gleichung (3), die in 15 gezeigt ist, eine zweite Transformationsmatrix C2 zur Überlagerung der Koppelnavigationsspur B und der Korrekturpositionsspur C. Die Koordinaten (Ui, Vi), die in der Gleichung (3) verwendet werden, entsprechen jeweiligen Koordinatendaten, die in der Korrekturpositionsspur C enthalten sind, und die Koordinaten (Xi, Yi) entsprechen jeweiligen Koordinatendaten, die in der Koppelnavigationsspur B enthalten sind. Es werden jedoch nur die Koordinatendaten der Koppelnavigationsspur B, die der Positionsspur C entsprechen, verwendet. Daher ist die Gesamtanzahl der jeweiligen Koordinatendaten der Koppelnavigationsspur B kleiner als die Gesamtanzahl n der Daten. Außerdem weist, wie es in 16 gezeigt ist, die zweite Transformationsmatrix C2 mehrere Elemente (in diesem Fall c1, c2, c3, c4, c5 und c6) auf, die sich voneinander unterscheiden, und die zweite Transformationsmatrix C2 wird als eine Transformationsmatrix festgelegt, die eine Schrägentransformation (entsprechend einer Änderung mit einer Verzerrung) durchführen kann.
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Der Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsteil 27 transformiert auf der Grundlage der Gleichung (4), die in 17 gezeigt ist, die Koppelnavigationsspur B in die Korrekturkoppelnavigationsspur G, die der Korrekturpositionsspur C überlagert ist, entsprechend der berechneten zweiten Transformationsmatrix C2. 18A und 18B stellen visuell ein Beispiel dar, bei dem die Koppelnavigationsspur B der Korrekturpositionsspur C mittels der zweiten Transformationsmatrix C2 überlagert wird, so dass die Koppelnavigationsspur B in die Korrekturkoppelnavigationsspur G transformiert wird. Genauer gesagt wird, wie es in 18A gezeigt ist, die Koppelnavigationsspur B mittels der zweiten Transformationsmatrix C2 transformiert, so dass die Koppelnavigationsspur B der Korrekturpositionsspur C überlagert wird (entspricht dem zweiten Fitting-Prozess). Da die zweite Transformationsmatrix C2 eine Transformationsmatrix ist, die eine Schrägentransformation durchführen kann, weist in diesem Fall die Korrekturkoppelnavigationsspur G, die aus der Transformation erhalten wird, einen hohen Überlagerungsgrad (entsprechend einem Übereinstimmungsgrad mit der Korrekturpositionsspur C) mit der Korrekturpositionsspur C auf, wie es in 18B gezeigt ist.
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Wie es oben beschrieben wurde, führt der Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsteil 27 den zweiten Fitting-Prozess und einen folgenden Prozess zum Erzeugen der Korrekturkoppelnavigationsspur G aus.
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Der Absolutspurerzeugungsteil 28 erzeugt die Korrekturkoppelnavigationsspur G, die der Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsteil 27 erzeugt hat, als die absolute Spur E. Der Absolutspurspeicherteil 29 speichert die absolute Spur E, die der Absolutspurerzeugungsteil 28 erzeugt hat, in dem Speicher 13.
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Gemäß der oben erläuterten Ausführungsform ist es möglich, den Einfluss des Mehrfachpfadphänomens während der Erzeugung der absoluten Spur E genau zu beseitigen und die absolute Spur E noch genauer zu erzeugen.
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Außerdem ist die Positionsspur A eine zackige Spur mit viel Zufallsrauschen. Dementsprechend enthält die Korrekturpositionsspur C sogar dann, wenn die Positionsspur A korrigiert und die Korrekturpositionsspur C erzeugt wird, bis zu einem gewissen Ausmaß Zufallsrauschen auf, und die Korrekturpositionsspur C wird ebenfalls zu einer gezackten Spur. Da die Koppelnavigationsspur B in die Korrekturkoppelnavigationsspur G unter Verwendung der zweiten Transformationsmatrix C2 transformiert wird, die eine Schrägentransformation durchführen kann, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Zufallsrauschen, das in der Korrekturpositionsspur C enthalten ist, durch Transformieren und Überlagern der Koppelnavigationsspur B zu mitteln und absorbieren, so dass es möglich ist, die absolute Spur E mit einer extrem glatten Kurve und hoher Genauigkeit zu erhalten.
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(Weitere Ausführungsform)
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann verschiedene Ausführungsformen aufweisen, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist es möglich, dass die vorliegende Erfindung wie folgt modifiziert oder erweitert wird.
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Die erste Transformationsmatrix C1 kann als eine Transformationsmatrix festgelegt werden, die die Positionsspur A der Koppelnavigationsspur B überlagern kann. In diesem Fall beseitigt der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 einen Ort, der einen vorbestimmten Abstand oder mehr von der Koppelnavigationsspur B entfernt ist, für alle Orte, die in der Positionsspur A enthalten sind (entsprechend einer Transformationspositionsspur A', die nicht gezeigt ist), wenn die Positionsspur A (entsprechend der Transformationspositionsspur A') nach der Transformation der Koppelnavigationsspur B überlagert wird, und der Korrekturpositionsspurerzeugungsteil 26 erzeugt die Korrekturpositionsspur C.
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Ein Abschnitt, in dem die absolute Spur E erzeugt wird, kann derart ausgewählt werden, dass der Abschnitt eine Straßenbiegung aufweist. Dementsprechend ist es möglich, die absolute Spur E noch genauer zu erzeugen. Wenn ein Abschnitt, in dem die absolute Spur E erzeugt wird, mehrere Straßenbiegungen aufweist, kann der Abschnitt in mehrere Abschnitte unterteilt werden, so dass ein Teilabschnitt eine Straßenbiegung aufweist. Die absolute Spur E kann für jeden der Teilabschnitte erzeugt werden, und die erzeugten absoluten Spuren E können verbunden (synthetisiert) werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn die erste Transformationsmatrix C1 und die zweite Transformationsmatrix C2 als eine lineare Transformationsmatrix eines homogenen Koordinatensystems festgelegt werden. Die erste Transformationsmatrix C1 und die zweite Transformationsmatrix C2 können beispielsweise mittels eines linearen Regressionsverfahrens, eines RANSAC-Verfahrens (Random-Sample-Consensus-Verfahrens), eines robusten Schätzverfahrens oder Ähnlichem berechnet werden.
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Der Absolutspurerzeugungsteil 28 kann ausgelegt sein, die absolute Spur E durch Synthetisieren einer Korrekturpositionsspur C und einer Korrekturkoppelnavigationsspur G zu erzeugen, die in einem Fall erzeugt werden, in dem die Anzahl der GPS-Satelliten, deren elektrische Wellen von dem Ortserfassungsteil 21 empfangen werden können, gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist und jede Bewegungsstrecke des Fahrzeugs, die der Bewegungsstreckenerfassungsteil 23 erfasst hat, gleich einem vorbestimmten Wert oder größer ist. Alternativ kann der Absolutspurerzeugungsteil 28 ausgelegt sein, die absolute Spur E durch Synthetisieren einer Korrekturpositionsspur C und einer Korrekturkoppelnavigationsspur G zu erzeugen, die in einem Fall erzeugt werden, in dem die Anzahl der GPS-Satelliten, deren elektrische Wellen von dem Absolutspurerzeugungsteil 28 empfangen werden können, gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl ist, jede Bewegungsstrecke des Fahrzeugs, die der Bewegungsstreckenerfassungsteil 23 erfasst hat, gleich einem vorbestimmten Wert oder größer ist, und jede Fahrrichtung des Fahrzeugs, die der Fahrrichtungserfassungsteil 24 erfasst hat, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Dementsprechend ist es möglich, eine noch genauere absolute Spur E zu erhalten.
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Der Positionssatellit ist nicht auf den GPS-Satelliten beschränkt. Der Positionssatellit kann beispielsweise ein GLONASS (globales Navigationssatellitensystem) sein. In diesem Fall enthält die Fahrzeugnavigationsvorrichtung 10 anstelle des GPS-Empfängers 12a einen GLONASS-Empfänger.
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Die Fahrspurspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf eine Konfiguration beschränkt, die integral in einer Fahrzeugnavigationsvorrichtung angeordnet ist, sondern die Fahrspurspeichervorrichtung kann eine Konfiguration aufweisen, die getrennt von der Fahrzeugnavigationsvorrichtung angeordnet ist.
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Die Fahrspurspeichervorrichtung kann integral in einer anderen Vorrichtung als in der Fahrzeugnavigationsvorrichtung angeordnet sein.
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Die obige Beschreibung enthält den folgenden Aspekt.
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Die Fahrspurspeichervorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Ortserfassungsvorrichtung, eine Positionsspurerzeugungsvorrichtung, eine Bewegungsstreckenerfassungsvorrichtung, eine Fahrrichtungserfassungsvorrichtung, eine Koppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung, eine Korrekturpositionsspurerzeugungsvorrichtung, eine Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung, eine Absolutspurerzeugungsvorrichtung und einen Absolutspurspeicher. Die Ortserfassungsvorrichtung erfasst chronologisch einen Fahrzeugort auf der Grundlage einer elektrischen Welle, die von einem Satelliten empfangen wird. Die Positionsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt eine Positionsspur, bei der die jeweiligen Fahrzeugorte chronologisch angeordnet sind. Die jeweiligen Fahrzeugorte wurden mittels der Ortserfassungsvorrichtung gemessen. Die Bewegungsstreckenerfassungsvorrichtung erfasst chronologisch eine Fahrzeugbewegungsstrecke. Die Fahrrichtungserfassungsvorrichtung erfasst chronologisch eine Fahrzeugfahrrichtung. Die Koppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt eine Koppelnavigationsspur, bei der die jeweiligen Vektoren chronologisch angeordnet sind. Jeder Vektor wird aus einer entsprechenden Fahrzeugbewegungsstrecke, die von der Bewegungsstreckenerfassungsvorrichtung erfasst wird, und einer entsprechend Fahrzeugfahrrichtung, die von der Fahrrichtungserfassungsvorrichtung erfasst wird, bestimmt. Die Korrekturpositionsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt eine Korrekturpositionsspur, die durch Beseitigen eines Orts, der einen vorbestimmten Abstand oder mehr von der Koppelnavigationsspur entfernt ist, aus Orten, die in der Positionsspur enthalten sind, erhalten wird, wenn die Positionsspur, die von der Positionsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt wird, der Koppelnavigationsspur, die von der Koppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt wird, überlagert wird. Die Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt eine Korrekturkoppelnavigationsspur, die durch Korrigieren der Koppelnavigationsspur auf der Grundlage der Korrekturpositionsspur erhalten wird. Die Koppelnavigationsspur wird von der Koppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt, und die Korrekturpositionsspur wird von der Korrekturpositionsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt. Die Absolutspurerzeugungsvorrichtung erzeugt eine absolute Spur, die durch Synthetisieren der Korrekturpositionsspur und der Korrekturkoppelnavigationsspur erhalten wird. Die Korrekturpositionsspur wird von der Korrekturpositionsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt, und die Korrekturkoppelnavigationsspur wird von der Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt.
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Gemäß der obigen Fahrspurspeichervorrichtung wird die absolute Spur nicht durch eine Korrektur in Echtzeit erzeugt. Die Positionsspur und die Koppelnavigationsspur werden einmal erzeugt, die Korrekturpositionsspur und die Korrekturkoppelnavigationsspur, die jeweils durch Korrigieren der Positionsspur und der Koppelnavigationsspur erhalten werden, werden erzeugt, und die absolute Spur wird durch Synthetisieren der Korrekturpositionsspur und der Korrekturkoppelnavigationsspur erzeugt. Somit wird die absolute Spur nicht in Echtzeit bei einer Erzeugung der Positionsspur und der Koppelnavigationsspur erzeugt. Die Positionsspur und die Koppelnavigationsspur werden erzeugt. Nach dem Korrigieren der Positionsspur und der Koppelnavigationsspur wird die absolute Spur unter Verwendung der Positionsspur und der Koppelnavigationsspur, die korrigiert wurden, erzeugt. Wenn die absolute Spur erzeugt wird, ist es dementsprechend möglich, den Einfluss durch das Mehrfachpfadphänomen richtig zu beseitigen und die absolute Spur noch genauer zu erzeugen.
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Alternativ kann die Korrekturpositionsspurerzeugungsvorrichtung eine erste Transformationsmatrix zum Überlagern der Koppelnavigationsspur und der Positionsspur berechnen, die Koppelnavigationsspur in eine Transformationskoppelnavigationsspur, die der Positionsspur überlagert ist, mittels der ersten Transformationsmatrix transformieren und einen anderen Ort, der einen vorbestimmten Abstand oder mehr von der Transformationskoppelnavigationsspur entfernt ist, aus Orten, die in der Positionsspur enthalten sind, beseitigen, wenn die Positionsspur der Transformationskoppelnavigationsspur überlagert wird, so dass die Korrekturpositionsspur erzeugt wird. Die Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung kann eine zweite Transformationsmatrix zum Überlagern der Koppelnavigationsspur und der Korrekturpositionsspur berechnen und die Koppelnavigationsspur, die der Korrekturpositionsspur zu überlagern ist, mittels der zweiten Transformationsmatrix transformieren, so dass die Korrekturkoppelnavigationsspur erzeugt wird. Die Absolutspurerzeugungsvorrichtung kann die Korrekturkoppelnavigationsspur, die von der Korrekturkoppelnavigationsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt wird, als die absolute Spur erzeugen. Da die absolute Spur auf der Grundlage der Positionsspur und der Koppelnavigationsspur erzeugt wird, die mittels der Transformationsmatrix transformiert wurden, ist es in diesem Fall möglich, eine noch genauere absolute Spur zu erhalten und zu speichern.
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Alternativ kann die erste Transformationsmatrix eine Transformationsmatrix sein, die keine Schrägentransformation (eine Änderung mit einer Verzerrung) für die Koppelnavigationsspur durchführt. Die zweite Transformationsmatrix kann eine andere Transformationsmatrix sein, die eine Schrägentransformation für die Koppelnavigationsspur durchführt.
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Alternativ kann die erste Transformationsmatrix eine andere Transformationsmatrix sein, die die Positionsspur der Koppelnavigationsspur überlagert.
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Alternativ kann die Absolutspurerzeugungsvorrichtung die absolute Spur durch Synthetisieren der Korrekturpositionsspur und der Korrekturkoppelnavigationsspur erzeugen. Die Korrekturpositionsspur und die Korrekturkoppelnavigationsspur werden in einem Fall erzeugt, in dem eine Gesamtanzahl von Satelliten, deren elektrische Wellen von der Ortserfassungsvorrichtung erfasst werden, gleich oder größer als eine vorbestimmte Anzahl ist. Da die Positionsspur, die die Positionsspurerzeugungsvorrichtung erzeugt, so genau wie möglich wird, wird die Korrekturpositionsspur, die mittels Korrektur der Positionsspur erhalten wird, ebenfalls so genau wie möglich, und es ist möglich, dass die absolute Spur, die von der Korrekturpositionsspur erzeugt wird, ebenfalls so genau wie möglich wird.
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Alternativ kann die Absolutspurerzeugungsvorrichtung die absolute Spur durch Synthetisieren der Korrekturpositionsspur und der Korrekturkoppelnavigationsspur erzeugen. Die Korrekturpositionsspur und die Korrekturkoppelnavigationsspur können in einem Fall erzeugt werden, in dem die Gesamtanzahl der Satelliten, deren elektrische Wellen von der Ortserfassungsvorrichtung erfasst werden, gleich oder größer als eine vorbestimmte Anzahl ist, und in einem Fall, in dem jede der Fahrzeugbewegungsstrecken, die die Bewegungsstreckenerfassungsvorrichtung erfasst hat, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.
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Alternativ kann die Absolutspurerzeugungsvorrichtung die absolute Spur durch Synthetisieren der Korrekturpositionsspur und der Korrekturkoppelnavigationsspur erzeugen. Die Korrekturpositionsspur und die Korrekturkoppelnavigationsspur werden in einem Fall erzeugt, in dem die Gesamtanzahl der Satelliten, deren elektrische Wellen von der Ortserfassungsvorrichtung empfangen werden, gleich oder größer als eine vorbestimmte Anzahl ist, in einem Fall, in dem jede der Fahrzeugbewegungsstrecken, die die Bewegungsstreckenerfassungsvorrichtung erfasst hat, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, und in einem Fall, in dem jede der Fahrzeugfahrrichtungen, die von der Fahrrichtungserfassungsvorrichtung erfasst werden, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
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Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ihre Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen und Aufbauten beschränkt. Die vorliegende Erfindung deckt verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen ab. Zusätzlich zu den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen sind weitere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehr, weniger oder eines einzelnen Elements ebenfalls innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung möglich.
