DE69121453T2

DE69121453T2 - Gerät für Navigation eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE69121453T2
Application number: DE69121453T
Authority: DE
Inventors: Isao Endo; Tsutomu Honda; Kenichiro Kawasaki; Shozaburo Sakaguchi; Shinichi Takemura
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1991-02-21
Publication date: 1997-01-02
Anticipated expiration: 2011-02-22
Also published as: EP0453726A3; US5220509A; JPH049710A; EP0453726A2; EP0453726B1; DE69121453D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist bekannt, daß das GPS-Positionierungssystem hinsichtlich der Genauigkeit dem eigenständigen Positionierungssystem überlegen ist.
Die US-A-4 903 212 offenbart ein Navigationssystem, das das GPS- und das eigenständige Positionierungssystem kombiniert. Diese herkömmliche Fahrzeugnavigationsvorrichtung zeigt normalerweise verschiedene Navigationsteile der Navigationsinformation auf der Grundlage von Positionsdaten, herrührend vom GPS-Positionierungssystem an, und es zeigt die Information von dem eigenständigen Positionierungssystem an, wenn von dem GPS-Positionierungssystem aus unterschiedlichen Gründen keine geeignete Navigationsinformation verfügbar ist.
Auf diese Weise kann die Navigationsinformation von entweder dem GPS-Positionierungssystem oder dem eigenständigen Positionierungssystem der Anzeigevorrichtung zugeführt werden. Der Geomagnetismus ist jedoch häufig sehr schwach, weshalb ein geomagnetischer Sensor, wie beispielsweise ein im eigenständigen Positionierungssystem verwendeter Ortungssensor schnell äußeren Störungen unterliegt. Die Folge ist deshalb ein Fehler, wenn der geomagnetische Sensor magnetisiert ist, wenn das Fahrzeug magnetisiert ist, oder wenn das Fahrzeug entlang einer Schiene oder quer über eine Schiene fährt.
Der als Ortungssensor im eigenständigen Positionierungssystem verwendete Kompaß neigt dazu, durch äußere Störungen beeinträchtigt zu werden und führt zu Fehlern, die sich summieren. Um die Ortungsdaten des Ortungssensors im eigenständigen Positionierungssystem zu korrigieren, ist es nicht nur erforderlich, die Verschiebungswerte zu kompensieren, sondern auch den Ortungssensor gegenüber einer genaueren Referenz zu korrigieren. Dabei handelt es sich um eine unbequeme und zeitaufwendige Aufgabe.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehend genannten Nachteile gemacht worden. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung zu schaffen, in welcher die Ortungsdaten des Ortungssensors im eigenständigen Positionierungssystem in Bezug auf diejenigen des GPS-Positionierungssystems ebenso korrigiert werden wie der summierte Fehler minimiert wird.
Wenn bei einer erfindungsgemäßen Navigationsvorrichtung die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage des Ausgangssignals des eigenständigen Positionierungssystems oder des GPS-Positionierungssystems berechnet wird, über einem vorbestimmten Wert liegt, wird eine Entscheidung abhängig davon getroffen, ob der Fehler bezüglich der Ortungsdaten auf der Grundlage des eigenständigen Positionierungssystems in Bezug auf das GPS-Positionierungssystem größer als ein gegebener Wert ist. Wenn der Fehler der Ortungsdaten des eigenständigen Positionierungssystems größer als ein gegebener Wert ist, werden die Ortungsdaten des eigenständigen Positionierungssystems durch die Daten von dem GPS-Positionierungssystem korrigiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Merkmale und weiteren Aufgaben der vorliegenden Erfindung gehen aus der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervor; es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer allgemeinen Konfiguration einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugnavigationsvorrichtung und
Fig. 2 ein Flußdiagramm des Betriebs der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsform

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm der allgemeinen Konfiguration einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Navigationsvorrichtung. Ein GPS-Empfänger 3 empfängt die Wellen von wenigstens drei Satelliten, um die aktuelle Position des Fahrzeugs zu ermitteln. Eine CPU 5 empfängt die aktuellen Positionsdaten von dem GPS-Empfänger 3 über eine I/O (Ein/Ausgabe) 4. Beim Übertragen und Empfangen der Daten zwischen einer arithmetischen Logikeinheit 6 und einem RAM 8 führt die CPU 5 eine Berechnung verschiedener Daten durch, die der Anzeigevorrichtung unter Steuerung des Systemprogramms zugeführt werden, das in einem ROM 7 gespeichert ist.
Wenn das Fahrzeug auf einer Straße fährt, zeigt das Navigationssystem in jedem Augenblick verschiedene Navigationsinformation auf der Grundlage der aktuellen Position des Fahrzeugs an, wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Ortung oder Richtung, in welcher das Fahrzeug fährt.
Ein eigenständiges Positionierungssystem besteht aus einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2, wie beispielsweise einem Impulsgenerator und einem geomagnetischen Sensor 1. Die CPU 5 empfängt die Daten von dem geomagnetischen Sensor 1 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2 über eine I/O 4. Beim Übertragen und Empfangen der Daten zwischen der arithmetischen Logikeinheit 6 und dem RAM 8 unter Steuerung des in einem ROM 7 gespeicherten Systemprogramms berechnet die CPU 5 verschiedene Daten, wie beispielsweise die Positionsdaten, welche die aktuelle Position der Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, Ortungsdaten oder die Richtung, in welcher das Fahrzeug fährt, und führt sie der Anzeigevorrichtung zu.
Üblicherweise ist das GPS-Positionierungssystem genauer als das eigenständige System. Wenn das Fahrzeug mit einer angemessen hohen Geschwindigkeit, beispielsweise 10 km/h fährt, ist die GPS-Positionierung angemessen genau. Wenn das Fahrzeug jedoch mit einer Geschwindigkeit viel langsamer als 10 km/h fährt, ist die GPS-Positionierung nicht sehr genau, weil die Strecke, die das Fahrzeug in einer vorbestimmten Zeitlänge durchfahren hat, zu kurz ist, um genau ermittelt zu werden. In diesem Fall ist das eigenständige Positionierungssystem viel zuverlässiger als das GPS-Positionierungssystem. Bei der vorliegenden Erfindung werden die Ortungskorrekturdaten auf der Grundlage des Fehlers der Ortungsdaten des eigenständigen Positionierungssystems in Bezug auf die Ortungsdaten berechnet, die von dem GPS-Positionierungssystem erhalten werden, und sie werden im RAM gespeichert. Diese Ortungskorrekturdaten werden verwendet, um die Ortungsdaten des eigenständigen Positionierungssystems zu korrigieren, wenn die Information von dem GPS-Positionierungssytem nicht ausreichend bzw. in geeigneter Weise erhalten wird.
Eine auf einem Mikrocomputer basierende Anzeigetreiberschaltung 10 empfängt die Ausgangssignale der CPU 5 und die Landkartendaten im CD-ROM 9 und bereitet die Landkartendaten so auf, daß die Landkarteninformation auf der Anzeigevorrichtung 11 angezeigt wird. Die I/O 4, die CPU 5, die arithmetische Logikeinheit 6, der ROM 7 und der RAM 8 bilden eine auf einem Mikrocomputer basierende Steuereinrichtung als Ganzes, die zugeordnete Elemente steuert, wie beispielsweise den CD-ROM 9, die Treiberschaltung 10 und die Anzeigevorrichtung 11.

Arbeitsweise

Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung. Zunächst wird auf der Grundlage, ob von dem GPS-Positionierungssystem geeignete Daten zur Verfügung stehen oder nicht, eine Entscheidung getroffen (Schritt 1). Wenn die Daten verfügbar sind, empfängt die CPU die entsprechenden Daten von sowohl dem eigenständigen Positionierungssystem wie dem GPS-Positionierungssystem und speichert die Daten in den ROM 8 (Schritt 2). Wenn die auf der Grundlage des Ausgangssignals von entweder dem eigenständigen Positionierungssystem oder dem GPS-Positionierungssystem ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten über einem vorbestimmten Wert, beispielsweise 10 km/h liegen, berechnet die arithmetische Logikeinheit 6 beim Schritt 3 den Fehler 0 bezüglich der Ortungsdaten des eigenständigen Positionierungssystems in Bezug auf das GPS-Positionierungssystem (Schritt 4). Daraufhin wird, basierend darauf, ob der Absolutwert des Fehlers 0 bezüglich der Ortungsdaten größer als ein vorbestimmter Wert, beispielsweise 30º ist oder nicht, eine Entscheidung getroffen (Schritt 5). Wenn der Fehler im Schritt 5 mehr als 30º beträgt, erzeugt die CPU Ortungskorrekturdaten für das eigenständige Positionierungssystem in Bezug auf das GPS-Positionierungssystem und speichert sie daraufhin im RAM 8 und gibt außerdem die jeweiligen Daten zur Treiberschaltung 10 aus (Schritt 6). Daraufhin kehrt das Programm zum Schritt 1 zurück.
Wenn beim Schritt 1 von dem GPS-Positionierungssystem keine geeigneten Daten verfügbar sind, oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit beim Schritt 3 niedrig, beispielsweise 10 km/h ist, werden die Ortungsdaten des eigenständigen Systems durch die Ortungsdaten korrigiert, die im RAM gespeichert sind, und zu der Treiberschaltung 10 zusammen mit weiteren Daten ausgegeben (Schritt 7), woraufhin das Programm zum Schritt 1 zurückkehrt.
Wenn der Fehler bezüglich der Ortungsdaten geringer als 30º ist, gibt die CPU 5 die jeweiligen vom GPS-Positionierungssystem empfangenen Daten an die Treiberschaltung 10 aus (Schritt 8), woraufhin das Programm zum Schritt 1 zurückkehrt.
Die Treiberschaltung 10 empfängt die jeweiligen Daten von der CPU 5 und gibt sie zur Anzeigevorrichtung 11 aus. Die Treiberschaltung 10 bereitet außerdem die Landkartendaten auf, die aus dem CD-ROM 9 gelesen werden, wie auf der Grundlage der Daten von der CPU 5 erfordert, um die Landkarteninformation auf der Anzeigevorrichtung 11 anzuzeigen.
Während die vorstehend angeführte Ausführungsform in Bezug auf eine Vorrichtung erläutert wurde, in welcher die arithmetische Logikeinheit 6 und die CPU 5 als getrennte Elemente gebildet sind, kann die CPU 5 so ausgelegt sein, daß sie die durch die Einheit 6 gespielte Rolle durchführt.

Claims

Fahrzeug-Navigationsvorrichtung mit einem eigenständigen Positionierungssystem auf der Grundlage eines Ortungssensors (1), einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (2), einem GPS-Positionierungssystem auf der Grundlage eines GPS-Empfängers (3) und einer Steuereinrichtung (5, 6) zum Durchführen einer arithmetischen Operation auf der Grundlage von Ausgangssignalen von sowohl dem eigenständigen Positionierungssystem wie dem GPS-Positionierungssystem derart, daß unterschiedliche Navigationsinformation auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

die Steuereinrichtung (5, 6) dazu ausgelegt ist, Ortungskorrekturdaten für das eigenständige Positionierungssystem auf der Grundlage von Ortungsdaten von dem eigenständigen Positionierungssystem und Ortungsdaten von dem GPS-Positionierungssystem (ST6) zu berechnen und zu speichern, wenn die Ortungsdaten des eigenständigen Positionierungssystems sich von den Ortungsdaten von dem GPS-Positionierungssystem stärker als um einen vorbestimmten Wert (ST4, ST5) unterscheiden, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die auf der Grundlage der Ausgangssignale von sowohl dem eigenständigen Positionierungssystem wie dem GPS-Positionierungssystem ermittelt wird, über einen vorbestimmten Wert (ST3) liegt.