DE69637111T2

DE69637111T2 - Fahrzeug-Odometerkorrektursystem

Info

Publication number: DE69637111T2
Application number: DE69637111T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Sato
Original assignee: Xanavi Informatics Corp
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2016-04-20
Also published as: EP1176396A2; EP0738878A2; EP0738878A3; KR960038355A; DE69624969T2; DE69624969D1; EP1176396B1; EP0738878B1; KR100275189B1; US6061627A; JPH08292040A; EP1176396A3; JP3578511B2; DE69637111D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zum Berechnen der laufenden bzw. augenblicklichen Position, welches in ein bewegliches Objekt eingebaut ist, wie z.B. ein Fahrzeug o.ä., zum Messen einer zurückgelegten bzw. gefahrenen Distanz, einer eingeschlagenen Richtung, etc. und zum Berechnen der laufenden Positionen des Fahrzeugs gemäß den gemessenen Werten. Insbesondere bezieht sie sich auf Techniken zum Verringern eines Fehlers beim Messen der zurückgelegten Distanz.
2. BESCHREIBUNG VON VERWANDTER TECHNIK
Eine laufende Position eines Fahrzeugs wird gewöhnlich berechnet auf der Basis einer eingeschlagenen Richtung des Fahrzeugs, welche von einem Richtungssensor gemessen wird, wie z.B. einem Kreiselkompass und einer zurückgelegten Distanz des Fahrzeugs, welche gemessen wird von einem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor oder einem Distanzsensor.
Im Allgemeinen wird eine zurückgelegte Distanz von einem Fahrzeug erhalten durch Messen der Zahl der Umdrehungen von einer Antriebsausgabe-Achse oder einem Reifen und durch Multiplizieren des Ergebnisses mit einem Distanzfaktor, welcher einer Distanz entspricht, die das Fahrzeug für jede Umdrehung des Reifens zurückgelegt hat.
Außerdem ist eine Technik bekannt, in welcher, um einen Fehler in der laufenden Position zu korrigieren, welche von der eingeschlagenen Richtung und der zu rückgelegten Distanz erhalten wurde, wie oben beschrieben, die erhaltene laufende Position des Fahrzeugs korrigiert wird, so dass sie dieselbe ist wie die Straßendaten. Diese wird eine Landkarten-Anpassungstechnik genannt, wie offenbart in dem Amtsblatt der Japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung (KOKOKU) Nr. 13972/1994 und in dem Dokument EP-A-0 607 654 . Diese Landkarten-Anpassungstechnik kann eine Genauigkeit in der Berechnung einer laufenden Position erhöhen.
Unterdessen variiert der Durchmesser eines Reifens, welcher sich auf einen Distanzfaktor bezieht, fortwährend aufgrund solcher Faktoren, wie z.B. Abnutzung des Reifens, oder Ausdehnung, welche verursacht wird durch eine Temperaturänderung. Als Ergebnis wird bei der Berechnung der zurückgelegten Distanz ein Fehler erzeugt und eine hochgenaue Berechnung der laufenden Position kann nicht durchgeführt werden. Zum Beispiel ergibt ein Prozent Fehler in dem Faktor der zurückgelegten Distanz für jede Umdrehung des Reifens einen Fehler von 1 Kilometer, wenn die zurückgelegte Distanz 100 Kilometer beträgt.
Solch ein Fehler beim Messen der zurückgelegten Distanz, wie oben beschrieben, kann in einem gewissen Maß durch Benutzung der oben genannten Landkarten-Anpassungstechnik korrigiert werden, falls sie auf das Fahren auf einer gewöhnlichen Straße angewandt wird. Jedoch werden im Fall des Fahrens auf einer Hauptstraße o.ä. besondere Merkmale, welche benutzt werden können, bei der Landkarten-Anpassungstechnik selten angetroffen, wie z.B. scharfe Kurven oder Kreuzungen, und deshalb kann eine Korrektur von Fehlern nicht angemessen durchgeführt werden.
Darüber hinaus, wenn einmal ein Fehler von ungefähr 1 Kilometer erzeugt ist zwischen der geschätzten laufenden Position und der tatsächlichen laufenden Position, wird es schwierig werden, die Position nach der Landkarten-Anpassungstechnik zu korrigieren.
Bisher wurden die folgenden Techniken zur Vermeidung von Fehlern beim Messen einer zurückgelegten Distanz angewandt:
(1) Korrigieren eines Distanzfaktors pro Umdrehung eines Reifens durch Vergleichen der Straßendaten von dem Punkt des Einbiegens an einer Kreuzung (einem Startpunkt) zu dem Punkt des Einbiegens an der nächsten Kreuzung (einem Endpunkt) mit der zurückgelegten Distanz, welche erhalten wird durch Messen der Zahl der Umdrehungen von einer Antriebsausgabe-Achse oder einem Reifen; (2) Korrigieren des oben genannten Faktors durch Vergleichen der Distanz zwischen zwei Baken auf einer Landkarte, wobei die Distanz gemessen wird durch Fahren, wie offenbart im Amtsblatt der Japanischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung (KOKOKU) Nr. 27652/1994 ; und (3) Korrigieren des oben genannten Abstandsfaktors durch Erhalten einer Fahrzeuggeschwindigkeit von der GPS-(Global Positioning System)-Empfangsvorrichtung zum Berechnen einer laufenden Position unter Verwendung der Signale von den GPS-Satelliten und Vergleichen der erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer detektierten Zahl von Umdrehungen eines Reifens, wie im Amtsblatt der Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegung (KOKAI) Nr. 107958/1990 offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine genaue Korrektur kann jedoch nicht durchgeführt werden bei der oben beschriebenen Technik (1) aufgrund selbst einer geringfügigen Kurve der Straße oder einem Mäandrieren des Fahrzeugs. Ebenso ist es schwierig, den oben genannten Startpunkt und/oder Endpunkt genau zu identifizieren. Zum Beispiel variieren im Fall des Einbiegens an einer Kreuzung auf mehrspurigen Hauptstraßen die Positionen von dem Startpunkt und dem Endpunkt in Abhängigkeit davon, welche Spur eingeschlagen wurde und es ist nicht einfach, eine solche Spur zu identifizieren.
Ebenso kann eine genaue Korrektur nicht durchgeführt werden mit der Technik (2) unter der Bedingung, dass die Straße nicht gerade ist, und es gibt auch eine Schwierigkeit beim Anbringen einer Baken-Einrichtung, welche auf einem Fahrzeug benutzt werden kann.
Darüber hinaus ist es bei der Technik (3) möglich, dass genaue Geschwindigkeits-Informationen nicht erhalten werden können, falls das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit fährt und es kann ein Fehler erzeugt werden in einer berechneten Geschwindigkeit aufgrund einer langen Verarbeitungszeit im Fall einer signifikanten Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit und es gibt daher eine Schwierigkeit, dass eine genaue Korrektur nicht ausgeführt werden kann. Weiterhin ist es notwendig, eine GPS-Empfangsausrüstung und eine GPS-Empfangsantenne einzubauen, welche auf einem Fahrzeug benutzt werden kann. Es gibt außerdem eine Schwierigkeit, dass eine Korrektur unbrauchbar ist wegen des Fehlens von GPS-Signalen, welche empfangen werden, wenn das Fahrzeug in solchen Situationen ist, wie dem Durchfahren durch ein Tunnel, dem Fahren unter einer erhöhten Fahrbahn oder im Schatten von Gebäuden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System bereit zu stellen zur Berechnung der laufenden Position, welches eine Fahrzeug-Position mit hoher Genauigkeit erhalten kann durch genaues Korrigieren eines Distanzfaktors, ohne irgendwelche Merkmale einer Fahrstraße oder einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs zu berücksichtigen noch irgendwelche besondere Ausrüstung vorzubereiten.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, umfasst ein System zur Berechnung der laufenden bzw. augenblicklichen Positionen für ein Fahrzeug und zum Berechnen einer laufenden Position von dem Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung:
einen Speicherabschnitt zum Speichern von Landkartendaten, welche eine Straßenkarte repräsentieren;
einen Abschnitt zum Detektieren einer eingeschlagenen Richtung eines Fahrzeugs;
einen Abschnitt zum Detektieren einer Umdrehungsgeschwindigkeit eines Rades;
einen Berechnungsabschnitt zum Berechnen einer zurückgelegten bzw. gefahrenen Distanz des Fahrzeugs gemäß der Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades und einem Distanzfaktor;
einen Abschätzungsabschnitt zum Abschätzen einer laufenden Position auf einer Straße, auf der sich das Fahrzeug befindet, gemäß der detektierten zurückgelegten Distanz und der detektierten eingeschlagenen Richtung und der Straßenkarte, welche durch die Landkartendaten repräsentiert wird; und
einen Abschnitt zur Korrektur eines Distanzfaktors zum Erhalten eines Wendepunkts auf einer Straße, an dem sich die geschätzte Fahrzeugposition befindet auf der Basis der Straßenkarte, welche von den Landkartendaten repräsentiert wird und aufgestellt ist zum Korrigieren des Distanzfaktors in der folgenden Weise;
wenn die detektierte eingeschlagene Richtung von dem Fahrzeug anzeigt, dass das Fahrzeug eine Wendung gemacht hat bevor die geschätzte Fahrzeugposition den erhaltenen Wendepunkt erreicht, wird der Distanzfaktor, welcher von dem Berechnungsabschnitt erhalten wird, korrigiert durch einen größeren Wert, und wenn die detektierte eingeschlagene Richtung von dem Fahrzeug anzeigt, dass das Fahrzeug eine Wendung machen wird, nachdem die geschätzte Fahrzeugposition den erhaltenen Wendepunkt erreicht, wird der Distanzfaktor, welcher von dem Rechenabschnitt erhalten wird, korrigiert durch einen kleineren Wert.
Dieses System zur Berechnung der laufenden Position der vorliegenden Erfindung erhält einen Wendepunkt auf einer Straße, an dem sich ein Fahrzeug befindet gemäß der Landkarteninformation, welche repräsentiert wird durch die Landkartendaten, und wenn die detektierte eingeschlagene Richtung von dem Fahrzeug angibt, dass das Fahrzeug eine Wendung gemacht hat, bevor die geschätzte Fahrzeugposition den erhaltenen Wendepunkt erreicht, dann ist der Distanzfaktor, welcher von dem Rechenabschnitt erhalten wird, kleiner als ein richtiger Wert und wird deshalb durch einen größeren Wert korrigiert. Andererseits, wenn die detektierte eingeschlagene Richtung des Fahrzeugs angibt, dass das Fahrzeug eine Wendung gemacht hat, nachdem die geschätzte Fahrzeugposition den erhaltenen Wendepunkt erreicht, ist der Distanzfaktor, welcher von dem Rechenabschnitt erhalten wird, größer als ein richtiger Wert und deshalb wird er korrigiert, so dass er ein kleinerer Wert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Distanzfaktor angemessen korrigiert werden ohne irgendwelche besonderen Merkmale, wie z.B. Kreuzungen auf einer Fahrstraße, und ohne irgendwelche besondere Ausrüstung für das GPS, etc., vorzubereiten. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, für die Korrektur von einer Fahrgeschwindigkeit unmittelbar abhängig zu sein gemäß einer solchen Methode, welche einen Distanzfaktor korrigiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Anordnung des Systems zur Berechnung der augenblicklichen bzw. laufenden Position in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Erläuterung, welche ein Beispiel eines Displays von einer Landkarte und einer laufenden Position in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, welches einen Prozess bzw. ein Verfahren zum Berechnen einer eingeschlagenen Richtung und einer Distanz in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist ein Flussdiagramm, welches einen Prozess zum Berechnen einer laufenden Position in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, welches einen Prozess der Anzeige der laufenden Position in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist eine Erläuterung, welche ein Format zur Darstellung der Straßen der Landkartendaten, welche in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, zeigt;
7 ist ein erstes Flussdiagramm, welches einen Prozess zum Korrigieren eines Distanzfaktors in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist ein zweites Flussdiagramm, welches einen Prozess zum Korrigieren eines Distanzfaktors in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist ein drittes Flussdiagramm, welches einen Prozess zum Korrigieren eines Distanzfaktors in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10A–10D sind Erläuterungen, welche eine Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeug-Richtungen, welche in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt werden, zeigen;
11 ist eine Erläuterung, welche ein Mittel zeigt zum Bestimmen, ob eine Variable Ta positiv oder negativ ist, welche berechnet wird in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
12 ist eine Erläuterung von einer Straße, auf die ein Prozess bzw. Verfahren zum Korrigieren eines Distanzfaktors angewandt wird in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert werden in welcher ein Distanzfaktor angemessen korrigiert werden kann gemäß einem System zur Berechnung der laufenden Position.
Mit Bezug auf 1 wird nun eine Anordnung des Systems zur Berechnung der laufenden Position gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Das System zur Berechnung der laufenden bzw. augenblicklichen Position in dieser Ausführungsform umfasst einen Winkel-Geschwindigkeitssensor 201 zum Detektieren einer eingeschlagenen Richtungsänderung durch Detektieren der Lenkeinschlagsrate eines Fahrzeugs, einen Richtungssensor 202, wie z.B. einen Erdmagnetsensor zum Detektieren der eingeschlagenen Richtung des Fahrzeugs durch Detektieren des Erdmagnetismus und einen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 203 zum Ausgeben von Pulsen in gegebenen Zeitabständen, wobei die Frequenz proportional zu der Umdrehungsgeschwindigkeit der Ausgabeachse eines Antriebs ist.
Es umfasst ebenso ein Display 207, welches eine Landkarte anzeigt in der Umgebung einer laufenden Position, eine Marke, welche, die laufende Position angibt, etc., einen Schalter 204, der einen Befehl eines Benutzers (eines Fahrers) erhält zum Wechseln des Maßstabs von der Landkarte auf dem Display 207, eine CD-ROM 205 zum Speichern der digitalen Landkartendaten und einen Treiber 206 zum Lesen der Landkartendaten von der CD-ROM 205. Außerdem wird auch ein Controller 208 bereitgestellt zum Steuern der Operationen von jeder der vorgenannten peripheren Ausrüstungen.
Der Controller 208 umfasst einen A/D-Wandler 209 zum Umwandeln des (analogen) Signals von dem Winkel-Geschwindigkeitssensor 201 in eine digitale Form, einen A/D-Wandler 210 zum Umwandeln des analogen Signals von dem Richtungssensor 202 in eine digitale Form, einen Zähler 216 zum Zählen der Anzahl von Pulsen, welche ausgegeben werden von dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 203 pro 0,1 Sekunden, einer parallelen Ein-/Ausgabe 211 zum Eingeben ob oder nicht der Schalter 204 gedrückt ist, einen DMA-(Direct Memory Access)-Controller 212 zum Übermitteln der Landkartendaten, welche von der CD-ROM 205 gelesen werden und einen Display-Prozessor 213 zum Anzeigen eines Landkartenbildes auf dem Display 207.
Darüber hinaus wird der Controller 208 mit einem Mikroprozessor 214 und einem Speicher 215 bereitgestellt. Der Mikroprozessor 214 empfängt die Signale von dem Winkel-Geschwindigkeitssensor 201, welche über den A/D-Wandler 209 erhalten werden, die Signale von dem Richtungssensor 202, welche über den A/D-Wandler 210 erhalten werden, die ausgegebene Anzahl von Pulsen von dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 203, welche von dem Zähler 216 gezählt werden, die Information, ob oder ob nicht der Schalter 204 gedrückt worden ist, welcher über die parallele Ein-/Ausgabe 211 eingegeben wird und die Landkartendaten von der CD-ROM 205, welche erhalten werden über den DNA-Controller 212. Der Mikroprozessor führt einen Prozess aus auf der Basis der obigen Signale, berechnet die gegenwärtige Position des Fahrzeugs und zeigt das Ergebnis auf dem Display 207 an über den Display-Prozessor 213. Wie in 2 gezeigt, wird die Fahrzeug-Position angezeigt durch Benutzung eines Pfeils o.ä., welcher angezeigt wird auf der bereits angezeigten Landkarte auf dem Display 207, so dass der Benutzer in der Lage ist, die laufende Position des Fahrzeugs auf der Landkarte zu kennen. Der Speicher 215 beinhaltet ein ROM, das Programme speichert, welche den Inhalt von Prozessen bestimmen (die unten beschrieben werden) zum Ausführen der oben genannten Operationen und verschiedenen Tabellen, welche unten beschrieben werden, und ein RAM zum Gebrauch als ein Arbeitsbereich, wenn der Mikroprozessor 214 die Prozesse ausführt.
Nachfolgend werden Operationen des Systems zur Berechnung der laufenden Position in der Ausführungsform beschrieben werden.
Zuerst werden drei Prozesse beschrieben werden, d.h. ein Prozess zum Berechnen einer eingeschlagenen Richtung und einer zurückgelegten Distanz eines Fahrzeugs, ein Prozess zum Bestimmen einer laufenden Position des Fahrzeugs gemäß der berechneten eingeschlagenen Richtung und der berechneten zurückgelegten Distanz und ein Prozess zum Anzeigen der erhaltenen Position und Richtung des Fahrzeugs.
Mit Bezug auf 3 wird ein Fluss bzw. Ablauf des Prozesses zum Berechnen einer eingeschlagenen Richtung und einer zurückgelegten Distanz von einem Fahrzeug beschrieben werden.
Dies ist ein Routinevorgang des Mikroprozessors 214, welcher in regelmäßigen Intervallen, z.B. alle 100 Mikrosekunden ausgeführt wird.
Bei diesem Routinevorgang wird zuerst ein Ausgabewert des Winkel-Geschwindigkeitssensors 201 eingelesen von dem A/D-Wandler 209 (Schritt 401). Von der eingeschlagenen Richtung des Fahrzeugs kann nur ein relativer Wert (Änderung) detektiert werden, da der Ausgabewert des Winkel-Geschwindigkeitssensors 201 eine Richtungsänderung repräsentiert. Deshalb wird zweitens ein Ausgabewert des Richtungssensors 202 eingelesen von dem A/D-Wandler 210 (Schritt 402), und eine geschätzte Richtung des Fahrzeugs wird bestimmt gemäß einer absoluten Richtung, welche berechnet wird von dem Ausgabewert des Richtungssensors 202 und der Richtungsänderung (einer Winkel-Geschwindigkeitsausgabe), welche ausgegeben wird von dem Winkel-Geschwindigkeitssensor 201 (Schritt 403).
Da ein Fehler, welcher in dem Winkel-Geschwindigkeitssensor 201 erzeugt wird, wahrscheinlich groß ist, wenn die Fahrzeug-Geschwindigkeit für eine lange Zeit niedrig bleibt, wird die Bestimmung der Richtung durchgeführt, indem nur die Richtung benutzt wird, welche ausgegeben wird von dem Richtungssensor 202 in dem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig bleibt für mehr als eine vorbestimmte Zeitspanne.
Als Nächstes wird die Anzahl der Pulse, welche von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 203 ausgegeben werden, alle 0,1 Sekunden gezählt von dem Zähler 216 und der gezählte Wert wird eingelesen (Schritt 404). Die zurückgelegte Distanz für 0,1 Sekunden wird erhalten durch Multiplizieren dieses eingelesenen Wertes mit einem Distanzfaktor R (Schritt 405). Das Verfahren zum Erhalten des Distanzfaktors R wird unten beschrieben werden.
Als Nächstes wird der zurückgelegte Distanzwert pro 0,1 Sekunden, welcher erhalten wurde, wie oben beschrieben, addiert zu dem vorher erhaltenen Wert, nämlich integriert, und es wird überprüft ob oder nicht die Summe der zurückgelegten Distanz erreicht wurde, z.B. 20 Meter (Schritt 406). Falls der Integralwert kleiner als 20 Meter ist ("Nein" in Schritt 406), wird der laufende Prozess beendet und danach ein neuer Prozess wieder gestartet.
Als Ergebnis der Berechnung der zurückgelegten Distanz werden, falls die integrierte zurückgelegte Distanz einen vorbestimmten Wert erreicht hat, z.B. 20 Meter ("Ja" in Schritt 406), die eingeschlagene Richtung und die zurückgelegte Distanz (20 Meter) und der Zeitpunkt ausgegeben (Schritt 407). Zusätzlich wird in Schritt 407 die integrierte Distanz initialisiert und eine andere Integration der zurückgelegten Distanz wird begonnen.
Als ein zweiter Prozess wird der Prozess zum Erhalten einer laufenden Position des Fahrzeugs gemäß einer berechneten eingeschlagenen Richtung und einer berechneten zurückgelegten Distanz beschrieben werden.
Es wird Bezug genommen auf 4, worin ein Ablauf des Prozesses gezeigt ist.
Dieser Prozess wird ausgelöst durch Empfangen der Ausgabe der eingeschlagenen Richtung und der zurückgelegten Distanz von dem Prozess, welcher in 3 gezeigt ist, und ausgeführt als eine Routine von dem Mikroprozessor 214. Mit anderen Worten wird dieser Prozess angestoßen jedes Mal, wenn sich ein Fahrzeug 20 Meter fortbewegt.
In diesem Schritt werden zuerst die eingeschlagene Richtung und die zurückgelegte Distanz, welche ausgegeben wird vom Schritt 407, eingelesen (Schritt 501).
Zweitens werden Beträge von der Fahrzeug-Bewegung in lateraler Richtung und in longitudinaler Richtung erhalten und die Beträge der Bewegung in den jeweiligen Richtungen werden addiert zu den entsprechenden Werten, welche die laufende Position angeben, welche erhalten wurde in dem vorangegangenen Prozess zum Bestimmen der laufenden Position (A) (Schritt 502).
Falls es keine vorherbestimmte laufende Position gibt, z.B. unmittelbar nach dem Starten der Ausrüstung, wird eine vorbestimmte Position benutzt als die vorher erhaltene Position, um die laufende Position (A) zu erhalten.
Als Nächstes wird eine Landkarte von der Peripherie der laufenden Position (A) ausgelesen von der CD-ROM 205 über den Treiber 206 und dem DMA-Controller 212 sowie Straßendaten (Liniensegmente) innerhalb des Gebiets von einer vorbestimmten Distanz D, deren Mittelpunkt die laufende Position (A) ist (Schritt 503).
Die Straßendaten können angenähert werden durch eine Vielzahl von Liniensegmenten, z.B. den Segmenten 81 bis 86, wie in 6 gezeigt, von denen jedes dargestellt wird durch ein Koordinatenpaar etc. vom Startpunkt und Endpunkt des Liniensegments. Zum Beispiel wird das Liniensegment 83 dargestellt durch den Startpunkt (x3, y3) und den Endpunkt (x4, y4).
Als Nächstes werden nur die Liniensegmente, deren Richtungen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen bezüglich der gegebenen eingeschlagenen Richtung, extrahiert von den Liniensegmenten, welche ausgegeben werden in Schritt 503 (504). Zusätzlich werden senkrecht stehende Linien gezeichnet von der gegenwärtigen Position (A) zu allen extrahierten Liniensegmenten und die Längen der senkrecht stehenden Linien werden erhalten (Schritt 505).
Als Nächstes werden die Längen von den senkrecht stehenden Linien benutzt, um einen Fehler-Indexwert zu berechnen, welcher im Folgenden definiert wird, für jedes von allen der Liniensegmente, welche extrahiert werden in Schritt 504. Fehler-Index = α·|eingeschlagene Richtung – Liniensegment-Richtung| + β·|Länge der senkrechten Linie|
Darin sind α und β bestimmt als Gewichtsfaktoren. Die Werte dieser Faktoren können variiert werden in Abhängigkeit davon, was wichtiger ist im Falle des Auswählens einer Straße, in der sich die laufende Position befindet, die Differenz zwischen der eingeschlagenen Richtung und der Straßenrichtung oder die Differenz zwischen der laufenden Position und der Straßenposition. Wenn z.B. eine Straße, deren Richtung nahe bei der eingeschlagenen Richtung liegt, ausgewählt werden soll, dann sollte der Wert von α größer gemacht werden.
Nachdem ein Fehlerindex für jedes Liniensegment berechnet ist, wird ein Linien-Segment, welches den kleinsten Fehlerindex aufweist, ausgewählt (Schritt 506) und ein Schnittpunkt zwischen dem ausgewählten Liniensegment und der senkrecht stehenden Geraden (der Fußpunkt der senkrecht stehenden Geraden) wird bestimmt als eine korrigierte laufende Position (B) (Schritt 507).
Im Schritt 503 wurden, wie oben beschrieben, Straßendaten (Liniensegmente) innerhalb des Gebiets einer vorbestimmten Distanz D, deren Mittelpunkt die laufende Position (A) ist, extrahiert. Alternativ kann die Distanz D ein Wert sein, der bestimmt wurde gemäß dem Betrag des Fehlerindexes von der Straße, welche ausgewählt wurde im vorangegangenen Schritt 506.
Der Grund, warum der Bereich zum Suchen bestimmt werden kann gemäß dem Betrag des Fehlerindexes ist der, dass, falls der Betrag des Fehlerindexes groß ist, die Genauigkeit der vorher erhaltenen laufenden Position (B) nicht zuverlässig sein kann und deshalb ein größerer Bereich zum Suchen einer Straße bevorzugt ist beim Erhalten einer genauen laufenden Position.
Als ein dritter Prozess wird der Prozess zum Anzeigen der erhaltenen Position und Richtung eines Fahrzeugs beschrieben werden.
5 zeigt den Fluss bzw. Ablauf des Prozesses.
Dieser Prozess ist ein Routinevorgang des Mikroprozessors 214, welcher jede Sekunde angestoßen und ausgeführt wird.
Zuerst wird gemäß der Ausgabe von der parallelen Ein-/Ausgabe 211 bestimmt, ob oder nicht der Schalter 204 gedrückt wurde, um anzuweisen, dass der Maßstab der Karte geändert werden soll (Schritt 601). Falls er gedrückt ist ("Ja" in Schritt 601), wird ein vorbereitetes Maßstabkennzeichen gesetzt (Schritt 602) entsprechend der Anweisung.
Als Nächstes wird die laufende Position (B), welche in dem Prozess in 4 erhalten wurde, ausgelesen (Schritt 603) und die Landkarte in dem Maßstab, welcher geändert worden sein kann gemäß dem Inhalt des Maßstabkennzeichens in Schritt 602 wird angezeigt auf dem Display 207, z.B. wie in 2 gezeigt (Schritt 604). Die laufende Position (B) und die eingeschlagene Richtung des Fahrzeugs werden angezeigt z.B. mit einem Pfeil-Zeichen "↑" der bereits angezeigten Landkarte, wie in 2 gezeigt (Schritt 605). Schließlich werden eine Marke, welche die Nordrichtung anzeigt, und eine Strich-Skala zur Darstellung einer Distanz entsprechend dem Maßstab auf der Landkarte überlagert, wie in 2 gezeigt (Schritt 606).
In dieser Ausführung wird ein Pfeil-Zeichen benutzt, wie oben beschrieben, um die Fahrzeugposition und die Richtung anzuzeigen. Das Verfahren zum Anzeigen einer Fahrzeugposition und Richtung kann jedoch nach Gutdünken entschieden werden solange die Position und die eingeschlagene Richtung definitiv angezeigt werden. Eine Marke, welche die Nordrichtung etc. anzeigt, kann ähnlich variiert werden.
Mit Bezug auf 3 wird ein Verfahren zum Erhalten des Distanzfaktors R beschrieben werden, welcher benutzt wird zur Berechnung einer Distanz in Schritt504.
Wie oben beschrieben, wird die zurückgelegte Distanz von einem Fahrzeug erhalten durch Multiplizieren der Anzahl von Pulsen, welche ausgegeben werden von dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 203 mit dem Distanzfaktor R. Die zurückgelegte Distanz pro Umdrehung von einem Reifen variiert jedoch aufgrund solcher Faktoren, wie z.B. der Abnutzung des Reifens, und deshalb wird, falls der Distanzfaktor als ein fester Wert bestimmt ist, die Distanz nicht genau erhalten, während das Fahrzeug fährt. Deshalb wird in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entschieden, ob eine laufende Position (B) vor oder hinter einer tatsächlichen Position liegt durch sequentielles Vergleichen einer Straßenrichtung, welche erhalten wird von der laufenden Position (B), die berechnet wurde in dem Prozess, der in 4 gezeigt ist (Schritt 508), und den Landkartendaten, welche ausgelesen werden von der CD-ROM 205 über den Treiber 206, mit einer Fahrzeugrichtung, welche erhalten wurde in dem Prozess, der in 3 gezeigt ist (Schritt 403), um damit den Distanzfaktor R dynamisch zu korrigieren.
Beispielsweise kann der Distanzfaktor R wie folgt korrigiert werden.
Es werden eingeführt eine Korrektur-Variable Rsh zum Korrigieren des Distanzfaktors R in einem kurzen Zeitabschnitt und eine Korrektur-Variable Ra zum Korrigieren des Distanzfaktors R in einem langen Zeitabschnitt. Der Distanzfaktor R wird dynamisch korrigiert in Übereinstimmung mit: Distanzfaktor R = R0·(1 + Ra + Rsh).
Hier stellt R0 einen vorbestimmten Anfangswert des Distanzfaktors R dar.
Der Mikroprozessor 214 multipliziert sequentiell die Korrektur-Variablen Rsh und Ra gemäß den Prozessen, welche in 7, 8 und 9 gezeigt sind. Im Folgenden werden die Prozesse, welche in 7, 8 und 9 gezeigt sind, jeweils beschrieben und es wird erläutert werden, wie die Variablen Rsh und Ra modifiziert werden durch diese Prozesse bei einem tatsächlichen Fahren.
Zuerst, wenn das System angestoßen wird, werden alle Variablen und Kennzeichen (f, Σθ, Σ20θ, Σϕ, D, Rsh, Ra, ΣA, F1–F10), die in 7, 8 und 9 benutzt werden, wie unten beschrieben wird, zu Null initialisiert.
Der Prozess in 7 wird angestoßen durch Empfangen der Ausgabe von der laufenden Position (B) des Prozesses, der in 4 gezeigt ist und wird ausgeführt als eine Routine von dem Mikroprozessor 214. Mit anderen Worten wird dieser Prozess jedes Mal gestartet, wenn ein Fahrzeug sich 20 Meter fortbewegt.
In diesem Prozess wird anfangs bestimmt, ob oder nicht das Kennzeichen f Null ist und der Prozess endet, falls es nicht Null ist. Andererseits, wenn es Null ist, werden die folgenden Werte eingelesen; die laufende Position (B), welche ausgegeben wurde vom Schritt 508 in 4, die Straßenrichtung, in der die laufende Position (B) liegt, welche erhalten wurde von den Landkartendaten, welche ausgelesen wurden von der CD-ROM 205 über den Treiber 206 und die Fahrzeug-Richtung (geschätzte Richtung), welche ausgegeben wurde in Schritt 403 in 3 (Schritte 702, 703 und 704).
Als Nächstes werden gemäß den oben erhaltenen Werten eine Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen und eine Winkeldifferenz ϕ zwischen Straßenrichtungen erhalten (Schritt 705). Die Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen wird bestimmt als die Differenz zwischen der Straßenrichtung, in der die laufende Position (B) liegt, und der Fahrzeugposition, während die Winkeldifferenz ϕ zwischen Straßenrichtungen bestimmt wird als die Differenz zwischen der Straßenrichtung, welche in Schritt 703 erhalten wird beim vorigen Mal, und der Straßenrichtung, welche in Schritt 703 diesmal erhalten wird. Falls die laufend erhaltene Straßenrichtung auf der linken Seite bezüglich der vorher erhaltenen Straßenrichtung liegt, wird der Wert der Winkeldifferenz ϕ der Straßenrichtungen positiv gesetzt. Andererseits, wenn dieselbe auf der rechten Seite liegt, wird die Winkeldifferenz ϕ negativ gesetzt. In Termen der Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen wird sie beispielsweise positiv gesetzt, falls die Fahrzeugrichtung auf der linken Seite bezüglich der Straßenrichtung liegt, und sie wird negativ gesetzt, falls die Fahrzeugrichtung auf der rechten Seite liegt.
Als Nächstes wird überprüft, ob oder nicht ein absoluter Wert der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, welcher erhalten wurde in Schritt 705, weniger als 3 Grad beträgt (Schritt 706). Im Fall dass der absolute Wert 3 Grad oder mehr beträgt ("Nein" in Schritt 706), wird das Folgende in Schritt 712 ausgeführt: Der Wert von Σθ wird verändert durch Addieren der Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen zu einem Integralwert Σθ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, welche in dem vorangegangenen Prozess erhalten wurden; der Wert von Σ20θ wird verändert durch Addieren des vorher erhaltenen Integralwertes Σ20θ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen gewichtet mit einer zurückgelegten Distanz im Wert, welcher die Winkeldifferenz θ bildet zwischen den Straßen- und Fahrzeugrichtungen multipliziert mit 20 Meter, welche die zurückgelegte Distanz zwischen dem vorangegangenen und dem laufenden Prozess darstellen. Der Wert von Σϕ wird abgeändert durch Addieren der gegenwärtig erhaltenen Winkeldifferenz ϕ zwischen Straßenrichtungen und dem vorher erhaltenen Integralwert Σϕ der Winkeldifferenz zwischen Straßenrichtungen; und dann endet der Prozess.
Andererseits, im Fall dass die Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen weniger als 3 Grad beträgt ("Ja" in Schritt 706) wird überprüft, ob oder nicht ein absoluter Wert von dem Integralwert Σθ der laufenden Winkeldiffe renz zwischen den Straßen- und Fahrzeugrichtungen 5 Grad oder mehr beträgt (Schritt 707). Falls sie kleiner als 5 Grad ist ("Nein" in Schritt 707) werden alle Werte des Integrals Σθ von der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen das Integral Σ20θ einer Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, welche gewichtet ist, mit der zurückgelegten Distanz und dem Integral Σϕ der Winkeldifferenz zwischen Straßenrichtungen zu Null initialisiert und der Prozess endet dann.
Falls ein Absolutwert des Integralwerts einer Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen 5 Grad oder mehr beträgt ("Ja" in Schritt 707), werden Prozesse zum Modifizieren des vorgenannten Rsh durchgeführt in den Schritten 708, 709 und 710.
In Schritt 708 wird der laufende Wert ΣA geändert durch Addieren des Wertes von (Ra + Rsh), multipliziert mit einer Distanz-Variablen D, und die Distanz-Variable D wird danach mit Null initialisiert. Auf diese Weise wird (Ra + Rsh) gewichtet mit der Distanz, welche zurückgelegt wird, während Ra und Rsh diese Werte darstellen, und das Ergebnis D (Ra + Rsh) wird akkumuliert, um ΣA zu ergeben. Die Distanz-Variable D gibt ständig die Distanz an, welche ein Fahrzeug zurückgelegt hat, jedes Mal nachdem sie mit Null initialisiert wurde. Diese Distanz wird erhalten durch Multiplizieren der Anzahl von Pulsen, welche ausgegeben wurden von dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 203 mit dem Distanzfaktor R. Darüber hinaus wird in Schritt 708 der laufende Wert von Rsh zu diesem Zeitpunkt gespeichert als Rshp.
Als Nächstes wird im Schritt 709 bestimmt, ob die befahrene Straße eine Linkskurve oder eine Rechtskurve gemacht hat während der Periode, in der die Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen fortfährt, mindestens 3 Grad aufzuweisen, entsprechend dem Integralwert Σϕ von der Winkeldifferenz zwischen Straßenrichtungen. Wenn der Integralwert Σϕ der Winkeldifferenz zwi schen Straßenrichtungen positiv ist, wird bestimmt, dass es eine Linkskurve ist und wenn der Wert negativ ist, wird bestimmt, dass es eine Rechtskurve ist.
Als Nächstes wird in Schritt 710 die Korrektur-Variable Rsh modifiziert gemäß dem Integralwert Σ20θ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, gewichtet mit einer zurückgelegten Distanz, und dem Ergebnis aus Schritt 709, einer Linkskurve oder einer Rechtskurve.
Im Folgenden wird beschrieben, wie diese Modifikation ausgeführt wird.
10A–10D zeigen Straßen, laufende Positionen (B) und die Winkeldifferenzen θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen in vier Fällen, in denen der Integralwert Σ20θ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeug-Richtungen gewichtet durch eine zurückgelegte Distanz, positiv bzw. negativ ist, wenn die befahrenen Straßen eine Linkskurve oder eine Rechtskurve während der Periode gemacht haben, in der die Winkeldifferenzen θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen fortgesetzt werden, mehr als 3 Grad zu betragen.
In 10A, Fall 1, wird gezeigt, dass der Integralwert Σ20θ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, gewichtet durch eine zurückgelegte Distanz, positiv ist, nämlich der Integralwert Σθ zwischen Straßen- und Fahrzeug-Richtungen positiv ist im Fall einer Linkskurve. In diesem Fall sind die laufenden Positionen (B) hinter den tatsächlichen Positionen, da in Wirklichkeit ein Fahrzeug bereits links abgebogen ist, bevor die laufenden Positionen (B) den linken Wendepunkt erreichen. Auf der anderen Seite, in 10B, Fall 2, wird gezeigt, dass der Integralwert Σ20θ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, gewichtet durch eine zurückgelegte Distanz, negativ ist in dem Fall einer Linkskurve. In diesem Fall liegen die laufenden Positionen (B) vor den tatsächlichen Positionen, da in Wirklichkeit ein Fahrzeug noch nicht nach links ab gebogen ist, wenn die laufenden Positionen (B) den linken Wendepunkt erreicht haben.
Ähnlich wird in 10C, Fall 3, welches der Fall einer Rechtskurve ist, gezeigt, dass, wenn der Integralwert Σ20θ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen gewichtet durch eine zurückgelegte Distanz negativ ist, sich die laufenden Positionen (B) hinter den tatsächlichen Positionen befinden, während wenn sie positiv ist, die laufenden Positionen (B) vor den tatsächlichen Positionen liegen, wie in 10D, Fall 4, gezeigt.
Wie gezeigt in 11, wird eine Variable Ta zum Modifizieren einer Korrektur-Variablen Rsh bestimmt, positiv oder negativ zu sein in Übereinstimmung mit dem Ergebnis, ob der Integralwert Σ20θ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen gewichtet durch eine zurückgelegte Distanz positiv oder negativ ist und ob eine Wendung bestimmt wurde, links oder rechts zu sein in Schritt 709. Dann wird der Absolutwert von der Variablen Ta bestimmt in Übereinstimmung mit dem Absolutwert des Integralwerts Σ20θ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, gewichtet durch eine zurückgelegte Distanz. Der absolute Wert der Variablen Ta wird bestimmt gemäß Tabelle A, welche im Voraus vorbereitet wurde. Tabelle A ist eine Tabelle, welche Beziehungen zeigt zwischen dem absoluten Wert von einem Integralwert Σ20θ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, gewichtet durch eine zurückgelegte Distanz, und dem absoluten Wert von einer Variablen Ta. In Schritt 710 wird ein Wert von einer Variablen Ta bestimmt gemäß dem absoluten Wert einer Variablen Ta und auch, ob er positiv oder negativ ist. Der Wert von Rsh wird abgeändert durch Addieren des Werts der Variablen Ra zu Rshp, welcher gespeichert worden ist im Schritt 708, nämlich der Wert der vorangegangenen Korrektur-Variablen Rsh. Darüber hinaus wird, nachdem Rsh modifiziert ist, ein Kennzeichen f auf Eins gesetzt.
Nachdem Schritt 710 abgeschlossen ist, werden der Integralwert Σθ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, der Integralwert Σ20θ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, gewichtet durch eine zurückgelegte Distanz, und der Integralwert Σϕ der Winkeldifferenz zwischen Straßenrichtungen alle zu Null initialisiert in Schritt 711 und der Prozess endet.
8 zeigt auch eine Routine des Mikroprozessors 214, welche angestoßen wird durch Empfangen der laufenden Position (B), welche von dem Prozess in 4 ausgegeben wird. Das heißt, dieser Prozess wird jedes Mal ausgeführt, wenn ein Fahrzeug 20 Meter zurücklegt.
In diesem Prozess wird zuerst bestimmt in Schritt 801, ob oder nicht die Distanz-Variable D mindestens 300 Meter beträgt. Die Distanz-Variable D überschreitet 300 Meter, wenn ein Fahrzeug 300 Meter oder mehr zurücklegt, nachdem es initialisiert wurde, zu Null in Schritt 708. Falls sie weniger als 300 Meter beträgt, endet der Prozess. Wenn sie 300 Meter überschreitet, wird ΣA abgeändert durch Addieren zu dem laufenden Wert von ΣA zu der Zeit, der Wert von (Ra + Rsh) multipliziert mit der Distanz-Variablen D (Schritt 802) und Rsh wird in Übereinstimmung mit Tabelle B modifiziert, welche im Voraus vorbereitet wurde. Mit anderen Worten wird ein Absolutwert von der Variablen Tb erhalten gemäß der Tabelle B und wird bestimmt, positiv zu sein, falls die Variable Ta positiv ist während sie bestimmt wird, negativ zu sein, falls die Variable Ta negativ ist. In Tabelle B werden die Beziehungen gezeigt zwischen den Absolutwerten der Variablen Ta und Tb. Diese Beziehungen sind auf eine solche Art bestimmt, dass ein Wert, welcher erhalten wird durch Verringern eines absoluten Wertes von der Variablen Ta bei einer vorbestimmten Rate, der Absolutwert von der Variablen Tb sein soll. Insbesondere wird die Variable Ta bestimmt, ungefähr eine Größenordnung größer zu sein als die entsprechende Variable Tb. Dann wird Rsh abgeändert durch Addieren der Variablen Tb zu Rshp, welche in Schritt 708 in 7 gespeichert wird, nämlich die vorherige Korrektur-Variable Rsh, welche der Wert vor der Modifikation in Schritt 710 ist.
Schließlich werden das Kennzeichen f und die Distanz-Variable D initialisiert und der Prozess abgeschlossen.
Als Nächstes zeigt 9 eine Routine des Mikroprozessors 214, welche angestoßen wird und ausgeführt wird jedes Mal, wenn ein Fahrzeug 10 Kilometer zurücklegt. Die zurückgelegte Distanz, 10 Kilometer, wird erhalten durch Multiplizieren der Pulse, welche ausgegeben werden von dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 203 durch den Distanzfaktor R.
In diesem Prozess wird zuerst ΣA abgeändert durch Addieren zu dem laufenden Wert von ΣA zu der Zeit, der Wert von (Ra + Rsh) multipliziert mit der Distanz-Variablen D (Schritt 901). Dann werden neun Variablen von F1 bis F9 abgeändert, F2 bis F10 zu sein (Schritt 902), jeweils mit Eins inkrementiert, und eine Variable F1 wird erhalten in Übereinstimmung mit der folgenden Formel (Schritt 903): F1 = {(ΣA + 10km)/10km} – 1.
In Schritt 904 werden die Werte von F1 bis F10 gemittelt und der Mittelwert wird danach bestimmt als Korrektur-Variable Ra.
Dann wird, als ein letzter Schritt, jede der Variablen ΣA, Σ20θ, Σϕ, Rsh, Σθ, D und das Kennzeichen f zu Null initialisiert und der Prozess endet (Schritt 905).
Bis zu diesem Punkt wurden die Prozesse zum Modifizieren der Korrektur-Variablen Rsh und Ra beschrieben. Im Folgenden wird erläutert, wie die Variablen Rsh und Ra modifiziert werden in Übereinstimmung mit diesen Prozessen während des tatsächlichen Fahrens.
Hier wir angenommen, dass ein Fahrzeug auf den Straßen, welche in 12 gezeigt werden, fährt.
Es wird angenommen, dass im Punkt a in 12 der Prozess, welcher in 9 gezeigt wird, ausgeführt wird, dass die Korrektur-Variable Ra modifiziert ist und dass jede von den Variablen ΣA, Σ20θ, Σϕ, Rsh, Σθ, D und das Kennzeichen f zu Null initialisiert sind. Es wird ebenso angenommen, dass die Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen weniger als 3 Grad beträgt, was in Schritt 705 ausgerechnet wurde in dem Prozess, welcher in 7 gezeigt ist, der angestoßen wurde alle 20 Meter von dem Punkt a zu dem Punkt b. In diesem Fall wird bestimmt, dass die Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen weniger als 3 Grad beträgt von dem Punkt a zu dem Punkt b in Schritt 706, der in 7 gezeigt ist, und Σθ wird bestimmt, kleiner zu sein als 5 Grad in Schritt 707. Entsprechend werden die Variablen Σ20θ, Σθ und Σθ wiederum zu Null initialisiert. Auf diese Weise gibt es keine Veränderung in diesen Variablen. In der Zwischenzeit nimmt die Abstands-Variable D in Übereinstimmung mit der zurückgelegten Distanz während dieser Periode zu. Es wird dann angenommen, dass die Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen 4 Grad betragen hat in dem Abschnitt von 20 Meter von dem Punkt b zu dem Punkt c und dass sie weniger als 3 Grad wurde in dem Abschnitt von 20 Meter von dem Punkt c zu dem Punkt d. In diesem Fall wird bestimmt, dass die Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen 3 Grad oder mehr beträgt in Schritt 706 des Prozesses, welcher in 7 gezeigt ist, welcher ausgeführt wird im Punkt c, 20 Meter zu sein, beabstandet von dem Punkt b, und in Schritt 712 werden die Variablen Σ20θ, Σϕ und Σθ abgeändert in Übereinstimmung mit den Werten der Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen und der Winkeldifferenz ϕ zwischen Straßenrichtungen während des Abschnitts von 20 Meter. Jedoch weil in dem Prozess, welcher in 7 gezeigt ist, der ausgeführt wird im Punkt d, welcher 20 Meter hinter Punkt c liegt, bestimmt ist, dass die Winkeldifferenz ϕ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen weniger als 3 Grad beträgt und der Integralwert Σθ der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen bestimmt ist, kleiner als 5 Grad zu sein, werden die Variablen Σ20θ, Σϕ und Σθ wiederum zu Null initialisiert in Schritt 711.
Wie oben beschrieben, werden in dem Prozess, welcher in 7 gezeigt ist, falls die Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen weniger als 3 Grad beträgt und der Integralwert Σθ von der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen bestimmt ist, kleiner zu sein als 5 Grad, die Variablen Σ20θ, Σϕ und Σθ initialisiert. Die Aufgabe dieser Initialisierung ist es, durch Modifizieren der Korrektur-Variablen Rsh und Ra in den nachfolgenden Prozessen, die Winkeldifferenzen zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, welche kleiner als 3 Grad sind, oder solche, welche 3 Grad oder mehr wurden und weniger als 5 Grad gerade einmal, nicht aufeinander folgend, zu ignorieren. Das ist so, weil solche Winkeldifferenzen Fehler angeben können aufgrund anderer Faktoren als einem Fehler im Distanz-Faktor R.
Als Nächstes wird angenommen, dass die Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen 3 Grad oder mehr wurde, aufeinander folgend zwei Mal oder mehr. In diesem Fall werden die Variablen Σ20θ, Σϕ und Σθ nacheinander abgeändert in Schritt 706 von dem Prozess, der in 7 gezeigt ist, ausgeführt zwischen diesen Punkten. Als Ergebnis repräsentiert im Punkt e Σϕ einen Integralwert von der Winkeldifferenz ϕ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, welche erhalten werden im Punkt d und im Punkt e, Σθ repräsentiert einen Integralwert von der Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, welche erhalten wurden zwischen dem Punkt d und dem Punkt e, und Σ20θ repräsentiert einen Integralwert von der Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, gewichtet durch eine zurückgelegte Distanz, welche erhalten wird zwischen dem Punkt d und dem Punkt e.
Als Nächstes wird angenommen, dass die Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen weniger als 3 Grad beträgt innerhalb des Abschnitts von 20 Meter von dem Punkt e zu dem Punkt f.
In diesem Fall wird angenommen, dass die Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen weniger als 3 Grad beträgt in Schritt 706 von dem Prozess, welcher in 7 gezeigt ist, ausgeführt im Punkt f, welcher 20 Meter vom Punkt e entfernt liegt, und dass der Integralwert Σθ von der Winkeldifferenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen 5 Grad oder mehr beträgt in Schritt 707. Deshalb wird Rsh abgeändert in Übereinstimmung mit Σ20θ und Σϕ in den Schritten 709 und 710, wie oben beschrieben. Darüber hinaus wird die Distanz-Variable D, welche eine Distanz zwischen dem Punkt a, wo die Distanz-Variable D initialisiert wird, und dem Punkt f multipliziert mit der Summe von den Korrektur-Variablen Ra und Rsh, (Ra + Rsh), und der sich ergebende Wert wird addiert zu ΣA (Null zu der Zeit). Die Distanz-Variable D wird auch zu Null initialisiert. Der Wert von ΣA wird danach benutzt, um Ra zu erhalten in dem Prozess, der in 9 gezeigt ist. Dann werden Σ20θ, Σθ und Σϕ, welche erhalten wurden in den Schritten 709 und 710, um Rsh zu berechnen, zu Null initialisiert. Zusätzlich wird das Kennzeichen f zu Eins gesetzt in Schritt 710 mit dem Ergebnis, dass der Prozess, welcher in 7 gezeigt ist, im Wesentlichen übersprungen wird in Übereinstimmung mit der Entscheidung in Schritt 701, bis der Prozess, wie er in 8 gezeigt ist, ausgeführt wird, um das Kennzeichen f zu Null zurückzusetzen in Punkt g, nachdem 300 Meter zurückgelegt sind.
Als Nächstes wird in dem Punkt g, wo ein Fahrzeug 300 Meter zurückgelegt hat, nachdem die Distanz-Variable D zu Null in dem Punkt f initialisiert wurde, die Distanz-Variable D bestimmt, 300 Meter zu sein oder mehr im Schritt 801 in 8. Die Summe der Korrektur-Variablen (Ra + Rsh), welche benutzt wurde, seit Rsh modifiziert wurde, wird in dem Punkt f multipliziert mit der Distanz-Variablen D, der resultierende Wert wird addiert zu ΣA und Rsh wird modifiziert in Schritt 803, wie oben beschrieben. Als ein Ergebnis wird in den 300 Meter von dem Punkt f zu dem Punkt g die zurückgelegte Distanz erhalten unter Benutzung von Rsh, welches berechnet wurde im Punkt f. Nach dem Punkt g soll ein Wert von Rsh, welcher kleiner ist als der Wert von Rsh, welcher im Punkt g erhalten wurde, benutzt werden.
Entsprechend wird für die 300 Meter von dem Punkt f der Distanzfaktor R absichtlich größer gemacht als ein angemessener Wert durch Setzen einer Korrektur-Variablen Rsh größer als ein angemessener Wert, mit dem Ergebnis, dass Verschiebungen von der laufenden Position (B), in welchen Fehler angesammelt wurden, zwischen dem Punkt a und dem Punkt f nach und nach korrigiert werden, während die oben genannten 300 Meter zurückgelegt werden. Nach diesem Prozess ist es möglich, den Distanzfaktor R zurückzusetzen zu einem angemessenen Wert durch Kleinermachen der Korrektur-Variablen Rsh. Die Verschiebungen der gegenwärtigen Position werden nach und nach korrigiert, während die 300 Meter zurückgelegt werden, so dass eine glatte Bewegung erreicht wird von der angezeigten laufenden Position ohne Springen o.ä. Während des Zurücklegens dieser 300 Meter wird der Prozess, der in 7 gezeigt ist, nicht wesentlich ausgeführt, da der Prozess, der in 7 gezeigt ist, nicht arbeitet, um einen passenden Wert von Rsh zu erhalten, während mit einem Distanzfaktor R gefahren wird, welcher absichtlich größer gemacht wurde als ein angemessener Wert.
Als Nächstes werden im Schritt 804 im Prozess, der in 8 gezeigt ist, das Kennzeichen f und die Distanz-Variable D zu Null initialisiert. Aufgrund der Initialisierung des Kennzeichens f zu Null kann der Prozess, welcher in 7 gezeigt ist, im Wesentlichen eine Operation ausführen in Übereinstimmung mit der Winkeldifferenz θ zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, ähnlich zu der in dem Abschnitt von dem Punkt a.
Anschließend wird, nachdem 10 Kilometer zurückgelegt sind, von dem Punkt a, nämlich beim Erreichen des Punkts h, der Prozess, welcher in 9 gezeigt ist, ausgeführt.
In diesem Prozess wird die Distanz-Variable D (welche eine Distanz repräsentiert, nachdem der letzte Wert von ΣA in Schritt 708 oder Schritt 802 erhalten wurde) anfänglich multipliziert mit der Summe der Korrektur-Variablen Ra und Rsh (Ra + Rsh), welche bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt benutzt wurden, und das Ergebnis wird addiert zu ΣA (Schritt 901). Als ein Ergebnis stellt ΣA eine Summe von jedem der Werte der (Ra + Rsh)s dar, gewichtet durch die vorgelegte Distanz, wenn jedes von den (Ra + Rsh)s wirksam ist innerhalb 10 Kilometer von dem Punkt a zu dem Punkt f.
Als Nächstes wird in dem Datenfeld F, welches die Datenelemente von F(1) bis F(10) aufweist, das jeweilige Datenelement F(n), dessen Anfangswert Null ist, zu F(n + 1) geschoben auf solche Art, dass F(9) zu F(10)(, F(8) zu F(9) ... und F(1) zu F(2) wird (Schritt 902). In Schritt 903 wird {(ΣA + 10 km)/10 km} – 1 als F(1) gesetzt. Hier stellt {(ΣA + 10 km)/10 km} – 1 einen Wert dar, der ungefähr proportional ist dem Verhältnis der Distanz, welche korrigiert wurde durch die Wirkungen von Ra und Rsh, welche eingeschlossen sind in den 10 Kilometer, welche gemessen wurden von dem Punkt a zu dem Punkt f. Auf diese Weise ist der gemittelte Wert von F(10) bis F(1), welcher in Schritt 904 erhalten wird, ein Wert, welcher ungefähr proportional zu dem Verhältnis von der Distanz ist, welche korrigiert wurde durch die Wirkungen von Ra und Rsh, welche eingeschlossen sind in den vergangenen 100 Kilometern. Deshalb kann der Durchschnittswert bestimmt werden als ein abgeändertes Ra. Alternativ kann das geänderte Ra der gemittelte Wert sein, welcher multipliziert ist mit einer geeigneten Konstante. Danach werden jede der Variablen ΣA, Σ20θ, Σϕ, Rsh, Σθ, D und Kennzeichen f zu Null initialisiert.
Anschließend werden dieselben Prozesse wiederholt wie die Prozesse vom Punkt a ab.
In der Zwischenzeit wird, wie oben beschrieben, da die Variable Ta gesetzt ist, größer als eine Größenordnung zu sein als die entsprechende Variable Tb, die Variable Ta, welche in Schritt 710 erhalten wurde, ungefähr eine Größenordnung größer als der Wert des vorangegangenen Rsh. Deshalb ist es in Schritt 710 möglich, die Variable Ta selbst zu benutzen als ein abgeändertes bzw. aktualisiertes Rsh.
Wie oben beschrieben, wird ein Fehler des Distanz-Faktors R, welcher benutzt wird, um die zurückgelegte Distanz zu erhalten, gemäß der Differenz zwischen Straßen- und Fahrzeugrichtungen, abgeschätzt und korrigiert. Deshalb ist eine spezialisierte äußere Ausrüstung zur Korrektur des Distanz-Faktors R nicht erforderlich. Ebenso ist eine angemessene Korrektur möglich, selbst unter jeglichen Fahrbedingungen, ebenso wie das Fahren auf einer Straße mit wenig Merkmalen, wie z.B. Kreuzungen, etc. Deshalb kann die zurückgelegte Distanz genau berechnet werden zu jeder Zeit und eine laufende Position eines Fahrzeugs kann mit hoher Genauigkeit erhalten werden.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein System zur Berechnung der laufenden Position bereitzustellen, welches einen Distanz-Faktor genau korrigieren kann, welcher benutzt wird zum Erhalten der zurückgelegten Distanz ohne Berücksichtigung einer Fahrgeschwindigkeit und ohne Vorbereiten von irgendwelcher besonderer Ausrüstung, selbst beim Fahren auf einer Straße mit wenig charakteristischen Merkmalen, und es ist möglich, eine laufende Fahrzeugposition mit hoher Genauigkeit zu erhalten.

Claims

Verfahren zum Korrigieren eines Distanzfaktors (R) zum Erhalten einer gefahrenen Distanz oder einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs gemäß einer rotationsbezogenen Radgeschwindigkeit in einem augenblicklichen Positionsberechnungssystem, welches eine augenblickliche Position (B) des Fahrzeugs berechnet, aufweisend die Schritte: – Schätzen eines Orts einer Straße und einer darauf sich befindenden Fahrzeugposition; – Messen einer gesteuerten Richtung des Fahrzeugs (403); – Erhalten einer Straßenrichtung bei der geschätzten Fahrzeugposition; – Erhalten einer Winkeldifferenz (θ) zwischen der erhaltenen Straßenrichtung und der gemessenen gesteuerten Richtung des Fahrzeugs (705); und – Korrigieren des Distanzfaktors (R) in Übereinstimmung mit der erhaltenen Straßenrichtung und der erhaltenen Winkeldifferenz (θ).
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend den Schritt eines Bestimmens, ob eine Straße, auf welcher die geschätzte Fahrzeugposition angeordnet ist, nach rechts oder nach links abbiegt, auf der Basis einer Straßenkarte, welche durch Kartendaten repräsentiert wird, welche in dem augenblicklichen Positionsberechnungssystem gespeichert sind, und wobei in dem Fall, dass die Straße, auf welcher die geschätzte Fahrzeugposition angeordnet ist, bestimmt wird, eine Linkskurve zu machen, der Distanzfaktor (R) korrigiert wird, ein größerer Wert als ein augenblicklicher Wert zu sein, wenn ein akkumulierter Wert der erhaltenen winkelbezogenen Differenzen (Σθ) positiv ist, und ein kleinerer Wert als der augenblickliche Wert zu sein, wenn der akkumulierte Wert der erhaltenen winkelbezogenen Differenzen (Σθ) negativ ist, und in dem Fall, dass die Straße, auf welcher die geschätzte Fahrzeugposition angeordnet ist, bestimmt wird, eine Rechtskurve zu machen, der Distanzfaktor (R) korrigiert wird, ein kleinerer Wert als der augenblickliche Wert zu sein, wenn der akkumulierte Wert der erhaltenen winkelbezogenen Differenzen (Σθ) positiv ist, und ein größerer Wert als der augenblickliche Wert zu sein, wenn der akkumulierte Wert der erhaltenen winkelbezogenen Differenzen (Σθ) negativ ist.