JP2001272239A - マップマッチング結果をフィードバックさせたgpsレシーバ - Google Patents
マップマッチング結果をフィードバックさせたgpsレシーバInfo
- Publication number
- JP2001272239A JP2001272239A JP2000087801A JP2000087801A JP2001272239A JP 2001272239 A JP2001272239 A JP 2001272239A JP 2000087801 A JP2000087801 A JP 2000087801A JP 2000087801 A JP2000087801 A JP 2000087801A JP 2001272239 A JP2001272239 A JP 2001272239A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- kalman filter
- gps
- map matching
- estimated value
- gps receiver
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Instructional Devices (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
いられるカルマンフィルタの収束を常に正しい方向へ導
くことのできるGPSレシーバを提供する。 【解決手段】 マップマッチング結果X0(t−1)を
フィードバックする入力端子を備えてGPSレシーバを
構成することにより、カーナビゲーションシステムにお
けるマップマッチング結果をGPSレシーバ内部に取り
込む。GPSレシーバ内部の演算手段は、自車が交差点
を曲がった直後の状況では、カルマンフィルタの推定値
X(t)の演算の定義を、 X(t)=M(t){X0(t-1)-X(t-1)} + K´{Y(t)-X(t-1)} + X(t
-1) として、演算を実行する。また、GPS信号が遮蔽され
ている状況では、カルマンフィルタの定義を、 X(t)=M(t){X0(t-1)-X(t-1)} + X(t-1) として、演算を実行する。
Description
度を高めるためにカルマンフィルタを用いるGPSレシ
ーバ及びカーナビゲーションシステムに関する。
結果の精度を高めるためにカルマンフィルタが用いられ
ている。カルマンフィルタは、過去の測位履歴を参照す
る推定フィルタである。カルマンフィルタの推定値X
(t)が正しい方向に収束されていれば、SA(Select
ive Availability)による誤差、受信機ノイズによる誤
差等のGPS測位に於いて含まれる各誤差要因による影
響が軽減される。
ムの構成を示している。なお、図3はGPSレシーバ2
8で算出されるGPS測位データに対するカルマンフィ
ルタの演算と、NAVI_CPU30で実行される演算
を機能ごとにブロック化して表している。GPSレシー
バ28では、所定の時間間隔(例えば1秒間隔)でGP
S測位データY(t)が算出される。GPSレシーバ2
8におけるカルマンフィルタ26は、時刻tにおける推
定値X(t)を前記数2の定義、 によって、算出する。ここで、X(t−1)は、所定の
時間間隔で算出される推定値X(t)の時刻tよりも1
つ前の時刻における過去の推定値であり、delay6
で遅延されることによって得られる。
(t)に修正を与えるための要素である。また、K
(t)は、時刻tにおけるカルマンゲインを表してお
り、カルマンゲインコントロール1において算出され
る。カルマンゲインK(t)は、カルマンフィルタの状
態表現を定義するシステムパラメータ、状態表現に含ま
れる、システム雑音の分散σV 2及び観測雑音の分散σ
W 2等の諸パラメータを決定することによって算出され
る。
R演算部15は、角速度センサ信号、車速パルス信号の
各センサ信号に基づいてデッドレコニング(Dead recko
ning)を実行する。さらに、DR演算部15は、GPS
測位演算結果(X(t))とデッドレコニング測位結果
夫々に対する誤差推定値を算出し、これらの誤差推定値
に基づいて夫々の測位結果の評価することで、GPS測
位演算結果とデッドレコニング測位結果とを統合した測
位解を出力する。
測位解に対して、地図データベース17から得られる情
報との比較によりマップマッチングを行って、最終的な
自車位置の推定結果X0(t)を出力する。通常、マッ
プマッチング結果であるX0(t)は、GPS測位演算
結果よりも精度が高い。
て、カルマンフィルタの推定値が一度誤った方向に向か
ってしまうと、その誤差の蓄積が取り除かれるまでには
しばらく時間がかかることが知られている。この状況
は、例えば、GPSレシーバがマルチパスの影響を受け
たGPS信号を捕捉し、誤った擬似距離(GPSレシー
バが測定した、GPS衛星とGPSレシーバ自身の距
離)を算出し、GPS測位演算に使用した場合に発生す
る。
GPS信号の遮蔽が続いた場合には、GPS測位演算の
履歴が得られないため、カルマンフィルタは収束されな
い。そのため、その後GPS測位が開始されても、カル
マンフィルタの収束までにはしばらく時間がかかる。し
たがって、GPS信号の遮蔽が続いた後の最初のGPS
測位演算結果は、精度が低い。
あり、GPS測位演算に用いられるカルマンフィルタの
収束を常に正しい方向へ導くこと、さらに、GPS信号
の遮蔽によってGPS測位が行われていない状況であっ
てもカルマンフィルタの推定値を収束方向に導き、GP
S測位演算の精度を向上させることを目的とする。
レシーバは、マップマッチング結果を入力する入力手段
によって、マップマッチング結果をGPSレシーバ内部
に取り込む。カルマンフィルタの推定値X(t)に修正
を与えるための要素として、 M(t){X0(t−1)−X(t−1)} を導入し、推定値X(t)を前記数1の定義で算出す
る。
ッチング結果が高精度になった状態で、カルマンフィル
タの演算を前記数1の定義で行うことで、高精度のマッ
プマッチング結果に基づいて、カルマンフィルタの推定
値に収束方向が与えられる。
データY(t)が得られない状況に於いては、推定値X
(t)を、前記数3の定義で算出することで、GPS測
位データが得られない状況であっても、カルマンフィル
タの推定値が収束方向に導かれる。
Sレシーバを搭載してカーナビゲーションシステムを構
成することで、最終的な自車位置推定結果であるマップ
マッチング結果の精度を向上させたカーナビゲーション
システムが実現される。
ーションシステム100の構成を示している。なお、図
1は、GPSレシーバ12で算出されるGPS測位デー
タに対するカルマンフィルタの演算と、NAVI_CP
U10で実行される演算を機能ごとにブロック化して表
している。また、図1において、図3で示した従来のカ
ーナビゲーションシステムと同一である機能の部分につ
いては同一の符号を用いている。
U10が算出したマップマッチング結果をフィードバッ
クするための入力端子8が備えられている。GPSレシ
ーバ12は、この入力端子8から入力されるマップマッ
チング結果X0(t−1)を用いて、時刻tにおける推
定値X(t)を前記数1の定義、 で算出する。前記数1の右辺には、推定値X(t)を修
正する要素として、 M(t)・{X0(t-1)-X(t-1)} が含まれている。この要素は、マップマッチング結果X
0(t−1)に基づいて推定値X(t)に対して収束方
向を与える。
(t)は、GPS測位データY(t)及びマップマッチ
ング結果X0(t−1)に基づいて収束方向が与えられ
ることとなり、GPS測位データにマルチパス等に起因
する、誤ったデータが現れた場合に、このような誤った
データによる誤差がカルマンフィルタの演算過程に蓄積
することが防止される。
マップマッチングによって、自車が進行している道路と
平行な方向に対する誤差が解消され、最終的な自車位置
推定結果としてのマップマッチング結果の精度が特に高
まる。したがって、NAVI_CPU10からGPSレ
シーバ12に対するマップマッチング結果のフィードバ
ックを、このようにマップマッチング結果の精度が高い
と判断されるときにのみ、集中して行うようにした場
合、カルマンフィルタに対して確実に修正方向を与える
ことができる。
は、GPSレシーバ12のGPS測位演算結果であるX
(t)を受け取り、また、角速度センサ、車速パルスの
入力に基づいて、デッドレコニングを行う。さらに、D
R演算部15は、GPSレシーバ12からの測位演算結
果X(t)とデッドレコニング測位結果夫々に対する誤
差推定値を算出し、これらの誤差推定値に基づいて夫々
の測位結果を評価することで、GPS測位演算結果とデ
ッドレコニング測位結果とを統合した測位解を出力す
る。
15から得られる統合された測位解に対して、地図デー
タベース17から得られる情報との比較によりマップマ
ッチングを行って、最終的な自車位置の推定結果として
X0(t)を出力する。このマップマッチング結果X0
(t)は、delay18で遅延され、入力端子8を経
由してGPSレシーバ12に対してフィードバックされ
る。
として夫々異なる変数K´(t)及びM(t)が用いら
れているのは、カルマンゲインを決定する諸パラメータ
のうち、例えば観測雑音の分散σW 2を夫々別の値と
し、カルマンゲインを異なる値として算出することを表
している。フィードバック信号処理部7は、カルマンゲ
インコントロール1´、2に対して、このような諸パラ
メータを与える。したがって、この場合に於けるカルマ
ンゲインは、図3で示した従来技術におけるカルマンフ
ィルタのカルマンゲインK(t)と異なる値にすること
もできる。
でGPS信号が遮蔽され、GPS測位データY(t)が
得られない状況では、カルマンフィルタの演算式を前記
数3で示した定義 として、推定値X(t)の算出を行う。図2は、この場
合の演算のブロック図を示している。前記数3の右辺第
1項の要素によって、GPS測位データが得られない状
況であっても、マップマッチング結果X0(t−1)に
基づいて、推定値X(t)の収束方向が与えられ続ける
ことになる。
ナビゲーションシステム100において、自車の現在の
状況に応じてカルマンフィルタの推定値X(t)の定義
を変更し、最終的な自車位置の推定結果X0(t)を得
るまでの動作フローチャートを示している。
ーバ12において、GPS信号が受信されず、GPS信
号が遮蔽された状況にあるか否かが判断される。GPS
信号が遮蔽されていると判断される場合には(S40
1:YES)、前記数3の定義でカルマンフィルタの演
算が実行される(S402)。GPS信号が遮蔽されて
いないと判断される場合には(S401:NO)、さら
に、NAVI_CPU10において、自車が交差点を曲
がった直後の状態であるか否かが判断される(S40
3)。交差点を曲がった直後である場合には(S40
3:YES)、NAVI_CPU10は、GPSレシー
バ12に対してマップマッチング結果のフィードバック
を行い、GPSレシーバ12は前記数1の定義でカルマ
ンフィルタの演算を実行する(S405)。
(S403:NO)、NAVI_CPU10からGPS
レシーバ12に対してマップマッチング結果のフィード
バックは行われず、この場合GPSレシーバ12は、前
記数2の定義でカルマンフィルタの演算を実行する(S
404)。S406では、NAVI_CPU1のDR演
算部15において、GPS測位演算結果X(t)とデッ
ドレコニング測位結果とを統合した測位解が算出され
る。さらに、マップマッチング部16において、この統
合された測位解に対してマップマッチングが行われ(S
407)、最終的な自車位置推定結果X0(t)が得ら
れる。
2におけるカルマンフィルタの演算は、DSP(デジタ
ル・シグナル・プロセッサ)等の演算専用の素子を用い
て実行される。
PS測位演算に用いられるカルマンフィルタに、マップ
マッチング結果に基づく収束方向が与えられ、GPS測
位演算結果を高精度にすることが可能である。また、G
PS信号の遮蔽によりGPS測位データが得られない状
況であっても、カルマンフィルタに収束方向を与え続け
ることができる。したがって、GPS信号の遮蔽後、最
初にGPS測位データが得られた状況にであっても、高
精度なGPS測位演算結果が得られ、その後のカルマン
フィルタの収束も迅速に行われる。
たカーナビゲーションシステムのブロック図である。
ルタの構成を説明するためのブロック図である。
を示すブロック図である。
て、最終的な自車位置の推定結果X0(t)を算出する
過程を示すフローチャートである。
Claims (7)
- 【請求項1】 マップマッチング結果を入力する入力手
段と、 GPS測位演算結果としてのカルマンフィルタの推定値
X(t)を、下記数1定義で算出する演算手段を備える
こと、を特徴とするGPSレシーバ。 【数1】 ただし、X0(t−1)は、マップマッチング結果。Y
(t)は、カルマンフィルタ適用前のGPS測位デー
タ。M(t)、K´(t)は、カルマンゲイン。 - 【請求項2】 前記演算手段は、 自車が交差点を曲がった直後の状態で、カルマンフィル
タの推定値を前記数1の定義で算出し、 前記自車が交差点を曲がった直後の状態以外の状態で
は、カルマンフィルタの推定値X(t)を下記数2の定
義で算出すること、を特徴とする請求項1に記載のGP
Sレシーバ。 【数2】 ただし、K(t)は、カルマンゲイン。 - 【請求項3】 前記演算手段は、 GPS信号の遮蔽によりGPS測位データが得られない
状態では、カルマンフィルタの推定値X(t)を下記数
3の定義で算出すること、を特徴とする請求項1または
請求項2に記載のGPSレシーバ。 【数3】 - 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
のGPSレシーバと、 前記GPSレシーバに対してマップマッチング結果を遅
延させてフィードバックさせる手段とを備えること、を
特徴とするカーナビゲーションシステム。 - 【請求項5】 自車が交差点を曲がった直後の状態で
は、カルマンフィルタの推定値を前記数1の定義で算出
し、 前記自車が交差点を曲がった直後の状態以外の状態で
は、カルマンフィルタの推定値X(t)を前記数2の定
義で算出し、 該推定値X(t)に基づいてマップマッチングを行って
自車位置を推定すること、を特徴とするカーナビゲーシ
ョンシステムにおける自車位置の推定方法。 - 【請求項6】 GPS信号の遮蔽によりGPS測位デー
タが得られない状態では、カルマンフィルタの推定値X
(t)を前記数3の定義で算出すること、を特徴とする
請求項5に記載のカーナビゲーションシステムにおける
自車位置の推定方法。 - 【請求項7】 請求項5または請求項6に記載の自車位
置の推定方法を、カーナビゲーションシステム内部のC
PUにより読み取り、実行されるプログラムとして格納
した記憶媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000087801A JP4311854B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | マップマッチング結果をフィードバックさせたgpsレシーバ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000087801A JP4311854B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | マップマッチング結果をフィードバックさせたgpsレシーバ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001272239A true JP2001272239A (ja) | 2001-10-05 |
JP4311854B2 JP4311854B2 (ja) | 2009-08-12 |
Family
ID=18603757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000087801A Expired - Fee Related JP4311854B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | マップマッチング結果をフィードバックさせたgpsレシーバ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4311854B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003177177A (ja) * | 2001-12-11 | 2003-06-27 | Fujitsu Ten Ltd | レーダのデータ処理装置 |
JP2008076389A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Alpine Electronics Inc | ナビゲーション・システムおよびナビゲーション方法 |
DE112008002434T5 (de) | 2007-09-10 | 2010-06-24 | Mitsubishi Electric Corp. | Navigationsausrüstung |
JP2014002103A (ja) * | 2012-06-20 | 2014-01-09 | Clarion Co Ltd | 車両位置検出装置および車両位置検出方法 |
KR101758675B1 (ko) * | 2015-10-23 | 2017-07-17 | 한국단자공업 주식회사 | Gnss 모듈에 대한 맵 매칭 피드백 기능 검증 장치 및 방법 |
-
2000
- 2000-03-28 JP JP2000087801A patent/JP4311854B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003177177A (ja) * | 2001-12-11 | 2003-06-27 | Fujitsu Ten Ltd | レーダのデータ処理装置 |
JP2008076389A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Alpine Electronics Inc | ナビゲーション・システムおよびナビゲーション方法 |
DE112008002434T5 (de) | 2007-09-10 | 2010-06-24 | Mitsubishi Electric Corp. | Navigationsausrüstung |
US7987047B2 (en) | 2007-09-10 | 2011-07-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Navigation equipment |
DE112008002434B4 (de) * | 2007-09-10 | 2013-07-11 | Mitsubishi Electric Corp. | Navigationsausrüstung |
JP2014002103A (ja) * | 2012-06-20 | 2014-01-09 | Clarion Co Ltd | 車両位置検出装置および車両位置検出方法 |
KR101758675B1 (ko) * | 2015-10-23 | 2017-07-17 | 한국단자공업 주식회사 | Gnss 모듈에 대한 맵 매칭 피드백 기능 검증 장치 및 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4311854B2 (ja) | 2009-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10800451B2 (en) | Vehicle drive assist apparatus | |
CN106560725B (zh) | 用于确定目标车辆的偏航速率的自动化车辆雷达系统 | |
US20110301779A1 (en) | Vehicle relative position estimation apparatus and vehicle relative position estimation method | |
US10767994B2 (en) | Sensor output correction apparatus | |
US10168158B2 (en) | Navigation system and method for error correction | |
WO2009140184A1 (en) | System and method of navigation based on state estimation using a stepped filter | |
WO2017142075A1 (ja) | 推定装置 | |
JP2001272239A (ja) | マップマッチング結果をフィードバックさせたgpsレシーバ | |
CN113720349A (zh) | 一种基于卡尔曼滤波的里程计信息平滑方法 | |
JP2007003461A (ja) | 移動局の横滑角計測装置 | |
CN111982179B (zh) | 异常检测设备、异常检测方法以及计算机可读介质 | |
JP3628046B2 (ja) | 車両用現在位置検出装置 | |
JP7204612B2 (ja) | 位置姿勢推定装置、位置姿勢推定方法及びプログラム | |
CN111044053A (zh) | 单舵轮无人车的导航方法、装置和单舵轮无人车 | |
JP4831441B2 (ja) | 方位センサの補正係数演算装置及び演算プログラム | |
CN115257781B (zh) | 车辆横向控制系统的补偿方法、装置以及电子设备 | |
EP1749183A1 (en) | Alignment of a flicht vehicle based on recursive matrix inversion | |
US20180009474A1 (en) | Steering control device | |
JP7388522B1 (ja) | ヨーレート制御装置、ヨーレート制御方法及びプログラム | |
JP7363651B2 (ja) | 車両用測位装置および車両用測位装置用のプログラム | |
US12103585B2 (en) | Steering control device, steering control method, and computer program product | |
US20230146552A1 (en) | Merge assistance device and merge assistance method | |
JP2012058087A (ja) | 車両用現在位置検出装置 | |
US20240110792A1 (en) | Method and apparatus for reliance upon centripetal acceleration to mitigate error in an inertial navigation system | |
JP2021135090A (ja) | 車両用測位装置および車両用測位装置用のプログラム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090202 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090205 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090330 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090420 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090512 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120522 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130522 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |