【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は移動体ナビゲーション装置およびこれに用いる移動体位置情報出力モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両用ナビゲーション装置は、地図データを記録したＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭと、液晶ディスプレイと、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）受信機と、車両の現在位置及び現在方位を検出するための推測航法センサーとを備えている。車両の現在位置を含む地図データをＣＤ−ＲＯＭ等から読み出し、地図データに基づいて車両位置の周囲の地図画像を液晶ディスプレイに表示する。車両のロケーションマークを液晶ディスプレイ画面に重ね合わせて表示する。また、運転手が目的地に向けて道路を間違うことなく容易に走行できるようにするため、経路誘導機能が装備されている。即ち、地図データを用いて出発地から目的地までを結ぶ最もコストが低い経路を、横型探索法又はダイクストラ法等のシミュレーション計算を行って検索し、検索した経路を誘導経路として記憶しておく。走行中、地図画像上に誘導経路を他の道路とは色を変えて太く描画して画面表示したり、車両が誘導経路上の進路を変更すべき交差点に一定距離内に近づいたときに、地図画像上の進路を変更すべき交差点に進路を示す矢印を描画して画面表示したりする。
【０００３】こうしたナビゲーション装置においては、車両の相対位置を推測航法センサー、即ち車速パルスセンサーおよび角速度センサーによって測定することによって、車両の現在位置および現在方位の相対値を算出する。そして、ＧＰＳ受信器からの情報に基づき、車両の絶対位置を算出する。そして、車両の位置情報を、ＣＤ−ＲＯＭに格納されている地図データと照合し（マップマッチング）、地図データ上における車両の現在位置および現在方位を計算し、地図データと共にディスプレーに表示する。このようなナビゲーション装置は、例えば特開平６−１４７９０８号公報、特開平７−３１１０５３号公報、特開平６−１８０２３５号公報に開示されている。
【０００４】また、本出願人は、特開２００２−１３９３６号公報において、車内に携帯電話を設置するための台座（クレドール）中に、カーナビゲーション用の各種機能を内蔵させることを開示した。クレドールに携帯電話を設置することによって、携帯電話の表示画面に地図情報および車両の位置情報を表示させることを可能としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者が、車両用のナビゲーション装置の応用について検討する過程において、次の問題点が明らかになってきた。即ち、カーナビゲーション機能を実現するためのソフトウエアとしては、経路誘導ソフトウエアや経路探索ソフトウエアが必要であり、また地図情報（デジタルデータ）が必要である。これらのソフトウエアは、クレドール内の記録媒体に格納しておく必要がある。
【０００６】しかし、経路誘導ソフトウエアや経路探索ソフトウエアなどは、カーナビゲーションの基本的機能であるが、アップデートされることがある。この際、前記ソフトウエアはクレドール内の媒体に格納されていることから、アップデートの際にはクレドールを交換する必要がある。このため、アップデートに手間がかかり、また経費もかかる。
【０００７】本発明の課題は、既存の表示装置のリソースを利用することによって低コストの移動体ナビゲーションを可能とすることができ、またナビゲーションに必要なソフトウエアのアップデートを容易に実行できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、移動体の位置情報をデジタル信号として出力するモジュール、および位置情報を表示する表示装置を備えている移動体用ナビゲーション装置であって，
モジュールが、移動体の絶対位置についての情報を受信する絶対位置情報受信部、移動体の角速度についての情報を出力する角速度情報出力部、移動体の軌跡に沿った移動距離を算出するための情報を出力する移動距離算出情報出力部、絶対位置情報受信部、角速度情報出力部および移動距離算出情報出力部からの信号に基づいて演算処理を行い、所定の地図情報上における移動体の位置を算出する演算処理部、およびモジュール側インターフェースを備えており、表示装置が、地図情報および位置情報を表示する表示部、表示装置における位置情報および地図情報の表示を制御する表示制御部、およびモジュール側インターフェースと接続されるべき表示装置側インターフェースを備えており、モジュールが表示装置から着脱可能であることを特徴とする。
【０００９】また、本発明は、移動体の位置情報をデジタル信号として出力するモジュールであって、
移動体の絶対位置についての情報を受信する絶対位置情報受信部、移動体の角速度についての情報を出力する角速度情報出力部、移動体の軌跡に沿った移動距離を算出するための情報を出力する移動距離算出情報出力部、絶対位置情報受信部、角速度情報出力部および移動距離算出情報出力部からの信号に基づいて演算処理を行い、所定の地図情報上における前記移動体の位置を算出する演算処理部、記憶装置、およびモジュール側インターフェースを備えており、表示装置から着脱可能であることを特徴とする。
【００１０】本発明によれば、既存の表示装置のリソースを利用することによって低コストの移動体ナビゲーションを可能とすることができる。更に、絶対位置情報受信部、角速度情報出力部、移動距離算出情報出力部、演算処理部、およびモジュール側インターフェースを備えるモジュールを、表示装置から着脱可能としている。従って、表示装置に装着されている既存のモジュールを脱着し、次いでソフトウエアプログラムがアップデートされた後のモジュールを表示装置に装着することによって、ナビゲーションに必要なソフトウエアのアップデートを容易に実行できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１を参照しつつ、本発明について説明する。本発明の移動体用ナビゲーション装置２０は、モジュール１５と表示装置１４とを備えている。モジュール１５は、移動体の絶対位置についての情報を受信する絶対位置情報受信部２を備えている。受信部２には、移動体の外部から絶対位置情報が送られてくる。この情報は通常はアナログ信号として送信されてくる。この信号をデジタル信号変換部５においてデジタル信号に変換し、演算処理部６へと送信する。角速度情報出力部３は、移動体の角速度についての情報を出力し、演算処理部６へと送信する。移動距離算出情報出力部４は、移動体の軌跡に沿った移動距離を算出するための情報を、演算処理部６へと送信する。７は、演算処理部６に接続された記憶装置である。
【００１２】演算処理部６では、これらの各信号に基づいて演算処理を行い、所定の地図上における移動体の位置を算出する。この算出値をモジュール側インターフェース８を通して送信する。これらの各構成部分は、一体のモジュール１５としてモジュール化されている。
【００１３】表示装置１４は、インターフェース９、入力装置１１、表示制御部１２、表示装置部１３を備えている。これらの各ノードは共通のバス１０に接続されている。
【００１４】モジュール１５から移動体の位置情報に関する演算結果が出力されると、この出力信号は、表示装置１４のインターフェース９によって受信される。本発明においては、モジュール１５の内部において、既に移動体の位置情報が算出され終わっているので、新たに演算を行うことなく、表示制御部１２に送信し、表示部１３によって移動体の位置を地図データと共に表示することができる。これと共に、本発明においては、表示装置１４側では、ナビゲーションやそれに付随する各種の演算を行わず、実質的に表示制御に必要な演算を行う。従って、この表示装置１４は、移動体用ナビゲーション装置に特化した構成を必要とせず、既存の表示装置を転用可能である。
【００１５】移動体の種類は限定はされず、飛行体、路面走行体および浮遊体を含む。しかし、特に路面走行体が好ましく、軌道を用いないで路面を走行する車両が更に好ましい。絶対位置情報受信部は、移動体の絶対座標を、何らかの形で示す情報を受信する部分である。移動体の絶対座標は、何らかの外部基準に基づいて測定する必要がある。絶対位置情報受信部は、電波航法装置であることが好ましく、現在一般的に使用されているグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）が特に好ましい。
【００１６】移動体の角速度についての情報を出力する角速度情報出力部は、少なくとも一軸の回りにおける移動体の回転角速度を算出するものである。このうち、角速度情報出力部は、好ましくは、少なくとも走行面に対する垂直軸（Ｚ軸）の回りの回転角速度を測定し、その情報を出力する。これによって、平面内における移動体の角速度を積算し、方位を推定することが可能になる。更に、水平軸の回りの回転角速度を測定することによって、走行面の凹凸や傾斜に伴う方位誤差を補正できる。この場合には、移動体の進行方向（Ｘ軸）の回りの角速度を測定することができ、また、移動体の進行方向と垂直な方向（Ｙ軸）の回りの角速度を測定することができる。これらＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のすべての回りの各角速度を測定することによって、最も正確な方位の積算が可能となる。
【００１７】角速度センサー内に収容されている振動子の種類や形態は特に限定されない。しかし、振動子は、基盤表面（実装面）と略水平な方向に延びていることが好ましく、これによって基盤実装面からの角速度情報出力部の高さを低くすることができる。角速度情報出力部の高さを低くすることによって、角速度情報出力部を実装する際の位置極めと固定プロセスとが容易になる。
【００１８】移動距離算出情報出力部４の種類も特に限定されない。移動距離算出情報とは、移動体の軌跡に沿った移動距離を算出するのに必要な情報のことである。移動体の軌跡に沿った移動距離は、軌跡に沿って測定される必要があり、単なる移動体の始点と終点との直線距離とは異なる。移動距離算出情報は、具体的には以下の情報を含む。
【００１９】（１）軌跡に沿った移動距離を表す情報。典型的には、車速パルス数である。車速パルスセンサーは、移動体の軌跡に沿った移動距離が一定値に達するごとに１つのパルスを出力する。従って、パルス数は、移動体の軌跡に沿った移動距離に比例する。
（２）移動体の直線速度の情報。特に、走行面と平行な二軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の方向の各速度の情報。Ｘ軸上の直線速度と、Ｙ軸上の直線速度とをそれぞれ積分することによって、移動体の軌跡と、移動距離とをそれぞれ算出可能である。
（３）移動体の直線加速度の情報。特に、走行面と平行な二軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の方向の各直線加速度の情報。Ｘ軸上の直線加速度と、Ｙ軸上の直線加速度とをそれぞれ二重積分することによって、移動体の軌跡と、移動距離とをそれぞれ算出可能である。
走行面と平行であって、移動体の進行方向の一軸（Ｘ軸）の方向の各直線加速度の情報、つまり、移動体の進行方向に見たときのプラスの直線加速度（前進時）とマイナスの直線加速度（後退時）を測定する。Ｘ軸上の直線加速度を二重積分することによって、移動体の軌跡に沿った移動距離を算出可能である。
【００２０】演算処理部６においては、絶対位置情報受信部からの信号に基づいて、移動体の絶対座標を算出する。ただし、この段階では、通常、算出された絶対座標にはかなりの誤差がある。誤差は例えば数十メートルにのぼる。また、トンネルや地下道など電波の届かない場所では、絶対位置情報を受信できない。これらの理由から、絶対位置情報を演算処理部６に入力しただけでは、地図上の道路および位置には複数の候補が生じてしまい、どの道路のどの位置が真実の位置かを決定する根拠が見つからない。
【００２１】このため、演算処理部６において、角速度情報を積算することによって車両の現在方位を算出する。これと共に、車両の軌跡上の移動距離を算出する。これらのデータを地図上の各道路の形状データと照合することによって、複数の候補の中から、正しい道路および位置を決定することが可能になる。
【００２２】図２、図３は、それぞれ、本発明の他の実施形態に係る移動体用ナビゲーション装置２０Ａ、２０Ｂを示すブロック図である。図２の装置２０Ａにおいては、絶対位置情報受信部２としてＧＰＳ受信部２Ａを使用し、角速度情報出力部３としてＺ軸角速度センサー３Ａを使用し、移動距離算出情報出力部４として車速センサーインターフェース４Ａを使用している。Ｚ軸角速度センサー３Ａにおいては、Ｚ軸（走行面に対する垂直軸）の回りの角速度を測定し、出力する。車速センサーインターフェース４Ａには、外部の車速センサーから車速パルスが入力される。この車速パルス数のデータを演算処理部６へと送る。
【００２３】図３の装置２０Ｂにおいては、絶対位置情報受信部２としてＧＰＳ受信部２Ａを使用し、角速度情報出力部３として、Ｚ軸角速度センサー３ＡおよびＸ軸角速度センサーおよびＹ軸角速度センサー３Ｂを使用している。また、移動距離算出情報出力部４として、車速センサーインターフェース４Ａ、Ｘ軸加速度センサー４ＢおよびＹ軸加速度センサー４Ｃを使用している。
【００２４】本発明において、各構成部品をモジュール化する際には、モジュール化の具体的方法は特に限定されない。モジュール化とは、前述した各構成部品が、互いに機械的に固定されていて一体として取り扱い可能な状態になっており、この状態で各構成部品が電気的に接続されていることを意味している。
【００２５】具体的には、以下の方法を例示できる。
（１）各部品にコネクタを設け、各部品の各コネクタをケーブルによって接続する。各部品を容器内に収容したり、各部品を基盤上に固定する。
（２）各構成部品を配線基盤上に実装する。この際には、各部品の配線基盤に対する接続形態、実装形態は限定されない。例えば、各部品の底面側に実装用ピンを設け、各部品の各ピンを配線基盤の表面の孔に挿入し、固定することができる。このピンを通して、配線基盤表面の配線との間での電気的接続を行う。また、各部品の底面に面実装用の電極を設け、各部品を配線基盤の表面に固定し、各部品の底面の電極をそれぞれ配線基盤表面の配線に電気的に接続することができる。
【００２６】図４は、図２のモジュール１５Ａの外観の一例を模式的に示す斜視図である。２６は配線基盤である。ＧＰＳ受信部２Ａ、Ｚ軸角速度センサー３Ａ、車速センサーインターフェース４Ａ、演算処理部６、記憶装置７が、配線基盤２６上に設置されている。なお、Ｚ軸は、走行面に対する垂直軸、Ｘ軸は走行面内の進行方向、Ｙ軸は、走行面内において、進行方向Ｘに垂直な方向である。ωＸ、ωＹ、ωＺは、それぞれ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転角速度を示す。
【００２７】図５は、図３のモジュール１５Ｂの外観の一例を模式的に示す斜視図である。ＧＰＳ受信部２Ａ、Ｚ軸角速度センサー３Ａ、Ｘ軸角速度センサーおよびＹ軸角速度センサー３Ｂ、車速センサーインターフェース４Ａ、Ｘ軸加速度センサー４ＢおよびＹ軸加速度センサー４Ｃ、演算処理部６、記憶装置７が、配線基盤２６上に設置されている。
【００２８】なお、図４、図５に例示するように、配線基盤上に各センサー、記憶装置、演算処理部を設置して実装してモジュールを製造した場合には、このモジュールをパッケージ内に収容し、カードとすることができる。この場合には、表示装置がカード状モジュールを装着するスロットを備えている。
【００２９】好適な実施形態においては、地図情報やソフトウエアプログラムの格納媒体が、基盤上に実装可能な薄型ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であり、ギガバイト単位の容量を有する薄型ハードディスクドライブが特に好ましい。
【００３０】好適な実施形態においては、表示装置が携帯情報端末である。携帯情報端末機器としては、データ通信機能を備えた携帯電話が特に好ましいが、電話には限定されない。ヒトが携帯可能な情報機器をすべて含み、この携帯情報端末は通話機能（電話機能）を有している必要はない。
【００３１】また、表示装置は、携帯可能な必要はない。例えば、車両内に設置されている既存のテレビジョン装置であってよい。
【００３２】図６は、携帯情報端末を表示装置１４Ａとして利用した移動体用ナビゲーション装置２０Ｃを模式的に示す斜視図であり、図７は、図６の装置２０Ｃを車両前面ダッシュボードに取り付けた状態を模式的に示す斜視図である。
【００３３】本例の携帯情報端末１４Ａは、いわゆる折り畳み型のものである。この端末１４Ａは、表示ボード１８と本体１９とを備えており、表示ボード１８と本体１９とは折り畳み可能となっている。表示ボード１８には表示画面１３Ａが設けられている。本体１９の任意の側面に開口するカードスロット１７が設けられている。前記の各部をカード１６内に搭載したカード状のモジュール１５Ｃを、矢印Ａのようにスロット１７に挿入することによって、移動体用ナビゲーション装置２０Ｃを構成できる。
【００３４】図７に示すように、運転席のハンドル２５の近く、例えば左側または右側のボードの上面２４上の所定箇所に台座２１を設置する。台座２１の所定箇所に携帯情報端末１４Ａの本体１９を設置する。台座２１はケーブルを通してシガーライターソケット２３および車速センサーの端子２２に接続されている。
【００３５】台座２１の電源ケーブルは、台座２１内部の充電回路および携帯情報端末を通してカード内のＣＰＵに接続されている。台座２１の底面は車両のボード設置面２４に接触している。台座２１の充電回路が携帯情報端末１４Ａの充電端子を介して電池に接続されている。
【００３６】携帯情報端末１４Ａのカードスロット１７に、前記モジュールを搭載したカード１５Ｃを装着することによって、携帯情報端末１４Ａをナビゲーション表示装置として利用できる。また、ナビゲーション用のソフトウエアプログラムを更新したい場合には、更新されたプログラムを格納するカードを新たにスロット１７に装着する。
【００３７】また、本例のように、折り畳み型の携帯情報端末を使用すると、本体１９内にカードスロット１７を設けることができ、表示画面１３Ａは、本体１９とは別体の表示ボード１８に設けることができる。従って、カードスロットは、台座の設置面（本例ではダッシュボード面）２４と略平行に延びるように成形できる。従って、カードモジュール１５Ｃの設置状態を安定化することができ、モジュール１５Ｃ内に収容されている振動子の位置も安定させることができる。本体１９と表示ボード１８とが一体である場合には、携帯情報端末１４Ａの全体をダッシュボード面２４上に略垂直に立てる必要があるために、カード１５Ｃの方向を安定させることが難しい。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、既存の表示装置のリソースを利用することによって低コストの移動体ナビゲーションを可能とすることができ、またナビゲーションに必要なソフトウエアのアップデートを容易に実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る移動体用ナビゲーション装置２０を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る移動体用ナビゲーション装置２０Ａを示すブロック図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態に係る移動体用ナビゲーション装置２０Ｂを示すブロック図である。
【図４】モジュール１５Ａを搭載した配線基盤２６を概略的に示す斜視図である。
【図５】モジュール１５Ｂを搭載した配線基盤２６を概略的に示す斜視図である。
【図６】携帯情報端末からなる表示装置１４Ａおよびカード状モジュール１５Ｃを備える移動体用ナビゲーション装置２０Ｃを概略的に示す斜視図である。
【図７】移動体用ナビゲーション装置２０Ｃを車両運転席ダッシュボード上に取り付けた状態を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】２、２Ａ 絶対位置情報受信部 ３、３Ａ、３Ｂ 角速度情報出力部 ４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ 移動距離算出情報出力部 ５デジタル信号変換部 ６ 演算処理部 ７ 記憶装置 ８モジュール側インターフェース ９ 表示装置側インターフェース
１２ 表示制御部（グラフィックコントローラー） １３、１３Ａ 表示部 １４ 表示装置 １４Ａ 表示装置（携帯情報端末）
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ モジュール １７ カードスロット
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 移動体用ナビゲーション装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile object navigation apparatus and a mobile object position information output module used therein.
[0002]
2. Description of the Related Art A vehicular navigation apparatus detects a CD-ROM or DVD-ROM on which map data is recorded, a liquid crystal display, a GPS (Global Positioning System) receiver, and a current position and current direction of a vehicle. With dead reckoning sensors. The map data including the current position of the vehicle is read from a CD-ROM or the like, and a map image around the vehicle position is displayed on the liquid crystal display based on the map data. The vehicle's location mark is displayed on the LCD screen. In addition, a route guidance function is provided so that a driver can easily travel on a road toward a destination without making a mistake. That is, the lowest cost route from the starting point to the destination using the map data is searched by performing a simulation calculation such as the horizontal search method or the Dijkstra method, and the searched route is stored as a guidance route. During driving, when the guidance route is drawn on the map image with a different color from other roads and displayed thickly, or when the vehicle approaches within a certain distance to the intersection where the course on the guidance route should be changed, An arrow indicating the course is drawn at the intersection where the course is to be changed on the map image and is displayed on the screen.
In such a navigation device, the relative values of the current position and the current azimuth of the vehicle are calculated by measuring the relative position of the vehicle using dead reckoning sensors, that is, a vehicle speed pulse sensor and an angular velocity sensor. Then, the absolute position of the vehicle is calculated based on information from the GPS receiver. Then, the vehicle position information is compared with map data stored in the CD-ROM (map matching), the current position and current direction of the vehicle on the map data are calculated, and displayed on the display together with the map data. Such a navigation device is disclosed in, for example, JP-A-6-147908, JP-A-7-311053, and JP-A-6-180235.
The present applicant has disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-13936 that various functions for car navigation are incorporated in a pedestal (credor) for installing a mobile phone in a vehicle. By installing a mobile phone in the cradle, it is possible to display map information and vehicle position information on the display screen of the mobile phone.
[0005]
However, in the course of studying the application of the navigation device for a vehicle, the following problems have become apparent. That is, as software for realizing the car navigation function, route guidance software and route search software are required, and map information (digital data) is required. These softwares need to be stored in a recording medium in the cradle.
However, route guidance software and route search software are basic functions of car navigation, but may be updated. At this time, since the software is stored in a medium in the cradle, it is necessary to replace the cradle when updating. As a result, updating is time-consuming and expensive.
An object of the present invention is to enable low-cost mobile navigation by utilizing the resources of an existing display device, and to easily execute software updates required for navigation. It is to be.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a navigation apparatus for a mobile object, comprising: a module for outputting position information of the mobile object as a digital signal; and a display device for displaying the position information.
Module, an absolute position information receiving unit that receives information about the absolute position of the moving object, an angular velocity information output unit that outputs information about the angular velocity of the moving object, information for calculating a moving distance along the trajectory of the moving object Calculation processing is performed based on signals from the moving distance calculation information output unit, the absolute position information receiving unit, the angular velocity information output unit, and the moving distance calculation information output unit, and the position of the moving object on predetermined map information is calculated. A display unit for displaying map information and position information, a display control unit for controlling display of position information and map information on the display device, and a module side interface. Display unit interface to be connected to the The features.
The present invention is also a module for outputting position information of a moving object as a digital signal,
An absolute position information receiving unit that receives information about the absolute position of the moving object, an angular velocity information output unit that outputs information about the angular velocity of the moving object, and outputs information for calculating a moving distance along the trajectory of the moving object An arithmetic operation that performs arithmetic processing based on signals from a moving distance calculation information output unit, an absolute position information receiving unit, an angular velocity information output unit, and a moving distance calculation information output unit, and calculates the position of the moving body on predetermined map information. It has a processing unit, a storage device, and a module-side interface, and is detachable from a display device.
According to the present invention, low-cost mobile navigation can be realized by utilizing the resources of the existing display device. Further, a module including an absolute position information receiving unit, an angular velocity information output unit, a movement distance calculation information output unit, an arithmetic processing unit, and a module-side interface is detachable from the display device. Therefore, the software required for the navigation can be easily updated by attaching and detaching the existing module attached to the display device and then attaching the module after the software program has been updated to the display device.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to FIG. The navigation device 20 for a mobile object according to the present invention includes a module 15 and a display device 14. The module 15 includes an absolute position information receiving unit 2 that receives information on the absolute position of the moving object. The receiving unit 2 receives absolute position information from outside the moving body. This information is usually transmitted as an analog signal. This signal is converted into a digital signal in the digital signal converter 5 and transmitted to the arithmetic processor 6. The angular velocity information output unit 3 outputs information on the angular velocity of the moving body and transmits the information to the arithmetic processing unit 6. The moving distance calculation information output unit 4 transmits information for calculating the moving distance along the trajectory of the moving object to the arithmetic processing unit 6. Reference numeral 7 denotes a storage device connected to the arithmetic processing unit 6.
The arithmetic processing section 6 performs arithmetic processing based on these signals to calculate the position of the moving body on a predetermined map. The calculated value is transmitted through the module-side interface 8. These components are modularized as an integrated module 15.
The display device 14 includes an interface 9, an input device 11, a display control unit 12, and a display device unit 13. These nodes are connected to a common bus 10.
When an operation result regarding the position information of the moving object is output from the module 15, the output signal is received by the interface 9 of the display device 14. In the present invention, since the position information of the moving object has already been calculated inside the module 15, the position information of the moving object is transmitted to the display control unit 12 without performing any new calculation, and the position of the moving object is displayed by the display unit 13. It can be displayed together with map data. At the same time, in the present invention, the display device 14 does not perform the navigation and various operations associated therewith, but substantially performs the operations necessary for the display control. Therefore, the display device 14 does not require a configuration specialized for a mobile navigation device, and can use an existing display device.
The type of the moving object is not limited, and includes a flying object, a road running object, and a floating object. However, a road surface traveling body is particularly preferable, and a vehicle traveling on a road surface without using a track is more preferable. The absolute position information receiving unit is a unit that receives information indicating the absolute coordinates of the moving object in some form. The absolute coordinates of the moving object need to be measured based on some external reference. The absolute position information receiving unit is preferably a radio navigation device, and particularly preferably a global positioning system (GPS) currently used generally.
The angular velocity information output unit for outputting information on the angular velocity of the moving body is for calculating a rotational angular velocity of the moving body around at least one axis. Among these, the angular velocity information output unit preferably measures at least the rotational angular velocity about a vertical axis (Z axis) with respect to the running surface, and outputs the information. This makes it possible to estimate the azimuth by integrating the angular velocities of the moving object in the plane. Further, by measuring the rotational angular velocity around the horizontal axis, it is possible to correct the azimuth error due to the unevenness and inclination of the running surface. In this case, the angular velocity around the traveling direction (X axis) of the moving body can be measured, and the angular velocity around the direction (Y axis) perpendicular to the traveling direction of the moving body can be measured. . By measuring the angular velocities around all of the X, Y, and Z axes, the most accurate azimuth integration becomes possible.
The type and form of the vibrator housed in the angular velocity sensor are not particularly limited. However, the vibrator preferably extends in a direction substantially horizontal to the substrate surface (mounting surface), whereby the height of the angular velocity information output unit from the substrate mounting surface can be reduced. Reducing the height of the angular velocity information output unit facilitates the position determination and fixing process when mounting the angular velocity information output unit.
The type of the moving distance calculation information output unit 4 is not particularly limited. The moving distance calculation information is information necessary for calculating the moving distance along the trajectory of the moving object. The moving distance along the trajectory of the moving object needs to be measured along the trajectory, and is different from a simple linear distance between the starting point and the ending point of the moving object. The moving distance calculation information specifically includes the following information.
(1) Information indicating a moving distance along a trajectory. Typically, it is the number of vehicle speed pulses. The vehicle speed pulse sensor outputs one pulse each time the moving distance along the trajectory of the moving body reaches a certain value. Therefore, the number of pulses is proportional to the moving distance along the trajectory of the moving object.
(2) Information on the linear velocity of the moving object. In particular, information on each speed in the directions of two axes (X axis, Y axis) parallel to the running surface. By integrating the linear velocity on the X-axis and the linear velocity on the Y-axis, respectively, the trajectory and the moving distance of the moving object can be calculated.
(3) Information on the linear acceleration of the moving object. In particular, information on each linear acceleration in the directions of two axes (X axis, Y axis) parallel to the running surface. By double integrating the linear acceleration on the X-axis and the linear acceleration on the Y-axis, respectively, it is possible to calculate the trajectory of the moving object and the moving distance.
Information on each linear acceleration parallel to the running surface and along one axis (X axis) in the traveling direction of the moving body, that is, plus linear acceleration (when moving forward) and minus when viewed in the traveling direction of the moving body The linear acceleration (at the time of retreat) is measured. By double integrating the linear acceleration on the X axis, it is possible to calculate the moving distance along the trajectory of the moving object.
The arithmetic processing section 6 calculates the absolute coordinates of the moving object based on the signal from the absolute position information receiving section. However, at this stage, the calculated absolute coordinates usually have a considerable error. The error is, for example, several tens of meters. Also, in locations where radio waves cannot reach, such as tunnels and underpasses, absolute position information cannot be received. For these reasons, simply inputting the absolute position information to the arithmetic processing unit 6 results in a plurality of candidates for roads and positions on the map, and there is a basis for determining which position of which road is the true position. can not find.
For this reason, the current processing direction of the vehicle is calculated by integrating the angular velocity information in the arithmetic processing section 6. At the same time, the moving distance on the locus of the vehicle is calculated. By comparing these data with the shape data of each road on the map, it is possible to determine a correct road and position from among a plurality of candidates.
FIGS. 2 and 3 are block diagrams showing mobile navigation devices 20A and 20B according to another embodiment of the present invention, respectively. 2, the GPS receiver 2A is used as the absolute position information receiver 2, the Z-axis angular velocity sensor 3A is used as the angular velocity information output unit 3, and the vehicle speed sensor interface 4A is used as the travel distance calculation information output unit 4. You are using The Z-axis angular velocity sensor 3A measures and outputs an angular velocity around the Z-axis (vertical axis to the running surface). A vehicle speed pulse is input to the vehicle speed sensor interface 4A from an external vehicle speed sensor. The data of the vehicle speed pulse number is sent to the arithmetic processing unit 6.
In the apparatus 20B shown in FIG. 3, a GPS receiver 2A is used as the absolute position information receiver 2, and a Z-axis angular speed sensor 3A, an X-axis angular speed sensor, and a Y-axis angular speed sensor 3B are used as the angular speed information output unit 3. I'm using The moving distance calculation information output unit 4 uses a vehicle speed sensor interface 4A, an X-axis acceleration sensor 4B, and a Y-axis acceleration sensor 4C.
In the present invention, when each component is modularized, the specific method of modularization is not particularly limited. Modularization means that the components described above are mechanically fixed to each other and can be handled as one, and in this state, the components are electrically connected. I have.
Specifically, the following method can be exemplified.
(1) A connector is provided for each component, and each connector of each component is connected by a cable. Each part is accommodated in a container or each part is fixed on a base.
(2) Each component is mounted on a wiring board. In this case, the connection form and mounting form of each component to the wiring board are not limited. For example, mounting pins may be provided on the bottom side of each component, and each pin of each component may be inserted into a hole on the surface of the wiring board and fixed. Through these pins, electrical connection with the wiring on the surface of the wiring board is made. Further, it is possible to provide a surface mounting electrode on the bottom surface of each component, fix each component on the surface of the wiring board, and electrically connect the electrode on the bottom surface of each component to the wiring on the wiring board surface.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of the appearance of the module 15A of FIG. 26 is a wiring board. A GPS receiving unit 2A, a Z-axis angular velocity sensor 3A, a vehicle speed sensor interface 4A, an arithmetic processing unit 6, and a storage device 7 are installed on a wiring board 26. The Z axis is a vertical axis with respect to the traveling plane, the X axis is a traveling direction in the traveling plane, and the Y axis is a direction perpendicular to the traveling direction X in the traveling plane. ωX, ωY, ωZ indicate rotational angular velocities around the X, Y, and Z axes, respectively.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing an example of the appearance of the module 15B of FIG. The GPS receiver 2A, the Z-axis angular velocity sensor 3A, the X-axis angular velocity sensor and the Y-axis angular velocity sensor 3B, the vehicle speed sensor interface 4A, the X-axis acceleration sensor 4B and the Y-axis acceleration sensor 4C, the arithmetic processing unit 6, and the storage device 7 are wired. It is installed on a base 26.
As shown in FIGS. 4 and 5, when a module is manufactured by mounting and mounting each sensor, storage device, and arithmetic processing unit on a wiring board, the module is placed in a package. It can be accommodated and made into a card. In this case, the display device has a slot for mounting the card-shaped module.
In a preferred embodiment, the storage medium for the map information and the software program is a thin hard disk drive (HDD) mountable on a base, and a thin hard disk drive having a capacity of gigabytes is particularly preferable.
In a preferred embodiment, the display device is a portable information terminal. As the mobile information terminal device, a mobile phone having a data communication function is particularly preferable, but is not limited to a telephone. It includes all information devices that can be carried by humans, and this portable information terminal does not need to have a call function (telephone function).
The display device does not need to be portable. For example, it may be an existing television set installed in a vehicle.
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a navigation device 20C for a mobile body using a portable information terminal as a display device 14A. FIG. 7 shows the device 20C of FIG. It is a perspective view which shows a state typically.
The portable information terminal 14A of this embodiment is of a so-called folding type. The terminal 14A includes a display board 18 and a main body 19, and the display board 18 and the main body 19 are foldable. The display board 18 is provided with a display screen 13A. A card slot 17 opening on an arbitrary side surface of the main body 19 is provided. By inserting a card-shaped module 15C in which the above-described units are mounted in a card 16 into a slot 17 as indicated by an arrow A, a navigation device 20C for a mobile body can be configured.
As shown in FIG. 7, the pedestal 21 is installed near a handle 25 in the driver's seat, for example, at a predetermined position on the upper surface 24 of the left or right board. The main body 19 of the portable information terminal 14A is installed at a predetermined position of the pedestal 21. The pedestal 21 is connected to a cigarette lighter socket 23 and a terminal 22 of a vehicle speed sensor through a cable.
The power cable of the pedestal 21 is connected to the CPU in the card through the charging circuit inside the pedestal 21 and the portable information terminal. The bottom surface of the pedestal 21 is in contact with the board installation surface 24 of the vehicle. The charging circuit of the pedestal 21 is connected to the battery via the charging terminal of the portable information terminal 14A.
The portable information terminal 14A can be used as a navigation display device by mounting the card 15C on which the module is mounted in the card slot 17 of the portable information terminal 14A. When it is desired to update the navigation software program, a card storing the updated program is newly inserted into the slot 17.
When a foldable portable information terminal is used as in this example, a card slot 17 can be provided in the main body 19, and the display screen 13A is provided on a display board 18 separate from the main body 19. Can be provided. Therefore, the card slot can be formed so as to extend substantially parallel to the mounting surface (dashboard surface in this example) 24 of the pedestal. Therefore, the installation state of the card module 15C can be stabilized, and the position of the vibrator housed in the module 15C can also be stabilized. When the main body 19 and the display board 18 are integrated, it is difficult to stabilize the direction of the card 15C because the entire portable information terminal 14A needs to stand substantially vertically on the dashboard surface 24.
[0038]
As described above, according to the present invention, low-cost mobile object navigation can be realized by utilizing the resources of the existing display device, and the software required for navigation can be provided. Updates can be performed easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a mobile navigation device 20 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a mobile navigation device 20A according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a mobile navigation device 20B according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a wiring board 26 on which a module 15A is mounted.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a wiring board 26 on which a module 15B is mounted.
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a mobile navigation device 20C including a display device 14A including a portable information terminal and a card-shaped module 15C.
FIG. 7 is a perspective view schematically showing a state in which a navigation device for a mobile object 20C is mounted on a dashboard of a vehicle driver's seat.
[Description of Signs] 2, 2A Absolute position information receiving unit 3, 3A, 3B Angular velocity information output unit 4, 4A, 4B, 4C Moving distance calculation information output unit 5 Digital signal conversion unit 6 Operation processing unit 7 Storage device 8 Module side Interface 9 Display device side interface 12 Display control unit (graphic controller) 13, 13A Display unit 14 Display device 14A Display device (portable information terminal)
15, 15A, 15B, 15C module 17 Card slot 20, 20A, 20B, 20C Mobile navigation device
