JP2004504619A - 位置補正するためのナビゲーション機器及び位置補正するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、例えばパーキングビルにおいていわゆる優先方向が存在するという特性を使用する。この優先方向は１つの平面または１つの配向に制限されない。優先方向は例えは比較的長い進入区間及び発車区間である。本発明による方法は、ディジタル化された領域を離れたことを検知し、それに基づき主軸または主軸方向として規定される優先方向を決定する。ディジタル化されていない領域、例えばパーキングビル内部を走行する際に、車両が事前に規定された主軸方向の所定の限界値内を移動するか否かが観察される。肯定の場合には、偏差が存在するか否かが決定され、場合によってはこの偏差が主軸方向に補正される。これによて、例えば方向検知によって惹起される誤差が補償される。

Description

【０００１】
本発明は、ディジタル化されていない領域の走行時に推測航法ナビゲーションによって位置補正するための、ナビゲーション機器及び方法に関する。
【０００２】
このような機器は例えば自動車において使用されている。ナビゲーション機器は距離及び方向を決定するためのセンサ装置を有する。通常の場合距離を検知するためにタコメータ信号及びオドメータ信号が使用され、方向を検知するためにジャイロスコープが使用される。付加的にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）位置測定を使用することができる。センサ装置によって求められた値はプロセッサによって位置に換算される。次いでこの位置は通常の場合、記憶媒体上のディジタル化された道路地図と比較される。最後に、目下の位置が自動車のドライバに表示装置、例えばカラーＬＣＤディスプレイを用いて通知される。
【０００３】
ディジタル化された道路地図は通常の場合、公共の走行可能な全ての道路を有する。例えば工場施設またはレジャー施設のような私的な施設並びにパーキングビル、これらの道路を有する公道でない領域また同様の物は通常の場合、このディジタル化された道路地図上では捕捉されない。自動車がこのようなディジタル化されていない領域内を移動すると、ナビゲーションシステムのセンサテクノロジを、走行することができる道路と調整することは不可能である。このことから、例えばシステムの起動の際のセンサドリフトにより、車両配向と位置の間に顕著な偏差が生じる。車両が公道でない領域または捕捉されない郊外の敷地内にあれば、目下の位置を衛星位置（ＧＰＳ）及び／又はセルラネットワーク（ＧＳＭ、ＵＭＴＳ）による方位測定を用いて求めることが可能であり、ディジタル化された道路網に再び進入する際に同期することが可能である。しかしながらセンサテクノロジは、この補助手段によっても頻繁に同期することができない。何故ならばしばしば、殊にパーキングビルにおいてはこのような機能は保証されていないからである。
【０００４】
したがって本発明の課題は、ディジタル化されていない領域を走行する際に推測航法ナビゲーションを用いてナビゲーションシステムにおいて位置を補正するための方法及び装置を提供することである。この課題は独立請求項に記載された特徴によって解決される。
【０００５】
本発明は、例えばパーキングビルにおいていわゆる優先方向が存在するという特性を使用する。この優先方向は１つのレベル（平面）及び１つの配向に制限されない。優先方向は例えば比較的長い進入区間及び発車区間である。本発明による方法は、ディジタル化された領域を離れることを検知し、それに基づいて主軸または主軸方向として規定される優先方向を決定する。ディジタル化されていない領域、例えばパーキングビル内部を走行する際に、車両が以前に規定された主軸方向の所定の限界値内を移動するが否かが観察される。肯定の場合には偏差が存在するか否かが決定され、場合によってはこの偏差が主軸方向に補正される。これによって、例えば方向検知によって惹起される誤差が補償される。
【０００６】
実施形態においては、システムがディジタル化されていない領域の進入区間及び発車区間を捕捉及び記憶する。ディジタル化されていない領域へ進入する際に、進入区間の所定の規定可能な距離をディジタル化されていない領域に対応付けることができ、メモリに記憶することができる。システムはこの場合前述の方法で動作する。ディジタル化されていない領域を離れたことをシステムが検知すると直ぐに、最後に走行した道程の所定の距離が発車区間として記憶される。車両が後の時点に、ディジタル化されていない同一の領域を走行するならば、このことを以前に記憶された進入区間と比較することによって検知することができ、また位置標定を非アクティブにすることができる。システムは事前に記憶された発車区間が検知され、新たに位置標定がアクティブにされるまで待機する。
【０００７】
別の実施形態においてはディジタル化された道路地図を、新たに走行した区間について拡張することができる。ここでこの新たに検出された区間を、既に永続的に記憶されている道路網と同様に記憶することができる。
【０００８】
別の利点、特徴及び適用可能性は図面と関連させた実施例の説明から生じる。ここで図１は、本発明によるナビゲーションシステムである。図２は、ディジタル化された道路地図の一部並びにディジタル化された領域の図である。図３はディジタル化されていない領域の、記憶すべき進入区間及び発車区間の図である。
【０００９】
図１においてナビゲーション機器１は、例えばＲＡＭまたは不揮発性メモリであるメモリ１１と、マイクロプロセッサ１２と、タコメータ信号またはオドメータ１３１のための入力側１３と、方向測定器としてのジャイロスコープ１４１のための入力側１４とを有する。さらに、ＧＰＳ１７がマイクロプロセッサと接続されている。入力側１４及びジャイロスコープ１４１をナビゲーション機器１のケーシング内に配置することもできる。ＲＡＭ１１、入力側１３、１４はシステムバス１５を介してマイクロプロセッサ１２と接続されており、またＣＤロム１６１またはＤＶＤ（ディジタル多目的ディスク）用のドライブ１６として構成されている大容量メモリは入力側１８及びシステムバス１５を介してマイクロプロセッサ１２と接続されている。入力側１３を介してマイクロプロセッサ１２はオドメータ１３１の距離信号を受け取り、入力側１４を介してジャイロスコープ１４１の方向信号を受け取る。例えばカラーＬＣＤスクリーンである表示装置１９は、ドライバにディジタル化された道路地図２０を表示する。
【００１０】
信号は短い間隔をおいて測定される。それぞれ測定された距離及び方向は、位置標定を目的として加算されるベクトルを表している。１回の加算後または複数回の加算後に、求められた位置とディスク１６１に記憶されているディジタル化された道路地図２０上の推定される位置との比較が行われる。
【００１１】
図２は、ディジタル化された領域２７０とディジタル化されていない領域２００とを備えた道路網を示している。ディジタル化されていない領域は例えばパーキングビルであり、これは図２において参照記号２００で表されている。表示スクリーン１９は勿論ディジタル化された領域しか表示することができない。図２は本発明を説明するために、ディジタル化された領域とディジタル化されていない領域の２つの領域を示している。通常の場合車両は、ＣＤロム１６１におけるディジタル化された道路地図２７０によって捕捉することができる公共の道路を移動する。ナビゲーションセンサ１３１、１４１、１７を用いてナビゲーション機器１は位置を求め、次いでこの位置はディジタル化された地図２７０との比較（マップマッチング）により、ディジタル化された道路２５０上の推定される所在地に対応付けられる。ディジタル化された地図２７０は、ディジタル化されていない領域の開始地点を示す情報を包含することができる。例えば地点２６０は、ディジタル化されていない領域が始まることを示すことができる。
【００１２】
車両が地点２６０を介して移動すると、ディジタル化されていない領域２００内部における移動を捕捉するためのルーチンが開始される。ここではディジタル化されていない領域２００はパーキングビルである。パーキングビル２００内部は屋内であるためにＧＰＳを受信することができない。車両はセンサデータを用いて位置決めされなければならない。この時点ではディジタル化されていない領域２００、すなわちパーキングビルに関する情報は存在しない。ここで本発明の方法は、車両の移動状態を検出する状態機械を使用する。状態としては直線及び曲線が基準となる。例えばパーキングビルに進入２１０した後に、直線である長い区間が捕捉される。これによってこの区間は主軸２２０のための判定基準を充足し、そのような主軸として記憶される。主軸のための判定基準として、図２に示唆されているような所定のウィンドウ領域も使用することができ、このウィンドウ領域内部では主軸を規定するために車両は更に移動しなければならない。実際のサイズとして、例えば３０ｍの距離及び車両幅の１．５ｍから２ｍの幅を選定することができる。その後車両は任意にパーキングビルを移動することができる。例えば別の階の走行、駐車などが可能になる。例えば比較的長く駐車する場合には、今日のナビゲーションシステムでは位置決めに関して問題を有している。誤差の大部分は回転率センサ（ジャイロスコープ）のドリフトに起因する可能性がある。結果は主として、走行する区間にわたり累積され位置の誤差となる、車両の配向における誤差である。
【００１３】
以下ではディジタル化されていない領域内部での位置捕捉及び方向補正するための方法を詳細に説明する。車両が十分に長い区間を直進すると、この区間が検知され、この区間の配向が記憶されている主軸２２０と比較される。この例では直線２３０が検知され、記憶されている主軸方向２２０と比較される。角度誤差αが存在することが確認される。この角度誤差αが限界領域、例えば１０°以内であれば、検知された直線の配向は記憶されている主軸２２０の配向にこの角度αだけ適合される。この補正によって、ここから、補正された直線２４０が位置検知のためにさらに使用される。この措置によって、図２において破線の直線で示されている誤差を回避することができ、ディジタル化された道路網への再度の進入を問題なく正確に検知することができる。
【００１４】
主軸の検知を距離センサ１３１及び方向センサ１４１を用いて行うことができる。前述したような所定の比較的狭い領域内にある、方向変動を有する例えば３０メートル以上の直線区間を車両が走行すると、主軸方向が検知及び記憶される。これらの主軸を複数規定することができる。もちろん、主軸間の角度差は主軸を検出することができる限界角度よりも明確に大きいものとする。主軸との比較に使用される直線区間を検知するための距離限界値を、例えば主軸を検知するための距離限界値の半分とすることができる。比較直線が検知されると、この比較直線は記憶されている主軸と比較される。比較直線の配向と主軸の配向とが許容角度を含めて一致する場合、ここでこれは方位の確認が無くともすなわち前触れが無くとも行われるが、車両の配向は適切な主軸に補正される。許容角度として例えば前述したような１０°を使用することができる。比較軸が主軸と一致せず、比較直線が主軸に対する限界値よりも長い場合には、新たな付加的な主軸を形成することができる。車両の配向がより頻繁にパーキングビルの主軸へと補正されることによって、結合位置測定の誤差は最小限になる。方向の誤差がより少なくなることによって位置の誤差も僅かなものに留まり、何故ならば位置の誤差は方向の誤差及び走行した道程から生じるからである。ここで距離の誤差はむしろ下位の問題であり、何故ならばこの距離の誤差は通常の場合継続的に補正され、またディジタル化されていない領域における滞在は、ディジタル化された領域における滞在と比べて比較的短いからである。ディジタル化されていない領域における距離の誤差を補正することができない場合であっても、距離算出の精度は十分に正確である。
【００１５】
ディジタル化されていない領域を走行している間に収集された情報を、このディジタル化されていない領域に対応付けることができ、ディジタル化されていない領域を将来走行する際に使用することができる。例えば検知された全ての主軸に関する全ての情報を、この領域に永続的に対応付けし、メモリ１１の不揮発性の部分に記憶することができる。ディジタル化されていない領域をデカルト座標について記憶することができ、この座標はディジタル化されていない領域の最初の走行に基づいて評価される。ディジタル化されていない領域に新たに進入する際には、以前に記憶された主軸を位置補正に使用することができる。
【００１６】
ディジタル化されていない領域内の位置検知は必要ないので、本発明の実施形態においてはディジタル化されていない領域への進入区間も、ディジタル化された領域からの発車区間もそれぞれ所定の距離でもって規定及び記憶することができる。図３によればこのために、例えばディジタル化されていない領域に進入する際にパーキングビル２００への進入区間の特性を捕捉及び記憶することができる。ディジタル的に捕捉するために、例えば座標の複数の点がサンプリング及び記憶される。この区間の距離を例えば３０メートルに制限することができる。
【００１７】
図３は領域３０１でもって、パーキングビル２００へのディジタル的に捕捉された進入区間を示す。パーキングビルに滞在している間は、位置を補正するための前述の方法が使用される。例えば連続的に、車両が走行した最後の３０メートルの道程の特性を一時的にメモリに記憶することができる。車両がディジタル化されていない領域を離れ、再びディジタル化された道路上に存在することが検知されると、最後の３０メートルの走行区間の一番最後に記憶された特性が、ディジタル化されていない領域の発車区間として記憶される。このようにして、ディジタル化されていない領域の特徴的なデータが捕捉される。
【００１８】
この以前に捕捉されたディジタル化されていない領域を将来新たに走行するときには、ナビゲーション機器は進入区間３０１の以前に記憶された特性に基づいて、ディジタル化されていない領域の走行を検知する。正確な位置検知及び誤差補正をここで非アクティブにすることができる。システムは走行する区間の特性だけを監視し、この特性を以前に記憶された発車区間３０２と比較する。発車区間３０２の走行が検知されると、システムは通常のナビゲーション動作に切り替わる。付加的な確実性に関する措置として、例えばディジタル化されていない領域の限界領域を監視することができ、この領域を離れたときにディジタル化された地図と新たに同期される。
【００１９】
簡単な実施形態においては、進入区間の著しい特徴の捕捉を完全に省略することができる。例えば図２に図示したようなディジタル化された道路地図が捕捉地点２６０を記憶しているとすると、システムはこの地点を通過する際にディジタル化されていない領域への進入を検知する。この後はシステムを再びディジタル化された道路地図と同期させるために、発車区間３０２を通過することだけを待機すれば良い。発車区間の捕捉は上述のように行われる。
【００２０】
別の実施形態においては、ディジタル化された道路地図を上述の方法によって次のように拡張することができる。すなわち、付加的なディジタル拡張地図がディジタル化されていない領域を走行することにより形成されるように拡張される。ここで進入区間及び発車区間の代わりに、走行した全ての道程／区間をディジタル的に捕捉することができる。この場合これらの道程／区間をメモリ領域１１の不揮発性メモリに記憶することができる。この方法によって、頻繁に走行するディジタル化されていない道路及び道程が記憶され、使用している永続的な所定のディジタル化された道路地図を常に拡張することができる。つまり、例えばユーザが定期的に走行する工場施設またはレジャー施設のような領域を検知することができ、また永続的に記憶することができる。これによって、このディジタル化されていない領域を走行する際の誤差が、自己学習方法により最小限にされる。これらの新たに検出されたセグメントが既に存在するディジタル化された地図と結合される場合には、ディジタル化された地図をダイナミックに拡張することができ、またそのようにして得た情報を以前はディジタル化されていなかった領域内においてナビゲーションするためにも使用することができる。この機能は非常に多くのメモリスペースを必要とするので、この機能をドライバによって所望された所期の領域についてのみ、ナビゲーション機器における操作素子を用いてアクティブにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるナビゲーションシステム。
【図２】ディジタル化された領域並びにディジタル化されていない領域の一部を示した図である。
【図３】ディジタル化されていない領域の、記憶すべき進入区間及び発車区間の図である。

Claims (16)

1. ディジタル化されていない領域を走行する際に、推測航法ナビゲーションを用いてナビゲーション機器において位置補正する方法において、
   ディジタル化されていない領域内の走行を検知するステップと、
   少なくとも１つの主軸方向（２２０）を決定するステップと、
   走行方向を以前に決定された前記主軸方向（２２０）と比較するステップと、
   所定の限界値内で一致する場合には、前記車両方向を前記主軸方向（２２０）に補正するステップとを有することを特徴とする、位置補正する方法。
2. 前記主軸方向（２２０）を、所定の距離の直線走行により検知する、請求項１記載の方法。
3. 前記主軸方向（２２０）を、事前に規定されたウィンドウ領域内の走行により規定する、請求項２記載の方法。
4. 求められた前記主軸方向（２２０）を、ディジタル化されていない領域に対応付けし且つ記憶する、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
5. 所定の距離である、ディジタル化されていない領域への少なくとも１つの進入区間（３０１）を、ディジタル化されていない領域に関連させて記憶する、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. 所定の距離である、ディジタル化されていない領域からの少なくとも１つの発車区間（３０２）を、ディジタル化されていない領域に関連させて記憶する、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
7. 以前に記憶された前記進入区間（３０１）の検知後に、以前に記憶された前記発車区間が検知されるまで位置検知を非アクティブにする、請求項５または６記載の方法。
8. 以前に記憶された基準地点（２６０）の検知後に、以前に記憶された前記発車区間が検知されるまで位置検知を非アクティブにする、請求項６記載の方法。
9. 推測航法ナビゲーション用のナビゲーション機器であって、
   距離及び方向を決定する少なくとも１つのセンサ装置（１３１、１４１）と、
   メモリ（１１）と接続されている、前記センサ装置（１３１、１４１）の測定値に基づき位置を求める少なくとも１つのプロセッサ（１２）と、
   求められた位置と比較されるディジタル化された領域を備えた、メモリ媒体（１６１）に記憶されているディジタル化された道路地図とを有する、推測航法ナビゲーション用のナビゲーション機器において、
   前記プロセッサ（１２）は、ディジタル化されていない領域に進入する際に主軸方向（２２０）を決定し、且つ前記メモリ（１１）に記憶し、
   前記プロセッサ（１２）は、目下の車両方向を以前に決定された前記主軸方向（２２０）と比較し、必要に応じて該主軸方向（２２０）に補正することを特徴とする、推測航法ナビゲーション用のナビゲーション機器。
10. 前記プロセッサ（１２）は前記主軸方向を、所定の距離の直線走行により検知する、請求項９記載のナビゲーション機器。
11. 前記プロセッサ（１２）は前記主軸方向を、事前に規定されたウィンドウ領域内の走行により規定する、請求項９記載のナビゲーション機器。
12. 前記プロセッサ（１２）は求められた主軸方向を、ディジタル化されていない領域に対応付けし且つ記憶する、請求項９から１１のいずれか１項記載のナビゲーション機器。
13. 前記プロセッサ（１２）は、所定の距離である、ディジタル化されていない領域への少なくとも１つの進入区間（３０１）を、ディジタル化されていない領域に関連させて記憶する、請求項９から１２のいずれか１項記載のナビゲーション機器。
14. 前記プロセッサは、所定の距離である、ディジタル化されていない領域からの少なくとも１つの発車区間（３０２）を、ディジタル化されていない領域に関連させて記憶する、請求項９から１３のいずれか１項記載のナビゲーション機器。
15. 前記プロセッサ（１２）は、以前に記憶された前記進入区間（３０１）の検知後に、以前に記憶された発車区間（３０２）が検知されるまで位置検知を非アクティブにする、請求項１３また１４記載のナビゲーション機器。
16. 前記プロセッサ（１２）は記憶された基準地点（２６０）の検知後に、以前に記憶された発車区間（３０２）が検知されるまで位置検知を非アクティブにする、請求項１４記載のナビゲーション機器。