JP2005227066A - Navigation system and azimuth detection method - Google Patents

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JP2005227066A JP2004034762A JP2004034762A JP2005227066A JP 2005227066 A JP2005227066 A JP 2005227066A JP 2004034762 A JP2004034762 A JP 2004034762A JP 2004034762 A JP2004034762 A JP 2004034762A JP 2005227066 A JP2005227066 A JP 2005227066A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a navigation system and an azimuth detection method capable of detecting the azimuth of own vehicle correctly even at the time when the own vehicle is stopping, running toward backward, or existing in such a place where the magnetic field is disturbed. <P>SOLUTION: The GPS satellite 50a is positioned by modifying the directional pattern of the GPS antenna 5, so that the azimuth of an own vehicle 40 may be detected by the modified angle AntΔθ of the directional pattern of the GPS antenna 5 obtained when the GPS antenna 5 received the radio wave from the GPS satellite 50a, and the azimuth Aθ of the GPS satellite 50a obtained by the received radio wave of the GPS satellite 50a. Thereby, the azimuth of the own vehicle 40 can be detected without running the own vehicle 40, i.e. the azimuth of the own vehicle 40 is made to be able to detect correctly. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ナビゲーション装置及び方位検出方法に関し、特に、自車両の方位を検出する方位検出方法に関する。   The present invention relates to a navigation device and a direction detection method, and more particularly, to a direction detection method for detecting the direction of a host vehicle.

一般に、自車両の走行案内を行い、運転者が所望の目的地に容易に到達できるようにした車載用のナビゲーション装置では、自立航法センサやGPS(Global Positioning System)受信機等を用いて自車両の現在位置を検出し、その近傍の地図データをDVD−ROMやハードディスク等の記録媒体から読み出して自車両の現在位置を示す車両位置マークと共に画面上に表示する。   In general, an in-vehicle navigation device that provides driving guidance for a host vehicle so that a driver can easily reach a desired destination by using a self-contained navigation sensor, a GPS (Global Positioning System) receiver, or the like. Is read from a recording medium such as a DVD-ROM or a hard disk and displayed on the screen together with a vehicle position mark indicating the current position of the host vehicle.

ここで、自立航法センサは、車両の回転角度を検出する相対方位センサ(例えばジャイロセンサ等)と、所定距離走行する毎に1個のパルスを出力する距離センサとを備えている。そして、ナビゲーション装置では、自車両の移動による方位の変化を相対位置センサにより検出し、自車両の方位を特定した車両位置マークを画面上に表示する。   Here, the self-contained navigation sensor includes a relative azimuth sensor (for example, a gyro sensor) that detects the rotation angle of the vehicle, and a distance sensor that outputs one pulse every time the vehicle travels a predetermined distance. In the navigation device, a change in direction due to movement of the host vehicle is detected by a relative position sensor, and a vehicle position mark specifying the direction of the host vehicle is displayed on the screen.

また、GPS受信機は、複数のGPS衛星から送られてくる電波を受信することによりGPS衛星の軌道情報及び電波の伝播時間情報を得て、これに基づいて自車両の位置情報を取得している。そして、ナビゲーション装置では、GPS受信機から自車両の位置情報を入力し、車両の移動による自車両の位置の変化に従って、現在の自車両の位置と1サンプリング時間ΔT前の自車両の位置とに基づいて、自車両の方位を検出し、自車両の方位を特定した車両位置マークを画面上に表示する。   The GPS receiver obtains the orbit information of the GPS satellites and the propagation time information of the radio waves by receiving radio waves sent from a plurality of GPS satellites, and acquires the position information of the own vehicle based on this information. Yes. In the navigation device, the position information of the host vehicle is input from the GPS receiver, and the current position of the host vehicle and the position of the host vehicle before one sampling time ΔT are changed according to the change in the position of the host vehicle due to the movement of the vehicle. Based on this, the direction of the host vehicle is detected, and a vehicle position mark specifying the direction of the host vehicle is displayed on the screen.

また、ナビゲーション装置では、自車両の移動に従って、地図データ上の車両位置マークを移動させたり、車両位置マークを画面上の所定箇所に固定してその近傍の地図データをスクロールさせたりすることにより、自車両が現在どこを走行しているのか、車両がどの方位を向いているのかを一目で分かるようにしている。   Further, in the navigation device, by moving the vehicle position mark on the map data according to the movement of the host vehicle, or by fixing the vehicle position mark at a predetermined position on the screen and scrolling the map data in the vicinity thereof, You can see at a glance where your vehicle is currently traveling and in which direction the vehicle is facing.

また、複数の方位検出手段、例えば、GPS受信機と、地磁気を検出する地磁気センサと、車両前輪の左右輪の回転数差を検出する左右輪センサと、ステアリング角を検出するステアリングセンサとを用いて車両の方位を推定する技術がある(例えば特許文献1など)。
特開平6−66577号公報
Further, a plurality of azimuth detecting means, for example, a GPS receiver, a geomagnetic sensor for detecting geomagnetism, a left and right wheel sensor for detecting a difference in rotational speed between the left and right wheels of the vehicle front wheel, and a steering sensor for detecting a steering angle are used. There is a technique for estimating the direction of a vehicle (for example, Patent Document 1).
JP-A-6-66577

しかしながら、特許文献1を含む従来のナビゲーション装置では、地磁気センサを除いて、自車両を所定距離走行させて、その走行方向が自車両の前方向であるという前提で自車両の方位を検出しているので、駐車場に自車両を停車させる場合等に自車両をバック方向に走行させると、自車両の進行方向を誤って判断してしまい、自車両の方位を正確に検出することができないという問題があった。また、自車両の進行方向を誤って判断してしまった場合に、自車両が停車していると、正確な自車両の方位を新たに検出することができないという問題があった。また、地磁気センサを用いた場合、磁界の乱れが生じるような場所では自車両の方位を正確に検出することができないという問題があった。   However, in the conventional navigation device including Patent Document 1, the vehicle is allowed to travel a predetermined distance except for the geomagnetic sensor, and the direction of the vehicle is detected on the assumption that the traveling direction is the front direction of the vehicle. Therefore, when the host vehicle is driven in the back direction when the host vehicle is parked at the parking lot, the traveling direction of the host vehicle is erroneously determined, and the direction of the host vehicle cannot be accurately detected. There was a problem. In addition, when the traveling direction of the host vehicle is erroneously determined, if the host vehicle is stopped, there is a problem that an accurate direction of the host vehicle cannot be newly detected. Further, when a geomagnetic sensor is used, there is a problem that the direction of the host vehicle cannot be accurately detected in a place where the magnetic field is disturbed.

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、自車両が停車している場合でも自車両の方位を検出できるようにすることを目的とする。また、自車両がバック方向に走行していたり、磁界の乱れが生じるような場所に存在していたりする場合でも、自車両の方位を正確に検出できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to detect the direction of the host vehicle even when the host vehicle is stopped. It is another object of the present invention to accurately detect the azimuth of the host vehicle even when the host vehicle is traveling in the back direction or is present in a place where the magnetic field is disturbed.

上記した課題を解決するために、本発明のナビゲーション装置では、GPSアンテナの指向性パターンを変化させてGPS衛星の測位を行い、GPS衛星を捕捉したときに得られるGPSアンテナの指向性パターンの変化角と、GPS衛星の方位とにより自車両の方位を算出するようにしている。   In order to solve the above problems, in the navigation device of the present invention, the GPS antenna directivity pattern is changed by changing the directivity pattern of the GPS antenna, and the change in the directivity pattern of the GPS antenna obtained when the GPS satellite is captured. The direction of the host vehicle is calculated based on the angle and the direction of the GPS satellite.

上記のように構成した本発明によれば、自車両を走行させることなく得られるGPSアンテナの指向性パターンの変化角及びGPS衛星の方位とに基づいて自車両の方位を検出するので、自車両が停車している場合でも自車両の方位を検出することができると共に、自車両がバック方向に走行していたり、磁界の乱れが生じるような場所に存在していたりする場合でも、自車両の方位を正確に検出することができる。従って、ユーザは自車両の正確な方位を常に把握することができる。   According to the present invention configured as described above, the direction of the host vehicle is detected based on the change angle of the directivity pattern of the GPS antenna obtained without traveling the host vehicle and the direction of the GPS satellite. Even when the vehicle is stopped, it is possible to detect the direction of the host vehicle, and even if the host vehicle is traveling in the back direction or is present in a place where the magnetic field is disturbed, The direction can be accurately detected. Therefore, the user can always grasp the exact direction of the host vehicle.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態によるナビゲーション装置の構成例を示すブロック図である。図1において、1はナビゲーション装置である。2はDVD−ROMであり、地図表示や経路探索などに必要な各種の地図データを記憶している。なお、ここでは地図データを記憶する記録媒体としてDVD−ROM2を用いているが、CD−ROM、ハードディスクなどの他の記録媒体を用いても良い。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the navigation device according to the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a navigation device. Reference numeral 2 denotes a DVD-ROM which stores various types of map data necessary for map display and route search. Here, the DVD-ROM 2 is used as a recording medium for storing the map data, but other recording media such as a CD-ROM and a hard disk may be used.

3は地図データ読出部であり、DVD−ROM2から地図データを読み出すものである。4は操作部であり、例えばリモートコントローラ(リモコン)やタッチパネルにより構成される。この操作部4は、ユーザがナビゲーション装置1に対して各種の情報(例えば、経路誘導の目的地)を設定したり、各種の操作(例えば、画面スクロールや数値の入力、経路探索の指示など)を行ったりするために使用される。   A map data reading unit 3 reads map data from the DVD-ROM 2. Reference numeral 4 denotes an operation unit, which includes, for example, a remote controller (remote controller) or a touch panel. The operation unit 4 allows the user to set various information (for example, a route guidance destination) for the navigation device 1 and various operations (for example, screen scrolling, numerical value input, route search instruction, etc.). Used to do things.

5はGPSアンテナであり、GPS衛星から送られてくる電波を受信してGPS信号として出力する。ここで、GPS信号とは、GPS衛星の軌道情報及び電波の伝播時間情報を含んでいる。また、GPSアンテナ5は、指向性パターンの角度を変化させることができるアンテナ、例えば、電気的に所望の方向に指向性を向けることができるスマートアンテナ(アダプティブアレーアンテナ)等が用いられる。   A GPS antenna 5 receives a radio wave transmitted from a GPS satellite and outputs it as a GPS signal. Here, the GPS signal includes GPS satellite orbit information and radio wave propagation time information. The GPS antenna 5 is an antenna that can change the angle of the directivity pattern, for example, a smart antenna (adaptive array antenna) that can direct directivity in a desired direction.

6はGPS衛星方位検出部であり、GPSアンテナ5から入力したGPS信号を基に二次元測位処理又は三次元測位処理を行って、自車両の位置とGPS衛星の方位とを計算する。また、GPS衛星方位検出部6では、この計算結果であるGPS衛星の方位情報を一時記憶するバッファを備えている。   Reference numeral 6 denotes a GPS satellite azimuth detection unit, which performs two-dimensional positioning processing or three-dimensional positioning processing based on the GPS signal input from the GPS antenna 5, and calculates the position of the host vehicle and the direction of the GPS satellite. Further, the GPS satellite azimuth detecting unit 6 includes a buffer for temporarily storing the azimuth information of the GPS satellite which is the calculation result.

ここで、二次元測位を使用する場合、GPSアンテナ5は、3基のGPS衛星から送られてくる電波を受信してそれぞれのGPS信号を出力する。そして、GPS衛星方位検出部6では、GPSアンテナ5から各GPS信号を入力し、これらのGPS信号により得られる各GPS衛星の軌道情報及び電波の伝播時間情報に基づいて、自車両の絶対位置を計算する。ここで、自車両に搭載されている時計が正確であれば、2基のGPS衛星からのGPS信号によって自車両の絶対位置を計算することができる。しかしながら、自車両に搭載されている時計は不正確であるので、正確な原子時計を持っている3基のGPS衛星からの電波を受信する必要がある。   Here, when two-dimensional positioning is used, the GPS antenna 5 receives radio waves transmitted from three GPS satellites and outputs respective GPS signals. Then, the GPS satellite azimuth detecting unit 6 inputs each GPS signal from the GPS antenna 5 and determines the absolute position of the host vehicle based on the orbit information and the radio wave propagation time information of each GPS satellite obtained from these GPS signals. calculate. Here, if the timepiece mounted on the host vehicle is accurate, the absolute position of the host vehicle can be calculated from the GPS signals from the two GPS satellites. However, since the clock mounted on the host vehicle is inaccurate, it is necessary to receive radio waves from three GPS satellites having an accurate atomic clock.

GPS衛星方位検出部6では、例えば、各GPS衛星の軌道情報から各GPS衛星の絶対位置を計算し、各GPS衛星から自車両までの電波の伝播時間と光の速度を乗じることで各GPS衛星から自車両までの距離を計算する。そして、各GPS衛星の絶対位置情報と各GPS衛星から自車両までの距離情報とに基づいて自車両の絶対位置を求める。更に、GPS衛星方位検出部6では、自車両の絶対位置と3基のGPS衛星の中から所定の条件(例えば、GPSアンテナ5で受信した電波の強度が最も強いという条件)に基づいて選ばれた1基のGPS衛星の絶対位置とに基づいて、当該選ばれたGPS衛星の方位を求める。   In the GPS satellite azimuth detecting unit 6, for example, each GPS satellite is calculated by calculating the absolute position of each GPS satellite from the orbit information of each GPS satellite and multiplying the propagation time of the radio wave from each GPS satellite to the host vehicle and the speed of light. Calculate the distance from the vehicle to your vehicle. Then, the absolute position of the host vehicle is obtained based on the absolute position information of each GPS satellite and the distance information from each GPS satellite to the host vehicle. Further, the GPS satellite direction detection unit 6 is selected based on a predetermined condition (for example, a condition that the intensity of the radio wave received by the GPS antenna 5 is the strongest) among the absolute position of the own vehicle and the three GPS satellites. The direction of the selected GPS satellite is obtained based on the absolute position of the single GPS satellite.

また、三次元測位を使用する場合、GPS衛星方位検出部6では、4基のGPS衛星を利用して自車両の絶対位置とGPS衛星の方位とを求める。   Further, when using the three-dimensional positioning, the GPS satellite direction detection unit 6 obtains the absolute position of the host vehicle and the direction of the GPS satellite using four GPS satellites.

7はアンテナ制御部であり、GPSアンテナ5の指向性パターンを自車両において特定した方向(例えば前方向)に対して所定の角度ずつ電気的に360°回転させる。   Reference numeral 7 denotes an antenna control unit that electrically rotates the directivity pattern of the GPS antenna 5 by a predetermined angle by 360 ° with respect to a direction (for example, forward direction) specified in the host vehicle.

8はアンテナ方向検出部であり、GPSアンテナ5の指向性パターンの各角度においてGPSアンテナ5が受信した電波の強度を調べる。また、アンテナ方向検出部8は、バッファを備えており、GPSアンテナ5で受信した電波の強度が最も強いときの指向性パターンの回転角度情報をアンテナ制御部7から抽出し一次記憶する。更に、アンテナ方向検出部8は、GPSアンテナ5で受信した電波の強度が前回バッファに記憶したときの強度よりも強いときに、GPS衛星方位検出部6に対して制御信号を出力する。   Reference numeral 8 denotes an antenna direction detection unit that examines the intensity of the radio wave received by the GPS antenna 5 at each angle of the directivity pattern of the GPS antenna 5. The antenna direction detection unit 8 includes a buffer, extracts the rotation angle information of the directivity pattern when the intensity of the radio wave received by the GPS antenna 5 is the strongest, and temporarily stores it. Furthermore, the antenna direction detection unit 8 outputs a control signal to the GPS satellite direction detection unit 6 when the intensity of the radio wave received by the GPS antenna 5 is higher than the intensity when it was stored in the previous buffer.

例えば、アンテナ方向検出部8は、GPSアンテナ5で電波を受信したときの指向性パターンの回転角度情報をアンテナ制御部7から抽出してバッファに記憶し、受信電波の強度が前よりも強くなったときには、そのときの指向性パターンの回転角度情報をバッファに更新記憶する。これにより、受信電波の強度が最も強いときの回転角度情報をバッファに記憶することができる。そして、バッファの記憶内容が更新されたときに、GPS衛星方位検出部6に対して制御信号を出力する。GPS衛星方位検出部6では、制御信号を入力したときのGPS衛星の方位情報をバッファに更新記憶する。   For example, the antenna direction detection unit 8 extracts the rotation angle information of the directivity pattern when the radio wave is received by the GPS antenna 5 from the antenna control unit 7 and stores it in the buffer, and the intensity of the received radio wave becomes stronger than before. If so, the rotation angle information of the directivity pattern at that time is updated and stored in the buffer. Thereby, the rotation angle information when the intensity of the received radio wave is strongest can be stored in the buffer. Then, when the stored contents of the buffer are updated, a control signal is output to the GPS satellite azimuth detecting unit 6. The GPS satellite azimuth detection unit 6 updates and stores GPS satellite azimuth information when a control signal is input in a buffer.

9は車両方位算出部であり、GPS衛星方位検出部6のバッファに記憶されているGPS衛星の方位情報を入力すると共に、アンテナ方向検出部8のバッファに記憶されている指向性パターンの回転角度情報(自車両から見たGPS衛星の方角)を入力する。そして、GPS衛星の方位と指向性パターンの回転角度とに基づいて自車両の方位を算出する。10はGPS受信機であり、GPS衛星方位検出部6と、アンテナ制御部7と、アンテナ方向検出部8と、車両方位算出部9とにより構成されている。   Reference numeral 9 denotes a vehicle azimuth calculation unit which inputs GPS satellite azimuth information stored in the buffer of the GPS satellite azimuth detection unit 6 and rotates the rotation angle of the directivity pattern stored in the buffer of the antenna direction detection unit 8. Input information (direction of GPS satellites as seen from own vehicle). Then, the direction of the host vehicle is calculated based on the direction of the GPS satellite and the rotation angle of the directivity pattern. Reference numeral 10 denotes a GPS receiver, which includes a GPS satellite orientation detection unit 6, an antenna control unit 7, an antenna direction detection unit 8, and a vehicle orientation calculation unit 9.

11は地図バッファであり、地図データ読出部3によってDVD−ROM2から読み出された地図データを一時的に格納するためのものである。12は地図読出制御部であり、地図データ読出部3がDVD−ROM2から地図データを読み出す際の制御を行う。地図読出制御部12によって画面中心位置が計算されると、この画面中心位置を含む所定範囲の地図データの読み出し指示が地図読出制御部12から地図データ読出部3に送られ、地図表示や誘導経路の探索に必要な地図データがDVD−ROM2から読み出されて地図バッファ11に格納される。   11 is a map buffer for temporarily storing map data read from the DVD-ROM 2 by the map data reading unit 3. Reference numeral 12 denotes a map reading control unit, which controls when the map data reading unit 3 reads map data from the DVD-ROM 2. When the screen center position is calculated by the map reading control unit 12, a map data reading instruction including a predetermined range including the screen center position is sent from the map reading control unit 12 to the map data reading unit 3 to display the map display and the guide route. The map data necessary for the search is read from the DVD-ROM 2 and stored in the map buffer 11.

13は地図描画部であり、地図バッファ11に格納された地図データに基づいて、後述するディスプレイ装置26への表示に必要な地図画像データを生成する。14はVRAM(ビデオRAM)であり、地図描画部13により生成された地図画像データを一時的に格納する。15は読出制御部であり、VRAM14からの地図画像データの読み出しを制御する。地図描画部13によって生成された地図画像データはVRAM14に一時的に格納され、読出制御部15によって1画面分の地図画像データが読み出される。   A map drawing unit 13 generates map image data necessary for display on the display device 26 described later, based on the map data stored in the map buffer 11. Reference numeral 14 denotes a VRAM (video RAM), which temporarily stores the map image data generated by the map drawing unit 13. A reading control unit 15 controls reading of map image data from the VRAM 14. The map image data generated by the map drawing unit 13 is temporarily stored in the VRAM 14, and the map image data for one screen is read by the read control unit 15.

16は操作制御部であり、操作部4で行われた操作に応じてナビゲーション装置1内の各部に指示を行う。17は操作画面発生部であり、操作部4を用いて各種の操作を行う際に必要な操作画面を生成して出力する。18は各種マーク発生部であり、マップマッチング処理された後の自車両の位置に表示する車両位置マークや、駐車場やガソリンスタンド、コンビニエンスストア等を表示する各種ランドマーク等を生成して出力する。   Reference numeral 16 denotes an operation control unit that gives instructions to each unit in the navigation device 1 in accordance with an operation performed on the operation unit 4. Reference numeral 17 denotes an operation screen generation unit that generates and outputs an operation screen necessary for performing various operations using the operation unit 4. Reference numeral 18 denotes various mark generation units that generate and output a vehicle position mark displayed at the position of the host vehicle after the map matching processing, various landmarks displaying a parking lot, a gas station, a convenience store, and the like. .

19はデータ記憶部であり、GPS衛星方位検出部6から出力された自車両の位置情報及び車両方位算出部9から出力された自車両の方位情報を入力して順次格納する。21はマップマッチング制御部であり、地図バッファ11に読み出されている地図データと、データ記憶部19に格納された自車両の位置情報及び方位情報とを用いて、車両走行距離毎に投影法によるマップマッチング処理を行って、自車両の走行位置を地図データの道路上に位置修正する。   Reference numeral 19 denotes a data storage unit which inputs and sequentially stores the position information of the host vehicle output from the GPS satellite heading detection unit 6 and the heading information of the host vehicle output from the vehicle heading calculation unit 9. Reference numeral 21 denotes a map matching control unit, which uses the map data read to the map buffer 11 and the position information and direction information of the host vehicle stored in the data storage unit 19 to project each vehicle travel distance. A map matching process is performed to correct the position of the vehicle on the road of the map data.

22は誘導経路制御部であり、地図バッファ11に格納された地図データを用いて、現在地から目的地までを結ぶ最もコストが小さな誘導経路を探索する。例えば、時間最短、距離最短、一般道路優先等の各種条件下でコストが最小となる誘導経路を探索する。経路探索の代表的な手法としては、深さ優先探索(DFS)法、幅優先探索(BFS)法、幅優先探索の一種であるダイクストラ法が知られている。23は誘導経路メモリであり、誘導経路制御部22によって設定された誘導経路のデータ(現在地から目的地までのノードの集合)を記憶する。   Reference numeral 22 denotes a guidance route control unit, which searches for a guidance route with the lowest cost connecting the current location to the destination by using the map data stored in the map buffer 11. For example, a guidance route that minimizes the cost under various conditions such as the shortest time, the shortest distance, and general road priority is searched. As a typical method of route search, a depth-first search (DFS) method, a breadth-first search (BFS) method, and a Dijkstra method, which is a kind of breadth-first search, are known. A guidance route memory 23 stores guidance route data (a set of nodes from the current location to the destination) set by the guidance route control unit 22.

24は誘導経路描画部であり、誘導経路メモリ23に記憶された経路探索処理の結果を使用して、誘導経路の描画データを発生する。すなわち、誘導経路メモリ23に記憶された誘導経路データの中から、その時点でVRAM14に描画された地図エリアに含まれるものを選択的に読み出し、地図画像に重ねて他の道路と異なる所定色で太く強調した誘導経路を描画する。   A guidance route drawing unit 24 generates drawing data for the guidance route using the result of the route search process stored in the guidance route memory 23. That is, from the guidance route data stored in the guidance route memory 23, the one included in the map area drawn in the VRAM 14 at that time is selectively read out, and is superimposed on the map image in a predetermined color different from other roads. Draws a boldly emphasized guide route.

25は画像合成部であり、読出制御部15によって読み出された地図画像データに、操作画面発生部17、各種マーク発生部18、誘導経路描画部24のそれぞれから出力される各画像データを重ねて画像合成を行う。26はディスプレイ装置であり、画像合成部25から出力される画像データに基づいて、自車両の周辺の地図情報を車両位置マークやランドマーク等と共に表示する。また、誘導経路が設定されているときは、地図上に誘導経路を表示する。   An image composition unit 25 superimposes each image data output from each of the operation screen generation unit 17, various mark generation unit 18, and guide route drawing unit 24 on the map image data read by the read control unit 15. To compose the image. Reference numeral 26 denotes a display device that displays map information around the host vehicle along with vehicle position marks, landmarks, and the like based on image data output from the image composition unit 25. When the guide route is set, the guide route is displayed on the map.

図2は、本実施形態によるナビゲーション装置1のGPS受信機6におけるGPS衛星の測位の例を示す図である。図2において、50aは所定の条件により選ばれたGPS衛星であり、所定の方角(例えば北)を0°としたとき、Aθの方位に存在する。50b,50cは、その他のGPS衛星であり、自車両の絶対位置を検出するために使用される。GPS衛星方位検出部6では、3基のGPS衛星50a,50b,50cからの電波を受信することにより自車両の絶対位置を検出し、この絶対位置と選ばれたGPS衛星50aの絶対位置とによりGPS衛星50aの方位Aθを取得する。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of positioning of GPS satellites in the GPS receiver 6 of the navigation device 1 according to the present embodiment. In FIG. 2, reference numeral 50a denotes a GPS satellite selected according to a predetermined condition, and exists in the direction of Aθ when a predetermined direction (for example, north) is set to 0 °. Reference numerals 50b and 50c denote other GPS satellites that are used to detect the absolute position of the host vehicle. The GPS satellite azimuth detecting unit 6 detects the absolute position of the host vehicle by receiving radio waves from the three GPS satellites 50a, 50b, 50c, and based on the absolute position and the absolute position of the selected GPS satellite 50a. The direction Aθ of the GPS satellite 50a is acquired.

図3は、本実施形態によるナビゲーション装置1のアンテナ方向検出部8におけるGPS衛星50aの測位の例を示す図である。図3において、40は自車両であり、自車両40に搭載されたGPSアンテナ5の指向性パターンは、アンテナ制御部7により、自車両40において特定した方向(例えば前方向)に対して所定の角度ずつ(例えば1°ずつ)、360°に渡って回転している。アンテナ方向検出部8では、GPS衛星50aからの受信電波の強度を測定すると共に、GPS衛星50aからの受信電波の強度が最も強い角度を検出し、これを自車両40から見たGPS衛星50aの方角AntΔθとして取得する。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of positioning of the GPS satellite 50a in the antenna direction detection unit 8 of the navigation device 1 according to the present embodiment. In FIG. 3, reference numeral 40 denotes the host vehicle, and the directivity pattern of the GPS antenna 5 mounted on the host vehicle 40 is predetermined with respect to a direction (for example, forward direction) specified in the host vehicle 40 by the antenna control unit 7. It is rotated over 360 ° by an angle (for example, by 1 °). The antenna direction detection unit 8 measures the intensity of the received radio wave from the GPS satellite 50a and detects the angle at which the intensity of the received radio wave from the GPS satellite 50a is the strongest. Obtained as the direction AntΔθ.

図4は、本実施形態によるナビゲーション装置1の車両方位算出部9における自車両40の方位の算出の概念を示す図である。図4において、自車両40の前方向(自車両40において特定された所定の方向)の方位Sは、GPS衛星50aの方位Aθと自車両40から見たGPS衛星50aの方角AntΔθとを用いて、下記の式(1)により特定される。
S=Aθ−AntΔθ・・・式(1)
FIG. 4 is a diagram illustrating a concept of calculating the direction of the host vehicle 40 in the vehicle direction calculation unit 9 of the navigation device 1 according to the present embodiment. In FIG. 4, the azimuth S in the forward direction of the host vehicle 40 (a predetermined direction specified in the host vehicle 40) is determined by using the azimuth Aθ of the GPS satellite 50 a and the direction AntΔθ of the GPS satellite 50 a viewed from the host vehicle 40. Is specified by the following formula (1).
S = Aθ−AntΔθ (1)

次に、本実施形態によるナビゲーション装置の動作及び方位検出方法について説明する。図5は、本実施形態によるナビゲーション装置の動作及び方位検出方法を示すフローチャートである。図5において、まず、アンテナ制御部7では、GPSアンテナ5の指向性パターンを自車両40において特定した方向(例えば前方向)に対して1°ずつ、360°に渡って回転させる(ステップS1)。この間に、GPSアンテナ5は、複数のGPS衛星50a〜50cからの電波を受信してGPS信号としてGPS衛星方位検出部6へ出力している(ステップS2)。   Next, the operation of the navigation device and the direction detection method according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the navigation device and the direction detection method according to the present embodiment. In FIG. 5, first, the antenna control unit 7 rotates the directivity pattern of the GPS antenna 5 over 360 ° by 1 ° with respect to the direction (for example, forward direction) specified in the host vehicle 40 (step S1). . During this time, the GPS antenna 5 receives radio waves from the plurality of GPS satellites 50a to 50c and outputs them as GPS signals to the GPS satellite azimuth detecting unit 6 (step S2).

アンテナ方向検出部8では、GPSアンテナ5が受信した電波の強度を測定する(ステップS3)。そして、アンテナ方向検出部8では、前回、指向性パターンの回転角度情報をアンテナ制御部7から取得してバッファに一次記憶したときの受信電波の強度よりも大きいかを調べる(ステップS4)。   The antenna direction detector 8 measures the intensity of the radio wave received by the GPS antenna 5 (step S3). Then, the antenna direction detecting unit 8 checks whether the rotation angle information of the directivity pattern is obtained from the antenna control unit 7 last time and is greater than the intensity of the received radio wave when temporarily stored in the buffer (step S4).

アンテナ方向検出部8で測定した受信電波の強度が前回の強度よりも大きい場合には(ステップS4にてYES)、アンテナ方向検出部8では、その指向性パターンの回転角度情報をバッファに更新記憶すると共に、GPS衛星方位検出部6に制御信号を出力する。GPS衛星方位検出部6では、制御信号を入力し、そのときのGPS衛星の方位情報をバッファに更新記憶する(ステップS5)。一方、アンテナ方向検出部8で測定した受信電波の強度が前回の強度よりも小さい場合には(ステップS4にてNO)、ステップS6の処理にジャンプする。   If the received radio wave intensity measured by antenna direction detector 8 is greater than the previous intensity (YES in step S4), antenna direction detector 8 updates and stores rotation angle information of the directivity pattern in a buffer. In addition, a control signal is output to the GPS satellite azimuth detecting unit 6. The GPS satellite azimuth detection unit 6 inputs a control signal, and updates and stores the GPS satellite azimuth information at that time in the buffer (step S5). On the other hand, if the intensity of the received radio wave measured by antenna direction detector 8 is smaller than the previous intensity (NO in step S4), the process jumps to step S6.

そして、アンテナ方向検出部8では、GPSアンテナ5の指向性パターンが360°変化したかを調べる(ステップS6)。指向性パターンが360°変化していない場合には(ステップS6にてNO)、ステップS1の処理に戻る。一方、指向性パターンが360°変化した場合には(ステップS6にてYES)、GPS衛星方位検出部6のバッファからGPS衛星50aの方位Aθを読み出すと共に、アンテナ方向検出部8のバッファから受信電波の強度が最も強いときの指向性パターンの回転角度を、自車両40から見た任意のGPS衛星50aの方角AntΔθとして読み出す(ステップS7)。   Then, the antenna direction detection unit 8 checks whether the directivity pattern of the GPS antenna 5 has changed by 360 ° (step S6). If the directivity pattern has not changed by 360 ° (NO in step S6), the process returns to step S1. On the other hand, when the directivity pattern changes by 360 ° (YES in step S6), the azimuth Aθ of the GPS satellite 50a is read from the buffer of the GPS satellite azimuth detecting unit 6 and the received radio wave is received from the buffer of the antenna direction detecting unit 8. The rotation angle of the directivity pattern when the intensity is strongest is read out as the direction AntΔθ of the arbitrary GPS satellite 50a viewed from the host vehicle 40 (step S7).

そして、車両方位算出部9では、ステップS7にて得られる自車両40から見た任意のGPS衛星50aの方角AntΔθと、GPS衛星50aの方位Aθとに基づいて、自車両40の方位Sを前述の式(1)により算出する(ステップS8)。   Then, the vehicle direction calculation unit 9 determines the direction S of the host vehicle 40 based on the direction AntΔθ of the arbitrary GPS satellite 50a viewed from the host vehicle 40 obtained in step S7 and the direction Aθ of the GPS satellite 50a. (1) is calculated (step S8).

以上詳しく説明したように、本実施形態では、GPSアンテナ5の指向性パターンを変化させてGPS衛星50aを捕捉し、自車両40から見たGPS衛星50aの方角AntΔθを検出する。また、そのときに得られるGPS信号により、GPS衛星50aの方位Aθを検出する。そして、自車両40から見たGPS衛星50aの方角AntΔθとGPS衛星50aの方位Aθとに基づき自車両40の方位を検出するようにしている。これにより、自車両40を走行させなくても自車両40の方位を検出することができるので、自車両40がバック方向に走行していたり、磁界の乱れが生じるような場所に存在していたりする場合でも、自車両40の方位を正確に検出することができ、ユーザは自車両40の正確な方位を常に把握することができる。   As described above in detail, in the present embodiment, the GPS satellite 50 a is captured by changing the directivity pattern of the GPS antenna 5, and the direction AntΔθ of the GPS satellite 50 a viewed from the host vehicle 40 is detected. Further, the azimuth Aθ of the GPS satellite 50a is detected from the GPS signal obtained at that time. The direction of the host vehicle 40 is detected based on the direction AntΔθ of the GPS satellite 50a viewed from the host vehicle 40 and the direction Aθ of the GPS satellite 50a. As a result, the direction of the host vehicle 40 can be detected without causing the host vehicle 40 to travel, so the host vehicle 40 is traveling in the back direction or is present in a location where magnetic field disturbance occurs. Even in this case, the azimuth of the host vehicle 40 can be accurately detected, and the user can always grasp the correct azimuth of the host vehicle 40.

なお、上記実施形態では、所望の方向に指向性を電気的に向けることができるアンテナをGPSアンテナ5として使用することで、指向性パターンを変化させているが、これに限定されない。例えば、図6に示すように、所定の方向にのみ指向性を有するGPSアンテナ55を使用し、これを機械的に回転可能に載置する回転部60を設け、アンテナ方向検出部8によりGPSアンテナ55から受信電波の強度を測定しつつ、その回転角度を回転部60から取得するようにしても良い。   In the above embodiment, the directivity pattern is changed by using an antenna capable of electrically directing directivity in a desired direction as the GPS antenna 5, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6, a GPS antenna 55 having directivity only in a predetermined direction is used, and a rotating unit 60 for mechanically mounting the GPS antenna 55 is provided. While measuring the intensity of the received radio wave from 55, the rotation angle may be acquired from the rotating unit 60.

また、上記実施形態において、GPSアンテナ5で受信されるGPS信号のみに基づいて自車両40の方位を検出しているが、これに限定されない。例えば、自立航法センサや地磁気センサ等の方位検出手段や、GPS受信機から自車両40の位置情報を入力し、車両の移動による自車両40の位置の変化に従って、自車両40の方位を検出する方位検出手段を併用しても良い。また、これらの方位検出手段が正確に方位を検出できないときに、車両方位算出部9により自車両40の方位を検出しても良い。   Moreover, in the said embodiment, although the direction of the own vehicle 40 is detected only based on the GPS signal received with the GPS antenna 5, it is not limited to this. For example, the position information of the host vehicle 40 is input from a direction detection means such as a self-contained navigation sensor or a geomagnetic sensor, or a GPS receiver, and the direction of the host vehicle 40 is detected according to a change in the position of the host vehicle 40 due to the movement of the vehicle. You may use an orientation detection means together. Further, when these azimuth detecting means cannot accurately detect the azimuth, the vehicle azimuth calculating unit 9 may detect the azimuth of the host vehicle 40.

また、上記実施形態において、3基のGPS衛星50a〜50cの中から最も受信電波の強度が強いGPS衛星50aを選択しているが、これに限定されない。例えば、図7に示すように、3基のGPS衛星50a〜50cの中から、指向性パターンの回転角度を変化させたときに、最初に表れるGPS衛星50aを選択し、自車両40の絶対位置を検出可能となる時点(3基目のGPS衛生50cが捕捉できた時点)で、GPS衛星の捕捉を終了するようにしても良い。これにより、GPS衛星50aの捕捉時間を短縮することができる。また、3基のGPS衛星50a〜50cの中から、指向性パターンの回転角度を変化させたときに、最後に表れるGPS衛星50cを選択しても良い。これにより、GPS衛星50cが捕捉されてから自車両40の方位が検出されるまでのタイムラグを少なくすることができる。   In the above embodiment, the GPS satellite 50a having the highest received radio wave intensity is selected from the three GPS satellites 50a to 50c. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 7, when the rotation angle of the directivity pattern is changed from among the three GPS satellites 50a to 50c, the GPS satellite 50a that appears first is selected, and the absolute position of the host vehicle 40 The GPS satellite capture may be terminated at a point in time when detection of the third GPS hygiene 50c is completed. Thereby, the acquisition time of the GPS satellite 50a can be shortened. Further, the GPS satellite 50c that appears last when the rotation angle of the directivity pattern is changed may be selected from the three GPS satellites 50a to 50c. As a result, the time lag from when the GPS satellite 50c is captured until the direction of the host vehicle 40 is detected can be reduced.

また、上記実施形態において、3基のGPS衛星50a〜50cを用いて自車両40の絶対位置を検出しているが、これよりも多いGPS衛星を用いても良い。   Moreover, in the said embodiment, although the absolute position of the own vehicle 40 is detected using the three GPS satellites 50a-50c, you may use more GPS satellites than this.

また、上記実施形態において、GPSアンテナ5の指向性パターンが最初に向く方向(基準方向)は、自車両40において特定した方向(例えば前方向)に合致しているが、GPSアンテナ5の取り付け方法によっては合致しないことも考えられる。そのため、GPSアンテナ5を自車両40に取り付けたときに、自車両40を前方向にしばらく走行させることにより、自車両40の走行軌跡を取得する。そして、走行軌跡の向きとGPSアンテナ5の指向性パターンの向きとのずれを取得し、自車両40の方位を検出するときに、これを使用して調整するようにしても良い。   In the above embodiment, the direction in which the directivity pattern of the GPS antenna 5 first faces (reference direction) matches the direction specified in the host vehicle 40 (for example, the front direction). Depending on the case, it may be considered that they do not match. For this reason, when the GPS antenna 5 is attached to the host vehicle 40, the traveling locus of the host vehicle 40 is acquired by causing the host vehicle 40 to travel forward for a while. Then, a deviation between the direction of the travel locus and the direction of the directivity pattern of the GPS antenna 5 may be acquired and adjusted when the direction of the host vehicle 40 is detected.

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   In addition, each of the above-described embodiments is merely an example of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. In other words, the present invention can be implemented in various forms without departing from the spirit or main features thereof.

本発明は、自車両の方位を検出する機能を備えたナビゲーション装置に有用である。   The present invention is useful for a navigation device having a function of detecting the direction of the host vehicle.

本実施形態によるナビゲーション装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the navigation apparatus by this embodiment. GPS受信機におけるGPS衛星の測位の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the positioning of the GPS satellite in a GPS receiver. アンテナ方向検出部におけるGPS衛星の測位の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the positioning of the GPS satellite in an antenna direction detection part. 自車両の方位の算出の概念を示す図である。It is a figure which shows the concept of the calculation of the direction of the own vehicle. 本実施形態によるナビゲーション装置の動作及び方位検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the navigation apparatus by this embodiment, and a direction detection method. GPSアンテナの指向性パターンの変化の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the change of the directivity pattern of a GPS antenna. 複数のGPS衛星からの受信電波の強度の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the intensity | strength of the received radio wave from a some GPS satellite.

符号の説明Explanation of symbols

1 ナビゲーション装置
5 GPSアンテナ
6 GPS受信機
7 GPS衛星方位検出部
8 アンテナ方向検出部
9 車両方位算出部
10 GPS受信機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Navigation apparatus 5 GPS antenna 6 GPS receiver 7 GPS satellite direction detection part 8 Antenna direction detection part 9 Vehicle direction calculation part 10 GPS receiver

Claims (8)

GPS衛星からの電波を受信するGPSアンテナと、
自車両における所定の方向を基準として、前記GPSアンテナの指向性パターンを順次変化させるアンテナ制御部と、
前記GPSアンテナが前記GPS衛星からの電波を受信したときの前記指向性パターンの角度を検出するアンテナ方向検出部と、
前記GPSアンテナで受信した電波により前記GPS衛星の方位を検出するGPS衛星方位検出部と、
前記アンテナ方向検出部により検出された前記指向性パターンの角度と、前記GPS衛星方位検出部により検出されたGPS衛星の方位とを用いて前記自車両の方位を検出する車両方位算出部と、
を備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
A GPS antenna for receiving radio waves from GPS satellites;
An antenna control unit that sequentially changes the directivity pattern of the GPS antenna with reference to a predetermined direction in the host vehicle;
An antenna direction detector that detects an angle of the directivity pattern when the GPS antenna receives a radio wave from the GPS satellite;
A GPS satellite azimuth detector that detects the azimuth of the GPS satellite by radio waves received by the GPS antenna;
A vehicle direction calculation unit that detects the direction of the host vehicle using the angle of the directivity pattern detected by the antenna direction detection unit and the direction of the GPS satellite detected by the GPS satellite direction detection unit;
A navigation device characterized by comprising:
前記アンテナ方向検出部は、前記GPSアンテナの指向性パターンを順次変化させる各角度において、前記GPSアンテナで受信される電波の強度を測定し、前記電波の強度が最も強いときの前記指向性パターンの角度を検出するように構成され、
前記GPS衛星方位検出部は、前記電波の強度が最も強いときに前記GPSアンテナで受信した電波によって、前記GPS衛星の方位を検出するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のナビゲーション装置。
The antenna direction detection unit measures the intensity of the radio wave received by the GPS antenna at each angle that sequentially changes the directivity pattern of the GPS antenna, and determines the directivity pattern when the radio wave intensity is strongest. Configured to detect angles,
2. The GPS satellite azimuth detecting unit is configured to detect the azimuth of the GPS satellite based on a radio wave received by the GPS antenna when the intensity of the radio wave is strongest. Navigation device.
前記アンテナ方向検出部は、前記GPSアンテナの指向性パターンを順次変化させる各角度において、前記GPSアンテナで受信される電波の強度を測定し、前記GPSアンテナが一回転したときに前記電波の強度に関するピークが最後に検出されたときの前記指向性パターンの角度を検出するように構成され、
前記GPS衛星方位検出部は、前記電波の強度に関するピークが最後に検出されたときに前記GPSアンテナで受信した電波によって、前記GPS衛星の方位を検出するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のナビゲーション装置。
The antenna direction detection unit measures the strength of radio waves received by the GPS antenna at each angle that sequentially changes the directivity pattern of the GPS antenna, and relates to the strength of the radio waves when the GPS antenna rotates once. Configured to detect an angle of the directivity pattern when a peak is last detected;
The GPS satellite azimuth detecting unit is configured to detect the azimuth of the GPS satellite based on a radio wave received by the GPS antenna when a peak related to the strength of the radio wave is last detected. The navigation device according to claim 1.
前記アンテナ方向検出部により検出された前記指向性パターンの角度をAntΔθとし、
前記GPS衛星方位検出部で検出された前記GPS衛星の方位をAθとしたとき、
前記自車両の方位Sを
S=Aθ−AntΔθ
とすることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか一項に記載のナビゲーション装置。
The angle of the directivity pattern detected by the antenna direction detector is AntΔθ,
When the direction of the GPS satellite detected by the GPS satellite direction detector is Aθ,
The direction S of the host vehicle is S = Aθ−AntΔθ
The navigation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the navigation device is configured as follows.
GPSアンテナの指向性パターンを順次変化させる第1のステップと、
前記GPSアンテナがGPS衛星からの電波を受信する第2のステップと、
前記第2のステップにて前記GPSアンテナが前記GPS衛星からの電波を受信したときの前記GPSアンテナの指向性パターンの角度を検出すると共に、前記第2のステップにて前記GPSアンテナが受信した電波により前記GPS衛星の方位を検出する第3のステップと、
前記第3のステップによって検出された前記指向性パターンの角度と、前記GPS衛星の方位とに基づき、自車両の方位を算出する第4のステップと、
を備える方位検出方法。
A first step of sequentially changing the directivity pattern of the GPS antenna;
A second step in which the GPS antenna receives radio waves from a GPS satellite;
The GPS antenna detects the angle of the directivity pattern of the GPS antenna when the GPS antenna receives a radio wave from the GPS satellite in the second step, and the radio wave received by the GPS antenna in the second step. A third step of detecting the orientation of the GPS satellite by:
A fourth step of calculating the direction of the host vehicle based on the angle of the directivity pattern detected by the third step and the direction of the GPS satellite;
An orientation detection method comprising:
GPSアンテナの指向性パターンを順次変化させる第1のステップと、
前記GPSアンテナがGPS衛星からの電波を受信する第2のステップと、
前記GPSアンテナの指向性パターンの各角度における受信電波の強度を調べ、前記受信電波の強度が最も強いときの前記指向性パターンの角度を検出すると共に、前記受信電波の強度が最も強いときに前記GPSアンテナが受信した電波により前記GPS衛星の方位を検出する第3のステップと、
前記第3のステップによって検出された前記指向性パターンの角度と、前記GPS衛星の方位とに基づき、自車両の方位を算出する第4のステップと、
を備える方位検出方法。
A first step of sequentially changing the directivity pattern of the GPS antenna;
A second step in which the GPS antenna receives radio waves from a GPS satellite;
The strength of the received radio wave at each angle of the directional pattern of the GPS antenna is examined, the angle of the directivity pattern when the intensity of the received radio wave is the strongest, and the intensity of the received radio wave is the strongest. A third step of detecting the direction of the GPS satellite from the radio wave received by the GPS antenna;
A fourth step of calculating the direction of the host vehicle based on the angle of the directivity pattern detected by the third step and the direction of the GPS satellite;
An orientation detection method comprising:
GPSアンテナの指向性パターンを順次変化させる第1のステップと、
前記GPSアンテナがGPS衛星からの電波を受信する第2のステップと、
前記GPSアンテナの指向性パターンの各角度における受信電波の強度を調べ、前記GPSアンテナが一回転したときに前記電波の強度に関するピークが最後に検出されたときの前記指向性パターンの角度を検出すると共に、前記電波の強度に関するピークが最後に検出されたときに前記GPSアンテナが受信した電波によって前記GPS衛星の方位を検出する第3のステップと、
前記第3のステップによって検出された前記指向性パターンの角度と、前記GPS衛星の方位とに基づき、自車両の方位を算出する第4のステップと、
を備える方位検出方法。
A first step of sequentially changing the directivity pattern of the GPS antenna;
A second step in which the GPS antenna receives radio waves from a GPS satellite;
The intensity of the received radio wave at each angle of the directional pattern of the GPS antenna is examined, and the angle of the directional pattern when the peak related to the intensity of the radio wave is detected last when the GPS antenna makes one revolution is detected. And a third step of detecting the direction of the GPS satellite by the radio wave received by the GPS antenna when the peak related to the intensity of the radio wave was last detected;
A fourth step of calculating the direction of the host vehicle based on the angle of the directivity pattern detected by the third step and the direction of the GPS satellite;
An orientation detection method comprising:
前記第3のステップによって取得された前記指向性パターンの角度をAntΔθとし、前記GPS衛星の方位をAθとしたとき、
前記第4のステップにて前記自車両の方位Sを
S=Aθ−AntΔθ
とすることを特徴とする請求項5〜請求項7の何れか一項に記載の方位検出方法。
When the angle of the directivity pattern acquired by the third step is AntΔθ and the azimuth of the GPS satellite is Aθ,
In the fourth step, the direction S of the own vehicle is changed to S = Aθ−AntΔθ
The azimuth detection method according to any one of claims 5 to 7, wherein:
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