JP2005233719A - 現在位置検出装置およびナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＤＧＰＳを利用する際の位置検出精度の低下を防止する。
【解決手段】 車両の進行方位を検出する方位センサ１Ａおよび移動速度を検出する車速センサ１Ｂからの信号に基づいて車両の現在位置を算出する位置算出部２と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して現在位置を算出するＧＰＳ受信部３と、ＧＰＳ衛星から算出した現在位置を補正するための位置補正データをＦＭ多重放送から取得するＦＭ多重放送受信部４と、建造物の高さ情報を含む地図データを取得する地図データ取得部６と、現在位置を含む地点に一定高さ以上の高層建造物が存在するかどうかを前記地図データから検出する高層建造物検出部８と、現在位置を含む地点に高層建造物が存在する場合に、前記位置補正データによる現在位置の補正を禁止する制御部１１とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動体の現在位置を検出する現在位置検出装置および現在位置から目的地までの経路を誘導案内するナビゲーション装置に関する。

従来、現在位置から目的地までの経路を誘導案内するナビゲーション装置における車両の現在位置検出方法としては、地磁気センサや振動ジャイロを用いて走行方位を検出し、車輪回転数に応じたパルスを発生する車速センサから走行距離を算出して相対的な自車位置を検出する自律航法と、複数のＧＰＳ（Globa1 Positioning System）衛星から送信される電波を受信して演算することにより受信点の絶対的な位置（緯度、経度）を求めるＧＰＳ航法とが併用されている。そして、ＧＰＳ航法は、自律航法に比べて精度が高いが、ビルの陰やトンネル内などのＧＰＳ電波が届き難い場所では十分な電波が受信できないため、そのような場所では自律航法に切り換えることが行われている（例えば、特許文献１参照）。

一方、ＧＰＳ航法における位置検出精度をさらに高めるものとして、ＤＧＰＳ（Differential Global Positioning System）がある。これは、ＧＰＳ受信器で受信したデータには、一定の誤差情報が必ず含まれているので、その誤差情報を補正するための補正情報をＦＭ多重放送により提供するものである。すなわち、地上のあらかじめ緯度経度が分かっている地点で、ＧＰＳ衛星から送信される地点情報を受信することにより、今受信した地点情報の誤差がどの程度あるのかが分かるので、その情報をＦＭ放送局がＦＭ多重データとして送信する。車両側では、ＦＭ多重チューナによりそのＦＭ多重データを受信し、ＦＭ多重デコーダでデコードすることにより、現在受信しているＧＰＳ衛星からの地点情報にどの程度の誤差情報が含まれるのかが分かり、そのデータをもとに誤差を補正することにより、５メートル位までの誤差を補正することができる。
特開平５−１５７８２８号公報

しかしながら、上記ＤＧＰＳを利用したとしても、都会の高層ビル群が建てられている地域では、ＦＭ多重放送電波が高層ビル群に反射してマルチパスが発生するため、誤った信号を受信して補正してしまうことがあり、却ってＧＰＳ受信器だけの場合よりも位置検出精度が悪くなるという問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、ＤＧＰＳを利用する際の位置検出精度の低下を防止することのできる現在位置検出装置およびナビゲーション装置を提供することを目的とする。

本発明の現在位置検出装置は、現在位置を算出するためにＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信手段と、前記ＧＰＳ受信手段で算出した現在位置を補正するための位置補正データをＦＭ多重放送から取得するＦＭ多重放送受信手段と、施設情報を含む地図データを取得する地図データ取得手段と、前記現在位置を含む地点に一定高さ以上の高層建造物が存在するかどうかを前記地図データから検出する高層建造物検出手段と、前記現在位置を含む地点に高層建造物が存在する場合に、前記位置補正データによる現在位置の補正を禁止する制御手段とを備えた構成を有する。

この構成により、ＤＧＰＳにおけるＦＭ多重放送電波のマルチパスが発生する高層ビル群が存在する地点では、ＧＰＳ受信手段のみによる現在位置の算出に切り換えるので、ＤＧＰＳを利用する際の位置精度の低下を防止することができる。

また、本発明の現在位置検出装置は、移動体の進行方位を検出するセンサおよび前記移動体の移動速度を検出するセンサからの信号に基づいて、前記移動体の現在位置を算出する位置算出手段を備えたことを特徴とする。この構成により、ビルの陰やトンネル内などのＧＰＳ受信手段によるＧＰＳ衛星電波の受信状態が悪い地点では、センサによる位置算出に切り換えることができる。

また、本発明の現在位置検出装置は、前記算出された現在位置を前記地図データ取得手段から取得した地図上に表示する表示手段を備えたことを特徴とする。この構成により、算出された現在位置を地図上に表示することで、現在位置を視覚的に確認することができる。

また、本発明のナビゲーション装置は、車両の走行方位を検出する方位センサおよび前記車両の走行速度を検出する車速センサからの信号に基づいて前記車両の相対的な現在位置を算出する位置算出手段と、絶対的な現在位置を算出するためにＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信手段と、前記ＧＰＳ受信手段で算出した現在位置を補正するための位置補正データをＦＭ多重放送から取得するＦＭ多重放送受信手段と、建造物の高さ情報を含む地図データを取得する地図データ取得手段と、前記算出された現在位置から目的地までの案内経路を探索する経路探索手段と、前記ＧＰＳ受信手段または前記位置算出手段により算出された現在位置を前記地図データ取得手段から取得した地図上に前記案内経路とともに表示する表示手段と、前記現在位置を含む地点に一定高さ以上の高層建造物が存在するかどうかを前記地図データから検出する高層建造物検出手段と、前記現在位置を含む地点に高層建造物が存在する場合に、前記位置補正データによる前記ＧＰＳ受信手段が算出した現在位置の位置補正を禁止する制御手段とを備えた構成を有する。

この構成により、行きたい場所を目的地として設定することにより、経路探索手段が目的地までの最適な案内経路を算出して表示手段の地図上に現在位置とともに表示するので、移動体を目的地まで誘導案内することができる。また、ＤＧＰＳにおけるＦＭ多重放送電波のマルチパスが発生する高層ビル群が存在する地点では、ＧＰＳ受信手段のみによる現在位置の算出に切り換えるので、ＤＧＰＳを利用する際の位置精度の低下を防止することができる。さらに、ビルの陰やトンネル内などのＧＰＳ受信手段によるＧＰＳ衛星電波の受信状態が悪い地点では、方位センサおよび車速センサによる位置算出に切り換えることができ、現在位置の検出を継続することができる。

また、本発明は、上記した現在位置検出装置またはナビゲーション装置を備えた車両であり、車両の現在位置検出精度の低下を防止することができるので、位置精度の高いナビゲーション装置を搭載したことによる車両の付加価値を高めることができる。

本発明は、ＤＧＰＳにおけるＦＭ多重放送電波のマルチパスが発生する高層ビル群が存在する地点では、ＧＰＳ受信手段のみによる現在位置の算出に切り換えることで、ＤＧＰＳを利用する際の位置精度の低下を防止できるという効果を有する現在位置検出装置およびナビゲーション装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態における現在位置検出装置を備えた車載用ナビゲーション装置の概略構成を示している。図１において、方位センサ１Ａは、振動ジャイロが使用され、車両が方向を変更するたびにその角速度信号を出力する。車速センサ１Ｂは、車両のエンジン制御装置に用いられている車速センサが使用され、車輪の回転数に応じたパルス信号を出力する。方位センサ１Ａによる車両の移動方位および車速センサ１Ｂからの信号を積分して得られた走行距離を基に、ソフトウェアである位置算出部２により車両の相対的な現在位置が算出される。ＧＰＳ受信部３は、複数のＧＰＳ衛星からの電波を受信して、その信号に含まれる測位データを解析することにより、受信点における絶対的な現在位置（経度、緯度）を得るものである。ＦＭ多重放送受信部４は、特定のＦＭ放送局がＤＧＰＳ用の補正データをＦＭ多重データとして放送しているので、ＦＭ多重チューナによりそのＦＭ多重データを受信し、ＦＭ多重デコーダでデコードすることにより、現在受信しているＧＰＳ衛星からの地点情報にどの程度の誤差情報が含まれるかを求め、そのデータをもとに現在位置の誤差を補正する。ＦＭ多重放送では、異なる放送局からＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication Systems）による情報提供も行っているので、ＤＧＰＳ補正データとＶＩＣＳデータとを１つのチューナで切り換えながら受信することができる。無線通信部５は、無線ネットワークを通じて外部のセンター装置またはサーバから各種のユティリティデータを入手するものであり、事故発生時等の緊急通報手段としても使用される。地図データ取得部６は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭのような記憶媒体から地図データを読み出すドライブ装置である。地図データは、無線通信部５を通じて外部のサーバからダウンロードするようにしてもよい。取得する地図データには、緯度経度に基づく道路地図データのみならず、交差点や各施設の位置、名称およびその属性、例えばビルの高さなどの施設情報が含まれている。経路探索部７は、出発地である現在地から目的地または経由地までの案内経路の探索を行うソフトウェアである。経路探索は、横型検索法またはダイクストラ法などを用いてシミュレーション計算するもので、道路をある交差点と隣接する交差点とを結ぶ線をリンクとし、２本以上のリンクを結ぶ交差点をノードと定義して、全てのリンクにコストを割り付け、出発地から目的地までの合計コストが最小の経路を算出して案内経路とするものである。高層建造物検出部８は、ＧＰＳ受信部３が算出した現在位置を中心として、所定範囲、例えば半径３０メートル以内の地域に、高さが、例えば１８メートル以上の高層ビルが存在するかどうかを、地図データ取得部６が取得した地図データの中から検出するソフトウェアである。表示出力部９は、算出された現在位置に対応した地図データを現在位置および案内経路とともに表示する液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ、または有機ＥＬパネル等であり、音声を出力するスピーカを備えている。操作入力部１０は、目的地や各種の命令を入力設定するタッチパネルやリモコンである。制御部１１は、装置全体を制御するマイクロプロセッサであり、各部の入出力を行うインターフェース手段、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、メモリカード等の記憶手段、および各種プログラムに従って演算処理を行うＣＰＵを備えている。外部記憶手段として大容量のハードディスク装置を備えていてもよい。

次に、上記のように構成された車載用ナビゲーション装置の動作ついて説明する。初めにナビゲーション動作の概略について説明する。図１において、方位センサ１Ａおよび車速センサ１Ｂの出力信号は位置算出部２へ送られ、位置算出部２でこれらの信号を基に車両の現在位置を算出してその現在位置データを制御部１１に送る。また、ＧＰＳ受信部３は、ＧＰＳ衛星から受信した測位データを基に現在位置を算出し、その現在位置データを制御部１１に送る。ＦＭ多重放送受信部４は、所定のＦＭ放送局からＤＧＰＳ補正データを受信して制御部１１に送る。制御部１１では、方位センサ１Ａおよび車速センサ１Ｂに基づく自律航法による現在位置データと、ＧＰＳ受信部３により算出され、ＤＧＰＳにより補正されたＧＰＳ航法による現在位置データとを適宜選択し、現在位置データに対応する地図データを地図データ取得部６から読み出す。読み出された地図データは、画像データに変換された後、表示出力部９に送られ、現在位置を含む所定範囲の地図が自車マークとともに表示される。また、経路探索部７で探索された目的地までの経路も地図上に重ねて表示される。車両の走行にしたがって自車位置が逐次変化するので、それに対応する地図データが順次読み出されて地図画面が更新され、交差点などに差しかかると、「３００ｍ先を右折です」などの走行案内が表示出力部９のスピーカから出力される。

次に、本実施の形態の制御部１１におけるＤＧＰＳ補正データの切換処理について図２を用いて説明する。まずステップＳ１では、ＧＰＳ受信部３およびＦＭ多重放送受信部４によるＧＰＳ航法が稼動中であるかどうかを調べる。ＧＰＳ航法が稼動中でないならば、処理を終了し、制御部１１が一定時間毎に現在位置を検出して位置を更新するタイミングに合わせて、再びステップＳ１から処理を開始する。次に、ステップＳ２で、本実施の形態における車載用ナビゲーション装置を搭載した車両が特定地域を走行中であるかどうかを調べる。これは、高層ビル群（１箇所に固まって建てられている複数棟の高層ビル。）が存在する地域を予め特定地域として抽出し、その特定地域の緯度経度情報のテーブルをメモリに保持しておき、算出した現在位置がその経度緯度情報の中に含まれるかどうかにより判断する。車両が特定地域を走行中でない場合は処理を終了し、制御部１１が一定時間毎に現在位置を検出して位置を更新するタイミングに合わせて、再びステップＳ１から処理を開始する。車両が特定地域を走行中であるならば、次のステップＳ３で、高層建造物検出部８が地図データの施設情報から所定高さ以上の高層建造物とその数を調べる。その結果、ステップＳ４で複数の構造建造物が１箇所に固まって検出された場合には、ステップＳ５で、制御部１１は、ＦＭ多重放送受信部４の電源または出力をオフにする。これにより、ＧＰＳ受信部３による現在位置の算出データのみが利用され、ＤＧＰＳによるデータの補正は行われない。複数の構造建造物が１箇所に固まって検出されない場合は、処理を終了し、制御部１１が一定時間毎に現在位置を検出して位置を更新するタイミングに合わせて、再びステップＳ１から処理を開始する。次に、ステップＳ６で、特定地域を通過したかどうかを調べ、通過した場合には、ステップＳ７で、ＦＭ多重放送受信部４の電源または出力をオンする。これにより、ＧＰＳ受信部３およびＦＭ多重放送受信部４によるＧＰＳ航法が再度稼動する。

このように、本実施の形態によれば、車両の進行方位を検出する方位センサ１Ａおよび移動速度を検出する車速センサ１Ｂからの信号に基づいて、車両の相対的な現在位置を算出する位置算出部２と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して現在位置を算出するＧＰＳ受信部３と、ＧＰＳ衛星から算出した現在位置を補正するための位置補正データをＦＭ多重放送から取得するＦＭ多重放送受信部４と、建造物の高さ情報を含む地図データを取得する地図データ取得部６と、現在位置を含む地点に一定高さ以上の高層建造物が存在するかどうかを前記地図データから検出する高層建造物検出部８と、現在位置を含む地点に高層建造物が存在する場合に、前記位置補正データによる現在位置の補正を禁止する制御部１１とを備えているので、ＤＧＰＳにおけるＦＭ多重放送電波のマルチパスが発生する高層ビル群が存在する地点では、ＧＰＳ受信手段のみによる現在位置の算出に切り換えることで、ＤＧＰＳを利用する際の位置精度の低下を防止することができる。したがって、この車載用ナビゲーション装置を車両に備えることにより、現在位置の位置検出精度の低下を防止することができるので、車両の付加価値を高めることができる。

以上のように、本発明に係る現在位置検出装置およびナビゲーション装置は、ＤＧＰＳを利用する際の位置精度の低下を防止することができるという効果を有し、移動体の現在位置を検出する現在位置検出装置および現在位置から目的地までの経路を誘導案内するナビゲーション装置等として有用である。

本発明の実施の形態における車載用ナビゲーション装置の構成を示す概略ブロック図 本発明の実施の形態におけるＤＧＰＳ補正データ切替処理を示すフロー図

符号の説明

１Ａ 方位センサ
１Ｂ 車速センサ
２ 位置算出部
３ ＧＰＳ受信部
４ ＦＭ多重放送受信部
５ 無線通信部
６ 地図データ取得部
７ 経路探索部
８ 高層建造物検出部
９ 表示出力部
１０ 操作入力部
１１ 制御部

Claims (5)

1. 現在位置を算出するためにＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信手段と、前記ＧＰＳ受信手段で算出した現在位置を補正するための位置補正データをＦＭ多重放送から取得するＦＭ多重放送受信手段と、施設情報を含む地図データを取得する地図データ取得手段と、前記現在位置を含む地点に一定高さ以上の高層建造物が存在するかどうかを前記地図データから検出する高層建造物検出手段と、前記現在位置を含む地点に高層建造物が存在する場合に、前記位置補正データによる現在位置の補正を禁止する制御手段とを備えた現在位置検出装置。
2. 移動体の進行方位を検出するセンサおよび前記移動体の移動速度を検出するセンサからの信号に基づいて、前記移動体の現在位置を算出する位置算出手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の現在位置検出装置。
3. 前記算出された現在位置を前記地図データ取得手段から取得した地図上に表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現在位置検出装置。
4. 車両の走行方位を検出する方位センサおよび前記車両の走行速度を検出する車速センサからの信号に基づいて前記車両の相対的な現在位置を算出する位置算出手段と、絶対的な現在位置を算出するためにＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳ受信手段と、前記ＧＰＳ受信手段で算出した現在位置を補正するための位置補正データをＦＭ多重放送から取得するＦＭ多重放送受信手段と、建造物の高さ情報を含む地図データを取得する地図データ取得手段と、前記算出された現在位置から目的地までの案内経路を探索する経路探索手段と、前記ＧＰＳ受信手段または前記位置算出手段により算出された現在位置を前記地図データ取得手段から取得した地図上に前記案内経路とともに表示する表示手段と、前記現在位置を含む地点に一定高さ以上の高層建造物が存在するかどうかを前記地図データから検出する高層建造物検出手段と、前記現在位置を含む地点に高層建造物が存在する場合に、前記位置補正データによる前記ＧＰＳ受信手段が算出した現在位置の位置補正を禁止する制御手段とを備えたナビゲーション装置。
5. 請求項１ないし請求項３に記載の現在位置検出装置または請求項４に記載のナビゲーション装置を備えた車両。

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