JP2006105732A - 経路誘導装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 設定の手間を要することなく、正確に経路を案内することができる経路誘導装置を提供する。
【解決手段】 衛星から送出された電波に基づいて電波を受信するアンテナ２の移動軌跡を算出するアンテナ軌跡算出手段４と、車両における基準点の移動軌跡を算出する車両軌跡算出手段７と、アンテナ２および基準点の各移動軌跡に基づいて基準点に対するアンテナ２の相対位置を算出するアンテナ相対位置算出手段８とを備え、基準点の位置を算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両を現在位置から目的地まで案内する経路誘導装置に関するものである。

従来の経路誘導装置は、全地球測位システム（Global Positioning System、以下単に「ＧＰＳ」という。）受信機と車速センサ、ジャイロ等の相対方位算出手段とを備え、ＧＰＳ受信機によって車両の絶対位置を算出し、相対方位算出手段によって車両の相対位置を算出し、算出した絶対位置および相対位置に加えて、ＧＰＳ受信機の衛星受信状況、ＧＰＳ受信機および相対方位算出手段の位置算出精度、ならびに地図の道路情報に基づいて車両の絶対位置を決定し、決定した車両の絶対位置を表示装置に表示された地図上に表示する。ＧＰＳ受信機によって算出される絶対位置は、衛星電波を受信するアンテナの位置であるため、車両毎に異なるアンテナの位置と車両における基準点の位置との間でずれが生じていた。

このずれを解消するものとして、例えば、車両の基準点の位置からアンテナの取り付け位置までの前後方向距離、左右方向距離、上下方向の距離およびアンテナ取り付け方向を設定させることにより、ＧＰＳ受信機によって算出された絶対位置を補正するものがある（例えば特許文献１参照）。

また、アンテナの取り付け位置を設定させ、設定されたアンテナの取り付け位置と車両の前端部の位置とを地図上で区別できるように表示するものがある（例えば特許文献２参照）。
特開平１１−１９０７７１号公報（第２−３頁、第１図） 特開２００１−２３５３３６号公報（第５−７頁、第１図）

しかしながら、従来の経路誘導装置においては、アンテナの取り付け位置を設定する手間を要するといった問題があった。また、アンテナの取り付け位置が誤って設定された場合には、アンテナの位置と基準点の位置との関係を正しく算出することができず、例えば交差点までの残り距離や車線変更指示などで正確に経路を案内することができなくなるといった問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、設定の手間を要することなく、正確に経路を案内することができる経路誘導装置を提供することを目的とする。

本発明の経路誘導装置は、衛星から送出された電波に基づいて前記電波を受信するアンテナの移動軌跡を算出するアンテナ軌跡算出手段と、車両における基準点の移動軌跡を算出する車両軌跡算出手段と、前記アンテナおよび前記基準点の各移動軌跡に基づいて前記基準点に対する前記アンテナの相対位置を算出するアンテナ相対位置算出手段とを備えた構成を有している。

なお、本発明の経路誘導装置は、前記アンテナ相対位置算出手段によって算出された前記アンテナの相対位置と、前記電波に基づいて測定した前記アンテナの位置とに基づいて、前記基準点の位置を算出する位置算出手段を備えてもよい。

また、前記アンテナ相対位置算出手段は、前記アンテナの移動軌跡の曲率半径と、前記基準点の移動軌跡の曲率半径との差に基づいて前記アンテナの相対位置を算出するようにしてもよい。

これらの構成により、車両における基準点に対するアンテナの相対位置を算出することによって、衛星から送出された電波に基づいて測定されたアンテナの位置から基準点の位置を算出することができるため、設定の手間を要することなく、正確に経路を案内することができる。

また、本発明の経路誘導装置は、前記アンテナの相対位置の算出の要求が入力されるアンテナ位置算出要求入力手段を備え、前記アンテナ相対位置算出手段は、前記アンテナ位置算出要求入力手段に前記アンテナの相対位置の算出の要求が入力されたときに、前記アンテナの相対位置を算出するように構成されている。

この構成により、アンテナの取り付け位置を変えた場合に、新たな取り付け位置に基づいて基準点に対するアンテナの相対位置が再度算出されるため、アンテナの取り付け位置を変えたことによって生じる設定の手間をなくすことができる。

本発明は、設定の手間を要することなく、正確に経路を案内することができる経路誘導装置を提供するものである。

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。

本発明の一実施の形態の経路誘導装置を図１に示す。

経路誘導装置１は、測位用衛星から電波を受信するアンテナ２と、アンテナ２の現在位置を算出する衛星測位手段３と、衛星測位手段３によって算出されたアンテナ２の現在位置に基づいてアンテナ２の移動軌跡を算出するアンテナ軌跡算出手段４と、車両に設けられたハンドルの回転角から車両の操舵角を検出する操舵角検出手段５と、車両に設けられたタイヤの回転数に基づいて車両の移動速度を検出する車速検出手段６と、操舵角検出手段５によって検出された車両の操舵角および車速検出手段６によって検出された車両の移動速度に基づいて車両における基準点の移動軌跡を算出する車両軌跡算出手段７と、アンテナ軌跡算出手段４によって算出されたアンテナ２の移動軌跡および車両軌跡算出手段７によって算出された基準点の走行軌跡の移動軌跡に基づいて基準点に対するアンテナ２の相対位置を算出するアンテナ相対位置算出手段８と、方位を検出する方位検出手段９と、地図情報を格納する地図情報格納手段１０と、基準点の絶対位置を算出する位置算出手段１１と、位置算出手段１１によって算出された基準点の絶対位置に基づいて現在位置から目的地までの経路を案内する案内手段１２と、利用者による指示が入力されると共に地図情報や案内手段１２による案内が出力される入出力装置１３とを備えている。

なお、車両における基準点とは、車両の中心点等のように車両に対して変位しない点をいう。経路誘導装置１は、この基準点または基準点から相対的に定まる点の位置を車両の位置とする。

アンテナ２によって受信される電波を送出する測位用衛星として代表的なＧＰＳ衛星では、1.57542GHzのＬ１帯が民生用に開放されている。このＧＰＳ衛星からの電波を検出および追尾することにより、衛星の時刻情報および軌道情報がアンテナ２から取得される。

衛星測位手段３は、アンテナ２から取得された軌道情報に基づいて測位用衛星の位置を算出し、アンテナ２から取得された時刻情報に基づいて測位用衛星からアンテナ２までの距離を測定し、４つ以上の測位用衛星の各位置を中心として各測位用衛星からアンテナ２までの距離を半径とした各球の交点を求めることによってアンテナ２の現在位置を算出するようになっている。

なお、衛星測位手段３は、ＧＰＳ衛星の他に、欧州のガリレオ衛星、ロシアのグロナス衛星、日本の準天頂衛星等の他の測位用衛星から送出されてアンテナ２に受信された電波に基づいてアンテナ２の現在位置を算出するようにしてもよい。

アンテナ軌跡算出手段４は、衛星測位手段３によって算出されたアンテナ２の現在位置を表すアンテナ位置情報を記憶していくことによってアンテナ２の移動軌跡を算出するようになっている。

ここで、アンテナ２の現在位置を算出するために追尾される測位用衛星の組み合わせが変わった場合には、衛星測位手段３によって算出されるアンテナ２の移動軌跡が連続しなくなることがあるため、アンテナ軌跡算出手段４は、アンテナ２の移動軌跡を算出している際に測位用衛星の組み合わせが変わった場合には、記憶していたアンテナ位置情報を廃棄し、新たにアンテナ位置情報を記憶していくようになっている。

また、測位用衛星間の位置関係によって、衛星測位手段３によるアンテナ２の現在位置の算出精度が悪くなることがあるため、アンテナ軌跡算出手段４は、記憶しているアンテナ位置情報の精度指数（Dilution of Precision、以下単に「ＤＯＰ」という。）を逐次算出し、算出したＤＯＰが所定の閾値より高くなった場合には、記憶していたアンテナ位置情報を廃棄し、新たな測位用衛星の組み合わせで衛星測位手段３によって算出されたアンテナ２の現在位置を表すアンテナ位置情報を記憶していくようになっている。

近年は、ＡＢＳ（Antilock Brake System）の普及とともに、４輪ともタイヤの回転速度を検出している車両が普及している。一般的な経路誘導装置における車速検出手段は、その何れか１つのタイヤの回転速度に基づいて車両の移動速度を検出している。車速検出手段６は、一般的な経路誘導装置における車速検出手段と同様に１つのタイヤの回転速度に基づいて車両の移動速度を検出するようにしてもよい。

ここで、図２を参照してアンテナ相対位置算出手段８について具体的に説明する。図２に示すように、車両が右折した場合には、アンテナ２の移動軌跡の曲率半径２０と車両における基準点の移動軌跡２１または２２の曲率半径との間には差が現れる。なお、図２は、車両の基準点を右前輪の中心点または左前輪の中心点とした例を示している。

このように、アンテナ相対位置算出手段８は、アンテナ２の移動軌跡の曲率半径２０と基準点の移動軌跡の曲率半径２１または２２との差に基づいて、基準点に対するアンテナ２の相対位置を算出するようになっている。

なお、車速検出手段６が何れのタイヤの回転速度に基づいて車両の移動速度を検出したかが不明な場合であっても、アンテナ相対位置算出手段８は、車両が右左折したときの基準点の移動軌跡の曲率半径とアンテナ２の移動軌跡の曲率半径との差から明らかにすることができる。

位置算出手段１１は、衛星測位手段３で算出されたアンテナ２の現在位置と、アンテナ相対位置算出手段８で算出されたアンテナ２の相対位置と、車速検出手段６によって検出された車両の移動速度と、方位検出手段９によって検出された方位と、地図情報格納手段１０に格納された地図情報とに基づいて基準点の絶対位置を算出するようになっている。

入出力装置１３は、利用者に現在位置を認識させるよう、位置算出手段１１によって算出された基準点または基準点から相対的に定まる点の絶対位置を地図情報と合わせて表示出力するようになっている。また、入出力装置１３からは、利用者によって目的地の情報が入力されるようになっており、案内手段１２は、現在位置から目的地までの最適な経路を算出するとともに、入出力装置１３を介して目的地までの案内を出力するようになっている。

ここで、入出力装置１３は、アンテナ２の相対位置の算出の要求が入力されるアンテナ位置算出要求入力手段を構成し、アンテナ相対位置算出手段８は、アンテナ２の相対位置の算出の要求が入出力装置１３に入力されたときに、アンテナ２の相対位置を算出するようになっている。

以上のように構成された経路誘導装置１において、図３を用いてその動作を説明する。なお、以下に示す経路誘導装置１の動作は、アンテナ２の相対位置の算出の要求が入出力装置１３に入力されたときにスタートする。

まず、操舵角検出手段５によって検出された車両の操舵角および車速検出手段６によって検出された車両の移動速度に基づいて車両における基準点の移動軌跡が車両軌跡算出手段７によって算出される（Ｓ１）。

また、衛星測位手段３によってアンテナ２の現在位置が算出できたか否かがアンテナ軌跡算出手段４によって判断され（Ｓ２）、アンテナ２の現在位置が算出できなかったと判断された場合には、アンテナ軌跡算出手段４に既に格納されているアンテナ位置情報が廃棄され（Ｓ３）、経路誘導装置１の動作は終了する。

一方、アンテナ２の現在位置が算出できたと判断された場合には、衛星測位手段３によってアンテナ２の現在位置を算出するために追尾される測位用衛星の組み合わせが同じか否か、およびアンテナ位置情報のＤＯＰが閾値以下であるか否かがアンテナ軌跡算出手段４によって判断される（Ｓ４）。

アンテナ２の現在位置を算出するために衛星測位手段３に参照される測位用衛星の組み合わせが変わったと判断された場合、またはアンテナ位置情報のＤＯＰが閾値より高いと判断された場合には、アンテナ軌跡算出手段４に既に記憶されているアンテナ位置情報が廃棄され（Ｓ３）、経路誘導装置１の動作は終了する。

一方、アンテナ２の現在位置を算出するために衛星測位手段３に参照される測位用衛星の組み合わせが同じと判断された場合、かつアンテナ位置情報のＤＯＰが閾値以下であると判断された場合には、衛星測位手段３によって算出されたアンテナ２の現在位置を表すアンテナ位置情報がアンテナ軌跡算出手段４に記憶されると共に、記憶されたアンテナ位置情報に基づいてアンテナ２の移動軌跡がアンテナ軌跡算出手段４によって算出される（Ｓ５）。

次に、ある一定時間分以上のアンテナ位置情報に基づいてアンテナ２の移動軌跡がアンテナ軌跡算出手段４によって算出されたか否かに基づいて、アンテナ軌跡算出手段４によって算出されたアンテナ２の移動軌跡が有効であるか否かがアンテナ相対位置算出手段８によって判断される（Ｓ６）。アンテナ２の移動軌跡が有効でないと判断された場合には、経路誘導装置１の動作は終了する。

一方、アンテナ２の移動軌跡が有効であると判断された場合には、アンテナ２の移動軌跡の曲率半径と基準点の移動軌跡の曲率半径とがアンテナ相対位置算出手段８によって算出される（Ｓ７）。

ここで、車両が直線を走行している場合には、アンテナ２の移動軌跡の曲率半径と基準点の移動軌跡の曲率半径とが無限大になってしまうため、アンテナ２の移動軌跡の曲率半径と基準点の移動軌跡の曲率半径とが一定値以下か否かがアンテナ相対位置算出手段８によって判断される（Ｓ８）。アンテナ２の移動軌跡の曲率半径と基準点の移動軌跡の曲率半径との何れかが一定値より大きいと判断された場合には、経路誘導装置１の動作は終了する。

一方、アンテナ２の移動軌跡の曲率半径と基準点の移動軌跡の曲率半径とが一定値以下であると判断された場合には、アンテナ２の移動軌跡の曲率半径と基準点の移動軌跡の曲率半径との差に基づいて基準点に対するアンテナ２の相対位置がアンテナ相対位置算出手段８によって算出される（Ｓ９）。

なお、上記動作において、アンテナ２の相対位置が算出されなかった場合には、アンテナ２の相対位置が算出されるまで、上記動作を繰り返し実行するようにしてもよい。

また、測位用衛星から送出された電波に基づいて算出されたアンテナ２の位置には、誤差が含まれることがあるが、その誤差を解消するために上記動作を繰り返し実行して得られた結果に基づいて基準点に対するアンテナ２の相対位置をより正確に算出するようにしてもよい。

以上のように、本発明にかかる経路誘導装置は、設定の手間を要することなく、正確に経路を案内することができるという効果を有し、車両を現在位置から目的地まで案内する経路誘導装置等として有用である。

本発明の一実施の形態における経路誘導装置のブロック図 本発明の一実施の形態における経路誘導装置を構成するアンテナ相対位置算出手段を説明するための図 本発明の一実施の形態における経路誘導装置の動作説明のためのフロー図

符号の説明

１ 経路誘導装置
２ アンテナ
３ 衛星測位手段
４ アンテナ軌跡算出手段
５ 操舵角検出手段
６ 車速検出手段
７ 車両軌跡算出手段
８ アンテナ相対位置算出手段
９ 方位検出手段
１０ 地図情報格納手段
１１ 位置算出手段
１２ 案内手段
１３ 入出力装置

Claims (4)

1. 衛星から送出された電波に基づいて前記電波を受信するアンテナの移動軌跡を算出するアンテナ軌跡算出手段と、
   車両における基準点の移動軌跡を算出する車両軌跡算出手段と、
   前記アンテナおよび前記基準点の各移動軌跡に基づいて前記基準点に対する前記アンテナの相対位置を算出するアンテナ相対位置算出手段とを備えたことを特徴とする経路誘導装置。
2. 前記アンテナ相対位置算出手段によって算出された前記アンテナの相対位置と、前記電波に基づいて測定した前記アンテナの位置とに基づいて、前記基準点の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に記載の経路誘導装置。
3. 前記アンテナ相対位置算出手段は、前記アンテナの移動軌跡の曲率半径と、前記基準点の移動軌跡の曲率半径との差に基づいて前記アンテナの相対位置を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の経路誘導装置。
4. 前記アンテナの相対位置の算出の要求が入力されるアンテナ位置算出要求入力手段を備え、
   前記アンテナ相対位置算出手段は、前記アンテナ位置算出要求入力手段に前記アンテナの相対位置の算出の要求が入力されたときに、前記アンテナの相対位置を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の経路誘導装置。

Images