JP2013152188A - Azimuth recognition device, control method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地磁気センサを用いた方位認識技術に関する。 The present invention relates to an orientation recognition technique using a geomagnetic sensor.
従来から、地磁気センサを用いて車両や歩行者の進行方向を検出する技術が知られている。例えば、特許文献1には、地磁気センサを用いて歩行者の歩行方向を検出するナビゲーション装置が記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for detecting a traveling direction of a vehicle or a pedestrian using a geomagnetic sensor is known. For example,
近年、「スマートフォン」と呼ばれる高機能携帯電話などの携帯型端末装置を車両などの移動体に設置し、利用することが行われている。スマートフォンでは、ナビゲーション装置に類似したアプリケーションが提案されており、スマートフォンを車両に設置し、ナビゲーション装置として使用することが可能である。この種の携帯型端末装置には、地磁気センサを内蔵しているものが存在し、当該地磁気センサの出力に基づき進行方向の方位を認識することが可能である。しかしながら、地磁気センサは、外乱磁界が発生する線路付近では検出精度が低下するという問題がある。一方、上述の携帯型端末装置には、GPS受信機が内蔵されており、GPS受信機の出力に基づき進行方向の方位を認識することが可能である。しかしながら、GPS受信機では、低速走行時には、進行方向の方位の認識精度が低下するという問題がある。 In recent years, a portable terminal device such as a high-function mobile phone called a “smart phone” is installed in a moving body such as a vehicle and used. An application similar to a navigation device has been proposed for a smartphone, and the smartphone can be installed in a vehicle and used as a navigation device. Some portable terminal devices of this type have a built-in geomagnetic sensor, and the direction of travel can be recognized based on the output of the geomagnetic sensor. However, the geomagnetic sensor has a problem that the detection accuracy is reduced near a line where a disturbance magnetic field is generated. On the other hand, the above-described portable terminal device has a built-in GPS receiver, and can recognize the direction of travel based on the output of the GPS receiver. However, the GPS receiver has a problem that the accuracy of recognizing the heading in the traveling direction is lowered during low-speed traveling.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、地磁気センサを有する方位認識装置において、場所によらず好適に進行方向の方位を認識することが可能な方位認識装置を提供することを主な目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and in an azimuth recognition device having a geomagnetic sensor, an azimuth recognition device capable of preferably recognizing the azimuth in the traveling direction regardless of the place. The main purpose is to provide.
請求項1に記載の発明は、表示手段と、地磁気センサと、を備える方位認識装置であって、地図データを記憶する記憶手段と、前記方位認識装置の位置情報を生成する位置情報生成手段と、前記地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、線路の近傍では、前記地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識することを特徴とする。
The invention according to
請求項9に記載の発明は、表示手段と、地磁気センサと、を備える方位認識装置が実行する制御方法であって、地図データを記憶する記憶工程と、前記方位認識装置の位置情報を生成する位置情報生成工程と、前記地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を前記表示手段に表示させる制御工程と、を備え、前記制御工程は、線路の近傍では、前記地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識することを特徴とする。 The invention according to claim 9 is a control method executed by an azimuth recognition device comprising display means and a geomagnetic sensor, wherein a storage step for storing map data and position information of the azimuth recognition device are generated. A position information generating step, a control step of displaying the current position on the map on the display unit based on the map data, the output of the geomagnetic sensor, and the position information, the control step comprising: In the vicinity, the direction of travel is recognized without using the output of the geomagnetic sensor.
請求項10に記載の発明は、表示手段と、地磁気センサと、を備える方位認識装置が実行するプログラムであって、地図データを記憶する記憶手段と、前記方位認識装置の位置情報を生成する位置情報生成手段と、前記地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を前記表示手段に表示させる制御手段として前記方位認識装置を機能させ、前記制御手段は、線路の近傍では、前記地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識することを特徴とする。
The invention according to
本発明の好適な実施形態によれば、表示手段と、地磁気センサと、を備える方位認識装置であって、地図データを記憶する記憶手段と、前記方位認識装置の位置情報を生成する位置情報生成手段と、前記地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、線路の近傍では、前記地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識する。 According to a preferred embodiment of the present invention, an azimuth recognition device comprising display means and a geomagnetic sensor, storage means for storing map data, and position information generation for generating position information of the azimuth recognition device. Means for displaying the current position on the map on the map based on the map data, the output of the geomagnetic sensor, and the position information, the control means in the vicinity of the track The direction of travel is recognized without using the output of the geomagnetic sensor.
上記の方位認識装置は、表示手段と、地磁気センサと、記憶手段と、位置情報生成手段と、制御手段と、を備える。記憶手段は、地図データを記憶する。この場合、記憶手段は、予め地図データを記憶してもよく、通信手段により取得された地図データを適宜記憶してもよい。位置情報生成手段は、例えばGPS受信機を備え、現在位置の位置情報を生成する。制御手段は、地図データと、地磁気センサの出力と、位置情報とに基づき、地図上に現在位置を表示手段に表示させる。このとき、制御手段は、線路の近傍では、地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識する。 The azimuth recognition apparatus includes a display unit, a geomagnetic sensor, a storage unit, a position information generation unit, and a control unit. The storage means stores map data. In this case, the storage means may store map data in advance, or may appropriately store the map data acquired by the communication means. The position information generation means includes a GPS receiver, for example, and generates position information of the current position. The control means displays the current position on the map on the display means based on the map data, the output of the geomagnetic sensor, and the position information. At this time, the control means recognizes the direction of travel in the vicinity of the track without using the output of the geomagnetic sensor.
一般に、地磁気センサは、車両の低速走行時などでも方位検出を好適に行うことができる。一方、地磁気センサは、踏切の通過時などの線路の近傍では、外乱磁界の影響を受けてしまい正確な方位を検出できなくなることがある。以上を勘案し、方位認識装置は、線路の近傍では、地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識することで、場所によらず地図上に現在位置を的確に表示することができる。 In general, the geomagnetic sensor can suitably detect the direction even when the vehicle is traveling at a low speed. On the other hand, the geomagnetic sensor may be affected by a disturbance magnetic field in the vicinity of the track such as when passing a railroad crossing, and may not be able to detect an accurate direction. Considering the above, the direction recognition device can accurately display the current position on the map regardless of the location by recognizing the direction of the traveling direction without using the output of the geomagnetic sensor in the vicinity of the track. .
上記方位認識装置の一態様では、前記制御手段は、線路の近傍では、当該線路の近傍になる直前に前記地磁気センサが出力した方位情報に基づき、前記方位を認識する。この態様では、方位認識装置は、外乱磁界の影響を受けていない時の地磁気センサの出力を線路の近傍時に用いることで、線路の近傍時であっても適切に進行方向の方位を認識することができる。 In one aspect of the azimuth recognition device, the control means recognizes the azimuth in the vicinity of the line based on the azimuth information output by the geomagnetic sensor immediately before the line becomes near the line. In this aspect, the azimuth recognition device uses the output of the geomagnetic sensor when it is not affected by a disturbance magnetic field when it is in the vicinity of the line, so that it can properly recognize the azimuth in the traveling direction even near the line. Can do.
上記方位認識装置の他の一態様では、前記制御手段は、線路の近傍では、前記位置情報生成手段が生成した位置情報が示す位置の変化ベクトルを算出し、当該変化ベクトルに基づき、前記方位を認識する。このようにすることで、線路の近傍で右左折を行った場合であっても、方位認識装置は、好適に、進行方向の方位を認識することができる。 In another aspect of the azimuth recognition device, the control unit calculates a change vector of the position indicated by the position information generated by the position information generation unit near the track, and determines the direction based on the change vector. recognize. By doing in this way, even if it is a case where the right-left turn is performed in the vicinity of a track, the direction recognition device can recognize the direction of advancing direction suitably.
上記方位認識装置の他の一態様では、前記位置情報生成手段は、GPS受信機を備え、前記制御手段は、線路の近傍であって、進行速度が所定値以上の場合、前記GPS受信機が生成した方位情報に基づき、前記方位を認識する。上述の「所定値」は、GPS受信機が生成した方位情報の精度が許容範囲か否かを判断するための閾値であり、例えば実験的に定められる。一般に、GPSにより取得可能な方位情報は、低速移動時には精度が低くなるという問題がある。従って、この態様では、方位認識装置は、低速時にはGPS受信機が生成した位置情報の変化ベクトルに基づき進行方向の方位を認識し、低速時でない場合にはGPS受信機が生成した方位情報に基づき進行方向の方位を認識することで、適切に進行方向の方位を認識することができる。 In another aspect of the azimuth recognition device, the position information generating means includes a GPS receiver, and the control means is in the vicinity of a track, and when the traveling speed is a predetermined value or more, the GPS receiver The direction is recognized based on the generated direction information. The above-mentioned “predetermined value” is a threshold value for determining whether or not the accuracy of the direction information generated by the GPS receiver is within an allowable range, and is determined experimentally, for example. In general, the direction information that can be acquired by GPS has a problem that the accuracy is low when moving at low speed. Therefore, in this aspect, the azimuth recognition device recognizes the azimuth in the traveling direction based on the change vector of the position information generated by the GPS receiver at low speed, and based on the azimuth information generated by the GPS receiver when not at low speed. By recognizing the direction of the traveling direction, the direction of the traveling direction can be appropriately recognized.
上記方位認識装置の他の一態様では、前記制御手段は、走行中の道路において、前記線路の近傍内に右左折地点がある場合、前記位置情報生成手段が生成した位置情報が示す位置の変化ベクトルを算出し、当該変化ベクトルに基づき、前記方位を認識し、走行中の道路において、前記線路の近傍内に右左折地点がない場合、当該線路の近傍になる直前に前記地磁気センサが出力した方位情報に基づき、前記方位を認識する。このようにすることで、線路の近傍で右左折を行った場合であっても、方位認識装置は、好適に、進行方向の方位を認識することができる。 In another aspect of the azimuth recognition device, the control unit may change a position indicated by the position information generated by the position information generation unit when there is a right / left turn point in the vicinity of the track on a running road. The vector is calculated, the direction is recognized based on the change vector, and when there is no right or left turn point in the vicinity of the track on the road that is running, the geomagnetic sensor outputs just before the track is in the vicinity. Based on the direction information, the direction is recognized. By doing in this way, even if it is a case where the right-left turn is performed in the vicinity of a track, the direction recognition device can recognize the direction of advancing direction suitably.
上記方位認識装置の他の一態様では、線路の近傍は、当該線路から発生する外乱磁界により前記地磁気センサの精度が低下するエリアである。上述のエリアは、計測等に基づき予め定められ、記憶手段に記憶されたエリアであってもよく、線路から所定距離以内のエリアに定められてもよい。このようにすることで、方位認識装置は、好適に、外乱磁界の生じるエリアで地磁気センサを使用するのを防ぐことができる。 In another aspect of the azimuth recognizing device, the vicinity of the track is an area where the accuracy of the geomagnetic sensor decreases due to a disturbance magnetic field generated from the track. The area described above may be an area that is determined in advance based on measurement or the like and stored in the storage unit, or may be determined as an area within a predetermined distance from the track. By doing in this way, the azimuth | direction recognition apparatus can prevent suitably using a geomagnetic sensor in the area where a disturbance magnetic field produces.
上記方位認識装置の他の一態様では、携帯型の端末である。一般に、携帯電話などの携帯型の端末で現在位置表示や経路案内を行う場合、端末が固定されていないことから、方位検出手段としてジャイロセンサではなく地磁気センサが用いられることが多い。従って、この態様のように、携帯型の端末であっても、本発明に基づき地磁気センサを最大限活用して現在位置表示を行うことができる。 In another aspect of the azimuth recognition device, a portable terminal. In general, when a current position display or route guidance is performed on a portable terminal such as a cellular phone, the terminal is not fixed, and thus a geomagnetic sensor is often used instead of a gyro sensor as a direction detecting means. Therefore, as in this aspect, even a portable terminal can display the current position using the geomagnetic sensor to the maximum based on the present invention.
上記方位認識装置の他の一態様では、前記制御手段は、線路の近傍から当該線路の近傍ではない位置に現在位置が遷移した場合、前記地磁気センサの補正を行った後、前記地磁気センサの出力に基づき前記方位を認識する。このようにすることで、方位認識装置は、外乱磁界により誤差が生じた地磁気センサを補正後に好適に使用し、方位を認識することが可能となる。 In another aspect of the azimuth recognizing device, when the current position transitions from the vicinity of the track to a position that is not near the track, the control means performs the correction of the geomagnetic sensor and then outputs the geomagnetic sensor. Based on the above, the direction is recognized. By doing so, the azimuth recognition device can recognize the azimuth by suitably using the geomagnetic sensor in which an error has occurred due to the disturbance magnetic field after correction.
本発明の他の好適な実施形態によれば、表示手段と、地磁気センサと、を備える方位認識装置が実行する制御方法であって、地図データを記憶する記憶工程と、前記方位認識装置の位置情報を生成する位置情報生成工程と、前記地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を前記表示手段に表示させる制御工程と、を備え、前記制御工程は、線路の近傍では、前記地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識する。方位認識装置は、この制御方法を使用することで、地磁気センサを最大限活用しつつ、進行方向の方位を適切に認識することができる。 According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a control method executed by an azimuth recognition device comprising display means and a geomagnetic sensor, the storage step storing map data, and the position of the azimuth recognition device A position information generating step for generating information, a control step for displaying the current position on the map on the display unit based on the map data, the output of the geomagnetic sensor, and the position information, and the control The process recognizes the direction of travel in the vicinity of the track without using the output of the geomagnetic sensor. By using this control method, the azimuth recognition device can appropriately recognize the azimuth in the traveling direction while making maximum use of the geomagnetic sensor.
本発明のさらに別の実施形態によれば、表示手段と、地磁気センサと、を備える方位認識装置が実行するプログラムであって、地図データを記憶する記憶手段と、前記方位認識装置の位置情報を生成する位置情報生成手段と、前記地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を前記表示手段に表示させる制御手段として前記方位認識装置を機能させ、前記制御手段は、線路の近傍では、前記地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識する。方位認識装置は、このプログラムを使用することで、地磁気センサを最大限活用しつつ、進行方向の方位を適切に認識することができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。 According to still another embodiment of the present invention, there is provided a program executed by an azimuth recognition device comprising display means and a geomagnetic sensor, the storage means storing map data, and the position information of the azimuth recognition device. Based on the position information generating means to generate, the map data, the output of the geomagnetic sensor, and the position information, the azimuth recognition device functions as a control means for displaying the current position on the map on the display means, The control means recognizes the direction of travel in the vicinity of the track without using the output of the geomagnetic sensor. By using this program, the azimuth recognition device can appropriately recognize the azimuth in the traveling direction while making maximum use of the geomagnetic sensor. Preferably, the program is stored in a storage medium.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[ナビゲーション装置の概略構成]
図1は、各実施例に共通したナビゲーション装置1の概略構成を示す。ナビゲーション装置1は、携帯型端末であってもよく、据置型のナビゲーション装置であってもよい。ここでは、ナビゲーション装置1は、車両の走行時に、車両の現在位置を含む地図表示及び経路案内を行うものとする。図1に示すように、ナビゲーション装置1は、地磁気センサ10、GPS受信機18、システムコントローラ20、データ記憶ユニット36、通信装置38、表示ユニット40、音声出力ユニット50及び入力装置60を備える。
[Schematic configuration of navigation device]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
地磁気センサ10は、互いに直交する2軸又は3軸を検出軸として有し、各軸の方向に対する磁極方向(磁北方向)のずれ角に応じた信号を出力する。即ち、地磁気センサ10は、磁極方向に対する傾きを検出してそれらの傾きに応じた信号を出力する。
The
GPS(Global Positioning System)受信機18は、複数のGPS衛星から、測位用データを含む下り回線データを搬送する電波19を受信する。測位用データは、緯度及び経度情報や方位情報などを含んでおり、車両2の絶対的な位置(現在位置)を検出したり、進行方向の方位を検出したりするためなどに用いられる。 A GPS (Global Positioning System) receiver 18 receives radio waves 19 carrying downlink data including positioning data from a plurality of GPS satellites. The positioning data includes latitude and longitude information, azimuth information, and the like, and is used for detecting the absolute position (current position) of the vehicle 2 and detecting the azimuth in the traveling direction.
システムコントローラ20は、インタフェース21、CPU(Central Processing Unit)22、ROM(Read Only Memory)23及びRAM(Random Access Memory)24を含んでおり、ナビゲーション装置1全体の制御を行う。
The
インタフェース21は、地磁気センサ10とGPS受信機18とのインタフェース動作を行い、方位情報及び位置情報等をシステムコントローラ20に入力する。CPU22は、予めROM23等に記憶されたプログラムを実行することで、システムコントローラ20全体を制御する。ROM23は、システムコントローラ20を制御する制御プログラム等が格納された図示しない不揮発性メモリ等を有する。RAM24は、入力装置60を介して使用者により予め設定された経路データ等の各種データを読み出し可能に格納したり、CPU22に対してワーキングエリアを提供したりする。
The
システムコントローラ20、データ記憶ユニット36、通信装置38、表示ユニット40、音声出力ユニット50及び入力装置60は、バスライン30を介して相互に接続されている。
The
データ記憶ユニット36は、地図データなどのナビゲーション処理に用いられる各種データを記憶するユニットである。通信装置38は、地図表示や経路案内に必要な情報を取得する。なお、データ記憶ユニット36は、地図データを予め記憶してもよく、現在位置の周辺等の地図データをサーバから通信装置38が取得し、当該通信装置38が取得した地図データを適宜記憶してもよい。
The
表示ユニット40は、システムコントローラ20の制御の下、各種表示データをディスプレイなどの表示装置に表示する。具体的には、システムコントローラ20は、データ記憶ユニット36から地図データを読み出す。表示ユニット40は、システムコントローラ20によってデータ記憶ユニット36から読み出された地図データなどを表示画面上に表示する。この場合、後述するように、システムコントローラ20は、GPS受信機18から取得した位置情報及び地磁気センサ10から取得した方位情報に基づき、地図上に車両の現在位置を表示ユニット40に表示させる。
The
表示ユニット40は、バスライン30を介してCPU22から送られる制御データに基づいて表示ユニット40全体の制御を行うグラフィックコントローラ41と、VRAM(Video RAM)等のメモリからなり即時表示可能な画像情報を一時的に記憶するバッファメモリ42と、グラフィックコントローラ41から出力される画像データに基づいて、液晶、CRT(Cathode Ray Tube)等のディスプレイ44を表示制御する表示制御部43と、ディスプレイ44とを備える。ディスプレイ44は、画像表示部として機能し、例えば対角5〜10インチ程度の液晶表示装置等からなる。
The
音声出力ユニット50は、システムコントローラ20の制御の下、RAM24やデータ記憶ユニット36等からバスライン30を介して送られる音声デジタルデータのD/A(Digital to Analog)変換を行うD/Aコンバータ51と、D/Aコンバータ51から出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器(AMP)52と、増幅された音声アナログ信号を音声に変換して車内に出力するスピーカ53とを備えて構成されている。
The audio output unit 50 is a D / A converter 51 that performs D / A (Digital to Analog) conversion of audio digital data sent from the
入力装置60は、各種コマンドやデータを入力するための、キー、スイッチ、ボタン、リモコン、音声入力装置等から構成されている。ディスプレイ44がタッチパネル方式の場合、ディスプレイ44の表示画面上に設けられたタッチパネルも入力装置60として機能する。
The
なお、図1におけるCPU22などは、本発明における記憶手段及び制御手段に相当する。
Note that the
[方位認識方法]
次に、地磁気センサ10を用いた車両の方位認識方法について具体的に説明する。以下では、「車両の方位」とは、特に言及がない限り、車両の進行方向の方位を指すものとする。
[Direction recognition method]
Next, a vehicle orientation recognition method using the
概略的には、システムコントローラ20は、車両が線路の近傍に位置しない場合には、地磁気センサ10に基づき車両の方位を認識し、車両が線路の近傍に位置する場合には、地磁気センサ10によらず車両の方位を認識する。これにより、システムコントローラ20は、地磁気センサ10が外乱の影響を受ける場所であっても、車両の方位を的確に認識し、車両の現在位置を地図上に正確に表示させる。
Schematically, the
この具体的な実施の形態について第1実施例及び第2実施例で説明する。 This specific embodiment will be described in a first example and a second example.
<第1実施例>
第1実施例では、システムコントローラ20は、車両と線路との距離(「線路間距離Ltag」とも呼ぶ。)が所定距離(「距離Lth1」とも呼ぶ。)以下に遷移した際に、地磁気センサ10が出力した方位情報を記憶し、線路間距離Ltagが距離Lth1より大きくなるまで、記憶した方位情報に基づき車両の方位を認識する。ここで、距離Lth1は、例えば、線路から発生する外乱磁界により地磁気センサ10に誤差が生じる線路間距離Ltagの近傍値に設定される。具体的には、距離Lth1は、地磁気センサ10に誤差が生じない線路間距離Ltagの値域内であって、地磁気センサ10に誤差が生じる線路間距離Ltagの値域に近い値に、実験等に基づき予め定められる。
<First embodiment>
In the first embodiment, the
ここで、第1実施例の処理について、図2を参照して詳しく説明する。図2は、踏切接近時での車両と踏切との位置関係の遷移を示す図である。図2では、線路61が通過する道路上に踏切610が設けられており、当該道路上を車両の現在位置が位置「P1」から位置「P4」まで遷移する。また、破線70及び破線71は、線路から距離Lth1だけ離れた位置を示す。
Here, the process of the first embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a transition of the positional relationship between the vehicle and the level crossing when the level crossing is approaching. In FIG. 2, a
まず、車両の現在位置が位置P1の場合、車両は、線路61から距離Lth1よりも離れている。従って、この場合、システムコントローラ20は、地磁気センサ10には誤差が生じないと判断し、地磁気センサ10の検出信号に基づき、車両の方位を認識する。
First, when the current position of the vehicle is the position P1, the vehicle is separated from the
次に、車両の現在位置が位置P2の場合、車両は、線路61から距離Lth1だけ離れている。この場合、システムコントローラ20は、車両と線路61との距離が距離Lth1以内となったことから、地磁気センサ10から取得した方位情報をROM23やデータ記憶ユニット36などのメモリ(単に「メモリ」とも呼ぶ。)に記憶する。
Next, when the current position of the vehicle is the position P2, the vehicle is separated from the
そして、車両の現在位置が位置P3の場合、車両は、線路61から距離Lth1以内に位置する。この場合、システムコントローラ20は、外乱の影響により地磁気センサ10の精度が低いと判断し、地磁気センサ10の出力を用いず、メモリに保持した方位情報に基づき、現在の車両の方位を認識する。これにより、システムコントローラ20は、踏切通過時に外乱磁界に起因して地磁気センサ10の出力に誤差が生じている場合であっても、車両の方位を正しく認識することができる。
When the current position of the vehicle is the position P3, the vehicle is located within the distance Lth1 from the
そして、車両の現在位置が位置P4の場合、車両は、線路61から距離Lth1よりも離れる。従って、この場合、システムコントローラ20は、地磁気センサ10が外乱磁界の影響を受ける虞が無いと判断し、周知の方法により地磁気センサ10の補正を行った後、地磁気センサ10の出力に基づき車両の方位を認識する。このとき、システムコントローラ20は、例えば、メモリに記憶した方位情報に基づき、地磁気センサ10の出力を補正してもよく、GPS受信機18又はその他のセンサの検出値に基づき、地磁気センサ10の出力を補正してもよい。これにより、システムコントローラ20は、線路による外乱磁界の影響がない場所では、地磁気センサ10の検出値に基づき、精度よく車両の方位を認識することができる。
When the current position of the vehicle is the position P4, the vehicle is separated from the
なお、線路間距離Ltagが距離Lth1以下の場所を走行中に車両が右左折を行う場合、システムコントローラ20は、例えば、GPS受信機18に基づき検出した現在位置に基づき、地図データ中の道路データとの整合(所謂マップマッチング)を行い、道路データに沿った方向を車両の方位として認識してもよい。
In addition, when the vehicle makes a right or left turn while traveling on a place where the distance Ltag between the tracks is equal to or less than the distance Lth1, the
(処理フロー)
図3は、第1実施例に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。システムコントローラ20は、図3に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
(Processing flow)
FIG. 3 is an example of a flowchart showing a processing procedure according to the first embodiment. The
まず、システムコントローラ20は、線路間距離Ltagが距離Lth1以下であるか否か判定する(ステップS101)。この場合、例えば、システムコントローラ20は、GPS受信機18により認識した現在位置と、地図データ内の線路の位置情報とに基づき、線路間距離Ltagが距離Lth1以下であるか否か判定する。
First, the
そして、線路間距離Ltagが距離Lth1以下である場合(ステップS101;Yes)、システムコントローラ20は、地磁気センサ10から取得した方位情報をメモリに記憶済みであるか否か判定する(ステップS102)。そして、地磁気センサ10で検出した方位情報がメモリに記憶済みではない場合(ステップS102;No)、システムコントローラ20は、地磁気センサ10から取得した方位情報を記憶する(ステップS103)。この場合、線路間距離Ltagが距離Lth1になった直後であるため、地磁気センサ10から取得した方位情報には、まだ誤差が生じていない。
If the distance Ltag between the lines is equal to or less than the distance Lth1 (step S101; Yes), the
そして、ステップS103の実行後、又は、地磁気センサ10で検出した方位がメモリに記憶済みである場合(ステップS102;Yes)、システムコントローラ20は、記憶した方位情報に基づき、車両の方位を認識する(ステップS104)。従って、この場合、システムコントローラ20は、地磁気センサ10の出力によらず、メモリに記憶した方位情報に基づき、車両の現在位置の表示を行ったり、経路案内を行ったりする。このように、システムコントローラ20は、外乱磁界により地磁気センサ10の誤差が生じる程度に線路と接近している場合には、線路に接近する直前の方位情報、即ち、外乱磁界の影響がないときに地磁気センサ10から取得した方位情報を用いる。このようにすることで、システムコントローラ20は、線路の接近の有無によらず、適切に車両の方位を認識することができる。
And after execution of step S103 or when the direction detected by the
一方、線路間距離Ltagが距離Lth1以下ではない場合(ステップS101;No)、システムコントローラ20は、地磁気センサ10の補正が必要であるか否か判定する(ステップS105)。具体的には、システムコントローラ20は、直前まで線路に接近していたか否か、言い換えると、線路間距離Ltagが距離Lth1以下から距離Lth1より大きい値に遷移した直後であるか否か判定する。そして、地磁気センサ10の補正が必要な場合(ステップS105;Yes)、システムコントローラ20は、地磁気センサ10が外乱磁界の影響を受けたと判断し、地磁気センサ10の補正を行う(ステップS106)。例えば、システムコントローラ20は、GPS受信機18から取得した方位情報に基づき、地磁気センサ10の出力を補正する。
On the other hand, when the distance Ltag between the lines is not less than or equal to the distance Lth1 (step S101; No), the
次に、ステップS106の実行後、又は、地磁気センサ10の補正が必要ではない場合(ステップS105;No)、システムコントローラ20は、地磁気センサ10の出力に基づき車両の方位を認識する(ステップS107)。従って、この場合、システムコントローラ20は、地磁気センサ10から取得した方位情報に基づき、車両の現在位置の表示を行ったり、経路案内を行ったりする。
Next, after the execution of step S106 or when the correction of the
<第2実施例>
第2実施例では、システムコントローラ20は、線路間距離Ltagが所定距離(「距離Lth2」とも呼ぶ。)以下の場合には、GPS受信機18により検出した現在位置の変化ベクトル(「変化ベクトルVc」とも呼ぶ。)に基づき、車両の方位を認識する。これにより、システムコントローラ20は、線路への接近時に車両が右左折を行う場合であっても、好適に車両の方位を認識する。
<Second embodiment>
In the second embodiment, the
ここで、上述の距離Lth2は、線路の外乱磁界により地磁気センサ10に誤差が生じるか否かを判断するための線路間距離Ltagの閾値であり、例えば実験等に基づき定められる。また、第2実施例では、システムコントローラ20は、GPS受信機18から直近に取得した2以上の位置情報に基づき、変化ベクトルVcを算出する。ここで、システムコントローラ20は、3以上の連続する位置情報に基づき、変化ベクトルVcを算出する場合、例えば、連続する2つの位置情報に基づき算出したベクトルの移動平均等を変化ベクトルVcに定めてもよい。
Here, the above-mentioned distance Lth2 is a threshold value of the inter-line distance Ltag for determining whether or not an error occurs in the
次に、第2実施例の処理について、図4を参照して具体的に説明する。図4は、踏切接近時での車両と踏切との位置関係の遷移を示す図である。図4では、線路61Aが通過する道路上に踏切610Aが設けられている。また、位置「P1A」乃至「P8A」は、GPS受信機18が位置情報を生成した位置を時系列で示したものである。また、破線70A及び破線71Aは、線路61Aから距離Lth2だけ離れた位置を示す。
Next, the processing of the second embodiment will be specifically described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a transition of the positional relationship between the vehicle and the level crossing when approaching the level crossing. In FIG. 4, a
まず、車両が位置P1Aにいる場合、システムコントローラ20は、線路間距離Ltagが距離Lth2よりも大きいことから、地磁気センサ10の出力に誤差は生じないと判断し、地磁気センサ10の出力に基づき車両の方位を認識する。また、好適には、この場合、システムコントローラ20は、変化ベクトルVcを計算するために必要な現在位置の位置情報をメモリに記憶するとよい。ここで、システムコントローラ20は、GPS受信機18が位置情報を生成する度に、当該位置情報をメモリに記憶してもよく、所定時間内に線路間距離Ltagが距離Lth2以下になると判断した場合にのみ、位置情報をメモリに記憶してもよい。後者の場合、システムコントローラ20は、例えば、車両の方位と、GPS受信機18やその他センサにより検出した車速とに基づき、所定時間内に線路間距離Ltagが距離Lth2以下になるか否か判定する。
First, when the vehicle is at the position P1A, the
次に、車両が位置P2Aにいる場合、システムコントローラ20は、線路間距離Ltagが距離Lth2以下であることから、地磁気センサ10が外乱磁界の影響を受けると判断する。従って、この場合、システムコントローラ20は、GPS受信機18が生成した2以上の位置情報に基づき変化ベクトルVcを算出し、当該変化ベクトルVcが示す向きを、車両の方位として認識する。
Next, when the vehicle is at the position P2A, the
なお、システムコントローラ20は、変化ベクトルVcを算出するのに必要な位置情報がメモリに記憶されていない場合、必要数の位置情報がメモリに記憶されるまで、線路間距離Ltagが距離Lth2以下になる直前に地磁気センサ10が検出した方位情報に基づき車両の方位を認識してもよい。
When the position information necessary for calculating the change vector Vc is not stored in the memory, the
車両が位置P3A、P4Aにいる場合、システムコントローラ20は、同様に、GPS受信機18が生成した位置情報に基づき変化ベクトルVcを算出し、当該変化ベクトルVcが示す向きを車両の方位として認識する。
When the vehicle is at the positions P3A and P4A, the
次に、車両は、位置P4Aから位置P6Aにかけて交差点を左折する。この場合であっても、システムコントローラ20は、GPS受信機18が生成した位置情報に基づき変化ベクトルVcを算出し、当該変化ベクトルVcが示す向きを車両の方位として認識する。これにより、システムコントローラ20は、左折に伴い車両の方位が変化した場合であっても、適切に車両の方位を認識することができる。
Next, the vehicle turns left at the intersection from position P4A to position P6A. Even in this case, the
さらに、車両は、位置P6Aから位置P8Aにかけて交差点を右折する。この場合であっても、システムコントローラ20は、GPS受信機18が算出した現在位置に基づき変化ベクトルVcを算出し、当該変化ベクトルVcが示す向きを車両の方位として認識する。これにより、システムコントローラ20は、右折に伴い車両の方位が変化した場合であっても、適切に車両の方位を認識することができる。
Furthermore, the vehicle turns right at the intersection from position P6A to position P8A. Even in this case, the
次に、車両が位置P8Aにいる場合、システムコントローラ20は、地磁気センサ10が外乱磁界の影響を受ける虞が無いと判断し、地磁気センサ10に対し補正を行った後、地磁気センサ10の出力に基づき車両の方位を認識する。このように、システムコントローラ20は、外乱磁界による影響を受けない場所では、地磁気センサ10に基づき車両の方位を認識することで、GPS受信機18に基づき車両の方位を認識する場合と比較して、特に低速走行時などでも精度よく車両の方位を認識することができる。
Next, when the vehicle is at the position P8A, the
(処理フロー)
図5は、第2実施例に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。システムコントローラ20は、図5に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
(Processing flow)
FIG. 5 is an example of a flowchart showing a processing procedure according to the second embodiment. The
まず、システムコントローラ20は、線路間距離Ltagが距離Lth2以下であるか否か判定する(ステップS201)。この場合、例えば、システムコントローラ20は、GPS受信機18により認識した現在位置と、地図データ内の線路の位置情報とに基づき、線路間距離Ltagが距離Lth2以下であるか否か判定する。
First, the
そして、線路間距離Ltagが距離Lth2以下である場合(ステップS201;Yes)、システムコントローラ20は、GPS受信機18が生成した位置情報の変化ベクトルVcに基づき車両の方位を認識する(ステップS202)。従って、この場合、システムコントローラ20は、地磁気センサ10の出力によらず、GPS受信機18が生成した位置情報の変化ベクトルVcが示す方位に基づき、車両の現在位置の表示を行ったり、経路案内を行ったりする。これにより、システムコントローラ20は、外乱磁界が発生する場所であっても、好適に、車両の方位を正しく認識することが可能となる。
When the distance Ltag between the tracks is equal to or less than the distance Lth2 (step S201; Yes), the
一方、線路間距離Ltagが距離Lth2以下ではない場合(ステップS201;No)、システムコントローラ20は、地磁気センサ10の補正が必要であるか否か判定する(ステップS203)。言い換えると、システムコントローラ20は、直前まで線路に接近していたか否か、即ち、地磁気センサ10が直前まで外乱磁界の影響を受けていたか否か判定する。そして、地磁気センサの補正が必要な場合(ステップS203;Yes)、システムコントローラ20は、地磁気センサ10が直前まで外乱磁界の影響を受けたと判断し、地磁気センサ10の補正を行う(ステップS204)。例えば、システムコントローラ20は、直前に算出した変化ベクトルVcに基づき、地磁気センサ10の出力を補正する。
On the other hand, when the distance Ltag between the lines is not less than or equal to the distance Lth2 (step S201; No), the
次に、ステップS204の実行後、又は、地磁気センサ10の補正が必要ではない場合(ステップS203;No)、システムコントローラ20は、地磁気センサ10の出力に基づき車両の方位を認識する(ステップS205)。従って、この場合、システムコントローラ20は、地磁気センサ10の出力に基づき、車両の現在位置の表示を行ったり、経路案内を行ったりする。これにより、システムコントローラ20は、GPS受信機18の出力に基づき車両の方位を認識する場合と比較して、低速走行時などでも精度よく車両の方位を認識することができる
[変形例]
以下、第1実施例及び第2実施例の各変形例について説明する。なお、これらの各変形例は、組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
Next, after execution of step S204 or when correction of the
Hereinafter, modifications of the first and second embodiments will be described. These modifications may be applied in combination to the above-described embodiments.
(変形例1)
システムコントローラ20は、第1実施例に基づく制御と第2実施例に基づく制御とを組み合わせて実行してもよい。例えば、システムコントローラ20は、線路間距離Ltagが所定距離以下のエリアを走行する際、当該エリア内で走行中の道路が右左折地点を有する場合には、第2実施例に基づき変化ベクトルVcを用いて車両の方位を認識する。一方、システムコントローラ20は、線路間距離Ltagが所定距離以下のエリア内で走行中の道路が右左折地点を有しない場合、即ち走行中の道路が略直線道路の場合には、第1実施例に基づきメモリに記憶した方位情報を用いて車両の方位を認識する。この態様によっても、システムコントローラ20は、好適に、車両の方位を正しく認識することが可能となる。
(Modification 1)
The
(変形例2)
ナビゲーション装置1は、車両に搭載される場合に限らず、他の移動体に取り付けられてもよく、歩行者により保持されてもよい。これらの場合であっても、好適に、ナビゲーション装置1は、第1実施例又は/及び第2実施例に基づく処理を行うことで、進行方向の方位を適切に認識し、現在位置等を地図上に正確に表示することができる。
(Modification 2)
The
(変形例3)
第1実施例の図2に示す例では、システムコントローラ20は、水平面上での線路間距離Ltagが距離Lth1以下であるか否か判定したが、これに加えて、鉛直方向を含めた3次元空間での線路と車両との直線距離が距離Lth1以内であるか判定してもよい。例えば、システムコントローラ20は、線路上を通過する高架の道路上を車両が走行する場合、線路と車両との3次元における直線距離が距離Lth1以下である場合には、地磁気センサ10の出力を用いることなく、車両の方位を認識する。
(Modification 3)
In the example shown in FIG. 2 of the first embodiment, the
同様に、第2実施例の図4に示す例では、システムコントローラ20は、水平面上での線路間距離Ltagが距離Lth2以下であるか否か判定したが、これに加えて、鉛直方向を含めた3次元空間での線路と車両との直線距離が距離Lth2以内であるか判定してもよい。
Similarly, in the example shown in FIG. 4 of the second embodiment, the
(変形例4)
第2実施例では、線路間距離Ltagが距離Lth2以下の場合、システムコントローラ20は、GPS受信機18が出力する絶対位置の変化ベクトルVcに基づき車両の方位を認識した。これに代えて、システムコントローラ20は、GPS受信機18が出力する方位情報(「GPS方位情報」とも呼ぶ。)に基づき、車両の方位を認識してもよい。この場合、システムコントローラ20は、車両の低速時にGPS方位情報の精度が低下することを勘案し、車速が所定速度以上の場合にはGPS方位情報を使用し、車速が所定速度未満の場合には変化ベクトルVcを使用するとよい。これらの場合であっても、好適に、システムコントローラ20は、外乱磁界が発生する場所において車両の方位を正しく認識することが可能となる。
(Modification 4)
In the second embodiment, when the distance Ltag between lines is equal to or less than the distance Lth2, the
(変形例5)
ナビゲーション装置1は、線路間距離Ltagが距離Lth1又は距離Lth2以下となるか否か判定することで、線路の近傍になったか否か、即ち外乱磁界の影響を受けるか否か判定した。代わりに、ナビゲーション装置1は、予め線路による外乱磁界の影響があるエリアを予め地図データとして記憶してもよい。例えば、予め線路との距離などからエリアを記憶しておいても良いし、線路と近接する道路や線路に沿って並走する道路、または、踏み切り、高架道路及び高架下道路など線路と交差する道路等を外乱磁界の影響があるエリアとして記憶するようにしておいても良い。この場合、システムコントローラ20は、GPS受信機18により認識した現在位置と地図データとに基づき、上述のエリア内の道路を走行中であるか否かを判定し、当該エリア内を走行時には、地磁気センサ10の出力によらずに進行方向の方位を認識することが可能となる。
(Modification 5)
The
本発明は、車載用ナビゲーション装置、PND(Portable/Personal Navigation Device)、スマートフォンなどの携帯電話、その他地図と共に現在位置を表示する装置に好適に適用することができる。 The present invention can be suitably applied to an in-vehicle navigation device, a PND (Portable / Personal Navigation Device), a mobile phone such as a smartphone, and other devices that display a current position together with a map.
1 ナビゲーション装置
10 地磁気センサ
12 GPS受信機
20 システムコントローラ
22 CPU
36 データ記憶ユニット
38 通信装置
40 表示ユニット
44 ディスプレイ
DESCRIPTION OF
36
Claims (10)
地図データを記憶する記憶手段と、
前記方位認識装置の位置情報を生成する位置情報生成手段と、
前記地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を前記表示手段に表示させる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、線路の近傍では、前記地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識することを特徴とする方位認識装置。 An orientation recognition device comprising display means and a geomagnetic sensor,
Storage means for storing map data;
Position information generating means for generating position information of the azimuth recognition device;
Based on the map data, the output of the geomagnetic sensor, and the position information, control means for displaying the current position on the map on the display means,
With
The azimuth recognition apparatus characterized in that the control means recognizes the azimuth in the traveling direction without using the output of the geomagnetic sensor near the track.
前記制御手段は、線路の近傍であって、進行速度が所定値以上の場合、前記GPS受信機が生成した方位情報に基づき、前記方位を認識することを特徴とする請求項3に記載の方位認識装置。 The position information generating means includes a GPS receiver,
The azimuth according to claim 3, wherein the control means recognizes the azimuth based on azimuth information generated by the GPS receiver when the traveling speed is a predetermined value or more near the track. Recognition device.
走行中の道路において、前記線路の近傍内に右左折地点がある場合、前記位置情報生成手段が生成した位置情報が示す位置の変化ベクトルを算出し、当該変化ベクトルに基づき、前記方位を認識し、
走行中の道路において、前記線路の近傍内に右左折地点がない場合、当該線路の近傍になる直前に前記地磁気センサが出力した方位情報に基づき、前記方位を認識することを特徴とする請求項1に記載の方位認識装置。 The control means includes
When there is a right or left turn point in the vicinity of the track on a running road, a position change vector indicated by the position information generated by the position information generation unit is calculated, and the direction is recognized based on the change vector. ,
The driving direction is characterized by recognizing the heading based on heading information output by the geomagnetic sensor immediately before being near the railroad track when there is no right or left turn point in the vicinity of the railroad track. The azimuth | direction recognition apparatus of 1.
地図データを記憶する記憶工程と、
前記方位認識装置の位置情報を生成する位置情報生成工程と、
前記地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を前記表示手段に表示させる制御工程と、
を備え、
前記制御工程は、線路の近傍では、前記地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識することを特徴とする制御方法。 A control method executed by an azimuth recognition device comprising a display means and a geomagnetic sensor,
A storage process for storing map data;
A position information generation step of generating position information of the azimuth recognition device;
Based on the map data, the output of the geomagnetic sensor, and the position information, a control step of displaying the current position on the map on the display means,
With
The control method is characterized in that the direction of the traveling direction is recognized in the vicinity of the track without using the output of the geomagnetic sensor.
地図データを記憶する記憶手段と、
前記方位認識装置の位置情報を生成する位置情報生成手段と、
前記地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を前記表示手段に表示させる制御手段
として前記方位認識装置を機能させ、
前記制御手段は、線路の近傍では、前記地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識することを特徴とするプログラム。 A program executed by an azimuth recognition device comprising a display means and a geomagnetic sensor,
Storage means for storing map data;
Position information generating means for generating position information of the azimuth recognition device;
Based on the map data, the output of the geomagnetic sensor, and the position information, the azimuth recognition device functions as a control means for displaying the current position on the map on the display means,
The program characterized in that the control means recognizes the direction of travel in the vicinity of the track without using the output of the geomagnetic sensor.
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