JP2685624B2 - 移動体用ナビゲーション装置 - Google Patents
移動体用ナビゲーション装置Info
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- JP2685624B2 JP2685624B2 JP2093379A JP9337990A JP2685624B2 JP 2685624 B2 JP2685624 B2 JP 2685624B2 JP 2093379 A JP2093379 A JP 2093379A JP 9337990 A JP9337990 A JP 9337990A JP 2685624 B2 JP2685624 B2 JP 2685624B2
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- Japan
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- road
- evaluation function
- data
- function value
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は道路交通網の任意の箇所を走行している車
両の位置を夫々原理の異なる複数の航法を用いて比較照
合し、互いの相関位置関係から車両の位置を検出する移
動体用ナビゲーション装置に関するものである。
両の位置を夫々原理の異なる複数の航法を用いて比較照
合し、互いの相関位置関係から車両の位置を検出する移
動体用ナビゲーション装置に関するものである。
従来から道路交通網の任意の箇所を走行している車両
の位置を検出する方法としては、距離センサと、方位セ
ンサと、両センサからの出力信号に必要な処理を施す処
理装置とを有し、車両の走行に伴って生ずる距離変化
量、および方位変化量を積算しながら車両の現在位置デ
ータを得る推測航法（Dead Rock on:ng）が提案されて
いる。この推測航法の欠点は、距離センサや方位センサ
の有する誤差が走行継続に伴って累積されることにあ
り、結果として、現在位置データに累積誤差が現れる。
このような課題を考慮し、かつ車両が道路上を走行する
ことを前提として、上記推測航法によって得られた現在
位置データと、予めメモリに格納されている道路交通網
データとを比較し、現在位置データの道路からのずれ量
を累積誤差として算出し、上記現在位置データに対して
累積誤差分の補正を施し、現在位置データを道路データ
に一致させる方法とし、例えば特開昭63−148115号公報
に示された従来の地図マッチング方法による位置検出方
法が提案されている。（米国特許第3,789,198号明細
書，特開昭58−99715号公報，特開昭58−113711号公
報，および“LANDFALL A HIGH−RESOLUTION AUTOMATIC
VEHICLE−LOCATION SYSTEM "D.KING,CEC Journal of Sc
ience ＆ Technology,Vol.45,No.1,1978参照） 例えば、 米国特許第3,789,198号明細書に記載された位置検出
方式においては、距離センサにより得られた車両の走行
距離データと、方位センサにより得られた車両の走行方
向データとに基づいて車両の現在位置データを算出し、
算出された現在位置データと予めメモリに格納されてい
る道路位置データとを比較して、両データの差が所定の
しきい値以内にある場合には最も近い道路上に位置する
ように現在の位置データを補正し、逆に両データの差が
所定のしきい値以上である場合には全く補正を行わない
ようにして、全体として高い精度で補正を行わせ、正確
な現在位置の表示を行わせようとしている。
の位置を検出する方法としては、距離センサと、方位セ
ンサと、両センサからの出力信号に必要な処理を施す処
理装置とを有し、車両の走行に伴って生ずる距離変化
量、および方位変化量を積算しながら車両の現在位置デ
ータを得る推測航法（Dead Rock on:ng）が提案されて
いる。この推測航法の欠点は、距離センサや方位センサ
の有する誤差が走行継続に伴って累積されることにあ
り、結果として、現在位置データに累積誤差が現れる。
このような課題を考慮し、かつ車両が道路上を走行する
ことを前提として、上記推測航法によって得られた現在
位置データと、予めメモリに格納されている道路交通網
データとを比較し、現在位置データの道路からのずれ量
を累積誤差として算出し、上記現在位置データに対して
累積誤差分の補正を施し、現在位置データを道路データ
に一致させる方法とし、例えば特開昭63−148115号公報
に示された従来の地図マッチング方法による位置検出方
法が提案されている。（米国特許第3,789,198号明細
書，特開昭58−99715号公報，特開昭58−113711号公
報，および“LANDFALL A HIGH−RESOLUTION AUTOMATIC
VEHICLE−LOCATION SYSTEM "D.KING,CEC Journal of Sc
ience ＆ Technology,Vol.45,No.1,1978参照） 例えば、 米国特許第3,789,198号明細書に記載された位置検出
方式においては、距離センサにより得られた車両の走行
距離データと、方位センサにより得られた車両の走行方
向データとに基づいて車両の現在位置データを算出し、
算出された現在位置データと予めメモリに格納されてい
る道路位置データとを比較して、両データの差が所定の
しきい値以内にある場合には最も近い道路上に位置する
ように現在の位置データを補正し、逆に両データの差が
所定のしきい値以上である場合には全く補正を行わない
ようにして、全体として高い精度で補正を行わせ、正確
な現在位置の表示を行わせようとしている。
特開昭58−99715号公報に記載された位置検出方式に
おいては、所定距離走行する毎に道路地図の座標軸方向
の距離変化量成分を算出することにより現在位置データ
を更新し、現在位置データが道路上からずれている場合
に、単純に最も近い道路上の位置データを現在位置デー
タとすることにより、正確な現在位置の表示を行わせよ
うとしている。
おいては、所定距離走行する毎に道路地図の座標軸方向
の距離変化量成分を算出することにより現在位置データ
を更新し、現在位置データが道路上からずれている場合
に、単純に最も近い道路上の位置データを現在位置デー
タとすることにより、正確な現在位置の表示を行わせよ
うとしている。
特開昭58−113711号公報に記載された位置検出方式に
おいては、地磁気を基準として走行方位を検出する方位
センサの誤差を走行方位に基づいて得られた曲率と道路
の曲率とを比較することにより補正し、正確な現在位置
の表示を行わせようとしている。
おいては、地磁気を基準として走行方位を検出する方位
センサの誤差を走行方位に基づいて得られた曲率と道路
の曲率とを比較することにより補正し、正確な現在位置
の表示を行わせようとしている。
LANDFALL A HIGH−RESOLUTION AUTOMATIC VEHICLE−L
OCATION SYSTEMに記載された位置検出方式においては、
道路交通網を非分岐部分と、複数個の典型的な分岐部分
として把握し、何れかの分岐部分から他の分岐部分に向
かって走行している場合における他の分岐部分に至るま
での距離を距離センサからの信号に基づいて算出し、分
岐部分に到達したと判定された場合には、その方向の変
化を方位センサにより検出して何れの分岐出口に向かっ
たかを判別することにより車両の現在位置を道路上の位
置として正確に表示させようとしている。また、衛星か
ら送信させる電波を利用して移動体の現在位置を３次
元、または２次元的に求めるGDS（Global Positioning
System）測位方法としては、特開昭63−171377号公報に
示されたものである。GPSの測位原理を説明すると、ま
ず複数のGPS衛星のうちｉ番目の衛星からの電波の伝達
時間を計測して衛星から移動体までの擬似距離Piを求め
る。次に衛星が送信している衛星軌道データからｉ番目
の衛星位置（Ui，Vi，Wi）を求める。ここで移動体位置
を示す座標を（X,Y,Z）とすると次の測位方程式が成り
立つ。
OCATION SYSTEMに記載された位置検出方式においては、
道路交通網を非分岐部分と、複数個の典型的な分岐部分
として把握し、何れかの分岐部分から他の分岐部分に向
かって走行している場合における他の分岐部分に至るま
での距離を距離センサからの信号に基づいて算出し、分
岐部分に到達したと判定された場合には、その方向の変
化を方位センサにより検出して何れの分岐出口に向かっ
たかを判別することにより車両の現在位置を道路上の位
置として正確に表示させようとしている。また、衛星か
ら送信させる電波を利用して移動体の現在位置を３次
元、または２次元的に求めるGDS（Global Positioning
System）測位方法としては、特開昭63−171377号公報に
示されたものである。GPSの測位原理を説明すると、ま
ず複数のGPS衛星のうちｉ番目の衛星からの電波の伝達
時間を計測して衛星から移動体までの擬似距離Piを求め
る。次に衛星が送信している衛星軌道データからｉ番目
の衛星位置（Ui，Vi，Wi）を求める。ここで移動体位置
を示す座標を（X,Y,Z）とすると次の測位方程式が成り
立つ。
（１）式で、Ｂは衛星が持っている時計と移動体の時
計との誤差であり、未知パラメータである。未知パラメ
ータがX,Y,Z,Bと４個あるため、４個の衛星について
（１）式をたて、連立して解くことで移動体の位置を３
次元的に求めることができる。また、自動車、船等の２
次元平面上の移動体に対しては、高度を固定値とするこ
とで衛星３個を利用して２次元測位も可能である。
計との誤差であり、未知パラメータである。未知パラメ
ータがX,Y,Z,Bと４個あるため、４個の衛星について
（１）式をたて、連立して解くことで移動体の位置を３
次元的に求めることができる。また、自動車、船等の２
次元平面上の移動体に対しては、高度を固定値とするこ
とで衛星３個を利用して２次元測位も可能である。
従来の車両位置検出装置は以上のように構成されてい
るので、自立航法としての推測航法では、車両の絶対位
置がわからない。またセンサの累積誤差で精度が余り良
くない。さらに、これを改良した地図マッチング方式で
は、精度の向上は望めるものの、地図データが不可欠で
あり、上記同様、車両の絶対位置を知ることはできな
い。また、GPS航法の場合は、外部に高価な装置が必要
であり、これの維持管理が不可欠で、車両がトンネルや
ビルの陰などに入ると電波がしゃ断された使用不可にな
る等の課題があった。
るので、自立航法としての推測航法では、車両の絶対位
置がわからない。またセンサの累積誤差で精度が余り良
くない。さらに、これを改良した地図マッチング方式で
は、精度の向上は望めるものの、地図データが不可欠で
あり、上記同様、車両の絶対位置を知ることはできな
い。また、GPS航法の場合は、外部に高価な装置が必要
であり、これの維持管理が不可欠で、車両がトンネルや
ビルの陰などに入ると電波がしゃ断された使用不可にな
る等の課題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、記憶すべき移動体の現在位置の数を絞り込む
ことができると共に、現在位置の検出精度を高めること
ができる移動体用ナビゲーション装置を得ることを目的
とする。
たもので、記憶すべき移動体の現在位置の数を絞り込む
ことができると共に、現在位置の検出精度を高めること
ができる移動体用ナビゲーション装置を得ることを目的
とする。
この発明に係る移動体用ナビゲーション装置は、移動
体の移動距離を検出する走行距離検出手段と、前記移動
体の方位変化量を検出する走行方位検出手段と、前記移
動距離及び方位変化量を積算して求めたデータから移動
体の積算データ位置を演算する積算データ位置演算手段
と、衛星からの電波を受信して前記移動体の衛星航法位
置を検出する衛星航法位置検出手段と、道路データを記
憶する道路データ記憶手段と、前記移動体の走行方向に
対する道路の方向の方位評価関数値及び前記移動体の積
算データ位置に対する道路上位置の位置評価関数値を演
算する評価関数値演算手段と、前記衛星航法位置検出手
段で求めた衛星航法位置及び前記方位評価関数値及び位
置評価関数値に基づいて選択された前記移動体の道路上
の位置を表示する表示手段とをもって構成したものであ
る。
体の移動距離を検出する走行距離検出手段と、前記移動
体の方位変化量を検出する走行方位検出手段と、前記移
動距離及び方位変化量を積算して求めたデータから移動
体の積算データ位置を演算する積算データ位置演算手段
と、衛星からの電波を受信して前記移動体の衛星航法位
置を検出する衛星航法位置検出手段と、道路データを記
憶する道路データ記憶手段と、前記移動体の走行方向に
対する道路の方向の方位評価関数値及び前記移動体の積
算データ位置に対する道路上位置の位置評価関数値を演
算する評価関数値演算手段と、前記衛星航法位置検出手
段で求めた衛星航法位置及び前記方位評価関数値及び位
置評価関数値に基づいて選択された前記移動体の道路上
の位置を表示する表示手段とをもって構成したものであ
る。
この発明における移動体用ナビゲーション装置は、移
動距離および方位変化量を積算して移動体の積算データ
位置を積算データ位置演算手段で求め、その推定位置の
所定誤差内に複数の道路が存在する場合にはその積算デ
ータ位置に対する道路上位置の評価関数値を評価関数値
演算手段で求め、道路上に対応させた地図データの中か
ら衛星航法による移動体の位置と所定誤差内にある道路
を選択することにより移動体の位置を高精度で検出す
る。
動距離および方位変化量を積算して移動体の積算データ
位置を積算データ位置演算手段で求め、その推定位置の
所定誤差内に複数の道路が存在する場合にはその積算デ
ータ位置に対する道路上位置の評価関数値を評価関数値
演算手段で求め、道路上に対応させた地図データの中か
ら衛星航法による移動体の位置と所定誤差内にある道路
を選択することにより移動体の位置を高精度で検出す
る。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図はこの発明の一実施例による移動体用ナビゲーショ
ン装置の構成を示すブロック図であり、図において、１
は車両の移動距離を検出する走行距離検出手段、２は地
磁気に基づいて絶対方位を検出する地磁気方位センサ、
または車両の左右の車輪速の相違などから車両の方位変
化を検出する車輪速センサ等の走行方位検出手段、３は
複数の衛星から送信される電波を受信し、車両上のアン
テナ3Aを介して衛星からの電波の伝達時間を計測する衛
星航法位置検出手段、４は前記走行距離検出手段１およ
び走行方位検出手段２からの情報を積算して求めたデー
タから車両の積算データ位置を演算する積算データ位置
演算手段、５は所定地域の道路網を予め格納している道
路データ記憶手段、６は衛星航法位置検出手段３と道路
データ記憶手段５および積算データ位置検出手段４から
情報を取込んで積算データ位置に対する道路上の車両の
位置を演算する評価関数値演算手段、７は選択された道
路上の車両位置を表示する表示手段である。
１図はこの発明の一実施例による移動体用ナビゲーショ
ン装置の構成を示すブロック図であり、図において、１
は車両の移動距離を検出する走行距離検出手段、２は地
磁気に基づいて絶対方位を検出する地磁気方位センサ、
または車両の左右の車輪速の相違などから車両の方位変
化を検出する車輪速センサ等の走行方位検出手段、３は
複数の衛星から送信される電波を受信し、車両上のアン
テナ3Aを介して衛星からの電波の伝達時間を計測する衛
星航法位置検出手段、４は前記走行距離検出手段１およ
び走行方位検出手段２からの情報を積算して求めたデー
タから車両の積算データ位置を演算する積算データ位置
演算手段、５は所定地域の道路網を予め格納している道
路データ記憶手段、６は衛星航法位置検出手段３と道路
データ記憶手段５および積算データ位置検出手段４から
情報を取込んで積算データ位置に対する道路上の車両の
位置を演算する評価関数値演算手段、７は選択された道
路上の車両位置を表示する表示手段である。
次に第２図のフローチャートおよび第３図の地図情報
を参照して動作について説明する。まず、走行距離検出
手段１から得た移動体の移動距離および走行方位検出手
段２から得た移動体の方位変化量を積算したデータから
すべての道路上位置に対して積算データ位置演算手段４
で積算データ位置を求める（ステップST1）。前記で求
めた積算データ位置を道路データ記憶手段５に格納され
た地図データに対応させて道路上位置を求める（ステッ
プST2）。続いて、衛星航法位置との誤差が所定範囲内
にある道路上位置を選択し他の道路上位置を評価関数値
演算手段６で消去する（ステップST3）。次に、選択さ
れて残った道路上位置の評価関数値を評価関数値演算手
段６で演算し、その演算結果の値が最も高い道路上位置
を表示手段７に表示する（ステップST4）。
を参照して動作について説明する。まず、走行距離検出
手段１から得た移動体の移動距離および走行方位検出手
段２から得た移動体の方位変化量を積算したデータから
すべての道路上位置に対して積算データ位置演算手段４
で積算データ位置を求める（ステップST1）。前記で求
めた積算データ位置を道路データ記憶手段５に格納され
た地図データに対応させて道路上位置を求める（ステッ
プST2）。続いて、衛星航法位置との誤差が所定範囲内
にある道路上位置を選択し他の道路上位置を評価関数値
演算手段６で消去する（ステップST3）。次に、選択さ
れて残った道路上位置の評価関数値を評価関数値演算手
段６で演算し、その演算結果の値が最も高い道路上位置
を表示手段７に表示する（ステップST4）。
ステップST4で成される評価関数の計算例を第３図を
参照して以下に説明する。
参照して以下に説明する。
（１）方位評価関数（fd） （fd＜０ならfd＝０とする。） ここで、は零より大の定数 αは車両（移動体）の方向 βは道路の方向 よって、方位評価関数は常にfd（０≦fd≦１）とな
る。
る。
（２）位置評価関数（fp） （fp＜０ならfp＝０とする。） ここで、Ｌは零より大の定数 ｌは第３図に示すように車両の積算データ位 置（xs，ys）から道路へ下ろした垂線の長さ よって、位置評価関数は常にfp（０≦fp≦１）とな
る。
る。
（３）総合評価関数（ｆ） ｆ＝ω1fp＋ω2fd ……（４） ω1，ω2は方位評価と位置評価の重み係数で（ω1＋
ω2＝１）、ω1とω2のどちらに重点をおくかで決め
る。
ω2＝１）、ω1とω2のどちらに重点をおくかで決め
る。
このようにして（４）式の値ｆを評価関数値として決
める。そして、ｆの値が所定のしきい値Sn以内であれば
その道路上であると判断する。
める。そして、ｆの値が所定のしきい値Sn以内であれば
その道路上であると判断する。
以上のようにこの発明によれば、移動距離および方位
変化量を検出して積算し移動体の積算データ位置を積算
データ位置演算部で演算して求め、かつその移動体の位
置を衛星からの信号を受信して衛星航法位置検出手段で
検出し、前記移動体の走行方向に対する道路の方向の方
位評価関数値及び前記移動体の積算データ位置に対する
道路上位置の位置評価関数値を演算する評価関数演算手
段と、前記衛星航法位置検出手段で求めた衛星航法位置
及び前記方位評価関数値及び位置評価関数値に基づいて
選択された前記移動体の道路上の位置を表示するので、
絶対位置である衛星航法位置を用いることにより積算誤
差の影響を減少させ、また、走行方位検出手段により求
められる走行方向を用いて方位評価関数値を算出するこ
とにより、積算データ位置を用いて求められる位置評価
関数を補うことができる方位評価関数値を迅速に求める
ことができ、移動体の現在位置の選択を迅速に行うと共
に、移動体の現在位置検出精度が大巾に向上する効果が
ある。
変化量を検出して積算し移動体の積算データ位置を積算
データ位置演算部で演算して求め、かつその移動体の位
置を衛星からの信号を受信して衛星航法位置検出手段で
検出し、前記移動体の走行方向に対する道路の方向の方
位評価関数値及び前記移動体の積算データ位置に対する
道路上位置の位置評価関数値を演算する評価関数演算手
段と、前記衛星航法位置検出手段で求めた衛星航法位置
及び前記方位評価関数値及び位置評価関数値に基づいて
選択された前記移動体の道路上の位置を表示するので、
絶対位置である衛星航法位置を用いることにより積算誤
差の影響を減少させ、また、走行方位検出手段により求
められる走行方向を用いて方位評価関数値を算出するこ
とにより、積算データ位置を用いて求められる位置評価
関数を補うことができる方位評価関数値を迅速に求める
ことができ、移動体の現在位置の選択を迅速に行うと共
に、移動体の現在位置検出精度が大巾に向上する効果が
ある。
第１図はこの発明の一実施例における移動体用ナビゲー
ション装置のブロック構成図、第２図は第１図の動作を
示すフローチャート、第３図はこの発明の評価関数を用
いた位置検出の説明図である。 図において、１は走行距離検出手段、２は走行方位検出
手段、３は衛星航法位置検出手段、４は積算データ位置
演算手段、５は道路データ記憶手段、６は評価関数値演
算手段、７は表示手段である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
ション装置のブロック構成図、第２図は第１図の動作を
示すフローチャート、第３図はこの発明の評価関数を用
いた位置検出の説明図である。 図において、１は走行距離検出手段、２は走行方位検出
手段、３は衛星航法位置検出手段、４は積算データ位置
演算手段、５は道路データ記憶手段、６は評価関数値演
算手段、７は表示手段である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−109276（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−275310（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−29816（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−109278（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−198887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−148115（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−226623（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−296172（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−110319（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】移動体の移動距離を検出する走行距離検出
手段と、前記移動体の方位変化量を検出する走行方位検
出手段と、前記移動距離及び方位変化量を積算して求め
たデータから移動体の積算データ位置を演算する積算デ
ータ位置演算手段と、衛星からの電波を受信して前記移
動体の衛星航法位置を検出する衛星航法位置検出手段
と、道路データを記憶する道路データ記憶手段と、前記
移動体の走行方向に対する道路の方向の方位評価関数値
及び前記移動体の積算データ位置に対する道路上位置の
位置評価関数値を演算する評価関数値演算手段と、前記
衛星航法位置検出手段で求めた衛星航法位置及び前記方
位評価関数値及び位置評価関数値に基づいて選択された
前記移動体の道路上の位置を表示する表示手段とを備え
た移動体用ナビゲーション装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2093379A JP2685624B2 (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | 移動体用ナビゲーション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2093379A JP2685624B2 (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | 移動体用ナビゲーション装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03291519A JPH03291519A (ja) | 1991-12-20 |
| JP2685624B2 true JP2685624B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=14080674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2093379A Expired - Fee Related JP2685624B2 (ja) | 1990-04-09 | 1990-04-09 | 移動体用ナビゲーション装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685624B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2926155B2 (ja) * | 1992-09-10 | 1999-07-28 | 三菱電機株式会社 | 移動体用ナビゲーション装置 |
| JP3243236B2 (ja) * | 1999-09-24 | 2002-01-07 | 松下電器産業株式会社 | 位置データ間引き装置 |
| JP4571887B2 (ja) * | 2005-05-31 | 2010-10-27 | 株式会社ナビタイムジャパン | ナビゲーションシステム、マッチング方法、経路探索サーバおよびナビゲーション端末装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0823578B2 (ja) * | 1987-10-21 | 1996-03-06 | 松下電器産業株式会社 | 車載用ナビゲータ |
| JPH0792388B2 (ja) * | 1989-04-17 | 1995-10-09 | 住友電気工業株式会社 | 位置検出装置 |
| JP2675146B2 (ja) * | 1989-06-28 | 1997-11-12 | マツダ株式会社 | 車両用ナビゲーシヨン装置 |
-
1990
- 1990-04-09 JP JP2093379A patent/JP2685624B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03291519A (ja) | 1991-12-20 |
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