JP2737750B2 - 自動車 - Google Patents
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Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
- Instructional Devices (AREA)
- Navigation (AREA)
- Instrument Panels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイ装置
上に表示される道路地図上に、現在位置を運転手等の乗
員に知らせるようにした自動車に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、ディスプレイ装置上に道路上の現
在位置を運転者に知らせるナビゲーション機能を備えた
自動車が提案されている。 【０００３】この自動車は、例えば、いわゆるジャイロ
等の高精度な位置検出装置を用いて直接自動車の現在位
置を正確に検出し、その検出結果を表示部に半透明な道
路地図を重ね合わせた陰極線管（ＣＲＴ）等のディスプ
レイ装置上にプロットすることにより表示している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな自動車では、自動車の現在位置を検出する位置検出
装置の精度が低いと、誤差が生してディスプレイ装置上
に表示される現在位置と実際の現在位置とが一致しなく
なってしまう。このため、一般的に高価な高精度な位置
検出装置を用いなければならない。また、自動車の現在
位置がディスプレイ装置の表示部に重ね合わせた道路地
図の領域からはみだした場合には、別な道路地図と交換
しなければならず操作性が悪いという問題点がある。 【０００５】そこで、本発明は上述した従来の問題点に
鑑みて提案されたものであり、それほど高精度な位置検
出装置を用いることなく現在位置を正確に表示部上に表
示し、正確な現在位置を乗員に知らせることを可能とな
す自動車を提供することを目的とする。 【０００６】また、本発明は、頻繁な道路地図の交換を
なくし、操作性の向上を実現し得る自動車を提供するす
ることを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る自動車は、
上述のような目的を達成するため、車両の現在位置を検
出するための現在位置検出手段と、道路地図情報が記憶
された記憶装置と、上記現在位置検出手段の出力及び上
記記憶装置から読み出された道路地図情報に基づいて現
在位置情報を算出する演算処理装置と、上記記憶装置か
ら読み出された道路地図情報を表示するとともにこの表
示される道路地図上に上記現在位置情報による現在位置
を表示するディスプレイ装置とを備える。 【０００８】そして、この自動車は、上記演算処理装置
において、過去の現在位置情報と走行量から上記道路地
図情報内の１又は複数の道路上に１又は複数の候補位置
を求め、上記現在位置検出手段から得られる車両の現在
位置と上記１又は複数の候補位置とを比較し、上記検出
された車両の現在位置との距離が最短の候補位置を選択
し、上記車両の現在位置を上記選択された候補位置に修
正し、上記ディスプレイ装置に表示せしめて乗員に知ら
せる。 【０００９】 【発明の実施の態様】以下、本発明が適用された自動車
を説明する。 【００１０】図１は、本発明に係る自動車に設置される
ナビゲーション装置を示すブロック図である。図１にお
いて、図示しない自動車の進行方向を検出する方向検出
装置１及び走行量を検出する走行量検出装置２は、それ
ぞれ後述するような現在位置の演算処理を行う現在位置
演算回路１１に接続されている。 【００１１】ここで、走行量検出装置２には、例えば、
タイヤの回転を検出するような距離計を用いることがで
きる。また、方向検出装置１には、例えば、図２に示す
ような地磁気を利用した方向検出装置を用いることがで
きる。すなわち、クロック信号φを発生するクッロク発
生器２１は２進のカウンタ２２に接続されている。この
カウンタ２２はＡo〜Ａn-1の出力を有するｎビット（ｎ
＝自然数）のカウンタであり、ｎ本のアドレスバスを介
して各リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ
Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３，２４及びラッチ２５に
それぞれ接続されている。ＲＯＭ２３，２４は、共に２
n ×ｋビットワード（ｋ＝自然数）のＲＯＭであり、Ｒ
ＯＭ２３には正弦波（ｓｉｎ波）が、ＲＯＭ２４には余
弦波（ｃｏｓ波）がそれぞれ時間軸方向に１／２n等
分、振幅軸方向に１／２kの量子化単位で量子化された
データが書き込まれている。すなわち、各ＲＯＭ２４，
２４では、カウンタ２２からのｎビットの出力が関数の
引き数（アドレス）となり、これに応じてｋビットの関
数値が出力される。 【００１２】そして、ＲＯＭ２３は、デジタル・アナロ
グ変換器（Ｄ／Ａ変換機）２６に接続されており、更に
ローパスフィルタ２７、電流調整用の半固定抵抗２８を
介して電流ドライバ２９に接続されている。一方、ＲＯ
Ｍ２４はＤ／Ａ変換機３０に接続されており、更にロー
パスフィルタ３１、電流調整用の半固定抵抗３２を介し
て電流ドライバ３３に接続されている。各電流ドライバ
２９，３３は、磁気検出素子としてのホール素子４１，
４２にそれぞれ接続されている。このホール素子４１，
４２は、これらホール素子４１，４２の図２中破線で示
す各検出軸の方向が互いに直交するように配置されてい
る。各ホール素子４１，４２は、それぞれ増幅器４３，
４４の各入力端子に接続されており，各増幅器４３，４
４の出力端子は、差信号増幅器４５の非反転入力端子、
反転入力端子にそれぞれ接続されている。 【００１３】そして、差動信号増幅器４５の出力端子
は、この差動信号増幅器４５からの出力信号のゼロクロ
ス点を検出するゼロクロスコンパレータ４６を介してラ
ッチ２５に接続されている。 【００１４】この方向検出装置は次のような動作を行
う。クロック発生器２１により発生されたクロック信号
φはカウンタ２２に送られる。カウンタ２２では、この
クロック信号φに応じた計数動作が行われ、Ａ0 〜Ａ
n-1 のｎビットの出力がアドレスバスを介して正弦波用
のＲＯＭ２３、余弦波用のＲＯＭ２４及びラッチ２５に
送られる。そして、カウンタ２２からのこのｎビットの
出力に応じて、ＲＯＭ２３からはｋビットの正弦波形成
用のデータが、ＲＯＭ２４からはｋビットの余弦波形成
用のデータがそれぞれ出力される。この正弦波形成用の
データはＤ／Ａ変換器２６に送られアナログ値に変換さ
れた後、ローパスフィルタ２７にて波形整形が施され滑
らかな正弦波信号が得られる。この正弦波信号は、半固
定抵抗２８を介して電流ドライバ２９に送られ、この電
流ドライバ２９によりホール素子４１に制御電流として
供給される。一方、余弦波形成用のデータはＤ／Ａ変換
器３０に送られアナログ値に変換された後、ローパスフ
ィルタ３１にて波形整形が施され滑らかな余弦波信号が
得られる。この余弦波信号は、半固定抵抗３２を介して
電流ドライバ３３に送られ、この電流ドライバ３３によ
りホール素子４２に制御電流として供給される。そし
て、各ホール素子４１，４２により地磁気が検出され
る。 【００１５】ここで、各ホール素子４１，４２による地
磁気の検出を図３を用いて説明する。ホール素子４１の
検出軸の方向とホール素子４２の検出軸の方向は、前述
したように、互いに直交している。いま、磁束密度ＢG
の地磁気は紙面に平行であり、地磁気の方向とホール素
子４２の検出軸とのなす角度をθ（ｒａｄ）とすると、
各ホール素子４１，４２の検出する磁束密度ＢG の有効
成分は、それぞれＢG・ sinθ，ＢG ・ cosθ，とな
る。そして、電流ドライバ２９によりホール素子４１に
供給される。正弦波信号の電流値をｉA ＝ｉ・ sinωt
とし、電流ドライバ３３よりホール素子４２に供給され
る余弦波信号の電流値をｉB ＝ｉ・ cosωt とする。そ
うすると、各ホール素子４１，４２にてそれぞれ得られ
る各検出電圧ＥA ，ＥB は以下に示すようになる。 【００１６】 ＥA ＝ｉA ・ＣA ・ＢG ・ sinθ ＝ｉ・ sinωt ・ＣA ・ＢG ・ sinθ ・・・第１式 ＥB ＝ｉB ・ＣB ・ＢG ・ cosθ ＝ｉ・ cosωt ・ＣB ・ＢG ・ cosθ ・・・第２式 ここで、ＣA ，ＣB はそれぞれ磁気−電圧変換のための
係数である。 【００１７】そして、各ホール素子４１，４２にて得ら
れた各検出電圧ＥA ，ＥB はそれぞれ各増幅器４３，４
４によって増幅される。この各増幅器４３，４４の利得
（ゲイン）を共にＧとすると、出力信号はそれぞれ、 ＹA ＝Ｇ・ＥA ＝Ｇ・ＣA ・ＢG ・ｉ・ sinωt ・ sinθ ・・・第３式 ＹB ＝Ｇ・ＥB ＝Ｇ・ＣB ・ＢG ・ｉ・ cosωt ・ cosθ ・・・第４式 となる。 【００１８】ここで、通常、ホール素子４１，４２は同
一規格のものを使用するため、ＣA＝ＣB ＝Ｃとし、更
にＧ・Ｃ・ＢG ≡Ａとおくと、第３式及び第４式は以下
に示すようになる。 【００１９】 ＹA ＝Ａ・ｉ・ sinωt ・ sinθ ・・・第５式 ＹB ＝Ａ・ｉ・ cosωt ・ cosθ ・・・第６式 これらの各信号ＹA ，ＹB は差信号増幅器２５に送られ
差信号Ｙ方向が形成される。 【００２０】 Ｙ＝ＹB −ＹA ＝Ａ・ｉ(cosωt ・ cosθ− sinωt ・ sinθ) ＝Ａ・ｉ・cos(ωt ＋θ) ・・・第７式 ここで、再び図２に示すように、差信号Ｙはゼロクロス
コンパレータ４６に送られゼロクロス点が検出される。
そして、このゼロクロスコンパレータ４６によるゼロク
ロス点の検出タイミングに応じて、ラッチ２５によるＲ
ＯＭ２３，２４のアドレス（カウンタ２２の出力）のラ
ッチ動作が行われ２π（ｒａｄ）すなわち３６０°の角
度がｎビットの分解能で出力される。これにより、角度
θ若しくはθ＋ｍ×９０°（ｍ＝整数）の値を得ること
ができる。これは、ホール素子４２に供給される余弦波
信号の電流値ｉB ＝ｉ・ cosωt と第７式に示した差信
号Ｙ＝Ａ・ｉ・cos(ωt ＋θ) とが位相比較されること
に他ならない。 【００２１】このように、地磁気の方向とホール素子４
２の検出軸とのなす角度θすなわち自動車の進行方法を
求めることができる。 【００２２】ここで、図１に戻って説明を続ける。ＲＯ
Ｍ３は道路地図情報を記憶しておくためのメモリであ
り、たとえば、交差点をノード、各交差点を結ぶ道路を
ブランチとするフォーマットで道路地図情報が書き込ま
れている。一例を図４及び以下に示す表１を用いて説明
する。 【００２３】 【表１】【００２４】すなわち、道路が図４に示すようなパター
ンになっているとすると、各交差点が各ノードＮ1 〜Ｎ
5 とされるとともに、各交差点を結ぶ道路が各ブランチ
Ｂ1〜Ｂ6 とされる。そして、表１に示すように、各ノ
ードＮ1 〜Ｎ5 がｘ座標とｙ座標の情報で表されるとと
もに、各ブランチＢ1 〜Ｂ6 が各ノードＮ1 〜Ｎ5 中２
つのノード、たとえばブランチＢ1 の場合にはノードＮ
1 とノードＮ2 の情報で表され、これらの情報が道路地
図情報としてＲＯＭ３に書き込まれる。この例では、極
めて小さな領域について原理的な説明をしたが、実際に
は、数１００ｋｍ以上の広い領域に亘って数ｍ以内の分
解能を有する膨大な情報がＲＯＭ３に書き込まれる。ま
た、このＲＯＭ３には、所望の領域を選択的に捜し出す
ためのアクセスの情報も書き込まれている。なお、ＲＯ
Ｍ３には、例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）システ
ムを用いることができる。 【００２５】そして、ＲＯＭ３は、このＲＯＭ３からの
情報を画像単位でストアするバッファメモリ１２に接続
されるとともに、ＲＯＭ３の動作制御を行うＲＯＭコン
トローラ１３に接続されている。バッファメモリ１２
は、陰極線管、液晶ディスプレイ等のディスプレイ装置
４の駆動制御を行うディスプレイコントローラ１４に接
続されている。ディスプレイ装置４は、例えば図５に示
すように、本実施例の自動車に備え付けられたダッシュ
ボード１００の略中央の位置に設けられる。また、バッ
ファメモリ１２は現在位置演算回路１１に接続されてい
る。初期設定を行うための操作キー５が接続されたシス
テムコントローラ１５は、現在位置演算回路１１、バッ
ファメモリ１２、ＲＯＭコントローラ１３及びディスプ
レイコントローラ１４にそれぞれ接続され各部を制御す
る。 【００２６】なお、現在位置演算回路１１、バッファメ
モリ１２、ＲＯＭコントローラ１３、ディスプレイコン
トローラ１４及びシステムコントローラ１５により演算
処理装置１０が構成されている。 【００２７】次に、本発明が適用された自動車の動作に
ついて説明する。 【００２８】まず、自動車の走行前において操作キー５
を操作することによって初期の現在位置（初期値）の設
定を行う。すなわち、操作キー５によりＲＯＭ３に記憶
されている道路地図のうち所望の道路地図をアクセスし
て捜し出し、その道路地図をディスプレイ装置４上に表
示する。そして、更に操作キー５を操作して、現在位置
をディスプレイ装置４上の道路地図の一点にプロットし
て表示する。 【００２９】自動車の走行中においては、方向検出装置
１から進行方向の検出データが、走行量検出装置２から
走行量の検出データがそれぞれ現在位置演算回路１１に
供給される。この現在位置演算回路１１からは、現在時
刻ｔn+1 に、この時刻ｔn+1におけるデータの時間Δ
ｔ、例えば0.1 秒前の時刻ｔn におけるデータに対する
変化分のデータ（Δｌ，θ，Δｔ）がシステムコントロ
ーラ１５に送られる。ここで、Δｌは走行量を、θは進
行方向を、Δｔはサンプリング時間をそれぞれ表すもの
とする。 【００３０】例えば、図６に示すように、時刻ｔn にお
ける位置がブランチＢn 上の点Ｐnにあったとする。そ
して、方向検出装置１及び走行量検出装置２による時刻
ｔn+1 における検出位置がノードＮn を越えずにブラン
チＢn 上から外れて点Ｘn+1になった場合には、現在位
置演算回路１１により現在位置は点Ｘn+1 からブランチ
Ｂn 上の点Ｐn+1 に修正されてディスプレイ装置４に表
示される。これは、自動車は必ず道路（ブランチ）上を
走行するという前提に基づいてなされていることであ
る。 【００３１】また、図７に示すように、時刻ｔn におけ
る位置がブランチＢn 上の点Ｐn にあったとする。そし
て、方向検出装置１及び走行量検出装置２による時刻ｔ
n+1における検出位置がノードＮn を越えてブランチＢ
n 上から外れて点Ｘn+1 になった場合には、現在位置演
算回路１１によりノードＮn に接続されるブランチが捜
し出される。ここでは、３つのブランチＢa ，Ｂb ，Ｂ
c が捜し出されたとすると、現在位置はこれらのブラン
チＢa ，Ｂb ，Ｂc のいずれかの上にあるはずである。
これは、前述したように、自動車は必ず道路（ブラン
チ）上を走行するという前提があるからである。次に、
時刻ｔn+1 における点Ｐn からΔｌ離れた各ブランチＢ
a ，Ｂb ，Ｂc 上の各点Ｐan+1，Ｐbn+1，Ｐcn+1がそれ
ぞれ求められる。また、これと同時に、点Ｘn+1 から各
点Ｐan+1，Ｐbn+1，Ｐcn+1までの距離Δｌan+1，Δｌ
bn+1，Δｌcn+1がそれぞれ求められる。そして、これら
の距離Δｌan+1，Δｌbn+1，Δｌcn+1のうち最も小さい
値を有する点（Ｐan+1，Ｐbn+1，Ｐcn+1のいずれかの
点）が現在位置である可能性が高い。しかし、正確な表
示を行うために、更に時刻ｔn+2 における検出位置の点
Ｘn+2 から各ブランチＢa，Ｂb ，Ｂc 上の各点
Ｐan+2，Ｐbn+2，Ｐcn+2及び各距離Δｌan+2，Δ
ｌbn+2，Δｌcn+2が求められ、距離の総和Δｌan+1＋Δ
ｌan+2，Δｌbn+1＋Δｌbn+2，Δｌcn+1＋Δｌcn+2の最
も小さい値を有する点（この場合にはＰan+2とする）が
選択され、現在位置が点Ｘn+2 からブランチＢa 上の点
Ｐan+2に修正されてディスプレイ装置４に表示される。 【００３２】なお、走行量検出装置２による走行量の検
出誤差を考慮して、例えば自動車が交差点で直角に曲が
るような進行方向の大きな変化が方向検出装置１により
検出された点をノードとすることによって、より正確な
現在位置の表示を行うことができる。このように、この
ナビゲーション装置は、自動車は必ず道路上を走行する
という前提に基いて動作するようになっている。 【００３３】また、自動車の現在位置がディスプレイ装
置４上に表示されている道路地図の領域からはみ出しそ
うになった場合には、現在位置演算回路１１によりこれ
が検出される。そして、ＲＯＭコントローラ１３により
ＲＯＭ３から新たな道路地図情報が読み出され、バッフ
ァメモリ１２、ディスプレイコントローラ１４を介して
ディスプレイ装置４上に自動車の進行方向に合った新た
な道路地図が表示されるようになっている。 【００３４】上述したようなナビゲーション装置を備え
た本発明に係る自動車によれば、位置検出装置としての
方向検出装置１及び走行量検出装置２にそれほど高精度
なものを用いなくても、方向検出装置１及び走行量検出
装置２からの各検出情報とＲＯＭ３からの道路地図情報
を演算処理装置１０で比較することにより自動車の現在
位置を修正して正確に表示することができるため、コス
トを下げることができる。 【００３５】また、自動車の現在位置がディスプレイ装
置４上に表示されている道路地図の領域からはみ出しそ
うになった場合には、自動的に自動車の進行方向に合っ
た新たな道路地図が表示されるため、従来のように道路
地図を交換する必要性がなくなり操作性の向上を実現す
ることができる。更に、前述したように、ＲＯＭ３に再
生専用型の光ディスクを記録媒体に用いるコンパクトデ
ィスクシステムを用いるようにすれば、コンパクトディ
スクシステム以外のハードウェアのコストを削減するこ
とができる。 【００３６】 【発明の効果】上述したように、本発明に係る自動車
は、演算処理装置により、過去の現在位置情報と走行量
から道路地図情報内の１又は複数の道路上に１又は複数
の候補位置を求め、現在位置検出手段から得られる車両
の現在位置と１又は複数の候補位置とを比較し、検出さ
れた車両の現在地との距離が最短の候補位置を選択し、
車両の現在位置を選択された候補位置に修正することに
より、現在位置を正確にディスプレイ装置に表示して乗
員に知らせることができるので、乗員は、常に正確な現
在位置を認識することができる。 【００３７】特に、本発明は、現在位置のみの検出を行
う簡単な検出により、実用に供し得る精度を維持して道
路地図上の位置を修正することができるので、構成を簡
素化でき、安価に提供することができる。
上に表示される道路地図上に、現在位置を運転手等の乗
員に知らせるようにした自動車に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、ディスプレイ装置上に道路上の現
在位置を運転者に知らせるナビゲーション機能を備えた
自動車が提案されている。 【０００３】この自動車は、例えば、いわゆるジャイロ
等の高精度な位置検出装置を用いて直接自動車の現在位
置を正確に検出し、その検出結果を表示部に半透明な道
路地図を重ね合わせた陰極線管（ＣＲＴ）等のディスプ
レイ装置上にプロットすることにより表示している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな自動車では、自動車の現在位置を検出する位置検出
装置の精度が低いと、誤差が生してディスプレイ装置上
に表示される現在位置と実際の現在位置とが一致しなく
なってしまう。このため、一般的に高価な高精度な位置
検出装置を用いなければならない。また、自動車の現在
位置がディスプレイ装置の表示部に重ね合わせた道路地
図の領域からはみだした場合には、別な道路地図と交換
しなければならず操作性が悪いという問題点がある。 【０００５】そこで、本発明は上述した従来の問題点に
鑑みて提案されたものであり、それほど高精度な位置検
出装置を用いることなく現在位置を正確に表示部上に表
示し、正確な現在位置を乗員に知らせることを可能とな
す自動車を提供することを目的とする。 【０００６】また、本発明は、頻繁な道路地図の交換を
なくし、操作性の向上を実現し得る自動車を提供するす
ることを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る自動車は、
上述のような目的を達成するため、車両の現在位置を検
出するための現在位置検出手段と、道路地図情報が記憶
された記憶装置と、上記現在位置検出手段の出力及び上
記記憶装置から読み出された道路地図情報に基づいて現
在位置情報を算出する演算処理装置と、上記記憶装置か
ら読み出された道路地図情報を表示するとともにこの表
示される道路地図上に上記現在位置情報による現在位置
を表示するディスプレイ装置とを備える。 【０００８】そして、この自動車は、上記演算処理装置
において、過去の現在位置情報と走行量から上記道路地
図情報内の１又は複数の道路上に１又は複数の候補位置
を求め、上記現在位置検出手段から得られる車両の現在
位置と上記１又は複数の候補位置とを比較し、上記検出
された車両の現在位置との距離が最短の候補位置を選択
し、上記車両の現在位置を上記選択された候補位置に修
正し、上記ディスプレイ装置に表示せしめて乗員に知ら
せる。 【０００９】 【発明の実施の態様】以下、本発明が適用された自動車
を説明する。 【００１０】図１は、本発明に係る自動車に設置される
ナビゲーション装置を示すブロック図である。図１にお
いて、図示しない自動車の進行方向を検出する方向検出
装置１及び走行量を検出する走行量検出装置２は、それ
ぞれ後述するような現在位置の演算処理を行う現在位置
演算回路１１に接続されている。 【００１１】ここで、走行量検出装置２には、例えば、
タイヤの回転を検出するような距離計を用いることがで
きる。また、方向検出装置１には、例えば、図２に示す
ような地磁気を利用した方向検出装置を用いることがで
きる。すなわち、クロック信号φを発生するクッロク発
生器２１は２進のカウンタ２２に接続されている。この
カウンタ２２はＡo〜Ａn-1の出力を有するｎビット（ｎ
＝自然数）のカウンタであり、ｎ本のアドレスバスを介
して各リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ
Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３，２４及びラッチ２５に
それぞれ接続されている。ＲＯＭ２３，２４は、共に２
n ×ｋビットワード（ｋ＝自然数）のＲＯＭであり、Ｒ
ＯＭ２３には正弦波（ｓｉｎ波）が、ＲＯＭ２４には余
弦波（ｃｏｓ波）がそれぞれ時間軸方向に１／２n等
分、振幅軸方向に１／２kの量子化単位で量子化された
データが書き込まれている。すなわち、各ＲＯＭ２４，
２４では、カウンタ２２からのｎビットの出力が関数の
引き数（アドレス）となり、これに応じてｋビットの関
数値が出力される。 【００１２】そして、ＲＯＭ２３は、デジタル・アナロ
グ変換器（Ｄ／Ａ変換機）２６に接続されており、更に
ローパスフィルタ２７、電流調整用の半固定抵抗２８を
介して電流ドライバ２９に接続されている。一方、ＲＯ
Ｍ２４はＤ／Ａ変換機３０に接続されており、更にロー
パスフィルタ３１、電流調整用の半固定抵抗３２を介し
て電流ドライバ３３に接続されている。各電流ドライバ
２９，３３は、磁気検出素子としてのホール素子４１，
４２にそれぞれ接続されている。このホール素子４１，
４２は、これらホール素子４１，４２の図２中破線で示
す各検出軸の方向が互いに直交するように配置されてい
る。各ホール素子４１，４２は、それぞれ増幅器４３，
４４の各入力端子に接続されており，各増幅器４３，４
４の出力端子は、差信号増幅器４５の非反転入力端子、
反転入力端子にそれぞれ接続されている。 【００１３】そして、差動信号増幅器４５の出力端子
は、この差動信号増幅器４５からの出力信号のゼロクロ
ス点を検出するゼロクロスコンパレータ４６を介してラ
ッチ２５に接続されている。 【００１４】この方向検出装置は次のような動作を行
う。クロック発生器２１により発生されたクロック信号
φはカウンタ２２に送られる。カウンタ２２では、この
クロック信号φに応じた計数動作が行われ、Ａ0 〜Ａ
n-1 のｎビットの出力がアドレスバスを介して正弦波用
のＲＯＭ２３、余弦波用のＲＯＭ２４及びラッチ２５に
送られる。そして、カウンタ２２からのこのｎビットの
出力に応じて、ＲＯＭ２３からはｋビットの正弦波形成
用のデータが、ＲＯＭ２４からはｋビットの余弦波形成
用のデータがそれぞれ出力される。この正弦波形成用の
データはＤ／Ａ変換器２６に送られアナログ値に変換さ
れた後、ローパスフィルタ２７にて波形整形が施され滑
らかな正弦波信号が得られる。この正弦波信号は、半固
定抵抗２８を介して電流ドライバ２９に送られ、この電
流ドライバ２９によりホール素子４１に制御電流として
供給される。一方、余弦波形成用のデータはＤ／Ａ変換
器３０に送られアナログ値に変換された後、ローパスフ
ィルタ３１にて波形整形が施され滑らかな余弦波信号が
得られる。この余弦波信号は、半固定抵抗３２を介して
電流ドライバ３３に送られ、この電流ドライバ３３によ
りホール素子４２に制御電流として供給される。そし
て、各ホール素子４１，４２により地磁気が検出され
る。 【００１５】ここで、各ホール素子４１，４２による地
磁気の検出を図３を用いて説明する。ホール素子４１の
検出軸の方向とホール素子４２の検出軸の方向は、前述
したように、互いに直交している。いま、磁束密度ＢG
の地磁気は紙面に平行であり、地磁気の方向とホール素
子４２の検出軸とのなす角度をθ（ｒａｄ）とすると、
各ホール素子４１，４２の検出する磁束密度ＢG の有効
成分は、それぞれＢG・ sinθ，ＢG ・ cosθ，とな
る。そして、電流ドライバ２９によりホール素子４１に
供給される。正弦波信号の電流値をｉA ＝ｉ・ sinωt
とし、電流ドライバ３３よりホール素子４２に供給され
る余弦波信号の電流値をｉB ＝ｉ・ cosωt とする。そ
うすると、各ホール素子４１，４２にてそれぞれ得られ
る各検出電圧ＥA ，ＥB は以下に示すようになる。 【００１６】 ＥA ＝ｉA ・ＣA ・ＢG ・ sinθ ＝ｉ・ sinωt ・ＣA ・ＢG ・ sinθ ・・・第１式 ＥB ＝ｉB ・ＣB ・ＢG ・ cosθ ＝ｉ・ cosωt ・ＣB ・ＢG ・ cosθ ・・・第２式 ここで、ＣA ，ＣB はそれぞれ磁気−電圧変換のための
係数である。 【００１７】そして、各ホール素子４１，４２にて得ら
れた各検出電圧ＥA ，ＥB はそれぞれ各増幅器４３，４
４によって増幅される。この各増幅器４３，４４の利得
（ゲイン）を共にＧとすると、出力信号はそれぞれ、 ＹA ＝Ｇ・ＥA ＝Ｇ・ＣA ・ＢG ・ｉ・ sinωt ・ sinθ ・・・第３式 ＹB ＝Ｇ・ＥB ＝Ｇ・ＣB ・ＢG ・ｉ・ cosωt ・ cosθ ・・・第４式 となる。 【００１８】ここで、通常、ホール素子４１，４２は同
一規格のものを使用するため、ＣA＝ＣB ＝Ｃとし、更
にＧ・Ｃ・ＢG ≡Ａとおくと、第３式及び第４式は以下
に示すようになる。 【００１９】 ＹA ＝Ａ・ｉ・ sinωt ・ sinθ ・・・第５式 ＹB ＝Ａ・ｉ・ cosωt ・ cosθ ・・・第６式 これらの各信号ＹA ，ＹB は差信号増幅器２５に送られ
差信号Ｙ方向が形成される。 【００２０】 Ｙ＝ＹB −ＹA ＝Ａ・ｉ(cosωt ・ cosθ− sinωt ・ sinθ) ＝Ａ・ｉ・cos(ωt ＋θ) ・・・第７式 ここで、再び図２に示すように、差信号Ｙはゼロクロス
コンパレータ４６に送られゼロクロス点が検出される。
そして、このゼロクロスコンパレータ４６によるゼロク
ロス点の検出タイミングに応じて、ラッチ２５によるＲ
ＯＭ２３，２４のアドレス（カウンタ２２の出力）のラ
ッチ動作が行われ２π（ｒａｄ）すなわち３６０°の角
度がｎビットの分解能で出力される。これにより、角度
θ若しくはθ＋ｍ×９０°（ｍ＝整数）の値を得ること
ができる。これは、ホール素子４２に供給される余弦波
信号の電流値ｉB ＝ｉ・ cosωt と第７式に示した差信
号Ｙ＝Ａ・ｉ・cos(ωt ＋θ) とが位相比較されること
に他ならない。 【００２１】このように、地磁気の方向とホール素子４
２の検出軸とのなす角度θすなわち自動車の進行方法を
求めることができる。 【００２２】ここで、図１に戻って説明を続ける。ＲＯ
Ｍ３は道路地図情報を記憶しておくためのメモリであ
り、たとえば、交差点をノード、各交差点を結ぶ道路を
ブランチとするフォーマットで道路地図情報が書き込ま
れている。一例を図４及び以下に示す表１を用いて説明
する。 【００２３】 【表１】【００２４】すなわち、道路が図４に示すようなパター
ンになっているとすると、各交差点が各ノードＮ1 〜Ｎ
5 とされるとともに、各交差点を結ぶ道路が各ブランチ
Ｂ1〜Ｂ6 とされる。そして、表１に示すように、各ノ
ードＮ1 〜Ｎ5 がｘ座標とｙ座標の情報で表されるとと
もに、各ブランチＢ1 〜Ｂ6 が各ノードＮ1 〜Ｎ5 中２
つのノード、たとえばブランチＢ1 の場合にはノードＮ
1 とノードＮ2 の情報で表され、これらの情報が道路地
図情報としてＲＯＭ３に書き込まれる。この例では、極
めて小さな領域について原理的な説明をしたが、実際に
は、数１００ｋｍ以上の広い領域に亘って数ｍ以内の分
解能を有する膨大な情報がＲＯＭ３に書き込まれる。ま
た、このＲＯＭ３には、所望の領域を選択的に捜し出す
ためのアクセスの情報も書き込まれている。なお、ＲＯ
Ｍ３には、例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）システ
ムを用いることができる。 【００２５】そして、ＲＯＭ３は、このＲＯＭ３からの
情報を画像単位でストアするバッファメモリ１２に接続
されるとともに、ＲＯＭ３の動作制御を行うＲＯＭコン
トローラ１３に接続されている。バッファメモリ１２
は、陰極線管、液晶ディスプレイ等のディスプレイ装置
４の駆動制御を行うディスプレイコントローラ１４に接
続されている。ディスプレイ装置４は、例えば図５に示
すように、本実施例の自動車に備え付けられたダッシュ
ボード１００の略中央の位置に設けられる。また、バッ
ファメモリ１２は現在位置演算回路１１に接続されてい
る。初期設定を行うための操作キー５が接続されたシス
テムコントローラ１５は、現在位置演算回路１１、バッ
ファメモリ１２、ＲＯＭコントローラ１３及びディスプ
レイコントローラ１４にそれぞれ接続され各部を制御す
る。 【００２６】なお、現在位置演算回路１１、バッファメ
モリ１２、ＲＯＭコントローラ１３、ディスプレイコン
トローラ１４及びシステムコントローラ１５により演算
処理装置１０が構成されている。 【００２７】次に、本発明が適用された自動車の動作に
ついて説明する。 【００２８】まず、自動車の走行前において操作キー５
を操作することによって初期の現在位置（初期値）の設
定を行う。すなわち、操作キー５によりＲＯＭ３に記憶
されている道路地図のうち所望の道路地図をアクセスし
て捜し出し、その道路地図をディスプレイ装置４上に表
示する。そして、更に操作キー５を操作して、現在位置
をディスプレイ装置４上の道路地図の一点にプロットし
て表示する。 【００２９】自動車の走行中においては、方向検出装置
１から進行方向の検出データが、走行量検出装置２から
走行量の検出データがそれぞれ現在位置演算回路１１に
供給される。この現在位置演算回路１１からは、現在時
刻ｔn+1 に、この時刻ｔn+1におけるデータの時間Δ
ｔ、例えば0.1 秒前の時刻ｔn におけるデータに対する
変化分のデータ（Δｌ，θ，Δｔ）がシステムコントロ
ーラ１５に送られる。ここで、Δｌは走行量を、θは進
行方向を、Δｔはサンプリング時間をそれぞれ表すもの
とする。 【００３０】例えば、図６に示すように、時刻ｔn にお
ける位置がブランチＢn 上の点Ｐnにあったとする。そ
して、方向検出装置１及び走行量検出装置２による時刻
ｔn+1 における検出位置がノードＮn を越えずにブラン
チＢn 上から外れて点Ｘn+1になった場合には、現在位
置演算回路１１により現在位置は点Ｘn+1 からブランチ
Ｂn 上の点Ｐn+1 に修正されてディスプレイ装置４に表
示される。これは、自動車は必ず道路（ブランチ）上を
走行するという前提に基づいてなされていることであ
る。 【００３１】また、図７に示すように、時刻ｔn におけ
る位置がブランチＢn 上の点Ｐn にあったとする。そし
て、方向検出装置１及び走行量検出装置２による時刻ｔ
n+1における検出位置がノードＮn を越えてブランチＢ
n 上から外れて点Ｘn+1 になった場合には、現在位置演
算回路１１によりノードＮn に接続されるブランチが捜
し出される。ここでは、３つのブランチＢa ，Ｂb ，Ｂ
c が捜し出されたとすると、現在位置はこれらのブラン
チＢa ，Ｂb ，Ｂc のいずれかの上にあるはずである。
これは、前述したように、自動車は必ず道路（ブラン
チ）上を走行するという前提があるからである。次に、
時刻ｔn+1 における点Ｐn からΔｌ離れた各ブランチＢ
a ，Ｂb ，Ｂc 上の各点Ｐan+1，Ｐbn+1，Ｐcn+1がそれ
ぞれ求められる。また、これと同時に、点Ｘn+1 から各
点Ｐan+1，Ｐbn+1，Ｐcn+1までの距離Δｌan+1，Δｌ
bn+1，Δｌcn+1がそれぞれ求められる。そして、これら
の距離Δｌan+1，Δｌbn+1，Δｌcn+1のうち最も小さい
値を有する点（Ｐan+1，Ｐbn+1，Ｐcn+1のいずれかの
点）が現在位置である可能性が高い。しかし、正確な表
示を行うために、更に時刻ｔn+2 における検出位置の点
Ｘn+2 から各ブランチＢa，Ｂb ，Ｂc 上の各点
Ｐan+2，Ｐbn+2，Ｐcn+2及び各距離Δｌan+2，Δ
ｌbn+2，Δｌcn+2が求められ、距離の総和Δｌan+1＋Δ
ｌan+2，Δｌbn+1＋Δｌbn+2，Δｌcn+1＋Δｌcn+2の最
も小さい値を有する点（この場合にはＰan+2とする）が
選択され、現在位置が点Ｘn+2 からブランチＢa 上の点
Ｐan+2に修正されてディスプレイ装置４に表示される。 【００３２】なお、走行量検出装置２による走行量の検
出誤差を考慮して、例えば自動車が交差点で直角に曲が
るような進行方向の大きな変化が方向検出装置１により
検出された点をノードとすることによって、より正確な
現在位置の表示を行うことができる。このように、この
ナビゲーション装置は、自動車は必ず道路上を走行する
という前提に基いて動作するようになっている。 【００３３】また、自動車の現在位置がディスプレイ装
置４上に表示されている道路地図の領域からはみ出しそ
うになった場合には、現在位置演算回路１１によりこれ
が検出される。そして、ＲＯＭコントローラ１３により
ＲＯＭ３から新たな道路地図情報が読み出され、バッフ
ァメモリ１２、ディスプレイコントローラ１４を介して
ディスプレイ装置４上に自動車の進行方向に合った新た
な道路地図が表示されるようになっている。 【００３４】上述したようなナビゲーション装置を備え
た本発明に係る自動車によれば、位置検出装置としての
方向検出装置１及び走行量検出装置２にそれほど高精度
なものを用いなくても、方向検出装置１及び走行量検出
装置２からの各検出情報とＲＯＭ３からの道路地図情報
を演算処理装置１０で比較することにより自動車の現在
位置を修正して正確に表示することができるため、コス
トを下げることができる。 【００３５】また、自動車の現在位置がディスプレイ装
置４上に表示されている道路地図の領域からはみ出しそ
うになった場合には、自動的に自動車の進行方向に合っ
た新たな道路地図が表示されるため、従来のように道路
地図を交換する必要性がなくなり操作性の向上を実現す
ることができる。更に、前述したように、ＲＯＭ３に再
生専用型の光ディスクを記録媒体に用いるコンパクトデ
ィスクシステムを用いるようにすれば、コンパクトディ
スクシステム以外のハードウェアのコストを削減するこ
とができる。 【００３６】 【発明の効果】上述したように、本発明に係る自動車
は、演算処理装置により、過去の現在位置情報と走行量
から道路地図情報内の１又は複数の道路上に１又は複数
の候補位置を求め、現在位置検出手段から得られる車両
の現在位置と１又は複数の候補位置とを比較し、検出さ
れた車両の現在地との距離が最短の候補位置を選択し、
車両の現在位置を選択された候補位置に修正することに
より、現在位置を正確にディスプレイ装置に表示して乗
員に知らせることができるので、乗員は、常に正確な現
在位置を認識することができる。 【００３７】特に、本発明は、現在位置のみの検出を行
う簡単な検出により、実用に供し得る精度を維持して道
路地図上の位置を修正することができるので、構成を簡
素化でき、安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動車に適用されるナビゲーショ
ン装置を示すブロック図である。 【図２】上記ナビゲーション装置に用いられる方向検出
装置の一例を示すブロック図である。 【図３】図２に示す方向検出装置におけるホール素子と
地磁気の位置関係を示す模式図である。 【図４】上記ナビゲーション装置におけるＲＯＭに書き
込まれる道路地図情報のフォーマットを説明するための
道路地図の模式図である。 【図５】本発明に係る自動車のダッシュボード周辺を概
略的に示す模式図である。 【図６】本発明に係る自動車に適用されたナビゲーショ
ン装置の動作を説明するものであって、検出位置がノー
ドＮn を越えなかった場合の道路地図の模式図である。 【図７】検出位置がノードＮn を越えた場合のナビゲー
ション装置の動作を説明するための道路地図の模式図で
ある。 【符号の説明】 １・・・方向検出装置 ２・・・走行量検出装置 ３・・・ＲＯＭ ４・・・ディスプレイ装置 ５・・・操作キー １０・・・演算装置 １１・・・現在位置演算回路
ン装置を示すブロック図である。 【図２】上記ナビゲーション装置に用いられる方向検出
装置の一例を示すブロック図である。 【図３】図２に示す方向検出装置におけるホール素子と
地磁気の位置関係を示す模式図である。 【図４】上記ナビゲーション装置におけるＲＯＭに書き
込まれる道路地図情報のフォーマットを説明するための
道路地図の模式図である。 【図５】本発明に係る自動車のダッシュボード周辺を概
略的に示す模式図である。 【図６】本発明に係る自動車に適用されたナビゲーショ
ン装置の動作を説明するものであって、検出位置がノー
ドＮn を越えなかった場合の道路地図の模式図である。 【図７】検出位置がノードＮn を越えた場合のナビゲー
ション装置の動作を説明するための道路地図の模式図で
ある。 【符号の説明】 １・・・方向検出装置 ２・・・走行量検出装置 ３・・・ＲＯＭ ４・・・ディスプレイ装置 ５・・・操作キー １０・・・演算装置 １１・・・現在位置演算回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭58−99715（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−206912（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−225314（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−48600（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−71409（ＪＰ，Ａ)
特公 昭57−25764（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．車両の現在位置を検出するための現在位置検出手段
と、 道路地図情報が記憶された記憶装置と、 上記現在位置検出手段の出力及び上記記憶装置から読み
だされた道路地図情報に基づいて現在位置情報を算出す
る演算処理装置と、 上記記憶装置から読みだされた道路地図情報を表示する
とともにこの表示される道路地図上に上記現在位置情報
による現在位置を表示するディスプレイ装置とを有し、 上記演算処理装置において、過去の現在位置情報と走行
量から上記道路地図情報内の１又は複数の道路上に１又
は複数の候補位置を求め、上記現在位置検出手段から得
られる車両の現在位置と上記１又は複数の候補位置とを
比較し、上記検出された車両の現在位置との距離が最短
の候補位置を選択し、上記車両の現在位置を上記選択さ
れた候補位置に修正し、上記ディスプレイ装置に表示せ
しめて乗員に知らせるようにされた自動車。」
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8200166A JP2737750B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | 自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8200166A JP2737750B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | 自動車 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59179658A Division JPH0789062B2 (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 車両用のナビゲーション装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0926325A JPH0926325A (ja) | 1997-01-28 |
| JP2737750B2 true JP2737750B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=16419897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8200166A Expired - Lifetime JP2737750B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | 自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737750B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5725764A (en) * | 1980-07-22 | 1982-02-10 | Nec Corp | Guard monitor device |
| JPS5899715A (ja) * | 1981-12-08 | 1983-06-14 | Nippon Denso Co Ltd | 車載用ナビゲ−タ |
| JPS58206912A (ja) * | 1982-05-27 | 1983-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 走行軌跡表示装置 |
| JPS58225314A (ja) * | 1982-06-25 | 1983-12-27 | Nissan Motor Co Ltd | 車両走行誘導装置 |
-
1996
- 1996-07-30 JP JP8200166A patent/JP2737750B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0926325A (ja) | 1997-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19971209 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |