JP2744664B2 - Vehicle navigation system - Google Patents
Vehicle navigation systemInfo
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- JP2744664B2 JP2744664B2 JP1547390A JP1547390A JP2744664B2 JP 2744664 B2 JP2744664 B2 JP 2744664B2 JP 1547390 A JP1547390 A JP 1547390A JP 1547390 A JP1547390 A JP 1547390A JP 2744664 B2 JP2744664 B2 JP 2744664B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本願発明は、車両用のナビゲーション装置に関するも
のである。The present invention relates to a navigation device for a vehicle.
(従来技術) 今、例えば自動車を運転しながら或る目的地に向かっ
て走行している状況を考えてみると、ドライバーは自動
車という外界と孤立した孤独な空間の中で、見知らぬ土
地を地図と道路標識、それに風景ぐらいを頼りに、ひた
すら意図する目的地に向かってアクセルを踏んでいる状
態であると言える。つまり、コンピュータ、データ通信
が発達して情報過多とまで言われる今日に到っても自動
車の運転の本質は自動車が発明された当時と殆ど変わっ
ていない。(Prior Art) Now, for example, suppose that a driver is driving to a certain destination while driving a car. In a lonely space isolated from the outside of a car, a driver maps a strange land with a map. It can be said that he is simply stepping on the accelerator to his intended destination, relying on road signs and landscape. In other words, even today, when computers and data communication have been developed and information is said to be excessive, the essence of driving a car has hardly changed since the time when the car was invented.
このような事情に鑑み、最近になって漸く一般にナビ
ゲーションシステムと呼ばれる車両の走行誘導装置の開
発が盛んに行われるようになってきている。In view of such circumstances, recently, a vehicle travel guidance device generally called a navigation system has been increasingly developed.
該ナビゲーションシステムには、例えば地磁気ベクト
ルの水平成分を検出し、それを方位パラメータとして利
用するもの(以下、地磁気方式という)やヘリウムガス
の慣性を利用したガスレートジャイロを方位センサに使
用して方位を検出するもの(以下、慣性航法方式とい
う)などの所謂、推測航法システムのほか、3個又は4
個の円軌道衛星(GPS航法衛星という)を使用して地球
上の如何なる場所においても正確な自車位置を検出でき
るようにしたGPSS方式(グローバル・ポジショニング・
システム・ウイズサテライト)などの所謂、衛星航法シ
ステムが提案されている。The navigation system detects, for example, a horizontal component of a geomagnetic vector and uses it as a direction parameter (hereinafter, referred to as a geomagnetic method) or a gas rate gyro using inertia of helium gas as a direction sensor. In addition to so-called dead reckoning systems such as those that detect the
GPSS system (Global Positioning System) that can accurately detect the position of the vehicle anywhere on the earth using multiple circular orbiting satellites (called GPS navigation satellites)
A so-called satellite navigation system such as a system with satellite has been proposed.
ところで、このような車両のナビゲーション装置で
は、コスト上の問題もさることながら先ず誘導精度が高
いことが最も重要である。そして、該誘導精度を基本的
に決定するのは、上記自車位置認識手段の自車位置検出
性能である。したがってその観点から言って現在最も有
望視されているのが、上述した2種の航法システムの中
でも人工衛星を使用した上記GPSS方式による衛星航法シ
ステムである。By the way, in such a vehicle navigation device, it is most important that the guidance accuracy is high first, in addition to the cost problem. It is the vehicle position detection performance of the vehicle position recognition means that basically determines the guidance accuracy. Therefore, the most promising from this point of view is the satellite navigation system based on the GPSS method using an artificial satellite among the above two types of navigation systems.
該衛星航法システムの場合、複数(少なくとも3個、
好ましくは4個以上)の衛星からの距離情報と時刻情報
とを各々受信して2次元または3次元での自車の絶対位
置を認識することができるから、特に他の手段による補
正を必要とせず、それ自体として十分に高い自車位置検
出能力(測位誤差±30m程度)を確保することができる
利点がある。また、当該車両がフェリーボードなどで海
上移送されたような場合にも改めて自車位置を設定し直
す必要がなくなるので便利である。In the case of the satellite navigation system, a plurality (at least three,
(Preferably four or more satellites) can receive the distance information and the time information from the respective satellites and recognize the absolute position of the vehicle in two or three dimensions. However, there is an advantage that a sufficiently high own-vehicle position detection capability (positioning error of about ± 30 m) can be ensured. Further, even when the vehicle is transported by sea on a ferry board or the like, it is not necessary to reset the own vehicle position, which is convenient.
ところが、現状では地球を回る円軌道上に打ち上げら
れた航法衛星の数が十分でなく、常に好ましい4個以上
の航法衛星を確保するということは実際上困難であり、
また仮に4組以上の航法衛星を確保できるようになった
としても、該衛星は独自に自己の軌道上を回っているた
めに、タイミングによっては各衛星間の配列状態が悪
く、何れかの衛星からの信号の受信が不能になって結局
適正な3次元測位が不可能となる事態も起こり得る。However, at present, the number of navigation satellites launched in a circular orbit around the earth is not enough, and it is practically difficult to secure four or more preferable navigation satellites at all times.
Also, even if four or more navigation satellites can be secured, the satellites are in their own orbits, and the arrangement between the satellites is poor depending on the timing. It may be impossible to receive a signal from the GPS, and eventually a proper three-dimensional positioning may not be possible.
つまり、上記のような航法衛星には、第9図に示すよ
うに1日の内でも測位可能な時間帯(Th)と測位不可能
な時間帯(Th以外)とがある。従って、上記測位不可能
な時間帯にあっては、測位誤差が大きくなり、本来その
間の測位データは使用できないことになる。That is, in the above navigation satellites, there are a time zone in which positioning is possible even within one day (Th) and a time zone in which positioning is impossible (other than Th), as shown in FIG. Therefore, in a time zone where positioning is not possible, a positioning error becomes large, and positioning data during that period cannot be used originally.
このようなことから、従来は例えば特開昭63−26529
号公報に記載の発明に見られるように、衛星を使用した
3次元測位システムと上記方位センサを使用した推測航
法による2次元測位システムとの2つの測位システムを
組み合わせるとともに後者の2次元測位システムに対し
てマップマッチング手段を設け、4個以上の衛星による
適正な3次元測位が可能な場合には上記3次元測位シス
テムによって現在位置等の正確な航法データを検出メモ
リする一方、衛星位置又は衛星配列が悪くなるなどして
適正な3次元測位が不可能となった時には推測航法シス
テムによる2次元測位データに道路ネットワークデータ
との関係による修正をかけて可及的に正確に自車位置表
示データを形成する複合的なシステム構成を採用したも
のがある。For this reason, conventionally, for example, JP-A-63-26529
As described in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-260, two positioning systems, a three-dimensional positioning system using a satellite and a two-dimensional positioning system based on dead reckoning using the above-mentioned azimuth sensor, are combined, and the latter two-dimensional positioning system is used. If appropriate three-dimensional positioning by four or more satellites is possible, accurate navigation data such as the current position is detected and stored by the three-dimensional positioning system. When proper three-dimensional positioning becomes impossible due to worsening conditions, etc., the two-dimensional positioning data obtained by the dead reckoning navigation system is modified based on the relationship with the road network data to make the vehicle position display data as accurate as possible. Some adopt a complex system configuration to be formed.
(発明が解決しようとする課題) ところが、現在のところ上記マップマッチング手段に
よる修正が可能な領域、つまりマップマッチングを行な
うためのナビゲーション用の道路データが作成されてい
る地域は極めて限られているし、仮に該マップマッチン
グ用の道路データが全国的に作成される段階になったと
しても日本全国の全ての地域を完全に網羅するというこ
とは実際上考えられないので、どおしてもマップマッチ
ングの可能な地域と不可能な地域とが生じる。(Problems to be Solved by the Invention) However, at present, the area that can be corrected by the map matching means, that is, the area in which road data for navigation for performing map matching is created is extremely limited. Even if the road data for the map matching is created nationwide, it is virtually impossible to completely cover all areas in Japan. And impossible areas occur.
その結果、上記従来技術の構成では、マップマッチン
グエリア内を走行している時と、そうでない時とで車両
現在位置の認識精度に差が生じる問題があった。As a result, in the configuration of the related art, there is a problem that a difference occurs in the recognition accuracy of the current position of the vehicle between when the vehicle is traveling in the map matching area and when it is not.
(課題を解決するための手段) 本願発明は、上記の問題を解決することを目的として
なされたもので、衛星からの情報に基いて自車の絶対位
置を認識する衛星航法システムと、方位および走行距離
に基いて自車の推定位置を求める推測航法システムと、
上記推測航法システムに対して実際の道路ネットワーク
データとの関係でマッチングを取るマップマッチング手
段とを備えてなる車両用ナビゲーション装置において、
上記衛星航法システムにおける測位誤差のレベルを検出
する測位誤差レベル検出手段と、該測位誤差レベル検出
手段により検出された測位誤差のレベルを所定の判定基
準値と比較判定する測位誤差レベル判定手段と、上記測
位誤差レベルを判定するための第1の判定基準値および
該第1の判定基準値よりも判定レベルが高い第2の判定
基準値の2つの判定基準値を設定保持する判定基準値設
定手段と、上記マップマッチング手段の使用中には上記
測位誤差レベル検出手段により検出された測位誤差レベ
ルが上記判定基準値設定手段で設定された第1の判定基
準値以上の時に上記衛星航法システムによって認識され
る自車位置データを使用して現在位置を認識する一方、
上記マップマッチング手段を使用していない時には上記
測位誤差レベル検出手段によって検出された測位誤差レ
ベルが上記第2の判定基準値以上の時にのみ上記衛星航
法システムによって認識される自車位置データを使用し
て現在位置を認識する衛星データ使用制御手段とを設け
たことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and has a satellite navigation system for recognizing an absolute position of a vehicle based on information from a satellite; A dead reckoning system that determines the estimated position of the vehicle based on the mileage;
A vehicle navigation device comprising: a map matching unit that performs matching on the dead reckoning system in relation to actual road network data.
Positioning error level detecting means for detecting the level of the positioning error in the satellite navigation system, positioning error level determining means for comparing the level of the positioning error detected by the positioning error level detecting means with a predetermined determination reference value, A determination reference value setting means for setting and holding two determination reference values, a first determination reference value for determining the positioning error level and a second determination reference value having a determination level higher than the first determination reference value. And when the positioning error level detected by the positioning error level detecting means is equal to or greater than a first criterion value set by the criterion value setting means while the map matching means is being used, the map is recognized by the satellite navigation system. The current position is recognized using the own vehicle position data
When the map matching means is not used, the vehicle position data recognized by the satellite navigation system is used only when the positioning error level detected by the positioning error level detecting means is equal to or greater than the second determination reference value. And satellite data use control means for recognizing the current position.
(作 用) 上記本願発明の車両用ナビゲーション装置では、衛星
航法システムと推測航法システム、並びにマップマッチ
ング手段を備えた車両用のナビゲーション装置におい
て、衛星の測位データの信頼度を表わす測位誤差係数を
検出するようになし、マップマッチング手段が使用され
ているマップマッチング領域ではある程度衛星航法シス
テムの測位誤差レベルが高い場合でも衛星による測位デ
ータを使用して現在位置を認識するようになす一方、マ
ップマッチング手段が使用されていない非マップマッチ
ング領域ではある程度以上に低い測位誤差レベルの衛星
測位データ、つまり測位精度の高い自車位置データしか
採用しないようになっている。(Operation) In the above-described vehicle navigation device of the present invention, the vehicle navigation device including the satellite navigation system, the dead reckoning navigation system, and the map matching means detects the positioning error coefficient indicating the reliability of the positioning data of the satellite. In the map matching area where the map matching means is used, even if the positioning error level of the satellite navigation system is high to some extent, the current position is recognized using the positioning data by the satellite, while the map matching means is used. In the non-map matching area where is not used, only the satellite positioning data with a positioning error level lower than a certain level, that is, the vehicle position data with high positioning accuracy is adopted.
(発明の効果) 従って、本願発明の車両用ナビゲーション装置による
と、マップマッチング領域の内と外との両領域での車両
現在位置の認識精度を略一定に維持することができるよ
うになる。(Effects of the Invention) Therefore, according to the vehicular navigation device of the present invention, it is possible to maintain substantially constant recognition accuracy of the current vehicle position in both the inside and outside of the map matching area.
(実施例) 第2図〜第8図は、本願発明の実施例に係る車両用ナ
ビゲーション装置の構成並びに作用を示している。(Embodiment) FIGS. 2 to 8 show the configuration and operation of a vehicle navigation device according to an embodiment of the present invention.
先ず第2図は、同実施例に於ける車両用ナビゲーショ
ン装置のシステム構造を示すもので、符号10は制御部の
中心をなすナビゲーションコントロールユニットであ
り、該ナビゲーションコントロールユニット10は、中央
情報処理装置(以下、単にCPUという)11、コントロー
ルプログラムを内蔵したりリードオンリー・メモリ(以
下、ROMという)12、各種制御データを随時記憶するラ
ンダムアクセス・メモリ(以下、単にRAMという)13、
後述する各種外部装置と上記CPU11との間でデータを入
出力するインターフェース回路14等から構成されてい
る。First, FIG. 2 shows a system structure of a vehicle navigation system in the embodiment. Reference numeral 10 denotes a navigation control unit which is a center of a control unit, and the navigation control unit 10 is a central information processing device. (Hereinafter simply referred to as CPU) 11, a built-in control program or read-only memory (hereinafter referred to as ROM) 12, a random access memory (hereinafter simply referred to as RAM) 13, which stores various control data as needed,
It comprises an interface circuit 14 for inputting and outputting data between various types of external devices described later and the CPU 11 and the like.
そして、上記ナビゲーションコントロールユニット10
に組み合わされる外部装置としては、先ず上述した地図
形式の走行案内情報を多数枚複数種の縮尺でメモリして
いるCD−ROM(コンパクトディスク型リードオンリーメ
モリ)1の当該地図情報を読み出すための車載用CDプレ
ーヤ2、目的地の設定や変更、再設定、最適経路の変
更、地図内容の詳細表示等の各種操作を行なう操作スイ
ッチ部3、現在の自車位置Pn(Xn,Yn)を検出する自車
位置認識装置4、上記CPU11からの画像信号出力を入力
して例えばメータ・クラスタ部のCRTディスプレイ6の
画面上に表示する表示制御回路5、該表示制御回路5に
付設されたビデオメモリ7等が設けられている。And the above navigation control unit 10
As an external device to be combined with a vehicle, first, a car-mounted device for reading out the map information from a CD-ROM (compact disk type read-only memory) 1 storing a large number of the above-described map-type travel guidance information at a plurality of different scales. CD player 2, operation switch section 3 for performing various operations such as setting and changing and resetting of destinations, changing of optimum route, detailed display of map contents, etc., and detecting current vehicle position Pn (Xn, Yn) A display control circuit 5 for inputting an image signal output from the CPU 11 and displaying the image signal output from the CPU 11 on a screen of a CRT display 6 of a meter cluster unit, for example, and a video memory 7 attached to the display control circuit 5 Etc. are provided.
CDプレーヤ2は、上記CD−ROM1を駆動し、当該CD−RO
M1に記憶されている日本全国の地図情報の内の必要とす
る所定の地域の情報を指定されたアドレス(経度Xと緯
度Yとで指定)に応じて出力し、デコーダ8、インター
フェース回路14を介して上記CPU11に入力する。これら
読み出された情報は、一時的にRAM13に記憶される。上
記デコーダ8を介してデコードされたCDプレーヤ2の出
力は、通常の車載用オーディオ装置(AMP、イコライザ
ー、スピーカー等)9側にも出力されるようになってい
る。The CD player 2 drives the CD-ROM 1 and drives the CD-RO
The information of the required predetermined area in the map information of the whole of Japan stored in M1 is output according to the designated address (designated by longitude X and latitude Y), and the decoder 8 and the interface circuit 14 are output. Input to the CPU 11 via the above. These read information are temporarily stored in the RAM 13. The output of the CD player 2 decoded via the decoder 8 is also output to the side of a normal in-vehicle audio device (AMP, equalizer, speaker, etc.) 9.
上記CD−ROM1には、例えばカラー静止画で3万枚程度
の地図情報が記憶されるようになっており、例えば本実
施例の場合には少なくとも2種類の縮尺(通常/拡大)
のものが用意されている。The CD-ROM 1 stores, for example, map information of about 30,000 color still images. For example, in the case of this embodiment, at least two types of scales (normal / enlarged)
Are available.
次に操作スイッチ3は、例えば画面タッチ型のもので
構成されており、(1)メニュー、(2)情報、(3)
再設定、(4)拡大、(5)縮小、(6)詳細、(7)
修正等の各種の操作スイッチが設けられている。該操作
スイッチ3のON出力は、エンコーダ16でコード化された
後、インターフェース回路14を介して上記CPU11に入力
される。CPU11は、上記操作スイッチ3の入力に応じ所
定の演算(プログラム処理)を行なって上述のCRT駆動
用の表示制御回路5を作動させ、上記指令内容に対応し
た画像に表示させる。Next, the operation switch 3 is formed of, for example, a screen touch type, and includes (1) menu, (2) information, and (3)
Reset, (4) enlarge, (5) shrink, (6) detail, (7)
Various operation switches for correction and the like are provided. The ON output of the operation switch 3 is coded by the encoder 16 and then input to the CPU 11 via the interface circuit 14. The CPU 11 performs a predetermined operation (program processing) in response to the input of the operation switch 3 to operate the display control circuit 5 for driving the CRT, thereby displaying an image corresponding to the instruction.
さらに、現在の自車位置を認識する自車位置認識装置
4は、本実施例の場合、例えば第3図に示すように地磁
気方式の所謂推測航法による第1の自車位置認識手段4A
と、前述したGPSS方式による第2の自車位置認識手段4B
との2組の異った自車位置認識手段を組み合わせて構成
されており、それらの各出力を切換回路20を介して選択
的にCPU11に入力するようになっている。Further, in the case of the present embodiment, the own vehicle position recognizing device 4 which recognizes the current own vehicle position is, for example, as shown in FIG.
And the second vehicle position recognizing means 4B based on the GPSS method described above.
These two sets of different vehicle position recognizing means are combined, and their respective outputs are selectively input to the CPU 11 via the switching circuit 20.
先ず第1の自車位置認識手段4Aは、例えば第3図に示
すようにフラックスゲート等の地磁気を検出する地磁気
センサ41と、車輪の回転から車両の進行速度と走行距離
(1km=637回転:JIS)を検出する車輪速センサ42と、こ
れら両センサ41,42からの出力を受けて当該車両の進行
方向(方位θ)および所定基準点Pstartからの相対距離
lを検出して車両の現在位置Pn(Xn,Yn)を認識するた
めの第1の出力信号処理回路(その認識メカニズムにつ
いては後述:第6図参照)43とから構成されている。First, the first vehicle position recognizing means 4A includes, for example, a geomagnetic sensor 41 for detecting geomagnetism such as a flux gate as shown in FIG. 3, a traveling speed of the vehicle and a traveling distance (1 km = 637 revolutions: JIS), and receives the outputs from both sensors 41, 42 to detect the traveling direction (azimuth θ) of the vehicle and the relative distance 1 from a predetermined reference point Pstart to detect the current position of the vehicle. It comprises a first output signal processing circuit 43 for recognizing Pn (Xn, Yn) (the recognition mechanism will be described later; see FIG. 6) 43.
つまり、少なくとも車両の正確な走行距離lと走行方
向θが分かれば、或る地点a1から或る地点anまでの2点
間の相対的な位置関係は容易に知ることができるわけで
あり、上記或る地点a1が既知(スタート時に設定)の出
発点Pstartであるならば走行中の車両位置anを知ること
ができることになる訳である。That is not least if accurate travel distance l to the running direction θ of the vehicle is known, the relative positional relationship between two points from one point a 1 to a certain point an can easily know, is mean that will be able to the certain point a 1 to know the vehicle position an traveling if the starting point Pstart known (set at the start).
例えば第4図は、その基本原理を示しており、今車両
Aが既知の出発地点a1からan点まで走行しているとする
と、一定の距離(5m程度)a1〜a2、a2〜a3、a3〜a4、a4
〜a5、a5〜a6、a6〜a7、a7〜a8、a8〜a9、a9〜an(この
各点間の単位移動距離l1,l2,l3・・・lnは、上記車輪速
センサ42の出力から求められる)を走行するたびに上記
地磁気センサ41により進行方向θの変化(θ1,θ2,θ3
・・・θn)を求めて座標変換を行ない、上記各2点間
の東西と南北の距離Δx=lcosθとΔy=lsinθとを各
々演算し、それらの地を順次加算して行く。その結果、
結局an点の車両位置(Pn)が特定されることになる。For example FIG. 4 shows the basic principle, when now the vehicle A is to be traveling from the known starting point a 1 to an point, (about 5m) at a distance a 1 ~a 2, a 2 ~ A 3 , a 3 ~ a 4 , a 4
~a 5, a 5 ~a 6, a 6 ~a 7, a 7 ~a 8, a 8 ~a 9, a 9 ~an ( unit moving distance l 1 between the points, l 2, l 3 · .. Ln is calculated from the output of the wheel speed sensor 42) and changes in the traveling direction θ (θ 1 , θ 2 , θ 3 ) by the geomagnetic sensor 41 every time the vehicle travels.
... Θn), coordinate conversion is performed, and the distances Δx = lcosθ and Δy = lsinθ between the east-west and the north-south between the above two points are calculated, and the grounds are sequentially added. as a result,
Eventually, the vehicle position (Pn) at point an is specified.
また、第2の自車位置認識手段4Bは、例えば第5図に
示す全世界測位衛星システム(GPSS)を利用したもので
あり、同図に示す如く、地上局アンテナ75から電波を発
信させる地上の主制御局76と、同地上局アンテナ75から
の送信電波を各々受信する少なくとも最低4基の実行航
法衛星(GPS衛星)77A〜77Dと、これらの各衛星77A〜77
Dからの送信電波を受信して電波の測位誤差の程度を示
す測位誤差係数GDOP値を演算し該GDOP値を上記地上アン
テナ75からの送信電波に重畳させるモニタ局85とを備え
た地上局システムに対して、各車両A側に搭載され第4
図に示す如く上記4機のGPS航法衛星77A〜77Dからの各
送信電波を受信するGPS受信機44と、該GPS受信機44で受
信した各衛星電波相互間の受信タイミングに基づいて上
記4機の衛星77A〜77Dと当該車両A間の距離と高度、時
刻を各々把握して該車両Aの現在位置Pnを絶対的に検出
する衛星航法システム側第2の信号処理回路45とを備え
るとともに、上記衛星電波の測位誤差係数GDOP値の高低
を具体的に検出判定する測位誤差係数検出手段(判定回
路)46とを備えている。該測位誤差係数検出手段(判定
回路)46は、上記GPS受信機44が受信した全体の電波に
含まれたGDOP値が衛星配列の悪い所定値以下のとき、お
よび同電波の強さ(電界強度DB)自体が所定値以下の時
(例えば車両がトンネル内を走行中等の如き電波の受信
不能時等)に測位誤差増大信号を出力するものである。The second vehicle position recognizing means 4B uses, for example, a global positioning satellite system (GPSS) shown in FIG. 5, and transmits a radio wave from a ground station antenna 75 as shown in FIG. Main control station 76, at least four execution navigation satellites (GPS satellites) 77A to 77D each receiving a radio wave transmitted from the ground station antenna 75, and each of these satellites 77A to 77D.
A ground station system including a monitor station 85 which receives a transmission radio wave from D, calculates a positioning error coefficient GDOP value indicating the degree of a positioning error of the radio wave, and superimposes the GDOP value on the transmission radio wave from the terrestrial antenna 75. For each vehicle A
As shown in the figure, a GPS receiver 44 for receiving transmission radio waves from the four GPS navigation satellites 77A to 77D, and the four satellites based on the reception timing between the respective satellite radio waves received by the GPS receiver 44. And the satellite navigation system-side second signal processing circuit 45 for detecting the distance, altitude, and time between the satellites 77A to 77D and the vehicle A, and absolutely detecting the current position Pn of the vehicle A, A positioning error coefficient detection means (determination circuit) 46 for specifically detecting and determining the level of the positioning error coefficient GDOP value of the satellite radio wave. The positioning error coefficient detecting means (judgment circuit) 46 detects when the GDOP value included in the entire radio wave received by the GPS receiver 44 is equal to or less than a predetermined value with poor satellite constellation, and when the radio wave intensity (electric field strength D B ) outputs a positioning error increase signal when the value itself is equal to or smaller than a predetermined value (for example, when a vehicle is traveling in a tunnel or the like and cannot receive a radio wave).
さらに、上記切換回路20は、上記測位誤差係数検出手
段(判定回路)46からの測位誤差増大信号の非出力時に
は衛星利用型の第2の自車位置認識手段(衛星航法シス
テム)4Bを選択する一方、測位誤差増大信号の出力時に
は上記地磁気利用型の第1の自車位置認識手段(推測航
法システム)4Aを選択して、この選択された車両の現在
の自車位置信号を上記ナビゲーションコントロールユニ
ット10のCPU11に出力するものである。Further, the switching circuit 20 selects the second self-vehicle position recognizing means (satellite navigation system) 4B of the satellite type when the positioning error coefficient detecting means (judging circuit) 46 does not output the positioning error increase signal. On the other hand, when the positioning error increase signal is output, the first self-vehicle position recognizing means (dead-reckoning navigation system) 4A of the geomagnetic type is selected, and the current own-vehicle position signal of the selected vehicle is transmitted to the navigation control unit. This is output to the CPU 11 of 10.
そして、上記第2図に示されるナビゲーションコント
ロールユニット10は、上記のようにして認識された実際
の車両位置Pnを基準として予じめ設定されている上記目
的地Poとの関係において常時最適経路をフォローさせる
べくナビゲーションコントロールを行うようになってお
り、目的地Poとの関係における同最適経路の表示は例え
ば第7図のようにしてなされる。Then, the navigation control unit 10 shown in FIG. 2 always sets the optimal route in relation to the destination Po set in advance based on the actual vehicle position Pn recognized as described above. Navigation control is performed so as to follow the route, and the display of the optimum route in relation to the destination Po is performed, for example, as shown in FIG.
すなわち、先ず最初に運転の開始に先立ってステップ
S1で上述の自車位置をCDプレーヤ2に装填してCDプレー
ヤ2を駆動する。これにより、これから行こうとする目
的地Poに対応して設定される最適走行経路の地図情報
(通常縮尺)が読み出し可能な状態となる。That is, first, before starting operation,
It was loaded vehicle position above the CD player 2 in S 1 driving the CD player 2. As a result, the map information (normal scale) of the optimal traveling route set corresponding to the destination Po to be made from now on can be read.
次にステップS2に進み、上記操作スイッチ3を操作す
ることによって今から行こうとする目的地Poを具体的に
設定する。Next, in step S 2, specifically set a destination Po to go from now by operating the operation switch 3.
さらに、該状態において上述の自車位置認識装置4を
機能させて正確な自車位置Pstartを読み込む(RAMに入
力)。Further, in this state, the above-mentioned own-vehicle position recognizing device 4 is operated to read an accurate own-vehicle position Pstart (input to the RAM).
そして、続くステップS3で上記現在の自車位置Pstart
から設定された目的地Poまでの最適経路を設定し、該最
適経路に基づいたスタート地点Pstartからの初期ページ
(No1地図)を上記メータクラスター側のCRTディスプレ
イ6の画面上に表示し、該画面の地図道路上に自車位置
マークMPを重畳状態でプロットする。そして、ステップ
S4,S5に示すように車両の進行に伴って順次所定のサイ
クル毎に現在位置を認識し、それを基にして上記自車位
置の表示を順次更新して行く。Then, the in the subsequent step S 3 the current vehicle position Pstart
From the start point Pstart based on the optimal route, and displays an initial page (No. 1 map) on the screen of the CRT display 6 on the meter cluster side. The vehicle position mark MP is plotted on the map road in a superimposed state. And step
As shown in S 4 and S 5 , the current position is sequentially recognized at predetermined cycles as the vehicle advances, and the display of the own vehicle position is sequentially updated based on the current position.
ところで、上記自車位置の表示に際して、使用する測
位手法の精度によって大きさは増減されるものの測位に
伴なう誤差の発生は避け得ず、特に推測航法では誤差が
累積されていくため、自車の現在位置が走行中の道路か
ら次第にズレて誤った道路上に表示される可能性があ
る。By the way, when displaying the position of the own vehicle, although the size is increased or decreased depending on the accuracy of the positioning method to be used, errors due to positioning cannot be avoided. Particularly, in dead reckoning navigation, errors are accumulated. There is a possibility that the current position of the car is gradually shifted from the road on which the vehicle is traveling and is displayed on the wrong road.
このため、本実施例の車両用ナビゲーション装置にお
いては、自車近傍の道路のうち、自車が走行中である可
能性も最も高い道路上に自車の現在位置を引込んで位置
修正する、いわゆるマップマッチングを所定距離走行毎
あるいは所定時間毎など必要に応じて行ない、これによ
り位置ズレを随時修正し、上記誤差の累積を防止してい
る。そして、このマップマッチングを行なうため、自車
近傍の道路全てをリストアップして候補リストを作成
し、それを記憶すると共に、自車の走行に伴ない各道路
について自車がその道路を走行中なのか否か走行可能性
を評価するようにしている。そして、その上で上記自車
位置のプロット表示を行うようにしている。For this reason, in the vehicle navigation device of the present embodiment, among the roads near the own vehicle, the current position of the own vehicle is corrected by pulling the current position on the road that is most likely to be running. Map matching is performed as necessary, such as every predetermined distance or every predetermined time, thereby correcting the positional deviation as needed and preventing the accumulation of the error. Then, in order to perform this map matching, all the roads in the vicinity of the own vehicle are listed up, a candidate list is created and stored, and at the same time, the own vehicle is traveling on that road for each road accompanying the own vehicle. It is designed to evaluate the possibility of running. Then, the plot display of the position of the own vehicle is performed.
次に上記ナビゲーションコントロールユニット10によ
るGPS3次元測位システム並びに推測航法による2次元測
位システムとマップマッチングシステムとの関連する制
御動作について第7図のフローチャートを参照して詳細
に説明する。Next, the control operation related to the GPS three-dimensional positioning system by the navigation control unit 10 and the two-dimensional positioning system by dead reckoning and the map matching system will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
先ずステップS1では、スタート地点Pstartの現在値デ
ータ(経度X=Xo,緯度Y=Yo)をマニュアル操作によ
ってメモリに入力する。First, at a step S 1, and inputs the current value data starting point Pstart (longitude X = Xo, latitude Y = Yo) by a manual operation in the memory.
その後、ステップS2で所定時間tの経過を確認した上
でステップS3に進み、実際に車両が移動(走行)したか
否かを判定する。Thereafter, the process proceeds to step S 3 after confirming the lapse of a predetermined time t at step S 2, actually determines whether the vehicle has moved (running).
そして、車両が走行を開始しているYES判定の場合に
は、ステップS4で、その時の地磁気センサによって検出
された車両方位θをメモリに入力する。またステップS5
で車輪速センサの出力に基いて上記走行による移動距離
lを産出する。In the case of YES determination that the vehicle has started traveling, in step S 4, and inputs the vehicle direction θ detected by the geomagnetic sensor when its memory. Step S 5
Generates the moving distance 1 by the traveling based on the output of the wheel speed sensor.
次に、さらにステップS6に進み、上述した第4図の測
定原理に基いて上記車両方位θと移動距離lから、現在
の移動点Pn(X1,Y1)を算出(X1=lcosθ,X2=lsinθ)
する。Then, further proceeds to step S 6, the movement distance l between the vehicle direction θ on the basis of the measurement principle of FIG. 4 described above, calculates the current moving point Pn (X 1, Y 1) (X 1 = lcosθ , X 2 = lsinθ)
I do.
その上でステップS7に進み、上記ステップS6で算出さ
れた移動点Pn(X1,Y1)に対応する道路のデータがメモ
リ中にあるか否かを判定する。その結果、YES(道路デ
ータであり)となると、続くステップS8で上記移動点Pn
と当該道路データとを比較し、実際の道路上の座標X1,Y
1を求め(マップマッチング)、ステップS9で先に述べ
た測位誤差計数値GDOP値の判定基準値CLの値を第1の基
準値0に設定する。Moreover the process proceeds to step S7, the data of the road corresponding to the movement point calculated in step S 6 Pn (X 1, Y 1) determines whether is in the memory. Consequently, YES (Yes in road data) when it comes to, the moving point in the subsequent step S 8 Pn
Is compared with the road data, and coordinates X 1 , Y on the actual road are compared.
1 determined (map matching), sets the value of the judgment reference value CL of the positioning error count GDOP values mentioned earlier in step S 9 to a first reference value 0.
他方、上記ステップS7で移動点Pnに対応する道路デー
タがない(NO)と判定された場合には、ステップS10に
進んで上記判定基準値CLの値を第2の基準値3に設定す
る。On the other hand, if it is determined that there is no corresponding road data to the mobile point Pn at step S 7 (NO), the setting value of the judgment reference value CL to the second reference value 3 proceeds to step S 10 I do.
以上のようにして、各々測位誤差係数の判定基準値CL
の設定が終了すると、今度はステップS11に進んで上述
したGPS受信機77A〜77Dは受信できるか否かの判断に進
む。As described above, the determination reference value CL of each positioning error coefficient
When the setting is finished, turn willing GPS receiver 77A~77D described above in step S 11 proceeds to the determination of whether it can receive.
そして、GPS受信機44が受信可能であることが確認さ
れると、ステップS12,S13に進んで、上記測位誤差係数G
DOP値検出手段によって検出されたGDOP値が上記ステッ
プS9又はステップS10で設定された判定基準値CL(CL=
0又はCL=3)以下であるか否かを判断し、YES(良
好)となると当該衛星による測位データXG,YGを求め
る。When it is confirmed that the GPS receiver 44 can receive, the process proceeds to step S 12, S 13, the positioning error coefficients G
GDOP value detected by the DOP value detecting means performs the above step S 9 or step S 10 at the set criterion value CL (CL =
0 or CL = 3) or less, and if YES (good), the positioning data X G , Y G of the satellite is obtained.
他方、GPS受信機77A〜77Dの受信が不可能であったり
(ステップS11でNO)、測位誤差係数GDOP値が上記判定
基準値CLよりも高い(不良)場合(ステップS12でNO)
には上記衛星による測位データXG,YGの値をXG=0,YG=
0にリセットた上で上記ステップS15の現在位置X,Yの演
算動作に進む。On the other hand, or it is impossible to receive the GPS receiver 77a to 77d (NO at step S 11), the positioning error coefficient GDOP value is higher than the determination reference value CL (bad) when (NO at step S 12)
Indicates the values of the positioning data X G and Y G obtained by the above satellites as X G = 0 and Y G =
0 to the current position X in step S 15 on was reset, the process proceeds to the calculation operation of the Y.
該ステップS15の現在位置座標X,Yの演算は、上記ステ
ップS8で求めた道路上の座標X1,Y1と上記衛星による測
位データXG,YGを使用して図示のように演算することに
よって求められる。Current position coordinates X of the step S 15, the calculation of Y the coordinates X 1, Y 1 and positioning data X G by the satellites on the road obtained in step S 8, as shown by using the Y G It is obtained by calculating.
そして、該演算が完了すると、ステップS16に進み、
該演算値X,Yに基いて車両の現在位置を表示する。When the operation is completed, the process proceeds to step S 16,
The current position of the vehicle is displayed based on the calculated values X and Y.
以上の結果、本実施例によればマップマッチエリア内
外領域での車両現在位置の認識精度を可及的に向上させ
ることができる。As a result, according to the present embodiment, it is possible to improve the accuracy of recognizing the current vehicle position in the inside and outside regions of the map match area as much as possible.
なお、上記第7図のフローチャートにはマップマッチ
エリアであるか否かの判定を移動点X1,Y1のエリアに対
応する道路データがあるか否かによって判断するように
構成したが、該判定は例えば直接「マップマッチエリア
か」ということで判定しても良いし、また第8図のフロ
ーチャートのステップS7′,S8′に示すように2つの動
作で判定してもよいことは言うまでもない。Note that the flowchart of FIG. 7 is configured to determine whether or not the area is the map match area based on whether or not there is road data corresponding to the area of the moving points X 1 and Y 1. determination may be determined by the fact that for example directly "or the map matching area", also step S 7 of the flowchart in Figure 8 ', S 8' can be determined in two operations as shown in the Needless to say.
第1図は、本願発明の車両用ナビゲーション装置のクレ
ーム対応図、第2図は、同装置の全体的なシステム構成
を示すブロック図、第3図は、同第2図の自車位置認識
装置の内部構成を示すブロック図、第4図は、同自車位
置認識装置の内の第1の自車位置認識手段の認識原理を
示す説明図、第5図は、同第2の自車位置認識手段の認
識原理を示す説明図、第6図は、上記第2図の構成にお
ける基本的なナビゲーションコントロールユニット動作
を示すフローチャート、第7図は、本発明実施例の要部
のマップマッチングを使用した現在位置の認識表示動作
を示すフローチャート、第8図は、第7図のフローチャ
ートの変形例を示す要部のフローチャート、第9図は、
一日(24時間)の内の衛星状態を示す衛星飛来予想図で
ある。 1……CD−ROM 2……CDプレーヤ 3……操作スイッチ 4……自車位置認識装置 4A……第1の自車位置認識手段 4B……第2の自車位置認識手段 6……CRTディスプレイ 10……ナビゲーションコントロールユニット 11……CPU 41……地磁気センサ 42……車輪速センサ 44……GPS受信機 77A〜77D……航法衛星FIG. 1 is a diagram corresponding to a claim of the vehicle navigation device of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the overall system configuration of the device, and FIG. 3 is a vehicle position recognition device of FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the principle of recognition by a first vehicle position recognition means in the vehicle position recognition device, and FIG. 5 is a second vehicle position; FIG. 6 is an explanatory diagram showing the recognition principle of the recognition means, FIG. 6 is a flowchart showing the basic operation of the navigation control unit in the configuration of FIG. 2, and FIG. 7 uses map matching of the main part of the embodiment of the present invention. FIG. 8 is a flowchart showing a current position recognition display operation, FIG. 8 is a flowchart of a main part showing a modification of the flowchart of FIG. 7, and FIG.
It is a satellite arrival forecast figure which shows a satellite state in one day (24 hours). DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CD-ROM 2 ... CD player 3 ... Operation switch 4 ... Local vehicle position recognition device 4A ... First vehicle position recognition means 4B ... Second vehicle position recognition means 6 ... CRT Display 10 Navigation control unit 11 CPU 41 Geomagnetic sensor 42 Wheel speed sensor 44 GPS receiver 77A to 77D Navigation satellite
Claims (1)
認識する衛星航法システムと、方位および走行距離に基
いて自車の推定位置を求める推測航法システムと、上記
推測航法システムに対して実際の道路ネットワークデー
タとの関係でマッチングを取るマップマッチング手段と
を備えてなる車両用ナビゲーション装置において、上記
衛星航法システムにおける測位誤差のレベルを検出する
測位誤差レベル検出手段と、該測位誤差レベル検出手段
により検出された測位誤差のレベルを所定の判定基準値
と比較判定する測位誤差レベル判定手段と、上記測位誤
差レベルを判定するための第1の判定基準値および該第
1の判定基準値よりも判定レベルが高い第2の判定基準
値の2つの判定基準値を設定保持する判定基準値設定手
段と、上記マップマッチング手段の使用中には上記測位
誤差レベル検出手段により検出された測位誤差レベルが
上記判定基準値設定手段で設定された第1の判定基準値
以上の時に上記衛星航法システムによって認識される自
車位置データを使用して現在位置を認識する一方、上記
マップマッチング手段を使用していない時には上記測位
誤差レベル検出手段によって検出された測位誤差レベル
が上記第2の判定基準値以上の時にのみ上記衛星航法シ
ステムによって認識される自車位置データを使用して現
在位置を認識する衛星データ使用制御手段とを設けたこ
とを特徴とする車両用ナビゲーション装置。1. A satellite navigation system for recognizing an absolute position of a vehicle based on information from a satellite, a dead reckoning system for obtaining an estimated position of the vehicle based on an azimuth and a traveling distance, and a dead reckoning navigation system. A vehicle navigation apparatus comprising a map matching means for performing matching in relation to actual road network data, wherein a positioning error level detecting means for detecting a level of a positioning error in the satellite navigation system; Positioning error level determining means for comparing the level of the positioning error detected by the detecting means with a predetermined determination reference value, a first determination reference value for determining the positioning error level, and the first determination reference value A criterion value setting means for setting and holding two criterion values of a second criterion value having a higher criterion level; While the switching means is in use, the vehicle recognized by the satellite navigation system when the positioning error level detected by the positioning error level detecting means is equal to or greater than a first criterion value set by the criterion value setting means. While the current position is recognized using the position data, when the map matching means is not used, the satellite is only used when the positioning error level detected by the positioning error level detecting means is equal to or higher than the second determination reference value. A vehicle navigation device comprising: satellite data use control means for recognizing a current position using own vehicle position data recognized by a navigation system.
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---|---|---|---|
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1990
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