JP3933800B2 - ナビゲーション装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されるナビゲーション装置に関し、特に、正確な位置の測定を可能にしたものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のナビゲーション装置では、自車位置を求めるために、自律航法とGPS衛星を利用する測位方法とを併用している。自律航法は、車両速度と走行方向との検出結果を用いて、ある位置から次の位置を求める動作を繰り返しているため、測定誤差が累積される。一方、GPS衛星を利用する測位方法は、所定数の衛星が視野に入る場所でないと正確な位置の測定ができず、また、衛星の配置によって測位精度が違ってくる。
【0003】
そこで、従来のナビゲーション装置は、自律航法による位置測定を行ないながら、適宜の間隔でGPS衛星を利用して位置を測定し、自律航法による測定位置とGPS衛星を用いて測定した位置との距離が、GPSの測定精度から定まる許容範囲を超えているときに、自律航法の測定位置をGPS衛星の測定位置に引き戻して、そこから再び自律航法による測定を繰り返している。
【0004】
また、GPS衛星を利用する測位では、GPSの誤差情報を利用して、より正確な位置を測定するDGPS(Diffelential GPS)と言うシステムが知られている。この誤差情報は、正確な位置が分かっているアンテナでGPS衛星の信号を受信することによって求められ、この誤差情報がFM放送等を通じて周辺の各GPS受信機に伝えられる。
【0005】
図4は従来のナビゲーション装置の構成を示している。この装置は、FM放送等で送信されるGPS衛星の信号の誤差情報を受信するDGPS情報受信手段1と、GPS衛星の信号とDGPS情報とを用いて測位演算を行ない位置を算出するGPS受信機2と、車速パルス等により自車の速度を測定する速度測定手段3と、ジャイロ等により自車の方位を測定する方位測定手段4と、道路の形状データを記録している地図データ記録部5と、GPS衛星の配置を基にGPS受信機2で求めた測位位置の精度を評価するGPS測位精度評価部6と、これらの情報より自車位置を算出する自車位置算出部7とを備えている。
【0006】
次に、この装置の動作について説明する。DGPS情報受信手段1は、FM放送等で送信されるGPS衛星の信号の誤差情報を受信する。GPS受信機2は、GPS衛星からの信号を誤差情報により補正して測位演算を行ない、自車位置を算出する。速度測定手段3は、車速パルス等により自車の速度を測定し、方位測定手段4は、ジャイロ等により自車の方位を測定する。
【0007】
自車位置算出部7は、速度測定手段3及び方位測定手段4で測定された速度及び方位により自律航法を行ない、また、地図データ記録部5に記録されている道路とのマップマッチングを行ない、自車の位置を算出する。
【0008】
また、自車位置算出部7は、GPS受信機2での測位位置と自律航法で求めた自車位置との間の距離を、GPSの測定精度の下での許容誤差範囲と比較する。このGPSの測定精度はGPS測位精度評価部6により評価される。自車位置算出部7は、この距離が許容誤差範囲内にあれば、そのまま自律航法を続け、また、この距離が許容誤差範囲を超えているときは、自車位置をGPS受信機2の測位位置へ修正した後、自律航法を続ける。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
GPS受信機での測位精度は、GPS衛星からの電波がビル等で反射してマルチパスが形成される場所では低下する。しかし、従来のナビゲーション装置では、GPSによる測位の精度評価が、衛星の配置に基づいて行なわれており、このマルチパスによる精度劣化を評価することができない。そのため、従来のナビゲーション装置では、条件の悪い状況の下でも有効に機能するように、GPS測位精度評価部6での測定精度の評価は、高層ビル街等のマルチパス多発地域での精度に合わせて調整せざるを得ない。その結果として、マルチパスによる影響が殆ど無い通常の地域においては、GPS受信機の精度を過小評価してしまうこととなり、自律航法による自車位置がずれた場合に、正確な位置への引き戻しが遅くなってしまうという問題点があった。
【0010】
本発明は、このような従来の問題点を解決するものであり、自律航法による自車位置がずれた場合に、素早く正確な位置に引き戻すことを可能とするナビゲーション装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のナビゲーション装置では、GPS測位精度評価部において、GPSで測定した測位位置の軌跡と道路形状との相関を取ることによって測位位置の精度を求め、または、地図データ記録部に道路の形状データの他に各地のマルチパスによるGPSの精度劣化情報を記録し、このGPSの精度劣化情報を加味してGPSで測定した測位位置の精度を求め、あるいは、建物からのGPS信号の反射波の有無を識別し、その識別結果を加味してGPSで測定した測位位置の精度を求めている。
【0012】
そのため、GPSの測位精度を正確に求めることができ、算出した自車位置が、この精度の許容範囲を超えたときに、素早く正確な位置に引き戻すことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、FM放送等で送信される、GPS衛星の信号の誤差情報を受信するDGPS情報受信手段と、GPS衛星の信号及びDGPS情報により測位演算を行ない測位位置を算出するGPS受信機と、車速パルス等により自車の速度を測定する速度測定手段と、ジャイロ等により自車の方位を測定する方位測定手段と、道路の形状データが記録されている地図データ記録部と、測位位置の精度を評価するGPS測位精度評価部と、これらから得られる情報により自車位置を算出する自車位置算出部とを備えるナビゲーション装置において、この地図データ記録部に、道路の形状データの他に建物の形状を記録し、GPS測位精度評価部が、建物で遮られているGPS衛星からの電波を受信しているかどうかによって建物からの反射波の有無を識別し、その識別結果を加味して測位位置の精度を求め、自車位置算出部が、算出した自車位置と測位位置との距離が測位位置の精度の許容範囲を超えたときに、自車位置を測位位置に引き戻すようにしたものであり、GPSの測位精度を正確に求めることができるため、算出した自車位置がこの精度の許容範囲を超えたときに、素早く正確な位置に引き戻すことができる。
【0016】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【0017】
(第1の実施形態)
第1の実施形態のナビゲーション装置は、図1に示すように、FM放送等で送信されるGPS衛星の信号の誤差情報を受信するDGPS情報受信手段101と、GPS衛星の信号とDGPS情報とにより測位演算を行ない自車位置を算出するGPS受信機102と、車速パルス等により自車の速度を測定する速度測定手段103と、ジャイロ等により自車の方位を測定する方位測定手段104と、道路の形状データを記録している地図データ記録部105と、測位位置の軌跡を記録する測位位置記録部106と、測位位置の軌跡と道路形状との相関を取り測位位置の精度を評価するGPS測位精度評価部107と、これらの情報により自車位置を算出する自車位置算出部108とを備えている。
【0018】
次に、この装置の動作について説明する。DGPS情報受信手段101は、FM放送等で送信されるGPS衛星の信号の誤差情報を受信する。GPS受信機102は、GPS衛星からの信号を誤差情報により補正して測位演算を行ない、自車位置を算出する。速度測定手段103は、車速パルス等により自車の速度を測定し、方位測定手段104は、ジャイロ等により自車の方位を測定する。自車位置算出部108は、速度測定手段103及び方位測定手段104により測定された速度及び方位を基に自律航法で位置を求め、地図データ記録部105に形状データが記録されている道路とのマップマッチングを行ない、自車の位置を算出する。
【0019】
測位位置記録部106はGPS受信機102の測位結果の軌跡を記録する。GPS測位精度評価部107は、測位位置記録部106が記録した測位位置の軌跡と、地図データ記録部105に記録されている道路形状との相関を取り、GPS受信機102による測位位置の精度を評価する。自車位置算出部108は、GPS受信機102の測位位置と自律航法による自車位置とが、GPS測位精度評価部107により評価されたGPSの精度の許容範囲よりも離れていた場合に、自車位置をGPS受信機102の測位位置へ修正する。
【0020】
このように、第1の実施形態では、GPSで求めた測位位置の軌跡と、地図データ記録部105に記録されている道路の形状データとの相関を取ることにより、GPSの測位精度を評価している。そのため、GPSの測位精度を正確に評価することができ、自律航法による自車位置がGPSの測位精度の許容範囲から外れたときに素早く正確な位置に引き戻すことが可能になる。
【0021】
(第2の実施形態)
第2の実施形態のナビゲーション装置は、GPSの測定精度を、その場所でのマルチパスの発生状況に応じて評価している。
【0022】
この装置は、図2に示すように、DGPS情報受信手段101、GPS受信機102、速度測定手段103、方位測定手段104の他に、道路の形状及び地域ごとのマルチパスによるGPSの精度劣化情報が記録された地図データ記録部109と、測位位置と精度劣化情報とから測位位置の精度を評価するGPS測位精度評価部110と、これらの情報を基に自車位置を算出する自車位置算出部108とを備えている。
【0023】
次に、この装置の動作について説明する。DGPS情報受信手段101、GPS受信機102、速度測定手段103、方位測定手段104及び自車位置算出部108は、第1の実施形態(図1)と同様の動作を行なう。
【0024】
GPS測位精度評価部110は、衛星配置より算出した測位位置精度に、地図データ記録部109に記録されているマルチパスによる精度劣化情報を加味して、測位精度を算出する。自車位置算出部108は、GPS受信機102の測位位置と自律航法による自車位置とが、GPS測位精度評価部110により評価されたGPSの精度の許容範囲よりも離れていた場合に、自車位置をGPS受信機の測位位置へ修正する。
【0025】
このように、第2の実施形態では、地図データ記録部111に記録されたマルチパスによるGPSの精度劣化情報を基に、各位置でのGPSの測位精度を正確に評価することができる。そのため、自律航法による自車位置がGPSの測位精度の許容範囲から外れたときに素早く正確な位置に引き戻すことが可能になる。
【0026】
(第3の実施形態)
第3の実施形態のナビゲーション装置は、建物に遮られて、本来なら受信できる筈のない衛星からの電波を受信した場合に、その位置には反射波が到来しているものと見て測定精度の評価を低めている。
【0027】
この装置は、図3に示すように、DGPS情報受信手段101、GPS受信機102、速度測定手段103、方位測定手段104の他に、道路の形状及び建物の形状が記録されている地図データ記録部111と、建物の反射波を識別して精度劣化情報を求め、測位位置とこの精度劣化情報とから測位位置の精度を評価するGPS測位精度評価部112と、これらの情報を基に自車位置を算出する自車位置算出部108とを備えている。
【0028】
次に、この装置の動作について説明する。DGPS情報受信手段101、GPS受信機102、速度測定手段103、方位測定手段104及び自車位置算出部108は、第1の実施形態(図1)と同様の動作を行なう。
【0029】
GPS測位精度評価部112は、測位位置から受信できる衛星を地図データ記録部111に記録されている建物の形状データより算出し、GPS受信機102で受信できないはずの衛星からの電波を受信していた場合に、反射波を受信していると判断し、衛星配置から算出した測位精度に反射による精度劣化分を加味して測位精度を算出する。
【0030】
自車位置算出部108は、GPS受信機の測位位置と自律航法による自車位置とが、GPS測位精度評価部112により評価されたGPSの精度の許容範囲よりも離れていた場合に、自車位置をGPS受信機102の測位位置へ修正する。
【0031】
このように、第3の実施形態では、地図データ記録部111に記録されている建物の形状を基に、GPS測位精度評価部112でGPSの測位精度を正確に評価することが出来る。そのため、自律航法による自車位置がGPSの測位精度の許容範囲から外れたときに素早く正確な位置に引き戻すことが可能になる。
【0032】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のナビゲーション装置は、GPSの測位精度を正確に評価することが出来るため、自律航法で求めた自車位置がGPSの測位精度の許容範囲から外れたときに素早く正確な位置に引き戻すことができ、自車位置の正しい推移を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図、
【図2】本発明の第2の実施形態におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図、
【図3】本発明の第3の実施形態におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図、
【図4】従来のナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 DGPS情報受信手段
2 GPS受信機
3 速度測定手段
4 方位測定手段
5 地図データ記録部
6 GPS測位精度評価部
7 自車位置算出部
101 DGPS情報受信手段
102 GPS受信機
103 速度測定手段
104 方位測定手段
105 地図データ記録部
106 測位位置記録部
107 GPS測位精度評価部
108 自車位置算出部
109 地図データ記録部
110 GPS測位精度評価部
111 地図データ記録部
112 GPS測位精度評価部
Claims (1)
- FM放送等で送信される、GPS衛星の信号の誤差情報を受信するDGPS情報受信手段と、GPS衛星の信号及びDGPS情報により測位演算を行ない測位位置を算出するGPS受信機と、車速パルス等により自車の速度を測定する速度測定手段と、ジャイロ等により自車の方位を測定する方位測定手段と、道路の形状データが記録されている地図データ記録部と、前記測位位置の精度を評価するGPS測位精度評価部と、これらから得られる情報により自車位置を算出する自車位置算出部とを備えるナビゲーション装置において、
前記地図データ記録部に、前記道路の形状データの他に建物の形状が記録され、前記GPS測位精度評価部が、建物で遮られているGPS衛星からの電波を受信しているかどうかによって建物からの反射波の有無を識別し、その識別結果を加味して前記測位位置の精度を求め、前記自車位置算出部が、算出した自車位置と前記測位位置との距離が測位位置の前記精度の許容範囲を超えたときに、自車位置を前記測位位置に引き戻すことを特徴とするナビゲーション装置。
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