JP4248083B2 - 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】
本発明は車載ナビゲーション装置における交通情報データ及び現在位置補正データの1チューナ多重受信技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
車載ナビゲーション装置は、車の現在位置から目的地までの経路(誘導路)を地図上に示して画面表示し、運転者の走行補助に供する。
ナビゲーション装置の経路誘導方法として、地図上の道路や地名、建物等を数値化して作られたデータベースに基づいて誘導路を探索・計算し、得られた誘導路と、ジャイロスコープや車速パルスを用いた自立航法およびGPS信号を用いた電波航法から推定した自車位置とをマップマッチングしながら画面上に表示して経路誘導する方法がよく知られている。
この場合、GPS信号だけでは自車位置に200m(メートル)位の誤差が生じる可能性があるので、地上のFM放送局からの位置補正用データ(デイファレンシャルGPS(以下、dGPS)用のデータ)を受信してGPSデータを補正することにより精度の高い自車位置を得ている。
【0003】
また、ナビゲーション装置として位置情報だけでなく、VICS(交通情報サービスの登録商標)データを受信して交通規制や交通事故、渋滞の度合い等を画面上に文字や図形等で表示する交通情報表示を行なっているものがある。
【0004】
また、上述したdGPSデータは地域局のFMネットワークから送出・提供されており、VICSデータはNHK(日本放送協会)のFMネットワークから送出・提供されている。
【0005】
このような2つの異なるデータを受信するためには2つの独立したチューナをナビゲーション装置に設置すればよいが、車に搭載するためにサイズが限定され、より小型化の求められるナビゲーション装置では一つのチューナで上記2つのデータを受信する1チューナFM多重放送受信機を備えたものがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した1チューナFM多重放送受信機では、従来、VICSデータ受信中に一定間隔でdGPSデータを受信している。しかし、VICSデータとdGPSデータは上述したように異なる放送局から送出されているので、両データを必要とする1チューナFM多重放送受信機ではVICSデータ受信中にdGPS位置補正データを受信するときはVICSデータが一時的に欠落し、画面上で一部分の交通情報の表示がなされなくなるという問題点があった。
【0007】
また、1つのチューナで2つの放送局からの電波を受信する場合に、放送局を切換えながら時分割でデータを受信する方式があるが、この方式では図8に示すように従局(この例ではdGPSサービス放送局)83で放送(送出)しているdGPSデータの中の必要データ84を正常に受信するためには、主局(この例ではVICS放送局)81側から従局83側への切換えタイミング82は必要データ84が放送(送出)されるタイミングより従局83での立ち上がり時間t1だけ前でなければならない。
【0008】
従来技術では上記切り替えタイミングをきめるために、立ち上がり時間t1としてその最大値を用い、主局81から従局83への切換えタイミング82を決定していた。すなわち、従局83での立ち上がり時間は前後の受信周波数の差分によって異なるがそのうちの最大立ち上がり時間を主局81から従局への切換えタイミング決定に用いていた。そのために、図8に示すように切換え前後の周波数の差分が少ない場合には、立ち上がり時間t1=実際の立ち上がり時間t1’+待ち時間t1”となって、余分な待ち時間t1”が発生するという問題点があった。なお、図8及び図9の説明図で符号t’は主局81でのデータ欠落時間(データ受信休止期間)、t2は従局84のデータ送信時間、t3は主局81の立ち上がり時間である。
【0009】
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、交通情報データと位置補正用データを1つのチューナで受信する際に、交通情報データの欠落を最小限に抑えて受信する1チューナFM多重放送受信部を備えたナビゲーション装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第1の発明のナビゲーション装置は、車の現在位置から目的地までの経路を地図上に示して表示し、走行補助をなすナビゲーション装置において、第1のFM多重局から送信される交通情報データと第2のFM多重局から送信される現在位置補正用データとを一の受信部で受信する受信手段と、電源の立ち上りを検出する電源立ち上り検出手段と、この電源立ち上り検出手段によって電源立ち上りが検出されてから所定期間は現在位置補正用データを第1の所定時間間隔で受信し、所定期間経過後は現在位置補正用データを第1の所定時間間隔より短い第2の所定時間間隔で受信する受信切換え手段と、を備えたことを特徴とする。
【0013】
また、第2の発明のナビゲーション装置は、車の現在位置から目的地までの経路を地図上に示して表示し、走行補助をなすナビゲーション装置において、第1のFM多重局から送信される交通情報データと第2のFM多重局から送信される現在位置補正用データとを一の受信部で受信する受信手段と、電源の立ち上りを検出する電源立ち上り検出手段と、この電源立ち上り検出手段によって電源立ち上りが検出されてから所定期間は現在位置補正用データを第1の所定時間間隔で受信し、所定期間経過後は現在位置補正用データを第1の所定時間間隔より短い第2の所定時間間隔で受信する第1の期間と、現在位置補正用データを毎フレーム受信する第2の期間とを交互に繰り返す受信切換え手段と、を備えたことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
[ナビゲーション装置の構成例]
図1は、本発明を適用可能なナビゲーション装置の一実施例を示すブロック図である。また、図2は、図1に示す1チューナFM多重受信部及び制御部の構成例を示すブロック図である。
【0015】
図1で、ナビゲーション装置100は、絶対位置・方位検出部1、相対方位検出部2、車速検出部3、1チューナFM多重受信部4、制御部5、CD−ROM制御部6、入力部7及び表示部8を備えている。
【0016】
絶対位置・方位検出部1はアンテナ(図示せず)を有し、GPS(Global Positioning System)からの電波を受信して絶対位置(絶対座標)及び方位を検出して制御部5に送出する。また、相対方位検出部2はジャイロ等の方位検出装置を備え、検出した方位を制御部5に送出する。また、車速検出部3は車の走行に伴って得る回転パルスから車速を得て制御部5に送出する。これらの検出値(方位及び速度)はGPSから得た絶対位置及び方向を補正し車の現在位置を決定するために制御部5で用いられる。
【0017】
1チューナFM多重受信部4は、図2に示すように、チューナ制御部41、多重信号復調部42、多重データデコード部43及びアンテナ44を備えており、1チューナでVICSデータ及び多重FM信号を受信し、復調及びデコード後のVICSデータ及びdGPSデータを制御部5に送出する。
【0018】
チューナ制御部41は制御部5からの制御信号に基づいてVICSデータ信号及びdGPSデータ信号の受信切換え制御を行う。アンテナ44により受信された受信電波は多重信号受信部42によって復調され、多重データデコード部43でデコードされて制御部5に送られる。このうち、VICSデータは交通情報として表示するために制御部5を介して表示部8に送られ、dGPSデータはGPSから得た絶対位置及び方向を補正し車の現在位置を決定するために制御部5で用いられる。
【0019】
制御部5はCPU51、プログラム格納用ROM52及びRAM53からなるマイクロプロセッサ構成をなし、プログラム格納用ROM52に格納されているナビゲーション制御プログラムによりナビゲーション装置100全体の制御を行なうと共に信号受信制御手段(実施例ではプログラム格納用ROM52に格納されている信号受信制御プログラム)により1チューナFM多重受信部4のVICSデータ信号及びdGPSデータ信号の受信制御を行う。
【0020】
また、CD−ROM制御部6はナビゲーション用の情報を効率的に取り出すように構築されたデータベースを格納したCD−ROMから必要な情報を読み出す。また、入力部7はユーザーによる出発地及び目的地の設定入力や地図の選定その他必要な情報入力手段である。また、表示部8は誘導案内図やメニュー等のほか、受信したVICSデータに基づく交通情報を文字又は図形表示する。
【0021】
<実施の形態1>
[概要]
FM多重データの受信周波数の切り替えの際、周波数を切換えてから切換え先の多重データが正常に受信できるまではある程度の時間(立ち上がり時間)が必要である。この立ち上がり時間は、チューナの特性上、切換え前後の周波数の差分が小さい場合には短く、大きい場合には長くなる。
【0022】
本実施の形態では、周波数の切換えを行うタイミングを「周波数の差分を考慮に入れた立ち上がり時間」を用いて求めることにより切換えタイミングの精度を向上させ、受信データの欠落時間を減少させるように受信信号の切換え制御を行う。
具体的には、通常は、主局側(切換え元)のデータ(この場合にはVICSデータ)を受信しながら、従局側(切換え先)の定期的に放送されているデータ(dGPSデータ)をその放送タイミングに合わせて切換え、従局データ受信後、主局側に戻るといった時分割受信処理に適用できる。
【0023】
[信号受信制御手段の構成例]
図3は信号受信制御手段の一実施例の構成を示すブロック図である。
信号受信制御手段90は周波数差判定手段91及び切換制御手段92からなり、周波数差判定手段91は主局(VICSデータ)と従局(dGPSデータ)の周波数の差分を得て、差分に応じて従局データの受信用の立ち上がり時間を取得する。また、切換制御手段92は上記立ち上がり時間を基に切換えタイミング(切換え時間)を得て切換えタイミングが到来すると1チューナFM多重受信部4(チューナ制御部41)に制御信号を送り、受信先を従局側(dGPSデータ)に切換えさせる。また、従局への切換え後、一定時間を経過すると1チューナFM多重受信部4(チューナ制御部41)に制御信号を送り受信先を主局側(VICSデータ)に切換えさせる。また、周波数差判定手段91を主局(VICSデータ)と従局(dGPSデータ)の周波数の差分を検出する周波数差検出手段93と差分に応じて従局データの受信用の立ち上がり時間を取得する立ち上り時間取得手段94で構成するようにしてもよい。
【0024】
[信号受信制御動作例]
図4は、信号受信制御手段90による1チューナFM多重受信部4に対する信号受信制御動作例を示すフローチャートであり、従局側のデータ(「必要なデータ」(図9参照))が放送されるタイミングを基にして主局から従局への切換えタイミングを求める。なお、図4で、ステップS1及びS2の動作は周波数差判定手段91に基づく動作に相当し、ステップS3〜S8の動作は切換制御手段92に基づく動作に相当する。
【0025】
ステップS1:(周波数の差分の検出)
制御部5は主局から放送されているVICSデータの周波数Vと従局で放送したdGPSデータのうち直近に受信したdGPSデータの周波数Gの差分ΔSを求める(ΔS=|V−G|)。
【0026】
ステップS2:(立ち上がり時間の取得)
制御部5は差分ΔSを調べ、差分の値によって定められた立ち上がり時間を取得する。
なお、図4の例では差分ΔSをその値の大きさにより3つの区分に分け、F1<F2<14.0MHz(メガヘルツ)、N1<N2<N3として、ΔS≦F1(MHz)のときは立ち上がり時間をN1パケット分(即ち、N1×18ms(ミリセカント))とし、F1<ΔS≦F2(MHz)のときは立ち上がり時間をN2パケット分(N2×18ms)とし、ΔS>F2(MHz)のときは立ち上がり時間をN3パケット分(N3×18ms)としたが、差分の値の区分は3つに限定されない。即ち、2区分でもよく4区分以上でもよい。
また、このステップで行う比較及び判定動作に代えて、予め差分の範囲区分に立ち上がり時間を対応させて登録したテーブルを作成し、メモリ(この例ではROM52)に格納しておき、いわゆるテーブルルックアップ手法により差分に応じた立ち上がり時間を取得するようにしてもよい。
【0027】
ステップS3:(切換えタイミング(切換時間)の決定)
切換えタイミングは「必要とするタイミングに放送される従局データ(dGPSデータ)」の放送(受信)時刻−立ち上がり時間であるから、制御部5はナビゲーション装置100側で規定したdGPSデータの受信間隔及びタイマで取得される現在の時間から必要とするdGPSデータの受信時刻T1を得て、その受信時間から上記ステップS2で取得した立ち上がり時間t1を差引いて切換えタイミング(切換時間)Tを決定する(図5(a))。
【0028】
なお、必要とするタイミングに放送される従局データ(dGPSデータ)とは、dGPSデータは従局側で規定された所定の時間間隔で放送されているが、ナビゲーション装置側では従局側で規定された所定の時間間隔で放送されているdGPSデータ全てを用いる必要はなく、自車位置の精度との関係で従局側から所定の時間間隔で放送されているdGPSデータを(例えば、10回おきというように)サンプリングして用いればよいので、このようにしてナビゲーション側で定めた間隔で受信するdGPSデータを意味する。
【0029】
ステップS4(切換えタイミングの監視)
制御部5は現在の時間と上記ステップS3で取得した切換えタイミング(切換え時刻)とを比較して切換えタイミングになった場合にはS5に遷移し、そうでない場合は比較を繰り返して切換えタイミングの監視動作を続行する。
【0030】
ステップS5:(従局信号への切り替え)
制御部5は上記ステップS4で切換えタイミングを検知すると切換え制御信号をチューナ制御部41に送り、受信先を主局側(VICSデータ)から従局(dGPSデータ)に切り替えさせる。
【0031】
ステップS6:(受信判定)
制御部5は従局への切換え後、1チューナ多重信号受信部4が従局からのデータを受信したか否か(即ち、制御部5が1チューナ多重信号受信部4からdGPSデータを受け取ったか否か)を判定し、受信していない場合にはS7に遷移し、受信した場合にはS8に遷移する。
【0032】
ステップS7:(経過時間の判定)
従局からの信号を受信していない場合には、制御部5は時間カウンタを調べて、所定時間を経過するまでS6に戻って信号受信待ち動作を繰り返し、所定時間を経過するとS8に遷移する。なお、所定時間=立ち上がり時間t1+dGPS信号受信時間t2(図5(a))として決定することができる。
【0033】
ステップS8:(主局信号への切り替え)
制御部5は切換え制御信号をチューナ制御部41に送り、受信先を従局側(dGPSデータ)から主局側(VICSデータ信号)に切り替えさせてS1に戻る。これにより、主局の立ち上がり時間t3後にVICSデータ信号の正常な受信が開始される。
【0034】
上記構成により、図5(a)に示すようにVICSデータ信号受信中にdGPSデータ信号をナビゲーション装置100で規定する所定の間隔で受信する場合に、従来技術で周波数の差分が小さい場合に生じていた立ち上がり時間t1と実際の立ち上がり時間の差がほとんどなくなる。従って、図5(a)に示すように、従来技術の場合(図5(b)、図10)に比べVICSデータの欠落時間t<t’となって欠落時間が短縮される。
なお、図5は、本発明の信号受信制御によるVICSデータの欠落時間と従来方式による欠落時間の比較説明図であり、(a)は本発明の切換え方式によるタイミングチャート、(b)は従来技術によるVICSデータの欠落時間を示す図である。また、図5で符号Tは切換えタイミング、T’はdGPSデータの受信タイミング、t1=T’−TはdGPSデータ受信開始時の立ち上がり時間、t2はdGPSデータ受信時間、t3はVICSデータ受信開始からの立ち上がり時間、tは本発明の信号受信制御によるVICSデータの欠落時間、t’は従来技術によるVICSデータの欠落時間である。
【0035】
<実施の形態2>
[概要]
本実施の形態では、VICSデータの特徴である周期性と再送を利用してVICSデータとdGSPデータを受信することによりVICSデータの欠落を最小限にする。
すなわち、VICSデータは5分周期で送信され2.5分毎に同一内容が送信されるという特徴(但し、番組共通マクロ情報は2.5分毎に半分ずつ送信)と、dGSPデータは1フレーム(190パケット)中2パケットで1単位として送信され、6単位で1順するという特徴とを利用し、都市内移動時等のフェージング環境下で2〜3フレームに一度しか受信できないケースを考慮しても数メートル〜10メートル程度の測位精度が期待できることから、電源投入時には交通情報表示を優先させるためになるべく早くVICSデータを受信するように電源立ち上りから一定期間をVICSデータ受信最優先期間とし、最優先期間内にはdGPSデータの受信時間間隔fiを大きくして(すなわち、dGPSデータの受信回数を少なくして)VICSデータの欠落を最小限にするようする。
また、通常時(電源立ち上り後)にはVICSデータを更新データとして利用するためにVICSデータの5分周期の前半2.5分をVICSデータ受信優先期間とし、優先期間内にはdGPSデータの受信間隔fvを大きくしてVICSデータの欠落を最小限にするようにする(但し、fv<fi)。また、後半の2.5分をdGPSデータの優先受信期間とし、受信間隔を操作することなく毎フレームdGPSデータを受信するようにする(dGPSデータ受信期間外はVICSデータを受信する)。
【0036】
[信号受信制御手段の構成例]
図6は信号受信制御手段の一実施例の構成を示すブロック図である。
信号受信制御手段95は電源立ち上がり検出手段96及び受信切換手段97からなり、電源立ち上り検出手段96は電源投入後の経過時間(VICSデータの受信最優先期間(n周期(n>1))を経過したか否かを検出する。
また、受信切換え手段97は上記VICSデータ受信最優先期間内は、測位精度を二十数メートル程度とするdGPSデータ受信時間間隔fi(fi<VICSデータの周期フレーム数)を設定する(すなわち、受信するdGPSデータ数を測位精度が二十数メートル程度になるまでできるだけ多く間引けるような受信時間間隔を設定する)。
【0037】
また、電源立ち上りが検出された後は、VICSの5分周期のうち前半2.5分をVICSデータの受信優先期間として、測位精度を十数メートル程度とするdGPSデータ受信時間間隔fv(fv<fi)に設定する(すなわち、受信間隔fiほどではないがVICSデータの欠落をできるだけ減らすためにdGPSデータ数を間引くような受信時間間隔を設定する)。また、後半2.5分のVICSデータをdGPSデータ受信優先期間として毎フレームdGPSデータを受信するように設定する(すなわち、dGPSデータの間引きは行わない)。
【0038】
また、受信切換手段97はdGPSデータの受信タイミングを調べ、dGPSデータの受信タイミングの場合に制御信号を1チューナFM多重受信部4に送ってVICSデータ又はdGPSデータの受信を行わせる。
【0039】
[信号受信制御動作例]
図7は、信号受信制御手段95による1チューナFM多重受信部4に対する信号受信制御動作例を示すフローチャートであり、ステップT1の動作は電源立ち上り検出手段96に基づく動作に相当し、ステップT2〜T9の動作は受信切換手段97に基づく動作に相当する。
【0040】
ステップT0:(初期動作)
制御部5はナビゲーション装置100の電源が投入されると、制御信号を1チューナFM多重受信部4に送ってVICSデータの受信を行わせる。
【0041】
ステップT1:(VICSデータ最優先期間経過判定)
制御部5はVICSデータ最優先期間(実施例ではVICSデータの2周期(10分間))を経過したか否かを判定し、経過した場合にはT3に遷移し、経過していない場合にはT2に遷移する。
【0042】
ステップT2:(VICSデータ最優先期間のdGPSでータ受信間隔設定)制御部5はfiフレーム毎にdGPSデータを受信するように受信間隔を設定してT6に遷移する。
【0043】
ステップT3:(VICSデータ優先期間か否かの判定)
制御部5はVICSデータの5分周期の前半か後半かを判定し、前半の場合にはVICSデータ受信優先期間内としてT4に遷移し、後半の場合にはdGPSデータ受信優先期間としてT5に遷移する。
【0044】
ステップT4:(VICSデータ優先期間のdGPDデータ受信間隔の設定)VICSデータ受信優先期間内のため、制御部5はfvフレーム毎にdGPSデータを受信するように受信時間間隔を設定してT6に遷移する。
【0045】
ステップT5:(dGPSデータ優先期間のdGPSデータ受信間隔の設定)dGPSデータ受信優先期間内のため制御部5はdGPSデータの毎フレーム受信(通常設定のdGPSデータ受信間隔)を設定してT6に遷移する。
【0046】
ステップT6:(dGPSデータ受信タイミングの判定)
制御部5はdGPSデータの受信タイミングか否かを判定し、受信タイミングの場合にはT7に遷移し、そうでない場合にはT1に戻る。
【0047】
ステップT7:(dGPSデータ受信フレームの判定)
制御部5は受信するデータがdGPSデータ受信フレームの場合にはT8に遷移し、VICSデータ受信フレームの場合にはT9に遷移する。
【0048】
ステップT8:(dGPSデータ受信制御)
制御部5はチューナ制御部41に制御信号を送り、1チューナFM多重受信部4にdGPSデータの受信動作を開始させ、T1に戻る。
ステップT9:(VICSデータ受信制御)
制御部5はチューナ制御部41に制御信号を送り、1チューナFM多重受信部4にVICSデータの受信を開始させ、T1に戻る。
【0049】
以上本発明の一実施例について説明したが本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能であることはいうまでもない。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、第1の発明のナビゲーション装置によれば、電源投入から一定期間は交通情報データの受信を優先し、現在位置補正用データを受信する時間間隔を一定期間経過後より大きくしているので、電源投入初期に要請される交通情報の早期表示を実現できる。また、電源投入後一定期間にも現在位置データを時間間隔は大きくとも受信するので現在位置の精度を確保できる。
【0052】
また、第2の発明のナビゲーション装置によれば、電源投入から一定期間は交通情報データの受信を優先し、現在位置補正用データを受信する時間間隔を一定期間経過後より大きくすると共に、一定期間経過後は現在位置補正用データを受信する時間間隔を設けた第1の期間と時間間隔を設けずに現在位置補正用データをフレームごとに受信する第2の期間を交互に繰り返すので、VICSデータのように一定周期で前半と後半で同じ情報が送信される場合には、前半を第1の期間(交通情報優先期間)、後半を第2の期間(現在位置補正用データ優先期間)とすることができる。従って、電源投入初期に要請される交通情報の早期表示を実現できると共に、電源投入後一定期間には交通情報の欠落時間を最小限に抑えることができる。また、現在位置補正用データも第2の期間中優先して受信できることから高い測位精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用可能なナビゲーション装置の一実施例を示すブロック図である。
【図2】1チューナFM多重受信部及び制御部の構成例を示すブロック図である。
【図3】信号受信制御手段の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図4】信号受信制御手段による1チューナFM多重受信部に対する信号受信制御動作例を示す全体フローチャートである。
【図5】本発明の信号受信制御によるVICSデータ欠落時間と従来方式による欠落時間の比較説明図である。
【図6】信号受信制御手段の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図7】信号受信制御手段による1チューナFM多重受信部に対する信号受信制御動作例を示すフローチャートである。
【図8】従来技術による主局と従局間の受信信号切換え方式の説明図である。
【図9】従来技術による主局と従局間の受信信号のタイミングチャートである。
【符号の説明】
4 チューナFM多重受信部(受信手段)
91 周波数差判定手段
92 周波数差検出手段
93 立ち上り時間取得手段
94 切換制御手段
96 電源立ち上り検出手段
97 切換え受信手段
100 ナビゲーション装置
Claims (2)
- 車の現在位置から目的地までの経路を地図上に示して表示し、走行補助をなすナビゲーション装置において、第1のFM多重局から送信される交通情報データと第2のFM多重局から送信される現在位置補正用データとを一の受信部で受信する受信手段と、電源の立ち上りを検出する電源立ち上り検出手段と、この電源立ち上り検出手段によって電源立ち上りが検出されてから所定期間は現在位置補正用データを第1の所定時間間隔で受信し、前記所定期間経過後は現在位置補正用データを前記第1の所定時間間隔より短い第2の所定時間間隔で受信する受信切換え手段と、を備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
- 車の現在位置から目的地までの経路を地図上に示して表示し、走行補助をなすナビゲーション装置において、第1のFM多重局から送信される交通情報データと第2のFM多重局から送信される現在位置補正用データとを一の受信部で受信する受信手段と、電源の立ち上りを検出する電源立ち上り検出手段と、この電源立ち上り検出手段によって電源立ち上りが検出されてから所定期間は現在位置補正用データを第1の所定時間間隔で受信し、前記所定期間経過後は現在位置補正用データを第1の所定時間間隔より短い第2の所定時間間隔で受信する第1の期間と、現在位置補正用データを毎フレーム受信する第2の期間とを交互に繰り返す受信切換え手段と、を備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
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