JP4640827B2 - Vehicle position prediction method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明はGPSを用いて車両位置を測位し、ジャイロと車速データを用いた自律航法による車両位置の測位によってGPS受信不良等による急激な位置飛びを防ぐ車両位置予測方法、及びその方法を実施する装置の改良技術に関する。   The present invention measures a vehicle position using GPS, and implements a vehicle position prediction method for preventing a sudden position jump due to poor GPS reception by positioning the vehicle position by autonomous navigation using a gyro and vehicle speed data, and the method It is related with the improvement technique of an apparatus.

車両用ナビゲーション装置においては、自車両の位置を測定するに際して、車速信号や加速度センサ等から移動距離を算出し、角速度センサ等の方位検出センサから車両の回転角度を求め、常時移動方向と移動量を加算していく自律航法と、GPS(Global Positiong System)衛星 からの電波を受信して現在位置を検出するGPS航法とを用い、いずれか一つによる測位方法、或いは両航法を組み合わせたハイブリッド航法が用いられている。   In the vehicle navigation device, when measuring the position of the host vehicle, the movement distance is calculated from a vehicle speed signal, an acceleration sensor, etc., the rotation angle of the vehicle is obtained from an azimuth detection sensor such as an angular velocity sensor, etc. A hybrid method that uses either one of the positioning methods or a combination of both navigation methods, using autonomous navigation that adds GPS and GPS navigation that detects the current position by receiving radio waves from GPS (Global Positioning System) satellites. Is used.

ナビゲーション装置においては上記のようにして得られた現在地と走行方向を地図画面上に表示するため、ナビゲーション装置が備えているDVD−ROM等の地図データ記憶媒体から現在地近傍の地図データを読み出し、モニタ画面にその電子地図を表示し、その地図上に自車位置を重ね合わせて表示している。また自車位置を地図上に表示するには、地図上の道路データと比較し、適当と考えられる道路上に自車位置を修正して表示するマップマッチング機能を有している。このようなマップマッチング機能においては、移動体の位置が確定した時に、候補となる道路が複数個ある場合、例えば、経路案内中の路線の優先度を高くする等、その中で最も存在確率が高い道路を選択する。   In the navigation device, in order to display the current location and traveling direction obtained as described above on the map screen, the map data in the vicinity of the current location is read from a map data storage medium such as a DVD-ROM provided in the navigation device, and is monitored. The electronic map is displayed on the screen, and the vehicle position is superimposed on the map. In addition, in order to display the vehicle position on the map, it has a map matching function that compares the road data on the map and displays the corrected vehicle position on the road considered appropriate. In such a map matching function, when there are a plurality of candidate roads when the position of the moving body is determined, for example, the priority of the route in the route guidance is increased, etc. Choose a high road.

上記のようなナビゲーション装置において、現在位置を正確に測定することは極めて重要であり、特に主として用いられるデータがGPS衛星の受信データであるときには、受信するGPSデータ自体が正確なものでなければならず、また測位のために必要とするGPS衛星の配置が適切でなければならない。近年の受信器技術においては、可視衛星を全て測位計算に使用する通称「オールインビュー」方式が主流となっており、全ての可視衛星の中で適切な衛星を選択して用いているが、車両の現在位置を車両が存在する場所の高さをも考慮して正確な位置を測定する3D測位を行うには、少なくとも4個の衛星を用いて位置計測を行う必要がある。   In the navigation apparatus as described above, it is extremely important to accurately measure the current position, and when the data mainly used is GPS satellite reception data, the received GPS data itself must be accurate. In addition, the positioning of GPS satellites required for positioning must be appropriate. In recent receiver technology, the so-called “all-in-view” method, in which all visible satellites are used for positioning calculation, has become the mainstream, and appropriate satellites are selected and used among all visible satellites. In order to perform 3D positioning in which the current position of the vehicle is measured in consideration of the height of the place where the vehicle is present, it is necessary to perform position measurement using at least four satellites.

GPS衛星を用いた上記のような現在位置の測量に際しては、受信するGPSデータを含んでいる受信信号が正確なものでなければならないのに対して、そのGPS衛星からの信号はGPS衛星との距離や上空の雲などの障害物によって生じる信号減衰や、周囲の建物等の影響によるマルチパスノイズ発生により劣化する。このようなマルチパスノイズが入ると、例えば図10に示すように、GPS測位位置が大きく変化し、その後補正により次第に正常な位置に戻るまで、画面上に異常な表示がなされるため、利用者に不信感や違和感を感じさせてしまう問題があった。   When surveying the current position using the GPS satellite as described above, the received signal including the GPS data to be received must be accurate, whereas the signal from the GPS satellite is It deteriorates due to signal attenuation caused by obstacles such as distance and clouds above and multipath noise due to the influence of surrounding buildings. When such multipath noise enters, for example, as shown in FIG. 10, the GPS positioning position changes greatly, and after that, an abnormal display is made on the screen until it gradually returns to the normal position by correction. There was a problem that caused distrust and discomfort.

上記のような問題点を解決するため、本発明者等によって次のような技術を開発し特許出願を行っている。その技術の概要は図11に示すように、GPSデータにより得られるGPS位置PGPS、GPS進行角θGPS、GPS速度VGPS、ジャイロと距離パルスによる車速を用いた自律航法における進行角θGYRO、及びVc等のデータを用い、P0の位置から車両が走行する可能性のある移動予測角度範囲と移動予測距離範囲によって移動予測位置、及び移動予測範囲PRG1を求める。   In order to solve the above-described problems, the inventors have developed the following technique and filed a patent application. As shown in FIG. 11, the outline of the technology is as follows: GPS position PGPS obtained from GPS data, GPS traveling angle θGPS, GPS speed VGPS, traveling angle θGYRO in autonomous navigation using vehicle speed by gyro and distance pulse, Vc, etc. Using the data, the predicted movement position and the predicted movement range PRG1 are obtained from the predicted movement angle range and the predicted movement distance range where the vehicle may travel from the position P0.

この移動予測位置、及び移動予測範囲を求める手法により、図12に示すような作動を行う。即ち、図12(a)に示すように、時刻T0における位置P0からの移動予測位置P1と移動予測範囲PRG1が得られたとき、同図(b)に示すようにGPSによる測位位置PGPSが移動予測範囲PRG1内に含まれているときは、GPS測位データが正しいものとして、その位置から次の移動予測位置P2、及び移動予測範囲PRG2を前記と同様に演算する。また、例えば同図(c)に示すように、P0の位置から移動予測位置P1が得られ、移動予測範囲PRG1が得られているとき、GPSによる測位位置PGPSがマルチパス等の影響で移動予測範囲PRG1の範囲外に存在するとき、このGPS位置は不適切なデータであるとして、先に演算した移動予測位置P1がより正しい位置であるとして採用し、この位置から次の移動予測位置P2及び移動予測範囲PRG2を演算する。   The operation shown in FIG. 12 is performed by a method for obtaining the movement predicted position and the movement predicted range. That is, as shown in FIG. 12 (a), when the movement predicted position P1 and the movement predicted range PRG1 from the position P0 at time T0 are obtained, the GPS positioning position PGPS moves as shown in FIG. 12 (b). If it is included in the prediction range PRG1, the next movement prediction position P2 and the movement prediction range PRG2 are calculated in the same manner as described above, assuming that the GPS positioning data is correct. For example, as shown in FIG. 5C, when the movement prediction position P1 is obtained from the position P0 and the movement prediction range PRG1 is obtained, the GPS positioning position PGPS is predicted to move due to the influence of multipath or the like. When the GPS position is outside the range PRG1, it is assumed that the GPS position is inappropriate data, and the previously calculated movement predicted position P1 is adopted as a more correct position. From this position, the next movement predicted position P2 and The movement prediction range PRG2 is calculated.

一方、前記のように4個の衛星を用いて正確な位置計測を行っているときでも、途中で3個の衛星のみを用いて位置計測を行わなければならないときがあり、そのようなときには高さを計算することができない2D測位しか行うことができないので、2D測位を行うことになった直前の衛星4個を用いて高さ測位を含めた3D測位を行っていたときの高さデータを用い、高さがその後変化しないものとして、その高さでの水平面(X−Y)の2D測位演算を行っている。   On the other hand, even when accurate position measurement is performed using four satellites as described above, it may be necessary to perform position measurement using only three satellites in the middle. Since only 2D positioning that cannot be calculated can be performed, the height data when 3D positioning including height positioning was performed using the four satellites immediately before the 2D positioning was performed. Assuming that the height does not change thereafter, 2D positioning calculation of the horizontal plane (XY) at that height is performed.

なお、走行中に三次元測位ができなくなった後、三次元測位時の高度データを利用した二次元測位データを採用し、推測航法や地図マッチング航法等により得られた車両位置をより正確な位置に補正するとき、二次元測位に切り替わった後に道路の標高の変化があっても、正確な車両の位置補正を可能にするため、二次元測位に切り替わった後一定距離を走破するまでは、二次元測位データに基づく位置検出データを採用し、一定距離を走破した後は、二次元測位データに基づく位置検出データは採用しないようにした技術は特許文献1に記載されている。   In addition, after 3D positioning becomes impossible during driving, 2D positioning data using altitude data at the time of 3D positioning is adopted, and the vehicle position obtained by dead reckoning navigation or map matching navigation is more accurate. In order to enable accurate vehicle position correction even if there is a change in road altitude after switching to 2D positioning, it is necessary to continue until a certain distance is reached after switching to 2D positioning. Patent Document 1 discloses a technique in which position detection data based on two-dimensional positioning data is not used after position detection data based on two-dimensional positioning data is employed and after running a certain distance.

また、より実用的な推定誤差を得ることができるGPS受信器とするために、最後に三次元測位できたときの高度データ及び高度誤差データを記憶するとともに、外部から入力される高度データ及び高度誤差データを記憶し、実測でデータの第1経過時間に基づいて第1誤差を算出し、外部データの記憶値の第2経過時間に基づいて第2誤差を算出し、第1誤差と第2誤差とを比較して誤差の少ないデータを二次元測位時の高度データ及び高度誤差データとする技術は特許文献2に記載されている。
特開平4−353783号公報 特開2002−341012号公報
In addition, in order to obtain a GPS receiver capable of obtaining a more practical estimation error, altitude data and altitude error data obtained when the last three-dimensional positioning was performed are stored, and altitude data and altitude data input from the outside are stored. The error data is stored, the first error is calculated based on the first elapsed time of the data by actual measurement, the second error is calculated based on the second elapsed time of the stored value of the external data, and the first error and the second error are calculated. Patent Document 2 discloses a technique for comparing data with errors and converting the data with less errors into altitude data and altitude error data at the time of two-dimensional positioning.
JP-A-4-3537883 JP 2002-341010 A

上記のように、GPS衛星のデータによって三次元測位を行っているときでも、マルチパス等の影響で本来あるべきでないデータに基づく位置を測位し表示する問題を解決するため、常に現在の車速等によって現在地から次の測定時にとりうる範囲を計算し、その範囲にないときにはその範囲内のデータを用いる技術を提案しているが、その技術においても前記のように、三次元測位から二次元測位に切り替わったときに高さの計算を行うことができなくなっても、先の高さと同じとして二次元測位を行うこととなる。   As described above, even when 3D positioning is performed using GPS satellite data, the current vehicle speed, etc. is always used to solve the problem of positioning and displaying a position based on data that should not be originally due to the influence of multipath or the like. We have proposed a technology that calculates the range that can be taken at the next measurement from the current location and uses data within that range when it is not within that range, but also in that technology, as described above, from 3D positioning to 2D positioning Even if the height cannot be calculated when switching to, two-dimensional positioning is performed as the same as the previous height.

その際に、三次元測位から二次元測位に切り替わった地点から再度三次元測位が可能となった地点まで高度差が少ない場合は良いが、実際にはその2D測位期間中においても高さが大きく変化することも多く、且つその2D測位期間が長いと2D測位によるデータでは現在位置から更に遠ざかることとなる。このようなときに、本来は再開したときの3D測位の位置データが正しいにもかかわらず、2D測位データに基づく予測移動範囲が正しいものとして、その範囲内に補正してしまうと、その後の3D測位データについても徐々に正しい位置に修正されるものの、暫くの間は不適切な位置表示がなされることとなり、利用者に違和感や不信感を抱かせることとなる。   At that time, it is good if there is little difference in altitude from the point where 3D positioning is switched to 2D positioning to the point where 3D positioning is possible again, but actually the height is also large during the 2D positioning period. When the 2D positioning period is long, the data by 2D positioning is further away from the current position. In such a case, if the predicted movement range based on the 2D positioning data is correct even though the position data of the 3D positioning at the time of resumption is correct, the subsequent 3D is corrected. Although the positioning data is also gradually corrected to the correct position, an inappropriate position display will be made for a while, causing the user to feel uncomfortable or distrustful.

したがって本発明は、現在地から次の測定時にとりうる範囲を求め、その範囲にないときにはその範囲内のデータを用いる車両位置予測手法において、三次元測位から二次元測位に切り替わり、その後再度三次元測位が可能となった時、その間の勾配が所定より大きいときでも、常に正確な車両位置を予測することができるようにした車両位置予測方法及び装置を提供することを主たる目的とする。   Therefore, the present invention obtains a range that can be taken at the time of the next measurement from the current location, and switches from three-dimensional positioning to two-dimensional positioning in a vehicle position prediction method that uses data within the range when it is not within that range, and then again three-dimensional positioning. The main object of the present invention is to provide a vehicle position prediction method and apparatus capable of always predicting an accurate vehicle position even when the gradient between the two becomes larger than a predetermined value.

本発明に係る車両位置予測方法は、GPS衛星より受信したGPS受信信号による三次元測位を行い車両位置を演算すると共に車両の走行履歴を保存し、前記走行履歴と車速データを用いて現在の車両位置から移動する可能性のある予測移動範囲を演算し、前記GPS受信信号により三次元測位が行われないとき、GPS受信信号による二次元測位により、或いはジャイロと車速信号により車両位置を予測し、前記GPS受信信号により三次元測位を行って演算した車両位置が前回演算した予測移動範囲に存在するときには該車両位置を採用し、存在しないときには前記予測した車両位置を採用し、前記三次元測位を行っているとき、車両位置に対応する高度データを前回のデータと共に保存し、前記三次元測位が行われないときから再度三次元測位が可能となったとき、三次元測位が行われなくなった最後の車両位置の高度と、三次元測位が再開されたときの最初の車両位置の高度との差、及びそれらの車両位置間の距離により、該車両位置間の勾配を演算し、前記演算した勾配が所定以上の時、前記再度三次元測位が可能となったときのGPS測位による車両位置が、前記予測移動範囲内に存在しないときには、GPS測位による車両位置を選択することを特徴とする。 The vehicle position prediction method according to the present invention performs three-dimensional positioning based on a GPS received signal received from a GPS satellite, calculates a vehicle position, saves a vehicle travel history, and uses the travel history and vehicle speed data to present a current vehicle. Calculate the predicted movement range that may move from the position, when the three-dimensional positioning is not performed by the GPS reception signal , predict the vehicle position by two-dimensional positioning by the GPS reception signal or by the gyro and the vehicle speed signal, the GPS receiver signal the vehicle position calculated by performing three-dimensional positioning by is adopted said vehicle position when present in the prediction range of movement the last calculated, when the absence adopted vehicle position the prediction, the three-dimensional positioning The altitude data corresponding to the vehicle position is saved together with the previous data, and the 3D positioning is not performed again. When 3D positioning is enabled, the difference between the altitude of the last vehicle position at which 3D positioning is no longer performed and the altitude of the first vehicle position when 3D positioning is resumed, and the distance between these vehicle positions When the calculated gradient is greater than or equal to a predetermined distance, the vehicle position by GPS positioning when the three-dimensional positioning becomes possible again exists within the predicted movement range. When not, the vehicle position by GPS positioning is selected.

本発明に係る他の車両位置予測方法は、前記車両位置予測方法において、前記演算した勾配が所定以上の時に、GPS測位による車両位置を選択するときには、保存した走行履歴を全て削除し、新たな走行履歴の更新を行うことを特徴とする。   In the vehicle position prediction method according to the present invention, in the vehicle position prediction method, when selecting the vehicle position by GPS positioning when the calculated gradient is equal to or greater than a predetermined value, all saved travel histories are deleted and a new The travel history is updated.

本発明に係る他の車両位置予測方法は、前記車両位置予測方法において、前記GPS受信信号により三次元測位を行って演算した車両位置が、前記予測移動範囲内にないときには、前記三次元測位が行われなくなった地点と三次元測位が再開された地点の距離が所定以上の時にGPS測位による車両位置の選択を行うことを特徴とす。 Other vehicle position prediction method according to the present invention, in the vehicle position prediction method, when the GPS received signal the vehicle position calculated by performing three-dimensional positioning by is not in the prediction range of movement, the three-dimensional when the distance point positioning is point and three-dimensional positioning is no longer carried out is resumed is equal to or higher than a predetermined, to characterized in that the selection of vehicle position by GPS positioning.

本発明に係る車両位置予測装置は、GPS衛星より受信したGPS受信信号による三次元測位を行い車両位置を演算するGPS三次元測位手段と、車両の走行履歴を保存する走行履歴保存手段と、前記走行履歴と車速データを用いて現在の車両位置から移動する可能性のある範囲を演算する予測移動範囲演算手段と、前記GPS受信信号により三次元測位が行われないとき、GPS受信信号によるによる二次元測位により、或いはジャイロと車速信号により車両位置を予測する予測位置演算手段と、前記GPS三次元測位手段で測位した車両位置が、前記予測移動範囲演算手段で前回演算した予測移動範囲に存在するときには該車両位置を採用し、存在しないときには前記予測位置演算手段により予測した車両位置を採用する車両位置選択手段と、前記GPS三次元測位手段で三次元測位を行っているとき、車両位置に対応する高度データを前回のデータと共に保存する高度データ保存手段と、前記GPS三次元測位手段で三次元測位が行われないときから再度三次元測位が可能となったとき、三次元測位が行われなくなった最後の車両位置の高度と、三次元測位が再開されたときの最初の車両位置の高度との差、及びそれらの車両位置間の距離により、該車両位置間の勾配を演算する勾配演算手段とを備え前記車両位置選択手段は、前記勾配演算手段で演算した勾配が所定以上の時、前記再度三次元測位が可能となったときのGPS受信信号により演算した車両位置が、前記予測移動範囲演算手段で演算した予測移動範囲内に存在しないときには、GPS測位による車両位置を選択することを特徴とする。

A vehicle position prediction apparatus according to the present invention includes a GPS three-dimensional positioning unit that performs three-dimensional positioning using a GPS reception signal received from a GPS satellite and calculates a vehicle position, a traveling history storage unit that stores a traveling history of the vehicle, Predicted movement range calculation means for calculating a range that may move from the current vehicle position using the travel history and the vehicle speed data, and when 3D positioning is not performed by the GPS reception signal, Predicted position calculation means for predicting the vehicle position by dimensional positioning or by a gyro and a vehicle speed signal, and the vehicle position measured by the GPS three-dimensional positioning means exist in the predicted movement range previously calculated by the predicted movement range calculation means. Sometimes the vehicle position is adopted, and when the vehicle position does not exist, the vehicle position selected by the vehicle position predicted by the predicted position calculation means is adopted. If, when performing a three-dimensional positioning at the GPS three dimensional positioning means, and advanced data storage means for storing altitude data corresponding to the vehicle position together with the previous data, the three-dimensional positioning at the GPS three-dimensional positioning means lines When 3D positioning becomes possible again from the time of failure, the difference between the altitude of the last vehicle position where 3D positioning is no longer performed and the altitude of the first vehicle position when 3D positioning is resumed, and the distance between their vehicle position, a gradient calculating means for calculating a slope between said vehicle position, the vehicle position selection means, when the slope was calculated by the gradient calculating means is equal to or greater than the predetermined, the re-tertiary vehicle position calculated by the GPS reception signal when the original positioning becomes possible, when not in the prediction range of movement calculated in the predicted moving range calculating means, the vehicle position by GPS positioning And wherein the-option to Turkey.

本発明に係る他の車両位置予測装置は、前記車両位置予測装置において、前記走行履歴保存手段は、前記勾配演算手段で演算した勾配が所定以上の時に、GPS測位による車両位置を選択するときには、保存した走行履歴を全て削除し、新たな走行履歴を保存することを特徴とする。   In another vehicle position prediction apparatus according to the present invention, in the vehicle position prediction apparatus, when the traveling history storage unit selects a vehicle position by GPS positioning when the gradient calculated by the gradient calculation unit is greater than or equal to a predetermined value, All saved travel histories are deleted, and a new travel history is saved.

本発明に係る他の車両位置予測装置は、前記車両位置予測装置において、前記車両位置選択手段は、前記三次元測位が行われなくなった地点と三次元測位が再開された地点の距離が所定以上の時に、GPS測位による車両位置の選択を行うことを特徴とする。   Another vehicle position prediction apparatus according to the present invention is the vehicle position prediction apparatus, wherein the vehicle position selection means is configured such that a distance between the point where the three-dimensional positioning is stopped and the point where the three-dimensional positioning is restarted is a predetermined distance or more. At this time, the vehicle position is selected by GPS positioning.

本発明は上記のように構成したので、現在地から次の測定時にとりうる予測移動範囲を求め、その範囲にないときにはその範囲内に設定する車両位置予測手法を用いる時において、三次元測位から二次元測位或いは自律航法による測位に切り替わった後に再度三次元が可能になったとき、二次元測位或いは自律航法測位を行っていた地点間の勾配が大きいときにでも、正確な車両位置の選択を行うことができ、その後の車両位置も正確に得ることができるようになる。   Since the present invention is configured as described above, a predicted movement range that can be taken at the time of the next measurement is determined from the current location, and when the vehicle position prediction method that is set within the range is not used, When switching to 3D positioning or autonomous navigation positioning becomes possible again, even when the gradient between points where 2D positioning or autonomous navigation positioning was performed is large, accurate vehicle position selection is performed. And the subsequent vehicle position can be obtained accurately.

本発明は、GPSによる三次元測位から二次元測位或いは自律航法による測位に切り替わった後に再度三次元が可能になったとき、二次元測位或いは自律航法測位を行っていた地点間の勾配が大きいときにでも、正確な車両位置の選択を行うという目的を、GPS衛星より受信したGPS受信信号による三次元測位を行い車両位置を演算すると共に車両の走行履歴を保存し、前記走行履歴と車速データを用いて現在の車両位置から移動する可能性のある予測移動範囲を演算し、前記GPS受信信号により三次元測位が行われないとき、GPSによる二次元測位により、或いはジャイロと車速信号により車両位置を予測し、前記GPSで測位した車両位置が前回演算した予測移動範囲に存在するときには該車両位置を採用し、存在しないときには前記予測した車両位置を採用し、前記三次元測位を行っているとき、車両位置に対応する高度データを前回のデータと共に保存し、前記三次元測位が行われないときから再度三次元測位が可能となったとき、三次元測位が行われなくなった最後の車両位置の高度と、三次元測位が再開されたときの最初の車両位置の高度との差、及びそれらの車両位置間の距離により、該車両位置間の勾配を演算し、前記演算した勾配が所定以上の時、前記再度三次元測位が可能となったときのGPS測位による車両位置が、前記予測移動範囲内に存在しないときには、GPS測位による車両位置を選択することにより実現した。   In the present invention, when the three-dimensional positioning becomes possible again after switching from the three-dimensional positioning by the GPS to the two-dimensional positioning or the positioning by the autonomous navigation, the gradient between the points where the two-dimensional positioning or the autonomous navigation positioning has been performed is large. However, the purpose of selecting an accurate vehicle position is to perform three-dimensional positioning using a GPS received signal received from a GPS satellite to calculate the vehicle position and to save the vehicle travel history, and to store the travel history and vehicle speed data. To calculate the predicted moving range that may move from the current vehicle position, and when the 3D positioning is not performed by the GPS reception signal, the vehicle position is determined by the 2D positioning by GPS or by the gyro and the vehicle speed signal. When the vehicle position predicted by the GPS is within the predicted movement range calculated last time, the vehicle position is adopted, and when the vehicle position does not exist When the predicted vehicle position is adopted and the 3D positioning is performed, altitude data corresponding to the vehicle position is saved together with the previous data, and the 3D positioning can be performed again when the 3D positioning is not performed. Then, the difference between the altitude of the last vehicle position where 3D positioning is no longer performed and the altitude of the first vehicle position when 3D positioning is resumed, and the distance between those vehicle positions, When a gradient between the vehicle positions is calculated, and the calculated gradient is equal to or greater than a predetermined value, a vehicle position obtained by GPS positioning when the three-dimensional positioning is possible again is not within the predicted movement range. Realized by selecting the vehicle position by positioning.

本発明の実施例を図面に沿って説明する。本発明については、先に本件発明者等により出願した発明の改良技術に相当するが、本件出願時点で未だ公知ではないため、本件発明の説明に必要な部分は重複して説明する。本発明による車両位置予測装置は、図1の機能ブロックからなる車両用ナビゲーション装置における自車両の位置を予測する位置予測制御部30において、他の機能部と関連しながらシステム制御部10のソフトウエアによって行われる。なお、図1において各機能を行う機能部は、各機能を行う手段とも言うことができる。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Although the present invention corresponds to the improved technique of the invention previously filed by the present inventors, it is not yet known at the time of the filing of the present application. Therefore, the portions necessary for the description of the present invention will be described in duplicate. The vehicle position prediction apparatus according to the present invention is a software of the system control unit 10 in association with other functional units in the position prediction control unit 30 that predicts the position of the host vehicle in the vehicle navigation apparatus that includes the functional blocks of FIG. Is done by. In addition, the function part which performs each function in FIG. 1 can also be said to be a means which performs each function.

図1に示すナビゲーション装置においては、従来のものと同様に、システム制御部10に各種の所定の機能を総合的に行うためのソフトウェアを記録したROM、そのソフトウェアを処理するためのCPU及びRAM等を備え、これと接続した各機能部を関連づけて総合的に制御している。図示のナビゲーション装置においては、このシステム制御部10に、CD−ROM、DVD−ROM、或いはハードディスク等の地図・情報データ記録媒体11から必要な地図データ、施設情報等を取り込むデータ取込部12を備えている。   In the navigation apparatus shown in FIG. 1, as in the prior art, a ROM in which software for comprehensively performing various predetermined functions is recorded in the system control unit 10, a CPU and a RAM for processing the software, etc. Are provided, and the respective functional units connected thereto are associated and controlled comprehensively. In the illustrated navigation apparatus, the system control unit 10 includes a data capturing unit 12 that captures necessary map data, facility information, and the like from a map / information data recording medium 11 such as a CD-ROM, DVD-ROM, or hard disk. I have.

指示信号入力部15においては、このナビゲーション装置での利用者によるリモコン13やタッチパネル等の指示信号を入力している。更に必要に応じて利用者の音声を認識する処理によって利用者の指示信号を入力する音声認識部14の信号も、この指示信号入力部15に入力している。誘導経路演算部16では、利用者が種々の手法で入力した目的地と、GPS等によって得られる後述するような車両位置との間の誘導経路を演算し、誘導経路記憶部17では種々の条件で提示した誘導経路の中から利用者が選択した1つの誘導経路を記憶し、誘導経路案内部18では記憶した誘導経路に沿って車両が安全に走行できるように、音声出力部20によりスピーカ19から音声により、また画像出力部22からモニタ21に表示して案内を行う。   The instruction signal input unit 15 inputs an instruction signal from the user of the navigation device such as the remote control 13 or the touch panel. Further, a signal of the voice recognition unit 14 that inputs a user instruction signal by processing for recognizing the user's voice as necessary is also input to the instruction signal input unit 15. The guide route calculation unit 16 calculates a guide route between a destination input by the user by various methods and a vehicle position (described later) obtained by GPS or the like, and the guide route storage unit 17 has various conditions. One guidance route selected by the user from among the guidance routes presented in step S1 is stored, and the guidance route guide unit 18 causes the speaker 19 to output the voice 19 so that the vehicle can travel safely along the stored guidance route. From the image output unit 22 and displayed on the monitor 21 from the image output unit 22 for guidance.

GPS受信機23においては、GPS衛星から送られてくるGPS信号を受信し、車両の絶対的現在位置(GPS位置)や進行方向を算出すると共に、ドプラーシフトを利用して車両速度(GPS速度)を算出し、またGPS測位に使用できる衛星の数が4個以上であることにより高さを含めた測位としての3D測位が可能か、3個の衛星しか用いることができないことにより2D測位のみを行うか、或いは更に2個以下、更には1個も利用できない等の、GPS測位可、不可信号も出力する。   The GPS receiver 23 receives GPS signals sent from GPS satellites, calculates the absolute current position (GPS position) and traveling direction of the vehicle, and uses the Doppler shift to speed the vehicle (GPS speed). 3D positioning as a positioning including the height is possible because the number of satellites that can be used for GPS positioning is 4 or more, or only 2D positioning is possible because only 3 satellites can be used. GPS positioning enabled / disabled signals are output, such as whether or not two or less, or even one cannot be used.

自律航法センサー部26は、所定時間毎にジャイロを用いて走行方向を検出する角度センサー27と、車両の車速パルスから走行距離及び車速を検出する距離センサ28とを備えている。自律航法位置予測演算部29では、角度センサー27からの走行方位信号と、車速パルスを用いる距離センサー28からの車速信号と、更に必要に応じてGPS受信機で測定した現在位置信号を入力し、特にGPSが3D測位中でもマルチパス等による突然の異常信号により現在位置が別の位置に飛ばないように予測移動範囲設定のために、また3D測位から2D測位になったときの現在位置測位のデータのために、更にトンネル内等のGPS受信不能時における予測車両位置データのために利用する。この自律航法位置予測演算部29で得たデータは、主として後述する位置予測制御部30において用いられる。   The autonomous navigation sensor unit 26 includes an angle sensor 27 that detects a traveling direction using a gyro every predetermined time, and a distance sensor 28 that detects a traveling distance and a vehicle speed from a vehicle speed pulse of the vehicle. In the autonomous navigation position prediction calculation unit 29, a traveling direction signal from the angle sensor 27, a vehicle speed signal from the distance sensor 28 using a vehicle speed pulse, and a current position signal measured by a GPS receiver as necessary are input. In particular, the current position positioning data when setting the predicted movement range so that the current position does not jump to another position due to a sudden abnormal signal due to multipath etc. even when the GPS is in 3D positioning, and when the 3D positioning is changed to the 2D positioning. Therefore, it is used for predicted vehicle position data when GPS reception is impossible, such as in a tunnel. Data obtained by the autonomous navigation position prediction calculation unit 29 is mainly used in a position prediction control unit 30 described later.

自律航法位置予測演算に際しては図6に示すように、基準方位(θ=0)をX軸の正方向、基準方位から反時計方向回りを+方向とするとき、前回の車両位置を点P0(X0,Y0)、点P0での車両進行方向の絶対方位をθ0、単位時間t後の移動距離L0(=V×t)移動した時点での相対方位センサーの出力をΔθ1であるとすると、車両位置の変化分は、
ΔX=L0・cos(θ0+Δθ1)
ΔY=L0・sin(θ0+Δθ1)
となり、今回の点P1での車両進行方向の堆定方位θ1と堆定車両位置(X1,Y1)は、 θ1=θ0+Δθ1 (1)
X1=X0+ΔX=X0+L0・cosθ1 (2)
Y1=Y0+ΔY=Y0+L0・sinθ1 (3)
としてベクトル合成により、次回演算時の予測位置の計算ができる。
In the autonomous navigation position prediction calculation, as shown in FIG. 6, when the reference azimuth (θ = 0) is the positive direction of the X axis and the counterclockwise direction from the reference azimuth is the + direction, the previous vehicle position is set to the point P0 ( X0, Y0), the absolute azimuth in the vehicle traveling direction at point P0 is θ0, and the output of the relative azimuth sensor at the time of movement distance L0 (= V × t) after unit time t is Δθ1, The change in position is
ΔX = L0 · cos (θ0 + Δθ1)
ΔY = L0 · sin (θ0 + Δθ1)
Thus, the accumulation direction θ1 and the accumulation vehicle position (X1, Y1) in the vehicle traveling direction at this point P1 are θ1 = θ0 + Δθ1 (1)
X1 = X0 + ΔX = X0 + L0 · cos θ1 (2)
Y1 = Y0 + ΔY = Y0 + L0 · sin θ1 (3)
As a result, the predicted position at the next calculation can be calculated by vector synthesis.

位置予測制御部30には予測位置演算部31を備え、前記のような自律航法センサー部26の各種データと、GPS受信機23のデータ等を用いて、前記図11に示すような手法により、或いは後に詳述する手法により所定時間後に走行している位置の予測を行う。また信頼度判定部32では、後述する手法によりGPSデータの信頼度を判定し、その信頼度の程度に応じた現在位置予測制御等の制御を行う。また予測移動範囲演算部33では、後述する手法により予測移動範囲の演算を行う。また、位置予測制御部30には後に詳述するように、走行履歴保存部34を備え、車両進行方向と共に、GPS速度と自律航法センサー部で検出された車速との差ΔVを走行履歴情報として保存する。このデータは走行履歴更新部35によって更新しながら、走行履歴情報を最新の複数個、例えば図7に示すようなデータについて10個等の、適宜の数の履歴を記憶する。   The position prediction control unit 30 includes a predicted position calculation unit 31, and uses various data of the autonomous navigation sensor unit 26 as described above, data of the GPS receiver 23, and the like according to the method shown in FIG. Or the position which drive | works after predetermined time is estimated by the method explained in full detail behind. In addition, the reliability determination unit 32 determines the reliability of GPS data by a method described later, and performs control such as current position prediction control according to the degree of the reliability. The predicted movement range calculation unit 33 calculates the predicted movement range by a method described later. Further, as will be described in detail later, the position prediction control unit 30 is provided with a travel history storage unit 34, and the difference ΔV between the GPS speed and the vehicle speed detected by the autonomous navigation sensor unit as travel history information together with the vehicle traveling direction. save. While this data is updated by the travel history update unit 35, an appropriate number of histories such as 10 for the latest plurality of travel history information, for example, data as shown in FIG.

更に、位置予測制御部30には、GPSによる3D測位ができなくなってから、それ以降3D測位可能になったとき迄の走行中における高度差に対応した位置予測制御を行うための、高度対応位置予測制御部36を備えている。高度対応位置予測制御部36には高度データ保存部37を備え、GPSにより3D測位が可能なときに、現在測定した高度データと、前回測定した高度データとを保存している。高度差演算部38では、GPSによる3D測位ができなくなった後に3D測位が再開できるようになったときの高度データと、その時に高度データ保存部36に保存している最後に3D測位を行った時の高度データとにより高度差を演算する。また、3D測位不能時走行距離演算部39では、前記のように3D測位不能となったときから、その後3D測位可能となったときの走行距離を積算して演算する。   Further, the position prediction control unit 30 performs position prediction control for performing position prediction control corresponding to a difference in altitude during traveling from when 3D positioning by GPS becomes impossible to when 3D positioning becomes possible thereafter. A prediction control unit 36 is provided. The altitude corresponding position prediction control unit 36 includes an altitude data storage unit 37, which stores altitude data currently measured and altitude data measured last time when 3D positioning is possible by GPS. The altitude difference calculation unit 38 performs altitude data when 3D positioning can be resumed after 3D positioning by GPS cannot be performed, and finally 3D positioning stored in the altitude data storage unit 36 at that time. Calculate altitude difference based on altitude data of time. In addition, the travel distance calculation unit 39 when 3D positioning is impossible calculates the cumulative travel distance when 3D positioning is possible after the 3D positioning is disabled as described above.

高度対応位置予測制御部36における勾配演算部40では、前記高度差演算部38で演算した3D測位不能時から3D測位可能時迄の高度差Hと、3D測位不能時走行距離演算部39で演算した距離Lとにより、3D測位不能期間中の勾配(H/L)を演算する。また、勾配判定部41では勾配演算部40で演算した勾配が所定以上の勾配であるか否かを判別する。ここで所定以上の勾配であると判別したときには、車両位置選択部43により、GPSによる3D測位可能になったときのGPS測位位置が、GPSによる2D測位、或いは自律航法位置予測演算部29による位置予測による予測範囲以外に存在するときでも、3Dによる測位位置を車両位置とする出力を行う。それによって、2D測位等による位置予測が大きな高度差によって次第に誤差が大きくなり、3D測位再開時にそのデータを用いることによる測位の不都合を回避する。このとき、走行履歴削除部42は、走行履歴更新部35に対して3D測位再開までの走行履歴は不適切なものとして、走行履歴保存部34内の履歴データを全て削除し、新たな走行履歴の更新を行うように指示する。   In the gradient calculation unit 40 in the altitude corresponding position prediction control unit 36, the altitude difference H calculated from the 3D positioning impossible to the 3D positioning possible calculated by the altitude difference calculating unit 38 and the travel distance calculating unit 39 when 3D positioning is impossible are calculated. The gradient (H / L) during the 3D positioning impossible period is calculated based on the distance L. Further, the gradient determination unit 41 determines whether or not the gradient calculated by the gradient calculation unit 40 is a predetermined gradient or more. Here, when it is determined that the gradient is greater than or equal to a predetermined gradient, the GPS positioning position when the 3D positioning by GPS is enabled by the vehicle position selection unit 43 is the 2D positioning by GPS or the position by the autonomous navigation position prediction calculation unit 29 Even when it exists outside the prediction range by prediction, the output which makes the positioning position by 3D the vehicle position is performed. Thereby, the position prediction by 2D positioning or the like gradually increases due to a large difference in altitude, and avoids the inconvenience of positioning due to using the data when 3D positioning is resumed. At this time, the travel history deletion unit 42 deletes all the history data in the travel history storage unit 34, assuming that the travel history up to the restart of 3D positioning is inappropriate for the travel history update unit 35, and creates a new travel history. Instruct to update

上記のような機能ブロックからなる本発明においては、例えば図2〜図5に示す作動フローにより作動させることができる。以下これらの作動フローを図1の機能ブロック図、及び図8以降の説明図等を参照しつつ説明する。図2に示す現在位置検出処理の作動フローにおいては、最初に所定時間毎に設定した位置計算のタイミングになったか否かを判別し(ステップS1)、位置計算タイミンクになったときには、予測位置演算部31はGPS受信機23よリGPS計算データ(GPS位置PGPS、GPS速度VGPS、GPS進行方向θGPS、GPS測位状態信号を取得し、更に自律航法センサー部26より進行方向変化θGYROや車速Vcを取得する(ステップS2)。   In this invention which consists of the above functional blocks, it can be operated by the operation flow shown in FIGS. Hereinafter, the operation flow will be described with reference to the functional block diagram of FIG. In the operation flow of the current position detection process shown in FIG. 2, it is first determined whether or not the position calculation timing set every predetermined time has come (step S1). When the position calculation timing is reached, a predicted position calculation is performed. The unit 31 obtains GPS calculation data (GPS position PGPS, GPS speed VGPS, GPS traveling direction θGPS, GPS positioning state signal from the GPS receiver 23, and further obtains a traveling direction change θGYRO and a vehicle speed Vc from the autonomous navigation sensor unit 26. (Step S2).

図2の作動フローにおいては、次いでGPSによる3D測位が可能であるか否かを判別する(ステップS3)。この判別は、図1のGPS受信機23におけるGPS計算部25から得られる、GPS測位可/不可信号を用い、位置予測制御部30の信頼度判定部32において判別する。即ち、信頼度判定部32においては、この処理に際して、GPS受信機において少なくとも4個の衛星を用いることにより3D測位を行うことができるか否かをチェックする。その結果3D測位が可能ではないと判別したときには、ステップS11において図4に示すような、特に本発明の特徴とするGPSによる3D測位不能時の現在位置予測処理を行う。   In the operation flow of FIG. 2, it is then determined whether or not 3D positioning by GPS is possible (step S3). This determination is performed by the reliability determination unit 32 of the position prediction control unit 30 using a GPS positioning enable / disable signal obtained from the GPS calculation unit 25 in the GPS receiver 23 of FIG. That is, in this process, the reliability determination unit 32 checks whether or not 3D positioning can be performed by using at least four satellites in the GPS receiver. As a result, when it is determined that 3D positioning is not possible, in step S11, as shown in FIG. 4, a current position prediction process when 3D positioning is not possible using GPS, which is a feature of the present invention, is performed.

ステップS3においてGPSによる3D測位が可能であると判別したときには、走行履歴情報の更新処理を行う(ステップS4)。この処理は例えば図3(a)に示す作動フローに従い、同図(b)に示す走行履歴情報更新処理例のような処理を行う。図3(a)に示す走行履歴情報更新処理の例においては、最初走行履歴保存タイミンクになったか、即ち、位置測定タイミンクになったか監視し(ステップS21)、そのタイミンクになったときGPSデータに信頼性があるかチェックする(ステップS22)。GPSデータに信頼性があるか否かは、信頼度判定部32が測定し、測定結果について走行履歴更新部35に入力する。   When it is determined in step S3 that 3D positioning by GPS is possible, update processing of travel history information is performed (step S4). This process is performed according to the operation flow shown in FIG. 3A, for example, as in the travel history information update process example shown in FIG. In the example of the travel history information update process shown in FIG. 3A, it is monitored whether or not it is the first travel history storage timing, that is, the position measurement timing (step S21). It is checked whether there is reliability (step S22). Whether or not the GPS data is reliable is measured by the reliability determination unit 32 and the measurement result is input to the travel history update unit 35.

このとき信頼度判定部32においては、
(1)GPS受信信号による位置測定が可能か、
(2)GPS受信信号より得られる車速が1km/h以上であるか、
(3)GPS受信信号より得られるGPS進行方向の変化と角度センサー27から得られる進行方向変化θGYROの差が設定値以上になったか、
(4)前記進行方向変化θGYROの変化が設定値以上になったか否か、
を判定し監視する。
At this time, in the reliability determination unit 32,
(1) Is it possible to measure the position using GPS signals?
(2) Whether the vehicle speed obtained from the GPS reception signal is 1 km / h or more,
(3) Whether the difference between the change in the GPS traveling direction obtained from the GPS reception signal and the traveling direction change θGYRO obtained from the angle sensor 27 is equal to or greater than the set value
(4) Whether the change in the traveling direction change θGYRO is equal to or greater than a set value,
Determine and monitor.

その判定、監視結果により、
(1)GPS受信信号による位置測定ができない。
(2)GPS衛星から受信した信号より得られる車速が1km/h以下になっている。
(3)GPS進行方向の変化と前記進行方向変化θGYROの差が設定値以上になっている。
(4)前記進行方向変化θGYROの変化が設定値以上になっている。
のいずれかが成立したとき、GPS位置に信頼性がないと判定する。またそれらとは逆に、GPS受信信号による位置測定ができ、GPS衛星から受信した信号より得られる車速か1km/hより大きく、GPS進行方向の変化と前記進行方向変化θGYROの差が設定値より小さく、前記進行方向変化θGYROの変化が設定値より小さいときに、GPS位置に信頼性かあると判定する。なお、ここで行われるGPS受信信号による位置測位ができるか否かの判別に際しては、3D測位以外に2D測位でも測位が行われれば、GPS測位が可能と判別することもできる。
Based on the judgment and monitoring results,
(1) The position cannot be measured by the GPS reception signal.
(2) The vehicle speed obtained from the signal received from the GPS satellite is 1 km / h or less.
(3) The difference between the GPS traveling direction change and the traveling direction change θGYRO is greater than or equal to the set value.
(4) The change in the traveling direction change θGYRO is equal to or greater than a set value.
When any of the above is established, it is determined that the GPS position is not reliable. On the contrary, the position can be measured by the GPS received signal, the vehicle speed obtained from the signal received from the GPS satellite is greater than 1 km / h, and the difference between the change in the GPS traveling direction and the traveling direction change θGYRO is greater than the set value. When the change in the traveling direction change θGYRO is smaller than the set value, the GPS position is determined to be reliable. It should be noted that when determining whether or not the position measurement based on the GPS received signal can be performed here, it is also possible to determine that the GPS positioning is possible if the positioning is performed by the 2D positioning in addition to the 3D positioning.

走行履歴更新部35は、GPSデータに信頼性があれば図3(b)に示すように、GPS受信信号より求まる最新のGPS進行方向θGPSを前記進行方向履歴保存部に保存すると共に、GPS受信信号より得られるGPS速度と距離センサー28により得られる車速との差ΔVを保存する(ステップS23)。即ち、次式
(θREF)1=θGPS
ΔV1=ΔV
の更新処理を行う。
If the GPS data is reliable, the travel history update unit 35 saves the latest GPS traveling direction θGPS obtained from the GPS reception signal in the traveling direction history storage unit as shown in FIG. The difference ΔV between the GPS speed obtained from the signal and the vehicle speed obtained by the distance sensor 28 is stored (step S23). That is, the following formula (θREF) 1 = θGPS
ΔV1 = ΔV
Update processing is performed.

その後走行履歴更新部35は、一番古い進行方向履歴情報を除去し、かつ、残りの進行方向履歴情報に角度センサーから求まる進行方向変化θGYROを加算して進行方向履歴情報を更新する(ステップS24)。即ち、次式
(θREF)i+1=(θREF)i+θGYRO
ΔVi+1=ΔVi
の更新処理を行い、図3(b−2)のデータを得る。以上により、10組の進行方向は全て現時点における車両進行方向となるように更新される。
Thereafter, the traveling history update unit 35 updates the traveling direction history information by removing the oldest traveling direction history information and adding the traveling direction change θGYRO obtained from the angle sensor to the remaining traveling direction history information (step S24). ). That is, the following equation (θREF) i + 1 = (θREF) i + θGYRO
ΔVi + 1 = ΔVi
Is updated to obtain the data shown in FIG. As described above, all the 10 sets of traveling directions are updated so as to be the current traveling direction of the vehicle.

一方、ステップS22において、GPSデータに信頼性がないと判別したときには、走行履歴保存部34に保存されている全進行方向履歴情報に、前記進行方向変化θGYROを加算して進行方向履歴情報を更新する(ステップS25)。なお、このときは車速差は変更しない。即ち、次式
(θREF)i=(θREF)i+θGYRO
ΔVi=ΔVi
の更新処理を行い図3(b−3)のデータを得る。これにより、GPSデータに信頼性がある場合と同様に10組の進行方向は全て現時点における車両進行方向となるように更新される。
On the other hand, when it is determined in step S22 that the GPS data is not reliable, the traveling direction history information is updated by adding the traveling direction change θGYRO to all the traveling direction history information stored in the traveling history storage unit 34. (Step S25). At this time, the vehicle speed difference is not changed. That is, the following equation (θREF) i = (θREF) i + θGYRO
ΔVi = ΔVi
Is updated to obtain the data shown in FIG. As a result, as in the case where the GPS data is reliable, the 10 traveling directions are all updated to be the vehicle traveling direction at the present time.

図2に示す実施例においては、ステップS4の前記走行履歴情報更新処理に次いで、今回と前回測位した高度データの更新処理を行う(ステップS5)。この処理は図1の高度対応位置予測制御部36における高度データ保存部37において行われる。この処理においては、高度データ保存部37に今回と前回のデータのみを保存するメモリを設け、新しいデータが入る毎に逐次更新してそのデータを記憶する。それにより、後述するようにその後3D測位ができなくなり、更にその後3D測位が可能となったとき、3D測位が可能となった時点の高度データと、その前のデータである3D測位ができなくなることによりステップS3でステップS11に進むとき、ステップS5で保存したデータが残り、上記3D測位が再開されたときに、図1の高度差演算部38で両データによって高度差を演算することが可能となる。   In the embodiment shown in FIG. 2, following the travel history information update process in step S4, an update process of the current and previous altitude data is performed (step S5). This processing is performed in the altitude data storage unit 37 in the altitude corresponding position prediction control unit 36 of FIG. In this process, the altitude data storage unit 37 is provided with a memory for storing only the current and previous data, and is updated and stored each time new data is entered. As a result, as described later, 3D positioning cannot be performed after that, and when 3D positioning is enabled after that, altitude data at the time when 3D positioning is enabled and 3D positioning, which is the previous data, cannot be performed. When the process proceeds to step S11 in step S3, when the data stored in step S5 remains and the 3D positioning is resumed, the altitude difference calculation unit 38 in FIG. Become.

その後GPSで測位した位置は前回予測した予測移動範囲内に存在するか否かを判別する(ステップS6)。この判別に際しては、前回の位置測定タイミングにおいて後述するステップS8、ステップS10等で設定された予測移動範囲内に、GPS測位位置が存在するか否かを検出することにより行われる。この判別の結果、GPS測位位置が予測移動範囲内に存在すると判別したときには、GPS位置を現在位置として出力し(ステップS7)、GPS進行方向θGPS、GPS速度を用いて次の時刻における予測位置及び予測移動範囲を算出する。   Thereafter, it is determined whether or not the position measured by GPS is within the predicted movement range predicted last time (step S6). This determination is performed by detecting whether or not the GPS positioning position exists within the predicted movement range set in step S8, step S10, and the like described later at the previous position measurement timing. As a result of this determination, when it is determined that the GPS positioning position is within the predicted movement range, the GPS position is output as the current position (step S7), and the predicted position at the next time and the GPS traveling direction θGPS and the GPS speed are output. Calculate the predicted movement range.

前記ステップS8の予測移動範囲の算出処理に際しては、この実施例においては図8に示すような車両特有の走行特性データを用いる。即ち図8(a)に示すように、車両の実際の走行速度と、その速度における方向の変更状態としての角速度との関係の実測値を多数測定して図のようにプロットし、それにより所定の速度における角速度が生じる標準偏差値をとると、99.7%の確率で存在する値である3σの範囲は、図示するような式で表される上側の線と、これとプラスマイナス逆にした下側の線とで挟まれた範囲であることがわかる。   In the calculation process of the predicted movement range in step S8, vehicle-specific travel characteristic data as shown in FIG. 8 is used in this embodiment. That is, as shown in FIG. 8A, a large number of measured values of the relationship between the actual running speed of the vehicle and the angular speed as the direction change state at that speed are measured and plotted as shown in the figure. Taking the standard deviation value that causes the angular velocity at the velocity of 3σ, the range of 3σ that is a value that exists with a probability of 99.7% is the upper line represented by the equation as shown in the figure, plus or minus this It can be seen that this is the range between the lower line.

同様に、図8(b)に示すように、車両の実際の走行速度と、その速度における車両が加速する程度の関係の実測値を多数測定して図のようにプロットし、それにより所定の速度における加速度が生じる標準偏差値をとると、3σの範囲は同図に示すような式で表される上側の線と同様の下側の線の範囲内であることがわかる。それにより、例えば図9に示すように車両の現在位置がP0の時、GPSデータにより得られる車速、或いは車両データとしての車速を用い、P0の位置から車両が走行する可能性のある移動可能角度範囲を前記図8(a)の関係式から求め、同様にP0の位置から車両が走行している可能性のある移動可能距離範囲を同図(b)の関係式から求めることができ、その結果図9の予測移動範囲PRG1が得られる。図9(a)にはこの予測移動範囲PRG1内の中心部近傍で、中心方位PL上にGPSによる3D測位位置PGPSが存在し、予測移動位置P1も存在する理想的な例を示している。   Similarly, as shown in FIG. 8B, a large number of actual measured values of the relationship between the actual traveling speed of the vehicle and the degree of acceleration of the vehicle at that speed are measured and plotted as shown in the figure. Taking the standard deviation value at which acceleration at speed occurs, it can be seen that the range of 3σ is within the range of the lower line similar to the upper line represented by the formula shown in FIG. Accordingly, for example, as shown in FIG. 9, when the current position of the vehicle is P0, the movable angle at which the vehicle may travel from the position of P0 using the vehicle speed obtained from the GPS data or the vehicle speed as the vehicle data. The range can be obtained from the relational expression in FIG. 8A, and similarly, the movable distance range in which the vehicle may travel from the position P0 can be obtained from the relational expression in FIG. As a result, the predicted movement range PRG1 of FIG. 9 is obtained. FIG. 9A shows an ideal example in which a 3D positioning position PGPS by GPS exists on the center direction PL in the vicinity of the center within the predicted movement range PRG1, and the predicted movement position P1 also exists.

図9(b)には同図(a)の状態でGPSによる測位が行われ、その位置PGPSが予測移動位置P1とは異なる位置ではあるが、移動可能範囲PRG1内に含まれている状態を示している。このような状態の時、前記ステップS6において、GPS測位位置は予測移動範囲内に存在すると判別し、ステップS7においてこのGPS位置PGPSを現在位置として出力することとなる。なお、予測移動範囲の設定に際しては前記の手法に対して、例えば道路を常に含むように予測範囲を調節する等の他の手法を加えて予測しても良く、更に図11で説明した先の出願の実施例のように別の手法によって行っても良い。   FIG. 9B shows a state in which positioning by GPS is performed in the state of FIG. 9A and the position PGPS is different from the predicted movement position P1, but is included in the movable range PRG1. Show. In such a state, in step S6, it is determined that the GPS positioning position is within the predicted movement range, and in step S7, this GPS position PGPS is output as the current position. Note that when setting the predicted movement range, prediction may be made by adding another method such as adjusting the prediction range so as to always include a road, for example, in addition to the above method. You may carry out by another method like the Example of an application.

またステップS8における予測位置の算出に際しては、例えば図1の自律航法位置予測演算部29において、距離センサー28で車両が所定距離走行する毎にパルスを出力し、したがつて単位時間当たりに発生するパルス数を計数することにより車両移動速度Vcを測定でき、またGPSのドプラーシフトデータによりVGPSとして得ることもできる。   When calculating the predicted position in step S8, for example, in the autonomous navigation position prediction calculation unit 29 of FIG. 1, a pulse is output every time the vehicle travels a predetermined distance by the distance sensor 28, and thus occurs per unit time. The vehicle moving speed Vc can be measured by counting the number of pulses, and can also be obtained as VGPS from GPS Doppler shift data.

図2に示す例においては、ステップS6において、例えば前記のようなマルチパスノイズ等によって図9(c)のPGPSのように、予測移動範囲PRG1の範囲に存在しないときには、GPS測位位置が前回算出時の予測移動範囲の中心方位線に最も近い位置を現在位置として出力する。即ち、図9(c)に示すように、予測移動範囲PRG1の範囲外に存在するGPS測位位置PGPSについて、予測移動範囲PRG1の中心方位線PLにこれを投射した位置であり、換言すると、GPS測位位置PGPSが中心方位線PLに最も近い位置であるPGPS1を現在位置とする。なお、このような現在位置の補正手法に代えて先の出願のように、予測位置或いは自律航法予測位置を現在位置として出力することもできる。その後、車速差ΔVが最小の進行方向とGPS速度VGPSを用いて、次の時刻における予測位置及び予測移動範囲を算出する(ステップS10)。   In the example shown in FIG. 2, in step S6, the GPS positioning position is calculated the previous time when it does not exist in the predicted movement range PRG1, such as the PGPS in FIG. The position closest to the center bearing line of the predicted movement range at the time is output as the current position. That is, as shown in FIG. 9 (c), the GPS positioning position PGPS existing outside the predicted movement range PRG1 is a position projected on the central bearing line PL of the predicted movement range PRG1, in other words, GPS PGPS1 where the positioning position PGPS is closest to the center bearing line PL is defined as the current position. Instead of such a current position correction method, the predicted position or the autonomous navigation predicted position can be output as the current position as in the previous application. Thereafter, a predicted position and a predicted movement range at the next time are calculated using the traveling direction having the smallest vehicle speed difference ΔV and the GPS speed VGPS (step S10).

ここで使用する車両進行方向θとしては、走行履歴保存部34に保存されている10組の進行方向履歴データのうち、車速差ΔVが最も小さい組の車両進行方向を選ぶ。これは、GPS速度VGPSと車速センサーより得られた速度Vcとの差が最小のときに最も進行方向データの信頼度が高くなるからである。なお、GPS速度VGPSはドプラーシフトに基づいて検出されるためGPS位置に信頼性かなくても精度は高い。その後は前記ステップS8と共にステップS1に戻って前記作動を繰り返す。なお、ステップS10における予測位置及び予測移動範囲の算出は、ステップS8とほぼ同様の手法により行うので、ここでの説明は省略する。   As the vehicle traveling direction θ used here, the vehicle traveling direction with the smallest vehicle speed difference ΔV is selected from the 10 traveling direction history data stored in the travel history storage unit 34. This is because the reliability of the traveling direction data is highest when the difference between the GPS speed VGPS and the speed Vc obtained from the vehicle speed sensor is minimum. Since the GPS speed VGPS is detected based on the Doppler shift, the accuracy is high even if the GPS position is not reliable. Thereafter, the process returns to step S1 together with step S8 to repeat the operation. Note that the calculation of the predicted position and the predicted movement range in step S10 is performed by substantially the same method as in step S8, and thus description thereof is omitted here.

一方、図2のステップS3において、GPSによる3D測位が不可能と判別した場合にはステップS11に進み、図4及びそれに続く図5に示すような処理を行う。即ち図4に示すGPSによる3D測位不能時の現在位置予測処理の例においては、最初にGPSによる2D測位が可能であるか否かを判別する(ステップS31)。ここでGPSによる3D測位が不能であっても2D測位は可能であると判別したときには、ステップS33においてGPSによる2D測位位置を現在位置として出力する。   On the other hand, if it is determined in step S3 in FIG. 2 that 3D positioning by GPS is impossible, the process proceeds to step S11, and the processes shown in FIG. 4 and the subsequent FIG. 5 are performed. That is, in the example of the current position prediction process when GPS 3D positioning is not possible as shown in FIG. 4, it is first determined whether or not GPS 2D positioning is possible (step S31). If it is determined that 2D positioning is possible even if 3D positioning by GPS is not possible, the 2D positioning position by GPS is output as the current position in step S33.

また、例えばトンネル内に入ったときのように、GPSによる2D測位も不能であるときには、先に演算した自律航法による予測位置を算出して現在位置として出力する(ステップS32)。前記ステップS32及びS33において現在位置が出力された後は、走行履歴情報の更新処理を行う(ステップS34)。ここでの走行履歴情報の更新処理は、前記図3における走行履歴情報更新処理において、ステップS22におけるGPSデータに信頼性があるか否かの判別で信頼性がないと判別され、ステップS25におけるθGYROを用いて履歴情報を更新する処理を行い、図3(b−3)の例のような更新処理を行う。その後、次の時刻における予測位置及び予測移動範囲を取得する(ステップS35)。この処理においては主として自律航法によるデータによって予測位置及び予測移動範囲の取得が行われるが、GPSが一つでも受信可能なときにはGPSデータを利用することもできる。   Further, when 2D positioning by GPS is impossible, for example, when entering a tunnel, the predicted position calculated by the autonomous navigation calculated earlier is calculated and output as the current position (step S32). After the current position is output in steps S32 and S33, the travel history information is updated (step S34). In the travel history information update process in FIG. 3, it is determined that the GPS data in step S22 is not reliable in the travel history information update process in FIG. 3, and θGYRO in step S25. Is used to update the history information, and the update process as in the example of FIG. 3B-3 is performed. Thereafter, the predicted position and the predicted movement range at the next time are acquired (step S35). In this process, the predicted position and the predicted movement range are acquired mainly by data obtained by autonomous navigation. However, when even one GPS can be received, the GPS data can be used.

次いで図3の実施例においてはGPSによる3D測位が不能になってからの走行距離の積算を行う(ステップS36)。この積算により後述するようなGPSによる3D測位が可能に立ったときにおいて、例えば500m等の所定の距離数以上走行したか否かを判別可能となる。その後次の位置計算のタイミングになったか否かを判別し(ステップS37)、未だそのタイミングになっていないときはこの作動を繰り返して待機する。次の位置計算のタイミングになったと判別したときには、GPSによる3D測位が可能になったか否かの判別を行い、未だGPSによる3D測位が不能のときには、ステップS31に戻って前記作動を繰り返す。その後GPSによる3D測位が可能となったときには、図5に示すGPSによる3D測位再開時の現在位置検出処理を行う(ステップS39)。   Next, in the embodiment of FIG. 3, the running distance after the 3D positioning by GPS is disabled is integrated (step S36). This integration makes it possible to determine whether or not the vehicle has traveled more than a predetermined distance such as 500 m when 3D positioning by GPS as described later is possible. Thereafter, it is determined whether or not the next position calculation timing has been reached (step S37). If the timing has not yet been reached, this operation is repeated to stand by. When it is determined that the timing for the next position calculation has come, it is determined whether or not 3D positioning by GPS is possible. If 3D positioning by GPS is still impossible, the process returns to step S31 and the above operation is repeated. Thereafter, when 3D positioning by GPS becomes possible, the current position detection process at the time of resuming 3D positioning by GPS shown in FIG. 5 is performed (step S39).

図5に示すGPSによる3D測位再開時の現在位置検出処理においては、最初にGPSにより現在位置とその位置の高さを取得する(ステップS42)。次いでGPS位置は予測移動範囲内に存在するか否かを判別する(ステップS43)。ここでGPS位置が予測移動範囲内に存在していないと判別したときには、GPSによる3D測位不能時からの積算走行距離が500m等の所定距離以上か否かを判別する(ステップS44)。この判別に際しては、前記図4のステップS36において、GPSによる3D測位不能になってからの走行距離の積算を行ったデータを用いる。この積算処理は、図1の高度対応位置予測制御部36における3D測位不能時走行距離演算部39において行っている。   In the current position detection process at the time of resuming 3D positioning by GPS shown in FIG. 5, the current position and the height of the position are first acquired by GPS (step S42). Next, it is determined whether or not the GPS position is within the predicted movement range (step S43). If it is determined that the GPS position does not exist within the predicted movement range, it is determined whether or not the accumulated travel distance from when GPS 3D positioning is not possible is equal to or greater than a predetermined distance such as 500 m (step S44). For this determination, data obtained by integrating the travel distance after the 3D positioning by GPS is disabled in step S36 of FIG. 4 is used. This integration process is performed by the travel distance calculation unit 39 when 3D positioning is impossible in the altitude corresponding position prediction control unit 36 of FIG.

ステップS44においてGPSによる3D測位不能時からの積算走行距離が500m等の所定距離以上であると判別したときには、3D測位不能時と今回の高度差を演算する(ステップS45)。次いで3D測位不能時から今回までの勾配を演算する(ステップS46)。この処理は図1の高度対応位置予測制御部36における勾配演算部40で行う。その後、演算した勾配は所定以上か否かを判別する(ステップS47)。   When it is determined in step S44 that the accumulated travel distance from when GPS 3D positioning is not possible is equal to or greater than a predetermined distance such as 500 m, the current altitude difference from when 3D positioning is impossible is calculated (step S45). Next, the gradient from when 3D positioning is impossible to this time is calculated (step S46). This processing is performed by the gradient calculation unit 40 in the altitude corresponding position prediction control unit 36 of FIG. Thereafter, it is determined whether or not the calculated gradient is greater than or equal to a predetermined value (step S47).

その判別の結果、勾配が所定以上であると判別したときには、今回の走行履歴情報のみ保存し、他はクリアする(ステップS49)。即ち、前記ステップS44でGPSによる3D測位不能時からの積算走行距離が例えば500m等の所定距離以上走行することによって2D測位の連続、或いはGPS測位無しによる自律航法測位の連続によって、誤差が積算して大きくなるとともに、ステップS47でその走行期間中の勾配が所定以上であることにより、高度差に伴う誤差が大きくなるため、GPSによる3D測位の位置が予測移動範囲内にない場合でも、GPSによる3D測位位置の方が正しい位置を示していると判断する。   As a result of the determination, when it is determined that the gradient is greater than or equal to a predetermined value, only the current travel history information is stored, and the others are cleared (step S49). That is, in step S44, when the accumulated travel distance from when GPS 3D positioning is disabled is longer than a predetermined distance such as 500 m, the error is accumulated by continuous 2D positioning or continuous autonomous navigation positioning without GPS positioning. Since the gradient during the running period is greater than or equal to the predetermined value in step S47, the error associated with the altitude difference increases. Therefore, even if the position of 3D positioning by GPS is not within the predicted movement range, It is determined that the 3D positioning position indicates the correct position.

また、その判断に関連して、このステップS49においてそれまでの走行履歴情報は誤差が大きくなっていると判断し、それらの走行履歴情報を削除し、今回再開されたGPSによる3D測位のデータから正しいデータであるとし、これを最初の走行履歴情報として記憶する。それ以降は前記のような手法により、順にデータを蓄積し、更に更新していくこととなる。次いで、前記ステップS43においてGPS位置は予測移動範囲内に存在すると判別したときと共に、GPS位置を現在位置として出力する(ステップS50)。   In relation to the determination, it is determined in step S49 that the driving history information so far has a large error, the driving history information is deleted, and the 3D positioning data by GPS restarted this time is used. It is assumed that the data is correct, and this is stored as the first travel history information. Thereafter, data is sequentially accumulated and further updated by the above-described method. Next, when it is determined in step S43 that the GPS position is within the predicted movement range, the GPS position is output as the current position (step S50).

また、前記ステップS44においてGPSによる3D測位不能時からの積算走行距離が500m等の所定距離以上ではないと判別したとき、及びステップS47において演算した勾配は所定以上ではないと判別したときには、3D測位を行うことができなかった走行区間は比較的短く、或いはその間の勾配は測位誤差を問題にする程は大きくないと判断し、前記図2のステップS9と同様に、予測移動範囲の中心方位線に最も近い位置を現在位置として出力する(ステップS52)。その後前記ステップS10と同様に、車速差ΔVが最小の進行方向とGPS速度VGPSを用いて予測位置及び予測移動範囲の算出を行う(ステップS10)。以降は前記ステップS51と同様に、再び図2のステップS1に戻って前記作動を繰り返す。   Further, when it is determined in step S44 that the accumulated travel distance from when GPS 3D positioning is impossible is not greater than a predetermined distance such as 500 m, and when it is determined that the gradient calculated in step S47 is not greater than a predetermined distance, 3D positioning is performed. 2 is relatively short, or the slope between them is not so large as to cause a positioning error. Similar to step S9 of FIG. Is output as the current position (step S52). Thereafter, similarly to step S10, the predicted position and the predicted movement range are calculated using the traveling direction with the smallest vehicle speed difference ΔV and the GPS speed VGPS (step S10). Thereafter, similar to step S51, the process returns to step S1 in FIG. 2 and the operation is repeated.

本発明においてはこのような処理を行うことにより、GPSによる3D測位が行われている途中でその3D測位が不能となり、その後再びGPSによる3D測位が可能となったとき、3D測位が不能であった期間の勾配が所定より大きいとき、その期間に行っていた2D測位や自律航法による現在位置の予測が不正確になっており、その際にはGPSによる3D測位位置が予測範囲に入っていない場合でも、GPSによる3D測位の位置が正しいものとして現在位置を出力することができるようになる。しかも3D測位が上記のようにして再開されたときには、それまで蓄積していた走行履歴情報を削除し、新たな蓄積を開始することにより、誤ったデータの利用による現在位置のずれの長期間継続を防止することができるようになる。   In the present invention, when such a process is performed, the 3D positioning becomes impossible while the 3D positioning by the GPS is being performed, and the 3D positioning by the GPS becomes possible again after that. If the slope of the period is greater than a predetermined value, the current position predicted by 2D positioning or autonomous navigation during that period is incorrect, and the 3D positioning position by GPS is not within the prediction range. Even in this case, the current position can be output assuming that the position of 3D positioning by GPS is correct. Moreover, when 3D positioning is resumed as described above, the travel history information that has been accumulated up to that point is deleted, and new accumulation is started, so that the current position shift due to erroneous use of data continues for a long period of time. Can be prevented.

本発明の実施例の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the Example of this invention. 同実施例の作動フロー図である。It is an operation | movement flowchart of the Example. 図2の作動フローにおける走行履歴情報更新処理部分の作動フロー図である。It is an operation | movement flowchart of the driving history information update process part in the operation | movement flow of FIG. 図2の作動フローにおけるGPSによる3D測位不能時の現在位置予測処理部分の作動フロー図である。It is an operation | movement flowchart of the present position prediction process part at the time of 3D positioning by GPS in the operation | movement flow of FIG. 図4の作動フローにおけるGPSによる3D測位再開時の現在位置検出処理部分の作動フロー図である。FIG. 5 is an operation flowchart of a current position detection processing portion when 3D positioning is restarted by GPS in the operation flow of FIG. 4. 車両位置予測処理を示す図である。It is a figure which shows a vehicle position prediction process. 走行履歴データの例を示す図である。It is a figure which shows the example of driving history data. 予測移動範囲の算出処理に用いる車両特有の走行特性データの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the driving | running | working characteristic data peculiar to the vehicle used for the calculation process of an estimated moving range. 予測移動範囲、及びGPS測位現在位置との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship with an estimated moving range and GPS positioning present position. 従来のGPS測位におけるマルチパス等の影響による測位位置の変化例を示す図である。It is a figure which shows the example of a change of a positioning position by the influence of the multipath etc. in the conventional GPS positioning. 先に提案した自律航法による移動予測範囲の設定と、移動予測位置の例を示す図である。It is a figure which shows the setting of the movement prediction range by the autonomous navigation previously proposed, and the example of a movement prediction position. 先に提案した車両位置予測と予測移動範囲、及びGPS測位データの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the vehicle position prediction proposed previously, the estimated movement range, and GPS positioning data.

符号の説明Explanation of symbols

10 システム制御部
23 GPS受信機
24 GPS受信部
25 GPS計算部
26 自律航法センサー部
27 角度センサー
28 距離センサー
29 自律航法位置予測演算部
30 位置予測制御部
31 予測位置演算部
32 信頼度判定部
33 予測移動範囲演算部
34 走行履歴保存部
35 走行履歴更新部
36 高度対応位置予測制御部
37 高度データ保存部
38 高度差演算部
39 3D測位不能時走行距離演算部
40 勾配演算部
41 勾配判定部
42 走行履歴削除部
43 車両位置選択部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 System control part 23 GPS receiver 24 GPS receiving part 25 GPS calculation part 26 Autonomous navigation sensor part 27 Angle sensor 28 Distance sensor 29 Autonomous navigation position prediction calculating part 30 Position prediction control part 31 Predictive position calculating part 32 Reliability determination part 33 Predicted movement range calculation section 34 Travel history storage section 35 Travel history update section 36 Altitude corresponding position prediction control section 37 Altitude data storage section 38 Altitude difference calculation section 39 3D positioning impossible travel distance calculation section 40 Gradient calculation section 41 Gradient determination section 42 Travel history deletion unit 43 Vehicle position selection unit

Claims (6)

GPS衛星より受信したGPS受信信号による三次元測位を行い車両位置を演算すると共に車両の走行履歴を保存し、
前記走行履歴と車速データを用いて現在の車両位置から移動する可能性のある予測移動範囲を演算し、
前記GPS受信信号により三次元測位が行われないとき、GPS受信信号による二次元測位により、或いはジャイロと車速信号により車両位置を予測し、
前記GPS受信信号により三次元測位を行って演算した車両位置が前回演算した予測移動範囲に存在するときには該車両位置を採用し、存在しないときには前記予測した車両位置を採用し、
前記三次元測位を行っているとき、車両位置に対応する高度データを前回のデータと共に保存し、
前記三次元測位が行われないときから再度三次元測位が可能となったとき、三次元測位が行われなくなった最後の車両位置の高度と、三次元測位が再開されたときの最初の車両位置の高度との差、及びそれらの車両位置間の距離により、該車両位置間の勾配を演算し、
前記演算した勾配が所定以上の時、前記再度三次元測位が可能となったときのGPS測位による車両位置が、前記予測移動範囲内に存在しないときには、GPS測位による車両位置を選択することを特徴とする車両位置予測方法。
Performs three-dimensional positioning based on GPS received signals received from GPS satellites to calculate the vehicle position and save the vehicle travel history,
Using the travel history and vehicle speed data to calculate a predicted movement range that may move from the current vehicle position,
When the three-dimensional positioning is not performed by the GPS reception signal , the vehicle position is predicted by the two-dimensional positioning by the GPS reception signal or by the gyro and the vehicle speed signal,
When the vehicle position calculated by performing three-dimensional positioning by the GPS reception signal is present in the previously calculated predicted movement range, the vehicle position is adopted, and when not present, the predicted vehicle position is adopted,
When performing the three-dimensional positioning, the altitude data corresponding to the vehicle position is saved together with the previous data,
When the 3D positioning becomes possible again from the time when the 3D positioning is not performed, the altitude of the last vehicle position at which the 3D positioning is no longer performed, and the first vehicle position when the 3D positioning is resumed The gradient between the vehicle positions is calculated from the difference between the vehicle height and the distance between the vehicle positions,
When the calculated gradient is not less than a predetermined value, the vehicle position by GPS positioning is selected when the vehicle position by GPS positioning when the three-dimensional positioning becomes possible again does not exist within the predicted movement range. A vehicle position prediction method.
前記演算した勾配が所定以上の時に、GPS測位による車両位置を選択するときには、保存した走行履歴を全て削除し、新たな走行履歴の更新を行うことを特徴とする請求項1記載の車両位置予測方法。   2. The vehicle position prediction according to claim 1, wherein when the calculated gradient is equal to or greater than a predetermined value, when a vehicle position is selected by GPS positioning, all saved travel histories are deleted and a new travel history is updated. Method. 前記GPS受信信号により三次元測位を行って演算した車両位置が、前記予測移動範囲内にないときには、前記三次元測位が行われなくなった地点と三次元測位が再開された地点の距離が所定以上の時にGPS測位による車両位置の選択を行うことを特徴とする請求項1記載の車両位置予測方法。 The GPS receiver signal the vehicle position calculated by performing three-dimensional positioning by the said when not within the prediction range of movement, the distance of the point where the three-dimensional point and the three-dimensional positioning which positioning is no longer carried out is resumed when more than a predetermined vehicle position prediction method according to claim 1, characterized in that the selection of the vehicle position by GPS positioning. GPS衛星より受信したGPS受信信号による三次元測位を行い車両位置を演算するGPS三次元測位手段と、
車両の走行履歴を保存する走行履歴保存手段と、
前記走行履歴と車速データを用いて現在の車両位置から移動する可能性のある範囲を演算する予測移動範囲演算手段と、
前記GPS受信信号により三次元測位が行われないとき、GPS受信信号によるによる二次元測位により、或いはジャイロと車速信号により車両位置を予測する予測位置演算手段と、
前記GPS三次元測位手段で測位した車両位置が、前記予測移動範囲演算手段で前回演算した予測移動範囲に存在するときには該車両位置を採用し、存在しないときには前記予測位置演算手段により予測した車両位置を採用する車両位置選択手段と、
前記GPS三次元測位手段で三次元測位を行っているとき、車両位置に対応する高度データを前回のデータと共に保存する高度データ保存手段と、
前記GPS三次元測位手段で三次元測位が行われないときから再度三次元測位が可能となったとき、三次元測位が行われなくなった最後の車両位置の高度と、三次元測位が再開されたときの最初の車両位置の高度との差、及びそれらの車両位置間の距離により、該車両位置間の勾配を演算する勾配演算手段とを備え
前記車両位置選択手段は、前記勾配演算手段で演算した勾配が所定以上の時、前記再度三次元測位が可能となったときのGPS受信信号により演算した車両位置が、前記予測移動範囲演算手段で演算した予測移動範囲内に存在しないときには、GPS測位による車両位置を選択することを特徴とする車両位置予測装置。
GPS three-dimensional positioning means for performing three-dimensional positioning using a GPS received signal received from a GPS satellite and calculating a vehicle position;
Traveling history storage means for storing the traveling history of the vehicle;
Predicted movement range calculation means for calculating a range that may move from the current vehicle position using the travel history and vehicle speed data;
Predicted position calculation means for predicting the vehicle position by two-dimensional positioning by GPS reception signal or by gyro and vehicle speed signal when three-dimensional positioning is not performed by the GPS reception signal ;
When the vehicle position measured by the GPS three-dimensional positioning means is present in the predicted movement range previously calculated by the predicted movement range calculating means, the vehicle position is adopted, and when it does not exist, the vehicle position predicted by the predicted position calculating means is used. Vehicle position selection means adopting,
Altitude data storage means for storing altitude data corresponding to the vehicle position together with previous data when performing 3D positioning with the GPS 3D positioning means ;
When 3D positioning is possible again when 3D positioning is not performed by the GPS 3D positioning means, the altitude of the last vehicle position at which 3D positioning is no longer performed, and 3D positioning is resumed. the first difference between the altitude of the vehicle position, and the distance between their vehicle position, a gradient calculating means for calculating a slope between said vehicle position when,
When the gradient calculated by the gradient calculation unit is greater than or equal to a predetermined value , the vehicle position selection unit calculates the vehicle position calculated by the GPS received signal when the three-dimensional positioning is possible again by the predicted movement range calculation unit. in the absence on the calculated prediction range of movement, the vehicle position prediction device comprising a benzalkonium select the vehicle position by GPS positioning.
前記走行履歴保存手段は、前記勾配演算手段で演算した勾配が所定以上の時に、GPS測位による車両位置を選択するときには、保存した走行履歴を全て削除し、新たな走行履歴を保存することを特徴とする請求項4記載の車両位置予測装置When the gradient calculated by the gradient calculation unit is greater than or equal to a predetermined value and the vehicle position by GPS positioning is selected, the travel history storage unit deletes all the stored travel history and stores a new travel history. The vehicle position prediction apparatus according to claim 4. 前記車両位置選択手段は、前記三次元測位が行われなくなった地点と三次元測位が再開された地点の距離が所定以上の時に、GPS測位による車両位置の選択を行うことを特徴とする請求項4記載の車両位置予測装置。   The vehicle position selection means selects a vehicle position by GPS positioning when a distance between the point where the 3D positioning is no longer performed and the point where the 3D positioning is resumed is a predetermined distance or more. 4. The vehicle position prediction apparatus according to 4.
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