JP4738196B2 - Method for determining error circle of position calculation device - Google Patents
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Description
本発明は、GPS(Global Positioning System)衛星および自立航法センサによる測位結果を用いて移動体の予測位置を算出する位置算出装置に関し、特に、GPS測位によるGPS位置の測位精度を示す誤差円の決定方法に関する。 The present invention relates to a position calculation device that calculates a predicted position of a moving object using positioning results from a GPS (Global Positioning System) satellite and a self-contained navigation sensor, and in particular, determination of an error circle indicating the positioning accuracy of a GPS position by GPS positioning. Regarding the method.
自車位置を算出する方法には、GPS衛星を用いたGPS測位と、車両に搭載されたジャイロセンサや車速センサを用いた自立航法測位とがある。GPS測位は、絶対位置や絶対方位を検出することができるが、受信環境によってその精度が悪化するという短所がある。一方、自立航法測位は、受信環境に依存しないが、誤差が累積するという短所がある。このため、ナビゲーション装置では、両者の短所を互いに補完するように、GPS衛星による測位データと自立航法センサによる測位データを用いたハイブリッド方式が広く利用されいる。 Methods for calculating the position of the vehicle include GPS positioning using a GPS satellite and autonomous navigation positioning using a gyro sensor or a vehicle speed sensor mounted on the vehicle. GPS positioning can detect the absolute position and absolute azimuth, but has the disadvantage that its accuracy deteriorates depending on the reception environment. On the other hand, self-contained navigation positioning does not depend on the reception environment, but has a disadvantage that errors accumulate. For this reason, in navigation devices, a hybrid system using positioning data from a GPS satellite and positioning data from a self-contained navigation sensor is widely used so as to complement both disadvantages.
特許文献1は、GPS衛星の測位誤差ΔLgを、GPS衛星と受信機との測位環境であるGDOP(Geometrical Dilution Of Precision)の劣化係数により決定し、測定誤差ΔLgと自立航法による測位位置Dと比較し、D>ΔLgの場合には、GPS測位による位置を現在位置に決定し、D≦ΔLgの場合には、自立航法による測位位置Dを現在位置に決定するナビゲーション装置を開示している。 In Patent Document 1, a positioning error ΔLg of a GPS satellite is determined based on a degradation coefficient of GDOP (Geometrical Dilution Of Precision) which is a positioning environment between the GPS satellite and a receiver, and is compared with a positioning error D by a self-contained navigation. In the case of D> ΔLg, a navigation device is disclosed that determines the position by GPS positioning as the current position, and in the case of D ≦ ΔLg, determines the positioning position D by self-contained navigation as the current position.
特許文献2は、車両位置修正装置に関し、自立航法測位により得られるある区間の自立航法走行距離と、GPS測位により得られる上記ある区間に相当する区間のGPS測位点間距離とを比較し、自立航法走行距離とGPS測位点間距離との差が大きい場合には、GPSの測位データの信頼度が低いと判定し、差が小さい場合には信頼度が高いと判定する。信頼度が高ければ、GPSの測位誤差として許容される範囲を示す誤差円の半径を小さくし、信頼度が低ければ、半径を大きくしている。 Patent Document 2 relates to a vehicle position correction device, and compares a self-contained navigation travel distance of a section obtained by self-contained navigation with a distance between GPS positioning points of a section corresponding to the certain section obtained by GPS positioning. When the difference between the navigation travel distance and the distance between GPS positioning points is large, it is determined that the reliability of the GPS positioning data is low, and when the difference is small, it is determined that the reliability is high. If the reliability is high, the radius of the error circle indicating the allowable range for the GPS positioning error is reduced, and if the reliability is low, the radius is increased.
特許文献2に示すようにGPS測位と自立航法測位を用いた位置算出を行う場合、オープンエアのように測位環境が良いケースでは、走行距離比率による誤差円半径は、概ね正しく重み引付け量を決定できるが、遮蔽環境のようにマルチパス等の影響を受けるケースでは、誤差の大きいGPS位置が連続で出力され、自立航法測位の軌跡と同じ動きをすることがある。これにより、走行距離比率が良いと判定され、GPS位置の誤差が大きいにも関わらず、重み引付けが行われ、予測位置の精度が悪化するという問題があった。 When performing position calculation using GPS positioning and self-contained navigation positioning as shown in Patent Document 2, in a case where the positioning environment is good, such as open air, the error circle radius due to the travel distance ratio is approximately correctly weighted. Although it can be determined, in the case of being affected by multipaths such as a shielded environment, GPS positions with large errors may be output continuously and may move in the same manner as the locus of autonomous navigation positioning. As a result, it is determined that the travel distance ratio is good, and although the GPS position error is large, weighting is performed and the accuracy of the predicted position deteriorates.
例えば図4(b)に示すように、測位時刻T1における予測位置Q1に速度ベクトルVcを加算することで測位時刻T2における自立航法測位による航法位置L2が求められる。速度ベクトルVcは、角度センサにより検出された自車の相対方位と速度センサにより検出された自車の方位速度から決定される。G1、G2、・・・Gnは、測位時刻T1、T2、・・・TnにおけるGPS測位により得られた絶対位置(以下、GPS位置という)である。走行距離比率は、数式1に示されるように、GPS位置の2点間の距離の合計と、速度ベクトルの大きさの合計の比率である。走行距離を算出するための区間または期間は一定であり、GPS測位が1秒毎に行われる場合には、その区間は、例えば4区間(または4秒)である。 For example, as shown in FIG. 4B, the navigation position L2 by the self-contained navigation positioning at the positioning time T2 is obtained by adding the velocity vector Vc to the predicted position Q1 at the positioning time T1. The speed vector Vc is determined from the relative direction of the own vehicle detected by the angle sensor and the direction speed of the own vehicle detected by the speed sensor. G1, G2,... Gn are absolute positions (hereinafter referred to as GPS positions) obtained by GPS positioning at positioning times T1, T2,. The travel distance ratio is a ratio of the sum of the distances between the two points of the GPS position and the sum of the magnitudes of the speed vectors, as shown in Formula 1. The section or period for calculating the travel distance is constant, and when GPS positioning is performed every second, the section is, for example, four sections (or four seconds).
GPSによる測位環境がマルチパスや衛星配置などの影響により悪化すると、GPS位置が、例えばG3からG4のように大きく位置飛びをする。その後、GPSによる悪い測位状態が一定期間続くと、GPS位置が、G5、G6、G7、G8と直線状の軌跡となる。上記したように、走行距離を算出する期間が4区間(4秒間)であると、測位時刻T8におけるGPS位置G8の誤差円は、GPS位置G4−G5、G5−G6、G6−G7、G7−G8の4区間Tmの走行距離の合計と、それに対応する区間Tnの速度ベクトルの大きさの合計との比率から算出される。この場合、両者の走行距離比率が「1」に近くなってしまい、GPS位置の測位誤差が大きいにもかかわらず、誤差円Rの半径が小さくなってしまう。その結果、速度ベクトルを加算して得られた航法位置L8が、GPS誤差円に重み付け処理され、その位置が予測位置Q8に決定されてしまい、予測位置Q8の精度が悪化してしまう。予測位置の精度が悪化すると、ナビゲーション装置におけるマップマッチング精度も悪くなってしまう。 When the GPS positioning environment deteriorates due to the influence of multipath, satellite arrangement, etc., the GPS position jumps greatly, for example, from G3 to G4. After that, if a bad positioning state by GPS continues for a certain period, the GPS position becomes a linear locus such as G5, G6, G7, and G8. As described above, if the period for calculating the travel distance is 4 sections (4 seconds), the error circle of the GPS position G8 at the positioning time T8 is GPS positions G4-G5, G5-G6, G6-G7, G7- It is calculated from the ratio of the sum of the travel distances of the four sections Tm of G8 and the sum of the magnitudes of the speed vectors of the sections Tn corresponding thereto. In this case, the travel distance ratio between the two becomes close to “1”, and the radius of the error circle R becomes small although the positioning error of the GPS position is large. As a result, the navigation position L8 obtained by adding the velocity vectors is weighted to the GPS error circle, the position is determined as the predicted position Q8, and the accuracy of the predicted position Q8 is deteriorated. When the accuracy of the predicted position deteriorates, the map matching accuracy in the navigation device also deteriorates.
本発明は、上記従来の課題を解決し、GPSによる測位状況が悪化したときに誤差量を再決定させ、予測位置の精度を向上することができる位置算出装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、算出された予測位置を用いて自車位置等を精度良く地図上に表示することができるナビゲーション装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a position calculation device that can re-determine the amount of error when the positioning status by GPS deteriorates and improve the accuracy of a predicted position. A further object of the present invention is to provide a navigation device that can accurately display the position of the vehicle on a map using the calculated predicted position.
本発明に係る位置算出装置は、GPSによる測位結果および自立航法センサによる測位結果を用いて移動体の予測位置を算出するものであって、GPSにより測位された一定期間Tcの走行距離Dpと自立航法センサにより測位された前記一定期間Tcに対応する走行距離Dqとの走行距離比率に基づきGPS測位によるGPS位置の誤差量Rを決定する誤差量決定手段と、自立航法センサにより測位された航法位置LがGPS位置の誤差量R内に存在するか否かを判定する判定手段と、前記航法位置Lが前記誤差量Rに存在しないと判定された場合、前記誤差量決定手段における走行距離Dpと走行距離Dqを算出するための前記一定期間Tcを予め決められた期間Tsだけ延長させ、誤差量Rを再決定させる誤差量再決定手段とを有する。 The position calculation device according to the present invention calculates a predicted position of a moving body using a positioning result by GPS and a positioning result by a self-contained navigation sensor, and is independent of a travel distance Dp of a certain period Tc measured by GPS. An error amount determining means for determining an error amount R of the GPS position by GPS positioning based on a traveling distance ratio with the traveling distance Dq corresponding to the predetermined period Tc measured by the navigation sensor, and a navigation position measured by the self-contained navigation sensor A determination unit that determines whether or not L is within the error amount R of the GPS position, and when it is determined that the navigation position L does not exist in the error amount R, the travel distance Dp in the error amount determination unit Error amount redetermining means for extending the predetermined period Tc for calculating the travel distance Dq by a predetermined period Ts and redetermining the error amount R.
好ましくは、前記判定手段は、誤差量Rと航法位置Lを比較し、L>Rと判定されたとき、前記誤差量再決定手段は、延長された期間(Tc+Ts)における走行距離比率に基づき誤差量Rを再決定する。 Preferably, the determination unit compares the error amount R with the navigation position L, and when it is determined that L> R, the error amount re-determination unit sets the travel distance ratio in the extended period (Tc + Ts). Based on this, the error amount R is redetermined.
位置算出装置はさらに、誤差量を再決定した後、前記航法位置Lが前記誤差量R内に存在するとき、前記航法位置Lを予測位置とし、前記航法位置Lが前記誤差量R内に存在しないとき、前記GPS位置を予測位置とする位置算出手段を含む。 The position calculation device further determines the navigation position L when the navigation position L exists in the error amount R after the error amount is redetermined, and the navigation position L exists in the error amount R. When not, a position calculating means for using the GPS position as a predicted position is included.
本発明に係る位置算出方法は、GPSにより測位された一定期間Tcの走行距離Dpと自立航法センサにより測位された前記一定期間Tcに対応する走行距離Dqとの走行距離比率に基づきGPS測位によるGPS位置の誤差量Rを決定するステップと、自立航法センサにより測位された航法位置がGPS位置の前記誤差量R内に存在しないと判定されたとき、走行距離Dpと走行距離Dqを算出するための前記一定期間Tcを予め決められた期間Tsだけ延長させ、誤差量Rを再決定するステップと、誤差量Rを再決定した後、前記航法位置Lが前記誤差量R内に存在するとき、前記航法位置Lを予測位置とし、前記航法位置Lが前記誤差量R内に存在しないとき、前記GPS位置を予測位置とするステップとを有する。 The position calculation method according to the present invention is based on the GPS distance measurement based on the travel distance ratio between the travel distance Dp of the fixed period Tc measured by GPS and the travel distance Dq corresponding to the fixed period Tc measured by the self-contained navigation sensor. A step of determining a position error amount R and, when it is determined that the navigation position measured by the self-contained navigation sensor does not exist within the error amount R of the GPS position, for calculating the travel distance Dp and the travel distance Dq Extending the predetermined period Tc by a predetermined period Ts and re-determining the error amount R; and after re-determining the error amount R, when the navigation position L exists within the error amount R, A navigation position L as a predicted position, and when the navigation position L does not exist within the error amount R, the GPS position is set as a predicted position.
本発明によれば、自立航法センサにより測位された航法位置がGPS位置の誤差量R内に含まれなくなった場合には、走行距離を算出するための期間を通常のときよりも長くし、誤差量Rを再決定するようにしたので、GPS位置の測位誤差を反映した誤差量を決定することができ、これにより算出される予測位置の精度を向上することができる。 According to the present invention, when the navigation position measured by the self-contained navigation sensor is not included in the GPS position error amount R, the period for calculating the travel distance is made longer than usual, and the error is calculated. Since the amount R is re-determined, the error amount reflecting the positioning error of the GPS position can be determined, and thereby the accuracy of the predicted position calculated can be improved.
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る位置算出装置は、好ましくは車載用ナビゲーション装置において利用される。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The position calculation device according to the present invention is preferably used in an in-vehicle navigation device.
図1は、本発明の実施例に係る位置算出装置の構成を示すブロック図である。位置算出装置1は、GPS衛星から送られてくるGPS信号を受信し、車両の絶対位置、ドップラーシフトを利用した絶対方位、およびGPS速度に関する測位データを出力するGPS受信機10と、車両に取り付けられた各種センサにより相対方位、方位速度に関する測位データを出力する自立航法センサ20と、GPS受信機10および自立航法センサ20から出力される測位データを入力し、入力した測位データに基づき移動体の予測位置を算出する位置算出部30と、移動体の走行履歴情報等を格納するメモリ40とを含んで構成される。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a position calculation apparatus according to an embodiment of the present invention. The position calculation device 1 receives a GPS signal sent from a GPS satellite, outputs a positioning data related to the absolute position of the vehicle, the absolute direction using the Doppler shift, and the GPS speed, and is attached to the vehicle. The self-contained
GPS受信機10は、GPS受信アンテナ12、受信部14、および計算部16を含んでいる。計算部16は、1秒毎の測位時刻における、GPS位置PGPS、GPS方位θGPS、GPS速度SGPSを計算し、これらの測位データを位置算出部30に出力する。
The GPS receiver 10 includes a
自立航法センサ20は、車両の回転角度を検出するジャイロなどの角速度センサ22を含み、角速度センサ22は、航法方位θGYRO(相対方位)を検出し、これを出力する。自立航法センサ20はさらに、移動体が一定距離を走行する毎にパルスを発生する速度センサ24とを含み、速度センサ24は、方位速度Vを出力する。
The self-contained
位置算出部30は、例えば、マイクロコンピュータによって構成され、ROM/RAMに格納されたプログラムによって予測位置の算出等を実行する。メモリ40は、位置算出部30により算出された予測位置、および過去のGPSによる測位データおよび自立航法による測位データ等を履歴情報として逐次記憶する。
The
次に、位置算出部30の動作について説明する。始めに、GPS位置の測位精度である誤差円の決定フローを図2に示す。位置算出部30は、GPS受信機10からの測位データと、自立航法センサ20からの測位データを受け取る(ステップS101)。位置算出部30は、一定の測位期間にわたるGPS位置の2点間距離の合計から走行距離Dpを算出し、かつ当該一定の測位期間に対応する期間の自立航法センサにより測位された走行距離Dqを算出する(ステップS102)。走行距離Dqは、速度ベクトルの大きさの合計であり、速度ベクトルは、航法方位の航法方位θGYROと方位速度Vによって規定される。通常時における一定の測位期間は、例えば4秒間(または4区間)である。
Next, the operation of the
次に、位置算出部30は、走行距離比率(Dp/Dq)を算出し(ステップS103)、走行距離比率が、h1<(Dp/Dq)<h2の範囲に属するか否かを判定する(ステップS104)。この範囲は、例えば、0.9<(Dp/Dq)<1.1である。走行距離比率が1に近いほど、GPS測位の信頼度は高くなる傾向がある。このため、位置算出部30は、走行距離比率が上記範囲内にあるとき、半径r1の誤差円を設定し(ステップS105)、範囲外にあるときには、半径r2の誤算円を設定する(ステップS106)。半径は、r1<r2の関係にある。ここでは、説明を簡単にするために、誤差円の大きさを2段階にしているが、勿論、3段階以上の詳かな設定にしてもよい。
Next, the
次に、GPSによる測位データと自立航法による測位データを利用した予測位置の算出動作を図3のフローを参照して説明する。先ず、前回算出された予測位置に速度ベクトルを加算して航法位置Lを求める(ステップS201)。次に、位置制御部30は、GPSによる測位データおよび自立航法による測位データに基づき、図2に示す動作フローに従い、今回測位されたGPS位置の誤差円Rを求める(ステップS202)。位置制御部30は、誤差円Rと航法位置Lとを比較し(ステップS203)、航法位置Lが誤差円R内に存在するか否かを判定する(ステップS204)。
Next, the calculation operation of the predicted position using the positioning data by GPS and the positioning data by self-contained navigation will be described with reference to the flow of FIG . First, the navigation position L is obtained by adding the velocity vector to the previously calculated predicted position (step S201). Next, the
航法位置Lが誤差円Rの範囲内に存在する場合には、航法位置Lが今回の予測位置となる(ステップS208)。一方、航法位置Lが誤差円Rの範囲内に存在しない場合には、位置制御部30は、誤差円の再計算を行う(ステップS205)。
If the navigation position L is within the range of the error circle R, the navigation position L becomes the current predicted position (step S208). On the other hand, when the navigation position L does not exist within the range of the error circle R, the
誤差円の再計算は、GPS測位による走行距離Dpと自立航法による走行距離Dqを算出する測位期間を予め決められた期間だけ延長する。本実施例では、通常の測位期間が4秒間であるが、誤差円を再計算する場合には、測位期間を少なくとも10秒間に延長する。過去の実測値を参照すると、マルチパス等の影響により測位が劣化する期間が10秒間以上継続することはほとんどない。このため、走行距離比率を算出するための測位期間を10秒とすれば、仮に、測位期間の一部の走行距離比率が1に近くとも、全体の走行距離比率は測位環境の劣化を反映することになり、誤差円の半径は大きくなる。 In the recalculation of the error circle, the positioning period for calculating the travel distance Dp by GPS positioning and the travel distance Dq by self-contained navigation is extended by a predetermined period. In this embodiment, the normal positioning period is 4 seconds. However, when the error circle is recalculated, the positioning period is extended to at least 10 seconds. Referring to past actual measurement values, the period in which positioning is degraded due to the influence of multipath or the like hardly lasts for 10 seconds or more. For this reason, if the positioning period for calculating the travel distance ratio is 10 seconds, even if a part of the travel distance ratio in the positioning period is close to 1, the overall travel distance ratio reflects the deterioration of the positioning environment. As a result, the radius of the error circle increases.
位置算出部30は、再計算された誤差円R1と航法位置Lを再度比較し(ステップ206)、航法位置Lが誤差円R1の範囲内に存在することになれば(ステップS207)、航法位置Lが予測位置となる(ステップS208)。航法位置Lが誤差円R1内に存在しない場合には、航法位置Lを誤差円の中心、すなわちGPS位置に引き付け処理し、これを予測位置とする(ステップS209)。
The
ステップS204において、航法位置L>誤差円Rとなっている場合、速度ベクトル位置が誤差円半径の外にあることになり、これには以下2つのケースが考えられる。
(1)GPSによる測位状態が悪く、誤差の大きいGPS位置が一定時間連続で出力される。
(2)GPSにより測位状態が非常に良く、誤差円半径が非常に小さい。
(1)のケースでは、長時間の走行距離比率をチェックすることで、軌跡の安定性を厳密に判定し、正しい重み引付け量を決定することができる。
(2)のケースでは、元々の測位状態が良いため、長時間の走行距離比率は良いままであり、影響はほぼない。
If navigation position L> error circle R in step S204, the velocity vector position is outside the error circle radius, and the following two cases are conceivable.
(1) The GPS positioning state is poor, and GPS positions with large errors are output continuously for a certain period of time.
(2) Positioning by GPS is very good and the radius of error circle is very small.
In the case of (1), by checking the long-distance travel distance ratio, the stability of the trajectory can be strictly determined and the correct weighting amount can be determined.
In the case of (2), since the original positioning state is good, the long-distance travel distance ratio remains good and there is almost no influence.
図4(a)は、本実施例の位置算出装置による予測位置の算出例を示す図である。測位時刻T1における予測位置をQ1とする。測位時刻T2における航法位置L2は、予測位置Q1に対して測位時刻T1における速度ベクトルVcを加算して求められる。G1、G2、・・・Gnは、測位時刻T1、T2、・・・TnにおけるGPS位置である。測位時刻T2における航法位置K2は、GPS位置G2の誤差円Rの範囲内に存在するため、航法位置L2は測位時刻T2における予測位置Q2に決定される。次に、予測位置Q2に対して速度ベクトルVcを加算して測位時刻T3における航法位置L3が求められる。測位時刻T3におけるGPSの測位環境に幾分悪化し、GPS位置G3が変動するが、航法位置L3は、GPS位置G3の誤差円Rの範囲内に存在するため、航法位置L3が予測位置Q3に決定される。 FIG. 4A is a diagram illustrating a calculation example of a predicted position by the position calculation apparatus according to the present embodiment. The predicted position at the positioning time T1 is Q1. The navigation position L2 at the positioning time T2 is obtained by adding the velocity vector Vc at the positioning time T1 to the predicted position Q1. G1, G2,... Gn are GPS positions at positioning times T1, T2,. Since the navigation position K2 at the positioning time T2 is within the range of the error circle R of the GPS position G2, the navigation position L2 is determined as the predicted position Q2 at the positioning time T2. Next, the navigation position L3 at the positioning time T3 is obtained by adding the velocity vector Vc to the predicted position Q2. The GPS positioning environment is slightly deteriorated at the positioning time T3, and the GPS position G3 fluctuates. However, since the navigation position L3 is within the error circle R of the GPS position G3, the navigation position L3 becomes the predicted position Q3. It is determined.
測位時刻T4において、上記と同様にして予測位置Q3を基準に航法位置L4が算出される。また、測位時刻T4において、GPSによる測位環境がさらに悪化し、GPS位置G4が大きく位置飛びをする。GPS位置G3とG4間の2点間距離K34が非常に大きくなるため、走行距離比率が1より大きく乖離し、GPS位置の測位誤差が大きいことを示す半径の大きい誤差円R1が設定される。航法位置L4は、GPS位置G4の誤差円R1と比較され、航法位置L4が誤差円R1の範囲内に存在するため、航法位置L4が予測位置Q4となる。 At the positioning time T4, the navigation position L4 is calculated based on the predicted position Q3 in the same manner as described above. Further, at the positioning time T4, the GPS positioning environment is further deteriorated, and the GPS position G4 jumps greatly. Since the GPS position G3 and between two points between G4 distance K 34 becomes very large, the travel distance ratio deviates more than 1, is set large radius error yen R1 indicating that positioning errors of the GPS position is greater . The navigation position L4 is compared with the error circle R1 of the GPS position G4. Since the navigation position L4 is within the range of the error circle R1, the navigation position L4 becomes the predicted position Q4.
以後、測位時刻T7までは、GPS測位による走行距離がGPS位置であるG3とG4の2点間距離K34を含んでいるため、半径の大きな誤差円R1が継続され、航法位置L5、L6、L7がそれぞれ予測位置Q5、Q6、Q7に決定される。 Thereafter, until the positioning time T7, since the distance traveled by the GPS positioning contains a G3 and between two points of the G4 distance K 34 is a GPS position, a large error yen R1 radius is continued, navigation position L5, L6, L7 is determined as the predicted positions Q5, Q6, and Q7, respectively.
測位時刻T8において、GPS測位による走行距離は、2点間距離であるG4−G5、G5−G6、G6−G7、G7−G8の4区間により算出される。この区間のGPS位置の軌跡は、対応する測位期間の速度ベクトルの軌跡と近似する。このため、走行距離比率が「1」に近くなり、位置算出部30は、GPS測位による誤差が小さいと判定し、半径の小さな誤差円Rを設定する。これにより、航法位置L8が誤差円Rの範囲外に存在することになる。従来手法であれば、航法位置L8を誤差円Rに引き付け処理を行うが、本実施例では、上記したように誤差円の再計算を実施してから、航法位置L8と誤差円の再比較を行う。
At the positioning time T8, the distance traveled by GPS positioning is calculated from four sections G4-G5, G5-G6, G6-G7, and G7-G8, which are distances between two points. The GPS position trajectory of this section approximates the velocity vector trajectory of the corresponding positioning period. For this reason, the travel distance ratio becomes close to “1”, and the
誤差円の再計算では、測位期間を10秒間(または10測位期間)とするため、GPS測位による走行距離Dpは、G3−G4の距離K34を含むことになるため、走行距離比率が1よりも乖離する。従って、測位時刻T8のGPS位置G8の誤差円は、測位時刻T7のときと同様に、半径の大きな誤差円R1に決定される。その結果、航法位置L8は、誤差円R1の範囲内に存在することになり、航法位置L8が予測位置Q8に決定される。よって、予測位置Q8が誤差を多量に含むGPS位置G8に引き付けられず、予測位置の精度を保つことができる。 In recalculation of the error circle, to a positioning period 10 seconds (or 10 positioning period), the travel distance Dp by GPS positioning, since that will contain the distance K 34 of G3-G4, running distance ratio is from 1 Also deviate. Accordingly, the error circle at the GPS position G8 at the positioning time T8 is determined to be an error circle R1 having a large radius, as at the positioning time T7. As a result, the navigation position L8 exists within the range of the error circle R1, and the navigation position L8 is determined as the predicted position Q8. Therefore, the predicted position Q8 is not attracted to the GPS position G8 that includes a large amount of error, and the accuracy of the predicted position can be maintained.
このように、従来の位置算出方法では、GPSの測位誤差が大きくても、一定期間の走行距離比率が良いと、誤差円半径が小さくなるため、そこに重みで引き付けられてしまい予測位置の誤差が増加するが、本実施例では、航法位置とGPS位置が大きく離れた場合には(航法位置>誤差円半径)、走行距離Dp、Dqの測位期間を延長し、走行距離比率の良否を再度判定するようにしたので、GPSの測位誤差が大きい場合には、それを反映する誤差円を設定することが可能となり、その分の重みの効果が弱くなり、予測位置の誤差は大きくならない。すなわち、マルチパス等の影響を受けるケースで、誤差の大きいGPS位置が連続で出力される場合でも、適切な重み引付け量を決定することで、高精度な予測位置を算出することができる。 In this way, in the conventional position calculation method, even if the GPS positioning error is large, if the mileage ratio for a certain period is good, the error circle radius becomes small, so that the error in the predicted position is attracted to it. However, in this embodiment, when the navigation position and the GPS position are far apart (navigation position> error circle radius), the positioning period of the traveling distances Dp and Dq is extended and the quality of the traveling distance ratio is checked again. Since the determination is made, when the GPS positioning error is large, an error circle reflecting the error can be set, the effect of the weight is reduced, and the error of the predicted position does not increase. In other words, even when GPS positions with large errors are output continuously in the case of being affected by multipath or the like, a highly accurate predicted position can be calculated by determining an appropriate weighting amount.
図5は、本実施例に係る位置算出装置をナビゲーション装置に適用したときのブロック図である。ナビゲーション装置100は、上記したGPS衛星からの電波を受信するGPS受信機10、自立航法センサ20、アンテナ114を介して車両外部の現在の道路交通情報を受信するVICS・FM多重レシーバ116、操作パネル122、音声入力部124およびリモコン操作部126を含むユーザ入力インターフェース120、大容量のハードディスクを有する記憶装置130、無線または有線によりデータ通信を可能とするデータ通信制御部132、スピーカ142から音声を出力させる音声出力部140、ディスプレイ152に画像を表示させる表示制御部150、種々のプログラムを記憶するプログラムメモリ160、データを一時記憶するデータメモリ170、および制御部180を含んでいる。制御部180は、図1に示す位置算出部30の誤差円の決定方法ならびに予測位置の算出機能を包含する。
FIG. 5 is a block diagram when the position calculation apparatus according to the present embodiment is applied to a navigation apparatus. The navigation device 100 includes a GPS receiver 10 that receives radio waves from the GPS satellite described above, a self-contained
記憶装置130は、ナビゲーションの各種機能を実行するためのプログラムおよびデータベースを記憶する。データベースは、地図データ、施設データを含み、地図データは、道路に関するリンクデータおよび交差点データが含まれる。プログラムメモリ160は、記憶装置130に記憶されたプログラムをロードし、そこには、誤差円を決定するプログラム、予測位置を算出するプログラム、およびGPS測位および航法測位により算出された予測位置に基づき自車位置を地図データ上にマップマッチングさせるプログラム、目的地までの最適経路を探索するためのプログラム等が格納されている。データメモリ170は、記憶装置130から読み出した地図データやGPS受信機10や自立航法センサ20からの測位データ等を記憶する。
The
本実施例の位置算出装置により高精度の予測位置を得ることができるため、ナビゲーション装置100においても、マップマッチングによる処理負担を軽減し、自車位置の表示をより高速にかつ正確に行うことができる。 Since a highly accurate predicted position can be obtained by the position calculation apparatus of the present embodiment, the navigation apparatus 100 can also reduce the processing burden due to map matching and display the vehicle position more quickly and accurately. it can.
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments according to the present invention, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Deformation / change is possible.
本発明に係る位置算出装置は、車両等の移動体用のナビゲーション装置やナビゲーションシステムにおいて利用される。 The position calculation device according to the present invention is used in a navigation device or a navigation system for a moving body such as a vehicle.
1:位置算出装置 10:GPS受信機
12:アンテナ 14:受信部
16:計算部 20:自立航法センサ
22:角度センサ 24:速度センサ
30:位置算出部 40:メモリ
1: Position calculation device 10: GPS receiver 12: Antenna 14: Reception unit 16: Calculation unit 20: Self-contained navigation sensor 22: Angle sensor 24: Speed sensor 30: Position calculation unit 40: Memory
Claims (6)
GPSにより測位された一定期間Tcの走行距離Dpと自立航法センサにより測位された前記一定期間Tcに対応する走行距離Dqとの走行距離比率に基づきGPS測位によるGPS位置の誤差量Rを決定する誤差量決定手段と、
自立航法センサにより測位された航法位置LがGPS位置の誤差量R内に存在するか否かを判定する判定手段と、
前記航法位置Lが前記誤差量R内に存在しないと判定された場合、前記誤差量決定手段における走行距離Dpと走行距離Dqを算出するための前記一定期間Tcを予め決められた期間Tsだけ延長させ、誤差量Rを再決定させる誤差量再決定手段とを有し、
前記期間Tsは、前記期間Tcに連続する前記期間Tcよりも過去の測位期間であり、前記誤差量再決定手段は、期間(Tc+Ts)の走行距離Dpと走行距離Dqの走行距離比率に基づき誤差量Rを再決定する、
位置算出装置。 A position calculation device that calculates a predicted position of a moving object using a positioning result by GPS and a positioning result by a self-contained navigation sensor,
An error for determining an error amount R of the GPS position by GPS positioning based on a traveling distance ratio between a traveling distance Dp measured by GPS for a certain period Tc and a traveling distance Dq corresponding to the certain period Tc measured by a self-contained navigation sensor. A quantity determining means;
Determining means for determining whether or not the navigation position L measured by the self-contained navigation sensor is within the error amount R of the GPS position;
When it is determined that the navigation position L does not exist within the error amount R , the predetermined period Tc for calculating the travel distance Dp and the travel distance Dq in the error amount determination means is extended by a predetermined period Ts. Error amount re-determination means for re-determining the error amount R ,
The period Ts is a positioning period that is earlier than the period Tc continuous to the period Tc, and the error amount re-determination means sets the travel distance ratio between the travel distance Dp and the travel distance Dq in the period (Tc + Ts). The error amount R is re-determined based on
Position calculation device.
位置算出装置により算出された予測位置に基づき自車位置を道路地図上に表示する表示手段とを備えたナビゲーション装置。 A position calculation device according to any one of claims 1 to 4 ,
A navigation device comprising display means for displaying a vehicle position on a road map based on a predicted position calculated by a position calculation device.
GPSにより測位された一定期間Tcの走行距離Dpと自立航法センサにより測位された前記一定期間Tcに対応する走行距離Dqとの走行距離比率に基づきGPS測位によるGPS位置の誤差量Rを決定するステップと、
自立航法センサにより測位された航法位置がGPS位置の前記誤差量R内に存在しないと判定されたとき、走行距離Dpと走行距離Dqを算出するための前記一定期間Tcを予め決められた期間Tsだけ延長させ、誤差量Rを再決定するステップと、
誤差量Rを再決定した後、前記航法位置Lが前記誤差量R内に存在するとき、前記航法位置Lを予測位置とし、前記航法位置Lが前記誤差量R内に存在しないとき、前記GPS位置を予測位置とするステップとを有し、
前記期間Tsは、前記期間Tcに連続する前記期間Tcよりも過去の測位期間であり、前記誤差量再決定手段は、期間(Tc+Ts)の走行距離Dpと走行距離Dqの走行距離比率に基づき誤差量Rを再決定する、位置算出方法。 A position calculation method in a position calculation device that calculates a predicted position of a moving object using a positioning result by GPS and a positioning result by a self-contained navigation sensor,
A step of determining a GPS position error amount R by GPS positioning based on a traveling distance ratio between a traveling distance Dp measured by GPS for a certain period Tc and a traveling distance Dq corresponding to the certain period Tc measured by a self-contained navigation sensor. When,
When it is determined that the navigation position measured by the self-contained navigation sensor does not exist within the error amount R of the GPS position, the predetermined period Tc for calculating the travel distance Dp and the travel distance Dq is set to a predetermined period Ts. And re-determining the error amount R,
After re-determining the error amount R, when the navigation position L exists in the error amount R, the navigation position L is set as a predicted position, and when the navigation position L does not exist in the error amount R, the GPS A position as a predicted position ,
The period Ts is a positioning period that is earlier than the period Tc continuous to the period Tc, and the error amount re-determination means sets the travel distance ratio between the travel distance Dp and the travel distance Dq in the period (Tc + Ts) A position calculation method for re-determining the error amount R based on the position.
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