JPH02107918A

JPH02107918A - 車両の位置をリアルタイムで表示する地上誘導システム

Info

Publication number: JPH02107918A
Application number: JP1227261A
Authority: JP
Inventors: Michel Schorter; ミシエル・シヨルテール
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1989-09-01
Publication date: 1990-04-19
Also published as: DE68904272T2; EP0357515A1; CA1323917C; DE68904272D1; US5159556A; FR2636134B1; FR2636134A1; EP0357515B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は大容量記憶装置即ち大容量メモリに記憶された
ディジタル地図製作用データを使用する自動再調整又は
修正手順により、地図上に車両の位置をリアルタイムで
表示するための地上誘導システムに係る。

２、従」Ｊ支間ｆｌｉｔ朋− 地上を移動中の車両の位置を自動的に認識し且つリアル
タイムで表示するためには次の要素：即ち１以上の軸内
における位置、速度及び／又は加速度のセンサと、セン
サにより供給されるデータを使用して国際的又は局地的
基準系に対する地図座標として車両の位置を決定する計
算装置と、例えば（デイスプレィスクリーン上に表示又
は透明もしくは紙媒体上に印刷された）地図上の光ドッ
ト又はクロスを形成することにより、英数字又は地図製
作用表示として光で支持することにより、車両の位置を
表示するための表示装置と、オペレータ、一般には車両
の運転者が車両の位置を始動時に初期化し、その後、位
置決めの再調整を始動できるようにする、システムとオ
ペレータとの間のインターフェース回路とを備える必要
がある。

位置決定の精度はセンサの精度に直接結び付けられ、従
って、自動誘導システムはセンサ（ジャイロ回旋計、ジ
ャイロスコープ、オドメータ、磁気コンパス等）の不正
確及びドリフトに起因する測定偏差を補償するために再
調整を必要とする。

これらの再調整は周期的又は予め決定された所定の条件
下て実施され得る。再調整の頻度は主にセンサの精度に
結び付けられるが、高性能センサを選択するとアプロー
チの費用が高くなる。

九訓し四Ａ灼− 本発明の地上誘導システムは低性能、即ち廉価なセンサ
を使用し、再調整動作を実施するために特定の手順を使
用することによりこれらのセンサの偏差及びドリフトを
補償することが可能である。

該システムは、ディジタル化された地図製作用データベ
ースにより、センサの測定によって得られる予想ルート
を車両が実際にたどるルートの上にリアルタイムで自動
的に再調整することができる。

これらの測定を使用して、これらの２つのルートの差を
計算する。次に修正操作を行い、あらゆる原因（安定位
置、傾斜、温度、加速度、不釣合等）による誤差を自動
的に補償する。

本発明によると、車両の位置をリアルタイムで表示する
地上誘導システムが提供され、該システムは、少なくと
も基準位置からの走行距離に関する情報と車両の方向に
関する情報とを含む車両の運動パラメーターを表す信号
を生成するためのセンサと、該センサにより送出された
信号を処理及びディジタル化するための手段と、該ディ
ジタル化信号を使用して車両の所謂「予想」位置を周期
的に計算するための第１の計算手段と、車両の「予想」
進路を決定する連続的予想位置を記憶するための第１の
ランダムアクセスメモリ記憶手段と、ルートの詳細な描
写を含むディジタル地図製作用データベースを形成する
大容量メモリと、車両の予想位置を含み且つ少なくとも
ルートの各点に結び付けられた方向に関する情報を与え
るように選択された所謂「有効」ゾーンに対応する地図
製作用データを抽出するように大容量メモリと協働する
読取器と、読取器により抽出された有効ゾーンのデータ
を記憶するための第２のランダムアクセスメモリ記憶手
段と、予め設定されたプログラミングに従ってシステム
の動作を調整するように管理及び計算するための中央処
理装置と、有効ゾーンと車両の位置とを表示するための
表示装置と、表示された画像の任意の点を指定するため
のデバイスとを備えており、中央処理装置は、予想進路
を再調整点で自動的に再調整できるように、車両の予想
位置を中心とする不確実の窓の内側で方向に関する情報
を、有効ゾーンから抽出された方向に関する情報片と比
較し、該比較は少なくとも方向が所与の時刻における方
向に関する情報と実質的に同一であるような唯一の点を
窓の内に見いだすことから成り、鎖点は見いだされると
再調整点を形成し、表示装置により表示される車両の位
置は第１の計算手段により得られるか再調整により得ら
れるかに関係なく車両の最後の位置である。

本発明の特徴及び利点は添付図面に関する以下の具体例
の説明により明示される。

１制御第１図中、ＴＲは実際の進路、例えば道路を示す。

この進路は地図製作用データベースにより与えられる。

この道路は車両がたどるべき行程に対応するように予め
プログラムされ得、又はデータベースにより自動的に供
給され得る。

センサ及び誘導計算が完璧であるならば、動体の予想進
路ＴＥは実際の進路ＴＲの上に厳密に重なり合うであろ
う。

特にセンサによりドリフト及び偏差が示されるならば、
動体の計算値は実際の進路ＴＲと異なる予想進路ＴＥを
描く。動体の初期位置又は時刻い−で行われる最後の再
調整に対応する座標Ｘ＾、Ｙ＾の点を＾と仮定しよう。

従って、点屓よ初期時刻ｔｏにおける進路ＴＲ及びＴＥ
の両方に共通である。

時間ｔｌ＝ｔｏ＋Ｔの終わりで、ＴＥ及びＴＲ上の動体
の夫々の位置は予想位置では旧Ｘ、　、Ｙ、）となり、
実際の位置ではＢ（Ｘ、、Ｙ、）となった。

この実際の位置Ｂは再調整中に、実際にたどられる道路
上の特定点ＴＲに対応し、この点はオペレータにより容
易に認識可能である。この点は例えば国側のように道路
の分岐点であり得る。このような点を「陸標」と呼称す
る。点口の座標は、オペレータの命令により地図製作用
データベースにより与えられる。この命令は表示された
地図を光学ペンで指定することにより与えられ得る。

予想誤差ＭＢは夫々方向へＢ及び静の角偏差り、と、直
線距離ΔＢ及び静間の直線偏差Ｌｅとに対応する２差Ｍ
Ｂは関係式：（式中、ΔθはΔＢ及び静間の角度である）Ｌｅ−へＨ
−へＢにより与えられるこれらの２つのパラメータＬ＃及びＬ
ｅの和に等しい。

偏差Ｌ６及びＬｅの和を知るためにはいくつかの方法が
ある。まず手動位置確認方法について説明しよう。この
方法は、主にセンサによる測定誤差が自動的に周期的に
補償される段階である自動再調整による操作を得るより
も以前の初期化段階に対応する。

開始前にオペレータは自分のルート上に連続的に存在す
るいくつかの目標点即ち陸標（交差点、丘陵地、橋等）
を確認する。手動装置（例えば操作レバー又は光学ペン
）により、オペレータは表示システムにより表示すべき
これらの連続点Ｂを地図上に指定する。この操作により
、データベースからの対応する地図座標はレジスタに記
憶される。

車両がこれらの点の各々を連続的に通過すると、オペレ
ータは手動指示操作（押しボタン又はキーの操作）を使
用して、センサにより測定される対応する連続予想点Ｍ
１、Ｍ２、Ｍ３の記憶を始動する。

各時刻で実際の点Ｂと３１算された予想点Ｈとの座標を
比較することにより、予想誤差ＭＢの成分り、及びＬｅ
に対応する偏差測定データが導かれる。こうして一連の
計算でセンサによる偏差を補償することができる。この
予備再調整段階は、反復を決定し、全ルートにわたって
選択された所定数の陸標を入力するように開始以前に準
備する必要があり、この場合、オペレータは停止せずに
陸標の各々の通過を確認しなければならず、又は走行中
に目標点を構成する陸標で停止し、上記確認操作を行う
必要があるため、システムの使用者には拘束を加えるこ
とになる。

前記手動方法は出発時に方角が既に分かつている場合に
は１つの陸標で少なくとも１回実施すべきである。そう
でない場合は、２つの陸標で少なくとも２回実施すべき
である。こうして、自動再調整による通常操作に移る前
に最初の再調整を実施することができる。

第２図は［等方角（ｅｑｕａｌ　ｃｏｕｒｓｅｓ）」法
として知られる好適方法に従う再調整操作中の偏差の測
定原理を示す。

センサの測定系により与えられる予想進路ＴＥは２つの
運動により実際の進路ＴＲから導かれる。第１の運動は
八を中心とする角振幅Δθの回転により表され、実際の
進路ＴＲをＴ’Ｅ、点ＢをＨ゛にする。

第２の運動は方向計における量ＬＥの従う並進運動であ
り、Ｔ’ＥをＴＥ、点Ｈ゛をＨにする。

点Ｈにおける方角ψＭ（Ｈにおける予想進路ＴＥの接戦
と磁石の北の方向Ｎとの間の角度に対応する方角）がセ
ンサ（例えばジャイロコンパス又は磁気コンパス）によ
り知見されたら、同一の方角値（即ちψＨ−ψＢ’）及
び同一の曲率半径を有する座標ＸＢ’　。

ＶＢ’の点Ｂ′を地図製作用データのファイル中、即ち
実際の進路ＴＲで検索する。

点Ｂ′はこうして蓋然性の窓内に記録されるが、その大
きさは予め決定されており、最後の再調整から数えて時
間と共に増加し、センサの品質に比例する。

地図製作用データファイル７から点Ｂ”の座標を確認し
、予想点Ｈを知見したら、偏差の測定により予想誤差Ｂ
’Ｍ及びその成分Ｌ′８及びＬ６を導く。

実際に、直線進路の場合以外は、計算された位置Ｂ゛と
実際の位置Ｂとの間の方角の偏差を考慮しないことによ
り第２番目の誤差を形成する。従って、 ψ■＝ψＨ−Δθ但しΔθ＝　Ｂ’　Ｍ’　／　ｌ八Ｂ
゛となるような座標ＸＢ、ＹＢの点Ｂを実際の進路ＴＲ
上で検索することから成るその後の操作を実施すること
ができる。

蓋然性の窓の内側で数個の等方角点を見いだすことが可
能である。一方、再調整操作が迅速に実施されるに従っ
て誤差の危険は減少する。曲率半径が予想点Ｈで計算さ
れる曲率半径と著しく異なる進路を除去することも可能
である。

「浸度」法と呼称される別の方法は、蓋然性の窓内で最
大の類似性を有する進路ＴＲを見いだすために進路ＴＥ
を使用することがら成る。複数の浸度基準を選択するこ
とができる。例えばファイル中に記録された進路ＴＥ及
びＴＲを形成する点の座標Ｘ及びＹを使用して、振幅及
び／又はその導関数、曲率半径及び／又はその導関数等
を分析する。こうして進路ＴＲが見いだされたら、動体
の予想位置をこの進路上に再調整する。次に、誤差Ｌ６
及びＬ２並びに誘導計算に加えるべき対応する修正を抽
出する。

本発明の地上誘導システムは数個の再調整方法を連続的
に使用する。進路の最初の部分では好ましくは手動の初
期化方法を使用する。実際に該方法はセンサ、特に走行
距離センサの初期化を実施する。次に、自動再調整法を
適用する。

高頻度の再調整の可能性のない誘導は、個数及び品質、
即ち複雑さ、従って費用が所望の精度に直接比例するよ
うなセンナを必要とする。

はぼ永久的な周期的再調整を実現することにより、上記
偏差測定を誘導計算系に組み込むことにより、廉価な初
歩的センサを使用することが可能になる。車輪付き車両
の場合、夫々距離／速度及び方向の測定の支持を得るた
めに、例えば走行距離カウンタ及び方向センサ、好まし
くは車両の方角を直接与える磁気センサからのデータの
みを使用することが全く予想可能である。

第３図に示すように、地上誘導及び車両の位置のリアル
タイム表示システムは、まず車両に搭載された１組のセ
ンサＣ１、Ｃ２１，、、Ｃｋ、、、を備えている。この
アセンブリは少なくとも２つのセンサを含んでおり、一
方は走行距離に関する情報を供給し、他方は基準方向（
例えば地図上の北）に対する車両の配向を供給する。可
能な感知装置としては、ジャイロスコープ、ジャイロ回
旋計、磁気コンパス、高度計、オドメータ等の使用を挙
げることができる。最少限の場合、走行距離が構成に応
じて配置された走行距離カウンタがら供給され、車両の
配向が方向制御システムに一体的な角度センサにより供
給される場合を予想することができる。

センサにより供給される信号はその後の使用のためにデ
ィジタル形にすべきである。アナログ信号の場合にはア
ナログ／ディジタル変換回路を備える。更に、これらの
信号はディジタル化前に、例えば波形整形のような処理
操作を必要とし得る。

これらの機能全体は処理ブロック２により記号化される
。

センサからのディジタル化データは、予想点を計算する
ブロック３に伝送される。この計算は車両の位置がリア
ルタイムで得られるようにクロック周波数でほぼ永久的
に実施される。ブロック３は対応するプログラミングを
有するマイクロプロセッサから構成され得、又はシステ
ムの別の回路を管理する管理及び計算装置８の一部を形
成し得る。予想点の計算は、ランダムアクセスメモリを
形成する対応するファイル４に伝送され、このファイル
に連続予想点、即ち車両の予想進路ＴＥが記憶される。

一方、システムは地図製作用データベース（ＢＤＣ）を
形成する大容量メモリ５を有する。このリードオンリー
メモリ５中には、ディスク、磁気テープ又は他の媒体上
にディジタル形態で支持された地図製作用データが記憶
されている。このデータベース５に読取器６を結合し、
中央処理装置８からの命令に応じて、表示に必要なデー
タ（特に実際のルートＴＲ）をベース５から抽出する。

データベース５は道路の基本構造の描写及び文化的デー
タ（市街のレイアウト、橋、森、英数字情報等）を含ん
でいる。動体の位置に依存して読み取り器モジュール６
は表示すべき有効ゾーンに対応するデータを地図製作用
データベース５からピックアップし、偏差測定（１０）
及び表示（１２）に利用可能な形態に整形後、ランダム
アクセスメモリにより形成される地図製作用データファ
イル７に該データを配置する。

偏差測定関数はブロック１０により記号化され、該ブロ
ックにおいてファイル４からの予想進路ＴＥは実際にた
どられたルートＴＲ又はファイル７に記憶されたデータ
から得られる可能なルートと比較される。偏差測定によ
り、再調整時刻で予想進路の点Ｈの偏差成分Ｌ０及びＬ
′、を決定することができ、実際のルートＴＲ上でこの
予想位置Ｈを再調整することができ、更に２つの測定点
＾、Ｈの間に生じる誤差を補償するためにセンサの指示
に加えるべき修正を計算することができる。

読取器６は所望のゾーンに対応するベース５の地図製作
用ディジタルデータを読取り、抽出するために必要なコ
ード形態のデータを含んでいる。この読み取り器はマイ
クロプロセッサを備えてもよく、該マイクロプロセッサ
自体は中央処理装置８により制御される。

ファイル７はバッファメモリの２重の役割を果たし、ま
ず一方で、読取器６によりベース５から抽出され、偏差
測定に必要且つ十分な誘導データ（例えば道路のレイア
ウト）を記憶し、他方で、表示のために有効ゾーンの地
図製作用データ全体を記憶する。表示すべき地図のデー
タは既にルートＴＲを含む誘導データを含んでおり、該
データは特定のコードに従って抽出され得るので、これ
らの２つの機能を果たすためにはただ１つのメモリで十
分である。ブロック１１は、偏差測定によって得られた
データに基づき車両の位ＩＢを地図上に示すことができ
、該当ゾーンに関する地図全体を表示することが可能な
トレースプロセッサ（テレビジョン等）である。該プロ
セッサは例えば車両がたどる方角、又は地図上の北の方
向に沿ってこの地図を配向することも可能である。

表示装置１２はこうしてファイル７から抽出された道路
地図バックグラウンド上に、偏差測定手段１０により計
算された動体の修正位置Ｂを表示することができる。手
動オペレータは光学ペン１２＾又は他のデバイスを使用
し、たどられたルートＴＲ上の特徴点即ち陸標を指示す
ることができ、従って、中央処理装Ｗ８にこれらの点を
指定することができる。光学ペンを使用して手動再調整
を行うこともできる。

管理及び計算用中央処理装置８はオペレータ９から命令
を受は取り、指示された異なるブロック間で情報を転送
し、車両の位置及び再調整の別の計算を行うようにプロ
グラムされている。これらの情報は初期化命令及び他の
命令、例えば計算ブロック３に向かって送られる再調整
データに関する命令、ブロック２に向かって送られる修
正データの再調整に関する命令、モジュール６に向かっ
て送られる地図製作用セクタの選択命令、並びにモジュ
ール１１に向かって送られる表示モードの情報に関する
命令を含む。

第４図〜第１６図は、使用される誘導再調整方法の実施
及び操作をよりよく理解できるように、本発明の地上誘
導システムの単純化具体例を示す。

第４図に示す単純化誘導システムは４つの主なサブアセ
ンブリ、即ちボックスに配置された距離測定センサ２１
、車両の方向を測定するためのセンサ２２、車両の最も
邪魔にならない場所（例えばトランク）に配置された処
理ボックス２３、並びに大容量メモリＢＤＣを含み得る
制御及び表示装置２５を含んでいる。

これらの４つのサブアセンブリはワイヤリンク２７によ
り相互に連結されており、車両のＤＣ源から給電される
。

距離測定ボックス２１は車両のダツシュボード上に搭載
された標準走行距離表示器２０と、一般に表示器が連結
されているケーブル２８の先端との間に挿入されている
。距離測定ボックス２１は第５ａ図に示すように形成さ
れ得、第５ｂ図及び第５ｃ図はより詳細に示している。

該ボックスはケーブル２８の側にこのケーブルを受容す
るように構成された雌コネクタを有しており、他方の端
部には走行距離表示器２０に連結すべきケーブルのコネ
クタに対応する雄コネクタを有している。該ボックスは
ケーブル２８により駆動されるディスク３０により主に
形成されている。ディスク３０は透明スロットＦ１、Ｆ
２のトラックを１つ以上有している。ディスクの両側に
は発光ダイオードＬ１、Ｌ２と光電受信器Ｄ１、Ｄ２の
アセンブリ３１がスロットに対して直角に配置されてい
る。車両の移動中、ディスクはケーブル２８の回転によ
り駆動される。光電受信器は夫々連続的に夫々のスロッ
トの通過に結び付けられる発光ダイオードから光を受は
取る。こうして図例のプロフィルに従ってスロットを切
り取った切欠パターンでは第５ｄ図に示すような波形が
形成される。この切欠は第１のスロワ１−ＦＬとそれに
続く第２のスロットＦ２を含んでおり、これらのスロッ
トはスロットの幅の２分の１だけ相互にずれている。経
時的に位相がずれており、その後、処理ボックス２３の
対応するインターフェースカード中で処理することによ
りディスクの回転方向を確認させ、従って車両が前進す
るか後退するかを認識させる２つの検出信号ＳＦＩ及び
ＳＦ２が得られるように、判明に対して直角に発信器／
受信器対が配置されている。

車両の走行距離の認識は、ディスクの回転中に光電受信
器Ｄ１及びＤ２により供給されるパルスＳＦＩ及び５Ｆ
２（図例の場合、半回転につき１パルス）をカウントす
ることにより、同時に得られる。このカランＩ・は処理
ボックスの対応するセンサインターフェースカード（第
１０図）で行われる。

車両の方向センサ２２は磁気コンパスである。その機能
は、磁石の北に対する車両の方向、即ち方角に対応する
電気信号を与えることである。角度をコード化できるシ
ステムであればどのようなものを使用してもよく、例え
ば光電センサ、シンクロ発信器等を使用することができ
る。提案されている用途では光学エンコーダを使用する
と好適である。コード化された角度情報はリンク２７に
より処理ボックス２３に送られる。

制御及び表示装置２５は第６ａ図に正面図、第６ｂ図に
側断面図を示す。該装置は機能的には分離可能であるが
、車両中に場所があるならば図例のように結合され得る
２つの主要部分から構成される。

これらの２部分は、第３図のエレメント９．１１及び１
２に対応する所謂制御及び表示器Ｎ４０と、大容量メモ
リ読取器５０とである。この具体例において大容量メモ
リはディジタル光ディスク５６である取り外し可能なエ
レメントにより形成されている。この意味でこの部分５
０〜５６は第３図のニレメンＩ・５゜６を包括するもの
である。

制御及び表示器３４０は例えば正方形フォーマットを有
するカラーＬＣＤフラットスクリーン４１から主に構成
され、その寸法及び解像度は道路地図を容易に読み取る
ために十分であるべきである。このような具体例を実現
するために選択すべき最小値は、寸法の観点から見て有
利には５インチ平方、即ち１２．７ｃｍ平方のスクリー
ンであり、スクリーン上に２５００００ピクセルを含む
。このようなスクリーンは後部に特に夜間の操作を可能
にする照明パック４１Ｅを備え得る。この照明の光強度
の調節は、オペレータによりアクセス可能であり且つス
テーション４０の前面のパネル４２に配置された操作ボ
タン４２Ｌにより行われる。

パネル４２は全操作ボタン、即ちオン／オフボタン４２
Ｍ、光度調節ボタン４２Ｌ、対話操作用ファンクション
キー４２Ｆ（所望の構造に従ってこれらのキーの機能は
スクリーン上でキーの各々の前面に表示され得る）、有
効化押しボタン４２Ｖ、指示用クロスをシフトするため
の制御ボタン４２Ｒ（該クロスは第３図の光学ペン１２
＾の指示エレメントとしての機能を満たす）を含む。

第６ｂ図に示すような他のエレメントは、グラフィック
プロセッサ、ビデオメモリ及びスクリーンインターフェ
ース機能を兼備するグラフィックカード４３と、動作ラ
ンダムアクセスメモリ及びプログラムメモリを含むメモ
リカード４４と、中央処理装置及びインターフェース機
能を兼備するカード４５と、電源４６とを含んでいる。

低部において大容量メモリカード読取器５０は、ディジ
タル光ディスク５６と、制御及びインターフェースカー
ド５１とを駆動及び読み取るための機構（図示せず）を
有している。

第８図は制御及び表示装置２５の機能図を示す。

制御ステーションの機能はマイクロプロセッサベースの
中央処理装Ｗ４４，４５の周囲で組織化され、該中央処
理装置は、制御インターフェース４２１を介して前面制
御ボタン４２を管理し、これらの制御ボタンの命令を判
読し、キー（対話制御ボタン）の意味をスクリーン４１
上に表示できるようにこれらの命令をグラフィック記号
、又は処理ボックス２３へのメツセージ（クロスの位置
、大容量メモリの読取、ズーミング、方位決定及び地図
の移動）に翻訳する。中央処理装置４５は表示記号のグ
ラフィックプリミティブを生成し、処理ボックス２３に
より与えられる表示命令に従って該グラフィックプリミ
ティブビデオメモリ４３Ｍに配置する。この装置４５は
、処理ボックス２３からのグラフィックプリミティブを
有する道路地図のビデオメモリ４３Ｍへの書込を管理す
る。２つの地図セクタ間の遷移が遅延なく行われるため
には、メモリ４２Ｍを２つのゾーンに分割する。一方の
ゾーンがグラフィックプロセッサにより読取られる間に
、他方のゾーンは中央処理装置４５によりロードされる
。地図セクタの各スイッチング後、メモリゾーンの役割
は逆転する。中央処理装置４５は出力インターフェース
４５１を介して処理パックとの交換を管理する。

内部連結バスは中央処理装置４５をランダムアクセスメ
モリ４４Ａ、プログラムメモリ４４Ｂ、制御インターフ
ェース４２Ｉ、出力インターフェース４５１及び、ビデ
オメモリ４３Ｍを有するグラフィックプログラム４３に
連結する。中央処理装置４５のプログラムはリードオン
リーメモリ（４４Ｂ）に書き込まれる。

中央処理装置４５によりビデオメモリ４３Ｍに書き込ま
れた命令に従って、グラフィックプロセッサは指定され
たゾーン内で地図の描写、運動、記号の表示（車両の位
置、種々のクロス、英数字パラメータ）に必要なグラフ
ィックプリミティブを読取り、スクリーン４１のセルの
アドレスに翻訳する。

これらのセルはスクリーンインターフェース４Ｎを介し
て適当な電気信号で励起される。

予想される用途では、大容量メモリ５６はディジタル光
ディスクである。連合する読取器５０は、制御回路５０
Ｃ１処理ボツクス２３との間のインターフェース回路５
０１とを有する読取機構から構成されている。ディジタ
ル光ディスク５６は道路地図の描写、即ち一連の成分ベ
クトルとしての道路のレイアウト、市街、森、橋、高圧
線、鉄道線路等の文化的情報、道路名、地点、都市名等
のような英数字情報を含んでおり、ディスクに含まれる
地図ファイルは第７図に示すような原理を有する地図セ
クタのオーバーラツプにより形成され、第７図では４つ
の矩形セクタＳＴＩ、Ｓｒ１、Ｓｒ１、Ｓｒ１を想定し
た。

斜線のゾーンＳＲはスクリーン上に表示され得る地図ゾ
ーンに対応し、対応する寸法はゾーン間のオ−バーラッ
プの最小寸法を構成するように考慮されている。

道路の描写ファイルは文化的特徴のファイルと異なる。

実際に、予想ルートを実際のルートに再調整するために
、偏差測定手段は道路描写ファイルに働きかけなれつば
ならない。

第９図は誘導システム全体を管理する処理ボックスの機
能図を示す。該処理ボックスは距離測定センサ２１及び
方向測定センサ２２の間のインターフェース回路６１１
．大容量メモリ５６とインターフェースするインターフ
ェース回路６２１、並びに制御及び表示装置２５とイン
ターフェースするインターフェース回路６３１を介して
、他の設備とインターフェースする。

処理パッケージは連結バスにより第９図の機能図に示す
機能的装置と対話するマイクロプロセ・ンサベースの中
央処理装置６０の周囲で組織化される。

これらの機能的装置は、上記インターフェース６１１．
６２１及び６３１、中央処理装置のプログラムを含むプ
ログリムリードオンリーメモリ６５、読取ゾーンと書込
ゾーンとに分配され且つ動作地図セクタの道路ファイル
を含む動作地図製作用メモリ６７、動作ランダムアクセ
スメモリ６９を含んでいる。

ボックス２５で行われる処理は次の原理に従う。

予想ルートのトレースは長さ１）：及び基準方向に対し
て一定の角度（例えば地図上の北に対してψ）を有する
連続的成分ベクトルに分割され得る（第１０図）。

予想ルートの誤差を最小にするためには、成分長さ１．
ほかなり小さい値に選択すべきである。例えば、距離測
定ボックス２１により与えられる２つのパルスの間の行
程、即ちディスク３０の半回転を選択する。

Δψが２つの成分ベタ１〜ルの間の予想される方角の変
化（第１１図）であるとするならば、Δψ。

１．７ＲＥであり、Ｒ１：は車両の予想される操舵半径
であり、該当する連続点はｉ番目及びｉ＋１番目の点で
ある。

Ｙ軸が北を向いている基準デカルト座標Ｘ、Ｙにおいて
、点Ｘ＋ｙｔの各々の地図製作用座標は式：％式％により与えられ、ここでψ１は磁気コンパス２２により
与えられる瞬間値である。車両中で金属物体が近接する
と、センサにより与えられる角度指示が撹乱され、車両
の配向角度の関数として非線形になる。これらの誤差は
センサの周囲に配置された磁石、又は処理パック２３の
リードオンリーメモリ６５に書き込まれた補償テーブル
に記録された値により既知方法に従って完全に補償され
る。磁気コンパスの指示に存在するのはゼロ誤差のみで
ある。従って、方角の測定値はψ、−ψ、＋ε、（式中
、ψ、＝センサ２２により与えられる方角指示、ψ８−
実際の方角、εゆ−ゼロ誤差である）として表される。

距離測定ボックス２１を使用すると、成分走行距離の予
想値ＩＥ＝＋Ｅ＝１．（１＋ε１）を得ることができ、ここで１．−距離カウンタにより測
定される行程、ε１−距離測定係数に関する誤差、及び
車輪のスキッド、タイヤの損耗及び摩耗等による誤差で
ある。

第１３図はプログラムの初期化段階に関する処理フロー
チャートである。対話命令を介してオペレータは自分が
位置する地図セクタを選択する。このセクタに関する全
ファイル（道路、文化的情報）はディスク５Ｇに読み取
られ、有効ゾーンの表示のために制御及び表示装置２５
に送られ、道路のレイアウトに関するファイルは処理パ
ック２３の動作地図製作用メモリ６７に記憶される。

次にクロスによりオペレータは車両の出発座標（ｘｏ、
ｙｏ）を入力する。初期方角値ψ。はセンサ２２により
与えられる。磁気センサが不在の場合、予想値は出発時
に指定される。

次にプログラムは手動調整、又は手動再調整（第１４図
）もしくは自動再調整（第１５図）に応じて次動的に行
われる補償計算によって得られた予め記憶された修正パ
ラメータε５．ε、で初期化される。

陸標に関する手動再調整は第１４図のフローチャートに
示される。メモリ中に修正パラメータ（ε、。

ε１）が維持されず且つ確実であると見なされない限り
、オペレータはその行程の最初の数キロメートルで地図
上に配置されたの少なくとも１つの陸標（道路交差点、
橋）を指定すべきである。

このために、オペレータは制御キーボードを介して手動
再調整モードを要求する。次にプログラムは陸標の再入
力の要求に分岐する。陸標の各々は、オペレータがクロ
スシフ１−制御ボタン４２Ｒ（第６ａ図）によりスクリ
ーン上でクロスの位置を変え、有効化押しボタン４２Ｖ
を押して有効化することにより、予め決められた順序で
指定される。スクリーン上に表示される地図セクタに対
して指示した陸標の連続座標（ｘｍ、ｙｊを陸標テーブ
ルに再入力する。

オペレータが陸標の再入力をもはや要求しないと、プロ
グラムは車両が予め指定された陸標の１つを通過すると
きにオペレータにより手動的にトリガされる「陸標通過
」条件に向がって分岐される。

条件が達せられない限り、プログラムは各サイクルで予
想ルートの計算プログラム（第１５図）に向かって分岐
（Ｘ＾）し、ＸＥに戻る。追って説明するこのプログラ
ムは座標の予想点に＋、７１を計算する。

「陸標通過Ｊが検出されるや否や、計算された最後の予
想点Ｘ＋　、）’ｒは陸標テーブル（ｘ１ｙＪ中に見い
だされる最初の陸標と比較される。これらの２点の座標
を一致させることにより、涙液アルゴリズムは補償パラ
メータε０．ε１を導くことができ、該パラメータは次
の反復で使用でこるように記憶される。

陸標カウンタに増分を加えた後、プログラムは予想進路
の計算のためＸΔに戻る。プログラムサイクルはその後
、テーブルに記録された最後の陸標まで上記のように進
行する。テーブルに記録された最後の陸標が処理された
後、オペレータが再び「手動再調整」モードを要求する
まで「自動再調整」モードが行われる。

第１５図のフローチャートは予想進路の計算を示す。こ
の計算プログラムは点Ｘ八から出発し、所定数の反復を
含んでおり、その各々に距離測定パックのパルスが対応
し得る。２つの反復の間で車両は予想される成分長さＩ
Ｅを走行したと見なされ、予想進路の新しい点が計算さ
れ、記憶され、地図セクタと重なりあって表示するため
に表示ステーションに送られる。

方向センサにより与えられる指示ψ、の獲得及びろ波後
、各反復において新しい点の座標及びこの点における進
路の曲率半径は、メモリに予め記録され且つ自動又は手
動再調整アルゴリズムから得られる補償パラメータε１
．ε、を考慮することにより、上記式に従って計算され
る。

点Ｘ＋、ｙ＋がオーバーラツプゾーン（第７図）に見い
だされると、プログラムは車両が進行しているセクタに
近接するセクタを動作地図製作用メモリに加えるために
ディスク５６の読取をトリガする。

この新しいセクタのファイルは同様に、表示のために制
御及び表示装置に送らる。

通常動作モード、即ち「自動再調整」では、予想進路を
計算するためのプログラムは点ＸＥに移り、ここで反復
数は数Ｎと比較され、この結果により、プログラムは自
動再調整計算に向かってＸＣで分岐し、ＸＤに戻る。

反復数Ｎは構造、即ち地図の縮尺、道路の特徴（カーブ
が少ないか又はヘアピンカーブが）、道路の勾配（εゆ
）等に従って決定され得る。実際に、この数は自動再調
整が実施される予想ルートの点の間隔１＝Ｎ１に対応す
る。

計算される最後の点Ｘ１５’ｌの周囲には、所定寸法δ
×及びδｙの精度の窓が開いている。この窓の寸法は２
つの連続する再調整点の間の距離と共に増加する。プロ
グラムは、該当する地図セクタの道路ファイル中で精度
の窓に含まれ、成分方角の等式条件（等方角法）ψ８−
ψ１を満たし、相互に近接する曲率半径ｕ、＝Ｒ，を有
する点を検索する。尚、ψＢ及びＲＲは夫々実際のルー
トＴＲのトレース上に見いだされる点（線２の点Ｂ’）
の方角及び曲率半径である。

一連の成分ベクトルによりルートが描かれると、補間に
よりψＣ（記憶された最近似値）が見いだされる。

数個の点が条件を満たすならば（第１２図）、プログラ
ムは再調整ぜずに継続し、オペレータはこのことを知ら
され、手動再調整が必要であると判断した場合にはこれ
を要求する。そうでないならば、Ｎ個の他の反復後に新
しい自動再調整が実施される。

等方角点がただ１つしかない場合、反復カウンタｉの再
初期化と共にＸＩＦＩをＸ。’ｉｏ上に再調整するアル
ゴリズムが行われる。

Ｘ０＝ＸＲ７ｏ：ｌ／ｐ ψ０＝ψＲ計算に使用されるアルゴリズムにより、補償パラメータ
ε１．ε、を生じ得るｒ波が得られ、該パラメータは次
の反復で使用できるように記憶される。この方法は、介
在すべき補償を経時的に改良することを目的とする。

【図面の簡単な説明】第１図は実際の進路に対する予想ルートの１点における
誘導偏差を示す説明図、第２図は所謂等方角法に従って
本発明のシステムで使用される偏差測定原理を示す説明
図、第３図は本発明の地上誘導システムの全体のブロッ
ク図、第４図は車輪付き地上走行車両に搭載された地上
誘導システムの概略図、第５ａ〜５ｄ図は第４図のシス
テムにおける走行距離センサの一具体例に関する説明図
及び波形図、第６ａ及び６ｂ図は第４図の具体例で使用
される操作ボタン及び大容量メモリ読取器を兼備する表
示アセンブリの説明図、第７図は大容量メモリの組織化
、特に記憶された地図の地図セクタの交差を示す説明図
、第８図は制御ステーションの回路図、第９図は処理ボ
ックスの回路図、第１０図は予想ルー１〜の作成に関す
る説明図、第１１図は予想ルートの各増分に介在するパ
ラメータを示す説明図、第１２図は数個の実際の点が得
られ、新しい初期化段階が生じ得る例を示す説明図、第
１３図はプログラムの初期化に関するフローチャート、
第１４図は初期化のために陸標の手動再調整方法に間す
るローチャート、第１５図は自動再調整システム及び予
想進路の計算に関するフローチャートである。１・・・・・・センサ、２・・・・・・信号処理及びデ
ィジタル化手段、３・・・・・・計算手段、４．７・・
・・・・ランダムアクセスメモリ記憶手段、５・・・・
・・大容量メモリ、６・・・・・・読取器、１１．１２
・・・・・・表示装置、１２＾・旧・・指示デバイス。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　車両の位置をリアルタイムで表示する地上誘導
システムであって、少なくとも基準位置からの走行距離
に関する情報と車両の方向に関する情報とを含む車両の
運動パラメーターを表す信号を生成するためのセンサと
、該センサにより発生された信号を処理及びディジタル
化するための手段と、該ディジタル化信号を使用して車
両の所謂「予想」位置を周期的に計算するための第１の
計算手段と、車両の「予想」進路を決定する連続的予想
位置を記憶するための第１のランダムアクセスメモリ記
憶手段と、ルートの詳細な描写を含むディジタル地図製
作用データベースを形成する大容量メモリと、車両の予
想位置を含み且つ少なくともルートの各点に結び付けら
れる方向に関する情報を与えるように選択された所謂「
有効」ゾーンに対応する地図製作用データを抽出するよ
うに大容量メモリと協働する読取器と、読取器により抽
出された有効ゾーンのデータを記憶するための第２のラ
ンダムアクセスメモリ記憶手段と、予め設定されたプロ
グラミングに従ってシステムの活動を調整するように管
理及び計算するための中央処理装置と、有効ゾーン及び
車両の位置を表示するための表示装置と、表示された画
像の任意の点を指定するためのデバイスとを備えており
、中央処理装置は、予想進路を再調整点で自動的に再調
整できるように、車両の予想位置を中心とする不確実の
窓の内側で方向に関する情報を有効ゾーンから抽出され
た方向に関する情報片と比較し、該比較は少なくとも方
向が所与の時刻で方向に関する情報と実質的に同一であ
るような唯一の点を窓の内側に見いだすことから成り、
該点は見いだされると再調整点を形成し、表示装置によ
り表示される車両の位置は第１の計算手段により得られ
るか再調整により得られるかに関係なく車両の最後の位
置である地上誘導システム。
（２）　中央処理装置は、少なくとも方向及び方向変化
が夫々センサにより与えられる方向に関する情報及びセ
ンサにより与えられる方向に関するこの情報に対応する
方向変化と実質的に同一であるような唯一の点を窓の内
側に見いだすために、センサにより与えられる方向に関
する情報と実質的に同一方向を有する窓の点の各々で、
夫々センサにより与えられる方向に関する情報及び第２
の記憶手段に記憶された方向に関する情報について方向
変化を計算するようにプログラムされている請求項１に
記載の地上誘導システム。
（３）　時間的に先行する別の再調整操作を伴う任意の
所与の再調整操作のために、所与の再調整操作後の車両
の方向が、基準点である頂点と所与の再調整点及び所与
の再調整操作の直前の車両の予想位置を通る挟辺とを有
する修正角度により修正された所与の再調整点の方向に
等しくなるように選択される請求項１又は２に記載の地
上誘導システム。
（４）　中央処理装置が、各再調整点と基準点との間の
距離に関する距離情報と、該当する再調整操作の直前の
車両の予想点と基準点との間の距離との差の関数として
、センサからの情報を修正するようにプログラムされて
いる請求項１に記載の地上誘導システム。
（５）　中央処理装置が修正角度の関数としてセンサか
らの情報を修正するようにプログラムされている請求項
３に記載の地上誘導システム。
（６）　所与の時刻において基準点が該所与の時刻に先
立つ時刻で決定された再調整点の１つである請求項１に
記載の地上誘導システム。