JPH03220413A - 車両用ナビゲーション装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本願発明は、車両用のナビゲーンヨン装置に関するもの
である。

（従来技術） 今、自動車を運転しながら成る目的地に向がって走行し
ている状況を考えてみると、ドライバーは自動車という
外界と孤立した孤独な空間の中で、見知らぬ土地を地図
と道路標識、それに風景くらいを頼りに、ひたすら意図
する目的地に向かってアクセルを踏んでいる状態である
と言える。

つまり、コンピュータ、データ通信が発達して情報過多
とまで言われる今日に到っても自動車の運転の本質は自
動車が発明された当時と殆ど変わっていない訳である。

このような事情に鑑み、最近になって漸く一般にナビゲ
ー７−Ｉンシステムと呼ばれる車両の走行誘導装置の開
発か盛んに行われるようになってきている。

該ナビゲーションンステムには、例えば地磁気ヘクトル
の水平成分を検出し、それを方位パラメータとして利用
するもの（以下、地磁気方式という）やヘリウムガスの
慣性を利用したがスレート／ヤイロを方位センサに使用
して方位を検出するもの（以下、慣性航法方式という）
なとのほか、少なくとも３個の円軌道衛星（航法衛星と
いう）を使ＩＴＴ　して地球りの如何なる場所でも正確
な位置を検出てきるようにしたＧＰＳＳ方式（グローバ
ル・ポ７ンヨニング・システム・ウイス゛サテライト）
などの方式か提案されている。

そして、該ナビゲーションンステムでは、その何れにあ
っても先ず車両の走行案内情報としての多数枚の２次元
カラー地図データを記憶したＣＤ−ＲＯ〜１およびＣＤ
プレーヤを備えているとともに到達しようとする目的地
を設定する目的地設定手段、出発地点を含む車両の現在
位置を認識する自車位置認識手段等を有し、自車位置と
目的地との関係から当該目的地までの最適走行経路に対
応して２次元表示された地図データをＣＲＴティスプレ
ィＦにカラー画像によって表示するように構成されてい
る（例えば特開昭６１−２０９２１６号公報参Ｐ、）。

このようなナビケーション装置を使用すると、運転者は
上記ＣＲＴのデイスプレィ画面上ニ時々刻々と表示され
る地図状態の最適走行経路（走行予定道路）を見ながら
該最適走行経路を辿って運転して行くたけて安心して目
的地に到達することができるようになる。そして、上記
走行に伴って移動する自車位置表示マークがマツプマツ
チング等の手段により上記ＣＲＴ画面の上記走行経路上
にブ０７トされて表示される。

ところで、上記のような車両用のナビケーンヨン装置で
は、コスト上の問題もさることながら先ず誘導精度か高
いことが最も重要である。そして、該誘導精度を基本的
に決定するのは、上記自軍位置認識手段の自車位置検出
性能である。したか−】て、その観点から言って現在最
も有望視されているのは、上述した３つの走行誘導方式
（口車位置検出方式）の中でもＧＰＳＳ方式によるもの
である。

該ＧＰＳＳ方式の場合、複数（少なくとも３個）の衛星
からの距離情報と時刻情報とを各々受信して自車の絶対
位置を認識することかできるから、特に池の手段による
補正を必要とせず、それ自体として十分に高い自車位置
検出能力（測位誤差二３０ｆｆｆ呈度）を確（星するこ
とかできる。また、当該車両かフェリーポートなどで海
上移送されたような場合にも改めて自車位置を設定し直
す必要かなくなるので便利である。

しかし、上記のようなＧＰＳＳ方式によって正確な自車
位置の測位を行う場合、本来は当該車両走行位置の高度
データか必要である。

もし、高度データ（走行に応じた高度変化データ）がな
いと、２次元的な測位データしか得ることができず、該
２次元的に計測された移動距離と実際の走行距離とには
相当な誤差を生じることになる。そこで、上記のように
高度データを得ることによって３次元測位を行おうとす
ると、上述した３個の航法衛星では足りず、高度測定の
ための少くとち４＠目の航法衛星か必要となる問題が生
しる。これは、換言すると、３個の衛星上の時計は全て
正確に一致（進みと遅れが正確に分っている）されてい
るか、−刃車両側の時計の精度は悪いのか通常であり、
その進み・遅れは不明になり易いので４つの未知数を必
要とすることを意味する。

そして、上記のように４個以上の航法衛星を使用して測
定された高度データＨを含む３次元Ｃ則位データ（Ｘ、
Ｙ、Ｈ）の内の上記高度データＨは順次高度データ記憶
手段に記憶更新されて行くようになっている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記のような構成を採用した場合、次の点が
問題となる。

つまり、複数の衛星の各々は全て所定の軌道上を回って
いるために測位可能な時間帯というものが各々決まって
おり、そのため１日の内の時間帯によって衛星と自車位
置との距離や測定可能な衛星相互の組合せ、数も変わっ
てくる。この結果、上記のような航法衛星を利用した測
位データには必然的に上記測定条件の変化に応じた測定
誤差が生してくる問題かあり、その結果、上記高度デー
タ記憶子トλに記憶メモリされる高度データは常に＋ｌ
Ｅ確なものとは言えず、そのままでは誤った高度データ
を記憶してしまう問題がある。

（課題を解決するための手段） 本願発明は、上記の問題を解決することを目的としてな
されたちので、３次元測位手段としての航法衛星・■び
に所定の２次元測位手段を各々備え、それら２つの測位
手段の測位データに基いて現在位置を認識するとともに
当該認識位置の高度データを所定の記憶手段に順次記憶
更新してゆくようにしてなる車両用ナビケー／ヨン装置
において、」１記航法衛星の測位誤差を表わす測位誤着
係数判定手段を設け、該測位誤差係数判定手段の判定結
果に基いて当該判定結果が所定値以上の場合には上記高
度データを含む航法衛星の絶対位置測位データによって
現在位置を認識する一方、同判定結渠か所定値より下の
場合には上記高度データの記憶更新を中止するとともに
上記２次元測位手段の；１ｌ１１位データによって現在
位置を認識するようにしたことを特徴とするものである
。

（作　用） 上記本願発明の車両用ナビゲーンヨン装置の構成では、
上記３次元測位用航法衛星の測位データの誤差発生レベ
ルを示す、例えばＧＤＯＰ値等の測位誤差係数を判定す
るＩｊ、１１位誤差係数判定手段が設けられており、該
測位誤差係数判定手段の判定結果に応して航法衛星を利
用した３次元測位データの使用可否とその内の高度デー
タの記憶可否を決定するようにしている。

そして、上記測位誤差係数判定手段の判定結果か所定値
以上に良好な場合には、そのまま３次元測位データに基
く現在位置の認識を行ない高度データを記憶更新するか
、他方同判定結果か上記所定値以下の場合には上記航法
衛星による３次元測位データの使用を止めて上記２次元
測位手段の測位データに基いて現在位置を認識するとと
もに高度データ記憶手段の記憶更新動作をも停止させる
ようになっている。

（発明の効果） 従って、本願発明の車両用ナビケーンヨン装置こよると
、常に回文的に正確な測位データに基いて１に確な現在
位置を認識することができるようになる。

（実砲例） 第１図〜第６図は、本願発明の実施例に係る車両用ナビ
ケー／ヨン装置の構成並びに作用を示している。　尤す
第２図は、同実権例に於ける車両用ナヒケー／ヨン装置
のンステム構造を示スもので、符号ｌＯは制御部の中心
をなすナビケー７ヨンコントロールユニノトであり、該
ナビケー／ヨノコントロールユニノトＩＯは、中央ｔｌ
処理装置（以下、単にＣＰＵという）１１、コントロー
ル７０グラムを内蔵したり−トオンリー・メモリ（以下
、ＲＯＭという）１２、各種制御データを随時記憶する
ランタムアクセス・メモリ（以下、単にＦマＡＸ■とい
う）１３、後述する各種外部装置と上記ＣＰＵＩＩとの
間でデータを入出力するインターフェース回路１４等か
み構成されている。

そして、上記ナビケーションコントロールユニノトｌＯ
に組み合わされる外部装置としては、先ず地図形式の走
行案内情報を多数枚複数種の縮尺でメモリしているＣＤ
−ＲＯＭ（コノバクトディスク型リートオンリーメモリ
）１の当該地図情報ヲ読み出すための車載用ＣＤプレー
ヤ２、目的地の設定や変更、再設定、最適経路の変更、
地図内容の詳細表示等の各種操作を行う操作スイッチ部
３、現在の口車位置Ｐｎを検出する自車位置認識装置４
、上記ＣＰＵＩＩからの画像信号出力を入力してメータ
・クラスタ部のＣＲＴデイスプレィ６の画面上に表示す
る表示制御回路５、該表示制御回路５に付設されたビデ
オメモリ７等か設けられている。

ＣＤプレーヤ２は、上記ＣＤ　−ＲＯＭ　１を駆動し、
当該ＣＤ−ＲＯＭＩに記憶されている日本全国の地図情
報の内の必要とする所定の地域の地図情報とそれに対応
した記憶高度データを指定されたアドレス（東西南北で
指定）に応じて出力し、デコーダ８、インターフェース
回路１４を介して上記ＣＰＵＩＩに人力する。これら読
み出された各情報は、−時的にＲＡＭ１３に記憶される
。上記テコータ８を介してデコードされたＣＤプレーヤ
２の出力は、通常の車載用オーディオ装置（ＡＭＰ、イ
コライザー　・スピーカー等）９側にも出力されるよう
になっている。

ｌｅｃＤ−ＲＯＭＩには、カラー静止画で３万枚程度の
地図情報が記憶されるようになっており、例えば本実施
例の場合には少なくとも２種類の縮尺（通常／拡大）の
ものが用意され、更に該地図情報内容（各ぺ一７地図）
の４段階（エリアレヘルａ１〜４）の拡大又は縮小が可
能なように構成されている。

次に操作スイッチ３は、例えば画面タッチ型のもので構
成されており、（１）メニュー、（２）情報、（３）再
設定、（４）拡大、（５）縮小、（６）詳細、（７）修
正、（８）高度読み出し等の各種の操作スイッチか設け
られている。該操作スイッチ３のＯＮ出力は、エンコー
ダ１６でコード化された後、インターフェース回路１４
を介して上記ＣＰＬ；１１に入力される。ＣＰＵＩＩは
、上記操作スイッチ３の人力に応じ、所定の演算（プロ
グラム処理）を行って上述のＣＲＴ駆動用の表示制御回
路５を作動させ、上記指令内容に対応した画像を表示さ
せる。

さらに、現在の自車位置を認識する自車位置認識装置４
は、本実施例の場合、例えば第３図に示すように地磁気
方式による第１の口車位置認識手段４Ａと、ＧＰＳＳ方
式による第２の口車位置認識手段４Ｂとの２組の自重位
置認識手段を組み合わせて構成されており、それらの各
出力を切換回路２０を介してＣＰＵＩＩに入力するよう
になっている。

先ず第１の自車位置認識手段４Ａは、第３図に示すよう
に、車速（車輪速）を検出する車速センサ（車輪速セン
サ）４２と、磁気コンパスよりなる地磁気センサ４１．
該両センサ４２．４１の各検出信号を受けて車両の進行
方向および基準値からの相対距離を検出して車両の現在
位置を把握する信号処理回路４３とから構成されている
。また、第２の自軍位置認識手段４Ｂは、例えば第４図
に示す全世界測位衛星システム（ＧＰＳＳ）を利用した
ものであり、同図に示す如く、地上局アンテナ７５から
電波を発信させる地上の王制ａＩｌＩ局７６と、同地上
局アンテナ７５からの電；皮を品々受１３する少なくと
も４機の人工航法衛星（Ｇ　Ｐ　Ｓ衛星）７７Ａ〜７７
Ｄと、これらの各衛星７７Ａ〜７７Ｄからの電波を受信
して電波の測位誤差の程度を示す測位誤差係数を演算し
該測位誤差係数を上記地上アンテナＴ５からの電波に重
畳させるモニタ局８５とを備えたシステムに対して、第
４図に示す如く上記４Ｉｉｌの衛星７７Ａ〜７７Ｄから
の各電波を受信するＧＰＳ受信機４４と、該ＧＰＳ受信
機４４て受信した各電波相互間の受信タイミングに基つ
いて４機の衛星７７Ａ〜７７Ｄと車両Ａ間の距離と高度
、時刻を各々把握して車両Ａの現在位置を絶対的に検出
する信号処理回路４５とを備えるとともに、上記衛星電
波の測位誤差係数を判定する測位誤差係数検出手段４６
とを備えている。該測位誤差係数検出手段４６は、上記
ＧＰＳ受信機４４か受信した全体の電波に含む誤差係数
値、ＧＤｏＰ値（０，１，２，３）が所定値以上のとき
（ＧＤｏＰ〉２のとき）、および同電波の強さ（電界強
度・Ｄ、）が所定値以下の時（例えば車両がトンネル内
を走行中等の如き電波の受信不能時等）に測位誤差増大
信号を出力するものである。さらに、第３図の自車位置
認識手段４は、地磁気利用型と衛星Ｉｌｌ用型の各自車
位置認識手段４Ａ、４Ｂを選択的に切換える切換回路２
０を備えていて、該切換回路２０は、測位誤差係数検出
手段４６からの測位誤差増大信号の非出力時には衛星利
用型の第２の自軍位置認識手段４Ｂを選択する一方、測
位誤差増大信号の出力時には地磁気利用型の第１の自軍
位置認識手段４Ａを選択して、この選択された車両の現
在の自車位置信号を上記ナビゲーションコントロールユ
ニット１０のＣＰＵＩＩに出力するものである。その結
果、高度データ記憶手段としての機能をも有する上記Ｒ
ＡＭ１３には、測位誤差係数ＧＤｏＰ値が所定レベル以
下（０，１）の時の適正な高度データＨのみが測定周期
毎に記憶され更新されるようになる。

そして、上記第２図に示されているナビゲー７：Ｉンコ
ントロールユニノトｌＯは、上記のようにして正確な高
度データを含んで認識された実際の車両位置Ｐ　ｎを基
準として予め設定されている上記目的地Ｐ　ｏ　Ｊ：の
関係において常時最適経路をフォローさせるへくナビケ
ー７ヨノコントロールヲ行うようになっており、目的地
ＰＯとの関係における同最適経路の表示は例えば第５図
のようにしてなされている。

すなわち、先ず最初に運転の開始に先立ってステ、プＳ
１て一ヒ述のＣＤ−ＲＯ〜冒をＣＤプレーヤ２に装填し
て同ＣＤプレーヤ２を駆動する。これにより、これから
行こうとする目的地Ｐｏに対応して設定される最適走行
回路の地図情報（通常縮尺）か読みたし可能な状態とな
る。

次にステップＳ、に進み、上記操作スイッチ３を操作す
ることによって今から行こうとする目的地ＰＯを具体的
に設定する。

さらに、該状態において上述の自車位置認識手段４を機
能させて正確な自車位置Ｐ　５ｔａｒｔを読み込む（Ｒ
ＡＭに人力）。

そして、続くステ、ブＳ３で上記現在の自車位置Ｐ　５
ｔａｒｔから設定された目的地ＰＯまでの最適経路を設
定し、該最適経路に基づいたスタート地点Ｐ　５ｔａｒ
ｔからの初期べ一７（Ｎｏｌ地図）を上記メータクラス
ター側のＣＲＴデイスプレィ６の画面上に表示し、該画
面の地図道路上に自車位置マークＭＰを重畳状態でプロ
ットする。そして、車両の進行に伴ってこれを順次更新
して行く。

次に、第６図のフローチャートは、第１図のような機能
構成を有する本発明実施例の上記ナビゲーンヨンコント
ロールユニット１０の制御動作ヲ示している。

すなわち、先ずステップＳ１で、スタート地点である現
在位置（Ｘ、Ｙ）を入力する。但し、ここでＸは経度、
Ｙは緯度を示す。

次にステップＳ、に進み、先ず上述の地磁気センサ４１
を使用した第１の自車位置認識手段４Ａによって現在の
２次元位置座ｌ（Ｘ　ｌ＋　Ｙ　、）を演算する。

そして、更にステップＳ、に進み、上記ＧＰＳ航法衛星
７７Ａ〜７７Ｄを使用した第２の自車位置認識装置４Ｂ
によって認識された現在位置座標（Ｘ　？＋　Ｙ　２）
を入力する。

続いてステップＳ４で上記航法衛星の幾何学的な、１ｔ
ｌＩ位誤差のレベルを示す測位誤差係数ＧＤＯＰ値を入
力し、それにより上記第１の自車位置認識装置４Ａによ
り求めた２次元座標上の経度Ｘ１か」−記第２の口車位
置認識装置４Ｂで得た座を票値Ｘ２の所定偏差＝Ｄ以内
にあるか否かを判断しくステップＳ５）、ＹＥＳの２次
元測位テータｘ１か適正と認められる場合にはステップ
Ｓ８に進んで最終的な経度測定データＸを第１の自車位
置認識手段４Ａによって求めた同２次元測位データＸ　
、（Ｘ　＝　Ｘ　、）に、また他方Ｎｏの測位誤差大の
場合にはステップＳ７に進んで同経度Ｘを精度の高い第
２の自車位置認識手段４Ｂの測位データｘ　、（ｘ　＝
　ｘ　Ｊに設定する。

以上のようにして、車両走行開始時に於ける経■Ｘが正
確に設定される。また、緯度Ｙの方も上述と全く同様の
ロアツクで正確に設定される。そして、以後の走行中に
おいては、常に第１の口車位置認識手段４Ａによる２次
元測位データＸ、、Ｙと第２の自車位置認識手段４Ｂの
測位データｘ、。

Ｙ、との２種の測位データを、それらの測位誤差係数レ
ベルとの関係で最適に使い分けて可及的に精度の高い自
車位置認識機能を実現するようにしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願発明の車両用ナビゲーション装置のクレ
ーム対応図、第２図は、同装置の全体的なンステム構成
を示すブロック図、第３図は、同第２図の自軍位置認識
装置の内部構成を示すブロック図、第４図は、同自車位
置認識装置の認識原理を示す説明図、第５図は、上記第
２図の構成における基本的なナビゲーションコントロー
ルユニット動作を示すフローチャート、第６図は、本実
施例の現在位置認識動作を示すフローチャートである。 １・・・・ＣＤ−ＲＯＭ ２・・・・ＣＤプレーヤ ３・・・・操作スイッチ ４・・・・口車位置認識装置 ６・・・・ＣＲＴデイスプレィ １０・・・ナビゲーションコントロールユニット１１・
・・ＣＰＵ ４１・・・地磁気上ンサ ４２・・・車輪速センサ ４４・・・ＧＰＳ受信機 ４６・・・測位誤差係数検出手段 ７７Ａ〜７７Ｄ　・航法衛星 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、３次元測位手段としての航法衛星並びに所定の２次
   元測位手段を各々備え、それら２つの測位手段の測位デ
   ータに基いて現在位置を認識するとともに当該認識位置
   の高度データを所定の記憶手段に順次記憶更新してゆく
   ようにしてなる車両用ナビゲーシヨン装置において、上
   記航法衛星の測位誤差を表わす測位誤差係数判定手段を
   設け、該測位誤差係数判定手段の判定結果に基いて当該
   判定結果が所定値以上の場合には上記高度データを含む
   航法衛星の絶対位置測位データによって現在位置を認識
   する一方、同判定結果が所定値より下の場合には上記高
   度データの記憶更新を中止するとともに上記２次元測位
   手段の測位データによって現在位置を認識するようにし
   たことを特徴とする車両用ナビゲーション装置。