JPH0323488A - 車載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】 技術分野 本発明は、車載ナビゲーション装置に関する。

背景技術 近年、地図の道路上の各点を数値化して得られる道路デ
ータを含む地図デー　タをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に
記憶しておき、車両の現在地を認識しつつその現在地を
含む一定範囲の地域の地図デタ群を記憶媒体から読み出
して車両の現在地周辺の地図としてディスプレイ上に映
し出すとともに、その地図上に本両の現在地を示す白車
位置を自動表示させる東載ナビゲーショ冫装置が開発さ
れ、実用化されつつある。

かかる車載ナビゲーション装置は、方位センサにより−
Ｃ’Ｆ−両の走行方位を、距離センサによって車両の走
行距離をそれぞれ求め、この走行方位及び，１行距離か
ら地図上の車両の現往地を推ＡＩ！する構戊となってい
る。ここで、方位センザ及び距離センサによって求めた
方位データ及び距離データは共に、通常数９６程度の誤
差を含んでいるので、これらデータからＨｋ．測される
車両の現ｔ’ｆｌｔ！２も必然的に実際の走行位置に対
して誤差をａずるものとなる。このため、車載ナビゲー
ション装置では、一定距離（又は一定時間）だけ走行す
る毎に車両の現住地をその近傍の道路上に引き込むいわ
ゆるマップマッチング処理によって常に現在地修正が行
ｔ▲われる。

方位センサとしては、地磁気（地球磁界）に基づいて車
両の方位を検出する地磁気センサが用いられる。この地
磁気センサは外乱磁界の影響を受け易く、屯両が例えば
踏切を通過した際に車両ボデーが着磁されるため、それ
以鋒はこの青磁の影響によって正確な走行方位を検出で
きなくなってしまう。また、地図データがない道路を走
行した場合には、近傍に道路線分が見つからない状態で
長い間走行することになり、その間当然のことながらマ
ップマッチング処理ら行なわれないため、現在地が実際
の走行位置から大幅にずれて正確な走行方位を認識でき
ないことになる。

発明の概要 そこで、本発明は、車両の踏切通過後や車両の現在地が
あいまい（不正確）であるような場合に地磁気センサの
出力データを補正して車両の走行方位を正確に検出し，
得る車載ナビゲーション装置を提供することを目的とす
る。

本発明による車載ナビゲーション装置においては、東両
の現在地を含む一定範囲の地域の地図デタ群の道路デー
タから得られる現住地の道路線分の角度データ及び地磁
気センサの出力データの双ノｊの女化率を監視（，、各
々の変化率が所定値以下であることを検出したときの角
度データ及び出力データを補正データとし、この補正デ
ータに基づいて地磁気センサの出力データの補正を行な
う構成となっている。

実施例 以ド、本発明の実施例を図に凰づいて詳細に説明する。

第１図は本発明による車載ナビゲーンヨン装置の一実施
例を示すブロック図である。図において、１は車両の走
行方位を検出ずるための方位センサ、２はｉｌｊ両の角
速度を検出するための角速度センサ、３　ｉｔ　ｌＩｊ
．両の疋行距離を検出するための距離センサ、４は粋度
及び経度悄報等から車両の絶対的な位置を検出するため
のＧ　Ｐ　Ｓ　（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉ口ｏｎ　ｌ　
ｎｇＳｙｓｔｃ＋ｅ）　Ｓ＆置であり、これら各センサ
（装置）の検出出力はシステムコントローラ５に供給さ
れる。

方位センサ１としては、例えば地磁気（地球磁界）によ
って重両の走行方位を検出する地磁気センサが用いられ
る。

システムコントローラ５は各センナ（装置）１〜４の検
出出力を入力としＡ／Ｄ　（アナログ／ディジタル）変
換等の処理を行なうインターフエス６と、種々の画像デ
ータ処理を行なうとともにインターフェース６から順次
送られてくる各センサ（装置）１〜４の出力データに基
づいて車両の走行距離、走行方位及び現在地座標（経度
、緯度）等の演算を行なうＣＰＵ　（中央処理回路）７
と、このＣＰＵ７の各種の処理プログラムやその他必要
な情報が予め書き込まれたＲＯＭ　（リード・オンリ・
メモリ）８と、プログラムを実行する上で必要な情報の
書込み及び読出しが行なわれるＲＡＭ（ランダム・アク
セス・メモリ）８とから構成されている。

外部記憶媒体として、読出し，専用の不揮発性の記憶媒
体としての例えばＣＤ　−　ＲＯＭと、書込み及び読出
しが可能な不揮発性の記憶媒体としての例えばＤＡＴ　
（ディジタル会オーディオ・テープ）とが用いられる。

なお、外部記憶媒体としては、ＣＤ　−　ＲＯＭ−ＰＤ
ＡＴに限らず、ＩＣカード等の不揮発性記憶媒体を用い
ることも可能である。ＣＤ−ＲＯＭには、地図の道路上
の各点をディジタル化（数値化）して得られる地図デー
タが予め記憶されている。このＣＤ−ＲＯＭはＣＤ−Ｒ
ＯＭドライバー１０によって記憶情報の読取りがなされ
る。ＣＤ−ＲＯＭドライバー１０の読取出力はＣＤ−Ｒ
ＯＭデコーダ１１でデコードされてバスラインＬに送出
される。

一方、ＤＡＴはいわゆるバックアップメモリとして用い
られるものであって情報の記録又は読出しはＤＡＴデッ
キ１２によって行なわれる。車両電源の断時には、その
直前にＲＡＭ９に記憶されている車両の現在地座標等の
情報がバックアップデータとしてＤＡＴエンコーダ／デ
コーダ１３を介してＤＡＴデッキ１２に供給されること
によってＤＡＴに記憶され、車両電源の投入時にはＤＡ
Ｔの記憶情報がＤＡＴデッキ１２によって読み出される
。読み出された情報はＤＡＴエンコーダ／デコーダ１３
を介してバスラインＬに送出されることによってＲＡＭ
９に記憶される。

車両電源の投入及び断は、車両のいわゆるアクセサリス
イッチＳＷの出力レベルを監視する検出回路１４によっ
て検出される。アクセサリスイッチＳＷを経たバッテリ
（図示せず）からの車両電源はレギュレータ１５で安定
化されて装置各部の電源として供給されるようになって
いる。レギュレータ１５の出力電圧は回路の持つ時定数
によってアクセサリスイッチＳＷのオフ時に瞬時に立ち
下がることはなく、この立ち下がりの期間にバックアッ
プメモリとしてのＤＡＴへのバックアップデータの記憶
が行なわれることになる。

ＣＰＵ７は、車両の走行時には、タイマー割込みにより
所定周期で方位センサ１の出力データに基づいて車両の
走行方位を計算し、かつ距離センサ３の出力データに基
づく一定距離走行毎の割込みにより走行距離及び走行方
位から車両の現在地座標を求め、その現在地座標を含む
一定範囲の地域の地図データをＣＤ−ＲＯＭから収集し
、この収集したデータをバッファメモリとしてのＲＡＭ
９に一時的に蓄えるとともに表示装置１６に供給する。

表示装置１６は、ＣＲＴ等のディスプレイ１７と、Ｖ　
ｍｄｅｏ）−Ｒ　Ａ　Ｍ等カラナルクラフイ，，クメモ
リ１８と、システムコントローラ５から送られてくる地
図データをグラフィックメモリ１８に画像データとして
描画しかつこの画像データを出力するグラフィックコン
トローラ１つと、このグラフィックコントローラ１つか
ら出力される画像データに基づいてディスプレイ１７上
に地図を表示すべく制御する表示コントローラ２０とか
ら構成されている。入力装置２１はキーボード等からな
り、使用者によるキー人力により各種の指令等をシステ
ムコントローラ５に対して発する。

ここで、方位センサ１として地磁気センサを用いた場合
の車両の走行方位の求め方について説明する。地磁気セ
ンサは一般に、同一平面上において互いに９０″の位相
角をもって配置された一対の磁気検出素子からなり、こ
れら一対の素子の一方は例えばＵ方向（北方向）の地磁
気成分を検出し、他方はＶ方向（東方向）の地磁気成分
を検出するようになっている。かかる構成の地磁気セン
サを、水平面上において一回転させると、Ｕ，　　Ｖ双
方の検出素子からの出力データによって、第２図に示す
ような、ＵＶ直交座標系の原点Ｏを中心とする円Ｉの軌
跡を描くことができる。したがって、例えば点Ｐ（Ｕ＋
，Ｖ＋）ＩＩ：おける東（Ｖ軸）からの反時計回りの方
位角θは、 θ−ｔ　ａ　ｎ’　　（Ｕ／　Ｖ）　−−　（　１　）
なる式から算出することかて゛きる。

したがって、このような地磁気センサを、車両の前後或
は左右方向に対して所定の角度で車両に取り付けておき
、Ｕ，Ｖ双方の検出素子からの出力データに基づいて（
１）式の演算を行なうことにより、車両の走行方位を求
めることができるのである。

ところで、地磁気センサの周囲には、地球磁界による磁
束のみが在在するのが理想であるが、車両においては、
そのボデーｍ板の着磁等に起因し，た余分な磁束が仔江
するのが一般的である。このため、このＩＩｉ．両ボデ
ーの青磁による影響を除太することにより、ｒＥ　Ｉｉ
ｉな方位検出を行なう方法（例えば、特開昭５　７　−
　２　８　２　０　８号公報参瞭）が採られる。この方
法においては、Ｕ，　　Ｖ磁気検出素−ｒが車両に固定
されて両者間に相対変位がない場合に、磁気険出素ｒを
一旋回させてｊリられる出力をブロノトして描かれた円
の中心と、座漂原点との距離がボデー盾磁の影響による
ものである点に鑑みて、描かれた円の中心が原点に移動
するように、両検出累ｆから得られた出力データを捕ｉ
１Ｅして、ボデー百磁の影響を除去するようにしている
。

詳述するに、両検出素子の出力が描く円■は第２図に示
す如くその中心Ｑが原点から移動した位置にある。そこ
で、両検出素子の出力Ｕ，Ｖの最大値Ｕｍ，Ｖｍｘ及び
最小値Ｕｗｒｉ，Ｖｍｎを求め、これらから次式（２）
によって中心Ｑの座標を算出する。

ＵＣＩ　−　　（Ｕｍｘ＋Ｕｍ＋ｎ）　／　２｝　・・
・・・・　（２） Ｖｏ−（Ｖ頗＋■劃）／２ 算出されたセンタ値ＵＯ，ＶＱを用いて次式（３）によ
って各磁気検出素子の出力値Ｕ，　　Ｖの補正がなされ
、袖正されたセンタ値Ｕ−，ｌ．Ｍから方位の算出が行
なわれるのである。

Ｕ−−Ｕ−Ｕｏ ｝　　　　　　　・・・・・・　（３）ｙ−−ｖ−ｖ．
） なお、センタ値Ｕｏ．Ｖｏ及び半径ｒは、システムの立
上げの際のいわゆる一回転捕正、すなわち地磁気センサ
を搭載した車両を一回転させることによって予め求めら
れる。

次に、ＣＰＵ７によって実行される地磁気センサの出力
データの補正の処理手順について第３図のフローチャー
トにしたがって説明する。なお、本サブルーチンは、車
両の現在地を認識しつつその現在地を含む一定範囲の地
域の地図データ群をＣＤ−ＲＯＭから読み出して車両の
現在地周辺の地図としてデ，イスブレイ１７士に映し出
すとともに、その地図上に車両の現在地を示す自重位置
を表示させる処理等をなすメインルーチン（図示せず）
の夫行中において、例えば車両が踏切を通過した際に呼
び出されて実行されるしのとする。

ＣＰＵ７は尤す、地図データ１二における現在地の道路
線分の角度データθを求め（ステップＳ３１）、続いて
センサデータＭＸ，ＭＹを取り込み（ステップＳ３２）
、Ｌかる後道路線分の角度データθに関してその変化率
、即ち角度データθの今回値と前回値との差分の絶対値
が一定値以Ｆであるか（ステップ８３３）、さらにセン
ナデークＭＸ，ＭＹの各々に関してその文化率、即ちセ
ンサデータＭＸ，ＭＹの今同値と前同値との差分の絶χ
・ｌ値が一定値以下であるか（ステップＳ３４Ｓ３５）
のｔ’ｌｌ定を行ｌ１う。いずれの条件をも満足してい
れば、Ｃ．　Ｐ　Ｕ　７はｉｌｌ定カウンタをｆンクリ
メントし（ステ・ノブＳ３６）、続いてそのカウント値
Ｎが所定値Ｎｔｈ以−してあるか．イｉかをｉｌｌ断す
る（ステップＳ３７）。Ｎ＜Ｎｔｈであれば、プログラ
ムはステップＳ３１に戻る．， Ｎ＝ｔＮｔｈであれば、ＣＰＵ７は角度データθ及びセ
ンサデータＭＸ，ＭＹの今回値を補１Ｆデータとし、こ
れら補正データ及び一回転？＋［ｉ　ｉ’．Ｆ，によっ
て予め求められている円の半径ｒから ＭＸｏｎ−ＭＸ　−　ｒ　　●　ｃｏｓθ・・　・・　
（４） ＭＹｏｎ−ＭＹ　−　ｒ　　−　ｓｉｎθなる演算式に
基づいて第４図に示す如くセ冫タ鎮ｌｖｌＸｏｎ，　Ｍ
Ｙｏｎを暫定補正値と１−，て求める（ステップ８３８
）。

続いて、ＣＰＵ７は求めた複数の暫定センタ値ＭＸｏｎ
，ＭＹｏｎの標準偏？：．（７を求め（ステノブ３３９
）、この標準偏差σが所定値σｔｈ以下であるか占かを
判断し（ステップＳ４０）、σ≦グｔｈでなければ、角
度データθ及びセンサデータＭＸ，ＭＹの今回値を前回
値ε（７かつ１＋１定カウンタをリセットしくステップ
Ｓ４１）、Ｌかる後プログラムはステップＳ３１に戻る
。ステップ５３３〜Ｓ３５のいずれかにおいて条（’ｔ
か満足しない場合には、プログラムは直接ステップＳ４
１に移行する。

ステップＳ４０でσ≦σｔｈであると判定した場合には
、ＣＰＵ７は複数の暫定センタ値ＭＸｏｎ，　ＭＹｏｎ
の平均を求めてこれを新たなセンタ値ＭＸｏ．ＭＹｏと
する（ステップＳ４２）。

以降、メインルーチンにおいては、ステップＳ４２で補
正値として新たに設定されたセンタ値ＭＸｏ，ＭＹｏに
基づいて地磁気センサの出力データの補正が行なわれる
ことになる。このため、踏切通過により車両ボディが着
磁された場合であっても、改めて一回転補正を行なわな
くても正確な走行方位の検出が可能となる。

なお、上記実施例においては、車両が踏切を通過した際
に第３図のサブルーチンが呼び出されてその処理が実行
されるとしたが、これに限定されるものではなく、検出
角度に誤差があり車両の現在地認識による現在地があい
まい（不正確）であるとＣＰＵ７が判定した場合や、運
転者がディスプレイ１７に表示されている走行方位が実
際の走行方位と明らかに違っていると判断しその旨のキ
人力をした際にそのキー人力に応答して第３図のサブル
ーチンの処理を実行することも可能である。

また、上記実施例では、複数の暫定センタ値ＭＸ　ｏｎ
，　Ｍ　Ｙ　ｏｎの標準偏差σを求め、この標準偏差σ
が所定値σｔｈ以下である場合に、それらの平均値を求
めて新たなセンタ値Ｍ　Ｘ　ｏ　，　Ｍ　Ｙ　ｏとする
としたが、ステップ５３８で求めた暫定センタ値ＭＸｏ
ｎ，ＭＹｏｎをそのまま新たなセンタ値ＭＸｏ．ＭＹｏ
とすることも可能である。

第５図は、ＣＰＵ７によって実行される地磁気センサの
出力データの補正の他の処理手順を示すフローチャート
である。なお、本サブルーチンの実行に当っては、メイ
ンルーチンにおいて車両の走行中に交差点を通過したか
否かの認識が行なわれることが前提となる。交差点を通
過したことは、例えば、現在地座標が地図上の交差点座
標までの距離の変化率の増減から認識できる。

ＣＰＵ７は先ず、交差点を通過したことが認識されてい
るか否かを判断し（ステップＳ５１）、交差点を通過し
たのであれば、その交差点から現在地が一定距離だけ離
れたか否かを判断する（ステップＳ５２）。これは、通
常、距！誤差によって現在地がずれて認識される可能性
があるため、交差点通過を誤認しないための処理である
。交差点を通過していない場合、若しくは交差点から一
定距離だけ離れていない場合には、プログラムはメイン
ルーチンに戻る。

次に、ＣＰＵ７は地図データから次の交差点座標を探索
し現在地座標からその交差点座標までの距ｉｌｉｔ１ｌ
を算出し（ステップＳ５３）、その距離ｇが所定値Ｄｔ
ｈ以上か否かを判断する（ステップＳ５４）。ｐ，ｚρ
ｔｈであれば、次の交差点が遠く正しく補正される確率
が高いとして袖正ルーチンの処理を実行する（ステップ
Ｓ５５）。この捕正ルーチンでは、第３図のサブルーチ
ンと同じ処理が実行される。，ｇ＜ｐｔｈのときには、
次の交差点で曲る可能性があり、また地図データの精度
が低下している可能性があり、正しく補正できない場合
があるので、プログラムはメインルーチンに戻る。

このように、交差点通過認識の都度捕正処理を実行する
ことにより、例えば、車両ボデイか大きな着磁を受け、
踏切通過などを行なわないのに車両ボディの自然威磁に
よって地磁気センサのセンタ値が変化した場合などに対
応できることになる。

なお、本実施例においては、交差点までの距離ｐを判断
しているが、距ＭＵに拘らず行なっても良い。

また、本実施例では、ｐ≧［ｔｈと刊定した場ａには、
そのままステップＳ５５の補正ルーチンに移行するとし
たが、ステップＳ５５に移行する前にノード間の距離の
判定を行なうようにしてし良い。すなわち、次の交差点
までの距離ｇとノード数ｎからノード間平均距Ｍｌ）／
ｎを求め、これが所定値以上の場合のみ補正を実行する
のである。

ノード間距離が長ければ、より直線に近い走行を行なう
ことが判定でき、より正確な？＋［ｉ正処理を行なうこ
とが可能となる。

発明の効果 以上説明したように、本発明による車栽ナビゲン１ン装
置においては、車［而の現ａｌｔ！！を含む一定範囲の
地域の地図データｊ４の道路データから得られる現６′
．Ｉｉ！！の道路線分の角度デー　タ及び地磁気センサ
の出力データの双方の変化率を監視し、各々の変化；ヰ
１が所定値以下であることを検出したときの角度データ
及び出力データを補正データとし、この補正データに乱
づいて地磁気センサの出力デタの？＋ＩＩＩｄ、をｆ−
１なう構成となっているので、車両の踏切通過によって
車両ボデ，ｆが着磁された場合や屯両の現在地が角度誤
差によってあいまいである主うな場合であっても、改め
−Ｃ一同転補正を行なわなくても車両の５七行方位を正
確に検出できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による車栽ナビゲーション装置の一実施
例を示すブロック図、第２図は地磁気センサの出力デー
タが描く軌跡を示す線図、第３図はＣ　Ｐ　Ｕによって
実行される地磁気センサの出力データの補正の処理手ｌ
ｍを示すフローチャート、第４図は第３図の丁．順によ
る補正前後のセンタ値座標を示す図、第５図はＣ　ｉ）
　Ｕによって実行される地磁気センサの出力データの補
正の他の処理手順を示すフローチャートである。 主要部分の符号の説明 １・・・・・方位センサ（地磁気センサ）５・・・・・
・システムコントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の走行方位を検出する地磁気センサと、供給
   される表示情報信号に応じた画像の表示をなす表示手段
   と、 地図の道路線分上の各点を数値化して得られる道路デー
   タを含みかつ複数の地域に各々対応する複数の地図デー
   タ群が記憶された記憶媒体から前記地図データ群を読み
   取る読取手段と、 車両の現在地を認識しつつその現在地を含む一定範囲の
   地域の地図データ群を前記記憶媒体から抽出すべく制御
   しかつ抽出地図データ群及び現在地情報を前記表示手段
   に前記表示情報信号として供給して車両の現在地周辺の
   地図及び現在地を表示せしめる制御手段とを備えた車載
   ナビゲーション装置であって、 前記制御手段は、前記一定範囲の地域の地図データ群の
   道路データから得られる現在地の道路線分の角度データ
   及び前記地磁気センサの出力データの双方の変化率を監
   視し、 各々の変化率が所定値以下であることを検出したときの
   前記角度データ及び前記出力データを補正データとし、 前記補正データに基づいて前記地磁気センサの出力デー
   タの補正をなすことを特徴とする車載ナビゲーション装
   置。
2. （２）前記制御手段は、前記角度データ及び前記出力デ
   ータの双方の変化率が所定回数だけ連続して所定値以下
   であることを検出したときの前記角度データ及び前記出
   力データを前記補正データとすることを特徴とする請求
   項１記載の車載ナビゲーション装置。