JPH0323491A - 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ー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、その地図上に車両の現在地を示す自軍
位置を自動表示させる車載ナビゲーション装置が開発さ
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、方位センサによって
車両の走行方位を、距離センサによって車両の走行距離
をそれぞれ求め、この走行方位及び走行距離から地図上
の車両の現在地を推測する構或となっている。ここで、
方位センサ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％程度の誤差を含んでいる
ので、これらデータから推測される車両の現在地も必然
的に実際の走行位置に対して誤差を有するものとなる。

このため、車載ナビゲーション装置では、一定距Ｍ（又
は一定時間）だけ走行する毎に車両の現在地をその近傍
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なわれる。

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、車両が例えば
踏切を通過した際に車両ボデーが着磁されるため、それ
以降はこの着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。

発明の概要 そこで、本発明は、車両の踏切通過に起因する車両ボデ
ィの着磁の影響によって地磁気センサの出力データに異
常が発生した場合にそ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、地磁
気センザの出力データが異常であることを検出したとき
、その検出後の地磁気センサの出力データが安定したと
判断した場合この出力データを補正データとして取り込
むとともに、ＧＰＳ装置の出力データに基づいて車両の
絶対方位を求め、この補正データ及び絶対方位に基づい
て地磁気センナの出力データの補正を行なう構成となっ
ている。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基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ション装置の一実施
例を示すブロック図である。図において、１は車両の走
行方位を検出するための方位センサ、２は屯両の角速度
を検出するための角速度センサ、３は中両の走行距離を
検出するための距離センサ、４は祷度及び経度情報等か
ら車両の絶対的な位置を検出するためのＧ　Ｐ　Ｓ　（
ＧＩ６ｂａｌ　ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｇ＋
）装置であり、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
って車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は各センサ（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ェース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・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やＤＡＴ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
イジタル化（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−ＲＯＭ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−ＲＯＭ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
によつてＤＡＴに記憶され、車両７ｔｉ源の投入時には
ＤＡＴ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Ｒ
ＡＭ９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Ｒ
ＡＭ９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　
（Ｖｉｄｅｏ）−Ｒ　Ａ　Ｍ等からなるグラフィックメ
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。人力装置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）の地磁気或分
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＋）における東（Ｖ軸）からの反時計回りの方位角θ
は、 θ−ｊａｎ’　　（Ｕ／Ｖ）　　−（１）なる式から算
出することかで“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
束のみが存在するのが理想であるが、車両においては、
そのボデー鋼板の着磁等に起因した余分な磁束が存在す
るのが一般的である。このため、この車両ボデーの青磁
による影響を除去することにより、正確な方位検出を行
なう方法（例えば、特開昭５７−２８２０８号公報参照
）が採られる。この方法においては、Ｕ，Ｖ磁気検出素
子が車両に固定されて両者間に相対変位がない場合に、
磁気検出素子を一旋回させて得られる出力をプロットし
て描かれた円の中心と、座標原点との距離がボデー着磁
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、両検出素子から得られた出力
データを補正して、ボデー着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，Ｖｍ及
び最小値Ｕｎ．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。

Ｕｏ　＝　　（Ｕ皿＋　Ｕｍｎ）／２ ）・・・・・・　（２） Ｖｏ　＝　　（Ｖ猟＋Ｖｍｎ）／２ 算出されたセンタ値Ｕ○，Ｖｏ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、
補正されたセンタ値Ｕ−，Ｖ−から方位の算出が行なわ
れるのである。

Ｕ−Ｕ−Ｕｏ ｝　　　　　　　　・・・・・・　（３）ｖ　”　ｓ−
Ｖ−Ｖｏ なお、センタ値ｔｒｏ，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補正、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
データの異常検出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ィスプレイ１７上に映し
出すとともに、その地図上に車両の現在地を示す自軍位
置を表示させる処理等をなすメインルーチン（図示せず
）の実行中において所定の周明Ｔａ毎に呼び出されて実
行されるものとする。

ＣＰＵ７は先ず、地磁気センサの出力データ（以下、セ
ンサデータと称する）ＭＸ，ＭＹを取り込み（ステップ
Ｓ３１）、続いてＧＰＳ装置４の出力データ（以下、Ｇ
ＰＳデータと称する）に基づいて車両の絶χ１方位を求
めてＧＰＳデータから得られた方位（以下、ＧＰＳ方位
と称する）Ｇθとし゛Ｃセーブし（ステップＳ３２）、
さらに取り込んだセンサデータＭＸ，ＭＹ及び一回転補
正で得られているセンタ値（補正値）ＭＸｏ，ＭＹｏ（
第２図のＱ座標に対応）に基づいて次式（４）から、 ＭＹ−ＭＹｏ’ Ｍθ一　ｔａｎ″〈　　　　　　　　）　　・・・・・
・　（４）Ｍ　Ｘ　−　ＭＸｏ 車両の走行方位を求めてセンサデータから得られた方位
（以下、センサ方位と称する）Ｍθとしてセーブする（
ステップＳ３３）。

続いて、ＣＰＵ７はＧＰＳ方位Ｇθとセンサ方位Ｍθと
の方位差が所定値ＴＨＤを越えるか冴かを判断し（ステ
ップＳ３４）、ＩＧθ一Ｍθ１〉ＴＨＤであれば、その
回数をカウントするカウンタＩをインクリメントし（ス
テップＳ３５）、続いてそのカウント値Ｎａが所定値Ｎ
Ｌｔ＋＋以上になったか否かを判断する（ステップＳ３
６）。Ｎａ≧Ｎ　ｔｈ＋であれば、ＩＧθ−Ｍθｌ　＞
ＴＨＤなる状態が所定期間（−ＴＸＮＬｈｌ　）に亘っ
て継続したことになるため，ＣＰＵ７はセンサ方泣Ｍθ
があいまい（不正確）である、換言すれば踏切通過等に
起因する車両ボディの青磁の影響によってセンサデータ
ＭＸ，ＭＹが異常であると’ｔ’ｌ＋断し、異営検出フ
ラグをセットし（ステップＳ３７）、続いて先のカウン
タＩをリセットする（ステップＳ３８）。以上により、
セ冫サデータＭＸ，ＭＹの異常検出のための一連の処理
が終了し、プログラムはメインルーチンに戻る。ステッ
プＳ３４でＧθ一Ｍθ１≦ＴＨＤと判定した場合には、
プログラムは直接ステップＳ３８に移行し、ステップＳ
３６でＮａ≧Ｎ　ｔｈ＋　と判定した場合には、プログ
ラムは直接メインルーチンに戻る。

メインルーチンにおいて、ＣＰＵ７は所定周期Ｔｂ毎に
異常検出フラグがセットされている否かを監視し、異常
検出フラグがセットされていると判定すると、第４図の
フローチャートに示すセンタ値ＭＸｏ，ＭＹｏを修正す
るサブルーチンの処理に移行する。

第４図のフローチャートにおいて、ＣＰＵ７は先ずセン
サデータＭＸ，ＭＹを取り込み（ステップＳ４１）、こ
のセンサデータＭＸ，ＭＹの各々に関してその変化率、
即ちセンサデータＭＸ，ＭＹの今回値と前回値との差分
の絶対値が一定値以下であるか否かを判断する（ステッ
プＳ４２，　　Ｓ４３）。いずれの条件をも満足してい
れば、ＣＰＵ７はその回数をカウントするカウンタ■を
インクリメントし（ステップＳ４４）　、続いてそのカ
ウント値Ｎｂが所定値Ｎ　ｔｈｘ以上になったか否かを
判断する（ステップＳ４５）。Ｎ　ｂ　＆　Ｎ　ｔｈ２
であれば、センサデータＭＸ，ＭＹの各々の変化率が一
定値以下の状態が所定期間（＝ＴｂＸＮｔｈ２）に亘っ
て継続したことになるため、ＣＰＵ７はセンサデータＭ
Ｘ，ＭＹが安定していると判断し、ＧＰＳデータからＧ
ＰＳ方位Ｇθを求め（ステップ５４６）、このＧＰＳ方
位Ｇθ及びセンサデータＭＸ，ＭＹの今回値を補正デー
タとし、これら補正データ及び一回転補正によって予め
求められている円の半径『から ＭＸｏ　　−ＭＸ−　ｒ　−　ｃｏｓＧθ｝　・・・　
（５） ＭＹｏ　　−ＭＹ−　ｒ　・　ｓｌｎＧθなるｆｆＡ算
式に基づいてセンタ値を求めてこれを新たなセンタ値Ｍ
Ｘｏ．ＭＹｏとして修正し（ステップＳ４７）、続いて
センサデータＭＸ，ＭＹの今回値を前回値としてセット
し（ステップＳ４８）、ざらにカウンタ■及び異常検出
フラグをそれぞれリセットする（ステップ８４９）。以
上により、センサデータＭＸ，ＭＹの異常検出に伴うセ
ンタ値Ｍ　Ｘ　ｏ　，　Ｍ　Ｙ　ｏの修正のための一連
の処理が終了し、プログラムはメインルーチンに戻る。

ステップＳ４２，３４３でセンサデータＭＸ，ＭＹの各
々の変化率が一定値以下でないと判定した場合には、プ
ログラムはステップ８４８に直接移行し、ステップＳ４
５でＮ　ｂ　＜　Ｎ　ｔｈｚと判定した場合には、プロ
グラムはそのままメインルーチンに戻る。

以降、メインルーチンにおいては、修正された新たなセ
ンタ値ＭＸｏ．ＭＹｏに基づいて地磁気センサの出力デ
ータの捕正が行なわれることになる．このため、踏切通
過により車両ボデイが着磁された場合であっても、改め
て一回転袖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、ＧＰＳ方位Ｇθとセンサ
方位Ｍθとの方位差の絶対値を監視し、この絶対値が一
定値を越えるとき地磁気センサの出力データの異常を検
出する場合について説明したが、地磁気センサの出力デ
ータの異常検出に関しては種々の態様が考えられ、例え
ば、地磁気センサの出力データの変化率を監視し、この
変化率が所定値よりも大となったとき地磁気センサの出
力データの異常を検出するようにすることも可能である
。

発明の効果 以上説明したように、本発明による車載ナビゲーション
装置においては、地磁気センサの出力データが異常であ
ることを検出したとき、その検出後の地磁気センサの出
力データが安定したと判断した場合この出力データを補
正データとして取り込むとともに、ＧＰＳ装置の出力デ
ータに基づいて車両の絶対方位を求め、この補正データ
及び絶対方位に基づいて地磁気センサの出力データの補
正を行なうことにより、車両の踏切通過に起因する車両
ボディの着磁の影響によって地磁気センサの出力データ
に異常が発生した場合であっても、絶対方位に基づいて
より正確な補正値（センタ値）を得て地磁気センサの出
力データを補正できるため、車両の走行方位を正確に検
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載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図は地磁気センサの出力
データの異常検出の処理手順を示すフローチャート、第
４図はセンタ値ＭＸｏ，ＭＹｏの修正の処理手順を示す
フローチャートである。 主便部分の符号の説明 １・・・・・・方位センサ（地磁気センサ）５・・・・
・・システムコントローラ

Claims (3)

【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、車両
   の絶対的な位置を検出するＧＰＳ装置と、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、 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、前記地磁気センサの出力データが異常
   であることを検出したとき、 その検出後の前記地磁気センサの出力データが安定した
   と判断した場合前記出力データを補正データとして取り
   込むとともに、前記ＧＰＳ装置の出力データに基づいて
   車両の絶対方位を求め、前記補正データ及び前記絶対方
   位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、前記地磁気センサの出力データ
   に基づいて車両の走行方位を求め、この走行方位と前記
   絶対方位との方位差の絶対値を監視し、この絶対値が所
   定値を越えるとき前記地磁気センサの出力データが異常
   であることを検出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。
3. （３）前記制御手段は、前記地磁気センサの出力データ
   の変化率を監視し、この変化率が所定値よりも大となっ
   たとき前記地磁気センサの出力データが異常であること
   を検出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。