JPH03291519A - 移動体用ナビゲーション装置 - Google Patents

移動体用ナビゲーション装置

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JPH03291519A
JPH03291519A JP9337990A JP9337990A JPH03291519A JP H03291519 A JPH03291519 A JP H03291519A JP 9337990 A JP9337990 A JP 9337990A JP 9337990 A JP9337990 A JP 9337990A JP H03291519 A JPH03291519 A JP H03291519A
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road
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moving body
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Ichiro Tanaka
一郎 田中
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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〕 この発明は道路交通網の任意の箇所を走行している車両
の位置を夫々原理の異なる複数の航法を用いて比較照合
し、互いの相関位置関係から車両の位置を検出する移動
体用ナビゲーション装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来から道路交通網の任意の箇所を走行している車両の
位置を検出する方法としては、距離センサと、方位セン
サと、両センサからの出力信号に必要な処理を施す処理
装置とを有し、車両の走行に伴って生ずる距離変化量、
および方位変化量を積算しながら車両の現在位置データ
を得る推測航法(Dead Rock on:ng)が
提案されている。この推測航法の欠点は、距離センサや
方位センサの有する誤差が走行継続に伴って累積される
ことにあり、結果として、現在位置データに累積誤差が
現れる。
このような課題を考慮し、かつ車両が道路上を走行する
ことを前提として、上記推測航法によって得られた現在
位置データと、予めメモリに格納されている道路交通網
データとを比較し、現在位置データの道路からのずれ量
を累積誤差として算出し、上記現在位置データに対して
累積誤差分の補正を施し、現在位置データを道路データ
に一致させる方法として、例えば特開昭63−1481
15号公報に示された従来の地図マツチング方法による
位置検出方法が提案されている。(米国特許第3.78
9,198号明細書、特開昭58−99715号公報、
特開昭58−113711号公報、および”LANDF
ALL A HIGH−RESOLUTION Atl
TOMATICVEHICLE−LOCATION S
YSTEM”D、KING、 CECJournal 
ofScience & Technology、 V
ol、45. No−1+ 1978参照)例えば、 ■ 米国特許第3,789.198号明細書に記載され
た位置検出方式においては、距離センサにより得られた
車両の走行距離データと、方位センサにより得られた車
両の走行方向データとに基づいて車両の現在位置データ
を算出し、算出された現在位置データと予めメモリに格
納されている道路位置データとを比較して、両データの
差が所定のしきい値以内にある場合には最も近い道路上
に位置するように現在の位置データを補正し、逆に両デ
ータの差が所定のしきい値以上である場合には全く補正
を行わないようにして、全体として高い精度で補正を行
わせ、正確な現在位置の表示を行わせようとしている。
■ 特開昭58−99715号公報に記載された位置検
出方式においては、所定距離走行する毎に道路地図の座
標軸方向の距離変化量成分を算出することにより現在位
置データを更新し、現在位置データが道路上からずれて
いる場合に、単純に最も近い道路上の位置データを現在
位置データとすることにより、正確な現在位置の表示を
行わせようとしている。
■ 特開昭58−113711号公報に記載された位置
検出方式においては、地磁気を基準として走行方位を検
出する方位センサの誤差を走行方位に基づいて得られた
曲率と道路の曲率とを比較することにより補正し、正確
な現在位置の表示を行わせようとしている。
■ LANDFALL A HIGH−RESOLUT
IOII^UTOMATICVEHICLE−LOCA
TION SYSTEM ニ記載された位置検出方式に
おいては、道路交通網を非分岐部分と、複数個の典型的
な分岐部分として把握し、何れかの分岐部分から他の分
岐部分に向かって走行している場合における他の分岐部
分に至るまでの距離を距離センサからの信号に基づいて
算出し、分岐部分に到達したと判定された場合には、そ
の方向の変化を方位センサにより検出して何れの分岐出
口に向かったかを判別することにより車両の現在位置を
道路上の位置として正確に表示させようとしている。ま
た、衛星から送信させる電波を利用して移動体の現在位
置を3次元、または2次元的に求めるG D S (G
lobal Positioning System 
)測位方法としては、特開昭6’3−171377号公
報に示されたものである。GPSの測位原理を説明する
と、まず複数のGPS衛星のうちi番目の衛星からの電
波の伝達時間を計測して衛星から移動体までの擬似距離
P、を求める。次に衛星が送信している衛星軌道データ
からi番目の衛星位置(U、、V、、W、)を求める。
ここで移動体位置を示す座標を(X、Y、Z)とすると
次の測位方程式が成り立つ。
・・・・・・・・・  (i) (1)式で、Bは衛星が持っている時計と移動体の時計
との誤差であり、未知パラメータである。
未知パラメータがX、Y、Z、Bと4個あるため、4個
の衛星について(1)式をたて、連立して解くことで移
動体の位置を3次元的に求めることができる。また、自
動車、船等の2次元平面上の移動体に対しては、高度を
固定値とすることで衛星3個を利用して2次元測位も可
能である。
〔発明が解決しようとする課題] 従来の車両位置検出装置は以上のように構成されている
ので、自立航法としての推測航法では、車両の絶対位置
がわからない。またセンサの累積誤差で精度が余り良く
ない。さらに、これを改良した地図マツチング方式では
、精度の向上は望めるものの、地図データが不可欠であ
り、□上記同様、車両の絶対位置を知ることはできない
。また、GPS航法の場合は、外部に高価な装置が必要
であリ、これの維持管理が不可欠で、車両がトンネルや
ビルの陰などに入ると電波がしゃ断され使用不可になる
等の課題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、記憶すべき移動体の現在位置の数を絞り込むこ
とができると共に、現在位置の検出精度を高めることが
できる移動体用ナビゲーション装置を得ることを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る移動体用ナビゲーシジン装置は、移動体
用の移動距離を検出する走行距離検出手段と、その移動
体の方位変化量を検出する走行方位検出手段と、前記移
動距離および方位変化量を積算して移動体の積算データ
位置を演算する積算データ位置演算手段と、衛星からの
信号を受信して前記移動体の衛星航法位置を検出する衛
星航法位置検出手段と、その移動体の積算データ位置に
対する道路上の位置の評価関数値を演算する評価関数値
演算手段と、前記衛星航法位置を用いて道路データ記憶
手段に格納された地図データの道路上位置を選択し表示
する表示手段とをもって構成したものである。
〔作 用〕
二の発明における移動体用ナビゲーション装置は、移動
距離および方位変化量を積算して移動体の積算データ位
置を積算データ位置演算手段で求め、その推定位置の所
定誤差内に複数の道路が存在する場合にはその積算デー
タ位置に対する道路上位置の評価関数値を評価関数値演
算手段で求め、道路上に対応させた地図データの中から
衛星航法による移動体の位置と所定誤差内にある道路を
選択することにより移動体の位置を高精度で検出する。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明の一実施例による移動体用ナビゲーシジン
装置の構成を示すブロック図であり、図において、1は
車両の移動距離を検出する走行距離検出手段、2は地磁
気に基づいて絶対方位を検出する地磁気方位センサ、ま
たは車両の左右の車輪速の相違などから車両の方位変化
を検出する車輪速センサ等の走行方位検出手段、3は複
数の衛星から送信される電波を受信し、車両上のアンテ
ナ3Aを介して衛星からの電波の伝達時間を計測する衛
星航法位置検出手段、4は前記走行距離検出手段1およ
び走行方位検出手段2からの情報を積算して求めたデー
タから車両の積算データ位置を演算する積算データ位置
演算手段、5は所定地域の道路網を予め格納している道
路データ記憶手段、6は衛星航法位置検出手段3と道路
データ記憶手段5および積算データ位置検出手段4から
情報を取込んで積算データ位置に対する道路上の車両の
位置を演算する評価関数値演算手段、7は選択された道
路上の車両位置を表示する表示手段である。
次に第2図のフローチャートおよび第3図の地図情報を
参照して動作について説明する。まず、走行距離検出手
段1から得た移動体の移動距離および走行方位検出手段
2から得た移動体の方位変化量を積算したデータからす
べての道路上位置に対して積算データ位置演算手段4で
積算データ位置を求める(ステップ5TI)。前記で求
めた積算データ位置を道路データ記憶手段5に格納され
た地図データに対応させて道路上位置を求める(ステ、
プ5T2)。続いて、衛星航法位置との誤差が所定範囲
内にある道路上位置を選択し他の道路上位置を評価関数
値演算手段6で消去する(ステップ5T3)。次に、選
択されて残った道路上位置の評価関数値を評価関数値演
算手段6で演算し、その演算結果の値が最も高い道路上
位置を表示手段7に表示する(ステップ5T4)。
ステ、プST4で成される評価関数の計算例を第3図を
参照して以下に説明する。
(:)方位評価関数(r、) (f。
ここで、 よって、 〈0ならfd=Oとする。) ■は零より大の定数 αは車両(移動体)の方向 βは道路の方向 方位評価関数は常にf、(0≦f、≦1)となる。
(2)位置評価関数(fp) ! fp (xi 、ys  )=1−     ・・・・
・・ (3)(f p’ < Oならf、=0とする。
)ここで、Lは零より大の定数 !は第3図に示すように車両の積算デ ータ位置(xs、ys)から道路へ下 ろした垂線の長さ よって、位置評価関数は常にfp(0≦fp≦1)とな
る。
(3)総合評価関数(f) f−ω1f1.+ωZfd     ・・・・・・・・
・(4)ω1.ω2は方位評価と位置評価の重み係数で
(ω、+ω2= 1 ) 、ω、とω2のどちらに重点
をおくかで決める。
このようにして(4)式の値fを評価関数値として決め
る。そして、fの値が所定のしきい値S□以内であれば
その道路上であると判断する。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、移動距離および方位変
化量を検出して積算し移動体の積算データ位置を積算デ
ータ位置演算部で演算して求め、かつその移動体の位置
を衛星からの信号を受信して衛星航法位置検出手段で検
出し、前記積算データ位置に対する道路上位置の評価関
数値を評価関数値演算手段で求め、道路上に対応させた
地図データの中から衛星航法による移動体の位置と所定
誤差内の道路を選択するように装置を構成したので、移
動体の現在位置の数を絞り込むことができると共に、移
動体の現在位置検出精度が大巾に向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例における移動体用ナビゲー
ション装置のブロック構成図、第2図は第1図の動作を
示すフローチャート、第3図はこの発明の評価関数を用
いた位置検出の説明図である。 図において、■は走行距離検出手段、2は走行方位検出
手段、3は衛星航法位置検出手段、4は積算データ位置
演算手段、5は道路データ記憶手段、6は評価関数値演
算手段、7は表示手段である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 移動体用の移動距離を検出する走行距離検出手段と、前
    記移動体の方位変化量を検出する走行方位検出手段と、
    前記移動距離及び方位変化量を積算して求めたデータか
    ら移動体の積算データ位置を演算する積算データ位置演
    算手段と、衛星からの信号を受信して前記移動体の衛星
    航法位置を検出する衛星航法位置検出手段と、前記移動
    体の積算データ位置に対する道路上位置の評価関数値を
    演算する評価関数値演算手段と、前記衛星航法位置検出
    手段で求めた衛星航法位置を用いて道路データ記憶手段
    に格納された地図データの道路上位置を選択し表示する
    表示手段とを備えた移動体用ナビゲーション装置。
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