JPH04138317A - 車々間通信を利用したナビゲーション装置 - Google Patents

車々間通信を利用したナビゲーション装置

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JPH04138317A
JPH04138317A JP26141390A JP26141390A JPH04138317A JP H04138317 A JPH04138317 A JP H04138317A JP 26141390 A JP26141390 A JP 26141390A JP 26141390 A JP26141390 A JP 26141390A JP H04138317 A JPH04138317 A JP H04138317A
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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〉 本発明は、車両に搭載され、車両の位置を検出し画面に
表示することにより、車両の走行の支援を行わせるナビ
ゲーション装置の改良に関し、さらに詳細にいえば、車
々間通信を利用して他の車両から送信される車両位置デ
ータを取得し、自軍の位置を修正することができるナビ
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式として、走行距離センサと、方位
センサ(地磁気センサ、または旋回角速度センサのいず
れか1つ)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、車両位置を画面上に表示するデイスプ
レィ装置とを具備し、車両の走行に伴なって生ずる距離
変化量Δノ、および方位θ(地磁気センサの場合)、も
しくは方位変化量Δθ(旋回角速度センサの場合)を用
いて、車両の推定位置データを得る推測航法が提案され
ている。この方式は、Δノおよびθに基いて、例えばΔ
ノの東西方向成分ΔX(−八jx cosθ)および南
北方向成分Δy(−パノ×sinθ)を算出し、従前の
位置出力データ(PX“。
P y’)に対して」上記各成分ΔX、Δyを加y′l
することにより、現在の位置出力データ(PX、Py)
を求める方式である。
しかし、走行距離センサや方位センサが必然的に有して
いる誤差のために、得られる推定位置ブタに含まれる誤
差が累積されてしまうという欠点かある。
このため、車両か道路上を走行することを前提として、
上記推測航法により得られた推定位置データと、予めメ
モリに格納されている道路地図データとを比較し、推定
位置データの道路からのすれ量を累積誤差として算出し
、上記推定位置データに対して累積誤差分の補正を行い
、推定位置データを道路データに一致させるようにした
地図マツチング方式が実用されている(特開昭84−5
3112号公報参照)。
さらに、上記推測航法、地図マツチング方式のいずれを
採用する場合でも、距離データ、方位データの精度を向
上させるために、道路脇に路側アンテナを配置し、この
路側アンテナから位置ブタおよび道路方向データを含む
信号を比較的狭い範囲にのみ放射させ車両に取り付けた
車載アンテナにより上記信号を受信して、車両の位置、
および方向を較正する路側ビーコン方式も提案されてい
る。
また、GP S (Global Positioni
ng System)といった衛星航法システムを用い
て3〜4個の周回衛星から発射される電波の伝搬遅延時
間を測定して車両の絶対位置を知ることも行われている
上記のように、いずれの方式を採用するにしても、車両
の位置、方位を知るには、車両に高度の機能を具備した
、位置検出方式を実現する装置(以下、ナビゲーション
装置という)を搭載する必要がある。このようなナビゲ
ーション装置は、例えば地図マツチング方式を採用した
ものについでは、上記の走行距離センサ、方位センサ、
位置算出のための処理装置、デイスプレィ装置のほか、
道路地図メモリ、処理装置で算出された車両位置と道路
との類似性を判断し、車両の位置を補正する演算補正装
置が必要となる。さらに、路側ビコン方式を取り入れる
のであれば、路側ビーコン受信機、GPS方式を取り入
れるのであればGPS受信機か必要となる。
上記のようなナビゲーション装置を車両に搭載すれば、
車両の現在位置をデイスプレィ上で一目で把握すること
ができるようになるので、見知らぬ道路を走行する場合
でも道に迷うことなく目的地に到達することができる。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、車両が自軍に搭載したナビゲーション装置か
ら得た位置データの誤差は、いかなる方式を採用するに
しても、必ず付きまとうものである。
例えば、踏切、鉄橋、高層ビルの谷間等を通過すると、
車体の着磁量が変化し、地磁気センサのデータに誤差か
生じることはよく知られている。
また、ジャイロのデータは、いかなる方式のジャイロを
採用するにせよ温度、湿度変化の影響を受けてオフセッ
ト値が変動するので、ジャイロで得られた角速度データ
を積算するときに、誤差も積算されてしまい、間違った
方位を出力するということも知られている。また、地図
マツチング方式を採用した場合、方位センサ、走行距離
センサ等から得た車両の推定位置と、地図上の道路との
距離が余りにも大きければ、道路上に車両の位置を修正
することは不可能となる。したがって、この場合、地図
データは役に立たないことになる。さらに、路側ビーコ
ンを利用して自車の位置を修正しようとしても、路側ビ
ーコンが全ての道路に整備されているわけではなく、現
時点では、路側ビコンが整備されている道路はほんの僅
かにすぎない。GPSからの電波を受けようとしても、
地上の障害物等の影響で、常に満足できる状態で受かる
わけてはない。
以上のように、車両にナビゲーション装置を搭載しても
、得られる位置データの信頼性は完全なものとはいえな
いので、車両は得られた位置ブタを修正する必要性に迫
られる。
特に、経済上その他の負担を軽減するために、車両にで
きるだけ簡易なナビゲーション装置、例えば推測航法の
みによるナビゲーション装置を搭載した場合であれば、
位置検出誤差も増加する傾向になるので、上記の問題は
ますますクローズアップされてくる。
本発明の目的は、車々間通信を利用することによって、
車両が正確な位置データを取得し、誤りなく所定の経路
を走行していくことができるナビゲーション装置を提供
することにある。
く課題を解決するための手段および作用〉(1)上記の
目的を達成するための本発明のナビゲション装置は、走
行距離センサと、方位センサと、上記走行距離センサお
よび方位センサから得られる車両の走行距離データおよ
び方位データに基づいて車両の位置を検出する位置検出
手段と、他の車両に搭載されたナビゲーション装置から
送信されてくる当該能の車両の位置データを受信する受
信手段と、受信手段によって受信された位置データに基
づいて上記位置検出手段で検出した車両位置を修正する
修正手段とを含むものである(請求項1)。
上記請求項1の発明によれば、ナビゲーション装置を搭
載した車両は、位置検出手段により、走行距離センサ、
方位センサから得られた自軍の走行距離データ、方位デ
ータに基づいて自車の位置を検出することができるとと
もに、受信手段を通して、他車の位置データを当該他車
に搭載されたナビゲーション装置から取得し、自軍の位
置データを修正することができる。
そして、他車のナビゲーション装置で得られたデータを
基にデータの修正を行うことによって、自車のナビゲー
ション装置で得られたデータの信頼性を向上させること
かできる。
したがって、例えば比較的精度の低い検出方式を採用し
たナビゲーション装置であっても、他車のデータを得て
、自車のデータの信頼性を向上させることかできるので
あるから、精度の高い検出方式を採用したナビゲーショ
ン装置を搭載したのと同様の十分精度のよいデータを取
得てきる。よって、精度の高い検出方式を採用したナビ
ゲーション装置を搭載した場合に比較して、ナビゲーシ
ョン装置の構成を簡単にし、コストも低下させたのと同
じ結果を得ることかできる。
(2)本発明のナビゲーション装置は、請求項1に説明
したもののほか、上記位置検出手段で検出された車両の
位置データを、他の車両に搭載されたナビゲーション装
置に向けて送信する送信手段が含まれていてもよい(請
求項2)。
これによれば、自軍で得た位置データを送信手段から送
信することによって、この送信されたブタを受信した他
の車両のナビゲーション装置に、位置データを修正させ
ることか可能になる。
すなわち、このナビゲーション装置によれば受信手段を
通して、他車の位置データを当該他車に搭載されたナビ
ゲーション装置から取得し、自軍の位置データを修正す
るとともに、送信手段を通して、自車で得た位置データ
を送信することにょって、他の車両のナビゲーション装
置の位置ブタの修正を可能にすることができる。
したがって、この請求項2記載のナビゲーション装置を
搭載した複数の車両が走行している場合、接近したとき
等にデータをやりとりし、位置検出精度を互いに高める
ことができる。
(3)上記請求項1に説明した「他の車両に搭載された
ナビゲーション装置」は、走行距離センサと、方位セン
サと、走行距離センサおよび方位センサから得られた車
両の走行距離データおよび方位データに基づいて車両の
位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検
出した車両の位置データを送信する送信手段とを含んで
いる(請求項3)。
これによれば、請求項3記載のナビゲーション装置は、
自軍で得た位置データを送信手段から送信することによ
って、この送信されたデータを受信した請求項1記載の
ナビゲーション装置は、自ら得た車両の位置データを修
正することか可能になる。
なお、請求項3記載のナビゲーション装置は、必すしも
受信手段を含んでいる必要はなく、送信専用のナビゲー
ション装置であってもよい。送信専用ナビゲーション装
置が搭載された場合、もっばら他車へのデータ送信を行
うことになる。例えば比較的精度の高い検出方式を採用
したナビゲーション装置のデータは、他車からデータを
受信してもそのデータの信頼性は相対的に低いことが多
いのであるから他車のデータを採用する価値は低い。そ
こで、受信手段を初めから削除することにより装置の構
成も簡単にてきコストも低下させることができる。
〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。
第1図は、車々間通信を利用したナビゲーション装置の
実施例を示す全体構成図である。以下、本発明のナビゲ
ーション装置を搭載した車両を符号A、Bて代表して表
示する。
車両Aには、当該車両Aの現在位置を検出して] 2 画面に表示するナビゲーション装置]A、およびこのナ
ビゲーション装置IAにより取得したブタを送信すると
ともに、ナビゲーション装置を搭載した他の車両Bから
送信される当該車両Bの位置データを受信する赤外線送
受信器6Aを搭載している。
ナビゲーション装置IAには、左右両輪の回転数を検出
する車輪速センサ4A(このセンサは、走行距離センサ
として利用される。)、地磁気センサ2A、ジャイロ3
A(旋回角速度を干渉光の位相変化として読み取る光フ
アイバジャイロ、ピエゾエレクトリック素子の片持ちぼ
り振動技術を利用して旋回角速度を検出する振動ジャイ
ロ、機械式ジャイロ等、から選ばれたもの。旋回角速度
センサとして利用される。)等の各種センサが接続され
る。
ナビゲーション装置IAは、地磁気センサ2A。
ジャイロ3Aにより検出された出力データに基づいて車
両の推定方位を算出するとともに、車輪速センサ4Aの
距離データと合わせて地図マツチング方式により車両の
現在位置を求めるロケータ1]Aと、車両の現在位置を
、道路地図メモリ15Aから読出した地図に重ねてデイ
スプレィ16Aに表示させるとともに、キーボード17
Aとのインターフェイスをとるコントローラ14Aとを
含むものである。
上記ロケータ1. ]、 Aは、具体的には、車輪速セ
ンサ4Aからの出力パルス信号の数をカウンタてカウン
トすることにより車輪の回転数を得、カウンタから出力
されるカウント出力データに対して、乗算器により1カ
ウント当りの距離を示す所定の定数を乗算することによ
り44位時間当りの走行距離出力データを算出するとと
もに、ジャイロ3Aから車両方位の相対変化を求め車両
の方位出力ブタを算出して車両の推定位置を求め、コン
トロラ14Aから所定の道路地図データを得てこの車両
の推定位置と比較して道路地図データとの相関度を評価
して車両の推定位置を補正し、車両の現在方位を道路上
に設定するものである。したがって、ロケータ1.1A
は、「位置検出手段」として機能するものである。
ロケータ1 ]、 Aは、さらに送受信器6Aて受信し
た、他の車両の位置、方位データを用いて、自軍の車両
位置を適宜修正することもできる。すなわちこの場合、
ロケータ11Aは、「修正手段」として機能する。
上記道路地図メモリ15Aは、半導体メモリ、カセット
テープ、CD−ROM、ICメモリ、DAT等で構成さ
れ、ノードとリンクとの組み合わせからなるデータで構
成された道路地図データが予め格納されているものであ
る。道路地図データは、日本道路地図をメツシュ状に分
割し、各メツシュ単位で記憶されている。なお、リンク
データ、ノードデータ以外にも、鉄道、川、地名欄、有
名施設、運転者が予め登録した地点、等直線等の背景デ
ータを含んでいてもよい。
上記デイスプレィ16AはCRT、液晶表示器等を使用
して、車両走行中の道路地図と車両の位置、方位とを表
示するものである。
上記コントローラ14Aは、図形処理ブロセッす、画像
処理メモリ等から構成され、デイスプレィ16A上にお
ける地図の検索、縮尺切り替え、スクロール等を行わせ
る。
デイスプレィ16 Aに表示させる車両の位置データ、
方向データ、表示された道路地図のメツシュの番号デー
タは、コントローラ14Aを通して送受信器6Aに送ら
れ、赤外線により空間に放射される。
また、送受信器6Aは、他の車両Bの送受信器6Bから
発射された赤外線を受信し、車両Bのデータを取得する
こともできる。
他の車両Bには、車両Aと同一の構成のナビゲーション
装置が搭載されているので、同一の番号で表示するが、
車両A、Bの区別のため、添字Aに代えて添字Bを付す
。なお、車両Bは第1図では、車両Aの対向車として描
かれているが、並進する車であってもよい。
上記実施例によれば、車両Aのナビゲーション装置IA
は、走行中あるいは停車中、車両の位置、方位を算出し
、地図の道路上に車両の位置を特定して、自車Aのデイ
スプレィ16に車両の位置、方位を表すベクトルを地図
とともに表示し、かつ、常時自車Aの位置データを、表
示されている道路地図のメツシュ番号データとともに、
送受信器6Aを通して発射している。
車両Bは、車両Aとすれ違った時に、送受信器6Bを通
して車両Aの位置データ、メツシュ番号データを受は取
る。車両BのロケータIIBは、この受は取ったデータ
に示される車両Aの現在位置PAと、自車において算出
した推定位置PBとを基にして、例えば第2図に示すア
ルゴリズムにより自軍の車両位置を修正し、コントロー
ラ14Bに出力する。
すなわち第2図において、ステップS1て、他の車両A
の位置データを受は取ると、ステップS2において、自
車Bの推定位置PBと道路パターンとの比較により車両
位置PBから道路までの距離dを求める。そして、距離
dが一定のしきい値doより短いかどうか判断する。
一般に、地磁気センサ2B、ジャイロ3Bにより検出さ
れた出力データに基づいて算出された車両の推定位置P
Bと、実際の道路上の車両位置との間の距離dが一定の
しきい値dθよりも小さければ、地図マツチング方式に
より、上記推定位置PBと道路との相関係数(推定位置
PBか与えられた場合、実際の車両位置が道路上に存在
する確率。例えば推定位置から最短の道路上の一点まで
の距離の関数で表される。)を繰り返し計算していくう
ちに車両の推定位置PBを確実に道路上に得ることがで
きる(特開昭11i4−5311.2号公報参照)。
しかし、上記距離dがしきい値doよりも大きくなると
、道路との相関係数を計算しても車両の位置を特定の道
路上に絞ることができる確率が急激に減少し、ついには
何度81算しても道路とのマツチングを取れなくなる。
こうなった場合、自車Bの位置を何らかのデータを用い
て修正する必要に迫られる。
このようにデータ修正の必要性か判断された場合(ステ
ップS3)、ステップS4に進み、ステップS1で取得
した他の車両Aの位置データP八を用いて自軍の位置を
修正する(ステップS4)。
修正の方法は、種々考えられるか、例えば自軍の位置デ
ータPBを車両Aの位置データPAで置き換えてもよい
。あるいは両方の位置の平均をとってもよい。
このようにして、車両Bのナビゲーション装置IBは、
車両Aの位置データに基づいて自車Bの修正でき、その
位置をデイスプレィ16Bに表示できる。表示すべき道
路地図は、受信したメツシュ番号データに基づいて迅速
に決定することができる。車両Bは、以後この位置を出
発点にして自軍の新しい位置、方位を地図マツチング方
式で算出し、自立航法を続けることができる。
なお、車々間通信により得た位置データは車両Aの位置
であり、車両Bの位置ではない。したがって、車両Aの
位置PAがいかに精度のよいデータであっても、車両A
、B間の距離に相当する誤差は必ずつきまとう。この誤
差は、送受信器6A。
6Bの通信可能距離により決まるものであるから、送受
信器6A、6Bの送信出力、受信感度等を適g 当に調整することにより、車両位置の誤差を実用的な範
囲に止とめることかできる(赤外線を使用しているので
、100m以内の範囲で自由に設定できる)。
なお、上記の実施例において、車々間で通信されるデー
タの種類は、上記に限定されるわけてはない。例えば、
車両Aのナビゲーション装置1Aは、算出している車両
位置の誤差を評価して誤差データとして送出してもよい
。車両Aのデータを受信した車両BのロケータIIBは
、自軍で求めた推定位置に含まれる誤差と比較し、誤差
の少ないほうのデータを採用するようにしてもよい。こ
の場合でも、車両Aの算出している車両位置の誤差に、
送受信器6A、6Bの通信可能距離により決まる車々間
距離の誤差を加算しなければならないことはもちろんで
ある。
また、上記の実施例では、車両A5車両Bに搭載される
ナビゲーション装置は同一のものという前提であったが
、互いに異なる方式を採用したナビゲーション装置であ
ってもよい。例えば、車両“Aは地図マツチング方式、
車両Bは単なる推測航法を採用したものであってもよい
。この場合、車両Bは地図とのパターン比較をできない
のであるから自車が検出している車両位置には常に、相
当の誤差が含まれている。したがって、地図マツチング
方式を採用した車両Aの送信データ(このデータの中に
は車両Aの採用する方式が地図マツチング方式であるこ
とを示すデータも含める必要がある、)を受信した場合
、無条件で車両へのデータを取り込むようにしてもよい
。またこの場合、車両Bから誤差の多い位置データを送
信しても、活用度は低いので、車両Bのナビゲーション
装置IB1送受信器6Bには、送信機能を持たせる必要
はないことになる。
一般に、検出誤差の比較的多い方式のナビゲション装置
を搭載した車両は受信専用にしてもよく、検出誤差の比
較的少ない方式のナビゲーション装置を搭載した車両は
送信機能をもたせることが好ましい。また、検出誤差が
非常に少なく、他のナビゲーション装置からのデータを
取り込む必要のない精度のよいゲーション装置であれば
、送信専用としてもよい。このことを表で示すと、第1
表のようになる。
第1表 また、上記実施例では、車両Aから車両Bへのデータ伝
送媒体は赤外線であったか、可視光、VHF、UHF等
の無線、超音波等地の手段を用いてもよい。しかし、い
ずれの方式を用いても、通信可能距離か余り大きいと車
々間通信で発生する誤差が増大し、小さいと上記誤差は
減少するが、車々間通信かできる機会や、通信時間が減
少する。
したかって、通信可能距離は運用試験等を行って決定す
ることが好ましい。
また、上記実施例では、車両Aからデータを常時送信し
ていたが、これに限られるものではない。
車両Bが、例えば自己の算出した車両位置の誤差か増え
、他のデータにより修正する必要があると判定した場合
に、車両Bから信号を送り、車両Aがこれを受信した場
合、初めて自己のデータを送出するものであってもよい
また、上記実施例では、車両Aと車両Bとはいかなる関
係にある車両かを限定していない。要するに車々間で位
置データ等をやりとりできる車両同士であればよく、車
両Aと車両Bとは偶然すれ違った車両同士であってもよ
い。また、例えばパト力一、救急車、消防車、観光バス
、トラック、ミキサー車、タクシ−等か複数台まとまっ
て行動する場合のように、同し目的地に向かってグルー
プ走行する車同士であってもよい。
また、上記実施例では、上記車両Bの受信機かデータを
受信した場合、車両A、車両8間の距離、方向を識別で
きれば好ましい。これによれば、111車に搭載したロ
ケータ装置で取得した車両位置を修正する場合に、上記
識別された距離、方向を用いて修正結果をさらに補正す
ることができる。これによって、車両Bは、車々間の距
離、方向を用いて、自軍の位置、方向を補正することか
できるので、より正確な自軍の位置データを得ることが
できる。
上記実施例では、車両から送信されるデータは、車両の
位置データ、メツシュの番号データであったが、メツシ
ュの番号データは必ずしも必要なものではない。
また、送信されるデータは、車両の位置データの外に、
自軍の採用する位置検出方式の種類、渋滞情報、緊急・
異常表示のように、直接間接に位置検出に関係するデー
タを含めるようにしてもよい。
〈発明の効果〉 以上のように、本発明の車々間通信を利用したナビゲー
ション装置によれば、他の車両から位置データを受信し
、他車のナビゲーション装置で得られた位置を基に口車
の位置の修正を行うことによって、自軍のナビゲーショ
ン装置で得られている位置データの信頼性を大きく向上
させることができる。
したがって、自軍の採用しているナビゲーション装置の
位置検出方式か精度の比較的低いものであっても、他車
に搭載しているナビゲーション装置の位置検出方式が精
度の比較的高ければ、結果的には、自車に搭載されたナ
ビゲーション装置の精度が向上したのと同様の結果にな
り、自軍には、高度なナビゲーション装置を搭載しなく
とも済むので経済的に有利になる。
また、他の車両から位置データを受信する機能とともに
、他車へ位置データを送信する送信機能を有するナビゲ
ーション装置であれば、この種のナビゲーション装置を
搭載した複数の車両が走行している場合、接近したとき
等にデータをやりとりして、位置を修正することができ
るので、各車の搭載しているナビゲーション装置に特段
位置検出精度の高いものを搭載しなくとも、位置検出精
度を実質的に高めることかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図はナビゲーション装置の実施例を示す構成図、 第2図は他車のデータを取り込み、自軍の位置を修正す
る手順を示すフローチャー1・である。 A、B・・・車両、 IA、IB・・・ナビゲーション装置、2A、2B・・
・地磁気センサ、 3A、3B・・・ジャイロ、 4A、4B・・・車輪速センサ、 6A、6B・・・送受信器、 11A、IIB・・・ロケータ 特許出願人 住友電気工業株式会社 代  理  人   弁理士   亀  井  弘  
勝(ほか2名) 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、車両に搭載され、車両の位置を検出し画面に表示す
    ることにより、車両走行の支援を行わせるナビゲーショ
    ン装置であって、 走行距離センサと、方位センサと、上記走行距離センサ
    および方位センサから得られる車両の走行距離データお
    よび方位データに基づいて車両の位置を検出する位置検
    出手段と、他の車両に搭載されたナビゲーション装置か
    ら送信されてくる当該他の車両の位置データを受信する
    受信手段と、受信手段によって受信された位置データに
    基づいて上記位置検出手段で検出した車両位置を修正す
    る修正手段とを含むことを特徴とする、車々間通信を利
    用したナビゲーション装置。 2、請求項1記載のナビゲーション装置にはさらに、上
    記位置検出手段で検出された車両の位置データを、他の
    車両に搭載されたナビゲーション装置に向けて送信する
    送信手段が含まれていることを特徴とする、車々間通信
    を利用したナビゲーション装置。 3、請求項1記載のナビゲーション装置において、上記
    他の車両に搭載されたナビゲーション装置は、 走行距離センサと、方位センサと、走行距離センサおよ
    び方位センサから得られた車両の走行距離データおよび
    方位データに基づいて車両の位置を検出する位置検出手
    段と、位置検出手段により検出した車両の位置データを
    送信する送信手段とを含むことを特徴とする、車々間通
    信を利用したナビゲーション装置。
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