JPH0518776A - 距離補正係数の自動補正装置 - Google Patents

距離補正係数の自動補正装置

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JPH0518776A
JPH0518776A JP3168016A JP16801691A JPH0518776A JP H0518776 A JPH0518776 A JP H0518776A JP 3168016 A JP3168016 A JP 3168016A JP 16801691 A JP16801691 A JP 16801691A JP H0518776 A JPH0518776 A JP H0518776A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 距離補正係数を自動的に補正することにより
常に正確な受信点の移動距離を得ることを可能にすると
ともに、ユーザの負担を軽減する。 【構成】 GPS衛星からの電波を受信して自己の現在
位置を測定するGPS測位手段と、速度センサと、デー
タ処理手段とを有し、該データ処理手段はPDOP値が
4以下であり、前記GPS測位手段からの速度データが
30km/h以上で、かつ該速度データと前記自立型測
位手段からの速度データとの差が3km/h以内である
ときには前記GPS測位手段から得られた2点間の距離
に基づいて距離補正係数を補正する。あるいは、上記の
3種の条件に付け加えて、さらにGPS測位手段からの
データが2秒以内の間隔で3回連続して得られており、
かつ3回連続したGPS測位手段からの方位データが1
0°以下であるという条件が満足されるときに前記GP
S測位手段から得られた2点間の距離に基づいて距離補
正係数を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は距離補正係数の自動補正
装置に係り、特にナビゲーション装置、エンジン制御装
置、速度表示装置、走行距離表示装置等に用いることの
できる距離補正係数の自動補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば自動車、航空機、船舶
等の各種の移動体のための測位装置として、いわゆる自
立型のナビゲーション装置がある。この自立型ナビゲー
ション装置は、方位センサからの方位データと速度セン
サからの速度データから移動体の二次元的変位(ベクト
ル量)を求め、この二次元的変位を基準点に積算して現
在位置を求めるものであった。すなわち、例えば自動車
の場合では、ドライブシャフトが1回転する間に発生す
るパルス数が予め設定されており、基準点から現在位置
までに発生した総パルス数から算出した距離に距離補正
係数を乗じて走行距離が求められていた。
【0003】また、人工衛生を利用した測位装置として
GPS(Grobal Positioning Sy
stem)型ナビゲーション装置が開発されている。こ
のGPS型ナビゲーション装置は、通常3個以上のGP
S衛星から電波を受信し、各GPS衛星と受信点との間
の受信機の時刻オフセットを含んだ擬似距離データ、お
よび各GPS衛星の位置データより受信点の位置を測定
するよう構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自立型
のナビゲーション装置では、各センサによる検出誤差が
そのまま累積されるので、速度センサに対して予め設定
された距離補正係数をそのまま用い続けると走行距離誤
差が大きくなってしまう。また、自動車等では乗員数や
道路状態の変化によっても走行距離誤差が生じる。この
ため、交差点等を曲がる際に自立型のナビゲーション装
置がオーバーラン、あるいはアンダーランを生じている
ことをユーザが判断して距離補正係数を手動で補正する
必要があるという問題があった。また、GPS型のナビ
ゲーション装置では、自立型のナビゲーション装置にお
ける累積誤差の問題はないが、GPS衛星からの電波の
ドップラー効果による擬似距離データの変化率(速度)
を測定することにより方位を得ているため、受信点の移
動速度が小さい場合は方位データの精度が低下するとい
う問題があった。さらに、受信点が停止している場合は
電波のマルチパスによって速度データが実際よりも大き
くなり、誤った方位データを示すという問題があった。
【0005】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、距離補正係数が自動的に補正されて常
に正確な受信点の移動距離を得ることを可能にするとと
もに、ユーザの負担を軽減することのできる距離補正係
数の自動補正装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明はGPS衛星からの電波を受信して自
己の現在位置を測定するGPS測位手段と、速度センサ
と、データ処理手段とを有し、該データ処理手段は前記
GPS測位手段からのデータが所定条件を満足するとき
には前記GPS測位手段から得られた2点間の距離に基
づいて距離補正係数を補正するように構成されている。
【0007】
【作用】前記GPS測位手段からのデータが所定条件を
満足するときには、距離補正係数は前記GPS測位手段
から得られた2点間の距離に基づいてデータ処理手段に
より補正される。これにより、距離補正係数は自動的に
補正されることになり、速度センサの検出誤差累積によ
る受信点の移動距離の誤差発生が防止されるとともに、
乗員数や道路状態変化により距離補正係数の補正が必要
な場合に対しても適確に対応でき、かつユーザの負担を
軽減することができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の距離補正係数の自動補正
装置を用いたナビゲーション装置の一例を示すブロック
図である。図1において、ナビゲーション装置はGPS
衛星からの電波を受信するGPSアンテナ3、このGP
Sアンテナ3の出力側に接続されているGPS受信器
4、GPS受信器4からの信号に基づいて受信点(自動
車等の移動体)の現在位置を認識したりするGPS型位
置演算手段5とにより構成されるGPS測位手段1と、
方位を検出する方位センサ6および受信点の速度を検出
する速度センサ7からの信号に基づく走行履歴から受信
点の現在位置を認識したりする自立型位置演算手段8と
により構成される自立型測位手段2と、GPS型位置演
算手段5、速度センサ7および自立型位置演算手段8に
接続され種々のデータ処理を行うデータ処理手段9とを
有している。さらに、このデータ処理手段9には、地図
情報等を記憶したコンパクトディスク、ROM等からな
る記憶装置10がデコーダ11を介して接続されている
とともに、CRT等の表示装置12が接続されている。
【0009】GPS型位置演算手段5、自立型位置演算
手段8およびデータ処理手段9は、演算回路およびこれ
に接続されたRAM、各手段のプログラムを保持するR
OMを備えたマイクロコンピュータからなる。GPS型
位置演算手段5はGPS受信器4からの信号に基づいて
受信点の現在位置、速度等を演算してデータをデータ処
理手段9に出力し、また自立型位置演算手段8は方位セ
ンサ6および速度センサ7からの信号に基づいて受信点
の現在位置、速度等を演算してデータをデータ処理手段
9に出力する。そして、データ処理手段9は、GPS測
位手段1からのデータが所定の条件を満足する場合に自
立型位置演算手段8に対して速度センサ7についての距
離補正係数の補正をなす。また、データ処理手段9にお
いては、GPS型位置演算手段5からのデータあるいは
自立型位置演算手段8からのデータと、記憶装置10か
ら引き出した現在位置の周辺の地図情報とを基にマップ
マッチングを行って受信点の現在位置を表示装置12に
表示にする。なお、GPS型位置演算手段5、自立型位
置演算手段8およびデータ処理手段9をそれぞれ専用の
演算器を用いて構成してもよい。
【0010】ここで、距離補正係数について説明する。
通常、自動車においては速度センサ7がドライブシャフ
トの回転に対応して回転するスピードメータケーブルの
中間に設置され、ドライブシャフトの回転にともなって
速度センサ7からパルス信号が出力される。そして、ド
ライブシャフトが1回転する毎にパルスが2回出力され
る場合をp=0、ドライブシャフトが1回転する毎にパ
ルスが4回出力される場合をp=1、ドライブシャフト
が1回転する毎にパルスが8回出力される場合をp=2
とし、ある地点AB間を自動車が走行する間に発生した
総パルス数をnとし、距離補正係数をkとすると、AB
間の距離dは下記の数式(1)により示される。
【0011】
【数1】 なお、上記の数式(1)においてl=0.39・・・
〔m〕である。このlはp=1(ドライブシャフトが1
回転する毎に発生するパルス数が4)の場合を基準とし
てJISで規定されている数値である。そして、上記数
式(1)から距離補正係数kは下記の数式(2)により
示される。
【0012】
【数2】 従来はこの距離補正係数kをpの値との関係で1に最も
近くなるように設定し、以後、距離補正係数kを補正す
ることなく使用していた。そのため、センサによる検出
誤差がそのまま累積され、走行距離誤差が大きくなって
しまった。
【0013】これに対して、本発明ではGPS測位手段
1からのデータが所定条件を満足するときには、距離補
正係数kはGPS測位手段1から得られた2点間ABの
距離に基づいて補正される。すなわち、ナビゲ−ション
装置が初期状態の場合は、距離補正係数kの値が最も1
に近くなるようなpをデータ処理手段9により決定す
る。その後、GPS測位手段1から2点間の距離が得ら
れるたびに距離データを数式(2)に代入して距離補正
係数kを求め、このようにして得られた距離補正係数k
の数列が収束するようにする。より具体的には、下記の
数式(3)に示されるように、初期設定の距離補正係数
kとGPS測位手段1からの距離データを数式(2)に
代入して得られた前回の距離補正係数kn-1 との差の一
定割合を、前回の距離補正係数kn-1 に加えて今回の距
離補正係数kn とする。
【0014】
【数3】 このように、GPS測位手段1からの距離データに基づ
いて距離補正係数kを自動的に補正することにより、速
度センサの検出誤差累積による受信点の移動距離の誤差
発生が防止されるとともに、乗員数や道路状態変化によ
り距離補正係数の補正が必要な場合に対しても適確に対
応でき、かつユーザの負担を軽減することができる。
【0015】次に、GPS測位手段1から得られた2点
間の距離に基づいてデータ処理手段9が距離補正係数k
を補正するのに必要とされるGPS測位手段1からのデ
ータの所定条件について説明する。
【0016】本発明では、GPS測位手段1からのデー
タが以下の3つの条件を満足することがデータ処理手段
9により確認された場合に、上述のような距離補正係数
kの補正が行われる。
【0017】 PDOP値が所定値以下であること。 GPS測位手段1からの速度データが所定値以上で
あること。 GPS測位手段1からの速度データと速度センサ7
からの速度データとの差が所定値内であること。
【0018】上記のPDOP(Position Di
lution Precision)値は、GPS測位
においてGPS衛星位置の誤差が受信点位置にどのよう
に反映されるかの指標であり、この値が大きいほど測位
の誤差が大きくなる。したがって、本発明ではPDOP
値が所定値以下であることをGPS測位手段1からのデ
ータ採用の一つの条件とし、このPDOP値としては経
験的に4が好ましい。すなわち、PDOP値が4である
ようなGPS衛星の配置状況下では、仮にGPS衛星ま
での距離測定の平均誤差が10mであるような観測をし
た場合、測位誤差の目安は下記のように40mとなり、
高精度な測位が可能となる。
【0019】測位誤差の目安=PDOP値×距離測定の
平均誤差=4×10m=40mまた、GPS測位手段1
からの速度データが所定値以上であることとしたのは、
GPS測位はGPS衛星からの電波のドップラー効果に
よる擬似距離データの変化率(速度)を測定することに
より方位を得ているため、受信点の移動速度が小さい場
合は方位データの精度が低下してしまうので、これを防
止するためである。そして、方位データの精度を高く維
持できる最低限の速度としては30km/h程度が好ま
しい。
【0020】さらに、GPS測位手段1からの速度デー
タと速度センサ7からの速度データとの差が所定値内で
あるとすることにより、電波のマルチパスによる方位デ
ータ誤差を排除することができ、上記所定値としては3
km/h程度が好ましい。
【0021】また、本発明では上記〜の3つの条件
に下記のおよびの2つの条件を加えた5つの条件が
満足される場合にデータ処理手段9により距離補正係数
kの補正が行われるようにしてもよい。
【0022】 GPS測位手段1からのデータが所定
時間内の間隔で3回連続して得られていること。 3回連続したGPS測位手段1からの方位データが
所定値内であること。
【0023】上記のの所定時間としては2秒程度が好
ましく、2秒以内間隔で3回連続してGPS測位手段1
からのデータが得られていることを要件とすることによ
り、現在から過去数秒間はGPSからのデータを安定受
信している状態が継続される。
【0024】また、の所定値としては±10°程度が
好ましく、方位データが3回連続して±10°以内であ
る場合は受信点が直進状態にあり、これを要件とするこ
とにより、精度の高いGPS方位を得ることが可能とな
る。
【0025】ここで、GPS測位手段1について説明す
る。図2はGPS測位手段1を示すブロック図であり、
GPSアンテナ3がプリアンプ31と帯域フィルター3
2を介してGPS受信器4に接続され、全体的なタイミ
ング制御信号である基準周波数信号を出力する水晶発振
器35と、この基準周波数信号に基づいて信号処理手段
37の動作タイミングを制御するクロック信号を形成す
るクロック発振回路36が備えられるとともに、GPS
型位置演算手段5が信号処理手段37に接続されてい
る。
【0026】GPS受信器4は水晶発振器35が発振す
る基準周波数信号に基づいてGPS衛星の信号搬送波、
GPS衛星の位置およびGPS衛星内の時計の状態に関
するデータと同じパターンの信号を作り出す周波数合成
回路41と、クロック発振回路36が出力するクロック
信号を入力し、測距信号と同じパターンを有するコード
信号を形成するコード発生回路42と、周波数合成回路
41およびコード発生回路42の出力信号によって、G
PS衛星内の時計とGPS衛星の軌道に関するデータお
よび搬送波を相関検波するためのデータおよび搬送波検
波器43と、上記のコード発生回路42が出力するコー
ド信号により上記測距信号を相関検波するためのコード
ロック検波器44とを備えている。
【0027】また、自立型測位手段2を構成する方位セ
ンサ6は公知の地磁気センサあるいはジャイロコンパス
等が用いられ、受信点の移動方向を検出する。また、受
信点の速度を検出する速度センサ7は公知の回転数セン
サ等が用いられ、この速度センサ7からのパルス信号出
力と距離補正係数kから上記の数式1により受信点の移
動距離が算出される。そして、この移動距離を方位セン
サ6により検出された受信点の移動方向の変化に対応さ
せて累積することにより、受信点の移動履歴を得ること
ができる。これにより、基準点からの移動経路を算出し
て現在位置の測定がなされる。
【0028】次に、図1に示される実施例の動作につい
て、図3を参照しながら説明する。まず、ナビゲーショ
ン装置が起動され、GPS衛星からの電波がGPSアン
テナ3で受信され、かつGPS測位手段1からのデータ
が上記の〜の条件を満足するか否か、あるいは上記
の〜の条件を満足するか否かの判定がデータ処理手
段9でなされる(S1)。そして、判定がYesである
ときには、初期状態であるか否かが判定され(S2)、
初期状態である場合は上記数式2においてpを0、1、
2・・・と変化させて距離補正係数kが1に最も近くな
るようなpを決定する(S3)。(S2)において初期
状態でないと判定された場合は、この(S3)のステッ
プは省略される。次に、数式2に基づく演算(S4)、
および数式3に基づく演算(S5)が行われて距離補正
係数kの補正がなされる。また、上記(S1)における
判定がNoの場合は、距離補正係数kの自動補正が行わ
れることなく終了する。
【0029】そして、GPS測位手段からデータが得ら
れる毎に上記フローチャートによる動作がなされ、GP
S測位手段からのデータが所定条件を満足する毎に距離
補正係数kの自動補正が行われる。
【0030】尚、上述の実施例では本発明の距離補正係
数の自動補正装置がナビゲーション装置に用いられた場
合であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、
エンジン制御装置、速度表示装置、走行距離表示装置等
に用いることができる。
【0031】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば前
記GPS測位手段からのデータが所定条件を満足すると
きには、前記GPS測位手段から得られた2点間の距離
に基づいて距離補正係数がデータ処理手段により自動的
に補正されることになり、速度センサの検出誤差累積に
よる受信点の移動距離の誤差発生が防止されるととも
に、乗員数や道路状態変化により距離補正係数の補正が
必要な場合に対しても適確に対応でき、かつユーザの負
担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の距離補正係数の自動補正装置の一例を
示すブロック図である。
【図2】本発明におけるGPS測位手段を示すブロック
図である。
【図3】本発明の一実施例についてのフローチャート図
である。
【符号の説明】
1…GPS測位手段 2…自立型測位手段 3…GPSアンテナ 4…GPS受信器 5…GPS型位置演算手段 6…方位センサ 7…速度センサ 8…自立型位置演算手段 9…データ処理手段 10…記憶装置 11…デコーダ 12…表示装置

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 GPS衛星からの電波を受信して自己の
    現在位置を測定するGPS測位手段と、速度センサと、
    データ処理手段とを有し、該データ処理手段は前記GP
    S測位手段からのデータが所定条件を満足するときには
    前記GPS測位手段から得られた2点間の距離に基づい
    て距離補正係数を補正することを特徴とする距離補正係
    数の自動補正装置。
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