JPH0588406B2 - - Google Patents

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JPH0588406B2
JPH0588406B2 JP60072943A JP7294385A JPH0588406B2 JP H0588406 B2 JPH0588406 B2 JP H0588406B2 JP 60072943 A JP60072943 A JP 60072943A JP 7294385 A JP7294385 A JP 7294385A JP H0588406 B2 JPH0588406 B2 JP H0588406B2
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JP
Japan
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distance
latitude
vehicle
east
north
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JP60072943A
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JPS61231411A (ja
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Micho Suyama
Yasuyuki Akama
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to US06/847,527 priority patent/US4763269A/en
Priority to DE3611260A priority patent/DE3611260C2/de
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Publication of JPH0588406B2 publication Critical patent/JPH0588406B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/183Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects
    • G01C21/188Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects for accumulated errors, e.g. by coupling inertial systems with absolute positioning systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Navigation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は計測した車輌の進行方位と走行距離
とから車輌の地理的位置を演算によつて求める車
輛の位置計測装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、この種の技術としては例えば特開昭54−
121767号公報等に記載されているように、自動車
の一定微小走行距離間の地球の南北方向と自動車
の進行方向とのなす角(進行方向角)〓よりsin
〓およびcos〓を求め、これに一定微小走行距離
と地図の縮尺との積に相当する比例定数Kを掛け
て微小走行距離毎に基準点より累計した値K〓
sin〓およびK〓cos〓を地図上における基準点を
原点とした現地点の座標とするようにしたものが
ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した従来技術の場合は、比較的狭い地域内
の走行では上記の累計値K〓sin〓、K〓cos〓と
実際の自動車の位置との誤差は小さいが、広い地
域での走行では大きくなる。第6図はこのことを
説明するための図で、例えばアメリカ合衆国の一
部地域を示す。図において各地点A,B,C,D
の座標(経度、緯度)はそれぞれ(100゜、35゜)、
(90゜、35゜)、(90゜、45゜)、(100゜、45゜)で
、各地点
間の距離は次の通りである。
A,B間…2〓R(cos35゜)10゜/360゜≒910(Km
) B,C間…2〓R10゜/360゜≒1111(Km) C,D間…2〓R(cos45゜)10゜/360゜≒786(Km
) D,A間…2〓R10゜/360゜≒1111(Km) ただし、AB間、CD間の距離は各地点を通る
緯線に沿つて測つた円周上の円弧の長さ、BC間、
DA間の距離は各地点を通る経線に沿つて測つた
円周上の円弧の長さを示す。またRは地球の赤道
半径と極半径の平均値とし6367.5Kmとした。さ
て、A点を出発地点(原点とする)としてA,
B,C,Dの順に各経線、緯線上を走行し、出発
地点Aに再び戻つたとき、南北方向の累計値は
BC間、DA間距離が等しいため零となるが、東
西方向の累計値はAB間、CD間の距離が異なる
ために各距離の差124Kmとなり、自動車が出発地
点Aに戻つているにも拘わらず累計値が零にはな
らない問題点があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、広い地域での走行で出発地点
に戻つた場合に累計値の誤差が小さくできる車輛
の位置計測装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る車輛の位置計測装置は、車輌の
走行距離と進行方位とから車輛の一定走行距離当
りの東西方向移動成分と南北方向移動成分とを求
める移動成分演算手段と、この南北方向移動成分
を積算し、初期設定点からの南北方向距離を求め
る南北方向距離演算手段と、この南北方向距離か
ら初期設定点と車輛の現在位置との緯度差を求
め、これに基準緯度を加算して車輛の現在位置の
仮想緯度演算手段と、この仮想緯度と基準緯度と
を用い東西方向成分を基準緯度におけるる東西方
向移動成分に換算し、これを積算することで初期
設定点からの東西方向距離を求める東西方向距離
演算手段とからなる。
〔作用〕
この発明における車輛の位置計測装置は、車輛
の単一定走行距離当りの東西、南北方向の移動成
分を求め、南北方向の移動成分を積算して車輛の
南北方向距離を求め、この距離と基準緯度とから
車輛の仮想緯度を求め、仮想緯度と基準緯度とか
ら東西方向移動成分を基準緯度における東西方向
移動成分に換算し、これを積算することで車輛の
東西方向距離を求めることができる。
〔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図は車輛の位置計測装置のブロツク図で
あつて、図において、1は車輛の走行距離を計測
する走行距離計測手段、2は車輛の進行方位を計
測する方位計測手段、3は両計測手段1,2によ
つて得られた走行距離および進行方位から車輛の
単一定走行距離当りの東西方向移動成分および南
北方向移動成分を求める移動成分演算手段、4は
この演算手段3によつて得られ南北方向移動成分
を積算し、設定可能な初期設定点からの南北方向
距離を求める南北方向距離演算手段、5はこの演
算手段4によつて得られた車輛の南北方向距離か
ら上記初期設定点と車輛の現在位置との緯度差を
求め、この緯度差を予め設定されている基準緯度
に加算することによつて車輛の現在位置の仮想緯
度を求める仮想緯度演算手段である。6は仮想緯
度演算手段5によつて得られた仮想緯度と基準緯
度とを用い、上記移動成分演算手段3によつて得
られた東西方向移動成分を基準緯度における東西
方向移動成分に換算し、この換算値を積算するこ
とで上記初期設定点からの東西方向距離を求める
東西方向距離演算手段、7は上記初期設定点にお
ける上記各演算手段の東西方向距離および南北方
向距離の初期値を設定する初期設定手段である。
8aは東西方向距離演算手段6によつて得られた
車輛の東西方向距離を表示する表示器、8bは南
北方向距離演算手段4によつて得られた車輛の南
北方向距離を表示する表示器である。
第2図は第1図に示した装置を実現するための
ハードウエアを示すブロツク図で、走行距離セン
サ201、方位センサ202、スタートスイツチ
203、制御回路204および表示器8a,8b
とから構成されている。走行距離センサ201は
車輪の回転を電磁ピツクアツプやリードスイツチ
などによつて検出し、車輪の回転数に比例したパ
ルス数をもつ信号を出力する。方位センサ202
は例えば第3図に示すように車輛301に固定さ
れたフラツクスゲート形の地磁気検出器302等
によつて地磁気H→を車輛301の進行方向成分
Haと、その垂直成分Heとに分解して検出し、そ
れに比例した直流電圧信号Va、Vbを出力する。
制御回路204はCPU2051、メモリ205
2、入力回路2053および出力回路2054を
有したマイクロコンピユータ205と、方位セン
サ202からの出力Va,Vbをデイジタル量に変
換するA/D変換器206と、螢光表示管等から
なる表示器8a,8bにマイクロコンピユータ2
05からのデータを表示させる駆動回路207
と、インターフエイス用のレジスタ2081,2
082から構成されている。走行距離センサ20
1とスタートスイツチ203の出力マイクロコン
ピユータ205の入力回路2053に与えられ、
方位センサ202の出力A/D変換器206に与
えられ、その出力はマイクロコンピユータ205
の入力回路2053に与えられる。また、マイク
ロコンピユータ205で作成した表示用データは
その出力回路2054から駆動回路207に与え
られ、駆動回路207の出力は表示器8a,8b
に与えられる。
次に動作をマイクロコンピユータ205のメモ
リ2052に記憶されたプログラムのフローチヤ
ートである第4A図、第4B図に基づいて説明す
る。第4A図メインルーチンのフローチヤートを
示し、制御回路204の給電開始によりスタート
し、ステツプS101で変数などの初期化を行なつ
たのち、ステツプS102、S103の実行を繰返す。
操作者がスタートスイツチ203を操作すると、
ステツプS103で検出され、ステツプS104で車輛
の東西方向距離を示す積算用メモリxと、同じく
南北方向のメモリyの値をゼロクリアし、スター
トスイツチ203を操作した地点(初期設定点と
いう)を原点とする距離積算の初期設定を行な
う。
車輛を走行させていくと、走行距離センサ20
1によつて得られるパルス信号をもとに一定走行
距離〓l(例えば3m)毎にマイクロコンピユータ
204に割込信号が入力し、これによつて第4B
図にフローチヤートを示す割込処理ルーチンを実
行する。まず、ステツプS201で方位センサ20
2からの信号Va,Vbを入力し、第3図に示した
地磁気H→と車輛301の進行方向303とのなす
角度〓をステツプS202で、次式 〓=tan-1(Vb/Va) により算出する。次にステツプS203で一定走行
距離〓lの東西方向移動成分〓x、南北方向移動
成分〓yを次式 〓x=〓l・sin〓 〓y=〓l・cos〓 により算出する。次にステツプS204では、南北
方向移動成分〓yを積算して初期設定点からの南
北方向距離を求める。次ステツプS205で先に求
めた南北方向距離yから原点と車輛の現在位置と
の緯度差(y/R)・(360゜/2〓)を算出し、こ
の値に基準緯度(例えば第6図北緯35゜と45゜の中
間緯度40゜を基準緯度として記憶しておく)を加
算した値〓(仮想緯度という、すなわち、 〓=40゜+y/R・360゜/2〓 を算出する。次にステツプS206で先に求めた仮
想緯度〓と基準緯度40゜の各余弦の比cos40゜/cos
〓(換算比という)を用いてステツプS203で求
めた東西方向移動成分〓xを基準緯度40゜におけ
る東西方向移動成分〓x(cos40゜/cos〓)に換算
し、この換算値を積算し、原点からの東西方向距
離xを算出する。ここで上記換算比は基準緯度
40゜おける緯度の円周の長さ2〓Rcos40゜と、仮想
緯度〓における緯線の円周の長さ2〓Rcos〓と
の比を意味する。次にステツプS207で東西、南
北の各方向距離x,yを表示用のデータに変換す
る処理を行ない、ステツプS208でそのデータを
駆動回路207に出力する。駆動回路207はこ
のデータを表示器8a,8bが表示するように駆
動し、例えばx=123(Km)、y=456(Km)であれ
ば第5図に示すような表示形態となる。
この発明は以上のように構成されており、例え
ば第6図の地点Aでスタートスイツツチ203を
操作し、緯線、経線に沿つて地点A,B,C,
D,Aの順に走行したとすると、地点Aに戻つた
ときのx,yの値は x=−27(Km) y=0(Km) となり、従来技術による東西方向距離の誤差1244
Kmに比べて27Kmとなつて非常に小さくなる。ま
た、地点Cを初期設定点として、地点C,D,
A,B,Cの順に走行したとすると、地点Cに戻
つたときのx,yの値は x=19(Km) y=0(Km) となる。仮に基準緯度40゜上の任意の地点から出
発した場合は緯度によつてその緯線の円周の長さ
が異なることによる誤差は明らかに零となる。こ
のように走行可能な領域が(例えば国境等によつ
て)予め定められている場合、その領域内を通る
適当なな緯線を基準緯度に定めておくと、その領
域内の任意の地点を初期設定点(出発点)に選ん
でも積算値xの誤差を小さく抑えることがが可能
となる。
なお、実施例では基準緯度として走行領域の南
北端の中間値を用いたが、これによると南端(例
えばA点)から出発した場合と北端(例えばC
点)からとでは東西方向移動成分の換算比が異な
るため、前述のように誤差が生じる。この誤差を
等しくするための基準緯度〓0は各緯線の円周の
長さの比がが等しいという条件式、 2〓Rcos45゜/2〓Rcos〓0=2〓Rcos〓0/2〓Rcos35
゜ から求められ、基準緯度〓0は40.4゜とすればよい。
また基準緯度は別に設けた操作器によつて操作者
が任意に設定できるようにしておけば頻繁に用い
る出発地点を基準緯度に設定することにより常に
正確な位置計算が可能となる。
〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、車輛
の一定走行距離当りの東西、南北方向の移動成分
を求め、南北方向の移動成分を積算して得た車輛
の南北方向距離と基準緯度とから車輛の仮想緯度
を求め、この仮想緯度と基準緯度とから東西方向
移動成分を基準緯度における東西方向移動成分に
換算し、これを積算することで東西方向距離を求
めるようにしたので、車輛が広い地域での走行で
出発点に戻つた場合に累計値の誤差が小さくでき
る。又、基準緯度を定めたことにより、その近辺
のある領域においてはどの地点に初期値を設定し
ても誤差を小さくすることができ、初期設定を極
めて容易することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す車輛の位置
計測装置のブロツク図、第2図はハードウエアの
ブロツク図、第3図は方位センサの説明図、第4
A図および第4B図はマイクロコンピユータのメ
モリに記憶されたプログラムのフローチヤート、
第5図は表示器の正面図、第6図は走行する地域
図である。 1……走行距離計測手段、2……方位計測手
段、3……移動成分演算手段、4……南北方向距
離演算手段、5……仮想緯度演算手段、6……東
西方向距離演算手段、7……初期設定手段、8
a,8b……表示器。なお、図中、同一符号は同
一又は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 車輌の走行距離を計測する走行距離計測手段
    と、上記車輌の進行方位を計測する方位計測手段
    と、 上記両計測手段によつて得られた走行距離およ
    び進行方位から車輌の一定走行距離当りの東西方
    向移動成分および南北方向移動成分を求める移動
    成分演算手段と、この演算手段によつて得られた
    南北方向移動成分を積算し、設定可能な初期設定
    点からの南北方向距離を求める南北方向距離演算
    手段と、この南北方向距離演算手段によつて得ら
    れた車輌の南北方向距離から上記初期設定点と車
    輌の現在位置との緯度差を求め、この緯度差を予
    め設定されている基準緯度に加算することによつ
    て車輌の現在位置の仮想緯度を求める仮想緯度演
    算手段と、上記移動成分演算手段によつて得られ
    た東西方向移動成分を仮想緯度と基準緯度を用い
    て上記基準緯度における東西方向移動成分に換算
    し、この換算値を積算することによつて上記初期
    設定点からの東西方向距離を求める東西方向距離
    演算手段と、および上記初期設定点における各演
    算手段の東西方向距離および南北方向距離の初期
    値を設定する初期設定手段とを備えたことを特徴
    とする車輌の位置計測装置。
JP60072943A 1985-04-05 1985-04-05 車輛の位置計測装置 Granted JPS61231411A (ja)

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JPS61231411A JPS61231411A (ja) 1986-10-15
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