JPH06331369A - Running bearing computation system - Google Patents

Running bearing computation system

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JPH06331369A
JPH06331369A JP12119493A JP12119493A JPH06331369A JP H06331369 A JPH06331369 A JP H06331369A JP 12119493 A JP12119493 A JP 12119493A JP 12119493 A JP12119493 A JP 12119493A JP H06331369 A JPH06331369 A JP H06331369A
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azimuth
sensor
vehicle
vehicle position
data
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Kouji Sewaki
光二 瀬脇
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Abstract

PURPOSE:To enable the computation of a running bearing of a vehicle accurately. CONSTITUTION:A bearing data (GPS bearing) measured in position with a GPS and a bearing data (sensor bearing) measured with an angle sensor 5a are preserved into a bearing data memory section 6d-2 together with position measuring time and when map matching becomes impossible, a vehicle position correcting section 6d corrects an offset angle using multiple sets of the GPS bearing data and sensor bearing data within time set previously from the present time. An offset angle corrected is added to the sensor bearing to compute an actual running bearing of the vehicle.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は走行方位演算方式に係わ
り、特に、距離センサと角度センサを用いた自立航法に
GPS(Grobal Positioning System)による3次元測位
機能を付加したナビゲーションシステムの走行方位演算
方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a traveling azimuth calculation method, and more particularly, to a traveling azimuth calculation of a navigation system in which a three-dimensional positioning function by GPS (Grobal Positioning System) is added to self-contained navigation using a distance sensor and an angle sensor. Regarding the scheme.

【0002】[0002]

【従来の技術】ナビゲーション装置は、車両の現在位置
に応じた地図データをCD−ROM等の地図データ記憶
部から読み出してディスプレイ画面に描画すると共に、
車両位置マ−クを地図上で移動させ、あるいは車両位置
マークをディスプレイ画面の一定位置(例えばディスプ
レイ画面の中心位置)に固定表示し、車両の移動に応じ
て地図をスクロ−ル表示する。地図データは、(1) ノ−
ドデータや道路リンクデータ、交差点データ等からなる
道路レイヤと、(2) 地図上のオブジェクトを表示するた
めの背景レイヤと、(3) 市町村名などを表示するための
文字レイヤなどから構成され、ディスプレイ画面に表示
される地図画像は、背景レイヤと文字レイヤに基づいて
発生され、マップマッチング処理や誘導経路の探索処理
は道路レイヤに基づいて行われる。かかるナビゲ−ショ
ン装置において、車両の現在位置を測定することは不可
欠である。このため、車両に搭載した距離センサと角度
センサを用いて車両位置を測定する測定法(自立航法)
と衛星を用いたGPSによる測定法(衛星航法)が実用
化されている。自立航法による車両位置測定は、比較的
低コストで車両位置の測定ができるが、高精度に位置測
定ができない問題があり、マップマッチング処理等の補
正処理が必要になる。又、衛星航法は絶対的な位置が検
出可能である反面、トンネルやビルなど衛星電波が遮ら
れる場所では位置検出ができない欠点がある。
2. Description of the Related Art A navigation system reads map data corresponding to the current position of a vehicle from a map data storage unit such as a CD-ROM and draws it on a display screen.
The vehicle position mark is moved on the map, or the vehicle position mark is fixedly displayed at a fixed position on the display screen (for example, the center position of the display screen), and the map is scrolled according to the movement of the vehicle. The map data is (1)
It is composed of a road layer consisting of road data, road link data, intersection data, etc., (2) a background layer for displaying objects on the map, and (3) a character layer for displaying city names, etc. The map image displayed on the screen is generated based on the background layer and the character layer, and the map matching process and the guidance route search process are performed based on the road layer. In such a navigation system, it is essential to measure the current position of the vehicle. Therefore, a measurement method (self-contained navigation) that measures the vehicle position using a distance sensor and an angle sensor mounted on the vehicle
A GPS measurement method using satellites and satellites (satellite navigation) has been put to practical use. The vehicle position measurement by self-contained navigation can measure the vehicle position at a relatively low cost, but there is a problem that the position measurement cannot be performed with high accuracy, and correction processing such as map matching processing is required. In addition, while satellite navigation can detect an absolute position, it has a drawback that the position cannot be detected in a place where satellite radio waves are blocked, such as a tunnel or a building.

【0003】自立航法によるナビゲーション装置では、
距離センサと角度センサの出力に基づき積算により以下
のようにして車両位置を検出する。図8は自立航法によ
る車両位置検出方法の説明図であり、距離センサは車両
がある単位距離L0走行する毎にパルスを出力するもの
とし、また、基準方位(θ=0)をX軸の正方向、基準
方位から反時計方向回りを+方向とする。前回の車両位
置を点P0(X0,Y0)、点P0での車両の走行方位をθ
0、単位距離L0走行した時点での角度センサの出力をΔ
θ1であるとすると、車両位置の変化分は、 ΔX=L0・cos(θ0+Δθ1) ΔY=L0・sin(θ0+Δθ1) となり、今回の点P1での走行方位θ1と位置(X1
1)は、 θ1=θ0+Δθ1 (1) X1=X0+ΔX=X0+L0・cosθ1 (2) Y1=Y0+ΔY=Y0+L0・sinθ1 (3) としてベクトル合成により計算できる。
In a self-contained navigation device,
The vehicle position is detected as follows by integration based on the outputs of the distance sensor and the angle sensor. FIG. 8 is an explanatory diagram of a vehicle position detection method by self-contained navigation. The distance sensor outputs a pulse each time the vehicle travels a certain unit distance L 0 , and the reference azimuth (θ = 0) is set on the X axis. The positive direction is the positive direction, which is the counterclockwise direction from the reference direction. The previous vehicle position is the point P 0 (X 0 , Y 0 ), and the traveling direction of the vehicle at the point P 0 is θ.
0 , unit distance L 0 The output of the angle sensor at the time of traveling is Δ
If it is θ 1 , the change amount of the vehicle position is ΔX = L 0 · cos (θ 0 + Δθ 1 ) ΔY = L 0 · sin (θ 0 + Δθ 1 ), and the traveling direction θ at this point P 1 1 and position (X 1 ,
Y 1 ) is given as θ 1 = θ 0 + Δθ 1 (1) X 1 = X 0 + ΔX = X 0 + L 0 · cos θ 1 (2) Y 1 = Y 0 + ΔY = Y 0 + L 0 · sin θ 1 (3) It can be calculated by vector composition.

【0004】従って、スタート地点における車両の実際
の走行方位と基準方位間の角度(オフセット角度)を与
えれば、以後、(1)式により得られる走行方位(センサ
方位という)にオフセット角度を加算することにより車
両の実際の走行方位、すなわち、絶対走行方位を求める
ことができる。又、スタート地点における車両の現在位
置を与えれば、(2),(3)式より車両位置をリアルタイム
で検出でき、車両位置マークや走行軌跡を道路上に表示
できる。かかるスタート地点でのオフセット角度と車両
位置は、例えば以下のように設定している。図9はかか
る場合の表示画面説明図であり、RDは道路、Sはスタ
ート点、CMは車両位置マーク、TRは走行軌跡であ
る。走行に先立って、操作盤上のジョイスティックを操
作して車両位置マークCMを地図上のスタート点Sに位
置決めする。しかる後、車両を道路RDに沿ってA方向
に走行させると、ナビゲータは(1)〜(3)式の演算を行っ
て車両位置及びセンサ方位を演算し、図9(a)の点線に
沿って車両位置マークCMを移動表示する。すなわち、
車両位置マークCM、走行軌跡TRは実際に走行してい
る道路からオフセット角度θoffだけずれた方向に向か
って表示される。このように、車両位置マークが道路上
に表示されない理由は、X軸方向をθ=0の方向(基準
方位)として求めたセンサ方位を走行方向としているか
らである。
Therefore, if the angle (offset angle) between the actual traveling azimuth of the vehicle at the start point and the reference azimuth is given, the offset angle is added to the traveling azimuth (hereinafter referred to as sensor azimuth) obtained by the equation (1). As a result, the actual traveling direction of the vehicle, that is, the absolute traveling direction can be obtained. Further, if the current position of the vehicle at the start point is given, the vehicle position can be detected in real time by the equations (2) and (3), and the vehicle position mark and the traveling locus can be displayed on the road. The offset angle and the vehicle position at the start point are set as follows, for example. FIG. 9 is an explanatory view of a display screen in such a case, where RD is a road, S is a start point, CM is a vehicle position mark, and TR is a traveling locus. Prior to traveling, the joystick on the operation panel is operated to position the vehicle position mark CM at the start point S on the map. After that, when the vehicle is driven in the direction A along the road RD, the navigator calculates the vehicle position and the sensor azimuth by calculating the equations (1) to (3), and follows the dotted line in FIG. 9 (a). The vehicle position mark CM is moved and displayed. That is,
The vehicle position mark CM and the traveling locus TR are displayed in a direction deviated from the road on which the vehicle is actually traveling by an offset angle θoff. In this way, the reason why the vehicle position mark is not displayed on the road is that the traveling direction is the sensor azimuth obtained by setting the X-axis direction to the direction of θ = 0 (reference azimuth).

【0005】オフセット角度θoffをナビゲータが認識
できれば、前述のように(1)式により求まるセンサ方位
に該オフセット角度θoffを加算することにより走行方
位を絶対走行方位として求めることができ、車両位置マ
ークCM、走行軌跡TRを実際に走行している道路に乗
せることができる。そこで、走行を継続し、地図上で明
確に指示できる地点Qまで車両が移動したときに停車
し、ジョイスティックを操作して車両位置マークCMを
点Qに移動させる。これにより、走行軌跡TRも平行移
動して図9(b)に示すように表示される。ついで、操作
盤上に設けられた角度修正キーを操作して点Qを中心に
走行軌跡TRをθoff回転して軌跡始端をスタート点S
に位置させれば、オフセット角度θoffをナビゲータに
認識させることができる(図9(c)参照)。しかる後、ナ
ビゲータは(1)式により求まるセンサ方位に該オフセッ
ト角度θoffを加算することにより絶対走行方位を求め
ることができ、又、マーク位置を車両現在位置とするこ
とにより以後(2),(3)式により車両位置を求めることが
できる。これにより、車両が走行すると車両位置マーク
CMは正しく道路上に移動表示される。
If the navigator can recognize the offset angle θoff, the traveling azimuth can be obtained as the absolute traveling azimuth by adding the offset angle θoff to the sensor azimuth obtained by the equation (1) as described above, and the vehicle position mark CM The traveling locus TR can be put on the road actually traveling. Therefore, the vehicle continues to run, and when the vehicle moves to a point Q where a clear instruction can be given on the map, the vehicle stops and the joystick is operated to move the vehicle position mark CM to the point Q. As a result, the traveling locus TR is also translated and displayed as shown in FIG. 9 (b). Then, the angle correction key provided on the operation panel is operated to rotate the traveling locus TR by θoff about the point Q to start the locus starting point at the start point S.
If it is located at, the offset angle θoff can be recognized by the navigator (see FIG. 9 (c)). After that, the navigator can obtain the absolute traveling azimuth by adding the offset angle θoff to the sensor azimuth obtained by the equation (1), and by setting the mark position to the current vehicle position, the following (2), ( The vehicle position can be calculated by the equation (3). As a result, when the vehicle travels, the vehicle position mark CM is correctly moved and displayed on the road.

【0006】かかる自立航法では走行するにつれて誤差
が累積して車両位置が道路から外れる。そこで、マップ
マッチング処理により車両位置を道路データと照合して
道路上に修正する。マップマッチングの方法は種々提案
されている。第1のマップマッチング方法は、走行軌跡
(所定走行距離毎の位置と方位)を保存しておき、該走
行軌跡と同形の地図上の道路を求め、該道路上のポイン
トに車両位置マークをマップマッチングさせる方法(パ
ターンマッチング)である。第2のマップマッチング方
法は投影法による方法である。図10は投影法によるマ
ップマッチングの説明図である。車両位置が点P
i-1(Xi-1,Yi-1)にあり、車両方位がθi-1であった
とする。点Pi-1より一定距離L0(例えば5m)走行し
たときの相対方位がΔθiであれば、自立航法による車
両位置の点Pi′(Xi′,Yi′)とPi′での車両方位
θiは、次式 θi =θi-1+Δθi i′=Xi-1+L0・cosθi i′=Yi-1+L0・sinθi により求められる。
[0006] In such self-contained navigation, errors occur as the vehicle travels.
Are accumulated and the vehicle position deviates from the road. So the map
By matching the vehicle position with the road data by matching processing
Fix on the road. Various proposals for map matching methods
Has been done. The first map matching method is
Save (position and direction for each predetermined mileage) and
Find a road on the map that has the same shape as the line trajectory, and point it on that road.
Map matching the vehicle position mark with the
Turn matching). Second map matching method
The method is a projection method. Figure 10 shows the projection method
It is an explanatory view of up matching. Vehicle position is point P
i-1(Xi-1, Yi-1) And the vehicle direction is θi-1Met
And Point Pi-1More constant distance L0(For example, 5m)
When the relative orientation is ΔθiIf so, self-contained navigation vehicle
Point P at both positionsi′ (Xi′, Yi′) And PiVehicle direction at '
θiIs the following equation θi= Θi-1+ Δθi  Xi′ = Xi-1+ L0・ Cos θi  Yi′ = Yi-1+ L0・ Sin θi Required by.

【0007】このとき、(a) 点Pi′から垂線を降ろす
ことのできるリンクであって、点Pi′での車両方位θi
とリンクの成す角度が一定値以内で、かつ、点Pi′か
らリンクに降ろした垂線の長さが一定距離以内となって
いるものを探す。ここでは道路RDa上の方位θa1のリ
ンクLKa1(ノードNa0とNa1を結ぶ直線)と道路RD
b上の方位θb1のリンクLKb1(ノードNb0とNb1を結
ぶ直線)となる。ついで、(b) 点Pi′からリンクLKa
1,LKb1に降ろした垂線RLia、RLibの長さを求
め、短い方のリンクをマッチング候補とする。ここでは
リンクLKa1となる。(c) そして、点Pi-1と点Pi′を
結ぶ走行軌跡SHiを垂線RLiaの方向に点Pi -1がリン
クLKa1上(またはリンクLKa1の延長線上)に来るま
で平行移動して、点Pi-1とPi′の移動点PTi-1とP
i′を求め、(d) 最後に、点PTi-1を中心にPTi
がリンクLKa1上(またはリンクLKa1の延長線上)に
来るまで回転移動して移動点を求め、修正車両位置Pi
(Xi,Yi)とする。尚、修正車両位置Piでの車両方
位はθiのままとされる。
[0007] At this time, 'a link possible from the taking down perpendicular, point P i' (a) point P i heading theta i in
And the angle formed by the link is within a certain value, and the length of the perpendicular line drawn from the point P i ′ to the link is within a certain distance. Here, the link LKa 1 (the straight line connecting the nodes Na 0 and Na 1 ) of the direction θa 1 on the road RDa and the road RD
This is a link LKb 1 (a straight line connecting the nodes Nb 0 and Nb 1 ) with the direction θb 1 on b. Then, (b) link LKa from point P i
The lengths of the vertical lines RLia and RLib dropped to 1 and LKb 1 are obtained, and the shorter link is used as a matching candidate. Here, the link is LKa 1 . (c) The traveling locus SHi connecting the points P i-1 and P i ′ is translated in the direction of the perpendicular line RLia until the point P i -1 is on the link LKa 1 (or on the extension line of the link LKa 1 ). The moving points PT i-1 and P i of the points P i-1 and P i ′.
T i ′ is obtained, and (d) Finally, PT i ′ is centered on the point PT i−1.
Is moved on the link LKa 1 (or on the extension of the link LKa 1 ) to obtain the moving point, and the corrected vehicle position P i
(X i , Y i ). The vehicle orientation at the corrected vehicle position P i remains θ i .

【0008】ところで、自立航法では誤差が大きくなっ
て車両位置が道路から大きく外れると、車両位置を実際
の道路上の現在位置にマップマッチングできない。すな
わち、第1のマップマッチング方法では走行軌跡と同形
の道路を探すことができなくなり、又、第2の方法では
マッチングさせるための条件を満足する道路を探すこと
ができなくなる。このようにマップマッチングが不可能
になると、ナビゲーションは意味をなさず、自動車を一
旦停めて車両位置マークを地図上の実際の車両位置に位
置決めしてナビゲーションを再開しなければならない。
しかし、かかる方法では極めて操作性能が悪い。そこ
で、自立航法のナビゲーションシステムにGPSを組み
込み、マップマッチングが不可能になったら、GPSか
ら得られる位置データ、方位データを用いて車両位置を
自動車の現在位置にマップマッチングさせると共に、車
両の走行方位を修正することが行われている。
By the way, in the self-contained navigation, when the error becomes large and the vehicle position deviates greatly from the road, the vehicle position cannot be map-matched with the actual current position on the road. That is, the first map matching method makes it impossible to find a road having the same shape as the traveling locus, and the second method makes it impossible to find a road that satisfies the matching condition. When the map matching becomes impossible in this way, the navigation does not make sense, and the vehicle must be stopped and the vehicle position mark must be positioned at the actual vehicle position on the map to restart the navigation.
However, such a method has extremely poor operation performance. Therefore, if GPS is incorporated into a self-contained navigation system and map matching becomes impossible, the position of the vehicle and the direction data obtained from the GPS are used to map match the vehicle position with the current position of the vehicle, and the traveling direction of the vehicle. A fix has been made.

【0009】走行方位の修正は、複数の地点(n個の地
点)におけるGPS方位θgiと、同一地点において自立
航法により測定されている複数の絶対走行方位(θsi+
θoff:θsiはセンサ方位、θoffはオフセット角度)と
の差の平均値θcを次式 θc=(1/n)・Σ{θgi−(θsi+θoff)} (i=1,2,・・・n) (4) により演算し、この平均値θcにより今までのオフセッ
ト角度θoffを修正する。すなわち、次式 θoff+θc→θoff (5) により新たなオフセット角度θoffを演算する。以後、
この新たなオフセット角度θoffと自立航法により測定
されるセンサ方位θsiを用いて次式 θsi+θoff→θai (6) により絶対走行方位θaiを演算する。尚、GPS方位に
は最大±150程度の誤差が含まれるが、(4)式によりG
PS方位データの±の誤差が互いに打ち消しあって精度
の高い方位データの修正ができる。
The correction of the traveling azimuth is carried out by correcting the GPS azimuth θgi at a plurality of points (n points) and a plurality of absolute traveling azimuths (θsi +) measured by the self-contained navigation at the same point.
θoff: θsi is the sensor azimuth and θoff is the average value of the difference from the offset angle θc = (1 / n) · Σ {θgi- (θsi + θoff)} (i = 1,2, ... n) The calculation is performed according to (4), and the offset angle θoff so far is corrected by the average value θc. That is, a new offset angle θoff is calculated by the following equation θoff + θc → θoff (5). After that,
Using this new offset angle θoff and the sensor azimuth θsi measured by self-contained navigation, the absolute traveling azimuth θai is calculated by the following equation θsi + θoff → θai (6). Although includes an error of about a maximum ± 15 0 The GPS orientation, G (4) below
Since the ± error of the PS azimuth data cancels each other, the azimuth data can be corrected with high accuracy.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】振動ジャイロ等の角度
センサにはオフセットドリフトが存在し、静止中であっ
てもある値を示す。回転角度は角度センサ出力(角速
度)を積分したものであるため、オフセットドリフトに
よりセンサ方位に含まれる誤差が時間と共に増大する。
そして、マップマッチングができなくなると前述の(4),
(5)式によりオフセット角度を修正する。以上から、現
オフセット角度θoffの値は、現時刻より過去にさかの
ぼる程正しいオフセット角度の値からずれることにな
る。さて、従来は(4)式において、無条件に最新のn個
のGPS方位θgiと同一地点におけるセンサ方位θsiと
最新のオフセット角度θoffを用いており、センサ方位
θsiとして相当前の値を用いる場合がある。これはGP
Sでは、トンネルやビルなど衛星電波が遮られる場所で
は位置や方位の検出ができず、かかる状態で渋滞によ
り、あるいは信号待ち等に遭遇すると、方位データの保
存ができず、結果的に次の方位データを保存するまでの
間隔が長くなるからである。
There is an offset drift in an angle sensor such as a vibrating gyro and shows a certain value even when stationary. Since the rotation angle is obtained by integrating the angle sensor output (angular velocity), the error included in the sensor azimuth increases with time due to the offset drift.
Then, when map matching becomes impossible, (4),
Correct the offset angle using equation (5). From the above, the value of the current offset angle θoff deviates from the correct offset angle value as far back as the present time. By the way, conventionally, in the equation (4), the latest n GPS azimuths θgi, the sensor azimuth θsi at the same point, and the latest offset angle θoff are unconditionally used, and when the previous value is used as the sensor azimuth θsi. There is. This is GP
In S, the position and direction cannot be detected in a place where satellite radio waves are blocked, such as in a tunnel or a building, and if you encounter traffic congestion or waiting for a signal in such a state, you cannot save the direction data, resulting in the following This is because the interval until the azimuth data is saved becomes long.

【0011】このように、センサ方位θsiとして相当前
の値を用いる場合には、該センサ方位検出時に使用され
ていたθoffと現θoffの間に差があり、過去にさかのぼ
るほど該差が大きく、(4)式における(θsi+θoff)は
正確な絶対走行方位を示さなくなる。このため、従来の
方法では新たに演算されるオフセット角度θoffに誤差
が含まれ、結果的に(6)式により得られる絶対走行方位
に誤差が含まれて、正しい絶対走行方位を検出できなく
なる問題がある。以上から、本発明の目的は、現時刻よ
り所定時間前の古い方位データを用いないことにより誤
差の少ないオフセット角度を求めることができ、結果的
に正確に車両の絶対走行方位を演算できる走行方位演算
方式を提供することである。
As described above, when the value before the sensor azimuth θsi is used, there is a difference between θoff used at the time of detecting the sensor azimuth and the current θoff, and the difference becomes large as it goes back in the past. (Θsi + θoff) in Eq. (4) does not show an accurate absolute running direction. Therefore, in the conventional method, an error is included in the newly calculated offset angle θoff, and as a result, the absolute traveling azimuth obtained by the equation (6) includes an error, which makes it impossible to detect the correct absolute traveling azimuth. There is. From the above, an object of the present invention is to obtain an offset angle with a small error by not using old azimuth data of a predetermined time before the current time, and as a result, a travel azimuth that can accurately calculate the absolute travel azimuth of the vehicle. It is to provide a calculation method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、角度センサにより測定される方位(センサ方位)と
車両の実際の走行方位との差をオフセット角度として設
定する手段、センサ方位に該オフセット角度を加算して
車両の走行方位(絶対走行方位)を演算する手段、GP
Sにより測位された方位データ(GPS方位)と角度セ
ンサにより測定された方位データ(センサ方位)を測位
時刻と共に保存する手段、マップマッチングが不可能に
なった時、現時刻から予め設定されている時間内におけ
る複数組のGPS方位とセンサ方位を用いてオフセット
角度を修正する手段とにより達成される。
According to the present invention, there is provided a means for setting a difference between an azimuth (sensor azimuth) measured by an angle sensor and an actual traveling azimuth of a vehicle as an offset angle, and a sensor azimuth. A means for calculating the traveling direction (absolute traveling direction) of the vehicle by adding the offset angle, GP
A means for storing the azimuth data (GPS azimuth) measured by S and the azimuth data (sensor azimuth) measured by the angle sensor together with the positioning time, and when the map matching becomes impossible, it is preset from the current time. And a means for correcting the offset angle using multiple sets of GPS orientation and sensor orientation in time.

【0013】[0013]

【作用】角度センサにより測定される方位(センサ方
位)と車両の実際の走行方位との差をオフセット角度と
して設定し、センサ方位に該オフセット角度を加算して
車両の走行方位を演算すると共に、GPSにより測位さ
れた方位データ(GPS方位)と角度センサにより測定
された方位データ(センサ方位)を測位時刻と共に保存
する。マップマッチングが不可能になった時、現時刻か
ら予め設定されている時間内における複数組のGPS方
位とセンサ方位を用いてオフセット角度を修正し、新た
なオフセット角度を用いて車両の走行方位を演算する。
このようにすれば、現時刻より所定時間前の古い方位デ
ータを用いずに正確にオフセット角度を修正でき、結果
的に正確に車両の絶対走行方位を演算することができ
る。
The difference between the azimuth measured by the angle sensor (sensor azimuth) and the actual traveling azimuth of the vehicle is set as an offset angle, and the offset azimuth is added to the sensor azimuth to calculate the traveling azimuth of the vehicle. The azimuth data measured by the GPS (GPS azimuth) and the azimuth data measured by the angle sensor (sensor azimuth) are stored together with the positioning time. When map matching becomes impossible, the offset angle is corrected using multiple sets of GPS direction and sensor direction within the preset time from the current time, and the running direction of the vehicle is determined using the new offset angle. Calculate
With this configuration, the offset angle can be accurately corrected without using the old azimuth data of a predetermined time before the current time, and as a result, the absolute traveling azimuth of the vehicle can be accurately calculated.

【0014】[0014]

【実施例】 (a) 本発明の第1の実施例全体の構成 図1は本発明の第1の実施例であるナビゲーションシス
テムの構成図であり、1は地図情報を記憶するCD−R
OM、2は操作盤、3は衛星からの電波を受信して車両
の現在位置を測定するGPS受信機、4は各衛星からの
電波を受信するマルチビームアンテナ、5は自立航法用
センサであり、5aは振動ジャイロ等車両の回転角度を
検出する相対方位センサ(角度センサ)、5bは所定走
行距離毎に1個のパルスを発生する距離センサ、6は地
図や車両位置マークの描画処理、最適経路探索処理、マ
ップマッチング処理等を行うマイコン構成のシステムコ
ントローラ、7はディスプレイ装置である。
Embodiments (a) Overall Configuration of First Embodiment of the Present Invention FIG. 1 is a configuration diagram of a navigation system according to a first embodiment of the present invention, in which 1 is a CD-R for storing map information.
OM, 2 is a control panel, 3 is a GPS receiver that receives radio waves from satellites to measure the current position of the vehicle, 4 is a multi-beam antenna that receives radio waves from each satellite, and 5 is a self-contained navigation sensor. Reference numeral 5a is a relative azimuth sensor (angle sensor) that detects the rotation angle of the vehicle such as a vibration gyro, 5b is a distance sensor that generates one pulse for each predetermined traveling distance, 6 is a map and vehicle position mark drawing processing, and is optimal. A system controller having a microcomputer configuration for performing route search processing, map matching processing, and the like, and a display device 7.

【0015】地図情報 地図情報は、(1) 道路レイヤと、(2) 地図上のオブジェ
クトを表示するための背景レイヤと、(3) 市町村名など
を表示するための文字レイヤなどから構成されている。
このうち、道路レイヤは図2に示すように道路リンクデ
ータRLDT、ノードデータNDDT、交差点データC
RDTを有している。道路リンクデータRLDTは該当
道路の属性情報を与えるもので、道路リンク上の全ノ−
ド数、道路を構成する各ノ−ドの番号、道路番号(道路
名)、道路の種別(国道、高速道路、その他の別)等の
データより構成されている。又、交差点データCRDT
は地図上の各交差点毎に、該交差点に連結するリンク上
のノードのうち該交差点に最も近いノ−ド(交差点構成
ノ−ドという)の集合であり、ノ−ドデータNDDTは
道路を構成する全ノ−ドのリストであり、ノ−ド毎に位
置情報(経度、緯度)、該ノ−ドが交差点であるか否か
の交差点識別フラグ、ノ−ドが交差点であれば交差点デ
ータを指し、交差点でなければ該ノ−ドが属する道路リ
ンクを指すポインタ等で構成されている。
Map information Map information is composed of (1) road layer, (2) background layer for displaying objects on the map, (3) character layer for displaying names of cities, towns and villages, etc. There is.
Among them, the road layer includes road link data RLDT, node data NDDT, and intersection data C as shown in FIG.
It has an RDT. The road link data RLDT gives the attribute information of the relevant road, and all the road links
It is composed of data such as the number of roads, the number of each node forming the road, the road number (road name), and the type of road (national road, highway, other). Also, intersection data CRDT
Is a set of nodes (referred to as an intersection composing node) closest to the intersection among the nodes on the link connecting the intersections on the map, and the node data NDDT constitutes a road. It is a list of all nodes, position information (longitude, latitude) for each node, an intersection identification flag for whether or not the node is an intersection, and if the node is an intersection, it indicates intersection data. If it is not an intersection, it is composed of a pointer or the like that points to the road link to which the node belongs.

【0016】操作盤 操作盤2は車両位置マークを地図に対して相対的に移動
させるジョイスティック、オフセット角度θoffを設定
するための角度修正キー、地図検索キー、拡大/縮小キ
ー、最適経路検索キー等の各種キーを備えている。GPS受信機 GPS受信機3は図3に示すように、マルチビ−ムアン
テナ4により受信された各衛星からの電波を所定の中間
周波信号に変換し、かつ増幅する周波数変換・増幅器3
aと、各衛星からの電波よりGPSに割り当てられたチ
ャンネル信号を選択・検波する受信機3bと、該チャン
ネル信号をデジタルデータ(時刻符号データ等)に復号
する復号器3cと、処理部3dを備えている。処理部3
dは復号データに基づいて三次元測位あるいは二次元測
位処理を行って車両位置、方位、車速を計算し、測位時
刻と組にして出力する。尚、方位は現車両位置と1サン
プリング時間ΔT前の車両位置を結んだ方向であり、車
速は現車両位置と1サンプリング時間ΔT前の車両位置
間距離をサンプリング時間で除算したものである。
The pendant control panel 2 joystick for relatively moving the vehicle position mark relative to the map, the angle correction key for setting the offset angle [theta] off, map search key, enlargement / reduction key, the optimum route search key and the like Equipped with various keys. As shown in FIG. 3, the GPS receiver 3 is a frequency conversion / amplifier 3 for converting the radio waves from the respective satellites received by the multi-beam antenna 4 into a predetermined intermediate frequency signal and amplifying it.
a, a receiver 3b that selects and detects a channel signal assigned to GPS from radio waves from each satellite, a decoder 3c that decodes the channel signal into digital data (time code data, etc.), and a processing unit 3d. I have it. Processing unit 3
Based on the decoded data, d performs three-dimensional positioning or two-dimensional positioning processing to calculate the vehicle position, azimuth, and vehicle speed, and outputs it in combination with the positioning time. The azimuth is the direction connecting the current vehicle position and the vehicle position one sampling time ΔT before, and the vehicle speed is the distance between the current vehicle position and the vehicle position one sampling time ΔT ago divided by the sampling time.

【0017】システムコントローラ システムコントローラ6は、地図データを一時的に記憶
する地図データバッファメモリ6a、地図読み出し制御
部6b、自立航法用センサー出力に基づいて車両位置、
センサ方位を計算する車両位置・方位計算部6c、車両
位置を修正する車両位置修正部6d、車両位置マーク発
生部6e、車両位置周辺の地図を車両位置マークと共に
ディスプレイ装置7に表示させる地図描画制御部6fを
有している。地図読み出し制御部6bは車両現在位置を
入力され、該車両現在位置に応じた地図データをCD−
ROM1から読み出して地図データバッファメモリ6a
に記憶する。車両位置・方位計算部6cは角度センサ5
a及び距離センサ5bの出力に基づいて(1)〜(3)式によ
り車両現在位置及びセンサ方位を計算する。
System Controller The system controller 6 includes a map data buffer memory 6a for temporarily storing map data, a map read control unit 6b, a vehicle position based on the self-contained navigation sensor output,
A vehicle position / azimuth calculation unit 6c that calculates a sensor azimuth, a vehicle position correction unit 6d that corrects the vehicle position, a vehicle position mark generation unit 6e, and a map drawing control that causes a map around the vehicle position to be displayed on the display device 7 together with the vehicle position mark. It has a portion 6f. The map read control unit 6b receives the current vehicle position and sends the map data corresponding to the current vehicle position to the CD-
Map data buffer memory 6a read from ROM1
Remember. The vehicle position / azimuth calculation unit 6c includes the angle sensor 5
The vehicle current position and the sensor azimuth are calculated by the equations (1) to (3) based on the output of the distance a and the distance sensor 5b.

【0018】車両位置修正部6dは、所定時間あるいは
所定距離毎の車両位置とセンサ方位を走行軌跡として記
憶する走行軌跡記憶部6d-1と、GPS受信機よりGP
S方位が入力される毎に該GPS方位θgiとその時のセ
ンサ方位θsi及び測位時刻Ti並びに最新のオフセット
角度θoffを記憶する方位データ記憶部6d-2と、マップ
マッチング処理部6d-3を有している。マップマッチング
処理部6d-3は、地図データバッファメモリ6aに読み
出されている道路データと走行軌跡データを用いてマッ
プマッチング処理を行うと共に、マップマッチングが
できなくなった時、方位データ記憶部6d-2に格納されて
いる方位データを用いてオフセット角度、すなわち絶対
走行方位の修正処理を行う。図4は方位データ記憶部6d
-2の説明図であり、方位データ(GPS方位θgi、セン
サ方位θsi、測位時刻Ti) 及び最新のオフセット角度
θoffを記憶するようになっている。尚、測位時刻はG
PS受信機からのデータに含まれている。又、オフセッ
ト角度θoffの初期値は図9に示した方法で設定され
る。
The vehicle position correction unit 6d includes a traveling locus storage unit 6d-1 for storing the vehicle position and the sensor azimuth as a traveling locus at predetermined time intervals or predetermined distances, and a GP from the GPS receiver.
Each time the S azimuth is input, the GPS azimuth θgi, the sensor azimuth θsi at that time, the positioning time Ti, and the azimuth data storage unit 6d-2 that stores the latest offset angle θoff, and the map matching processing unit 6d-3 are included. ing. The map matching processing unit 6d-3 performs the map matching process using the road data and the traveling locus data read out to the map data buffer memory 6a, and when the map matching becomes impossible, the azimuth data storage unit 6d- The offset angle, that is, the absolute traveling azimuth is corrected using the azimuth data stored in 2. FIG. 4 shows the azimuth data storage unit 6d
It is an explanatory diagram of -2, and azimuth data (GPS azimuth θgi, sensor azimuth θsi, positioning time Ti) and the latest offset angle θoff are stored. The positioning time is G
It is included in the data from the PS receiver. The initial value of the offset angle θoff is set by the method shown in FIG.

【0019】車両位置マーク発生部6eは車両位置デー
タと走行軌跡データを入力され、走行軌跡及び車両位置
マークを発生する。地図描画制御部6fは地図バッファ
メモリ6aと車両位置マーク発生部6eより車両現在位
置周辺の地図データと走行軌跡データを読み取ってディ
スプレイ装置7に入力する。ディスプレイ装置 ディスプレイ装置7は、CRTコントローラ8、ビデオ
RAM(V−RAM)9、読み出し制御部10、CRT
11等を有し、CRT画面(スクリーン)に所望の地図
及び車両位置マークを表示する。
The vehicle position mark generator 6e receives the vehicle position data and the traveling locus data and generates a traveling locus and a vehicle position mark. The map drawing control unit 6f reads the map data and traveling locus data around the current vehicle position from the map buffer memory 6a and the vehicle position mark generating unit 6e and inputs them to the display device 7. Display Device The display device 7 includes a CRT controller 8, a video RAM (V-RAM) 9, a read control unit 10, and a CRT.
11 and the like, and displays a desired map and vehicle position mark on the CRT screen (screen).

【0020】全体の動作 図5及び図6は本発明のオフセット角度修正処理を含む
マップマッチング処理のフロー図である。尚、初期のオ
フセット角度θoffは図9に示す方法により設定されて
いる。GPS受信機3は3次元測位あるいは二次元測位
により測位可能であれば、測位した位置データ、方位デ
ータ(GPS方位)θgi及び測位時刻Ti等を車両位置
修正部6dに入力する。又、車両位置・方位計算部6c
は角度センサ5a及び距離センサ5bの出力を用いて、
所定時間毎に車両の現在位置及び走行方位(センサ方
位)θsiを演算して車両位置修正部6dに入力する。車
両位置修正部6dはGPSデータを受信すれば(ステッ
プ101)、GPS方位θgi、その時のセンサ方位θsi
及び測位時刻Tiを方位データ記憶部6d-2に記憶する(ス
テップ102)。又、車両位置修正部6dは走行軌跡記
憶部6d-1に車両位置・方位計算部6dから入力される車
両位置及びセンサ方位θsiを順次記憶する(ステップ1
03)。
Overall Operation FIGS. 5 and 6 are flowcharts of the map matching process including the offset angle correction process of the present invention. The initial offset angle θoff is set by the method shown in FIG. If the GPS receiver 3 can perform positioning by three-dimensional positioning or two-dimensional positioning, it inputs the measured position data, azimuth data (GPS azimuth) θgi, positioning time Ti, etc. to the vehicle position correcting unit 6d. Also, the vehicle position / azimuth calculation unit 6c
Uses the outputs of the angle sensor 5a and the distance sensor 5b,
The current position of the vehicle and the traveling azimuth (sensor azimuth) θsi are calculated at predetermined time intervals and input to the vehicle position correction unit 6d. When the vehicle position correction unit 6d receives the GPS data (step 101), the GPS direction θgi and the sensor direction θsi at that time are received.
And the positioning time Ti is stored in the azimuth data storage unit 6d-2 (step 102). Further, the vehicle position correction unit 6d sequentially stores the vehicle position and the sensor orientation θsi input from the vehicle position / azimuth calculation unit 6d in the traveling locus storage unit 6d-1 (step 1
03).

【0021】マップマッチング処理部6d-3はマップマッ
チング処理をする必要があるか判断し(ステップ10
4)、必要がなければステップ101に戻って方位デー
タと走行軌跡の保存処理を繰り返す。一方、マップマッ
チングする必要があれば、マップマッチングが可能であ
るか判断する(ステップ105)。マップマッチングが
可能であれば既述の方法で車両現在位置を修正し、修正
値を車両位置・方位計算部6c及び車両位置マーク発生
部6eに入力する(ステップ106)。車両位置マーク
発生部6eは修正された車両現在位置上に表示されるよ
うに車両位置マークを発生し、地図描画制御部6fは車
両位置マーク発生部6eより車両位置マークデータを読
み取ってディスプレイ装置7に入力し、地図上の修正位
置に表示する(ステップ107)。以後、初めに戻って
処理を繰り返す。なお、車両位置・方位計算部6cは修
正された車両現在位置を基準にして以後(1)〜(3)式によ
り位置データ及びセンサ方位を計算する。
The map matching processing section 6d-3 judges whether map matching processing is necessary (step 10).
4) If there is no need, the process returns to step 101 to repeat the process of storing the azimuth data and the traveling locus. On the other hand, if map matching is necessary, it is determined whether map matching is possible (step 105). If map matching is possible, the current vehicle position is corrected by the method described above, and the corrected value is input to the vehicle position / azimuth calculation unit 6c and the vehicle position mark generation unit 6e (step 106). The vehicle position mark generation unit 6e generates a vehicle position mark so as to be displayed on the corrected current vehicle position, and the map drawing control unit 6f reads the vehicle position mark data from the vehicle position mark generation unit 6e to display the display device 7 To display the corrected position on the map (step 107). After that, the process returns to the beginning and the process is repeated. The vehicle position / azimuth calculation unit 6c calculates the position data and the sensor azimuth according to the following equations (1) to (3) based on the corrected current vehicle position.

【0022】一方、車両位置・方位計算部6dにより計
算された車両位置が実際の走行道路から大きくはずれて
マップマッチングが不可能になると、ステップ105に
おいて「NO」となる。かかる場合、マップマッチング
処理部6d-3は時刻データTiを参照して方位データ記憶
部6d-2に現時刻から設定時間Tth以内のデータがn個以
上存在するか判断する(ステップ108)。n個以上存
在すれば、最新のn個のGPS方位θgi、センサ方位θ
si(i=1,2,・・・n)及び現オフセット角度θoffを用いて次
式 θc=(1/n)・Σ{θgi−(θsi+θoff)} (i=1,2,・・・n) (7) により、GPS方位θgiと絶対走行方位(θsi+θoff)
との差の平均値θcを演算する。又、平均値θcを用いて
今までのオフセット角度θoffを次式 θoff+θc→θoff (8) により修正する(ステップ109)。ついで、GPS受
信機3より入力されている位置データに基づいて車両現
在位置を修正し、修正した車両現在位置を車両位置・方
位計算部6c及び車両位置マーク発生部6eに入力する
(ステップ110)。
On the other hand, if the vehicle position calculated by the vehicle position / azimuth calculation unit 6d deviates significantly from the actual traveling road and map matching becomes impossible, "NO" is determined in step 105. In this case, the map matching processing unit 6d-3 refers to the time data Ti and determines whether or not there are n or more data items within the set time Tth from the current time in the azimuth data storage unit 6d-2 (step 108). If n or more exist, the latest n GPS orientation θgi, sensor orientation θ
Using si (i = 1,2, ... n) and the current offset angle θoff, the following equation θc = (1 / n) · Σ {θgi− (θsi + θoff)} (i = 1,2, ... n ) From (7), GPS direction θgi and absolute traveling direction (θsi + θoff)
The average value θc of the difference between and is calculated. Further, using the average value θc, the offset angle θoff so far is corrected by the following equation θoff + θc → θoff (8) (step 109). Next, the current vehicle position is corrected based on the position data input from the GPS receiver 3, and the corrected current vehicle position is input to the vehicle position / azimuth calculation unit 6c and the vehicle position mark generation unit 6e (step 110). .

【0023】車両位置マーク発生部6eは修正された車
両現在位置上に表示されるように車両位置マークを発生
し、地図描画制御部6fは車両位置マーク発生部6eよ
り車両位置マークデータを読み取ってディスプレイ装置
7に入力し、地図上の修正位置に表示する(ステップ1
11)。以後、初めに戻って処理を繰り返す。一方、ス
テップ108において、n個以上の方位データが存在し
なければ、換言すればm(<n)個しか存在しなけれ
ば、該m個のGPS方位θgi、センサ方位θsi (i=1,2,
・・・m)及び現オフセット角度θoffを方位データ記憶部6
d-2より読み出し(ステップ112)、次式 θc=(1/m)・Σ{θgi−(θsi+θoff)} (i=1,2,・・・m) (9) により、GPS方位θgiと絶対走行方位(θsi+θoff)
との差の平均値θcを演算する。又、平均値θcを用いて
今までのオフセット角度θoffを(8)式により修正する
(ステップ113)。ついで、ステップ110以降の処
理を行う。以後、(8)式より求まる新たなオフセット角
度θoffと(1)式により計算されるセンサ方位θsiを用い
て次式 θsi+θoff→θai (10) より絶対走行方位θaiを演算し、又、(2),(3)式より車
両位置を演算する。尚、ステップ108において「N
O」となったら、ステップ112、113で何もせずス
テップ110の処理を直ちに行うようにしても良い。こ
れは、GPS方位に誤差が多く含まれる場合(例えば、
データ数m=1でGPS方位誤差が100〜200のよう
な場合)があるからである。従って、位置修正のみ行
い、角度修正は行わない(θoffはそののままとする)。
The vehicle position mark generator 6e generates a vehicle position mark so that it is displayed on the corrected current vehicle position, and the map drawing controller 6f reads the vehicle position mark data from the vehicle position mark generator 6e. Input on the display device 7 and display at the corrected position on the map (step 1
11). After that, the process returns to the beginning and the process is repeated. On the other hand, in step 108, if there are no more than n azimuth data, in other words, if there are only m (<n) data, then the m GPS azimuths θgi and sensor azimuths θsi (i = 1,2). ,
... m) and the current offset angle θoff are stored in the azimuth data storage unit 6
It is read from d-2 (step 112), and the GPS azimuth θgi and absolute are obtained by the following equation θc = (1 / m) · Σ {θgi− (θsi + θoff)} (i = 1,2, ... m) (9) Driving direction (θsi + θoff)
The average value θc of the difference between and is calculated. Also, the average offset angle θc is used to correct the offset angle θoff so far according to equation (8).
(Step 113). Then, the processing from step 110 onward is performed. After that, using the new offset angle θoff obtained from Eq. (8) and the sensor azimuth θsi calculated from Eq. (1), the absolute running azimuth θai is calculated from the following equation θsi + θoff → θai (10), and (2) The vehicle position is calculated from equation (3). In step 108, "N
When it becomes “O”, the process of step 110 may be immediately performed without performing any steps in steps 112 and 113. This is because when the GPS direction contains a lot of errors (for example,
This is because there is a case where the number of data m = 1 and the GPS azimuth error is from 10 0 to 20 0 ). Therefore, only position correction is performed and angle correction is not performed (θoff remains as it is).

【0024】(b) 本発明の第2実施例 第7図は本発明の第2実施例であり、図1の第1実施例
と異なる点は、方位データ保存判定部6gを設け、所定
の条件を満足する場合のみ方位データを方位データ記憶
部6d-2に記憶するようにした点である。方位データ保存
判定部6gはGPS受信機3、角度センサ5a、距離セ
ンサ5bから各種データを入力されて以下の,,
の条件が成立するか判断する。すなわち、GPSデータ
が入力された時、 角度センサ5aより得られる角速度が設定値(例え
ば、2度/sec)以下であるか、 GPSにより測定された車速Vgpsと距離センサ5bの
出力に基づいて測定された車速Vcsの差の車速に対する
割合η(=100・|Vgps−Vcs|/Vcs)が設定値、例
えば5%以下であるか、 車速Vcsが設定速度(例えば20Km)以上であるか判
断する。
(B) Second Embodiment of the Present Invention FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment of FIG. The azimuth data is stored in the azimuth data storage unit 6d-2 only when the condition is satisfied. The azimuth data storage determination unit 6g receives various data from the GPS receiver 3, the angle sensor 5a, and the distance sensor 5b, and receives the following data ...
Judge whether the condition of is satisfied. That is, when GPS data is input, the angular velocity obtained from the angle sensor 5a is less than or equal to a set value (for example, 2 degrees / sec), or measured based on the vehicle speed Vgps measured by GPS and the output of the distance sensor 5b. It is determined whether the ratio η (= 100 · | Vgps-Vcs | / Vcs) of the difference of the determined vehicle speed Vcs to the vehicle speed is a set value, for example, 5% or less, or whether the vehicle speed Vcs is a set speed (for example, 20 km) or more. .

【0025】そして、上記,,の全条件が満足さ
れる時のみ保存イネーブル信号STEを発生する。車両
位置修正部6dは該保存イネーブル信号STEが入力さ
れた時のみ、方位データ(GPS方位、センサ方位、測
位時刻)を方位データ記憶部6d-2に格納する。これによ
り、誤差の小さいGPS方位のみが記憶され、(7),(8),
(9)式により正しいオフセット角度θoffを演算でき、
又、(10)式により得られる絶対走行方位の精度を向上で
きる。
The save enable signal STE is generated only when all the above conditions are satisfied. The vehicle position correction unit 6d stores the bearing data (GPS bearing, sensor bearing, positioning time) in the bearing data storage unit 6d-2 only when the save enable signal STE is input. As a result, only the GPS bearing with a small error is stored, and (7), (8),
The correct offset angle θoff can be calculated using equation (9),
Further, the accuracy of the absolute traveling direction obtained by the equation (10) can be improved.

【0026】,,の条件によりGPS方位の誤差
が小さくなる理由は以下の通りである。前回と今回のサ
ンプリング点間のX,Y方向距離をΔX,ΔYとすれ
ば、GPS方位は arctan(ΔY/ΔX)により演算され
る。従って、前回と今回のサンプリング点間でカーブし
ていると、GPS方位に相当大きな誤差が含まれてしま
う。そこで、の条件を付ければ誤差が少ないGPS方
位データのみを方位データ記憶部に格納できる。又、速
度差が大きい場合には車両がトンネルやビルなど衛星電
波が遮られる場所に位置しており、あるいは、受信衛星
の切り替わりやSA(Selectable Availability)の切り
替えが生じている可能性が高く、GPSデータに相当の
誤差が含まれる。そこで、の条件を付ければ誤差が少
ないGPS方位データのみを方位データ記憶部に格納で
きる。更に、車両速度が低速の場合にはGPSデータに
相当の誤差が含まれる。このため、の条件を付けるこ
とにより誤差が少ないGPS方位データを方位データ記
憶部に格納できる。以上、本発明を実施例により説明し
たが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従
い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排除する
ものではない。
The reason why the error of the GPS bearing becomes smaller depending on the conditions of, is as follows. If the X- and Y-direction distances between the previous and present sampling points are ΔX and ΔY, the GPS azimuth is calculated by arctan (ΔY / ΔX). Therefore, if there is a curve between the previous sampling point and the current sampling point, a considerably large error will be included in the GPS bearing. Therefore, if the condition is added, only the GPS azimuth data having a small error can be stored in the azimuth data storage unit. If the speed difference is large, it is highly possible that the vehicle is located in a place where satellite radio waves are blocked, such as in a tunnel or building, or there is a switching of receiving satellites or switching of SA (Selectable Availability). The GPS data contains a considerable error. Therefore, if the condition is added, only the GPS azimuth data having a small error can be stored in the azimuth data storage unit. Further, when the vehicle speed is low, the GPS data contains a considerable error. Therefore, the GPS azimuth data having a small error can be stored in the azimuth data storage unit by adding the condition of. Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention can be variously modified according to the gist of the present invention described in the claims, and the present invention does not exclude these.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上本発明によれば、角度センサにより
測定される方位(センサ方位)と車両の実際の走行方位
との差をオフセット角度として設定し、以後、センサ方
位に該オフセット角度を加算して車両の走行方位を演算
すると共に、GPSにより測位された方位データ(GP
S方位)と角度センサにより測定された方位データ(セ
ンサ方位)を測位時刻と共に保存し、マップマッチング
が不可能になった時、現時刻から予め設定されている時
間内における複数組のGPS方位とセンサ方位を用いて
オフセット角度を修正し、新たなオフセット角度を用い
て車両の走行方位を演算するようにしたから、現時刻よ
り所定時間前の古い方位データを用いることなく、正確
にオフセット角度を修正でき、結果的に正確に車両の絶
対走行方位を演算することができる。
As described above, according to the present invention, the difference between the azimuth (sensor azimuth) measured by the angle sensor and the actual traveling azimuth of the vehicle is set as an offset angle, and thereafter, the offset angle is added to the sensor azimuth. Then, the traveling direction of the vehicle is calculated and the direction data (GP)
S direction) and direction data measured by the angle sensor (sensor direction) are stored together with the positioning time, and when map matching becomes impossible, a plurality of GPS directions within a preset time from the current time are stored. Since the offset angle is corrected using the sensor azimuth and the running azimuth of the vehicle is calculated using the new offset angle, the offset angle can be accurately calculated without using the old azimuth data of the predetermined time before the current time. It can be corrected, and as a result, the absolute traveling direction of the vehicle can be accurately calculated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例のナビゲーションシステム
の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a navigation system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】地図情報における道路レイヤ説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of road layers in map information.

【図3】GPS受信機の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a GPS receiver.

【図4】方位データ記憶部の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an azimuth data storage unit.

【図5】オフセット角度修正処理を含むマップマッチン
グ処理のフロー図(その1)である。
FIG. 5 is a flowchart (part 1) of map matching processing including offset angle correction processing.

【図6】オフセット角度修正処理を含むマップマッチン
グ処理のフロー図(その2)である。
FIG. 6 is a flowchart (part 2) of map matching processing including offset angle correction processing.

【図7】本発明の第2実施例のナビゲーションシステム
の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a navigation system according to a second embodiment of the present invention.

【図8】自立航法による位置及び方位算出の説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of position and azimuth calculation by self-contained navigation.

【図9】車両位置及びオフセット角度設定法の説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a vehicle position and offset angle setting method.

【図10】投影法によるマップマッチング処理の説明図
である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of map matching processing by a projection method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3・・GPS受信機 5a・・角度センサ 5b・・距離センサ 6c・・車両位置・方位計算部 6d・・車両位置修正部 6d-1・・走行軌跡記憶部 6d-2・・方位データ記憶部 6d-3・・マップマッチング処理部 7・・ディスプレイ装置 3 ・ ・ GPS receiver 5a ・ ・ Angle sensor 5b ・ ・ Distance sensor 6c ・ ・ Vehicle position / direction calculation unit 6d ・ ・ Vehicle position correction unit 6d-1 6d-3 ... Map matching processing unit 7 ... Display device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 地図データに基づいてディスプレイ画面
に地図を描画すると共に自立航法により車両位置、走行
方位を測定して車両位置マークを地図上に表示し、適宜
マップマッチング処理により車両位置マークが道路上に
表示されるように車両位置データを修正し、マップマッ
チングが不可能になった時、GPSから得られる位置デ
ータ、方位データを用いて車両位置、走行方位データを
修正するナビゲーション装置の走行方位演算方式におい
て、 角度センサにより測定される方位(センサ方位)と車両
の実際の走行方位との差をオフセット角度として設定
し、以後、センサ方位に該オフセット角度を加算して車
両の走行方位を演算すると共に、 GPSにより測位された方位(GPS方位)と角度セン
サにより測定されたセンサ方位を測位時刻と共に保存
し、 マップマッチングが不可能になった時、現時刻から予め
設定されている時間内における複数組のGPS方位とセ
ンサ方位を用いてオフセット角度を修正し、新たなオフ
セット角度を用いて車両の走行方位を演算することを特
徴とする走行方位演算方式。
1. A map is drawn on a display screen based on map data, and the vehicle position and traveling direction are measured by self-contained navigation to display a vehicle position mark on the map. The navigation direction of the navigation device that corrects the vehicle position data as shown above and corrects the vehicle position and traveling direction data using the position data and direction data obtained from GPS when map matching becomes impossible. In the calculation method, the difference between the azimuth measured by the angle sensor (sensor azimuth) and the actual traveling azimuth of the vehicle is set as an offset angle, and then the offset azimuth is added to the sensor azimuth to calculate the traveling azimuth of the vehicle. At the same time, the azimuth measured by GPS (GPS azimuth) and the sensor azimuth measured by the angle sensor are measured. When the map matching becomes impossible, the offset angle is corrected using multiple sets of GPS direction and sensor direction within the preset time from the current time, and the new offset angle is used. A traveling direction calculation method characterized by calculating the traveling direction of a vehicle.
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