JPH07253328A - 車載用ナビゲーション装置 - Google Patents

車載用ナビゲーション装置

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JPH07253328A
JPH07253328A JP6045811A JP4581194A JPH07253328A JP H07253328 A JPH07253328 A JP H07253328A JP 6045811 A JP6045811 A JP 6045811A JP 4581194 A JP4581194 A JP 4581194A JP H07253328 A JPH07253328 A JP H07253328A
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JP
Japan
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vehicle
angular velocity
traveling
detecting
detected
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Application number
JP6045811A
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English (en)
Inventor
Masayasu Iwasaki
政康 岩▲崎▼
Manabu Sone
学 曽根
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 GPS航法により検出した車両の進行方位に
基づいて角速度センサーの校正のタイミングを決定し、
校正を行う。 【構成】 GPS測位による進行方位の検出結果に基づ
いて車両の直線走行状態を判定し、車両が直線走行状態
にあると判定されると角速度検出手段3を校正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、GPS航法および自立
航法により車両の現在地を検出し、道路地図上に検出し
た現在地を表示して乗員を誘導する車載用ナビゲーショ
ン装置に関する。
【0002】
【従来の技術とその問題点】複数の衛星からの信号電波
を受信してGPS航法による測位演算を行い、車両の現
在地を検出するとともに、車両の走行距離と進行方位を
検出して走行軌跡を演算し、演算された走行軌跡を道路
地図と照合してマップマッチングを行い、自立航法によ
り車両の現在地を検出する車載用ナビゲーション装置が
知られている(例えば、日産自動車株式会社発行 新型
車解説書Y32−1(1991年6月)参照)。
【0003】車両の進行方位の検出にはジャイロスコー
プなどの角速度センサーが用いられる。この角速度セン
サーにより車両の旋回角速度を検出して積分し、旋回角
度すなわち進行方位を検出している。理想的には車両の
直進時や停車時の角速度センサーの出力は0である。と
ころが、車両の直進時や停車時に角速度センサーの出力
が0にならず、出力が存在することがある。このような
場合の角速度センサーの出力をオフセットと呼ぶ。
【0004】従来の車載用ナビゲーション装置では、車
両の停車時に角速度センサーのオフセットを校正してい
るが、連続走行時には長時間角速度センサーが校正でき
ず、車両の進行方位の検出誤差が累積するという問題が
ある。
【0005】このような問題を解決するために、地磁気
センサーを設けて絶対方位を検出し、車両の走行中にも
角速度センサーを校正するようにした車載用ナビゲーシ
ョン装置が知られている。しかしながら、地磁気センサ
ーは周囲の磁場の影響を受けやすく、場所によっては絶
対方位の検出が不能または検出精度が著しく低下するこ
とがある上に、地磁気センサーの取り付けにはかなりの
手間がかかり、コストも増加するという問題がある。
【0006】本発明の目的は、GPS航法により検出し
た車両の進行方位に基づいて角速度センサーの校正のタ
イミングを決定し、校正を行うようにした車載用ナビゲ
ーション装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図1に対
応づけて本発明を説明すると、請求項1の発明は、GP
S航法により車両の現在地と進行方位を繰り返し検出す
るGPS航法手段1と、車両の走行距離を検出する距離
検出手段2、6と、車両の旋回角速度を検出する角速度
検出手段3と、この角速度検出手段3により検出された
旋回角速度に基づいて車両の進行方位を検出する方位検
出手段6と、道路地図データを記憶する地図記憶手段4
と、距離検出手段2、6により検出された走行距離、方
位検出手段6により検出された進行方位および地図記憶
手段4に記憶されている道路地図データに基づいて、自
立航法により車両の現在地を検出する自立航法手段6と
を有する車載用ナビゲーション装置に適用される。そし
て、GPS航法手段1により検出された進行方位に基づ
いて車両の直線走行状態を判定する直線走行判定手段6
と、この直線走行判定手段6により車両が直線走行状態
にあると判定された時に角速度検出手段3を校正する校
正手段6とを備え、これにより、上記目的を達成する。
請求項2の車載用ナビゲーション装置は、直線走行判定
手段6によって、GPS航法手段1による任意のi回目
の検出時の進行方位を基準方位D(i)(iは自然数)
として、その後にN(Nは自然数)回連続して検出され
た進行方位D(i+1),D(i+2),D(i+
3),・・・,D(i+N)のそれぞれと基準方位D
(i)との差の絶対値が所定値以下であれば、車両が直
線走行状態にあると判定するようにしたものである。請
求項3の車載用ナビゲーション装置は、車両の走行速度
を検出する速度検出手段2、6を備え、校正手段6によ
って、速度検出手段2、6により所定値以上の走行速度
が検出され、且つ直線走行判定手段6により車両が直線
走行状態にあると判定された時に角速度検出手段3を校
正するようにしたものである。請求項4の車載用ナビゲ
ーション装置は、校正手段6によって、車両が所定値以
上の走行速度で直線走行している時に、角速度検出手段
3の出力が予め設定された最大オフセット量以下で且つ
その単位時間当りの出力変化が所定量以下であれば角速
度検出手段3を校正するようにしたものである。
【0008】
【作用】請求項1の車載用ナビゲーション装置では、G
PS測位による進行方位の検出結果に基づいて車両の直
線走行状態を判定し、車両が直線走行状態にあると判定
されると角速度検出手段を校正する。これにより、地磁
気センサーなどを設けなくても車両の走行中に角速度検
出手段を校正することができる。請求項2の車載用ナビ
ゲーション装置では、GPS測位による任意のi回目の
検出時の進行方位を基準方位D(i)(iは自然数)と
して、その後にN(Nは自然数)回連続して検出された
進行方位D(i+1),D(i+2),D(i+3),
・・・,D(i+N)のそれぞれと基準方位D(i)と
の差の絶対値が所定値以下であれば、車両が直線走行状
態にあると判定する。通常、GPS測位は最長約3秒の
時間間隔で行われるので、所定の回数、連続して検出方
位の変化が所定値以下であれば車両が直線走行している
と判定することにより、車両の直線走行状態を正確に検
出することができる。車両が正確に直線走行している時
の角速度検出手段の出力は0となるはずであるから、車
両の直線走行状態を正確に検出することによって正確な
タイミングで角速度検出手段を校正することができ、進
行方位の検出精度を向上させることができる。請求項3
の車載用ナビゲーション装置では、所定値以上の走行速
度が検出され且つ車両が直線走行状態にあると判定され
た時に角速度検出手段を校正する。GPS測位による進
行方位の検出は車両の走行速度が高いほど検出精度が高
くなるので、方位の正確な検出結果に基づいて車両の直
線走行状態を正確に検出することができ、正確なタイミ
ングで角速度検出手段を校正して進行方位の検出精度を
向上させることができる。請求項4の車載用ナビゲーシ
ョン装置では、車両が所定値以上の走行速度で直線走行
している時に、角速度検出手段の出力が予め設定された
最大オフセット量以下で且つその単位時間当りの出力変
動が所定量以下であれば角速度検出手段を校正する。角
速度検出手段の出力が最大オフセット量を超えている
時、またはその単位時間当りの出力変動が所定量以上の
時は、角速度検出手段が車両の旋回による角速度の変化
を正常に検出していると考えられるので、角速度検出手
段の出力が最大オフセット量以下で且つその単位時間当
りの出力変化が所定量以下の時に角速度検出手段を校正
することにより、さらに角速度検出手段の校正のタイミ
ングを正確に把握できる。
【0009】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段および作用の項では、本発明を分り
やすくするために実施例の図を用いたが、これにより本
発明が実施例に限定されるものではない。
【0010】
【実施例】図1は一実施例の構成を示す機能ブロック図
である。GPS受信機1は衛星からの信号電波を受信し
てGPS航法により測位を行い、車両の現在地、進行方
位、走行速度などを繰り返し検出する。なお、GPS受
信機1による測位は最長約3秒の時間間隔で行われる。
また、GPS受信機1から出力される方位データにはフ
ィルター処理が施されていないものとする。車速センサ
ー2は例えばトランスミッションに取り付けられ、スピ
ードメーターピニオン1回転当り所定数のパルス信号を
発生する。角速度センサー3はジャイロスコープにより
車両の旋回角速度を検出する。CD−ROM4は道路地
図データを記憶する。操作部5は、車両の現在地や目的
地などを設定したり、表示されている道路地図をスクロ
ールしたりするための各種操作部材を備えている。コン
トローラー6はマイクロコンピューターとその周辺部品
から構成され、各種の演算とシーケンス制御を行う。コ
ントローラー6は、車速センサー2からのパルス数をカ
ウントして車両の走行距離を検出するとともに、単位時
間当りの発生パルス数またはパルス周期を測定すること
により車両の走行距離を検出する。またコントローラー
6は、角速度センサー3により検出された旋回角速度を
積分して旋回角度、すなわち進行方位を検出する。さら
にコントローラー6は、検出した車両の走行距離と進行
方位とに基づいて車両の走行軌跡を演算し、その走行軌
跡をCD−ROM4に記憶されている道路地図と照合し
てマップマッチングを行い、いわゆる自立航法により車
両の現在地を検出する。このコントローラー6には上述
した各種機器1〜5が接続される他、ディスプレイ7、
ROM8、RAM9、V−RAM10などが接続され
る。
【0011】図2および図3は、コントローラー6で実
行される角速度センサーの校正プログラムを示すフロー
チャートである。このフローチャートにより、実施例の
動作を説明する。ステップS1においてGPS受信機1
からGPS方位データを入力してステップS2へ進み、
車速センサー2からのパルス信号に基づいて走行速度が
時速Vkm/h以上か否かを判別する。GPS測位によ
る方位の検出に際しては車速が高いほど方位の検出精度
が高くなるので、許容できる方位精度が検出可能な車速
をVkm/hとする。一般的に、時速40km/h以上
になるとGPS測位による方位の方が地磁気センサーを
用いた場合よりも検出精度が高くなるといわれている。
なお、GPS測位による方位の誤差は車速が40km/
h以上でも存在するが、使用衛星の切り換えや急激な車
速の変化がなければ方位誤差は系統的に偏向しており、
無視できる範囲である。車速がVkm/h以上であれば
GPS方位データは精度が高いと判断してステップS3
へ進み、車速がVkm/h未満であれば精度が低いと判
断してステップS1へ戻る。ステップS3で入力した方
位データを初期データD(i)(i=0)としてRAM
9に記憶し、続くステップS4でふたたびGPS受信機
1からGPS方位データを入力する。
【0012】ステップS5で車速がVkm/h以上か否
かを判別し、Vkm/h以上であれば入力したGPS方
位データの精度が高いと判断してステップS6へ進み、
車速がVkm/h未満であればステップS1へ戻る。ス
テップS6では、入力した方位データをD(i)(i=
i+1)としてRAM9に記憶する。ステップS7にお
いて、今回検出された方位データD(i)と初期の方位
データD(0)とを比較し、両者の差の絶対値が所定角
度θ以下か否かを判別する。i番目の方位データD
(i)と初期の方位データD(0)との差の絶対値が所
定角度θ以下であれば、初期データD(0)の採取時か
ら車両が直線走行していると判断してステップS8へ進
み、そうでなければ車両が旋回していると判断してステ
ップS1へ戻る。ステップS8で、今回採取され記憶さ
れた方位データがN番目のデータか、すなわちGPS方
位の検出において時速Vkm/h以上の直線走行が連続
してN回検出されたか否かを判別し、N回検出されたら
ステップS9へ進み、N回未満であればステップS10
へ進む。
【0013】GPS方位の検出において時速Vkm/h
以上の直線走行が連続してN回検出された時は、ステッ
プS9でGPS方位データにより角速度センサー3の校
正を行う。一方、N回未満の時は、ステップS10で角
速度センサー3の出力が予め設定された最大オフセット
量a以下であるか否かを判別する。角速度センサー3の
出力が最大オフセット量aよりも大きい時は、角速度セ
ンサー3が車両の進行方位の変化を検出していると考え
られるので、ステップS1へ戻ってGPS測位による方
位の検出をやり直す。一方、角速度センサー3の出力が
最大オフセット量a以下の時はステップS11へ進む。
ステップS11では、単位時間、例えば1秒当りの角速
度センサー3の出力変化がω以下か否かを判別する。角
速度センサー3は角速度変化が大きいほど検出精度が高
くなるので、許容できる精度が得られる角速度変化量を
ωとする。1秒当りの出力変化量がωよりも大きい時は
角速度センサー3の出力が信頼でき、角速度センサー3
が車両の進行方位の変化を検出していると判断してステ
ップS1へ戻り、上述したGPS方位の検出をやり直
す。一方、1秒当りの出力変化量がω以下の時は、ステ
ップS4へ戻り、初回以降の方位データの入力を繰り返
す。
【0014】以上の実施例の構成において、GPS受信
機1がGPS航法手段を、車速センサー2およびコント
ローラー6が距離検出手段および速度検出手段を、角速
度センサー3が角速度検出手段を、コントローラー6が
方位検出手段、自立航法手段、直線走行判定手段および
校正手段を、CD−ROM4が地図記憶手段をそれぞれ
構成する。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように請求項1の発明によ
れば、GPS測位による進行方位の検出結果に基づいて
車両の直線走行状態を判定し、車両が直線走行状態にあ
ると判定されると角速度検出手段を校正するようにした
ので、地磁気センサーなどを設けなくても車両の走行中
に角速度検出手段を校正することができる。請求項2の
発明によれば、GPS測位による任意のi回目の検出時
の進行方位を基準方位D(i)(iは自然数)として、
その後にN(Nは自然数)回連続して検出された進行方
位D(i+1),D(i+2),D(i+3),・・
・,D(i+N)のそれぞれと基準方位D(i)との差
の絶対値が所定値以下であれば、車両が直線走行状態に
あると判定するようにした。通常、GPS測位は最長約
3秒の時間間隔で行われるので、所定の回数、連続して
検出方位の変化が所定値以下であれば車両が直線走行し
ていると判定することにより、車両の直線走行状態を正
確に検出することができる。車両が正確に直線走行して
いる時の角速度検出手段の出力は0となるはずであるか
ら、車両の直線走行状態を正確に検出することによって
正確なタイミングで角速度検出手段を校正することがで
き、進行方位の検出精度を向上させることができる。請
求項3の発明によれば、所定値以上の走行速度が検出さ
れ且つ車両が直線走行状態にあると判定された時に角速
度検出手段を校正するようにした。GPS測位による進
行方位の検出は車両の走行速度が高いほど検出精度が高
くなるので、方位の正確な検出結果に基づいて車両の直
線走行状態を正確に検出することができ、正確なタイミ
ングで角速度検出手段を校正して進行方位の検出精度を
向上させることができる。請求項4の発明によれば、車
両が所定値以上の走行速度で直線走行している時に、角
速度検出手段の出力が予め設定された最大オフセット量
以下で且つその単位時間当りの出力変動が所定量以下で
あれば角速度検出手段を校正するようにした。角速度検
出手段の出力が最大オフセット量を超えている時、また
はその単位時間当りの出力変動が所定量以上の時は、角
速度検出手段が車両の旋回による角速度の変化を正常に
検出していると考えられるので、角速度検出手段の出力
が最大オフセット量以下で且つその単位時間当りの出力
変化が所定量以下の時に角速度検出手段を校正すること
により、さらに角速度検出手段の校正のタイミングを正
確に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の構成を示す機能ブロック図。
【図2】角速度センサーの校正プログラムを示すフロー
チャート。
【図3】図2に続く、角速度センサーの校正プログラム
を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 GPS受信機 2 車速センサー 3 角速度センサー 4 CD−ROM 5 操作部 6 コントローラー 7 ディスプレイ 8 ROM 9 RAM 10 V−RAM

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 GPS航法により車両の現在地と進行方
    位を繰り返し検出するGPS航法手段と、 前記車両の走行距離を検出する距離検出手段と、 前記車両の旋回角速度を検出する角速度検出手段と、 この角速度検出手段により検出された旋回角速度に基づ
    いて前記車両の進行方位を検出する方位検出手段と、 道路地図データを記憶する地図記憶手段と、 前記距離検出手段により検出された走行距離、前記方位
    検出手段により検出された進行方位および前記地図記憶
    手段に記憶されている道路地図データに基づいて、自立
    航法により車両の現在地を検出する自立航法手段とを有
    する車載用ナビゲーション装置において、 前記GPS航法手段により検出された進行方位に基づい
    て前記車両の直線走行状態を判定する直線走行判定手段
    と、 この直線走行判定手段により前記車両が直線走行状態に
    あると判定された時に前記角速度検出手段を校正する校
    正手段とを備えることを特徴とする車載用ナビゲーショ
    ン装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の車載用ナビゲーション
    装置において、 前記直線走行判定手段は、前記GPS航法手段による任
    意のi回目の検出時の進行方位を基準方位D(i)(i
    は自然数)として、その後にN(Nは自然数)回連続し
    て検出された進行方位D(i+1),D(i+2),D
    (i+3),・・・,D(i+N)のそれぞれと前記基
    準方位D(i)のとの差の絶対値が所定値以下であれ
    ば、前記車両が直線走行状態にあると判定することを特
    徴とする車載用ナビゲーション装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の車載用
    ナビゲーション装置において、 前記車両の走行速度を検出する速度検出手段を備え、 前記校正手段は、前記速度検出手段により所定値以上の
    走行速度が検出され、且つ前記直線走行判定手段により
    前記車両が直線走行状態にあると判定された時に前記角
    速度検出手段を校正することを特徴とする車載用ナビゲ
    ーション装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の車載用ナビゲーション
    装置において、 前記校正手段は、前記車両が前記所定値以上の走行速度
    で直線走行している時に、前記角速度検出手段の出力が
    予め設定された最大オフセット量以下で且つその単位時
    間当りの出力変化が所定量以下であれば前記角速度手段
    を校正することを特徴とする車載用ナビゲーション装
    置。
JP6045811A 1994-03-16 1994-03-16 車載用ナビゲーション装置 Pending JPH07253328A (ja)

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