JPH08159786A - 航法装置 - Google Patents
航法装置Info
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- JPH08159786A JPH08159786A JP6300930A JP30093094A JPH08159786A JP H08159786 A JPH08159786 A JP H08159786A JP 6300930 A JP6300930 A JP 6300930A JP 30093094 A JP30093094 A JP 30093094A JP H08159786 A JPH08159786 A JP H08159786A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current position
- speed
- azimuth
- measuring
- moving body
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
- G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
- G01C21/30—Map- or contour-matching
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Navigation (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Instructional Devices (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】車速センサ２０３とジャイロ２０２とにより移
動体の第１の仮現在位置を求める。ＣＤ−ＲＯＭに記憶
された道路地図情報に基づき第１の仮現在位置を補正し
て第２の仮現在位置を求める。一方、ＧＰＳ受信機２０
５の受信情報から第３の仮現在位置を求める。第２と第
３の仮現在位置が一定距離以内ならば第２の仮現在位置
を最終現在位置とする。第２と第３の仮現在位置が一定
距離以上離れていれば、ＧＰＳ受信機２０５の受信情報
から得られる移動体の速度および方位を求め、これをセ
ンサ２０３およびジャイロ２０２による速度および方位
と比較し、その整合度が高い場合には第３の仮現在位置
に基づいて最終現在位置を決定する。整合度が低い場合
には電波航法の信頼性が低いと判断して、第２の仮現在
位置に基づいて最終現在位置を決定する。 【効果】電波航法と自立航法で相互に補完し合いなが
ら、常に一定レベル以上の信頼性をもって現在位置を決
定することのできる。
動体の第１の仮現在位置を求める。ＣＤ−ＲＯＭに記憶
された道路地図情報に基づき第１の仮現在位置を補正し
て第２の仮現在位置を求める。一方、ＧＰＳ受信機２０
５の受信情報から第３の仮現在位置を求める。第２と第
３の仮現在位置が一定距離以内ならば第２の仮現在位置
を最終現在位置とする。第２と第３の仮現在位置が一定
距離以上離れていれば、ＧＰＳ受信機２０５の受信情報
から得られる移動体の速度および方位を求め、これをセ
ンサ２０３およびジャイロ２０２による速度および方位
と比較し、その整合度が高い場合には第３の仮現在位置
に基づいて最終現在位置を決定する。整合度が低い場合
には電波航法の信頼性が低いと判断して、第２の仮現在
位置に基づいて最終現在位置を決定する。 【効果】電波航法と自立航法で相互に補完し合いなが
ら、常に一定レベル以上の信頼性をもって現在位置を決
定することのできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車などの移動体に
用いられる航法装置の位置測定の技術に関するものであ
る。
用いられる航法装置の位置測定の技術に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の航法装置に関する技術としては、
自立航法と電波航法の二つの技術が知られている。
自立航法と電波航法の二つの技術が知られている。
【０００３】自動車用の航法装置に用いられる自立航法
では、通常、地磁気センサやジャイロ等の方位センサの
測定値と車速センサの測定値とより求めた推定現在位置
と、道路地図情報とを照合して現在位置を決定する。
では、通常、地磁気センサやジャイロ等の方位センサの
測定値と車速センサの測定値とより求めた推定現在位置
と、道路地図情報とを照合して現在位置を決定する。
【０００４】しかし、自立航法では、センサの誤差が累
積して大きくなってしまった場合や、道路地図情報が正
確でない場合等には、現在位置を正しく算出できないこ
とがある。また、電波航法では、電波の反射が生じる構
造物の付近等においては、現在位置を正しく算出できな
い。
積して大きくなってしまった場合や、道路地図情報が正
確でない場合等には、現在位置を正しく算出できないこ
とがある。また、電波航法では、電波の反射が生じる構
造物の付近等においては、現在位置を正しく算出できな
い。
【０００５】そこで、このような問題を解決するため
に、従来、自立航法と電波航法を組み合わせて用いるこ
とが行なわれている。例えば、特公平５−７６４３号公
報に記載の技術では、自立航法に用いる各センサの誤差
範囲を考慮して現在位置の存在可能範囲を求め、その存
在可能範囲内に電波航法により決定した現在位置が含ま
れているときには、この電波航法により求めた現在位置
を最終的な現在位置とし、その存在可能範囲内に電波航
法により決定した現在位置が含まれていないときは、こ
の電波航法により求めた現在位置に最も近い、存在可能
範囲内の位置を最終的な現在位置とする。
に、従来、自立航法と電波航法を組み合わせて用いるこ
とが行なわれている。例えば、特公平５−７６４３号公
報に記載の技術では、自立航法に用いる各センサの誤差
範囲を考慮して現在位置の存在可能範囲を求め、その存
在可能範囲内に電波航法により決定した現在位置が含ま
れているときには、この電波航法により求めた現在位置
を最終的な現在位置とし、その存在可能範囲内に電波航
法により決定した現在位置が含まれていないときは、こ
の電波航法により求めた現在位置に最も近い、存在可能
範囲内の位置を最終的な現在位置とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、自立航法
は、正確に現在位置を求めることができる可能性をもつ
反面、大きく現在位置を誤る可能性も持っている。
は、正確に現在位置を求めることができる可能性をもつ
反面、大きく現在位置を誤る可能性も持っている。
【０００７】前記特公平５−７６４３号公報に記載の技
術では、誤差範囲の基準点が自立航法で求めた現在位置
であるため、自立航法が大きく誤った位置を算出してし
まうと、その後の現在位置は自立航法で求めた現在位置
と各センサの誤差範囲から定まる範囲内に限定されてし
まうため、正しい現在位置への復帰には時間を要し、こ
の間の現在位置の信頼性は著しく低くなる。
術では、誤差範囲の基準点が自立航法で求めた現在位置
であるため、自立航法が大きく誤った位置を算出してし
まうと、その後の現在位置は自立航法で求めた現在位置
と各センサの誤差範囲から定まる範囲内に限定されてし
まうため、正しい現在位置への復帰には時間を要し、こ
の間の現在位置の信頼性は著しく低くなる。
【０００８】また、電波航法による測位では、人工衛星
からの電波を受信し、その位相と変調データ（発信時刻
を含む）および受信機内部の時計から得られる受信時刻
とによって発信と受信の時刻合わせを行ない、衛星から
の距離測位とドップラー測位によって受信機の存在位置
と速度、方位を求める。したがって、衛生からの直接波
のみによって測位した場合、位置の誤差はあまり大きく
ならないという特性を持っている。一方、衛星からの直
接波ではなく構造物等によって反射した電波等、位相の
ずれを含む状態で電波を受信して測位に使用すると位相
のずれを生じるため、位置、速度、方位ともに大きく計
測を誤ることがある。
からの電波を受信し、その位相と変調データ（発信時刻
を含む）および受信機内部の時計から得られる受信時刻
とによって発信と受信の時刻合わせを行ない、衛星から
の距離測位とドップラー測位によって受信機の存在位置
と速度、方位を求める。したがって、衛生からの直接波
のみによって測位した場合、位置の誤差はあまり大きく
ならないという特性を持っている。一方、衛星からの直
接波ではなく構造物等によって反射した電波等、位相の
ずれを含む状態で電波を受信して測位に使用すると位相
のずれを生じるため、位置、速度、方位ともに大きく計
測を誤ることがある。
【０００９】そこで、本発明は、このような電波航法と
自立航法の特性を考慮し、電波航法における精度の劣化
を自立航法による情報との比較から予測し、電波の乱れ
が生ずる状況下においても大きく誤った位置を使用する
ことがないようにし、電波航法部分の信頼性を一定レベ
ル以上に保った状態で現在位置を決定することのできる
航法装置を提供することを目的とする。
自立航法の特性を考慮し、電波航法における精度の劣化
を自立航法による情報との比較から予測し、電波の乱れ
が生ずる状況下においても大きく誤った位置を使用する
ことがないようにし、電波航法部分の信頼性を一定レベ
ル以上に保った状態で現在位置を決定することのできる
航法装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、道路上を移動
する移動体上に搭載され、移動体の現在位置を出力する
航法装置であって、移動体の進行方位を計測する方位計
測手段と、移動体の走行距離を計測する距離計測手段
と、移動体の速度を計測する速度計測手段と、道路地図
情報を記憶する記憶手段と、前回決定された移動体の現
在位置を前記方位計測手段および前記距離計測手段の計
測結果に基づいて、第１の仮現在位置を決定する自立航
法手段と、前記記憶手段に記憶されている、前記第１の
現在位置の周辺範囲内の道路地図情報と少なくとも前記
第１の仮現在位置とを照合し、最も照合度の高い道路上
の位置を第２の仮現在位置とする地図照合手段と、複数
の人工衛星からの電波に基づいて移動体の現在位置を第
３の仮現在位置として求めるとともに移動体の速度を計
測する電波航法手段と、前記速度計測手段により計測さ
れた第１の計測速度と、前記電波航法手段によって計測
された第２の計測速度とを比較し、その整合度の高さを
求める速度比較手段と、該速度比較手段により求めた速
度の整合度が一定値よりも低い場合は、前記第２の仮現
在位置に基づいて最終的な現在位置を決定し、前記速度
の整合度が一定値よりも高い場合は前記第３の仮現在位
置に基づいて最終的な現在位置を決定する現在位置選択
手段とを備えたものである。
する移動体上に搭載され、移動体の現在位置を出力する
航法装置であって、移動体の進行方位を計測する方位計
測手段と、移動体の走行距離を計測する距離計測手段
と、移動体の速度を計測する速度計測手段と、道路地図
情報を記憶する記憶手段と、前回決定された移動体の現
在位置を前記方位計測手段および前記距離計測手段の計
測結果に基づいて、第１の仮現在位置を決定する自立航
法手段と、前記記憶手段に記憶されている、前記第１の
現在位置の周辺範囲内の道路地図情報と少なくとも前記
第１の仮現在位置とを照合し、最も照合度の高い道路上
の位置を第２の仮現在位置とする地図照合手段と、複数
の人工衛星からの電波に基づいて移動体の現在位置を第
３の仮現在位置として求めるとともに移動体の速度を計
測する電波航法手段と、前記速度計測手段により計測さ
れた第１の計測速度と、前記電波航法手段によって計測
された第２の計測速度とを比較し、その整合度の高さを
求める速度比較手段と、該速度比較手段により求めた速
度の整合度が一定値よりも低い場合は、前記第２の仮現
在位置に基づいて最終的な現在位置を決定し、前記速度
の整合度が一定値よりも高い場合は前記第３の仮現在位
置に基づいて最終的な現在位置を決定する現在位置選択
手段とを備えたものである。
【００１１】前記電波航法手段は、前記速度に代えて、
あるいは速度に加えて、移動体の進行方向を計測し、前
記現在位置選択手段は、これと前記速度計測手段により
得られた速度との整合度を求めて最終的な現在位置の決
定に用いることもできる。
あるいは速度に加えて、移動体の進行方向を計測し、前
記現在位置選択手段は、これと前記速度計測手段により
得られた速度との整合度を求めて最終的な現在位置の決
定に用いることもできる。
【００１２】
【作用】本発明に係る航法装置によれば、現在位置の決
定に際し、前記速度比較手段および方位比較手段の少な
くとも一方により求めた速度および／または進行方位の
整合度を調べる。これは、電波航法による計測の異常を
検出するためである。
定に際し、前記速度比較手段および方位比較手段の少な
くとも一方により求めた速度および／または進行方位の
整合度を調べる。これは、電波航法による計測の異常を
検出するためである。
【００１３】速度および／または進行方位の整合度が一
定値よりも低い場合は、電波航法の信頼性が低い状態で
あると判断して、第２の仮現在位置（すなわち自立航法
による現在位置）に基づいて最終的な現在位置を決定す
る。前記整合度が一定値よりも高い場合は、電波航法が
正常状態であるとして、第３の仮現在位置（すなわち電
波航法による現在位置）に基づいて最終的な現在位置を
決定する。
定値よりも低い場合は、電波航法の信頼性が低い状態で
あると判断して、第２の仮現在位置（すなわち自立航法
による現在位置）に基づいて最終的な現在位置を決定す
る。前記整合度が一定値よりも高い場合は、電波航法が
正常状態であるとして、第３の仮現在位置（すなわち電
波航法による現在位置）に基づいて最終的な現在位置を
決定する。
【００１４】但し、後述する実施例では、第２の仮現在
位置と第３の仮現在位置との距離をまず求め、この距離
が一定値よりも小さい場合には、前記比較手段により求
めた整合度の如何によらず、第２の仮現在位置に基づい
て最終的な現在位置を決定している。
位置と第３の仮現在位置との距離をまず求め、この距離
が一定値よりも小さい場合には、前記比較手段により求
めた整合度の如何によらず、第２の仮現在位置に基づい
て最終的な現在位置を決定している。
【００１５】いずれにせよ、本発明では、電波航法によ
る計測の信頼性が低いと考えられる場合を検出し、この
ような場合、電波航法による第３の仮現在位置を利用し
ないようにしている。
る計測の信頼性が低いと考えられる場合を検出し、この
ような場合、電波航法による第３の仮現在位置を利用し
ないようにしている。
【００１６】本発明によれば、電波航法と自立航法で相
互に補完し合いながら、常に一定レベル以上の信頼性を
もって現在位置を求めることができる。
互に補完し合いながら、常に一定レベル以上の信頼性を
もって現在位置を求めることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明に係る航法装置の一実施例につ
いて、図面により詳細に説明する。
いて、図面により詳細に説明する。
【００１８】図１に、本実施例に係る航法装置の構成を
示す。
示す。
【００１９】図中、２０２はジャイロ装置等の角速度セ
ンサもしくは地磁気センサ等の地磁気角度センサであ
る。本実施例では光ファイバジャイロを用いるものとす
る。光ファイバジャイロ２０２は、車両のヨーレートを
検出するように設置される。２０３は車速センサであ
り、トランスミッションの回転に比例してパルスを出力
する。２０４はＧＰＳ衛星からの電波を受信するアンテ
ナであり、２０５はこのアンテナで受信した信号を処理
して車両の位置、方位、速度を出力するＧＰＳ受信機で
ある。
ンサもしくは地磁気センサ等の地磁気角度センサであ
る。本実施例では光ファイバジャイロを用いるものとす
る。光ファイバジャイロ２０２は、車両のヨーレートを
検出するように設置される。２０３は車速センサであ
り、トランスミッションの回転に比例してパルスを出力
する。２０４はＧＰＳ衛星からの電波を受信するアンテ
ナであり、２０５はこのアンテナで受信した信号を処理
して車両の位置、方位、速度を出力するＧＰＳ受信機で
ある。
【００２０】２０６はユーザ（運転手）が表示している
地図の縮尺切り換えを指示するスイッチ（例えば押しボ
タンスイッチ）である。２０７は、デジタルデータ化さ
れた道路地図情報を記憶しておくＣＤ−ＲＯＭであり、
２０８は、このＣＤ−ＲＯＭ２０７に記憶された道路地
図情報を読み出すドライバである。
地図の縮尺切り換えを指示するスイッチ（例えば押しボ
タンスイッチ）である。２０７は、デジタルデータ化さ
れた道路地図情報を記憶しておくＣＤ−ＲＯＭであり、
２０８は、このＣＤ−ＲＯＭ２０７に記憶された道路地
図情報を読み出すドライバである。
【００２１】また、２１０はコントローラであり、光フ
ァイバジャイロ２０２、車速センサ２０３、ＧＰＳ受信
機２０５の出力値、ＣＤ−ＲＯＭ２０７よりドライバ２
０８を介して読みだした地図情報に応じて現在位置を決
定する。２０９は、ディスプレイであり、図２に示すよ
うに、コントローラ２１０の制御にしたがい、航法装置
が決定した現在位置の周辺の地図および現在位置を示す
マーク等を表示する。
ァイバジャイロ２０２、車速センサ２０３、ＧＰＳ受信
機２０５の出力値、ＣＤ−ＲＯＭ２０７よりドライバ２
０８を介して読みだした地図情報に応じて現在位置を決
定する。２０９は、ディスプレイであり、図２に示すよ
うに、コントローラ２１０の制御にしたがい、航法装置
が決定した現在位置の周辺の地図および現在位置を示す
マーク等を表示する。
【００２２】コントローラ２１０中、２１１はジャイロ
の信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換するアナ
ログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、２１７はｔ秒（例え
ばｔ＝０．５秒）毎に車速センサのパルス数をカウント
するカウンタ（ＣＮＴ）、２１８はＧＰＳ受信機のデー
タを受け取るシリアルインタフェイス（ＳＩ）、２１２
は押されたスイッチを認識するパラレルＩ／Ｏであり、
２１５はマイクロプロセッサ（μＰ）、２１６はメモ
リ、２１３は読みだされた地図データをメモリ２１６に
転送するＤＭＡコントローラ（ＤＭＡＣ）、２１４はデ
ィスプレイ２０９への表示を制御する表示プロセッサで
ある。
の信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換するアナ
ログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、２１７はｔ秒（例え
ばｔ＝０．５秒）毎に車速センサのパルス数をカウント
するカウンタ（ＣＮＴ）、２１８はＧＰＳ受信機のデー
タを受け取るシリアルインタフェイス（ＳＩ）、２１２
は押されたスイッチを認識するパラレルＩ／Ｏであり、
２１５はマイクロプロセッサ（μＰ）、２１６はメモ
リ、２１３は読みだされた地図データをメモリ２１６に
転送するＤＭＡコントローラ（ＤＭＡＣ）、２１４はデ
ィスプレイ２０９への表示を制御する表示プロセッサで
ある。
【００２３】このような構成において、Ａ／Ｄ変換器２
１１、パラレルＩ／Ｏ２１２、ＤＭＡコントローラ２１
３、カウンタ２１７、シリアルインターフェイス２１８
から得られた入力信号をマイクロプロセッサ２１５で処
理し、表示プロセッサ２１４に、図２に示した表示を実
現する指令を出力することによってユーザに現在位置を
知らせる。
１１、パラレルＩ／Ｏ２１２、ＤＭＡコントローラ２１
３、カウンタ２１７、シリアルインターフェイス２１８
から得られた入力信号をマイクロプロセッサ２１５で処
理し、表示プロセッサ２１４に、図２に示した表示を実
現する指令を出力することによってユーザに現在位置を
知らせる。
【００２４】メモリ２１６は、次に説明する処理を実現
するプログラムを格納しているＲＯＭや、マイクロプロ
セッサ２１５が処理を行なう場合にワークエリアとして
使用するＲＡＭが含まれている。
するプログラムを格納しているＲＯＭや、マイクロプロ
セッサ２１５が処理を行なう場合にワークエリアとして
使用するＲＡＭが含まれている。
【００２５】以下、本実施例に係る航法装置の行なう現
在位置の決定動作について説明する。
在位置の決定動作について説明する。
【００２６】本実施例に係るマイクロプロセッサ２１５
は、方位、距離、速度算出処理と、現在位置決定処理
と、表示処理の３つの処理を行なう。
は、方位、距離、速度算出処理と、現在位置決定処理
と、表示処理の３つの処理を行なう。
【００２７】まず、方位、距離速度算出処理について説
明する。
明する。
【００２８】本処理は、マイクロプロセッサ２１５内の
タイマによるタイマ割込みによってｔ秒（例えば０．５
秒）毎に起動され、実行される。
タイマによるタイマ割込みによってｔ秒（例えば０．５
秒）毎に起動され、実行される。
【００２９】図３に、方位、距離、速度算出処理の手順
を示す。
を示す。
【００３０】図示のように、この処理では、まず、Ａ／
Ｄ変換器２１１から光ファイバジャイロ２０２の出力値
を読み込む（３０１）。ここで、光ファイバジャイロの
出力値は方位変化を示している。次に、前回の推定方位
に光ファイバジャイロ２０２の出力を加算した値を今回
の推定方位とするように計算する（３０２）。
Ｄ変換器２１１から光ファイバジャイロ２０２の出力値
を読み込む（３０１）。ここで、光ファイバジャイロの
出力値は方位変化を示している。次に、前回の推定方位
に光ファイバジャイロ２０２の出力を加算した値を今回
の推定方位とするように計算する（３０２）。
【００３１】次に、カウンタ２１７より車速センサの出
力したｔ秒間のパルス数を読み込む（３０３）。この値
に、タイヤ１回転当たりの進行距離係数を乗じることに
よりｔ秒間に進んだ距離を求めることができる（３０
４）。さらに、この値を３６００／ｔ倍することにより
時速（Ｓ１）を求めることができる（３０５）。
力したｔ秒間のパルス数を読み込む（３０３）。この値
に、タイヤ１回転当たりの進行距離係数を乗じることに
よりｔ秒間に進んだ距離を求めることができる（３０
４）。さらに、この値を３６００／ｔ倍することにより
時速（Ｓ１）を求めることができる（３０５）。
【００３２】最後に、シリアルインターフェイス２１８
からＧＰＳ受信機が計算した位置、方位、速度を読み込
み（３０６）、ステップ３０４で求めた距離を積算し、
Ｌ（ｍ）（例えば１０ｍ）に達したら（３０７）、その
時点での方位と速度、距離（Ｌ）、およびＧＰＳによる
位置、方位、速度をメモリ２１６に書き込む（３０
８）。このとき、積算した距離Ｌを０にリセットする。
からＧＰＳ受信機が計算した位置、方位、速度を読み込
み（３０６）、ステップ３０４で求めた距離を積算し、
Ｌ（ｍ）（例えば１０ｍ）に達したら（３０７）、その
時点での方位と速度、距離（Ｌ）、およびＧＰＳによる
位置、方位、速度をメモリ２１６に書き込む（３０
８）。このとき、積算した距離Ｌを０にリセットする。
【００３３】次に現在位置決定処理について説明する。
【００３４】本処理は、方位、距離、速度算出処理が終
了する毎に、すなわち、距離Ｌ（ｍ）進む毎に起動さ
れ、実行される。
了する毎に、すなわち、距離Ｌ（ｍ）進む毎に起動さ
れ、実行される。
【００３５】図示するように、この処理では、まず、メ
モリ２１６より、方位、速度、距離算出処理が求めた進
行方位と距離を読みだし（４０１）、移動量を緯度経度
方向別々に求め、これを、前回決定した現在位置に加算
して、仮現在位置（Ａ）を求める（４０２）。なお、処
理動作時等において、前回決定した現在位置が存在しな
い場合は、ＧＰＳ受信機の求めた位置を前回決定した現
在位置とする。
モリ２１６より、方位、速度、距離算出処理が求めた進
行方位と距離を読みだし（４０１）、移動量を緯度経度
方向別々に求め、これを、前回決定した現在位置に加算
して、仮現在位置（Ａ）を求める（４０２）。なお、処
理動作時等において、前回決定した現在位置が存在しな
い場合は、ＧＰＳ受信機の求めた位置を前回決定した現
在位置とする。
【００３６】次に、仮現在位置（Ａ）を道路地図と照合
し、仮現在位置（Ａ）を修正する。そのための具体的な
処理は次のとおりである。
し、仮現在位置（Ａ）を修正する。そのための具体的な
処理は次のとおりである。
【００３７】すなわち、仮現在位置（Ａ）の周辺の地図
を、ドライバ２０８を介してＣＤ−ＲＯＭ２０７より読
みだし、仮現在位置（Ａ）を中心とした一定距離内の範
囲である、検索範囲内にある道路を抽出する（４０
３）。ここで、各道路は、道路地図情報中において、直
線（リンク）を連結したものとして表現されている。例
えば、図６に示すように、道路上に設定した複数の直線
の各々の両端（ノード）の座標として、道路地図情報中
で道路は表現されている。
を、ドライバ２０８を介してＣＤ−ＲＯＭ２０７より読
みだし、仮現在位置（Ａ）を中心とした一定距離内の範
囲である、検索範囲内にある道路を抽出する（４０
３）。ここで、各道路は、道路地図情報中において、直
線（リンク）を連結したものとして表現されている。例
えば、図６に示すように、道路上に設定した複数の直線
の各々の両端（ノード）の座標として、道路地図情報中
で道路は表現されている。
【００３８】次に、抽出した道路の中からその延びてい
る方向が進行方位と比べて所定値（所定角度）以内にあ
るリンクのみを抜き出し（４０４）、仮現在位置（Ａ）
よりそれらすべての線分に対し垂線を降ろす。この垂線
の長さを求め（４０５）、 信頼度＝１／（α×｜進行方位−リンク方位｜＋β×｜
垂線の長さ｜） から信頼度を計算する。α、βは重み係数であり、α＋
β＝１である。方位が近い道路を重視する場合はαを大
きくし、距離が近い道路を重視する場合はβを大きくす
る。信頼度が最も大きいリンクを選び（４０６）、その
リンクへ降ろした垂線の足を修正された仮現在地（Ｂ）
とする（４０７）。
る方向が進行方位と比べて所定値（所定角度）以内にあ
るリンクのみを抜き出し（４０４）、仮現在位置（Ａ）
よりそれらすべての線分に対し垂線を降ろす。この垂線
の長さを求め（４０５）、 信頼度＝１／（α×｜進行方位−リンク方位｜＋β×｜
垂線の長さ｜） から信頼度を計算する。α、βは重み係数であり、α＋
β＝１である。方位が近い道路を重視する場合はαを大
きくし、距離が近い道路を重視する場合はβを大きくす
る。信頼度が最も大きいリンクを選び（４０６）、その
リンクへ降ろした垂線の足を修正された仮現在地（Ｂ）
とする（４０７）。
【００３９】次に、マイクロプロセッサ２１５は、ステ
ップ３０８でメモリ２１６に書き込んだＧＰＳによる位
置、方位、速度（Ｓ２）の値を読みだす（４０８）。こ
のＧＰＳによる位置を仮現在位置（Ｃ）とする。
ップ３０８でメモリ２１６に書き込んだＧＰＳによる位
置、方位、速度（Ｓ２）の値を読みだす（４０８）。こ
のＧＰＳによる位置を仮現在位置（Ｃ）とする。
【００４０】前述したように、自立航法によれば、電波
航法より正確な現在位置を算出できる可能性がある反
面、相対的な位置計算を行なうため、誤差が大きく累積
する可能性がある。一方、電波航法によれば、その位置
計算方法は絶対的な方法によるため、小さな誤差はある
が大きな誤差を生ずることはない。そこで、仮現在位置
（Ｂ）と仮現在位置（Ｃ）の距離を計算し（４０９）、
この距離が一定値よりも小さい場合は（４１０）、ＧＰ
Ｓが正常であっても仮現在位置（Ｂ）が正確な位置を求
めている可能性が高いため、仮現在位置（Ｂ）を最終的
な現在位置（Ｄ）とする（４１４）。
航法より正確な現在位置を算出できる可能性がある反
面、相対的な位置計算を行なうため、誤差が大きく累積
する可能性がある。一方、電波航法によれば、その位置
計算方法は絶対的な方法によるため、小さな誤差はある
が大きな誤差を生ずることはない。そこで、仮現在位置
（Ｂ）と仮現在位置（Ｃ）の距離を計算し（４０９）、
この距離が一定値よりも小さい場合は（４１０）、ＧＰ
Ｓが正常であっても仮現在位置（Ｂ）が正確な位置を求
めている可能性が高いため、仮現在位置（Ｂ）を最終的
な現在位置（Ｄ）とする（４１４）。
【００４１】ステップ４０９で求めた距離が一定値より
も大きい場合（４１０）、ＧＰＳ速度と車速パルス速度
の整合度を比較する。この整合度の比較は、車速パルス
の速度（Ｓ１）とＧＰＳ速度（Ｓ２）を用いて、以下の
不等式が成り立つ場合は整合度が小さく、成り立たない
場合は整合度が大きいものと判断する。
も大きい場合（４１０）、ＧＰＳ速度と車速パルス速度
の整合度を比較する。この整合度の比較は、車速パルス
の速度（Ｓ１）とＧＰＳ速度（Ｓ２）を用いて、以下の
不等式が成り立つ場合は整合度が小さく、成り立たない
場合は整合度が大きいものと判断する。
【００４２】γ／Ｓ１ ＜ ｜Ｓ２−Ｓ１｜／Ｓ１ この右辺は、車速パルスの速度（Ｓ１）を基準としたＧ
ＰＳ速度（Ｓ２）の誤差率である。左辺は、誤差率の上
限値であるが、ＧＰＳ速度（Ｓ２）の誤差率は低速にな
るほど、大きくなる傾向があるため、車速パルスの速度
（Ｓ１）に反比例した値とする。γはその重み係数であ
る。
ＰＳ速度（Ｓ２）の誤差率である。左辺は、誤差率の上
限値であるが、ＧＰＳ速度（Ｓ２）の誤差率は低速にな
るほど、大きくなる傾向があるため、車速パルスの速度
（Ｓ１）に反比例した値とする。γはその重み係数であ
る。
【００４３】ＧＰＳ電波が反射などによって位相のずれ
を生じた場合には、大きな誤差を発生することがあるた
め、車速パルスの速度（Ｓ１）とＧＰＳ速度（Ｓ２）の
整合度を調べることにより、このような異常状態を検出
する。後述するように、ＧＰＳが異常状態にあるときは
自立航法を用い、ＧＰＳが正常ならば電波航法を用いる
ことにより、ＧＰＳが異常な状態の使用を回避すること
ができる。
を生じた場合には、大きな誤差を発生することがあるた
め、車速パルスの速度（Ｓ１）とＧＰＳ速度（Ｓ２）の
整合度を調べることにより、このような異常状態を検出
する。後述するように、ＧＰＳが異常状態にあるときは
自立航法を用い、ＧＰＳが正常ならば電波航法を用いる
ことにより、ＧＰＳが異常な状態の使用を回避すること
ができる。
【００４４】同様に、ＧＰＳ方位と自立航法方位の整合
度を比較する。この整合度の比較は、光ファイバジャイ
ロによって計測した方位（Ｄ１）と、ＧＰＳ方位（Ｄ
２）を用いて、速度の整合性と同様に判断する。
度を比較する。この整合度の比較は、光ファイバジャイ
ロによって計測した方位（Ｄ１）と、ＧＰＳ方位（Ｄ
２）を用いて、速度の整合性と同様に判断する。
【００４５】η／Ｓ１ ＜ ｜Ｄ２−Ｄ１｜／Ｄ１ この右辺は、光ファイバジャイロの方位（Ｄ１）を基準
としてＧＰＳ方位（Ｄ２）の誤差率である。左辺は、誤
差率の上限値である。ＧＰＳ方位（Ｄ２）の誤差率は低
速になるほど大きくなる傾向があるため、車速パルスの
速度（Ｓ１）に反比例した値とする。ηはその重み係数
である。
としてＧＰＳ方位（Ｄ２）の誤差率である。左辺は、誤
差率の上限値である。ＧＰＳ方位（Ｄ２）の誤差率は低
速になるほど大きくなる傾向があるため、車速パルスの
速度（Ｓ１）に反比例した値とする。ηはその重み係数
である。
【００４６】ここで、速度の整合性チェックと同様に、
方位の整合性を調べることによりＧＰＳの異常状態をあ
る程度検出することができる。そこで、本実施例では、
より確実にＧＰＳの異常状態を調べるために、速度と方
位の整合性を両方調べ（４１１）、どちらか一方の整合
性が低ければ（４１２）すなわちＧＰＳが異常状態であ
れば、ＧＰＳの使用は控え、仮現在位置（Ｂ）を最終的
な現在位置（Ｄ）として採用する（４１４）。なお、本
実施例では、速度および方位の両方の整合度を用いた
が、いずれか一方のみを用いるようにすることも可能で
ある。
方位の整合性を調べることによりＧＰＳの異常状態をあ
る程度検出することができる。そこで、本実施例では、
より確実にＧＰＳの異常状態を調べるために、速度と方
位の整合性を両方調べ（４１１）、どちらか一方の整合
性が低ければ（４１２）すなわちＧＰＳが異常状態であ
れば、ＧＰＳの使用は控え、仮現在位置（Ｂ）を最終的
な現在位置（Ｄ）として採用する（４１４）。なお、本
実施例では、速度および方位の両方の整合度を用いた
が、いずれか一方のみを用いるようにすることも可能で
ある。
【００４７】距離が一定値よりも大きく（４１０）、か
つ、ＧＰＳが正常である場合に限って（４１２）、ＧＰ
Ｓの仮現在位置（Ｃ）を選択する（４１３ａ）。
つ、ＧＰＳが正常である場合に限って（４１２）、ＧＰ
Ｓの仮現在位置（Ｃ）を選択する（４１３ａ）。
【００４８】次に、この選択された仮現在位置にステッ
プ４０３〜４０７と同等のマッピング処理を施した最終
的な現在位置（Ｄ）を求める（４１３ｂ）。
プ４０３〜４０７と同等のマッピング処理を施した最終
的な現在位置（Ｄ）を求める（４１３ｂ）。
【００４９】最後に、現在位置（Ｄ）を出力する、すな
わちメモリ２１６に書き込む（４１５）。
わちメモリ２１６に書き込む（４１５）。
【００５０】図５に、この表示処理の手順を示す。
【００５１】本処理では、図２に示すように、現在位置
決定処理で決定した最終的な現在位置（Ｄ）を、ディス
プレイ２０９に地図と共に表示する。
決定処理で決定した最終的な現在位置（Ｄ）を、ディス
プレイ２０９に地図と共に表示する。
【００５２】すなわち、まず、スイッチ２０６の状態を
パラレルＩ／Ｏ２１２の内容を見て判断する（５０
１）。もし、スイッチ２０６の状態が縮尺の切り換えを
指示する状態にあれば、指示の内容に応じて縮尺フラグ
を切り換える（５０２）。次に、最終的な現在位置
（Ｄ）をメモリ２１６から読みだし（５０３）、ＣＤ−
ＲＯＭ２０７よりドライバ２０８を介して最終的な現在
位置（Ｄ）を含む範囲の地図情報を読み出す。これを、
縮尺フラグの内容に応じた縮尺の地図であって、最終的
な現在位置（Ｄ）を含む範囲の地図をディスプレイ２０
９に表示するよう表示プロセッサ２１４に指示する（５
０４）。この表示した地図状の最終的な現在位置（Ｄ）
に対応する位置に、車両の進行方位を図２の矢印のよう
にディスプレイ２０９に表示するよう、表示プロセッサ
２１４に指示する（５０５）。さらに、距離マーク（図
２の右下部参照）と北マーク（図２の左上部参照）を表
示するよう、表示プロセッサ２１４に指示する（５０
６）。
パラレルＩ／Ｏ２１２の内容を見て判断する（５０
１）。もし、スイッチ２０６の状態が縮尺の切り換えを
指示する状態にあれば、指示の内容に応じて縮尺フラグ
を切り換える（５０２）。次に、最終的な現在位置
（Ｄ）をメモリ２１６から読みだし（５０３）、ＣＤ−
ＲＯＭ２０７よりドライバ２０８を介して最終的な現在
位置（Ｄ）を含む範囲の地図情報を読み出す。これを、
縮尺フラグの内容に応じた縮尺の地図であって、最終的
な現在位置（Ｄ）を含む範囲の地図をディスプレイ２０
９に表示するよう表示プロセッサ２１４に指示する（５
０４）。この表示した地図状の最終的な現在位置（Ｄ）
に対応する位置に、車両の進行方位を図２の矢印のよう
にディスプレイ２０９に表示するよう、表示プロセッサ
２１４に指示する（５０５）。さらに、距離マーク（図
２の右下部参照）と北マーク（図２の左上部参照）を表
示するよう、表示プロセッサ２１４に指示する（５０
６）。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、電波航法と自立航法で
相互に補完し合いながら、常に一定レベル以上の信頼性
をもって現在位置を決定することのできる航法装置を提
供することができる。
相互に補完し合いながら、常に一定レベル以上の信頼性
をもって現在位置を決定することのできる航法装置を提
供することができる。
【図１】本発明の実施例に係る航法装置の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】図１の実施例に係る表示例を示す説明図であ
る。
る。
【図３】図１の実施例に係る、方位、距離、速度算出処
理の処理手順を示すフローチャートである。
理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図１の実施例に係る現在位置決定処理の処理手
順を示すフローチャートである。
順を示すフローチャートである。
【図５】図１の実施例に係る表示処理の処理手順を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図６】図１の実施例に係る、道路地図情報中における
道路の表現形式を示す説明図である。
道路の表現形式を示す説明図である。
２０２…光ファイバジャイロ ２０３…車速センサ ２０４…アンテナ ２０５…ＧＰＳ受信機 ２０６…縮尺切り換えスイッチ ２０７…ＣＤ−ＲＯＭ ２０８…ＣＤ−ＲＯＭドライバ ２０９…ディスプレイ ２１０…コントローラ ２１１…Ａ／Ｄ変換器 ２１２…パラレルＩ／Ｏ ２１３…ＤＭＡコントローラ ２１４…表示プロセッサ ２１５…マイクロプロセッサ ２１６…メモリ ２１７…パルスカウンタ ２１８…シリアルインタフェース
Claims (6)
- 【請求項１】道路上を移動する移動体上に搭載され、移
動体の現在位置を出力する航法装置であって、 移動体の進行方位を計測する方位計測手段と、 移動体の走行距離を計測する距離計測手段と、 移動体の速度を計測する速度計測手段と、 道路地図情報を記憶する記憶手段と、 前回決定された移動体の現在位置を前記方位計測手段お
よび前記距離計測手段の計測結果に基づいて、第１の仮
現在位置を決定する自立航法手段と、 前記記憶手段に記憶されている、前記第１の現在位置の
周辺範囲内の道路地図情報と少なくとも前記第１の仮現
在位置とを照合し、最も照合度の高い道路上の位置を第
２の仮現在位置とする地図照合手段と、 複数の人工衛星からの電波に基づいて移動体の現在位置
を第３の仮現在位置として求めるとともに移動体の速度
を計測する電波航法手段と、 前記速度計測手段により計測された第１の計測速度と、
前記電波航法手段によって計測された第２の計測速度と
を比較し、その整合度の高さを求める速度比較手段と、 該速度比較手段により求めた速度の整合度が一定値より
も低い場合は、前記第２の仮現在位置に基づいて最終的
な現在位置を決定し、前記速度の整合度が一定値よりも
高い場合は前記第３の仮現在位置に基づいて最終的な現
在位置を決定する現在位置選択手段と、 を備えることを特徴とする航法装置。 - 【請求項２】道路上を移動する移動体上に搭載され、移
動体の現在位置を出力する航法装置であって、 移動体の進行方位を計測する方位計測手段と、 移動体の走行距離を計測する距離計測手段と、 移動体の速度を計測する速度計測手段と、 道路地図情報を記憶する記憶手段と、 前回決定された移動体の現在位置を前記方位計測手段お
よび前記距離計測手段の計測結果に基づいて、第１の仮
現在位置を決定する自立航法手段と、 前記記憶手段に記憶されている、前記第１の現在位置の
周辺範囲内の道路地図情報と少なくとも前記第１の仮現
在位置とを照合し、最も照合度の高い道路上の位置を第
２の仮現在位置とする地図照合手段と、 複数の人工衛星からの電波に基づいて移動体の現在位置
を第３の仮現在位置として求めるとともに移動体の進行
方位を計測する電波航法手段と、 前記方位計測手段により計測された第１の計測方位と、
前記電波航法手段によって計測された第２の計測方位と
を比較し、その整合度の高さを求める方位比較手段と、 該方位比較手段により求めた進行方位の整合度が一定値
よりも低い場合は、前記第２の仮現在位置に基づいて最
終的な現在位置を決定し、前記進行方位の整合度が一定
値よりも高い場合は前記第３の仮現在位置に基づいて最
終的な現在位置を決定する現在位置選択手段と、 を備えることを特徴とする航法装置。 - 【請求項３】道路上を移動する移動体上に搭載され、移
動体の現在位置を出力する航法装置であって、 移動体の進行方位を計測する方位計測手段と、 移動体の走行距離を計測する距離計測手段と、 移動体の速度を計測する速度計測手段と、 道路地図情報を記憶する記憶手段と、 前回決定された移動体の現在位置を前記方位計測手段お
よび前記距離計測手段の計測結果に基づいて、第１の仮
現在位置を決定する自立航法手段と、 前記記憶手段に記憶されている、前記第１の現在位置の
周辺範囲内の道路地図情報と少なくとも前記第１の仮現
在位置とを照合し、最も照合度の高い道路上の位置を第
２の仮現在位置とする地図照合手段と、 複数の人工衛星からの電波に基づいて移動体の現在位置
を第３の仮現在位置として求めるとともに移動体の速度
および進行方位を計測する電波航法手段と、 前記速度計測手段により計測された第１の計測速度と、
前記電波航法手段によって計測された第２の計測速度と
を比較し、その整合度の高さを求める速度比較手段と、 前記方位計測手段により計測された第１の計測方位と、
前記電波航法手段によって計測された第２の計測方位と
を比較し、その整合度の高さを求める方位比較手段と、 前記速度比較手段により求めた速度の整合度が一定値よ
り高くかつ前記方位比較手段により求めた進行方位の整
合度が一定値よりも高い場合にのみ、前記第３の仮現在
位置に基づいて最終的な現在位置を決定し、それ以外の
場合は前記第２の仮現在位置に基づいて最終的な現在位
置を決定する現在位置選択手段と、 を備えることを特徴とする航法装置。 - 【請求項４】前記現在位置選択手段は、前記第２の仮現
在位置と前記第３の仮現在位置との距離を算出し、該算
出した距離が一定値よりも小さい場合には、前記比較手
段により求めた整合度の如何によらず、前記第２の仮現
在位置を最終的な現在位置として決定することを特徴と
する請求項１、２または３記載の航法装置。 - 【請求項５】前記電波航法手段は、複数のＧＰＳ（Ｇｌ
ｏｂａｌ ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）衛星
よりの電波に基づいて移動体の第３の仮現在位置を求め
るＧＰＳ受信機を含む請求項１〜４のいずれかに記載の
航法装置。 - 【請求項６】前記地図照合手段は、前記第１の仮現在位
置に加えて前記方位計測手段により計測された進行方位
を用いて前記照合を行なう請求項１〜５のいずれかに記
載の記載の航法装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30093094A JP3483962B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 航法装置 |
| KR1019950046338A KR100191049B1 (ko) | 1994-12-05 | 1995-12-04 | 자립항법과 전파항법을 조합시킨 개량된 항법장치 |
| US08/566,632 US5740049A (en) | 1994-12-05 | 1995-12-04 | Reckoning system using self reckoning combined with radio reckoning |
| EP95119029A EP0716289B1 (en) | 1994-12-05 | 1995-12-04 | Navigation system using dead reckoning combined with radio navigation |
| DE69521109T DE69521109T2 (de) | 1994-12-05 | 1995-12-04 | Navigationssystem welches Koppelnavigation kombiniert mit Funkortung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30093094A JP3483962B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 航法装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08159786A true JPH08159786A (ja) | 1996-06-21 |
| JP3483962B2 JP3483962B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=17890834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30093094A Expired - Fee Related JP3483962B2 (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 航法装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5740049A (ja) |
| EP (1) | EP0716289B1 (ja) |
| JP (1) | JP3483962B2 (ja) |
| KR (1) | KR100191049B1 (ja) |
| DE (1) | DE69521109T2 (ja) |
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| KR100723785B1 (ko) * | 2005-04-06 | 2007-05-30 | 에스케이 텔레콤주식회사 | 네비게이션 시스템 및 네비게이션 시스템에서의 위치 보정방법 및 그 장치 |
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| KR20180050449A (ko) * | 2016-11-04 | 2018-05-15 | 현대오토에버 주식회사 | Gps 음영 지역에서 차량을 측위하는 장치 및 그 방법 |
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