JPH10253373A

JPH10253373A - ナビゲーション装置

Info

Publication number: JPH10253373A
Application number: JP5361497A
Authority: JP
Inventors: Kazutsugu Kaneko; 一嗣金子; Masaya Hashida; 雅也橋田; Yoshiaki Matsumoto; 義明松本; Motoki Ishiguro; 元基石黒
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1997-03-07
Publication date: 1998-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】高低差のある地点付近を走行中であっても、
車両が複数の道路のうちいずれの道路を走行中かを正確
に判断してナビゲーション処理が可能なナビゲーション
装置を提供する。【解決手段】車両Ｃに加わる加速度及び重力加速度等
から車両Ｃの傾斜角θを算出し、当該算出した傾斜角θ
と予め記憶されている高速道路情報等に基づいて、車両
Ｃが一般道路２６から高速道路２５へ流入したか否かを
判定してナビゲーション処理を行う。また、上記傾斜角
θと予め記憶されている立体交差点情報等に基づいて、
車両Ｃが一般道路３３から立体交差道路３０へ流入した
か否かを判定してナビゲーション処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等の移動体に
搭載され、当該移動体の移動において、その現在位置、
移動方向、移動距離等を検出してディスプレイに表示さ
れている地図上に移動体の現在位置を表示し、当該移動
体の目的地までの移動を補助するナビゲーション装置の
技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】現在、例えば、自動車、航空機、船舶等
の移動体のための測位装置として、移動体の現在位置を
含む地図上の地点に当該移動体の位置を示す位置マーク
を重畳して表示し、これに基づいて目的地までの経路誘
導を行う、いわゆるナビゲーション装置が知られてい
る。そして、これらのナビゲーション装置のうち、車両
に搭載される車両ナビゲーション装置には、大別して、
自立型ナビゲーション装置とＧＰＳ（Global Positioni
ng System）型ナビゲーション装置がある。

【０００３】ここで、前者は車両に備えられた移動距離
センサ等により車両の移動距離を求めると共に加速度セ
ンサ等により車両の加速度及び速度を算出し、当該移動
距離を基準地点に加算して現在位置を算出し、当該算出
した現在位置に基づいて、算出した速度から表示画面上
に位置マーク及び該当する地図を表示するものである。
なお、従来における上記移動距離算出処理においては、
いわゆるスピードメータ用の車速パルス信号（タイヤ一
回転毎に予め設定されたパルス数の車速パルス信号が出
力される。）を用いて当該パルス数を計数することによ
り算出するのが一般的である。

【０００４】一方、後者は、宇宙空間に打ち上げられて
いる複数個のＧＰＳ衛星からの測位電波を受信し、当該
受信結果に基づいて３次元測量法又は２次元測量法によ
り車両の現在位置（絶対位置）を算出し、当該算出した
絶対位置に基づいて表示画面上に位置マーク及び該当す
る地図を表示するものである。

【０００５】これらのうち、後者のＧＰＳを用いたナビ
ゲーション装置は、予め自車の位置を地図上に入力する
必要がなく、また現在位置の測位誤差が極めて少ないの
で高い信頼性が得られるという特長を有する。

【０００６】しかしながら、ＧＰＳを用いたナビゲーシ
ョン装置においては、高層ビルの影や、トンネル内、又
は森林の中等のように電波が届き難い物影に自車が存在
しているときは測位ができないという欠点があり、自立
測位型のナビゲーション装置においては、累積誤差や温
度変化の影響等の車体内外の要因による影響を受けやす
い等、出力されるデータは常に精度の高いものでない場
合があった。

【０００７】そこで、最近では、上記ＧＰＳと自立測位
法の双方を用い、夫々の欠点を相互に補完し合う、いわ
ゆるハイブリッド型のナビゲーション装置が一般化しつ
つある。

【０００８】ところで、近年においては、道路網の発達
に伴って複数の道路が極めて近接して存在する場合が多
いことが知られている。より具体的には、例えば、高架
化されている高速道路（自動車専用道路）の真下に一般
道路が平行して存在する場合や、立体交差において当該
立体交差の上の道路の他に、側道として当該上の道路と
平行して立体交差の下に道路が存在している場合などで
ある。

【０００９】そして、このような高低差のある複数の道
路が近接している地点を通過する車両に対しても、その
存在する道路を適切に判断して表示する必要が生じてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ナビゲーション装置においては、表示装置上に表示され
る地図が基本的に平面的な地図であるので、ナビゲーシ
ョン装置における車両の位置判断についても、平面的
な、換言すれば、車両の存在する位置を水平面内に投影
した場合の位置関係のみを判断して表示する構成が一般
的であった。

【００１１】従って、上述のような高低差のある複数の
道路が極めて近接して（場合によっては平面内において
重なって）存在しているときは、現状のナビゲーション
装置の測位精度では当該車両がいずれの道路を走行中か
を正確に判別できず、結果的に誤った誘導をしてしまう
場合があるという問題点があった。

【００１２】この問題点は、上述のように道路が複雑に
発達している今日においては、ナビゲーション処理の精
度に甚大な影響を及ぼす極めて重大な問題点である。

【００１３】そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて
なされたもので、その課題は、高低差のある地点付近を
走行中であっても、車両が複数の道路のうちいずれの道
路を走行中かを正確に判断してナビゲーション処理が可
能なナビゲーション装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、移動体の移動に伴う当
該移動体の鉛直方向の移動の有無を検出するＣＰＵ等の
検出手段と、検出された前記移動体の鉛直方向の移動の
有無に基づいて、当該移動体の鉛直方向の位置を判定す
るＣＰＵ等の判定手段と、前記判定された鉛直方向の位
置に基づいて、前記移動体の現在位置の告知を行うＣＰ
Ｕ等の告知手段と、を備える。

【００１５】請求項１に記載の発明の作用によれば、検
出手段は移動体の移動に伴う当該移動体の鉛直方向の移
動の有無を検出する。

【００１６】そして、判定手段は、検出された移動体の
鉛直方向の移動の有無に基づいて、当該移動体の鉛直方
向の位置を判定する。

【００１７】その後、告知手段は、判定された鉛直方向
の位置に基づいて、移動体の現在位置の告知を行う。

【００１８】よって、移動体の鉛直方向の移動の有無を
含めて移動体の現在位置を告知できるので、より適切に
移動体の移動状態の告知が行える。

【００１９】上記の課題を解決するために、請求項２に
記載の発明は、移動体の移動に伴う当該移動体の鉛直方
向の移動の有無を検出するＣＰＵ等の検出手段と、検出
された前記移動体の鉛直方向の移動の有無に基づいて、
当該移動体が傾斜面を移動しているか否かを判定するＣ
ＰＵ等の判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づい
て、前記移動体の現在位置の告知を行うＣＰＵ等の告知
手段と、を備える。

【００２０】請求項２に記載の発明の作用によれば、検
出手段は移動体の移動に伴う当該移動体の鉛直方向の移
動の有無を検出する。

【００２１】そして、判定手段は、検出された移動体の
鉛直方向の移動の有無に基づいて、当該移動体が傾斜面
を移動しているか否かを判定する。

【００２２】その後、告知手段は、判定手段の判定結果
に基づいて、移動体の現在位置の告知を行う。

【００２３】よって、移動体の鉛直方向の移動の有無に
基づいて判定された傾斜面の走行状態を含めて移動体の
現在位置を告知できるので、より適切に移動体の移動状
態の告知が行える。

【００２４】上記の課題を解決するために、請求項３に
記載の発明は、移動体の現在位置を認識するＣＰＵ等の
認識手段と、前記移動体が移動する地域を含む地図情報
を蓄積するディスク等の蓄積手段と、前記移動体の移動
に伴う当該移動体の鉛直方向の移動の有無を検出するＣ
ＰＵ等の検出手段と、を備え、前記認識手段は、前記検
出された鉛直方向の移動の有無と前記地図情報に基づい
て前記移動体の現在位置を認識するように構成される。

【００２５】請求項３に記載の発明の作用によれば、認
識手段は、移動体の現在位置を認識する。

【００２６】一方、蓄積手段は、移動体が移動する地域
を含む地図情報を蓄積する。

【００２７】これと並行して、検出手段は、移動体の移
動に伴う当該移動体の鉛直方向の移動の有無を検出す
る。

【００２８】このとき、認識手段は、検出された鉛直方
向の移動の有無と地図情報に基づいて移動体の現在位置
を認識する。

【００２９】よって、移動体の鉛直方向の移動の有無を
含めて地図上の移動体の現在位置を認識できるので、よ
り正確に現在位置を認識することができる。

【００３０】上記の課題を解決するために、請求項４に
記載の発明は、請求項３に記載のナビゲーション装置に
おいて、前記移動体は車両であると共に、前記地図情報
は複数の道路の高低差を示す高低差情報を少なくとも含
み、更に前記認識手段は、前記検出された車両の鉛直方
向の移動の有無と前記高低差情報を用いて、当該車両が
前記複数の道路のうちいずれの道路上を走行しているか
を認識するように構成される。

【００３１】請求項４に記載の発明の作用によれば、請
求項３に記載の発明の作用に加えて、移動体が車両であ
ると共に、地図情報が複数の道路の高低差を示す高低差
情報を少なくとも含み、更に認識手段が検出された車両
の鉛直方向の移動の有無と高低差情報を用いて当該車両
が複数の道路のうちいずれの道路上を走行しているかを
認識する。

【００３２】よって、高低差があり且つ近接した道路内
を走行中であってもより正確にその現在位置を認識する
ことができる。

【００３３】上記の課題を解決するために、請求項５に
記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の
ナビゲーション装置において、前記検出手段は、前記移
動体の移動方向に当該移動体に加わる加速度を検出する
加速度センサ、ＣＰＵ等の加速度検出手段と、前記移動
体の移動距離を検出するＣＰＵ等の移動距離検出手段
と、を有し、前記検出された移動距離に基づいて求めら
れた加速度と前記検出された加速度とに基づいて前記移
動体の鉛直方向の移動の有無を検出するように構成され
る。

【００３４】請求項５に記載の発明の作用によれば、請
求項１から４のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、検出手段における加速度検出手段は、移動体の移動
方向に当該移動体に加わる加速度を検出する。

【００３５】一方、検出手段における移動距離検出手段
は、移動体の移動距離を検出する。

【００３６】これらにより、検出された移動距離に基づ
いて求められた加速度と検出された加速度とに基づいて
移動体の鉛直方向の移動の有無を検出する。

【００３７】よって、移動体に加わる加速度と当該移動
体の速度から算出された加速度から鉛直方向の移動の有
無を検出するので、移動体の移動に伴う振動等の影響を
受けることなく、且つ簡易な構成で正確に移動の有無を
求めて鉛直方向の位置を判定することができる。

【００３８】上記の課題を解決するために、請求項６に
記載の発明は、請求項４に記載のナビゲーション装置に
おいて、前記複数の道路は、立体交差を構成する複数の
道路であると共に、前記認識手段は、前記車両が前記立
体交差における上側の前記道路を走行しているか又は下
側の前記道路を走行しているかを認識するように構成さ
れる。

【００３９】請求項６に記載の発明の作用によれば、請
求項４に記載の発明の作用に加えて、複数の道路が立体
交差を構成する複数の道路であると共に、認識手段は、
車両が立体交差における上側の道路を走行しているか又
は下側の道路を走行しているかを認識する。

【００４０】よって、立体交差内を走行中であってもよ
り正確にその現在位置を認識することができる。

【００４１】上記の課題を解決するために、請求項７に
記載の発明は、請求項４に記載のナビゲーション装置に
おいて、前記複数の道路は、高速道路と当該高速道路以
外の一般道路であると共に、前記認識手段は、前記車両
が前記高速道路と前記一般道路のいずれを走行している
かを認識するように構成される。

【００４２】請求項７に記載の発明の作用によれば、請
求項４に記載の発明の作用に加えて、複数の道路が高速
道路と一般道路であると共に、認識手段は、車両が高速
道路と一般道路のいずれを走行しているかを認識する。

【００４３】よって、高速道路と一般道路とが近接して
存在している地点であってもより正確にその現在位置を
認識することができる。

【００４４】上記の課題を解決するために、請求項８に
記載の発明は、請求項４から７のいずれか一項に記載の
ナビゲーション装置において、前記地図情報に対応する
地図を表示するディスプレイ等の表示手段と、前記表示
手段に前記移動体の現在位置を含む地図を表示すると共
に、前記認識手段により認識された現在位置を、前記表
示されている地図内の当該現在位置が対応する道路上に
表示するＣＰＵ等の表示制御手段と、を更に備える。

【００４５】請求項８に記載の発明の作用によれば、請
求項４から７のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、表示手段は地図情報に対応する地図を表示する。

【００４６】そして、表示制御手段は、表示手段に移動
体の現在位置を含む地図を表示すると共に、認識手段に
より認識された現在位置を、表示されている地図内の当
該現在位置が対応する道路上に表示する。

【００４７】よって、高低差があり且つ近接した道路内
を走行中であってもより正確にその現在位置を認識して
表示することができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】次に、本発明に好適な実施の形態
について、図面を用いて説明する。なお、以下に説明す
る実施形態は、車両に搭載されているナビゲーション装
置において当該車両の傾斜を求め、車両が走行中の道路
を判別する場合について本発明を適用した場合の実施形
態である。

【００４９】（Ｉ）構成及び概要動作始めに、本発明の実施形態にかかるナビゲーション装置
の構成及び概要動作について、図１を用いて説明する。

【００５０】図１に示すように、実施形態に係るナビゲ
ーション装置Ｓは、自車の発進又は停止並びに加速時又
は減速時における車両に実際に加わる進行方向の加速度
を検出し、加速度データを出力する加速度検出手段とし
ての一軸の加速度センサ１と、例えば、自車の方向変換
時の角速度を検出し、角速度データ及び相対方位データ
を出力する角速度センサ２と、タイヤの回転に対応して
車速パルス信号を出力する走行距離センサ３と、ＧＰＳ
衛星からの電波を受信して自車が存在する緯度及び経度
等のＧＰＳ測位データを出力すると共に、自車の進行方
向の絶対方位データを出力するＧＰＳ受信機４とを備え
ている。ここで、上記加速度センサ１として具体的に
は、静電容量型やピエゾ型等の半導体加速度センサや、
圧電素子型の加速度センサ等の種々の型式のものが用い
られる。

【００５１】更に、ナビゲーション装置Ｓは、上記加速
度センサ１、角速度センサ２、走行距離センサ３及びＧ
ＰＳ受信機４から夫々出力される、加速度データ、相対
方位データ、角速度データ、車速パルス信号、ＧＰＳ測
位データ及び絶対方位データに基づいて、ナビゲーショ
ン装置Ｓ全体の制御を行うシステムコントローラ５と、
各種データを入力するためのリモコン装置等の入力装置
１１と、地図情報を記憶した蓄積手段としてのＤＶＤ−
ＲＯＭ（DVD-Read Only Memory）ディスクＤＫ１及びＣ
ＤーＲＯＭ（Compact Disk-ROM）ディスクＤＫ２をシス
テムコントローラ５の制御の下で夫々再生するＤＶＤ−
ＲＯＭドライブ１２ａ及びＣＤ−ＲＯＭドライブ１２ｂ
と、システムコントローラ５の制御の下、各種表示デー
タを表示する表示ユニット１３と、システムコントロー
ラ５の制御の下で各種音声データを再生し、出力する音
響再生ユニット１８と、近年実用化が進んでいるＶＩＣ
Ｓ（Vehicle Information and Communication System）
に基づく渋滞情報を受信するＶＩＣＳ受信部２２とを備
えている。

【００５２】ここで、上記ＤＶＤ−ＲＯＭディスクＤＫ
１及びＣＤーＲＯＭディスクＤＫ２に記憶されている地
図情報には、例えば、立体交差点について、その位置
と、当該交差点を上を通っている道路に関する情報及び
下を通っている道路に関する情報がその上下の区別（Ａ
道路は交差点上を通っており、Ｂ道路が交差点下を通っ
ている旨の情報）と共に含まれている。更に、高速道路
と一般道路について、夫々の位置と、高速道路が一般道
路の上を通っているか又は下を通っているかの情報（例
えば、Ｃ高速道路はＤ道路の上を通っている旨の情報）
も含まれている。

【００５３】一方、システムコントローラ５は、ＧＰＳ
受信機４等の外部センサとのインターフェース動作を行
うインターフェース部６と、上記車速パルス信号におけ
るパルス数を計数することにより車両Ｃの移動距離を算
出すると共に、システムコントローラ５全体を制御する
検出手段、判定手段、告知手段、認識手段、加速度検出
手段、走行距離検出手段及び表示制御手段としてのＣＰ
Ｕ７と、システムコントローラ５を制御する制御プログ
ラム等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）８と、
入力装置１１を介して使用者により予め設定された経路
データ等の各種データを読み書き可能に格納するＲＡＭ
（Random Access Memory）９とを備えている。そして、
当該入力装置１１、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１２ａ、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭドライブ１２ｂ、表示ユニット１３、音響再
生ユニット１８及びＶＩＣＳ受信部２２とは、バスライ
ン１０を介して接続されている。また、上記各センサ等
とはインターフェース６及びバスライン１０を介して接
続されている。

【００５４】次に、表示ユニット１３は、バスライン１
０を介してＣＰＵ７から送信される制御データに基づい
て表示ユニット１３全体の制御を行うグラフィックコン
トローラ１４と、即時表示可能な画像情報を一時的に記
録するＶＲＡＭ（Video RAM）とのメモリからなるバッ
ファメモリ１５と、グラフィックコントローラ１４から
出力される画像データに基づいて、液晶、ＣＲＴ（Cath
ode Ray Tube）等の表示手段としてのディスプレイ１７
を表示制御する表示制御部１６と、を備えて構成されて
いる。

【００５５】更に、音響生成ユニット１８は、ＤＶＤ−
ＲＯＭドライブ１２ａ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１２ｂ又
はＲＡＭ９からバスライン１０を介して送信されてくる
音声ディジタルデータのＤ／Ａ変換を行うＤ／Ａコンバ
ータ１９と、Ｄ／Ａコンバータ１９から出力される音声
アナログ信号を増幅する増幅器２０と、増幅された音声
アナログ信号を音声に変換して出力するスピーカ２１と
を備えて構成されている。

【００５６】次に、概要動作について説明する。

【００５７】上述した構成のナビゲーション装置Ｓが起
動されると、システムコントローラ５は、先ずＤＶＤ−
ＲＯＭディスクＤＫ１又はＣＤーＲＯＭディスクＤＫ２
から地図情報等をアクセスするための情報と、自車位置
マーク等の表示情報等を読み出してＲＡＭ９に記憶す
る。そして、走行距離センサ３の出力（車速パルス信
号）を読み取り、読み取った出力に基づいて走行距離を
算出すると共に、当該算出した走行距離を１回微分する
ことにより速度を求める。

【００５８】次に角速度センサ２の出力を読み取り、読
み取った出力に基づいて進行方向を算出する。その後、
上記走行距離データ及び進行方向データに基づいて、自
車の現在位置の演算を行い、自車の現在位置を求める。
そして、当該求めた自車の現在位置に対応する地図情報
をＤＶＤ−ＲＯＭディスクＤＫ１又はＣＤーＲＯＭディ
スクＤＫ２から読み出してグラフィックコントローラ１
４に出力し、現在位置を含む地図をディスプレイ１７に
表示する。

【００５９】このとき、随時ＧＰＳ受信機４から出力さ
れるＧＰＳ測位データ及び上記速度データに基づいて上
記加速度センサ１及び角速度センサ２から算出される各
データの補正を行う。そして、当該各データにより位置
マークの表示位置と表示方向及び必要なときディスプレ
イ１７に表示する地図の更新を行う。

【００６０】なお、上記速度データについては、走行距
離センサ３の出力信号を用いて算出する他に、加速度セ
ンサ１の出力信号を１回積分することにより求めてもよ
い。

【００６１】（II）ナビゲーション処理次に、本実施形態に係るナビゲーション処理について、
図２乃至図６を用いて説明する。なお、図２、図４及び
図５は主としてＣＰＵ７において実行される処理を示す
フローチャートである。

【００６２】なお、以下に説明する処理の前提として、
車両は一般道路（高速道路以外の道路をいう。以下、同
じ。）を走行しているものとする。

【００６３】図２に示すように、実施形態のナビゲーシ
ョン処理においては、始めに、後ほど詳説する方法によ
り車両の傾斜角（水平面と車両の進行方向とのなす角を
いう。以下、同じ。）を求める（ステップＳ１）。

【００６４】次に、上記ＧＰＳ及び走行距離センサ３等
からの情報を用いていわゆるマップマッチング処理等を
実行し、自車の現在位置を確定する（ステップＳ２）。

【００６５】そして、上記ＤＶＤ−ＲＯＭディスクＤＫ
１又はＣＤーＲＯＭディスクＤＫ２に記録されている地
図情報内の立体交差点と高速道路の情報等を用いて、確
定した自車の現在位置及びその進行方向付近に立体交差
又は高速道路入口があるか否かが判定される（ステップ
Ｓ３）。そして自車位置の近辺に立体交差又は高速道路
入口がないときは（ステップＳ３；ＮＯ）、ステップＳ
１において算出した傾斜角を用いた処理を行わずに通常
のナビゲーション処理を継続する。

【００６６】一方、ステップＳ３の判定において、自車
位置の近辺に立体交差又は高速道路入口があるときは
（ステップＳ３；ＹＥＳ）、次に、ステップＳ１におい
て算出した傾斜角を用いたナビゲーション処理を行い
（ステップＳ４）、その後は通常のナビゲーション処理
を継続する。このステップＳ４における処理について
は、後ほど詳述する。

【００６７】次に、ステップＳ１において実行される車
両の傾斜角の測定について、図３及び図４を用いて説明
する。

【００６８】始めに、ステップＳ１において車両の傾斜
角を算出する際の原理について、図３を用いて説明す
る。

【００６９】なお、図３は、車両Ｃが傾斜角θの上り坂
ＳＰを登攀中且つ増速中である状態を示しており、当該
車両Ｃは、上述のように、その進行方向に加わる加速度
を検出する一軸の加速度センサ１を備えている。このと
き、当該加速度センサ１の検出軸（高感度方向）は車両
Ｃの進行方向と平行になっている。

【００７０】更に車両Ｃには、そのタイヤの回転に対応
して上記車速パルス信号を出力する上記走行距離センサ
３が備えられている。

【００７１】図３に示すように、増速しつつ上り坂ＳＰ
を登攀中の車両Ｃに対しては、鉛直下方向に常に重力加
速度Ｇが加わっている。今、当該重力加速度Ｇの車両Ｃ
の進行方向の成分を、図３に示すように加速度Ｇaとす
る。

【００７２】一方、車両Ｃの移動に伴う進行方向の加速
度をＧbとすると、当該加速度Ｇbは、走行距離センサ３
の出力である車速パルスから算出された走行距離を時間
で２回微分処理することにより得られる。この加速度Ｇ
bは車両Ｃに対しては図３に示す方向に作用することと
なる。

【００７３】従って、車両Ｃに搭載されている加速度セ
ンサ１により検出される加速度は、図３より加速度Ｇa
と加速度Ｇbとのベクトル的な和となる。

【００７４】ここで、上記加速度センサ１により検出さ
れる加速度をＧcとすると、Ｇc＝Ｇa＋Ｇb（ベクトル的な加算）であるから、これより、加速度Ｇaは、ベクトル的な減
算を用いて、Ｇa＝Ｇc−Ｇb となる。

【００７５】これにより、求めた加速度Ｇaと重力加速
度Ｇとを用いて、下記式（１）により傾斜角θを算出す
る。

【００７６】 θ＝ｓｉｎ^-1（｜Ｇa｜／｜Ｇ｜） …（１）そして、当該算出した傾斜角θを用いて上記ステップＳ
４に示す処理を行う。

【００７７】次に、上記ステップＳ１における傾斜角θ
の算出処理の具体例について、図４を用いて詳説する。

【００７８】図４に示すように、傾斜角θの算出処理に
おいては、始めに、走行距離センサ３からの車速パルス
信号をＣＰＵ７に入力する（ステップＳ１１）。

【００７９】次に、加速度センサ３において実際に車両
Ｃに加わっている進行方向の加速度Ｇc（図３参照）を
測定する（ステップＳ１２）。

【００８０】そして、ＣＰＵ７において、入力された車
速パルス信号から距離データを算出すると共に、当該距
離データを時間で２回微分することにより車両Ｃの進行
方向の移動に伴う加速度Ｇb（図３参照）を算出する
（ステップＳ１３）。

【００８１】次に、測定した加速度Ｇcから算出した加
速度Ｇbをベクトル的に減算することにより、重力加速
度Ｇの車両の進行方向の成分である加速度Ｇa（図３参
照）を算出する（ステップＳ１４）。

【００８２】そして、ローパスフィルタ等を用いること
により、ステップＳ１４において算出した結果から、車
両Ｃの振動に係るノイズ成分、各センサにおける過渡現
像に起因する時間遅れ並びに車両Ｃのいわゆるノッキン
グ等の影響による誤差等を除去するフィルタ処理を行う
（ステップＳ１５）。

【００８３】その後、フィルタ処理した加速度Ｇaと重
力加速度Ｇを用いて、上記式（１）により傾斜角θを算
出し出力する（ステップＳ１５）。

【００８４】なお、図４に示す傾斜角θの算出処理は、
ナビゲーション装置Ｓが動作中は所定の周期で常に実行
されているものである。

【００８５】また、車両Ｃの走行に伴う加速度Ｇbと加
速度Ｇcの変化については、後ほど実施例の欄で具体的
に説明する。

【００８６】次に、上記の処理において算出した傾斜角
θを用いて行われる実施形態のナビゲーション処理（図
２ステップＳ４）について、図５及び図６を用いて説明
する。

【００８７】始めに、一般道路から高速道路へ流入する
際の傾斜角θを用いた処理について、図５（ａ）及び図
６（ａ）を用いて説明する。

【００８８】ステップＳ３において存在が認識された高
速道路へ一般道路から流入する際に実行される処理にお
いては、始めに、ステップＳ１において算出された傾斜
角θの絶対値が予め設定された閾値θ₁以上か否かが判
定される（ステップＳ２０）。ここで、当該閾値θ
₁は、図６（ａ）に示すように、一般道路２６から上り
坂２７を通って高速道路２５に流入する際の当該上り坂
２７の一般的な斜度を考慮して設定されている閾値であ
る。

【００８９】ステップＳ２０の判定において、傾斜角θ
の絶対値が閾値θ₁以上でないときは（ステップＳ２
０；ＮＯ）、継続して平坦な一般道路２６を走行してい
るものとして、通常のマップマッチング等を用いたナビ
ゲーション処理により車両Ｃが一般道路を走行している
旨の表示を継続して行い（ステップＳ２６）、ステップ
Ｓ２７へ移行する。ステップＳ２６の表示においては、
例えば、高速道路２５と一般道路２６とが近接している
ときは、車両Ｃの位置マークが正確に一般道路２６上に
あることになる。

【００９０】一方、ステップＳ２０の判定において、傾
斜角θの絶対値が閾値θ₁以上であるときは（ステップ
Ｓ２０；ＹＥＳ）、記憶されている道路情報中の高速道
路情報に基き、一般道路２６を離れて上り坂２７を登攀
し高速道路２５へ流入したものとしてその旨をＲＡＭ９
等に一時的に記憶し（ステップＳ２１）、次に、高速道
路２５へ流入する旨の音声等によるガイド処理を行う
（ステップＳ２２）。このガイド処理においては、例え
ば、図６（ａ）に示すような音声ガイドが出力される。

【００９１】次に、通常のマップマッチング等を用いた
ナビゲーション処理により高速道路２５を走行中である
旨の表示を行う（ステップＳ２３）。ステップＳ２３の
表示においては、高速道路２５と一般道路２６とが近接
しているときは、車両Ｃの位置マークが正確に高速道路
２５上にあることになる。また、ステップＳ２３におい
ては、次のステップＳ２４以降に移行するまで車両Ｃが
高速道路２５を走行しているものと判断し、当該判断結
果を上記マップマッチング、音声案内等に反映させてナ
ビゲーション処理を継続する。

【００９２】次に、ステップＳ１において周期的に算出
されている傾斜角θの絶対値が上記閾値θ₁以上か否か
が再度判定される（ステップＳ２４）。そして、閾値θ
₁より小さいときは（ステップＳ２４；ＮＯ）、引続き
高速道路２５を走行中であるとして、次に、現在のディ
スプレイ１７上の高速道路表示を切り換える旨の信号が
入力装置１１から入力されたか否かが判定され（ステッ
プＳ２７）、切り換えるときは（ステップＳ２７；ＹＥ
Ｓ）、当該入力装置１１からの入力に対応した処理を行
い、切り換える旨の指示がないときは（ステップＳ２
７；ＮＯ）継続して高速道路２５上を走行している旨の
表示を行う（ステップＳ２３）。

【００９３】一方、ステップＳ２４の判定において、傾
斜角θの絶対値が上記閾値θ₁以上であるときは（ステ
ップＳ２４；ＹＥＳ）、記憶されている道路情報中の高
速道路情報に基き、高速道路２５を離れて一般道路へ流
入するものとして一般道路へ流入する旨の音声等による
ガイド処理を行う（ステップＳ２５）。このガイド処理
においては、例えば、ステップＳ２１において記憶した
高速道路２５への流入点からの料金等が音声ガイドとし
て出力される。

【００９４】そして、ステップＳ２５のガイド処理の後
は、一般道路を走行中であることを示す表示を行う（ス
テップＳ２６）。

【００９５】以上説明したステップＳ２０乃至Ｓ２７の
処理が繰り返されることにより、一般道路２６と高速道
路２５とが近接しているときでも、一般道路２６から高
速道路２５への流入及び高速道路２５からの流出を伴う
ナビゲーション処理を正確に実行できる。

【００９６】なお、ステップＳ２０又はＳ２４において
傾斜角θの絶対値と閾値θ₁とを比較しているので、図
６（ａ）に示すように高速道路２５が一般道路２６の上
を通っている場合だけでなく、高速道路２５が一般道路
２６の下を通っている場合であっても、図５（ａ）に示
す一連の処理を正確に行うことができる。

【００９７】更に、ステップＳ２３において、道路情報
として高速道路２５における上り車線と下り車線を区別
するための情報を付加しておけば、各センサの測位精度
を越えて上り車線と下り車線が接近している場合でも、
正確に車両Ｃの現在位置を判定して表示することができ
る。

【００９８】次に、立体交差点を走行する際における傾
斜角θを用いた処理について、図５（ｂ）及び図６
（ｂ）を用いて説明する。

【００９９】ステップＳ３において存在が認識された立
体交差点へ進入する際の処理においては、始めに、ステ
ップＳ１において算出された傾斜角θの絶対値が予め設
定された閾値θ₂以上か否かが判定される（ステップＳ
３０）。ここで、当該閾値θ₂は、図６（ｂ）に示すよ
うに、一般道路３３から立体交差道路３０に進入する際
の一般的な斜度を考慮して設定されている閾値である。

【０１００】ステップＳ３０の判定において、傾斜角θ
の絶対値が閾値θ₂以上でないときは（ステップＳ３
０；ＮＯ）、平坦な側道３１又は３２を走行しているも
のとして、通常のマップマッチング等を用いたナビゲー
ション処理により車両Ｃが側道３１又は３２を走行して
いる旨の表示を行い（ステップＳ３３）、ステップＳ３
４へ移行する。ステップＳ３３の表示においては、例え
ば、立体交差道路３０と側道３１又は３２とが近接して
いるときは、車両Ｃの位置マークが正確に側道３１又は
３２上にあることになる。また、例えば、図６（ｂ）に
示すように側道３１又は３２が立体交差下において、他
の道路と交差しているときは、当該交差点の手前で当該
交差点が接近していることが告知される。

【０１０１】一方、ステップＳ３０の判定において、傾
斜角θの絶対値が閾値θ₂以上であるときは（ステップ
Ｓ３０；ＹＥＳ）、記憶されている道路情報中の立体交
差点情報に基き、一般道路３３から登攀して立体交差道
路３０へ進入したものとして、その後通常のマップマッ
チング等を用いたナビゲーション処理により立体交差道
路３０を走行中である旨の表示を行う（ステップＳ３
１）。ステップＳ３１の表示においては、立体交差道路
３０と側道３１又は３２とが平行して近接しているとき
は、車両Ｃの位置マークが正確に立体交差道路３０上に
あることになる。更に、予め実行されるルート設定にお
いて、側道３１又は３２に進入すべきところを誤って立
体交差道路３０に進入してしまったような場合には、当
該立体交差道路３０を起点とした新たなルート設定を自
動的に実行することもできる。

【０１０２】次に、ステップＳ１において周期的に算出
されている傾斜角θの絶対値が上記閾値θ₂以上か否か
が再度判定される（ステップＳ３２）。そして、閾値θ
₂より小さいときは（ステップＳ３２；ＮＯ）、引続き
立体交差道路３０を走行中であるとして、次に、現在の
ディスプレイ１７上の道路表示を切り換える旨の信号が
入力装置１１から入力されたか否かが判定され（ステッ
プＳ３４）、切り換えるときは（ステップＳ３４；ＹＥ
Ｓ）、当該入力装置１１からの入力に対応した処理を行
い、切り換える旨の指示がないときは（ステップＳ３
４；ＮＯ）継続して立体交差道路３０上を走行している
旨の表示を行う（ステップＳ３１）。

【０１０３】一方、ステップＳ３２の判定において、傾
斜角θの絶対値が上記閾値θ₂以上であるときは（ステ
ップＳ３２；ＹＥＳ）、記憶されている道路情報中の立
体交差点情報に基き、立体交差道路３０から再度一般道
路３３へ進入するものとして一般道路３３を走行する旨
の表示を行い（ステップＳ３５）、以後通常のナビゲー
ション処理を行う。

【０１０４】以上説明したステップＳ３０乃至Ｓ３５の
処理が繰り返されることにより、立体交差道路３０と側
道３１又は３２とが平行に近接しているときでもナビゲ
ーション処理を正確に実行できる。

【０１０５】なお、ステップＳ３０又はＳ３２において
傾斜角θの絶対値と閾値θ₁とを比較しているので、図
６（ｂ）に示すように立体交差道路３０が側道３１又は
３２の上を通っている場合だけでなく、立体交差道路３
０が側道３１又は３２の下を通っている場合であって
も、図５（ｂ）に示す一連の処理を正確に行うことがで
きる。

【０１０６】

【実施例】次に、実際の車両Ｃの移動に伴って、上記加
速度Ｇcと加速度Ｇbがどのように変化するかについての
車両の走行実験の結果を図７及び図８を用いて説明す
る。なお、図７は車両Ｃの移動に伴う加速度Ｇcと加速
度Ｇbの変化の具体的な値を示したものであり、黒菱形
が加速度Ｇcに相当し、黒四角が加速度Ｇbに相当する。
また、図８は加速度Ｇcから加速度Ｇbを減算した差分の
車両Ｃの移動に伴う変化を示したのものであり、黒菱形
がその差分に相当し、黒四角がスムージング処理を施し
た後の差分に相当する。更に、図７及び図８において、
加速度が負のときが増速中に相当し、正のときが減速中
に相当する。

【０１０７】なお、図７及び図８における加速度の正負
と増速又は減速との関係については、加速度センサ１の
取り付け方向（感度軸方向）を車両Ｃの進行方向に対し
て１８０度回転させた場合には逆転する。すなわち、加
速度センサ１の感度軸方向を車両Ｃの進行方向に対して
１８０度回転させた場合には、加速度が正のときが増速
中に相当し、負のときが減速中に相当することとなる。

【０１０８】図７及び図８に示すように、車両が水平面
内の走行、すなわち平地走行しているときは、加速度Ｇ
cと加速度Ｇbとの差はほとんどない。

【０１０９】ところが、上り坂（時間８０カウント乃至
１１０カウント）になると、加速度Ｇcが加速度Ｇbより
も小さい値となり、この場合は、重力加速度Ｇの車両Ｃ
の進行方向の成分Ｇaが車両Ｃの反対方向に加わってい
ることを示している。

【０１１０】一方、下り坂（時間１５５カウント乃至２
００カウント）になると、加速度Ｇcが加速度Ｇbよりも
大きい値となり、この場合は、重力加速度Ｇの車両Ｃの
進行方向の成分Ｇaが車両Ｃの進行方向と同じ方向に加
わっていることを示している。

【０１１１】本実施形態においては、実際には図８の黒
四角で締めされるスムージング処理（図４ステップＳ１
５に相当）後の値を用いて傾斜角θが算出され、これに
より車両Ｃの移動距離が補正されてディスプレイ１７上
に表示されることとなる。

【０１１２】以上説明したように、ナビゲーション装置
Ｓの処理によれば、車両Ｃの鉛直方向の移動の有無（す
なわち、傾斜地を移動しているか否か）を含めて現在位
置を表示できるので、より適切に車両Ｃの移動状態の表
示が行える。

【０１１３】また、車両の鉛直方向の移動の有無を含め
てディスプレイ１７に表示されている地図上の現在位置
を認識できるので、より正確に現在位置を認識すること
ができる。

【０１１４】更にまた、高低差があり且つ近接した道路
内を走行中であってもより正確にその現在位置を認識す
ることができる。

【０１１５】また、車両に加わる加速度Ｇcと当該車両
の移動距離から算出された加速度Ｇbから鉛直方向の移
動の有無を検出するので、車両Ｃの移動に伴う振動等の
影響を受けることなく、且つ簡易な構成で正確に移動の
有無を求めて鉛直方向の位置を判定することができる。

【０１１６】更に、車両Ｃが立体交差における上側の道
路を走行しているか又は下側の道路を走行しているかを
認識できるので、立体交差内を走行中であってもより正
確にその現在位置を認識することができ、より精度の高
いナビゲーション処理を行うことができる。

【０１１７】また、車両Ｃが高速道路２５と一般道路２
６のいずれを走行しているかを認識するので、高速道路
２５と一般道路２６とが近接して存在している地点であ
ってもより正確にその現在位置を認識することができ、
より精度の高いナビゲーション処理を行うことができ
る。

【０１１８】なお、上述の実施形態においては、加速度
Ｇcと加速度Ｇbとを比較して傾斜角θを算出したが、こ
れに限らず、加速度Ｇcを１回時間で積分することによ
り速度を求め、求められた速度と、走行距離センサ３か
らの距離データを１回微分して算出した速度とを比較し
て傾斜角θを算出してもよい。

【０１１９】また、加速度Ｇcを２回時間で積分するこ
とにより移動距離を求め、求められた移動距離と上記距
離データとを比較して傾斜角θを算出してもよい。

【０１２０】更にまた、上述の実施形態においては、加
速度Ｇcと加速度Ｇbを用いて傾斜角θを具体的に算出し
た実施形態を説明したが、上述の説明から明らかなよう
に、加速度Ｇcと加速度Ｇbとの間の大小関係さえ判れ
ば、具体的な傾斜角θは判らなくても少なくとも車両Ｃ
が上り坂又は下り坂にいることは判り車両Ｃの鉛直方向
の移動の有無が判る。従って、車両Ｃが上り坂又は下り
坂にいることのみを判定し、更に道路情報中の上記立体
交差に関する情報や高速道路２５と一般道路２６の上下
関係に関する情報を用いることにより、ディスプレイ１
７の表示画面上の位置マークを本来当該車両Ｃが存在す
べき道路上に移動させて表示する等の処理を行うことも
できる。

【０１２１】更に、図２、図４及び図５に示すフローチ
ャートに対応するプログラムを、上記ＤＶＤ−ＲＯＭデ
ィスクＤＫ１又はＣＤ−ＲＯＭディスクＤＫ２に予め記
憶させており、当該傾斜角θを用いた処理を行うときに
読み出して実行するように構成することもできる。この
場合には、ＲＯＭ８の容量を低減することができること
となる。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、移動体の鉛直方向の移動の有無を含めて
移動体の現在位置を告知できるので、より適切に移動体
の移動状態の告知が行える。

【０１２３】従って、より精度の高いナビゲーション処
理を行うことができる。

【０１２４】請求項２に記載の発明によれば、移動体の
鉛直方向の移動の有無に基づいて判定された傾斜面の走
行状態を含めて移動体の現在位置を告知できるので、よ
り適切に移動体の移動状態の告知が行える。

【０１２５】従って、より精度の高いナビゲーション処
理を行うことができる。

【０１２６】請求項３に記載の発明によれば、移動体の
鉛直方向の移動の有無を含めて地図上の移動体の現在位
置を認識できるので、より正確に現在位置を認識するこ
とができる。

【０１２７】従って、より精度の高いナビゲーション処
理を行うことができる。

【０１２８】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明の効果に加えて、移動体が車両であると共
に、地図情報が複数の道路の高低差を示す高低差情報を
少なくとも含み、更に認識手段が検出された車両の鉛直
方向の移動の有無と高低差情報を用いて当該車両が複数
の道路のうちいずれの道路上を走行しているかを認識す
る。

【０１２９】従って、高低差があり且つ近接した道路内
を走行中であってもより正確にその現在位置を認識する
ことができる。

【０１３０】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
から４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、移
動体に加わる加速度と当該移動体の速度から算出された
加速度から鉛直方向の移動の有無を検出するので、移動
体の移動に伴う振動等の影響を受けることなく、且つ簡
易な構成で正確に移動の有無を求めて鉛直方向の位置を
判定することができる。

【０１３１】請求項６に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明の効果に加えて、複数の道路が立体交差を
構成する複数の道路であると共に、認識手段は、車両が
立体交差における上側の道路を走行しているか又は下側
の道路を走行しているかを認識する。

【０１３２】よって、立体交差内を走行中であってもよ
り正確にその現在位置を認識することができ、より精度
の高いナビゲーション処理を行うことができる。

【０１３３】請求項７に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明の効果に加えて、複数の道路が高速道路と
一般道路であると共に、認識手段は、車両が高速道路と
一般道路のいずれを走行しているかを認識する。

【０１３４】よって、高速道路と一般道路とが近接して
存在している地点であってもより正確にその現在位置を
認識することができ、より精度の高いナビゲーション処
理を行うことができる。

【０１３５】請求項８に記載の発明によれば、請求項４
から７のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、高
低差があり且つ近接した道路内を走行中であってもより
正確にその現在位置を認識して表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のナビゲーション装置の概要構成を示
すブロック図である。

【図２】実施形態のナビゲーション処理を示すフローチ
ャートである。

【図３】傾斜角算出の原理を示す図である。

【図４】傾斜角算出処理を示すフローチャートである。

【図５】ナビゲーション処理の細部を示すフローチャー
トであり、（ａ）は高速道路又は一般道路を走行する際
の処理を示すフローチャートであり、（ｂ）は立体交差
点道路又は側道を走行する際の処理を示すフローチャー
トである。

【図６】ナビゲーション処理の概念を示す説明図であ
り、（ａ）は高速道路又は一般道路を走行する際の概念
を示す説明図であり、（ｂ）は立体交差点道路又は側道
を走行する際の概念を示す説明図である。

【図７】車両の移動に伴う加速度の変化を示す実験結果
（Ｉ）を示す図である。

【図８】車両の移動に伴う加速度の変化を示す実験結果
（II）を示す図である。

【符号の説明】

１…加速度センサ２…角速度センサ３…走行距離センサ４…ＧＰＳ受信機５…システムコントローラ６…インターフェース７…ＣＰＵ８…ＲＯＭ９…ＲＡＭ１０…バスライン１１…入力装置１２ａ…ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１２ｂ…ＣＤ−ＲＯＭドライブ１３…表示ユニット１４…グラフィックコントローラ１５…バッファメモリ１６…表示制御部１７…ディスプレイ１８…音響再生ユニット１９…Ｄ／Ａコンバータ２０…増幅器２１…スピーカ２２…ＶＩＣＳ受信部２５…高速道路２６、３３…一般道路３０…立体交差道路３１、３２…側道Ｓ…ナビゲーション装置ＤＫ１…ＤＶＤ−ＲＯＭＤＫ２…ＣＤ−ＲＯＭＣ…車両２７、ＳＰ…上り坂Ｇa、Ｇb…加速度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石黒元基埼玉県川越市大字山田字西町25番地１パイオニア株式会社川越工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体の移動に伴う当該移動体の鉛直方
向の移動の有無を検出する検出手段と、検出された前記移動体の鉛直方向の移動の有無に基づい
て、当該移動体の鉛直方向の位置を判定する判定手段
と、前記判定された鉛直方向の位置に基づいて、前記移動体
の現在位置の告知を行う告知手段と、を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】移動体の移動に伴う当該移動体の鉛直方
向の移動の有無を検出する検出手段と、検出された前記移動体の鉛直方向の移動の有無に基づい
て、当該移動体が傾斜面を移動しているか否かを判定す
る判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記移動体の現在
位置の告知を行う告知手段と、を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】移動体の現在位置を認識する認識手段
と、前記移動体が移動する地域を含む地図情報を蓄積する蓄
積手段と、前記移動体の移動に伴う当該移動体の鉛直方向の移動の
有無を検出する検出手段と、を備え、前記認識手段は、前記検出された鉛直方向の移動の有無
と前記地図情報に基づいて前記移動体の現在位置を認識
することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項４】請求項３に記載のナビゲーション装置に
おいて、前記移動体は車両であると共に、前記地図情報は複数の道路の高低差を示す高低差情報を
少なくとも含み、更に前記認識手段は、前記検出された車両の鉛直方向の
移動の有無と前記高低差情報を用いて、当該車両が前記
複数の道路のうちいずれの道路上を走行しているかを認
識することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項５】請求項１から４のいずれか一項に記載の
ナビゲーション装置において、前記検出手段は、前記移動体の移動方向に当該移動体に加わる加速度を検
出する加速度検出手段と、前記移動体の移動距離を検出する移動距離検出手段と、
を有し、前記検出された移動距離に基づいて求められた加速度と
前記検出された加速度とに基づいて前記移動体の鉛直方
向の移動の有無を検出することを特徴とするナビゲーシ
ョン装置。
【請求項６】請求項４に記載のナビゲーション装置に
おいて、前記複数の道路は、立体交差を構成する複数の道路であ
ると共に、前記認識手段は、前記車両が前記立体交差における上側
の前記道路を走行しているか又は下側の前記道路を走行
しているかを認識することを特徴とするナビゲーション
装置。
【請求項７】請求項４に記載のナビゲーション装置に
おいて、前記複数の道路は、高速道路と当該高速道路以外の一般
道路であると共に、前記認識手段は、前記車両が前記高速道路と前記一般道
路のいずれを走行しているかを認識することを特徴とす
るナビゲーション装置。
【請求項８】請求項４から７のいずれか一項に記載の
ナビゲーション装置において、前記地図情報に対応する地図を表示する表示手段と、前記表示手段に前記移動体の現在位置を含む地図を表示
すると共に、前記認識手段により認識された現在位置
を、前記表示されている地図内の当該現在位置が対応す
る道路上に表示する表示制御手段と、を更に備えることを特徴とするナビゲーション装置。