JPS5887412A - 道路走行表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車に搭載され地図上の道路に沿ってスポ
ット光により走行中の現在位置を刻々表示することがで
きる道路走行表示装置に関する。

従来束として航空機や船舶等全対象として用いられてき
た航行中の自己の現在位置を計器や表示°面上に表示し
うる機能金有する航法用装ｒＩｔが、最近は自動車にお
いても走行補助用の装置として用いられるようになって
きた。該装置の使用によシ、自動車の運転者は不馴れな
地域や或いは混雑した市街地においても常に自己の現在
位置を確認できるのて迅速かつ経済的な運行が可能とな
り極めて便利である。但し現在上記の走行補助装置とし
て発表されているものは、主として走行距離計から得ら
れる走行距離データと、磁気コン・ぐスその信地磁気を
基準とする方位計から得られる方位のデータとを計算器
に加え、出発時からの走行距離と刻々の走行方位とによ
って現在位置を算出して表示する方式の装置か、または
方位計の代りにレートノヤイロ、加速度計等の慣性を検
知する機器によって走行中の方位全検知し上記の走行距
離データと併せて現在位置全算出する方式の装置等が多
い。しかるに自動車の走行距離計は車軸の回転数を基準
としているため比較的正確な距離データが得られるが、
方位のデータについては例えば磁気コンパスやホール素
子等によって地磁気の方位を検知する方式のものでは、
自動車の車体及び搭載品に強磁性体のものが多いからそ
れらによる磁場歪みのために誤差が大きぐなシ高い精度
を得ることが困難である。またジャイロや加速度計等の
慣性機器を使用すれば高い精度は得られるが、一方価格
も高くなり一般の自動車用としては経済上から適用が難
しくなる。そして何れの方式の装置においても、使用時
間とともに必ず誤差が累積して表示された位置と実際の
位置との間にずれが生じてくることは避けられず、その
ため錯綜した道路上や長距離走行時等では全く役に立た
なくなりそれ全補正する手段を講する必要があるなど実
用上には幾つかの欠点があった。

本発明は従来の各装置における上述の諸欠点を解決する
ためのものであって、地図に記載された走行すべき道路
全基準として該道路に追従しつつ自動車の現在位置を刻
々道路上に表示し、かつ分岐道等においても方位計の方
位変化信号を利用して正しい道に追従し、一方道路周辺
の目標物や上記分岐道等全利用して容易に表示位置と実
際の位置全一致するよう如補正することができるので、
特に精度の低い方位計全使用しても実用上十分高い精度
で現在位置を表示しうる５自動車用の走行位置表示装置
を提供することを目的とする。

以下図面を参照しつつ本発明の一実施例について詳細に
説明する。第１図は本発明にかかる道路走行表示装置（
以下本装置という）の構造を模式的に示したものであシ
、第２図は本装置の機能説明のためのブロック図である
。第１図において１は道路１１等を印刷した地図であっ
て該地図１は本体２の上部に増付けられた透明板２１゛
上に置かれる。本体２の凹室２２内には駆動機構によっ
て駆動される検出センサ３が装着され、更に本体２内部
には必要な計算器等の回路を収容し外部には装置の各抛
設定及び調整用のメイッチ及びつまみ類と、外部ケーブ
ル接続用のソケットヲ備える。

４は地磁気方位測定のための方位計であってケーブル４
１によって上記本体２に接続され、また指示器４２もケ
ーブル４１′によって同じく本体２に接続される。また
５は自動車の走行距離計に連結された走行距離信号発生
器であってケーブル５１によって同じく本体２に接続さ
れている。次に車装Ｓの各部の構造並びに機能について
説明する。地図１は道路１１、目標物１２等が印刷され
た一般市販品であるが但し裏面が無地であって該裏面の
道路１１に相当する部分には暗色の塗色が施しである。

この塗色は予め印刷しておいても又は必要な個所のみそ
の都度塗色するようにしてもよい。

検出センサ３の駆動機構は、本体２の凹室２２の一方の
対向する両側面に沿って設置された一対のＸ軸杆２３と
、Ｘ軸杆にて両端を支えられＸ軸杆と平行な方向即ちＸ
軸方向に移動することができる移動梁２４、及び移動梁
２４と一体をなすＸ軸杆２５等からなる。一対のＸ軸杆
２３のうちの一方にはねじ溝が削設されており、また移
動梁２４には該ねじ溝と螺合する雌ねじ部（図示せず）
が設けであるから、上記一方のＸ軸杆が該軸杆に連結さ
れたＸ軸駆動モータ（第１図には図示せず）によって回
転すると、その回転数に比例した量だけ移動梁２４はＸ
軸方向に移動することとなる。なおその場合の移動方向
はモータの回転方向によってきまることは云うまでもな
い。移動梁２４にはその長尺方向即ちＹ軸方向にＸ軸杆
２５が回転自在に増付けられ、該Ｘ軸杆２５には前記の
一方のＸ軸杆２３と同じくねじ溝が削設されている。更
に移動梁２４には、その上面に検出センサ３全固定した
検出センサ固定台２６が該移動梁の長尺方向に摺動自在
に申付けてあり、該固定台２６には上記のＸ軸杆のねじ
溝と螺合する雌ねじ部２７が一体に設けであるから、Ｘ
軸杆２５が移動梁２４に取付けられているＸ軸駆動モー
タ（第１図では図示せず）によって回転すると、上記Ｘ
軸杆２３と同様の作用によシ上記固定台２６はＹ軸方向
に移動しうる。即ちＸ軸、駆動モータとＹ＃ｌ駆動モー
タとが回転することにより固定台２６従って検出センサ
３は凹室２２内で平面上の任意の位置をとることができ
る。本体２の凹室２２全体を覆うようにガラス又はプラ
スチック製の透明板２１が取付けられ、地図１がその裏
面を透明板２１側にして装着される。一方、検出センサ
３は小型電球、発光ダイオード等の発光体と集光レンズ
とを収めた発光部３１．８：フォトダイオード等の受光
体を収めた受光部３２とからなっておシ、上記透明板２
１の下面に位置するから発光部３１から投射されるスポ
ット光は透明板２１を透過し地図１の裏面を照明する。

そして該照明光の一部は裏面で反射して受光部３２に入
射し電気信号に変換され、また一部は地図１を透過して
表面側からスポットの位置を地図上で十分視認すること
ができる。そしてスポットは検出センサ３とともに動く
から、後述のごとく検出センサ３の移動により刻々自動
車の現在位置を地図の道路上にて確認できることとなる
。

次に方位計４は第２図に示すように検知器４３、“°増
巾器４４、計算器４５及び指示器４２等からなシ、２個
のホール素子４３ａ及び４３ｂをその軸が互いに直交す
るように固定して検知器４３とし、地磁気によって上記
各ホール素子に発生する電圧出力を増巾器４４にて別々
に増巾したのち計算器４５に加えて地磁気Ｂの方位と車
体の軸線Ｆとなす角即ち自動車の走行方向の方位角に比
例する電気的出力を得る構造となっている。いま上記方
位角をθとした場合、一方のホール素子４３ａに発生す
る電圧はＢ−θに比例し他方のホール素子４３ｂに発生
する電圧はＢ■θに比例するから計算器４５により　Ｂ
ｓ１ｎθ／　　Ｂｓ１ｎ　　＋Ｂｃｏｓ　　＝Ｚを得て
これから　θ−５ｉｎ−’　Ｚによって自動車の方位角
θが求められることは知られている。とのｓＩｎ’Ｚ’
に指示器４２に加えれば直ちにθが表示できるが、本発
明では５ｉｎ−’Ｚの信号全走行方向の変化量の検知用
としても使用するのでまず後出のデータ処理計算部６の
一部である入力制御回路６１に加えられ、該回路内にお
いてｓｉｎ　’　Ｚ即ちθ信号は微分や平均化その他の
処理を受ける。即ち自動車が走行中にその走行方向を変
えれば当然車体の方位角θが変化するが、その変化率Δ
θがある値以上に大きいときは外部からの磁気障害とみ
なして力、トシ、またある時間巾で平均化すれば通常運
転上の動きは消去される。しかし分岐道等で新しい道に
入るために大きく方向を変えるようなときは変化の方向
が一定でかつ変化量が大きくその持続時間が長いので、
その場合は変化の方向によす決る極性を有する方向変化
信号θ１が発生し次の計算器６２に送られる。なお方向
変化信号θ”はθの″変化によ多発生するものでθ即ち
方位計の指示精度そのものには　　１関係がないから、
必ずしも十分な磁場歪補正機能を備えた精度の高い高価
な方位計を使用する必要はない。次に走行距離信号発生
器５は、自動車の固有装備品である走行距離計７１と連
動するよう　　　」に取付けられておシ、車輪７０の回
転数によって　　１換算される自動車の走行距離に比例
する信号を発生し該走行距離信号も入力制御回路６１に
加え゛ら　　０れる。入力制御回路６１には上記走行距
離信号のほか前記の方位変化信号θ１並びに後出の各種
設定　　１及び調整器からの信号が加わシそれぞれ処理
されて次の計算器６２に送られる。−力検出センサ３の
発光部３１から投射されたスポット光は地図１の裏面に
当って一部は表面に透過するが一部は反射されて受光部
３２に入射する。然るに道路１１の部分は裏面を暗色に
塗色しであるためスポットが完全区道路内にあるときは
反射光が最も少なく従って受光部３２からの出力も最も
小さいが、逆に完全に道路外にあるときは反射光は多く
なり出力も大となる。そしてスポッートの一部が道路外
に出たときはその反射光従って出力も上記例の中間の値
となる。この受光部３２からの反射光信号はアナログ・
ディノタル変換器６３でｆイノタル化されたのち計算器
６２に送られる。計算器６２は板上のごとき各信号を合
成及び処理してＸ方向及′Ｊ：Ｙ方向の制御信号に変換
し次のモータ制御回路６４に送る。モータ制御回路６４
からの出力信号でよってＸ＠駆動モータ２８及びＹ軸駆
動モータ２９がそれぞれ駆動されるが、各モータの軸は
前１己の通り検出センサ取付台２６の駆動機構であるに
軸杆２３及びＹ軸杆２５に連結しているので、Ｘ軸及び
Ｙ軸駆動モータによって検出センサ３が本体２の凹室２
２内で任意の位置に動くことができる。そして検出セン
サ３は、自動車の走行により走行距離信号発生器５から
発生する走行距離信号によって走行距離に比、例した量
だけ駆動されるが、その移動方向は検出センサ３の出力
及び前記の方向変化信号θ１とによって調整される。即
ち検出センサ３からのスポット光が地図１の道路１１内
にあってその反射光出力が小さいときは駆動機構は検出
センサ３を走行距離信号に応じて一定方向に駆動してゆ
くが、道の曲がシ等によシスポットの一部が道路外に出
ると前記のごとく反射光出力がやや増加する。すると計
算器６．２からのＸ及びＹ方向制御信号が変化し反射光
出力が再び小さくなるように、即ちスポットが道路ｌｌ
内に戻るように検出センサ３を駆動しスポ、）は再び道
路内を自動車の走行距離に比例する量で移動してゆく。

そして分岐道又は交叉点等において新しい道に入るため
に自動車の走行方向が大きく変わる場合においては、前
記のごとく走行方位θの変化による方向変化信号θ“が
発生し計算器６２に加えられる。するとθ４の極性によ
って検出センサ３の移動方向が変わり自動車の曲がった
方向に動きその結果スポットが新しい道に一致して再び
追従を開始する。このように方向変化信号θ＊全付加す
ることにより、スポットが誤った道を追従することなく
確実に新しい道に一致させることが可能となる。

上記の各回路のうちデータ処理計算器６を構成する入力
制御回路６１．計算器６２、アナログ・ディノタル変換
器６３、モータ制御回路６４は本体２０箱体内に収めら
れるが、更に本体２の外部にはスタートスイアチア０、
リセットスイッチア１、調整スイッチ７２、地図縮尺設
定スイッチ７３、Ｘ軸調整つまみ７４、Ｙ軸調整つまみ
７５、電源スイ、チア６が配列され、更に各ケーブル接
続用のソケットが増付けられておシそれぞれ本体２内の
各回路と機能的に接続されている。次に上記各スイッチ
及びつまみ類の機能と本装置の作動について説明する。

（第１図参照）。先ず道路走行に先立って使用する地図
１ｉ本体２の透明板２１上に装着し該地図の縮尺によっ
て地図縮尺設定スイッチ７３を設定する。電源スィッチ
７６を入れると各部は作動を開始し発光部３１からスポ
ットが投射される。次にリセットスイッチ７１を入れる
と次の調整つまみによる入力を除く他のすべての入力は
零に復帰する。そこでＸ軸調整つまみ７４及びｙ＠調整
つまみ７５全調整すると、モータ制御回路６４が働きＸ
軸駆動モータ２８とＹ軸駆動モータ２９が回転して検出
センサ３を任意の位置に移動させることができるので、
スポットの位置を地図１の道路上の現在地即ち出発点に
おく。そしてスタートスイッチ７０を入れ自動車が走行
を開始すると走行距離信号及び方位信号が印加されて検
出センサ３は動き出し、爾後受光部３２からのスポット
反射光信号の強弱によって道路内を追従しつつ移動して
ゆく機能は前記の説明の通シである。本装置においても
長時間作動による累積誤差は多少発生しスポット位置が
現在位置から次第にずれることがある。その場合は調整
スイッチ７２を入れることによシ検出センサ３の追跡動
作とは別にＸ軸調整つまみ７４及びＹ軸調整つまみ７５
によって検出センサを独立して動かすことができるから
、例えば道路周辺の明瞭な目標物を基準として自動車の
現在位置全確認し容易にスポットの位置を正しい点に調
整することができる。そして調整後調整スイッチ７２を
切っておけばＸ軸及びＹ軸各調整つまみは回路から切シ
離されるので誤って動かすことがあっても追従動作に影
響はない。

上記の調整は目標物の無い場合には前記の分岐点等で自
動車の走行方向が大きく変わるような場所においても行
いうることは云うまでもなく、この調整によりスポット
の位置を走行中常に正しい位置に保持することができる
。また方位計４は単に走行方向の変更による方位の変化
のみを検知すればよいので前記のごとく特に複雑な磁気
歪の修正装置等は不要であり、従って指示器４２は必ず
しも装備する必要はなくその場合はそれだけ安価となる
。なお上述の実施例においては検出センサから投射され
るスポットは１個であって該スポットの反射光の強弱に
て道路の追跡動作を制御しているが、このスボ、トヲ複
数とし従って受光部及び爾後の回路も複数として各スポ
ットからの反射光の強弱のバランスを比較するような方
式とすればスポットによる道路の追従動作を更に確実に
することもできる。その他車発明の趣旨を逸脱しない範
囲において各種の変形が可能であることは云う迄もない
。

本発明は、上述の如く自動車の走行距離信号によって検
出センサを移動させつつスポット光の道路部外と他の部
分とからの反射光の強弱によって常にスポットが道路内
にあるように検出センサを駆動して道路追従を行い、分
岐道等で走行方向が大きく変わるときは方位計からの方
位信号の変化によシ得られる方位変化信号によって検出
セ／す全自動車の走行方向と同じ方向に駆動して誤シな
く道路追従が行いつるようにするとともに、地図に記入
された目標物或いは前記分岐道等を基準としてＸ軸又は
Ｘ軸調整つまみによって追従動作と併行してスポット位
置を正しい現在位置に容易に移動させるように調整する
ことができるので常に地図上で正確に現在位置全確認で
き、特に方位計としては精度の高いものや複雑な磁気歪
修正装置等は必要としない等安価に構成できる装置であ
りながら自動車による錯綜した地域や長距離の走行に当
って極めて有効であるというすぐれた特徴と有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の道路走行表示装置の構造を模式的に示
したもので、第２図は同じくブロック図である− １・・・地図、２・・・本体、３・・・検出センサ、４
・・・方位計、５・・・走行距離信号発生器、６・・・
データ処理計算部、１１・・・道路、２８・・・Ｘ軸調
整つまみ、２９・・・Ｘ軸調整つまみ。 代理人　　弁理士　Ｊ＼　川　大次部 第１回 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　スポット光を地図に投射し該スポット光の反射光全
   受光して電気信号に変換する機能を有する検出センサと
   、該検出センサをＸ方向及びＹ方向に駆動する駆動機構
   と、自動車の走行距離に比例する信号を発生する走行距
   離信号発生器と、自動車走行方向の方位に相当する信号
   を発生する地磁気方位計と、データ処理計算部及びＸ軸
   調整つまみ、Ｙ軸調整つまみ等を備え、上記検出センサ
   を走行距離に比・例した量だけ移動させるとともに自動
   車走行方向の変化によ）発生する方位変化信号に応じて
   前記検出センサ全自動車の走行変化方向と同じ方向に駆
   動し、更に上記Ｘ軸調整つまみ及びＹ軸１１ｉ１！！つ
   まみとによって検出センサを前記移動中に任意の位置に
   移動させることが可能である機能を有することを特徴と
   する道路走行表示装置。