JPS6049914B2 - 車両用走行誘導装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両の進行方向と速度に基づいて車両の位置
を演算し、車両の位置を地図表示画面上に表示したり、
目的地までの距離もしくは方向を表示するようにして車
両用走行誘導装置に関する。

従来、この種の走行誘導装置としては、例えば、第１図
に示すように、磁気コンパス１で車両の進行方向θを検
出すると共に、速度センサ２で検出した車速りから走行
距離Ｓを求め、演算器３により：ニエ｛■：’■：：’
＄） ・・・・・・の演算を行なつて、設定器４で設定
している出発点の座標（ｘｏ、ｙｏ）を基準として車両
の位置（ｘ、ｙ）を求め、この演算位置座標（ｘ、ｙ）
に基づいて表示器５の地図画面上に車両の位置を輝点で
表わすようにしている。

この表示器５としては、例えば第２図のような地図表示
画面上に出発点Ａ及び目的地Ｃをマーカ表示しており、
上記の演算器３で演算した車両の現在位置Ｂを、車両の
走行に応じて時々刻々表示し、併せて、第３図に示す表
示パネルに、例えば、現在位置Ｂから目的地までの直線
距離及び目的地の方向に表示するようにし、目的地まで
の運転が容易にできるようにしている。第４図は前記第
（１）式による車両の位置Ａの演算と、現在位置Ａにお
ける目的地Ｃまでの距離ＳＬ及び方向αの説明を、表示
画面のｑ座標で表わしたもので、第（１）式の演算は、
出発点Ａの座標（ｘｏ、ｙ、）に、車速Ｖから求められ
た所定距離ΔＳ毎のＸ成分、ｙ成分を累積加算して加え
ることで車両位置の座標（ｘ、ｙ）を求めており、また
、現在位置Ｅから目的地Ｃまでの距離ＳＬは、目標地Ｃ
の座標を（ｘｃ、ｙｃ）とすると、５Ｌ＝（ｘｃ−ｘ）
２＋（ｙｃ−ｙ）２・・・（２）で判り、また、目的地
Ｃの方向αは、車両の進行方向θを真東（ｘ軸）を基準
に左回りに角度θを取つていたとすると、α＝θ−ｔａ
ｎ−１ｙＣ−ｙ・・・ （３）として、それぞれ検出す
るようにしている。

ところで、上記のように、車両の位置を表示する表示器
５の地図平面的にみた水平距離を表わしているものであ
り、路面が全て水平の場合には、演算位置と実際の位置
をの間に誤差を生じないが、一般に、路面は勾配をもつ
ことが多いので、地図上の走行距離との間には、誤差を
生ずるようになる。すなわち、第５図に示すように、出
発点Ａの座標を（ＸＯ，ｙＯ，ｚＯ）とし、Ａ点から勾
配のある路面を微少距離ΔＳだけ走行したＤ点の座標（
Ｘ，ｙ，ｚ）とし、車両の進行方向がθであつてすると
、第１図の装置では、路面に沿つた実際の走行距離ΔＳ
を検出しているので、ΔＳは、となり、前記第（１）式
で演算する車両の位置（Ｘ，ｙ）は、となる。

しかし、地図上での走行距離ΔＳ″は路面の勾配による
ｚ成分が含まれないので、ΔＳ″は、となる。

従つて、車両がΔＳだけ走行したときの地図上での誤差
の割合εは、となる。

ここで第５図に示したＡ点からＤ点を見た路面の勾配を
βＤｅｇ．としてＸ，ｙ，ｚの座標位置を表すと、とな
り、第（７）式に代人すると、 となる。

そこで、勾配６％の坂道を１００軸進んだ場合を例にと
ると、となり、勾配６％の坂道を１０―登つたときには
、−実際より約１８７ＴＬ．多く移動した車両の位置を
表示するようになる。

従つて、従来の走行誘導装置では、上記のような路面の
勾配による誤差を含んだ位置が表示されるようになり、
目的地までの距離が比較的短かい場合や勾配の少ない市
街地を走行しているときには、位置のずれは少ないが、
目的地までの走行距離が長くなつたり、勾配の激しい山
岳地帯を走行している場合には、累積された誤差が大き
くなり、地図上の表示位置が実際に車両が走行して位置
から大幅にずれてくるという問題点がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものて、車両の進行方向
と走行距離に基づいて演算した車両の現・在位置を表示
する装置に於いて、現在位置の演算を正確にするため、
上記演算により得られる現在位置を、走行路面の勾配に
基づいて補正するようにしたものである。以下、本発明
を図面に基づいて説明する。

第６図は本発明の一実施例を示したブロック図である。

まず構成を説明すると、１０は車両の進行方向０を検出
して出力する磁気コンパス、１２は車速■に比例した電
圧又は比例した数のパルス、あるいは一定距離ΔＳ毎に
パルスを出力する″車速センサ、１４は車両に設けた加
速度検出器、１６は加速度検出器１４と車速センサ１２
からの信号に基づいて路面の勾配βの余弦成分ＣＯｓβ
を演算出力する勾配検出器、２０は出発点の座標（ＸＯ
，ｙＯ）を設定する設定器、１８は単位走行距離毎に、
進行方向θに基づいた座標成分を演算すると共に、この
演算値を勾配検出器１６からの補正信号ＣＯｓβにより
補正して初期座標（ＸＯ，ｙＯ）に累積加算して車両の
位置座標（Ｘ，ｙ）を検出する演算器、２２は演算器１
８の検出位置（Ｘ，ｙ）を地図上に表示すると共に、目
的地までの距離及び方向を表示する手段を備えた案内表
示器である。次に、勾配検出器１６による勾配検出、す
なわちＣＯｓβの検出原理をその動作と共に説明すると
、例えば、第７図に示すように、勾配がβＤｅｇとなる
路面２４を車両２６が加速しながら登つて行く場合を考
えると、加速度検出器１４の検出加速度ａは、となる。

ここで、ｇは９．８（Ｍｌｓ）の重力加速度、ＤＶ／Ｄ
ｔは車両の加速度である。そこで第（１０式を変形して
Ｓｉｎβを取り出すと、となることか♂、Ｓｉｎβの値
は、加速度検出器１４の出力ａから車速センサ１２が出
力する信号Ｖを微分した値を引いて、重力加速度ｇ（定
数）で割つた値であり、勾配検出器１６は、まず第（１
１）式の演算によりＳｉｎβを求める。

一方、三角関数の定理から となつているので、Ｓｉｎβが判つそいれば、としてＣ
Ｏｓβの値が得られる。

すなわち、勾配検出器１６は、加速度検出器１４の出力
ａ及び車速センサ１２の出力Ｖの各信号に基づき、の演
算を実行してＣＯｓβの値を出力するようになる。

次に、演算器１８における車両位置（Ｘ，ｙ）の演算を
説明すると、前記（７）式のε＝ΔＳ／ΔＳ″において
、ΔＳは車両が路面に沿つて実際に移動する距離であり
、一方、ΔＳ″は演算器１８によつて求めたい地図上の
水平移動距離てあるので、とすれば良く、ここでε＝１
／ＣＯＳβ（第（９）式参照）であるので、とすれは良
く、従つて、演算器１８は、単位走行距離ΔＳ毎に勾配
検出器１６で検出したＣＯｓβを乗じて補正するこで、
路面の勾配により影響されない地図上での正しい移動距
離に応じた座標位置（Ｘ，ｙ）を出力するようになる。

すなわち、演算器１８は、車速センサ１２の速度に基づ
いた単位微少距離毎に勾配検出器１６から出力されるＣ
Ｏｓβの信号と、磁気コンパス１０からの進行方位θの
信号、及び設定器２０からの初期座標（ＸＯ，ｙＯ）の
値に基づき、の演算を行なつて車両の現在位置を表す座
標（Ｘ，ｙ）の値を出力するようになる。

尚、上記の実施例における加速度検出器１４の具体例と
しては、例えば特公昭５１−２７０５４に開示れている
振子の変位を、振子の振動を減衰させるダンパオイルと
差動変圧器を用いて電気信号に変換して取り出す等の適
宜の加速度計を用いれば良い。

また、本発明の演算器１８としては、第（１６）式の演
算機能を有するアナログ又はディジタル演算回路、ある
いはマイクロコンピュータ等によりプログラム演算をも
つて実現されたものである。

以上説明してきたように、本発明によれば、その構成は
、表示画面の地図上に、車両の進行方向と速度に基づい
て演算した車両の位置を表示する装置に於いて、車両が
走行している路面の勾配を検出して水平方向の移動距離
に補正する演算にて車両の位置、すなわち、車両の位置
を表示するた″めの座標（Ｘ，ｙ）の値を得るようにし
たため、走行路面に勾配があつても、勾配のいかんにか
かわらず、常に、地図上の水平移動距離に補正した位置
を検出するようにして地図上に正しい車両の現在位置を
表示することができ、経路案内表示の−信頼性を向上で
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置を示したブロック図、第２、第３図は
第１図の表示器の具体例を示した説明図、第４図は第１
図の従来装置における車両位置ノの検出及ひ目的地まで
の距離及び方向のそれぞれの相関を示した表示座標図、
第５図は３次元的にみた車両の移動を示した座標図、第
６図は本発明の一実施例を示したブロック図、第７図は
車両の加速度に基づいた本発明で行なう路面の勾配検出
７の原理を示した説明図である。 １，１０・・・磁気コンパス、１２・・・車速センサ、
３，１８・・・演算器、４，２０・・・設定器、５・・
・表示器、１４・・・加速度検出器、１６・・・勾配検
出器、２２・・・案内表示器、２４・・・路面、２６・
・・車両。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両の進行方向と走行距離に基づいて演算した車両
   の現在位置を表示する装置に於いて、走行している路面
   の勾配を検出する勾配検出手段と、該勾配検出手段の検
   出値に基づいて、上記演算により得られる現在位置を補
   正する補正手段とを有することを特徴とする車両用走行
   誘導装置。