JPS62261981A - 移動体の進行方向検出装置 - 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】 ＲユＬ旦力 ［産業上の利用分野］ 本発明はセルラ方式自動車電話システムを利用する移動
体の進行方向検出装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、移動体の進行方向の検出には方位センサが使
用されている。例えば自動車等において、その進行方向
および走行距離から現在位置を求め、これを運転者に表
示して自動車を目標位置へ誘導する、所謂ナビゲーショ
ンを行なう場合にも、その進行方向は方位センサの出力
に基づいて求めている。このような方位センサとしては
、例えば地磁気の方向を検出する地磁気センサ等が用い
られていた。

［発明が解決しようとする問題点］ かかる従来技術には以下のような問題があった。

すなわち、 （１）方位センサによる方位検出には、例えば地磁気の
偏角等に起因する誤差を伴う。しかも、このような誤差
は広範囲を移動する程、累積される。したがって、方位
センサを使用すると、方位の検出精度が低下するという
問題点があった。

また、方位センサに代えて、例えば衛星航法装置等に基
づいて進行方向を正確に知ることも考えられる。しかし
、この場合には専用の航法装置が必要となるので装置構
成が複雑になり、しかも、衛星等の送信局から送出され
る電波は必ずしも常時受信できないので使用環境に制約
を受けるという問題もあった。

本発明は、方位センサや専用の航法装置を必要とせず、
簡単な構成で進行方向を検出できる移動体の進行方向検
出装置の提供を目的とする。

及団悶璽感 ［問題点を解決するための手段］ 上記問題を解決するためになされた本発明は、第１図に
例示するように、 移動体の移動範囲を予め定めた境界で分割した複数の地
理的領域毎に配設された固定局から、少なくとも隣接す
る固定局間では異なる周波数により少なくとも該固定局
に対応する地理的領域を包含するように無線伝搬される
搬送波を、上記移動体の現在位置で受信する受信手段Ｍ
１と、上記搬送波の周波数と上記地理的領域との予め定
められた対応関係および上記各地理的領域間の位置関係
を記憶する記憶手段Ｍ２と、 該記憶手段Ｍ２の記憶している対応関係および上記受信
手段Ｍ１により受信された搬送波の周波数に基づいて上
記移動体の現在位置を含む地理的領域を識別する識別手
段Ｍ３と、 該識別手段Ｍ３により識別された地理的領域を上記移動
体の移動に伴い受信された搬送波の受信順序に従って蓄
積し、該蓄積された地理的領域の順序と上記記憶手段Ｍ
２の記憶している位置関係とに基づいて上記移動体の進
行方向を決定する判定手段Ｍ４と、 を備えたことを特徴とする移動体の進行方向検出装置を
要旨とするものである。

受信手段Ｍ１とは、固定局から無線伝搬される搬送波を
移動体の現在位置で受信するものである。

例えば、移動通信端末装置等により実現できる。

また例えば、自動車電話端末装置により構成してもよい
。ざらに例えば、無線伝搬される電波のうら少なくとも
搬送波の周波数を検出可能な受信機であってもよい。な
お、例えば複数の搬送波を同時に受信できるよう構成す
ると、進行方向決定の精度が向上するので好適である。

また、例えば、搬送波の強度を検出できるよう構成する
と、上記と同様の理由により好適である。

記憶手段Ｍ２とは、搬送波の周波数と地理的領域との対
応関係および各地理的領域間の位置関係を記憶するもの
である。例えば、上記対応関係および位置関係を各々２
次元マツプもしくはテーブルとして記憶するものであっ
てもよい。また例えば、上記両関係を規定した論理式と
して記憶するものでもよい。

識別手段Ｍ３とは、移動体の現在位置を含む地理的領域
を識別するものである。例えば、周波数の異なる複数の
搬送波を受信した場合は、これらに対応する地理的領域
の境界領域に位置すると識別するものでもよい。

判定手段Ｍ４とは、蓄積された地理的領域の順序に基づ
いて移動体の進行方向を決定するものである。すなわち
、移動体の通過した地理的領域の履歴に基づいて、その
進行方向を決定するものである。

上記記憶手段Ｍ２、識別手段Ｍ３および判定手段Ｍ４は
、例えば各々独立したディスクリートな論理回路により
実現できる。また例えば、周知のｃｐｕを始めとし、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭおよびその他の周辺回路素子と共に論理演
算回路として構成され、予め定められた処理手順に従っ
て上記各手段を実現するものであってもよい。

［作用］ 本発明の移動体の進行方向検出装置は、第１図に例示す
るように、受信手段Ｍ１の受信した搬送波の周波数およ
び記憶手段Ｍ２の記憶している対応関係に基づいて識別
手段Ｍ３は移動体の現在位置を含む地理的領域を識別し
、判定手段Ｍ４が上記識別された地理的領域を搬送波の
受信順に蓄積すると共に、該蓄積された地理的領域の順
序および上記記憶手段Ｍ２の記憶している位置関係に従
って移動体の進行方向を決定するよう働く。

すなわち、第２図に示すように、各地理的領域Ａ１．Ｂ
１．Ｃ１，ＤＩに配設された固定局Ａ２゜８２、Ｃ２，
Ｂ２から送出される各々周波数の異なる搬送波は、各領
域Ａ３．Ｂ３．Ｃ３，Ｂ３まで伝搬する。例えば移動体
が、最初固定局Ｃ２からの搬送波のみを受信すると、移
動体は地理的領域Ｃ１内に位置すると識別される。次に
移動体が固定局Ｂ２からの搬送波のみを受信すると、移
動体は地理的領域Ｂ１内に位置すると識別される。

したがって、地理的領域Ｃ１、地理的領域Ｂ１の順で移
動体の通過した地理的領域が蓄積され、その進行方向は
、同図に矢印Ｅで示すように北東であると判定される。

また例えば移動体が、最初固定局Ｃ２からの搬送波のみ
を受信し、次に固定局Ｃ２および固定局Ｄ２からの両搬
送波を受信し、次に固定局Ｄ２からの搬送波のみを受信
し、次に固定局Ｄ２および固定局Ｂ２からの両搬送波を
受信し、ざらに固定局Ｂ２からの搬送波のみを受信した
とする。この場合は、地理的領域Ｃ１、地理的領１ｉＩ
Ｊ、Ｃ１と地理的領域Ｄ１との境界領域、地理的領域Ｄ
１、地理的領１ｔｉｉＤ１と地理的領域Ｂ１との境界領
域、地理的領域Ｂ１の順で移動体の通過した地理的領域
が蓄積される。これにより、移動体の進行方向は、同図
（矢印Ｆで示すように東北東であると判定される。

従って、本発明の移動体の進行方向検出装置は、方位セ
ンサや専用の航法装置を使用することなく、簡単な構成
で移動体の進行方向を検出するよう働く。以上のように
本発明の各構成要素が作用することにより、本発明の技
術的課題が解決される。

［実施例］ 次に本発明の好適な一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。本発明一実施例である自動車用ナビゲーション
装置のシステム構成を第３図に示す。自動車用ナビゲー
ション装置１は、自動車電話端末装置２、ナビゲーショ
ンコントローラ３、ディスプレイローラ４およびエンジ
ン制御装置（以下単にＥＣＵとよぶ）５を備え、これら
をリング状の回線形態をなすシリアルデータリンク（以
下単にＳＤＬとよぶ）６により接続して相互にデータ通
信を行なうよう構成されいる。すなわち、自動車電話端
末装置２の検出した搬送波の周波数の変化に基づいてナ
ビゲーションコントローラ３は自動車の進行方向を決定
し、さらに、ＥＣＵ３から車速データを入力して自動車
の現在位置を算出する。一方、ディスブレンコントロー
ラ４は上記現在位置を所定の様式で表示する制御を行な
う。また上記５ＤＬ６には、変速制御装置７、サスペン
ション制御装置８も接続されている。

自動車電話端末装置２は、無線基地局（以下単にセルサ
イトとよぶ）９とＦＭ方式で無線通信し、音声信号およ
び制御信号を送受信する。

ナビゲーションコントローラ３は、上記自動車電話端末
装置２により検出される搬送波の周波数の変化に基づい
て自動車の進行方向を決定する。

さらに、車速をＥ　ＣＵ’　５から５ＤＬ６を介して入
力し、自動車の現在位置を求める。また、ディスプレイ
コントローラ４にはディスプレイ１１が接続され、該デ
ィスプレイ１１は、ディスプレイコントローラ４の制御
の基に、自動車の現在位置を表示する。ざらに、ＥＣＵ
３には車速セン１ノ゛１２が接続され、該車速センサ１
２の出力信号に基づいてＥＣＵ３は車速を算出する。

次に、上記自動車電話端末装置２とセルサイト９とによ
り構成されるセルラ方式自動車電話システムを第４図に
基づいて説明する。セルラ方式自動車電話システムは、
自動車２０が走行する地域を、直径１０〜１５［ｋｍ］
の小さなセル（領域）２１ａ〜２１Ｇに分割し、各セル
２１ａ〜２１ｑには各々１個のセルサイト９ａ〜９ｇが
設けられて自動車電話端末装置２との間の無線系を構成
する。少なくとも、無線周波数の相互干渉が生じる距離
的範囲内の各セルサイト９ａ〜９ｇには、各々異なった
搬送波の周波数が割り当てられる。しかし、自動車２０
が各セル２１ａ〜２１Ｃ７間を移動しても、各セルサイ
ト９ａ〜９ｇから送信される制御信号により自動的に受
信機側で搬送波の周波数も切り換えられるので通信は継
続する。この周波数の変化に基づいて自動車２０の現在
位置を含むセル（領域）を識別できる。無線周波数は８
００［ＭＨｚ］帯を使用し、通信方式は全二重通信方式
、変調はＦＭ方式で行なわれる。なお、各セルナイト９
ａ〜９ｇは自動車電話交換局（以下単にＭＴＳＯと呼ぶ
）２２と有線で接続され、自動車電話システム独自の制
御手順に従って回線接続を行なう。また、上記ＭＴＳＯ
２２は、一般電話網２３とも接続しているので、自動車
電話端末装置２は、一般電話とも同様の手順で交信可能
である。

次に、上記自動車電話端末装置２の構成を第５図に基づ
いて説明する。自動車電話端末装置２は、セルサイト９
との間で音声像＠および制御信号の交信を行なう無線機
３１と、既述した５ＤＬ６に接続された端末機３２とか
ら構成されている。

無線機３１は、シンセサイザ部３３、送信部３４、アン
テナ共用器３５、受信部３６および制御部３７から成る
。シンセサイザ部３３では、後述する端末機３２から伝
送される送話音声信号と制御部３７の出力する制御信号
とを送信ベースバンド処理器３３ａによりベースバンド
信号とし、該ベースバンド信号はＦＭ変調器３３ｂで変
調されて変調信号となり、該変調信号は送信局部発振器
３３Ｃの信号により送信周波数変換器３３ｄで周波数変
換されて送信信号となる。該送信信号は、送信部３４の
電力増幅器３４ａによりセルサイト９までの位置関係に
対応した最適な出力まで増幅されて、アンテナ共用器３
５を介してアンテナ３５ａから既述したセルサイト９へ
送信される。なお、アンテナ共用器３５は、送信フィル
タ３５ｂ、受信フィルタ３５Ｇ、局発フィルタ３５ｄで
構成され、同時送受信可能となっている。一方、アンテ
ナ３５ａで受信された受信信号はアンテナ共用器３５を
介して受信部３６に伝送される。受信部３６では、受信
信号を、第１受信周波数変換器３６ａで９５．６４　［
ＭＨｚ］の、ざらに第２受信周波数変換器３６ｂで４５
５　［ＫＨ２］の各中間周波数に変換する。該中間周波
数信号は、振幅制限器３６ｃでＡＭ分を抑圧され、周波
数弁別器３６ｄで元のベースバンド信号に復調され、ざ
らに、受信ベースバンド処理器３６ｅの処理により受話
音声信号は後述する端末１ｆｉ３２へ、搬送波の周波数
に関する信号を含む制御信号は制御部３７へ各々伝送さ
れる。制御部３７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ等から成り、無線機３１の送受信を制御すると共
に、端末機３２との間で制御信号の入出力を行なう。

一方、端末機３２は、操作者の操作する操作部４１、該
操作部４１および既述した５ＤＬ６と上記無線機３１と
の間の信号伝達を制御する本体部４２から構成される。

操作部４１は、動電形の送話器４３、受話器４４を有す
る。また、交信状態を表示する状態表示器４５、ダイヤ
ル番号表示器４６、キーボード４７を備え、これらは電
子制御部４８により制御される。本体部４２は、電子制
御回路５０の制御により、送受話音声信号の遮断、切り
換えのスイッチ５１．５２の断続およびスピーカ５３に
よる呼出音の発生、操作部４１との入出力、既述した５
ＤＬ６へ無線ｔｉ３１の受信した搬送波の周波数に関す
る一制御信号の伝達等を行なう。電子制御回路５０は、
ＣＰＵ５０ａ、ＲＯＭ５０ｂ、ＲＡＭ５０ｃを中心に論
理演算回路として構成され、コモンバス５０ｄを介して
入出力部５０ｅに接続されて上述したような外部との入
出力を行なう。

次に、既述したナビゲーションコントローラ３およびデ
ィスプレイコントローラ４の構成を第６図に基づいて説
明する。ナビゲーションコントローラ３は、ＣＰＵ３ａ
、ＲＯＭ３ｂ、ＲＡＭ３ｃを中心に論理演算回路として
構成され、コモンバス３ｄを介して入出力部３ｅに接続
されて、既述した５ＤＬ６との入出力を行なう。ディス
プレイコントローラ４は、ＣＰｔＪ４ａ、ＲＡＭ４ｂ、
Ｒ０Ｍ４Ｃを中心に論理演算回路として構成され、コモ
ンバス４ｄを介して入出力部４ｅに接続されて、５ＤＬ
６との入出力およびディスプレイ１１への出力を行なう
。

次に上記自動車電話端末装＠２の電子制御回路、５０に
より実行される周波数検出処理を第７図のフローチャー
トに従って説明する。本周波数検出処理は、自動車の走
行開始に伴い起動される。まずステップ１００では、メ
モリクリア等の初期化処理が行なわれる。次にステップ
１１０に進み、現在位置における受信可能な搬送波の周
波数を検出する処理が行なわれる。続くステップ１２０
では、ナビゲーションコントローラ３から５ＤＬ６を介
して受信可能周波数検出要求が有るか否かを判定し、検
出要求が有る場合はステップ１３０に進む。ステップ１
３０では、受信可能周波数を５ＤＬ６を介してナビゲー
ションコントローラ３に出力した後、上記ステップ１１
０に戻る。一方、ステップ１２０で受信可能周波数検出
要求がない場合は、再び上記ステップ１１０に戻る。

次に、上記ナビゲーションコントローラ３により実行さ
れる現在位置算出処理を第８図のフローチャートに従っ
て説明する。なお、本処理に先立ち、ＥＣＵ３から車速
を入力して走行距離を算出する図示しない走行路ｗｉ算
出処理が実行されている。本現在位置算出処理は、自動
車の走行に伴い起動される。まずステップ２００では、
メモリクリア等の初期化処理が行なわれる。続くステッ
プ２１０では、自動車の現在位置が含まれるセル（領域
〉を変数ＡＲＥＡ１にセットする処理が行なわれる。こ
の処理は、操作者が自動車電話端末装置２の操作部４１
から現在位置に該当するセルのコードを入力することに
より行なわれる。次にステップ２２０に進み、現在位置
において受信可能な搬送波の周波数検出要求を、５ＤＬ
６を介して自動車電話端末装置２に出力する。続くステ
ップ２３０では、５ＤＬ６を介して入力された受信周波
数が確認できたか否かが判定され、肯定判断されるとス
テップ２４０に進み、一方、否定判断されると上記ステ
ップ２２０に戻り、再び上記検出要求を出力する。ステ
ップ２４０では、受信可能周波数に基づき、マツプに従
って現在位置を含むセル（領域）を識別する処理が行な
われる。なお、ナビゲーションコントローラ３は、予め
ＲＯＭ３ｂ内に、受信可能周波数と各セル（領域）との
対応関係を規定したマツプを記憶している。次にステッ
プ２５０に進み、上記ステップ２４０で識別されたセル
（領域）を変数ＡＲＥＡ２にセットする処理が行なわれ
る。続くステップ２６０では、変数ＡＲＥＡＩ、ＡＲＥ
Ａ２にセットされているセル（領域）の履歴から自動車
の進行方向をマツプに従い決定する処理が行なわれる。

なお、各セル（領域）の地理的な位置関係は、予めＲＯ
Ｍａｂ内にマツプとして記憶されている。次にステップ
２７０に進み、次回の進行方向決定に備えて、変数ＡＲ
ＥＡ２の内容を変数ＡＲＥＡ’ｌに代入する処理が行な
われる。続くステップ２８０では、図示しない走行路ｍ
算出処理で算出されている走行距離データを入力する処
理が行なわれる。

次にステップ２９０進み、進行方向と走行距離とから現
在位置を演算する処理が行なわれる。続くステラ２９５
では、進行方向および現在位置を５ＤＬ６を介してディ
スプレイコントローラ４に出力した後、再び上記ステッ
プ２２０に戻る。

次に、上記ディスプレイコントローラ４により実行され
る表示処理を第９図のフローチャートに基づいて説明す
る。本表示処理は所定距離走行毎に繰り返して実行され
る。まずステップ３００では、進行方向および現在位置
を５ＤＬ６を介してナビゲーションコントローラ３から
入力する処理が行なわれる。続くステップ３１０では、
進行方向と現在位置とをディスプレイ１１の画面に表示
する処理が行なわれる。本ステップ３１０の処理により
、ディスプレイ１１の画面には、第１０図に示すように
、現在走行中のセル（領域）の地図が表示される。該地
図上の現在位置は同図にａで示すように輝点の点滅によ
り、進行方向は同図にｂで示す矢印により、ざらに、現
在位置を含むセル（領域）は同図にＣで示す文字により
各々表示される。同図の例では１．刈谷市内を東北東に
向つて走行していることが明瞭に示されている。ステッ
プ３１０実行後、一旦本表示処理を終了する。

以後、本表示処理は上述した実行条件成立毎に繰り返し
て実行される。

なお本実施例において、自動車電話端末装置２が受信手
段Ｍ１に、ナビゲーションコントａ−ラ３のＲＯＭ３ｂ
が記憶手段Ｍ２に各々該当する。

また、ナビゲーションコントローラ３の実行する処理の
うち（ステップ２４０）が識別手段Ｍ３として、（ステ
ップ２５０，２６０．２７０＞が判定手段Ｍ４として各
々機能する。

以上説明したように本実施例は、自動車の現在位置にお
ける自動車電話端末装置２の受信可能な搬送波の周波数
を検出し、該周波数に基づいて自動車の現在位置を含む
セル（領域）を識別し、自動車の走行に伴うセル（領域
）の履歴に基づいて自動車の進行方向を決定するよう構
成されているこのため、方位を検出する地磁気センサや
専用の航法装置を用いることなく、自動車の進行方向を
検出できる。

また、自動車電話システムの搬送波の周波数の変化に基
づいて進行方向を決定するため、誤差が累積ゼす、正確
な進行方向を検出できる。

さらに、既存のセルラ方式自動車電話システムを利用す
るので、簡単な構成で高精度なナビゲーションを実現で
きる。

また、セルラ方式自動車電話システムが稼動している地
域ではどこでも進行方向の決定が可能であるため、自動
車用ナビゲーション装置１の信頼性、汎用性を向上でき
る。

さらに、受信可能周波数、車速、進行方向、現在位置等
の各種データを、５ＤＬ６を介して必要に応じて送受信
するので、データ共有化による記憶容量の節約および処
理効率の向上が可能となる。

このことは、各コントローラおよび装置を５ＤＬ６によ
り接続する回線形態を構成したためである。

また、進行方向および現在位置を地図と共にディスプレ
イ１１の画面上に表示するので、視認性が向上し、運転
者の負担を軽減したナビゲーションを行なえる。

なお、例えばセルサイト９から送信される搬送波の強度
も合わせて検出するよう構成すると、現在位置の識別精
度が向上し、進行方向をより正確に決定できる。

また、例えばセルサイト９から、そのセル（領域）に関
する位置コード等の地理的情報も併わせで送信される場
合には、自動車の走行開始に伴う現在位置の領域を操作
者が入力する必要がなくなり、現在位＠算出処理を簡略
化できる。

ざらに、本実施例では、２つの変数ＡＲＥＡＩ。

ＡＲＥＡ２のみを使用し、２回の通過セル（領域）の履
歴に基づいて進行方向を決定しているので、進行方向の
短期的な変化を敏感に検出できる。しかし、例えば、よ
り多くの通過セルを蓄積し、その履歴に基づいて進行方
向を決定するよう構成すると、進行方向の長期的な変化
を確実に検出できる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
ような実施例に同等限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し
１ｑることは勿論である。

及班りＡｌ 以上詳記したように本発明の移動体の進行方向検出Ｖｔ
置は、受信手段の受信した搬送波の周波数に対応する地
理的領域を記憶手段の記憶している対応関係に基づいて
識別手段が識別し、該識別された地理的領域の履歴に基
づき記憶手段の記憶している位置関係に従って判定手段
は移動体の進行方向を決定するよう構成されている。こ
のため、方位センサおよび専用の航法装置を設けること
なく、簡単な装置構成で移動体の進行方向を決定できる
という優れた効果を奏する。

また、方位検出を受信した搬送波に対応する地理的領域
の履歴に基づいて行なうので、広範囲を移動しても検出
誤差の累積を生じず、常時正確な進行方向を検出できる
。

ざらに、搬送波の受信できる地理的領域を移動中は、常
時進行方向の検出が可能であるため、進行方向検出装置
の使用環境の制約が少なくなり、その信頼性が高まる。

また、例えば地磁気の偏角のような、地理的領域に起因
する誤差の影響を受けないので、進行方向検出の汎用性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内容を概念的に例示した基本的構成図
、第２図は本発明の作用を示す説明図、第３図は本発明
一実施例のシステム構成図、第４図は同じくその自動車
電話システムを示す説明図、第５図は同じくその自動車
電話端末装置の構成を示すブロック図、第６図は同じく
そのナビゲーションコントローラおよびディスプレイコ
ントローラの構成を示すブロック図、第７図〜第９図は
同じくその制御を示すフローチャート、第１０図はディ
スプレイによる表示画面の一例を示す説明図でおる。 Ｍｌ・・・受信手段 Ｍ２・・・記憶手段 Ｍ３・・・識別手段 Ｍ４・・・判定手段 １・・・自動車用ナビゲーション装置 ２・・・自動車電話端末装置 ３・・・ナビゲーションコントローラ ３ａ・・・ＣＰＵ ３ｂ・・・ＲＯＭ ９・・・無線基地局

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　移動体の移動範囲を予め定めた境界で分割した複数
   の地理的領域毎に配設された固定局から、少なくとも隣
   接する固定局間では異なる周波数により少なくとも該固
   定局に対応する地理的領域を包含するように無線伝搬さ
   れる搬送波を、上記移動体の現在位置で受信する受信手
   段と、 上記搬送波の周波数と上記地理的領域との予め定められ
   た対応関係および上記各地理的領域間の位置関係を記憶
   する記憶手段と、 該記憶手段の記憶している対応関係および上記受信手段
   により受信された搬送波の周波数に基づいて上記移動体
   の現在位置を含む地理的領域を識別する識別手段と、 該識別手段により識別された地理的領域を上記移動体の
   移動に伴い受信された搬送波の受信順序に従って蓄積し
   、該蓄積された地理的領域の順序と上記記憶手段の記憶
   している位置関係とに基づいて上記移動体の進行方向を
   決定する判定手段と、を備えたことを特徴とする移動体
   の進行方向検出装置。