JPH0323487A - 車載ナビゲーション装置 - Google Patents

車載ナビゲーション装置

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JPH0323487A
JPH0323487A JP15707889A JP15707889A JPH0323487A JP H0323487 A JPH0323487 A JP H0323487A JP 15707889 A JP15707889 A JP 15707889A JP 15707889 A JP15707889 A JP 15707889A JP H0323487 A JPH0323487 A JP H0323487A
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JP
Japan
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vehicle
geomagnetic sensor
sensor
output data
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JP15707889A
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Atsuhiko Fukushima
福島 敦彦
Takashi Kashiwazaki
隆 柏崎
Morio Araki
盛雄 荒木
Kazuhiro Akiyama
和博 秋山
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Pioneer Electronic Corp
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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】 技術分野 本発明は、車載ナビゲーション装置に関する。
背景技術 近年、地図の道路上の各点を数値化して得られる道路デ
ータを含む地図データをCD−ROM等の記憶媒体に記
憶しておき、車両の現在地を認識しつつその現在地を含
む一定範囲の地域の地図データ群を記憶媒体から読み出
して車両の現在地周辺の地図としてディスプレイ上に映
し出すとともに、その地図上に車両の現在地を示す自軍
位置を自動表示させる車載ナビゲーション装置が開発さ
れ、実用化されつつある。
かかる車載ナビゲーション装置は、方位センサによって
車両の走行方位を、距離センサによって車両の走行距離
をそれぞれ求め、この走行方位及び走行距離から地図上
の車両の現在地を推測する構成となっている。ここで、
方位センサ及び距離センサによって求めた方位データ及
び距離データは共に、通常数%程度の誤差を含んでいる
ので、これらデータから推測される車両の現在地も必然
的に実際の走行位置に対して誤差を有するものとなる。
このため、車載ナビゲーション装置では、一定距M(又
は一定時間)だけ走行する毎に車両の現在地をその近傍
の道路上に引き込むいわゆるマップマッチング処理によ
って常に現在地修正が行なわれる。
方位センサとしては、地磁気(地球磁界)に基づいて車
両の方位を検出する地磁気センサが用いられる。この地
磁気センサは外乱磁界の影響を受け易く、車両が例えば
踏切を通過した際に車両ボデーが看磁されるため、それ
以降はこの着磁の影響によって正確な走行方位を検出で
きなくなってしまう。
発明の概要 そこで、本発明は、踏切通過後に地磁気センサの出力デ
ータを補正して車両の走行方位を正確に検出し得る車載
ナビゲーション装置を提供することを目的とする。
本発明による車載ナビゲーション装置においては、地磁
気センサの出力データの変化率を監視し、その変化率が
設定値よりも大となった場合、その後の出力データの変
化率が減少した時点の出力データを補正データとし、こ
の捕正データに基づいて地磁気センサの出力データの補
正を行なう構戊となっている。
実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。
第1図は本発明による車載ナビゲーション装置の一実施
例を示すブロック図である。図において、1は車両の走
行方位を検出するための方位センサ、2は車両の角速度
を検出するための角速度センサ、3は車両の走行距離を
検出するための距離センサ、4は緯度及び経度情報等か
ら車両の絶対的な位置を検出するためのG P S (
Global Pos1tlon1ngSystem)
装置であり、これら各センサ(装置)の検出出力はシス
テムコントローラ5に供給される。
方位センサ1としては、例えば地磁気(地球磁界)によ
って車両の走行方位を検出する地磁気センサが用いられ
る。
システムコントローラ5は各センサ(装置)1〜4の検
出出力を入力としA/D (アナログ/ディジタル)変
換等の処理を行なうインターフェース6と、種々の画像
データ処理を行なうとともにインターフェース6から順
次送られてくる各センサ(装置)1〜4の出力データに
基づいて車両の走行距離、走行方位及び現在地座標(経
度、緯度)等の演算を行なうCPU (中央処理回路)
7と、このCPU7の各種の処理プログラムやその他必
要な情報が予め書き込まれたROM (リード・オンリ
・メモリ)8と、プログラムを実行する上で必要な情報
の書込み及び読出しが行なわれるRAM(ランダム・ア
クセス・メモリ)8とから構威されている。
外部記憶媒体として、読出し専用の不揮発性の記憶媒体
としての例えばCD−ROMと、書込み及び読出しが可
能な不揮発性の記憶媒体としての例えばDAT (ディ
ジタル●オーディオ・テープ)とが用いられる。なお、
外部記憶媒体としては、CD−ROMやDATに限らず
、ICカード等の不揮発性記憶媒体を用いることも可能
である。CD−ROMには、地図の道路上の各点をディ
ジタル化(数値化)して得られる地図データが予め記憶
されている。このCD−ROMはCD−ROMドライバ
ー10によって記憶情報の読取りがなされる。CD−R
OMドライバー10の読取出力はCD−ROMデコーダ
11でデコードされてバスラインLに送出される。
一方、DATはいわゆるバックアップメモリとして用い
られるものであって情報の記録又は読出しはDATデッ
キ12によって行なわれる。車両電源の断時には、その
直前にRAM9に記憶され゛Cいる車両の現在地座標等
の情報がバックアップデータとしてDATエンコーダ/
デコーダ13を介してDATデッキ12に供給されるこ
とによってDATに記憶され、車両電源の投入時にはD
ATの記憶情報がDATデッキ12によって読み出され
る。読み出された情報はDATエンコーダ/デコーダ1
3を介してバスラインLに送出されることによってRA
M9に記憶される。
車両電源の投入及び断は、車両のいわゆるアクセサリス
イッチSWの出力レベルを監視する検出回路14によっ
て検出される。アクセサリスイッチSWを経たバッテリ
(図示せず)からの車両電源はレギュレータ15で安定
化されて装置各部の電源として供給されるようになって
いる。レギュレータ15の出力電圧は回路の持つ時定数
によってアクセサリスイッチSWのオフ時に瞬時に立ち
下がることはなく、この立ち下がりの期間にバックアッ
プメモリとしてのDATへのバックアップデータの記憶
が行なわれることになる。
CPU7は、車両の走行時には、タイマー割込みにより
所定周期で方位センサ1の出力データに基づいて車両の
走行方位を計算し、かつ距離センサ3の出力データに基
づく一定距離走行毎の割込みにより走行距離及び走行方
位から車両の現在地座標を求め、その現在地座標を含む
一定範囲の地域の地図データをCD−ROMから収集し
、この収集したデータをバッファメモリとしてのRAM
9に一時的に蓄えるとともに表示装置16に供給する。
表示装置16は、CRT等のディスプレイ17と、V 
(Video)−R A M等からなるグラフィックメ
モリ18と、システムコントローラ5から送られてくる
地図データをグラフィックメモリ18に画像データとし
て描画しかつこの画像データを出力するグラフィックコ
ントローラ19と、このグラフィックコントローラ1つ
から出力される画像デ一夕に基づいてディスプレイ17
上に地図を表示すべく制御する表示コントローラ2oと
から構成されている。入力装置21はキーボード等から
なり、使用者によるキー人力により各種の指令等をシス
テムコントローラ5に対して発する。
ここで、方位センサ1として地磁気センサを用いた場合
の車両の走行方位の求め方について説明する。地磁気セ
ンサは一般に、同一平面上において互いに90″の位相
角をもって配置された一対の磁気検出素子からなり、こ
れら一対の素子の一方は例えばU方向(北方向)の地磁
気成分を検出し、他方はV方向(東方向)の地磁気成分
を検出するようになっている。かかる構成の地磁気セン
サを、水平面上において一回転させると、U,V双方の
検出素子からの出力データによって、第2図に示すよう
な、UV直交座標系の原点Oを中心とする円Iの軌跡を
描くことができる。したがって、例えば点P(U+,V
+)l:おける東(V軸)からの反時計回りの方位角θ
は、 θ−tan→ (U/V)−−−−−・(1)なる式か
ら算出することかて゛きる。
したがって、このような地磁気センサを、車両の前後或
は左右方向に対して所定の角度で車両に取り付けておき
、U, V双方の検出素子からの出力データに基づいて
(1)式の演算を行なうことにより、車両の走行方位を
求めることができるのである。
ところで、地磁気センサの周囲には、地球磁界による磁
束のみが存在するのが理想であるが、車両においては、
そのボデー鋼板の着磁等に起因した余分な磁束が存在す
るのが一般的である。このため、この車両ボデーの着磁
による影響を除去することにより、正確な方位検出を行
なう方法(例えば、特開昭57−28208号公報参照
)が採られる。この方法においては、U, V磁気検出
素子が車両に固定されて両者間に相対変位がない場合に
、磁気検出素子を一旋回させて得られる出力をプロット
して描かれた円の中心と、座標原点との距離がボデー着
磁の影響によるものである点に鑑みて、描かれた円の中
心が原点に移動するように、両検出素子から得られた出
力データを補正して、ボデー着磁の影響を除去するよう
にしている。
詳述するに、両検出素子の出力が描く円■は第2図に示
す如くその中心Qが原点から移動した位置にある。そこ
で、両検出素子の出力U,  Vの最大rmUw.Vw
及び最小値Uml’l,  vanを求め、これらから
次式(2)によって中心Qの座標を算出する。
tyo 一(Ugnx+Um) /2 } ・・・・・・ (2) Vo 一 (Vmx+ Vm)/2 算出されたセンタ値UO,VOを用いて次式(3)によ
って各磁気検出素子の出力値U,  Vの補正がなされ
、補正されたセンタ値U”  V−から方位の算出が行
なわれるのである。
U  −U−UO }       ・・・・・・ (3)V′厘V−V. なお、センタ値UO,vo及び半径rは、システムの立
上げの際のいわゆる一回転捕正、すなわち地磁気センサ
を搭載した車両を一回転させることによって予め求めら
れる。
次に、車両が踏切を通過した際にCPU7によって実行
される地磁気センサの出力データの捕正の処理手順につ
いて第3図のフローチャートにしたがって説明する。な
お、本サブルーチンは、車両の現在地を認識しつつその
現在地を含む一定範囲の地域の地図データ群をCD−R
OMから読み出して車両の現在地周辺の地図としてディ
スプレイ17上に映し出すとともに、その地図上に車両
の現在地を示す口車位置を表示させる処理等をなすメイ
ンルーチン(図示せず)の実行中において所定周期毎に
呼び出されて実行されるものとする。
CPU7は先ず、地磁気センサの出力データ(以下、セ
ンサデータと称する)MX,MYを取り込み(ステップ
S31)、続いてそのセンサデータMX,MYのうち例
えばY方向のセンサデータMYの変化率SY1即ち取り
込んだセンサデータMYの今回値と前回値との差分の絶
対値を求め(ステップS32)、Lかる後この変化率S
Yが後述する第1設定値THDIよりも大なる状態にあ
ることを示す状態判定フラグがセット(FLG一1)さ
れているか否かを判断する(ステップS33)。なお、
センサデータMX,MYのうちY方向のセンサデータM
Yの変化率を求めるとしたのは、Y方向が車両の前後方
向の方位データを表わし、踏切を通過する際には車両の
前後方向の方位データに着磁の影響が強く現われるため
である。
したがって、X方向のセンサデータMXによって着磁の
影響を検出できるのであれば、センサデータMXの変化
量を求めることも可能である。
初めて本ルーチンに入ったときにはFLG41であるか
ら、CPU7は変化率SYが第1設定値THD1よりも
大であるか否かを判断し(ステップS34) 、SY>
THDIであれば、車両が踏切を通過したことによって
車両ボディが着磁した可能性があると判断し、状態判定
フラグFLGをセットするとともにその直前のセンサデ
ータ値、即ちセンサデータMX,MYの前回値を車両の
現在地の方位データSVM,SVYとしてセーブし(ス
テップS35)、続いて取り込んだセンサデータMX,
MYの今回値を前回値としてセットする(ステップS3
6)。しかる後、プログラムはメインルーチンに戻る。
ステップS34でSY≦THDIと判定した場合には、
プログラムは直接ステップS36に移行する。
センサデー夕の変化率SYが第1設定値THD1よりも
大なる状態で本ルーチンに入った場合には、CPU7は
ステップ833でFLG−1であると判定し、続いてセ
ンサデータの変化率SYが第2設定値Tl{D2よりも
小となったか否かを判断し(ステップS37) 、SY
<THD2であれば、車両が踏切を既に通過し踏切での
磁界による直接の影響はなくなったものと判断する。通
常、踏切を通過する前後で走行方位が変化することは殆
どないため、踏切を通過する前後のセンサデー夕は同じ
走行方位を示すデータと見なすことができる。したがっ
て、踏切を通過する前後のセンサデータの差、即ちステ
ップS35でセーブした現在地の方位データSVM,S
VYと今回取り込ん?センサデータMX,MYとの差が
、第4図に示すように、システムの立上げ時に一回転補
正によって得られたセンタ値MXo,MYoの踏切通過
による車両ボディの着磁に起因するずれ量に相当するこ
とになる。
そこで、CPU7はSY<THD2と判定したら、それ
までのセンタ値MXo.MY■に(SVM一MX). 
 (SVY−MY)を加えた値を新たなセンタ値MXo
n,MYonとするとともに状態判定フラグをリセット
(FLG−0)する(ステップS38)。しかる後、プ
ログラムはステップS36に移行する。ステップS37
でSY≧THD2と判定した場合には、プログラムは直
接ステップS36に移行する。
以降、メインルーチンにおいては、ステップS38で設
定された新たなセンタ値MXon, MYonに基づい
て地磁気センサの出力データの補正がなされることにな
る。このため、踏切通過により車両ボディが着磁された
場合であっても、改めて一回転補正を行なわなくても正
確な走行方位の検出が可能となる。
第5図は、車両が踏切を通過した際にCPU7によって
実行されるセンサデー夕の補正の他の処理手順を示すフ
ローチャートである。
CPU7は先ず、センサデータMX,MYを取り込み(
ステップS51)、続いてセンサデータMYの変化率S
Yを求め(ステップS52)、Lかる後状態判定フラグ
がセットされているか否かを判断し(ステップ953)
 、FLG=+1であれば、車両が踏切を通過中である
か否かを判断する(ステップS54)。車両が踏切を通
過中であることは、踏切の近傍に配置されたサインポス
トからの送信信号を受信する受信機の受信出力に基づい
て検出したり、地図データ中に含まれる踏切であること
を示す識別データを検出したり、あるいは地図データ上
の道路ベクトルと踏切ベクトルとの交点のデータを検出
したりすることによって識別することができる。
踏切通過中であれば、CPU7はセンサデータMYの変
化率SYが第1設定値THD1よりも大であるか否かを
判断し(ステップS55)、SY>THDIであれば、
車両が踏切をiI!i遇したことによって車両ボディが
着磁した可能性があると判断し、状態判定フラグFLG
をセットするとともに地図データから得られるその踏切
の方泣データθをセーブし(ステップS56)、続いて
取り込んだセンサデータMX,MYの今回値を前回値と
してセットする(ステップS57)。しかる後、プログ
ラムはメインルーチンに戻る。ステップS54で踏切通
過中でないと判定した場合、又はステップS55でSY
≦THDIと判定した場合には、プログラムは直接ステ
ップS57に移行する。
ステップS53でFLG−1であると判定した場合には
,CPU7はセンサデー夕の変化F+I S Yが第2
設定値THD2よりも小となったが否がを判断し(ステ
ップS58) 、SY<THD2であれば、車両が踏切
を既に通過し踏切での磁界による直接の影響はなくなっ
たものと判断し、今回取り込んだセンサデータMX,M
Y,一回転補正によって予め求められている円の半径r
及びステッブS56でセーブした方位データθからMX
on−MX − r ・eosθ } ・・・・・・ (4) MYon−MY − r−slnθ なる演算式に基づいて第6図に示す如く新たなセンタ値
MXon,MYonを求めるとともに状態判定フラグを
リセットする(ステップS59)。しかる後、プログラ
ムはステップS57に移行する。
ステソブ358でSYkTHD2と判定した場合には、
プログラムは直接ステップS57に移行する。
なお、上記各実施例においては、踏切の通過前後で重画
の走行方位が変化しないものとして説明したが、踏切通
過後に希に車両の走行方位が変化する場合があり得る。
そこで、踏切通過後に車両の走行力位が変化した場合に
も対応し得るセンサデータの補正の処理手順について第
7図のフローチャートにしたがって説明する。
CPU7は先ず、センサデータMX,MYを取り込み(
ステップS71)、続いてセンサデータMYの変化率S
Yを求め(ステップS72)、Lかる後状態判定フラグ
がセットされているか杏かを判断し(ステップ873)
 、FLG4]であれば、車両が踏切を通過中であるか
否かを判断する(ステップS74)。踏切通過中であれ
ば、CPU7はセンサデータMYの変化率SYが第1設
定値THD1よりも大であるか否かを判断し(ステップ
S75) 、SY>THDIであれば、車両が踏切を通
過したことによって車両ボデ,イが青磁した可能性があ
ると判断し、状態判定フラグFLGをセットするととも
に地図データから得られるその踏切の方位データFθを
セーブし(ステップS76)、さらに車両の操舵角を検
出する捕助センサとして設けられた角速度センサ2の出
力データから得られる車両方向変化量データKθをセー
ブし(ステップS77)、続いて取り込んだセンサデー
タMX,MYの今回値を前回値としてセットする(ステ
ップS78)。しかる後、プログラムはメインルーチン
に戻る。ステップS74で踏切通過中でないと判定した
場合、又はステップS75でSY≦THDIと判定した
場含には、プログラムは直接ステップ578に移行する
ステップ573でFLG−1であると判定した場合には
、CPU7はセンサデータの変化率SYか第2設定値T
HD2よりも小となったか否かを判断し(ステップS7
9) 、SY<THD2であれば、車両が踏切を既に通
過し踏切での磁界による直接の影響はなくなったものと
判断し、ステップ376でセーブした踏切方位データF
θとステップS77でセーブした車両方向変化量データ
Kθとを加算して補正方位データJθとし(ステップS
80)、続いて今回取り込んだセンサデータMX,MY
,円の半径『及び補正方位データJθから MXon−MX − r  e cosJ θ} ・・
・・・・ (5) MYon−MY− r  − slnJ θなる演算式
に基づいて新たなセンタ値MXon, MYonを求め
るとともに状態判定フラグをリセットする(ステップS
81)。しかる後、プログラムはステップ878に移行
する。ステップS79でSYaTHD2と判定した場合
には、プログラムは直接ステップS78に移行する。
なお、本実施例では、補助センサとして角速度センサ2
を用いて車両方向変化量データKθを得るとしたが、補
助センサとしては角速度センサ2に限定されるものでは
なく、要は、車両の操舵角を検出して車両方向変化量デ
ータKθを得ることができるものであれば良い。
発明の効果 以上説明したように、本発明による車載ナビゲーション
装置においては、地磁気センサの出力データの変化率を
監視し、その変化率が設定値よりも大となった場合、そ
の後の出力データの変化率が減少した時点の出力データ
を補正データとし、この補正データに基づいて地磁気セ
ンサの出力データの補正を行なう構成となっているので
、車両が通過する際に車両ボディが着磁された場合であ
っても、改めて一回転補正を行なわなくても車両の走行
方位を正確に検出できることになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による車載ナビゲーション装置の一実施
例を示すブロック図、第2図は地磁気センサの出力デー
タが描く軌跡を示す線図、第3図は車両が踏切を通過し
た際にCPUによって実行される地磁気センサの出力デ
ータの補正の処理手順を示すフローチャート、第4図は
第3図の手順による補正前後のセンタ値座標を示す図、
第5図は地磁気センサの出力データの補正の他の処理手
順を示すフローチャート、第6図は第5図の手順による
補正前後のセンタ値座標を示す図、第7図は地磁気セン
サの出力データの補正の他の処理手順を示すフローチャ
ートである。 主要部分の符号の説明 1・・・・・・方位センサ(地磁気センサ)2・・・・
・・角速度センサ  3・・・・・・距離センサ5・・
・・・・システムコントローラ 10・・・・・・CD−ROMドライバー16・・・・
・・表示装置   17・・・・・・ディスプレイ第2 築3図 乳 5 図 L乙 図 弟6 図 築721

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)車両の走行方位を検出する地磁気センサと、供給
    される表示情報信号に応じた画像の表示をなす表示手段
    と、 複数の地域に各々対応する複数の地図データ群が記憶さ
    れた記憶媒体から前記地図データ群を読み取る読取手段
    と、 車両の現在地を認識しつつその現在地を含む一定範囲の
    地域の地図データ群を前記記憶媒体から抽出すべく制御
    しかつ抽出地図データ群を前記表示手段に前記表示情報
    信号として供給して車両の現在地周辺の地図を表示せし
    める制御手段とを備えた車載ナビゲーション装置であっ
    て、 前記制御手段は、前記地磁気センサの出力データの変化
    率を監視し、 その後に前記変化率が減少した時点の前記出力データを
    補正データとし、 前記補正データに基づいて前記地磁気センサの出力デー
    タの補正をなすことを特徴とする車載ナビゲーション装
    置。
  2. (2)前記制御手段は、前記変化率が前記第1設定値よ
    りも大となる直前の前記出力データを現在地の方位デー
    タとして保持するとともに、前記変化率が第2設定値よ
    りも小となった時点の前記出力データを補正データとし
    、 前記補正データ及び前記方位データに基づいて前記地磁
    気センサの出力データの補正をなすことを特徴とする請
    求項1記載の車載ナビゲーション装置。
  3. (3)前記制御手段は、車両が踏切を通過中であること
    を検出したとき、その踏切の方位データを前記地図デー
    タ群から得、 前記方位データと前記補正データに基づいて前記地磁気
    センサの出力データの補正をなすことを特徴とする請求
    項1記載の車載ナビゲーション装置。
  4. (4)前記車載ナビゲーション装置は、車両の走行方向
    の変化量を検出する補助センサを備え、前記制御手段は
    、車両が踏切を走行中であることを検出したとき、その
    踏切の方位データを前記地図データ群から得るとともに
    前記補助センサの出力データを車両方向変化量データと
    して取り込み、前記補正データ、前記方位データ及び前
    記車両方向変化量データに基づいて前記地磁気センサの
    出力データの補正をなすことを特徴とする請求項1記載
    の車載ナビゲーション装置。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63113309A (ja) * 1986-10-30 1988-05-18 Pioneer Electronic Corp 地磁気センサのデ−タ処理方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63113309A (ja) * 1986-10-30 1988-05-18 Pioneer Electronic Corp 地磁気センサのデ−タ処理方法

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