JPH04127016A - 車両用ナビゲーション装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、車両用ナビゲーション装置に関するもので
あり、特に、自立型ナビゲーション信号入力部としての
方位センサの誤差の補正ができるようにされている車両
用ナビゲーション装置に関するものである。

［従来の技術］ 船舶、航空機、自動車等の各種の移動体に対して、複数
個の人工衛星から電波を送信して、その現在位置や移動
速度等を確認したり決定したりするために、ＧＰＳ測位
装置が有用であることが注目されてきている。ここで、
ＧＰＳｉ位装置とは、全世界測位システム（Ｇｌｏｂａ
ｌ　ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）に属する複
数個の人工衛星からの電波を受信して、移動体の現在位
置を知ることができるようにされたものである。

従来から知られているように、このようなＧＰＳ測位装
置を用いてなされる測位操作は、通常、３個以上の人工
衛星からの電波を受信することによって行なわれるもの
である。そして、複数個の人工衛星からの電波は移動体
としての車両側で同時に受信されて、前記複数個の人工
衛星側に設けられている時計と車両側に設けられている
時計との間の差に基づいて各人工衛星からの距離が求め
られ、前記各人工衛星の位置から移動体の位置を検出す
るようにされている。

また、上記された車両のための位置検出装置として、い
わゆる自立型のものも従来から知られている。この自立
型の装置は、前述されたＧＰＳ型の装置とは異なり、人
工衛星からの電波のような外部からのデータに依存する
ことなく、自らが取得したデータのみに基づいて、自ら
の現在位置を知ることができるようにされたものである
。

ところで、従来の車両用ナビゲーション装置においては
、自立型ナビゲーション信号入力部の一部である方位セ
ンサとして地磁気センサが用いられることがあるけれど
も、車両の周囲の環境のいかんによって着磁現象を生じ
ることがあり、そのために車両の現在位置に誤差が含ま
れてしまうという難点があった。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のこの種の装置においては、上記されたように、自
立型ナビゲーション信号入力部の一部である方位センサ
として地磁気センサが用いられるときには、車両の周囲
の環境のいかんによって着磁現象を生じることがあるた
めに、車両の現在位置に誤差が含まれることがあるいう
問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、上記方位センサの誤差補正が上記制御手段か
らの出力信号をフィードバックさせることによって実行
可能にされた車両用ナビゲーション装置を得ることを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る車両用ナビゲーション装置は：ＧＰＳ測
位に基づくデータを入力するためのＧＰＳナビゲーショ
ン信号入力部としてのＧＰＳ入力部；車両の現在位置お
よびその方位に関する自立型測位に基づくデータを入力
するための自立型ナビゲーション信号入力部としての方
位センサおよび距離センサ；上記の各データを用いて車
両の現在位置を知るための所定の処理を施す制御手段；
を含んでなり： 上記方位センサの誤差補正が上記制御手段からの出力信
号をフィードバックさせることによって実行されること
を特徴とするものである。

［作用］ この発明においては、自立型ナビゲーション信号入力部
としての方位センサの誤差補正が、装置に含まれている
制御手段からの出力信号をフィードバックさせることに
よって実行される。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例を概略的に示すブロック
図である。この第１図において、位置推定手段（１）は
車両の現在位置を推定するためのものであって、後述の
表示制御手段（２）に接続されている。この表示制御手
段（２）は、車両の現在位置を中心とする地図データを
後段の表示手段（４）に表示させるための作用をするも
のであって、記憶手段（３）に格納されている地図デー
タの中から必要なものを選択して、前記の表示手段（４
）にこれを表示させる。

第２図は、上記実施例の主要部をより詳細に示すブロッ
ク図である。この第２図において、ＧＰＳ入力部（１１
）、方位センサ（１２）および距離センサ（１３）は、
車両の現在位置に関する情報を取り込むためのものであ
って、これらの手段からの各種の情報が適当なマイクロ
コンピュータからなるＣＰＵ（２１）に加えられて、車
両の現在位置の推定がなされるものであり、これらが前
記第１図における位置推定手段（１）に対応している。

なお、前記のＣＰＵ（２１）は、これと方位センサ（１
２）とを結ぶＤ／Ａコンバータ（２２）とともに、第１
図における表示制御手段（２）にも対応するものである
。ＲＡＭ（３１）は、中間的な演算結果を表わすデータ
や最終的に（表示）出力させるべきデータを読み書き可
能に格納するものであり、また、プログラムＲＯＭ（３
２）は、ＣＰＵ（２１＞で適用される各種のプログラム
を格納するものである。なお、これらの記憶装置は前記
の第１図における記憧手段（３）に対応するものである
。この第２図には示されていないけれども、前記第１図
における表示手段（４）に対応する表示装置を、例えば
、ＴＦ　Ｔ　（Ｔｈｉｎ　ＦｌａｔＴｒａｎｓｉｓｔｏ
ｒ）液晶をもって構成することができる。

第３図は、上記実施例の動作に関する説明図である。こ
の第３図に基づいて、方位センサ（１２）としての地磁
気センサが用いられたときの、所要の補正動作について
説明する。

まず、着磁がない状態では、地磁気センサは円Ａの軌跡
上にある。

即ち、測定されるべき点（Ｘ＾、ｙ＾）は、地磁気セン
サの初期バイアス（Ｃｘ式、Ｃｙ＾）を中心軸とする円
の方程式となる。

このとき、地磁気センサにより円の半径はＲと定められ
ているから、この円の方程式は次のようになる。

（Ｘ＾−Ｃｘ式）２＋（ｙ＾−ｃｙ＾）２　＝Ｒ２Ｘ＾
”　ＲｅＯ３θ＋Ｃｘ＾ ｙ＾・Ｒ５１ｎθ＋Ｃｙ＾ （１）測定点（ｘＢ、ｙＢ）が円Ａの近傍にあるとき：
即ち、 Ｒ１２＜　　（ｘＢ−Ｃｘ）　２　＋　（ｙＢ−Ｃｙ）
　２　＜　　Ｒ２２であるときには、方位角度φをＧＰ
Ｓから得て、円Ａの軌道上にあると仮定する。

つまり、 ＧＰＳの方位ベクトル（ｘＣ、ｙＣ）は、ｘＣ＝　Ｒｃ
ｏｓφ＋Ｃｘ＾ ｙ（＝　Ｒ５１ｎφ＋ｃｙ＾ として算出される。

（１，１）　　測定点（ｘＢ、ｙＢ）がＧＰＳ方位ベク
トル（ｘＣ，ｙＣ）と同じであるときには、地磁気セン
サは正常であると判定される。

方位データとして（Ｃｘ式、Ｃｙ＾）を中心とする半径
Ｒの円 （ｘＢ−Ｃｘ式）２”　（ｙＢ−Ｃｙ＾）２　、　Ｒ２
として、 ＸＢ　＝　Ｒｃｏｓθ＋Ｃ×＾ ｙＢ　；Ｒ５１ｎθ＋ＣｙＡ で（ｘＢ、ｙＢ）を出力する［θを出力する］。

（１，２） 測定点（ｘＢ、ｙＢ）がＧＰＳ方位ベクトル（ｘＣ，ｙ
Ｃ）と異なるときには、地磁気センサにエラーがあると
判定して、次のよ うな補正を施す。

測定点（ｘＢ、ｙＢ）を中心として半径Ｒの円Ｂを画定
する。

いま、（ＣｘＢ、ＣｙＢ）を未知数［軌道変数とする。

（ｘＢ−ＣｘＢ’＞２＋　（ｙＢ−ＣｙＢ’）２”　Ｒ
２として、 ＣｘＢ’　＝ＲｅｏｓＫ　＋　ｘＢ ＣｙＢ’　＝ＲｓｉｎＫ　＋　ｙＢ ここで、ＧＰＳにより方位角φが与え られていることから、Ｋ・φ＋にとし て円Ｂの１点（ＣｘＢ、ＣｙＢ）が求められる。

、’、　　ＣｘＢ　・−Ｒｅｏｓφ＋ｘＢＣｙＢ　・−
Ｒｓｉｎφ＋ＶＢ この（ＣｘＢ、ＣｙＢ）は、補正された地磁気センサの
中心となるものである。従っ て、この（ＣｘＢ、ＣｙＢ）を中心として半径Ｒの円を
仮定すると、この日Ｃの方程 式の軌跡上がエラーを補正したときの 地磁気センサの測定点（ｘＢ、ｙＢ）となる。

つまり、 （ｘＢ−ＣｘＢ）２”　（ｙＢ−ＣｙＢ）２・Ｒ２ｘＢ
　＝　Ｒｃｏｓθ＋ＣｘＢ ｙＢ　＝　Ｒ５１ｎθ＋ＣｙＢ ダイナミックレンジの判定 （１，２，１） ０　＜　Ｒ＋　ＣｘＢ　＜　ｘｗａａｘであり、かつ、 ０　＜　Ｒ＋　ＣｙＢ　＜　ｙ＋ａａｘであれば、（Ｃ
ｘＢ、ＣｙＢ）を中心とする半径Ｒの円として次の式が
得られる。

（ｘＢ−ＣｘＢ）２＋　（ｙＢ−ＣｙＢ）２：Ｒ２ｘＢ
　＝Ｒｃｏｓθ＋ＣｘＢ ｙＢ　　；　Ｒ５１ｎθ　＋　ＣｙＢ そして、この結果として（ｘＢ、ｙＢ）が出力される［
θが出力されるコ。

（１，２，２） Ｒ”　ＣｘＢ≦０．もしくは Ｒ＋ＣｘＢ　　≧　Ｘｍａｍ＋ または、 −Ｒ＋　ＣＶＢ≦０．もしくは Ｒ＋　ＣｙＢ≧ｙ、□。

であるときにはエラー表示をし、 （ＣｘＢ、ＣｙＢ）が ＣｘＢ−Ｃｘ式、　ＣｙＢ　＝　ｃｙ＾となるように外
部から電圧を与え る。

（２）測定点Ｂが円Ａの近傍にないとき。

エラー表示 測定点Ｂを通る仮想測定円軌跡の中 心点を求める［（１，２）と同じ］。

ＣｘＢ　＝−Ｒｃｏｓφ＋ｘＢ ＣｙＢ　＝−Ｒｓｉｎφ＋ｙＢ ＣｘＢ＝Ｃｘ＾、　ＣｙＢ　＝　ｃｙ＾となるように外
部から電圧を与える。

第４図は、上記実施例の動作を説明するためのフローチ
ャート図である。このフローチャート図から認められる
ように、自立型ナビゲーション信号入力部としての方位
センサに地磁気センサが用いられているとき、車両の着
磁による誤差が生じても、所要のＧＰＳデータに基づい
て的確な補正を施すことが可能であり、より精度の高い
動作が可能にされる。

［発明の効果］ 以上説明されたように、この発明に係る車両用ナビゲー
ション装置は： ＧＰＳ測位に基づくデータを入力するためのＧＰＳナビ
ゲーション信号入力部としてのＧＰＳ入力部；車両の現
在位置およびその方位に間する自立型測位に基づくデー
タを入力するための自立型ナビゲーション信号入力部と
しての方位センサおよび距離センサ；上記の各データを
用いて車両の現在位置を知るための所定の処理を施す制
御手段；を含んでなり 上記方位センサの誤差補正が上記制御手段からの出力信
号をフィードバックさせることによって実行されること
を特徴とすることから、自立型ナビゲーション信号入力
部の一部である方位センサとして地磁気センサが用いら
れたとしても、車両の周囲の環境のいがんによって生じ
る着磁現象に基づく、車両の現在位Ｉに関する誤差を的
確に補正することができるという効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を概略的に示すブロック
図、第２図は、上記実施例をより詳細に示すブロック図
、第３図は、上記実施例の動作に関する説明図、第４図
は、上記実施例の動作を説明するためのフローチャート
図である。 （１）は位置推定手段、 （１１）はＧＰＳ入力部、 （１２）は方位センサ、 （１３）は距離センサ、 （２）は表示制御手段、 （２１）はＣＰＵ二 （２２）はＤ／Ａコンバータ、 （３）は記憶手段、 （３１）はＲＡＭ、 （３２）はプログラムＲＯＭ （４）は表示手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＧＰＳ測位に基づくデータを入力するためのＧＰ
   Ｓナビゲーション信号入力部としてのＧＰＳ入力部； 車両の現在位置およびその方位に関する自立型測位に基
   づくデータを入力するための自立型ナビゲーション信号
   入力部としての方位センサおよび距離センサ； 上記の各データを用いて車両の現在位置を知るための所
   定の処理を施す制御手段； を含んでなる車両用ナビゲーション装置であって： 上記方位センサの誤差補正が上記制御手段からの出力信
   号をフィードバックさせることによって実行されること
   を特徴とする車両用ナビゲーション装置。