JPH0413920A - 車両位置検出装置 - Google Patents

車両位置検出装置

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JPH0413920A
JPH0413920A JP11646990A JP11646990A JPH0413920A JP H0413920 A JPH0413920 A JP H0413920A JP 11646990 A JP11646990 A JP 11646990A JP 11646990 A JP11646990 A JP 11646990A JP H0413920 A JPH0413920 A JP H0413920A
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Shuichi Nishikawa
秀一 西川
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は道路交通網の任意の箇所を走行している車両
の位置を夫々原理の異なる複数の航法を用いて比較照合
し、互いの相関位置関係から車両の位置を検出する車両
位置検出装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来から道路交通網の任意の箇所を走行している車両の
位置を検出する方法としては、距離センサと、方位セン
サと、両センサからの出力信号に必要な処理を施す処理
装置とを有し、車両の走行に伴って生ずる距離変化量、
および方位変化量を積算しながら車両の現在位置データ
を得る推測航法(Dead Rock oning)が
提案されている。
この推測航法の欠点は、距離センサや方位センサの有す
る誤差が走行継続に伴って累積されることにあり、結果
として、現在位置データに累積誤差が現れる。このよう
な課題を考慮し、かつ車両が道路上を走行することを前
提として、上記推測航法によって得られた現在位置デー
タと、予めメモリに格納されている道路交通網データと
を比較し、現在位置データの道路からのずれ量を累積誤
差として算出し、上記現在位置データに対して累積誤差
分の補正を施し、現在位置データを道路データに一致さ
せる方法として、例えば特開昭63148115号公報
に示された従来の地図マツチング方法による位置検出方
法が提案されている。
(米国特許第3,789,198号明細書、特開昭58
99715号公報、特開昭58−113711号公報、
および” LANDFALL A IIIGH−RES
OLUTIONAIITOMATICVEHICLE−
LOCATION  SYSTEM  ”  D、KI
NGCECJournal of 5cience &
 Technology、 Vol、45No、1.1
978参照) 例えば、 ■ 米国特許第3,789,198号明細書に記載され
た位置検出方式においては、距離センサにより得られた
車両の走行距離データと、方位センサにより得られた車
両の走行方向データとに基づいて車両の現在位置データ
を算出し、算出された現在位置データと予めメモリに格
納されている道路位置データとを比較して、両データの
差が所定のしきい値以内にある場合には最も近い道路上
に位置するように現在の位置データを補正し、逆に両デ
ータの差が所定のしきい値以上である場合には全く補正
を行わないようにして、全体として高い精度で補正を行
わせ、正確な現在位置の表示を行わせようとしている。
■ 特開昭58−99715号公報に記載された位置検
出方式においては、所定距離走行する毎に道路地図の座
標軸方向の距離変化量成分を算′出することにより現在
位置データを更新し、現在位置データが道路上からずれ
ている場合に、単純に最も近い道路上の位置データを現
在位置データとすることにより、正確な現在位置の表示
を行わせようとしている。
■ 特開昭58−113711号公報に記載された位置
検出方式においては、地磁気を基準として走行方位を検
出する方位センサの誤差を走行力=4 位に基づいて得られた曲率と道路の曲率とを比較するこ
とにより補正し、正確な現在位置の表示を行わせようと
している。
■  LANDPALL  八 ■IGII−RESO
LUTION  AUTOMATICVEI(ICLE
−LOCATION SYSTEM ニ記載された位置
検出方式においては、道路交通網を非分岐部分と、複数
個の典型的な分岐部分として把握し、何れかの分岐部分
から他の分岐部分に向かって走行している場合における
他の分岐部分に至るまでの距離を距離センサからの信号
に基づいて算出し、分岐部分に到達したと判定された場
合には、その方向の変化を方位センサにより検出して何
れの分岐出口に向かったかを判別することにより車両の
現在位置を道路上の位置として正確に表示させようとし
ている。
また、衛星から送信させる電波を利用して移動体の現在
位置を3次元、または2次元的に求めるG P S (
Global Positioning System
 )測位方法としては、特開昭63−171377号公
報に示されたものがある。GPSの測位原理を説明する
と、ます複数のGPS衛星のうちi番目の衛星からの電
波の伝達時間を計測して衛星から移動体までの擬似距離
P、を求める。次に衛星が送信している衛星軌道データ
から1番目の衛星位置(U8゜V、、W、)を求める。
ここで移動体位置を示す座標を(x、y、z)とすると
次の測位方程式が成り立つ。
・・・・・・・・・  (1) (1)式で、Bは衛星が持っている時計と移動体の時計
との誤差であり、未知パラメータである。
未知パラメータがX、Y、Z、Bと4個あるため、4個
の衛星について(1)式をたて、連立して解くことで移
動体の位置を3次元的に求めることができる。また、自
動車、船等の2次元子面上の移動体に対しては、高度を
固定値とすることで衛星3個を利用して2次元測位も可
能である。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の車両位置検出装置は以上のように構成されている
ので、自立航法としての推測航法では、車両の絶対位置
がわからない。またセンサの累積誤差で精度が余り良く
ない。さらに、これを改良した地図マツチング方式では
、精度の向上は望めるものの、地図データが不可欠であ
り、上記同様、車両の絶対位置を知ることはできない。
また、GPS航法の場合は外部に高価な装置が必要であ
り、これの維持管理が不可欠で、車両がトンネルやビル
の陰などに入ると電波がしゃ断され使用不可になる等の
課題があった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、推測航法として車両の走行距離を検出する走行
距離検出手段と、方位を検出する走行方位検出手段と、
地図データを格納した道路ネットワーク記憶手段と、前
記各手段から出力されたデータを演算して車両の位置を
出力する地図マツチング演算手段とを有し、他方、GP
S航法として、GPS受信手段の出力データから位置を
演算するGPS演算手段とを設け、推測航法の位置とG
PS航法の位置とを比較手段で比較し車両の絶対位置を
表示部に出力表示する車両位置検出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位置検出装置は、車両の走行距離検
出手段、走行方位検出手段及び道路ネットワーク記憶手
段から所要データを取込んで車両の移動位置を推定する
地図マツチング演算手段とを有する推測航法手段と、G
PS衛星が発生する電波の伝達時間を計測し、車両との
擬似距離を演算してGPS衛星3ヶ以上の組合わせから
車両の位置座標を求めるGPS航法手段と、GPS航法
手段で求めた車両の位置座標と前記地図マツチング演算
手段で求めた車両位置推定データとから最短距離にある
道路上の車両位置を現在位置と判定する比較手段と、前
記比較手段の操作部を操作して車両の位置を表示する表
示部とをもって構成したものである。
〔作 用〕
この発明における比較手段は、従来から車両の自立航法
として採用されていた走行距離データ、走行方位データ
及び地図データから推測航法手段で求めた誤差を含む、
ある領域のデータと、3つ以上のGPS衛星との組合わ
せから求めた位置座標データとを比較照合して最適の現
在位置座標を出力表示するものであるから、車両の絶対
位置精度が大巾に向上するようになる。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を回について説明する。第1
図において、■は推測航法手段を示すブロック図であり
、走行距離検出手段2と、走行方位検出手段3及び所定
範囲の道路交通網を予め格納しである道路ネットワーク
記憶手段4からの情報を入力として車両の推定位置を演
算する地図マツチング演算手段5とより構成されている
。また、GPS航法手段6は複数の衛星から送信される
電波を受信し、車両上のアンテナ7を介して衛星からの
電波の伝達時間を計測するGPS受信手段8及び衛星と
移動体との擬似距離を演算によって求めるGPS演算手
段9とより構成されている。
10は推測航法手段1とGPS航法手段6とから出力さ
れたデータを比較する比較手段、11は表示部、12は
操作部である。
次に第4図のフローチャートを参照して動作について説
明する。まず、従来から行われている車両位置検出方法
としては、推測航法手段1、地図マツチング演算手段5
及びGPS航法手段6があることは既に述べた。
この発明はそれら既存の航法に基づく演算結果のデータ
を比較して総合的により精度の高い位置を検出するもの
で、走行距離検出手段2及び走行方位検出手段3とを用
いて推測航法を行い、その車両推測位置が地図データ上
の誤差を含むどの範囲にあるかを道路ネットワーク記憶
手段4の地図データと重ね合わせて地図マツチング演算
手段5で演算する。この演算結果は第2図に示すように
誤差を含んだある推定領域aを指示することになり、地
図データと突き合わせると車両の位置は2本の横に走っ
た道路R,,R2のいずれかの点、■、又は■2にある
と推定される。
そこで、次の段階では衛星からの電波の伝達時間を計測
し、衛星と車両との擬似距離を求める。
GPS航法の場合に、GPS演算手段9から得られる車
両の3次元位置座標は第3図に示すように衛星3ケ(A
、 B、 C)では1個所、衛星4ケ(A、B、C,D
)ではその組合わせから4個所の位置座標G、、G2.
G3.G4が得られる。
そこで、第4図ではGPS衛星が3ケ以」二受信できる
か否かをチエツクしくステップ5TI)、受信可能であ
れば出発地を自動的に入力する(ステップ5T2)。も
し、受信が不可能であれば出発地を使用者がマニュアル
入力する(ステップ5T3)。
次にGPS衛星が3ケ以上受信可能か否かと地図データ
の有無により4通りの航法が考えられる(ステップST
4〜5T6)。まず、GPS衛星の受信が不可で、地図
データがない場合には従来通り推測航法手段1により車
両の位置を推定する(ステップ5T7)。GPS衛星の
受信が不可で、地図データがある場合には地図マツチン
グ航法を採用する(ステップ5T8)。また、GPS衛
星の受信は可能であるが地図データがない場合には現在
位置をGPS衛星の位置に修正し、複数個所ある場合に
は、平均位置に修正する(ステップ5T9)。さらに、
GPS衛星の受信が可能であり、かつ地図データも存在
する場合には両方の複数位置でGPS衛星の演算から求
めた位置と地図マツチング航法による距離を演算し、互
いの位置の差が最も小さいもの、例えば第2図の場合、
V2O3の関係から道路R2が正しいとしてマツチング
位置1ケ所に車両の位置を修正する(ステップ5TIO
)。GPS航法による位置座標から存在確率の著しく低
いマツチング位置は削除する。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、距離を検出する走行距
離検出手段、方位を検出する走行方位検出手段及び道路
地図データを格納した道路ネタ1〜ワーク記憶手段から
車両位置を検出する地図マツチング演算手段を有し、他
方GPS受信手段から位置座標を演算によって求めるG
PS演算手段とを有し、前記両演算手段から得た位置デ
ータを比較手段で比較して車両の現在位置を表示部に表
示するようにしたので、GPS航法と地図マツチング航
法の欠点がカバーされ、ビル陰や衛星の不具合等で電波
が途切れても正確な位置の把握が出来ると共に、車両の
高さ位置を考慮したデータから絶対位置が判明できるの
で、検出位置精度が大巾に向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す車両位置検出装置の
構成を示すブロック図、第2図はこの発明における道路
交通網と車両位置との関係説明図、第3図はGPS衛星
の組合わせ説明図、第4図はこの発明の動作を示すフロ
ーチャートである。 図において、■は推測航法手段、2は走行距離検出手段
、3は走行方位検出手段、4は道路ネットワーク記憶手
段、5は地図マツチング演算手段、6はcps航法手段
、8はGPS受信手段、9はGPS演算手段、10は比
較手段、11は表示部、12は操作部である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 第 図 第 図 f (B、C,D ”)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  車両の走行距離を検出する走行距離検出手段と、その
    車両の走行方位を検出する走行方位検出手段及びその車
    両が走行する道路交通網を格納した道路ネットワーク記
    憶手段から所要データを取込んで車両の移動位置を推定
    する地図マッチング演算手段とを有する推測航法手段と
    、前記車両の3次元位置座標を求めるためにGPS衛星
    が発生する電波の伝達時間を計測し、その計測値からG
    PS衛星と車両との擬似距離を演算し、その演算を3ケ
    以上のGPS衛星について組合わせて位置座標を求める
    GPS航法手段と、前記GPS航法手段で求めた車両の
    位置座標と前記地図マッチング演算手段で求めた車両位
    置推定データの相関位置とから最短距離にある道路上の
    車両位置を現在位置と判定する比較手段と、前記比較手
    段の操作部を操作して車両の位置を表示する表示部とを
    備えた車両位置検出装置。
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Cited By (3)

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