JPH04174890A

JPH04174890A - 位置認識システム及び位置座標変換装置

Info

Publication number: JPH04174890A
Application number: JP2303405A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Teshigahara; 勅使川原　敏之
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1992-06-23
Also published as: US5396254A

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）本発明は、自己の位置を容易に認識することができる位
置認識システム及びこのシステムに用いる位置座標変換
装置に関するものである。

（従来の技術）従来、自己の位置を認識する装置としては、例えばグロ
ーバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）を用いたもの
が一般に知られている。このシステムは複数の衛星から
の電波をＧＰＳ受信機によって受信し、自己の位置の経
緯度を知るものである。

ＧＰＳ受信機によって得られた経緯度を地図に照し合わ
せて、自己の位置を認識することができる。

また、第２図に示すようにＧＰＳ受信機１を用いた車両
走行案内装置も知られている。これは、予めＣＤ−ＲＯ
Ｍ２或いは磁気テープ等の記憶媒体に地図データを記憶
させておき、前記地図データに基ずく地図及びＧＰＳ受
信機１によって得られた経緯度に基づき、中央処理部３
によって自己の位置と地図との対応付けを行い、画像メ
モリ４と表示制御部５を介してＣＲＴ等のデイスプレィ
６に表示するものである。これにより、自己の位　　′
置を容易に認識することができる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前述したようにＧＰＳ受信機によって得
られた経緯度と地図とを照し合わせて位置を知るのは難
しく、慣れないと容易に位置を知ることができない。

また、前述した車両走行案内装置においては、地図デー
タを記憶するために大容量のＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体
を使用しなくてはならない。この大容量の記憶媒体は価
格が高いため、装置の価格が高くなり、一般へ普及され
ていないのが現状である。

本発明の目的は上記の問題点に鑑み、操作が簡単で容易
に自己の位置を認識できる位置認識システム及びこのシ
ステムに用いる位置座標変換装置を提供することにある
。

（課題を解決するための手段）本発明は上記の目的を達成するために、請求項（１）で
は、紙葉地図と位置座標変換装置とを備え、前記紙葉地
図は、複数のエリアに区分され、各エリア毎に対応する
エリア情報を有し、前記位置座標変換装置は、所定の基
準点に対する自己の位置を前記基準点に対する座標とし
て検出する位置検出手段と、前記紙葉地図の、前記エリ
ア情報と、各エリアの前記基準点に対する座標とを地図
情報として記憶する地図情報記憶手段と、前記位置検出
手段の検出結果及び前記地図情報記憶手段に記憶された
地図情報に基づいて、前記自己の位置に対応する前記地
図のエリア情報を求める座標演算手段と、該座標演算手
段の演算結果を表示する表示手段とからなり、前記位置
座標変換装置に表示された前記演算結果と前記紙葉地図
のエリアとを対応させて自己の位置を認識する位置認識
システムを提案する。

また、請求項（２）では、請求項（１）記載の位置認識
システムにおいて、前記紙葉地図は互いに重畳しないエ
リアに区分されている位置認識システムを提案する。

また、請求項（３）では、所定の基準点に対する自己の
位置を前記基準点に対する座標として検出する位置検出
手段と、複数のエリアに区分され、各エリア毎に対応す
るエリア情報を有する地図の、前記エリア情報と、各エ
リアの前記基準点に対する座標とを地図情報として記憶
する地図情報記憶手段と、前記位置検出手段の検出結果
及び前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報に基づ
いて、前記自己の位置に対応する前記地図のエリア情報
を求める座標演算手段と、該座標演算手段の演算結果を
表示する表示手段とを備えた位置座標変換装置を提案す
る。

また、請求項（４）では、請求項（３）記載の位置座標
変換装置において、前記表示手段は前記位置検出手段に
よって検出された座標を表示可能である位置座標変換装
置を提案する。

さらに、請求項（５）では、請求項（３）又は（４）記
載の位置座標変換装置において、前記地図情報記憶手段
と前記座標演算手段とを接続する切り離し可能な接続手
段を備えた位置座標変換装置を提案する。

さらにまた、請求項（６）では、請求項（３）　、　（
４）又は（５）記載の位置座標変換装置において、前記
位置検出手段はグローバルポジショニングシステム受信
機からなる位置座標変換装置を提案する。

（作　用）本発明の請求項（１）によれば、地図情報記憶手段によ
って、地図における複数のエリア情報と各エリアの前記
基準点に対する座標とが地図情報として記憶される。ま
た、位置検出手段によって所定の基準点に対する自己の
位置が前記基準点に対する座標として検出される。さら
に、前記位置検出手段の検出結果及び前記地図情報記憶
手段に記憶された地図情報に基づいて、座標演算手段に
より、前記自己の位置に対応する前記地図のエリア情報
が求められ、該エリア情報は表示手段によって表示され
る。このエリア情報と紙葉地図とを照し合わせることに
より容易に自己の位置を認識することができる。

また、請求項（２）によれば、前記紙葉地図におけるエ
リアは互いに重畳しないので、前記地図情報記憶手段に
記憶する情報量が低減される。

また、請求項（３）によれば、地図情報記憶手段によっ
て、地図における複数のエリア情報と各エリアの前記基
準点に対する座標とが地図情報として記憶される。また
、位置検出手段によって所定の基準点に対する自己の位
置が前記基準点に対する座標として検出される。さらに
、前記位置検出手段の検出結果及び前記地図情報記憶手
段に記憶された地図情報に基づいて、座標演算手段によ
り、前記自己の位置に対応する前記地図のエリア情報が
求められ、該エリア情報は表示手段によって表示される
。

また、請求項（４）によれば、前記表示手段によって、
さらに前記位置検出手段によって検出された座標が表示
される。

また、請求項（５）によれば、前記地図情報記憶手段と
前記座標演算手段とは、接続手段によって切り離し可能
に接続される。これにより、前記地図情報記憶手段を容
易に交換することができる。

さらに、請求項（６）によれば、前記位置検出手段はグ
ローバルポジショニングシステム受信機によって構成さ
れる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例における位置座標変換装置の
ブロック図である。図において、１１は周知のＧＰＳ受
信機で、複数の衛星からの電波を受信し、自己の位置を
経度及び緯度のデータで出力する。１２は中央処理部で
、ＣＰＵ等から構成され、前述したＧＰＳ受信機に接続
されると共に、コネクタ等からなるインタフェース部１
３を介しメモリカード１４に、また表示制御部１５を介
して表示器１６にそれぞれ接続されている。

メモリカード１４は、不揮発性のメモリ、例えばＲＯＭ
からなり、このメモリカード１４には所定の地図のデー
タが地図情報として、予め記憶されている。

即ち、例えば各都道府県に対応して地図帳が設けられ、
これらの地図帳毎に、この地図帳の地図情報が記憶され
たメモリカード１４が設けられている。地図は第３図乃
至第５図に示すように、経度及び緯度が格子状に細分割
されて互いに重畳しない大エリアＥＲに区分される。こ
の大エリアＥＲ毎に地図帳の見開きに印刷され、さらに
大エリアＥＲ内を経度方向及び緯度方向に単位長さａｌ
例えば５万分の１の縮尺の場合には２．５ｋｍ毎に緯度
線に沿ってＡ、Ｂ、Ｃ・・・の座標を割当てると共に、
経度線に沿って１，２，３・・・の座標を割当てている
。さらにまた、必要に応じて経度及び緯度方向に細分割
長さｂｌ例えば５００ｍで分割し、補助座標１〜５を割
当てている。これにより、大エリア番号内は、（Ａ−１
）、（Ｂ−１）、或いは（Ａ、　１−１．２）　、　　
（８，２−１，２）等の座標で表される小エリアに区分
される。

各都道府県のメモリカード１４には、地図情報として第
６図に示すように、例えば国内全土を前記大エリアＥＲ
で区分したときの各大エリアＥＲの左上隅のエリア基準
点Ｑの座標及び各大エリアＥＲが含まれる地図帳名が大
エリア番号順に記憶されると共に、当該地図帳基、前記
単位長さａ、細分割長さｂ及び当該都道府県に含まれる
複数の大エリアＥＲに対応した地図帳の見開き頁番号Ｐ
が記憶されるでいる。ここで、エリア基準点Ｑの座標の
緯度が大きい大エリアＥＲから順に大エリア番号が割当
てられ、さらにエリア基準点の緯度が等しい大エリアＥ
Ｒは基準点の経度が大きい大エリアＥＲから順に大エリ
ア番号が割当てられている。また、第６図には、群馬県
の地図帳に対応するメモリカード１４に記憶される地図
情報を一例として示しである。

表示器１６は、例えば１６桁２行表示の液晶表示器から
構成される。

次に、前述の構成よりなる位置座標変換装置の動作及び
これを用いて自己の位置を認識する位置認識システムを
、第７図の表示例及び第８ａ図。

第８ｂ図の制御フローチャートに基づいて説明する。

例えば登山等において自己の位置を知りたい場合には、
前述した位置座標変換装置と該当地域を含む地図帳を携
帯し、位置座標変換装置に表示される地図帳上の座標に
対応して地図帳を見ることにより簡単に自己の位置を認
識することができる。

即ち、位置座標変換装置の中央処理部１２は、ＧＰＳ受
信機１１から現在位置Ｔの経度Ｅ及び緯度Ｎのデータを
入力した後（Ｓｌ）、図示せぬ表示切替えスイッチはオ
ンであるか否かを判定する（Ｓ２）。この判定の結果、
表示切替えスイッチがオンのときは表示制御部１５を介
して表示器１６に、第７図の（ａ）に示すように前記経
度Ｅ及び緯度Ｎを表示する（Ｓ３）。この後、前記Ｓ１
の処理に移行する。

前記Ｓ２の判定の結果、表示切替えスイッチがオフのと
きは変数ｉを１に設定した後（Ｓ４）、ｉ番の大エリア
ＥＲのエリア基準点Ｑの緯度ｎｉをメモリカード１４か
ら読み込む（Ｓ５）。この後、前記緯度Ｎが緯度ｎｉよ
りも小さいか否かを判定しくＳ６）、緯度Ｎが緯度ｎｉ
以上のときは変数ｉに１を加算して（Ｓ７）、前記Ｓ５
の処理に移行する。

また、前記Ｓ６の判定の結果、緯度Ｎが緯度ｎｉよりも
小さいときは、中央処理部１２は、ｉ番の大エリアＥＲ
のエリア基準点Ｑの経度ｅｉをメモリカード１４から読
み込む（Ｓ８）。この後、前記経度Ｅが経度ｅｉよりも
小さいか否かを判定しくＳ９）、経度Ｅが経度ｅｉ以上
のときは変数ｉに１を加算して（Ｓ１０）、前記Ｓ８の
処理に移行する。また、経度Ｅが経度ｅｉよりも小さい
ときは変数ｉから１を減算した後（Ｓ１１）、メモリカ
ード１４から当該地図帳基ＭＮｏを読み込む（Ｓ　１２
）。

次に、中央処理部１２は、ｉ番の大エリアＥＲに対応す
るエリア基準点Ｑの経緯度、見開き頁番号Ｐ１地図帳名
ＭＮ等の各データを読み込んだ後（８１３）、当該地図
帳基ＭＮｏと前記地図帳名ＭＮが等しいか否かを判定す
る（Ｓ１４）。この判定の結果、当該地図帳基ＭＮｏと
前記地図帳名ＭＮが異なるときは、第７図（ｂ）に示す
ように表示器１６に“ゲンザイイチ”の文字と、前記ｉ
番の大エリアＥＲが含まれる地図帳名ＭＮを表示する（
Ｓ　１５）。この後、前記Ｓ１の処理に移行する。

また、当該地図帳基ＭＮｏと前記地図帳名ＭＮが等しい
ときは、エリア基準点Ｑの経緯度ｅｉ。

ｎｉと現在位置Ｔの経緯度Ｅ、Ｎとの差に基づき、地図
帳における縦軸及び横軸の座標を算出する。

即ち、中央処理部１２は、エリア基準点Ｑの緯度ｎｉか
ら現在位置Ｔの緯度Ｎを減算して緯度差Δｎを求める（
Ｓ　１６）。次いで緯度差Δｎを地表面の距離Ｒｎに換
算する（Ｓ　１７）。

例えば、エリア基準点Ｑの緯度ｎｉが３６度４１分２０
秒、また現在位置Ｔの緯度Ｎが３６度４２分００秒であ
る場合、（１）式に示すように緯度差Δｎは４０秒とな
り、これを度で表すと約０．０１１１度となる。

Δｎ＝３６°４２’　００’−３６°４１’　２０’＝
４０′→０．０Ｌｌｌ°　　　　　　　・・・（１）さ
らに、地球の半径ｒを６３７８ｋｍとすると、前記緯度
差Δｎに対応する地表面の距離Ｒｎは（２）式によって
表される。

Ｒｎ　＝　０．０１１１”　／　３６０°×２πｒ＝　
１．２４ｋｍ　　　　　　　　　　　　・・・（２）こ
の後、中央処理部１２は、距離Ｒｎから地図帳における
縦軸の座標を算出する（８１８）。

即ち、（３）式に示すように距離Ｒｎを単位長さａで除
算し、小数点以下を切上げて縦軸の座標を求める。さら
に、単位長さａは細分割長さｂによって５等分されてい
るので、（３）式の結果の小数点以下の値に５を乗算し
て小数点以下を切上げることにより細分割座標が求まり
、縦軸の座標は１．３となる。

１．２４／２．５　　＝０．４９６　→１　　　　　　
・・・（３）０．４９６　　Ｘ　　５＝２．４８　−３
　　　　　　　・・・（４）次に中央処理部１２は、現
在位置Ｔの経度Ｅからエリア基準点Ｑの経度ｅｉを減算
して緯度差Δｅを求める（Ｓ　１９）。次いで経度差Δ
ｅを地表面の距離Ｒｅに換算する（Ｓ　２０）。

例えば、エリア基準点Ｑの経度ｅｉが１３９度００分０
０秒、また現在位置Ｔの経度Ｅが１３９度０１分４５秒
である場合、（５）式に示すように緯度差Δｅは１分４
５秒となり、これを度で表すと約０．０２９１度となる
。

Δｅ＝１３９°０１’　４５’−１３９°ｏｏ’　ｏｏ
’＝０１’　４５’→０．０２９１°　　　　　　・・
・（５）さらに、前記緯度差Δｎに対応する地表面の距
離Ｒｅは（６）式によって表される。

Ｒｅ　＝　０．０２９１°／３６０°Ｘ２πｒ＝　３．
２４に＋ａ　　　　　　　　　　　　−（６）この後、
中央処理部１２は、前述と同様に距離Ｒｅから地図帳に
おける横軸の座標を算出する（Ｓ　２１）。

即ち、距離Ｒｅを単位長さａで除算し、小数点以下を切
上げて縦軸の座標を求める。さらに、この結果の小数点
以下の値に５を乗算して小数点以下を切上げることによ
り細分割座標が求まり、縦軸の座標は２．２となる。

次に中央処理部１２は、表示制御部１５を介して表示器
１６に第７図の（Ｃ）に示すように、“ゲンザイイチ”
の文字と、地図帳基、見開き頁番号Ｐ、横軸及び縦軸の
座標を表示する（８２２）。この後、前記Ｓ１の処理に
移行する。

また、ここで横軸座標を縦軸座標と区別するために、横
軸座標はアルファベットをもって表し、例えば８．　２
と表示する。

前述したＧＰＳ受信機の精度は、通常民間で使用できる
ｃ／Ａコードと呼ばれるもので、±１００ｍ以内とされ
る。従って、十分に高い精度で自己の位置を認識するこ
とができる。

本実施例では、地図帳上のエリアを一辺が２．５ｋｍ或
いは５００ｍの正方形としたが、山間部に於いては、−
辺が２．５１ｖの範囲を地図上で見れば十分自己の位置
を認識することができる。また、都市部に於いては一辺
が５００ｍの範囲を地図に対応させ、さらに道路の大き
さ、道路標識等の周辺の状況を見れば、容易に自己の位
置を認識することができる。

従って、前述したようにエリアを用いた位置の表現によ
って、自己の位置を認識するための十分な情報を得るこ
とができる。また、従来のＧＰＳ受信機のみを用いて経
緯度から自己の位置を認識するよりも遥かに分かり易く
、誰にでも簡単に自己の位置を認識することができる。

さらに、従来のＧＰＳ受信機を用いた車両走行案内装置
に比べて非常にコストが低（なり、一般に普及させるこ
とができる。

尚、本実施例におけるエリアの範囲等は一例であり、こ
れに限定されるものではない。

また、本実施例では、都道府県毎に地図帳とメモリカー
ド１４を設けたが、全国にわたる地図情報を一つのメモ
リカード１４に記憶さでも良い。

しかしこの場合、大容量のメモリカード１４を必要とし
、コスト高を招くだけで、メリットは少ない。

また、本実施例では位置検出手段をＧＰＳ受信機によっ
て構成したが、これに限定されるものではな（、サイン
ポスト、ビーコン等の路車間通信方式のデータを入力し
て、地図上の位置を示すことも容易である。

（発明の効果）以上説明したように本発明の請求項（１）によれば、位
置座標変換装置に表示されるエリア情報と紙葉地図とを
照し合わせることにより、簡単な操作により誰にでも容
易に自己の位置を認識することができる。さらに、前記
位置座標変換装置は、従来の同種のものに比べて高価な
ＣＲＴ、ＣＤ−ＲＯＭ等を必要としないのでコストを低
減することができ広く一般に普及させることができると
いう非常に優れた効果を奏するものである。

また、請求項（２）によれば、上記の効果に加えて、前
記紙葉地図におけるエリアは互いに重畳しないので、前
記地図情報記憶手段に記憶する情報量が低減され、前記
位置座標変換装置の形状を小型にすることができると共
に、コストを低くすることができ、一般へ普及させるこ
とができる。

また、請求項（３）によれば、位置座標変換装置に自己
の位置に対応した紙葉地図上のエリア情報表示されるの
で、このエリア情報と紙葉地図とを照し合わせることに
より、簡単な操作により誰にでも容易に自己の位置を認
識することができる。

さらに、従来の同種のものに比べてＣＲＴＳＣＤ−ＲＯ
Ｍ等を必要としないのでコストを低減することができ広
（一般に普及させることができるという非常に優れた効
果を奏するものである。

また、請求項（４）によれば上記の効果に加えて、位置
検出手段によって検出された座標も表示手段に表示され
るので、表示される座標を必要に応じて使い分けること
ができる。

また、請求項（５）によれば上記の効果に加えて、地図
情報記憶手段と前記座標演算手段とは、接続手段によっ
て切り離し可能に接続される。これにより、前記地図情
報記憶手段を容易に交換することができるので、必要な
地域毎に前記地図情報記憶手段を備え、その地図情報を
記憶させれば、任意の地域において自己の位置に対応す
る地図情報を得ることができる。

さらに、請求項（６）によれば上記の効果に加えて、地
上のほとんどの地域において自己の位置に対応する地図
情報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における位置座標変換装置の
ブロック図、第２図は従来例の車両走行案内装置を示す
ブロック図、第３図乃至第５図は一実施例における地図
帳の構成を示す図、第６図は一実施例におけるメモリカ
ードに記憶される地図情報の一例を示す図、第７図は一
実施例における表示例を示す図、第８ａ図及び第８ｂ図
は一実施例における制御フローチャートである。１１・・・ＧＰＳ受信機、１２・・・中央処理部、１３
・・・インタフェース部、１４・・・メモリカード、１
５・・・表示制御部、１６・・・表示器。本発明の一実施例における位置座標変換装置のブロック
図従来例の車両走行案内装置を示すブロック図第２図経　　度一実施例における地図帳の構成を示す同第３図一実施例における地図帳の構成を示す同第４図一実施例における地図帳の構成を示す図−実施例におけ
るメモリカードに記憶される地図情報の一例を示を同第
６図（ａ）（ｂ）（ｃ）一実施例における表示例を示す図第７図手続補正書（自発）平成　３年１１月８日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　紙葉地図と位置座標変換装置とを備え、前記紙
葉地図は、複数のエリアに区分され、各エリア毎に対応
するエリア情報を有し、前記位置座標変換装置は、所定の基準点に対する自己の
位置を前記基準点に対する座標として検出する位置検出
手段と、前記紙葉地図の、前記エリア情報と、各エリアの前記基
準点に対する座標とを地図情報として記憶する地図情報
記憶手段と、前記位置検出手段の検出結果及び前記地図情報記憶手段
に記憶された地図情報に基づいて、前記自己の位置に対
応する前記地図のエリア情報を求める座標演算手段と、該座標演算手段の演算結果を表示する表示手段とからな
り、前記位置座標変換装置に表示された前記演算結果と前記
紙葉地図のエリアとを対応させて自己の位置を認識する
、ことを特徴とする位置認識システム。
（２）　前記紙葉地図は互いに重畳しないエリアに区分
されていることを特徴とする請求項（１）記載の位置認
識システム。
（３）　所定の基準点に対する自己の位置を前記基準点
に対する座標として検出する位置検出手段と、複数のエ
リアに区分され、各エリア毎に対応するエリア情報を有
する地図の、前記エリア情報と、各エリアの前記基準点
に対する座標とを地図情報として記憶する地図情報記憶
手段と、前記位置検出手段の検出結果及び前記地図情報記憶手段
に記憶された地図情報に基づいて、前記自己の位置に対
応する前記地図のエリア情報を求める座標演算手段と、該座標演算手段の演算結果を表示する表示手段とを備え
た、ことを特徴とする位置座標変換装置。
（４）　前記表示手段は前記位置検出手段によって検出
された座標を表示可能であることを特徴とする請求項（
３）記載の位置座標変換装置。
（５）　前記地図情報記憶手段と前記座標演算手段とを
接続する切り離し可能な接続手段を備えたことを特徴と
する請求項（３）又は（４）記載の位置座標変換装置。
（６）　前記位置検出手段はグローバルポジショニング
システム受信機からなることを特徴とする請求項（３）
、（４）又は（５）記載の位置座標変換装置。