JPH04204111A - 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１ 本発明は、自動車用のナビゲーション装置に係り、特に
自動車の位置を、自動車の進行方位角と走行距離から求
める方式のナビゲーション装置に関する。 〔従来の技術１ 自動車用のナビゲーション装置には従来から種々の方式
のものが提案されているが、その一方式として、自動車
の走行方向と走行距離とから逐次自動車の位置を算定し
てゆき、その結果を、予め記憶装置に格納しである道路
地図情報と照合して自動車の位置を確定する装置があり
、その例を特開昭６４−３５０８号公報に見ることが出
来る。 ところで、この従来技術は、自動車の転向ハンドルの操
舵角から車両の進行方位を検出する方位センサを用い、
制御用の演算装置は、自動車が予め設定しである道路の
変曲点を通過して所定の道路に入ったことが特定された
後、転向ハンドルの操舵角が中立状態で所定の距離を走
行したことを条件として変曲点でのヨー角（進行方向と
のずれ角）をリセットし、上記所定の道路の角度に更新
するようにし、これにより、方位センサの誤差が積算さ
れないようにしていた。 〔発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、自動車の転向ハンドルの操舵角から車
両の進行方位を検出する方位センサを用い、このセンサ
の検出結果から車両の進行方向が変わったこと（自動車
が曲がったという）を判定し、これを前提としているた
め、例えば高速自動車道路走行時など、曲線道路でも転
向ハンドルがほとんど中立位置にある場合について配慮
がされておらず、方位センサの誤差が積算されてしまう
という問題があった。 本発明の目的は、自動車の進行方向の変化に依存せず、
しかも充分に短い頻度で確実に方位センサの修正が得ら
れ、常に精度良く自動車の位置を求めることが出来るよ
うにしたナビゲーション装置を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、センサによる自動車の位置
算定結果と、道路地図情報との照合により、自動車の位
置が道路地図に記載されている道路上にあると判定され
た都度、その道路の方位角によりセンサの補正を行なう
ようにしたものである。 ［作用］ センサによる自動車の位置算定結果と、道路地図情報と
の照合による、自動車の位置が道路地図に記載されてい
る道路上にあるか否かの判断は、自動車の進行方向の変
化と無関係に行なうことが出来るから、充分に高い頻度
でセンサを補正することが出来、従って、常に高い位置
検出精度の保持が可能になる。 実施例に即して、さらに詳しく説明すると、方位検出手
段及び距離検出手段による進行方位角と走行距離の検出
値を単位時間間隔で逐次積分することにより自動車の走
行軌跡を求めることが出来る。そこで、この走行軌跡と
地図と照合することにより、いま自動車が地図上にどの
位置にあるかを知ることができ、この結果、自動車が地
図に記載がある道路上を走行しているか否かが判る。 二二で、方位検出手段による進行方位角に誤差があり、
実際の進行方位角が例えば右に１０度傾いていたとすれ
ば、以後の照合における演算に際しても常に走行軌跡を
右に１０度回転させるという処理が必要になり、余分な
時間が必要になってしまう。その上、この状態で地図に
記載の無い道路を走行してしまうと、再度、自動車が地
図に記載がある道路上に戻ってきたときに、実際の自動
車と位置と、検出結果から求めた位置とのずれが大きく
広がってしまい、照合が困難になってしまう。 しかしながら、本発明では、充分に高い頻度で補正処理
が実行されので、誤差の累積が無く、常に確実に照合処
理が可能になり、精度よく位置を求めることが出来葛。

【実施例】

以下本発明によるナビゲーション装置について、図示の
実施例により詳細に説明する。 第１図は、本発明の一実施例で、１は進行方位検出用の
地磁気センサで、フラックスゲート型センサなどと呼ば
れているものであり、地磁気の強さを互いに直交するよ
うにして配置した２個のコイルで検出し、それぞれのコ
イルの検出電圧をＶ８、■、として出力する。 ２は方位演算処理部で、地磁気センサｌからの検出電圧
Ｖ、、ＶＹを入力し、それらの演算処理結果として進行
方位角θ。を出力する働きをする。 ここで、この進行方位角θ。は、真東方向を基準にして
北回り方向の、つまり反時計方向の角度として表わすの
が一般的である。なお、地磁気センサ１の代わりに、な
んらかの初期方位設定製置と角速度センサの組合せを用
いるようにしてもよい。 ３は距離センサで、自動車の車輪の回転に応じて、所定
の走行距離毎にｏｎ１０ｆｆパルスを発生する働きをす
る。 ４は距離演算処理部で、距離センサ３がら出力されるパ
ルスを計数して単位時間毎の走行距離ｌ（エル）を出力
する働きをする。 ５は記憶回路で、道路地図情報を記憶しておく働きをす
る。 ６は道路照合処理部で、方位演算処理部２から供給され
る進行方位角θ。と、距離演算処理部４から供給される
走行距離１（エル）を演算処理して、自動車の初期位置
からの走行軌跡を逐次求め、同時に自動車の現在の位置
を逐次算定してゆくと共に、この現在の算定位置を記憶
回路５から読出した道路地図と照合し、自動車の位置が
、この道路地図に記載されている道路上にあるか否かを
判定し、道路上にあると判定されたときには、上記算定
位置と道路地図上の位置との照合により上記算定位置を
補正し、正確な位置として確立処理した上で、この確立
した位置データを図示してない表示装置に供給し、地図
画面上に自動車の現在位置として表示することにより、
ナビゲーション装置としての機能が発揮されるようにす
る。 また、これと並行して、さらに道路照合処理部６は、上
記したようにして、自動車の位置が道路地図に記載され
ている道路上にあると判定されたときには、そのときだ
けｏｎになる判定信号ｆと、その道路の方位角θ、とを
出力するように構成されている。 ７は方位修正処理部で、方位演算処理部２がら供給され
る進行方位角θ。と、上記した信号ｆと道路の方位角θ
、とに基づいて演算を行ない、まず、進行方位角θ。と
道路の方位角θ、との角度差（修正角）Ｏ８を求め、つ
いで進行方位角θＣがら、この角度差（修正角）Ｏ３を
減算して真の方位角θを求める処理を実行する。従って
、ここでの演算処理は、以下の通りとなっている。 θ、＝θ。−θ、　　・・・・・・　・・・・・・（１
）θ　＝θ。−θ、　　　・・す・・　・・・・・・（
１）次に、この実施例の動作を、方位修正処理部７での
処理を中心として、第２図のフローチャートによって説
明する。 この第２図による処理は、方位演算処理部２の演算処理
により、例えば１秒周期で進行方位角θ０が出力される
毎に逐次開始され、まず、ステップ１０では、道路照合
処理部６がらの判定信号ｆを参照し、それが。ｎ状態に
あればステップ１１に進み、その後ステップ１２に進む
が、他方、ｏｆｆ状態のときには直ちにステップ１２に
進む。 まずステップ１１では、上記（１）式で示した、進行方
位角θ。と道路の方位角θ、との角度差（修正角）Ｏ８
を求める処理を行なう。またステップ１２では、上記（
２）式で示した、進行方位角θ。 から角度差（修正角）θ、を減算して真の方位角θを求
める処理を行なう。 従って、ステップ１ｏでの判定結果がＹｅｓのとき、す
なわち、判定信号ｆがＯｎ状態のときには、ステップ１
１でこの時点で新たに算定された角度差（修正角）θ、
により真の方位角θが算定されるが、ステップ１ｏでの
判定結果がＮｏのとき、すなわち、判定信号ｆが。ｆｆ
状態のときには、前回時点以前に算定されていた角度差
（修正角）Ｏ５により真の方位角θが算定されるここと
になる。 なお、この角度差（修正角）θＳの初期状態での値はゼ
ロにしである。 ここで、第３図により、この実施例の動作原理について
説明する。まず、この図において、Ｎ１とＮ２は記憶回
路５に格納しである道路地図情報から得られる道路の節
点であり、この節点を連続することにより道路地図が形
成されていることになる。 次に８１は、道路照合処理部６によって、いま現在、自
動車が道路上を走行していると判定され、該当する道路
上に位置修正された現在の自動車の位置を表わす。 また、−Ｖｌは、上記した現在の自動車の位置Ｓ１を始
点として、単位時間走行した距離と、そのときの進行方
位とで表わされる走行ベクトルを示す。なお、進行方位
角θ。、道路の方位角θ１、それに真の方位角θなどは
上記した通りである。 この第３図では、現在位置Ｓ１は道路節点Ｎ１及びＮ２
で示されている道路上にあるから、判定信号ｆはＯｎで
あり、このため、第２図のフローチャートのステップ１
０による分岐判定では、自動車は道路節点Ｎ１及びＮ２
で示されている道路上を走行していると判定されるので
、ステップ１１が実行され、現在位置Ｓ１を始点とする
走行ベクトル→ｖ１における車両の進行方位角θ。と道
路節点Ｎ１及びＮ２で示される道路の方位角θ、との角
度差（修正角）θ８が計算される。 そして、ステップ１２では、上記した（２）式による進
行方位角θ。から角度差（修正角）θ５を減算して真の
方位角θを求める処理が行なわれるので、結局、車両の
進行方位角θ。から得られた走行ベクトル→■１は、角
度差（修正角）θ８による修正を受け、正しい走行ベク
トル→Ｖｌ’　に補正され、道路地図情報と１対１に対
応させることができ、従って、この実施例によれば、自
動車の進行方向の変化と無関係に、自動車の位置が道路
地図に記載されている道路上にあると判定される毎に位
置が修正されるから、充分に高い頻度でセンサを補正す
ることが出来、従って、常に高い位置検出精度の保持が
可能になる。 次に、第４図は、本発明の他の一実施例で、第２図の実
施例と同様に、方位修正処理部７での処理を中心とする
動作をフローチャートで示したもので、この第４図に示
す実施例が、第２図の実施例と異なる点は、ステップ２
１．２２が追加されているだけである。 ステップ１ｏでの分岐判断処理によりステップ１１に進
んだら、その後はステップ２１の処理に移り、まず、車
両の進行方位角θ。の種々の値に対応して予め用意しで
あるメモリアドレスの中から、いま現在の車両の進行方
位角θ。に対応して設けであるアドレスを選定し、その
アドレスにステップ１１で算定した角度差（修正角）θ
８を書き込む。 次に、ステップ２２では、同じく車両の進行方位角θ。 の種々の値に対応して予め用意しであるメモリアドレス
の中から、いま現在の車両の進行方位角θＣに対応した
アドレスを選定し、そのアドレスに格納されている角度
差（修正角）θ、を取り出してステップ１２での演算に
おける両度差（修正角）θ８に設定するのである。 従って、この第４図の実施例によれば、車両の進行方位
角θ。の値に対応して、角度差（修正角）θ８が選定さ
れるから、地磁気センサ１の誤差が進行方位角に応じて
非直線性を示す場合にも高精度の補正が可能になり、正
確な走行位置を求めることができる。 、第５図は本発明のさらに別の一実施例で、第２図の実
施例におけるステップ１０の分岐判断処理によりステッ
プ１１での角度差（修正角）θ８の算定処理に移行する
場合、さらにそのための条件として、直進中で、且つ直
線道路にあることを付加したもので、このため、ステッ
プ３１．３２をステップ１０と１１の間に設けたもので
ある。 まず、ステップ３１では、方位演算処理部２がら供給さ
れる進行方位角θ。の変化率が所定値以下であるか否か
などにより、自動車が直進中であるか否かを判定し、結
果がＹｅｓのときだけステップ３２に進み、Ｎｏのとき
にはステップ１２にジャンプする。 また、ステップ３２では、道路地図情報から直線道路に
あるか否かを判定し、同じく結果がＹｅＳのときだけス
テップ１１に進み、Ｎｏのときにはステップ１２にジャ
ンプするのである。 従って、この第５図の実施例によれば、処理時間中に走
行方向が変化して、検出精度が低下してしまう虞れがな
く、高精度の位置決定が可能になる。 さらに第６図も本発明の一実施例で、この実施例は角度
差（修正角）θ５の算定処理にフィルタリングが掛けら
れるようにしたもので、このため、第２図の実施例にお
ける処理にステップ４１．４２．４３によるディジタル
フィルタ処理を付加したものである。 まず、ステップ１１で算定した角度差（修正角）ＯＳを
０８′とし、続くステップ４１では、この角度差（修正
角）θ、′の、前回の処理で求められていた角度差（修
正角）θ、′に対して所定のフィルタ係数ｋを掛け、こ
れをデータＡとする。 次に、ステップ４２では、今回の処理で求めた角度差（
修正角）θ、′にフィルタ係数にの補数（１−ｋ）を掛
け、これをデータＢとする。 そして、ステップ４３では、これらのデータＡとＢの加
算値を最終的な角度差（修正角）θ５とし、ステップ１
２に進むのである。なお、このフィルタ係数にとしては
、Ｏから１゜０までの間の数値をとるものとする。 従って、この第６図の実施例によれば、ノイズなどによ
る検出値の変化の虞れがなくなり、充分に安定した動作
が得られ、さらに高精度を保ことができる。 ［発明の効果］ 本発明によれば、自動車などの車両の進行方向の変化が
検出できなくても、充分に高い頻度で進行方位角検出値
が修正できるので、常に充分な精度を保って位置の確定
が可能になり、自動車の安全運行に大きく寄与すること
ができる。角によりれているので、以下に記載量るよう
な効果を奏する。 また、本発明によれば、ひとたび進行方位角検出値の修
正が与えられた後は、自動車の走行軌跡の角度が、道路
地図情報から与えられる道路角と１対１に対応して定ま
るため、位置演算の都度、走行軌跡を回転させた上で道
路地図情報と照合させなければならないなどの処理が不
要になり、演算処理時間の大幅な短縮が得られるという
効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるナビゲーション装置の一実施例を
示すブロック図、第２図は本発明の一実施例の動作を説
明するフローチャート、第３図は本発明の一実施例の動
作を説明するベクトル図、第４図は本発明の他の一実施
例の動作を説明するフローチャート、第５図は本発明の
更に別の一実施例の動作を説明するフローチャート、第
６図は本発明の更に別の一実施例の動作を説明するフロ
ーチャートである。 ｌ・・・・・・地磁気センサ、２・・・・・・方位演算
処理部、３・・・・・・距離センサ、４・・・・・・距
離演算処理部、５・・・・・・記憶回路、６・・・・・
・道路照合処理部、７・・・・・・方位修正処理部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．方位検出手段から出力される自動車の進行方位角検
   出値と距離検出手段から出力される自動車の走行距離検
   出値とに基づいて自動車の位置を算定し、この位置の算
   定結果を記憶手段から読出した道路地図情報と照合して
   自動車の位置を確定する方式のナビゲーシヨン装置にお
   いて、上記自動車の位置が上記道路地図情報に含まれて
   いる道路の中にあるか否かを判断する判定手段と、この
   手段による判断結果が肯定となったことを条件として上
   記進行方位角検出値と上記道路の方位角との角度差を方
   位角修正値として逐次検出する演算処理手段とを設け、
   この方位角修正値による上記進行方位角検出値の補正結
   果に基づいて上記位置の算定が行なわれるように構成し
   たことを特徴とするナビゲーシヨン装置。
2. ２．請求項１の発明において、上記方位角修正値が検出
   される毎に、この方位角修正値を、そのときでの上記自
   動車の進行方位角検出値に対応した記憶領域に分類して
   逐次格納してゆく記憶手段を設け、上記方位角修正値に
   よる進行方位角検出値の補正が、そのときでの進行方位
   角検出値に対応した上記記憶領域から読出した方位角修
   正値に基づいて行なわれるように構成されていることを
   特徴とするナビゲーシヨン装置。
3. ３．請求項１の発明において、上記判定手段を、自動車
   が直進走行中で、且つ上記自動車の位置が上記道路地図
   情報に含まれている道路の内の直線道路の中にあるか否
   かを判断する手段で構成したことを特徴とするナビゲー
   シヨン装置。
4. ４．請求項１の発明において、上記演算処理手段が、１
   次のディジタルフィルタ処理により上記方位修正値を逐
   次検出するように構成されていることを特徴するナビゲ
   ーシヨン装置。