JPH05312584A - 車載用ナビゲーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】サインポスト受信機を備えたナビゲーションシ
ステムにおいて、サインポスト受信機に関わる表示精度
の向上を図る。 【構成】車載用ナビゲーションシステムのサインポスト
受信機６は、サインポスト送信機からの電波を受けるア
ンテナ６ａ、このアンテナ６ａに接続された復調用の受
信部６ｂ、この受信部６ｂに接続されたデータ処理部６
ｃ、このデータ処理部６ｃからコントローラに至るデー
タ出力線６ｄ、受信部６ｂの受信電波の強度を測定して
データ処理部６ｃに送る電波強度測定部６ｅを備える。
データ処理部６ｃは、受信データと電波強度ピーク時点
及びデータ送出予定時点の時間差とを含めたデータを、
その予定時点にコントローラに出力。コントローラはそ
の時間差を加味して自車位置データを演算し、そのデー
タを表示部に表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車載用ナビゲーショ
ンシステムに係り、とくに、ＧＰＳ受信機の補助用とし
てサインポスト受信機を搭載した車載用ナビゲーション
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、サインポスト受信機を搭載した車
載用ナビゲーションシステムとしては、図７に記載した
ものが知られている。このナビゲーションシステムは、
システム全体を制御するコントローラ１と、このコント
ローラ１に接続され、その管理下に置かれる表示・操作
部２、ＣＤ−ＲＯＭユニット３、車速センサ・ジャイロ
部４、ＧＰＳ(global positioning system) 受信機５及
びサインポスト受信機６とを備えている。ＣＤ−ＲＯＭ
ユニット３には地図データ及びそれに付随するデータが
格納されている。表示・操作部２には操作ボタン２ａ及
びＬＣＤ表示器２ｂが備えられ、ＬＣＤ表示器２ｂには
自車位置マーク２ｃが表示される。ＧＰＳ受信機５は、
複数の衛星から受信した信号に基づいて自車の絶対位置
を算出するものである。車速センサは、例えば車軸の回
転数に比例したパルス数のパルス列を出力する。

【０００３】このナビゲーションシステムにあっては、
コントローラ１によって、ＣＤ−ＲＯＭユニット３から
地図データが、ＧＰＳ受信機５から位置データが各々読
み込まれ、ＬＣＤ表示器２ｂ上に道路地図と共に自車位
置マーク２ｃが表示される。この自車位置マーク２ｃ
は、ＧＰＳ受信機５が衛星から信号を受信したときは、
その算出した絶対位置に基づいて表示される。また、Ｇ
ＰＳ受信機５が衛星から新たな信号を受信するまでは、
車速センサ・ジャイロ部４の出力信号を基に移動方向及
び移動距離が積算され、自車位置が連続的に表示され、
これによりナビゲータの機能が果たされる。さらに、操
作ボタン２ａを操作すると、地図を拡大又は縮小した
り、地図データに付随するデータベース（例えば観光地
案内）を利用する処理が可能になっている。

【０００４】上記サインポスト受信機６は、都市部など
でビルが林立しており、衛星からの電波が良好に受信で
きない場合の対策として用いられるもので、そのような
場合、サインポスト受信機６から得られる位置データが
補助的に活用されている。このサインポスト受信機６に
相対するサインポスト送信機は、側路柱上に設置され、
その設置地点の地点データ及び交通に関するデータがサ
インポスト送信機からサインポスト受信機６に無線伝送
される。

【０００５】このサインポスト受信機６は、図８に示す
ように、アンテナ６ａに接続された受信部６ｂと、この
受信部６ｂからデータを受けるデータ処理部６ｃと、こ
のデータ処理部６ｃに接続されたデータ出力線６ｄとを
備えている。図９に、繰り返し送信される、サインポス
ト送信機側の送信データフォーマット７０を、図１０
に、サインポスト受信機６からコントローラ１に出力さ
れる受信処理後のデータフォーマット６０を各々示す。

【０００６】このサインポスト受信機６の動作を説明す
る。上記アンテナ６ａで受信された信号は、受信部６ｂ
で復調され、データ処理部６ｃに送られる。このデータ
処理部６ｃは、図１１に示すフローで処理を行う。ま
ず、図１１のステップＰ１ではデータ受信待ち及び受信
時の処理が行われる。即ち、受信まで待機し、受信時に
は受信データの誤りチェックが行われ、そのチェックで
データ正常の場合には次のステップＰ２に処理が移され
る。このステップＰ２では、前回データとの比較が行わ
れる。このステップＰ２で、前回データと同一と判断さ
れたとき、ステップＰ３のインターバルチェックが行わ
れ、３０秒（つまり、所定時間）経過していない場合
は、次のステップＰ４でのコントローラ１へのデータ送
出処理を実施しない。つまり、同一データが３０秒以内
に受信された場合、同一場所からの同一データの受信で
あると見做して、位置データをコントローラ１へ出力し
ない。この結果、新規データ（前回データとは異なる）
の場合、又は、同一データであっても、３０秒を経過し
てから受信した場合に限り、ステップＰ４にて図１０記
載の所定フォーマットのデータ６０をコントローラ１に
出力する。

【０００７】このように機能するサインポスト受信機６
は、都市部などで、その機能をフルに発揮するものと期
待されていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記サ
インポスト受信機６では、正当なデータを受信できた場
合、そのデータを即座にコントローラ１に送出するよう
にしていたため、例えばサインポスト送信機設置場所か
ら数十メートル離れた地点をサインポストの位置と誤認
し、真の自車位置から外れた位置を自車位置として表示
してしまう、表示精度低下の問題がある。また、表示位
置の誤差もサインポスト送信機及び受信機の設置条件、
並走する車の混雑状況に因って変動するなど、所期の目
的達成には十分ではないという状況にある。

【０００９】この状況を図１２を用いて詳細に説明す
る。図１２は縦軸に受信電波強度、横軸に時間を夫々と
って、受信電波強度とデータ受信タイミングとの関係例
を表したものである。なお、一定速度で走行している場
合、横軸は距離と等価であるから、時間を「距離」と読
み替えることができる。

【００１０】図１２における２つの曲線Ａ，Ｂの内、一
方の曲線Ａは急俊に変化して、時刻ｔ＝ｔ_1a，ｔ_3aで予
め設定したしきい値Ｉ_thと交差する。他方の曲線Ｂは緩
やかに変化して時刻ｔ＝ｔ_1b，ｔ_3bでそのしきい値Ｉ_th
と交差する。しきい値Ｉ_thは、受信データに誤りが発生
しない電波強度である。つまり、一方の曲線Ａに係る受
信では、時刻ｔ_1aで正当なデータ受信が開始され、時刻
ｔ_3aを経過すると受信できなくなる（受信終了）ことを
表している。同様に、他方の曲線Ｂに係る受信では、時
刻ｔ_1bが受信開始であり、時刻ｔ_3bが受信終了である。
なお、両方の時刻ｔ_1a，ｔ_3a間（ｔ_1b，ｔ_3b間）に在る
時刻ｔ₂ は、受信電波強度がピーク値に達する時刻であ
り、送信機設置場所又はその近傍位置に相当する。

【００１１】従来のサインポスト受信機６によれば、上
記タイミングｔ_1a又はｔ_1bで直ちにデータをコントロー
ラ１に送出することになり、送出する位置データに誤差
を生じることになる。電波強度のピーク時のタイミング
ｔ₂ でデータを送出した場合には、位置データに殆ど誤
差は生じないから、これを基準として、上記誤差を例示
してみる。いま、受信状態が曲線Ａに係るものとし、ｔ
₂ −ｔ_1a＝１秒、走行速度＝４０km/hとすると、位置誤
差は約１１ｍになり、ＧＰＳ受信機誤差の３０ｍ前後に
対して比較的小さいから、その誤差は許容範囲内に収ま
ると考えることもできる。これに対し、曲線Ｂに係るデ
ータ受信時には、上記と同じ走行条件であっても、ｔ₂
−ｔ_1b＞１秒（距離換算では、［＞１１ｍ］）となっ
て、その位置誤差を無視できなくなる。

【００１２】このように曲線Ａの受信態様になるか、曲
線Ｂの受信態様になるかは、走行速度や、電波伝搬状態
が走行場所、走行状況などに影響を受けることに因る。
特に、曲線Ｂの受信態様しか得られない走行時には、サ
インポスト受信機は、ＧＰＳ受信機に対する補助機能を
十分に発揮できず、自車位置の表示精度が低下し、その
信頼性も低いものとなっていた。

【００１３】この発明は上記従来の問題に鑑みなされた
もので、ＧＰＳ受信機の補助装置としてのサインポスト
受信機の表示精度を、走行状態、交通状態などの外的要
因に関わらず、向上させることを、目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の車載用ナビゲーションシステムは、側路
に設けられた固定送信設備から電波を媒体にして送られ
てくる地点情報を受信するサインポスト受信機と、この
サインポスト受信機の受信情報に基づいて自車位置を演
算するコントローラと、このコントローラが演算した自
車位置を表示する表示装置とを備えた車載用ナビゲーシ
ョンシステムにおいて、上記サインポスト受信機に、上
記電波を媒体とする地点情報を受信する受信手段と、こ
の受信手段が受信する電波の強度を測定する電波強度測
定手段と、この電波強度測定手段により測定された電波
強度に基づいて、その電波強度が最大値を呈する時点を
特定する最大強度時点特定手段と、この最大強度時点特
定手段が特定した最大強度時点と後に実行する上記地点
情報の送出の時点との時間差を算定する時間差算定手段
と、上記受信手段が受信した地点情報と上記時間差算定
手段が算定した時間差とを合わせたデータを作成するデ
ータ作成手段と、このデータ作成手段が作成したデータ
を上記送出時点にて前記コントローラに送出するデータ
送出手段と設けると共に、上記コントローラに、上記デ
ータ送出手段から送出された地点情報及び時間差のデー
タに基づいて自車位置を演算する自車位置演算手段を設
けている。とくに、最大強度時点特定手段は、前記電波
強度測定手段の測定結果に基づいて最大電波強度の受信
時点を推定する手段とする態様も可能である。

【００１５】

【作用】この発明の車載用ナビゲーションシステムで
は、固定送信設備から送られてくる電波を媒体とする地
点情報はサインポスト受信機の受信手段で入手される。
この受信電波の強度が電波強度測定手段で測定され、こ
の測定された電波強度に基づいて、その最大値を呈する
時点が最大強度時点特定手段で特定される（最大値を示
す時点が推定されることもある）。この最大強度の特定
時点とこの特定時点よりも後の上記地点情報の送出時点
との時間差が時間差算定手段により算定される。受信手
段が受信した地点情報と上記算定時間差とを合わせたデ
ータがデータ作成手段で作成され、そのデータが上記送
出時点でデータ送出手段からコントローラに送出され
る。コントローラの自車位置演算手段は、送出されてき
た地点情報及び時間差に基づいて、その時間差を考慮し
た精度の高い自車位置を演算する。この自車位置が表示
装置にて表示される。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１〜図５に基
づき説明する。ここで、前述した従来システムと同一又
は同等の構成要素には同一符号を付して、その説明を省
略又は簡略化する。

【００１７】この実施例に係る車載用ナビゲーションシ
ステムの全体構成は、前述した図７記載のものと同一で
あり、サインポスト受信機６が図１に示すように構成さ
れている。

【００１８】図１に示すサインポスト受信機６は、前述
した図７記載のものと同等の、受信用のアンテナ６ａ、
復調用の受信部６ｂ、データ処理を担うデータ処理部６
ｃ、及びそのデータ出力線６ｄに加えて、電波強度測定
部６ｅが付加された構成である。電波強度測定部６ｅ
は、受信部６ｂで受信した電波媒体の強度を測定し、そ
の測定結果を逐次、データ処理部６ｃに出力するように
なっている。データ処理部６ｃはマイクロコンピュータ
を備え、図２に記載した処理を繰り返し実行し、図３記
載のフォーマットを持つデータ（対コントローラ送出デ
ータという）をコントローラ１に送出するものである。
コントローラ１は、図５に示した処理を行う。

【００１９】まず、図２記載の処理を説明する。図２の
ステップＰ１ではデータ受信待ち及び受信時の処理が行
われる。即ち、受信まで待機し（ステップＰ１ａ）、送
信機側データを記憶部に書き込み（ステップＰ１ｂ）、
次にデータの誤りチェックが行われ（ステップＰ１
ｃ）、そのチェックでデータ正当とされる場合には次の
ステップＰ２に処理が移される。

【００２０】このステップＰ２では、前回データとの比
較が行われる。このステップＰ２で、ＹＥＳ、即ち前回
データと同一と判断されたとき、ステップＰ３のインタ
ーバルチェックが行われ、例えば３０秒（つまり、所定
時間）経過しているか否かの判断が行われる。このステ
ップＰ３の判断でＮＯ、即ち所定時間経過していない場
合は、次のステップＰ４，Ｐ５の処理を実施しない（つ
まり、電波強度測定及びコントローラ１へのデータ送出
処理を実施しない）で、直接ステップＰ１に戻る。この
ため、同一データが所定時間３０秒以内に受信された場
合、同一場所からの同一データの受信であると見做さ
れ、地点データに関する図３記載のデータがコントロー
ラ１に送出されない。

【００２１】しかし、ステップＰ３でＹＥＳの判断、即
ち前回と同一データであっても、所定時間３０秒を経過
してから受信した場合、及び、ステップＰ２でＮＯ、即
ち新規データ（前回データとは異なる）の場合は、正当
な受信と見做され、次のステップＰ４の処理が行われ
る。

【００２２】このステップＰ４では、受信電波のピーク
検出に関する処理が実行される。まず、ステップＰ４ａ
にて電波強度測定部６ｅが測定した電波の強度値を読み
込む。次いでステップＰ４ｂにて、受信データに誤りの
発生しない電波強度として定めたしきい値Ｉ_th（図４参
照）又はそれ以上の電波強度について、その強度及びそ
の強度に達した時刻を記憶する。この記憶処理は、例え
ば図４の電波強度曲線に係る受信開始及び受信終了の時
刻ｔ₁ 〜ｔ₃ 間のように、しきい値Ｉ_th全部について実
施される。次いでステップＰ４ｃにて、ステップＰ４ｂ
で記憶した強度データを基に、電波強度のピーク値Ｉ
_max を求め、更に、そのピーク値Ｉ_max に至った時刻ｔ
₂ を特定する。次いでステップＰ４ｄに移行し、現在の
時刻ｔ₃ から予め設定した一定時間ｔ_αが経過する将来
のデータ送出予定時刻ｔ₄ （＝ｔ₃＋ｔ_α）が算出され
る（図４参照）。さらに、ステップＰ４ｅに移行し、予
定したデータ送出時刻ｔ₄ に対して、電波強度のピーク
時の時刻ｔ₂ までの時間差ｔ_d ＝ｔ₄ −ｔ₂ が、遅延時
間データとして算出される。

【００２３】次いでステップＰ５に戻って、コントロー
ラ１への送出データ６０が図３のフォーマットで作成さ
れる。つまり、この送出データ６０は、情報種別
（１）、サインポスト送信機から送られた地点データ、
上記ステップＰ４ｅで算定した遅延時間データｔ_d 、情
報種別（２）及び交通データから成る。

【００２４】このように送出データの作成が済むと、デ
ータ処理部６ｅは、ステップＰ６の処理で上記データ送
出予定時刻ｔ₄ まで待機した後、ステップＰ７にて、作
成した送出データ６０をコントローラ１へ送出する。

【００２５】この後、再度ステップＰ１に戻って、上述
した処理を繰り返す。

【００２６】このようにしてコントローラ１にサインポ
スト受信機６からデータ６０が送出されると、コントロ
ーラ１では、図５の処理において、ステップＰ１０の受
信待ちの状態からステップＰ１１の暫定自車位置の演算
処理に入る。つまり、入力した地点データが地図データ
と照合され、暫定の自車位置（仮の現在地）が求められ
る。次いで、ステップＰ１２では、その時点の車速値が
車速センサ４から読み込まれ、ステップＰ１３では、入
力した遅延時間データｔ_d 及び車速値の積が、地点デー
タの補正値として演算される。

【００２７】ここで、サインポストを通過した時刻は過
去のｔ₂ であって、真の自車位置（現在地）は、図４に
示すように、その通過時点ｔ₂ から時間差ｔ_d に相当す
る距離分だけ走行距離が進んでいることになるので、次
いでステップＰ１４では、ステップＰ１３での補正値が
暫定自車位置に加算され、地点データが補正される。次
いでステップＰ１５で、補正した地点データが表示・操
作部２に出力される。これにより、表示・操作部２で
は、コントローラ１から供給された地点データに基づ
き、自車位置がマーク２ｃによって表示される。

【００２８】このように、この実施例のサインポスト受
信機６は、電波強度のピーク時点ｔ₂ 、即ちサインポス
トを通過した正確な時刻を算定しておいて、その後の地
点データを含むデータの予定送出時刻との時間差を算出
し、その予定時刻に、地点データの一部として時間差を
組み込むフォーマットでデータをコントローラ１に送出
するようにした。これに対するコントローラ１は、その
時間差で補正した地点データを算出するようにした。こ
のため、真にサインポスト通過を確認したデータに基づ
いて自車位置を表示するから、従来のように、単に正し
い地点データを受信しただけで、そのサインポスト通過
と見做す場合に比べて、格段に自車位置の演算精度、強
いてはその表示への信頼性が高まる。また、自車の走行
速度に起因して受信曲線の急俊さが変動しても、その変
動による自車位置の演算精度への影響が少ない。さら
に、電波強度のピーク時を特定するのに、この実施例で
は、しきい値Ｉ_th以上の全ての範囲ｔ₁ 〜ｔ₃ （但し、
離散的データの場合もある）についてチェックしている
ので、そのピーク時点特定の精度が高い。これによっ
て、ＧＰＳ受信機に対するサインポスト受信機の補助機
能を、当初期待していた通り、存分に発揮させ、システ
ム全体のナビゲーション機能を高めることができる。

【００２９】ところで、上記データ送出時刻ｔ₄ を決め
る場合、最大電波強度の時刻ｔ₂ からデータ送出時刻ｔ
₄ までの時間差ｔ_d は短い程、高精度な演算ができ、上
記実施例では、その高精度演算を達成できるように、一
定時間ｔ_αを適度な値に設定している。というのは、そ
の時間差ｔ_d が大き過ぎると、一定の表示精度を維持す
るには、その時間差ｔ_d 間における車速変化を考慮した
演算がコントローラ１に求められ、その結果、コントロ
ーラ１の演算が複雑になって、演算負荷が大きくなるか
らである。その点、この実施例では、演算負荷の過度な
増大も抑制されている。

【００３０】また、上記最大電波強度の時点を特定する
場合、上記実施例のように予め電波強度がしきい値Ｉ_th
まで低下した時点ｔ₃ まで待って最大電波強度の時点ｔ
₂ をきめるという手法のほか、電波強度がそのピーク値
から相対的に所定レベルΔＩ_thだけ低下して時点で（即
ち、時点ｔ₃ まで待つこと無く）、最大電波強度の時点
ｔ₂ をきめるという手法であってもよい。

【００３１】さらに、例えば低消費電力化の要請など、
機器の制御動作の制約から、測定する受信電波強度が連
続的ではなく、離散的データになることがあるが、上記
実施例はそのような離散的データでも同様に扱い得る。

【００３２】一方、上述した実施例における図２のステ
ップＰ４ｃの処理（サインポスト受信機６のデータ処理
部６ｃによって実施される）にあっては、例えば、図６
で示すような変形例も可能である。つまり、受信電波強
度は、並行して走行する車両の影響により、図６に示す
ように複数のピークを伴った受信状態になることもああ
るが、その場合には、係るステップＰ４ｃの処理におい
て学習機能を伴う最高ピークの推定処理（図６中の仮想
線参照）を行って、ピーク時点ｔ_z を特定するようにす
ればよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の車両用
ナビゲーションシステムでは、サインポスト受信機が真
にサインポストを通過した時点をまず特定し、その特定
時点からその後のコントローラへのデータ送出までの時
間差をデータに含めて送出し、コントローラ側で、特定
時点に時間差を加味した演算で真の自車位置を求め、そ
の位置を表示装置に表示させるようにしたため、従来の
ように、サインポスト受信機が正しい地点データを受信
しただけで、直ちにコントローラにデータを送出する場
合に比べて、自車位置の演算誤差が少なくなり、その演
算精度の大幅な向上に拠り、表示データの信頼性を高め
ることができ、サインポスト受信機の本来持つべき機能
を充実させた車両用ナビゲーションシステムを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る車両用ナビゲーショ
ンシステムのサインポスト受信機のブロック図。

【図２】実施例のサインポスト受信機での処理例を示す
フローチャート。

【図３】実施例の対コントローラ送出データのフォーマ
ットを示す説明図。

【図４】実施例における受信電波強度の一例を示すグラ
フ。

【図５】実施例のコントローラの処理例を示すフローチ
ャート。

【図６】サインポスト受信機での変形処理を説明するた
めの、受信電波強度の一例を示すグラフ。

【図７】実施例及び従来例に係るナビゲーションシステ
ムのブロック図。

【図８】従来例に係るサインポスト受信機のブロック
図。

【図９】実施例及び従来例に係るサインポスト送信機側
データのフォーマットを示す説明図。

【図１０】従来例の対コントローラ送出データのフォー
マットを示す説明図。

【図１１】従来例のサインポスト受信機の処理例を示す
フローチャート。

【図１２】従来例の動作タイミングを説明するための、
受信電波強度例のグラフ。

【符号の説明】

１ コントローラ ２ 表示・操作部（表示装置） ６ サインポスト受信機 ６ａ アンテナ ６ｂ 受信部 ６ｃ データ処理部 ６ｄ データ出力線 ６ｅ 電波強度測定部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側路に設けられた固定送信設備から電波
   を媒体にして送られてくる地点情報を受信するサインポ
   スト受信機と、このサインポスト受信機の受信情報に基
   づいて自車位置を演算するコントローラと、このコント
   ローラが演算した自車位置を表示する表示装置とを備え
   た車載用ナビゲーションシステムにおいて、上記サイン
   ポスト受信機に、上記電波を媒体とする地点情報を受信
   する受信手段と、この受信手段が受信する電波の強度を
   測定する電波強度測定手段と、この電波強度測定手段に
   より測定された電波強度に基づいて、その電波強度が最
   大値を呈する時点を特定する最大強度時点特定手段と、
   この最大強度時点特定手段が特定した最大強度時点と後
   に実行する上記地点情報の送出の時点との時間差を算定
   する時間差算定手段と、上記受信手段が受信した地点情
   報と上記時間差算定手段が算定した時間差とを合わせた
   データを作成するデータ作成手段と、このデータ作成手
   段が作成したデータを上記送出時点にて前記コントロー
   ラに送出するデータ送出手段と設けると共に、上記コン
   トローラに、上記データ送出手段から送出された地点情
   報及び時間差のデータに基づいて自車位置を演算する自
   車位置演算手段を設けたことを特徴とする車載用ナビゲ
   ーションシステム。
2. 【請求項２】 前記最大強度時点特定手段は、前記電波
   強度測定手段の測定結果に基づいて最大電波強度の受信
   時点を推定する手段である請求項１記載の車載用ナビゲ
   ーションシステム。