JPH0942982A - 車載用ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自立航法の車載用ナビゲーション装置におい
て、外乱磁界がある場合にも、自車位置を正確に検出し
表示する。 【構成】 方位センサには３軸のフラックスゲートセン
サ３と振動ジャイロセンサ等のジャイロセンサ４とを用
い、これらと車速センサ５の出力をナビゲーションコン
トローラ７に入力し、車両位置計算部７Ａによって位置
を計算し、地図データ記憶部１から地図画像描画部７Ｂ
が読み出した地図画像とともに自車位置をディスプレイ
装置２に表示する。車両位置計算部７Ａは二つの方位セ
ンサの検出出力が一致した回転角を検出した場合には外
乱磁界はないと判断し３軸フラックスゲートセンサの出
力を採用するが、ジャイロセンサ４からの出力がなく、
フラックスゲートセンサ３からの出力のみの場合には外
乱磁界と判断して無視、また、二つの方位センサの検出
出力が不一致の回転角を検出した場合には外乱磁界あり
と判断し、ジャイロセンサ４の出力を用いて自車位置を
算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車載用ナビゲーション装
置に関し、特に自己車両の地図上の位置を自立（推測）
航法により検出するナビゲーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車載用ナビゲーション装置は、自動車の
現在位置に応じた地図データをＣＤ−ＲＯＭ等の地図デ
ータ記憶部から読み出し、該地図データに基づいて地図
をディスプレイ画面に描画するとともに、自己の車両の
現在の位置を自動車位置マーク（ロケーションカーソ
ル）としてディスプレイ画面の一定位置（例えばディス
プレイ画面の中心位置）に固定表示し、自動車の移動に
応じて地図をスクロール表示する。

【０００３】このような車載用ナビゲーション装置にお
いて不可欠である自動車の現在位置を検出する手段は、
種々の手段が実用化されているが、大別して、距離セン
サと角度センサを用いた自立（推測）航法と、衛星から
の電波を受信するＧＰＳ（Grobal Positioning System)
受信機を使用する衛星航法とに分けられる。

【０００４】前記自立航法においては、車両に車速セン
サと地磁気方位センサや旋回角センサ等を設けることに
より、車両の走行距離と方位とを検出して地図上の車両
位置を得る。車速センサは車輪等の単位時間内の回転数
を検出するパルスセンサが主であり、移動距離を計測し
て出力する。地磁気方位センサとしてはリング状のコア
に一次コイルを捲き、その上に二つのコイルを直交する
位置に捲いたフラックスゲートセンサが多く用いられて
いる。

【０００５】これらの検出手段の出力データはデータ処
理部に入力され、データ処理部に備える位置計算部によ
って車両位置、方位を計算し、地図画像描画部が地図デ
ータ記憶部から読み出したその地域の地図画像ととも
に、表示部に車両の現在位置を描画し表示する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような地磁気方位
センサとしてフラックスゲートセンサにより、例えば進
行方向をｘ座標、これに直交する方向をｙ座標として、
このｘ，ｙ方向の地磁気成分を求めて車両の方向を時々
刻々測定する装置を備えた車載用ナビゲーション装置に
おいては、車両の周囲に外乱磁界が存在する場合、その
外乱磁界によって本来の方位ではない誤差を含んだ方位
が示されることがあり、このような場合、自車位置が道
路から外れて表示されてしまうことがあり、正確なナビ
ゲーションが行われないという問題がある。本発明はこ
のような問題を解決した車載用ナビゲーション装置を提
供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は本発明によ
れば、地図データを記憶した地図データ記憶手段と、車
両に備える距離センサと方位センサとからの出力データ
により車両現在位置を算出する車両位置演算手段と、車
両位置演算手段により検出された車両周辺の地図画像を
車両位置マークとともに地図データを用いて描画し表示
手段に画面表示させる地図画像描画手段を備えた車載用
ナビゲーション装置において、前記方位センサは３軸フ
ラックスゲートセンサとジャイロセンサとの二つのセン
サからなり、前記車両位置演算手段は、前記両センサの
中、３軸フラックスゲートセンサからの検出出力があ
り、ジャイロセンサからの検出出力がない場合はこの出
力を無視し、両センサからともに検出出力がある場合に
おいては、３軸のフラックスゲートセンサの検出出力か
ら算出した車両回転角と、前記ジャイロセンサの検出出
力から算出した車両回転角とが等しい場合は、前記３軸
のフラックスゲートセンサの検出出力から算出した車両
回転角を採用し、一方、前記３軸のフラックスゲートセ
ンサの検出出力から算出した車両回転角と、前記ジャイ
ロセンサの検出出力から算出した車両回転角とが異なる
場合は、前記ジャイロセンサの検出出力から算出した車
両回転角を採用することにより、車両現在位置を算出し
表示することによって解決される。

【０００８】

【作用】二つの方位検出センサから出力を受ける車両位
置演算手段は、入力が３軸フラックスゲートセンサから
の回転検出信号だけで、ジャイロセンサからは入力がな
い場合は外乱磁界をフラックスゲートセンサが検出した
ものと判断できるので、３軸フラックスゲートセンサか
らの入力を採用しない。二つの方位検出センサから検出
出力による回転信号が同一値となった場合には車両が回
転したと判断し３軸フラックスゲートセンサの出力を採
用する。一方、その回転信号値が相互に異なる場合には
フラックスゲートセンサが外乱磁界の影響を受けたもの
と判断して、３軸フラックスゲートセンサの検出出力は
無視してジャイロセンサからの検出出力を用いて車両現
在位置を算出するので、両センサの欠点を相互に補っ
た、外乱磁界の影響のない、正確な方位を検出できるナ
ビゲーション装置を得ることができる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の車載用ナビゲータ装置の概略
のブロック図であり、同図において、１は道路地図を構
成するＣＤ−ＲＯＭ（地図データ記憶部）である。地図
データは、（１）道路レイヤと、（２）地図上にオブジ
ェクトを表示するための背景レイヤと、（３）市町村名
などを表示するための文字レイヤ等から構成されてい
る。

【００１０】２はＣＲＴ等からなるディスプレイ装置で
あり、映像信号を入力して画面に地図を、車両位置マー
クや、交差点案内画像等とともに表示する。３は車両の
進行方位を地磁気により検出する３軸のフラックスゲー
トセンサ、４は同じく車両進行方位を車両の旋回角によ
り検出する振動ジャイロ、ガスレートジャイロ等のジャ
イロセンサ、５は走行距離を検出する車速センサであ
る。

【００１１】６は地図検索キー、地図スクロールキー、
経路探索モードキー、セットキー、探索開始キー等を備
えた操作部である。

【００１２】７はマイコン構成のナビゲーションコント
ローラであり、種々のナビゲーション機能を備えるが、
本発明に関係の部分のみを図示すると、７Ａはナビゲー
ションモード時、フラックスゲートセンサ３、ジャイロ
センサ４、車速センサ５で検出された各データに基づき
車両の現在位置（経度、緯度）を算出する車両位置計算
部であり、７Ｂは算出された車両位置データに基づきＣ
Ｄ−ＲＯＭ１の地図データを用いて車両位置周辺の地図
画像を車両位置マークとともに描画し、ディスプレイ装
置２に画面表示する地図画像描画部である。

【００１３】本発明の装置においては、方位センサに３
軸のフラックスゲートセンサを用い、さらに、これとジ
ャイロセンサを併用することにより、車両の周囲に外乱
磁界が存在する場合でも、その外乱磁界によって誤差を
生じることのないようにするものであり、図２は本発明
の車載用ナビゲータ装置に用いる３軸のフラックスゲー
トセンサの動作の説明図である。同図において、センサ
Ａ，センサＢはともにフラックスゲートセンサであっ
て、センサＡはｘ軸とｚ軸方向の地磁気を検出するよう
に配置し、センサＢはｘ軸とｙ軸方向の地磁気を検出す
るように配置するように、両者を直交する向きにおく。
このように配置すると、両センサからｘ軸方向の磁気が
検出されるが、これはいずれか一方のみを検出信号とし
て採用するように構成する。このようにすることで、
ｘ，ｙ，ｚ軸の地磁気成分を検出することができる。

【００１４】地磁気は地面に対して水平ではなく、緯度
によって決まる、伏角と呼ばれる角度をもっている。従
って地面をｘｙ平面とするｘｙｚ座標を考えた場合、地
磁気ベクトルはｘ成分、ｙ成分、ｚ成分の３成分を有す
ることになる。

【００１５】一方、車両に対しｘ’ｙ’ｚ’座標系を適
用した場合について考えると、車両は地面の座標系に対
してロール角、ピッチ角、ヨー角を持つので、車両が移
動することにより、これらの各角度は変化する。このた
め、地磁気ベクトルのｘ’成分、ｙ’成分、ｚ’成分を
持ち、それぞれの値は変化する。このような理由で本発
明では３軸のフラックスゲートセンサを用いている。

【００１６】前記のような構成の本発明の装置を搭載し
た車両により走行し、装置を作動させることによってナ
ビゲーションが行われるが、ナビゲーションコントロー
ラ７に備える車両位置計算部７Ａに入力される各センサ
の出力の処理以外の動作は前記した従来のものと同様で
あるので記述を省略し、本発明の主題である方位測定を
中心に説明する。

【００１７】走行中に３軸フラックスゲートセンサ３か
ら回転信号が検出されて車両位置計算部７Ａに入力さ
れ、一方、ジャイロセンサ４からは回転信号が検出され
ず、車両位置計算部７Ａに入力されない場合は、車両位
置計算部７Ａは外乱磁界による信号がフラックスゲート
センサから出力されたと判断して、このときの３軸フラ
ックスゲートセンサ３の出力信号をキャンセルする。

【００１８】また、３軸フラックスゲートセンサ３とジ
ャイロセンサ４との双方が同様の回転信号を出力した場
合は、車両位置計算部７Ａは車両の回転を検出したと判
断する。このとき、３軸フラックスゲートセンサ３の出
力は地磁気ベクトルと等しくフラックスゲートセンサ３
出力により車両位置計算部７Ａは方位を演算することが
できる。

【００１９】一方、３軸フラックスゲートセンサ３とジ
ャイロセンサ４との双方の回転信号が異なる場合は外乱
磁界が存在するために両センサの回転角が等しくならな
いのであるから、この場合は車両位置計算部７Ａはジャ
イロセンサ４の出力によって回転角を検出し方位を計算
する。

【００２０】ジャイロセンサに振動型ジャイロセンサを
用いた場合、ドリフトが問題となる。該振動型ジャイロ
センサは静止時の出力電圧零が理想であるが、圧電素子
の特性、電気回路の特性に起因する出力電圧のドリフト
が存在する。しかし、これは短時間であれば無視できる
ので正確な検出が可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、自立航法
の自車位置検出手段を備える車載用ナビゲーション装置
において、方位検出センサに３軸のフラックスゲートセ
ンサとジャイロセンサと併用することによって、相互に
欠点を補間し外乱磁界の影響を防ぐようにしたので、検
出した車両現在位置の誤差がなくなり、正確な自車の位
置を検出して表示させた車載用ナビゲーション装置を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明に使用する３軸フラックスゲートセンサ
の説明図である。

【符号の説明】

１ ＣＤ−ＲＯＭ（地図データ記憶部） ２ ディスプレイ装置 ３ ３軸フラックスゲートセンサ ４ ジャイロセンサ ５ 車速センサ ６ 操作部 ７ ナビゲーションコントローラ ７Ａ 車両位置計算部 ７Ｂ 地図画像描画部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地図データを記憶した地図データ記憶手
   段と、車両に備える距離センサと方位センサとからの出
   力データにより車両現在位置を算出する車両位置演算手
   段と、車両位置演算手段により検出された車両周辺の地
   図画像を車両位置マークとともに地図データを用いて描
   画し表示手段に画面表示させる地図画像描画手段を備え
   た車載用ナビゲーション装置において、前記方位センサ
   は３軸フラックスゲートセンサとジャイロセンサとの二
   つのセンサからなり、前記車両位置演算手段は、前記両
   センサの中、３軸フラックスゲートセンサからの検出出
   力があり、ジャイロセンサからの検出出力がない場合は
   この出力を無視し、両センサからともに検出出力がある
   場合において、３軸のフラックスゲートセンサの検出出
   力から算出した車両回転角と、前記ジャイロセンサの検
   出出力から算出した車両回転角とが等しい場合は、前記
   ３軸のフラックスゲートセンサの検出出力から算出した
   車両回転角を採用し、前記３軸のフラックスゲートセン
   サの検出出力から算出した車両回転角と、前記ジャイロ
   センサの検出出力から算出した車両回転角とが異なる場
   合は、前記ジャイロセンサの検出出力から算出した車両
   回転角を採用することにより、車両現在位置を算出し表
   示することを特徴とする車載用ナビゲーション装置。