JPH095093A

JPH095093A - 移動体のナビゲーション装置

Info

Publication number: JPH095093A
Application number: JP17821195A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Ozaki; 和久尾崎; Kanji Kayanuma; 完治茅沼
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】移動体の直線運動の判断を適確に行なうこと
ができ、これに基づいてドリフト誤差補正を行なうよう
にした移動体のナビゲーション装置を提供する。【構成】自車位置測定手段７を有するナビゲーション
装置において、移動体の直線移動時自車位置測定手段か
ら検出された方位角サンプルデータを、サンプルデータ
数の異なる複数個のデータ集合とし、このデータ集合毎
の方位角のばらつき範囲を予めテーブルとして記憶する
ばらつき記憶部１９と、自車位置測定手段からの方位角
サンプルデータをサンプルデータ数の異なる複数個のデ
ータ集合として記憶するデータ集合記憶部２０と、この
データ集合記憶部の各データ集合がばらつき記憶部に記
憶されたばらつき範囲内に入っているか否かを判断する
ばらつき判断部２１と、このばらつき判断部の結果に基
づいて移動体が直線運動をしているか否かを判断する直
線運動判断部２２とを備えるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両等の移動体のナビ
ゲーション装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等の車両に搭載して、ド
ライバに現在の位置状況、交通状況等を時々刻々知らせ
る装置としてナビゲーション装置が知られている。この
種のナビゲーション装置は特公平４−３４０８２号公報
等に開示されたものが基本的ハード構成である。この基
本機能としては地図上において自車位置を検出し、移動
した際に移動方向、移動距離を検出し、地図上にドット
を打ち、自車位置、走行軌跡を表示するのが一般的であ
る。

【０００３】その検出手段としてＧＰＳ(Global Positi
oning System) 、車輪にとりつけた車速パルスセンサ、
ジャイロセンサ、地磁気センサなどが前記の公告を始め
多く開示されている。ジャイロセンサには古くからガス
レートセンサがあるが、補助機構が複雑高価なため、最
近は光ファイバジャイロ、圧電振動ジャイロなどが全体
的に簡単で安定な機構であり、特に後者は小型安価なた
め最近の製品はすべてどちらかが採用されている。ま
た、ＧＰＳとは地球を取り巻くように配置された複数の
航法用人工衛星からの電波により、２次元的位置を精度
良く求めることができるシステムである。ところで今、
ある車両が直線道路上を走行しているとき、ＧＰＳ等か
らあるインターバルで連続的な位置データが得られる。
しかし、それをそのまま地図上にドットとして打つと、
車両がビル陰に入ったり、Ｓ／Ａ(Selective / Avairab
ility)と呼ばれる軍事上の意図的な測位精度劣化によっ
て地図上における直線の道路上を蛇行している様な表示
になってしまうときがある。

【０００４】そこで、車両は道路上を移動するというこ
とを前提として測位データを地図上の道路に当てはめる
ようにして精度劣化を補償するマップマッチング機能が
開示されている。例えば特公平５−４４６０３号公報な
どは測位データから候補の道路を選んで当てはめようと
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べたガスレート、圧電振動ジャイロは共に静止時の中点
電位が温度、ロットばらつきによって変動し、オフセッ
ト誤差を持つ。このため、回転角計算に大きな誤差を生
じ、地図上の位置表示が狂ってしまうという問題があっ
た。この対策として、特開昭５７−２００８１３号公報
は、車両の停止時にオフセットを検出し、それを中点と
してデータを更新する技術が開示されている。しかし、
ジャイロは角速度の検出器であることから非回転運動時
には出力が出ない。すなわち直線運動時にもオフセット
検出が可能であり、実走行では停止より直線運動の頻度
が多いがその直線運動の検出とオフセットキャンセルを
行っていない。

【０００６】また多くの製品では、車速を測定したり、
停止を検出しているために車軸に回転するとパルスを発
生する車速センサをとりつけているが、このため取り付
け工数、部品点数の増加を招いている。また、上記マッ
プマッチング操作は、個々の測位データを地図上の道路
にあてはめるために、相当複雑な計算を行なわなければ
ならないという問題もある。また、ＧＰＳとジャイロを
２つ設けたナビゲーション装置の場合、ＧＰＳによって
絶対方位を知ることができるため車両が回転すると方位
角の差として回転角を検出でき、また、ジャイロも角速
度から同様に回転角を検出できる。

【０００７】しかしながら、双方ともどんな条件でも回
転角を精度よく検出できるわけではなく、前者はビル陰
に入ったり、トンネル内に入ってしまうと全く測位でき
なくなってしまうし、位置データを検出する間隔が１秒
と比較的長いために比較的大きな角度や長い曲がり時間
を精度よく検出できるが、微少な角度や短い曲がり時間
は精度が極めて悪くなってしまう。これに対して、後者
は一般的にアナログ出力なのでサンプリングレートをＧ
ＰＳよりは上げることができ、微少な回転角や短い曲が
り時間は精度がよいが、ロットばらつきや温度ばらつき
によって感度（角速度−出力特性）が変動してしまい、
大きな回転角、長い曲がり時間では誤差が累積して同じ
く精度が極めて悪くなってしまう。従って、検出精度の
高い回転角を常に得ることが非常に困難になるという新
たな問題がある。

【０００８】そこで、この対策として、地磁気センサと
ジャイロセンサの２つを併用してどちらか精度の良いと
ころをとる試みが特公平１−４５８４３号公報に開示さ
れているが、地磁気センサは踏み切り、鉄橋等により外
乱の影響を受ける頻度が非常に多く、信頼性が十分でな
いという問題があり、上記した問題の解決には至ってい
ない。また、前述のようにＧＰＳのみ、またはこれと光
ファイバージャイロ、圧電振動ジャイロと組み合わせて
微少な回転角を検出して測位精度を向上させており、こ
れによって５、６叉路等の高い角度分解能が必要なとき
に対応するようになっている。

【０００９】しかしながら、このように角度分解能が高
いナビゲーション装置にあっても、ジャンクションや側
線に分岐する道で車線変更を行った時などは、分岐路を
曲がった時と車線変更を行った時とが同じ回転角度であ
り、それを高精度に検出してしまうとどちらなのか分か
らず誤った経路を認識してしまう場合がある。この結
果、車線変更を行っただけなのに地図表示上いったん分
岐路に移ったあとまた本線に戻るといったおかしな表示
をしてしまうという新たな問題があった。

【００１０】本発明は以上のような問題点に着目し、こ
れを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の
第１の目的は、移動体の直線運動の判断或いは停止の判
断を適確に行なうことができ、これに基づいてドリフト
誤差補正を行なうようにした移動体のナビゲーション装
置を提供することにある。本発明の第２の目的は、２系
統から得られた移動体の回転角から精度の良いものを用
い、これにより回転角速度検出装置の感度ばらつきの誤
差を補正するようにした移動体のナビゲーション装置を
提供することにある。本発明の第３の目的は、高い分解
能で微少角の変動を検出して車線変更時や側線に分岐し
た時などの相異を区別することができる移動体のナビゲ
ーション装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、自車位置
測定手段を有する移動体のナビゲーション装置におい
て、前記移動体の直線移動時において前記自車位置測定
手段から検出された方位角サンプルデータを、サンプル
データ数の異なる複数個のデータ集合とし、このデータ
集合毎の方位角のばらつき範囲を予めテーブルとして記
憶するばらつき記憶部と、前記自車位置測定手段からの
方位角サンプルデータをサンプルデータ数の異なる複数
個のデータ集合として記憶するデータ集合記憶部と、こ
のデータ集合記憶部の各データ集合が前記ばらつき記憶
部に記憶されたばらつき範囲内に入っているか否かを判
断するばらつき判断部と、このばらつき判断部の結果に
基づいて前記移動体が直線運動をしているか否かを判断
する直線運動判断部とを備えるように構成したものであ
る。第２の発明は、回転角速度検出手段と、この検出手
段の中点データを記憶する中点データ記憶部とを有する
移動体のナビゲーション装置において、前記回転角速度
検出手段の角速度検出信号から所定の周波数帯域の信号
を検出する所定帯域検出部と、前記中点データを補正す
る補正部とを備え、前記補正部は、前記所定帯域検出部
の出力に基づいて前記中点データ記憶部の中点データを
補正するように構成したものである。

【００１２】第３の発明は、自車位置測定手段と回転角
速度検出手段とを有する移動体のナビゲーション装置に
おいて、前記移動体が曲進する時に要する時間に対する
回転角の検出精度の良否を前記２つの手段に対応させて
予め記憶する検出精度記憶部と、前記各手段からの検出
信号をそれぞれ記憶するデータ記憶部と、このデータ記
憶部のデータと前記検出精度記憶部のデータを対応させ
て前記２つの手段の内のどちらの手段の検出精度が良い
かを判断する検出精度判断部と、この判断部が前記自車
位置測定手段の検出精度が良いと判断した時に前記回転
角速度検出手段の感度ばらつき誤差を補正するばらつき
誤差補正部とを備えるように構成したものである。第４
の発明は、自車位置測定手段と回転角速度検出手段とを
有する移動体のナビゲーション装置において、前記移動
体の走行距離と回転角との関係より前記移動体が大きく
曲がったか否かを示す情報及び微少角変化時の閾値を予
め記憶する曲り角記憶部と、前記各手段からの信号から
得られる前記移動体の走行距離と回転角を記憶する情報
記憶部と、前記移動体が回転に要した時間を計測する計
測部と、前記情報記憶部のデータと前記曲り角記憶部の
データに基づいて前記移動体が大きく曲がったか否かを
判断する第１の判断部と、前記計測部の出力と前記両手
段のいづれか一方の出力より得られる回転角と前記閾値
とに基づいて前記移動体が同一道路上を移動しているか
否かを判断する第２の判断部とを備えるように構成した
ものである。

【００１３】

【作用】第１の発明によれば、ＧＰＳ等の自車位置測定
手段から検出された方位角サンプルデータをデータ数の
異なる複数個のデータ集合とし、このデータ集合をばら
つき記憶部に予め記憶してあった同様なデータ集合毎の
方位角のばらつき範囲に当てはめてばらつきの判断を行
なう。ばらつき判断部は、ばらつき範囲内に入っている
データ集合の数により、移動体が現在直線運動を行なっ
ているか否かを判断する。これにより、ＧＰＳが意図的
に測位精度が劣化するようになされているにもかかわら
ず、移動体の運動状態を正確に把握することが可能とな
る。また、ばらつき判断部が、移動体が直線運動をして
いるものと判断すると、回転角速度検出手段のオフセッ
ト誤差の補正を行なって精度を上げる。

【００１４】第２の発明によれば、ジャイロ等の回転角
速度検出手段の角速度検出信号から所定の周波数帯域の
信号を検出することによりこれに含まれる他軸周波数成
分を取り出し、そのレベルに基づいて補正部は、中点デ
ータ記憶部に記憶されている中点データを補正する。例
えば信号レベルが非常に小さい時には、移動体が停止し
ているものとして補正部はオフセット誤差をキャンセル
するように中点データを補正する。この補正により、オ
フセット誤差をキャンセルすることにより検出精度を上
げる。

【００１５】第３の発明によれば、自車位置測定手段と
回転角速度検出手段のそれぞれから移動体の回転角を検
出し、検出精度判断部は各検出値を検出精度記憶部のデ
ータに照合させて、どちらの検出値の精度が良いか判断
する。これにより、常に精度の良い回転角を得ることが
できる。また、自車位置側定手段の検出精度が良いと判
断したときには、ばらつき誤差補正部はこのデータを基
に回転角速度検出手段の回転角を補正し、精度を向上さ
せる。

【００１６】第４の発明によれば、自車位置測定手段と
回転角速度検出手段の双方から移動体の走行距離と回転
角を求め、これらの値を曲り角記憶部に予め記憶してあ
った情報に基づいて移動体が大きく曲がったのか否かを
第１の判断部が判断する。移動体が小さく曲がった場合
には、次に第２の判断部が回転に要した時間とその時の
回転角に基づいて同一道路上を走行しているのか否かを
判断する。これにより、同一道路上で単に車線を変更し
ただけなのか、或いはこの道路と僅かな角度で分岐して
いる分岐路或いは側路を走行しているのか判断すること
ができる。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明に係る移動体のナビゲーショ
ン装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１
は一般的な移動体のナビゲーション装置を示す概略構成
図、図２は第１の発明の特徴部分を示すブロック図、図
３は回転角速度検出手段としてのジャイロの角速度−出
力特性を示すグラフ、図４はジャイロの角速度と曲り角
の関係を示すグラフ、図５はジャイロの角速度−オフセ
ット誤差特性のシミュレーションを示す図、図６はＧＰ
Ｓの速度−方位角特性を示すグラフ、図７はＧＰＳのサ
ンプル数−方位角ばらつき特性を示すグラフである。

【００１８】まず、図１に基づいて移動体のナビゲーシ
ョン装置の全体構成について説明する。図示するよう
に、このナビゲーション装置１は、無線標識の信号とな
るビーコンを受けたり、通信用の電波を送受信するアン
テナ２を有しており、このアンテナ２は無線機３を介し
て装置全体の動作の制御を行なう例えばマイクロコンピ
ュータ等よりなる中央処理部４へ接続されている。ＣＤ
−ＲＯＭドライブ５には、予め道路交通網などの地図情
報が入力されており、このＣＤ−ＲＯＭドライブ５は、
上記中央処理部４に接続されて、必要に応じて地図情報
が中央処理部４へ伝達される。また、回転角速度検出手
段は、例えばジャイロ６よりなり、移動体としての車両
の回転角速度等を求めるようになっている。また、自車
位置測定手段は、例えばＧＰＳ７よりなり、複数の人工
衛星からの電波をアンテナ８により受信し、比較的高精
度な位置測定が可能なようになっている。

【００１９】上記ジャイロ６やＧＰＳ７は、それぞれ例
えばマイクロコンピュータよりなるジャイロ用処理部９
及びＧＰＳ用処理部１０に接続されて、自車位置や走行
軌跡等を演算により求めるようになっている。各処理部
９、１０の出力は、上記中央処理部４へ必要に応じて入
力されることになる。尚、上記ジャイロやＧＰＳに加え
て、地磁気センサ１１や車軸に取り付けられて回転する
とパルスを発生する車速センサ１２等を設けるようにし
てもよい。上記中央処理部４は、これに入力される地図
情報、位置情報、或いは道路交通情報等に基づいて、目
的地までの最適経路の探索、目的地への所要時間の予
測、車両の操作者が採るべき操作を求め、求めた情報を
操作者に知らせるために出力するようになっている。

【００２０】そして、この中央処理部４には、ディスプ
レイ１３を駆動する表示制御部１４が接続されており、
処理部４にて求めた結果をディスプレイに表示すること
により視認できるように構成している。また、この中央
処理部４には、音声制御回路１５と音声合成回路１６が
接続されており、上記処理部４にて求めた指示情報をス
ピーカ１７から流すように構成されている。そして、こ
の装置全体の動作制御を行なうために、テンキー群やカ
ナ入力キー群等を含む操作部１８が中央処理部４に接続
されている。また、この中央処理部４は、車両は道路上
を移動するということを前提にして測位データを地図上
の道路に当てはめるようにして精度劣化を補償する公知
のマップマッチング機能も有している。

【００２１】次に、第１の発明の特徴的部分について図
２を参照して説明する。図示するようにＧＰＳ用処理部
１０は、ＧＰＳ７から出力される方位角サンプルデータ
をサンプル数の異なる複数個のデータ集合として、この
データ集合毎の方位角のばらつき範囲を予めテーブルと
して記憶する、例えばＲＯＭよりなるばらつき記憶部１
９と、ＧＰＳ７からの実際の方位角サンプルデータを複
数個のデータ集合として記憶する、例えばＲＡＭよりな
るデータ集合記憶２０と、この各データ集合が上記予め
設定されたばらつき範囲内に入っているか否かを判断す
るばらつき判断部２１と、この判断結果に基づいて車両
（移動体）が直線運動しているか否かを判断する直線運
動判断部２２とにより主に構成され、これらの動作制御
はＧＰＳ用制御部２３により行なわれる。

【００２２】ジャイロ用処理部９は、ジャイロ６の角速
度がゼロとなる中点データを記憶する例えばＲＡＭのよ
うな中点データ記憶部２４と、ジャイロ６の検出データ
を記憶する、例えばＲＡＭのようなデータ記憶部２５
と、この検出データと上記中点データとの相異を角速度
として角度計算を行なう角度演算部２６と、前記直線運
動判断部２２の出力に基づいて上記中点データ記憶部２
４に記憶されている中点データ値を補正する補正部２７
とにより主に構成され、これらの動作制御はジャイロ用
制御部３０により行なわれる。また、ジャイロ６からの
出力は、ローパスフィルタ２８及びＡ／Ｄ変換器２９を
介してデジタル信号として処理部９へ入力される。

【００２３】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、動作の概略について説明
すると、ＧＰＳ７からの方位角データを一定時間サンプ
リングして、このデータ列を複数のデータ集合に分けて
記憶する。そして、データ集合対方位角のばらつきを予
めテーブル化したばらつき記憶部１９のテーブルと上記
各データ集合とを照らし合わせて所定の範囲内か否かを
判断させる。尚、各データ集合中のデータサンプル数は
異なっており、対応するデータサンプル数のデータ集合
毎に照らし合わせを行なう。ここで、所定の範囲内のデ
ータ集合が多いときには、移動体は直線運動を行なって
いると判断し、ジャイロデータの中点リセットを指示
し、オフセット誤差の補正を行なう。すなわち、ＧＰＳ
からの方位角データをサンプルしてサンプル数の異なる
データ集合に分け、これをばらつき範囲のテーブルに当
てはめて、小数の許容範囲外のデータ集合にとらわれず
に直線運動を検出するようになっている。

【００２４】以上の動作を更に詳しく説明する。ここで
は、ジャイロとして最近よく使用される圧電振動ジャイ
ロを例に取り、そのオフセット誤差について説明する。
図３は、そのジャイロの角速度−出力特性である。車両
が静止または直線運動などの非回転運動をしていると
き、角速度ω＝０であり、その時の中点は電源電圧が５
Ｖなので、２．５Ｖである（同図ａ）。しかしながら、
この中点は温度によって、また、生産上のばらつきによ
って変動し、最大±０．１２Ｖもシフトしてしまう。例
えば−２０゜Ｃの場合は、直線ｂのように変化し、例え
ば＋７０゜Ｃの場合には、直線ｃのように変化する。

【００２５】このため、図４（Ａ）の様に車両の進行方
向が回転した時、オフセットした出力からは時刻ー角速
度特性に誤差が生じる。図４（Ａ）では実線が図３中の
ａの特性、破線が図３中のｂの特性の場合を示した。そ
のため、ジャイロ出力を積分した角度特性が図４（Ｂ）
のように正規の（図３のａ）角度θａに対し、オフセッ
トした場合（図３のｂ）には、角度θｂとなり、実際の
回転角より大きく回転したと地図上に表示され、多数の
分岐路では誤った経路を通ったと認識されてしまう。

【００２６】ここで角速度に対してどの程度のオフセッ
ト誤差が生じるかをシミュレーションしてみると図５の
ように角速度ωが小さいほど誤差は大きい。通常多く発
生する３０度／ｓ程度の角速度では、最も大きなオフセ
ットを起こしたときには約±４％程度の誤差となり、９
０度回転したとすると約±４度の誤差が生じる。これら
の誤差が累積するとさらに問題となる。そこで、この変
動する中点を適宜サンプリングしてその値を中点として
更新すれば、その中点をもとに積分する事で角度誤差を
除くことができるのであるが、本案は特開昭５７−２０
０８１３号公報の様に停止時ではなく、直線運動を検出
して誤差補正を行うことにした。

【００２７】そのため、ＧＰＳを用い、この受信機から
得られる方位角の値がある程度一定であれば、車両は直
線運動をしていると判断して誤差補正を行なうことにし
た。今、車両が直線運動していると、ＧＰＳから得られ
る方位角データは図６のように車両の速度に依存性はな
いがある範囲ΔＡＺをもっている。この値は約３５度程
度である。このように方位角データがある範囲内で変動
する理由は、前述のように軍事上の理由で意図的に測位
精度を劣化させているからである。このデータをもと
に、例えば固定数の方位角サンプルデータを取り込ん
で、ΔＡＺの範囲内に入っているかを検査し、車両が直
線運動をしていると判断したとすると、もしその固定数
のサンプルの中に、測位精度の劣化したデータが混入し
ていると簡単に誤った判断を下して、ジャイロの誤補正
をしてしまう。

【００２８】そこで、この誤補正をなくすために、まず
前記図６のようにデータを多く一度に取り込み、あらゆ
る例えば連続して２、３、４サンプルデータを取り出し
て３つのデータ集合を作り、それぞれのデータ集合の最
大の方位角ばらつきΔＡＺ１、ΔＡＺ２、ΔＡＺ３を取
り込み、このばらつきによって表される図７のａの特性
をあらかじめＲＯＭ等のばらつき記憶部１９に記録して
おく。ΔＡＺ１、ΔＡＺ２、ΔＡＺ３はそれぞれ約１
０、１４、１９度程度である。

【００２９】そして、車両が移動中、連続して上記各デ
ータ集合のサンプルデータと同じ２、３、４個の方位角
サンプルを行なって３つのデータ集合を作り、それぞれ
のデータ集合の最大方位角ばらつきを求めて、図７のＳ
１、Ｓ２、Ｓ３とプロットする。図では、Ｓ１，Ｓ３が
ａ特性の下、すなわちばらつき範囲内であり、Ｓ２が範
囲外である。この場合、サンプル集合の数は３つであ
り、その内２つがばらつき範囲内なので多数決を取って
ばらつき範囲内と判断し、車両は直線運動していると判
断する。多数決でばらつき範囲外が多ければ、車両が回
転運動をしていると判断する。

【００３０】車両は時々刻々移動するから、方位角サン
プル総数はあまり多くできないが、３や５サンプル固定
値による判断よりＧＰＳの測位精度劣化の影響を受けに
くい。図２において、まず、通常のジャイロ６からのア
ナログデータを簡単なフィルタ２８を通し、Ａ／Ｄ変換
器２９でデジタル化しジャイロ用処理部９で積分処理な
どを行って回転角を中央処理部４に報告する。すなわ
ち、デジタルデータは、データ記憶部２５に記憶され、
このデータと中点データ記憶部２４の中点データとの相
異が角速度となり、角度演算部２６はこの角速度に時間
を掛けることにより、変化した角度、すなわち回転角が
求められることになる。

【００３１】一方、ＧＰＳ７からは衛星からの測位情報
が入ってきてその測位結果をＧＰＳ用処理部１０に報告
する。この処理部１０はＧＰＳからの方位角データ一時
記憶用ＲＡＭ、すなわちデータ集合記憶部２０と、サン
プル−方位角ばらつきのテーブルＲＯＭ、すなわちばら
つき記憶部１９を持ち、両者を比較し、ばらつき判断部
２１にてばらつき範囲内のデータ集合の個数と範囲外の
データ集合の個数を計算する。この計算結果に基づいて
直線運動判断部２２はどちらか大きい方を取り、範囲外
のデータ集合の個数が多ければ回転運動をしていると判
断し、ジャイロ用処理部９に対しては何もしない。

【００３２】もし、ばらつき範囲内の個数が多ければ直
線運動をしていると判断し、ジャイロ用処理部９に対し
リセット信号Ｓｒを出す。それを受け取ったジャイロ用
処理部９の補正部２７はその時点のジャイロ信号が中点
であるから、中点データ記憶部２４の記憶値を訂正する
ことにより中点データを補正し、以後その値からのずれ
が角速度であると検出し、以後の角度計算に利用する。
このときサンプルしたデータは中点データとして次のリ
セット信号が来るまで中点データ記憶部２４に保存して
それまでその値を利用する。また、直線運動の検出手法
として方位角のサンプルデータの集合を複数個用い、こ
れを予め測定したばらつきテーブルに当てはめ、方位角
がばらつき範囲内か外かを多数決で決定するので、固定
数サンプルだけの物より測位精度劣化にとらわれずに精
度の良い直線運動の判断を行うことができる。

【００３３】更に、ＧＰＳを用いることにより、速度も
ここから容易に測定できるため、ある速度以下なら停止
していると判断し、同様にジャイロの中点リセットを行
うことができる。また、実走行で頻度の多い直線運動を
ＧＰＳなどの測位手段により検出するため、有線式の車
速パルスセンサが不要で、そのコストや車輪から線を引
き出す工数をかけずに実現できる。また更に、既存のマ
ップマッチングは個々の測位データを地図上の道路に当
てはめるため相当複雑な計算を行っているが、本案の直
線運動検出手法による検出信号を利用して測位データを
複数個まとめて地図上の直線道路に当てはめることがで
き、マップマッチングを簡単な計算によって実現でき
る。

【００３４】次に、第２の発明について説明する。先の
第１の発明については、ＧＰＳ７からの出力に基づいて
移動体の直線運動を検出し、これによりジャイロのオフ
セット誤差を修正したが、この第２の発明においてはジ
ャイロの出力信号に含まれる特定の周波数成分から移動
体の停止を判別し、これに基づいてオフセット誤差をキ
ャンセルすることを特徴としている。図８は第２の発明
の特徴部分を示すブロック図、図９はジャイロの軸感度
を示す図、図１０はジャイロの周波数特性を示す図、図
１１は車両の振動とジャイロの周波数特性を示す図であ
る。

【００３５】図示するようにジャイロ用処理部９は、中
点データを記憶する例えばＲＡＭのような中点データ記
憶部２４、この記憶されている中点データを補正する補
正部２７及びジャイロ用制御部３０を少なくとも有して
いる点は第１の発明と同様であり、更に、この処理部９
はジャイロからの角速度検出信号から所定の周波数帯域
の信号を検出する所定帯域検出部３１を有している。こ
の検出部３１は、ジャイロの他軸周波数成分を抽出する
ために、例えば１０〜２０Ｈｚ程度の周波数帯に設定さ
れたバンドパスフィルタ３２と、この出力をデジタル変
換するためのＡ／Ｄ変換器３３により構成されており、
この変換器３３の出力を上記補正部２７へ入力してい
る。また、この検出部３１へは、ローパスフィルタ２８
で高周波ノイズがカットされた角速度検出信号かアナロ
グ状態で入力されている。他軸周波数成分とは、後述す
るようにジャイロはＺ軸の回転方向の主成分の外に、
Ｘ、Ｙ軸やＺ軸方向にも僅かに振動しており、この主成
分以外の振動成分をいう。

【００３６】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、ジャイロ６の角速度検出
出力を、アナログのローパスフィルタ２８を通して高周
波ノイズを取り、その出力をＡ／Ｄ変換器２９でデジタ
ル化し、本来の角速度出力を取り出す。ジャイロ用制御
部３０はこの信号に積分処理を行い角度計算をしたり、
ジャイロの誤差補正を行ったりする。一方、ローパスフ
ィルタ２８を通過した出力は分岐されてバンドパスフィ
ルタ３２に流れ、ここで他軸周波数成分を取り出し、同
じくＡ／Ｄ変換器３３がデジタル化する。補正部２７
は、このデジタル信号のレベルを判定し、所定の値より
も大きければ運動していると判断してなにもせず、所定
の値よりも小さければ車両は停止していると判断してジ
ャイロのオフセット誤差のキャンセル処理を行う。

【００３７】以上の動作を更に詳しく説明する。図９は
圧電振動ジャイロの音叉型の振動板３４であり、振動板
３４はＺ軸を回転軸としてθ方向へ回転し、最終的に角
速度に比例した信号が得られるようになっているのが一
般的である。前記したようにジャイロは他のＸ軸，Ｙ軸
やＺ軸方向の振動に対しても若干の感度があり、他軸感
度と呼ばれる。図１０はジャイロの周波数特性を示した
グラフであり、本来の角速度に対する周波数応答の上限
は３Ｈｚ程度であり、直線ａで表される。等加速度Ｇで
の他軸感度は１５Ｈｚ以下であり曲線ｂで表される。点
線は高域ノイズを除去するためのローパスフィルタ（Ｌ
ＰＦ）の特性である。

【００３８】このようなジャイロに車両の振動が加わっ
たときは図１１のようになる。図内の曲線Ａは車両が停
止している時の出力状態であり、エンジンの低い振動の
みが出力され、曲線Ｂが走行中の振動である。レベルや
周波数特性は車種や路面状態で違うが一般的にはこのよ
うになる。以上の振動がジャイロに加わるとジャイロ出
力はそれぞれ曲線Ｃ，曲線Ｄの様な信号が現れる。例え
ば周波数１０〜２０Ｈｚの領域で振幅Ａｔ以上の成分が
検出されたら車両が運動していて、振幅Ａｔよりも小さ
ければ停止していると判断できる。以上が検出原理であ
る。

【００３９】ジャイロ出力はアナログであり、前記の通
り高域ノイズを除去するためのローパスフィルタ２８を
通し、Ａ／Ｄ変換器２９でデジタル化し、制御部３０に
渡す。一方、ローパスフィルタ２８の出力は分岐され
て、バンドパスフィルタ３１を通し、例えば前記の周波
数１０〜２０Ｈｚの領域を取り出し、同じくＡ／Ｄ変換
器３３でデジタル化して補正部２７に渡す。制御部３０
はＡ／Ｄ変換器２９の出力データで積分演算を行って角
度計算をする。また、補正部２７はＡ／Ｄ変換器３３の
出力データを例えば振幅値Ａｔでもってレベル判別し、
これより大きなレベルであったら何らかの運動をしてい
ると判断し、制御部３０を介して中央処理部４へ報告す
る。中央処理部４はそれを測位計算の判断材料にする。
また、もし振幅値Ａｔよりも小さなレベルだったら補正
部２７は、車両が停止していると判断し、中点データ記
憶部２４の中点データを訂正することによりジャイロの
オフセット誤差をキャンセルするなどの誤差補正処理を
行うと共にその旨を中央処理部４へ報告する。

【００４０】図１２は他軸感度の周波数領域をデジタル
処理して検出する場合の構成図であり、Ａ／Ｄ変換器２
９の出力を周波数分析器３５にて周波数分析し、同様な
レベル判別を行うようにしている。この周波数分析器３
５としては、高速フーリエ変換器や汎用のデジタル信号
プロセッサを用いることができる。これによればＧＰＳ
などの電波受信上の制約が無く、車両の停止、運動の判
別ができ、誤差要因も大変少ないため高精度、安定な動
作が望める。また、車速センサが不要なためこれが後か
らはとりつけられない車種にも対応できる。ジャイロを
利用するため停止のためだけに別センサが必要なく、コ
スト、部品点数上有利である。以上の装置により中央処
理部は、誤差補正されたジャイロ信号を受け取ることが
できるため、総合判断がより行いやすくなり最終的な測
位、軌跡表示精度向上に貢献できる。

【００４１】次に第３の発明について説明する。この発
明は、ＧＰＳの出力信号より得られた回転角とジャイロ
の出力信号より得られた回転角の内、精度の良い方の回
転角を選択して用いるようにしたことを特徴とする。図
１３は第３の発明の特徴部分を示すブロック図、図１４
は方位角により回転角の算出方法を示す図、図１５は曲
進に要した時間と回転角との関係を示すグラフである。
図示するようにＧＰＳ用処理部１０は、車両が曲進する
時に要する時間に対する回転角の検出精度の良否をＧＰ
Ｓとジャイロに対応させてテーブル化し、予め記憶して
おく、例えばＲＯＭのような検出精度記憶部３６と、Ｇ
ＰＳ及びジャイロからのデータをそれぞれ記憶するデー
タ記憶部２０、２５と、前記各記憶部２０、２５のデー
タと検出精度記憶部３６のデータと比較してＧＰＳとジ
ャイロのどちらの検出精度が良いか判断する検出精度判
断部３７とを少なくとも有しており、これらの各部材の
動作はＧＰＳ用制御部２３により制御される。

【００４２】ジャイロ用処理部９は、上記検出精度判断
部３７がＧＰＳの検出精度が良いと判断した時に、ジャ
イロ側の感度ばらつき誤差を補正するばらつき誤差補正
部３８を有しており、その他に曲がりに要した時間を計
測するタイマ３９や補正係数を記憶する例えばＲＡＭの
ような補正係数記憶部４０を有している。そして、各部
の動作制御は、ジャイロ用制御部３０により行なわれ
る。

【００４３】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、ＧＰＳからの出力信号に
より方位角の差を求めて回転角を算出する。一方、ジャ
イロから曲がりに要した時間と回転角を算出する。これ
らのデータを予め検出精度記憶部３６に記憶しておいた
曲がり時間−回転角の特性テーブルに照らし合わせ、検
出精度判断部３７にてどちらか精度の良い方を選択す
る。また、選択された精度の良い回転角とジャイロから
の回転角の差分をばらつき誤差補正部３８にて演算し、
以後のジャイロデータの補正値とする。この補正値によ
って、もしＧＰＳが測位不能の場合であっても、ジャイ
ロだけで精度を保つことができる。

【００４４】以上の動作を更に詳しく説明する。先の図
４にて説明したように、曲線ａがジャイロの正規の感度
による回転角速度及び回転角であるが、前記のようにこ
の感度特性はロット、温度、取り付け角度のずれなど様
々な要因でばらつく。図では曲線ｂで示すような感度が
劣化した場合を示すが、最終的な角度演算結果は正規の
角度θａに対し角度θｂを示すことになる。これをその
まま地図上の道路に表示すると実際の回転角より異なっ
た角度で回転したとされ、多数の分岐路では誤った経路
を通ったと認識されてしまう。しかしながら、このよう
な誤差を他の基準値との関係でその割合を求めて補正係
数として計算し、以後測定した回転角にその係数をかけ
れば誤差補正を行うことが可能であり、精度向上に役立
つことができる。この時の補正係数は、補正係数記憶部
４０に記憶させておく。

【００４５】また、ジャイロ信号はＧＰＳより比較的高
いサンプリング周波数（１００Ｈｚ程度）でサンプルさ
れるし、前記の誤差も回転角が小さい場合は積分された
誤差も小さいことが分かる。従って、ジャイロの場合に
は、短い曲がり時間や微少な回転角度の測定にはＧＰＳ
よりも誤差が少ない高精度な測定ができる。一方、ＧＰ
Ｓによる回転角の測定を図１４を使って説明する。今、
車両が点ｓ１の所（時刻ｔ＝０）に走行していてその方
位角をθ１とする。この車両が点ｓ２，ｓ３の経路を通
って曲がり、方位角がθ２になったとすると（時刻ｔ＝
ｔ０）、曲がった角θ３はθ２−θ１で表される（図の
場合はπ−（θ２−θ１））。すなわち、曲進を開始し
た時刻ｔ＝０、曲進を終了した時刻ｔ＝ｔ０と方位角θ
１、θ２が測定できれば回転角を求めることができる。

【００４６】ＧＰＳの方位角サンプル周波数は１Ｈｚと
低いため、長い曲がり時間や大きな回転角度の測定には
誤差が少ない高精度な測定ができるが、短い曲がり時間
や微少な回転角度の測定には誤差が大きい。以上２つの
センサ、すなわちジャイロとＧＰＳの精度が良い場合と
悪い場合の領域があることを述べたが、これを図示した
ものが図１５である。図のａ領域は曲がった時間、回転
角度ともに小さくジャイロの精度が良い領域であり、ｂ
領域は曲がった時間、回転角度ともに大きくＧＰＳの精
度が良い領域である。

【００４７】この関係を予め測定してテーブル構成にし
たＲＯＭ、すなわち検出精度記憶部３６に記憶させてお
き、ジャイロ側から曲進に要した時間をタイマ３９にて
測定し（ジャイロの方がサンプリング周波数が高く高精
度のため）、ＧＰＳとジャイロからそれぞれ回転角度を
測定する。そして、曲進に要した時間をｔ１とし、ＧＰ
Ｓからの回転角度をθ_GPS とし、ジャイロからの回転角
度をθ_GYとすると、図１５に示す２点のペアｐ１、ｐ
２、ｐ３の場合が考えられる。ペアｐ１の場合は両回転
角度がともにａ領域なのでジャイロの回転角度θ_GYを採
用し、ペアｐ３の場合は両回転角度がｂ領域なのでＧＰ
Ｓの回転角度θ_GPS を採用する。ペアｐ２の場合はａ，
ｂ領域の境界を跨がっているので両回転角度の平均をと
る。

【００４８】以上で、２つのセンサの精度の良い方を採
用できた訳であるが、ペアｐ３の場合、すなわちＧＰＳ
の回転角が精度がよい場合、この値を利用して、誤差を
含むθ_GYの補正を行うためにたとえば（θ_GPS −θ_GY）
／θ_GPS といった補正係数を計算し、以後ジャイロの角
度演算にこの補正係数をかけて誤差補正を行う。この補
正係数は、補正係数記憶部４０に記憶する。また、ペア
ｐ３の場合でも前記のようにＧＰＳの測位ができない場
合もある。この時はジャイロのみに頼ることになるが前
記の補正を行っているため補正前の値より精度が高くな
っている。以上が動作原理である。

【００４９】まず、ジャイロ６からのアナログ信号はＡ
／Ｄ変換器２９によってデジタル化され、ジャイロ用制
御部３０に取り込まれる。制御部３０はジャイロ信号に
よって、曲進に要した時間をタイマ３９で測定し、角速
度の積分によって回転角を求め、この結果をＧＰＳ用制
御部２３に報告する。一方、ＧＰＳ７からの方位角デー
タをＧＰＳ用制御部２３が読みとり、ジャイロ用制御部
３０から受け取った曲がった時刻間の方位角の差を計算
し、同じく回転角を算出する。このＧＰＳ用制御部２３
はサンプルしたデータをＲＡＭ、すなわちデータ記憶部
２０に一旦記憶し、曲進に要した時間−回転角のテーブ
ルが書かれている記憶部３０のデータと検出精度判断部
３７にて照らし合わせ、ジャイロからのデータが正確な
ら、すなわちペアｐ１の場合には、その回転角を中央処
理部４に報告する。

【００５０】もしＧＰＳのデータが正確なら、すなわち
ペアｐ３の場合には、前記のような誤差補正係数をばら
つき誤差補正部３８にて計算し、その結果をジャイロ用
制御部３０に知らせる。そして同じくＧＰＳからの回転
角を中央処理部４へ報告する。ジャイロ用制御部３０は
補正係数を受け取り、それを再び新しい補正係数が指示
されるまで補正係数記憶部４０に保存する。以後再び新
しい補正係数が指示されるまで回転角計算にはこの補正
係数をかけた角度をＧＰＳ用制御部２３に報告するよう
になっている。また、テーブルに照らし合わせてもどち
らのセンサデータが正確といえない場合、すなわちペア
ｐ２の場合には両者のデータを平均して中央処理部４に
報告し、補正係数の計算は行わない。

【００５１】このように、回転角の２つの測定結果の
内、どちらか精度の良い方のデータを採用するので、ど
ちらか１つセンサのデータに頼るより測定精度劣化の影
響を受け難く、常に精度の良い回転角を得ることができ
る。また、新規に加えるハードウエアはテーブル用ＲＯ
Ｍと少なく、小幅なコスト増に止めることができる。

【００５２】次に、第４の発明について説明する。この
発明は、例えば高速道路などで車線変更を行なったとき
と、側線に分岐したときの角度が同一の時、誤った経路
を認識してしまうことを防止するようにしたものであ
る。図１６は第４の発明の特徴部分を示すブロック図、
図１７は道路上における車両の軌跡を示す図、図１８は
走行距離−曲り角特性を示す図、図１９は曲った時間と
角速度及び回転角の関係示す図、図２０は動作フローを
示す図である。

【００５３】図示するように、ここでは先に示したＧＰ
Ｓ用処理部とジャイロ用処理部とを統合した形でセンサ
処理部４１として表わされている。このセンサ処理部４
１は、車両の曲進時における走行距離と回転角との関係
より車両が大きく曲がったか否かを示すテーブル情報及
び微少角変化時の閾値を予め記憶する曲り角記憶部４２
と、ＧＰＳ及びジャイロから得られる車両の曲進時の走
行距離と回転角を記憶する情報記憶部４３と、車両が回
転に要した時間、すなわち曲進に要した時間を計測する
計測部４４と、上記情報記憶部４３と曲り角記憶部４２
のデータより車両が大きく曲がったか否かを判断する第
１の判断部４５と、計測部４４の出力とＧＰＳ或いはジ
ャイロの出力より得られた回転角に基づいて車両が同一
道路上を移動しているか否かを判断する第２の判断部４
６を有しており、更に、全体の動作制御のプログラムを
記憶するプログラムＲＯＭ４７を備えており、そして各
部材の全体の動作は、センサ制御部４８により制御され
る。尚、図示例においては、走行距離を求める手段とし
てＧＰＳを用いているが、これに代えて車速センサや加
速度センサを用いるようにしてもよい。また、曲り角記
憶部４２に記憶する閾値θｔを別の記憶部に記憶させる
ようにしてもよい。

【００５４】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、ＧＰＳからの検出信号に
よって走行距離を算出し、また、ジャイロの出力信号よ
り回転角を算出するが、その回転角度が微少な角であっ
たなら時間を延長して角度演算を続ける。最終的な回転
角度とその時の走行距離の関係を求め、これを予め記憶
しておいたテーブルに当てはめて車両の走行状態を判断
する。その結果、回転角度が一定の範囲内であったなら
車線変更だけであり、範囲外なら分岐路を曲がったと判
断しこれにより回転角が微少角でも正確な走行軌跡を把
握することができる。

【００５５】以上の動作を更に詳しく説明する。図１７
は片側２車線の道路に分岐線があり、丁度そこで車線変
更したときの状態を示す。今、車両ｍがａ点にあり、車
線変更したときの軌跡を曲線Ａ、本線に対して僅かに角
度の異なる分岐線４９に入った時の軌跡を曲線Ｂ、通常
の市街地などで大きく回転した時の軌跡を曲線Ｃとす
る。曲がって走行した時の走行距離をそれぞれｌ_A 、ｌ
_B 、ｌ_C とし、分岐線、車線変更時の曲がり角度をそれ
ぞれθ１、θ２とし、曲線Ｃの軌跡の曲がり角をθ３と
する。ここでθ１≒θ２であり、ｌ_A ≒ｌ_B である。ま
た、曲がった開始時刻をｔ０（図のｂ点）、曲進途中を
時刻ｔ１、曲がり終わりを時刻ｔ２とする。曲がった時
のパラメータとして、曲がったときの走行距離及びその
曲進した時間をとり、両者の関係をプロットすると図１
８のように示される。上記した３方向に曲がった時の場
合を、それぞれ曲線Ａの軌跡をＰ_A 、曲線Ｂの軌跡をＰ
_B 、曲線Ｃの軌跡をＰ_C とプロットした。

【００５６】この図中にて実線は車線変更など比較的小
さな角で曲がったときと、市街地などの交差点で約９０
度の大きな回転角で曲がったときの場合を分離するため
の境界線であり、前者をＸエリア、後者をＹエリアと呼
ぶことにする。Ｐ_C は比較的大きな曲がり角であり、曲
がり時間は短いのでＹエリアにある。Ｐ_A 、Ｐ_B は高速
道路などの車線変更や、分岐線４９で曲がったときに特
有のＸエリア内にある。このＸエリアは、自分の車線が
渋滞しており低速で大きな角での車線変更、または、追
い越しなどで高速で、緩い角の車線変更を行ったことを
想定している。

【００５７】この図の実線を予め実験で実測しておき、
ＲＯＭなどの曲り角記憶部４２に記憶させておく。そし
て、車両が曲がったときの走行距離をＧＰＳや車速セン
サなどで測定し、曲がった角度をジャイロなどで測定し
て上記ＲＯＭのテーブルを参照することにより、車両の
属するエリアが２つのエリアのどちらであるか特定すれ
ばよい。

【００５８】以上の処理によって市街地の交差点での回
転と高速道路などの車線変更とを分離できたが、次は曲
線Ａと曲線Ｂの分離である。両者は図１７において共に
微少角度θ１で曲がっているのでこれだけでは分離でき
ない。そのため車線変更しただけなのに図１７中でａ、
ｂ、ｇと曲がったため側線（分岐線）４９に出たと認識
してしまい、ｄ点の時点でまた本線上に測位データが来
るので最終的にはａ、ｂ、ｇ、ｃ、ｅ、ｄの様に側線に
出てから本線に戻るといったおかしな表示をすることが
ある。そこで、図１９に示すようにジャイロ出力（角速
度）とその積分である回転角度値の時間変化を考えるこ
とにする。図１９（Ａ）はジャイロ出力である角速度の
変化を示し、図１９（Ｂ）はその積分である回転角を示
す。今、車両ｍが図１７中のｂ点にいるときの時刻をｔ
０とすると軌跡Ｂを通り、分岐線４９に入るときは図１
７のｇ，ｃ，ｅ点を通り図１９のＢ線に示すような直線
状の信号が出る。軌跡Ｂは時刻ｔ１を最後に一回しか曲
がらないので回転角度は時刻ｔ２においてもθ１であ
る。

【００５９】これに対して、単なる車線変更で軌跡Ａを
通ると、図１７中のｂ，ｇ，ｃ，ｄ点を通るので図１９
ではＡ線に示すような信号になり、時刻ｔ１，ｔ２でそ
れぞれθ１、θ２と２度回転し、図１９で時刻ｔ２では
θ４となり、前記の通りθ１≒θ２であるからθ４≒０
になる。これを利用して角度の閾値θｔを予め設定して
おけばこの値を越えたか否かで分岐路４９を曲がったの
か（軌跡Ｂ）、或いは車線変更だけ（軌跡Ａ）なのかを
判別することができる。角速度、角の測定時間である時
刻ｔの設定は角速度出力を監視して、出力が出てきたら
ｔ０（＝０）とし、出力が０になったところでｔ１と設
定し、その約２倍をｔ２として再演算すればよい。以上
が動作原理である。

【００６０】走行距離測定装置としてこの図ではＧＰＳ
７を利用するが、前述のようにこれに代えて車速パルス
センサや、加速度センサなどを用いてもかまわない。一
方、ジャイロ６からは角速度のアナログ出力が一般に得
られるためこの出力をＡ／Ｄ変換器２９でデジタル化
し、センサ制御部４８がすべてをまとめる。この制御部
４８は以上のセンサデータを記憶する情報記憶部４３、
プログラム用ＲＯＭ４７、前記のＲＯＭテーブルや閾値
θｔを記憶しておく曲り角記憶部４２を持ち、曲がり
角、走行距離を連続的に取り込み、大きな曲がりや車線
変更などの判断を行い、センサ制御部４８を介して中央
処理部４に報告する。

【００６１】この判断に際しては、車両ｍの曲進途中の
時間ｔ１は、計測部４４により測定され、第１の判断部
４５がその時の走行距離、曲り角及び曲り角記憶部４２
のテーブル（図１８）を参照して、大きな角度で曲がっ
たか、小さな角度で曲がったか、前述のように判断す
る。車両がＹエリアに位置すれば大きな曲がりを行なっ
たので、その旨を中央処理部４へ報告する。また、車両
がＸエリアに位置すれば小さな曲がりを行なったので、
第２の判断部４６が、時刻ｔ２における回転角と閾値θ
ｔとの関係より（図１９参照）、分岐線に入ったのか、
車線変更しただけなのか判断し、その結果を同じく中央
処理部４へ報告する。

【００６２】中央処理部４は、一般にマップマッチング
を行うため、センサ制御部４８から大きく曲がったと言
うデータを受け取ったら、測位データと照らし合わせ、
大きな角度で分岐した道路を探し、そこに自車位置を当
てはめる。また、小さな角度で分岐したというデータを
受け取ったら、同じく測位データと照らし合わせ、小さ
な角度で分岐した側線（分岐線）や高速道路の出入口に
自車位置を当てはめる。また、車線変更だけと言うデー
タを受け取ったら、測位データと照らし合わせ、そのま
まの道路を進行しているように自車位置を当てはめる。

【００６３】図２０は以上のデータ処理のフローを示
す。まず、走行距離の測定を開始して（Ｓ１）、ＧＰＳ
や車速センサの信号から走行距離を算出する（Ｓ２）。
また、ジャイロ出力信号も同時に入力し（Ｓ３）、角速
度ω及び角度θを算出する（Ｓ４、Ｓ５）。次に、角速
度ωの値を判定し（Ｓ６）、角速度ωが０なら直線運動
しているので曲がり角の判定処理としての走行距離デー
タはリセットして棄却する（Ｓ７）。通常の測位として
の測定は続けることは明らかである。もし、角速度ωが
何らかの値を持つなら回転したことになるので、今まで
測定した走行距離ｌ、角度θをもとに図１８の様なテー
ブルにこの値をあてはめ（Ｓ８）、エリア分けする（Ｓ
９）。ここで、Ｘエリアなら微少な回転であると判断し
て、次の処理に移り、Ｙエリアなら通常の大きな角の回
転であると判断し、それに相当する道路を探すマップマ
ッチング処理へ移る（Ｓ１０）。Ｘエリアであったら、
その時点で図１９の時刻はｔ１なので計算範囲をｔ２
（≒２×ｔ１）に延長して（Ｓ１１）、角度θと走行距
離を再計算する。次に、角度θと閾値θｔとの比較を行
い（Ｓ１３）、ｔ２時点での計算角度が閾値θｔより大
きければ（微少角で）、分岐路を曲がったと判断し（Ｓ
１４）、側線などにマップマッチングする処理へ移り
（Ｓ１５）、これに対して、角度θがθｔより小さけれ
ば車線変更だけであり（Ｓ１６）、そのままの直線進行
とみなしてマップマッチングする処理へ移る（Ｓ１
７）。

【００６４】このように、微少な角度で曲がった時と同
じように微少な角を曲がって車線変更した時を区別して
測位できるため、車線変更しただけなのに側線に出てか
ら本線に戻るといった表示を避けることができる。以上
のことから総合的な測位精度を上げることができる。ま
たこの装置のためにシステムに新規に加えるハードウエ
アはテーブル用ＲＯＭと少なく、小幅なコスト増に止め
ることができる。

【００６５】尚、以上説明した各実施例において、各記
憶部は分離した形で記載したが、これらを部分的に或い
は全体的に統合させた構成としてもよく、それは単なる
プログラム上の問題である。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の移動体の
ナビゲーション装置によれば次のように優れた作用効果
を発揮することができる。第１の発明によれば、直線運
動を検出するに際して、サンプルデータの集合を複数個
用い、これを予め測定したテーブルに当てはめて方位角
のばらつきが所定の範囲内にあるものとそれ以外のもの
の数を求め、この多数決により直線運動の判断を行なう
ようにしたので、サンプル数を固定した場合と比較して
直線運動の判断を精度良く行なうことができる。また、
上記直線運動の判断に基づいてジャイロ等の自車位置測
定手段の中点リセットを行なうようにしたので、精度の
高い角速度を検出することができる。更に、実走行で頻
度の高い直線運動を自車位置測定手段により検出してい
るので、有線式の車速パルスセンサが不要になり、その
分、コストを削減することができる。

【００６７】第２の発明によれば、ジャイロ等の回転角
速度検出手段に含まれる他軸からのノイズ成分を利用し
て移動体の停止を判断するようにしたので、ＧＰＳなど
の電波受信上の制約がなく、しかも誤差要因も少ないの
で高精度で移動体の停止の判別を行なうことができる。
また、上記停止の判断により、回転角速度検出手段のオ
フセット誤差をキャンセルするようにしたので、精度の
高い角速度を検出することができる。更に、移動体の停
止を検出するためだけのセンサを設ける必要がないの
で、その分、コストを削減することができる。

【００６８】第３の発明によれば、２系統の出力信号か
らそれぞれ回転角を求め、この内、精度の良い方のデー
タを採用するようにしたので、１つのセンサデータに頼
る場合と比較して測定精度の劣化の影響を受け難く、常
に精度良い回転角を得ることができる。第４の発明によ
れば、微少な角度で曲がった場合と、同じように微少な
角度で曲がって切り返し、車線変更した場合と精度良く
区別することができる。従って、単に車線変更をしただ
けなのに、表示において移動体が側線に出てから本線に
戻るといったような誤表示の発生を避けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な移動体のナビゲーション装置を示す概
略構成図である。

【図２】第１の発明の特徴部分を示すブロック図であ
る。

【図３】回転角速度検出手段としてのジャイロの角速度
−出力特性を示すグラフである。

【図４】ジャイロの角速度と曲り角の関係示すグラフで
ある。

【図５】ジャイロの角速度−オフセット誤差特性のシミ
ュレーションを示す図である。

【図６】ＧＰＳの速度−方位角特性を示すグラフであ
る。

【図７】ＧＰＳのサンプル数−方位角ばらつき特性を示
すグラフである。

【図８】第２の発明の特徴部分を示すブロック図であ
る。

【図９】ジャイロの軸感度を示す図である。

【図１０】ジャイロの周波数特性を示す図である。

【図１１】車両の振動とジャイロの周波数特性を示すグ
ラフである。

【図１２】第２の発明の変形実施例を示す図である。

【図１３】第３の発明の特徴部分を示すブロック図であ
る。

【図１４】方位角により回転角の算出方法を示す図であ
る。

【図１５】曲進に要した時間と回転角との関係を示すグ
ラフである。

【図１６】第４の発明の特徴部分を示すブロック図であ
る。

【図１７】道路上における車両の軌跡を示す図である。

【図１８】走行距離−曲り角特性を示す図である。

【図１９】曲がった時間と角速度及び回転角の関係を示
す図である。

【図２０】動作フローを示す図である。

【符号の説明】

１…ナビゲーション装置、４…中央処理部、６…ジャイ
ロ（回転角速度検出手段）、７…ＧＰＳ（自車位置測
定手段）、９…ジャイロ用処理部、１０…ＧＰＳ用処理
部、１３…ディスプレイ、１４…表示制御部、１７…
スピーカ、１９…ばらつき記憶部、２０ …データ集合
記憶部、２１…ばらつき判断部、２２…直線運動判断
部、２３…ＧＰＳ用御部、２４…中点データ記憶部、
２５…データ記憶部、２６…角度演算部、２７…補正
部、３０…ジャイロ用制御部、３１…所定帯域検出部、
３５…周波数分析器、３６…検出精度記憶部、３７…
検出精度判断部、３８…ばらつき誤差補正部、３９…タ
イマ、４０…補正係数記憶部、４１…センサ処理部、
４２…曲り角記憶部、４３…情報記憶部、４４…計測
部、４５…第１の判断部、４６…第２の判断部、４８…
センサ制御部、ｍ…車両（移動体）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車位置測定手段を有する移動体のナビ
ゲーション装置において、前記移動体の直線移動時にお
いて前記自車位置測定手段から検出された方位角サンプ
ルデータを、サンプルデータ数の異なる複数個のデータ
集合とし、このデータ集合毎の方位角のばらつき範囲を
予めテーブルとして記憶するばらつき記憶部と、前記自
車位置測定手段からの方位角サンプルデータをサンプル
データ数の異なる複数個のデータ集合として記憶するデ
ータ集合記憶部と、このデータ集合記憶部の各データ集
合が前記ばらつき記憶部に記憶されたばらつき範囲内に
入っているか否かを判断するばらつき判断部と、このば
らつき判断部の結果に基づいて前記移動体が直線運動を
しているか否かを判断する直線運動判断部とを備えたこ
とを特徴とする移動体のナビゲーション装置。
【請求項２】回転角速度検出手段と、この検出手段の
中点データを記憶する中点データ記憶部と、前記検出手
段の検出データを記憶するデータ記憶部と、このデータ
記憶部のデータと前記中点データ記憶部の中点データと
の相異を角速度として角度計算を行なう角度演算部と、
前記直線運動判断部の出力に基づいて前記中点データ記
憶部の中点データを補正する補正部とを備えたことを特
徴とする請求項１記載の移動体のナビゲーション装置。
【請求項３】回転角速度検出手段と、この検出手段の
中点データを記憶する中点データ記憶部とを有する移動
体のナビゲーション装置において、前記回転角速度検出
手段の角速度検出信号から所定の周波数帯域の信号を検
出する所定帯域検出部と、前記中点データを補正する補
正部とを備え、前記補正部は、前記所定帯域検出部の出
力に基づいて前記中点データ記憶部の中点データを補正
するように構成したことを特徴とする移動体のナビゲー
ション装置。
【請求項４】自車位置測定手段と回転角速度検出手段
とを有する移動体のナビゲーション装置において、前記
移動体が曲進する時に要する時間に対する回転角の検出
精度の良否を前記２つの手段に対応させて予め記憶する
検出精度記憶部と、前記各手段からの検出信号をそれぞ
れ記憶するデータ記憶部と、このデータ記憶部のデータ
と前記検出精度記憶部のデータを対応させて前記２つの
手段の内のどちらの手段の検出精度が良いかを判断する
検出精度判断部と、この判断部が前記自車位置測定手段
の検出精度が良いと判断した時に前記回転角速度検出手
段の感度ばらつき誤差を補正するばらつき誤差補正部と
を備えたことを特徴とする移動体のナビゲーション装
置。
【請求項５】自車位置測定手段と回転角速度検出手段
とを有する移動体のナビゲーション装置において、前記
移動体の走行距離と回転角との関係より前記移動体が大
きく曲がったか否かを示す情報及び微少角変化時の閾値
を予め記憶する曲り角記憶部と、前記各手段からの信号
から得られる前記移動体の走行距離と回転角を記憶する
情報記憶部と、前記移動体が回転に要した時間を計測す
る計測部と、前記情報記憶部のデータと前記曲り角記憶
部のデータに基づいて前記移動体が大きく曲がったか否
かを判断する第１の判断部と、前記計測部の出力と前記
両手段のいづれか一方の出力より得られる回転角と前記
閾値とに基づいて前記移動体が同一道路上を移動してい
るか否かを判断する第２の判断部とを備えたことを特徴
とする移動体のナビゲーション装置。
【請求項６】前記自車位置測定手段はＧＰＳであり、
前記回転角速度検出手段はジャイロであることを特徴と
する請求項１乃至５記載の移動体のナビゲーション装
置。