JPH1164019A - カーナビゲーション装置 - Google Patents

カーナビゲーション装置

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JPH1164019A
JPH1164019A JP22362897A JP22362897A JPH1164019A JP H1164019 A JPH1164019 A JP H1164019A JP 22362897 A JP22362897 A JP 22362897A JP 22362897 A JP22362897 A JP 22362897A JP H1164019 A JPH1164019 A JP H1164019A
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正博 佐多
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1台のFMチューナでGPSの誤差情報とV
ICSによる交通情報を効率的に取得できるようなカー
ナビゲーション装置を提供する。 【解決手段】 CPU4はD−GPSデータを送出する
放送局Aの電波を受信して放送局AからのFM多重放送
のフレームの先頭を記憶しておく。CPU4は常時はF
Mチューナ2に対してVICSデータを送出する放送局
Bの電波を選局するように制御し、周期4.896×N
秒のタイミングで放送局Aを選局してD−GPSデータ
を取得し、効率よく2つの放送を切換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、カーナビゲーシ
ョン装置に関し、特に、D−GPS(Differential Glo
bal Positioning System)を用いて現在位置を測位する
とともに、道路交通情報通信システム(VICS:Vehi
cle Information & Communication System)からの情報
を液晶モニタに表示できるようなカーナビゲーション装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近ではカーナビゲーション装置が普及
しつつあるが、当初のカーナビゲーション装置は、GP
S(Global Positioning System )のみを用いていた。
このGPSは、GPS衛星の電波を利用して利用者の現
在位置(緯度,経度,高度)を知ることができるという
ものである。ただし、GPSの電波による測位データに
はかなりの誤差が含まれており、GPSの電波を受信し
て計算より求められた位置と実際の位置との間に誤差を
生じる。この誤差を解消するために、タイヤの回転数な
どの情報を用いて自律航法により誤差を補正することが
行なわれている。
【0003】一方、上述の誤差を回避するために、D−
GPSが実用化されている。このシステムは、地上にD
−GPS基準局を設置し、このD−GPS基準局から誤
差データをFM放送局に送り、FM放送局においてFM
文字多重放送内に誤差データを入れて発信し、GPS衛
星からの電波と誤差データを合わせて測位することで、
より正確な位置を割り出そうとするものである。
【0004】さらに、最近では、東京,大阪,名古屋に
おいてVICSのサービスの提供が開始された。このシ
ステムは、財団法人道路交通情報システムセンターから
提供される交通情報通信システムであり、都道府県の警
察や交通管制センターなどから収集された渋滞,交通規
制,旅行時間,駐車場などの情報をドライバに提供する
ことにより、渋滞の緩和や効率的な道路運営を図るもの
である。VICSで提供される情報の形態には、文字情
報(レベル1),簡易図形情報(レベル2),地図画面
上にマークや線などで情報を表示するもの(レベル3)
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のD−GPSとV
ICSの2つの機能をカーナビゲーション装置に持たせ
ようとすると、2台のFMチューナを内蔵する必要があ
る。これは、D−DPSはたとえば近畿地方であればF
M大阪(85.1MHz)で発信されているのに対し
て、VICSはNHKFM(88.1MHz)で発信さ
れており、同一の放送局のFM電波で放送されていない
からであり、それぞれのFM放送の電波を個別に受信し
て、D−GPSのデータと、VICSのデータを抽出す
る必要がある。
【0006】しかし、1台のカーナビゲーション装置に
2台のFMチューナを内蔵させると、コスト的に高くな
り、また装置も大型化してしまう。1台のFMチューナ
を内蔵し、2つのFM放送の電波を切換えて受信する方
法が考えられるが、その切換タイミングが問題となる。
【0007】それゆえに、この発明の主たる目的は、1
台のFMチューナをタイミングよく切換えて、D−GP
SデータとVICSのデータを抽出できるようなカーナ
ビゲーション装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
第1のFM多重放送を受信してGPSの誤差情報を抽出
して測位精度を高めるとともに、第2のFM多重放送を
受信して交通情報を取得するカーナビゲーション装置で
あって、第1または第2のFM多重放送を受信するため
の1台のFMチューナと、常時は第2のFM多重放送を
受信し、周期的に第1のFM多重放送を受信するように
FMチューナの受信周波数を切換制御する制御手段とを
備えて構成される。
【0009】請求項2に係る発明では、第1および第2
のFM多重放送は、それぞれ1フレーム内に複数のブロ
ックを有して送信していて、制御手段は第1および第2
のFM多重放送のそれぞれのフレーム先頭位置のずれを
判別して、第1のFM多重放送を受信するタイミングを
決定する。
【0010】請求項3に係る発明では、さらに第1のF
M多重放送を受信したときのフレームの先頭のタイミン
グを記憶する記憶手段を含み、制御手段は第2のFM多
重放送の所定のブロックを受信したとき、記憶している
先頭のタイミングであると予測して第1のFM多重放送
を受信するようにFMチューナを切換制御する。
【0011】請求項4に係る発明では、FMチューナは
位相同期結合回路を有していて、制御手段は位相同期結
合回路の同期が確立するまでの時間の余裕を持って受信
周波数の切換を制御する。
【0012】請求項5に係る発明では、GPSの誤差情
報は2個のパケットに含まれていて、制御手段は先頭の
パケットからデータを正常に取得した後に、次のパケッ
トから残りのデータを取得する。
【0013】請求項6に係る発明では、制御手段は第1
のFM多重放送によりGPSの誤差情報を取得後、即座
に第2のFM多重放送を受信するようにFMチューナを
切換制御する。
【0014】請求項7に係る発明では、GPSの誤差情
報を取得する際、第1のFM多重放送のフレーム同期が
とれていない場合においてもパケットデータを受信す
る。
【0015】請求項8に係る発明では、第1のFM多重
放送を受信する周期を、ある一定の条件に基づき変化さ
せる。
【0016】請求項9に係る発明では、前記条件はカー
ナビゲーション装置の自律航法の精度である。
【0017】請求項10に係る発明では、前記条件は周
辺道路の密集度合である。請求項11に係る発明では、
前記条件はナビゲーション装置を搭載している自動車の
速度である。
【0018】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施形態のブ
ロック図である。図1において、アンテナ1を介してF
Mチューナ2がFM放送を受信する。FMチューナ2か
らはFM多重データを含むコンポジット信号がFM多
重用LSI3に与えられる。なお、FMチューナ2はP
LL回路(位相同期結合回路)を有していて、CPU4
からFMチューナ2に周波数を設定するためのPLL制
御信号が与えられる。FM多重用LSI3はCPU4
に対して階層3のデータパケットを与え、CPU4か
らFM多重用LSI3に対して多重LSI制御信号が
与えられる。
【0019】一方、GPS受信機6はCPU4からのD
GPS信号によりGPSアンテナ5を介してGPS信
号を受信し、補正後の位置データをCPU4に出力す
る。さらにCPU4にはCD−ROM7と操作キー8と
液晶モニタ9とRAM10とROM11とが接続されて
いる。CD−ROM7からはCPU4に地図データが
与えられ、操作キー8からはCPU4に対してキー入力
信号が与えられる。CPU4から液晶モニタ9に対し
ては画面データが与えられる。RAM10は各種デー
タを記憶し、ROM11には後述の図4〜図6に示すフ
ローチャートに基づくプログラムが記憶されている。
【0020】なお、CPU4には、後のフローチャート
で説明するように、フレームカウンタFCとブロックカ
ウンタBCとずれブロック数Bnをストアするためのレ
ジスタを有している。
【0021】図2はこの発明の一実施形態における周波
数切換タイミングを説明するためのタイミングチャート
である。
【0022】次に、図2を参照して、この発明の概念に
ついて説明する。この発明の一実施形態では、図2
(a)に示すように、放送局BがVICSデータをFM
多重して送出し、図2(b)に示すように放送局AがD
−GPSデータを1フレーム中の先頭2パケットにFM
多重して送出するものとする。1フレームの周期は4.
896秒(18msec×272ブロック)であるた
め、D−GPSデータの周期も4.896秒となる。
【0023】まず、図1に示したFMチューナ2によっ
て放送局Aを受信することにより、CPU4がフレーム
の先頭のタイミングを記憶しておき、その後FMチュー
ナ2は通常は放送局Bを受信してVICSデータを出力
し、周期4.896×N秒(Nは任意)のタイミングで
放送局Aを一時的に選局することによりD−GPSデー
タを取得する。したがって、この実施形態では、放送局
Aを選局している期間は僅かであるために、放送局Bの
VICSデータの取りこぼしを最小限に抑えることがで
きる。
【0024】上述の4.896秒周期を作るために、こ
の実施形態では、放送局Aと放送局Bのフレーム先頭位
置のずれを利用して放送局Bの受信ブロック番号より、
放送局Aのフレーム先頭、すなわちD−GPSデータの
位置のタイミングを取る。
【0025】すなわち、図2(a)に示す放送局BのB
n番目のブロックを受信したとき、放送局Aでは図2
(b)に示すように先頭ブロック受信タイミングである
ということを予測することにより、D−GPSデータを
取得する。ただし、実際には選局してからFMチューナ
2のPLL回路がロックし、ブロック同期が確立するま
ではある程度の時間がかかる。この時間(ブロックに換
算してpブロック)だけ前もって、Bn−pのタイミン
グで選局を行なう必要がある。このBnの値はほぼ一定
であるが、長時間受信を継続すると、累積的にずれてい
く可能性がある。そこで、D−GPSのデータの正しい
受信タイミングからこのBnの値を補正するようにす
る。
【0026】図3はD−GPSデータのフレーム内のパ
ケット送出例を示す図であり、図4および図5はVIC
SデータとD−GPSデータを受信する動作を説明する
ためのフローチャートである。
【0027】次に、この発明の一実施形態の動作につい
て説明する。図4に示すステップ(図示ではSPと略称
する)SP1において、CPU4はFMチューナ2に対
してVICS送出局を選局するためのPLL制御信号を
与える。FMチューナ2はVICS送出局の周波数を選
局し、FM多重コンポジット信号をFM多重用LSI3
に与える。ステップSP2において、CPU4はフレー
ムカウンタFCをクリアするとともに、ずれブロック数
Bnをストアするレジスタをクリアして最初はずれがな
いものと仮定しておく。ステップSP3において、CP
U4はFM多重用LSI3から1パケット分のデータパ
ケットを受取る。ステップSP4において、1パケット
を受取ったことによりブロックカウンタBCを+1し、
ステップSP5において、図2(a)に示すようにVI
CSの放送局Bのフレームの先頭のパケットであるかを
判別する。
【0028】ステップSP6において、フレームの先頭
であればブロックカウンタBCを1とし、ステップSP
7においてフレームカウンタFCを+1する。ステップ
SP8において、フレームカウンタFCの計数値がD−
GPSデータサンプリング周期Nと一致したか否かを判
別する。一致していなければステップSP3〜SP8の
動作を繰返す。フレームカウンタFCの計数値がデータ
サンプリング周期Nに一致すると、ステップSP9に進
む。ここで、Nは何フレームに1回D−GPSを参照し
に行くかを示す値である。
【0029】ステップSP9において、周波数を切換え
るタイミングを制御するために、ブロックカウンタBC
の計数値がf(Bn−p)になったか否かを判定する。
ここで、 n+272 (n<0) f(n)=n n−272 (n>271) である。たとえばnが−3だけずれているということは
+方向で269ずれていることになる。ステップSP9
で周波数を切換えるタイミングでないことを判別する
と、ステップSP3〜SP8の処理を繰返す。
【0030】ステップSP9で、周波数の切換えるタイ
ミングであることを判別すると、ステップSP10にお
いてブロックカウンタBCをリセットし、ステップSP
11においてCPU4はD−GPS送出局を受信するた
めのPLL制御信号をFMチューナ2に与える。それに
よって、FMチューナ2はD−GPSを送出する放送局
Aからの電波を受信する。その後、図5に示すステップ
SP12において、パケット0受信済みフラグをクリア
した後、ステップSP13で1パケットを受信すると、
ステップSP14でブロックカウンタBCを+1し、ス
テップSP15でD−GPSデータの判定処理を行な
う。このD−GPSデータ判定処理の具体的な動作につ
いては、後で図6を参照して説明する。
【0031】ステップSP16においてD−GPSデー
タが完成したか否かを判別し、完成していなければステ
ップSP17において1フレームが経過してブロックカ
ウンタBCの値が272になっているか否かを判別す
る。1フレーム経過していなければ、ステップSP13
に戻り、順次1パケットを受信し、ブロックカウンタを
+1してD−GPSデータの判定処理を行なう。そし
て、ステップSP17で1フレーム経過したことを判別
したときには、ステップSP18でBnの値をpだけバ
ックさせる。また、受信状態が悪いときは、たとえばト
ンネル内でD−GPSデータを受信できなくなったとき
にもステップSP13〜SP18の動作を繰返す。
【0032】ステップSP16でD−GPSデータの完
成したことを判別したときには、ステップSP19でD
−GPSデータ処理を行なう。そして、ステップSP2
0においてずれブロック数Bnをf(Bn−p+BC)
に補正する。CPU4はステップSP21においてFM
チューナ2がVICS送出局である放送局Pを再度受信
するようにPLL制御信号をFMチューナ2に与える。
同時に、CPU4はFM多重用LSI3をリセットし、
フレーム同期を取りなおす。そして、CPU4はステッ
プSP22でフレーム同期が確立するまで待機し、その
間のデータを破棄し、フレーム同期が確立すれば、ステ
ップSP23でフレームカウンタをリセットする。そし
て、再びステップSP3に戻る。
【0033】図6は図5に示したD−GPSデータ判定
処理動作を示すフローチャートであり、図7はD−GP
Sデータパケットの構成を示す図である。
【0034】図7(a)は図3に示したデータパケット
のうちの付加情報データパケットの構成を示しており、
図7(b)は2パケットからなるD−GPSデータを示
している。D−GPSデータパケットは16ビットのプ
リフィックスとデータブロック0と1とからなってい
る。プリフィックスにはサービス識別(SI)とデータ
グループ番号とデータパケット番号などが含まれてい
る。図7(b)に示す2パケットからなるD−GPSデ
ータは4ビットからなり、D−GPSであることを示す
コードであるセグメント識別(Dh)と、12ビットか
らなり後に続くセグメントデータが何バイトであるかを
示すセグメント長と、288ビットからなるセグメント
データと、16ビットからなる階層4のCRCビットと
から構成されている。
【0035】図6に示すD−GPSデータ判定処理動作
は、実際にD−GPSデータの中身を判別することによ
って行なわれる。すなわち、ステップSP31において
ブロック同期が取れていてかつ階層2のCRCが正常か
否かが判別される。この階層2CRCは図3に示したC
RCビットのことであり、ブロック同期の取れているこ
とが前提となるが、フレーム同期は取れていなくてもよ
い。そのパケットが正常なデータでなければ、ステップ
SP43でパケット0受信済みフラグをクリアする。ス
テップSP32において、図7(a)に示す付加情報デ
ータパケットに含まれるサービス識別SIがDh(16
進で13)であるか否かを判別する。そして、ステップ
SP33において、図7(a)に示すパケット構成にお
いてデータグループ番号が「3」であるかを判別する。
データグループ番号が「3」であれば、ステップSP3
4において、図7(a)に示すデータパケット番号が0
または1あるいはそれ以外であるかを判別する。データ
パケットが「0」であればステップSP35で図7
(b)に示した1パケット目のデータをバッファに格納
し、ステップSP37でパケット0受信済みフラグをセ
ットする。ステップSP35においてD−GPSデータ
でないことを判別したときには、ステップSP44にお
いてパケット0受信済みフラグをクリアする。
【0036】2パケット目のデータに対しても、ステッ
プSP31〜SP33の処理が行なわれ、ステップSP
34でデータパケット番号が「1」であり、2パケット
目のデータであることを判別すると、ステップSP38
で情報終了フラグが1であるかを判別する。さらに、ス
テップSP39でパケット0を受信済みであるかを判別
し、受信済みであればステップSP40で図7(b)に
示した階層4のCRCをチェックし、ステップSP41
でCRCが正常であることを判別すると、ステップSP
42でD−GPSデータ完成フラグをセットする。な
お、ステップSP31〜34,SP38,SP39,S
P41でいずれかが否定であればステップSP43でパ
ケット0受信済みフラグをクリアする。
【0037】上述の実施形態では、FMチューナ2によ
って通常は放送局Bを受信してVICSデータを取得
し、周期4.896×N秒のタイミングで放送局Aを一
時的に選局することによりD−GPSデータを取得する
ようにした。しかし、上述のNをある条件に従って可変
にすることにより、一層効率的な受信を実現することが
できる。たとえば、自律航法の精度(車速パルスの接続
の有無など)および状態(マップマッチングの判定の近
さが低い場合など)や、周囲の道路の密集度によってN
を可変するようにしてもよい。また、受信可能衛星が2
個以下のようにGPS測位が不可能なとき、D−GPS
データを受信しないようにしてもよい。
【0038】さらに、レベル1,2の番組を表示中はD
−GPSの受信頻度を少なくするかあるいは中断するよ
うにしてもよい。その理由は、レベル1,2の表示中
は、2画面表示などを除いて地図表示を行なわないの
で、位置補正はさほど重要ではない。また、レベル1,
2の表示は自動車停止中であることが多い(または停止
中に制限されている)ので、やはり位置補正の重要性は
比較的低いからである。
【0039】さらに、D−GPSの受信状態が極めて悪
くなった場合、たとえば何分間も受信できないなどのよ
うな場合にはD−GPSの受信頻度を少なくするように
してもよい。さらに、放送局Bの受信状態が極めて悪く
なった場合、D−GPSの受信頻度を多くするようにし
てもよい。
【0040】さらに、VICSの送出特性を利用して効
率的に同時に受信を行なうようにしてもよい。すなわ
ち、VICSの送出周期は5分であり、共通マクロが5
分に1回、頁データは5分に2回(2.5分おきに)同
一内容が2回送出される。放送局BがVICS放送局で
ある場合、上述の送出特性を利用して、さらにD−GP
Sデータの同時受信を効率的に行なうようにしてもよ
い。すなわち、共通マクロが完成した後は、2.5分間
は放送局Bのみを受信し、残りの2.5分間は上述の所
定タイミングでD−GPSデータを受信する。共通マク
ロはある期間連続して送出されるので、共通マクロ受信
期間を検出して、その期間はD−GPSデータを優先し
て受信するようにしてもよい。これにより、VICSデ
ータが欠落するのを防止できる。
【0041】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、常時
は交通情報をFM多重放送で送出する電波を受信し、周
期的に所定のタイミングでGPSの誤差情報をFM多重
放送で送出する電波を受信するように切換制御するよう
にしたので、1台のFMチューナでGPSによる測位と
VICSによる交通情報を効率的に取得することができ
る。
【0042】しかも2つの放送局から送出されるFM多
重放送のそれぞれのフレームのずれを利用して受信を切
換えるタイミングを決定するようにしたので、VICS
による交通情報の取りこぼしを少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態を示すブロック図であ
る。
【図2】この発明の一実施形態における周波数切換タイ
ミングを示すタイミングチャートである。
【図3】D−GPSデータのフレーム内のパケット送出
例を示す図である。
【図4】VICSデータとD−GPSデータを受信する
動作の前半部分を示すフローチャートである。
【図5】VICSデータとD−GPSデータを受信する
動作の後半部分を示すフローチャートである。
【図6】D−GPSのデータ判定処理動作を示すフロー
チャートである。
【図7】データ構成を示す図である。
【符号の説明】
1 アンテナ 2 FMチューナ 3 FM多重用LSI 4 CPU 5 GPSアンテナ 6 GPS受信機 7 CD−ROM 8 操作キー 9 液晶モニタ 10 RAM 11 ROM

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のFM多重放送を受信してGPSの
    誤差情報を抽出して測位精度を高めるとともに、第2の
    FM多重放送を受信して交通情報を取得するカーナビゲ
    ーション装置であって、 前記第1または第2のFM多重放送を受信するための1
    台のFMチューナ、および 常時は前記第2のFM多重放送を受信し、周期的に前記
    第1のFM多重放送を受信するように前記FMチューナ
    の受信周波数を切換制御する制御手段を備えた、カーナ
    ビゲーション装置。
  2. 【請求項2】 前記第1および第2のFM多重放送は、
    それぞれ1フレーム内に複数のブロックを有して送信し
    ていて、 前記制御手段は、前記第1および第2のFM多重放送の
    それぞれのフレーム先頭位置のずれを判別して、前記第
    1のFM多重放送を受信するタイミングを決定すること
    を特徴とする、請求項1に記載のカーナビゲーション装
    置。
  3. 【請求項3】 さらに、前記第1のFM多重放送を受信
    したときの前記フレームの先頭のタイミングを記憶する
    記憶手段を含み、 前記制御手段は、前記第2のFM多重放送の所定のブロ
    ックを受信したとき、前記記憶手段に記憶している先頭
    のタイミングであると予測して、前記第1のFM多重放
    送を受信するように前記FMチューナを切換制御するこ
    とを特徴とする、請求項2に記載のカーナビゲーション
    装置。
  4. 【請求項4】 前記FMチューナは位相同期結合回路を
    有していて、 前記制御手段は、前記位相同期結合回路の同期が確立す
    るまでの時間の余裕を持って受信周波数の切換を制御す
    ることを特徴とする、請求項3に記載のカーナビゲーシ
    ョン装置。
  5. 【請求項5】 前記GPSの誤差情報は、2個のパケッ
    トに含まれていて、 前記制御手段は、先頭のパケットからデータを正常に取
    得した後に、次のパケットから残りのデータを取得する
    ことを特徴とする、請求項1に記載のカーナビゲーショ
    ン装置。
  6. 【請求項6】 前記制御手段は、前記第1のFM多重放
    送によりGPSの誤差情報を取得後、即座に前記第2の
    FM多重放送を受信するように前記FMチューナを切換
    制御することを特徴とする、請求項1に記載のカーナビ
    ゲーション装置。
  7. 【請求項7】 GPSの誤差情報を取得する際、前記第
    1のFM多重放送のフレーム同期がとれていない場合に
    おいてもパケットデータを受信することを特徴とする、
    請求項1に記載のカーナビゲーション装置。
  8. 【請求項8】 前記第1のFM多重放送を受信する周期
    を、ある一定の条件に基づき変化させることを特徴とす
    る、請求項1に記載のカーナビゲーション装置。
  9. 【請求項9】 前記条件とは、カーナビゲーション装置
    の自律航法の精度である、請求項8に記載のカーナビゲ
    ーション装置。
  10. 【請求項10】 前記条件とは、周辺道路の密集度合で
    ある、請求項8に記載のカーナビゲーション装置。
  11. 【請求項11】 前記条件とは、ナビゲーション装置を
    搭載している自動車の速度である、請求項8に記載のカ
    ーナビゲーション装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015175610A (ja) * 2014-03-13 2015-10-05 三菱電機株式会社 表示制御装置、表示制御方法及び緊急通報システム

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JP3579226B2 (ja) 2004-10-20

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