JPS59186100A - 自動車走行案内装置 - 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】 本発明は、不案内な路での走行に有効な自動車走行案内
装置に関する。

目的地までの走行を誘導する自動車用ナビゲー　夕には
目的地の方位、距離を表わすものから、地図と照合でき
る程の精度を持つ慣性航法ナビゲータなどがあるが、何
れも走行前にプリセットする、あるいは若干の走行なり
プランニングなどした後に方位設定などをする準備が必
要である。しかし車を運転する度にか−る設定をするの
は煩雑であり、また設定勇武では、馴れた道路では案内
装置は不要であるから設定しないで走り出し、途中道に
迷って必要になっても設定しておかなかったので用をな
さないという問題が・ある。　　゛プリセット不要な方
式には地磁気利用のコンパスがあり、これは放送電波利
用、衛星利用などの方式に比べて簡単廉価であるという
利点もある。

しかも日本ではほぼＷ６°程度の偏角に収まり、地域差
による誤差が少ない。外国、例えば米国、カナダなどの
ように偏角差が大きい所でも、小範囲で考えるなら偏角
が大きく変ることは先ずない。

しかしながら方位計として地磁気センサを採用すると、
自動車では自己の鉄部による地場の乱れが問題になる。

これは較正不可能なほど複雑な誤差一方位角特性を持ち
、方位誤差は３０°にも及ぶ場合があって、センサ取付
部位の設定に困難を感じる。また高架道、鉄橋などでは
橋全体が区分毎に着磁している場合もあり、電鉄や敷設
ケーブル等を通る場合は自動車々体が着磁することがあ
り、地磁気センサはこれらの影響を受けるので、細かな
補正を行なってもセンサ出力と走行距離で地図を再現す
る程の精度を出すことは不可能に近い。従ってコンピュ
ータによる目的地までの方位及び距離の指示、または出
発点からの方位距離の指示だけで目的地への走行を始め
ると、目的地に近付くほど誤差は大になり、実用になら
ない。走行中較正すれば誤差は小になろうが、これは運
転者にとって実用的でない。

通常、車両の現在位置に不安が出てくるのは成る程度迷
走した後であり、案内装置の存在を想起するのはその後
であるから、スイッチ入れ忘れ、プリセント忘れなどに
妨害されずにデータは常にとられており、必要時にそれ
を取出せることが重要である。この点で案内装置は車両
のキースイ・ノチが時計、ラジオなどのア、クセサリス
イソチ位置に入った時点で動作し、車両の停止、惰走な
どを問わずデータ採取、記録を続ける必要がある。なお
キースイッチのオフ位置でも入っているのは、ハンドル
ロック、バッテリ上り等の問題があり、実用的でない。

又自動率の通常の用途は通りなれた定地間の往復であり
、不案内な道を走るのは配送、遊山など特殊な場合であ
る。前者の場合、案内装置は不要であり、案内装置が必
要になるのは後者のしかも道に迷った場合などに過ぎな
い。従って案内装置は日頃は目立たない存在で充分であ
り、従って例えば格納しておき、この状態で記録でき、
記録データの古いものは廃棄して新データに更新し、必
要時ち直ちに新データを取出せることが望ましい。

この種の目的には消去、量書込みが何度でも可能な磁気
メモリ、半導体メモリなどが好適である。

Ｉｋ近、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）や大容量ＲＡＭ
が廉価に入手できるようになった。またドツトプリンタ
の技術が進み、これも小型、廉価になった。更に磁気バ
ルブによる方位センサ技術が進歩し、精度のよいかつ安
価な方位センサが製作可能になった。地磁気利用のセン
サには前述の欠点があるが、これは次のようにすると相
当程度カバーできる。

地磁気利用センサでも誤差は±３０°を見込めば充分で
、しかもこの誤差は車固有のものとして固定的で、急に
誤差が大、小に変る（ジャンプする）というものではな
い。従って指示は連続的である。また建造物などの着磁
による誤差は、通り抜けると前後で相殺されてほぼ零に
なるという性質がある。従ってデータをとる間隔を適当
にし、現在位置より比較的短い距離、但し通ってきた道
を地図上で発見するに充分な長さく例えば２０ｋｍ）の
距離のデータのみ有効とする方式をとれば、記録データ
は充分実用性がある。上記の２０ｋｍ程度も遡ると運転
者には何らかの記憶に残るものが有るのが普通である。

例えば道に迷うのは小径に入ってからが多いが、街道か
ら小径に入ったその地点は記憶にあるから地図でその地
点を探し、その地点より記憶データが示す経路を加えれ
ば現在位置が分る。勿論この記録データが示す経路は余
り正確ではないが、概略は示しているから、それに近似
する地図上の道路、地点を探し出すことはできる。

道路の交叉角度は７０〜１１０°のものが多（，５叉路
など特殊なものでも３０°〜４０°の角度差はあるから
、後でどの道へ入ったかを記録データより稠べることは
容易である。また傾斜５°で発生する車両内地磁気偏差
は約１０°の方位誤差を与えることがあるが、道路の曲
りについては充分判別できる範囲内のものである。また
自動車が極端な人為的着磁を被るとセンサ指針は一定方
向に固定してしまうが、これは数日間で自然に脱磁され
る。極端な着磁で使用不可能になっているか否かは自動
車を運転して指針の動きを見てみれば自己診断可能であ
る。また地磁気は電波と異なり、鉄橋や深いトンネル内
でも計測可能で著しい誤差は発生しない。

本発明はか＼る知見に基すいてなされたもので、地磁気
の性質から誤差は認め、比較的正確な値が得られる走行
距離をベースにして所定長例えば１０ｍ毎に測定方位を
、消去再書込みが可能なメモリに記録し、現在位置より
所定距離例えば２０ｋｍ以前のものは新データに更新し
、必要時に該所定距離分の記録データを読出してドツト
プリンタによりグラフ表示させることができるようにし
た。

方位データは３６０°を３２分割又は６４分割等、等分
割したスケール上の数値として求め、記録する。記録デ
ータは各８ビツトとすると１６ＫＲＡＭで２に個のデー
タ記憶が可能であり、データ採取は１０ｍ毎とすれば２
０．４８　ｋｍ分の記録ができる。走行軌跡を画くには
メモリを読出し、各データは長さは一定（上記の例では
１０ｍ）で方向のみ変るベクトルであるからＲＯＭなど
を利用して該ベクトルのｃｏｓ成分、ｓｉｎ成分を求め
プリンタつまりＸ−Ｙプロッタを動作させればよい。

迷い子対策には曲り角の把握が重要である。曲り角で自
軍が曲った方向とそこからの走行距離が自動表示される
と、道に迷ったかと思われるとき自軍現在位置を地図上
で探すのが容易になる。このような機能が案内装置に付
与されていると稼動率の低いこの種装置も有力な走行補
機になり得る。

そこで本発明装置ではか＼る機能を付与する。曲り角の
検出には前述の交叉点の交叉角は７０”〜１１０°が多
いという特徴を利用する。次に本発明を実施例を参照し
ながら詳細に説明する。

第１図は本発明に係わる走行軌跡記録装置の外観系統図
で１０は地磁気利用方位センサ、１２は指示器およびプ
ロセッサを有する本体部、１４はドツトプリンタ、ｌｉ
、１２２は本体部１２とセンサｌＯ、プリンタ１４を接
続する導線、１３は電源のバッテリへ至る導線、１４は
自動車のプロペラシャフトまたは走行距離径へ至る回転
伝達用可撓ワイヤである。本体１２の表面パネルには表
示器１６、操作釦群１８があり、表示器１６には円形枠
周囲に等間隔で配列された多数の発光素子２０があり、
これらは点灯して走行方向を示す。円形枠の中心部に矩
形枠があり、この中に先の交叉点で曲った方向を示すマ
ーク２２、それよりの走行距離を示す数字２４が表示さ
れる。表示器としては発光ダイオード、螢光表示灯など
を用いた適宜のものを利用できるが、プラズマディスプ
レイパネル、化学粒子電着ディスプレイなどのように記
憶機能を持ったものも好適である。２６は取付は用のボ
ルトである。操作釦群１８は、今通ってきた道路に神社
仏閣など目印になるものがあればそれを入力するキ一群
からなる。

本発明では例えばＩｏｎ、２０ｍ、または４０ｍなどの
適当走行長毎にその時の方位データをプロセッサにより
自動的にメモリへ書込む。方位データとしては測定して
得た０°〜３６０°をほぼ１０°を単位で示す０〜３２
（または５°単位で０〜６３）で表わし、その２進数の
５　（６）ビットを、１バイト／アドレスのＲＡＭに書
込む。第２図にこの書込み状況を示す。アドレスカウン
タはへキサ表示の００００から始まって１データ書込む
毎に＋１し、本例では０７ＤＯ（２０００）までくると
次はＯに戻り、古いデータを新しいデータで更新してい
く。各々１バイトの記憶容量を持つ各アドレスの上位３
　（２）ビットは時刻、曲り角、特定目檜物の書込み用
で、操作押釦１８を押下するとき書込まれる。２，３ビ
ツトでは種類は４または８であるが、具体的な内容はＲ
ＡＭの特定番地に順次書込むようにすると詳しい時刻デ
ータ、参考物情軸などが後刻得られることになる。

曲り角の検出は差をとって行なう。例えば１０ｍ毎記録
、現在アドレス０４０５のとき、５番地前（従って５０
ｍ前）の０４００番地の角度データと０４０５番地の角
度データとの差をとってそれが４５°　（３６０”を３
２分割する場合これは数値差で４．６２分割する場合は
同８である）以上の場合は曲りありと判断し、最も大き
な角度変化がある点を曲り角の中心（代表点）とする。

これには、隣接番地０４０５番地と０４０４番地、０４
０４番地と０４０３番地、・・・・・・の各角度データ
の差をとり、最大のものを求めればよい。これは常時行
なうので、得られた差が最大か否かは次のデータを見な
いと分らないことが有り得るが、これは４ｏｓｍ地と４
０４番地の間が最大であれば、４０５番地とその周差を
ＲＡＭの別のアドレスに書込み、次の番地４０６の角度
データの差を求め、小ならそのま＼、大なら４０６番地
とその周差で更新し、以下これを繰り返して行くことで
正確を期すことができる。交叉点で右折、左折は走行距
離７０ｍ以内の角度データをチェ・ツクすれば判定可能
であるのが普通である。

５番地前との差が４５°以下になったときは曲り完了と
判断し、以後は新しい曲りの検出に備える（フラグをそ
のように設定する）。差が４５゜以下で、差が同じ場合
は最も新しいデータアドレスと６差を記録する。フラグ
がなくなって５０ｍ前と４５°以上の方向転回がないと
きは、直線走行とし、表示をそのように切換え、そして
前記曲り角の中心からの走行距離（１０ｍ単位なら各ア
ドレスの差の１０倍）を表示器１６に表示する。方向転
換の表示マークは右折なら「、左折なら」であり、これ
は角度データの差の極性で判断できる。

メモリＲＡＭへ記録したデータは必要時にこれを読出し
、プリンタ１４によりグラフ表示させる。

このメモリ読出しは最終従って最新アドレスから１つず
つアドレスを減じながら行ない、読出したデータは長さ
が一定（例えば前記の１０ｍ）の方向ベクトルであるか
らｓｉｎ　、　ｃｏｓ成分に分解してＸ、Ｙ座標表示し
、各データを加えて行くことにより軌跡を画く。該分解
には予め所要データを格納したＲＯＭを用い、０〜３１
または０〜６３なる読出しデータをアドレスとして該Ｒ
ＯＭをアクセスすればよい。θ〜３６０°を６４分割し
た場合のＲＯＭ内容の一部を表１に、３２分割した場角
度データの０はｓｉｎでは０．、、　ｃｏｓでは６４（
ヘキサであるから１０進では１００）として、またマイ
ナスは＋８０（１０進なら１２Ｂ）して表わす。

ＲＯＭデータは読出す度にｓｉｎ成分、ｃｏｓ成分毎に
加算し、積算結果を逐次ＲＡＭの距離データ加算エリヤ
に格納し、これを用いてプリンタ（Ｘ−Ｙレコーダ）１
４にグラフ（現在位置から今まで走行した軌跡を示すも
の）を画かせてもよい。

プリンタに書かせるときは角度は＋１６（＋３２）した
もの従って方向反転したものを使用する。プリンタのス
テップモータは一般に行なわれているように距離割算を
行なって（縮尺に従う機構係数を掛けて除数を決定する
）ヘッドを駆動する。

第２図は走行軌跡記録装置の電気系統を示す。

方位センサ１０は磁気バルブ型のもので、角型ヒ、ステ
リシス特性を持つ環状磁心３０、その全周に巻かれた励
磁巻線３２、該磁心を内部に収めて帯状に巻かれ互いに
直交する２個の検出コイル３４゜３６を備える。巻線３
２により磁心３０を４〜８ＫＨｚの交流で磁気飽和点以
上に励磁すると正。

負の該飽和点で透磁率はほぼ１．２その中間の磁束零の
点で透磁率は最大（通常２０００〜１００００）となり
、地磁気による磁束は前者では最小０後者では最大とな
り、励磁周波数４〜８ＫＨｚと同じ周波数で変化する。

この磁束変化がコイル３４．３６に電圧を誘起し、これ
らのコイルは９０゜角度が異なるので一方は地磁気によ
る磁界のｃｏｓ成分−１他方はｓｉｎ成分を出力するこ
とになる。３８は方位センサ１０の駆動回路で分周カウ
ンタ４０の本例では４，０９６ＫＨｚの出力を増幅して
巻線３２に与え、これを励磁する。駆動回路３８の出力
ｅａは第４図に示すように矩形波ｆあり、これは検出コ
イル３４．３６の出力６１．ｅ２を適当な鋭さのピーク
にするのに有効である。４２は方位センサ出力合成器で
励磁周波数の２倍の周波数の共振器を有し、出力ｅ＋、
ｅ２を受けて第４図に点線で示す正弦波を発生し、その
一方を４５゜進め他方を４５°遅らせて合成することに
よりその和ｅｌ＋ｅ２を作り、ＰＬ’Ｌ等を用いてその
正半波を矩形波に整形した出力ｅ３を生じる。４４は位
相弁器で、分周カウンタ４ｏがらｅｏと同じ矩形波をま
た合成器より出力ｅ３を受けｅ３を２分の１分周した出
力ｅ５を作り、更にそれより出力ｅ４を作る。ｅ５の発
生には例えばＲＳフリップフロップを用い、ｅ３を反転
したものとｅｏとのアンド出力でこれをリセット、（＋
　ｏ　ｒ　　６３を共に反転したもののアンド出力でセ
ットすればよい。

またｅ４の発生にはｅｏとｅｌｌのアンドをとればよい
。出力ｅ４のパルス幅は方位を示しており、これを適当
な周波数のクロックＣＬＫの個数で表わす。４６はこの
処理を行なう方位信号発生器で、出力ｅ４で開閉される
ゲートと、該ゲートを通ったクロックＣＬＫを計数する
カウンタからなる。

クロックＣＬＫの周波数は例えば２６２，１４４Ｈｚで
ある。このカウンタ出力Ｓ＋はマイクロプロセッサおよ
びＩ１０ポート５０へ与えられ、単位走行長毎にＲＡＭ
５２へ書込まれる。またカウンタ出力Ｓ１はデコーダ４
８で表示器１６の発光素子駆動信号に変換され、測定さ
れた方法に対応する発光素子を点灯する。５４は前記の
ｃｏｓ、　ｓｉｎデータなどを格納するメモリ、５６は
ランチ回路付きディスプレー駆動回路、５８は本例では
４，１９４．３０４Ｈｚの水晶振動子、６ｏはローパス
フィルタ、６２は自動車のプロペラシャフトの回転に応
じてオンオフするリードリレーで走行距離センサを構成
する。上述の単位走行長はこのリレー出力パルスを計数
することにより求め、この計数で求められる走行距離は
回路５６を通して表示部１６の走行距離部に表示される
。また第４図のＷ・ＡＣＫはＲＡＭの書込みパルスで０
５の反転とｅ３とのアンドで作り、ＥＲはＷ−ＡＣＫの
立下りで発生する信号で書込み完了後に回路５０内の出
力Ｓ１のランチ回路をリセットするのに用いられる。

第５図は上述の動作を示すフローチャートである。この
図中の１，２・・・・・・は第４図のそれに対応する。

またはｉは距離ピッチフラグで決り、Ｄ、Ｐが１０ｍ、
２０ｍ、４０ｍのときｉは５．’３．２である。

以上説明したように本発明では地磁気センサおよび循環
式メモリを採用し、定距離毎の方位データ記憶、マイク
ロプロセッサによるデータ処理、制御、必要時にプリン
タによる走行軌跡プリントアウトを行なうので、プリセ
ット不要、準備不要で随時最新軌跡を描画可能、従って
地図上で現在位置を発見するのが容易、メモリ容量小で
微細、高精度データの記憶可能、不要時の消耗品なし、
ブラウン管使用のものなどより小型、廉価などの利点が
得られる。また一本体部の表示器に最新向り角から現在
位置までの距離を自動表示するようにしたので、目的地
は××交叉点を曲って何ｍなどの際、当該目的地を容易
に発見できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例装置の外観図、第２図はメモリ記
憶内容の説明図、第３図は電気系統図、第４図は動作説
明用の波形図、第５図は動作状況を示すフローチャート
である。 図面で１０は方位センサ、１２は本体部、１４はプリン
タ、１６は表示器、５２はメモリである。 出　願　人　　富士通テン株式会社 代理人弁理士　　青　柳　　　　稔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１地磁気利用の方位センサと、該方位センサが検出
   する方位データを自動車の単位走行長毎に書込まれ、格
   納データが所定量になると旧データを新データで更新し
   てゆくメモリ、および情報処理制御用プロセッサを有す
   る本体部と、該メモリから読出したデータで自動車の走
   行軌跡を打ち出すプリンタとを備えることを特徴とする
   自動車走行案内装置。 （２）本体部が表示器を備え、該表示器には最新の方向
   転換点から現在までの走行距離が表示されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の自動車走行案内装置
   。