JPS61201285A - 車両位置算出装置 - 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】 □゛１：：１ ［産業上の利用分野］ ′　木、。発明、は５１４．１慣・性９航、扶５と電波
航法を組合・わせ、、て精。

度・よ・、・＜、率、両：位、置、を５．算出する。車
両位置、算出０．装置に関す〜る。）・　　　・　・−
え　、）・・　、　　　　　１、・　　、　　　　　、
　、　・［、従。来の、技＠］、、、１．　　、　　、
、、　）１木、、発明１者、ら・５休；１．慣性航法と
電波航法を・、・）組、・今へせた１、。

車１両４位、置、算１、出・装）置、を案出した（特願
昭、、　５．９．、．７．、．２．３，１６９、、２３
．４．６、号）１．ｑの車両位置算出装置で淋１、慣−
性航、・法、に１、よ退７基、準１１位装置に対す、る
車、両、相対位置を、算、出、。

１、・、・１こ：の、車両相対、位置、５、固定局、か
ら６の、１ｙｐｐ７、来。

餉パ、；、固定局め絶１対１位置、等か、ら基準位置を
絶対、位置１、（地理上の座標系での位置）として算出
５ル・１．逐、次ユこの基準位置を更４季新屯・す６る
ようになってい、・、る５、、・Δしたがって、走行距
離センサや方位センサ、に含ま５．れ、る、誤−差、が
、累積・、９されることによって、誤差２が１．走行距
離・ととも・に、増大、す、る欠点を解１、消、できる
１０１．１２．５しかしながら１、・、固へ定員と、車
、両と：の７間、の、距７．離ユカ（２，長。

ぐ３な、・る、ど電波・到来５・角の誤・差、も大きく
な、す・１１．車１両・、１位置算出精度に一定の限界
があった。　　　　　・・′・［発、明が解゛躾し、７
ら）、する問題点］　　　、　　　　、）本発明、は′
１．精−゛ｉ’＜、車両現在位置を算１出する２車両位
置算・小装置、を得る”こ″とを目的とする。□　　　
。

信号を用いて基準位置に対する車両相対位置を算出する
相対位置算出手段と、受信電波強度が一定値以上の支は
大きい□方ｉ）’５’所定数の固定°局を選出する固定
局選出する固定局選出手段と、選出された固定局からの
電波到来角を検出する電波到来角検出手段と、選出され
た固定局からの電波により　。

固定局絶対位置を判別する固定局絶対位置判別一手段と
、前記電゛岐到゛来島′ど前′記固定員絶嫡′位７置□
と前記車両相対位置とか′ら重−絶゛対位−を算出・讐
る絶　゛対位置算出手段とを宥゛し・、相対位置算出手
段は゛絶対位置算出手段により算出された絶対位□装置
ｉ基準位置とし車両現在位置を算出するようになってい
る。

［作用］ 相対位置算出手段１２は、走行距離センサ１０及び方位
センサｉｔからの信号を用いて慣性航法番こより・基準
位置に対する車両相対位置を算出すや。４この、早準位
置を絶対座標系での位置、即ち地゛、、　　　　□ ′　・埋土の座標系での位置として求めれば前記車両相
対位置位置は車両絶対位置となる。絶対位置、算出手段
、−□’１’６’は基準位置を絶対座竺系５での、１と
８すて逐次求めるものである。基準位置の絶対位置は、
複数点の相対位置、各、相対位置における一定員からの
電波到来角波、び、その固定局の絶対位置を男いて算出
される。この固定局は、受信電波強度が一定値“以肩で
あ”あとし゛て又は大きい方から所定数選出さ′れ元″
もの；ある！シたが−て、電波到来角の誤差が□小さく
なり、車両位置算出精度が向上讐る。

ｒ′車両位置□算出の基本的理論］゛−ど　最初に、方
位センサとしてヨーレイトセンサを■用゛いた場合を説
明す゛る□“。　　　　　　　　１゛第２には車両め献
跡：２２が示されており、車両は初期位置Ｐｏからｐｔ
　Ｉ　Ｐ２　＋　Ｐ３の位置を順次通るものとする。ま
た、位置Ｐ、、Ｐ２　。

Ｐ３において、それぞれ固定局Ａ、Ｂ、Ｃから電波を受
け、車両に設けられた指向性のあるアンチ≠□で車゛両
１進・行゛方向゛に対する電゛波□到゛来″゛角Ｐ１・
パ、゛ゞ９”２゜φ′１′を゛・１定す・るも゛の□・
とす・る１予；め定めあ゛・Ｋた地・理□上のｘ−ｙ直
交座標系を絶対座標系とし、位）置・（ｘ　、　ｙ）を
複素数ｚ＝ｘ＋ｌｙ・・で表・す・。・また・、□“初
’ｔｔｋ’位置□Ｐｏ′□を原点とシ”：、°’初廟゛
位□置゛→ｄ車ゝ両進゛：行″方向゛をｐ゛軸ｉするｐ
”’ｑ直゛交゛座１を゛相゛□対實゛標“と＋′□ｔパ
、位・′置　（ｐ”　、　　ｃｉ　）　”を複素数＋＞
Ｓ＝　ｐ□＋　ｉ”ｑ’・セ゛表す）゛。パざら゛に、
□位置””　１　　、”　２”””　＋””’　Ｐ””
　３””’め各位・置゛栃パ威゛点Ｉ□′左・°す・秒
前記同様の相対座標系”ゼ表した固定局２Ａ′、ゝＢ□
す’ｃの位置′ヲ゛それ□ぞれ□　ｆ、’　）、’　ｅ
”Ｌ　ｆ゛、＋、□、＋ｌ　ｒ’□　２：□’、、’　
：、　ｅ　Ｌ　Ｒ’ｒ”　３”＋　ｅ　”ｉテ表ス。　
　　’゛（、”’、、’ｌ　””１・・：’ｌ：：　：
ｌ　’ｌ’Ｊ　ｉ”、ｊＳ平面゛から２平面への座パ標
変′換・式ゝＣ蓬　・１．　’、；ｌ：（ｊ：（Ｊ　゛
、・”’　”Ｚ’＝”　２’　Ｏ’＋ｓ’　ｅ’ε”　
−−・−”（１）’どこと・に□、パ・ｚｏばＰｏの絶
対ン座−系”セの複・素座゛標・であり、２ｏ’　＝　
Ｘ”　Ｏ”　”　＋’　ｌ”ｙ□゛０どず＼為、゛ま′
た。　　６’ぼｘ°・軸・に□・対□・す゛るｐ軸の回
転ｉ４□でする。　　　・八　゛、１．、、、・定２゛
局Ａ□Ｉ　Ｂ　Ｉ□Ｃの位装置にう゛い□で武（Ｔ）゛
を瓢適１；□８．−１２”ｏ”’　＋”’　　（’　　
ｄ□’２　　　＋１　？　２　”　　ｅε（？、＋９ｐ
）＞、　弓　ｅε９ゝ１、０．−・・　Ｃ３）２　。　
　２　□　。　　＋　　（Ｓａ　　・ヤ　、　３　・。

ｉ：（僑すθｊ））　　。”　　、　　　（４）ここに
、Ｓｌ　　、Ｓ２＋Ｓ３はそれぞれ位置）Ｐ１＋Ｐ２＋
Ｐ・ムのＳ平・面上での複素座標であり、θ１　、θ２
　、θ３はそ□れぞれ位１置Ｐ′讐　、”′・□Ｐ　”
’２　””　＋　”’Ｐ３”’でのｐ′軸を基準と゛し
た車両進行方向の痛・度゛で゛あ；る；　、、＞　Ｉ’
ｌ゛、　　　　　・・・、パ１゛相）対：座標”□系で
′の・車゛両°“の′位置　（ｐ　　、　　ｑ）　　は
゛、゛次式。

・：ｐゝ＝１・Ｃ□・ｏ’ｒ“θｌｄＱ′　　・□・・
・　（５）　　　　　　　□・　□ゞ　ｑ　”＝□’ｆ
’ｔ”ｉ’イ□θｄｌ’　′・・・　（’ｇ）　　　　
””　　ｌ　パに′よス′求め°゛られ１゜どこにθは
、　ｐ軸を基準□とし“パた”ｊ’ｙ’両進粁・方１′
尚ｔｙｉ角゛度であり、ヨー・レイトニー６ンｎ・：に
゛よ□す：゛１出“さ゛れる・ヨ」レイトωを用いて次
□式によ゛・す□算出□さ（れ：る□ン　・　゛　　　
　　　　！□　　　　　゛　′　　　　パθ夕工・ω”
ｄ”ｔ　’↓・・　（７）　　　　　　　　−”　　・
　′２゛ま□゛た”、ｄ益は゛箪両ゝ走行ｌ少□゛距離
□であ”す・−走゛行距・。

離゛センサ□に“書゛り検出セき□る°、な・お、走行
距離セ゛ゾサ”とし′て゛車速センサを珀Ｉ、＜た場合
には・、ｄ益蒜Ｖｄｔとしてｄｕを求める。ここに■は
車速であり、ｄｔは車両が距離ｄｌを進むに要する□時
間である。

次に、式（２）、、＋’　（，３）、（４）から座標変
換式・（１）の２゜、φを求めること、ができることを
証明する。

式（２）、、（３）、（，４）において、固定局Ａ、Ｂ
、Ｃの絶対座標系での複素座標ＺＡ＋２”８　＊　Ｚ　
Ｃは既知であり、位置Ｐｌ−、、Ｐ２　、　Ｐ３でのｐ
軸を基準とした車両進行、方向角θ、。

θ２．θ３はヨーレイトセンサから検出でき、位置ＰＩ
　　、Ｐ２　、Ｐ３での車両進行方向を基準とまた電波
到来角ｑ’ｔ　、、、？２　、ｆ３は車両に設けられた
指向性のあるアンテナで検出できる。しかがって１１式
（２）、ｉ　（’３）、、、（４）の木知数はＺＧ＋φ
＋ｒ１＋ｒ２＋ｒ３の計６個である（ただし、２ｏはＸ
ｏ、ｙｏの２個）。また１、式（１）。

（２）、（３）は複素数であやから独立な式は３×２＝
６式である。よって、座標変換式（臭）のｚＯ＋φが式
（２）、（３）、（４）より求められることが証明され
も。　　　　・。

上記の、関係は、第、３図に示す如く、固定局が一局で
あっ−ても・成立する。。この場合、には、式（２）、
（３）　　、（Ｌ）において２角＝２日＝２Ｃとなる。

１以上の事から次の結論が得られる。

く結論ｌ〉　　、　　　　　、　　　　　　。

方位センサとしてヨーレイトセンサを用いた場合に１＊
、、慣性航法のみで求めた相対的な車両位置は、異なる
３点での車両進行方向を基準とした電婆到来角を検出す
ることにより、車、両の相対的位置を絶対的位置に変換
することが可能となる。

、ただし、車両が停止している場合には、異なる３局か
らの電波到来角を検出することにより車両の絶対的位置
が求まる。（この場合式（２）。

Ｃ３）　、、　、（，４）において、ｓｌ、＝ｓ、２巳
５．３　。

θ１＝０２＝０３＝０となる）。　　　２、　　。

次に、方位センサとして磁気セン凭を用いた場合を説明
する。　　　　、　　　　。

磁気センサを用いた場合には、車両進行方向の絶対的方
位が分るので、１第２．３図においてｐ軸をＸ軸方向（
例えば東方向）に取る弓とができる。従つ、て、φ二〇
とすることがで見、式ｃ、　２□、　）　　、　（３）
のみ−、でｚ、ｏ・、牽、求める。こと、・が、できる
。、なぜならば未知数はｚｏ　（１，ｗ　ｘｌｏ＋、、
、ｉ（ｙ〕、、、、、Ｏｔ、）　）、：、　１ｒ１．ｒ
２の４個であり独立な式は２さ２．１＝４．、で。

あ、るからで・ある。　　　、　　　　　１　　：、　
　　・く１結論２〉・　・、７．・　　゛・；、、２　
　・ζ、方：位センサと、シ工磁気セン、竺、を用、い
、た場、合には・１、慣・性航法のみ！求めた相対的な
車両位置轄、１１、異なる、２点での、車両進行方向紮
１基準としも電波到来角を検出することにより１．・２
、車両の相対的ＱＱを絶対・的位置に変櫟するこ、、と
ｊが：可能どなる。

女だし１．車両が、停止してい、る場合には１．異なる
２局からの電波到来方向を検出するｑと一キリ亨、両・
の絶対位置が求、！末・る　（、こ、、の、・・、場、
：合、５式　（１）　。

（２）、においてＳ　１　”　Ｓ　２　：、Ｉθ１＝θ
、２件な、る）、５．・　　　　、、　・　ご１、・　
・　、・。

以上の議論では、車両側で固定局の電波到来角を検出す
るものとしたが、体に１．、固定局側′ｂ）９見九車両
位置の方位角＃Ｌ（ｘ軸の暮方向を基準件１反時計回り
方向に計った角度であり、以下９れを車両方位角という
）情報を固定局から電波で営曖取る。場合を説明する。

、　　・　１　　．７．１．、（１、こρ場合に１は１
５．式＜　２．、）、　ｔ、　（３）、　、、　、（４
，）、に村未知数の数及ｒＩｙ＄立な式Ω数についてＣ
主以上や一一と同轡で勢、す、結論ｌ及び慧論２が盛立
す条、１、たな！、結論、ｌ及びくにおいて、電波到来
角は車両方位角とする’：ｌ’：’：’：　、、：”、
：’：　　　　　　　　２・、、’、１５・：次に　車
１両側、工固定、局の電轡、到来角φを検中駿１．５、
か−？　ｔ、；　Ｉ４四涛、位角終の情報奪固定局から
電波マ栄は取る４、場合を説明する６１、　　　、、　
＋）、、、’、ｉ、？ｉと＃Ｌｌを車両の同〒地点で検
出できる場合　　１番４．は、第４図に゛示す如く、　
　　　　　　　−φ＝　ＩＬｉ　７　’ｐ　ｉ−ρ１（
ｉ＝＝１．．２・：・）１．。

°（！　ｌ、） としてφの値が容易に求まる。　　　　　　、１、シた
が？て１．、方位センサキしてヨーレイトセンサを用り
た場、合、で、あっ、、で、も、１式（８、）　、、　
　（１，９）　によりｚｏを求めることができる。

く結論３〉 方位センサ左してヨーレイトセンサを用いた場合であっ
ても、慣性航法のみで求めた相対的な゛重両位置は、異
なる２点での電波到来＾及び車両方位稍を績出ｆるどと
にまり、車両の相対的位置を絶対的位置に変換すると左
が可能と茄る。パたｆし、車□両が□停□止している場
合には、前記「２点Ｊはｆ′２局」と゛する（この場合
、式（ｌｒ）ｔこおいてθｉ＝０、式（８）′：゛（９
）において４．＝ｓ２となる）。　　　　　　□？ｉと
＃Ｌｉを車両の異な□る位置で−出する場合、例えば第
５図に示す如く９）ｉとＢｉを交互に検出する場合には
、式（２）、（３）、（４）に如応して次式が成立する
。

２Ａ＝２．＋Ｓ１　ｅ”＋ｒｌ　ｅ’／”　　　・・・
（ｉｉ）’Ｍ　４　＝ｚ　ｏ’　＋　’（ｓ　１　＋ｒ
２’　ｅ＋：””）”　ｅ’ψ゛００．（１３）Ｚ’９
　＝　Ｌ！　（、＋　’ｓ’３　ｅ”′−ｉ−ｒ　３　
ｅ”　　・００．（１２）。

式＜１１）、■’ｌ　３”）　’、　”（”１２　）の
未知−は２ｏ、φ、ｒｌ、ｒ２、ｒ３の計６個である□
（ただし、２０はＸ’ｏ’、Ｙｏの２個）。また、式（
１）、（２）、（３）は複素数であるから独立な式は３
Ｘ２＝６式である。よって、座標変換式（１）のｚｏ、
φが式（２）、（３）、（４）′より求められることが
証明された。

上記の関係は、？ｉとｇｉを必ずしも交互に検出しなく
・ても成立する：なお、上□述の如く、磁気センサを用
いた場合にはφ−〇・となるので２式でｚ　ｏ’を求め
ることがモきる。

゛本発明はφＩ′とｕ；ｉ（その組合せは任意）を用い
るものに関する。

次に車両°位置算出精度を向上させる補正計算を説明す
る。　　゛ 第６図において、マイクロコンピュータ２４は、算出さ
れた絶対位置Ａを基準位置として、相対位置算出手段１
１により補正定数を考慮することなく通常の慣性航法に
より求めたものを示している。また絶対位置Ｂは、絶対
位置算出手段１６により算出された位置Ｂ′に対応す゛
る位置である。絶対位置Ｂは、上記理論で説明した如く
、座標変換式を求め相対位置を絶対位置ｗｙｊ、標−換
することにより求められる０例えば、”（ｍ鎧ｍ’、Ａ
及び他の図示しな：いＡ以前の位謹めｉ煮ｉういで、式
（り）１．（３）、（４）により２Ｇ＋φを求め式（ｉ
５に５３（Ｂ点に対応した゛複素座標とする）番代入し
讐絶対位置Ｂ（２の値）を求め１゜絶対伎ｍＡｈどつい
でも同様で１本、−：、’、’、！　′’、　（１゛、
、：　７：とどろが位−ＢＥ±ｎ′ｌ、ｊりも１確な位
置であり＼□実際には同一地点であり＆がら一般一一致
しない、したがって、車両の軌跡をＣＲＴも表示し元ｉ
合に゛は、゛位置Ｂ゛パからＢべと”本連続的に喬化讐
る。とあ原因はＪ軌跡Ｂ′力七債性航法により求められ
たものであるため、累ｍ５１ｍ位置Ａ′から６ｆＩ７！
離と左もＥ？増大することに１あ菖。°□・　　　゛そ
こで、補正定数算出手段により゛、””’＃７ば沃めよ
うな補正室ｉＫｘ、Ｋｙを算出する。

Ｋ＊４ＡＢｘ／ＡＢ’ｘ Ｋｙ＝ＡＢｙ／ＡＢ’ｙ・・　・パ　　　　□−一に、
ＡＢｘは第１図に余すようなｘ−ｙ直交座標系でめベク
トルｉの蓋成分を示す。・ま１ま た”、Ａ”Ｂ′ＶはＸ二ｙ直交座標系でのベクトルＴ盲
の゛ｙ□成分を示す。ＡＢ・′ｘ、″ＡＢ−’Ｖについ
ても同様である。゛・□１　・　゛　　□　・次に、位
置Ｂからの軌跡は次のよう”にして求・ある、基準位置
をＢとし、相対位置算出手段１゛・１゛によ°り補正定
数°を゛゛考゛パ慮しなｉ／）で算出された車両現在位
置゛をｐ゛′□どする゛１ンｐ□′に対応したより・正
確な位置ｐ゛□をＢＶｘ’＝］Ｋ’ｘ’＊’Ｂ゛Ｐ　’
　　ｘ　　、ＢＰｙ＝’Ｋｙ；’Ｂ□’　１”　”ｙ”
　Ｍ九てニーｉ′める。　　　　　　　　°　■　゛　
　　　１この上゛う゛にし゛て１得られた位置Ｐは、□
も゛し位置ｐで竜−”情輸を畳けて算出したら□得られ
るであ・ろう位”ｉｐｔ□べＰ′・ｊりも′接近すると
とになる。゛すなわち、“車両の軌゛−゛□はより連続
□的になり、より精度応ζ尚上子゛るこ・と１になる。

これは、補正定数がｇｉ４差の傾向を考慮するものであ
るからである。

゛′″補止定数どしては上記以外にも種々□めものが毒
見られる′、ｉ例えば、走行距離センサの精度の方が勇
位ゼンサめ精酸よりも充分良い場合には、第７図に示す
如く、′ベクトル１管′に対するベクトルＴＷのなす角
喰βを補正定数とし、位置Ｐ′はべクトルＢＰ’を角度
βだけ回転させたベクトルＴ３Ｐの位置Ｐに修正する□
。ここに位置Ａ、Ｂ。

Ｐ、Ｆ’は上記のもの（第４図に示したもの）と同様で
ある。　　゛ また、方位センサの精度の方が走行距離センサの精酸よ
りも□充分良い場合には、Ｌ＝ＡＢ／Ａ□Ｂ′を補正定
数とすることができる。ここにＡＢは位置Ａ、Ｂ間の距
□離・であり、ＡＢ’は位置Ａ、Ｂ″間の距離で１ある
。゛位置Ｐ′はベクトル１ν＝Ｌ＠ＢＰ’の位置Ｐに修
正する。

□さらに、上記βとＬを定数としこ位置Ｐ′はベクトル
Ｌ−１１′を角度βだ′け□回転させたベクトル「νめ
位置Ｐに修正するようにしてもよ）い。

本発明者らξ雀以上の理論的解析を行い本発明をするに
至った。　　　□ ［実施例］　　パ　　　　・・ 図面に従って本発明に係る車両位置算出装置の実施例を
説明する。　　　　　　　　□第８図１は実施例′の構
成が示されており、無指向性アンアナ５０と指向性アン
テナ５２が送受信＠５４へ接続されている。この送受信
機５４は、切換回路５６．受信機５き及び送信機６ｏを
備えている。゛　　　　　　　　　　　　　　　　・切
換回路５６はマイクロコンピュータ２４がらの制御信号
により・、無指向性アンテナ５ｏ又は指向性アンテナ５
２を送信機”６０又は高周波増幅器６２に接続するよう
切換えるようになってい氷。

すなわち、固定局を選出する場合には短時間で処理する
ために無指向性アンテナ５ｏが送信＠６６又は高周波増
幅器６２に接続され、車両進行方向を基準とする電波到
来角ψを検出する場合には指向性アンテナ５２が高周波
増幅器６２へ接続されるようになっ゛ている。指向性ア
ンテナ５２は回転しており、回転に伴なう受信強度の変
化から電波到来角を検出可能となっている一□　　　゛
・無指向性アンテナ５０又は指向性アンテナ５２により
捕えられた信号は、高周波増幅器６２により増幅され、
次いで混合器６４により局部発振器６６からの一定周波
数の信号と混合され、次いで帯域通過フィルタ６８によ
り両゛周波数の差の信号　Ｑ あみが取り出され１次いで“仲□間周波増幅器７０□・
により増幅され、次いで並列接続された帯域通過メイル
身７２’−ｉ〜げ２二１０′によ伏、各フィ□ルりから
各固定局に対応した特定周波数ｆ、・Ａ　（’：　、。

の信萼アみが取り出されるよら＆となっ□ている。□こ
れら６帯−通゛過うイ゛ルタ７２−１・〜７２−４０の
各周波−１□”ｆｌ”’ｆ”１０は図１示しな□；い゛
ポ゛Ｉニー゛云□を回転させて一整す番とと′が゛可能
と゛な′っ”ている−帯域通過フイルタフ２−１〜７２
−ｉｏからめ信号は、□÷ルチ□少レし゛す７４゛によ
□り順□次スイツ□゛チングされて檜□調’ｉ７’ｓ及
Ｊ振幅検出器□７：８□に供給されるよ）にがう１てし
くる。　゛　　　　　′　　パ・□・、　　、、復調器
７６により復調き゛れた原デジタル直肉嶺号ぼ直゛列／
並胸変換器ａｏｋｉ’り並列−号に□喬換すした棲→イ
クロコンビ五ニタ２゛４［に供ｍｓｔ＋１―萼力１１さ
れるようにならソイ基、７こめ信号ｋ・ｔ４　：ｍ＋　
’定員絶対□位置の信゛号１が”含着れてい木ン、門た
、送信機ｉｏ及び無指向性ナン夢チｉＩ弄し゛て一定高
へ車両ＩＤココ−１信した場合には、′こめ＊′両ＩＤ
’：Ｉ−ド及び固定局で受゛信゛□しｈ４号υベル、（
受信電波強度）Ｕが含まれている。　　、゛振幅検出器
７Ｂにより検出された振幅はアナ四グ／デジタル変換器
８・２によ・リデルタ信号に変換された後マイクロコン
ピュータ２４に供給され、無指向性アンテナ、５０が高
周波増幅器６２Ｉ・に接続されている場合には受信電波
強度Ｖが読取られるようになっている。また、指向性ア
ンテナ５２が高周波増幅器６２に接続されている場合に
はＪ受信電波強度めピーク値から電波到来角ψを判別す
４よ・うになっている。　　　　：　　・　　□　　へ
また、走行距離センサｌＯ及びアナログ／デジタル変換
＠　８．４４介したヨーレ゛イトセンサ１１・Ａ′から
め信号がマイクロコンピュータ２４へ供給されでいる。

′こめ走行距離センサ１０は、車輪が→定負回転する毎
比１パルスを出力するようにならでおりＪパルス数をカ
ウントすることによって走行距離を検出可能とな′っ゛
ている。ヨ゛−レイト、−４−ンサ・ｆｔＡはガスレー
ｔ・ジャイ・口゛で゛あり、車両めヨーレイ”トに比例
した電圧を出力するようになっている−”゛　　・□ さらに、マイクロコンピユー、夕２４３にはテンキー及
びコマンドキーを備えたキーボード３０から初期位置Ｐ
ｏ　　（Ｘｏ　、ｙｏ）及び初期方位角φの情報が入力
されるようになっている。。

マイクロコンピュータ２４は絶対座標系（地理上の座標
系であり、例えばＸ軸の正方向が東方向、ｙ・軸の負方
向が北方向となっている）での車両現在位置を算出し、
ＣＲ，Ｔａ２へ地図及びその地図上の車両現在位置を表
示するよう、になってい第９．図ではマイクロコンピユ
〒り２４を機能ブロック：で分割して示しているが、図
示しない入出力インターフェイスを備えている。例えば
ヨーレイトセンサ１１．Ａからの信号は入力インターフ
ェイスのＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換される。

次←マイクロコンピュータ２４の機能を第１θ図乃至第
、１４図に示すフローチャートに従って説明する０、　
　　　・　　　。

第１０図にはキ、−ボード３０からキー人力があったと
きの割込処理が示されている。初期位置Ｐｏ　（ｘｏ、
ｙｏ）が入力されると（ステップ１００）、初期位置Ｐ
Ｇ、（Ｘｏ　＊　Ｖｏ）がＲＡＭに記憶されＭの値に２
が加算される（ステップ１０２）。このＭの値は図示し
ないメインルーチンで０に初期化されている。Ｍの値は
、座標変換式（１＞を決定する定数（Ｘｏ、ｙｏ、）、
φの個数が何個決定された１か、あ、７る・いは、何個
決定可能であるかを示す。次いで、車両進行方向の初期
方位角φが入力されると（芥テップ１０４）、初期方位
角φがＲＡＭに記憶されＭの値に１が加算される（ステ
ップ４．０６）。次いでＭ＝３のときには、座標変換式
（１）が決定されたことを示すフラグＦをセットする（
ステップ１４０）。そしてメインルーチンへリターンす
る。

次に、第１１図には相対位置算出手段ｌ真での処理が示
、されており、走亘距離センサ１０からのパルスの立上
りでＣＰＵに割込がかかって処理が開始されるようにな
っ、ている、０１、マイクロコン、ピユータ２４には図
示しなりタイマＴが備えられて０八 おり、タイマＴの時刻を読取り゛記憶する。今回の時刻
′（今回の走行距離センサ１１Ｏからのパルス立上りの
時刻）からの前回の時刻ｔ、Ｃ前回の走行距離センサ゛
１）０からのパルス立上り時刻）を引いてパルネ間・の
時、、間１Δｔを算出す、する・（ステップ２００）・
０次いでヨーレイトセンサｌ　、ＩＡからヨーレイ・ト
ωを読込み（ステップ２０２）、：ｐ軸を基準・とじた
車両進行方向角θを更新する。すなわち、；θ□にωΔ
・ｔを加えた値を新たなθの値とする（ステップ２０４
．ブロック２０４Ｂ）、、θの初期値は０でありｔｌ　
ｐ軸は車両の初期進行方向となっている１（第２図参照
）次いで車両初期位置を原点とす、るｐ−ｑ直交座標系
（相対座標系）、での走行距離センサ１０からの１パル
スに対応する車両移動量Δｌ　（ブロック２０５）の成
分Δ１Ｐ１．ΔｑをΔヤ＝Δ１１１ＣＯ５θ、Δｑ＝Δ
ｌ＠ｓｉｎθとして算出する（ステップ２Ｑ６．・、ブ
ロック２　Ｑ　、６、Ｂ）０次いで車両相対位置（ｐ　
、　４）を更新する・、すなわち、ｐの値にΔｐを加え
た値を新たなｐの値とし、ｑの値にΔｑを加えた値を新
たなｑの値とする。（、ステップ２０８．ブロック２．
０８゜Ｂ）、。　　、・　　、１．・　　　　　　　　
　　　、′　・　。

＼次いでフラグＦが、す・セットされていれば（スラグ
％’２１Ｏ，）人イ、ンリレーチンへリターンする。も
し、スラグＦがセットさ、れていれば（ステップ２：ｌ
、０）１、すなわち、、ｘ　−ｙ直交座標系（絶対座−
系）への座標変換式が決定済である場合、には、Ｘ、〒
ｙ直交座標系でのΔｌの成分ΔＸ、ΔｙをΔＸ＝、Δ１
．．・ｃ、　ｏ　ｓ　（θ＋φ）、Δｙ；Δ１．ｓｉ１
．．（、θ＋、φ）とし、て算出する（ステップ２１゜
２、ブｑ、ン、り２　、、、ｌ　、、、１、、−Ｂ　、
、）。、、次いで車両絶対位置（ｘ　、　ｙ）を更新す
る。ここにＫｘ　、Ｋｙは後述する補、正定数であり初
期値は１．となってりる、。

−次ｐ　、、、１　準１・２図及び１，３図には絶対位
置算出手段ｌ、６及び補正定数算出手段２０で９処理が
示されており１、無指向性アンテナ５０を送信機６０性
接続しくス〒、ツブ、　３．、、０　、０．　、）　、
を選出される固定局を区別するＮの値をｌすしくステッ
プ３０２）、次いでＲ９Ｍに記憶された車両よりコード
生食む間合−！に情報が読出され工送信機６０により変
調さ、２２ れ、アンテナ５０から電波が発射される（ス１テップ３
９４）。固定局がこれを受は取った場合には、当該ＩＤ
コード、受信した信号レベルＵ及び固定局の絶対位置を
含む情報を電波で車両へ伝送する。もし受は取らなかっ
た場合には、固定局絶対位置情報のみを電波で車両へ伝
送する。この伝送体で定時間毎に常時性われる０次いで
無指向性アンテナ５０を高周波増幅器６２に接続し・、
受信機５８が固定局からの信号を受信するまで前記ステ
ップ３０４の処理を繰返す（ステップ３０６）。受信機
５８が固定局からｆ？値号を受信すると、こ・の信号を
復調解読し、自車のＩＤココ−ド、が含まれているかど
うかを判別する。もし含まれて臂れば受信、レベルＵ及
び障定員絶対位置を、読取り、受信機５８で読取っな固
定局からの電波受信レベル（受信電波強度）■を判別し
、記憶する。

μｍ＞Ｕｏ　（一定値）かつ　　　　、・。

ｖＮ　＞　Ｖ　ｏ　　（一定値）であれば（ステップ３
０８゜３０９）　　、、　、、　、、２ Ｎの値をインクリメントしくステップ３１Ｏ）１１，２
３ Ｎ＝４となるまでステップ３０４〜３１０の処理を繰、
返す（ステップ３１２）。ＵＮ≦ｔＪｏ又はＶｘ≦ｖｏ
であればステップ３０４へ戻る。ステップ３１２でＮ＝
４ならば無指向性アンテナ５０を高周波増幅器６２に接
、続する（ステップ３ｌ−４）。

このようにして、一定受信レベル以上の固定局が３局選
出され走検出誤差の小さい電波到来角を読み取ることが
可能となる。　　　　　゛次いで固定局からの電波を受
信しくステップ３１６）、固定局絶対位置を解読し、前
記選出された固定局でな４け・ればステップ３１６へ戻
る（ステツ、プ３１８）、選出された固定局であれば、
アンテナ５２の回転位置から電波到来角？ｎを検出し、
記憶する。また、選出′、された固定局の位置Ｑ（ｘＱ
ｎ、ｙＱｎ）・を記憶する。さらに、ステップ２０８で
求めたｐの値をｐｎとし、ｑの値を・ｑｎとし、ステッ
プ２０４で求めた・θの値をθｎとし、ステップ２１１
で求めたＸの値をｘｎ・′としｙの値をｙｎ　　’とし
て一保、存す□る（・ス゛テップ３２０・１、プロ、ツ
ク３２０Ｂ）、、次ｌ１５）、−ｔ’Ｍ及Ｑ、　ｎ　（
Ｆ）値、を）イ、・ン、り、す、メ　ント　し　（ステ
ラ・プ・３・、、？・２：、）、・￥ぐ３な゛。

ら１、ば・、メインルーチンヘリタニ、ン、する。もし
、・Ｍ・≧。

３１な、ら５ば・弓の値をデクリメ、ン、ト・し・、１
，１座標変換・１．定、数・、φ、Ｐｏ　　（Ｘｏ　＊
　Ｖｏ）の値を　　　・・　ミ　、、二・。

算出、１する　（ステップ、３２６　、・、ブ１０１ツ
、り：３；、２６．、、Ｂｌ、）　　。

・ご、、のφ＋、　ＰＯ、（ｘｏ、　＋　Ａｌ　ｏ＋）
　　の値ンは１、初４期４位置、及び初期方位が入力さ
れていない場合２に、は、：式１、Ｇ、、　ｇ、、・）
・・６．・　（３）、、（失）に対？応・１・、た次、
・式に、よ・す・算出、（更、、＠・）する、、１　　
　、・　　）′　え　　　　１．．１　　・　、ｚＱｈ
−、＝ｘｏ　＋　ｉ　ｙ（、＋　（、Ｐ’７１−１・（
＋ｌ：　ｔｑｎ−ｉ、＋、　１．７・−・　　・１　　
　　　ｒ且−ｉ　　　ｅ（（／９１２＋０“２ろ・・町
１、ナト、　　１・・・）　（，２、、）　　、’。

ｚ□、Ｑａ−７、＝　　Ｘ　　ｏ　　　＋、ｔ　　’Ｉ
　　ｏ　　　　（’Ｐｎ−、／：　　、、、＋、＋、’
ｔ、’、ｑ　　１１＝）　、ｌ、　　　十″１ｚ、、Ｑ
ｑ、　＝ｙ、Ｘｏ、＋ｉ１．。（ｐｎ＋、、ｌｌ、ｑｎ
＋ｒ８−牟２゜ｊ！。

１．’１．．　１、：、　　４　、　・、１．１．、・
・〒１（１，４゛）”′・６．、、したがって、電波到
来角の情報を、得た率１両、位・、置１．・の。

組（Ｐｌ、Ｐ２．Ｐ３）、１．＋（Ｐ・２：、、、Ｐご
、鼾、Ｐ、４、）　、７　ｓ＝、”ｉ：、、　Ｑ、’Ｐ
　３　、、・、・Ｐ、４９．Ｐ　、％　□’＞、・・・
；によ−）（慣、性航ｉ法呻１よ：す、求、めた位置、
が修正され、３る・ごとに、な、ｌす６４、累積・誤差
、：の発生が、押えられる。なお、ｐ・−ｑ、直交・座
標系・の′−原と点、をｐ、ｏｒか・らＰ　１　　＋　
Ｐ２＊、　Ｐ’３　・・”””、と、更新するよ）う番
ｑし、て、−もよ↑い（第１５図参照）、・、・この場
。

合・にビは、車、両、現在位置の相対位置は常に・相対
・座標）系ｒの一原４点１、の近・く・に１あ（るので
、累４積１．誤差の発生、が（押え、゛、、す・）れ、
る５こ、・と１．を容易、に理解、することがで、きる
、　。

、、）さ８＼て？１．占初（期１、方）位、角φのみが
キー人力をさ、れて８．い、・。

、る場合に！壮）１、）ｎ＝２の・場合９、・式（３）
’、１．。

Ｇ：：　４．）　、、、）、′１．よ、す、ｘＱ、、、
、Ｔｏ、の値を算出する０、ｎ≧、、３の）ときはφが
）未１定として式（２）’　、（３）’、、。

（、＋４．）ｉ、′、に、よ４すφ＊　Ｐｏ　　（Ｘ’
。、ｙｏ）の、値を算出（φは更新）してもよい０．、
、　　　３、ｊ初）期１位、置ｐ、＞　６・＋　（ｘ”
：ｏ、”ｊ　ｏ　）、のみがキー人１．力、、され弓て
４．い、る場、合）叫：は１、　ｎ　＝、　ｌの、とき
、は式　（４）、’、よ１、す、φ・の値；を・５算→
出・する２、・ｎ＝、２のζきは、こ、の・φの、・値
と式（３）’　、（４）’により”ｏ　、−（ｘ、、（
ｏ、、’４、ｙｏ）が未定としてＰ　ｏ　　（ｘ　ｏ　
　＋　Ｖ、ｏ）ｙの、値・を・、算出゛、０１％：新、
）、、ｔａ、て□も劣い、＋ｎ≧、３の・−と９き、に
は、Ｐｌ、。

（Ｉｘ、、Ｏ１’（＊＋ｊｌｔ　％ｓｏ、、’１）１７
，４及４．び、φが１未、定として式ｃ、　２　、）、
−１，。

（，３・。、）１′、大１（４・）、乙によりｊ、Ｉ　
Ｐ、！　ｏ：　（ｘ、ｏ　　、ｌ：ｌ　ｙ・ｏ、、ｓ、
）、ｉ’ｌ、７Ａｉ’ｉ、　　　２６ びφの値を算出（更新）する、　　　　　　・、初期位
置Ｐ。（Ｘｏ”＋ｙｏ’）及び初期方向角φがキー人力
されている場合には、ｎ＝１のときはφが未定とし式（
４）′によりφの値を算出（更新）し、ｎ＝　２ｃ７）
どき・にはＰｏ・（ｘ′ｏ゛、ｙｏ）が未定として式（
３）’　、（４）’によりＰ。

（Ｘｏ、Ｖｏ）の値を算出（更新）し、ｎ≧３のときは
Ｐｏ　（ｘｏ、′ｙｏ）及び初期方位角φが未定として
式（２）’　、（３）’　　（４）’によりＰ。

（Ｘｏ　、ｙｏ　）　、φの値を算出（更新）するよう
にしてもよい。　　４、・　　　−、、、。

次いで、前回ステップ３２８で座標変換により求められ
たＸｎ−１の値をＸ’ｎ−１とし、’！Ｉｎ−５め値を
Ｖトｎ−ｔ　として保存する。そして、座標変換式（１
）により相対座□標てｐｆｌ−ｔ　　＋　ｑｎ−ｔ’）
及び（ｐｎ、ｑｎ）・をそれぞれ絶対座標（ｘｎ−ｔ　
ｅｙ’ｎ−１、）、及び（ｘ　ＩＩ、　ｙ’　ｎ　）に
変換する（ステップ３２８、プロ・ツク：１２１Ｂ：）
　。、（Ｘ　ｎ−ｓ　　＋　’！Ｉ　ｎ−ｔ　）は上記
保存された前回の値（！’ｒｌ−ｔ　、　Ｖ’ｎ−ｔ　
）より更新され誤差が小さくなる。　　　　′次に補正
定数Ｋ　＊　”　（ｉｎ−ｘ’ｎ−ｔ’）　／（ｘ’ｎ
’　−ｘ’ｎ”−１）　’及びＫｙ＝　（ｙｎ　−ｙ’
ｎ−ｔ　）／（ｖ′’ｎ　　’　ｙ’ｎ−１”）を算出
し、ステップ２１０で用いるフラグＰ　ｆ、−６ツｔし
、ｄの値誉インクリメントする（ステップ３３０．ブロ
ック３３０ｍ）。′そしてメインルニチンヘリタージす
る。

なお、上記Ｋ　ｘ　、’　Ｋ　ｙの右辺の式６６母及び
分子を座標交換式（１）番とより逆変換（（ｘ　、　ｙ
）−；’（：ｐ’、ｑ））・したｆ−をＲ′□Ｐ、Ｋｑ
とし、ゑテップ２０８（ブロック２０８Ｂ）のΔｐ′に
Ｋｐを乗じ、Δ４にに’　（ｌを乗じでもよ゛い。　　
′　　次に、第１４図ばＣＲＴ’　３２ヘマツヲ及び車
両位置を表示するビデ矛ラム（Ｖ、ＲＡＭ“３４）の書
かえ処理が示さ・れており′、一定時間ごどにＣＰＵベ
タイ′ヤ割込がかかって処理が開始さ“れ為ようになら
でいる。−なお、゛この返却ぽ、ステップ２１１の次に
開始するようにしても゛よい、ステ１ツブ２１１で求め
た車両現在□位置Ｐ　（＊　、　ｙ）より、′ＣＲＴ３
２へ表示すべきマツプを選択する（文夢ツブ４００．ブ
ロック４００Ｂ）。なお、￥−ボー　Ｑ ド・３０からのキー人力によっ畳てもマ゛・シブを選・
択でざ′る□゛ようにしでもよい、マツ゛プ１を・変・
更′す゛る゛場合には：′、パマツプカ１記憶さ゛れた
ＲＯ・Ｍ”・又は・ディ゛スク　（プがヅ゛りｔｌ　ｏ
　３）□か・ら喬吏す・べ□き騰゛ツ・ゾデ゛−タ）を
°Ｖ〉Ｊｉ□□ｌ　ｍ′：ＡＩ”Ｍ’Ｌ　３４入ｒｉゝ
送Ｌ　テｖ・パゝＲ，’−Ａコｙｉ　３．’　４　゛ヲ
’、ｊｌｒ針える・（・ステップ４０２．’４□□０′
４Ｙ）“パ、゛次いで車゛・両゛位□ｉｔ□Ｐ・（゛・
Ｘ、■）のＣｋ″Ｔ　３２’”心め事示・位装置を算”
出しくステシブ４・０６・、ブロック４’０６Ｂ）・、
′メ゛イご。

ン−’）９’−ｆンへり”り’　−”　ン’ｔ’　６−
、　ナオ゛、ｖ′−Ｒ’　Ａ、ｍｊ４に書“込゛すれた
デ□−夕は図示ル゛な゛いＣ’ＲＴコントＩ：ｆＣゝ−
９）ば゛よりＣＲＴ３２ヘズキゼゾし・で□表゛示□さ
れるようになっている。　　　′・　ｌ　、′”　、＋
、４．・・）・ゝ・′なお゛、ステップ３０・８．３・
０９ゞの、・代・″す：に゛パ、１・′全・固定□・局
か１ら°の電１を受信ルてその受信［レベ゛ゝル゛を゛
□記゛−憶□・び・′、・・受゛信゛電波強度の゛大き
い方・から３１１局・：゛を゛遺□゛出Ｘ子葛゛よう〜
にル”て・もよい０．、　　　−、、　＞　　・　　　
□：“　；・　９・・□・：ｉ［８発発明・１］の＼効
果］　　　　　　　　　　　　□　・　゛・　・−゛・
・本゛発□・”明□に係・る・車両位置算出精度では、
南定員が［ｌらの電”波〕により固定局−・絶・対゛位
置ｍ失報′及び車両・方位情（報（を・得る毎・に絶対
・位置゛算出”手゛段により・車゛両疋艶゛対位”−を
更・新じ゛・、・この□更新された絶対位置を薪たな゛
基１準位置とし相対゛位装置算出手段により車両′現在
位置゛１”算出：する・ようになっているので、走行距
離□が゛長ぐ；な′イて°もｊ□′・精度［よｊく絶対
的な車両゛現在位装置を°算゛出可能である。　　　　
　　　　　　　　　７　゛また、′り初期□゛位゛装′
及び初期方位角の手動入力値に１′大°・き゛な”゛誤
差が・１７）：イて□も、前記更新によりどの誤差が小
・さ・）＜な゛る（−゛（−□　゛　　□　　　・　　
　　”・　・　□°１・□ぎら１・に・、・固定□局か
゛・らの電波により車両方位情報を得ているので、初期
位置及び初期方位角”を手動゛で入力する必要：がない
、　　　　　　　　　　□　゛また・、”″′受信電波
゛強度′が□−爺゛値以上であるか又は　　　、大ぎい
方から・所定数の固定局を選出し、その固□定員から（
め１波の電１到来□角ｉ用いて車両位置を算…す：る・
ように゛な４イぞい゛るめで、電波到来角の一゛葺　　
　□が小゛さ・くゝなり、車両位置算出精度が向上する
という゛優ゝ・にた゛・効゛果パ□を有”す゛るｊ、、
、、、、、　；、、−、’、１　　　　　　□　゛□４
□０図面の簡単な説明　　　　　　　　　　　　゛・（
）餉・λ１・・―は本発明に係る車両位置算出精度分り
υ゛亡ム対′応゛図゛、・第２□′図あ室第′７図゛は
車゛両位−算出□の基本的理論の説明に供する線図、第
８図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第９図
は第８図に対応した機能ブロック図、第１Ｏ図乃至第１
４図は第９図の機能ブロックを説明するフローチャート
、第１５図は相対座標系を順次更新す、る他の例を示す
線図である。

５０・・・無指向性アンテナ、 ５２・争・指向性アンテナ、 ７２−１〜７２−１０・・・帯域通過フィルタ、７６・
−・復調器、 ８０山直列／並列変換器、　　　　　□゛′、。

７８・・拳振幅検出器、 ８２−−−アナログ／デジタル変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　走行距離センサ及び方位センサからの信号を用いて基
   準位置に対する車両相対位置を算出する相対位置算出手
   段と、受信電波強度が一定値以上の又は大きい方から所
   定数の固定局を選出する固定局選出手段と、選出された
   固定局からの電波到来角を検出する電波到来角検出手段
   と、選出された固定局からの電波により固定局絶対位置
   を判別する固定局絶対位置判別手段と、前記電波到来角
   と前記固定局絶対位置と前記車両相対位置とから車両絶
   対位置を算出する絶対位置算出手段とを有し、相対位置
   算出手段は絶対位置算出手段により算出された絶対位置
   を基準位置とし車両現在位置を算出することを特徴とす
   る車両位置算出装置。