JPS6157982A - 自動車 - Google Patents

自動車

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JPS6157982A
JPS6157982A JP59179658A JP17965884A JPS6157982A JP S6157982 A JPS6157982 A JP S6157982A JP 59179658 A JP59179658 A JP 59179658A JP 17965884 A JP17965884 A JP 17965884A JP S6157982 A JPS6157982 A JP S6157982A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、現在位置を運転者に知らせるナビゲーション
システムを備えた自動車に関する。
〔従来の技術〕
従来より、道路上を走る自動車の位置を運転者  −に
知らせるナビゲーションシステムが一般に知うれている
。このナビゲーションシステムでは、たとえば、いイっ
ゆるジャイロ等の高精度な位置検出装置を用いて直接自
動車の現在位置を正確に検出し、その検出結果を表示部
に半透明な道路地図を重ね合わせた陰極線管(CRT)
等のディスプレイ装置上にプロットすることにより表示
していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上述したようなナビゲーションシステムでは
、自動車の現在位置を検出する位置検出装置の精度が低
いと、誤差が生してディスプレイ装置上に表示される現
在位置と実際、)現在位置とが一致しなくなってしまう
。このため、一般的に高価な高精度な位置検出装置を用
いなければならない。また、自動車の現在位置がディス
プレイ装置の表示部に重ね合わせた道路地図の領域から
はみ出した場合には、別な道路地図と交換しなければな
らず手間がかかっていた。
そこで、本発明は上述した従来の問題点に鑑みて提案さ
れたものであり、それほど高精度な位置検出装置を用い
なくても自動車の現在位置が正確に表示されるようにし
、コストを下げることを目的とする。また、道路地図を
交換する手間をなくし、使い易さを向上させることを他
の目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る自動車は上述した目的を達成するために、
進行方向を検出する方向検出装置と、走行量を検出する
走行量検出装置と、道路地図情報が記憶された記憶装置
と、上記各検出装置にて得られる各検出情報および上記
記憶装置から読み出される道路地図情報に基づいて現在
位置情報を算出する演算処理装置と、上記道路地図情報
による道路地図を表示するとともに該道路地図上に上記
現在位置情報による現在位置を表示するディスプレイ装
置と、上記演算処理装置に初期情報を与える操作キーと
から成るナビゲーションシステムを備え、走行中に上記
各検出装置からの各検出情報と上記記憶装置からの道路
地図情報を上記演算処理装置で比較することにより、現
在位置が修正され上記ディスプレイ装置上に表示される
ようにしたことを特徴とするものである。
〔作 用〕
本発明によれば、方向検出装置および走行量検出装置か
らの検出情報と記憶装置からの道路地図情報が演算処理
装置で比較されることにより、走行する自動車の現在位
置が修正されディスプレイ装置上に正確な表示がなされ
る。
〔実施例〕
以下、本発明に係る自動車の一実施例について図面を用
いて詳細に説明する。
第1図は本実施例において自動車に備えられるナビゲー
ションシステムを示すブロック図である。
この第1図において、自動車(図示せず)の進行方向を
検出する方向検出装置12よび走行量を検出する走行量
検出装置2はそれぞれ後述するような現在位置の演算処
理を行う現在位置演算回路11に接続されている。上記
走行量検出装置2には、たとえば、タイヤの回転を検出
するような距離計を用いれば良い。また、上記方向検出
装置1には、たとえば、第2図に示すような地磁気を利
用した方向検出装置を用いれば良い。すなわち、クロッ
ク信号グを発生するクロック発生器21は2進のカウン
タ22に接続されている。このカウンタ22はAo−A
n−1の出力を有するnビット(n=自然数)のカウン
タであり、n本のアドレスバスを介して各リード・オン
リー・メモリ(ROM:几ead 0nly Memo
ry ) 23 r 24 ′!6よひラッチ25にそ
れぞれ接続されている。ROM23.24は共に2’X
 kビットワード(l(=自然数)のROMであり、R
OM23には正弦波(制波)が、ROM24には余弦波
(ωS波)がそれぞれ時間軸方向に172n等分、振錫
軸方向に1/2  の量子化単位で量子化されたデータ
が書き込まれている。ずナワチ、%RoM:23.24
では、カウンタ22からのnビットの出力が関数の引き
数(アドレス)となり、これに応じてにビットの関数値
が出力される。
上]ROM23はデジタル・アナログ変換器(D/A変
換器)26に接続されており、更にローパスフィルタ2
7、電流調整用の半固定抵抗28を介して電流ドライバ
29に接続されている。一方、上記几0M24はD/A
変換器30に接続されており、更・にローパスフィルタ
31、電流調整用の半固定抵抗32を介して電流ドライ
バ33に接続されている。上記各電流ドライバ29 、
33は磁気検出素子としてのホール素子41.42にそ
れぞれ接続されている。このホール素子41゜42は該
ホール素子41.42の各検出軸(山中破線で示す)の
方向が互いに直交するように配置されている。上記ホー
ル素子41.42はそれぞれ増幅器43.44の各入力
端子に接続されており、該増幅器43.44の出力端子
は、差信号増幅器45の非反伝入力瑞子、反転入力端子
にそれぞれ接続されている。そして、差信号増幅器45
の出力端子は、該差信号増幅器45からの出力信号のゼ
ロクロス点を検出するゼロクロスコンパレータ46を介
して上記ラッチ25に接続されている。
この方向検出装置は次のような動作を行う。クロック発
生器21により発生されたクロック信号ダはカウンタ2
2に送られる。カウンタ22では、このクロック信号ダ
に応じた計数動作が行われ、AO〜An−1のnビット
の出力がアドレスバスを介して正弦波用のROM23、
余弦波用のROM 24′j6よびラッチ25に送られ
る。そして、カウンタ22からのこのnビットの出力に
応じて、1(0M23からはにビットの正弦波形成用の
データが、几OM24からはにビットの余弦波形成用の
データがそれぞれ出力される。上記正弦波形成用のブナ ータはD/A変換器26に送られアギログ値に変換され
た後、O−パスフィルタ27にて波形整形が施され滑ら
かな正弦波信号が得られる。この正弦波信号は半固定抵
抗28を介して電流ドライバ2日に送られ、該電流ドラ
イバ29によりホール素子41に制御電流として供給さ
れる。一方、上記余弦波形成用のデータはD/A変換器
30に送られアナログ値に変換された後、ローパスフィ
ルタ31にて波形整形が施され滑らかな余弦波信号が得
られる。この余弦波信号は半固定抵抗32を介して電流
ドライバ33に送られ、該電流ドライバ33によりホー
ル素子42に制御電流として供給される。そして、上記
各ホール素子41.42により地磁気・が検出されるよ
うになっている。
ここで、上記谷ホール素子41.42による地磁気の検
出を第3図を用いて説明する。ホール素子41の検出軸
の方向とホール素子42の検出軸の方向は、前述したよ
うに、互いに直焚している。
いま、磁束密度BGの地磁気は紙面に平行であり、該地
磁気の方向とホール素子42の検出軸とのなす角度をθ
(rad )とすると、各ホール素子41゜42の検出
する磁束密度Boの有効成分は、それぞれf3(3−s
mθ、B+)−cosθとなる。そして、電流ドライバ
29よりホール素子41に供給される正弦波信号の電流
値を1A=i ・iωtとし、電流ドライバ33よりホ
ール素子42に供給される余弦波信号の電流値をiB:
j−IXlsωtとする。そうすると、各ホール素子4
1.42にてそれぞれ得られる各検出電圧EA、EBは
以下に示すようになる。
EA=IAjCA・BGΦ測θ =1−弛ωt’cA’BG−訓θ ・・・・・・・・・
第1式%式% = 1−cosJ−cB−B(1−cosθ  ・・・
・・・・・・第2式ここて、Cx、Cnはそれぞれ磁気
−電圧変換のための係数である。
そして、上記各ホール素子41.42にて得られた各検
出電圧EA 、 EBはそれぞれ各増幅器43.44に
よって増幅される。この各増幅器43゜44の利得(ゲ
イン)をともにGとすると、出力信号はそれぞれ、 YA=G−EA =G−C人・BG−i−弛ωt−訓θ ・・・・・・第
3弐Y、 =Q−Ea =GjCaNBaei−oosωt1coSO・川・・
紀4式となる。ここで、通常、ホール素子41.42は
同一規格のものを使用するため、CA = CB = 
Cとし、更にG−C−BG=Aと2くと、上記第3式お
よび第4式は以下に示すようになる。
YA = A−i−刹ωt−iθ   ・・川・・・・
・・・・・・第5式Ya=A・1会ω胞tIIωSθ 
  轡・・・・・・・・・・・・・・第6式これらの各
信号YA、YBは差信号増幅器25に送られ差信号Yが
形成される。
Y=Y、o −YA =A@i(魚ωjj0011θ−映ωt・弧θ)= A
 −i −am(ωを十〇)  ・・・・・・・・・・
・・・・・第7式ここで、再び第2図に示すように、上
記差信号Yはゼロクロスコンパレータ46に送られゼロ
クロス点が検出される。そして、このゼロクロスコンパ
レータ46によるゼロクロス点の検出タイミングに応じ
て、ラッチ25によるROM23.24のアドレス(カ
ウンタ22の出力)のラッチ動作が行われ2π(rad
)すなわち360°の角度がnビノドの分解能で出力さ
れるようになっている。これにより、角度θもしくはθ
十m×90°(m=整数)の値を得ることができる。こ
れは、ホール素子42に供給される余弦波信号の電流値
11=i・cosωtと第7式に示した差信号Y== 
A−i −cos(ωを十θ)とが位相比較されること
に他ならない。
このように、地磁気の方向とホール素子42の検出軸と
のなす角度θすなわち自動車の進行方向を求めることが
できる。
ここで、第1図に戻って説明を続ける。ROM3は道路
地図情報を記憶してお(ためのメモリであり、たとえば
、交差点をノード、各交差点を結ぶ道路をブランチとす
るフォーマットで道路地図情報が替き込まnている。−
例を第4図および以第1表 すなわち、道路が第4図に示すようなパターンになって
いるとすると、各交差点が各ノードN1〜N5とされる
とともに、各交差点を結ぶ道路が各ブランチB 1 =
 B aとされる。そして、第1表に示すように、各ノ
ードN1=NsがX座標とX座標の情報で表されるとと
もに、各ブランチBl〜B6が該各ノードN1〜Ns中
2つのノード1.たとえばブランチB1の場合にはノー
ドNlとノードN2の情報で表され、これらの情報が道
路地図情報として几OM3に書き込まれるようになって
いる。この例では、極めて小さな領域について原理的な
説明をしたが、実際には、数100 km以上の広い領
域に亘って数m以内の分解能を有する膨大な情報がRO
M3に書き込まれる。また、このROM3には所望の領
域を選択的に捜し出すためのアクセスの情報も書き込ま
れている。なお、上記ROM 3には、たとえば、コン
パクトディスク(CD)システムを用いることができる
上記ROM3は該几OM3からの情報を画像単位でスト
アするバッファメモリ12に接続されているとともに、
上叱几OM3の動作制御を行うROMコントローラ13
に接続されている。上記バッファメモリ12は、陰極線
管、液晶ディスプレイ等のディスプレイ装置4の駆動制
御を行うディスプレイコントローラ14に接続されてい
る。上記ディスプレイ装置4は、たとえば、第5図に示
すように、本実施例の自動車に備え付けら41.たダツ
シュボード100の略中央の位置に設けられる。
また、上記バッファメモリ12は現在位置演算回路11
に接続されている。初期設定を行うための操作キー5が
接続されたシステムコントローラ15は、現在位置演算
回路11、バッファメモリ12、R,0Mコントローラ
13、およびディスプレイコントローラ14にそれぞれ
接続され各部を制御するようになっている。なお、現在
位置演算回路11、バッファメモリ12、ROMコント
ローラ13、ディスプレイコントローラ14、およびシ
ステムコン・トローラ15により演算処理装置10が構
成されている。
次に動作について説明する。菫ず、自動車の走行前にお
いて操作キー5を操作することζこよって初期の現在位
置(初期値)の設定を行う。ずなイつち、操作キー5に
よりROM 3に記憶されている道路地図のうち所望の
道路地図をアクセスして捜し出し、その道路地図をディ
スプレイ装置4上に表示する。そして、更に操作キー5
を操作して、現在位置をディスプレイ装置4上の道路地
図の一点にプロットして表示する。
自動車の走行中においては、方向検出装置1から進行方
向の検出データが、走行量検出装置2から走行量の検出
データがそれぞれ現在位置演算回路11に供給される。
この現在位置゛演算回路11からは、現在時刻to+1
に、この時刻tillにおけるデータの時間Δt(たと
えば0.1秒)前の時刻tnにおけるデータに対する変
化分のデータ(Δl。
θ、△t)がシステムコントローラ15に送られる。こ
こで、Δgは走行量を、θは進行方向を、△tはサンプ
リング時間をそれぞれ表すものとする。
たとえば、第6因に示すように、時刻1nにおける位置
がブランチB、上の点P、にあったとする。そして、方
向検出装置1および走行量検出装置2による時刻tn+
1にぢける検出位置がノードNnを越えずにブランチB
n上からはずれて点X。+1になった場合には、現在位
置演算回路11により現在位置は点Xn+1からブラン
チBn上の点Pn+1に修正されてディスプレイ装置4
に表示されるようになっている。これは、自動車は必ず
道路(ブランチ)上を走行するという前提に基づいてな
されることである。
また、第7因に示すように、時刻[nにおける位置がブ
ランチBn上の点pnにあったとする。
そして、方向検出装置1および走行量検出装置2による
時刻tn+1における検出位置がノートNnを越えてブ
ランチBn上からはずれて点Xn+1になった場合には
、現在位置演算回路11によりノートNnに接続される
ブランチが捜し出される。ここでは、qつのブランチB
、、Bb  、Bcが捜し出されたとすると、現在位置
はこれらのブランチHa。
Bb、Bcのいずれかの上にあるはずである。これは、
前述したように、自動車は必ず道路(ブランチ)上を走
行するという前提があるからである。
次に、時刻tn+1における点PnからΔg離れた各ブ
ランチHa 、 Bb 、 Ba上の谷点P1n+l 
IPl)n+l+Pcne1がそれぞれ求められる。ま
た、これと同時に、点Xn+1から各点Pan+t j
 Pbn+t  I P cn+1 まての距離Δ13
 an44.△7bn+1 、Δ4n+1カ(−れツレ
求メラれる。そして、これらの距離Δj□町ΔNbn+
i、Δ4n+1のうち最も小さい値を有する点CP 1
nal ’I P bn+1 。
Pcn+xのいずれかの点)が現在位置である可能性が
高い。しかし、正確な表示を行うために、更に時刻tn
+zにおける検出位置の点Xn+2から各ブランチBa
、Bb、Be上の各点P an+2 、 pbrt+z
 、P en+z2よび各距離△4n+2.ΔAbn+
z 、Δ4n今2が求められ、距離の総和ΔZan+1
+ΔA’in+z 、 7bn+1−+7bn+2 、
 Δ4n+1+Δ6cn+2の傘も小さい値を有する点
(この場合にはPan+z とする)が選択され、現在
位置が点Xn + 2からブランチ13a 上の点Pa
n+2に修正されてディスプレイ装置4に表示されるよ
うになっている。なお、走行量検出装置2による走行量
の検出誤差を考慮して、たとえば自動車がy差点で直角
に曲がるような進行方向の大きな変化が方向検出装置1
により検出された点をノードとすることによって、より
正確な現在位置の表示を行うことができる。このように
、このナビゲーションシステムは、自動車は必ず道路上
を走行するという前提に基いて動作するようになってい
る。
また、自動車の現在位置がディスプレイ装置4上に表示
されている道路地図の領域の1らはみ出しそうになった
場合には、現在位置演算回路11によりこれが検出され
る。そして、ROMコントローラ13によりROM3か
ら新たな道路地図情報が読み出され、バッファメモリ1
2、ディスプレイコントローラ14を介してディスプレ
イ装置4上に自動車の進行方向に合った新たな道路地図
が表示されるようになっている。
上述したようなナビゲーションシステムを備えた本実施
例の自動車によれば、位置検出装置としての方向検出装
置1′j6よび走行量検出装置2にそれほど高精度なも
のを用いなくても、該方向検出装置1および走行量検出
装置2からの各検出情報とROM3からの道路地図情報
を演算処理装置10で比較することにより自動車の現在
位置を修正して正確に表示することができるため、コス
トを下げることができる。また、自動車の現在位置がデ
ィスプレイ装置4上に表示されている道路地図の領域か
らはみ出しそうになった場合には、自動的に該自動車の
進行方向に合った新たな道路地図が表示されるため、従
来のように道路地図を父侯する手間がか力)らず使い易
さを向上させることができる。更に、前述したように、
上記ROM 3にコンパクトディスクシステムを用いる
ようにすれば、該コンパクトディスクシステム以外のハ
ードウェアのコストをかなり下げることができる。
〔発明の効果〕
上述した実施例の説明から明らかなように、本発明によ
れば、位置検出装置にそれほど高精度なものを用いなく
ても、該位置検出装置からの検出情報と記憶装置からの
道路地図情報を演算処理装置で比較することにより自動
車の現在位置を修正して正確に表示することができるた
め、コストを下げることができる。また、自動車の走行
に応じて記憶装置から読み出される道路地図情報による
新たな道路地図が自動的に表示されるため、従来のよう
に道路地図を交換する手間がかからず使い易さを向上さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  進行方向を検出する方向検出装置と、走行量を検出す
    る走行量検出装置と、道路地図情報が記憶された記憶装
    置と、上記各検出装置にて得られる各検出情報および上
    記記憶装置から読み出される道路地図情報に基づいて現
    在位置情報を算出する演算処理装置と、上記道路地図情
    報による道路地図を表示するとともに該道路地図上に上
    記現在位置情報による現在位置を表示するディスプレイ
    装置と、上記演算処理装置に初期情報を与える操作キー
    とから成るナビゲーションシステムを備え、走行中に上
    記各検出装置からの各検出情報と上記記憶装置からの道
    路地図情報を上記演算処理装置で比較することにより、
    現在位置が修正され上記ディスプレイ装置上に表示され
    るようにしたことを特徴とする自動車。
JP59179658A 1984-08-29 1984-08-29 車両用のナビゲーション装置 Expired - Lifetime JPH0789062B2 (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57135972A (en) * 1981-12-25 1982-08-21 Sharp Kk Position indicator for automobile
JPS59119397A (ja) * 1982-12-25 1984-07-10 富士通株式会社 音声認識装置

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