JPS63177013A - 自動車のナビゲ−シヨン装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車のナビゲーション装置、特に、車両の
走行方位を地磁気を利用して検出するようにしてなるナ
ビゲーション装置に関するものである。

（従来の技術） 自動車のナビゲーション８Ｉ！とじては、例えば特開昭
５８−７０１１７号に開示されているように、車両の現
在位置およびその周辺の地図を表示器の画面上に表示し
て走行案内を行うものが知られている。

このようなナビゲーション装置における車両の現在位置
認識手段としては、地磁気センサを利用したものが既に
実用化されている。すなわち、この現在位置認識手段は
、走行距離測定器および上記地磁気センサにより基準位
置からの車両の走行距離および方位を検出して車両の現
在位置を認識することができるようにしたものであって
、比較的低コストで構成することが可能である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のような地磁気センサを利用した現
在位置認識手段にあっては、車両の現在位置を基準位置
との相対位置として認識するいわゆる推測航法を採用す
るものであるため、車両が基準位置から遠ざかるにつれ
て走行距離や方位の測定誤差が累積されることとなり、
現在位置の認識精度が低下する。

上記測定誤差は、走行距離測定器による車両の走行距離
の測定誤差と地磁気センサによる車両の走行方位の測定
誤差とを含むものであるが、車両の現在位置の認識精度
の低下の主たる原因は、走行方位の測定誤差にある。そ
して、この走行方位の測定誤差は、偏角による誤差（す
なわち、地磁気センサは地図上の真北とは異なった北（
磁北）を示すために生ずる誤差）によるところが大きい
。

また、地磁気センサは外乱により着磁する性質を持って
おり、このように着磁した状態で検出された走行方位は
車両の現在位置認識のためのデータとしての信頼性が低
いものとなる。

したがって、車両の現在位置の認識精度を高く維持する
ためには、適当な時期に上記偏角あるいは＠磁に対する
補正、すなわち地磁気センサで検出された方位の補正を
する必要がある。しかしながら、このような補正を運転
者等のユーザが行うことは大変面倒であり、かつ困難で
ある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって
、地磁気センサで検出された方位を自動的に補正するこ
とのできる自動車のナビゲーション装置を提供しようと
するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明による自動車のナビゲーション装置は、車両走行
中に入手することの可能な走行方位に関する情報を利用
して上記目的達成を図るようにしたものであって、上記
走行方位に関する情報としてサインポストから発信され
る車両走行中の道路の方位を知らせる信号を利用するよ
うにしたものである。すなわち、第１図に示すように、
地磁気を利用して車両の走行方位を検出する方位検出手
段（ａ）と、サインポストから発信される車両走行中の
道路の方位を知らせる信号を受信する受信手段（ｂ）と
、この受信手段（１））で受信された信号から得られた
方位に基づいて曲記方位検出手段（ａ）で検出された方
位を補正する補正手段（Ｃ）とを備えてなることを特徴
とするものである。

上記「サインポスト」とは、道路の要所要所に設けられ
、通路状況に関する情報を示す信号を、該サインポスト
が隣接している道路を走行する車両に対して発信する一
種の信号膜幅であって、上記信号には少なくとも該サイ
ンポストが隣接している道路の方位を知らせる信号が含
まれている。

（作　　用） 上記構成により、走行中の車両においては、方位検出手
段により地磁気を利用しての車両の走行方位の検出がな
され、一方、車両がサインポスト近傍にさしかかると受
信手段により該サインポストから発信される車両走行中
の道路の方位を知らせる信号が受信され、そしてこの受
信信号から得られた方位に基づいて補正手段により方位
検出手段で検出された方位の補正がなされることとなる
。

（発明の効果） このように、本発明によれば、地磁気センサで検出され
た方位が自動的に補正されるので、走行方位の認識が容
易かつ正確になされ、これにより地磁気センサを利用し
た車両の現在位置認識における認識精度を向上させるこ
とができ、ナビゲーション装置の商品性向上を図ること
ができる。

（実施例） 以下添付図面を参照しながら本発明の実施例について詳
述する。

第２図は、本発明による自動車のナビゲーション装置の
一実施例を示す全体構成図である。

ナビゲーション装置は、方位検出手段たる地磁気センサ
１と、走行距離測定器２と、記憶装＠３と、受信手段た
る受信１４と、補正手段たる制御回路５と、表示器６と
から構成されている。

地磁気センサ１は、地磁気を検出し、これによって得ら
れた車両の走行方位を示す信号を制御回路５に出力し、
走行距離測定器２は、タイヤの回転数等を検出すること
により所定の基準位置からの車両の走行距離を測定し、
その走行距離を示す信号を制御回路５に出力するように
なっている。

記＠装Ｗ１３は、ＣＤ−ＲＯＭ１磁気テープ等からなり
、道路、建物等車両の走行案内に必要な内容が表わされ
た地図等が記憶されている。

受信機４は、道路の要所要所に設（プられたサインポス
トから発信される、該サインポストが隣接する道路の方
位を知らせる信号を受信して、この信号を制御回路５に
出力するようになっている。

制罪回路５は、演算回路７およびこれに接続された記憶
回路８を備えたマイクロコンピュータからなり、演算回
路７は出入力インタフェイス９を介して地磁気センサ１
、走行距離測定器２、記憶装置３、受信８１１４および
表示器６にそれぞれ接続されている。そして制御回路５
の演算回路７および記憶回路８においては、地磁気セン
サ１から入力された方位信号および走行距離測定器２か
ら入力された走行距離信号に基づいて車両の現在位置の
痺出およびその記憶がなされる。ｉ＃ＪｗＪ回路５にお
いては、上記のようにして認識された現在位置の周辺の
地図を、記憶＠置３から引き出して上記認識された車両
の現在位置およびその走行軌跡と共にＣＲＴ等で構成さ
れる表示器６の画面上に表示せしめる動作がなされる。

第３図は、地磁気センサ１の構成を示すブロック図であ
る。

地磁気センサ１は、地磁気を直交する２方向の成分に分
解して検出するための検知コイル１１を備えている。こ
の検知コイル１１は、パーマロイ薄板を積層したリング
状の磁芯１１ａと、この磁芯１１ａの全周にわたってそ
の断面中心線をコイル中心線として巻回された励磁コイ
ル１１ｂと、磁芯１１ａが描く円の車体前後方向の一直
径に沿って磁芯１１ａの外側に巻回された地磁気のＸ軸
方向（車幅方向）の成分を検出するＸ軸コイル１１ｘと
、磁芯１１ａが描く円の上記−直径に直交する車幅方向
の直径に沿って磁芯１１ａの外側に巻回された地磁気の
ｙ軸方向（車体前後方向）の成分を検出するｙ軸コイル
１１ｙとからなる。また、この地磁気センサ１は励磁発
振器１２を備えている。この励磁発振！ｇ１２から与え
られる周波数ｆの信号によって上記検知コイル１１の８
−１−１特性が飽和される。上記検知コイル１１のＢ−
Ｈ特性が飽和された状態では外部磁場ＨＯ（地磁気の水
平分力）に対応してＸ軸コイル１１ｘおよびｙ軸コイル
１ｉｙｔ、、電磁誘導による交流信号が発生する。地磁
気センサ１は、更に、これらの出力を濾波する倍周フィ
ルタ回路１３ｘ　、　１３ｙと、浦波された出力電圧を
増幅する交流増幅器１４ｘ　、　１４ｙと、励磁発振器
１２の出力する周波数を２倍に逓倍する周波数逓倍器１
５と、位相器１６と、この位相器１６を介して周波数２
ｆの位相信号を入力し、交流増幅器１４ｘ　、　１４ｙ
の出力を位相検波することにより方位に対応する直流信
号を出力する各位相検波器１７ｘ　、　１７ｙと、これ
らの直流信号を増幅する直流増幅器１８ｘ　、　ｉｓｙ
とを備えている。この直流増幅器１８ｘ　、　１８ｙか
らの出力信号Ｘ、Ｙが制御回路５に入力されることとな
る。

第４８および４ｂ図は、地磁気センサ１による地磁気の
検出方法を示す図である。

第４ａ図に示すように、地磁気の水平分力Ｈａの向きが
Ｘ軸コイル１１ｘに対しθ傾いている場合には、第４ｂ
図に示すように、ｌ−１０のＸ軸方向およびｙ軸方向の
成分は、Ｈｏの大きさをｋｌ−１ｏとすればそれぞれｋ
ＨＯ３ｉｎθ、　ｋｌ−１ａ　ｃｏｓ　Ｏとなり、Ｘ軸
コイル１１ｘおよびｙ軸コイル１１ｙにはこれらｘ、ｙ
各軸方向の成分に対応した電流が流れ、これにより地磁
気の水平分力Ｈｏを２方向の成分で示す信号Ｘ、Ｙが出
力されることとなる。この場合において、Ｘ軸コイル１
１ｘは車体前後方向に延びて設けられているので、傾き
θは、地磁気の水平分力ＨＯの向きすなわち磁北に対す
る、車両の西まわりの方位角を示すものとなる。

上記方位角θは、制御回路５の演峰回路７において、記
憶回路８に記憶された演算式θ＝ｊａｎ（Ｙ／Ｘにより
上記出力信号Ｘ、Ｙから群山されることとなる。しかし
ながら、このようにして得られた車両の走行方位は、磁
北を基準とするものであるため、偏角分だけ地図上の真
北とはずれたものとなる。また、外的異常磁場等の外乱
により車体へのＷｌ（すなわち地磁気センサ１への＠磁
）が生ずると、上記各出力信号Ｘ、Ｙの平均値ＸＯ。

ＹＯは零にはならず、このため両川力信号Ｘ、Ｙの描く
リサージ１円はｘ−ｙ座標の原点からオフセットしたも
のとなる。したがって、演輝式θ＝ｔａｒ＋−ＩＹ／Ｘ
により篩用された方位角θもデータとしての信頼性が不
十分なものとなる。

このため、本実施例においては、受信機４により受信さ
れて制御回路５に入力された方位信号すなわち走行中の
道路の方位を知らせる信号を利用して、上記方位角θの
補正を自動的に行うようになっている。

第５図および第６ａ、　６ｂ図は、上記方位角θの補正
方法の一例を示す図である。

第５図に示すように、南北の方向からやや傾いた通路Ａ
を直進走行している車両Ｃは上記地磁気センサ１を備え
ており、この地磁気センサ１により車両Ｃの方位角θの
検出を行うが、この方位角θは偏角の影響を含むもので
ある。車両Ｃが道路Ａに隣接して設けられたサインポス
トＳＰ１の前にさしかかると、このサインポストＳＰｘ
から発信される道路Ａの方位を知らせる信号が受信１１
４によって受信される。そして制御回路５において道路
Ａの方位角θ−が輝出される。この方位角θ−と上記方
位角θとから偏角ΔθがΔθ＝θ−θ′により篩用され
る。そして、以後、地磁気センナ１で検出された方位角
θは、第６ａ図に示すように、第４ｂ図に示すｘ−ｙ座
標からΔθ回転したｘ”−ｙ−座標に座標変換されて描
かれたりサージュ円に基づき、方位角θ′として篩用さ
れることとなり、これにより、偏角に対する補正がなさ
れる。

車両Ｃの車体が着磁していない場合には上記偏角補正に
より正しい走行方位を認識することができるのであるが
、車体が着磁している場合には、さらにこれによる影響
を除去する必要がある。

このため、第５図に示すように、サインポストＳＰ１か
らの信号を受信した後、次のサインポストＳＰ２からの
信号を受信したとき、着磁に対する補正を行うようにな
っている。すなわち、車両ＣがサインポストＳＰｓを通
過後、交差点Ｊを左折して東西の方向からやや傾いた通
路Ｂに入り、このｆｉＮＢを直進走行すると、このとき
制御回路５においては、地磁気センサ１で検出された方
位角を偏角補正した方位角θ！　′が篩用される。そし
て、車両ＣがサインポストＳＰｚの前にさしかかると、
このサインポストＳＰ２から発信される道路Ｂの方位を
知らせる信号が受信ｆ１４によって受信され、この受信
信号に基づぎ制御回路５において道路Ｂの方位角０１″
が節用される。ｌｉ体が着磁している場合にはりサージ
ュ円はオフセットした状態となるので、方位角θ１−と
方位角０１″とは一致しない。このため制御回路５にお
いては、第６ｂ図に示すように、オフセットしたりサー
ジュ円の中心に座標原点を移動せしめる動作がなされる
。すなわち、ｘ−−ｙ−座標の原点を、方位角θ−の方
向に、方位角θ１−と方位角６１″とがりナージュ円上
で交わる位置まで移動せしめ、ｘ−−ｙ＝座標からｘ　
＃　　Ｖ　ＬＪ座標への座標変換を行うこととなる。こ
れにより、車体への着磁に対する補正がなされる。

以上により偏角補正および着磁補正が完了し、以後、車
両Ｃの正確な走行方位の認識がなされ、これに基づき車
両Ｃの一現在位＠認識を高精度に行うことが可能となる
。ところで、偏角は、地球上の位置によって異なり、ま
た車体への着磁も再度発生し得るものであるため、一旦
正確な走行方位を認識することができるようになっても
以後また認識精度が低下することとなるが、制御回路５
により、サインポストの前を通過するたびに上記補正動
作が繰り返し自動的になされるため、走行方位の認識精
度の低下は繰小眼に押えられることとなる。

第７図は、制御回路５における上記補正動作の処理ルー
チンを示ずフローチャートである。

車両走行中、サインポストからの信号を受信すると（Ｓ
ｓ）、偏角の補正がなされる（Ｓ２）。

その後、所定の時間内でかつ所定の走行距離内で次のサ
インポストからの信号を受信したか否かの判断がなされ
（３３）、受信したと判断すると車体への着磁の補正が
なされる（Ｓ４）。一方、所定の時間内でかつ所定の走
行距離内に次のサインポストからの信号を受信しなかっ
た場合には、この間に偏角の変化あるいは車体への新た
なる着磁の発生の可能性があるため、着磁補正は行われ
ない。すなわち、着磁補正は２つのサインポストからの
信号の受信により可能となるものであって、この場合、
両信号を受信する間に外乱が入ると補正精度が低下する
ためである。

なお、上記補正動作においては、車両がサインポストか
らの信号を受信する際、道路を直進走行することが補正
精度を高める上で肝要であり、また、着磁補正の場合に
は、互いに直交する方向に延びる道路を走行中にそれぞ
れのサインポストからの信号を受信したとき最も良い補
正精度が得られ、共に同方向に延びる道路を走行中にそ
れぞれのサインポストからの信号を受信したときには着
磁補正が不能となる。しかしながら、サインポストの前
を通過するたびに上記補正動作が繰り返されるため、短
時間のうちに正確な方位認識を実現することが可能ぐあ
る。

以上詳述したように、本実施例によれば、地磁気センサ
１で検出された車両の走行方位が制御回路５で自動的に
補正されるので運転者等の手を煩わせることなく正確な
方位認識を行うことが可能となり、これにより車両の現
在位置認識の精度向上を図ることが可能となる。

なお、本実施例においては走行方位を自動的に補正する
方法について述べたが、手動により補正する方法と併用
するようにしてもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明による自動車のナビゲーション装置の一例を示す全体
構成図、 第３図は該装置の地磁気センサの構成を示すブロック図
、 第４ａおよび４ｂ図は地磁気センサの作用を示す説明図
、 第５図は車両走行中における地磁気センサによる方位検
出および受信機によるサインポストからす説明図、 第７図は制御回路における処理ルーチンを示すフローチ
ャートである。 ａ（１）・・・地磁気センサ ｂ（４）・・・受信手段 Ｃ（５）・・・補正手段 第１図 第２図 第３図 第４０図　　　　第４ｂ図 第６・図　　　　　第°°図 ｙｌ＋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 地磁気を利用して車両の走行方位を検出する方位検出手
   段と、サインポストから発信される車両走行中の道路の
   方位を知らせる信号を受信する受信手段と、この受信手
   段で受信された信号から得られた方位に基づいて前記方
   位検出手段で検出された方位を補正する補正手段とを備
   えてなることを特徴とする自動車のナビゲーション装置
   。