JP2005233638A - ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 センサからのデータを取りこぼすことなく、自車位置を正確に求めることができる「ナビゲーション装置」を提供する。
【解決手段】 所定の表示装置に自車位置を表示するナビゲーション装置１において、電源投入後、ジャイロセンサ２および加速度センサ３の出力が安定になるまでの安定時間Δｔを監視するハードウエアタイマ５と、この安定時間Δｔ経過後のジャイロセンサ２および加速度センサ３からの情報を用いて自車位置を演算するマイコン７とを有する。また、ハードウエアタイマ５は、ジャイロセンサ２および加速度センサ３に供給する電源電圧が所定の動作電圧以上になったときからジャイロセンサ２および加速度センサ３の出力が安定になるまでの安定時間Δｔを監視し、マイコン７は、この安定時間Δｔ経過後のセンサからの情報を用いて自車位置を演算する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ナビゲーション装置に関する。

従来、ナビゲーション装置では、ユーザが所望の目的地に向けて道路を間違うことなく容易に走行できるようにするための経路誘導機能を備えている。この経路誘導機能によれば、出発地から目的地まで、また必要に応じて経由地を指定すると、これらの地点を結ぶ経路の内、時間、距離、料金等の条件を加味して最も適切な経路を自動探索し、その探索した経路を誘導経路として記憶しておき、走行中、地図画像上に誘導経路を他の経路とは色を変えて太く描画して画面表示したり、車両が誘導経路上の進路を変更すべき交差点に一定距離以内に近づいたときに、交差点を拡大表示し、進路を変更すべき方向を示す矢印等を描画して画面表示したり、音声で右左折の誘導を行うことで、ユーザを目的地まで案内することができる。

しかし、このようなナビゲーション装置において、その使用に際して電源を投入すると、ナビゲーション装置におけるデバイスドライバーや、ナビアプリケーションが起動し、その後に車速パルスやジャイロセンサ、加速度センサなどのセンサから、走行速度や角速度のデータを取得し始める。近年のナビゲーション装置においては各種機能の充実のため、その基本ソフトであるＯＳが次第に大きくなり、その装置のＣＰＵの処理速度等によっては、電源を投入してからアプリケーションが立ち上がるまで１０秒近くかかるもの存在するようになってきている。このようなナビゲーション装置においては、装置の電源を投入してからナビゲーション装置のデバイスドライバーやアプリケーションが起動するまで、自車位置の決定に使用する前記センサの情報は取得されない。

そのため、電源を投入して上記のような自車位置の情報をセンサ等から取り入れることができるまでの間に、車両が相当距離移動することがあり、先に電源を切ったときの位置情報を基準に現在位置を得るときには特に、最初に得られる現在位置が実際の位置とは大きく離れてしまうことがある。このような問題点を解決する従来技術として以下のようなものが提案されている。

特許文献１記載のナビゲーション装置は、距離センサや角度センサからの情報を用いた車両位置の演算を、メインプロセッサとは別のコプロセッサによってウエイト処理を実行するようにしたので、メインプロセッサが起動処理終了前に車を移動させた場合でも誤った現在位置を検出することがないというものである。

特開２００２−３５０１４５号公報

しかしながら、特許文献１記載のナビゲーション装置では、起動した際、ソフトウエアにてセンサの出力が安定するまでのウエイト処理を行った後、データの取得を開始するようにしているが、ソフトウエアのウエイト処理時間の誤差によってセンサからデータの取得を開始するタイミングが一定ではないため、結果としてデータを取りこぼしてしまうことで正確に自車位置を求めることができないという問題がある。

そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたもので、センサからのデータを取りこぼすことなく、自車位置を正確に求めることができるナビゲーション装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のナビゲーション装置は、表示装置に自車位置を表示するナビゲーション装置において、電源投入後、所定のセンサの出力が安定になるまでの安定時間を監視するハードウエアタイマと、前記安定時間経過後の前記センサからの情報を用いて自車位置を演算する自車位置演算手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、電源投入後、センサの出力が安定になるまでの安定時間をハードウエアタイマにより監視するようにしたので、ソフトウエアによるウエイト処理無しにデータ取得を行うことができる。このため、ウエイト処理時間の誤差によるデータの取りこぼしを防ぐことができる。よって、短時間でセンサからのデータを取得することで、例えばエンジン始動直後に車を発進させた場合でも、自車位置を正確に求めることができる。

また、本発明は、上記構成において、前記ハードウエアタイマは、前記センサに供給する電源電圧が所定の動作電圧以上になったときから前記センサの出力が安定になるまでの安定時間を監視し、前記自車位置演算手段は、該安定時間経過後の前記センサからの情報を用いて自車位置を演算することを特徴とする。

本発明によれば、センサに供給する電源電圧が所定の動作電圧以上になったときからセンサの出力が安定になるまでの安定時間を監視し、この安定時間経過後のセンサからの情報を用いて自車位置を演算するようにしたので、電源の動作電圧低下による不安定なセンサ出力を用いて自車位置を演算することがない。また、ソフトウエアのリセット処理によるデータの取りこぼしを防ぐことができる。これにより、自車位置を正確に求めることができる。

また、本発明のナビゲーション装置は、表示装置に自車位置を表示するナビゲーション装置において、所定のセンサに供給する電源電圧が所定の動作電圧以上になったときから該センサの出力が安定になるまでの安定時間を監視する監視手段と、前記安定時間経過後の前記センサからの情報を用いて自車位置を演算する自車位置演算手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、センサに供給する電源電圧が所定の動作電圧以上になったときからセンサの出力が安定になるまでの安定時間を監視し、この安定時間経過後のセンサからの情報を用いて自車位置を演算するようにしたので、電源の動作電圧低下による不安定なセンサ出力を用いて自車位置を演算することがないため、自車位置を正確に求めることができる。

また、本発明は、上記構成において、前記監視手段は、ハードウエアタイマにより構成されていることを特徴とする。本発明によれば、センサが安定するまでの安定時間をハードウエアタイマにより監視するようにしたので、ソフトウエアによるウエイト処理無しにデータ取得を行うことができる。このため、ウエイト処理時間の誤差によるデータの取りこぼしを防ぐことができる。また、ソフトウエアのリセット処理によるデータの取りこぼしを防ぐことができる。これらにより、自車位置を正確に求めることができる。また、本発明は、上記構成において、前記センサはジャイロセンサまたは加速度センサであることを特徴とする。

本発明によれば、センサからのデータを取りこぼすことなく、自車位置を正確に求めることができるナビゲーション装置を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は本実施例に係るナビゲーション装置１のブロック図である。図１に示すように、ナビゲーション装置１は、ジャイロセンサ２、加速度センサ３、Ａ／Ｄコンバータ４、ハードウエアタイマ５、リセットＩＣ６、マイコン７、画像表示処理部８、ディスプレイ装置９、音声出力処理部１０、スピーカ１１、音声認識処理部１２、マイク１３、操作信号入力部１４、リモコン１５、操作スイッチ１６、タッチパネル１７、交通情報入力部１８、ＦＭ多重受信機１９、ビーコン受信機２０、地図・情報データ入力部２１、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２、地図描画部２３、誘導経路演算部２４、誘導案内出力部２５を備える。マイコン７はバスを介して各部に接続されている。

ナビゲーション装置１は、ユーザに対して経路案内等を行うものである。ジャイロセンサ２は、車両の角速度を検出するものであり、例えば電源投入後、１．５[秒]程度で安定な情報を出力する。加速度センサ３は、車両の加速度を検出するものであり、例えば電源投入後、０．８[秒]程度で安定な情報を出力する。ジャイロセンサ２および加速度センサ３は、例えば５［ｖ］±１％で動作する。

ジャイロセンサ２および加速度センサ３で検出した車両の角速度、加速度は、自車位置を検出するために用いられる。なお、ここでは、自車位置検出用の情報を取得するセンサとして、ジャイロセンサ２および加速度センサ３を例示しているが、自車位置検出用の情報を取得するものであればこれらのセンサに限られない。Ａ／Ｄコンバータ４は、ジャイロセンサ２および加速度センサ３から出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換する。

ハードウエアタイマ５は、例えばＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）により構成され、電源投入後、ジャイロセンサ２または加速度センサ３の出力が安定になるまでの安定時間Δｔ、やジャイロセンサ２、加速度センサ３に供給する電源電圧が所定の動作電圧以上になったときからジャイロセンサ２および加速度センサ３の出力が安定になるまでの安定時間Δｔを監視する電源監視機能を備える。なお、ハードウエアタイマ５は、センサの数だけ安定時間Δｔを用意しておき、それぞれの安定時間Δｔに応じてそれぞれのセンサを監視するようにしてもよい。

リセットＩＣ６は、ジャイロセンサ２および加速度センサ３に供給する電源電圧を監視し、電源電圧Ｖｃｃが所定の動作電圧以下になったことを検出すると、電源の動作電圧が不安定状態になったことを通知するために、ハードウエアタイマ５のフラグをリセットする。このリセットＩＣ６は、電源電圧Ｖｃｃが例えば５[ｖ]から３[ｖ]以下になった際にハードウエアタイマ５のフラグをリセットする。

マイコン７は、安定時間Δｔ経過後のジャイロセンサ２および加速度センサ３からの情報を用いて自車位置を演算する等の各種演算を行う。このマイコン７は、ソフトウエアによる起動処理を行っている間にジャイロセンサ２または加速度センサ３の情報を取得した場合、所定のバッファにこれらの情報を格納しておき、ソフトウエアによる起動処理後にバッファに格納した情報を用いて自車位置演算を行う。例えばエンジン始動直後に車を発進させた場合でも、自車位置を正確に求めることができる。

画像表示処理部８は、マイコン７が演算した正確な自車位置情報に基づく地図、誘導経路、交通情報、機能選択用表示等の各種の画像をディスプレイ装置９に表示する。また、この画像表示処理部８は、マイコン７から得た正確な自車位置情報に基づき現在位置を示す車両位置マークを地図画像に重畳させ、車両の移動に応じて地図画像をスクロール表示して車両が現在どこを走っているのかを一目で分かるようにディスプレイ装置９上に表示する。

音声出力処理部１０は、スピーカ１１を介して誘導経路案内音声を出力する。音声認識処理部１２は、マイク１３から入力された利用者の音声を処理、解析し、ナビゲーション装置１に対する操作指示信号を受け付ける。操作信号入力部１４は、リモコン１５、操作スイッチ１６、タッチパネル１７が接続され、利用者によるナビゲーション装置１に対する操作指示信号を受け付ける。

交通情報入力部１８は、ＦＭ多重受信機１９を介して広域のＶＩＣＳによる交通情報を取得する。また、交通情報入力部１８は、ビーコン受信機２０を介して一般道路、高速道路における車両の進行方向を主とした交通情報を取得する。地図・情報データ入力部２１は、マイコン７が演算した正確な自車位置情報に基づき車両の現在位置近傍の地図データをＤＶＤ−ＲＯＭ２２から読み出して地図描画部２３に出力する。

地図描画部２３は、地図・情報データ入力部２１で取り込んだ車両の現在位置近傍の地図データに基づいて、ディスプレイ装置９に表示するための地図を例えば３Ｄ表示等の各種表示方式によって表示する地図画像データを生成し、これを画像表示処理部８に出力する。誘導経路演算部２４は、目的地までの誘導経路を演算する。この経路誘導機能により、地図情報を用いて出発地から目的地まで、また必要に応じて入力された経由地を経る経路の内、時間、距離、料金等の条件を加味して最も適切な経路を自動探索する。

誘導案内出力部２５は、車両が誘導経路上の進路を変更すべき交差点に一定距離以内に近づいたときに、交差点を拡大表示し、進路を変更すべき方向を示す矢印等描画したり、スピーカ１１から音声で右左折の誘導を行うことで、ユーザを目的地まで案内する。なお、マイコン７、ハードウエアタイマ５、ディスプレイ装置９が特許請求の範囲における自車位置演算手段、監視手段、表示手段にそれぞれ相当する。

次に、ハードウエアタイマ５について具体的に説明する。図２は、ハードウエアタイマ５の構成図である。図２に示すように、ハードウエアタイマ５は、Δｔ設定値格納部５１、ハードウエアカウンタ５２、比較器５３、ハードウエアフラグ５４を備える。

Δｔ設定値格納部５１は、安定時間Δｔの設定値を格納する。このΔｔは、電源投入後、ジャイロセンサ２および加速度センサ３の出力が安定になるまでの安定時間Δｔ１、ジャイロセンサ２および加速度センサ３に供給する電源電圧が所定の動作電圧以上になったときからジャイロセンサ２および加速度センサ３の出力が安定になるまでの安定時間Δｔ２をいう。また、安定時間Δｔ１、Δｔ２を異なるように設定してもよいし、安定時間Δｔ２は電源電圧の変化具合に応じて可変にしてもよい。なお、ここでは、このΔｔをソフトウエアにより設定している。

ハードウエアカウンタ５２は、所定のクロック信号に基づき電源投入後の経過時間または電源電圧が所定の動作電圧以上になったときからの経過時間を計測する。比較器５３は、ハードウエアカウンタ５２で計測した経過時間とΔｔ設定値格納部５１のΔｔ設定値を比較してハードウエアカウンタ５２のカウンタ値≧Δｔ設定値の場合に、ハードウエアフラグ５４にセット信号を出力する。

ハードウエアフラグ５４は、データ読み出しが可能になった事をハードウエアのフラグとして用意している。ハードウエアフラグ５４は、比較器５３からセット信号を受け取ることによりフラグを立て、リセットＩＣ６からリセット信号を受け取ることによりフラグを降ろす。ハードウエアフラグ５４がフラグを立てている間は、マイコン７はＡ／Ｄコンバータ４からのジャイロセンサ２および加速度センサ３の情報を取得でき、フラグが立っていない間は、ジャイロセンサ２および加速度センサ３の情報を取得しない。

このように、リセットＩＣ６で、ジャイロセンサ２および加速度センサ３に供給する電源電圧を監視し、電源電圧が動作電圧以下になったことを検出した際に、このフラグをクリアするようにしたので、マイコン７は、リセットされた場合でも、フラグがクリアされない限り、すぐにデータの取得を行うことができる。

次に、ハードウエアタイマ５の電源投入時の動作について説明する。図３（ａ）はジャイロセンサ２、加速度センサ３の出力波形を示す図、同図（ｂ）は、ハードウエアタイマ５の動作を説明するための図である。図３（ｂ）において、横軸は電源投入からの経過時間、縦軸はハードウエアタイマ５のハードウエアカウンタ５２のカウント値をそれぞれ示す。ここでは、電源投入後からの安定時間をΔｔとする。この安定時間Δｔ中は、ジャイロセンサ２および加速度センサ３の出力が不安定な状態になっている。

ハードウエアカウンタ５２は、電源投入後すぐにカウントアップ動作を開始する。ハードウエアフラグ５４は、電源投入後、比較器５３からセット信号を受け付けるまでは、ハードウエアのフラグを降ろしている。このため、マイコン７は、Ａ／Ｄコンバータ４からのセンサデータの取得を行わない。

比較器５３は、ハードウエアカウンタ５２のカウント値が、安定時間Δｔに達した際にハードウエアフラグ５４にセット信号を出力する。ハードウエアフラグ５４は、比較器５３からのセット信号を受け付けてフラグを立てる。これにより、マイコン７は、安定時間Δｔ経過後、Ａ／Ｄコンバータ４からのセンサデータの取得を開始する。このように、マイコン７は、ジャイロセンサ２および加速度センサ３からの出力が不安定な場合、自車位置の演算を行わないようにして、ジャイロセンサ２および加速度センサ３の出力が安定した後のセンサ情報を用いて自車位置を演算するため、自車位置を正確に求めることができる。

次に、ナビゲーション装置１の車両位置演算処理について説明する。図４は、ナビゲーション装置１の車両位置演算における動作フローチャートである。ステップＳ１で、電源が投入される。ステップＳ２で、ハードウエアタイマ５の比較器５３は、電源投入後から安定時間Δｔが経過したかどうかを検出する。比較器５３は、安定時間Δｔ経過したことを検出した際に、ハードウエアフラグ５４にセット信号を出力する。ハードウエアフラグ５４は、比較器５３からのセット信号に基づきフラグを立てる。

ステップＳ３で、マイコン７は、ジャイロセンサ２および加速度センサ３からデータを取得し、メモリに格納する。ステップＳ４で、ジャイロセンサ２および加速度センサ３から取得した情報を基に自車位置を演算する。ステップＳ５で、リセットＩＣ６は、ジャイロセンサ２および加速度センサ３に供給される電源電圧が所定の動作電圧以下になったかどうかを検出し、所定の動作電圧以下になった際に、ハードウエアフラグ５４にクリア信号を出力し、ハードウエアカウンタ５２にカウント開始を通知する。

ステップＳ６で、ハードウエアフラグ５４は、リセットＩＣからクリア信号を受け付けると、立っていたフラグをクリアする。これにより、ジャイロセンサ２および加速度センサ３からのデータがマスクされるため、マイコン７は、Ａ／Ｄコンバータ４から出力されるジャイロセンサ２および加速度センサ３の情報を読込まない。ステップＳ７で、リセットＩＣは、動作電圧が所定動作電圧以上かどうかを判断する。

ステップＳ８で、比較器５３は、ハードウエアカウンタ５２のカウント値≧Δｔかどうかを検出し、ハードウエアカウンタ５２のカウント値が安定時間Δｔを越えた場合、ハードウエアフラグ５４にセット信号を出力する。これにより、ハードウエアフラグ５４は、フラグを立てる。ステップＳ９で、マイコン７は、Ａ／Ｄコンバータ４からジャイロセンサ２および加速度センサ３からのデータを取得する。ステップＳ１０で、マイコン７は、ジャイロセンサ２および加速度センサ３のデータを用いて自車位置を演算する。地図・情報データ入力部２１は、マイコン７が演算した正確な自車位置情報に基づきＤＶＤ−ＲＯＭ２２からデータを読み出す。また、画像表示処理部８は、マイコン７が演算した正確な自車位置情報に基づいて現在位置を示す車両位置マークを地図画像に重畳させる。これにより、ユーザは正確な自車位置をディスプレイ装置９から得ることができる。

本実施例によれば、電源投入後、ジャイロセンサ２および加速度センサ３の出力が安定になるまでの安定時間Δｔをハードウエアタイマ５により監視するようにしたので、ソフトウエアの負荷状況によらず、電源投入後最短時間でジャイロセンサ２、加速度センサ３のデータ取得が可能となり、起動時の高負荷条件下でもデータの取りこぼしを防ぎ、より精度の高い自車位置を求めることができる。これにより、このデータの取りこぼしにより、ユーザがエンジン始動後１〜２秒で車を発進させた時などに、自車位置がずれてしまう様な現象を防止できる。

また、ジャイロセンサ２および加速度センサ３に供給する電源電圧が所定の動作電圧以上になったときからジャイロセンサ２および加速度センサ３の出力が安定になるまでの安定時間Δｔを監視し、この安定時間Δｔ経過後のセンサからの情報を用いて自車位置を演算するようにしたので、システムリセット等の再起動時は、ウエイト時間無しにデータ取得が行えるようになる。従って、電源の動作電圧低下による不安定なセンサ出力を用いて自車位置を演算することがないため、自車位置を正確に求めることができる。また、本実施例のナビゲーション装置により、起動時のソフトウエア負荷の低減を図ることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本実施例に係るナビゲーション装置のブロック図である。 ハードウエアタイマの構成図である。 （ａ）はジャイロセンサ、加速度センサの出力波形を示す図、（ｂ）は、ハードウエアタイマの動作を説明するための図である。 ナビゲーション装置の車両位置演算における動作フローチャートである。

符号の説明

１ ナビゲーション装置
２ ジャイロセンサ
３ 加速度センサ
４ Ａ／Ｄコンバータ
５ ハードウエアタイマ
６ リセットＩＣ
７ マイコン

Claims (5)

1. 表示装置に自車位置を表示するナビゲーション装置において、
   電源投入後、所定のセンサの出力が安定になるまでの安定時間を監視するハードウエアタイマと、
   前記安定時間経過後の前記センサからの情報を用いて自車位置を演算する自車位置演算手段とを有することを特徴とするナビゲーション装置。
2. 前記ハードウエアタイマは、前記センサに供給する電源電圧が所定の動作電圧以上になったときから前記センサの出力が安定になるまでの安定時間を監視し、
   前記自車位置演算手段は、該安定時間経過後の前記センサからの情報を用いて自車位置を演算することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
3. 表示装置に自車位置を表示するナビゲーション装置において、
   所定のセンサに供給する電源電圧が所定の動作電圧以上になったときから該センサの出力が安定になるまでの安定時間を監視する監視手段と、
   前記安定時間経過後の前記センサからの情報を用いて自車位置を演算する自車位置演算手段とを有することを特徴とするナビゲーション装置。
4. 前記監視手段は、ハードウエアタイマにより構成されていることを特徴とする請求項３記載のナビゲーション装置。
5. 前記センサは、ジャイロセンサまたは加速度センサであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のナビゲーション装置。

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