JP2841812B2 - 車々間通信を利用したナビゲーションシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、車両の位置を検出し地図上に画面表示する
ことにより、車両の走行の支援を行わせるナビゲーショ
ンシステムであって、複数の車両に適用することによっ
て、車々間通信を利用して位置検出機能を持たない車両
に、位置検出機能を持つ車両の位置、方位データ等を伝
送することができるようにしたナビゲーションシステム
に関するものである。

＜従来の技術＞ 従来から、走行中あるいは停車中の車両の位置を検出
するナビゲーション方式として、距離センサと、方位セ
ンサ（地磁気センサ、またはジャイロのいずれか１つ）
と、両センサからの出力信号に必要な処理を施す処理装
置と、車両位置、方位を画面上にディスプレイするディ
スプレイ装置とを具備し、車両の走行に伴なって生ずる
距離変化量Δｌ、および方位θ（地磁気センサの場
合）、もしくは方位変化量Δθ（旋回角速度センサの場
合）を用いて、車両の現在位置のデータを得る推測航法
が提案されている。この方式は、Δｌおよびθに基い
て、例えばΔｌの東西方向成分Δｘ（＝Δｌ×cosθ）
および南北方向成分Δｙ（＝Δｌ×sinθ）を算出し、
従前の位置出力データ（Px′,Py′）に対して上記各成
分Δx,Δｙを加算することにより、現在の位置出力デー
タ（Px,Py）を求める方式である。

しかし、距離センサや方位センサが必然的に有してい
る誤差のために、得られる現在位置データに含まれる誤
差が累積されてしまうので、車両が道路上を走行するこ
とを前提として、上記推測航法により得られた推定位置
データと、予めメモリに格納されている道路地図データ
とを比較し、推定位置データの道路からのずれ量を累積
誤差として算出し、上記推定位置データに対して累積誤
差分の補正を行い、道路データに一致された現在位置デ
ータを得るようにした地図マッチング方式が実用化され
ている（特開昭64−53112号公報参照）。

さらに、上記推測航法、地図マッチング方式のいずれ
を採用する場合でも、距離データ、方位データの精度を
向上させるために、道路脇に路側アンテナを配置し、こ
の路側アンテナから位置データおよび道路方向データを
含む信号を比較的狭い範囲にのみ放射させ車両に取り付
けた車載アンテナにより上記信号を受信して、車両の位
置、および方向を構成する路側ビーコン方式も提案され
ている。

また、GPS（Global Positioning System）といった衛
星航法システムを用いて、３〜４個の周回衛星から発射
される電波の伝搬遅延時間を測定して車両の絶対位置を
知ることも行われている。

上記のようなナビゲーション方式を実現する装置（以
下、ナビゲーション装置という）を車両に搭載すれば、
見知らぬ道路を走行する場合でも、自車の現在位置、走
行方向を知ることができるので、道に迷うことなく目的
地に到達することができる。

＜発明が解決しようとする課題＞ 上記のように、いずれの方式を採用するにしても、車
両の位置、方位を知るには、車両に高度の機能を具備し
たナビゲーション装置を搭載する必要がある。

このようなナビゲーション装置は、例えば地図マッチ
ング方式の場合は、上記の距離センサ、方位センサ、位
置算出のための処理装置、ディスプレイ装置のほか、道
路地図メモリ、処理装置で算出された車両位置の動きと
道路との類似性を判断し、車両の位置を補正する演算補
正装置が必要となる。

さらに、路側ビーコン方式を取り入れるのであれば、
路側ビーコン受信機、GPS方式を取り入れるのであればG
PS受信機が必要となる。

ところで、２台以上の車両がグループで行動する場
合、例えばパトカー、救急車、消防車、観光バス、トラ
ック、ミキサー車、タクシー等が複数台まとまって行動
する場合がある。この場合、同一目的地を目指すにもか
かわらず全車両に位置検出機能を持ったナビゲーション
装置を搭載することは、経済上の負担が大きい。

そこで、各車両は同一目的地を目指して走行している
のであるから、１台の車両例えば先導車にのみ位置検出
機能を持ったナビゲーション装置を搭載して目的地まで
走行を支援し、後続の車両は、先導車の目視で追ってい
けばよいとも考えられるが、後続の車両の運転者に負担
を強いて運転の安全が損なわれるばかりか、道路走行中
に先導の車両を見失えば、ナビゲーション装置の位置検
出機能を利用できない後続の車両は、自己の経験と判断
で目的地まで走行せざるを得なくなる。

そこで、本発明の目的は、ナビゲーションシステムを
複数の車両に適用する場合に、全車両に位置検出機能を
持ったナビゲーション装置を搭載しなくとも、グループ
で走行している全車両が誤りなく予定経路を走行してい
くことができる、車々間通信を利用したナビゲーション
システムを提供することにある。

＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための本発明の車々間通信を利
用したナビゲーションシステムは、複数の車両のうち一
部の車両に搭載される第１のナビゲーション装置、およ
び他の車両に搭載される第２のナビゲーション装置を有
し、 第１のナビゲーション装置は、走行距離センサと、方
位センサと、上記走行装置センサおよび方位センサから
得られた車両の走行距離データおよび方位データに基づ
いて車両の位置および方位を検出する位置検出手段と、
検出した車両の位置および方位を表示する表示手段と、
位置検出手段によって検出された車両の位置データおよ
び方位データを送信する送信手段とを有し、 第２のナビゲーション装置は、上記第１のナビゲーシ
ョン装置から送信される位置データおよび方位データを
受信する受信手段と、受信した車両の位置および方位を
表示する表示手段とを有し、位置検出手段を持たないも
のである。

＜作用＞ 上記の発明によれば、一部の車両（車両Ａとする）に
おいては第１のナビゲーション装置が搭載されているの
で、車両の走行距離データ、方位データに基づいて車両
の位置、方位を検出し、表示するとともに、検出した位
置データ、方位データを、送信手段により他の車両（車
両B,C,…。以下「車両Ｂ」で代表する）に伝送すること
ができる。

第２のナビゲーション装置を搭載する車両Ｂは、上記
伝送されるデータを受信し、受信データに基づいて、車
両の位置を表示することができるので、車両Ｂは、車両
Ａとの通信を随時行いながら、車両Ａの位置、方位情報
を得、自車の表示手段に表示しながら、自車の走行位置
をほぼ正確に把持しつつ目的地まで走行することができ
る。

＜実施例＞ 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図は、車々間通信を利用したナビゲーションシス
テムの実施例を示す全体構成図である。先頭の車両Ａ
は、当該車両Ａの現在位置を検出して画面に表示すると
ともに、検出した位置、方位データを送信する第１のナ
ビゲーション装置1Aを搭載している。

第１のナビゲーション装置1Aには、左右両輪の回転数
を検出する車輪速センサ4A（このセンサは、距離センサ
として利用される。）、地磁気センサ2A、ジャイロ3A
（旋回角速度を干渉光の位相変化として読み取る光ファ
イバジャイロ、ピエゾエレクトリック素子の片持ちばり
振動技術を利用して旋回角速度を検出する振動ジャイ
ロ、機械式ジャイロ等から選ばれたもの。旋回角速度セ
ンサとして利用される。）等の各種センサが接続され
る。

第１のナビゲーション装置1Aは、地磁気センサ2A、ジ
ャイロ3Aにより検出された出力データに基づいて車両の
推定方位を算出するとともに、車輪速センサ4Aの距離デ
ータと合わせて地図マッチング方式により車両の現在位
置を求めるロケータ11A、並びに車両現在位置を、道路
地図メモリ15Aから読出した地図に重ねてディスプレイ1
6Aに表示させるとともに、キーボード17Aとのインター
フェイスをとるコントローラ14A、等から構成されてい
る。

上記ロケータ11Aは、具体的には、車輪速センサ4Aか
らの出力パルス信号の数をカウンタでカウントすること
により車輪の回転数を得、カウンタから出力されるカウ
ント出力データに対して、乗算器により１カウント当り
の距離を示す所定の定数を乗算することにより単位時間
当りの走行距離出力データを算出するとともに、ジャイ
ロ3Aから車両方位の相対変化を求め車両の方位出力デー
タを算出して車両の推定位置を求め、コントローラ14A
から所定の道路地図データを得てこの車両の推定位置と
比較するとともに、道路地図データとの相関度を評価し
て車両の推定位置を補正し、車両の現在方位を道路上に
設定するものである。したがって、ロケータ11Aは、
「位置検出手段」として機能するものである。

上記道路地図メモリ15Aは、半導体メモリ、カセット
テープ、CD−ROM、ICメモリ、DAT等で構成され、ノード
とリンクとの組み合わせからなるデータで構成された道
路地図データが予め格納されているものである。道路地
図データは、日本道路地図をメッシュ状に分割し、各メ
ッシュ単位で記憶されている。なお、リンクデータ、ノ
ードデータ以外にも、鉄道、川、地名欄、有名施設、運
転者が予め登録した地点、等高線等の背景データを含ん
でいてもよい。

上記ディスプレイ16AはCRT、液晶表示器等を使用し
て、車両走行中の道路地図と車両の位置、方位とを表示
するものである。

上記コントローラ14Aは、図形処理プロセッサ、画像
処理メモリ等から構成され、ディスプレイ16A上におけ
る地図の検索、縮尺切り替え、スクロール等を行わせ
る。

第１のナビゲーション装置1Aは、さらに送信装置12A
を有している。送信装置12Aは、ディスプレイ16Aに表示
させた車両の位置データ、方向データ、表示された道路
地図のメッシュ番号データを、コントローラ14Aを通し
て取得し、車載アンテナ7AからVHF,UHF等の無線により
空間に放射するものである。

第２図は、送信信号のデータフォーマットを表す図で
あり、プリアンブル、同期バイト、スタートバイトSTX
に続いて、車両Ａの位置座標（北緯、東経）、方位（北
から何度）、道路地図のメッシュの番号を表すデータバ
イト、誤り検出バイト、終了バイトPADにより構成され
ている。

車両Ａに追従する他の車両Ｂには、上記車両Ａからデ
ータを受信する車載アンテナ7Bを搭載しているととも
に、受信装置12B、およびこの受信装置12Bで受信したデ
ータに基づいて車両Ａの位置、方位をディスプレイ16B
に表示させるコントローラ14B、上記道路地図メモリ15A
と同じ内容を持ったデータを記憶している道路地図メモ
リ15B、キーボード17Aを有する第２のナビゲーション装
置1Bを搭載している。

上記の車々間通信を利用したナビゲーションシステム
によれば、車両Ａの第１のナビゲーション装置1Aは、走
行中あるいは停車中、自車Ａの位置、方位を地図の道路
上に特定して、ディスプレイ16Aに、自車の位置、方位
を表すベクトルａとして地図とともに表示する（第３図
参照）。

車両Ｂの第２のナビゲーション装置1Bは、受信装置12
Bにより受信され復調されたデータ（第２図参照）に基
づき、車両Ａが現在表示されている道路地図をメッシュ
番号により特定しディスプレイ16Bに表示させ、かつ、
受信した車両Ａの位置データ、方向データにより再現さ
れる車両Ａのベクトルａ′をディスプレイ16Bに表示さ
せる（第４図参照）。このようにして、車両Ｂにおい
て、車両Ａの位置、方向を表示させることができる。

なお、位置検出機能を持った第１のナビゲーション装
置1Aを搭載しているのは車両Ａだけであり、車両Ｂは、
自車の位置を直接検出する手段がなく、車両Ａの位置を
そのまま流用して自己のディスプレイ16Bに表示するだ
けなので、正確には自車の位置を表示していることには
ならないが、車両Ａ、車両Ｂが極めて近接して（例えば
相前後して）走行している場合であれば、車両位置の誤
差は問題にならない。また、車両Ａ、車両Ｂが間隔をと
って走行している場合でも、車両Ｂの運転者は、表示さ
れた車両Ａの位置から自車の位置を想定し、表示された
車両Ａの位置を目標に追跡するようにすれば目的地に達
することができる。

なお、上記の実施例において、ナビゲーション装置間
で伝送されるデータの種類は、上記に限定されるわけで
はない。例えば、ウィンカー、停止灯、ブレーキの使用
状態、車両Ａのスピード等のデータを伝送すれば、車両
Ｂの運転者は、車両Ａの走行状態、例えば車両Ａがどち
らかに曲がろうとしているか、停車しているか、徐行し
ているか、等を知ることができ、車両Ａへの追尾が容易
になる。また、上記実施例では、先頭の車両が位置、方
位検出機能を持った第１のナビゲーション装置を搭載し
ている場合を示したが、グループ走行する場合、先頭の
車両のみならず中間の車両、後尾の車両が第１のナビゲ
ーション装置を搭載していてもよい。

また、上記の実施例では、データ伝送の媒体は無線電
波であったが、光、赤外線、超音波等他の手段を用いて
もよい。しかし、両車両間に他の車両や障害物が入って
も通信できる無線を使用することが望ましい。無線を用
いても両車両間の通信が一時跡絶えるケースが想定さ
れ、この場合、車両Ｂでは車両Ａの走行状態が暫く把握
できなくなるが、再度通信が復活したときに車両Ａがデ
ィスプレイに表示されるので、大きな支障にはならない
と考えられる。

以上のようにこの実施例の車々間通信を利用したナビ
ゲーションシステムによれば、１台の車両Ａに位置検出
機能を持った第１のナビゲーション装置を搭載し、他の
車両Ｂには受信機能と表示機能のみを持った第２のナビ
ゲーション装置を搭載しさえすれば、車両Ｂは、車両Ａ
との車々間通信を随時行いながら、車両Ａの位置、方位
等の情報を得ることができ、この車両Ａの情報に基づき
自車の位置を想定することができる。したがって、車両
Ａを見失うことがあっても自重の走行位置をほぼ正確に
把握しつつ、確実に目的地まで走行することができる。

＜発明の効果＞ 以上のように、本発明によれば、同一の目的地を目指
して走行している複数の車両に対して、一部の車両に、
位置検出機能と送信機能を持った第１のナビゲーション
装置を搭載し、他の車両には、受信機能と受信された車
両の位置、方位を表示する表示装置のみを持った第２の
ナビゲーション装置を搭載するだけで、他の車両は、自
車において直接位置、方位情報を取得しなくとも、車々
間通信を随時行いながら、上記第１のナビゲーション装
置を搭載した車両の情報を得ることができる。したがっ
て、全ての車両に位置検出機能を持った高価かつ複雑な
構成を有する第１のナビゲーション装置を備えなくと
も、各車は車々間通信をしながら自車の位置をほぼ正確
に把握しつつ所期の経路を走行していくことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は車々間通信を利用したナビゲーションシステム
の全体構成を示す図、 第２図はデータ通信フォーマット図、 第３図は自車の位置、方向が表示された車両Ａのディス
プレイを示す図、 第４図は車両Ａの位置、方向が表示された車両Ｂのディ
スプレイを示す図である。 A,B……車両、 1A……第１のナビゲーション装置、 1B……第２のナビゲーション装置、 11A……ロケータ、12A……送信装置、 12B……受信装置、16A,16B……表示装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−223015（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−9385（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−126199（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−70999（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−33378（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−19399（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01C 21/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の車両間の通信により、各車両の走行
   の支援を行うために用いられるナビゲーションシステム
   であって、 第１のナビゲーション装置および第２のナビゲーション
   装置を有し、 上記第１のナビゲーション装置は、複数の車両中の一部
   の車両に搭載され、 走行距離センサと、方位センサと、上記走行距離センサ
   および方位センサから得られた車両の走行距離データお
   よび方位データに基づいて車両の位置および方位を検出
   する位置検出手段と、検出した車両の位置および方位を
   表示する表示手段と、位置検出手段によって検出された
   車両の位置データおよび方位データを送信する送信手段
   とを有し、 上記第２のナビゲーション装置は、複数の車両中の他の
   車両に搭載され、 上記第１のナビゲーション装置から送信される位置デー
   タおよび方位データを受信する受信手段と、受信した車
   両の位置および方位を表示する表示手段とを有し、位置
   検出手段を持たない ことを特徴とする、車々間通信を利用したナビゲーショ
   ンシステム。