JP4184168B2

JP4184168B2 - カーナビゲーション装置、カーナビゲーション装置用制御方法、及びカーナビゲーション装置用制御プログラム

Info

Publication number: JP4184168B2
Application number: JP2003180415A
Authority: JP
Inventors: 真生金田
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2023-06-25
Also published as: JP2005017053A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジャイロセンサ等の物理量測定センサを装備するカーナビゲーション装置、カーナビゲーション装置用制御方法、及びカーナビゲーション装置用制御プログラムに係り、詳しくは物理量測定センサの出力の誤差に適切に対処するカーナビゲーション装置、カーナビゲーション装置用制御方法、及びカーナビゲーション装置用制御プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や自動二輪車に搭載される従来の典型的なカーナビゲーション装置（車両誘導装置）では、複数のＧＰＳ衛星から電波を受信して絶対位置を算出しつつ、ジャイロセンサを含む複数個のセンサからの測定値に基づき自車の相対移動量を算出し、絶対位置を相対移動量（移動方向も含む。）により補正した位置を自車位置として算出し、これにより、ドライバに提供する自車位置に係る情報の精度を高めている。
【０００３】
ジャイロセンサは、出力精度を確保するためには、車両走行中も、基準軸を水平面に対して所望角度に保持されていなければならない。しかしながら、オートバイ等の自動二輪車にジャイロセンサを取り付ける場合には、直線走行時では、ジャイロセンサの基準軸が水平面に対して所望角度に維持されるものの、カーブ走行時では、自動二輪車が左又は右に大きく傾いてしまうため、ジャイロセンサの基準軸が水平面に対して所望角度から外れ、ジャイロセンサの測定値の誤差が増大し、結果、自車位置も本当の位置から大きくずれてしまう。
【０００４】
特許文献１に記載されている技術では、急坂の坂道における車両走行において、角度センサの検出軸が所望角度からずれて、角度センサの検出値精度が悪化するのに対処し、走行中の車両の傾斜角を検出する傾斜角センサを別途、用意し、該傾斜角センサの出力基づいて角度センサの出力を補正している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１０８４６２公報（例えば段落００２０）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の装置では、物理量測定センサの誤差の発生状態を検出するために、傾斜角センサ（具体的には例えば加速度センサ）等のハードウェア素子を追加する必要があり、もし、物理量測定センサの誤差を検出するための追加センサも、物理量測定センサと同様に、車両の姿勢角等の変動に係る誤差を含むものであれば、物理量測定センサの誤差に有効に対処できない。
【０００７】
本発明の目的は、道路地図データから、物理量測定センサの測定値の誤差因子の因子値を検出し、因子値に基づき物理量測定センサの誤差に対処するカーナビゲーション装置、カーナビゲーション装置用制御方法、及びカーナビゲーション装置用制御プログラムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のカーナビゲーション装置は次のものを有している。
受信電波に基づき自車の絶対位置を算出する絶対位置算出手段、
自車に装備され所定の物理量を測定する物理量測定センサ、
物理量測定センサの測定値に係る測定データに基づき自車の相対移動量を算出する相対移動量算出手段、
ドライバに提示する自車位置を絶対位置及び相対移動量に基づいて算出する自車位置算出手段、
自車が走行すると予測した地点Ｐに対して該地点Ｐにおける道路形状に係る情報Ｉｃを道路地図データベースのデータに基づき検出する道路形状情報検出手段、
自車が地点Ｐを現在、通過中であるか否かを判定する通過判定手段、及び
通過判定手段の判定が正である場合は自車位置算出手段が、情報Ｉｃに基づき補正した相対移動量に基づき自車位置を算出するように、自車位置算出手段を制御する算出制御手段。
【０００９】
本発明のカーナビゲーション装置用制御方法が適用されるカーナビゲーション装置は、受信電波に基づき自車の絶対位置を算出する絶対位置算出手段、自車に装備され所定の物理量を測定する物理量測定センサ、物理量測定センサの測定値に係る測定データに基づき自車の相対移動量を算出する相対移動量算出手段、及びドライバに提示する自車位置を絶対位置及び相対移動量に基づいて算出する自車位置算出手段を有している。そして、本発明のカーナビゲーション装置用制御方法は次のステップを有している。
自車が走行すると予測した地点Ｐに対して該地点Ｐにおける道路形状に係る情報Ｉｃを道路地図データベースのデータに基づき検出する道路形状情報検出ステップ、
自車が地点Ｐを現在、通過中であるか否かを判定する通過判定ステップ、及び通過判定ステップにおける判定が正である場合は自車位置算出ステップにおいて、情報Ｉｃに基づき補正した相対移動量に基づき自車位置を算出するように、自車位置算出ステップを制御する算出制御ステップ。
【００１０】
本発明のカーナビゲーション装置用制御プログラムは、前述のカーナビゲーション装置用制御方法の各ステップをコンピュータに実行させる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以降、本発明を実施の形態及び実施例について具体的に説明する。なお、本発明は実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００１２】
図１はカーナビゲーション装置１０の機能ブロック図である。カーナビゲーション装置１０は、自動車や自動二輪車に装備される。カーナビゲーション装置１０は、絶対位置算出手段１４、物理量測定センサ１８、相対移動量算出手段２２、自車位置算出手段２６、道路形状情報検出手段３２、通過判定手段３５、及び算出制御手段３６を有している。絶対位置算出手段１４は、受信電波に基づき自車の絶対位置を算出する。物理量測定センサ１８は、自車に装備され所定の物理量を測定する。相対移動量算出手段２２は、物理量測定センサ１８の測定値に係る測定データに基づき自車の相対移動量を算出する。自車位置算出手段２６は、ドライバに提示する自車位置を絶対位置及び相対移動量に基づいて算出する。道路形状情報検出手段３２は、自車が走行すると予測した地点Ｐに対して該地点Ｐにおける道路形状に係る情報Ｉｃを道路地図データベース３３のデータに基づき検出する。通過判定手段３５は、自車が地点Ｐを現在、通過中であるか否かを判定する。算出制御手段３６は、通過判定手段３５の判定が正である場合は、自車位置算出手段２６が、情報Ｉｃに基づき補正した相対移動量に基づき自車位置を算出するように、自車位置算出手段２６を制御する。
【００１３】
自車には自動二輪車及び自動車に係る自車が含まれる。典型的なカーナビゲーション装置１０は、ドライバへ自車位置と共に、ドライバの指定した目的地への経路情報を提供する。自車が走行すると予測した地点Ｐは、このような経路情報に基づき検出することが有利である。典型的なカーナビゲーション装置１０では、絶対位置算出手段１４はＧＰＳ衛星からの測位用電波に基づき自車の絶対位置を算出する。物理量測定センサ１８は、例えば、ジャイロセンサである。ジャイロセンサは、車両の走行中、車両の走行方向としての水平面内の車体角度を検出する。ジャイロセンサの取付け軸は、ジャイロセンサの出力精度を保証するために、水平面に対して所定の角度範囲となるように、精確に車両に取り付けられなければならないとともに、作動中も、水平面に対して所定の角度範囲に保持されなければならない。しかるに、自動二輪車では、ジャイロセンサは、その取付け軸を水平面に対して所定の角度範囲となるように、適切に車体に取り付けられていたとしても、カーブ走行時には、車体が左又は右に大きく傾斜して、取付け軸が水平面に対する適切な角度範囲の外になってしまう。また、自動車においても、傾斜角度の大きい坂の走行時では、取付け軸が水平面に対する適切な角度範囲の外になることがあり得る。
【００１４】
道路地図データベース３３は、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等内の格納データとして自車に装備されていてもよいし、自車から携帯電話等の無線回線を介して接続される外部のインターネット用サーバに装備されていてもよい。例えば、情報Ｉｃは、道路の曲率、又は道路の傾斜角度に係る情報である。カーナビゲーション装置が自動二輪車に装備される場合には、自動二輪車が曲率の大きいカーブを走行する期間、物理量測定センサの具体例としてのジャイロセンサの取付け軸が水平面に対して所定角度内に保持すると言う制限が守られないことがある。また、車両が急坂を上ったり、下ったりするときもジャイロセンサの取付け軸が水平面に対して所定角度外になることがあり得る。算出制御手段３６における情報Ｉｃに基づく補正した相対移動量には、自車位置算出手段２６における自車位置算出に当たり相対移動量を無視することに相当する相対移動量が含まれる。例えば、自車位置算出手段２６が、相対移動量＝０として自車位置を算出すれば、この算出は相対移動量無視の算出に相当する。例えば、通過判定手段３５は、自車が地点Ｐに至る前の地点Ｑを通過した時に、地点Ｑから地点Ｐまで自車が走行するのに要する推定時間Ｔから自車が地点Ｐにおける通過時刻ｔを予測し、現在時刻がｔであるか否かに基づき自車が地点Ｐを通過中であるか否かを判定する。
【００１５】
自車位置算出手段２６は、自車位置を相対移動量Ｒ（該相対移動量には、典型的には方向も含まれる。すなわち方向付き相対移動量である。）と定数Ａ（ただし０≦Ａ≦１）との積Ａ・Ｒに基づいて絶対位置を補正することにし、算出制御手段３６は、因子値Ｘに基づき物理量測定センサ１８の誤差量又は誤差率を推定し、該推定の誤差量又は誤差率が大きいとき程、Ａの値を小さい値に変更するように、自車位置算出手段２６を制御するものであってもよい。Ａ＝０の場合には、自車位置が絶対位置に対して相対移動量Ｒに基づきまったく補正されないことを意味するが、ジャイロセンサの誤差が非常に大きくなっている場合には、大きな誤差を含んで算出された相対移動量Ｒを使って算出した自車位置をドライバに提示するよりは、相対移動量Ｒを無視して相対移動量Ｒ以外の絶対位置等のみで算出した自車位置をドライバに提示する方が無難である。
【００１６】
こうして、カーナビゲーション装置１０では、ジャイロセンサ等の物理量測定センサ１８の測定値の誤差が、自車の走行する道路形状に起因して増大することを道路地図データから検出し、誤差量増大に対処して、有益な自車位置を算出できる。
【００１７】
図２はカーナビゲーション装置用制御方法のフローチャートである。なお、該カーナビゲーション装置用制御方法は、図１のカーナビゲーション装置１０における絶対位置算出手段１４、物理量測定センサ１８、相対移動量算出手段２２、及び自車位置算出手段２６の存在を前提にしている。すなわち、該カーナビゲーション装置用制御方法の前提となっているカーナビゲーション装置は、受信電波に基づき自車の絶対位置を算出する絶対位置算出手段１４、自車に装備され所定の物理量を測定する物理量測定センサ１８、物理量測定センサ１８の測定値に係る測定データに基づき自車の相対移動量を算出する相対移動量算出手段２２、及びドライバに提示する自車位置を絶対位置及び相対移動量に基づいて算出する自車位置算出手段２６、を有している。道路形状情報検出ステップＳ４０では、自車が走行すると予測した地点Ｐに対して該地点Ｐにおける道路形状に係る情報Ｉｃを道路地図データベース３３のデータに基づき検出する。通過判定ステップＳ４１では、自車が地点Ｐを現在、通過中であるか否かを判定する。Ｓ４１における判定が正であれば、次のステップＳ４２へ進み、否であれば、該制御方法を終了する。算出制御ステップＳ４２では、自車位置算出手段２６が、情報Ｉｃに基づき補正した相対移動量に基づき自車位置を算出するように、自車位置算出手段２６を制御する。
【００１８】
【実施例】
図３はカーナビゲーション装置５０の構成図である。なお、該カーナビゲーション装置５０が搭載される車両は自動二輪車を想定している。基本測位部５１は、３個以上のＧＰＳ衛星５２からの位置情報データ等を用いて、自車の絶対位置データを生成する。位置補正部５４は、ジャイロセンサ５３からの入力に基づき自車の姿勢と回転方向（自車の走行方向）を検出し、絶対位置を補正するための補正データとしての相対移動量を算出する。該相対移動量は、所定時点からの又は所定時点における自車位置からの自車の相対移動量である。地図データ供給部５５は、地図データベース５６から必要な地図データを入手し、それを地図データ解析部５７及びナビゲーション部６０へ供給する。地図データ解析部５７は、自車の進行方向前方の地図及び車速から地図上の特定地点Ｐに到達するまでに要する時間Ｔを算出して、時間Ｔをナビゲーション部６０へ出力する。ナビゲーション部６０は、地図データ供給部５５から供給された地図データに基づき自車位置を中心とする地図をディスプレイ（図示せず）にドライバのために表示するとともに、基本測位部５１、位置補正部５４、及び地図データ解析部５７からの入力データに基づき算出した自車位置をドライバのためにディスプレイに表示する。ナビゲーション部６０は、基本測位部５１からの入力データに基づく自車の絶対位置に対して、位置補正部５４からの補正データに基づく補正量ＶにＡを掛けた値Ａ・Ｖだけ変更した位置を自車位置とする。ナビゲーション部６０は、通常時では、Ａ＝１とするが、地図データ解析部５７から、地点Ｐにおけるジャイロセンサ５３の測定値の誤差が大きいと推定する旨の情報を受けている場合において、地点Ｐを通過していると推定される時刻では、Ａ＜１（Ａ＝０を含む。）とする。結果、地図データよりジャイロセンサ５３の測定値の誤差が大きいと判断される期間では、ジャイロセンサ５３の測定値が無視又は軽視されて、自車位置が算出されることになる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、将来通過する地点Ｐについて、道路地図データベースから因子値Ｘを検出し、自車による地点Ｐの通過時における物理量測定センサの誤差増大を因子値Ｘから推定し、該推定に対処した自車位置算出を実施できる。本発明では、物理量測定センサの誤差因子の因子値を測定するために、因子値測定センサの使用を排除できる。したがって、因子値測定センサの出力信頼性が低い自車走行状況では物理量測定センサの出力の精確性把握が困難であると言う事態を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カーナビゲーション装置の機能ブロック図である。
【図２】カーナビゲーション装置用制御方法のフローチャートである。
【図３】カーナビゲーション装置の構成図である。
【符号の説明】
１０：カーナビゲーション装置、１４：絶対位置算出手段、１８：物理量測定センサ、２２：相対移動量算出手段、２６：自車位置算出手段、３２：道路形状情報検出手段、３５：通過判定手段、３６：算出制御手段。

Claims

自動二輪車に搭載されるカーナビゲーション装置であって、
受信電波に基づき自車の絶対位置を算出する絶対位置算出手段、
自車に装備され自車の走行方向を測定するジャイロセンサ、
前記ジャイロセンサの測定値に係る測定データに基づき自車の相対移動量を算出する相対移動量算出手段、
ドライバに提示する自車位置を、絶対位置を相対移動量に基づく補正量により補正することにより算出する自車位置算出手段、
自車がこれから走行する地点Ｐであって該地点Ｐではカーブ走行に因る自車の左又は右への傾きために前記ジャイロセンサの取付け軸が水平面に対する所定角度範囲外となる地点Ｐを道路地図データベースの道路曲率のデータに基づき検出するカーブ地点検出手段、
地点Ｐの通過時刻を予測し現在時刻が該通過時刻であるか否かに基づき自車が地点Ｐを現在、通過中であるか否かを判定する通過判定手段、及び
前記通過判定手段の判定が正である場合は相対移動量に基づく補正量を低減して自車位置を算出するように、前記自車位置算出手段を制御する算出制御手段、
を有していることを特徴とするカーナビゲーション装置。
前記算出制御手段における補正量の低減には、補正量０が含まれることを特徴とする請求項１記載のカーナビゲーション装置。
受信電波に基づき自車の絶対位置を算出する絶対位置算出手段、
自車に装備され自車の走行方向を測定するジャイロセンサ、
前記ジャイロセンサの測定値に係る測定データに基づき自車の相対移動量を算出する相対移動量算出手段、
ドライバに提示する自車位置を、絶対位置を相対移動量に基づく補正量により補正することにより算出する自車位置算出手段、
を有し、自動二輪車に搭載されるカーナビゲーション装置の制御方法において、
自車がこれから走行する地点Ｐであって該地点Ｐではカーブ走行に因る自車の左又は右への傾きために前記ジャイロセンサの取付け軸が水平面に対する所定角度範囲外となる地点Ｐを道路地図データベースの道路曲率のデータに基づき検出するカーブ地点検出ステップ、
地点Ｐの通過時刻を予測し現在時刻が該通過時刻であるか否かに基づき自車が地点Ｐを現在、通過中であるか否かを判定する通過判定ステップ、及び
前記通過判定ステップの判定が正である場合は相対移動量に基づく補正量を低減して自車位置を算出するように、前記自車位置算出手段を制御する算出制御ステップ、
を有していることを特徴とするカーナビゲーション装置用制御方法。
請求項３記載のカーナビゲーション装置用制御方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするカーナビゲーション装置用制御プログラム。