JPH0242313A - Navigation system - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To teach an accurate traveling direction and an accurate current position without depending upon the earth magnetism by providing a travel distance detector and a displacement angle detector. CONSTITUTION:Distance data outputted by a distance integrating means 12 at a 2nd presence position is coordinate data while assuming temporarily the traveling direction of a moving body at its initial position as a (y) axis and an orthogonal axis as an (x) axis. At the 2nd presence position, position information on a specific point is written previously in an external information means such as a road indicator to obtain the accurate X-axial and Y-axial coordinate data on the 2nd presence position. Then data obtained by integrating respective outputs of the displacement angle detecting means 11 indicates the traveling direction of the moving body at the 2nd presence position. Then the deviation angle between the x-y coordinate system and X-Y coordinate system is found from data indicating the traveling direction based upon the x-y coordinate system to obtain the X-Y coordinates, i.e. traveling direction data. Further, the output of the means 11 are integrated from the 2nd presence position to obtain the correct traveling direction.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は簡単なプリセット操作によって、８ｖＪ体の
走行途中や走行後の所在位置、進行方向を容易に教示で
きるようにしたナビゲーション装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) This invention makes it possible to easily teach the location and direction of movement of an 8vJ body during and after its travel by simple preset operations. The present invention relates to a navigation device.

（従来の技術） 現在、自動車等の移動体に実用化が進められているナビ
ゲーションシステムは、地磁気センサー等の方位センサ
ーと各種自動車用センサーを用い、自立航行により、現
在所在位置を検出していく方式である。(Conventional technology) Navigation systems, which are currently being put into practical use in moving objects such as automobiles, use directional sensors such as geomagnetic sensors and various automobile sensors to detect their current location through autonomous navigation. It is a method.

第５図は地磁気センサーを使用したナビゲーション装置
のモニター画面を示している。画面の縦方向（Ｙ）及び
横方向（Ｘ）は、それぞれ南北と東西の方位に対応して
いる。地図上では、移動体の現在所在位置と進行方位を
示づと共に、出発地から目的地までの直線距離Ｌ１即ち Ｌ＝Ｘ２＋Ｙ２　　　　　　　　　　　　・・・■にて
示される演算と現在位置データを使って、自表示するも
のもある。FIG. 5 shows a monitor screen of a navigation device using a geomagnetic sensor. The vertical direction (Y) and horizontal direction (X) of the screen correspond to north-south and east-west directions, respectively. The map shows the current location and traveling direction of the mobile object, and also uses the calculation and current position data shown in the straight line distance L1 from the starting point to the destination, that is, L=X2+Y2...■. Some things are displayed.

ところで、方位センサーは、一般に、第６図（ａ）に示
すように、リング状のパーマロイ１に、検出巻線２及び
３を直交するＸ及びＹ径方向に巻き付けている。４は励
磁巻線であり、パーマロイ１のリングに沿って磁束を作
る。今、Ｘ方向検出巻線２を巻き付けた位置での画面８
１．８２を通過する磁束をφ１．φ２とすると、検出電
圧■×は、 となる。ここに、Ｎは検出者［１２の巻数である。Incidentally, as shown in FIG. 6(a), an orientation sensor generally has detection windings 2 and 3 wound around a ring-shaped permalloy 1 in orthogonal X and Y radial directions. 4 is an excitation winding, which creates a magnetic flux along the permalloy 1 ring. Screen 8 at the position where the X direction detection winding 2 is now wound
1.82 The magnetic flux passing through φ1. When φ2 is assumed, the detection voltage ■× is as follows. Here, N is the number of turns of the detector [12.

Ｙ方向検出巻線３の電圧Ｖｙも同等の式で示される。The voltage Vy of the Y-direction detection winding 3 is also expressed by the same equation.

外部からの磁界が存在しない場合、φ１．φ２は大ぎさ
が同じで、方向が逆となるため、ＶＸ。When there is no external magnetic field, φ1. φ2 has the same magnitude and opposite direction, so VX.

ＶｙはそれぞれＯとなる。地球磁気Ｈｅが作用し、例え
ば移動体が、地球磁気Ｈｅの方向に対して第７図のよう
な進行方向をとり、検出巻線２の検出方向Ｘに対してθ
なる角度を作ると、各検出巻線２．３に生ずる電圧ＶＸ
　、Ｖｙは、 ＶＸ＝ＫＢＣＯ３θ、Ｖｙ　＝ＫＢｓｉｎθ　　・・・
■（Ｋ：各検出巻線２．３に依存する係数、Ｂ：地球磁
気の水平分力、θ：地球磁気方向と検出者Ｉ！；１２の
成す角）を得る。これら２つの式から、移動体の進行方
向θを次のように求める。Vy becomes O, respectively. When the earth's magnetism He acts, for example, a moving object takes a traveling direction as shown in FIG. 7 with respect to the direction of the earth's magnetism He, and θ
When an angle is created, the voltage VX generated in each detection winding 2.3 is
, Vy is VX=KBCO3θ, Vy=KBsinθ...
(2) Obtain (K: coefficient depending on each detection winding 2.3, B: horizontal component of earth's magnetism, θ: angle formed by earth's magnetic direction and detector I!;12). From these two equations, the traveling direction θ of the moving object is determined as follows.

θ−ｔａｎ　”　（Ｖｘ　／ｖｙ　）　　　　　　　　
・・・■しかじ、地球磁気Ｈｅは、０．３ガウス程度と
微弱であり、車載機器（熱線デフォツカ、ランプ。θ-tan” (Vx/vy)
...■ However, the earth's magnetic He is weak at about 0.3 Gauss, and it is difficult to use in-vehicle equipment (hot ray defocusers, lamps, etc.).

モータ、スピーカ・・・ｅｔＣ）や、踏切等の強磁界（
最大１．０ガウス）により影響をうける。また、地球磁
気Ｈｅそのものも、高架道路、ビル街等により、変化し
ている。更に、鉄板である移動体自体も、着磁し易く、
方位検出精度を低める原因となっている。この方位検出
精度が悪いと、画面地図上での移動体の位置を示すカー
ソルと、実際の所在位置とのマツプマツチングもとれな
くなり、外部の視界が地図画像と一致しないという不都
合が起きる。Motors, speakers, etc.), strong magnetic fields such as railroad crossings (
(up to 1.0 Gauss). Moreover, the earth's magnetic He itself is also changing due to elevated roads, built-up areas, etc. Furthermore, the moving body itself, which is a steel plate, is easily magnetized.
This causes a decrease in direction detection accuracy. If the direction detection accuracy is poor, map matching between the cursor indicating the position of the moving object on the screen map and the actual location will not be possible, resulting in the inconvenience that the external field of view will not match the map image.

このため、この種の方位センナ−では、マツプマツチン
グ誤差の累積を防止するため、時々、方位センサーの出
力が正しいか否かの検査と補正ができるようになってい
る。このチエツク方法としでは、外部磁界が無ければ、
い　＋ｖｙ２＝（ＫＢ）２であるので、移動体を一回転
させた時のセンサ出力軌跡が、第６図（ｂ）に示１゛よ
うに円を描けばよいとする方法がある（但し、実際には
地球磁気の影響である量だけ平行移動するが、その量は
事前に補正可能である）。Therefore, in this type of orientation sensor, in order to prevent the accumulation of map matching errors, it is possible to occasionally check and correct whether the output of the orientation sensor is correct. With this check method, if there is no external magnetic field,
Since +vy2=(KB)2, there is a method in which the sensor output locus when the moving body rotates once draws a circle as shown in Figure 6(b). In reality, it moves in parallel by a certain amount due to the influence of the earth's magnetism, but this amount can be corrected in advance).

（発明が解決しようとする課題） 従来のナビゲーション装置は、進行方向指示のための地
磁気センサーの検出精度が、外乱の影響によって極めて
低いため、地図画像に表示される移動体の位置も極めて
不正確となり、いわゆるマツプマツチングが低いという
欠点があった。(Problem to be Solved by the Invention) In conventional navigation devices, the detection accuracy of the geomagnetic sensor for indicating the direction of travel is extremely low due to the influence of external disturbances, so the position of the moving object displayed on the map image is also extremely inaccurate. Therefore, there was a drawback that so-called map matching was low.

この発明は上記問題点を除去し、地球磁気に頼ること無
く、より正確な進行方向と現在所在地を教示するナビゲ
ーション装置の提供を目的とする。The present invention aims to eliminate the above-mentioned problems and provide a navigation device that can more accurately teach the direction of travel and current location without relying on the earth's magnetism.

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、移動体の走行距離及び進行方向変位角を検
出する走行距離検出手段及び変位角検出手段とを用い、 前記走行距離検出手段から情報を、前記変位角検出手段
からの情報による三角関数の演ｔｉによって、初期所在
位置における進行方向とこれと直角な方向の成分に分け
てｆａ算し、 前記初期所在位置及び所定距離移動後の第２所在位置に
おける前記距離積算手段の各出力と、地図画像上のＸ、
Ｙ軸を座標軸とした座標データに基づいて、移動体の進
行方向を地図上のＸ軸又はＹ軸からのずれ角として求め
るようにしたことを特徴と１６゜ （作用） このような構成によれば、第２所在位置で距離積算手段
から出力する距離データは、初期所在位置における移動
体の進行方向を仮にｙ軸とし、これに直交する軸をＸ軸
とすると、これらＸ軸。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention uses a traveling distance detecting means and a displacement angle detecting means for detecting a traveling distance and a displacement angle in the traveling direction of a moving object, and comprises: The information is divided into components in the direction of movement at the initial location and a direction perpendicular thereto by trigonometric function calculations using the information from the displacement angle detection means, and the information is calculated by dividing the information into a component in the direction of movement at the initial location and a component in a direction perpendicular thereto, and calculates the information at the initial location and after moving a predetermined distance. Each output of the distance integration means at the second location and the X on the map image,
The feature is that the moving direction of the moving body is determined as a deviation angle from the X-axis or Y-axis on the map based on coordinate data with the Y-axis as the coordinate axis. For example, if the traveling direction of the moving body at the initial location is the y-axis and the axis perpendicular to this is the x-axis, the distance data output from the distance integration means at the second location is based on these X-axes.

ｙ軸を座標系とした座標データとなる。一方、第２所在
位置では、例えば道路標識等の外部情報手段或は、地図
画像情報に予め特定地点の位置情報を書き込んでおくこ
とにより、第２所在位置の正確なＸ軸及びＹ軸座標デー
タが得られる。This is coordinate data with the y-axis as the coordinate system. On the other hand, at the second location, accurate X-axis and Y-axis coordinate data of the second location can be obtained by writing the location information of a specific point in advance into external information means such as road signs or map image information. is obtained.

従って、第２所在位置では、ｘ−ｙ＠座標系とＸ−Ｙ座
標系の両方の座標系より、移動体の位置を示す座標デー
タが得られ、これら座標データに基づき、ｘ−ｙ座標軸
とＸ−Ｙ座標軸のずれ角が求められる。Therefore, at the second location, coordinate data indicating the position of the moving body is obtained from both the x-y @ coordinate system and the X-Y coordinate system, and based on these coordinate data, the x-y coordinate axes and The deviation angle of the X-Y coordinate axes is determined.

次に、変位角検出手段からの各出力を積算したデータは
、ｘ−ｙ軸を基準とした第２所在位置における移動体の
進行方向を示している。そこで、このｘ−ｙ軸座標系を
Ｍ準として進行方向を示すデータより、前記ｘ−ｙ座標
系とＸ−Ｙ座標系とのずれ角を求めることによって、Ｘ
−Ｙ座標系即ら、東西南北を基準とした進行方向データ
が得られる。Next, data obtained by integrating each output from the displacement angle detection means indicates the traveling direction of the moving body at the second location with the xy axis as a reference. Therefore, by determining the deviation angle between the x-y coordinate system and the X-Y coordinate system from the data indicating the traveling direction with this x-y axis coordinate system as the
- Travel direction data based on the Y coordinate system, that is, north, south, east, and west is obtained.

尚、第２所在位置からは、同第２所在位置で求めた進行
方向を基に、順次変位角検出手段の出力を積算すること
によって、正しい進行方向が得られる。From the second location, the correct traveling direction can be obtained by sequentially integrating the outputs of the displacement angle detection means based on the traveling direction determined at the second location.

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図に基づいて詳細に説
明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on FIG.

第１図はこの発明に係るナビゲーション装置の一実施例
を示すブロック図Ｃある。FIG. 1 is a block diagram C showing an embodiment of a navigation device according to the present invention.

第１図において、１１は、ジャイロスコープ、レザージ
ＩＩイロ、ガスシー１−ジャイロ等の慣性モーメントを
利用したセンサーによる変位角検出器である。１２は走
行距離検出器であり、例えば車軸の回転数を検出して走
行距離情報を出力する。In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a displacement angle detector using a sensor using a moment of inertia, such as a gyroscope, Lesage II gyro, or Gassy 1-gyro. A mileage detector 12 detects, for example, the rotational speed of an axle and outputs mileage information.

これら各検出器１１．１２からの変位角情報θｋ及び距
離情報ｊｋ（ｋ＝１．２・・・）は、システム・コント
ローラ１６中の距離積算手段１６Ａに入力する。The displacement angle information θk and distance information jk (k=1.2 . . . ) from each of these detectors 11 and 12 are input to the distance integration means 16A in the system controller 16.

システム・コントローラ１６は、地図ファイル手段１３
、デイスプレィ装置１５及びキー人力手段１７を接続し
て初年する中央処理装置である。地図ファイル手段１３
は、デイスプレィ装装置１５に表示する各地域ごとの地
図画像をファイルしており、キー人力手段１７を操作す
ることによって、所定の地１図画像を指定することがで
きる。この指定地図画像は、１画面メモリ１４を介して
デイスプレィ装置１５に表示される。１画面メモリ１４
は、書込み書替えが可能な画像ＲＡＭであり、後述する
ように、移動体を示すカーソル情報及びその進行方向を
示す矢印を、前記指定地図画像中に書き込むことができ
る。The system controller 16 includes the map file means 13
, a central processing unit connected with a display device 15 and a key human power means 17 for the first time. Map file means 13
has a file of map images for each region to be displayed on the display device 15, and by operating the key manual means 17, a predetermined map image can be specified. This designated map image is displayed on the display device 15 via the one-screen memory 14. 1 screen memory 14
is a writable and rewritable image RAM, and as described later, cursor information indicating a moving object and an arrow indicating its direction of movement can be written into the designated map image.

尚、地図画像は、画面の縦及び横方向に、それぞれ地球
方位に対応するｙ軸及びＸ軸が定められ、Ｘ軸座標デー
タ及びＹ軸座標データによって、地図画像上で移動体の
位置を示すカーソルを表示することができる。Note that the map image has a y-axis and an A cursor can be displayed.

しかして、本システム・コントローラ１６は、所定ステ
ップ時間ごとに変位角検出器１１及び走行距離検出器１
２からの各情報θｋ及びｊｋを、正負の極性も含めた変
化量を示す情報θに、ｊｋとして入力し、予め正確な位
置情報が得られる初期所在位ｄから第２所在位置へ移動
体が移動する間に、前記変位角検出器１１及び走行距離
検出器１２より得られる情報に基づき、東西南北を基準
とした進行方向を示１データを演算により求めるもので
ある。Therefore, the system controller 16 detects the displacement angle detector 11 and the travel distance detector 1 at each predetermined step time.
The information θk and jk from 2 are input as jk to the information θ indicating the amount of change including positive and negative polarities, and the moving object moves from the initial location d where accurate location information can be obtained in advance to the second location. While moving, based on the information obtained from the displacement angle detector 11 and the travel distance detector 12, data indicating the traveling direction based on north, south, east, and west is calculated.

変位角積算手段１６Ａは、変位角検出器１１からの各ス
テップ時間ごとの変位角情報θｋを積算出力する演算回
路にて構成され、距離積算手段１６Ｂは、変位角積算手
段１６＾からの変位角検出器Σθｋによって走行距離検
出器１２からの距離情報ｊｋに対し三角関数の演算を行
う三角関数部と、この三角関数部からの出力を積算する
積篩部とから構成される。この構成により、距離積算手
段１６Ｂからは、前記距離情報１ｋを、初期所在位置に
おける進行方向とこれに直交する方向との各直交座標成
分の積算結果を得る。この場合、初期所在位置での進行
方向をＹ＠に対向してｙ軸、これに直交する軸をＸ軸に
対向してＸ軸と仮定し、進行方向成分はｊｙ、直角成分
は１×で表わす。The displacement angle integrating means 16A is constituted by an arithmetic circuit that integrates and outputs the displacement angle information θk for each step time from the displacement angle detector 11, and the distance integrating means 16B is configured to calculate the displacement angle from the displacement angle integrating means 16^. It is composed of a trigonometric function section that performs trigonometric function calculations on the distance information jk from the mileage detector 12 by the detector Σθk, and a product sieve section that integrates the output from this trigonometric function section. With this configuration, the distance information 1k is obtained from the distance integration means 16B as an integration result of each orthogonal coordinate component of the traveling direction at the initial location and the direction orthogonal thereto. In this case, assume that the traveling direction at the initial location is the y-axis facing Y@, and the axis perpendicular to this is the X-axis facing the X-axis, the traveling direction component is jy, and the orthogonal component is 1x. represent.

但し、第２所在位置以降からは、後述するように、Ｘ−
Ｙ軸を基準とした進行方向データが得られるので、距離
積算手段１６Ｂへは、変位角ＶＡ算千手段６Ａの出力Σ
θｋが、スイッチＳ４により選択的に供給されるように
なっている。スイッチＳ４は、初期所在位置から第２所
在位置までの間は、ａ点からのデータΣθｋを選択し、
第２所在位置以降はｂ点からの進行方向データθＹを選
択する。However, from the second location onwards, as will be described later,
Since the traveling direction data based on the Y-axis is obtained, the output Σ of the displacement angle VA calculation means 6A is sent to the distance calculation means 16B.
θk is selectively supplied by switch S4. Switch S4 selects data Σθk from point a from the initial location to the second location,
From the second location onward, the traveling direction data θY from point b is selected.

θＹは、後述する地図データ化手段１６Ｅにて得られる
第２所在位置以降の現在進行方向データである。θY is current traveling direction data from the second location onward obtained by map data converting means 16E, which will be described later.

一方、１６Ｃは、特定地点におけるその地点の絶対位置
情報を保持する基準座標データレジスタである。この絶
対位置情報は、例えは道路ＩｆＡｉｉｌｉに設けられた
ビーコンからの位置情報、或は予め地図画像中に書き込
まれた位置情報等、交通システムからの外部情報を用い
る。On the other hand, 16C is a reference coordinate data register that holds absolute position information of a specific point. This absolute position information uses external information from a transportation system, such as position information from a beacon provided on the road IfAiili or position information written in advance in a map image.

しかして、距離積算手段１６Ｂからの各直交成分データ
と、前記基準座標データレジスタ１６Ｃにセットされた
位置情報及び変位内積ｎ手段１６Ａからの積算出力Σθ
には、初期進行方向演算手段１６０に供給される。この
初期進行方向演算手段１６０は、初期所在位置から第２
所在位置まで積算したｙ軸成分データ１ｙ及びＸ軸成分
データ１×よりｔａｎｉ（ｊ　Ｖ　／ｊ　ｘ　）を、第
２所在位置で得られた絶対位置情報に基づくデータＬＹ
、ＬＸよりｔａｎ　−１（ＬＹ　／ＬＸ　）をそれぞれ
算出し、これら各角疫情報より、ｘ−ｙ座標系とＸ−Ｙ
座標系の成すずれ角α０を求める。そして、このずれ角
α０を前記変位角積算手段１６ＡからのデータΣθによ
り減算して初期進行方向データθＹ′を出力している。Thus, each orthogonal component data from the distance integration means 16B, the position information set in the reference coordinate data register 16C, and the integrated output Σθ from the displacement inner product n means 16A.
is supplied to the initial traveling direction calculation means 160. This initial proceeding direction calculation means 160 calculates the second direction from the initial location.
tani(j V /j
, LX to calculate tan −1 (LY /LX), and from these pieces of information, the x-y coordinate system and the X-Y coordinate system are calculated.
Find the deviation angle α0 formed by the coordinate system. Then, this deviation angle α0 is subtracted from the data Σθ from the displacement angle integrating means 16A to output initial traveling direction data θY'.

この初期進行方向データθＹ′は、第２所在位置での移
動体の進行方向を示すデータであり、走行開始後初めて
得られるＸ−Ｙ座標軸を基準とした進行方向データであ
る。This initial traveling direction data θY' is data indicating the traveling direction of the moving body at the second location, and is traveling direction data based on the X-Y coordinate axis obtained for the first time after the start of travel.

上記データθＹ′は、スイッチＳ１を介して地図データ
化手段１６Ｅに供給される。これにより、地図データ化
手段１６Ｅは、Ｘ−Ｙ軸を基準とした進行方向表示デー
タを１画面メモリ１４に供給する。The data θY' is supplied to the map data converting means 16E via the switch S1. Thereby, the map data converting means 16E supplies the traveling direction display data based on the X-Y axis to the one-screen memory 14.

１画面メモリ１４は、前記進行方向表示データによる矢
印等のキャラクタを画面に表示させることができる。The one-screen memory 14 can display characters such as arrows based on the traveling direction display data on the screen.

尚、スイッチＳ１は、初期進行方向データθＹ′が得ら
れるまで、初期進行方向演算手段１６０からの出力を選
択する接続状態に設定され、初期進行方向データθＹ′
が得られた後、即ち第２所在位置以降は、変位角検出器
１１からの情報θｋを地図データ化手段１６Ｆに導くよ
うに成っている。Note that the switch S1 is set in the connected state to select the output from the initial traveling direction calculation means 160 until the initial traveling direction data θY' is obtained.
After this is obtained, that is, after the second location, the information θk from the displacement angle detector 11 is guided to the map data converting means 16F.

地図データ化手段１６Ｅは、第２所在位置以降、１ステ
ップ期間前の進行方向データΣθＹを保持し、これに、
次のステップ期間に検出される変位角データθｋを積算
して新たな進行方向データΣθＹとする。The map data converting means 16E holds the traveling direction data ΣθY from the second location onward and one step period ago, and stores the following:
The displacement angle data θk detected in the next step period is integrated to obtain new traveling direction data ΣθY.

また、地図データ化手段１６Ｅは、移動体の所在位置を
示すカーソルを表示している。このためのデータは、初
期所在位置と第２所在位置においては、基準座標データ
レジスタ１６Ｃからの位置情報であり、初期所在位置か
ら第２所在位置の間は、ｘ−ｙ軸を座標軸とした直交成
分ｊｘ、ｊｌｙ１第２所在位置以降は、Ｘ−Ｙ軸を座標
軸とした直交成分ＬＸ’　　ＬＶ’である。スイッチ８
２　　（Ｘ軸座標用）、８３（Ｙ軸座標用）はこのため
の切替えを行っており、スイッチ８２．８３は、初期所
在位置及び第２所在位置等において、ｂ点と切替え接続
し、これらの特定所在位置以外の地点においては、ａ点
を切替え接続している。Furthermore, the map data converting means 16E displays a cursor indicating the location of the mobile object. The data for this is position information from the reference coordinate data register 16C at the initial location and the second location, and between the initial location and the second location, the data is orthogonal with the x-y axis as the coordinate axis. The components jx, jly1 after the second location are orthogonal components LX' and LV' whose coordinate axes are the X-Y axes. switch 8
2 (for X-axis coordinate) and 83 (for Y-axis coordinate) are switched for this purpose, and switches 82 and 83 are switched and connected to point b at the initial position, second position, etc. At points other than the specific location, point a is switched and connected.

尚、キー人力手段１７は、例えば第２図に示すように、
デイスプレィ装置１５に設けられている。同図中、２０
は東西方向指示ボタン、２１は南北方向支持ボタン、２
２は初期所在位置等の座標入カキ−２３は距離２時間等
種々の表示を行う表示器、２４は地図データのズームア
ツプダウンキー、２５はカソル／地図切替えキーである
。東西方向指示ボタン２０は、画面の縦方向に表示した
南北を示すＹ軸力ソール１８を左右に移動することがで
き、南北方向指示ボタン２１は、画面横方向に表示した
東西を示すＸ軸カーソル１９を上下に移動することがで
きる。Note that the key human power means 17 is, for example, as shown in FIG.
It is provided in the display device 15. In the same figure, 20
is the east-west direction direction button, 21 is the north-south direction support button, 2
2 is a key for inputting coordinates such as the initial location; 23 is a display for displaying various information such as distance 2 hours; 24 is a zoom up/down key for map data; and 25 is a cursor/map switching key. The east-west direction direction button 20 can move the Y-axis force sole 18, which indicates north-south displayed in the vertical direction of the screen, to the left or right, and the north-south direction direction button 21 can move the X-axis cursor, which indicates east-west direction displayed in the horizontal direction of the screen. 19 can be moved up and down.

尚、図示しないキーの操作によって、地図ファイル手段
１３より指定地図データを呼出すことができる。Note that designated map data can be called up from the map file means 13 by operating a key (not shown).

この発明の実施例は以上のように構成され、次にその動
作を第３図及び第４図を参照して説明する。The embodiment of the present invention is constructed as described above, and its operation will now be described with reference to FIGS. 3 and 4.

第３図において、３１は道路を示し、ｐｓは初期所在位
置を、Ｐｌは第２所在位置を示している。In FIG. 3, 31 indicates a road, ps indicates an initial location, and Pl indicates a second location.

以下、初期所在位置ｐｓにおける動作、同初期所在位置
ｐｓから第２所在位１１Ｐ１へ移動する間の動作、及び
第２所在位置における動作及び第２所在位置以時の動作
に分けて説明する。Hereinafter, the operation at the initial location ps, the operation during movement from the initial location ps to the second location 11P1, the operation at the second location, and the operation after the second location will be explained separately.

まず、所定キーの操作によって、地図データを指定する
。この指定地図データは、１画面メモリ１４に蓄積され
ると共に、デイスプレィ装＠１５に供給されて画面に第
２図に示すように表示される。First, map data is designated by operating a predetermined key. This specified map data is stored in the one-screen memory 14, and is also supplied to the display device @15 and displayed on the screen as shown in FIG.

初期所　位置での動作 初期所在位＠Ｐｓにおいて、操作者は、東西方向指示キ
ー２０を操作してＹ軸カーソル１８を、南北方向指示キ
ー２１を操作してＸ軸力ソール１９を、それぞれ初期所
在位ｆｅ？Ｐｓ点に合わせる。このようにＸ軸カーソル
１９及びＹ軸力ソール１８の交点を、Ｐｓ位暇に合わせ
た後、座標入カキ−２２を押すことで、Ｙ軸、Ｘ軸上で
の初期所在位置の座標データ（絶対位置情報）が入力さ
れる。Initial position Operation at position At the initial position @Ps, the operator operates the east-west direction key 20 to move the Y-axis cursor 18, and operates the north-south direction key 21 to move the X-axis force sole 19 to the initial position. Location fe? Adjust to Ps point. After aligning the intersection point of the X-axis cursor 19 and the Y-axis force sole 18 with the position Ps in this way, by pressing the coordinate input key 22, the coordinate data of the initial location on the Y-axis and the X-axis ( absolute position information) is input.

ここで、移動体はＹ軸からα０だけ西に変位したｙ方向
に向いているとする。このα０角（初期位置進行方向）
は、現時点では不明である。従って、この時点では地図
上に、移動体の存在を示すカーソルが表示されるだけで
、進行方向を示す矢印３３は表示されない。Here, it is assumed that the moving object is oriented in the y direction, which is displaced westward by α0 from the Y axis. This α0 angle (initial position advancing direction)
is currently unknown. Therefore, at this point, only the cursor indicating the presence of the moving body is displayed on the map, and the arrow 33 indicating the direction of travel is not displayed.

ｐｓ−ｐ１区間の動作 第４図は第３図を更に拡大した動作説明図であり、３２
は移動体を示す。移動体３２は、道路３１に沿った所定
方位に走行し、所定時間経過後のＰ　１’地点で、シス
テム・コントローラ１６は、変位角検出器１１と走行距
離検出器１２の指示する情報Ｏｋと１を入力する。この
Ｐｓ　−Ｐｌ　’の所定ステップ時間の間にシステム・
コントローラ１６が、変化量データとして取込む変位角
情報と距離情報をそれぞれθｋｌ、ｄｊ１とすると、変
位角積算手段１６Ａは、そのままθに１を出力する。距
離積算手段１６Ｂは、スイッチＳ４を介した変位角積算
手段１６Ａからのデータθに１と、走行距離情報ｄｊ　
１を用いて、それぞれ余弦と正弦を求める演算を行う。Operation in the ps-p1 section FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation in a further enlarged version of FIG.
indicates a moving object. The moving object 32 travels in a predetermined direction along the road 31, and at point P1' after a predetermined time has elapsed, the system controller 16 detects the information Ok and the information indicated by the displacement angle detector 11 and the travel distance detector 12. Enter 1. During this predetermined step time of Ps - Pl', the system
If the displacement angle information and distance information that the controller 16 takes in as variation data are θkl and dj1, respectively, the displacement angle integrating means 16A outputs 1 to θ as is. The distance accumulating means 16B inputs 1 to the data θ from the displacement angle accumulating means 16A via the switch S4, and the mileage information dj.
1 to calculate the cosine and sine, respectively.

この演算における余弦成分はｙ軸成分となり、正弦成分
はＸ軸成分となる。この場合のＰ１’では、ｙ軸成分は
走行距離とほば一致したｄｊｌ　１で表わされるが、Ｘ
軸成分は５ｉｎｏ’＝ｏであるため、はとんどゼロとな
る。In this calculation, the cosine component becomes the y-axis component, and the sine component becomes the X-axis component. In this case, in P1', the y-axis component is expressed as djl 1, which almost matches the traveling distance, but
Since the axis component is 5ino'=o, is almost zero.

次に、Ｐ２″地点では、システム・コントローラ１６は
、θに２なる変位角情報を入力すると共に、走行距離検
出器１２から、Ｐ１′〜ｐ　ｎ間の走行距離情報ｄｊｌ
　２を入力する。θに２は変位角積算手段１６Ａによっ
てθに１と積算され、θに１＋θに２のデータとなって
出力する。距離積算手段１６Ｂは、データθに１＋θに
２と、Ｐ１’〜ｐ　１１区間での距離情報ｄｊｌ　２よ
り、上記と同様の正弦と余弦の演算を行い、それらの結
果を、それぞれ正弦成分と余弦成分に分けて積算する。Next, at point P2'', the system controller 16 inputs the displacement angle information of 2 to θ, and receives the mileage information djl between P1' and pn from the mileage detector 12.
Enter 2. 2 for θ is integrated by 1 for θ by the displacement angle integrating means 16A, and output as data of 1 for θ+2 for θ. The distance integration means 16B performs the same sine and cosine calculations as above using the data θ = 1 + θ = 2 and the distance information djl 2 in the P1' to p11 section, and converts the results into sine components and cosine components, respectively. Add up the components separately.

この場合、Ｘ軸成分は、ｄｊ　ｘ２−　ｄｊ　ｋ２−　
ｓｉｎ　　（θに１＋θに２）　　　・・・■ｙ軸成分
は、 ｄｊ　　ｙ２−　　ｄＪ　　ｋ２・ＣＯＳ　　（θｋ　
＋θに２）　　　　・・・■となる。In this case, the X-axis component is dj x2- dj k2-
sin (1 for θ + 2 for θ) ... ■The y-axis component is dj y2- dJ k2・COS (θk
+θ becomes 2)...■.

ここで、ｄｊ　ｘ２．　　ｄｊ　ｙ２は、θｋｌ、θに
２は、正負の極性を含む変化量情報として解読されるが
、この地点では変位角情報及び走行距離情報共に（＋）
情報として検出される。Here, dj x2. dj y2 is θkl, and θ and 2 are interpreted as change amount information including positive and negative polarities, but at this point, both displacement angle information and mileage information are (+)
Detected as information.

距離積算手段１６Ａは、以上のような演算を、初期所在
位置より第２所在位置まで行う。こうして、第２所在位
置において距離積算手段１６Ｂは、Ｐｓのｘ、ｙ座標軸
における座標を（０，０）点とすると、Ｘ軸成分（ｊｌ
ｘ）、ｙ軸成分（１ｙ）成る座標データを算出する。こ
れらはそれぞれ次式で表わされる。The distance integrating means 16A performs the above calculation from the initial location to the second location. In this way, at the second location, the distance integrating means 16B calculates the X-axis component (jl
x), y-axis component (1y) is calculated. These are each expressed by the following equations.

Ｋｌｌ＋ （ｋ−１，２・・・ｎ） 尚、Ｐｓ−Ｐｌを走行する間、スイッチ８２゜Ｓ３は、
それぞれａ点側に切替え接続されて、Ｘ軸成分とｙ軸成
分による現在位置の表示がなされる。Kll+ (k-1, 2...n) Furthermore, while traveling Ps-Pl, the switch 82°S3 is
Each of them is switched and connected to the point a side, and the current position is displayed using the X-axis component and the y-axis component.

第２所在位置における動作 Ｐ１１回転移動体が通過する時、座標入カキ−２２を押
すと、基準座標データレジスタ１６ＣにＰ１１回転絶対
位置情報がセットされる。このときスイッチ８２．８３
は、それぞれｂ点側に切替え接続される。これにより、
絶対位置情報による移動体３２の表示がなされる。Operation at the second location P11 rotation absolute position information is set in the reference coordinate data register 16C when the coordinate input key 22 is pressed when the P11 rotation moving body passes. At this time switch 82.83
are respectively switched and connected to the point b side. This results in
The moving body 32 is displayed using absolute position information.

さて、基準座標データレジスタ１６Ｃにセットされた絶
対位置情報は、ｐｓ位置での位置情報をそれぞれ引算す
ることで、Ｐｓ位置の座標を起点としたＰ１１回転Ｘ−
Ｙ座標軸による座標データ（ＬＸ　、　ＬＹ　）となる
。Now, by subtracting the position information at the ps position, the absolute position information set in the reference coordinate data register 16C can be calculated by subtracting the position information at the ps position.
The coordinate data (LX, LY) is based on the Y coordinate axis.

次に、Ｐ１１回転おける移動体の進行方向Ａは、Ｙ軸（
地図画像上ではＮ　１１ｍ　）からの角度（方角）θＹ
′で表現すると、初期進行方向（ｙ軸）からの積算変位
角θＶより、Ｐｓ位置での進行方向αＯを差引いたもの
である。つまり、 θＹ’＝θｙ−αＯ・・・■ の演算によって得られる。Next, the traveling direction A of the moving body at P11 rotation is the Y-axis (
Angle (direction) θY from N 11m on the map image
Expressed as ', it is obtained by subtracting the traveling direction αO at the Ps position from the cumulative displacement angle θV from the initial traveling direction (y-axis). That is, it is obtained by the calculation θY'=θy−αO...■.

ここで、αＯは、ｘ−ｙ座標軸を基準としだ座標データ
（ｆＪＸ、Ｊｌｙ）と、Ｘ−Ｙ座標軸を基準とした座標
データ（ＩＸ、ＬＹ）より、ａ　ｏ　＝　ｔａｎ　’　
（Ｌ！−）　−ｔａｎ−１（ＬＬ）　　・＠）ＬＸ　　
　　　　　ｆＪｘ の演口によって容易に求めることができる。Here, αO is ao = tan' from the coordinate data (fJX, Jly) based on the x-y coordinate axis and the coordinate data (IX, LY) based on the X-Y coordinate axis.
(L!-) -tan-1(LL) ・@)LX
It can be easily determined by the performance of fJx.

また、θｙは、変位角積算手段１６＾の出力ΣＯｋであ
る。Further, θy is the output ΣOk of the displacement angle integrating means 16^.

こうして、初期進行方向演算手段１６０は、変位角積算
手段１６ＡからのデータΣθに、距離積算手段１６Ｂか
らの座標データｊＩｘ、ｊａｙ及び基準座標データレジ
スタ１６Ｃからの座標データＬＸ、ＬＹより０式及び■
述に示す演算を行って、Ｐ１１回転おける移動体の進行
方向へを、Ｙ軸からの変位角として篩用することができ
る。In this way, the initial traveling direction calculating means 160 calculates the formula 0 and ■ from the coordinate data jIx, jay from the distance integrating means 16B and the coordinate data LX, LY from the reference coordinate data register 16C to the data Σθ from the displacement angle integrating means 16A.
By performing the calculations described above, the moving direction of the moving body at P11 rotation can be used as the displacement angle from the Y axis.

スイッチＳ１は、Ｐ１１回転おいてａ点に切替え接続さ
れているので、初期進行方向演算手段１６０からの出力
データθＹ′を、選択出力して地図データ化手段１６Ｅ
に供給する。これにより、地図データ化手段１６Ｅより
、進行方向データを１画面メモリ１４に供給することで
、進行方向Ａを示すベクトルのかたちで移動体の進行方
向を教示することになる。Since the switch S1 is switched and connected to point a after P11 rotation, the output data θY' from the initial traveling direction calculating means 160 is selectively outputted and converted into map data by the map data means 16E.
supply to. Thereby, by supplying the traveling direction data to the one-screen memory 14 from the map data converting means 16E, the traveling direction of the moving object is taught in the form of a vector indicating the traveling direction A.

第２所在位置以降′の動作 移動体がＰｌを過ぎると、スイッチＳ１はｂ点に切替え
接続され、３２．３３は再びａ点に、Ｓ４はｂ点に切替
え接続される。Operation from the second location onwards When the moving body passes Pl, the switch S1 is switched to point b, 32 and 33 are again switched to point a, and S4 is switched to point b.

スイッチＳ１がｂ点に切替え接続されると、Ｐｌを過ぎ
た最初の所定ステップ時間に検出される変位角情報Ｏｋ
が、地図データ化手段１６Ｅに入力し、地図データ化手
段１６Ｅは、上記初期進行データθＹ′に、上記変位角
情報θｋを積算して、新たな進行方向データθＹとする
。これによって、Ｐ１位置以降は、進行方向を示す矢印
３３が常時画面に表示されることになる。When switch S1 is switched to point b, displacement angle information Ok detected at the first predetermined step time after Pl
is input to the map data converting means 16E, and the map data converting means 16E integrates the displacement angle information θk with the initial traveling data θY' to obtain new traveling direction data θY. As a result, after the P1 position, the arrow 33 indicating the direction of travel is always displayed on the screen.

また、そのときのカーソル表示は、Ｓ４がｂ点に切替え
接続されることで、距離積算手段１６Ｂの行う三角関数
の演算角（■、■式参照）として、実際の進行方向デー
タθＹを用いることになるので、距離積算手段１６Ｂか
らは、Ｘ−Ｙ軸を座標軸としたＸ軸成分ＬＸ’、Ｙ軸成
分ＬＹ’　が出力される。これらの座標成分は、スイッ
チ３２　、３３を介して地図データ化手段１６Ｅに供給
されて、地図画像上に移動体の移動軌跡を示すカーソル
を表示づる。In addition, the cursor display at that time is that S4 is switched and connected to point b, so that the actual traveling direction data θY is used as the calculation angle of the trigonometric function performed by the distance integration means 16B (see formulas ■ and ■). Therefore, the distance integrating means 16B outputs an X-axis component LX' and a Y-axis component LY' with the X-Y axis as the coordinate axis. These coordinate components are supplied to the map data converting means 16E via the switches 32 and 33, and a cursor indicating the movement trajectory of the moving body is displayed on the map image.

このように、本実施例は、上記のように簡単な初期操作
で初期所在位置から第２所在位置の間に、移動体の進行
方向を示すデータを演算により求めることができる。こ
のような進行方向データは、地磁気センサー等の方位セ
ンナ−を用いるものでないので、外乱による影響を受け
ず、極めて正確な情報が得られ、第２所在位置以降、移
動体の進行方向と現在位置を正確に表示Ｊることができ
る。In this way, in this embodiment, data indicating the moving direction of the moving object can be calculated between the initial location and the second location with a simple initial operation as described above. Since this kind of heading data does not use a direction sensor such as a geomagnetic sensor, it is not affected by external disturbances and extremely accurate information can be obtained. can be displayed accurately.

尚、現在位置表示の累積誤差が大きくなった場合は、地
図データに基づいて補正するか、再度上記の初期操作を
行ってデータ修正することができる。Note that if the cumulative error in displaying the current position becomes large, it can be corrected based on the map data or the data can be corrected by performing the above initial operation again.

次に他の実施例を説明する。Next, another embodiment will be described.

第１図の実施例は、セルを切った場合は、再び上記初期
操作を行わなければならない。しかし、バッテリーバッ
クアップ形のメモリを設け、セルを切った運転終了時に
おける進行方向データθＹをそのメモリに記憶しておく
ことで、次回走行時は、上記初期操作を行わなくても、
最初からＸ−Ｙ座標軸を基準とした現在位置の表示を行
うことができる。In the embodiment shown in FIG. 1, when the cell is cut off, the above initial operation must be performed again. However, by providing a battery backup type memory and storing the traveling direction data θY at the end of driving with the cell turned off in that memory, the next time driving can be done without having to perform the above initial operation.
The current position can be displayed from the beginning with reference to the X-Y coordinate axes.

また、第１図の実施例で、Ｐ１位置において距離積算手
段１６Ｂから得られるＸ軸成分Ｎｘ、ｙ軸成分子Ｊｙは
、 Ｒ−１！ｘ２＋Ｊｌｙ２　　　　　　　　　　　・＠）
の演算を行うことで、Ｐｓ−ＰＩ間の最短距離。Further, in the embodiment shown in FIG. 1, the X-axis component Nx and the y-axis component Jy obtained from the distance integration means 16B at the P1 position are R-1! x2+Jly2 ・@)
By performing the calculation, the shortest distance between Ps and PI.

即ち直線距離が求まる。従って、この距離情報Ｒと、絶
対位置情報に基づ＜ＬＸ、ＬＹの同様の距離情報Ｒ′は
等しい。そこで、この関係を利用してｊｌｘ、、Ｇｙを
修正づることができる。これによれば、より正確な進行
方向の演算が可能となる。In other words, the straight line distance is found. Therefore, this distance information R and similar distance information R' of <LX, LY based on absolute position information are equal. Therefore, using this relationship, jlx, , Gy can be modified. According to this, more accurate calculation of the traveling direction becomes possible.

また、更に他の実施例として、Ｘ−Ｙ軸を座標軸とする
データＬＸ、ＬＹは、地図画像上のアドレス情報より作
成した距離データによって与えてもよい。この場合は、
ｐｓ、ｐ１位置が特性地点に限定されず、任意の２点間
でこの発明による演算が可能となる。In yet another embodiment, the data LX and LY whose coordinate axes are the X-Y axes may be provided by distance data created from address information on a map image. in this case,
The ps and p1 positions are not limited to characteristic points, and calculations according to the present invention can be performed between any two points.

このように、この発明によるナビゲーション装置は、極
めて簡単な操作で、正確な進行方向と現在位置情報を求
めることができる。In this manner, the navigation device according to the present invention can obtain accurate traveling direction and current position information with extremely simple operations.

また、外的要因に左右される地磁気センサー等の方位セ
ンサーを用いないので、重体の着磁等による方位センサ
ーの補正作業を行う必要が無い。Furthermore, since an orientation sensor such as a geomagnetic sensor that is influenced by external factors is not used, there is no need to correct the orientation sensor due to magnetization of a heavy object, etc.

尚、０次で求めたＲは、表示器２３に行動半径距離とし
て表示することができる。Incidentally, R obtained at the zeroth order can be displayed on the display 23 as an action radius distance.

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、初期所在位置よ
り進行方向を求めることなく、変位角の積算と、走行距
離の積算により、正確な現在位置情報と進行方向を算出
することができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, accurate current position information and traveling direction can be calculated by integrating displacement angles and traveling distances without determining the traveling direction from the initial location. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明に係るナビゲーション装置の一実施例
を示すブロック図、第２図はモニター画面によるこの発
明の詳細な説明する説明図、第３図及び第４図は第１図
の実施例の動作を説明する動作説明図、第５図は従来の
ナビゲーション装置を説明する説明図、第６図は方位セ
ンサーの構成を説明する構成図、第７図は方位センサー
の作用を説明する説明図である。 １１・・・変位角検出器、１２・・・走行距離検出器、
１３・・・地図ファイル手段、１４・・・１画面メモリ
、１５・・・デイスプレィ装置。１６・・・システム・
コントローラ、１６＾・・・変位角積算手段、１６Ｂ・
・・距離積算手段、１６Ｃ・・・基準座標データレジス
タ、１６０・・・初期進行方向データ段、１６Ｆ・・・
地図データ化手段、１７・・・キー人力手段、θｋ・・
・変位角情報、９・・・走行距離情報、１ｘ・・・Ｘ軸
成分、ρｙ・・・ｙ軸成分、ＬＸ・・・Ｘ軸成分、ＬＹ
・・・Ｙ軸成分、θＹ′・・・初期進行方向データ、θ
Ｙ・・・進行方向データ。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a navigation device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a detailed explanation of the invention using a monitor screen, and FIGS. 3 and 4 are examples of the embodiment of FIG. 1. FIG. 5 is an explanatory diagram explaining the operation of the conventional navigation device. FIG. 6 is a configuration diagram explaining the configuration of the orientation sensor. FIG. 7 is an explanatory diagram explaining the action of the orientation sensor. It is. 11... Displacement angle detector, 12... Travel distance detector,
13...Map file means, 14...1 screen memory, 15...Display device. 16...System...
Controller, 16^... Displacement angle integration means, 16B.
...Distance integration means, 16C...Reference coordinate data register, 160...Initial traveling direction data stage, 16F...
Map data conversion means, 17...key manual means, θk...
・Displacement angle information, 9... Mileage information, 1x... X-axis component, ρy... Y-axis component, LX... X-axis component, LY
...Y-axis component, θY'...Initial traveling direction data, θ
Y...Progressing direction data.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）東西南北に対応したＸ軸及びＹ軸が定められた地
図画像情報を画面に表示して移動体の位置及び進行方向
を教示するナビゲーション装置において、 移動体の走行距離及び進行方向変位角を検出する走行距
離検出手段及び変位角検出手段と、初期所在位置より所
定ステップ時間ごとに前記各検出手段からの走行距離及
び変位角情報を入力し、前記変位角情報を用いた三角関
数の演算によって前記走行距離情報を前記初期所在位置
における進行方向とこれに直角な方向の成分に分けて積
算する距離積算手段と、 前記初期所在位置及び所定距離移動後の第２所在位置に
おける前記距離積算手段の各方向成分出力と、前記地図
画像上のＸ、Ｙ軸を座標軸とした座標データに基づいて
、移動体の進行方向を求める進行方向演算手段とを具備
することを特徴とするナビゲーション装置。（２）前記
第２所在位置以降における移動体の進行方向データを記
憶するメモリを有することを特徴とする請求項（１）に
記載のナビゲーション装置。(1) In a navigation device that displays map image information on a screen with X and Y axes that correspond to north, south, east, and west to teach the position and direction of movement of a moving object, the distance traveled and the displacement angle in the direction of movement of the moving object a traveling distance detecting means and a displacement angle detecting means for detecting the distance, and inputting the traveling distance and displacement angle information from the respective detecting means at each predetermined step time from the initial location, and calculating trigonometric functions using the displacement angle information. distance accumulating means for dividing and accumulating the mileage information into components in the traveling direction at the initial location and a direction perpendicular thereto; and the distance accumulating means at the initial location and a second location after moving a predetermined distance. 1. A navigation device comprising a traveling direction calculation means for determining the traveling direction of a moving object based on the output of each direction component and coordinate data with X and Y axes on the map image as coordinate axes. (2) The navigation device according to claim (1), further comprising a memory that stores data on the moving direction of the moving object after the second location.