JPH03154819A - 車両位置検出装置 - 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〉 本発明は車両位置検出装置に関し、さらに詳細にいえば
、絶対方位センサ（例えば地磁気センサやＧＰＳ）を使
用し、この他に車両の移動方向を検出して相対方位を知
る相対方位センサ（例えば、車輪速センサ、操舵角セン
サ、または光フアイバジャイロ、振動ジャイロ、ガスレ
ートジャイロ等の角速度センサ（レートセンサ））を使
用して車両の方位を検出し、距離センサ（例えば車輪速
センサ、車速センサ）から求めた走行距離データと合わ
せて車両の現在位置を検出する車両位置検出装置に関す
るものである。

〈従来の技術〉 従来から、道路交通網の任意の箇所を走行している車両
の位置を検出する方式として、距離センサと、１つの方
位センサ（絶対方位センナまたは相対方位センサ）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
を具備し、車両の走行に伴なって生ずる距離変化量ΔＪ
１および方位θを積算しながら車両の現在位置データを
得る推測航法（Ｄｅａｄ　Ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ）が提案
されている。この方式は、八Ｊおよびθに基いて、例え
ばΔＪの東西方向成分ΔＸ（−ΔｊＸｃｏｓθ）および
南北方向成分Δｙ（−△ＪＸｓｊｎθ）を算出し、従前
の位置データ（ＰＸ’、　　Ｐｙ’）に対して上記各成
分ΔＸ、Δｙを加算することにより、現在の位置データ
（Ｐｘ、Ｐｙ）を求める方式であるが、距離センサ、お
よび方位センサが必然的に有している誤差が走行継続に
伴なって累積され、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という欠点がある。

そこで、方位センサとして、相対方位センサと、地磁気
を検出して車両の絶対方位を知る地磁気センサとの２つ
の方位センサを併用した車両位置検出装置が考えられて
いる。例えば、■特開昭６０−１２２３１１号公報に開
示される移動体方位検出装置は、通常は地磁気センサを
使用し、指定時間内の地磁気センサの変分が設定値以上
、かつ角速度センナの変分が設定値以下のとき角速度セ
ンサのデータを採用する。また、■実開昭６１−１９７
１４号公報に開示される車両用方位検出装置は、地磁気
データと操舵角データとの方位差が所定値以上のとき、
所定の係数のかかった操舵角データのみを用いるもので
ある。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記■では、地磁気□センサデータの排除時
は、角速度センサデータのみに頼って位置検出を続ける
ことになるが、地磁気センサデータの排除を長く続けて
いる間に、一定の状況では角速度センサに累積誤差が生
じ、正確な位置検出を続けることができなくなるという
問題がある。

また、上記■の場合も、地磁気センサデータの排除が長
く続き過ぎると、操舵角センサデータに誤差があれば方
位誤差の累積が起こり、位置検出誤差が大きくなるとい
う問題が生じる。

すなわち、相対方位センサデータの誤差が発生しやすい
条件下では、相対方位センサのみに頼ると誤差が累積し
てしまい、車両の位置検出精度が低下するという危険性
があ゛る。

また、上記■■いずれの場合も、・相対方位センサに固
有の誤差が生じていると、地磁気センサが正常であって
も、地磁気センサデータが排除され続けることになる。

本発明は、相対方位データとの比較の結果、データの不
一致等が発生して絶対方位センサデータを使用せず、相
対方位センサを使用している状態が一定走行距離または
走行時間以上続いたときに、絶対方位センサデータを再
度使用することができる車両位置検出装置を提供するこ
とを目的としている。

〈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両位置検出装置
は、一定走行距離または一定走行時間にわたって絶対方
位データの除外状態が続いたことを判定する第１の判定
手段と、相対方位データに誤差が生じやすい走行条件で
あることを判定する第２の判定手段と、第１の判定手段
により絶対方位データの除外状態が一定走行距離または
一定走行時間にわたって続いたことを判定し、かつ、第
２の判定手段により相対方位データに誤差が生じやすい
走行条件であることを判定した時に、当該時点における
車両の方位をリセットし、上記絶対方位データから求め
られる車両の方位に置き換える制御手段とを有するもの
である。

く作用〉 上記の構成の車両位置検出装置によれば、絶対方位デー
タの異常、または絶対方位データと相対方位データとの
不一致により、絶対方位データを使用せず相対方位デー
タのみを使用して車両の方位を求める状態が一定走行距
離または一定走行距離続いたとき、相対方位データに誤
差が生じやすい走行条件であることを判断し、誤差が生
じやすいと判断された場合に、絶対方位データを使用す
ることとする。すなわち得られていた車両方位データを
絶対方位データを用いてリセットする。

〈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２図は本発明の車両位置検出装置の一実施例を示すブ
ロック図であり、 ・左右両輪の回転数を検出する車輪速センサ１１（この
センサは、距離センサと相対方位センサとを兼ねている
）、 ・地磁気センサ１２、 ・道路地図データを格納した道路地図メモリ２、・車輪
速センサ１１、地磁気センサ１２により検出されたデー
タに基づいて車両の推定位置を算出するとともに、車両
の推定位置データをバッファメモリ３に格納するロケー
タ１、 ・当該読出した車両現在位置を地図に重ねてデイスプレ
ィ７に表示させるとともに、キーボード８とのインター
フェイスをとるナビゲーションコントローラ５ とから構成されている。

さらに詳細に説明すると、上記ロケータ１は、例えば、
車輪速センサ１１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左右車輪の回転数を得、カウ
ンタから出力されるカウントデータに対して、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データを算出すると
ともに、左右の車輪のパルス数の差に基づいて方位の相
対変化を求め、これと地磁気センサ１２の絶対方位デー
タとから車両の方位データを算出するものである。なお
、車輪速センサ１１に代えて、回転角速度を干渉光の位
相変化として読み取る光フアイバジャイロ１３、あるい
はピエゾエレクトリック素子の片持ちぼり振動技術を利
用して角速度を検出する振動ジャイロ１４等を利用する
ものであってもよい。ただし、これらの場合には、距離
センサとして別途車速センサ１５が必要である。

上記道路地図メモリ２は、所定範囲にわたる道路地図デ
ータが予め格納されているものであり、半導体メモリ、
カセットテープ、ＣＤ−ＲＯＭ。

ＩＣメモリ、ＤＡＴ等が使用可能である。

上記デイスプレィ７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位置とを表示するもので
ある。

上記ナビゲーション・コントローラ５は、図形処理プロ
セッサ、画像処理メモリ等から構成され、デイスプレィ
７上における地図の検索、縮尺切り替え、スクロール、
車両の現在位置の表示等を行わせる。

上記の構成の装置による車両位置検出手順について説明
する。車両走行中は、上記ロケータ１に取り込んだ各セ
ンサデータに基づいて車両の位置をデイスプレィ７上に
地図とともに表示しているが、その表示中も一定時間ご
との割り込みにより各センサのデータを取り込み、車両
位置を更新するようにしている。この割り込み時の車両
位置検出フローを第１図に示す。なお、この割り込みは
、車両の走行距離データを基にして求まる一定の走行距
離ごとに行ってもよい。上記一定時間または一定走行距
離（以下、「周期」という）の長さは、使用される相対
方位センサの種類や絶対方位センサの性能等により適宜
設定される。

まず、ステップ■において、上記周期における地磁気セ
ンサ１２の時系列出力データのばらつきを検出して、ス
テップ■においてしきい値を超えた回数から地磁気セン
サ１２の異常／正常をチエツクする。正常であれば、次
に、相対方位センサとの相対チエツクを行う。すなわち
、地磁気センサ１２の方位データθ８とｔ目対方位セン
サ１１゜１３または１４に基づく方位データ と比較しくステップ■、θ、−０は前周期の推定方位値
）、はぼ一致していれば（ステップ■）両方のデータに
基づき車両の方位を算出する（ステップ■）。この算出
に当たっては、両方のデータに所定の重みを付けて平均
値をとることにより行う。

さらに、カウンタにおよびカウンタＣをリセットしてお
く（ステップ■、カウンタにおよびカウンタＣはステッ
プ■以下の手順で用いる）。そして、上記の方法で求ま
った車両の方位データと、走行距離データとから車両の
現周期の推定位置を求める（ステップ■）。勿論この時
に道路地図データと比較し、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、車両の現在位置を
道路上に設定するマツプマツチング方式を採用してもよ
い（特開昭６３−１４８１１５号公報参照）。

ステップ■またはステップ■において、ＮＯの判断が出
れば、ステップ■以下の手順に入る。まず、ステップ■
では、地磁気センサ１２の方位データは使用しないこと
とし、ステップ■において上記カウンタｋを１だけイン
クリメントする。ステップ［相］では、現在、地磁気セ
ンサー２が着磁量補正中であるかどうか判定する。着磁
量補正処理は、地磁気センサー２が車体着磁の影響を受
けている場合（車体着磁の影響を受けているかどうかの
判断は、例えば地磁気センサデータの異常の発見、マツ
プマツチング処理による踏切の通過検出等に基づき行わ
れる。）、車体着磁の影響を相殺するために自動的に行
われる処理であり、その手順は、例えば特開平１−９８
９２０号公報に詳述されている。ステップ［株］におい
て着磁量補正中と判断されればステップ［株］に移り、
前周期の方位推定値θ１−１と、相対方位センサー１．
１３または１４の旋回データΔθから現在の方位を求め
る（θ、−１（−Ｊθｄｔ）。すなわち、地磁気センサ
ー２のデータを全く使用せず、相対方位センサー１．１
３または１４のデータのみに頼った方位推定を行う。

着磁量補正中でなければ、ステップ■に移り、上記カウ
ンタにの値を調べる。所定値ｋｏよりも少なければ、ス
テップ［株］に移る。つまり、カウンタｋが所定値ｋｏ
になるまでは相対方位センサ１１゜１３または１４のデ
ータのみに頼った方位推定を続ける。この所定値ｋｏは
、相対方位センサ１１゜１３または１４のデータのみに
頼った方位検出を繰り返しても誤差が大きく累積しない
ような回数に設定される。すなわち、所定値ｋｏを非常
に大きな値に設定すると、相対方位センサ１１．１３ま
たは１４のデータのみに頼った方位推定が何回も繰り返
されることになり、方位誤差が累積して車両位置検出に
悪影響を与えるので、所定値ｋ。

を適当な値に押さえることにより、方位誤差の累積の影
響が現れないようにしておくのである。

ステップ■では、相対方位データに誤差が生じやすい走
行条件（特殊走行）であるかどうか判定する。一般に相
対方位データは、相対方位センサの種類により、次のよ
うなとき誤差が生じやすいと考えられる。例えば、当該
割り込み周期において、（１）相対方位センサとして車
輪速センサ１１を用いた場合、これにより得られる走行
距離データからスリップが検出されたとき、（２相対力
位センサとして車輪速センサ１１を用いた場合、走行距
離データまたはバック信号からバック走行が検出された
とき、Ｇ）車両の方位変化が所定値以上となったとき、
（４）相対方位センサとして光フアイバジャイロを用い
た場合、電源（イグニション）オンとなったとき、■相
対方位センサとして光フアイバジャイロを用いた場合、
極低速走行が検出されたとき、■相対方位センサとして
車輪速センサ１１を用いた場合、高速道路走行が検出さ
れたとき、または、ｑ）相対方位センサとして光フアイ
バジャイロ、振動ジャイロを用いた場合、山道などの悪
路走行が検出されたとき、等である。

上記（１）〜ｑ）のいずれかが満たされた場合、ステッ
プ＠において特殊走行であるとみなし、ステップ［有］
に進む。特殊走行でなければ、ステップ［株］の手順を
実行する。なお、ステップ＠において（１）〜（７）の
全てが満たされた場合特殊走行であると判断してもよい
し、（１）〜（７）の項目うち任意のものを選択して、
当該選択された項目のみに基づいて判断し−でもよい。

ステップ■〜［有］では、地磁気センサデータの取り込
みを行う。この実施例では、取り込む地磁気センサデー
タは、直線道路を走行中のものに限るこことした。とい
うのは、直線道路を走行中の場合、地磁気センサデータ
はほぼ一定値をとるので、平均をとるという簡単な処理
で正確な地磁気センサデータを求めることができるから
である。なお、直線道路を走行中かどうかの判断は、比
較的短い期間の判断でよく、相対方位センサ１１．１３
または１４の出力データにより十分判断可能である。

現在、直線走行中でないなら、ステップ■でＣ−０とお
き、ステップ［相］の手順を実行する。直線走行中であ
れば、ステップ■においてカウンタＣを１だけインクリ
メントし、ステップ■においてカウンタＣが所定値ＣＯ
に達したかどうを調べる。

この所定値ＣＯは、直線走行が続き、地磁気センサデー
タの平均値をとるのに十分なデータ数を集めることがで
きる値に設定される。カウンタＣが所定値Ｃｏに達しな
い間は、ステップ［株］の手順を続ける。カウンタＣが
所定値Ｃｏに達すれば、ステップ＠において地磁気セン
サデータの平均をとり、ステップ＠においてこの平均値
を現在（現周期）の車両の方位と推定する。すなわち、
今まで求まっていた車両の方位をリセットし、上記磁気
センサデータの平均値で置き換える。そして、ステップ
■においてに−０，Ｃ−０とおき、ステップ■に戻り現
周期の車両の位置検出を行う。

以上、実施例に基づいて本発明の車両位置検出装置を説
明してきたが、本発明は上記実施例に限るものではない
。例えば、第１図ステップ［有］〜■においては、車両
を直線走行させ、地磁気センサデータを十分な数だけ集
めて平均をとる処理をしたが、単一の地磁気センサデー
タのみに基づいて車両の方位をリセットすることも可能
である。また、地磁気センサデータのみに基づいて車両
の方位を直ぐにリセットせず、例えばステップ■の処理
を行い、ここでの地磁気センサデータを使用する重みを
大きくして、結果的に地磁気センサデータに緩やかに近
付けることも可能である。さらに、地磁気センサデータ
を取り込むに当たって、地磁気センサデータの信頼性を
チエツクし、信頼性ありと判断された場合のみ地磁気セ
ンサデータを取り込むようにしてもよい。信頼性判断の
基準として、（１）地磁気センサ１２の着磁量補正処理
が終了したことを前提として、方位円中心から測定した
地磁気センサデータの大きさ（絶対値）のばらつきが、
正常な状態の地磁気センサの方位円の半径を基準とした
所定範囲内に収まったかどうか、（２）直線を走る場合
、地磁気センサデータのばらつきが所定範囲内に収まっ
たかどうか、（３）交差点での右左折時に、一定旋回角
度以上のカーブを走行したとき、カーブ走行前後の相対
方位センサによる角度増分と地磁気センサデータによる
角度増分とがほぼ一致したかどうか、等があげられる。

その池水発明の要旨を変更しない範囲内において、種々
の設計変更を施すことか可能である。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明の車両位置検出装置によれば、絶
対方位データの異常、または絶対方位データと相対方位
データとの不一致により、絶対方位データを使用せず相
対方位データのみを使用して車両の方位を求める状態が
一定走行距離または一定走行距離続いたとき、相対方位
データに誤差が生じやすい走行条件であるかどうか判断
し、誤差が生じやすい条件であると判断された場合に、
絶対方位データを使用することにした。したがって、相
対方位データのみを使用し続けることによる誤差の累積
を防ぐことができるので、方位検出精度が向上し、その
結果として、車両の位置検出精度を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は車両位置検出手順を示すフローチャート、 第２図は車両位置検出装置のハードウェアの一構成例を
示すブロック図である。 １・・・ロケータ、１１・・・車輪速センサ、１２・・
・地磁気センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両に距離センサ、絶対方位センサ、 および相対方位センサを取り付け、常時 は距離センサから出力される走行距離デ ータにより車両の走行距離を求めるとと もに、絶対方位データ、相対方位センサ から出力される相対方位データにより車 両の方位を求めることにより車両位置を 算出し、絶対方位データの異常、または 絶対方位データと相対方位データとの不 一致を検出すると、走行距離データによ り求めた車両の走行距離と、絶対方位デ ータを除外して相対方位データのみによ り求めた車両の方位とから車両の位置を 推測航法により算出する車両位置検出装 置において、 一定走行距離または一定走行時間にわ たって絶対方位データの除外状態が続い たことを判定する第１の判定手段と、 相対方位データに誤差が生じやすい走 行条件であることを判定する第２の判定 手段と、 第１の判定手段により絶対方位データ の除外状態が一定走行距離または一定走 行時間にわたって続いたことを判定し、 かつ、第２の判定手段により相対方位デ ータに誤差が生じやすい走行条件である ことを判定した時に、当該時点における 車両の方位をリセットし、上記絶対方位 データから求められる車両の方位に置き 換える制御手段とを有することを特徴と する車両位置検出装置。