JPH07139960A

JPH07139960A - 車両の走行経路案内装置

Info

Publication number: JPH07139960A
Application number: JP28924793A
Authority: JP
Inventors: Hajime Mikuni; 肇三国
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-11-18
Filing date: 1993-11-18
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】１個のＧＰＳ衛星からの送信信号を受信でき
れば、車両の現在地を検出して経路案内を行うことがで
きる車両の走行経路案内装置を提供する。【構成】車両の現在地を所定時間毎に演算し、その演
算した現在地を表示地図上に逐次表示して経路案内を行
う装置において、受信できる衛星が３個以上の場合に
は、通常の３次元或いは２次元測位により現在地を検出
し（Ｓ３１０〜Ｓ３５０）、受信できる衛星が３個以上
でない場合には、第３の現在地計算処理により、走行予
定経路上の隣接する変曲点を結ぶ直線区間のうち現在車
両が位置している直線区間において、１個の衛星からみ
て車両までの距離に等しい距離にある地点を演算し、こ
の地点が２つある場合には、地点選択処理により、前回
の現在地に近い方を現在地として選択する（Ｓ３７０〜
Ｓ４２０）。この結果、１個の衛星からの送信信号を受
信できれば、車両の現在地を特定できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の現在位置を検出
して走行経路の案内を行う車両の走行経路案内装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の走行案内を行うための
ナビゲーション装置としては、３個以上のＧＰＳ衛星か
ら夫々送出されている送信信号を受信して車両の現在位
置（３次元位置）を演算し、その演算した現在位置と予
め設定された走行予定経路とに基づき、車両運転者に走
行すべき経路の案内を行うものが実用化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のナビゲーション装置において車両の現在位置を演算
するためには、少なくとも３個以上のＧＰＳ衛星からの
送信信号を受信する必要がある。従って、都市部や山間
部においては、ＧＰＳ衛星からの送信信号が建物や高
架、或いは樹木や山肌等により妨害されてしまうため、
近年、ＧＰＳ衛星の数が増加したといえども、効果的な
経路案内を行えなくなるといった問題があった。

【０００４】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、１個のＧＰＳ衛星から送信されている送信信号を
受信することができさえすれば、新たに方位センサや車
速センサ等を付加することなく車両の現在位置を検出す
ることができ、車両運転者に経路案内をすることができ
る車両の走行経路案内装置を提供することを目的として
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の本発明は、図１に例示す
る如く、車両が走行すべき走行予定経路を示す経路デー
タを記憶する記憶手段と、衛星から送出された送信信号
に基づき所定時間毎に車両位置を演算する車両位置演算
手段と、該車両位置演算手段により演算された車両位置
と上記記憶手段に記憶された経路データとに基づき、車
両運転者に走行すべき経路を案内する経路案内手段と、
を備えた車両の走行経路案内装置において、上記記憶手
段が、上記走行予定経路を複数の直線区間を順次連結し
たものとみなした場合に該各直線区間の両端地点となる
変曲点を記憶すると共に、上記車両位置演算手段が、１
個の衛星から送出された送信信号に基づき所定時間毎に
該衛星から車両までの距離を演算する距離演算手段と、
該距離演算手段により上記１個の衛星から車両までの距
離が演算されると、上記記憶手段に記憶された走行予定
経路上の変曲点のうち車両が次に通過すべき変曲点と該
変曲点の直前の変曲点とを結ぶ直線区間上において、上
記１個の衛星から上記距離演算手段により演算された距
離にある地点を演算する地点演算手段と、該地点演算手
段により演算された地点に基づき現在の車両位置を設定
して、上記経路案内手段に経路案内を実行させる車両位
置設定手段と、を備えたこと、を特徴とする車両の走行
経路案内装置を要旨としている。

【０００６】また、請求項２に記載の本発明は、請求項
１に記載の車両の走行経路案内装置において、上記車両
位置設定手段が、上記地点演算手段により演算された地
点が２つある場合には、該２つの地点のうち何れか一方
を前回設定された車両位置に基づき選択して現在の車両
位置として設定し、上記地点演算手段により演算された
地点が１つの場合には、当該地点を現在の車両位置とし
て設定すること、を特徴とする車両の走行経路案内装置
を要旨としている。

【０００７】

【作用及び発明の効果】上記のように構成された請求項
１に記載の車両の走行経路案内装置においては、記憶手
段が、車両が走行すべき走行予定経路を示す経路データ
を記憶すると共に、車両位置演算手段が、衛星から送出
された送信信号に基づき所定時間毎に車両位置を演算
し、経路案内手段が、車両位置演算手段により演算され
た車両位置と記憶手段に記憶された経路データとに基づ
き、車両運転者に走行すべき経路を案内するのである
が、記憶手段は、走行予定経路を複数の直線区間を順次
連結したものとみなした場合にその各直線区間の両端地
点となる変曲点を記憶しており、車両位置演算手段は、
距離演算手段と地点演算手段と車両位置設定手段とを備
えている。

【０００８】そして、距離演算手段は、１個の衛星から
送出された送信信号に基づき所定時間毎にその衛星から
車両までの距離を演算し、距離演算手段により上記１個
の衛星から車両までの距離が演算されると、地点演算手
段が、記憶手段に記憶された走行予定経路上の変曲点の
うち車両が次に通過すべき変曲点とその変曲点の直前の
変曲点とを結ぶ直線区間上において、上記１個の衛星か
ら距離演算手段により演算された距離にある地点を演算
し、車両位置設定手段が、地点演算手段により演算され
た地点に基づき現在の車両位置を設定して、経路案内手
段に経路案内を実行させる。

【０００９】つまり、請求項１に記載の車両の走行経路
案内装置においては、１個の衛星から送出された送信信
号に基づきその衛星から車両までの距離ｒを演算し、走
行予定経路上の変曲点のうち車両が次に通過すべき変曲
点とその変曲点の直前の変曲点とを結ぶ直線区間上、即
ち、そのとき車両が位置していると想定される直線区間
上において、その１個の衛星から距離ｒにある地点を現
在の車両位置とするようにしている。

【００１０】このため、請求項１に記載の車両の走行経
路案内装置によれば、１個の衛星からの送信信号を受信
することさえできれば、車両の現在位置を検出して車両
運転者に経路案内を行うことができるようになるのであ
る。尚、上述のように、１個の衛星から距離ｒにある地
点を演算すると、２つの地点が得られる場合がある。

【００１１】そこで、請求項２に記載の車両の走行経路
案内装置においては、車両位置設定手段が、地点演算手
段により演算された地点が２つある場合には、その２つ
の地点のうち何れか一方を前回設定された車両位置に基
づき選択して現在の車両位置として設定し、地点演算手
段により演算された地点が１つの場合には、その地点を
そのまま現在の車両位置として設定して、経路案内手段
に経路案内を実行させるようにしている。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず、図２は本発明が適用された実施例の車両用ナ
ビゲーション装置全体の構成を表わす概略構成図であ
る。

【００１３】図２に示す如く、本実施例のナビゲーショ
ン装置は、システム全体の制御，車両現在地の特定，与
えられた目的地に到る経路の導出等を行うＣＰＵ１０
と、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムが予め格納さ
れたＲＯＭ１２と、ＣＰＵ１０により導出された経路計
算結果や制御プログラムに従ってＣＰＵ１０が動作して
いる際に発生する計算の途中結果等を一時格納する、記
憶手段としてのＲＡＭ１４と、道路地図を表す地図デー
タや経路案内用データが格納された外部メモリ（本実施
例では、ＩＣカード）１６から、各種データを読み出し
てＣＰＵ１０に送る外部メモリインタフェース１８と、
複数の人工衛星（ＧＰＳ衛星）からの送信電波を受信す
るＧＰＳアンテナ２０と、ＧＰＳアンテナ２０からの受
信信号に基づき車両の現在地や進行方向等を特定するた
めの情報を生成してＣＰＵ１０に送るＧＰＳ受信機２２
と、道路地図等の経路案内用画像を表示する表示部２４
と、ＣＰＵ１０にて生成された経路案内用の画像データ
を記憶する描画用メモリ２６と、描画用メモリ２６に格
納された画像データを映像信号として表示部２４に出力
することにより、表示部２４に道路地図等の経路案内用
画像を表示させる表示コントローラ（ＣＲＴＣ）２８
と、使用者により当該ナビゲーション装置の機能選択，
目的地の設定，経路案内表示切替等を行うために操作さ
れる各種キースイッチ３０と、を備えている。

【００１４】尚、外部メモリ１６に格納された経路案内
用データには、各道路の形状を直線区間を順次連結する
ことによって表現した場合にその各直線区間の両端地点
となる変曲点の緯度Ｕｘ，経度Ｕｙを表す変曲点データ
と、その高度Ｕｚを表す高度データとが含まれている。

【００１５】このように構成された本実施例の車両用ナ
ビゲーション装置では、電源が投入されると、ＣＰＵ１
０が図３に示す経路案内処理を実行する。以下、この経
路案内処理の詳細について、図３及び図４に示すフロー
チャートに沿って説明する。

【００１６】まず図３は、経路案内処理の全体を表すフ
ローチャートである。図３に示す如く、この処理が開始
されると、まずステップ（以下、単にＳと記す）１１０
にて、目的地を設定するための目的地設定処理を実行す
る。この目的地設定処理は、使用者が各種キースイッチ
３０に設けられた何れかのキーＳＷを操作することによ
り目的地が入力されるのを待ち、入力された地点の座標
データ（緯度Ｕｘ，経度Ｕｙ）をＲＡＭ１４に格納す
る、といった手順で実行される。尚、目的地の入力は、
目的地となる地点の住所や交差点名を直接入力したり、
表示部２４に任意の地図を表示させその表示地図上で目
的地を指定する、といった周知の手法により行われる。
また、ゴルフ場ガイド，ホテルガイド，遊園地ガイド，
スキー場ガイド等のデータを格納した外部メモリ（ＩＣ
カード）１６を外部メモリインタフェース１８に挿入し
て、地名索引により目的地を入力することもできる。

【００１７】このように目的地設定処理が実行される
と、続くＳ１２０では、ＧＰＳ受信機２２からの情報に
基づき、車両の現在地を３次元測位或いは２次元測位す
ることができるか否かを判定する。即ち、後述する１秒
割込処理により、４個以上のＧＰＳ衛星からの送信電波
を受信することができる場合には３次元測位が可能とな
り、３個のＧＰＳ衛星からの送信電波を受信することが
できる場合には２次元測位が可能となるため、このＳ１
２０では、送信電波を受信可能なＧＰＳ衛星の数が３個
以上であれば３次元測位或いは２次元測位することがで
きると判定するようにしている。

【００１８】このようにＳ１２０にて、３次元測位或い
は２次元測位が可能であると判定した場合には、続くＳ
１３０にて、後述する１秒割込処理により、車両の現在
地が設定されたか否かを判定し、現在地が設定されるま
でこのＳ１３０で待機する。そして、Ｓ１３０にて、現
在地が設定されたと判定されると、Ｓ１４０に進み、１
秒割込処理にて設定された現在地から、Ｓ１１０で設定
された目的地に至るまでの走行経路を設定する経路設定
処理を実行する。

【００１９】尚、この経路設定処理は、現在地から目的
地までに存在する道路を外部メモリ１６から所定条件に
基づいて（例えば、高速道路を使用せずに経路が最短と
なるように）選択すると共に、その選択した道路上の変
曲点を順次ＲＡＭ１４に格納する、といった手順で実行
される。

【００２０】ここで、一般の道路は、曲がりくねった形
状をもっているが、微小な範囲で考えると直線が連結さ
れた物と考えることができるため、例えば、図６（Ａ）
に示すような現在地Ａから目的地Ｂまでの道路の形状
は、図６（Ｂ）に示すように、×印で示す各変曲点を直
線で順次結ぶことにより表現できるのである。尚、図６
（Ｂ）において、座標（α₁，δ₁）（α₂，δ₂）・・・
（α_n-1，δ_n-1）（α_n，δ_n）は各変曲点の緯度及び経
度を表している。

【００２１】従って、このように各変曲点を直線的に連
結することにより表現された経路上の任意地点の座標
（Ｕｘ，Ｕｙ）は、下記の式（１）により表すことがで
きる。

【００２２】

【数１】

【００２３】尚、複雑な形状を有する道路に関しても、
外部メモリ１６に格納する各変曲点の間隔を小さく設定
しておくことにより、その形状を直線の集合として表現
することができる。このように現在地から目的地までの
経路が設定されると、続くＳ１５０にて、外部メモリ１
６に格納されている地図データをアクセスし、現在位置
付近の地図を表示部２４に表示する地図表示処理を実行
する。尚、この際、表示地図上に、Ｓ１４０にて設定し
た経路を、例えば、色を変えたり太さを変える等して識
別可能に表示する。そして、続くＳ１６０では、後述す
る１秒割込処理にて逐次設定される車両の現在地を表示
地図上に識別可能に表示する、経路案内手段としての現
在地表示処理を実行する。

【００２４】そして、このように表示部２４への表示が
終了すると、続くＳ１７０にて、現在地が表示地図の範
囲内にあるか否かを判定し、現在地が表示地図の範囲内
にある場合には、Ｓ１６０へ戻る。一方、現在地が表示
地図の範囲内にない場合には、Ｓ１５０に戻って、表示
部２４に表示する地図を現在地が含まれるものに変更す
る。その後は、当該装置の電源が切られるまで、Ｓ１５
０〜Ｓ１７０の処理を繰り返すこととなる。

【００２５】例えば、当該経路案内処理が開始されたと
きの最初の現在地として愛知県岡崎市福岡町が設定さ
れ、最終の目的地として愛知県下山村が設定された場合
には、図７に示すように、表示部２４には、道路地図上
に走行経路が識別可能に表示され、また、当該装置によ
り逐次検出される車両の現在地は、表示地図上で現在地
マークＣにより識別可能に表示される。

【００２６】一方、経路案内処理のＳ１２０にて、車両
の現在地を３次元測位或いは２次元測位することができ
ないと判定された場合には、Ｓ１８０に移行し、高度及
び遅延時間設定処理を実行する。この高度及び遅延時間
設定処理は、経路案内処理が開始されたときに３個以上
のＧＰＳ衛星からの送信電波を受信できない場合でも、
後述する１秒割込処理により車両の現在地が算出できる
ように、現在地の高度Ｕｚと、ＧＰＳ受信機２２が備え
た受信機時計の衛星時計に対する遅延時間△Ｔとを設定
するために実行されるものである。

【００２７】図４に示すように、この処理が開始される
と、まず、Ｓ２１０にて、最新の高度Ｕｚと遅延時間△
Ｔとが有るか否かを判定する。尚、この判定では、前
回、経路案内処理を実行した際に３次元測位或いは２次
元測位により演算された高度Ｕｚと遅延時間△ＴとがＲ
ＡＭ１４に格納されており、且つ、そのときから車両が
移動していない場合に肯定判定される。

【００２８】そして、Ｓ２１０にて、最新の高度Ｕｚと
遅延時間△Ｔとが有ると判定された場合には、Ｓ２２０
に進み、そのＵｚと△ＴとをＲＡＭ１４の所定エリアに
格納してから、当該処理を終了する。また、Ｓ２１０に
て、最新の高度Ｕｚと遅延時間△Ｔとが無いと判定され
た場合には、Ｓ２３０に移行して、高度Ｕｚと遅延時間
△Ｔとを、使用者がマニュアルで設定するモードである
か否かを判定する。そして、マニュアル設定のモードで
あると判定した場合には、続くＳ２４０にて、高度Ｕｚ
と遅延時間△Ｔとがキースイッチ３０により入力される
のを待ち、入力された値をＲＡＭ１４に格納した後、当
該処理を終了する。

【００２９】一方、Ｓ２３０にて、マニュアル設定のモ
ードでないと判定した場合には、Ｓ２５０に移行して、
現在地入力処理を実行する。この現在地入力処理は、上
述したＳ１１０の目的地入力処理と全く同様に実行さ
れ、使用者がキースイッチ３０を操作することにより経
路案内の起点となる現在地が入力されるのを待ち、その
入力された地点の座標データ（緯度Ｕｘ，経度Ｕｙ）を
ＲＡＭ１４に格納する、といった手順で実行される。そ
して、続くＳ２６０では、使用者により入力された現在
地に最も近い変曲点を外部メモリ１６から検索し、その
変曲点の高度を現在地の高度ＵｚとしてＲＡＭ１４に格
納する。尚、このＳ２６０にて、現在地に隣接する２つ
の変曲点を外部メモリ１６から検索し、その各変曲点の
高度から演算によって現在地の高度Ｕｚを求めるように
してもよい。

【００３０】このように現在地の緯度Ｕｘ，経度Ｕｙ，
高度ＵｚをＲＡＭ１４に格納した後、続くＳ２７０に
て、遅延時間△Ｔを計算するための△Ｔ計算処理を実行
する。ここで、この△Ｔ計算処理について説明する。ま
ず、何れかの（ｎ番目の）ＧＰＳ衛星からの送信電波を
受信できた場合、下記の式（２）が成立する。

【００３１】

【数２】

【００３２】ここで、ＧＰＳ衛星の位置Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚ
ｎ及びＧＰＳ衛星における電波送信時刻Ｔｔｎは、ＧＰ
Ｓ衛星の送信電波を受信することにより検出でき、電波
受信時刻Ｔｒｎは、ＧＰＳ受信機２２が備えた受信機時
計により認識される。また、光速Ｃの値は既知であり、
ＧＰＳ受信機２２の位置（現在地）Ｕｘ，Ｕｙ，Ｕｚ
は、Ｓ２５０及びＳ２６０の処理により判明している。
従って、式（２）における未知数は、受信機時計の衛星
時計に対する遅延時間△Ｔだけであるため、△Ｔ計算処
理では、式（２）に、Ｓ２５０及びＳ２６０の処理によ
って得られたＵｘ，Ｕｙ，Ｕｚの値を代入して△Ｔを算
出し、その値をＲＡＭ１４に格納する、といった手順で
実行される。

【００３３】尚、近年のＧＰＳ衛星の数からみて、少な
くとも１個のＧＰＳ衛星からの送信電波は受信できるも
のと考えられる。また、△Ｔ計算処理を実行するに当た
り、２個のＧＰＳ衛星からの送信電波を受信することが
できている場合には、上記式（２）が２通り成立するた
め、何れか一方の式により△Ｔを計算するようにしても
よいし、また、両方の式により△Ｔを計算して、両値を
比較してより妥当な方を選択するようにしてもよい。

【００３４】このような△Ｔ計算処理の実行が終了する
と、この高度及び遅延時間設定処理が終了する。そし
て、Ｓ１８０にて、このような高度及び遅延時間設定処
理の実行が終了すると、Ｓ１３０に移行して、後述する
１秒割込処理により車両の現在地が設定されるのを待
ち、現在地が設定されると上述の如くＳ１４０〜Ｓ１７
０の処理を実行する。

【００３５】次に、１秒割込処理について図５を用いて
説明する。この１秒割込処理は、上述した経路案内処理
の実行中に、車両の現在地を逐次検出するために１秒毎
に実行されるものである。この１秒割込処理が開始され
ると、まず、Ｓ３１０にて、送信電波を受信できている
ＧＰＳ衛星の数が、４個以上であるか否かを判定する。
そして、４個以上のＧＰＳ衛星からの送信電波が受信で
きていると判定した場合には、続くＳ３２０にて、第１
の現在地計算処理を実行する。

【００３６】ここで、第１の現在地計算処理について説
明する。まず、Ｓ３１０にて肯定判定された場合には、
上述した式（２）が、少なくとも１番目（ｎ＝１）から
４番目（ｎ＝４）までの４個の衛星について成立し、４
通りの式が設定できることとなる。そして、未知数は、
車両の現在地を表すＵｘ，Ｕｙ，Ｕｚと、受信機時計の
衛星時計に対する遅延時間△Ｔだけである。従って、こ
の第１の現在地計算処理では、上記４通りの式から全て
の未知数（Ｕｘ，Ｕｙ，Ｕｚ，△Ｔ）を算出するように
している。

【００３７】そして、Ｓ３２０にて第１の現在地計算処
理が終了すると、Ｓ３３０に進み、計算された△Ｔと現
在地を示すＵｘ，Ｕｙ，ＵｚとをＲＡＭ１４に格納して
から、この１秒割込処理を終了する。即ち、Ｓ３３０に
てＲＡＭ１４に計算されたＵｘ，Ｕｙ，Ｕｚが格納され
ることにより、上述した経路案内処理で使用する最新の
現在地が設定されるのである。

【００３８】一方、Ｓ３１０にて、否定判定、即ち、現
在、４個以上のＧＰＳ衛星からの送信電波を受信するこ
とができないと判定された場合には、Ｓ３４０に移行
し、今度は、送信電波を受信できるＧＰＳ衛星の数が３
個であるか否かを判定する。そして、３個のＧＰＳ衛星
からの送信電波が受信できていると判定した場合には、
Ｓ３５０に進み、第２の現在地計算処理を実行する。

【００３９】ここで、第２の現在地計算処理について説
明する。まず、この場合には、上述した式（２）が、１
番目（ｎ＝１）から３番目（ｎ＝３）までの３個の衛星
について成立し、３通りの式が設定できることとなる。
そして、未知数は、車両の現在地を表すＵｘ，Ｕｙ，Ｕ
ｚと遅延時間△Ｔであるため、この第２の現在地計算処
理は以下の（ａ）〜（ｃ）の３通りの手順で実行され
る。

【００４０】（ａ）．まず、直前（１秒前）に上述の第
１の現在地計算処理（Ｓ３２０）が実行されている場合
には、そこで算出された高度Ｕｚの値を上記３通りの式
に代入してＵｘ，Ｕｙ，△Ｔを算出する。そして、上述
したＳ２６０の場合と同様に、算出した座標Ｕｘ，Ｕｙ
の地点（即ち現在地）に最も近い変曲点を外部メモリ１
６から検索し、その変曲点の高度を改めて現在地の高度
Ｕｚとして設定する。尚、この場合にも、算出した座標
（Ｕｘ，Ｕｙ）が示す地点に隣接する２つの変曲点を外
部メモリ１６から検索し、その各変曲点の高度から演算
によって現在地の高度Ｕｚを求めるようにしてもよい。

【００４１】（ｂ）．一方、当該１秒割込処理が開始さ
れた直後に、この第２の現在地計算処理が実行された場
合には、Ｕｚの値を０にして上記３通りの式からＵｘ，
Ｕｙ，△Ｔを算出する。そして、この場合も、上記
（ａ）の場合と全く同様に、外部メモリ１６に格納され
た変曲点の高度に基づき、現在地の高度Ｕｚを改めて設
定する。

【００４２】（ｃ）．そして、上記（ａ）及び（ｂ）以
外の場合には、当該１秒割込処理の前回の実行により設
定されたＵｚの値を上記３通りの式に代入して、Ｕｘ
，Ｕｙ，△Ｔを算出し、その後、上記（ａ）及び
（ｂ）の場合と全く同様に、外部メモリ１６に格納され
た変曲点の高度に基づき現在地の高度Ｕｚを改めて設定
する。即ち、この第２の現在地計算処理では、上記３
通りの式と経路案内用データ内の高度データとから、全
ての未知数（Ｕｘ，Ｕｙ，Ｕｚ，△Ｔ）を算出するよう
にしているのである。

【００４３】尚、この第２の現在地計算処理において、
外部メモリ１６からＵｘ，Ｕｙが示す地点に最も近い変
曲点の高度Ｕｚを検索しつつ、そのＵｘ，Ｕｙ，Ｕｚの
値を上記３通りの式に代入する収束計算によって、Ｕ
ｘ，Ｕｙ，Ｕｚ，△Ｔの全てを算出するようにしてもよ
い。

【００４４】そして、Ｓ３５０にて第２の現在地計算処
理が終了すると、Ｓ３３０に移行して、計算された△Ｔ
と現在地を示すＵｘ，Ｕｙ，ＵｚとをＲＡＭ１４に格納
した後、この１秒割込処理を終了する。また、Ｓ３４０
にて、３個のＧＰＳ衛星からの送信電波を受信すること
ができないと判定された場合には、Ｓ３６０に移行し、
今度は、送信電波を受信できるＧＰＳ衛星の数が０個で
あるか否かを判定する。そして、送信電波を受信できる
ＧＰＳ衛星の数が０個であると判定された場合には、そ
のまま当該１秒割込処理を終了するが、ＧＰＳ衛星の数
が０個でないと判定された場合には、Ｓ３７０に進む。
尚、Ｓ３６０にてＧＰＳ衛星の数が０個であると判定さ
れた場合には、現在地の特定ができないため、その旨を
表示部２４に表示するようにしてもよい。

【００４５】そして、Ｓ３７０では、送信電波を受信で
きるＧＰＳ衛星の数が１個であるか否かを判定し、１個
のＧＰＳ衛星からの送信電波が受信できていると判定し
た場合には、Ｓ３８０に進んで、車両位置演算手段（距
離演算手段及び地点演算手段）としての第３の現在地計
算処理を実行する。

【００４６】ここで、第３の現在地計算処理について説
明する。まず、この場合には、上述した式（２）が、１
個（ｎ＝１）の衛星について１通りだけ設定されること
となる。そして、ｎ＝１として式（２）を変形すると下
記の式（３）のようになる。

【００４７】

【数３】

【００４８】式（３）において、△Ｔの値は、当該１秒
割込処理内の第１の現在地計算処理（Ｓ３２０）及び第
２現在地計算処理（Ｓ３５０）、或いは上述した高度及
び遅延時間設定処理（Ｓ１８０）によって既知となって
いる。そして、Ｕｚの値は、当該１秒割込処理が開始さ
れた直後にこの第３の現在地計算処理が実行された場合
には、上述した高度及び遅延時間設定処理により設定さ
れた値を使用し、そうでなければ、当該１秒割込処理の
前回の実行により設定された値を使用することができ
る。従って、式（３）における未知数はＵｘとＵｙとの
２つとなる。

【００４９】一方、それまで当該１秒割込処理或いは上
述した高度及び遅延時間設定処理で設定された車両位置
は、経路案内処理のＳ１６０により、逐次、表示部２４
に表示されているため、車両はＳ１４０にて設定された
経路上において何れかの隣接する変曲点を結んだ直線区
間上に位置していると仮定することができる。

【００５０】そこで、上述したようにＳ１４０で設定さ
れた経路上の任意地点は、式（１）の何れかにより表す
ことができ、しかも、それまで検出されていた車両位置
から、車両が、Ｓ１４０で設定された経路上において何
れの変曲点を結んだ直線区間上に位置しているかは認識
可能であるため、その直線区間を変曲点（α_m，δ_m）
から変曲点（α_m+1，δ_m+1）までの区間とすると、車
両の現在地（Ｕｘ，Ｕｙ）は下記の式（４）で表され
る。

【００５１】

【数４】

【００５２】ここで、式（３）は半径をＲとした円を表
す式であり、式（４）は直線を表す式であるため、式
（３）の円と式（４）の直線とが交わる交点座標を求め
れば、車両の現在地（Ｕｘ，Ｕｚ）を得ることができ
る。そして、この場合も、上述した第２の現在地計算処
理の場合と同様に、算出した現在地（Ｕｘ，Ｕｙ）に最
も近い変曲点を外部メモリ１６から検索し、その変曲点
の高度を改めて現在地の高度Ｕｚとして設定するか、或
いは、算出した現在地（Ｕｘ，Ｕｙ）に隣接する２つの
変曲点を検索し、その各変曲点の高度から演算によって
現在地の高度Ｕｚを設定する。

【００５３】即ち、この第３の現在地計算処理では、式
（３）及び式（４）と経路案内用データ内の高度データ
とから、（Ｕｘ，Ｕｙ，Ｕｚ）を算出するようにしてい
る。換言するならば、現在車両が位置している直線区間
上において、送信電波を受信できている１個のＧＰＳ衛
星から、その衛星と車両との距離に等しい距離にある地
点を、現在地として検出するようにしているのである。

【００５４】尚、この第３の現在地計算処理において
も、外部メモリ１６からＵｘ，Ｕｙが示す地点に最も近
い変曲点の高度Ｕｚを検索しつつ、そのＵｘ，Ｕｙ，Ｕ
ｚの値を式（３）及び式（４）に代入する収束計算によ
って、Ｕｘ，Ｕｙ，Ｕｚを算出するようにしてもよい。

【００５５】ここで、この第３の現在地計算処理におい
て、式（３）と式（４）とにより、ＵｘとＵｙとを演算
すると、各値は下記の式（５）のようになる。

【００５６】

【数５】

【００５７】式（５）からも判るように、式（３）で表
される円と式（４）で表される直線とが接する場合、即
ち、当該装置のＧＰＳアンテナ２０が９０°の仰角でＧ
ＰＳ衛星を捕らえた場合には、現在地（Ｕｘ，Ｕｙ）が
一義的に算出され、式（３）で表される円と式（４）で
表される直線とが交差する場合、即ち、ＧＰＳアンテナ
２０が９０°以下の仰角でＧＰＳ衛星を捕らえた場合に
は、現在地（Ｕｘ，Ｕｙ）が２通り算出されることとな
る。

【００５８】そこで、Ｓ３８０にて第３の現在地計算処
理を実行した後、続くＳ３９０では、算出された２つの
現在地（現在地の候補地１，２）から一方だけを選択す
る、車両位置演算手段（車両位置設定手段）としての地
点選択処理を実行する。尚、Ｓ３８０で算出された現在
地が１つの場合には、この３９０では何も処理を行わず
に、そのまま次のステップへ進む。

【００５９】ここで、Ｓ３９０で実行される地点選択処
理について、図８を用いて説明する。尚、図８は、ＧＰ
Ｓ衛星が地上約２万Ｋｍの軌道を飛行しており、車両が
89.99985676゜の仰角で衛星を捕らえた場合の位置関係
を例示している。また、この場合、上述した第３の現在
地計算処理により計算される現在地の２つの候補地１，
２間の距離は、約１００ｍ（＝２万Ｋｍ×ｃｏｓ（89.
99985676゜）×２）となる。

【００６０】まず始めに、式（３）で表される円と式
（４）で表される直線とが交差する場合には、ＧＰＳ衛
星と車両との位置関係により、車両がＧＰＳ衛星を前方
で捕らえた場合と後方で捕らえた場合との２つの場合が
考えられる。図８（Ａ）に示すように、車両がＧＰＳ衛
星を前方で捕らえた場合には、１秒前の地点（即ち、前
回の１秒割込処理により設定された現在地）よりも前方
に、今回現在地として設定する２つの候補地１，２が存
在することになる。

【００６１】ここで、１秒前の地点に近い方の候補地１
と１秒前の地点との間の距離をｄｍとすると、候補地２
の方を現在地として選択した場合には、車両が１秒間に
（１００＋ｄ）ｍだけ進行したこととなり、車両が時速
３６０Km/h以上で走行したこととなる。従って、この場
合には、１秒前の地点に近い方の候補地１を現在地とし
て選択することができる。

【００６２】次に、図８（Ｂ）に示すように、車両がＧ
ＰＳ衛星を後方で捕らえた場合には、１秒前の地点の前
後に候補地１，２が存在することになる。ここで、１秒
前の地点に近い方の候補地１と１秒前の地点との間の距
離をｄｍとすると、候補地２の方を現在地として選択し
た場合には、車両が１秒間に（１００−ｄ）ｍだけ移動
したこととなり、また、ｄは５０ｍよりも小さいため、
車両が時速１８０Km/h以上で走行したこととなる。従っ
て、この場合にも、１秒前の地点に近い方の候補地１を
現在地として選択することができる。

【００６３】つまり、Ｓ３９０にて実行される地点選択
処理では、前回設定した現在地に近い方の候補地を、今
回の現在地として選択するようにしているのである。そ
して、このような地点選択処理の実行が終了すると、Ｓ
３３０に移行して、その選択した候補地を現在地として
設定し、当該１秒割込処理を終了する。

【００６４】一方、Ｓ３７０にて、送信電波を受信でき
るＧＰＳ衛星の数が１個でない、即ち２個であると判定
された場合には、Ｓ４００に移行する。Ｓ４００では、
２個のＧＰＳ衛星について、Ｓ３８０と全く同様の第３
の現在地計算処理を実行し、続くＳ４１０にて、その２
個のＧＰＳ衛星から、実際に現在地計算のために使用す
るＧＰＳ衛星を択一的に選択する、衛星選択処理を実行
する。この衛星選択処理では、Ｓ４００における第３の
現在地計算処理で算出された候補地１，２間の距離に基
づき、換言するならば、車両からみたＧＰＳ衛星の仰角
に基づき、何れかのＧＰＳ衛星を選択するようにしてい
る。

【００６５】即ち、Ｓ４００における第３の現在地計算
処理にて現在地の候補地が２つ算出された場合に、両地
点があまりにも接近していると、何れの候補地を選択す
べきかの判断が難しくなるため、この衛星選択処理で
は、２つの候補地間の距離が１００ｍよりも小さくなる
ＧＰＳ衛星、即ち、車両からみた仰角が、89. 99985676
°よりも大きく９０゜よりも小さいＧＰＳ衛星は、現在
地の計算に使用するものから除外するようにしているの
である。従って、除外されたＧＰＳ衛星からの送信信号
に基づきＳ４００で計算された現在地の候補地は、この
段階で排除されることとなる。尚、ＧＰＳ衛星を選択す
るための基準となる仰角範囲は、車両の最高速度や各演
算精度等によって適宜設定することができる。

【００６６】そして、続くＳ４２０では、Ｓ３９０と全
く同様の地点選択処理を実行する。即ち、Ｓ４１０で選
択されたＧＰＳ衛星からの送信信号に基づいて算出され
た現在地の候補地のうち、前回設定した現在地に近い方
の候補地が、今回の現在地として選択されることとな
る。

【００６７】そして、Ｓ４２０の処理が終了すると、Ｓ
３３０に移行して、その選択した候補地を現在地として
設定し、当該１秒割込処理を終了する。以上詳述したよ
うに、本実施例の車両用ナビゲーション装置において
は、１秒割込処理により車両の現在地を１秒毎に演算
し、その演算した現在地を、経路案内処理により表示部
２４に逐次表示して、使用者に走行経路の案内を行うよ
うにしている。

【００６８】そして、１秒割込処理では、３個以上のＧ
ＰＳ衛星からの送信電波を受信することができる場合に
は、車両の現在地を、第１或いは第２の現在地計算処理
（３次元測位或いは２次元測位）によって演算し（Ｓ３
１０〜Ｓ３５０）、３個以上のＧＰＳ衛星からの送信電
波を受信することができない場合には、第３の現在地計
算処理により、式（３）及び式（４）に基づき、走行予
定経路上の現在車両が位置している直線区間において、
ＧＰＳ衛星からみて車両までの距離に等しい距離にある
地点を、車両の現在地として設定するようにしている
（Ｓ３７０〜Ｓ４２０，Ｓ３３０）。

【００６９】また、本実施例のナビゲーション装置にお
いては、当該装置に電源が投入されてから一度も３個以
上のＧＰＳ衛星からの送信電波を受信できない場合で
も、経路案内処理内の高度及び遅延時間設定処理（Ｓ１
８０）により、受信機時計の衛星時計に対する遅延時間
△Ｔを設定して、１秒割込処理内の第３の現在地計算処
理（Ｓ３８０，Ｓ４００）にて車両の現在地が演算でき
るようにしている。

【００７０】このように、本実施例の車両用ナビゲーシ
ョン装置によれば、３個以上のＧＰＳ衛星からの送信電
波を受信するこができない場合でも、車両の現在地を検
出することができる。従って、本実施例の車両用ナビゲ
ーション装置によれば、ＧＰＳ衛星からの送信電波が妨
害されやすい都市部や山間部においても、常に、使用者
に対して走行すべき経路の案内を行うことができるよう
になるのである。

【００７１】尚、本実施例の１秒割込処理では、Ｓ３８
０，Ｓ４００の第３の現在地計算処理により現在地とし
て２つの候補地が算出された場合には、Ｓ３９０，Ｓ４
２０の地点選択処理により、その２つの候補地のうち前
回の現在地に近い方を今回の現在地として選択するよう
にしたが、車速を常に検出しておき、前回の現在地と車
速とを考慮して２つの候補地の中から何れかを今回の現
在地として選択するようにしてもよい。そしてこの場合
には、より正確に現在地の選択ができるようになる。

【００７２】また、本実施例においては、外部メモリ１
６内に格納されている地図データにより表示部２４に道
路地図を表示するようにしたが、経路案内処理内の経路
設定処理（Ｓ１４０）によりＲＡＭ１４に格納された変
曲点を順次連結した線状の画像のみを、表示部２４に表
示させてもよい。そしてこの場合には、外部メモリ１６
内に格納しておく地図データの容量を減少させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を例示するブロック図である。

【図２】実施例のナビゲーション装置全体の構成を表わ
す概略構成図である。

【図３】実施例のナビゲーション装置において実行され
る経路案内処理を表わすフローチャートである。

【図４】経路案内処理内で実行される高度及び遅延時間
設定処理を表わすフローチャートである。

【図５】実施例のナビゲーション装置において実行され
る１秒割込処理を表わすフローチャートである。

【図６】経路案内処理内で実行される経路設定処理を説
明する説明図である。

【図７】実施例のナビゲーション装置における表示画像
の一例を表わす説明図である。

【図８】１秒割込処理内で実行される地点選択処理を説
明する説明図である。

【符号の説明】

１０…ＣＰＵ１２…ＲＯＭ１４…ＲＡＭ
１６…外部メモリ１８…外部メモリインタフェース２０…ＧＰＳアンテ
ナ２２…ＧＰＳ受信機２４…表示部２６…描画用メモリ２８…表示コントロ
ーラ（ＣＲＴＣ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両が走行すべき走行予定経路を示す経
路データを記憶する記憶手段と、衛星から送出された送信信号に基づき所定時間毎に車両
位置を演算する車両位置演算手段と、該車両位置演算手段により演算された車両位置と上記記
憶手段に記憶された経路データとに基づき、車両運転者
に走行すべき経路を案内する経路案内手段と、を備えた車両の走行経路案内装置において、上記記憶手段が、上記走行予定経路を複数の直線区間を
順次連結したものとみなした場合に該各直線区間の両端
地点となる変曲点を記憶すると共に、上記車両位置演算手段が、１個の衛星から送出された送信信号に基づき所定時間毎
に該衛星から車両までの距離を演算する距離演算手段
と、該距離演算手段により上記１個の衛星から車両までの距
離が演算されると、上記記憶手段に記憶された走行予定
経路上の変曲点のうち車両が次に通過すべき変曲点と該
変曲点の直前の変曲点とを結ぶ直線区間上において、上
記１個の衛星から上記距離演算手段により演算された距
離にある地点を演算する地点演算手段と、該地点演算手段により演算された地点に基づき現在の車
両位置を設定して、上記経路案内手段に経路案内を実行
させる車両位置設定手段と、を備えたこと、を特徴とする車両の走行経路案内装置。
【請求項２】請求項１に記載の車両の走行経路案内装
置において、上記車両位置設定手段が、上記地点演算手段により演算
された地点が２つある場合には、該２つの地点のうち何
れか一方を前回設定された車両位置に基づき選択して現
在の車両位置として設定し、上記地点演算手段により演
算された地点が１つの場合には、当該地点を現在の車両
位置として設定すること、を特徴とする車両の走行経路案内装置。