JPH09280877A - 車載用ナビゲーション装置 - Google Patents

車載用ナビゲーション装置

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JPH09280877A
JPH09280877A JP9695796A JP9695796A JPH09280877A JP H09280877 A JPH09280877 A JP H09280877A JP 9695796 A JP9695796 A JP 9695796A JP 9695796 A JP9695796 A JP 9695796A JP H09280877 A JPH09280877 A JP H09280877A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 地図データを介することなく、ＧＰＳ受信機
及び自立航法システムの各センサからの信号を用いて、
常に移動体の位置を高精度に推定し、マップマッチング
とＧＰＳとの短所を補うことにより、間違えた道にマッ
チングした場合でも正しい位置にできるだけ早く戻し、
道路以外の場所を走行した場合でも高い位置精度及び方
位精度を得る車載用ナビゲーション装置を提供する。 【解決手段】 進行方位算出手段１が相対方位を算出す
ると、絶対方位算出手段４は相対方位とＧＰＳ受信機３
が出力したＧＰＳ方位とを用いて絶対方位に変換し、ベ
クトル算出手段５は絶対方位と走行距離算出手段２が算
出した走行距離とを用いて走行ベクトルに変換し、絶対
位置算出手段６はベクトル算出手段５の出力した走行ベ
クトルを積算して絶対位置を求める。又、ＧＰＳ受信機
３がＧＰＳ位置を出力すると、絶対位置算出手段６はＧ
ＰＳ位置を用いて絶対位置を初期化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の移動体
の走行位置を検出して表示する車載用ナビゲーション装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＧＰＳ受信機による位置検出方法
と、自立航法装置の方位センサ，車速センサ等から得た
データに基づいて算出したベクトルを道路データに照合
する位置検出方法(マップマッチング方式)とを必要に応
じて組み合わせて現在位置を算出するナビゲーション装
置として、特開平４−121618号公報に示されるようなも
のが知られている。
【０００３】図７は従来のナビゲーション装置の構成を
示すもので、71はＧＰＳ衛星と自動車等の移動体との間
の距離及び距離変化率から移動体の位置情報と速度ベク
トル情報とを算出するＧＰＳ受信装置、72は移動体の速
度及び距離を測定する車輪速センサ、73は移動体の車輪
の回転角度を測定する舵角センサ、74はジャイロで、こ
の舵角センサ73及びジャイロ74は移動体が回転した角度
を測定する。75は移動体の向いている方位を測定する地
磁気センサであり、これ等の車輪速センサ72，舵角セン
サ73，ジャイロ74及び地磁気センサ75は自立航法システ
ムのセンサとして機能する。
【０００４】76は速度検出手段及び方位検出手段の出力
と速度ベクトルとから正しい検出手段或いは出力を選ぶ
ナビゲーション演算部、77は道路地図等の諸情報を記憶
する地図メモリ、78は地図メモリ77から読み出した地図
を表示すると共に、その地図上に現在位置を示すマーク
を表示したり、その他の情報を表示するディスプレイで
ある。
【０００５】このように構成された従来のナビゲーショ
ン装置の動作について、図８のフローチャートを参照し
ながら説明する。
【０００６】先ず、３個以上のＧＰＳ衛星が可視範囲に
あって、ＧＰＳ受信装置71による測位が可能か否かを調
べる。
【０００７】ＧＰＳ受信装置71による測位が可能なとき
(Ｓ２)は、ＧＰＳ受信装置71と自立航法システムの各セ
ンサとからデータを取り込む(Ｓ３)。そして、何れか一
方の測定値が直前の測定値と比較して、システムで定め
られた一定値を越えて変化しているか否かでデータの使
用可否を判断する(Ｓ４，Ｓ５)。
【０００８】両測定値ともシステムで決められている一
定値以内であれば、両者の平均を計算するか、何れか一
方の測定値を選択するかしてナビゲーションを行う(Ｓ
６)。両測定値の何れかがシステムで決められている一
定値を越えて変化していれば、その測定値を偽と判定し
て、もう一方のデータを使用してナビゲーションを行う
(Ｓ10，Ｓ12)。
【０００９】又、ＧＰＳ受信装置71による測位が不可能
な(Ｓ２)ときは、自立航法システムのセンサよりデータ
を取り込んだ(Ｓ11)上、得られた距離情報，回転角度情
報及び方位情報を出力する(Ｓ12)。
【００１０】そこで、このようにして得た何れか１つの
データに基づいて自車位置を演算，決定した(Ｓ７)上、
この演算結果にマップマッチングを適用する(Ｓ８)こと
によって、自車位置を更に精度よく決定することができ
る(Ｓ９)。
【００１１】このように、ＧＰＳ受信装置71から出力さ
れる速度ベクトル情報と、自立航法システムのセンサか
ら出力される速度情報及び方位情報とを併用して、ナビ
ゲーションを行うことにより、精度の高い測位を行うこ
とができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のナビ
ゲーション装置には、位置演算処理を常時行えるのは１
系統しかないため、マッチング位置を常時監視して自車
位置を頻繁に修正するような処理はできないという問題
点があった。
【００１３】そこで、マップマッチングによる自車位置
の算出に加えて、地図データを介することなく、ＧＰＳ
受信装置及び自立航法システムの各センサからの信号を
用いて、自車位置を常時高精度に推定できる手段が要求
されていた。
【００１４】本発明は、このような問題点及び要求を解
決するためになされたもので、道路依存性の高いマップ
マッチングと連続性の低いＧＰＳ受信装置との両者の短
所を補って、間違った道路にマッチングした場合でも正
しい位置に速やかに戻るようにすると共に、道路以外の
場所を走行した場合でも、高い位置精度及び方位精度を
確保する車載用ナビゲーション装置を提供するものであ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、光ファイバジ
ャイロ，圧電振動ジャイロ，半導体ジャイロ等のジャイ
ロから自動車等の移動体の相対方位を算出する進行方位
算出手段と、車輪の回転から得られるパルス信号等を用
いて移動体の走行距離を算出する走行距離算出手段と、
算出した相対方位とＧＰＳ受信機から得たＧＰＳ方位を
用いて絶対方位を算出する絶対方位算出手段、算出した
絶対方位と走行距離算出手段が算出した走行距離を用い
て走行ベクトルを算出するベクトル算出手段と、走行ベ
クトルを積算することによって絶対位置を算出し、ＧＰ
Ｓ受信機からＧＰＳ位置を得たときには、そのＧＰＳ位
置を用いて絶対位置を初期化する絶対位置算出手段とで
構成することにより、高い位置精度を維持することがで
きる。
【００１６】
【発明の実施の形態】特許請求の範囲の請求項１記載の
発明によれば、光ファイバジャイロ，圧電振動ジャイ
ロ，半導体ジャイロ等のジャイロから自動車等の移動体
の相対方位を算出する進行方位算出手段と、車輪の回転
から得られるパルス信号等を用いて移動体の走行距離を
算出する走行距離算出手段と、進行方位算出手段で算出
した相対方位とＧＰＳ受信機から出力されたＧＰＳ方位
とを用いて絶対方位を算出する絶対方位算出手段と、絶
対方位算出手段で算出した絶対方位と走行距離算出手段
で算出した走行距離とを用いて走行ベクトルを算出する
ベクトル算出手段と、ベクトル算出手段で算出した走行
ベクトルを積算することによって絶対位置を算出し、Ｇ
ＰＳ受信機からＧＰＳ位置を得たときには、そのＧＰＳ
位置を用いて絶対位置を初期化する絶対位置算出手段と
で構成することによって、ＧＰＳ受信機が受信，非受信
に関わらず連続的に、且つ、マッチングする地図データ
の有無に関わらず高精度に、自立航法システムのセンサ
のみで移動体の位置を算出できる。
【００１７】又、特許請求の範囲の請求項２記載の発明
によれば、新しくＧＰＳ位置が得られるときに、そのＧ
ＰＳ位置とそのときの絶対位置との２点の中点を新しい
絶対位置とする絶対位置算出手段により、簡易的で且つ
信頼性の高い絶対位置の更新ができる。
【００１８】更に、特許請求の範囲の請求項３記載の発
明によれば、進行方位算出手段で算出した相対方位の精
度及び走行距離の精度を算出した上、その相対方位の精
度，走行距離の精度及びＧＰＳ位置の誤差値から絶対位
置を算出すると共に、その絶対位置の精度を推定する機
能を備えることにより、絶対位置の精度を定量的に把握
できる。
【００１９】更に、特許請求の範囲の請求項４記載の発
明によれば、請求項３に記載のシステムで算出された絶
対位置の精度とＧＰＳ位置の精度との比から、絶対位置
とＧＰＳ位置を内分する位置を算出して、絶対位置を更
新する機能を備えることにより、ＧＰＳ位置と絶対位置
とを平均化して中点を求める方法と比較して、絶対位置
の算出が更に高精度にできる。
【００２０】更に、特許請求の範囲の請求項５記載の発
明によれば、絶対位置の精度とＧＰＳ位置の精度との比
から、絶対位置の精度とＧＰＳ位置の精度とを内分し
て、絶対位置の精度を更新する機能を備えることによ
り、絶対位置の算出が更に高精度にできる。
【００２１】更に、特許請求の範囲の請求項６記載の発
明によれば、地図情報を介して現在位置を算出するマッ
プマッチング手段と、このマップマッチング手段が算出
する移動体の位置と絶対位置とが絶対位置の精度以上離
れているときには、絶対位置を移動体の位置に修正する
位置選択手段とを備えることにより、マップマッチング
手段が道路の選択を誤ったときでも、常時絶対位置及び
その精度が算出されているため、ＧＰＳ位置の測位，非
測位に関わらず、絶対位置の修正が本当に必要なときだ
け修正できる。
【００２２】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。
【００２３】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施の形態における絶対位置算出手段の構成を示すもの
で、１は進行方位算出手段で、回転角速度或いは相対角
度が算出できる光ファイバジャイロ，圧電振動ジャイ
ロ，半導体ジャイロ等のジャイロと、ジャイロからの信
号をアナログ的或いはデジタル的に積分する手段とから
なり、相対方位を算出する。
【００２４】２は走行距離算出手段で、車輪の回転によ
って得られた速度パルス信号に距離換算係数を乗じたも
のや、加速度センサの出力に補正を行いながら２重積分
したものを用いて、移動体の走行距離を算出する。
【００２５】３はＧＰＳ受信機で、ＧＰＳ衛星(図示し
ない)の位置情報及び軌道情報から受信機及びアンテナ
を装備した自動車等の移動体の地球上の位置(緯度及び
経度)，移動体の移動速度及び移動方位(以下「ＧＰＳ方
位」という)を出力する。
【００２６】４は絶対方位算出手段で、進行方位算出手
段１で算出した相対方位はジャイロ出力の積分値である
ため、次元は正しくても、真の走行方位に対してオフセ
ットを持ったりするので、進行方位算出手段１が算出し
た相対方位とＧＰＳ受信機３が出力したＧＰＳ方位とを
比較して方位修正値を算出した上、その方位修正値を相
対方位に加えて絶対方位を算出する。
【００２７】５はベクトル算出手段で、走行距離算出手
段２が算出した走行距離と絶対方位算出手段４が算出し
た絶対方位とから、走行距離を長さ，絶対方位を向きと
する走行ベクトルを一定走行時間或いは一定距離毎に算
出する。
【００２８】６は絶対位置算出手段で、システムで定め
られた初期位置21(図２参照)の緯度及び経度に、ベクト
ル算出手段５で一定走行時間或いは一定距離毎に算出さ
れる走行ベクトルを直交座標成分に分解した差分緯度及
び差分経度を逐次加算して、絶対位置を算出，更新す
る。
【００２９】このように構成された第１の実施の形態に
おける絶対位置算出手段の絶対位置算出処理の概念を図
２に示すもので、絶対位置算出手段６において算出され
た初期位置21からの走行ベクトルの積算軌跡、即ち絶対
位置の軌跡が軌跡22のようになっていたとする。
【００３０】ところが、絶対位置が位置23に達したとき
に、ＧＰＳ受信機３によって新たに測位して得たＧＰＳ
位置が位置24であった場合には、絶対位置算出手段６は
ＧＰＳ受信機３によって得たＧＰＳ位置、即ち位置24を
新たな初期位置に変更する初期化処理を行った上、新た
な初期位置24からの走行ベクトルの積算を続行するの
で、その後の絶対位置の軌跡は初期位置を位置24とした
軌跡25のようになる。
【００３１】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態の絶対位置算出手段の構成は、図１に示した本発明の
第１の実施の形態の構成と同様で、１は進行方位算出手
段で、回転角速度或いは相対角度が算出できる光ファイ
バジャイロ，圧電振動ジャイロ，半導体ジャイロ等のジ
ャイロと、ジャイロからの信号をアナログ的或いはデジ
タル的に積分する手段とからなり、相対方位を算出す
る。
【００３２】２は走行距離算出手段で、車輪の回転によ
って得られた速度パルス信号に距離換算係数を乗じたも
のや、加速度センサの出力に補正を行いながら２重積分
したものを用いて、移動体の走行距離を算出する。
【００３３】３はＧＰＳ受信機で、ＧＰＳ衛星(図示し
ない)の位置情報及び軌道情報から受信機及びアンテナ
を装備した自動車等の移動体の地球上の位置(緯度及び
経度)，移動体の移動速度及び移動方位(以下「ＧＰＳ方
位」という)を出力する。
【００３４】４は絶対方位算出手段で、進行方位算出手
段１が算出した相対方位とＧＰＳ受信機３が出力したＧ
ＰＳ方位とを比較して方位修正値を算出した上、その方
位修正値を相対方位に加えて絶対方位を算出する。
【００３５】５はベクトル算出手段で、走行距離算出手
段２が算出した走行距離と絶対方位算出手段４が算出し
た絶対方位とから、走行距離を長さ，絶対方位を向きと
する走行ベクトルを一定走行時間或いは一定距離毎に算
出する。
【００３６】６は絶対位置算出手段で、システムで定め
られた初期位置31(図３参照)の緯度及び経度に、ベクト
ル算出手段５で一定走行時間或いは一定距離毎に算出さ
れる走行ベクトルを直交座標成分に分解した差分緯度及
び差分経度を逐次加算して、絶対位置を算出，更新す
る。
【００３７】このように構成された第２の実施の形態に
おける絶対位置算出手段の絶対位置算出処理の概念を図
３に示すもので、絶対位置算出手段６において算出され
た初期位置31からの走行ベクトルの積算軌跡、即ち絶対
位置の軌跡が軌跡32のようになっていたとする。
【００３８】ところが、絶対位置が位置33に達したとき
に、ＧＰＳ受信機３によって新たに測位して得たＧＰＳ
位置が位置34であった場合には、絶対位置算出手段６は
ＧＰＳ受信機３によって得たＧＰＳ位置、即ち絶対位置
33と位置34との中点の位置35を新たな初期位置に変更す
る初期化処理を行った上、新たな初期位置35からの走行
ベクトルの積算を続行するので、その後の絶対位置の軌
跡は初期位置を位置35とした軌跡36のようになる。
【００３９】（実施の形態３）図４は本発明の第３の実
施の形態における絶対位置算出手段の構成を示すもの
で、１は進行方位算出手段で、回転角速度或いは相対角
度が算出できる光ファイバジャイロ，圧電振動ジャイ
ロ，半導体ジャイロ等のジャイロと、ジャイロからの信
号をアナログ的或いはデジタル的に積分する手段とから
なり、相対方位を算出する。
【００４０】３はＧＰＳ受信機で、ＧＰＳ衛星(図示し
ない)の位置情報及び軌道情報から受信機及びアンテナ
を装備した自動車等の移動体の地球上の位置(緯度及び
経度)，移動体の移動速度及び移動方位(以下「ＧＰＳ方
位」という)を出力する。
【００４１】７は走行距離算出手段で、車輪の回転によ
って得られた速度パルス信号に距離換算係数を乗じたも
のや、加速度センサの出力に補正を行いながら２重積分
したものを用いて、移動体の走行距離と、その精度を表
す距離誤差値とを同時に算出する。この距離誤差値は、
例えばＧＰＳを用いて距離換算係数を算出する場合に
は、距離換算係数自体の百分率精度に走行距離を乗じた
ものを用いる。
【００４２】８は絶対方位算出手段で、進行方位算出手
段１が算出した相対方位とＧＰＳ受信機３が出力したＧ
ＰＳ方位とを比較して方位修正値を算出した上、その方
位修正値を相対方位に加えることによって、絶対方位
と、その精度を表す方位誤差値とを同時に算出する。こ
の方位誤差値は、相対方位の誤差値であるためＧＰＳ方
位の精度に依存するが、このＧＰＳ方位の精度は移動速
度に依存する。そこで、方位誤差値は、移動速度を算出
した上、その移動速度から推定する。
【００４３】９はベクトル算出手段で、走行距離算出手
段７が算出した走行距離と絶対方位算出手段８が算出し
た絶対方位とから、走行距離を長さ，絶対方位を向きと
する走行ベクトルと、その精度を表すベクトル誤差値と
を一定走行時間或いは一定距離毎に同時に算出する。こ
の計算を行う場合、距離誤差値及び方位誤差値の発生は
独立であるので、方位誤差の正弦値或いは正接値をとっ
て、その値をベクトル長に乗じることにより、方位誤差
に起因するベクトル誤差を求めた上、方位誤差に起因す
るベクトル誤差値と距離誤差値との単純和や、自乗和の
平方根等を計算し、ベクトル誤差値として出力する。
【００４４】10は絶対位置算出手段で、第１或いは第２
の実施の形態の絶対位置算出手段６のように絶対位置を
算出，更新すると共に、ベクトル算出手段９が算出した
ベクトル誤差値を位置誤差値に積算していく。この位置
誤差値は、新たにＧＰＳを受信したときに、その精度指
標である誤差長軸値に初期化される。
【００４５】このようにして、絶対位置の精度を表す絶
対位置誤差値を算出する。
【００４６】（実施の形態４）本発明の第４の実施の形
態の絶対位置算出手段の構成は、図４に示した本発明の
第３の実施の形態の構成と同様で、１は進行方位算出手
段で、回転角速度或いは相対角度が算出できる光ファイ
バジャイロ，圧電振動ジャイロ，半導体ジャイロ等のジ
ャイロと、ジャイロからの信号をアナログ的或いはデジ
タル的に積分する手段とからなり、相対方位を算出す
る。
【００４７】３はＧＰＳ受信機で、ＧＰＳ衛星(図示し
ない)の位置情報及び軌道情報から受信機及びアンテナ
を装備した自動車等の移動体の地球上の位置(緯度及び
経度)，移動体の移動速度及び移動方位(以下「ＧＰＳ方
位」という)を出力する。
【００４８】７は走行距離算出手段で、車輪の回転によ
って得られた速度パルス信号に距離換算係数を乗じたも
のや、加速度センサの出力に補正を行いながら２重積分
したものを用いて、移動体の走行距離と、その精度を表
す距離誤差値とを同時に算出する。この距離誤差値は、
例えばＧＰＳを用いて距離換算係数を算出する場合に
は、距離換算係数自体の百分率精度に走行距離を乗じた
ものを用いる。
【００４９】８は絶対方位算出手段で、進行方位算出手
段１が算出した相対方位とＧＰＳ受信機３が出力したＧ
ＰＳ方位とを比較して方位修正値を算出した上、その方
位修正値を相対方位に加えることによって、絶対方位
と、その精度を表す方位誤差値とを同時に算出する。こ
の方位誤差値は、相対方位の誤差値であるためＧＰＳ方
位の精度に依存するが、このＧＰＳ方位の精度は移動速
度に依存する。そこで、方位誤差値は、移動速度を算出
した上、その移動速度から推定する。
【００５０】９はベクトル算出手段で、走行距離算出手
段７が算出した走行距離と絶対方位算出手段８が算出し
た絶対方位とから、走行距離を長さ，絶対方位を向きと
する走行ベクトルと、その精度を表すベクトル誤差値と
を一定走行時間或いは一定距離毎に同時に算出する。こ
の計算を行う場合、距離誤差値及び方位誤差値の発生は
独立であるので、方位誤差の正弦値或いは正接値をとっ
て、その値をベクトル長に乗じることにより、方位誤差
に起因するベクトル誤差を求めた上、方位誤差に起因す
るベクトル誤差値と距離誤差値との単純和や、自乗和の
平方根等を計算し、ベクトル誤差値として出力する。
【００５１】10は絶対位置算出手段で、第１或いは第２
の実施の形態の絶対位置算出手段６のように絶対位置を
算出，更新すると共に、ベクトル算出手段９が算出した
ベクトル誤差値を位置誤差値に積算していく。この位置
誤差値は、新たにＧＰＳを受信したときに、その精度指
標である誤差長軸値に初期化される。
【００５２】このように構成された第４の実施の形態に
おける絶対位置算出手段の絶対位置算出処理の概念を図
５に示すもので、例えば、新たに測位されたＧＰＳ位置
52の位置精度を示す誤差長軸値が100ｍで、その時点で
求められている絶対位置51のもつ絶対位置誤差値が200
ｍであるとすれば、絶対位置は位置51と位置52とを２：
１に内分する位置53となる。その後、新たにＧＰＳ位置
データが得られるまでは、絶対位置の軌跡は走行ベクト
ルの積分によって初期位置を位置53とした軌跡54のよう
になる。
【００５３】（実施の形態５）本発明の第５の実施の形
態の絶対位置算出手段の構成は、図４に示した本発明の
第３の実施の形態の構成と同様で、１は進行方位算出手
段で、回転角速度或いは相対角度が算出できる光ファイ
バジャイロ，圧電振動ジャイロ，半導体ジャイロ等のジ
ャイロと、ジャイロからの信号をアナログ的或いはデジ
タル的に積分する手段とからなり、相対方位を算出す
る。
【００５４】３はＧＰＳ受信機で、ＧＰＳ衛星(図示し
ない)の位置情報及び軌道情報から受信機及びアンテナ
を装備した自動車等の移動体の地球上の位置(緯度及び
経度)，移動体の移動速度及び移動方位(以下「ＧＰＳ方
位」という)を出力する。
【００５５】７は走行距離算出手段で、車輪の回転によ
って得られた速度パルス信号に距離換算係数を乗じたも
のや、加速度センサの出力に補正を行いながら２重積分
したものを用いて、移動体の走行距離と、その精度を表
す距離誤差値とを同時に算出する。この距離誤差値は、
例えばＧＰＳを用いて距離換算係数を算出する場合に
は、距離換算係数自体の百分率精度に走行距離を乗じた
ものを用いる。
【００５６】８は絶対方位算出手段で、進行方位算出手
段１が算出した相対方位とＧＰＳ受信機３が出力したＧ
ＰＳ方位とを比較して方位修正値を算出した上、その方
位修正値を相対方位に加えることによって、絶対方位
と、その精度を表す方位誤差値とを同時に算出する。こ
の方位誤差値は、相対方位の誤差値であるためＧＰＳ方
位の精度に依存するが、このＧＰＳ方位の精度は移動速
度に依存する。そこで、方位誤差値は、移動速度を算出
した上、その移動速度から推定する。
【００５７】９はベクトル算出手段で、走行距離算出手
段７が算出した走行距離と絶対方位算出手段８が算出し
た絶対方位とから、走行距離を長さ，絶対方位を向きと
する走行ベクトルと、その精度を表すベクトル誤差値と
を一定走行時間或いは一定距離毎に同時に算出する。こ
の計算を行う場合、距離誤差値及び方位誤差値の発生は
独立であるので、方位誤差の正弦値或いは正接値をとっ
て、その値をベクトル長に乗じることにより、方位誤差
に起因するベクトル誤差を求めた上、方位誤差に起因す
るベクトル誤差値と距離誤差値との単純和や、自乗和の
平方根等を計算し、ベクトル誤差値として出力する。
【００５８】10は絶対位置算出手段で、第１或いは第２
の実施の形態の絶対位置算出手段６のように絶対位置を
算出，更新すると共に、ベクトル算出手段９が算出した
ベクトル誤差値を位置誤差値に積算していく。
【００５９】このように構成された第５の実施の形態に
おける絶対位置算出手段の絶対位置算出処理の概念を図
５に示すもので、例えば、新たに測位されたＧＰＳ位置
52の位置精度を示す誤差長軸値が100ｍで、その時点で
求められている絶対位置51のもつ絶対位置誤差値が200
ｍであるとすれば、絶対位置は位置51と位置52とを２：
１に内分する位置53となる。その後、新たにＧＰＳ位置
データが得られるまでは、絶対位置の軌跡は走行ベクト
ルの積分によって初期位置を位置53とした軌跡54のよう
になる。
【００６０】ここで、絶対位置誤差値も内分計算で算出
するようにすると、新たな絶対位置誤差値は、200ｍと1
00ｍとを２：１に内分する値、即ち133.3ｍとなる。
【００６１】（実施の形態６）本発明の第６の実施の形
態の絶対位置算出手段の構成は、図４に示した本発明の
第３の実施の形態の構成と同様で、１は進行方位算出手
段で、回転角速度或いは相対角度が算出できる光ファイ
バジャイロ，圧電振動ジャイロ，半導体ジャイロ等のジ
ャイロと、ジャイロからの信号をアナログ的或いはデジ
タル的に積分する手段とからなり、相対方位を算出す
る。
【００６２】３はＧＰＳ受信機で、ＧＰＳ衛星(図示し
ない)の位置情報及び軌道情報から受信機及びアンテナ
を装備した自動車等の移動体の地球上の位置(緯度及び
経度)，移動体の移動速度及び移動方位(以下「ＧＰＳ方
位」という)を出力する。
【００６３】７は走行距離算出手段で、車輪の回転によ
って得られた速度パルス信号に距離換算係数を乗じたも
のや、加速度センサの出力に補正を行いながら２重積分
したものを用いて、移動体の走行距離と、その精度を表
す距離誤差値とを同時に算出する。この距離誤差値は、
例えばＧＰＳを用いて距離換算係数を算出する場合に
は、距離換算係数自体の百分率精度に走行距離を乗じた
ものを用いる。
【００６４】８は絶対方位算出手段で、進行方位算出手
段１が算出した相対方位とＧＰＳ受信機３が出力したＧ
ＰＳ方位とを比較して方位修正値を算出した上、その方
位修正値を相対方位に加えることによって、絶対方位
と、その精度を表す方位誤差値とを同時に算出する。こ
の方位誤差値は、相対方位の誤差値であるためＧＰＳ方
位の精度に依存するが、このＧＰＳ方位の精度は移動速
度に依存する。そこで、方位誤差値は、移動速度を算出
した上、その移動速度から推定する。
【００６５】９はベクトル算出手段で、走行距離算出手
段７が算出した走行距離と絶対方位算出手段８が算出し
た絶対方位とから、走行距離を長さ，絶対方位を向きと
する走行ベクトルと、その精度を表すベクトル誤差値と
を一定走行時間或いは一定距離毎に同時に算出する。こ
の計算を行う場合、距離誤差値及び方位誤差値の発生は
独立であるので、方位誤差の正弦値或いは正接値をとっ
て、その値をベクトル長に乗じることにより、方位誤差
に起因するベクトル誤差を求めた上、方位誤差に起因す
るベクトル誤差値と距離誤差値との単純和や、自乗和の
平方根等を計算し、ベクトル誤差値として出力する。
【００６６】10は絶対位置算出手段で、第１或いは第２
の実施の形態の絶対位置算出手段６のように絶対位置を
算出，更新すると共に、ベクトル算出手段９が算出した
ベクトル誤差値を位置誤差値に積算していく。
【００６７】このように構成された第６の実施の形態に
おける絶対位置算出手段の絶対位置算出処理の概念を図
５及び図６に示すもので、例えば、新たに測位されたＧ
ＰＳ位置52の位置精度を示す誤差長軸値が100ｍで、そ
の時点で求められている絶対位置51のもつ絶対位置誤差
値が200ｍであるとすれば、絶対位置は位置51と位置52
とを２：１に内分する位置53となる。その後、新たにＧ
ＰＳ位置データが得られるまでは、絶対位置の軌跡は走
行ベクトルの積分によって初期位置を位置53とした軌跡
54のようになる。
【００６８】ここで、絶対位置誤差値も内分計算で算出
するようにすると、新たな絶対位置誤差値は、200ｍと1
00ｍとを２：１に内分する値、即ち133.3ｍとなる。
【００６９】このように、常時、絶対位置及びその精度
を算出，更新しながら走行して行くが、図６のように、
実際に移動体が道路61を走行しているのに、マップマッ
チング処理が分岐62等で道路選択を誤り、道路63の方に
自車位置64を算出してしまったような場合を想定する。
【００７０】マップマッチング処理は、絶対位置算出手
段10が算出した絶対位置65とその精度を表す絶対位置誤
差値Ｒを常時監視しているため、算出した自車位置64が
絶対位置65を中心とした半径Ｒの円の外部にあると判定
すれば、直ちに自車位置を絶対位置65に修正して、走行
処理を続行する。
【００７１】又、実際の移動体が道路上を走行していて
も、絶対位置65は、誤差を持つため、必ずしも道路上に
存在しないが、絶対位置65を中心とした半径Ｒの円の内
部で絶対位置65に最も近い道路66(リンク)上に自車位置
を初期化した上、そこからマップマッチングを再開する
ようにしてもよい。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように、特許請求の範囲の
請求項１記載の発明によれば、光ファイバジャイロ，圧
電振動ジャイロ，半導体ジャイロ等のジャイロから自動
車等の移動体の相対方位を算出する進行方位算出手段
と、車輪の回転から得られるパルス信号等を用いて移動
体の走行距離を算出する走行距離算出手段と、進行方位
算出手段で算出した相対方位とＧＰＳ受信機から出力さ
れたＧＰＳ方位とを用いて絶対方位を算出する絶対方位
算出手段と、絶対方位算出手段で算出した絶対方位と走
行距離算出手段で算出した走行距離とを用いて走行ベク
トルを算出するベクトル算出手段と、ベクトル算出手段
で算出した走行ベクトルを積算することによって絶対位
置を算出し、ＧＰＳ受信機からＧＰＳ位置を得たときに
は、そのＧＰＳ位置を用いて絶対位置を初期化する絶対
位置算出手段とで構成することによって、ＧＰＳ受信機
が受信，非受信に関わらず連続的に、且つ、マッチング
する地図データの有無に関わらず高精度に、自立航法シ
ステムのセンサのみで移動体の位置を算出できるという
効果を奏する。
【００７３】又、特許請求の範囲の請求項２記載の発明
によれば、新しくＧＰＳ位置が得られるときに、そのＧ
ＰＳ位置とそのときの絶対位置との２点の中点を新しい
絶対位置とする絶対位置算出手段により、簡易的で且つ
信頼性の高い絶対位置の更新ができるという効果を奏す
る。
【００７４】更に、特許請求の範囲の請求項３記載の発
明によれば、進行方位算出手段で算出した相対方位の精
度及び走行距離の精度を算出した上、その相対方位の精
度，走行距離の精度及びＧＰＳ位置の誤差値から絶対位
置を算出すると共に、その絶対位置の精度を推定する機
能を備えることにより、絶対位置の精度を定量的に把握
できるという効果を奏する。
【００７５】更に、特許請求の範囲の請求項４記載の発
明によれば、請求項３に記載のシステムで算出された絶
対位置の精度とＧＰＳ位置の精度との比から、絶対位置
とＧＰＳ位置を内分する位置を算出して、絶対位置を更
新する機能を備えることにより、ＧＰＳ位置と絶対位置
とを平均化して中点を求める方法と比較して、絶対位置
の算出が更に高精度にできるという効果を奏する。
【００７６】更に、特許請求の範囲の請求項５記載の発
明によれば、絶対位置の精度とＧＰＳ位置の精度との比
から、絶対位置の精度とＧＰＳ位置の精度とを内分し
て、絶対位置の精度を更新する機能を備えることによ
り、絶対位置の算出が更に高精度にできるという効果を
奏する。
【００７７】更に、特許請求の範囲の請求項６記載の発
明によれば、地図情報を介して現在位置を算出するマッ
プマッチング手段と、このマップマッチング手段が算出
する移動体の位置と絶対位置とが絶対位置の精度以上離
れているときには、絶対位置を移動体の位置に修正する
位置選択手段とを備えることにより、マップマッチング
手段が道路の選択を誤ったときでも、常時絶対位置及び
その精度が算出されているため、ＧＰＳ位置の測位，非
測位に関わらず、絶対位置の修正が本当に必要なときだ
け修正できるという効果を奏する。
【００７８】このように、本発明によれば、この方法で
得られる絶対位置と従来のマップマッチング手段を用い
て得た移動体の位置とを比較することによって、マップ
マッチング手段が間違えた道路に移動体の位置を整合さ
せる場合でも、移動体の位置を絶対位置に修正する機会
が常時与えられるため、高い位置精度をもったナビゲー
ション装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における絶対位置算
出手段の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における絶対位置算
出手段の絶対位置算出処理の概念を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態における絶対位置算
出手段の絶対位置算出処理の概念を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態における絶対位置算
出手段の構成図である。
【図５】本発明の第４，第５及び第６の実施の形態にお
ける絶対位置算出手段の絶対位置算出処理の概念を示す
図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態における絶対位置算
出手段の絶対位置算出処理の概念を示す図である。
【図７】従来のナビゲーション装置の構成図である。
【図８】図７の従来例のフローチャートである。
【符号の説明】
１…進行方位算出手段、 ２，７…走行距離算出手段、
３…ＧＰＳ受信機、４，８…絶対方位算出手段、
５，９…ベクトル算出手段、 ６，10…絶対位置算出手
段。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバジャイロ，圧電振動ジャイ
    ロ，半導体ジャイロ等のジャイロから自動車等の移動体
    の相対方位を算出する進行方位算出手段と、 車輪の回転から得られるパルス信号等を用いて前記移動
    体の走行距離を算出する走行距離算出手段と、 前記進行方位算出手段で算出した相対方位とＧＰＳ受信
    機から出力されたＧＰＳ方位とを用いて絶対方位を算出
    する絶対方位算出手段と、 前記絶対方位算出手段で算出した絶対方位と走行距離算
    出手段で算出した走行距離とを用いて走行ベクトルを算
    出するベクトル算出手段と、 前記ベクトル算出手段で算出した走行ベクトルを積算す
    ることによって絶対位置を算出し、前記ＧＰＳ受信機か
    らＧＰＳ位置を得たときには、前記ＧＰＳ位置を用いて
    絶対位置を初期化する絶対位置算出手段とを備えた車載
    用ナビゲーション装置。
  2. 【請求項２】 前記ＧＰＳ受信機から新しくＧＰＳ位置
    を得たときに、前記ＧＰＳ位置と前記絶対位置算出手段
    で算出したときの絶対位置との２点の中点を新しい絶対
    位置とする前記絶対位置算出手段を備えた請求項１記載
    の車載用ナビゲーション装置。
  3. 【請求項３】 前記進行方位算出手段で算出した相対方
    位の精度を算出する前記絶対方位算出手段と、 算出した走行距離の精度を算出する前記走行距離算出手
    段と、 前記相対方位の精度，前記走行距離の精度及び測位時の
    ＧＰＳ位置の誤差値を表す誤差長軸値から算出した絶対
    位置の精度を推定する前記絶対位置算出手段とを備えた
    請求項１記載の車載用ナビゲーション装置。
  4. 【請求項４】 前記誤差長軸値と前記絶対位置の精度と
    の比から、前記絶対位置と前記ＧＰＳ位置とを内分する
    位置を算出して、絶対位置を更新する前記絶対位置算出
    手段を備えた請求項３記載の車載用ナビゲーション装
    置。
  5. 【請求項５】 前記誤差長軸値と前記絶対位置の精度と
    の比から、前記絶対位置の精度と前記ＧＰＳ位置の精度
    を内分する位置を算出して、絶対位置の精度を更新する
    前記絶対位置算出手段を備えた請求項４記載の車載用ナ
    ビゲーション装置。
  6. 【請求項６】 地図情報を介して現在位置を算出するマ
    ップマッチング手段と、 前記マップマッチング手段が算出する前記移動体の位置
    と絶対位置とが絶対位置の精度以上離れているときに
    は、前記絶対位置を前記移動体の位置に修正する位置選
    択手段とを備えた請求項５記載の車載用ナビゲーション
    装置。
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