DE69733428T2

DE69733428T2 - Fahrzeugnavigationsvorrichtung

Info

Publication number: DE69733428T2
Application number: DE69733428T
Authority: DE
Inventors: Akio-Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Okada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2017-11-26
Also published as: EP0940654B1; EP0940654A4; EP1439371A1; EP0940654A1; EP1439372A1; US6268825B1; WO1998023918A1; JP3328939B2; DE69733428D1; EP1439371B1

Description

[TECHNISCHES GEBIET]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Navigationsvorrichtung für Fahrzeuge, die nicht nur eine Anleitung bezüglich einer Strecke bzw. eine Wegweisung bzw. Routenführung gibt, sondern auch eine Fahrsteuereinrichtung steuert, und spezieller eine Vorbereitung bzw. Präparation von Straßenformdaten in einer Kartendatenbank, die durch diese Vorrichtung verwendet wird.
[STAND DER TECHNIK]
Eine Navigationsvorrichtung, die eine Wegweisung bzw. Routenführung zu einem Ziel gibt, ist in der Technik bekannt, und der Einbau dieser Navigationsvorrichtung in Fahrzeugen ist zunehmend verbreitet. Eine solche Navigationsvorrichtung identifiziert den gegenwärtigen Ort bzw. die gegenwärtige Position eines Fahrzeugs zu jeder Zeit und speichert Straßenformdaten bzw. Straßenverlaufsdaten über die Form bzw. den Verlauf einer Straße. Demgemäß kann die Navigationsvorrichtung auch die Krümmung etc. einer Kurve bestimmen, in welche ein Fahrzeug im Begriff ist einzufahren. Daraufhin beurteilt der Fahrer des Fahrzeugs aus der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit, ob das Fahrzeug die Kurve sicher überwinden kann oder nicht, und es ist ein System vorgeschlagen worden, das im Bedarfsfall einen Alarm ausgibt oder die Verzögerung des Fahrzeugs steuert.
Dieses vorgeschlagene System verwendet eine zweidimensionale Karte, in welcher die Daten der ebenen Formen bzw. Verläufe (X und Y) der Straße aus einer topographischen Karte als die Straßenkartendaten erhalten werden, und berechnet den Krümmungsradius etc. einer Strecke bzw. eines Weges bzw. Kurses unter Verwendung dieser zweidimensionalen Karte. Indessen kann die Seitenbeschleunigung während Drehens bzw. Kurvenfahrt, wenn das Fahrzeug in einer Kurve mit einem Krümmungsradius R bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit V fährt, durch V²/R abgeschätzt werden. Daraufhin wird die Drehsicherheit gemäß dieser Seitenbeschleunigung während Drehens und dem Reibkoeffizienten μ zwischen der Straßenoberfläche zu dieser Zeit und den Reifen des Fahrzeugs berechnet bzw. bewertet. Dann kann der Fahrer einen Alarm ausgeben und die Verzögerung etc. gemäß dem Ergebnis der Berechnung bzw. Bewertung steuern.
Daraufhin kann, um die Sicherheit der Fahrzeugbewegung in einer solchen Kurve abzuschätzen, die gegenwärtige Position des Fahrzeugs genau identifiziert werden, und es ist eine Kartendatenbank mit Daten wie etwa Krümmung (1/R), Querneigung (Überhöhung: cant oder θ) und Längsneigung an jeder Stelle auf einer Straße erforderlich. Mit anderen Worten, die Seitenbeschleunigung während Drehens ay eines Fahrzeugkörpers bzw. einer Fahrzeugkarosserie ist gegeben durch: ay(τ) = (V(τ))2/R(τ) – g × sin(θ(τ))wobei unter Berücksichtigung der Überhöhung θ der Straße angenommen wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit in der Zukunft (nach τ Sekunden) V(τ) beträgt, der Radius der Kurve an der Stelle bzw. Position R(τ) beträgt und die Überhöhung θ(τ) beträgt. In einer scharfen Kurve wird, um die Fahrt des Fahrzeugs zu erleichtern, häufig eine Über höhung von bis zu 10% hinzugefügt und kann die genaue Seitenbeschleunigung nur vorhergesagt werden, wenn diese zusätzliche Überhöhung berücksichtigt wird. Des weiteren beeinflusst, da die Längsneigung der Straße ebenfalls die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und die Zuweisung der vertikalen Reifenlast an jedem Rad beeinflusst, diese zusätzliche Überhöhung auch die Berechnung bzw. Bewertung der Fahrstabilität.
Die bei dem gegenwärtigen Navigationssystem verwendeten Kartendaten enthalten jedoch keine Überhöhungsdaten. Obgleich der Krümmungsradius R und die Längsneigung aus den Positionsdaten und Höhendaten berechnet werden können, beinhaltet der berechnete Wert R große Fehler, da der Datenabstand beträchtlich weit ist. Mit anderen Worten, bei der normalen Kartendatenbank sind Positionsdaten nur für jeden Kartenpunkt, die auf einer Straße mit Abständen bzw. einer Auflösung von einigen 10 bis einigen 100 Metern festgelegt sind, vorgesehen und war es schwierig, die Form einer Kurve genau zu berechnen.
Um die Kurvenfahrstabilität genau vorherzusagen, muß die Kartendatenbank genauer gemacht werden. Allerdings wären immense Kosten und Arbeitsstunden erforderlich, um dieses Problem zu lösen. Des weiteren gab es bei der Vorbereitung der Kartendaten mit feinen Abständen das Problem, dass die Arbeitslast der Datenverarbeitung wegen der großen Datenmenge, die zur Durchführung der Kartenanzeige und Wegberechnung unter Verwendung der Daten erforderlich ist, stieg.
In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 5-238405 wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die Orte speichert, die Aufmerksamkeit erfordern, wo die Fahrt eines Fahrzeugs aufgrund der erhaltenen Fahrzeugbewegung instabil wurde, wenn das Fahrzeug tatsächlich auf der Straße gefahren ist. Die Vorrichtung bereitet jedoch weder die genauen Kartendaten vor noch sagt sie die Fahrzeugbewegung genau voraus.
Das U.S.-Patent Nr. U5-A-5,539,397 beschreibt eine Navigationsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Position des Fahrzeugs und eine Karteninformationsspeichereinrichtung. Die Navigationsvorrichtung vergleicht die erfasste Position und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit Kartendaten, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug den vorausliegenden Abschnitt der Straße durchfahren kann oder nicht. Auf der Grundlage dieser Bestimmung ist die Vorrichtung in der Lage, Fahranweisungen auszugeben oder die Fahrzeuggeschwindigkeit direkt zu regulieren.
Das U.S.-Patent Nr. US-A-5,515,295 beschreibt eine Navigationsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Fahrzeuglokalisierungsvorrichtung, welche die Position des Fahrzeugs erfasst, und einer Karteninformationsspeichereinrichtung. Die Fahrzeugposition und Kartendaten und die Fahrzeuggeschwindigkeit werden durch die Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerungseinheit verglichen, welche Fahranweisungen an den Fahrer ausgibt und, falls erforderlich, die Fahrzeuggeschwindigkeit direkt steuert, sodass die Fahrzeuggeschwindigkeit eine sichere Grenze nicht überschreitet.
[OFFENBARUNG DER ERFINDUNG]
Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung bestehen darin, eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung zu schaffen, die eine Fahrzeugbewegung unter Verwendung detaillierter Daten genau vorhersagen kann und auch eine effiziente Ver arbeitung zur Routenführung durchführen kann, eine Straßenformdatenvorbereitungsvorrichtung in der hiervon verwendeten Kartendatenbank und deren Verfahren.
Die vorliegende Erfindung weist auf:
eine Navigationsvorrichtung für ein Fahrzeug, welche

a. eine Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung, welche die Position des Fahrzeugs erfasst;
b. eine Kartendatenbank, welche Straßeninformationen speichert;
c. eine Steuerungsvorrichtung für ein Fahrsteuerungssystem, welche eine Fahrsteuerungseinrichtung eines Fahrzeugs auf der Grundlage der durch die Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung erfassten Fahrzeugposition und den von der Kartendatenbank gelesenen Straßeninformationen steuert; und
d. eine Navigationsvorrichtung, welche eine Anleitung hinsichtlich der Fahrt des Fahrzeugs auf der Grundlage der durch die Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung erfassten Fahrzeugposition und den von der Kartendatenbank gelesenen Straßeninformationen gibt, aufweist und

Ferner umfaßt die vorliegende Erfindung auch:
ein Computernavigationsprogramm, welches Anleitung hinsichtlich der Fahrt eines Fahrzeugs gibt, wobei das Navigationsprogramm ermöglicht, dass der Computer

a. eine durch eine Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung erfasste Position des Fahrzeugs holt;
b. entsprechende Straßeninformationen aus einer Kartendatenbank auf der Grundlage der erfassten Fahrzeugposition liest;
c. eine Fahrsteuerungseinrichtung des Fahrzeug auf der Grundlage der durch die Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung geholten Fahrzeugposition und den aus der Kartendatenbank gelesenen Straßeninformationen steuert; und
d. eine Anleitung hinsichtlich der Fahrt des Fahrzeugs auf der Grundlage der durch die Fahrzeugpositionserfassungsvorrichtung erfassten Fahrzeugposition und den aus der Kartendatenbank gelesenen Straßeninformationen gibt,

Vorzugsweise kann der Detaillierungsgrad der zu lesenden Straßeninformationen geändert werden. Der Detaillierungsgrad kann beispielsweise durch unabhängiges Hand haben vereinfachter und detaillierter Kartendatenbanken geändert werden. Bei einer solchen Konfiguration verwendet die Routenführung bzw. Wegweisung die Straßeninformationen mit dem Grad niedriger Genauigkeit, beispielsweise die aus der vereinfachten Kartendatenbank gelesenen Straßenformdaten bzw. Straßenverlaufsdaten.
Demgemäß kann eine geeignete Verarbeitung zur Wegsuche und Kartenanzeige wie gewöhnlich durchgeführt werden. Im indessen die Fahrsteuerungsvorrichtung zu steuern, werden beispielsweise die aus der detaillierten Kartendatenbank gelesenen, detaillierten Straßenformdaten verwendet. Demgemäß kann die Fahrstabilität des Fahrzeugs mit hinreichender Genauigkeit berechnet bzw. bewertet werden.
Vorzugsweise weist die Kartendatenbank die vereinfachte Kartendatenbank, welche die Straßeninformationen für jede Ortskoordinate mit einem vorgeschriebenen Abstand bzw. einer vorgeschriebenen Auflösung speichert, und die detaillierte Kartendatenbank, welche die Straßeninformationen für jede Ortskoordinate mit genauererem Abstand als dem in dieser vereinfachten Kartendatenbank vorgeschriebenen Abstand speichert, auf, wobei die Steuerungseinrichtung für das Fahrsteuerungssystem die Fahrsteuerungseinrichtung des Fahrzeugs auf der Grundlage der in der detaillierten Kartendatenbank gespeicherten Straßeninformationen steuert und die Navigationseinrichtung Anweisung hinsichtlich der Fahrt des Fahrzeugs auf der Grundlage der in der vereinfachten Kartendatenbank gespeicherten Straßeninformationen gibt.
Da die vereinfachte Kartendatenbank beispielsweise nur Orts- bzw. Positionsdaten für jeden Kartenpunkt je einigen 10 bis einigen 100 Metern beinhaltet, kann eine Kurve nicht mit hinreichender Genauigkeit identifiziert werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht jedoch, dass solche Kurven genau identifiziert werden, weil sie genauere Straßenformdaten verwendet. Darüber hinaus kann die Fahrstabilität durch Speichern der Daten der detaillierten Kartendatenbank wie etwa der Überhöhung, des Krümmungsradius und der Längsneigung genauer berechnet bzw. bewertet werden.
Vorzugsweise weist die Erfindung ferner eine Fahrzustandserfassungseinrichtung auf, welche die Fahrzustandsdaten eines Fahrzeugs erfasst, wobei die detaillierte Kartendatenbank auf der Grundlage der durch diese Fahrzustandserfassungseinrichtung erhaltenen Fahrzustandsdaten und der durch die Fahrzeugpositionserfassungseinrichtung erhaltenen Fahrzeugposition aktualisiert werden kann.
Da die detaillierten Straßenformdaten gemäß den Bewegungen des Fahrzeugs erhalten werden, müssen nicht die Kartendaten bezüglich aller Straßen des gesamten Landes vorbereitet bzw. präpariert werden. Des weiteren ist die detaillierte Kartendatenbank leicht vorzubereiten, da die detaillierteren Straßenformdaten gemäß der Bewegung erhalten werden.
Das Navigationscomputerprogramm, das eine Anleitung hinsichtlich der Fahrt des vorstehend erwähnten Fahrzeugs durch einen Computer gibt, kann aufgezeichnet sein. Es können verschiedene Arten solcher Aufzeichnungsmedien wie etwa ROM, RAM oder CD-ROM verwendet werden, und Informationen können durch Kommunikation von einem solchen Medium in die Navigationsvorrichtung heruntergeladen werden.
Vorzugsweise beinhaltet die Erfindung ein Kartendetaillierungsverfahren, welches die die Straßenformdaten speichernde Kartendatenbank detailliert, wobei bewirkt wird, dass ein Fahrzeug fährt, welches die Fahrzeugbewegung in Übereinstimmung mit der Fahrzeugposition erfasst und die Kartendatenbank auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen dieser Fahrzeugbewegung für jede Fahrzeugposition und den Straßenformdaten der genannten Kartendatenbank detailliert.
Vorzugsweise weist die Erfindung eine Fahrzustandserfassungseinrichtung, welche den Fahrzustand des Fahrzeugs erfasst, eine Positionsänderungsberechnungseinrichtung, welche die Änderung der Position in Übereinstimmung mit der Fahrt des Fahrzeugs des durch die Fahrzustandserfassungseinrichtung erfassten Fahrzustands berechnet, eine Korrektureinrichtung, welche die durch diese Positionsänderungsberechnungseinrichtung erhaltene Positionsänderung mit den genauen Positionsdaten gemäß der durch eine andere Einrichtung erhaltenen Positionsänderung vergleicht und den durch die Fahrzustandserfassungseinrichtung erfassten Fahrzustand auf der Grundlage dieses Vergleichsergebnisses korrigiert, und eine Straßenformdatenberechnungseinrichtung, welche die Straßenformdaten auf der Grundlage des korrigierten Fahrzustands berechnet, auf.
Gemäß vorstehender Beschreibung erfasst die vorliegende Erfindung die Positionsänderung auf der Grundlage des Fahrzustands und korrigiert den Fahrzustandserfassungsfehler aus dem Fehler der erhaltenen Positionsänderung. Demgemäß können die Straßenformdaten auf der Grundlage genauer Informationen über den Fahrzustand erhalten werden.
Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass die Fahrzustandserfassungseinrichtung den Fahrzustand zwischen dem Mess-Startpunkt und dem Mess-Endpunkt, wo die Position genau bestimmt werden kann, erfasst, wobei die genannte Korrektureinrichtung den Fahrzustand in Übereinstimmung mit der Koordinatenverschiebung in der Positi onsänderung von dem Mess-Startpunkt zu dem Mess-Endpunkt, die durch die Positionsänderungsberechnungseinrichtung erhalten wird, korrigiert.
Wenn beispielsweise ein Fahrzeug angehalten wird, kann ein D-GPS die Position in dem Mess-Startpunkt und dem Mess-Endpunkt aus einer Mehrzahl von Positionsdaten genau bestimmen.
Die vorliegende Erfindung kann auch gelegentlich die durch die Straßenformdatenvorbereitungseinrichtung erhaltenen Straßenformdaten mit den Straßenformdaten der existierenden Kartendatenbank zwischen dem Mess-Startpunkt und dem Mess-Endpunkt vergleichen und die durch die Straßenformdatenvorbereitungseinrichtung erhaltenen Straßenformdaten gemäß dem Vergleichsergebnis korrigieren.
Die vorliegende Erfindung, bei der die Straßenformdaten in der existierenden Kartendatenbank die Daten für jeden Punkt mit einem vorgeschriebenen Abstand sind, entspricht den Straßenformdaten nach Korrekturverarbeitung bis zu diesem Punkt und erhält die detaillierten Straßenformdaten durch Teilen des Abschnitts zwischen diesen entsprechenden Punkten in mehrere Abschnitte und Zuordnen der Straßenformdaten, die der Anzahl geteilter Abschnitte entspricht.
Somit können die detaillierten Straßenformdaten durch Ergänzen der ursprünglich besessenen Kartendaten zur Navigation durch die gemessenen Straßenformdaten detailliert werden.
Des Weiteren umfaßt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Vorbereiten der vorstehend erwähnten Straßenformdaten.
[KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN]
1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, das die Vorbereitung einer detaillierten Kartendatenbank zeigt.
3 ist ein Diagramm, das die Erfassung von Positionsdaten zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen vorbereitenden Prozess einer Messung zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm der Fahrverarbeitung.
7 ist ein Flussdiagramm, das die Berechnungsverarbeitung von Straßenformdaten zeigt.
8 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel eines zu vermessenden Kurses zeigt.
9 ist ein Diagramm, das eine aus Messdaten erhaltene Fahrzeugposition vor einer Korrektur zeigt.
10 ist ein Diagramm, das den Aufbau für einen Messdatenmonitor zeigt.
11 ist ein Diagramm, das die Anzeige auf dem Monitorschirm erläutert.
12 ist ein Diagramm, das die Korrektur von θ zeigt.
13 ist ein Diagramm, das eine Korrekturmaßnahme zeigt, wenn es einen Abschnitt gibt, in dem D-GPS-Daten nicht empfangen werden können.
14 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Ergänzung von Daten.
[BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG]
Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Ausführungsformen werden nachstehend auf der Grundlage der Zeichnungen beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
"Gesamtaufbau"
1 ist ein Blockdiagramm, das den Gesamtaufbau gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein D-GPS (Differential Global Positioning System bzw. Differentielles Dlobales Positionsfindungs-System) 12 ist mit einer Navigationssteuerungs-ECU 10 als eine Positionserfassungseinrichtung für ein eigenes Fahrzeug verbunden. Dieses D-GPS 12 besteht aus einem GPS, das Funkwellen von einem GPS-Satelliten empfängt und Länge, Breite und Höhe erfasst, und einer Vorrichtung, welche die durch eine FM-Mehrkanalübertragung gesendete Fehlerinformation empfängt und welche dann die Positions- bzw. Ortsinformation mit höherer Genauigkeit erfasst, indem sie die durch das GPS erhaltene Ortsinformation gemäß der Fehlerinformation korrigiert. Während beispielsweise die durch das GPS erhaltene Ortsinformation Fehler von etwa 100 Metern enthält, erfasst das D-GPS 12 Orte bzw. Positionen mit Fehlern von etwa 1 Meter.
Vorzugsweise werden Positionen so genau wie möglich durch Kombinieren verschiedener Verfahren erfasst, wie etwa die Orts- bzw. Positionsdaten, die von einer Funkbake bzw. einem Leitstrahlsender, einem optischen Leuchtfeuer etc. erhalten werden, die Erfassung einer in einer Straße vergrabenen magnetischen Markierung, eine unabhängige Navigation, die einen Azimutsensor und einen Fahrtstreckensensor verwendet, und einen Kartenabgleich.
Mit der Navigationssteuerungs-ECU 10 ist eine Kartendatenbank 14 verbunden. Diese Kartendatenbank 14 enthält die Kartendaten des gesamten Landes und weist Daten für jeden Kartenpunkt auf, die auf der Straße mit Abständen von einigen 10 bis einigen 100 Metern festgelegt sind. Ferner sind ein Eingabegerät 16 und ein Bildschirm 18 mit der Navigationssteuerungs-ECU 10 verbunden. Das Eingabegerät 16 besteht aus vorgeschriebenen Tasten und einem berührungssensitiven Feld, das vor dem Bildschirm 18 vorgesehen ist, und gibt verschiedene Daten und Betriebsanweisungen von diesen ein.
Als nächstes verwendet die Navigationssteuerungs-ECU 10 in Übereinstimmung mit der Eingabe eines Ziels durch das Eingabegerät 16 die Kartendaten der Kartendatenbank 14, um nach dem optimalen Weg von dem gegenwärtigen Ort zu dem Ziel zu suchen. Bei der Fahrt, bei welcher der Weg zu dem Ziel festgelegt wurde, wird der gegenwärtige Ort bzw. die gegenwärtige Position normalerweise aus den Daten aus dem D-GPS 12 bestimmt und wird auf dem Bildschirm 18 zusätzlich zu der gegenwärtigen Position die Karte angezeigt, welche die gegenwärtige Position enthält. Diese Karte wird unter Verwendung der aus der Kartendatenbank 14 gelesenen Daten angezeigt. Darüber hinaus wird der festgelegte Weg auf der Karte hervorgehoben und angezeigt (etwa in einer bestimmten Farbe angezeigt), und an einer Kreuzung, wo eine Anweisung erforderlich ist, rechts oder links abzubiegen, wird die Kreuzung vergrößert und angezeigt, um eine Routenführung bzw. Wegweisung zu geben. Die Wegweisung wird auch hörbar aus einem Lautsprecher (nicht näher dargestellt) ausgegeben.
Die Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform weist eine Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 auf, und Geräte zur Steuerung des Fahrzeugs wie etwa ein Alarm 21, eine Automatikgetriebe-ECU 22, eine Drosselklappen-ECU 24, eine Brems-ECU 26 sind mit der Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 verbunden. Ferner ist eine detaillierte Kartendatenbank 28 mit der Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 verbunden, und das D-GPS 12 und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 sind ebenfalls mit ihr verbunden.
Die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 liest aus der detaillierten Kartendatenbank 28 die detaillierten Straßenformdaten bzw. Straßenverlaufsdaten für die voraus befindliche Straße, auf der das Fahrzeug fährt. Dann wird auf der Grundlage der detaillierten Straßenformdaten und der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 gelieferten Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs der bevorstehende Fahrzustand geschätzt und die Fahrstabilität auf der Grundlage des Schätzungsergebnisses entschieden. Falls erforderlich, wird durch den Alarm 21 eine Warnung ausgegeben, durch die Automatikgetriebe-ECU 22 ein Gang herun tergeschaltet, durch die Drosselklappen-ECU 24 ein Schließen der Drosselklappe gesteuert und durch die Brems-ECU 26 eine Verzögerung gesteuert.
Mit anderen Worten, die detaillierte Kartendatenbank 28 speichert Daten wie etwa Orte bzw. Positionen (X und Y), Krümmung (1/R), eine Querneigung (Überhöhung) und eine Längsneigung (inc) für jeden Punkt mit geeigneten Abständen (z. B. 2 bis 3 Meter) als vorgeschriebenen Abständen. Daraufhin sagt die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 die bevorstehende Fahrt voraus und berechnet bzw. bewertet die Fahrstabilität aus den in der detaillierten Kartendatenbank 28 gespeicherten Straßenformdaten, der durch das D-GPS 12 gelieferten, gegenwärtigen Position und der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 gelieferten Fahrzeuggeschwindigkeit.
Im Prinzip ist die zukünftige Seitenbeschleunigung ay(τ) = (V(τ))²/R(τ) – g × sin(θ(τ)) für einen Reibungskoeffizienten μ auf der Straßenoberfläche entschieden. Diese Berechnung ist hinreichend genau, da sie auf den detaillierten Straßenformdaten beruht. Da die Überhöhung θ ebenfalls berücksichtigt wird, ist die Genauigkeit ziemlich hoch. Da die Querneigung verwendet wird, wird auch die zukünftige Fahrzeuggeschwindigkeit genauer vorhergesagt. In Übereinstimmung mit der Längsneigung kann auch die Lastverteilung eines Rades berücksichtigt werden.
Insbesondere ist diese Ausführungsform mit der Kartendatenbank 14 und der dataillierten Kartendatenbank 28 versehen. Die Daten der Kartendatenbank 14 werden zur Wegsuche und Kartendarstellung in der Navigationssteuerungs-ECU 14 verwendet. Demgemäß wird die Verarbeitung unter Verwendung nur notwendiger Daten effizient durchgeführt. Um indessen die Fahrsteuerungseinrichtung durch die Fahrzeugsteuerungs-ECU 20 zu steuern, werden detaillierte Straßenformdaten der detaillierten Kartendatenbank 28 verwendet. Demgemäß werden auf der Grundlage der Schätzung der Seitenbeschleunigung etc. Alarmausgaben und Fahrsteuerung genau durchgeführt.
Des weiteren beinhaltet die Konfiguration dieser Ausführungsform eine Kartendatenbankdetaillierungseinrichtung 32. Eine Fahrzustandserfassungseinrichtung wie etwa ein Gierratensensor 34, ein Beschleunigungssensor 36 und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 sind mit der Kartendatenbankdetaillierungseinrichtung 32 verbunden. Die Kartendatenbankdetaillierungseinrichtung 32 erfasst die Straßenformdaten wie etwa die Krümmung (1/R), die Überhöhung und eine Längsneigung (inc) auf der Grundlage der Gierrate, der Längs- und Seitenbeschleunigung einer Fahrzeugkarosserie, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Rollbeschleunigung eines Rades und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die während tatsächlichen Fahrens gemessenen werden. Dann werden die erfassten Straßenformdaten den Kartendaten aus der Kartendatenbank 14 unter Verwendung der durch das D-GPS 12 gelieferten, gegenwärtigen Position zugeordnet, und demgemäß werden die Kartendaten der Kartendatenbank 14 detailliert, um die detaillierten Straßenformdaten zu erhalten. Anschließend werden diese detaillierten Straßenformdaten an die detaillierte Kartendatenbank 28 geliefert. Demgemäß werden die detaillierten Straßenformdaten der detaillierten Kartendatenbank 28 jedes Mal, wenn das Fahrzeug fährt, perfekt. Nebenbei bemerkt kann, wenn das Fahrzeug mehrere Male auf der gleichen Straße fährt, der Mittelwert mehrerer detaillierter Straßenformdaten ausgenutzt werden und können die mehreren detaillierten Straßenformdaten auch als die letzten Daten überschrieben werden. Die Datenaufnahme kann auch beendet werden.
Daraufhin wird ein spezielles Messfahrzeug vorbereitet, in dem eine Kartendatenbankdetaillierungseinrichtung 32 eingebaut ist, und in diesem Messfahrzeug wird die detaillierte Kartendatenbank 28 vorbereitet. Die vorbereitete, detaillierte Kartendatenbank 28 kann auch in einem normalen Fahrzeug installiert werden. In einem solchen Fall kann es sein, dass das normale Fahrzeug nur die vorbereitete detaillierte Kartendatenbank 28 installiert aufweist und die Kartendatenbankdetaillierungseinrichtung 32 nicht installiert haben muß. Auch ist es vorzuziehen, wenn bei einem Fahrzeug, das die Kartendatenbankdetaillierungseinrichtung 32 enthält, die in dem Messfahrzeug vorbereitete, detaillierte Kartendatenbank 28 installiert wird. Demgemäß ist das Messfahrzeug von Anfang an in gewissem Umfang mit detaillierten Daten bezüglich einer Straße versehen und können dem Fahrzeug detaillierte Daten hinzugefügt werden, wenn es auf einer Straße ohne irgendwelche Daten fährt.
Des weiteren ist es vorzuziehen, wenn beim Befahren einer Straße, für die detaillierte Daten bereits bereitgestellt worden sind, um Alarm und Fahrsteuerung durchzuführen, diese Wirkung auf dem Bildschirm 18 angezeigt wird und an den Fahrer berichtet wird.
"Vorbereitung der detaillierten Kartendatenbank"
Als nächstes wird nachstehend mit Bezug auf 2 die Vorbereitung der detaillierten Kartendatenbank 28 durch die Kartendatenbankdetaillierungseinrichtung 32 beschrieben.
Zuerst werden, wenn das verschiedene Messinstrumente enthaltende Messfahrzeug auf einem bestimmten Kurs (einer bestimmten Straße) fährt, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Längsbeschleunigung Gx der Fahrzeugkarosserie, die die Seitenbeschleunigung Gy der Fahrzeugkarosserie, die Gierrate YR der Fahrzeugkarosserie und die Zeit t gemessen (S11).
Zur gleichen Zeit wird die Fahrzeugposition durch das D-GPS 12 gemessen (S12) und die Fahrzeugzustandsinformation und die D-GPS-Positionsdaten in vorgeschriebenen Abtastintervallen (z. B. mit einem Abstand von 0,01 Sekunden) aufgezeichnet (S13).
Daraufhin werden die gegenwärtigen GPS-Daten einmal pro Sekunde gesendet. Daher wird in den erfassten Positionsdaten eine Zeitverzögerung erzeugt. Diese Zeitverzögerung wird korrigiert, und die X- und Y-Koordinaten werden in Intervallen von Δt Sekunden durch Interpolation erhalten. Anschließend wird eine geeignete Filterungsverarbeitung auf den gemessenen Wert angewendet, um die Daten zu glätten und Fehler zu reduzieren (S14). Dann werden die Straßenformdaten wie etwa die Fahrzeugpositionen (X und Y) in Intervallen von Δt Sekunden, die Krümmung (1/R), die Überhöhung (cant) und eine Längsneigung (inc) berechnet (S15). Ein geeignetes Δt mag etwa 0,2 Sekunden sein.
Dann werden die Straßenformdaten jeweils durch die nachstehenden Ausdrücke berechnet: 1/R = YR/V cant = sin–1((V·YR – Gy)/g) inc = sin–1((Gx – r·dω/dt)/g)
In den vorstehenden Ausdrücken ist V die Fahrzeuggeschwindigkeit in m/s, YR die Gierrate in rad/s, Gy die Fahrzeugseitenbeschleunigung in m/s², Gx die Fahrzeugseitenbeschleunigung in m/s², r·dω/dt die Radbeschleunigung in m/s² (wobei r der wirksame Reifendurchmesser, d. h. der dynamische Lastradius in m, und dω/dt die Winkelbeschleunigung in rad/s² ist) und g die Erdbeschleunigung (9,8 m/s²). Straßenformdaten können mit guter Genauigkeit durch einen Korrekturausdruck erfasst werden, bei welchem die Rollsteifigkeit und die Nicksteifigkeit eines Fahrzeugs berücksichtigt werden. Ferner wird für die Gierrate, die Längsbeschleunigung oder die Seitenbeschleunigung ein Messverfahren verwendet oder eine Datennachbehandlung durchgeführt, sodass der Nullpunkt nicht auswandern kann.
Somit werden die erfassten Straßenformdaten in Intervallen von Δt Sekunden gespeichert. Zu dieser Zeit werden auch die durch das D-GPS erhaltenen Positionsdaten (X_GPS und Y_GPS) gespeichert, indem bewirkt wird, dass die Daten übereinstimmen. Daher können die Straßenformdaten zu jedem Δt erhalten werden, die in Tabelle 1 gezeigt sind.
Tabelle 1 STRASSENFORMDATEN JE ZEIT
Dann wird der Kartenpunkt (wo es Straßenformdaten in der Kartendatenbank 14 gibt) der Durchgangszeit der gegenwärtigen Kartendatenbank 14 berechnet (S16), gefolgt von der Durchgangszeit eines Interpolationspunkts, von welchem aus die detaillierten Daten zwischen diesen Kartenpunkten zu erhalten sind (S17). Z. B. wird, wie in der Tabelle 2 gezeigt, der Interpolationspunkt durch Teilen des Abschnitts zwischen den Kartenpunkten durch vier erhalten. In diesem Fall enthält der Kartenpunkt Formpunkte mit den Daten nur der X- und Y-Koordinaten und Knoten mit verschiedenen Daten, um die Form bzw. den Verlauf eines Kurses bzw. einer Wegstrecke auf dem Bildschirm anzuzeigen, und der Formpunkt wird reduziert, wo R des Kurses klein ist. Z. B. wird bei einer Kurve von R = etwa 60 Metern der Abstand des Formpunkts auf etwa 20 Meter festgelegt. Die Anzahl der Teilungen n wird so bestimmt, dass der Abstand zwischen den jeweiligen Interpolationspunkten auf den vorbestimmten Wert ds (2 bis 5 Meter) festgelegt werden kann. Mit anderen Worten, wenn der Abstand zwischen den Kartenpunkten V·(t_i+1 – t_i) ist, wird dieser Abstand durch ds geteilt, um den nachstehenden Ausdruck zu erhalten. n = V·(ti+1 – ti)/ds
Aus diesem Ausdruck wird die Anzahl der Teilungen n bestimmt. Wenn beispielsweise V·(t_i+1 – t_i) = 20 ist, wird unter der Annahme von ds = 2 m die Anzahl der Teilungen n = 10, und unter der Annahme von ds = 5 m wird die Anzahl der Teilungen = 4.
Tabelle 2 BEZIEHUNGEN ZWISCHEN FORMPUNKTEN UND PUNKTDURCHLAUFZEITEN
Daraufhin werden, wenn ein Abschnitt zwischen zwei Knoten berücksichtigt wird, die Daten in der Kartendatenbank 14 mit durchgezogenen Linien dargestellt, wie es in 3 gezeigt ist. Mit anderen Worten, es werden mehrere Formpunkte P_i mit vorgeschriebenen Intervallen bzw. Abständen (z. B. 20 bis 50 Metern) zwischen dem Startpunkt bis zu dem Endpunkt angeordnet. Die Koordinaten dieses Formpunkts werden als (X_MPi, Y_MPi) repräsentiert. Indessen sind die durch das D-GPS 12 erhaltenen Positionsdaten Q_j mit Intervallen von Δt Sekunden durch einen schwarzen Kreis in einer gestrichelten Linie dargestellt. Diese Ortskoordinaten werden als Q_j (X_GPSj, Y_GPSj) repräsentiert. Dann werden, um die Durchlaufzeit jedes Formpunkts zu berechnen, zwei Punkte Q_j und Q_j+1 nahe P_j ausgewählt und wird die Durchlaufzeit bei diesen zwei Punkten erhalten. Wenn diese zwei Durchlaufzeiten t_j und t_j+1 sind, kann die Durchlaufzeit t_j des Formpunkts P_i aus der Position H_i am Fuß eines Lots, das auf von dem Punkt P_i aus auf die die Punkte Q_j und Q_j+1 verbindende gerade Linie bzw. Strecke gefällt wird, unter Verwendung des nachstehenden Ausdrucks berechnet werden: tj = tj + (Strecke QjHi/Strecke Qj+1Qj)·(tj+1 – tj)
Als nächstes werden der erhaltene Interpolationspunkt, die Ortskoordinaten (X_MPi, Y_MPi) des Kartenpunkts und die Straßenformdaten an der Stelle berechnet (S18). Daher werden, wie in Tabelle 3 gezeigt, die detaillierten Straßenformdaten auch mit Einschluß des Interpolationspunkts erhalten. Mit anderen Worten, es werden die Koordinaten X_MP, Y_MP auf der Kartendatenbank 14 für jeden Kartenpunkt, die Durchlaufzeit t für diesen Punkt, die durch das D-GPS zu dieser Zeit gemessenen Werte X_GPS und Y_GPS, die Durchlaufzeit t_int der durch Teilen derselben durch n erhaltenen Interpolation, die Fahrzeugposition zu dieser Zeit t_int, 1/R, die Überhöhung (cant), der Nei gungswert, der Fehler (Länge eines Lots) bei jedem Punkt P_i, sowie Daten über den Unzulänglichkeitsgrad bezüglich einer Straße als eine Tabelle erhalten. Hinsichtlich des Unzulänglichkeitsgrads zum Fahren werden Stellen, die bei Fahrt in deren Nähe Aufmerksamkeit erfordern, aus den gemessenen Daten aufgenommen und gespeichert.
Als nächstes werden die Daten und die Krümmung für für jeden herkömmlichen Kartenpunkt geprüft und korrigiert, falls erforderlich (S19). Anschließend werden die endgültigen detaillierten Daten durch geeignetes Ausdünnen der Daten wie etwa gerader Linien und Kurven mit großem R erhalten und in der detaillierten Kartendatenbank 28 gespeichert (S20). Somit können die Daten der Kartendatenbank 14 gemäß der tatsächlichen Fahrt detaillierter gemacht werden. Auch kann es, wenn eine Straße horizontal und/oder gerade ist, sein, dass eine Datenvorbereitung nicht erforderlich ist.
Diese Konfiguration weist die detaillierte Kartendatenbank 28 zusätzlich zu der Kartendatenbank 14 auf. Die detaillierte Kartendatenbank 28 speichert die Korrelation zwischen der Kartenpunktposition der Kartendatenbank 14 und der durch das D-GPS 12 erhaltenen Position. Demgemäß kann die Verschiebung beider Positionen unmittelbar berechnet werden. Falls z. B. aus irgendwelchen Gründen ein Fehler in den Messdaten auftritt, kann der Fehler durch Berechnen des Fehlers (Länge des von jedem Formpunkt P_i aus gefällten Lots) aus dem nachstehenden Ausdruck: Fehler = ((XMP – XGPSi)2 + (YMP – YGPSi)2)1/2 und Anzeigen der X-Y-Koordinaten beider Kartendaten auf dem gleichen Schirm oder durch Berechnen und Anzeigen des Positionsfehlers des entsprechenden Punkts geprüft werden. Des weiteren können auch die zu berechnenden Krümmungsdaten in gleicher Weise geprüft werden. Da der Vorgang des Vorbereitens der detaillierten Kartendatenbank und ihres Ergebnisses und des Zurückschreibens die Verwendung eines Computers erfordert, sollten Fehler vorzugsweise nicht während Fahrsteuerung geprüft werden, sondern können während Parkens, Anhaltens des Fahrzeugs oder Abschaltens des Motors geprüft werden. Demzufolge wird die Computerverarbeitung auch schneller, da die Betriebsbelastung während Fahrsteuerung nicht ansteigt.
[Zweite Ausführungsform]
Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wurde angenommen, dass das D-GPS 12 den gegenwärtigen Ort eines Fahrzeugs zu jeder Zeit messen konnte. Es kann jedoch nicht immer ein D-GPS-Signal erhalten werden. Besonders in bergigen Gegenden ist es wahrscheinlich, viele Gebiete anzutreffen, in denen kein D-GPS-Signal empfangen werden kann. Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum geeigneten Detaillieren der Kartendatenbank und ihre Vorrichtung durch ein in einem Gebiet wie etwa, wie vorstehend erwähnt, in einer bergigen Gegend fahrendes Messfahrzeug bereit.
Diese zweite Ausführungsform speichert die detaillierten Kartendaten dadurch, dass sie bewirkt, dass ein Messfahrzeug auf einer Straße fährt, von der die detaillierten Kartendaten zu ermitteln sind, und den Fahrzustand des Fahrzeugs erfasst und später die Kartendetaillierungsverarbeitung in einer Stapelverarbeitung durchführt.
4 zeigt einen Aufbau einer Vorrichtung, die sich auf diese zweite Ausführungsform bezieht. Eine Datensammelvorrichtung 40 speichert verschiedene Daten einer Fahrt. Diese Datensammelvorrichtung 40 verarbeitet grundsätzlich verschiedene Signale, die ihr in analoger Form zugeführt werden, und wandelt sie in digitale Signale um. Demgemäß umfaßt diese zweite Ausführungsform einen Ver stärker, einen Filter, einen A/D-Wandler und einen Speicher.
Die verschiedenen, in der Datensammelvorrichtung 40 gespeicherten Daten werden einem Computer 42 zugeführt. Dieser Computer 42 besteht aus einem Personalcomputer und einer Arbeitsstation und verarbeitet die verschiedenen zugeführten Daten und bereitet die Daten für die detaillierte Kartendatenbank 28 vor. Die Daten dieser detaillierten Kartendatenbank 28 können auch durch sie selbst oder durch Verwenden sowohl dieser detaillierten Kartendatenbank 28 als auch der detaillierten Kartendatenbank 14 korrigiert werden.
Dann werden verschiedene Signale in die Datensammelvorrichtung 40 eingegeben, und zuerst werden die Entfernung S, die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Beschleunigung R₀·dω/dt eingegeben, die durch Verarbeiten der Rotationsimpulse von Rädern (z. B. vier Rädern) eines Fahrzeugs aus jedem Radsensor (Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30) für ABS in der ECU 44 für ABS erhalten werden. Die Längsbeschleunigung (G) der Fahrzeugkarosserie, die Seitenbeschleunigung (G) der Fahrzeugkarosserie, Signale von anderen Sensoren, Ereignismarkierungssignale, die erzeugt werden, wenn das Fahrzeug einen vorgeschriebenen Punkt durchfährt und das Durchfahren erfasst wird, und Taktzeitsignale werden in diese Datensammelvorrichtung 40 aus einem in dem Fahrzeug installierten Beschleunigungssensor (Beschleunigungssensor 36) eingeben. Des weiteren werden das Positionssignal aus einem D-GPS- oder GPS-Positionsmess-System (das dem D-GPS 12 entspricht) 46 und die manuell eingegebenen Ortskoordinatendaten in dem Bezugspunkt ebenfalls in die Datensammelvorrichtung 40 eingegeben. GPS-Signale und die Erfassungssignale für verschiedene Fahrzeugsensoren werden in das Positionsmesssystem eingegeben, und die Position wird nur durch Kombinieren der unabhängigen Navigation und Kartenabgleich mit dem D-GPS genau erfasst.
Eine Verarbeitung, bei der ein Messfahrzeug auf einer zu vermessenden Straße gefahren wird und eine Messung in einem solchen System gemacht wird, wird auf der Grundlage der 5 bis 7 beschrieben.
Zuerst werden die Voraus-Vorbereitungen auf der Grundlage der 5 beschrieben. Wie in 5 gezeigt, werden Bezugspunkte CP₀, CP₁,..., CP_n auf einem Messkurs festgelegt (S11). Wenn bei diesen Bezugspunkten Breite und Länge mit hinreichender Genauigkeit (z. B. innerhalb von 1 Meter) bestimmt werden können, wo beispielsweise mehrere Messungen durch das D-GPS 12 gemacht werden und diese Ergebnisse statistisch verarbeitet werden (z. B. der Mittelwert von über lange Zeit gemessenen Werten), um die Position zu erfassen, oder wo die Position aus einem auf der Straßenseite installierten Funk- bzw. Leuchtfeuer (einer Bake) oder einer auf bzw, in der Straße installierten magnetischen Markierung genau erfasst werden kann, soll diese Position eine Bezugsposition sein. Angenommen, die Position wird durch das D-GPS 12 erfasst, dann wird ein Ort ausgewählt, wo die Umgebung frei ist, sodass die D-GPS-Information genau empfangen werden kann, und wo das Fahrzeug sicher angehalten werden kann. Der Abstand der Bezugspunkte kann etwa 5 bis 10 Kilometer betragen.
Dann werden die Positionen (Breite und Länge) jedes Bezugspunkts mit hinreichender Genauigkeit (innerhalb etwa 1 Meter) durch Bewegen des Messfahrzeug auf die bestimmte Bezugsposition identifiziert (S12). Wie vorstehend beschrieben, kann, obschon es vorzuziehen ist, die Position an dem Bezugspunkt vor einer tatsächlichen Messung genau zu vermessen, diese Messung später durchge führt werden. Falls die Position an dem Bezugspunkt nicht mit hinreichender Genauigkeit erfasst werden kann, kann der Bezugspunkt auch geändert werden.
Somit wird, wenn als Vorab-Vorbereitungen der Bezugspunkt bestimmt und die Messung der Position bezüglich jedes Bezugspunkts beendet ist, die Fahrtmessung bzw. Messung während der Fahrt zur Erfassung der Daten zwischen den jeweiligen Bezugspunkten durchgeführt. Diese Fahrtmessung ist im Wesentlichen die gleiche wie in der ersten Ausführungsform. Wie in 4 gezeigt, werden Ereignismarkierungssignale wie etwa Radrotationsimpulse (für die zwei Vorderräder aus der ECU 44 für ABS), ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, eine Längsbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie, eine Seitenbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie, eine Gierrate der Fahrzeugkarosserie, Zeit sowie Messbeginn und -ende in die Datensammelvorrichtung 40 geholt. Diese Daten werden mit Abständen von Intervallen von 0,1 oder 0,2 Sekunden abgefragt.
Daraufhin wird die Messung zwischen den Bezugspunkten CP₀ und CP₁ auf der Grundlage der 6 beschrieben. Eine Position wird durch das D-GPS 12 erhalten und nachgeprüft (S21). Dann wird der Nullpunkt und die Empfindlichkeit jedes Messinstruments, das eine Datenmessung durchführt, eingestellt und Kalibrierungssignale, Fahrzeugposition und der Anfangswert des Gierwinkels eingegeben (S22). Dann, wenn das Fahrzeug auf dem Kurs zwischen den Bezugspunkten CP₀ und CP₁ fährt, wird die Messung ausgeführt (S23). Diese Messung wird angehalten, wenn der Bezugspunkt CP₁, welcher der Endpunkt des Abschnitts ist, erreicht ist, und der Nullpunkt und das Kalibrierungssignal werden in gleicher Weise wie jene des Bezugspunkts CP₀ aufgezeichnet (S24). Dann wird die Position in dem D-GPS 12 nachgeprüft (S25), um die Messung zu beenden. An schließend kann die Messung des nächsten Abschnitts ausgeführt werden.
Die Straßenformdaten werden von den Messdaten abgeleitet, wie in 7 beschrieben. Ein geeignetes Tiefpassfilter und der Nullpunkt werden korrigiert und die Daten werden in geeigneter Weise modifiziert (S31). So werden die gesammelten Rohdaten erhalten. Tabelle 4 zeigt diese Beziehungen.
So werden die Radgeschwindigkeit (V = R₀·ω), die Radbeschleunigung (R₀·dω/dt), die Längsbeschleunigung (Gx) der Fahrzeugkarosserie, die Seitenbeschleunigung (Gy) der Fahrzeugkarosserie, die Gierrate (YR) und die Positionssignale (X_GPS und Y_GPS) in geeigneten Abständen (Intervallen von 0,1 Sekunden in diesem Fall) erhalten. Ebenso werden mehrere Ortskoordinaten in dem angehaltenen Zustand bei Punkten CP₀ und CP₁ erhalten. Für die Radgeschwindigkeit und die Radbeschleunigung werden die Daten verwendet, die vorher durch die ECU 44 für ABS verarbeitet wurden.
Dann werden die Krümmung, die Querneigung und die Längsneigung für jede Zeit in Intervallen von Δt Sekunden berechnet (S32). Mit anderen Worten, unter Berücksichtigung des Nullpunkts des am Punkt CP₀ gemessenen Ausgangs werden die Daten korrigiert und die Krümmung, die Querneigung (einseitige Neigung: cant) und die Längsneigung für jeden Zeitpunkt unter Verwendung der Ausdrücke (1) bis (3) berechnet. 1/R = YR/V (1) cant = sin–1((V·YR – Gy)/g) (2) inc = sin–1((Gx – R0·dω/dt)/g) (3)
Diese Datenberechnung entspricht S15 der 2, wobei der dynamische Lastradius eines Reifens mit R₀ anstelle von r bezeichnet ist. Bei diesen Messungen wird unter Verwendung des Fahrzeughöhensensors jedes Rades der Winkel der Straßenoberfläche der Karosserie in der Roll- und Nickrichtung gemessen und in die Beschleunigung in vertikaler und tangentialer Richtung bezüglich der Straßenoberfläche umgewandelt. Ausdrücke (2) und (3) verbessern die Genauigkeit weiter.
Dann wird der Ort des Fahrzeugs berechnet und werden der Anfangswert des Gierwinkels und der wirksame Reifendurchmesser (dynamischer Lastradius R₀) so korrigiert, dass die Positionen an dem Endpunkt CP₁ des Kurses passen.
Unter Verwendung der vorstehend erwähnten Daten wird die Anfangsposition an dem Punkt CP₀ berechnet, und die Position zur Zeit T₁ bei Erreichen des Punkts CP₁ wird unter Verwendung des Anfangs-Gierwinkels und der Ausdrücke (4) und (5) berechnet.
Man berechne den Winkel in der Vorwärtsrichtung (Richtung des Geschwindigkeitsvektors und nachstehend als "Kurswinkel" bzw. "Streckenwinkel" bezeichnet) θ(t) unter Verwendung des nachstehenden Ausdrucks, wobei [0→t] das Integral von 0 → t bezüglich t darstellt: θ(t) = ∫ds/R = ∫(1/R)V·dt[0 → t] + θ0 wobei ds = vdt.
Wenn weiter 1/R = YR(t)/V(t) und der dynamische Lastradius korrekt ist, ist die Radgeschwindigkeit v gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit V und v = V(t).
Hieraus wird der nachstehende Ausdruck hergeleitet: θ(t) =∫YR(t)dt[0→t] + θ0 (4)
Die Ortskoordinaten (X(t) und Y(t)) zu der Zeit t werden aus Daten berechnet, die sich verhalten wie X(t) = X0 + ∫cosθ(t)·V(t)dt[0 → t] (5) Y(t) = X0 + ∫sinθ(t)·V(t)dt[0 → t] (6)
Aus diesen Ausdrücken werden die Koordinaten der Position (CP₁*) zu einer Zeit T1: X1* = X0 + ∫cosθ(t)·V(t)dt[0 → t] (7) Y1* = X0 + ∫sinθ(t)·V(t)dt[0 → t] (8)
Die Werte der Ausdrücke (7) und (8), die aus den tatsächlichen Rohdaten erhalten werden, sollten die gleichen sein wie die Koordinaten (X₁, Y₁) der ursprünglich vorgeprüften Koordinate CP₁, aber wegen einer nicht perfekten Messgenauigkeit des dynamischen Lastradius R₀ eines Rades und des Anfangs-Azimutwinkels θ₀ passen diese Werte nicht. Mit anderen Worten, es wird, wie in 9 gezeigt, obschon der Messkurs mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, angenommen, dass der mit gestrichelten Linien dargestellte Fahrort erhalten wird, weil die Messgenauigkeit nicht perfekt ist.
Die Abweichung Δψ des Azimutwinkels und der Korrekturkoeffizient α der Länge werden unter Verwendung der nachstehenden Ausdrücke erhalten. Δψ = tan–1{(Y1 – Y0)/(X1 – X0)} – tan–1{(Y1* – Y0)/(X1* – X0)} (9) α = 2 √[(X1* – X0)2 + (Y1* – Y0)2]/2√[(X1 – X0)2+(Y1 – Y0)2] (10)
Dann können Korrekturen für den Punkt CP₀ als ϕ0 + Δψ und den dynamischen Lastradius eines Rades als Rα = αR₀ vorgenommen werden. Demgemäß paßt CP₁* in 9 zu CP₁.
Wenn dieses Korrekturergebnis einmal erhalten ist, können die Fahrzeugposition, die Krümmung, die einseitige Neigung und die Längsneigung für die Zeit t berechnet werden (S34), und es kann eine Tabelle vorbereitet werden, wie sie in Tabelle 5 gezeigt ist.
Eine Korrektur wird unter Verwendung der nachstehenden Ausdrücke vorgenommen: θ(t) = ∫YR(t)dt[0→t] + θ0 + Δψ Y(t) = X0 + α∫cosθ(t)·V(t)dt[0 → t] (11) Y(t) = Y0 + α∫sinθ(t)·V(t)dt[0 → t] (12) S(t) = α∫V(t)dt (13)
Die Krümmung (1/R), die einseitige Neigung (cant) und die Längsneigung (inc) können dann berechnet werden: 1/R = (1/α)YR/R0ω (15) cant = sin–1((αR0ω·YR – Gr)/g) (16) inc = sin–1((Gx- αR0·dω/dt)/g) (17)
Dann können, wenn alle Daten angeordnet sind, sie in geeigneter Weise ausgedünnte Daten sein (z. B. mit einem feststehende Abstand von ΔS = 2 m) und in die Karte für den Abstand S umgewandelt werden (S35). Üblicherweise ist vorzuziehen, dass diese Daten zusammen mit den Daten eines anderen Abschnitts auf einer anderen Karte aufgetragen werden, um die Genauigkeit zu prüfen. Demgemäß können auf der Grundlage zweier Bezugspunkte und der erfassten Werte bezüglich des Fahrorts die Anfangswerte wie etwa Kurswinkel und dynamischer Lastradius korrigiert und genaue Messwerte erhalten werden.
In CP₀ und CP₁ kann es manchmal sein, dass, obgleich die Karten angepaßt bzw. abgeglichen sind, die Karte der Zwischennavigation und der aus Ausdrücken (11) und (12) erhaltene Fahrort nicht zusammenpassen. Wenn beispielsweise eine Karte relativ zu der anderen verschoben wird, kann der Korrekturwert des Gierwinkels in einigen Zwischenpunkten gemäß dem Abstand so geändert werden, dass die Punkte auf beiden Diagrammen zusammenpassen werden.
"Überwachung der Messdaten"
Bei dem vorstehend erwähnten Aufbau wurde im Prinzip ein Vorgang in einer Stapeldatei durchgeführt, nachdem die Daten zwischen CP₀ und CP₁ gemessen worden sind. Während der Fahrt (während der Messung) können jedoch durch Durchführen einer Verarbeitung und Ausgabe vor. Zwischendaten Messfehler ebenfalls geprüft werden. 10 zeigt ein Beispiel dieses Systemaufbaus.
Der Ausgang der Datensammelvorrichtung 40 wird einer Überwachungs-ECU 50 zugeführt. Diese Überwachungs-ECU 50 führt die vorstehend erwähnte Berechnung unter Verwendung der durch die Datensammelvorrichtung 40 zugeführten Daten durch. Der Bildschirm 18 zur Navigation und ein Ausgabemonitor 52 sind mit der Überwachungs-ECU 50 verbunden, und die Karte und der Fahrort, die durch Berechnung erhalten, werden, werden zur Überlappung gebracht und auf dem Bildschirm 18 zur Navigation angezeigt. Die Korrekturwerte auf dieser Stufe werden auf dem Ausgabewertmonitor 52 digital angezeigt. Nebenbei ist die Überwachungs-ECU 50 mit einem Knopf für eine θ₀-Nullpunktkorrektur versehen und können Benutzer diesen Knopf verwenden, um den Nullpunkt frei zu korrigieren.
Mit anderen Worten, die Überwachungs-ECU 50 fragt Daten aus der Datensammelvorrichtung 40 bei einer Abtastzeit von beispielsweise etwa 0,1 oder 0,2 Sekunden ab. Demgemäß werden die Zeit t, die Fahrzeuggeschwindigkeit V(t), die Längsbeschleunigung Gx, die Seitenbeschleuni gung Gy, die Gierrate YR, die durch das GPS erfassten Positionen X_GPS(t) und Y_GPS(t), die Anfangspositionen X₀ und Y₀ und der Anfangs-Azimutwinkel θ₀ in die Überwachungs-ECU 50 geholt.
Dann führt die Überwachungs-ECU 50 die nachstehenden Operationen durch: θE(t) = ∫YR(t)dt + θ0[0 → t] (18) XE(t) = X0 + ∫cosθ(t)·V(t)dt[0 → t] (19) YE(t) = Y0 + ∫sinθ(t)·V(t)dt[0 → t] (20)
In den vorstehende Ausdrücken wird angenommen, dass V(t) = R₀ω. Für R₀ wird der Mittelwert der vergangenen Messungen verwendet: ψGPS(t) = tan–1{(YGPS(t) – Y0)/(XGPS(t) – X0)} (21) ψM (t) = tan–1{(YE(t) – Y0)/(XE(t) – X0)} (22) αE = 2√[(XE(t) – X0)2 + (YE(t) – Y0)2]/2√[(XGPS(t) – X0)2 + (YGPS(t) – Y0)2] (23) Δψ = ψM – ψGPS (24)
Vorstehend sind X_GPS(t) und Y_GPS(t) die Ausgabewerte des Navigationssystems und die Positionsdaten, auf welche eine Verarbeitung wie etwa eine Kurvenanpassung angewendet wird. Die Daten werden mit einem Intervall von etwa 0,5 oder 1 Sekunde dargestellt.
Als nächstes werden die Positionen X_E(t) und Y_E(t), die wie vorstehend erhalten werden, sequentiell auf dem Bildschirm 18 zur Navigation aufgetragen und als Fahrorte angezeigt. Diese Anzeigezeit ist die gleiche wie X_GPS(t) und Y_GPS(t). Ferner werden auch die Differenz Δψ des Azimutwinkels zu der gegenwärtigen Position eines Fahrzeugs von CP₀ und α_E(t) angezeigt. Demgemäß kann der Benutzer den Grad einer Übereinstimmung beider Positionen beurteilen. Wenn beispielsweise der Fahrabstand des Fahrzeugs 500 Meter beträgt und Δψ um 5% oder mehr verschoben ist oder wenn α um 5 Grad oder mehr in der Längsrichtung verschoben ist, wird ein Fehler wie etwa Kalibrierungswerte und Nullpunktkorrektur angenommen.
Insbesondere für Δψ treten leicht Fehler auf, da die Messgenauigkeit des anfänglichen θ₀ im Allgemeinen nicht gut ist. Daraufhin können durch manuelles Korrigieren der Korrektur (Δθ₀) von θ₀ und Rotieren von X_E und Y_E entlang CP₀ um Δθ₀ beide zur Überlappung gebracht werden. Dies verhindert, dass die Datenmessung wiederaufgenommen wird.
Daraufhin zeigt 11 die physikalische Bedeutung der Anzeige auf dem Monitorschirm. Wie vorstehend beschrieben, beträgt der Azimutwinkel auf der Grundlage des GPS an dem gegenwärtigen Ort ψ_GPS und beträgt der aus Messwerten erhaltene Azimutwinkel Δψ_E, und beide Differenzen erreichen Δψ. Nebenbei ist θ₀ der Kurswinkel = Azimutwinkel in CP₀. Dann zeigt 12 die Korrektur von θ₀. Somit rotiert durch Korrigieren des Anfangs-Azimutwinkels θ₀ der gesamte Fahrort im Umfang des Korrekturwerts Δθ₀ mit (P₀) als Zentrum, und der Fahrort kann mit den Straßenformdaten zur Überlappung gebracht werden.
Des weiteren kann auch für die Seitenbeschleunigung Gy, wenn die Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs bei Geradeausbewegung (neutraler Lenkradstellung) den Bezugswert übersteigt, der Zustand als ein Fehler beurteilt werden. Mit anderen Worten, wenn die einseitige Neigung des geraden Linienabschnitts bzw. der geraden Strecke normalerweise etwa 2% beträgt, kann der Zustand beispielsweise dann als Fehler beurteilt werden, wenn er 5% übersteigt.
Durch Berechnen der einseitigen Neigung und der Längsneigung unter Verwendung der vorstehenden Ausdrücke (2) und (3) kann der Zustand als ein Fehler beurteilt werden, wenn der Absolutwert dieses Werts beispielsweise 15% überschreitet. Eine solche Entscheidung ist möglich, da die Neigung bei normaler Straßenplanung geringer als 10% ist. Für eine solche Entscheidung kann eine geeignete Entscheidung durch Vorbestimmen einer Norm getroffen werden.
"Vorbereitung der Kartendaten"
Es ist vorzuziehen, die wie vorstehend beschrieben erhaltenen Daten (Tabelle der Messzeit t, der Positionen X(t) und Y(t)) für den Fahrabstand und andere Straßenformparameter unter Verwendung von CP₀ als ein Startpunkt von CP₀ bis CP₁, zusammen mit den Straßenformdaten in dem herkömmlichen System aufzuzeichnen. Dies zeigt an, dass ein Lot in gleicher Weise auf den von dem Kartenpunkt P_i erhaltenen Fahrort fällt wie in vorstehend erwähnter 3. Wenn dieses Lot Hi ist, wird der Abschnitt zwischen H_i und H_i+1 gemäß der Zeit durch n geteilt und wird der Kartenwert zu jeder Zeit tabelliert. Tabelle 3 zeigt diesen Schritt. Diese Tabelle wird als das Register verwendet, um nur notwendige Einzelheiten auszuwählen, und sie können als Datenbanken für Alarm- und Steuerungssysteme angenommen werden. Diese Daten können beispielsweise verwendet werden, indem sie in einem Fahrzeug auf einem Medium wie etwa als CD-ROM installiert werden.
"Bereiche, in denen D-GPS nicht verwendet werden kann"
Es werden Messungen an einem Kurs beschrieben, wo eine Positionsmessung durch das D-GPS 12 teilweise nicht möglich ist. 13 zeigt die durch das D-GPS 12 während der Fahrt gemessenen Positionsdaten und die aus den Messdaten unter Verwendung des anfänglichen Kurswinkels θ₀ berechnete Position als Punkt CP₀. Der Abschnitt, wo die Positionsdaten durch das D-GPS 12 zwischen CP₀ und CP₁ erhalten wurden, ist mit durchgezogenen Linien dargestellt, und der Abschnitt, wo die Daten nicht erhalten wurden, ist nicht näher dargestellt. Die Koordinaten der aus den Messdaten in der Zeit tn berechneten Position P* sind unter Verwendung von (X*(tn), Y*(tn)) gezeigt.
Wie in 14 gezeigt, rotiert CP₁* und ist vergrößert (oder verkleinert) mit dem Punkt CP₀ in der Mitte, sodass CP₁* mit CP₁ überlappen kann. Demgemäß wird der Punkt P*(tn) in einen Punkt P**(tn) umgewandelt. Unter Verwendung der Daten dieses Punkts P** werden die Daten des Abschnitts, aus welchem die Positionsdaten nicht erhalten werden können, durch das D-GPS 12 ergänzt.
Insbesondere werden, wenn der Abschnitt, in dem es keine Daten des D-GPS 12 gibt, t = t_ns, t_ns+1,..., t_ne ist, die Positionsdaten eines unzulänglichen Teils durch Umwandeln von P**(t_ns–1) bis P**(t_ne+1) in P**(t_ns–1) bis P(t_ne+1) ergänzt. Dann werden die als Daten einer Zeitreihe erhaltenen Positionsdaten und die durch das vorstehend erwähnte Verfahren erhaltenen Daten der Krümmung, der einseitigen Neigung und der Längsneigung in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben zugeordnet.
Wenn P** für die von dem D-GPS erhaltenen Daten in großem Ausmaß auf eine Seite verschoben ist, kann, weil die Verschiebung an dem Nullpunkt des Gierratensensors angenommen wird, die vorstehend erwähnte Verarbeitung durch Korrigieren der Verschiebung des Nullpunkts, um in den zulässigen Bereich einzutreten und P** wieder zu erhalten, durchgeführt werden.
"Anderer Aufbau"
Es wird angenommen, dass die Datenverarbeitung des Messergebnisses für die vorstehend erwähnte Zuordnung stapelverarbeitet wird, nachdem die Messung abgeschlossen worden ist. Es ist jedoch vorzuziehen, dass Operationen durch Verwendung einer großen Verarbeitungseinheit während der Fahrt oder während Anhaltens eines Fahrzeugs durchgeführt werden und dass das Ergebnis auf einem Aufzeichnungsmedium, auf dem die Kartendaten zur Navigation gespeichert sind, gespeichert wird. Der Durchschnitt kann ebenfalls gespeichert werden, indem er zu den existierenden Daten hinzugefügt wird.
[GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT]
Die Navigationsvorrichtung, die sich auf die vorliegende Erfindung bezieht, ist in einem Fahrzeug eingebaut und wird in einer Vorrichtung verwendet, die eine Routenführung gibt und eine Fahrsteuerung durchführt. Das Medium, auf dem das Navigationsprogramm gespeichert wird, wird zum Betreiben eines in dem Fahrzeug eingebauten Computers verwendet. Die Straßenformdatenvorbereitungseinrichtung und das Verfahren werden als die Kartendatenbank verwendet, die durch die in dem Fahrzeug eingebaute Navi gationsvorrichtung verwendet wird, und stellt eine Routenführung und eine Fahrsteuerung bereit.

Claims

Navigationsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit: a) einer Fahrzeugposition-Erfassungsvorrichtung (12), welche die Position des Fahrzeugs erfasst; b) einer Straßenkartendatenbank (14, 28), welche Straßeninformation speichert; c) einer Steuervorrichtung (20) für ein Fahrsteuerungssystem, das eine Fahrsteuereinrichtung (22, 24, 26) eines Fahrzeugs auf der Basis der durch die Fahrzeugposition-Erfassungsvorrichtung erfasste Fahrzeugposition und der von der Straßenkartendatenbank ausgelesene Straßeninformation steuert; und d) einer Navigationsvorrichtung (10), welche Anleitung hinsichtlich der Fahrt des Fahrzeugs auf der Basis der durch die Fahrzeugposition-Erfassungsvorrichtung erfasste Fahrzeugposition und der von der Straßenkartendatenbank ausgelesenen Straßeninformation gibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Detaillierungsgrad der durch die Navigationsvorrichtung aus der Straßenkartendatenbank ausgelesenen Straßeninformation unter den Detaillierungsgrad der von der Fahrsteuerungssystemvorrichtung aus der Straßenkartendatenbank ausgelesenen Straßeninformation herabgesetzt ist.
Navigationsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Straßenkartendatenbank a) eine vereinfachte Straßenkartendatenbank (14), welche die Straßeninformation für jede Ortskoordinate bei vorgeschriebenen Teilungen speichert; und b) eine detaillierte Straßenkartendatenbank (28) aufweist, welche die Straßeninformation für jede Ortskoordinate bei einer feineren Teilung als der in der vereinfachten Straßenkartendatenbank vorgeschriebenen Teilung speichert, wobei i) die Steuervorrichtung für das Fahrsteuerungssystem das Fahrzeugfahrsteuerungssystem auf der Basis der aus der detaillierten Straßenkartendatenbank ausgelesenen Straßeninformation steuert; und ii) die Navigationsvorrichtung Anleitung hinsichtlich der Fahrt des Fahrzeugs auf der Basis der in der vereinfachten Straßenkartendatenbank gespeicherten Straßeninformation gibt.
Navigationsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, welche ferner eine Fahrzustand-Erfassungsvorrichtung (30, 34, 36) aufweist, welche Fahrzustandsdaten des Fahrzeugs erfasst, wobei die detaillierte Straßenkartendatenbank auf der Basis der durch diese Fahrzustandserfassungsvorrichtung erhaltenen Fahrzustandsdaten und der durch die Fahrzeugsposition-Erfassungsvorrichtung erhaltene Fahrzeugsposition aktualisiert wird.
Computernavigationsprogramm, welches Anleitung hinsichtlich der Fahrt des Fahrzeugs gibt, wobei das Navigationsprogramm dem Computer erlaubt: a) eine durch eine Fahrzeugposition-Erfassungsvorrichtung (12) erfasste Fahrzeugposition abzurufen; b) auf der Basis der erfassten Fahrzeugposition eine entsprechende Straßeninformation von einer Straßenkartendatenbank (14, 28) auszulesen; c) eine Fahrsteuereinrichtung (22, 24, 26) des Fahrzeugs auf der Basis der durch die Fahrzeugposition-Erfassungsvorrichtung abgerufenen Fahrzeugpposition und der von der Straßenkartendatenbank ausgelesenen Straßeninformation zu steuern; und d) auf der Basis der durch die Fahrzeugposition-Erfassungsvorrichtung erfasste Fahrzeugposition und der von der Straßenkartendatenbank ausgelesenen Straßeninformation Anleitung hinsichtlich der Fahrt des Fahrzeugs zu geben, dadurch gekennzeichnet, dass der Detaillierungsgrad der von der Navigationsvorrichtung aus der Straßenkartendatenbank ausgelesenen Straßeninformation unter den Detaillierungsgrad der von dem Steuergerät für das Fahrsteuerungssystem aus der Straßenkartendatenbank ausgelesenen Straßeninformation herabgesetzt ist.
Computernavigationsprogramm gemäß Anspruch 4, wobei die Straßenkartendatenbank a) eine vereinfachte Straßenkartendatenbank (14), welche Straßeninformation für jede Ortskoordinate bei vorgeschriebenen Teilungen speichert; und b) eine detaillierte Straßenkartendatenbank (28) aufweist, welche Straßeninformation für jede Ortskoordinate bei einer feineren Teilung als der in der vereinfachten Straßenkartendatenbank vorgeschriebenen Teilung speichert, wobei das Navigationsprogramm erlaubt: i) dem Steuergerät für das Fahrsteuerungssystem auf der Basis der in der detaillierten Straßenkartendatenbank abgespeicherten Straßeninformation zu steuern; und ii) der Navigationsvorrichtung Anleitung hinsichtlich der Fahrt des Fahrzeugs auf der Basis der in der vereinfachten Straßenkartendatenbank gespeicherten Straßeninformation zu geben.
Computernavigationsprogramm gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei das Navigationsprogramm außerdem: a) Fahrzeugfahrzustandsdaten durch eine Fahrzeugfahrzustand-Erfassungsvorrichtung (30, 34, 36) erfasst; und b) die detaillierte Straßenkartendatenbank auf der Basis der durch diese Fahrzustand-Erfassungsvorrichtung erhaltenen Fahrzustandsdaten und der durch die Fahrzeugposition-Erfassungsvorrichtung erhaltene Fahrzeugposition aktualisiert.
Computernavigationsprogramm gemäß Anspruch 5, wobei, wenn das Fahrzeug fährt und die Fahrzeugbewegung entsprechend der Fahrzeugposition erfasst wird, die detaillierte Straßenkartendatenbank detailliert wird auf der Basis von: a) einem Vergleich zwischen der Bewegung des Fahrzeugs für jede Position; und b) der Straßenverlaufsdaten der vereinfachten Straßenkartendatenbank.
Computernavigationsprogramm gemäß Anspruch 7, wobei die detaillierte Straßenkartendatenbank die Straßenverlaufsdaten für jede Ortskoordinate bei einer vorgeschriebenen Teilung speichert und die vorgeschriebene Teilung dieser Straßenverlaufsdaten auf eine feinere Teilung detailiert.
Computernavigationsprogramm gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die detaillierte Straßenkartendatenbank die Straßenverlaufsdaten für jede Ortskoordinate bei einer vorgeschriebenen Teilung speichert und die Inhalte der Straßenverlaufsdaten in einer Ortskoordinate detailliert.
Navigationsvorrichtung gemäß Anspruch 3, welche ferner eine Straßenverlaufsdaten-Erstellungsvorrichtung (32) aufweist, mit: a) einer Positionsänderung-Berechnungsvorrichtung, welche die Positionsänderung entsprechend der durch die Fahrzustand-Erfassungsvorrichtung erfassten Fahrt des Fahrzeugs berechnet; b) einer Korrekturvorrichtung, welche die durch die Positionsänderung-Berechnungsvorrichtung erhaltene Positionsänderung mit genauen Positionsdaten entsprechend der durch die Fahrzeugposition-Erfassungsvorrichtung erhaltene Positionsänderung vergleicht und den durch die Fahrzustand-Erfassungsvorrichtung erfassten Fahrzustand auf der Basis des Vergleichsergebnisses korrigiert; und c) eine Straßenverlauf-Berechnungsvorrichtung, welche die Straßenverlaufsdaten auf der Basis des korrigierten Fahrzustands berechnet.
Navigationsvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Fahrzustand-Erfassungsvorrichtung den Fahrzustand zwischen dem Messstartpunkt und dem Messendpunkt, wo die Position genau ermittelt werden kann, erfasst, und die Korrekturvorrichtung den Fahrzustand entsprechend der Koordinatenverschiebung in der durch die Positionsänderung-Berechnungsvorrichtung erhaltenen Positionsänderung von Messstartpunkt bis zu Messendpunkt korrigiert.
Navigationsvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die von der Straßenverlaufsdaten-Erstellungsvorrichtung erhaltenen Straßenverlaufsdaten und die Straßenverlaufsdaten der bestehenden Straßenkartendatenbank zwischen den zwei Punkten des Messstartpunktes und des Messendpunktes und die durch die Straßenverlaufsdaten-Erstellungsvorrichtung erhaltenen Straßenverlaufsdaten entsprechend dem Vergleichsergebnis korrigiert werden.
Navigationsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Straßenverlaufsdaten in der vorhandenen Straßenkartendatenbank die Daten für jeden Punkt bei einer vorgeschriebenen Teilung sind, und die detaillierten Straßenverlaufsdaten erhalten werden, indem die Straßenverlaufsdaten nach der Korrekturverarbeitung mit diesem Punkt in Übereinstimmung gebracht werden, der Abschnitt zwischen diesen entsprechenden Punkten mehrfach geteilt wird und die Staßenverlaufsdaten, die der Anzahl der Teilungen entsprechen, abgebildet werden.
Navigationsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Fahrzeugsposition durch D-GPS erfasst wird.
Computernavigationsprogramm gemäß Anspruch 6, wobei der Fahrzustand eines Fahrzeugs erfasst wird, die Positionsänderung in Übereinstimmung mit der Fahrt des erfassten Fahrzeugsfahrzustandes berechnet wird, die berechnete Positionsänderung und die Straßenpositionsdaten der vorhandenen Straßenkartendatenbank verglichen werden, der Fahrzustand auf der Basis dieses Vergleichsergebnisses korrigiert wird und die Straßenverlaufsdaten auf der Basis des korrigierten Fahrzustandes berechnet werden.
Computernavigationsprogramm gemäß Anspruch 15, wobei der Fahrzustand zwischen dem Messstartpunkt und dem Messendpunkt erfasst wird, wo die Position genau ermittelt werden kann, und der Fahrzustand, der gemäß der Koordinatenverschiebung in der Positionsänderung erfasst wird, welche von dem Messstartpunkt zum Messendpunkt auf der Basis der Positionsveränderung erhalten wird, korrigiert wird.
Computernavigationsprogramm gemäß Anspruch 16, wobei die durch die Straßenverlaufsdaten-Erstellungsvorrichtung erhaltenen Straßenverlaufsdaten und die Straßenverlaufsdaten der vorhandenen Straßenkartendatenbank außerdem gelegentlich zwischen den zwei Punkten des Messstartpunktes und des Messendpunktes verglichen werden, und die durch die Straßenverlaufsdaten-Erstellungsvorrichtung erhaltenen Straßenverlaufsdaten entsprechend dem Vergleichsergebnis korrigiert werden.
Computernavigationsprogramm gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei die Straßenverlaufsdaten in der vorhandenen Straßenkartendatenbank die Daten für jeden Punkt bei einer vorgeschriebenen Teilung sind, und die detaillierten Straßenverlaufsdaten erhalten werden, indem die Straßenverlaufsdaten nach der Korrekturverarbeitung mit diesem Punkt in Übereinstimmung gebracht werden, der Abschnitt zwischen diesen entsprechenden Punkten mehrfach unterteilt wird und die Straßenverlaufsdaten, welche der Anzahl der Teilungen entsprechen, abgebildet werden.
Computernavigationsprogramm gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Fahrzeugposition durch D-GPS erfasst wird.
Navigationsvorrichtung gemäß Anspruch 2, welcher ferner eine Straßenkarten-Detaillierungsvorrichtung (32) und ein Straßenkarten-Detaillierungsverfahren, welches eine Straßenkartendatenbank, in welcher Straßenverlaufsdaten abgespeichert sind, detailliert, wobei, wenn das Fahrzeug fährt und die Fahrzeugbewegung in Übereinstimmung mit der Fahrzeugposition erfasst wird, die Straßenkarten-Detaillierungsvorrichtung die detaillierte Straßenkartedatenbank auf der Basis eines Vergleichs zwischen der Bewegung des Fahrzeugs für jede Position und dem Straßenverlauf der vereinfachten Straßenkartendatenbank erzeugt.
Navigationsvorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei die detaillierte Straßenkartendatenbank die Straßenverlaufsdaten für jede Ortskoordinate bei einer vorgeschriebenen Teilung speichert und die vorgeschriebene Teilung dieser Straßenverlaufsdaten auf eine feinere Teilung aktualisiert.
Navigationsvorrichtung gemäß Anspruch 20 oder 21, wobei die detaillierte Straßenkartendatenbank die Straßenverlaufsdaten für jede Ortskoordinate bei einer vorgeschriebenen Teilung speichert und die Inhalte der Straßenverlaufsdaten in einer Ortskoordinate detailliert.