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JPH04238220A - 車両方位修正装置 - Google Patents

車両方位修正装置

Info

Publication number
JPH04238220A
JPH04238220A JP3006600A JP660091A JPH04238220A JP H04238220 A JPH04238220 A JP H04238220A JP 3006600 A JP3006600 A JP 3006600A JP 660091 A JP660091 A JP 660091A JP H04238220 A JPH04238220 A JP H04238220A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
data
position data
orientation
initial
Prior art date
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Pending
Application number
JP3006600A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Matsuzaki
伸一 松崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP3006600A priority Critical patent/JPH04238220A/ja
Priority to US07/820,736 priority patent/US5317515A/en
Priority to EP92300405A priority patent/EP0496538B1/en
Priority to DE69209330T priority patent/DE69209330T2/de
Publication of JPH04238220A publication Critical patent/JPH04238220A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
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    • G05D1/0278—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using satellite positioning signals, e.g. GPS
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G—PHYSICS
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    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
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    • G—PHYSICS
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、任意の道路を走行する
車両の位置を検出する車両位置検出装置において用いら
れる、車両の方位を修正する車両方位修正装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、道路交通網の任意の箇所を走
行している車両の位置を検出する方式として、距離セン
サと、方位センサと、両センサからの出力信号に必要な
処理を施す処理装置とを具備し、車両の走行に伴なって
生ずる距離変化量ΔＬおよび車両の方位θから車両位置
データを得る推測航法が提案されている。この方式は、
ΔＬおよびθに基いて、例えばΔＬの東西方向成分Δｘ
（＝ΔＬ×　ｃｏｓθ）および南北方向成分Δｙ（＝Δ
Ｌ×　ｓｉｎθ）を算出し、従前の位置データ（Ｐｘ′
，Ｐｙ′）に対して上記各成分Δｘ，Δｙを加算するこ
とにより、現在の位置データ（Ｐｘ，Ｐｙ）を算出する
方式である。
【０００３】上記の方式では、位置データを算出するに
あたって従前の位置データが必要であり、従前の位置デ
ータを算出するにあたってさらに従前の位置データが必
要となる。このようなことを繰り返して結局、車両出発
時の車両の位置、方位データが必要となる。そしてもし
、車両出発時の車両の位置、方位データに誤差が含まれ
ていたら、その誤差は消去されないで残ってしまう。 このため、車両出発時の位置、方位データは正確なもの
でなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車両出発時
の方位データを取得する方法には、絶対方位を検出する
センサ（地磁気センサ）を使用するか、または操作者が
地図と周りの地形等から判定して車両の方位を入力する
かの方法がある。しかし、地磁気センサで検出した方位
は、通常、次のような誤差を含む。すなわち、地磁気を
検出して移動体の絶対方位を知る地磁気センサは微弱な
地球磁界の強さを検出するものであり、移動体本体が着
磁してしまうとその出力データには誤差が発生する。こ
の誤差を打ち消すために地磁気方位センサの初期化処理
が行われるが、車両の走行中、特に踏切、電力ケーブル
埋設場所、鉄橋、防音壁のある高速道路や高層ビルの谷
間を通過する時等にしばしば外部からの強電磁界の影響
を受けて車体の着磁量が変化することにより、再度誤差
が発生する。
【０００５】また、初期方位の設定時に地図で特定され
た道路の方向をそのまま車両の方位とすると、車両と道
路とが完全に平行に向いていない状態で車両が停止して
いたときには、やはり誤差を含んでしまうことになる。
【０００６】一方、車両にＧＰＳ受信機を搭載している
場合がある。ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・シ
ステム）というのは、ＧＰＳ衛星からの電波を利用して
自己の位置を測位する技術であり、その原理は、所定の
軌道上を周回する複数の人工衛星が発生する電波の伝搬
遅延時間を計測することにより自己の２次元的または３
次元な位置を測位することにある。このＧＰＳ受信機を
使って車両の方位を求めるには、走行しながらＧＰＳ衛
星からの電波を受信することにより発生するドプラーシ
フトを測定すればよいのであるが、そのためには車両が
ある程度高速で走行している必要がある。そのため、高
速道路を走行中でなければ方位を測定することはできな
いので、車両の方位の修正には常に利用できるものでな
かった。
【０００７】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
のであり、走行に伴なう距離データおよび方位データに
基づいて車両の位置を検出する場合に用いられ、車両の
位置を検出するのに用いられた方位を修正して、より正
確な方位、位置または走行軌跡を求めることができる車
両方位修正装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの、本発明の車両方位修正装置は、走行距離センサと
、方位センサと、上記走行距離センサおよび方位センサ
から得られた車両の走行距離データおよび方位データに
基づいて車両の位置を検出する推定位置検出手段とを有
する車両位置検出装置に用いられ、外部から供給される
位置データを取得する位置データ取得手段と、位置デー
タ取得手段により位置データが２回取得された場合に、
これら２回の取得をする間の車両の移動方向を位置デー
タ取得手段により取得された位置データに基づいて求め
る第１演算手段と、上記２回の取得をする間の車両の移
動方向を推定位置検出手段により出力される推定位置デ
ータに基づいて求める第２演算手段と、これらの演算手
段により求められた車両の移動方向の差を用いて車両の
絶対方位を修正する修正手段とを有するものである。
【０００９】
【作用】以上の車両方位修正装置であれば、第１演算手
段を用いて２回取得された位置データから車両の移動方
向を求めることができる。そして、第２演算手段を用い
て上記２回の取得をする間の車両の推定移動方向を求め
、２つの移動方向を差を一種の誤差とみなして、車両の
絶対方位を修正することができる。
【００１０】図１を用いて解説する。位置データ取得手
段による１回目の取得をしたときに推定位置検出手段に
より求まっていた車両位置（「推定車両位置」という）
をＯ、２回目の取得をしたときに推定位置検出手段によ
り求まっていた推定車両位置をＰとし、その間の走行軌
跡をＬとする。位置データ取得手段による１回目の取得
をしたときに得られた位置データから算出される車両位
置（「取得車両位置」という）をＯ１　、２回目の取得
をしたときに得られた位置データから算出される取得車
両位置をＰ１　とする。
【００１１】取得車両位置Ｏ１　と推定車両位置Ｏとは
、違っていることもあり、一致することもある。一致す
るのは、推定位置検出手段が取得車両位置Ｏ１　を取得
した時点で取得車両位置Ｏ１　を車両の初期位置として
採用した場合であるが、本発明の目的が方位の修正であ
るので、初期位置は必ずしも一致していなくてもよい。 しかし、図面で説明する場合は、重ねておいたほうが説
明がしやすいので図面では原点ＯとＯ１　は重ねて描い
てある。
【００１２】推定車両位置Ｐの座標を（ｘ，ｙ）　、取
得車両位置Ｐ１　の座標を　（ｘ１，ｙ１）とする。推
定位置検出手段は、推定車両位置Ｐを検出する場合、原
点Ｏにおいて初期方位θｏ　を採用してしていたとする
。一方、取得車両位置Ｐ１　の座標　（ｘ１，ｙ１）に
基づいて、次の式（ａ）　により原点Ｏにおけるベクト
ルＯＰ１　の方向αを知ることができる。
【００１３】α＝ｔａｎ　−１（ｙ１／ｘ１）　　　　
　…（ａ）　推定車両位置Ｐを推測航法によって得る場
合、取得車両位置Ｐ１　の誤差は、推定車両位置Ｐの誤
差よりも少ないものと仮定することができるから、この
式によって求められた方向αは正しいものとみなすこと
ができる。また、推定車両位置Ｐの座標　（ｘ，ｙ）に
基づいて、次の式（ｂ）　により原点Ｏにおけるベクト
ルＯＰの方向βを知ることができる。
【００１４】β＝ｔａｎ　−１（ｙ／ｘ）　　　　　　
　…（ｂ）　したがって、上記方向βと方向αと差をα
−β＝Δθとすると、差Δθを用いて車両の絶対方位θ
を修正することができる。すなわち、「×」はベクトル
積、「・」はスカラ積を表わすとすると、 　　　　　　　ｔａｎΔθ＝ｔａｎ（α−β）　＝ｓｉ
ｎ（α−β）／ｃｏｓ（α−β）　　　　　　　＝ＯＰ
×ＯＰ１　／ＯＰ・ＯＰ１　＝（ｘ　ｙ１−ｘ１　ｙ）
／（ｘ　ｘ１＋ｙ　ｙ１）　であるから、 Δθ＝　ｔａｎ−１（ｘ　ｙ１−ｘ１　ｙ）／（ｘ　ｘ
１＋ｙ　ｙ１）　　　　…（ｃ）　で計算できる。そこ
で、 θ＋Δθ＝θ′　　　　　　　　…（ｄ）　により求め
た方位θ′を改めて車両の絶対方位とすることができる
。
【００１５】もし、初期方位θｏ　を修正する場合、Δ
θを初期方位θｏに加えることとすれば、θｏ　＋Δθ
＝θｏ′　　　　　　…（ｅ）　により求めた方位θｏ
′を用いて、車両が原点Ｏから進む走行軌跡を再計算す
ることができる。このようにして、より正確な走行軌跡
Ｌ′を求めることができる。
【００１６】
【実施例】以下この発明の実施例を示す添付図面に基づ
いて詳細に説明する。図２は、本発明の車両方位修正装
置を実施するための車両位置検出装置のブロック図を示
す。車両位置検出装置は、左右両輪の回転速度を検出す
る車輪速センサ１ａ，１ｂと、旋回角速度を検出するジ
ャイロ（旋回角速度を干渉光の位相変化として読み取る
光ファイバジャイロ、ピエゾエレクトリック素子の片持
ちばり振動技術を利用して旋回角速度を検出する振動ジ
ャイロ、機械式ジャイロ等から選ばれたもの）２と、地
磁気に基づいて車両の絶対方位を検出する地磁気センサ
３と、ＧＰＳ受信機４と、地磁気センサ３または初期方
位修正部７から入力される初期方位とジャイロ２により
検出された方位変化量のデータに基づいて車両の現在方
位を推定する方位推定部５と、上記車輪速センサ１ａ，
１ｂにより検出される車輪の回転数に基づいて初期位置
（キーボード１０により設定された車両位置あるいはＧ
ＰＳ受信機４から入力された車両位置）からの走行距離
データを算出するとともに、上記方位推定部５から出力
される方位データを取得して初期位置を起点とする走行
軌跡を推測航法により算出する位置検出部６と、初期方
位修正部７と、ナビゲーションコントローラ８と、地図
メモリ１１に格納された道路地図とともに車両位置、方
位、走行軌跡などをＣＲＴ、液晶表示器等に表示するデ
ィスプレイ９とを有している。
【００１７】地図メモリ１１は、カセットテープ、ＣＤ
−ＲＯＭ、ＤＡＴ、半導体メモリ、ＩＣメモリなどの記
憶媒体を使用し、従来公知のごとく所定範囲の道路網、
交差点、鉄道交通網等のデータをノードとリンクとの組
み合わせの形で格納している。上記ナビゲーション・コ
ントローラ８は、図形処理プロセッサ、画像処理メモリ
等から構成され、ディスプレイ９に表示する地図の検索
、初期位置の入力、縮尺切り替え、スクロール等を行う
。
【００１８】初期方位修正部７は、ＧＰＳ受信機４によ
り受信された２つの位置データに基づいてこれら２回の
受信をする間の車両の移動方向αを求めるとともに、位
置検出部６により出力される車両位置データに基づいて
上記２回の受信をする間の車両の移動方向βを求め、こ
れらにより求められた車両の移動方向の差Δθに基づい
て、車両の絶対方位を修正するものである。
【００１９】上記構成の車両位置検出装置の動作を説明
する。先ず運転者は、走行前にキーをオンして車両位置
検出装置を立ち上げ、キーボード１０を操作して地図メ
モリ１１内から現在位置を含む所定範囲の道路地図を選
択し、ディスプレイ９に表示させる。次にキーボード１
０を操作して車両の初期位置を設定する。この設定は車
両の位置を示すカーソルを地図上で動かすことにより行
われる。この時、車両の初期方位は地磁気センサ３の出
力を取り込むことにより設定される。このようにして車
両の初期位置・初期方位を表わすデータが方位推定部５
、位置検出部６に供給される。
【００２０】上記一連の初期設定終了後、車両を発進さ
せ、位置検出部６において車輪速センサ１ａ，１ｂの車
輪回転速度信号に基づいて初期位置からの走行距離デー
タを算出するとともに、方位推定部５において、ジャイ
ロ２の角速度データに基づいて現在方位を積算する。そ
して、位置検出部６において上記両データに基づいて走
行軌跡データを算出し、ナビゲーション・コントローラ
８に供給する。ナビゲーション・コントローラ８は、デ
ィスプレイ９の画面に車両位置・方位、走行軌跡を道路
地図とともに表示する。
【００２１】さらに、走行中にＧＰＳ受信機４から車両
位置データが入力されると、初期方位修正部７は、その
任意の２つのデータに基づいて修正された初期方位を算
出し、方位推定部５に供給する。この時の初期方位修正
部７における、初期方位修正手順を詳説する。まず、Ｇ
ＰＳ受信機４から１回目の車両位置データ（Ｘｏ，Ｙｏ
）　が入力されると、その時の方位θｏ　を方位推定部
５から取得し、車両位置データ（Ｘｏ，Ｙｏ）　ととも
にメモリに記憶する。この時の車両位置データ（Ｘｏ，
Ｙｏ）　は、位置検出部６に初期位置のデータとして入
力されるので、位置検出部６は現在位置を（Ｘｏ，Ｙｏ
）　にリセットし、この現在位置（Ｘｏ，Ｙｏ）　を起
点として車両位置を算出していく。
【００２２】次にＧＰＳ受信機４から２回目の車両位置
データ（Ｘ１，Ｙ１）が入力されると、初期方位修正部
７は、その時の現在方位データθを方位推定部５から取
得し、その時の推定車両位置データ（Ｘ，Ｙ）　を位置
検出部６から取得する。そして、これらのデータに基づ
いて、これら２回の受信をする間の車両の推定移動量（
ｘ，ｙ）　＝（Ｘ，Ｙ）　−（Ｘｏ，Ｙｏ）　を求め、
ＧＰＳ受信データに基づいて、上記２回の受信をする間
の車両の受信移動量 （ｘ１，ｙ１）＝（Ｘ１，Ｙ１）　−（Ｘｏ，Ｙｏ）　
を求める。そして、前出の（ｃ）　式によって方位推定
誤差Δθを求め、これを初期方位θｏ　に加えて、初期
方位を修正することができる。
【００２３】このようにして修正された初期方位θｏ　
′は方位推定部５に供給され、方位推定部５は空き時間
を利用してこの初期方位θｏ　′に基づいて車両の方位
データを再度計算し、位置検出部６はこれらの再度計算
された方位データに基づいて走行軌跡データを再度計算
する。この再計算過程において、ジャイロ２や車輪速セ
ンサ１ａ，１ｂから取得していた方位データ、走行距離
データは所定のメモリに記憶させておいたものを用いる
。
【００２４】このようにして、位置検出部６により再計
算された走行軌跡データはナビゲーション・コントロー
ラ８に入力され、ディスプレイ９に表示される。したが
って、ディスプレイ９に表示されている軌跡は、ＧＰＳ
データを受信するたびに正確な軌跡に修正される。なお
、本発明は上記の実施例に限定されるものではない。 実施例においては、外部から供給される位置データを取
得する位置データ取得手段としてＧＰＳ受信機を使用し
ていたが、これ以外にも路側ビーコンの位置情報を受信
するビーコン受信機を使用してもよく、また、人間が地
図を見ながら車両位置情報を入力するようにしてもよい
。その他本発明の要旨を変更しない範囲内において、種
々の設計変更を施すことが可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、位置デ
ータ取得手段により位置データを２回取得する間に求め
られた車両の移動方向と、推定位置検出手段により出力
される推定位置データに基づいて求められた車両の移動
方向との差を用いて車両の絶対方位を修正することがで
きるから、より正確な方位を決定することができる。
【００２６】また、これにより初期方位を修正すること
にすれば、進む走行軌跡を再計算でき、より正確な走行
軌跡を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両方位修正手法を解説するための、車両走行
軌跡図である。
【図２】本発明の車両方位修正装置を実施するための車
両位置検出装置のブロック図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ　　車輪速センサ ２　　ジャイロ ４　　ＧＰＳ受信機 ５　　方位推定部 ６　　位置検出部 ７　　初期方位修正部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】走行距離センサと、方位センサと、上記走
    行距離センサおよび方位センサから得られた車両の走行
    距離データおよび方位データに基づいて車両の位置を検
    出する推定位置検出手段とを有する車両位置検出装置に
    用いられ、外部から供給される車両位置データを取得す
    る位置データ取得手段と、位置データ取得手段により位
    置データが２回取得された場合に、これら２回の取得を
    する間の車両の移動方向を位置データ取得手段により取
    得された位置データに基づいて求める第１演算手段と、
    上記２回の取得をする間の車両の移動方向を推定位置検
    出手段により出力される推定位置データに基づいて求め
    る第２演算手段と、これらの演算手段により求められた
    車両の移動方向の差を用いて車両の絶対方位を修正する
    修正手段とを有することを特徴とする車両方位修正装置
    。
JP3006600A 1991-01-23 1991-01-23 車両方位修正装置 Pending JPH04238220A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3006600A JPH04238220A (ja) 1991-01-23 1991-01-23 車両方位修正装置
US07/820,736 US5317515A (en) 1991-01-23 1992-01-15 Vehicle heading correction apparatus
EP92300405A EP0496538B1 (en) 1991-01-23 1992-01-17 Vehicle heading correction apparatus
DE69209330T DE69209330T2 (de) 1991-01-23 1992-01-17 Fahrzeughaltungkorrekturvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3006600A JPH04238220A (ja) 1991-01-23 1991-01-23 車両方位修正装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04238220A true JPH04238220A (ja) 1992-08-26

Family

ID=11642830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3006600A Pending JPH04238220A (ja) 1991-01-23 1991-01-23 車両方位修正装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5317515A (ja)
EP (1) EP0496538B1 (ja)
JP (1) JPH04238220A (ja)
DE (1) DE69209330T2 (ja)

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