JPH10111137A - GPS navigation device - Google Patents
GPS navigation deviceInfo
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- JPH10111137A JPH10111137A JP26609696A JP26609696A JPH10111137A JP H10111137 A JPH10111137 A JP H10111137A JP 26609696 A JP26609696 A JP 26609696A JP 26609696 A JP26609696 A JP 26609696A JP H10111137 A JPH10111137 A JP H10111137A
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- gradient
- gps
- moving object
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- Instructional Devices (AREA)
- Navigation (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】勾配情報が専用のセンサなしに安価に精度良く
検出でき、ロケーション精度、経路誘導性能を向上させ
ることができるGPSナビゲーション装置を提供する。
【解決手段】GPS受信機304から出力される擬似距
離変化率と、その他の衛星情報と、ジャイロセンサ31
0を用いて計測した移動体方位と、車速センサ312に
より計測した移動体車速とから、移動体の移動方向の勾
配を算出し、さらに、その勾配データを基にして、道路
リンク情報に勾配データがない場合は追加し、ある場合
はその情報をマップマッチング処理で照合させ位置の検
出精度を向上させ、また、勾配データは、地図表示画面
の鳥瞰図表示に利用して、表示をより直観的に分かり易
くする。
(57) [Summary] [Problem] To provide a GPS navigation device that can detect gradient information accurately and inexpensively without a dedicated sensor, and can improve location accuracy and route guidance performance. A pseudorange change rate output from a GPS receiver, other satellite information, and a gyro sensor are provided.
The gradient of the moving direction of the moving object is calculated from the moving direction of the moving object measured using 0 and the speed of the moving object measured by the vehicle speed sensor 312. Further, the gradient data is added to the road link information based on the gradient data. If there is no, add it.If there is, improve the position detection accuracy by matching the information by map matching process.In addition, the gradient data is used for bird's-eye view display on the map display screen, making the display more intuitive Make it easy to understand.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、移動体に備えられ
たGPS(Global Positioning System)装置と種々の
センサにより移動体の運動を検出し、それらの検出信号
を組み合わせることにより、移動体の位置情報等の精度
を向上させることができるGPSナビゲーション装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a GPS (Global Positioning System) device provided on a moving body and various sensors for detecting the movement of the moving body and combining the detected signals to obtain the position of the moving body. The present invention relates to a GPS navigation device that can improve the accuracy of information and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】測位装置の一つとしてGPS測位装置が
ある。このGPS測位装置は、通常3個以上のGPS衛
星からの信号を同時に受信し、各GPS衛星と受信点と
の間のGPS受信機の時刻オフセットを含んだ擬似距離
データ及び各GPS衛星の位置データより、受信点の位
置を計算するように構成されている。2. Description of the Related Art There is a GPS positioning device as one of the positioning devices. This GPS positioning device usually receives signals from three or more GPS satellites simultaneously, and generates pseudorange data including the time offset of the GPS receiver between each GPS satellite and a receiving point, and position data of each GPS satellite. Thus, the position of the receiving point is calculated.
【0003】従来のGPSナビゲーション装置は、この
GPS測位装置を利用したもので、上記計算された受信
点の位置、例えば当該GPSナビゲーション装置を搭載
している移動体の現在位置を、その周辺の地図に重畳し
て表示する。A conventional GPS navigation device uses this GPS positioning device. The calculated position of a receiving point, for example, the current position of a moving object equipped with the GPS navigation device is displayed on a map around the position. Is displayed superimposed on.
【0004】さらに、近年では、入力された移動体の目
的地に応じて、自動的に経路の誘導を行なう経路誘導機
能を備えるGPSナビゲーション装置も提案されてい
る。Further, in recent years, a GPS navigation device having a route guidance function for automatically guiding a route according to a destination of an input moving object has been proposed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のGPS
ナビゲーション装置において、GPS衛星信号を地上で
受信するためには、GPS衛星は受信点から見て地平線
より上側になければならない。すなわち、受信可能なG
PS衛星の配置は、常に空間的に偏った範囲に限定され
ることになる。これは測量の原理からすれば、受信点か
ら見て水平方向の誤差に比べ、鉛直方向の誤差が大きく
なることを意味する。However, the conventional GPS
In the navigation device, in order to receive the GPS satellite signal on the ground, the GPS satellite must be above the horizon as viewed from the receiving point. That is, the receivable G
The arrangement of PS satellites will always be limited to a spatially biased range. This means that the error in the vertical direction is larger than the error in the horizontal direction when viewed from the receiving point according to the principle of the survey.
【0006】すなわち、従来のGPSナビゲーション装
置に含まれるGPS受信機が出力する緯度、経度、高度
で見れば、緯度、経度に比べ高度の計測誤差が大きくな
り、また速度ベクトルで見れば、水平方向の方位や速度
に比べ、鉛直方向の成分での計測誤差が増大する。よっ
て、例えば、高度の増減を伴った移動状態を正確に把握
することが難しい。[0006] That is, the latitude, longitude, and altitude output from the GPS receiver included in the conventional GPS navigation apparatus show a greater measurement error in altitude than the latitude and longitude. The measurement error in the component in the vertical direction increases as compared with the azimuth and speed of. Therefore, for example, it is difficult to accurately grasp a moving state accompanied by an increase or decrease in altitude.
【0007】一方、GPSナビゲーション装置の一つと
して、自動車の現在位置を計測するカーナビゲーション
システムがある。このカーナビゲーションシステムにお
いて測位結果を表示する際に用いられる地図情報もま
た、平面方向の精度が優先されている。すなわち、鉛直
方向の高度情報は全く無いか、または有っても、地形図
的情報であり、実際に自動車等が走行している道路の高
度や勾配とは必ずしも一致しない場合が多い。On the other hand, as one of the GPS navigation devices, there is a car navigation system for measuring the current position of an automobile. Also in the map information used when displaying the positioning result in this car navigation system, priority is given to the accuracy in the plane direction. That is, there is no vertical altitude information, or even if there is, it is topographical information and does not always coincide with the altitude or gradient of the road on which an automobile or the like actually runs.
【0008】以上のようにGPSナビゲーション装置で
の位置の計測及び表示の両面において、鉛直方向成分は
軽視されてきており、そのために以下のような問題が発
生している。As described above, the vertical component has been neglected in both the measurement and display of the position in the GPS navigation device, and the following problems have occurred.
【0009】計測面では、高架道路の真下にも道路があ
る場合には、いずれの道路を走行しているかの区別が難
しいという問題がある。これは上下どちらの道路にいる
かによって誘導内容を変える必要がある、従来のカーナ
ビゲーションシステムが備えている経路誘導機能の性能
に大きく影響する。また、上下の道路が平面的にずれた
位置にあった場合でも、鉛直方向の情報を使わない限
り、いずれの道路にいるかは、平面方向の計測精度程度
までの識別しかできないという問題もある。On the measurement side, if there is a road directly below an elevated road, there is a problem that it is difficult to distinguish which road is running. This greatly affects the performance of the route guidance function provided in the conventional car navigation system, in which the guidance content needs to be changed depending on whether the vehicle is on the upper or lower road. Further, even when the upper and lower roads are displaced in a plane, there is another problem that unless the information in the vertical direction is used, which road is located can be identified only to the level of the measurement accuracy in the plane direction.
【0010】一方、表示面では、実際の走行状態により
近い表示法として3次元表示(擬似的)があるが、前述
の通り、高度情報が無い場合、または有った場合でも地
形図情報に限定される場合には、リアリティのある3次
元表示は難しくなる。On the other hand, on the display surface, there is a three-dimensional display (pseudo) as a display method closer to the actual running state, but as described above, when there is no altitude information, or when altitude information is present, it is limited to topographic map information. In such a case, it is difficult to display a realistic three-dimensional display.
【0011】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、移動体の鉛直方向の変化に関する情報、いわ
ゆる勾配情報を、そのための専用のセンサを使うことな
く精度良く検出することができるGPSナビゲーション
装置を提供することを目的とする。また、上記勾配情報
を得ることによって、高架道路かその下の道路かの区別
や、よりリアリティのある3次元表示を可能にするGP
Sナビゲーション装置を提供することを本発明の目的と
する。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can accurately detect information on a change in the vertical direction of a moving body, that is, so-called gradient information, without using a dedicated sensor therefor. It is an object to provide a GPS navigation device. Also, by obtaining the above-mentioned gradient information, a GP that enables distinction between an elevated road and a road under the elevated road and enables a more realistic three-dimensional display.
It is an object of the present invention to provide an S navigation device.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、GPSナビゲーション装置において、GP
S信号からGPS衛星毎に擬似距離変化率を測定する擬
似距離変化率計測手段と、移動体の速度と方位のうち少
なくとも一方を、GPS信号を利用せずに計測する移動
体速度/方位計測手段と、GPS測位手段により決定さ
れた移動体位置と、前記衛星情報取得手段により得られ
た少なくとも1個の受信可能なGPS衛星についての衛
星情報と、当該少なくとも1個の受信可能なGPS衛星
について前記擬似距離変化率計測手段で得られた擬似距
離変化率と、前記移動体速度/方位計測手段により計測
された移動体の速度および方位のうち少なくとも一方と
から、移動体の速度ベクトルの水平面からの角度(以下
では勾配と呼ぶ)を算出する移動体速度ベクトル勾配算
出手段とを有する。In order to achieve the above object, the present invention provides a GPS navigation device, comprising:
Pseudo-distance change rate measuring means for measuring a pseudo-distance change rate for each GPS satellite from the S signal, and moving body speed / azimuth measuring means for measuring at least one of the speed and the direction of the moving body without using a GPS signal The mobile object position determined by the GPS positioning means, the satellite information on at least one receivable GPS satellite obtained by the satellite information obtaining means, and the satellite information on the at least one receivable GPS satellite. From the pseudo distance change rate obtained by the pseudo distance change rate measuring means and at least one of the speed and direction of the moving body measured by the moving body speed / azimuth measuring means, the speed vector of the moving body from the horizontal plane is calculated. A moving body velocity vector gradient calculating means for calculating an angle (hereinafter, referred to as a gradient);
【0013】また、上記本発明において、前記移動体速
度ベクトル勾配算出手段から得られた勾配情報を当該G
PSナビゲーション装置のユーザに告知する勾配情報伝
達手段をさらに有する構成としても良い。[0013] In the present invention, the gradient information obtained from the moving body velocity vector gradient calculating means is used as the G information.
It may be configured to further include a gradient information transmitting unit that notifies a user of the PS navigation device.
【0014】また、上記本発明において、決定された移
動体の現在位置を表示する表示手段をさらに有し、前記
勾配情報伝達手段が、模式的に表示された移動体が前記
勾配量に対応する量だけ傾いた状態を前記表示手段に表
示することで、ユーザに告知する構成としても良い。Further, in the above-mentioned present invention, there is further provided a display means for displaying the current position of the determined moving body, wherein the gradient information transmitting means corresponds to the schematically displayed moving body corresponding to the gradient amount. A configuration in which the state of being tilted by an amount is displayed on the display means to notify the user is also possible.
【0015】また、上記本発明において、移動体が移動
する各道路についての勾配情報を含む地図データを記憶
するための記憶手段と、前記移動体速度ベクトル勾配算
出手段から得られた勾配情報と、当該勾配情報に対応す
る前記地図データの情報との照合具合から、移動体の位
置を推定する移動体位置推定手段とをさらに有する構成
としても良い。In the present invention, a storage means for storing map data including gradient information on each road on which the moving body moves, gradient information obtained from the moving body velocity vector gradient calculating means, A configuration may also be provided that further includes a moving object position estimating means for estimating the position of the moving object based on the degree of matching with the information of the map data corresponding to the gradient information.
【0016】また、上記本発明において、前記地図デー
タが、そこに含まれている勾配情報の書き換えあるいは
追加が可能であるように前記記憶手段に記憶されている
場合、前記移動体速度ベクトル勾配算出手段から得られ
た勾配情報を、前記地図データの対応する情報と照合さ
せ、その照合具合に応じて修正や追加を行なう手段を設
けてもよい。In the present invention, when the map data is stored in the storage means so that the gradient information contained therein can be rewritten or added, the moving object velocity vector gradient calculation is performed. Means may be provided for collating the gradient information obtained from the means with the corresponding information of the map data, and performing correction or addition according to the degree of the collation.
【0017】また、上記本発明において、前記推定され
た移動体の位置を示す所定の表示マークを、当該位置を
含む所定範囲領域の地図データに基づく地図画像に重畳
させて表示するための画像データを生成する表示処理手
段と、前記生成された画像データを表示する表示手段と
をさらに有し、前記画像データ中の地図画像には、前記
地図データに含まれている勾配情報に対応する勾配を示
す画像が含む構成としてもよい。Further, in the present invention, image data for displaying a predetermined display mark indicating the estimated position of the moving object on a map image based on map data of a predetermined range area including the position is displayed. And display means for displaying the generated image data, wherein the map image in the image data has a gradient corresponding to the gradient information contained in the map data. It may be configured to include the image shown.
【0018】また、上記本発明において、受信可能なG
PS衛星が複数個ある場合、これら複数個のGPS衛星
の中から、予め定めた選択基準により前記移動体速度ベ
クトル勾配算出手段での処理に用いる前記少なくとも1
個のGPS衛星を選択する衛星選択手段を設け、衛星位
置の仰角が大きい衛星を優先的に選択したり、あるい
は、衛星位置の方位角が移動体の進行方向もしくはその
180度反対方向により近い衛星を優先的に選択しても
よい。In the present invention, the receivable G
When there are a plurality of PS satellites, at least one of the plurality of GPS satellites used in the processing by the moving object velocity vector gradient calculating means is selected according to a predetermined selection criterion.
A satellite selecting means for selecting one of the GPS satellites is provided to preferentially select a satellite having a large elevation angle of the satellite position, or a satellite having an azimuth angle of the satellite position closer to the traveling direction of the moving object or 180 degrees opposite thereto. May be preferentially selected.
【0019】また、上記本発明においては、2個以上の
GPS衛星を選択する場合には、前記移動体速度ベクト
ル勾配算出手段は、選択された2個以上のGPS衛星の
それぞれについて勾配値を算出し、これら勾配値を単純
平均するか、あるいは、衛星位置に応じた付けられた重
みを用いて平均することで、移動体の速度ベクトルの勾
配を求めても良い。In the present invention, when two or more GPS satellites are selected, the moving object velocity vector gradient calculating means calculates a gradient value for each of the selected two or more GPS satellites. Then, the gradient of the velocity vector of the moving object may be obtained by simply averaging these gradient values or by averaging using a weight assigned according to the satellite position.
【0020】また、上記本発明において、前記移動体速
度/方位計測手段を、前記自動車の車輪の回転状態を計
測する車速センサ、あるいは、移動体の移動方位の変化
により生じる回転角速度を検出するジャイロセンサ、お
よび、地図データ中の道路リンク方位のうち少なくとも
一方を用いて移動方位を決定する手段を含んで構成して
もよい。In the present invention, the moving body speed / azimuth measuring means may be a vehicle speed sensor for measuring a rotation state of wheels of the automobile, or a gyro for detecting a rotational angular velocity caused by a change in the moving azimuth of the moving body. It may be configured to include a sensor and a means for determining the moving direction using at least one of the road link directions in the map data.
【0021】また、上記本発明において、移動体が自動
車であり、前記移動体速度/方位計測手段が、前記自動
車の車輪の回転状態を計測する車速センサと回転角速度
を検出するジャイロセンサとを有し、これらセンサによ
り移動体の速度及び方位を計測するものである場合に
は、前記移動体速度ベクトル勾配算出手段は、各GPS
衛星について、前記移動体位置と前記衛星情報とから、
移動体位置を原点とする座標系での計測される衛星の仰
角及び方位角を求めると共に、衛星の速度ベクトル中の
移動体から衛星への視線方向成分を算出し、前記求めら
れた衛星の仰角および方位角と、前記算出された衛星速
度ベクトルの視線方向成分と、前記計測された移動体の
速度及び方位と、前記計測された擬似距離変化率とか
ら、移動体速度ベクトルの勾配を算出する構成としても
良い。Further, in the present invention, the moving body is an automobile, and the moving body speed / azimuth measuring means has a vehicle speed sensor for measuring a rotation state of wheels of the automobile and a gyro sensor for detecting a rotational angular velocity. When the speed and the direction of the moving object are measured by these sensors, the moving object speed vector gradient calculating means is configured to detect each GPS signal.
For a satellite, from the mobile object position and the satellite information,
The elevation angle and azimuth angle of the satellite measured in the coordinate system with the position of the moving object as the origin are obtained, and the line-of-sight component from the moving object to the satellite in the velocity vector of the satellite is calculated, and the obtained elevation angle of the satellite is obtained. And the azimuth angle, the line-of-sight component of the calculated satellite speed vector, the measured speed and azimuth of the moving object, and the measured pseudorange change rate, to calculate the gradient of the moving object speed vector. It is good also as composition.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したGPSナ
ビゲーション装置の実施形態を図面を参照して説明す
る。なお、以下の実施形態でGPSナビゲーション装置
は、自動車等の地表を移動する移動体に搭載されるもの
とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a GPS navigation device to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, it is assumed that the GPS navigation device is mounted on a moving object that moves on the ground surface such as an automobile.
【0023】本発明が適用されたGPSナビゲーション
装置の第1の実施形態は、自動車用ナビゲーション装置
であって、そのハードウエア構成として、例えば図2に
示すように、GPS衛星からのGPS電波信号を受信す
るアンテナを含むアンテナ部302、アンテナ部302
から出力される受信信号から受信点(以下では移動体の
現在位置あるいは位置と呼ぶ)の測位や擬似距離変化率
計測等を行うGPS受信機304、及び、GPS受信機
304からの出力結果を使って移動体の移動速度ベクト
ルを算出し移動体の位置を推定すると共に周辺装置の制
御等を行う、例えばマイクロコンピュータ等の演算処理
回路により実現されるコントローラ300を有する。A first embodiment of a GPS navigation device to which the present invention is applied is a navigation device for a car, and as a hardware configuration, for example, as shown in FIG. 2, a GPS radio signal from a GPS satellite is used. Antenna unit 302 including antenna for receiving, antenna unit 302
A GPS receiver 304 that performs positioning of a receiving point (hereinafter, referred to as a current position or position of a moving object) or a pseudo-range change rate measurement from a reception signal output from the GPS receiver 304, and an output result from the GPS receiver 304 A controller 300 implemented by an arithmetic processing circuit such as a microcomputer, for example, that calculates a moving speed vector of the moving body to estimate the position of the moving body and controls peripheral devices.
【0024】本実施形態の装置は、さらに、移動体の方
位変化量(回転角速度)を検出するジャイロセンサ31
0、道路地図データをCD−ROM等を用いて記憶して
おく地図メモリ306、及び、コントローラ300で推
定した移動体の現在位置を、地図メモリ306から読み
出した周辺地図に重ねてユーザに対し表示する、CRT
や液晶ディスプレイを備える表示装置308を有する。The apparatus according to the present embodiment further includes a gyro sensor 31 for detecting an amount of change in direction (rotational angular velocity) of the moving body.
0, the map memory 306 for storing road map data using a CD-ROM or the like, and the current position of the moving object estimated by the controller 300 is displayed to the user by superimposing it on the peripheral map read from the map memory 306. Yes, CRT
And a display device 308 including a liquid crystal display.
【0025】ジャイロセンサ310は、地磁気の計測を
行うことなく、当該センサが取り付けられる移動体の進
行方向の変更などに伴い生じる回転運動の回転角速度を
測定するものであり、例えば振動ジャイロや光ファイバ
ジャイロにより構成される。また、地図メモリ306
は、後述の第3の実施形態で説明するようにDVDーR
AM等の書き換え可能なメモリにより構成しても良い。The gyro sensor 310 measures the rotational angular velocity of a rotational motion caused by a change in the traveling direction of a moving body to which the sensor is attached without measuring the terrestrial magnetism. It is composed of a gyro. Also, the map memory 306
Is a DVD-R as described in a third embodiment described later.
It may be constituted by a rewritable memory such as AM.
【0026】本実施形態の装置は、さらに、例えば移動
体の車輪の回転状態を計測することで、移動体の移動速
度を検出する車速センサ312を有する。なお、移動体
である自動車本体に車速に関する情報を検出する手段が
設けられているような場合には、車速センサ312を新
たに設ける代わりに、上記車速情報を取得する手段を設
ける構成としても良い。いずれの場合でも、後述するよ
うに勾配情報をより精度良く得るためには、通常、車速
センサ312として使用されている、自動車のタイヤの
回転数を検出する車輪速度センサから得られる数%程度
の精度を達成できる速度情報が望ましい。The apparatus according to the present embodiment further has a vehicle speed sensor 312 for detecting the moving speed of the moving body by, for example, measuring the rotation state of the wheels of the moving body. In the case where the vehicle body, which is a moving body, is provided with a means for detecting information on vehicle speed, instead of newly providing a vehicle speed sensor 312, a means for obtaining the vehicle speed information may be provided. . In any case, as described later, in order to obtain gradient information with higher precision, about several percent of a wheel speed sensor that is normally used as a vehicle speed sensor 312 and that detects a rotation speed of a tire of an automobile is used. Speed information that can achieve accuracy is desirable.
【0027】次に、本実施形態での各構成要素の詳細説
明を、図1を用いて行う。Next, each component in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.
【0028】本実施形態において、アンテナ部302
は、図1に示すように、GPS電波信号を受信するアン
テナ4aと、アンテナ4aで受信された複数のGPS衛
星からのGPS信号の内、所定の信号強度以上のGPS
信号だけを選択して出力する電波受信部4とを有する。In this embodiment, the antenna section 302
As shown in FIG. 1, among the GPS signals from a plurality of GPS satellites received by the antenna 4a and the GPS signal received by the antenna 4a,
And a radio wave receiving unit 4 for selecting and outputting only a signal.
【0029】GPS受信機304は、電波受信部4から
の出力信号に基づいて、受信しているGPS信号に対応
するGPS衛星2と移動体との間の擬似距離の時間変化
率に対応する擬似距離変化率を、それぞれのGPS衛星
について測定する擬似距離変化率計測部8を有する。Based on the output signal from the radio wave receiving unit 4, the GPS receiver 304 generates a pseudo-range corresponding to the temporal change rate of the pseudo-range between the GPS satellite 2 corresponding to the received GPS signal and the moving object. It has a pseudo distance change rate measuring unit 8 that measures the distance change rate for each GPS satellite.
【0030】擬似距離変化率計測部8は、例えば、GP
S衛星と移動体との相対速度に対応したドップラー効果
により変化している、GPS信号の搬送波のドップラー
周波数を測定し、その測定値と、既知の当該搬送波の発
信周波数とを比較することにより、擬似距離変化率を測
定する。The pseudo distance change rate measuring unit 8 is, for example, a GP.
By measuring the Doppler frequency of the carrier of the GPS signal, which is changing due to the Doppler effect corresponding to the relative speed between the S satellite and the moving object, and comparing the measured value with a known transmission frequency of the carrier, The pseudorange change rate is measured.
【0031】GPS受信機304には、さらに、周知の
GPS測位装置と同様に、受信しているGPS信号に対
応するGPS衛星の軌道等に関する衛星情報、及び、G
PS衛星と移動体との間の擬似距離(レンジ)情報をそ
れぞれ計測する衛星情報及び擬似距離計測部9と、当該
計測部9で計測された結果から、通常測位可能な場合
(例えば受信可能なGPS衛星数が3個以上の場合)、
周知のGPS測位を行い移動体の現在位置を測定するG
PS測位部7と、また擬似距離変化率計測部8で計測さ
れた結果から、移動体の速度ベクトルを算出する速度ベ
クトル算出部6と、測位精度の指標となるDOP(Dilu
tion of Precision)の測定部等(図示せず)とが含ま
れている。The GPS receiver 304 further includes satellite information relating to the orbit of a GPS satellite corresponding to the received GPS signal, and GPS information, similarly to a known GPS positioning device.
From the satellite information and the pseudo distance measuring unit 9 for measuring the pseudo distance (range) information between the PS satellite and the mobile object, respectively, and from the result measured by the measuring unit 9, when the normal positioning is possible (for example, the reception is possible) (When the number of GPS satellites is 3 or more),
G that measures the current position of a moving object by performing known GPS positioning
From the results measured by the PS positioning unit 7 and the pseudo distance change rate measurement unit 8, a speed vector calculation unit 6 that calculates the speed vector of the moving object, and a DOP (Dilu as an index of positioning accuracy)
and a measurement section (not shown) of the measurement of Precision.
【0032】なお、本実施形態では、アンテナ部302
の電波受信部4で、信号強度が所定値以上のGPS信号
だけを選択して、その信号をGPS受信機304に含ま
れる各部8、9へ送る構成としているが、本発明のアン
テナ部302及びGPS受信機304の構成は、これに
限定されるものではない。このような構成の代わりに、
例えば、電波受信部4では受信信号をすべて増幅してG
PS受信機304へ送り、受信状態が良好と判断された
GPS信号を、擬似距離変化率計測部8及び、衛星情報
及び擬似距離計測部9へ送る構成としてもよい。In this embodiment, the antenna unit 302
The radio wave receiving unit 4 selects only the GPS signal whose signal strength is equal to or more than a predetermined value and transmits the selected signal to each of the units 8 and 9 included in the GPS receiver 304. The configuration of the GPS receiver 304 is not limited to this. Instead of such a configuration,
For example, the radio wave receiving unit 4 amplifies all the received signals and
The GPS signal transmitted to the PS receiver 304 and determined to be in a good reception state may be transmitted to the pseudorange change rate measuring unit 8 and the satellite information and pseudorange measuring unit 9.
【0033】コントローラ300は、衛星情報及び擬似
距離計測部9において得られる衛星情報やGPS信号の
受信状態に応じて、移動体の勾配を算出するのに用いる
衛星を選択する衛星選択部10、その衛星選択部10で
選ばれた衛星の擬似距離変化率を測定部8の測定結果か
ら取得し、別途移動体方位を推定する移動体方位推定部
14、移動体速度を推定する移動体速度推定部16、移
動体方位推定部14および移動体速度推定部16からの
情報を併せて移動体の移動方向の勾配を算出する移動体
速度ベクトル勾配算出部12、および、移動体速度ベク
トル勾配算出部12と移動体方位推定部14と移動体速
度推定部16とGPS測位部7と地図メモリ306との
情報を総合的に評価して移動体の位置を推定する移動体
位置推定部18を有する。The controller 300 has a satellite selection unit 10 for selecting a satellite to be used for calculating the gradient of the moving object in accordance with the satellite information and the reception state of the GPS signal obtained by the pseudorange measurement unit 9. The mobile object direction estimating unit 14 that obtains the pseudorange change rate of the satellite selected by the satellite selecting unit 10 from the measurement result of the measuring unit 8 and separately estimates the mobile object direction, and the mobile object speed estimating unit that estimates the mobile object speed 16, a moving body speed vector gradient calculating unit 12 that calculates the gradient of the moving direction of the moving body by combining information from the moving body direction estimating unit 14 and the moving body speed estimating unit 16, and a moving body speed vector gradient calculating unit 12 The mobile object position estimating unit 18 that estimates the position of the mobile object by comprehensively evaluating the information of the mobile object direction estimating unit 14, the mobile object speed estimating unit 16, the GPS positioning unit 7, and the map memory 306. To.
【0034】コントローラ300は、さらに、移動体位
置推定部18で推定された移動体位置及びそれを含む領
域の地図の表示を行うための画像データを生成して表示
装置308へ送る表示処理部22を有する。The controller 300 further generates image data for displaying a map of the moving object position estimated by the moving object position estimating unit 18 and an area including the moving object position, and sends the image data to the display device 308. Having.
【0035】衛星選択部10は、移動体速度ベクトル勾
配算出部12での算出処理に適用可能な衛星が複数個あ
る場合、予め定めた基準に照らして1つあるいは複数個
の衛星を選択する。例えば、衛星情報及び疑似距離計測
部9により得られた衛星情報の仰角データが大きい方の
衛星を優先的に選択する。あるいは、衛星情報の方位角
データが移動体の進行方向もしくはその反対方向により
近い衛星を優先的に選択してもよい。また、選択する際
には、衛星選択部10では、複数個の適用可能な衛星か
ら必ずしも一つに絞る必要はなく、上記のような仰角デ
ータや方位角データを基にして各々の衛星情報に重みを
付けた形で後述する勾配算出法により、平均的な勾配を
求めてもよい。詳細な選択方法については後述する。When there are a plurality of satellites that can be applied to the calculation processing by the moving object velocity vector gradient calculation unit 12, the satellite selection unit 10 selects one or a plurality of satellites based on a predetermined reference. For example, the satellite having the larger elevation angle data of the satellite information and the satellite information obtained by the pseudo distance measuring unit 9 is preferentially selected. Alternatively, a satellite whose azimuth data of the satellite information is closer to the traveling direction of the moving object or the opposite direction may be preferentially selected. When selecting, the satellite selection unit 10 does not necessarily need to select one from a plurality of applicable satellites, and based on the elevation data and azimuth data as described above, An average gradient may be obtained in a weighted form by a gradient calculation method described later. A detailed selection method will be described later.
【0036】移動体速度ベクトル勾配算出部12は、上
記衛星選択部10で選ばれた衛星の疑似距離変化率を擬
似距離変化率測定部8から取得し、この擬似距離変化率
情報に、別途移動体方位を推定する移動体方位推定部1
4と、移動体速度を推定する移動体速度推定部16から
の情報とを併せて、後述する方法により移動体の移動方
向の勾配を算出する。詳細な勾配算出方法については後
述する。The moving object velocity vector gradient calculating section 12 obtains the pseudo distance change rate of the satellite selected by the satellite selecting section 10 from the pseudo distance change rate measuring section 8 and moves the pseudo distance change rate information separately. Moving body direction estimating unit 1 for estimating body direction
4 and information from the moving object speed estimating unit 16 for estimating the moving object speed, the gradient of the moving direction of the moving object is calculated by a method described later. A detailed gradient calculation method will be described later.
【0037】移動体方位推定部14は、通常測位が可能
な場合において、速度ベクトル算出部6により確定した
最終方位(時間的に一番新しい方位)からの、移動体の
回転角を、ジャイロセンサ310で計測した角速度を時
間積分することで求め、前記求められた回転角と前記最
終方位とを加えることで、移動体の進行方位を算出す
る。The azimuth estimation unit 14 determines the rotation angle of the gantry from the final azimuth (the most recent azimuth) determined by the velocity vector calculation unit 6 when the normal positioning is possible. The angular velocity measured in 310 is obtained by integrating over time, and the traveling direction of the moving object is calculated by adding the obtained rotational angle and the final direction.
【0038】移動体速度推定部16は、移動体の車輪の
回転を計測する車速センサ312によって、タイヤの回
転率から単位時間当たりの走行距離を計測し、車速を算
出する。The moving body speed estimating section 16 calculates the vehicle speed by measuring the traveling distance per unit time from the tire rotation rate by the vehicle speed sensor 312 for measuring the rotation of the wheels of the moving body.
【0039】移動体位置推定部18は、移動体方位推定
部14と移動体速度推定部16とにより得られた移動体
速度ベクトルを、順次接続して時間積分することで、予
め設定されている移動体の初期位置からの移動位置を求
め、その位置データと、さらに勾配算出部12の出力す
る勾配値や、GPS測位部7が出力する位置データを、
地図メモリ306の情報と照合して総合的に移動体の位
置を推定する。The moving object position estimating unit 18 is preset by sequentially connecting and time integrating the moving object speed vectors obtained by the moving object direction estimating unit 14 and the moving object speed estimating unit 16. The moving position of the moving body from the initial position is obtained, and the position data, the gradient value output from the gradient calculating unit 12 and the position data output from the GPS positioning unit 7 are obtained.
The position of the moving object is comprehensively estimated by collating with the information in the map memory 306.
【0040】表示処理部22は、得られた移動体の現在
位置の周辺地図情報を、地図メモリ306から読み出
し、それらを重畳して表示するための画像データを生成
して、表示装置308へ送る。The display processing unit 22 reads out the obtained peripheral map information of the current position of the moving object from the map memory 306, generates image data for superimposing and displaying them, and sends it to the display device 308. .
【0041】次に、本発明の特徴的構成の一つである、
移動体速度ベクトル勾配算出部12における、勾配算出
原理について図3、図4を用いて説明する。Next, one of the characteristic constitutions of the present invention,
The principle of gradient calculation in the moving body velocity vector gradient calculation unit 12 will be described with reference to FIGS.
【0042】通常、図3に示すような配置のGPS衛星
2と移動体210の現在位置(受信点)との間の擬似距
離(レンジ)ρは、次式で与えられる。Normally, the pseudorange (range) ρ between the GPS satellites 2 arranged as shown in FIG. 3 and the current position (reception point) of the mobile unit 210 is given by the following equation.
【0043】[0043]
【数1】 (Equation 1)
【0044】ここで、BはGPS受信機304の時計と
GPS衛星2の時計との時刻オフセット、x、y、zは
移動体の現在位置(受信位置)を示す所定の座標系での
座標値、U、V、Wは衛星位置を示す前記座標系での座
標値である。Here, B is a time offset between the clock of the GPS receiver 304 and the clock of the GPS satellite 2, and x, y, and z are coordinate values in a predetermined coordinate system indicating the current position (reception position) of the moving object. , U, V, W are coordinate values in the coordinate system indicating the satellite positions.
【0045】通常測位においては、上記数1が受信可能
なGPS衛星数と同じ数だけでき、U、V、Wは衛星信
号自体に含まれる衛星情報(アルマナックデータまたは
エフェメリスデータ)から既知であるため、擬似距離ρ
は、受信されたGPS信号電波の発信時の時計差から計
測できる。In normal positioning, the above equation (1) can be made as many as the number of receivable GPS satellites, and U, V, and W are known from satellite information (almanac data or ephemeris data) included in the satellite signal itself. , Pseudo distance ρ
Can be measured from the clock difference at the time of transmission of the received GPS signal radio wave.
【0046】したがって、4個のGPS衛星からのGP
S信号を受信し、それぞれのGPS信号について、上記
数1を設定してできる4本の式を連立方程式として解く
ことにより、4つの未知数x、y、z、Bを求めること
ができる。これが、いわゆる3次元の通常測位と呼ばれ
ている。Therefore, the GP from four GPS satellites
The four unknowns x, y, z, and B can be obtained by receiving the S signal and solving the four equations formed by setting the above equation 1 as simultaneous equations for each GPS signal. This is called three-dimensional normal positioning.
【0047】また、前記座標系において、移動体の高さ
方向の座標(例えばz)を地球表面上として既知とすれ
ば、GPS衛星3個の情報をもとに位置が特定できる。
これが2次元の通常測位と呼ばれるものである。In the above coordinate system, if the coordinates (for example, z) in the height direction of the moving object are known on the earth's surface, the position can be specified based on information of three GPS satellites.
This is what is called two-dimensional normal positioning.
【0048】次に、このようにして算出された移動体の
位置をもとに、移動体の速度ベクトルを算出する方法を
示す。Next, a method for calculating the velocity vector of the moving body based on the position of the moving body calculated in this manner will be described.
【0049】上記数1を時間積分した擬似距離変化率ρ
ドット(以下では変数の時間微分を”ドット”と記述す
る)は、次式で与えられる。The pseudorange change rate ρ obtained by integrating the above equation 1 with time.
The dot (hereinafter, the time derivative of the variable is referred to as “dot”) is given by the following equation.
【0050】[0050]
【数2】 (Equation 2)
【0051】上記数2をGPS信号が受信可能なGPS
衛星数だけ連立させ、xドット、yドット、zドット、
Bドットを未知数として解く。この際、上記数2中の
x、y、z、Bは、上記数1の解を代入する。また、U
ドット、Vドット、Wドットは、GPS信号に含まれる
衛星情報から既知である。また、ρドットは、例えばG
PS信号の発信電波のドップラー周波数を測定すること
により得られる。The above equation (2) is applied to a GPS capable of receiving a GPS signal.
Simultaneously the number of satellites, x dots, y dots, z dots,
Solve B dots as unknowns. At this time, x, y, z, and B in Equation 2 substitute the solution of Equation 1 above. Also, U
The dots, V dots, and W dots are known from satellite information included in the GPS signal. The ρ dot is, for example, G
It can be obtained by measuring the Doppler frequency of the transmission wave of the PS signal.
【0052】ここでも、移動体は地球上表面を移動する
ため、高さ方向の座標値は、変化しない(例えばzドッ
ト=0)として既知とすれば、GPS衛星3個の情報を
もとに、移動体の2次元の速度ベクトルが特定できる。Also here, since the moving body moves on the surface of the earth, if the coordinate value in the height direction is assumed to be constant (for example, z dot = 0), it is based on the information of three GPS satellites. , A two-dimensional velocity vector of the moving object can be specified.
【0053】以上のように、受信可能なGPS衛星数が
最低3個以上あれば、速度ベクトル算出部6により、周
知のGPS測位により得られた移動体の現在位置に関す
る情報と擬似距離変化率とから、移動体の運動を表現す
るための移動体の速度ベクトル、すなわち車速と進行方
位とを求めることができる。さらに、受信可能なGPS
衛星数が4個以上あれば、これらに加えて、精度は低い
が、z方向(鉛直方向)での移動速度を算出することも
可能である。As described above, if the number of receivable GPS satellites is at least three or more, the speed vector calculation unit 6 uses the information on the current position of the moving object obtained by the known GPS positioning, the pseudorange change rate, and the like. Thus, the velocity vector of the moving object for expressing the motion of the moving object, that is, the vehicle speed and the traveling direction can be obtained. In addition, receivable GPS
If the number of satellites is four or more, it is also possible to calculate the moving speed in the z direction (vertical direction) although the accuracy is low, in addition to the above.
【0054】さて、上記数2を変形すると、以下の数3
が得られる。By transforming the above equation (2), the following equation (3) is obtained.
Is obtained.
【0055】[0055]
【数3】 (Equation 3)
【0056】ここで、図3に示すように、Vs202、
Vu212は各々衛星2と移動体210の速度ベクト
ル、θs204、θu214は、それぞれ移動体から衛星
に向かう視線方向ベクトル220と移動速度ベクトルV
s202、Vu212とのなす角度を表す。なお、図3で
は、説明の都合上、両方の移動ベクトルとも紙面上に存
在するように見えるが、両者の移動ベクトルに関して、
そのような制限はなく任意の方向を向いたベクトルであ
る。Here, as shown in FIG.
Vu 212 is the velocity vector of the satellite 2 and the moving body 210, respectively, and θs204 and θu214 are the line-of-sight direction vector 220 and the moving velocity vector V from the moving body to the satellite, respectively.
s202 and Vu212. In FIG. 3, for the sake of explanation, both movement vectors appear to exist on the paper.
There is no such restriction, and the vector is oriented in any direction.
【0057】(ρーB)は、図3に示したように、また
上記数1からも明らかなように、GPS衛星2と受信点
210(移動体)との間の実際の距離222であり、そ
の時間微分である(ρドットーBドット)は、ドップラ
ー効果で言うところのドップラーシフト量に相当してい
る。(Ρ−B) is the actual distance 222 between the GPS satellite 2 and the receiving point 210 (moving body) as shown in FIG. , Its time derivative (ρdot−Bdot), corresponds to the Doppler shift amount in the Doppler effect.
【0058】すなわち、地球を周回しているGPS衛星
2と移動体210との間の実際の距離の変化率は、両者
の速度ベクトルの視線方向成分の差に等しいことを表し
ている。That is, the rate of change of the actual distance between the GPS satellite 2 orbiting the earth and the moving object 210 is equal to the difference between the line-of-sight components of the velocity vectors of the two.
【0059】上記図3において、衛星および移動体の位
置は、衛星および移動体のいずれにも関与しない絶対座
標系で示されていたが、これを移動体の現在位置を原点
とする座標系で示すと図4のようになる。この図4に示
す座標系は、移動体210を原点に置き、東方向ー北方
向をそれぞれX、Y軸方向、高さ方向をZ軸方向とした
3次元座標系で定義されるものである。また、例えば道
路のバンクに相当するロール角は移動体速度ベクトルに
影響を与えないため考慮しなくてよい。In FIG. 3, the positions of the satellite and the moving body are indicated by an absolute coordinate system which does not involve any of the satellite and the moving body. As shown in FIG. The coordinate system shown in FIG. 4 is defined by a three-dimensional coordinate system in which the moving body 210 is placed at the origin, the east-north direction is the X-axis and the Y-axis direction, and the height direction is the Z-axis direction. . Further, for example, a roll angle corresponding to a bank of a road does not need to be considered because it does not affect the moving body velocity vector.
【0060】図4において、記号βは、GPS衛星2の
高さ方向の角度である仰角、γは移動体の進行方向の高
さ方向角度である勾配、α、θは各々衛星2と移動体2
10の地球表面上での方位角を表すものである。なお、
図3で既知である座標位置やベクトル量は、座標変換に
より求めることができる。In FIG. 4, the symbol β is an elevation angle which is an angle in the height direction of the GPS satellite 2, γ is a gradient which is an angle in the height direction of the moving body, and α and θ are the satellite 2 and the moving body, respectively. 2
10 represents the azimuth on the earth's surface. In addition,
The coordinate position and vector amount known in FIG. 3 can be obtained by coordinate conversion.
【0061】上記数3のcosθuを図4の関係から詳細に
表す。cosθuはユーザ速度ベクトルの単位ベクトルE
u:The cos θu of the above equation (3) is expressed in detail from the relationship shown in FIG. cosθu is the unit vector E of the user velocity vector
u:
【0062】[0062]
【数4】 (Equation 4)
【0063】と衛星視線方向単位ベクトルEu-s:And the satellite gaze direction unit vector Eu-s:
【0064】[0064]
【数5】 (Equation 5)
【0065】の内積として表され、Is expressed as an inner product of
【0066】[0066]
【数6】 (Equation 6)
【0067】となる。したがって、上記数3は、Is obtained. Therefore, the above equation 3 becomes
【0068】[0068]
【数7】 (Equation 7)
【0069】と書き換えられる。Is rewritten as
【0070】sinγ、cosγを級数展開し、移動体が移動
する経路での勾配γは通常十分小さい(10度以下)と
いう仮定から3乗以降を無視し、sinγ≒γ、cosγ≒1
ーγ・γ/2とおくと次式のようになる。Sin γ and cos γ are series-expanded, and the assumption that the gradient γ on the path along which the mobile body moves is usually sufficiently small (10 degrees or less) is ignored, and the third and subsequent powers are ignored.
When −γ · γ / 2 is set, the following expression is obtained.
【0071】[0071]
【数8】 (Equation 8)
【0072】上記数8を変形すると、By transforming the above equation (8),
【0073】[0073]
【数9】 (Equation 9)
【0074】というγに関する2次方程式の形になる。
ここで、A=cosβcos(θ-α)であり、勾配γ=0の時
のcosθuを表す。これを解くと、This is in the form of a quadratic equation relating to γ.
Here, A = cosβcos (θ−α), and represents cosθu when the gradient γ = 0. Solving this,
【0075】[0075]
【数10】 (Equation 10)
【0076】となる。これが本実施形態にて用いる、勾
配γを求めるための基本式である。式中の±はγ=0の
状態を考えれば、+が対象とする衛星が車210の後方
側にある場合(90度<θ-α<270度)、ーが対象とする
衛星が車210の前方側にある場合(0度<θ-α<90
度、270度<θ-α<360度)となることがわかる。Is obtained. This is the basic expression used in this embodiment for determining the gradient γ. In the equation, ± indicates that γ = 0, and if the satellite targeted by + is behind the car 210 (90 ° <θ−α <270 °), the satellite targeted by − is the car 210. (0 degree <θ-α <90
Degree, 270 degrees <θ-α <360 degrees).
【0077】上記数10において、GPS衛星2の速度
ベクトルVsの視線方向成分Vs・cosθs、当該衛星2の
仰角β、方位角αは、それぞれ、現時点での受信可能な
GPS衛星2について得られた衛星情報と、現時点です
でに得られている最新の移動体の位置とから導き出すこ
とができるため既知となる。In the above equation (10), the line-of-sight component Vs · cos θs of the velocity vector Vs of the GPS satellite 2, the elevation angle β and the azimuth α of the satellite 2 are obtained for the GPS satellite 2 that can be received at the present time. It is known because it can be derived from the satellite information and the latest position of the moving object already obtained at the present time.
【0078】すなわち、前記衛星情報には衛星の現在位
置および速度ベクトルに関する情報が含まれている。よ
って、この衛星位置情報と移動体の現在位置とから視線
方向ベクトルを最初に求め、この視線方向ベクトルと前
記衛星速度ベクトルとのベクトル積からVs・cosθsを
求めることができる。また、衛星の仰角β、方位角α
は、上記図3の絶対座標系にあった衛星位置を、上記図
4の移動体210を原点とする座標系に座標変換するこ
とにより求めることができる。That is, the satellite information includes information on the current position and velocity vector of the satellite. Therefore, a line-of-sight direction vector is first obtained from the satellite position information and the current position of the moving object, and Vs · cos θs can be obtained from a vector product of the line-of-sight direction vector and the satellite velocity vector. The elevation angle β and azimuth α of the satellite
Can be obtained by performing coordinate transformation from the satellite position in the absolute coordinate system shown in FIG. 3 to a coordinate system having the moving body 210 shown in FIG. 4 as an origin.
【0079】ここで、移動体の位置は、所定の位置決定
周期で推定されるものであり、現時点で移動体位置推定
部18において得られている最新の移動体位置を用いる
ことができる。すなわち、GPS衛星2と移動体210
とは通常約2万km離れており、この位置関係からすれ
ば、移動体210の位置の精度が数百m程度の精度であ
れば、本実施形態の利用には十分である。Here, the position of the moving object is estimated at a predetermined position determination cycle, and the latest moving object position obtained by the moving object position estimating section 18 at the present time can be used. That is, the GPS satellite 2 and the mobile unit 210
Is usually about 20,000 km apart, and from this positional relationship, if the accuracy of the position of the moving body 210 is on the order of several hundred meters, it is sufficient for use of the present embodiment.
【0080】また、時刻オフセットの変化率であるBド
ットは、GPS衛星数が3個以上受信可能である通常測
位状態であれば算出でき既知である。また、Bドットを
一定と仮定し、通常測位状態のときに算出したBドット
の値を用いれば、これも既知にできる。このBドット一
定の仮定は、実際、短い時間においては十分成り立つ。The B dot, which is the rate of change of the time offset, can be calculated and known in a normal positioning state in which three or more GPS satellites can be received. Further, if the B dot is assumed to be constant and the value of the B dot calculated in the normal positioning state is used, this can also be known. This assumption of B dot constant is actually sufficient in a short time.
【0081】また、移動体の進行方位角θは、速度ベク
トル算出部6で求めておいた方位角θgpsに、ジャイロ
センサ310で計測した移動体の回転角速度を時間積分
して順次加えることによって、最新の移動体の進行方位
として算出できる。The traveling azimuth angle θ of the moving object is obtained by integrating the rotation angular velocity of the moving object measured by the gyro sensor 310 with time to the azimuth angle θgps obtained by the velocity vector calculating section 6 and sequentially adding the angular velocity. It can be calculated as the latest traveling direction of the moving object.
【0082】また、移動体の移動速度Vuは、移動体の
車輪の回転を計測する車速センサ312によって単位時
間当たりの走行距離を計測し、車速を算出することがで
きる、このようにして求められた車速は、一般的に言っ
て、GPSの通常測位から得られる速度情報に比べて、
より高精度に車速を決定することができる。The moving speed Vu of the moving body can be obtained by measuring the traveling distance per unit time by the vehicle speed sensor 312 for measuring the rotation of the wheels of the moving body and calculating the vehicle speed. Generally speaking, compared to speed information obtained from GPS normal positioning,
The vehicle speed can be determined with higher accuracy.
【0083】以上総合すると、GPSの通常測位が可能
かどうかに拘わらず、1個以上のGPS衛星からのGP
S信号を受信し、擬似距離変化率ρドットを測定すれ
ば、上記数10から明確(explicit)に、各GPS衛星
毎に移動体の進行方向の勾配γが計算できることにな
る。In summary, regardless of whether or not normal positioning of GPS is possible, GPs from one or more GPS satellites
By receiving the S signal and measuring the pseudorange change rate ρ dot, the gradient γ in the traveling direction of the moving object can be calculated for each GPS satellite from the above equation (explicitly).
【0084】本実施形態の移動体速度ベクトル勾配算出
部12では、車速センサ312から得られる高精度の速
度情報を利用して、GPS衛星2と移動体210との相
対関係から移動速度ベクトルの勾配情報を求めるもので
ある。本実施形態の勾配算出方法によれば、上記「発明
が解決しようとする課題」で述べられた、GPS測位の
特性により高精度で求めることが難しいGPS速度ベク
トルの鉛直成分の決定精度を、上記車速センサ312に
よる精度の高さで補完することができる。The moving body velocity vector gradient calculating section 12 of the present embodiment uses the high-precision velocity information obtained from the vehicle speed sensor 312 to calculate the gradient of the moving velocity vector from the relative relationship between the GPS satellite 2 and the moving body 210. It seeks information. According to the gradient calculation method of the present embodiment, the determination accuracy of the vertical component of the GPS velocity vector, which is difficult to obtain with high accuracy due to the characteristics of the GPS positioning, described in the above “Problems to be Solved by the Invention” It can be complemented by the high accuracy of the vehicle speed sensor 312.
【0085】さらに、本実施形態の勾配算出方法によれ
ば、原則的には信号を受信できたGPS衛星1個毎につ
いて勾配を求めることができるので、適切な選択条件に
より衛星を選択してより精度の高い勾配を求めたり、あ
るいは、ある条件範囲に含まれる複数の衛星を選択し、
これら衛星について求められた複数の勾配値を平均して
より精度の高い勾配を求めることができる。Further, according to the gradient calculation method of the present embodiment, the gradient can be obtained for each GPS satellite that could receive the signal in principle. Find a high-precision gradient, or select multiple satellites within a certain range,
A plurality of gradient values obtained for these satellites can be averaged to obtain a more accurate gradient.
【0086】なお、本実施形態ではGPS衛星を利用し
ないで移動体の移動速度が高精度に決定できる場合を例
に挙げて説明したが、本発明はこの構成に限定されるも
のではない。例えば移動体の速度の代わりに移動体の方
位を、GPS衛星を利用すること無く、高精度に求めら
れる場合には、この方位を利用して、本実施形態と同様
に移動体の勾配を求めることができる。この場合には例
えば、上記数10の車速Vuを、GPS衛星により決定
された車速と高精度に決定された方位とから決定する構
成としても良い。In the present embodiment, the case where the moving speed of the moving object can be determined with high accuracy without using the GPS satellites has been described as an example, but the present invention is not limited to this configuration. For example, when the azimuth of the moving object can be obtained with high accuracy without using the GPS satellites instead of the speed of the moving object, the inclination of the moving object is obtained using this azimuth similarly to the present embodiment. be able to. In this case, for example, the vehicle speed Vu of Formula 10 may be determined from the vehicle speed determined by the GPS satellites and the azimuth determined with high accuracy.
【0087】次に、本実施形態のGPSナビゲーション
装置での処理手順を、図5〜7のフローチャートを用い
て説明する。Next, the processing procedure in the GPS navigation device of the present embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
【0088】本実施形態での主処理手順は、所定の時間
周期で繰り返されるもので、例えば図5のゼネラルフロ
ーに示されているように、最初、本実施形態のGPSナ
ビゲーション装置の電源ON(ステップ40)後、予め
定められた所定の初期処理(ステップ42)が行われ
る。この初期処理の際、GPS測位部7での初期測位も
行われ、GPS衛星2の軌道情報(アルマナックデータ
等)を含む衛星情報も取得される。The main processing procedure in this embodiment is repeated at a predetermined time period. For example, as shown in the general flow of FIG. 5, first, the GPS navigation device of this embodiment is turned on ( After step 40), a predetermined predetermined initial process (step 42) is performed. At the time of this initial processing, initial positioning by the GPS positioning unit 7 is also performed, and satellite information including the orbit information (almanac data and the like) of the GPS satellite 2 is also obtained.
【0089】なお、以下の実施形態では、GPS受信機
304の初期測位時には、3個以上のGPS衛星が受信
可能であり、それらを利用した通常測位が可能であるも
のとする。また、GPS受信機304の初期測位の際
に、通常測位が可能でない場合には、手動でユーザが現
在位置を入力する構成としてもよい。In the following embodiment, it is assumed that three or more GPS satellites can be received at the time of initial positioning of the GPS receiver 304, and normal positioning using these satellites can be performed. Further, in the case where the normal positioning is not possible at the time of the initial positioning of the GPS receiver 304, the user may manually input the current position.
【0090】ステップ44では、本処理手順による前回
処理で移動体位置推定部18により得られた位置、ある
いは前回の位置が無ければ、上記GPS測位部7での初
期測位結果を用いて現在位置を自動設定する。In step 44, the current position is determined by using the position obtained by the moving object position estimating section 18 in the previous processing according to the present processing procedure, or if there is no previous position, using the initial positioning result of the GPS positioning section 7. Set automatically.
【0091】ステップ46では、表示処理部22が、上
記で設定された現在位置を含む領域の地図データを地図
メモリ306から読み込み、さらに、当該地図データの
示す地図上に、移動体の現在位置を示す所定のマークを
重畳させて表示するように、画像データを生成し、表示
装置308へ送る。In step 46, the display processing section 22 reads the map data of the area including the current position set above from the map memory 306, and further displays the current position of the moving object on the map indicated by the map data. The image data is generated and transmitted to the display device 308 so that the predetermined mark is displayed in a superimposed manner.
【0092】その後、ステップ48では、以下の割り込
み処理50、60、65、70を許可する。移動体方位
算出割込処理50は、一定時間Δt毎に入る処理であ
り、移動体の方位を、ジャイロセンサ310により得ら
れたデータから、移動体方位推定部14により推定す
る。Thereafter, in step 48, the following interrupt processes 50, 60, 65 and 70 are permitted. The moving body direction calculation interrupting process 50 is a process that is performed at intervals of a predetermined time Δt, and the moving body direction estimating unit 14 estimates the direction of the moving body from the data obtained by the gyro sensor 310.
【0093】移動体速度算出割込処理60もまた一定時
間Δt毎に入る処理であり、移動体の速度を、車速セン
サ312により得られたデータから、移動体速度推定部
16により推定する。The moving object speed calculation interrupting process 60 is also a process that is performed at intervals of a predetermined time Δt, and the speed of the moving object is estimated by the moving object speed estimating section 16 from the data obtained by the vehicle speed sensor 312.
【0094】移動体勾配算出割込処理65は、移動体方
位算出割込処理50での算出結果と、移動体速度算出割
込処理60での算出結果と、GPS受信機304からの
擬似距離変化率等に関するデータ等から、当該データが
GPS受信機304で取得され出力される毎に、移動体
速度ベクトル勾配算出部12において上記数10に基づ
き、移動体の進行方向の勾配が算出される。The moving object gradient calculation interrupting process 65 includes a calculation result obtained by the moving object direction calculation interrupting process 50, a calculation result obtained by the moving object speed calculation interrupting process 60, and a pseudo distance change from the GPS receiver 304. Each time the GPS receiver 304 acquires and outputs the data from the data related to the rate or the like, the moving body velocity vector gradient calculating unit 12 calculates the gradient in the traveling direction of the moving body based on the above equation (10).
【0095】移動体位置推定割込処理70では、移動体
方位算出割込処理50での算出結果と、移動体速度算出
割込処理60での算出結果と、移動体勾配算出割込処理
65での算出結果と、GPS受信機304での測位結果
と、地図メモリ306の情報とを相互に照合して、移動
体の現在位置を推定する。In the moving body position estimating interrupt processing 70, the calculation result in the moving body direction calculation interrupt processing 50, the calculation result in the moving body speed calculation interrupt processing 60, and the moving body gradient calculation interrupt processing 65. Is compared with the result of positioning by the GPS receiver 304 and the information in the map memory 306 to estimate the current position of the moving object.
【0096】ステップ52では、移動体位置推定部18
が、さらに、移動体位置推定割込処理70で推定された
移動体位置と、ステップ44で設定された移動体の位置
とを比較して、移動体の現在位置が移動しているかどう
かの判定を行う。その結果、移動していれば(ステップ
52でYes)、ステップ54へ進み、そこで表示処理
部22が現在位置の表示を変更し、それに伴い地図の更
新が必要であれば更新する。また、移動していなければ
(ステップ52でNo)、ステップ50以下の処理を繰
り返す。In step 52, the moving body position estimating section 18
Is further compared with the position of the moving object estimated in the moving object position estimation interrupt processing 70 and the position of the moving object set in step 44 to determine whether the current position of the moving object is moving. I do. As a result, if it is moving (Yes in step 52), the process proceeds to step 54, where the display processing unit 22 changes the display of the current position, and if necessary, updates the map. If the user has not moved (No in Step 52), the processes in and after Step 50 are repeated.
【0097】次に、移動体方位推定部14により一定時
間Δt毎に実行される、移動体方位算出割込処理50の
処理手順を説明する。Next, a description will be given of a processing procedure of the moving body direction calculation interrupting process 50 executed by the moving body direction estimating unit 14 at regular time intervals Δt.
【0098】本処理では、図6に示すように、最初にス
テップ55で、受信可能なGPS衛星数が3個以上の場
合には、後述する移動体位置推定割込処理70のステッ
プ80により算出されたGPS方位θgpsと、ジャイロ
センサ310により計測した回転角速度ω(=dθ/d
t)とを取得する。また、受信可能なGPS衛星数が3
個未満の場合には、移動体位置推定割込処理70で得ら
れたGPS方位の代わりに、後述するステップ56の、
前回処理で求められたGPS方位θgpsを用いる。In this processing, as shown in FIG. 6, first, in step 55, if the number of receivable GPS satellites is three or more, calculation is made in step 80 of a moving object position estimation interruption processing 70 described later. GPS azimuth θgps and rotational angular velocity ω (= dθ / d) measured by gyro sensor 310
t). The number of GPS satellites that can be received is 3
If the number is less than the number, the GPS azimuth obtained in the moving object position estimation interrupt processing 70 is used instead of
The GPS orientation θgps obtained in the previous process is used.
【0099】ステップ56では、GPS方位θgpsに、
予め定めた補正係数a、bを含む以下の数式により、回
転角速度ωを時間積分して足し込む。In step 56, the GPS azimuth θgps is
The rotational angular velocity ω is integrated over time and added by the following equation including the predetermined correction coefficients a and b.
【0100】[0100]
【数11】θgps=θgps+(a×ω−b)×Δt なお、補正係数a、bは、使用するジャイロセンサ31
0に応じて設定されるものであり、例えばジャイロ誤差
の補正を全く必要がない場合は、a=1、b=0と設定
してもよい。Equation 11 θgps = θgps + (a × ω−b) × Δt The correction coefficients a and b are the gyro sensor 31 to be used.
This is set according to 0. For example, when it is not necessary to correct the gyro error at all, a = 1 and b = 0 may be set.
【0101】次に、移動体速度推定部16により一定時
間Δt毎に実行される、移動体速度算出割込処理60の
処理手順を説明する。Next, the processing procedure of the moving object speed calculation interrupting process 60 executed by the moving object speed estimating section 16 every fixed time Δt will be described.
【0102】本処理では、図7に示すように、最初にス
テップ61で、車速センサ312から出力される車輪の
回転速度に応じたパルスカウント数から前回値との差分
ΔPを計算する。さらに、ステップ62で、以下の数式
を用いて、そのΔPに車速変換係数F1と距離変換係数
F2とをそれぞれ乗じることにより、速度Vuと距離Du
を算出する。In this process, as shown in FIG. 7, first, at step 61, a difference ΔP from the previous value is calculated from the pulse count number output from the vehicle speed sensor 312 and corresponding to the rotation speed of the wheel. Further, in step 62, the velocity Vu and the distance Du are calculated by multiplying ΔP by the vehicle speed conversion coefficient F1 and the distance conversion coefficient F2, respectively, using the following equation.
Is calculated.
【0103】[0103]
【数12】Vu=F1×ΔP/Δt Du=F2×ΔP 次に、移動体速度ベクトル勾配算出部12により一定時
間Δt毎に実行される、移動体勾配算出割込処理65の
処理手順を説明する。Vu = F1.times..DELTA.P / .DELTA.t Du = F2.times..DELTA.P Next, a description will be given of a processing procedure of the moving body gradient calculation interrupt processing 65 executed by the moving body velocity vector gradient calculating section 12 at regular time intervals .DELTA.t. I do.
【0104】本処理では、図8に示すように、最初にス
テップ651でその時点で知られている、例えば後述す
る移動体位置推定割込処理70の前回処理によって得ら
れている、最新の移動体位置を入力する。さらに、ステ
ップ652で、移動体210側のセンサから得られるデ
ータに基づいた進行方位θと移動速度(車速)Vuを、
移動体方位推定部14と移動体速度推定部16から入力
する。In this processing, as shown in FIG. 8, the latest movement first known at that time in step 651, for example, the latest movement obtained by the previous processing of the moving body position estimation interrupt processing 70 described later. Enter your body position. Further, in step 652, the traveling azimuth θ and the moving speed (vehicle speed) Vu based on the data obtained from the sensor on the moving body 210 side are calculated as follows:
Input is made from the moving body direction estimating unit 14 and the moving body speed estimating unit 16.
【0105】次に、ステップ653で衛星選択部10で
行われる衛星選択処理において、移動体の移動方向勾配
を算出するのに適した衛星を選択する。なお、衛星選択
処理の具体例については以下の第2の実施形態で詳細説
明する。Next, in a satellite selection process performed by the satellite selection unit 10 in step 653, a satellite suitable for calculating the moving direction gradient of the moving object is selected. A specific example of the satellite selection process will be described in detail in a second embodiment below.
【0106】次に、ステップ654では、ステップ65
3で選択された衛星について、GPS衛星側の衛星情報
や疑似距離変化率等のデータである衛星の方位角α、衛
星の仰角β、擬似距離変化率ρドット、時計誤差変化率
Bドットを入力する。Next, at step 654, step 65
For the satellite selected in step 3, the satellite azimuth α, satellite elevation angle β, pseudorange change rate ρ dot, and clock error change rate B dot, which are satellite information on the GPS satellite side and data such as the pseudorange change rate, are input. I do.
【0107】さらに、ステップ655では、前記選択さ
れた衛星の衛星情報に含まれている衛星位置とステップ
651で入力された移動体の位置とから視線方向ベクト
ルを求め、当該視線方向ベクトルと当該衛星情報に含ま
れている衛星の移動速度ベクトルとから、衛星速度ベク
トルの視線方向成分Vs・cosθsを算出する。Further, in step 655, a line-of-sight vector is obtained from the satellite position included in the satellite information of the selected satellite and the position of the moving object input in step 651, and the line-of-sight vector and the satellite The line-of-sight component Vs · cos θs of the satellite speed vector is calculated from the satellite moving speed vector included in the information.
【0108】最後に、ステップ656で、上述したステ
ップで得られた各値を上記数10に入れ、前記選択され
た各衛星毎に移動体の移動方向の勾配を算出する。Finally, in step 656, the values obtained in the above-described steps are put into the above equation (10), and the gradient in the moving direction of the moving object is calculated for each of the selected satellites.
【0109】次に、移動体位置推定部18により一定時
間Δt毎に実行される、移動体位置推定割込処理70の
処理手順を説明する。Next, a description will be given of a processing procedure of the moving object position estimation interrupt processing 70 executed by the moving object position estimating section 18 at regular time intervals Δt.
【0110】本処理では、図9に示すように、最初にス
テップ72で、衛星情報およびGPSによる通常測位に
より取得された位置データXg、Yg、Zgを入力し、ス
テップ74で、移動体210の進行方位θgps、速度V
u、勾配γを各算出割込処理50、60、65の結果か
ら取得する。In this processing, as shown in FIG. 9, first, in step 72, the satellite information and the position data Xg, Yg, Zg obtained by the normal positioning by the GPS are input. Heading direction θgps, speed V
u and the gradient γ are obtained from the results of the calculation interruption processes 50, 60 and 65.
【0111】ステップ76では、現時点でGPSによる
通常測位可能な状態(受信衛星数3個以上)かどうか判
定する。通常測位可能な場合(ステップ76でYes)
は、速度ベクトル算出部6により速度ベクトル3成分を
得て、その内の水平成分Vx、Vyを用いて、ステップ8
0で移動体の進行方位を以下の数式により算出する。In step 76, it is determined whether or not the current positioning by GPS is possible (the number of received satellites is 3 or more). When normal positioning is possible (Yes in step 76)
Is obtained by obtaining three velocity vector components by the velocity vector calculation unit 6 and using the horizontal components Vx and Vy among them, in step 8
At 0, the traveling direction of the moving object is calculated by the following equation.
【0112】[0112]
【数13】θgps=tan~ 1(Vy/Vx) また、上記式により算出した方位を直接θgpsに置き換
えてもよいが、さらに、GPS方位の誤差成分のモデリ
ングを行ない、カルマンフィルタ等によるフィルタリン
グ処理を施し、GPSおよびジャイロセンサの誤差を相
互に補完する手段をさらに設ける構成としても良い。Equation 13 θgps = tan ~ 1 (Vy / Vx) The azimuth calculated by the above equation may be directly replaced with θgps. In this case, means for complementing the error between the GPS and the gyro sensor may be further provided.
【0113】また、受信可能なGPS衛星数が1または
2個の場合(ステップ76でNo)は、ステップ80の
GPSの速度ベクトルによる方位の再設定を行なわず、
移動体方位算出割込処理50でのジャイロデータによる
角速度の積算によってのみ移動体方位を定める。If the number of receivable GPS satellites is one or two (No in step 76), the azimuth is not reset by the GPS velocity vector in step 80, and
The moving body direction is determined only by integrating the angular velocity based on the gyro data in the moving body direction calculation interrupting process 50.
【0114】その後、ステップ82において、移動体方
位θgpsと移動体速度Vu、割込時間間隔Δtにより、移
動体の水平面での移動距離成分ΔX、ΔYが算出され、
ステップ84で前回の処理で求められている現在位置座
標X、Yに各々足し込み、新たな移動体の位置X、Yを
求める。Thereafter, in step 82, the moving distance components ΔX and ΔY of the moving body on the horizontal plane are calculated from the moving body azimuth θgps, the moving body speed Vu, and the interruption time interval Δt.
In step 84, the current position coordinates X and Y obtained in the previous processing are added to each other to obtain new positions X and Y of the moving body.
【0115】こうして求められた位置X、Yは、ステッ
プ86において、GPS通常測位可能時にGPS測位部
7から出力されるGPS測位位置Xg、Yg、Zgと比較
され、大きく離れている場合(ステップ86でYes)
はステップ88に進み、GPS測位位置Xg、Ygにリセ
ットされる。ステップ88の終了後およびステップ86
でNoの場合は、ステップ90のマップマッチング処理
に入る。The positions X and Y obtained in this way are compared with the GPS positioning positions Xg, Yg and Zg output from the GPS positioning unit 7 when the GPS normal positioning is possible in Step 86, and if they are far apart (Step 86). Yes
Goes to step 88 and is reset to the GPS positioning positions Xg and Yg. After step 88 and step 86
In the case of No, the process enters the map matching process of step 90.
【0116】このマップマッチング処理90の一例を、
図10を用いて説明する。An example of the map matching processing 90 is as follows.
This will be described with reference to FIG.
【0117】まず現在位置X、Yと移動体方位θgpsと
勾配γがステップ91で入力され、続いてステップ92
でX、Y近傍の道路データが地図メモリ306から読み
込まれる。First, the current position X, Y, the moving body azimuth θgps and the gradient γ are input in step 91, and then in step 92
The road data near X and Y is read from the map memory 306.
【0118】次にステップ93において、現在位置X、
Yを中心として所定距離以内にある道路リンクを特定
し、これらの範囲内にある全ての道路リンクを対象とし
て検索を開始する。この際、所定距離以内にある道路リ
ンクの1つを選択し、この選択した道路リンクに下ろし
た垂線の足の位置をXm、Ymとする。Next, at step 93, the current position X,
Road links within a predetermined distance from Y are specified, and a search is started for all road links within these ranges. At this time, one of the road links within a predetermined distance is selected, and the positions of the legs of the perpendicular dropped on the selected road link are set as Xm and Ym.
【0119】ステップ94では、前記選択された道路リ
ンクに対して、移動体方位θgpsとリンク方位とが比較
され、所定値以内で一致している場合、ステップ95に
進む。そしてステップ95では、道路リンクデータのひ
とつとしてリンク勾配情報が備えられている場合には、
このリンク勾配と移動体勾配γとが比較され、両者が所
定値以内で一致している場合、そのリンク勾配に対応す
る道路リンクに相当する道路を走行していると見なし、
ステップ96において、現在位置が道路リンク上のX
m、Ymに、移動体位置がマッチングされる。In step 94, the moving body direction θgps and the link direction are compared with the selected road link, and if they match within a predetermined value, the process proceeds to step 95. Then, in step 95, if link gradient information is provided as one of the road link data,
The link gradient and the moving object gradient γ are compared, and if both match within a predetermined value, it is considered that the vehicle is traveling on a road corresponding to a road link corresponding to the link gradient,
In step 96, the current position is X on the road link.
The moving object position is matched with m and Ym.
【0120】そして、移動体位置推定割込処理70の最
終推定結果として道路リンク上のXm、Ymが,移動体の
現在位置X、Yとして出力される。この時、位置だけで
なく移動体方位も道路リンクの方位と置き換える構成と
してもよい。これにより、図9のステップ80による方
位の再設定が行えない状態、すなわちGPSの通常測位
が行えない状態が長く続いても、移動体方位に大きな誤
差が発生することを防ぐことができる。Then, Xm and Ym on the road link are output as the current position X and Y of the moving object as the final estimation result of the moving object position estimation interrupt processing 70. At this time, not only the position but also the direction of the moving object may be replaced with the direction of the road link. Thereby, even if the state in which the azimuth cannot be reset in step 80 of FIG. 9, that is, the state where the normal positioning of the GPS cannot be performed, continues for a long time, it is possible to prevent a large error from occurring in the azimuth of the moving body.
【0121】ステップ94およびステップ95のいずれ
かにおいてNoとなった場合は、ステップ97へ進み、
すべての道路リンクのチェックが終了したかを判断し、
チェックが終了していない場合(ステップ97でNo)
には、再度ステップ93に戻り、別の道路リンクに対し
同様の比較を試みる。If the result of any of steps 94 and 95 is No, the process proceeds to step 97, and
Determine if all road links have been checked,
When the check is not completed (No in step 97)
Then, the process returns to step 93, and the same comparison is attempted for another road link.
【0122】ステップ93で検索した所定距離以内にあ
る全ての道路リンクについて、ステップ94およびステ
ップ95が同時に満足されず、マッチングすべき道路リ
ンクが無いと判断された場合(ステップ97でYes)
には、現在位置X、Yは入力値のまま、移動体位置推定
割込処理70の最終推定結果として出力される。When it is determined that the steps 94 and 95 are not simultaneously satisfied for all the road links within the predetermined distance searched in the step 93 and that there is no road link to be matched (Yes in the step 97).
Is output as the final estimation result of the moving object position estimation interrupt processing 70 while the current positions X and Y remain input values.
【0123】本実施形態によれば、図10のマップマッ
チング処理手順で示したように、従来、位置の近さ(ス
テップ93)と方位の合致度(ステップ94)等からマ
ッチングすべき道路リンクを割り出していたのに加え、
ステップ95で新たに移動体の進行方向勾配を照合項目
に導入することができ、より正確なマップマッチングが
可能となる。例えば、平面的には同じ位置、同じ方位と
なる高架道路と高架下道路の識別が可能になり、これに
より上下どちらの道路を走行しているかによって誘導内
容が大きく変わる経路誘導機能は大幅な性能向上が図れ
る。According to the present embodiment, as shown in the map matching processing procedure of FIG. 10, conventionally, a road link to be matched is determined based on the proximity of the position (step 93) and the degree of matching of the azimuth (step 94). In addition to being determined,
In step 95, the traveling direction gradient of the moving object can be newly introduced into the collation item, and more accurate map matching can be performed. For example, it is possible to identify an elevated road and an under-elevated road that have the same position and the same direction in plan view, and the route guidance function that greatly changes the guidance content depending on whether you are traveling on the upper or lower road is a significant performance Improvement can be achieved.
【0124】さらに、本実施形態によれば、上記勾配情
報を取得するに際して、専用のセンサを新たに追加する
ことなく安価に実現でき、かつまた上記数10に示した
勾配算出式からもわかるように、移動体方位や速度に自
立航法系の正確なセンサ情報が入れられるため、GPS
測位によって得られる速度ベクトルだけで算出した勾配
情報よりも、より高精度に勾配を算出することができ
る。Further, according to the present embodiment, when acquiring the gradient information, the gradient information can be realized at low cost without newly adding a dedicated sensor, and can be understood from the gradient calculation formula shown in the equation (10). GPS information can be entered into the self-contained navigation system in the direction and speed of the moving object.
The gradient can be calculated with higher accuracy than the gradient information calculated using only the velocity vector obtained by the positioning.
【0125】本実施形態では、道路の勾配について述べ
たが、上記のようにして得られた勾配情報を接続する等
して、移動体の移動した道路あるいは地表面の、所定の
基準点に対する高度を求め、この高度情報を勾配情報の
代わりに用いる構成としてももちろん構わない。In the present embodiment, the gradient of the road has been described. However, by connecting the gradient information obtained as described above, the altitude of the road or the ground surface on which the moving body has moved with respect to the predetermined reference point is determined. And the altitude information may be used instead of the gradient information.
【0126】次に、本発明を適用したGPSナビゲーシ
ョン装置の第2の実施形態について説明する。Next, a second embodiment of the GPS navigation device to which the present invention is applied will be described.
【0127】本実施形態は、上記第1の実施形態での衛
星選択処理(図8のステップ653)の詳細を除いて
は、上記第1の実施形態と同じ構成及び作用効果を有す
る。以下では、この衛星選択処理の具体例を図11、1
2を用いて説明する。This embodiment has the same configuration, operation and effects as those of the first embodiment, except for the details of the satellite selection processing (step 653 in FIG. 8) in the first embodiment. Hereinafter, a specific example of this satellite selection processing will be described with reference to FIGS.
2 will be described.
【0128】衛星選択処理の第1の例653ー1は、図
11に示すように、最初、ステップ140では、受信可
能なGPS衛星のうちの1つを選び、この衛星について
の衛星情報を取得する。In the first example of the satellite selection processing 653-1, as shown in FIG. 11, first, at step 140, one of the receivable GPS satellites is selected, and the satellite information on this satellite is obtained. I do.
【0129】次に、ステップ141で、前記衛星情報に
含まれている衛星の位置を絶対座標系(図3参照)か
ら、図8のステップ651で入力された移動体位置を原
点とする座標系(図4参照)に変換し、ステップ142
で受信衛星の方位角α、仰角βを算出する。なお、本例
の処理では、衛星の選択に際しては仰角βだけを考慮す
るため、座標変換以外の方法により仰角だけを求める構
成としても構わない。Next, in step 141, the position of the satellite included in the satellite information is converted from the absolute coordinate system (see FIG. 3) to the coordinate system using the moving object position input in step 651 in FIG. 8 as the origin. (See FIG. 4), and step 142
Calculates the azimuth α and the elevation β of the receiving satellite. In the processing of this example, since only the elevation angle β is considered when selecting a satellite, a configuration may be used in which only the elevation angle is obtained by a method other than coordinate conversion.
【0130】次に、ステップ144、146、148に
より、仰角βが最大のGPS衛星だけを選択する。Next, in steps 144, 146, and 148, only the GPS satellite having the maximum elevation angle β is selected.
【0131】上記衛星選択基準の根拠は、基本的に勾配
算出精度の向上のためには鉛直方向の変化を精度良く見
積もる必要がある、ということにある。したがって、本
実施形態では、GPS衛星と地球上の移動体との間のレ
ンジやその変化率のレンジレートを用いて測定するGP
Sにおいては、鉛直方向に感度のある衛星配置、すなわ
ち仰角の高い衛星が選ばれることになる。ただし、仰角
90度は、上記数10の勾配算出式からもわかるよう
に、分母のA(=cosβcos(θ-α))が零となってしま
い特異点となるため、仰角90度近傍は例外的に除外す
る必要がある。The basis of the above-mentioned satellite selection criterion is that it is basically necessary to accurately estimate the change in the vertical direction in order to improve the gradient calculation accuracy. Therefore, in the present embodiment, the GP measured using the range rate between the range between the GPS satellite and the moving object on the earth and the rate of change thereof is used.
In S, a satellite arrangement sensitive in the vertical direction, that is, a satellite having a high elevation angle is selected. However, the elevation angle of 90 degrees is a singular point because the denominator A (= cosβcos (θ−α)) becomes zero, as can be understood from the gradient calculation formula of the above equation (10). Must be excluded.
【0132】衛星選択処理の第2の例653ー2は、図
12に示すように、最初にステップ150で移動体の方
位θを取得し、ステップ151、152、153によ
り、受信衛星の方位αおよび仰角βを取得する。なお、
本例では衛星の方位αだけを選択判定に利用しているた
め、衛星の方位αだけを他の方法で求めても良い。As shown in FIG. 12, in the second example 653- 2 of the satellite selection processing, the azimuth θ of the moving object is first obtained in step 150, and the azimuth α of the receiving satellite is obtained in steps 151, 152 and 153. And the elevation angle β. In addition,
In this example, since only the azimuth α of the satellite is used for the selection determination, only the azimuth α of the satellite may be obtained by another method.
【0133】ステップ154、155、156では、衛
星の方位角αが移動体の進行方向θもしくはその180
度反対方向に近い、所定の角度範囲内に入るGPS衛星
だけを選択する。In steps 154, 155, and 156, the azimuth α of the satellite is set to
Only those GPS satellites that are close to the opposite direction and fall within a predetermined angle range are selected.
【0134】上記衛星選択基準の根拠は、上記同様、勾
配算出精度の向上のためには鉛直方向の変化を精度良く
見積もる必要があることに加え、水平面内での移動体の
進行方向の変化も精度良く見積もる必要がある、という
ことにある。したがって、GPS衛星と地球上の移動体
の間のレンジやその変化率のレンジレートを用いて測定
するGPSにおいては、移動体の進行方向に感度のある
衛星配置、すなわち衛星の方位角αが移動体の進行方向
θに近いか、もしくはその180度反対方向に近いGP
S衛星が選択されることになる。As described above, the basis of the satellite selection criterion is that, in order to improve the gradient calculation accuracy, it is necessary to accurately estimate the change in the vertical direction, and the change in the traveling direction of the moving body in the horizontal plane is also required. That is, it is necessary to estimate accurately. Therefore, in the GPS that measures the range between the GPS satellite and the moving object on the earth and the range rate of the rate of change, the satellite arrangement sensitive to the moving direction of the moving object, that is, the azimuth angle α of the satellite moves. GP close to the body's direction of travel θ or 180 degrees opposite
The S satellite will be selected.
【0135】ここで、上記数10の勾配算出式で説明し
たように、式中の±は、+が対象とする衛星が車の後方
側にある場合(90度<θ-α<270度)、ーが対象とする
衛星が車の前方側にある場合(0度<θ-α<90度、270
度<θ-α<360度)である。このことから、勾配算出に
適した衛星として、上記衛星選択処理653ー2の選択
基準に当てはめ、進行方向とその反対方向の2つの衛星
を選ぶとすると、両者の勾配算出誤差は、真値を境に正
と負になり易くなる。このような性質を使えば、両者の
勾配算出値を平均することにより、上記数10の勾配算
出誤差を相互に補正した衛星選択も可能となる。Here, as described in the equation for calculating the gradient of the above equation (10), ± indicates that the satellite whose target is + is located on the rear side of the car (90 degrees <θ-α <270 degrees). When the target satellite is in front of the car (0 degree <θ-α <90 degrees, 270
Degree <θ-α <360 degrees). From this, assuming that the two satellites in the traveling direction and the opposite direction are selected as the satellites suitable for the gradient calculation based on the selection criterion of the satellite selection processing 653-2, the gradient calculation error between the two becomes true. It tends to be positive and negative at the border. If such a property is used, it is possible to select a satellite in which the gradient calculation errors of the above equation 10 are mutually corrected by averaging the gradient calculation values of the two.
【0136】本実施形態によれば、上記数10の勾配算
出の基本式から、勾配算出に適した衛星配置条件が明ら
かになっており、その基準にそった衛星を優先的に選択
することにより、勾配の算出精度をさらに向上させるこ
とができる。According to the present embodiment, the satellite arrangement conditions suitable for the gradient calculation are clarified from the basic formula for gradient calculation of the above equation (10), and the satellites according to the criteria are preferentially selected. , The accuracy of calculating the gradient can be further improved.
【0137】この際、上述のように、複数個の適用可能
な衛星から必ずしも一つに絞る必要はなく、上記のよう
な仰角データや方位角データを基にして各々の衛星情報
に重みを付けた形で複数の衛星を選択し、これら衛星か
らのデータと各データの重みに応じて、平均的な勾配を
求めることにより、勾配の高精度化を図ってもよい。At this time, as described above, it is not always necessary to reduce the number of applicable satellites to one, and each satellite information is weighted based on the elevation data and the azimuth data. By selecting a plurality of satellites in such a manner and obtaining an average gradient according to the data from these satellites and the weight of each data, the gradient may be made more accurate.
【0138】また、上記数10の勾配算出の基本式から
明らかなように、原理的には1個以上の衛星信号が受信
可能であれば勾配は算出できる。したがって、本実施形
態の衛星選択条件にそった最適な衛星を選べば、GPS
の通常測位の条件に制限されることなく、常時、高精度
な勾配算出が実現できる。Further, as is apparent from the above-described basic expression for calculating the gradient, the gradient can be calculated in principle if one or more satellite signals can be received. Therefore, if an optimal satellite that meets the satellite selection conditions of the present embodiment is selected, the GPS
Without being limited to the normal positioning conditions, it is possible to always perform highly accurate gradient calculation.
【0139】次に、本発明を適用した第3の実施形態に
ついて説明する。Next, a third embodiment to which the present invention is applied will be described.
【0140】本実施形態は、上記第1の実施形態でのマ
ップマッチング処理(図9のステップ90)の詳細を除
いては、上記第1の実施形態と同じ構成及び作用効果を
有する。以下では、このマップマッチング処理の具体例
を図13を用いて説明する。This embodiment has the same configuration, operation and effects as those of the first embodiment, except for the details of the map matching processing (step 90 in FIG. 9) in the first embodiment. Hereinafter, a specific example of the map matching processing will be described with reference to FIG.
【0141】図13に示す処理手順は、上記図10のマ
ップマッチング処理手順にステップ94−1、94−2
を加えたものであり、その他の処理手順は上記図10と
同じである。すなわち、上記図10では道路リンクデー
タに勾配データがあることを前提にしていたが、ここで
は、その勾配データがない場合の処理を追加したもので
ある。The processing procedure shown in FIG. 13 differs from the map matching processing procedure shown in FIG. 10 in steps 94-1 and 94-2.
The other processing procedures are the same as those in FIG. That is, in FIG. 10, it is assumed that the road link data includes gradient data, but here, a process in a case where there is no gradient data is added.
【0142】本処理では、ステップ94−1で対象とし
ている道路リンクデータに勾配データがあるかないかを
判定し、ある場合は上記図10と同様のフローで処理を
進める。勾配データがない場合はステップ94−2に進
み、地図メモリ306(図2参照)の対象とするリンク
データ格納部分に算出した勾配データを書き込む。その
後、勾配データによる照合ができなかったことから、従
来通り位置と方位による照合のみでマッチング状態と判
定する(ステップ96)。In this processing, it is determined in step 94-1 whether or not there is gradient data in the target road link data. If so, the processing proceeds in the same flow as in FIG. If there is no gradient data, the process proceeds to step 94-2, and the calculated gradient data is written in the target link data storage portion of the map memory 306 (see FIG. 2). Thereafter, since the matching based on the gradient data cannot be performed, the matching state is determined only by the matching based on the position and the azimuth as in the related art (step 96).
【0143】なお、本実施形態では、地図メモリ306
が格納する地図データに含まれている道路リンクデータ
の格納部分には、ここで考慮している勾配情報の格納が
可能な構成を備えているものとする。In the present embodiment, the map memory 306 is used.
It is assumed that the storage portion of the road link data included in the map data stored in the storage device has a configuration capable of storing the gradient information considered here.
【0144】本実施形態によれば、地図データの情報量
不足や不正確さを補えるだけでなく、こうして追加、修
正した道路を再び走行した場合に、今度は勾配データに
よる照合も行えることから、より高精度な位置検出が可
能となる。According to the present embodiment, not only can the information amount of the map data be insufficient or inaccurate, but also if the road thus added or corrected is run again, collation using the gradient data can be performed. Higher-accuracy position detection becomes possible.
【0145】さらに、本実施形態によれば、移動体の移
動に伴い、地図データの勾配情報を学習していくことが
可能となる。さらに、次に示す第4の実施形態のリアリ
ティのある3次元表示が行える頻度を増やすことが可能
にもなり、システム全体の総合的な性能向上にもつなが
る。Further, according to the present embodiment, it is possible to learn gradient information of map data as the moving body moves. Further, it is possible to increase the frequency at which the following three-dimensional display with a reality of the fourth embodiment can be performed, which leads to an improvement in the overall performance of the entire system.
【0146】なお、本実施形態のマップマッチング処理
に加えて、位置と方位による合致度が極めて高く、その
他に道路リンク候補がない場合において、ステップ95
での勾配データによる照合だけが合致しない場合は、道
路リンクの勾配データが不正確と見なし、本実施形態で
算出した勾配データで、その道路リンクの勾配データを
修正する構成としてもよい。In addition to the map matching processing of the present embodiment, if the degree of matching according to the position and orientation is extremely high and there are no other road link candidates, step 95
If only the comparison based on the gradient data in step (1) does not match, the gradient data of the road link may be regarded as incorrect, and the gradient data of the road link may be corrected with the gradient data calculated in the present embodiment.
【0147】また、上記勾配データを用いる代わりに、
勾配データに基づいて道路の高度に関するデータを導き
だし、この高度データを、マッチング判定時の条件の一
つとして用いたり、さらに道路リンクのデータの一つと
して格納あるいは必要に応じて修正するよう構成しても
良い。Further, instead of using the above-mentioned gradient data,
Data on road altitude is derived based on the gradient data, and this altitude data is used as one of the conditions for matching judgment, and is further stored as one of the road link data or modified as necessary You may.
【0148】次に、本発明を適用した第4の実施形態を
説明する。Next, a fourth embodiment to which the present invention is applied will be described.
【0149】本実施形態は、上記第1の実施形態の表示
装置308にナビゲーション画面を表示する表示処理部
22(図5のステップ46、54)の詳細を除いては、
上記第1の実施形態と同じ構成及び作用効果を有する。
以下では、勾配情報をユーザに知らせる勾配情報伝達方
法の具体例を、図14を用いて説明する。This embodiment is the same as the first embodiment except for the details of the display processing unit 22 (steps 46 and 54 in FIG. 5) for displaying a navigation screen on the display device 308.
It has the same configuration, operation and effect as the first embodiment.
Hereinafter, a specific example of the gradient information transmission method for notifying the user of the gradient information will be described with reference to FIG.
【0150】図14は、表示装置308に、自車マーク
410を中心に、移動体の走行状態を、背景としての空
412と合わせて、鳥瞰図表示したものである。FIG. 14 shows a bird's-eye view of the traveling state of the moving object, centering on the own vehicle mark 410, together with the sky 412 as a background on the display device 308.
【0151】本発明で新たに取得した勾配情報は、ま
ず、地図画面400上に勾配分だけ、あるいは、それに
応じて強調された分だけ折れ曲がったグリッドライン4
01により、その勾配が直観的にユーザにわかるように
表示される。The gradient information newly acquired in the present invention is obtained by first displaying the grid lines 4 on the map screen 400 by the amount of the gradient or by the amount of emphasis correspondingly.
01, the gradient is displayed intuitively to the user.
【0152】さらに、本実施形態では、画面右下にウイ
ンドウ402がオープンされ、その中に勾配を真横から
見た模式図404が描かれる。また、本発明により高精
度に算出された勾配量を406のように数字で表示し、
勾配の程度をユーザに伝える。また、この時の車速や勾
配情報などの走行状態を評価し、警報が必要であれば4
08のような形で表示する。Further, in this embodiment, a window 402 is opened at the lower right of the screen, and a schematic diagram 404 in which the gradient is viewed from the side is drawn therein. In addition, the gradient amount calculated with high accuracy according to the present invention is displayed by a numeral like 406,
Inform the user of the grade. At this time, the driving state such as the vehicle speed and the grade information is evaluated.
08 is displayed.
【0153】また、画像表示の代わりに音声や発光によ
りユーザに伝達する構成としても良い。[0153] Instead of displaying an image, a configuration may be adopted in which the information is transmitted to the user by sound or light emission.
【0154】本実施形態によれば、本発明で新たに取得
された勾配情報が、ユーザに直観的にわかるように伝え
られ、なおかつ勾配量などの詳細情報も定量的に把握で
きる。さらに、他の走行情報と合わせて安全上の警報等
も発生させることができ、多機能でヒューマンインター
フェースの面で優れたGPSナビゲーション装置を提供
することができる。According to this embodiment, the gradient information newly acquired by the present invention is transmitted to the user intuitively, and detailed information such as the gradient amount can be quantitatively grasped. Further, a safety warning or the like can be generated together with other traveling information, and a multi-functional GPS navigation device excellent in human interface can be provided.
【0155】[0155]
【発明の効果】本発明のGPSナビゲーション装置によ
れば、GPSの測量の原理から精度が落ちるとされる鉛
直方向の計測、特に勾配計測を、自立航法系のセンサ等
と合わせた本方式により、専用のセンサを追加すること
なしに安価で、かつ高精度に実現できる。According to the GPS navigation apparatus of the present invention, the vertical measurement, which is considered to be less accurate due to the principle of GPS surveying, in particular, the gradient measurement, is combined with a self-contained navigation system sensor, etc. It can be realized inexpensively and with high accuracy without adding a dedicated sensor.
【0156】さらに、本発明によれば、高架道路と高架
下道路の識別が自動的に行え、測位精度が向上するだけ
でなく、特に、ナビゲーション機能の一つである経路誘
導性能を著しく向上させることができる。Further, according to the present invention, an elevated road and an under-elevated road can be automatically identified, and not only the positioning accuracy is improved, but also, in particular, the route guidance performance, which is one of the navigation functions, is significantly improved. be able to.
【0157】さらに、本発明で新たに取得した勾配情報
を用いれば、より現実の走行状態に近いリアリティのあ
る3次元表示が可能になり、ヒューマンインターフェー
スの面で優れたナビゲーション装置を提供できる。Further, if the gradient information newly obtained in the present invention is used, a three-dimensional display having a reality closer to the actual driving state can be provided, and a navigation device excellent in terms of a human interface can be provided.
【図1】本発明のGPSナビゲーション装置の一実施形
態の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a GPS navigation device of the present invention.
【図2】本発明のハードウエア構成例を示すブロック
図。FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration example of the present invention.
【図3】本発明の勾配算出の原理を説明するための説明
図。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the principle of gradient calculation according to the present invention.
【図4】図3の要部の詳細を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing details of a main part of FIG. 3;
【図5】本発明のGPSナビゲーション装置のゼネラル
フローを示すフローチャート。FIG. 5 is a flowchart showing a general flow of the GPS navigation device of the present invention.
【図6】図5の移動体方位算出割込処理のフローチャー
ト。FIG. 6 is a flowchart of a moving body direction calculation interrupt process of FIG. 5;
【図7】図5の移動体速度算出割込処理のフローチャー
ト。FIG. 7 is a flowchart of a moving object speed calculation interruption process of FIG. 5;
【図8】図5の移動体勾配算出割込処理のフローチャー
ト。FIG. 8 is a flowchart of a moving object gradient calculation interruption process of FIG. 5;
【図9】図5の移動体位置推定割込処理のフローチャー
ト。FIG. 9 is a flowchart of a moving object position estimation interrupt process of FIG. 5;
【図10】図9のマップマッチング処理のフローチャー
ト。FIG. 10 is a flowchart of a map matching process in FIG. 9;
【図11】図8の衛星選択処理の一実施形態を示すフロ
ーチャート。FIG. 11 is a flowchart showing one embodiment of the satellite selection process of FIG. 8;
【図12】図8の衛星選択処理の他の実施形態を示すフ
ローチャート。FIG. 12 is a flowchart showing another embodiment of the satellite selection processing of FIG. 8;
【図13】本発明の勾配情報を地図メモリに書き込む一
実施形態でのマップマッチング処理を示すフローチャー
ト。FIG. 13 is a flowchart illustrating a map matching process according to an embodiment of the present invention in which gradient information is written to a map memory.
【図14】図1の表示装置に表示される画面の一実施形
態を示す説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram showing one embodiment of a screen displayed on the display device of FIG. 1;
2…GPS衛星、8…擬似距離変化率計測部、9…衛星
情報及び擬似距離計測部、10…衛星選択部、12…移
動体速度ベクトル勾配算出部、14…移動体方位推定
部、16…移動体速度推定部、18…移動体位置推定
部、98…勾配データ追加処理、140…衛星選択処
理、304…GPS受信機、306…地図メモリ、30
8…表示装置、310…ジャイロセンサ、312…車速
センサ。2 ... GPS satellite, 8 ... pseudo distance change rate measuring unit, 9 ... satellite information and pseudo distance measuring unit, 10 ... satellite selecting unit, 12 ... moving object velocity vector gradient calculating unit, 14 ... moving object direction estimating unit, 16 ... Moving body speed estimating unit, 18: moving body position estimating unit, 98: gradient data addition processing, 140: satellite selection processing, 304: GPS receiver, 306: map memory, 30
8: display device, 310: gyro sensor, 312: vehicle speed sensor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 浩司 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 中村 浩三 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Koji Kuroda, Inventor 7-1-1, Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Koji Nakamura 7-1, Omikamachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 Inside the Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.
Claims (15)
PS受信部と、前記受信したGPS信号から衛星情報お
よび擬似距離を取得する衛星情報取得手段と、受信可能
なGPS衛星が所定数以上ある場合、当該受信したGP
S衛星の各々について取得された前記衛星情報及び擬似
距離から移動体の位置を決定するGPS測位手段とを有
するGPSナビゲーション装置において、 前記GPS信号からGPS衛星毎に擬似距離変化率を測
定する擬似距離変化率計測手段と、 移動体の速度と方位のうち少なくとも一方を、前記GP
S信号を利用せずに計測する移動体速度/方位計測手段
と、 前記GPS測位手段により決定された移動体位置と、前
記衛星情報取得手段により得られた少なくとも1個の受
信可能なGPS衛星についての衛星情報と、当該少なく
とも1個の受信可能なGPS衛星について前記擬似距離
変化率計測手段で得られた擬似距離変化率と、前記移動
体速度/方位計測手段により計測された移動体の速度お
よび方位のうち少なくとも一方とから、移動体の速度ベ
クトルの水平面からの角度(以下では勾配と呼ぶ)を算
出する移動体速度ベクトル勾配算出手段とを有すること
を特徴とするGPSナビゲーション装置。1. A G which receives a GPS signal from a GPS satellite.
A PS receiver, satellite information acquiring means for acquiring satellite information and a pseudorange from the received GPS signal, and when there are a predetermined number or more of receivable GPS satellites, the received GP
A GPS positioning device for determining a position of a moving object from the satellite information and the pseudorange acquired for each of the S satellites; a pseudorange for measuring a pseudorange change rate for each GPS satellite from the GPS signal. A rate-of-change measuring means;
A moving body speed / azimuth measuring means for measuring without using the S signal; a moving body position determined by the GPS positioning means; and at least one receivable GPS satellite obtained by the satellite information obtaining means. Satellite information, the pseudo-range change rate obtained by the pseudo-range change rate measuring means for the at least one receivable GPS satellite, the speed of the moving object measured by the moving object speed / azimuth measuring means, and A GPS navigation device comprising: a moving body speed vector gradient calculating means for calculating an angle (hereinafter, referred to as a gradient) of a speed vector of a moving body from a horizontal plane from at least one of the azimuths.
情報を、当該GPSナビゲーション装置のユーザに告知
する勾配情報伝達手段をさらに有することを特徴とする
GPSナビゲーション装置。2. The GPS navigation device according to claim 1, further comprising a gradient information transmitting unit that notifies the user of the GPS navigation device of the gradient information obtained from the moving object velocity vector gradient calculating unit. .
さらに有し、 前記勾配情報伝達手段は、模式的に表示された移動体が
前記勾配量に対応する量だけ傾いた状態を前記表示手段
に表示することで、ユーザに告知するものであることを
特徴とするGPSナビゲーション装置。3. The apparatus according to claim 2, further comprising a display unit for displaying the current position of the determined moving body, wherein the gradient information transmitting unit corresponds to the schematically displayed moving body corresponding to the gradient amount. A GPS navigation device which informs a user by displaying a state of being tilted by an amount on the display means.
データを記憶するための記憶手段と、 前記移動体速度ベクトル勾配算出手段から得られた勾配
情報と、当該勾配情報に対応する前記地図データの情報
との照合具合から、移動体の位置を推定する移動体位置
推定手段とをさらに有することを特徴とするGPSナビ
ゲーション装置。4. A storage unit for storing map data including gradient information on each road on which a moving body moves, gradient information obtained from the moving body velocity vector gradient calculating means, A GPS navigation device, further comprising: a moving object position estimating means for estimating a position of the moving object based on a degree of collation with information of the map data corresponding to the gradient information.
換えが可能であるように前記記憶手段に記憶されている
場合、前記移動体速度ベクトル勾配算出手段から得られ
た勾配情報を、前記地図データの対応する情報と照合さ
せ、その照合具合に応じて修正を行なう、勾配情報修正
手段をさらに有することを特徴とするGPSナビゲーシ
ョン装置。5. The moving object velocity vector gradient calculating means according to claim 4, wherein said map data is stored in said storage means so that gradient information contained therein can be rewritten. A GPS navigation device, further comprising a gradient information correcting means for collating the obtained gradient information with the corresponding information of the map data and performing correction according to the degree of the collation.
前記記憶手段に記憶されている場合、前記移動体速度ベ
クトル勾配算出手段から得られた勾配情報に対応する情
報が、前記地図データにあるかを判断し、無いと判断さ
れた場合には当該勾配情報を前記地図データに追加す
る、勾配情報追加手段をさらに有することを特徴とする
GPSナビゲーション装置。6. The gradient information obtained from the moving body velocity vector gradient calculating means according to claim 4, wherein the map data is stored in the storage means so that gradient information can be added. A GPS navigation device, further comprising a gradient information adding unit that determines whether corresponding information exists in the map data, and if not, adds the gradient information to the map data.
を、当該位置を含む所定範囲領域の地図データに基づく
地図画像に重畳させて表示するための画像データを生成
する表示処理手段と、 前記生成された画像データを表示する表示手段とをさら
に有し、 前記画像データ中の地図画像には、前記地図データに含
まれている勾配情報に対応する勾配を示す画像が含まれ
ていることを特徴とするGPSナビゲーション装置。7. The image data according to claim 4, wherein a predetermined display mark indicating the estimated position of the moving object is superimposed on a map image based on map data of a predetermined range area including the position. And display means for displaying the generated image data. The map image in the image data includes a gradient corresponding to the gradient information included in the map data. A GPS navigation device comprising an image to be displayed.
のGPS衛星の中から、予め定めた選択基準により前記
移動体速度ベクトル勾配算出手段での処理に用いる前記
少なくとも1個のGPS衛星を選択する衛星選択手段を
さらに有することを特徴とするGPSナビゲーション装
置。8. A vehicle according to claim 1, wherein when there are a plurality of receivable GPS satellites, said plurality of GPS satellites are used for processing by said moving object velocity vector gradient calculating means according to a predetermined selection criterion. A GPS navigation device, further comprising satellite selection means for selecting the at least one GPS satellite.
れた衛星情報から求められた衛星位置の仰角が大きい衛
星を優先的に選択することを特徴とするGPSナビゲー
ション装置。9. The GPS according to claim 8, wherein said satellite selecting means preferentially selects a satellite having a large elevation angle of a satellite position obtained from satellite information obtained by said satellite information obtaining means. Navigation device.
れた衛星情報から求められた衛星位置の方位角が移動体
の進行方向もしくはその180度反対方向により近い衛
星を優先的に選択することを特徴とするGPSナビゲー
ション装置。10. The satellite selection means according to claim 8, wherein the azimuth angle of the satellite position obtained from the satellite information obtained by said satellite information acquisition means is closer to the traveling direction of the moving object or a direction opposite to the direction by 180 degrees. A GPS navigation device for preferentially selecting a satellite.
ものであり、 前記移動体速度ベクトル勾配算出手段は、選択された2
個以上のGPS衛星のそれぞれについて勾配値を算出
し、これら勾配値の平均を最終的な移動体の速度ベクト
ルの勾配を求めることを特徴とするGPSナビゲーショ
ン装置。11. The satellite selecting means according to claim 8, wherein said satellite selecting means selects two or more GPS satellites, and said moving object velocity vector gradient calculating means selects said selected two or more GPS satellites.
A GPS navigation device comprising: calculating a gradient value for each of a plurality of GPS satellites; and calculating an average of the gradient values to obtain a final gradient of a velocity vector of the moving object.
PS衛星が複数個ある場合、これら複数個のうち少なく
とも2個のGPS衛星を選択し、それぞれについて勾配
値を算出すると共に、前記選択した各GPS衛星の位置
に応じた重み付けをし、これら重みを用いて前記算出し
た勾配値の平均を求め、当該平均を最終的な移動体の速
度ベクトルの勾配とすることを特徴とするGPSナビゲ
ーション装置。12. The moving object velocity vector gradient calculating means according to claim 1, wherein
When there are a plurality of PS satellites, at least two of the plurality of GPS satellites are selected, a gradient value is calculated for each of the plurality of GPS satellites, and a weight is assigned according to the position of each of the selected GPS satellites. A GPS navigation device, wherein an average of the calculated gradient values is obtained using the calculated average, and the average is used as a final gradient of the velocity vector of the moving body.
回転状態を計測する車速センサを少なくとも含んで構成
されることを特徴とするGPSナビゲーション装置。13. The vehicle according to claim 1, wherein the moving body is an automobile, and the moving body speed / azimuth measuring means includes at least a vehicle speed sensor for measuring a rotation state of wheels of the automobile. GPS navigation device.
変化により生じる回転角速度を検出するジャイロセン
サ、および、地図データ中の道路リンク方位のうち少な
くとも一方を用いて移動方位を決定する手段を少なくと
も含んで構成されることを特徴とするGPSナビゲーシ
ョン装置。14. The moving body speed / azimuth measuring means according to claim 1, wherein the moving body speed / azimuth measuring means detects at least one of a gyro sensor for detecting a rotational angular velocity caused by a change in the moving azimuth of the moving body, and a road link azimuth in the map data. A GPS navigation device comprising at least means for determining a moving direction by using a GPS navigation device.
回転状態を計測する車速センサと回転角速度を検出する
ジャイロセンサとを有し、これらセンサにより移動体の
速度及び方位を計測するものであり、 前記移動体速度ベクトル勾配算出手段は、各GPS衛星
について、 前記移動体位置と前記衛星情報とから、移動体位置を原
点とする座標系での計測される衛星の仰角及び方位角を
求めると共に、衛星の速度ベクトル中の移動体から衛星
への視線方向成分を算出し、 前記求められた衛星の仰角および方位角と、前記算出さ
れた衛星速度ベクトルの視線方向成分と、前記計測され
た移動体の速度及び方位と、前記計測された擬似距離変
化率とから、移動体速度ベクトルの勾配を算出すること
を特徴とするGPSナビゲーション装置。15. The vehicle according to claim 1, wherein the moving body is an automobile, and the moving body speed / azimuth measuring means has a vehicle speed sensor for measuring a rotation state of wheels of the automobile and a gyro sensor for detecting a rotational angular velocity. These sensors measure the speed and direction of the moving object.The moving object speed vector gradient calculating means calculates, for each GPS satellite, the origin of the moving object position based on the moving object position and the satellite information. Calculating the elevation angle and azimuth angle of the satellite to be measured in the coordinate system, calculating the line-of-sight component from the moving object to the satellite in the velocity vector of the satellite, and calculating the elevation angle and azimuth angle of the satellite, From the calculated line-of-sight component of the satellite speed vector, the measured speed and direction of the moving object, and the measured pseudorange change rate, calculate the gradient of the moving object speed vector. GPS navigation device, characterized in that the output.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26609696A JPH10111137A (en) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | GPS navigation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26609696A JPH10111137A (en) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | GPS navigation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10111137A true JPH10111137A (en) | 1998-04-28 |
Family
ID=17426270
Family Applications (1)
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