JPS63177016A - 自動車のナビゲ−シヨン装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車のナビゲーション装置、特に、衛星か
らの電波を受信して車両の現在位置を認識する現在位置
認識手段を備えたナビゲーション装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 自動車のナビゲーション装２としては、例えば特開昭５
８−７０１１７号に開示されているように、車両の現在
位置およびその周辺の地図を表示器の画面上に表示して
走行案内を行うものが知られている。

このようなナビゲーション装置における車両の現在位置
認識手段として、地磁気センセ等の方位センサを利用し
たものがすでに実用化されている。

すなわら、車速センサおよび上記方位Ｃンサにより、あ
る基準となる地点からの車両の走行路１ＩＩＩｌおよび
方位を検出し、これにより車両の現在位置の認識を行う
ようにしたものである。しかしながら、このような従来
の現在位置認識手段では、車両の現在位置が、いわば、
基準とされた地点との相対位置として測定されているの
で、走行距離や方位の測定誤差による精度の低下を生じ
る。

そこで、衛星から発射させる電波を利用して、車両の現
在位置を、いわば絶対位置として測定することが考えら
れる。例えば、現在開発中の全世界測位衛星システム（
Ｇ　１ｏｂａｌ　　Ｐ　ｏｓｉｔｉｏｎｉｎ。

Ｓ　ＶＳｔｅｍ、以下、ＧＰＳという）を利用して、車
両の現在位置を絶対位置として測定することが考えられ
る。このＧＰＳは、４つの人工衛星＜ＮＡＶＳＴＡＲと
呼ばれる）から発射される電波に基づいて車両の現在位
置を、測位精度３０メ一トル程度で測定することが可能
である（利用が一般に開放されるＣ／Ａコードの場合）
。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、このような方式では各衛星の位置や地上の受
信障害物によって受信状態が悪化したり、受信不能にな
ることがある。例えば、車両がトンネル内を走行する場
合等には、人工衛星からの電波の受信が不可能になるこ
とがある。このように、ＧＰＳを利用した車両の現在位
置認識は、受信状態が良好であれば認識精度は非常に高
いものが得られる半面、受信状態が悪化すると認識精度
は著しく低下ダることとなる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって
、車両の現在位置認識を行うにあたり、現在位置の認識
Ｍ度を可能な限り高く維持することのできる自動車のナ
ビゲーション装置を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明による自動車のナビゲーション装置は、ＧＰＳお
よびその他の測位手段を利用して車両の現在位置認識を
行い、かつ受信状態が悪化したときにはＧＰＳを利用し
た車両の現在位置認識を禁止することにより上記目的達
成を図るようにしたものであって、その受信状態の良否
の判定基準として劣化係数および電界強度を採用するよ
うにしたものである。すなわち、第１図に示すように、
衛星からの電波を受信して車両の現在位置を測定する衛
星利用測位手段（ａ）および車両の現在位置を測定する
他の測位手段（ｂ）を備え、前記両測位手段の少なくと
もいずれか一方の測位データに基づき車両の現在位置を
認識づる現在位置認識手段（Ｃ）と、前記Ｗｉ星からの
電波に基づいて劣化係数および電界強度を検出する受信
状態検出手段（ｄ）と、この受信状態検出手段により検
出された前記劣化係数が所定値以上または前記電界強度
が所定値以下のとき、前記衛星利用測位手段の測位デー
タに基づく車両の現在位置認識を禁止する禁止手段（ｅ
）とを備えてなることを特徴とするものである。

上記１劣化係数Ｊ　　（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ　　（
）ｉｌｕｔｉｏｎＯｒ　　Ｐ　ｒｅｃｉｓｉｏｎ、略し
てＧＤＯＰと呼ばれる）とは、測位の際の利用衛星と測
位点（この場合、車両）との間の幾何学的関係、すなわ
ち、車両に対する利用衛星の配置状態で決まる測位誤差
の増大を表わす係数である。

上記「他の測位手段」としては、地磁気センサ等の方位
センサを利用したもの、ガスレートセンサを利用したも
の等が例として挙げられるが、これらに限定されるもの
でないことは勿論であり、また「他の測位手段Ｊは、単
数であっても複数であってもよい。

（作　　用） 衛星配置状態から算出される劣化係数が所定値以上にな
ると現在位置の測位精度が低下し、また、衛星からの電
波の強度すなわち電界強度が所定値以下になると衛星と
車両との間に妨害物があると想定でき、このような場合
にも現在位置の測位精度が低下するが、上記構成に示す
ように、劣化係数および電界強度から受信状態が所定の
水準以下に悪化していることが検出されると衛星利用測
位手段の測位データに基づく車両の現在位置認識が禁止
されるので、衛星利用測位手段の測位データに基づく精
度の低い現在位置認識を防止することができ、また現在
位置認識不能といった事態を回避することも可能となる
。すなわち、禁止される直曲に衛星利用測位手段による
車両の現在位置の測定を行っていた場合には、相対的に
測位精度の高くなった他の測位手段による測位に自動的
にあるいは手動で切り換えるようにすればよく、一方、
禁止される直前に他の測位手段による車両の現在位置の
測定を行っていた場合には、測位精度の低下した衛星利
用測位手段に切り換えてこれに基づ゛く現在位置認識を
行うてしまうといった事態を未然に防止することが可能
となる。

（発明の効果） したがって、本発明によれば、車両の現在位置の認識精
度を、選択できる範囲内において可能な限り高く維持す
ることができ、これによりナビゲーション装置の商品性
の向上を図ることができる。

（実　施　例） 以下添付図面を参照しながら本発明の実施例について詳
述する。

第２図は、本発明による自動車のナビゲーション装置の
一実施例を示す全体構成図である。

ナビゲーション装置は、衛星利用測位手段たる衛星利用
測位装置１と、他の測位手段たる地磁気利用測位装置２
と、これら両側位装置１．２のいずれかの測位データを
選択する切換装置４からなる現在位置認識手段を備え、
この現在位１［手段により車両の現在位置を認識するよ
うになっている。

衛星利用測位装置１は、例えば第３図に概略的に示すよ
うなＧＰＳにおいて、地上の主制御局１ａが適当に分散
配置された例えば４基の地上アンテナ１ｂを介して制御
する１８〜２１個の衛星のうち、受信可能領域（視野）
内の４個の衛星８１〜Ｓ４から送信される電波に基づい
て車両の現在位置を測定する、ＧＰＳの利用者部分を構
成するものである。

この衛星利用測位装置１の測位精度は、ＷＩｕの位置、
ｖｈ星の摂動、電離層の状態等によって測位精度が低下
したり、ごく短時間ではあるが地域的に測位不能になっ
たりすることが知られている。

また、例えばトンネル内走行等、地上の障害物によって
必要な電波の受信が困難になったり、不可能になったり
することも知られている。

衛星利用測位装Ｍ１における測位精度の低下の度合は、
劣化係数および電界強度により変動するものである。ず
なわら、劣化係数は、測位の際の利用衛星と車両との幾
何学的関係で決まる値であって、劣化係数が大きくなる
と測位誤差も増大し、測位精度を低下させることとなる
。これ以外の上記測位精度の低下要因は、電界強度の低
下となって現われる。そして、上記劣化係数が所定値以
上となり、あるいは電界強度が所定値以下となると、測
位誤差が許容ωを超えることとなる。

このため、上記衛星利用測位装置１には、劣化係数およ
び電界強度を検出する受信状態検出手段３が接続されて
いる。劣化係数は、測位の際の利用衛星の位置データが
、地上アンテナ１６による衛星の追跡結果および地上の
モニタ局１Ｃの受持データ等に基づいて各衛星から送信
されるので、これらから求めることが可能であり、電界
強度は、衛星から受信した電波の強さで検出することが
可能である。

また、衛星利用測位装置１および地磁気利用測位装置２
には切換装置４が接続されている。この切換％置４は、
衛星利用測位装置１が出力する位置信号および地磁気利
用測位装置２が出力する位置信号が入力され、かつ両信
号のうち衛星利用測位装置１からの信号を優先して後述
する誘導手段５に出力するようになっている。そして切
換装置４は、受信状態検出手段３にも接続されていて、
受信状態検出手段３１Ｚ　ｂ’いマ劣化係数が所定値以
上または電界強度が所定値以下であることが検出される
と、衛星利用測位装Ｗ１１からの位置信号を誘導手段５
に出力するのを停止し、使用する位置信号を衛星利用測
位装＠１のそれから地磁気利用測位装Ｍ２のそれに切り
換えるようになって・いる。

すなわち、衛星利用測位装置１による測位誤差が所定の
範囲以内であるときには、衛星利用測位装置１の位置信
号が選択され、その測位誤差が所定の範囲を超えるとき
には、禁止手段たる切換装置４により衛星利用測位装置
１の位置信号の使用が禁止されると同時に地磁気利用測
位装置２の位置信号が選択され、この切換装置４により
選択された位置信号が、この位置信号に基づいて車両の
走行を誘導する誘導手段５に出力されるように構成され
ている。

この誘導手段５は、例えば表面が透明マトリックススイ
ッチで覆われたビデオスクリーンを有し、そのスクリー
ンに表示される地図に目的地、車両の現在位置を表示し
て、運転者に現在位置から目的地の道順、方向、走行距
離等を教えることにより、車両の走行を誘導するように
構成されている。

なお、上記誘導手段５に公知の構成のものを使用するこ
とは勿論可能である。

ＧＰＳによる測位の原理は次の通りである。

すなわち、電波の送信点と受信点に完全に同期した時計
があって、送信信号がその時計で制御されていたとする
と、受信点でその受信のタイミングを測定すれば送受信
点間の電波の伝搬時間を求めることができ、それに光速
度を乗ずれば送受信点間の距離を求めることができる。

今、第４図に示すように、利用者の視野（受信可能領域
）に３個の衛星Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３があり、それぞれの衛
星Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が互いに同期した時計によって測距
信号を送信していたとする。受信点Ｐでこれら信号の受
信時間を測定ずれば各ＷＩ星Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３と受信点
２間の距離が求まり、受信点Ｐは各衛星８１．８２．８
３を中心とする三つの球面の交点として求めることがで
きる。しかし、受信点Ｐの時計を送信点のものに同期さ
せることは、技術的に問題があるうえ、受信機を安価に
づる上でも不利である。この問題は信号を受信する衛星
の数をもう１個増加することにより解決される。

第４図はこのことを理解し易いように二次元的に示して
いる。もし、受信点の時計が△ｔｕだけ各衛星の時計よ
りも遅れていたとすると、測定される三つの円の半径は
実際のものよりも△ｔｕｃ（ｃは光速度）だけ大きくな
り、本来１点で交わるべき三つの円は交わらなくなる（
実線図）。この三つの円が１点で交わるように△ｔｕｃ
の値を調整して行けば、受信点Ｐの位置と同時に△ｔｕ
も求めることができる。ＧＰＳではこのように衛星ｉに
定値を疑似距離と貯ぶ。衛星ｉに対する疑似距離Ｒ１は Ｒ１−Ｒ１＋ｃ△ｔａｉ＋ｃ　　（△ｔｕ−△ｔｓｖｉ
）で表される。ここで、△ｔａｉは電離層と対流圏にａ
３　Ｇｊる電波の遅延時間、Δｔｓｖｉは衛星ｉの時計
の時間オフセットである。衛星上の原子時計は互いに同
期させる代わりにそのオフセット値を測定し、その予測
を行い、△ｔｓｖｉの値を計算できる形にして衛星から
送信する形をとる。三次元測位をするにはｉ＝１〜４の
４個の衛星について四つの疑似距離の１ｌｌｌｌ定値を
使って位置座標三つとΔｔＵという合計四つの未知数を
解くことができる。

同様にして、衛星からの信号のドツプラー周波数、即ち
、疑似距離変化率の測定値を使えば、利用者の三次元の
速度の測定ができる。

なお、衛星の位置を基準にして利用者の位置を求める場
合、時々刻々変化する衛星の位置および衛Ｗ上の時計の
状態を利用者が知らなければならず、これらのデータも
模述のようにして衛星からｔＪｌｉ送される。

各衛星には主制御局１ａから地上アンテナ１ｂを介して
送信される電波を受信するための図示しない受信回路と
第５図に示ず送信回路１０が搭載される。

この送信回路１０は、例えば１０．２３　Ｍ　Ｈｚの基
準周波数信号を出力する基準周波数発振回路１１と、こ
れから出力される基準周波数信号の周波数を１５４倍に
逓倍して第１の搬送波であるＬ＋搬送波（１５７５，４
２ＭＨ２）を形成する逓倍器１２と、基準周波数信号の
周波数を１２０倍に逓倍して第２の搬送波であるＬ２搬
送波（１２２７，６Ｍ　ＨＺ　）を形成する逓倍器１３
とを有している。また、この送信回路１０は、基準周波
数信号から所定周期のクロック信号を形成するクロック
形成回路１４と、基準周波数信号とこのクロック信号か
ら測距信号としてＰコードとＣ／Ａコードと呼ばれる２
種類のコード信号を形成するコード発生回路１５と、上
記クロック信号によりタイミング制御され、時々刻々変
化する衛星の位置および衛星上の時計の状態に関するデ
ータを出力するコンピュータ１６を有する。Ｐコードは
高精度で、軍と特に認められた利用者しか利用できない
秘密のコードであり、コンピュータ１６から出力される
データと重畳されてから、上記し１、し２両搬送波を直
交変調する形で送信され、繰り返し速度が１０．２３　
Ｍｂｉｔ　／ｓ　１長さが１′ｉｊ４間続く長いコード
である。Ｃ／Ａコードは粗測位（８！準測位）とＰコー
ドの捕捉用に使われ、かつ、一般に公開されるコードで
ある。このＣ／Ａコート信号は、コンピュータ１６から
出力されるデータと重畳された後、Ｌｓ　、１２両搬送
波を変調する形で送信され、繰り返し速度が１．０２３
Ｍ　ｂｉｔ　／　ｓで、長さは１，０２３ビツト、すな
わち、１１Ｓごとに繰り返される。なお、上記Ｃ／Ａコ
ード発生回路は、例えば、１０段のシフトレジスタ２個
を用いるゴールド符号発生回路で構成される。上記コン
ピュータ１６が出力するデータは、地上の制御部分で測
定および予測をして、衛星の図示しない記憶回路に納め
ておき、順次読み出される。これらのデータは例えば５
０ｂｉｔ　／ｓの送信速度で、所定のタイミングで伝送
される。なお、このデータ中には、テレメータ語、ハン
ドオーバ語、電離層補正用パラメータ、１周波受信機用
遅延補正、時計補正データの年代、時計補正用基準時間
、ＧＰＳシステム時間、軌道予測の年代、軌道要素の基
準時間、軌道要素基準時間における平均近点角、離心率
、長半径の２乗根、昇交点赤経、軌ａ傾斜角、近地点引
数、昇交点の摂動、平均運動の補正、傾斜角補正用パラ
メータ、軌道乱れの補正項、衛星の識別番号、データサ
ブフレームの基準時間、衛星の健康状態等のデータが含
まれている。また、利用者の受信機が各衛星の信号を受
信し得る期間の予知、視野の中の衛星から最高の測位精
度が得られる衛星の組み合わせの選択、衛星からの信号
をできるだけ早く捕捉するための受信回路の事前設定等
ができるように、システムに属する他の衛星の暦（ａｌ
ｍａｎａｃ　）データも含まれている。

上記制御部分は主制御局１ａと、地上の複数（４箇所以
上が予定されている）の定点に配置された地上アンテナ
１ｂと、地上の複数（４箇所以上が予定されている）の
定点に配置されるモニタ局１Ｃを有している。主ｆＩＩ
ｌＩＩＩＩ局１ａは地上アンテナ１ｂを介して衛星を追
跡し、その結果によって衛星上の時計と衛星の軌道とを
予測し、それらを衛星から放送するように衛星のメモリ
中に入れるためのデータの送信をするとともに、その他
、衛星の制御に必要とするテレメータの受信、コマンド
の受信を行うために設けられ、大型計算機と一連の運用
管制制御車を備えた有人施設である。モニタ局１Ｃは衛
星からの信号の受信機、原子時計及び対流圏遅延計算の
ための気象側器を備えた無人局である。

利用者部分である衛星利用測位装置１は、第２図に示す
ように、所要の衛星の信号を受信する受信機６とその受
信信号から車両の現在位置を測定し、現在位置に対応す
る位置信号を出力する信号処理手段７とを有する。また
、第６図に示すように、衛星利用測位装Ｈ１には、全体
的なタイミング制御信号である基準周波数信号を出力す
る水晶発掘器８と、この基準周波数信号から信号処理手
段７の動作タイミングを制御するクロック信号を形成す
るクロック発振回路９を備えるとともに、受信機６の前
段に接続されたアンテナ１１、プリアンプ１８および帯
域フィルタ１９を有する。

上記受信機６は水晶発掘器８が発振する基準周波数信号
に基づいて衛星の送信機１０の搬送波および衛星の位置
およびＷｉ呈上の時計の状態に閏するデータと同じパタ
ーンの信号を作り出す周波数合成回路６１と、クロック
発振回路９が出力するクロック信号を入力し、測距信号
と同じパターンを有するコード信号を形成するコード発
生回路６２と、上記周波数合成回路６１およびコード信
号発生回路６２の出力信号によって衛昆上の時８１と衛
星の軌道に関するデータおよび搬送波を相関検波するデ
ータおよび搬送波検波器６３と、上記コード発生回路６
２が出力するコード信号により上記測距信号を相関検波
するコードロック検波器６４を有している。

また、上記信号処理手段７はクロック発振回路９の出力
するクロック信号によってタイミング制御される。

なお、第６図には受信チャンネルが１チヤンネルの受信
機６が示されているが、受信チトンネルを２ヂャンネル
設け、第１の受信チャンネルは視野内の４つの衛星から
の信号の順次切換え受信用に専念させ、第２の受信チャ
ンネルは各Ｉ！ｊ星からの放送データの取得と次に受信
する予定の衛星からの信号の予備的な捕捉などに当て、
第１の受信チャンネルの衛星からのデータ取得のための
順次受信停止による測位の中断をなくすことが可能であ
る。また、５チャンネル受信機の場合には、４チセンネ
ルで４個の衛星の同時連続追尾を行い、これと並行して
他の１チヤンネルで次の衛星の予備捕捉を行い、使用衛
星の切り換えを瞬時に行うことが可能である。

ところで、ＧＰＳでは、上記疑似距離の測定に伴う誤差
は全て距離に換算され、利用者等価側距離差（Ｕ　ｓｅ
ｒ　　Ｅ　ｑｕｉｖａｌｅｎｔ　　Ｒａｎｏｅ　　Ｅ　
ｒｒｏｒ。

ＬＩＥＲＥと略称される）と呼ばれる。このＩＪＥＲＥ
の原因とＰコードにおける原因別の大きさの公称値は侵
掲の第１表の通りである。Ｃ／Ａコードにおける（ＪＥ
ＲＥは電離層の誤差と受信機の誤差がともに数倍になる
と考えられている。

ＧＰＳの測位誤差値（９４位精度）はこのＵＥＲＥと、
劣化係数ＧＤＯＰを乗するだけで求まり、Ｃ／Ａコード
では測位精度が確率誤差用の半径（ＣＥＰ）で公称４０
ｍ（５０％）とされている。

第１表 利用者装置の等価測距誤差の 種類と大きさくＰコード） 一方、上記地磁気利用測位装置２は、第２図に示すよう
に、車速センサ２ａと、地磁気センサ（磁気コンパス）
２ｂとこれらの出力から車両の現在位置を測定し、その
現在位置に対応する位置信号を出力する信号処理手段２
Ｃとを有する。

上記車速センサ２ａは、リードスイッチ式、光電式、電
磁式等の公知の回転数センサを用いればよく、例えばス
ピードメータケーブル取出口、スピードメータ内等に設
けられ、走行距離に対応して、例えば１ＫＪＲ当たり２
５４８パルスあるいは１２７４０パルスのパルス信号を
出力するように構成される。

上記磁気コンパス２ｂは、第７図に示すように、検知コ
イル２１を有し、この検知コイル２１はパーマロイ薄板
を積層したリング状の磁芯２１ａと、この磁芯２ｔａの
全周にわたつてその断面中心線をコイル中心線として巻
回された励磁コイル２１ｂと、磁芯２１ａが描く円の一
直径に沿って磁芯２１ａの外側に巻回された」」軸コイ
ル２１ｕと、磁芯２１ａが描く円の上記−直径に直交す
る他の直径に沿って磁芯２１ａの外側に巻回されたＶ軸
コイル２１ｖかうなる。

また、この磁気コンパス２ｂには励磁発振器２２を設け
られ、この励ｆ１１発振器２２から与えられる周波数ｆ
の信号によって上記検知コイル２１のＢ−Ｈ特性が飽和
される。上記検知コイル２１のＢ−Ｈ特性が飽和された
状態では、外部磁ＪｉＨｏ（地磁気の水平成分）に対応
してＵ軸コイル２１ｕおよびｖ軸コイル２１ｖに電！ｉ
誘導による交流信号が発生する。

この磁気コンパス２ｂには、更に、これらの出力を濾波
する各倍周フィルタ回路２３ｕ　、　２３ｖと、濾波さ
れた出力電圧を増幅する交流増幅器２４Ｕ　、２４ｖと
、励磁発振器２２の出力する周波数を２倍に逓倍する周
波数逓信器２５と、位相器２６と、この位相器２６を介
して周波数２「の位相信号を入力し、交流増幅器２４ｕ
　、２４ｖの出力を位相検波することにより方位に対応
する直流信号を出力する各位相検波器２７ｕ　、２７ｖ
と、これらの直流信号を増幅する直流増幅器２８ｕ　、
　２８ｖを有する。この直流増幅器２８ｕ、２８ｖの出
力Ｕ、■が次段の信号処理手段２Ｃに出力される。

上記検知コイル２１をＵ、Ｖ両軸に直交する検知コイル
２１の中心軸心のまわりに回転させると、第８図（Ａ）
に示すように、地磁気の方向と上記Ｕ軸出力コイル２１
ｕの交角αに対応してＵ軸出力コイル２１ｕからの出力
電圧ＵはＨｏ　Ｓｉｎαであり、上記Ｖ軸出力コイル２
１ｖからの出力電圧Ｖは）ｌ。

ＣＯＳαとなる。従って、理論的には各出ツノ電圧Ｕ、
■の平均値は零となるはずであるが、実際には、重体へ
の着磁、外的異常磁場等の影響で、各出力電圧の平均値
ｕｏｔｖｏは零とならずにオフセットしており、また、
センサ感度によってＵ軸方向とｙ軸方向のゲインが異な
ってくるので、両出力電圧ＵＳＶが描くリサージュ曲線
は第８図（Ｂ）に示すように、原点からオフセットした
楕円を描くことになる。

そこで、上記信号処理手段２Ｃには、磁気コンパス２ｂ
の出力信号Ｕ１Ｖから次のようにして真北を＋ｙ方向と
する車両の方位を原点からこれを中心とする円上の１点
（ＸＳ’／”）に向くベクトルの方向として測定できる
方位判別手段（図示せず）が設けられる。

この方位判別手段は、まず、車体への着磁、外的異常磁
場等の影響を取り除くために、Ｕ軸、Ｖ軸合方向への出
力電圧Ｕ、■の平均値ｕＱ　ｓ　ｖ。

をその最高値ｕｓａｘ　１ｖ＋ｔａｘと最低値値ｕｍｉ
ｎ。

ｖ　ｗｉｎから次の（１）、（２）式に従って求め、（
３）、（４）式で表され、その楕円のオフセット分を除
かれたオフセット補正電圧Ｕ、■を求めるオフヒツト補
正手段（図示せず）を有する。

ｕ　ａ＋ａｘ　−ｕ　５ｉｎ ｊＪｏ＝　□　　　　　・・・・・・（１）ｖ　ｇ＋ａ
ｘ　　−ｖ　ｗｉｎ Ｖｏ　−□　　　　・・・・・・（２）Ｕ＝ｕ−ｔｏｏ
　　　　　　　　　　・・・・・・（３）Ｖ−ｖ−ｖｏ
　　　　　　　　　・・・・・・（４）このオフセット
補正手段から出力されるオフピット補正電圧Ｕ、■によ
り描かれるリサージュ曲線は第８図（Ｃ）に示すように
原点を中心とする楕円形を描く。また、上記方位判別手
段には、センサの感度の不均一性から生じるオフセット
補正電圧Ｕ、■の不揃いを取り除くために、両オフセッ
ト補正電圧Ｕ、■のＲ高値と最低値から、（５）式に従
って楕円率Ｋを演算し、この楕円率Ｋをｙ軸方向のオフ
セット補正電圧Ｖに乗じて、ｙ軸方向の電圧Ｖを（６）
式に従って更に補正するセンサ感度楕円補正手段（図示
せず）を有する。

Ｕ□　　　　ｕｌａＸ　　−Ｕｌｔｎ Ｋ＝□＝□　　　・・・・・・（５） Ｖ□　　ＶｌａＸ　−Ｖａｉｎ Ｖ＝Ｋ　（ｖ−Ｖ□　）　　　　　　　　−・−・（６
）このセンサ感度楕円補正手段の出力電圧Ｕ１ｖが描く
リサージュ曲線は第８図（Ｄ）に示すように原点を中心
とする円形になる。このリサージュ曲線の中心である原
点から該リサージュ曲線上の１点（Ｕ、　■）に至るベ
クトルの方向によって、＋Ｕ力方向磁北とするＵ１ｖ座
様系における車両の方位を判別することができる。

しかし、上記方位判別手段には、十Ｕ方向を磁北とする
Ｕ、■座標系における車両の方位を＋Ｘ方向を真北方向
とするｘ、ｙ座標系の地図の上でその方位に対応する真
の方位として処理するために、後述するようにして得た
偏角補正量θを用いて、上記点（Ｌｌ、　Ｖ）の座標を
（７）、（８）式に従って、（ｘ、ｙ）座標に換篩する
偏角補正手段が設けられる。

ｘ　−Ｖｃｏｓ　　θ−Ｕｓｉｎ　　θ　　　　　　　
　・・・・・・　（７）ｙ　＝　ＬＪ　ｃｏｓ　　θ＋
Ｖ　ｓｉｎ　　θ　　　　　　　・・・・・・　（８）
このｘ、ｙ座標系の原点と座標（ｘ、ｙ）を結ぶベクト
ルの方向によって＋Ｘ方向を真北方向とするｘ、ｙ座標
系の地図の上での車両の興の方位が判別されることにな
る。

ここで判別された方位に連続して単位走行距離ΔＬ定走
行たと仮定すれば、その方位に走行した車両のＸ軸方向
への移動ｍΔＸとｙ軸方向への移動量△Ｙとは（９）、
（１０）式によって求めることができる。

Δｘ＝□×△Ｌ　　　　・・・・・・（９）ΔＹ−□×
ΔＬ　　　　・・・・・・（１０）従って、座標が（Ｘ
ｏ　、　Ｙｏ　）の出発地から単位走行距離ΔＬ定走行
たときの推測現在位置（Ｘ。

Ｙ）は、 Ｘ＝Ｘｏ　　＋ΔＸ　　　　　　　　　　　　　・・・
・・・　（１１）Ｙ＝Ｙｏ　　＋ΔＹ　　　　　　　　
　　　　　　・−−−・−（１２＞である。また、ここ
でＸ２　＋ｙ２＝ΔＬ２と仮定すれば、出発地（Ｘｏ　
、　Ｙｏ　）から時々刻々方位を変えながら走行してい
る車両の推測現在位置（Ｘ、Ｙ）は、 となる。

ところで、実際の走行距離および方位と検出値に基づく
推定走行距離および推定方位との間には種々の原因によ
って誤差が生じる。この誤差の原因を逐一究明し、その
原因ごとに誤差を解消することは極めて困難である。そ
こで、実際に任意の区間にわたり車両を走行させ、その
区間の推定直線距離および推定方位と実際の走行区間の
直線距離および方位から次のようなプログラムに従って
走行距離補正係数Ｒと偏角補正ωθを演算する機能と、
これによって実際の走行位置に対応する疑似現在位置を
演算する機能が信号処理手段２Ｃに与えられている。

すなわち、第９図に示すように、これら走行距離補正係
数Ｒと偏角補正ωθを設定するサブルーチンは信号処理
手段２Ｃの裏メニューとしてプログラムされ、サブルー
チン開始後、まず、出発地点の現在位置（Ｘｏ　＋　’
１０　）と目的地（Ｘｔ　、Ｖｌ）が設定される（Ｆｌ
）。これらの地点の設定は、地名を入力し、この地名に
対応する座標値を図示しないメモリに記憶させる方式、
あるいは、後述する表示装置りに表示された地図の所要
の点をそのスクリーン前面に設けた透明マトリックスス
イッチの上から押さえることにより、その透明マトリッ
クススイッチの（Ｘｏ　、　Ｖｏ　）点とく×１゜Ｖｘ
　）点を順にオンにしてそれらの座標を図示しないメモ
リに記憶させる等の方式で実行できる。

次いで、表示装置りに“目的地まで走行して下さい″の
メツセージを例えばスーパーインボーズ方式で表示する
（Ｆ２）。その後、運転者がその目的地に向かって走行
する間、表示装置１１ＦＤには地図と車両の推定現在位
置が表示される（Ｆ３）。車両が実際に目的地（Ｘｔ　
、￥１）に到着したときには、表示装置りに表示されて
いる推定現在位置が到達地（Ｘ２　、　Ｖ２　）として
表示されており、目的地と到達地が一致しているか否か
が確認される（Ｆ４）。一致しておれば、−到達したも
のとして表示装置りに゛到達′のメツセージが例えばス
ーパーインボーズ方式で表示される。一致していなけれ
ば、まず走行距離補正係数Ｒが（１５）〜（１７）式に
従って演算され（Ｆ５）、次いで偏角補正量θが（１８
）〜（２０）式に従って演口される（Ｆ６）。

・・・・・・（１５） ・・・・・・（１６） Ｒ＝□　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・
　（１７）Ｌ。

Ｖ　　Ｉ　　　Ｖ。

Ｖｚ　　−ｙ。

θ２＝　ｊ　ａ　ｎ　−’　（−）　　　　・・・・・
・（１９〉ｘ２　−Ｘ。

θ＝θ２−θ１　　　　　　　　　　　　・・・・・・
（２ｏ）さらに、前回に演算された走行距離補正係数Ｒ
に対する今回の走行距離補正像ａＨの偏差パーセンテー
ジΔＲが演算されて表示装置りに表示され（Ｆ７）、そ
の偏差パーセンテージ△Ｒが許容範囲内か否かが判別さ
れる（Ｆ８）。偏差パーセンテージ八Ｒが許容範囲を超
えているときには、表示装置りをみながら偏差パーセン
テージΔＲを適当に、カーソル移動キー（←、→印のキ
ー）を操作して選択した桁の数値を力・クントアップキ
ー（↑印のキー）またはカウントダウンキー（↓印のキ
ー）を操作して置数しくＦ９）、走行距離補正係数Ｒを
１にこの置数ΔＲのｌ／１００を加えた数に置換する（
　Ｆ　１０）。そして、変更された走行距離補正係数Ｒ
の変更前の走行距離補正係数Ｒに対する偏差パーセンテ
ージ△Ｒを表示しくＦ７）、許容範囲内であることが確
認されたら〈Ｆ８）、前回の偏角補正ωθに対する今回
の偏差角度Δθが表示され（Ｆｌｌ）、許容範囲内か否
かが判別される（Ｆ１２）。許容範囲を超えていれば、
走行距離補正係ａＲの変更と同様にして偏差角度Δθが
適当に置数され（Ｆ１ａ）、変更された偏差角度へ〇を
再表示しくＦｌｌ）、これが許容範囲内であることを確
認した上で（Ｆ１２）、このサブルーチンの裏メニュー
プログラムは終了される。

このようにして得た走行距離補正係数Ｒと偏角補正口θ
は信号処理手段２Ｃ内に記憶され、以後の地磁気利用測
位装置２による測位において、車速センサ２ａおよび磁
気コンパス２ｂによる測定値の補正に使用される。すな
わち、今、実際に出発地（Ｘｏ　、　Ｖｏ　）から目的
地（Ｘｔ　、　Ｖｓ　）に到達したとすると、測定値に
よる出発地と現在位置の直線距離がしで有るときには誘
導手段５に出力される信号値はＬ　／　Ｒ＝　Ｌ　ｏに
補正され、また、測定値に基づく出発地から現在位置の
方位がθ２であれば、誘導手段５に出力される信号値は
θ２−θ＝０１に補正される。そして、誘導手段５のス
クリーンには出発地からθ１の方位で直線距離にしてＬ
ｏの地点、すなわち、上述の目的地に車両の現在位置が
表示される。

目的地についてと同様に、出発地から目的地までの間の
通過地についても同様である。

上述の走行距離補正係数１９および偏角補正量θの最初
の設定は経験１得た適当な数とωにしでおけばよい。そ
して、これらの補正は、例えば、地磁気の変動、突発的
な外的異常Ｉ４ｉ場走行等による車体の着磁状態の変化
等に対応して、任意の走行において運転者が上述のサブ
ルーチンを開始するｉ令を地磁気利用測位装置２の信号
処理手段２Ｃに与え、そのプログラムを進行させること
により実行し、地磁気利用測位装置２による測位誤差の
ない測位を確保できることになる。

また、例えば目的地で車両のキースイッチをオフにした
ときに出発地の座標（Ｘｏ　、　Ｖｏ　）と目的地の測
定値座標（Ｘｚ　、　Ｖｚ　）をメモリさせ、次にその
目的地を出発するときにその目的地座標（Ｘｓ　、ＶＩ
）を新しい出発地として入力することにより、自動的に
上述のサブルーチンの実行が開始されるようにづること
も可能である。

更に、第１０図に示すように、例えば、任意の出発地で
誘導手段５の地図のうえで現在位置を押ざλて現在位置
を一つの絶対位置として設定された後（Ｆ１４）、次の
ようなプログラムに従って地磁気利用測位装置２による
測位の開始点が衛星利用測位措＠１による測位の終了直
前の車両の現在位置に自動修正されるように構成するこ
とが可能である。すなわち、最初の絶対位置の設定後（
Ｆ　１４）、走行にともなって出発地から地磁気利用測
位装置２によって推測現在位置を演算しくＦ１５）、次
いで、衛星からの電波が所定の強度以下に低下している
か否か、すなわち電界強度が所定値以下であるか否かを
判別しくＦｌＢ）、これが所定値以下に低下していなけ
れば更にＧＤＯＰ　（劣化係数）が所定値以上であるか
否かが判別される（　Ｆ　１７）。

ここでＧＤＯＰが所定値未満であると判別された時には
、衛星利用測位装置１により得た現在位置の位置情報に
よって先に設定さｄた絶対位置が修正（置換）される（
　Ｆ　１８）。この後、地磁気利用測位装置２によって
この修正された絶対位置からの推測現在位置を演算する
段階（Ｆ　１５）に戻る。

また、上！＆！電界強度の判別の段階（Ｆ　１６）で電
界強度が所定値以下と判別された時、或いは衛秘からの
電波は十分強いがＧＤＯＰの判別の段階（Ｆｌｌ）でそ
のＧＯＯＰが所定値以上と判別されたときには、衛星利
用測位装置１により検出された現在位置による位置修正
をせずに、最後に設定された絶対位置からの地磁気利用
測位装″Ｉ！ｉ２による推測現在位置の演算の段階（Ｆ
　１５）に戻る。このように、地磁気利用測位装置２に
よる測位の開始点が衛星利用測位装置１による測位の終
了直前の車両の現在位置に設定される場合、地磁気利用
測位装置２による測位の開始点から現在位置までの距離
を最小にでき、測位誤差を最小に抑制することができる
。また、地磁気利用測位装置２よる推測現在位置（相対
位置）の座標と衛星利用測位装置１によって（ｑた現在
位ｆｉｌ（絶対位置）の座標から自動的に上記走行距離
補正係数Ｒと偏角補正量θとを演算するように構成して
もよい。

以上詳述したように、本実施例によれば、劣化係数が所
定値未満でかつ電界強度が所定値を超えるとき、すなわ
ち衛星からの信号による測位の誤差が小さいときには、
衛星利用測位装置の測位データに基づき高精度に現在位
置のＷ１識がなされる。

一方、劣化係数が所定値以上または電界強度が所定値以
下のとき、すなわち衛星からの信号による測位の誤差が
大きく衛星利用測位装置１では所要の測位精度が得られ
ないときには、切換装置２４によって地磁気利用測位装
置２による測位に切り換え、これにより常時、より測位
精度の＾い測位手段の測位データに基づき現在位１ｆｌ
ｌを行うことができることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一例を示す全体構成図、第３図はＧＰＳの概略を示
す斜視図、 第４図はＧＰＳの測位の原理の説明図、第５図は衛星の
送信回路のブロック図、第６図は衛星利用測位装置のブ
ロック図、第７図は磁気コンパスのブロック図、 第８図（Ａ）は地磁気に対して水平回転する磁気コンパ
スの出力信号図、 第８図（Ｂ）〜（Ｅ）は地磁気利用測位装置の信号処理
手段による磁気コンパス出力の補正の手順を順に示す各
リサージュ曲線図、 第９図は地磁気利用測位装置における走行距離補正係数
および偏角補正量設定サブルーチンのフロー図、 第１０図は地磁気利用測位装置の測位開始点を自動設定
する手順を示すフロー図である。 ａ（１）・・・°衛星利用測位手段 ｂ（２）・・・他の測位手段 ｃ　（１，２，４）・・・現在位置認識手段ｄ（３）・
・・受信状態検出手段 ｅ（４）・・・禁止手段 第１図 図面のびｔ１憤 第９図 第１０図 手続補正子（方式〉 昭和６２年０３月１３日 特許庁長官　黒田明雄殿　　　、パ。 １．１！件の表示 昭和６１年特許願　第２９６．２１７号２、　発明の名
称 自ｗＪＩｉｉのナビゲーション装置 ３、　補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願大 佐　所　広島県安芸郡府中町新地３番１号名　称　　（
３１３）マツダ株式会社 代表者　山本健− ４、代理人 住　所　東京ｍｍ区六本木５−２−１　　　　　　はう
らいやピル７階５、　補正命令の日付 ６、補正の対象 １）図面 ７、補正の内容 １〉第２図〜第１０図を鮮明なものと差し換える。 ８、添付書類

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 衛星からの電波を受信して車両の現在位置を測定する衛
   星利用測位手段および車両の現在位置を測定する他の測
   位手段を備え、前記両測位手段の少なくともいずれか一
   方の測位データに基づき車両の現在位置を認識する現在
   位置認識手段と、前記衛星からの電波に基づいて劣化係
   数および電界強度を検出する受信状態検出手段と、 この受信状態検出手段により検出された前記劣化係数が
   所定値以上または前記電界強度が所定値以下のとき、前
   記衛星利用測位手段の測位データに基づく車両の現在位
   置認識を禁止する禁止手段とを備えてなることを特徴と
   する自動車のナビゲーション装置。