JP2502431B2 - 位置検出装置およびその性能評価装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動体に搭載されて
移動体の位置を検出する位置検出装置およびその性能を
評価する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動体の位置を検出する位置検出装置と
して、車載用のナビゲーション装置が各種公知である。
従来のナビゲーション装置は、一般に、方位センサおよ
び車速センサからの出力に基づいて車両の現在位置を検
出し、検出した現在位置をＣＤ−ＲＯＭ等で構成された
地図メモリから読出した道路地図上に表示するような仕
組みになっている。方位センサとしては、ジャイロや地
磁気センサが用いられている。

【０００３】あるいは、ＧＰＳ受信機等の絶対位置セン
サを使用して、移動体の現在位置を直接検出できるよう
にしたナビゲーション装置も提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなナビゲーシ
ョン装置を改良する場合や、新たな機種を開発する場合
には、試作装置を車両に搭載し、車両を実際に走らせる
ことによってセンサの出力データを得、センサデータに
基づいて車両の現在位置を算出し、算出結果における誤
差の大小等を確認する必要がある。

【０００５】ところが、試作品を車両に搭載し、その車
両を実際に走らせるのは極めて手間がかかるので、研究
室内等において車両を走らせたのと等しい条件のセンサ
データを得たいという要求があった。そのようなセンサ
データが得られれば、ナビゲーション装置の開発や改善
がよりスムーズに短時間で行えることが期待できるから
である。

【０００６】また、開発段階でナビゲーション装置に何
らかの問題が生じた場合、あるいは車両に実装した後の
ナビゲーション装置の補修が必要になった場合におい
て、実走行により得られるのと等しいセンサデータをナ
ビゲーション装置に与えることができれば、室内におい
て、ナビゲーション装置の動作状況を正確に把握するこ
とができ、開発段階における設計変更や、実装後の補修
を容易に行えるはずである。

【０００７】この発明は、このような技術背景のもとに
なされたもので、実走行によって得られるセンサデータ
を記憶することができ、また、記憶されたデータをセン
サデータとして出力することのできる記憶装置を含む位
置検出装置を提供することを目的とする。また、この発
明は、前記位置検出装置の性能を室内において的確に評
価することのできる位置検出装置の性能評価装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
移動体に搭載される位置検出装置であって、センサと、
センサによって検出されたデータをもとにして、そのと
きの移動体の現在位置を算出する位置算出手段とを含む
ものにおいて、位置検出装置の動作モードを、走行モー
ドまたはシミュレーションモードに切換える切換手段
と、位置検出装置に取外し自在に接続された記憶装置
と、位置検出装置に記憶装置が接続され、かつ、切換手
段が走行モードになっていることに応答して、センサに
よって検出されるデータを記憶装置に与えるデータ読込
手段と、位置検出装置に記憶装置が接続され、かつ、切
換手段がシミュレーションモードになっていることに応
答して、センサによって検出されるデータが位置算出手
段へ与えられるのを禁止し、それに代え、記憶装置に記
憶されているデータを読出して位置検出手段へ与えるデ
ータ読出手段とを含むものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、実走行時にセンサ
によって検出されるデータを蓄えるセンサ情報管理装置
と、センサ情報管理装置に対して、前記記憶装置を介し
て接続された請求項１記載の位置検出装置と、シミュレ
ーションモードにされた前記位置検出装置から取得され
る移動体の現在位置データを収集する走行シミュレーシ
ョン結果収集装置と、走行シミュレーション結果収集装
置に収集された走行シミュレーション結果を処理する処
理装置とを含むものである。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明によれば、切換手段によっ
て動作モードを走行モードにし、かつ、記憶装置を接続
した状態で、移動体を実際に移動させる。移動体の移動
に伴ってセンサがデータを検出する。そして、検出され
たデータは位置算出手段へ与えられ、移動体の現在位置
が算出される。同時に、検出されたセンサデータは記憶
装置にも与えられ、記憶装置に記憶される。

【００１１】一方、記憶装置を接続し、かつ、切換手段
によって動作モードをシミュレーションモードにした場
合には、センサの検出データが位置算出手段へ与えられ
るのが禁止される。そしてそれに代え、記憶手段の記憶
内容が読出されて、その読出されたデータがセンサデー
タの代わりに位置算出手段へ与えられる。位置算出手段
では、与えられるメモリデータに基づいて移動体の現在
位置を算出する。

【００１２】それゆえ、シミュレーションモードでは、
移動体を実際に移動させる必要はなく、室内において移
動体の現在位置をシミュレートすることができる。請求
項２記載の発明によれば、実走行時にセンサによって検
出され収集されたセンサデータは、センサ情報管理装置
に一括して蓄えられる。そして、シミュレート時には、
位置検出装置から前記走行シミュレーション結果収集装
置に収集され、処理装置において、走行シミュレーショ
ン結果が処理される。

【００１３】そしてこの処理結果に基づいて、位置検出
装置の性能を評価することができる。特に、センサ情報
管理装置に大容量のメモリを採用し、多種類のセンサデ
ータを記憶させておけば、走行シミュレーション結果が
多く集められるので、より有効な統計処理をすることが
できる。

【００１４】またセンサ情報管理装置に対して、各種の
位置検出装置を接続し、同時にシミュレートさせれば、
各種の位置検出装置の性能を比較評価することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下には、図面を参照して、この発明の一実
施例について詳細に説明する。図１は、この発明の一実
施例にかかるナビゲーション装置の構成を示すブロック
図である。このナビゲーション装置は、車両に搭載され
て車両での走行を支援するために用いられるもので、セ
ンサとして、車両の旋回角度を検出するジャイロ１と、
車両の速度を検出する車速センサ２とを備えている。ジ
ャイロ１および車速センサ２の各出力は位置検出部３に
与えられる。位置検出部３では、ジャイロ１の出力を所
定時間にわたって積算することにより車両の方位変化量
が求められ、また車速センサ２の出力を所定時間にわた
って積算することにより車両の移動距離が求められる。
したがって、例えば車両が発進する前に、位置検出部３
に車両の正確な現在位置、つまり初期位置データを与え
ておけば、その後の車両の位置を検出できることにな
る。また、位置検出部３に、例えばタイヤサイズの変更
等に基づくデータ補正量を与えておくことにより、より
正確な移動距離を求めることができる。

【００１６】位置検出部３によって検出された車両の現
在位置を表わすデータは、ナビゲーションコントローラ
４およびメモリドライブ６へ与えられる。ナビゲーショ
ンコントローラ４には、上述のメモリドライブ６、ＣＲ
Ｔ等の表示部７および種々の操作スイッチなどを含むコ
ンソール８が接続されている。ナビゲーションコントロ
ーラ４は、位置検出部３から与えられる位置データ、コ
ンソール８から入力される選択信号等に基づいて、メモ
リドライブ６を制御する。メモリドライブ６は、位置検
出部３から与えられる位置データおよびコントローラ４
の制御信号に応答して、例えばＣＤ−ＲＯＭからなる地
図メモリ５から現在位置に対応する地図データを読出
し、コントローラ４へ出力する。コントローラ４は、そ
の地図を表示部７に表示させると共に、地図に重ねて車
両の現在位置を表わすマークを表示させる。

【００１７】この実施例の特徴の１つは、上述の構成に
加え、ナビゲーションコントローラ４に外部インターフ
ェイス１１が備えられ、この外部インターフェイス１１
を介して記憶装置１２が取外し自在に接続されているこ
とである。記憶装置１２としては、例えば携帯可能なラ
ップトップ形のメモリ装置を用いることができる。この
実施例の他の特徴は、例えばコンソール８にナビゲーシ
ョン装置の動作モードを切換えるための切換スイッチ１
３が設けられていることである。そして、この切換スイ
ッチ１３の切換に応答して、位置検出部３およびナビゲ
ーションコントローラ４からなるナビゲーション装置本
体１０は、走行モードまたはシミュレーションモードに
切換えられるようになっていることである。

【００１８】動作モードが切換えられる結果、装置本体
１０が走行モードであり、かつ、外部インターフェイス
１１を介してラップトップメモリ装置１２が接続されて
いる場合には、上述した通常の現在位置検出処理に加え
て、メモリ装置１２に対するデータ蓄積処理が行われ
る。すなわち、センサであるジャイロ１および車速セン
サ２の検出出力は、そのままラップトップメモリ装置１
２へ送られて記憶される。また、このときに位置検出部
３へ与えられている初期位置データやタイヤサイズ変更
等に基づく補正データ（これらのデータは、例えばコン
ソール８等から与えられる）も、ラップトップメモリ装
置１２へストアされる。

【００１９】一方、装置本体１０の動作モードがシミュ
レーションモードに切換えられた場合には、位置検出部
３がジャイロ１および車速センサ２の検出出力に基づい
て車両の方位変化量および車両の移動距離を算出するの
が禁止される。その代わりに、外部インターフェイス１
１を介して接続されているラップトップメモリ装置１２
の記憶データが読出され、その読出されたデータがジャ
イロデータおよび車速センサデータの代わりに位置検出
部３へ与えられる。そして、位置検出部３では、これら
与えられるデータに基づいて車両の方位変化量および車
両の移動距離を算出する。

【００２０】この結果、このナビゲーション装置をシミ
ュレーションモードにしておくことにより、実際に車両
を走行させることなく、室内において、車両の走行を再
現でき、それに基づく現在位置検出処理を再現できる。
図２は、前記走行モードの具体的な動作を表わすフロー
チャートであり、図３は、前記シミュレーションモード
の具体的な動作を表わすフローチャートである。

【００２１】次に、図２を参照して、まず走行モードの
動作について説明をする。走行モードでは、ジャイロ１
の検出データが読取られ（ステップＳ１）、また車速セ
ンサ２の検出データが読取られ（ステップＳ２）、測定
時間がΔｔになるごとに（ステップＳ３でＹＥＳ）、方
位変化量および移動距離が求められ、そのときの車両の
位置が算出される（ステップＳ４）。そして、算出され
た車両の位置は、表示部７に表示される（ステップＳ
５）。

【００２２】また、ジャイロ１の検出データおよび車速
センサ２の検出データが読取られると（ステップＳ１，
Ｓ２）、上述のステップＳ３以降の処理と並行して、ラ
ップトップメモリ装置１２へのデータの書込がなされ
る。すなわち、外部インターフェイス１１にラップトッ
プメモリ装置１２が接続されているか否かの判別がされ
（ステップＳ６）、メモリ装置１２が接続されている場
合には（ステップＳ６でＹＥＳ）、ステップＳ１および
Ｓ２で読取られたジャイロ検出データおよび車速センサ
の検出データがメモリ装置１２へ書込まれる（ステップ
Ｓ７）。

【００２３】一方、シミュレーションモードでは、図３
に示すように、ジャイロ１および車速センサ２から位置
検出部３へ検出データが与えられるのが中止される（ス
テップＳ１１）。そして、外部インターフェイス１１に
メモリ装置１２が接続されているか否かの判別がされる
（ステップＳ１２）。

【００２４】メモリ装置１２が接続されている場合には
（ステップＳ１２でＹＥＳ）、メモリ装置１２に記憶さ
れているデータが読出され（ステップＳ１３）、時間が
Δｔ経過するごとに（ステップＳ１４でＹＥＳ）、読出
されたデータ、すなわちジャイロ１の検出データに相当
するデータおよび車速センサ２の検出データに相当する
データに基づいて、車両の方位変化量および車両の移動
距離が算出され、それに基づく車両の位置が算出される
（ステップＳ１５）。そして、算出された車両の現在位
置が表示部７に表示される（ステップＳ１６）。

【００２５】なお、図２のステップＳ６および図３のス
テップＳ１２においてなされる外部インターフェイス１
１にメモリ装置１２が接続されているか否かの判別は、
例えばメモリ装置１２から外部インターフェイス１１を
介してナビゲーションコントローラ１１へ与えられる信
号に基づいてなされたり、あるいは、接続時に外部イン
ターフェイス１１のある端子の信号レベルがローからハ
イに、またはハイからローに切換わることによりなされ
る。

【００２６】この結果、シミュレーションモードでは、
実際に車両を走行させずとも、車両が実際に走行したの
と同じジャイロ１の検出データおよび車速センサ２の検
出データがメモリ装置１２から与えられるので、その与
えられるデータに基づいてナビゲーション装置を動作さ
せることができ、現在位置を求めることができる。それ
ゆえ、走行モードにおいて、何らかのエラーまたは故障
等により、ナビゲーション装置が現在位置を正確に求め
られなくなったとき、後に室内において、動作モードを
シミュレーションモードに切換え、メモリ装置１２から
データを与えることにより、車両の走行を再現でき、ナ
ビゲーション装置の異常箇所等を迅速に検出することが
できる。

【００２７】上述の説明では、動作モードの切換スイッ
チ１３は、コンソール８に備えられた例を示したが、装
置本体１０に備えられていてもよいし、あるいは接続さ
れたメモリ装置１２から動作モード切換信号が与えられ
るようにしてもよい。また、前記実施例では、センサと
して、ジャイロ１および車速センサ２が備えられたナビ
ゲーション装置を取り上げたが、ジャイロ１に代えて地
磁気センサを用いるナビゲーション装置であってもよ
い。

【００２８】また、ジャイロ１や車速センサ２に代え、
ＧＰＳ受信機等の絶対位置センサを備えたナビゲーショ
ン装置であって、ＧＰＳ受信機等によって得られる絶対
位置データに基づき車両の現在位置を検出するようなナ
ビゲーション装置にも、同様にこの発明を適用すること
ができる。次に請求項２記載の発明に係る実施例を説明
する。

【００２９】この実施例では、走行モードにおいて収集
されたセンサデータを一括して集めて管理し、複数のナ
ビゲーション装置に対して、それぞれのセンサデータを
ロードし、走行シミュレーションを行わせる。同時に各
ナビゲーション装置から送られる刻々の検出位置を記憶
し、その結果によって所定の指標を用いてナビゲーショ
ン装置の性能を比較評価する。

【００３０】具体的な構成を図４に示す。図４では、複
数のナビゲーション装置２１ａ，・・・・，２１ｎと、メモ
リ装置２２ａ，・・・・，２２ｎと、センサデータを蓄える
センサ情報管理装置２３と、走行シミュレーションの結
果である刻々の位置データや方位データを蓄える走行シ
ミュレーション結果収集装置２４と、走行シミュレーシ
ョン結果を統計処理する統計処理装置２５とを図示して
いる。

【００３１】複数のナビゲーション装置２１ａ，・・・・，
２１ｎにおいて車両の実走行時に収集されたセンサデー
タは、それぞれのメモリ装置２２ａ，・・・・，２２ｎを通
してセンサ情報管理装置２３に蓄えられる。そしてセン
サ情報管理装置２３に蓄えられたセンサデータは、シミ
ュレーションモードにしたナビゲーション装置２１ａ，
・・・・，２１ｎに供給される。ナビゲーション装置２１
ａ，・・・・，２１ｎにおいて走行シミュレーションが行わ
れると、走行シミュレーションの結果データは、走行シ
ミュレーション結果収集装置２４に拾い集められる。統
計処理装置２５は、走行シミュレーション結果を統計処
理する。

【００３２】統計処理手法としては、例えば検出された
車両の位置を、同時刻の車両の実走行位置と比較してそ
の位置ずれの量を求め、全時間にわたって平均して「平
均位置ずれ量」を求める手法、ナビゲーション装置が車
両の位置を道路上に見出している確率である「道路検出
率」を求める手法がある。「道路検出率」は、ナビゲー
ション装置がいわゆる地図マッチング方式（特開昭63-1
48115 号，特開昭63-115004 号，特開昭64-53112号公報
参照）を採用している時に有効な指標となるものであ
る。

【００３３】前記図４の構成を用いてナビゲーション装
置の位置検出機能の性能評価をする方法を図５を用いて
説明する。まず、各種の道路を走行させた場合のセンサ
データを収集する。例えば、高速道路を走行させた場合
をパターン１、山道を走行させた場合をパターン２、・・
・・、市街地を走行させた場合をパターンｍとする。それ
ぞれの走行パターンで集められたデータは、ｎ個のナビ
ゲーション装置にロードされる。各ナビゲーション装置
はそれぞれ違った位置検出論理パターン（例えば、セン
サの検出方式の違い、地図マッチング方式の採用の有
無、ＧＰＳ受信機等の絶対位置センサの併用の有無など
によって位置検出論理パターンが違ってくる。この他
に、方位データとしてジャイロのデータのみを使用する
か地磁気センサのデータを併用するか、地図マッチング
論理内部の設定しきい値の相違、位置検出間隔の相違も
ある）１，２，・・・・，ｎによってシミュレートする。シ
ミュレートの結果、刻々の検出位置や検出方位が走行シ
ミュレーション結果収集装置２４に収集される。そし
て、収集されたデータに基づき統計処理がなされる。図
５では、走行パターンごとの「平均位置ずれ量」のグラ
フ（左側）と、位置検出論理パターンごとの「道路検出
率」のグラフ（右側）が示されている。このような統計
処理の結果を用いて、特定の位置検出論理パターンが、
どの走行パターンに有利または不利であるかということ
などが分かるので、ナビゲーション装置の性能評価に好
適に使用することができる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ナビゲー
ション装置等の位置検出装置において、実走行時のセン
サデータを記憶装置に記憶することができ、また、記憶
装置に記憶されたデータを用いることにより、実際に移
動体を移動させることなく室内において移動状態を再現
することができる。

【００３５】それゆえ、特に開発段階やメンテナンスの
必要な場合に、位置検出装置を必要に応じて室内で動作
させることができ、装置の開発や補修が便利に行える。
また、請求項２記載の発明によれば、実走行パターンに
対応するセンサデータを収集して記憶し、ナビゲーショ
ン装置等の位置検出装置に与えることにより、それぞれ
走行をシミュレートさせ、シミュレートの結果を処理す
ることにより、位置検出装置の性能評価を好適に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるナビゲーション装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示すナビゲーション装置の走行モードの
動作を表わすフローチャートである。

【図３】図１に示すナビゲーション装置のシミュレーシ
ョンモードの動作を表わすフローチャートである。

【図４】多数のナビゲーション装置の性能を同時に評価
する具体的な構成を示すブロック図である。

【図５】多数のナビゲーション装置の位置検出機能の性
能評価をする方法を説明する図である。

【符号の説明】

１ ジャイロ ２ 車速センサ ３ 位置検出部 ４ ナビゲーションコントローラ ７ 表示部 １０ 装置本体 １１ 外部インターフェイス １２ ラップトップメモリ装置 １３ モード切換スイッチ ２１ａ，・・・・，２１ｎ ナビゲーション装置 ２２ａ，・・・・，２２ｎ メモリ装置 ２３ センサ情報管理装置 ２４ 走行シミュレーション結果収集装置 ２５ 統計処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土居 陽一 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友 電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−100321（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−248078（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−141662（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動体に搭載される位置検出装置であっ
   て、センサと、センサによって検出されたデータをもと
   にして、そのときの移動体の現在位置を算出する位置算
   出手段とを含むものにおいて、 位置検出装置の動作モードを、走行モードまたはシミュ
   レーションモードに切換える切換手段と、 位置検出装置に取外し自在に接続された記憶装置と、 位置検出装置に記憶装置が接続され、かつ、切換手段が
   走行モードになっていることに応答して、センサによっ
   て検出されるデータを記憶装置に与えるデータ読込手段
   と、 位置検出装置に記憶装置が接続され、かつ、切換手段が
   シミュレーションモードになっていることに応答して、
   センサによって検出されるデータが位置算出手段へ与え
   られるのを禁止し、それに代え、記憶装置に記憶されて
   いるデータを読出して位置検出手段へ与えるデータ読出
   手段と、を含むことを特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】実走行時にセンサによって検出されるデー
   タを蓄えるセンサ情報管理装置と、 センサ情報管理装置に対して、前記記憶装置を介して接
   続された請求項１記載の位置検出装置と、 シミュレーションモードにされた前記位置検出装置から
   取得される移動体の現在位置データを収集する走行シミ
   ュレーション結果収集装置と、 走行シミュレーション結果収集装置に収集された走行シ
   ミュレーション結果を処理する処理装置と、を含むこと
   を特徴とする位置検出装置の性能評価装置。