JP3584543B2 - Navigation device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、移動体に搭載してその速度などを検出するナビゲーション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車などに搭載させるナビゲーション装置が各種開発されている。このナビゲーション装置は、例えば道路地図データが記憶されたCD−ROMなどの大容量データ記憶手段と、現在位置の検出手段と、検出した現在位置の近傍の道路地図を、データ記憶手段から読出したデータに基づいて表示させるディスプレイ装置とで構成される。この場合、現在位置の検出手段としては、GPS(Global Positioning System )と称される測位用の人工衛星を使用した測位システム(以下単にGPSと称する)を使用したものや、車両の走行方向,走行速度などの情報に基づいて出発地点から現在位置の変化を追跡する自律航法によるものなどがある。
【0003】
ここで、GPSなどの測位信号による測位システムを使用すれば比較的精度の高い測位が可能で、現在位置を正確に知ることができるが、このような測位システムの場合には、例えばトンネル内を走行しているときのように、衛星などからの測位信号を受信できない状態では、測位ができない。
【0004】
このため、近年開発されているナビゲーション装置には、GPSなどの測位信号による測位と、車両の走行方向,走行速度などの情報に基づいて位置の変化を追跡する自律航法による測位との双方の測位を行うようにし、測位信号による測位ができない期間は、自律航法による測位を行うようにして、常時測位ができるようにしたものがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自律航法により測位を行う場合には、少なくとも車両の走行方向(進行方向)と走行速度の情報が必要であり、走行方向の情報は、ジャイロ装置や地磁気センサなどを用いて得ることができ、走行速度の情報は、自動車の場合には車両のタイヤ(車軸)の所定回転毎に出力されるパルスの数を、所定時間毎にカウントして得ることができる。
【0006】
ところが、車両のタイヤの回転に同期して出力されるパルスから速度を検出する場合には、その検出速度に誤差が生じ易い問題点があった。即ち、例えばタイヤの空気圧の変動,走行環境の変化などの各種条件の変化で、検出される速度が実際の速度とずれてしまうことが多々ある。
【0007】
一方、GPSによる測位システムの場合には、現在位置の測位だけでなく、衛星からの測位信号の受信状態により、受信機が搭載された車両の速度についても検出できる機能を備えている。
【0008】
従って、GPSによる測位システムと自律航法による測位システムの双方を備えたナビゲーション装置の場合には、GPSによる測位が可能なときに、車軸の回転速度より検出した速度情報と、GPSにより検出した速度情報とを比較して、差があるときには、車軸の回転速度より検出した速度値を補正するようにしたものがある。
【0009】
ところが、速度値を補正できるのはGPSによる測位信号を受信できる間だけであり、GPSによる測位信号を受信できない期間には、検出される速度値の誤差を補正することは困難であり、GPSによる測位信号を受信できない期間が長く続いた場合には、誤差が累積して検出される速度が大きな誤差を持つようになって、測位される位置に大きな誤差が生じる可能性があった。
【0010】
例えば、車軸の所定回転毎に出力されるパルスの数を、速度情報に変換する係数値(以下車速係数値と称する)が、GPSによる受信データに基づいて連続的に補正できた場合には、図9にS1として示す変化があったとする。ここで、この図9に横軸で示されるAからBまでの期間に、GPSによる測位信号の受信ができなかったとすると、この期間での係数値の補正はできないので、A点での車速係数値がB点まで維持されることになり、自律航法での測位に使用される車速係数値の変化はS1′となってしまい、連続的に補正した場合の変化S1と、補正されなかった区間がある変化S1′とで囲まれる範囲X(図9にハッチングを付して示す範囲)の誤差が生じて、この範囲Xの面積に対応した測位誤差が累積して生じてしまう。
【0011】
本発明はかかる点に鑑み、この種のナビゲーション装置において、車両などの移動体の速度を、常時正確に検出できるようにすることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動体から得られる速度比例信号に所定の係数を乗算して速度情報に変換する場合に、変換用の係数として少なくとも2つ用意し、測位信号の受信により得た速度情報に基づいて、この少なくとも2つの係数を、それぞれ異なる態様で更新させ、状況に応じて少なくとも2つの係数を選択して変換に使用するようにしたものである。
【0013】
【作用】
本発明によると、移動体の状況に応じて、良好と思われる係数を選択して速度情報の変換に使用することで、誤差の少ない速度情報の検出が可能になる。
【0014】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を、図1〜図6を参照して説明する。
【0015】
図1は本例の全体構成を示す図で、本例においては自動車(図示せず)に搭載されたナビゲーション装置10としてあり、このナビゲーション装置10は、GPS用アンテナ11を備え、このアンテナ11が受信したGPS用衛星からの測位用信号を、GPS信号受信部12で受信処理し、受信したデータをGPS用測位演算部13に供給する。このGPS用測位演算部13では、供給される受信データを解析して、現在の座標位置とその高度を算出すると共に、このナビゲーション装置10が搭載された自動車の移動速度や進行方向についても算出する。但し、GPSによる測位システムの場合には、移動速度や進行方向については、自動車の移動速度が遅い場合(例えば時速20km以下の速度の場合)には、正確な算出は困難である。また、ここでの現在の座標位置のデータとしては、例えば絶対的な位置情報である緯度と経度のデータである。
【0016】
そして、GPS用測位演算部13で算出した現在の座標位置などの各情報を、このナビゲーション装置の測位動作を制御する中央制御装置(CPU)14に供給する。この中央制御装置14には、RAM15と、CD−ROMドライバ16とが接続されている。このCD−ROMドライバ16には、道路地図データが記憶されたCD−ROM(光ディスク)がセットされて、中央制御装置14の制御に基づいて、このCD−ROMの記憶データを読出す再生処理が行われる。
【0017】
そして、GPS用測位演算部13が現在位置座標を算出したとき、この座標位置の近傍の道路地図のデータをCD−ROMから読出す制御を中央制御装置14が行い、読出された道路地図データをRAM15に記憶させておく。そして、中央制御装置14は、このRAM15に記憶された道路地図データの中で、表示させる範囲の道路地図データを読出して映像信号生成回路17に供給し、映像信号生成回路17で道路地図を映像として表示させるための映像信号を生成させ、この映像信号を出力端子18から出力させる。なお、この道路地図を表示させる映像信号は、現在位置や走行軌跡を示す何らかのマーク等や、現在の速度や進行方向などの各種情報を文字,図形などで表示する映像信号としてある。
【0018】
そして、この出力端子18から出力される映像信号を、ディスプレイ装置31に供給し、このディスプレイ装置31で映像信号に基づいた受像処理を行い、ディスプレイ装置31の表示パネルに道路地図などを表示させる。
【0019】
そして、このような現在位置の近傍の道路地図を表示させる他に、操作キー19の操作などで中央制御装置14に指示された位置の道路地図なども、中央制御装置14の制御に基づいて表示できるようにしてある。
【0020】
そして本例のナビゲーション装置10は、自律航法によっても現在位置の測位ができるようにしてある。即ち、このナビゲーション装置10が搭載された自動車側に設けられたパルス発生器32から入力端子21に供給される速度比例信号としてのパルス信号を、パルスカウンタ22でカウントして、この自動車の走行速度を検出するようにしてある。
【0021】
この場合、パルス発生器32から出力されるパルス信号は、この自動車の車軸の回転数に比例したパルス信号としてある。例えば、或る速度で自動車が走行しているとき、図2のAに示す周期のパルス信号が出力され、それよりも走行速度が早くなるに従って、図2のB,図2のCに示すようにパルス信号の周期が早くなる。そして、カウンタ22側では、例えば図2に示すように所定期間t1 (例えば1秒間)のパルス数をカウントすることで、速度に比例したカウント値を検出できる。そして、このカウンタ22のカウントデータを、自律航法用測位演算部23に供給し、カウントデータに所定の車速係数値を乗算して、速度のデータを得る。
【0022】
この車速係数値は、本例の場合には短時間平均による車速係数1と、長時間平均による車速係数2との2種類が用意され、それぞれの車速係数値は予め適正と思われる初期値がセットしてあり、走行開始後には、後述する修正処理にて、逐次係数値を修正して、正確な速度データが得られるようにしてある。なお、それぞれの車速係数値は、中央制御装置14に接続されたRAM15内の所定エリアに記憶させておき、修正される毎にその記憶データを更新するようにしてある。
【0023】
また、このナビゲーション装置10は、ジャイロ装置24を備え、このナビゲーション装置10が搭載された自動車の走行方向を検出して、その検出データを自律航法用測位演算部23に供給する。
【0024】
そして、自律航法用測位演算部23では、供給されるカウントデータに基づいて算出した速度データと、走行方向データとに基づいて、自動車の走行状態を演算で求め、現在位置を算出する。この場合、GPS用測位演算部13で現在位置座標を算出できたときには、その現在位置座標のデータが自律航法用測位演算部23に供給され、その座標位置を起点として、そこからの走行状態に基づいて走行軌跡を求めて、現在位置を算出する。そして、GPS用測位演算部13で現在位置座標を算出できない状態のときには、この自律航法用測位演算部23で算出した現在位置座標のデータを中央制御装置14に供給し、中央制御装置14側では、この現在位置座標のデータに基づいて、上述した道路地図や現在位置などをディスプレイ装置31に表示させる制御を行う。
【0025】
また、GPS用測位演算部13での測位信号に基づいた演算処理で、走行速度が算出されたときには、その速度データを自律航法用測位演算部23に供給するようにしてある。
【0026】
そして、自律航法用測位演算部23では、GPS用測位演算部13から供給される速度データと、供給されるカウントデータに基づいて算出した速度データとの差を、逐次判断するようにしてあり、その差が所定範囲内である場合には、速度差に基づいて演算に使用する車速係数値を修正するようにしてある。
【0027】
次に、本例のナビゲーション装置で車速係数値を修正する処理を、図3のフローチャートを参照して説明する。なお以下の説明では、説明を簡単にするために、GPS用測位演算部13でGPSによる測位システムでの演算で算出した速度データをGPS速度データとし、カウンタ22でのカウント値と車速係数値との乗算により求めた速度データをセンサ速度データとする。
【0028】
まず、自律航法用測位演算部23に供給されるGPS速度データが使用できる範囲内の速度データであるか否か判断する(ステップ101)。ここでの判断では、GPSによる測位システムで検出された速度データは、低速時には検出誤差が大きいために、或る程度(例えば時速20km以上)の速度である場合だけ、使用できる範囲内の速度データであると判断し、ステップ102へと移る。そして、使用できる範囲外の速度データであると判断した場合、或いは測位信号が受信不能でGPS速度データが供給されない場合には、GPS速度データを使用しないステップ107へと移る。
【0029】
そして、GPS速度データが使用できる範囲内の速度データであると判断してステップ102へ移った場合には、GPS速度データとセンサ速度データとの差が、±3m/毎秒以内であるか否か判断する。ここで、両速度の差が±3m/毎秒以上である場合には、その差が大きいためにGPS速度データが誤って検出されたデータである可能性が高いので、GPS速度データを使用しないステップ107へと移る。
【0030】
そして、ステップ102で両速度の差が±3m/毎秒以内であると判断したときには、GPS速度データとセンサ速度データとの速度比を求める(ステップ103)。この速度比の算出は、次式に基づいて行われる。
【0031】
【数1】
速度比=(GPS速度データ)÷(センサ速度データ)
【0032】
そして次に、短時間平均による車速係数である車速係数1を修正するステップであるステップ104へと移る。このステップでは、次式に基づいて車速係数1が更新される。
【0033】
【数2】
車速係数1=(旧車速係数1×速度比×COEF1)+〔旧車速係数1×(1−COEF1)〕
ここで、COEF1は短時間平均を得るための値で、0と1の間の値で、ここでは0.01とする。
【0034】
次に、長時間平均による車速係数である車速係数2を修正するステップであるステップ105へと移る。このステップでは、次式に基づいて車速係数2が更新される。
【0035】
【数3】
車速係数2=(旧車速係数2×速度比×COEF2)+〔旧車速係数2×(1−COEF2)〕
ここで、COEF2は長時間平均を得るための値で、0と1の間の値で、ここでは0.001とする。
【0036】
そして、この車速係数1と車速係数2の修正後には、修正された車速係数1を使用して、次式に基づいてセンサ速度を求める(ステップ106)。
【0037】
【数4】
センサ速度=速度比例信号×車速係数1
なお本例の場合には、速度比例信号はカウンタ22のカウントデータである。
【0038】
そして、求めたセンサ速度データ等を使用して、自律航法用測位演算部23で現在位置の測位演算を行い、所定時間後にステップ101からの処理を繰り返し実行させる。
【0039】
次に、ステップ101で使用できる範囲外の速度データであると判断した場合、或いは測位信号が受信不能でGPS速度データが供給されない場合と、ステップ102で両速度の差が±3m/毎秒以上であると判断して、ステップ107に移った場合について説明する。この場合には、車速係数1を車速係数2により修正する。この場合の演算式は、次式で示される。
【0040】
【数5】
車速係数1=〔旧車速係数1×(1−COEF3)〕+(車速係数2×COEF3)
ここで、COEF3は車速係数1を車速係数2に近づけるための値で、0と1の間の値で、ここでは0.01とする。
【0041】
そして、このステップ107での車速係数1の更新を行うと、ステップ106に移って、このとき更新された車速係数1を使用して、上述した〔数4〕式でセンサ速度を求め、求めたセンサ速度データ等を使用して、自律航法用測位演算部23で現在位置の測位演算を行い、所定時間後にステップ101からの処理を繰り返し実行させる。
【0042】
以上の処理で車速係数の更新を行うようにしたことで、本例のナビゲーション装置は自律航法で現在位置を求める場合の精度を向上させることができる。即ち、車速係数1がGPS速度データを使用して更新できる場合には、このGPS速度データを使用して修正された車速係数1に基づいて、センサ速度が算出され、常時センサ速度データが正確な値となる処理が行われる。
【0043】
そして、短時間平均による車速係数1が修正される際には、長時間平均による車速係数2についても修正され、車速係数の長時間平均値のデータについても、正確なデータを持つことになる。
【0044】
そして、GPS速度データが検出できなくなると、図3のフローチャートのステップ107で示した〔数5〕式の演算により、車速係数1を徐々に車速係数2に近づけさせる更新処理が行われて、その更新された車速係数1によりセンサ速度データが求められる処理が行われる。従って、GPS速度データが検出できない期間が長く続いた場合には、最終的にセンサ速度データが長時間平均による車速係数2で算出されるようになり、センサ速度データと実際の速度との誤差が少なくなる可能性が高くなる。
【0045】
図4は、本例の場合の各車速係数1,2を平均値として算出する場合の時間窓を示す図で、この図に実線で示すように、或る過去の時間taから現在時間Tbまでの間で、指数関数的に時間窓が大きくなって、現在に近くなる程、平均の車速係数を求める場合の重み付けが大きくなっている。なお、過去の時間taが車速係数1と車速係数2とで異なる。そして、COEF1やCOEF2の値を大きくすることで、図4に破線で示すように時間窓の変化が急激となり、より現在の値の方に重み付けられた平均が求められ、COEF1やCOEF2の値を小さくすることで、図4に一点鎖線で示すように時間窓の変化が緩やかになり、より過去の値の方に重み付けられた平均が求められる。
【0046】
ここで、本例のように車速係数を設定することでセンサ速度データに誤差が少なくなることを、図5及び図6を参照して説明すると、例えば或る走行状態で所定時間走行して、連続してGPS速度データが検出できた場合に、車速係数1が図5に示される曲線S1の変化状態となり、車速係数2が図5に示される曲線S2の変化状態となったとする(なお図5の走行状態は従来例で説明した図9の走行状態と同じ)。
【0047】
ここで、時間AからBまでの間に、GPS速度データが検出できなかったとする。このとき、本例の場合には、図6に示す曲線S3で示される状態に車速係数1が変化するようになる。この曲線S3で示される車速係数1は、GPS速度データが検出できている時間Aまでは、本来の車速係数1の曲線S1と一致するが、時間Aを経過すると徐々に車速係数2の曲線S2に近づき、GPS速度データが検出できない時間が長く続くと、車速係数2の曲線S2と曲線S3が一致するようになる。そして、時間Bを経過して、再度GPS速度データが検出できる状態になると、再び本来の車速係数1に修正されるので、曲線S3が本来の車速係数1の曲線S1と一致するようになる。
【0048】
従って、図6に示す時間AからBまでの間の誤差範囲Yは、比較的小さな範囲となり、従来例として図9に示した誤差範囲Xに比べ少ない誤差の車速係数が得られ、GPS速度データが検出できない状態において、より正確なセンサ速度データが算出される。このため、本例のナビゲーション装置は、自律航法だけで測位を行っている期間が長く続いた場合でも、測位誤差を最も少なくするように処理され、より正確な測位が行われるようになる。
【0049】
なお、上述実施例では車速係数1や車速係数2を求める処理として、図4に示すような指数関数的な曲線で変化する時間窓で平均を求めるようにしたが、他の処理で行うようにしても良い。
【0050】
例えば図7に示すように、時間taから時間tbまでの平均を求めるよう場合に、各時点で同じ時間窓を設定して、完全な平均で車速係数1や車速係数2を求めるようにしても良い。また、図8に示すように、時間taから時間tbまでの間で直線的に時間窓が広くなるようにしても良い。さらに、短時間平均である車速係数1を、上述した図4に示す指数関数的な曲線で増加する時間窓で求め、長時間平均である車速係数2を、図7又は図8に示すような時間窓の設定で求めるようにしても良い。
【0051】
また、GPS速度データが検出できない状態となったときの、速度データを求めるための係数の車速係数1から車速係数2への切換わりについても、上述実施例では〔数5〕式で示されるCOEF3の値に基づいた徐々の変化で切換わるようにしたが、速度データを求めるための係数が、より短時間に車速係数1から車速係数2に切換わるようにしても良い。この場合、例えば瞬間的に車速係数1から車速係数2に切換わるようにしても良い。
【0052】
また上述実施例では、短時間平均である車速係数1と、長時間平均である車速係数2とを用意して、この2種類の係数を切換えるようにしたが、それぞれの平均時間などの検出状態を変えた3種類以上の車速係数を用意して、この3種類以上の車速係数を適宜選択するようにしても良い。
【0053】
また、上述実施例ではGPSと称される測位システムを使用したナビゲーション装置に適用したが、他の測位システムと自律航法による測位システムとを組み合わせたナビゲーション装置にも適用できることは勿論である。また、その用途も自動車用ナビゲーション装置以外の、各種移動体用ナビゲーション装置にも適用できるものである。但し、搭載する移動体により得られる速度比例信号の形態が異なるので、ナビゲーション装置内での処理(上述実施例ではパルスカウンタ22でのカウント処理)を、対応して変える必要がある。
【0054】
【発明の効果】
本発明によると、移動体の状況に応じて、良好と思われる係数を選択して速度情報の変換に使用することで、誤差の少ない速度情報の検出が可能で、検出した速度情報に基づいた正確なナビゲーションが可能になる。
【0055】
この場合、係数更新手段での更新として、それぞれの係数毎に設定した重み付け値に基づいて、更新前の係数値と新たに検出された受信信号による係数値との間の値を選択して、更新された係数値とするようにしたことで、より良好な検出に更新されるようになり、より正確な速度情報の検出が可能になる。
【0056】
さらに、この場合の少なくとも1つの係数の更新を、比較的短時間で新たに検出された受信信号による係数値に近い値に更新するような重み付け値とし、別の1つの係数の更新を、比較的長時間で新たに検出された受信信号による係数値に近い値に更新するような重み付け値としたことで、状況に応じた適切な係数値の選択が可能になる。
【0057】
さらに、このようにして求めた速度情報により、移動体の現在位置測位を行うことで、自律航法による誤差の少ない正確な現在位置測位が可能になる。
【0058】
そして、このように測位した現在位置を、地図表示手段に表示される地図上に表示するようにしたことで、ナビゲーション装置として良好に作動し、常時良好なナビゲーションが可能になる。
【0059】
さらに、GPSなどの測位信号送信用人工衛星からの信号を受信して、基準となる速度信号として使用するようにしたことで、基準となる速度信号が正確な値となり、より正確な速度情報の検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】一実施例による車速比例信号としてのパルスの例を示す波形図である。
【図3】一実施例による速度修正処理を示すフローチャートである。
【図4】一実施例による時間窓の変化状態を示す説明図である。
【図5】一実施例による車速係数値の変化例(連続して補正できた場合)を示す特性図である。
【図6】一実施例による車速係数値の変化例(時間AからBの間で補正できなかった場合)を示す特性図である。
【図7】本発明の他の実施例による時間窓の変化状態を示す説明図である。
【図8】本発明の更に他の実施例による時間窓の変化状態を示す説明図である。
【図9】従来の車速係数値の変化例を示す特性図である。
【符号の説明】
10 ナビゲーション装置
12 GPS信号受信部
13 GPS用測位演算部
14 中央制御装置(CPU)
15 RAM
16 CD−ROMドライバ
17 映像信号生成回路
22 パルスカウンタ
23 自律航法用測位演算部
24 ジャイロ装置
31 ディスプレイ装置
32 パルス発生器[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a navigation device that is mounted on a moving body and detects the speed and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various navigation devices to be mounted on an automobile or the like have been developed. This navigation device includes, for example, a large-capacity data storage means such as a CD-ROM in which road map data is stored, a current position detection means, and a data read out from the data storage means of a road map near the detected current position. And a display device for displaying on the basis of. In this case, as a means for detecting the current position, a means using a positioning system (hereinafter simply referred to as GPS) using an artificial satellite for positioning called GPS (Global Positioning System), a traveling direction of the vehicle, and a traveling direction are used. For example, there is an autonomous navigation system that tracks a change in the current position from a departure point based on information such as speed.
[0003]
Here, if a positioning system using a positioning signal such as GPS is used, positioning with relatively high accuracy is possible, and the current position can be accurately known. However, in the case of such a positioning system, for example, the inside of a tunnel is required. In a state where a positioning signal from a satellite or the like cannot be received, such as when traveling, positioning cannot be performed.
[0004]
For this reason, navigation devices developed in recent years include both positioning by positioning signals such as GPS and positioning by autonomous navigation that tracks changes in position based on information such as the traveling direction and traveling speed of a vehicle. In some cases, positioning is performed by autonomous navigation during a period in which positioning cannot be performed by a positioning signal, so that positioning can be performed at all times.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when positioning is performed by autonomous navigation, at least information on the traveling direction (traveling direction) and traveling speed of the vehicle is required, and the information on the traveling direction can be obtained using a gyro device, a geomagnetic sensor, or the like. In the case of an automobile, the information on the traveling speed can be obtained by counting the number of pulses output every predetermined rotation of a tire (axle) of the vehicle at predetermined time intervals.
[0006]
However, when the speed is detected from a pulse output in synchronization with the rotation of the tire of the vehicle, there is a problem that an error is easily generated in the detected speed. That is, the detected speed often deviates from the actual speed due to a change in various conditions such as a change in a tire air pressure, a change in a running environment, and the like.
[0007]
On the other hand, a positioning system using GPS has a function of detecting not only the position of the current position but also the speed of a vehicle equipped with a receiver based on the reception state of a positioning signal from a satellite.
[0008]
Therefore, in the case of a navigation device provided with both a positioning system by GPS and a positioning system by autonomous navigation, when positioning by GPS is possible, the speed information detected from the rotation speed of the axle and the speed information detected by GPS And if there is a difference, the detected speed value is corrected from the rotational speed of the axle.
[0009]
However, the speed value can be corrected only while the GPS positioning signal can be received, and it is difficult to correct the error of the detected speed value during the period when the GPS positioning signal cannot be received. If the period during which the positioning signal cannot be received continues for a long time, the speed at which the error is accumulated and detected has a large error, and there is a possibility that a large error occurs in the position to be located.
[0010]
For example, when a coefficient value (hereinafter, referred to as a vehicle speed coefficient value) for converting the number of pulses output for each predetermined rotation of the axle into speed information can be continuously corrected based on GPS reception data, Assume that there is a change shown as S1 in FIG. Here, if the positioning signal cannot be received by the GPS during the period from A to B indicated by the horizontal axis in FIG. 9, the coefficient value cannot be corrected during this period. Since the numerical value is maintained up to the point B, the change in the vehicle speed coefficient value used for the positioning in the autonomous navigation is S1 ', and the change S1 when continuously corrected and the uncorrected section An error occurs in a range X (a range indicated by hatching in FIG. 9) surrounded by a certain change S1 ', and a positioning error corresponding to the area of the range X accumulates.
[0011]
In view of the above, an object of the present invention is to make it possible to always accurately detect the speed of a moving body such as a vehicle in a navigation device of this type.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, when a speed proportional signal obtained from a moving object is multiplied by a predetermined coefficient and converted into speed information, at least two coefficients are prepared as conversion coefficients and based on speed information obtained by receiving a positioning signal. The at least two coefficients are updated in different modes, and at least two coefficients are selected according to the situation and used for conversion.
[0013]
[Action]
According to the present invention, it is possible to detect speed information with a small error by selecting a coefficient considered to be good according to the situation of the moving body and using the selected coefficient for conversion of speed information.
[0014]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0015]
FIG. 1 is a diagram showing the entire configuration of the present embodiment. In this embodiment, a navigation device 10 is mounted on an automobile (not shown). The navigation device 10 includes a GPS antenna 11 and the antenna 11 The GPS
[0016]
Then, each information such as the current coordinate position calculated by the GPS
[0017]
When the GPS
[0018]
Then, the video signal output from the
[0019]
In addition to displaying such a road map near the current position, a road map at a position instructed by the
[0020]
Then, the navigation device 10 of the present example is capable of measuring the current position by autonomous navigation. That is, a pulse signal as a speed proportional signal supplied to the
[0021]
In this case, the pulse signal output from the
[0022]
In this example, two kinds of vehicle speed coefficient values, a
[0023]
Further, the navigation device 10 includes a
[0024]
Then, the autonomous navigation
[0025]
Further, when the traveling speed is calculated by the arithmetic processing based on the positioning signal in the GPS
[0026]
The autonomous navigation
[0027]
Next, a process of correcting the vehicle speed coefficient value by the navigation device of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In the following description, for the sake of simplicity, the speed data calculated by the GPS positioning system in the GPS
[0028]
First, it is determined whether or not the GPS speed data supplied to the autonomous navigation
[0029]
If it is determined that the GPS speed data is within the usable range and the process proceeds to step 102, it is determined whether the difference between the GPS speed data and the sensor speed data is within ± 3 m / sec. to decide. Here, if the difference between the two speeds is ± 3 m / sec or more, it is highly likely that the GPS speed data is erroneously detected data because the difference is large. Move to 107.
[0030]
When it is determined in
[0031]
(Equation 1)
Speed ratio = (GPS speed data) / (sensor speed data)
[0032]
Then, the process proceeds to step 104, which is a step of correcting the
[0033]
(Equation 2)
Here, COEF1 is a value for obtaining a short-time average, and is a value between 0 and 1, here 0.01.
[0034]
Next, the process proceeds to step 105, which is a step of correcting the
[0035]
(Equation 3)
Here, COEF2 is a value for obtaining a long-term average, and is a value between 0 and 1, here, 0.001.
[0036]
After the correction of the
[0037]
(Equation 4)
Sensor speed = speed proportional signal x
In this case, the speed proportional signal is count data of the
[0038]
Then, using the obtained sensor speed data and the like, the positioning calculation unit for autonomous navigation performs positioning calculation of the current position, and after a predetermined time, repeats the processing from
[0039]
Next, when it is determined in
[0040]
(Equation 5)
Here, COEF3 is a value for bringing the
[0041]
Then, when the
[0042]
By updating the vehicle speed coefficient in the above processing, the navigation device of the present example can improve the accuracy in obtaining the current position by autonomous navigation. That is, if the
[0043]
Then, when the
[0044]
Then, when the GPS speed data cannot be detected, an update process for gradually bringing the
[0045]
FIG. 4 is a diagram showing a time window when each of the
[0046]
Here, it will be described with reference to FIG. 5 and FIG. 6 that the error in the sensor speed data is reduced by setting the vehicle speed coefficient as in this example. When the GPS speed data can be continuously detected, it is assumed that the
[0047]
Here, it is assumed that the GPS speed data cannot be detected from time A to time B. At this time, in the case of the present example, the
[0048]
Therefore, the error range Y from time A to time B shown in FIG. 6 is a relatively small range, and a vehicle speed coefficient having a smaller error than the error range X shown in FIG. In a state in which is not detected, more accurate sensor speed data is calculated. For this reason, in the navigation device of this example, even if the period in which positioning is performed only by autonomous navigation continues for a long time, processing is performed to minimize the positioning error, and more accurate positioning is performed.
[0049]
In the above-described embodiment, as the processing for obtaining the
[0050]
For example, as shown in FIG. 7, when calculating the average from time ta to time tb, the same time window may be set at each point in time, and the
[0051]
In the above-described embodiment, when the GPS speed data cannot be detected, the coefficient for obtaining the speed data is switched from the
[0052]
Further, in the above embodiment, the
[0053]
In the above-described embodiment, the present invention is applied to a navigation device using a positioning system called GPS. However, it is needless to say that the present invention can be applied to a navigation device combining another positioning system and a positioning system based on autonomous navigation. In addition, it can be applied to various navigation devices for mobile objects other than the navigation device for automobiles. However, since the form of the speed proportional signal obtained by the mounted moving body is different, it is necessary to change the processing in the navigation device (the counting processing by the
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to detect speed information with a small error by selecting a coefficient considered to be good and using it for conversion of speed information according to the situation of the moving object, and based on the detected speed information. Accurate navigation becomes possible.
[0055]
In this case, as the update by the coefficient updating means, based on the weight value set for each coefficient, a value between the coefficient value before the update and the coefficient value by the newly detected received signal is selected, By using the updated coefficient value, the detection is updated to better detection, and more accurate detection of speed information becomes possible.
[0056]
Further, in this case, the updating of at least one coefficient is a weighting value that is updated in a relatively short time to a value close to the coefficient value of the newly detected reception signal, and the updating of another coefficient is compared with the updating of another coefficient. By setting the weighting value to be updated to a value close to the coefficient value of the newly detected received signal in a very long time, it is possible to select an appropriate coefficient value according to the situation.
[0057]
Furthermore, by performing the current position positioning of the moving body based on the speed information thus obtained, accurate current position positioning with little error by autonomous navigation becomes possible.
[0058]
The current position measured in this way is displayed on the map displayed on the map display means, so that the navigation device operates well and always provides good navigation.
[0059]
Furthermore, by receiving a signal from a positioning signal transmitting artificial satellite such as a GPS and using it as a reference speed signal, the reference speed signal becomes an accurate value, and more accurate speed information is obtained. Detection becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a waveform diagram showing an example of a pulse as a vehicle speed proportional signal according to one embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating speed correction processing according to one embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a change state of a time window according to one embodiment.
FIG. 5 is a characteristic diagram illustrating an example of a change in a vehicle speed coefficient value according to one embodiment (in a case where correction is continuously performed).
FIG. 6 is a characteristic diagram showing an example of a change in a vehicle speed coefficient value according to one embodiment (a case where correction was not possible between times A and B).
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a change state of a time window according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a change state of a time window according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a conventional example of a change in a vehicle speed coefficient value.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10
15 RAM
Claims (6)
上記移動体から得られる速度比例信号に所定の係数を乗算して速度情報に変換する変換手段と、
上記変換手段で乗算する係数を少なくとも2つ記憶する記憶手段と、
測位信号の受信手段と、
上記受信手段で受信した測位信号の受信状態に基づいて速度情報を検出する演算手段と、
上記演算手段で検出した受信信号による速度情報に基づいて、上記少なくとも2つの係数を、それぞれ異なる態様で更新する係数更新手段と、
上記変換手段での変換に使用する係数を選択する選択手段とを備えた
ナビゲーション装置。In a navigation device mounted on a moving body,
Conversion means for multiplying a speed proportional signal obtained from the moving body by a predetermined coefficient and converting the signal into speed information,
Storage means for storing at least two coefficients to be multiplied by the conversion means;
Means for receiving a positioning signal;
A calculating means for detecting speed information based on a reception state of the positioning signal received by the receiving means,
Coefficient updating means for updating the at least two coefficients in different modes based on the speed information based on the reception signal detected by the arithmetic means,
Selecting means for selecting a coefficient used for conversion by the conversion means.
それぞれの係数毎に設定した重み付け値に基づいて、更新前の係数値と新たに検出された受信信号による係数値との間の値を選択して、更新された係数値とするようにした
請求項1記載のナビゲーション装置。As updating by the coefficient updating means,
A request for selecting a value between a coefficient value before update and a coefficient value based on a newly detected received signal based on a weight value set for each coefficient to obtain an updated coefficient value. Item 4. The navigation device according to item 1.
別の1つの係数の更新を、比較的長時間で新たに検出された受信信号による係数値に近い値に更新するような重み付け値とした
請求項2記載のナビゲーション装置。A weighting value for updating at least one coefficient to a value close to a coefficient value based on a newly detected received signal in a relatively short time;
3. The navigation device according to claim 2, wherein the updating of another coefficient is a weighting value which is updated to a value close to a coefficient value by a newly detected received signal for a relatively long time.
請求項1記載のナビゲーション装置。2. The navigation device according to claim 1, wherein the current position of the moving object is determined based on the speed information obtained by the conversion means.
請求項1記載のナビゲーション装置。The navigation device according to claim 1, wherein the measured current position is displayed on a map displayed on a map display means.
請求項1記載のナビゲーション装置。2. The navigation device according to claim 1, wherein the receiving means receives a signal from a positioning signal transmitting artificial satellite.
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