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JPH0789062B2 - 車両用のナビゲーション装置 - Google Patents
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JPH0789062B2 - 車両用のナビゲーション装置 - Google Patents

車両用のナビゲーション装置

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JPH0789062B2
JPH0789062B2 JP59179658A JP17965884A JPH0789062B2 JP H0789062 B2 JPH0789062 B2 JP H0789062B2 JP 59179658 A JP59179658 A JP 59179658A JP 17965884 A JP17965884 A JP 17965884A JP H0789062 B2 JPH0789062 B2 JP H0789062B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディスプレイ装置上に表示された道路地図上
に、自動車等の車両の現在位置を運転者に知らせる車両
用のナビゲーション装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、道路上を走行する自動車等の車両の現在位置を運
転者に知らせる車両用のナビゲーション装置が提案され
ている。
このナビゲーション装置では、たとえば、いわゆるジャ
イロ等の高精度な位置検出装置を用いて直接自動車の現
在位置を正確に検出し、その検出結果を表示部に半透明
な道路地図を重ね合わせた陰極線管(CRT)等のディス
プレイ装置上にプロットすることにより表示していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上述したようなナビゲーション装置では、自
動車の現在位置を検出する位置検出装置の精度が低い
と、誤差が生してディスプレイ装置上に表示される現在
位置と実際の現在位置とが一致しなくなってしまう。こ
のため、一般的に高価な高精度な位置検出装置を用いな
ければならない。また、自動車の現在位置がディスプレ
イ装置の表示部に重ね合わせた道路地図の領域からはみ
出した場合には、別な道路地図と交換しなければならず
手間がかかっていた。
そこで、本発明は上述した従来の問題点に鑑みて提案さ
れたものであり、それほど高精度な位置検出装置を用い
なくても自動車の現在位置が正確に表示されるように
し、コストを下げることを目的とする。また、道路地図
を交換する手間をなくし、使い易さを向上させることを
他の目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る車両用のナビゲーション装置は、車両の現
在位置を検出するための現在位置検出手段と、道路地図
情報が記憶された記憶装置と、上記現在位置検出手段の
出力及び上記記憶装置から読み出された道路地図情報に
基づいて現在位置情報を算出する演算処理装置と、上記
記憶装置から読み出された道路地図情報を表示するとと
もにこの表示される道路地図上に上記現在位置情報によ
る現在位置を表示するディスプレイ装置とを有し、上記
演算処理装置において、上記現在位置検出手段から得ら
れる車両の現在位置と上記道路地図情報による道路上の
位置とを比較し、上記検出された車両の現在位置との距
離が最短の道路を選択し、上記車両の現在位置を上記選
択された道路上に位置するように修正するようにしたも
のである。
〔作用〕
本発明に係る車両用のナビゲーション装置は、車両の現
在位置を検出するための現在位置検出手段の出力及び道
路地図情報が記憶された記憶装置から読み出された道路
地図情報に基づいて現在位置情報を演算処理装置により
算出する。この演算処理装置は、現在位置検出手段から
得られる車両の現在位置と道路地図情報による道路上の
位置とを比較し、現在位置検出手段によつて検出された
車両の現在位置との距離が最短の道路を選択し、車両の
現在位置を上記選択された道路上に位置するように修正
する。
〔実施例〕
以下、本発明に係る車両用のナビゲーション装置の具体
的な実施例を図面を参照して説明する。
第1図は、本実施例において自動車に設置されるナビゲ
ーション装置を示すブロック図である。この第1図にお
いて、自動車(図示せず)の進行方向を検出する方向検
出装置1および走行量を検出する走行量検出装置2はそ
れぞれ後述するような現在位置の演算処理を行う現在位
置演算回路11に接続されている。上記走行量検出装置2
には、たとえば、タイヤの回転を検出するような距離計
を用いれば良い。また、上記方向検出装置1には、たと
えば、第2図に示すような地磁気を利用した方向検出装
置を用いれば良い。すなわち、クロック信号φを発生す
るクロック発生器21は2進のカウンタ22に接続されてい
る。このカウンタ22はA0〜An-1の出力を有するnビット
(n=自然数)のカウンタであり、n本のアドレスバス
を介して各リード・オンリー・メモリ(ROM;Read Only
Memory)23,24およびラッチ25にそれぞれ接続されてい
る。ROM23,24は共に2n×kビットワード(k=自然数)
のROMであり、ROM23には正弦波(sin波)が、ROM24には
余弦波(cos波)がそれぞれ時間軸方向に1/2n等分、振
幅軸方向に1/2kの量子化単位で量子化されたデータが書
き込まれている。すなわち、各ROM23,24では、カウンタ
22からのnビットの出力が関数の引き数(アドレス)と
なり、これに応じてkビットの関数値が出力される。
上記ROM23はデジタル・アナログ変換器(D/A変換器)26
に接続されており、更にローパスフィルタ27、電流調整
用の半固定抵抗28を介して電流ドライバ29に接続されて
いる。一方、上記ROM24はD/A変換器30に接続されてお
り、更にローパスフィルタ31、電流調整用の半固定抵抗
32を介して電流ドライバ33に接続されている。上記各電
流ドライバ29,33は磁気検出素子としてのホール素子41,
42にそれぞれ接続されている。このホール素子41,42は
該ホール素子41,42の各検出軸(図中破線で示す)の方
向が互いに直交するように配置されている。上記ホール
素子41,42はそれぞれ増幅器43,44の各入力端子に接続さ
れており、該増幅器43,44の出力端子は、差信号増幅器4
5の非反転入力端子、反転入力端子にそれぞれ接続され
ている。そして、差信号増幅器45の出力端子は、該差信
号増幅器45からの出力信号のゼロクロス点を検出するゼ
ロクロスコンパレータ46を介して上記ラッチ25に接続さ
れている。
この方向検出装置は次のような動作を行う。クロック発
生器21により発生されたクロック信号φはカウンタ22に
送られる。カウンタ22では、このクロック信号φに応じ
た計数動作が行われ、A0〜An-1のnビットの出力がアド
レスバスを介して正弦波用のROM23、余弦波用のROM24お
よびラッチ25に送られる。そして、カウンタ22からのこ
のnビットの出力に応じて、ROM23からはkビットの正
弦波形成用のデータが、ROM24からはkビットの余弦波
形成用のデータがそれぞれ出力される。上記正弦波形成
用のデータはD/A変換器26に送られアナログ値に変換さ
れた後、ローパスフィルタ27にて波形整形が施され滑ら
かな正弦波信号が得られる。この正弦波信号は半固定抵
抗28を介して電流ドライバ29に送られ、該電流ドライバ
29によりホール素子41に制御電流として供給される。一
方、上記余弦波形成用のデータはD/A変換器30に送られ
アナログ値に変換された後、ローパスフィルタ31にて波
形整形が施され滑らかな余弦波信号が得られる。この余
弦波信号は半固定抵抗32を介して電流ドライバ33に送ら
れ、該電流ドライバ33によりホール素子42に制御電流と
して供給される。そして、上記各ホール素子41,42によ
り地磁気が検出されるようになっている。
ここで、上記各ホール素子41,42による地磁気の検出を
第3図を用いて説明する。ホール素子41の検出軸の方向
とホール素子42の検出軸の方向は、前述したように、互
いに直交している。いま、磁束密度BGの地磁気は紙面に
平行であり、該地磁気の方向とホール素子42の検出軸と
のなす角度をθ(rad)とすると、各ホール素子41,42の
検出する磁束密度BGの有効成分は、それぞれBG・sin
θ,BG・cosθとなる。そして、電流ドライバ29よりホ
ール素子41に供給される正弦波信号の電流値をiA=i・
sinωtとし、電流ドライバ33よりホール素子42に供給
される余弦波信号の電流値をiB=i・cosωtとする。
そうすると、各ホール素子41,42にてそれぞれ得られる
各検出電圧EA,EBは以下に示すようになる。
EA=iA・CA・BG・sinθ =i・sinωt・CA・BG・sinθ ………第1式 EB=iB・CB・BG・cosθ =i・cosωt・CB・BG・cosθ ………第2式 ここで、CA,CBはそれぞれ磁気−電圧変換のための係数
である。
そして、上記各ホール素子41,42にて得られた各検出電
圧EA,EBはそれぞれ各増幅器43,44によって増幅され
る。この各増幅器43,44の利得(ゲイン)をともにGと
すると、出力信号はそれぞれ、 YA=G・EA =G・CA・BG・i・sinωt・sinθ ……第3式 YB=G・EB =G・CB・BG・i・cosωt・cosθ ……第4式 となる。ここで、通常、ホール素子41,42は同一規格の
ものを使用するため、CA=CB=Cとし、更にG・C・BG
≡Aとおくと、上記第3式および第4式は以下に示すよ
うになる。
YA=A・i・sinωt・sinθ ……………第5式 YB=A・i・cosωt・cosθ ……………第6式 これらの各信号YA,YBは差信号増幅器25に送られ差信号
Yが形成される。
Y=YB-YA =A・i(cosωt・cosθ−sinωt・sinθ) =A・i・cos(ωt+θ) ……………第7式 ここで、再び第2図に示すように、上記差信号Yはゼロ
クロスコンパレータ46に送られゼロクロス点が検出され
る。そして、このゼロクロスコンパレータ46によるゼロ
クロス点の検出タイミングに応じて、ラッチ25によるRO
M23,24のアドレス(カウンタ22の出力)のラッチ動作が
行われ2π(rad)すなわち360°の角度がnビットの分
解能で出力されるようになっている。これにより、角度
θもしくはθ+m×90°(m=整数)の値を得ることが
できる。これは、ホール素子42に供給される余弦波信号
の電流値iB=i・cosωtと第7式に示した差信号Y=
A・i・cos(ωt+θ)とが位相比較されることに他
ならない。
このように、地磁気の方向とホール素子42の検出軸との
なす角度θすなわち自動車の進行方向を求めることがで
きる。
ここで、第1図に戻って説明を続ける。ROM3は道路地図
情報を記憶しておくためのメモリであり、たとえば、交
差点をノード、各交差点を結ぶ道路をブランチとするフ
ォーマットで道路地図情報が書き込まれている。一例を
第4図および以下に示す第1表を用いて説明する。
すなわち、道路が第4図に示すようなパターンになって
いるとすると、各交差点が各ノードN1〜N5とされるとと
もに、各交差点を結ぶ道路が各ブランチB1〜B6とされ
る。そして、第1表に示すように、各ノードN1〜N5がx
座標とy座標に情報で表されるとともに、各ブランチB1
〜B6が該各ノードN1〜N5中2つのノード、たとえばブラ
ンチB1の場合にはノードN1とノードN2の情報で表され、
これらの情報が道路地図情報としてROM3に書き込まれる
ようになっている。この例では、極めて小さな領域につ
いて原理的な説明をしたが、実際には、数100km以上の
広い領域に亘って数m以内の分解能を有する膨大な情報
がROM3に書き込まれる。また、このROM3には所望の領域
を選択的に捜し出すためのアクセスの情報も書き込まれ
ている。なお、上記ROM3には、たとえば、コンパクトデ
ィスク(CD)システムを用いることができる。
上記ROM3は該ROM3からの情報を画像単位でストアするバ
ッファメモリ12に接続されているとともに、上記ROM3の
動作制御を行うROMコントローラ13に接続されている。
上記バッファメモリ12は、陰極線管、液晶ディスプレイ
等のディスプレイ装置4の駆動制御を行うディスプレイ
コントローラ14に接続されている。上記ディスプレイ装
置4は、たとえば、第5図に示すように、本実施例の自
動車に備え付けられたダッシュボード100の略中央の位
置に設けられる。また、上記バッファメモリ12は現在位
置演算回路11に接続されている。初期設定を行うための
操作キー5が接続されたシステムコントローラ15は、現
在位置演算回路11、バッファメモリ12、ROMコントロー
ラ13、およびディスプレイコントローラ14にそれぞれ接
続され各部を制御するようになっている。なお、現在位
置演算回路11、バッファメモリ12、ROMコントローラ1
3、ディスプレイコントローラ14、およびシステムコン
トローラ15により演算処理装置10が構成されている。
次に動作について説明する。まず、自動車の走行前にお
いて操作キー5を操作することによって初期の現在位置
(初期値)の設定を行う。すなわち、操作キー5により
ROM3に記憶されている道路地図のうち所望の道路地図を
アクセスして捜し出し、その道路地図をディスプレイ装
置4上に表示する。そして、更に操作キー5を操作し
て、現在位置をディスプレイ装置4上の道路地図の一点
にプロットして表示する。
自動車の走行中においては、方向検出装置1から進行方
向の検出データが、走行量検出装置2から走行量の検出
データがそれぞれ現在位置演算回路11に供給される。こ
の現在位置演算回路11からは、現在時刻tn+1に、この時
刻tn+1におけるデータの時間Δt(たとえば0.1秒)前
の時刻tnにおけるデータに対する変化分のデータ(Δl,
θ,Δt)がシステムコントローラ15に送られる。ここ
で、Δlは走行量を、θは進行方向を、Δtはサンプリ
ング時間をそれぞれ表すものとする。
たとえば、第6図に示すように、時刻tnにおける位置が
ブランチBn上の点Pnにあったとする。そして、方向検出
装置1および走行量検出装置2による時刻tn+1における
検出位置がノードNnを越えずにブランチBn上からはずれ
て点Xn+1になった場合には、現在位置演算回路11により
現在位置は点Xn+1からブランチBn上の点Pn+1に修正され
てディスプレイ装置4に表示されるようになっている。
これは、自動車は必ず道路(ブランチ)上を走行すると
いう前提に基づいてなされることである。
また、第7図に示すように、時刻tnにおける位置がブラ
ンチBn上の点Pnにあったとする。そして、方向検出装置
1および走行量検出装置2による時刻tn+1における検出
位置がノードNnを越えてブランチBn上からはずれて点X
n+1になった場合には、現在位置演算回路11によりノー
ドNnに接続されるブランチが捜し出される。ここでは、
3つのブランチBa,Bb,Bcが捜し出されたとすると、現
在位置はこれらのブランチBa,Bb,Bcのいずれかの上に
あるはずである。これは、前述したように、自動車は必
ず道路(ブランチ)上を走行するという前提があるから
である。次に、時刻tn+1における点PnからΔl離れた各
ブランチBa,Bb,Bc上の各点Pan+1,Pbn+1,Pcn+1がそ
れぞれ求められる。また、これと同時に、点Xn+1から各
点Pan+1,Pbn+1,Pcn+1までの距離Δlan+1,Δlbn+1
Δlcn+1がそれぞれ求められる。そして、これらの距離
Δlan+1,Δlbn+1,Δlcn+1のうち最も小さい値を有す
る点(Pan+1,Pbn+1,Pcn+1のいずれかの点)が現在位
置である可能性が高い。しかし、正確な表示を行うため
に、更に時刻tn+2における検出位置の点Xn+2から各ブラ
ンチBa,Bb,Bc上の各点Pan+2,Pbn+2,Pcn+2および各
距離Δlan+2,Δlbn+2,Δlcn+2が求められ、距離の総
和Δlan+1+Δlan+2,Δlbn+1+Δlbn+2,Δlcn+1+Δl
cn+2の最も小さい値を有する点(この場合にはPan+2
する)が選択され、現在位置が点Xn+2からブランチBa
の点Pan+2に修正されてディスプレイ装置4に表示され
るようになっている。なお、走行量検出装置2による走
行量の検出誤差を考慮して、たとえば自動車が交差点で
直角に曲がるような進行方向の大きな変化が方向検出装
置1により検出された点をノードとすることによって、
より正確な現在位置の表示を行うことができる。このよ
うに、本実施例のナビゲーション装置においては、自動
車は必ず道路上を走行するという前提に基いて動作する
ようになっている。
また、自動車の現在位置がディスプレイ装置4上に表示
されている道路地図の領域からはみ出しそうになった場
合には、現在位置演算回路11によりこれが検出される。
そして、ROMコントローラ13によりROM3から新たな道路
地図情報が読み出され、バッファメモリ12、ディスプレ
イコントローラ14を介してディスプレイ装置4上に自動
車の進行方向に合った新たな道路地図が表示されるよう
になっている。
上述したようなナビゲーション装置を備えた本実施例の
自動車によれば、位置検出装置としての方向検出装置1
および走行量検出装置2にそれほど高精度なものを用い
なくても、該方向検出装置1および走行量検出装置2か
らの各検出情報とROM3からの道路地図情報を演算処理装
置10で比較することにより自動車の現在位置を修正して
正確に表示することができるため、コストを下げること
ができる。また、自動車の現在位置がディスプレイ装置
4上に表示されている道路地図の領域からはみ出しそう
になった場合には、自動的に該自動車の進行方向に合っ
た新たな道路地図が表示されるため、従来のように道路
地図を交換する手間がかからず使い易さを向上させるこ
とができる。更に、前述したように、上記ROM3にコンパ
クトディスクシステムを地いるようにすれば、該コンパ
クトディスクシステム以外のハードウェアのコストをか
なり下げることができる。
〔発明の効果〕
上述したように、本発明に係る車両用のナビゲーション
装置は、演算処理装置により、現在位置検出手段から得
られる車両の現在位置と道路地図情報による道路上の位
置とを比較し、現在位置検出手段によって検出された車
両の現在位置との距離が最短の道路を選択し、車両の現
在位置を上記選択された道路上に位置するように修正す
るようにしてなるので、自動車等の車両の現在位置をデ
ィスプレイ装置に表示される道路地図上に常に正確に表
示させることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係るナビゲーション装置を示すブロッ
ク図であり、第2図は本発明に係るナビゲーション装置
に適用される方向検出装置の一例を示すブロック図、第
3図は第2図に示した方向検出装置におけるホール素子
と地磁気の位置関係を示す模式図、第4図は上記ナビゲ
ーション装置におけるROMに書き込まれる道路地図情報
のフォーマットを説明するための道路地図の模式図、第
5図は本実施例の自動車のダッシュボード周辺を概略的
に示す模式図、第6図および第7図は上記ナビゲーショ
ン装置の動作を説明するための道路地図の模式図であ
り、第6図は検出位置がノードNnを越えなかった場合
を、第7図は検出位置がノードNnを越えた場合をそれぞ
れ示すものである。 1……方向検出装置 2……走行量検出装置 3……ROM 4……ディスプレイ装置 5……操作キー 10……演算処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−119377(JP,A) 特開 昭57−135972(JP,A) 特開 昭57−20681(JP,A) 特開 昭58−132612(JP,A) 特開 昭60−45285(JP,A) 特開 昭58−129313(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両の現在位置を検出するための現在位置
    検出手段と、 道路地図情報が記憶された記憶装置と、 上記現在位置検出手段の出力及び上記記憶装置から読み
    出された道路地図情報に基づいて現在位置情報を算出す
    る演算処理装置と、 上記記憶装置から読み出された道路地図情報を表示する
    とともにこの表示される道路地図上に上記現在位置情報
    による現在位置を表示するディスプレイ装置とを有し、 上記演算処理装置において、上記現在位置検出手段から
    得られる車両の現在位置と上記道路地図情報による道路
    上の位置とを比較し、上記検出された車両の現在位置と
    の距離が最短の道路を選択し、上記車両の現在位置を上
    記選択された道路上に位置するように修正することを特
    徴とする車両用のナビゲーション装置。
JP59179658A 1984-08-29 1984-08-29 車両用のナビゲーション装置 Expired - Lifetime JPH0789062B2 (ja)

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JP59179658A JPH0789062B2 (ja) 1984-08-29 1984-08-29 車両用のナビゲーション装置

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JP8200168A Division JP2894288B2 (ja) 1996-07-30 1996-07-30 車両用のナビゲーション装置
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JPS6057070B2 (ja) * 1981-12-25 1985-12-13 シャープ株式会社 自動車の車輛位置表示装置
JPS59119397A (ja) * 1982-12-25 1984-07-10 富士通株式会社 音声認識装置

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