JP2783924B2 - 車両位置検出装置 - Google Patents
車両位置検出装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
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- Traffic Control Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両位置検出装置に係
り、特にＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）
衛星を用いて３角測量の原理で経度、緯度からなる車両
位置を検出するようにした車両位置検出装置に関する。
り、特にＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）
衛星を用いて３角測量の原理で経度、緯度からなる車両
位置を検出するようにした車両位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の現在位置を検出し、現在位置周辺
の地図データをＣＤ−ＲＯＭ等の地図データ記憶手段か
ら読み出して、該地図データに基づいて地図画像をディ
スプレイ画面に描画するとともに、車両位置マーク（ロ
ケーションカーソル）を該地図画像上に表示し、車両の
移動に応じて車両位置マークを移動するか地図をスクロ
ールして、運転者が所望の目的地に容易に到達できるよ
うにした車載ナビゲータがある。
の地図データをＣＤ−ＲＯＭ等の地図データ記憶手段か
ら読み出して、該地図データに基づいて地図画像をディ
スプレイ画面に描画するとともに、車両位置マーク（ロ
ケーションカーソル）を該地図画像上に表示し、車両の
移動に応じて車両位置マークを移動するか地図をスクロ
ールして、運転者が所望の目的地に容易に到達できるよ
うにした車載ナビゲータがある。
【０００３】地図データは、（１）ノードリストや道路
リスト、交差点構成ノードリスト等からなる道路レイヤ
と、（２）地図上の道路、河川、建物などを表示するた
めの背景レイヤと、（３）市町村名などを表示するため
の文字レイヤなどから構成され、ディスプレイ画面に表
示される地図画像は背景レイヤと文字レイヤに基づいて
作成され、マップマッチング処理や誘導経路の探索処理
は道路レイヤに基づいてなされる。
リスト、交差点構成ノードリスト等からなる道路レイヤ
と、（２）地図上の道路、河川、建物などを表示するた
めの背景レイヤと、（３）市町村名などを表示するため
の文字レイヤなどから構成され、ディスプレイ画面に表
示される地図画像は背景レイヤと文字レイヤに基づいて
作成され、マップマッチング処理や誘導経路の探索処理
は道路レイヤに基づいてなされる。
【０００４】車載ナビゲータでの車両位置の検出法に
は、距離センサと方位センサを用いて、単位走行距離毎
の位置変化分を求め積算していく推測航法と、所定の衛
星を用いて３角測量の原理で位置を計算する衛星航法
（ＧＰＳ）とがある。前者の推測航法は、比較的低コス
トで車両位置の検出ができるが、走行距離が長くなるに
つれて、センサ誤差が累積する欠点があり、マップマッ
チング等の補正処理が必要になる。これに対し、後者の
衛星航法にはそのような欠点はなく、高精度に絶対的な
車両位置を求めることかでき、しかも、ＧＰＳ受信機の
低価格化も進んできていることから、近年、脚光を浴び
ているものである。
は、距離センサと方位センサを用いて、単位走行距離毎
の位置変化分を求め積算していく推測航法と、所定の衛
星を用いて３角測量の原理で位置を計算する衛星航法
（ＧＰＳ）とがある。前者の推測航法は、比較的低コス
トで車両位置の検出ができるが、走行距離が長くなるに
つれて、センサ誤差が累積する欠点があり、マップマッ
チング等の補正処理が必要になる。これに対し、後者の
衛星航法にはそのような欠点はなく、高精度に絶対的な
車両位置を求めることかでき、しかも、ＧＰＳ受信機の
低価格化も進んできていることから、近年、脚光を浴び
ているものである。
【０００５】ＧＰＳでは、地球を周回する複数の所定軌
道の各々に複数の衛星（ＧＰＳ衛星）を乗せ、各ＧＰＳ
衛星から航法メッセージ（軌道情報、暦等）と衛星毎に
異なるＰＲＮコード（Ｃ／ＡコードまたはＰコード）
を、スペクトラム拡散変調で送信している。これら各Ｇ
ＰＳ衛星からの衛星信号を車載ナビゲータに装備された
ＧＰＳ受信機で受信し、逆拡散してＰＲＮコードと航法
メッセージを復調する。各ＧＰＳ衛星は互いに同期した
原子時計を内蔵しており、ＰＲＮコードは衛星の送信時
刻を示している。ＧＰＳ受信機は、自身に内蔵された時
計を用いて、各ＧＰＳ衛星から車両まで衛星信号が到達
するに要する時間をＰＲＮコードより測定し、光速を
乗じるとともに航法メッセージを用いて所定の補正を行
うことで、ＧＰＳ衛星−車両間の距離を所定の複数のＧ
ＰＳ衛星について計算する。そして、各ＧＰＳ衛星の位
置は、航法メッセージより計算できるので、該ＧＰＳ衛
星位置データとＧＰＳ衛星−車両間距離データを用い
て、３角測量の原理で車両位置を計算する。
道の各々に複数の衛星（ＧＰＳ衛星）を乗せ、各ＧＰＳ
衛星から航法メッセージ（軌道情報、暦等）と衛星毎に
異なるＰＲＮコード（Ｃ／ＡコードまたはＰコード）
を、スペクトラム拡散変調で送信している。これら各Ｇ
ＰＳ衛星からの衛星信号を車載ナビゲータに装備された
ＧＰＳ受信機で受信し、逆拡散してＰＲＮコードと航法
メッセージを復調する。各ＧＰＳ衛星は互いに同期した
原子時計を内蔵しており、ＰＲＮコードは衛星の送信時
刻を示している。ＧＰＳ受信機は、自身に内蔵された時
計を用いて、各ＧＰＳ衛星から車両まで衛星信号が到達
するに要する時間をＰＲＮコードより測定し、光速を
乗じるとともに航法メッセージを用いて所定の補正を行
うことで、ＧＰＳ衛星−車両間の距離を所定の複数のＧ
ＰＳ衛星について計算する。そして、各ＧＰＳ衛星の位
置は、航法メッセージより計算できるので、該ＧＰＳ衛
星位置データとＧＰＳ衛星−車両間距離データを用い
て、３角測量の原理で車両位置を計算する。
【０００６】ＧＰＳは、３次元測位（例えば、経度、緯
度、高度）を基本とするシステムであり、海上のように
高度が０ｍと予め分かっている場合は、２次元測位で経
度、緯度の測定が可能となる。図４は、ＧＰＳ受信機の
時計とＧＰＳ衛星の時計が完全に同期しているとした場
合の３次元測位と２次元測位の説明図である。
度、高度）を基本とするシステムであり、海上のように
高度が０ｍと予め分かっている場合は、２次元測位で経
度、緯度の測定が可能となる。図４は、ＧＰＳ受信機の
時計とＧＰＳ衛星の時計が完全に同期しているとした場
合の３次元測位と２次元測位の説明図である。
【０００７】まず、３次元測位について説明すると、適
当な３次元座標系において、或る観測点から観測可能な
３つのＧＰＳ衛星ＳＴＬ１〜ＳＴＬ３の位置がＰ1 〜Ｐ
3 、各ＧＰＳ衛星ＳＴＬ１〜ＳＴＬ３と車両間の距離が
Ｒ1 〜Ｒ3 となったとき、Ｐ 1 〜Ｐ3 から各々半径Ｒ1
〜Ｒ3 の球面ＣＵＢ１〜ＣＵＢ３を描き、球面ＣＵＢ１
とＣＵＢ２が交わる円ＣＩＬ12と球面ＣＵＢ３の交点
Ｓ、Ｑの３次元座標値を求める。Ｓ、Ｑの内、一方が観
測点の真の位置であり、他方は偽の位置であるが、該偽
の位置は観測点として考えられる値と掛け離れているの
で（地球から遙か離れた宇宙空間）、容易に除外でき
る。即ち、３次元測位は、観測点に関する未知数が３つ
あるとき（例えば、経度、緯度、高度）、３つのＧＰＳ
衛星からの衛星信号を受信し、これら３つの衛星の位置
と観測点までの距離を用いて、３次元座標の３つの連立
方程式を立て、解を求めるものである。
当な３次元座標系において、或る観測点から観測可能な
３つのＧＰＳ衛星ＳＴＬ１〜ＳＴＬ３の位置がＰ1 〜Ｐ
3 、各ＧＰＳ衛星ＳＴＬ１〜ＳＴＬ３と車両間の距離が
Ｒ1 〜Ｒ3 となったとき、Ｐ 1 〜Ｐ3 から各々半径Ｒ1
〜Ｒ3 の球面ＣＵＢ１〜ＣＵＢ３を描き、球面ＣＵＢ１
とＣＵＢ２が交わる円ＣＩＬ12と球面ＣＵＢ３の交点
Ｓ、Ｑの３次元座標値を求める。Ｓ、Ｑの内、一方が観
測点の真の位置であり、他方は偽の位置であるが、該偽
の位置は観測点として考えられる値と掛け離れているの
で（地球から遙か離れた宇宙空間）、容易に除外でき
る。即ち、３次元測位は、観測点に関する未知数が３つ
あるとき（例えば、経度、緯度、高度）、３つのＧＰＳ
衛星からの衛星信号を受信し、これら３つの衛星の位置
と観測点までの距離を用いて、３次元座標の３つの連立
方程式を立て、解を求めるものである。
【０００８】次に、２次元測位について説明すると、適
当な３次元座標系において、予め、自身を含む平面が既
知な或る観測点から観測可能な２つのＧＰＳ衛星ＳＴＬ
１とＳＴＬ２の位置がＰ1 とＰ2 、各ＧＰＳ衛星ＳＴＬ
１とＳＴＬ２と車両間の距離がＲ1 とＲ2 となったと
き、Ｐ1 とＰ2 から各々半径Ｒ1 とＲ2 の球面ＣＵＢ１
とＣＵＢ２を描き、球面ＣＵＢ１とＣＵＢ２が交わる円
ＣＩＬ12と既知な平面との交わる点（２つあるが、真と
偽の区別は容易である）の座標値を求める。即ち、２次
元測位は、例えば、観測点に関する未知数が２つあると
き（例えば、経度、緯度）、２つのＧＰＳ衛星の位置と
これら２つのＧＰＳ衛星から観測点までの距離を用い
て、３次元座標の２つの連立方程式を立て、かつ、観測
点の既知の値（例えば高度）に関する１つの方程式を立
て、先の２つの連立方程式と合わせた３つの連立方程式
を解くことである。
当な３次元座標系において、予め、自身を含む平面が既
知な或る観測点から観測可能な２つのＧＰＳ衛星ＳＴＬ
１とＳＴＬ２の位置がＰ1 とＰ2 、各ＧＰＳ衛星ＳＴＬ
１とＳＴＬ２と車両間の距離がＲ1 とＲ2 となったと
き、Ｐ1 とＰ2 から各々半径Ｒ1 とＲ2 の球面ＣＵＢ１
とＣＵＢ２を描き、球面ＣＵＢ１とＣＵＢ２が交わる円
ＣＩＬ12と既知な平面との交わる点（２つあるが、真と
偽の区別は容易である）の座標値を求める。即ち、２次
元測位は、例えば、観測点に関する未知数が２つあると
き（例えば、経度、緯度）、２つのＧＰＳ衛星の位置と
これら２つのＧＰＳ衛星から観測点までの距離を用い
て、３次元座標の２つの連立方程式を立て、かつ、観測
点の既知の値（例えば高度）に関する１つの方程式を立
て、先の２つの連立方程式と合わせた３つの連立方程式
を解くことである。
【０００９】但し、実際には、ＧＰＳ受信機の時計とＧ
ＰＳ衛星の原子時計との間に、計時している時刻のずれ
があるので、このずれも未知数に含めなければならず、
１回の３次元測位では４つのＧＰＳ衛星から衛星信号を
受信し、これら４つのＧＰＳ衛星の位置と観測点までの
距離を求め、４つの連立方程式を立てて解を求め、１回
の２次元測位では３つのＧＰＳ衛星から衛星信号を受信
し、これら３つのＧＰＳ衛星の位置と観測点までの距離
を求め、３つの連立方程式を立てて解を求めるようにし
ている。
ＰＳ衛星の原子時計との間に、計時している時刻のずれ
があるので、このずれも未知数に含めなければならず、
１回の３次元測位では４つのＧＰＳ衛星から衛星信号を
受信し、これら４つのＧＰＳ衛星の位置と観測点までの
距離を求め、４つの連立方程式を立てて解を求め、１回
の２次元測位では３つのＧＰＳ衛星から衛星信号を受信
し、これら３つのＧＰＳ衛星の位置と観測点までの距離
を求め、３つの連立方程式を立てて解を求めるようにし
ている。
【００１０】即ち、地球中心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ直
交座標系での３次元測位においては、観測点の位置Ｐ0
を（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）、ｉ（ｉ＝１，２，３，４）番
目のＧＰＳ衛星の位置Ｐi を（ｘi ，ｙi ，ｚi ）、ｉ
番目のＧＰＳ衛星からの電波到達時間をτi 、時刻誤差
をδｔとすると、 ｛（ｘi −ｘ0 ）2 ＋（ｙi −ｙ0 ）2 ＋（ｚi −ｚ0 ）2 ｝1/2 ＝ｃ・（τi ＋δｔ） が成立し、ｃ・τi ＝Ｒi 、ｃ・δｔ＝ｓとおけば、 ｛（ｘi −ｘ0 ）2 ＋（ｙi −ｙ0 ）2 ＋（ｚi −ｚ0 ）2 ｝1/2 −ｓ ＝Ｒi ・・・（１） となる。４つのＧＰＳ衛星につき（１）式が成立するの
で、４つの未知数ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ，ｓを求めることに
より、時刻誤差を修正した高精度の観測点位置ｘ0 ，ｙ
0 ，ｚ0 が求まる。所定の座標変換を施せば経度、緯
度、高度が得られる。
交座標系での３次元測位においては、観測点の位置Ｐ0
を（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）、ｉ（ｉ＝１，２，３，４）番
目のＧＰＳ衛星の位置Ｐi を（ｘi ，ｙi ，ｚi ）、ｉ
番目のＧＰＳ衛星からの電波到達時間をτi 、時刻誤差
をδｔとすると、 ｛（ｘi −ｘ0 ）2 ＋（ｙi −ｙ0 ）2 ＋（ｚi −ｚ0 ）2 ｝1/2 ＝ｃ・（τi ＋δｔ） が成立し、ｃ・τi ＝Ｒi 、ｃ・δｔ＝ｓとおけば、 ｛（ｘi −ｘ0 ）2 ＋（ｙi −ｙ0 ）2 ＋（ｚi −ｚ0 ）2 ｝1/2 −ｓ ＝Ｒi ・・・（１） となる。４つのＧＰＳ衛星につき（１）式が成立するの
で、４つの未知数ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ，ｓを求めることに
より、時刻誤差を修正した高精度の観測点位置ｘ0 ，ｙ
0 ，ｚ0 が求まる。所定の座標変換を施せば経度、緯
度、高度が得られる。
【００１１】また、予め観測点の高度ｈが分かっている
場合の２次元測位においては、３つのＧＰＳ衛星につ
き、（１）式が成立し（但し、ｉ＝１，２，３）、これ
に高さｈに関する次式、 ｛ｘ0 2 ＋ｙ0 2 ＋ｚ0 2 ｝1/2 ＝ｈ ・・・（２） を合わせて、４つの未知数ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ，ｓを求め
ることにより、時刻誤差を修正した高精度の位置ｘ0 ，
ｙ0 ，ｚ0 が求まり、所定の座標変換を施せば経度、緯
度が得られる。
場合の２次元測位においては、３つのＧＰＳ衛星につ
き、（１）式が成立し（但し、ｉ＝１，２，３）、これ
に高さｈに関する次式、 ｛ｘ0 2 ＋ｙ0 2 ＋ｚ0 2 ｝1/2 ＝ｈ ・・・（２） を合わせて、４つの未知数ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ，ｓを求め
ることにより、時刻誤差を修正した高精度の位置ｘ0 ，
ｙ0 ，ｚ0 が求まり、所定の座標変換を施せば経度、緯
度が得られる。
【００１２】以上のように、ＧＰＳでは３次元測位と２
次元測位が可能ではあるが、車両位置の検出では高度が
未知数となるので、従来の車載ナビゲータに用いられて
いるＧＰＳ受信機は、４つのＧＰＳ衛星を利用して３次
元測位を行い、経度、緯度、高度を求めるようになって
おり、この内、経度、緯度データを車両位置データとし
て出力している。
次元測位が可能ではあるが、車両位置の検出では高度が
未知数となるので、従来の車載ナビゲータに用いられて
いるＧＰＳ受信機は、４つのＧＰＳ衛星を利用して３次
元測位を行い、経度、緯度、高度を求めるようになって
おり、この内、経度、緯度データを車両位置データとし
て出力している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＧＰＳで
は、観測点から観測可能であれば、どの４つのＧＰＳ衛
星を組み合わせても３次元測位で高精度な位置検出が可
能という訳ではなく、組み合わされる衛星配置により、
精度に差が生じる。図５に示す如く、観測点Ｐ0 を中心
とした単位球面ＣＵＢ０上に現実のＧＰＳ衛星ＳＴＬ１
〜ＳＴＬ４の見える方向に合わせてＧＰＳ衛星を置き直
し、これら置き直した４つのＧＰＳ衛星の位置Ｐ1 ′〜
Ｐ4 ′を互いに結んでできる４面体Ｖの体積が大きいほ
ど、精度が向上する。２次元測位の場合も同様に組み合
わされる３つのＧＰＳ衛星の配置により精度に差が生じ
る。そこで、ＧＰＳでは衛星配置による精度低下率を表
すＤＯＰ値を計算し、該ＤＯＰ値が最小となる組み合わ
せのＧＰＳ衛星を対象として、測位を行うようになって
いる。３次元測位では、ＰＤＯＰ値（３次元位置の精度
低下率）またはＧＤＯＰ値（３次元位置と時刻の精度低
下率）が最小となる衛星配置を選択し、二次元測位では
ＨＤＯＰ値（水平方向の２次元位置の精度低下率）また
はＨＴＤＯＰ値（水平方向の２次元位置と時刻の精度低
下率）が最小となる衛星配置を選択する。これら各種Ｄ
ＯＰ値の計算法は公知であるため説明を省略する。
は、観測点から観測可能であれば、どの４つのＧＰＳ衛
星を組み合わせても３次元測位で高精度な位置検出が可
能という訳ではなく、組み合わされる衛星配置により、
精度に差が生じる。図５に示す如く、観測点Ｐ0 を中心
とした単位球面ＣＵＢ０上に現実のＧＰＳ衛星ＳＴＬ１
〜ＳＴＬ４の見える方向に合わせてＧＰＳ衛星を置き直
し、これら置き直した４つのＧＰＳ衛星の位置Ｐ1 ′〜
Ｐ4 ′を互いに結んでできる４面体Ｖの体積が大きいほ
ど、精度が向上する。２次元測位の場合も同様に組み合
わされる３つのＧＰＳ衛星の配置により精度に差が生じ
る。そこで、ＧＰＳでは衛星配置による精度低下率を表
すＤＯＰ値を計算し、該ＤＯＰ値が最小となる組み合わ
せのＧＰＳ衛星を対象として、測位を行うようになって
いる。３次元測位では、ＰＤＯＰ値（３次元位置の精度
低下率）またはＧＤＯＰ値（３次元位置と時刻の精度低
下率）が最小となる衛星配置を選択し、二次元測位では
ＨＤＯＰ値（水平方向の２次元位置の精度低下率）また
はＨＴＤＯＰ値（水平方向の２次元位置と時刻の精度低
下率）が最小となる衛星配置を選択する。これら各種Ｄ
ＯＰ値の計算法は公知であるため説明を省略する。
【００１４】車両位置の検出は、３次元測位でなされる
ので、ＰＤＯＰ値またはＧＤＯＰ値が最小となる４つの
ＧＰＳ衛星が選択されている。けれども、車両の現在位
置から観測可能なＧＰＳ衛星の中からＰＤＯＰ値やＧＤ
ＯＰ値の最小となる４つのＧＰＳ衛星を選択したとき、
一般には、ＨＤＯＰ値やＨＴＤＯＰ値が最小の組み合わ
せとはなっておらず、観測可能なＧＰＳ衛星の中からＨ
ＤＯＰ値やＨＴＤＯＰ値の最小となる３つのＧＰＳ衛星
を選択した場合に較べて遙かに大きな値となっている。
この点に関し、初めからＨＤＯＰ値やＨＴＤＯＰ値の最
小となる３つのＧＰＳ衛星を選択し、高度データに予め
用意した一定値を用いて２次元測位で経度、緯度の車両
位置を検出することが考えられるが、大抵の場合、高度
データと車両現在位置での実際の高度との間に大きな誤
差が存在しており、該誤差のＨＤＯＰ値（ＨＴＤＯＰ）
値倍程度だけ、水平精度が悪化するので、却って前述し
た３次元測位の方が水平方向の位置検出精度がよくなっ
てしまう。
ので、ＰＤＯＰ値またはＧＤＯＰ値が最小となる４つの
ＧＰＳ衛星が選択されている。けれども、車両の現在位
置から観測可能なＧＰＳ衛星の中からＰＤＯＰ値やＧＤ
ＯＰ値の最小となる４つのＧＰＳ衛星を選択したとき、
一般には、ＨＤＯＰ値やＨＴＤＯＰ値が最小の組み合わ
せとはなっておらず、観測可能なＧＰＳ衛星の中からＨ
ＤＯＰ値やＨＴＤＯＰ値の最小となる３つのＧＰＳ衛星
を選択した場合に較べて遙かに大きな値となっている。
この点に関し、初めからＨＤＯＰ値やＨＴＤＯＰ値の最
小となる３つのＧＰＳ衛星を選択し、高度データに予め
用意した一定値を用いて２次元測位で経度、緯度の車両
位置を検出することが考えられるが、大抵の場合、高度
データと車両現在位置での実際の高度との間に大きな誤
差が存在しており、該誤差のＨＤＯＰ値（ＨＴＤＯＰ）
値倍程度だけ、水平精度が悪化するので、却って前述し
た３次元測位の方が水平方向の位置検出精度がよくなっ
てしまう。
【００１５】また、１回分の車両位置検出を２段階で行
うようにし、前段で３次元測位により高度を求め、後段
で該高度データを用いて２次元測位し、最終的な経度、
緯度の車両位置を決定することも考えられるが、元々３
次元測位における高度の検出精度がそれほど高くないた
め（観測できるＧＰＳ衛星が水平面の上方に限られてい
るため。２次元測位では、観測できる衛星が３６０度の
範囲内で限定されず精度が高くなる）、後段の２次元測
位による位置検出精度が悪化してしまう。このように、
ＧＰＳでは、高さ方向の位置も或る程度の精度で検出し
なくてはならず、経度、緯度のような水平方向の検出精
度に一定の限界があるという問題があった。
うようにし、前段で３次元測位により高度を求め、後段
で該高度データを用いて２次元測位し、最終的な経度、
緯度の車両位置を決定することも考えられるが、元々３
次元測位における高度の検出精度がそれほど高くないた
め（観測できるＧＰＳ衛星が水平面の上方に限られてい
るため。２次元測位では、観測できる衛星が３６０度の
範囲内で限定されず精度が高くなる）、後段の２次元測
位による位置検出精度が悪化してしまう。このように、
ＧＰＳでは、高さ方向の位置も或る程度の精度で検出し
なくてはならず、経度、緯度のような水平方向の検出精
度に一定の限界があるという問題があった。
【００１６】以上から本発明の目的は、経度、緯度から
なる車両位置を極めて高い精度で検出できる車両位置検
出装置を提供するとにある。
なる車両位置を極めて高い精度で検出できる車両位置検
出装置を提供するとにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明の１
つにおいては、車両から観測可能なＧＰＳ衛星の中で、
測位に最適なＧＰＳ衛星の組み合わせを選択する衛星選
択手段と、選択された各ＧＰＳ衛星を用いて、所定の測
位法に従い経度、緯度からなる車両位置の計算を行う位
置計算手段を含む車両位置検出装置において、経度、緯
度からなる車両位置に対応した高度データを発生する高
度データ発生手段を設け、前記衛星選択手段は、ＨＤＯ
Ｐ値またはＨＴＤＯＰ値の最も小さくなる２次元測位用
のＧＰＳ衛星の組み合せを選択するようにし、前記位置
計算手段は、前回検出した経度、緯度からなる車両位置
に対応する高度データを高度データ発生手段から入力
し、該高度データと、衛星選択手段で選択された各ＧＰ
Ｓ衛星を用いて、２次元測位により、経度、緯度からな
る今回の車両位置を計算するようにしたことにより達成
される。
つにおいては、車両から観測可能なＧＰＳ衛星の中で、
測位に最適なＧＰＳ衛星の組み合わせを選択する衛星選
択手段と、選択された各ＧＰＳ衛星を用いて、所定の測
位法に従い経度、緯度からなる車両位置の計算を行う位
置計算手段を含む車両位置検出装置において、経度、緯
度からなる車両位置に対応した高度データを発生する高
度データ発生手段を設け、前記衛星選択手段は、ＨＤＯ
Ｐ値またはＨＴＤＯＰ値の最も小さくなる２次元測位用
のＧＰＳ衛星の組み合せを選択するようにし、前記位置
計算手段は、前回検出した経度、緯度からなる車両位置
に対応する高度データを高度データ発生手段から入力
し、該高度データと、衛星選択手段で選択された各ＧＰ
Ｓ衛星を用いて、２次元測位により、経度、緯度からな
る今回の車両位置を計算するようにしたことにより達成
される。
【００１８】また本発明の他の１つにおいては、車両位
置の計算が一定時間以上できなかった直後においては、
前記衛星選択手段はＰＤＯＰ値またはＧＤＯＰ値の最も
小さくなる３次元測位用のＧＰＳ衛星の組み合わせを選
択し、かつ、前記位置計算手段は、これら選択された各
ＧＰＳ衛星を用いて、３次元測位により、経度、緯度か
らなる車両位置を計算するようにしたことにより達成さ
れる。
置の計算が一定時間以上できなかった直後においては、
前記衛星選択手段はＰＤＯＰ値またはＧＤＯＰ値の最も
小さくなる３次元測位用のＧＰＳ衛星の組み合わせを選
択し、かつ、前記位置計算手段は、これら選択された各
ＧＰＳ衛星を用いて、３次元測位により、経度、緯度か
らなる車両位置を計算するようにしたことにより達成さ
れる。
【００１９】また本発明の更に他の１つにおいては、前
記標高データ発生手段は、予め、経度、緯度からなる各
２次元位置毎の標高データを記憶した記憶手段を含むこ
とにより達成される。
記標高データ発生手段は、予め、経度、緯度からなる各
２次元位置毎の標高データを記憶した記憶手段を含むこ
とにより達成される。
【００２０】
【作用】本発明の１つによれば、車両から観測可能なＧ
ＰＳ衛星の中から、ＨＤＯＰ値またはＨＴＤＯＰ値の最
も小さくなる２次元測位用のＧＰＳ衛星の組み合せを選
択するとともに、前回検出した経度、緯度からなる車両
位置に対応する高度データを高度データ発生手段から入
力し、該高度データと、選択された各ＧＰＳ衛星を用い
て、２次元測位により、経度、緯度からなる今回の車両
位置を計算する。これにより、車両の移動中、車両現在
位置における正確な高度情報を用いて、しかも、最適な
ＧＰＳ衛星の組み合わせで車両位置を２次元測位できる
ことになり、従来の３次元測位に比し、遙かに高精度に
経度、緯度からなる車両位置の検出が可能となる。
ＰＳ衛星の中から、ＨＤＯＰ値またはＨＴＤＯＰ値の最
も小さくなる２次元測位用のＧＰＳ衛星の組み合せを選
択するとともに、前回検出した経度、緯度からなる車両
位置に対応する高度データを高度データ発生手段から入
力し、該高度データと、選択された各ＧＰＳ衛星を用い
て、２次元測位により、経度、緯度からなる今回の車両
位置を計算する。これにより、車両の移動中、車両現在
位置における正確な高度情報を用いて、しかも、最適な
ＧＰＳ衛星の組み合わせで車両位置を２次元測位できる
ことになり、従来の３次元測位に比し、遙かに高精度に
経度、緯度からなる車両位置の検出が可能となる。
【００２１】また、車両位置の計算が一定時間以上でき
なかった直後においては、ＰＤＯＰ値またはＧＤＯＰ値
の最も小さくなる３次元測位用のＧＰＳ衛星の組み合わ
せを選択するとともに、これら選択された各ＧＰＳ衛星
を用いて、３次元測位により、経度、緯度からなる車両
位置を計算し、次に、該車両位置に対応する高度データ
を用いて２次元測位により車両位置を計算する。これに
より、ＧＰＳ衛星による測位が一定時間以上不能となっ
ても、測位可能となった直後に或る程度の精度で車両位
置を検出できるので、以降、車両位置に対する正確な高
度データを用いた高精度の２次元測位を再開できる。
なかった直後においては、ＰＤＯＰ値またはＧＤＯＰ値
の最も小さくなる３次元測位用のＧＰＳ衛星の組み合わ
せを選択するとともに、これら選択された各ＧＰＳ衛星
を用いて、３次元測位により、経度、緯度からなる車両
位置を計算し、次に、該車両位置に対応する高度データ
を用いて２次元測位により車両位置を計算する。これに
より、ＧＰＳ衛星による測位が一定時間以上不能となっ
ても、測位可能となった直後に或る程度の精度で車両位
置を検出できるので、以降、車両位置に対する正確な高
度データを用いた高精度の２次元測位を再開できる。
【００２２】また経度、緯度からなる車両位置データを
入力すると、高度データ発生手段は、記憶手段から車両
位置に対応する高度データを読み出し、位置計算手段に
出力する。これにより、比較的簡単な構成で、車両位置
に対する高精度な高度データを用いることができる。
入力すると、高度データ発生手段は、記憶手段から車両
位置に対応する高度データを読み出し、位置計算手段に
出力する。これにより、比較的簡単な構成で、車両位置
に対する高精度な高度データを用いることができる。
【００２３】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係わる車載ナビゲ
ータの全体構成図である。図中、１１はナビゲーション
処理部であり、車両位置に応じた地図や車両位置マーク
の描画処理、最適経路探索処理等を行う。１２は地図デ
ータを記憶するＣＤ−ＲＯＭ等の地図情報記憶部であ
る。地図情報は、（１）ノードリストや道路リスト、交
差点構成ノードリスト等からなる道路レイヤと、（２）
地図上の道路、河川、建物などを表示するための背景レ
イヤと、（３）市町村名などを表示するための文字レイ
ヤなどから構成されている。１３は地図検索キー、地図
スクロールキー、経路探索キー等を備えた操作部、１４
は地図画像、車両位置マーク、最適経路等を表示するデ
ィスプレイ装置である。
ータの全体構成図である。図中、１１はナビゲーション
処理部であり、車両位置に応じた地図や車両位置マーク
の描画処理、最適経路探索処理等を行う。１２は地図デ
ータを記憶するＣＤ−ＲＯＭ等の地図情報記憶部であ
る。地図情報は、（１）ノードリストや道路リスト、交
差点構成ノードリスト等からなる道路レイヤと、（２）
地図上の道路、河川、建物などを表示するための背景レ
イヤと、（３）市町村名などを表示するための文字レイ
ヤなどから構成されている。１３は地図検索キー、地図
スクロールキー、経路探索キー等を備えた操作部、１４
は地図画像、車両位置マーク、最適経路等を表示するデ
ィスプレイ装置である。
【００２４】地図データに格納された道路レイヤは図２
に示すデータ構成を有している。この内、道路リストＲ
ＤＬＴは道路別に、道路上の全ノード数、道路を構成す
るノードのノードリストＮＤＬＴ上の番号、道路の種別
（国道、高速道路、その他の別）、道路番号（道路名）
等のデータが含まれている。また、交差点構成ノードリ
ストＣＲＬＴは地図上の各交差点毎に、該交差点とリン
クを成す他端のノード（交差点構成ノードという）のノ
ードリストＮＤＬＴ上の番号の集合であり、ノードリス
トＮＤＬＴは道路を構成する全ノードのリストであり、
ノード毎に、位置情報（経度、緯度）、該ノードが交差
点であるか否かの交差点識別フラグ、該ノードの標高
（高度）、ノードが交差点であれば対応する交差点構成
ノードリストＣＲＬＴ上の位置を指し、交差点でなけれ
ば該ノードが属する道路リストＲＤＬＴ上の位置を指す
ポインタ等で構成されている。
に示すデータ構成を有している。この内、道路リストＲ
ＤＬＴは道路別に、道路上の全ノード数、道路を構成す
るノードのノードリストＮＤＬＴ上の番号、道路の種別
（国道、高速道路、その他の別）、道路番号（道路名）
等のデータが含まれている。また、交差点構成ノードリ
ストＣＲＬＴは地図上の各交差点毎に、該交差点とリン
クを成す他端のノード（交差点構成ノードという）のノ
ードリストＮＤＬＴ上の番号の集合であり、ノードリス
トＮＤＬＴは道路を構成する全ノードのリストであり、
ノード毎に、位置情報（経度、緯度）、該ノードが交差
点であるか否かの交差点識別フラグ、該ノードの標高
（高度）、ノードが交差点であれば対応する交差点構成
ノードリストＣＲＬＴ上の位置を指し、交差点でなけれ
ば該ノードが属する道路リストＲＤＬＴ上の位置を指す
ポインタ等で構成されている。
【００２５】１５は各ＧＰＳ衛星からの衛星電波を受波
するアンテナ、１６はＧＰＳ衛星信号を受信して、経
度、緯度からなる車両の現在位置を検出するＧＰＳ受信
機であり、１６ａはマルチビームアンテナ１５で受波さ
れた衛星信号のＲＦ増幅、周波数変換を行うＲＦ増幅・
周波数変換部、１６ｂはＧＰＳ衛星毎に異なる所定の逆
拡散コードで逆拡散し、Ｃ／Ａコード、Ｐコード、航法
メッセージ（軌道情報、暦等）などの各種データの復調
を行う復調部、１６ｃはＲＦ増幅・周波数変換部１６ａ
に対する同調制御や復調部１６ｂに対する逆拡散コード
の出力をしたり、復調データを入力して所定の演算を行
うマイコンであり、車両位置から観測可能なＧＰＳ衛星
をＲＦ増幅・周波数変換部１６ａと復調部１６ｂに捕捉
させるとともに、通常は、ＨＤＯＰまたはＨＴＤＯＰの
最小となる３つのＧＰＳ衛星の組み合わせを選択し、前
回検出した車両位置に対応する標高データを入力して、
該標高データと、選択したＧＰＳ衛星を用いて、２次元
測位による車両位置の検出を行い、一定時間以上測位が
不能となった直後は、ＰＤＯＰまたはＧＤＯＰの最小と
なる４つのＧＰＳ衛星の組み合わせを選択し、選択した
ＧＰＳ衛星を用いて、３次元測位による車両位置の検出
を行う。
するアンテナ、１６はＧＰＳ衛星信号を受信して、経
度、緯度からなる車両の現在位置を検出するＧＰＳ受信
機であり、１６ａはマルチビームアンテナ１５で受波さ
れた衛星信号のＲＦ増幅、周波数変換を行うＲＦ増幅・
周波数変換部、１６ｂはＧＰＳ衛星毎に異なる所定の逆
拡散コードで逆拡散し、Ｃ／Ａコード、Ｐコード、航法
メッセージ（軌道情報、暦等）などの各種データの復調
を行う復調部、１６ｃはＲＦ増幅・周波数変換部１６ａ
に対する同調制御や復調部１６ｂに対する逆拡散コード
の出力をしたり、復調データを入力して所定の演算を行
うマイコンであり、車両位置から観測可能なＧＰＳ衛星
をＲＦ増幅・周波数変換部１６ａと復調部１６ｂに捕捉
させるとともに、通常は、ＨＤＯＰまたはＨＴＤＯＰの
最小となる３つのＧＰＳ衛星の組み合わせを選択し、前
回検出した車両位置に対応する標高データを入力して、
該標高データと、選択したＧＰＳ衛星を用いて、２次元
測位による車両位置の検出を行い、一定時間以上測位が
不能となった直後は、ＰＤＯＰまたはＧＤＯＰの最小と
なる４つのＧＰＳ衛星の組み合わせを選択し、選択した
ＧＰＳ衛星を用いて、３次元測位による車両位置の検出
を行う。
【００２６】図３はマイコン１６ｃによる車両位置検出
動作を示す流れ図であり、以下、同図を参照して説明す
る。まず、マイコン１６ｃは過去所定の一定時間内に車
両位置の計算を行うことができたか判断し（ステップ１
０１）、最初はＮＯとなるので、ＲＦ増幅・周波数変換
部１６ａと復調部１６ｂを制御してＧＰＳ衛星を捕捉さ
せながら、該復調部１６ｂから入力した復調データに基
づき、車両から観測可能なＧＰＳ衛星が４つ以上有り、
３次元測位が可能か判断する（ステップ１０２）。可能
であれば、捕捉しているＧＰＳ衛星の中でＰＤＯＰ値ま
たはＧＤＯＰ値の最小となる４つのＧＰＳ衛星の組み合
わせを選択し（ステップ１０３）、これら選択したＧＰ
Ｓ衛星からの受信結果等に基づき各衛星までの距離Ｒ1
〜Ｒ4 と位置Ｐ1 〜Ｐ4 を計算し、計算結果をそれぞれ
（１）式に代入して得られる４つの式より車両位置Ｐ0
＝（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）を求め、座標変換して経度、緯
度、高度を得（３次元測位）、この内、経度、緯度から
なる車両位置をナビゲーション処理部１１へ出力する
（ステップ１０４、１０５）。
動作を示す流れ図であり、以下、同図を参照して説明す
る。まず、マイコン１６ｃは過去所定の一定時間内に車
両位置の計算を行うことができたか判断し（ステップ１
０１）、最初はＮＯとなるので、ＲＦ増幅・周波数変換
部１６ａと復調部１６ｂを制御してＧＰＳ衛星を捕捉さ
せながら、該復調部１６ｂから入力した復調データに基
づき、車両から観測可能なＧＰＳ衛星が４つ以上有り、
３次元測位が可能か判断する（ステップ１０２）。可能
であれば、捕捉しているＧＰＳ衛星の中でＰＤＯＰ値ま
たはＧＤＯＰ値の最小となる４つのＧＰＳ衛星の組み合
わせを選択し（ステップ１０３）、これら選択したＧＰ
Ｓ衛星からの受信結果等に基づき各衛星までの距離Ｒ1
〜Ｒ4 と位置Ｐ1 〜Ｐ4 を計算し、計算結果をそれぞれ
（１）式に代入して得られる４つの式より車両位置Ｐ0
＝（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）を求め、座標変換して経度、緯
度、高度を得（３次元測位）、この内、経度、緯度から
なる車両位置をナビゲーション処理部１１へ出力する
（ステップ１０４、１０５）。
【００２７】なお、ステップ１０２で３次元測位不能で
あったとき、２次元測位可能か判断し（ステップ１０
６）、可能であれば、捕捉しているＧＰＳ衛星の中でＨ
ＤＯＰ値またはＨＴＤＯＰ値の最小となる３つのＧＰＳ
衛星の組み合わせを選択し（ステップ１０７）、これら
選択したＧＰＳ衛星からの受信結果等に基づき各衛星ま
での距離Ｒ1 〜Ｒ3 と位置Ｐ1 〜Ｐ3 を計算し、計算結
果をそれぞれ（１）式に代入して得られる３つの式と、
予め定められた一定値の高度データ、または、過去にナ
ビゲーション処理部１１から入手した最新の高度データ
をｈとして（２）式に代入して得られる１つの式より車
両位置Ｐ0 ＝（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）を求め、座標変換し
て経度、緯度、高度を得（２次元測位）、この内、経
度、緯度からなる車両位置データをナビゲーション処理
部１１へ出力する（ステップ１０８、１０５）。
あったとき、２次元測位可能か判断し（ステップ１０
６）、可能であれば、捕捉しているＧＰＳ衛星の中でＨ
ＤＯＰ値またはＨＴＤＯＰ値の最小となる３つのＧＰＳ
衛星の組み合わせを選択し（ステップ１０７）、これら
選択したＧＰＳ衛星からの受信結果等に基づき各衛星ま
での距離Ｒ1 〜Ｒ3 と位置Ｐ1 〜Ｐ3 を計算し、計算結
果をそれぞれ（１）式に代入して得られる３つの式と、
予め定められた一定値の高度データ、または、過去にナ
ビゲーション処理部１１から入手した最新の高度データ
をｈとして（２）式に代入して得られる１つの式より車
両位置Ｐ0 ＝（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）を求め、座標変換し
て経度、緯度、高度を得（２次元測位）、この内、経
度、緯度からなる車両位置データをナビゲーション処理
部１１へ出力する（ステップ１０８、１０５）。
【００２８】次いで、マイコン１６ｃはナビゲーション
処理部１１に対し今回検出した車両位置に対する標高デ
ータを要求する（ステップ１０９）。一方、ナビゲーシ
ョン処理部１１は、予め、操作部１３で選択された縮尺
の地図画像をディスプレイ装置１４に表示させており、
ＧＰＳ受信機１６側から車両位置データを入力すると、
例えば、地図固定式の場合、地図画像上で、車両位置に
相当する箇所に車両位置マークを表示させる。但し、最
初は、ステップ１０４または１０８でなされた測位に比
較的大きな誤差があるため、車両位置マークの示す位置
と車両の実際の現在位置との間に少しずれがある。続い
て、ナビゲーション処理部１１は標高データの要求に従
い、今回入力した車両位置データの示す車両位置に近い
ノードの標高データを地図データ中の道路レイヤから読
み出し、ＧＰＳ受信機１６のマイコン１６ｃへ出力す
る。検出された車両位置と実際の現在位置との間に少し
ずれがあっても標高は殆ど変化しないことから、マイコ
ン１６ｃに出力される標高データは正確なものとなる。
処理部１１に対し今回検出した車両位置に対する標高デ
ータを要求する（ステップ１０９）。一方、ナビゲーシ
ョン処理部１１は、予め、操作部１３で選択された縮尺
の地図画像をディスプレイ装置１４に表示させており、
ＧＰＳ受信機１６側から車両位置データを入力すると、
例えば、地図固定式の場合、地図画像上で、車両位置に
相当する箇所に車両位置マークを表示させる。但し、最
初は、ステップ１０４または１０８でなされた測位に比
較的大きな誤差があるため、車両位置マークの示す位置
と車両の実際の現在位置との間に少しずれがある。続い
て、ナビゲーション処理部１１は標高データの要求に従
い、今回入力した車両位置データの示す車両位置に近い
ノードの標高データを地図データ中の道路レイヤから読
み出し、ＧＰＳ受信機１６のマイコン１６ｃへ出力す
る。検出された車両位置と実際の現在位置との間に少し
ずれがあっても標高は殆ど変化しないことから、マイコ
ン１６ｃに出力される標高データは正確なものとなる。
【００２９】マイコン１６ｃは標高データを入力したあ
と（ステップ１１０）、今度は２次元測位可能か判断し
（ステップ１１１）、可能であれば、２回目の測位を行
う。即ち、捕捉しているＧＰＳ衛星の中でＨＤＯＰ値ま
たはＨＴＤＯＰ値の最小となる３つのＧＰＳ衛星の組み
合わせを選択し（ステップ１１２）、これら選択したＧ
ＰＳ衛星からの受信結果等に基づき各衛星までの距離Ｒ
1 〜Ｒ3 と位置Ｐ1 〜Ｐ3 を計算し、計算結果をそれぞ
れ（１）式に代入して得られる３つの式と、今回入力し
た標高データをｈとして（２）式に代入して得られる１
つの式より車両位置Ｐ0 ＝（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）を求
め、座標変換して経度、緯度、高度を得（２次元測
位）、この内、経度、緯度からなる車両位置データをナ
ビゲーション処理部１１へ出力する（ステップ１１３、
１１４）。
と（ステップ１１０）、今度は２次元測位可能か判断し
（ステップ１１１）、可能であれば、２回目の測位を行
う。即ち、捕捉しているＧＰＳ衛星の中でＨＤＯＰ値ま
たはＨＴＤＯＰ値の最小となる３つのＧＰＳ衛星の組み
合わせを選択し（ステップ１１２）、これら選択したＧ
ＰＳ衛星からの受信結果等に基づき各衛星までの距離Ｒ
1 〜Ｒ3 と位置Ｐ1 〜Ｐ3 を計算し、計算結果をそれぞ
れ（１）式に代入して得られる３つの式と、今回入力し
た標高データをｈとして（２）式に代入して得られる１
つの式より車両位置Ｐ0 ＝（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）を求
め、座標変換して経度、緯度、高度を得（２次元測
位）、この内、経度、緯度からなる車両位置データをナ
ビゲーション処理部１１へ出力する（ステップ１１３、
１１４）。
【００３０】次いで、マイコン１６ｃはナビゲーション
処理部１１に対し今回検出した車両位置に対する標高デ
ータを要求する（ステップ１１５）。ナビゲーション処
理部１１は、地図画像上で、車両位置に相当する箇所に
車両位置マークを移動させる。この際、ＨＤＯＰ値また
はＨＴＤＯＰ値の最小となる３つのＧＰＳ衛星の組み合
わせを選択し、かつ、正確な標高データを用いて２次元
測位していることから、正確な車両位置が得られている
ので、車両位置マークは正確に実際の車両現在位置を示
すことになる。そして、ナビゲーション処理部１１は標
高データの要求に従い、今回入力した車両位置データの
示す車両位置に近いノードの標高データを地図データ中
の道路レイヤから読み出し、ＧＰＳ受信機１６のマイコ
ン１６ｃへ出力する。マイコン１６ｃは標高データを入
力する（ステップ１１６）。
処理部１１に対し今回検出した車両位置に対する標高デ
ータを要求する（ステップ１１５）。ナビゲーション処
理部１１は、地図画像上で、車両位置に相当する箇所に
車両位置マークを移動させる。この際、ＨＤＯＰ値また
はＨＴＤＯＰ値の最小となる３つのＧＰＳ衛星の組み合
わせを選択し、かつ、正確な標高データを用いて２次元
測位していることから、正確な車両位置が得られている
ので、車両位置マークは正確に実際の車両現在位置を示
すことになる。そして、ナビゲーション処理部１１は標
高データの要求に従い、今回入力した車両位置データの
示す車両位置に近いノードの標高データを地図データ中
の道路レイヤから読み出し、ＧＰＳ受信機１６のマイコ
ン１６ｃへ出力する。マイコン１６ｃは標高データを入
力する（ステップ１１６）。
【００３１】２回目の測位が終わると、マイコン１６ｃ
は最初のステップ１０１へ戻り、まだ、一定時間内に測
位できたので、ステップ１１１へ進んで、２次元測位可
能か判断し、可能であれば、前述と同様にして、先に入
力した標高データを用いて２次元測位を行う。以下、同
様にして、車両から観測可能なＧＰＳ衛星が３つ以上有
り２次元測位可能であれば、周期的に２次元測位が繰り
返されながら、測位で得られた正確な車両位置データに
基づき、画面に車両位置マークが表示されるので、車両
の移動中、運転者は正確な車両現在位置を把握すること
ができる。
は最初のステップ１０１へ戻り、まだ、一定時間内に測
位できたので、ステップ１１１へ進んで、２次元測位可
能か判断し、可能であれば、前述と同様にして、先に入
力した標高データを用いて２次元測位を行う。以下、同
様にして、車両から観測可能なＧＰＳ衛星が３つ以上有
り２次元測位可能であれば、周期的に２次元測位が繰り
返されながら、測位で得られた正確な車両位置データに
基づき、画面に車両位置マークが表示されるので、車両
の移動中、運転者は正確な車両現在位置を把握すること
ができる。
【００３２】なお、ステップ１１１で２次元測位不能と
なったとき、マイコン１６ｃはステップ１０１へ進む
が、測位不能状態が一定時間以上継続する前に、２次元
測位可能となれば、ステップ１１２以降の処理を実行す
る。このように、測位不能状態が一定時間以内であれ
ば、その間の車両の移動距離も短く、前回の測位に伴い
入手した標高データと車両現在位置での標高のずれも少
ない。よって、まだ３次元測位誤差よりも２次元測位誤
差の方が小さく、十分に精度の有る車両位置検出が可能
である。
なったとき、マイコン１６ｃはステップ１０１へ進む
が、測位不能状態が一定時間以上継続する前に、２次元
測位可能となれば、ステップ１１２以降の処理を実行す
る。このように、測位不能状態が一定時間以内であれ
ば、その間の車両の移動距離も短く、前回の測位に伴い
入手した標高データと車両現在位置での標高のずれも少
ない。よって、まだ３次元測位誤差よりも２次元測位誤
差の方が小さく、十分に精度の有る車両位置検出が可能
である。
【００３３】但し、測位不能状態が一定時間以上継続し
たときは、その間の車両移動距離が長くなって、前回の
測位に伴い入手した標高データと車両現在位置での標高
のずれが大きくなっている可能性がある。このとき、測
位可能となった直後に２次元測位を行うと、却って、測
位誤差が大きくなってしまう場合がある。そこで、マイ
コン１６ｃは、一定時間以上測位不能となった直後にお
いては、ステップ１０２へ進んで、３次元測位優先で車
両位置検出を行い、検出誤差を最小限に抑えるようにし
（ステップ１０３、１０４、１０５）、次に、検出した
車両位置に対応する標高データを地図データから読み出
し（ステップ１０９、１１０）、該標高データを用いて
２次元測位により、より正確な車両位置検出を行う（ス
テップ１１２以降の処理）。
たときは、その間の車両移動距離が長くなって、前回の
測位に伴い入手した標高データと車両現在位置での標高
のずれが大きくなっている可能性がある。このとき、測
位可能となった直後に２次元測位を行うと、却って、測
位誤差が大きくなってしまう場合がある。そこで、マイ
コン１６ｃは、一定時間以上測位不能となった直後にお
いては、ステップ１０２へ進んで、３次元測位優先で車
両位置検出を行い、検出誤差を最小限に抑えるようにし
（ステップ１０３、１０４、１０５）、次に、検出した
車両位置に対応する標高データを地図データから読み出
し（ステップ１０９、１１０）、該標高データを用いて
２次元測位により、より正確な車両位置検出を行う（ス
テップ１１２以降の処理）。
【００３４】なお、上記した実施例では、地図データ中
の道路レイヤに、ノード毎の標高データを記憶してお
き、ＧＰＳ受信機で検出された車両位置近傍のノードの
標高データを読み出して、ＧＰＳ受信機に返すようにし
たが、これと異なり、車両所定箇所に気圧センサを設け
るとともに、所定のメモリに気圧と高度の関係を登録し
たテーブルを記憶しておき、ＧＰＳ受信機から標高の要
求があったとき、その時点での気圧センサ出力に対応す
る高度をテーブルから読み取り、ＧＰＳ受信機に出力す
るようにしてもよい。
の道路レイヤに、ノード毎の標高データを記憶してお
き、ＧＰＳ受信機で検出された車両位置近傍のノードの
標高データを読み出して、ＧＰＳ受信機に返すようにし
たが、これと異なり、車両所定箇所に気圧センサを設け
るとともに、所定のメモリに気圧と高度の関係を登録し
たテーブルを記憶しておき、ＧＰＳ受信機から標高の要
求があったとき、その時点での気圧センサ出力に対応す
る高度をテーブルから読み取り、ＧＰＳ受信機に出力す
るようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上本発明の１つによれば、車両から観
測可能なＧＰＳ衛星の中から、ＨＤＯＰ値またはＨＴＤ
ＯＰ値の最も小さくなる２次元測位用のＧＰＳ衛星の組
み合せを選択するとともに、前回検出した経度、緯度か
らなる車両位置に対応する高度データを高度データ発生
手段から入力し、該高度データと、選択された各ＧＰＳ
衛星を用いて、２次元測位により、経度、緯度からなる
今回の車両位置を計算するように構成したから、車両の
移動中、車両現在位置における正確な高度情報を用い
て、しかも、最適なＧＰＳ衛星の組み合わせで車両位置
を２次元測位できることになり、従来の３次元測位に比
し、遙かに高精度に経度、緯度からなる車両位置の検出
が可能となる。
測可能なＧＰＳ衛星の中から、ＨＤＯＰ値またはＨＴＤ
ＯＰ値の最も小さくなる２次元測位用のＧＰＳ衛星の組
み合せを選択するとともに、前回検出した経度、緯度か
らなる車両位置に対応する高度データを高度データ発生
手段から入力し、該高度データと、選択された各ＧＰＳ
衛星を用いて、２次元測位により、経度、緯度からなる
今回の車両位置を計算するように構成したから、車両の
移動中、車両現在位置における正確な高度情報を用い
て、しかも、最適なＧＰＳ衛星の組み合わせで車両位置
を２次元測位できることになり、従来の３次元測位に比
し、遙かに高精度に経度、緯度からなる車両位置の検出
が可能となる。
【００３６】また、本発明の他の１つによれば、車両位
置の計算が一定時間以上できなかった直後においては、
ＰＤＯＰ値またはＧＤＯＰ値の最も小さくなる３次元測
位用のＧＰＳ衛星の組み合わせを選択するとともに、こ
れら選択された各ＧＰＳ衛星を用いて、３次元測位によ
り、経度、緯度からなる車両位置を計算し、次に、該車
両位置に対応する高度データを用いて２次元測位により
車両位置を計算するように構成したから、ＧＰＳ衛星に
よる測位が一定時間以上不能となっても、測位可能とな
った直後に或る程度の精度で車両位置を検出できるの
で、以降、車両位置に対する正確な高度データを用いた
高精度の２次元測位を再開てきる。
置の計算が一定時間以上できなかった直後においては、
ＰＤＯＰ値またはＧＤＯＰ値の最も小さくなる３次元測
位用のＧＰＳ衛星の組み合わせを選択するとともに、こ
れら選択された各ＧＰＳ衛星を用いて、３次元測位によ
り、経度、緯度からなる車両位置を計算し、次に、該車
両位置に対応する高度データを用いて２次元測位により
車両位置を計算するように構成したから、ＧＰＳ衛星に
よる測位が一定時間以上不能となっても、測位可能とな
った直後に或る程度の精度で車両位置を検出できるの
で、以降、車両位置に対する正確な高度データを用いた
高精度の２次元測位を再開てきる。
【００３７】また、本発明の更に他の１つによれば、経
度、緯度からなる車両位置データを入力すると、高度デ
ータ発生手段は、記憶手段から車両位置に対応する高度
データを読み出し、位置計算手段に出力するように構成
したから、比較的簡単な構成で、車両位置に対する高精
度な高度データを用いることができる。
度、緯度からなる車両位置データを入力すると、高度デ
ータ発生手段は、記憶手段から車両位置に対応する高度
データを読み出し、位置計算手段に出力するように構成
したから、比較的簡単な構成で、車両位置に対する高精
度な高度データを用いることができる。
【図１】本発明の一実施例に係る車載ナビゲータの全体
構成図である。
構成図である。
【図２】地図データ中の道路レイヤの構成を示す説明図
である。
である。
【図３】マイコンによる車両位置検出動作を示す流れ図
である。
である。
【図４】ＧＰＳの３次元測位と２次元測位の説明図であ
る。
る。
【図５】３次元測位での衛星配置と測位精度の関係を説
明する説明図である。
明する説明図である。
１１ ナビゲーション処理部 １２ 地図情報記憶部 １６ ＧＰＳ受信機 １６ｃ マイコン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01C 21/00 G01S 5/14 G08G 1/0969
Claims (2)
- 【請求項１】 車両から観測可能なＧＰＳ衛星の中で、
測位に最適なＧＰＳ衛星の組み合わせを選択する衛星選
択手段と、選択された各ＧＰＳ衛星を用いて、所定の測
位法に従い経度、緯度からなる車両位置の計算を行う位
置計算手段を含む車両位置検出装置において、 経度、緯度からなる車両位置に対応した高度データを発
生する高度データ発生手段を設け、 前記衛星選択手段は、ＨＤＯＰ値またはＨＴＤＯＰ値の
最も小さくなる２次元測位用のＧＰＳ衛星の組み合せを
選択し、前記位置計算手段は、前回検出した経度、緯度
からなる車両位置に対応する高度データを高度データ発
生手段から入力し、該高度データと、衛星選択手段で選
択された各ＧＰＳ衛星を用いて、２次元測位により、経
度、緯度からなる今回の車両位置を計算し、 ２次元測位による車両位置の計算が一定時間以上できな
い場合には、前記衛星選択手段はＰＤＯＰ値またはＧＤ
ＯＰ値の最も小さくなる３次元測位用のＧＰＳ衛星の組
み合わせを選択し、かつ、前記位置計算手段は、これら
選択された各ＧＰＳ衛星を用いて、３次元測位により、
経度、緯度からなる車両位置を計算すること、 を特徴と
する車両位置検出装置。 - 【請求項２】 前記高度データ発生手段は、予め、経
度、緯度からなる各２次元位置毎の高度データを記憶し
た記憶手段を含むこと、を特徴とする請求項１記載の車
両位置検出装置。
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|---|---|---|---|
| JP3263669A JP2783924B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 車両位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263669A JP2783924B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 車両位置検出装置 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH0599680A JPH0599680A (ja) | 1993-04-23 |
| JP2783924B2 true JP2783924B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=17392700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3263669A Expired - Fee Related JP2783924B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 車両位置検出装置 |
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-
1991
- 1991-10-11 JP JP3263669A patent/JP2783924B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0599680A (ja) | 1993-04-23 |
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