JPS634399A - Ｇｐｓ位置計測装置 - 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］ この発明は、車両用経路案内装置に用いて有用なＧＰＳ
位置計測装防に関する。

［従来技術］ ＧＰＳ位置計測装置は、人工１！！１７星からの電波を
測位に必要なＦＪｒＩ１個の衛星について受ｔΔするこ
とにより、航空別、船舶、車両その他の被測位体と各衛
星までの距離を測定して、その（り置を測位するもので
あるが、その原理、方式等については特開昭６０−１５
５７３号、電子通信学会技術研究報告Ｖｏ１，８４．鬼
７８．ＳΔＮＥ８４−１２、自動中挟Ｖｉ１９８５．　
Ｖｏｌ、　３９−１　（ｉニアｉｉ４航法グローバル　
ポジションニング　システム）等に詳しい。

ところで、従来のＧＰＳ位首計測哀首は、上空を周遊す
る多数の衛星の中から所定の衛星の組合せを作り、１Ｉ
ｌｑ位精度の劣化の指標であるＤＯＰ（Ｄｉｌｕｔｉｏ
ｎ　　ｏｆ　　Ｐ　ｒｅｃｉｓｉｏｎ）　ｆｉを計口し
、ＤＯＰ値が最小となる衛星組合せについて衛星電波を
受け、被測（ヴ体の！に２置を演口するよう構成されて
いる。

しかしながら、上記のごとき従来のＧＰＳ位置計測装置
では、被３１１１位体の移動に応じて地形変化が生ずる
ので、げ物や山の影で衛星電波が遮蔽され、せっかく選
択されたＷｉ星について受信不能となる場合が多く、安
定した測位を行うことが難かしかった。

［発明の目的］ この発明は上記問題点を改善し、地形変化に関係なく安
定した測位を行うことができるＧＰＳｆＳ２置計測装置
を提供することを目的とする。

［発明のｌｌｌ！要１ 上記目的を達成するためにこの発明では、第１図に示す
ように、ＧＰＳ位置計測装置を、車両周囲の電波遮蔽の
状態データを前記車両が走行する区間毎に記憶する遮蔽
条件記憶手段１と、区間毎に前記状態データを検索する
条件検索手段２と、検索された状態データに基いて見晴
し良好の条件下で最適衛星を選択する衛星選択手段３と
、選択された衛星からの衛星データを用いて前記車両の
位置を演算する位買Ｏｔ算手段４と、を備えて構成し、
走行経路に応じた電波遮蔽の状態データを用いることに
より、常に、衛星を見晴し良好の条件下で選択するよう
にした。

［実施例１ 以下、添付図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

まず、図面についてＩ！Ｉ単に説明すると、第２図はＧ
ＰＳ受信受信面えた車両用経路案内装置のブロック図、
第３図は外部メモリのメモリマツプと道路データのデー
タフォーマットとを示ず説明図、第４図及び第５図は遮
蔽条件の説明図、第６図はＧＰＳによる現在位置修正処
理を示すフローチャート、第７図及び第８図は衛星軌道
の説明図である。

第２図に示すように、車両用経路案内装置は、システム
バス５に、ＧＰＳ受信機６と、ＣＰＵ　７と、システム
ＲＯＭ８と、ＲＡＭ９と、センサインターフェイス１０
と、ビデオＲＡｌｖｌｌｌと、操作パネルインターフェ
イス１２ど、入力操作部１３と、外部メモリ１４と、を
接続して構成されている。センリーインタフエイス１０
には、車両が一定距離走行する毎に所定回のパルス信号
を出力する距離センサ１５と車両の進行方位を示す信号
を出力する方位センサ１６とが接続されている。

ビデ７１−ＲＡＭＩＩにはＣＲＴ１７が接続されている
。操作パネルインターフェイス１２には、ＣＲＴ１７の
前面に備えられる透明の操作パネル（タッチパネル）１
８が接続されている。

ＧＰＳ受信機６は、その内部に第１図に示した衛星選択
手段３及び位近演算手段４を有し、ＣＰＵが有する条件
検索手段２により検索された電波遮蔽状態を示ずデータ
（後述）に基いて、限られた領域の中から位置演算に必
要な所定数の衛星を選択し、所定次元の測位処理を行う
ものである。

位置演律に必要な衛星数は２次元測位では３．３次元測
位では４である。又、最適衛星の組合せはＤ　ＯＰ　値
が最小となる組合せで決定される。

ＣＰＵ　７は、システムＲＯＭ内に格納されたプログラ
ムに基き、推測（Ｖ４分）位置の演算、推測位置の修正
、ＷＩ星選択のための遮蔽状態を示すデータの検索、イ
の他各種の案内処理を行うものである。

距離センリ１５は、車両が一定距離走行する毎に一定Ｒ
のパルス信号を出力する。方位センサは車両の進行方向
を示す信号を出ノｊする。ＣＰＵ７は、これら信号をセ
ンサインターフェイス１ｏを介して入力し、車両の移動
ベクトルないしそのスカラ至を検出し、基準位置に移動
ベクトルを和することにより車両の現在位置を求め、こ
の位置を元として所定の経路案内を行うものである。た
だし、このようにして求められる推凋位置はＧＰＳ受信
機６が検出した現在位置で適時修正されるようになって
いる。

ＣＲＴ１７は、案内表示等を行うためのちのである。操
作パネル１８は、出発地や目的地の入力を行うためのも
のである。入力操作部１３は、いわゆるキーボードで形
成されるものであり、該キーボードの１２作により、各
種の指令を行うことが可能である。

外部メモリ１４の記憶内容を第３図に示した。

図示のように、メモリ１４は、道路データ記憶領域Ｍ１
と、地形（海・川・鉄道）データ記憶領域Ｍ２と、地点
（公共施設等）データ記憶領域Ｍ３と、交差点データ記
憶領域Ｍ４と、文字データ記憶領域Ｍ５と、地域名称検
索データ記憶領域Ｍ６と、含有している。ここに、これ
らデータは全て、経路案内に必要なものであるが、本発
明の実施に直接関係するのは道路データのみであるので
、これのみについて詳細に説明する。

道路データには、実際の道路を細分して直線近似した各
線分又ｉの始点Ｐｓ、Ｉｉ点ＰｄのＸ、Ｙ座標と、道路
種別と、その区間の遮蔽状態を示すデータ（ｍＭ条件）
とが、線分毎に順次記憶されている。地図１９が（１−
１）、（１−２）・・・・・・の如くブロック分けされ
ているのは検索上の都合である。

遮蔽条件たるデータは、線分１ｉにおける電波遮蔽状態
をデータ化したもので、次のようにして求められたもの
である。

まず、第４図に示すように当該線分丈ｉの例えば中間位
置において、山２０．２１や建物２２など衛星電波をさ
えぎる物体の頂点の仰角θを、８等分された方向毎に求
め、次に、これをＯ〜９０°の間を略１６等分した角度
領域に当て嵌めてＯ〜Ｆ（１６進数）の１６段の指標値
で表わし、第５図に示すように、北、北東、東、南東、
南、南西、西、北西の順で８桁表現する。

指標値は、物体の頂点の仰角θに応じ次の用に定められ
る。

０〜５．６°　・・・０　〜１１．２°・・・１〜１６
．８°・・・２　〜２２．４°・・・３〜２８．Ｏ’・
・・４　〜３２．６°・・・５〜３８．２°・・・６　
〜４３．８°・・・７〜４９．４°・・・８　〜５６．
０°・・・９〜６１．６°・・・Ａ　　〜６７．２°・
・・Ｂ〜７２．８°・・・Ｃ〜７８．４°・・・Ｄ〜８
４．Ｏ’・・・Ｅ　　〜９０．０’・・・「従って、例
えば８桁表現されたデータが「１８１１２６９９Ｊであ
ったとすれば、このデータ（ま、当該区間において、山
や建物など電波を遮蔽づる物の頂点の仰角θは、北、束
、南東方向に指標１（５，６°〜１１．２°）、南方向
に指標２（１１，２°〜１６．８°）、南西方向に指標
６（３２，６°〜３８．２°）、北東方向に指標８（４
３，８°〜４９．４°）、西及び北西方向に指標９　（
４９，４°〜５６．０°）であることを意味している。

前記ＣＰＵ７は、経路案内に際し、自車が走行している
区間斐１を認識し、区間愛１に侵入すると同時に当該区
間Ｉｌｉにおける遮蔽条件データを検索し、このデータ
を前記ＧＰＳ受信機１６の衛星選択手段３に提供するの
である。

次に、第６図〜第８図を用いて上記遮蔽条件たるデータ
の応用例を説明する。

第６図において、ステップ６０２〜６０７が特に遮蔽条
件に関する部分である。

ステップ６０１は現在の設定モードが出発地の登録モー
ドであるか否かの判断を行うものであり、出発地の登録
モードであれば処理をステップ６０８へ移行させ、登録
モード以外のモードであれば処理をステップ６０２へ移
行させる。出発地の登録モードとは、経路案内に関し出
発地点において出発地や目的地など各種の案内条件の設
定を行うために設けられたモードでより、このモード下
では、まだ、現在位置レジスタには現在位置がσ録され
ていないので、処理はステップ６０８へ移行されるので
ある。

ステップ６０８では全方位の中から３個の衛星が選択さ
れ、ステップ６０９以下の処理に移されるが、ステップ
６０９以下の処理についてはｖ２述する。

ステップ６０２では、現在位置レジスタから現在位置デ
ータ（Ｘ、Ｙ）が読込まれる。

ステップ６０３では、現在位置の存在する地図ブロック
（ＢＸ、ＢＹ）が、地図の縦横の長さをそれぞれα、β
として（第３図参照）次の如くに整数化関数で口出され
る。

ＢＸ＝　ＩＮＴ　（α／　Ｘ　＞　　　　　　　　　（
＋）ＢＹ＝　ＩＮＴ　（β／　Ｙ　）　　　　　　　　
　（２）ステップ６０４では、現在位置が存在する道路
区間ｌｉ　（第３図参照）が決定される。

ステップ６０５では当該区間１ｉに住民している遮蔽条
件（データ）が読み込まれる。

ステップ６０６では、第７図及び第８図に示した衛星軌
道データから各衛星の仰角と方位が読み込まれる。第７
図は仰角方向の衛星の軌道を示すもので、図には、現在
打ち上げられている７個の衛星（ＳΔ置ＬＩＴ　　Ｎｏ
、４．６．８，９゜１１．１２．１３）についての軌道
が示されているが、衛星数は将来的（１９８８年）には
１８周となる予定である。第８図は同衛星について水平
方向のＹｔｊ星軌道を示すものである。

ステップ６０７では、上記遮蔽条件にあてはまらない衛
星を抽出する。

次いで、ステップ６０９では、抽出された衛星が３個以
上あるか否かが判断される。又、ここでは、ステップ６
０８から入力された処理についても衛星数が３周以上で
あるか否かが判断される。

ステップ６０９で、天空上に３１１！ｌの衛星が見当ら
ないと判断された場合には、もはやＧＰＳによる測位は
不可能であると判断され、ステップ６１７へ移行して、
ここで修正可能フラグがリセットされる ステップ６０９で、天空上に３周以−ヒの衛星が存在す
ると判断された場合には、ステップ６１０へ移行する。

ステップ６１０では、選択した衛星について、受信可能
のものが３個以上存在するか否かが判断され、３個以上
受信可能である場合には、測位可能と判断され処理はス
テップ６１１へ移行され、３個以上の受信が不可能であ
る場合には、処理はステップ６１７へ移行される。

ステップ６１１ではＧＰＳ受信０！６により現在位置（
ＸＧ　、　ＹＧ　）及びＤＯＰｆｉｌｌが算出される。

ステップ６１２ではＤＯＰ値が基準値（１０）と比較さ
れ、ＤＯＰ値が１０より大きい場合には、測位精度は良
好でないとして処理はステップ６１３へ移行され、１０
以下の場合には測位精度は良好であるとして、ステップ
６１４で修正可能フラグがピットされる。

ステップ６１３は、前記の出発地の登録モードを判断す
るものであり、ここで、モードが出発地モードであると
判断された場合には、モードの都合上多少測位精度が悪
くとも止むを得ないと判断して、処理をステップ６１４
へ進めて、ここで修正可能フラグをセットする。又、こ
こで出発地モード以外のモードが判断された場合には、
測位精度が良くないことに酒みて、処理をステップ６１
７へ進め、ここで修正フラグをリセットする。

−方、ステップ６１４で修正フラグがセットされたなら
、処理はステップ６１５へ移行され、ここで、現在位置
レジスタのり一；替（修正）処理が行われる。

ステップ６１６では現在位置レジスタの内容が画面バッ
ファへ転送され、これで単位の修正作業が終了する。

以上により、この実施例によれば、第６図に示したステ
ップ６０２〜６０６で、第４図に示したような地形に応
じた電波の遮蔽条件を設定することができ、ステップ６
０７以下で見晴し良好の条件でのみ衛星選択をすること
ができるので、以後、選択された衛星についての電波は
遮蔽される可能性が小さくなり、測位の安定性が保障さ
れる。

又、このとき遮蔽条件たるデータは、第３図に示すよう
に、遮蔽物の頂点の仰角が１６段に丹頂され、８等分さ
れた方位領域類の８桁データとして簡素にまとめられて
いるので、データ処理は円滑に行われるものである。

更に、本例では、第６図に示したステップ６１Ｑで見晴
し良好の条件下にある衛星のみについて受信可能が判断
されるので、捕捉の可能性の高い衛星のみを探索するこ
とができ、衛星選択を迅速、かつ、効率的に行うことが
可能である。　なお、本例では、第６図において、モー
ドが出発地のσ録モードである場合、直ちにステップ６
０８へ移行して全方位の中から３個の衛星を選択するよ
うにしたが、これは、出発地において現在位置が記憶さ
れていないことを仮定してのものであり、出発地におい
て、イグニッション詞フの位置を記憶づるなどして既に
現在位置が登録されている場合には、該登録位置を用い
て遮蔽条件を設定し、見晴し良好の条件下で衛星選択す
るようにしても良いものである。

［発明の効果１ 以上の通り、この発明に係るＧＰＳ位置計測装２によれ
ば、経路走行に際し、見１１ｎシ良好の条件下で衛星捕
捉を行うことができるので、捕捉を迅速に行うことがで
きると共に安定した測位を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクレーム対応図である。 第２図以下はこの発明の実施例を示し、第２図はＧＰＳ
受信機を備えた千両用経路案内装置のブロック図、第３
図は外部メモリのメモリマツプと道路データのデータフ
ォーマットとを示す説明図、第４図及び第５図は遮蔽条
件の説明図、第６図は、Ｇ　Ｐ　Ｓによる現在位置修正
処理を示すフローチャート、第７図及び第８図は衛星軌
道の説明図である。 １・・・遮蔽条件記憶手段 ２・・・条件検索手段 ３・・・衛星選択手段 ４・・・位置演算手段 代理人　弁理士　三　好　保　男 第１図 衛星の軌道（仰角方向） ＴＸＭミ（ｈｏＪｒ） 第７＝ 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両周囲の電波遮蔽の状態データを前記車両が走
   行する区間毎に記憶する遮蔽条件記憶手段と、区間毎に
   前記状態データを検索する条件検索手段と、検索された
   状態データに基いて見晴らし良好の条件下で最適衛星を
   選択する衛星選択手段と、選択された衛星からの衛星デ
   ータを用いて前記車両の位置を演算する位置演算手段と
   、を備えて構成されるＧＰＳ位置計測装置。
2. （２）前記状態データは、遮蔽物の頂点の仰角を分割さ
   れた方位領域毎に示すものである特許請求の範囲第１項
   記載のＧＰＳ位置計測装置。
3. （３）前記状態データは遮蔽物の頂点の仰角を所定角ご
   との指標値で示すものである特許請求の範囲第２項記載
   のＧＰＳ位置計測装置。