JPH06331373A - 車両位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両から衛星電波を受信できる衛星が２つし
か存在しないときでも車両位置を検出可能とする。 【構成】 GPS 受信機５の測位部8bは復調部７の捕捉衛
星が２つになり、３次元及び２次元の測位が不能になる
と、最新に求めた高度データを用いて１次元測位を行
い、高度が当該既知の値で一定な球面上での車両の存在
線を求め、マップマッチング部13に出力する。このマッ
プマッチング部13はCD-ROM１の道路データを用いて、走
行中の道路または該道路と繋がっている道路と、車両位
置近傍における存在線との交点を計算して新たな車両位
置を求める。該車両位置に基づき地図画像描画部12が読
出制御部15を制御してビデオRAM14 に描画された地図の
内、車両位置を中心とする１画面分を読み出させる。読
み出された地図の中心には合成部17により車両位置マー
クが合成され、CRT ディスプレイ装置３で表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両位置検出方法に係
り、特にＧＰＳ受信機を用いて車両位置を検出するよう
にした車載ナビゲーション装置における車両位置検出率
の改善を図った車両位置検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の走行案内を行い、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ショ
ン装置がある。この車載ナビゲーション装置において
は、走行中、車両の位置と方位を検出してＣＤ−ＲＯＭ
から車両位置周辺の地図データを読み出し、Ｖ−ＲＡＭ
に地図画像を描画するとともに該地図画像上での現在地
に相当する箇所に、車両進行方向に相当する向きに車両
位置マークを重ねて描画し、Ｖ−ＲＡＭの画像を映像信
号に変換しながらＣＲＴディスプレイ装置に出力して画
面に表示する。そして、車両の移動で現在位置が変化す
るのに従い、画面の地図は固定して車両位置マークだけ
移動したり、反対に、車両位置マークは画面中央に固定
して地図をスクロールしたりして、常に、車両位置周辺
の地図情報が一目で判るようになっている。

【０００３】ＣＤ−ＲＯＭに記憶された地図は、地図帳
と同じく、北を上向きとし、縮尺レベルに応じて適当な
大きさの経度幅、緯度幅の地域に区切られた図葉として
管理されており、各図葉は更に、４つのデータユニット
に分割されている。地図データには、（１）道路、公
園、河川等を表示するための背景レイヤ、（２）市町村
名、道路名、地図記号等を表示するための文字・記号レ
イヤ、（３）マップマッチング等を行うための道路レイ
ヤから構成されている。地図画像は、背景レイヤや文字
・記号レイヤ等を用いて描画される。地図データでは、
道路は頂点（ノード）の集合で定義されており、２つの
頂点を結んだ部分はリンクと呼ばれる。

【０００４】地図データに含まれる道路レイヤは、図９
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Ｃ
ＲＬＴ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ＮＤ
ＬＴ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
るか否かを示す交差点識別フラグ、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。

【０００５】車載ナビゲーション装置における車両位置
の検出法には、走行中、方位センサと距離センサを用い
て車両方位と走行距離を検出しながら、一定距離走行す
る毎に位置変化分を逐次累積して求める自立航法と、複
数の地球周回衛星（ＧＰＳ衛星）からの電波をキャッチ
し３角測量の原理で絶対的な位置を計算で求めるＧＰＳ
衛星航法（ＧＰＳ；グローバルポジショニングシステ
ム）とがある。

【０００６】前者の自立航法は低コストで車両位置の検
出ができるが、走行距離が長くなったり蛇行運転が続い
たりしたときにセンサ誤差が累積する欠点がある。ま
た、車両に後付けすることができない。これに対し、後
者のＧＰＳによる車両位置の検出誤差は常に一定範囲内
にとどまり、車両への後付けも容易に行える。そして、
量産化により低価格化も進んで来ていることから近年脚
光を浴びているものである。

【０００７】ＧＰＳ衛星航法の原理を説明すると、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させて
いる。これら各衛星からの衛星信号を車載ナビゲーショ
ン装置に装備されたＧＰＳ受信機で受信し、逆拡散して
ＰＲＮコードを得るとともに航法メッセージを解読す
る。各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、光速度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、衛星−車両間の距離を
所定の複数（通常は４個）の衛星について計算する。そ
して、各衛星の位置は航法メッセージより計算できるの
で、該衛星位置データと衛星−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高精度に計算するよう
になっている。

【０００８】ＧＰＳ衛星航法は、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るが、海
上のように高度が分かっている場合、地図データ中に高
度データが含まれていて該高度データを利用できる場
合、更には、過去に３次元測位で高度を求めていた場合
など、高度が既知であれば、２次元測位で経度、緯度の
測定が可能となる。図１０はＧＰＳ受信機の時計とＧＰ
Ｓ衛星の原子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。

【０００９】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。

【００１０】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（こ
こでは球面を含む）が既知な或る観測点から観測可能な
２つのＧＰＳ衛星ＳＴＬ１とＳＴＬ２の位置がＰ₁ とＰ
₂ 、各ＧＰＳ衛星ＳＴＬ１及び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Ｒ
₁ とＲ₂ の球面ＣＵＢ１とＣＵＢ２を描き、球面ＣＵＢ
１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。

【００１１】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、観測点の既知の値に
関する１つの方程式を立て、先の３つの連立方程式と合
わせた４つの連立方程式を解くようにしている。

【００１２】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Ｐ_i を（ｘ_i ，ｙ_i ，ｚ_i ）、ｉ
番目のＧＰＳ衛星からの電波到達時間をτ_i 、時刻誤差
をδｔとすると、 ｛（ｘ_i −ｘ₀ ）² ＋（ｙ_i −ｙ₀ ）² ＋（ｚ_i −
ｚ₀ ）² ｝^1/2＝ｃ・（τ_i ＋δｔ） が成立し、ｃ・τ_i ＝Ｒ_i 、ｃ・δｔ＝ｓとおけば、 ｛（ｘ_i −ｘ₀ ）² ＋（ｙ_i −ｙ₀ ）² ＋（ｚ_i −ｚ₀ ）² ｝^1/2 −ｓ ＝Ｒ_i ・・・（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。

【００１３】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
に高度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。

【００１４】車載ナビゲーション装置におけるＧＰＳ受
信機では、車両から衛星電波を受信できる衛星が４つ以
上あるとき、この中から誤差の小さくなる４つの衛星
（ＤＯＰ値が最小となる衛星配置）を選び出して、３次
元測位を行い車両位置（経度、緯度）を検出するように
している。若し、衛星電波がビル等の障害物に遮られる
などして、車両から衛星電波を受信できる衛星が３つし
かないとき、過去に３次元測位で高度を求めていたり、
地図データ中に高度データが含まれている場合、高度を
既知として、２次元測位で車両位置を検出するようにし
ている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＧＰＳ衛星航法では、ビル街を走行するなどして、車両
から衛星電波を受信できる衛星が２つしか存在しないと
き、原理的に車両位置を検出することができなくなる。
この場合、車載ナビゲーション装置が距離センサや方位
センサを備えていれば、自立航法に切り替えて車両位置
の検出を継続することができるが、後付け等のため、こ
れらのセンサを持たない車載ナビゲーション装置では、
車両が走行しているにもかかわらず、車両位置マークが
地図画像上で固定してしまって、正確な現在地が判らな
くなってしまうという問題があった。

【００１６】以上から本発明の目的は、車両から衛星電
波を受信できる衛星が２つしか存在しないときでも車両
位置を検出可能にした車両位置検出方法を提供すること
である。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明におい
ては、道路データを含む地図データを記憶した地図情報
記憶手段と、衛星航法による測位中に、３次元測位と２
次元測位のいずれも不能となったとき、既知の高度デー
タを用いて１次元測位を行い、地球中心から見て高度が
当該既知の値で一定な球面上での車両の存在線を求める
手段と、道路データを参照して、前回求められた車両位
置の乗っている道路または該道路と繋がっている道路
と、車両位置近傍における存在線との交点を計算して新
たな車両位置を求める手段を設けたことにより達成され
る。

【００１８】

【作用】本発明によれば、衛星航法による車両位置の測
位中に、３次元測位と２次元測位のいずれも不能となっ
たとき、既知の高度データを用いて１次元測位を行い、
地球中心から見て高度が当該既知の値で一定な球面上で
の車両の存在線を求め、道路データを参照して、前回求
められた車両位置の乗っている道路または該道路と繋が
っている道路と、車両位置近傍における存在線との交点
を計算して新たな車両位置を求める。これにより、ビル
街を走行するなどして、車両から衛星電波を受信できる
衛星が２つしか存在しなくなっても、車両位置の検出が
可能となり、衛星航法による車両位置検出率を大幅に改
善することができる。

【００１９】

【実施例】図１は本発明に係る車両位置検出方法を具現
した車載ナビゲーション装置の全体構成図である。図に
おいて、１は地図データ記憶手段となるＣＤ−ＲＯＭ、
２は操作盤であり、地図検索キー、拡大・縮小キー等を
備えている。３はＣＲＴディスプレイ装置であり、映像
信号を入力して画面に地図を車両位置マークなどととも
に表示する。４は複数のＧＰＳ衛星からの衛星電波をキ
ャッチするマルチビームアンテナ、５はマルチビームア
ンテナでキャッチされた衛星信号を受信し、衛星航法に
より車両位置（経度、緯度からなる絶対座標）、車両方
位、車両速度等を検出するＧＰＳ受信機である。

【００２０】このＧＰＳ受信機５は上空に衛星電波の受
信できるＧＰＳ衛星が４つ以上存在するとき、３次元測
位を行って車両位置を検出し、上空に衛星電波の受信で
きるＧＰＳ衛星が３つ存在するとき、２次元測位を行っ
て車両位置を検出する。若し、上空に衛星電波の受信で
きるＧＰＳ衛星が２つしか存在しないときは後述する１
次元測位を行って、一定高度の球面上での車両位置の存
在線を求めるようになっている。

【００２１】ＧＰＳ受信機５の内、６はマルチビームア
ンテナ４で受波された衛星信号に対し、高周波増幅、周
波数変換、中間周波増幅を行う受信部、７は同時に複数
の衛星信号に対し、スペクトラム逆拡散によるＰＲＮコ
ードの復調と擬似距離及びドップラー量の測定、航法メ
ッセージの解読等を行うマルチチャンネル式の復調部、
８は車両位置や車両方位、車両速度等を計算するマイコ
ン構成の処理部であり、この内、８ａは航法メッセージ
を記憶したり、最新に測位した位置データ（経度、緯
度、高度）を記憶するバッファメモリであり、電源オフ
後もデータが保存できるようにバッテリバックアップさ
れている。８ｂは航法メッセージを参照して衛星位置を
特定し、復調部７を制御して衛星信号の受信可能な多数
の衛星を捕捉させるとともに（最大に捕捉できる衛星数
は、復調部７のチャンネル数で定まり、ここでは６つと
する）、復調部７から所定の複数の衛星についての擬似
距離信号を入力して、衛星航法により現在地の測位を行
う測位部である。８ｃは復調部７から所定の複数の衛星
についてのドップラー量信号を入力するとともに、測位
部８ｂから衛星位置や測位した現在地データを入力し
て、方位ベクトル（向きが方位、大きさが速度を表す２
次元ベクトル）を求める方位ベクトル計算部である。

【００２２】測位部８ｂは、復調部７で４つ以上の衛星
から衛星信号をキャッチできた場合、ＤＯＰ値（通常は
ＰＤＯＰ値）の一番小さくなる４つの衛星組を用いて３
次元測位で車両現在地の経度、緯度、高度を求め、３つ
の衛星に対してだけ衛星信号をキャッチできた場合、最
新の３次元測位で求めた高度データを用いて、２次元測
位で車両現在地の経度、緯度を求める。また、復調部７
で２つの衛星からだけ衛星信号をキャッチできた場合、
最新の３次元測位で求めた高度データを用いて、１次元
測位により、一定高度の球面上での車両現在地の存在線
を求めるようになっている。

【００２３】図２は１次元測位の原理説明図である。適
当な３次元座標系において、予め、自身を含む平面（こ
こでは地球中心からの距離＝高度ｈが一定の球面とす
る）が既知な或る観測点から観測可能な１つのＧＰＳ衛
星ＳＴＬ１の位置がＰ₁ 、ＧＰＳ衛星ＳＴＬ１と車両間
の距離がＲ₁ となったとき、Ｐ₁ から半径Ｒ₁ の球面Ｃ
ＵＢ１を描き、球面ＣＵＢ１が既知な平面ＣＵＢ２との
交わる円ＣＩＬ₁₂を求める。円ＣＩＬ₁₂はその上に観測
点が存在する存在線である。本実施例では、取り扱いを
容易にするため、更に、過去最新に検出した現在地Ｑを
中心とする一定半径ｒ（ｒは0.5km 、1km などの短距離
とする）の球面ＣＵＢ３を描き、円ＣＩＬ₁₂と交わる２
点Ａ，Ｂを求め、Ａ，Ｂを結ぶ直線ＬＮを円ＣＩＬ₁₂に
近似した存在線とする。このように存在線を直線近似し
ても、円ＣＩＬ₁₂が極めて大きいことから、実用上の問
題はない。

【００２４】即ち、１次元測位は、観測点に関する未知
数が２つあるとき（例えば、経度、緯度）、１つのＧＰ
Ｓ衛星の位置とこのＧＰＳ衛星から観測点までの距離を
用いて、３次元座標の１つの方程式を立てるとともに、
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、更に、過去最新に測位した位置から一定距離の
範囲を表す１つの方程式を立て、先の方程式と合わせた
３つの連立方程式を解き、２つの未知数の間の観測点近
傍での関係式を求めることである。

【００２５】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１次元測位では２つのＧＰＳ衛星から衛星信号を
受信し、これら２つのＧＰＳ衛星の位置と観測点までの
距離を求めて２つの連立方程式を立てるとともに、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、更に、過去最新に測位した位置から一定距離の範囲
を表す１つの方程式を立て、先の方程式と合わせた４つ
の連立方程式を解き、時刻のずれを含まない２つの未知
数の間の観測点近傍での関係式を求めるようにしてい
る。

【００２６】即ち、地球中心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ直
交座標系での１次元測位においては、観測点の位置Ｐを
（ｘ₀ ，ｙ₀ ，ｚ₀ ）、ｉ番目（ｉ＝１，２）のＧＰＳ
衛星の位置Ｐ_i を（ｘ_i ，ｙ_i ，ｚ_i ）、ｉ番目のＧＰ
Ｓ衛星からの電波到達時間をτ_i 、時刻誤差をδｔとす
ると、 ｛（ｘ_i −ｘ₀ ）² ＋（ｙ_i −ｙ₀ ）² ＋（ｚ_i −
ｚ₀ ）² ｝^1/2＝ｃ・（τ_i ＋δｔ） が成立し、ｃ・τ_i ＝Ｒ_i 、ｃ・δｔ＝ｓとおけば、 ｛（ｘ_i −ｘ₀ ）² ＋（ｙ_i −ｙ₀ ）² ＋（ｚ_i −ｚ₀ ）² ｝^1/2 −ｓ ＝Ｒ_i ・・・（３） となる。２つのＧＰＳ衛星につき（３）式が成立する。
これに高度ｈに関する次式、 （ｘ₀ ² ＋ｙ₀ ² ＋ｚ₀ ² ）^1/2 ＝ｈ ・・・（４） と、過去最新に測位した位置Ｑ（ｘ_q ，ｙ_q ，ｚ_q ）か
ら一定距離ｒの範囲を表す次式、 ｛（ｘ_q −ｘ₀ ）² ＋（ｙ_q −ｙ₀ ）² ＋（ｚ_q −ｚ₀ ）² ｝^1/2 ＝ｒ ・・・（５） を合わせた４つの連立方程式を解いて、未知数ｘ₀ ，ｙ
₀ ，ｚ₀ に関する２組の解Ａ（ｘ₀₁，ｙ₀₁，ｚ₀₁）、Ｂ
（ｘ₀₂，ｙ₀₂，ｚ₀₂）を求める。Ａ，Ｂに対し適当な座
標変換を施して、経度、緯度座標系で表現した２点と
し、これら２点を結ぶ直線の式を求めることで、時刻誤
差を修正した高精度の直線近似存在線（経度、緯度座標
系での直線の式）が求まる。経度座標をｗ、緯度座標を
ｚと定めた場合、直線の式は一般に、 ａｗ＋ｂｚ＝ｃ （但し、ａ，ｂ，ｃは任意定数） ・・・（６） と表現できるので、存在線ＬＮはａ，ｂ，ｃの値で定ま
ることになる。

【００２７】図１に戻って、１０はマイコン構成のナビ
ゲーションコントローラであり、ＣＤ−ＲＯＭ１に記憶
された地図データを用いてＣＲＴディスプレイ装置３に
車両位置を含む地図画像を車両位置マークとともに表示
させる。この内、１１はＣＤ−ＲＯＭ１から読み出した
地図データを一時的に格納するバッファメモリ、１２は
地図画像描画部であり、走行中、ＣＤ−ＲＯＭ１に記憶
された地図データの内、背景レイヤ、文字・記号レイヤ
等のデータを用いて後述するビデオＲＡＭに、現在地を
含む中央の１枚の地図及び周辺８枚の地図を一体とした
公園、河川、道路、地名、地図記号等を含む地図画像
（９画面分の大きさ）を描画する。

【００２８】１３はマップマッチング部であり、ＧＰＳ
受信機５で３次元測位または２次元測位がなされたとき
は、該ＧＰＳ受信機５から入力した車両位置データに対
し、ＣＤ−ＲＯＭ１に記憶された地図データを用いて投
影法やパターンマッチング法などによりマップマッチン
グを行い、道路上に修正して地図画像描画部１２へ出力
する。また、ＧＰＳ受信機５で１次元測位がなされたと
きは、存在線データ（具体的には（６）式中のａ，ｂ，
ｃ）を入力するとともに、地図データ中の道路データ
（図９参照）を用いて、過去最新に求められた車両位置
の乗っている道路または該道路と繋がっている道路と、
車両位置近傍における存在線との交点を計算して新たな
車両位置（経度、緯度）を求め、該車両位置データを地
図画像描画部１２へ出力する。

【００２９】図３は１次元測位がなされた時のマップマ
ッチング部１３による車両位置検出方法の説明図であ
る。図３に示す如く、車両が北東に延びた道路ＲＤ_a を
北東方向に走行している間、ＧＰＳ受信機５がＱ₀ 点ま
で３次元測位を行い、Ｑ₀ 点の測位からｔ₁ 秒後になさ
れた次の測位では一次元測位した結果、直線近似の存在
線がＬＮ₁ となったとき、Ｑ₀ 点での車両方位θ₀ （車
両方位θは真北を０°として時計方向に測るものとす
る）と車両速度ｖ₀ 、Ｑ₀ からの所要時間ｔ₁ とから破
線で囲まれた如き、Ｑ₀ を中心とし、半径がｖ₀ ｔ₁ ＋
αの大きさで車両方位θ₀ の方向を向けた扇状の存在エ
リアＭ₁ を定める。θ₀ とｖ₀ はＱ₀ での３次元測位時
に求められている。そして、存在エリアＭ₁ 内で道路Ｒ
Ｄ_a と存在線ＬＮ₁ の交点Ｑ₁ の位置（経度、緯度）を
計算し、新たな車両位置データとするとともに、Ｑ₁ に
おける道路ＲＤ_a の方向（Ｑ₁ から見てＱ₀ とは反対方
向の向き。ここでは北東）をＱ₁ での車両方位θ₁ とす
る。

【００３０】更に、Ｑ₁ 点の測位からｔ₂ 秒後になされ
た次の測位でも一次元測位した結果、直線近似存在線が
ＬＮ₂ となったとき、Ｑ₁ 点での車両方位θ₁ とＱ₀ 点
での車両速度ｖ₀ 、Ｑ₁ からの所要時間ｔ₂ とから破線
で囲まれた如きＱ₁ を中心とする扇状の存在エリアＭ₂
を定め、該存在エリアＭ₂ 内で道路ＲＤ_a と存在線ＬＮ
₂ の交点Ｑ₂ の位置（経度、緯度）を計算し、新たな車
両位置データとするとともに、Ｑ₂ における道路の方向
（Ｑ₂ から見てＱ₁ とは反対方向の向き）をＱ ₂ での車
両方位θ₂ とする。

【００３１】以下、１次元測位が続く限り、同様の処理
を繰り返して車両位置と車両方位Ｑ ₃ ，θ₃ 、Ｑ₄ ，θ
₄ 、・・を求めていく。若し、途中で、Ｑ_n-1 の次にな
された１次元測位に関して、Ｑ_n-1 を中心とした存在エ
リアＭ_n の中に道路ＲＤ_a のほか、該道路ＲＤ_a と繋が
った道路ＲＤ_b も入っているとき、存在エリアＭ_n の中
で存在線ＬＮ_n が道路ＲＤ_a とＲＤ_b の両方と交わるこ
とがあるが、この場合は、それまで走行していた道路Ｒ
Ｄ_a 上の交点Ｑ_n の位置を優先させて新たな車両位置と
し、Ｑ_n における道路ＲＤ_a の方向をＱ_n での車両方位
θ_n とするが、道路ＲＤ_b 上の交点Ｑ_n ´の位置と、Ｑ
_n ´における道路ＲＤ_b の方向θ_n ´を予備のデータと
して記憶しておく。

【００３２】そして、次の１次元測位に関して、図４
（１）に示す如く、Ｑ_n を中心とした存在エリアＭ_n+1
の中で、存在線ＬＮ_n+1 が道路ＲＤ_a またはＲＤ_b のい
ずれかと交われば、Ｑ_n とθ_n を用いて新たな車両位置
Ｑ_n+1 とθ_n+1 を求め、逆に、図４（２）に示す如く、
Ｑ_n を中心とした存在エリアＭ_n+1 の中で、存在線ＬＮ
_n+1 が道路ＲＤ_a またはＲＤ_b のいずれとも交わらなか
ったとき、先にＱ_n とθ _n に対する予備のデータとして
いたＱ_n ´とθ_n ´を前回の正規の車両位置と車両方位
に置き換えて、新たな車両位置Ｑ_n+1 とθ_n+1 を求める
ようにする。これにより、車両が交差点ＣＰで左折した
ことが判るようになる。マップマッチング部１３は図５
に示す如く、最新の車両位置データ、車両方位データ、
車両速度データを記憶する第１記憶域と、予備の位置デ
ータ及び方位データを複数組記憶する第２記憶域を有す
るメモリを内蔵している。

【００３３】図１に戻って、１４は９画面分を合わせた
大きさの記憶領域を持ち、地図画像描画部１２によって
描画された地図画像を記憶するビデオＲＡＭ、１５は地
図描画制御部１２の読み出し制御を受けて、ビデオＲＡ
Ｍ１４に描画された内、車両位置を中心とする１画面分
の画像を読み出す読み出し制御部、１６は車両方位方向
を向けた所定の車両位置マークを発生する車両位置マー
ク発生部、１７は読み出し制御部１５が読み出した画像
の中心に車両位置マークを合成する合成部、１８は合成
部１７で合成された画像を所定の映像信号に変換してＣ
ＲＴディスプレイ装置３へ出力する映像変換部である。

【００３４】図６はＧＰＳ受信機５の処理部８の動作を
示す流れ図、図７と図８はナビゲーションコントローラ
１０の動作を示す流れ図であり、以下、これらの図に従
って説明する。なお、復調部７で復調された航法メッセ
ージは割り込み処理でバッファメモリ８ａに記憶される
が、該割り込み処理の流れ図は省略してある。 また、
バッファメモリ８ａには予め、過去に受信した航法メッ
セージと、過去最新に検出した経度，緯度，高度の各デ
ータが保存されているものとする。更に、車両は図３の
道路ＲＤ_a に沿ってＳＴ点から北東へ走行上していき、
その後、交差点ＣＰで左折して道路ＲＤ_b に沿って西北
へ進んでいくものとする。

【００３５】セットの電源がオンされると、ＧＰＳ受信
機５の測位部８ｂはまず、バッファメモリ８ａに記憶さ
れている航法メッセージを用いて、現在車両の上空に存
在する衛星を定め、復調部７を制御して同時に多数の衛
星を追跡させる（図６のステップ１０１）。そして、５
つ以上の衛星電波を捕捉できたときは（ステップ１０２
でＹＥＳ）、各衛星位置を計算するとともに、捕捉した
衛星の中でＤＯＰ値（ＰＤＯＰ値）の一番小さくなる４
つの衛星組を対象に、復調部７から擬似距離信号を入力
して衛星航法での３次元測位により車両位置（経度、緯
度、高度）を測位する（ステップ１０３）。但し、市街
地走行や山間部の走行で、復調部７で４つの衛星電波し
か捕捉できなかったときは、該４つの衛星組を対象に、
復調部７から擬似距離信号を入力して衛星航法での３次
元測位により車両位置（経度、緯度、高度）を測位す
る。

【００３６】また、３つの衛星電波しか捕捉できなかっ
たときは、該３つの衛星組を対象に、復調部７から擬似
距離信号を入力して衛星航法での２次元測位により車両
位置（経度、緯度）を測位する（ステップ１０４、１０
５）。この２次元測位では、バッファメモリ８ａに記憶
された最新の高度データを利用する。なお、電源オン直
後は、例え、衛星電波が２つしか捕捉できなくても、１
次元測位は行わず、測位部８ｂは復調部７に対し、３つ
以上の衛星電波を捕捉できるまで衛星の追跡を継続させ
る（ステップ１０９でＮＯ）。

【００３７】このようにして、測位部８ｂが３次元測位
または２次元測位で車両位置を測位すると、続いて、方
位ベクトル計算部８ｃは復調部７からドップラー量信号
を入力して方位ベクトルの計算を行う（ステップ１０
６）。方位ベクトルを計算する際、測位部８ｂが衛星航
法により測位する際に求めた衛星位置データと車両位置
データを利用する。そして、測位部８ｂと方位ベクトル
計算部８ｃは電源オン後に最初に測位した車両位置デー
タ（ここでは図３のＳＴ点の経度、緯度）と計算で求め
た車両方位データ（方位ベクトルの向きを示すデータ）
及び車両速度データ（方位ベクトルの大きさを示すデー
タ）を、測位次元（３次元または２次元）を示すデータ
とともにナビゲーションコントローラ１０に出力して、
所定のナビゲーション処理を可能とさせ（ステップ１０
７）、また、バッファメモリ８ａに今回測位した車両位
置データを更新記憶させる（ステップ１０８）。

【００３８】但し、ステップ１０８で更新記憶させると
き、測位部８ｂが３次元測位できた場合は、経度、緯
度、高度の全てを更新記憶させるが、２次元測位しかで
きなかったときは経度、緯度のみ更新記憶させる。この
あと、処理部８はステップ１０１に戻り、以下、同様に
して車両から受信できた衛星信号が３つ以上有るとき、
衛星航法による３次元測位または２次元測位と、車両方
位ベクトル（車両方位及び車両速度）の計算を繰り返
す。

【００３９】一方、ナビゲーションコントローラ１０
は、電源オン後、マップマッチング部１３がＧＰＳ受信
機５での最初の測位（３次元測位または２次元測位）が
完了するのを待ち（図７のステップ２０１）、最初の測
位が完了したならばＧＰＳ受信機５から車両位置データ
（図３のＳＴ点の経度、緯度）、車両方位データ及び車
両速度データを入力し、この内、車両方位データ及び車
両速度データを正規のデータとして内蔵メモリの第１記
憶域に記憶させ（ステップ２０２、図５参照）、車両方
位データは車両位置マーク発生部１６へ出力しておく。
次いで、ＣＤ−ＲＯＭ１から車両位置周辺の所定の範囲
の地図データを読み出しバッファメモリ１１に格納し
（ステップ２０３）、該読み出した地図データ中の道路
データ（図９参照）を用いてマップマッチングを行い車
両位置を道路ＲＤ_a 上に修正し（ステップ２０４）、修
正した車両位置データを正規のデータとして内蔵メモリ
の第１記憶域に記憶させるとともに地図画像描画部１２
へ出力する（ステップ２０６）。このあとタイマＴをス
タートさせる（ステップ２０７）。

【００４０】次に、地図画像描画部１２は、マップマッ
チング部１３から入力した車両位置データに基づき、ビ
デオＲＡＭ１４の中に描画済の地図画像の内、中央の１
枚の地図の中に車両位置が含まれているかチェックし
（ステップ２０６）、最初はＮＯなので、バッファメモ
リ１１に格納された地図データを用いて、ビデオＲＡＭ
１４の中に、車両位置を含む中央の１枚の地図と該地図
を取り囲む８枚の地図を一体化した地図画像を描画する
（ステップ２０８）。

【００４１】続いて、地図画像描画部１２は読み出し制
御部１５に対し、ビデオＲＡＭ１４上での車両位置に相
当する読み出し中心位置データを与えて読み出し制御を
行い、読み出し制御部１５をしてビデオＲＡＭ１４から
車両位置を中心とする１画面分の大きさの地図画像を読
み出させる（ステップ２０９）。次いで、車両位置マー
ク発生部１７はマップマッチング部１３から入力した車
両方位データに基づき、車両方位方向を向けた所定の車
両位置マークを発生する（ステップ２１０）。車両位置
マークは、合成部１８によりビデオＲＡＭ１４から読み
出された１画面分の画像の中央に合成されたのち、映像
変換部１９によって所定の映像信号に変換される。そし
て、ＣＲＴディスプレイ装置３に出力されて、画面表示
される（ステップ２１１）。この結果、車両が現在、ど
の地点にあるのか容易に確認することができ、また、所
望地への適切な走行ルートも調べることができる。

【００４２】このあと、ナビゲーションコントローラ１
０はマップマッチング部１３がＧＰＳ受信機５で次の測
位が完了するまで待ち（ステップ２１２）、完了したな
らば、３次元測位または２次元測位がなされたか、また
は、１次元測位がなされたかチェックする（ステップ２
１３）。３次元測位または２次元測位がなされたとき
は、ＧＰＳ受信機５から新たな車両位置データ（経度、
緯度）、車両方位データ及び車両速度データを入力し、
この内、車両方位データ及び車両速度データを内蔵メモ
リの第１記憶域に正規のデータとして更新記憶させ（ス
テップ２０２）、車両方位データについては車両位置マ
ーク発生部１６へ出力しておく。次いで、ＣＤ−ＲＯＭ
１から車両位置周辺の必要な地図データを読み出しバッ
ファメモリ１１に格納し（ステップ２０３）、地図デー
タ中の道路データを用いてマップマッチングを行い車両
位置を道路ＲＤ_a 上に修正し（ステップ２０４）、修正
した車両位置データを内蔵メモリの第１記憶域に正規の
データとして記憶させるとともに地図画像描画部１２へ
出力する（ステップ２０５）。そして、タイマＴを再ス
タートさせる（ステップ２０６）。

【００４３】新たな車両位置データを入力した地図画像
描画部１２は、ビデオＲＡＭ１４の中に描画された地図
画像の内、中央の１枚の地図の中に車両位置が含まれて
いるかチェックする（ステップ２０７）。ＮＯであれ
ば、地図データを用いて、ビデオＲＡＭ１４の中に、車
両位置を含む中央の１枚の地図と該地図を取り囲む８枚
の地図を一体化した地図画像を再描画し（ステップ２０
８）、ステップ２０９へ進む。なお、ステップ２０７で
ＹＥＳであれば、地図画像の再描画はせずにそのままス
テップ２０９へ進む。

【００４４】ステップ２０９では、地図画像描画部１２
は読み出し制御部１５に対し、ビデオＲＡＭ１４上での
車両位置に相当する読み出し中心位置データを与えて読
み出し制御を行い、読み出し制御部１５をしてビデオＲ
ＡＭ１４から車両位置を中心とする１画面分の大きさの
地図画像を読み出させる。次いで、車両位置マーク発生
部１７はマップマッチング部１３から入力した車両方位
データに基づき、車両方位方向を向けた所定の車両位置
マークを発生する（ステップ２１０）。車両位置マーク
は、合成部１８によりビデオＲＡＭ１４から読み出され
た１画面分の画像の中央に合成されたのち、映像変換部
１９によって所定の映像信号に変換される。そして、Ｃ
ＲＴディスプレイ装置３に出力されて、画面表示される
（ステップ２１１）。この結果、車両が移動中であれ
ば、車両位置を中心としたまま画面の地図画像がスクロ
ールする。以下、ＧＰＳ受信機５で３次元測位または２
次元測位が継続している間、ナビゲーションコントロー
ラ１０は同様の処理を繰り返す。

【００４５】その後、図３のＱ₀ 点まで３次元測位また
は２次元測位を継続的に行ったあと、車両がビル街に入
るなどして、ＧＰＳ受信機５の復調部７で２つの衛星し
か捕捉できなくなったとき、処理部８ｂは図６のステッ
プ１１０でＹＥＳと判断し、該２つの衛星組を対象に、
復調部７から擬似距離信号を入力して衛星航法での１次
元測位により車両位置の存在線を計算で求める（ステッ
プ１１１）。この１次元測位では、バッファメモリ８ａ
に記憶された最新の車両位置データ（経度、緯度、高
度）を利用し、前述した（３）〜（５）式を合わせた４
つの連立方程式を解いて、Ｘ，Ｙ，Ｚ直交座標系での２
組の解を求め、更に、経度、緯度座標系への変換を施
し、これら２点を結ぶ経度、緯度座標系での直線の式を
求めて、直線近似した存在線とする。経度座標をｗ、緯
度座標をｚとした場合、存在線は一般に、ａｗ＋ｂｚ＝
ｃ（但し、ａ，ｂ，ｃは任意定数）と表現できるので、
存在線はａ，ｂ，ｃの各値で定まる。

【００４６】測位部８ｂは１次元測位で存在線を求めた
あと、存在線データ（ａ，ｂ，ｃの値）を、今回の測位
次元（１次元）を示すデータとともにナビゲーションコ
ントローラ１０へ出力する（ステップ１１２）。そし
て、一定時間だけナビゲーションコントローラ１０から
の車両位置データ（ここでは経度、緯度）の入力を待
ち、入力があればバッファメモリ８ａに更新記憶させ
（ステップ１１３）、しかるのち、ステップ１０１に戻
り、次の測位を行う。若し、ステップ１１３で一定時間
内に車両位置データの入力がなかったときは、そのまま
ステップ１０１に戻る。

【００４７】一方、ナビゲーションコントローラ１０の
マップマッチング部１３は、ＧＰＳ受信機５が１次元測
位すると、図７のステップ２１３でＮＯと判断し、存在
線データを入力する（図８のステップ３０１）。続い
て、バッファメモリ１１に格納されている車両位置周辺
の道路データ（図９参照）、内蔵メモリの第１記憶域に
記憶された最新の正規のデータである車両位置Ｑ₀ 、Ｑ
₀ での車両方位θ₀ 及び車両速度ｖ₀ （図５の第１記憶
域に記憶されたデータ）、タイマＴの計時時間ｔ ₁ を用
いて、図３に示す如く存在エリアＭ₁ を定める（ステッ
プ３０２）。そして、存在エリアＭ₁ 内において、車両
位置の乗っている道路ＲＤ_a 及び該道路ＲＤ_a と繋がっ
ている道路と存在線ＬＮ₁ との交点の位置（経度、緯
度）、該交点における道路方向を計算する（ステップ３
０３）。但し、交点における道路方向は、道路データか
ら求めることができるが、交点からＱ₀ を見た方向と、
Ｑ₀ とは反対方向の２種類あるので、交点からＱ₀ とは
反対方向を見た方向とする。

【００４８】次いで、マップマッチング部１３はステッ
プ３０３で求めた交点が１つ以上存在するかチェックし
（ステップ３０４）、ＹＥＳであれば複数かチェックす
る（ステップ３０５）。存在エリアＭ₁ の中では交点は
Ｑ₁ の１つだけなので、ステップ３０４、３０５でとも
にＹＥＳと判断し、この場合、交点Ｑ₁ の経度、緯度
と、Ｑ₁ における道路方向θ₁ を新たな正規の車両位置
データ及び車両方位データとして、内蔵メモリの第１記
憶域に更新記憶したのち（ステップ３０６）、車両方位
データθ₁ を車両位置マーク発生部１６、車両位置デー
タＱ₁ を地図画像描画部１２へ出力する。車両位置デー
タＱ₁ はＧＰＳ受信機５にも出力する（ステップ３０
７）。そして、図７のステップ２０６に進み、タイマＴ
を再スタートさせる。ナビゲーションコントローラ１０
から車両位置データ（ここでは経度、緯度）を入力した
測位部８ｂはバッファメモリ８ａに更新記憶する（図６
のステップ１１３）。

【００４９】新たな車両位置データを入力した地図画像
描画部１２は、ビデオＲＡＭ１４の中に描画された地図
画像の内、中央の１枚の地図の中に車両位置が含まれて
いるかチェックする（ステップ２０７）。ＮＯであれ
ば、地図データを用いて、ビデオＲＡＭ１４の中に、車
両位置を含む中央の１枚の地図と該地図を取り囲む８枚
の地図を一体化した地図画像を再描画し（ステップ２０
８）、ステップ２０９へ進む。なお、ステップ２０７で
ＹＥＳであれば、地図画像の再描画はせずにそのままス
テップ２０９へ進む。

【００５０】ステップ２０９では、地図画像描画部１２
は読み出し制御部１５に対し、ビデオＲＡＭ１４上での
車両位置に相当する読み出し中心位置データを与えて読
み出し制御を行い、読み出し制御部１５をしてビデオＲ
ＡＭ１４から車両位置を中心とする１画面分の大きさの
地図画像を読み出させる。次いで、車両位置マーク発生
部１７はマップマッチング部１３から入力した車両方位
データに基づき、車両方位方向を向けた所定の車両位置
マークを発生する（ステップ２１０）。車両位置マーク
は、合成部１８によりビデオＲＡＭ１４から読み出され
た１画面分の画像の中央に合成されたのち、映像変換部
１９によって所定の映像信号に変換される。そして、Ｃ
ＲＴディスプレイ装置３に出力されて、画面表示される
（ステップ２１１）。この結果、車両から捕捉可能な衛
星が２つになっても、画面に正確な車両位置を表示する
ことができる。

【００５１】ＧＰＳ受信機５が次になした測位も一次元
測位であり、図３に示す如く、直線近似存在線がＬＮ₂
となったとき、マップマッチング部１３は、Ｑ₁ 点での
車両方位θ₁ とＱ₀ 点での車両速度ｖ₀ 、Ｑ₁ からの所
要時間ｔ₂ とから破線で囲まれた如きＱ₁ を中心とする
扇状の存在エリアＭ₂ を定め、該存在エリアＭ₂ 内で道
路ＲＤ_a と存在線ＬＮ₂ の交点Ｑ₂ の位置（経度、緯
度）を計算し、Ｑ₁ からＱ₂ を見た方向に近い道路ＲＤ
_a の方向θ₂ を計算する（図７のステップ２１３、図８
のステップ３０１〜３０３）。

【００５２】次いで、マップマッチング部１３はステッ
プ３０３で求めた交点が１つ以上存在するかチェックし
（ステップ３０４）、ＹＥＳであれば複数かチェックす
る（ステップ３０５）。存在エリアＭ₂ の中では交点は
Ｑ₂ の１つだけなので、ステップ３０４、３０５でとも
にＹＥＳと判断し、この場合、交点Ｑ₂ の経度、緯度
と、Ｑ₂ における道路方向θ₂ を新たな正規の車両位置
データ及び車両方位データとして、内蔵メモリの第１記
憶域に更新記憶したのち（ステップ３０６）、車両方位
データθ₂ を車両位置マーク発生部１６、車両位置デー
タＱ₂ を地図画像描画部１２へ出力する。車両位置デー
タＱ₂ はＧＰＳ受信機５にも出力する（ステップ３０
７）。そして、図７のステップ２０６に進み、タイマＴ
を再スタートさせる。ナビゲーションコントローラ１０
から車両位置データ（ここでは経度、緯度）を入力した
測位部８ｂはバッファメモリ８ａに更新記憶する（図６
のステップ１１３）。

【００５３】以下、１次元測位が続く限り、同様の処理
を繰り返して車両位置と車両方位Ｑ ₃ ，θ₃ 、Ｑ₄ ，θ
₄ 、・・を求めていく。新たな車両位置データを入力す
る毎に、地図画像描画部１２は、ビデオＲＡＭ１４の中
に描画された地図画像の内、中央の１枚の地図の中に車
両位置が含まれているかチェックする（ステップ２０
７）。ＮＯであれば、地図データを用いて、ビデオＲＡ
Ｍ１４の中に、車両位置を含む中央の１枚の地図と該地
図を取り囲む８枚の地図を一体化した地図画像を再描画
し（ステップ２０８）、ステップ２０９へ進む。なお、
ステップ２０７でＹＥＳであれば、地図画像の再描画は
せずにそのままステップ２０９へ進む。

【００５４】そして、地図画像描画部１２は読み出し制
御部１５に対し、ビデオＲＡＭ１４上での車両位置に相
当する読み出し中心位置データを与えて読み出し制御を
行い、読み出し制御部１５をしてビデオＲＡＭ１４から
車両位置を中心とする１画面分の大きさの地図画像を読
み出させる。また車両位置マーク発生部１７はマップマ
ッチング部１３から入力した車両方位データに基づき、
車両方位方向を向けた所定の車両位置マークを発生する
（ステップ２１０）。車両位置マークは、合成部１８に
よりビデオＲＡＭ１４から読み出された１画面分の画像
の中央に合成されたのち、映像変換部１９によって所定
の映像信号に変換される。そして、ＣＲＴディスプレイ
装置３に出力されて、画面表示される（ステップ２１
１）。この結果、ＧＰＳ受信機５で３次元測位や２次元
測位ができなくなっても、１次元測位が可能であれば、
画面の車両位置マークがＱ₀ の所で固定することなく地
図上の正しい位置に移動表示されることになる。

【００５５】その後、車両が道路ＲＤ_a とＲＤ_b の交差
点ＣＰに接近したため、図３に示す如く、Ｑ_n-1 の次に
なされた１次元測位に関して、Ｑ_n-1 を中心とした存在
エリアＭ_n の中に道路ＲＤ_a のほか、該道路ＲＤ_a と繋
がった道路ＲＤ_b も入っているとき、存在エリアＭ_n の
中で存在線ＬＮ_n が道路ＲＤ_a とＲＤ_b の両方と交わ
る。このとき、マップマッチング部１３は図８のステッ
プ３０５でＮＯと判断する。

【００５６】この場合、マップマッチング部１３は、そ
れまで走行していた道路ＲＤ_a 上の交点Ｑ_n とＱ_n での
道路ＲＤ_a の方向を優先させて新たな正規の車両位置及
び車両方位θ_n として内蔵メモリの第１記憶域に更新記
憶するとともに、、道路ＲＤ _b 上の交点Ｑ_n ´の位置
と、Ｑ_n ´での道路ＲＤ_b の方向θ_n ´はＱ_n ，θ_n に
対する予備のデータとして内蔵メモリの第２記憶域に記
憶しておく（ステップ３０８）。車両方位データθ_n は
車両位置マーク発生部１６、車両位置データＱ_nは地図
画像描画部１２へ出力し、車両位置データＱ_n はＧＰＳ
受信機５にも出力する（ステップ３０７）。そして、図
７のステップ２０６に進み、タイマＴを再スタートさせ
る。この結果、画面の車両位置マークはＱ_n の位置に移
動する。

【００５７】但し、車両が交差点ＣＰで左折すると、Ｇ
ＰＳ受信機５によりなされた次の１次元測位に関して、
図４（２）に示す如く、Ｑ_n を中心とした存在エリアＭ
_n+1の中で、存在線ＬＮ_n+1 が道路ＲＤ_a またはＲＤ_b
のいずれとも交わらなくなり、マップマッチング部１３
はステップ３０４でＮＯと判断することになる。この場
合、内蔵メモリにＱ_n ，θ_n に対する予備のデータが記
憶されているかチェックし（図８のステップ３０９）、
ここではＱ_n ´，θ_n ´が存在するので、これらを前回
の正規の車両位置及び車両方位とし（ステップ３１
０）、Ｑ_n ´を中心とした存在エリアＭ_n+1 ´の中で、
存在線ＬＮ_n+1 が道路ＲＤ_b と交わった点Ｑ _n+1 と、Ｑ
_n+1 における道路ＲＤ_b の方向θ_n+1 を求める（ステッ
プ３０２、３０３）。このとき、交点は１つだけなので
Ｑ_n+1 とθ_n+1 を正規の車両位置データ及び車両方位デ
ータとして内蔵メモリの第１記憶域に更新記憶するとと
もに、各々地図画像描画部１２と車両位置マーク発生部
１６へ出力する（３０４〜３０６）。これにより、画面
の車両位置マークは道路ＲＤ_b の上に表示されるので、
車両が交差点ＣＰで左折したことが判る。

【００５８】なお、仮に車両が交差点ＣＰを直進したと
き、図４（１）に示す如く、Ｑ_n を中心とした存在エリ
アＭ_n+1 の中で、存在線ＬＮ_n+1 が道路ＲＤ_a とＱ_n+1
点で交わるのでステップ３０４でＹＥＳとなり、道路Ｒ
Ｄ_a との交点Ｑ_n+1 と該交点での道路ＲＤ_a の方向θ
_n+1 をそのまま新たな車両位置及び車両方位とすればよ
い。

【００５９】その後、道路ＲＤ_b に沿って西北に進んで
いる間に、図４（２）のＱ_i 点から再びＧＰＳ受信機５
で３次元測位または２次元測位ができるようになったと
き、ナビゲーションコントローラ１０は図７のステップ
２１３でＹＥＳと判断したあと、ステップ２０２へ進
み、ＧＰＳ受信機５で測位された車両位置データをマッ
プマッチングにより道路ＲＤ_b の上に修正する。そし
て、該修正した車両位置に基づき、地図画像上の該当箇
所に車両位置マークを表示する。

【００６０】この実施例によれば、車両から捕捉可能な
衛星が２つになったとき、ＧＰＳ受信機５が１次元測位
を行って車両の位置している存在線を求め、マップマッ
チング部１３で道路データを用いて、車両がそれまで走
行していた道路または該道路と繋がっている道路と、車
両位置近傍における存在線との交点を求めて、新たな車
両位置を検出するようにしたから、３次元測位や２次元
測位ができなくなっても引き続き車両位置の検出が可能
となり、運転者に正しい車両位置を提供することができ
る。

【００６１】なお、上記した実施例では、存在エリアの
大きさは、最後に３次元測位または２次元測位したとき
の車両速度に１次元測位の時間間隔を乗じ、定数を加算
して定めるようにしたが、単に、車両速度に１次元測位
の時間間隔を乗じた大きさとしたり、一定の大きさとし
たりしてもよく、或いは、１次元測位中に車両に装備さ
れたスピードメータから取り出した車両速度に１次元測
位の時間間隔を乗じ、定数を加算して定めるようにして
もよい。また、１次元測位したあと、道路データを用い
て、車両がそれまで走行していた道路または該道路と繋
がっている道路と、車両位置近傍における存在線との交
点を求めて、新たな車両位置を検出する処理は、ＧＰＳ
受信機の処理部が行うようにしてもよい。更に、１次元
測位中、車両位置マークを点滅させて、現在１次元測位
中であることを運転者に認識させるようにしてもよい。

【００６２】また、２次元測位や１次元測位を行う際に
用いる高度データは、所定の固定データを用いるように
したり、或いは、地図データ中に各ノード毎に対応付け
て記高度データを記憶させておき、該高度データを読み
出して用いるようにしてもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上本発明によれば、衛星航法による車
両位置の測位中に、３次元測位と２次元測位のいずれも
不能となったとき、既知の高度データを用いて１次元測
位を行い、地球中心から見て高度が当該既知の値で一定
な球面上での車両の存在線を求め、道路データを参照し
て、前回求められた車両位置の乗っている道路または該
道路と繋がっている道路と、車両位置近傍における存在
線との交点を計算して新たな車両位置を求めるように構
成したから、ビル街を走行するなどして、車両から衛星
電波を受信できる衛星が２つしか存在しなくなっても、
車両位置の検出が可能となり、衛星航法による車両位置
検出率を大幅に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両位置検出方法を具現した車載
ナビーション装置の全体構成図である。

【図２】ＧＰＳ受信機による１次元測位の原理説明図で
ある。

【図３】１次元測位時のマップマッチング部による車両
位置検出方法の説明図である。

【図４】１次元測位時のマップマッチング部による車両
位置検出方法の説明図である。

【図５】マップマッチング部の内蔵メモリに記憶される
データの説明図である。

【図６】ＧＰＳ受信機の動作を示す流れ図である。

【図７】ナビゲーションコントローラの動作を示す第１
の流れ図である。

【図８】ナビゲーションコントローラの動作を示す第２
の流れ図である。

【図９】道路レイヤに格納されたデータの説明図であ
る。

【図１０】３次元測位と２次元測位の説明図である。

【符号の説明】

１ ＣＤ−ＲＯＭ ３ ＣＲＴディスプレイ装置 ５ ＧＰＳ受信機 ７ 復調部 ８ 処理部 １０ ナビゲーションコントローラ １２ 地図画像描画部 １３ マップマッチング部 １４ ビデオＲＡＭ １６ 車両位置マーク発生部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衛星航法による車両位置の測位中に、３
   次元測位と２次元測位のいずれも不能となったとき、 既知の高度データを用いて１次元測位を行い、地球中心
   から見て高度が当該既知の値で一定な球面上での車両の
   存在線を求め、 道路データを参照して、前回求められた車両位置の乗っ
   ている道路または該道路と繋がっている道路と、車両位
   置近傍における存在線との交点を計算して新たな車両位
   置を求めるようにしたこと、 を特徴とする車両位置検出方法。