导航设备制造技术

一种检测移动体的位置的导航设备（１）包括：用于存储地图数据的地图数据存储装置（１３）；检测有关移动体的运行情况的信息的自主传感器（１２）；在利用无线电导航执行的位置判定的结果上，通过累积由自主传感器（１２）检测到的信息来检测移动体的惯性位置－判定位置的惯性位置判定装置（１０ｂ）；用于检测特征位置（３１）的特征位置检测装置（１０ｄ），特征位置（３１）为移动体呈现了特征运行情况的惯性位置－判定位置；用于通过参考地图数据存储装置（１３）来提取有关与特征位置（３１）相对应的道路位置（２２）的位置信息的校正量检测装置（１０ｅ）；及基于特征位置（３１）靠近道路位置（２２）的条件，利用卡尔曼滤波器来校正特征位置（３１）的位置校正装置（１０ｆ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种检测移动体的位置的导航设备。本专利技术尤其涉及一种精确地校正利用自主导航判定的移动体的位置的导航设备。
技术介绍
在导航系统中，通过基于来自GPS (全球定位系统)卫星的 无线电波来判定本车的位置以及利用车速传感器、陀螺传感器等来累 积行进距离和行进方向，来精确地估计本车的当前位置。然而，当导航系统不能接收来自GPS卫星的无线电波时， 由自主导航执行的位置判定的误差随着时间的推移被放大。结果，位 置的精确性逐渐减小。相应地，提出了用于校正由自主导航判定的本车的位置的各 种方法。例如，在地图匹配中，利用导航系统中的地图数据来校正由 自主导航判定的位置(例如，参见公开号为2002-213979的日本专利申 请(JP-A-2002-213979 ))。公开号为2002-213979的日本专利申请描述 了这样一种方法从地图数据中选择其位置和方向与由自主导航判定 出的位置和方向最为匹配的道路，并且通过使判定出的位置和方向与 所选择的道路相关联来校正判定出的位置和方向。然而，商用导航系统中的地图数据不是很精确。同样，因为 道路网络由连接交叉点(节点)的直线链路来表示，所以道路网络可6能与实际的道路结构不匹配。因此，在地图匹配中，本车的位置可能 没有被充分地校正。同样，提出了一种位置校正方法，其中将车辆的行进路径与 地图数据中的道路型式相比较，并且基于匹配的程度使车辆的位置与 邻近车辆位置的道路相关联(例如，参见公开号为8-61968的日本专利 申请(JP-A-8-61968))。公开号为8-61968的日本专利申请描述了这样 一种校正方法基于行进路径检测到本车已经通过交叉点或弯道；并 且通过型式匹配来检测与行进路径匹配的有关交叉点或弯道的地图数 据。这样，本车的位置祐j交正。然而，因为设计成链路在普通的交叉点处以90度角彼此相 交，所以当通过型式匹配将交叉点处的行进路径与交叉点处的道路结 构相比较时，行进路径与几乎所有涉及交叉点的链路数据都匹配。相 应地，存在行进路径与完全不同于车辆所通过的交叉点的交叉点匹配 的可能性。同样，因为如上所述链路数据由直线形成，所以难以检测 与弯曲的行进路径匹配的链路数据。此外，因为执行型式匹配的过程 花费大量的时间，所以在导航系统中不适于执行型式匹配的过程。
技术实现思路
本专利技术提供了一种通过校正由自主导航执行的位置判定的 结果来更精确地判定移动体的位置的设备。本专利技术的一个方案涉及一种检测移动体的位置的导航设备。 该导航设备包括地图数据存储装置，其用于存储地图数据；自主传感 器，其检测有关移动体的运行情况的信息；惯性位置判定装置，其在利用无线电导航执行的位置判定的结果上，通过累积由自主传感器检测到的信息，来检测移动体的惯性位置-判定位置；特征位置检测装置，其用于检测特征位置，所述特征位置为移动体呈现了特征运行情况的惯性位置-判定位置；校正量检测装置，其用于通过参考地图数据存储 装置来提取有关与特征位置相对应的道路位置的位置信息；及位置校 正装置，其基于特征位置靠近道路位置的条件，利用卡尔曼滤波器来 校正特征位置。在利用无线电导航的位置判定中，可以使用GPS设备。根据本专利技术的第一个方案，当移动体通过交叉点等时，利用 卡尔曼滤波器来校正移动体的位置，以使移动体的位置靠近与移动体 的位置相对应的地图数据上的位置。因此，根据利用自主导航判定的 位置的误差的大小来进行最佳校正。这样，能够提供一种通过校正利用自主导航执行的位置判定 的结果来更精确地判定移动体的位置的位置判定设备。附图说明结合附图通过下述优选实施例的描述，本专利技术的上述和其它 目的和特征将变得显著，其中图1是示出了根据本专利技术的一个实施例的导航设备的示意结构图2是导航ECU的功能方框图3A和3B是示出了利用自主导航^企测到的INS位置与链路以及 节点之间的关系的图4是示出了由用于利用特征位置来校正本车的位置的导航设备 执行的程序的流程图；及8图5是示出了由导航设备执行的位置判定的实际结果的图。具体实施例方式以下，将参考附图描述本专利技术的一个实施例。图l是示出了 根据本专利技术的实施例的导航设备l的示意结构图。当难以获得GPS(全 球定位系统)卫星时，或当GPS位置判定的可靠性减小时，才艮据本实 施例的导航设备1通过校正利用自主导航判定出的车辆的位置能够进 行精确的位置判定。当GPS无线电波被阻断时，导航设备1基于车辆 的运行情况检测到车辆已经通过交叉点等，并且校正利用自主导航判 定的位置，以使判定出的位置靠近与检测到运行情况的位置相对应的 地图数据上的交叉点的位置。因为利用卡尔曼滤波器来进行校正，所 以根据利用自主导航判定的位置的误差的大小来进行最佳校正。该校 正减小了每次车辆在交叉点向右或向左转向等时累积的误差。因此， 即使当在GPS无线电波被阻断之后经过很长一段时间时，也能够精确 地执行位置判定。导航设备1由导航ECU (电子控制单元)10来控制。导航 ECU 10配置为计算机，其中执行程序的CPU、存储程序的存储设备(硬 盘驱动器和/或ROM)、临时存储数据和程序的RAM、数据输入其中/ 从其中输出数据的输入/输出设备、NV-RAM (非易失性RAM)等通过 总线彼此相连接。导航ECU IO连接到接收来自GPS卫星的无线电波的GPS 接收设备11;依照行进距离、行进方向和由横摆、侧倾、俯仰等限定 的车辆的定向来输出信号(INS数据)的INS (惯性导航传感器)设备 (自主传感器)12;存储地图数据的地图数据库(以下称为"地图DB")913;用于操作导航设备1的输入设备14;及显示地图上车辆的当前位 置的显示设备15。地图DB 13由硬盘、CD-ROM、 DVD-ROM等构成。地图 DB 13存储有关道路网络、交叉点等与绋度和经度相关联的道路地图 信息。在地图DB 13中，涉及节点(例如，道路彼此相交的点，以及 距交叉点隔预定距离的点)的信息以及涉及链路(即，连接节点的道 路)的信息存储在各个表数据库中，涉及节点的信息以及涉及链路的 信息与实际的道路网络相关联。节点表包括节点数量和节点坐标、从节点延伸的链路的数 量、每一个链路的方向，以及链路的链路数量。链路表包括链路的链 路数量、构成链路的起始节点和结束节点，以及链路的长度。设定节 点数量和链路数量使得所有的节点数量和链路数量都彼此不同。这样， 通过分别沿着节点数量和链路数量，形成道路网络。输入设备14由触摸面板、按压式键盘、按钮、遥控器、横 向键等构成。输入设备14是由驾驶员执行的操作输入到的接口。输入 设备14可以包括麦克风，并且可以利用声音识别电路来识别驾驶员的 声音，以使操作输入到输入设备14。当进行到目的地的路径的搜索时， 驾-驶员可以利用地址、地理名称、路标名称、邮编等来输入目的地。显示设备15包括液晶显示器、有机EL显示器、HUD (抬 头显示器)等。显示设备15显示出示出了本车周围区域的道路地图， 或示出了指定比例的指定区域的道路地图。另外，显示设备15按照需 要显示道路地图上本车的位置、到目的地的3各径等。显示设备15包括扬声器，并且例如在车辆向右或向左转向的交叉点处利用扬声器基于 沿路径的车辆的定向来给出语音导航。如本实施例所述，导航ECU 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测移动体的位置的导航设备，包括：　地图数据存储装置（１３），其用于存储地图数据；　自主传感器（１２），其检测有关所述移动体的运行情况的信息；　惯性位置判定装置（１０ｂ），其在利用无线电导航执行位置判定的结果上，通过累 积由所述自主传感器（１２）检测到的所述信息，来检测所述移动体的惯性位置－判定位置；　特征位置检测装置（１０ｄ），其用于检测特征位置，所述特征位置为所述移动体呈现了特征运行情况的惯性位置－判定位置；　校正量检测装置（１０ｅ），其用 于通过参考所述地图数据存储装置（１３）来提取有关与所述特征位置相对应的道路位置的位置信息；及　位置校正装置（１０ｆ），其基于所述特征位置靠近所述道路位置的条件，利用卡尔曼滤波器来校正所述特征位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：小堀训成，香川和则，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]