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专利名称：车辆用导航装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及提高现在位置检测精度的车辆用导航装置。
背景技术：
车辆行驶距离是对和轮胎旋转相对应发生的脉冲数(车速脉冲)计数，再将该计数值乘以将脉冲数变换为距离时的系数(距离系数)而得到，据此进行现在位置检测。但是，由于车辆用导航装置不能感知安装了什么样的轮胎，因而采用地图数据和过去的行驶数据计算并学习每台车辆的距离系数，以提高现在位置检测精度。距离系数的学习一般用GPS测位数据检出车辆行驶在地图数据上的一定距离(直线道路)，再求出在这之间的车速脉冲数来进行。还有，为了进一步提高检测精度，用倾斜角传感器检测出车辆的高度。
但是在高速行驶时轮胎的直径和压力发生变化的情况下，仅用已学习的距离系数会产生误差，使得现在位置检测的精度变低。因此，有测定轮胎的直径变化来修正行驶距离的提案(特许文献1)，但是该方法对现在位置检测的精度的提高并不一定充分。还有，在有高低差的地区行驶时，仅用已学习的距离系数会发生误差，使现在位置检测精度降低。例如，对于很陡的坡，在二维地图上的距离和实际距离的误差变得很大，使得车辆位置检测精度变低。为了解决这个问题已提出了使用倾斜角传感器检测车辆的高度来修正精度的提案(特许文献2)，但是该方法对现在位置检测的精度的提高并不一定充分。
参考文献1特开平10-239092号公报；参考文献2特开平10-253352号公报。

发明内容
本发明正是为了解决上述问题的发明，其目的在于，提高车辆现在位置检测精度。
为达到上述目的，本发明提供一种车辆用导航装置，具有学习相对于车辆行驶距离的车速脉冲的距离系数的距离系数学习单元、和利用学习的距离系数算出车辆现在位置的现在位置检测单元，其特征在于，所述现在位置检测单元，在满足给定条件时，让现在位置算出的距离系数的有效度比不满足给定条件时要低。
再有，本发明的另一目的在于，维持并提高车辆现在位置的检测精度。
为此，本发明提供一种车辆用导航装置，其特征在于，具有距离系数学习单元，其学习相对于车辆行驶距离的车速脉冲的距离系数；和控制单元，其控制距离系数学习单元；所述控制单元在判断有学习中止因素时，控制距离系数学习单元，中止距离系数的学习。
在本发明中，尽可能减少用已学习的距离系数检测出现在位置时产生检测误差的因素，可以大幅度提高现在位置的检测精度。


图1表示本发明实施方式中的概念图。
图2表示标高多边形数据的说明图。
图3表示在距离系数的有效度下降时进行现在地检测的处理流程图。
图4表示在距离系数的有效度下降时进行现在地检测的另一处理流程图。
图5高速行驶时检测现在地的处理流程图。
图6利用现在地权码检测现在地的处理流程图。
图7表示本实施方式例的概念图。
图8表示中止距离系数学习的处理流程图。
图9表示道路数据学习属性的说明图。
图10表示活用过去行驶数据的处理流程图。
图中1—导航控制部，2—距离学习单元，3—现在位置检测单元，10-GPS，11—车速传感器，12—信息记忆单元，31—导航控制部，32—距离系数学习单元，33—现在位置检测单元，34—搜索单元，40—GPS，41—车速传感器，42—信息记忆单元。
具体实施例方式
以下对实施方式进行说明。
图1表示车辆用导航装置的实施方式的例的概念图。
导航控制部1是实行导航各种处理的控制部，在本实施方式中具有距离系数获得单元2、现在位置检测单元3、和搜索单元4，通过取入GPS(全球定位系统)位置检测装置(以下称GPS)10、发生和轮胎旋转对应的脉冲的车速传感器11的测定数据，同时参照用搜索单元4从储存在信息记忆单元12中的地图数据20中搜索出的数据等，进行距离系数的学习和现在位置检测。在信息记忆单元12内，除了地图数据外，也储存了标高多边形数据21、行驶数据22、距离系数23以及其他在导航中必要的各种数据24。
距离系数学习单元2对于从在信息记忆单元12内记忆的地图数据20中搜索出的直线道路，例如利用GPS10的数据行驶100m，算出用在这期间从车速传感器5获得的脉冲数变换为距离的系数(距离系数)。由于在车辆行驶时随时进行这样的处理，学习距离系数，因此可以提高精度。
现在位置检测单元3根据已学习的距离系数和从车速传感器11得到的车速脉冲来检测现在位置。在本实施方式中，例如，采用从标高多边形数据21中知道在有高低差的地区行驶的情况时，或者即使没有标高多边形数据但是使用距离系数和使用GPS测位数据检测出的位置频繁的发生位置误差而判断有高低差时使距离系数的有效度降低、另外在高速行驶时用对应行驶速度的距离系数、在距离学习后在过去行驶的道路上检测出位置误差时在该道路上登录反映误差的现在地权码(cost)等，使得产生位置检测误差的因素尽可能少，从而提高现在位置检测精度。还有，这些处理在车辆行驶规定距离以上，正确学习了距离系数以后进行。
下面，说明应用标高多边形数据提高位置检测精度的实施方式。
图2是说明标高多边形数据例的平面图。在本例中，在4角有坐标(纬度和经度)的各个小区间是数10m(例如30m)的四方区间，图2(a)表示在每个小区间中的地区的标高差(最大标高和最小标高的差)ΔH1，ΔH2……的例，图2(b)表示在每个小区间中以在该地区内的平均标高H1，H2……作为区间中心位置的标高数据的例。
在图2(a)设定的标高多边形数据的地区行驶时，因为有高低差所以在二维地图上的距离和实际距离之间的误差变得很大，从二维地图上检测出的车辆位置的检测精度变得很低。这里，在这样设定的标高多边形数据的地区行驶时，假定距离系数不合适，降低距离系数的有效度，例如不使用距离系数，使用GPS测位数据进行现在位置检测，以防止位置检测精度降低。还有，对于图2(b)所示的标高多边形数据的地区，如果能识别高低差和各个地区的平均标高的差在规定值以上时就最好将距离系数作为不合适的情况处理，降低距离系数的有效度。
图3表示由于有高低差而降低距离系数的有效度时位置检测处理流程图，标高多边形数据如图2(a)所示。
车辆移动后，判断是否有标高多边形数据(步骤S1)，如果有标高多边形数据，因为有高低差，假设距离系数不合适，降低距离系数的有效度(步骤S2)，进行现在地检测。在图2(b)所示的标高多边形数据时，只要加入根据平均标高的差检查是否有高低差的处理，将距离系数的有效度降低就可以。
还有，在没有设定标高多边形数据而有高低差的地区行驶时，因为同样会产生位置检测误差，在这种情况下也最好将距离系数的有效度降低，下面说明其实施方式。
图4表示降低距离系数有效度的另一处理流程图。
在用已学习的距离系数算出的现在位置和根据GPS测位数据算出的现在位置之间产生误差时，例如，登录以大字、小字级等地区单位表示位置偏差的数据(位置偏差数据)。一般这样的位置偏差被考虑为是高低差造成的，可以按图3的处理流程的标高多边形数据的情况一样处理。这里，在行驶后，判断是否有位置偏差数据(步骤S11)，如果有，降低距离系数的有效度(步骤S14)，使用GPS测位数据进行现在位置的检测。没有位置偏差数据时，判断用距离系数算出的现在位置和根据GPS测位数据算出的现在位置之间是否有偏差，如果有位置偏差，登录以大字、小字级等地区单位表示位置偏差的数据(步骤S13)。降低距离系数的有效度(步骤S14)，使用GPS测位数据进行现在位置的检测。
上述例子主要是行驶在有高低差的地区时的例子，而在高速道路或者在收费道路等上高速行驶时，会发生轮胎膨胀。这里，对于这样的道路登录和行驶速度对应的距离系数，下面以学习例进行说明。
图5是高速行驶时现在位置检测处理流程图。
高速行驶时因为轮胎的摩擦热使得空气压力上升，轮胎膨胀。这样，即使是相同的旋转数，移动的距离却变长，用通常速度学习的距离系数算出位置和用GPS测位数据算出的现在位置之间有偏差。这里，例如，学习时速80km-90km、90km-100km、100km-110km……这样的以10km间隔的速度对应的距离系数，并登录它。这样，在高速行驶时，判断对应行驶速度的距离系数是否登录(步骤S21)，如果没有登录，就登录和行驶速度相应的距离系数(步骤S22)。然后，判断利用已登录的距离系数是否有距离偏差(步骤S23)。如果有距离偏差则学习和修正已登录的距离系数(步骤S24)，在没有距离偏差时用行驶速度对应的距离系数进行现在地检测。
在行驶过的道路上根据GPS测位数据算出的位置和用距离系数算出的位置之间有误差时，考虑误差是因为道路产生的，在该道路上登录反映误差的现在地权码(cost)并登录。例如，从起点开始应该是100m位置的地方，检测为110m时，现在地权码是11/10。下面说明对有这样的现在地权码的道路登录例。
图6是利用现在地权码处理现在地检测的处理流程图。
行驶时，判断现在地权码是否已登录(步骤S31)，如果是已登录的道路，利用现在地权码(步骤S32)。然后，判断根据GPS测位数据算出的位置和根据距离系数算出的位置是否有误差(步骤S33)。这时，如果不是已登录现在地权码的道路而有距离偏差时，登录现在地权码(步骤S34)。另外，利用现在地权码也有距离偏差时，再学习和登录现在地权码。这样来考虑现在地权码进行现在地检测。
还有，上述说明中，距离系数学习是以地图数据是正确的为前提，因此也要考虑地图数据不正确的情况。例如，距离系数学习完毕后，并且在规定距离行驶后根据GPS测位数据算出的现在位置的位置误差在规定值以下，无论距离系数学习水平进展如何深，也会有距离偏差产生的情况出现。这时考虑地图数据有问题，这时可以对该道路给出上述现在地权码并登录，或者也可以修正地图数据本身。
下面对第2实施方式进行说明。
图7是车辆用导航装置的实施方式例的概念图。
导航控制部31是实行导航各种处理的控制部，在本实施方式中，控制部具有距离系数学习单元32、现在位置检测单元33、控制单元34，通过从信息传送装置40、GPS位置检测装置(以下GPS)41、发生和轮胎旋转对应的脉冲的车速传感器42、以及倾斜角传感器43中读取信息，同时参照被储存在信息记忆单元44中的地图数据50的数据，进行距离系数的学习处理和现在位置检测处理，这些处理由控制单元34控制。在信息记忆单元44中除了存有包含标有学习中止属性的道路数据的地图数据50外，还存有标高多边形数据51、行驶数据52、距离系数数据53以及其他导航必要的各种数据54。
距离系数学习单元32由控制单元34控制，对于从记忆在信息记忆单元44中的地图数据50中取得的直线道路，例如利用GPS 41的数据行驶100m，算出在此期间用车速传感器42获得的脉冲数变换成距离的系数(距离系数)。在车辆行驶中随时进行这样的处理来学习距离系数，根据行驶10km程度的学习，距离系数大概稳定，而且不断学习使得精度提高。现在位置检测单元33根据由已学习的距离系数和由车速传感器42得到的车速脉冲检测现在位置。
图8表示中止距离系数学习的处理流程图。
在本实施方式中，根据车辆行驶学习距离系数(步骤S41)、判断是否学习了车辆在规定的距离，例如10km以上行驶的距离系数(步骤S42)，在行驶规定距离，距离系数稳定后，用控制单元4判断是否在不适合学习的状况下行驶(有学习中止因素)(步骤S43)，在判断有学习中止因素时，控制距离系数学习单元中止距离系数学习。进行该处理是因为在距离系数稳定之后，在不适合学习状态的行驶中再继续学习时，用不正确的数据修正距离系数会产生误差，导致位置检测精度降低。
作为学习中止因素，例如有可以从标高多边形数据51识别有高低差的地区行驶情况、行驶在由倾斜角传感器43测出车辆倾斜在规定角度(例如10度)以上的地区的情况、从信息传送装置40接受到有可能引起滑动的气象条件或者是道路条件的信息，该信息被驾驶者输入导航装置的情况、行驶在道路数据中标注了学习中止属性的地区的情况、行驶在过去行驶中已判断不应该学习的地区的情况。当然，行驶在没有学习中止因素的地区时，随时进行距离系数学习会进一步提高位置的检测精度。
图2(a)表示在设定了标高多边形数据的地区行驶的情况。因为有高低差，在二维地图上的距离和实际距离之间的误差变得很大，使得在二维地图上检测的车辆位置检测精度变低。这里，在规定距离以上行驶、距离系数稳定后，在这样设定的标高多边形数据的地区行驶时，中止距离系数学习。还有，在设定为图2(b)表示的标高多边形数据的地区中，知道有和各地区的平均标高的差在规定值以上的高低差时，判断为不适合学习的状况，中止距离系数的学习。
图9说明道路数据的学习属性。
本实施方式的道路数据除了具有道路编号、道路属性、形状数据等数据外，还具有距离系数学习属性。道路编号是按方向(去路，回路)对分叉点间的每条道路设定的。道路属性是表示道路种类(高速道路、国道、县道等)、高架道路、地下道路、宽度和车道数等的数据。形状数据由多个节点列组成，各个节点由坐标数据、标高、节点属性(表示交叉点节点、单纯节点、道路末端节点等)组成，连接节点的是链路(link)。距离系数学习属性是表示距离系数学习的对象道路或者非对象道路的标志(“1”非距离系数学习对象道路、“0”距离系数学习对象道路)。例如山间部道路等起伏剧烈，就事先作为不适合学习的道路被标注。还有，距离系数学习属性可以在每条道路编号，在每个链路上被标注，还可以在节点数据中标注。
图10是活用过去的行驶数据处理的流程图。
本实施方式在充分学习距离系数后，行驶时用距离系数算出的现在位置和根据GPS测位数据算出的现在位置之间产生误差时，对该区域作为“发生位置偏差的地区”被识别和登录，下次在该区域行驶时将其判断为不应该学习距离系数，中止学习。
通过车辆行驶，学习距离系数(步骤S51)，判断车辆是否在规定距离以上行驶并己学习了距离系数(步骤S52)，行驶了规定距离并在距离系数稳定后，由控制单元4判断是否是行驶在过去行驶时有位置偏差的地区(步骤S53)。行驶在有位置偏差的地区时，中止距离系数学习(步骤S56)。如果没有作为过去行驶时有位置偏差的地区被登录时，判断根据现在行驶的距离系数算出的现在位置和根据GPS测位数据算出的现在位置之间是否有误差(步骤S54)。如果有误差，例如以大字、小字级地区单位等将有位置偏差的地区作为位置偏差数据(步骤S55)登录，中止距离系数学习。
上述实施方式在行驶规定距离使得距离系数稳定后判断中止学习的因素，中止距离系数的学习，但是也可以在距离系数稳定之前判断学习中止因素，控制是否进行距离系数学习。这时，因为行驶在有学习中止因素的地区，中止距离系数的学习，所以到距离系数稳定为止要花费一定的时间，但是可以在距离系数学习开始就进行正确的学习。
本发明可以大幅度提高现在位置检测精度，产业上的利用价值非常高。
权利要求
1.一种车辆用导航装置，具有学习相对于车辆行驶距离的车速脉冲的距离系数的距离系数学习单元、和利用学习的距离系数算出车辆现在位置的现在位置检测单元，其特征在于，所述现在位置检测单元，在满足给定条件时，让现在位置算出的距离系数的有效度比不满足给定条件时要低。
2.根据权利要求1所述的车辆用导航装置，其特征在于，具有记忆地图数据和表示地点标高的标高数据的信息记忆单元，所述给定条件是在行驶中的道路有高低差的区域中行驶。
3.根据权利要求1所述的车辆用导航装置，其特征在于，所述给定条件是在利用距离系数算出的现在位置和根据GPS测位数据算出的现在位置之间产生位置偏差的区域中行驶。
4.根据权利要求3所述的车辆用导航装置，其特征在于，产生所述位置偏差时，按大字、小字级的地区单位登录位置偏差数据。
5.一种车辆用导航装置，具有学习距离系数的距离系数学习单元、和利用已学习的距离系数算出现在位置的现在位置检测单元，其特征在于，所述距离系数学习单元在高速行驶时登录和行驶速度相对应的距离系数；所述现在位置检测单元采用已登录的距离系数算出现在位置。
6.一种车辆用导航装置，具有学习距离系数的距离系数学习单元、和利用已学习的距离系数算出现在位置的现在位置检测单元，其特征在于，所述距离系数学习单元在距离系数学习后，在过去行驶过的道路上检测出有位置误差时，对该道路链路登录反映了位置误差的现在地权码；所述现在位置检测单元对于已登录了现在地权码的道路，采用现在地权码进行位置检测。
7.一种车辆用导航装置，具有学习距离系数的距离系数学习单元、和利用已学习的距离系数算出现在位置的现在位置检测单元，其特征在于，所述距离系数学习单元在距离系数学习结束后，并且行驶给定距离后，与根据GPS测位数据算出的现在位置之间的位置误差在给定值以下的情况下，位置误差被检测出时，对地图数据登录反映了位置误差的现在地权码，或者修正地图数据。
8.一种车辆用导航装置，其特征在于，具有距离系数学习单元，其学习相对于车辆行驶距离的车速脉冲的距离系数；和控制单元，其控制距离系数学习单元；所述控制单元在判断有学习中止因素时，控制距离系数学习单元，中止距离系数的学习。
9.根据权利要求8所述的车辆用导航装置，其特征在于，具有记忆地图数据和表示地点标高的标高数据的信息记忆单元，所述学习中止因素是在行驶中的道路有高低差的区域中行驶。
10.根据权利要求8所述的车辆用导航装置，其特征在于，具有检测车辆倾斜的倾斜角检测单元，所述学习中止因素是由所述倾斜角检测单元检测出车辆倾斜给定角度以上的情况。
11.根据权利要求8所述的车辆用导航装置，其特征在于，所述学习中止因素是得到了车辆可能处于有滑移状况的信息时。
12.根据权利要求8所述的车辆用导航装置，其特征在于，所述学习中止因素是在道路数据中标注了学习中止属性的区域中行驶时。
13.根据权利要求8所述的车辆用导航装置，其特征在于，所述控制单元判断根据距离系数学习单元的学习达到给定距离以上，并且有学习中止因素时，控制距离系数学习单元，中止距离系数的学习。
14.根据权利要求13所述的车辆用导航装置，其特征在于，所述学习中止因素是在过去行驶时已判断不应该学习的区域中行驶时。
全文摘要
一种导航装置，在有高低差的地区行驶，或者在用距离系数时和用GPS测位数据时产生位置误差的情况下使距离系数的有效度降低；在高速行驶的情况下采用对应行驶速度的距离系数；还有在距离系数学习后在过去行驶的道路上检测到位置误差的情况下下，在该道路上登录现在地权码等方法，使得产生位置误差的因素尽可能减少，可以提高车辆现在位置检测精度。
文档编号G01C21/28GK1616925SQ20041009261
公开日2005年5月18日 申请日期2004年11月15日 优先权日2003年11月13日
发明者清水孝则, 山田邦博 申请人:爱信艾达株式会社