(57)【要約】【課題】  従来技術においては波形整形フィルタがチャタリングなどのように通常の走行において発生しない高周波成分を除去することを目的としているが、車輪の空転により発生するパルスは通常の走行速度範囲内であるために前記フィルタでは除去されず、全て正常なパルスとしてご認識されてしまう問題がある。  【解決手段】  ナビゲーション装置の車輪速パルスの入力回路に自動車の走行速度に対応して選ばれた特性が設定される特性可変フィルタを設け、特性可変フィルタを介して入力されるパルスに基づいて移動距離或いは移動速度を求めるようにした。【選択図】図４
2006322859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図データや道路データ等のナビゲーション処理に必要な情報等が記憶されている記憶手段と、現在の位置を検出して現在の位置周辺の地図を前記記憶手段から検索し、探索された地図上に前記現在の位置を重ねて表示画面上に表示する制御手段と、自動車の車輪速センサからのパルスが入力される入力手段と、この入力手段を介して入力されたパルスに基づき前記自動車の移動距離或いは移動速度を求める移動距離算出手段を備えたナビゲーション装置において、
前記入力手段は前記自動車の走行速度に対応して選ばれた特性が設定される特性可変フィルタを有し、前記特性可変フィルタを介して入力されるパルスに基づいて前記移動距離算出手段での移動距離或いは移動速度を求めることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
請求項１において、前記特性可変フィルタはバンドパスフィルタ機能を有していることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】
請求項２において、前記特性可変フィルタは一定時間間隔で自動車の走行速度を検出し、その時点での走行速度に対応するスピードパルスの周波数を中心としたバンドパスフィルタになるように特性が設定されることを特徴とするナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車に搭載されるナビゲーション装置に係り、特に新規な車両の移動速度や移動距離を算出する機能を有したナビゲーション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般のナビゲーション装置では自車位置を検出する為に自動車から出力されるスピードパルスを取り込み、そのパルスの個数をカウントすることで自動車の移動速度や移動距離を算出している。
【０００３】
図１に従来のナビゲーション装置におけるスピードパルス入力回路１を示しており、自動車に取り付けられた車輪速センサから出力されるパルスの個数を数えるカウンタ２２と、パルスの波形を整形するローパスフィルタ等の波形整形フィルタ２０で構成されている。
【０００４】
波形整形フィルタ２０は図２の（Ａ）ように車輪速センサから出力されるスピードパルスにチャタリングやバウンス、ノイズなどの高周波成分が含まれていた場合にパルス数を誤ってカウントしてしまうのを回避する為のもので、（Ｂ）のように一般に車両速度範囲外の周波数（高周波）のパルスを除去し、車両の移動速度として有効となる低周波成分のみに波形整形をするようになっている。
尚、波形整形フィルタ２０は車種によって車輪が１回転する間に出力されるパルスの数が異なるためフィルタの定数も異なっているが一般的には固定値となっている。
【０００５】
ところが、自動車が雨道のように滑りやすい路面を走行している途中でタイヤが空転（ホイールスピン）してしまった場合などは図２に示すようなスピードパルスが多数発生してしまい、正常時よりもパルス数を多くカウントされてしまう惧れがある。
その結果、ナビゲーション装置における移動距離の算出結果に狂いが生じてしまい、実際の位置よりも先に進んだ位置に自車位置を表示してしまうという問題があった。
【０００６】
これは前述の波形整形フィルタ２０がチャタリングなどのように通常の走行において発生しない高周波成分であることを利用してその高周波成分を除去することを目的としているためであり、前述のような車輪の空転により発生するパルスは通常の走行速度範囲内であるために前記フィルタでは除去されず、全て正常なパルスとしてご認識されてしまうからである。
仮にフィルタの定数を車輪の空転により発生するパルスの周波数へ設定してしまうと、今度は高速走行時に発生するパルスがフィルタリングされてしまいカウントされないことになる。
【特許文献１】特開平８−１２８８４９号公報
【特許文献２】特開平８−２９２２００号公報
【０００７】
一方、特開平８−１２８８４９号公報（特許文献１）には、イグニッションオフ時に発生するスピードパルスを誤検出しないように立ち上がりエッジを検出後に立下りエッジが検出されない場合にはそのパルスを無効とするという技術が提案されている。
また、特開平８−２９２２００号公報（特許文献２）には、チャンタリング除去を目的としてスピードパルスの周期の変化から加速度を求め、この加速度が所定値以下ならば新しく求められた周期で速度を算出更新し、所定値を超える場合には速度の更新を所定時間遅らせてその後に求められるパルスの周期から算出された速度で更新するという技術が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような点に鑑み、本発明はタイヤの空転などによる異常に発生するパルスを除去して移動速度及び移動距離を正確に算出する為のパルス入力回路及び異常パルス除去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の特徴は、地図データや道路データ等のナビゲーション処理に必要な情報等が記憶されている記憶手段と、現在の位置を検出して現在の位置周辺の地図を前記記憶手段から検索し、探索された地図上に前記現在の位置を重ねて表示画面上に表示する制御手段と、自動車の車輪速センサからのパルスが入力される入力手段と、この入力手段を介して入力されたパルスに基づき前記自動車の移動距離を求める移動距離算出手段を備えたナビゲーション装置において、
前記入力手段は前記自動車の走行速度に対応して選ばれた特性が設定される特性可変フィルタを有し、前記特性可変フィルタを介して入力されるパルスに基づいて前記移動距離算出手段での移動距離を求めることを特徴とするナビゲーション装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したようなフィルタを設け、このフィルタの特性を可変することにより、タイヤの空転などにより発生した異常なパルスも取り除かれるとともに高速走行時に発生する時間間隔の短いパルスもフィルタリングされてしまうことなく、正確な移動速度或いは移動距離を算出することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明するが、以下に説明する実施例に限られることなく本発明は種々の変形、応用ができることは言うまでもない。
【実施例１】
【００１２】
まず、本発明になる自動車に搭載する形式のナビゲーション装置の内部構成例について図３を用いて説明する。
ナビゲーション装置１は演算処理部１０、外部記憶装置２０、センサ部３０、表示部
４０、外部情報受信部５０、入出力部６０等から構成されている。
【００１３】
演算処理部１０はＣＰＵ(Central Processing Unit)１１、Flash ＲＯＭ(Read Only  Memory) からなる記憶装置１２、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）１３から構成されている。もちろん演算処理部１０を構成する要素はこれら以外にもあるが、本発明の説明に関連のない構成要素の図示は省略してある。
【００１４】
ＣＰＵ１１は後述するアプリケーションプログラムを実行するほか種々の演算をするために用いられる。
例えばセンサ部３０からの信号を所定のロジックに従って演算したり、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号受信部５1からの情報に基づいて車両の現在位置を算出し、算出した現在位置情報から表示に必要な地図情報を外部記憶装置２０から読み出して現在位置としての自車位置マークと共に表示部４０に表示する機能を有している。
【００１５】
記憶装置１２はナビゲーション装置1の各種機能のアプリケーションプログラムやその
演算に必要なデータなどを記憶しておくもので、ここではFlash ＲＯＭ１２を用いているがこれと同等の機能を有するＥＰＲＯＭ等であってもよい。
ＤＲＡＭ１３は処理中の作業エリアとして使用したり、地図データなどを一時記憶したりするために用いられるもので、地図情報や演算データ、例えば後述するタッチパネルの指定場所の位置情報や選択された道路を構成する地点情報等を記憶したりするものである。
【００１６】
外部記憶装置２０は地図データ、道路種別、道路データを構成するノードやリンク構成
情報等の経路計算用道路データ、座標値、電話番号、住所等の施設情報等のナビゲーシ
ョン処理に必要な情報をデータベースとして構築している。
そして、外部記憶装置２０は前述した情報を記憶しているＤＶＤ(Digital Versatile Disk)２３が挿入されるＤＶＤドライブ２１及びメモリカード２４が挿入されるＰＣカードインターフェース２２の一方或いは両方の組み合わせで構成されている。
【００１７】
センサ部３０は方位センサ３１、ジャイロ３２を備えており、方位センサ３１は地球が有している磁場を検出して自動車の向きを検出し、また、ジャイロ３２は光ファイバジャイロや振動ジャイロ等が用いられ、自動車が回転した角度を検出するものである。
これらの方位センサ３１及びジャイロ３２の検出信号はアナログーディジタル変換器（Ａ／Ｄ）３４によりディジタル信号に変換されて内部バス７０を介して演算処理部１０に送られる。    
【００１８】
また、センサ部３０は車輪速センサ３３を備えており、車輪速センサ３３は車輪の回転に伴って出力されるパルス信号をカウンタ３５により計数することにより自動車の走行距離信号を検出し、この走行距離信号は同様に内部バス７０を介して演算処理部１０に送られる。
【００１９】
ＧＰＳ信号受信部５１はＧＰＳアンテナ５４を介してＧＰＳ衛星からの信号を受信し、自動車と衛星との間の距離および距離の変化率を測定することにより、自動車の現在位置、進行方向および進行方位を測定するもので、これらの測定データはＳＣＩ（Serial Communication Interface）５３から内部バス７０を介して演算部１０に送られる。
【００２０】
更に交通情報受信部５２はＦＭ多重受信機５５を介してＦＭ放送に重畳されているＶＩＣＳ情報を定期的に受信し、渋滞情報や交通規制及び交通事故発生情報等の交通情報を取り込み、これらの情報はＳＣＩ５３から内部バス７０を介して演算部１０に送られ、そして、これらの交通情報は地図情報と共に表示部４０で表示されるものである。
【００２１】
表示部４０は表示ドライバ４１、コントローラ４３、バッファ４４等よりなる表示制御
手段及び液晶パネル４２から構成され、内部バス７０を介して演算処理部１０から送られてくるデータをバッファ４４に格納し、これに基づいて表示装置４２に地図、誘導ルート、自車位置などを表示させるものである。
【００２２】
また、コントローラ４３は液晶パネル４２に設置されたタッチパネル４５に設けられた多数の近接センサからの信号を受けてユーザの指等で押された位置を検出する処理も行なっており、検出した位置に関する情報は割込みをかけてＣＰＵ１１に送るようになっている。尚、液晶パネル４２とタッチセンサーを備えたタッチパネル４５を組み合わせた表示画面を図２に示されるようなタッチパネル画面１００として以下表記する。
【００２３】
入出力部６０はユーザによる指示を受け付けるハードスイッチやジョグスイッチなどで
構成されるＫｅｙ ＰＡＤ６２、ユーザの操作するリモコン６５からの光信号を受信するリモコン受光部６１、演算処理部１０が生成したユーザへのメッセージをスピーカ（ＳＰ）６６で音声信号に変換すると共にマイク６８を介して入力される音声信号を取り込んで信号変換するＣＯＤＥＣ６３等により構成されている。
これらはＰＩＯ（Port Input/Output）６４及び内部バス７０を介して演算処理部１０とデータのやり取りを実行する。
【００２４】
以上のようなナビゲーション装置において、次に本発明の一実施例であるスピードパルス入力回路について図４を用いて説明する。
本発明の一実施例になるスピードパルス入力回路２はローパスフィルタ等の波形整形フィルタ１０、特性可変型フィルタ１２、タイマ１４、カウンタ１６、スイッチング回路１８から構成され、詳細は後述するが特性可変型フィルタ１２はＣＰＵ１１から特性設定信号によって特性が設定され、タイマ１４はＣＰＵ１１への割込み要求信号を出力し、カウンタ１６はＣＰ１１にカウント値を出力するようになっている。
【００２５】
上記したスピードパルス入力回路を構成する各構成要素の機能は以下の通りである。
まず、波形整形フィルタ１０は従来と同じく自動車の走行速度範囲内のパルスが持つ周波数成分を通過させる低域通過型フィルタで、チャタリング等のノイズ成分を除去する働きを持っている。
【００２６】
また、特性可変型フィルタ１２は外部（本実施例ではＣＰＵ１１）からの制御信号によりフィルタの特性が設定できるようになっている。好ましくは図７にあるように１００ｍｓの一定時間間隔でスピードパルスの周波数を検出し、その時点での走行速度に対応するスピードパルスの周波数を中心としたバンドパスフィルタになるようにの値を設定する。
【００２７】
タイマ回路１４は外部から供給されるクロックの数を計数してＣＰＵ１１によって設定された所定値まで計数したらＣＰＵ１１に対して割込みをかけるようになっている。  
尚、ＣＰＵ１１は内部の所定のレジスタに計測時間に相当するカウント値を書き込むことで計測時間を設定し、割り込みがかかる度に後述のカウンタ１６のカウント値を読み出すことでその時の移動速度を算出するようになっている。
【００２８】
カウンタ回路１６は入力されるパルスの数を計測するもので、所定数までカウントされるとＣＰＵ１１に対して通知するとともに自動的にカウント数がリセットされるようになっている。
【００２９】
スイッチング回路１８は前述の特性可変型フィルタ１２を通すパスと特性可変型フィルタ１２を通さないパスを切替えるためのもので、ＣＰＵ１１が自動車の状態に応じて切替えるようになっている。尚、起動時には特性可変型フィルタ１２を通さないパスが選択されている。
【００３０】
次に図５及び図６を用いて本発明の一実施例になるスピードパルス入力回路２の動作について説明する。
【００３１】
図５は本発明の実施例であるスピードパルス入力回路を備えたナビゲーション装置におけるスピードパルスのキャリブレーション処理について示したもので、本処理は自動車の車輪が１回転する間に発生するスピードパルスの数や車輪が１回転する間に車両が移動する距離を算出する処理である。
【００３２】
まず、ナビゲーション装置が起動するとＧＰＳ衛星を捕捉して捕捉されたＧＰＳ衛星からの信号に基づき自動車の位置を算出すると、この位置を基準位置としてスピードパルスのカウントを開始し、キャリブレーションフラグをリセット（“０”に設定）してナビゲーション処理をスタートする。
【００３３】
次にＧＰＳ衛星からの信号により車両位置が算出されると、キャリブレーションフラグが“０”かどうかチェックし、“０”であった場合には図５に示すキャリブレーション処理に移行する。
まず、ステップ１０２(以下ステップをＳと略して表記する。)で新規に算出された現在位置と前の基準位置との差が所定値以上かどうかチェックし、所定値以下の場合（“Ｎ”と判断された場合）はそのままリタ−ンに抜けてナビゲーションの通常処理に戻る。
【００３４】
一方、Ｓ１０２で所定値以上であった場合（“Ｙ”と判断された場合）にはＳ１０４に進んで、前地点の位置（緯度経度情報）から自動車の移動距離を算出し、その間にカウントされたパルス数を基に該車両の車輪が１回転する間に出力されるスピードパルスの数を判定し、次にＳ１０６で車輪が１回転する間に車両が移動した距離を算出し、これらスピードパルスの数及び車両が移動した距離所定メモリ領域に格納する。
【００３５】
そして、Ｓ１０８に進んでキャリブレーションフラグを“１”にセットし、カウンタをリセットする。
最後にＳ１０４及びＳ１０６で車輪１回転当りのスピードパルスの数や移動距離が算出され、Ｓ１０８でキャリブレーションフラグが“１”にセットされたら、Ｓ１１０でスイッチング回路１８を制御して特性可変型フィルタ１２を通すパスが選択されるようにして本処理を抜ける。
【００３６】
その後、タイマ回路１４において所定時間（ここでは１００ｍｓ）経過するとＣＰＵ１１に対して割込みをかけると、ＣＰＵはそれまで行なっていた処理を中断して図６に示す割り込み処理を実行する。
【００３７】
まず、Ｓ２０２でカウンタ回路１６にて計数されたスピードパルスのカウント値を取得し、カウンタをリセットする。その後、Ｓ２０４に進んでタイマ回路１４の計測時間を所定時間にセットした後Ｓ２０６に進んでカウント値を基に移動速度を算出する。
Ｓ２０６で算出された移動速度に応じてＳ２０８でフィルタの周波数特性を制御する信号を特性可変型フィルタ１２に送出し本割り込み処理を終了する。
【００３８】
以上説明した実施例による効果を図７に基づき説明すると、（Ａ）に示すように通常加速時のスピードパルスでは異常パルスが発生していなく正常なパルス検出が可能であるが、ホイールスピンによる異常パルスが発生した場合には車輪速度が低速にもかかわらず高周波の異常パルスが発生する。このためこの車輪速度が低い領域での高周波パルスを除去できるように特性可変型フィルタ１２のフィルタ特性を変更することによって高周波パルス成分を除去でき正常なスピードパルスが得られるようになるものである。
【００３９】
（Ｂ）は周波数と特性可変型フィルタ１２に設定される特性のパターンを示したもので、周波数が大きくなるに従い車輪速の低速側で設定したゲインの特性を車輪速の高速側に移動させるようにしている。
【００４０】
以上説明した実施例では、タイマ１４をスピードパルス入力回路２内に設けたが、ＣＰＵ１１が内蔵しているタイマを使うようにしても同様の動作が得られるものである。
また、図４に示す実施例ではチャタリング除去用の波形整形フィルタを別に設け、特性可変フィルタ１２を通すパスと通さないパスを切替えるようにしたが、波形整形フィルタ１０はローパスフィルタ機能なので図８に示すように単に波形整形フィルタ１０だけを通過するパスと、波形整形フィルタ１０の役割も兼ねたバンドパスフィルタ機能を有する特性可変フィルタ１２を通過するパスを設け、両者を切替えるようにしても良いものである。
【００４１】
更に、図９のようにバンドパスフィルタを形成するフィルタは特性可変型フィルタ１２なのでこのフィルタで波形整形フィルタも形成するようにすれば、本実施例で設けたような切替えスイッチは不要となりフィルタの数も１つにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来のスピードパルス入力回路の内部構成例を示す図である。
【図２】従来のスピードパルス入力回路の動作を説明する図である。
【図３】ナビゲーション装置の構成図である。
【図４】本発明の一実施例であるスピードパルス入力回路の内部構成を示す図である。
【図５】本発明のスピードパルス入力回路の処理を説明するフローチャート図である。
【図６】本発明のスピードパルス入力回路の処理を説明するフローチャート図である。
【図７】本発明のスピードパルス入力回路の動作を説明する図である。
【図８】本発明の他の実施例であるスピードパルス入力回路の内部構成を示す図である。
【図９】本発明の他の実施例であるスピードパルス入力回路の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１、２…スピードパルス入力回路、１０、２０…波形整形（ローパス）フィルタ、１２…特性可変型フィルタ、１４…タイマ回路、１６、２２…カウンタ回路、１８…スイッチング回路。
【図１】
2006322859.tif 000003
【図２】
2006322859.tif 000004
【図３】
2006322859.tif 000005
【図４】
2006322859.tif 000006
【図５】
2006322859.tif 000007
【図６】
2006322859.tif 000008
【図７】
2006322859.tif 000009
【図８】
2006322859.tif 000010
【図９】
2006322859.tif 000011