Навигационное устройство, способ управления работой и мобильное оконечное устройство

Навигационное устройство, способ управления работой и мобильное оконечное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к навигационному устройству, способам управления работой и мобильному оконечному устройству и пригодно для применения, например, в навигационном устройстве, способе управления работой и мобильном оконечном устройстве, в которых определяется ориентация, например, геомагнитным датчиком и отображается карта при прикреплении устройства к транспортному средству или отсоединения от него.

Уровень техники

Навигационные устройства, установленные, например, в передвигающихся транспортных средствах, стали широко распространенными. Такое навигационное устройство вычисляет текущее положение на основе информации позиционирования (например, сигналов системы глобального позиционирования (GPS)), принятой от средств определения положения, таких как спутники GPS, и отображает положение и направление передвижения транспортного средства на экране с картой.

Некоторые навигационные устройства являются переносными и могут отсоединяться от транспортного средства и легко переноситься пользователем.

Предложено переносное навигационное устройство (называемое здесь персональным навигационным устройством (ПНУ) (PND)), которое включает в себя геомагнитный датчик и вычисляет ориентацию за счет определения геомагнетизма (см., например, выложенную заявку на патент Японии №2008-076374).

В дополнение к ПНУ недавно предложены мобильные оконечные устройства с функцией навигации. Такое мобильное оконечное устройство также включает в себя геомагнитный датчик и вычисляет ориентацию за счет определения геомагнетизма.

Сущность изобретения

Согласно характеристикам геомагнитного датчика, когда геомагнитный датчик окружен, например, большим металлическим телом, таким как корпус транспортного средства, трудно определить геомагнитные значения, представляющие точную ориентацию, вследствие магнитного воздействия магнитного поля рассеяния и изоляции геомагнетизма.

В этом случае геомагнитный датчик непрерывно работает, даже если трудно определить геомагнитные значения, представляющие точную ориентацию. Соответственно, имеется проблема в том, что теряется электрическая мощность для работы для работы геомагнитного датчика.

В свете вышеописанной ситуации желательно обеспечить навигационное устройство, способ управления работой и мобильное оконечное устройство, в которых можно снизить потребление электрической мощности.

Согласно примерному варианту осуществления описание раскрывает навигационное устройство. Это навигационное устройство включает в себя: геомагнитный датчик, выполненный с возможностью определять геомагнитное поле навигационного устройства; блок вычисления ориентации, выполненный с возможностью вычисления ориентации навигационного устройства на основе определенного геомагнитного поля; блок обнаружения опоры, выполненный с возможностью обнаружения того, что навигационное устройство присоединено к опоре, и выдачи сигнала, индицирующего, что навигационное устройство присоединено к опоре; и блок управления работой, выполненный с возможностью принимать сигнал, выдаваемый блоком обнаружения опоры, и управлять блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства на основе определенного геомагнитного поля.

Блок управления работой может быть выполнен с возможностью управлять блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства, путем деактивации геомагнитного датчика.

Блок управления работой может быть выполнен с возможностью управлять блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства, путем деактивации блока вычисления ориентации.

Блок управления работой может быть выполнен с возможностью управлять блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства, путем управления блоком вычисления ориентации игнорировать сигнал, принятый от геомагнитного датчика.

Навигационное устройство включает в себя далее блок определения угла пространственного положения, выполненный с возможностью определять угол пространственного положения, указывающий угол наклона навигационного устройства по отношению к наземной плоскости.

Блок вычисления ориентации может быть выполнен с возможностью вычислять ориентацию навигационного устройства на основе найденного угла пространственного положения и определенного геомагнитного поля.

Блок управления работой может быть выполнен с возможностью управлять блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства, путем деактивации блока определения пространственного угла.

Блок управления работой может быть выполнен с возможностью управлять блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства, путем деактивации блока вычисления ориентации.

Блок управления работой может быть выполнен с возможностью управлять блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства, путем управления блоком вычисления ориентации игнорировать сигнал, принятый от блока определения пространственного угла.

Навигационное устройство может также быть мобильным телефонным устройством.

Согласно другому примерному варианту осуществления описание раскрывает энергонезависимый машиночитаемый носитель, содержащий команды компьютерной программы, которые при исполнении навигационным устройством заставляют это навигационное устройство выполнять способ. Этот способ включает в себя: этап, на котором определяют в геомагнитном датчике навигационного устройства геомагнитное поле навигационного устройства; этап, на котором вычисляют в блоке вычисления ориентации навигационного устройства ориентацию навигационного устройства на основе определенного геомагнитного поля; этап, на котором определяют в блоке обнаружения опоры навигационного устройства, что навигационное устройство присоединено к опоре, и выдают сигнал, указывающий, что навигационное устройство присоединено к опоре; и этап, на котором принимают в блоке управления работой навигационного устройства сигнал, выданный из блока обнаружения опоры, и управляют блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства на основе определенного геомагнитного поля.

Управление блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства, может включать в себя деактивацию геомагнитного датчика.

Управление блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства, может включать в себя деактивацию блока вычисления ориентации.

Управление блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства, может включать в себя управление блоком вычисления ориентации игнорировать сигнал, принятый от геомагнитного датчика.

Навигационное устройство согласно этому варианту осуществления может быть мобильным телефонным устройством.

Согласно еще одному примерному варианту осуществления описание раскрывает способ. Этот способ содержит: этап, на котором определяют в геомагнитном датчике навигационного устройства геомагнитное поле навигационного устройства; этап, на котором вычисляют в блоке вычисления ориентации навигационного устройства ориентацию навигационного устройства на основе определенного геомагнитного поля; этап, на котором определяют в блоке обнаружения опоры навигационного устройства, что навигационное устройство присоединено к опоре, и выдают сигнал, указывающий, что навигационное устройство присоединено к опоре; и этап, на котором принимают в блоке управления работой навигационного устройства сигнал, выданный из блока обнаружения опоры, и управляют блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства на основе определенного геомагнитного поля.

Управление блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства, может включать в себя деактивацию геомагнитного датчика.

Управление блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства, может включать в себя деактивацию блока вычисления ориентации.

Управление блоком вычисления ориентации, чтобы он не определял ориентацию навигационного устройства, может включать в себя управление блоком вычисления ориентации игнорировать сигнал, принятый от геомагнитного датчика.

Навигационное устройство согласно этому варианту осуществления может быть мобильным телефонным устройством.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является условной схемой, иллюстрирующей общую структуру ПНУ.

Фиг.2 является условной схемой, иллюстрирующей определение системы координат ПНУ.

Фиг.3 является условной схемой, иллюстрирующей структуру датчика ПНУ.

Фиг.4А и 4В являются условными схемами, иллюстрирующими, как транспортное средство едет на вогнутой дороге и на выпуклой дороге соответственно.

Фиг.5 является условной схемой, иллюстрирующей, как транспортное средство поворачивает.

Фиг.6 является условной схемой, иллюстрирующей способ вычисления текущего положения с помощью скорости и угла.

Фиг.7 является условной схемой, иллюстрирующей схемную структуру ПНУ.

Фиг.8А и 8В являются условными схемами, иллюстрирующими примеры навигационных дисплеев.

Фиг.9 является условной схемой, иллюстрирующей структуру блока вычисления скорости.

Фиг.10 является условной схемой, иллюстрирующей вибрацию, вызванную опорой.

Фиг.11 является графиком, иллюстрирующим соотношение между максимальным и минимальным значениями.

Фиг.12 является блок-схемой алгоритма, иллюстрирующей процедуру процесса вычисления текущего положения с помощью процесса вычисления скорости.

Фиг.13 является условной схемой, иллюстрирующей коррекцию геомагнитного вектора.

Фиг.14 является блок-схемой алгоритма, иллюстрирующей процедуру процесса управления работой.

Фиг.15 является условной схемой, иллюстрирующей общую структуру мобильного телефонного устройства.

Фиг.16 является условной схемой, иллюстрирующей схемную структуру мобильного телефонного устройства.

Подробное описание изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения будут пояснены в следующем порядке:

1. Первый вариант осуществления (пример ПНУ)

2. Второй вариант осуществления (пример мобильного телефонного устройства)

3. Другие варианты осуществления.

1. Первый вариант осуществления

1-1. Структура ПНУ

1-1-1. Внешняя структура ПНУ

Как проиллюстрировано на фиг.1, ПНУ 1 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя дисплейный блок 2 на передней стороне ПНУ 1. Изображение карты или тому подобное, соответствующее данным карты, хранящимся, например, в энергонезависимой памяти (не показано), установленным в ПНУ 1, может воспроизводиться на дисплейном блоке 2.

ПНУ 1 сконструирован так, что ПНУ 1 является переносным и может легко переноситься пользователем и предполагается для использования в доме пользователя, кабине транспортного средства или вне кабины транспортного средства.

Опора 3 прикреплена к приборному щитку транспортного средства 9, который будет описано ниже, присоской 3А и электрически соединена с аккумулятором в транспортном средстве 9.

ПНУ 1 может прикрепляться к опоре 3 или сниматься с опоры 3, которая служит в качестве базового блока. В прикрепленном состоянии ПНУ 1 удерживается опорой 3 и механически и электрически соединено с опорой 3.

Таким образом, ПНУ 1 может работать от электрического питания, подаваемого из аккумулятора в транспортном средстве 9 через опору 3. ПНУ 1 может также работать независимо от электрического питания, подаваемого из встроенного аккумулятора, когда ПНУ 1 отсоединено от опоры 3.

ПНУ 1 располагается так, что дисплейный блок 2 практически перпендикулярен направлению перемещения транспортного средства 9. В этом состоянии, как иллюстрируется на фиг.2, система координат ПНУ 1 определяется так, что ось Х проходит по направлению вперед-назад (направление перемещения) транспортного средства 9, ось Y проходит горизонтально в направлении, перпендикулярном к оси X, а ось Z проходит вертикально.

В этой системе координат направление перемещения транспортного средства 9 определяется как положительное направление оси X, направление вправо определяется как положительное направление оси Y, а направление вниз определяется как положительное направление оси Z.

1-1-2. Структура датчика ПНУ

Как иллюстрируется на фиг.3, ПНУ 1 включает в себя датчик 4 ускорения по трем осям, гироскопический датчик 5 по оси Y, гироскопический датчик 6 по оси Z, датчик 7 атмосферного давления и геомагнитный датчик 8.

Датчик 4 ускорения по трем осям определяет ускорение α_x вдоль оси X, ускорение α_y вдоль оси Y и ускорение α_z вдоль оси Z как значения напряжения.

Гироскопический датчик 5 по оси Y, гироскопический датчик 6 по оси Z и датчик 7 атмосферного давления соответственно определяют угловую скорость ω_y вокруг оси Y (называемую здесь скоростью тангажа), угловую скорость ω_z вокруг оси Z (называемую здесь скоростью рысканья) и давление PR окружающей атмосферы как значения напряжения.

Геомагнитный датчик 8 определяет геомагнетизм и получает геомагнитные значения M_x, M_y и M_z по оси X, оси Y и оси Z соответственно как значения напряжения.

1-2. Принцип вычисления

ПНУ 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения может выполнять автономный процесс определения положения. В этом процессе скорость транспортного средства 9 вычисляется на основе ускорений, скорости тангажа и т.д., определенных датчиком 4 ускорений по трем осям, гироскопическим датчиком 5 по оси Х и т.д., а затем вычисляется текущее положение. Теперь будет описан основной принцип для вычисления скорости и текущего положения.

1-2-1. Принцип вычисления скорости

В нижеследующем описании сначала будет пояснен основной принцип вычисления скорости транспортного средства 9. В действительности, дороги, по которым ездит транспортное средство 9, редко бывают гладкими, и транспортное средство 9 обычно едет по дороге, имеющей в целом вогнутую форму, как иллюстрируется на фиг.4А, или по дороге, имеющей в целом выпуклую форму, как иллюстрируется на фиг.4В.

Система координат транспортного средства 9 определяется так, что ось Х проходит по направлению вперед-назад (направление перемещения) транспортного средства 9, ось Y проходит горизонтально в направлении, перпендикулярном к оси X, а ось Z проходит вертикально.

Когда, например, ПНУ 1 (не показано) установлено на приборной панели транспортного средства 9 и транспортное средство 9 едет по вогнутой дороге (фиг.4А), ПНУ 1 управляет работой предусмотренного в нем датчика 4 ускорения по трем осям (фиг.3), чтобы он определял ускорение α_z вниз по оси Z с частотой дискретизации, например, 50 Гц.

ПНУ 1 также управляет работой предусмотренного в нем гироскопического датчика 5 по оси Y (фиг.3), чтобы он определял угловую скорость ω_y вокруг оси Y (скорость тангажа), которая перпендикулярна направлению перемещения, с частотой дискретизации 50 Гц.

В ПНУ 1 ускорение α_y вниз по оси Z определяется как положительное ускорение. Помимо этого скорость ω_y тангажа в то время, когда транспортное средство отклоняется вверх по отношению к направлению своего перемещения по воображаемой окружности, образованной вдоль вогнутой дороги, как показано на фиг.4А, определяется как положительная скорость тангажа.

ПНУ 1 вычисляет скорость V в направлении перемещения 50 раз в секунду на основе ускорения α_z, определенного датчиком 4 ускорения по трем осям, и скорости ω_y тангажа, определенной гироскопическим датчиком 5 по оси Y, согласно следующему уравнению (1):

V = α z ω y   ( 1 )

Когда транспортное средство 9 едет по выпуклой дороге (фиг.4 В), ПНУ 1 управляет работой датчика 4 ускорения по трем осям, чтобы он определял ускорение α_z' вверх по оси Z с частотой дискретизации, например, 50 Гц. ПНУ 1 также управляет работой предусмотренного в нем гироскопического датчика 5 по оси Y, чтобы он определял скорость ω_y' тангажа вокруг оси Y с частотой дискретизации, например, 50 Гц.

ПНУ 1 вычисляет скорость V' в направлении перемещения 50 раз в секунду на основе ускорения α_z', определенного датчиком 4 ускорения по трем осям, и скорости ω_y' тангажа, определенной гироскопическим датчиком 5 по оси Y, согласно следующему уравнению:

V = α ′ z ω ′ y   ( 2 )

В вышеприведенном описании отрицательное ускорение α_z выражается как ускорение α_z' для удобства пояснения. Однако на практике датчик 4 ускорения по трем осям определяет ускорение α_z' как отрицательное значение для ускорения α_z. Это применимо также к скорости ω_y' тангажа. Хотя отрицательная скорость ω_y тангажа выражается как скорость ω_y' тангажа, гироскопический датчик 5 по оси Y определяет скорость ω_y' тангажа как отрицательное значение для скорости ω_y тангажа. Поэтому на практике скорость V' вычисляется как скорость V.

1-2-2. Принцип вычисления текущего положения

Далее будет поясняться принцип вычисления текущего положения для вычисления текущего положения на основе скорости V, вычисленной вышеописанным принципом вычисления скорости, и угловой скорости ω_z вокруг оси Z.

Как иллюстрируется на фиг.5, ПНУ 1 (не показан) управляет работой гироскопического датчика 6 по оси Z (фиг.3), предусмотренного в ПНУ 1, чтобы он определял угловую скорость ω_z вокруг оси Z (скорость рысканья) с частотой дискретизации, например, 50 Гц, когда транспортное средство 9, например, поворачивает влево.

Затем, как иллюстрируется на фиг.6, ПНУ 1 определяет изменение между предыдущим положением Р0 и текущим положением Р1 на основе скорости V в предыдущем положении Р0 и угла θ. Угол θ определяется умножением скорости ω_z рыскания, определенной гироскопическим датчиком 6 по оси Z, на период дискретизации (0,02 с в данном случае). Затем ПНУ 1 вычисляет текущее положение Р1 добавлением изменения к предыдущему положению Р0.

1-3. Схемная структура ПНУ

Теперь будет поясняться схемная структура ПНУ 1. Как иллюстрируется на фиг.7, ПНУ 1 главным образом включает в себя навигационный блок 10, который содержит управляющий блок 11 и разнообразные датчики и который обеспечивает навигационную функцию.

Управляющий блок 11 состоит из центрального процессора (ЦП) (CPU), а общая работа управляющего блока 11 управляется основной программой, считанной из запоминающего блока 12, такого как энергонезависимая память.

Помимо этого в ПНУ 1 управляющий блок 11 осуществляет процесс управления работой, который будет описан ниже, в соответствии с различными прикладными программами, считанными из запоминающего блока 12.

На поверхности дисплейного блока 2 предусмотрен операционный блок 13, состоящий из сенсорной панели, с помощью которой пользователь может выполнять операцию касания. Управляющий блок 1 воспроизводит экран, направляющий маршрут, который показывает маршрут к желаемому месту назначения, указанному пользователем посредством операционного блока 13. Тем самым пользователю представляются текущее положение, карта окружающей области и предлагаемый маршрут.

Помимо этого ПНУ 1 переключается между режимом в транспортном средстве, в котором процесс навигации выполняется, когда ПНУ 1 прикреплен к транспортному средству 9, и пешеходным режимом, в котором процесс навигации выполняется, когда ПНУ 1 отсоединен от транспортного средства 9 и переносится вручную пользователем, который перемещается пешком (это будет подробнее описано ниже).

Управляющий блок 11 функционирует также в качестве блока 17 обнаружения опоры. Этот блок 17 обнаружения опоры периодически (например, каждые три секунды) определяет, соединен ли электрически ПНУ 1 с опорой 3, и генерирует сигнал CTD обнаружения опоры, который представляет результат этого определения. Сигнал CTD обнаружения опоры подается в блок 29 управления работой.

Если блок 17 обнаружения опоры обнаруживает, что ПНУ 1 прикреплен к опоре 3, управляющий блок 11 переводит ПНУ 1 в режим в транспортном средстве.

1-4. Режим в транспортном средстве

В режиме в транспортном средстве управляющий блок 11 функционирует как блок 21 обработки GPS, блок 22 вычисления скорости, блок 23 вычисления угла, блок 24 вычисления высоты, блок 25 вычисления положения и навигационный блок 26.

Когда ПНУ 1 работает в режиме в транспортном средстве, ПНУ 1 выполняет процесс обработки GPS для нахождения текущего положения на основе сигналов GPS, если эти сигналы GPS можно принимать. Альтернативно ПНУ 1 выполняет автономный процесс определения положения для оценки текущего положения на основе значений обнаружения, полученных от датчиков, если сигналы GPS трудно принимать.

В процессе обработки GPS ПНУ 1 принимает сигналы GPS от множества спутников GPS через антенну ANT1 и передает сигналы GPS к блоку 21 обработки GPS в управляющем блоке 11.

Блок 21 обработки GPS получает данные NPD1 текущего положения путем точного определения текущего положения транспортного средства 9 на основе траекторных данных, полученных демодуляцией сигналов GPS, и данных расстояния между транспортным средством 9 и спутниками GPS и передает данные NPD1 текущего положения в навигационный блок 26.

Навигационный блок 26 считывает данные карты для области, включающей в себя текущее положение транспортного средства 9, из запоминающего блока 12 в соответствии с данными NPD1 текущего положения и генерирует изображение карты, включающее в себя текущее положение.

Навигационный блок 26 вычисляет ориентацию направления перемещения транспортного средства 9 на основе данных NPD1 текущего положения и генерирует изображение GC компаса, соответствующее этой ориентации.

Навигационный блок 26 выводит изображение карты, включающее в себя текущее положение транспортного средства 9 и изображение GC компаса, в дисплейный блок 2. Дисплейный блок 2 воспроизводит навигационное изображение GV транспортного средства, показанное на фиг.8А, в котором изображение GC компаса наложено на изображение карты.

В навигационном изображении GV транспортного средства метка MV транспортного средства, имеющая форму стрелки, показана в текущем положении транспортного средства 9, а направление, в котором указывает эта стрелка, показывает направление перемещения транспортного средства 9. Навигационное изображение GV транспортного средства отображается на дисплейном блоке 2 в так называемом режиме навигации по направлению, в котором изображение карты поворачивается так, чтобы направление перемещения транспортного средства 9 постоянно указывало вверх на дисплейном блоке 2.

Помимо этого в навигационном изображении GV транспортного средства изображение GC компаса отображается в верхней правой части дисплейного блока 2. Это изображение GC компаса поворачивается в соответствии с изменением в ориентации направления перемещения транспортного средства 9.

Когда транспортное средство 9 находится, например, позади строения или в туннеле и прием сигналов GPS через антенну ANT I GPS затруднен, навигационному блоку 26 (фиг.7) трудно вычислять текущее положение транспортного средства 9, поскольку данные NPD1 текущего положения не подаются.

В таком случае блок 25 вычисления положения выполняет автономный процесс определения положения. В этом процессе скорость V вычисляется на основе ускорений, скорости тангажа и т.д., определенных датчиком 4 ускорения по трем осям, гироскопическим датчиком 5 по оси Y и т.д., а затем вычисляется текущее положение.

Конкретнее, датчик 4 ускорения по трем осям определяет ускорения α_x, α_y и α_z с частотой дискретизации, например, 50 Гц и передает данные AD ускорения, представляющие ускорение α_z, в блок 22 вычисления скорости в управляющем блоке 11.

Гироскопический датчик 5 по оси Y определяет скорость ω_y тангажа с частотой дискретизации, например, 50 Гц и передает данные PD скорости тангажа, представляющие скорость ω_y тангажа, в блок 22 вычисления скорости в управляющем блоке 11.

Блок 22 вычисления скорости вычисляет скорость V 50 раз в секунду по уравнению (1) на основе ускорения α_z, соответствующего данным AD ускорения, поданным из датчика 4 ускорения по трем осям, и скорости ω_y тангажа, соответствующей данным PD скорости тангажа, поданным из гироскопического датчика 5 по оси Y. Затем блок 22 вычисления скорости передает данные VD скорости, представляющие скорость V, в блок 25 вычисления положения.

Гироскопический датчик 6 по оси Z определяет скорость ω_z рысканья с частотой дискретизации, например, 50 Гц и передает данные YD скорости рысканья, представляющие скорость ω_z рысканья, в блок 23 вычисления угла в управляющем блоке 11.

Блок 23 вычисления угла вычисляет угол θ в то время, когда транспортное средство 9 поворачивает влево или вправо, путем умножения скорости ω_z рысканья, соответствующей данным YD скорости рысканья, поданным из гироскопического датчика 6 по оси Z, на период дискретизации (0,02 с в данном случае). Блок 23 вычисления угла передает данные DD угла, представляющие угол θ в блок 25 вычисления положения.

Блок 25 вычисления положения определяет величину изменения между предыдущим положением Р0 и текущим положением Р1, показанным на фиг.6, на основе скорости V, соответствующей данным VD скорости, поданным из блока 22 вычисления скорости, и угла θ, соответствующего данным DD угла, поданным из блока 23 вычисления угла. Блок 25 вычисления положения вычисляет текущее положение Р1 добавлением величины изменения к предыдущему положению Р0 и передает данные NPD2 текущего положения, представляющие текущее положение Р1, в навигационный блок 26.

Датчик 7 атмосферного давления определяет давление PR окружающей атмосферы с частотой дискретизации, например, 50 Гц и передает данные PRD атмосферного давления, представляющие атмосферное давление PR, в блок 24 вычисления высоты.

Блок 24 вычисления высоты вычисляет высоту транспортного средства 9 на основе атмосферного давления PR, соответствующего данным PRD атмосферного давления, поданным из датчика 7 атмосферного давления, и передает данные HD высоты, представляющие высоту, в навигационный блок 26.

Навигационный блок 26 считывает данные карты для области, включающей в себя текущее положение транспортного средства 9, из запоминающего блока 12 в соответствии с данными NPD2 текущего положения, поданными из блока 26 вычисления положения, и данными HD высоты, поданными из блока 24 вычисления высоты, и генерирует изображение карты, включающее в себя текущее положение.

Навигационный блок 26 вычисляет ориентацию направления перемещения транспортного средства 9 на основе данных NPD2 текущего положения и генерирует соответствующее этой ориентации изображение GC компаса.

Навигационный блок 26 выводит изображение карты, включающее в себя текущее положение транспортного средства 9 и изображение GC компаса в дисплейный блок 2. Дисплейный блок 2 воспроизводит навигационное изображение GV, показанное на фиг.8А, в котором изображение GC компаса наложено на изображение карты.

Таким образом, в режиме в транспортном средстве ПНУ 1 вычисляет ориентацию на основе данных NPD1 текущего положения или данных NPD2 текущего положения и воспроизводит изображение карты на дисплейном блоке 2 вместе с изображением GC компаса в соответствии с вычисленной ориентацией.

1-4-1. Процесс вычисления скорости

Теперь будет описан процесс вычисления скорости для вычисления скорости V. Скорость V вычисляется блоком 22 вычисления скорости на основе ускорения α_z, соответствующего данным AD ускорения, поданным из датчика 4 ускорения по трем осям, и скорости ω_y тангажа, соответствующей данным PD скорости тангажа, поданным из гироскопического датчика 5 по оси Y.

В процессе вычисления скорости, как иллюстрируется на фиг.9, блок 22 вычисления скорости функционирует как блок 31 получения данных, блок 32 фильтра верхних частот, блок 33 фильтра нижних частот, блок 34 подсчета скорости, блок 35 сглаживания и снижения шума и блок 36 выведения скорости.

Блок 31 получения данных в блоке 22 вычисления скорости получает данные AD ускорения, поданные из датчика 4 ускорения по трем осям, и данные PD скорости тангажа, поданные из гироскопического датчика 5 по оси Y, и передает данные AD ускорения и данные PD скорости тангажа в блок 32 фильтра верхних частот.

Блок 32 фильтра верхних частот удаляет линейные составляющие данных AD ускорения и данных PD скорости тангажа, поданных их блока 31 получения данных, и получает в результате данные AD1 ускорения и данные PD1 скорости тангажа. Блок 32 фильтра верхних частот передает эти данные AD1 ускорения и данные PD1 скорости тангажа в блок 33 фильтра нижних частот.

Блок 33 фильтра нижних частот подвергает данные AD1 ускорения и данные PD1 скорости тангажа, поданные из блока 32 фильтра верхних частот, процессу низкочастотной фильтрации и получает в результате данные AD2 ускорения и данные PD2 скорости тангажа. Блок 33 фильтра нижних частот передает эти данные AD2 ускорения и данные PD2 скорости тангажа в блок 34 подсчета скорости.

Блок 34 подсчета скорости выполняет процесс подсчета скорости, который будет описан ниже, с помощью данных AD2 ускорения и данных PD2 скорости тангажа, поданных из блока 33 фильтра нижних частот, и получает в результате данные VD1 скорости. Блок 34 подсчета скорости передает эти данные VD1 скорости в блок 35 сглаживания и снижения шума.

Блок 35 сглаживания и снижения шума снижает ошибку, включенную в скорость V, подвергая данные VD1 скорости, поданные из блока 34 подсчета скорости, заранее заданному процессу сглаживания и снижения шума, и получает в результате данные VD скорости. Блок 35 сглаживания и снижения шума передает эти данные VD скорости в блок 36 выведения скорости.

Блок 36 выведения скорости выводит данные VD скорости, поданные из блока 35 сглаживания и снижения шума, в блок 25 вычисления положения в качестве данных, которые представляют скорость V транспортного средства 9.

Вышеописанным образом блок 22 вычисления скорости вычисляет скорость V транспортного средства 9 на основе данных AD ускорения, поданных из датчика 4 ускорения по трем осям, и данных PD скорости тангажа, поданных из гироскопического датчика 5 по оси Y.

1-4-1-1. Процесс низкочастотной фильтрации

Будет описан процесс низкочастотной фильтрации, выполняемый блоком 33 фильтра нижних частот для данных AD1 ускорения и данных PD1 скорости тангажа, поданных из блока 32 фильтра верхних частот.

Здесь высота Н измерялась на основе атмосферного давления PR, соответствующего данным PRD атмосферного давления, поданных из датчика 7 атмосферного давления (фиг.7), а угол ϕ вокруг оси Y по отношению к горизонтальному направлению измерялся на основе скорости ω_z тангажа, соответствующей данным PD скорости тангажа, поданным из гироскопического датчика 5 по оси Y.

Результат этих измерений показывал, что когда высота Н внезапно уменьшается, т.е. когда транспортное средство 9 съезжает по склону вниз, угол ϕ также уменьшается. Как ясно из этого результата, существует корреляция между высотой и углом ϕ.

Таким образом, когда высота Н изменяется, угол ϕ также изменяется в соответствии с изменением в высоте Н. Поэтому ПНУ 1 способно обнаруживать неровность дороги вдоль направления перемещения транспортного средства 9 гироскопическим датчиком 5 по оси Y.

Помимо этого измеренный угол ϕ флюктуировал один или два раза в секунду независимо от скорости транспортного средства 9. Поэтому обнаружено, что когда ПНУ 1 определяет скорость ω_y тангажа, соответствующую данным PD скорости тангажа, полученным гироскопическим датчиком 5 по оси Y, найденная скорость ω_y тангажа флюктуирует с частотой 1-2 Гц независимо от скорости перемещения транспортного средства 9.

ПНУ 1 поддерживается опорой 3, которая прикреплена к приборному щитку транспортного средства 9 присоской 3А. Как иллюстрируется на фиг.10, опора 3 включает в себя основной корпус 3В опоры, предусмотренный на присоске 3А, и поддерживающую ПНУ часть 3D. Поддерживающая ПНУ часть 3D поддерживается на одном своем конце штативом 3С, предусмотренным на основном корпусе 3В опоры на заранее заданной высоте, и поддерживает ПНУ 1 на другом своем конце.

Поэтому когда транспортное средство 9 качается в соответствии с неровностью дороги, ПНУ 1 также качается по вертикали вокруг штатива 3С поддерживающей ПНУ части 3D, например, с ускорением α_с и угловой скоростью ω_с.

Экспериментально подтверждено, что гироскопический датчик 5 по оси Y в ПНУ 1 определяет полную угловую скорость ω_cy, полученную как сумма скорости ω_y тангажа, которая флюктуирует с частотой 1-2 Гц в соответствии с неровностью дороги, как описано выше, и угловую скорость ω_c, которая флюктуирует с частотой примерно 15 Гц из-за опоры 3.

Было также подтверждено, что датчик 4 ускорения по трем осям в ПНУ 1 определяет полное ускорение α_cz, полученное как сумма ускорения α_z, которое флюктуирует с частотой 1-2 Гц в соответствии с неровностью дороги, как описано выше, и ускорения α_c, которое флюктуирует с частотой примерно 15 Гц из-за опоры 3.

Поэтому блок 33 фильтра нижних частот (фиг.9) подвергает данные AD1 ускорения и данные PD1 скорости тангажа, поданные из блока 32 фильтра верхних частот, процессу низкочастотной фильтрации для удаления частотных составляющих примерно 15 Гц, то есть ускорения α_c и угловой скорости ω_c, генерируемых вследствие того, что ПНУ 1 удерживается опорой 3.

Соответственно, блок 33 фильтра нижних частот выделяет только ускорение α_z, создаваемое неровностью дороги за счет удаления ускорение α_c из полного ускорения α_cz. Помимо этого блок 33 фильтра нижних частот выделяет только скорость ω_y тангажа, создаваемую неровностью дороги за счет удаления угловой скорости ω_c из полной угловой скорости ω_cy.

1-4-1-2. Процесс подсчета скорости

Теперь будет описан процесс подсчета скорости, в котором блок 41 подсчета скорости подсчитывает скорость V на основе данных AD2 ускорения и данных PD2 скорости тангажа, поданных из блока 33 фильтра нижних частот.

В общем, ПНУ 1 может быть установлено в транспортном средстве 9 в различных положениях. Например, ПНУ 1 может быть установлено на приборном щитке в передней части транспортного средства 9 или рядом с задним стеклом в задней части транспортного средства 9.

Хотя здесь будут опущены подробности, экспериментально было подтверждено, что фаза ускорения α_z, определенного ПНУ 1, когда ПНУ 1 установлено в задней части транспортного средства 9, отстает от фазы ускорения α_z, определенного ПНУ 1, когда ПНУ 1 установлено в передней части транспортного средства 9. Поэтому ПНУ 1 использует данные AD2 ускорения и данные PD2 скорости тангажа в некоторых пределах.

Когда скорость V транспортного средства 9 низкая, ускорение α_z и скорость ω_y тангажа резко изменяются в соответствии с малыми изменениями в дороге. Поэтому для соответствия этим резким изменениям блок 34 подсчета скорости устанавливает пределы подлежащих использованию данных на 25 точек данных, т.е. на узкие пределы.

Когда скорость V транспортного средства 9 высокая, велико влияние подвески транспортного средства 9, и ускорение α_z и скорость ω_y тангажа изменяются медленно. Поэтому для соответствия этим медленным изменениям блок 34 подсчета скорости устанавливает пределы подлежащих использованию данных на 75 точек данных, т.е. на широкие пределы.

Конкретнее, со ссылкой на фиг.11, блок 34 подсчета скорости выделяет максималь