專利名稱：在移動(dòng)目標(biāo)中使用的導(dǎo)航系統(tǒng)和其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種在移動(dòng)目標(biāo)中使用的導(dǎo)航系統(tǒng)，特別涉及到一種用于通過(guò)接收一個(gè)全球定位系統(tǒng)信號(hào)(global positioning system signal)顯示行駛的汽車當(dāng)前位置和移動(dòng)軌跡的導(dǎo)航系統(tǒng)和其處理方法。
當(dāng)一輛汽車在行駛時(shí)，在該汽車中使用的導(dǎo)航系統(tǒng)必須通過(guò)接收由屬于全球定位系統(tǒng)(GPS)的多個(gè)人造衛(wèi)星所產(chǎn)生的無(wú)線電波確認(rèn)這樣一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)的當(dāng)前位置和速度，該導(dǎo)航系統(tǒng)具有如下功能，即它可以通過(guò)在一個(gè)例如是CRT(陰極射線管)、TFT(薄膜晶體管)、彩色LCD(液晶顯示器)的地圖顯示單元上顯示通過(guò)使用GPS位置計(jì)算器計(jì)算的所述汽車當(dāng)前位置(currentposition)向司機(jī)提供移動(dòng)信息，以便導(dǎo)引該汽車的行駛方向。為了執(zhí)行這樣一種功能，通過(guò)使用從GPS接收機(jī)所接收的信息計(jì)算包括緯度、經(jīng)度和高度信息在內(nèi)的三維當(dāng)前位置信息。當(dāng)使用P-碼信號(hào)時(shí)，GPS信號(hào)大約具有10m的誤差，而當(dāng)使用C/A碼信號(hào)時(shí)，大約具有100m的誤差。通過(guò)使用速度傳感器和距離傳感器等對(duì)這樣一種位置誤差進(jìn)行補(bǔ)償，所述汽車的當(dāng)前位置是通過(guò)產(chǎn)生更精確的位置信息來(lái)計(jì)算的。
用于執(zhí)行上述功能的傳統(tǒng)的導(dǎo)航系統(tǒng)示于

圖1。參看圖1，GPS信息接收機(jī)1通過(guò)天線AT接收來(lái)自多個(gè)屬于GPS的人造衛(wèi)星的無(wú)線電信號(hào)，并計(jì)算當(dāng)前位置的偽坐標(biāo)值(pseudo coordinate value)。傳感器信息接收機(jī)2包括一個(gè)方位傳感器(gyrosensor)和一個(gè)速度傳感器，并利用所述方位傳感器和速度傳感器探測(cè)所述汽車的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度。當(dāng)前位置計(jì)算器3在由傳感器信息接收機(jī)2所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度的基礎(chǔ)上計(jì)算所述汽車的當(dāng)前偽位置(pseudo position)，并從GPS信息接收機(jī)發(fā)射的偽坐標(biāo)值和當(dāng)前偽位置中之一選擇。如果由傳感器信息接收機(jī)2累積的誤差很小，則使用所計(jì)算的偽位置值。如果所累積的誤差很大，則通過(guò)由GPS信息接收機(jī)1所發(fā)射的偽坐標(biāo)值進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)前位置計(jì)算器3計(jì)算諸如是所述汽車的速度和行駛方向的移動(dòng)信息以及所述汽車的當(dāng)前位置信息。所述汽車的移動(dòng)信息被發(fā)送給系統(tǒng)控制器5。地圖信息存儲(chǔ)器4存儲(chǔ)地圖信息和附加的信息數(shù)據(jù)。操作機(jī)構(gòu)(operator)7具有多個(gè)電鍵和接口一個(gè)具有導(dǎo)航系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器。顯示單元6顯示從所述地圖信息存儲(chǔ)器4中讀取的地圖信息和當(dāng)執(zhí)行各種功能時(shí)所產(chǎn)生的狀態(tài)。系統(tǒng)控制器5在由當(dāng)前位置計(jì)算器3獲得的移動(dòng)信息的基礎(chǔ)上從地圖信息存儲(chǔ)器4中讀出附近地區(qū)的地圖信息。另外，系統(tǒng)控制器5通過(guò)控制顯示單元6以使其以在距離和時(shí)間的恒定周期內(nèi)顯示路線行駛信息向所述司機(jī)提供在通往目的地的行駛路線期間產(chǎn)生的行駛路線信息但是，不管GPS接收狀態(tài)是良好還是由于受諸如市區(qū)和山區(qū)等地形的影響使所述接收狀態(tài)不好，根據(jù)可接收的GPS衛(wèi)星狀態(tài)所計(jì)算的行駛路線的當(dāng)前位置都是以相同的方式顯示的。雖然由司機(jī)確認(rèn)的當(dāng)前位置不同于由顯示單元指出的道路地圖位置，但是，由于沒(méi)有辦法確認(rèn)這點(diǎn)，所以，在駕駛期間當(dāng)前位置的精度就變的不可靠了。當(dāng)如圖2所示，所述司機(jī)從起點(diǎn)10駛往目的地12時(shí)，由于根據(jù)衛(wèi)星的接收狀態(tài)當(dāng)前位置13不加鑒別地以相同形式被顯示，所以，司機(jī)必須通過(guò)確認(rèn)接收衛(wèi)星14的數(shù)量來(lái)確認(rèn)衛(wèi)星信息的接收狀態(tài)，在這種情況下，就不能夠僅僅通過(guò)行駛路線15來(lái)確認(rèn)所述衛(wèi)星的接收狀態(tài)。并且，由于司機(jī)在行駛期間不能總是看著導(dǎo)航系統(tǒng)的顯示單元，所以，精確理解當(dāng)前信息是否使用了所述衛(wèi)星的良好接收狀態(tài)是非常困難的。
本發(fā)明的目的是提供一種導(dǎo)航系統(tǒng)和這種系統(tǒng)的處理方法，它能夠確認(rèn)與隨衛(wèi)星接收狀態(tài)變化的當(dāng)前位置相關(guān)的信息。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種導(dǎo)航系統(tǒng)和這種系統(tǒng)的處理方法，該系統(tǒng)和方法能夠通過(guò)檢查在司機(jī)駕車的同時(shí)或司機(jī)行駛到目的地之后的行駛路線確認(rèn)當(dāng)前位置或行駛路線信息。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些目的，通過(guò)檢查是否根據(jù)一個(gè)GPS衛(wèi)星的接收狀態(tài)接收了精確的位置信息從而使在行駛期間產(chǎn)生的行駛路線信息被根據(jù)全球定位系統(tǒng)(GPS)信號(hào)的精確性做各不相同地顯示，然后使司機(jī)能夠確認(rèn)隨所述衛(wèi)星接收狀態(tài)變化的當(dāng)前位置信息。
本發(fā)明提供的一種用于顯示一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)行駛信息的導(dǎo)航系統(tǒng)，包括一個(gè)全球定位系統(tǒng)GPS信息接收機(jī)，用于通過(guò)一個(gè)天線從屬于一個(gè)GPS的多個(gè)人造衛(wèi)星接收無(wú)線電波，并計(jì)算一個(gè)當(dāng)前位置的偽坐標(biāo)值；包括方位傳感器和速度傳感器在內(nèi)的一個(gè)傳感器信息接收機(jī)，用于通過(guò)所述的方位傳感器和速度傳感器探測(cè)所述移動(dòng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度；當(dāng)前位置計(jì)算器，用于在由所述傳感器信息接收機(jī)產(chǎn)生的所述轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度的基礎(chǔ)上計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的當(dāng)前偽位置，并由所述GPS信息接收機(jī)發(fā)射的當(dāng)前位置的偽坐標(biāo)值和所述當(dāng)前偽位置中之一選擇；一個(gè)地圖信息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)地圖信息和附加信息數(shù)據(jù)；一個(gè)具有可由司機(jī)選擇的多個(gè)功能鍵的操作機(jī)構(gòu)；一個(gè)控制器，用于在由所述當(dāng)前位置計(jì)算器獲得的行駛信息的基礎(chǔ)上從所述地圖信息存儲(chǔ)器中讀出附近地區(qū)的地圖信息，并產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，以便顯示當(dāng)前位置信息和行駛路線信息；一個(gè)顯示信號(hào)發(fā)生器，用于接收來(lái)自所述控制器的控制信號(hào)，并產(chǎn)生一個(gè)顯示信號(hào)，用于顯示當(dāng)前位置信息和行駛路線信息；一個(gè)顯示單元，用于利用由所述顯示信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的所述顯示信號(hào)顯示有關(guān)當(dāng)前位置和行駛路線的地圖信息；和一個(gè)GPS信號(hào)鑒別器，用于判斷所述當(dāng)前位置信息或行駛路線信息是從3個(gè)衛(wèi)星接收的還是從更多衛(wèi)星中接收的，所述的GPS信號(hào)鑒別器由所述控制器進(jìn)行控制。
本發(fā)明提供的一種用于在導(dǎo)航系統(tǒng)中顯示一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)行駛信息的方法，該方法包括下述步驟計(jì)算一個(gè)當(dāng)前位置和一個(gè)行駛路線并計(jì)算被接收衛(wèi)星的數(shù)量；檢查被接收衛(wèi)星的數(shù)量是否大于一預(yù)定的數(shù)量；如果所接收衛(wèi)星的數(shù)量小于所述預(yù)定的數(shù)量，顯示從少于所述預(yù)定數(shù)量的衛(wèi)星處接收的所述移動(dòng)目標(biāo)的當(dāng)前位置；和如果被接收衛(wèi)星的數(shù)量大于所述預(yù)定數(shù)量，顯示從多于所述預(yù)定數(shù)量的衛(wèi)星處接收的所述移動(dòng)目標(biāo)的當(dāng)前位置。
通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它的目的、優(yōu)點(diǎn)和特性將變得非常明顯，在整個(gè)附圖中，相同的構(gòu)件使用相同的標(biāo)號(hào)表示。其中圖1示出了傳統(tǒng)的導(dǎo)航系統(tǒng)的方框圖；圖2示出了圖1所示的導(dǎo)航屏幕信息；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)的方框圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明對(duì)在行駛期間所接收的一個(gè)GPS信號(hào)進(jìn)行的處理的流程；和圖5示出了圖3所示的導(dǎo)航屏幕信息。
除了顯示信號(hào)發(fā)生器8和GPS信號(hào)鑒別器9以外，圖3和圖1所示結(jié)構(gòu)相同。GPS信號(hào)鑒別器9判斷有關(guān)當(dāng)前位置或行駛路線的信息無(wú)論是從三個(gè)衛(wèi)星還是從更多衛(wèi)星中接收的。由系統(tǒng)控制器5控制的顯示信號(hào)發(fā)生器8根據(jù)接收衛(wèi)星的數(shù)量產(chǎn)生當(dāng)前位置顯示信號(hào)和行駛路線顯示信號(hào)。
圖4示出了對(duì)在行駛期間接收的一個(gè)GPS信號(hào)進(jìn)行的處理的流程，圖5示出了導(dǎo)航屏幕信息。
下面，參考圖3、4和5描述用于對(duì)有關(guān)當(dāng)前位置和行駛路線的信息進(jìn)行處理的操作。在駕駛員驅(qū)車行駛時(shí)，圖3所示的GPS信息接收機(jī)通過(guò)天線AT接收來(lái)自屬于一個(gè)GPS的多個(gè)人造衛(wèi)星的無(wú)線電波。并計(jì)算當(dāng)前位置的偽坐標(biāo)值。傳感器信息接收機(jī)2包括一個(gè)方位傳感器和一個(gè)速度傳感器，并利用所述方位傳感器和速度傳感器探測(cè)一個(gè)汽車的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度。當(dāng)前位置計(jì)算器3在由所述傳感器信息接收機(jī)2產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度的基礎(chǔ)上計(jì)算所述汽車的當(dāng)前偽位置，并選擇由GPS信息接收機(jī)1所發(fā)射的偽坐標(biāo)值，或選擇當(dāng)前的偽位置。如果由傳感器信息接收機(jī)2累積的誤差很小，則使用所計(jì)算的偽位置值。如果所累積的誤差很大，則使用由GPS信息接收機(jī)1發(fā)射的偽坐標(biāo)值進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)前位置計(jì)算器3計(jì)算諸如所述汽車的速度和行駛方向的行駛信息以及所述汽車的當(dāng)前位置。所計(jì)算的汽車行駛信息被發(fā)送給系統(tǒng)控制器5。地圖信息存儲(chǔ)器4存儲(chǔ)地圖信息和附加信息數(shù)據(jù)。操作機(jī)構(gòu)7具有多個(gè)功能鍵并將由司機(jī)所執(zhí)行的鍵輸入發(fā)送給系統(tǒng)控制器5。顯示單元6顯示從地圖信息存儲(chǔ)器4中讀出的地圖信息和當(dāng)執(zhí)行各種功能時(shí)產(chǎn)生的狀態(tài)。系統(tǒng)控制器5在從當(dāng)前位置計(jì)算器3獲得的行駛信息的基礎(chǔ)上從地圖信息存儲(chǔ)器4中讀出附近地區(qū)的地圖信息。另外，系統(tǒng)控制器5控制顯示信號(hào)發(fā)生器8去顯示從一個(gè)GPS衛(wèi)星接收的當(dāng)前位置信息和行駛路線信息。顯示信號(hào)發(fā)生器8接收一個(gè)用于顯示當(dāng)前位置信息和行駛路線信息的控制信號(hào)，并控制顯示單元6去顯示當(dāng)前位置信息和行駛路線信息。
為了顯示當(dāng)前位置信息和行駛路線信息，圖4示出了用于對(duì)從所述衛(wèi)星接收的GPS信號(hào)進(jìn)行處理的操作。系統(tǒng)控制器5在步驟101接收來(lái)自當(dāng)前位置計(jì)算器3的當(dāng)前位置信息和行駛路線信息。在步驟102，系統(tǒng)控制器5計(jì)算被接收衛(wèi)星的數(shù)量，并將被接收衛(wèi)星的數(shù)量提供給GPS信號(hào)鑒別器9。在步驟103，系統(tǒng)控制器5通過(guò)檢查被接收衛(wèi)星的數(shù)量是否大于3來(lái)檢查衛(wèi)星的狀態(tài)是否良好，如果衛(wèi)星的狀態(tài)不好，系統(tǒng)控制器5返回到步驟105，如果衛(wèi)星的狀態(tài)良好，系統(tǒng)控制器5在步驟104設(shè)定一個(gè)衛(wèi)星信息標(biāo)記。在步驟105，系統(tǒng)控制器5根據(jù)衛(wèi)星信息標(biāo)記的狀態(tài)使顯示信號(hào)發(fā)生器8在顯示單元6上顯示當(dāng)前位置信息。如圖5所示，在顯示單元6的屏幕上，由標(biāo)號(hào)16或17指出的當(dāng)前位置是各不相同顯示的。所述汽車的當(dāng)前位置16表示由于諸如建筑物或街道樹木等地形的影響而使被接收衛(wèi)星的數(shù)量少于3的不良接收狀態(tài)。當(dāng)前位置17表示被接收衛(wèi)星數(shù)量大于3的良好接收狀態(tài)。在步驟106，系統(tǒng)控制器5檢查是否選擇了行駛路線顯示。如果還沒(méi)有選擇，系統(tǒng)控制器5返回到步驟102。如果已經(jīng)選擇，系統(tǒng)控制器5使顯示信號(hào)發(fā)生器8在顯示單元6上顯示由圖5標(biāo)號(hào)18和19指出的行駛路線。行駛路線18表示被接收衛(wèi)星數(shù)量小于3的情況。行駛路線19表示被接收衛(wèi)星數(shù)量大于3的情況。
如上所述，由于所述導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)確認(rèn)從衛(wèi)星接收的GPS信號(hào)的狀態(tài)來(lái)顯示所述汽車的當(dāng)前位置信息和行駛路線信息，所以，即使是司機(jī)在駕車期間不能夠確認(rèn)在顯示屏幕上的道路地圖，他也能夠知道在行駛路線處的當(dāng)前位置和衛(wèi)星的狀態(tài)。并且，不必為確認(rèn)衛(wèi)星狀態(tài)而持續(xù)觀看顯示屏幕，因而可以避免由于駕車疏忽而引起的事故。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不受這里作為執(zhí)行本發(fā)明而描述的最佳模式的限制，并且，本發(fā)明也不局限于該說(shuō)明書中所描述的特定實(shí)施例。本發(fā)明的保護(hù)范圍由本發(fā)明的權(quán)利要求內(nèi)容所限定。
權(quán)利要求
1.一種用于顯示一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)行駛信息的導(dǎo)航系統(tǒng)，包括一個(gè)全球定位系統(tǒng)GPS信息接收機(jī)，用于通過(guò)一個(gè)天線從屬于一個(gè)GPS的多個(gè)人造衛(wèi)星接收無(wú)線電波，并計(jì)算一個(gè)當(dāng)前位置的偽坐標(biāo)值；包括方位傳感器和速度傳感器在內(nèi)的一個(gè)傳感器信息接收機(jī)，用于通過(guò)所述的方位傳感器和速度傳感器探測(cè)所述移動(dòng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度；當(dāng)前位置計(jì)算器，用于在由所述傳感器信息接收機(jī)產(chǎn)生的所述轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度的基礎(chǔ)上計(jì)算所述移動(dòng)目標(biāo)的當(dāng)前偽位置，并由所述GPS信息接收機(jī)發(fā)射的當(dāng)前位置的偽坐標(biāo)值和所述當(dāng)前偽位置中之一選擇；一個(gè)地圖信息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)地圖信息和附加信息數(shù)據(jù)；一個(gè)具有可由司機(jī)選擇的多個(gè)功能鍵的操作機(jī)構(gòu)；一個(gè)控制器，用于在由所述當(dāng)前位置計(jì)算器獲得的行駛信息的基礎(chǔ)上從所述地圖信息存儲(chǔ)器中讀出附近地區(qū)的地圖信息，并產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)，以便顯示當(dāng)前位置信息和行駛路線信息；一個(gè)顯示信號(hào)發(fā)生器，用于接收來(lái)自所述控制器的控制信號(hào)，并產(chǎn)生一個(gè)顯示信號(hào)，用于顯示當(dāng)前位置信息和行駛路線信息；一個(gè)顯示單元，用于利用由所述顯示信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的所述顯示信號(hào)顯示有關(guān)當(dāng)前位置和行駛路線的地圖信息；和一個(gè)GPS信號(hào)鑒別器，用于判斷所述當(dāng)前位置信息或行駛路線信息是從3個(gè)衛(wèi)星接收的還是從更多衛(wèi)星中接收的，所述的GPS信號(hào)鑒別器由所述控制器進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航系統(tǒng)，其中，所述的顯示信號(hào)發(fā)生器根據(jù)所接收的衛(wèi)星的數(shù)量產(chǎn)生當(dāng)前位置顯示信號(hào)和行駛路線顯示信號(hào)。
3.一種用于在導(dǎo)航系統(tǒng)中顯示一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)行駛信息的方法，該方法包括下述步驟計(jì)算一個(gè)當(dāng)前位置和一個(gè)行駛路線并計(jì)算被接收衛(wèi)星的數(shù)量；檢查被接收衛(wèi)星的數(shù)量是否大于一預(yù)定的數(shù)量；如果所接收衛(wèi)星的數(shù)量小于所述預(yù)定的數(shù)量，顯示從少于所述預(yù)定數(shù)量的衛(wèi)星處接收的所述移動(dòng)目標(biāo)的當(dāng)前位置；和如果被接收衛(wèi)星的數(shù)量大于所述預(yù)定數(shù)量，顯示從多于所述預(yù)定數(shù)量的衛(wèi)星處接收的所述移動(dòng)目標(biāo)的當(dāng)前位置。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，如果被接收衛(wèi)星的數(shù)量大于3，則所述衛(wèi)星的狀態(tài)被判斷為良好狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，還包括如下步驟檢查是否選擇了一個(gè)行駛路線；和如果所述的行駛路線已經(jīng)被選擇，各不相同地顯示從3個(gè)或少于3個(gè)的衛(wèi)星處接收的行駛路線信息和從3個(gè)或多于3個(gè)的衛(wèi)星處接收的行駛路線信息。
6.一種用于在導(dǎo)航系統(tǒng)中顯示一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)的行駛信息的方法，該方法包括如下步驟通過(guò)檢查是否根據(jù)一個(gè)GPS衛(wèi)星的接收狀態(tài)接收了精確位置信息然后使司機(jī)能夠確認(rèn)隨衛(wèi)星接收狀態(tài)變化的當(dāng)前位置信息，根據(jù)全球定位系統(tǒng)GPS信號(hào)的精度各不相同地顯示在駕車期間產(chǎn)生的行駛路線信息。
全文摘要
一種在移動(dòng)目標(biāo)中使用的導(dǎo)航系統(tǒng)和其處理方法,通過(guò)檢查是否根據(jù)一個(gè)GPS衛(wèi)星的接收狀態(tài)接收了精確位置信息然后使司機(jī)能夠確認(rèn)隨衛(wèi)星接收狀態(tài)變化的當(dāng)前位置信息,根據(jù)全球定位系統(tǒng)(GPS)信號(hào)的精度各不相同地顯示在駕車期間產(chǎn)生的行駛路線信息。
文檔編號(hào)G01C21/00GK1181507SQ97110539
公開日1998年5月13日 申請(qǐng)日期1997年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月31日
發(fā)明者金善友 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社