专利名称：定位系统、通信装置、定位方法
技术领域：
本发明涉及定位系统、通信装置和定位方法。
背景技术：
近年来，导航装置已被广泛使用，每个导航装置基于通过GPS (全球定位系统) 等获取的位置信息显示从当前位置到目的地的路线。在这些导航装置之中，安装在车辆上的多数汽车导航装置均通过固定于车辆而进行使用(以下，称为固定导航装置)。另一方面，近来出现了能够容易地附接和拆下并且能够随身携带的导航装置(以下，称为 PND (Personal Navigation Decive，个人导航装置))。另外，随着电子技术的发展，导航装置提供的许多功能变得可通过使用小型电子部件来实现。与之相伴的是，导航装置提供的功能变得可实现为便携式装置(诸如移动电话和智能电话)的一个功能。在导航装置之中，存在一种能够通过自主导航为GPS的无线电波甚至无法到达的场所提供位置信息的导航装置，所述自主导航除了使用GPS的绝对位置信息之外还使用基于从传感器等获取的速度信息、角速度信息等的相对位置的信息(例如，JP 2010-078595A)。
发明内容
然而，存在这样的问题存在许多不具有自主导航功能的便携式导航装置(诸如， PND)，即使便携式导航装置具有自主导航功能，便携式导航装置的自主导航的精度与固定导航装置的自主导航的精度相比也较低。考虑到上述情况，希望提供一种新颖的改进的能够在诸如便携式导航装置的信息处理装置被安装在车辆上时提高通过该信息处理装置的自主导航获得的位置信息的精度的导航系统、车辆信息通信装置和导航方法。根据本发明的实施例，提供了一种定位系统，包括通信装置和信息处理装置，该通信装置包括被配置为与设置于车辆的连接器接合的连接器、被配置为经由所述连接器从车辆接收车辆的车辆速度信息或行进距离信息的车辆通信部分和被配置为向信息处理装置发送基于由车辆通信部分获取的车辆速度信息或行进距离信息的发送信息的信息处理装置通信部分，该信息处理装置包括被配置为从通信装置接收所述发送信息的通信部分和被配置为基于车辆速度信息或行进距离信息计算当前位置的位置计算部分。根据这种结构，通过与车辆的连接器接合而设置的通信装置能够从车辆获取车辆速度信息或行进距离信息。然后，通信装置向信息处理装置发送基于获取的车辆速度信息或行进距离信息的发送信息。已接收从通信装置发送的发送信息的信息处理装置能够基于发送信息中所包括的车辆速度信息或行进距离信息计算当前位置。这里，从车辆获取的车辆速度信息或行进距离信息的精度高于通过加速度传感器间接获取的车辆的速度信息的精度。因此，该定位系统能够计算具有比基于传感器的检测值的相对位置的信息的精度高的精度的位置信息。
所述信息处理装置还可包括导航部分，被配置为使用计算出的位置信息显示到目的地的路线。所述设置于车辆的连接器可以是用于故障诊断的连接器。所述通信装置还可包括被配置为获取车辆的角速度的角速度检测传感器。所述信息处理装置通信部分可以向信息处理装置发送由角速度检测传感器获取的角速度和车辆速度信息或行进距离信息作为所述发送信息。所述通信装置可具有当所述连接器与所述设置于车辆的连接器接合时使所述连接器固定在所述设置于车辆的连接器上的形状。根据本发明的实施例，提供了一种通信装置，包括连接器，被配置为与设置于车辆的连接器接合；车辆通信部分，被配置为经由所述连接器从车辆接收车辆的车辆速度信息或行进距离信息；信息处理装置通信部分，被配置为向信息处理装置发送基于由车辆通信部分获取的车辆速度信息或行进距离信息的发送信息。所述通信装置还可包括角速度检测传感器，被配置为获取车辆的角速度。所述信息处理装置通信部分可向信息处理装置发送由角速度检测传感器获取的角速度和车辆速度信息或行进距离信息作为所述发送信息。所述通信装置还可包括位置计算部分，被配置为基于由角速度检测传感器获取的角速度和车辆速度信息或行进距离信息计算当前位置。所述信息处理装置通信部分可以把该位置信息作为所述发送信息发送给信息处理装置。所述信息处理装置通信部分可以根据近程无线通信标准与信息处理装置进行无线通信。根据本发明另一实施例，提供了一种定位系统的定位方法，该定位系统包括通信装置和信息处理装置，所述通信装置通过与设置于车辆的连接器接合的连接器而设置在车辆内并且包括车辆通信部分和信息处理装置通信部分，所述信息处理装置包括被配置为与信息处理装置通信部分进行通信的通信部分和被配置为计算当前位置的位置计算部分，所述定位方法包括由车辆通信部分经由所述连接器从车辆接收车辆的车辆速度信息或行进距离信息；由信息处理装置通信部分向信息处理装置发送基于由车辆通信部分获取的车辆速度信息或行进距离信息的发送信息；由通信部分接收所述发送信息；以及由位置计算部分基于车辆速度信息或行进距离信息计算当前位置。根据上述本发明的实施例，可以提高通过便携式定位装置被安装在车辆上时的自主导航获得的位置信息的精度。
图1是根据本发明第一实施例的导航系统的结构图；图2是根据第一实施例的导航装置(PND)的外观例子；图3是显示根据第一实施例的导航系统的使用自主导航的定位操作的序列图；图4是根据本发明第二实施例的导航系统的结构图；图5是显示根据第二实施例的导航系统的使用自主导航的定位操作的序列图；图6是根据本发明第三实施例的导航系统的结构图；图7是显示根据第三实施例的导航系统的使用自主导航的定位操作的序列图8是各导航系统的比较的表；图9是根据第一至第三实施例的导航装置代表移动电话的情况的外观例子；图10是根据第一至第三实施例的导航装置代表移动电话的情况的结构图；图11是以前的固定导航装置的结构图；图12是以前的PND(没有自主导航功能)的结构图；以及图13是以前的PND(有自主导航功能)的结构图。
具体实施例方式以下，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。要注意，在本说明书和附图中， 具有基本上相同的功能和结构的构成要素用相同的标号表示，并且省略对这些构成要素的
重复解释。另外，在本说明书和附图中，存在这样一些情况具有基本上相同的功能和结构的多个构成要素通过用相同标号之后的不同字母进行表示来彼此区分。例如，像导航装置 200a和导航装置200b那样，具有基本上相同的功能和结构的多个结构根据需要而彼此区分。要注意，在不必特别地将具有基本上相同的功能和结构的多个构成要素彼此区分的情况下，这多个构成要素仅用相同标号表示。例如，在不必特别地区分导航装置200a和导航装置200b的情况下，它们都被简单地称为导航装置200。要注意，将按照下面的次序给出描述。1、概要2、第一实施例(通信装置获取并发送车辆速度信息等的例子)3、第二实施例(通信装置包括角速度检测传感器的例子)4、第三实施例(通信装置计算相对位置的例子)5、性能比较6、变型例<1、概要〉[以前的导航装置的结构]首先，为了描述实现本发明的背景，将分别描述图11至13中显示的以前的导航装置。图11是通过固定于车辆而使用的以前的固定型导航装置的结构图。图12是作为便携式导航装置(PND)并且不具有自主导航功能的以前的PND的结构图。图13是具有自主导航功能的以前的PND的结构图。要注意，以下，虽然将采用导航装置的情况作为例子进行描述，但本发明不限于这种例子。本发明可适用于均使用位置信息的所有信息处理装置。(固定导航装置900)首先，参照图11，以前的固定型导航装置900(以下，称为固定导航装置900)是通过固定并安装在车辆300上来使用的导航装置，并且主要包括GPS天线912、车辆速度脉冲检测部分914、角速度检测传感器916、输入部分902、显示部分904、存储部分906、GPS处理部分932、速度计算部分942、位置计算部分944、角度计算部分946和导航部分950。顺便地，除通过使用GPS的定位获取的位置信息之外，固定导航装置900还能够通过自主导航获取位置信息。对于使用自主导航的定位，需要指示车辆的行进方位和行进距
6离的信息。因此，自主导航定位通常使用车辆300的速度的信息(以下，称为车辆速度信息)和从由角速度检测传感器916获取的角速度计算的角度的信息。这里，固定导航装置 900使用根据从车辆300获取的车辆速度脉冲信号计算的车辆速度信息通过自主导航执行定位。要注意，这里使用的车辆速度脉冲信号是与车辆300的车轮的旋转速度对应的信号， 并且能够获得相对准确的车辆速度信息。例如，固定导航装置900经由使用填隙金属309的分支线，获取要在车辆300中使用的车辆速度脉冲信号。由于需要用来获取车辆速度脉冲信号的布线，所以对于固定导航装置900的附接而言需要特殊知识。因此，通常由销售固定导航装置900的商店的具有该特殊知识的人员执行固定导航装置900的附接，并且一旦附接，固定导航装置900就在固定的状态下使用。(PND 800a 没有自主导航功能)接下来，参照图12，通过改进固定导航装置900以使得固定导航装置900能够容易地附接并且也能够随身携带使用，获得了以前的便携式导航装置800a(以下，称为PND 800a)。为了实现便携，PND 800a不具有使用自主导航的定位功能。导航部分850使用基于从GPS接收信号计算的GPS定位信息的位置信息执行导航。由于不需要用于获取车辆速度脉冲信号的布线，所以PND 800a能够容易地附接和拆下。例如，如图2中所示，PND 800a由通过吸盘16而附接到车辆300的仪表板的支架 14支撑并且以机械方式和电气方式连接到支架14。由于PND 800a能够容易地附接到支架 14并且从支架14拆下，所以用户能够拆下PND 800a并且在步行时也使用PND 800a。然而，由于PND 800a不具有使用自主导航的定位功能，所以在难以接收到GPS信号的场所难以获取位置信息。因此，PND 800a难以在隧道内继续进行定位。另外，在激活导航装置后通常需要一些时间接收GPS信号。因此，PND 800a难以在激活后立即执行定位。 例如，为了使固定导航装置900补偿该缺陷，以如下的方式构造固定导航装置900，使其通过使用利用自主导航的定位甚至在刚刚激活后也能执行定位。近年来，虽然已出现了能够用作汽车导航装置的移动电话，但当移动电话不具有使用自主导航的定位功能时，移动电话也具有与PND 800a相同的问题。(PND 800b 有自主导航功能)如上所述，仅仅为了方便附接而省去了使用自主导航的定位功能的PND 800a在当前位置信息的精度方面很差。为了补偿该缺陷，开发了既实现自主导航功能又实现容易附接的PND 800b。参照图13，除了 PND 800a的结构之外，PND 800b还包括加速度检测传感器813、 角速度检测传感器816、速度计算部分842、位置计算部分844和角度计算部分846。与固定导航装置900相比，PND 800b的不同之处在于以加速度检测传感器813替代了车辆速度脉冲检测部分914。采用这种结构，替代于车辆速度脉冲信号，能够从由传感器获得的检测值获取车辆速度信息。因此，PND 800b通过使用该车辆速度信息能够实现使用自主导航的定位功能。 另外，当使用该传感器检测加速度时，不需要PND 800b和车辆300之间的布线，因此能够容易地附接和拆下PND 800b。
如上所述，迄今为止提供的PND 800已被改进，使得PND 800能够容易地附接和拆下并且还能够通过使用传感器执行根据自主导航的定位，提供与固定型导航装置的功能相当的功能。然而，存在这样的问题便携式导航装置在导航精度方面比固定型导航装置差。 PND 800b从加速度检测传感器813的检测信息计算车辆速度并使用该车辆速度进行自主导航。然而，与基于车辆速度脉冲的车辆速度信息的精度相比，从由该传感器检测的加速度信息计算的车辆速度信息在精度方面较差。结果，特别在无法接收到GPS信号的状态持续较长时间的情况下，定位误差累积，并且难以保持定位精度。由于这个原因，对于以下将描述的根据本发明的第一至第三实施例的PND，考虑把能够经由OBD-II连接器获取的车辆速度信息用于使用自主导航的定位。OBD-II连接器是用于连接称为OBD-II (On-Board Diagnosis，车载诊断)的车载诊断系统与车辆的连接器， 并且OBD-II连接器也称为故障诊断连接器或车辆诊断连接器。<2、第一实施例(通信装置获取并发送车辆速度信息等的例子)>[功能结构]这里，参照图1至3，将描述根据本发明第一实施例的导航系统。图1是根据第一实施例的导航系统10的结构图。根据第一实施例的导航系统10包括通信装置100a，具有与车辆300的故障诊断连接器接合的连接器110 ；和便携式的导航装置200a。(车辆 300)车辆300主要包括动力装置302、信息显示部分306和车辆控制部分304，并且装备有用于故障诊断的连接器308。连接器308是上述的OBD-II连接器。在美国从1996年起并且在日本从2006年起法律要求新车装备0BD-II，因此，目前在美国和日本销售的所有新车均装备了 OBD-II。通信装置IOOa主要包括连接器110，被配置为与车辆300的连接器308接合；车辆通信部分102，被配置为经由连接器110与车辆300通信；导航装置通信部分104，被配置为与导航装置200a通信；和控制部分106，被配置为控制通信装置IOOa的全部操作。连接器110是上述的称为OBD-II连接器的故障诊断连接器。车辆300侧的连接器308具有与连接器110对应的阵脚排列以与连接器110接合。(通信装置100a) 通信装置IOOa具有当连接器110与车辆300的连接器308接合时使连接器110固定在车辆300的连接器308上的形状。例如，在两个物体经由线缆彼此连接的情况下，这两个物体之间的位置关系由于线缆的形状的变化而改变。然而，另一方面，由于通信装置IOOa 的连接器110与通信装置IOOa的壳体以一体地形成，所以通信装置IOOa的壳体和车辆300 的壳体之间的位置关系不改变并且处于固定状态。车辆通信部分102经由连接器110与车辆300通信，并接收车辆300的车辆速度信息或行进距离信息。在本实施例中，以下，将描述接收车辆300的车辆速度信息的实施例。 根据控制部分106的控制，车辆通信部分102定期地向车辆300发送获取车辆速度信息的获取请求，并接收从车辆300发送的车辆速度信息。导航装置通信部分104与导航装置200a通信，并具有向导航装置200a发送基于由车辆通信部分102获取的车辆速度信息的发送信息的信息处理装置通信部分的功能。在本实施例中，该发送信息是车辆速度信息本身。导航装置通信部分104可以使用无线电通信发送该发送信息。例如，导航装置通信部分104能够根据诸如蓝牙(注册商标)的近程无线通信的标准执行通信。控制部分106控制通信装置IOOa的全部操作。控制部分106通过控制例如车辆通信部分102定期地从车辆300获取信息。另外，控制部分106通过控制导航装置通信部分104把经由连接器110获取的车辆速度信息发送给导航装置200a。(导航装置200a)根据本发明第一实施例的导航装置200a(以下，称为PND 200a)代表具有例如如图2中所示的外观的PND。图2是根据本发明第一至第三实施例的导航装置(PND) 200的外观图。另外，由于以前的PND 800也具有相同的外观，所以图2也是以前的PND 800的外关图。PND 200a是具有显示到目的地的路线并向用户提供均与位置信息相关联的各种信息的功能的便携式导航装置。PND 200a具有显示部分204并由通过吸盘16附接到车辆 300的仪表板的支架14支撑。PND 200能够容易地附接到支架14并且也能够容易地从支架14拆下PND 200a具有获取当前位置的功能并且还存储地图数据。因此，PND 200a能够在显示部分204上以叠加方式把当前位置的信息显示在地图上。再次参照图1，PND 200a主要包括输入部分202、显示部分204、存储部分206和导航功能单元210a。输入部分202接收来自用户的操作指令，并把操作内容输出给导航功能单元 210a。由用户输入的操作指令的例子包括设置目的地、放大/缩小地图的比例尺、设置声音引导和设置屏幕显示。另外，输入部分202可以是与显示部分204 —体地设置的触摸屏。或者，输入部分 202可以具有与显示部分204分离地设置的物理结构，诸如按钮、开关和操纵杆。另外，输入部分202可以是检测从遥控器发送的指示用户的操作指令的信号的信号接收部分。显示部分204是输出指示当前位置的信息被叠加在地图数据上的屏幕的显示装置。显示部分204可以是诸如IXD(液晶显示器)和有机EL(电致发光)显示器的显示装置。存储部分206是存储使PND 200a操作的程序和地图数据的存储介质。要注意， 存储部分206例如可以是这样的存储介质非易失性存储器，诸如闪速R0M(或闪存)、 EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)和EPROM(可擦除可编程ROM)；磁盘，诸如硬盘和盘状磁盘；光盘，诸如⑶(压缩盘)、DVD-R (数字通用盘可记录)和BD (蓝光盘(注册商标))； 以及MO (磁光)盘。另外，导航功能单元210a是用于实现导航功能的结构，并且主要包括GPS天线 212、通信部分214、角速度检测传感器216和控制部分230a。控制部分230a包括算术处理装置，诸如CPU(中央处理单元)。另外，控制部分230a主要包括GPS处理部分232、位置计算部分M2、角度计算部分244和导航部分250的功能。GPS天线212能够从多个GPS卫星接收GPS信号，并把接收的GPS信号输入到GPS处理部分232。要注意，这里接收的GPS信号包括指示GPS卫星的轨道的轨道数据和诸如信号的发送时间的信息。GPS处理部分232基于从GPS天线212输入的多个GPS信号计算指示PND 200a的当前位置的位置信息，并向导航部分250提供计算出的位置信息。具体地讲，GPS处理部分 232从通过解调多个GPS信号中的每个信号获得的轨道数据计算每个GPS卫星的位置，并从 GPS信号的发送时间和接收时间之差计算每个GPS卫星和PND 200a之间的距离。然后，基于计算出的各GPS卫星的位置和从各GPS卫星到PND 200a的距离，计算当前三维位置，该当前三维位置是绝对位置信息。以这种方式，导航部分250能够基于由GPS处理部分232提供的位置信息执行导航处理。然而，在难以从GPS卫星接收到GPS信号的情况下，PND 200a可能无法执行使用 GPS的定位。因此，PND200a主要在难以接收到GPS信号时也能够通过使用通过自主导航获得的相对位置信息来执行导航处理。在以上显示的PND 200a的结构中，通信部分214、角速度检测传感器216、位置计算部分242和角度计算部分244用于使用自主导航获取相对位置。以前的PND 800b具有加速度检测传感器813和用于从加速度检测传感器813的检测值计算车辆速度信息的速度计算部分842(参照图1 ，以替代通信部分214。替代于通过使用以前的加速度检测传感器813和速度计算部分842获取的车辆速度信息，根据本发明第一实施例的PND 200a试图获取能够从车辆300获得的更精确的车辆速度信息。通信部分214具有有线或无线地与外部装置通信的功能。通信部分214主要具有用于连接到外部装置的有线或无线接口和由电路等构成的用于处理接收的信息或要发送的信息的通信处理部分的功能。通信部分214具有作为根据控制部分230a的控制接收从通信装置IOOa发送的发送信息的接收部分的功能。在本实施例中，该发送信息是通信装置IOOa从车辆300获取的车辆速度信息。通信部分214把接收的发送信息传递给位置计算部分M2。另外，角速度检测传感器216是用于检测角速度的检测装置。角速度检测传感器 216是具有如下功能的传感器作为电压值，检测偏航角速度ωζ，偏航角速度ωζ是当PND 200a旋转时的旋转角度的变化速度(角速度)。角速度检测传感器216以例如50Hz的采样频率检测偏航角速度，并把指示检测的偏航角速度的数据输入到角度计算部分M4。角度计算部分244通过把从角速度检测传感器216输入的偏航角速度ω z乘以采样频率(这里，例如0.02s)，计算当PND 200a旋转时的角度θ，并把指示角度θ的角度数据输入到位置计算部分对2。位置计算部分242具有基于由从通信部分214输入的车辆速度信息指示的速度V 和由角度计算部分244计算的角度θ计算当前位置的相对位置信息的功能。具体地讲，位置计算部分242基于速度V和角度θ计算从上次计算的位置到当前位置的变化量。然后， 位置计算部分242根据该变化量和上次位置计算当前位置信息。其后，位置计算部分242 向导航部分250提供当前位置的位置信息。导航部分250具有基于在从车辆300获取的车辆速度信息的基础上计算的相对位置信息显示到目的地的路线的功能。导航部分250主要具有位置信息获取部分252、目的地设置部分254、路线搜索部分256和路线引导部分258的功能。
位置信息获取部分252获取PND 200a的位置信息。位置信息获取部分252可以从GPS处理部分232或位置计算部分242获取位置信息。例如，当GPS处理部分232能够计算出位置信息时，位置信息获取部分252从GPS处理部分232获取绝对位置信息，并且当 GPS处理部分232难以计算位置信息时，即，当GPS天线212难以接收到GPS信号时，位置信息获取部分252基于来自位置计算部分M2的相对位置信息获取当前位置信息。或者，位置信息获取部分252可通过使用从GPS处理部分232获取的绝对位置信息和从位置计算部分242获取的相对位置信息执行地图匹配处理，来获取校正的位置信肩、ο目的地设置部分2M根据由用户使用例如输入部分202输入的操作信息设置目的地，所述目的地是用户想要到达的地点。目的地设置部分邪4产生例如用于从地址、名称、 电话号码或类型中搜索目的地的屏幕或者用于从由用户预先登记的登记点中选择目的地的屏幕，并使显示部分204显示该屏幕。然后，目的地设置部分邪4获取由用户使用输入部分202对屏幕显示执行的操作信息，并设置目的地。路线搜索部分256具有搜索从由位置信息获取部分252输入的PND 200a的当前位置到由目的地设置部分254设置的目的地的路线的功能。路线引导部分258具有显示到目的地的路线的功能。在通过目的地设置部分2M 设置目的地的情况下，路线引导部分258使用显示、音频等向用户通知根据通过由路线搜索部分256执行的搜索获取的路线的、到设置的目的地的路线。例如，路线引导部分258使显示部分204显示叠加在地图上的到目的地的路线的信息。另外，在数条道路彼此分叉的场所(诸如交叉点)附近，路线引导部分258可以使显示部分204显示叠加在地图上的箭头等，该箭头指示引向目的地的路线。[使用自主导航的定位操作]接下来将参照图3描述上述的导航系统10的使用自主导航的定位操作。图3是显示根据第一实施例的导航系统的操作的序列图。首先，通信装置IOOa从车辆300获取车辆速度信息610 。在这种情况下，通信装置IOOa经由故障诊断连接器通过车辆通信部分102获取车辆速度信息。然后，通信装置 IOOa通过导航装置通信部分104把获取的车辆速度信息发送给PND 200a (S104)。之后，PND 200a通过角速度检测传感器216检测角速度(S106)。角速度检测传感器216把检测的角速度输入到角度计算部分M4。角度计算部分244基于从角速度检测传感器216输入的角速度计算PND 200a的旋转的角度θ (S108)。要注意，在图3中，虽然在步骤S104中从通信装置IOOa获取车辆速度信息之后执行步骤S106中的角速度检测处理和步骤S108中的角度计算处理，但也可以与车辆速度信息获取处理并行地执行步骤S106 中的角速度检测处理和步骤S108中的角度计算处理。然后，位置计算部分242基于从通信装置IOOa接收的车辆速度信息和从角度计算部分244输入的角度信息，计算从上次计算的位置到当前位置的变化量。然后，位置计算部分242根据该变化量和上次的位置，计算当前位置信息(SllO)。也就是说，这里计算的位置信息是基于相对于上次定位时的位置的变化量计算的相对位置信息。要注意，每次当通信装置IOOa定期地获取车辆速度信息时，继续执行这里描述的使用自主导航的定位操作。[效果的例子]
如上所述，在导航系统10中，通信装置IOOa定期地从车辆300获取车辆速度信息，并向PND 200a提供获取的车辆速度信息。由于根据车辆300的车轮的旋转获取车辆速度信息，所以该车辆速度信息的精度与例如使用加速度检测传感器获取的车辆速度信息的精度相比较高。PND 200a能够通过使用高精度的车辆速度信息在位置计算部分242中计算使用自主导航的精度较高的相对位置的位置信息。因此，与以前的使用加速度检测传感器获取车辆速度信息的PND的精度相比，PND 200a能够提高自主导航的精度。然而，由于PND 200a可容易地拆下，所以每次在开始使用PND 200a时传感器和车辆300之间的附接位置关系改变的可能性较高。因此，每次在激活之后，PND 200a必须执行校正处理(同样适用于PND 800b)。通常使用GPS定位信息作为参考值执行校正处理。如上所述，在激活后直至达到可以接收GPS信号的状态需要一些时间。在激活后直至达到可以接收GPS信号的状态的时间期间，固定导航装置900通过使用上次的停止位置作为基准点开始使用自主定位的导航。然而，由于PND 200a在达到可以接收GPS信号的状态之后需要执行传感器的校正处理，所以难以在激活PND 200a之后立即开始导航。因此，为了解决以上问题，本发明提出了根据第二实施例的导航系统20。<3、第二实施例(通信装置包括角速度检测传感器的例子)>参照图4，将描述根据本发明第二实施例的导航系统20。图4是根据第二实施例的导航系统20的结构图。要注意，在以下的描述中，将省略与第一实施例相同的描述，并且将主要对不同之处进行描述。[功能结构]与根据第一实施例的导航系统10相比，导航系统20的不同之处在于是通信装置 100而非PND 200包括角速度检测传感器。通信装置IOOb的控制部分106定期地使用车辆通信部分102从车辆300获取车辆速度信息，并且还从角速度检测传感器108获取角速度的信息。然后，控制部分106使导航装置通信部分104把获取的车辆速度信息和角速度信息发送给PND 200b。另一方面，PND 200b基于经由通信部分214从通信装置IOOb接收的车辆速度信息和角速度信息执行使用自主导航的定位。也就是说，通信部分214向位置计算部分242 提供接收的车辆速度信息并且向角度计算部分244提供接收的角速度信息。然后，角度计算部分244基于由设置于通信装置100的角速度检测传感器108检测的角速度信息，计算 PND 200b的旋转的角度θ。PND 200b在位置计算部分242中基于从通信装置IOOb获取的车辆速度信息和由通信装置IOOb的角速度检测传感器108获取的角速度计算相对位置信息。之后，PND 200b 基于该相对位置信息显示到目的地的路线。[使用自主导航的定位操作]接下来将参照图5描述导航系统20的使用自主导航的定位操作。图5是显示导航系统20的使用自主导航的定位操作的序列图。首先，通信装置IOOb从车辆300获取车辆速度信息620 。与此同时，通信装置 IOOb通过角速度检测传感器108检测角速度(S204)。然后，通信装置IOOb把车辆速度信息和角速度信息作为发送信息发送给PND 200b (S206)。PND 200b基于在步骤S206中接收的角速度信息计算PND 200b的旋转的角度θ (S208)，并基于计算的角度θ和从通信装置IOOb发送的车辆速度信息计算PND 200b的相对位置信息(S210)。[效果的例子]如上所述，在导航系统20中，通信装置IOOb定期地从车辆300获取车辆速度信息，并向PND 200b提供获取的车辆速度信息。与此同时，由于通信装置IOOb包括角速度检测传感器108，所以通信装置IOOb通过角速度检测传感器108获取角速度信息，并向 PND200b提供获取的角速度信息。PND 200b能够基于从通信装置IOOb提供的车辆速度信息和角速度信息计算当前位置信息。这里，角速度检测传感器108设置在通信装置IOOb内。 在根据第一实施例的导航系统10或以前的导航系统中，角速度检测传感器设置在PND主体内。因此，如上所述，由于每次附接PND主体时需要执行校正处理，所以难以在激活之后立即执行定位。另一方面，在导航系统20中，角速度检测传感器108被设置在通信装置IOOb内。 如上所述，通信装置IOOb具有通过把连接器308与连接器110接合使通信装置IOOb主体固定在车辆300的连接器308上部的形状。另外，虽然PND 200b主要通过被拆下并随身携带使用，但假设通信装置IOOb通常在不被拆下的情况下使用并且固定在连接器308上部。因此，只要通信装置IOOb未被拆下并且固定，就不需要紧接在激活之后的校正操作。因此，能够实现这样的效果基于车辆300上次停止时的位置信息，在激活PND 200b之后能够立即开始定位。特别地，在车辆300停放在难以接收GPS信号的场所(诸如，地下停车库)并且之后开始移动的情况下，可能存在在车辆300启动之后在一段时间内难以使用利用GPS的定位的情况。在这种情况下，本实施例的结构是有效的。<4、第三实施例(通信装置计算相对位置的例子)>这里，参照图6和7，将描述根据本发明第三实施例的导航系统30。图6是根据第三实施例的导航系统30的结构图。另外，图7是显示导航系统30的使用自主导航的定位操作的序列图。[功能结构]与根据第二实施例的导航系统20相比，导航系统30的不同之处在于通信装置 100还包括用于使用自主导航进行定位的结构。也就是说，除了角速度检测传感器108之外，通信装置IOOc的控制部分106包括角度计算部分1062和位置计算部分1064的功能。在根据第二实施例的导航系统20的结构中，由于不需要紧接在激活PND 200b之后的校正处理，所以PND 200b不必等待校正处理所需的时间就能够获取车辆速度信息和角度信息。然而，当在通信装置IOOb和PND 200b之间建立通信花费时间长的情况下，存在难以执行准确定位的可能性。也就是说，在当车辆300开始移动时未建立通信的情况下， PND 200b难以获取车辆速度信息和角速度信息以及执行使用自主导航的定位。在这种情况下，PND 200b在开始使用GPS的定位前完全不能获取位置信息。为了解决这种问题，在根据本实施例的导航系统30中，通信装置IOOc包括角度计算部分1062和位置计算部分1064的功能。采用这种结构，即使当在通信装置IOOc和PND 200c之间建立通信花费时间长的情况下，通信装置IOOc也能够计算使用自主导航的位置信息。因此，通信装置IOOc和PND 200c之间的通信一建立，PND200c就能够获取使用自主导航的位置信息。
[使用自主导航的定位操作]参照图7，首先，通信装置IOOc从车辆300获取车辆速度信息(S302)。之后，角速度检测传感器108检测角速度信息(S304)，并且角度计算部分1062基于由角速度检测传感器108获得的检测值计算PND 200c的旋转的角度θ (S306)。位置计算部分1064基于由车辆通信部分102获取的车辆速度信息和由角度计算部分1062计算的角度θ，计算车辆300 的位置(S308)。通信装置IOOc通过导航装置通信部分104把由位置计算部分1064计算的相对位置信息发送给PND200C (S310)。也就是说，在导航系统30中，由通信装置IOOc发送的发送信息是由位置计算部分 1064计算的相对位置信息。要注意，通信装置IOOc临时在存储部分(未示出)中存储通过由位置计算部分1064上次执行定位获得的位置信息。另外，如上所述，为了能够在激活之后立即执行定位，希望通信装置IOOc在存储部分(未示出)中存储在车辆300停止之前刚刚获得的位置信息。在这种情况下，当在停止点能够执行使用GPS的定位时，可以从PND 200c获取使用GPS的位置信息。<5、性能比较〉参照图8，将比较以下装置的性能以前的固定导航装置900、以前的PND 800a、以前的PND 800b、根据本发明第一实施例的PND 200a、根据本发明第二实施例的PND 200b和根据本发明第三实施例的PND 200c。把以上装置针对五个项目进行相互比较“附接的方便性”、“自主精度”、“GPS干扰抑制”、“隧道等之内的定位继续”以及“电源接通后立即定位”。首先，“附接的方便性”是显示到车辆的固定、布线等是否容易的项目。如上所述， 对于固定导航装置900获取车辆速度脉冲信号而言，需要布线。因此，固定导航装置900的附接基本上由具有引出信号线的特殊知识和技能的人执行并且难以由用户执行，一旦固定导航装置900被固定，其在使用时不被拆下。与之相比，以前的PND 800能够经由吸盘和支架容易地附接到仪表板并且能够容易地从仪表板拆下，并且能够随身携带并在步行模式下使用。另外，容易把已用于一辆车的以前的PND 800附接到另一车辆并且在该另一车辆中使用以前的PND 800。关于PND 200，当与以前的PND 800的情况相比时，它涉及另外的附接工作，因为必须另外附接通信装置100以便使用PND 200。然而，不需要布线，一旦通信装置100被附接，通信装置100保持附接到车辆300的连接器308，并且仅PND 200主体能够被拆下并带
出或者能够用于另一车辆中。接下来，“自主精度”是显示使用自主导航的定位的精度的项目。固定导航装置900 基于根据车辆300的车轮的旋转的车辆速度脉冲信号获取车辆速度信息。因此，与获取使用由加速度检测传感器获得的加速度的车辆速度信息的PND 800b相比，固定导航装置900 能够保持高自主精度。另外，PND 800a不具有自主导航的功能。PND 800b通过使用加速度检测传感器执行使用自主导航的定位，但由加速度检测传感器获得的检测值难以保持地面移动量的精度。PND 200a、PND 200b和PND 200c均使用基于从车辆300获取的车辆速度信息或行进距离信息的位置信息。与基于由加速度检测传感器获得的检测值的位置信息相比，基于从车辆300获取的车辆速度信息和行进距离信息的位置信息具有高精度。另外，基于从车辆300获取的车辆速度信息和行进距离信息的位置信息被视为具有与固定导航装置900中使用的基于车辆速度脉冲信号的位置信息相等的精度。另外，存在许多这样的情况，即，在GPS中，在GPS信号的接收情况不好的情况下定位结果受到很大干扰，“GPS干扰抑制”是显示是否能够抑制该干扰的项目。由于PND 800a 不具有使用自主导航的定位的功能，所以难以抑制GPS定位结果的干扰。另一方面，固定导航装置900、PND 800b、PND 200a、PND 200b和PND 200c均具有使用自主导航的定位的功能。因此，在GPS信号的接收情况不好的情况下，通过使用通过利用自主导航的定位而获得的结果，能够校正GPS定位结果。另外，“隧道等之内的定位继续”是显示当自主导航可工作时是否即使在难以接收到GPS信号的场所也可以在某一长度的时间期间继续进行定位的项目。由于PND 800a不具有自主导航的功能，所以在难以接收到GPS信号的场所难以继续进行定位。PND 800b能够使用自主导航的功能继续进行定位。然而，如上所述，与固定导航装置900和PND 200相比，PND 800b在自主精度方面较差。因此，当误差累积时，存在难以保持足够的精度的情况。 由于固定导航装置900、PND 200a、PND 200b和PND 200c能够以相对较高的精度执行使用自主导航的定位，所以与PND 800b相比它们能够长时间地以某一水平的精度继续进行定位。另外，“电源接通后立即定位”是显示是否可以在导航装置激活之后立即执行定位的项目。由于PND 800a不具有使用自主导航的定位的功能，所以难以在激活之后立即执行定位，直至开始使用GPS的定位。另外，关于PND 800b和PND 200a，必须在每次附接PND主体时校正传感器。因此，难以在激活后立即执行定位。另一方面，关于固定导航装置900，虽然必须在首次附接时校正传感器，但是一旦固定导航装置900被附接，就不需要在每次激活固定导航装置900时执行校正。另外，即使当固定导航装置900在无法执行使用GPS的定位的时间期间移动时，固定导航装置900也能够通过使用上次的停止位置作为基准点开始使用自主导航的定位。另外，关于PND 200b，通信装置IOOb具有角速度检测传感器。因此，以与固定导航装置900相同的方式，不需要在每次激活PND 200b时执行校正传感器的处理。因此，在车辆300开始移动之前建立了与通信装置IOOb的通信的情况下，PND 200b能够在激活之后立即开始定位。另外，PND 200c从还具有自主导航的功能的通信装置IOOc获取位置信息。因此， 即使当在车辆300开始移动之前未建立PND 200c和通信装置IOOc之间的通信时，也在通信装置IOOc中开始使用自主导航的定位。<6.变型例 >另外，根据本发明第一至第三实施例的导航装置也能够实现为移动电话。也就是说，来自通信装置100的发送信息可以由移动电话接收，并且可以执行基于该发送信息的导航。代表这种情况下的导航装置的移动电话400具有例如如图9中所示的外观。也就是说，通过经由吸盘405在车辆300的仪表板上由支架403支撑移动电话400，可以使移动电话400用作导航装置。参照图10，将描述移动电话400的功能结构。移动电话400包括导航功能单元 210、显示部分404、输入部分402、存储部分406、移动电话功能单元410和总体控制部分434。移动电话功能单元410连接到显示部分404、输入部分402和存储部分406。事实上，虽然在图10中进行了简化，但显示部分404、输入部分402和存储部分406也分别连接到导航功能单元210。要注意，由于导航功能单元210的详细结构已在图1、4和6中具体地进行了描述，所以在这里将省略对它们的描述。移动电话功能单元410具有用于实现通信功能和电子邮件功能的结构，并包括通信天线412、麦克风414、编码器416、发送/接收部分420、扬声器424、解码器似6和移动电话控制部分430。麦克风414收集声音并输出该声音作为音频信号。编码器416根据移动电话控制部分430的控制执行从麦克风414输入的音频信号的数字转换和编码，并把音频数据输出到发送/接收部分420。发送/接收部分420根据预定方式调制从编码器416输入的音频数据，并经由无线电波从通信天线412把调制后的音频数据发送给移动电话400的基站。另外，发送/接收部分420解调由通信天线412接收的无线电信号并获取音频数据，并且把音频数据输出到解码器426。解码器似6根据移动电话控制部分430的控制执行从发送/接收部分420输入的音频数据的解码和模拟转换，并把音频信号输出到扬声器424。扬声器4M基于从解码器 426提供的音频信号输出音频。另外，在接收电子邮件的情况下，移动电话控制部分430从发送/接收部分420向解码器4 提供接收的数据，并使解码器4 对接收的数据进行解码。然后，移动电话控制部分430把通过解码获得的电子邮件数据输出给显示部分404并使显示部分404显示电子邮件数据，并且还把电子邮件数据记录在存储部分406中。另外，在发送电子邮件的情况下，移动电话控制部分430使编码器416对经由输入部分402输入的电子邮件数据进行编码，并通过发送/接收部分420和通信天线412经由无线电波发送编码的电子邮件数据。总体控制部分434控制移动电话功能单元410和导航功能单元210。例如，在导航功能单元210正在执行导航功能的同时接收到电话呼叫的情况下，总体控制部分434可以暂时把它的功能从导航切换到由移动电话功能单元410执行的语音通信，并且当呼叫结束时可以使导航功能单元210重新开始导航功能。近年来，已出现能够用作汽车导航装置的移动电话，并且当使用根据本发明实施例的通信装置100时，通过使用该移动电话也能够实现与以前的固定型导航系统的功能相当的功能。在这种情况下，例如，当第三实施例中描述的通信装置IOOc和该移动电话组合使用时，该组合是优选的，因为该移动电话仅需具有用于从通信装置100接收通过使用自主导航的定位获得的结果的通信功能。在提供为个体用户定制的信息的情况下，特别优选使用移动电话的导航装置。即使在车辆自身由两个或更多人共用的情况下，也能够提供个性化信息。例如，在存在诸如目的地的历史的私有信息的情况下，当私有信息被记录在移动电话中时不必担心私有信息被他人看见，并且该信息能够在另一车辆中被另外使用。在这种情况下，通信装置IOOc具有提高使用移动电话的导航装置在车辆上使用的情况下的定位精度的功能。因此，使用移动电话的导航装置仅用通信功能就能使用高度精确的定位信息。本领域技术人员应该理解，在不脱离权利要求或其等同物的范围的情况下，可以根据设计要求和其它因素做出各种变型、组合、子组合和替换。例如，在以上实施例中，虽然导航装置是PND或移动电话，但本发明不限于此。具有导航功能的其它装置落在本发明的范围内。另外，在以上实施例中，虽然作为计算用于自主导航的行进方位的方法描述了从检测的角速度的信息计算行进方位的方法，但本发明不限于此。例如，替代角速度，可以考虑通过使用例如地磁传感器直接检测行进方位的方法。要注意，在本说明书中，序列图中写出的步骤当然可以根据陈述的次序以时间次序处理，但可以不必以时间次序处理，而是可以单独地或者以并行方式处理。不言自明的是，在这些步骤以时间次序处理的情况下，步骤的次序可以根据情况适当地改变。本申请包含与2010年7月6日提交给日本专利局的日本在先专利申请JP 2010-153906中公开的主题相关的主题，通过引用把该专利申请的全部内容包含于此。
权利要求
1.一种定位系统，包括通信装置，包括连接器，被配置为与设置于车辆的连接器接合，车辆通信部分，被配置为经由所述连接器从车辆接收车辆的车辆速度信息或行进距离信息，和信息处理装置通信部分，被配置为向信息处理装置发送基于由车辆通信部分获取的车辆速度信息或行进距离信息的发送信息；信息处理装置，包括通信部分，被配置为从通信装置接收所述发送信息，和位置计算部分，被配置为基于车辆速度信息或行进距离信息计算当前位置。
2.如权利要求1所述的定位系统，其中所述信息处理装置还包括导航部分，该导航部分被配置为使用计算出的位置信息来引导到目的地的路线。
3.如权利要求1所述的定位系统，其中所述设置于车辆的连接器是用于故障诊断的连接器。
4.如权利要求3所述的定位系统，其中所述通信装置还包括被配置为获取车辆的角速度的角速度检测传感器，其中所述信息处理装置通信部分向信息处理装置发送由角速度检测传感器获取的角速度以及所述车辆速度信息或行进距离信息，作为所述发送信息。
5.如权利要求1所述的定位系统，其中所述通信装置具有当所述连接器与所述设置于车辆的连接器接合时使所述连接器固定在所述设置于车辆的连接器上的形状。
6.一种通信装置，包括连接器，被配置为与设置于车辆的连接器接合；车辆通信部分，被配置为经由所述连接器从车辆接收车辆的车辆速度信息或行进距离信息；和信息处理装置通信部分，被配置为向信息处理装置发送基于由车辆通信部分获取的车辆速度信息或行进距离信息的发送信息。
7.如权利要求6所述的通信装置，还包括角速度检测传感器，被配置为获取车辆的角速度。
8.如权利要求7所述的通信装置，其中所述信息处理装置通信部分向信息处理装置发送由角速度检测传感器获取的角速度以及所述车辆速度信息或行进距离信息，作为所述发信息。
9.如权利要求7所述的通信装置，还包括位置计算部分，被配置为基于由角速度检测传感器获取的角速度以及所述车辆速度信息或行进距离信息计算当前位置，其中所述信息处理装置通信部分把该位置信息作为所述发送信息发送给信息处理装置。
10.如权利要求6所述的通信装置，其中所述信息处理装置通信部分根据近程无线通信标准与信息处理装置进行无线通信。
11.一种定位系统的定位方法，该定位系统包括通信装置和信息处理装置，所述通信装置通过与设置于车辆的连接器接合的连接器设置在车辆内并且包括车辆通信部分和信息处理装置通信部分，所述信息处理装置包括被配置为与信息处理装置通信部分进行通信的通信部分和被配置为计算当前位置的位置计算部分，所述定位方法包括由车辆通信部分经由所述连接器从车辆接收车辆的车辆速度信息或行进距离信息； 由信息处理装置通信部分向信息处理装置发送基于由车辆通信部分获取的车辆速度信息或行进距离信息的发送信息；由通信部分接收所述发送信息；以及由位置计算部分基于车辆速度信息或行进距离信息计算当前位置。
全文摘要
本发明涉及定位系统、通信装置、定位方法。提供了一种定位系统，包括通信装置和信息处理装置，该通信装置包括被配置为与设置于车辆的连接器接合的连接器、被配置为经由所述连接器从车辆接收车辆的车辆速度信息或行进距离信息的车辆通信部分和被配置为向信息处理装置发送基于由车辆通信部分获取的车辆速度信息或行进距离信息的发送信息的信息处理装置通信部分，该信息处理装置包括被配置为从通信装置接收所述发送信息的通信部分和被配置为基于车辆速度信息或行进距离信息计算当前位置的位置计算部分。
文档编号G01C21/26GK102313553SQ201110176430
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月28日 优先权日2010年7月6日
发明者赤塚满 申请人:索尼公司