WO1989006345A1 - Vehicle navigation system - Google Patents

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WO1989006345A1
WO1989006345A1 PCT/JP1988/001305 JP8801305W WO8906345A1 WO 1989006345 A1 WO1989006345 A1 WO 1989006345A1 JP 8801305 W JP8801305 W JP 8801305W WO 8906345 A1 WO8906345 A1 WO 8906345A1
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sensor
distance
vehicle speed
actual vehicle
vehicle
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Application number
PCT/JP1988/001305
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yasuhiro Toyama
Takashi Yamada
Original Assignee
Aisin Aw Co., Ltd.
Kabushiki Kaisha Shinsangyokaihatsu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Aw Co., Ltd., Kabushiki Kaisha Shinsangyokaihatsu filed Critical Aisin Aw Co., Ltd.
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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle navigation device that can obtain an accurate current position of a route on a map in a device that performs navigation according to a predetermined route.
  • a navigation device for a vehicle includes a distance sensor that detects the distance traveled by the vehicle, an azimuth sensor that detects the direction of travel of the vehicle, and a map storage device, and a map image read from the map storage device. It has been proposed that the current position of the vehicle is simply displayed above.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a conventional vehicle navigation device, wherein 1 is a map storage device, 2 is a distance sensor, 3 is a direction sensor, 4 is a switch and a switch panel, and 5 is an input interface.
  • Interface 6 is an internal bus
  • 7 is a CPU
  • 8 is a RAM
  • 9 is a ROM
  • 10 is an output interface
  • 11 is a CRT.
  • the map storage device 1 in which map data is stored consists of a video disk, 'teotape, CDR0M, etc., from which the map data of a specific area is read out as necessary and the CRT 11 Displayed above.
  • Distance sensor 2 generates distance data for each unit distance.
  • the azimuth sensor 3 normally detects the direction of geomagnetism according to the heading Data.
  • the distance sensor 2 and the direction sensor 3 are combined to detect the travel distance and travel direction from the starting point, or the right / left turn, to calculate the current position of the vehicle on a predetermined route and overlay it on the map. To display.
  • the switch and the touch panel 4 are operated by a driver to input data such as a destination input and a map enlargement input, so that at the start of the navigation, the destination and the current position of the vehicle are inputted.
  • the touch panel is mounted, for example, on the display surface of the CRT 11, and a signal corresponding to the operation is generated by operating a specific touch panel among the divided touch panels.
  • the input interface 5 is a signal conversion device for sending inputs from each sensor, storage device, switch, etc. to the internal bus 6.
  • a program for input / output and data processing of each of the five types of data via the input interface 5, the output interface 10, and the internal bus 6 is input to the ROM 9, and is executed by the CPU 7. You.
  • the traveling distance is detected by detecting the tire rotation speed and the transmission rotation speed, and the radius of the tire is accurately determined. It has the advantage of being able to accurately determine the mileage because it is known, but when the tire slips, for example, when the vehicle makes a sharp curve, when braking suddenly, or when going on a gravel road, There is a problem that an accurate distance cannot be detected.
  • a method of calculating the traveling distance by detecting the vehicle speed from an actual vehicle speed sensor instead of the distance sensor, but the actual travel distance of the vehicle regardless of tire slip is known.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and has an object to provide a navigation device capable of accurately detecting a current position by enabling accurate detection of a traveling distance.
  • the navigation device for a vehicle includes an actual vehicle speed sensor for detecting the actual vehicle speed of the vehicle, a distance sensor for detecting the traveling distance of the vehicle, and detection signals from the actual vehicle speed sensor and the distance sensor. And a display means for displaying the calculated current position on the display surface of the map, and comparing the actual vehicle speed with the wheel speed obtained from the distance sensor. Only when the actual vehicle speed and the wheel speed are different from each other beyond a predetermined value, the travel distance is determined from the actual vehicle speed.
  • the traveling distance is calculated from the wheel speed when no slip occurs, and the actual vehicle speed is calculated when the vehicle slips. Since the mileage is calculated from the distance, the mileage can be accurately calculated, and the current position can be accurately detected.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicle navigation device of the present invention
  • Fig. 2 shows a vehicle equipped with an actual vehicle speed sensor.
  • Fig. 3 is a block diagram of a control system for calculating the actual vehicle speed
  • Fig. 4 is a diagram for explaining a flow of the processing
  • Fig. 5 is a diagram for explaining the calculation of the actual vehicle speed
  • FIG. 8 is a schematic diagram of a conventional vehicle navigation device
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams for explaining a conventional problem.
  • Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the vehicle navigation system of the present invention, where 1a is an actual vehicle speed sensor, 1b is a distance sensor, 2 is a steering angle sensor, and 3 is an input. , 4 is an input decoding unit, 5 is a computation / processing unit, 6 is a comparison / judgment unit, 7 is a drive control unit, 8 is a display unit, 9 is a drive control unit, 10 is a speaker, and 11 is a speaker.
  • Input decoding table 1 2 is a steering angle-to-progression quotient conversion table, 13 is a navigation data file, 14 is a plane image data file, 15 is a photo data file, 16 is a voice data file.
  • the actual vehicle speed sensor 1-a is a feature of the present invention and is a sensor for detecting an actual traveling distance, which will be described later.
  • the distance sensor 11b is for measuring the traveling distance of the vehicle.
  • a device that detects and counts the number of revolutions of the output shaft of the transmission and the number of revolutions of the wheels, or other measuring means may be used.
  • the steering angle sensor 2 detects whether or not the vehicle has turned at an intersection. For example, an optical rotation sensor attached to the rotating part of the handlebar or a rotational resistance volume can be used.
  • the input unit 3 is a joystick key or a touch panel.
  • the input unit 3 may be combined with a screen of the display unit 8 to display a key or a menu on the screen, and input from the screen.
  • the input decoding unit 4 decodes data input from the input unit 3 while referring to the input decoding table 11 .
  • the input decoding table 11 For example, when setting a course, the current location or the destination is input by code or characters. Then, by referring to the input decoding table 11, the code or character is converted into the current position or the destination data. Therefore, the input decoding table 11 is set corresponding to the data input from the input unit 3.
  • the calculation and processing unit 5 is the center of the navigation device.
  • the navigation program for that course stored in the file 13 is called and executed, and
  • the navigation program displays a guide map on the surface of the display unit 8 along with the traveling course,
  • the difference point is designed to display a characteristic photograph in the middle of the course, to display the remaining distance to the intersection, and other guidance information.
  • Files 14 to 16 store these map and photo data.
  • the calculation and processing unit 5 sends a navigation program in a file 13 corresponding to the course. Read out and execute.
  • the processing unit 5 has an actual vehicle arrest sensor 11a,
  • a change in the traveling direction of the vehicle is calculated by referring to the steering angle-to-traveling direction conversion table 12.
  • the steering angle-to-traveling direction conversion table 12 stores data obtained by converting the steering angle to a change in the traveling direction per unit distance5, and the calculation and processing unit 5 starts to cut the handle and then ends. Calculate how much the direction of travel of the vehicle has changed.
  • the comparison / judgment unit 6 compares the calculated change in the traveling direction with the intersection angle of the road read from each file at the intersection at which the vehicle should turn, that is, the direction in which the vehicle should proceed, and a difference of at least a predetermined value is found. Check if there is.
  • two photosensors A and B are provided under the floor of the vehicle 20 so as to face the road surface with a space D therebetween.
  • Each of the photosensors A and B includes a light receiving element and a light emitting element, and sends a waveform signal of the light reflected from the road surface to the arithmetic processing unit C, where the actual vehicle speed is detected.
  • the arithmetic processing unit C uses the fact that the reflected light waveform differs depending on the road surface condition to determine how many seconds the waveform detected by photosensor A matches the waveform detected by photosensor B. Calculate.
  • the arithmetic processing unit C includes a photo sensor A
  • AZD converters 21 and 22 convert the waveform signals from B and B and store them in storage units 23 and 24.
  • One of the waveform signals passes through delay circuit 25 and is sent to DZA converter 26.
  • the other waveform signal is output to the D / A converter 27, the waveform signal of both is subtracted by the comparator 28, and passed through the AZD converter 29 to the micro computer 30. to be sending.
  • the micro computer 30 sends a control signal to the A / D converters 21 and 22 and the storage units 23 and 24 in order to capture a waveform for a certain period of time, and also converts the waveform of the photosensor A into a signal. It is sent to delay circuit 2 5 a signal delayed by a predetermined time delta T d.
  • the fourth figure shows as sensor A, stores the signals from the B, delays the signal from the sensor A only AT d, if waveform and sensor waveform B of sensor A is coincident
  • the correlation value e is obtained, and as shown in Fig. 5, the process of delaying by AT d is repeated until the correlation value becomes maximum, and the correlation value becomes maximum.
  • the signal of the distance sensor 11b and the signal of the actual vehicle speed sensor 11a are input, and the traveling distance La is calculated from the actual vehicle speed obtained from the actual vehicle arrest sensor. calculate. Then, this is based on the actual vehicle speed running distance L travel distance based on a Further, the distance sensor L b and prestored have that constant or inter-intersection distance L. Judge by comparing L a > L. Or L b> L o process proceeds no mileage calculation when the condition is satisfied return manipulate the process until the conditions are met for. In the embodiment of FIG. 6 (b), the difference that has to proceed to the processing of the travel distance calculated after the lapse of a predetermined time c
  • FIG. 7 shows the flow of the above-mentioned travel distance calculation process.
  • the acceleration may be detected as the actual vehicle speed sensor, and the acceleration may be integrated in the second order. 5 As described above, according to the present invention, even if the wheels slip, The current position can be detected reliably

Description

明 車両用ナビゲーショ ン装置
技 術 分 野
本発明は、 予め定められたルー トに従ってナビゲーショ ンする装置において地図上のルー トの正確な現在位置を得 るこ との可能な車両用ナビゲーショ ン装置に関する。
従来、 車両用ナビゲーシヨ ン装置として、 車両の走行距 離を検出 る距離セ ンサと車両の進術行方位を検出する方位 セ ンサと地図記憶装置とを備え、 地図記憶装置から読み出 した地図画像上に車両の現在位置を単に表示するようにし たものが提案されている。
第 8図は従来の車両用ナビゲーショ ン装置の構成を示す 図で、 1 は地図記憶装置、 2 は距離セ ンサ、 3 は方位セ ン サ、 4 はスィ ッチおよび夕 ツチパネル、 5 は入力イ ンター フェース、 6 は内部バス、 7 は C P U、 8 は R A M、 9 は R O M . 1 0 は出力イ ンターフェース、 1 1 は C R Tであ る。
図において、 地図データが記憶されている地図記憶装置 1 はビデオディ スク、 'テオテープ、 C D R 0 M等からな り、 必要に応じてそのう ちの特定地区の地図データが読み だされて C R T 1 1上に表示される。 距離セ ンサ 2 は、 単 位距離毎に距離データを発生する。 方位セ ンサ 3 は、 通常 車両の進行方位に応じた地磁気の方向を検出して方位デー タを発生する。 この距離センサ 2及び方位セ ンサ 3を組み 合わせて出発点からの移動距離と移動方向、 または右左折 を検出して予め定められたルー ト上の車両の現在位置を算 出して地図上に重ねて表示する。 スィ ッチ及びタ ツチバネ ル 4 は ドライバにより操作されて目的地の入力、 地図の拡 大入力等のデータ入力を行うためのもので、 これによりナ ビゲーショ ン開始時に目的地および車両の現在位置等を R - A M 8 に入力する。 タ ツチパネルは例えば C R T 1 1 の表 示面上に取りつけられ、 分割されたタ ツチェリ アのう ち特 定のタ ツチェリ アを操作することによりそれに応じた信号 が発生される。 入カイ ンターフヱース 5 ば各セ ンサ、 記憶 装置、 スィ ツチ等からの入力を内部バス 6 に送るための信 号変換装置である。 R O M 9 には、 入カイ ンタ一フェース 5、 出力イ ンターフェース 1 0、 内部バス 6 介しての各 5 種データの入出力及びデータ処理のためのプログラムが入 力されており C P U 7により実行される。
上記距離センサとしてば、 タイ ヤ面転数および トランス ミ ッ ショ ン出力回転数を検出する方式が知られている。 し かしながら、 従来のナビゲーショ ン装置においては、 タイ 0 ャ酉転数およびト ラ ンス ミ ッ ショ ン岀カ回転数を検岀して 走行距離を検出しており、 タィャの半径が正確に分かって いるために走行距離が正確に求められる長所を有している が、 タイヤがスリ ップした場合、 例えば車両が急カーブす るときや急制動時或い'は行き、 砂利道走行時には正確な距 5 離を検出することができないという問題を有している。 一 方、 距離セ ンサの代わりに、 実車速センサから車速を検出 して走行距離を算出する方式も知られているが、 タイ ヤの ス リ ップに関係な く車両が実際に移動した距離が分かる長 所を有している ものの、 相関値の最大値を求めているため に、 上記距離セ ンサほど正確ではな く と く に高速走行時に 測定誤差が大となる欠点を有している。
そのため、 第 9図および第 1 0図に示すようにルー ト上 の真の現在位置 Tであるにもかかわらず、 - これを現在位置 Mとして誤って検出てしまっていた。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、 正確に走 行距離を検出可能にするこ とにより、 現在位置を正確に検 出する こ とができるナビゲーショ ン装置を提供する こ とを 目的とする。
発 明 の 開 示
そのために本発明の車両用ナビゲーシヨ ン装置は、 車両 の実際の車速を検出する実車速セ ンサと、 車両の走行距離 を検出する距離セ ンサと、 これら実車速セ ンサおよび距離 センサからの検出信号により現在位置を算出する演算処理 手段と、 算出した現在位置を地図の表示面上に表示する表 示手段とを備え、 前記実車速と距離セ ンサから求められた 車輪速とを比較し、 該実車速と車輪速が所定値を越えて相 違している場合にのみ実車速から走行距離を演箕する こと を特徴とする。
従って、 本発明によれば、 スリ ップしない場合には車輪 速から走行距離を算出し、 ス リ ップした場合には実車速か ら走行距離を箕出するため、 走行距離を正確に算岀するこ とができ、 正確に現在位置を検出することができる。
図面の簡単な説明
第 1図は本発明の車両用ナビゲーショ ン装置の構成を示 5 す図、
第 2図は車両に実車速センサを取付けた図、
第 3図は実車速を演算するための制御系のプロック図、 第 4図はその処理の.フローを説明するための図、 第 5図は実車速の演算を說明するための図、
0 第 6図および第 7図は走行距離 »·出の処理のフローを説 明するための図、
第 8図は従来の車両用ナビゲーショ ン装置の搆成図、 第 9図および第 1 0図は従来の問題点を説明するための 図である。
5 発明を実施するための最良の形態
以下、 実施例を図面を参照して説明する。 第 1図は本発 明の車両甩ナビゲージョ ン装置の 1実施例の構成を示すブ ロック図で、 1一 aは実車速センサ、 1一 bは距離センサ 、 2は舵角センサ、 3は入力部、 4は入力解読部、 5は演 0 算 ·処理部、 6は比較 ·判断部、 7は駆動制御部、 8は表 示部、 9は駆動制御部、 1 0はスピーカ、 1 1 は入力解読 テーブル、 1 2は舵角一進行方商変換テーブル、 1 3はナ ビゲーシヨ ンデータファ イ ル、 1 4は面像データファ イ ル ' 、 1 5は写真データファイ ル、 1 6は音声データファ イル 実車速セ ンサ 1 — a は、 本発明の特徴でもあり後述する 実際の走行距離を検出するセ ンサであり、 距離セ ンサ 1 一 b は、 車両の走行距離を計測するものであり、 例えば ト ラ ンス ミ ッ ショ ンの出力軸回転数や車輪の回転数を検出して 計数するものや、 その他の計測手段であってもよい。 舵角 セ ンサ 2 は交差点を曲がったか否かを検出するものであり 、 例えばハン ドルの回転部に取り付けた光学的な回転セン サーゃ回転抵抗ボリ ユーム等が使用できるが、 車'輪部に取 り付ける角度セ ンサーでもよい。 入力部 3 は、 ジョ イ ステ ィ ックゃキー、 タ ツチパネルであり、 '或いは表示部 8 の画 面と結合し画面にキーやメニューを表示してその画面から 入力する ものでもよい。
入力解読部 4 は、 入力解読テーブル 1 1 を参照しながら 入力部 3から入力されたデータを解読するものであり、 例 えばコースを設定する場合において現在地や目的地がコー ド或いは文字により入力されると、 この入力解読テーブル 1 1 を参照する こ とによってコー ド或いは文字から現在地 や目的地データへの変換を行う。 従って、 入力解読テープ ル 1 1 は、 入力部 3から入力されるデータに対応して設定 される。
演算 · 処理部 5 はナビゲーショ ン装置の中枢であって、 入力部 3からコースが設定されると、 フ ァ イ ル 1 3 に格納 されたそのコースのナビゲーシヨ ンプログラムを呼び出し て実行し'、 各ナビゲーショ ンプログラムは、 走行するコー スに沿って、 表示部 8 の面面に案内地図を表示したり、 交 差点ゃコ一ス途中における特徴的な写真を写し出したり、 交差点までの残りの距離その他の案内情報を表示したり.す ると共に、 スピー力 1 0から音声による案内を流すように 構成される。 これらの地図や写真のデータを格納している のがファ イル 1 4〜 1 6である。 このナビゲーシヨ ンシス テムでは、 走行前に入力部 3から現在地及び目的地を入力 してコースを 択すると、 演算 · 処理部 5 ばそのコースに 対応するファ イ ル 1 3 の中のナビゲ一ショ ンプログラムを 読み出して実行する。
また演箕 · 処理部 5 は実車逮センサ 1一 a、 距離センサ
1一 bおよび舵角センサ 2からそれぞれ検出信号が入力さ れると、 舵角一進行方向変換テーブル 1 2を參照して車両 の進行方向の変化を算岀する。 舵角一進行方向変換テープ ル 1 2には、 舵角を単位距離あたりの進行方向変化に変換 5 したデータが格納されていて、 演算 · 処理部 5 はハ ン ドル を切り始めてから苠し終わるまで、 車両の進行方向がどれ だけ変化したかを算岀する。 比較 · 判断部 6 ではこの算出 した進行方向変化と、 各フアイルから読み出した曲がるベ き交差点での道路の交差角、 すなわち進むべき方向とを比 0 較し、 これらの間に所定以上の差があるか否かを調べる。
この差が所定以内であれば曲がるべき交差点で曲がったと 判断し、 所定以上であれば簡違った交差点で曲がつたと判 断し、 結果を表示部 8 に表示したり、 スピーカ 1 0 で音声 で知らせたりする。 · 5 次に第 2図ないし第 5図により上記実車速センサ 1一 a による車速の検出方式について説明する。 .
第 2図において、 車両 2 0 の床下に路面と対向して間隔 Dを空けて 2 つのフォ トセ ンサ A、 Bを設けている。 フォ トセ ンサ A、 Bは、 それぞれ受光素子と発光素子を備えて いて、 路面からの反射光の波形信号を演算処理部 Cに送り 、 こ こで実車速を検出する。 演算処理部 Cにおいては、 反 射光の波形が路面状態により異なっていることを利用して -、 フォ トセ ンサ Aが検出した波形が何秒後にフォ トセ ンサ Bが検出した波形と一致するかを演算する。
該演算処理部 Cは第 3図に示すように、 フォ トセ ンサ A
、 Bからの波形信号を A Z D変換器 2 1、 2 2で変換し、 これを記憶部 2 3、 2 4 に記憶し、 一方の波形信号は遅延 回路 2 5を柽て D Z A変換器 2 6 に出力し、 他方の波形信 号を D / A変換器 2 7 に出力し、 両者の波形信号を比較器 2 8で減算し、 A Z D変換器 2 9 を経てマイ ク ロ コ ンピュ ータ 3 0 に送っている。 該マイ ク ロコ ンピュータ 3 0 は、 一定時間の波形を捕まえるために、 A / D変換器 2 1、 2 2および記憶部 2 3、 2 4 に制御信号を送ると共に、 フォ トセ ンサ Aの波形を一定時間 Δ T d だけ遅らせる信号を遅 延回路 2 5 に送っている。
そして、 第 4図に示すようにセ ンサ A、 Bからの信号を 記憶し、 セ ンサ Aからの信号を A T d だけ遅らせ、 セ ンサ Aの波形とセ ンサ Bの波形が一致しているかの相閡値を求 める e そして第 5図に示すようにこの相関値が最大になる まで A T d だけ遅らせる処理を繰り返し、 相関値が最大に なったときの遅延量 T d ra =∑ Δ T d と間隔 Dから車速を検 出するものである。
次に第 6図により本発明に係わる距離算出方式のフロー について說明する。 第 6図 ( a ) の実施例においては、 距 離センサ 1一 b の信号および実車速セ ンサ 1一 a の信号を 入力し、 実車逮セ ンサより得られた実車速から走行距離 L a を計算する。 次いで、 この実車速に基づく走行距離 L a 又ば距離セ ンサに基づく走行距離 L b と予め記憶されてい る定数又は交差点間距離 L。 とを比較判断し、 L a > L。 または L b > L o の条件が満たされるまで上記処理を操り 返して該条件が満たされた時点で走行距離算出の処理に進 む。 第 6図 ( b ) の実施例においては、 所定時間を経過し た後に走行距離算出の処理に進むようにした点で相違して いる c
第 7図は上記走行距離算出の処理の流れを示している。 実車速センサから得られた実車速 V a と距離センサから得 られた車輪速 V b とを比較して、 V a と V b が極端に相違 している場合には、 タイ ヤがスリ ップしていると判断して 実車速 V a から走行距離 Lを算出し、 そうでない場合には 0 車輪速 V b から走行距離 Lを算出する。 これにより、 実車 速演算用マイ コンの食担を軽減させるものである- なお、 本発明ば上記実施例に限定されるものではな く種 々の変更が可能である。 例えば、 上記実車速セ ンサとして 加速度を検出しこれを 2階積分するようにしてもよい。 5 以上のように本発明によれば、 車輪がスリ ップしても正 確に現在位置を検出することができる

Claims

請求の範囲
1 , 車両の実際の車逮を検岀する実車速センサと、 車両の 走行距離を検出する距離センサと、 これら実車速センサお よび距離センサからの検出信号により現在位置を算出する 演算処理手段と、 算出した現在位置を地図の表示面上に表 示する表示手段とを備え、 前記実車速と距離センサから求 めら'れる車輪速とを比較し、 該実車速と車輪速が所定値を 越えて相違している場合にのみ実車達から走行距離を演算 することを特徴とする車両用ナビゲーシヨ ン装置。
0 2 . 実車逮センサば 2つのフォ トセ ンサであり、 2つの波 形の一致度から車速を演算することを特徴とする請求の範 囲第 1項記載の車両用ナビゲーショ ン装置。
3 . 走行距離の演箕は一定距離または一定時間走行後に行 われることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の車両用ナ 5 ビゲーショ ン装置。
PCT/JP1988/001305 1987-12-28 1988-12-23 Vehicle navigation system WO1989006345A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP89900888A EP0362389B1 (en) 1987-12-28 1988-12-23 Vehicle navigation system
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Applications Claiming Priority (2)

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JP62333051A JPH01173818A (ja) 1987-12-28 1987-12-28 車両用ナビゲーション装置
JP62/333051 1987-12-28

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US (1) US5122961A (ja)
EP (1) EP0362389B1 (ja)
JP (1) JPH01173818A (ja)
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