JP2000055679A

JP2000055679A - ナビゲーション装置

Info

Publication number: JP2000055679A
Application number: JP21910398A
Authority: JP
Inventors: Yasukata Suzuki; 康方鈴木
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 1998-08-03
Filing date: 1998-08-03
Publication date: 2000-02-25
Anticipated expiration: 2018-08-03
Also published as: JP3734625B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＤＧＰＳを利用したナビゲーション装置にお
いて、位置検出誤差の増大を抑制する。【解決手段】ＧＰＳ受信機の制御部３７は、ＤＧＰＳ
情報が入力されるタイミング又はナビゲーション装置本
体から入力される信号により、カルマンフィルタ３７ａ
のフィルタ強度（時定数）を制御し、ＤＧＰＳ情報を入
力後の位置検出誤差の増大を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＧＰＳ（ Global
Positioning System）衛星から送られてくる信号により
現在位置を検出するナビゲーション装置に関し、特に、
ＤＧＰＳ（Differential Global Positioning System）
を使用して位置検出精度を向上させたナビゲーション装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車載用ナビゲーション装置は、地図デー
タを記録したＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭ（以下、
単に「ＣＤ−ＲＯＭ」という）等の地図データ記憶装置
と、ディスプレイ装置と、ＧＰＳ受信機、ジャイロ及び
車速センサ等の車両の現在位置及び現在方位を検出する
センサ等を有し、車両の現在位置を含む地図データを地
図データ記憶装置から読み出し、該地図データに基づい
て車両位置の周囲の地図画像をディスプレイ画面に描画
すると共に、車両位置マーク（ロケーション）をディス
プレイ画面に重ね合わせて表示し、車両の移動に応じて
地図画像をスクロール表示したり、地図画像を画面に固
定し車両位置マークを移動させたりして、車両が現在ど
こを走行しているのかを一目で判るようにしている。

【０００３】また、通常、車載用ナビゲーション装置に
は、ユーザが所望の目的地に向けて道路を間違うことな
く容易に走行できるようにした経路誘導機能が搭載され
ている。この経路誘導機能によれば、地図データを用い
て出発地から目的地までを結ぶ最もコストが低い経路を
横型探索法又はダイクストラ法等のシミュレーション計
算を行って自動探索し、その探索した経路を誘導経路と
して記憶しておき、走行中、地図画像上に誘導経路を他
の道路とは色を変えて太く描画して画面表示したり、車
両が誘導経路上の進路を変更すべき交差点に一定距離内
に近づいたときに、地図画像上の進路を変更すべき交差
点に進路を示す矢印を描画して画面表示したりすること
で、ユーザを目的地まで案内する。

【０００４】ところで、民生用として一般に公開されて
いるＣ／Ａコードを用いたＧＰＳによる車両位置検出で
は１００ｍ程度の検出誤差が生じる。この検出誤差を小
さくできる技術として、近年、ＤＧＰＳが開発され、実
用化されている。ＤＧＰＳでは、正確な経度及び緯度が
既知の基地局によりＧＰＳ衛星からの信号を受信してそ
の時点での誤差を検出し、位置を補正するための位置補
正情報（以下、ＤＧＰＳ情報という）をＦＭ多重放送に
よって送信するものであり、これを受信した車載用ナビ
ゲーション装置では、ＧＰＳにより測位した車両位置を
基地局からのＤＧＰＳ情報を用いて補正することによ
り、位置検出誤差が約１０ｍ以下にまで改善される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＤＧＰ
Ｓでは、基地局と車載用ナビゲーション装置との共通の
誤差原因（例えば、電離層遅延、対流圏遅延及びＳＡ(S
elective Availability) 誤差等）による誤差は除去さ
れるが、マルチパスのように基地局と車載用ナビゲーシ
ョン装置とで共通でない誤差原因は除去することができ
ない。従って、車載用ナビゲーション装置のＧＰＳ受信
機にマルチパスの影響があると、ＤＧＰＳによる位置検
出精度が低下する。

【０００６】また、ＤＧＰＳでは、ＤＧＰＳ情報を入力
した時点での誤差は補正されるが、その後時間の経過に
伴って誤差が大きくなる。現在、ＤＧＰＳ情報はＦＭ多
重放送により５秒毎に送信されるが、例えば車両がビル
の谷間等のように電波が届きにくいところを走行する
と、ＤＧＰＳ情報を受信できず、時間の経過に伴って誤
差が大きくなる。

【０００７】本発明の目的は、ＤＧＰＳを利用したナビ
ゲーション装置において、マルチパスの影響による位置
検出誤差の増大を抑制できるナビゲーション装置を提供
することである。また、本発明の他の目的は、ＤＧＰＳ
を利用したナビゲーション装置において、ＤＧＰＳ情報
を一時的に入力できないときに位置検出誤差の増大を抑
制できるナビゲーション装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、ＦＭ放
送に多重したＤＧＰＳ情報を受信するＦＭ多重受信手段
と、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信すると
ともに前記ＤＧＰＳ情報を入力し、カルマンフィルタに
より演算処理して位置情報を出力するＧＰＳ受信手段と
を有するナビゲーション装置において、前記ＧＰＳ受信
手段は、前記ＤＧＰＳ情報を入力すると前記カルマンフ
ィルタの強度を第１の強度とし、一定時間後に前記カル
マンフィルタの強度を前記第１の強度よりも強い第２の
強度とすることを特徴とする本願第１発明のナビゲーシ
ョン装置により解決する。

【０００９】上記した課題は、ＦＭ放送に多重したＤＧ
ＰＳ情報を受信するＦＭ多重受信手段と、ＧＰＳ衛星か
ら送信されるＧＰＳ信号を受信するとともに前記ＤＧＰ
Ｓ情報を入力し、カルマンフィルタにより演算処理して
位置情報を出力するＧＰＳ受信手段とを有するナビゲー
ション装置において、前記ＧＰＳ受信手段は、前記ＤＧ
ＰＳ情報が一定のタイミングで入力されているときは前
記カルマンフィルタの強度を第１の強度とし、前記一定
のタイミングで受信されないときは前記カルマンフィル
タの強度を前記第１の強度よりも強い第２の強度とする
ことを特徴とする本願第２発明のナビゲーション装置に
より解決する。

【００１０】上記した課題は、主要建築物の位置及び高
さ情報を含む地図データを記憶した地図データ記憶手段
と、ＦＭ放送に多重したＤＧＰＳ情報を受信するＦＭ多
重受信手段と、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を
受信するとともに前記ＤＧＰＳ情報を入力し、カルマン
フィルタにより演算処理して位置情報を出力するＧＰＳ
受信手段と、前記地図データを使用して前記ＧＰＳ受信
手段と前記ＧＰＳ衛星との間の建築物の有無を調べ、そ
の結果建築物がないと判定したときは前記ＧＰＳ受信手
段を制御して前記カルマンフィルタのフィルタ強度を第
１の強度とし、前記建築物があると判定したときは前記
ＧＰＳ受信手段を制御して前記カルマンフィルタのフィ
ルタ強度を前記第１の強度よりも強い第２の強度とする
制御手段とを有することを特徴とする本願第３発明のナ
ビゲーション装置により解決する。

【００１１】以下、本発明の作用について説明する。Ｄ
ＧＰＳを用いたナビゲーション装置では、ＤＧＰＳ情報
を入力すると所定の時定数で誤差が減少して最小値にな
り、その後時間の経過とともに誤差が大きくなる。そし
て、次にＤＧＰＳ情報を入力すると、再び誤差が減少し
始める。このように、ＤＧＰＳを用いたナビゲーション
装置では、ＤＧＰＳ情報を入力する毎に、誤差の減少及
び増加を繰り返す。また、カルマンフィルタのフィルタ
強度が「弱」の場合は誤差の変化する割合が大きくな
り、フィルタ強度が「強」の場合は誤差の変化する割合
が小さくなる。

【００１２】本願第１発明においては、通常、カルマン
フィルタのフィルタ強度を第２の強度（フィルタ強度
「強」）に設定しておき、ＤＧＰＳ受信手段がＤＧＰＳ
情報を入力すると、一定時間だけカルマンフィルタのフ
ィルタ強度を第１の強度（フィルタ強度「弱」）に設定
する。従って、誤差が小さくなるときの誤差の変化する
割合が大きく、誤差が大きくなるときの誤差の変化する
割合が小さくなる。これにより、位置検出誤差を小さく
維持することができる。

【００１３】また、本願第２発明においては、ＧＰＳ受
信手段にＤＧＰＳ情報が一定のタイミングで入力されて
いるときはカルマンフィルタのフィルタ強度を第１のフ
ィルタ強度（フィルタ強度「弱」）とし、一定のタイミ
ングで入力されていないときは第２のフィルタ強度（フ
ィルタ強度「強」）に設定する。これにより、ＦＭ多重
されたＤＧＰＳ情報の受信状態が悪く一定のタイミング
でＤＧＰＳ情報が入力できないときは、カルマンフィル
タのフィルタ強度が強くなり、位置検出誤差の変化する
割合が小さくなって、誤差の増大が抑制される。

【００１４】更に、本願第３発明においては、地図デー
タ記憶手段に主要建築物の位置及び高さ情報が含まれて
おり、制御手段はＧＰＳ衛星との間に建築物が存在して
いるか否かを調べる。そして、ＧＰＳ衛星との間に建築
物が存在していないと判断したときは、マルチパスの影
響がないと考えられるので、ＧＰＳ受信手段を制御して
カルマンフィルタのフィルタ強度を第１の強度（フィル
タ強度「弱」）とする。一方、衛星との間に建築物が存
在しないと判断したときは、マルチパスの影響が考えら
れるので、カルマンフィルタのフィルタ強度を第２の強
度（フィルタ強度「強」）とする。このように、本発明
では、周囲の状態によりカルマンフィルタのフィルタ強
度を適宜変更するので、位置検出誤差の増大が抑制され
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、添付の図面を参照して説明する。（第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施の形態
の車載用ナビゲーション装置を示すブロック図である。

【００１６】１は地図データを記憶したＣＤ−ＲＯＭ、
２は後述するナビゲーション装置本体１０を操作するた
めの各種操作ボタンが設けられた操作部である。３はＦ
Ｍ多重されたＤＧＰＳ情報を受信するＦＭ多重受信機、
４はＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信して
車両の現在位置の経度及び緯度を検出するＧＰＳ受信機
である。このＧＰＳ受信機４は、ＤＧＰＳ情報を入力し
て検出位置を補正する機能を有している。

【００１７】５は自立航法センサであり、この自立航法
センサ５は、車両回転角度を検出するジャイロ等の角度
センサ５ａと、一定の走行距離毎にパルスを発生する走
行距離センサ５ｂとにより構成されている。７は液晶デ
ィスプレイ装置であり、ナビゲーション装置本体１０
は、このディスプレイ装置７に車両の現在位置の周囲の
地図を表示したり、出発地から目的地までの誘導経路や
車両位置マーク及びその他の案内情報を表示する。８は
スピーカーであり、ナビゲーション装置本体１０はユー
ザにスピーカー８を介して各種案内情報を音声で伝達す
る。

【００１８】ナビゲーション装置本体１０は以下のもの
から構成されている。１１はＣＤ−ＲＯＭ１から読み出
された地図データを一時的に記憶するバッファメモリで
ある。１２は操作部２と接続されるインターフェース、
１３はＦＭ多重受信機３と接続されるインターフェー
ス、１４はＧＰＳ受信機４と接続されるインターフェー
ス、１５は自立航法センサ５に接続されるインターフェ
ースである。１６は制御部であり、この制御部１６は、
インターフェース１４，１５から入力される情報を基に
車両の現在位置を検出したり、ＣＤ−ＲＯＭ１から所定
の領域の地図データをバッファメモリ１１に読み出した
り、バッファメモリ１１に読み出された地図データを用
いて出発地から目的地までの誘導経路を探索する。ま
た、制御部１６は、後述するように、ＦＭ多重受信機３
から入力したＤＧＰＳ情報をＧＰＳ受信機４に伝達す
る。

【００１９】１８はバッファメモリ１１に読み出された
地図データを用いて地図画像を生成する地図描画部であ
る。２０は制御部１６で探索した誘導経路を記憶する誘
導経路記憶部、２１は誘導経路を描画する誘導経路描画
部である。誘導経路記憶部２０には、制御部１６によっ
て探索された誘導経路の全ノードが出発地から目的地ま
で記録される。誘導経路描画部２１は、地図を表示する
際に、誘導経路記憶部２０から誘導経路情報（ノード
列）を読み出して、誘導経路を他の道路とは異なる色及
び線幅で描画する。

【００２０】１９は制御部１６からの信号に応じて各種
メニュー画面（操作画面）や車両位置マーク及びカーソ
ル等の各種マークを生成する操作画面・マーク発生部で
ある。２２は音声信号発生部である。この音声信号発生
部２２には予め複数の音声メッセージが記録されてお
り、制御部１６からの信号に応じて所定の音声メッセー
ジをスピーカー８に出力する。２３は画像合成部であ
り、地図描画部１８で描画された地図画像に、操作画面
・マーク発生部１９で生成した各種マークや操作画面、
及び誘導経路描画部２１で描画した誘導経路などを重ね
合わせてディスプレイ装置７に表示させる。

【００２１】このように構成されたナビゲーション装置
において、制御部１６は、ＧＰＳ受信機４で受信したＧ
ＰＳ信号と、自立航法センサ５から入力した信号とから
車両の現在位置を検出する。そして、ＣＤ−ＲＯＭ１か
ら車両周囲の地図データを読み出してバッファメモリ１
１に格納する。地図描画部１８は、バッファメモリ１１
に読み出された地図データに基づいて地図画像を生成
し、ディスプレイ装置７に車両周囲の地図画像を表示す
る。

【００２２】また、制御部１６は、車両の移動に伴って
ＧＰＳ受信機４及び自立航法センサ５から入力した信号
により自車位置を検出し、その結果に応じて、ディスプ
レイ装置７に表示された地図画像に車両位置マークを重
ね合わせて表示し、車両の移動に伴って車両位置マーク
を移動させたり、地図画像をスクロール表示する。更
に、ユーザが操作部２を操作して目的地を設定すると、
制御部１６は車両の現在位置を出発地とし、出発地から
目的地までの最もコストが低い経路をＣＤ−ＲＯＭ１の
地図データを使用して探索する。そして、探索により得
られた経路を誘導経路として誘導経路記憶部２０に記憶
し、地図画像に誘導経路を重ね合わせて表示させる。ま
た、制御部１６は車両の走行に伴って適宜案内情報を出
力し、車両を目的地まで誘導経路に沿って走行するよう
に案内する。

【００２３】ところで、ＦＭ多重放送局は、ＤＧＰＳ情
報を５秒間隔で送信している。制御部１６は、ＦＭ多重
受信機３でＤＧＰＳ情報を受信すると、該ＤＧＰＳ情報
をＧＰＳ受信機４に出力する。図２はＧＰＳ受信機４の
構成を示すブロック図である。３１は衛星から送られて
くるＧＰＳ信号を受信するアンテナ、３２はアンテナ３
１で受信したＧＰＳ信号を高周波増幅する高周波増幅
器、３８は一定周期の基準クロックを発生する基準水晶
発振器、３９は基準クロックをもとに所定の周波数の信
号を生成する周波数てい倍回路である。３３は、高周波
増幅器３２から出力された信号と周波数てい倍回路３９
から出力された信号を積算して中間周波信号を出力する
積算回路、３４は中間周波信号を増幅及び検波する中間
周波増幅器、３５は中間周波増幅器３４から出力された
信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換するＡ／Ｄ変
換器である。

【００２４】３６はデジタル処理回路であり、Ａ／Ｄ変
換器３５から入力した信号を基に、ＰＲＮコードの逆拡
散、搬送波の位相同期の確立及び航法メッセージの抽出
を行う。３７はデジタル処理回路３６から出力されるこ
れらのデータを基に現在位置を算出して位置情報を出力
する制御部である。制御部３７にはナビゲーション装置
本体１０からＤＧＰＳ情報が入力されるようになってお
り、該ＤＧＰＳ情報を用いて検出位置の補正を行う。３
７ａは制御部３７内でソフトウェアより実現されるカル
マンフィルタであり、該カルマンフィルタ３７ａを使用
して位置情報の推定を行う。すなわち、ＧＰＳ信号には
多くの誤差因子が含まれており、統計的な処理を行って
検出位置を推定する必要がある。この統計的な処理によ
る検出位置の推定にカルマンフィルタが使用される。

【００２５】ＧＰＳにおけるカルマンフィルタの詳細に
ついては、例えば航空宇宙における誘導と制御（西村
等；計測自動制御学会発行）等に記載されているが、簡
単にいうとカルマンフィルタは、観測量ｙ₀，ｙ₁，
…，ｙ_kを用いて、時刻ｔ_k'のときのシステムの状態ｘ
_k'に関する最適な推定量を求める逐次的なアルゴリズム
である。車載用ナビゲーション装置のＧＰＳ受信機４の
カルマンフィルタでは時定数（パラメータ）を有してお
り、図３に示すように時定数が大きい場合、すなわちフ
ィルタ強度が強い場合は位置検出誤差ｅの変化が緩慢で
あり、時間の経過とともに増大する誤差ｅの割合は少な
いものの、ＤＧＰＳ情報を入力した後の誤差ｅが小さく
なる割合も小さい。一方、時定数が小さい場合、すなわ
ち、フィルタ強度が弱い場合は誤差ｅの変化が急であ
り、誤差ｅが増大する割合は大きいが、ＤＧＰＳ情報を
入力してから誤差ｅが小さくなるまでの時間が短い。従
来は、用途（車載用又は船舶用等）に合わせてフィルタ
強度が決められていた。本実施の形態においては、制御
部３７により、カルマンフィルタ３７ａのフィルタ強度
を適宜２段階（フィルタ強及び弱）に変更可能となって
いる。

【００２６】なお、ＧＰＳにより位置を検出するために
は３個以上の衛星から同時にＧＰＳ信号を受信する必要
がある。従って、ＧＰＳ受信機４は３個以上の衛星から
のＧＰＳ信号を同時に受信し、それらの信号を同時に処
理することができるようになっている。以下、本実施の
形態の車載用ナビゲーション装置のＤＧＰＳ情報入力時
の動作について、図４に示すフローチャートを参照して
説明する。また、図５は、横軸に時間をＴをとり、縦軸
に位置検出誤差ｅをとって、ＤＧＰＳ情報の入力タイミ
ングとフィルタ強度の制御及び誤差の関係を示す図であ
る。

【００２７】ＧＰＳ受信機４の制御部３７は、電源オン
により以下の処理を開始する。なお、初期状態ではカル
マンフィルタ３７ａのフィルタ強度は「強」に設定され
ているとする。制御部３７は、ステップＳ１１におい
て、ナビゲーション装置本体１０からＤＧＰＳ情報を入
力するとステップＳ１２に移行する。そして、カルマン
フィルタ３７ａのフィルタ強度を「弱」に設定する。こ
れにより、図５に示すように、誤差ｅが減少するときの
速度が速くなる。その後、ステップＳ１３に移行し、制
御部３７は一定時間ｔが経過するのを待つ。この時間ｔ
は、誤差ｅが最小値になるまでに必要な時間であり、予
め設定されている。時間ｔが経過すると、ステップＳ１
４に移行して、制御部３７はカルマンフィルタ３７ａの
フィルタ強度を「強」に設定する。これにより、誤差ｅ
の増大する速度が遅くなる。その後、ステップＳ１１に
戻り、次のＤＧＰＳ情報が入力されるまでカルマンフィ
ルタ３７のフィルタ強度を「強」に維持する。上記の処
理は、ナビゲーション装置の電源オフにより終了する。

【００２８】このように、本実施の形態においては、Ｇ
ＰＳ受信機４にＤＧＰＳ情報が入力されると一定時間ｔ
だけカルマンフィルタ３７のフィルタ強度を「弱」にし
て誤差ｅが減少する速度を速くし、その後フィルタ強度
を「強」にして誤差ｅが増大する速度を遅くするので、
カルマンフィルタのフィルタ強度が常に一定である従来
のナビゲーション装置に比べて、誤差ｅの変化量が小さ
くなる。これにより、位置検出精度が向上するという効
果が得られる。

【００２９】（第２の実施の形態）以下、本発明の第２
の実施の形態のナビゲーション装置について説明する。
なお、本実施の形態においても、ナビゲーション装置本
体及びＧＰＳ受信機の基本的な構成は第１の実施の形態
と同様であるので、図１及び図２を参照する。図６は、
本実施の形態におけるナビゲーション装置のＧＰＳ受信
機４のＤＧＰＳ情報受信時の動作を示すフローチャート
である。また、図７は、横軸に時間をとり、縦軸に位置
検出誤差をとって、ＤＧＰＳ情報の入力タイミングとフ
ィルタ強度の制御及び位置検出誤差との関係を示す図で
ある。

【００３０】ＧＰＳ受信機３の制御部３７は、電源オン
により以下の処理を開始する。なお、初期状態ではカル
マンフィルタ３７ａのフィルタ強度は「弱」に設定され
ているとする。制御部３７は、ステップＳ２１におい
て、ＤＧＰＳ情報の入力タイミングを設定する。前述し
たようにＦＭ多重放送の受信状態が良好な場合は、ＤＧ
ＰＳ情報は５秒毎に入力される。従って、制御部３７
は、最初にＤＧＰＳ情報を入力した時点を基準として５
秒毎の時間をＤＧＰＳ情報の入力タイミングとする。

【００３１】その後、ステップＳ２２において、制御部
３７はＤＧＰＳ情報の入力タイミングまで待つ。そし
て、入力タイミングになると、ステップＳ２３に移行
し、ＤＧＰＳ情報が入力されたか否かを調べる。ＤＧＰ
Ｓ情報が入力された場合は、ステップＳ２４に移行し、
制御部３７はカルマンフィルタ３７ａのフィルタ強度を
「弱」に設定する。この場合、誤差ｅの増加及び減少速
度はいずれも大きいが、ＤＧＰＳ情報が一定の時間間隔
で入力されているので、ＤＧＰＳ情報が入力される毎に
誤差ｅが補正され、誤差ｅを低く抑えることができる。
その後、ステップＳ２２に戻り、次のＤＧＰＳ情報の入
力タイミングを待つ。

【００３２】一方、ステップＳ２３においてＤＧＰＳ情
報の入力タイミングにもかかわらずＤＧＰＳ情報が入力
されない場合、例えば車両がビルの谷間等のようにＦＭ
の受信状態が悪い場所を走行しているときは、ステップ
Ｓ２５に移行して、制御部３７はカルマンフィルタ３７
ａのフィルタ強度を「強」に設定する。この場合、ＤＧ
ＰＳ情報は定期的に入力されないが、誤差ｅの変化する
速度が小さくなるので、誤差ｅの増大が抑制される。そ
の後、ステップＳ２２に戻り、次のＤＧＰＳ情報の入力
タイミングを待つ。

【００３３】上記の処理は、ナビゲーション装置の電源
オフにより終了する。本実施の形態においては、５秒毎
にＤＧＰＳ情報が入力されている場合、すなわちＦＭ多
重放送の受信状態がよいときは、カルマンフィルタ３７
ａのフィルタ強度が「弱」に設定される。これにより、
５秒毎に検出位置が補正されて、検出誤差ｅが大きくな
ることが回避される。一方、５秒毎にＤＧＰＳ情報が入
力されない場合、すなわちＦＭ多重放送の受信状態が悪
いときは、カルマンフィルタ３７ａのフィルタ強度が
「強」に設定される。これにより、検出誤差ｅの増大す
る速度が小さくなり、位置検出誤差の増大が抑制され
る。

【００３４】（第３の実施の形態）以下、本発明の第３
の実施の形態のナビゲーション装置について説明する。
なお、本実施に形態においては、ナビゲーション装置本
体及びＧＰＳ受信機の基本的な構造は第１の実施の形態
と同様であるので、図１及び図３を参照する。本実施の
形態においては、ＣＤ−ＲＯＭ１に市街地の各種店舗や
駐車場及び主要な建築物等の位置及び形状を詳細に示す
市街地詳細地図情報が記録されており、この市街地詳細
地図情報には、主要な建築物の高さを示す情報も記録さ
れている。また、本実施の形態においては、ＧＰＳ受信
機４内は、ＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳ衛星自身の位置
情報を用いて各衛星の位置を検出し、この衛星の位置情
報をナビゲーション装置本体１０に出力する。

【００３５】図８は、本実施の形態のナビゲーション装
置の動作を示すフローチャートである。まず、ナビゲー
ション装置本体１０の制御部１６は、ステップＳ３１に
おいて、ＧＰＳ受信機４から入力した位置情報と自立航
法センサ５から入力した信号とから車両の現在位置を検
出する。そして、ステップＳ３２に移行し、制御部１６
は車両の現在位置を含む地図データをバッファメモリ１
１に読み出す。

【００３６】次に、ステップＳ３３に移行し、ナビゲー
ション装置本体１０はＧＰＳ受信機４から入力したＧＰ
Ｓ衛星の位置情報を調べる。次に、ステップＳ３４に移
行し、ナビゲーション装置本体１０の制御部１６は、車
両の現在位置の周囲に存在する主要な建築物を検索す
る。そして、車両の現在位置と衛星とを結ぶ線の方向及
び仰角を求め、更に主要な建築物の高さ情報を用いて、
車両と各衛星との結ぶ線上に建築物が存在するか否かを
調べる。その結果、図９（ａ）に示すように、車両４１
と衛星４２との間に建築物４３が存在すると判断した場
合は、マルチパスの影響を受けているおそれがあるとし
て、ステップＳ３４からステップＳ３５に移行し、ＧＰ
Ｓ受信機４のカルマンフィルタ３７ａのフィルタ強度を
「強」とする信号を出力する。ＧＰＳ受信機４の制御部
３７は、ナビゲーション装置本体から該信号を受信する
と、カルマンフィルタ３７ａのフィルタ強度を「強」に
設定する。その後、ステップＳ３１に戻る。

【００３７】一方、ステップＳ３４において、図９
（ｂ）に示すように、車両４１と衛星４２とを結ぶ線上
に建築物４３が存在しないと判断した場合は、マルチパ
スの影響がないと判断して、ステップＳ３４からステッ
プＳ３６に移行し、ナビゲーション装置本体１０の制御
部１６はＧＰＳ受信機４のカルマンフィルタ３７ａのフ
ィルタ強度を「弱」とする信号を出力する。ＧＰＳ受信
機４の制御部３７は、ナビゲーション装置本体１０から
該信号を受信すると、カルマンフィルタ３７ａのフィル
タ強度を「弱」に設定する。その後ステップＳ３１に戻
る。

【００３８】上記の処理は、ナビゲーション装置の電源
がオフになるまで繰り返される。本実施の形態において
は、ＣＤ−ＲＯＭ１の地図データに含まれる主要建築物
の位置及び高さ情報を使用してマルチパスの有無を判断
し、マルチパスの影響のおそれがあるときはカルマンフ
ィルタ３７ａのフィルタ強度を「強」に設定し、マルチ
パスのおそれがないときはカルマンフィルタ３７ａのフ
ィルタ強度を「弱」に設定するので、検出誤差ｅを小さ
くすることができる。

【００３９】なお、マルチパスの影響は主に高層建築物
が多い市街地で発生しやすいので、上述の第３の実施の
形態では車両が市街地を走行しているときのみ、建築物
によるマルチパスの影響の有無を調べるようにしたが、
地図データに市街地以外の主要建築物の高さ情報を含
め、郊外を走行中に建築物によるマルチパスの影響を調
べて、カルマンフィルタのフィルタ強度を変更するよう
にしてもよい。

【００４０】また、上記した第１〜第３の実施の形態を
適宜組み合わせてカルマンフィルタのフィルタ強度を制
御してもよい。例えば、第３の実施の形態では、マルチ
パスの影響の有無によりカルマンフィルタ３７ａのフィ
ルタ強度を制御する場合について説明したが、第１の実
施の形態と組み合わせて、更にＤＧＰＳ情報が入力され
た後の一定時間だけフィルタ強度を「弱」としてもよ
く、第２の実施の形態と組み合わせて、更にＤＧＰＳ情
報の入力タイミングでＤＧＰＳ情報を入力しなかった場
合もカルマンフィルタ３７ａのフィルタ強度を「強」と
してもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１発明によ
れば、ＤＧＰＳ情報受信手段がＤＧＰＳ情報を入力する
と一定時間だけカルマンフィルタのフィルタ強度を弱く
設定するので、位置検出誤差を小さく維持することがで
きる。また、本願第２発明によれば、ＧＰＳ受信手段に
ＤＧＰＳ情報が一定のタイミングで入力されているとき
はカルマンフィルタのフィルタ強度を弱く設定し、前記
一定のタイミングで入力されていないときはカルマンフ
ィルタのフィルタ強度を強く設定するので、位置検出誤
差の増大が抑制される。

【００４２】更に、本願第３発明によれば、地図データ
記憶手段に主要建築物の位置及び高さ情報が含まれてお
り、制御手段はＧＰＳ衛星との間に建築物が存在してい
ない場合は、ＧＰＳ受信手段のカルマンフィルタのフィ
ルタ強度を弱くし、建築物が存在する場合はフィルタ強
度を強くするので、マルチパスによる誤差の増大が抑制
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の車載用ナビゲーシ
ョン装置を示すブロック図である。

【図２】同じくそのナビゲーション装置のＧＰＳ受信機
の構成を示すブロック図である。

【図３】カルマンフィルタのフィルタ強度と位置検出誤
差との関係を示す図である。

【図４】第１の実施の形態におけるＧＰＳ受信機の動作
を示すフローチャートである。

【図５】第１の実施の形態におけるカルマンフィルタの
フィルタ強度の制御と位置検出誤差の変化との関係を示
す図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態におけるナビゲーシ
ョン装置のＧＰＳ受信機の動作を示すフローチャートで
ある。

【図７】第２の実施の形態におけるカルマンフィルタの
フィルタ強度の制御と位置検出誤差の変化との関係を示
す図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態のナビゲーション装
置の動作を示すフローチャートである。

【図９】マルチパスの有無の検出方法を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１ＣＤ−ＲＯＭ、３ＦＭ多重受信機、４ＧＰＳ受信機、５自立航法センサ、１０ナビゲーション装置本体、１１バッファメモリ、１２〜１５インターフェース、１６，３７制御部、３１ＧＰＳアンテナ、３２高周波増幅器、３３積算回路、３４中間周波増幅器、３５Ａ／Ｄ変換器、３６デジタル処理回路、３７ａカルマンフィルタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＦＭ放送に多重したＤＧＰＳ情報を受信
するＦＭ多重受信手段と、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信するととも
に前記ＤＧＰＳ情報を入力し、カルマンフィルタにより
演算処理して位置情報を出力するＧＰＳ受信手段とを有
するナビゲーション装置において、前記ＧＰＳ受信手段は、前記ＤＧＰＳ情報を入力すると
前記カルマンフィルタの強度を第１の強度とし、一定時
間後に前記カルマンフィルタの強度を前記第１の強度よ
りも強い第２の強度とすることを特徴とするナビゲーシ
ョン装置。
【請求項２】ＦＭ放送に多重したＤＧＰＳ情報を受信
するＦＭ多重受信手段と、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信するととも
に前記ＤＧＰＳ情報を入力し、カルマンフィルタにより
演算処理して位置情報を出力するＧＰＳ受信手段とを有
するナビゲーション装置において、前記ＧＰＳ受信手段は、前記ＤＧＰＳ情報が一定のタイ
ミングで入力されているときは前記カルマンフィルタの
強度を第１の強度とし、前記一定のタイミングで受信さ
れないときは前記カルマンフィルタの強度を前記第１の
強度よりも強い第２の強度とすることを特徴とするナビ
ゲーション装置。
【請求項３】主要建築物の位置及び高さ情報を含む地
図データを記憶した地図データ記憶手段と、ＦＭ放送に多重したＤＧＰＳ情報を受信するＦＭ多重受
信手段と、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信するととも
に前記ＤＧＰＳ情報を入力し、カルマンフィルタにより
演算処理して位置情報を出力するＧＰＳ受信手段と、前記地図データを使用して前記ＧＰＳ受信手段と前記Ｇ
ＰＳ衛星との間の建築物の有無を調べ、その結果建築物
がないと判定したときは前記ＧＰＳ受信手段を制御して
前記カルマンフィルタのフィルタ強度を第１の強度と
し、前記建築物があると判定したときは前記ＧＰＳ受信
手段を制御して前記カルマンフィルタのフィルタ強度を
前記第１の強度よりも強い第２の強度とする制御手段と
を有することを特徴とするナビゲーション装置。