JP2001324560A - ナビゲーション装置、およびｇｐｓ受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＧＰＳデータの測位計算に要する時間を考慮
してＧＰＳデータとセンサデータとを時間的に同期させ
ることで、ＧＰＳデータの補正を正確に行ない、現在位
置を高精度に計算する。 【解決手段】 ＧＰＳ２０のデータ取得からデータ出力
までの遅延時間を考慮し、ＧＰＳ２０、各センサ等の時
間同期を取り、高精度に現在位置計算を行なう。即ち、
車等の移動体に設けられ、ＧＰＳ衛星から発信されるデ
ータの取得から測位計算を行なってＧＰＳデータを出力
するＧＰＳ受信機(ＧＰＳ)２０と、この移動体の状態を
検出するジャイロセンサ２６等の各種センサと、この各
種センサからのデータを制御するセンサデータ制御部２
５と、ＧＰＳ受信機２０による測位計算に要した時間に
基づいて内部に有するシステム時間を設定し、設定され
たこのシステム時間を用いてセンサからの検出結果を制
御するＣＰＵ１０とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カーナビゲーショ
ン等の移動体におけるナビゲーションシステムに係り、
特にＧＰＳ(Global Positioning System：全地球測位シ
ステム)のデータ取得からデータ出力までの時間遅延に
対処するためのナビゲーションシステム等に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＧＰＳシステムは、上空を軌道するＧＰ
Ｓ衛星を利用して車や航空機、船舶などの移動体が、地
球上の位置や速度をリアルタイムで求めることができる
ように開発された位置測定システムであり、近時、この
移動体による測位以外に、地球上のある地点間の距離や
方向を測定するスタティック測量の分野等にも広く利用
されている。このようなＧＰＳシステムを利用する場
合、ＧＰＳ衛星から発信される電波を受信するためのＧ
ＰＳ受信機が用いられている。

【０００３】図１０は、一般的に用いられるＧＰＳシス
テムの概略構成を示した説明図である。図に示すよう
に、ＧＰＳ衛星３００からは、スペクトラム拡散された
１.５７５４２ＧＨｚの信号が発信される。この発信さ
れた信号は、その距離に応じた伝播時間後にＧＰＳ受信
機３１０のアンテナ部３１１にて受信される。このアン
テナ部３１１にて受信された信号は、ＲＦ部３１２によ
って所定の中間周波数にダウンコンバートされ、信号同
期復調部３１３に入る。その後、この信号同期復調部３
１３にて信号の逆拡散が行われ、データが復調される。
復調されたデータは、信号処理部３１４にて測位計算に
用いられる。このようにして、ＧＰＳ衛星３００から発
信された信号がＧＰＳ受信機３１０にて受信され、測位
計算が行われる。

【０００４】ＧＰＳ測位動作では、周波数サーチが行な
われた後に、ある程度の相関が検出されると、ＰＬＬ(P
hase Lock Loop)を行って位相を合わせ込み、ＧＰＳ衛
星３００からの信号と内部の信号とを完全に位相同期さ
せる。そして、ビット境界のエッジが検出され、データ
が取り込めるようになると、時間情報の確認が行なわれ
る。即ち、階層化された航法メッセージ内のサブフレー
ムにおける２ワード目に格納され、６秒周期で１週間ま
での信号時刻を表すＴＯＷ(Time Of Week)が取り込まれ
る。このＴＯＷが取り込まれると測位計算に移る。後述
するΔｔの時間を要する測位計算が終了すると、測位デ
ータがＣＰＵ等に出力されて、最終的に現在位置が出力
される。

【０００５】図１１は、従来のＧＰＳ受信機３１０と各
センサ(角速度センサ、加速度センサ、車速パルス等)と
の同期タイミングを示した図である。ＧＰＳ受信機３１
０によってデータ取得(t get_gps)が開始されると、Δ
ｔ(数１００ｍｓ〜２ｓ(秒)程度)の測位計算に要する時
間が経過した後に、ＣＰＵに対してデータ送信(t send_
gps)がなされる。このとき、各センサではデータ取得(t
get_sen)がなされ、タイムラグが殆どない状態にてＣ
ＰＵに対してデータ送信(t send_sen)がなされる。ＣＰ
Ｕでは、これらのデータ受信(t get)によって、例えば
カーナビゲーションシステムに設けられたモニタ上に、
現在地と共に方位、車の向き等が表示される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、ＧＰＳを
用いた測位では、ＧＰＳにおけるデータ取得からＣＰＵ
等へのデータ送信までの間に測位計算に要する時間Δｔ
が必要である。しかしながら、従来のカーナビゲーショ
ンシステムでは、内部的に有しているシステム時間とＧ
ＰＳが測位可能な場合に示されるＧＰＳ時間との同期が
取れておらず、システム時間を利用する表示、制御、デ
ータ取得等に、時間Δｔと同等な時間誤差が生じてい
た。具体例を一つ挙げると、カーナビゲーションのモニ
タ上の時計表示が正確な時間とずれて表示されるような
場合である。

【０００７】また、カーナビゲーションシステムがＧＰ
Ｓ時間との時間同期が取れていないことの大きな問題と
して、カーナビゲーションシステムの基本性能である現
在位置計算機能に大きな影響を与えることがある。即
ち、ＧＰＳがデータ取得した時間と、他のセンサ(角速
度センサ、加速度センサ、車速パルス等)との間で、デ
ータを取得した時間がずれていると、ＧＰＳデータによ
る各センサデータの補正が正しく行なわれなくなる。Ｇ
ＰＳデータによる補正が正しくない場合には、その補正
による方位、距離、位置が誤って計算され、カーナビゲ
ーションシステムのモニタ上には誤った現在地と方位が
表示されることになる。更に、ＧＰＳデータと時間同期
を取るために、ＧＰＳ出力データに含まれる時刻情報を
用いた場合でも、従来、この時間情報はＧＰＳ内部に持
っている粗い精度の時計の時刻(ＲＴＣ：リアルタイム
クロック)であり、ＧＰＳの計算に用いるデータを取得
した実際の時間と異なり、他のセンサデータとの時間同
期を取ることができなかった。

【０００８】図１２は、交差点付近における車の動作と
従来のカーナビゲーションシステムにおける表示内容を
説明するための図である。今、カーナビゲーションシス
テムを搭載した車は、ｔ0→ｔ1→ｔ2と移動して交差点
を曲がるものとし、速度および角速度は、それぞれｖ0
→ｖ1→ｖ2、ω0→ω1→ω2と変化するものとする。Ｇ
ＰＳデータを取得した時点(ｔ0)では交差点に入ってお
らず、その時の速度はｖ0、角速度はω0であった。その
後、ＧＰＳの測位計算が終了しＧＰＳからＣＰＵにデー
タが送信された時点(ｔ1)では、車の各センサから速度
ｖ1、角速度ω1がＣＰＵに対して送信される。従来技術
においては、ＧＰＳの測位計算に要する時間を全く考慮
していない。そのために、実際にＧＰＳにてデータを取
得した時点からＧＰＳデータをＣＰＵ等で取り込む時点
の間で各センサの状態が大きく変化した場合には、モニ
タ上の表示が大きく異なってしまう。図１２に示す例で
は、ＧＰＳに基づく位置表示がｔ0の時点(交差点に入る
前)であるにもかかわらず、車の状態表示は、速度ｖ1、
角速度ω1等のｔ1時点での各センサからの出力に基づく
ものとなってしまう。その結果、交差点に入る前の表示
にて、車の状態表示は交差点を曲がる状態が表示されて
しまい、実際と異なる誤った表示がなされてしまうので
ある。

【０００９】本発明は、このような技術的課題を解決す
るためになされたものであって、その目的とするところ
は、ＧＰＳデータとセンサデータとを時間的に同期させ
ることで、ＧＰＳデータの補正を正確に行ない、現在位
置を高精度に計算することにある。また他の目的は、Ｇ
ＰＳデータとセンサデータとによる自立計算位置の判定
を正確に行なうことができ、現在位置を高精度に計算す
ることにある。更に他の目的は、現在位置の把握を正確
にかつ安全に行ない、目的に対して効率の良いナビゲー
ションを提供できるようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明が適用されたナビゲーション装置は、ＧＰＳのデータ
取得からデータ出力までの遅延時間を考慮して、ＧＰ
Ｓ、各センサ等の時間同期を取り、高精度に現在位置計
算を行なうものである。即ち本発明のナビゲーション装
置は、車等の移動体に設けられ、ＧＰＳ衛星から発信さ
れるデータの取得から測位計算を行なってＧＰＳデータ
(ＧＰＳ測位データ)を出力するＧＰＳ受信機と、この移
動体の状態を検出するジャイロセンサ等の各種センサ
と、ＧＰＳ受信機による測位計算に要した時間に基づい
て内部に有するシステム時間を設定すると共に、設定さ
れたこのシステム時間を用いてセンサからの検出結果を
制御する制御部とを備えたことを特徴としている。

【００１１】ここで、このＧＰＳ受信機から出力された
ＧＰＳデータと制御部によって制御されたセンサからの
検出結果をディスプレイ上に表示する表示部とを更に備
えたことを特徴とすれば、現在位置を高精度に表示する
ことができる点で好ましい。また、このＧＰＳ受信機か
ら出力されたＧＰＳデータと制御部によって制御された
センサからの検出結果に基づいて移動体の状態を示すデ
ータを補正する補正部とを更に備えたことを特徴とすれ
ば、例えば車速パルスの補正等に際して学習を速くする
ことが可能であり、速度等に変化があった場合でも正確
な測定結果を出力することができる。

【００１２】他の観点から把えると、本発明が適用され
たナビゲーション装置は、車等の移動体に設けられ、Ｇ
ＰＳ衛星から発信されるデータを取得してから測位計算
を行なった所定時間の後に、測位計算されたＧＰＳデー
タ(ＧＰＳ測位データ)を出力するＧＰＳ受信機と、この
移動体の状態を検出するセンサと、ＧＰＳ受信機がＧＰ
Ｓ衛星からデータを取得した時点におけるセンサの検出
結果を、ＧＰＳ受信機から所定時間の後に出力されたＧ
ＰＳデータに含めて表示する表示部とを備えたことを特
徴とすることができる。この構成によれば、測位計算時
間を含む遅延時間経過後に、ＧＰＳ衛星から発信される
データを取得した時点における移動体の正確な位置と移
動体の状態を表示部に表示することが可能となり、例え
ば交差点の前後等で移動体の状態が大きく変化する場合
でも正しい位置とその時の状態を正確に表示することが
できる点で好ましい。

【００１３】また、本発明が適用されるＧＰＳ受信機
は、ＧＰＳ衛星から発信されるデータを取得するデータ
取得手段と、このデータ取得手段から取得したデータに
基づいて測位計算を行なう測位計算手段と、この測位計
算手段による測位計算後に測位計算されたＧＰＳデータ
(ＧＰＳ測位データ)を出力する出力手段と、測位計算手
段において測位計算に要した時間を出力する測位計算時
間出力手段とを備えたことを特徴としている。この測位
計算に要した時間を出力することで、このＧＰＳ受信機
が装着された車等の移動体において遅延時間の補正等を
行なうことが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。図１は、本実施
の形態におけるカーナビゲーションシステムの全体構成
を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の
形態におけるカーナビゲーションシステムは、システム
全体の制御や演算を行なうＣＰＵ１０、ＣＤ-ＲＯＭド
ライブ１７等の外部記憶装置を制御する記憶制御装置１
１、スピーカ１８等による音声の制御を行なう音声制御
装置１２、リモコン(図示せず)やコントロールパネル
(図示せず)等からの入力信号を制御する入力制御装置１
３、ＬＣＤ(液晶表示ディスプレイ)等からなる表示部１
９に表示するデータを制御する表示制御装置１４、内部
記憶装置であるＲＡＭ１５、ＲＯＭ１６を備えている。

【００１５】また、ＧＰＳアンテナ２１にてＧＰＳ衛星
から発信された信号を受信して測位計算を行なうＧＰＳ
受信機(ＧＰＳ)２０を備えている。このＧＰＳ２０は、
図１０にて説明したＧＰＳ受信機３１０とほぼ同様な構
成を備えているが、本実施の形態では、例えば、測位に
用いるＧＰＳデータを取得した時点でその取得情報をＣ
ＰＵ１０に出力する構成や、測位に用いるＧＰＳデータ
の取得からＣＰＵ１０へのデータ出力までの測位計算時
間(Δｔ)を保持する構成等を備えている点が異なる。ま
た、センサデータ制御部２５は、ジャイロセンサ２６や
車速パルス、バックセンサ等のデータを取得し、ＣＰＵ
１０に対して取得したセンサデータを出力している。ま
た、このセンサデータ制御部２５は、測位計算時間(Δ
ｔ)によるシステム時間の設定に基づいて、各センサを
補正する補正部としても機能することが可能である。

【００１６】図２は、ＧＰＳ２０における処理の流れを
示したフローチャートである。まず、ＧＰＳ衛星からデ
ータが取得されると(ステップ１０１)、測位計算を実行
する(ステップ１０２)。この測位計算では、通常、５０
０ｍｓ〜６００ｍｓ程度の時間を要し、場合によっては
２秒(ｓ)程度を要する場合がある。測位計算が終了する
と(ステップ１０３)、ＧＰＳ２０には、その測位原理か
らＧＰＳ衛星の保持している時刻精度とほぼ同等の時刻
精度を保持することができ、この時刻データに同期し
て、時刻情報をＧＰＳデータ(ＧＰＳ測位データ)として
ＣＰＵ１０に送信する(ステップ１０４)。その後、測位
計算にかかった計算遅延時間をＣＰＵ１０に対して送信
する(ステップ１０５)。但し、このステップ１０５の代
わりに、測位計算に用いたデータ取得時間を送信するよ
うに構成することもできる。また、ＧＰＳ２０がデータ
取得を開始したことをＣＰＵ１０が知ることができれ
ば、ＣＰＵ１０が自ら計算遅延時間を知ることができる
ので、ステップ１０５等の動作が不要となる。

【００１７】図３(ａ)、(ｂ)は、ＧＰＳ２０からのＧＰ
Ｓデータ送信に伴い、ＣＰＵ１０や各制御部(センサデ
ータ制御部２５等)における同期を取るための処理の一
例を示した図である。図３(ａ)は、同期を取るためのＣ
ＰＵ１０の動作フローを示しており、図３(ｂ)は、同期
を取るときの各制御部の動作フローを示している。図３
(ａ)に示すように、ＣＰＵ１０は、まずＧＰＳ２０から
ＧＰＳデータを受信すると(ステップ１１１)、ＣＰＵ１
０が自ら有するシステムタイムをＧＰＳデータ時刻に合
わせる(ステップ１１２)。そして、内部カウンタである
時刻カウンタをリセットし(ステップ１１３)、リセット
信号をセンサデータ制御部２５等の各制御部へ送信する
(ステップ１１４)。各制御部は、図３(ｂ)に示したよう
に、そのリセット信号をＣＰＵ１０から受信すると(ス
テップ１１５)、内部カウンタである時刻カウンタをリ
セットし(ステップ１１６)、ＣＰＵ１０が保持している
時刻タイマと同期を取る。このように、本実施の形態で
は、ＧＰＳ２０からのＧＰＳデータ送信に伴い、ＣＰＵ
１０と各制御部における時刻カウンタを、リセットによ
って同期を取るように構成した。その結果、各制御部で
は、各時刻カウンタにて絶対時刻を合わせることなく、
ＧＰＳ２０において計測された絶対時刻と同期を取るこ
とが可能となる。また、ＣＰＵ１０にてシステムタイム
をＧＰＳデータ時刻と一致させることで、各制御部にお
いては、高精度な時刻情報を常に参照できるようにな
り、例えば表示部１９に表示される時計は、システムタ
イムと同期した高精度な時刻を更新して表示することが
できるようになる。また、センサデータの取得も、シス
テムタイムと同期して行うことができるので、ＧＰＳデ
ータとセンサデータとの同期を簡単に取ることができ
る。

【００１８】図４(ａ)、(ｂ)は、ＣＰＵ１０から各制御
部(センサデータ制御部２５等)にシステムタイムを送信
して同期を取るための処理の一例を示した図である。図
４(ａ)はＣＰＵ１０の動作フローを示しており、図４
(ｂ)は、各制御部の動作フローを示している。図４(ａ)
に示すように、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ２０からＧＰＳデ
ータを受信すると(ステップ１２１)、自らが有している
システムタイムをＧＰＳデータ時刻と等しくなるように
補正する(ステップ１２２)。そして、このシステムタイ
ムを各制御部に送信する(ステップ１２３)。一方、各制
御部では、ＣＰＵ１０からシステムタイムを受信すると
(ステップ１２５)、各制御部が有しているシステムタイ
ムを受信したシステムタイムと一致させ、実質上、ＧＰ
Ｓデータ時刻と同期が取られる(ステップ１２６)。従っ
て、センサデータ制御部２５等の各制御部は、実際の時
刻データをシステムタイムとして保持しているため、カ
ウンタの値と実際の時刻とを比較する必要がなくなる。
また、カウンタリセット動作の失敗などにより、各制御
部で用いられているカウンタ値に不整合が起きることが
なく、確実にシステム全体の同期を取ることが可能とな
る。

【００１９】図５(ａ)、(ｂ)は、計算遅延時間を考慮し
て更に高精度に時刻同期を取る際のＣＰＵ１０および各
制御部(センサデータ制御部２５等)における処理の一例
を示した図である。図５(ａ)はＣＰＵ１０の動作フロー
を示しており、図５(ｂ)は、各制御部の動作フローを示
している。図５(ａ)に示すように、ＣＰＵ１０は、ＧＰ
Ｓ２０からＧＰＳデータを受信すると(ステップ１３
１)、自身のシステムタイムを受信したＧＰＳデータ時
刻に合わせ込む(ステップ１３２)。また、ＧＰＳ２０が
測位に用いたデータを取得したデータ取得時間からＧＰ
Ｓデータの出力までの時間を考慮して計算遅延時刻を設
定する(ステップ１３３)。この計算遅延時刻は、ＧＰＳ
２０から送信される場合にはその送信された値を用い、
ＣＰＵ１０が自らＧＰＳ２０によるデータ取得時間やデ
ータ出力時間を把握している場合には、その差である測
位時間が計算遅延時刻として設定される。その後、時刻
カウンタをリセットし(ステップ１３４)、センサデータ
制御部２５等の各制御部に対してリセット信号と遅延時
間を送信する(ステップ１３５)。但し、この遅延時間
は、ＣＰＵ１０だけで保持するように構成することも可
能である。尚、ＧＰＳ２０から送信される場合に、その
送信される内容は、データ出力時刻と測位計算に用いた
データ取得時刻をそのまま送信される場合の他、データ
出力時刻と測位計算にかかった遅延時間が出力される場
合がある。

【００２０】一方、各制御部では、リセット信号と遅延
時間を受信すると(ステップ１３７)、各制御部において
計算遅延時刻を設定する(ステップ１３８)。また、各制
御部が自ら有する時刻カウンタをリセットし(ステップ
１３９)、ＧＰＳ２０からのデータ送信に合わせてタイ
ミングを揃える。このように、図５(ａ)、(ｂ)に示す処
理の流れによれば、ＧＰＳ衛星からの測位に用いるＧＰ
Ｓデータのデータ取得時間から測位結果後のＧＰＳデー
タ(ＧＰＳ測位データ)の出力までの時間を考慮して、更
に高精度に時刻同期を取ることができる。即ち、ＧＰＳ
測位データが通常出力している時刻データは、ＧＰＳ内
部の荒い精度である時計の１秒毎の時刻であって、実際
の測位に用いられるＧＰＳ衛星からのデータであるＧＰ
Ｓデータ(レンジデータ)の取得時間とは異なっている。
従って、ＧＰＳ測位データが出力された時刻は、測位に
用いられたＧＰＳデータ取得の時刻に比べて遅れてお
り、この遅れである遅延時間は、そのＧＰＳ２０のシス
テム能力(演算能力)によって異なってくる。

【００２１】そのために、本実施の形態では、まず、図
２に示したステップ１０４、１０５のように、ＧＰＳ２
０は、データ出力時刻と測位計算に用いたデータ取得時
刻を出力するか、または、データ出力時刻と測位計算と
の差である遅延時刻を出力するように構成している。そ
して、これを受けたＣＰＵ１０は、測位計算に用いたデ
ータ取得時刻もしくは測位計算にかかった遅延時間を取
得する。また、センサデータ制御部２５等の各制御部
は、ＣＰＵ１０の保持しているシステムタイムと同期を
取ることができる。このように構成することで、センサ
データ制御部２５で取得したセンサデータの値と、その
時のカウンタ値とをＣＰＵ１０へ送信し、ＣＰＵ１０が
それらの値を受信し、ＧＰＳ２０が測位計算にかかった
遅延時間を差し引くことで、センサデータとＧＰＳデー
タとの時間的一致を図ることが可能となる。

【００２２】図６(ａ)、(ｂ)は、計算遅延時間を考慮し
て時刻同期を取る際に、システムタイムを送受信するＣ
ＰＵ１０および各制御部(センサデータ制御部２５等)に
おける処理の一例を示した図である。図６(ａ)はＣＰＵ
１０の動作フローを示しており、ＣＰＵ１０は、ＧＰＳ
２０からＧＰＳデータを受信すると(ステップ１４１)、
自身のシステムタイムを受信したＧＰＳデータ時刻に合
わせ込む(ステップ１４２)。次に、前述したステップ１
３３と同様に、計算遅延時刻を設定する(ステップ１４
３)。その後、ＣＰＵ１０から各制御部へ同期を取るた
めに送信する信号に、実際の時刻データであるシステム
タイムと遅延時間を送信する(ステップ１４４)。

【００２３】図６(ｂ)は、各制御部の動作フローを示し
ており、ＣＰＵ１０からシステムタイムと遅延時間を受
信すると(ステップ１４６)、各制御部がそれぞれ有する
システムタイムと同期を取る(ステップ１４７)。そし
て、それぞれ計算遅延時刻を設定して(ステップ１４
８)、一連の処理が終了する。このように構成すること
で、センサデータ制御部２５等の各制御部は、全て実際
の時刻データを保持していることから、カウンタ値と実
際の時刻とを比較する必要がなくなる。また、カウンタ
リセット動作の失敗などにより、各制御部で用いられて
いるカウンタ値に不整合が起きることなく、確実にシス
テム全体の同期を取ることができる。そして、センサデ
ータとＧＰＳデータとの完全な時間的一致を図ることが
可能となる。

【００２４】図７は、本実施の形態におけるＧＰＳ２０
と、各センサ(角速度センサ、加速度センサ、車速パル
ス等)との同期タイミングを示した図である。従来技術
で説明した図１１と比較すれば明らかなように、本実施
の形態では、ジャイロセンサ２６等の各センサからのデ
ータ取得(t get_sen)のタイミングがＧＰＳ２０による
データ取得(t get_gps)のタイミングと一致している。
本実施の形態では、上述した構成によって、測位計算
(Δｔ)に起因する遅延時間をＣＰＵ１０または/および
センサデータ制御部２５にて把握することが可能とな
る。そのために、例えば、ＣＰＵ１０にてＧＰＳ２０の
データ取得(t get_gps)が把握されると、例えば図の
で示されるように、同時に各センサからデータを受信
し、ＲＡＭ１５等のメモリ等にそのデータを記憶してお
き、ＧＰＳ２０からのデータ受信と同期を取ることが可
能となる。また、例えば図ので示されるように、セン
サデータ制御部２５にて各センサのデータを格納してお
き、ＧＰＳ２０によってデータ取得(t get_gps)が開始
された時点の各センサのデータをＣＰＵ１０に対して送
信するように構成しても良い。これらのまたはによ
るセンサデータの送信によれば、ＧＰＳ２０のデータ取
得(t get_gps)、もしくはデータ取得時間からデータ出
力までの測位時間(遅延時間)Δｔを出力データに加える
ため、この何れかの時間を用いてセンサデータと同期を
取ることで、ＧＰＳ２０と各センサデータとのデータ取
得時期を一致させることが可能となる。尚、これらのセ
ンサデータ制御部２５からＣＰＵ１０へのデータ送信(t
send_sen)は、例えばＣＰＵ１０からの要求によって行
うことができる。

【００２５】図８は、交差点付近における車の動作と本
実施の形態のカーナビゲーションシステムにおける表示
部１９に表示される内容の一例を説明するための図であ
る。図１２の従来技術で説明したとおり、今、カーナビ
ゲーションシステムを搭載した車は、ｔ0→ｔ1→ｔ2と
移動して交差点を曲がるものとし、速度および角速度
は、それぞれｖ0→ｖ1→ｖ2、ω0→ω1→ω2と変化する
ものとする。測位に用いるＧＰＳデータを取得した時点
(ｔ0)では交差点に入っておらず、その時の速度はｖ0、
角速度はω0であった。その後、交差点で曲がる時点ｔ1
では、速度ｖ1、角速度ω1、交差点を過ぎて直進する時
点ｔ2では、速度ｖ2、角速度ω2であった。図１２に示
す従来技術においては、ＧＰＳの測位計算に要する時間
を全く考慮していない。そのために、実際にＧＰＳにて
データを取得した時点とセンサデータとの同期が取れて
おらず、その表示は、実際のものとは異なるものであっ
た。

【００２６】しかしながら、本実施の形態では、測位計
算に要する遅延時間を考慮し、測位に用いるＧＰＳデー
タ取得時点と各センサからの出力との同期を取るように
構成している。その結果、その表示は遅延時間分だけ遅
れるものの、ＧＰＳデータ取得時点における各センサの
状態を正確に表示することができる。即ち、例えば測位
計算に要する遅延時間Δｔが、ｔ1−ｔ0、ｔ2−ｔ1に等
しいとすると、車が実際にｔ1に位置するときに(ｔ1の
時に)、遅延時間Δｔだけ遅れて表示部１９ではｔ0の現
在位置が表示され、その時の車の状態は速度ｖ0、角速
度ω0に基づいて算出される。また、車が実際にｔ2(ｔ2
の時に)に位置するときに、遅延時間Δｔだけ遅れてｔ1
の現在位置が表示され、その時の車の状態は速度ｖ1、
角速度ω1に基づいて算出される。言い換えれば、本実
施の形態では、測位に用いるＧＰＳデータ取得時点から
データ出力までに要する遅延時間分(測位計算時間分)だ
け遅らせて、そのＧＰＳデータ取得時点での各センサの
状態に基づくナビゲーション表示を実行するものと言う
ことができる。

【００２７】図９は、図１で示した本実施の形態におけ
るカーナビゲーションシステムの変形例を示したブロッ
ク図である。図１と異なるのは、ＧＰＳ受信機(ＧＰＳ)
２０がジャイロセンサ２６等と共にセンサデータ制御部
２５に接続されている点である。この場合、ＧＰＳ時刻
との同期は、センサデータ制御部２５で行い、測位計算
の遅延時間Δｔの補正もこのセンサデータ制御部２５で
行うことが可能となる。この構成によれば、ＣＰＵ１０
はセンサデータ制御部２５からの出力データ時刻だけを
取り扱えば良く、処理が非常に簡単に行なえるようにな
る。即ち、測位計算による遅延時間Δｔの補正の際にＣ
ＰＵ１０を介すことがなく、ＣＰＵ１０としてはセンサ
データ制御部２５のデータをそのまま使用することがで
き、ＣＰＵ１０の負荷を軽減することが可能となる。

【００２８】尚、本実施の形態における技術は、車速パ
ルスの補正にも応用することが可能である。即ち、車速
を測定する際に、走行による所定時間内のパルス数をジ
ャイロセンサ２６等により測定して速度を検出し、その
ときのＧＰＳ２０による測定速度と比較して車速パルス
の補正が行なわれている。しかしながら、従来では、Ｇ
ＰＳの測位時間による遅れがあることから、例えば急加
速した場合等、速度の変化が大きいときに正確な補正を
行なうことが困難であった。本実施の形態を応用して、
測位時間を含めてセンサを同じ時間軸にて調整すること
で、速度変化が大きなときでも、正確な補正を行なうこ
とが可能となり、車速パルスの補正における学習の速度
を速めることが可能となる。

【００２９】以上、詳述したように、本実施の形態によ
れば、ＧＰＳデータとセンサデータとを時間的に同期さ
せることで、ＧＰＳ２０を用いたセンサデータの補正が
正確にでき、現在位置を高精度に計算することができ
る。この時間的同期としては、ＧＰＳ受信機(ＧＰＳ)２
０によるＧＰＳデータ取得から、測位計算を行なった後
のＧＰＳデータ(ＧＰＳ測位データ)出力までの時間遅延
を考慮してＧＰＳデータとセンサデータ等との時間同期
をとることで、高精度に現在位置の計算を行なうことが
可能となる。また、従来では、ＧＰＳデータの取得時間
から測位計算に要する約１秒程度の時間を全く無視して
表示等を行なっていたが、本実施の形態によれば、例え
ば交差点等での変化やスリップ等、車体における各セン
サで大きな変化があったときでも、ＧＰＳデータの取得
時間に合わせて(遅らせて)車体の状態表示を行なうこと
で、正確な表示を行なうことが可能となる。

【００３０】

【発明の効果】このように、本発明によれば、ＧＰＳデ
ータの測位計算に要する時間を考慮してＧＰＳデータと
センサデータとを時間的に同期させることで、ＧＰＳデ
ータの補正を正確に行ない、現在位置を高精度に計算す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態におけるカーナビゲーションシ
ステムの全体構成を示すブロック図である。

【図２】 ＧＰＳ２０における処理の流れを示したフロ
ーチャートである。

【図３】 (ａ)、(ｂ)は、ＧＰＳ２０からのＧＰＳデー
タ送信に伴い、ＣＰＵ１０や各制御部における同期を取
るための処理の一例を示した図である。

【図４】 (ａ)、(ｂ)は、ＣＰＵ１０から各制御部にシ
ステムタイムを送信して同期を取るための処理の一例を
示した図である。

【図５】 (ａ)、(ｂ)は、計算遅延時間を考慮して更に
高精度に時刻同期を取る際のＣＰＵ１０および各制御部
における処理の一例を示した図である。

【図６】 (ａ)、(ｂ)は、計算遅延時間を考慮して時刻
同期を取る際に、システムタイムを送受信するＣＰＵ１
０および各制御部における処理の一例を示した図であ
る。

【図７】 本実施の形態におけるＧＰＳ２０と、各セン
サとの同期タイミングを示した図である。

【図８】 交差点付近における車の動作と本実施の形態
のカーナビゲーションシステムにおける表示部１９に表
示される内容の一例を説明するための図である。

【図９】 図１で示した本実施の形態におけるカーナビ
ゲーションシステムの変形例を示したブロック図であ
る。

【図１０】 一般的に用いられるＧＰＳシステムの概略
構成を示した説明図である。

【図１１】 従来のＧＰＳ受信機３１０と各センサとの
同期タイミングを示した図である。

【図１２】 交差点付近における車の動作と従来のカー
ナビゲーションシステムにおける表示内容を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１０…ＣＰＵ、１１…記憶制御装置、１２…音声制御装
置、１３…入力制御装置、１４…表示制御装置、１５…
ＲＡＭ、１６…ＲＯＭ、１７…ＣＤ-ＲＯＭドライブ、
１８…スピーカ、１９…表示部、２０…ＧＰＳ受信機
(ＧＰＳ)、２１…ＧＰＳアンテナ、２５…センサデータ
制御部、２６…ジャイロセンサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に設けられ、ＧＰＳ衛星から発信
   されるデータの取得から測位計算を行なってＧＰＳデー
   タを出力するＧＰＳ受信機と、 前記移動体の状態を検出するセンサと、 前記ＧＰＳ受信機による前記測位計算に要した時間に基
   づいて内部に有するシステム時間を設定すると共に、設
   定された当該システム時間を用いて前記センサからの検
   出結果を制御する制御部とを備えたことを特徴とするナ
   ビゲーション装置。
2. 【請求項２】 前記ＧＰＳ受信機から出力された前記Ｇ
   ＰＳデータと前記制御部によって制御された前記センサ
   からの検出結果をディスプレイ上に表示する表示部とを
   更に備えたことを特徴とする請求項１記載のナビゲーシ
   ョン装置。
3. 【請求項３】 前記ＧＰＳ受信機から出力された前記Ｇ
   ＰＳデータと前記制御部によって制御された前記センサ
   からの検出結果に基づいて前記移動体の状態を示すデー
   タを補正する補正部とを更に備えたことを特徴とする請
   求項１記載のナビゲーション装置。
4. 【請求項４】 移動体に設けられ、ＧＰＳ衛星から発信
   されるデータを取得してから測位計算を行なった所定時
   間の後に、測位計算されたＧＰＳデータを出力するＧＰ
   Ｓ受信機と、 前記移動体の状態を検出するセンサと、 前記ＧＰＳ受信機が前記ＧＰＳ衛星から前記データを取
   得した時点における前記センサの検出結果を、当該ＧＰ
   Ｓ受信機から前記所定時間の後に出力された前記ＧＰＳ
   データに含めて表示する表示部とを備えたことを特徴と
   するナビゲーション装置。
5. 【請求項５】 ＧＰＳ衛星から発信されるデータを取得
   するデータ取得手段と、 前記データ取得手段から取得した前記データに基づいて
   測位計算を行なう測位計算手段と、 前記測位計算手段による測位計算後に測位計算されたＧ
   ＰＳデータを出力する出力手段と、 前記測位計算手段において測位計算に要した時間を出力
   する測位計算時間出力手段とを備えたことを特徴とする
   ＧＰＳ受信機。