JP2001337150A - カルマンフィルタの誤差推定値を加味した２ｄｒｍｓを出力するｇｐｓレシーバ - Google Patents
カルマンフィルタの誤差推定値を加味した２ｄｒｍｓを出力するｇｐｓレシーバInfo
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- JP2001337150A JP2001337150A JP2001086342A JP2001086342A JP2001337150A JP 2001337150 A JP2001337150 A JP 2001337150A JP 2001086342 A JP2001086342 A JP 2001086342A JP 2001086342 A JP2001086342 A JP 2001086342A JP 2001337150 A JP2001337150 A JP 2001337150A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＧＰＳ測位解に含まれる実際の測位誤差を的
確に反映した２ＤＲＭＳを出力するＧＰＳレシーバ、及
びこのＧＰＳレシーバを用いたカーナビゲーション装置
を提供する。 【解決手段】 測位解の算出にカルマンフィルタを用い
るＧＰＳレシーバに於いて、カルマンフィルタの推定値
の算出過程で算出される誤差共分散行列の対角要素から
算出される水平（緯度、経度）方向の推定誤差（σ
Ｈ＿Ｋａｌｍａｎ）を使用し、 ２ＤＲＭＳ＝２・{（σＨ＿Ｋａｌｍａｎ）２＋（ＨＤ
ＯＰ・σＵＥＲＥ）２} １／２ の定義によって２ＤＲＭＳを算出しＧＰＳ測位解と共に
出力する。カーナビゲーションを行うアプリケーション
プログラムは、この２ＤＲＭＳを用いてＧＰＳ測位解の
精度を判定する。
確に反映した２ＤＲＭＳを出力するＧＰＳレシーバ、及
びこのＧＰＳレシーバを用いたカーナビゲーション装置
を提供する。 【解決手段】 測位解の算出にカルマンフィルタを用い
るＧＰＳレシーバに於いて、カルマンフィルタの推定値
の算出過程で算出される誤差共分散行列の対角要素から
算出される水平（緯度、経度）方向の推定誤差（σ
Ｈ＿Ｋａｌｍａｎ）を使用し、 ２ＤＲＭＳ＝２・{（σＨ＿Ｋａｌｍａｎ）２＋（ＨＤ
ＯＰ・σＵＥＲＥ）２} １／２ の定義によって２ＤＲＭＳを算出しＧＰＳ測位解と共に
出力する。カーナビゲーションを行うアプリケーション
プログラムは、この２ＤＲＭＳを用いてＧＰＳ測位解の
精度を判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＧＰＳ測位解に対
する精度評価値としての２ＤＲＭＳを出力するＧＰＳレ
シーバ、及びこのＧＰＳレシーバを備えるカーナビゲー
ション装置に関する。
する精度評価値としての２ＤＲＭＳを出力するＧＰＳレ
シーバ、及びこのＧＰＳレシーバを備えるカーナビゲー
ション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】カーナビゲーション装置を始めとするＧ
ＰＳを測位の手段として使用するナビゲーションシステ
ムでは、ＧＰＳレシーバにおける測位解（幾何学的な演
算によって算出されたＧＰＳレシーバ自身の位置）の演
算過程でカルマンフィルタを用い、或いはアプリケーシ
ョンプログラムが、ＧＰＳ測位解に対する精度評価値を
利用してＧＰＳ測位解を用いることで、ナビゲーション
システムとしての精度を高めることが図られている。
ＰＳを測位の手段として使用するナビゲーションシステ
ムでは、ＧＰＳレシーバにおける測位解（幾何学的な演
算によって算出されたＧＰＳレシーバ自身の位置）の演
算過程でカルマンフィルタを用い、或いはアプリケーシ
ョンプログラムが、ＧＰＳ測位解に対する精度評価値を
利用してＧＰＳ測位解を用いることで、ナビゲーション
システムとしての精度を高めることが図られている。
【０００３】ＧＰＳレシーバに於いてＧＰＳ航法フィル
タとして使用されるカルマンフィルタは、ＧＰＳの測位
結果を１つの動的なシステムとみなし、以前の測位解演
算から次の測位解演算へ、システムの状態推定及び誤差
共分散行列等の情報を伝達すること、その情報によりシ
ステムの状態を暫定的に推定すること及び測位解と推定
値の差を用いて推定値を更新すること、を繰り返し、推
定値を定常状態に収束させる。また、ＧＰＳレシーバ
は、ＧＰＳ測位解の精度を評価するための情報として、
ＧＰＳ測位結果に対する精度評価値を実時間処理でメッ
セージとしてアプリケーションプログラムに対して出力
する。このような精度評価値として、従来、ＤＯＰを使
用した２ＤＲＭＳが用いられている。
タとして使用されるカルマンフィルタは、ＧＰＳの測位
結果を１つの動的なシステムとみなし、以前の測位解演
算から次の測位解演算へ、システムの状態推定及び誤差
共分散行列等の情報を伝達すること、その情報によりシ
ステムの状態を暫定的に推定すること及び測位解と推定
値の差を用いて推定値を更新すること、を繰り返し、推
定値を定常状態に収束させる。また、ＧＰＳレシーバ
は、ＧＰＳ測位解の精度を評価するための情報として、
ＧＰＳ測位結果に対する精度評価値を実時間処理でメッ
セージとしてアプリケーションプログラムに対して出力
する。このような精度評価値として、従来、ＤＯＰを使
用した２ＤＲＭＳが用いられている。
【０００４】ここで、ＤＯＰは、擬似距離（ＧＰＳレシ
ーバが測定したＧＰＳ衛星とＧＰＳレシーバ間の距離）
測定誤差の測位解誤差への拡大係数を表し、瞬時のＧＰ
Ｓ衛星の幾何学的な配置に依存して変化する。２ＤＲＭ
Ｓは、平均が０である２次元のランダム変数に対して定
義される値であり、ＧＰＳ測位解については、通常、水
平方向の誤差の９５％範囲を表す指標として使用され
る。２ＤＲＭＳは、従来、下記数３のような定義が使用
されている。
ーバが測定したＧＰＳ衛星とＧＰＳレシーバ間の距離）
測定誤差の測位解誤差への拡大係数を表し、瞬時のＧＰ
Ｓ衛星の幾何学的な配置に依存して変化する。２ＤＲＭ
Ｓは、平均が０である２次元のランダム変数に対して定
義される値であり、ＧＰＳ測位解については、通常、水
平方向の誤差の９５％範囲を表す指標として使用され
る。２ＤＲＭＳは、従来、下記数３のような定義が使用
されている。
【数３】 ここで、ＨＤＯＰはＤＯＰの水平方向成分を表してい
る。また、σＵＥＲＥは、ＵＥＲＥと呼ばれるものであ
り、擬似距離測定誤差についての１σ値（標準偏差）を
表し、全てのＧＰＳ衛星に対して共通の定数である。
る。また、σＵＥＲＥは、ＵＥＲＥと呼ばれるものであ
り、擬似距離測定誤差についての１σ値（標準偏差）を
表し、全てのＧＰＳ衛星に対して共通の定数である。
【０００５】ＧＰＳレシーバは、一定の時間間隔（例え
ば１秒毎）で測位演算を実行し、ＧＰＳ測位解と２ＤＲ
ＭＳ値を出力することを繰り返し実行する。この演算過
程のフローチャートを図５に示す。ＧＰＳレシーバは、
始めにカルマンフィルタを用いた測位演算を行う（Ｓ５
０１）、次に、Ｓ５０１の測位演算で使用したＧＰＳ衛
星の配置からＨＤＯＰを算出する（Ｓ５０２）。次に、
Ｓ５０３で、前記数３の定義に従って２ＤＲＭＳの算出
を行い、ＧＰＳ測位解と共に２ＤＲＭＳをＧＰＳレシー
バからの出力メッセージとして出力する。
ば１秒毎）で測位演算を実行し、ＧＰＳ測位解と２ＤＲ
ＭＳ値を出力することを繰り返し実行する。この演算過
程のフローチャートを図５に示す。ＧＰＳレシーバは、
始めにカルマンフィルタを用いた測位演算を行う（Ｓ５
０１）、次に、Ｓ５０１の測位演算で使用したＧＰＳ衛
星の配置からＨＤＯＰを算出する（Ｓ５０２）。次に、
Ｓ５０３で、前記数３の定義に従って２ＤＲＭＳの算出
を行い、ＧＰＳ測位解と共に２ＤＲＭＳをＧＰＳレシー
バからの出力メッセージとして出力する。
【０００６】カーナビゲーション装置のアプリケーショ
ンプログラムは、ジャイロセンサ出力、車速パルス、バ
ック信号等のデッドレコニング用のセンサ出力に基づく
ＤＲ測位結果と、ＧＰＳレシーバから得たＧＰＳ測位解
との２つの測位結果を得、それぞれの測位結果に基づい
て自車位置の推定を行っている。図４は、アプリケーシ
ョンプログラムに於ける自車位置の出力までの動作フロ
ーチャートを示している。なお、図４の処理は、一定時
間間隔（例えば１秒毎）で繰り返し実行される。
ンプログラムは、ジャイロセンサ出力、車速パルス、バ
ック信号等のデッドレコニング用のセンサ出力に基づく
ＤＲ測位結果と、ＧＰＳレシーバから得たＧＰＳ測位解
との２つの測位結果を得、それぞれの測位結果に基づい
て自車位置の推定を行っている。図４は、アプリケーシ
ョンプログラムに於ける自車位置の出力までの動作フロ
ーチャートを示している。なお、図４の処理は、一定時
間間隔（例えば１秒毎）で繰り返し実行される。
【０００７】図４に示すように、アプリケーションプロ
グラムは、ＧＰＳレシーバが出力するＧＰＳ測位解と２
ＤＲＭＳを読み込む（Ｓ３０１）。次に、車速パルスカ
ウント値、ジャイロセンサ出力電圧、バック信号等のデ
ッドレコニング用のセンサからの出力結果を読み込み
（Ｓ３０２）、ＤＲ測位結果を算出し（Ｓ３０３）、デ
ッドレコニング用の各センサ自体の持つ誤差等をもとに
ＤＲ測位結果に含まれる誤差を表す精度評価値を算出す
る（Ｓ３０４）。
グラムは、ＧＰＳレシーバが出力するＧＰＳ測位解と２
ＤＲＭＳを読み込む（Ｓ３０１）。次に、車速パルスカ
ウント値、ジャイロセンサ出力電圧、バック信号等のデ
ッドレコニング用のセンサからの出力結果を読み込み
（Ｓ３０２）、ＤＲ測位結果を算出し（Ｓ３０３）、デ
ッドレコニング用の各センサ自体の持つ誤差等をもとに
ＤＲ測位結果に含まれる誤差を表す精度評価値を算出す
る（Ｓ３０４）。
【０００８】次の、Ｓ３０５では、ＧＰＳ測位解につい
ての精度評価値である２ＤＲＭＳとＤＲ測位結果に対す
る精度評価値との比較を行い、２ＤＲＭＳの方が小さ
く、ＧＰＳ測位解の方が高精度であると判定された場合
には（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、ＧＰＳ測位解をマップマッ
チングのための自車位置として採用する（Ｓ３０６）。
２ＤＲＭＳの方が大きい場合には、ＤＲ測位結果をマッ
プマッチングのための自車位置として採用する（Ｓ３０
７）。Ｓ３０８では、Ｓ３０６又はＳ３０７で採用され
た自車位置に基づいてマップマッチグを行い、最終的な
演算結果としての自車位置を出力する。
ての精度評価値である２ＤＲＭＳとＤＲ測位結果に対す
る精度評価値との比較を行い、２ＤＲＭＳの方が小さ
く、ＧＰＳ測位解の方が高精度であると判定された場合
には（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、ＧＰＳ測位解をマップマッ
チングのための自車位置として採用する（Ｓ３０６）。
２ＤＲＭＳの方が大きい場合には、ＤＲ測位結果をマッ
プマッチングのための自車位置として採用する（Ｓ３０
７）。Ｓ３０８では、Ｓ３０６又はＳ３０７で採用され
た自車位置に基づいてマップマッチグを行い、最終的な
演算結果としての自車位置を出力する。
【０００９】このように、２ＤＲＭＳは、デッドレコニ
ング用のセンサ出力に含まれる誤差の影響を取り除き、
マップマッチング結果等の最終的なアプリケーション出
力としての自車位置の精度を高めるための、重要な指標
として用いられている。
ング用のセンサ出力に含まれる誤差の影響を取り除き、
マップマッチング結果等の最終的なアプリケーション出
力としての自車位置の精度を高めるための、重要な指標
として用いられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記数
３で示す従来の定義による２ＤＲＭＳは、２ＤＲＭＳを
算出するためのＨＤＯＰが測位演算に使用しているＧＰ
Ｓ衛星の瞬間的な配置に依存する係数である為、２ＤＲ
ＭＳが時間軸で不連続な値をとる場合があり、特に、移
動体に於けるＧＰＳ受信に於いては、受信可能なＧＰＳ
衛星の配置は時々刻々と変化し、従来の方法で算出した
２ＤＲＭＳは、時間軸での相関が薄いものとなる。
３で示す従来の定義による２ＤＲＭＳは、２ＤＲＭＳを
算出するためのＨＤＯＰが測位演算に使用しているＧＰ
Ｓ衛星の瞬間的な配置に依存する係数である為、２ＤＲ
ＭＳが時間軸で不連続な値をとる場合があり、特に、移
動体に於けるＧＰＳ受信に於いては、受信可能なＧＰＳ
衛星の配置は時々刻々と変化し、従来の方法で算出した
２ＤＲＭＳは、時間軸での相関が薄いものとなる。
【００１１】このような、従来の２ＤＲＭＳの性質は次
のような問題を生ずる。自車がトンネル等を走行し長い
間ＧＰＳ測位不可能な状態（非測位）が続いた後、改め
てＧＰＳ測位が開始された状況を想定した場合、２ＤＲ
ＭＳと、ＧＰＳ測位解に含まれる実際の測位誤差とは、
図６に示すような関係になる。
のような問題を生ずる。自車がトンネル等を走行し長い
間ＧＰＳ測位不可能な状態（非測位）が続いた後、改め
てＧＰＳ測位が開始された状況を想定した場合、２ＤＲ
ＭＳと、ＧＰＳ測位解に含まれる実際の測位誤差とは、
図６に示すような関係になる。
【００１２】図６は、非測位の状態から測位の状態に移
る時間の経過と共に、ＧＰＳ測位解に含まれる実際の測
位誤差と２ＤＲＭＳがどのように推移するかを概念的に
表したグラフである。非測位の状態が続いた後の最初の
測位に於いて（時刻ｔ０）、ＧＰＳレシーバのカルマン
フィルタは、過去の測位解が得られないため、十分な推
定値の精度を得ることができず、ＧＰＳ測位解に含まれ
る実際の測位誤差が大きめの値となる。その後、カルマ
ンフィルタが速やかに収束し、推定値の精度が高まり、
実際の測位誤差の値はカルマンフィルタの収束と共に低
下する。
る時間の経過と共に、ＧＰＳ測位解に含まれる実際の測
位誤差と２ＤＲＭＳがどのように推移するかを概念的に
表したグラフである。非測位の状態が続いた後の最初の
測位に於いて（時刻ｔ０）、ＧＰＳレシーバのカルマン
フィルタは、過去の測位解が得られないため、十分な推
定値の精度を得ることができず、ＧＰＳ測位解に含まれ
る実際の測位誤差が大きめの値となる。その後、カルマ
ンフィルタが速やかに収束し、推定値の精度が高まり、
実際の測位誤差の値はカルマンフィルタの収束と共に低
下する。
【００１３】一方、２ＤＲＭＳは、瞬時のＧＰＳ衛星の
配置に依存するため、図６に示すように、非測位後の測
位開始とともに小さな値をとる。ここで、アプリケーシ
ョンプログラムが、図６に示す時刻ｔ０〜ｔ１間で図４
に示したステップＳ３０５で示す判定の為の精度評価値
として２ＤＲＭＳを使用した場合、時刻ｔ０〜ｔ１間で
は２ＤＲＭＳが実際の測位誤差よりも小さい値となって
いる為、Ｓ３０５における判定の際に、ＧＰＳ測位解に
ついては実際の測位誤差よりも小さい精度評価値を使用
して比較を行うことになる。このため、ＧＰＳ測位解よ
りもＤＲ測位結果の精度が良いにもかかわらず、ＧＰＳ
測位解を誤って自車位置として採用し、その結果、ナビ
ゲーション装置の表示画面上で自車の位置が飛ぶ所謂位
置飛び等を生ずる場合があった。
配置に依存するため、図６に示すように、非測位後の測
位開始とともに小さな値をとる。ここで、アプリケーシ
ョンプログラムが、図６に示す時刻ｔ０〜ｔ１間で図４
に示したステップＳ３０５で示す判定の為の精度評価値
として２ＤＲＭＳを使用した場合、時刻ｔ０〜ｔ１間で
は２ＤＲＭＳが実際の測位誤差よりも小さい値となって
いる為、Ｓ３０５における判定の際に、ＧＰＳ測位解に
ついては実際の測位誤差よりも小さい精度評価値を使用
して比較を行うことになる。このため、ＧＰＳ測位解よ
りもＤＲ測位結果の精度が良いにもかかわらず、ＧＰＳ
測位解を誤って自車位置として採用し、その結果、ナビ
ゲーション装置の表示画面上で自車の位置が飛ぶ所謂位
置飛び等を生ずる場合があった。
【００１４】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、実際の測位誤差を反映した２ＤＲＭＳを算
出する方法を提供し、また、この２ＤＲＭＳを出力する
ことのできるＧＰＳレシーバを提供し、更に、この２Ｄ
ＲＭＳを使用することでアプリケーションプログラムで
の自車位置推定の精度を向上させたカーナビゲーション
装置を提供することを目的とする。
ものであり、実際の測位誤差を反映した２ＤＲＭＳを算
出する方法を提供し、また、この２ＤＲＭＳを出力する
ことのできるＧＰＳレシーバを提供し、更に、この２Ｄ
ＲＭＳを使用することでアプリケーションプログラムで
の自車位置推定の精度を向上させたカーナビゲーション
装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】以上で述べた従来の２Ｄ
ＲＭＳの問題点は、従来の２ＤＲＭＳがＧＰＳ測位解の
測位時における瞬間的な誤差を表し、動的システムとみ
なされる測位データの過去のシステム状態が反映されて
いないことに起因する。そこで、本発明の請求項１に記
載のＧＰＳレシーバは、動的システムとみなされるＧＰ
Ｓ測位データの過去のシステム状態を、測位時における
誤差の推定値に反映させる。
ＲＭＳの問題点は、従来の２ＤＲＭＳがＧＰＳ測位解の
測位時における瞬間的な誤差を表し、動的システムとみ
なされる測位データの過去のシステム状態が反映されて
いないことに起因する。そこで、本発明の請求項１に記
載のＧＰＳレシーバは、動的システムとみなされるＧＰ
Ｓ測位データの過去のシステム状態を、測位時における
誤差の推定値に反映させる。
【００１６】ＧＰＳ測位解の算出にカルマンフィルタを
用いるＧＰＳレシーバに於いては、ＨＤＯＰのみでな
く、カルマンフィルタの推定値の算出過程で求められる
誤差共分散行列の対角要素から、公知の方法によって算
出される水平方向の推定誤差（σＨ＿Ｋａｌｍａｎ）を
使用し、精度評価値としての２ＤＲＭＳを、前記数１の
定義によって算出することができる。前記数１は、従来
の前記数３の２ＤＲＭＳと、σＨ＿ＫａｌｍａｎとのＲ
ＳＳ（Root Sum Square）値となっている。この２ＤＲ
ＭＳによって、ＧＰＳ測位解の誤差についての過去の状
態を、現在の精度評価値としての２ＤＲＭＳに反映させ
ることができる。すなわち、カルマンフィルタの発散／
収束と共に、２ＤＲＭＳも増減し、実際の測位誤差と相
関の高い精度評価値としての２ＤＲＭＳが得られる。
用いるＧＰＳレシーバに於いては、ＨＤＯＰのみでな
く、カルマンフィルタの推定値の算出過程で求められる
誤差共分散行列の対角要素から、公知の方法によって算
出される水平方向の推定誤差（σＨ＿Ｋａｌｍａｎ）を
使用し、精度評価値としての２ＤＲＭＳを、前記数１の
定義によって算出することができる。前記数１は、従来
の前記数３の２ＤＲＭＳと、σＨ＿ＫａｌｍａｎとのＲ
ＳＳ（Root Sum Square）値となっている。この２ＤＲ
ＭＳによって、ＧＰＳ測位解の誤差についての過去の状
態を、現在の精度評価値としての２ＤＲＭＳに反映させ
ることができる。すなわち、カルマンフィルタの発散／
収束と共に、２ＤＲＭＳも増減し、実際の測位誤差と相
関の高い精度評価値としての２ＤＲＭＳが得られる。
【００１７】本発明の請求項３に記載のＧＰＳレシーバ
は、ＧＰＳ測位解の算出にカルマンフィルタを用い、測
位演算過程で算出されるＨＤＯＰ及びσ
Ｈ＿Ｋａｌｍａｎの各指標によって、ＧＰＳ測位解の精
度評価値としての２ＤＲＭＳを、前記数１の定義にした
がって算出し出力する。カーナビゲーション装置をこの
ＧＰＳレシーバを用いて構成することにより、アプリケ
ーションプログラムは、ＧＰＳ測位解に含まれる実際の
測位誤差を的確に反映した２ＤＲＭＳを用いて、ＧＰＳ
測位解の精度評価を行うことができる。
は、ＧＰＳ測位解の算出にカルマンフィルタを用い、測
位演算過程で算出されるＨＤＯＰ及びσ
Ｈ＿Ｋａｌｍａｎの各指標によって、ＧＰＳ測位解の精
度評価値としての２ＤＲＭＳを、前記数１の定義にした
がって算出し出力する。カーナビゲーション装置をこの
ＧＰＳレシーバを用いて構成することにより、アプリケ
ーションプログラムは、ＧＰＳ測位解に含まれる実際の
測位誤差を的確に反映した２ＤＲＭＳを用いて、ＧＰＳ
測位解の精度評価を行うことができる。
【００１８】また、請求項４に記載のカーナビゲーショ
ン装置は、請求項３に記載のＧＰＳレシーバを備えて構
成される。アプリケーションプログラムは、該ＧＰＳレ
シーバが出力する２ＤＲＭＳに基づいてＧＰＳ測位解の
精度を評価できるので、最終的なアプリケーション出力
としての自車位置推定の精度が高められる。
ン装置は、請求項３に記載のＧＰＳレシーバを備えて構
成される。アプリケーションプログラムは、該ＧＰＳレ
シーバが出力する２ＤＲＭＳに基づいてＧＰＳ測位解の
精度を評価できるので、最終的なアプリケーション出力
としての自車位置推定の精度が高められる。
【００１９】また、請求項５に記載のＤＲ機能付きＧＰ
Ｓレシーバは、ＧＰＳ測位機能とＤＲ測位機能を統合し
て測位解を算出し、該測位解の算出にカルマンフィルタ
を用い、測位演算過程で算出される、ＨＤＯＰ及びσ
Ｈ＿Ｋａｌｍａｎの各指標を出力するＤＲ機能付きＧＰ
Ｓレシーバにおいて、該各指標を用いて、該測位解の精
度評価値としての２ＤＲＭＳを前記数１の定義によって
算出し出力する。カーナビゲーション装置をこのＤＲ機
能付きＧＰＳレシーバを用いて構成することにより、ア
プリケーションプログラムは、ＤＲ機能付きＧＰＳレシ
ーバが出力する、測位結果の実際の測位誤差を的確に反
映した２ＤＲＭＳを用いて、ＧＰＳ測位解の精度評価を
行うことができる。
Ｓレシーバは、ＧＰＳ測位機能とＤＲ測位機能を統合し
て測位解を算出し、該測位解の算出にカルマンフィルタ
を用い、測位演算過程で算出される、ＨＤＯＰ及びσ
Ｈ＿Ｋａｌｍａｎの各指標を出力するＤＲ機能付きＧＰ
Ｓレシーバにおいて、該各指標を用いて、該測位解の精
度評価値としての２ＤＲＭＳを前記数１の定義によって
算出し出力する。カーナビゲーション装置をこのＤＲ機
能付きＧＰＳレシーバを用いて構成することにより、ア
プリケーションプログラムは、ＤＲ機能付きＧＰＳレシ
ーバが出力する、測位結果の実際の測位誤差を的確に反
映した２ＤＲＭＳを用いて、ＧＰＳ測位解の精度評価を
行うことができる。
【００２０】なお、このＤＲ機能付きＧＰＳレシーバ
は、ＧＰＳ信号の遮蔽によりＧＰＳ測位ができない状況
になった場合であっても、ＧＰＳ測位が不可となる直前
のＨＤＯＰ（ＬａｓｔＨＤＯＰ）を用いて、測位解の精
度評価値としての２ＤＲＭＳを前記数２の定義によって
算出することで、測位解に含まれる実際の測位誤差を的
確に反映した２ＤＲＭＳを出力し続けることができる
（請求項６）。
は、ＧＰＳ信号の遮蔽によりＧＰＳ測位ができない状況
になった場合であっても、ＧＰＳ測位が不可となる直前
のＨＤＯＰ（ＬａｓｔＨＤＯＰ）を用いて、測位解の精
度評価値としての２ＤＲＭＳを前記数２の定義によって
算出することで、測位解に含まれる実際の測位誤差を的
確に反映した２ＤＲＭＳを出力し続けることができる
（請求項６）。
【００２１】また、このＤＲ機能付きＧＰＳレシーバを
用いてカーナビゲーション装置を構成することで、アプ
リケーションプログラムは、ＧＰＳ信号が遮蔽されてＤ
Ｒ機能のみによって測位演算が行われている状況であっ
ても２ＤＲＭＳを得て、測位解の精度評価を行うことが
できる（請求項７）。
用いてカーナビゲーション装置を構成することで、アプ
リケーションプログラムは、ＧＰＳ信号が遮蔽されてＤ
Ｒ機能のみによって測位演算が行われている状況であっ
ても２ＤＲＭＳを得て、測位解の精度評価を行うことが
できる（請求項７）。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
である、カーナビゲーション装置１０を示している。な
お、図１は、カーナビゲーション装置として必要な機能
のうち、主にＧＰＳ測位及びデッドレコニングに係わる
部分についてのブロック図である。図１において、ＧＰ
Ｓレシーバ１１は、ＧＰＳアンテナ８で捕らえられたＧ
ＰＳ信号を局部発信機１３の発振周波数と混合して中間
周波数にダウンコンバートするＲＦ部１２と、ＲＦ部１
２からの信号に対して同期及び復調してＧＰＳメッセー
ジを取得し、更に、カルマンフィルタを用いて測位演算
を実行する演算部１４によって構成される。
である、カーナビゲーション装置１０を示している。な
お、図１は、カーナビゲーション装置として必要な機能
のうち、主にＧＰＳ測位及びデッドレコニングに係わる
部分についてのブロック図である。図１において、ＧＰ
Ｓレシーバ１１は、ＧＰＳアンテナ８で捕らえられたＧ
ＰＳ信号を局部発信機１３の発振周波数と混合して中間
周波数にダウンコンバートするＲＦ部１２と、ＲＦ部１
２からの信号に対して同期及び復調してＧＰＳメッセー
ジを取得し、更に、カルマンフィルタを用いて測位演算
を実行する演算部１４によって構成される。
【００２３】図２にＧＰＳレシーバ１１に於ける演算処
理の過程を示す。ＧＰＳレシーバ１１は一定の時間間隔
（例えば１秒間隔で）図２の演算処理を繰り返し実行す
る。図２の演算処理が開始されると、演算部１４は、始
めにカルマンフィルタを使用した測位演算を行う（Ｓ２
０１）。次に、公知の方法によって、ＨＤＯＰとσＨ
＿Ｋａｌｍａｎの算出を行う（Ｓ２０２、Ｓ２０３）。
なお、Ｓ２０３に於けるＨＤＯＰの算出では、Ｓ２０１
の測位演算で使用したＧＰＳ衛星の配置が用いられる。
更に、σＨ＿Ｋａｌｍａｎ、ＨＤＯＰ及び定数であるσ
ＵＥＲＥを用いて、前記数１の定義、 に従って２ＤＲＭＳが算出され（Ｓ２０４）、この２Ｄ
ＲＭＳはＧＰＳ測位解と共にＮＡＶＩ＿ＣＰＵ１に対し
て出力される（Ｓ２０５）。
理の過程を示す。ＧＰＳレシーバ１１は一定の時間間隔
（例えば１秒間隔で）図２の演算処理を繰り返し実行す
る。図２の演算処理が開始されると、演算部１４は、始
めにカルマンフィルタを使用した測位演算を行う（Ｓ２
０１）。次に、公知の方法によって、ＨＤＯＰとσＨ
＿Ｋａｌｍａｎの算出を行う（Ｓ２０２、Ｓ２０３）。
なお、Ｓ２０３に於けるＨＤＯＰの算出では、Ｓ２０１
の測位演算で使用したＧＰＳ衛星の配置が用いられる。
更に、σＨ＿Ｋａｌｍａｎ、ＨＤＯＰ及び定数であるσ
ＵＥＲＥを用いて、前記数１の定義、 に従って２ＤＲＭＳが算出され（Ｓ２０４）、この２Ｄ
ＲＭＳはＧＰＳ測位解と共にＮＡＶＩ＿ＣＰＵ１に対し
て出力される（Ｓ２０５）。
【００２４】ジャイロセンサ３は、自車の旋回方向の角
速度に応じた直流電圧を出力する。ジャイロセンサ３の
出力信号は、フィルタ／ＡＤ変換部４で、ノイズを除去
されると共にアナログからデジタルに変換されてＮＡＶ
Ｉ＿ＣＰＵ１に対して出力される。車速パルス信号５
は、車速に応じた周波数のパルスであり、フィルタ／カ
ウンタ部６でノイズを除去されると共に、パルス数をカ
ウントされたカウント値としてＮＡＶＩ＿ＣＰＵ１に対
して出力される。バック信号７は、自動車が前進してい
るかバックしているかを示す信号である。ジャイロセン
サ３の出力信号、車速パルス５及びバック信号７は、Ｎ
ＡＶＩ＿ＣＰＵ１がデッドレコニングを実行するために
使用される。
速度に応じた直流電圧を出力する。ジャイロセンサ３の
出力信号は、フィルタ／ＡＤ変換部４で、ノイズを除去
されると共にアナログからデジタルに変換されてＮＡＶ
Ｉ＿ＣＰＵ１に対して出力される。車速パルス信号５
は、車速に応じた周波数のパルスであり、フィルタ／カ
ウンタ部６でノイズを除去されると共に、パルス数をカ
ウントされたカウント値としてＮＡＶＩ＿ＣＰＵ１に対
して出力される。バック信号７は、自動車が前進してい
るかバックしているかを示す信号である。ジャイロセン
サ３の出力信号、車速パルス５及びバック信号７は、Ｎ
ＡＶＩ＿ＣＰＵ１がデッドレコニングを実行するために
使用される。
【００２５】ＮＡＶＩ＿ＣＰＵ１は、前述の図４と同じ
アプリケーションプログラムを実行すると共に、経路探
索などのカーナビゲーション装置として必要な全ての機
能を実行するためのＣＰＵである。なお、マップマッチ
ングは、ＮＡＶＩ＿ＣＰＵ１が図示しないデジタル地図
から地図データを読み込むことにより実行される。
アプリケーションプログラムを実行すると共に、経路探
索などのカーナビゲーション装置として必要な全ての機
能を実行するためのＣＰＵである。なお、マップマッチ
ングは、ＮＡＶＩ＿ＣＰＵ１が図示しないデジタル地図
から地図データを読み込むことにより実行される。
【００２６】ＮＡＶＩ＿ＣＰＵ１は、図４で示したステ
ップＳ３０５における判断で、ＧＰＳ測位解の精度評価
値としてＧＰＳレシーバ１１から受け取った２ＤＲＭＳ
値を使用する。したがって、ＮＡＶＩ＿ＣＰＵ１は、従
来の２ＤＲＭＳよりもＧＰＳ測位解の実際の測位誤差を
反映した２ＤＲＭＳ値を用いて、ＤＲ測位結果の誤差評
価値との比較を行うので、最終的な自車位置の出力にお
ける（Ｓ３０９）精度が、従来の２ＤＲＭＳ値を使用す
る場合に比較して高められる。
ップＳ３０５における判断で、ＧＰＳ測位解の精度評価
値としてＧＰＳレシーバ１１から受け取った２ＤＲＭＳ
値を使用する。したがって、ＮＡＶＩ＿ＣＰＵ１は、従
来の２ＤＲＭＳよりもＧＰＳ測位解の実際の測位誤差を
反映した２ＤＲＭＳ値を用いて、ＤＲ測位結果の誤差評
価値との比較を行うので、最終的な自車位置の出力にお
ける（Ｓ３０９）精度が、従来の２ＤＲＭＳ値を使用す
る場合に比較して高められる。
【００２７】図３は、図６と同じ状況で、本実施形態の
カーナビゲーション装置１０を使用した場合の、実際の
測位誤差と２ＤＲＭＳの推移を概念的に示したグラフで
ある。図３に示すように、この場合の２ＤＲＭＳは、実
際の測位誤差と同様に、非測位状態が続いた後の最初の
測位開始時（時刻ｔ０）から高い値を示す。これは、非
測位の状態が連続することによりカルマンフィルタの収
束状況が悪化し、その状況がσＨ＿Ｋａｌｍａｎによっ
て２ＤＲＭＳに反映されることによる。したがって、時
刻ｔ０からの測位の開始によって、カルマンフィルタが
収束するとともに２ＤＲＭＳも低い値に収束する。
カーナビゲーション装置１０を使用した場合の、実際の
測位誤差と２ＤＲＭＳの推移を概念的に示したグラフで
ある。図３に示すように、この場合の２ＤＲＭＳは、実
際の測位誤差と同様に、非測位状態が続いた後の最初の
測位開始時（時刻ｔ０）から高い値を示す。これは、非
測位の状態が連続することによりカルマンフィルタの収
束状況が悪化し、その状況がσＨ＿Ｋａｌｍａｎによっ
て２ＤＲＭＳに反映されることによる。したがって、時
刻ｔ０からの測位の開始によって、カルマンフィルタが
収束するとともに２ＤＲＭＳも低い値に収束する。
【００２８】すなわち、前記数１による２ＤＲＭＳは、
図６で示した従来の２ＤＲＭＳのように、実際の測位誤
差よりも２ＤＲＭＳが小さな値となる状況（図６の時刻
ｔ０〜ｔ１の状態）が発生しない。したがって、アプリ
ケーションプログラムが、ステップＳ３０５の判断を行
う場面に於いて、ＧＰＳ測位解よりもＤＲ測位結果の精
度が良いにもかかわらず、ＧＰＳ測位解を誤って自車位
置として採用すことがなくなり、その結果、所謂位置飛
び等が防止される。
図６で示した従来の２ＤＲＭＳのように、実際の測位誤
差よりも２ＤＲＭＳが小さな値となる状況（図６の時刻
ｔ０〜ｔ１の状態）が発生しない。したがって、アプリ
ケーションプログラムが、ステップＳ３０５の判断を行
う場面に於いて、ＧＰＳ測位解よりもＤＲ測位結果の精
度が良いにもかかわらず、ＧＰＳ測位解を誤って自車位
置として採用すことがなくなり、その結果、所謂位置飛
び等が防止される。
【００２９】図７は、本発明の第２の実施形態である、
カーナビゲーション装置２０を示している。なお、図７
に於いて図１のカーナビゲーション装置１０と機能が同
一である部分については同じ符号を用いている。また、
図７のＧＰＳレシーバ２１に於いて、ＧＰＳ信号を受信
及び復調してＧＰＳメッセージを抽出し、ＧＰＳ測位解
を算出する機能に関しては図１のＧＰＳレシーバ１１と
同一である。
カーナビゲーション装置２０を示している。なお、図７
に於いて図１のカーナビゲーション装置１０と機能が同
一である部分については同じ符号を用いている。また、
図７のＧＰＳレシーバ２１に於いて、ＧＰＳ信号を受信
及び復調してＧＰＳメッセージを抽出し、ＧＰＳ測位解
を算出する機能に関しては図１のＧＰＳレシーバ１１と
同一である。
【００３０】ＧＰＳレシーバ２１の演算部２２は、ジャ
イロセンサ、車速パルス信号及びバック信号のデッドレ
コニング用のセンサ入力を有し、公知の方法により、Ｇ
ＰＳ測位とＤＲ測位とを統合した測位結果を算出する。
この統合した測位結果は、例えば、ＧＰＳ測位演算に使
用するカルマンフィルタへ、デッドレコニング用センサ
の出力から求まる速度や角速度をも入力して、一つの測
位解を算出することで求められる。演算部２２は、この
統合された測位結果を、最終的な測位解としてＮＡＶＩ
＿ＣＰＵ２５に対して出力する。
イロセンサ、車速パルス信号及びバック信号のデッドレ
コニング用のセンサ入力を有し、公知の方法により、Ｇ
ＰＳ測位とＤＲ測位とを統合した測位結果を算出する。
この統合した測位結果は、例えば、ＧＰＳ測位演算に使
用するカルマンフィルタへ、デッドレコニング用センサ
の出力から求まる速度や角速度をも入力して、一つの測
位解を算出することで求められる。演算部２２は、この
統合された測位結果を、最終的な測位解としてＮＡＶＩ
＿ＣＰＵ２５に対して出力する。
【００３１】なお、演算部２２は、トンネルやビルによ
ってＧＰＳ信号が遮蔽されてＧＰＳ信号が受信されない
と判断した場合に、デッドレコニングのみによって測位
演算を行う。以下の説明では、演算部２２がＧＰＳ測位
とＤＲ測位を統合して測位を行っている状態を（ＧＰＳ
＋ＤＲ）測位、ＧＰＳ信号の遮蔽によりＤＲによる測位
のみを行っている状態をＤＲ単独測位とよぶ。
ってＧＰＳ信号が遮蔽されてＧＰＳ信号が受信されない
と判断した場合に、デッドレコニングのみによって測位
演算を行う。以下の説明では、演算部２２がＧＰＳ測位
とＤＲ測位を統合して測位を行っている状態を（ＧＰＳ
＋ＤＲ）測位、ＧＰＳ信号の遮蔽によりＤＲによる測位
のみを行っている状態をＤＲ単独測位とよぶ。
【００３２】（ＧＰＳ＋ＤＲ）測位時、演算部２２は、
公知の方法によって、σＨ＿Ｋａｌ ｍａｎとＨＤＯＰの
算出を行い、前記数１の定義による２ＤＲＭＳを測位解
と共にＮＡＶＩ＿ＣＰＵ２５に対して出力する。なお、
このとき演算部２２によって算出されるσ
Ｈ＿Ｋａｌｍａｎは、ＧＰＳ測位解のみでなくＤＲ測位
結果をも含めた測位結果に対する推定誤差値であるとい
う特徴を持っている。
公知の方法によって、σＨ＿Ｋａｌ ｍａｎとＨＤＯＰの
算出を行い、前記数１の定義による２ＤＲＭＳを測位解
と共にＮＡＶＩ＿ＣＰＵ２５に対して出力する。なお、
このとき演算部２２によって算出されるσ
Ｈ＿Ｋａｌｍａｎは、ＧＰＳ測位解のみでなくＤＲ測位
結果をも含めた測位結果に対する推定誤差値であるとい
う特徴を持っている。
【００３３】一方、ＤＲ単独測位時、ＧＰＳ信号ができ
ずＨＤＯＰが得られない状況に於いては、演算部２２
は、ＧＰＳ信号が受信できなくなる直前のＨＤＯＰ（Ｌ
ａｓｔＨＤＯＰ）を使用して、前記数２の定義、 によって２ＤＲＭＳを算出する。時間の経過にしたがっ
て、（ＧＰＳ＋ＤＲ）測位、ＤＲ単独測位、（ＧＰＳ＋
ＤＲ）測位と推移していく状況に於いて、ＧＰＳレシー
バ２１が算出する、２ＤＲＭＳについての各パラメータ
σＨ＿Ｋａｌｍａ ｎ，ＨＤＯＰの変化と、２ＤＲＭＳの
変化との関係を示す概念図を図８（ａ）〜図８（ｃ）に
示す。なお、図８（ａ）がσＨ＿Ｋａｌｍａｎの変化を
示し、図８（ｂ）がＨＤＯＰの変化を示し、そして図８
（ｃ）がこれらのσＨ＿Ｋａｌｍａ ｎ及びＨＤＯＰを用
いて算出される２ＤＲＭＳの変化を示している。
ずＨＤＯＰが得られない状況に於いては、演算部２２
は、ＧＰＳ信号が受信できなくなる直前のＨＤＯＰ（Ｌ
ａｓｔＨＤＯＰ）を使用して、前記数２の定義、 によって２ＤＲＭＳを算出する。時間の経過にしたがっ
て、（ＧＰＳ＋ＤＲ）測位、ＤＲ単独測位、（ＧＰＳ＋
ＤＲ）測位と推移していく状況に於いて、ＧＰＳレシー
バ２１が算出する、２ＤＲＭＳについての各パラメータ
σＨ＿Ｋａｌｍａ ｎ，ＨＤＯＰの変化と、２ＤＲＭＳの
変化との関係を示す概念図を図８（ａ）〜図８（ｃ）に
示す。なお、図８（ａ）がσＨ＿Ｋａｌｍａｎの変化を
示し、図８（ｂ）がＨＤＯＰの変化を示し、そして図８
（ｃ）がこれらのσＨ＿Ｋａｌｍａ ｎ及びＨＤＯＰを用
いて算出される２ＤＲＭＳの変化を示している。
【００３４】図８（ａ）に示すように、時刻Ｔ１までの
（ＧＰＳ＋ＤＲ）測位の状況では、時間の経過と共に、
σＨ＿Ｋａｌｍａｎが減少し、その結果２ＤＲＭＳ値も
減少していく。
（ＧＰＳ＋ＤＲ）測位の状況では、時間の経過と共に、
σＨ＿Ｋａｌｍａｎが減少し、その結果２ＤＲＭＳ値も
減少していく。
【００３５】時刻Ｔ１後のＤＲ単独測位の状況に入る
と、ＧＰＳ測位解が得られないことから、デッドレコニ
ング用のセンサの持つ誤差がカルマンフィルタに蓄積す
るため、σＨ＿Ｋａｌｍａｎが徐々に増加し（図８
（ａ）参照）、それにしたがって２ＤＲＭＳも徐々に増
加する（図８（ｃ）参照）。なお、ＤＲ単独測位のと
き、ＨＤＯＰとしては時刻Ｔ１直前におけるＨＤＯＰ
（ＬａｓｔＨＤＯＰ）が使用される。すなわち、図８
（ｂ）に示すように、ＤＲ単独測位の間、ＨＤＯＰ（Ｌ
ａｓｔＨＤＯＰ）の値は、時刻Ｔ１直前の値のままで維
持される。
と、ＧＰＳ測位解が得られないことから、デッドレコニ
ング用のセンサの持つ誤差がカルマンフィルタに蓄積す
るため、σＨ＿Ｋａｌｍａｎが徐々に増加し（図８
（ａ）参照）、それにしたがって２ＤＲＭＳも徐々に増
加する（図８（ｃ）参照）。なお、ＤＲ単独測位のと
き、ＨＤＯＰとしては時刻Ｔ１直前におけるＨＤＯＰ
（ＬａｓｔＨＤＯＰ）が使用される。すなわち、図８
（ｂ）に示すように、ＤＲ単独測位の間、ＨＤＯＰ（Ｌ
ａｓｔＨＤＯＰ）の値は、時刻Ｔ１直前の値のままで維
持される。
【００３６】時刻Ｔ２後、再び、（ＧＰＳ＋ＤＲ）測位
が開始されると、ＧＰＳ測位解が得られることによりσ
Ｈ＿Ｋａｌｍａｎが減少し始め（図８（ａ）参照）、そ
れにしたがって２ＤＲＭＳも減少する（図８（ｃ）参
照）。なお、図８（ｂ）は、時刻Ｔ２後ＧＰＳ衛星の幾
何学的配置にしたがって算出されたＨＤＯＰが、Ｌａｓ
ｔＨＤＯＰよりも若干大きめの値をとった場合の例であ
る。
が開始されると、ＧＰＳ測位解が得られることによりσ
Ｈ＿Ｋａｌｍａｎが減少し始め（図８（ａ）参照）、そ
れにしたがって２ＤＲＭＳも減少する（図８（ｃ）参
照）。なお、図８（ｂ）は、時刻Ｔ２後ＧＰＳ衛星の幾
何学的配置にしたがって算出されたＨＤＯＰが、Ｌａｓ
ｔＨＤＯＰよりも若干大きめの値をとった場合の例であ
る。
【００３７】図９は、図８と同一の状況における、ＧＰ
Ｓレシーバ２１が出力する測位結果に含まれる実際の測
位誤差と、ＧＰＳレシーバ２１が出力する２ＤＲＭＳと
の関係を示す概念図である。図９に示されるように、Ｇ
ＰＳレシーバ２１が出力する２ＤＲＭＳは、（ＧＰＳ＋
ＤＲ）測位時のみでなく、ＧＰＳ測位のできない状況で
あるＤＲ単独測位の状況に於いても、ＧＰＳレシーバ２
１の測位結果に含まれる実際の測位誤差を的確に反映し
た指標として出力される。
Ｓレシーバ２１が出力する測位結果に含まれる実際の測
位誤差と、ＧＰＳレシーバ２１が出力する２ＤＲＭＳと
の関係を示す概念図である。図９に示されるように、Ｇ
ＰＳレシーバ２１が出力する２ＤＲＭＳは、（ＧＰＳ＋
ＤＲ）測位時のみでなく、ＧＰＳ測位のできない状況で
あるＤＲ単独測位の状況に於いても、ＧＰＳレシーバ２
１の測位結果に含まれる実際の測位誤差を的確に反映し
た指標として出力される。
【００３８】図１０は、ＧＰＳレシーバ２１の演算部２
２に於ける、測位演算のフローチャートである。なお、
図１０に示す演算処理は、一定間隔（例えば１秒毎）で
実行される。演算処理が開始されると、始めにカルマン
フィルタを使用した測位演算が行われる（Ｓ８０１）、
次に、公知の方法によって、σＨ＿ＫａｌｍａｎとＨＤ
ＯＰの算出を行う（Ｓ８０２）。なお、Ｓ８０２に於け
るＨＤＯＰの算出では、Ｓ８０１の測位演算で使用した
ＧＰＳ衛星の配置が用いられる。次に、Ｓ８０３では、
ＧＰＳ信号が受信不可となることによって、ＤＲ単独測
位の状況になっているか否かが判断される（Ｓ８０
３）。（ＧＰＳ＋ＤＲ）測位である場合には、変数Ｌａ
ｓｔＨＤＯＰがＳ８０２で求めたＨＤＯＰで置き換えら
れる（Ｓ８０４）。
２に於ける、測位演算のフローチャートである。なお、
図１０に示す演算処理は、一定間隔（例えば１秒毎）で
実行される。演算処理が開始されると、始めにカルマン
フィルタを使用した測位演算が行われる（Ｓ８０１）、
次に、公知の方法によって、σＨ＿ＫａｌｍａｎとＨＤ
ＯＰの算出を行う（Ｓ８０２）。なお、Ｓ８０２に於け
るＨＤＯＰの算出では、Ｓ８０１の測位演算で使用した
ＧＰＳ衛星の配置が用いられる。次に、Ｓ８０３では、
ＧＰＳ信号が受信不可となることによって、ＤＲ単独測
位の状況になっているか否かが判断される（Ｓ８０
３）。（ＧＰＳ＋ＤＲ）測位である場合には、変数Ｌａ
ｓｔＨＤＯＰがＳ８０２で求めたＨＤＯＰで置き換えら
れる（Ｓ８０４）。
【００３９】Ｓ８０３に於いて、ＤＲ単独測位であると
判断された場合には、Ｓ８０４の処理は行われない。次
のＳ８０５では、２ＤＲＭＳが前記数２の定義に従って
算出され、Ｓ８０１で得られた測位結果と共にＮＡＶＩ
＿ＣＰＵ１に対して出力される。以上の処理により、
（ＧＰＳ＋ＤＲ）測位に於いては２ＤＲＭＳの算出にＨ
ＤＯＰが使用されるとともに、ＤＲ単独測位となってい
る状況では、２ＤＲＭＳの算出に、ＤＲ単独測位となる
直前のＨＤＯＰ（ＬａｓｔＨＤＯＰ）が使用される。
判断された場合には、Ｓ８０４の処理は行われない。次
のＳ８０５では、２ＤＲＭＳが前記数２の定義に従って
算出され、Ｓ８０１で得られた測位結果と共にＮＡＶＩ
＿ＣＰＵ１に対して出力される。以上の処理により、
（ＧＰＳ＋ＤＲ）測位に於いては２ＤＲＭＳの算出にＨ
ＤＯＰが使用されるとともに、ＤＲ単独測位となってい
る状況では、２ＤＲＭＳの算出に、ＤＲ単独測位となる
直前のＨＤＯＰ（ＬａｓｔＨＤＯＰ）が使用される。
【００４０】図７のＮＡＶＩ＿ＣＰＵ２５は、ＧＰＳレ
シーバ２１から測位解ともに、測位解の精度評価値であ
る２ＤＲＭＳを受け取る。また、ＮＡＶＩ＿ＣＰＵ２５
は、図示しない地図データベースから地図データを受け
取って、マップマッチングを実行すると共に、経路探索
などのカーナビゲーション装置として必要な全ての機能
を実行する。ＮＡＶＩ＿ＣＰＵ２５における、アプリケ
ーションプログラム実行の１例について以下説明する。
シーバ２１から測位解ともに、測位解の精度評価値であ
る２ＤＲＭＳを受け取る。また、ＮＡＶＩ＿ＣＰＵ２５
は、図示しない地図データベースから地図データを受け
取って、マップマッチングを実行すると共に、経路探索
などのカーナビゲーション装置として必要な全ての機能
を実行する。ＮＡＶＩ＿ＣＰＵ２５における、アプリケ
ーションプログラム実行の１例について以下説明する。
【００４１】ＡとＢの二股に分岐する道路に自車がさし
かかり、実際は自車がＡの道路を進んだにもかかわら
ず、マップマッチングの結果はＢの道路を選択した場合
を仮定する。この場合、ＧＰＳレシーバ２１の測位解
は、Ａの道路に近い位置を示し、したがって、時間の経
過と共にＧＰＳレシーバ２１が出力する測位解は、Ｂの
道路から徐々に遠ざかっていく。このとき、マップマッ
チグの結果と、ＧＰＳレシーバ２１による測位結果との
どちらを最終的な自車位置として採用するか判定するた
めの指標として２ＤＲＭＳを使用する。
かかり、実際は自車がＡの道路を進んだにもかかわら
ず、マップマッチングの結果はＢの道路を選択した場合
を仮定する。この場合、ＧＰＳレシーバ２１の測位解
は、Ａの道路に近い位置を示し、したがって、時間の経
過と共にＧＰＳレシーバ２１が出力する測位解は、Ｂの
道路から徐々に遠ざかっていく。このとき、マップマッ
チグの結果と、ＧＰＳレシーバ２１による測位結果との
どちらを最終的な自車位置として採用するか判定するた
めの指標として２ＤＲＭＳを使用する。
【００４２】この場合、ＧＰＳレシーバ２１による測位
解と、マップマッチングの結果による位置の差が２ＤＲ
ＭＳ以内であれば、その差は誤差範囲内であるとしてマ
ップマッチング結果をそのまま採用し、その差が２ＤＲ
ＭＳを超えた場合は、マップマッチングの結果は誤りで
あるとしてＧＰＳレシーバ２１による測位解を採用す
る。なお、ＧＰＳレシーバ２１による２ＤＲＭＳは、前
述のように実際の測位誤差を的確に反映した指標となっ
ているので、上記のようなマップマッチングによる誤り
の影響を確実且つ迅速に取り除き、最終的な自車位置算
出結果としてのアプリケーション出力の精度を高めるこ
とが可能となる。
解と、マップマッチングの結果による位置の差が２ＤＲ
ＭＳ以内であれば、その差は誤差範囲内であるとしてマ
ップマッチング結果をそのまま採用し、その差が２ＤＲ
ＭＳを超えた場合は、マップマッチングの結果は誤りで
あるとしてＧＰＳレシーバ２１による測位解を採用す
る。なお、ＧＰＳレシーバ２１による２ＤＲＭＳは、前
述のように実際の測位誤差を的確に反映した指標となっ
ているので、上記のようなマップマッチングによる誤り
の影響を確実且つ迅速に取り除き、最終的な自車位置算
出結果としてのアプリケーション出力の精度を高めるこ
とが可能となる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
動的システムとみなされるＧＰＳ測位データの過去のシ
ステム状態を現在の測位誤差の推定に反映させることが
でき、その結果、アプリケーションプログラムに於いて
測位解の精度評価をより適切に行うことができ、最終的
な自車位置算出結果としてのアプリケーション出力の精
度を高めることが可能となる。
動的システムとみなされるＧＰＳ測位データの過去のシ
ステム状態を現在の測位誤差の推定に反映させることが
でき、その結果、アプリケーションプログラムに於いて
測位解の精度評価をより適切に行うことができ、最終的
な自車位置算出結果としてのアプリケーション出力の精
度を高めることが可能となる。
【００４４】また、ＧＰＳ測位解の算出にカルマンフィ
ルタを用いるＧＰＳレシーバにおいて、測位演算過程で
得られるＨＤＯＰ，σＨ＿Ｋａｌｍａｎ用いて、前記数
１の定義で２ＤＲＭＳを算出することで、ＧＰＳ測位解
の誤差についての過去の状態を、現在の精度評価値とし
ての２ＤＲＭＳに反映させることができる。すなわち、
カルマンフィルタの発散／収束と共に、２ＤＲＭＳも増
減し、実際の測位誤差と相関の高い精度評価値としての
２ＤＲＭＳが得られる。また、このような２ＤＲＭＳを
出力するＧＰＳレシーバを用いたカーナビゲーション装
置のアプリケーションプログラムは、ＧＰＳ測位解の精
度を評価する場面に於いて、実際の測位誤差が的確に反
映された精度評価値としての２ＤＲＭＳを用いることが
できるので、最終的な自車位置算出結果としてのアプリ
ケーション出力の精度を高めることができる。
ルタを用いるＧＰＳレシーバにおいて、測位演算過程で
得られるＨＤＯＰ，σＨ＿Ｋａｌｍａｎ用いて、前記数
１の定義で２ＤＲＭＳを算出することで、ＧＰＳ測位解
の誤差についての過去の状態を、現在の精度評価値とし
ての２ＤＲＭＳに反映させることができる。すなわち、
カルマンフィルタの発散／収束と共に、２ＤＲＭＳも増
減し、実際の測位誤差と相関の高い精度評価値としての
２ＤＲＭＳが得られる。また、このような２ＤＲＭＳを
出力するＧＰＳレシーバを用いたカーナビゲーション装
置のアプリケーションプログラムは、ＧＰＳ測位解の精
度を評価する場面に於いて、実際の測位誤差が的確に反
映された精度評価値としての２ＤＲＭＳを用いることが
できるので、最終的な自車位置算出結果としてのアプリ
ケーション出力の精度を高めることができる。
【００４５】更に、ＤＲ機能付きのＧＰＳレシーバに於
いては、トンネル等のＧＰＳ測位ができない状況であっ
ても、ＧＰＳ測位不可となる直前のＨＤＯＰであるＬａ
ｓｔＨＤＯＰを用いることで、前記数２の定義によって
２ＤＲＭＳを算出することが可能となる。このＤＲ機能
付きＧＰＳレシーバを用いたカーナビゲーション装置の
アプリケーションプログラムは、ＧＰＳ測位が可能であ
る状況にあるか否かにかかわらず、常に実際の測位誤差
が的確に反映された２ＤＲＭＳを得ることができ、この
２ＤＲＭＳを用いて測位解に対する精度評価を行うこと
で、最終的な自車位置算出結果としてのアプリケーショ
ン出力の精度を高めることができる。
いては、トンネル等のＧＰＳ測位ができない状況であっ
ても、ＧＰＳ測位不可となる直前のＨＤＯＰであるＬａ
ｓｔＨＤＯＰを用いることで、前記数２の定義によって
２ＤＲＭＳを算出することが可能となる。このＤＲ機能
付きＧＰＳレシーバを用いたカーナビゲーション装置の
アプリケーションプログラムは、ＧＰＳ測位が可能であ
る状況にあるか否かにかかわらず、常に実際の測位誤差
が的確に反映された２ＤＲＭＳを得ることができ、この
２ＤＲＭＳを用いて測位解に対する精度評価を行うこと
で、最終的な自車位置算出結果としてのアプリケーショ
ン出力の精度を高めることができる。
【図１】本発明の第１の実施形態であるカーナビゲーシ
ョン装置のブロック図である。
ョン装置のブロック図である。
【図２】第１の実施形態に於けるＧＰＳレシーバの演算
処理を示すフローチャートである。
処理を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態に於けるＧＰＳレシーバが算出
する２ＤＲＭＳと実際の測位誤差との関係を概念的に示
したグラフである。
する２ＤＲＭＳと実際の測位誤差との関係を概念的に示
したグラフである。
【図４】従来のアプリケーションプログラムの動作を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図５】従来のＧＰＳレシーバの演算処理を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図６】従来のＧＰＳレシーバが算出する２ＤＲＭＳ
と、実際の測位誤差との関係を概念的に示したグラフで
ある。
と、実際の測位誤差との関係を概念的に示したグラフで
ある。
【図７】本発明の第２の実施形態であるカーナビゲーシ
ョン装置のブロック図である。
ョン装置のブロック図である。
【図８】第２の実施形態におけるＤＲ機能付きＧＰＳレ
シーバが算出するσＨ＿Ｋａｌ ｍａｎ，ＨＤＯＰの変化
と、それらを用いて算出される２ＤＲＭＳの変化との関
係を示す概念図である。
シーバが算出するσＨ＿Ｋａｌ ｍａｎ，ＨＤＯＰの変化
と、それらを用いて算出される２ＤＲＭＳの変化との関
係を示す概念図である。
【図９】第２の実施形態に於けるＤＲ機能付きＧＰＳレ
シーバが算出する２ＤＲＭＳと実際の測位誤差との関係
を概念的に示すグラフである。
シーバが算出する２ＤＲＭＳと実際の測位誤差との関係
を概念的に示すグラフである。
【図１０】第２の実施形態に於けるＤＲ機能付きＧＰＳ
レシーバの演算処理を示すフローチャートである。
レシーバの演算処理を示すフローチャートである。
１ ＮＡＶＩ＿ＣＰＵ ３ ジャイロセンサ ５ 車速パルス信号 ７ バック信号 ８ ＧＰＳアンテナ １０ カーナビゲーション装置 １１ ＧＰＳレシーバ １２ ＲＦ部 １３ 局部発信機 １４ 演算部 ２１ ＧＰＳレシーバ
Claims (7)
- 【請求項１】 動的システムとみなされるＧＰＳ測位デ
ータの過去のシステム状態を、測位時における誤差の推
定値に反映させること、を特徴とするＧＰＳレシーバ。 - 【請求項２】 ＧＰＳ測位解の算出にカルマンフィルタ
を用い、測位演算過程で算出される、 ＨＤＯＰ（ＤＯＰ（dilution of Precision）の水平方
向成分）、及びカルマンフィルタの推定値の算出過程で
算出される誤差共分散行列の対角要素から算出される水
平（緯度、経度）方向の推定誤差（以下、この推定誤差
をσＨ ＿Ｋａｌｍａｎと呼ぶ）の各指標を出力可能なＧ
ＰＳレシーバにおいて、 該各指標を用いて、ＧＰＳ測位解の精度評価値としての
２ＤＲＭＳ（distanceroot mean square）を、下記数１
の定義によって算出すること、を特徴とするＧＰＳ測位
解に対する精度評価値の算出方法。 【数１】 ただし、σＵＥＲＥ（ＵＥＲＥ（user equivalent rang
e error））は定数。 - 【請求項３】 ＧＰＳ測位解の算出にカルマンフィルタ
を用い、測位演算過程で算出される、ＨＤＯＰ及びσ
Ｈ＿Ｋａｌｍａｎの各指標を出力可能なＧＰＳレシーバ
において、 該各指標を用いて、ＧＰＳ測位解の精度評価値としての
２ＤＲＭＳを、前記数１の定義によって算出し出力する
こと、を特徴とするＧＰＳレシーバ。 - 【請求項４】 請求項３に記載のＧＰＳレシーバを備
え、 該ＧＰＳレシーバが出力する２ＤＲＭＳに基づいて自車
位置を判定すること、を特徴とするカーナビゲーション
装置。 - 【請求項５】 ＧＰＳ測位機能とデッドレコニング（Ｄ
Ｒ）測位機能を統合して測位解を算出し、該測位解の算
出にカルマンフィルタを用い、測位演算過程で算出され
る、ＨＤＯＰ及びσＨ＿Ｋａｌｍａｎの各指標を出力す
るＤＲ機能付きＧＰＳレシーバにおいて、 該各指標を用いて、該測位解の精度評価値としての２Ｄ
ＲＭＳを前記数１の定義によって算出し出力すること、
を特徴とするＤＲ機能付きＧＰＳレシーバ。 - 【請求項６】 ＧＰＳ信号の遮蔽によりＧＰＳ測位がで
きない状況に於いて、ＧＰＳ測位が不可となる直前のＨ
ＤＯＰ（以下、これをＬａｓｔＨＤＯＰと呼ぶ）を用い
て、 前記測位解の精度評価値としての２ＤＲＭＳを、下記数
２の定義によって算出し出力すること、を特徴とする請
求項５に記載のＤＲ機能付きＧＰＳレシーバ。 【数２】 - 【請求項７】 請求項６に記載のＤＲ機能付きＧＰＳレ
シーバを備え、 該ＤＲ機能付きＧＰＳレシーバが出力する２ＤＲＭＳに
基づいて自車位置を判定すること、を特徴とするカーナ
ビゲーション装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001086342A JP3571305B2 (ja) | 2000-03-24 | 2001-03-23 | カルマンフィルタの誤差推定値を加味した２ｄｒｍｓを出力するｇｐｓレシーバ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000084028 | 2000-03-24 | ||
| JP2000-84028 | 2000-03-24 | ||
| JP2001086342A JP3571305B2 (ja) | 2000-03-24 | 2001-03-23 | カルマンフィルタの誤差推定値を加味した２ｄｒｍｓを出力するｇｐｓレシーバ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001337150A true JP2001337150A (ja) | 2001-12-07 |
| JP3571305B2 JP3571305B2 (ja) | 2004-09-29 |
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| JP2001086342A Expired - Fee Related JP3571305B2 (ja) | 2000-03-24 | 2001-03-23 | カルマンフィルタの誤差推定値を加味した２ｄｒｍｓを出力するｇｐｓレシーバ |
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- 2001-03-23 JP JP2001086342A patent/JP3571305B2/ja not_active Expired - Fee Related
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