JP2002257583A - 位置情報検出装置、加速度センサーの出力の補正方法及び加速度センサーの出力を補正するプログラム - Google Patents

位置情報検出装置、加速度センサーの出力の補正方法及び加速度センサーの出力を補正するプログラム

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JP2002257583A
JP2002257583A JP2001056551A JP2001056551A JP2002257583A JP 2002257583 A JP2002257583 A JP 2002257583A JP 2001056551 A JP2001056551 A JP 2001056551A JP 2001056551 A JP2001056551 A JP 2001056551A JP 2002257583 A JP2002257583 A JP 2002257583A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、位置情報検出装置、加速度センサ
ーの出力の補正方法及び加速度センサーの出力を補正す
るプログラムに関し、例えばナビゲーション装置に適用
して、従来に比して格段的に高い精度により加速度セン
サーの出力を補正することができるようにする。 【解決手段】 本発明は、所定の計測期間により加速度
センサー出力を累積加算して平均値を得、この平均値
と、この加速度センサーを使用しない系より得られる対
応する計算値との比較により加速度センサーのパラメー
タであるオフセット電圧等を計算して補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置情報検出装
置、加速度センサーの出力の補正方法及び加速度センサ
ーの出力を補正するプログラムに関し、例えばナビゲー
ション装置に適用することができる。本発明は、所定の
計測期間により加速度センサー出力を累積加算して平均
値を得、この平均値と、この加速度センサーを使用しな
い系より得られる対応する計算値との比較により加速度
センサーのパラメータであるオフセット電圧等を補正す
ることにより、従来に比して格段的に高い精度により加
速度センサーの出力を補正することができるようにす
る。
【0002】
【従来の技術】従来、現在位置の位置情報を検出する位
置情報検出装置の1つであるカーナビゲーション装置に
おいては、GPS(Global Positioning System )によ
り現在位置の位置情報を取得するようになされている。
このようなナビゲーション装置においては、加速度セン
サーを利用して補助的に位置情報を検出することによ
り、例えばトンネル等において、GPSシステムにより
位置情報を検出できない場合でも、正しく現在位置を検
出できるようになされている。
【0003】このような加速度センサーを使用した装置
においては、加速度センサーのパラメータであるオフセ
ット電圧等を適宜補正することにより、測定精度の劣化
を有効に回避するようになされている。
【0004】すなわち加速度センサーにおいては、加速
度をα、加速度センサーの出力電圧、感度、オフセット
電圧をそれぞれVout 、S、Voffsetとおくと、加速度
αを次式により表すことができ、このオフセット電圧V
offsetが温度等により大きく変化する。
【数1】
【0005】これにより図6に示すように、加速度0の
状態が一定時間継続する場合、図7に示すように、加速
度センサーの出力電圧Vout は、加速度センサーのオフ
セット電圧Voffsetとなる。これに対して図8に示すよ
うに、加速度が徐々に増大するように車が移動している
場合、加速度センサーの出力電圧Vout は、図9に示す
ように、この加速度の増大により、またオフセット電圧
Voffsetにより変化することになる。
【0006】これにより従来のカーナビゲーション装置
においては、車の停止状態が検出されると、加速度セン
サーの出力電圧Vout を検出することにより、オフセッ
ト電圧Voffsetを検出するようになされ、この検出した
オフセット電圧Voffsetを用いてその後(1)式の演算
処理を実行することにより、オフセット電圧Voffsetを
補正して加速度αを検出するようになされている。
【0007】また図10に示すように、種々に加速度が
変化している場合に、加速度が一定の期間Tが検出され
ると、図11に示すように、この検出された期間Tを利
用して出力電圧Vout の変化を検出することによって
も、オフセット電圧Voffsetの変化を検出し、この検出
結果を利用してオフセット電圧Voffsetを補正するよう
になされている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで車の停止状態
を検出してオフセット電圧Voffsetを補正する場合、頻
繁に車が停止しなければ、十分な精度によりオフセット
電圧Voffsetを補正できない問題がある。
【0009】また自動車においては、加速度一定の状態
で走行していることは稀であり、これにより加速度一定
の状態を検出してオフセット電圧Voffsetを補正する場
合でも、十分な精度によりオフセット電圧Voffsetを補
正できない問題がある。
【0010】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、従来に比して格段的に高い精度により加速度センサ
ーの出力を補正することができる位置情報検出装置、加
速度センサーの出力の補正方法及び加速度センサーの出
力を補正するプログラムを提案しようとするものであ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め請求項1の発明においては、位置情報検出装置に適用
して、所定の計測期間の間、加速度センサーの出力値を
累積加算して出力値の平均値を計算する平均値計算手段
と、加速度センサーを使用しない第2の情報検出手段に
より、計測期間の間における速度の変化値又は速度の変
化値に対応する移動距離を検出する補正用情報検出手段
と、速度の変化値又は速度の変化値に対応する移動距離
を計測期間の長さで割り算して、出力値の平均値に対応
する加速度の平均値を計算し、出力値の平均値と加速度
の平均値とから加速度センサーのパラメータを計算し、
該計算結果により加速度センサーの出力値を補正する補
正手段とを備えるようにする。
【0012】また請求項2の発明においては、位置情報
検出装置に適用して、所定の計測期間の間、加速度セン
サーの出力値を累積加算して出力値の平均値を計算する
平均値計算手段と、加速度センサーを使用しない第2の
情報検出手段により、計測期間の間における速度の変化
値又はこの速度の変化値に対応する移動距離を検出する
補正用情報検出手段と、速度の変化値又は速度の変化値
に対応する移動距離を計測期間の長さで割り算して、出
力値の平均値に対応する加速度の平均値を計算し、この
出力値の平均値と加速度の平均値とから加速度センサー
のオフセット電圧を計算し、該計算結果により加速度セ
ンサーの出力値を補正する補正手段とを備えるようにす
る。
【0013】また請求項3の発明においては、位置情報
検出装置に適用して、所定の計測期間の間、加速度セン
サーの出力値を累積加算して出力値の平均値を計算する
平均値計算手段と、加速度センサーを使用しない第2の
情報検出手段により、計測期間の間における速度の変化
値又は速度の変化値に対応する移動距離を検出する補正
用情報検出手段と、速度の変化値又は速度の変化値に対
応する移動距離を計測期間の長さで割り算して、出力値
の平均値に対応する加速度の平均値を計算し、出力値の
平均値と加速度の平均値とから加速度センサーの感度を
計算し、該計算結果により加速度センサーの出力値を補
正する補正手段とを備えるようにする。
【0014】また請求項6の発明においては、加速度セ
ンサーの出力の補正方法に適用して、所定の計測期間の
間、加速度センサーの出力値を累積加算して出力値の平
均値を計算する平均値計算のステップと、加速度センサ
ーを使用することなく、計測期間の間における速度の変
化値又は速度の変化値に対応する移動距離を検出する情
報検出のステップと、速度の変化値又は速度の変化値に
対応する移動距離を計測期間の長さで割り算して、出力
値の平均値に対応する加速度の平均値を計算し、出力値
の平均値と加速度の平均値とから加速度センサーのオフ
セット電圧を計算するオフセット電圧計算のステップ
と、オフセット電圧計算のステップによる計算結果によ
り加速度センサーの出力値を補正する補正のステップと
を備えるようにする。
【0015】また請求項7の発明においては、加速度セ
ンサーの出力の補正方法に適用して、所定の計測期間の
間、加速度センサーの出力値を累積加算して出力値の平
均値を計算する平均値計算のステップと、加速度センサ
ーを使用することなく、計測期間の間における速度の変
化値又は速度の変化値に対応する移動距離を検出する情
報検出のステップと、速度の変化値又は速度の変化値に
対応する移動距離を計測期間の長さで割り算して、出力
値の平均値に対応する加速度の平均値を計算し、出力値
の平均値と加速度の平均値とから加速度センサーの感度
を計算する感度計算のステップと、感度計算のステップ
による計算結果により加速度センサーの出力値を補正す
る補正のステップとを有するようにする。
【0016】また請求項8の発明においては、加速度セ
ンサーの出力を補正するプログラムに適用して、所定の
計測期間の間、加速度センサーの出力値を累積加算して
出力値の平均値を計算する平均値計算のステップと、加
速度センサーを使用することなく、計測期間の間におけ
る速度の変化値又は速度の変化値に対応する移動距離を
検出する情報検出のステップと、速度の変化値又は速度
の変化値に対応する移動距離を計測期間の長さで割り算
して、出力値の平均値に対応する加速度の平均値を計算
し、出力値の平均値と加速度の平均値とから加速度セン
サーのオフセット電圧を計算するオフセット電圧計算の
ステップと、オフセット電圧計算のステップによる計算
結果により加速度センサーの出力値を補正する補正のス
テップとを有するようにする。
【0017】また請求項9の発明においては、加速度セ
ンサーの出力を補正するプログラムに適用して、所定の
計測期間の間、加速度センサーの出力値を累積加算して
出力値の平均値を計算する平均値計算のステップと、加
速度センサーを使用することなく、計測期間の間におけ
る速度の変化値又は速度の変化値に対応する移動距離を
検出する情報検出のステップと、速度の変化値又は速度
の変化値に対応する移動距離を計測期間の長さで割り算
して、出力値の平均値に対応する加速度の平均値を計算
し、出力値の平均値と加速度の平均値とから加速度セン
サーの感度を計算する感度計算のステップと、感度計算
のステップによる計算結果により加速度センサーの出力
値を補正する補正のステップとを有するようにする。
【0018】請求項1の構成によれば、所定の計測期間
の間、加速度センサーの出力値を累積加算して出力値の
平均値を計算する平均値計算手段を有することにより、
加速度センサーの出力値からこの計測期間の間における
平均の加速度を検出することができる。また補正用情報
検出手段により、加速度センサーを使用しない第2の情
報検出手段により、計測期間の間における速度の変化値
又はこの速度の変化値に対応する移動距離を検出し、こ
の速度の変化値又は速度の変化値に対応する移動距離を
計測期間の長さで割り算して、出力値の平均値に対応す
る加速度の平均値を計算することにより、位置検出装置
が種々の加速度により移動している場合でも、別の系統
により加速度センサーの出力平均値に対応する値を検出
することができる。これによりこの出力値の平均値と加
速度の平均値とから加速度センサーのパラメータを計算
し、該計算結果により加速度センサーの出力値を補正す
れば、常時、オフセット電圧等のパラメータを補正する
ことができ、その分、従来に比して格段的に高い精度に
より加速度センサーの出力を補正することができる。
【0019】請求項2の構成によれば、所定の計測期間
の間、加速度センサーの出力値を累積加算して出力値の
平均値を計算する平均値計算手段を有することにより、
加速度センサーの出力値からこの計測期間の間における
平均の加速度を検出することができる。また補正用情報
検出手段により、加速度センサーを使用しない第2の情
報検出手段により、計測期間の間における速度の変化値
又はこの速度の変化値に対応する移動距離を検出し、こ
の速度の変化値又は速度の変化値に対応する移動距離を
計測期間の長さで割り算して、出力値の平均値に対応す
る加速度の平均値を計算することにより、位置検出装置
が種々の加速度により移動している場合でも、別の系統
により加速度センサーの出力平均値に対応する値を検出
することができる。これによりこの出力値の平均値と加
速度の平均値とから加速度センサーのオフセット電圧を
計算し、該計算結果により加速度センサーの出力値を補
正すれば、常時、オフセット電圧を計算して補正するこ
とができ、その分、従来に比して格段的に高い精度によ
り加速度センサーの出力を補正することができる。
【0020】また請求項3の構成によれば、所定の計測
期間の間、加速度センサーの出力値を累積加算して出力
値の平均値を計算する平均値計算手段を有することによ
り、加速度センサーの出力値からこの計測期間の間にお
ける平均の加速度を検出することができる。また補正用
情報検出手段により、加速度センサーを使用しない第2
の情報検出手段により、計測期間の間における速度の変
化値又はこの速度の変化値に対応する移動距離を検出
し、この速度の変化値又は速度の変化値に対応する移動
距離を計測期間の長さで割り算して、出力値の平均値に
対応する加速度の平均値を計算することにより、位置検
出装置が種々の加速度により移動している場合でも、別
の系統により加速度センサーの出力平均値に対応する値
を検出することができる。これにより出力値の平均値と
加速度の平均値とから加速度センサーの感度を計算し、
該計算結果により加速度センサーの出力値を補正すれ
ば、常時、感度を計算して補正することができ、その
分、従来に比して格段的に高い精度により加速度センサ
ーの出力を補正することができる。
【0021】これらにより請求項6又は請求項7の構成
によれば、従来に比して格段的に高い精度により加速度
センサーの出力を補正することができる加速度センサー
の出力の補正方法を提供することができる。
【0022】また請求項8又は請求項9の構成によれ
ば、従来に比して格段的に高い精度により加速度センサ
ーの出力を補正することができる加速度センサーの出力
を補正するプログラムを提供することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。
【0024】(1)第1の実施の形態 (1−1)第1の実施の形態の構成 図2は、本発明の第1の実施の形態に係るカーナビゲー
ション装置を示すブロック図である。このカーナビゲー
ション装置1において、CD−ROMドライブ2は、記
憶制御部3の制御によりユーザーにより装填されたCD
−ROM、コンパクトディスクをアクセスし、アクセス
結果であるオーディオデータ、地図データ等による再生
データを記憶制御部3に通知する。記憶制御部3は、中
央処理ユニット4の制御によりCD−ROMドライブ2
の動作を制御し、バスBUSを介してアクセス結果によ
る地図データ、オーディオデータ等を対応する回路ブロ
ックに出力する。
【0025】音声制御部5は、このようにして記憶制御
部3より出力されるオーディオデータ、さらには中央処
理ユニット4により合成された音声データをディジタル
アナログ変換処理してオーディオ信号、音声信号を生成
し、これらの信号によりスピーカ6を駆動する。これに
よりカーナビゲーション装置1では、CD−ROMドラ
イブ2で再生したコンパクトディスクによるオーディオ
信号を試聴できるようになされ、また音声による道案内
を試聴できるようになされている。
【0026】入力制御部7は、ユーザーによるリモート
コマンダ等の各種の操作を検出し、バスBUSを介して
検出結果を中央処理ユニット4に通知する。表示制御部
8は、中央処理ユニット4の制御により、バスBUSに
出力される地図データ等により表示部9の動作を制御す
る。表示部9は、例えば液晶表示装置により構成され、
表示制御部8の制御により種々の画像を表示する。これ
によりこのカーナビゲーション装置1では、表示部9を
介してCD−ROMドライブ2で再生した地図データに
よる地図等を確認できるようになされ、さらにはこのよ
うにして表示した地図上で中央処理ユニット4による道
案内を目視できるようになされている。
【0027】GPS11は、GPSシステムを構成する
受信装置であり、アンテナ12によりGPSシステムの
人工衛星より送出される位置検出用の放送波を受信す
る。さらにこの放送波を処理することにより、現在位置
を示す位置情報を取得して出力する。この処理におい
て、例えばこの車両がトンネル等に入って人工衛星から
の放送波を受信できなくなり、現在位置の位置情報を検
出できなくなると、その旨を中央処理ユニット4に通知
する。
【0028】ジャイロセンサー13は、自動車の進行方
向の変化を検出できるように配置され、この進行方向の
変化に応じて変化する出力信号を出力する。加速度セン
サー14は、車両の加減速による加速度に応じて出力信
号の信号レベルが変化するように配置され、出力信号を
センサーデータ制御部15に出力する。センサーデータ
制御部15は、中央処理ユニット4の制御によりこれら
ジャイロセンサー13、加速度センサー14を駆動する
と共に、ジャイロセンサー13、加速度センサー14の
出力信号をアナログディジタル変換処理してバスBUS
に出力する。
【0029】リードオンリメモリ(ROM)17は、中
央処理ユニット4の処理手順等を記録するようになさ
れ、ランダムアクセスメモリ(RAM)18は、中央処
理ユニット4のワークエリア等を構成する。これにより
このカーナビゲーション装置1では、中央処理ユニット
4によりROM17に記録された処理手順を実行して、
道案内等の処理を実行できるようになされている。
【0030】すなわち中央処理ユニット4は、このカー
ナビゲーション装置1全体の動作を制御するコントロー
ラであり、リードオンリメモリ17の処理手順の実行に
より入力制御部7を介して検出されるユーザーの操作に
応動して全体の動作を切り換える。すなわち中央処理ユ
ニット4は、ユーザーがコンパクトディスクの再生を指
示すると、記憶制御部3及び音声制御部5の制御によ
り、CD−ROMドライブ2に装填されたコンパクトデ
ィスクを再生し、その結果得られるオーディオデータを
スピーカ6より再生する。これによりこのカーナビゲー
ション装置1では、コンパクトディスクを試聴できるよ
うになされている。
【0031】また中央処理ユニット4は、ユーザーによ
り地図の表示が指示されると、記憶制御部3の制御によ
り対応する地図データをCR−ROMより取得し、この
取得した地図データによる地図の表示を表示制御部8に
指示する。これによりカーナビゲーション装置1では、
所望の場所を地図により確認できるようになされてい
る。また中央処理ユニット4は、ユーザーにより移動経
路の検索が指示されると、GPS11の制御により現在
位置の位置情報を取得する。さらにこの現在位置の位置
情報、入力制御部7を介して取得した目的地の位置情報
に基づいて記憶制御部3を制御することにより、現在位
置から目的地までの移動経路を検索し、表示制御部8の
制御により検索結果を表示する。またこの移動経路によ
る道案内をユーザーが指示すると、同様にして現在位置
の位置情報を逐次取得し、これにより例えば曲がり角等
に近づくと、音声制御部5の制御により道案内の音声を
ユーザーに提供するようになされている。
【0032】この道案内の処理において、中央処理ユニ
ット4は、センサーデータ制御部15より得られるジャ
イロセンサー13、加速度センサー14による出力信号
を信号処理することにより、一定の時間間隔により車両
の移動距離、移動方向を検出する。これにより中央処理
ユニット4は、GPS11により位置検出に加えて、こ
のジャイロセンサー13、加速度センサー14による検
出によっても補助的に現在位置を検出する。さらに中央
処理ユニット4は、GPS11より位置情報の検出が困
難になった旨が通知されると、直前までGPS11で検
出されていた位置情報を、このようにジャイロセンサー
13、加速度センサー14により検出される移動距離、
移動方向による位置情報で補正し、これによりこの補助
的な位置情報検出手段によりGPS11で検出される位
置情報を補正して、現在位置を検出する。これにより中
央処理ユニット4は、現在位置をGPSシステムにより
検出困難な場合でも、確実に現在位置を検出できるよう
になされている。
【0033】このようにしてGPS11による位置情報
の検出と同時並列的に実行するジャイロセンサー13、
加速度センサー14による移動距離、移動方向の検出に
おいて、中央処理ユニット4は、図1に示す処理手順の
実行により加速度センサー14のオフセット電圧を検出
し、この検出したオフセット電圧により加速度センサー
14の出力信号を補正し、この補正した出力電圧により
移動距離を検出する。
【0034】すなわち中央処理ユニット4は、加速度セ
ンサー14の出力信号を利用した処理を開始すると、こ
のステップSP1からステップSP2に移り、この処理
に使用する各種変数を値0にリセットする。ここでこの
変数は、処理に供するサンプリング数をカウントする変
数、累積加算値を示す変数、速度及び速度差を示す変数
等である。
【0035】中央処理ユニット4は、このようにして各
種変数をリセットすると、ステップSP3に移り、現在
の速度をランダムアクセスメモリ18に一時記録する。
ここで中央処理ユニット4は、この処理において、処理
対象である加速度センサー14以外の検出系より得られ
る車両の現在速度を採用する。具体的に、中央処理ユニ
ット4は、GPSより得られる位置情報を基準にして現
在速度を検出し、この速度をランダムアクセスメモリ1
8に一時記録する。なおこの場合、例えば車両の速度表
示に供する現在速度の情報を採用するようにしてもよ
い。
【0036】このようにして現在速度を記録すると、中
央処理ユニット4は、ステップSP4に移り、加速度セ
ンサー14の出力値を累積加算値に加算する。なおこの
場合、中央処理ユニット4は、ステップSP2における
処理において、この累積加算値を値0にリセットしたこ
とにより、値0に現在の加速度センサー14の出力値を
加算することになる。
【0037】続いて中央処理ユニット4は、ステップS
P5に移る。ここで中央処理ユニット4は、ステップS
P2で各種変数をリセットした後、所定時間経過したか
否か判断し、否定結果が得られると、ステップSP4に
戻る。これにより中央処理ユニット4は、ステップSP
4−SP5−SP4の処理手順を一定周期により繰り返
し、所定の計測時間の間、加速度センサー14の出力値
を累積加算する。なおこのステップSP4−SP5−S
P4の処理手順は、例えば1秒周期により、例えば10
秒間実行される。
【0038】このようにして所定時間の間、加速度セン
サー14の出力値を累積加算すると、中央処理ユニット
4は、ステップSP6に移り、このようにして得られる
累積加算値を累積加算に要したサンプリング数により割
り算し、この時間の間における加速度センサー14の平
均出力値を計算する。
【0039】続いて中央処理ユニット4は、ステップS
P7に移り、ランダムアクセスメモリ18に記録した速
度と、対応する検出系により得られる現在速度とから、
この累積加算に要した時間の間における速度差を検出す
る。続いて中央処理ユニット4は、ステップSP8に移
り、このようにして検出した加速度センサー14の平均
出力値と、速度差とによりオフセット電圧Voffsetを計
算する。中央処理ユニット4は、このようにして計算し
たオフセット電圧Voffsetを、(1)式における演算に
使用するオフセット電圧Voffsetに設定し、これにより
加速度センサー14におけるオフセット電圧Voffsetを
補正した後、ステップSP2に戻る。
【0040】すなわち(1)式の両辺について、所定時
間の間の累積加算値を計算すると、次式の関係式を得る
ことができる。
【数2】
【0041】ここでこの各サンプリング周期をΔtとお
き、この累積加算の前後における速度差をΔVと置く
と、速度差ΔVは、ΔV=ΣαΔtで表されることによ
り、この速度差ΔVは、次式により表すことができる。
【数3】
【0042】ここでこの実施の形態のように10秒程度
の期間においては、オフセット電圧Voffsetは、ほぼ一
定と判断することができる。これによりこの期間の間の
サンプリング数をnと置くと、(3)式は、次式のよう
に書き換えることができる。
【数4】
【0043】これを変形すれば、次式の関係式を得るこ
とができる。
【数5】
【数6】
【数7】
【0044】これにより中央処理ユニット4は、ステッ
プSP7における処理において、(7)式の演算処理を
実行し、これによりオフセット電圧Voffsetを計算す
る。かくするにつき(7)式の右辺第1項は、加速度セ
ンサー14の出力値の累積加算をサンプリング数で割り
算している項であることにより、累積加算による加速度
センサー14の平均出力値である。また右辺第2項は、
累積加算の間の速度変化を平均値化し、加速度センサー
14の感度により補正し、加速度センサー14の出力に
対応するようにしたものである。
【0045】これにより中央処理ユニット4は、図3に
示すように、所定の計測期間T1の間、加速度センサー
14の出力値を累積加算して出力値の平均値を計算し、
また加速度センサー14を使用した系とは別の系統によ
り、この計測期間の間における速度の変化値をこの計測
期間の長さで割り算して、出力値の平均値に対応する加
速度の平均値を計算するようになされ、これら出力値の
平均値と加速度の平均値とから加速度センサー14のオ
フセット電圧Voffsetを計算するようになされている。
【0046】またこのような計測期間T1によるオフセ
ット電圧Voffsetの計算を繰り返し、逐次、加速度セン
サー14の出力値を補正するようになされている。
【0047】(1−2)第1の実施の形態の動作 以上の構成において、このカーナビゲーション装置1で
は、ユーザーの指示により、GPS11により現在位置
を取得し、この現在位置よりユーザーの指定した目的地
までの移動経路が検索され、さらにこの移動経路により
ユーザーに道案内の処理が実行される。この一連の処理
において、例えばトンネル等においてGPS11により
現在位置を取得できなくなると、ジャイロセンサー1
3、加速度センサー14により検出される移動方向、移
動距離により補助的な位置検出結果が得られることによ
り、この補助的な位置検出結果によりGPS11による
直前までの位置検出結果が補正され、これによりトンネ
ル等においても現在位置を検出することができ、このよ
うにして検出される現在位置の位置情報により例えば曲
がり角等の指示がユーザーに提供される。
【0048】このようにして道案内するにつき、このカ
ーナビゲーション装置1では、所定の計測時間単位で、
加速度センサー14の出力値が累積加算されて平均値化
され、これによりこの加速度センサー出力値の平均値が
計算される。またこの計測時間における速度の変化が加
速度センサー14を使用しない他の系であるGPS11
により検出され、この速度差が累積加算のサンプリング
数により割り算されて加速度センサー出力値の平均値に
対応する速度差の平均値が検出される。さらにこの速度
差の平均値がサンプリング周期により割り算され、さら
には感度により補正され、加速度センサー出力値の平均
値に対応する加速度検出結果の平均値が計算される。
【0049】カーナビゲーション装置1では、これらの
加速度センサー出力値の平均値と、対応する加速度検出
結果の平均値とにより、オフセット電圧Voffsetが検出
され、このオフセット電圧Voffsetにより加速度センサ
ー14の出力値が逐次補正される。
【0050】このようにしてオフセット電圧Voffsetを
検出する場合にあっては、種々に加速度が変化する場合
でも検出できることにより、従来に比して格段的に検出
の頻度を向上することができ、これにより従来に比して
格段的に高い精度により加速度センサーの出力を補正す
ることができる。従ってその分、位置検出精度を向上す
ることができる。
【0051】またこのようにして高い精度により加速度
センサーの出力を補正することができることにより、精
度の低い加速度センサー、温度特性の劣る加速度センサ
ーについても十分に実用に供することができる。
【0052】(1−3)第1の実施の形態の効果 以上の構成によれば、所定の計測期間により加速度セン
サー出力を累積加算して平均値を得、この平均値と、こ
の加速度センサーを使用しない系より得られる対応する
計算値との比較により加速度センサーのパラメータであ
るオフセット電圧を計算して補正することにより、従来
に比して格段的に高い精度により加速度センサーの出力
を補正することができる。
【0053】(2)第2の実施の形態 この実施の形態においては、中央処理ユニットにより図
4に示す処理手順を実行することにより、加速度センサ
ーの感度を補正する。なおこの実施の形態においては、
このような感度の補正に関して中央処理ユニットの処理
手順が異なる点を除いて、第1の実施の形態と同一に構
成されることにより、ここでは図2の構成を流用して説
明する。
【0054】すなわちこの実施の形態に係るカーナビゲ
ーション装置において、ユーザーにより道案内が指示さ
れると、中央処理ユニットは、図1について上述した処
理手順に代えて図4に示す処理手順を実行する。この処
理手順において、図1について上述した各ステップと同
一のステップは対応する符号を付して示し、重複した説
明は省略する。これにより中央処理ユニットは、第1の
実施の形態について上述したオフセット電圧を計算する
処理に代えて、ステップSP11により示す感度を計算
する処理を実行することにより、この処理手順を実行す
る。
【0055】ここで(5)式を感度Sについて整理する
と、次式の関係式を得ることができる。
【数8】
【0056】ここでこの(8)式の右辺括弧内の第1項
においては、加速度センサー出力の平均値であり、これ
により右辺括弧内の項は、加速度センサーの平均出力か
らオフセット電圧Voffsetを減じたものであることによ
り、加速度センサー出力において、実際の加速度に比例
する出力値を平均値化したものとなる。これによりこの
実施の形態では、このように加速度センサー出力におい
て、実際の加速度に比例する出力値を平均値化した値
と、車速の変化により検出される平均加速度との比較に
より感度Sを計算するようになされている。
【0057】かくするにつき中央処理ユニットは、この
ようにして計算した感度により加速度センサーの出力値
を補正して、現在位置を検出するようになされている。
【0058】図4に示す構成によれば、所定の計測期間
により加速度センサー出力を累積加算して平均値を得、
この平均値と、この加速度センサーを使用しない系より
得られる対応する計算値との比較により加速度センサー
のパラメータである感度を計算して補正するようにして
も、従来に比して格段的に高い精度により加速度センサ
ーの出力を補正することができる。
【0059】(3)第3の実施の形態 この実施の形態においては、中央処理ユニットにより図
5に示す処理手順を実行することにより、加速度センサ
ーのオフセット電圧及び感度を補正する。なおこの実施
の形態においては、このようなオフセット電圧及び感度
の補正に関して中央処理ユニットの処理手順が異なる点
を除いて、第1の実施の形態と同一に構成されることに
より、ここでは図2の構成を流用して説明する。
【0060】すなわちこの実施の形態に係るカーナビゲ
ーション装置において、ユーザーにより道案内が指示さ
れると、中央処理ユニットは、図1について上述した処
理手順に代えて図5に示す処理手順を実行する。この処
理手順において、中央処理ユニットは、ステップSP2
1からステップSP22に移り、ここで第1の実施の形
態における中央処理ユニット4と同様の処理によりオフ
セット電圧を検出する。続いて中央処理ユニットは、ス
テップSP23に移り、ここでステップSP22で検出
したオフセット電圧が所定の基準値以上変化しているか
否か判断する。
【0061】ここで計算結果よりオフセット電圧が大き
く変化していると判断できる場合、中央処理ユニット
は、ステップSP24に移り、この計算したオフセット
電圧を採用し、このオフセット電圧により(1)式につ
いて上述した加速度を計算するようにこのオフセット電
圧をメモリに記録する。これにより中央処理ユニット
は、このようにして計算したオフセット電圧により加速
度センサー出力を補正した後、ステップSP22に戻
る。
【0062】これらに対してステップSP23で否定結
果が得られると、中央処理ユニットは、ステップSP2
5に移る。ここで中央処理ユニットは、第2の実施の形
態について上述したと同様にして感度を計算する。なお
このとき中央処理ユニットは、ステップSP22でオフ
セット電圧の計算に使用した加速度センサー出力の平均
値等を使用して感度を計算する。
【0063】続いて中央処理ユニットは、ステップSP
26に移り、このようにして計算した感度により(1)
式について上述した加速度を計算するようにこの感度を
メモリに記録する。これにより中央処理ユニットは、こ
の場合、計算した感度により加速度センサー出力を補正
した後、ステップSP22に戻る。
【0064】これらにより中央処理ユニットは、オフセ
ット電圧と感度との双方について、加速度センサー出力
を補正するようになされている。
【0065】第3の実施の形態によれば、オフセット電
圧と感度との双方について、加速度センサー出力を補正
することにより、第1及び第2の実施の形態に比してさ
らに一段と高い精度により加速度センサーの出力を補正
することができる。
【0066】(4)他の実施の形態 なお上述の実施の形態においては、他の系統としてGP
Sシステムより速度を検出する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、自動車の速度表示機構に供給さ
れる車速の情報を利用するようにしてもよく、さらには
道路沿い、交差点等に設置された各種の運転サポートシ
ステムの端末機器を利用して車速の情報を取得するよう
にしてもよい。
【0067】また上述の実施の形態においては、他の系
統より速度差を検出してオフセット電圧、感度を計算す
る場合について述べたが、本発明はこれに限らず、速度
差に代えて走行距離を利用してオフセット電圧、感度を
計算するようにしてもよい。すなわち速度vと加速度α
におけるv=αtの関係に代えて、距離Lと加速度αに
おけるL=αt2 /2の関係を利用しても、上述した
(3)式に対応する関係式を得ることができ、この関係
式を利用しても、上述の実施の形態と同様にしてオフセ
ット電圧、感度を計算することができる。
【0068】また上述の第3の実施の形態においては、
オフセット電圧の変化が所定値以上の場合に、オフセッ
ト電圧を補正し、それ以外では感度を補正する場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、例えば計算によ
り得られるオフセット電圧を重み付けした値によりオフ
セット電圧を補正し、その結果得られる誤差分により感
度を補正する等により、感度及びオフセット電圧を同時
に補正するようにしてもよい。
【0069】また上述の実施の形態においては、車両の
現在位置に関する情報として現在位置を示す位置情報を
加速度センサーにより補助的に検出する場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、例えば車両の傾き等
の、現在位置に関する各種の情報を加速度センサーによ
り取得する場合に、このような情報を取得する位置検出
装置に広く適用することができる。
【0070】また上述の実施の形態においては、本発明
をカーナビゲーション装置に適用した場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、各種加速度センサーを使
用した機器において、加速度センサー出力を補正する場
合に広く適用することができる。
【0071】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、所定の計
測期間により加速度センサー出力を累積加算して平均値
を得、この平均値と、この加速度センサーを使用しない
系より得られる対応する計算値との比較により加速度セ
ンサーのパラメータであるオフセット電圧等を計算して
補正することにより、従来に比して格段的に高い精度に
より加速度センサーの出力を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るカーナビゲー
ション装置における中央処理ユニットの処理手順を示す
フローチャートである。
【図2】図1の中央処理ユニットによるカーナビゲーシ
ョン装置を示すブロック図である。
【図3】図1の中央処理ユニットの動作の説明に供する
特性曲線図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係るカーナビゲー
ション装置における中央処理ユニットの処理手順を示す
フローチャートである。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係るカーナビゲー
ション装置における中央処理ユニットの処理手順を示す
フローチャートである。
【図6】何ら加速度が加速度センサーに印加されていな
い状態を示す特性曲線図である。
【図7】図6の状態における加速度センサーの出力を示
す特性曲線図である。
【図8】加速度が比例的に増大する状態を示す特性曲線
図である。
【図9】図8の状態における加速度センサーの出力を示
す特性曲線図である。
【図10】実際の自動車における加速度を示す特性曲線
図である。
【図11】図10の状態における加速度センサーの出力
を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
1……カーナビゲーション装置、4……中央処理ユニッ
ト、11……GPS、14……加速度センサー

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加速度センサーを使用した第1の情報検出
    手段により現在位置に関する情報を検出する位置情報検
    出装置において、 所定の計測期間の間、前記加速度センサーの出力値を累
    積加算して前記出力値の平均値を計算する平均値計算手
    段と、 前記加速度センサーを使用しない第2の情報検出手段に
    より、前記計測期間の間における速度の変化値又は前記
    速度の変化値に対応する移動距離を検出する補正用情報
    検出手段と、 前記速度の変化値又は前記速度の変化値に対応する移動
    距離を前記計測期間の長さで割り算して、前記出力値の
    平均値に対応する加速度の平均値を計算し、前記出力値
    の平均値と前記加速度の平均値とから前記加速度センサ
    ーのパラメータを計算し、該計算結果により前記加速度
    センサーの出力値を補正する補正手段とを備えることを
    特徴とする位置情報検出装置。
  2. 【請求項2】加速度センサーを使用した第1の情報検出
    手段により現在位置に関する情報を検出する位置情報検
    出装置において、 所定の計測期間の間、前記加速度センサーの出力値を累
    積加算して前記出力値の平均値を計算する平均値計算手
    段と、 前記加速度センサーを使用しない第2の情報検出手段に
    より、前記計測期間の間における速度の変化値又は前記
    速度の変化値に対応する移動距離を検出する補正用情報
    検出手段と、 前記速度の変化値又は前記速度の変化値に対応する移動
    距離を前記計測期間の長さで割り算して、前記出力値の
    平均値に対応する加速度の平均値を計算し、前記出力値
    の平均値と前記加速度の平均値とから前記加速度センサ
    ーのオフセット電圧を計算し、該計算結果により前記加
    速度センサーの出力値を補正する補正手段とを備えるこ
    とを特徴とする位置情報検出装置。
  3. 【請求項3】加速度センサーを使用した第1の情報検出
    手段により現在位置に関する情報を検出する位置情報検
    出装置において、 所定の計測期間の間、前記加速度センサーの出力値を累
    積加算して前記出力値の平均値を計算する平均値計算手
    段と、 前記加速度センサーを使用しない第2の情報検出手段に
    より、前記計測期間の間における速度の変化値又は前記
    速度の変化値に対応する移動距離を検出する補正用情報
    検出手段と、 前記速度の変化値又は前記速度の変化値に対応する移動
    距離を前記計測期間の長さで割り算して、前記出力値の
    平均値に対応する加速度の平均値を計算し、前記出力値
    の平均値と前記加速度の平均値とから前記加速度センサ
    ーの感度を計算し、該計算結果により前記加速度センサ
    ーの出力値を補正する補正手段とを備えることを特徴と
    する位置情報検出装置。
  4. 【請求項4】前記補正手段は、 前記出力値の平均値と、前記速度の変化値又は前記速度
    の変化値に対応する移動距離とにより、前記加速度セン
    サーのオフセット電圧を計算し、 該計算結果が所定値以上変化している場合、前記計算結
    果により前記加速度センサーの出力値を補正し、 前記計算結果の変化が前記所定値より小さい場合に限っ
    て、前記感度を計算して前記出力値を補正するとを特徴
    とする請求項3に記載の位置情報検出装置。
  5. 【請求項5】前記第2の情報検出手段が、GPSシステ
    ムであることを特徴とする請求項1、請求項2、請求項
    3又は請求項4に記載の位置情報検出装置。
  6. 【請求項6】所定の計測期間の間、加速度センサーの出
    力値を累積加算して前記出力値の平均値を計算する平均
    値計算のステップと、 前記加速度センサーを使用することなく、前記計測期間
    の間における速度の変化値又は前記速度の変化値に対応
    する移動距離を検出する情報検出のステップと、 前記速度の変化値又は前記速度の変化値に対応する移動
    距離を前記計測期間の長さで割り算して、前記出力値の
    平均値に対応する加速度の平均値を計算し、前記出力値
    の平均値と前記加速度の平均値とから前記加速度センサ
    ーのオフセット電圧を計算するオフセット電圧計算のス
    テップと、 前記オフセット電圧計算のステップによる計算結果によ
    り前記加速度センサーの出力値を補正する補正のステッ
    プとを有することを特徴とする加速度センサーの出力の
    補正方法。
  7. 【請求項7】所定の計測期間の間、加速度センサーの出
    力値を累積加算して前記出力値の平均値を計算する平均
    値計算のステップと、 前記加速度センサーを使用することなく、前記計測期間
    の間における速度の変化値又は前記速度の変化値に対応
    する移動距離を検出する情報検出のステップと、 前記速度の変化値又は前記速度の変化値に対応する移動
    距離を前記計測期間の長さで割り算して、前記出力値の
    平均値に対応する加速度の平均値を計算し、前記出力値
    の平均値と前記加速度の平均値とから前記加速度センサ
    ーの感度を計算する感度計算のステップと、 前記感度計算のステップによる計算結果により前記加速
    度センサーの出力値を補正する補正のステップとを有す
    ることを特徴とする加速度センサーの出力の補正方法。
  8. 【請求項8】所定の計測期間の間、加速度センサーの出
    力値を累積加算して前記出力値の平均値を計算する平均
    値計算のステップと、 前記加速度センサーを使用するとなく、前記計測期間の
    間における速度の変化値又は前記速度の変化値に対応す
    る移動距離を検出する情報検出のステップと、 前記速度の変化値又は前記速度の変化値に対応する移動
    距離を前記計測期間の長さで割り算して、前記出力値の
    平均値に対応する加速度の平均値を計算し、前記出力値
    の平均値と前記加速度の平均値とから前記加速度センサ
    ーのオフセット電圧を計算するオフセット電圧計算のス
    テップと、 前記オフセット電圧計算のステップによる計算結果によ
    り前記加速度センサーの出力値を補正する補正のステッ
    プとを有することを特徴とする加速度センサーの出力を
    補正するプログラム。
  9. 【請求項9】所定の計測期間の間、加速度センサーの出
    力値を累積加算して前記出力値の平均値を計算する平均
    値計算のステップと、 前記加速度センサーを使用することなく、前記計測期間
    の間における速度の変化値又は前記速度の変化値に対応
    する移動距離を検出する情報検出のステップと、 前記速度の変化値又は前記速度の変化値に対応する移動
    距離を前記計測期間の長さで割り算して、前記出力値の
    平均値に対応する加速度の平均値を計算し、前記出力値
    の平均値と前記加速度の平均値とから前記加速度センサ
    ーの感度を計算する感度計算のステップと、 前記感度計算のステップによる計算結果により前記加速
    度センサーの出力値を補正する補正のステップとを有す
    ることを特徴とする加速度センサーの出力を補正するプ
    ログラム。
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