JP2002277266A - ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２軸方向の加速度を検出する加速度センサを
用いたナビゲーション装置において、加速度センサの特
性の個体差およびナビゲーション装置の設置の仕方に依
らずに常に正確な車両の加速度を検出し、さらに検出さ
れた車両の加速度を用いて高精度に車両の位置を検出す
る。 【解決手段】 加速度センサ学習手段０１４は加速度セ
ンサの個体差およびナビゲーション装置の設置の仕方に
よって変化する加速度センサの特性を学習し、加速度セ
ンサ補正手段０１８は学習後の加速度センサの特性を補
正し、高精度車両位置検出手段０２２は補正後の加速度
センサの出力値等を用いて高精度に車両の位置を検出す
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、車両等の移動体に
搭載され、前記移動体の目的地までの移動を支援するナ
ビゲーション装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、加速度センサをナビゲーショ
ン装置に備え、加速度センサから得られる車両の加速度
を用いて、加速度センサの取り付け方向を判定したり、
車両の進行方向を判定したり、加速度センサの感度やオ
フセット値を補正することで車両の位置検出精度を向上
させる技術は存在する。

【０００３】例えば特開平１０−３００４８２号公報に
示されているものがある。このナビゲーション装置は、
加速度センサの取り付け方向に自由度を持たせるか、加
速度センサの極性を選択できるようにしたものである。
具体的には、X軸、Y軸の２方向の加速度を検出する加速
度センサにおいて、車両の発進時に加速度が検出された
ほうの軸を車両の前後方向と判断する。

【０００４】また、従来の加速度センサを用いた車両の
進行方向を判定する装置として、例えば特開平８−９２
９９２号公報に示されるものがある。この進行方向判定
装置は、車両が車速センサの出力に基づき停車と判断さ
れた状態における加速度センサの値をオフセット値と
し、次に車両が発進したときの加速度センサの値がオフ
セット値よりも大きい場合は前進、小さい場合は後退と
判断する。

【０００５】また、従来の加速度センサの感度を補正す
る方法として、特開平１０−３０７０３２号公報に示さ
れるものがある。これは、GPS等の変位検出手段から算
出した速度データと加速度センサから算出した速度デー
タとの比に応じて加速度センサの感度を補正するもので
ある。

【０００６】また、加速度センサのオフセット値を算出
する方法としては、車両のエンジンが始動してナビゲー
ション装置が起動した時に、停車状態における加速度セ
ンサの出力をオフセット値とするものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術においては、加速度センサを、ナビゲーション装置を
搭載する車両の環境に適応させるための方法や、実際に
加速度センサから得られた車両加速度を位置検出精度向
上に用いる方法に関して、以下に示すような問題点があ
る。

【０００８】X軸、Y軸の２方向の加速度を検出する加速
度センサにおいて、車両の発進時に加速度が検出された
ほうの軸を車両の前後方向と判断する方法では、車両走
行時に発生するノイズ等の影響により、車両発進時には
車両前後方向でないほうの軸にも加速度が発生する場合
がある。この場合、上記の方法では車両の前後方向の軸
を誤判定する可能性がある。

【０００９】また、車両が発進したときの加速度センサ
の値とオフセット値との比較により車両の前進・後退を
判断する方法では、まず車両の停車状態を判定する煩わ
しさがある。加えて、実際の走行においては、車両が前
進した状態から、車両が確実に停車しない状態で変速装
置を操作し、後退を開始してしまうケースがある。この
場合は車速センサにより停車状態を検知することができ
ないためにオフセットが算出できず、車両進行方向を判
断することができない可能性がある。

【００１０】また、GPS等の変位検出手段から算出した
速度データと加速度センサから算出した速度データとの
比に応じて加速度センサの感度を補正する方法では、加
速度センサからの出力を積分して速度データを算出する
際に生じる積分誤差や、前回算出した速度データに今回
積分して得られた速度データ変化量を累積する際に生じ
る累積誤差の問題がある。また、加速度センサのオフセ
ット値がずれている場合は、加速度を積分した際にその
誤差が累積してしまい、正しい速度データが得られず、
結果として正確な感度補正ができない可能性がある。

【００１１】また、停車状態における加速度センサの出
力をオフセット値としてオフセット補正する方法では、
車両が平坦な場所に停車してあれば正確な加速度センサ
のオフセット値が算出できるが、車両がピッチ方向に傾
斜している場合には、車両にかかる重力加速度の車両傾
斜方向の成分が加速度センサに加わるため、正確なオフ
セット値を算出することができないという問題点があ
る。

【００１２】本発明の目的は、これら従来の技術による
ナビゲーション装置の課題を解決し、ナビゲーション装
置を搭載する車両の環境に適応させる、あるいは実際に
加速度センサにより検出された車両加速度を用いて車両
の位置検出精度を向上させることができ、従って高精度
なナビゲーションを行う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。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、車両の方位を検出する方位検出手段と、
車両の２方向の加速度を検出する２軸の加速度センサ
と、車両の移動距離を検出する距離検出手段と、前記距
離検出手段の出力に基づいて車両の加速度を算出する加
速度算出手段とを備え、さらに、加速度センサの特性を
学習する加速度センサ学習手段と、前記加速度センサ学
習手段によって学習された後に加速度センサの特性の補
正を行う加速度センサ補正手段と、前記加速度センサ補
正手段によって補正された前記加速度センサの出力値を
用いて前記ナビゲーション装置における車両の位置を高
精度に検出する高精度車両位置検出手段とを備える構成
とした。

【００１４】また、前記加速度センサ学習手段は、前記
加速度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づ
いて、前記加速度センサの２軸のどちらが車両の進行方
向に一致しているかを判定する加速度センサ軸判定手段
を備えたことを特徴とする。

【００１５】また、前記加速度センサ学習手段は、前記
加速度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づ
いて、前記加速度センサの車両進行方向に一致している
軸の極性のうち、どちらの極性が車両の前進方向に一致
しているかを判定する加速度センサ極性判定手段を備え
たことを特徴とする。

【００１６】また、前記加速度センサ学習手段は、前記
加速度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づ
いて、前記加速度センサの個体毎の出力感度を学習する
加速度センサ感度学習手段を備えたことを特徴とする。

【００１７】また、前記加速度センサ補正手段は、前記
加速度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づ
いて車両のピッチ方向の傾斜角を算出する車両ピッチ方
向傾斜角算出手段と、前回ナビゲーション装置を停止し
たときの前記車両ピッチ方向傾斜角算出手段からの出力
を記憶するデータ記憶手段と、前記データ記憶手段から
読み出された前回ナビゲーション装置を停止したときの
車両ピッチ方向傾斜角に基づいて前記加速度センサのナ
ビゲーション装置起動時のオフセット値を算出する加速
度センサオフセット算出手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１８】また、前記加速度センサ補正手段は、前記
加速度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づ
いて、前記加速度センサの温度等によるオフセットの変
化を補正する加速度センサオフセット補正手段を備えた
ことを特徴とする。

【００１９】また、前記加速度センサ補正手段は、前記
加速度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づ
いて、前記加速度センサの温度等による出力感度の変化
を補正する加速度センサ感度補正手段を備えたことを特
徴とする。

【００２０】また、前記高精度車両位置検出手段は、前
記加速度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基
づいて、車両の進行方向を判定する車両進行方向判定手
段を備えたことを特徴とする。

【００２１】また、前記高精度車両位置検出手段は、前
記加速度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基
づいて、車両のピッチ方向の傾斜角を算出する車両ピッ
チ方向傾斜角算出手段と、前記車両ピッチ傾斜角算出手
段によって算出された車両ピッチ傾斜角に基づいて、高
さ方向において併走する道路が存在していても車両が走
行中の道路を判別する多層道路走行判定手段を備えたこ
とを特徴とする。

【００２２】本発明によれば、２軸方向の加速度を検出
する加速度センサを用いたナビゲーション装置におい
て、加速度センサの特性の個体差およびナビゲーション
装置の設置の仕方に依らずに常に正確な車両の加速度を
検出し、さらに検出された車両の加速度を用いて高精度
に車両の位置を検出することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
るナビゲーション装置について、図面を参照しながら説
明する。図１は、本発明の実施形態におけるナビゲーシ
ョン装置の基本構成を示すブロック構成図である。本図
において００１は車両の走行状態を検知するセンサ部で
ある。００２は加速度検出手段であり、例えば加速度セ
ンサが用いられ、車両の加速度を算出する。本実施例に
おいては、加速度検出手段に加速度センサを用い、以
下、加速度検出手段によって得られた加速度をセンサ加
速度と呼ぶことにする。

【００２４】００３は距離検出手段であり、例えばGPS
(Global Positioning System)や車速センサなどが用い
られ、車両の走行距離を検出する。本実施例において
は、距離検出手段に車速パルスを用いる。００４は方位
検出手段であり、例えば振動ジャイロ、加速度センサ等
の自立型センサやGPSなどが用いられ、車両の方位を検
出する。００５はナビゲーションに必要な情報を記憶す
る記億部である。００６は地図記憶手段であり、ＣＤ−
ＲＯＭやＤＶＤ、ハードディスク等のメディアに道路デ
ータを含む地図データを記憶させたものである。

【００２５】００７はデータ記憶手段であり、ナビゲー
ションに必要なデータ等を記憶する。００８はユーザー
と本システム間の入出力を行うインタフェース部であ
る。００９は表示手段であり、地図記憶手段から読み出
した地図や自車位置、その他ナビゲーションに必要な情
報をLCD等のディスプレイに表示する。０１０は音声再
生手段であり、ナビゲーションに必要な情報をスピーカ
ーから再生する。０１１は入力手段であり、例えばリモ
コンや音声入力などが用いられ、ユーザーからの動作要
求を入力する。０１２はシステムの制御をつかさどるナ
ビゲーション制御部である。ナビゲーション制御部には
CPU、メモリ、制御プログラム等が含まれるが、図１に
おいてはこれらを省略し、本発明の特徴的な部分だけを
説明してある。

【００２６】０１３はナビゲーション制御部内に存在
し、距離検出手段００３の出力に基づいて車両の加速度
を算出する加速度算出手段である。具体的には、距離検
出手段の出力を時間で２回微分することにより、車両の
加速度が算出される。本実施例においては、距離検出手
段に車速パルスを用いているため、以下、加速度算出手
段により算出された加速度をパルス加速度と呼ぶことに
する。同様に、加速度０１４はナビゲーション制御部内
に存在し、加速度センサの特性を学習する加速度センサ
学習手段である。０１５は加速度センサ軸判定手段であ
り、パルス加速度とセンサ加速度に基づいて、加速度セ
ンサの２軸のうち、車両進行方向に一致している方の軸
を判定する。

【００２７】０１６は加速度センサ極性判定手段であ
り、パルス加速度とセンサ加速度の出力に基づいて、加
速度センサの車両進行方向に一致した軸の極性のうち、
どちらの極性が車両の前進方向に一致しているかを判定
する。０１７は加速度センサ感度学習手段であり、パル
ス加速度とセンサ加速度の出力に基づいて、加速度セン
サの個体毎の出力感度を学習する。０１８はナビゲーシ
ョン制御部内に存在し、加速度センサ学習手段によって
学習された後の加速度センサの特性を補正する加速度セ
ンサ補正手段である。０１９は加速度センサオフセット
算出手段であり、前回ナビゲーション装置を停止したと
きの車両ピッチ傾斜角に基づいて加速度センサのナビゲ
ーション装置起動時のオフセット値を算出する。

【００２８】０２０は加速度センサオフセット補正手段
であり、パルス加速度とセンサ加速度の出力に基づい
て、加速度センサの温度等によるオフセットの変化を補
正する。０２１は加速度センサ感度補正手段であり、パ
ルス加速度とセンサ加速度の出力に基づいて、加速度セ
ンサの温度等による出力感度の変化を補正する。０２２
はナビゲーション制御部内に存在し、加速度センサ補正
手段によって補正されたセンサ加速度とパルス加速度を
用いてナビゲーション装置における車両の位置を高精度
に検出する高精度車両位置検出手段である。

【００２９】０２３は車両進行方向判定手段であり、リ
バース信号の配線が接続されていない状態でも、パルス
加速度とセンサ加速度の出力に基づいて、車両の進行方
向を判定する。０２４は車両ピッチ傾斜角算出手段であ
り、センサ加速度とパルス加速度に基づいて車両のピッ
チ方向の傾斜角を算出する。０２５は多層道路走行判定
手段であり、車両ピッチ傾斜角算出手段によって算出さ
れた車両ピッチ傾斜角に基づいて、高さ方向において併
走する道路が存在していても車両が走行中の道路を判別
する。

【００３０】このような構成のナビゲーション装置の動
作について、図２から図３に示すフローチャートを用い
て説明する。本発明においては、車両の加速度を検知す
るために、互いに直交する２軸方向（以下、X軸、Y軸と
表現する）の加速度を検知する加速度センサを用いる
が、加速度センサが個体毎に異なった特性を持ってい
る。ここでいう特性とは、オフセットと出力感度であ
る。

【００３１】また、２軸方向の加速度を検知するセンサ
をナビゲーション装置に取付けた場合、どちらか一方の
軸が車両進行方向に一致するようにナビゲーション装置
を設置するわけであるが、この設置方向は４通りある。
しかし、このナビゲーション装置の設置の仕方によっ
て、X軸とY軸のどちらが車両進行方向に一致しているの
か、あるいは車両進行方向に一致した加速度センサの軸
の極性うち、どちらの極性が車両の前進方向に一致して
いるかが変わってくる。このような理由により、車両に
ナビゲーション装置を設置した時点で、加速度センサが
車両進行方向の正確な加速度を検出するための学習を行
う必要がある。この加速度センサ学習処理を行うのが加
速度センサ学習手段０１３であり、加速度センサ学習処
理の詳細を表したのが図２である。

【００３２】ステップ１０１では、加速度センサ軸判定
処理を行う。これは、ナビゲーション装置を車両に設置
する際、X軸とY軸のどちらが車両進行方向に一致してい
るかを判定する処理である。加速度センサ軸判定処理の
詳細については後で説明する。ステップ１０２では、加
速度センサ軸判定処理が完了したかどうかの判別を行
う。軸判定が完了している場合はステップ１０３に進
む。そうでない場合はステップ１０１に戻る。ステップ
１０３では、加速度センサ極性判定処理を行う。加速度
センサ極性判定処理の詳細については後で説明する。

【００３３】ステップ１０４では、加速度センサ極性判
定処理が完了したかどうかの判別を行う。極性判定が完
了している場合はステップ１０５に進む。そうでない場
合はステップ１０３に戻る。ステップ１０５では、加速
度センサ感度学習処理を行う。加速度センサ感度学習処
理の詳細については後で説明する。ステップ１０６で
は、加速度センサ感度学習処理が完了したかどうかの判
定を行う。感度学習が完了している場合は加速度センサ
学習処理を終了する。そうでない場合はステップ１０５
に戻る。以上が加速度センサ学習処理の動作である。

【００３４】加速度センサ学習処理が終了したら、加速
度センサ補正処理と高精度車両位置検出処理を行う。加
速度センサ補正処理は、加速度センサ学習後に温度等の
影響によりセンサの特性が変化するのを補正する処理で
ある。また、高精度車両位置検出処理は、加速度センサ
補正処理によって補正された加速度センサの出力値を実
際に利用して、ナビゲーション装置における車両の位置
を高精度に検出する処理である。これらの処理は、処理
内容の特徴を分かりやすくするために上記のように２つ
の処理として定義してあるが、実際には加速度センサ学
習処理が完了した後、ナビゲーション装置が作動してい
る間、この２つの処理は常に同じ周期で実行される。つ
まり、加速度センサ補正処理によって随時補正された最
新の加速度センサの出力値を用いて、高精度車両位置検
出処理が実行されるのである。この加速度センサ補正処
理と高精度車両位置検出処理を表したのが図３である。

【００３５】ステップ２０１では、加速度センサ初期オ
フセット算出処理を行う。オフセット値とは、車両に加
わる加速度が０の状態のセンサ出力である。ナビゲーシ
ョン装置起動時は、通常、車両は停車しているので、車
両の走行に伴う加速度は発生しない。しかし、車両自体
が傾斜している場合は、車両に加わる重力加速度のうち
車両の傾斜方向の成分が発生する。この状態でのセンサ
出力平均をオフセットとすると、オフセットがずれてし
まう。そこで、前回ナビゲーション装置利用時に、車両
を停車してナビゲーション装置を終了する時点における
車両のピッチ傾斜角を算出して記憶手段に記憶してお
き、今回ナビゲーション装置起動時には、記憶手段に記
憶された前回ピッチ傾斜角を読み出して初期オフセット
算出に利用する。初期オフセット算出処理の詳細につい
ては後で説明する。

【００３６】ステップ２０２では、加速度センサ感度補
正処理を行う。加速度センサ感度補正処理の詳細につい
ては、後で説明する。ステップ２０３では、加速度セン
サオフセット補正処理を行う。Gセンサのオフセットは
時間の経過、温度、湿度等の外的な要因によって変化し
ていくという特徴をもっている。この変化に対応して常
に正確なオフセット値を算出するためにオフセット補正
を行う。加速度センサオフセット補正処理の詳細につい
ては後で説明する。

【００３７】ステップ２０４では、車両進行方向判定処
理を行う。通常、ナビゲーション装置にはリバース信号
を検知する配線を接続するようになっており、この信号
を検知し、それを距離検出手段の出力に反映させること
により、車両が後退した場合でも正確な車両位置の移動
を算出することができる。しかし、中には、配線作業が
煩雑であるという理由などから、リバース信号を配線し
ないままナビゲーションを行っているユーザーもいる。
そこで、リバース信号の配線が接続されていない状態で
も、センサ加速度とパルス加速度を用いて車両の進行方
向を判定する。車両進行方向判定処理の詳細については
後で説明する。ステップ２０５では、ピッチ傾斜角算出
処理を行う。これは、センサ加速度とパルス加速度に基
づいて車両のピッチ方向の傾斜角を算出する処理であ
る。ピッチ傾斜角算出処理の詳細については後で説明す
る。

【００３８】ステップ２０６では、多層道路走行判定処
理を行う。これは、車両が高さ方向に併走する道路が複
数存在する場所を走行している場合、ステップ２０５で
算出した車両ピッチ傾斜角を用いて、車両がどの道路を
走行しているかを判定する処理である。多層道路走行判
定処理の詳細については後で説明する。ナビゲーション
起動中は、ステップ２０２からステップ２０６を常に繰
り返す。

【００３９】以下、加速度センサ学習処理の詳細を説明
する。

【００４０】ステップ１０１の加速度センサ軸判定処理
の動作の詳細を図４に示すフローチャートに沿って説明
する。まずステップ３０１では、加速度極大フラグと加
速度極小フラグを０にする。ステップ３０２では、加速
度極大フラグによる判別を行う。加速度極大フラグが０
の場合は、ステップ３０３に進み、加速度極大値を算出
する。加速度極大フラグが１の場合は、すでに加速度極
大値が算出されているので、ステップ３０５に進む。ス
テップ３０３とステップ３０４では、パルス加速度の極
大値を検出する。具体的には、パルス加速度ACCpulseが
加速度閾値ACCthよりも大きい状態での走行時間が時間
閾値TIMEth以上継続したら、その走行時間内におけるパ
ルス加速度の最大値をパルス加速度極大値ACCpulse-max
とする。ここで時間閾値TIMEthを設けているのは、車道
と歩道との段差や橋梁の継ぎ目などを走行した際に発生
する突発的な加速度を誤って極大値と判定しないように
するためである。

【００４１】パルス加速度極大値を検出したら、パルス
加速度が極大値をとる時刻におけるX軸センサ加速度ACC
sensorx-maxとY軸センサ加速度ACCsensory-maxを算出す
ると同時に、加速度極大フラグを１にする。そしてステ
ップ３０５に進む。ステップ３０５では、加速度極小フ
ラグによる判別を行う。加速度極小フラグが０の場合
は、ステップ３０６に進み、加速度極小値を算出する。
加速度極小フラグが１の場合は、すでに加速度極小値が
算出されているので、ステップ３０８に進む。ステップ
３０６とステップ３０７では、パルス加速度の極小値を
検出する。具体的には、パルス加速度ACCpulseが加速度
閾値-ACCthよりも小さい状態での走行時間が時間閾値TI
MEth以上継続したら、その走行時間内におけるパルス加
速度の最小値をパルス加速度極小値ACCpulse-minとす
る。ここで時間閾値TIMEthを設けているのは、車道と歩
道との段差や橋梁の継ぎ目などを走行した際に発生する
突発的な加速度を誤って極小値と判定しないようにする
ためである。

【００４２】パルス加速度極小値を検出したら、パルス
加速度が極小値をとる時刻におけるX軸センサ加速度ACC
sensorx-minとY軸センサ加速度ACCsensory-minを算出す
ると同時に、加速度極小フラグを１にする。そしてステ
ップ３０８に進む。

【００４３】ステップ３０８では、加速度極大フラグと
加速度極小フラグによる判別を行う。加速度極大フラグ
と加速度極小フラグがともに１ならば、ステップ３０９
に進む。そうでない場合はステップ３０２に戻る。ステ
ップ３０９では、X軸センサ加速度差分ACCsensorx-diff
と、Y軸センサ加速度差分ACCsensory-diffを以下の（数
１）により算出する。

【００４４】

【数１】

【００４５】ステップ３１０において、ステップ３０９
で算出したX軸センサ加速度差分とY軸センサ加速度差分
により車両進行方向に一致している加速度センサの軸の
判定を以下の（数２）により行う。

【００４６】

【数２】

【００４７】この原理を図１１を用いて説明する。図１
１は、例として、X軸が車両進行方向に一致するように
ナビゲーション装置を設置した場合の、車両加速度と時
間の関係を表したグラフである。車両が加速または減速
を行うことによって図１１のようなグラフの波形が発生
する。図１１（a）は、パルス加速度とX軸センサ加速度
を表したグラフである。感度学習をしていないので多少
の違いはあるが、X軸センサ加速度とパルス加速度の振
幅の変動はだいたい一致する。つまり、パルス加速度が
極大値、極小値をとるときにX軸センサ加速度もそれぞ
れ波形の山と谷が現れる。

【００４８】一方、図１１（b）は、パルス加速度とY
軸、つまり車両進行方向に一致していない軸のセンサ加
速度を表したグラフである。この場合、パルス加速度と
Y軸センサ加速度の振幅の変動はほとんど一致しない。
つまり、パルス加速度が極大値、極小値をとっていても
Y軸センサ加速度にそれぞれ波形の山と谷が現れない
か、現れたとしてもその振幅はパルス加速度のそれに比
べて非常に小さい。これらの加速度の関係を判別するの
が（数２）である。

【００４９】図１１の場合、X軸加速度差分ACCsensorx-
diffはY軸加速度差分ACCsensory-diffよりも十分大きな
値をとる。よって、（数２）の不等式が成り立つ。同様
にして、Y軸が車両進行方向に一致しているようにナビ
ゲーション装置を設置した場合には、（数２）の不等式
が成り立たない。以上がステップ３１０の説明である。
ステップ３１０の不等式が成り立つ場合にはステップ３
１１に進み、X軸が車両進行方向に一致していると判定
する。ステップ３１０の不等式が成り立たない場合には
ステップ３１２に進み、Y軸が車両進行方向に一致して
いると判定する。以上のように、極大値、極小値とい
う、加速度の絶対値の大きい部分を用いて、さらにパル
ス加速度、X軸センサ加速度、Y軸センサ加速度の大小関
係によって軸判定処理を行うことにより、走行ノイズ等
の影響を受けることなく、車両進行方向に一致した加速
度センサの軸を確実に判定することができる。

【００５０】次にステップ１０３の加速度センサ極性判
定処理の詳細を図５に示すフローチャートに沿って説明
する。前提として、この極性判定処理は車両が前進して
いるときに行う。ナビゲーション装置はリバース信号が
接続されていなければ車両が前進、後退を判別できない
が、ここでは、極性判定処理の中で検出する車両加速度
の極大値、極小値を、通常、後退時には発生せず、前進
時にのみ発生するような絶対値の大きな値にすることに
よって、車両が前進していると判断する。あるいは、通
常、長時間にわたって車両を後退させることはないの
で、この極性判定処理を連続して数回行うことによっ
て、より確実に、車両が前進しているときに極性判定を
行うことが可能である。

【００５１】まずステップ４０１では、加速度極大フラ
グと加速度極小フラグを０にする。ステップ４０２で
は、加速度極大フラグによる判別を行う。加速度極大フ
ラグが０の場合は、ステップ４０３に進み、加速度極大
値を算出する。加速度極大フラグが１の場合は、すでに
加速度極大値が算出されているので、ステップ４０５に
進む。ステップ４０３とステップ４０４では、パルス加
速度の極大値を検出する。具体的には、パルス加速度AC
Cpulseが加速度閾値ACCthよりも大きい状態での走行時
間が時間閾値TIMEth以上継続したら、その走行時間内に
おけるパルス加速度の最大値をパルス加速度極大値ACCp
ulse-maxとする。ここで時間閾値TIMEthを設けているの
は、車道と歩道との段差や橋梁の継ぎ目などを走行した
際に発生する突発的な加速度を誤って極大値と判定しな
いようにするためである。パルス加速度極大値を検出し
たら、パルス加速度が極大値をとる時刻におけるセンサ
加速度ACCsensor-maxを算出すると同時に、加速度極大
フラグを１にする。そしてステップ４０５に進む。

【００５２】ステップ４０５では、加速度極小フラグに
よる判別を行う。加速度極小フラグが０の場合は、ステ
ップ４０６に進み、加速度極小値を算出する。加速度極
小フラグが１の場合は、すでに加速度極小値が算出され
ているので、ステップ４０８に進む。ステップ４０６と
ステップ４０７では、パルス加速度の極小値を検出す
る。

【００５３】具体的には、パルス加速度ACCpulseが加速
度閾値-ACCthよりも小さい状態での走行時間が時間閾値
TIMEth以上継続したら、その走行時間内におけるパルス
加速度の最小値をパルス加速度極小値ACCpulse-minとす
る。ここで時間閾値TIMEthを設けているのは、車道と歩
道との段差や橋梁の継ぎ目などを走行した際に発生する
突発的な加速度を誤って極小値と判定しないようにする
ためである。パルス加速度極小値を検出したら、パルス
加速度が極小値をとる時刻におけるセンサ加速度ACCsen
sor-minを算出すると同時に、加速度極小フラグを１に
する。そしてステップ４０８に進む。

【００５４】ステップ４０８では、加速度極大フラグと
加速度極小フラグによる判別を行う。加速度極大フラグ
と加速度極小フラグがともに１ならば、ステップ４０９
に進む。そうでない場合はステップ４０２に戻る。ステ
ップ４０９では、極性判定パラメータαを以下の（数
３）によって算出する。

【００５５】

【数３】

【００５６】ステップ４１０ではαの正負によりセンサ
の極性の判別を行う。この原理を図１２によって説明す
る。図１２は、車両加速度と時間の関係を表したグラフ
である。車両が加速または減速を行うことによって図１
２のようなグラフの波形が発生する。図１２（a）は、
加速度センサの極性と車両進行方向が一致しているとき
の車両加速度を表したグラフである。センサ加速度とパ
ルス加速度の波形の極性は一致する。つまり、パルス加
速度が極大値、極小値をとるときにセンサ加速度にそれ
ぞれ波形の山と谷が現れる。

【００５７】一方、図１２（b）は、加速度センサの極
性と車両前進方向が一致していないときの車両加速度を
表したグラフである。センサ加速度とパルス加速度の波
形の極性は逆になる。つまり、パルス加速度が極大値、
極小値をとるときにセンサ加速度にそれぞれ波形の谷と
山が現れる。これらの加速度の関係を判別するのが（数
３）である。加速度センサの極性と車両前進方向が一致
しているときは図１２（a）の波形からα＞０となるこ
とが容易に分かる。一方、Gセンサの極性と車両前進方
向が一致していないときは図１２（b）の波形からα＜
０となることが容易に分かる。以上がステップ４１０の
説明である。ステップ４１０の不等式が成り立つ場合に
はステップ４１１に進み、加速度センサの極性は正であ
ると判定する。ステップの不等式が成り立たない場合に
はステップ４１２に進み、加速度センサの極性は負であ
ると判定する。以上のようにして。パルス加速度とセン
サ加速度の大小関係によりセンサの極性を判定すること
ができる。

【００５８】次に、ステップ１０５の加速度センサ感度
学習処理の詳細を図６に示すフローチャートに沿って説
明する。本発明においては、パルス加速度を真の車両加
速度と見なし、センサ加速度の振幅がパルス加速度の振
幅に一致するように補正することで感度補正を行う。ま
ずステップ５０１では、加速度極大フラグと加速度極小
フラグを０にする。ステップ５０２では、加速度極大フ
ラグによる判別を行う。加速度極大フラグが０の場合
は、ステップ５０３に進み、加速度極大値を算出する。
加速度極大フラグが１の場合は、すでに加速度極大値が
算出されているので、ステップ５０５に進む。ステップ
５０３とステップ５０４では、パルス加速度の極大値を
検出する。

【００５９】具体的には、パルス加速度ACCpulseが加速
度閾値ACCthよりも大きい状態の走行時間が時間閾値TIM
Eth以上継続したら、その走行時間内におけるパルス加
速度の最大値をパルス加速度極大値ACCpulse-maxとす
る。ここで時間閾値TIMEthを設けているのは、車道と歩
道との段差や橋梁の継ぎ目などを走行した際に発生する
突発的な加速度を誤って極大値と判定しないようにする
ためである。パルス加速度極大値を検出したら、パルス
加速度が極大値をとる時刻におけるセンサ加速度ACCsen
sor-maxを算出すると同時に、加速度極大フラグを１に
する。そしてステップ５０５に進む。

【００６０】ステップ５０５では、加速度極小フラグに
よる判別を行う。加速度極小フラグが０の場合は、ステ
ップ５０６に進み、加速度極小値を算出する。加速度極
小フラグが１の場合は、すでに加速度極小値が算出され
ているので、ステップ５０８に進む。ステップ５０６と
ステップ５０７では、パルス加速度の極小値を検出す
る。具体的には、パルス加速度ACCpulseが加速度閾値-A
CCthよりも小さい状態の走行時間が時間閾値TIMEth以上
継続したら、その走行時間内におけるパルス加速度の最
小値をパルス加速度極小値ACCpulse-minとする。ここで
時間閾値TIMEthを設けているのは、車道と歩道との段差
や橋梁の継ぎ目などを走行した際に発生する突発的な加
速度を誤って極小値と判定しないようにするためであ
る。パルス加速度極小値を検出したら、パルス加速度が
極小値をとる時刻におけるセンサ加速度ACCsensor-min
を算出すると同時に、加速度極小フラグを１にする。そ
してステップ５０８に進む。

【００６１】ステップ５０８では、加速度極大フラグと
加速度極小フラグによる判別を行う。加速度極大フラグ
と加速度極小フラグがともに１ならば、ステップ５０９
に進む。そうでない場合はステップ５０２に戻る。ステ
ップ５０９では、感度補正係数βを算出する。本発明に
おいては、パルス加速度を真の車両加速度と見なし、セ
ンサ加速度の振幅がパルス加速度の振幅に一致するよう
に補正することで感度補正を行う。このとき、以下の
（数４）が成り立つ。

【００６２】

【数４】

【００６３】この感度学習処理においては、ステップ５
０４とステップ５０７で算出した加速度の極大値および
極小値を用いて感度補正を行う。これを説明するのが図
１３である。図１３において、ACCpulse-diffはACCpuls
e-maxとACCpulse-minの差分であり、ACCsensor-diffはA
CCsensor-maxとACCsensor-minの差分である。この２つ
の値を、（数４）におけるACCsensorとACCpulseを代表
して補正を行うのである。このとき、感度補正パラメー
タβは以下の（数５）によって算出される。

【００６４】

【数５】

【００６５】ステップ５１０では感度補正係数βの妥当
性を以下の（数６）によりチェックする。

【００６６】

【数６】

【００６７】ここでεsensは感度補正許容誤差である。
βが（数６）を満たせば感度補正係数は信頼できるとし
てステップ５１１へ進む。そうでない場合はステップ５
０１に戻る。ステップ５１１では補正後感度SENScurを
以下の（数７）によって算出する。

【００６８】

【数７】

【００６９】ここで、SENSprevは前回補正後感度、sens
-countは感度補正回数である。

【００７０】ステップ５１２では感度学習が完了してい
るかどうかの判別を行う。感度学習が完了していないな
らばステップ５１３に進む。感度学習が完了しているな
らば終了する。ステップ５１３では、感度補正回数のイ
ンクリメントを行う。ステップ５１４では、感度学習が
完了するか完了しないかの判別を行う。感度補正回数が
予め決められた感度学習判定回数よりも大きい場合はス
テップ５１５に進み感度学習を完了する。そうでない場
合はステップ５０１に戻る。以上が感度学習処理の動作
である。

【００７１】従来例のように、速度を用いた感度学習処
理においては、加速度センサからの出力を積分して速度
データを算出する際に生じる積分誤差や、前回算出した
速度データに今回積分して得られた速度データ変化量を
累積する際に生じる累積誤差が生じていた。また、積分
の際に加速度センサの誤差が累積して正しい速度データ
が得られず、結果として正確な感度学習ができないとい
う可能性があった。しかし、このように、加速度を用い
て感度学習を行えば、上記のような誤差が発生しないの
で、正確な感度を学習することができる。さらに、本発
明の感度学習においては、極大値と極小値における加速
度の差分を用いて感度学習を行うため、加速度センサの
オフセット値が正しいかどうかに関係なく、常に正確な
感度を学習することができる。

【００７２】次に、ステップ２０１の初期オフセット算
出処理の詳細を図７に示すフローチャートに沿って説明
する。ステップ６０１では、データ記憶手段００７もし
くはナビゲーション制御手段０１２にある内部メモリか
ら前回ナビゲーション終了時の車両ピッチ傾斜角θprev
を読み出す。車両ピッチ傾斜角はステップ２０５におい
てナビゲーション装置作動中は随時算出される値であ
る。ステップ６０２において、今回ナビゲーション装置
起動時の停車状態におけるセンサ出力平均SNS-OUTaveを
算出する。このとき、SNS-OUTaveは以下の（数８）によ
って表される。

【００７３】

【数８】

【００７４】ここで、OFFSETinitは今回ナビゲーション
起動時の初期オフセット値である。この式を変形する
と、以下の（数９）になる。

【００７５】

【数９】

【００７６】ステップ６０３において、この（数９）を
用いてGセンサオフセット値を算出する。このように、
前回ナビゲーション終了時の車両ピッチ傾斜角を用いる
ことにより、車両が傾斜して停車した状態からエンジン
を始動してナビゲーション装置を起動した場合でも、車
両の傾斜によって加速度センサに発生する重力加速度の
傾斜方向の成分の影響を受けることなく、常に正確な加
速度センサのオフセット値を算出することが可能であ
る。

【００７７】次に、ステップ２０２の感度補正について
説明する。学習処理において感度学習は完了している
が、感度も時間の経過、温度、湿度等の外的な要因によ
って変化していくという特徴をもっている。この変化に
対応して常に正確な感度を算出するために学習完了後も
感度補正を行う。感度補正の基本的な動作は感度学習と
同じであるため、説明を省略する。ただし、一般的に感
度の温度等による変化の大きさは、センサ毎の感度個体
差よりは十分小さいので、感度学習完了後は図６のステ
ップ５１５において感度学習が完了した時点で、感度補
正回数をある値に固定してしまい、（数７）によって補
正後感度を算出して問題ない。この場合、ステップ５１
２において、感度学習は完了しているので、ステップ５
１３からステップ５１５は実行されず、そのまま終了す
る。この学習完了後の感度補正回数の値は、感度の温度
等による変化に追随できる程度の感度補正が働くように
決定する。

【００７８】次に、ステップ２０３のオフセット補正処
理の詳細を図８に従って説明する。まずステップ７０１
では、加速度極大フラグと加速度極小フラグを０にす
る。ステップ７０２では、加速度極大フラグによる判別
を行う。加速度極大フラグが０の場合は、ステップ７０
３に進み、加速度極大値を算出する。加速度極大フラグ
が１の場合は、すでに加速度極大値が算出されているの
で、ステップ７０５に進む。ステップ７０３とステップ
７０４では、パルス加速度の極大値を検出する。

【００７９】具体的には、パルス加速度が加速度閾値AC
Cthよりも大きい状態の走行時間が時間閾値TIMEth以上
継続したら、その走行時間内におけるパルス加速度の最
大値をパルス加速度極大値とする。ここで時間閾値TIME
thを設けているのは、車道と歩道との段差や橋梁の継ぎ
目などを走行した際に発生する突発的な加速度を誤って
極大値と判定しないようにするためである。パルス加速
度極大値を検出したら、パルス加速度が極大値をとる時
刻におけるセンサ加速度を算出すると同時に、加速度極
大フラグを１にする。そしてステップ７０５に進む。

【００８０】ステップ７０５では、加速度極小フラグに
よる判別を行う。加速度極小フラグが０の場合は、ステ
ップ７０６に進み、加速度極小値を算出する。加速度極
小フラグが１の場合は、すでに加速度極小値が算出され
ているので、ステップ７０８に進む。ステップ７０６と
ステップ７０７では、パルス加速度の極小値を検出す
る。具体的には、パルス加速度が加速度閾値-ACCthより
も小さい状態の走行時間が時間閾値TIMEth以上継続した
ら、その走行時間内におけるパルス加速度の最小値をパ
ルス加速度極小値とする。ここで時間閾値TIMEthを設け
ているのは、車道と歩道との段差や橋梁の継ぎ目などを
走行した際に発生する突発的な加速度を誤って極大値と
判定しないようにするためである。パルス加速度極小値
を検出したら、パルス加速度が極小値をとる時刻におけ
るセンサ加速度を算出すると同時に、加速度極小フラグ
を１にする。そしてステップ７０８に進む。

【００８１】ステップ７０８では、加速度極大フラグと
加速度極小フラグによる判別を行う。加速度極大フラグ
と加速度極小フラグがともに１ならば、ステップ７０９
に進む。そうでない場合はステップ７０２に戻る。

【００８２】ステップ７０９では、以下の（数１０）に
よってオフセット補正パラメータγを算出する。

【００８３】

【数１０】

【００８４】γは、（数５）で算出した感度補正係数β
と等価であるが、βは感度学習処理において用いられる
ため、別のパラメータとして改めてオフセット補正パラ
メータγを定義した。γはオフセット補正に用いる加速
度の極大値、極小値が妥当かどうかをチェックするため
に用いられる。

【００８５】ステップ７１０では、以下の（数１１）に
よりオフセット補正パラメータγの妥当性のチェックを
行う。

【００８６】

【数１１】

【００８７】ここでεoffsはオフセット補正許容誤差で
ある。γが（数１１）を満たせばオフセット補正パラメ
ータは信頼できるとしてステップ７１１へ進む。そうで
ない場合はステップ７０１に戻る。ステップ７１１では
オフセット補正幅を算出する。本発明においては、パル
ス加速度を真の車両加速度と見なし、ある時刻における
センサ加速度が同時刻におけるパルス加速度に一致する
ように補正することでオフセット補正を行う。これを説
明する図が図１４である。これは、時間と車両加速度の
関係を表したグラフである。車両が加速または減速を行
うことによって図１４のようなグラフの波形が発生す
る。オフセット補正は、センサ加速度の波形をパルス加
速度の波形に重なるように縦方向にシフトすることと同
じである。このシフト幅がオフセット補正幅になるわけ
であるが、オフセット補正幅OFFSETadjは、加速度極大
値と極小値を代表点として用いて以下の（数１２）によ
って算出される。

【００８８】

【数１２】

【００８９】ステップ７１２では補正後オフセットOFFS
ETcurを算出する。これは、前回オフセット値OFFSETpre
vとステップ７１１で算出したオフセット補正幅OFFSETa
djを用いて以下の（数１３）によって算出される。

【００９０】

【数１３】

【００９１】ここで、δはオフセット補正係数である。

【００９２】次に、ステップ２０４の車両進行方向判定
処理の詳細を図９に示すフローチャートに従って説明す
る。ステップ８０１では、センサ加速度とパルス加速度
の大小関係を以下の（数１４）によって比較する。

【００９３】

【数１４】

【００９４】この原理を図１５によって説明する。図１
５は、車両加速度と時間の関係を表したグラフである。
車両が加速または減速を行うことによって図１５のよう
なグラフの波形が発生する。図１５（a）は、車両が前
進したときの車両加速度を表したグラフである。センサ
加速度とパルス加速度の波形はほぼ一致する。一方、図
１５（b）は、リバース信号の配線が未接続の状態で車
両が後退したときの車両加速度を表したグラフである。
センサ加速度とパルス加速度は時間軸に対してほぼ線対
称な波形になる。これは、センサ加速度は、車両の進行
方向に合わせて加速度の極性が変化するが、パルス加速
度は、車両の進行方向を考慮しないために、車両が前進
しても後退しても加速度の極性が変化しないためであ
る。この加速度の関係を判別するのが（数１４）であ
る。車両が前進している場合、（数１４）の左辺はほぼ
車両加速度の絶対値を２倍した値をとり、右辺はほぼ０
になる。よって、（数１４）の不等式が成り立つ。

【００９５】一方、車両が後退している場合、（数１
４）の左辺はほぼ０になり、右辺はほぼ車両加速度の絶
対値を２倍した値をとる。よって、（数１４）の不等式
が成り立たない。以上がステップ８０１の説明である。
ステップ８０１の不等式が成り立つ場合にはステップ８
０２に進み、車両は前進走行していると判定する。ステ
ップ８０１の不等式が成り立たない場合にはステップ８
０３に進み、車両は後退走行していると判定する。以上
のようにして、リバース信号の配線が未接続の状態にお
いても、パルス加速度とセンサ加速度の大小関係により
車両の進行方向を判定することができる。また、従来例
のように、停車状態を検出するといった煩わしさもな
い。

【００９６】次に、ステップ２０５のピッチ傾斜角算出
処理について説明する。図１６は、車両が傾斜角θの傾
斜路を走行している図である。この場合、車両にかかる
重力加速度の傾斜路方向の成分であるg×sinθという加
速度が発生する。パルス加速度は、走行距離を時間で２
回微分することにより算出されるので、加速度g×sinθ
の影響は受けない。一方、センサ加速度は、ナビゲーシ
ョン装置に取り付けられた加速度センサの出力から算出
する。加速度センサにも加速度g×sinθが加わるため、
センサ加速度はその影響を受ける。このとき、センサ加
速度とパルス加速度には以下のベクトル関係が成り立
つ。

【００９７】

【数１５】

【００９８】（数１５）より、傾斜角θは以下の（数１
６）により算出される。

【００９９】

【数１６】

【０１００】以上のようにして、パルス加速度とセンサ
加速度を用いて車両のピッチ方向の傾斜角を算出するこ
とが可能である。

【０１０１】次に、ステップ２０６の多層道路走行判定
処理について説明する。これは、ステップ２０４におい
て算出した車両ピッチ傾斜角と、地図記憶手段００６か
ら読み出された道路の傾斜情報に基づいて、高さ方向に
併走する道路が複数存在する場合でも、車両がどの道路
を走行しているかを判定する処理である。多層道路走行
判定処理の一例を図１７を用いて説明する。まず、図１
７（ａ）のような走行の場面を考える。車両の前方には
傾斜角Φ1の一般道路と、高速道路へ流入する傾斜角Φ2
の流入道路がある。車両がこの２つの道路の分岐点にさ
しかかった時点で、多層道路走行判定処理を開始する。
判定処理の動作を図１０のフローチャートに沿って説明
する。ステップ９０１では、車両の前方に存在する道路
の傾斜角を地図記憶手段から読み出す。読み出された一
般道路、流入道路の傾斜角をそれぞれΦ１、Φ２とす
る。ステップ９０２では、ステップ９０１で読み出した
道路の傾斜角とピッチ傾斜角算出手段により算出された
車両ピッチ傾斜角θに基づいて、車両がどの道路に存在
するかの判定を以下の（数１７）により行う。

【０１０２】

【数１７】

【０１０３】これは、各道路について、その道路の傾斜
角と車両ピッチ傾斜角との差分を算出し、差分が小さい
ほうの道路を車両が存在する道路と判定するものであ
る。図１７（ｂ）のように、車両が一般道路を走行した
場合は、（数１７）の不等式が成り立つので、ステップ
９０３に進み、車両は一般道路を走行したと判定する。
一方、図１７（ｃ）のように、車両が流入道路を走行し
た場合は、（数１７）の不等式が成り立たないので、ス
テップ９０４に進み、車両は流入道路を走行したと判定
する。以上が多層道路判定処理の一例の説明である。こ
こでは車両の前方に存在する道路が２本の場合を説明し
たが、車両の前方に存在する道路が３本以上の場合につ
いても、各道路の傾斜角と車両ピッチ傾斜角との差分を
用いて同様に考えることができる。この多層道路走行判
定処理により、都市高速道路のインターチェンジ付近や
主要道路の立体交差点等の道路網が複雑な場所において
も、高精度な位置検出が可能となる。

【０１０４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、２軸方向
の加速度を検出する加速度センサを用いたナビゲーショ
ン装置において、加速度センサの特性の個体差およびナ
ビゲーション装置の設置の仕方に依らずに常に正確な車
両の加速度を検出し、さらに検出された車両の加速度を
用いて高精度に車両の位置を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるナビゲーション装
置の基本構成を示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態における加速度センサ学習
処理の動作を示すフローチャート

【図３】本発明の実施の形態における加速度センサ補正
処理と高精度車両位置検出処理の動作を示すフローチャ
ート

【図４】本発明の実施の形態における加速度センサ軸判
定処理の動作を示すフローチャート

【図５】本発明の実施の形態における加速度センサ極性
判定処理の動作を示すフローチャート

【図６】本発明の実施の形態における加速度センサ感度
学習処理の動作を示すフローチャート

【図７】本発明の実施の形態における加速度センサ初期
オフセット算出処理の動作を示すフローチャート

【図８】本発明の実施の形態における加速度センサオフ
セット補正処理の動作を示すフローチャート

【図９】本発明の実施の形態における車両進行方向判定
処理の動作を示すフローチャート

【図１０】本発明の実施の形態における多層道路走行判
定処理の動作を示すフローチャート

【図１１】本発明の実施の形態における加速度センサ軸
判定処理を説明する図 （ａ）パルス加速度と車両進行方向に一致した軸のセン
サ加速度を表したグラフ （ｂ）パルス加速度と車両進行方向に一致していない軸
のセンサ加速度を表したグラフ

【図１２】本発明の実施の形態における加速度センサ極
性判定処理を説明する図 （ａ）加速度センサの極性と車両前進方向が一致してい
る場合を示す図 （ｂ）加速度センサの極性と車両前進方向が一致してい
ない場合を示す図

【図１３】本発明の実施の形態における加速度センサ感
度学習処理と加速度センサ感度補正処理を説明する図

【図１４】本発明の実施の形態における加速度センサオ
フセット補正処理を説明する図

【図１５】本発明の実施の形態における車両進行方向判
定処理を説明する図 （ａ）車両が前進したときの車両加速度を表したグラフ （ｂ）リバース信号の配線が未接続でかつ車両が後退し
たときの車両加速度を表したグラフ

【図１６】本発明の実施の形態におけるピッチ傾斜角算
出処理について説明する図

【図１７】本発明の実施の形態における多層道路走行判
定処理について説明する図 （ａ）車両が一般道路と流入道路の分岐点にさしかかっ
た時点を示す図 （ｂ）車両が一般道路を走行した場合を示す図 （ｃ）車両が流入道路を走行した場合を示す図

【符号の説明】

００１ センサ部 ００２ 加速度検出手段 ００３ 距離検出手段 ００４ 方位検出手段 ００５ 記億部 ００６ 地図記憶手段 ００７ データ記憶手段 ００８ インタフェース部 ００９ 表示手段 ０１０ 音声再生手段 ０１１ 入力手段 ０１２ ナビゲーション制御部 ０１３ 加速度算出手段 ０１４ 加速度センサ学習手段 ０１５ 加速度センサ軸判定手段 ０１６ 加速度センサ極性判定手段 ０１７ 加速度センサ感度学習手段 ０１８ 加速度センサ補正手段 ０１９ 加速度センサオフセット算出手段 ０２０ 加速度センサオフセット補正手段 ０２１ 加速度センサ感度補正手段 ０２２ 高精度車両位置検出手段 ０２３ 車両進行方向判定処理 ０２４ 車両ピッチ傾斜角算出手段 ０２５ 多層道路走行判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F029 AA02 AB01 AB07 AC14 AC16 AD01 5H180 BB13 FF05 FF07 FF22 FF25 FF27 5J062 AA03 BB01 CC07

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の方位を検出する方位検出手段と、
   車両の２方向の加速度を検出する２軸の加速度センサ
   と、車両の移動距離を検出する距離検出手段と、前記距
   離検出手段の出力に基づいて車両の加速度を算出する加
   速度算出手段と、少なくともナビゲーションに必要な道
   路データを含む地図データを記憶した地図記憶手段とを
   備えたナビゲーション装置において、前記加速度センサ
   の特性を学習する加速度センサ学習手段と、前記加速度
   センサ学習手段によって学習された後に加速度センサの
   特性の補正を行う加速度センサ補正手段と、前記加速度
   センサ補正手段によって補正された前記加速度センサの
   出力値を用いて前記ナビゲーション装置における車両の
   位置を高精度に検出する高精度車両位置検出手段とを備
   えたことを特徴とするナビゲーション装置。
2. 【請求項２】 前記加速度センサ学習手段は、前記加速
   度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づい
   て、前記加速度センサの２軸のどちらが車両の進行方向
   に一致しているかを判定する加速度センサ軸判定手段を
   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】 前記加速度センサ学習手段は、前記加速
   度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づい
   て、前記加速度センサの車両進行方向に一致している軸
   の極性のうち、どちらの極性が車両の前進方向に一致し
   ているかを判定する加速度センサ極性判定手段を備えた
   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】 前記加速度センサ学習手段は、前記加速
   度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づい
   て、前記加速度センサの個体毎の出力感度を学習する加
   速度センサ感度学習手段を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。
5. 【請求項５】 前記加速度センサ補正手段は、前記加速
   度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づいて
   車両のピッチ方向の傾斜角を算出する車両ピッチ方向傾
   斜角算出手段と、前回ナビゲーション装置を停止したと
   きの前記車両ピッチ方向傾斜角算出手段からの出力を記
   憶するデータ記憶手段と、前記データ記憶手段から読み
   出された前回ナビゲーション装置を停止したときの車両
   ピッチ方向傾斜角に基づいて前記加速度センサのナビゲ
   ーション装置起動時のオフセット値を算出する加速度セ
   ンサオフセット算出手段とを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。
6. 【請求項６】 前記加速度センサ補正手段は、前記加速
   度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づい
   て、前記加速度センサの温度等によるオフセットの変化
   を補正する加速度センサオフセット補正手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
7. 【請求項７】 前記加速度センサ補正手段は、前記加速
   度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づい
   て、前記加速度センサの温度等による出力感度の変化を
   補正する加速度センサ感度補正手段を備えたことを特徴
   とする請求項１記載のナビゲーション装置。
8. 【請求項８】 前記高精度車両位置検出手段は、前記加
   速度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に基づい
   て、車両の進行方向を判定する車両進行方向判定手段を
   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。
9. 【請求項９】 前記地図記憶手段は、少なくとも高さ方
   向において併走する道路が複数存在する場所における道
   路の傾斜情報を含み、前記高精度車両位置検出手段は、
   前記加速度センサの出力と前記加速度算出手段の出力に
   基づいて車両のピッチ方向の傾斜角を算出する車両ピッ
   チ方向傾斜角算出手段と、前記車両ピッチ傾斜角算出手
   段によって算出された車両ピッチ傾斜角と前記地図記憶
   手段から読み出された道路の傾斜情報に基づいて、高さ
   方向において併走する道路が複数存在していても車両が
   走行中の道路を判別する多層道路走行判定手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。