JP2002323551A - ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＧＰＳ航法により検出されたデータの信頼性の
判断が可能なナビゲーション装置を提供する。 【解決手段】旋回角度センサと距離センサにより検出し
た自立移動ベクトルを積算して自車位置を検出する自立
航法手段と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車位置
を検出するＧＰＳ航法手段を備えたナビゲーション装置
において、ＧＰＳ航法手段による車両の進行方向と速度
を示す複数の計測時点におけるＧＰＳ移動ベクトルと自
立航法手段による車両の進行方向と速度を示す複数の対
応する計測時点における自立移動ベクトルの差分を示す
複数の差分データの差に基いてＧＰＳ航法手段により検
出されたデータの信頼性を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の走行案内を
行うナビゲーション装置に係り、特に、ＧＰＳ航法によ
り検出されたデータの信頼性判断に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８はナビゲーション装置の構成を示す
ブロック図である。以下、図に従って説明する。

【０００３】１１は人工衛星（ＧＰＳ衛星）からの電波
を受信して、その信号から位置情報等を算出するＧＰＳ
受信機である。１２は車両の進行方向を検出するジャイ
ロセンサ等の方位センサである。１３は車両の走行距離
を検出する距離センサで、自動車の速度計の信号等が用
いられる。１４は地図情報が記憶されたＣＤ−ＲＯＭま
たはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｓａｔｉｌｅ Ｄｉ
ｓｋ）及びその読取装置等からなる地図データベースで
ある。２はＧＰＳ受信機１１からの位置情報、方位セン
サ１２の方位データ、距離センサ１３の走行距離デー
タ、地図データベース１４の地図情報を基に自車位置を
特定する処理、登録（入力）された目的地までの走行経
路を探索する処理、探索された経路に沿って車両を案内
する処理、所定の条件に基いて施設等を検索する処理、
検出データの信頼性判断等を行うマイクロコンピュータ
及び付随するＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成された制御部であ
る。３１は目的地入力、登録等を行うための操作スイッ
チ等からなる入力部である。４１は制御部２からの信号
に基いて案内のための地図（道路）を表示する液晶表示
パネル及び駆動回路等で構成された表示部である。４２
は制御部２からの指示に基いて案内のための音声や、入
力された文字に対応する音声を合成し、スピーカ等で音
声案内を行うための音声出力部である。

【０００４】車両の走行案内を行うナビゲーション装置
では、自車位置を検出するに当り、方位センサ１２と距
離センサ１３を用いて各時点における移動ベクトル（方
位と距離（または速度））を積算して現在位置を算出す
る自立航法と、ＧＰＳ衛星からの電波をＧＰＳ受信機１
１で受信して直接現在位置、方位、速度を検出するＧＰ
Ｓ航法の２航法がある。

【０００５】自立航法では、方位センサ１２で車両の進
行方向を距離センサ１３で移動距離を検出して、原点位
置となる出発点を基準にして各時点における移動ベクト
ルを積算して現在位置を算出する。また、算出した位置
を地図データベース１４の道路位置と照合（マップマッ
チング）して方位や位置を修正している。しかし、方位
センサ１２はバイアス電圧の変動等により検出方位に誤
差が生じるので、各時点における移動ベクトルを積算す
ると誤差が累積されて、時間と共に算出した現在位置が
真の現在位置から徐々にずれが大きくなる。

【０００６】一方、ＧＰＳ航法では、３つ以上のＧＰＳ
衛星からの電波をＧＰＳ受信機１１で受信して、それぞ
れの衛星の位置と受信するまでの時間から自車の位置を
直接演算するものである。しかし、受信するＧＰＳ衛星
の配置や受信電波の状態、例えばＧＰＳ衛星が見通せる
位置で直接ＧＰＳ衛星の電波を受信する場合は検出デー
タの信頼性は高いが、ＧＰＳ衛星の電波をビル等による
反射波として受信する場合は信頼性に欠け、突然真の位
置から大きくずれることがある。また、トンネルやビル
街を走行中にはＧＰＳ衛星からの電波が受信できず位置
等の検出ができない。

【０００７】そこで、両航法の欠点を補うために走行中
に、自立航法で算出した方位や位置をＧＰＳ衛星で検出
した方位や位置で補正する方法が行われている。この
時、ＧＰＳ航法の信頼性をＧＰＳデータ内に含まれる信
頼性データ（ＤＯＰ）で判断し、ＤＯＰが信頼性が低い
と判断すると、ＧＰＳデータ（ＧＰＳ航法により検出さ
れた位置データ、方位データ、速度データ等で、以下Ｇ
ＰＳデータと称する）による方位や位置補正を行わない
ようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のナビゲーション
装置においては、ＧＰＳ航法により検出されたＧＰＳデ
ータの信頼性を判断する方法として、受信するＧＰＳ衛
星の配置やＧＰＳデータ内の信頼性データ（ＤＯＰ）を
使用して、ＤＯＰデータが信頼性が低いと判断すると、
検出されたＧＰＳデータを使用して自立航法で検出した
方位や位置の補正を行わないようにしている。

【０００９】しかし、ＤＯＰデータは概ね信頼性を正し
く表しているが、その算出方法が可視衛星の配置に大き
く影響されるため、天空の視界が開けていない場所では
ＧＰＳデータの信頼性を実際よりも低いと判断する場合
がある。そのため、市街地などのように天空があまり開
けていない場所では、ＧＰＳデータは正しい位置・方位
を示しているのに、ＤＯＰデータが「信頼性が低い」と
なっている場合がある。このような状態が続くと、ＧＰ
Ｓデータが有効に利用されず自立航法で検出した方位や
位置が補正されない状態が長時間続くという問題があ
る。

【００１０】本発明は、自立航法で検出した現在位置、
方位をＧＰＳデータで補正するに当り、ＧＰＳ航法によ
り検出したデータの信頼性の判断が適切に行えるナビゲ
ーション装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、旋回角度センサと距離センサにより検出し
た自立移動ベクトルを積算して自車位置を検出する自立
航法手段と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車位置
を検出するＧＰＳ航法手段を備えたナビゲーション装置
において、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータ
に基いて、車両の進行方向と速度を示すＧＰＳ移動ベク
トルを算出するＧＰＳベクトル算出手段と、前記自立航
法手段により検出されたデータに基づき車両の進行方向
と速度を示す自立移動ベクトルを算出する自立ベクトル
算出手段と、前記ＧＰＳベクトル算出手段により算出さ
れた複数の計測時点におけるＧＰＳ移動ベクトルと前記
自立ベクトル算出手段により算出された前記複数の計測
時点に対応する自立移動ベクトルの差分を示す複数の差
分データを算出する差分算出手段と、前記差分算出手段
によって算出された複数の差分データの差を示す差デー
タを算出する差算出手段と、前記差算出手段により算出
された差データに基いて前記ＧＰＳ航法手段により検出
されたデータの信頼性を判断する判断手段を備えたこと
を特徴とするものである。

【００１２】また、旋回角度センサと距離センサにより
検出した自立移動ベクトルを積算して自車位置を検出す
る自立航法手段と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自
車位置を検出するＧＰＳ航法手段を備えたナビゲーショ
ン装置において、前記ＧＰＳ航法手段により検出された
データに基いて、車両の進行方向と速度を示すＧＰＳ移
動ベクトルを算出するＧＰＳベクトル算出手段と、前記
自立航法手段により検出されたデータに基づき車両の進
行方向と速度を示す自立移動ベクトルを算出する自立ベ
クトル算出手段と、前記ＧＰＳベクトル算出手段により
算出された複数の計測時点におけるＧＰＳ移動ベクトル
の差分を示すＧＰＳ差分データを算出するＧＰＳ差分算
出手段と、前記自立ベクトル算出手段により算出された
前記複数の計測時点に対応する自立移動ベクトルの差分
を示す自立差分データを算出する自立差分算出手段と、
前記ＧＰＳ差分算出手段によって算出されたＧＰＳ差分
データと前記自立差分算出手段によって算出された自立
差分データの差を示す差データを算出する差算出手段
と、前記差算出手段により算出された差データに基いて
前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を
判断する判断手段を備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１３】また、前記ＧＰＳベクトル算出手段は、Ｇ
ＰＳ航法手段が検出した複数の位置データに基づきＧＰ
Ｓベクトルを算出することを特徴とするものである。

【００１４】また、前記ＧＰＳベクトル算出手段は、Ｇ
ＰＳ航法手段が検出したドップラー効果によるＧＰＳ衛
星からの電波の変化に基づきＧＰＳベクトルを算出する
ことを特徴とするものである。

【００１５】また、前記判断手段は、前記ＧＰＳ移動ベ
クトルに異常がある時は、該異常のあるＧＰＳ移動ベク
トルを除いて前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデー
タの信頼性を判断することを特徴とするものである。

【００１６】また、前記判断手段は、前記ＧＰＳ移動ベ
クトルと前記自立移動ベクトルがそれぞれｎ個集積され
た時点で前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの
信頼性を判断することを特徴とするものである。

【００１７】また、前記集積される移動ベクトル数ｎ
は、前記ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態により変動さ
れることを特徴とするものである。

【００１８】また、前記集積される移動ベクトル数ｎ
は、前記ＧＰＳ移動ベクトルが異常である頻度により変
動されることを特徴とするものである。

【００１９】また、車両の方位の変化量を検出する方位
変化検出手段と、前記方位変化検出手段により検出され
た方位の変化量の絶対値を積算する積算手段を備え、前
記判断手段は、前記積算手段により積算された方位の変
化量の絶対値の積算量が所定値を超えた時に、前記ＧＰ
Ｓ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断する
ことを特徴とするものである。

【００２０】また、前記判断手段により前記ＧＰＳ航法
手段により検出されたデータの信頼性が高いと判断され
た時に、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータを
使用して前記自立航法手段において検出された方位を補
正する方位補正手段を備えたことを特徴とするものであ
る。

【００２１】また、前記判断手段により前記ＧＰＳ航法
手段により検出されたデータの信頼性が高いと判断され
た時に、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータを
使用して前記自立航法手段において検出された自車位置
を補正する自車位置補正手段を備えたことを特徴とする
ものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１はＧＰＳ航法により検出した
方位・速度データに基づく移動ベクトルの説明図で、
（ａ）は移動ベクトルの説明図、（ｂ）はベクトル差分
１の説明図、（ｃ）はベクトル差分２の説明図である。
図２は多データ集積処理による信頼性判断の説明図であ
る。図３は異常データ無効処理による信頼性判断の説明
図である。図４はＧＰＳ航法により検出したＧＰＳ位置
データに基づく移動ベクトルの説明図で、（ａ）は移動
ベクトルの説明図、（ｂ）はベクトル差分１の説明図、
（ｃ）はベクトル差分２の説明図である。以下、図を用
いて説明する。尚、装置の構成は従来のナビゲーション
装置と同じで、制御部２の処理方法が異なるのみである
ので説明は省略する。

【００２３】先ず、信頼性判断の方法について図１を用
いて説明する。矢印Ｃ１はＧＰＳ航法により一定時間毎
に（例えば、１秒毎）検出した方位データと速度データ
を基に算出したＧＰＳ移動ベクトルＣ１、矢印Ｃ２はＧ
ＰＳ航法により一定時間毎に（例えば、１秒毎）検出し
た方位データと速度データを基に算出したＧＰＳ移動ベ
クトルＣ２である。

【００２４】矢印Ｄ１は自立航法により前回のＧＰＳ受
信時（本来は両航法は別々の検出装置で異なる周期で方
位・速度を検出しているが、両データを比較するために
ＧＰＳ移動ベクトルとの検出タイミングの同期合わせ、
あるいは検出されたデータで同時点と見做して問題ない
時点のデータの組合せ処理を行う）に検出した方位デー
タと速度データを基に算出した自立移動ベクトルＤ１、
矢印Ｄ２は自立航法により今回のＧＰＳ受信時に検出し
た方位データと速度データを基に算出した自立移動ベク
トルＤ２である。

【００２５】図１（ａ）において、ＧＰＳ移動ベクトル
Ｃ１、Ｃ２と自立移動ベクトルＤ１、Ｄ２のベクトル
（矢印の方向、大きさ）は大きくずれている。この主な
原因は方位センサの温度変化によるオフセット電圧のシ
フトである。だからと言って、ＧＰＳ航法による検出結
果が正しいと判断して補正することはできない。その理
由はＧＰＳ航法にも受信するＧＰＳ衛星の配置や受信電
波の状態、例えばＧＰＳ衛星が見通せる位置で直接ＧＰ
Ｓ衛星の電波を受信する場合は検出位置の信頼性は高い
が、ＧＰＳ衛星の電波をビル等による反射波として受信
する場合は信頼性に欠け、突然真の位置から大きくずれ
ることがあるためである。

【００２６】次に、信頼性判断方法について述べる。Ｇ
ＰＳ移動ベクトルＣ１、Ｃ２と自立移動ベクトルＤ１、
Ｄ２の対応する各ベクトル差分を比較する（図１
（ｂ）、（ｃ）参照）。つまり、ＧＰＳ移動ベクトルＣ
１と自立移動ベクトルＤ１のベクトル差分Ｑ１を求め
る。また、ＧＰＳ移動ベクトルＣ２と自立移動ベクトル
Ｄ２のベクトル差分Ｑ２を求める。そして、ベクトル差
分Ｑ１とベクトル差分Ｑ２の差Ｙ１を求める。自立航法
では、各時刻において検出した方位と速度からなる移動
ベクトルを積算して現在位置を算出するが、この時ジャ
イロセンサの特性上、方位や距離の誤差が累積され、時
間と共に算出した現在位置が真の現在位置から徐々にず
れが生ずる。しかし、ＧＰＳデータのように前回の算出
位置から急激に変化するようなことは起こらない。この
ことは、この短時間内に自立航法により測定した相対位
置は正しいと言える。従って、この差Ｙ１が小さい時は
ＧＰＳ航法で測定した相対位置にも異常がなく位置、方
位、速度検出の信頼性が高いと言える。別の判断方法を
すれば、差Ｙ１が小さいと、自立航法で測定したベクト
ル軌跡（Ｄ１〜Ｄ２）をＧＰＳ航法で測定したベクトル
軌跡（Ｃ１〜Ｃ２）の方向に重なるように回転すると概
略一致する。換言すれば、ＧＰＳ移動ベクトルＣ１とＧ
ＰＳ移動ベクトルＣ２の曲がり角度と、自立移動ベクト
ルＤ１と自立移動ベクトルＤ２の曲がり角度の差（及び
絶対値の差、つまりＹ１に相当する）を判断の対象にし
ている（角度の差だけでの判断も可）。この差はＧＰＳ
移動ベクトルＣ１、Ｃ２と自立移動ベクトルＤ１、Ｄ２
の方向とは全く関係くＧＰＳデータの信頼性が高ければ
小さくなる。

【００２７】尚、本実施の形態においては、ＧＰＳ移動
ベクトルＣ１と自立移動ベクトルＤ１のベクトル差分Ｑ
１を算出し、またＧＰＳ移動ベクトルＣ２と自立移動ベ
クトルＤ２のベクトル差分Ｑ２を算出した後に、ベクト
ル差分Ｑ１とベクトル差分Ｑ２の差を算出しているが、
別の方法として、ＧＰＳ移動ベクトルＣ１とＧＰＳ移動
ベクトルＣ２のベクトル差分Ｆ１を算出し、また自立移
動ベクトルＤ１と自立移動ベクトルＤ２のベクトル差分
Ｇ１を算出した後に、ベクトル差分Ｆ１とベクトル差分
Ｇ１の差を算出するようにしてもよい。

【００２８】上記の信頼性判断方法は２つの移動ベクト
ルを用いて説明したが、図２に示すように多数のデータ
（移動ベクトル）を用いると判断の信頼性が向上する。
図２において、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５はＧＰＳ
移動ベクトルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５であり、Ｄ
１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５は自立移動ベクトルＤ１、
Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５である。また、両移動ベクトル
からベクトル差分Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５を求
め、そのベクトル差分の差Ｙ１＝（Ｑ１〜Ｑ２）、Ｙ２
＝（Ｑ２〜Ｑ３）、Ｙ３＝（Ｑ３〜Ｑ４）、Ｙ４＝（Ｑ
４〜Ｑ５）を求める。そして、全てのベクトル差分の差
（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４）が所定値以下にある時はＧ
ＰＳデータは信頼性が高いと判断する。図２では、５つ
の移動ベクトルについて説明しているが、この場合、新
しいデータが１つ取得されると（１秒後）、古いデータ
を１つ削除するようにして、常にデータ数が一定（５
つ）になるように順次１つずつデータを更新する。当
然、データ数ｎを多くすると判断の信頼性は向上する
が、データ数ｎが多くなると処理が面倒になり、またデ
ータの修正速度が遅くなるので、直近のＧＰＳデータの
信頼性に基いてデータ数ｎを変更するようにしてもよ
い。例えば、直近のＧＰＳデータの信頼性が高ければデ
ータ数ｎを少なくし、直近のＧＰＳデータの信頼性が低
ければデータ数ｎを多く（例えば、６〜１０個）なるよ
うに変更する。ＧＰＳデータの信頼性はＧＰＳデータが
連続して受信できた数、ＤＯＰデータ、受信できたＧＰ
Ｓ衛星数を基に判断する。

【００２９】また、多数のデータ（移動ベクトル）を用
いて判断する場合に、明らかに異常と思われるデータ
（移動ベクトル）を比較対象から除去してから判断する
必要がある。例えば図３において、ＧＰＳデータのＣＺ
点が異常点と判断されると、この点を除き、両端を結ぶ
ＧＰＳ移動ベクトルＣ２３を使用する。この時、対応す
る自立移動ベクトルも同様に削除し自立移動ベクトルＤ
２３を採用する。無効データ（異常点）であるか否かは
ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態の良否、ＤＯＰデー
タ、車速を基に判断する。

【００３０】尚、ここでは、ＧＰＳ航法で検出したＧＰ
Ｓ方位データ・ＧＰＳ速度データを基に算出したＧＰＳ
移動ベクトルＣを使用した場合について述べたが、ＧＰ
Ｓ航法で検出したＧＰＳ位置データを基に算出したＧＰ
Ｓ移動ベクトルＡを使用してＧＰＳデータの信頼性を判
断することも可能である。この場合、図４に示すよう
に、ＧＰＳ移動ベクトルＡ１は前々回のＧＰＳ受信時の
位置データと前回のＧＰＳ受信時の位置データから算出
されたＧＰＳ移動ベクトル、ＧＰＳ移動ベクトルＡ２は
前回のＧＰＳ受信時の位置データと今回のＧＰＳ受信時
の位置データから算出されたＧＰＳ移動ベクトルとな
る。また、自立移動ベクトルＢ１は前々回のＧＰＳ受信
時から前回のＧＰＳ受信時までの自立移動ベクトル、自
立移動ベクトルＢ２は前回のＧＰＳ受信時から今回のＧ
ＰＳ受信時までの自立移動ベクトルとなる。その他、ベ
クトル差分Ｐ１、Ｐ２の求め方、差分の差の求め方、多
データ集積処理による信頼性判断、異常データ無効処理
による信頼性判断は図１〜図３の説明と概略同じである
ので詳細は省略する。

【００３１】次に、ＧＰＳ検出データの信頼性判断の具
体的な処理方法についてフローチャートを使用して説明
する。図５は本発明の一実施の形態に係るナビゲーショ
ン装置の制御部２の行う信頼性判断処理のフローチャー
トである。図６はＧＰＳデータ異常時の移動ベクトルを
示す図である。図７は自立移動ベクトルの変動の説明図
である。以下、図に従って説明する。尚、この処理はナ
ビゲーション装置が稼働中は繰り返し実行される。

【００３２】ステップＳ１では、ＧＰＳ受信頻度により
参照数ｎを変更してステップＳ２に移る。つまり、ＧＰ
Ｓ航法による検出データ（移動ベクトルデータ）と自立
航法による検出データ（移動ベクトルデータ）の比較す
べきデータ数ｎを過去のＧＰＳ電波の受信状態によって
変化させる。ＧＰＳ電波の受信状態がよければＧＰＳデ
ータの信頼性が高いと判断して比較すべきデータ数ｎを
小さく、受信状態が悪ければｎを大きくする。比較すべ
きデータ数を少なくすると、後述する自立航法の方位、
位置補正が早期に行える利点がある。受信状態はＧＰＳ
衛星から連続して受信できたデータ数、ＤＯＰデータ、
受信できた衛星の数等から判断する。このフローチャー
トは繰り返し実行されているが、電源を投入した直後等
過去の受信状態が判らず使用すべきデータ数ｎが決めら
れない場合は、暫定的に所定の値（例えば、ｎ＝８）を
使用すればよい。尚、本実施の形態のナビゲーション装
置における処理の以下のステップでは、受信状態により
比較するデータ数ｎを変えるが、ｎ＝８（ＧＰＳ航法に
より１秒毎に検出した８個のＧＰＳ移動ベクトル、自立
航法により１秒毎に検出した８個の自立移動ベクトルが
集まった時点で信頼性判断を行う）の場合を例に説明す
る。

【００３３】ステップＳ２では、ＧＰＳ航法により検出
したデータ（位置データ、方位データ、速度データ、Ｄ
ＯＰデータ）と自立航法により検出したデータ（旋回角
度データ、移動距離データ）を読み込み、同期合わせ
（同時点で検出したデータとして扱えるデータ、例え
ば、最も接近した検出時点のデータを同時点の検出デー
タとする）を行ってステップＳ３に移る。つまり、比較
すべき両航法により検出し、制御部２内のメモリ（ＲＡ
Ｍ）に保存されているデータをメモリから読み出す。Ｇ
ＰＳデータはＧＰＳ航法により検出した位置データ、方
位データ、速度データ、ＤＯＰデータ等であり、旋回角
度データは方位センサ（ジャイロセンサ）１２により検
出したデータ、移動距離データは距離センサ１３により
検出したデータである。次に、両航法により検出され、
読み込んだデータの同期合わせを行う。例えば、１秒間
隔でＧＰＳ航法で検出した１番目のデータと自立航法で
検出した１番目のデータを対応させ、ＧＰＳ航法で検出
した２番目のデータと自立航法で検出した２番目のデー
タを対応させる。以下、同様にして必要なデータ数ｎ
（ここでは８個）のデータを対応させる。この同期合わ
せは両航法によるデータのサンプリング周期（検出周
期）、あるいはタイミングが異なっていた場合に必要
で、両航法とも同一周期（で且つ、同一タイミング）で
サンプリングしておれば不要である。

【００３４】ステップＳ３では、ＧＰＳデータが有効か
否かを判断してＧＰＳデータが有効であればステップＳ
４に移り、有効でなければ処理を終える。つまり、ＧＰ
Ｓ衛星の電波の受信が可能な場合を有効、トンネルや地
下駐車場等で電波が受信不可能な場合を無効と判断す
る。この判断はＧＰＳ電波の受信状態の概略を判断する
もので、検出された個々のデータの信頼性を判断するも
のではない。また、ＧＰＳ航法では単位時間の移動量が
小さい場合も検出精度が悪いので、自立航法における距
離センサ１３により検出された車速が低い場合も無効と
判断する方法も有効である。

【００３５】ステップＳ４では、ＧＰＳ方位データ、速
度データからＧＰＳ移動ベクトルＣを算出してステップ
Ｓ５に移る。つまり、ＧＰＳ航法で検出した８個のデー
タについて、１番目のＧＰＳ方位データ、速度データか
ら図２で説明したように第１のＧＰＳ移動ベクトルＣ１
を算出する。また、２番目のＧＰＳ方位データ、速度デ
ータから第２のＧＰＳ移動ベクトルＣ２を算出する。以
下同様にして３番目〜８番目のＧＰＳ方位データ、速度
データから第３のＧＰＳ移動ベクトルＣ３〜第８のＧＰ
Ｓ移動ベクトルＣ８を算出する。

【００３６】ステップＳ５では、自立航法により検出し
た旋回角度データ、速度データから自立移動ベクトルＤ
を算出してステップＳ６に移る。つまり、自立航法で検
出した８個のデータについて、１番目の旋回角度デー
タ、速度データから図２で説明したように第１の自立移
動ベクトルＤ１を算出する。また、２番目の旋回角度デ
ータ、速度データから第２の自立移動ベクトルＤ２を算
出する。以下同様にして３番目〜８番目の旋回角度デー
タ、速度データから第３の自立移動ベクトルＤ３〜第８
の自立移動ベクトルＤ８を算出する。

【００３７】ステップＳ６では、自立移動ベクトルの変
動（絶対値の積算）が所定値以上であるか否かを判断し
て変動が所定値以上であればステップＳ７に移り、変動
が所定値以上でなければステップＳ１１に移る。この判
断は図６に示すように、ＧＰＳ電波の不要反射波の受信
等によるＧＰＳ航法の精度低下の場合、直線区間ではＧ
ＰＳ航法により異常な車両位置を出力しても、ＧＰＳ航
法から算出したＧＰＳ移動ベクトルと自立移動ベクトル
が略直線（各ベクトルＣ１、Ｃ２が略同一方向、また各
ベクトルＤ１、Ｄ２が略同一方向）となる場合が比較的
多くあり、両者が一致したようになる。このような場合
には、信頼性判断の説明図（図１）で述べたように、両
者が直線区間であればＧＰＳ航法で検出した車両位置が
異常であっても正しいと判断してしまう恐れがある。そ
こで、このように各ベクトルの変動（ベクトルＤ１とベ
クトルＤ２のように次のベクトルとの差（絶対値））が
少ない時は、この区間のデータは判断には使用しないよ
うにしている。つまり、自立移動ベクトルＤ１と自立移
動ベクトルＤ２の差（絶対値）、自立移動ベクトルＤ２
と自立移動ベクトルＤ３の差（絶対値）、以下同様にし
て、自立移動ベクトルＤ７と自立移動ベクトルＤ８の差
（絶対値）を求め積算する。そして、この積算値が所定
値以上であるか否かを判断する。図７では、ベクトルの
変動の代わりに、ベクトル変動角θ１、θ２、θ３、θ
４（角度はいずれも絶対値）を使用しており、この場
合、積算値Σθ＝θ１＋θ２＋θ３＋θ４・・・・＋θ
７で示され、この積算値Σθが所定値以上であるか否か
で判断する。尚、所定値未満と判断された場合は処理を
終えるが、このフローチャートは繰り返し実行されるの
で、次回の処理（ステップＳ６では、新しいデータが１
つ追加され、古いデータが１つ削除されるている）で所
定値以上となればステップＳ７に移る。また、積算値Σ
θが所定値未満で処理を終えた時は、次の処理のステッ
プＳ１でデータ数ｎを１つ増やすようにしてもよい。

【００３８】ステップＳ７では、以前の移動ベクトルデ
ータがｎ個以上存在するか否かを判断して移動ベクトル
のデータ数がｎ個以上存在すればステップＳ８に移り、
ｎ個未満であればステップＳ１１に移る。つまり、ステ
ップＳ１において両航法により比較するベクトル数
（ｎ）を設定したが、このデータ数がｎ個以上なければ
比較する場合の信頼性が悪いので所定のデータ数（ｎ＝
８）が揃うまで両航法による一致度の判断は保留する。

【００３９】ステップＳ８では、ＧＰＳ移動ベクトルＣ
１〜Ｃ８、自立移動ベクトルＤ１〜Ｄ８の各ベクトル差
分を比較してステップＳ９に移る。つまり、図１で説明
したように、ＧＰＳ移動ベクトルＣ１と自立移動ベクト
ルＤ１のベクトル差分Ｑ１を求める。次に、ＧＰＳ移動
ベクトルＣ２と自立移動ベクトルＤ２のベクトル差分Ｑ
２を求める。また、ＧＰＳ移動ベクトルＣ３と自立移動
ベクトルＤ３のベクトル差分Ｑ３を求める。以下同様に
して、ＧＰＳ移動ベクトルＣ８と自立移動ベクトルＤ８
のベクトル差分Ｑ８まで、８個のベクトル差分を求め
る。そして、ベクトル差分Ｑ１とベクトル差分Ｑ２の差
Ｙ１を求める。以下同様にして、ベクトル差分Ｑ２とベ
クトル差分Ｑ３の差Ｙ２、以下同様にしてベクトル差分
Ｑ７とベクトル差分Ｑ８の差Ｙ７まで７個のベクトル差
分の差のデータ（Ｙ１〜Ｙ７）を算出する。

【００４０】ステップＳ９では、ＧＰＳデータが使用可
能か否かを判断して使用可能であればステップＳ１０に
移り、使用可能でなければステップＳ１１に移る。つま
り、算出された７個のベクトル差分の差のデータ（Ｙ１
〜Ｙ７）がいずれも所定値以下であるか否かで判断す
る。これは各移動ベクトルが同じように変化している
（角度変化及び距離）か否かを判断しており、ＧＰＳ移
動ベクトルＣ１〜Ｃ８と自立移動ベクトルＤ１〜Ｄ８を
回転させて重ね合わせた場合の一致度を判断しているこ
とになる。

【００４１】ステップＳ１０では、位置補正、方位補正
を実施してステップＳ１１に移る。つまり、ＧＰＳデー
タの信頼性が高いと判断されたので、自立航法で検出し
た位置、方位をＧＰＳデータに一致させるように補正す
る。補正後の位置データ、つまりナビゲーション装置で
使用する位置データは制御部２内のＲＡＭの所定アドレ
スに記憶されており、この記憶された位置データをＧＰ
Ｓデータに基づき補正することとなる。尚、補正の方法
については一般に行われている方法と同じであり、詳細
は説明を省略する。

【００４２】ステップＳ１１では、各ベクトルデータを
保存して処理を終わる（繰り返し処理されるのでステッ
プＳ１に戻る）。つまり、次の処理で移動ベクトルデー
タの比較を行うために、算出したベクトルデータを保存
する。

【００４３】尚、本実施の形態では、ステップＳ５にお
いてＧＰＳ方位データ、ＧＰＳ速度データからＧＰＳ移
動ベクトルＣを算出する場合について述べたが、このス
テップＳ５において、ＧＰＳ位置データからＧＰＳ移動
ベクトルＡを算出するようにしてもよい（算出方法の詳
細は図４で説明済）。この場合は８個のＧＰＳ移動ベク
トルＡ１〜Ａ８を求めるために９個の位置データ（×印
の位置）が必要となる。また、対応する自立移動ベクト
ルはＢ１〜Ｂ８となる。

【００４４】以上のように本実施の形態では、ＧＰＳ移
動ベクトルと自立移動ベクトルを直接比較するのではな
く、連続する両移動ベクトルの差分の変化でＧＰＳデー
タの信頼性を判断しており、方位センサのシフトによる
影響が除かれてＧＰＳデータの信頼性が適正に判断でき
る。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、自立
航法で検出した現在位置、方位をＧＰＳデータで補正す
るに当り、ＧＰＳ航法により検出したデータの信頼性の
判断が適切に行えるナビゲーション装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＧＰＳ航法により検出した方位・速度データに
基づく移動ベクトルの説明図である。

【図２】多データ集積処理による信頼性判断の説明図で
ある。

【図３】異常データ無効処理による信頼性判断の説明図
である。

【図４】ＧＰＳ航法により検出した位置データに基づく
移動ベクトルの説明図である。

【図５】本発明の一実施の形態に係るナビゲーション装
置の制御部２の行う信頼性判断処理のフローチャートで
ある。

【図６】ＧＰＳデータ異常時の移動ベクトルを示す図で
ある。

【図７】自立移動ベクトルの変動の説明図である。

【図８】ナビゲーション装置の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１１・・・・ＧＰＳ受信機、 ２・・・・・制
御部、１２・・・・方位センサ、 ３１・・
・・入力部、１３・・・・距離センサ、 ４
１・・・・表示部、１４・・・・地図データベース、
４２・・・・音声出力部。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回角度センサと距離センサにより検出
   した自立移動ベクトルを積算して自車位置を検出する自
   立航法手段と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車位
   置を検出するＧＰＳ航法手段を備えたナビゲーション装
   置において、 前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータに基いて、
   車両の進行方向と速度を示すＧＰＳ移動ベクトルを算出
   するＧＰＳベクトル算出手段と、 前記自立航法手段により検出されたデータに基づき車両
   の進行方向と速度を示す自立移動ベクトルを算出する自
   立ベクトル算出手段と、 前記ＧＰＳベクトル算出手段により算出された複数の計
   測時点におけるＧＰＳ移動ベクトルと前記自立ベクトル
   算出手段により算出された前記複数の計測時点に対応す
   る自立移動ベクトルの差分を示す複数の差分データを算
   出する差分算出手段と、 前記差分算出手段によって算出された複数の差分データ
   の差を示す差データを算出する差算出手段と、 前記差算出手段により算出された差データに基いて前記
   ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断
   する判断手段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】 旋回角度センサと距離センサにより検出
   した自立移動ベクトルを積算して自車位置を検出する自
   立航法手段と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車位
   置を検出するＧＰＳ航法手段を備えたナビゲーション装
   置において、 前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータに基いて、
   車両の進行方向と速度を示すＧＰＳ移動ベクトルを算出
   するＧＰＳベクトル算出手段と、 前記自立航法手段により検出されたデータに基づき車両
   の進行方向と速度を示す自立移動ベクトルを算出する自
   立ベクトル算出手段と、 前記ＧＰＳベクトル算出手段により算出された複数の計
   測時点におけるＧＰＳ移動ベクトルの差分を示すＧＰＳ
   差分データを算出するＧＰＳ差分算出手段と、 前記自立ベクトル算出手段により算出された前記複数の
   計測時点に対応する自立移動ベクトルの差分を示す自立
   差分データを算出する自立差分算出手段と、 前記ＧＰＳ差分算出手段によって算出されたＧＰＳ差分
   データと前記自立差分算出手段によって算出された自立
   差分データの差を示す差データを算出する差算出手段
   と、 前記差算出手段により算出された差データに基いて前記
   ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断
   する判断手段を備えたことを特徴とするナビゲーション
   装置。
3. 【請求項３】 前記ＧＰＳベクトル算出手段は、ＧＰＳ
   航法手段が検出した複数の位置データに基づきＧＰＳベ
   クトルを算出することを特徴とする請求項１または請求
   項２記載のナビゲーション装置。
4. 【請求項４】 前記ＧＰＳベクトル算出手段は、ＧＰＳ
   航法手段が検出したドップラー効果によるＧＰＳ衛星か
   らの電波の変化に基づきＧＰＳベクトルを算出すること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載のナビゲーシ
   ョン装置。
5. 【請求項５】 前記判断手段は、 前記ＧＰＳ移動ベクトルに異常がある時は、該異常のあ
   るＧＰＳ移動ベクトルを除いて前記ＧＰＳ航法手段によ
   り検出されたデータの信頼性を判断することを特徴とす
   る請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の
   ナビゲーション装置。
6. 【請求項６】 前記判断手段は、 前記ＧＰＳ移動ベクトルと前記自立移動ベクトルがそれ
   ぞれｎ個集積された時点で前記ＧＰＳ航法手段により検
   出されたデータの信頼性を判断することを特徴とする請
   求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５
   記載のナビゲーション装置。
7. 【請求項７】 前記集積される移動ベクトル数ｎは、 前記ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態により変動される
   ことを特徴とする請求項６記載のナビゲーション装置。
8. 【請求項８】 前記集積される移動ベクトル数ｎは、 前記ＧＰＳ移動ベクトルが異常である頻度により変動さ
   れることを特徴とする請求項６記載のナビゲーション装
   置。
9. 【請求項９】 車両の方位の変化量を検出する方位変化
   検出手段と、 前記方位変化検出手段により検出された方位の変化量の
   絶対値を積算する積算手段を備え、 前記判断手段は、 前記積算手段により積算された方位の変化量の絶対値の
   積算量が所定値を超えた時に、前記ＧＰＳ航法手段によ
   り検出されたデータの信頼性を判断することを特徴とす
   る請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の
   ナビゲーション装置。
10. 【請求項１０】 前記判断手段により前記ＧＰＳ航法手
    段により検出されたデータの信頼性が高いと判断された
    時に、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータを使
    用して前記自立航法手段において検出された方位を補正
    する方位補正手段を備えたことを特徴とする請求項１〜
    請求項９のいずれかに記載のナビゲーション装置。
11. 【請求項１１】 前記判断手段により前記ＧＰＳ航法手
    段により検出されたデータの信頼性が高いと判断された
    時に、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータを使
    用して前記自立航法手段において検出された自車位置を
    補正する自車位置補正手段を備えたことを特徴とする請
    求項１〜請求項９のいずれかに記載のナビゲーション装
    置。