JP2003307524A - 加速度データの補正装置、その補正方法、その補正プログラム、その補正プログラムを記録した記録媒体、および、ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加速度センサから算出する加速度を容易に補
正できる加速度センサ補正手段を備えたナビゲーション
装置を提供する。 【解決手段】 速度センサ４から車両の実加速度を算出
する。ＧＰＳ受信部２で複数のＧＰＳ衛星から受信する
航法電波のドップラー効果による周波数の変化に基づい
て、水平方向および垂直方向の速度データを取得し、傾
斜角を算出する。傾斜角に基づいて重力加速度に対する
正弦値（Ｇ・ｓｉｎθ）を算出する。実加速度と（Ｇ・
ｓｉｎθ）とを加算して理論上の加速度センサの加速度
を算出する。加速度センサ６のセンサ出力値から理論上
の加速度センサ加速度を加速度センサ６の感度で除算し
た値を減算し、正しいオフセット値を求め、適宜平均化
処理して更新する。走行中でも正しいオフセット値を容
易に取得できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体の加速度を
検出して出力する加速度センサのオフセット値を算出し
補正を行うことにより、前記加速度センサのセンサ出力
値に基づいて算出される加速度データを補正する加速度
データの補正装置、その補正方法、その補正プログラ
ム、その補正プログラムを記録する記録媒体、および、
ナビゲーション装置に関する。

【０００２】

【背景技術】従来、例えば車両や航空機、船舶などの移
動体の測位装置として、ナビゲーション装置が知られて
いる。このナビゲーション装置は、移動体の現在位置情
報を取得し、地図情報に基づいて移動体の現在位置を地
図上に表示する構成が採られている。具体的には、人工
衛星からの電波を受信するとともに移動体に搭載された
各種センサから出力される信号に基づいて、現在位置や
移動した距離、移動方向などを認識し、適宜地図上に表
示するなどして移動体の移動状況を報知する。

【０００３】この従来のナビゲーション装置において、
簡単な構成で移動体の移動状況を認識する構成として、
加速度センサを用いた構成が知られている。この加速度
センサは、移動体が加減速するのに応じて、出力値が増
加もしくは減少して出力される。そして、移動体が停止
している状態の加速度センサの出力値をオフセット値と
して算出し、加速度センサからの出力値とオフセット値
の差分に加速度センサの感度を乗算して、加速度センサ
の加速度データを求めている。

【０００４】オフセット値を設定する際、移動体が傾斜
していると、例えば図４に示すように、重力加速度に対
する正弦値（Ｇ・ｓｉｎθ）が出力値に付加されること
となる。このため、この状態で出力値を読み取りオフセ
ット値を設定しても傾斜角θ分の誤差がオフセット値に
含まれてしまうため、実際の現在位置と測位した現在位
置とに誤差を生じるおそれがある。したがって、移動体
を停止した状態でかつ水平の状態での加速度センサから
の出力値を読み取り、加速度センサのオフセット値の初
期値として設定することが行われている。

【０００５】また、水平の状態で停止してオフセット補
正を行った場合でも、加速度センサが経時変化の影響や
長時間走行により装置周辺の熱や気温など温度ドリフト
の影響を受けて、加速度センサ内部のオフセット値が変
動するという状況が発生する。つまり、走行前に停止し
た状態で加速度センサの出力値からオフセット値の初期
値を設定したとしても、長時間走行しているうちに加速
度センサ内部のオフセット値が変動し、設定したオフセ
ット値と差が生じて、その結果、正確な加速度データを
算出できない。従って、常に正確な加速度センサのオフ
セット値を得るためには、適宜移動体を停止した状態で
かつ水平の状態で出力値を読み取りオフセット値の補正
を実施する必要があり、極めて煩雑である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、加速
度センサのオフセット補正の際、従来は移動体を停止し
た状態でかつ水平の状態で加速度センサの出力値を読み
取って、オフセット値を設定する煩雑な作業が必要とな
る。また、加速度センサは前述のように、使用状況によ
って温度変化などによりオフセット値が変動してしまう
特性を有するため、加速度センサから正確な加速度デー
タを得るためには、適宜煩雑な作業である加速度センサ
のオフセット値の補正を実施しなければならず、移動体
の移動に支障をきたすおそれがあるとともに、走行状況
などによりオフセット値の補正を実施できない場合に
は、正確な加速度データが得られにくい問題がある。

【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みて、加
速度センサのオフセット値を容易に算出し補正できる加
速度センサの補正装置、その補正方法、その補正プログ
ラム、その補正プログラムを記録した記録媒体、およ
び、ナビゲーション装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、移動体の加減速を検出して出力する加速度センサの
オフセット値を算出し補正を行うことにより、前記加速
度センサのセンサ出力値に基づいて算出される加速度デ
ータを補正する加速度データの補正装置であって、前記
移動体の移動速度に対応して変動する信号に基づいて前
記移動体の実加速度を算出する実加速度算出手段と、複
数の人工衛星からの電波を受信してこの受信した電波の
ドップラー効果による周波数の変化に基づいて水平方向
の速度データおよび垂直方向の速度データを取得する速
度情報取得手段と、この速度情報取得手段にて取得した
水平方向の速度データおよび垂直方向の速度データに基
づいて、前記移動体の現在位置における水平方向に対す
る移動方向の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、この
傾斜角算出手段にて算出された傾斜角に基づいて重力加
速度に対する正弦値を算出する重力加速度正弦値算出手
段と、前記実加速度取得手段にて取得した実加速度およ
び前記重力加速度正弦値算出手段にて算出した重力加速
度に対する正弦値とから基準加速度データを算出する基
準値算出手段と、前記オフセット値を前記基準値算出手
段で算出される基準加速度データに基づいて補正する補
正手段と、を具備した加速度データの補正装置である。

【０００９】この発明では、移動体の移動速度に対応し
て変動する信号に基づいて移動体の実加速度を実加速度
算出手段にて算出する。また、複数の人工衛星からの電
波のドップラー効果による周波数の変化に基づいて速度
情報取得手段にて水平方向の速度データと垂直方向の速
度データを取得し、これら速度データに基づいて傾斜角
算出手段にて移動体の現在位置における傾斜角を算出
し、この傾斜角に基づいて重力加速度正弦値算出手段に
て重力加速度に対する正弦値を算出する。そして、基準
値算出手段にて実加速度と重力加速度に対する正弦値と
から基準加速度データを算出し、この基準加速度データ
に基づいて補正手段によりオフセット値を補正する。こ
のことにより、移動体が移動する状態でもオフセット値
が補正されるので、加速度センサからのセンサ出力値に
基づいて正確な加速度データが容易に得られる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の加速度データの補正装置において、補正手段は、移動
体の動作中に検出される複数の基準加速度データを加速
度センサの感度で除算し、センサ出力値との差分を算出
することにより取得した複数のオフセット値を平均化す
ることを特徴とする。

【００１１】この発明では、補正手段により、移動体の
動作中に検出される複数の基準加速度データを加速度セ
ンサの感度で除算し、センサ出力値との差分を算出する
ことにより取得した複数のオフセット値を平均化する。
このことにより、移動体が移動する状態でのオフセット
値の補正が煩雑な作業なしに容易に得られる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の加速度データの補正装置において、補正手段
は、実加速度算出手段にて算出する実加速度が略０で、
かつ、傾斜角算出手段にて算出する傾斜角が略０°であ
ることを認識することにより、センサ出力値をオフセッ
ト値であるとして近似することを特徴とする。

【００１３】この発明では、補正手段により、走行中で
あっても例えば定速走行中のように実加速度が略０、か
つ、傾斜角が略０°の場合には、移動体が水平状態で停
止している場合と同様の状態となることから、煩雑な計
算をすることなくセンサ出力値をオフセット値と近似す
ることで補正され、処理効率が向上する。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の加速度データの補正装置を加速度データの補正方法に
展開したもので、演算手段により、移動体の加減速を検
出して出力する加速度センサのオフセット値を算出し補
正を行うことにより、前記加速度センサのセンサ出力値
から算出される加速度データを補正する加速度データの
補正方法であって、前記移動体の移動速度に対応して変
動する信号を検出し、この検出した信号に基づいて前記
移動体の実加速度を算出し、複数の人工衛星から受信し
た電波のドップラー効果による周波数の変化に基づいて
水平方向の速度情報および垂直方向の速度情報を取得
し、これら水平方向の速度情報および垂直方向の速度情
報に基づいて、前記移動体の現在位置における水平方向
に対する移動方向の傾斜角を算出し、この算出された傾
斜角に基づいて重力加速度に対する正弦値を算出し、前
記移動体の実加速度と前記重力加速度に対する正弦値を
加算して基準加速度データを算出し、この基準加速度デ
ータに基づいてオフセット値を補正することにより加速
度データを補正することを特徴とする。このことによ
り、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を享受す
る。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の加速度データの補正方法を演算手段に実行させること
を特徴とする加速度データの補正プログラムである。

【００１６】この発明では、例えば汎用のコンピュータ
などを演算手段として利用しインストールすることによ
り請求項４に記載の加速度データの補正方法を演算手段
に実行させることができ、本発明の利用促進を大幅に図
ることができる。

【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の加速度データの補正プログラムが演算手段にて読取可
能に記録されたことを特徴とした加速度データの補正プ
ログラムを記録する記録媒体である。

【００１８】この発明では、請求項４に記載の加速度デ
ータの補正方法を実行させるための請求項５に記載の加
速度データの補正プログラムを記録媒体に記録させるの
で、加速度データの補正プログラムの取扱が容易で、本
発明の利用促進を大幅に図ることができる。

【００１９】なお、請求項４に記載の発明、請求項５に
記載の発明および請求項６に記載の発明において、演算
手段は、例えば１台のパーソナルコンピュータとした
り、複数のコンピュータをネットワーク状に組み合わせ
た構成や、マイクロコンピュータなどのＩＣやＣＰＵで
ある素子、複数の電気部品が搭載された回路基板なども
含む意味として定義される。

【００２０】請求項７に記載の発明は、請求項１ないし
３のいずれかに記載の加速度データの補正装置と、この
加速度データの補正装置にて補正された加速度データを
取得し、移動体の移動状況に対応した前記移動体の移動
に関する案内を地図情報に基づいて報知して案内誘導す
る案内誘導装置と、を具備したことを特徴としたナビゲ
ーション装置である。

【００２１】この発明では、案内誘導装置により、移動
体が移動する状態でもオフセット値が補正されて正確な
加速度が容易に得られる請求項１ないし３のいずれかに
記載の加速度データの補正装置にて補正された加速度デ
ータを取得して、移動体の移動状況に対応した移動体の
移動に関する案内を地図情報に基づいて報知して案内誘
導する。このため、常に正確な案内誘導が可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態を
図面に基づいて説明する。

【００２３】〔ナビゲーション装置の構成〕図１は、本
実施の形態における本発明のナビゲーション装置の概略
構成を示すブロック図である。この図１において、１は
ナビゲーション装置で、このナビゲーション装置１は、
移動体としての例えば乗用車などの図示しない車両に配
設される。また、ナビゲーション装置１は、車両に搭載
されたバッテリから電力が供給されて動作する。

【００２４】そして、このナビゲーション装置１は、Ｇ
ＰＳ（Global Positioning System）受信部２と、ＶＩ
ＣＳ（Vehicle Information and Communication Syste
m）受信部３と、速度センサ４と、方位角センサ５と、
加速度センサ６と、地図情報取得手段としての地図情報
記憶部７と、操作部８と、表示部９と、音声案内部１０
と、システム制御部１１と、を備えている。

【００２５】ＧＰＳ受信部２には、アンテナ１３が接続
されている。このＧＰＳ受信部２は、図示しない人工衛
星であるＧＰＳ衛星からの航法電波を、アンテナ１３を
介して受信する。そして、ＧＰＳ受信部２は、受信した
信号に基づいて現在位置の擬似座標値を演算し、ＧＰＳ
データとしてシステム制御部１１へ出力する。

【００２６】ＶＩＣＳ受信部３は、図示しないＶＩＣＳ
アンテナを有し、このＶＩＣＳアンテナにより交通に関
する情報を取得する。具体的には、図示しない道路交通
情報通信システム（ＶＩＣＳ）から、例えばビーコンや
ＦＭ多重放送などにより、渋滞、交通事故、工事、交通
規制などの交通情報を取得する。そして、取得した交通
に関する情報は、システム制御部１１へ出力される。

【００２７】速度センサ４は、車両に配設され、車両の
速度に対応して変動する信号に基づいて、車両の走行速
度や実際の加速度を検出する。この速度センサ４は、例
えば車軸や車輪の回転により出力されるパルス信号や電
圧値などを読み取り、適宜パルスや電圧などによる速度
データや実加速度データに変換し、システム制御部１１
へ出力する。

【００２８】方位角センサ５は、車両に配設され、いわ
ゆるジャイロセンサを有し、車両の方位角すなわち車両
が前進する走行方向を検出する。この方位角センサ５
は、検出した走行方向を、例えばパルスや電圧などによ
る方位角データに変換し、システム制御部１１へ出力す
る。

【００２９】加速度センサ６は、車両に配設され、車両
の走行方向における加速度を検出する。この加速度セン
サ６は、検出した加速度を、例えばパルスや電圧などに
よるセンサ出力値に変換し、システム制御部１１へ出力
する。

【００３０】地図情報取得手段としての地図情報記憶部
７は、後述する道路地図などの地図情報や車両の走行の
案内に必要な付加情報などを読み出し可能に記憶する。
例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc - R
ead Only Memory）やハードディスクなどの光ディスク
や磁気ディスクなどに記録された地図情報や付加情報な
どを読み出すドライブを有し、読み出した地図情報や付
加情報などを適宜システム制御部１１へ出力する。な
お、地図情報取得手段としては、上記地図情報記憶部７
の構成に限らず、例えば携帯電話やＰＨＳ(Personal Ha
ndyphone System)などのように無線媒体を介して基地局
から送信される地図情報や付加情報などを取得し、適宜
システム制御部１１へ出力する通信手段を有した構成な
どとしてもできる。

【００３１】操作部８は、例えば車両の移動状況である
走行状態などを表示させる命令など、ナビゲーション装
置１を適宜動作させるための図示しない各種操作ボタン
を有している。これら操作ボタンの入力操作により、操
作部８は適宜所定の信号をシステム制御部１１へ出力し
て、ナビゲーション装置１の動作内容や目的地の設定な
ど、各種条件を設定入力する。なお、この操作部８とし
ては、操作ボタンの入力操作に限らず、例えば表示部９
に設けられたタッチパネルによる入力操作や、音声によ
る入力操作などにより、各種条件を設定入力する構成と
してもできる。

【００３２】表示部９は、地図情報記憶部７から出力さ
れる地図情報や付加情報、図示しないＴＶ受信機で受信
したＴＶ画像データ、光ディスクや磁気ディスクなどの
記録媒体に記録されドライブにて読み取った画像データ
などを適宜表示する。具体的には、液晶や有機ＥＬ（el
ectoroluminescence）、ＰＤＰ（Plasma Display Pane
l）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）などが用いられる。

【００３３】音声案内部１０は、例えば図示しないスピ
ーカなどの発音手段を有する。この音声案内部１０は、
例えば車両の走行方向や走行状況など、車両の走行を案
内する上で運転者などの搭乗者に、発音手段からの音声
により各種情報を報知する。なお、発音手段は、例えば
ＴＶ受信機で受信したＴＶ音声データや光ディスクや磁
気ディスクなどに記録された音声データなどを適宜出力
可能である。

【００３４】システム制御部１１は、図示しない各種入
出力ポート、例えばＧＰＳ受信部２が接続されるＧＰＳ
受信ポート、ＶＩＣＳ受信部３が接続されるＶＩＣＳ受
信ポート、各センサ４，５，６がそれぞれ接続されるセ
ンサポート、操作部８が接続されるキー入力ポート、表
示部９が接続される表示部制御ポート、音声案内部１０
が接続される音声制御ポートなどを有する。また、シス
テム制御部１１は、図示しない内蔵メモリを有してい
る。この内蔵メモリには、ナビゲーション装置１全体を
動作制御するＯＳ（Operating System）上に展開される
各種プログラムが記憶されている。そして、システム制
御部１１は、各種プログラムとして、加速度データ算出
手段２１と、加速度データの補正装置として機能する加
速度データ補正手段２２と、案内誘導装置として機能す
る案内誘導手段２３と、を備えている。

【００３５】加速度データ算出手段２１は、加速度セン
サ６から出力されるセンサ出力値に基づいて加速度セン
サ６の加速度を算出して加速度データとして出力する。
この加速度センサ加速度は、センサ出力値とオフセット
値との差分に加速度センサ６の感度を乗算することによ
り算出される。すなわち、以下に示す式で表される。

【００３６】

【数１】 加速度センサ加速度＝（センサ出力値−オフセット値）×感度…（１）

【００３７】この加速度データ算出手段２１により加速
度センサ加速度を算出する際に利用するオフセット値お
よび感度は、内蔵メモリに記憶されている。

【００３８】加速度データ補正手段２２は、加速度デー
タ算出手段２１にて算出される加速度センサ加速度を補
正、すなわち加速度センサ加速度を算出するためのオフ
セット値を補正する。そして、この加速度データ補正手
段２２は、実加速度算出手段２５と、速度情報取得手段
２６と、傾斜角算出手段２７と、重力加速度正弦値算出
手段２８と、基準値算出手段２９と、補正手段３０と、
を備えている。

【００３９】実加速度算出手段２５は、速度センサ４か
ら出力される車両の実加速度データに基づいて、車両の
実加速度を算出する。例えば、速度センサ４で検出する
車軸の回転により出力される車速パルスに基づいて実加
速度データを算出する。

【００４０】速度情報取得手段２６は、ＧＰＳ受信部２
で受信する航法電波のドップラー効果による周波数の変
化に基づいて、水平方向の速度データと垂直方向の速度
データを算出する。また、速度情報取得手段２６は、Ｇ
ＰＳ受信部２で受信する受信状態を認識する。例えば航
法電波がいくつのＧＰＳ衛星から受信できたかを判断
し、航法電波が受信できるＧＰＳ衛星の数が多いほど、
受信状態が良好であると判断する。

【００４１】傾斜角算出手段２７は、速度情報取得手段
２６で算出した水平方向の速度データと垂直方向の速度
データから、移動体の現在位置における傾斜角を算出す
る。すなわち、図２にも示すように、傾斜角θは、ａｒ
ｃｔａｎ（Ｖｂ／Ｖａ）で算出される。

【００４２】重力加速度正弦値算出手段２８は、傾斜角
算出手段２７で算出した傾斜角θに基づいて、重力加速
度に対する正弦値を算出する。すなわち、図３にも示す
ように、重力加速度に対する正弦値Ｇ・ｓｉｎθを算出
する。

【００４３】基準値算出手段２９は、基準加速度データ
を算出する。この基準加速度データは、図３に示すよう
に、理論上の加速度センサ加速度で、理論上は車両の実
加速度と重力加速度に対する正弦値（Ｇ・ｓｉｎθ）と
を加算した値が加速度センサ加速度となる。すなわち、
上述した図４に示すように、加速度センサ６は、傾斜す
る状態では、重力加速度に対する正弦値（Ｇ・ｓｉｎ
θ）が出力値に付加されることとなるためである。そし
て、基準値算出手段２９は、この理論上のＧセンサ加速
度を基準加速度データとして算出する。すなわち、以下
に示す式で表される。

【００４４】

【数２】 理論上の加速度センサ加速度＝実加速度＋Ｇ×ｓｉｎθ…（２）

【００４５】このように、基準値算出手段２９は、実加
速度算出手段２５にて算出された実加速度と、重力加速
度正弦値算出手段２８にて算出した重力加速度に対する
正弦値との和を算出する。

【００４６】補正手段３０は、オフセット値を基準値算
出手段２９で算出される基準加速度データの理論上の加
速度センサ加速度に基づいて補正する。すなわち、加速
度センサ加速度は、上述したように、加速度データ算出
手段２１により、式（１）で求められる。このことか
ら、オフセット値は、加速度センサ加速度として上述し
た基準値算出手段２９で式（２）で算出した理論上の加
速度センサ加速度を用いると、加速度センサ６の感度で
除算した基準加速度データの理論上の加速度センサ加速
度をセンサ出力値から減算した値となる。すなわち、以
下に示す式で表される。

【００４７】

【数３】 オフセット値＝センサ出力値−（実加速度＋Ｇ×ｓｉｎθ）／感度…（３）

【００４８】また、補正手段３０は、速度センサ４から
出力される車両の実加速度データが略０で、かつ、傾斜
角算出手段２７で算出した傾斜角θが略０°であること
を認識することにより、センサ出力値をオフセット値と
して近似し補正する。すなわち、上記式（３）から、実
加速度データが略０で傾斜角θが略０°となると、（実
加速度＋Ｇ×ｓｉｎθ）／感度は０となり、オフセット
値≒センサ出力値となる。このことにより、加速度セン
サ６の感度を認識する必要がなくなる。

【００４９】このようにして、補正手段３０は、適宜オ
フセット値を算出し、平均化処理してオフセット値を補
正して、適宜内蔵メモリに記憶させる。

【００５０】案内誘導手段２３は、地図情報に基づいて
車両の移動状況に対応して車両の移動に関する案内を報
知して案内誘導する。この案内誘導手段２３は、各種プ
ログラムにより、図示しない現在位置認識手段３１、目
的地認識手段３２、移動経路設定手段３３、案内報知手
段３４などを備えている。

【００５１】現在位置認識手段３１は、速度センサ４お
よび方位角センサ５から出力される車両の速度データお
よび方位角データに基づいて、車両の現在の擬似位置を
複数算出する。さらに、現在位置認識手段３１は、ＧＰ
Ｓ受信部２から出力される現在位置に関するＧＰＳデー
タに基づいて、車両の現在の擬似座標値を認識する。そ
して、現在位置認識手段３１は、算出した現在の擬似位
置と、認識した現在の擬似座標値とを比較し、表示部９
に表示する地図情報上に表示させる車両の現在位置を算
出し、現在位置を認識する。

【００５２】また、現在位置認識手段３１は、加速度セ
ンサ６から出力され加速度データ算出手段で算出された
加速度センサ６の加速度データに基づいて、走行する道
路の傾斜や高低差を判断し、車両の現在の擬似位置を算
出し、現在位置を認識する。すなわち、立体交差点や高
速道路など、平面上で重なる箇所でも、車両の現在位置
を正確に認識できる。さらに、山道や坂道を走行する際
に、速度データや方位角データのみから得る移動距離
と、実際の車両の走行距離との誤差を、検出した道路の
傾斜を用いて補正するなどにより正確な現在位置を認識
する。

【００５３】その他、現在位置認識手段３１は、速度デ
ータや方位角データ、加速度データなどに基づいて、車
両の速度や走行方向、走行した距離などの走行情報を算
出する。なお、現在位置認識手段３１は、現在位置とし
て上述した車両の現在位置の他、操作部８にて設定入力
された起点となる出発地点などを、擬似現在位置として
認識可能である。そして、現在位置認識手段３１で得ら
れた各種情報は、システム制御部１１に設けられた内蔵
メモリなどに記憶される。

【００５４】目的地認識手段３２は、例えば操作部８の
入力操作により設定入力された目的地に関する目的地情
報を取得し、目的地の位置を認識する。設定入力される
目的地情報としては、緯度・経度などの座標、住所、電
話番号など、場所を特定するための各種情報が利用可能
である。そして、この目的地認識手段３２で認識した目
的地情報は、内蔵メモリなどに記憶される。

【００５５】移動経路設定手段３３は、現在位置認識手
段３１にて認識した車両の現在位置、あるいは操作部８
で設定入力された出発地点などの擬似現在位置から、目
的地認識手段３２にて認識した目的地までの移動経路を
設定する。この移動経路の設定は、地図情報記憶部７で
取得した地図情報や付加情報などに基づいて、例えば車
両が通行可能な道路を検索し、所要時間が短い経路、あ
るいは移動距離が短い経路、または交通渋滞や交通規制
場所を回避した経路などを設定する。この設定した移動
経路は、内蔵メモリなどに記憶されるとともに、操作部
８の設定入力に対応して適宜表示部９に表示される。

【００５６】案内報知手段３４は、内蔵メモリなどに記
憶され車両の走行状況に対応して車両の移動に関する案
内である車両の走行を支援する内容の案内を、表示部９
による画像表示や音声案内部１０による発音にて報知す
る。例えば、所定の矢印や記号などを表示部９の画面に
表示したり、「７００ｍ先、○○交差点を△△方面右方
向です。」、「移動経路から逸脱しました。」、「この
先、渋滞です。」などの音声案内部１０における音声に
よる発音である。

【００５７】〔ナビゲーション装置の動作〕次に、上記
ナビゲーション装置１の動作について説明する。

【００５８】車両に乗り込んだ運転者や助手席者などの
搭乗者により電源がオンされ、電力がナビゲーション装
置１に供給されて起動する。この電力の供給により、シ
ステム制御部１１は、加速度データ補正手段２２によ
り、オフセット値の補正、すなわち学習をする。具体的
には、実加速度算出手段２５により実加速度を算出する
とともに、速度情報取得手段２６によりＧＰＳ受信部２
で受信する航法電波に基づいて水平方向の速度データお
よび垂直方向の速度データを算出し、傾斜角算出手段２
７にて傾斜角θを算出する。

【００５９】この電力が供給された時点では、まだ車両
が走行していないので、実加速度は０である。また、車
両が駐車されている場所が水平であれば、傾斜角θは、
０°となる。

【００６０】ここで、停車している場合には、重力加速
度正弦値算出手段２８によりＧＰＳのドップラー効果に
基づいて傾斜角θを求めることはできない。このため、
車両が水平状態に停車しているか否かの判断は、例えば
搭乗者が何らかの操作を行ったり、停車直前のＧＰＳの
ドップラー効果に基づいて重力加速度正弦値算出手段２
８にて求めた傾斜角θを内蔵メモリなどに記憶してお
き、この記憶された値から水平状態に停車しているか否
かを判断する。

【００６１】そして、水平状態で停車すると判断した場
合には、補正手段３０により、加速度センサ６から出力
されるセンサ出力値をオフセット値と設定し、内蔵メモ
リに記憶させる。なお、既に内蔵メモリにオフセット値
が記憶されている場合にはその値との平均値を算出し、
新たなオフセット値として補正し記憶させる。

【００６２】また、停車する場所が水平でないと判断し
た場合には、例えば停車直前で内蔵メモリなどに記憶し
た傾斜角θに基づいて重力加速度に対する正弦値（Ｇ・
ｓｉｎθ）を算出し、内蔵メモリに記憶されている加速
度センサ６の感度を用いて式（３）からオフセット値を
算出する。そして、同様に補正を行い内蔵メモリに記憶
させる。

【００６３】そして、搭乗者は、操作部８の入力操作に
より、移動経路を設定させる。この移動経路の設定は、
操作部８の入力操作により、目的地を設定する。そし
て、搭乗者が、操作部８にて所定の条件、例えば時間最
短ルート、距離最短移動ルート、渋滞・規制回避ルート
などの各種ルート検索条件を設定することにより、移動
経路設定手段３３にて条件に合った所定の移動経路を設
定する。

【００６４】すなわち、現在位置認識手段３１により、
ＧＰＳデータ、速度データ、方位角データおよび加速度
データに基づいて現在位置を認識する。この加速度デー
タは、加速度データ算出手段２１により、加速度センサ
６からのセンサ出力値と、内蔵メモリに記憶されたオフ
セット値および感度に基づいて算出される。

【００６５】また、目的地認識手段３２により、操作部
８により設定された目的地の情報により目的地を認識す
る。そして、移動経路設定手段３３により、現在位置認
識手段３１で認識した現在位置から目的地認識手段３２
で認識した目的地まで、地図情報や付加情報に基づいて
移動経路を設定する。そして、システム制御部１１は、
設定された移動経路を内蔵メモリなどに格納するととも
に、表示部９に地図情報とともに移動経路を適宜表示す
る。

【００６６】この後、搭乗者は、表示部９に表示された
現在位置を表す表示が移動経路に沿うように、車両を走
行させる。この車両の走行は、システム制御部１１によ
り、ＧＰＳ受信部２や速度センサ４、方位角センサ５、
加速度センサ６などから出力されるデータに基づいて検
出する。

【００６７】また、システム制御部１１は、車両の走行
の際にも適宜オフセット値の補正を実施する。すなわ
ち、上述したように、式（３）に基づいてオフセット値
を算出し、内蔵メモリに記憶されているオフセット値と
平均化して新たなオフセット値として補正し記憶させ
る。このように、加速度センサ６からのセンサ出力値に
基づいて算出される加速度センサ６の加速度は、順次オ
フセット値が補正されて更新されるので、温度条件や長
時間の使用状況などによりオフセット値が変動しても、
正確なセンサ出力値が得られる。

【００６８】〔ナビゲーション装置の効果〕上述したよ
うに、本発明のナビゲーション装置１では、加速度デー
タ補正手段２２により、加速度センサ加速度の算出に用
いられるオフセット値を、車両が走行する状態でも正し
く補正できるため、加速度センサ６からのセンサ出力値
に基づく加速度データは、正確な値が得られ、案内誘導
手段２３により車両の走行に関する案内が正確にでき
る。このため、従来のように、適切なオフセット値を求
めて補正するために、車両を水平でかつ停車させた状態
としなければならないという煩雑な作業が不要となり、
自動的にオフセット値が補正されて、正確な加速度デー
タが容易に得られ、正確な案内誘導が容易にできる。

【００６９】そして、この加速度データの補正を、理論
上の加速度センサ加速度を求め、この理論上の加速度セ
ンサ加速度を加速度センサ６の感度で除算し、この除算
した値をセンサ出力値から減算することにより、正しい
オフセット値を算出させるため、容易な演算方法で、傾
斜センサなどを用いることなく、従来から受信している
航法電波を利用して容易にオフセット値の補正ができ、
容易に加速度データの補正ができる。

【００７０】さらに、算出するオフセット値を平均化し
て順次更新するため、温度変化や使用状況によりオフセ
ット値が変動しても、正しい加速度データが得られる。

【００７１】また、走行している場合でも、例えば定速
走行中のように実加速度が０で傾斜角θが０°の水平な
状態の場合、具体的には高速道路などを定速度で走行す
る場合など、センサ出力値をオフセット値として近似し
て補正するため、使用状況などにより変動するおそれが
ある加速度センサ６の感度が含まれる項がなくなり、よ
り正確な加速度データが得られるとともに、計算負荷を
低減でき、処理効率の向上が図れる。また、このよう
に、補正手段３０にて、実加速度が０で傾斜角θが０°
の時にオフセット値を求めるようにすれば、補正された
オフセット値には一切加速度センサ６の感度が関与しな
くなり、確実に正確なオフセット値に補正できる。

【００７２】〔実施形態の変形〕なお、本発明は、上述
した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の
目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むも
のである。

【００７３】すなわち、加速度データ補正手段２２と案
内誘導手段２３とにより構成されるナビゲーション装置
１を例示して説明したが、例えば、単に加速度データ補
正手段２２を独立してオフセット値を補正する加速度デ
ータの補正装置として構成したり、加速度センサ６から
のセンサ出力値を取得して補正したオフセット値を用い
て正しい加速度データを出力させる構成とするなどして
もよい。

【００７４】また、順次算出されるオフセット値を順次
平均化処理したが、順次算出されるオフセット値を加速
度センサのオフセット値として順次更新させる構成とし
てもよい。

【００７５】そして、実加速度は、車軸や車輪の回転に
伴って出力されるパルスや電圧などを速度センサ４にて
検出して算出する場合に限らず、例えばＧＰＳ受信部２
にて受信した航法電波に基づいて実加速度を求めるなど
してもできる。

【００７６】なお、ナビゲーション装置１としては、車
両に搭載して車両の走行を支援する構成について説明し
たが、例えば車両以外の歩行者が携帯することにより、
歩行者の移動を案内させることに利用するなどしてもで
きる。

【００７７】また、システム制御部１１をナビゲーショ
ン装置１内に設けて車両に搭載する構成について説明し
たが、例えばシステム制御部１１を別途サーバ内に設
け、車両に搭載した各種センサ４，５，６やＧＰＳ受信
部２からのデータを通信手段を介してサーバに送信し、
サーバのシステム制御部１１にて加速度データの補正、
現在位置や移動経路、あるいは、案内誘導データの作成
などの処理をし、表示部９に案内を表示あるいは音声案
内部１０の発音手段で発音させるなどしてもできる。こ
の場合には、車両に搭載する構成が減少し、軽量小型化
が容易に図れる。また、上述したように、地図情報記憶
部７として取得する地図情報を通信手段を介して基地局
から取得する構成と組み合わせることにより、情報量が
膨大な地図情報もサーバ内に設けておくことで、より軽
量小型化が容易に図れる。

【００７８】一方、地図情報としては、ノードＮを結ぶ
リンクＩＤが連なる道路情報を有するものに限らず、い
ずれの構成でもできる。例えば、分岐位置の座標情報
と、この分岐位置から分岐する方向の方向情報とを有し
た地図情報を用いるなどしてもよい。

【００７９】その他、本発明の実施の際の具体的な構造
および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構
造などに適宜変更できる。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、移動体の移動速度に対
応して変動する信号に基づいて移動体の実加速度算出す
るとともに、複数の人工衛星からの電波に基づいて取得
した水平方向および垂直方向の速度データに基づいて移
動体の現在位置における傾斜角を算出して重力加速度に
対する正弦値を算出し、実加速度と重力加速度に対する
正弦値とを加算して算出した基準加速度データに基づい
てオフセット値を補正ため、移動体が移動する状態でも
オフセット値を補正でき、加速度センサからのセンサ出
力値に基づいて正確な加速度を容易に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るナビゲーション装
置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】前記一実施の形態における水平方向の速度デー
タおよび垂直方向の速度データに基づいて傾斜角θが算
出される方法を示す説明図である。

【図３】前記一実施の形態における加速度センサ加速度
が算出される方法を示す説明図である。

【図４】前記一実施の形態における傾斜する状態での加
速度センサのセンサ出力値が傾斜する状態で影響を受け
る状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ナビゲーション装置 ６ 加速度センサ ２２ 加速度データの補正装置として機能する加速度
データ補正手段 ２３ 案内誘導装置として機能する案内誘導手段 ２５ 実加速度算出手段 ２６ 速度情報取得手段 ２７ 傾斜角算出手段 ２８ 重力加速度正弦値算出手段 ２９ 基準値算出手段 ３０ 補正手段

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F029 AA02 AA04 AA05 AB01 AB07 AB09 AC02 AC03 AC04 AC05 AC18 AD02 5H180 AA01 AA25 AA26 BB02 BB04 CC04 CC30 FF04 FF05 FF12 FF13 FF22 FF25 FF27 FF33

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の加減速を検出して出力する加速
   度センサのオフセット値を算出し補正を行うことによ
   り、前記加速度センサのセンサ出力値に基づいて算出さ
   れる加速度データを補正する加速度データの補正装置で
   あって、 前記移動体の移動速度に対応して変動する信号に基づい
   て前記移動体の実加速度を算出する実加速度算出手段
   と、 複数の人工衛星からの電波を受信してこの受信した電波
   のドップラー効果による周波数の変化に基づいて水平方
   向の速度データおよび垂直方向の速度データを取得する
   速度情報取得手段と、 この速度情報取得手段にて取得した水平方向の速度デー
   タおよび垂直方向の速度データに基づいて、前記移動体
   の現在位置における水平方向に対する移動方向の傾斜角
   を算出する傾斜角算出手段と、 この傾斜角算出手段にて算出された傾斜角に基づいて重
   力加速度に対する正弦値を算出する重力加速度正弦値算
   出手段と、 前記実加速度取得手段にて取得した実加速度および前記
   重力加速度正弦値算出手段にて算出した重力加速度に対
   する正弦値とから基準加速度データを算出する基準値算
   出手段と、 前記オフセット値を前記基準値算出手段で算出される基
   準加速度データに基づいて補正する補正手段と、 を具備した加速度データの補正装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の加速度データの補正装
   置において、 補正手段は、移動体の動作中に検出される複数の基準加
   速度データを加速度センサの感度で除算し、センサ出力
   値との差分を算出することにより取得した複数のオフセ
   ット値を平均化することを特徴とした加速度データの補
   正装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の加速度データ
   の補正装置において、 補正手段は、実加速度算出手段にて算出する実加速度が
   略０で、かつ、傾斜角算出手段にて算出する傾斜角が略
   ０°であることを認識することにより、センサ出力値を
   オフセット値であるとして近似することを特徴とした加
   速度データの補正装置。
4. 【請求項４】 演算手段により、移動体の加減速を検出
   して出力する加速度センサのオフセット値を算出し補正
   を行うことにより、前記加速度センサのセンサ出力値か
   ら算出される加速度データを補正する加速度データの補
   正方法であって、 前記移動体の移動速度に対応して変動する信号を検出
   し、 この検出した信号に基づいて前記移動体の実加速度を算
   出し、 複数の人工衛星から受信した電波のドップラー効果によ
   る周波数の変化に基づいて水平方向の速度情報および垂
   直方向の速度情報を取得し、 これら水平方向の速度情報および垂直方向の速度情報に
   基づいて、前記移動体の現在位置における水平方向に対
   する移動方向の傾斜角を算出し、 この算出された傾斜角に基づいて重力加速度に対する正
   弦値を算出し、 前記移動体の実加速度と前記重力加速度に対する正弦値
   を加算して基準加速度データを算出し、 この基準加速度データに基づいてオフセット値を補正す
   ることにより加速度データを補正することを特徴とする
   加速度データの補正方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の加速度データの補正方
   法を演算手段に実行させることを特徴とする加速度デー
   タの補正プログラム。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の加速度データの補正プ
   ログラムが演算手段にて読取可能に記録されたことを特
   徴とした加速度データの補正プログラムを記録する記録
   媒体。
7. 【請求項７】 請求項１ないし３のいずれかに記載の加
   速度データの補正装置と、 この加速度データの補正装置にて補正された加速度デー
   タを取得し、移動体の移動状況に対応した前記移動体の
   移動に関する案内を地図情報に基づいて報知して案内誘
   導する案内誘導装置と、 を具備したことを特徴としたナビゲーション装置。