JP2004138553A - 移動体位置検出装置、移動体位置検出方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＧＰＳ受信信号を利用できない場合において、移動体の加速度や移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができる移動体位置検出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】移動体走行方向加速度を検出する加速度センサと、移動体現在位置の気圧を検出する気圧センサと、全体を制御する制御部とを有する移動体位置検出装置であって、制御部１１は、検出気圧を標高に変換する高度変換手段１１２と、検出加速度に基づいて算出した距離と標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段１１４と、算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段１１６と、変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段１１７と、補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正手段１２０とを有する。
【選択図】 図２
【解決手段】移動体走行方向加速度を検出する加速度センサと、移動体現在位置の気圧を検出する気圧センサと、全体を制御する制御部とを有する移動体位置検出装置であって、制御部１１は、検出気圧を標高に変換する高度変換手段１１２と、検出加速度に基づいて算出した距離と標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段１１４と、算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段１１６と、変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段１１７と、補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正手段１２０とを有する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサとヨーレートを検出するヨージャイロセンサとを用いた移動体位置検出装置および上記加速度センサと上記気圧センサと上記ヨージャイロセンサとを用いる移動体位置検出方法、ならびに、その方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、ならびに、その方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動体位置検出装置（たとえばカーナビゲーション装置）では、トンネル内におけるようにＧＰＳによる位置検出ができない場合には、加速度センサにより位置を検出していた。
【０００３】
図５は、従来の移動体位置検出装置を示すブロック図である。
【０００４】
図５において、１Ａは移動体位置検出装置、２はＧＰＳ電波を受信するＧＰＳアンテナ、１１Ａは移動体位置検出装置１Ａ全体を制御する制御部、１２はＧＰＳアンテナからの信号を受信してＧＰＳ受信信号として出力するＧＰＳ受信部、１３は文字や画像などを表示する表示部、１４はヨーレート（ヨー方向角速度）を検出するヨージャイロセンサ、１５は移動体（たとえば自動車）の走行方向の加速度を検出する加速度センサである。
【０００５】
このように構成された移動体位置検出装置１Ａについて、その動作を図６を用いて説明する。図６は、制御部１１Ａの動作を示すフローチャートである。
【０００６】
図６において、まず、単位時間毎（たとえば１００ミリ秒毎）にヨージャイロセンサ１４から出力されるヨーレートおよび加速度センサ１５から出力される加速度の値を入力する（Ｓ２１）。次に、加速度センサ１５から出力された加速度の値に対してローパス処理を行う（Ｓ２２）。これは、加速度センサ１５からの加速度のゼロ点（ゼロ値）を求めるためである。つまり、坂道のように傾斜角θのある路面では加速度センサ１５の出力値に対して重力成分が加わるため（重力をＧとしたとき、Ｇ・ｓｉｎθで加わるため）、この余分な重力成分を除去する必要があり、加速度の値に対するローパス処理により上記重力成分すなわち加速度のゼロ値を求める。次に、ヨージャイロセンサ１４から出力されたヨーレートの値の複数の分散値を求め（Ｓ２３）、この分散値が閾値を越えている場合には移動体は走行していると判定し（Ｓ２４）、加速度センサ１５から出力された加速度の値から上記加速度のゼロ値を差し引き、移動体の加速度（たとえば車両の加速度）を求める（Ｓ２５）。次に、求めた移動体の加速度を時間的に積算（積分）し、移動体の速度を求め（Ｓ２６）、求めた移動体の速度から移動体の位置を求める（Ｓ２７）。ステップＳ２４で分散値が閾値以下の場合には移動体は停止していると判定し、移動体の速度をゼロとして移動体の位置を求める（Ｓ２８）。
【０００７】
このような移動体位置検出装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。
【０００８】
なお、図６は、ＧＰＳ受信信号のレベルが低く且つ電波を受信できる衛生の数が所定数以下（たとえば２個以下）の場合の動作を示すものである。すなわち、図６は移動体の位置を算出する方法を示すが、ＧＰＳ受信信号のレベルが高く且つ電波を受信できる衛生の数が所定数以上（たとえば３個以下）の場合にはＧＰＳ受信信号を用いることができるので、図６に示す移動体位置検出方法は用いない。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−１３２５８９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の移動体位置検出装置では、加速度のゼロ値をローパス処理により求めているので、積分効果により応答遅れが生じ、正確な加速度ゼロ値が得られず、正確な移動体の加速度が得られず、したがって正確な移動体の位置が得られないという不具合を生じていた。
【００１１】
この移動体位置検出装置、移動体位置検出方法、プログラムおよび記録媒体では、ＧＰＳ受信信号を利用できない場合において、正確な加速度ゼロ値に基づいて算出した正確な移動体の加速度から正確な移動体の位置を求めることが要求されている。
【００１２】
本発明は、この要求を満たすため、ＧＰＳ受信信号を利用できない場合において、移動体の加速度や移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができる移動体位置検出装置、および、ＧＰＳ受信信号を利用できない場合において、移動体の加速度や移動体の速度、移動体の位置を正確に算出するための移動体位置検出方法、ならびに、その方法を実行させるためのプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体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】
上記課題を解決するために本発明の移動体位置検出装置は、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサと、全体を制御する制御部とを有する移動体位置検出装置であって、制御部は、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換手段と、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換手段で変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、傾斜角算出手段で算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段と、傾斜加速度変換手段で変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段と、加速度ゼロ点補正手段で補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正手段とを有する構成を備えている。
【００１４】
これにより、ＧＰＳ受信信号を利用できない場合において、移動体の加速度や移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができる移動体位置検出装置が得られる。
【００１５】
上記課題を解決するために本発明の移動体位置検出方法は、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサとを用いる移動体位置検出方法であって、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換ステップと、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換ステップで変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、傾斜角算出ステップで算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換ステップと、傾斜加速度変換ステップで変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正ステップと、加速度ゼロ点補正ステップで補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正ステップとを有する構成を備えている。
【００１６】
これにより、ＧＰＳ受信信号を利用できない場合において、移動体の加速度や移動体の速度、移動体の位置を正確に算出するための移動体位置検出方法が得られる。
【００１７】
上記課題を解決するために本発明のプログラムは、上記移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである構成を備えている。
【００１８】
これにより、上記移動体位置検出方法を実行させるためのプログラムが得られる。
【００１９】
上記課題を解決するために本発明の記録媒体は、移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体である構成を備えている。
【００２０】
これにより、上記プログラムを記録した記録媒体が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の移動体位置検出装置は、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサと、全体を制御する制御部とを有する移動体位置検出装置であって、制御部は、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換手段と、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換手段で変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、傾斜角算出手段で算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段と、傾斜加速度変換手段で変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段と、加速度ゼロ点補正手段で補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正手段とを有することとしたものである。
【００２２】
この構成により、検出した気圧を変換して得られた標高と算出した距離とから走行路面の傾斜角を正確に算出することができるので、移動体がトンネルに進入したときのようにＧＰＳ受信信号を利用できない場合においても、算出した傾斜角から正確な加速度ゼロ値を求めることができ、移動体の加速度を正確に算出することができ、したがって移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができるという作用を有する。
【００２３】
請求項２に記載の移動体位置検出装置は、請求項１に記載の移動体位置検出装置において、制御部は、算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出手段と、速度算出手段で算出した移動体の速度から移動体の位置を算出する位置算出手段とを有することとしたものである。
【００２４】
この構成により、算出した移動体の加速度に基づいて、確実に移動体の速度、移動体の位置を算出することができるという作用を有する。
【００２５】
請求項３に記載の移動体位置検出装置は、請求項２に記載の移動体位置検出装置において、ヨーレートを検出するヨージャイロセンサを備え、制御部は、検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出手段と、分散算出手段で算出した分散値に基づいて移動体が走行しているか停止しているかを判定する分散判定手段とを有し、位置算出手段は、分散判定手段が停止していると判定した場合は、移動体の速度をゼロとして移動体の位置を算出することとしたものである。
【００２６】
この構成により、移動体が走行しているか停止しているかを正確に判定することができるので、移動体が停止している場合に走行距離を算出して誤差を増大することを防止することができ、また無駄な算出処理動作を防止することができるという作用を有する。
【００２７】
請求項４に記載の移動体位置検出方法は、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサとを用いる移動体位置検出方法であって、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換ステップと、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換ステップで変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、傾斜角算出ステップで算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換ステップと、傾斜加速度変換ステップで変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正ステップと、加速度ゼロ点補正ステップで補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正ステップとを有することとしたものである。
【００２８】
この構成により、検出した気圧を変換して得られた標高と算出した距離とから走行路面の傾斜角を正確に算出することができるので、移動体がトンネルに進入したときのようにＧＰＳ受信信号を利用できない場合においても、算出した傾斜角から正確な加速度ゼロ値を求めることができ、移動体の加速度を正確に算出することができ、したがって移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができるという作用を有する。
【００２９】
請求項５に記載の移動体位置検出方法は、請求項４に記載の移動体位置検出方法において、算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出ステップと、速度算出ステップで算出した移動体の速度から移動体の位置を算出する位置算出ステップとを有することとしたものである。
【００３０】
この構成により、算出した移動体の加速度に基づいて、確実に移動体の速度、移動体の位置を算出することができるという作用を有する。
【００３１】
請求項６に記載の移動体位置検出方法は、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサと、ヨーレートを検出するヨージャイロセンサとを用いる移動体位置検出方法であって、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換ステップと、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換ステップで変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、傾斜角算出ステップで算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換ステップと、傾斜加速度変換ステップで変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正ステップと、ヨージャイロセンサで検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出ステップと、分散算出ステップで算出した分散値に基づいて移動体が走行しているか停止しているかを判定する分散判定ステップと、分散判定ステップにおいて走行していると判定した場合は補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正ステップと、加速度補正ステップで算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出ステップと、分散判定ステップにおいて走行していると判定した場合は速度算出ステップで算出した移動体の速度から移動体の位置を算出すると共に分散判定ステップにおいて停止していると判定した場合は移動体の速度をゼロとして移動体の位置を算出する位置算出ステップとを有することとしたものである。
【００３２】
この構成により、移動体が走行しているか停止しているかを正確に判定することができるので、移動体が停止している場合に走行距離を算出して誤差を増大することを防止することができ、また無駄な算出処理動作を防止することができるという作用を有する。
【００３３】
請求項７に記載のプログラムは、請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムであることとしたものである。
【００３４】
この構成により、汎用コンピュータを用いて任意の時間に任意の場所で請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法を実行することができるという作用を有する。
【００３５】
請求項８に記載の記録媒体は、請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体であることとしたものである。
【００３６】
この構成により、請求項７に記載のプログラムを汎用コンピュータを用いて記録媒体から読み出すことができるので、汎用コンピュータを用いて任意の時間に任意の場所で請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法を実行することができるという作用を有する。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による移動値位置検出装置を示すブロック図である。
【００３９】
図１において、ＧＰＳアンテナ２、ＧＰＳ受信部１２、表示部１３、ヨージャイロセンサ１４、加速度センサ１５は図５に記載したものと同様のものであるので、同一符号を付して、その説明は省略する。１は移動体位置検出装置、１１は全体を制御する制御部、１６は移動体（たとえば自動車）の走行位置における気圧を検出する気圧センサである。
【００４０】
図２は、図１の制御部１１における機能実現手段（図示しないメモリに格納されたプログラムを実行することにより所定の機能が実現される手段）を示す機能ブロック図である。
【００４１】
図２において、１１１は検出した気圧等のデータを入力する入力手段、１１２は検出した気圧を標高に変換する高度変換手段、１１３はデータをメモリに記憶させる記憶手段、１１４は検出した加速度に基づいて算出した距離と標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段、１１５は算出した傾斜角の変化の有無を判定する傾斜判定手段、１１６は算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段、１１７は変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段、１１８は検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出手段、１１９は算出した分散値に基づいて移動体が走行しているか停止しているかを判定する分散判定手段、１２０は補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正手段、１２１は算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出手段、１２２は算出した移動体の速度から移動体の位置を算出する位置算出手段である。
【００４２】
このように構成された移動体位置検出装置１について、その動作を図３、図４を用いて説明する。図３は制御部１１の動作を示すフローチャートであり、図４は移動体加速度α０と重力加速度傾斜成分Ｇｓｉｎθを示す説明図である。
【００４３】
図３において、まず、入力手段１１１は、単位時間毎（たとえば１００ミリ秒毎）にヨージャイロセンサ１４から出力される検出したヨーレートおよび加速度センサ１５から出力される検出した加速度ならびに気圧センサ１６から出力される検出した気圧の値を入力する（Ｓ１）。次に、高度変換手段１１２は、検出した気圧を標高（高度）に変換し（Ｓ２）、その標高と前回の速度と単位時間あたりの移動距離とを記憶手段１１３によりメモリに蓄積し（Ｓ３）、すでに蓄積された複数の標高と移動距離とから移動体が走行している路面の傾斜角を傾斜角算出手段１１４により算出する（Ｓ４）。次に、傾斜判定手段１１５は、算出した傾斜角が前回の傾斜角から変化しているか否かを判定し（Ｓ５）、変化していると判定したときは次に傾斜加速度変換手段は、算出した傾斜角の変化分を加速度ゼロ値（加速度出力ゼロ点または加速度ゼロ点）の変化分に変換し（Ｓ６）、その変化分に基づいて加速度ゼロ値を加速度ゼロ点補正手段１１７により補正する（Ｓ７）。
【００４４】
ここで、傾斜角から加速度ゼロ値を求める方法を図４を用いて説明する。
【００４５】
図４において、地球水平面に対する走行路面の傾斜角はθであり、この傾斜角θにより、本来の移動体１７の加速度α０に対してＧｓｉｎθが付加されたαｘが検出加速度となる。すなわち、α０＝αｘ−Ｇｓｉｎθの計算を行って、本来の加速度α０を算出する必要がある。このＧｓｉｎθが上述した加速度ゼロ値（加速度出力ゼロ点または加速度ゼロ点）である。なお、ステップＳ５〜Ｓ７においては傾斜角の変化分から加速度ゼロ値の変化分を求めるようにしたが、直接に傾斜角から加速度ゼロ値を求めるようにしてもよい。
【００４６】
次に、ヨージャイロセンサ１４から出力されたヨーレートの複数の値の分散値を求め（Ｓ８）、この分散値が閾値を越えている場合には移動体１７は走行していると判定し（Ｓ９）、加速度センサ１５から出力された加速度の値αｘから上記加速度ゼロ値Ｇｓｉｎθを差し引き、移動体１７の加速度（たとえば自動車等の車両の加速度）α０を求める（Ｓ１０）。次に、求めた移動体１７の加速度α０を時間的に積算（積分）し、移動体の速度を求め（Ｓ１１）、求めた移動体１７の速度から移動体１７の位置を求める（Ｓ１２）。ステップＳ９で分散値が閾値以下の場合には移動体１７は停止していると判定し、移動体１７の速度をゼロとして移動体１７の位置を求める（Ｓ１３）。
【００４７】
なお、図３は、ＧＰＳ受信信号のレベルが低く且つ電波を受信できる衛生の数が所定数以下（たとえば２個以下）の場合の動作を示すものである。すなわち、図３は移動体１７の位置を算出する方法を示すが、ＧＰＳ受信信号のレベルが高く且つ電波を受信できる衛生の数が所定数以上（たとえば３個以下）の場合にはＧＰＳ受信信号を用いることができるので、図３に示す移動体位置検出方法の結果は、ＧＰＳ受信信号の演算結果による移動速度により補正される。また、ＧＰＳ受信信号を用いて移動体１７の位置が正確に算出された場合には、各センサ１４〜１６の検出値により求められた位置は正確な位置に補正されることになる。
【００４８】
以上のように本実施の形態によれば、制御部１１は、気圧センサ１６で検出した気圧を標高に変換する高度変換手段１１２と、加速度センサ１５で検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換手段１１２で変換した標高とから移動体１７が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段１１４と、傾斜角算出手段１１４で算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段１１６と、傾斜加速度変換手段１１６で変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段１１７と、加速度ゼロ点補正手段１１７で補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体１７の加速度を算出する加速度補正手段１２０とを有することにより、検出した気圧を変換して得られた標高と算出した距離とから走行路面の傾斜角を正確に算出することができるので、移動体１７がトンネルに進入したときのようにＧＰＳ受信信号を利用できない場合においても、算出した傾斜角から正確な加速度ゼロ値を求めることができ、移動体１７の加速度を正確に算出することができ、したがって移動体１７の速度、移動体１７の位置を正確に算出することができる。
【００４９】
また、制御部１１は、算出した移動体１７の加速度から移動体１７の速度を算出する速度算出手段１２１と、速度算出手段１２１で算出した移動体１７の速度から移動体１７の位置を算出する位置算出手段１２２とを有することにより、算出した移動体１７の加速度に基づいて、確実に移動体１７の速度、移動体１７の位置を算出することができる。
【００５０】
さらに、制御部１１は、検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出手段１１８と、分散算出手段１１８で算出した分散値に基づいて移動体１７が走行しているか停止しているかを判定する分散判定手段１１９とを有し、位置算出手段１２２は、分散判定手段１１９が停止していると判定した場合は、移動体１７の速度をゼロとして移動体１７の位置を算出することにより、移動体１７が走行しているか停止しているかを正確に判定することができるので、移動体１７が停止している場合に走行距離を算出して誤差を増大することを防止することができ、また無駄な算出処理動作を防止することができる。
【００５１】
さらに、図３の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを用いれば、汎用コンピュータを用いて任意の時間に任意の場所で図３の移動体位置検出方法を実行することができる。
【００５２】
さらに、図３の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を用いれば、上記プログラムを汎用コンピュータを用いて記録媒体から読み出すことができるので、汎用コンピュータを用いて任意の時間に任意の場所で図３の移動体位置検出方法を実行することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載の移動体位置検出装置によれば、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサと、全体を制御する制御部とを有する移動体位置検出装置であって、制御部は、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換手段と、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換手段で変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、傾斜角算出手段で算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段と、傾斜加速度変換手段で変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段と、加速度ゼロ点補正手段で補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正手段とを有することにより、検出した気圧を変換して得られた標高と算出した距離とから走行路面の傾斜角を正確に算出することができるので、移動体がトンネルに進入したときのようにＧＰＳ受信信号を利用できない場合においても、算出した傾斜角から正確な加速度ゼロ値を求めることができ、移動体の加速度を正確に算出することができ、したがって移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができるという有利な効果が得られる。
【００５４】
請求項２に記載の移動体位置検出装置によれば、請求項１に記載の移動体位置検出装置において、制御部は、算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出手段と、速度算出手段で算出した移動体の速度から移動体の位置を算出する位置算出手段とを有することにより、算出した移動体の加速度に基づいて、確実に移動体の速度、移動体の位置を算出することができるという有利な効果が得られる。
【００５５】
請求項３に記載の移動体位置検出装置によれば、請求項２に記載の移動体位置検出装置において、ヨーレートを検出するヨージャイロセンサを備え、制御部は、検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出手段と、分散算出手段で算出した分散値に基づいて移動体が走行しているか停止しているかを判定する分散判定手段とを有し、位置算出手段は、分散判定手段が停止していると判定した場合は、移動体の速度をゼロとして移動体の位置を算出することにより、移動体が走行しているか停止しているかを正確に判定することができるので、移動体が停止している場合に走行距離を算出して誤差を増大することを防止することができ、また無駄な算出処理動作を防止することができるという有利な効果が得られる。
【００５６】
請求項４に記載の移動体位置検出方法によれば、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサとを用いる移動体位置検出方法であって、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換ステップと、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換ステップで変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、傾斜角算出ステップで算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換ステップと、傾斜加速度変換ステップで変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正ステップと、加速度ゼロ点補正ステップで補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正ステップとを有することにより、検出した気圧を変換して得られた標高と算出した距離とから走行路面の傾斜角を正確に算出することができるので、移動体がトンネルに進入したときのようにＧＰＳ受信信号を利用できない場合においても、算出した傾斜角から正確な加速度ゼロ値を求めることができ、移動体の加速度を正確に算出することができ、したがって移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができるという有利な効果が得られる。
【００５７】
請求項５に記載の移動体位置検出方法によれば、請求項４に記載の移動体位置検出方法において、算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出ステップと、速度算出ステップで算出した移動体の速度から移動体の位置を算出する位置算出ステップとを有することにより、算出した移動体の加速度に基づいて、確実に移動体の速度、移動体の位置を算出することができるという有利な効果が得られる。
【００５８】
請求項６に記載の移動体位置検出方法によれば、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサと、ヨーレートを検出するヨージャイロセンサとを用いる移動体位置検出方法であって、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換ステップと、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換ステップで変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、傾斜角算出ステップで算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換ステップと、傾斜加速度変換ステップで変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正ステップと、ヨージャイロセンサで検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出ステップと、分散算出ステップで算出した分散値に基づいて移動体が走行しているか停止しているかを判定する分散判定ステップと、分散判定ステップにおいて走行していると判定した場合は補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正ステップと、加速度補正ステップで算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出ステップと、分散判定ステップにおいて走行していると判定した場合は速度算出ステップで算出した移動体の速度から移動体の位置を算出すると共に分散判定ステップにおいて停止していると判定した場合は移動体の速度をゼロとして移動体の位置を算出する位置算出ステップとを有することにより、移動体が走行しているか停止しているかを正確に判定することができるので、移動体が停止している場合に走行距離を算出して誤差を増大することを防止することができ、また無駄な算出処理動作を防止することができるという有利な効果が得られる。
【００５９】
請求項７に記載のプログラムによれば、請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムであることにより、汎用コンピュータを用いて任意の時間に任意の場所で請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法を実行することができるという有利な効果が得られる。
【００６０】
請求項８に記載の記録媒体によれば、請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体であることにより、請求項７に記載のプログラムを汎用コンピュータを用いて記録媒体から読み出すことができるので、汎用コンピュータを用いて任意の時間に任意の場所で請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法を実行することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による移動体位置検出装置を示すブロック図
【図２】図１の制御部における機能実現手段を示す機能ブロック図
【図３】制御部の動作を示すフローチャート
【図４】移動体加速度と重力加速度傾斜成分を示す説明図
【図５】従来の移動体位置検出装置を示すブロック図
【図６】制御部の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１ 移動体位置検出装置
２ ＧＰＳアンテナ
１１ 制御部
１２ ＧＰＳ受信部
１３ 表示部
１４ ヨージャイロセンサ
１５ 加速度センサ
１６ 気圧センサ
１７ 移動体
１１１ 入力手段
１１２ 高度変換手段
１１３ 記憶手段
１１４ 傾斜角算出手段
１１５ 傾斜判定手段
１１６ 傾斜加速度変換手段
１１７ 加速度ゼロ点補正手段
１１８ 分散算出手段
１１９ 分散判定手段
１２０ 加速度補正手段
１２１ 速度算出手段
１２２ 位置算出手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサとヨーレートを検出するヨージャイロセンサとを用いた移動体位置検出装置および上記加速度センサと上記気圧センサと上記ヨージャイロセンサとを用いる移動体位置検出方法、ならびに、その方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、ならびに、その方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動体位置検出装置（たとえばカーナビゲーション装置）では、トンネル内におけるようにＧＰＳによる位置検出ができない場合には、加速度センサにより位置を検出していた。
【０００３】
図５は、従来の移動体位置検出装置を示すブロック図である。
【０００４】
図５において、１Ａは移動体位置検出装置、２はＧＰＳ電波を受信するＧＰＳアンテナ、１１Ａは移動体位置検出装置１Ａ全体を制御する制御部、１２はＧＰＳアンテナからの信号を受信してＧＰＳ受信信号として出力するＧＰＳ受信部、１３は文字や画像などを表示する表示部、１４はヨーレート（ヨー方向角速度）を検出するヨージャイロセンサ、１５は移動体（たとえば自動車）の走行方向の加速度を検出する加速度センサである。
【０００５】
このように構成された移動体位置検出装置１Ａについて、その動作を図６を用いて説明する。図６は、制御部１１Ａの動作を示すフローチャートである。
【０００６】
図６において、まず、単位時間毎（たとえば１００ミリ秒毎）にヨージャイロセンサ１４から出力されるヨーレートおよび加速度センサ１５から出力される加速度の値を入力する（Ｓ２１）。次に、加速度センサ１５から出力された加速度の値に対してローパス処理を行う（Ｓ２２）。これは、加速度センサ１５からの加速度のゼロ点（ゼロ値）を求めるためである。つまり、坂道のように傾斜角θのある路面では加速度センサ１５の出力値に対して重力成分が加わるため（重力をＧとしたとき、Ｇ・ｓｉｎθで加わるため）、この余分な重力成分を除去する必要があり、加速度の値に対するローパス処理により上記重力成分すなわち加速度のゼロ値を求める。次に、ヨージャイロセンサ１４から出力されたヨーレートの値の複数の分散値を求め（Ｓ２３）、この分散値が閾値を越えている場合には移動体は走行していると判定し（Ｓ２４）、加速度センサ１５から出力された加速度の値から上記加速度のゼロ値を差し引き、移動体の加速度（たとえば車両の加速度）を求める（Ｓ２５）。次に、求めた移動体の加速度を時間的に積算（積分）し、移動体の速度を求め（Ｓ２６）、求めた移動体の速度から移動体の位置を求める（Ｓ２７）。ステップＳ２４で分散値が閾値以下の場合には移動体は停止していると判定し、移動体の速度をゼロとして移動体の位置を求める（Ｓ２８）。
【０００７】
このような移動体位置検出装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。
【０００８】
なお、図６は、ＧＰＳ受信信号のレベルが低く且つ電波を受信できる衛生の数が所定数以下（たとえば２個以下）の場合の動作を示すものである。すなわち、図６は移動体の位置を算出する方法を示すが、ＧＰＳ受信信号のレベルが高く且つ電波を受信できる衛生の数が所定数以上（たとえば３個以下）の場合にはＧＰＳ受信信号を用いることができるので、図６に示す移動体位置検出方法は用いない。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−１３２５８９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の移動体位置検出装置では、加速度のゼロ値をローパス処理により求めているので、積分効果により応答遅れが生じ、正確な加速度ゼロ値が得られず、正確な移動体の加速度が得られず、したがって正確な移動体の位置が得られないという不具合を生じていた。
【００１１】
この移動体位置検出装置、移動体位置検出方法、プログラムおよび記録媒体では、ＧＰＳ受信信号を利用できない場合において、正確な加速度ゼロ値に基づいて算出した正確な移動体の加速度から正確な移動体の位置を求めることが要求されている。
【００１２】
本発明は、この要求を満たすため、ＧＰＳ受信信号を利用できない場合において、移動体の加速度や移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができる移動体位置検出装置、および、ＧＰＳ受信信号を利用できない場合において、移動体の加速度や移動体の速度、移動体の位置を正確に算出するための移動体位置検出方法、ならびに、その方法を実行させるためのプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体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】
上記課題を解決するために本発明の移動体位置検出装置は、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサと、全体を制御する制御部とを有する移動体位置検出装置であって、制御部は、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換手段と、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換手段で変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、傾斜角算出手段で算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段と、傾斜加速度変換手段で変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段と、加速度ゼロ点補正手段で補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正手段とを有する構成を備えている。
【００１４】
これにより、ＧＰＳ受信信号を利用できない場合において、移動体の加速度や移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができる移動体位置検出装置が得られる。
【００１５】
上記課題を解決するために本発明の移動体位置検出方法は、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサとを用いる移動体位置検出方法であって、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換ステップと、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換ステップで変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、傾斜角算出ステップで算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換ステップと、傾斜加速度変換ステップで変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正ステップと、加速度ゼロ点補正ステップで補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正ステップとを有する構成を備えている。
【００１６】
これにより、ＧＰＳ受信信号を利用できない場合において、移動体の加速度や移動体の速度、移動体の位置を正確に算出するための移動体位置検出方法が得られる。
【００１７】
上記課題を解決するために本発明のプログラムは、上記移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである構成を備えている。
【００１８】
これにより、上記移動体位置検出方法を実行させるためのプログラムが得られる。
【００１９】
上記課題を解決するために本発明の記録媒体は、移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体である構成を備えている。
【００２０】
これにより、上記プログラムを記録した記録媒体が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の移動体位置検出装置は、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサと、全体を制御する制御部とを有する移動体位置検出装置であって、制御部は、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換手段と、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換手段で変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、傾斜角算出手段で算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段と、傾斜加速度変換手段で変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段と、加速度ゼロ点補正手段で補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正手段とを有することとしたものである。
【００２２】
この構成により、検出した気圧を変換して得られた標高と算出した距離とから走行路面の傾斜角を正確に算出することができるので、移動体がトンネルに進入したときのようにＧＰＳ受信信号を利用できない場合においても、算出した傾斜角から正確な加速度ゼロ値を求めることができ、移動体の加速度を正確に算出することができ、したがって移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができるという作用を有する。
【００２３】
請求項２に記載の移動体位置検出装置は、請求項１に記載の移動体位置検出装置において、制御部は、算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出手段と、速度算出手段で算出した移動体の速度から移動体の位置を算出する位置算出手段とを有することとしたものである。
【００２４】
この構成により、算出した移動体の加速度に基づいて、確実に移動体の速度、移動体の位置を算出することができるという作用を有する。
【００２５】
請求項３に記載の移動体位置検出装置は、請求項２に記載の移動体位置検出装置において、ヨーレートを検出するヨージャイロセンサを備え、制御部は、検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出手段と、分散算出手段で算出した分散値に基づいて移動体が走行しているか停止しているかを判定する分散判定手段とを有し、位置算出手段は、分散判定手段が停止していると判定した場合は、移動体の速度をゼロとして移動体の位置を算出することとしたものである。
【００２６】
この構成により、移動体が走行しているか停止しているかを正確に判定することができるので、移動体が停止している場合に走行距離を算出して誤差を増大することを防止することができ、また無駄な算出処理動作を防止することができるという作用を有する。
【００２７】
請求項４に記載の移動体位置検出方法は、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサとを用いる移動体位置検出方法であって、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換ステップと、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換ステップで変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、傾斜角算出ステップで算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換ステップと、傾斜加速度変換ステップで変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正ステップと、加速度ゼロ点補正ステップで補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正ステップとを有することとしたものである。
【００２８】
この構成により、検出した気圧を変換して得られた標高と算出した距離とから走行路面の傾斜角を正確に算出することができるので、移動体がトンネルに進入したときのようにＧＰＳ受信信号を利用できない場合においても、算出した傾斜角から正確な加速度ゼロ値を求めることができ、移動体の加速度を正確に算出することができ、したがって移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができるという作用を有する。
【００２９】
請求項５に記載の移動体位置検出方法は、請求項４に記載の移動体位置検出方法において、算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出ステップと、速度算出ステップで算出した移動体の速度から移動体の位置を算出する位置算出ステップとを有することとしたものである。
【００３０】
この構成により、算出した移動体の加速度に基づいて、確実に移動体の速度、移動体の位置を算出することができるという作用を有する。
【００３１】
請求項６に記載の移動体位置検出方法は、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサと、ヨーレートを検出するヨージャイロセンサとを用いる移動体位置検出方法であって、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換ステップと、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換ステップで変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、傾斜角算出ステップで算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換ステップと、傾斜加速度変換ステップで変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正ステップと、ヨージャイロセンサで検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出ステップと、分散算出ステップで算出した分散値に基づいて移動体が走行しているか停止しているかを判定する分散判定ステップと、分散判定ステップにおいて走行していると判定した場合は補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正ステップと、加速度補正ステップで算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出ステップと、分散判定ステップにおいて走行していると判定した場合は速度算出ステップで算出した移動体の速度から移動体の位置を算出すると共に分散判定ステップにおいて停止していると判定した場合は移動体の速度をゼロとして移動体の位置を算出する位置算出ステップとを有することとしたものである。
【００３２】
この構成により、移動体が走行しているか停止しているかを正確に判定することができるので、移動体が停止している場合に走行距離を算出して誤差を増大することを防止することができ、また無駄な算出処理動作を防止することができるという作用を有する。
【００３３】
請求項７に記載のプログラムは、請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムであることとしたものである。
【００３４】
この構成により、汎用コンピュータを用いて任意の時間に任意の場所で請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法を実行することができるという作用を有する。
【００３５】
請求項８に記載の記録媒体は、請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体であることとしたものである。
【００３６】
この構成により、請求項７に記載のプログラムを汎用コンピュータを用いて記録媒体から読み出すことができるので、汎用コンピュータを用いて任意の時間に任意の場所で請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法を実行することができるという作用を有する。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による移動値位置検出装置を示すブロック図である。
【００３９】
図１において、ＧＰＳアンテナ２、ＧＰＳ受信部１２、表示部１３、ヨージャイロセンサ１４、加速度センサ１５は図５に記載したものと同様のものであるので、同一符号を付して、その説明は省略する。１は移動体位置検出装置、１１は全体を制御する制御部、１６は移動体（たとえば自動車）の走行位置における気圧を検出する気圧センサである。
【００４０】
図２は、図１の制御部１１における機能実現手段（図示しないメモリに格納されたプログラムを実行することにより所定の機能が実現される手段）を示す機能ブロック図である。
【００４１】
図２において、１１１は検出した気圧等のデータを入力する入力手段、１１２は検出した気圧を標高に変換する高度変換手段、１１３はデータをメモリに記憶させる記憶手段、１１４は検出した加速度に基づいて算出した距離と標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段、１１５は算出した傾斜角の変化の有無を判定する傾斜判定手段、１１６は算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段、１１７は変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段、１１８は検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出手段、１１９は算出した分散値に基づいて移動体が走行しているか停止しているかを判定する分散判定手段、１２０は補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正手段、１２１は算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出手段、１２２は算出した移動体の速度から移動体の位置を算出する位置算出手段である。
【００４２】
このように構成された移動体位置検出装置１について、その動作を図３、図４を用いて説明する。図３は制御部１１の動作を示すフローチャートであり、図４は移動体加速度α０と重力加速度傾斜成分Ｇｓｉｎθを示す説明図である。
【００４３】
図３において、まず、入力手段１１１は、単位時間毎（たとえば１００ミリ秒毎）にヨージャイロセンサ１４から出力される検出したヨーレートおよび加速度センサ１５から出力される検出した加速度ならびに気圧センサ１６から出力される検出した気圧の値を入力する（Ｓ１）。次に、高度変換手段１１２は、検出した気圧を標高（高度）に変換し（Ｓ２）、その標高と前回の速度と単位時間あたりの移動距離とを記憶手段１１３によりメモリに蓄積し（Ｓ３）、すでに蓄積された複数の標高と移動距離とから移動体が走行している路面の傾斜角を傾斜角算出手段１１４により算出する（Ｓ４）。次に、傾斜判定手段１１５は、算出した傾斜角が前回の傾斜角から変化しているか否かを判定し（Ｓ５）、変化していると判定したときは次に傾斜加速度変換手段は、算出した傾斜角の変化分を加速度ゼロ値（加速度出力ゼロ点または加速度ゼロ点）の変化分に変換し（Ｓ６）、その変化分に基づいて加速度ゼロ値を加速度ゼロ点補正手段１１７により補正する（Ｓ７）。
【００４４】
ここで、傾斜角から加速度ゼロ値を求める方法を図４を用いて説明する。
【００４５】
図４において、地球水平面に対する走行路面の傾斜角はθであり、この傾斜角θにより、本来の移動体１７の加速度α０に対してＧｓｉｎθが付加されたαｘが検出加速度となる。すなわち、α０＝αｘ−Ｇｓｉｎθの計算を行って、本来の加速度α０を算出する必要がある。このＧｓｉｎθが上述した加速度ゼロ値（加速度出力ゼロ点または加速度ゼロ点）である。なお、ステップＳ５〜Ｓ７においては傾斜角の変化分から加速度ゼロ値の変化分を求めるようにしたが、直接に傾斜角から加速度ゼロ値を求めるようにしてもよい。
【００４６】
次に、ヨージャイロセンサ１４から出力されたヨーレートの複数の値の分散値を求め（Ｓ８）、この分散値が閾値を越えている場合には移動体１７は走行していると判定し（Ｓ９）、加速度センサ１５から出力された加速度の値αｘから上記加速度ゼロ値Ｇｓｉｎθを差し引き、移動体１７の加速度（たとえば自動車等の車両の加速度）α０を求める（Ｓ１０）。次に、求めた移動体１７の加速度α０を時間的に積算（積分）し、移動体の速度を求め（Ｓ１１）、求めた移動体１７の速度から移動体１７の位置を求める（Ｓ１２）。ステップＳ９で分散値が閾値以下の場合には移動体１７は停止していると判定し、移動体１７の速度をゼロとして移動体１７の位置を求める（Ｓ１３）。
【００４７】
なお、図３は、ＧＰＳ受信信号のレベルが低く且つ電波を受信できる衛生の数が所定数以下（たとえば２個以下）の場合の動作を示すものである。すなわち、図３は移動体１７の位置を算出する方法を示すが、ＧＰＳ受信信号のレベルが高く且つ電波を受信できる衛生の数が所定数以上（たとえば３個以下）の場合にはＧＰＳ受信信号を用いることができるので、図３に示す移動体位置検出方法の結果は、ＧＰＳ受信信号の演算結果による移動速度により補正される。また、ＧＰＳ受信信号を用いて移動体１７の位置が正確に算出された場合には、各センサ１４〜１６の検出値により求められた位置は正確な位置に補正されることになる。
【００４８】
以上のように本実施の形態によれば、制御部１１は、気圧センサ１６で検出した気圧を標高に変換する高度変換手段１１２と、加速度センサ１５で検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換手段１１２で変換した標高とから移動体１７が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段１１４と、傾斜角算出手段１１４で算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段１１６と、傾斜加速度変換手段１１６で変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段１１７と、加速度ゼロ点補正手段１１７で補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体１７の加速度を算出する加速度補正手段１２０とを有することにより、検出した気圧を変換して得られた標高と算出した距離とから走行路面の傾斜角を正確に算出することができるので、移動体１７がトンネルに進入したときのようにＧＰＳ受信信号を利用できない場合においても、算出した傾斜角から正確な加速度ゼロ値を求めることができ、移動体１７の加速度を正確に算出することができ、したがって移動体１７の速度、移動体１７の位置を正確に算出することができる。
【００４９】
また、制御部１１は、算出した移動体１７の加速度から移動体１７の速度を算出する速度算出手段１２１と、速度算出手段１２１で算出した移動体１７の速度から移動体１７の位置を算出する位置算出手段１２２とを有することにより、算出した移動体１７の加速度に基づいて、確実に移動体１７の速度、移動体１７の位置を算出することができる。
【００５０】
さらに、制御部１１は、検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出手段１１８と、分散算出手段１１８で算出した分散値に基づいて移動体１７が走行しているか停止しているかを判定する分散判定手段１１９とを有し、位置算出手段１２２は、分散判定手段１１９が停止していると判定した場合は、移動体１７の速度をゼロとして移動体１７の位置を算出することにより、移動体１７が走行しているか停止しているかを正確に判定することができるので、移動体１７が停止している場合に走行距離を算出して誤差を増大することを防止することができ、また無駄な算出処理動作を防止することができる。
【００５１】
さらに、図３の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを用いれば、汎用コンピュータを用いて任意の時間に任意の場所で図３の移動体位置検出方法を実行することができる。
【００５２】
さらに、図３の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を用いれば、上記プログラムを汎用コンピュータを用いて記録媒体から読み出すことができるので、汎用コンピュータを用いて任意の時間に任意の場所で図３の移動体位置検出方法を実行することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載の移動体位置検出装置によれば、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサと、全体を制御する制御部とを有する移動体位置検出装置であって、制御部は、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換手段と、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換手段で変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、傾斜角算出手段で算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段と、傾斜加速度変換手段で変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段と、加速度ゼロ点補正手段で補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正手段とを有することにより、検出した気圧を変換して得られた標高と算出した距離とから走行路面の傾斜角を正確に算出することができるので、移動体がトンネルに進入したときのようにＧＰＳ受信信号を利用できない場合においても、算出した傾斜角から正確な加速度ゼロ値を求めることができ、移動体の加速度を正確に算出することができ、したがって移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができるという有利な効果が得られる。
【００５４】
請求項２に記載の移動体位置検出装置によれば、請求項１に記載の移動体位置検出装置において、制御部は、算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出手段と、速度算出手段で算出した移動体の速度から移動体の位置を算出する位置算出手段とを有することにより、算出した移動体の加速度に基づいて、確実に移動体の速度、移動体の位置を算出することができるという有利な効果が得られる。
【００５５】
請求項３に記載の移動体位置検出装置によれば、請求項２に記載の移動体位置検出装置において、ヨーレートを検出するヨージャイロセンサを備え、制御部は、検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出手段と、分散算出手段で算出した分散値に基づいて移動体が走行しているか停止しているかを判定する分散判定手段とを有し、位置算出手段は、分散判定手段が停止していると判定した場合は、移動体の速度をゼロとして移動体の位置を算出することにより、移動体が走行しているか停止しているかを正確に判定することができるので、移動体が停止している場合に走行距離を算出して誤差を増大することを防止することができ、また無駄な算出処理動作を防止することができるという有利な効果が得られる。
【００５６】
請求項４に記載の移動体位置検出方法によれば、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサとを用いる移動体位置検出方法であって、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換ステップと、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換ステップで変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、傾斜角算出ステップで算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換ステップと、傾斜加速度変換ステップで変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正ステップと、加速度ゼロ点補正ステップで補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正ステップとを有することにより、検出した気圧を変換して得られた標高と算出した距離とから走行路面の傾斜角を正確に算出することができるので、移動体がトンネルに進入したときのようにＧＰＳ受信信号を利用できない場合においても、算出した傾斜角から正確な加速度ゼロ値を求めることができ、移動体の加速度を正確に算出することができ、したがって移動体の速度、移動体の位置を正確に算出することができるという有利な効果が得られる。
【００５７】
請求項５に記載の移動体位置検出方法によれば、請求項４に記載の移動体位置検出方法において、算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出ステップと、速度算出ステップで算出した移動体の速度から移動体の位置を算出する位置算出ステップとを有することにより、算出した移動体の加速度に基づいて、確実に移動体の速度、移動体の位置を算出することができるという有利な効果が得られる。
【００５８】
請求項６に記載の移動体位置検出方法によれば、移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサと、ヨーレートを検出するヨージャイロセンサとを用いる移動体位置検出方法であって、気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換ステップと、加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と高度変換ステップで変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、傾斜角算出ステップで算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換ステップと、傾斜加速度変換ステップで変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正ステップと、ヨージャイロセンサで検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出ステップと、分散算出ステップで算出した分散値に基づいて移動体が走行しているか停止しているかを判定する分散判定ステップと、分散判定ステップにおいて走行していると判定した場合は補正した加速度のゼロ点と検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正ステップと、加速度補正ステップで算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出ステップと、分散判定ステップにおいて走行していると判定した場合は速度算出ステップで算出した移動体の速度から移動体の位置を算出すると共に分散判定ステップにおいて停止していると判定した場合は移動体の速度をゼロとして移動体の位置を算出する位置算出ステップとを有することにより、移動体が走行しているか停止しているかを正確に判定することができるので、移動体が停止している場合に走行距離を算出して誤差を増大することを防止することができ、また無駄な算出処理動作を防止することができるという有利な効果が得られる。
【００５９】
請求項７に記載のプログラムによれば、請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムであることにより、汎用コンピュータを用いて任意の時間に任意の場所で請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法を実行することができるという有利な効果が得られる。
【００６０】
請求項８に記載の記録媒体によれば、請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体であることにより、請求項７に記載のプログラムを汎用コンピュータを用いて記録媒体から読み出すことができるので、汎用コンピュータを用いて任意の時間に任意の場所で請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法を実行することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による移動体位置検出装置を示すブロック図
【図２】図１の制御部における機能実現手段を示す機能ブロック図
【図３】制御部の動作を示すフローチャート
【図４】移動体加速度と重力加速度傾斜成分を示す説明図
【図５】従来の移動体位置検出装置を示すブロック図
【図６】制御部の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
１ 移動体位置検出装置
２ ＧＰＳアンテナ
１１ 制御部
１２ ＧＰＳ受信部
１３ 表示部
１４ ヨージャイロセンサ
１５ 加速度センサ
１６ 気圧センサ
１７ 移動体
１１１ 入力手段
１１２ 高度変換手段
１１３ 記憶手段
１１４ 傾斜角算出手段
１１５ 傾斜判定手段
１１６ 傾斜加速度変換手段
１１７ 加速度ゼロ点補正手段
１１８ 分散算出手段
１１９ 分散判定手段
１２０ 加速度補正手段
１２１ 速度算出手段
１２２ 位置算出手段
Claims (8)
- 移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサと、全体を制御する制御部とを有する移動体位置検出装置であって、
前記制御部は、前記気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換手段と、前記加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と前記高度変換手段で変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出手段と、前記傾斜角算出手段で算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換手段と、前記傾斜加速度変換手段で変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正手段と、前記加速度ゼロ点補正手段で補正した加速度のゼロ点と前記検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正手段とを有することを特徴とする移動体位置検出装置。 - 前記制御部は、前記算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出手段と、前記速度算出手段で算出した移動体の速度から移動体の位置を算出する位置算出手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の移動体位置検出装置。
- ヨーレートを検出するヨージャイロセンサを備え、
前記制御部は、前記検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出手段と、前記分散算出手段で算出した分散値に基づいて移動体が走行しているか停止しているかを判定する分散判定手段とを有し、
前記位置算出手段は、前記分散判定手段が停止していると判定した場合は、移動体の速度をゼロとして移動体の位置を算出することを特徴とする請求項２に記載の移動体位置検出装置。 - 移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサとを用いる移動体位置検出方法であって、
前記検出した気圧を標高に変換する高度変換ステップと、前記加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と前記高度変換ステップで変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、前記傾斜角算出ステップで算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換ステップと、前記傾斜加速度変換ステップで変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正ステップと、前記加速度ゼロ点補正ステップで補正した加速度のゼロ点と前記検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正ステップとを有することを特徴とする移動体位置検出方法。 - 前記算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出ステップと、前記速度算出ステップで算出した移動体の速度から移動体の位置を算出する位置算出ステップとを有することを特徴とする請求項４に記載の移動体位置検出方法。
- 移動体の走行方向の加速度を検出する加速度センサと、移動体の現在位置における気圧を検出する気圧センサと、ヨーレートを検出するヨージャイロセンサとを用いる移動体位置検出方法であって、
前記気圧センサで検出した気圧を標高に変換する高度変換ステップと、前記加速度センサで検出した加速度に基づいて算出した距離と前記高度変換ステップで変換した標高とから移動体が走行している路面の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、前記傾斜角算出ステップで算出した傾斜角を加速度に変換する傾斜加速度変換ステップと、前記傾斜加速度変換ステップで変換した加速度から加速度のゼロ点を補正する加速度ゼロ点補正ステップと、前記ヨージャイロセンサで検出したヨーレートの複数の値からヨーレートの分散値を算出する分散算出ステップと、前記分散算出ステップで算出した分散値に基づいて移動体が走行しているか停止しているかを判定する分散判定ステップと、前記分散判定ステップにおいて走行していると判定した場合は前記補正した加速度のゼロ点と前記検出した加速度とに基づいて移動体の加速度を算出する加速度補正ステップと、前記加速度補正ステップで算出した移動体の加速度から移動体の速度を算出する速度算出ステップと、前記分散判定ステップにおいて走行していると判定した場合は前記速度算出ステップで算出した移動体の速度から移動体の位置を算出すると共に前記分散判定ステップにおいて停止していると判定した場合は移動体の速度をゼロとして移動体の位置を算出する位置算出ステップとを有することを特徴とする移動体位置検出方法。 - 請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項４乃至６のいずれか１に記載の移動体位置検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
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