JP2011089922A - ナビゲーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳ測位解自体の精度判定を実施することなく、ＧＰＳマルチパス障害による大きな誤差を排除可能であり、これにより自車位置推定精度の向上を図ったナビゲーションシステムを提供する。
【解決手段】最大値算出部１５Ｌ、１５Ｒは、高さ情報取得部１４Ｌ、１４Ｒが取得した高さ情報に基づいて、左右のハーフエリアにおける高さの最大値を算出する。絶対値算出部１６は、最大値算出部１５Ｌ、１５Ｒにて算出した最大値の差を、左右のハーフエリアにおける高低差とし、その絶対値を算出する。危険度判定部１７は、絶対値算出部１６の算出した絶対値に基づいて、判定エリアにおけるＧＰＳマルチパス障害の発生危険度を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載用などのナビゲーションシステムに係り、特に、ＧＰＳマルチパス障害の発生により誤差を含んだＧＰＳ測位解を、現在位置の推定演算に採用しないようにしたナビゲーションシステムに関する。

カーナビゲーションシステムは、ＧＰＳ衛星から送られるＧＰＳ信号を利用してＧＰＳ測位解を取得しており、これを用いて自車位置の推定演算を行っている。しかし、自車周辺の環境によっては、ノイズの混入やＧＰＳマルチパス障害が発生するのでＧＰＳ測位解の精度が低下することがある。

特に、林立する高層ビルの間を縫って車両が走行する場合、道路の片側にのみ高層ビルが存在すると、高層ビルにＧＰＳ信号が反射するため、ＧＰＳマルチパス障害が発生し易い。ＧＰＳマルチパス障害とは、複数の経路を通ったＧＰＳ信号を、ＧＰＳ受信機が受信する現象であり、経路距離の違いによってＧＰＳ測位解に誤差が生じる原因となる。

ここで、ＧＰＳマルチパス障害によるＧＰＳ測位解の誤差について、図１０を用いて簡単に説明する。図１０に示すように、高層ビルなどに反射した反射波（点線にて図示）の経路を通ったＧＰＳ信号では、直接波（実線にて図示）の経路を通ったＧＰＳ信号よりも経路距離が増加する。すなわち、反射波の経路を経たＧＰＳ信号は、経路距離が増加した分だけ、ＧＰＳ受信機４からＧＰＳ衛星４０までの疑似距離には誤差を生じる。この結果、疑似距離に含まれる誤差がＧＰＳ測位解に大きな誤差がもたらす。

ＧＰＳ測位解が大きな誤差を持つと、マップマッチング処理と組み合わせても自車位置を適切に補正することは難しくなり、自車位置の推定精度が低下する。したがって、表示装置に表示される自車位置が、実際の位置から大きくずれたり、断続的な表示となる「飛び」現象が起きたりするおそれがある。

また、近年のカーナビゲーションシステムには、センサ学習機能が付与されている。センサ学習機能とは、ナビゲーションシステムに組み込まれる車速パルスセンサやジャイロセンサの持つセンサ特性を、ＧＰＳ測位解とマップマッチング処理とを組み合わせて補正・学習する機能である。このようなセンサ学習機能でもＧＰＳ測位解を使用しているので、ＧＰＳ測位解が大きな誤差を持つと、センサ学習機能にも不具合が現れてしまい、問題となっている。

上記の問題点を回避するためには、ＧＰＳ測位解の精度を判定し、精度の高いＧＰＳ測位解だけを自車位置の推定演算に採用することが有効である。ＧＰＳ測位解の精度判定方法としては、他のセンサ類による検知結果とＧＰＳ測位解とを比較する方法や、衛星配置の誤差指標であるＤＯＰ（Dilution of Precision）を用いた方法がある。

ＤＯＰによるＧＰＳ測位解の精度判定は、ＧＰＳ測位解の精度がＧＰＳ衛星の幾何学的な配置に依存することを利用して、ＤＯＰが高ければＧＰＳ測位解に誤差が含まれているものとみなしている。ただし、ＤＯＰは衛星配置の誤差指標であって、障害物を発生原因とするＧＰＳマルチパス障害の誤差指標にはならない。つまり、ＤＯＰが低くても、ＧＰＳ信号はＧＰＳマルチパス障害の影響を受ける可能性は十分にある。

そこで、ＧＰＳ測位解がＧＰＳマルチパス障害の影響を受けたか否かを判定する技術としては、例えば、特許文献１などが提案されている。特許文献１記載のＧＰＳ測位解精度判定方法では、所定の参照値とクロック・オフセット値との差分に基づいて、ＧＰＳ測位解に対するＧＰＳマルチパス障害の影響度を判定している。

このようなＧＰＳ測位解精度判定方法によれば、ＧＰＳマルチパス障害の影響を受けたＧＰＳ測位解を検知可能である。そのため、ＧＰＳマルチパス障害によりＧＰＳ測位解が誤差を含んだと判定された場合には、この測位解を自車位置の推定演算に不採用とすることができ、自車位置の推定精度劣化を確実に抑止することが可能である。

特開２００８−１５７７０５号公報

以上述べた従来のＧＰＳ測位解精度判定方法では、精度判定の対象であるＧＰＳ測位解を求めることが前提であって、ＧＰＳ測位解の精度判定を実施することなく、ＧＰＳ測位解の採用・不採用を決定することはあり得ない。つまり、ＧＰＳマルチパス障害が発生していると判断でき、ＧＰＳ測位解が大きな誤差を含んでいると予測できる状況であっても、ＧＰＳ測位解の精度判定を必ず行っている。

しかしながら、前述したように、道路の片側にのみ高層ビルが存在すると、高層ビルにＧＰＳ信号が反射するため、ＧＰＳマルチパス障害が発生し易いことは自明である。したがって、ＧＰＳ測位解を取得した状況がＧＰＳマルチパス障害の影響を受けているかどうかは、自車周辺の環境から容易に判定可能である。そこで、ＧＰＳマルチパス障害の発生危険度を判定することにより、ＧＰＳ測位解自体の精度判定を省略して、ＧＰＳ測位解の採用・不採用を迅速に決定することが可能である自車位置推定技術の確立が待たれていた。

本発明は、以上の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、任意の広さを持つ判定エリアを設定し、この判定エリアにおいて自車の左右に位置する高層建造物の高低差に基づきＧＰＳマルチパス障害の発生危険度を判定することにより、ＧＰＳ測位解自体の精度判定を実施することなく、ＧＰＳマルチパス障害による大きな誤差を排除可能であり、これにより自車位置推定精度の向上を図ったナビゲーションシステムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機と、前記ＧＰＳ受信機の受信したＧＰＳ信号に基づいてＧＰＳ測位解を取得するＧＰＳ測位解取得手段と、前記ＧＰＳ測位解を用いて現在位置の推定演算を行う現在位置推定演算手段が設けられたナビゲーションシステムにおいて、次のような構成を有することを特徴としている。

請求項１の発明は、任意の広さを持つ判定エリアを設定する判定エリア設定手段と、前記判定エリアに位置する建造物の高さ情報を取得する高さ情報取得手段と、前記判定エリアを左右のハーフエリアに分割して前記高さ情報取得手段が取得した高さ情報に基づき各ハーフエリアにおける最高点を算出する最高点算出手段と、左右のハーフエリアにおける最高点の高さの違いを算出する高低差算出手段と、前記高低差算出手段の算出した高低差に応じて前記判定エリアにおけるＧＰＳマルチパス障害の発生危険度を判定する危険度判定手段、が設けられており、前記判定エリアにおけるＧＰＳマルチパス障害の発生危険度が所定の規定値を超えたと前記危険度判定手段が判定した場合、前記ＧＰＳ測位解取得手段が当該判定エリアで取得したＧＰＳ測位解については、前記現在位置推定演算手段は現在位置の推定演算に際して採用を見合わせるように構成されたことを特徴とするものである。

以上のような構成を有する請求項１のナビゲーションシステムでは、ＧＰＳマルチパス障害が発生したことによるＧＰＳ測位解の精度を判定するのではなく、任意の広さを持つ判定エリアにおいて、ＧＰＳマルチパス障害が発生する危険度が高いかどうかを判定している。

すなわち、ＧＰＳマルチパス障害の発生危険度に関して、判定エリアを左右に分割した各ハーフエリアでの最高点の高低差から判断することができる。そして、左右のハーフエリアでの高低差が大きい場合には、道路の左右の片側にのみ高い建造物が存在してＧＰＳ信号を反射させるため、ＧＰＳマルチパス障害が発生し易いエリアであると判定し、この判定エリアにて取得したＧＰＳ測位解については現在位置の推定演算への採用することを見合わせる。

つまり、誤差を含む可能性の高いＧＰＳ測位解については、ＧＰＳ測位解の精度を判定するまでもなく、これを迅速に排除している。これにより、精度の高いＧＰＳ測位解だけを選択的に採用して、現在位置の推定精度を高めることが可能である。

請求項２の発明では、請求項１に記載のナビゲーションシステムにおいて、前記判定エリアに位置する建造物の設置面積情報を取得する設置面積情報取得手段が設けられ、前記高さ情報取得手段は、前記設置面積情報取得手段が取得した設置面積情報に基づき前記判定エリアに位置する建造物の中から所定の大きさ以上の設置面積を持つ建造物のみに限定して、前記判定エリアに位置する建造物の高さ情報を取得するように構成されたことを特徴とするものである。

請求項２のナビゲーションシステムでは、判定エリアに位置する建造物の中で、設置面積が所定の大きさに満たない小さな建造物については、ＧＰＳマルチパス障害の発生原因とはならないと判断し、高さ情報の取得対象から除外している。そのため、高さ情報を取得する建造物を絞り込むことができ、最高点算出手段は左右のハーフエリアにおける最高点を、素早く算出することが可能となる。

請求項３の発明では、請求項１または２に記載のナビゲーションシステムにおいて、前記発生危険度判定手段の判定結果を格納するための判定結果格納手段が設けられたことを特徴としている。

以上の請求項３のナビゲーションシステムでは、判定結果格納手段にＧＰＳマルチパス障害の発生危険度を予め格納しておくことで、判定結果格納手段から所望の判定エリアにおける発生危険度を随時取り出すことが可能である。したがって、移動先の判定エリアについて、ＧＰＳマルチパス障害の発生危険度を事前に把握することが可能である。これにより、精度の高いＧＰＳ測位解だけを的確に採用することができ、現在位置の推定演算処理に際して正確性、迅速性が向上する。

本発明のナビゲーションシステムによれば、自車の左右に位置する建造物の高さ情報を用いてマルチパス障害の発生危険度を判定し、マルチパス障害の発生危険度の高い状況で取得されたＧＰＳ測位解については自車位置の推定に際して採用しないことで、ＧＰＳマルチパス障害による誤差を確実に排除して自車位置推定精度を高めることができる。

本発明に係る代表的な実施形態におけるナビゲーションシステムのブロック図。 本実施形態におけるＧＰＳ受信機のブロック図。 本実施形態における特徴的な部分の要部ブロック図。 想定される自車周辺状況の平面図。 図４の俯瞰図。 図４の正面図。 本実施形態におけるＧＰＳ測位解の精度判定処理のフローチャート。 本実施形態の作用の説明図。 本実施形態の作用の説明図。 ＧＰＳマルチパス障害の発生状況を示す説明図。

（１）代表的な実施形態
［構成］
以下、本発明に係る実施形態の一例について、図１〜図９を参照して具体的に説明する。本実施形態は、ＧＰＳ受信機４にて取得したＧＰＳ測位解を用いて、一定の周期で自車位置の推定演算を行うカーナビゲーションシステムに適用したものである。

［カーナビゲーションシステムの概要］
まず、図１および図２を参照して、カーナビゲーションシステムにおいて自車位置推定を担う部分について具体的に説明する。図１は自車位置の推定演算を行うメイン基板１とそれに接続される構成部を示したブロック図、図２はＧＰＳ受信機４のブロック図である。

図１に示すように、メイン基板１には、自車位置の推定演算を行うＣＰＵ２と、所定のデータやプログラム等が一時的に展開されるメモリ３が含まれている。また、メイン基板１には、ＧＰＳ受信機４、車速パルスセンサ５、ジャイロセンサ６、地図データベース７が接続されている。メイン基板１は、これらの構成部４〜７から自車位置の推定演算に必要となる情報を取得するように構成されている。さらに、メイン基板１には、ナビゲーション用画面等を表示するための表示装置８が接続されている。

ＧＰＳ受信機４は、地球を周回するＧＰＳ衛星のうちの幾つかを捕捉・追尾しており、捕捉・追尾したＧＰＳ衛星から受信するＧＰＳ信号を用いてＧＰＳ測位解を導き、メイン基板１に対し測位情報（位置、高度、速度など）を出力する部分である。

車速パルスセンサ５は、車両の左右の駆動輪の回転速度に基づいて車速パルスを出力する部分である。また、ジャイロセンサ６は、車両の水平面における方位に関する角速度を計測して出力電圧をメイン基板１側に送るようになっている。

地図データベース７は、地図情報を蓄積しており、その保存媒体・装置としては、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＨＤＤ等、適宜選択自由である。地図データベース７への接続手段としては、保存媒体・装置をナビゲーションシステム本体に内蔵する以外に、ネットワークを経由して遠隔地に設置されたサーバーに接続する手段であっても良い。

なお、地図データベース７には、建造物の高さ情報（より詳しくは車両の走行面から建造物の最高点までの高さ）と、建造物の設置面積情報が入力されている。これらの情報を地図データベース７が格納することは、本実施形態を構成する上で不可欠である。

以上の構成を有するナビゲーションシステムでは、ＧＰＳ受信機４から得られるＧＰＳ測位解によって車両の絶対的な位置が決定される。例えば、ナビゲーションシステムを起動させた時や、地図情報の無い地下駐車場から出庫した時などは、ＧＰＳ受信機４からのＧＰＳ測位解に基づいて自車位置および方位が推定される。

ただし、ＧＰＳ信号に含まれる位置情報には、ある程度の誤差が含まれている。そのため、地図データベース７から得られる地図情報をもとにして、ＧＰＳ測位解から推定した自車位置および方位の補正を行うマップマッチングを実施する。

また、トンネルなどを車両が通過する場合、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号が遮蔽されるので、測位演算を行うことができない。このようにＧＰＳ受信機４から測位解が得られない時は、車速パルスセンサ５からの車速パルスおよびジャイロセンサ６からの出力電圧を用いて自車位置を推定している。この時も当然、地図データベース７からの地図情報に基づくマップマッチングが実施される。

なお、車速パルスは、１パルスあたりの進んだ距離である距離係数が、車種、タイヤ径、車両重量、路面状態などで変化する。このため、車速パルスの距離係数に関しては、ＧＰＳ受信機４から得られる測位情報（位置・速度）、ジャイロセンサ６からの出力電圧、地図データベース７から得られる地図情報（マップマッチング）を総合的に用いて、補正する必要がある。

また、ジャイロセンサ６に関しては、個体差やセンサの取り付け角度によりセンサ感度（ｄｅｇ/ｓ/Ｖ）に誤差が生じる。さらに、０点電圧（バイアス）にも個体差があり、周囲温度で変化することが知られている。そこで、ジャイロセンサ６のセンサ感度とバイアスについても、ＧＰＳ受信機４から得られる測位情報（位置・速度）と、車速パルスセンサ５からの車速パルス、地図データベース７から得られる地図情報（マップマッチング）を総合的に用いて補正する。

以上述べたように、ナビゲーションシステムでは、車速パルスの距離係数、ジャイロセンサ６のセンサ感度とバイアスについて、ＧＰＳ受信機４から得られる測位情報とマップマッチング処理とを組み合わせて補正・学習（前述したセンサ学習）しながら、自車位置推定を行っている。そして、表示装置８が推定した自車位置を地図情報と共に表示画面に表示する。

続いて、図２を参照して、ＧＰＳ受信機４について説明する。ＧＰＳ受信機４は、アンテナ４１、乗算器４２、周波数シンセサイザ４３、ＬＰＦ（Low Pass Filter）４４、Ａ／Ｄ（Analog / Digital）変換器４５、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）４６、クロック４７を備えている。

地球を周回するＧＰＳ衛星４０は、５０ｂｐｓの航法メッセージをＣ/Ａコードと呼ばれるＰＲＮ（疑似雑音）符号で拡散し、１．５７５４２ＧＨｚの搬送波を用いたＢＰＳＫ変調方式でＧＰＳ信号を送信している。ＧＰＳ受信機４では、ＧＰＳ衛星４０から発信されたＧＰＳ信号をアンテナ４１で受信する。

乗算器４２は、ＧＰＳ信号帯域外（１．５７５４２ＧＨｚと大きく異なる帯域）のノイズが減衰された受信信号をアンテナ４１から入力し、周波数シンセサイザ４３の発振周波数に基づいて受信信号をダウンコンバートして、ＬＰＦ４４に出力する。

ここで、受信信号は、安定動作や選択特性が改善される中間周波数すなわちＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換される。ＩＦ信号は、ＬＰＦ４４によってノイズが減衰された後、Ａ／Ｄ変換器４５に入力される。Ａ／Ｄ変換器４５は、ＩＦ信号をサンプリングしてデジタルＩＦ信号に変換し、ＤＳＰ４６に出力する。

ＧＰＳ受信機４が二次元測位を行うものである場合、捕捉・追尾すべきＧＰＳ衛星数は少なくとも三機、ＧＰＳ受信機４が三次元測位を行うものである場合、捕捉・追尾すべきＧＰＳ衛星数は少なくとも四機である。そのため、ＤＳＰ４６は、通常、捕捉・追尾すべきＧＰＳ衛星数以上に分配されたデジタルＩＦ信号を入力している。

これらの分配されたデジタルＩＦ信号は、それぞれ別個の系統の回路で処理される必要がある。このため、ＤＳＰ４６は、各デジタルＩＦ信号を処理して複数のＧＰＳ衛星を同時捕捉・追尾できるよう、複数の受信チャンネル４８を有している。つまり、各受信チャンネル４８は、ＣＰＵ２から指定されたＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号を追尾して、所定のデジタルＩＦ信号を入力する。

受信チャンネルは、ＰＬＬ（Phase Lock Loop）回路であるキャリア・トラッキング・ループと、ＤＬＬ（Delay Lock Loop）回路であるコード・トラッキング・ループとに大別される。各受信チャンネル４８に入力されたデジタルＩＦ信号は、キャリア・トラッキング・ループによりベースバンド信号に復調され、コード信号となる。また、ＤＳＰ４６の各受信チャンネル４８では再生コード信号が生成される。

キャリア・トラッキング・ループによるコード信号と、ＤＳＰ４６で生成した再生コード信号とは、コード・トラッキング・ループによって位相同期を行って乗算することで逆拡散され、これにより航法メッセージが得られる。この航法メッセージに基づいて、ＧＰＳ衛星の座標などが算出される。

さらに、コード・トラッキング・ループでＧＰＳ衛星のコード信号と同期する過程で、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信機４までの伝搬時間を得ることができる。そして、この伝搬時間と、前記ＧＰＳ衛星の座標の算出結果とから、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信機４との疑似距離が求められる。このようにして得られた複数のＧＰＳ衛星との疑似距離により、ＧＰＳ受信機４は正確な位置情報と時刻情報を算出することができる。

すなわち、ＧＰＳ衛星iと、ＧＰＳ受信機４の疑似距離rｉ［m］は、ＧＰＳ衛星ｉの位置座標を（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）、ＧＰＳ受信機４の位置座標を（ｘ、ｙ、ｚ）とすると、以下の式（１）で表される。ここで、ｃは光速、δはクロック４７の誤差を除去するためのクロック・オフセット［秒］である。

ＣＰＵ２は、例えば航法メッセージに基づいて算出された少なくとも四つの疑似距離に基づいて上記式（１）を解き、測位解を得る。上記式（１）において、未知数はＧＰＳ受信機４の位置座標（ｘ、ｙ、ｚ）と、クロック・オフセットのδの４つである。そのため、ＣＰＵ２は、最低でも四機個以上の衛星について、上記式（１）の連立方程式を解く必要がある。

なお、二次元測位の場合は、測位情報のうち高度を既知と仮定するので、少なくとも三機のＧＰＳ衛星について、上記式（１）の連立方程式を解けば良い。上記式（１）の連立方程式は非線形の連立方程式であるため、通常は適当な初期値を用いて線形化を行い、ニュートン・ラフソン法により解を求める。また、測位に用いる衛星数が五機以上（二次元測位の場合は四機以上）の場合は、ＧＰＳ衛星の数が未知のパラメータの数よりも多くなるので、最小二乗法を用いて上記式（１）を解き、測位解を得ることができる。

［本実施形態における特徴的な構成］
続いて、本実施形態における特徴的な構成について、図３を用いて説明する。図３は、自車位置の推定演算を行うＣＰＵ２において、各機能を仮想的なブロックとして示した構成図である。

図３に示すように、ＣＰＵ２には、ＧＰＳ測位解取得部１０、判定エリア確定部１１、設置面積情報取得部１２Ｌ、１２Ｒ、建造物選択部１３Ｌ、１３Ｒ、高さ情報取得部１４Ｌ、１４Ｒ、最大値算出部１５Ｌ、１５Ｒ、絶対値算出部１６、危険度判定部１７、ＧＰＳ測位解判定部１８が設けられている。

ＧＰＳ測位解取得部１０はＧＰＳ信号に基づいて、現在のＧＰＳ測位解を取得する部分である。判定エリア確定部１１は、推定された自車位置を中心として、予め設定された半径ｒを持つ円形の判定エリアを確定する部分である。また、判定エリア確定部１１にて確定された判定エリアは、自車から見て左右のハーフエリアに分割可能に構成されている。

左側のハーフエリアを作業対象として機能するブロックが、設置面積情報取得部１２Ｌ、建造物選択部１３Ｌ、高さ情報取得部１４Ｌ、最大値算出部１５Ｌである。一方、右側のハーフエリアを作業対象として機能するブロックが、設置面積情報取得部１２Ｒ、建造物選択部１３Ｒ、高さ情報取得部１４Ｒ、最大値算出部１５Ｒである。

設置面積情報取得部１２Ｌ、１２Ｒは、それぞれ左右のハーフエリア内に位置する建造物の設置面積情報を地図データベース７から取得する部分である。建造物選択部１３Ｌ、１３Ｒは、設置面積情報取得部１２Ｌ、１２Ｒの取得した設置面積情報に基づいて、所定以上の設置面積を有する建造物を、選択する部分である。また、高さ情報取得部１４Ｌ、１４Ｒは、それぞれ左右のハーフエリア内に位置する建造物の高さ情報を地図データベース７から取得する部分である。

ただし、高さ情報取得部１４Ｌ、１４Ｒは、建造物選択部１３Ｌ、１３Ｒの選択した建造物に限り、高さ情報を取得するように構成されている。つまり高さ情報取得部１４Ｌ、１４Ｒは、判定エリアに位置する建造物の中から所定の大きさ以上の設置面積を持つ建造物のみに絞って、当該建造物の高さ情報を取得するようになっている。

最大値算出部１５Ｌ、１５Ｒは、高さ情報取得部１４Ｌ、１４Ｒが取得した高さ情報に基づいて、左右のハーフエリアにおける高さの最大値を算出する部分である。絶対値算出部１６は、最大値算出部１５Ｌ、１５Ｒにて算出した最大値の差を、左右のハーフエリアにおける高低差とし、その絶対値を算出する部分である。

危険度判定部１７は、本実施形態の主要部であって、絶対値算出部１６の算出した絶対値に基づいて、判定エリアにおけるＧＰＳマルチパス障害の発生危険度を判定する部分である。危険度判定部１７にはマルチパス障害発生危険度の判定閾値が予め設定されており、絶対値算出部１６の算出した絶対値がこの判定閾値を超えたか否かを判定するように構成されている。

ＧＰＳ測位解判定部１８は、危険度判定部１７の判定結果に基づき、ＧＰＳ測位解取得部１０が取得したＧＰＳ測位解について、自車位置の推定演算への採用または不採用を判定する部分である。すなわち、ＧＰＳ測位解判定部１８は、危険度判定部１７がＧＰＳマルチパス障害の発生危険度が所定の規定値を超えたと判定した場合にはＧＰＳ測位解取得部１０の取得したＧＰＳ測位解を不採用とし、危険度判定部１７がＧＰＳマルチパス障害の発生危険度が所定の規定値未満であると判定した場合には、ＧＰＳ測位解取得部１０の取得したＧＰＳ測位解を採用するように構成されている。

［マルチパス障害の発生危険度判定処理フロー］
以上の構成を有する本実施形態におけるマルチパス障害の発生危険度判定について、図４〜図７を用いて説明する。図４は想定される自車周辺状況の平面図、図５は図４の俯瞰図、図６は図４の正面図、図７はＧＰＳ測位解の精度判定処理のフローチャートである。図４〜図６では本実施形態に係るカーナビゲーションシステムが搭載された車両が、道路を図中の上方に進行する場合を想定している。

図７のフローチャートにて示すように、自車位置の推定演算を行うＣＰＵ２において、ＧＰＳ測位解取得部１０が現在のＧＰＳ測位解を取得した場合（Ｓ１０１）、判定エリア確定部１１は予め設定された半径ｒから判定エリアを確定し、右のハーフエリア内に位置する建造物について、設置面積情報取得部１２Ｒが設置面積情報を、高さ情報取得部１４Ｒが建造物の高さ情報を、それぞれ地図データベース７から取得する（Ｓ１０２）。図４においてはビルＲ１〜Ｒ３が右のハーフエリア内に位置する建造物に該当する。

建造物選択部１３Ｒは、設置面積情報取得部１２Ｒの取得した建造物の設置面積情報から、設置面積が規定値以上の建造物を選択する（Ｓ１０３）。図４ではビルＲ３は設置面積が規定値よりも小さいということで除外され、ビルＲ１、Ｒ２が選ばれる。さらに、高さ情報取得部１４Ｒの取得した建造物の高さ情報に基づき、最高点算出部１５Ｒが右のハーフエリアにおける高さの最大値ＲＨ−Ｍａｘを算出する（Ｓ１０４）。ここでは、図６に示すようにビルＲ１の高さがＲＨ−Ｍａｘとなる。

続いて、左のハーフエリアについても、同様の処理を行う。すなわち、左のハーフエリア内に位置する建造物について、設置面積情報取得部１２Ｌが設置面積情報を、高さ情報取得部１４Ｌが建造物の高さ情報を、それぞれ地図データベース７から取得する（Ｓ１０５）。図４においてはビルＬ１、Ｌ２が左のハーフエリア内に位置する建造物に該当する。

建造物選択部１３Ｌは、設置面積情報取得部１２Ｌの取得した建造物の設置面積情報から、設置面積が規定値以上の建造物を選択する（Ｓ１０６）。図４では設置面積が規定値よりも小さい建造物はなく、ビルＬ１、Ｌ２が共に選ばれる。さらに、高さ情報取得部１４Ｌの取得した建造物の高さ情報に基づき、最高点算出部１５Ｌが左のハーフエリアにおける高さの最大値ＬＨ−Ｍａｘを算出する（Ｓ１０７）。ここでは、図６に示すようにビルＬ１の高さがＬＨ−Ｍａｘとなる。

次に、絶対値算出部１６が左右のハーフエリアにおける最大値ＲＨ−Ｍａｘ、ＬＨ−Ｍａｘの差の絶対値ｄＨを求める（Ｓ１０８、図６に図示）。また、危険度判定部１７において、予め設定しておいた危険度判定閾値と、絶対値算出部１６にて求めた絶対値ｄＨとを比較する（Ｓ１０９）。

そして、絶対値ｄＨが危険度判定閾値を超えた場合、ＧＰＳ測位解判定部１８は、自車位置の推定演算に際して現在のＧＰＳ測位解を採用しないようにする（Ｓ１１０）。一方、絶対値が閾値を超えていない場合には、ＧＰＳ測位解判定部１８は、現在のＧＰＳ測位解をとりあえず現在のＧＰＳ測位解を採用して、さらに採用判定作業を継続する（Ｓ１１１）。継続された採用判定作業では、衛星配置の誤差指標（ＤＯＰ）や他のセンサ類との比較などの判定作業が行われる。

［作用効果］
以上のような本実施形態の作用効果は次の通りである。すなわち、ＧＰＳマルチパス障害は、自車周辺に高い建造物が存在しない場合（図８参照）や、道路の両側に高層建造物が存在する場合（図９参照）には、ＧＰＳマルチパス障害は発生し難い。

図９に示した状況では、低仰角のＧＰＳ衛星４０ａから送信されるＧＰＳ信号（放送波）は、道路両側の高層建造物が障害物となって、直接波、反射波のどちらの経路でもＧＰＳ受信機４には到達し難い。また、高仰角のＧＰＳ衛星４０ｂからのＧＰＳ信号は直接波の経路だけがＧＰＳ受信機４に到達し易く、反射波の経路を通るＧＰＳ信号はＧＰＳ受信機４に到達し難い。したがって、衛星配置の誤差指標であるＤＯＰは劣化するものの、マルチパス障害の影響は低くなる。

本実施形態では、以上のことを利用しており、自車周辺の建造物の高さ情報から、自車周辺の場所がマルチパス障害の発生し易い場所であるかどうかを、危険度判定部１７により判定し、マルチパス障害が発生し易い場所であれば、ＰＳ測位解取得部１０の取得したＧＰＳ測位解を不採用としている。

以上のような本発明によれば、誤差を含む可能性の高いＧＰＳ測位解については、ＧＰＳ測位解の精度を判定するまでもなく、これを迅速に排除することが可能である。したがって、精度の高いＧＰＳ測位解だけを選択的に採用し、現在位置の推定精度の向上に寄与することができる。

しかも、本実施形態では設置面積情報取得部１２Ｌ、１２Ｒおよび建造物選択部１３Ｌ、１３Ｒを具備したことで、判定エリアの中で設置面積が小さな建造物についてはＧＰＳマルチパス障害の発生原因とはならないと判断可能である。このため、高さ情報取得部１４Ｌ、１４Ｒによる高さ情報の取得対象建造物を絞り込むことができる。したがって、最大値算出部１５Ｌ、１５Ｒは左右のハーフエリアにおける最大値を迅速且つ確実に算出することができる。

（２）他の実施形態
なお、本発明のナビゲーションシステムは、上記の実施形態に限定されるものではなく、判定エリア確定部１１において半径ｒの大きさは適宜選択可能であり、判定エリアも円状に限らず、任意の形状を持つもので良い。また、危険度判定部１７におけるマルチパス障害発生危険度の判定閾値や、建造物選択部１３Ｌ、１３Ｒにおける設置面積の大きさについても適宜変更可能である。

さらに、次のような実施形態も包含する。地図データベース７に予め算出したＧＰＳマルチパス障害の発生危険度を入力しておき、その発生危険度を随時、地図データベース７から取得するようにしても良い。このような実施形態によれば、車両がこれから向かおうとする領域の判定エリアについて、その判定エリアに到達するよりも前に、発生危険度を把握することが可能である。これにより、精度の高いＧＰＳ測位解だけを的確に採用することができ、自車位置の推定演算処理に関して、正確性および迅速性がより向上する。

１…メイン基板
２…ＣＰＵ
４…ＧＰＳ受信機
７…地図データベース
１０…ＧＰＳ測位解取得部
１１…判定エリア確定部
１２Ｌ、１２Ｒ…設置面積情報取得部
１３Ｌ、１３Ｒ…建造物選択部
１４Ｌ、１４Ｒ…高さ情報取得部
１５Ｌ、１５Ｒ…最大値算出部
１６…絶対値算出部
１７危険度判定部
１８…ＧＰＳ測位解判定部
４０、４０ａ、４０ｂ…ＧＰＳ衛星

Claims (3)

1. ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機と、前記ＧＰＳ受信機の受信したＧＰＳ信号に基づいてＧＰＳ測位解を取得するＧＰＳ測位解取得手段と、前記ＧＰＳ測位解を用いて現在位置の推定演算を行う現在位置推定演算手段が設けられたナビゲーションシステムにおいて、
   任意の広さを持つ判定エリアを設定する判定エリア設定手段と、
   前記判定エリアに位置する建造物の高さ情報を取得する高さ情報取得手段と、
   前記判定エリアを左右のハーフエリアに分割して前記高さ情報取得手段が取得した高さ情報に基づき各ハーフエリアにおける最高点を算出する最高点算出手段と、
   左右のハーフエリアにおける最高点の高さの違いを算出する高低差算出手段と、
   前記高低差算出手段の算出した高低差に応じて前記判定エリアにおけるＧＰＳマルチパス障害の発生危険度を判定する危険度判定手段、が設けられており、
   前記判定エリアにおけるＧＰＳマルチパス障害の発生危険度が所定の規定値を超えたと前記危険度判定手段が判定した場合、前記ＧＰＳ測位解取得手段が当該判定エリアで取得したＧＰＳ測位解については、前記現在位置推定演算手段は現在位置の推定演算に際して採用を見合わせるように構成されたことを特徴とするナビゲーションシステム。
2. 前記判定エリアに位置する建造物の設置面積情報を取得する設置面積情報取得手段が設けられ、
   前記高さ情報取得手段は、前記設置面積情報取得手段が取得した設置面積情報に基づき前記判定エリアに位置する建造物の中から所定の大きさ以上の設置面積を持つ建造物のみに限定して、前記判定エリアに位置する建造物の高さ情報を取得するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のナビゲーションシステム。
3. 前記発生危険度判定手段の判定結果を格納するための判定結果格納手段が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載のナビゲーションシステム。

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