JP2011247845A - 現在位置表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳ衛星信号に基づいて現在位置を算出するのに必要な演算時間と、現在位置表示装置の加減速状態とを考慮して、現在位置をより適正な位置に表示する。
【解決手段】過去の複数のＧＰＳ測位位置における現在位置表示装置の速度変化率を取得する速度変化率取得手段と、過去の複数のＧＰＳ測位位置に対する各重み付け係数を記憶する重み付け係数記憶手段と、過去の複数の速度変化率と対応する各重み付け係数とに基づき、最新の前記ＧＰＳ測位位置における現在位置表示装置の速度変化率を予測速度変化率として算出する予測速度変化率算出手段と、最新のＧＰＳ測位位置と予測速度変化率とに基づき、ＧＰＳ受信機によるＧＰＳ測位位置の出力時における現在位置表示装置の位置を推定位置として算出し、地図上の前記推定位置に現在位置マークを表示させる表示制御手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、現在位置を表示する現在位置表示装置に関するものであり、特に、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星信号を受信して現在位置を算出する現在位置表示装置において、ＧＰＳ衛星信号に基づいて現在位置を算出するのに必要な演算時間を考慮して現在位置を適正に表示するようにした現在位置表示装置に関するものである。

ＧＰＳ（Global Positioning System）に代表される全世界航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite Systems）を利用し、車両の現在位置を検出してユーザに走行路を案内する車載用ナビゲーション装置が知られている。

また、車載されたナビゲーション装置と携帯電話などの移動体端末とを併用し、ナビゲーション装置により取得した案内経路の情報を移動体端末に引き継ぎ、車両から離れた場合にも案内経路の情報を継続して利用できるようにする技術も、種々提案されている。

更に、最近では、車載用、携帯用に兼用可能なナビゲーション装置も提供されており、車載する場合はダッシュボードに取り付けられたクレードルなどの取り付け具にナビゲーション装置を取り付け、車両から電源を供給して使用し、携帯する場合にはクレードルからナビゲーション装置を取り外して電池などの内部電源から電源を供給して使用するように構成されるのが一般的である。

このようなナビゲーション装置を用いれば、出発地から目的地周辺の駐車場（経由地）まで自動車で移動し、駐車場から所望の目的地まで徒歩で移動する案内経路を探索し、自動車と徒歩による経路の案内を受けることができる。この場合、ナビゲーション装置が車両に搭載されている間は車両のアクセサリー電源供給部などから電源供給を受け、車両が駐車場に到着してナビゲーション装置がクレードルなどの取り付け具から取り外されると、自動的にナビゲーション装置の内部電源に切り替わり、ナビゲーション装置を携帯した状態で経路案内を継続して受けるようになる。

ＧＰＳを利用した衛星航法装置を用いる場合、複数のＧＰＳ衛星が送信する衛星電波を受信して位置を算出する。衛星電波には、アルマナックデータ及びエフェメリスデータの２種類のデータが含まれる。アルマナックデータは、全人工衛星の軌道情報及び衛星時計の補正情報を含み、エフェメリスデータは、各人工衛星の詳細な位置情報及び衛星電波を発射した時刻情報を含む。ＧＰＳ受信機は衛星電波を受信し、アルマナックデータ及びエフェメリスデータに基づき、緯度情報及び経度情報からなる現在位置を算出する。

ＧＰＳを利用した衛星航法装置を用いたナビゲーション装置は、例えば、下記の特許文献１（特開２００１−２３５３３６号公報）に車載用ナビゲーション装置の発明として開示されている。このナビゲーション装置は、車両の現在位置を示す位置マークを地図に重畳して表示する車載用ナビゲーション装置において、現在位置を検出するＧＰＳアンテナと、車両内における当該ＧＰＳアンテナの設置位置を入力する操作部と、を備えたものであり、現在位置を検出するＧＰＳアンテナの設置位置を入力することで、車両の前端部の位置と当該設置位置とを地図表示上区別することができるようにして運転者の運転感覚により合致した位置に自車マークを表示することができるようにしたものである。

特開２００１−２３５３３６号公報

ところで、ＧＰＳを利用した衛星航法装置を用いる場合、複数のＧＰＳ衛星から衛星信号を受信し、受信した衛星信号を解析して現在位置を算出するには、一定の演算時間を要する。演算に用いるプロセッサの処理能力にもよるが、一般的には１秒程度の演算時間が必要とされる。演算に１秒かかるとした場合、ナビゲーション装置が車両に設置されている場合、徒歩移動に比べてその移動速度は早く、例えば、時速６０ｋｍで車両が走行している場合には、現在位置が算出された時点では、ＧＰＳ衛星信号を受信した地点から約１７ｍ進んでいることになる。

従って、ＧＰＳ衛星信号に基づいて算出した現在位置に車両位置マークをそのまま表示すると、表示された車両位置マークに対して、実際の車両位置は約１７ｍ進んだ位置にあり、走行経路上の地点によっては、利用者に違和感を与えるという問題が生じる。例えば、著名なランドマーク近辺を走行している時には、車両は実際にはそのランドマークを通過しているにもかかわらず、画面に表示された車両位置マークはランドマークの手前にあるということが起こり、利用者にナビゲーション装置の不具合と誤解されることにもなる。

図６は、ＧＰＳ受信機によって測位が開始された時点におけるＧＰＳ測位位置と、演算処理の結果として現在位置が算出された時点における車両位置との関係を示す模式図である。図６において、車両がＰ０の位置にある時にＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星信号を受信したものとする。ＧＰＳ受信機はＧＰＳ衛星から受信した衛星信号に基づいて位置を算出し、算出した位置に車両位置マークＭを表示する。以下、衛星信号に基づいて算出した位置をＧＰＳ測位位置という。

ところで、ＧＰＳ衛星から受信した衛星信号に基づいて位置を算出するには、所定の演算時間を要する。例えば、位置を算出するのに１ｓｅｃ（１秒）の演算時間が必要であったとする。車両は道路を走行中であるから、例えば、車両が時速６０ｋｍの速度で走行していたとすると、位置Ｐ０で受信したＧＰＳ衛星信号に基づいて位置が算出された時には、車両は約１７ｍ先の位置Ｐ１にあり、本来の車両位置マークは位置Ｐ１に表示されなければならない。すなわち、ＧＰＳ測位位置と実際の車両位置とは、演算時間に車両が走行する距離だけ差が生じることになり、ＧＰＳ測位位置に表示された車両位置マークＭは正しい車両位置を示していないことになる。

このような車両位置マークのずれは、車両が道路を曲がることなく（進行方向を変えることなく）直線的に走行している場合には、それ程重要な問題とならないかもしれないが、交差点など道路の曲折箇所において車両の進行方向が変わる可能性がある地点の前後においては、実際の車両位置に車両位置マークが表示されないと、ユーザに違和感を与えるという問題が生じる。例えば、車両は既に交差点を右折、又は左折したにもかかわらず、車両位置マークは交差点の手前に表示されるという不都合が生じることになる。

しかしながら、上記特許文献１に開示されたナビゲーション装置においては、このような問題点に関する考察、解決方法は開示されていない。

本願の発明者は上記の問題点を解消すべく種々検討を重ねた結果、現在位置表示装置の移動速度に基づいて、ＧＰＳ衛星信号受信時刻に対して該ＧＰＳ衛星信号に基づく現在位置算出に要する時間だけ後の現在位置表示装置の推定位置を求め、この推定位置を現在位置として表示するようにした現在位置表示装置を提案している（特願２００９−２９７６１１号）。

本発明は、本願発明者が提案する前記現在位置表示装置をさらに改良し、ＧＰＳ衛星信号に基づいて現在位置を算出するのに必要な演算時間と、現在位置表示装置の加減速状態とを考慮して、現在位置をより適正な位置に表示するようにした現在位置表示装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本願の請求項１にかかる発明は、
表示手段に表示した地図上に現在位置マークを表示する現在位置表示装置において、
前記現在位置表示装置は、所定の時間毎にＧＰＳ衛星信号を受信し現在位置表示装置の位置をＧＰＳ測位位置として検出するＧＰＳ受信機と、
前記ＧＰＳ測位位置を記憶する測位位置記憶手段と、
前記測位位置記憶手段に記憶された複数の前記ＧＰＳ測位位置に基づいて前記複数のＧＰＳ測位位置間の変化率を算出する変化率算出手段と、
前記変化率と前記ＧＰＳ測位位置とに基づき、前記ＧＰＳ測位位置の検出時における前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出する推定位置算出手段と、
該推定位置に前記現在位置マークを表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする。

また、本願の請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる現在位置表示装置において、
前記現在位置表示装置は、前記変化率に対する重み付け係数を記憶する重み付け係数記憶手段を備え、
前記変化率算出手段は、前記複数のＧＰＳ測位位置に基づいて前記複数のＧＰＳ測位位置間の変化率を複数算出し、
前記推定位置算出手段は、前記ＧＰＳ測位位置、前記複数の変化率、および前記重み付け係数に基づき、前記ＧＰＳ測位位置の検出時における前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出することを特徴とする。

また、本願の請求項３にかかる発明は、請求項２にかかる現在位置表示装置において、
変化率算出手段は、前記測位位置記憶手段に記憶された複数の前記ＧＰＳ測位位置に基づいて、前記ＧＰＳ測位位置間の距離をそれぞれ算出し、該それぞれの距離を比較して、複数の変化率を算出し、
前記推定位置算出手段は、前記複数の変化率、および前記重み付け係数に基づき、予測変化率を算出し、該予測変化率、前記ＧＰＳ測位位置における速度、および前記ＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星信号を受信してから現在位置表示装置の位置を検出するのにかかる演算時間に基づき、予測距離を算出し、該予測距離と前記ＧＰＳ測位位置に基づいて、前記ＧＰＳ測位位置の検出時における前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出することを特徴とする。

また、本願の請求項４にかかる発明は、請求項３にかかる現在位置表示装置において、
前記予測変化率ａ０は、前記複数の変化率ａ１、ａ２、…、ａｎと、前記重み付け係数ｗ１、ｗ２、…、ｗｎとに基づき、
ａ０＝ａ１・ｗ１＋ａ２・ｗ２＋…＋ａｎ・ｗｎ
（但し、ｗ１＋ｗ２＋…＋ｗｎ＝１）
として算出することを特徴とする。

また、本願の請求項５にかかる発明は、請求項３又は請求項４にかかる現在位置表示装置において、
前記予測変化率と前記ＧＰＳ測位位置における速度とに基づき、前記ＧＰＳ測位位置の検出時における前記現在位置表示装置の速度を算出する速度算出手段を備え、
前記表示制御手段は、前記速度算出手段により算出された速度が所定速度を超える場合、前記推定位置に前記現在位置マークを表示させないことを特徴とする。

また、本願の請求項６にかかる発明は、請求項５にかかる現在位置表示装置において、前記所定速度は、前記現在位置表示装置が走行する道路種別に応じて設定されることを特徴とする。

請求項１にかかる発明においては、表示手段に表示した地図上に現在位置マークを表示する現在位置表示装置において、前記現在位置表示装置は、所定の時間毎にＧＰＳ衛星信号を受信し現在位置表示装置の位置をＧＰＳ測位位置として検出するＧＰＳ受信機と、前記ＧＰＳ測位位置を記憶する測位位置記憶手段と、前記測位位置記憶手段に記憶された複数の前記ＧＰＳ測位位置に基づいて前記複数のＧＰＳ測位位置間の変化率を算出する変化率算出手段と、前記変化率と前記ＧＰＳ測位位置とに基づき、前記ＧＰＳ測位位置の検出時における前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出する推定位置算出手段と、該推定位置に前記現在位置マークを表示させる表示制御手段と、を備える。

かかる構成によれば、ナビゲーション装置などの現在位置表示装置の加減速に基づいて、ＧＰＳ受信機の現在位置算出に要する時間だけ後の現在位置表示装置の推定位置に従って現在位置マークを表示するため、現在位置マークを適切な位置に表示することができる。

請求項２にかかる発明においては、請求項１にかかる現在位置表示装置において、前記現在位置表示装置は、前記変化率に対する重み付け係数を記憶する重み付け係数記憶手段を備え、前記変化率算出手段は、前記複数のＧＰＳ測位位置に基づいて前記複数のＧＰＳ測位位置間の変化率を複数算出し、前記推定位置算出手段は、前記ＧＰＳ測位位置、前記複数の変化率、および前記重み付け係数に基づき、前記ＧＰＳ測位位置の検出時における前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出する。

かかる構成によれば、推定位置算出手段が推定位置を算出するにあたり、変化率に対する重み付け係数を用い、変化率とＧＰＳ測位位置とに基づいて推定位置を算出するから、一過的なブレーキ操作などの影響を直接受けることなく、且つ、過去の速度変化率を考慮した滑らかで精度の高い車両の現在位置（測位位置Ｐ０を検出した時の車両位置Ｐ１）を推定できる。

請求項３にかかる発明においては、請求項２にかかる現在位置表示装置において、変化率算出手段は、前記測位位置記憶手段に記憶された複数の前記ＧＰＳ測位位置に基づいて、前記ＧＰＳ測位位置間の距離をそれぞれ算出し、該それぞれの距離を比較して、複数の変化率を算出し、前記推定位置算出手段は、前記複数の変化率、および前記重み付け係数に基づき、予測変化率を算出し、該予測変化率、前記ＧＰＳ測位位置における速度、および前記ＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星信号を受信してから現在位置表示装置の位置を検出するのにかかる演算時間に基づき、予測距離を算出し、該予測距離と前記ＧＰＳ測位位置に基づいて、前記ＧＰＳ測位位置の検出時における前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出する。

かかる構成によれば、速度検出手段や加減速度検出手段を用いることなく、速度変化率を取得することができる。

請求項４にかかる発明においては、請求項３にかかる現在位置表示装置において、前記予測変化率ａ０は、前記複数の変化率ａ１、ａ２、…、ａｎと、前記重み付け係数ｗ１、ｗ２、…、ｗｎとに基づき、
ａ０＝ａ１・ｗ１＋ａ２・ｗ２＋…＋ａｎ・ｗｎ
（但し、ｗ１＋ｗ２＋…＋ｗｎ＝１）
として算出する。

かかる構成によれば、現在位置表示装置の移動状態の履歴に応じた適切な加減速に従って現在位置マークを表示でき、誤った位置に現在位置マークが表示されることがない。

請求項５にかかる発明においては、請求項３又は請求項４にかかる現在位置表示装置において、前記予測変化率と前記ＧＰＳ測位位置における速度とに基づき、前記ＧＰＳ測位位置の検出時における前記現在位置表示装置の速度を算出する速度算出手段を備え、前記表示制御手段は、前記速度算出手段により算出された速度が所定速度を超える場合、前記推定位置に前記現在位置マークを表示させない。

かかる構成によれば、変化率などに基づいて算出される推定位置が正確でないと思われる場合には、推定位置に現在位置マークを表示することがなくなる。

請求項６にかかる発明においては、請求項５にかかる現在位置表示装置において、前記所定速度は、前記現在位置表示装置が走行する道路種別に応じて設定される。

かかる構成によれば、現在位置表示装置が走行する道路に応じて、変化率などに基づいて算出される推定位置が正確か否かを判別できる。

本発明の実施例にかかる現在位置表示装置であるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 車両が直進する場合において、本発明にかかる現在位置表示装置の表示手段に表示される車両位置マークと、ＧＰＳ受信機によって測位が開始された時点における測位位置と、演算処理の結果として測位位置が算出された時点における現在の車両位置との関係を示す模式図である。 車両が交差点で左折する場合において、本発明にかかる現在位置表示装置の表示手段に表示される車両位置マークと、ＧＰＳ受信機によって測位が開始された時点における測位位置と、演算処理の結果として測位位置が算出された時点における現在の車両位置との関係を示す模式図である。 本発明にかかる現在位置表示装置による車両位置マークの表示位置の調整手順を示すフローチャートである。 本発明にかかる現在位置表示装置において、車両の減速を考慮しない場合と、減速を考慮した場合との推定位置の関係を示す模式図である。 先行技術において、ＧＰＳ受信機によって測位が開始された時点における測位位置と、演算処理の結果として測位位置が算出された時点における車両位置との関係を示す模式図である。

以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための現在位置表示装置を例示するものであって、本発明をこの現在位置表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態の現在位置表示装置にも等しく適応し得るものである。

図１は本発明の実施例にかかる現在位置表示装置であるナビゲーション装置１の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１は、以下に説明する実施例では、車両に搭載されて、ドライバに経路案内を行うとともに、走行中において、ドライバ以外の搭乗者にテレビ放送の視聴を可能とするものであってもよい。また、ナビゲーション装置１は、車両のダッシュボードに設置したクレードルなどの取り付け具を用いて、取り付け、取り外し可能な車載携帯兼用のものであってもよい。

ナビゲーション装置１は、図１に示すように、制御手段１０、ＧＰＳ受信機１１、自律航法手段１２、速度検出手段１３、地図記憶手段１４、測位位置記憶手段１５、入力手段１６、表示手段１７、音声出力手段１８、車両位置表示制御手段１９、重み付け係数記憶手段２０などを備えて構成されている。

制御手段１０は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３を有するマイクロプロセッサなどで構成され、ＲＯＭ１０２に記録された制御プログラムに従ってナビゲーション装置１の各部の動作を制御するものである。

ＧＰＳ受信機１１は、所定の時間間隔で、地球上空を周回している複数のＧＰＳ衛星から時刻情報を含む電波（ＧＰＳ衛星信号）を受信して、車両の位置情報（ＧＰＳ測位位置）を検出する。ＧＰＳ測位位置は緯度、経度で検出される。以下の説明においては、ＧＰＳ受信機１１は、１秒（１ｓｅｃ）の間隔でＧＰＳ衛星信号を受信しＧＰＳ測位位置を検出するものとするが、この時間間隔に限られるものではない。

自律航法手段１２は、加速度センサ、ジャイロなどの角速度センサを有しており、ナビゲーション装置１の加速度、角速度を算出する。ＧＰＳ衛星信号が受信できないトンネルや地下街、地下駐車場、建物内の駐車場、あるいは、高層ビル街などＧＰＳ衛星信号の反射によるマルチパスの影響を受ける場所では、この自律航法手段１２によりナビゲーション装置１（車両）の現在位置を算出する。例えば、加速度センサ、角速度センサは１０ｍｓｅｃ毎に車両の加速度、角速度を出力するものであるが、各センサの出力間隔はこれに限られるものではない。なお、本発明においては、必ずしも自律航法手段１２を備えている必要はない。

ＧＰＳ受信機１１によって検出されたＧＰＳ測位位置はＧＰＳ測位位置検出時刻とともに測位位置記憶手段１５に記憶され、制御手段１０は必要に応じてＧＰＳ測位位置の履歴を参照することができる。なお、記憶する時刻は、ＧＰＳ衛星信号を受信した時刻であっても、ＧＰＳ測位位置を検出した時刻であってもよい。また、ＧＰＳ受信機１１が、所定時間間隔（例えば１秒間隔）でＧＰＳ測位位置を検出するのであれば、時刻を記憶せずに、当該所定時間を記憶してもよい。

速度検出手段１３は、車両の速度を検出する。なお、車両の速度は、自律航法手段１２に含まれる加速度センサの出力を積分して求めることができる。また、車両速度は、測位位置記憶手段１５に記憶された最新のＧＰＳ測位位置及び時刻と、１つ前のＧＰＳ測位位置及び時刻とから求めることもできる。

地図記憶手段１４は、道路の分岐地点等の結節点をノードとする道路ノードデータと、それぞれのノード間を結ぶ経路をリンクとした道路リンクデータと、地形図データとを含む地図情報を記憶している。

道路ノードデータには、道路ノード番号、位置座標、接続リンク本数、分岐地点名称等が含まれる他、分岐地点から所定距離だけ離れた案内地点において、右左折、直進等の経路案内を行う経路案内データ及び案内地点の位置座標が記憶されている。

道路リンクデータには、始点及び終点となる道路ノード番号、道路種別、ノード間の距離情報であるリンク長（リンクコスト）、所要時間、車線数、車道幅などが含まれる。道路リンクデータには、さらに、リンク属性として橋、トンネル、踏切、料金所、制限速度等のデータが付与される。道路種別とは、高速道路や有料道路の別、国道や都道府県道等の別を含む情報である。

地形図データには、海岸線、湖沼、河川形状などの水系データ、行政境界データ、駐車場をはじめとする施設位置、施設形状、施設名称を含む施設データからなる背景データが含まれる。

制御手段１０は、経路探索手段として機能し、ユーザが後述する入力手段１６を用いて目的地を入力すると、地図記憶手段１４に記憶されている地図情報を参照し、出発地から目的地に至る最適な案内経路を探索するものである。

案内経路の探索は、現在位置（ＧＰＳ測位位置又は自律航法手段１２による現在位置）、又は、ユーザによって入力された出発地に対応する道路ノードから目的地に対応する道路ノードまでに至るリンクとノードをダイクストラ法等の各種の手法によって探索し、リンク長（リンクコスト）や所要時間等を累積し、総リンク長（走行距離）又は総所要時間等が最短となる経路を最適な案内経路とし、当該経路に属する道路ノードやリンクを案内経路データとして提供するものである。

入力手段１６は、ナビゲーション装置１０における操作入力や出発地、目的地の入力を行う各種キー、スイッチ等から構成される。

表示手段１７は、地図画像や案内経路画像、さらには、所定の案内地点において、分岐地点にかかる経路案内のための情報を表示してユーザが視認できるようにするためのものであり、液晶ディスプレイなどで構成される。また、表示手段１７は、タッチセンサを備えた入力手段として機能させてもよい。この場合、ディスプレイ上に表示されたアイコンをユーザが触れることで選択入力が行われる。

音声出力手段１８は、ナビゲーションに必要な音声ガイダンスや、テレビ放送の音声を出力するものである。

制御手段１０は、測位位置記憶手段１５に記憶されたＧＰＳ測位位置と、車両の速度変化率と、速度変化率に対して設定される重み付け係数とを用いて、ＧＰＳ測位位置の演算に必要な時間が経過した際の車両の推定位置を算出する。なお、重み付け係数は、重み付け係数記憶手段２０に記憶されている。重み付け係数は、予め定められていてもよいし、入力手段１６を介して任意に設定されてもよい。

車両位置表示制御手段１９は、案内経路が探索されると、地図記憶手段１４から現在位置を中心とする所定の範囲の地図情報を読み出して表示手段１７に地図画像を表示させるとともに、案内経路画像や、制御手段１０によって算出された推定位置に車両の位置を示す車両位置マーク（現在位置マーク）を地図画像上に表示させる。

図２は、ナビゲーション装置１の表示手段１７に表示される車両位置マークＭと、ＧＰＳ受信機１１によってＧＰＳ衛星信号が受信された時点における測位位置Ｐ０と、演算処理の結果としてＧＰＳ測位位置が検出された時点である現在の車両位置Ｐ１との関係を示す模式図である。なお、ＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星信号を受信した時の位置（車両位置）と、受信したＧＰＳ衛星信号に基づいて検出されるＧＰＳ測位位置とは同一の位置として説明を行う。また、ＧＰＳ測位位置を検出している間に車両が進行する距離を加味した推定位置Ｐ１が、ＧＰＳ衛星信号受信後にＧＰＳ測位位置が得られた時点で実際に車両が存在している位置である。

また、ＧＰＳ受信機１１によってＧＰＳ測位位置が検出された時点とは、ＧＰＳ受信機１１がＧＰＳ測位位置を検出した時に限られず、ＧＰＳ受信機１１がＧＰＳ測位位置を検出して制御手段１０に出力した時、又は、制御手段１０がＧＰＳ測位位置をＧＰＳ受信機１１から取得した時であってもよい。

図２において、車両がＰ０の位置にある時にＧＰＳ受信機１１がＧＰＳ衛星信号を受信したものとする。ＧＰＳ受信機１１は、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ衛星信号に基づき、測位位置Ｐ０のＧＰＳ測位位置を検出する。そして、制御手段１０は、この測位位置Ｐ０と、これより以前に検出された複数のＧＰＳ測位位置での速度変化率と、速度変化率に対して設定される重み付け係数とに基づき、ＧＰＳ測位位置Ｐ０からどれだけ先の位置Ｐ１に車両が到達しているのかを推定する。

この場合、速度変化率として、測位位置Ｐ０と測位位置Ｐ０の直前に検出した測位位置（不図示）間における車両の速度変化率のみを用いて、推定位置（測位位置Ｐ０を検出した時の車両位置Ｐ１）を推定しようとすると、そのときのドライバのアクセル操作やブレーキ操作の影響を直接受けることになり、好ましくない。そこで、速度変化率については、測位位置Ｐ０と測位位置Ｐ０の直前に検出した測位位置間における車両の速度変化率のみではなく、測位位置Ｐ０の直前に検出した測位位置と測位位置Ｐ０より２つ前に検出した測位位置間の速度変化率など、過去に検出されたＧＰＳ測位位置における速度変化率も考慮すべきである。

さらに、その速度変化率に、重み付け係数を掛け、それらを加算して求めることで、単に、過去に検出されたＧＰＳ測位位置における速度変化率の平均をとるのではなくなるため、一過的なブレーキ操作などの影響を直接受けることなく、且つ、過去の速度変化率を考慮した滑らかで精度の高い車両の現在位置（測位位置Ｐ０を検出した時の車両位置Ｐ１）を推定できる。

なお、重み付け係数は、最新のＧＰＳ測位位置に近い位置の速度変化率の寄与率がそれよりも遠い位置の速度変化率の寄与率よりも大きくなるように設定する。この結果、適切な速度変化率に基づき、車両の現在の位置を高精度に推定することができる。

なお、過去の各時点におけるＧＰＳ測位位置は、測位位置記憶手段１５から得ることができる。また、各ＧＰＳ測位位置での速度変化率は、ＧＰＳ測位位置の算出間隔の時間と、各ＧＰＳ測位位置間の距離とから算出することができるが、自律航法手段１２の加速度センサから取得してもよい。あるいは、速度検出手段１３により検出した車両速度から算出することもできる。

車両位置表示制御手段１９は、推定された現在の車両位置Ｐ１に対して、図２に示すように、車両位置マークＭを表示する。

次に、本発明の実施例にかかるナビゲーション装置１における車両位置マークＭの表示位置の調整手順について、図４のフローチャート及び図５下部の模式図を参照して説明する。なお、以下のフローチャートの説明においては、ＧＰＳ衛星信号を受信してから位置を検出するまでに要する時間を１秒とする。

ＧＰＳ受信機１１は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星信号を受信し、時刻ｔ０におけるナビゲーション装置１の位置ｘ０（ＧＰＳ測位位置）を検出する（ステップＳ１０１）。この位置ｘ０は、ＧＰＳ受信機１１がＧＰＳ衛星信号を受信し演算を開始してから１秒後に検出される。従って、位置ｘ０が検出された時点で、車両は、位置ｘｃの位置まで移動している。検出された位置ｘ０は、測位位置記憶手段１５に記憶される（ステップＳ１０２）。なお、測位位置記憶手段１５には、時刻ｔ０に先立つ各時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３において、ＧＰＳ受信機１１により検出された車両の過去のＧＰＳ測位位置ｘ１、ｘ２、ｘ３、…が記憶されているものとする。

次に、制御手段１０は、前回の時刻ｔ１で検出された位置ｘ１と、今回の時刻ｔ０で検出された位置ｘ０とを測位位置記憶手段１５から読み出し、位置ｘ１、ｘ０間の距離ｘ１０を算出する（ステップＳ１０３）。算出された距離ｘ１０は、測位位置記憶手段１５に記憶される（ステップＳ１０４）。なお、ナビゲーション装置１は、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ測位位置（位置ｘ０）が検出された時点で、本フローチャートの処理を行うため、過去のＧＰＳ測位位置間の距離（例えば距離ｘ２１、ｘ３２）はすでに算出されて測位位置記憶手段１５に記憶されているものとする。

制御手段１０は、位置ｘ２、ｘ１間の距離ｘ２１を測位位置記憶手段１５から読み出し（ステップＳ１０５）、位置ｘ１の前後における距離ｘ２１と距離ｘ１０との変化率ａ１を、
ａ１＝ｘ１０／ｘ２１
として算出する（ステップＳ１０６）。算出した変化率ａ１は、測位位置記憶手段１５に記憶される（ステップＳ１０７）。

ここで、算出した変化率ａ１とは、距離の変化率であるが、ＧＰＳ測位位置が所定時間毎に検出される場合であれば、速度変化率と置き換えることが可能である。

すなわち、距離（距離ｘ１０、ｘ２１）を当該所定時間で除算することで、それぞれの速度を算出でき、当該速度を上記のように除算することで、速度変化率が算出できる。この際の速度変化率と上記の距離変化率は同一であるため、距離変化率は、速度変化率と置き換えることが可能である。なお、以下の説明では、変化率を速度変化率として説明する。

次いで、制御手段１０は、位置ｘ２の前後における距離ｘ３２と距離ｘ２１との変化率ａ２を測位位置記憶手段１５から読み出すとともに（ステップＳ１０８）、重み付け係数ｗ１及びｗ２を重み付け係数記憶手段２０から読み出し（ステップＳ１０９）、最新の位置ｘ０における予測変化率ａ０を、
ａ０＝ａ１・ｗ１＋ａ２・ｗ２
（但し、ｗ１＋ｗ２＝１）
として算出する（ステップＳ１１０）。なお、重み付け係数ｗ１は、重み付け係数ｗ２よりも大きく設定する。例えば、ｗ１＝０．７、ｗ２＝０．３のように設定することができる。これにより、時刻ｔ０に近い時刻ｔ１における車両の速度の変化率ａ１の寄与率を時刻ｔ０から離れた時刻ｔ２における車両の速度の変化率ａ２の寄与率よりも大きくすることができる。

そして、位置ｘ０における予測変化率ａ０と、位置ｘ１、ｘ０間の距離ｘ１０とを用いて、位置ｘ０から現在の車両の推定位置ｘｃまでの予測距離ｘ０ｃを、
ｘ０ｃ＝ａ０・ｘ１０
として算出する（ステップＳ１１１）。

ここで、本実施例においては、ＧＰＳ受信機１１が現在位置を検出する所定時間間隔と、ＧＰＳ受信機１１が受信したＧＰＳ衛星信号に基づいて位置を算出するにかかる所定の演算時間とが、ともに１秒として記載しているため、上記の式でも予測距離ｘ０ｃを算出することが可能であるが、ＧＰＳ受信機１１が現在位置（ＧＰＳ）を検出する所定時間間隔と、演算時間とが、異なる場合では、上記の式では、正確な予測距離ｘ０ｃを算出することができない。

そのため、他の予測距離ｘ０ｃ算出方法として、ステップＳ１０１で検出した位置ｘ０における速度ｓ１（不図示）を算出して、位置ｘ０から現在の車両の推定位置ｘｃまでの予測距離ｘ０ｃを、
ｘ０ｃ＝ｓ１・ａ０・ｅ１
（但し、ｅ１は演算時間）
として算出することも可能である（ステップＳ１１１）。

なお、速度ｓ１は、例えば、位置ｘ０と位置ｘ１との間の距離ｘ１０およびｔ０とｔ１との時間差（ＧＰＳ受信機１１が現在位置を検出する所定時間間隔）を除算することで算出することが可能である。

次いで、最新のＧＰＳ測位位置である位置ｘ０と、予測距離ｘ０ｃとを用いて、位置ｘ０から予測距離ｘ０ｃ進んだ位置を推定位置ｘｃとして算出する（ステップＳ１１２）。

車両位置表示制御手段１９は、算出された車両の推定位置ｘｃに基づき、表示手段１７の地図上に車両位置表示マークＭを表示させる（ステップＳ１１３）。なお、推定位置ｘｃは、位置ｘ０からの延長線上（位置ｘ０での進行方向の延長線上）の位置に限定されるものではなく、例えば、過去のＧＰＳ測位位置と地図情報との関係に基づき、過去に走行していた道路上における位置ｘ０から予測距離ｘ０ｃ進んだ位置（マップマッチングにより推定した位置）とすることが好ましい。あるいは、ナビゲーション装置１において、利用者が入力した目的地に基づいて探索された案内経路に従った進行方向上の位置とすることもできる。

図５上部には、位置ｘ０における速度（位置ｘ０と位置ｘ１との距離と、ｔ０とｔ１との時間差と、の除算値）で車両が等速で移動しているものと仮定した場合における車両の現在の推定位置ｘｅを対比して示す。このように、車両が減速しているのか加速しているのかを考慮して、現在の車両の推定位置ｘｃを算出することにより、表示手段１７に表示される車両位置表示マークＭの位置と車両の現在の位置とを高精度に一致させることができる。

ここで、上述した説明では、時刻ｔ０における予測変化率ａ０を算出するため、２つの位置ｘ１及びｘ２を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、位置ｘ１、ｘ２、…、ｘｎの各変化率ａ１、ａ２、…、ａｎに対して重み付け係数ｗ１、ｗ２、…、ｗｎを設定し、予測変化率ａ０を、
ａ０＝ａ１・ｗ１＋ａ２・ｗ２＋…＋ａｎ・ｗｎ
（但し、ｗ１＋ｗ２＋…＋ｗｎ＝１）
として算出してもよい。

また、ＧＰＳ受信機１１がＧＰＳ測位位置を検出する時間間隔と、各位置ｘ０、ｘ１、ｘ２、…の間の算出した距離ｘ１０、ｘ２１、…とから車両の移動速度を求め、この移動速度を用いて各変化率ａ１、ａ２、…を算出するようにしてもよい。また、この移動速度は、ＧＰＳ受信機１１が求めるようにしてもよい。

なお、移動速度を用いて変化率を算出した場合の推定位置の算出は、上記のステップＳ１１１で予測距離ｘ０ｃを算出する以外にも、位置ｘ０における速度に、算出した速度変化率ａ０を積算して、予測速度を算出し、当該予測速度に、ＧＰＳ測位位置の算出にかかる時間（演算時間）を積算することで、予測距離ｘ０ｃを算出することもできる。

また、ＧＰＳ測位位置の算出にかかる時間（演算時間）は、予め測定器などで測定されて、入力手段１６などを介して入力しておく、又は、制御手段１０が備えるＲＡＭ１０３、ＲＯＭ１０２に予め記憶しておくことで用いることができる。また、ＧＰＳ受信機１１は時計を搭載しており、ＧＰＳ衛星信号を受信した時刻と、ＧＰＳ測位位置を検出した時刻とに基づいて、ＧＰＳ測位位置の算出にかかる時間が算出されてもよい。また、ＧＰＳ衛星信号を受信した時とは、ＧＰＳ測位位置を算出する演算を開始した時と置き換えることもでき、また、ＧＰＳ衛星信号を受信した時とは、所定数のＧＰＳ衛星からＧＰＳ衛星信号を受信できた時であってもよい。

また、ＧＰＳ測位位置の算出にかかる時間（演算時間）は、ＧＰＳ受信機１１がＧＰＳ衛星信号を受信してからＧＰＳ測位位置の算出にかかる時間だけではなく、ＧＰＳ受信機１１がＧＰＳ測位位置を検出してから制御手段１０に伝送するまでの伝送時間なども演算時間に含めるとよい。

また、地図記憶手段１４から読み出した地図情報を参照して、ステップＳ１０１において検出した位置ｘ０が交差点の出口付近や高速道路のインターチェンジであるような場合、先立つ位置ｘ１、ｘ２、…とは異なる加減速操作が行われている可能性がある。この場合には、上述のように、過去の速度変化率に基づいて推定位置ｘｃを算出するのではなく、例えば、車両が等速で移動しているものと見做して推定位置ｘｃを求め、車両位置マークＭを表示させることが望ましい。

また、車両が加速している場合において（変化率ａ０＞１．０）、位置ｘ０における速度に、速度変化率ａ０を積算して算出した予測速度が所定速度以上の場合には（例えば、１００ｋｍ／時以上）、過去の速度変化率に基づいて推定位置ｘｃを求めるのではなく、車両が等速で移動しているものと見做して推定位置ｘｃを求め、車両位置マークＭを表示させることが望ましい。例えば、ステップＳ１０３で算出した距離ｘ１０から求めた速度が９０ｋｍ／時であり、ステップＳ１１０で算出した予測変化率が１．５であるとき、ステップＳ１１１で算出される予測距離ｘ０ｃから求めた速度が１３５ｋｍ／時になってしまい、現実的でない場合があるからである。

さらに、車両が走行する道路種別に応じて、車両の速度を等速と見做して推定位置ｘｃを算出するか、加減速度を考慮して推定位置ｘｃを算出するかを切り替えるようにしてもよい。例えば、一般道を走行中の場合には、速度が６０ｋｍ／時を超えるとき、高速道路を走行中の場合には、速度が１００ｋｍ／時を超えるとき、走行速度を等速と見做して推定位置ｘｃを算出することが望ましい。

なお、上記のような場合において、車両の速度を等速と見做して推定位置ｘｃを算出することに限られず、上記のような場合では、位置ｘ０に表示する、又は、過去の速度変化率に基づいて算出した予測距離ｘ０ｃに所定値を加減算した値を予測距離ｘ０ｃとして、推定位置ｘｃとするなど種々の方法で対応することが可能である。

さらに、上記実施例では、ＧＰＳ測位位置間の距離（距離ｘ１０、ｘ２１・・）を比較して複数の速度変化率（ａ０、ａ１・・）を算出し、当該複数の速度変化率に重み付け係数（ｗ１、ｗ２・・・）を積算して、それらを加算することで、予測速度変化率ａ０を算出して、当該予測速度変化率ａ０と距離ｘ１０とを積算することで、予測距離ｘ０ｃを算出して、予測距離ｘ０ｃに基づいて推定位置ｘｃを算出したが、距離だけではなく、方位（進行方向）に適用することも可能である。

すなわち、例えば、ＧＰＳ測位位置ｘ２からＧＰＳ測位位置ｘ１へ行く際の進行方向と、ＧＰＳ測位位置ｘ１からＧＰＳ測位位置ｘ０へ行く際の進行方向とを比較して、変化率を算出して、その変化率に上記と同様に、重み付け係数（ｗ１、ｗ２・・・）を積算して、それらを加算することで、予測角度変化率を算出して、当該予測角度変化率とＧＰＳ測位位置ｘ２からＧＰＳ測位位置ｘ１へ行く際の進行方向とに基づいて、予測進行方向を算出してもよい。そして、予測距離ｘ０ｃ、予測進行方向に基づいて推定位置ｘｃを算出することも可能である。

車両が直進している場合には、上記のように推定位置に基づいて車両位置マークＭの表示位置を調整すれば、適切な位置に表示することができる。しかしながら、車両が交差点を右折あるいは左折するなどして進行方向が変化した場合には、推定位置は車両の直進方向の位置として算出されてしまい、実際の車両位置（右折又は左折した位置）とは異なる位置に車両位置マークが表示されてしまう。

そこで、車両の交差点における進行方向の変化を検出したら（例えば、角速度センサの出力が所定値以上など）、前述のようにして算出した推定位置よりも手前に車両位置マークＭを表示し、又は、進行方向が検出された方向に車両位置マークＭを表示するように調整することで、適切な車両位置マークＭの表示を行うようにする。あるいは、この場合には、次のＧＰＳ測位位置に基づく車両位置マークＭの表示まで車両位置マークの表示を中断するようにしてもよい。

図３は、交差点における車両位置マークＭの表示位置の調整を説明するための模式図である。車両が交差点の手前の位置Ｐ０にある時にＧＰＳ衛星信号を受信して測位を開始したものとすると、所定の演算時間後にＰ０のＧＰＳ測位位置が算出される。ここで、演算中に車両が交差点を左折して矢印の方向に進行方向が変化したとする。先に説明した手順で算出した車両の推定位置は、車両の進行方向の変更を考慮したものではなく直進を前提として算出したものであるから、それに基づいて車両位置マークＭを表示すると、車両の実際の進行に合わなくなる。

そこで、この場合、車両位置表示制御手段１９は、算出した推定位置よりも手前、例えば推定位置（演算時間後の位置）までの距離の半分の位置に車両位置マークＭを表示する。このようにすれば、交差点の中に車両位置マークＭが表示され、ユーザに違和感を与えることがない。１秒後の位置までの距離の半分の位置は、ＧＰＳ測位位置と算出した推定位置とから容易に算出することができる。あるいは、推定位置を算出する際に取得した車速を１／２として算出してもよい。

通常、交差点などを右左折する場合には減速する運転操作がなされる。従って、自律航法手段１２に含まれる加速度センサの出力を処理して減速が検出されたら進行方向が変更されたものと判別することができる。その際、角速度センサの出力も同時に処理し、進行方向の変化を検出して交差点などにおける右左折を判別してもよい。

角速度センサの出力を処理して車両が左右どちらに進行したかがわかれば、推定位置までの距離を進行方向の変化に応じて按分し、車両が交差点を曲がった位置に車両位置マークを表示するように制御することも可能になる。

また、車両位置マークＭの表示位置の調整は、上記に限られない。推定位置までの距離を進行方向の変化に応じて按分し、車両が交差点を曲がった位置に車両位置マークＭを表示するように調整してもよく、次のＧＰＳ測位位置に基づく車両位置マークＭの表示まで車両位置マークＭの表示を中断するようにしてもよい。また、ＧＰＳ測位位置に車両位置マークＭを表示してもよい。

また、上記実施例では、ＧＰＳ受信機１１の演算時間中に、進行方向を変えたか否かを判別し、車両位置マークを表示する位置を調節したが、これに限ることはなく、急激な加速又は減速があったか否かで判別してもよい。

また、ＧＰＳ受信機１１の演算時間中に、進行方向を変えたか、又は、急激な加減速を行なったと判別されたとき、ＧＰＳ受信機１１により得られるＧＰＳ測位位置と地図情報とに基づき、車両が交差点など曲がり角付近にいるか否かを判別し、車両が交差点など曲がり角付近にいる場合にのみ、車両位置マークＭを表示する位置を調節してもよい。

さらに、案内経路に沿って車両が走行している場合に、案内経路上の曲がり角で、加速度センサ、角速度センサの出力値が所定の条件範囲であるか否かを判別する際、所定の条件範囲を狭めてもよい。すなわち、案内経路上の曲がり角では、進行方向の変化を判別しやすくしてもよい。

なお、上記実施例は、車載可能なナビゲーション装置を例に本発明を説明したが、本発明は車載用のナビゲーション装置に限られるものではなく、歩行者用のナビゲーション装置であってもよく、一般的な現在位置表示装置にも適用することができる。

１・・・・・ナビゲーション装置
１０・・・・制御手段
１１・・・・ＧＰＳ受信機
１２・・・・自律航法手段
１３・・・・速度検出手段
１４・・・・地図記憶手段
１５・・・・測位位置記憶手段
１６・・・・入力手段
１７・・・・表示手段
１８・・・・音声出力手段
１９・・・・車両位置表示制御手段
２０・・・・重み付け係数記憶手段

Claims (6)

1. 表示手段に表示した地図上に現在位置マークを表示する現在位置表示装置において、
   前記現在位置表示装置は、所定の時間毎にＧＰＳ衛星信号を受信し現在位置表示装置の位置をＧＰＳ測位位置として検出するＧＰＳ受信機と、
   前記ＧＰＳ測位位置を記憶する測位位置記憶手段と、
   前記測位位置記憶手段に記憶された複数の前記ＧＰＳ測位位置に基づいて前記複数のＧＰＳ測位位置間の変化率を算出する変化率算出手段と、
   前記変化率と前記ＧＰＳ測位位置とに基づき、前記ＧＰＳ測位位置の検出時における前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出する推定位置算出手段と、
   該推定位置に前記現在位置マークを表示させる表示制御手段と、
   を備えることを特徴とする現在位置表示装置。
2. 前記現在位置表示装置は、前記変化率に対する重み付け係数を記憶する重み付け係数記憶手段を備え、
   前記変化率算出手段は、前記複数のＧＰＳ測位位置に基づいて前記複数のＧＰＳ測位位置間の変化率を複数算出し、
   前記推定位置算出手段は、前記ＧＰＳ測位位置、前記複数の変化率、および前記重み付け係数に基づき、前記ＧＰＳ測位位置の検出時における前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出することを特徴とする請求項１に記載の現在位置表示装置。
3. 変化率算出手段は、前記測位位置記憶手段に記憶された複数の前記ＧＰＳ測位位置に基づいて、前記ＧＰＳ測位位置間の距離をそれぞれ算出し、該それぞれの距離を比較して、複数の変化率を算出し、
   前記推定位置算出手段は、前記複数の変化率、および前記重み付け係数に基づき、予測変化率を算出し、該予測変化率、前記ＧＰＳ測位位置における速度、および前記ＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星信号を受信してから現在位置表示装置の位置を検出するのにかかる演算時間に基づき、予測距離を算出し、該予測距離と前記ＧＰＳ測位位置に基づいて、前記ＧＰＳ測位位置の検出時における前記現在位置表示装置の位置を推定位置として算出することを特徴とする請求項２に記載の現在位置表示装置。
4. 前記予測変化率ａ０は、前記複数の変化率ａ１、ａ２、…、ａｎと、前記重み付け係数ｗ１、ｗ２、…、ｗｎとに基づき、
   ａ０＝ａ１・ｗ１＋ａ２・ｗ２＋…＋ａｎ・ｗｎ
   （但し、ｗ１＋ｗ２＋…＋ｗｎ＝１）
   として算出することを特徴とする請求項３に記載の現在位置表示装置。
5. 前記予測変化率と前記ＧＰＳ測位位置における速度とに基づき、前記ＧＰＳ測位位置の検出時における前記現在位置表示装置の速度を算出する速度算出手段を備え、
   前記表示制御手段は、前記速度算出手段により算出された速度が所定速度を超える場合、前記推定位置に前記現在位置マークを表示させないことを特徴とする請求項３又は４に記載の現在位置表示装置。
6. 前記所定速度は、前記現在位置表示装置が走行する道路種別に応じて設定されることを特徴とする請求項５に記載の現在位置表示装置。

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