JP2012215491A - 位置算出方法及び位置算出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 GPSユニット3とINSユニット5とを備えた位置算出装置1において、位置算出精度判定部6は、位置算出精度を判定する。影響度合設定部7は、位置算出精度判定部6により判定された位置算出精度に基づいて、GPS計測結果のINS計測結果に対する影響度合を設定する。カップリング処理部9は、影響度合設定部7により設定された影響度合に基づいてGPS計測結果とINS計測結果とのカップリング処理を実行して、移動体の位置を算出する。
【選択図】 図1
Description
1−1.システム構成
図1は、本実施形態における位置算出装置1の主要構成図である。位置算出装置1は、移動体に備えられて、当該移動体の位置を算出する装置(位置算出システム)である。移動体は、自動車やオートバイ、自転車、船、電車といった物の他、人間自体であってもよい。人間が位置算出装置1を携帯し、人間自身が位置算出装置1を備えることとしてもよい。図1では、ユニット(モジュール)を二重線で図示し、ユニットの計測結果を利用して演算処理を行う処理ブロックを一重線で図示することで、両者を区別する。図2についても同様である。
本実施形態では、大きく分けて2つのGPS影響モード設定方法について説明する。第1の設定方法は、移動体が移動を開始してからの経過時間又は位置算出回数に基づいて位置算出精度を判定し、当該位置算出精度に基づいてGPS影響モードを設定する方法である。第2の設定方法は、カップリング処理において所定の誤差推定演算を行うことで推定したカップリング推定誤差に基づいて位置算出精度を判定し、当該位置算出精度に基づいてGPS影響モードを設定する方法である。
図4は、GPS影響モードの第1の設定方法の説明図であり、GPS影響モードの設定で用いる第1のモード設定条件を定めた第1のモード設定条件テーブルを図示したものである。第1のモード設定条件テーブルには、第1のモード設定条件と、位置誤差レベルと、設定モードとが対応付けて定められている。
図5は、GPS影響モードの第2の設定方法の説明図であり、GPS影響モードの設定で用いる第2のモード設定条件を定めた第2のモード設定条件テーブルを図示したものである。第2のモード設定条件テーブルには、第2のモード設定条件と、位置誤差レベルと、設定モードとが対応付けて定められている。位置誤差レベル及び設定モードは、図4の第1のモード設定条件テーブルと同じである。
カップリング処理部9は、GPS影響モードに応じて演算設定を変更してカップリング処理を行う。本実施形態において、演算設定には、GPS計測結果採用頻度と、カルマンフィルター処理で用いる誤差パラメーター値とが含まれる。
実際に位置算出を行った実験結果を説明する。移動体を予め定められた経路に沿って移動させ、その場合に算出される位置を東西南北の2次元平面にプロットする実験を行った。図4の第1のモード設定条件を適用し、移動開始後経過時間に基づいてGPS影響モードを設定した。実験に用いた移動開始後経過時間の閾値は「θT1=60秒、θT2=90秒、θT3=120秒」である。各図において、横軸は東西方向、縦軸は南北方向をそれぞれ示す。単位はメートル[m]である。東西方向「0m」、南北方向「0m」の位置をスタート地点とし、スタート地点から西方向に向かい、時計回り方向に周回する経路を辿った。ゴール地点は、スタート地点の近傍所定位置である。
次に、上記の位置算出装置を備えた電子機器の実施例について説明する。ここでは、位置算出装置を具備するナビゲーション装置の実施例を説明する。但し、本発明を適用可能な実施例が以下説明する実施例に限定されるわけではないことは勿論である。
図8は、本実施例におけるナビゲーションシステム1000のシステム構成の説明図である。ナビゲーションシステム1000は、移動体の一種である四輪自動車(以下、単に「自動車」と称す。)に、位置算出装置を具備した電子機器の一種であるカーナビゲーション装置100が設置されたシステムである。
図9は、カーナビゲーション装置100の機能構成の一例を示すブロック図である。カーナビゲーション装置100は、GPSユニット3と、INSユニット5と、処理部10と、操作部20と、表示部30と、通信部40と、記憶部50とを備えて構成される。
図11は、処理部10が、記憶部50に記憶されたナビゲーションプログラム51に従って実行するナビゲーション処理の流れを示すフローチャートである。
処理部10は、GPS演算結果57をカップリング処理に採用するか否かを判定する(ステップB1)。具体的には、影響モード設定処理で設定されたGPS影響モードに対応付けられたGPS計測結果採用頻度に基づき、今回のカップリング処理においてGPS演算結果57を採用するか否かを判定する。
GPSユニット3とINSユニット5とを備えた位置算出装置1において、位置算出精度判定部6は、位置算出精度を判定する。影響度合設定部7は、位置算出精度判定部6により判定された位置算出精度に基づいて、GPS計測結果のINS計測結果に対する影響度合を設定する。カップリング処理部9は、影響度合設定部7により設定された影響度合に基づいてGPS計測結果とINS計測結果とのカップリング処理を実行して、移動体の位置を算出する。
本発明を適用可能な実施例は、上記の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。以下、変形例について説明するが、上記の実施例と同一の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、上記の実施例とは異なる部分を中心に説明する。
上記の実施形態では、衛星測位用ユニットとして、GPSを適用したGPSユニットを例に挙げて説明したが、WAAS(Wide Area Augmentation System)、QZSS(Quasi Zenith Satellite System)、GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、GALILEO等の他の衛星測位システムを適用したユニットとしてもよいことは勿論である。
上記の実施形態では、カップリング処理の一例としてカルマンフィルター処理を例に挙げて説明したが、カップリング処理はこれに限られない。例えば、GPS計測結果とINS計測結果との平均演算を行う平均処理をカップリング処理に含めることとしてもよい。
上記の実施形態では、GPS影響モードを第1〜第4の影響モードの4段として説明したが、影響モードの段数は適宜設定可能である。つまり、影響モードをより少ない段数(例えば2段)としてもよいし、より多い段数(例えば8段)としてもよい。これは、GPSの影響度合をより粗く設定したり、より細かく設定することに相当する。
上記の実施例では、電子機器の処理部10が、GPSユニット3から取得したGPSメジャメント情報55を用いてGPS演算処理を行うこととして説明した。また、処理部10が、INSユニット5から取得したINSメジャメント情報56を用いてINS演算処理を行うこととして説明した。つまり、GPS演算処理、INS演算処理及びカップリング処理の実行主体が、全て電子機器の処理部10であるものとして説明した。この構成を次のようにしてもよい。
上記の実施例では、四輪自動車に搭載するナビゲーション装置に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な電子機器はこれに限られるわけではない。例えば、二輪自動車に搭載するナビゲーション装置に適用してもよいし、携帯型ナビゲーション装置に適用することとしてもよい。
Claims (8)
- 移動体に備えられた衛星測位用ユニットの第1の計測結果と、前記移動体に備えられた慣性測位用ユニットの第2の計測結果とを用いて、前記移動体の位置を算出する位置算出方法であって、
位置算出精度を判定することと、
前記位置算出精度に基づいて、前記第1の計測結果の前記第2の計測結果に対する影響度合を設定することと、
前記影響度合に基づき、前記第1の計測結果と前記第2の計測結果とのカップリング処理を実行して前記移動体の位置を算出することと、
を含む位置算出方法。 - 前記判定することは、前記移動体が移動を開始してからの経過時間又は位置算出回数に基づいて前記位置算出精度を判定することを含む、
請求項1に記載の位置算出方法。 - 前記カップリング処理は、算出した位置に含まれている誤差を推定する誤差推定演算を含み、
前記判定することは、前記誤差推定演算で推定した誤差に基づいて前記位置算出精度を判定することを含む、
請求項1又は2に記載の位置算出方法。 - 前記影響度合には、前記第1の計測結果を採用して前記カップリング処理を実行する実行頻度が含まれており、
前記影響度合を設定することは、前記位置算出精度に基づいて前記実行頻度を設定することを含み、
前記位置を算出することは、前記実行頻度に従って前記第1の計測結果を採用した前記カップリング処理を実行することを含む、
請求項1〜3の何れか一項に記載の位置算出方法。 - 前記実行頻度を設定することは、前記位置算出精度が高いほど低い頻度を設定することである、
請求項4に記載の位置算出方法。 - 前記カップリング処理は、前記第1の計測結果を観測量とするカルマンフィルター処理を含み、
前記影響度合を設定することは、前記位置算出精度に基づいて前記カルマンフィルター処理に用いる誤差パラメーター値を設定することを含み、
前記位置を算出することは、前記第1の計測結果及び前記誤差パラメーター値を用いて前記カルマンフィルター処理を実行することを含む、
請求項1〜3の何れか一項に記載の位置算出方法。 - 前記誤差パラメーター値を設定することは、前記位置算出精度が高いほど大きい値を設定することである、
請求項6に記載の位置算出方法。 - 移動体に備えられた衛星測位用ユニットの第1の計測結果と、前記移動体に備えられた慣性測位用ユニットの第2の計測結果とを用いて、前記移動体の位置を算出する位置算出装置であって、
位置算出精度を判定する位置算出精度判定部と、
前記位置算出精度に基づいて、前記第1の計測結果の前記第2の計測結果に対する影響度合を設定する影響度合設定部と、
前記影響度合に基づき、前記第1の計測結果と前記第2の計測結果とのカップリング処理を実行して前記移動体の位置を算出するカップリング処理部と、
を備えた位置算出装置。
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