JP2022069424A

JP2022069424A - 地上車両のナビゲーションシステム

Info

Publication number: JP2022069424A
Application number: JP2021172772A
Authority: JP
Inventors: ヘンダーソンジェフリー; Henderson Geoffrey
Original assignee: Atlantic Inertial Systems Ltd
Current assignee: Atlantic Inertial Systems Ltd
Priority date: 2020-10-23
Filing date: 2021-10-22
Publication date: 2022-05-11
Also published as: EP3988899B1; KR20220054179A; EP3988899A1; US20220128711A1

Abstract

【課題】改良された地形参照ナビゲーションシステムを提供する。
【解決手段】地上車両のナビゲーションシステムであって、地上車両の向きの概算及び地上車両の第１の位置の概算を出力するように構成された慣性ナビゲーションシステムと、地形データを含む地形マップと、向きの概算と、地形マップから抽出された地形傾斜のデータとの間の比較に基づき、地上車両の第２の位置の概算を出力するように構成された、地形傾斜ベースのナビゲーションユニットと、反復の各々におけるシステムの誤差の状態を判定するように構成された反復アルゴリズムユニットと、を備え、反復の各々において、反復アルゴリズムユニットが、第１の位置の概算及び第２の位置の概算を受領することと、システムの誤差の状態、第１の位置の概算、及び第２の位置の概算に基づき、次の反復に関するシステムの誤差の状態をアップデートすることと、を行うように構成される。
【選択図】図１

Description

本開示は、ナビゲーションシステム、具体的には地上車両で使用するためのナビゲーションシステムの分野に関する。

地形参照ナビゲーション（ＴＲＮ：ＴｅｒｒａｉｎＲｅｆｅｒｅｎｃｅｄＮａｖｉｇａｔｉｏｎ）システムが、多くの機上プラットフォームで利用されており、ナビゲーションの解決策を生成するために、航空機のナビゲーションデータ、レーダーの高度計データ、及び蓄積された地形の高度データを統合する。ＴＲＮシステムは、しばしば、慣性ナビゲーションシステム（ＩＮＳ：ＩｎｅｒｔｉａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）に関して使用される。この慣性ナビゲーションシステムは、慣性測定センサ（たとえば、ジャイロスコープ、加速度計など）を使用して、ナビゲーションの解決策を提供する。そのようなシステムは、慣性参照ユニット（ＩＲＵ：ＩｎｅｒｔｉａｌＲｅｆｅｒｅｎｃｅＵｎｉｔ）と呼ばれることがある。ナビゲーションの解決策は、しばしば、ＴＲＮ及びＩＮＳによって提供されたナビゲーションの解決策を統合する手段として、ＩＮＳの誤差を較正するカルマンフィルタを使用する。

慣性ナビゲーションシステムから得られた位置の概算は、通常、経時的に加速度計及びジャイロスコープによって生じる誤差の蓄積に起因して、毎時約２海里の割合で変動する。ナビゲーションシステムは、ＧＰＳ、ＧＮＳＳなどの衛星ベースのナビゲーションの解決策を含む、位置の概算のさらなるソースを使用することにより、これら誤差をある程度まで修正することができる。しかし、衛星ベースのナビゲーションの解決策は、信頼性が低い。信号は、ジャミングされる、妨害される、ブロックされるなどされ得、このことは、これら衛星ベースのナビゲーションの解決策に過度に依存するナビゲーションシステムにおける問題に繋がり得る。ＴＲＮシステムは、ナビゲーションシステムがＩＮＳ誤差を経時的に修正することを可能にし得るさらなるナビゲーションの解決策を提供する。

従来のＴＲＮシステムは、航空機の下方の地形高度を概算するために、気圧－慣性の混合の高度及びレーダー高度計を利用する。測定された地形高度の概算は、次いで、ナビゲーションの解決策を提供するために、航空機の移動経路に沿う、蓄積された地形高度データに相関される。すなわち、航空機の位置を概算する。

第１の態様から見ると、本開示は、地上車両のナビゲーションシステムであって、地上車両の向きの概算及び地上車両の第１の位置の概算を出力するように構成された慣性ナビゲーションシステムと、地形データを含む地形マップと、向きの概算と、地形マップから抽出された地形傾斜のデータとの比較に基づき、地上車両の第２の位置の概算を出力するように構成された、地形傾斜ベースのナビゲーションユニットと、反復の各々におけるシステムの誤差の状態を判定するように構成された反復アルゴリズムユニットと、を備え、反復の各々において、反復アルゴリズムユニットが、第１の位置の概算及び第２の位置の概算を受領することと、システムの誤差の状態、第１の位置の概算、及び第２の位置の概算に基づき、次の反復に関するシステムの誤差の状態をアップデートすることと、を行うように構成される、地上車両のナビゲーションシステムを提供する。反復アルゴリズムユニットは、このため、より正確な、地上車両の位置の現在の概算を計算するために、アップデートされたシステムの誤差の状態をＩＮＳの測定値に適用する場合がある。

多くの状況では、地上車両は、すべてのホイール／トラック／その他のものが、地面と接触している。このような状況であるため、任意の所与の時間における地上車両の向きは、その時点における車両の下の地面の傾斜を示すものである（このことは、航空機に関するケースではない）。たとえば、地上車両がスロープ上に位置している状況では、車両自体は、通常、車両の下のスロープの角度に等しいか、実質的に類似の角度で向けられることになる。このことは、可能なナビゲーションの解決策を提供する。慣性測定ユニット（ＩＭＵ）によって測定されるような車両の向きは、車両の位置の概算を提供するために、既知の（たとえば、蓄積された）地形傾斜のデータと、瞬時に、または経時的に比較することができる。実施例のあるセットでは、地形傾斜ベースのナビゲーションユニットは、測定された向きの概算と、地形マップから抽出された地形傾斜データとの間の相関関係に基づき、第２の位置の概算を判定するように構成される。実施例のあるセットでは、地形傾斜ベースのナビゲーションユニットは、ある期間にわたって及び／または空間的に取られた、複数の測定された向きの概算の追跡と、地形マップから抽出された地形傾斜データとの間の相関関係に基づき、第２の位置の概算を判定するように構成される。

本明細書で使用される場合、向きとの用語は、決まった基準方向に対する対象の３次元的な角度の向きを記載するために使用され、姿勢との用語は、決まった基準平面に対する対象の２次元的な角度の向きを記載するために使用される。たとえば、地上車両の向きは、車両のピッチ、ロール、及びヨーの測定値を含む場合があり、地上車両の姿勢は、車両のピッチ及びロールの測定値を含む場合がある。オンロードでのナビゲーションの間は、車両のピッチの測定値は、地形マップから抽出された地形傾斜データと比較するためには、車両のロールの測定値よりも有用であることが証明される場合がある。この理由は、道路が、フラットな路面（ゼロロール）を提供するように、丘の側部に掘り込まれる傾向にあるためである。オフロードでのナビゲーションの間は、車両のピッチとロールとの両方の測定値は、地形マップから抽出された地形傾斜データと比較するためには、等しく有用であることが証明される場合がある。

この方法で向きの測定値を地形傾斜データと比較することは、外部の基準を必要とすることなく、ＩＮＳの変動を修正するために使用される場合があるさらなるナビゲーションの解決策を提供する。たとえば、このことは、（たとえば、信号の欠如、ＧＰＳ信号が妨げられる／ジャミングされるなどに起因して）衛星ベースのナビゲーションシステムを使用することができない環境において、使用される場合がある。さらなる利点は、プロセスの一部として信号が放出されないことである。このことは、問題の車両が存在することを明らかにせず、また、他のローカルシステムに干渉もしないことを意味している。さらに、無線／光学ベースのナビゲーションの解決策を使用するために必要とされる設備（たとえば、アンテナ）は、車両のレーダー断面を増大させる場合があり、レーダーによってより検出可能にする。現在のＩＮＳが、経時的に車両の位置の信頼性のある概算を提供することが可能であるが、これらには変動が存在しないわけではなく、ハイエンドのシステムは、５００００ドル以上もかかり得る。本開示のシステムは、さらに向上されたナビゲーションのためのそのようなシステムで使用される場合がある。しかし、いくつかの実施例では、本開示は、より安価で、変動レベルが高い、精度の低いＩＮＳの使用を可能にする。この理由は、これら安価なシステムの変動が、本明細書に記載の地形傾斜ベースのナビゲーションシステムを使用して相殺され得るためである。いくつかの実施例では、ＩＮＳは、少なくとも１つの微少電気機械システムの加速度計またはジャイロスコープを備える。実施例のあるセットでは、ＩＮＳは、検知軸が直交する３つの加速度計と、検知軸が直交する３つのジャイロスコープと、を備える。いくつかの実施例では、地形傾斜マッチングプロセスは、ＩＮＳなしで使用される場合があるが、移動した距離を測定することができるセンサ、たとえばオドメーターを伴う。そのようなケースでは、ジャイロスコープまたは傾斜計が、加速度計を必要とすることなく、車両の向きを確定するために十分である。しかし、ジャイロスコープがしばしば、ＩＭＵ内の加速度計とともに、費用効果の高い方式で利用可能であることから、ナビゲーションの正確さを付加するためにＩＮＳを追加することは、魅力的であると思われる。

実施例のあるセットでは、地形マップは、地形高度データを含んでいる。地形マップは、マップポスト（すなわち、個別の地形場所のデータポイント）のアレイを含む場合があり、各マップポストは、特定の位置（たとえば、緯度及び経度）における地形高度を示すデータを含んでいる。このタイプの地形高度データは一般的であり、通常は容易に利用可能である（たとえば、ＤｉｇｉｔａｌＴｅｒｒａｉｎＥｌｅｖａｔｉｏｎＤａｔａ（ＤＴＥＤ）の基準に従って提供されることから、利用可能である）。いくつかの実施例では、地形マップの各マップポストは、地表の４００００ｍ²（たとえば、２００ｍ対２００ｍ）のエリア、好ましくは１００００ｍ²（たとえば、１００ｍ対１００ｍ）未満のエリア、より好ましくは２５００ｍ²（たとえば、５０ｍ対５０ｍ）未満のエリア、さらにより好ましくは１０００ｍ²（たとえば、３０ｍ対３０ｍ）未満のエリアに関する地形高度データを含んでいる。より高い解像度のデータは、より高い可能性の相関関係を可能にするが、計算上の処理の必要性を付加することを理解されたい。

実施例のあるセットでは、ナビゲーションシステムは、地形マップに蓄積された地形高度データから地形傾斜データを計算するように構成された地形傾斜計算ユニットを備える。地形傾斜計算ユニットは、地形傾斜データを計算するために、６項の２次元平面の適合度を地形マップのマップポストに適用する場合がある。この平面の適合度は、車両の位置を概算するために、地形傾斜ベースのナビゲーションユニットによって直接使用され得る地形傾斜データを含む地形傾斜マップを生成及び貯蔵するために、前もって適用される場合があるか、この平面の適合度は、車両の現在概算される位置の周りの領域に関し、地形マップ内のデジタル地形高度データから動的に適用される場合がある。計算された地形傾斜データは、傾斜及び／または傾斜の変化の割合を含む場合があり、地形傾斜データは、データを現在の測定に適するように維持するために、車両の現在概算される位置のエリアにおいて継続的に再計算される場合がある。地形傾斜データが計算されるエリアは、車両の現在概算される位置での概算される不確実性が増大するにつれて増大される場合がある。地形傾斜データが動的に計算される領域は、車両が移動するにつれて（そしてひいては、車両の位置が変化するにつれて）定期的にアップデートされる場合があり、それにより、地形傾斜データが、車両がその現在概算される位置から移動し得るすべてのエリアに関して利用可能であることを確実にするようになっている。地形傾斜データが動的に計算される領域は、１０平方キロメートル未満、または５平方キロメートル未満、または３平方キロメートル未満、または１平方キロメートル未満の領域を含む場合がある。実施形態のあるセットでは、地形傾斜データが計算されるエリアは、半径が現在のナビゲーションの解決策における現在概算された不確実性の３倍に等しい、実質的に円形のエリアである。十分な量の地形高度データが、任意の一時点における地形傾斜データの計算に使用されることを確実にするように、地形傾斜データが計算されるエリアにおいて下限が存在する場合がある。

実施例のあるセットでは、反復アルゴリズムユニットは、地上車両が車両の前方／後方の方向に対して垂直な方向に（少なくともかなりの速度では）移動しないと予測されることの観測に基づき、システムの誤差の状態をさらにアップデートするように構成される（すなわち、地上車両は、地上車両がスライドするか、空中にあるようにならない限り、これら方向には概して移動しない）。このことは、反復アルゴリズムユニットが、そうではないことを示すセンサの読取り値をある程度失わせることを可能にする。たとえば、加速度計の読取り値が、車両の前方／後方の方向（すなわち、車両が向いている方向）に対して垂直に車両が移動していることを示唆する場合、反復アルゴリズムユニットは、システムの誤差の状態をアップデートする際に、このことを考慮する場合がある。いくつかの実施例では、反復アルゴリズムユニットは、システムの誤差の状態をアップデートするときに、ＩＮＳの測定値が、車両の前方／後方の方向に対して垂直な地上車両の移動を示すときに、第１の位置の概算に係る不確実性を増大させるように構成される。この観測は、ＩＮＳから得られた位置の概算の変動を低減させることを補助する場合がある。この理由は、この観測が、車両の前方／後方の方向に対して垂直な軸に沿うＩＮＳの変動を低減させるように、さらなる修正を提供するためである。

実施例のあるセットでは、ＩＮＳによる向きの概算の出力は、車両のピッチ、ロール、及びヨーの概算を含む場合があり、これらから、車両のピッチ及びロールを含む姿勢の概算が得られる場合がある。地形傾斜ベースのナビゲーションユニットは、このため、姿勢の概算（ピッチ及びロールの概算を含む）を計算するために使用される場合がある。この姿勢の概算は、ヨーの概算によって与えられるものとして、概算される車両の正面が与えられたとすると、車両が所与の場所にある場合に予期される。地形傾斜ベースのナビゲーションユニットは、次いで、ＩＮＳから得られた姿勢の概算（すなわち、ピッチ及びロールの概算）を、地形傾斜データと比較する。

実施例のあるセットでは、反復アルゴリズムユニットは、地形傾斜ベースのナビゲーションユニットを備える。反復アルゴリズムユニットは、慣性ナビゲーションシステムをも備える場合がある。たとえば、反復アルゴリズムユニットは、プロセッサ及びメモリを備える場合があり、同じプロセッサ及びメモリが、地形傾斜ベースのナビゲーションユニット及び慣性ナビゲーションシステムで使用される場合がある。反復アルゴリズムユニットはカルマンフィルタを備える場合がある。

第２の態様から見ると、本開示は、地上車両に関するシステムの誤差の状態を判定する反復方法であって、この方法の反復の各々が、位置の概算及び向きの概算を慣性ナビゲーションシステムから受領することと、第２の位置の概算を地形傾斜ベースのナビゲーションユニットから受領することであって、第２の位置の概算が、向きの概算と、地形データを含む地形マップから抽出された地形傾斜データとの間の比較に基づいている、受領することと、システムの誤差の状態、第１の位置の概算、及び第２の位置の概算に基づき、次の反復に関するシステムの誤差の状態をアップデートすることと、を含む、反復方法を提供する。

本開示の第１の態様に関連する上述の任意選択的特徴のすべてが、この第２の態様に同様に適用可能であることを理解されたい。

スロープ上の車両を示す図である。地形傾斜ベースのナビゲーションのためのシステムの実施例を示す図である。システムハードウェアの実施例を示す図である。

図１は、地形６上を移動する地上車両２を示している。車両２が、水平に対して角度θで傾斜した地形６のスロープパート上に現在あることを見ることができる。車両２は、地形６と接触しているホイール４を有している（しかし、他の実施例では、車両２はトラックまたはスキー／ランナーを有することができる）。車両が地形６と接触していることから、水平に対する車両自体の角度φは、地形６の角度に対応している。車両の前方の伝播方向（すなわち、車両が移動する方向）を示すベクトル８は、地形６の表面に対して実質的に並行なままである。このため、ホイール４が地形６と接触したままである間は、車両の向きは、地形６の向き（すなわち、傾斜）に追従することになる。車両２は、地面ベースのナビゲーションシステム１０が備えられている。このナビゲーションシステム１０は、図２及び図３を参照してより詳細に記載される。

図２は、地形高度マップ１２、地形傾斜計算ユニット１４、慣性ナビゲーションシステム１６、地形傾斜ベースのナビゲーションユニット１８、及び反復アルゴリズムユニット（たとえば、カルマンフィルタ）２０などの様々な構成要素を含む地面ベースのナビゲーションシステム１０を示している。これら様々な構成要素は、別々のプロセッサ上で別々に実装される場合があるか、これらがすべて単一のシステムの一部として実装される場合があり、たとえば共有されたリソースで単一のプロセッサ上で実行されることを理解されたい。

慣性ナビゲーションシステム１６は、車両２に関する３次元的な加速度データを提供する３つの直交する加速度計２４と、車両２に関する３次元的な回転情報を提供する３つの直交するジャイロスコープ２２と、を備える。加速度計２４及びジャイロスコープ２２は、慣性測定ユニットの一部である場合がある。この慣性測定ユニットは、スタンドアロンの構成要素である場合がある。いくつかの実施例では、慣性ナビゲーションシステム１６は、ストラップダウンの慣性ナビゲーションシステムであり、加速度計及びジャイロスコープが車両２に対して向きが固定され、それにより、車両２の加速度及び回転が、加速度計２４及びジャイロスコープ２２における、対応する加速度及び回転の測定値を与えるようになっている。慣性ナビゲーションシステム１６は、車両２の速度及び位置を計算するために、加速度計２４の出力を統合し、また、車両２の向きを計算するために、ジャイロスコープ２２の出力を統合する。加速度計のデータ３２（位置及び速度を含む）は、車両の位置の第１の概算を提供するように、反復アルゴリズムユニット２０に提供される。さらに、向きのデータ３０も反復アルゴリズムユニット２０に提供される。

地形傾斜ベースのナビゲーションユニット１８は、車両２の現在の位置の概算を含む、加速度計のデータ３０を受領する。地形傾斜ベースのナビゲーションユニット１８は、車両２の現在の向きを示す向きのデータ３０を受領し、また、地形傾斜計算ユニット１４から、局所的な地形傾斜データ２８をも受領する。地形傾斜計算ユニット１４は、反復アルゴリズムユニット２０からの、現在得られている位置の概算３６（車両の現在の位置の最適な概算を示す）を受領し、また、得られた位置の概算３６の周りのエリアに関する、局所的な地形高度データ２６のキャッシュを地形高度マップ１２から取得し、その地形高度データ２６から地形傾斜のマップを計算する。地形傾斜データは、地形高度データの６項の２次元平面の適合度を使用して計算される場合がある。いくつかの実施例では、地形傾斜データは、さらなる相関関係の処理のために、傾斜の変化の割合をさらに含んでいる。地形傾斜ベースのナビゲーションユニット１８は、このため、車両２の向きを地形傾斜データ２８とマッチさせて、地形傾斜データ２８と相関する車両２の位置を概算するように、相関関係プロセスを実施する。このことは、単一のデータポイントの比較である（すなわち、地形傾斜データ２８が車両の現在の向きにマッチするポイントを判定するためのものである）場合があるが、好ましくは、車両２の向きの履歴に基づく複数ポイントの比較である（すなわち、車両の直近の向きのプロファイルを地形傾斜データ２８と相関させることである）。地形傾斜ベースのナビゲーションユニット１８は、次いで、相関関係プロセスに基づき、第２の位置の概算３４を出力する。第２の位置の概算により、ＩＮＳの位置の概算３２とともに、反復アルゴリズムユニット２０にさらなる位置の概算が提供される。反復アルゴリズムユニット２０は、両方の位置の概算を使用して、その全体の車両２の位置の概算（すなわち、得られた位置の概算３６）を向上させることができる。

地形高度マップ１２は、大であるエリアに関する地形高度データ２６のデータベースである場合がある。このエリアは、車両２が移動すると予想される、地表の選択されたエリアである場合がある。このエリアは、（データの解像度及び利用可能な貯蔵容量に応じて）国全体または世界全体である場合がある。地形高度は、通常、別個のマップポストとして貯蔵されており、各マップポストは、地表上の所与の位置におけるスポットの高さに対応する。データの解像度は、マップポスト間の距離の変化によって変化される場合がある。たとえば、いくつかの一般的な地形マップでは、マップポストは、３０メートル離れており、矩形のグリッドに配置されている。マップポストの他のグリッドの形状もしくは配置、または、むしろ地形データを貯蔵する他の方法も、使用される場合があることを理解されたい。

反復アルゴリズムユニット２０は、その入力３０、３２、３４のすべてを取り、これら入力を、貯蔵されたシステムの状態（最後に得られた位置の概算３６を含む）とともに処理して、新たな位置の概算３６を生成する。反復アルゴリズムユニット２０は、任意の適切な形態を取る場合があるが、いくつかの実施例では、最小二乗推定量である。いくつかの実施例では、反復アルゴリズムユニット２０はカルマンフィルタである。カルマンフィルタは、現在の情報に基づいて次の状態を予測する予測モデルを含んでおり、また、この予測を新たな測定値（第１の位置の概算３２及び第２の位置の概算３４、ならびに向きの情報３０など）と合わせて、システムの状態の新たな概算を生成する。

いくつかの実施例では、反復アルゴリズムユニット２０は、車両の前方／後方の方向に対して垂直な車両２の速度がゼロであることの観測（または測定値）を受領する場合がある。このことは、水平方向（左／右）の速度または垂直方向（上／下）の速度のいずれか、またはその両方である場合がある。このことは、その状態の変数に見られるあらゆる変化が、他の誤差に起因していることの可能性が高いことを反復アルゴリズムに示している。反復アルゴリズムユニットは、このため、システムの誤差の状態をアップデートするときに、ＩＮＳの測定値が、車両の前方／後方の方向に対して垂直な速度の顕著な成分を示すときに、第１の位置の概算３２及び／または第２の位置の概算３４に関連する不確実性を増大させるように構成される。

得られた位置の概算３６は、位置の出力３８として外部に出力される場合もある。この位置の出力は、車両のナビゲーションシステムによって使用され、たとえば車両のディスプレイ上に提供されるか、車両のオートパイロット及び／または他の車両システムに提供される場合がある。

図３は、図２のシステムを実装するために使用される場合があるハードウェアを示している。図３は、プロセッサ４０、メモリ４２、及びストレージ４４を含むナビゲーションシステム１０を示している。いくつかの実施例では、メモリ４２は、追加のストレージ４４なしでも十分である場合があるが、関連するマップのサイズは、通常、かなりのストレージを設ける必要があり、したがって、ランダム・アクセス・メモリ４２では費用効果がないことを理解されたい。ストレージ４４は、大量のマップデータを貯蔵することが可能なハードディスクまたはソリッドステートなどである場合がある。さらに、ナビゲーションシステム１０は、加速度計２２及びジャイロスコープ２４を含む。各センサの１つのみが図３には示されているが、複数のそのようなセンサが使用される場合があり、特に３つの相互に直交する加速度計及びジャイロスコープが設けられる場合があることを理解されたい。ＩＮＳ１６、地形傾斜ベースのナビゲーションユニット１８、地形傾斜計算デバイス１４、及び反復アルゴリズムユニット２０の処理は、すべて同じプロセッサ４０（ＣＰＵまたはＦＰＧＡなどである場合がある）上で実行される場合がある。しかし、いくつかの実施例では、異なるプロセッサがシステム１０の異なる部分に関して使用される場合がある。

本開示が、その１つまたは複数の特定の実施例を記載することによって説明されてきたが、これら実施例には限定されないことを当業者には理解されたい。多くの変形形態及び変更形態が、添付の特許請求の範囲の範囲内において可能である。

Claims

地上車両のナビゲーションシステムであって、
前記地上車両の向きの概算及び前記地上車両の第１の位置の概算を出力するように構成された慣性ナビゲーションシステムと、
地形データを含む地形マップと、
前記向きの概算と、前記地形マップから抽出された地形傾斜のデータとの間の比較に基づき、前記地上車両の第２の位置の概算を出力するように構成された、地形傾斜ベースのナビゲーションユニットと、
反復の各々におけるシステムの誤差の状態を判定するように構成された反復アルゴリズムユニットと、を備え、
反復の各々において、前記反復アルゴリズムユニットが、
前記第１の位置の概算及び前記第２の位置の概算を受領することと、
前記システムの誤差の状態、前記第１の位置の概算、及び前記第２の位置の概算に基づき、次の反復に関する前記システムの誤差の状態をアップデートすることと、
を行うように構成される、
地上車両のナビゲーションシステム。
前記地形傾斜ベースのナビゲーションユニットが、測定された向きの概算と、前記地形マップから抽出された地形傾斜データとの間の相関関係に基づき、前記第２の位置の概算を判定するように構成される、請求項１に記載のナビゲーションシステム。
前記地形傾斜ベースのナビゲーションユニットが、ある期間にわたって取られた、複数の測定された向きの概算の追跡と、前記地形マップから抽出された地形傾斜データとの間の相関関係に基づき、前記第２の位置の概算を判定するように構成される、請求項１または２に記載のナビゲーションシステム。
前記地形マップが地形高度データを含み、前記ナビゲーションシステムが、前記地形高度データから前記地形傾斜データを計算するように構成された地形傾斜計算ユニットをさらに備える、請求項１～３のいずれかに記載のナビゲーションシステム。
前記地形傾斜データが、傾斜及び／または傾斜の変化の割合を含み、前記地形傾斜データが、前記地形高度データの６項の２次元平面の適合度を使用して任意選択的に計算される、請求項４に記載のナビゲーションシステム。
前記地形傾斜データが、前記地形高度データから前もって計算され、地形傾斜マップとして貯蔵される、請求項４または５に記載のナビゲーションシステム。
前記地形傾斜データが、前記車両の現在の概算位置の周囲のエリアに関して継続的に再計算される、請求項４または５に記載のナビゲーションシステム。
前記地形傾斜データが継続的に再計算される前記エリアが、前記車両の前記現在の概算位置における概算された不確実性が増大するにつれて増大され、任意選択的に、前記ナビゲーションシステムが、前記地形傾斜データが継続的に再計算される前記エリアに下限を適用する、請求項７に記載のナビゲーションシステム。
前記反復アルゴリズムユニットが、地上車両が前記車両の前方／後方の方向に対して垂直な方向に移動しないと予測されることの観測に基づき、前記システムの誤差の状態をさらにアップデートするように構成される、請求項１～８のいずれかに記載のナビゲーションシステム。
前記反復アルゴリズムユニットが、前記システムの誤差の状態をアップデートするときに、ＩＮＳの測定値が、前記車両の前記前方／後方の方向に対して垂直な速度の顕著な成分を示すときに、前記第１の位置の概算に係る不確実性を増大させるように構成される、請求項９に記載のナビゲーションシステム。
前記向きの概算が、ピッチ、ロール、及びヨーの概算を含み、前記地形傾斜ベースのナビゲーションユニットが、前記測定されたピッチ及びロールの概算を前記地形傾斜データと比較するように構成される、請求項１～１０のいずれかに記載のナビゲーションシステム。
前記慣性ナビゲーションシステムが少なくとも１つの微少電気機械システムの加速度計またはジャイロスコープを備え、任意選択的に、前記慣性ナビゲーションシステムが、検知軸が直交する３つの加速度計と、検知軸が直交する３つのジャイロスコープと、を備え、任意選択的に、前記慣性ナビゲーションシステムが、オドメーター及び／または１つもしくは複数の傾斜計を備える、請求項１～１１のいずれかに記載のナビゲーションシステム。
前記反復アルゴリズムユニットが、前記地形傾斜ベースのナビゲーションユニットを備える、請求項１～１２のいずれかに記載のナビゲーションシステム。
前記反復アルゴリズムユニットがカルマンフィルタを備える、請求項１～１３のいずれかに記載のナビゲーションシステム。
地上車両に関するシステムの誤差の状態を判定する反復方法であって、前記方法の反復の各々が、
位置の概算及び向きの概算を慣性ナビゲーションシステムから受領することと、
第２の位置の概算を地形傾斜ベースのナビゲーションユニットから受領することであって、前記第２の位置の概算が、前記向きの概算と、地形データを含む地形マップから抽出された地形傾斜データとの間の比較に基づいている、前記受領することと、
前記システムの誤差の状態、前記第１の位置の概算、及び前記第２の位置の概算に基づき、次の反復に関する前記システムの誤差の状態をアップデートすることと、を含む、反復方法。