JP4018448B2 - ナビゲーション装置、ナビゲーションシステム、ナビゲーション方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機およびＧＰＳ受信機を利用したナビゲーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＧＰＳ受信機は、少なくとも３つのＧＰＳ衛星から発せられた信号を継続的に受信し、所定時間（たとえば１秒）毎に、各ＧＰＳ衛星までの距離および該距離の変化率を測定して現在位置や進行方向（方位）を含むＧＰＳデータを生成する。そして、このようにして順次生成されるＧＰＳデータのフィルタリングを行なって、ナビゲーション装置などに出力すべき測位データを生成する。例えば、所定時間内に生成された所定個数のＧＰＳデータに対して最小自乗法を適用し、その結果を測位データとして出力する。このようなフィルタリングを行なう装置として、カルマンフィルタがよく知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、ＧＰＳ受信機からの測位データを利用して現在位置や進行方向などの情報を取得するナビゲーション装置において、現在地表示や経路誘導といった本来のナビゲーション機能に加えて、例えば、車両故障などの緊急時に移動体通信システムを利用してサービスセンタにアクセスし、緊急事態が発生したことを現在地情報と共に通知する、いわゆるテレマティクス機能を備えたものが提案されている。
【０００４】
ところで、現在地表示や経路誘導といったナビゲーション機能では、マップマッチングで誤った道路上に現在地が設定されてしまうといったミスを防止するため、利用する測位データにある程度の測位精度が要求される。一方、緊急時における現在地通知といったテレマティクス機能では、通常、測位精度よりも測位率が高いこと、つまり、直ちに測位データを入手できることが要求される。しかし、従来は、このような点について何ら考慮されていなかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、利用目的に応じた測位精度あるいは測位率を持つ測位データを、ＧＰＳ受信機から出力できるようにすることにある。
【０００６】
【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ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星より受信した信号に基づいて、現在位置情報を含むＧＰＳデータを順次生成する受信手段と、前記受信手段より順次生成されたＧＰＳデータのフィルタリングを行なって、現在位置情報を含む測位データを生成する複数のフィルタリング手段と、外部より入力された選択信号に従い、前記複数のフィルタリング手段のうちのいずれか１つを選択し、選択したフィルタリング手段により生成された測位データを外部へ出力する測位データ出力手段と、を有する。
【０００７】
ここで、前記複数のフィルタリング手段に異なる測位精度（測位データ自体の精度）を持たせるようにするとよい。一般に、測位精度と測位率（有効な測位データが測定される確率）は、トレードオフの関係にある。つまり、測位精度を上げると測位率が悪くなり、測位率を上げると測位精度が悪くなる。
【０００８】
このようなＧＰＳ受信機によれば、選択信号により、利用目的に応じた測位精度あるいは測位率を持つ測位データを出力することができる。
【０００９】
なお、本発明のＧＰＳ受信機において、前記フィルタリング手段を複数設ける代わりに、与えられた条件に従い、前記受信手段より順次生成されたＧＰＳデータのフィルタリングを行なって測位データを生成するフィルタリング手段を１つ設けるようにしてもよい。そして、前記測位データ出力手段に、前記選択信号に従い、複数用意された前記条件のうちのいずれか１つを選択させて、このフィルタリング手段に与えるようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明のＧＰＳ受信機に接続されて用いられる、本発明のナビゲーション装置は、前記ＧＰＳ受信機より出力された測位データに基づいてナビゲーション処理を行なうナビゲーション手段と、前記ＧＰＳ受信機より出力された測位データを用いてテレマティクス処理を行なうテレマティクス手段と、前記ＧＰＳ受信機に前記選択信号を出力する選択信号出力手段と、を有する。
【００１１】
そして、前記選択信号出力手段は、前記測位データを利用する手段が前記ナビゲーション手段である場合は、前記ＧＰＳ受信機の測位精度を所定値以上とするための選択信号を出力し、前記測位データを利用する手段が前記テレマティクス手段である場合は、前記ＧＰＳ受信機の測位率を所定値以上とするための選択信号を出力する。
【００１２】
ここで、テレマティクス処理としては、車両故障などの緊急時に移動体通信システムを利用してサービスセンタにアクセスし、緊急事態が発生したことを現在地情報と共に通知するための処理が該当する。
【００１３】
このようなナビゲーション装置によれば、本発明のＧＰＳ受信機に利用目的に応じた測位精度あるいは測位率を持つ測位データを出力させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態が適用されたナビゲーションシステムの概略構成図である。
【００１６】
図示するように、本実施形態のナビゲーションシステムは、ＧＰＳ受信機１と、ナビゲーション装置２と、携帯電話機等の移動体端末３と、を有する。
【００１７】
先ず、ＧＰＳ受信機１について説明する。
【００１８】
ＧＰＳ受信機１は、ＧＰＳ衛星から発せられた信号をキャッチするためのアンテナ１１と、アンテナ１１を使って少なくとも３つのＧＰＳ衛星から発せられた信号を継続的に受信し、第１所定時間（たとえば１秒）毎に、各ＧＰＳ衛星までの距離および該距離の変化率を測定して現在位置や進行方向（方位）を含むＧＰＳデータを生成する受信部１２と、受信部１２で順次生成されるＧＰＳデータのフィルタリングを行なってナビゲーション用の測位データを生成する第１フィルタ部１３ａと、受信部１２で順次生成されるＧＰＳデータのフィルタリングを行なってテレマティクス用の測位データを生成する第１フィルタ部１３ｂと、測位データ出力部１４と、を有する。
【００１９】
第１フィルタ部１３ａおよび第２フィルタ部１３ｂは、第２所定時間（例えば１０秒）毎に、その間に受信部１１で生成された所定個数の有効なＧＰＳデータに対して、例えば最小自乗法を適用し、その結果を測位データとして出力する。
【００２０】
ここで、有効なＧＰＳデータとは、現在位置や進行方向の情報が含まれているＧＰＳデータを指す。受信環境の悪化などにより、少なくとも３つのＧＰＳ衛星から発せられた信号を受信できていないような場合、受信部１２は、現在位置や進行方向を測定することができない。この場合は、現在位置や進行方向の情報が含まれていない無効なＧＰＳデータが受信部１２から出力されることになる。
【００２１】
また、前記第２所定時間内に前記所定個数分の有効なＧＰＳデータが生成されなかった場合、第１フィルタ部１３ａおよび第２フィルタ部１３ｂは、有効な測位データを生成することができない。この場合は、現在位置や進行方向の情報が含まれていない無効な測位データが第１フィルタ部１３ａおよび第２フィルタ部１３ｂから出力されることになる。
【００２２】
このように、第１フィルタ部１３ａおよび第２フィルタ部１３ｂにおいて、前記所定個数を多くするほど、測位データの測位精度は向上するが、測位率は低下する。本実施形態では、第１フィルタ部１３ａについては、前記所定個数を多めに設定して測位精度を向上させ、一方、第２フィルタ部１３ａについては、前記所定個数を低めに設定して測位率を向上させている。このような第１フィルタ部１３ａおよび第２フィルタ部１３ｂには、例えば、カルマンフィルタを用いることができる。
【００２３】
測位データ出力部１４は、ナビゲーション装置２からの選択信号に従い、第１フィルタ部１３ａおよび第２フィルタ部１３ｂのいずれか一方を選択し、選択したフィルタ部で生成された測位データをナビゲーション装置２へ出力する。
【００２４】
以上のような構成を有するＧＰＳ受信機１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Inteｇrated Circuits）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積ロジックＩＣによりハード的に実現されるものでもよいし、あるいは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの計算機によりソフトウエア的に実現されるものでもよい。
【００２５】
図２は、ＧＰＳ受信機１の動作フローを説明するための図である。このフローは、ＧＰＳ受信機１の電源が投入されると、開始される。
【００２６】
まず、測位データ出力部１４は、第１フィルタ部１３ａおよび第２フィルタ部１３ｂのうち、デフォルト設定されたフィルタ部を選択する（Ｓ１００１）。その後、測位データ出力部１４は、ナビゲーション装置２より送られてくる選択信号を調べ（Ｓ１００２）、当該信号が第１フィルタ部１３ａを指定しているならば、第１フィルタ部１３ａを選択し（Ｓ１００３）、一方、当該信号が第２フィルタ部１３ｂを指定しているならば、第２フィルタ部１３ｂを選択する（Ｓ１００４）。
【００２７】
次に、図１に戻って、ナビゲーション装置２について説明する。
【００２８】
ナビゲーション装置２は、ＧＰＳ受信機１から出力された測位データを受け付ける入力部２１と、地図データベース（ＤＢ）２２と、ナビゲーション処理部２３と、テレマティクス処理部２４と、ユーザからの操作を受け付ける操作受付部２５と、燃料センサや油温センサなどの各種車両センサより情報を入手するためのセンサインターフェース（ＩＦ）２６と、ディスプレイおよびスピーカを含む出力部２７と、これらの各部を統括的に制御する主制御部２８と、を有する。
【００２９】
入力部２１は、ＧＰＳ受信機１から前記第２所定時間（例えば１０秒）毎に入力される測位データが有効/無効を調べ、有効な測位データのみを、ナビゲーション処理部２３およびテレマティクス処理部２４に渡す。また、入力部２１は、測位データの測位率（現在までの所定時間内に、ＧＰＳ受信機１から入力された測位データのうち、有効な測位データが示す割合）を測定し、その結果を主制御部２８に通知する。
【００３０】
地図ＤＢ２２には、ＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭやメモリカードやリムーバブルＨＤＤなどの記憶媒体が用いられる。
【００３１】
ナビゲーション処理部２３は、主制御部２８よりの指示に従い、入力部２１に入力された測位データおよび地図ＤＢ２２に格納されている地図データを用いて、現在地表示や経路誘導などのナビゲーション処理を行ない、ナビゲーション情報を出力部２７から出力する。ここで、ナビゲーション処理には、測位データが示す現在地を道路上の位置に修正するマップマッチング処理が含まれる。マップマッチング処理において、誤った道路上に現在地が設定されてしまうといったミスを防止するためには、測位データにある程度の測位精度が要求される。
【００３２】
テレマティクス処理部２４は、主制御部２８よりの指示に従い、入力部２１に入力された測位データを用いて、緊急時における現在地通知といったテレマティクス処理を行ない、現在地通知先の情報管理センタより入手したテレマティクス情報を出力部２７から出力する。ここで、緊急時における現在地通知では、測位精度よりも測位率が高いこと、つまり、直ちに測位データを入手できることが要求される。なお、情報管理センタへの現在地通知や情報管理センタからのテレマティクス情報入手には、移動体端末３が用いられる。
【００３３】
主制御部２８は、操作受付部２５を介して受け付けたユーザの操作内容やセンサＩＦ２６を介して入手したセンサ情報に従い、ナビゲーション装置２の各部を統括的に制御して、ナビゲーション情報やテレマティクス情報を出力部２７から出力する。また、主制御部２８は、ＧＰＳ受信機１に対する選択信号を生成し、出力する。
【００３４】
以上のような構成を有するナビゲーション装置２は、ＣＰＵと、メモリと、ディスプレイおよびスピーカなどの出力装置と、地図データが記録されたＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭなどの記憶媒体へアクセスして当該記憶媒体からデータを読み出すドライブ装置と、操作パネルなどの入力装置と、ＧＰＳ受信機１および移動体端末３とのインターフェースと、を備えたコンピュータシステムにおいて、ＣＰＵがメモリ上の所定のプログラムを実行することにより実現される。
【００３５】
図３は、ナビゲーション装置２の動作フローを説明するための図である。このフローは、ナビゲーション装置２の電源が投入されると、開始される。
【００３６】
まず、主制御部２８は、ＧＰＳ受信機１内の第１フィルタ部１３ａを選択するための選択信号の生成を開始し、選択信号をＧＰＳ受信機１へ出力する（Ｓ２００１）。
【００３７】
次に、主制御部２８は、テレマティクス処理部２４の起動トリガとなるイベントが発生したか否かを調べる（Ｓ２００２）。ここで、テレマティクス処理部２４の起動トリガとなるイベントとしては、操作受付部２６を介してユーザよりテレマティクス処理部２４の起動指示（緊急事態発生による現在地通知指示）を受け付けた場合や、センサＩＦ２５を介して各種車両センサより受け付けたセンサ情報が車両異常を示している場合などが考えられる。
【００３８】
Ｓ２００２において、テレマティクス処理部２４の起動トリガとなるイベントを検出したならば、主制御部２８は、入力部２１で測定された測位率が所定値以下、つまり、測位率が低く、このためにテレマティクス処理部２４が測位データを迅速（例えば十数秒以内）に入手できない可能性があるか否かを調べる（Ｓ２００３）。そのような可能性がないならば、現状の選択信号（第１フィルタ部１３ａを選択するための選択信号）の生成を続行する（Ｓ２００４）。一方、そのような可能性があるならば、生成する選択信号を、第１フィルタ部１３ａよりも測位率が高い（測位精度が低い）第２フィルタ部１３ｂを選択するための選択信号に切り替えてＧＰＳ受信機１へ出力する（Ｓ２００５）。そして、主制御部２８は、テレマティクス処理部２４でのテレマティクス処理が終了したならば（Ｓ２００６）、Ｓ２００１に戻る。
【００３９】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
【００４０】
本実施形態のＧＰＳ受信機１は、ナビゲーション装置２からの選択信号に従い、異なる測位精度および測位率を持つ第１フィルタ部１３ａおよび第２フィルタ部１３ｂのいずれか一方で得られた測位データを外部出力する。したがって、選択信号により、利用目的に応じた測位精度あるいは測位率を持つ測位データを出力することができる。
【００４１】
また、本実施形態のナビゲーション装置２は、測位精度よりも測位率つまり測位データ入手の迅速性が要求されるテレマティクス処理部２４を起動する場合において、第１フィルタ部１３ａの測位率が所定値以下つまり迅速に測位データを入手できない可能性がある場合は、第１フィルタ部１３ａよりも測位率が高い（測位精度が低い）第２フィルタ部１３ａを選択するための選択信号を生成する。そうでない場合は、第１フィルタ部１３ａを選択するための選択信号を生成する。したがって、ＧＰＳ受信機１に、利用目的に応じた測位精度あるいは測位率を持つ測位データを出力させることができる。
【００４２】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００４３】
例えば、上記のＧＰＳ受信機１では、ＧＰＳデータのフィルタリングを行なって測位データを生成するフィルタ部として、ナビゲーション用の測位データを生成する第１フィルタ部１３ａおよびテレマティクス用の測位データを生成する第２フィルタ部１３ｂの２つのフィルタ部を設けている。しかし、フィルタ部の数はこれに限定されない。測位データの利用目的に応じて、測位精度および測位率の異なるフィルタ部を３以上設けるようにしてもよい。そして、測位データ出力部１４に、外部からの選択信号に従っていずれか１つのフィルタ部を選択させ、その測位データを外部出力させるようにしてもよい。
【００４４】
また、ＧＰＳ受信機１において、フィルタ部を複数設ける代わりに、１つのフィルタ部を設け、選択信号によりこの１つのフィルタ部の条件を変更できるようにしてもよい。
【００４５】
図４は、本実施形態のＧＰＳ受信機１の変形例（ＧＰＳ受信機１’）を示す図である。このＧＰＳ受信機１’が、図１に示すＧＰＳ受信機１と異なる点は、第１フィルタ部１３ａおよび第２フィルタ部１３ｂに代えて、フィルタ部１３ｃおよび条件設定部１５を設けたことである。
【００４６】
フィルタ部１３ｃは、条件設定部１５により設定された条件に従い、受信部１２で順次生成されるＧＰＳデータのフィルタリングを行なって測位データを生成する。具体的には、前記第２所定時間（例えば１０秒）毎に、その間に受信部１１で生成された、条件設定部１５により設定された個数の有効なＧＰＳデータに対して最小自乗法を適用し、その結果を測位データとして出力する。
【００４７】
条件設定部１５は、ナビゲーション装置２より出力された選択信号に従い、フィルタ部１３ｃに設定する条件（受信部１１で第２所定時間に生成された有効なＧＰＳデータの個数）を選択する。
【００４８】
このように構成しても、ＧＰＳ受信機１と同様、選択信号により、利用目的に応じた測位精度あるいは測位率を持つ測位データを出力することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、利用目的に応じた測位精度あるいは測位率を持つ測位データをＧＰＳ受信機から出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るナビゲーションシステムの概略図である。
【図２】図１に示すＧＰＳ受信機１の動作フロー図である。
【図３】図１に示すナビゲーション装置２の動作フロー図である。
【図４】図１に示すＧＰＳ受信機１の変形例（ＧＰＳ受信機１’）の概略図である。
【符号の説明】
１：ＧＰＳ受信機、１’：ＧＰＳ受信機、２：ナビゲーション装置、３：移動体端末、１１：アンテナ、１２：受信部、１３ａ：第１フィルタ部、１３ｂ：第２フィルタ部、１３ｃ：フィルタ部、１４：測位データ出力部、１５：条件設定部、２１：入力部、２２：地図ＤＢ、２３：ナビゲーション処理部、２４：テレマティクス処理部、２５：センサＩＦ、２６：操作受付部、２７：出力部、２８：主制御部

Claims (3)

1. 外部より入力する選択信号により選択可能な、測位精度が異なる複数のフィルタを備え、前記フィルタによりＧＰＳデータから測位データを生成して外部へ出力するＧＰＳ受信機（ Global Positioning System ）に接続されて用いられるナビゲーション装置であって、
   前記測位データを用いてナビゲーション処理を行なうナビゲーション手段と、
   前記測位データを用いてテレマティクス処理を行なうテレマティクス手段と、
   前記ＧＰＳ受信機に前記選択信号を出力する選択信号出力手段と、
   前記ＧＰＳ受信機の測位率を測定する測位率測定手段と、を有し、
   前記選択信号出力手段は、
   前記ＧＰＳ受信機の測位精度を所定値以上とするための第１の選択信号を出力した後、前記テレマティクス手段の起動を判定し、
   前記テレマティクス手段が起動したと判定した場合、前記測位率測定手段で測定された測位率が所定値を満たすか判定し、
   前記測位率が前記所定値に満たないと判定した場合、前記ＧＰＳ受信機の測位率を所定値以上とするために、前記ＧＰＳ受信機の測位精度を下げる第２の選択信号を出力し、
   前記テレマティクス手段の処理の終了を判定し、
   前記テレマティクス手段の処理が終了したと判定した場合、前記第１の選択信号を出力すること
   を特徴とするナビゲーション装置。
2. 請求項１に記載のナビゲーション装置と、それが接続される前記ＧＰＳ受信機と、を有することを特徴とするナビゲーションシステム。
3. 外部より入力する選択信号により選択可能な、測位精度が異なる複数のフィルタを備え、前記フィルタによりＧＰＳデータから測位データを生成して外部へ出力するＧＰＳ受信機（ Global Positioning System ）に接続されて用いられるナビゲーション装置におけるナビゲーション方法であって、
   前記ナビゲーション装置は、
   前記測位データを用いてナビゲーション処理を行なうステップと、
   前記測位データを用いてテレマティクス処理を行なうステップと、
   前記ＧＰＳ受信機に前記選択信号を出力する選択信号出力ステップと、
   前記ＧＰＳ受信機の測位率を測定する測位率測定ステップと、を実行し、
   前記選択信号出力ステップは、
   前記ＧＰＳ受信機の測位精度を所定値以上とするための第１の選択信号を出力した後、前記テレマティクス処理の起動を判定するステップと、
   前記テレマティクス処理が起動したと判定した場合、前記測位率測定ステップで測定された測位率が所定値を満たすか判定するステップと、
   前記測位率が前記所定値に満たないと判定した場合、前記ＧＰＳ受信機の測位率を所定値以上とするために、前記ＧＰＳ受信機の測位精度を下げる第２の選択信号を出力するステップと、
   前記テレマティクス処理の終了を判定するステップと、
   前記テレマティクス処理が終了したと判定した場合、前記第１の選択信号を出力するステップと、を有すること
   を特徴とするナビゲーション方法。

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