JP4530929B2 - 現在位置算出装置 - Google Patents

Description

本発明は、電波航法によって現在位置を算出する技術に関するものである。

受信電波を利用する電波航法によって現在位置の測位を行う現在位置算出装置としては、従来より、ＧＰＳ衛星による衛星測位によって現在位置の算出を行う現在位置算出装置が知られている。
また、このような現在位置算出装置における現在位置算出の技術としては、移動体に搭載される現在位置算出装置において、衛星測位による計測が行えた場合には、当該衛星測位によって計測した位置と、前回現在位置として決定した位置に前回以降の移動体の移動量を加えた位置との加重平均位置を今回の現在位置として決定し、衛星測位による計測が行えなかった場合には、前回現在位置として決定した位置に前回以降の移動体の後の移動量を加えた位置を今回の現在位置として決定する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。

また、現在位置算出装置における現在位置算出の技術としては、移動体に搭載される現在位置算出装置において、前回現在位置として決定した位置に前回計測した移動体の移動速度より求なる移動量を加えた位置を予測位置とし、予測位置周辺に設定した誤差範囲内に、今回衛星測位によって計測した位置が存在しない場合には、予測位置を今回の現在位置として決定し、誤差範囲内に今回衛星測位によって計測した位置が存在する場合には、前回現在位置として決定した位置に、前回衛星測位によって計測した位置と今回衛星測位によって計測した位置との差分を加えた位置を、今回の現在位置として決定する技術も知られている（たとえば、特許文献２）。
特開平３-１８１８１５号公報 特開平８-３１３２７８号公報

さて、特許文献２の現在位置算出装置に、衛星測位による計測が行えなかったときの処理として特許文献１の現在位置算出装置の技術を適用すると、衛星測位による計測が行えなかった期間の現在位置は、衛星測位による計測が行えなくなる前に最後に衛星測位による計測が行えたときに決定した現在位置に、それ以降の移動体の移動量を加えた位置として決定されることになる。

また、前回まで衛星測位による計測が行なえず、今回衛星測位による計測が行えたときの、今回の現在位置は以下のように決定されることになる。すなわち、衛星測位による計測が行えなくなる前に最後に衛星測位によって計測が行えたときに決定した現在位置に、それ以降の移動体の移動量を加えた位置を予測位置とし、予測位置周辺に設定した誤差範囲内に、今回衛星測位によって計測した位置が存在しない場合には、予測位置を今回の現在位置として決定し、誤差範囲内に今回衛星測位によって計測した位置が存在する場合には、衛星測位による計測が行えなくなる前に最後に衛星測位による計測がおこなえたときに決定した現在位置に、今回衛星測位によって計測した位置と当該最後に衛星測位によって計測した位置との差分を加えた位置を今回の現在位置として決定する。

ここで、現在位置算出装置は、移動体の移動量を直接計測する手段を持たず、各期間における移動体の移動量は、特許文献２の技術と同様に、最後に衛星測位による計測が行えたときに衛星測位によって得られる移動体の移動速度より算出するものとする。
しかし、このようにすると、衛星測位による計測が行えない期間が比較的長期間に渡った場合などには、当該期間中の移動体の移動量が、衛星測位による計測が行えなくなる前に最後に衛星測位によって計測した移動体の移動速度より推定される移動量と大きく異なることがある。そして、この場合には、衛星測位による計測が行えない期間の経過後に、衛星測位によって計測された位置が正しい位置であっても、この正しい位置を現在位置として決定することができなくなる、または、衛星測位による計測が行えない期間の経過後に正しい位置を現在位置として決定できるようになるまで長時間を要してしまうという問題が生じる。

すなわち、たとえば、図６ａに示すように移動体の現実の位置がｔ=１からｔ=８の期間にＰ１からＰ８に示すように移動したものとする。
そして、図６ｂに示すように、ｔ=１からｔ=３の期間に、衛星測位によって衛星測位位置Ｇ１からＧ３が計測された後、ｔ=４からｔ=６の衛星測位による計測が行えない期間が発生し、その後、ｔ=７、ｔ=８の期間に、衛星測位によって衛星測位位置Ｇ７、Ｇ８が計測されたものとする。また、ｔ=１からｔ=３の期間に予測位置Ｃ１からＣ３が算出され、ｔ=１において図６ｂの測位位置Ｇ１と予測位置Ｃ１とから図６ｃのＦ１の位置が現在位置として決定され、ｔ=２において図６ｂの測位位置Ｇ２と予測位置Ｃ２とから図６ｃのＦ２の位置が現在位置として決定され、ｔ=３において図６ｂの測位位置Ｇ３と予測位置Ｃ３とから図６ｃのＦ３の位置が現在位置として決定されたものとする。

そして、この場合、衛星測位による計測が行えないｔ=４からｔ=６の期間には、最後に衛星測位によって計測が行えたｔ=３の時点で決定された図６ｃの現在位置Ｆ３と、当該ｔ=３の時点で衛星測位によって計測された図６の移動速度Ｖ３より算出される各時点の予測位置Ｃ４からＣ６が図６ｃのＦ４からＦ６のように現在位置として決定される。

また、ｔ=７の衛星測位により位置の計測が復帰した時点では、ｔ=３の時点で決定された図６ｃの現在位置Ｆ３と、当該ｔ=３の時点で衛星測位によって計測された図６ｂの移動速度Ｖ３より、図６ｂの予測位置Ｃ７が算出され、その周辺に誤差範囲Ｂ７が設定される。

図６ａ、図６ｂより理解されるように、このｔ=７の時点では、衛星測位によって計測が行えないｔ=４からｔ=６の期間に移動体の移動方向や速度が変化しているために、予測位置Ｃ７は、図６ａに示す正しい現在位置Ｐ７から比較的大きく離れたものとなっている。そして、このために、図６ｂに示すｔ=７の時点で衛星測位によって計測された衛星測位位置Ｇ７が正しく現在位置Ｐ７を示すものであっても誤差範囲Ｂ７の外の位置となってしまい、図６ｃに示すように、正しい現在位置Ｐ７から離れた予測位置Ｃ７の位置がｔ=７の時点の現在位置Ｆ７として決定されてしまう。

そして、次の時点ｔ=8でも、正しい現在位置Ｐ８から離れた予測位置Ｃ７に基づく現在位置Ｆ７から図６ｂの予測位置Ｃ８が算出されるために、図６ａ、ｂに示すように、衛星測位によって計測された衛星測位位置Ｇ８が正しく現在位置Ｐ８を示すものであっても、やはり、予測位置Ｃ８周辺に設定される誤差範囲Ｂ８の外の位置となってしまい、図６ｃに示すように、正しい現在位置Ｐ８から離れた予測位置Ｃ８の位置がｔ=８の時点の現在位置Ｆ８として決定されてしまうことになる。

そこで、本発明は、受信電波を利用する電波航法による計測が行えなかった期間の経過後に、より適正に現在位置を算出することのできる現在位置算出装置を提供することを課題とする。

前記課題達成のために、移動体の現在位置を算出する現在位置算出装置を、受信電波を利用する電波航法により移動体の位置と移動速度と移動方向を表す測位データの計測を行う電波航法部と、前記電波航法部が算出した測位データに基づいて、逐次各回の現在位置の算出を行う現在位置算出部とを含めて構成すると共に、前記現在位置算出部に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度と移動方向と、過去に前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度と移動方向とに基づいて、前記電波航法部が過去最後に測位データを計測してから今回までの移動体の移動量を推定し、推定した移動量を、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置に加算した位置を予測位置として設定すると共に、設定した予測位置の周辺に予測範囲を設定する予測手段と、前記予測手段が設定した予測範囲内に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置が含まれているかどうかに基づいて、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置の信頼度を算定し、算定した信頼度と、前記電波航法部が計測した測位データが表す位置と、前記予測位置とに基づいて、今回現在位置として算出する位置を決定する現在位置決定手段とを備えたものである。

このような現在位置算出装置によれば、電波航法部が前回測位データを計測してから今回までの間の期間の移動量を、その期間の直前に計測した移動速度と移動方向とのみよって推定するのではなく、当該期間の前後において計測した移動速度と移動方向とより推定する。したがって、当該期間中に移動体の移動速度や移動方向が変化した場合でも、より適切に当該期間中の移動速度と移動方向の推定が行える蓋然性が向上する。したがって、電波航法部が測位データを計測できないために、電波航法部が測位データを計測しない期間が比較的長期間に渡った場合でも、その期間の経過後に、より現実の現在位置に近い位置に予測位置を算出し、算出した予測位置やその周辺に設定した予測範囲を用いて、より適正に現在位置を算出することができる確率が向上する。

また、前記課題達成のために、本発明は、移動体の現在位置を算出する現在位置算出装置を、受信電波を利用する電波航法により移動体の位置と移動速度と移動方向を表す測位データの計測を行う電波航法部と、前記電波航法部が算出した測位データに基づいて、逐次各回の現在位置の算出を行う現在位置算出部とより構成し、前記現在位置算出部に、前記電波航法部が測位データを計測できなかった期間の経過直後の回において、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度と移動方向と、過去に前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度と移動方向とに基づいて、前記電波航法部が過去最後に測位データを計測してから今回までの移動体の移動量を推定し、推定した移動量を、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置に加算した位置を予測位置として設定すると共に、設定した予測位置の周辺に予測範囲を設定する予測手段と、前記予測手段が設定した予測範囲内に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置が含まれているかどうかに基づいて、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置の信頼度を算定し、算定した信頼度と、前記電波航法部が計測した測位データが表す位置と、前記予測位置とに基づいて、今回現在位置として算出する位置を決定する現在位置決定手段とを備えたものである。

このような現在位置算出装置によれば、電波航法部が測位データを計測できなかった期間中の移動量を、その期間の直前に計測した移動速度と移動方向とのみよって推定するのではなく、当該期間の前後において計測した移動速度と移動方向とより推定する。したがって、電波航法部が測位データを計測できなかった期間中に移動体の移動速度や移動方向が変化した場合でも、より適切に当該期間中の移動速度と移動方向の推定が行える蓋然性が向上し、この結果、より現実の現在位置に近い位置に予測位置を算出し、算出した予測位置やその周辺に設定した予測範囲を用いて、より適正に現在位置を算出することができる確率が向上する。

ここで、以上の現在位置算出装置は、たとえば、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す移動方向と過去に前記電波航法部が計測した測位データが表す移動方向との平均によって求まる方向に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度と過去に前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度との平均によって求まる速度で、前記電波航法部が過去最後に測位データを計測してから今回までの経過時間分移動した場合に得られる移動量を、前記電波航法部が過去最後に測位データを計測してから今回までの移動体の移動量として推定するようにしてよい。
このようにすることにより、比較的、実際の移動量に近い移動量を推定することができる蓋然性を高めることができる。

また、以上の現在位置算出装置は、前記予測手段において、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置からの距離の範囲が、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置と設定した予測位置との間の距離を中心とする所定の大きさの範囲となり、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置から見た方向の範囲が、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置から見た前記予測位置の方向を中心とする所定の大きさの範囲となるように前記予測範囲を設定するよう構成してもよい。
また、前記電波航法部が測位データを計測できなかった期間の経過直後の回において予測範囲を設定する場合には、前記予測手段において、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置からの距離の範囲が、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置と設定した予測位置との間の距離を中心とする、前記電波航法部が測位データを計測できなかった期間の長さに応じて定まる大きさの範囲となり、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置から見た方向の範囲が、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置から見た前記予測位置の方向を中心とする、記前記電波航法部が測位データを計測できなかった期間の長さに応じて定まる大きさの範囲となるように前記予測範囲を設定するようにしてもよい。これらのようにすることにより、移動体が存在する可能性の高い範囲のみを適切に含むように予測範囲を設定することができる。

また、以上の現在位置算出装置は、前記現在位置決定手段において、前記予測手段が設定した予測範囲内に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置が含まれている場合に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置を今回算出する現在位置として決定し、前記予測手段が設定した予測範囲内に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置が含まれていない場合に、前記予測位置を今回算出する現在位置として決定するように構成してもよい。

なお、以上の現在位置算出装置において、前記移動体は自動車であってよく、前記電波航法部は衛星測位によって前記測位データを計測するものであってよい。また、以上の現在位置算出装置と、当該現在位置算出装置が算出した現在位置と地図とのマップマッチングによって算出した現在位置を、地図を表す地図画像表示に表示した案内画像を表示する現在位置表示部とを含めて、車載のナビゲーション装置を構成するようにしてもよい。

以上のように本発明によれば、受信電波を利用する電波航法による計測が行えなかった期間の経過後に、より適正に現在位置を算出することのできる現在位置算出装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について、車載のナビゲーション装置への適用を例にとり説明する。
図１に本実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示す。
図示するように、ナビゲーション装置は、制御装置１、操作部２、表示装置３、ＧＰＳ受信機４を備えている。そして、制御装置１は、フィルタ処理部１１、現在位置算出部１２、道路地図データを記憶したＤＶＤドライブやＨＤＤなどの記憶装置である地図データ記憶部１３、ルート探索部１４、メモリ１５、制御部１６、案内画像生成部１７、制御装置１とユーザ間のＧＵＩを制御するＧＵＩ制御部１８を備えている。

このような構成において、ＧＰＳ受信機４は、衛星測位により測位した現在位置である測位位置や、現在の移動速度や、現在の移動方向を計測する。また、フィルタ処理部１１は、ＧＰＳ受信機４が計測した測位位置を後述するフィルタ処理により補正し現在位置を出力する。そして、現在位置算出部１２は、フィルタ処理が出力した現在位置に対して、地図データ記憶部１３から読み出した地図データが示す前回決定した現在位置の周辺の地図とのマップマッチング処理などを施して、現在位置として最も確からしい座標や、現在の進行方向として最も確からしい方向を算定し、現在位置、進行方向としてメモリ１５に設定する。

そして、制御部１６は、ユーザの目的地設定要求に応じて、ユーザから操作部２、ＧＵＩ制御部１８を介して目的地の設定を受付け、これをメモリ１５にセットする。そして、目的地までの推奨ルートをルート探索部１４に探索させる。ルート探索部１４は、必要地理的範囲の道路ユニットのデータを地図データ記憶部１３から読み出し、メモリ１５に設定されている現在位置から目的地までの経路を、所定のコストモデルに基づいて推奨ルートとして算出し、算出した推奨ルートの経路データを、メモリ１５にセットする。ここで、制御部１６は、メモリ１５にセットされた現在位置が目的地近傍となったならば、目的地到着と判定し、メモリ１５にセットされている目的地と推奨ルートをクリアする処理も行う。

一方、案内画像生成部１７は、たとえば、図２に示すように、地図データ記憶部１３から読み出した地図データが示す地図を表す地図画像２０１上に、メモリ１５にセットされている現在位置２０２や推奨ルート２０３や目的地２０４を表した案内画像を生成し、ＧＵＩ制御部１８を介して表示装置３に表示する処理などを行う。

以下、前述したフィルタ処理部１１が行うフィルタ処理について説明する。
図３に、このフィルタ処理の手順を示す。
図示するようにフィルタ処理では、まず、ＧＰＳ受信からＧＰＳ受信機４が計測した測位位置や現在の移動速度や現在の移動方向を測位データとして取得する（ステップ３０２）。そして、測位データが正常に取得できたかどうかを調べ（ステップ３０４）、正常に取得できていれば、次に未測位中フラグがセットされているかどうかを調べる（ステップ３０６）。ここで、未測位中フラグは、この時点において、前回ＧＰＳ受信機４から測位データを正常に取得できなかった場合にはセットされた状態となっている。なお、マルチパスや障害物の発生などによってＧＰＳ受信機４が正常に計測を行えないときに、フィルタ処理は、ＧＰＳ受信機４から正常に測位データを取得することができなくなる。

そして、未測位中フラグがセットされていなければ、予測位置と予測範囲を算出する（ステップ３０８）。このステップ３０８における予測位置の算出は、たとえば、後述するステップ３１２または３１４で前回出力した現在位置から、前回ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す移動方向に、前回ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す移動速度で、前回測位データをＧＰＳ受信機４から取得してから現在までの経過時間分移動した位置を、予測位置として算出することにより行う。また、ステップ３０８における予測範囲の算出は、たとえば、算出した予測位置を中心とする所定半径の円内の領域を予測範囲として算出することにより行う。

次に、予測位置と予測範囲を算出したならば、今回ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す測位位置が、予測範囲内に含まれるかどうかを調べ（ステップ３１０）、含まれている場合には、今回ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す測位位置を現在位置として出力し（ステップ３１２）、ステップ３０２に戻る。一方、今回ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す測位位置が、予測範囲内に含まれていない場合には、先に算出した予測位置を、現在位置として出力し（ステップ３１４）、ステップ３０２に戻る。

さて、ステップ３０４に戻り、当該ステップ３０４において、ＧＰＳ受信機４から正常に測位データが取得できなかった場合には、まず、未測位中フラグをセットする（ステップ３１６）、そして、ステップ３１２または３１４で前回出力した現在位置から、前回以前に最後にＧＰＳ受信機４から正常に取得した測位データが示す移動方向に、前回以前に最後にＧＰＳ受信機４から正常に取得した測位データが示す移動速度で、前回ステップ３０２でＧＰＳ受信機４からの測位データの取得を試みてから現在までの経過時間分移動した位置を、予測位置として算出する（ステップ３１８）。そして、算出した予測位置を、現在位置として出力し（ステップ３１４）、ステップ３０２に戻る。

次にステップ３０８に戻り、当該ステップ３０８において未測位中フラグがセットされていると判定された場合には、前回以前に最後にＧＰＳ受信機４から正常に取得した測位データと今回ＧＰＳ受信機４から取得した測位データと、前回以前に最後にＧＰＳ受信機４から正常に測位データを取得した回にステップ３１２または３１４で出力した現在位置とに基づいて予測位置と予測範囲を算出する（ステップ３２０）。

ここで、このステップ３２０の予測位置と予測範囲の算出は、次のように行う。
いま、図４ａに示すように、前回以前に最後にＧＰＳ受信機４から測位データを取得した回ｎにステップ３１２または３１４で出力した現在位置がＦｎであるとする。また、その回ｎに、ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す測位位置がＧｎ、移動速度がＶｎ、移動方向がθ１であるとする。そして、今回ｎ+ｍに、ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す測位位置がＧｎ+ｍ、移動速度がＶｎ+ｍ、移動方向がθ２であるとする。

この場合、今回の予測位置Ｃｎ+ｍは、図示するように、回ｎに出力した現在位置Ｆｎから、回ｎの移動方向θ１と今回ｎ+ｍの移動方向θ２の平均として求まる方向（θ１+θ２）/２に、回ｎの移動速度Ｖｎと今回ｎ+ｍの移動速度Ｖｎ+ｍの平均として求まる速度｛（Ｖｎ） + （Ｖｎ+ｍ）｝/２で、回ｎから今回までの経過時間（たとえば、各回のインターバルがＴであるとすればｍ×Ｔ）進んだ位置を今回の予測位置Ｃｎ+ｍとすることにより求める。すなわち、回ｎ移動方向と今回ｎ+ｍの移動方向との平均である方向に、回ｎの移動速度と今回ｎ+ｍの移動速度との平均である速度で、車両が回ｎから今回ｎ+ｍまでの間移動したものとして、今回の予測位置Ｃｎ+ｍを求める。

また、今回の予測範囲Ｂｎ+ｍは、回ｎに出力した現在位置Ｆｎからの距離の範囲が、回ｎに出力した現在位置Ｆｎから予測位置Ｃｎ+ｍまでの距離をＬとしてＬ+Δｄ/２からＬ-（Δｄ/２）の範囲となり、回ｎに出力した現在位置Ｆｎから見た方向の範囲が、回ｎに出力した現在位置Ｆｎから見た予測位置Ｃｎ+ｍの方向をθとして、θ+（Δθ/２）からθ-（Δθ/２）となる範囲とする。ここで、Δｄは、固定値としてもよいが、回ｎから今回までの経過時間が大きくなるほど大きくなるように設定することが好ましい。また、Δθも、固定値としてもよいが、回ｎから今回までの経過時間が大きくなるほど大きくなるように設定することが好ましい。たとえば、各回のインターバルが固定であれば、ＫとΦを固定値として、Δｄ=Ｋ×ｍ、Δθ=Φ×ｍなどによってΔｄ、Δθを求めるなどしてよい。

さて、図３に戻り、以上のようにして予測位置と予測範囲を算出したならば、未測位中フラグをクリアし（ステップ３２２）、今回ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す測位位置が、予測範囲内に含まれるかどうかを調べ（ステップ３１０）、含まれている場合には、今回ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す測位位置を現在位置として出力し（ステップ３１２）、ステップ３０２に戻る。一方、今回ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す現在位置が、予測範囲内に含まれていない場合には、先に算出した予測位置を、現在位置として出力し（ステップ３１４）、ステップ３０２に戻る。

以上、フィルタ処理が行うフィルタ処理について説明した。
ここで、このようなフィルタ処理の処理例を図５に示す。
いま、図５ａに示すように、先の図６ａの場合と同様に、自車両の現実の位置がｔ=１からｔ=８の期間にＰ１からＰ８に示すように移動したものとする。
そして、図５ｂに示すように、ｔ=１からｔ=３の期間に、ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが表す測位位置がＧ１からＧ３と変化した後、ｔ=４からｔ=６のＧＰＳ受信機４が衛星測位を行えないために測位データを取得できない期間が発生し、その後、ｔ=７、ｔ=８の期間に、ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが表す測位位置がＧ７、Ｇ８と変化したものとする。また、ｔ=１からｔ=３の期間に予測位置Ｃ１からＣ３が算出され、ｔ=１において図５ｂの測位位置Ｇ１と予測位置Ｃ１とから図５ｃのＦ１の位置が現在位置として出力され、ｔ=２において図５ｂの測位位置Ｇ２と予測位置Ｃ２とから図５ｃのＦ２の位置が現在位置として出力され、ｔ=３において図５ｂの測位位置Ｇ３と予測位置Ｃ３とから図５ｃのＦ３の位置が現在位置として出力されたものとする。

そして、この場合、衛星測位によって位置が計測できないｔ=４からｔ=６の期間には、最後にＧＰＳ受信機４から正常に測位データを取得できたｔ=３の時点で決定された図５ｃの現在位置Ｆ３と、当該ｔ=３の時点でＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す図５の移動速度Ｖ３より算出される各時点の予測位置Ｃ４からＣ６が図５ｃのＦ４からＦ６のように現在位置として決定される。

また、ｔ=７のＧＰＳ受信機４からの測位データの取得が正常に行えるように復帰した時点では、ｔ=３の時点で決定された図５ｃの現在位置Ｆ３と、当該ｔ=３の時点でＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す図５ｂの移動速度Ｖ３と、ｔ=７の時点でＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す図５ｂの移動速度Ｖ７とより、図５ｂの予測位置Ｃ７が算出され、その周辺に予測範囲Ｂ７が設定される。

ここで、図５ａ、ｂより理解されるように、このｔ=７の時点では、予測位置Ｃ７を、ｔ=３の時点の移動速度、移動方向と、ｔ=７の時点の移動速度、移動方向をより推定される、ｔ=４からｔ=６の期間の自車両の移動量に基づいて算出するので、ｔ=４からｔ=６の期間に自車両の移動方向や速度が変化していても、予測位置Ｃ７として、図５ａに示す正しい現在位置Ｐ７に比較的近い位置を算出することができる。すなわち、本フィルタ処理によれば、ＧＰＳ受信機４が衛星測位を行えないために測位データを取得できない期間の自車両の移動速度と移動方向を、その期間の直前における自車両の移動速度と移動方向とのみよって推定するのではなく、当該期間の前後における自車両の移動速度と移動方向とより推定する。したがって、より適切にＧＰＳ受信機４が衛星測位を行えないために測位データを取得できない期間の自車両の移動速度と移動方向の推定が行え、この結果、より現実の現在位置に近い位置に予測位置を算出することができるようになる。

さて、このように、予測位置Ｃ７として、図５ａに示す正しい現在位置Ｐ７に比較的近い位置に算出されるので、図５ｂに示すｔ=７の時点の測位位置Ｇ７が比較的正しく現在位置Ｐ７を示すものであれば、この測位位置Ｇ７は予測範囲Ｂ７内となり、図５ｃに示すように、この測位位置Ｇ７を、ｔ=７の時点の現在位置Ｆ７として出力することができるようになる。

以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、以上に説明したフィルタ処理のステップ３２０における予測位置の算出は、図４ｂに示すように行っても良い。
すなわち、図４bに示すように、前回以前に最後にＧＰＳ受信機４から測位データを取得した回ｎにステップ３１２または３１４で出力した現在位置がＦｎであるとする。また、その回ｎに、ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す測位位置がＧｎ、移動速度がＶｎ、移動方向がθ１であるとする。そして、方向θ１、大きさＶｎを持ったベクトルを移動ベクトル[Ｖｎ]とする。そして、今回ｎ+ｍに、ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す測位位置がＧｎ+ｍ、移動速度がＶｎ+ｍ、移動方向がθ２であるとする。そして、方向θ２、大きさＶｎ+ｍを持ったベクトルを移動ベクトル[Ｖｎ+ｍ]とする。

この場合、今回の予測位置Ｃｎ+ｍは、図示するように、回ｎに出力した現在位置Ｆｎから、移動ベクトル[Ｖｎ]と移動ベクトル[Ｖｎ+ｍ]との平均ベクトルの方向に、平均ベクトルの大きさに回ｎから今回までの経過時間（たとえば、各回のインターバルがＴであるとすればｍ×Ｔ）乗じた距離進んだ位置を今回の予測位置Ｃｎ+ｍとすることにより求める。すなわち、回ｎ移動ベクトルと今回ｎ+ｍの移動ベクトルとの平均ベクトルを移動ベクトルとして、車両が回ｎから今回ｎ+ｍまでの間移動したものとして、今回の予測位置Ｃｎ+ｍを求める。
なお、この場合にも、予測範囲Ｂｎ+ｍは、算出した予測位置Ｃｎ+ｍに基づいて上述のように算出する。

また、以上のフィルタ処理のステップ３１２では、ＧＰＳ受信機４から取得した測位位置に代えて、今回ＧＰＳ受信機４から取得した測位データが示す測位位置と、前回以前に最後にＧＰＳ受信機４から正常に取得した測位データが示す測位位置の差分を、前回以前に最後にＧＰＳ受信機４から測位データを正常に取得した回に出力した現在位置に加算した位置を現在位置として算出するようにしてもよい。または、以上のフィルタ処理のステップ３１２では、ＧＰＳ受信機４から取得した測位位置に代えて、所定の手法によって算出した測位位置と予測位置の信頼性に応じた加重を用いた、当該測位位置と予測位置との加重平均によって求めた位置を現在位置として出力してもよい。

また、以上のフィルタ処理のステップ３０８では、ステップ３２０と同様にして予測位置と予測範囲を算出するようにしてもよい。
また、以上のフィルタ処理のステップ３０４でＧＰＳ受信機４から正常に測位データを取得できなかったと判定された場合には、現在位置は不明として、その出力を行わないようにしてもよい。
また、以上の実施形態は、ＧＰＳ受信機４に代えてＧＰＳ衛星ではない他の測位用衛星が送信する電波、または、地上局が送信する電波を用いた電波航法によって測位データの計測を行う受信機を備える場合にも、同様に適用することができる。

本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るナビゲーション装置の表示画面例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るフィルタ処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る予測位置と予測範囲の算出例を示す図である。 本発明の実施形態に係るフィルタ処理の処理例を示す図である。 従来の現在位置算出例を示す図である。

符号の説明

１…制御装置、２…操作部、３…表示装置、４…ＧＰＳ受信機、１１…フィルタ処理部、１２…現在位置算出部、１３…地図データ記憶部、１４…ルート探索部、１５…メモリ、１６…制御部、１７…案内画像生成部、１８…ＧＵＩ制御部。

Claims (8)

1. 移動体の現在位置を算出する現在位置算出装置であって、
   受信電波を利用する電波航法により移動体の位置と移動速度と移動方向を表す測位データの計測を行う電波航法部と、
   前記電波航法部が算出した測位データに基づいて、逐次各回の現在位置の算出を行う現在位置算出部とを有し、
   前記現在位置算出部は、
   今回前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度と移動方向と、過去に前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度と移動方向とに基づいて、前記電波航法部が過去最後に測位データを計測してから今回までの移動体の移動量を推定し、推定した移動量を、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置に加算した位置を予測位置として設定すると共に、設定した予測位置の周辺に予測範囲を設定する予測手段と、
   前記予測手段が設定した予測範囲内に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置が含まれているかどうかに基づいて、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置の信頼度を算定し、算定した信頼度と、前記電波航法部が計測した測位データが表す位置と、前記予測位置とに基づいて、今回現在位置として算出する位置を決定する現在位置決定手段とを有することを特徴とする現在位置算出装置。
2. 移動体の現在位置を算出する現在位置算出装置であって、
   受信電波を利用する電波航法により移動体の位置と移動速度と移動方向を表す測位データの計測を行う電波航法部と、
   前記電波航法部が算出した測位データに基づいて、逐次各回の現在位置の算出を行う現在位置算出部とを有し、
   前記現在位置算出部は、
   前記電波航法部が測位データを計測できなかった期間の経過直後の回において、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度と移動方向と、過去に前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度と移動方向とに基づいて、前記電波航法部が過去最後に測位データを計測してから今回までの移動体の移動量を推定し、推定した移動量を、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置に加算した位置を予測位置として設定すると共に、設定した予測位置の周辺に予測範囲を設定する予測手段と、
   前記予測手段が設定した予測範囲内に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置が含まれているかどうかに基づいて、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置の信頼度を算定し、算定した信頼度と、前記電波航法部が計測した測位データが表す位置と、前記予測位置とに基づいて、今回現在位置として算出する位置を決定する現在位置決定手段とを有することを特徴とする現在位置算出装置。
3. 請求項１または２記載の現在位置算出装置であって、
   前記予測手段は、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す移動方向と過去に前記電波航法部が計測した測位データが表す移動方向との平均によって求まる方向に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度と過去に前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度との平均によって求まる速度で、前記電波航法部が過去最後に測位データを計測してから今回までの経過時間分移動した場合に得られる移動量を、前記電波航法部が過去最後に測位データを計測してから今回までの移動体の移動量として推定することを特徴とする現在位置算出装置。
4. 請求項１、２または３記載の現在位置算出装置であって、
   前記予測手段は、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置からの距離の範囲が、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置と設定した予測位置との間の距離を中心とする所定の大きさの範囲となり、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置から見た方向の範囲が、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置から見た前記予測位置の方向を中心とする所定の大きさの範囲となるように前記予測範囲を設定することを特徴とする現在位置算出装置。
5. 請求項２記載の現在位置算出装置であって、
   前記予測手段は、
   今回前記電波航法部が計測した測位データが表す移動方向と過去に前記電波航法部が計測した測位データが表す移動方向との平均によって求まる方向に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度と過去に前記電波航法部が計測した測位データが表す移動速度との平均によって求まる速度で、前記電波航法部が過去最後に測位データを計測してから今回までの経過時間分移動した場合に得られる移動量を、前記電波航法部が過去最後に測位データを計測してから今回までの移動体の移動量として推定し、かつ、
   前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置からの距離の範囲が、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置と設定した予測位置との間の距離を中心とする、前記電波航法部が測位データを計測できなかった期間の長さに応じて定まる大きさの範囲となり、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置から見た方向の範囲が、前記電波航法部が過去最後に測定データを計測した回に算出した現在位置から見た前記予測位置の方向を中心とする、記前記電波航法部が測位データを計測できなかった期間の長さに応じて定まる大きさの範囲となるように前記予測範囲を設定することを特徴とする現在位置算出装置。
6. 請求項１、２、３、４または５記載の現在位置算出装置であって、
   前記現在位置決定手段は、前記予測手段が設定した予測範囲内に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置が含まれている場合に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置を今回算出する現在位置として決定し、前記予測手段が設定した予測範囲内に、今回前記電波航法部が計測した測位データが表す位置が含まれていない場合に、前記予測位置を今回算出する現在位置として決定することを特徴とする現在位置算出装置。
7. 請求項１、２、３、４、５または６記載の現在位置算出装置であって、
   前記移動体は自動車であり、前記電波航法部は衛星測位によって前記測位データを計測することを特徴とする現在位置算出装置。
8. 請求項７記載の現在位置算出装置と、
   前記現在位置算出装置が算出した現在位置と地図とのマップマッチングによって算出した現在位置を、地図を表す地図画像表示に表示した案内画像を表示する現在位置表示部とを有することを特徴とするナビゲーション装置。