JP4724720B2

JP4724720B2 - 位置推定装置、位置推定方法、位置推定プログラムおよびコンピュータに読み取り可能な記録媒体

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Publication number: JP4724720B2
Application number: JP2007538712A
Authority: JP
Inventors: 稔樹藤原; 達也岡本
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: EP1930693A1; EP1930693B1; JPWO2007040100A1; EP1930693A4; WO2007040100A1

Description

この発明は、移動体の位置を推定する位置推定装置、位置推定方法、位置推定プログラムおよびコンピュータに読み取り可能な記録媒体に関する。ただし、この発明は、上述した位置推定装置、位置推定方法、位置推定プログラムおよびコンピュータに読み取り可能な記録媒体には限られない。

従来、車両などの移動体に搭載された車載用ナビゲーション装置は、衛星航法、自立航法などに基づいて、地図上における車両の現在位置を算出している。衛星航法は、複数のＧＰＳ衛星からの電波をＧＰＳ受信機で受信して、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機間の距離を求めて、ＧＰＳ受信機の位置座標データを算出する。また、自立航法は、車速センサーや加速度センサーなどの自立センサーにより、車両の移動に応じて変動する移動情報を検出して、車両の移動量を算出する。

また、近年では、ＧＰＳ受信機と、モニタ装置と、モニタ装置への表示を制御する制御手段と、を有する主要部をナビゲーション部としてコンパクトにまとめ、必要に応じてナビゲーション部を取り外し、車外で取り外したナビゲーション部を用いる提案がされている（たとえば、下記特許文献１参照。）。

特開２００３−３１５０６０号公報

しかしながら、上記従来技術によれば、ＧＰＳ受信機を有する主要部をナビゲーション部として、取り外して用いる。したがって、ナビゲーション部が取り外された車両が移動した場合は、自立センサーによって移動量を算出しても、車両の位置が推定できないという問題が一例として挙げられる。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる位置推定装置は、移動体に固定された固定部と、当該固定部に対して着脱自在な着脱部を有し、衛星航法を用いて算出された当該移動体の現在位置と、自立航法を用いて算出された当該移動体の移動量と、に基づいて当該移動体の現在位置を推定する位置推定装置において、前記固定部は、自立センサーによって算出された前記移動体の前記移動量を積算する積算手段を有し、前記着脱部は、ＧＰＳ装置によって前記移動体の現在位置を算出する算出手段と、前記積算手段によって積算された前記移動体の移動量と、前記算出手段によって算出された前記移動体の現在位置と、に基づいて前記移動体の現在位置を推定する推定手段と、を有し、さらに、前記固定部に対する前記着脱部の着脱を検知する検知手段と、前記積算手段によって積算された前記移動量を前記固定部から前記着脱部へ送信する通信手段と、を備え、前記推定手段は、前記検知手段によって前記固定部へ前記着脱部の装着を検知した際に、前記ＧＰＳ装置によって、衛星航法を用いて前記移動体の現在位置が算出できない場合、当該固定部から当該着脱部が取り外された時点において推定した前記移動体の現在位置と、当該固定部に対して当該着脱部が取り外されていた期間に前記積算手段によって積算された前記移動量と、に基づいて当該固定部へ当該着脱部が装着された時点における当該移動体の現在位置を推定することを特徴とする。

また、請求項５の発明にかかる位置推定方法は、移動体に固定された固定部と、当該固定部に対して着脱自在な着脱部を有し、衛星航法を用いて算出された当該移動体の現在位置と、自立航法を用いて算出された当該移動体の移動量と、に基づいて当該移動体の現在位置を推定する位置推定方法において、前記固定部が備える自立センサーによって算出された前記移動体の前記移動量を積算する積算工程と、前記着脱部が備えるＧＰＳ装置によって前記移動体の現在位置を算出する算出工程と、前記積算工程によって積算された前記移動体の移動量と、前記算出工程によって算出された前記移動体の現在位置と、に基づいて前記移動体の現在位置を推定する第１の推定工程と、前記固定部に対する前記着脱部の着脱を検知する検知工程と、前記積算工程によって積算された前記移動量を前記固定部から前記着脱部へ送信する通信工程と、前記検知工程によって前記固定部へ前記着脱部の装着を検知した際に、前記ＧＰＳ装置によって、衛星航法を用いて前記移動体の現在位置が算出できない場合、当該固定部から当該着脱部が取り外された時点において前記第１の推定工程によって推定された前記移動体の現在位置と、当該固定部に対して当該着脱部が取り外されていた期間に前記積算工程によって積算された前記移動量と、に基づいて当該固定部へ当該着脱部が装着された時点における当該移動体の現在位置を推定する第２の推定工程と、を含むことを特徴とする。

また、請求項６の発明にかかる位置推定プログラムは、請求項５に記載の位置推定方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

また、請求項７の発明にかかるコンピュータに読み取り可能な記録媒体は、請求項６に記載の位置推定プログラムを記録したことを特徴とする。
また、請求項８の発明にかかる位置推定装置は、移動体に固定された固定部に対して着脱自在であり、衛星航法を用いて算出された当該移動体の現在位置と、自立航法を用いて算出された当該移動体の移動量と、に基づいて当該移動体の現在位置を推定する位置推定装置において、ＧＰＳ装置によって前記移動体の現在位置を算出する算出手段と、前記固定部の自立センサーによって算出された前記移動体の前記移動量と、前記算出手段によって算出された前記移動体の現在位置と、に基づいて前記移動体の現在位置を推定する推定手段と、前記固定部からの着脱を検知する検知手段と、前記固定部から送信される前記移動量を受信する受信手段と、を備え、前記推定手段は、前記検知手段によって前記固定部からの着脱を検知した際に、前記ＧＰＳ装置による衛星航法を用いた前記移動体の現在位置が算出できない場合、前記固定部から取り外された時点において推定した前記移動体の現在位置と、当該固定部に対して取り外されていた期間に積算された前記移動量と、に基づいて前記固定部へ装着された時点における当該移動体の現在位置を推定することを特徴とする。

図１は、本実施の形態にかかる位置推定装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。図２は、本実施の形態にかかる位置推定装置の処理の内容を示すフローチャートである。図３は、本実施例１にかかるナビゲーション装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図４は、本実施例１にかかるナビゲーション部の取り外しの一例を示す説明図である。図５は、本実施例１にかかるナビゲーション部の装着の一例を示す説明図である。図６は、本実施例１にかかる装着地点が測位不可エリアに含まれる場合の一例を示す説明図である。図７は、本実施例１にかかる装着地点がマルチパス環境エリアに含まれる場合の一例を示す説明図である。図８は、本実施例１にかかるナビゲーション装置における車載部の処理の内容を示すフローチャートである。図９は、本実施例１にかかるナビゲーション装置におけるナビゲーション部の処理の内容を示すフローチャートである。図１０は、本実施例２にかかるナビゲーション装置における車載部の処理の内容を示すフローチャートである。図１１は、本実施例２にかかるナビゲーション装置におけるナビゲーション部の処理の内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１００位置推定装置
１０１固定部
１０２着脱部
１０３通信部
１０４検知部
１０５積算部
１０６算出部
１０７推定部
１０８記憶部ａ
１０９記憶部ｂ

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる位置推定装置、位置推定方法、位置推定プログラムおよびコンピュータに読み取り可能な記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
（位置推定装置の機能的構成）
図１を用いて、本実施の形態にかかる位置推定装置の機能的構成について説明する。図１は、本実施の形態にかかる位置推定装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。

図１において、位置推定装置１００は、固定部１０１と、着脱部１０２と、通信部１０３と、検知部１０４と、を含み構成されている。固定部１０１は、移動体に固定されており、積算部１０５と、記憶部ｂ１０９と、を有している。また、着脱部１０２は、固定部１０１に対して着脱自在な構成であり、算出部１０６と、推定部１０７と、記憶部ａ１０８と、を有している。

通信部１０３は、固定部１０１と着脱部１０２の相互間において、通信を制御して、各種情報を送受信している。各種情報は、たとえば、後述するように、固定部１０１から着脱部１０２が取り外された場合に、推定部１０７で推定された固定部１０１から着脱部１０２が取り外された時点における移動体の現在位置を、記憶部ｂ１０９へ送信する。また、固定部１０１へ着脱部１０２が装着された場合に、積算部１０５で積算された固定部１０１に対して着脱部１０２が取り外されていた期間における移動体の移動量を、推定部１０７へ送信してもよい。また、通信部１０３は、有線や無線の通信を制御する構成であり、たとえば、無線で通信をおこなって、固定部１０１と着脱部１０２が取り外された状態であっても各種情報を送受信する構成としてもよい。

検知部１０４は、固定部１０１と着脱部１０２の着脱を検知する。着脱の検知は、たとえば、図示しない固定部１０１と着脱部１０２を接続するコネクターの着脱を検知しておこなってもよい。

積算部１０５は、自立航法を用いて算出された移動体の移動量を積算する。自立航法は、たとえば、図示しない自立センサーから移動体の移動に応じて変動する移動情報を検出して、移動体の移動量を算出する。

算出部１０６は、衛星航法を用いて、移動体の現在位置を算出する。衛星航法は、たとえば、複数のＧＰＳ衛星からの電波をＧＰＳ装置で受信して、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ装置間との距離を求めて得られるＧＰＳ受信機の位置座標データから移動体の現在位置を算出する。

記憶部ａ１０８および記憶部ｂ１０９は、後述する推定部１０７で推定された、固定部１０１から着脱部１０２が取り外された時点における移動体の現在位置を記憶する。記憶部ａ１０８および記憶部ｂ１０９は、たとえば、固定部１０１または着脱部１０２の少なくともどちらか一方にあればよい。固定部１０１から着脱部１０２が取り外された時点は、たとえば、検知部１０４で、固定部１０１から着脱部１０２の取り外しを検知した時点であり、記憶部ｂ１０９に記憶する場合は、通信部１０３によって、推定部１０７から送信する構成である。

推定部１０７は、積算部１０５で積算された移動体の移動量および算出部１０６で算出された移動体の現在位置に基づいて、移動体の現在位置を推定する。移動体の現在位置の推定は、たとえば、移動体における固定部１０１から着脱部１０２の着脱があった場合は、推定部１０７で推定された固定部１０１から着脱部１０２が取り外された時点における移動体の現在位置を、記憶部ａ１０８または記憶部ｂ１０９に記憶する。そして、固定部１０１に対して着脱部１０２が取り外されていた期間における移動量を積算部１０５で積算する。その後、推定部１０７は、固定部１０１へ着脱部１０２が装着された時点において、記憶部ａ１０８または記憶部ｂ１０９に記憶された固定部１０１から着脱部１０２が取り外された時点における移動体の現在位置と、積算部１０５で積算された固定部１０１に対して着脱部１０２が取り外されていた期間における移動量と、に基づいて、固定部１０１へ着脱部１０２が装着された時点における移動体の現在位置を推定する。また、前述した移動体の現在位置の推定は、算出部１０６で算出される、固定部１０１へ着脱部１０２が装着された時点における移動体の現在位置をあわせて参照する構成としてもよい。

（位置推定装置の処理の内容）
つぎに、図２を用いて、本実施の形態にかかる位置推定装置の処理の内容について説明する。図２は、本実施の形態にかかる位置推定装置の処理の内容を示すフローチャートである。図２のフローチャートにおいて、まず、検知部１０４は、固定部１０１から着脱部１０２の取り外しを検知したか否かを判断する（ステップＳ２０１）。ここで、取り外しを検知するのを待って、検知した場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）は、つづいて、推定部１０７は、移動体における、着脱部１０２の取り外し時点の現在位置を推定する（ステップＳ２０２）。なお、ステップＳ２０２において推定された着脱部１０２の取り外し時点の現在位置は、記憶部ａ１０８あるいは記憶部ｂ１０９に記憶される。

そして、積算部１０５は、移動体における、固定部１０１に対して着脱部１０２が取り外されていた期間の移動量を積算する（ステップＳ２０３）。移動量の積算は、たとえば、図示しない自立センサーから移動体の移動に応じて変動する移動情報を検出して算出された移動体の移動量を積算処理する。

つぎに、検知部１０４は、着脱部１０２の装着を検知したか否かを判断する（ステップＳ２０４）。着脱部１０２の装着を検知しない場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）は、ステップＳ２０３へ戻り、移動体の移動量の積算処理を繰り返す。また、着脱部１０２の装着を検知した場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）は、推定部１０７は、固定部１０１への着脱部１０２の装着時点の現在位置を推定し（ステップＳ２０５）、一連の処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、固定部１０１から着脱部１０２が取り外された時点における移動体の現在位置を推定し、固定部１０１に対して着脱部１０２が取り外されていた期間における移動量を積算する。そして、着脱部１０２が取り外された時点における移動体の現在位置と、着脱部１０２が取り外されていた期間における移動量と、に基づいて着脱部１０２が装着された時点における移動体の現在位置を推定できる。したがって、着脱部１０２が取り外されていた期間に固定部１０１が移動しても、着脱部１０２が装着された時点の移動体の現在位置を的確に推定することができる。

以下に、本発明の実施例１について説明する。本実施例１では、たとえば、車両（四輪車、二輪車を含む）などの移動体に搭載されるナビゲーション装置によって、本発明の位置推定装置を実施した場合の一例について説明する。

（ナビゲーション装置のハードウェア構成）
図３を用いて、本実施例１にかかるナビゲーション装置のハードウェア構成について説明する。図３は、本実施例１にかかるナビゲーション装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

図３において、ナビゲーション装置３００は、車両などの移動体に搭載されており、車両に固定された車載部３２２と、車載部３２２に対して着脱自在なナビゲーション部３２０と、が着脱コネクター３２１によって接続されて構成されている。ナビゲーション部３２０は、ナビゲーション制御部３０１と、ユーザ操作部３０２と、表示部３０３と、ＧＰＳ部３０４と、記録媒体３０５と、記録媒体デコード部３０６と、音声出力部３０７と、通信部３０８と、経路探索部３０９と、経路誘導部３１０と、音声生成部３１１と、スピーカ３１２と、を含み構成されている。また、車載部３２２は、自立センサー３３０と、移動量積算処理部３４０と、記憶部３４１と、を含み構成されており、自立センサー３３０は、速度センサー３３１と、加速度センサー３３２と、角速度センサー３３３と、によって構成されている。

ナビゲーション制御部３０１は、ナビゲーション装置３００全体を制御する。ナビゲーション制御部３０１は、たとえば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）や、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、および、ＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などによって構成されるマイクロコンピュータなどによって実現することができる。

ナビゲーション制御部３０１は、経路誘導に際し、ＧＰＳ部３０４によって取得された現在位置に関する情報と、記録媒体３０５から記録媒体デコード部３０６を経由して得られた地図情報と、移動量積算処理部３４０によって積算された移動量に関する情報と、に基づいて、地図上のどの位置を走行しているかを算出し、算出結果を表示部３０３へ出力する。また、ナビゲーション制御部３０１は、経路誘導に際し、経路探索部３０９、経路誘導部３１０、音声生成部３１１との間で経路誘導に関する情報の入出力をおこない、その結果得られる情報を表示部３０３および音声出力部３０７へ出力する。

ユーザ操作部３０２は、ユーザがリモコンやスイッチ、タッチパネルなどの操作手段を操作して入力した情報を取得してナビゲーション制御部３０１に対して出力する。

表示部３０３は、たとえば、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイなどを含む。表示部３０３は、具体的には、たとえば、映像Ｉ／Ｆ（インターフェース）や映像Ｉ／Ｆに接続された映像表示用のディスプレイ装置によって構成することができる。映像Ｉ／Ｆは、具体的には、たとえば、ディスプレイ装置全体の制御をおこなうグラフィックコントローラと、即時表示可能な画像情報を一時的に記憶するＶＲＡＭ（ＶｉｄｅｏＲＡＭ）などのバッファメモリと、グラフィックコントローラから出力される画像情報に基づいて、ディスプレイ装置を表示制御する制御ＩＣなどによって構成される。そして、表示部３０３は、ナビゲーション制御部３０１の出力に関する制御にしたがい、交通情報や地図情報や経路誘導に関する情報やナビゲーション制御部３０１から出力される映像に関するコンテンツ、その他各種情報を表示する。

ＧＰＳ部３０４は、ＧＰＳ受信機から構成され、移動体の現在位置（ナビゲーション装置３００の現在位置）の情報を取得する。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、ＧＰＳ衛星との幾何学的位置を求める。なお、ＧＰＳとは、ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍの略称であり、４つ以上の衛星からの電波を受信することによって地上での位置を正確に求めるシステムである。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するためのアンテナ、受信した電波を復調するチューナーおよび復調した情報に基づいて現在位置を算出する演算回路などによって構成される。

記録媒体３０５には、各種制御プログラムや各種情報がコンピュータに読み取り可能な状態で記録されている。この記録媒体３０５は、たとえば、ＨＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋ）やＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋ）、メモリカードによって実現することができる。なお、記録媒体３０５は、記録媒体デコード部３０６による情報の書き込みを受け付けるとともに、書き込まれた情報を不揮発に記録するようにしてもよい。

また、記録媒体３０５には、経路探索および経路誘導に用いられる地図情報が記録されている。記録媒体３０５に記録されている地図情報は、建物、河川、地表面などの地物（フィーチャ）をあらわす背景データと、道路の形状をあらわす道路形状データとを有しており、表示部３０３の表示画面において２次元または３次元に描画される。

なお、本実施例１では地図情報を記録媒体３０５に記録するようにしたが、これに限るものではない。地図情報は、ナビゲーション装置３００外部のサーバなどに記録されていてもよい。その場合、ナビゲーション装置３００は、たとえば、通信部３０８を通じて、ネットワークを介してサーバから地図情報を取得する。取得された情報はＲＡＭなどに記憶される。

記録媒体デコード部３０６は、記録媒体３０５に対する情報の読み取り／書き込みの制御をおこなう。

音声出力部３０７は、接続されたスピーカ３１２への出力を制御することによって、案内音や映像や音楽などの音声を出力する。スピーカ３１２は、１つであってもよいし、複数であってもよい。この音声出力部３０７は、たとえば、音声デジタル情報のＤ／Ａ変換をおこなうＤ／Ａコンバータと、Ｄ／Ａコンバータから出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器と、音声アナログ信号のＡ／Ｄ変換をおこなうＡ／Ｄコンバータと、から構成することができる。

通信部３０８は、各種情報を外部から取得する。たとえば、通信部３０８は、ＦＭ多重チューナー、ＶＩＣＳ（登録商標）／ビーコンレシーバ、無線通信機器およびその他の通信機器や、携帯電話、ＰＨＳ、通信カードおよび無線ＬＡＮなどの通信媒体を介して他の通信機器との通信をおこなう。

通信部３０８によって取得される情報は、道路交通情報通信システムセンターから配信される渋滞や交通規制などの交通情報や、事業者が独自の方式で取得した交通情報などである。通信部３０８は、たとえば、全国の交通情報を蓄積しているサーバに対しネットワークを介して、交通情報を要求し、要求した情報を取得するようにしてもよい。

経路探索部３０９は、記録媒体３０５から記録媒体デコード部３０６を介して取得される地図情報や、通信部３０８を介して取得される交通情報などを利用して、出発地点から目的地点までの最適経路を探索する。ここで、最適経路とは、ユーザの要望に最も合致する経路である。

経路誘導部３１０は、経路探索部３０９によって探索された最適経路情報、ＧＰＳ部３０４によって取得された移動体の位置情報、移動量積算処理部３４０によって積算された移動量に関する情報、記録媒体３０５から記録媒体デコード部３０６を経由して得られた地図情報などに基づいて、ユーザを目的地点まで誘導するための経路誘導情報の生成をおこなう。このとき生成される経路誘導情報は、通信部３０８によって受信した渋滞情報を考慮したものであってもよい。経路誘導部３１０で生成された経路誘導情報は、ナビゲーション制御部３０１を介して表示部３０３へ出力される。

音声生成部３１１は、案内音などの各種音声の情報を生成する。すなわち、経路誘導部３１０で生成された経路誘導情報に基づいて、案内ポイントに対応した仮想音源の設定と音声ガイダンス情報の生成をおこない、これをナビゲーション制御部３０１を介して音声出力部３０７へ出力する。

自立センサー３３０における各センサー３３１〜３３３は、車両の挙動に関する情報（挙動情報）を取得する。挙動情報は、たとえば、車両の速度情報、加速度情報、角速度情報などが挙げられる。

速度センサー３３１は、車両のトランスミッションの出力側のシャフトから車速を検出し、速度情報を出力する。加速度センサー３３２は、車両の加速度を検出し、加速度情報を出力する。角速度センサー３３３は、車両のコーナリングの際の角速度を検出し、角速度情報を出力する。

その他、車両の挙動情報としては、横Ｇ情報も含まれる。横Ｇ情報は、たとえば、図示しない横Ｇセンサーなどで、車両のコーナリングの際に遠心力によって発生する外向きの力（重力）に基づいて出力する情報である。

移動量積算処理部３４０は、自立センサー３３０の出力から、車両の移動量を積算する。自立センサー３３０の出力は、前述の各センサー３３１〜３３３などがあるが、移動量積算処理部３４０において、少なくとも車両の移動距離と方位変化量が算出できる出力があればよい。より具体的には、速度センサー３３１の出力と角速度センサー３３３の出力から、移動距離と方位変化量を算出する。他にも、加速度センサー３３２の出力と角速度センサー３３３の出力から、移動距離と方位変化量を算出する構成としてもよい。

また、移動量積算処理部３４０における移動量の積算は、たとえば、車載部３２２からナビゲーション部３２０が取り外された時点における移動量を初期値に設定し、速度センサー３３１と角速度センサー３３３の出力の積算値から得られる移動量を所定時間単位で積算する。より具体的には、速度センサー３３１の出力と角速度センサー３３３の出力の積算値から得られる移動距離と方位変化量を所定時間単位で積算して更新する構成であり、それぞれの時間において、速度センサー３３１の出力と角速度センサー３３３の出力の積算値が対応付けられた形で移動量積算処理部３４０内のメモリなどに記憶される。そして、後述する記憶部３４１から車載部３２２からナビゲーション部３２０が取り外された時点における車両の現在位置を読み込んで、車両の位置を算出する。以下、移動量とは、移動距離と方位変化量からなるものとして説明する。

記憶部３４１は、車載部３２２からナビゲーション部３２０が取り外された時点における車両の現在位置を記憶する。車載部３２２からナビゲーション部３２０が取り外された時点における車両の現在位置は、たとえば、着脱コネクター３２１の接続が解除された時点で、ＧＰＳ部３０４および自立センサー３３０によって取得された位置情報に基づいて得られた現在位置に関する情報を記憶する。

なお、実施の形態にかかる位置推定装置１００の機能的構成である固定部１０１は車載部３２２によって、着脱部１０２はナビゲーション部３２０によって、それぞれの機能を実現し、通信部１０３および検知部１０４は、ナビゲーション制御部３０１や通信部３０８や着脱コネクター３２１によって、積算部１０５は自立センサー３３０や移動量積算処理部３４０によって、算出部１０６はＧＰＳ部３０４によって、推定部１０７はナビゲーション制御部３０１によって、記憶部ａ１０８は記録媒体３０５によって、記憶部ｂ１０９は記憶部３４１によって、それぞれその機能を実現する。

（車載部３２２からナビゲーション部３２０の取り外しおよび装着の概要説明）
つづいて、図４〜図７を用いて、本実施例１にかかるナビゲーション装置３００におけるナビゲーション部３２０の取り外しおよび装着の概要について説明する。図４は、本実施例１にかかるナビゲーション部の取り外しの一例を示す説明図である。

図４において、車両４１０には、図示しないナビゲーション装置３００が搭載されており、図示しない車載部３２２が固定されている。そして、取り外し地点４００において、車載部３２２からナビゲーション部３２０が取り外され、それぞれ移動する。ナビゲーション部３２０の取り外し後の移動は、たとえば、駐車場などにおいて、ユーザが車両４１０を降りて、ナビゲーション部３２０を持ち歩いて移動するとともに、車両４１０が駐車場の管理者などによって移動させられる場合などである。

取り外し地点４００で、車載部３２２からナビゲーション部３２０が取り外されると、記憶部３４１に、取り外し時点の現在位置が記憶される。そして、車両４１０は地点４０１までの移動において、移動量Ｌ４０２を、自立センサー３３０の出力の積算値により求めることができ、地点４０１における現在位置を、記憶部３４１に記憶された取り外し時点の現在位置と、自立センサー３３０の出力の積算値により求めることができる。また、取り外されたナビゲーション部３２０においても、ＧＰＳ部３０４の測位結果により、ユーザは、現在位置を知ることができる。

つぎに、図５を用いて、車載部３２２へのナビゲーション部３２０の装着の概要について説明する。図５は、本実施例１にかかるナビゲーション部の装着の一例を示す説明図である。

図５において、取り外し地点４００でナビゲーション部３２０が取り外された車両４１０は、装着地点５００まで移動量Ｒ５０２を移動し、ナビゲーション部３２０が装着される。

装着地点５００においてナビゲーション装置３００は、ＧＰＳ部３０４の測位結果により現在位置を算出し、記憶部３４１に記憶された取り外し時点の現在位置と、自立センサー３３０の出力の積算値をフィードバックして、より高い精度の測位をおこなう。

つぎに、図６を用いて、車載部３２２へのナビゲーション部３２０の装着地点５００の周囲が測位不可エリアの場合について説明する。図６は、本実施例１にかかる装着地点が測位不可エリアに含まれる場合の一例を示す説明図である。

図６において、装着地点５００は、測位不可エリア６００に含まれている。測位不可エリア６００は、たとえば、ＧＰＳ部３０４によって現在位置が測位できない場所であり、より具体的には、屋根付きの駐車場内などである。

測位不可エリア６００において、ナビゲーション装置３００は、ＧＰＳ部３０４の測位結果による現在位置の算出は困難であるが、記憶部３４１に記憶された取り外し時点の現在位置と、自立センサー３３０の出力の積算値をフィードバックして、装着地点５００の現在位置が出力できる。また、移動中のナビゲーション部３２０の電源がＯＦＦであっても同様に、記憶部３４１に記憶された取り外し時点の現在位置と、自立センサー３３０の出力の積算値をフィードバックして、装着地点５００の現在位置が出力できる。

つぎに、図７を用いて、車載部３２２へのナビゲーション部３２０の装着地点５００の周囲がマルチパス環境エリアの場合について説明する。図７は、本実施例１にかかる装着地点がマルチパス環境エリアに含まれる場合の一例を示す説明図である。

図７において、装着地点５００は、マルチパス環境エリア７００に含まれている。マルチパス環境エリア７００は、たとえば、ＧＰＳ部３０４によって測位される現在位置に誤差を含みやすいエリアで、より具体的には、ビル街など電波が遮られたり、反射されたりしやすいエリアである。

マルチパス環境エリア７００において、ナビゲーション装置３００は、ＧＰＳ部３０４の測位結果による現在位置の算出には誤差が含まれるが、記憶部３４１に記憶された取り外し時点の現在位置と、自立センサー３３０の出力の積算値をフィードバックして、装着地点５００の現在位置を正確に出力できる。具体的には、たとえば、表示部３０３に車両４１０の現在位置を表示する際、位置とびを起こすことがなくなる。

（ナビゲーション装置３００の処理の内容）
つぎに、図８と図９を用いて、本実施例１にかかるナビゲーション装置３００の処理の内容について説明する。図８は、本実施例１にかかるナビゲーション装置における車載部の処理の内容を示すフローチャートである。図８のフローチャートにおいて、まず、車載部３２２は、ナビゲーション部３２０が取り外されたか否かを判断する（ステップＳ８０１）。ここで、ナビゲーション部３２０が取り外されるのを待って、取り外された場合（ステップＳ８０１：Ｙｅｓ）は、つぎに、記憶部３４１は、ナビゲーション部３２０の取り外し時点の現在位置を保存する（ステップＳ８０２）。

ナビゲーション部３２０の取り外し時点の現在位置は、たとえば、着脱コネクター３２１の接続が解除された時点において、ＧＰＳ部３０４が算出した現在位置で、通信部３０８を介して記憶部３４１に出力される。

つぎに、車載部３２２は、ナビゲーション部３２０への移動量の送信を停止する（ステップＳ８０３）。移動量は、たとえば、自立センサー３３０の各センサー３３１〜３３３の出力の積算値より算出される。つづいて、移動量積算処理部３４０は、自立センサー３３０の出力から移動量を積算し（ステップＳ８０４）、図示しないメモリなどに記録する。移動量の積算は、たとえば、車載部３２２からナビゲーション部３２０が取り外された時点における移動量を初期値に設定し、速度センサー３３１と角速度センサー３３３の出力の積算値から得られた移動量を、所定時間単位で積算し更新する。また、所定時間単位で求めた移動量は、たとえば、図示しないメモリなどに記憶する構成でもよい。

そして、車載部３２２は、ナビゲーション部３２０が取り付けられたか否かを判断し（ステップＳ８０５）、ナビゲーション部３２０が取り付けられない場合（ステップＳ８０５：Ｎｏ）は、ステップＳ８０４に戻って、移動量の積算を繰り返す。

ステップＳ８０５において、ナビゲーション部３２０が取り付けられた場合（ステップＳ８０５：Ｙｅｓ）は、移動量積算処理部３４０は、ステップＳ８０２において保存された取り外し時点の現在位置と積算した移動量から車両位置を算出する（ステップＳ８０６）。

つづいて、ステップＳ８０６において算出した車両位置をナビゲーション部３２０へ送信して（ステップＳ８０７）、一連の処理を終了する。なお、本実施例１では、ステップＳ８０６で車両位置の算出を移動量積算処理部３４０でおこなうこととしたが、車両位置を算出する代わりに、ナビゲーション部３２０へ、取り外し時点の現在位置と積算した移動量を送信して、ナビゲーション部３２０で、車両位置を算出する構成としてもよい。

図９は、本実施例１にかかるナビゲーション装置におけるナビゲーション部の処理の内容を示すフローチャートである。図９のフローチャートにおいて、まず、ナビゲーション部３２０は、車載部３２２から取り外されたか否かを判断する（ステップＳ９０１）。ここで、車載部３２２から取り外されるのを待って、取り外された場合（ステップＳ９０１：Ｙｅｓ）は、つづいて、ＧＰＳ部３０４単独で測位をおこなう（ステップＳ９０２）。

そして、ナビゲーション部３２０は、ＧＰＳ部３０４位置を出力する（ステップＳ９０３）。ＧＰＳ部３０４位置の出力は、たとえば、表示部３０３への表示や音声出力部３０７を介してスピーカ３１２による再生などである。

つづいて、ナビゲーション部３２０は、車載部３２２へ取り付けられたか否かを判断する（ステップＳ９０４）。ステップＳ９０４において、車載部３２２へ取り付けられない場合（ステップＳ９０４：Ｎｏ）は、ステップＳ９０２へ戻り、処理を繰り返す。

また、ステップＳ９０４において、車載部３２２へ取り付けられた場合（ステップＳ９０４：Ｙｅｓ）は、ナビゲーション制御部３０１は、通信部３０８を介して、車載部３２２から車両位置を受信する（ステップＳ９０５）とともに、ＧＰＳ部３０４が測位しているか否かを判断する（ステップＳ９０６）。ＧＰＳ部３０４の測位は、たとえば、ＧＰＳ衛星からの受信電波の状態によって判断する。

ステップＳ９０６において、ＧＰＳ部３０４が測位している場合（ステップＳ９０６：Ｙｅｓ）は、つづいて、ナビゲーション制御部３０１は、マルチパスの影響がないか否か判断する（ステップＳ９０７）。マルチパスの影響は、たとえば、ＧＰＳ部３０４の誤差を含みやすい場所で影響を受け、あらかじめ登録された地点や、車載部３２２から受信する車両位置との乖離などによって判断してもよい。

また、ステップＳ９０６において、ＧＰＳ部３０４が測位していない場合（ステップＳ９０６：Ｎｏ）は、自立センサー３３０で測位をおこない（ステップＳ９０９）、一連の処理を終了する。

ステップＳ９０７において、マルチパスの影響がない場合（ステップＳ９０７：Ｙｅｓ）は、ナビゲーション装置３００は、ＧＰＳ部３０４と自立センサー３３０で測位して（ステップＳ９０８）、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ９０７において、マルチパスの影響がある場合（ステップＳ９０７：Ｎｏ）は、自立センサー３３０で測位をおこない（ステップＳ９０９）、一連の処理を終了する。

つぎに、本発明の実施例２について説明する。本実施例２では、前述の実施例１において記憶部３４１の機能を、記録媒体３０５が有するナビゲーション装置３００によって、本発明の位置推定装置を実施した場合の一例について説明する。

なお、本実施例２にかかるナビゲーション装置のハードウェア構成は、図３とほぼ同様であるため、詳細な説明を省略する。本実施例２にかかるナビゲーション装置３００において、車載部３２２の記憶部３４１は、ナビゲーション部３２０の記録媒体３０５の機能によって実施される。

また、車載部３２２からナビゲーション部３２０の取り外しおよび装着の概要について、実施例１における図５〜図７とほぼ同様であるため、詳細な説明を省略する。なお、本実施例２では、記憶部３４１が車載部３２２にないため、取り外し時点からの移動において地点４０１の現在位置は求めず、測位は、車載部３２２へのナビゲーション部３２０の装着後におこなう構成である。

具体的には、たとえば図５において、車載部３２２からナビゲーション部３２０が取り外される取り外し地点４００で、記録媒体３０５に取り外し時点の現在位置が記憶される。そして、装着地点５００においてナビゲーション装置３００は、ＧＰＳ部３０４の測位結果により現在位置を算出し、記録媒体３０５に記録された取り外し時点の現在位置と、自立センサー３３０の出力の積算値をフィードバックして、測位をおこなう。

（ナビゲーション装置３００の処理の内容）
つぎに、図１０と図１１を用いて、本実施例２にかかるナビゲーション装置３００の処理の内容について説明する。図１０は、本実施例２にかかるナビゲーション装置における車載部の処理の内容を示すフローチャートである。図１０のフローチャートにおいて、まず、車載部３２２は、ナビゲーション部３２０が取り外されたか否かを判断する（ステップＳ１００１）。ここで、ナビゲーション部３２０が取り外されるのを待って、取り外された場合（ステップＳ１００１：Ｙｅｓ）は、つぎに、車載部３２２は、ナビゲーション部３２０への移動量の送信を停止する（ステップＳ１００２）。移動量は、たとえば、自立センサー３３０の各センサー３３１〜３３３の出力の積算値より算出される。

つづいて、移動量積算処理部３４０は、自立センサー３３０の出力から移動量を積算し（ステップＳ１００３）、図示しないメモリなどに記録する。移動量の積算は、たとえば、車載部３２２からナビゲーション部３２０が取り外された時点における移動量を初期値に設定し、速度センサー３３１と角速度センサー３３３の出力の積算値から得られた移動量を、所定時間単位で積算し更新する。また、所定時間単位で求めた移動量は、たとえば、図示しないメモリなどに記憶する構成でもよい。

そして、車載部３２２は、ナビゲーション部３２０が取り付けられたか否かを判断し（ステップＳ１００４）、ナビゲーション部３２０が取り付けられない場合（ステップＳ１００４：Ｎｏ）は、ステップＳ１００３に戻って、移動量の積算を繰り返す。

ステップＳ１００４において、ナビゲーション部３２０が取り付けられた場合（ステップＳ１００４：Ｙｅｓ）は、移動量積算処理部３４０は、積算した積算移動量をナビゲーション部３２０へ送信して（ステップＳ１００５）、一連の処理を終了する。

図１１は、本実施例２にかかるナビゲーション装置におけるナビゲーション部の処理の内容を示すフローチャートである。図１１のフローチャートにおいて、まず、ナビゲーション部３２０は、車載部３２２から取り外されたか否かを判断する（ステップＳ１１０１）。ここで、車載部３２２から取り外されるのを待って、取り外された場合（ステップＳ１１０１：Ｙｅｓ）は、つづいて、記録媒体３０５は、取り外し時点の現在位置を保存する（ステップＳ１１０２）。

そして、ナビゲーション部３２０は、ＧＰＳ部３０４単独で測位をおこなう（ステップＳ１１０３）とともに、ＧＰＳ部３０４位置を出力する（ステップＳ１１０４）。ＧＰＳ部３０４位置の出力は、たとえば、表示部３０３への表示や音声出力部３０７を介してスピーカ３１２による再生などである。

つづいて、ナビゲーション部３２０は、車載部３２２へ取り付けられたか否かを判断する（ステップＳ１１０５）。ステップＳ１１０５において、車載部３２２へ取り付けられない場合（ステップＳ１１０５：Ｎｏ）は、ステップＳ１１０３へ戻り、処理を繰り返す。

また、ステップＳ１１０５において、車載部３２２へ取り付けられた場合（ステップＳ１１０５：Ｙｅｓ）は、ナビゲーション制御部３０１は、通信部３０８を介して、車載部３２２から積算移動量を受信する（ステップＳ１１０６）とともに、ステップＳ１１０２において保存された取り外し時点の現在位置と積算移動量から車両位置を算出する（ステップＳ１１０７）。

つぎに、ナビゲーション制御部３０１は、ＧＰＳ部３０４が測位しているか否かを判断する（ステップＳ１１０８）。ＧＰＳ部３０４の測位は、たとえば、ＧＰＳ衛星からの受信電波の状態によって判断する。

ステップＳ１１０８において、ＧＰＳ部３０４が測位している場合（ステップＳ１１０８：Ｙｅｓ）は、つづいて、ナビゲーション制御部３０１は、マルチパスの影響はないか判断する（ステップＳ１１０９）。マルチパスの影響は、たとえば、ＧＰＳ部３０４の誤差を含みやすい場所で影響を受け、あらかじめ登録された地点や、車載部３２２から受信する車両位置との乖離などによって判断してもよい。

また、ステップＳ１１０８において、ＧＰＳ部３０４が測位していない場合（ステップＳ１１０８：Ｎｏ）は、自立センサー３３０で測位をおこない（ステップＳ１１１１）、一連の処理を終了する。

ステップＳ１１０９において、マルチパスの影響がない場合（ステップＳ１１０９：Ｙｅｓ）は、ナビゲーション装置３００は、ＧＰＳ部３０４と自立センサー３３０で測位して（ステップＳ１１１０）、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ１１０９において、マルチパスの影響がある場合（ステップＳ１１０９：Ｎｏ）は、自立センサー３３０で測位をおこない（ステップＳ１１１１）、一連の処理を終了する。

以上説明したように、本発明によれば、固定部１０１から着脱部１０２が取り外された時点における移動体の現在位置を推定し、固定部１０１に対して着脱部１０２が取り外されていた期間における移動量を積算する。そして、着脱部１０２が取り外された時点における移動体の現在位置と、着脱部１０２が取り外されていた期間における移動量と、に基づいて着脱部１０２が装着された時点における移動体の現在位置を推定できる。したがって、着脱部１０２が取り外されていた期間に固定部１０１が移動しても、着脱部１０２が装着された時点の移動体の現在位置を的確に推定することができる。

また、車載部３２２は、記憶部３４１にナビゲーション部３２０の取り外し時点における現在位置を保存して、移動量積算処理部３４０により自立センサー３３０の出力から移動量を積算するため、ナビゲーション部３２０と接続されていなくても、車載部３２２の現在位置を求めることができる。

ナビゲーション部３２０は、ＧＰＳ部３０４で測位して、表示部３０３などに位置情報を出力できるため、自立センサー３３０の出力がなくても、ナビゲーション部３２０の現在位置を求めることができる。

また、車載部３２２に対して、ナビゲーション部３２０の装着時には、装着時点におけるＧＰＳ部３０４の測位と、取り外し期間の積算移動量とに基づいて車両４１０の現在位置を推定できるため、高い精度で車両４１０の現在位置を算出できる。また、装着地点が、ＧＰＳ部３０４の測位不可エリアやマルチパス環境エリアであっても、車両４１０の現在位置を算出できる。

また、記憶部３４１が、車載部３２２に含まれる構成においては、記憶部３４１に保存された取り外し時点の現在位置と、積算移動量に基づいて、移動量積算処理部３４０で現在位置を算出できるため、車載部３２２に対して装着するナビゲーション部３２０が常に同じものでなくても適用することができナビゲーション部３２０の車両４１０への載せ替えができる。

あるいは、車載部３２２に記憶部３４１がなく、記録媒体３０５で取り外し位置を保存する構成においては、車載部３２２の処理部の簡略化を図ることができる。

また、前述では、車載部３２２に対してナビゲーション部３２０の着脱を検知して、車両４１０の現在位置を算出する構成としているが、車載部３２２と、ナビゲーション部３２０が無線の通信によって各種情報を送受信できる構成としてもよい。無線の通信をおこなうことで、ナビゲーション部３２０が取り外された期間であっても、ナビゲーション部３２０で車両４１０の位置の確認などをおこない、車両管理をおこなうことができる。

なお、本実施の形態で説明した位置推定方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

Claims

移動体に固定された固定部と、当該固定部に対して着脱自在な着脱部を有し、衛星航法を用いて算出された当該移動体の現在位置と、自立航法を用いて算出された当該移動体の移動量と、に基づいて当該移動体の現在位置を推定する位置推定装置において、
前記固定部は、自立センサーによって算出された前記移動体の前記移動量を積算する積算手段を有し、
前記着脱部は、ＧＰＳ装置によって前記移動体の現在位置を算出する算出手段と、
前記積算手段によって積算された前記移動体の移動量と、前記算出手段によって算出された前記移動体の現在位置と、に基づいて前記移動体の現在位置を推定する推定手段と、を有し、
さらに、前記固定部に対する前記着脱部の着脱を検知する検知手段と、
前記積算手段によって積算された前記移動量を前記固定部から前記着脱部へ送信する通信手段と、を備え、
前記推定手段は、前記検知手段によって前記固定部へ前記着脱部の装着を検知した際に、前記ＧＰＳ装置によって、衛星航法を用いて前記移動体の現在位置が算出できない場合、当該固定部から当該着脱部が取り外された時点において推定した前記移動体の現在位置と、当該固定部に対して当該着脱部が取り外されていた期間に前記積算手段によって積算された前記移動量と、に基づいて当該固定部へ当該着脱部が装着された時点における当該移動体の現在位置を推定することを特徴とする位置推定装置。
前記着脱部は、前記検知手段によって当該固定部から当該着脱部が取り外しを検知した場合、当該固定部から当該着脱部が取り外された時点において前記推定手段によって推定された前記移動体の現在位置を記憶する記憶手段を有し、
前記推定手段は、前記検知手段によって前記固定部へ前記着脱部の装着を検知した際に、前記ＧＰＳ装置によって、衛星航法を用いて前記移動体の現在位置が算出できない場合、前記記憶手段によって記憶された当該固定部から当該着脱部が取り外された時点において推定した前記移動体の現在位置と、当該固定部に対して当該着脱部が取り外されていた期間に前記積算手段によって積算された前記移動量と、に基づいて当該固定部へ当該着脱部が装着された時点における当該移動体の現在位置を推定することを特徴とする請求項１に記載の位置推定装置。
前記固定部は、前記検知手段によって当該固定部から当該着脱部が取り外しを検知した場合、当該固定部から当該着脱部が取り外された時点において前記推定手段によって推定された前記移動体の現在位置を記憶する記憶手段を有し、
前記推定手段は、前記検知手段によって前記固定部へ前記着脱部の装着を検知した際に、前記ＧＰＳ装置によって、衛星航法を用いて前記移動体の現在位置が算出できない場合、前記記憶手段によって記憶された当該固定部から当該着脱部が取り外された時点において推定した前記移動体の現在位置と、当該固定部に対して当該着脱部が取り外されていた期間に前記積算手段によって積算された前記移動量と、に基づいて当該固定部へ当該着脱部が装着された時点における当該移動体の現在位置を推定することを特徴とする請求項１に記載の位置推定装置。
前記通信手段は、無線で前記固定部と前記着脱部との通信をおこなうことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の位置推定装置。
移動体に固定された固定部と、当該固定部に対して着脱自在な着脱部を有し、衛星航法を用いて算出された当該移動体の現在位置と、自立航法を用いて算出された当該移動体の移動量と、に基づいて当該移動体の現在位置を推定する位置推定方法において、
前記固定部が備える自立センサーによって算出された前記移動体の前記移動量を積算する積算工程と、
前記着脱部が備えるＧＰＳ装置によって前記移動体の現在位置を算出する算出工程と、
前記積算工程によって積算された前記移動体の移動量と、前記算出工程によって算出された前記移動体の現在位置と、に基づいて前記移動体の現在位置を推定する第１の推定工程と、
前記固定部に対する前記着脱部の着脱を検知する検知工程と、
前記積算工程によって積算された前記移動量を前記固定部から前記着脱部へ送信する通信工程と、
前記検知工程によって前記固定部へ前記着脱部の装着を検知した際に、前記ＧＰＳ装置によって、衛星航法を用いて前記移動体の現在位置が算出できない場合、当該固定部から当該着脱部が取り外された時点において前記第１の推定工程によって推定された前記移動体の現在位置と、当該固定部に対して当該着脱部が取り外されていた期間に前記積算工程によって積算された前記移動量と、に基づいて当該固定部へ当該着脱部が装着された時点における当該移動体の現在位置を推定する第２の推定工程と、
を含むことを特徴とする位置推定方法。
請求項５に記載の位置推定方法をコンピュータに実行させることを特徴とする位置推定プログラム。
請求項６に記載の位置推定プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータに読み取り可能な記録媒体。
移動体に固定された固定部に対して着脱自在であり、衛星航法を用いて算出された当該移動体の現在位置と、自立航法を用いて算出された当該移動体の移動量と、に基づいて当該移動体の現在位置を推定する位置推定装置において、
ＧＰＳ装置によって前記移動体の現在位置を算出する算出手段と、
前記固定部の自立センサーによって算出された前記移動体の前記移動量と、前記算出手段によって算出された前記移動体の現在位置と、に基づいて前記移動体の現在位置を推定する推定手段と、
前記固定部からの着脱を検知する検知手段と、
前記固定部から送信される前記移動量を受信する受信手段と、を備え、
前記推定手段は、前記検知手段によって前記固定部からの着脱を検知した際に、前記ＧＰＳ装置による衛星航法を用いた前記移動体の現在位置が算出できない場合、前記固定部から取り外された時点において推定した前記移動体の現在位置と、当該固定部に対して取り外されていた期間に積算された前記移動量と、に基づいて前記固定部へ装着された時点における当該移動体の現在位置を推定することを特徴とする位置推定装置。