JP4737549B2

JP4737549B2 - 位置検出装置、位置検出方法、位置検出プログラム及びナビゲーション装置

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Publication number: JP4737549B2
Application number: JP2006289997A
Authority: JP
Inventors: 呂尚高岡
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2026-10-25
Also published as: JP2008076374A

Description

本発明は位置検出装置、位置検出方法、位置検出プログラム及びナビゲーション装置に関し、例えば車両に搭載されるナビゲーション装置に適用して好適なものである。

従来、ナビゲーション装置においては、移動する車両等に搭載され、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送信されるＧＰＳ信号を基に現在位置を算出し、地図画面上に当該車両の位置や進行方向を示すようになされたものが広く普及している。

またナビゲーション装置のなかには、車両と家庭等との間や車両と他の車両との間でユーザにより容易に持ち運び得るようになされた、いわゆるポータブル型に構成されたものがある。

このようなポータブル型ナビゲーション装置では、当該ナビゲーション装置との着脱操作が容易化されたクレードルを用いる場合がある。この場合、当該クレードルを車両に固定的に取り付けておき、ナビゲーション装置を当該クレードルに装着し又は当該クレードルから離脱することにより、車両への取り付けや取り外しを容易に行い得るようになされている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３０１７８９公報

ところでかかるナビゲーション装置では、ＧＰＳ信号を用いて最初に現在位置を算出する際、衛星の軌道情報を取得する処理等を行う必要があるため、現在位置を算出し画面上に地図等を表示できるまでに数分乃至十数分程度の時間を要してしまう。

しかしながら、ナビゲーション装置がこのように現在位置を算出するまでに時間を要してしまうと、直ちに位置を知りたいユーザを待たせることになるため、使い勝手の点で未だ不十分といわざるを得ない。

一方、車両に固定的に据え付けるナビゲーション装置（以下、据付型ナビゲーション装置と呼ぶ）では、自動車のエンジンが掛けられ移動する際、当該自動車の電気系統の起動に連動して電源が投入されるため、移動中は現在位置を算出し続けることになる。換言すれば、据付型ナビゲーション装置では、電源が切断されている間に移動される可能性は極めて低い。

このことを利用し、据付型ナビゲーション装置では、電源切断前の現在位置を表す位置情報を不揮発性メモリ等に記憶しておき、電源が投入された際、電源切断前に記憶した位置情報を基に現在位置を設定するといった手法が広く用いられている。

しかしながらポータブル型ナビゲーション装置では、電源が切断されている間にユーザに持ち運ばれ得るため、再度電源が投入されるときには電源切断前と異なる場所に移動されている可能性が高い。このためポータブル型ナビゲーション装置では、電源切断前に記憶した位置情報を基に現在位置を設定するといった手法をそのまま利用することができず、結果的に最初に現在位置を算出し画面上に地図等を表示できるまでに時間を要してしまうという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、電源投入後に現在位置を表示できるまでの時間を短縮し得る位置検出装置、位置検出方法、位置検出プログラム及びナビゲーション装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明の位置検出装置においては、所定の測位手段から供給される測位情報を基に現在位置を検出し、当該現在位置に関する検出情報を生成する位置検出部と、少なくとも１軸方向の地磁気値を検出する地磁気センサと、位置検出部により検出した最新の検出情報と共に、地磁気センサにより検出した最新の地磁気値を記憶する記憶部と、動作停止状態から起動したときに、地磁気センサにより検出した地磁気値を基に、前回動作停止したときと比較して周囲の環境が変化したか否かを判定する環境変化判定部と、環境変化判定部により前回動作停止したときから周囲の環境が変化していないと判定された場合、記憶部に記憶している検出情報を初期の検出情報として設定する初期情報設定部とを設けるようにした。

これにより、電源切断前の地磁気値と電源を再度投入後の地磁気値との比較結果を基に、周囲の環境が変化しておらず記憶部に記憶している現在位置から移動していないことが判明した場合のみ、当該記憶している位置情報を初期の位置情報として適切に設定することができる。

また本発明の位置検出方法及び位置検出プログラムにおいては、所定の測位手段から供給される測位情報を基に現在位置を検出し、当該現在位置に関する検出情報を生成する位置検出ステップと、位置検出ステップにより検出した最新の検出情報と共に、少なくとも１軸方向の地磁気値を検出する地磁気センサにより検出した最新の地磁気値を所定の記憶部に記憶する記憶ステップと、動作停止状態から起動したときに、地磁気センサにより検出した地磁気値を基に、前回動作停止したときと比較して周囲の環境が変化したか否かを判定する環境変化判定ステップと、環境変化判定ステップにより前回動作停止したときから周囲の環境が変化していないと判定された場合、記憶部に記憶している検出情報を初期の検出情報として設定する初期情報設定ステップとを設けるようにした。

さらに本発明のナビゲーション装置においては、所定の測位手段から供給される測位情報を基に現在位置を検出し、当該現在位置に関する検出情報を生成する位置検出部と、と、位置検出部により検出した最新の検出情報と共に、少なくとも１軸方向の地磁気値を検出する地磁気センサにより検出した最新の地磁気値を記憶する記憶部と、動作停止状態から起動したときに、地磁気センサにより検出した地磁気値を基に、前回動作停止したときと比較して周囲の環境が変化したか否かを判定する環境変化判定部と、環境変化判定部により前回動作停止したときから周囲の環境が変化していないと判定された場合、記憶部に記憶している検出情報を初期の検出情報として設定する初期情報設定部と、検出情報を基に、所定の地図上における現在位置、又は当該地図上において現在位置から所定の目的地へ至るための経路を提示する提示部とを設けるようにした。

本発明によれば、電源切断前の地磁気値と電源を再度投入後の地磁気値との比較結果を基に、周囲の環境が変化しておらず記憶部に記憶している現在位置から移動していないことが判明した場合のみ、当該記憶している位置情報を初期の位置情報として適切に設定することができるので、かくして電源投入直後に現在位置を表示できるまでの時間を短縮し得る位置検出装置、位置検出方法、位置検出プログラム及びナビゲーション装置を実現できる。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）ナビゲーション装置の構成
（１−１）外観構成
図１において、ナビゲーション装置１は、ＧＰＳアンテナ２によりＧＰＳ衛星（図示せず）からのＧＰＳ信号等を基に現在位置を算出し、表示部３に地図画面や所望の目的地までの経路案内画面等を表示することにより、ユーザに現在位置や周辺地図、或いは案内経路等を提示し得るようになされている。

このナビゲーション装置１は、ユーザにより容易に持ち運ばれ得るようポータブル型に構成され、当該ユーザの家庭内や車両の車室内において使用されることが想定されている。

またナビゲーション装置１は、専用のクレードル４に容易に装着され得ると共に、当該クレードル４から容易に取り外され得るようになされている。実際上、このクレードル４が車両の車室内におけるダッシュボード上等に予め取り付けられることにより、ナビゲーション装置１は、当該車両に対して容易に取り付けられ、又は容易に取り外されるようになされている。

さらにクレードル４は、吸盤（図示せず）によって車室内のダッシュボード等に取り付けられるようになされており、ナビゲーション装置１と同様、車両に対して容易に取り付けられ、又は容易に取り外され得るようになされている。

因みにＧＰＳアンテナ２は、フロントガラスの下等に設置されることにより、車両のボディ等により遮断されることなく、上空の衛星軌道を周回するＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を良好に受信し得るようになされている。

（１−２）ナビゲーション装置の回路構成
図２に示すように、ナビゲーション装置１は、上述した表示部３に加え、ＧＰＳ信号の受信処理等を行うＧＰＳ処理部１０、ＧＰＳ信号を受信し得ない際に各種センサによる検出値を基に速度を算出する自律速度算出ユニット１１、ＧＰＳ処理部１０又は自律速度算出ユニット１１からの情報を基に経路案内画面等を表す表示データを生成するナビゲーションユニット１２、及び各種データ等を記憶する記憶部１３等を有している。

ＧＰＳ処理部１０は、ＧＰＳアンテナ２を介して複数のＧＰＳ衛星（図示せず）からのＧＰＳ信号を受信し、当該ＧＰＳ信号を基に所定の位置算出処理を行うことにより位置情報ＰＳを生成し、これを自律速度算出ユニット１１及びナビゲーションユニット１２等へ供給する。

これに応じてナビゲーションユニット１２は、位置情報ＰＳに対応した範囲の地図データを所定の地図記憶部（図示せず）から読み出し、当該地図データ上に現在位置を示すマーク等を重畳して表示画面データを生成して、これを表示部３へ送出し表示画面を表示させる。

一方、ナビゲーションユニット１２は、ビルの陰やトンネル内等のようにＧＰＳアンテナ２によってＧＰＳ信号を受信できない場合、位置情報ＰＳが供給されないため車両の現在位置を算出することができない。

このとき自律速度算出ユニット１１は、車両の現在位置を推測するための情報として、当該車両の速度Ｖ及び水平方向の角速度φを算出するようになされている。

この自律速度算出ユニット１１には、車両の進行方向に作用する加速度を検出する加速度センサ１４と、周囲の気圧を検出する気圧センサ１５と、車両の垂直方向回りの回転角速度を検出するジャイロセンサ１６とが接続されている。

加速度センサ１４は、車両の進行方向に作用する加速度に応じて加速度検出信号ＳＡを生成し、これを自律速度算出ユニット１１へ供給する。

気圧センサ１５は、周囲の気圧に応じて気圧検出信号ＳＲを生成し、これを自律速度算出ユニット１１へ供給する。

ジャイロセンサ１６は、車両における垂直方向回りの（すなわちヨー回転軸まわりの）角速度φを検出し、これを自律速度算出ユニット１１へ供給する。

自律速度算出ユニット１１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心に構成されており、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）から速度算出プログラム等の各種アプリケーションプログラムを読み出して実行するようになされている。

これにより自律速度算出ユニット１１は、加速度検出信号ＳＡを車両の進行方向に作用する検出加速度αＧに換算した上で速度Ｖを算出する速度算出部２０、気圧検出信号ＳＲを周囲の気圧を表す気圧ＰＲに換算した上で所定期間における高度変化量を算出する高度変化量算出部２１、角速度φに対して所定の補正処理を施すことにより補正角速度φｃを算出する角速度補正部２２、及びナビゲーション装置１が静止しているか否か、すなわち車両が停車中または走行中のいずれであるかを判定する静止判定部２３といった各処理機能を実現するようになされている（詳しくは後述する）。

因みに自律速度算出ユニット１１は、速度Ｖ及び補正角速度φｃ等を不揮発性メモリでなる記憶部１３に記憶し、また必要に応じて読み出すようになされている。

また自律速度算出ユニット１１は、静止判定部２３において、加速度検出信号ＳＡを基に車両が静止しているか否かを判定し得るようになされている。

自律速度算出ユニット１１は、このようにして算出した速度Ｖ及び補正角速度φｃをナビゲーションユニット１２へ送出する。これに応じてナビゲーションユニット１２は、当該速度Ｖ、補正角速度φｃ及び直前の位置情報ＰＳ等を基に新たな車両の現在位置等を推定し、これを新たな位置情報ＰＳとして、当該新たな位置情報ＰＳに対応した表示画面を表示部３に表示させる。

またナビゲーションユニット１２は、最新の位置情報ＰＳと共に、このときの進行方向を表す方向情報ＤＲを記憶部１３へ送出することにより、当該位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを記憶・更新させるようになされている。

因みにナビゲーション装置１は、いわゆる据付型のナビゲーション装置とは異なり、車両において生成され当該車両の速度に応じて周期が変化する車速パルス信号を利用せずに済むようになされており、当該ナビゲーション装置１を当該車両に取り付ける際の配線処理を簡略化し得るようになされている。

このようにナビゲーション装置１は、ＧＰＳアンテナ２によりＧＰＳ信号を受信し得ない場合、自律速度算出ユニット１１により加速度検出信号ＳＡ、気圧検出信号ＳＲ及び角速度φを基に速度Ｖ及び補正角速度φｃを算出し、これらを用いてナビゲーションユニット１２により現在位置を算出し得るようになされている。

（２）速度Ｖ及び補正角速度φｃの算出
次に、ナビゲーション装置１がＧＰＳアンテナ２により充分なＧＰＳ信号を受信し得ない場合における、自律速度算出ユニット１１による速度Ｖ及び補正角速度φｃの算出について説明する。

（２−１）速度の算出
まず、自律速度算出ユニット１１における速度Ｖの算出について説明する。ここでは、図３（Ａ）に示すように、車両１００が水平面ＨＺに対して勾配角度θをなす斜面ＳＬを走行していると仮定する。

この場合、加速度センサ１４（図２）により検出された加速度検出信号ＳＡを基に得られる検出加速度αＧには、車両１００の移動に起因する本来の加速度（以下、これを車両加速度αＰと呼ぶ）と、当該車両１００に作用する重力加速度ｇの進行方向成分（以下、これを重力加速度成分ｇｆと呼ぶ）とが加算された値に相当する。すなわち重力加速度成分ｇｆは、検出加速度αＧと車両加速度αＰとの差分により、次に示す（１）式のように算出することができる。

ナビゲーション装置１の自律速度算出ユニット１１（図２）は、複数時刻における複数の位置情報ＰＳを基に距離及び速度を算出した上で当該車両加速度αＰを算出し得るようになされている。

ところで図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、計測開始時点としてのある時刻ｔ０から計測終了時点としての時刻ｔ１までの計測時間ｍｔ（例えば１秒間程度）の間に車両１００が斜面ＳＬを進行した距離Ｄｍと、当該計測時間ｍｔにおける当該車両１００の高度変化量Ｄｈとの比（すなわちｓｉｎθ）は、重力加速度成分ｇｆと重力加速度ｇとの比（すなわちｓｉｎθ）に等しい。従って、次に示す（２）式のような関係が成立する。

距離Ｄｍは、距離に関する速度及び加速度を用いた一般的な公式に従い、時刻ｔ０における車両１００の速度Ｖ０及び車両加速度αＰを用いることにより、次に示す（３）式のように表すことができる。

（２）式を変形して（１）式及び（３）式を代入すると、次に示す（４）式のようになる。

この（４）式を車両加速度αＰについて整理すると、次に示す（５）式が得られる。

ここで時刻ｔ１における速度Ｖ１は、速度Ｖに関する一般的な物理の公式に従い、次に示す（６）式の関係が成立する。

この（６）式は、速度Ｖ１が速度Ｖ０を基に算出され得ることを表している。ここで、（６）式に（５）式を代入することにより、次に示す（７）式を得ることができる。

すなわち自律速度算出ユニット１１は、高度変化量Ｄｈを得ることができれば、速度算出部２０において、検出加速度αＧ、計測時間ｍｔ、時刻ｔ０における速度Ｖ０、重力加速度ｇ及び当該高度変化量Ｄｈを用いることにより、（７）式に従い時刻ｔ１における速度Ｖ１を算出することができる。

（２−２）高度変化量の算出
次に、自律速度算出ユニット１１（図１）における高度変化量Ｄｈの算出処理について説明する。自律速度算出ユニット１１は、ＧＰＳアンテナ２においてＧＰＳ信号を受信できない場合、一般に気圧ＰＲと高度ｈとの間に対応関係があることを利用し、気圧センサ１５から取得した気圧検出信号ＳＲを気圧ＰＲに換算し、さらに当該気圧ＰＲから高度ｈを算出するようになされている。

実際上自律速度算出ユニット１１は、一般的な気圧と高度との対応関係を予めテーブル化した気圧高度対応テーブルＴＢＬを記憶部１３に記憶させており、時刻ｔ０における気圧ＰＲ０及び時刻ｔ１における気圧ＰＲ１を基に、当該気圧高度対応テーブルＴＢＬから当該気圧ＰＲ０及びＰＲ１に対応した高度ｈ０及びｈ１をそれぞれ読み出す。

続いて自律速度算出ユニット１１は、高度変化量算出部２１により、時刻ｔ０における車両１００の高度ｈ０と時刻ｔ１における当該車両１００の高度ｈ１との差分である高度変化量Ｄｈを次に示す（８）式に従って算出する。

ところで、一般に気圧は、高度に応じて異なる値となり、同一の高度であっても低気圧や高気圧等といった天候の影響によりゆっくりと変動する。しかしながら、速度検出ユニット２が気圧ＰＲ０及びＰＲ１を検出する際の時間差である計測時間ｍｔ（約１秒）は、天候の影響により有意な気圧変動が生じる時間よりも十分に短いため、高度ｈの相対的な差としての高度変化量Ｄｈには天候等による気圧への影響が無いとみなすことができる。

従って自律速度算出ユニット１１は、気圧高度対応テーブルＴＢＬ及び（８）式により、信頼度が高い高度変化量Ｄｈを得ることができ、このようにして算出した高度変化量Ｄｈを（７）式に適用することができる。

この場合自律速度算出ユニット１１は、正確な車両加速度αＰを算出することができないため、（１）式の関係により検出加速度αＧに含まれている進行方向成分ｇｆを直接算出することができないものの、（２）式に示した関係を利用して当該進行方向成分ｇｆを高度変化量Ｄｈによって相殺することができるため、結果的に当該進行方向成分ｇｆに拘わらず（７）式によって高精度に速度Ｖを算出することができる。

（２−３）角速度の補正
次に、ジャイロセンサ１６から供給される角速度φを補正し補正角速度φｃを算出する補正処理について説明する。ここでは、図３（Ａ）と対応する図４（Ａ）に示すように、車両１００が進行方向ＦＷへ向かって水平面ＨＺに対して勾配角度θをなす斜面ＳＬを走行していると仮定する。

このときジャイロセンサ１６により検出する角速度φは、図４（Ｂ）に示すように、斜面ＳＬ上における当該車両１００の仮想的なヨー回転軸ＹＡを中心とした回転角速度を表すことになる。しかしながら、車両１００が斜面ＳＬを走行しているため、当該ジャイロセンサ１６により検出する角速度φは、実際の車両１００の回転角速度がｃｏｓθ倍された値となっている。

そこで自律速度算出ユニット１１の角速度補正部２２（図２）は、（８）式に従い算出された高度変化量Ｄｈと、（７）式に従い算出された速度Ｖを基に得られた移動距離Ｄｍとを用いて、次に示す（９）式を用いてｓｉｎθを算出する。因みに、この（９）式は、図３（Ｃ）に示す関係から導かれるものである。

次に角速度補正部２２は、この（９）式から得られるｓｉｎθを、一般的な三角関数の性質である（１０）式に当てはめることにより、ｃｏｓθを算出する。

さらに角速度補正部２２は、次に示す（１１）式に従い、ｃｏｓθと角速度φとを基に補正角速度φｃ（図４（Ｂ））を算出する。

その後、自律速度算出ユニット１１は、（７）式を基に算出された速度Ｖと共にこの補正角速度φｃをナビゲーションユニット１２へ送出する。

これに応じてナビゲーションユニット１２は、ＧＰＳアンテナ２によりＧＰＳ信号を受信できずＧＰＳ処理部１０から位置情報ＰＳを取得できない場合、直前の位置情報ＰＳと共に、速度Ｖ及び補正角速度φｃを用いて現在の車両１００の推定位置を算出する、いわゆるデッドレコニング（推測航法）を行うようになされている。

このときナビゲーションユニット１２は、車両１００が斜面ＳＬを走行中でありジャイロセンサ１６により検出した角速度φが当該車両１００の本来の角速度と異なっていたとしても、当該角速度φではなく当該斜面ＳＬの勾配角度θに応じて補正された補正角速度φｃを用いることにより、当該車両１００の位置情報ＰＳを高精度に推定することができる。

これによりナビゲーション装置１は、ＧＰＳ信号を受信できず位置情報ＰＳに基づいた正確な現在位置を認識できなかったとしても、速度Ｖ及び補正角速度φｃに基づき高精度に推定された位置情報ＰＳを基に、車両１００の現在位置を表示画面の地図上に表示してユーザに視認させることができる。

（２−４）静止状態の判定
ところで自律速度算出ユニット１１は、ＧＰＳ信号を受信できない場合、（６）式に示したように、時刻ｔ０の（すなわち直前の）速度Ｖ０を用いて時刻ｔ１の（すなわち現在の）速度Ｖ１を算出するため、速度Ｖ０が誤っていると速度Ｖ１も誤った値となる。このため自律速度算出ユニット１１は、車両１００に取り付けられたナビゲーション装置１における最初の速度Ｖ、すなわち静止状態における速度Ｖを「ゼロ」として確実に検出する必要がある。

ここで一般に車両１００が走行している場合、道路の形状や交通状況等に応じて加速度検出信号ＳＡが絶えず変動することになるため、当該加速度検出信号ＳＡが継続して一定の値となる可能性は極めて低く、当該加速度検出信号ＳＡの値はある程度のばらつきを有することになる。これと反対に車両１００が停車している場合、加速度検出信号ＳＡはゼロから変動せず一定の値となり、アイドリング時におけるエンジンの振動や検出誤差等を考慮したとしても、当該加速度検出信号ＳＡのばらつきが所定範囲内に収まることになる。

そこで自律速度算出ユニット１１は、静止判定部２３（図２）によって、所定時間範囲（例えば１秒間）における加速度検出信号ＳＡの分散ＳＡｖａｒを算出し、当該分散ＳＡｖａｒが所定範囲内に収まっていれば車両１００が停車しナビゲーション装置１が静止していると判定し、このときの速度Ｖをゼロに補正するようになされている。

これにより自律速度算出ユニット１１は、車両１００に取り付けられたナビゲーション装置１が移動状態又は静止状態のいずれにあるかを正しく判定することができ、静止状態である場合には速度Ｖをゼロに補正することにより、以降の速度Ｖを正しく算出することができる。

（２−５）速度出力処理
次に、自律速度算出ユニット１１が車両１００の速度Ｖを算出しナビゲーションユニット１２へ出力する際の速度出力処理手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。

自律速度算出ユニット１１は、ナビゲーション装置１の電源が投入されると速度出力処理手順ＲＴ１を開始してステップＳＰ１へ移る。ステップＳＰ１において自律速度算出ユニット１１は、車両１００に取り付けられたナビゲーション装置１が静止状態にあるか否かを判定するべく、静止判定部２３により、過去１秒間に算出した加速度検出信号ＳＡにおける分散ＳＡｖａｒを算出し、次のステップＳＰ２へ移る。

ステップＳＰ２において自律速度算出ユニット１１は、静止判定部２３により、ステップＳＰ１において算出した加速度検出信号ＳＡの分散ＳＡｖａｒが所定の閾値未満に収まっているか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことは分散ＳＡｖａｒが比較的小さくまとまっていることからナビゲーション装置１が静止状態にある可能性が非常に高いことを表しており、このとき自律速度算出ユニット１１は次のステップＳＰ３へ移る。

ステップＳＰ３において自律速度算出ユニット１１は、記憶部１３に記憶している直前の速度Ｖ０をゼロに補正し、次のステップＳＰ４へ移る。

一方、ステップＳＰ２において否定結果が得られると、このことは加速度検出信号ＳＡの分散ＳＡｖａｒがある程度大きいため、車両１００に取り付けられたナビゲーション装置１が移動状態にある可能性が高いことを表しており、このとき自律速度算出ユニット１１は直前の速度Ｖ０を特に補正せずに次のステップＳＰ４へ移る。

ステップＳＰ４において自律速度算出ユニット１１は、ＧＰＳ処理部１０から位置情報ＰＳを取得できるか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことはＧＰＳ処理部１０から取得できた位置情報ＰＳを基に速度Ｖを算出できることを表しており、このとき演算処理ブロック１０は次のステップＳＰ５へ移る。

ステップＳＰ５において自律速度算出ユニット１１は、この時点における時刻と対応付けて検出加速度αＧ、気圧ＰＲ及び位置情報ＰＳを記憶部１３に記憶させ、次のステップＳＰ７へ移る。

一方ステップＳＰ４において否定結果が得られると、このことはＧＰＳ処理部１０から位置情報ＰＳを取得できないために当該位置情報ＰＳを用いずに速度Ｖを算出する必要があることを表しており、このとき自律速度算出ユニット１１は次のサブルーチンＳＲＴ１へ移る。

サブルーチンＳＲＴ１において自律速度算出ユニット１１は、速度算出部２０により上述した（７）式に従って現在の速度Ｖ（速度Ｖ１）を算出し（詳しくは後述する）、次のステップＳＰ６へ移る。

ステップＳＰ６において自律速度算出ユニット１１は、速度Ｖ及び補正角速度φｃをナビゲーションユニット１２へ送出し、次のステップＳＰ７へ移る。

ステップＳＰ７において自律速度算出ユニット１１は、測定時間ｍｔが経過するまで待機した後、再度ステップＳＰ１へ戻り一連の処理を繰り返す。

このように自律速度算出ユニット１１は、ＧＰＳ処理部１０から位置情報ＰＳを取得できない場合、速度Ｖ及び補正角速度φｃを算出してナビゲーションユニット１２へ送出するようになされている。

次に、速度算出サブルーチンＳＲＴ１について、図６のフローチャートを用いて説明する。なお、ここでは現在の時刻を時刻ｔ１とし、当該時刻ｔ１よりも計測時間ｍｔだけ以前の時刻を時刻ｔ０とする。

自律速度算出ユニット１１は、速度出力処理手順ＲＴ１（図５）からの呼び出しに応じ、図６に示す速度算出サブルーチンＳＲＴ１を開始してステップＳＰ１１へ移る。ステップＳＰ１１において自律速度算出ユニット１１は、加速度センサ１４から現在の時刻ｔ１における検出加速度αＧ１を取得すると共に気圧センサ１５から気圧ＰＲ１を取得し、次のステップＳＰ１２へ移る。

ステップＳＰ１２において自律速度算出ユニット１１は、予め記憶部１３に記憶させておいた時刻ｔ０における検出加速度αＧ０、気圧ＰＲ０及び速度Ｖ０を読み出し、次のステップＳＰ１３へ移る。

ステップＳＰ１３において自律速度算出ユニット１１は、記憶部１３に記憶している気圧高度対応テーブルＴＢＬから気圧ＰＲ０及びＰＲ１に対応した高度ｈ０及びｈ１を読み出し、（８）式に従い高度変化量Ｄｈを算出して、次のステップＳＰ１４へ移る。

ステップＳＰ１４において自律速度算出ユニット１１は、（７）式に従い時刻ｔ０における検出加速度αＧ０及び速度Ｖ０と共に、高度変化量Ｄｈ、計測時間ｍｔ及び重力加速度ｇを用いて現在の時刻ｔ１における速度Ｖ１を算出し、次のステップＳＰ１５へ移る。

ステップＳＰ１５において自律速度算出ユニット１１は、次回速度Ｖを算出するときのために現在の時刻ｔ１における検出加速度αＧ１、気圧ＰＲ１及び速度Ｖ１を記憶部１３に記憶させ、次のステップＳＰ１６へ移る。

ステップＳＰ１６において自律速度算出ユニット１１は、ステップＳＰ１３において算出された高度変化量Ｄｈと、ステップＳＰ１４において算出された速度Ｖを基に得られた移動距離Ｄｍとを用いて（９）式に従いｓｉｎθを算出し、これを基に（１０）式に従いｃｏｓθを算出して次のステップＳＰ１７へ移る。

ステップＳＰ１７において自律速度算出ユニット１１は、（１１）式に従い角速度φを補正した補正角速度φｃを算出し、次のステップＳＰ１８へ移ってこの速度算出サブルーチンＳＲＴ１を終了し、元の速度出力処理手順ＲＴ１（図５）へ戻る。

このように自律速度算出ユニット１１は、検出加速度αＧ、気圧ＰＲ及び速度Ｖを算出して記憶部１３に記憶させると共に、補正角速度φｃを算出するようになされている。

（３）電源投入時の位置設定
（３−１）地磁気センサによる環境変化の判定
ところでナビゲーション装置１（図１）には、３軸方向の地磁気を検出し得る地磁気センサ１７が設けられている。

この地磁気センサ１７は、本来、設置された状態における方位角を取得するために地磁気を検出し、３次元の地磁気ベクトルとして出力するようになされている（以下、このとき出力される値を地磁気値と呼ぶ）。

ここで、仮に地磁気センサ１７が車両１００に固定されていた場合、車両１００が移動した前後で当該車両１００の方位が完全に一致する可能性は極めて低いと考えられる。このため車両１００が移動した場合、当該地磁気センサ１７により検出する地磁気値は変化することになる。

ところで地磁気センサ１７は、その性質上、例えばスピーカに搭載される磁石等や車両１００のボディ等のような大きな金属体等が周囲に存在する場合、漏洩磁場による磁気的な影響や金属体による地磁気の遮断等により、正しい方位角を表すような地磁気値を検出することは困難となる。

特に車両１００内の車室内では、周囲を当該車両１００のボディによって囲まれるため、地磁気センサ１７は、当該車両１００のボディによる影響を大きく受けた地磁気値を出力することになってしまう。

ここで、地磁気センサ１７の周囲における、地磁気の検出に影響を及ぼすような物体の存在する環境（以下これを周囲環境と呼ぶ）について検討する。

例えば地磁気センサ１７は、車両１００の車室内と一般の屋外とでは当該車両１００のボディの有無が異なるため、同一の方位を向くよう設置されていたとしても、それぞれの周囲環境において異なる地磁気値を出力するものと予想される。また地磁気センサ１７は、車両１００の車室内と家庭内とでも、同様にそれぞれの周囲環境において異なる地磁気値を検出すると予想される。

このように地磁気センサ１７は、設置される方位のみでなく周囲環境によっても異なる地磁気値を検出する、といった性質を有している。

ところでナビゲーション装置１は、例えば車両１００に取り付けられたクレードル４に装着され、電源が投入され地図表示処理等を行った後、ユーザが当該車両１００から降りる際、電源が切断されクレードル４から取り外されて持ち運ばれことが考えられる。また、ナビゲーション装置１と共にクレードル４も車両１００から取り外され、持ち運ばれる可能性もある。

このためナビゲーション装置１は、次回電源が投入されたとき、もとの車両１００内のクレードル４に装着されている可能性もあるが、屋外や家庭内等の他の場所において、クレードル４には装着されずにユーザの手に把持され若しくは卓上等に置載されている可能性もある。

そこでナビゲーション装置１は、地磁気センサ１７の性質を利用して、地磁気値が電源切断前とほぼ同等であれば、電源切断前と同一の車両１００に取り付けられており、且つ車両１００が移動していない、すなわち当該車両１００及び当該ナビゲーション装置１が電源切断前と同一位置且つ同一方向に設置されているものと判定するようにした。

この場合、ナビゲーション装置１は、地磁気値を指標とすることにより、電源切断前と電源の再投入後とで周囲環境が変化したか否かを判定することになる。

またナビゲーション装置１は、実際に当該ナビゲーション装置１が電源切断前と同一位置且つ同一方向に設置されるには、クレードル４に装着され車両１００に対する相対的な位置が同一となり、且つ当該車両１００及びナビゲーション装置１が移動していないこと、少なくとも静止状態であることが必要となる。

そこでナビゲーション装置１は、電源切断前及び電源再投入後において、地磁気値がほぼ同一であることに加え、クレードル４に装着され、且つ静止状態であることも条件として、当該ナビゲーション装置１が電源切断前と同一位置且つ同一方向に設置されていると判定するようになされている。

（３−２）ナビゲーション装置の回路構成
具体的にナビゲーション装置１（図２）は、環境情報処理部３０の環境変化判定部３１により、電源切断前と電源投入後との周囲環境が同一であるか否かを判定するようになされている。

この環境情報処理部３０は、ＣＰＵ（図示せず）を中心に構成されており、ＲＯＭ（図示せず）から環境情報記憶プログラムや検出情報復元プログラム等を読み出し、ＲＡＭ（図示せず）をワークエリアとして実行ことにより、環境情報記憶処理や検出情報復元処理等（詳しくは後述する）を行うようになされている。

地磁気センサ１７は、本来の地磁気に周囲環境の影響が含まれている地磁気値ＴＭを検出し、これを環境情報処理部３０の環境変化判定部３１へ供給する。

またクレードル着脱検出部１８は、ナビゲーション装置１がクレードル４に装着されているか否かを検出し、その検出結果として着脱情報ＣＤを環境変化判定部３１へ供給する。

環境変化判定部３１は、地磁気値ＴＭ及び着脱情報ＣＤに加え、静止判定部２３からの静止情報ＳＴ及びＧＰＳ処理部１０からの位置情報ＰＳも取得するようになされている。

実際上、環境変化判定部３１は、動作中に、着脱情報ＣＤによりナビゲーション装置１がクレードル４に装着されていると認識し、且つ車両１００が停車している（すなわちナビゲーション装置１が地面に対して静止している）と認識した場合、ナビゲーション装置１の電源が切断される可能性があると判断し、このときの周囲環境を表す情報（以下これを環境情報と呼ぶ）として地磁気値ＴＭを記憶部１３に記憶させ、又は更新させる。

因みに環境変化判定部３１は、ＧＰＳ処理部１０から位置情報ＰＳが供給されるときは当該位置情報ＰＳの経時変化を基に、また当該位置情報ＰＳが供給されないときは静止情報ＳＴを基に、ナビゲーション装置１が静止しているか否かを判定するようになされている。

またナビゲーションユニット１２は、上述したように、当該ナビゲーション装置１における最新の位置検出状態を表す情報（以下これを検出情報と呼ぶ）として位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを記憶部１３に随時記憶させ、又は更新させるようになされている。

その後、環境情報処理部３０の環境変化判定部３１は、ナビゲーション装置１の電源が切断され再度電源が投入されたときに、地磁気値ＴＭ、着脱情報ＣＤ及び静止情報ＳＴを取得する。

このときＧＰＳ処理部１０は、上述したように、ナビゲーション装置１の電源投入直後に最初の現在位置を算出する処理に時間を要してしまうため、位置情報ＰＳを出力することができない。

そこで環境変化判定部３１は、着脱情報ＣＤによりナビゲーション装置１がクレードル４に装着され、且つ車両１００と共に静止していると認識した場合、記憶部１３に記憶している過去の地磁気値ＴＭと現在の地磁気値ＴＭとを比較し、両者の誤差が所定の閾値未満であれば、周囲環境が変化しておらず同一であると判定する。

このことは、電源切断前と現在とで当該ナビゲーション装置１の位置及び方向が同一であると推定されたことにより、電源切断前に記憶部１３に記憶した過去の位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを現在の位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲとみなし得ることを表している。

このとき環境情報処理部３０の初期情報設定部３２は、環境変化判定部３１からの判定結果に応じて記憶部１３から過去の位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを読み出し、これらをそれぞれ現在の位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲとしてナビゲーションユニット１２及び自律速度算出ユニット１１へ供給する。

これを換言すれば、このとき環境情報処理部３０の初期情報設定部３２は、電源切断前におけるナビゲーション装置１の検出情報を読み出し、現時点の検出情報として復元することになる。

これによりナビゲーションユニット１２は、ＧＰＳ処理部１０により最初の現在位置を算出する処理が完了する前であっても、現在位置を示す位置情報ＰＳ及び進行方向を表す方向情報ＤＲを取得することができるため、ユーザを待たせることなく、現在位置及び進行方向に応じた地図画面や経路案内画面等を表示部３に直ちに表示させることができる。

一方、環境変化判定部３１は、電源投入直後の時点で、着脱情報ＣＤによりナビゲーション装置１がクレードル４に装着されていないか、或いは静止状態でないと認識した場合、若しくは記憶部１３に記憶している過去の地磁気値ＴＭと現在の地磁気値ＴＭとの誤差が所定の閾値以上であれば、周囲環境が変化したものと判定する。

このとき初期情報設定部３２は、検出情報を復元するべきではないと判断し、位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを復元することなく、ＧＰＳ処理部１０により最初の現在位置を算出する処理が完了し位置情報ＰＳが出力されるのを待つことになる。

このようにナビゲーション装置１は、電源が投入された際、クレードル４に装着され、且つ車両１００と共に静止しており、さらに電源切断前の地磁気値ＴＭと現在の地磁気値ＴＭとの誤差が所定の閾値未満であった場合、周囲環境が同一であると判定し、電源切断前の検出情報を復元することにより、直ちに地図表示や経路案内等を行い得るようになされている。

（４）処理手順
次に、ナビゲーション装置１において環境情報処理部３０により動作中に環境情報としての地磁気値ＴＭを記憶部１３に記憶させる際の環境情報記憶処理手順ＲＴ２、及び起動時の環境情報に応じ検出情報として位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを復元する際の検出情報復元処理手順ＲＴ３について、それぞれ図７及び図８のフローチャートを用いて説明する。

因みに検出情報としての位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲについては、ナビゲーションユニット１２により記憶部１３に随時記憶・更新される。このため環境情報処理部３０は、敢えて検出情報を記憶・更新させる処理を行わないようになされている。

（４−１）環境情報記憶処理
実際上、環境情報処理部３０は、電源が投入されている間、所定の時間間隔ごとに環境情報記憶処理手順ＲＴ２（図７）を実行するようになされており、当該環境情報記憶処理手順ＲＴ２を開始するとステップＳＰ２１へ移る。

ステップＳＰ２１において環境情報処理部３０は、ナビゲーション装置１がクレードル４に装着されているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはナビゲーション装置１が固定されておらず、電源切断の前後において同一位置且つ同一方向に設置される可能性が極めて低いことを表しており、このとき環境情報処理部３０は、次のステップＳＰ２７へ移る。

一方ステップＳＰ２１において肯定結果が得られると、このことはナビゲーション装置１がクレードル４を介して車両１００に固定されている可能性が高いことを表しており、このとき環境情報処理部３０は次のステップＳＰ２２へ移る。

ステップＳＰ２２において環境情報処理部３０は、ＧＰＳ処理部１０から位置情報ＰＳを取得できるか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、環境情報処理部３０は、次のステップＳＰ２３へ移る。

ステップＳＰ２３において環境情報処理部３０は、位置情報ＰＳの経時変化を基に速度Ｖを算出し、次のステップＳＰ２４へ移る。

ステップＳＰ２４において環境情報処理部３０は、速度Ｖが所定の静止判定閾値未満であるか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことは車両１００と共にナビゲーション装置１が静止している可能性が高いことを表しており、このとき環境情報処理部３０は次のステップＳＰ２６へ移る。

一方、ステップＳＰ２４において否定結果が得られると、このことは車両１００と共にナビゲーション装置１が移動している可能性が高いことをあらわしており、環境情報処理部３０は次のステップＳＰ２７へ移る。

これに対して、ステップＳＰ２２において否定結果が得られると、このことは位置情報ＰＳからは速度Ｖを算出し得ないことを表しており、このとき環境情報処理部３０は、自律速度算出ユニット１１において算出した速度Ｖを基にナビゲーション装置１が静止状態であるか否かを判定するべく、次のステップＳＰ２５へ移る。

ステップＳＰ２５において環境情報処理部３０は、静止判定部２３（図２）からの静止情報ＳＴを基にナビゲーション装置１が静止状態であるか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、環境情報処理部３０は次のステップＳＰ２６へ移る。

ステップＳＰ２６において環境情報処理部３０は、車両１００と共にナビゲーション装置１が静止している可能性が高いため、ユーザによりナビゲーション装置１の電源が切断されてクレードル４から取り外され、又はクレードル４ごと車両１００から持ち出される可能性があることを考慮し、この時点における環境情報としての地磁気値ＴＭを記憶部１３に記憶させた後、次のステップＳＰ２８へ移って環境情報記憶処理手順ＲＴ２を終了する。

一方、ステップＳＰ２５において否定結果が得られると、このことは車両１００と共にナビゲーション装置１が移動している可能性が高いため、環境情報処理部３０は次のステップＳＰ２７へ移る。

ステップＳＰ２７において環境情報処理部３０は、少なくともナビゲーション装置１がクレードル４に装着されていないか、或いは車両１００が走行状態であることから、このとき記憶部１３に記憶している地磁気値ＴＭを取得した場所から既に移動してしまっているため、当該地磁気値ＴＭを記憶部１３から削除した後、次のステップＳＰ２８へ移って環境情報記憶処理手順ＲＴ２を終了する。

（４−２）検出情報復元処理
環境情報処理部３０は、電源が切断された動作停止状態から起動された際、そのときの環境情報に応じて検出情報の復元を試みるようになされており、検出情報復元処理手順ＲＴ３（図８）を開始してステップＳＰ３１へ移る。

ステップＳＰ３１において環境情報処理部３０は、ナビゲーション装置１がクレードル４に装着されているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは少なくともナビゲーション装置１が車両１００に対しては固定されておらず、電源切断前に環境情報（すなわち地磁気値ＴＭ）を記憶したときとは異なる位置に設置されている可能性が極めて高いことを表しており、このとき環境情報処理部３０は、次のステップＳＰ３６へ移る。

一方ステップＳＰ３１において肯定結果が得られると、このことはナビゲーション装置１がクレードル４を介して車両１００に固定されている可能性が高いことを表しており、このとき環境情報処理部３０は次のステップＳＰ３２へ移る。

ステップＳＰ３２において環境情報処理部３０は、記憶部１３に地磁気値ＴＭが記憶されているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは電源切断前に地磁気値ＴＭが記憶されていなかったことを表しており、このとき環境情報処理部３０は次のステップＳＰ３６へ移る。

一方、ステップＳＰ３２において肯定結果が得られると、このことは記憶部１３に記憶している地磁気値ＴＭを基に周囲環境の変化を判定し得ることを表しており、このとき環境情報処理部３０は次のステップＳＰ３３へ移る。

ステップＳＰ３３において環境情報処理部３０は、静止判定部２３（図２）からの静止情報ＳＴを基に、ナビゲーション装置１が静止状態であるか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはナビゲーション装置１が電源切断前に地磁気値ＴＭを記憶した位置から車両１００と共に移動してしまったために、電源切断前とは周囲環境が確実に異なっていることを表しており、このとき環境情報処理部３０は次のステップＳＰ３６へ移る。

一方、ステップＳＰ３３において肯定結果が得られると、このことはナビゲーション装置１の電源切断前に地磁気値ＴＭを記憶した位置から車両１００が移動していない可能性があることを表しており、このとき環境情報処理部３０は次のステップＳＰ３４へ移る。

ステップＳＰ３４において環境情報処理部３０は、記憶部１３に記憶している電源切断前の地磁気値ＴＭと、現在の地磁気値ＴＭとの差分を算出し、当該差分が所定の閾値未満であるか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことは電源切断前と現在とで環境情報としての地磁気値ＴＭがほぼ同一であるため、周囲環境も変化しておらず同一であると見なし得ることを表しており、このとき環境情報処理部３０は次のステップＳＰ３５へ移る。

ステップＳＰ３５において環境情報処理部３０は、検出情報として記憶部１３に記憶している位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを現在の位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲとすることにより復元し、当該位置情報ＰＳ及び当該方向情報ＤＲをナビゲーションユニット１２へ送出した後、次のステップＳＰ３７へ移って検出情報復元処理手順ＲＴ３を終了する。

一方、ステップＳＰ３４において否定結果が得られると、このことは電源切断前と現在とで地磁気値ＴＭが一致しないため、周囲環境が変化している可能性が高く、例えば車両１００が電源切断前とは異なる位置に停車している可能性があることを表しており、このとき環境情報処理部３０は次のステップＳＰ３６へ移る。

ステップＳＰ３６において環境情報処理部３０は、記憶部１３に地磁気値ＴＭを記憶している場合、ナビゲーション装置１の周囲環境が既に変化してしまった可能性が高いことから当該地磁気値ＴＭを削除し、次のステップＳＰ３７へ移って検出情報復元処理手順ＲＴ３を終了する。

（５）動作及び効果
以上の構成においてナビゲーション装置１は、環境情報処理部３０により、電源切断前に静止状態であり、且つ当該ナビゲーション装置１がクレードル４に装着されているときに、環境情報としての地磁気値ＴＭを記憶させ、また随時ナビゲーションユニット１２により検出情報としての位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを記憶部１３に記憶・更新させておく。

その後ナビゲーション装置１は、動作停止状態から電源が投入され起動した際、環境情報処理部３０によりこのときの地磁気値ＴＭ、着脱情報ＣＤ及び静止情報ＳＴを取得する。ここで環境情報処理部３０は、ナビゲーション装置１がクレードル４に装着され、静止状態であり、且つ環境情報として記憶部１３に記憶している地磁気値ＴＭと現在の地磁気値ＴＭとの差分が所定閾値未満であれば、周囲環境が変化していないものと判定し、記憶部１３に記憶している電源切断前の位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを現在の位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲとして設定することにより検出情報を復元する。

従ってナビゲーション装置１は、地磁気値ＴＭを用いて周囲環境の変化を検出することができ、検出情報としての位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを適切に復元することができるので、周囲環境が変化していない場合には、電源投入後直ちに現在位置を認識することができ、当該現在位置に応じた地図画面や経路案内画面等を提示することができる。

このときナビゲーション装置１の環境情報処理部３０は、地磁気センサ１７により検出した３軸方向の地磁気値ＴＭを用いて周囲環境の変化を検出するため、クレードル４を介して取り付けられている車両１００の方位の変化と共に、当該ナビゲーション装置１が車両１００内に設置されているか否か、さらにはナビゲーション装置１の周囲における大きな金属体の配置状況、すなわち車両１００の種類（形状）や車室内におけるナビゲーション装置１の設置位置についての変化をも検出することができる。

これによりナビゲーション装置１の環境情報処理部３０は、電源切断前との比較において、当該ナビゲーション装置１が同一車両１００内の同一位置及び同一方向に設置されており、且つ当該車両１００が同一位置・同一方向に停車しているか否か、すなわち車両１００が移動されたか否かを検出することができる。

これを換言すれば、ナビゲーション装置１では、電源切断の前後において、クレードル４に装着され且つ車両１００が移動されなかった場合のみ、検出情報を引き継ぐことができる。

またナビゲーション装置１は、地磁気センサ１７により３軸方向の地磁気値ＴＭを検出することができるため、２軸方向の地磁気センサを用いる場合と比較して、環境情報処理部３０において周囲環境の変化を高精度に検出することができる。

一方、ナビゲーション装置１の環境情報処理部３０は、当該ナビゲーション装置１がクレードル４に装着されていない場合、移動されている（すなわち車両１００が移動している）場合、又は電源切断前と現在とで地磁気値ＴＭが異なる場合には、当該ナビゲーション装置１の位置又は方向若しくはその両方が電源切断前とは異なっていると判定することができるため、誤って位置情報ＰＳを復元させることがなく、現在位置の誤認識を未然に防止することができる。

以上の構成によれば、ナビゲーション装置１は、電源切断前に車両１００と共に静止状態であり、且つ当該ナビゲーション装置１がクレードル４に装着されているときに、環境情報処理部３０により環境情報としての地磁気値ＴＭ及び検出情報としての位置情報ＰＳ並びに方向情報ＤＲを記憶部１３に記憶させておき、動作停止状態から電源が投入され起動した際、クレードル４に装着され、静止状態であり、且つ記憶部１３に記憶している地磁気値ＴＭと現在の地磁気値ＴＭとの差分が所定閾値未満であれば、周囲環境が変化していないものと判定し、記憶部１３に記憶している電源切断前の位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを現在の位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲとして設定することにより、電源投入後直ちに現在位置を認識することができるので、当該現在位置に応じた地図画面や経路案内画面等を提示することができる。

（６）他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、自律速度算出ユニット１１が加速度検出信号ＳＡ、気圧検出信号ＳＲ、角速度φを用いて速度Ｖ及び補正角速度φｃを算出し出力するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば角速度φを補正することなくそのままナビゲーションユニット１２へ供給するようにし、又は３軸方向の加速度を検出して所定の演算処理により速度Ｖを算出するようにする等、他の種々の手法により速度Ｖ及び補正角速度φｃ（又は角速度φ）を算出し出力するようにしても良く、要はＧＰＳ処理部１０から位置情報ＰＳを取得し得ないときにナビゲーションユニット１２により現在位置を算出できれば良い。さらには、速度Ｖ及び補正角速度φｃ（又は角速度φ）を算出しないことにより、現在位置を推定しないようにして構成を簡略化しても良い。

また上述した実施の形態においては、検出情報として位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを記憶しておくようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば位置情報ＰＳのみを記憶しておくようにし、又は自律速度算出ユニット１１において、車両１００に対するクレードル４の取付角度に起因する加速度センサ１４のオフセット補正値を算出し学習する場合に、当該オフセット補正値も検出情報として記憶しておき、電源を再投入した際に周囲環境が変化していなかったときに当該オフセット補正値も復元する等、ナビゲーション装置１の状態を表す他の種々の値を検出情報として記憶し、復元するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ナビゲーション装置１がクレードル４に装着されていることを条件に、電源切断前に地磁気値ＴＭを記憶し、また電源を再投入した際に周囲環境の変化を判定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばナビゲーション装置１がクレードル４に装着されているか否かに拘わらず、電源切断前に地磁気値ＴＭを記憶し、また電源を再投入した際に周囲環境の変化を判定するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ナビゲーション装置１が静止状態であることを条件に、電源切断前に地磁気値ＴＭを記憶し、また電源を再投入した際に周囲環境の変化を判定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばナビゲーション装置１が静止状態であるか否かに拘わらず、電源切断前に地磁気値ＴＭを記憶し、また電源を再投入した際に周囲環境の変化を判定するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、環境情報復元処理手順ＲＴ３（図８）のステップＳＰ３６において、電源切断前と電源再投入後とで周囲環境が変化していると判断された際、地磁気値ＴＭを記憶部１３から削除するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば環境情報としての地磁気値ＴＭと検出情報としての位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを対応付け、この組み合わせを記憶部１３に複数組記憶させておくようにし、電源切断前と電源再投入後とで周囲環境が変化していると判断された際にも削除しないようにしても良い。

この場合、仮に電源再投入後に周囲環境が変化しており位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを復元し得なかったとしても、その次に電源が投入された際にはいずれかの周辺環境が一致する可能性があり、このとき一致した周辺環境に対応付けられている位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを復元すればよい。

これにより、例えばナビゲーション装置１が車両１００のクレードル４から取り外される直前に地磁気値ＴＭ、位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを記憶部１３に記憶しておき、次に当該ナビゲーション装置１がユーザの家庭内等で電源を投入された際には、地磁気値ＴＭが一致しないために位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを復元しないものの、その次に当該ナビゲーション装置１が車両１００のクレードル４に装着された状態で電源が投入されれば、地磁気値ＴＭが一致するために位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲを復元でき、直ちに現在位置に応じた地図画面等を提示することができる。

さらに上述した実施の形態においては、記憶部１３に記憶している地磁気値ＴＭと新たに取得した地磁気値ＴＭとの差分が所定の閾値未満であるか否かを基に周囲環境が変化したか否かを判定するようにした場合について述べたが（検出情報復元処理手順ＲＴ３のステップＳＰ３４）、本発明はこれに限らず、例えば両者の比が所定の範囲（例えば０．９以上１．１以下等）に含まれるか否かを基に周囲環境が変化したか否かを判定する等、種々の比較手法により地磁気値ＴＭを比較して周囲環境が変化したか否かを判定するようにしても良い。

またナビゲーション装置１では、地磁気値ＴＭの差分を算出する際に比較する閾値（検出情報復元処理手順ＲＴ３のステップＳＰ３４）を敢えて大きめに設定することにより、周囲環境を同一と見なす可能性を高めるようにしても良い。

これにより、例えばナビゲーション装置１の電源切断の前後において、実際には車両１００が移動されたものの、当該車両１００の位置及び方向の変化量が僅かであり、実質的に同一の位置・方向であると見なし得るような場合にも、周囲環境を同一と見なして検出情報を復元することができる。この場合、復元した位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲがこの時点における正しい位置情報ＰＳ及び方向情報ＤＲに対する誤差を有していたとしても、この誤差は微少となるため、その後ＧＰＳ処理部１０により生成される位置情報ＰＳ等により修正することができる。

さらに上述した実施の形態においては、３軸方向の地磁気センサ１７を用いて３軸方向の地磁気値ＴＭを検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば２軸方向や１軸方向の地磁気センサを用いて２軸方向や１軸方向の地磁気値を検出し、これを環境情報として用いるようにしても良い。この場合、３軸方向の地磁気センサ１７を用いる場合よりも地磁気値の検出精度が低下するものの、ナビゲーション装置１の構成を簡素化でき、また地磁気値同士の差分算出処理を簡略化することができる。

さらに上述した実施の形態においては、静止判定部２３において加速度検出信号ＳＡの分散ＳＡｖａｒを基にナビゲーション装置１が静止状態であるか否かを判定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば角速度φの分散φｖａｒを算出して当該分散φｖａｒを基にナビゲーション装置１が静止状態であるか否かを判定するようにし、或いは加速度検出信号ＳＡの標準偏差を算出して当該標準偏差を基にナビゲーション装置１が静止状態であるか否かを判定をする等、種々の値に対する種々の統計的演算手法を用いるようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ＧＰＳアンテナ２により受信したＧＰＳ信号を基にＧＰＳ処理部１０により位置情報ＰＳを生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば準天頂衛星システム、グローナス（ＧＬＯＮＡＳＳ：Global Navigation Satellite System）やガリレオ（ＧＡＬＩＬＥＯ）等の種々の衛星測位システムを利用し、それぞれの測位信号を受信して測位処理を行い位置情報ＰＳを生成するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、ポータブル型のナビゲーション装置１に本発明を適用するようにした場合について述べたが、これに限らず、例えばナビゲーション機能を有するＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話機、パーソナルコンピュータ等、車速パルス信号又はこれに類する信号を利用せずにナビゲーション機能を実現する種々の電子機器に本発明を適用するようにしても良い。この場合、当該電子機器は車両１００に限らず、船舶や航空機等に搭載されても良い。

さらに上述の実施の形態においては、位置検出部としてのＧＰＳ処理部１０及びナビゲーションユニット１２と、地磁気センサとしての地磁気センサ１７と、記憶部としての記憶部１３と、環境変化判定部としての環境変化判定部３１と、初期情報設定部としての初期情報設定部３２とによって位置検出装置としてのナビゲーション装置１を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成でなる位置情報算出部と、地磁気センサと、記憶部と、環境変化判定部と、初期情報設定部とによって位置検出装置を構成するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、位置検出部としてのＧＰＳ処理部１０及びナビゲーションユニット１２と、記憶部としての記憶部１３と、環境変化判定部としての環境変化判定部３１と、初期情報設定部としての初期情報設定部３２と、提示部としてのナビゲーションユニット１２及び表示部３によってナビゲーション装置としてのナビゲーション装置１を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成でなる位置情報算出部と、記憶部と、環境変化判定部と、初期情報設定部と、提示部とによってナビゲーション装置を構成するようにしても良い。

本発明は、車速パルス信号等の信号の供給を受けない種々のナビゲーション装置でも利用できる。

ナビゲーション装置及びクレードルの構成を示す略線的斜視図である。ナビゲーション装置の回路構成を示すブロック図である。高度変化量の算出原理の説明に供する略線図である。角速度の補正の説明に供する略線図である。速度出力処理手順を示すフローチャートである。速度算出処理手順を示すフローチャートである。環境情報記憶処理手順を示すフローチャートである。検出情報復元処理手順示すフローチャートである。

符号の説明

１……ナビゲーション装置、２……ＧＰＳアンテナ、３……表示部、４……クレードル、１０……ＧＰＳ処理部、１１……自律速度算出ユニット、１２……ナビゲーションユニット、１３……記憶部、１７……地磁気センサ、１８……クレードル着脱検出部、２３……静止判定部、３０……環境情報処理部、３１……環境変化判定部、３２……初期情報設定部、Ｖ……速度、ＰＳ……位置情報、ＤＲ……方向情報、ＭＴ……地磁気値。

Claims

所定の測位手段から供給される測位情報を基に現在位置を検出し、当該現在位置に関する検出情報を生成する位置検出部と、
少なくとも１軸方向の地磁気値を検出する地磁気センサと、
上記位置検出部により検出した最新の上記検出情報と共に、上記地磁気センサにより検出した最新の上記地磁気値を記憶する記憶部と、
動作停止状態から起動したときに、上記地磁気センサにより検出した上記地磁気値を基に、前回動作停止したときと比較して周囲の環境が変化したか否かを判定する環境変化判定部と、
上記環境変化判定部により前回動作停止したときから上記周囲の環境が変化していないと判定された場合、上記記憶部に記憶している上記検出情報を初期の検出情報として設定する初期情報設定部と
を具えることを特徴とする位置検出装置。
上記環境変化判定部は、
上記動作停止状態から起動した際に上記地磁気センサにより検出した上記地磁気値と上記記憶部に記憶している上記地磁気値との差分が所定の閾値未満であるか否かを基に、上記周囲の環境が変化したか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
上記地磁気センサは、
３軸方向の上記地磁気値を検出し、
上記記憶部は、
上記３軸方向の上記地磁気値を記憶し、
上記環境変化判定部は、
上記地磁気センサにより検出した上記３軸方向の地磁気値と、上記記憶部に記憶している上記３軸方向の地磁気値との誤差が所定の閾値未満であるか否かを基に、上記周囲の環境が変化したか否かを判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
上記位置検出部は、
上記現在位置を表す位置情報と上記位置検出装置の進行方向を表す方向情報とを検出し、
上記記憶部は、
上記最新の位置情報及び最新の上記方向情報並びに上記最新の地磁気値を記憶し、
上記初期情報設定部は、
上記環境変化判定部により上記周囲の環境が変化していないと判定された場合、上記記憶部に記憶している上記位置情報及び上記方向情報を初期の位置情報及び初期の方向情報として設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
上記位置検出装置と対応した台座部に対して上記位置検出装置が装着されているか否かを検出する装着検出子と
を具え、
上記記憶部は、
上記装着検出子により上記位置検出装置が上記台座部に装着されていると検出された場合に、上記最新の位置情報と共に上記最新の地磁気値を記憶し、
上記環境変化検出部は、
非動作状態から起動した際に上記装着検出子により上記位置検出装置が上記台座部に装着されていると検出された場合に、上記周囲の環境が変化したか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
上記位置検出装置が静止状態にあるか否かを検出する静止状態検出部と、
を具え、
上記記憶部は、
上記静止状態検出部により上記静止状態にあると検出された場合に、上記最新の位置情報と共に上記最新の地磁気値を記憶し、
上記環境変化検出部は、
動作停止状態から起動した際に上記静止状態検出部により上記静止状態にあると検出された場合に、上記周囲の環境が変化したか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
上記静止状態検出部は、
上記測位情報を基に上記位置検出装置が静止状態にあるか否かを検出する
ことを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
加速度を検出する加速度センサと
を具え、
上記静止状態検出部は、
上記加速度センサにより検出した加速度から算出した速度の所定時間範囲における統計的なばらつきの大きさを基に、上記位置検出装置が静止状態にあるか否かを検出する
ことを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
所定の測位手段から供給される測位情報を基に現在位置を検出し、当該現在位置に関する検出情報を生成する位置検出ステップと、
上記位置検出ステップにより検出した最新の検出情報と共に、少なくとも１軸方向の地磁気値を検出する地磁気センサにより検出した最新の地磁気値を所定の記憶部に記憶する記憶ステップと、
動作停止状態から起動したときに、上記地磁気センサにより検出した上記地磁気値を基に、前回動作停止したときと比較して周囲の環境が変化したか否かを判定する環境変化判定ステップと、
上記環境変化判定ステップにより前回動作停止したときから上記周囲の環境が変化していないと判定された場合、上記記憶部に記憶している上記検出情報を初期の検出情報として設定する初期情報設定ステップと
を具えることを特徴とする位置検出方法。
位置検出装置に対して、
所定の測位手段から供給される測位情報を基に現在位置を検出し、当該現在位置に関する検出情報を生成する位置検出ステップと、
上記位置検出ステップにより検出した最新の検出情報と共に、少なくとも１軸方向の地磁気値を検出する地磁気センサにより検出した最新の地磁気値を所定の記憶部に記憶する記憶ステップと、
動作停止状態から起動したときに、上記地磁気センサにより検出した上記地磁気値を基に、前回動作停止したときと比較して周囲の環境が変化したか否かを判定する環境変化判定ステップと、
上記環境変化判定ステップにより前回動作停止したときから上記周囲の環境が変化していないと判定された場合、上記記憶部に記憶している上記検出情報を初期の検出情報として設定する初期情報設定ステップと
を実行させることを特徴とする位置検出プログラム。
所定の測位手段から供給される測位情報を基に現在位置を検出し、当該現在位置に関する検出情報を生成する位置検出部と、
上記位置検出部により検出した最新の検出情報と共に、少なくとも１軸方向の地磁気値を検出する地磁気センサにより検出した最新の地磁気値を記憶する記憶部と、
動作停止状態から起動したときに、上記地磁気センサにより検出した地磁気値を基に、前回動作停止したときと比較して周囲の環境が変化したか否かを判定する環境変化判定部と、
上記環境変化判定部により前回動作停止したときから上記周囲の環境が変化していないと判定された場合、上記記憶部に記憶している上記検出情報を初期の検出情報として設定する初期情報設定部と、
上記検出情報を基に、所定の地図上における上記現在位置、又は当該地図上において上記現在位置から所定の目的地へ至るための経路を提示する提示部と
を具えることを特徴とするナビゲーション装置。