JP4770330B2 - 移動体位置検出装置、ナビゲーション装置及びプログラム - Google Patents
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Description
GPSに代表される衛星航法測位は、地球周回軌道上を周回する複数の航法衛星から送信される衛星航法信号を衛星航法受信機で受信し、車両と各航法衛星間の距離(擬似距離)やドップラー周波数を求め、現在位置及び速度ベクトルを算出する。より正確な現在位置や進行方向を算出するためには、正確な擬似距離やドップラー周波数を観測する必要がある。しかし、建築物が密集したビル街等では航法衛星から送出される衛星航法信号の直接波が建築物等で遮断され、かつ建造物によって反射・回折された遅延波を受信する(マルチパスという。)現象が生じる場合がある。マルチパスが生じると、航法衛星との擬似距離やドップラー周波数を正確に観測することができなくなり、測位結果に大きな誤差を生じる。
ここでいう「測位率」とは、衛星航法受信機によって衛星航法用電波を受信し、測位演算を行った結果、測位データを出力することができた割合を示したものである。したがって、測位率は、所定回数測位演算を行って、全演算回数に対する測位データを出力できた回数の割合として求めることができる。なお、測位データを出力できた回数には、マルチパス等の影響により誤った測位データを出力した回数も含む。この測位率については、一定レベル以下に低下すると、自立航法測位の誤差を適切に補正することができなくなる。一般的に、測位率が60〜70%程度であれば、自立航法測位の誤差を修正するのに実用上問題ないレベルの測位を行うことができるとされている。
ここで「自立センサによる測位結果に対する信頼性」とは、ジャイロセンサ、車速センサ、加速度センサ等の各自立センサによる測位結果に含まれると推定される誤差の度合に基づいて決められるものである。そして、自立センサの「自信度」とは、自立センサによる測位結果に対する信頼性を定量化したものである。つまり、自立センサの自信度が大きければ、その分測位結果に含まれる誤差が小さいと推定される。反対に、自立センサの自信度が小さければ、その分測位結果に含まれる誤差が大きいと推定される。
以上で説明したような移動体位置検出装置の受信感度設定手段や補正手段の機能をコンピュータシステムにて実現するには、請求項8に記載のようにコンピュータシステム側で起動するプログラムとして備えればよい。このようなプログラムは、例えば光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、ハードディスク、ROM、RAM等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードすることにより、上述の各手段としての機能を実現できる。
[車載用ナビゲーション装置1の構成の説明]
図1は、本発明の実施形態である車載用ナビゲーション装置1の概略構成を示すブロック図である。
図2に示すように、GPS受信機20は、GPS用の人工衛星から送出される電波を受けるGPSアンテナ部20aと、このGPSアンテナ部20aから入力される無線周波数信号を増幅し、中間周波数信号へダウンコンバートするGPS−RF部20bと、このGPS−RF部20bから入力される中間周波数信号をデータ信号へ復調するGPS信号処理部20cと、このGPS信号処理部20cによって復調されたデータ信号に基づいて測位演算を行い、現在位置、進行方向及び速度のGPS測位データを出力するGPS測位演算部20dとで構成されている。
図3は、制御回路29が実行する「起動時受信感度設定処理」の手順を示すフローチャートである。この起動時受信感度設定処理は、所定の条件における車載用ナビゲーション装置1の起動時において、GPS受信機20に対して比較的高い所定の受信感度で測位を行うモードである高感度モードに設定し、その後比較的低い所定の低受信感度で測位を行うモードである低感度モードへ移行する処理である。この起動時受信感度設定処理は次のような処理によって判定される条件に基づくタイミングで実行される。
図4は、制御回路29が実行する「測位率に基づく受信感度設定処理」の手順を示すフローチャートである。この測位率に基づく受信感度設定処理は、車両走行中等に所定時間ごとに逐次実行される処理であり、その開始タイミングとしては、例えば、上述の起動時受信感度設定処理(図3参照)終了後等がよい。
測位率=所定時間あたりのGPS測位演算成功回数/所定時間あたりのGPS測位試行全回数×100(%)
次に、算出した測位率と基準測位率とを比較し、算出した測位率が基準測位率以上か否かを判定する(S120)。なお、ここでいう基準測位率とは、自立航法による測位に係る誤差を補正するのに十分とされる測位率の基準値(例えば、60〜70%程度)である。この基準測位率については、予め実験やシミュレーション等で好適な値を算出して登録しておけばよい。ここで、算出した測位率が基準測位率以上であると判定した場合(S120:YES)、GPS受信機20の受信感度を所定量向上させ(S130)、S110の処理へ戻る。一方、算出した測位率が基準測位率未満であると判定した場合(S120:NO)、GPS受信機20の受信感度を所定量低下させ(S140)、S110の処理へ戻る。
上記測位率に基づく受信感度設定処理(図4参照)のように、GPS受信機20の測位率に基づいて受信感度を設定する代わりに、自立センサ21の自信度に基づいて受信感度を設定するように構成してもよい。
上記測位率に基づく受信感度設定処理(図4参照)や自立センサ21の自信度に基づく受信感度設定処理(図5参照)のように、GPS受信機20の測位率や自立センサ21の自信度に基づいて受信感度を設定する代わりに、GPS受信機20において高感度モードによる測位と、低感度モードによる測位とを並行して行い、それぞれのモードにおけるGPS測位の自信度に基づいて条件がよい方の測位結果を採用して自立航法による測位結果を補正するように構成してもよい。
Claims (8)
- 移動体の進行方向及び速度を含む挙動変化を検出する自立センサからの検出情報に基づき、前記移動体の現在位置及び進行方向を算出する自立航法測位手段と、
航法衛星から送出される衛星航法用電波を受信し、前記移動体の現在位置、速度及び進行方向を含む測位データを出力する衛星航法受信機と、
前記衛星航法受信機から出力される測位データを用いて前記自立航法測位手段から算出される現在位置及び進行方向に係る誤差を補正する補正手段と
を備える移動体位置検出装置において、
前記移動体の位置若しくは作動状況、又は前記自立航法測位手段若しくは前記衛星航法受信機の測位状況に関する所定の条件に基づいて前記衛星航法受信機における衛星航法用電波の受信感度を設定する受信感度設定手段と、
前記自立航法測位手段による測位に大幅な誤差が生じる可能性がある所定の位置において本装置の電源スイッチがオフされたか否かを判定する電源オフ位置判定手段と、
前記衛星航法受信機からの測位データに基づく速度ベクトルと、前記自立センサによる検出情報に基づく速度ベクトルとを比較し、前記両速度ベクトル間の差が所定量以下になったか否かを判定する速度ベクトル差判定手段とを備え、
前記受信感度設定手段は、前記電源オフ位置判定手段による判定に基づき、前記自立航法測位手段による測位に大幅な誤差が生じる可能性がある所定の位置において本装置の電源スイッチがオフされた後の次の起動時に、受信感度を比較的高感度の所定の高受信感度に設定し、その後、前記速度ベクトル差判定手段によって前記差が所定量以下になったと判定された場合、前記受信感度を比較的低感度の所定の低受信感度に設定し、
前記衛星航法受信機は、前記受信感度設定手段により設定された受信感度によって、衛星航法用電波を受信すること
を特徴とする移動体位置検出装置。 - 移動体の進行方向及び速度を含む挙動変化を検出する自立センサからの検出情報に基づき、前記移動体の現在位置及び進行方向を算出する自立航法測位手段と、
航法衛星から送出される衛星航法用電波を受信し、前記移動体の現在位置、速度及び進行方向を含む測位データを出力する衛星航法受信機と、
前記衛星航法受信機から出力される測位データを用いて前記自立航法測位手段から算出される現在位置及び進行方向に係る誤差を補正する補正手段と
を備える移動体位置検出装置において、
前記移動体の位置若しくは作動状況、又は前記自立航法測位手段若しくは前記衛星航法受信機の測位状況に関する所定の条件に基づいて前記衛星航法受信機における衛星航法用電波の受信感度を設定する受信感度設定手段と、
前記衛星航法受信機からの測位データに基づく速度ベクトルと、前記自立センサによる検出情報に基づく速度ベクトルとを比較し、前記両速度ベクトル間の差が所定量以下になったか否かを判定する速度ベクトル差判定手段とを備え、
前記受信感度設定手段は、本装置の起動時ごとに、受信感度を比較的高感度の所定の高受信感度に設定し、その後、前記速度ベクトル差判定手段によって前記差が所定量以下になったと判定された場合、前記受信感度を比較的低感度の所定の低受信感度に設定し、
前記衛星航法受信機は、前記受信感度設定手段により設定された受信感度によって、衛星航法用電波を受信すること
を特徴とする移動体位置検出装置。 - 移動体の進行方向及び速度を含む挙動変化を検出する自立センサからの検出情報に基づき、前記移動体の現在位置及び進行方向を算出する自立航法測位手段と、
航法衛星から送出される衛星航法用電波を受信し、前記移動体の現在位置、速度及び進行方向を含む測位データを出力する衛星航法受信機と、
前記衛星航法受信機から出力される測位データを用いて前記自立航法測位手段から算出される現在位置及び進行方向に係る誤差を補正する補正手段と
を備える移動体位置検出装置において、
前記移動体の位置若しくは作動状況、又は前記自立航法測位手段若しくは前記衛星航法受信機の測位状況に関する所定の条件に基づいて前記衛星航法受信機における衛星航法用電波の受信感度を設定する受信感度設定手段と、
前記衛星航法受信機における所定時間ごとの測位率を算出する測位率算出手段とを備え、
前記受信感度設定手段は、前記測位率算出手段によって算出された測位率が所定の基準値以上である場合、受信感度を現在値から所定量低下させ、前記測位率算出手段によって算出された測位率が所定値未満である場合、受信感度を現在値から所定量向上させ、
前記衛星航法受信機は、前記受信感度設定手段により設定された受信感度によって、衛星航法用電波を受信すること
を特徴とする移動体位置検出装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の移動体位置検出装置において、
前記衛星航法受信機における所定時間ごとの測位率を算出する測位率算出手段を備え、
前記受信感度設定手段は、前記測位率算出手段によって算出された測位率が所定の基準値以上である場合、受信感度を現在値から所定量低下させ、前記測位率算出手段によって算出された測位率が所定値未満である場合、受信感度を現在値から所定量向上させること
を特徴とする移動体位置検出装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の移動体位置検出装置において、
最後に前記衛星航法受信機からの測位データに基づく補正が行われてからの経過時間、前記自立センサによる移動体の挙動変化、又は、移動体停止中における挙動変化の誤検出の有無に基づいて、前記自立センサによる測位結果に対する信頼性を表す自信度を算出する自立センサ自信度算出手段を備え、
前記受信感度判定手段は、前記自立センサ自信度算出手段によって算出された自信度が所定の基準値以上である場合、受信感度を現在値から所定量低下させ、前記自立センサ自信度算出手段によって算出された自信度が所定値未満である場合、受信感度を現在値から所定量向上させること
を特徴とする移動体位置検出装置。 - 請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載の移動体位置検出装置において、
前記補正手段によって補正された前記移動体の現在位置及び進行方向に基づき、前記移動体の現在位置に至るまでの移動軌跡を生成する走行軌跡生成手段と、
前記移動軌跡生成手段によって生成された移動軌跡と道路地図データに基づく道路情報とを照合し、前記移動軌跡を道路上に一致させて前記移動体の現在位置及び進行方向を特定するマップマッチング手段とを備えること
を特徴とする移動体位置検出装置。 - 請求項1ないし請求項6の何れか1項に記載の移動体位置検出装置と、
道路地図データを含む地図データが記憶された地図データ記憶手段と、
地図表示手段とを備え、
前記移動体位置検出装置にて検出された移動体の現在位置周辺の道路地図データを前記地図データ記憶手段から読み出し、この読み出した道路地図データに基づく道路地図と共に、予め設定された目的地までの経路及び前記移動体位置検出装置によって検出された移動体の現在位置を前記地図表示手段に識別可能に表示し、前記目的地までの経路と移動体の現在位置との関係を考慮して、所定の経路案内を行うナビゲーション装置。 - コンピュータシステムを、請求項1ないし請求項6の何れか1項に記載の移動体位置検出装置における受信感度設定手段として機能させるためのプログラム。
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