JP5891118B2 - 基準電圧更新装置、基準電圧更新方法、基準電圧更新プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、角速度センサの出力電圧に基づき角速度を検出する際に用いる基準電圧を更新する基準電圧更新装置、基準電圧更新方法、基準電圧更新プログラムおよび記録媒体に関する。

従来、例えば、車両などの移動体に搭載されるナビゲーション装置は、ジャイロセンサなどの角速度センサを備えている。ナビゲーション装置は、角速度センサの出力電圧に基づいて角速度を取得し、取得した角速度から自装置を搭載している車両（以下「自車両」という）の方位変化量を算出する。例えば、ナビゲーション装置は、算出した方位変化量に応じて、自車両の進行方向を表す自車両アイコンに対して地図画像を相対的に回転させてディスプレイに表示する。これによって、ナビゲーション装置の利用者は、地図上における自車両の進行方向などを把握することができる。

ところで、角速度センサは、角速度が「０」であるとき、所定電圧の電気信号を出力する。角速度が「０」であるときに角速度センサが出力する電気信号の電圧を、以下「中心電圧」という。例えば、ナビゲーション装置の製造者は、角速度センサの中心電圧に基づいて、予め基準電圧を設定しておく。そして、ナビゲーション装置は、基準電圧と角速度センサの出力電圧との差から角速度を検出する。

ところが、角速度センサの中心電圧は、起動ドリフトや温度ドリフトなどの影響により変化する場合がある。したがって、固定値を基準電圧として設定して角速度を検出するように構成すると、角速度の検出精度が低下することがある。このため、従来、車両が１回転した際、角速度センサの出力データに基づく回転角と、地磁気センサの出力データに基づく回転角とを算出して、これらの比を補正係数とし、以降に検出した角速度をこの補正係数を用いて補正するようにした技術がある（例えば下記特許文献１を参照）。

特開昭６３−１０９３１６号公報

しかしながら、従来技術では、車両が１回転しなければ補正係数を取得することができず、車両が１回転することは稀なため、補正係数を取得できるまでの期間が長期化し、それまでの期間における角速度の検出精度が低下する場合があるという問題が一例として挙げられる。また、従来技術では、地磁気センサを用いるが、地磁気センサを備えていないナビゲーション装置も多く、このようなナビゲーション装置では補正係数を取得できないため、角速度の検出精度が低下するという問題も一例として挙げられる。

前述した課題を解決するため、請求項１の発明に係る基準電圧更新装置は、移動体の前後方向の加速度の時間的な変化の特性と、前記移動体の左右方向の加速度の時間的な変化の特性とに基づいて、前記移動体が回転しているか否かを判定する第１判定手段と、角速度センサに基づいて、前記移動体が回転しているか否かを判定する第２判定手段と、前記第１判定手段と前記第２判定手段との判定結果が相違した場合、前記前後方向および前記左右方向の加速度が０のときの前記角速度センサの出力電圧を当該角速度センサの基準電圧として更新する更新手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項４の発明に係る基準電圧更新方法は、角速度センサの出力電圧と所定の基準電圧とに基づいて、移動体の角速度を取得する基準電圧更新装置が行う基準電圧更新方法であって、移動体の前後方向の加速度の時間的な変化の特性と、前記移動体の左右方向の加速度の時間的な変化の特性とに基づいて、前記移動体が回転しているか否かを判定する第１判定工程と、角速度センサに基づいて、前記移動体が回転しているか否かを判定する第２判定工程と、前記第１判定工程と前記第２判定工程との判定結果が相違した場合、前記前後方向および前記左右方向の加速度が０のときの前記角速度センサの出力電圧を当該角速度センサの基準電圧として更新する更新工程と、を含むことを特徴とする。

また、請求項５の発明に係る基準電圧更新プログラムは、請求項４に記載の基準電圧更新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６の発明に係る記録媒体は、請求項５に記載の基準電圧更新プログラムを記録したことを特徴とする。

本発明の実施の形態に係る基準電圧更新装置の機能的構成を示すブロック図である。 前後方向および左右方向の加速度を示す説明図である。 本実施の形態の基準電圧更新装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。 本実施例のナビゲーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本実施例のナビゲーション装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。 本実施例のナビゲーション装置が基準電圧の更新を行わない場合の一例を示す説明図である。 本実施例のナビゲーション装置が基準電圧の更新を行う場合の一例を示す説明図（その１）である。 本実施例のナビゲーション装置が基準電圧の更新を行う場合の一例を示す説明図（その２）である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る基準電圧更新装置、基準電圧更新方法、基準電圧更新プログラムおよび記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（基準電圧更新装置の機能的構成）
まず、本発明の実施の形態に係る基準電圧更新装置の機能的構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る基準電圧更新装置の機能的構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態の基準電圧更新装置１００は、前後加速度取得部１０１と、左右加速度取得部１０２と、第１判定部１０３と、角速度取得部１０４と、第２判定部１０５と、更新部１０６と、加速度センサ１１０，１２０と、角速度センサ１３０などを備えている。例えば、基準電圧更新装置１００は、車両などの移動体に搭載されて用いられる。

前後加速度取得部１０１は、基準電圧更新装置１００を搭載した移動体の前後方向の加速度を取得する機能を有する。例えば、ここで、移動体の前後方向は、地面と平行する方向であり、移動体の背面から前面に向けた方向することができる。例えば、前後加速度取得部１０１は、移動体の前後方向に対する１軸の加速度センサ１１０と接続されている。この加速度センサ１１０は基準電圧更新装置１００の内部に設けられている。前後加速度取得部１０１は、加速度センサ１１０から出力される情報に基づいて、基準電圧更新装置１００を搭載した移動体の前後方向の加速度を取得する。

左右加速度取得部１０２は、基準電圧更新装置１００を搭載した移動体の左右方向の加速度を取得する機能を有する。例えば、ここで、移動体の左右方向は、地面と平行する方向であり、前述した前後方向と直交する方向とすることができる。例えば、左右加速度取得部１０２は、移動体の左右方向に対する１軸の加速度センサ１２０と接続されている。この加速度センサ１２０は基準電圧更新装置１００の内部に設けられている。左右加速度取得部１０２は、加速度センサ１２０から出力される情報に基づいて、基準電圧更新装置１００を搭載した移動体の左右方向の加速度を取得する。

本実施の形態では、前後加速度取得部１０１と左右加速度取得部１０２とがそれぞれ異なる加速度センサにより加速度を取得しているがこれに限らない。前述の前後方向および左右方向の２軸に対する加速度を検出可能な２軸加速度センサが設けられていれば、前後加速度取得部１０１と左右加速度取得部１０２とはこの加速度センサから前後方向および左右方向の加速度を取得することができる。

第１判定部１０３は、前後加速度取得部１０１により取得された加速度と、左右加速度取得部１０２により取得された加速度とに基づいて、移動体が回転しているか否かを判定する機能を有する。例えば、第１判定部１０３は、前後加速度取得部１０１により取得された加速度と、左右加速度取得部１０２により取得された加速度との特性が近似している場合、移動体が回転していると判定する。なお、前後加速度取得部１０１および左右加速度取得部１０２が取得した加速度と、第１判定部１０３による判定例については図２を用いて後述する。

角速度取得部１０４は、角速度センサ１３０と接続されている。この角速度センサ１３０は基準電圧更新装置１００の内部に設けられている。角速度取得部１０４は、角速度センサ１３０の出力電圧と所定の基準電圧とに基づいて、移動体の角速度を取得する機能を有する。例えば、角速度取得部１０４は、基準電圧と出力電圧との差から角速度を取得する。なお、角速度センサ１３０の出力電圧に基づく角速度の取得は、公知の技術であるため詳細な説明は省略する。

第２判定部１０５は、角速度取得部１０４によって取得された角速度に基づいて、移動体が回転しているか否かを判定する機能を有する。例えば、第２判定部１０５は、角速度取得部１０４によって取得された角速度が閾値以上であれば移動体が回転していると判定し、閾値未満であれば移動体が回転していないと判定する。

また、第２判定部１０５は、角速度取得部１０４によって取得された角速度と、この角速度が取得されていた時間とを掛け合わせて求めた値を方位変化量として取得し、方位変化量が閾値以上となった場合に、角速度や方位変化量に基づいて移動体が回転しているか否かを判定してもよい。

更新部１０６は、第１判定部１０３の判定結果と第２判定部１０５の判定結果とが相違した場合、移動体に前後方向および左右方向の加速度が生じていない際の角速度センサ１３０の出力電圧を基準電圧として更新する機能を有する。例えば、更新部１０６は、移動体に前後方向および左右方向の加速度が生じていないために第１判定部１０３により移動体が回転していないと判定され、且つ、第２判定部１０５により移動体が回転していると判定された場合、現在の角速度センサ１３０の出力電圧を基準電圧として更新する。

また、更新部１０６は、第１判定部１０３により移動体が回転していると判定され、且つ、第２判定部１０５により移動体が回転していないと判定された場合、次に移動体に前後方向の加速度および左右方向の加速度が生じなくなった際の角速度センサ１３０の出力電圧を基準電圧として更新する。

このように、更新部１０６は、第１判定部１０３と第２判定部１０５との双方の判定結果が一致しなければ基準電圧を更新する。この更新に際し、更新部１０６は、移動体に前後方向および左右方向の加速度が生じていない際の角速度センサ１３０の出力電圧を基準電圧として更新する。すなわち、更新部１０６は、前後方向および左右方向の加速度といった２つの要素が共に「０」であるときに出力電圧を基準電圧として更新する。

このため、基準電圧更新装置１００は、実際に移動体が回転していない際の出力電圧（すなわち中心電圧）に基づいて基準電圧を更新できる機会を増加させることができる。したがって、基準電圧更新装置１００は、基準電圧が中心電圧と一致する精度を高めることができ、以降の角速度センサ１３０の出力電圧に基づく角速度の検出精度を高めることができる。

（基準電圧更新装置による前後方向および左右方向の加速度を用いた判定例）
ここで、図２を用いて、前後加速度取得部１０１および左右加速度取得部１０２が取得する加速度と、第１判定部１０３による判定例について説明する。図２は、前後方向および左右方向の加速度を示す説明図である。

図２に示すように、基準電圧更新装置１００は車両２００に搭載されている。例えば、ここで車両２００は、機械式駐車場などに設けられたターンテーブル２５０上に位置している。ターンテーブル２５０は、軸２６０を中心として図２中の符号２７０で示す方向に回転することができる。図２に示すように、軸２６０から基準電圧更新装置１００までの距離をｒとする。

ここで、ターンテーブル２５０が符号２７０で示す方向に角速度ωの等速円運動で回転し、この回転に伴ってターンテーブル２５０上の車両２００および基準電圧更新装置１００も同様に回転したとする。この場合、回転中の時刻ｔにおいて、基準電圧更新装置１００が取得する車両２００の前後方向の加速度Ａｘ、左右方向の加速度Ａｙ、角速度ω、距離ｒの関係は以下のように表すことができる。

（１）向心加速度 ： Ａ＝ｒω²
（２）前後方向加速度 ： Ａｘ＝Ａ×ｓｉｎ（ωｔ）
（３）左右方向加速度 ： Ａｙ＝Ａ×ｃｏｓ（ωｔ）

上記（１）〜（３）の式を用いて、回転中の所定期間Ｔの各時刻に対して解くと、例えば、前後方向加速度Ａｘや左右方向加速度Ａｙはサインカーブやコサインカーブを描くことになる。第１判定部１０３は、前後方向加速度Ａｘと左右方向加速度Ａｙとがサインカーブやコサインカーブの特性を有していれば、これらが近似していると判定し、移動体が回転していると判定する。また、第１判定部１０３は、公知のパターンマッチングなどを用いて前後方向加速度Ａｘと左右方向加速度Ａｙとが近似しているかを判定してもよい。

（基準電圧更新装置が行う処理の一例）
つぎに、基準電圧更新装置１００が行う処理の一例について説明する。図３は、本実施の形態の基準電圧更新装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、基準電圧更新装置１００は、まず、加速度センサ１１０から出力される情報に基づいて移動体の前後方向の加速度を取得し（ステップＳ３０１）、加速度センサ１２０から出力される情報に基づいて移動体の左右方向の加速度を取得する（ステップＳ３０２）。

つぎに、基準電圧更新装置１００は、角速度センサ１３０の出力電圧と基準電圧とに基づいて角速度を取得する（ステップＳ３０３）。そして、基準電圧更新装置１００は、ステップＳ３０１で取得した前後方向の加速度とステップＳ３０２で取得した左右方向の加速度とに基づいて移動体が回転しているか否かを判定して、この判定結果を得る（ステップＳ３０４）。

つぎに、基準電圧更新装置１００は、ステップＳ３０３で取得した角速度に基づいて移動体が回転しているか否かを判定して、この判定結果を得る（ステップＳ３０５）。そして、基準電圧更新装置１００は、ステップＳ３０４で得た判定結果とステップＳ３０５で得た判定結果とが相違するかを判定し（ステップＳ３０６）、相違しなければ（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、図３のフローチャートで示した一連の処理を終了する。

一方、基準電圧更新装置１００は、ステップＳ３０４で得た判定結果とステップＳ３０５で得た判定結果とが相違すれば（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、前後方向および左右方向の加速度が取得されなくなったかを判定する（ステップＳ３０７）。前後方向および左右方向の加速度が取得されなくなるまで待つ（ステップＳ３０７：Ｎｏ）。前後方向および左右方向の加速度が取得されなくなったら（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、基準電圧更新装置１００は、現在の角速度センサ１３０の出力電圧を取得し、取得した出力電圧に基づいて基準電圧を更新して（ステップＳ３０８）、図３のフローチャートで示した一連の処理を終了する。

以上に説明したように、基準電圧更新装置１００は、移動体の前後方向および左右方向の加速度に基づく回転判定と、移動体の角速度に基づく回転判定との判定結果が相違すると、基準電圧が中心電圧と一致していないと判断して、基準電圧を更新する。基準電圧を更新する際、基準電圧更新装置１００は、移動体に前後方向および左右方向の加速度が生じていないと判定した際の角速度センサ１３０の出力電圧に基づく電圧値を基準電圧として更新する。

すなわち、基準電圧更新装置１００は、前後方向および左右方向の加速度といった２つの要素が所定条件（「０」であること）を満たした際の角速度センサ１３０の出力電圧を基準電圧として更新する。これにより、基準電圧更新装置１００は、実際に移動体が回転していない際の角速度センサ１３０の出力電圧を基準電圧に設定でき、基準電圧が中心電圧と一致する精度を高めて、以降の角速度センサ１３０の出力電圧に基づく角速度の検出精度を高めることができる。

また、基準電圧更新装置１００は、検出精度を高めた角速度をナビゲーション装置などに出力し、この角速度に基づいてナビゲーション装置に方位変化量を算出させることができる。これにより、ナビゲーション装置は、利用者に精度の高い現在位置や進行方向を提供でき、利用者の利便性を高めることができる。

また、基準電圧更新装置１００は、前後方向および左右方向の加速度や角速度に基づいて移動体が回転しているか否かのみを判定できればよいため、移動体が１回転しなくても、基準電圧を更新することができる。これにより、基準電圧更新装置１００は、基準電圧を更新することのできる機会を増加させ、基準電圧を更新するまでの期間を短縮することができる。

さらに、基準電圧更新装置１００は、加速度センサ１１０，１２０や角速度センサ１３０といった一般的なナビゲーション装置が備えるセンサを用いて基準電圧の更新を行うことができるため、角速度の検出精度を高めるために、例えば地磁気センサなど特殊なセンサを別途設ける必要がなく、基準電圧更新装置１００の製造コストの低減化を図ることができる。

つぎに、前述した実施の形態の基準電圧更新装置１００の実施例について説明する。本実施例は、前述の基準電圧更新装置１００を、車両（二輪・四輪を含む）などの移動体に搭載されるナビゲーション装置に適用した場合の例である。

（ナビゲーション装置のハードウェア構成）
まず、本実施例の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４は、本実施例のナビゲーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

図４に示すように、ナビゲーション装置４００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０３と、磁気ディスクドライブ４０４と、磁気ディスク４０５と、光ディスクドライブ４０６と、光ディスク４０７と、音声Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）４０８と、スピーカ４０９と、入力デバイス４１０と、映像Ｉ／Ｆ４１１と、ディスプレイ４１２と、通信Ｉ／Ｆ４１３と、ＧＰＳユニット４１４と、各種センサ４１５と、を備えている。また、各構成部４０１〜４１５は、バス４２０によってそれぞれ接続されている。

ＣＰＵ４０１は、ナビゲーション装置４００の全体の制御を司る。ＲＯＭ４０２には、ブートプログラム、基準電圧更新プログラムなどの各種プログラムが記録されている。なお、これらのプログラムは、ＲＯＭ４０２に限らず、磁気ディスク４０５や光ディスク４０７などの不揮発性の記録媒体に記録されていてもよい。ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１のワークエリアとして使用される。

ＣＰＵ４０１は、ＲＡＭ４０３をワークエリアとして使用しながら、ＲＯＭ４０２などに記録された各種プログラムを実行することによって、ナビゲーション装置４００の全体の制御を司る。なお、各種プログラムを実行することによって得られる処理結果は、例えば、ＲＡＭ４０３に一時的に記録され、必要に応じて読み出される。また、上記の処理結果は、磁気ディスク４０５や光ディスク４０７などの不揮発性メモリに記録されることとしてもよい。

磁気ディスクドライブ４０４は、ＣＰＵ４０１の制御にしたがって磁気ディスク４０５に対するデータの読み取りや書き込みを制御する。磁気ディスク４０５には、磁気ディスクドライブ４０４の制御で書き込まれたデータが記録される。例えば、磁気ディスク４０５としては、ＨＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ）やＦＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｉｓｋ）を用いることができる。

光ディスクドライブ４０６は、ＣＰＵ４０１の制御にしたがって光ディスク４０７に対するデータの読み取りや書き込みを制御する。光ディスク４０７は、光ディスクドライブ４０６の制御にしたがってデータの読み出される着脱自在な記録媒体である。例えば、光ディスク４０７としては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤを用いることができる。光ディスク４０７は、書き込み可能な記録媒体を用いることもできる。また、この着脱可能な記録媒体は、光ディスク４０７のほか、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ）、メモリカードなどであってもよい。

磁気ディスク４０５または光ディスク４０７に記録される情報の一例として、現在位置の特定、経路探索や経路誘導などに用いる地図データが挙げられる。地図データは、ノードおよびリンクからなり、移動体（例えば車両）が移動可能な道路を表す道路データや、施設やその他地形（山、川、土地）に関するフィーチャを用いて描画される画像データを含むデータとすることができる。地図データは、施設の名称や住所などを示す文字データなどを含んでいてもよい。これらのデータが表す画像は、ディスプレイ４１２の表示画面において２次元または３次元に描画される。また、例えば、道路データには、各リンクについての長さ（距離）、道幅、道路種別（高速道路、有料道路、一般道路、私道）など、各リンクに対応する道路の属性を示す情報などが含まれていてもよい。

なお、本実施例では地図データを磁気ディスク４０５または光ディスク４０７に記録するようにしたが、これらに限るものではない。地図データは、ナビゲーション装置４００のハードウェアと一体に設けられているものに限って記録されているものではなく、ナビゲーション装置４００の外部に設けられていてもよい。例えば、この場合、ナビゲーション装置４００は、通信Ｉ／Ｆ４１３により、ネットワークを介して外部から地図データを取得し、取得した地図データをＲＡＭ４０３や磁気ディスク４０５などに記録しておき、必要に応じて読み出す。

音声Ｉ／Ｆ４０８は、音声出力用のスピーカ４０９に接続される。スピーカ４０９からは音声が出力される。入力デバイス４１０は、文字、数値、各種指示などの入力のための複数のキーを備えたリモコン、キーボード、マウス、タッチパネルなどが挙げられる。入力デバイス４１０は、利用者によって選択されたキーに対応する信号を装置内部へ入力する。

映像Ｉ／Ｆ４１１は、ディスプレイ４１２と接続される。例えば、映像Ｉ／Ｆ４１１は、ディスプレイ４１２全体の制御を行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録するＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ）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データに基づいて、ディスプレイ４１２を表示制御する制御ＩＣなどによって構成される。

ディスプレイ４１２には、アイコン、カーソル、メニュー、ウインドウ、あるいは文字や画像などの各種データが表示される。例えば、ディスプレイ４１２としては、ＣＲＴ、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどを用いることができる。

例えば、ディスプレイ４１２には、ナビゲーション装置４００を搭載した車両（自車両）の現在位置や進行方向を表す自車両アイコンや、自車両周辺の地図を表す地図画像などが表示される。例えば、ナビゲーション装置４００は、角速度を検出した場合、この加速度から方位変化量を算出し、算出した方位変化量に応じた回転角度で、自車両アイコンに対して地図画像を相対的に回転させる。これにより、ナビゲーション装置４００は、自車両の進行方向を利用者に案内することができる。

通信Ｉ／Ｆ４１３は、無線を介してネットワークに接続され、ナビゲーション装置４００とＣＰＵ４０１とのインターフェースとして機能する。通信Ｉ／Ｆ４１３は、さらに、無線を介してインターネットなどの通信網に接続され、この通信網とＣＰＵ４０１とのインターフェースとしても機能する。また、通信Ｉ／Ｆ４１３は、テレビ放送やラジオ放送を受信する。

通信網には、ＬＡＮ、ＷＡＮ、公衆回線網や携帯電話網などがある。例えば、通信Ｉ／Ｆ４１３は、ＦＭチューナー、ＶＩＣＳ／ビーコンレシーバ、無線ナビゲーション装置、およびその他のナビゲーション装置４００によって構成され、ＶＩＣＳセンターから配信される渋滞や交通規制などの道路交通情報を取得する。ＶＩＣＳは登録商標である。

ＧＰＳユニット４１４は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳシグナル（電波）を受信し、車両の現在位置を測位する。ＧＰＳユニット４１４により測位された現在位置は、後述する各種センサ４１５の出力値とともに、ＣＰＵ４０１による車両の現在位置の特定に際して利用される。

各種センサ４１５は、車両（またはナビゲーション装置４００）の挙動を計測するための情報を出力する。例えば、各種センサ４１５には、加速度センサや角速度センサなどが含まれている。各種センサ４１５の出力値は、ＣＰＵ４０１による車両（またはナビゲーション装置４００）の現在位置の特定、加速度の検出、角速度の検出、方位変化量の算出などに利用される。

例えば、ナビゲーション装置４００は、各種センサ４１５の角速度センサにより検出した角速度に基づいて、自車両が方位変化した量である方位変化量を算出する。例えば、ナビゲーション装置４００は、検出した角速度と、この角速度が検出されていた時間とを掛け合わせて方位変化量として算出する。また、ナビゲーション装置４００は、検出した角速度が閾値以上となった場合に、方位変化量を算出してもよい。この場合、ナビゲーション装置４００は、検出された閾値以上の角速度と、この角速度が閾値以上となったときから閾値以下となるまでの時間とを掛け合わせて方位変化量を算出する。

なお、例えば、図１に示した前後加速度取得部１０１と、左右加速度取得部１０２と、第１判定部１０３と、角速度取得部１０４と、第２判定部１０５と、更新部１０６との各機能部は、ＣＰＵ４０１とＲＯＭ４０２と磁気ディスクドライブ４０４と磁気ディスク４０５と各種センサ４１５などによってその機能を実現することができる。

（ナビゲーション装置が行う処理の一例）
つぎに、ナビゲーション装置４００が行う処理の一例について説明する。図５は、本実施例のナビゲーション装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。例えば、ナビゲーション装置４００は、図５のフローチャートに示す処理を、起動中、所定周期で行う。また、ナビゲーション装置４００は、各種センサ４１５により所定期間内に（例えば１０分以内に）検出された角速度および加速度を記憶している。

図５に示すように、まず、ナビゲーション装置４００は、ナビゲーション装置４００を搭載した車両が停止しているかを判定する（ステップＳ５０１）。例えば、ナビゲーション装置４００は車速が「０」であれば車両が停止していると判定し、車速が「０」でなければ停止していないと判定する。ナビゲーション装置４００は、車両が停止していなければ（ステップＳ５０１：Ｎｏ）、そのまま図５のフローチャートに示す一連の処理を終了する。

ナビゲーション装置４００は、車両が停止していれば（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、各種センサ４１５に含まれる加速度センサにより自車両の前後方向および左右方向の加速度を取得し（ステップＳ５０２）、各種センサ４１５に含まれる角速度センサにより自車両の角速度を取得する（ステップＳ５０３）。なお、例えば、自車両が停止している際に、加速度や角速度が検出される一例としては、自車両が機械式駐車場などのターンテーブル上に位置しており、ターンテーブルの回転に伴って自車両が回転した場合などがある。

つぎに、ナビゲーション装置４００は、ステップＳ５０３で取得した角速度に基づいて自車両が回転しているか否かを判定する（ステップＳ５０４）。なお、角速度に基づいて自車両が回転しているか否かを判定する判定を以下「角速度に基づく回転判定」という。

ナビゲーション装置４００は、角速度に基づく回転判定により回転していると判定したら（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５０２で取得した加速度に基づいて自車両が回転しているか否かを判定する（ステップＳ５０５）。なお、加速度に基づいて自車両が回転しているか否かを判定する判定を以下「加速度に基づく回転判定」という。加速度に基づく回転判定により回転していると判定したら（ステップＳ５０５：Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置４００は、図５のフローチャートに示す一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ５０４で、ナビゲーション装置４００は、角速度に基づく回転判定により回転していないと判定したら（ステップＳ５０４：Ｎｏ）、ステップＳ５０２で取得した加速度に基づく回転判定を行う（ステップＳ５０６）。ナビゲーション装置４００は、ステップＳ５０６の加速度に基づく回転判定により回転していないと判定した場合には（ステップＳ５０６：Ｎｏ）、前後方向および左右方向の加速度が「０」であるかを判定する（ステップＳ５０７）。

ナビゲーション装置４００は、前後方向および左右方向の加速度が「０」でなければ（ステップＳ５０７：Ｎｏ）、図５のフローチャートに示す一連の処理を終了する。前後方向および左右方向の加速度が「０」であれば（ステップＳ５０７：Ｙｅｓ）、中心電圧取り込み可能フラグをＯＮに設定して（ステップＳ５０８）、図５のフローチャートに示す一連の処理を終了する。

一方、ナビゲーション装置４００は、ステップＳ５０６の加速度に基づく回転判定により回転していると判定したら（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）、角速度の取得に用いる基準電圧を更新する基準電圧更新処理を行って（ステップＳ５０９）、図５のフローチャートに示す一連の処理を終了する。基準電圧更新処理による基準電圧の更新については図６〜８などを用いて後述するが、ナビゲーション装置４００は、例えば、中心電圧取り込み可能フラグをＯＮに設定している際の角速度センサの出力電圧に基づいて基準電圧を更新する。

また、ナビゲーション装置４００は、ステップＳ５０５の加速度に基づく回転判定により回転していないと判定した場合にも（ステップＳ５０５：Ｎｏ）、ステップＳ５０９に移行して、基準電圧更新処理を行って基準電圧を更新する。

（ナビゲーション装置による基準電圧の更新の具体的な一例）
つぎに、ナビゲーション装置４００による基準電圧更新の具体的な一例について説明する。まず、ナビゲーション装置４００が基準電圧の更新を行わない場合について説明する。図６は、本実施例のナビゲーション装置が基準電圧の更新を行わない場合の一例を示す説明図である。

図６（ａ）には、角速度センサの出力電圧および基準電圧を示している。図６（ｂ）には、車両の前後方向および左右方向の加速度を示している。図６（ａ）に示すように、時期ｔ１から時期ｔ２において、角速度センサの出力電圧は、基準電圧Ｖ１と異なるＶ２となっている。したがって、時期ｔ１から時期ｔ２において、ナビゲーション装置４００は角速度を検出し、角速度に基づく回転判定では車両が回転していると判定する。

また、図６（ｂ）に示すように、時期ｔ１から時期ｔ２において、車両の前後方向および左右方向の加速度は、サインカーブまたはコサインカーブを描くように変化しており、所定パターンの特性を有している。したがって、時期ｔ１から時期ｔ２において、ナビゲーション装置４００は前後方向および左右方向の加速度を検出し、前後方向および左右方向の加速度に基づく回転判定では車両が回転していると判定する。

このように、ナビゲーション装置４００は、角速度に基づく回転判定と、前後方向および左右方向の加速度に基づく回転判定とで共に「車両が回転している」と判定して、これら判定結果が一致したとき、基準電圧の更新を行わない。

また、図示および詳細な説明は省略するが、時期ｔ１から時期ｔ２において、ナビゲーション装置４００は、角速度センサの出力電圧が基準電圧と一致して角速度を検出していなければ、角速度に基づく回転判定では車両が回転していないと判定する。そして、例えば、この場合に、ナビゲーション装置４００は、車両の前後方向および左右方向の加速度が共に「０」であれば、前後方向および左右方向の加速度に基づく回転判定では車両が回転していないと判定する。

このように、ナビゲーション装置４００は、角速度に基づく回転判定と、前後方向および左右方向の加速度に基づく回転判定とで共に「車両が回転していない」と判定して、これら判定結果が一致したときも、基準電圧の更新を行わない。

つぎに、ナビゲーション装置４００が基準電圧の更新を行う場合について説明する。図７は、本実施例のナビゲーション装置が基準電圧の更新を行う場合の一例を示す説明図（その１）である。

図７（ｃ）には、角速度センサの出力電圧および基準電圧を示している。図７（ｄ）には、車両の前後方向および左右方向の加速度を示している。図７（ｃ）に示すように、時期ｔ３から時期ｔ４において、角速度センサの出力電圧は、基準電圧Ｖ１と異なるＶ２となっている。したがって、時期ｔ３から時期ｔ４において、ナビゲーション装置４００は角速度を検出し、角速度に基づく回転判定では車両が回転していると判定する。

また、図７（ｄ）に示すように、時期ｔ３から時期ｔ４において、車両の前後方向および左右方向の加速度は、共に「０」であり、所定パターンの特性を有していない。したがって、時期ｔ３から時期ｔ４において、ナビゲーション装置４００は前後方向および左右方向の加速度を検出せず、前後方向および左右方向の加速度に基づく回転判定では車両が回転していないと判定する。

このように、ナビゲーション装置４００は、角速度に基づく回転判定では「車両が回転している」と判定し、前後方向および左右方向の加速度に基づく回転判定では「車両が回転していない」と判定して、これらの判定結果が一致しなかったとき、基準電圧の更新を行う。

例えば、この場合、ナビゲーション装置４００は、角速度を検出し、且つ、前後方向および左右方向の加速度を検出していない際（図７の例では時期ｔ３から時期ｔ４）の角速度センサの出力電圧を基準電圧として更新する。具体的に、例えば、この場合、ナビゲーション装置４００は基準電圧をＶ２に更新する（図７中符号７００の矢印参照）。以降、ナビゲーション装置４００は、基準電圧Ｖ２を基準に角速度を検出する。

図８は、本実施例のナビゲーション装置が基準電圧の更新を行う場合の一例を示す説明図（その２）である。図８（ｅ）には、角速度センサの出力電圧および基準電圧を示している。図８（ｆ）には、車両の前後方向および左右方向の加速度を示している。

図８（ｅ）に示すように、時期ｔ５から時期ｔ６において、角速度センサの出力電圧は、基準電圧Ｖ１と一致するＶ１となっている。したがって、時期ｔ５から時期ｔ６において、ナビゲーション装置４００は角速度を検出せず、角速度に基づく回転判定では車両が回転していないと判定する。

また、図８（ｆ）に示すように、時期ｔ５から時期ｔ６において、車両の前後方向および左右方向の加速度は、サインカーブまたはコサインカーブを描くように変化しており、所定パターンの特性を有している。したがって、時期ｔ５から時期ｔ６において、ナビゲーション装置４００は前後方向および左右方向の加速度を検出し、前後方向および左右方向の加速度に基づく回転判定では車両が回転していると判定する。

このように、ナビゲーション装置４００は、角速度に基づく回転判定では「車両が回転していない」と判定し、前後方向および左右方向の加速度に基づく回転判定では「車両が回転している」と判定して、これらの判定結果が一致しなかったとき、基準電圧の更新を行う。

例えば、この場合、ナビゲーション装置４００は、上記判定後、前後方向および左右方向の加速度を検出しなくなった際（図８の例で、例えば時期ｔ６）の角速度センサの出力電圧を基準電圧として更新する。具体的に、例えば、この場合、ナビゲーション装置４００は基準電圧をＶ３に更新する（図８中符号８００の矢印参照）。以降、ナビゲーション装置４００は、基準電圧Ｖ３を基準に角速度を検出する。

以上に説明したように、ナビゲーション装置４００は、角速度に基づく回転判定と前後方向および左右方向の加速度に基づく回転判定との判定結果が相違した場合、基準電圧を更新する。この更新に際し、ナビゲーション装置４００は、前後方向および左右方向の加速度といった２つの要素が共に「０」であるときに出力電圧を基準電圧として更新する。

このため、ナビゲーション装置４００は、実際に移動体が回転していない際の出力電圧（すなわち中心電圧）に基づいて基準電圧を更新できる機会を増加させることができる。したがって、基準電圧更新装置１００は、基準電圧が中心電圧と一致する精度を高めることができ、以降の角速度センサ１３０の出力電圧に基づく角速度の検出精度を高めることができる。

具体的に、前後方向および左右方向の加速度といった２つの要素に基づく判定結果の方が、一方の要素のみに基づく判定結果よりも信頼性が高いと考えられる。このため、ナビゲーション装置４００は、前後方向および左右方向の加速度が共に「０」であることを条件として、自車両が回転していないと判定した際の出力電圧を基準電圧として更新することにより、中心電圧の電圧値を基準電圧として更新できる機会を増加させることができる。したがって、ナビゲーション装置４００は、基準電圧が中心電圧と一致する精度を高めることができ、以降の角速度センサの出力電圧に基づく角速度の検出精度を高めることができる。

そして、ナビゲーション装置４００は、角速度の検出精度を高めることで算出する方位変化量の精度も高めることができ、例えば、利用者に正確な自車両の進行方向を案内することができ、利用者の利便性を高めることができる。また、例えば、ナビゲーション装置４００は、精度を高めた方位変化量に基づいて現在位置の特定を行うことができるため、現在位置の特定精度を高めることができ、利用者に正確な現在位置を案内することができ、利用者の利便性を高めることができる。

また、ナビゲーション装置４００は、前後方向および左右方向の加速度や角速度に基づいて自車両が回転しているか否かのみを判定できればよいため、自車両が１回転しなくても、基準電圧を更新することができる。これにより、ナビゲーション装置４００は、基準電圧を更新することのできる機会を増加させ、基準電圧を更新するまでの期間を短縮することができる。

さらに、ナビゲーション装置４００は、加速度センサや角速度センサといった一般的なナビゲーション装置が備えるセンサを用いて基準電圧の更新を行うことができるため、角速度の検出精度を高めるために、例えば地磁気センサなど特殊なセンサを別途設ける必要がなく、ナビゲーション装置４００の製造コストの低減化を図ることができる。

以上に説明したように、本発明によれば、角速度センサの出力電圧に基づく角速度の検出精度を高めることができる。

なお、本実施の形態で説明した基準電圧更新方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータ、ワークステーション、移動体端末（例えばナビゲーション装置や携帯電話）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媒体であってもよい。

１００ 基準電圧更新装置
１０１ 前後加速度取得部
１０２ 左右加速度取得部
１０３ 第１判定部
１０４ 角速度取得部
１０５ 第２判定部
１０６ 更新部
１１０，１２０ 加速度センサ
１３０ 角速度センサ
２００ 車両
２５０ ターンテーブル

Claims (6)

1. 移動体の前後方向の加速度の時間的な変化の特性と、前記移動体の左右方向の加速度の時間的な変化の特性とに基づいて、前記移動体が回転しているか否かを判定する第１判定手段と、
   角速度センサに基づいて、前記移動体が回転しているか否かを判定する第２判定手段と、
   前記第１判定手段と前記第２判定手段との判定結果が相違した場合、前記前後方向および前記左右方向の加速度が０のときの前記角速度センサの出力電圧を当該角速度センサの基準電圧として更新する更新手段と、
   を備えることを特徴とする基準電圧更新装置。
2. 前記第１判定手段は、
   前記前後方向の加速度の時間的な変化の特性と、前記左右方向の加速度の時間的な変化の特性とが近似している場合、前記移動体が回転していると判定することを特徴とする請求項１に記載の基準電圧更新装置。
3. 前記前後方向の加速度を取得する前後加速度取得手段と、
   前記左右方向の加速度を取得する左右加速度取得手段と、
   前記角速度センサの出力電圧と基準電圧とに基づいて、前記移動体の角速度を取得する角速度取得手段と、
   をさらに備え、
   前記第１判定手段は、
   前記前後加速度取得手段により取得された前後方向の加速度の時間的な変化の特性と、前記左右加速度取得手段により取得された左右方向の加速度の時間的な変化の特性とに基づいて、前記移動体が回転しているか否かを判定し、
   前記第２判定手段は、
   前記角速度取得手段により取得された角速度に基づいて、前記移動体が回転しているか否かを判定し、
   前記更新手段は、
   前記前後加速度取得手段により取得された前後方向の加速度と、前記左右加速度取得手段により取得された左右方向の加速度とが０のときの前記角速度センサの出力電圧を当該角速度センサの基準電圧として更新することを特徴とする請求項１または２に記載の基準電圧更新装置。
4. 角速度センサの出力電圧と所定の基準電圧とに基づいて、移動体の角速度を取得する基準電圧更新装置が行う基準電圧更新方法であって、
   移動体の前後方向の加速度の時間的な変化の特性と、前記移動体の左右方向の加速度の時間的な変化の特性とに基づいて、前記移動体が回転しているか否かを判定する第１判定工程と、
   角速度センサに基づいて、前記移動体が回転しているか否かを判定する第２判定工程と、
   前記第１判定工程と前記第２判定工程との判定結果が相違した場合、前記前後方向および前記左右方向の加速度が０のときの前記角速度センサの出力電圧を当該角速度センサの基準電圧として更新する更新工程と、
   を含むことを特徴とする基準電圧更新方法。
5. 請求項４に記載の基準電圧更新方法をコンピュータに実行させることを特徴とする基準電圧更新プログラム。
6. 請求項５に記載の基準電圧更新プログラムを記録したことを特徴とする記録媒体。

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