JP7322740B2 - 車両用測位装置および車両用測位プログラム - Google Patents

Description

本開示は、車両用測位装置および車両用測位プログラムに関するものである。

従来、特許文献１に記載されているように、車速センサ、ジャイロセンサ、ＧＰＳ受信機からの信号に基づいてカルマンフィルタを用いて誤差を修正しながら車両の走行軌跡を算出する装置が知られている。

特開２０１５－９４６９０号公報

発明者の検討によれば、車速センサの距離係数等のセンサ特性は、例えば、車両のタイヤの変化および車速センサの経年変化等により比較的緩やかに変化する。また、ジャイロセンサのオフセットおよびゲイン等のセンサ特性は、例えば、ジャイロセンサの温度変化等により比較的緩やかに変化する。このため、特許文献１に記載されている装置では、車両の電源がオンされている状態において、カルマンフィルタによる誤差修正時間を比較的長くすることができるため、カルマンフィルタによる推定誤差の信頼性を比較的高くすることができる。

また、特許文献１に記載されている装置では、車両の電源がオフされるときに車両の電源がオフされる直前のカルマンフィルタによる推定誤差が記憶される。これにより、車両の電源がオフされる直前のカルマンフィルタによる推定誤差から継続して車両の走行軌跡を算出することができる。

ここで、車両の電源がオフからオンにされる間にセンサ特性が変化していた場合に車両の電源がオンされると、車両の電源がオンされた直後の状態は、車両の電源がオフされる直前の状態になるため、誤差に急激な変化が生じる。しかし、カルマンフィルタによる誤差修正時間は、上記したように比較的長いため、カルマンフィルタによる推定誤差が適切な値に収束するまでに時間がかかる。このため、車両の電源がオンされた直後では、カルマンフィルタに用いられる誤差の急激な変化に追従できなく、車両の走行軌跡の精度が低下することがある。

本開示は、車両の電源がオン直後の車両の走行軌跡の精度を向上させる車両用測位装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、車速センサ（１１）からの車両のタイヤの回転に応じた信号に基づいて、車両の移動距離（Ｌ）を算出する移動距離計測部（Ｓ１３０）と、ジャイロセンサ（１２）からの車両のヨーレート（Ｒ）に応じた信号に基づいて、車両の方位変化量（Ｄ）を算出する方位変化量計測部（Ｓ１３０）と、移動距離および方位変化量に基づいて、車両の位置および方位（θｄ）に関する値を算出する位置推測部（Ｓ１５０）と、移動距離に関する値と、位置推測部によって算出される車両の位置および方位（θｄ）に関する値と、衛星からの信号に基づいて算出される車両の位置および方位（θｇ）に関する値とに基づいて、移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）と方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）とを成分として含む誤差共分散行列（Ｐ）を算出し、算出した誤差共分散行列に基づいて移動距離および方位変化量を補正するカルマンフィルタ（Ｓ２１０～Ｓ２７０）と、車両の電源がオフからオンにされる間に車速センサの特性が変化していたとき、誤差共分散行列の成分のうち移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）を、カルマンフィルタによる誤差共分散行列の算出とは別で、車両の電源がオフされる前よりも大きくする変更部（Ｓ３２０）と、車両の電源がオフからオンにされる間にタイヤの径が変化していたか否かによって、車両の電源がオフからオンにされる間に車速センサの特性が変化していたか否かを判定する車速特性判定部（Ｓ３００、Ｓ３１０）と、を備える車両用測位装置である。

請求項６に記載の発明は、車速センサ（１１）からの車両のタイヤの回転に応じた信号に基づいて、車両の移動距離（Ｌ）を算出する移動距離計測部（Ｓ１３０）と、ジャイロセンサ（１２）からの車両のヨーレート（Ｒ）に応じた信号に基づいて、車両の方位変化量（Ｄ）を算出する方位変化量計測部（Ｓ１３０）と、移動距離および方位変化量に基づいて、車両の位置および方位（θｄ）に関する値を算出する位置推測部（Ｓ１５０）と、移動距離に関する値と、位置推測部によって算出される車両の位置および方位（θｄ）に関する値と、衛星からの信号に基づいて算出される車両の位置および方位（θｇ）に関する値とに基づいて、移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）と方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）とを成分として含む誤差共分散行列（Ｐ）を算出し、算出した誤差共分散行列に基づいて移動距離および方位変化量を補正するカルマンフィルタ（Ｓ２１０～Ｓ２７０）と、車両の電源がオフからオンにされる間にジャイロセンサの特性が変化していたとき、誤差共分散行列の成分のうち方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）を、カルマンフィルタによる誤差共分散行列の算出とは別で、車両の電源がオフされる前よりも大きくする変更部（Ｓ３４０）と、車両の電源がオフされる前のジャイロセンサの温度に対する車両の電源がオンされるときの温度の変化（ΔＨｇ）に基づいて、車両の電源がオフからオンにされる間にジャイロセンサの特性が変化していたか否かを判定するジャイロ特性判定部（Ｓ３３０）と、を備える車両用測位装置である。

請求項９に記載の発明は、車両用測位装置を、車速センサ（１１）からの車両のタイヤの回転に応じた信号に基づいて、車両の移動距離（Ｌ）を算出する移動距離計測部（Ｓ１３０）、ジャイロセンサ（１２）からの車両のヨーレート（Ｒ）に応じた信号に基づいて、車両の方位変化量（Ｄ）を算出する方位変化量計測部（Ｓ１３０）、移動距離および方位変化量に基づいて、車両の位置および方位（θｄ）に関する値を算出する位置推測部（Ｓ１５０）、移動距離に関する値と、位置推測部によって算出される車両の位置および方位（θｄ）に関する値と、衛星からの信号に基づいて算出される車両の位置および方位（θｇ）に関する値とに基づいて、移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）と方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）とを成分として含む誤差共分散行列（Ｐ）を算出し、算出した誤差共分散行列に基づいて移動距離および方位変化量を補正するカルマンフィルタ（Ｓ２１０～Ｓ２７０）、車両の電源がオフからオンにされる間に車速センサの特性が変化していたとき、誤差共分散行列の成分のうち移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）を、カルマンフィルタによる誤差共分散行列の算出とは別で、車両の電源がオフされる前よりも大きくする変更部（Ｓ３２０）、車両の電源がオフからオンにされる間にタイヤの径が変化していたか否かによって、車両の電源がオフからオンにされる間に車速センサの特性が変化していたか否かを判定する車速特性判定部（Ｓ３００、Ｓ３１０）として、機能させる車両用測位プログラムである。

請求項１０に記載の発明は、車両用測位装置を、車速センサ（１１）からの車両のタイヤの回転に応じた信号に基づいて、車両の移動距離（Ｌ）を算出する移動距離計測部（Ｓ１３０）、ジャイロセンサ（１２）からの車両のヨーレート（Ｒ）に応じた信号に基づいて、車両の方位変化量（Ｄ）を算出する方位変化量計測部（Ｓ１３０）、移動距離および方位変化量に基づいて、車両の位置および方位（θｄ）に関する値を算出する位置推測部（Ｓ１５０）、移動距離に関する値と、位置推測部によって算出される車両の位置および方位（θｄ）に関する値と、衛星からの信号に基づいて算出される車両の位置および方位（θｇ）に関する値とに基づいて、移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）と方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）とを成分として含む誤差共分散行列（Ｐ）を算出し、算出した誤差共分散行列に基づいて移動距離および方位変化量を補正するカルマンフィルタ（Ｓ２１０～Ｓ２７０）、車両の電源がオフからオンにされる間にジャイロセンサの特性が変化していたとき、誤差共分散行列の成分のうち方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）を、カルマンフィルタによる誤差共分散行列の算出とは別で、車両の電源がオフされる前よりも大きくする変更部（Ｓ３４０）、車両の電源がオフされる前のジャイロセンサの温度に対する車両の電源がオンされるときの温度の変化（ΔＨｇ）に基づいて、車両の電源がオフからオンにされる間にジャイロセンサの特性が変化していたか否かを判定するジャイロ特性判定部（Ｓ３３０）として、機能させる車両用測位プログラムである。

これにより、車両の電源がオフからオンにされる間にセンサ特性が変化していたとき、車両の電源がオンされた直後であっても、そのセンサによる計測誤差の確からしさに関する値を大きくすることができる。このため、カルマンフィルタによる推定誤差が適切な値に収束するまでにかかる時間を短くすることができる。したがって、車両の走行軌跡の精度を向上させることができる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

測位装置が用いられる車両用ナビゲーションシステムの構成図。 測位装置のカルマンフィルタのモデルを示すブロック図。 測位装置が実行する処理のフローチャート。 測位装置が実行する処理のサブフローチャート。 測位装置が実行する処理のサブフローチャート。

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。

測位装置５０は、例えば、車両用ナビゲーションシステム１０に用いられる。まず、この車両用ナビゲーションシステム１０について説明する。

車両用ナビゲーションシステム１０は、図１に示すように、タイヤ空気圧監視システム２０と通信するための図示しないインターフェースを備える。また、車両用ナビゲーションシステム１０は、車速センサ１１、ジャイロセンサ１２、ジャイロ温度センサ１３、ＧＮＳＳ受信部１４および測位装置５０を備える。

タイヤ空気圧監視システム２０は、図示しない空気圧センサと、図示しないタイヤ交換スイッチとを有する。空気圧センサは、車両のタイヤの空気圧に応じた信号を後述の測位装置５０に出力する。タイヤ交換スイッチは、車両の運転者によって操作されることによりタイヤが交換されたか否かに応じた信号を測位装置５０に出力する。なお、図において、タイヤ空気圧監視システム２０がＴＰＭＳと表記されている。また、ＴＰＭＳとは、Tire Pressure Monitoring Systemの略である。

車速センサ１１は、車両のタイヤの回転に同期したパルス信号を測位装置５０に出力する。

ジャイロセンサ１２は、車両のヨーレートＲに応じた信号を測位装置５０に出力する。

ジャイロ温度センサ１３は、ジャイロセンサ１２の温度に応じた信号を測位装置５０に出力する。また、ジャイロ温度センサ１３は、ここでは、ジャイロセンサ１２と一体になっている。なお、ジャイロ温度センサ１３は、ジャイロセンサ１２と別体でなっていてもよい。

ＧＮＳＳ受信部１４は、図示しない複数の測位衛星から信号を受信する。また、ＧＮＳＳ受信部１４は、この受信した信号に基づいて、車両のＧＮＳＳ絶対位置、ＧＮＳＳ絶対方位θｇおよびＧＮＳＳ車速Ｖｇ等を算出する。さらに、ＧＮＳＳ受信部１４は、この算出したＧＮＳＳ絶対位置、ＧＮＳＳ絶対方位θｇおよびＧＮＳＳ車速Ｖｇ等を測位装置５０に出力する。なお、ＧＮＳＳ受信部１４に用いられる測位衛星は、例えば、ＧＰＳ衛星、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星、Ｇａｌｉｌｅｏ衛星および準天頂衛星等である。

測位装置５０は、車速特性判定部、ジャイロ特性判定部、距離記憶部、方位記憶部、変更部、読出部等に対応しており、マイコン等を主体として構成されている。また、測位装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、Ｉ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスライン等を備えている。さらに、測位装置５０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、車両の走行軌跡を算出する。具体的には、測位装置５０は、移動距離計測部５１、方位変化量計測部５２、相対軌跡演算部５３、絶対位置推測部５４、カルマンフィルタ５５等を機能ブロックとして有する。

移動距離計測部５１は、車速センサ１１からの信号および後述のカルマンフィルタ５５による補正対象の値に基づいて、車両の移動距離Ｌを算出する。

方位変化量計測部５２は、ジャイロセンサ１２からの信号および後述のカルマンフィルタ５５による補正対象の値に基づいて、車両の方位変化量Ｄを算出する。

相対軌跡演算部５３は、移動距離計測部５１により算出された移動距離Ｌと方位変化量計測部５２により算出された方位変化量Ｄとに基づいて、車両の相対軌跡および車速Ｖｃを算出する。

絶対位置推測部５４は、移動距離計測部５１により算出された移動距離Ｌと方位変化量計測部５２により算出された方位変化量Ｄとに基づいて、車両の絶対方位θｄおよび絶対位置を算出する。

カルマンフィルタ５５は、ＧＮＳＳ受信部１４からの信号、相対軌跡演算部５３により算出された車速Ｖｃ、ならびに、絶対位置推測部５４により算出された絶対方位θｄおよび絶対位置に基づいて、後述する補正対象の値を算出する。

また、ここでは、カルマンフィルタ５５は、図２に示すように、状態量生成過程と観測過程とを有する。

状態量生成過程において、カルマンフィルタ５５によって推定される誤差である状態量ｘが設定されている。この状態量ｘは、以下関係式（１－１）に示す状態方程式によって更新される。なお、この状態量ｘの詳細については、後述する。また、以下関係式において、ｔは、自然数であって、回数を表す。ｘ（ｔ）は、ｔ回目に更新するときの状態量ｘである。Ａ（ｔ＋１，ｔ）は、ｘ（ｔ）からｘ（ｔ＋１）への状態遷移行列Ａである。ｖ（ｔ）は、ｔ回目に更新するときに状態量生成過程にて発生する雑音である。

観測過程において、車速センサ１１、ジャイロセンサ１２およびＧＮＳＳ受信部１４からの信号に基づいて観測される値である観測値ｙが設定されている。この観測値ｙは、以下関係式（１－２）に示す観測方程式によって表される。これにより、関係式（１－１）と（１－２）との関係は、図２に示すブロック線図のように表される。なお、この観測値ｙの詳細については、後述する。また、以下関係式において、Ｃ（ｔ）は、ｘ（ｔ）からｙ（ｔ）に変換する観測行列Ｃである。ｗ（ｔ）は、ｔ回目に更新するときに観測過程にて発生する雑音である。

また、カルマンフィルタ５５は、以下関係式（２－１）～（２－５）を用いて、状態量ｘを所定の周期Ｔｍで繰り返し推定する。なお、以下関係式において、Ｇ（ｔ）は、ｔ回目に更新するときのカルマンゲインＧである。Ｐは、状態量ｘの誤差共分散行列である。Ｐ（ｔ｜ｔ－１）は、事前誤差共分散行列であって、（ｔ－１）回目の更新までの情報に基づいてｔ回目に更新するときの誤差共分散行列Ｐの予測値である。Ｐ（ｔ｜ｔ）は、ｔ回目までの情報に基づいた誤差共分散行列Ｐである。Ａ（ｔ｜ｔ－１）は、（ｔ－１）回目の更新までの情報に基づいてｔ回目に更新するときの状態遷移行列Ａの推定値である。Ｖ（ｔ）は、ｔ回目に更新するときの状態量生成過程にて発生する雑音の共分散行列である。Ｗ（ｔ）は、ｔ回目に更新するときの観測過程にて発生する雑音の共分散行列である。ｘ（ｔ｜ｔ－１）は、事前推定値であって、（ｔ－１）回目までの情報に基づいたｔ回目の更新における状態量ｘの予測値である。ｘ（ｔ｜ｔ）は、事後推定値であって、ｔ回目の更新までの情報に基づいた状態量ｘの最適推定値である。Ｉは、単位行列である。上付添字の「Ｔ」は、転置行列を意味する。上付添字の「－１」は、逆行列を意味する。

また、ここでは、カルマンフィルタ５５は、この推定した状態量ｘをフィードバックして補正する。これにより、関係式（２－４）において、ｘ（ｔ｜ｔ－１）をゼロと仮定することができるため、関係式（２－４）を以下関係式（３）に示すように変形することができる。よって、カルマンフィルタ５５は、カルマンゲインＧと観測値ｙとに基づいて、状態量ｘの最適推定値を推定する。また、カルマンフィルタ５５は、この推定した状態量ｘの最適推定値に基づいて、後述する補正値を算出する。

以上のように、車両用ナビゲーションシステム１０は構成されている。この車両用ナビゲーションシステム１０では、測位装置５０によって、車両の走行軌跡が精度良く算出される。この車両の走行軌跡の算出について説明するために、図３のフローチャートを参照して、測位装置５０の処理について説明する。ここでは、車両の電源がオンされたとき、例えば、車両のイグニッションがオンされたときに、測位装置５０は、ＲＯＭに記憶されているプログラムの処理を実行する。

ステップＳ１００において、車両の電源がオフであったことにより測位装置５０の作業領域としてのＲＡＭが初期化されている。このため、測位装置５０は、後述するステップＳ１７０のバックアップ処理にて記憶された各データをフラッシュメモリから読み戻す。また、測位装置５０は、この読み戻した各データをＲＡＭに記憶させる。

続いて、ステップＳ１１０において、測位装置５０は、タイヤ空気圧監視システム２０の図示しない空気圧センサから出力される車両のタイヤの空気圧に基づいて、誤差共分散行列Ｐについてリセット処理を行う。また、測位装置５０は、タイヤ空気圧監視システム２０の図示しないタイヤ交換スイッチから出力されるタイヤが交換されたか否かに応じた信号に基づいて、誤差共分散行列Ｐについてリセット処理を行う。さらに、測位装置５０は、ジャイロ温度センサ１３から出力されるジャイロセンサ１２の温度に基づいて、誤差共分散行列Ｐについてリセット処理を行う。なお、このリセット処理については、後述する。

続いて、ステップＳ１２０において、測位装置５０は、車両の電源がオフされたか否かを判定する。車両の電源がオフされたとき、処理は、ステップＳ１７０に移行する。また、車両の電源がオンされたとき、処理は、ステップＳ１３０に移行する。なお、ここで、以下では、便宜上、ステップＳ１２０の処理が開始されてからステップＳ１２０の処理に戻るまでの一連の動作期間を周期Ｔｍとする。

ステップＳ１２０に続くステップＳ１３０において、測位装置５０は、車両の移動距離Ｌおよび方位変化量Ｄを算出する。

具体的には、測位装置５０の移動距離計測部５１は、以下関係式（４）に示すように、周期Ｔｍ内において車速センサ１１から出力されたパルスの数に、距離係数Ｋを乗算することによって、移動距離Ｌを算出する。なお、この距離係数Ｋは、車速センサ１１から出力された１パルスあたりの車両の移動量を示す値であって、ここでは、後述する補正対象になっている。以下関係式において、Ｌ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍにて更新されるときの移動距離Ｌである。Ｎ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍ内において車速センサ１１から出力されたパルスの数である。Ｋ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍにて移動距離Ｌの算出に用いられる距離係数Ｋである。

また、測位装置５０の方位変化量計測部５２は、以下関係式（５）に示すように、ジャイロセンサ１２からの車両のヨーレートＲに周期Ｔｍを乗算する。さらに、方位変化量計測部５２は、この乗算した値から、後述する補正対象としてのオフセット補正値Ｆに周期Ｔｍを乗算した値を減算することにより、この乗算した値をオフセット補正する。これにより、ヨーレートＲがゼロであるときに対応するジャイロセンサ１２の出力値の変化による誤差が補正される。また、方位変化量計測部５２は、このオフセット補正した値に、後述する補正対象としてのゲイン補正値Ｓを乗算することによりゲイン補正する。これにより、ヨーレートＲに対するジャイロセンサ１２の出力値の変化による誤差が補正される。なお、以下関係式において、Ｒ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍにおいてジャイロセンサ１２から出力されたヨーレートＲである。Ｆ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍにて方位変化量Ｄの算出に用いられるオフセット補正値Ｆである。Ｓ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍにて方位変化量Ｄの算出に用いられるゲイン補正値Ｓである。

続いて、ステップＳ１４０において、測位装置５０は、車両の相対軌跡および車速Ｖｃを算出する。

具体的には、測位装置５０の相対軌跡演算部５３は、以下関係式（６）を用いて、相対方位θｓを算出する。ここでは、相対軌跡演算部５３は、前回の周期Ｔｍにて算出された相対方位θｓに、上記ステップＳ１３０にて方位変化量計測部５２により算出された方位変化量Ｄを加算することにより、今回の周期Ｔｍにおける相対方位θｓを算出する。θｓ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍにおいて算出された相対方位θｓである。

また、相対軌跡演算部５３は、この算出した相対方位θｓと上記ステップＳ１２０にて移動距離計測部５１により算出された移動距離Ｌとに基づいて、相対位置座標のＸ成分の移動量を算出する。さらに、相対軌跡演算部５３は、以下関係式（７－１）に示すように、この算出したＸ成分の移動量を、前回の周期Ｔｍにて算出した相対位置座標のＸ成分に加算することにより、今回の周期Ｔｍにおける相対位置座標のＸ成分を算出する。また、同様に、相対軌跡演算部５３は、以下関係式（７－２）に示すように、今回の周期ＴｍにおけるＹ成分の移動量を、前回の周期Ｔｍにて算出した相対位置座標のＹ成分に加算することにより、今回の周期Ｔｍにおける相対位置座標のＹ成分を算出する。なお、以下関係式において、ｒｅｌ＿ｘ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍにおいて算出される相対位置座標のＸ成分である。ｒｅｌ＿ｙ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍにおいて算出される相対位置座標のＹ成分である。

また、相対軌跡演算部５３は、以下関係式（８）に示すように、上記ステップＳ１２０にて移動距離計測部５１により算出された移動距離Ｌを周期Ｔｍで除算することによって、車両の車速Ｖｃを算出する。なお、以下関係式において、Ｖｃ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍにおいて算出された車速Ｖｃである。

続いて、ステップＳ１５０において、測位装置５０は、絶対方位θｄおよび絶対位置を算出する。

具体的には、測位装置５０の絶対位置推測部５４は、以下関係式（９）に示すように、前回の周期Ｔｍにて算出された絶対方位θｄに、上記ステップＳ１３０にて方位変化量計測部５２により算出された方位変化量Ｄを加算する。これにより、絶対位置推測部５４は、絶対方位θｄを算出する。なお、以下関係式において、θｄ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍにおいて算出される絶対方位θｄである。

また、絶対位置推測部５４は、この算出した絶対方位θｄと上記ステップＳ１２０にて移動距離計測部５１により算出した移動距離Ｌとに基づいて、絶対位置座標のＸ成分の移動量を算出する。さらに、絶対位置推測部５４は、以下関係式（１０－１）に示すように、この算出したＸ成分の移動量を、前回の周期Ｔｍにて算出した絶対位置座標のＸ成分に加算することにより、今回の周期Ｔｍにおける絶対位置座標のＸ成分を算出する。また、同様に、絶対位置推測部５４は、以下関係式（１０－２）に示すように、今回の周期ＴｍにおけるＹ成分の移動量を、前回の周期Ｔｍにて算出した絶対位置座標のＹ成分に加算することにより、今回の周期Ｔｍにおける絶対位置座標のＹ成分を算出する。なお、以下関係式において、ａｂｓ＿ｘ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍにおいて算出される絶対位置座標のＸ成分である。ａｂｓ＿ｙ（ｔ）は、ｔ回目の周期Ｔｍにおいて算出される絶対位置座標のＹ成分である。

続いて、ステップＳ１６０において、測位装置５０は、ＧＮＳＳとの複合化処理を行う。この処理を説明するために、図４のサブフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ２００において、測位装置５０は、ＧＮＳＳ受信部１４からのデータ、ここでは、ＧＮＳＳ絶対位置、ＧＮＳＳ絶対方位θｇおよびＧＮＳＳ車速Ｖｇ等を所定時間以内に新たに取得したか否かを判定する。測位装置５０がＧＮＳＳ受信部１４からのデータを、所定時間以内に新たに取得しているとき、処理は、ステップＳ２１０に移行する。また、所定時間が経過しても、測位装置５０がＧＮＳＳ受信部１４からのデータを新たに取得していないとき、処理は、ステップＳ２８０に移行する。

ステップＳ２００に続くステップＳ２１０において、測位装置５０のカルマンフィルタ５５は、車速センサ１１、ジャイロセンサ１２およびＧＮＳＳ受信部１４からの信号に基づいて観測される信号である観測値ｙを算出する。

ここで、カルマンフィルタ５５は誤差を補正するものであるため、後述する状態量ｘの誤差と関連付けるために、観測値ｙは、以下の誤差とされている。具体的には、観測値ｙは、絶対方位観測誤差εθｄ－εθｇ、距離係数観測誤差εＫｄ－εＫｇ、北方向観測誤差εＹｄ－εＹｇ、東方向観測誤差εＸｄ－εＸｇである。

また、ここで、絶対位置推測部５４により算出される絶対方位θｄには、車両の絶対方位の真値θｖと、絶対位置推測部５４の算出による誤差εθｄとが含まれている。さらに、ＧＮＳＳ受信部１４から出力されるＧＮＳＳ絶対方位θｇには、車両の絶対方位の真値θｖと、ＧＮＳＳ受信部１４の算出による誤差εθｇとが含まれている。したがって、カルマンフィルタ５５は、上記ステップＳ１５０にて絶対位置推測部５４により算出される絶対方位θｄから、ＧＮＳＳ受信部１４にて出力されるＧＮＳＳ絶対方位θｇを減算することにより、絶対方位観測誤差εθｄ－εθｇを算出する。

同様に、カルマンフィルタ５５は、上記ステップＳ１４０にて相対軌跡演算部５３により算出される車速Ｖｃから、ＧＮＳＳ受信部１４から出力されるＧＮＳＳ車速Ｖｇを減算する。これにより、カルマンフィルタ５５は、距離係数観測誤差εＫｄ－εＫｇを算出する。また、カルマンフィルタ５５は、上記ステップＳ１５０にて絶対位置推測部５４により算出される絶対位置のＹ成分から、ＧＮＳＳ受信部１４にて出力される絶対位置のＹ成分を減算することにより、北方向観測誤差εＹｄ－εＹｇを算出する。さらに、カルマンフィルタ５５は、上記ステップＳ１５０にて絶対位置推測部５４により算出される絶対位置のＸ成分から、ＧＮＳＳ受信部１４にて出力される絶対位置のＸ成分を減算することにより、東方向観測誤差εＸｄ－εＸｇを算出する。

続いて、ステップＳ２２０において、カルマンフィルタ５５は、状態量ｘを変換するための行列である状態遷移行列Ａを算出する。

ここで、この状態遷移行列Ａを説明するため、状態量ｘの詳細について説明する。ここでは、カルマンフィルタ５５が誤差を補正するものであるため、状態量ｘは、オフセット誤差εＦと、ゲイン誤差εＳと、絶対方位誤差εθと、距離係数誤差εＫと、絶対方位北方向誤差εＹと、絶対方位東方向誤差εＸとの６つの誤差とされている。

オフセット誤差εＦは、方位変化量Ｄの計測誤差に対応しており、以下関係式（１１－１）に示すように表される。ゲイン誤差εＳは、方位変化量Ｄの計測誤差に対応しており、以下関係式（１１－２）に示すように表される。絶対方位誤差εθは、以下関係式（１１－３）に示すように表される。距離係数誤差εＫは、移動距離Ｌの計測誤差に対応しており、以下関係式（１１－４）に示すように表される。絶対方位北方向誤差εＹは、以下関係式（１１－５）に示すように表される。絶対方位東方向誤差εＸは、以下関係式（１１－６）に示すように表される。なお、以下関係式において、ε０は、ジャイロセンサ１２の温度変化による、ジャイロセンサ１２の出力値のオフセット変化量、例えばヨーレートＲがゼロであるときに対応するジャイロセンサ１２の出力値の変化量である。ε１は、ジャイロセンサ１２の温度変化による、ジャイロセンサ１２の出力値のゲイン変化量、例えばヨーレートＲに対するジャイロセンサ１２の出力値の変化量である。ε２は、ジャイロセンサ１２のＸ方向およびＹ方向とは異なる他軸の感度であるクロスカップリング等による変化量である。ε３は、車両のタイヤの変化や車速センサ１１の経年変化による変化量である。ε０、ε１、ε２、ε３は、実験やシミュレーション等により予め設定される。τは、前回の周期Ｔｍが終了してから経過した時間である。また、絶対方位θｄは、絶対方位の真値θｖにセンサ誤差が加わったものであって、以下関係式（１１－７）のように表されるが、ここでは、上記ステップＳ１５０にて絶対位置推測部５４により方位変化量Ｄに基づいて算出される値が用いられる。

また、関係式（１１－１）～（１１－６）について各状態量ｘで偏微分することにより、関係式（１）を以下関係式（１２）に変形することができる。

したがって、状態遷移行列Ａは、移動距離Ｌ、方位変化量Ｄ、（ｔ－１）回目の周期Ｔｍが終了してから経過した時間であるτ、絶対方位θｄに基づく値を成分とする行列になっている。よって、カルマンフィルタ５５は、τと、上記ステップＳ１３０にて算出された移動距離Ｌおよび方位変化量Ｄと、上記ステップＳ１５０にて絶対位置推測部５４により算出される絶対方位θｄとに基づいて、状態遷移行列Ａを算出する。

続いて、ステップＳ２３０において、カルマンフィルタ５５は、上記関係式（２－１）を用いて、上記ステップＳ２２０にて算出した状態遷移行列Ａと観測過程にて発生する雑音である観測雑音ｗとに基づいて、事前誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ－１）を推定する。

ここで、観測雑音ｗは、観測値ｙが算出される観測過程にて発生するものであって、ここでは、ＧＮＳＳ受信部１４の雑音である。このため、観測雑音ｗは、ＧＮＳＳ絶対方位誤差εθｇと、ＧＮＳＳ距離係数誤差εＫｇと、ＧＮＳＳ北方向誤差εＹｇと、ＧＮＳＳ東方向誤差εＸｇとを含む。そして、ＧＮＳＳ絶対方位誤差εθｇ、ＧＮＳＳ距離係数誤差εＫｇ、ＧＮＳＳ北方向誤差εＹｇ、ＧＮＳＳ東方向誤差εＸｇは、以下のように算出される。

ＧＮＳＳ絶対方位誤差εθｇは、例えば、以下関係式（１３－１）に示すように、方位精度σｂを自乗することによって、カルマンフィルタ５５により算出される。なお、この方位精度σｂは、以下関係式（１３－２）に示すように、ＧＮＳＳ受信部１４によって算出される車速であるＧＮＳＳ車速Ｖｇと車速精度σｖとに基づいて算出される。また、車速精度σｖは、ＧＮＳＳ受信部１４にて検出されるドップラー周波数の誤差と、測位衛星の配置による測位精度σｍの低下度合を示すＨＤＯＰとを乗算することによって算出される。さらに、ＨＤＯＰとは、Horizontal Dilution of Precisionの略である。

ＧＮＳＳ距離係数誤差εＫｇは、例えば、以下関係式（１４）に示すように、上記した車速精度σｖを上記したＧＮＳＳ車速Ｖｇで除算することによって、カルマンフィルタ５５により算出される。

また、ＧＮＳＳ北方向誤差εＹｇは、以下関係式（１５－１）に示すように、測位精度σｍのＹ成分を自乗することによって、カルマンフィルタ５５により算出される。さらに、ＧＮＳＳ東方向誤差εＸｇは、以下関係式（１５－２）に示すように、測位精度σｍのＸ成分を自乗することによって、カルマンフィルタ５５により算出される。なお、測位精度σｍは、擬似距離の誤差であるＵＥＲＥと、上記したＨＤＯＰとを乗算することによって算出される。ここで、擬似距離とは、図示しない測位衛星からＧＮＳＳ受信部１４の図示しないアンテナまでの距離である。また、ＵＥＲＥは、User Equivalent Range Errorの略である。また、以下関係式において、σｍ＿ｙは、測位精度σｍのＹ成分である。σｍ＿ｘは、測位精度σｍのＸ成分である。

したがって、カルマンフィルタ５５は、この算出したＧＮＳＳ絶対方位誤差εθｇと、ＧＮＳＳ距離係数誤差εＫｇと、ＧＮＳＳ北方向誤差εＹｇと、ＧＮＳＳ東方向誤差εＸｇとを含む観測雑音ｗから、観測雑音ｗの共分散行列であるＷを算出する。よって、カルマンフィルタ５５は、この算出したＷとステップＳ２２０にて算出した状態遷移行列Ａとを上記関係式（３）に代入することにより、事前誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ－１）を推定する。これにより、事前誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ－１）は、状態遷移行列Ａが移動距離Ｌおよび方位変化量Ｄに基づいて算出されているため、移動距離Ｌおよび方位変化量Ｄに基づいて推定される。

続いて、ステップＳ２４０において、カルマンフィルタ５５は、上記関係式（２－２）を用いて、カルマンゲインＧを算出する。

ここでは、関係式（２－２）における事前誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ－１）は、上記ステップＳ２３０において算出されている。また、状態量生成雑音ｖの共分散行列であるＶは、上記関係式（１２）を用いて、ε０、ε１、ε２、ε３に基づいて算出される。さらに、上記した観測値ｙおよび観測雑音ｗにより、関係式（１－２）を以下関係式（１６）に変形することができる。したがって、観測行列Ｃは、以下関係式（１６）に示すように設定されている。

よって、カルマンフィルタ５５は、状態量生成雑音ｖの共分散行列であるＶと、上記ステップＳ２３０にて算出した事前誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ－１）と、観測行列Ｃとを上記関係式（２－２）に代入することにより、カルマンゲインＧを算出する。これにより、カルマンゲインＧは、事前誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ－１）が移動距離Ｌおよび方位変化量Ｄに基づいて算出されているため、移動距離Ｌおよび方位変化量Ｄに基づいて算出される。

続いて、ステップＳ２５０において、カルマンフィルタ５５は、上記関係式（２－５）を用いて、事後誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ）を算出する。具体的には、カルマンフィルタ５５は、単位行列Ｉと、上記ステップＳ２４０にて算出したカルマンゲインＧと、上記ステップＳ２３０にて算出した事前誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ－１）と、観測行列Ｃとを上記関係式（２－５）に代入する。これにより、カルマンフィルタ５５は、事後誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ）を算出する。また、事後誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ）は、カルマンゲインＧが移動距離Ｌおよび方位変化量Ｄに基づいて算出されているため、移動距離Ｌおよび方位変化量Ｄに基づいて算出される。

また、この算出された誤差共分散行列Ｐは、例えば、以下関係式（１７）のように表される。なお、以下関係式において、σＦＦ^２は、オフセット誤差εＦの確からしさに関する値であって、例えば、ここでは、オフセット誤差εＦについての分散で表されている。σＳＳ^２は、ゲイン誤差εＳの確からしさに関する値であって、例えば、ここでは、ゲイン誤差εＳについての分散で表されている。σθθ^２は、絶対方位誤差εθの確からしさに関する値であって、例えば、ここでは、絶対方位誤差εθについての分散で表されている。σＫＫ^２は、距離係数誤差εＫの確からしさに関する値であって、例えば、ここでは、距離係数誤差εＫについての分散で表されている。σＹＹ^２は、絶対方位北方向誤差εＹの確からしさに関する値であって、例えば、ここでは、絶対方位北方向誤差εＹについての分散で表されている。σＸＸ^２は、絶対方位東方向誤差εＸの確からしさに関する値であって、例えば、ここでは、絶対方位東方向誤差εＸについての分散で表されている。さらに、これら以外のσｉｊ^２は、ｉ行とｊ列の共分散である。例えば、σＦＳ^２は、オフセット誤差εＦとゲイン誤差εＳとの相関の度合を示す。

続いて、ステップＳ２６０において、カルマンフィルタ５５は、ステップＳ２４０にて算出したカルマンゲインＧと、ステップＳ２１０にて算出した観測値ｙとを、上記関係式（３）に代入することにより状態量ｘを算出する。これにより、状態量ｘであるオフセット誤差εＦと、ゲイン誤差εＳと、絶対方位誤差εθと、距離係数誤差εＫと、絶対方位北方向誤差εＹと、絶対方位東方向誤差εＸが算出される。

続いて、ステップＳ２７０において、カルマンフィルタ５５は、上記ステップＳ２６０にて算出した状態量ｘを用いて、補正対象の値を補正する。具体的には、カルマンフィルタ５５は、補正対象であるオフセット補正値Ｆ、ゲイン補正値Ｓ、距離係数Ｋ、絶対方位θｄ、絶対位置座標のＹ成分、絶対位置座標のＸ成分の値を補正する。

例えば、カルマンフィルタ５５は、以下関係式（１８－１）に示すように、オフセット補正値Ｆを、上記ステップＳ２６０にて算出したオフセット誤差εＦを用いて補正する。また、カルマンフィルタ５５は、以下関係式（１８－２）に示すように、ゲイン補正値Ｓを、上記ステップＳ２６０にて算出したゲイン誤差εＳを用いて補正する。さらに、カルマンフィルタ５５は、以下関係式（１８－３）に示すように、距離係数Ｋを、上記ステップＳ２６０にて算出した距離係数誤差εＫを用いて補正する。また、カルマンフィルタ５５は、以下関係式（１８－４）に示すように、絶対方位θｄを、上記ステップＳ２６０にて算出した絶対方位誤差εθを用いて補正する。さらに、カルマンフィルタ５５は、以下関係式（１８－５）に示すように、絶対位置座標のＹ成分を、上記ステップＳ２６０にて算出した絶対方位北方向誤差εＹを用いて補正する。また、カルマンフィルタ５５は、以下関係式（１８－６）に示すように、絶対位置座標のＸ成分を、上記ステップＳ２６０にて算出した絶対方位東方向誤差εＸを用いて補正する。

これにより、次回の周期Ｔｍにおいて、移動距離Ｌ、方位変化量Ｄ、車両の相対軌跡、絶対方位θｄおよび絶対位置のそれぞれについて誤差修正がされる。この誤差修正が繰り返されることにより、正確なデータを得ることができる。その後、処理は、ステップＳ１２０に戻る。

ステップＳ２００に続くステップＳ２８０において、カルマンフィルタ５５は、上記ステップＳ２２０と同様に、状態遷移行列Ａを算出する。

続いて、ステップＳ２９０において、カルマンフィルタ５５は、上記ステップＳ２３０と同様に、事前誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ－１）を推定する。その後、処理は、ステップＳ１２０に戻る。これにより、カルマンフィルタ５５がＧＮＳＳ受信部１４からのデータを得られなかった場合に、何もしないで誤差が大きくなることが抑制される。このため、カルマンフィルタ５５がＧＮＳＳ受信部１４のデータを得られなかった状態からＧＮＳＳ受信部１４のデータを得られたときに、各データがそれぞれ精度良く算出される。

ステップＳ１２０に続くステップＳ１７０において、測位装置５０は、この停止する前の各データをフラッシュメモリに記憶させる。具体的には、測位装置５０は、車両の電源がオフされる直前において上記したステップＳ１３０にて算出した方位変化量Ｄおよび移動距離Ｌをフラッシュメモリに記憶させる。また、測位装置５０は、車両の電源がオフされる直前において上記したステップＳ１４０にて算出した相対軌跡をフラッシュメモリに記憶させる。さらに、測位装置５０は、車両の電源がオフされる直前において上記したステップＳ１５０にて算出した絶対方位θｄおよび絶対位置をフラッシュメモリに記憶させる。また、測位装置５０は、車両の電源がオフされる直前において上記したステップＳ２５０にて算出した事後誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ）をフラッシュメモリに記憶させる。さらに、測位装置５０は、車両の電源がオフされる直前において上記したステップＳ２７０に算出したオフセット補正値Ｆ、ゲイン補正値Ｓ、距離係数Ｋ、絶対方位θｄ、絶対位置座標のＹ成分、絶対位置座標のＸ成分の値をフラッシュメモリに記憶させる。その後、処理は、終了する。

以上のように、車両の電源がオンされるとき、測位装置５０の処理が行われる。

次に、図５のサブフローチャートを参照して、測位装置５０のステップＳ１１０のリセット処理の詳細について説明する。このステップＳ１１０では、上記したように、測位装置５０は、車両のタイヤの空気圧と、タイヤが交換されたか否かと、ジャイロセンサ１２の温度とに基づいて、誤差共分散行列Ｐについてリセット処理を行う。

ステップＳ３００において、測位装置５０は、タイヤ空気圧Ｐｔが所定以上変化したか否かを判定する。具体的には、測位装置５０は、現時点のタイヤ空気圧Ｐｔをタイヤ空気圧監視システム２０から取得する。また、測位装置５０は、例えば、この取得したタイヤ空気圧Ｐｔと上記ステップＳ１００にて読み戻したタイヤ空気圧Ｐｔとの差の絶対値を算出することにより、空気圧変化量｜ΔＰｔ｜を算出する。さらに、測位装置５０は、この算出した空気圧変化量｜ΔＰｔ｜が空気圧閾値ΔＰｔ＿ｔｈ以上であるか否かを判定する。空気圧変化量｜ΔＰｔ｜が空気圧閾値ΔＰｔ＿ｔｈ以上であるとき、処理は、ステップＳ３２０に移行する。また、空気圧変化量｜ΔＰｔ｜が空気圧閾値ΔＰｔ＿ｔｈ未満であるとき、処理は、ステップＳ３１０に移行する。

ステップＳ３００に続くステップＳ３１０において、測位装置５０は、タイヤ交換があった否かを判定する。具体的には、タイヤ空気圧監視システム２０の図示しないタイヤ交換スイッチは、車両の運転者によって操作されたとき、タイヤが交換されたことを示す信号を測位装置５０に出力する。測位装置５０がこの信号を受信したとき、処理は、ステップＳ３２０に移行する。また、測位装置５０がこの信号を受信していないとき、処理は、ステップＳ３３０に移行する。

ステップＳ３２０において、空気圧変化量｜ΔＰｔ｜が空気圧閾値ΔＰｔ＿ｔｈ以上である、または、車両のタイヤが交換されているため、車両の電源がオンされる前と比較して車両のタイヤの径が異なる。これにより、タイヤの１回転あたりの車両の移動量が異なるため、車速センサ１１から出力された１パルスあたりの車両の移動量を示す距離係数Ｋが変化している。このとき、相対軌跡演算部５３により算出される車速Ｖｃから、ＧＮＳＳ受信部１４から出力されるＧＮＳＳ車速Ｖｇを減算することにより算出される観測値ｙの距離係数観測誤差εＫｄ－εＫｇが急激に変化する。

また、ここでは、車両の電源がオン直後であって、車両の電源がオフされる前の状態が読み戻されているため、状態量ｘの予測誤差としての誤差共分散行列Ｐの成分のうち距離係数誤差εＫの確からしさを示す分散であるσＫＫ^２は、比較的小さくなっている。このため、距離係数誤差εＫに対応するカルマンゲインＧが比較的小さくなる。したがって、このとき、距離係数誤差εＫが適切な値に修正されるまでに時間がかかることにより、この観測値ｙの急激な変化に追従できないことがある。

よって、測位装置５０は、ステップＳ１００にて読み出した事後誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ）の成分のうち距離係数誤差εＫの確からしさを示す分散であるσＫＫ^２を、車両の電源がオフされる直前のときよりも大きくする。ここでは、測位装置５０は、このσＫＫ^２を初期化する。なお、σＫＫ^２の初期値は、距離係数誤差εＫが適切な値に比較的速く収束するように、実験やシミュレーション等により設定されている。例えば、σＫＫ^２の初期値は、測位装置５０が工場から出荷されるときや車両に搭載されるときの初期状態の値であって、車両の電源がオフされる直前のときよりも比較的大きな値に設定される。これにより、距離係数誤差εＫの確からしさが低くなるため、距離係数誤差εＫを大幅に修正しようとしてカルマンゲインＧが大きくなる。このため、距離係数誤差εＫは、比較的速く、適切な値に収束する。その後、処理は、ステップＳ３３０に移行する。

ステップＳ３３０において、測位装置５０は、ジャイロセンサ１２の温度であるジャイロ温度Ｈｇの変化が所定以上であるか否かを判定する。具体的には、測位装置５０は、現時点のジャイロ温度Ｈｇをジャイロ温度センサ１３から取得する。また、測位装置５０は、この取得したジャイロ温度Ｈｇと上記ステップＳ１００にて読み戻したジャイロ温度Ｈｇとの差の絶対値を算出することにより、温度変化量｜ΔＨｇ｜を算出する。さらに、測位装置５０は、この算出した温度変化量｜ΔＨｇ｜が温度閾値ΔＨｇ＿ｔｈ以上であるか否かを判定する。温度変化量｜ΔＨｇ｜が温度閾値ΔＨｇ＿ｔｈ以上であるとき、処理は、ステップＳ３４０に移行する。また、温度変化量｜ΔＨｇ｜が温度閾値ΔＨｇ＿ｔｈ未満であるとき、処理は、ステップＳ１２０に移行する。

ステップＳ３４０において、温度変化量｜ΔＨｇ｜が温度閾値ΔＨｇ＿ｔｈ以上であるため、ジャイロセンサ１２の特性が変化している。具体的には、ジャイロセンサ１２のオフセット、ここでは、ヨーレートＲがゼロであるときに対応するジャイロセンサ１２の出力値が変化している。これにより、車両の電源がオンされる前と比較して、オフセット補正値Ｆが変化している。また、ジャイロセンサ１２のゲイン、ここでは、ヨーレートＲに対するジャイロセンサ１２の出力値が変化しているため、車両の電源がオンされる前と比較して、ゲイン補正値Ｓが変化している。

また、ここでは、このオフセット補正値Ｆおよびゲイン補正値Ｓに基づいて方位変化量Ｄが算出される。さらに、この算出された方位変化量Ｄに基づいて絶対方位θｄが絶対位置推測部５４により算出される。したがって、このとき、絶対位置推測部５４により算出される絶対方位θｄから、ＧＮＳＳ受信部１４にて出力されるＧＮＳＳ絶対方位θｇを減算することにより算出される観測値ｙの絶対方位観測誤差εθｄ－εθｇは、急激に変化する。

さらに、ここでは、車両の電源がオン直後であって、車両の電源がオフされる前の状態が読み戻されているため、状態量ｘの予測誤差としての誤差共分散行列Ｐの成分のうちオフセット誤差εＦの確からしさを示す分散であるσＦＦ^２は、比較的小さくなっている。このため、オフセット誤差εＦに対応するカルマンゲインＧが比較的小さくなる。また、状態量ｘの予測誤差としての誤差共分散行列Ｐの成分のうちゲイン誤差εＳの確からしさを示す分散であるσＳＳ^２が比較的小さくなっているため、ゲイン誤差εＳに対応するカルマンゲインＧは、比較的小さくなる。したがって、このとき、オフセット誤差εＦおよびゲイン誤差εＳが適切な値に修正されるまでに時間がかかることにより、この観測値ｙの急激な変化に追従できないことがある。

よって、測位装置５０は、ステップＳ１００にて読み出した事後誤差共分散行列Ｐ（ｔ｜ｔ）の成分のうちオフセット誤差εＦの確からしさを示す分散であるσＦＦ^２を車両の電源がオフされる直前のときよりも大きくする。ここでは、測位装置５０は、このσＦＦ^２を初期化する。また、測位装置５０は、誤差共分散行列Ｐの成分のうちゲイン誤差εＳの確からしさを示す分散であるσＳＳ^２を車両の電源がオフされる直前のときよりも大きくする。ここでは、測位装置５０は、このσＳＳ^２を初期化する。その後、処理は、ステップＳ１２０に移行する。なお、σＦＦ^２の初期値は、オフセット誤差εＦが適切な値に比較的速く収束するように、実験やシミュレーション等により設定されている。また、σＳＳ^２の初期値は、ゲイン誤差εＳが適切な値に比較的速く収束するように、実験やシミュレーション等により設定されている。例えば、σＦＦ^２の初期値およびσＳＳ^２の初期値は、測位装置５０が工場から出荷されるときや車両に搭載されるときの初期状態の値であって、車両の電源がオフされる直前のときよりも比較的大きな値に設定される。これにより、オフセット誤差εＦおよびゲイン誤差εＳの確からしさが低くなるため、オフセット誤差εＦおよびゲイン誤差εＳが大幅に修正されようとする。このため、カルマンゲインＧが大きくなるので、オフセット誤差εＦおよびゲイン誤差εＳは、比較的速く、適切な値に収束する。その後、処理は、ステップＳ１２０に移行する。

以上のように、測位装置５０の処理が行われる。また、この測位装置５０では、車両の電源がオン直後の車両の走行軌跡の精度が向上する。以下では、この精度向上について説明する。

車両の電源がオフからオンにされるときに車速センサ１１の特性が変化したとき、測位装置５０は、ステップＳ３２０において、誤差共分散行列Ｐの成分のうち距離係数誤差εＫの確からしさに関する値であるσＫＫ^２を変更する。ここでは、測位装置５０は、このσＫＫ^２を、車両の電源がオフされる直前のときよりも大きくするため、初期値に変更する。これにより、σＫＫ^２を車両の電源がオフされる直前のときよりも大きくして距離係数誤差εＫの確からしさを低くすることができる。このため、距離係数誤差εＫを修正するためのカルマンゲインＧを大きくすることができる。したがって、距離係数誤差εＫは、比較的速く、適切な値に収束させることができる。よって、車両の電源がオン直後の車両の走行軌跡の精度が向上する。

また、測位装置５０は、ステップＳ３４０において、車両の電源がオフからオンにされるときにジャイロセンサ１２の特性が変化したとき、誤差共分散行列Ｐの成分のうちオフセット誤差εＦの確からしさに関する値であるσＦＦ^２を変更する。また、このとき、測位装置５０は、ゲイン誤差εＳの確からしさに関する値であるσＳＳ^２を変更する。ここでは、測位装置５０は、σＦＦ^２およびσＳＳ^２を、車両の電源がオフされる直前のときよりも大きくするために、初期値に変更する。これにより、上記と同様に、σＦＦ^２およびσＳＳ^２を車両の電源がオフされる直前のときよりも大きくしてオフセット誤差εＦおよびゲイン誤差εＳの確からしさを低くするができる。このため、オフセット誤差εＦおよびゲイン誤差εＳを修正するためのカルマンゲインＧを大きくすることができる。したがって、オフセット誤差εＦおよびゲイン誤差εＳは、比較的速く、適切な値に収束させることができる。よって、車両の電源がオン直後の車両の走行軌跡の精度が向上する。

（他の実施形態）
本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対して、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

本開示に記載の計測部、演算部、推測部、変更部等およびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の計測部、演算部、推測部、変更部等およびその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の計測部、演算部、推測部、変更部等およびその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサおよびメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

（１）上記実施形態では、車速センサ１１の出力に応じた移動距離Ｌは、周期Ｔｍの間に両が走行した距離として算出されている。これに対して、車速センサ１１の出力に応じた移動距離Ｌは、周期Ｔｍの間に両が走行した距離に限定されないで、例えば、単位時間に車両が走行した距離すなわち車速として算出されてもよい。

（２）上記実施形態では、ジャイロセンサ１２の出力に応じた方位変化量Ｄは、周期Ｔｍの間に車両の進行方向の方位が変化した角度として算出されている。これに対して、ジャイロセンサ１２の出力に応じた方位変化量Ｄは、周期Ｔｍの間に車両の進行方向の方位が変化した角度に限定されないで、例えば、単位時間に車両の進行方向の方位が変化した角度すなわちヨーレートＲとして算出されてもよい。

（３）上記実施形態では、車速センサ１１のパルス信号は、測位装置５０に直接入力されている。これに対して、車速センサ１１のパルス信号は、測位装置５０に直接入力されていることに限定されないで、車速センサ１１のパルス信号は、車内通信ネットワーク、例えば、ＣＡＮ、ＬＩＮを介して測位装置５０に入力されてもよい。

（４）上記実施形態において、ジャイロセンサ１２は、車両のステアリングハンドルの切れ角を検出して出力するステアリング角センサに置き換えられてもよい。これは、ステアリングハンドルの切れ角とヨーレートＲとの間には相関があるからである。

（５）上記実施形態では、測位装置５０は、車両の電源がオフされる前のタイヤ空気圧Ｐｔと車両の電源がオンされるときのタイヤ空気圧Ｐｔとの差の絶対値を算出することにより、空気圧変化量｜ΔＰｔ｜を算出している。これに対して、測位装置５０は、上記差の絶対値を算出することにより空気圧変化量｜ΔＰｔ｜を算出することに限定されない。例えば、測位装置５０は、車両の電源がオンされるときのタイヤ空気圧Ｐｔを、車両の電源がオフされる前のタイヤ空気圧Ｐｔで除算することにより空気圧変化量｜ΔＰｔ｜を算出してもよい。同様に、測位装置５０は、車両の電源がオフされる前のジャイロ温度Ｈｇと車両の電源がオンされるときのジャイロ温度Ｈｇとの差の絶対値を算出することにより、温度変化量｜ΔＨｇ｜を算出する。これに対して、測位装置５０は、上記差の絶対値を算出することにより温度変化量｜ΔＨｇ｜を算出することに限定されない。例えば、測位装置５０は、車両の電源がオンされるときのジャイロ温度Ｈｇを、車両の電源がオフされる前のジャイロ温度Ｈｇで除算することにより温度変化量｜ΔＨｇ｜を算出してもよい。

（６）上記実施形態では、カルマンフィルタ５５は、車両の位置を観測値とするルースカップリング型である。これに対して、カルマンフィルタ５５は、ルースカップリング型に限定されないで、例えば、ＧＮＳＳ受信部１４によって算出される擬似距離およびドップラー周波数等を観測値とするタイトカップリング型であってもよい。

１１ 車速センサ
１２ ジャイロセンサ
１３ ジャイロ温度センサ
１４ ＧＮＳＳ受信部
５０ 車両用測位装置
５１ 移動距離計測部
５２ 方位変化量計測部
５３ 相対軌跡演算部
５４ 絶対位置推測部
５５ カルマンフィルタ

Claims (10)

1. 車速センサ（１１）からの車両のタイヤの回転に応じた信号に基づいて、前記車両の移動距離（Ｌ）を算出する移動距離計測部（Ｓ１３０）と、
   ジャイロセンサ（１２）からの前記車両のヨーレート（Ｒ）に応じた信号に基づいて、前記車両の方位変化量（Ｄ）を算出する方位変化量計測部（Ｓ１３０）と、
   前記移動距離および前記方位変化量に基づいて、前記車両の位置および方位（θｄ）に関する値を算出する位置推測部（Ｓ１５０）と、
   前記移動距離に関する値と、前記位置推測部によって算出される前記車両の位置および方位（θｄ）に関する値と、衛星からの信号に基づいて算出される前記車両の位置および方位（θｇ）に関する値とに基づいて、前記移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）と前記方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）とを成分として含む誤差共分散行列（Ｐ）を算出し、算出した前記誤差共分散行列に基づいて前記移動距離および前記方位変化量を補正するカルマンフィルタ（Ｓ２１０～Ｓ２７０）と、
   前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記車速センサの特性が変化していたとき、前記誤差共分散行列の成分のうち前記移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）を、前記カルマンフィルタによる前記誤差共分散行列の算出とは別で、前記車両の電源がオフされる前よりも大きくする変更部（Ｓ３２０）と、
   前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記タイヤの径が変化していたか否かによって、前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記車速センサの特性が変化していたか否かを判定する車速特性判定部（Ｓ３００、Ｓ３１０）と、
   を備える車両用測位装置。
2. 前記車両の電源がオンからオフにされるときに、前記車両の電源がオフされる前の前記誤差共分散行列の成分のうち前記移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）と、前記車両の電源がオフされる前に補正された前記移動距離とを記憶する距離記憶部（Ｓ１７０）と、
   前記距離記憶部にて記憶された、前記車両の電源がオフされる前の前記誤差共分散行列の成分のうち前記移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）と、前記車両の電源がオフされる前に補正された前記移動距離とを読み戻す読出部（Ｓ１００）と、
   をさらに備える請求項１に記載の車両用測位装置。
3. 前記車速特性判定部（Ｓ３００）は、前記車両の電源がオフされる前の前記タイヤの空気圧に対する前記車両の電源がオンされるときの前記空気圧の変化（ΔＰｔ）に基づいて、前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記タイヤの径が変化していたか否かを判定する請求項１または２に記載の車両用測位装置。
4. 前記車速特性判定部（Ｓ３１０）は、前記タイヤが交換されたか否かに応じた信号に基づいて、前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記タイヤの径が変化していたか否かを判定する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用測位装置。
5. 前記変更部（Ｓ３２０）は、前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記車速センサの特性が変化していたとき、前記誤差共分散行列の成分のうち前記移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）を初期値に変更する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用測位装置。
6. 車速センサ（１１）からの車両のタイヤの回転に応じた信号に基づいて、前記車両の移動距離（Ｌ）を算出する移動距離計測部（Ｓ１３０）と、
   ジャイロセンサ（１２）からの前記車両のヨーレート（Ｒ）に応じた信号に基づいて、前記車両の方位変化量（Ｄ）を算出する方位変化量計測部（Ｓ１３０）と、
   前記移動距離および前記方位変化量に基づいて、前記車両の位置および方位（θｄ）に関する値を算出する位置推測部（Ｓ１５０）と、
   前記移動距離に関する値と、前記位置推測部によって算出される前記車両の位置および方位（θｄ）に関する値と、衛星からの信号に基づいて算出される前記車両の位置および方位（θｇ）に関する値とに基づいて、前記移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）と前記方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）とを成分として含む誤差共分散行列（Ｐ）を算出し、算出した前記誤差共分散行列に基づいて前記移動距離および前記方位変化量を補正するカルマンフィルタ（Ｓ２１０～Ｓ２７０）と、
   前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記ジャイロセンサの特性が変化していたとき、前記誤差共分散行列の成分のうち前記方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）を、前記カルマンフィルタによる前記誤差共分散行列の算出とは別で、前記車両の電源がオフされる前よりも大きくする変更部（Ｓ３４０）と、
   前記車両の電源がオフされる前の前記ジャイロセンサの温度に対する前記車両の電源がオンされるときの前記温度の変化（ΔＨｇ）に基づいて、前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記ジャイロセンサの特性が変化していたか否かを判定するジャイロ特性判定部（Ｓ３３０）と、
   を備える車両用測位装置。
7. 前記車両の電源がオンからオフにされるときに、前記車両の電源がオフされる前の前記誤差共分散行列の成分のうち前記方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）と、前記車両の電源がオフされる前に補正された前記方位変化量とを記憶する方位記憶部（Ｓ１７０）と、
   前記方位記憶部に記憶された、前記車両の電源がオフされる前の前記誤差共分散行列の成分のうち前記方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）と、前記車両の電源がオフされる前に補正された前記方位変化量とを読み戻す読出部（Ｓ１００）と、
   をさらに備える請求項６に記載の車両用測位装置。
8. 前記変更部（Ｓ３４０）は、前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記ジャイロセンサの特性が変化していたとき、前記誤差共分散行列の成分のうち前記方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）を初期値に変更する請求項６または７に記載の車両用測位装置。
9. 車両用測位装置を、
   車速センサ（１１）からの車両のタイヤの回転に応じた信号に基づいて、前記車両の移動距離（Ｌ）を算出する移動距離計測部（Ｓ１３０）、
   ジャイロセンサ（１２）からの前記車両のヨーレート（Ｒ）に応じた信号に基づいて、前記車両の方位変化量（Ｄ）を算出する方位変化量計測部（Ｓ１３０）、
   前記移動距離および前記方位変化量に基づいて、前記車両の位置および方位（θｄ）に関する値を算出する位置推測部（Ｓ１５０）、
   前記移動距離に関する値と、前記位置推測部によって算出される前記車両の位置および方位（θｄ）に関する値と、衛星からの信号に基づいて算出される前記車両の位置および方位（θｇ）に関する値とに基づいて、前記移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）と前記方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）とを成分として含む誤差共分散行列（Ｐ）を算出し、算出した前記誤差共分散行列に基づいて前記移動距離および前記方位変化量を補正するカルマンフィルタ（Ｓ２１０～Ｓ２７０）、
   前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記車速センサの特性が変化していたとき、前記誤差共分散行列の成分のうち前記移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）を、前記カルマンフィルタによる前記誤差共分散行列の算出とは別で、前記車両の電源がオフされる前よりも大きくする変更部（Ｓ３２０）、
   前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記タイヤの径が変化していたか否かによって、前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記車速センサの特性が変化していたか否かを判定する車速特性判定部（Ｓ３００、Ｓ３１０）として、機能させる車両用測位プログラム。
10. 車両用測位装置を、
    車速センサ（１１）からの車両のタイヤの回転に応じた信号に基づいて、前記車両の移動距離（Ｌ）を算出する移動距離計測部（Ｓ１３０）、
    ジャイロセンサ（１２）からの前記車両のヨーレート（Ｒ）に応じた信号に基づいて、前記車両の方位変化量（Ｄ）を算出する方位変化量計測部（Ｓ１３０）、
    前記移動距離および前記方位変化量に基づいて、前記車両の位置および方位（θｄ）に関する値を算出する位置推測部（Ｓ１５０）、
    前記移動距離に関する値と、前記位置推測部によって算出される前記車両の位置および方位（θｄ）に関する値と、衛星からの信号に基づいて算出される前記車両の位置および方位（θｇ）に関する値とに基づいて、前記移動距離の計測誤差（εＫ）の確からしさに関する値（σＫＫ^２）と前記方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）とを成分として含む誤差共分散行列（Ｐ）を算出し、算出した前記誤差共分散行列に基づいて前記移動距離および前記方位変化量を補正するカルマンフィルタ（Ｓ２１０～Ｓ２７０）、
    前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記ジャイロセンサの特性が変化していたとき、前記誤差共分散行列の成分のうち前記方位変化量の計測誤差（εＦ、εＳ）の確からしさに関する値（σＦＦ^２、σＳＳ^２）を、前記カルマンフィルタによる前記誤差共分散行列の算出とは別で、前記車両の電源がオフされる前よりも大きくする変更部（Ｓ３４０）、
    前記車両の電源がオフされる前の前記ジャイロセンサの温度に対する前記車両の電源がオンされるときの前記温度の変化（ΔＨｇ）に基づいて、前記車両の電源がオフからオンにされる間に前記ジャイロセンサの特性が変化していたか否かを判定するジャイロ特性判定部（Ｓ３３０）として、機能させる車両用測位プログラム。

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