KR20120029340A - 측위 장치, 측위 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

측위 장치는 복수의 측위 위성으로부터 신호를 간헐적으로 수신하여 측위를 실시하는 GPS 수신 안테나(13), GPS 수신부(14) 및 CPU(10)와,
유저의 이동 방향 및 이동량을 연속적으로 계측하고, 기준지점의 위치 정보로 그 이동 방향 및 이동량을 적산함으로써 측위를 실시하는 3축 가속도 센서(16) 및 자율 항법 제어 처리부(20)와,
GPS 수신 안테나(13), GPS 수신부(14) 및 CPU(10)에 의한 측위와 3축 가속도 센서(16) 및 자율 항법 제어 처리부(20)에 의한 측위에 의해 이동 경로를 따른 위치 정보를 취득해 가는 측위 제어 처리를 실행하는 CPU(10)와,
GPS 수신 안테나(13), GPS 수신부(14) 및 CPU(10)에 의해 측위가 실시된 경우에, 이 측위 결과에 의거하여 3축 가속도 센서(16) 및 자율 항법 제어 처리부(20)의 기준지점의 위치 정보를 갱신하는 CPU(10)와,
기준지점과 3축 가속도 센서(16) 및 자율 항법 제어 처리부(20)의 측위지점의 2점간 거리를 산출하는 CPU(10)와,
거리 산출 수단에 의해 산출된 2점간 거리에 의거하여 GPS 수신 안테나(13), GPS 수신부(14) 및 CPU(10)의 수신을 실행하는 타이밍을 제어하는 CPU(10)를 구비한다.

Description

측위 장치, 측위 방법 및 기억 매체{POSITIONING APPARATUS, POSITIONING METHOD, AND STORAGE MEDIUM}
이 발명은 이동 경로 상의 각 지점의 위치 정보를 취득하는 측위 장치, 측위 방법 및 기억 매체에 관한 것이다.
종래, GPS(전지구 측위 시스템)를 이용한 측위 기능과, 자율 항법용 센서를 이용하여 측위를 실시하는 측위 기능을 병용해서 이동 경로 상의 각 지점의 위치 정보를 취득해 가는 측위 장치가 있다.
이후, GPS를 이용한 측위를 GPS 측위, 자율 항법용 센서를 이용한 측위를 자율 항법 측위라고 부른다.
자율 항법 측위는 예를 들면, 가속도 센서나 방위 센서 등의 자율 항법용 센서에 상대적인 이동 방향 및 이동량을 나타내는 이동 벡터를 계속적으로 계측시키고, 설정된 기준지점의 위치 정보로 이 이동 벡터를 적산해 감으로써 측위지점의 위치 정보를 산출한다.
자율 항법 측위는 측위가 반복 실행됨으로써 측위 오차가 누적되어 가는 성질이 있다.
따라서, 측위 장치는 측위 오차가 커지기 전에, 예를 들면 GPS 측위 등에 의해 비교적 정확한 위치 정보를 취득시키고, 그 취득한 위치 정보를 새로운 기준지점으로서 재설정하여 자율 항법 측위를 실시할 필요가 있다.
본원 발명에 관련되는 선행 기술로서 특허문헌 1(특개평 06－094471호 공보)에는 자율 항법 처리부에 의한 측위와 GPS에 의한 측위, 양쪽을 실시하는 구성이 개시되어 있다.
그리고, 특허문헌 1에는 자율 항법 처리부의 측정 결과와 GPS의 측정 결과의 거리가 소정 값 이상이었던 경우에, 자율 항법 처리부의 시점(始點) 좌표를 GPS의 측정 결과에 의거하여 수정하는 구성이 개시되어 있다.
일본국 특개평 06-094471호 공보
이 발명의 목적은 자율 항법 측위와 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 병용하여 이동 경로 중의 각 지점의 위치 데이터를 취득해 가는 경우에, GPS 측위를 실행하는 타이밍을 적절히 결정할 수 있는 측위 장치, 측위 방법 및 기억 매체를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 형태는,
복수의 측위 위성으로부터 신호를 간헐적으로 수신하여 측위를 실시하는 제 1 측위 수단과,
유저의 이동 방향 및 이동량을 연속적으로 계측하고, 기준지점의 위치 정보로 그 이동 방향 및 이동량을 적산함으로써 측위를 실시하는 제 2 측위 수단과,
상기 제 1 측위 수단에 의한 측위와 상기 제 2 측위 수단에 의한 측위에 의해 이동 경로를 따른 위치 정보를 취득해 가는 측위 제어 수단과,
상기 제 1 측위 수단에 의해 측위가 실시된 경우에, 이 측위 결과에 의거하여 상기 제 2 측위 수단의 상기 기준지점의 위치 정보를 갱신하는 기준지점 갱신 수단과,
상기 기준지점과 상기 제 2 측위 수단의 측위지점의 2점간 거리를 산출하는 거리 산출 수단과,
상기 거리 산출 수단에 의해 산출된 상기 2점간 거리에 의거하여 상기 제 1 측위 수단의 수신을 실행하는 타이밍을 제어하는 측위 타이밍 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 형태는
복수의 측위 위성으로부터 신호를 간헐적으로 수신하여 측위를 실시하는 제 1 측위 수단과, 유저의 이동 방향 및 이동량을 연속적으로 계측하고, 기준지점의 위치 정보로 그 이동 방향 및 이동량을 적산함으로써 측위를 실시하는 제 2 측위 수단을 이용하여 이동 경로를 따른 위치 정보를 취득해 가는 측위 방법에 있어서,
상기 제 1 측위 수단에 의한 측위와 상기 제 2 측위 수단에 의한 측위에 의해 이동 경로를 따른 위치 정보를 취득해 가는 측위 제어 스텝과,
상기 제 1 측위 수단에 의해 측위가 실시된 경우에, 이 측위 결과에 의거하여 상기 제 2 측위 수단의 상기 기준지점의 위치 정보를 갱신하는 기준지점 갱신 스텝과,
상기 기준지점과 상기 제 2 측위 수단의 측위지점의 2점간 거리를 산출하는 거리 산출 스텝과,
상기 거리 산출 스텝에 의해 산출된 상기 2점간 거리에 의거하여 상기 제 1 측위 수단의 수신을 실행하는 타이밍을 제어하는 측위 타이밍 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 형태는
복수의 측위 위성으로부터 신호를 간헐적으로 수신하여 측위를 실시하는 제 1 측위 수단과, 유저의 이동 방향 및 이동량을 연속적으로 계측하고, 기준지점의 위치 정보로 그 이동 방향 및 이동량을 적산함으로써 측위를 실시하는 제 2 측위 수단과 각각 통신 가능하게 된 컴퓨터에,
상기 제 1 측위 수단에 의한 측위와 상기 제 2 측위 수단에 의한 측위에 의해 이동 경로를 따른 위치 정보를 취득해 가는 측위 제어 기능과,
상기 제 1 측위 수단에 의해 측위가 실시된 경우에, 이 측위 결과에 의거하여 상기 제 2 측위 수단의 상기 기준지점의 위치 정보를 갱신하는 기준지점 갱신 기능과,
상기 기준지점과 상기 제 2 측위 수단의 측위지점의 2점간 거리를 산출하는 거리 산출 기능과,
상기 거리 산출 기능에 의해 산출된 상기 2점간 거리에 의거하여 상기 제 1 측위 수단의 수신을 실행하는 타이밍을 제어하는 측위 타이밍 제어 기능을 실현시키는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기억 매체.
자율 항법 측위와 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 병용하여 이동 경로 중의 각 지점의 위치 데이터를 취득해 가는 경우에, GPS 측위를 실행하는 타이밍을 적절히 결정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 네비게이션 장치의 전체 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 제 1 실시형태의 측위 제어 처리의 측위 결과의 일례를 나타낸 설명도를 나타낸다.
도 3은 자율 항법 측위의 일련의 위치 데이터의 보정 처리 내용을 나타낸 설명도를 나타낸다.
도 4는 (종래 기술) 정확한 보정 처리를 실시할 수 없는 자율 항법 측위의 일련의 위치 데이터의 일례를 나타낸 설명도이다.
도 5는 CPU에 의해 실행되는 제 1 실시형태의 측위 제어 처리의 제어 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 6은 제 2 실시형태의 측위 제어 처리에 있어서의 측위 결과의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 7은 CPU에 의해 실행되는 제 2 실시형태의 측위 제어 처리의 제어 순서를 나타내는 플로차트이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.
[제 1 실시형태]
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 네비게이션 장치의 전체 구성을 나타내는 블럭도이다.
이 실시형태의 네비게이션 장치(측위 장치)(1)는 이동 중에 위치 측정을 실시하여 이동 경로 상의 각 지점의 위치 데이터를 기록하는 장치이다.
이 네비게이션 장치(1)는 유저의 보행에 의한 이동에 대응하여 자율 항법에 따른 측위를 실시할 수 있는 것이다.
이 네비게이션 장치(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 장치의 전체적인 제어를 실시하는 CPU(중앙연산 처리장치)(10)와 CPU(10)에 작업용의 메모리 공간을 제공하는 RAM(11)과, CPU(10)가 실행하는 제어 프로그램이나 제어 데이터를 기억한 ROM(12)과, GPS(전지구 측위 시스템) 위성으로부터의 송신 데이터를 수신하기 위한 GPS 수신 안테나(13) 및 GPS 수신부(14)와, 자율 항법용 센서인 3축 지자기(地磁氣) 센서(15) 및 3축 가속도 센서(16)와, 높이 방향의 이동을 검출하기 위한 기압 센서(17)와, 각종의 정보 표시나 화상 표시를 실시하는 표시부(18)와, 각 부에 동작 전압을 공급하는 전원(19)과, 자율 항법용 센서(15, 16)의 계측 데이터에 의거하여 자율 항법의 측위 연산을 실시하는 자율 항법 제어 처리부(20)와, 자율 항법 제어 처리부(20)에 의해 취득된 위치 데이터의 보정 연산을 실시하는 보정 수단으로서의 자율 항법 오차 보정 처리부(21)와, 이동 경로를 따른 일련의 위치 데이터가 축적되어 가는 위치 데이터 기억부(22)와, 유저의 촬영 조작에 의해 화상을 전자적으로 기록하는 카메라 장치(23)와, 각 지점의 지도 화상 데이터가 등록된 지도 데이터베이스(24) 등을 구비하고 있다.
상기 구성 중, GPS 수신 안테나(13), GPS 수신부(14) 및 CPU(10)에 의해 제 1 측위 수단 및 정밀도 레벨 취득 수단이 구성된다.
또, 3축 지자기 센서(15), 3축 가속도 센서(16) 및 자율 항법 제어 처리부 (20)에 의해 제 2 측위 수단이 구성된다.
GPS 수신부(14)는 CPU(10)로부터의 동작 지령에 의거하여, GPS 수신 안테나 (13)를 통해 수신되는 신호를 복조 처리한다.
또, 이 GPS 수신부(14)는 이들 복조 신호에 의거하여 연산 처리를 실시하고, 연산된 데이터를 설정된 포맷으로 CPU(10)에 출력한다.
이 GPS 수신부(14)로부터 출력 가능한 포맷에는 예를 들면 NMEA-0183(National Marine Electronics Association)의 규격에 따른 포맷이 포함되어 있다.
3축 지자기 센서(15)는 자기 저항 소자를 이용한 센서이며, 지자기의 방위를 3차원적으로 계측하여 CPU(10)에 출력한다.
또, 3축 가속도 센서(16)는 3축 방향의 가속도를 각각 계측하는 센서이며, 계측한 가속도를 CPU(10)에 출력한다.
자율 항법 제어 처리부(20)는 자율 항법 측위를 실시하기 위한 CPU(10)의 연산 처리를 보조하기 위한 것입니다.
자율 항법 제어 처리부(20)는 소정의 샘플링 주기로 3축 지자기 센서(15)와 3축 가속도 센서(16)의 계측 데이터를, CPU(10)를 통하여 취득한다.
자율 항법 제어 처리부(20)는 이들 계측 데이터로부터 네비게이션 장치(1)의 이동 방향과 이동량을 산출한다.　또한 CPU(10)로부터 공급되는 기준지점의 위치 데이터에, 상기 산출된 이동 방향 및 이동량으로 이루어지는 벡터 데이터를 적산해 감으로써, 이동 지점의 위치 데이터를 구하여 CPU(10)에 공급한다.
상세하게는, 자율 항법 제어 처리부(20)는 3축 가속도 센서(16)의 출력에 나타내지는 보행 동작 특유의 출력 변동 패턴으로부터 이동 방향을 산출한다.
구체적으로는, 보행시에 있어서, 유저의 동체는 전후로 크게 기울어지는 동시에 좌우로 작게 롤링한다.
이때, 네비게이션 장치(1)가 유저의 동체에 장착되어 있으면, 네비게이션 장치(1)도 마찬가지의 운동을 실시하므로, 이 출력 변동 패턴이 3축 가속도 센서(16)의 출력에 나타내어진다.
자율 항법 제어 처리부(20)는 이 출력 변동 패턴을 해석함으로써, 네비게이션 장치(1)의 어느 방향으로 유저가 진행하고 있는지를 산출할 수 있다.
또, 자율 항법 제어 처리부(20)는 3축 가속도 센서(16)의 출력에 의거하여 네비게이션 장치(1)의 어느 방향이 중력 방향인지를 구할 수 있다.
또, 자율 항법 제어 처리부(20)는 3축 지자기 센서(15)의 출력에 의거하여 네비게이션 장치(1)의 어느 방향이 자북방향인지 산출할 수 있다.
그리고, 자율 항법 제어 처리부(20)는 이들 결과로부터 유저의 이동 방향을 방위로서 구할 수 있다.
또, 자율 항법 제어 처리부(20)는 3축 가속도 센서(16)의 출력으로부터 네비게이션 장치(1)의 상하 운동의 검출을 실시하고, 이 상하 운동의 검출로부터 보수(步數)를 카운트 한다.
그리고, 자율 항법 제어 처리부(20)는 미리 설정되어 있는 보폭 데이터와 보수를 곱셈함으로써, 보행에 의한 이동량을 산출한다.
따라서, 일반적으로, 이동량은 일정한 비율의 계측 오차를 포함하고 있다.
또, 자율 항법 제어 처리부(20)는 이들 이동 방향과 이동량의 산출뿐만 아니라 기압 센서(17)의 출력 값의 변화로부터 높이 방향의 이동량에 대해서도 산출한다.
자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 CPU(10)의 연산 처리를 보조하기 위한 연산 장치이다.
이 자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 자율 항법 제어 처리부(20)에 의해 산출되어 위치 데이터 기억부(22)에 기억되어 있는 일련의 위치 데이터를 보다 정확한 위치 데이터로 보정한다.
상세하게는, 자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위가 실시되었을 때에, 이 GPS 측위에 의해 취득된 위치 데이터에 의거하여 일련의 위치 데이터를 보정한다.
이 보정 처리의 구체적인 예에 대해서는 나중에 상술한다.
위치 데이터 기억부(22)는 예를 들면 RAM 또는 불휘발성 메모리 등에 의해 구성되고, 장치 이동 중의 측위에 의해 취득된 위치 데이터가 차례차례 등록되는 것이다.
위치 데이터에는, 예를 들면, 그 취득 순서를 나타내는 인덱스 넘버「No.」와, 위치 데이터가 보정 완료된 것인지 아닌지를 나타내는 보정 플래그 등이, 각각 기억시에 부가된다.
ROM(12)에는 자율 항법 측위와 GPS 측위를 병용하여 이동 경로 상의 각 지점의 위치 데이터를 취득해 가는 측위 제어 처리 프로그램이 기억되어 있다.
이 측위 제어 처리를 실행하는 CPU(10)에 측위 제어 수단이 구성된다.
이 프로그램은 ROM(12)에 기억하는 것 외에, 예를 들면, 데이터 판독 장치를 통하여 CPU(10)가 판독 가능한, 예를 들면, 광디스크 등의 가반형 기억 매체, 플래시 메모리 등의 불휘발성 메모리에 기억해 두는 것이 가능하다.
또, 네비게이션 장치(1)는 이와 같은 프로그램을, 캐리어 웨이브(반송파)를 매체로 한 통신회선을 통하여 네비게이션 장치(1)에 다운로드되는 형태를 적용할 수도 있다.
다음으로, 상기 구성의 네비게이션 장치(1)에서 실행되는 제 1 실시형태의 측위 제어 처리에 대해 설명한다.
[측위 제어 처리]
도 2는 제 1 실시형태의 측위 제어 처리의 측위 결과의 일례를 나타낸 설명도이다.
도 2에서는 지점 A부터 지점 C까지 이동한 경우에 있어서, 파선은 실제의 이동 경로 T1을 나타내고, 실선은 자율 항법 측위의 측위 결과의 궤적 T2를 나타내고 있다.
CPU(10)는 제 1 실시형태의 측위 제어 처리에서는 우선, 처리 개시시에 GPS 측위를 실시하고, 이 지점을 제 1 기준지점으로서 자율 항법 측위를 연속적으로 실행해 간다.
CPU(10)는 도 2의 예에서는, 개시 지점 A에서 GPS 측위가 실시되는 동시에, 이 지점 A를 제 1 기준지점으로 설정한다.
CPU(10)는 이어지는 자율 항법 측위가 실시되어 궤적 T2(지점 A→B1의 궤적 T2)의 일련의 위치 데이터를 취득한다.
계속해서, CPU(10)는 제 1 실시형태의 측위 제어 처리에서는 기본적인 제어 동작으로서 경과시간에 따라 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실행한다.
CPU(10)는 GPS 측위가 새롭게 실시된 경우에는 이 GPS 측위가 실시된 지점을 제 2 기준지점으로서 등록한다.
그리고, CPU(10)는 제 1 기준지점부터 제 2 기준지점까지 자율 항법 측위에 의해 취득된 일련의 위치 데이터를 제 1 기준지점과 제 2 기준지점에 의거하여 보정한다.
그리고, CPU(10)는 보정 처리 후에, 제 2 기준지점으로서 등록되어 있는 지점을 제 1 기준지점으로 다시 등록하여 이어지는 자율 항법 측위를 계속한다.
도 2의 예에서는, 지점 B부터 지점 C로의 이동에 있어서 경과시간이 일정시간에 이르러서 지점 C에서 GPS 측위가 실시되고 있다.
이 이동 과정에서는 지점 B가 제 1 기준지점으로 설정되어 있다.
또한 CPU(10)는 이 제 1 실시형태의 측위 제어 처리에서는 자율 항법 측위를 계속적으로 실행하는 동안 제 1 기준지점으로부터 현재의 측위지점까지의 2점간 거리를 산출한다.
제 1 기준지점의 위치 데이터는 GPS 측위에 의해 구한 것을 사용하고, 현재의 측위지점의 위치 데이터는 자율 항법 측위에 의해 구한 것을 사용한다.
2점간 거리는 이동 경로를 따른 2점간의 이동거리가 아니고, 예를 들면 직선 거리 등 2점간 거리의 장단을 비교할 수 있는 것이면 좋다.
그리고, 일련의 자율 항법 측위에 수반하여 얻어지는 일련의 상기 2점간 거리에 의거하여, CPU(10)는 자율 항법 측위의 측위지점이 제 1 기준지점으로부터 멀어지는 쪽으로 이동하고 있는지 가까워지는 쪽으로 이동하고 있는지 판별한다.
그리고, CPU(10)는 가까워지는 쪽으로 이동하고 있다고 판별된 경우에는, 소정의 경과시간에 이르고 있지 않아도 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실행한다.
예를 들면, CPU(10)는 도 2의 지점 A→B의 이동 과정에 있어서는 제 1 기준지점 A와 자율 항법 측위의 측위지점(궤적 T2의 각 지점)의 2점간 거리를 자율 항법 측위마다 산출한다.
CPU(10)는 지점 B1에 있어서, 지점 B1의 전회의 측위지점보다 2점간 거리가 작아진 경우에는 제 1 기준지점 A에 가까워지는 쪽으로 이동하고 있다고 판별한다.
그리고, CPU(10)는 GPS 측위를 실시시켜서 지점 B의 위치 데이터를 취득한다.
측위지점이 제 1 기준지점에 가까워지는 쪽으로 이동하고 있다고 판별되어 GPS 측위가 실행된 경우에는, CPU(10)는 상기의 위치 데이터의 보정 처리와 제 1 기준지점의 갱신 처리를 마찬가지로 실행한다.
예를 들면, CPU(10)는 도 2의 예에서는, 지점 B의 GPS 측위에 의해, 이 지점 B가 제 2 기준지점으로 설정되어 지점 A→B1에 걸친 궤적 T2의 일련의 위치 데이터의 보정 처리를 실시한다.
그 후, CPU(10)는 지점 B를 제 1 기준지점으로서 다시 등록하고, 자율 항법 측위를 속행한다.
여기에서, 자율 항법 측위의 측위지점이 제 1 기준지점에 가까워지는 쪽으로 이동하고 있다고 판별하는 기준은 예를 들면, 일련의 자율 항법 측위에 수반하여 산출되는 일련의 2점간 거리의 최대값과 직전에 산출된 2점간 거리를 비교하여, 이 차이가 소정의 임계값(예를 들면 5m)을 초과한 경우로 하고 있다.
또한 이 판별 기준은 상기 예에 한정되지 않고, 여러 가지의 변경이 가능하다.
예를 들면, 전회 산출된 2점간 거리와 직전에 산출된 2점간 거리를 비교하여, 후자 쪽이 짧아져 있으면 자율 항법 측위의 측위지점이 제 1 기준지점에 가까워지는 쪽으로 이동하고 있다고 판별하도록 해도 좋다.
또, 직전과 전회와 전전회에 각각 산출된 3개의 2점간 거리를 비교하여, 전전회, 전회, 직전의 순으로 짧아져 있으면 제 1 기준지점에 가까워지는 쪽으로 이동하고 있다고 판별하도록 해도 좋다.
또, 2점간 거리의 최대값과 직전에 산출된 2점간 거리를 비교하여, 이 최대값에 대한 직전의 2점간 거리의 비율이 소정의 임계값(95％)보다 하회한 경우라고 해도 좋다.
상기 2점간 거리에 의거하는 GPS 측위의 제어 처리에는 예외가 있다.
즉, 자율 항법 측위의 측위지점이, 제 1 기준지점으로부터 소정 거리의 범위 내(예를 들면 20m 이내)에 있는 경우에는 측위지점이 제 1 기준지점에 가까워지는 쪽으로 이동하고 있는 경우라도 GPS 측위를 실행하는 제어 처리가 생략되도록 되어 있다.
상기 소정 거리는 예를 들면, 자율 항법 측위의 측위 정밀도가 허용 레벨을 거의 초과하는 일이 없는 거리(예를 들면 20m)로 설정된다.
예를 들면, 도 2의 범위 W의 이동에 있어서는 제 1 기준지점 A에 가까워지는 쪽의 이동이 포함되어 있지만, 제 1 기준지점 A로부터 소정 거리의 범위 내에 있기 때문에 GPS 측위는 실시되고 있지 않다.
또, CPU(10)는 2점간 거리에 의거하는 GPS 측위를 실시한 경우에도, 측위 결과의 정밀도를 나타내는 정밀도 레벨을 취득하여, 정밀도가 소정 값보다 낮은 경우에는 이 GPS 측위의 결과는 사용하지 않는다.
여기에서, CPU(10)는 정밀도 레벨로서 예를 들면, DOP(Dilution of Precision) 값 혹은 GST(GNSS Pseudorange Error Statistics)를 적용한다.
[보정 처리]
다음으로, 상술한 자율 항법 측위에 의해 취득된 일련의 위치 데이터의 보정 처리에 대해서 설명한다.
도 3은 자율 항법 측위의 일련의 위치 데이터의 보정 처리의 내용을 나타낸 설명도이다.
도 3에서는 실선은 자율 항법 측위의 일련의 위치 데이터의 궤적 T2를 나타내고, 일점쇄선은 보정 후의 위치 데이터의 궤적 T3를 나타내고 있다.
이 보정 처리는 이동 방향의 계측값에 일정한 오프셋 오차가 포함되는 경우에, 자율 항법 측위에 있어서의 이동량의 계측값에 일률이 포함되는 계측 오차를 제거할 수 있는 것이다.
도 3의 지점 A→B1의 궤적 T2에 나타내는 바와 같이, 보정 전의 일련의 위치 데이터는 제 1 기준지점 A에서 GPS 측위에 의해 위치 데이터가 주어진 후, 그 제 1 기준지점 A의 위치 데이터에 자율 항법 측위에 의해 계측된 이동 벡터를 적산함으로써 취득된 것이다.
그리고, 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위가 실시된 제 2 기준지점 B에 있어서, GPS 측위의 측위 결과(지점 B)와 자율 항법 측위의 측위 결과(지점 B1)에 차이 벡터 Vb만큼 차이가 생기고 있다.
자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 상기의 자율 항법 측위에 의해 취득된 일련의 위치 데이터가 나타내는 궤적 T2를, 제 1 기준지점 A의 일단부를 고정한 채로, 타단부가 GPS 측위된 제 2 기준지점 B의 위치에 겹쳐지도록, 마찬가지로 확대 또는 축소 및 회전시킨다.
그리고, 자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 이 변경 후의 궤적 T3 상으로 이동된 각 측위지점의 위치 데이터를 보정 후의 위치 데이터로 한다.
즉, 자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 상기의 상사(相似)관계의 변경을 미치는 연산 처리를 실시하여 보정 후의 일련의 위치 데이터를 구한다.
도 3의 지점 B→C1의 일련의 위치 데이터에 대해서는 지점 B를 제 1 기준지점, 다음으로 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위가 실시된 지점 C를 제 2 기준지점으로서 차이 벡터 Vc가 산출된다.
그리고, 자율 항법 오차 보정 처리부(21)에 의해 마찬가지의 연산 처리가 실시되어, 지점 B→C의 궤적 T3에 나타내는 보정 후의 위치 데이터가 구해진다
도 4는, 종래 기술에 의한 정확한 보정 처리를 실시할 수 없는 자율 항법 측위의 일련의 위치 데이터의 일례를 나타낸 설명도이다.
도 4에서는, 지점 E로부터 지점 F까지 이동한 경우에 있어서, 파선은 실제의 이동 경로 T1을 나타내고, 실선은 자율 항법 측위의 측위 결과의 궤적 T2를 나타내고 있다.
또한 일점쇄선은 보정 후 위치 데이터의 궤적 T3를 나타내고 있다.
상기와 같은 종래 기술에 의한 보정 처리에 있어서, 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 기준지점 E로부터 일단 먼 곳까지 떨어진 후, 다시 제 1 기준지점 E의 근처까지 돌아왔을 때, GPS 측위를 실시하는 타이밍이 되며, GPS 측위가 실시된다.
그리고, GPS 측위의 위치 결과로부터 제 2 기준지점 F가 설정된 경우, 제 2 기준지점 F에 있어서의 차이 벡터 Vf(지점 F, F1간의 벡터)만큼 차이가 생기고 있다.
자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 상기의 자율 항법 측위에 의해 취득된 일련의 위치 데이터가 나타내는 궤적 T2를, 제 1 기준지점 E의 일단부를 고정한 채로, 타단부가 GPS 측위된 제 2 기준지점 F의 위치에 겹쳐지도록, 마찬가지로 확대 또는 축소 및 회전시킨다.
즉, 자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 지점 E, F1간의 직선 벡터를 지점 E, F간의 직선 벡터에 겹친다.
그리고, 자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 이 변경 후의 궤적 T3 상으로 이동된 각 측위지점의 위치 데이터를 보정 후의 위치 데이터로 한다.
그러나, 궤적 T2의 이동 범위에 대한 지점 E, F1간의 직선 벡터가 작은 경우에는, 제 1 기준지점 E와 제 2 기준지점 F의 정밀도 오차나 지점 F1에서의 누적 오차에 의해 보정 처리를 실시해도, 자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 정확한 위치 데이터를 얻기 어려워진다.
그렇지만, 이 실시형태의 네비게이션 장치(1)에서는 도 2와 도 3에 나타낸 바와 같이, 자율 항법 측위에 의해 일련의 위치 데이터를 취득하면서 CPU(10)는 일련의 측위지점이 제 1 기준지점에 가까워지는 쪽으로 이동하고 있는지 아닌지를 판단하고 있다.
가까워지는 방향으로 이동하고 있다고 판별된 경우에는, CPU(10)는 경과시간이 일정시간에 이르기 전이라도 GPS 측위를 실시하여, 자율 항법 오차 보정 처리부(21)에 위치 데이터의 보정 처리를 실시시키므로, 도 4에 나타낸 바와 같은 정확한 보정 처리가 곤란해지는 사태를 회피할 수 있도록 되어 있다.
[제어 순서]
다음으로 상기의 측위 제어 처리를 실현하는 제어 순서에 대해 상세하게 설명한다.
도 5는 CPU(10)에 의해 실행되는 측위 제어 처리의 플로차트를 나타내는 도면이다.
이 측위 제어 처리는 예를 들면 전원 투입이나 유저 조작 등에 의해 측위 개시의 지령이 발행된 것에 의거하여 개시된다.
이 측위 제어 처리가 개시되면, 우선, CPU(10)는 GPS 수신 안테나(13)와 GPS 수신부(14)를 동작시켜 GPS 위성으로부터의 신호를 수신시킨다(스텝 S1).
그리고, GPS 수신부(14)는 수신 신호로부터 소정의 측위 연산을 실시하여 위치 데이터를 구해 CPU(10)에 출력한다.
CPU(10)는 이 위치 데이터를 위치 데이터 기억부(22)에 등록한다(스텝 S2).
또한 CPU(10)는 이 위치 데이터를, 이어지는 자율 항법 측위에서 사용하는 제 1 기준지점의 위치 데이터로서 등록한다(스텝 S3).
제 1 기준지점의 위치 데이터는 자율 항법 제어 처리부(20)로 보내져서 이후의 자율 항법 측위의 연산 처리에서 사용된다.
다음으로, CPU(10)는 자율 항법 측위를 계속적으로 실행하면서 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실시하는 처리 루프(스텝 S4?S19)로 처리를 이행한다.
우선, CPU(10)는 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실시하는 경과시간을 계수하는 GPS 수신 카운터를 리셋한다(스텝 S4).
그리고, CPU(10)는 3축 가속도 센서(16)와 3축 지자기 센서(15)의 검출 출력을 샘플링한다(스텝 S5).
그리고, CPU(10)는 이들의 샘플링 데이터를 자율 항법 제어 처리부(20)로 보내서 위치 데이터의 산출을 실시시킨다(스텝 S6).
산출된 위치 데이터는 미보정을 나타내는 보정 플래그와 함께 위치 데이터 기억부(22)에 기억한다.
계속해서, CPU(10)는 GPS 수신 카운터의 값이 일정시간을 초과했는지 판별한다(스텝 S7).
CPU(10)는 아직 초과하고 있지 않으면, 제 1 기준지점과 현재의 측위지점의 2점간 거리를 산출한다(스텝 S8: 거리 산출 수단).
그리고, CPU(10)는 이 2점간 거리로부터 현재의 측위지점이 제 1 기준지점의 가까운 범위(예를 들면 20m 내)에 있는지 아닌지를 판별하고(스텝 S9: 금지 수단), 가까운 범위에 있으면 그대로 스텝 S5로 되돌아온다.
한편, CPU(10)는 가까운 범위에 없으면, 지금까지 산출되어 있는 일련의 2점간의 거리 비교를 실시하여, 현재의 측위지점이 제 1 기준지점에 가까워지는 쪽으로 이동하고 있는지 판별한다(스텝 S10: 측위 타이밍 제어 수단).
그 결과, 가까워지는 쪽으로 이동하고 있다고 판별되지 않으면, CPU(10)는 처리하는 스텝을 그대로 스텝 S5로 되돌린다.
즉, 상기 스텝 S5?S10의 처리 루프에 의해, 제 1 기준지점으로부터 멀어지는 쪽으로 이동하고 있는 경우에, 전회의 GPS 측위로부터의 경과시간이 일정시간에 이르기까지 연속적으로 자율 항법 측위가 실시되어, 이동 경로 상의 각 지점의 위치 데이터가 취득되어 간다.
또, 상기 스텝 S5?S9의 처리 루프에 의해, 제 1 기준지점으로부터 소정 거리(예를 들면 20m) 멀어지지 않은 경우에, 전회의 GPS 측위로부터의 경과시간이 일정시간에 이르기까지 연속적으로 자율 항법 측위가 실시되어 이동 경로 상의 각 지점의 위치 데이터가 취득되어 간다.
상기의 처리 루프가 반복 실행되는 동안에, 전회의 GPS 측위로부터의 경과시간이 일정시간에 이르면, CPU(10)는 스텝 S7의 판별 처리에서 "YES"측으로 이행하여 상기의 처리 루프로부터 빠지게 한다.
경과시간이 일정시간에 이르러 처리 루프를 빠지면, CPU(10)는 GPS 위성으로부터의 신호를 수신시켜(스텝 S11), 소정의 측위 연산을 실시해서 위치 데이터를 구한다(스텝 S12).
또한 CPU(10)는 이 위치 데이터를 제 2 기준지점의 위치 데이터로서 등록한다(스텝 S16).
CPU(10)는 자율 항법 오차 보정 처리부(21)에 지령을 발행하여 위치 데이터 기억부(22)에 기억되어 있는 미보정 위치 데이터의 보정 처리를 실행시킨다(스텝 S17).
여기에서, 자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위에 의해 취득된 제 1 기준지점과 제 2 기준지점의 위치 데이터에 의거하여 보다 정확한 위치 데이터로 보정한다.
또, 자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 제 1 기준지점으로부터 제 2 기준지점까지의 이동으로 자율 항법 측위에 의해 취득한 일련의 위치 데이터에 대해 소정의 연산 처리를 실시하여, 보다 정확한 위치 데이터로 보정한다.
보정 후의 위치 데이터는 보정 완료를 나타내는 보정 플래그와 함께 위치 데이터 기억부(22)의 원래의 위치 데이터에 덮어 씌여 기억된다.
계속해서, CPU(10)는 스텝 S13, S14의 GPS 측위가 실시된 시각을 위치 데이터 기억부(22)에 기억시킨다(스텝 S18).
CPU(10)는 제 2 기준지점의 위치 데이터를 새로운 제 1 기준지점의 위치 데이터로서 다시 등록하여(스텝 S19: 기준지점 갱신 수단), 처리하는 스텝을 스텝 S4로 되돌린다.
즉, 상기 스텝 S11, S12, S16?S19의 처리에 의해, 전회의 GPS 측위로부터 경과시간이 일정시간에 이른 경우에, GPS 측위와 위치 데이터의 보정 처리가 실행된다.
그리고, CPU(10)는 처리하는 스텝을 스텝 S4로 되돌림으로써, 다음으로 GPS 측위를 실행하는 시간 카운트가 다시 제로부터 개시되도록 되어 있다.
또, 상기의 처리 루프(스텝 S5?S9, S10)가 반복 실행되고 있는 동안에, 측위지점이 제 1 기준지점으로부터 소정 거리(예를 들면 20m)를 초과하고, 또한, 측위지점이 제 1 기준지점에 가까워지는 쪽으로 이동했다고 판별된 경우에는 처리하는 스텝은 스텝 S10의 판별 처리로 "YES" 측으로 이행하여 상기 처리 루프를 빠진다.
측위지점이 가까워지는 쪽으로 이동하여 처리 루프를 빠지면, CPU(10)는 GPS 수신 안테나(13)와 GPS 수신부(14)를 통하여 GPS 위성으로부터의 신호를 수신한다(스텝 S13).
그리고, CPU(10)는 소정의 측위 연산을 실시하여 위치 데이터를 구한다(스텝 S14).
이어서, CPU(10)는 GPS 측위의 정밀도 레벨을 취득하여 측위 정밀도가 소정의 정밀도 임계값보다 낮은지 아닌지를 판별한다(스텝 S15).
그리고, CPU(10)는 측위 정밀도가 정밀도 임계값보다 낮으면, 스텝 S13, S14에서 취득된 GPS 측위의 위치 데이터는 사용하지 않고 그대로 스텝 S5로 되돌아온다.
한편, CPU(10)는 스텝 S15의 판별 처리에서, 측위 정밀도가 정밀도 임계값보다 높다고 판별되면, 스텝 S13, S14에서 취득된 GPS 측위의 위치 데이터를 사용한다. CPU(10)는 상술한 스텝 S16?S19의 처리(위치 데이터의 보정 처리와 제 1 기준지점의 갱신 처리)를 실행한다.
그리고, CPU(10)는 처리하는 스텝을 스텝 S4로 되돌린다.
즉, 상기의 스텝 S13?S19의 처리에 의해, 제 1 기준지점과 측위지점의 2점간 거리에 의거하는 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위의 실행 제어와, GPS 측위에 의거하는 일련의 위치 데이터의 보정 처리가 실시되도록 되어 있다.
이상과 같이, 제 1 실시형태의 네비게이션 장치(1)에 따르면, CPU(10)는 자율 항법 측위에 의해 위치 데이터가 취득되면 제 1 기준지점과 측위지점의 2점간 거리를 계산한다.
그리고, CPU(10)는 이 2점간 거리에 의거하여 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실시하는지 아닌지 판별하도록 되어 있다.
따라서, CPU(10)는 경과시간만으로 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실시하는 경우와 비교하여, 적절한 조건으로 GPS 측위를 실시시킬 수 있다.
구체적으로는, CPU는 상기 2점간 거리에 의거하여 측위지점이 제 1 기준지점에 가까워지는 쪽으로 이동하고 있다고 판별된 경우에, 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실행하도록 하고 있다.
따라서, 자율 항법 측위에 의해 취득된 일련의 위치 데이터를 GPS 측위 결과에 의거하여 보정할 때에, CPU(10)는 제 1 기준지점과 제 2 기준지점이 가까워져 정확한 보정을 실시할 수 없게 된다는 불편함을 회피할 수 있다.
또, 제 1 실시형태의 네비게이션 장치(1)는 자율 항법 측위의 측위지점이 제 1 기준지점부터 소정 거리의 범위 내(예를 들면 20m 이내)에 있을 때는 상기 2점간 거리에 의거하는 GPS 측위 실행 제어를 실시하지 않도록 되어 있다.
그에 따라, 네비게이션 장치(1)는 자율 항법 측위의 측위 오차가 그다지 커지지 않는 범위를 이동하고 있는데, 불필요하게 GPS 측위나 보정 처리가 실시되어 버린다는 사태를 회피할 수 있다.
또, 이 제 1 실시형태의 네비게이션 장치(1)는 상기 2점간 거리에 의거하여 GPS 측위를 실시한 경우에, 위치 데이터의 측위 정밀도가 소정의 정밀도 임계값보다 낮은 경우에는 이 위치 데이터를 사용하지 않도록 되어 있다.
따라서, 네비게이션 장치(1)는 측위 정밀도가 나쁜 위치 데이터는 파기하고, 측위 정밀도가 어느 정도 높은 위치 데이터만을 이용하여 위치 데이터의 보정 처리나 제 1 기준지점의 갱신 처리를 실시할 수 있도록 되어 있다.　2점간 거리에 의거하여 GPS 측위를 실행하게 된 상황은 아직 전회의 GPS 측위로부터 경과시간이 일정시간에 이르지 않아, 제 1 기준지점의 갱신 처리나 위치 데이터의 보정 처리를 조금 늦추어도 가능한 상황이다.
따라서, 네비게이션 장치(1)는 이 경우에는 측위 정밀도가 나쁜 위치 데이터이면 사용하지 않고, 그 후에 측위 정밀도가 좋은 위치 데이터가 얻어진 때에, 이것을 사용하여 처리를 실시하도록 함으로써, 종합적으로 보다 정확한 위치 데이터를 취득할 수 있다.
[제 2 실시형태]
제 2 실시형태의 네비게이션 장치(1)는 측위 제어 처리의 내용이 제 1 실시형태와 다르고, 그 외는 제 1 실시형태와 같다.
따라서, 다른 부분에 대해 상세하게 설명한다.
도 6은 제 2 실시형태의 측위 제어 처리에 있어서의 측위 결과의 일례를 나타낸 설명도이다.
도 6 중에서, 파선은 실제 이동 경로 T1를 나타내고, 실선은 자율 항법 측위의 측위 결과에 의한 궤적 T2를 나타낸다.
제 2 실시형태의 측위 제어 처리에 있어서도, 기본적인 동작으로서 CPU(10)는 경과시간에 따라 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실행한다.
GPS 측위가 새롭게 실시된 경우에는 CPU(10)는 전회의 GPS 측위가 실시된 지점을 제 1 기준지점, 금회의 GPS 측위가 실시된 지점을 제 2 기준지점으로서 등록한다.
자율 항법 오차 보정 처리부(21)는 제 1 기준지점부터 제 2 기준지점까지 자율 항법 측위에 의해 취득된 일련의 위치 데이터의 보정 처리를 실시한다.
그리고, CPU(10)는 보정 처리 후에, 제 2 기준지점으로서 등록되어 있는 지점을 제 1 기준지점으로 다시 등록하여 이어지는 자율 항법 측위를 실행시킨다.
또한 이 제 2 실시형태의 측위 제어 처리에 있어서도, 자율 항법 측위를 계속적으로 실행하는 동안, CPU(10)는 제 1 기준지점으로부터 현재의 측위지점까지의 2점간 거리를 산출한다.
그리고, 이 2점간 거리가 소정의 거리 임계값(D)(예를 들면 초기 상태로 500m 등)을 초과했는지 비교하여, CPU(10)는, 초과한 경우에는 소정의 경과시간에 이르지 않아도 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실행시킨다.
여기에서, 거리 임계값(D)의 초기 값은 자율 항법 측위의 오차가 눈에 띄기 시작하는 무렵의 길이로 설정되어 있다.
거리 임계값(D)을 초과해서 GPS 측위가 실행된 경우에는, 상기의 위치 데이터의 보정 처리와 제 1 기준지점의 갱신 처리가 마찬가지로 실행된다.
단, GPS 측위 시에, 측위 결과의 정밀도를 나타내는 정밀도 레벨을 취득하여, 측위 정밀도가 소정의 정밀도 임계값(H)보다 낮은 경우에는 CPU(10)는 이 GPS 측위의 결과를 사용하지 않고, GPS 측위가 실시되지 않았던 경우와 마찬가지의 취급으로 한다.
또, 이 경우에는, 아울러 CPU(10)는 상기의 거리 임계값(D)을 소정 거리(예를 들면 50m 등) 늘리는 처리와, 상기의 정밀도 임계값(H)을 소정 단계 낮게 하는 처리를 실행한다.
거리 임계값(D)을 늘리는 처리는 계속되는 이동에 의해 바로 상기 2점간 거리가 거리 임계값(D)을 다시 초과해서, 시간 간격을 두지 않고 바로 GPS 측위가 실시되어 버리는 것을 회피하기 위해 실시하는 것이다.
　정밀도 임계값(H)을 소정 단계 낮추는 처리는 다음의 이유를 위해 실시하는 것이다.
　즉, 다음으로, 2점간 거리가 거리 임계값(D)을 초과해서 GPS 측위가 실시되는 경우에는 거리 임계값(D)이 늘어난 만큼, 자율 항법 측위에 의해 누적되는 측위 오차도 커지고 있다.
그 때문에, GPS 측위의 측위 정밀도가 조금 낮은 경우에도, 그 측위 결과를 사용하여 자율 항법 측위의 측위 오차를 리셋하는 것이 유효하게 된다.
그러므로, CPU(10)는 상기와 같이 거리 임계값(D)을 늘리는 것에 대응시켜 정밀도 임계값(H)도 소정 단계 낮은 설정으로 변경하고 있다.
상기와 같은 측위 제어 처리에 따르면, 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이, 우선, 개시 지점에서 GPS 측위가 실시되어, 이 지점이 제 1 기준지점 A로 설정된다.
계속해서, 자율 항법 측위가 계속적으로 실시되어 측위 궤적 T2의 각 지점의 위치 데이터가 취득되어 간다.
측위 궤적 T2와 실제의 이동 경로 T1에서는 서서히 오차가 커지고 있다.
그리고, 제 1 기준지점 A에서의 GPS 측위로부터 소정의 경과시간에 이르기 전에, 제 1 기준지점 A와 측위지점의 2점간 거리가 초기의 거리 임계값(D)(예를 들면 500m)을 초과한 지점 C1에 이른 단계에서 GPS 측위가 실시되고 있다.
이 지점 C1은 실제의 이동 지점 C에 있을 때 자율 항법 측위에 의해 얻어진 위치 데이터에 대응하는 지점이다.
그리고, 이때의 GPS 측위의 결과가 지점 C2를 나타내고, GPS 위성 신호로부터 구해지는 측위 정밀도가 정밀도 임계값(H)보다 낮았다고 한다.
이와 같이 측위 정밀도가 낮았던 경우, CPU(10)는 이 GPS 측위의 결과를 사용하지 않고, 거리 임계값(D)을 소정량(예를 들면 50m) 늘리고, 정밀도 임계값(H)도 소정 단계 낮추는 설정을 실시한다.
그리고, 제 1 기준지점 A에서의 GPS 측위로부터 소정의 경과시간에 이르기 전에, 다시 제 1 기준지점 A와 측위지점의 2점간 거리가, 갱신 후의 거리 임계값(D)(예를 들면 550m)을 초과한 지점 B1에 이르렀을 때에 GPS 측위가 실시되고 있다.
이 지점 B1은 실제의 이동 지점 B에 있을 때 자율 항법 측위에 의해 얻어진 위치 데이터에 대응하는 지점이다.
그리고, 이때의 GPS 측위의 결과가 지점 B2를 나타내고, GPS 측위의 측위 정밀도가 갱신 후의 정밀도 임계값(H)보다 높았다고 한다.
측위 정밀도가 정밀도 임계값(H)보다 높은 경우, CPU(10)는 이 GPS 측위 결과를 사용하여 이 지점을 제 2 기준지점 B2로 설정한다.
그리고, CPU(10)는 제 1 기준지점 A로부터 제 2 기준지점 B2까지의 자율 항법 측위에 의해 취득된 일련의 위치 데이터의 보정 처리를 실시한다.
그 후, CPU(10)는 이 지점 B2를 새로운 제 1 기준지점으로 설정하여 이어지는 자율 항법 측위를 실시한다.
다음으로, 상기의 측위 제어 처리를 실현하는 제어 순서에 대해 상세하게 설명한다.
도 7은 CPU(10)에 의해 실행되는 제 2 실시형태의 측위 제어 처리의 플로차트이다.
제 2 실시형태의 측위 제어 처리가 개시되면, 우선, CPU(10)는 GPS 위성으로부터의 신호를 수신한다(스텝 S21).
그리고, CPU(10)는 소정의 측위 연산을 실시하여 위치 데이터를 구한다(스텝 S22).
그리고, CPU(10)는 이 위치 데이터를 제 1 기준지점의 위치 데이터로서 등록한다(스텝 S23).
계속해서, CPU(10)는 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실시하는 경과시간을 카운트하는 GPS 수신 카운터를 리셋한다(스텝 S24).
그리고, CPU(10)는 GPS 수신을 실시하는 2점간 거리의 임계값인 거리 임계값 (D)과, 2점간 거리에 의거하는 GPS 측위 결과를 사용하는지 아닌지를 판별하는 측위 정밀도의 임계값인 정밀도 임계값(H)을 초기값으로 리셋 한다(스텝 S25).
　다음으로, CPU(10)는 3축 가속도 센서(16)와 3축 지자기 센서(15)의 검출 출력을 샘플링 한다(스텝 S26).
그리고, CPU(10)는 이들 샘플링 데이터를 자율 항법 제어 처리부(20)로 보내어 위치 데이터의 산출을 실시하게 한다(스텝 S27).
이어서, CPU(10)는 GPS 수신 카운터의 값이 일정시간을 초과했는지 판별한다 (스텝 S28).
그리고, CPU(10)는 아직 초과하고 있지 않으면, 제 1 기준지점과 현재의 측위지점의 2점간 거리를 산출한다(스텝 S29: 거리 산출 수단).
그리고, CPU(10)는 이 2점간 거리와 거리 임계값(D)을 비교하여 전자가 후자를 초과하고 있지 않은지 판별한다(스텝 S30: 측위 타이밍 제어 수단).
그 결과, CPU(10)는 2점간 거리쪽이 거리 임계값(D)보다 짧으면 처리하는 스텝을, 스텝 S26으로 되돌린다.
즉, 스텝 S26?S30의 처리 루프에 의해, 자율 항법 측위가 연속적으로 실행되면서, 전회의 GPS 수신으로부터의 경과시간의 확인과, 상기 2점간 거리의 확인이 실시되도록 되어 있다.
그리고, 이 처리 루프(스텝 S26?S30)가 반복 실행되는 동안에, 전회의 GPS 수신으로부터 일정시간이 경과하면, 처리하는 스텝은 스텝 S28의 판별 처리에서 "YES"측으로 이행하여 상기의 처리 루프를 빠진다.
일정시간이 경과하여 처리 루프를 빠지면, CPU(10)는 우선, GPS 위성으로부터의 신호를 수신시키고(스텝 S31), 소정의 측위 연산을 실시하여 위치 데이터를 구한다(스텝 S32).
그리고, CPU(10)는 이 위치 데이터를 제 2 기준지점의 위치 데이터로서 등록한다(스텝 S33).
다음으로, CPU(10)는 자율 항법 오차 보정 처리부(21)에 지령을 발행하여 위치 데이터 기억부(22)에 기억되어 있는 미보정 위치 데이터의 보정 처리를 실행시킨다(스텝 S34).
이어서, CPU(10)는 GPS 측위가 실시된 시각을 위치 데이터 기억부(22)에 기억시킨다(스텝 S35).
그리고, CPU(10)는 상기의 제 2 기준지점의 위치 데이터를 새로운 제 1 기준지점의 위치 데이터로서 다시 등록한다(스텝 S36: 기준지점 갱신 수단).
그 후, CPU(10)는 처리하는 스텝을 스텝 S24로 되돌린다.
또, 상기의 처리 루프(스텝 S26?S30)가 반복 실행되는 동안에, 상기 2점간 거리가 거리 임계값(D) 이상이 되면, 처리하는 스텝은 스텝 S30의 판별 처리에서 "YES"측으로 이행하여 상기의 처리 루프를 빠진다.
2점간 거리가 거리 임계값(D) 이상이 되어 처리 루프를 빠지면, CPU(10)는 우선, GPS 위성으로부터의 신호를 수신시킨다(스텝 S37).
그리고, CPU(10)는 소정의 측위 연산을 실시하여 위치 데이터를 구한다(스텝 S38).
이어서, CPU(10)는 GPS 측위의 정밀도 레벨을 확인하여 측위 정밀도가 정밀도 임계값(H)보다 높은지 아닌지를 판별한다(스텝 S39).
그리고, 측위 정밀도가 정밀도 임계값(H)보다 낮으면, CPU(10)는 스텝 S37, S38에서 취득된 GPS 측위의 위치 데이터는 사용하지 않고 파기한다.
또한 CPU(10)는 정밀도 임계값(H)을 소정 단계 낮춘다(스텝 S40: 임계값 갱신 수단).
그리고, CPU(10)는 거리 임계값(D)을 소정량α 가산한 값으로 갱신한다(스텝 S41: 임계값 갱신 수단). 그리고, CPU(10)는 처리하는 스텝을 스텝 S26으로 되돌린다.
한편, CPU(10)는 스텝 S39의 판별 처리에서 측위 정밀도가 정밀도 임계값(H)보다 높다고 판별되면, 처리하는 스텝을 스텝 S33으로 점프시킨다.
그리고, CPU(10)는 스텝 S37, S38에서 취득된 GPS 측위의 위치 데이터를 사용하여, 자율 항법 측위의 일련의 위치 데이터의 보정 처리나 제 1 기준지점의 갱신 처리를 실시한다.
이상과 같이, 제 2 실시형태의 네비게이션 장치(1)는 자율 항법 측위에 의해 위치 데이터가 취득되면 제 1 기준지점과 측위지점의 2점간 거리를 계산하여, 이 2점간 거리에 의거하여 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실시하는지 아닌지 판별하게 되어 있다.
따라서, 네비게이션 장치(1)는 경과시간만으로 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실시하는 경우와 비교하여 적절한 조건으로 GPS 측위를 실시할 수 있다.
구체적으로는 네비게이션 장치(1)는 상기의 2점간 거리에 의거하는 자율 항법 측위의 오차가 커지는 거리 임계값(D) 이상이 된 경우에, 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실시하도록 하고 있다.
따라서, 네비게이션 장치(1)는 경과시간이 일정시간에 이르기 전에 멀리까지 이동이 이루어진 경우에, 자율 항법 측위의 누적 오차가 커져 버리기 전에 GPS 측위를 실시한다.
이에 따라, 네비게이션 장치(1)는 자율 항법 측위의 누적 오차를 리셋할 수 있다.
또, 네비게이션 장치(1)는 멀리까지 이동하지 않는 경우에는, 예를 들면 간헐적인 수신에 의한 GPS 측위를 실시하는 경과시간을 길게 설정해 둠으로써, 그 시간까지 GPS 측위가 실시되지 않도록 할 수 있다.
따라서, 네비게이션 장치(1)는 자율 항법 측위의 누적 오차가 그다지 커져 있지 않는 단계에서 불필요하게 GPS 측위가 실시되어 불필요한 소비 전력이 생겨 버린다는 불편을 회피할 수 있다.
또, 이 제 2 실시형태의 네비게이션 장치(1)는 상기의 2점간 거리에 의거하여 GPS 측위를 실시한 경우에, 위치 데이터의 측위 정밀도가 소정의 정밀도 임계값 (H)보다 낮은 경우에는, 이 위치 데이터를 사용하지 않는다.
따라서, 네비게이션 장치(1)는 측위 정밀도가 나쁜 위치 데이터는 파기하고, 측위 정밀도가 어느 정도 높은 위치 데이터만을 이용하여, 위치 데이터의 보정 처리나 제 1 기준지점의 갱신 처리를 실시하도록 되어 있다.
또한 네비게이션 장치(1)는 2점간 거리에 의거하여 GPS 측위를 실시해서, 그 위치 데이터의 측위 정밀도가 나빴던 경우에는 거리 임계값(D)을 길게 설정하고, 정밀도 임계값(H)을 소정 단계 낮추는 설정을 실시한다.
따라서, 네비게이션 장치(1)는 그 후의 멀어지는 방향으로의 이동으로 바로 GPS 측위가 실시되어 버리는 것을 회피하고, 적당한 거리를 이동하고 나서 GPS 측위가 실시되도록 할 수 있다.
또, 네비게이션 장치(1)는 이때 제 1 기준지점으로부터의 거리가 증가하고 있는 만큼, 그것에 대응시켜 GPS 측위 결과를 채용할지 아닐지를 판별하는 측위 정밀도의 기준을 낮게 할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 여러 가지 변경이 가능하다.
예를 들면, 네비게이션 장치(1)는 상기 실시형태에서는 자율 항법 측위에 의해 위치 데이터가 취득될 때마다, 제 1 기준지점부터 측위지점까지의 2점간 거리를 구하도록 하고 있다.
그러나, 네비게이션 장치(1)는 복수회의 자율 항법 측위마다 2점간 거리를 1회 구하는 등, 거리 산출의 처리를 줄이도록 해도 된다.
또, 네비게이션 장치(1)는 상기 실시형태에서는 측위 위성으로서 GPS 위성을 적용한 경우의 구성을 나타냈지만, 그 외의 측위 위성을 적용해도 된다.
또, 자율 항법 측위의 상대적인 이동 방향과 이동량의 계측 방법은 상기 실시형태에서 나타낸 방법에 한정되지 않는다.
예를 들면, 네비게이션 장치(1)는 유저의 몸에 소정 방향으로 장착되는 것이면, 2축의 방위 센서를 이용하여 유저의 전방을 이동 방향으로서 측정할 수 있다.
또, 네비게이션 장치(1)는 이동수단에서 사용하는 것이면, 자이로 센서를 이용하여 이동 방향을 계측하고, 타이어의 회전량을 검출하여 이동량을 계측할 수도 있다.
또, 자율 항법 측위의 위치 데이터의 보정 처리의 방법도, 상기 실시형태에서 나타낸 방법에 한정되지 않고, 여러 가지의 방법을 적용할 수 있다.
기타, 네비게이션 장치(1)는 실시형태에서 나타낸 세부는 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.
1: 네비게이션 장치 10: CPU
11: RAM 12: ROM
13: GPS 수신 안테나 14: GPS 수신부
15: 3축 지자기 센서 16: 3축 가속도 센서
17: 기압센서 18: 표시부
19: 전원 20: 자율 항법 제어 처리부
21: 자율 항법 오차 보정 처리부 22: 위치 데이터 기억부
23: 카메라 장치 24: 지도 데이터 베이스

Claims (12)

  1. 복수의 측위 위성으로부터 신호를 간헐적으로 수신하여 측위를 실시하는 제 1 측위 수단과,
    유저의 이동 방향 및 이동량을 연속적으로 계측하고, 기준지점의 위치 정보로 그 이동 방향 및 이동량을 적산함으로써 측위를 실시하는 제 2 측위 수단과,
    상기 제 1 측위 수단에 의한 측위와 상기 제 2 측위 수단에 의한 측위에 의해 이동 경로를 따른 위치 정보를 취득해 가는 측위 제어 수단과,
    상기 제 1 측위 수단에 의해 측위가 실시된 경우에, 이 측위 결과에 의거하여 상기 제 2 측위 수단의 상기 기준지점의 위치 정보를 갱신하는 기준지점 갱신 수단과,
    상기 기준지점과 상기 제 2 측위 수단의 측위지점의 2점간 거리를 산출하는 거리 산출 수단과,
    상기 거리 산출 수단에 의해 산출된 상기 2점간 거리에 의거하여 상기 제 1 측위 수단의 수신을 실행하는 타이밍을 제어하는 측위 타이밍 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 측위 타이밍 제어 수단은,
    상기 제 2 측위 수단에 의한 일련의 측위에 수반하여 상기 거리 산출 수단에 의해 산출되는 일련의 상기 2점간 거리에 의거해서 상기 제 2 측위 수단의 측위지점이 상기 기준지점에 가까워지는 쪽으로 이동하고 있다고 판별된 경우에, 상기 제 1 측위 수단에 측위를 실행시키는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 거리 산출 수단에 의해 산출된 상기 2점간 거리가 소정 거리에 못 미치는 경우에, 해당 2점간 거리에 의거하는 상기 제 1 측위 수단의 실행을 금지하는 금지 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 측위 수단에 의해 측위가 실시된 경우에, 상기 제 2 측위 수단의 측위에 의해 취득되어 있는 일련의 위치 정보를, 상기 제 1 측위 수단의 측위 결과에 의거하여 보정하는 보정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 측위 수단의 측위 시에 측위 정밀도를 나타내는 정밀도 레벨을 구하는 정밀도 레벨 취득 수단을 구비하고,
    상기 정밀도 레벨 취득 수단에 의해 구해진 정밀도 레벨이 나타내는 측위 정밀도가 소정의 정밀도 임계값보다 낮은 경우에, 상기 제 2 측위 수단의 측위 결과를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 측위 타이밍 제어 수단은,
    상기 거리 산출 수단에 의해 산출된 상기 2점간 거리가 소정의 거리 임계값을 초과한 경우에, 상기 제 1 측위 수단에 측위를 실행시키는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 측위 수단의 측위 시에 측위 정밀도를 나타내는 정밀도 레벨을 구하는 정밀도 레벨 취득 수단을 구비하고,
    상기 정밀도 레벨 취득 수단에 의해 구해진 정밀도 레벨이 나타내는 측위 정밀도가 소정의 정밀도 임계값보다 낮은 경우에, 상기 제 1 측위 수단의 측위 결과를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 정밀도 레벨 취득 수단에 의해 구해진 정밀도 레벨이 나타내는 측위 정밀도가 소정의 정밀도 임계값보다 낮은 경우에, 상기 정밀도 임계값을 낮은 값으로 갱신하고, 또한, 상기 거리 임계값을 긴 값으로 갱신하는 임계값 갱신 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  9. 복수의 측위 위성으로부터 신호를 간헐적으로 수신하여 측위를 실시하는 제 1 측위 수단과, 유저의 이동 방향 및 이동량을 연속적으로 계측하여, 기준지점의 위치 정보로 그 이동 방향 및 이동량을 적산함으로써 측위를 실시하는 제 2 측위 수단을 이용하여 이동 경로를 따른 위치 정보를 취득해 가는 측위 방법에 있어서,
    상기 제 1 측위 수단에 의한 측위와 상기 제 2 측위 수단에 의한 측위에 의해 이동 경로를 따른 위치 정보를 취득해 가는 측위 제어 스텝과,
    상기 제 1 측위 수단에 의해 측위가 실시된 경우에, 이 측위 결과에 의거하여 상기 제 2 측위 수단의 상기 기준지점의 위치 정보를 갱신하는 기준지점 갱신 스텝과,
    상기 기준지점과 상기 제 2 측위 수단의 측위지점의 2점간 거리를 산출하는 거리 산출 스텝과,
    상기 거리 산출 스텝에 의해 산출된 상기 2점간 거리에 의거하여 상기 제 1 측위 수단의 수신을 실행하는 타이밍을 제어하는 측위 타이밍 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 측위 타이밍 제어 스텝은,
    상기 제 2 측위 수단에 의한 일련의 측위에 수반하여 상기 거리 산출 스텝에 의해 산출된 일련의 상기 2점간 거리에 의거하여, 상기 제 2 측위 수단의 측위지점이 상기 기준지점에 가까워지는 쪽으로 이동하고 있다고 판별된 경우에, 상기 제 1 측위 수단에 측위를 실행시키는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
  11. 복수의 측위 위성으로부터 신호를 간헐적으로 수신하여 측위를 실시하는 제 1 측위 수단과, 유저의 이동 방향 및 이동량을 연속적으로 계측하여, 기준지점의 위치 정보로 그 이동 방향 및 이동량을 적산함으로써 측위를 실시하는 제 2 측위 수단과 각각 통신 가능하게 된 컴퓨터에,
    상기 제 1 측위 수단에 의한 측위와 상기 제 2 측위 수단에 의한 측위에 의해 이동 경로를 따른 위치 정보를 취득해 가는 측위 제어 기능과,
    상기 제 1 측위 수단에 의해 측위가 실시된 경우에, 이 측위 결과에 의거하여 상기 제 2 측위 수단의 상기 기준지점의 위치 정보를 갱신하는 기준지점 갱신 기능과,
    상기 기준지점과 상기 제 2 측위 수단의 측위지점의 2점간 거리를 산출하는 거리 산출 기능과,
    상기 거리 산출 기능에 의해 산출된 상기 2점간 거리에 의거하여 상기 제 1 측위 수단의 수신을 실행하는 타이밍을 제어하는 측위 타이밍 제어 기능을 실현시키는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기억 매체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 측위 타이밍 제어 기능은,
    상기 제 2 측위 수단에 의한 일련의 측위에 수반하여 상기 거리 산출 기능에 의해 산출된 일련의 상기 2점간 거리에 의거하여, 상기 제 2 측위 수단의 측위지점이 상기 기준지점에 가까워지는 쪽으로 이동하고 있다고 판별된 경우에, 상기 제 1 측위 수단에 측위를 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 기억 매체.
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