WO2006109525A1 - 経路誘導装置、経路誘導方法および経路誘導プログラム - Google Patents

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WO2006109525A1
WO2006109525A1 PCT/JP2006/305967 JP2006305967W WO2006109525A1 WO 2006109525 A1 WO2006109525 A1 WO 2006109525A1 JP 2006305967 W JP2006305967 W JP 2006305967W WO 2006109525 A1 WO2006109525 A1 WO 2006109525A1
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WO
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acceleration
inclination angle
information
road inclination
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/305967
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tatsuya Okamoto
Seiji Imada
Original Assignee
Pioneer Corporation
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Filing date
Publication date
Application filed by Pioneer Corporation filed Critical Pioneer Corporation
Priority to JP2007512492A priority Critical patent/JP4682193B2/ja
Publication of WO2006109525A1 publication Critical patent/WO2006109525A1/ja

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments

Definitions

  • Route guidance device Route guidance device, route guidance method, and route guidance program
  • the present invention relates to a route guidance device, a route guidance method, and a route guidance program having a function of automatically correcting an error of an acceleration sensor for self-contained navigation.
  • route guidance devices can calculate the current position (inertial navigation) even in tunnels and underground parking lots where GPS (Global Positioning System) positioning is not possible.
  • GPS Global Positioning System
  • a gyro sensor that detects angular velocity and an acceleration sensor that detects acceleration are installed.
  • the vehicle force can also detect a pulse signal corresponding to the vehicle speed (hereinafter referred to as a “vehicle speed pulse”), and the vehicle travel distance is calculated from the vehicle speed pulse to confirm the position (for example, See the following patent documents 1 and 2.) 0
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3551661
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 3551663
  • the acceleration may occur.
  • the travel distance must be calculated using the detected acceleration of the sensor force.
  • the acceleration sensor is affected by the acceleration of gravity, so the vehicle acceleration cannot be obtained correctly, and an error occurs in the position accuracy.
  • a route guidance device includes an acceleration detection means for detecting an acceleration of a moving body, a position information acquisition means for acquiring positioning information and azimuth information of the moving body, Road inclination angle acquisition means for acquiring information on the road inclination angle of the current position, and information on the road inclination angle of the current position acquired by the road inclination angle acquisition means.
  • Correction means for correcting the acceleration detected by the acceleration detection means, acceleration corrected by the correction means, and positioning information and azimuth information acquired by the position information acquisition means.
  • a position calculating means for calculating the position.
  • a route guidance method includes an acceleration detection step of detecting an acceleration of a moving body, a position information acquisition step of acquiring positioning information and azimuth information of the moving body, Using the road inclination angle acquisition step of acquiring information of the road inclination angle of the current position and the information of the road inclination angle of the current position acquired by the road inclination angle acquisition step, the acceleration detected by the acceleration detection step is calculated.
  • a route guidance program according to claim 7 causes a computer to execute the route guidance method according to any one of claims 4 to 6.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a route guidance device that is useful in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of a procedure of position confirmation processing of the route guidance device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of an example of a hardware configuration of the navigation device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the position confirmation unit according to the first embodiment of the present invention and a process of the navigation control unit regarding position recognition.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of a procedure of position recognition processing in the navigation device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of the position confirmation unit according to the second embodiment of the present invention and processing of the navigation control unit regarding position recognition.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of the acceleration sensor according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a method for calculating the road inclination angle ⁇ using the acceleration sensor according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a procedure of position recognition processing in the navigation device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a route guidance device that is useful in an embodiment of the present invention.
  • the route guidance device 100 includes an acceleration detection unit 101, a position information acquisition unit 102, a road inclination angle acquisition unit 103, a correction unit 104, a position calculation unit 105, a storage unit 106, and a road inclination angle calculation unit 107. , Including the configuration.
  • the route guidance device 100 may have a configuration including only one of the storage unit 106 and the road inclination angle calculation unit 107. Yes.
  • the acceleration detection unit 101 detects the acceleration of the moving body, that is, the route guidance device 100, measured using an acceleration sensor.
  • the acceleration detection unit 101 includes an acceleration sensor 1 that includes a detection axis that is perpendicular to the ground plane (not shown).
  • the acceleration output by the acceleration sensor 1 is output to the correction unit 104 in order to correct the acceleration.
  • the acceleration detection unit 101 has a perpendicular force between the acceleration sensor 1 (not shown) and the ground plane and a vertical detection axis shifted by a predetermined angle. And are provided. Further, the acceleration output by the acceleration sensor 1 and the acceleration sensor 2 is output to the road inclination angle calculation unit 107 in order to calculate the road inclination angle.
  • the position information acquisition unit 102 acquires positioning information and direction information as position information of the route guidance device 100. Specifically, geometric position information detected by attaching a GPS signal receiver, a gyro sensor or the like to the route guidance device 100, or angular velocity information may be acquired as position information. The acquired position information is output to the position calculation unit 105 as a parameter for performing accurate position calculation of the route guidance device 100.
  • the road inclination angle acquisition unit 103 acquires the inclination angle information of the road at the current position of the connected storage unit 106 or road inclination angle calculation unit 107 force route guidance device 100.
  • the inclination angle information of the road at the current position is acquired from either one of the components included in the configuration.
  • the inclination angle information acquired by the road inclination angle acquisition unit 103 is output to the correction unit 104.
  • the storage unit 106 does not have inclination angle information.
  • the road inclination angle information may be acquired from the road inclination angle calculation unit 107.
  • the tilt angle information stored in the storage unit 106 may be updated at any time in combination with the road tilt angle calculation unit 107. ,.
  • the correction unit 104 corrects the measurement error of the acceleration detected by the acceleration sensor 1 of the acceleration detection unit 101. This is because the acceleration detected by the acceleration sensor 1 moves on the inclined surface. This is because it is affected by gravitational acceleration when moving.
  • the acceleration corrected by the correction unit 104 is output to the position calculation unit 105 as a parameter for performing accurate position calculation of the route guidance device 100.
  • the position calculation unit 105 calculates the current position of the route guidance device 100 based on the input parameters. It is also possible to calculate the current position using map matching technology, such as preparing map information in advance using the input parameters.
  • the storage unit 106 stores information on the inclination angle of the road measured by force.
  • Information can be stored in the storage unit 106 by a method of writing information recorded on a recording medium
  • a method of writing transmitted information from a telephone line or a wireless line may be used.
  • the road inclination angle calculation unit 107 calculates a road inclination angle at a current position based on a predetermined calculation method force based on the accelerations of the acceleration sensors 1 and 2 input from the acceleration detection unit 101.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of a procedure of position confirmation processing of the route guidance device according to the embodiment of the present invention.
  • the acceleration detector 101 detects the acceleration of the moving object, that is, the route guidance device 100 (step S201).
  • the location information acquisition unit 102 acquires location information of the route guidance device 100 (step S202).
  • the type of position information acquired by the position information acquisition unit 102 differs depending on the environmental condition of the position of the route guidance device 100.
  • the road inclination angle acquisition unit 103 reads the road inclination information at the current position from the storage unit 106 to acquire the road inclination angle (step S203). At this time, the current position is obtained based on the latest current position calculated by the route guidance device 100.
  • the acceleration detected by the acceleration detection unit 101 is corrected (step S204).
  • the position calculation unit 105 calculates the current position of the route guidance device 100 based on the corrected acceleration and the position information (step S205). [0025]
  • the route guidance device 100 includes the road inclination angle calculation unit 107, information on the road inclination angle is obtained by calculating the road inclination angle by the road inclination angle calculation unit 107 in step S203. get.
  • the route guidance device 100 is realized by, for example, a navigation device mounted on a vehicle.
  • FIG. 3 is a block diagram of an example of a hardware configuration of the navigation device according to the first embodiment.
  • the navigation device includes a navigation control unit 300, a user operation unit 301, a display unit 302, a position recognition unit 303, a recording medium 304, and a recording medium decoding unit. 305, voice output unit 306, point search unit 307, route search unit 308, route guidance unit
  • the navigation control unit 300 controls the entire navigation device. User operation part
  • the display unit 302 includes a monitor including a liquid crystal display, an organic EL display, and the like, and displays selected point information and the like.
  • the position recognition unit 303 acquires position information of the host vehicle (hereinafter referred to as “vehicle”).
  • vehicle position information of the vehicle
  • the position information of the vehicle is the force that uses the GPS signal transmitted from the GPS satellite and the information collected by the gyro sensor and acceleration sensor mounted on the vehicle.
  • the recording medium 304 is, for example, a hard disk (HD), and may be a detachable recording medium such as a DVD or a compact disk (CD) instead of or in addition to the HD.
  • the recording medium decoding unit 305 is a drive that reads HD, DVD, and CD and controls Z writing.
  • the recording medium 304 stores map information including inclination data to be provided to the user!
  • the audio output unit 306 emits audio for explaining various types of information displayed on the display unit 302.
  • the point search unit 307 searches for an arbitrary point based on the information input from the user operation unit 301 and displays it on the display unit 302.
  • the route search unit 308 calculates an optimum route to the point based on the point information obtained by the point search unit 307. Further, the route guidance unit 309 generates real-time route guidance information based on the information obtained by the route search unit 308 and the vehicle position information.
  • the guidance information acquisition unit 310 acquires information on the spot searched by the spot search unit 307 from the recording medium 304.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the position confirmation unit according to the first embodiment of the present invention and a process of the navigation control unit related to position recognition.
  • the position recognition unit 303 includes a GPS signal detection unit 401, a gyro sensor unit 402, an acceleration sensor unit 403, and an inclination data acquisition unit 404.
  • the navigation control unit 300 includes a GPS signal processing unit 405, a gyro sensor processing unit 406, a calorie speed sensor processing unit 407, a map matching processing unit 408, and an arithmetic processing unit 410.
  • the calculation processing unit 410 includes a vehicle acceleration calculation processing unit 411 and a vehicle movement information calculation processing unit 412.
  • the GPS signal detection unit 401 receives a radio wave from a GPS satellite and detects it as a GPS signal D1.
  • the GPS signal D1 detected by the GPS signal detection unit 401 is input to the GPS signal processing unit 405.
  • the gyro sensor unit 402 detects the angular velocity of the vehicle.
  • the gyro signal D2 detected by the gyro sensor unit 402 is input to the gyro sensor processing unit 406.
  • the acceleration sensor unit 403 detects the acceleration of the vehicle.
  • the acceleration signal D3 detected by the acceleration sensor unit 403 is input to the acceleration sensor processing unit 407.
  • the inclination data acquisition unit 404 receives the signal D4 of the current position information from the map matching processing unit 408.
  • the inclination data acquisition unit 404 acquires inclination data of the current position from the map data stored in the recording medium 304 (see FIG. 3) based on the current position information signal D4.
  • the acquired tilt data is processed as vehicle acceleration calculation processing as a tilt data signal D5. Input to part 411.
  • the GPS signal processing unit 405 obtains the geometric position with the GPS satellite from the GPS signal D1 input from the GPS signal detection unit 401, and detects the current position (latitude and longitude) of the vehicle.
  • the positioning signal D6 representing the detected latitude and longitude values is input to the vehicle movement information calculation processing unit 412.
  • the gyro sensor processing unit 406 obtains the direction movement of the vehicle due to the change in angular velocity from the gyro signal D2 detected by the gyro sensor unit 402, and detects the current direction.
  • the direction signal D7 indicating the detected direction value is input to the vehicle movement information calculation processing unit 412.
  • the acceleration sensor processing unit 407 also detects the acceleration of the vehicle (hereinafter referred to as “measurement acceleration”) from the acceleration signal D3 force input from the acceleration sensor unit 403. Note that the measurement acceleration is used to distinguish between the acceleration detected by the acceleration sensor unit 403 and influenced by the gravitational acceleration G from the actual acceleration considering the road inclination angle, which will be described later. is there. Thus, the measured acceleration signal D8 representing the detected measured acceleration value is input to the vehicle acceleration calculation processing unit 411.
  • the map matching processing unit 408 receives a vehicle movement information signal D9 representing the value of vehicle movement information from the vehicle movement information calculation processing unit 412.
  • the map matching processing unit 408 derives the current position of the vehicle from the vehicle movement information signal D9 and the map data stored in the recording medium 304 (see FIG. 3) by map matching technology.
  • the derived current position information is input to the slope data acquisition unit 404 as a current position information signal D4.
  • the positioning signal D6, the direction signal D7, and the signal D10 representing the vehicle acceleration ⁇ are input to the vehicle movement information calculation processing unit 412.
  • the vehicle acceleration calculation processing unit 411 calculates vehicle movement information including the movement distance, speed, and direction of the vehicle based on the input signals (D6, D7, D10).
  • the calculated vehicle movement information is input to the map matching processing unit 408 as a vehicle movement information signal D9.
  • the position on the road is determined by map matching technology using map data in which the road inclination angle data measured in advance is stored. Is obtained, the inclination angle of the road is set as the inclination angle of the current position.
  • the correct vehicle acceleration can be calculated by correcting the error of the acceleration sensor due to the road inclination. Therefore, correct position recognition is possible.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of a procedure of position recognition processing in the navigation device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • step S501 it is determined whether or not the GPS signal detection unit 40 1 force GPS signal D1 has been detected at a certain vehicle position (step S501). If the GPS signal D1 is not detected (step S501: No), the process returns to step S501 and enters a standby state. When the G PS signal D1 is detected (step S501: Yes), the GPS signal processing unit 405 processes the GPS signal D1 (step S502), and outputs the positioning signal D6.
  • the gyro sensor unit 402 determines whether or not the gyro signal D2 is detected (step S503). If the gyro signal D2 has not been detected (step S503: No), the process returns to step S503 and enters a standby state. When the gyro signal D2 is detected (step S503: Yes), the gyro signal processing unit 406 inputs the gyro signal D2 (step S504), and outputs the direction signal D7.
  • step S505 the acceleration sensor In section 403, it is determined whether or not the acceleration signal D3 is detected (step S505). If the acceleration signal D3 is not detected (step S505: No), the process returns to step S505 and enters the standby state. If the acceleration signal D3 is detected (step S505: Yes), the acceleration sensor processing unit 407 processes the acceleration signal D3 (step S506), and outputs the measured acceleration signal D8.
  • the measurement acceleration signal D8 output by the processing of step S506 is input to the vehicle acceleration calculation processing unit 411.
  • the vehicle acceleration calculation processing unit 41 1 determines whether or not the inclination data acquisition unit 404 has acquired the inclination data (step S507). If the inclination data has been acquired (step S507: Yes), the inclination data signal D5 is input from the inclination data acquisition unit 404 to the vehicle acceleration calculation processing unit 41 1.
  • the vehicle acceleration calculation processing unit 41 1 calculates the vehicle acceleration a (step S508), and outputs a signal D10 representing the vehicle calorie velocity ⁇ . If the slope data is not stored in the map data, or if the slope data is not acquired because the map data itself is not recorded (step S507: No), the measured acceleration signal D8 is calculated as vehicle acceleration. The information is input to the vehicle movement information calculation processing unit 412 via the processing unit 41 1.
  • the vehicle movement information is calculated using only the input signal. In other words, the most accurate vehicle movement information is calculated under the environmental conditions of the current position of the vehicle.
  • the vehicle movement information signal D9 calculated at step S509 is input to the map matching processing unit 408 as the vehicle movement information signal D9.
  • Map matching processor 408 The current position is calculated from both movement information signals D9 and the map data (step S510). This process confirms the position of the vehicle.
  • step S511 it is determined whether or not the vehicle is moving force (step S511). This may be determined based on whether or not any of the signals D1 to D3 has changed after the position is confirmed in step S510, or the user operation unit 301 (see FIG. 3). From there, you may decide to move! / ⁇ until a signal to stop moving is input! / ⁇ .
  • step S511 When the vehicle is moving (step S511: Yes), the inclination data acquisition unit 404 acquires inclination data at the current position (step S512), and returns to step S501, step S503, and step S505, Processing for position confirmation at the next position is performed.
  • the determination as to whether or not the tilt data obtained in step S507 has been acquired is made based on the processing in step S512. Therefore, when the vehicle starts to move for the first time from the stop state, the tilt data acquired immediately before the stop is used.
  • step S511: No that is, when the vehicle is stopped, the position confirmation processing is terminated.
  • the hardware configuration of the second embodiment is the same as the hardware configuration of the first embodiment shown in FIG. 3, but the detailed configuration of the position recognition unit 303 and a part of the navigation control unit 300 that performs processing related to position confirmation. Have different composition.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the detailed configuration of the position confirmation unit according to the second embodiment of the present invention and the processing of the navigation control unit related to position recognition.
  • the position recognizing unit 303 has a constituent force including an acceleration sensor unit 601, a GPS signal detection unit 602, and a gyro sensor unit 603.
  • the navigation control unit 300 includes an acceleration sensor processing unit 604, a GPS signal processing unit 605, a gyro sensor processing unit 606, a map matching processing unit 607, and an arithmetic processing unit 610.
  • the processing unit 610 includes a road inclination angle calculation processing unit 611, a vehicle acceleration calculation processing unit 612, and a vehicle movement information calculation processing unit 613.
  • the acceleration sensor unit 601 includes acceleration sensors 1 and 2 and detects the acceleration of the vehicle.
  • the acceleration signal D11 detected by the acceleration sensor unit 601 is input to the acceleration sensor processing unit 604.
  • the detailed configuration of the acceleration sensor unit 601 will be described in detail later.
  • the GPS signal detection unit 602 receives a radio wave from a GPS satellite and detects it as a GPS signal D12.
  • the GPS signal D12 detected by the GPS signal detection unit 602 is input to the GPS signal processing unit 605.
  • the gyro sensor unit 603 detects the angular velocity of the vehicle.
  • the gyro signal D13 detected by the gyro sensor unit 603 is input to the gyro sensor processing unit 606.
  • the acceleration sensor processing unit 604 detects the acceleration (hereinafter referred to as “measurement acceleration”) of the acceleration sensors 1 and 2 of the vehicle from the acceleration signal D11 input from the acceleration sensor unit 601. Note that the measured acceleration is used to distinguish between the acceleration detected by the acceleration sensor unit 601 and affected by the gravitational acceleration G from the actual acceleration considering the road inclination angle, which will be described later. is there. In this way, the measured acceleration signal D14 representing the detected measured acceleration value is input to the road inclination angle calculation processing unit 611.
  • the GPS signal processing unit 605 obtains the geometric position with the GPS satellite from the GPS signal D12 input from the GPS signal detection unit 602, and detects the current position (latitude and longitude) of the vehicle.
  • the positioning signal D15 representing the detected latitude and longitude values is input to the vehicle movement information calculation processing unit 613.
  • the gyro sensor processing unit 606 obtains the direction movement of the vehicle due to the change in angular velocity from the gyro signal D13 detected by the gyro sensor unit 603, and detects the current direction.
  • the direction signal D16 representing the detected value of the direction is input to the vehicle movement information calculation processing unit 613.
  • the map matching processing unit 607 receives a vehicle movement information signal D19 representing a value of vehicle movement information from the vehicle movement information calculation processing unit 613. Map matching process The unit 607 derives the current position of the vehicle from the vehicle movement information signal D19 and the map data stored in the recording medium 304 (see FIG. 3) by map matching technology.
  • Arithmetic processing unit 610 performs a predetermined calculation based on the value of the input signal and outputs the result by a predetermined functional unit. More specifically, first, the measured acceleration signal D14 of the acceleration sensors 1 and 2 is input from the acceleration sensor processing unit 604 to the road inclination angle calculation processing unit 611. The road inclination angle calculation processing unit 611 calculates the road inclination angle ⁇ at the current position of the vehicle from the accelerations of the acceleration sensors 1 and 2.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the configuration of the acceleration sensor according to the second embodiment of the present invention.
  • the acceleration sensor unit 601 includes an acceleration sensor 1 (710) and an acceleration sensor 2 (720).
  • the acceleration sensor 1 (710) includes a detection axis 711 that is perpendicular to the plane 700.
  • the acceleration sensor 2 (720) has a configuration including a detection axis 721 in which a normal force to the plane 700 is also inclined by an angle ⁇ (for example, an acceleration sensor described in JP-A-2003-227844).
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a method for calculating the road inclination angle ⁇ using the acceleration sensor according to the second embodiment of the present invention.
  • the vehicle acceleration ⁇ is applied to the acceleration sensor unit 601 on the slope 800 with the inclination angle ⁇ as shown in FIG.
  • the acceleration sensor 1 (710) detects the calo speed al
  • the acceleration sensor 2 (720) detects the acceleration a2.
  • the accelerations al and a2 are input to the road inclination angle calculation processing unit 611 via the acceleration sensor processing unit 604, and subjected to calculation processing as described below.
  • the acceleration al can be expressed as the following equation (2).
  • the acceleration a2 is also a constant value.
  • a road inclination angle signal D17 is input to the vehicle acceleration calculation processing unit 612.
  • the vehicle acceleration calculation processing unit 612 calculates the formula (1) force actual vehicle acceleration ⁇ using the road inclination angle ⁇ represented by the road inclination signal D17.
  • the calculated vehicle acceleration ex is input to the vehicle movement information calculation processing unit 613 as a signal D18 representing the vehicle acceleration ex.
  • a positioning signal D15, a direction signal D16, and a signal D18 representing the vehicle acceleration ⁇ are input to the vehicle movement information calculation processing unit 613.
  • the vehicle movement information calculation processing unit 613 calculates vehicle movement information including the movement distance, speed, and azimuth of the vehicle based on the input signals (D15, D16, D18).
  • the calculated vehicle movement information is input to the map matching processing unit 607 as a vehicle movement information signal D19.
  • the acceleration sensor unit 601 can detect the acceleration in the traveling direction of the vehicle by using the two acceleration sensors (acceleration sensors 1 and 2) having different inclination angles of the detection axes. By mounting in the direction, the acceleration from each acceleration sensor is detected and the road inclination angle ⁇ is obtained. By determining the vehicle acceleration in consideration of this inclination angle, The correct vehicle acceleration can be calculated by correcting the error of the acceleration sensor. Therefore, correct position recognition is possible.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of a procedure of position recognition processing in the navigation device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • step S901 it is determined whether or not the GPS signal detection unit 60 2 force GPS signal D12 is detected at a certain vehicle position (step S901). If the GPS signal D12 is not detected (step S901: No), the process returns to step S901 and enters a standby state. When the GPS signal D12 is detected (step S901: Yes), the GPS signal processing unit 605 processes the GPS signal D12 (step S902), and outputs the positioning signal D15.
  • step S903 determines whether or not the gyro signal D13 is detected (step S903). If the gyro signal D13 is not detected (step S903: No), the process returns to step S903 and enters a standby state.
  • step S903: Yes the gyro sensor processing unit 606 processes the gyro signal D13 (step S904), and outputs the bearing signal D16.
  • step S905 determines whether or not the force is detected from the acceleration signal D11 (step S905). If the acceleration signal Dl 1 is not detected (step S905: No), the process returns to step S905 and enters a standby state.
  • step S905: Yes the acceleration sensor processing unit 604 processes the acceleration signal D11 (step S906), and outputs the measured acceleration signal D14.
  • the measurement acceleration signal D14 output by the processing of step S906 is input to the road inclination angle calculation processing unit 611.
  • the road inclination angle calculation processing unit 611 calculates the road inclination angle 0 for the acceleration force of the acceleration sensors 1 and 2 based on the measured acceleration signal D 14 (step S907), and inputs the road inclination angle signal D 17 to the vehicle acceleration calculation processing unit 612. To do.
  • the vehicle acceleration calculation processing unit 612 calculates the input vehicle acceleration ⁇ from the road inclination angle signal D17 (step S908), a signal D18 representing the vehicle acceleration a is output.
  • the detection signal at the position is input to the vehicle movement information calculation processing unit 613.
  • the vehicle movement information calculation processing unit 613 calculates a vehicle movement information signal D19 from these detection signals (D15, D16, D18) (step S909).
  • the vehicle movement information is calculated using only the input signal. In other words, the vehicle movement information is calculated with the highest accuracy according to the environmental conditions of the current position of the vehicle.
  • the vehicle movement information signal D19 calculated in step S909 is input to the map matching processing unit 607.
  • the map matching processing unit 607 calculates the current position from the vehicle movement information signal D19 and the map data (step S910). This process confirms the position of the vehicle.
  • step S911 it is determined whether or not the vehicle is moving force. This may be determined based on whether or not any of the signals D11 to D13 has changed after the position is confirmed in step S910, or the user operation unit 301 (see FIG. 3). From now on, it can be determined that the vehicle will move until a signal to stop moving is input.
  • step S911: Yes If the vehicle is moving (step S911: Yes), the process returns to step S901, step S903, and step S905, and processing for position confirmation at the next position is performed. If the vehicle is not moving (step S911: No), that is, if the vehicle is stopped, the position confirmation process is terminated.
  • the route guidance method described in the present embodiment is a program prepared in advance. Can be realized by executing it on a computer such as a personal computer or a workstation. This program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, or a DVD, and is executed by being read by the computer.
  • the program may be a transmission medium that can be distributed via a network such as the Internet.

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Abstract

　経路誘導装置（１００）は、移動体の加速度を検出する加速度検出部（１０１）と、移動体の測位情報および方位情報を取得する位置情報取得部（１０２）と、移動体の現在位置の道路傾斜角の情報を取得する道路傾斜角取得部（１０３）と、道路傾斜角取得部（１０３）によって取得した現在位置の道路傾斜角の情報を用いて、加速度検出部（１０１）によって検出された加速度を補正する補正部（１０４）と、補正部（１０４）によって補正された加速度と、位置情報取得部（１０２）により取得した測位情報および方位情報とに基づいて移動体の現在位置を算出する位置算出部（１０５）と、を備える。

Description

明 細 書
経路誘導装置、経路誘導方法および経路誘導プログラム
技術分野
[0001] この発明は、自立航法のための加速度センサの誤差を自動的に補正する機能を備 えた経路誘導装置、経路誘導方法および経路誘導プログラムに関する。
背景技術
[0002] 従来、経路誘導装置は、 GPS (Global Positioning System；全地球測位シス テム）による測位が行えないトンネルや地下駐車場などでも現在位置の算出 (慣性航 法)を行うことができるように、角速度を検出するジャイロセンサと加速度を検出する加 速度センサとが搭載されている。また、車両力も車両速度に応じたパルス信号 (以下 、「車速パルス」という）を検出できるようになっており、車速パルスから、車両の移動 距離を算出して位置確認を行っている (例えば、下記特許文献 1, 2参照。 )0
[0003] 特許文献 1 :特許第 3551661号公報
特許文献 2 :特許第 3551663号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら、車両側力も車速パルス信号を検出することができない場合や、ポータ ブル経路誘導装置のように車速パルスを発生させる機器への接続が行われな 、場 合では、加速度センサ力も検出された加速度を使用して、移動距離の算出を行わな ければならない。このような場合、傾斜している道路では、加速度センサが重力加速 度の影響を受けるため車両の加速度を正しく求めることができず、位置精度に誤差 が生じるという問題が一例として挙げられる。
課題を解決するための手段
[0005] 請求項 1の発明にかかる経路誘導装置は、移動体の加速度を検出する加速度検 出手段と、前記移動体の測位情報および方位情報を取得する位置情報取得手段と 、前記移動体の現在位置の道路傾斜角の情報を取得する道路傾斜角取得手段と、 前記道路傾斜角取得手段によって取得した現在位置の前記道路傾斜角の情報を用 いて、前記加速度検出手段によって検出された加速度を補正する補正手段と、前記 補正手段によって補正された加速度と、前記位置情報取得手段により取得した測位 情報および方位情報とに基づいて前記移動体の現在位置を算出する位置算出手段 と、を備えたことを特徴とする。
[0006] 請求項 4の発明にかかる経路誘導方法は、移動体の加速度を検出する加速度検 出工程と、前記移動体の測位情報および方位情報を取得する位置情報取得工程と 、前記移動体の現在位置の道路傾斜角の情報を取得する道路傾斜角取得工程と、 前記道路傾斜角取得工程によって取得した現在位置の前記道路傾斜角の情報を用 いて、前記加速度検出工程によって検出された加速度を補正する補正工程と、前記 補正工程によって補正された加速度と、前記位置情報取得工程により取得した測位 情報および方位情報とに基づいて前記移動体の現在位置を算出する位置算出工程 と、を含むことを特徴とする。
[0007] 請求項 7の発明に力かる経路誘導プログラムは、請求項 4〜6のいずれか一つに記 載の経路誘導方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]図 1は、この発明の実施の形態に力かる経路誘導装置の機能的構成の一例を 示すブロック図である。
[図 2]図 2は、この発明の実施の形態にかかる経路誘導装置の位置確認の処理の手 順の一例を示すフローチャートである。
[図 3]図 3は、実施例 1にかかるナビゲーシヨン装置のハードウェア構成の一例を示す ブロック図である。
[図 4]図 4は、この発明の実施例 1にかかる位置確認部の詳細な構成と、位置認識に 関するナビゲーシヨン制御部の処理を示すブロック図である。
[図 5]図 5は、この発明の実施例 1にかかるナビゲーシヨン装置における位置認識の 処理の手順の一例を示すフローチャートである。
[図 6]図 6は、この発明の実施例 2にかかる位置確認部の詳細な構成と、位置認識に 関するナビゲーシヨン制御部の処理を示すブロック図である。
[図 7]図 7は、この発明の実施例 2にかかる加速度センサの構成を示す説明図である [図 8]図 8は、この発明の実施例 2にかかる加速度センサを用いた道路傾斜角 Θの算 出法を示す説明図である。
[図 9]図 9は、この発明の実施例 2にかかるナビゲーシヨン装置における位置認識の 処理の手順の一例を示すフローチャートである。
符号の説明
[0009] 300 ナビゲーシヨン制御部
301 ユーザ操作部
302 表示部
303 位置認識部
304 記録媒体
305 記録媒体デコード部
306 音声出力部
307 地点検索部
308 経路探索部
309 経路誘導部
310 案内情報取得部
発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下に添付図面を参照して、この発明にかかる経路誘導装置、経路誘導方法およ び経路誘導プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
[0011] (実施の形態）
(経路誘導装置の機能的構成）
まず、この発明の実施の形態に力かる経路誘導装置の機能的構成について説明 する。図 1は、この発明の実施の形態に力かる経路誘導装置の機能的構成の一例を 示すブロック図である。経路誘導装置 100は、加速度検出部 101と、位置情報取得 部 102と、道路傾斜角取得部 103と、補正部 104と、位置算出部 105と、格納部 106 と、道路傾斜角算出部 107と、を含む構成となっている。なお、経路誘導装置 100は 、格納部 106と、道路傾斜角算出部 107とは、どちらか一方だけを含んだ構成でもよ い。
[0012] 加速度検出部 101は、加速度センサを用いて測定した移動体つまり経路誘導装置 100の加速度を検出する。道路傾斜角算出部 107を含まない構成の場合、加速度 検出部 101は、加速度センサには、図示しない接地面と垂直な検出軸を備えた加速 度センサ 1が備えられている。加速度センサ 1により出力された加速度は、加速度の 補正を行うため、補正部 104へ出力される。
[0013] 道路傾斜角算出部 107を含んだ構成の場合、加速度検出部 101は、図示しない 加速度センサ 1と、接地面との垂線力 所定の角度ずらした垂直な検出軸を備えた 加速度センサ 2とが備えられている。また、加速度センサ 1および加速度センサ 2によ り出力された加速度は、道路傾斜角を算出するため、道路傾斜角算出部 107へ出力 される。
[0014] 位置情報取得部 102は、経路誘導装置 100の位置情報として、測位情報と、方位 情報を取得する。具体的には、経路誘導装置 100に GPS信号受信機や、ジャイロセ ンサ等を取り付けて検出した幾何学的位置情報や、角速度情報を位置情報として取 得してもよい。取得した位置情報を経路誘導装置 100の正確な位置算出を行うため のパラメータとして、位置算出部 105へ出力される。
[0015] 道路傾斜角取得部 103は、接続された格納部 106または、道路傾斜角算出部 107 力 経路誘導装置 100の現在位置の道路の傾斜角情報を取得する。格納部 106と 、道路傾斜角算出部 107とのうち、どちらか一方だけを含んだ構成の場合は、構成に 含まれたどちらか一方から、現在位置の道路の傾斜角情報を取得する。道路傾斜角 取得部 103が取得した傾斜角情報は、補正部 104へ出力される。
[0016] また、格納部 106と、道路傾斜角算出部 107との双方とも、経路誘導装置 100の構 成に含まれて ヽる場合は、格納部 106に傾斜角情報が存在しな ヽ道路を走行する 際に、道路傾斜角算出部 107から道路の傾斜角情報を取得してもよい。また、格納 部 106に格納されている傾斜角情報の更新履歴が古い場合は、道路傾斜角算出部 107と併用し、格納部 106に格納されて 、る傾斜角情報を随時更新してもよ 、。
[0017] 補正部 104は、加速度検出部 101の加速度センサ 1により検出された加速度の測 定誤差を補正する。これは、加速度センサ 1により検出された加速度は、傾斜面を移 動する際に重力加速度の影響を受けてしまうためである。補正部 104によって補正さ れた加速度は、経路誘導装置 100の正確な位置算出を行うためのパラメータとして、 位置算出部 105へ出力される。
[0018] 位置算出部 105は、入力されたパラメータを基に、経路誘導装置 100の現在位置 を算出する。なお、入力されたパラメータを用いて、あらかじめた地図情報を用意す るなどして、マップマッチング技術を利用した現在位置の算出を行ってもょ 、。
[0019] 格納部 106は、あら力じめ測定した道路における傾斜角の情報が格納されている。
格納部 106への情報の格納方法は、記録媒体に記録された情報を書き込む方法や
、電話回線や、無線回線から、送信された情報を書き込む方法でもよい。
[0020] 道路傾斜角算出部 107は、加速度検出部 101から入力された加速度センサ 1, 2 の加速度に基づき所定の演算方法力 現在位置の道路傾斜角を算出する。
[0021] (経路誘導装置の位置確認処理の手順）
つぎに、この発明の実施の形態に力かる経路誘導装置の位置確認の処理の手順 について説明する。図 2は、この発明の実施の形態にかかる経路誘導装置の位置確 認の処理の手順の一例を示すフローチャートである。
[0022] ここでは、経路誘導装置 100が道路傾斜角算出部 107を含まない構成の場合の位 置確認の処理の手順について説明する。まず、経路誘導装置 100は、加速度検出 部 101において、移動体つまり経路誘導装置 100の加速度を検出する (ステップ S2 01)。つぎに、位置情報取得部 102は、経路誘導装置 100の位置情報を取得する（ ステップ S202)。このとき、経路誘導装置 100の位置の環境条件により位置情報取 得部 102の取得した位置情報の種類は異なる。
[0023] つぎに、道路傾斜角取得部 103は、現在位置の道路傾斜情報を格納部 106から 読み出すことで道路傾斜角を取得する (ステップ S203)。このとき、現在位置とは、経 路誘導装置 100により算出した最新の現在位置を基に、道路傾斜角を取得する。
[0024] つぎに、道路傾斜角取得部 103により取得した道路傾斜角を基に、加速度検出部 101において検出した加速度を補正する (ステップ S204)。最後に、位置算出部 10 5において、補正された加速度と、位置情報とに基づき、経路誘導装置 100の現在 位置を算出する (ステップ S205)。 [0025] なお、経路誘導装置 100が道路傾斜角算出部 107を含んだ構成の場合は、ステツ プ S203において、道路傾斜角算出部 107により道路傾斜角を算出することで道路 傾斜角の情報を取得する。
実施例 1
[0026] 本実施例において、実施の形態にかかる経路誘導装置 100は、たとえば、車両に 搭載されるナビゲーシヨン装置によって実現される。
[0027] (ハードウェア構成）
つぎに、この発明の実施例に力かるナビゲーシヨン装置のハードウェア構成につい て説明する。図 3は、実施例 1にかかるナビゲーシヨン装置のハードウェア構成の一 例を示すブロック図である。
[0028] 図 3に示すように、このナビゲーシヨン装置は、ナビゲーシヨン制御部 300と、ユーザ 操作部 301と、表示部 302と、位置認識部 303と、記録媒体 304と、記録媒体デコー ド部 305と、音声出力部 306と、地点検索部 307と、経路探索部 308と、経路誘導部
309と、案内情報取得部 310とを含み構成される。
[0029] ナビゲーシヨン制御部 300は、ナビゲーシヨン装置全体を制御する。ユーザ操作部
301は、操作ボタン、リモコン、タツチパネルなどを含み構成され、ユーザの操作によ り、情報取得を希望する地点や、各種情報などが入力される。表示部 302は、液晶 ディスプレイや有機 ELディスプレイなどを含んだモニタにより構成され、選択地点情 報などを表示する。
[0030] 位置認識部 303は、自車両 (以下、「車両」と 、う）の位置情報を取得する。ここで車 両の位置情報は、 GPS衛星から送信される GPS信号や、車両に搭載されたジャイロ センサ、加速度センサなどによって収集された情報を用いる力 詳しくは後で述べる
[0031] 記録媒体 304は、例えば、ハードディスク (HD)であり、その代わりにあるいは HD に加えて、 DVD、コンパクトディスク（CD)などの着脱可能な記録媒体であってもよい 。また、記録媒体デコード部 305は、 HD、 DVD, CDを読み取り Z書き込みの制御 を行うドライブである。記録媒体 304には、ユーザに提供するための、傾斜データを 含んだ地図情報が格納されて!、る。 [0032] 音声出力部 306は、表示部 302に表示された各種情報を説明するための音声を発 する。
[0033] 地点検索部 307は、ユーザ操作部 301から入力された情報に基づいて、任意の地 点を検索し、これを表示部 302に表示する。経路探索部 308は、地点検索部 307に よって得られた地点情報に基づいて、当該地点までの最適な経路を算出する。また 、経路誘導部 309は、経路探索部 308によって得られた情報と車両位置情報に基づ いて、リアルタイムな経路誘導情報の生成を行う。
[0034] 案内情報取得部 310は、地点検索部 307によって検索された地点に関する情報を 記録媒体 304から取得する。
[0035] 図 4は、この発明の実施例 1にかかる位置確認部の詳細な構成と、位置認識に関 するナビゲーシヨン制御部の処理を示すブロック図である。
[0036] 図 4において、位置認識部 303は、 GPS信号検出部 401と、ジャイロセンサ部 402 と、加速度センサ部 403と、傾斜データ取得部 404とを含んだ構成である。また、ナビ ゲーシヨン制御部 300は、 GPS信号処理部 405と、ジャイロセンサ処理部 406と、カロ 速度センサ処理部 407と、マップマッチング処理部 408と、演算処理部 410とを含ん だ構成である。さらに、演算処理部 410は、車両加速度演算処理部 411と、車両移 動情報演算処理部 412とを含んでいる。
[0037] まず、位置認識部 303の各機能部の説明を行う。 GPS信号検出部 401は、 GPS衛 星からの電波を受信して、 GPS信号 D1として検出する。 GPS信号検出部 401によつ て検出された GPS信号 D1は、 GPS信号処理部 405へ入力される。ジャイロセンサ 部 402は、車両の角速度を検出する。ジャイロセンサ部 402によって検出されたジャ イロ信号 D2は、ジャイロセンサ処理部 406へ入力される。加速度センサ部 403は、車 両の加速度を検出する。加速度センサ部 403によって検出された加速度信号 D3は 、加速度センサ処理部 407へ入力される。
[0038] 傾斜データ取得部 404には、マップマッチング処理部 408から現在位置情報の信 号 D4が入力されている。傾斜データ取得部 404は、現在位置情報の信号 D4を基に 、記録媒体 304 (図 3参照）に格納された地図データから、現在位置の傾斜データを 取得する。取得した傾斜データは、傾斜データ信号 D5として、車両加速度演算処理 部 411へ入力される。
[0039] つぎに、ナビゲーシヨン制御部 300の各機能部の説明を行う。 GPS信号処理部 40 5は、 GPS信号検出部 401から入力された GPS信号 D1から、 GPS衛星との幾何学 的位置を求め、現在の車両の位置 (緯度および経度）を検出する。検出した緯度およ び経度の値を表す測位信号 D6は、車両移動情報演算処理部 412へ入力される。
[0040] ジャイロセンサ処理部 406は、ジャイロセンサ部 402によって検出されたジャイロ信 号 D2から、角速度変化による車両の方向移動を求め、現在の方位を検出する。検 出した方位の値を表す方位信号 D7は、車両移動情報演算処理部 412へ入力される
[0041] 加速度センサ処理部 407は、加速度センサ部 403から入力された加速度信号 D3 力も車両の加速度（以下、「測定加速度」という）を検出する。なお、測定加速度と呼 ぶのは、加速度センサ部 403によって検出された、重力加速度 Gの影響を受けてい る加速度と、後で説明する道路傾斜角を考慮した実際の加速度とを区別するためで ある。このように、検出した測定加速度の値を表す測定加速度信号 D8は、車両加速 度演算処理部 411へ入力される。
[0042] マップマッチング処理部 408には、車両移動情報演算処理部 412から車両の移動 情報の値を表す車両移動情報信号 D9が、入力されている。マップマッチング処理部 408は、この車両移動情報信号 D9と、記録媒体 304 (図 3参照）に格納された地図 データから、マップマッチング技術により、車両の現在位置を導き出す。導き出された 現在位置情報は、現在位置情報の信号 D4として、傾斜データ取得部 404へ入力さ れる。
[0043] 演算処理部 410は、入力された信号の値を基に所定の演算を行い、所定の機能部 で出力する。具体的に説明を行うと、車両加速度演算処理部 411には、測定加速度 信号 D8と、傾斜データ信号 D5と、が入力される。車両加速度演算処理部 411は、 測定加速度信号 D8が表す測定加速度と傾斜データ信号 D5が表す道路傾斜角 Θと を用いて下記（1)式から実際の車両加速度 OCを算出する。算出された車両加速度 OC は、車両加速度 αを表す信号 D10として、車両移動情報演算処理部 412へ入力さ れる。 [0044] 車両加速度0；= (測定加速度ー0 5^1 6 ) 7005 0 - (1)
G :重力加速度
[0045] また、車両移動情報演算処理部 412には、測位信号 D6と、方位信号 D7と、車両 加速度 αを表す信号 D10とが入力される。車両加速度演算処理部 411は、入力さ れた信号 (D6, D7, D10)を基に車両の移動距離と、速度と、方位からなる車両移 動情報を算出する。算出した車両移動情報は、車両移動情報信号 D9として、マップ マッチング処理部 408へ入力される。
[0046] 以上説明した動作を行う各機能部を有することで、実施例 1では、あらかじめ測定し た道路の傾斜角のデータが格納された地図データを用いてマップマッチング技術に より道路上の位置を求めた際に、その道路の傾斜角を現在位置の傾斜角とする。こ の傾斜角を考慮して車両加速度を求めることで道路の傾斜による加速度センサの誤 差を補正した正しい車両加速度が算出できる。したがって、正しい位置認識が可能と なる。
[0047] (ナビゲーシヨン装置の処理手順）
つぎに、この発明の実施例 1にかかるナビゲーシヨン装置における位置認識の処理 手順について説明する。図 5は、この発明の実施例 1にかかるナビゲーシヨン装置に おける位置認識の処理の手順の一例を示すフローチャートである。
[0048] 図 5のフローチャートにおいて、まず、ある車両位置において、 GPS信号検出部 40 1力 GPS信号 D1を検出したか否かの判断を行う（ステップ S501)。 GPS信号 D1を 検出していなければ (ステップ S501 : No)、ステップ S501に戻り待機状態となる。 G PS信号 D1を検出した場合は（ステップ S501： Yes)、 GPS信号処理部 405におい て GPS信号 D1の処理を行い (ステップ S502)、測位信号 D6を出力する。
[0049] また、ステップ S501の処理が行われるのと同時に、ジャイロセンサ部 402では、ジ ャイロ信号 D2を検出した力否かの判断を行う（ステップ S503)。ジャイロ信号 D2を検 出していなければ (ステップ S503 :No)、ステップ S503に戻り待機状態となる。ジャ イロ信号 D2を検出した場合は (ステップ S503： Yes)、ジャイロセンサ処理部 406に ぉ 、てジャイロ信号 D2の処理を行 ヽ (ステップ S504)、方位信号 D7を出力する。
[0050] また、ステップ S501、ステップ S503の処理が行われるのと同時に、加速度センサ 部 403では、加速度信号 D3を検出した力否かの判断を行う（ステップ S505)。加速 度信号 D3を検出していなければ (ステップ S505 : No)、ステップ S505に戻り待機状 態となる。加速度信号 D3を検出した場合は (ステップ S505 : Yes)、加速度センサ処 理部 407にお 、て加速度信号 D3の処理を行 、 (ステップ S506)、測定加速度信号 D8を出力する。
[0051] ステップ S506の処理によって、出力された測定加速度信号 D8は、車両加速度演 算処理部 41 1へ入力される。車両加速度演算処理部 41 1は、測定加速度信号 D8が 入力されると、傾斜データ取得部 404が、傾斜データを取得した力否かの判断を行う (ステップ S507)。傾斜データを取得していれば (ステップ S 507 : Yes)、傾斜データ 取得部 404から、車両加速度演算処理部 41 1へ傾斜データ信号 D5が入力される。
[0052] 車両加速度演算処理部 41 1は、車両加速度 aを算出し (ステップ S 508)、車両カロ 速度 αを表す信号 D 10を出力する。地図データに、傾斜データが格納されていない 、または、地図データ自体が記録されていないなどの理由により傾斜データを取得し ていなければ (ステップ S 507 : No)、測定加速度信号 D8が車両加速度演算処理部 41 1を経由して、車両移動情報演算処理部 412へ入力される。
[0053] ステップ S502の処理で出力された測位信号 D6と、ステップ S 504の処理で出力さ れた方位信号 D7と、ステップ S 508の処理で出力された車両加速度 αを表す信号 D 10 (傾斜データを取得していれば、測定加速度信号 D8)が、ある車両位置における 検出信号として、車両移動情報演算処理部 412へ入力される。車両移動情報演算 処理部 412は、車両移動情報信号 D9を算出する (ステップ S 509)。
[0054] このとき、ステップ S501における GPS信号 D1や、ステップ S503におけるジャイロ 信号 D2や、 S 505における加速度信号 D3を検出できな力つた場合は、対応する測 位信号 D6、方位信号 D7、測定加速度信号 D8および、車両加速度 exを表す信号 D 10の信号のいずれかは、入力されず、入力された信号のみで車両移動情報を算出 する。つまり、車両の現在位置の環境の条件において、最も精度の高い車両移動情 報を算出していることになる。
[0055] ステップ S509で算出された車両移動情報信号 D9は、車両移動情報信号 D9とし て、マップマッチング処理部 408へ入力される。マップマッチング処理部 408は、車 両移動情報信号 D9と、地図データから、現在位置を算出する (ステップ S510)。この 処理により車両の位置確認が行われる。
[0056] つぎに、車両が移動している力、否かの判断を行う（ステップ S511)。これは、ステツ プ S 510で位置確認を行った後に、 D1〜D3の各信号のいずれかに変化があるか否 かの基に判断してもよいし、ユーザ操作部 301 (図 3参照）から、移動停止を知らせる 信号が入力されるまで、移動して!/ヽると判断してもよ!/ヽ。
[0057] 車両が移動している場合 (ステップ S511： Yes)、傾斜データ取得部 404において 、現在位置の傾斜データを取得し (ステップ S512)、ステップ S501と、ステップ S503 と、ステップ S505に戻り、つぎの位置における位置確認のための処理を行う。ステツ プ S507において行う傾斜データを取得したか否かの判断は、ステップ S512の処理 を基に行われる。したがって、車両が停止状態から、初めて移動を始めた際は、停止 直前に取得した傾斜データを用いて 、る。
[0058] 車両が移動していない場合 (ステップ S511： No)、つまり停車状態になると、位置 確認の処理を終了する。
実施例 2
[0059] (ハードウェア構成）
まず、実施例 2にかかるハードウェア構成について説明する。実施例 2のハードゥエ ァ構成は、図 3に示す実施例 1のハードウェア構成と同一であるが、位置認識部 303 の詳細な構成と、位置確認に関する処理を行うナビゲーシヨン制御部 300の一部が 異なる構成力 なる。
[0060] したがって、以下、図を用いて実施例 2における位置認識部 303の詳細な構成と、 位置認識に関するナビゲーシヨン制御部 300の説明を行う。図 6は、この発明の実施 例 2にかかる位置確認部の詳細な構成と、位置認識に関するナビゲーシヨン制御部 の処理を示すブロック図である。
[0061] 図 6において位置認識部 303は、加速度センサ部 601と、 GPS信号検出部 602と、 ジャイロセンサ部 603とを含む構成力もなる。また、ナビゲーシヨン制御部 300は、加 速度センサ処理部 604と、 GPS信号処理部 605と、ジャイロセンサ処理部 606と、マ ップマッチング処理部 607と、演算処理部 610とを含む構成からなる。さらに、演算処 理部 610は、道路傾斜角演算処理部 611と、車両加速度演算処理部 612と、車両移 動情報演算処理部 613とを含んで ヽる。
[0062] まず、位置認識部 303の各機能部の説明を行う。加速度センサ部 601は、加速度 センサ 1, 2からなり、車両の加速度を検出する。加速度センサ部 601によって検出さ れた加速度信号 D11は、加速度センサ処理部 604へ入力される。なお、加速度セン サ部 601の詳細な構成は、後で詳しく説明する。
[0063] GPS信号検出部 602は、 GPS衛星からの電波を受信して、 GPS信号 D12として検 出する。 GPS信号検出部 602によって検出された GPS信号 D12は、 GPS信号処理 部 605へ入力される。ジャイロセンサ部 603は、車両の角速度を検出する。ジャイロ センサ部 603によって検出されたジャイロ信号 D13は、ジャイロセンサ処理部 606へ 入力される。
[0064] つぎに、ナビゲーシヨン制御部 300の各機能部の説明を行う。加速度センサ処理部 604は、加速度センサ部 601から入力された加速度信号 D11から、車両の加速度セ ンサ 1, 2の加速度（以下、「測定加速度」という）を検出する。なお、測定加速度と呼 ぶのは、加速度センサ部 601によって検出された、重力加速度 Gの影響を受けてい る加速度と、後で説明する道路傾斜角を考慮した実際の加速度とを区別するためで ある。このように、検出した測定加速度の値を表す測定加速度信号 D14は、道路傾 斜角演算処理部 611へ入力される。
[0065] GPS信号処理部 605は、 GPS信号検出部 602から入力された GPS信号 D12から 、 GPS衛星との幾何学的位置を求め、現在の車両の位置 (緯度および経度）を検出 する。検出した緯度および経度の値を表す測位信号 D15は、車両移動情報演算処 理部 613へ入力される。
[0066] ジャイロセンサ処理部 606は、ジャイロセンサ部 603によって検出されたジャイロ信 号 D13から、角速度変化による車両の方向移動を求め、現在の方位を検出する。検 出した方位の値を表す方位信号 D16は、車両移動情報演算処理部 613へ入力され る。
[0067] マップマッチング処理部 607には、車両移動情報演算処理部 613から車両の移動 情報の値を表す車両移動情報信号 D19が、入力されている。マップマッチング処理 部 607は、この車両移動情報信号 D19と、記録媒体 304 (図 3参照）に格納された地 図データから、マップマッチング技術により、車両の現在位置を導き出す。
[0068] 演算処理部 610は、入力された信号の値を基に所定の演算を行い、所定の機能部 で出力する。具体的に説明を行うと、まず、道路傾斜角演算処理部 611には、加速 度センサ処理部 604から、加速度センサ 1, 2の測定加速度信号 D14が入力される。 道路傾斜角演算処理部 611は、この加速度センサ 1, 2の加速度から車両の現在位 置の道路傾斜角 Θを算出する。
[0069] ここで、加速度センサ部 601の 2つの加速度センサと、道路傾斜角演算処理部 611 によって道路傾斜角 Θを算出するまでの処理を、図 7, 8を用いて説明する。
[0070] 図 7は、この発明の実施例 2にかかる加速度センサの構成を示す説明図である。図 7に示したように加速度センサ部 601は、加速度センサ 1(710)と、加速度センサ 2(7 20)とから構成される。加速度センサ 1(710)は、平面 700と垂直な検出軸 711を備 えた構成になっている。また、加速度センサ 2(720)は、平面 700との垂線力も角度 Ύだけ傾いた検出軸 721を備えた構成になっている（例えば、特開 2003— 227844 号公報に記載の加速度センサ)。
[0071] 図 8は、この発明の実施例 2にかかる加速度センサを用いた道路傾斜角 Θの算出 法を示す説明図である。図 8に示したような傾斜角 Θの斜面 800において、加速度セ ンサ部 601に車両加速度 αが加わったとする。すると、加速度センサ 1(710)は、カロ 速度 alを検出し、加速度センサ 2 (720)は、加速度 a2を検出する。加速度 al、 a2は 、加速度センサ処理部 604を経由して、道路傾斜角演算処理部 611へ入力され、以 下に説明するような演算処理を施される。
[0072] まず、加速度 alは、下記（2)式のように表すことができる。また、加速度 a2も下記の
(3)式のように表すことができる。
[0073] 加速度センサ l = al= a Xcos0 +GXsin θ ··· (2)
カロ速度センサ 2 = a2= a Xcos( 0 + y)+GXsin( 0 + γ)···(3)
[0074] この（2) , (3)式にぉ 、て、車両加速度 ocと、道路傾斜角 Θは変数である。したがつ て、（2)式の両辺に cos ( 0 + γ)を乗じたものと（3)式の両辺に cos Θを乗じたものと を減算すると、変数 αが消去され、下記 (4)式が得られる。 [0075] f( Θ ) =alXcos( θ + γ)— a2Xcos Θ +GXsiny =0···(4)
[0076] さらに、この式の両辺を変数 Θで微分すると、下記（5)式が得られる。
[0077] f (0) = -alXsin0 +a2Xsin( θ +γ)=0···(5)
[0078] 収束判定条件として下記 (6)式、すなわち下記（7)式を用いながら、ニュートン'ラ プソン法を実行し、傾き Θを数値計算する。
[0079] ί(θ +Δ θ)=ί(θ)+ί' (θ) X Δ θ =0···(6)
Δ θ =-ί(θ)/ί'(θ)···(7)
[0080] 具体的には、初期値 θ 0を収束判定条件中の Θに代入して Δ 0 = Δ 00を演算し 、 Θ 1= ΘΟ+Δ Θ 0を収束判定条件中の Θに代入して Δ Θ = Θ 1を演算し、 Θ 2 = θ 1+Δ θ 1を収束判定条件中の Θに代入して Δ Θ =Α Θ 2を演算する。このよう な演算を、 Δ Θが所定値より小さくなるまで (十分に収束するまで)繰り返す。 Δ Θが 所定値より小さくなつた時点での Θ力 車両の現在位置における道路傾斜角 Θとな る。道路傾斜角演算処理部 611は、以上のような処理によって道路傾斜角 Θを算出 し、道路傾斜角信号 D17として、車両加速度演算処理部 612へ入力する。
[0081] 図 6に戻り、車両加速度演算処理部 612の説明を行う。車両加速度演算処理部 61 2には、道路傾斜角信号 D17が入力される。車両加速度演算処理部 612は、道路傾 斜角信号 D17が表す道路傾斜角 Θを用いて（1)式力 実際の車両加速度 αを算出 する。算出された車両加速度 exは、車両加速度 exを表す信号 D18として、車両移動 情報演算処理部 613へ入力される。
[0082] また、車両移動情報演算処理部 613には、測位信号 D15と、方位信号 D16と、車 両加速度 αを表す信号 D18とが入力される。車両移動情報演算処理部 613は、入 力された信号 (D15, D16, D18)を基に車両の移動距離と、速度と、方位力もなる 車両移動情報を算出する。算出した車両移動情報は、車両移動情報信号 D19とし て、マップマッチング処理部 607へ入力される。
[0083] 以上説明したように、実施例 2では、加速度センサ部 601に、検出軸の傾き角の異 なる 2つの加速度センサ (加速度センサ 1, 2)を車両の進行方向の加速度を検出で きる方向に搭載することで、それぞれの加速度センサから加速度を検出して、道路傾 斜角 Θを求める。この傾斜角を考慮して車両加速度を求めることで道路の傾斜によ る加速度センサの誤差を補正した正しい車両加速度が算出できる。したがって、正し い位置認識が可能となる。
[0084] (ナビゲーシヨン装置の処理手順）
つぎに、この発明の実施例 2にかかるナビゲーシヨン装置における位置認識の処理 手順について説明する。図 9は、この発明の実施例 2にかかるナビゲーシヨン装置に おける位置認識の処理の手順の一例を示すフローチャートである。
[0085] 図 9のフローチャートにおいて、まず、ある車両位置において、 GPS信号検出部 60 2力 GPS信号 D12を検出したか否かの判断を行う（ステップ S901)。 GPS信号 D1 2を検出していなければ (ステップ S901 :No)、ステップ S901に戻り待機状態となる 。 GPS信号 D12を検出した場合は (ステップ S901 :Yes)、 GPS信号処理部 605に おいて GPS信号 D12の処理を行い (ステップ S902)、測位信号 D15を出力する。
[0086] また、ステップ S901の処理が行われるのと同時に、ジャイロセンサ部 603では、ジ ャイロ信号 D13を検出した力否かの判断を行う（ステップ S903)。ジャイロ信号 D13 を検出していなければ (ステップ S903： No)、ステップ S903に戻り待機状態となる。 ジャイロ信号 D13を検出した場合は (ステップ S903： Yes)、ジャイロセンサ処理部 60 6においてジャイロ信号 D 13の処理を行い（ステップ S 904)、方位信号 D16を出力 する。
[0087] また、ステップ S901、ステップ S903の処理が行われるのと同時に、加速度センサ 部 601では、加速度信号 D11を検出した力否かの判断を行う（ステップ S905)。加速 度信号 Dl 1を検出していなければ (ステップ S905： No)、ステップ S905に戻り待機 状態となる。加速度信号 D11を検出した場合は (ステップ S905 : Yes)、加速度セン サ処理部 604において、加速度信号 D11の処理を行い (ステップ S906)、測定加速 度信号 D14を出力する。
[0088] ステップ S906の処理によって、出力された測定加速度信号 D14は、道路傾斜角 演算処理部 611へ入力される。道路傾斜角演算処理部 611は、測定加速度信号 D 14による加速度センサ 1, 2の加速度力も道路傾斜角 0を算出し (ステップ S907)、 道路傾斜角信号 D 17を車両加速度演算処理部 612へ入力する。車両加速度演算 処理部 612は、道路傾斜角信号 D17から、入力される車両加速度 αを算出し (ステ ップ S908)、車両加速度 aを表す信号 D18を出力する。
[0089] ステップ S902の処理で出力された測位信号 D15と、ステップ S904の処理で出力 された方位信号 D16と、ステップ S908の処理で出力された車両加速度 αを表す信 号 D18とが、ある車両位置における検出信号として、車両移動情報演算処理部 613 へ入力される。車両移動情報演算処理部 613は、これらの検出信号 (D15, D16, D 18)から、車両移動情報信号 D19を算出する (ステップ S909)。
[0090] このとき、ステップ S901における GPS信号 D12や、ステップ S903におけるジャイロ 信号 D13や、 S905における加速度信号 D11を検出できな力つた場合は、対応する 測位信号 D15、方位信号 D16および、車両加速度 αを表す信号 D18のいずれかは 、入力されず、入力された信号のみで車両移動情報を算出する。つまり、車両の現 在位置の環境の条件にぉ 、て、最も精度の高 、車両移動情報を算出して 、ることに なる。
[0091] ステップ S909で算出された車両移動情報信号 D19は、マップマッチング処理部 6 07へ入力される。マップマッチング処理部 607は、車両移動情報信号 D19と、地図 データから、現在位置を算出する（ステップ S910)。この処理により車両の位置確認 が行われる。
[0092] つぎに、車両が移動している力、否かの判断を行う（ステップ S911)。これは、ステツ プ S 910で位置確認を行った後に、 D11〜D13の各信号のいずれかに変化がある か否かの基に判断してもよいし、ユーザ操作部 301 (図 3参照)から、移動停止を知ら せる信号が入力されるまで、移動して 、ると判断してもよ 、。
[0093] 車両が移動している場合 (ステップ S911： Yes)、ステップ S901と、ステップ S903と 、ステップ S905に戻り、つぎの位置における位置確認のための処理を行う。車両が 移動していない場合 (ステップ S911： No)、つまり停車状態になると、位置確認の処 理を終了する。
[0094] 以上説明したように、経路誘導装置、経路誘導方法および経路誘導プログラムによ れば、車両の現在位置の道路の傾斜角を用いて加速度センサの誤差を補正するこ とで、 V、かなる環境下でも高精度な位置認識を行うことができる。
[0095] なお、本実施の形態で説明した経路誘導方法は、あらかじめ用意されたプログラム をパーソナル.コンピュータやワークステーション等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、 C D— ROM、 MO、 DVD等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力 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、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体で あってもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 移動体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記移動体の測位情報および方位情報を取得する位置情報取得手段と、 前記移動体の現在位置の道路傾斜角の情報を取得する道路傾斜角取得手段と、 前記道路傾斜角取得手段によって取得した現在位置の前記道路傾斜角の情報を 用いて、前記加速度検出手段によって検出された加速度を補正する補正手段と、 前記補正手段によって補正された加速度と、前記位置情報取得手段により取得し た測位情報および方位情報とに基づいて前記移動体の現在位置を算出する位置算 出手段と、
を備えたことを特徴とする経路誘導装置。
[2] 前記道路傾斜角の情報を格納する格納手段を備え、
前記道路傾斜角取得手段は、前記移動体の現在位置の前記道路傾斜角の情報 を前記格納手段力 読み出すことを特徴とする請求項 1に記載の経路誘導装置。
[3] 前記加速度検出手段は、検出軸の異なる 2つの加速度センサ力 なり、
前記 2つの加速度センサのそれぞれが出力する 2つの加速度に基づいて、前記移 動体の現在位置の道路傾斜角を算出する道路傾斜角算出手段を備え、
前記道路傾斜角取得手段は、前記道路傾斜角算出手段により算出された道路傾 斜角の情報を取得することを特徴とする請求項 1に記載の経路誘導装置。
[4] 移動体の加速度を検出する加速度検出工程と、
前記移動体の測位情報および方位情報を取得する位置情報取得工程と、 前記移動体の現在位置の道路傾斜角の情報を取得する道路傾斜角取得工程と、 前記道路傾斜角取得工程によって取得した現在位置の前記道路傾斜角の情報を 用いて、前記加速度検出工程によって検出された加速度を補正する補正工程と、 前記補正工程によって補正された加速度と、前記位置情報取得工程により取得し た測位情報および方位情報とに基づいて前記移動体の現在位置を算出する位置算 出工程と、
を含むことを特徴とする経路誘導方法。
[5] 前記道路傾斜角取得工程は、前記道路傾斜角の情報を格納した格納手段から、 前記移動体の現在位置の前記道路傾斜角の情報を格納手段から読み出すことを特 徴とする請求項 4に記載の経路誘導方法。
[6] 前記加速度検出工程は、検出軸の異なる 2つの加速度センサそれぞれが出力する 2つの加速度を出力する加速度出力工程と、
前記加速度出力工程により出力した前記 2つの加速度に基づいて、前記移動体の 現在位置の道路傾斜角を算出する道路傾斜角算出工程とを備え、
前記道路傾斜角取得工程は、前記道路傾斜角算出工程により算出された道路傾 斜角の情報を取得することを特徴とする請求項 4に記載の経路誘導方法。
[7] 請求項 4〜6のいずれか一つに記載の経路誘導方法をコンピュータに実行させるこ とを特徴とする経路誘導プログラム。
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