(57)【要約】【課題】ジャイロセンサや加速度センサを用いることなく、安価且つ小型な装置で実際の方位に近い補間位置を特定することができる移動位置検出装置を提供する。【解決手段】ＧＰＳ測位位置を一定周期（Ｔ）毎に特定するＧＰＳ装置１１と、車速パルス発生装置１２と、前回のＧＰＳ測位位置を特定してから新たなＧＰＳ測位位置を特定するまでの一定周期（Ｔ）中における単位時間（Δｔ）毎の移動距離を求めて補間位置を特定する計算装置１３と、を備え、計算装置１３は、単位時間（Δｔ）毎に特定した補間位置のうち一定周期（Ｔ）よりも短い直近の過去一定時間（ΔＴ）でのＧＰＳ測位位置を含む複数の補間位置から平均補間位置を特定し、前回の平均補間位置から最新の平均補間位置への方位を前回の補間位置から最新の補間位置への推定方位とすると共に、その推定方位と前回の単位時間（Δｔ）での移動距離とを用いて最新の補間位置を特定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載されてその移動位置を検知するための移動位置検出装置であって、
ＧＰＳ衛星から電波を受信して緯度経度を特定することで装置本体の現在位置を示すＧＰＳ測位位置を一定周期（Ｔ）毎に特定するＧＰＳ位置測位手段と、移動体の移動距離を検出する移動距離検出段と、前記ＧＰＳ位置測位手段により前回のＧＰＳ測位位置を特定してから新たなＧＰＳ測位位置を特定するまでの一定周期（Ｔ）中における単位時間（Δｔ）毎の移動距離を求めて装置本体の位置を示す補間位置を特定する補間位置特定手段と、を備え、
該補間位置特定手段は、単位時間（Δｔ）毎に特定した補間位置のうち一定周期（Ｔ）よりも短い直近の過去一定時間（ΔＴ）でのＧＰＳ測位位置を含む複数の補間位置から平均補間位置を特定し、前回の平均補間位置から最新の平均補間位置への方位を前回の補間位置から最新の補間位置への推定方位とすると共に、その推定方位と前回の補間位置から単位時間（Δｔ）経過後の移動距離とを用いて最新の補間位置を特定することを特徴とする移動位置検出装置。
【請求項２】
前記補間位置特定手段の平均補間位置特定における過去一定時間（ΔＴ）の設定時間とＧＰＳ測位位置の一定周期（Ｔ）とは、ΔＴ／Ｔ＝０．７〜０．８の関係であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動位置検出装置。
【請求項３】
直進移動状態か旋廻移動状態かを判別する移動状態判別手段を備え、直進移動時と旋回移動時とで前記平均補間位置特定における過去一定時間（ΔＴ）の設定時間を変更して平均補間位置を特定することを特微とする請求項１又は請求項２に記載の移動位置検出装置。
【請求項４】
前記移動状態判別手段は、少なくとも長短２種類以上の過去一定時間（ΔＴ）の単位時間（Δｔａ），（Δｔｂ）を用いて長短２種類以上の補間位置を特定し、これら複数の補間位置の内で新たなＧＰＳ測位位置に対して最も誤差の少ない単位時間（Δｔａ）又は単位時間（Δｔｂ）を選出して移動状態を判別すると共に、移動状態の判別は数回のＧＰＳ測位位置の一定周期（Ｔ）毎に実施し、次回の移動状態判別時期まで選出した単位時間（Δｔａ）又は単位時間（Δｔｂ）を用いて補間位置を特定することを特徴とする請求項４に記載の移動位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に搭載され、その移動体の移動位置等を検知するための移動位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、移動体に搭載され、その移動体の移動位置等を検知するための移動位置検出装置としては、車両用のナビゲーションシステムが周知である。
【０００３】
また、このナビゲーションシステムにあっては、ＧＰＳ衛星から電波（以下、単に「ＧＰＳ電波」と称する）を受信して緯度経度を特定することで移動体の現在位置を求めると共に、ジャイロセンサや加速度センサを用いることによってＧＰＳ電波を受信し難いトンネル等での移動体の現在位置に対する位置補正を行っている。
【０００４】
しかしながら、このようなナビゲーションシステムにあっては、移動体の現在位置をモニタ表示した地図上に展開するため、膨大な地図情報を必要とするうえ、ジャイロセンサや加速度センサを搭載する必要があることと相俟って、自動二輪車等の小型車両への搭載は困難であるという問題が生じていた。
【０００５】
また、このようなナビゲーションシステムでは、その位置情報等を利用して、自車と他車とで現在位置と進行方向とを相互に通信することで衝突予防安全運転支援を行うＡＳＶ（Ａｄｖａｎｓｅｄ  Ｓａｆｅｔｙ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の衝突予防安全装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０５８０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＧＰＳ電波を受信して緯度経度を特定することで移動体の現在位置を求める測位（以下、単に「ＧＰＳによる測位」と称する）は、一定周期（Ｔ）として１秒又は１秒を超える間隔で得られるが、ＡＳＶ等の衝突予防安全装置に用いる場合には、１秒又は１秒を超える間隔では十分なサービスが提供されないという問題があった。
【０００８】
また、上述した一定周期（Ｔ）の間やＧＰＳ電波の受信状態が悪い場合等のように、ＧＰＳによる測位で現在位置を補正・補間する場合、車速パルスセンサ・ジャイロセンサ・加速度センサ等の複数のセンサを設置して自立航行を行う必要があるばかりでなく、電子地図情報を用いたマッチング処理を行うための電子地図データを保存する大容量メモリが必要となり、全体的に装置の価格高騰や大型化の要因となってしまうという問題が生じていた。
【０００９】
また、ジャイロセンサや加速度センサを用いて自立航行を行う場合、特に自動二輪車等にあっては、バンク角をつけてカーブ走行等を行うため、ジヤイロセンサや加速度センサを水平に設置することを前提とした四輪車と同様の補正方法では適正な航路が求められないという問題があった。
【００１０】
さらに、ジャイロセンサや加速度センサを用いず、ＧＰＳによる測位で得られた過去２点の現在位置（情報＝緯度経度）を結ぶことで走行軌跡とし、その走行軌跡をそのまま直線的に延長することで現在走行中の方位と仮定し、その方位と車速パルスセンサで得られた車速パルスとから現在位置を補間しようとすると、カーブ走行時であっても、特定した補間位置は外側へと膨らむように誤差が発生してしまうという問題が生じていた。
【００１１】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、ジャイロセンサや加速度センサを用いることなく、安価且つ小型な装置で実際の方位に近い補間位置を特定することができる移動位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の移動位置検出装置は、移動体に搭載されてその移動位置を検知するための移動位置検出装置であって、ＧＰＳ衛星から電波を受信して緯度経度を特定することで装置本体の現在位置を示すＧＰＳ測位位置を一定周期（Ｔ）毎に特定するＧＰＳ位置測位手段と、移動体の移動距離を検出する移動距離検出段と、前記ＧＰＳ位置測位手段により前回のＧＰＳ測位位置を特定してから新たなＧＰＳ測位位置を特定するまでの一定周期（Ｔ）中における単位時間（Δｔ）毎の移動距離を求めて装置本体の位置を示す補間位置を特定する補間位置特定手段と、を備え、該補間位置特定手段は、単位時間（Δｔ）毎に特定した補間位置のうち一定周期（Ｔ）よりも短い直近の過去一定時間（ΔＴ）でのＧＰＳ測位位置を含む複数の補間位置から平均補間位置を特定し、前回の平均補間位置から最新の平均補間位置への方位を前回の補間位置から最新の補間位置への推定方位とすると共に、その推定方位と前回の補間位置から単位時間（Δｔ）経過後の移動距離とを用いて最新の補間位置を特定する。
【００１３】
本発明の移動位置検出装置によれば、ジャイロセンサや加速度センサを用いることなく、安価且つ小型な装置で実際の方位に近い補間位置を特定することができる。
【００１４】
請求項２に記載の移動位置検出装置は、前記補間位置特定手段の平均補間位置特定における過去一定時間（ΔＴ）の設定時間とＧＰＳ測位位置の一定周期（Ｔ）とは、ΔＴ／Ｔ＝０．７〜０．８の関係であることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の移動位置検出装置によれば、直線走行時とカーブ走行時の全体を通じて安定した補間位置を特定することができる。
【００１６】
請求項３に記載の移動位置検出装置は、直進移動状態か旋廻移動状態かを判別する移動状態判別手段を備え、直進移動時と旋回移動時とで前記平均補間位置特定における過去一定時間（ΔＴ）の設定時間を変更して平均補間位置を特定することを特微とする。
【００１７】
請求項３に記載の移動位置検出装置によれば、直線走行時とカーブ走行時とで異なった過去一定時間（ΔＴ）を設定し、走行状態に応じて安定した補間位置を特定することができる。
【００１８】
請求項４に記載の移動位置検出装置は、前記移動状態判別手段は、少なくとも長短２種類以上の過去一定時間（ΔＴ）の単位時間（Δｔａ），（Δｔｂ）を用いて長短２種類以上の補間位置を特定し、これら複数の補間位置の内で新たなＧＰＳ測位位置に対して最も誤差の少ない単位時間（Δｔａ）又は単位時間（Δｔｂ）を選出して移動状態を判別すると共に、移動状態の判別は数回のＧＰＳ測位位置の一定周期（Ｔ）毎に実施し、次回の移動状態判別時期まで選出した単位時間（Δｔａ）又は単位時間（Δｔｂ）を用いて補間位置を特定することを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の移動位置検出装置によれば、直線走行時とカーブ走行時との２種類の過去一定時間（ΔＴ）の単位時間（Δｔａ），（Δｔｂ）を用いることにより、より一層走行状態に応じて安定した補間位置を特定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の移動位置検出装置は、ジャイロセンサや加速度センサを用いることなく、安価且つ小型な装置で実際の方位に近い補間位置を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る移動位置検出装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る移動位置検出装置を利用した補間位置特定原理の説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る移動位置検出装置を利用した補間位置と従来の補間位置の各誤差を比較する説明図で、（Ａ）は全体の説明図、（Ｂ）は（Ａ）の二点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る移動位置検出装置の過去一定時間（ΔＴ）を変えた場合を比較する説明図で、（Ａ）は全体の説明図、（Ｂ）は（Ａ）の二点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の一実施形態にかかる移動位置検出装置の実施例について、図面を参照して説明する。尚、以下に示す実施例は本発明の移動位置検出装置における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、ＧＰＳ衛星から受信した電波を利用して緯度経度を算出して位置を特定することから、算出されたデータそのものが実質的な位置となる。従って、以下の説明においては、特に指定しない限りは、便宜上、データ＝位置及び算出＝特定として説明する。
【００２３】
図１は一実施形態に係る移動位置検出装置の説明図、本発明の一実施形態の移動位置検出装置を利用した補間位置特定原理の説明図である
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る移動位置検出装置１０は、図示しない自動二輪車等の移動体に搭載されてその移動位置（現在位置）を検知するもので、図示しないＧＰＳ衛星から電波を受信して移動体としての移動位置検出装置１０の現在位置をＧＰＳ測位位置として一定周期（Ｔ）毎に特定するＧＰＳ位置測位手段としてのＧＰＳ装置１１と、移動体の移動距離を検出するための移動距離検出段としての車速パルス発生装置１２と、ＧＰＳ装置１１により前回のＧＰＳ測位位置を特定してから新たなＧＰＳ測位位置を特定するまでの一定周期（Ｔ）中における単位時間（Δｔ）毎の移動距離を求めて移動位置検出装置１０の補間位置を特定する補間位置特定手段としての計算装置１３と、位置特定タイミングを計るためのタイマ１４と、特定した各位置等を記憶するＲＡＭ等のメモリ１５と、を備えている。
【００２４】
尚、ＧＰＳ装置１１及び車速パルス発生装置１２とは、公知のものが用いられているため、以下の説明においては、計算手段１３について説明する。また、本発明の移動位置検出装置１０は、カーナビゲーションシステムにおける地図データ・ジャイロセンサ・加速度センサは必要としないため、これらは搭載されていないものとして説明する。従って、本発明の移動位置検出装置１０は、車体に装備する新たな装置としては、距離計用として車速パルス発生装置１２は標準装備されていることから、上述したＧＰＳ装置１１と計算装置１３のみとなる。尚、本発明の移動位置検出装置１０をＡＳＶ等の衝突予防安全装置に用いる場合には、別途のブザー・ランプ・バイブレータ等の報知手段や減速機構等の公知の機器が必要となる。
【００２５】
計算装置１３は、ＧＰＳ装置１１によってＧＰＳ測位位置を特定してから単位時間（Δｔ）毎に、車速パルス発生装置１２から出力されたパルス信号によって補間位置を特定する。
【００２６】
そのうえで、先ず、計算装置１３は、ＧＰＳ装置１１によってＧＰＳ測位位置を特定する毎、及び、補間位置を特定する毎に、その特定時から遡った過去一定時間（ΔＴ）での各位置を利用して平均補間位置を特定する。
【００２７】
さらに、計算装置１３は、前回の平均補間位置から最新の平均補間位置への方位を前回の補間位置から最新の補間位置への推定方位とし、その推定方位と前回の補間位置から単位時間（Δｔ）経過後の移動距離とを用いて最新の補間位置を特定する。
【００２８】
この際、計算装置１３は、平均補間位置を特定する際の過去一定時間（ΔＴ）の設定時間とＧＰＳ測位位置の一定周期（Ｔ）とは、ΔＴ≦Ｔの関係であるが、過去一定時間（ΔＴ）に関しては、単位時間（Δｔ）毎の補間位置の特定回数（例えば、過去３回）に置き換えても良い。
【００２９】
また、計算装置１３は、平均補間位置を特定する際における過去一定時間（ΔＴ）の設定時間とＧＰＳ測位位置の一定周期（Ｔ）とは、ΔＴ／Ｔ＝０．７〜０．８とするのが好ましい。
【００３０】
さらに、計算装置１３は、直進移動状態か旋廻移動状態かを判別する移動状態判別手段を兼ねており、直進移動時と旋回移動時とで平均補間位置特定における過去一定時間（ΔＴ）の設定時間を変更して平均補間位置を特定しても良い。
【００３１】
この際、計算装置１３は、過去一定時間（ΔＴ）に対応する少なくとも長短２種類以上の単位時間（Δｔａ）及び単位時間（Δｔｂ）を用いて長短２種類以上の補間位置を特定し、これら複数の補間位置の内で新たなＧＰＳ測位位置に対して最も誤差の少ない単位時間（Δｔａ）又は単位時間（Δｔｂ）を選出して移動状態を判別すると共に、移動状態の判別は数回のＧＰＳ測位位置の一定周期（Ｔ）毎に実施し、次回の移動状態判別時期まで選出した単位時間（Δｔａ）又は単位時間（Δｔｂ）を用いて補間位置を特定しても良い。
【００３２】
以下、本発明の移動位置検出装置１０における具体的な機能を、図２に基づいて説明する。
【００３３】
尚、以下の説明においては、
一定周期（Ｔ）＝１秒
単位時間（Δｔ）＝０．２５秒
過去一定時間（ΔＴ）＝０．７５秒
として説明する。
【００３４】
図２において、Ｐ１とＰ５とはＧＰＳ装置１１で特定したＧＰＳ測位位置（緯度・経度）、Ｐ２〜Ｐ４及びＰ６は特定済みの補間位置（緯度・経度）、Ａ２〜Ａ５は平均補間位置（緯度・経度）、Ｄ及びＤ’は方位である。
【００３５】
また、Ｐ１とＰ５とを結ぶ実線はＧＰＳ測位位置間を結んだＧＰＳ測位位置基準の走行軌跡、Ｐ１の手前から延びる二点鎖線はＧＰＳ測位位置Ｐ１を特定する前のＧＰＳ測位位置の位置とＧＰＳ測位位置Ｐ１との過去２点間におけるＧＰＳ測位位置基準の走行軌跡を直線的に延長した従来方式（直線方式）の方位線、Ｐ５から延びる一点鎖線は現在の走行軌跡を示す。
【００３６】
このような条件において、補間位置Ｐ６を特定した後、新たな補間位置Ｐ７を特定（予測）する場合、即ち、補間位置Ｐ６と補間位置Ｐ７とに相当する各補間位置間（実際にはその区間に相当する一点鎖線上付近）を走行している場合、先ず、計算装置１３は、既に特定した補間位置として、メモリ１５に格納した過去一定時間（ΔＴ）内（過去３回分）の各位置Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を用い、各位置Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の緯度・経度同士を加算した後に、加算した各位置Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の回数（３回）で除算して平均補間位置Ａ５を特定する。
【００３７】
次に、計算装置１３は、既に特定済みの平均補間位置Ａ４から最新の平均補間位置Ａ５に向う方向を実際に走行した方位Ｄとし、その方位Ｄを、補間位置Ｐ６から補間位置Ｐ７に向う推定方位Ｄ'とする。
【００３８】
さらに、計算装置１３は、前回の補間位置Ｐ６から最新の補間位置Ｐ７までの移動距離Ｓ、即ち、前回の補間位置Ｐ６から単位時間（Δｔ）経過後の移動距離Ｓを、車速パルス発生装置１２によって算出する。
【００３９】
そして、計算装置１３は、これら推定方位Ｄ'と移動距離Ｓとを用いて、最新の補間位置Ｐ７を特定する。
【００４０】
ところで、自動二輪車には、速度計用の公知の速度センサと、車体傾き検出用の公知のヨーレートセンサとが位置情報検出用とは別に搭載されている。従って、例えば、速度センサを用いて推定移動距を特定しても良い。また、ヨーレートセンサを用いて車体の傾きを検出することによって、直進移動か旋回移動かを判別し、直進移動時での過去一定時間（ΔＴ）よりも旋回移動時での過去一定時間（ΔＴ）の設定時間を短く（回数を少なく）変更することにより、平均補間位置の特定をより厳密な値としても良い。
【００４１】
図３及び図４は、サーキット場等の周回可能なテストコースにおいて自動二輪車を走行させ、その補間位置を各ＧＰＳ測位位置受信ポイントを結んだ線上に重畳してプロットしたもので、図３は本発明の一実施形態の移動位置検出装置を利用した補間位置と従来の補間位置の各誤差を比較する説明図で、図３（Ａ）は全体の説明図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の二点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。また、図４は本発明の一実施形態の移動位置検出装置の過去一定時間（ΔＴ）を変えた場合を比較する説明図で、図４（Ａ）は全体の説明図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の二点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。
【００４２】
尚、図３においては、
一定周期（Ｔ）＝１秒
単位時間（Δｔ）＝０．１０秒
過去一定時間（ΔＴ）＝０．８０秒
でプロットしたものである。また、図４においては、
一定周期（Ｔ）＝１秒
単位時間（Δｔ）＝０．１０秒
で各過去一定時間（ΔＴ）を０．６秒、０．８秒、１．０秒で特定した平均補間位置を用いて補間位置を特定してプロットしたものである。
【００４３】
図３に示すように、本発明の移動位置検出装置１０を用いた補間位置と現在位置の推定方位を直線とする従来方式で得た補間位置とは、特に、図３の実線の丸印で囲んだ部分で示すように、カーブ走行時に外側へと膨らんでしまうように発生する誤差が、従来の推定方位を直線的とした計算方式に比べて軽減され、位置精度が改善されていることが判明した。
【００４４】
また、図４に示すように、本発明の補間位置を特定するに際し、平均補間位置を求める際のパラメータである過去一定時間（ΔＴ）を周回単位で変化させたところ、カーブ走行時の誤差軽減効果と直線走行時の安定性が変化するということが判明し、直線走行時とカーブ走行時で過去一定時間（△Ｔ）を変更せずに一定のまま走行した場合には、過去一定時間（ΔＴ）を０．７〜０．８秒とすると、カーブ走行時の誤差軽減と直線走行時の安定性のパランスがとれ、良好な補間結果が得られることが分かった。
【００４５】
尚、車速パルス信号等の入力信号から得られる走行速度に応じて過去一定時間（ΔＴ）を変化させることで同様の補間結果が得られる。
【００４６】
また、平均補間位置の特定には、過去一定時間（ΔＴ）内における補間位置（Ｐ）の経過時間に応じて段階的に重み付けを付与した加重平均計算方式を用いても同様の効果を得ることができる。
【００４７】
このように、本発明に係る移動位置検出装置１０によれば、主要な構成として、ＧＰＳ装置１１、車速バルス発生装置１２、計算装置１３を用い、ＧＰＳ測位位置と車速パルスによる平均補間位置を用いた補間位置計算方法とすることにより、搭載の容易さ、専入コスト、軽量化を図ることができるうえ、カーブ走行時の補間位置に発生する誤差を低減することができる。
【００４８】
ところで、上記各実施例においては、本発明の移動位置検出装置１０をＡＳＶ等の衝突予防安全装置に用いる場合として説明したが、例えば、カーナビゲーションシステムと併用、特に、自動二輪車用等の小型でジャイロセンサ等を搭載していないナビゲーションシステム等と併用して用いるなど、移動位置検出を行うシステム全般に適用することができることは勿論である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…移動位置検出装置
１１…ＧＰＳ装置（ＧＰＳ位置測位手段）
１２…車速パルス発生装置（移動距離検出段）
１３…計算装置（補間位置特定手段・移動状態判別手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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