(57)【要約】【課題】道路に沿って移動した結果としての方位を検出可能な状態で方位検出センサを利用するナビゲーション装置の提供。【解決手段】方位検出センサを備えたナビゲーション装置であって、前記ナビゲーション装置が所定の道路区間上を移動する場合の前記方位検出センサの出力の予測値を取得する予測値取得手段と、前記ナビゲーション装置が前記所定の道路区間上を実際に移動した場合の前記方位検出センサの出力値を取得する出力値取得手段と、前記予測値と前記出力値とが一致する場合に前記方位検出センサに基づく前記ナビゲーション装置の方位検出を行う方位検出手段と、を備えるナビゲーション装置を構成する。【選択図】図３
2014157052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方位検出センサを備えたナビゲーション装置であって、
前記ナビゲーション装置が所定の道路区間上を移動する場合の前記方位検出センサの出力の予測値を取得する予測値取得手段と、
前記ナビゲーション装置が前記所定の道路区間上を実際に移動した場合の前記方位検出センサの出力値を取得する出力値取得手段と、
前記予測値と前記出力値とが一致する場合に前記方位検出センサに基づく前記ナビゲーション装置の方位検出を行う方位検出手段と、
を備えることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
前記予測値取得手段は、前記ナビゲーション装置が固定された移動体が前記所定の道路区間に沿って前記所定の道路区間上を移動する場合の前記ナビゲーション装置の方位を示す値を前記所定の道路区間の曲率と前記所定の道路区間での移動速度とに基づいて取得して前記予測値とする、
請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
前記所定の道路区間はカーブ区間であり、
前記予測値取得手段は、前記所定の道路区間を前記ナビゲーション装置が一定の移動速度で移動する場合における前記予測値を、前記所定の道路区間の曲率と前記所定の道路区間上での移動速度とに基づいて取得する、
請求項１または請求項２のいずれかに記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
前記所定の道路区間は直線区間であり、
前記予測値取得手段は、所定の基準値を前記予測値として取得する、
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
前記方位検出手段は、前記所定の道路区間において前記出力値の前記予測値からの乖離が所定値以下である場合に前記予測値と前記出力値とが一致するとみなす、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のナビゲーション装置。
【請求項６】
前記方位検出手段は、前記所定の道路区間がカーブ区間である場合における前記予測値と前記出力値とが一致し、かつ、前記所定の道路区間が直線区間である場合における前記予測値と前記出力値とが一致した場合に、前記方位検出センサに基づく前記ナビゲーション装置の方位検出を行う、
請求項１〜請求項５のいずれかに記載のナビゲーション装置。
【請求項７】
方位検出センサを備えたナビゲーション装置の制御方法であって、
前記ナビゲーション装置が所定の道路区間上を移動する場合の前記方位検出センサの出力の予測値を取得する予測値取得工程と、
前記ナビゲーション装置が前記所定の道路区間上を実際に移動した場合の前記方位検出センサの出力値を取得する出力値取得工程と、
前記予測値と前記出力値とが一致する場合に前記方位検出センサに基づく前記ナビゲーション装置の方位検出を行う方位検出工程と、
を含むことを特徴とするナビゲーション装置の制御方法。
【請求項８】
方位検出センサを備えたナビゲーション装置の制御プログラムであって、
前記ナビゲーション装置が所定の道路区間上を移動する場合の前記方位検出センサの出力の予測値を取得する予測値取得機能と、
前記ナビゲーション装置が前記所定の道路区間上を実際に移動した場合の前記方位検出センサの出力値を取得する出力値取得機能と、
前記予測値と前記出力値とが一致する場合に前記方位検出センサに基づく前記ナビゲーション装置の方位検出を行う方位検出機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とするナビゲーション装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーション装置、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナビゲーション装置においては、各種のセンサの出力値を利用した現在地の特定技術が利用されている。例えば、特許文献１には、加速度センサやジャイロセンサを方位検出センサとして利用するナビゲーション装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５０８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術のようなナビゲーション装置は、車両に固定されて使用されることが前提とされており、車両に固定される限りにおいて方位検出センサが示す方位が、ナビゲーション装置が道路に沿って移動した結果としての方位であると見なすことができる。しかし、近年、可搬性のあるナビゲーション装置やナビゲーション装置として機能させることが可能な携帯端末が普及してきており、このようなナビゲーション装置は、利用者に携帯された状態で使用されることも多い。そして、利用者に携帯された状態においては、ナビゲーション装置が道路に沿って移動した結果としての方位を検出することはできない。
すなわち、ナビゲーション装置が車両等の移動体に固定されている場合、ナビゲーション装置によって検出された方位は、ナビゲーション装置が移動体とともに道路に沿って移動した結果としての方位である。しかし、ナビゲーション装置が車両等の移動体に固定されておらず、利用者に携帯された状態である場合、ナビゲーション装置によって検出された方位は、ナビゲーション装置が移動体とともに道路に沿って移動した結果としての方位と利用者の手によって移動あるいは姿勢が変更された結果としての方位とが足しあわされた結果としての方位である。従って、ナビゲーション装置が車両等の移動体に固定されていない場合、方位検出センサが道路に沿って移動した結果としての方位であると見なすことはできない
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、道路に沿って移動した結果としての方位を検出可能な状態で方位検出センサを利用するナビゲーション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】
【０００５】
前記の目的を達成するため、方位検出センサを備えたナビゲーション装置であって、ナビゲーション装置が所定の道路区間上を移動する場合の方位検出センサの出力の予測値を取得する予測値取得手段と、ナビゲーション装置が所定の道路区間上を実際に移動した場合の方位検出センサの出力値を取得する出力値取得手段と、予測値と出力値とが一致する場合に方位検出センサに基づくナビゲーション装置の方位検出を行う方位検出手段と、が構成される。
【０００６】
すなわち、車両等の移動体に固定されている状態を想定すれば、ナビゲーション装置が既知の道路区間上を移動する場合に方位検出センサから出力される値を予め予測することができる。そこで、ナビゲーション装置が所定の道路区間上を移動する場合の方位検出センサの出力の予測値と実際に移動した場合の出力値とを比較し、両者が一致する場合に方位検出センサに基づくナビゲーション装置の方位検出を行う構成とする。この構成によれば、ナビゲーション装置が車両等の移動体に固定されている状態、すなわち、ナビゲーション装置が道路に沿って移動した結果としての方位を検出可能な状態において、方位検出センサを利用することが可能になる。
【０００７】
ここで、方位検出センサは、ナビゲーション装置による現在地特定に利用することができればよく、方位検出センサの出力値に基づいてナビゲーション装置が移動する際の方位の変化を特定することができればよい。従って、例えば、ジャイロセンサや加速度センサ、地磁気センサ等を方位検出センサとして採用可能であり、基準（例えば、各軸の値を初期化した後の初期値）に対する方位の変化を検出するなどして方位を特定すれば良い。なお、ナビゲーション装置の方位を検出するためには、少なくとも２軸のセンサであれば良く、３軸のセンサであっても良い。
【０００８】
予測値取得手段は、ナビゲーション装置が所定の道路区間上を移動する場合の方位検出センサの出力の予測値を取得することができればよい。すなわち、方位検出センサによる検出対象は既知であるため、ナビゲーション装置が移動体等に固定された状態で所定の道路区間上を移動する場合の移動軌跡や動作（移動速度等）を想定すれば、当該移動の際に方位検出センサから出力されるべき値を予め予測値として特定することが可能である。
【０００９】
出力値取得手段は、ナビゲーション装置が所定の道路区間上を実際に移動した場合の方位検出センサの出力値を取得することができればよい。従って、方位検出センサ以外のセンサの出力に基づいてナビゲーション装置が所定の道路区間上を実際に移動したことが特定された場合に、方位検出センサの出力値を取得すれば良い。
【００１０】
方位検出手段は、予測値と出力値とが一致する場合に方位検出センサに基づくナビゲーション装置の方位検出を行うことができればよい。すなわち、予測値と出力値とが一致する場合に、移動体（車両や利用者等）にナビゲーション装置が固定されていると見なして方位検出センサに基づくナビゲーション装置の方位検出を開始する。また、予測値と出力値とが一致しない場合には、方位検出センサに基づくナビゲーション装置の方位検出は行わない。むろん、この場合において、他の手法に基づく現在地の取得（例えば、ＧＰＳ信号に基づく現在地の取得）を行ってもよい。
【００１１】
さらに、ナビゲーション装置が固定された移動体が所定の道路区間に沿って当該所定の道路区間上を移動する場合のナビゲーション装置の方位を示す値（角速度や横加速度等）を、予測値取得手段が、所定の道路区間の曲率と所定の道路区間での移動速度とに基づいて取得して予測値とするように構成しても良い。すなわち、所定の道路区間内で移動体が移動すべき軌跡（例えば、車線の中央に位置する線）の接線方向を向くとともに大きさが移動速度の大きさであるベクトルを移動速度ベクトルと定義し、曲率中心からナビゲーション装置の方向を向くとともに大きさが曲率半径（曲率の逆数）の大きさであるベクトルを位置ベクトルと定義すれば、所定の道路区間の曲率および移動速度からナビゲーション装置の方位を示す値（角速度や横加速度等）を予測することが可能である。
【００１２】
所定の道路区間は、方位検出センサの出力を予測可能な区間であれば良く、例えば、カーブ区間を想定可能である。この場合、予測値取得手段は、所定の道路区間をナビゲーション装置が一定の移動速度で移動する場合における予測値を、所定の道路区間の曲率と所定の道路区間上での移動速度とに基づいて取得する構成を採用可能である。すなわち、ナビゲーション装置に作用する角速度や横加速度は曲率と移動速度とに基づいて算出することができ、等速円運動において、角速度＝移動速度×曲率、横加速度＝移動速度2×曲率などとして算出することができる。従って、所定の道路区間における移動速度が一定である状態を想定すれば、曲率と移動速度とに基づいて容易に予測値を取得可能である。
【００１３】
また、直線区間を所定の道路区間としてもよい。この場合、予測値取得手段は、所定の基準値を予測値として取得する構成となる。すなわち、ナビゲーション装置が直線区間上を移動する場合、直線区間内での方位検出センサの出力はほぼ一定の値に維持される。そこで、一定の値である基準値を予測値とすれば、直線区間における方位検出センサの出力の予測値を定義することができる。なお、基準値は、直線区間において一定の値であればよく、例えば、直線区間や停止地点において方位検出センサの出力が初期化された場合の初期値や、直線区間や任意地点（例えば、直線区間の開始地点等）において方位検出センサの出力が安定している場合の値を基準値とすることが可能である。
【００１４】
さらに、方位検出手段においては、所定の道路区間において出力値の予測値からの乖離が所定値以下である場合に予測値と出力値とが一致するとみなす構成を採用しても良い。すなわち、出力値の予測値からのブレが所定値で規定される範囲内であれば、出力値が予測された通りであって、方位検出センサに基づくナビゲーション装置の方位検出を実行可能であると見なす構成となる。
【００１５】
さらに、所定の道路区間がカーブ区間である場合における予測値と出力値とが一致し、かつ、所定の道路区間が直線区間である場合における予測値と出力値とが一致した場合に、方位検出手段が方位検出センサに基づくナビゲーション装置の方位検出を行うように構成しても良い。すなわち、カーブ区間と直線区間との双方において予測値と出力値とが一致すると判定された場合に方位検出センサに基づくナビゲーション装置の方位検出を実行可能であると見なす。この構成によれば、方位検出センサに基づくナビゲーション装置の方位検出を実行可能であるか否かを精度良く判定することができる。
【００１６】
また、カーブ区間と直線区間との一方について先に予測値と出力値とが一致するか否か判定し、一致すると判定された場合に他方の判定を行い、一致すると判定されない場合には他方の判定を行わない構成としても良い。例えば、直線区間について先に予測値と出力値とが一致するか否か判定し、一致すると判定された場合にカーブ区間について予測値と出力値とが一致するか否か判定する構成としても良い。すなわち、直線区間についての予測値は、所定の道路区間の曲率や移動速度等を利用しなくても取得することができるため、簡易に予測値を取得可能であるとともに、高精度に予測値を取得できる可能性が高い。従って、直線区間についての判定を先に行う構成においては、ナビゲーション装置が固定されていない状態を簡易な判定によって精度良く特定することが可能である。
【００１７】
さらに、本発明のように、ナビゲーション装置が所定の道路区間上を移動した場合の方位検出センサの出力の予測値と実際の出力値が一致する場合に方位検出センサに基づく方位検出を行う手法は、プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のようなシステム、プログラム、方法は、単独の装置として実現される場合や、複数の装置によって実現される場合、車両等の移動体に備えられる各部と共有の部品を利用して実現される場合が想定可能であり、各種の態様を含むものである。例えば、以上のような装置を備えたナビゲーションシステムや方法、プログラムを提供することが可能である。また、一部がソフトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さらに、システムを制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そのソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】携帯端末を示すブロック図である。
【図２】方位検出開始判定処理を示すフローチャートである。
【図３】ナビゲーション装置の前方の道路区間および道路区間における方位検出センサの出力値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）ナビゲーション装置の構成：
（２）方位検出開始判定処理：
（３）他の実施形態：
【００２０】
（１）ナビゲーション装置の構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかるナビゲーション装置として機能する携帯端末１０の構成を示すブロック図である。携帯端末１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備える制御部２０を備えており、制御部２０は、当該ＲＯＭや記録媒体３０に記録された所望のプログラムを実行することができる。本実施形態においては、このプログラムの一つとしてナビゲーションプログラム２１を実行可能である。当該ナビゲーションプログラム２１は、携帯端末１０の現在地を特定し、表示部に当該現在地が含まれる地図を表示する機能と、利用者が指定した出発地から目的地までの予定経路を探索し、予定経路に沿って利用者を目的地まで案内する機能とを制御部２０に実現させることができる。すなわち、携帯端末１０においてナビゲーションプログラム２１が実行されることにより、携帯端末１０はナビゲーション装置として機能する。
【００２１】
なお、本実施形態にかかる携帯端末１０においては、上述のようにＲＯＭや記録媒体３０に所望のプログラムを記録して制御部２０で実行することができる。従って、ナビゲーション機能以外の多種の機能（例えば、通話機能やメール送受信機能、文書編集機能等）を実行することができる。さらに、本実施形態にかかる携帯端末１０は、可搬性のある端末であり、利用者が身につけて運ぶことが可能であるとともに、車両等の移動体に固定された支持部に取り付けることも可能である。
【００２２】
本実施形態にかかる携帯端末１０は、ＧＰＳ受信部４１と方位検出センサ４２とユーザＩ／Ｆ部４３とを備えている。ＧＰＳ受信部４１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、図示しないインタフェースを介して携帯端末１０の現在地を算出するための信号を出力する。制御部２０は、当該ＧＰＳ受信部４１の出力信号に基づいて携帯端末１０の現在地を取得する。また、制御部２０は、ＧＰＳ衛星からの電波に基づいて異なる時刻において取得された複数の現在地から携帯端末１０の移動軌跡を特定し、現在地を地図上の道路と一致させるマップマッチング処理を実行することも可能である。
【００２３】
方位検出センサ４２は、携帯端末１０の３次元空間内での旋回についての角加速度を検出する３軸ジャイロセンサであり、携帯端末１０の向きに対応した信号を出力する。制御部２０は、この信号を取得して携帯端末１０の向きを取得する。当該方位検出センサ４２は、ナビゲーションプログラム２１による携帯端末１０の現在地特定に利用されるが、ナビゲーションプログラム２１以外の種々のプログラムにも利用される。例えば、画像表示プログラムにおいて、携帯端末１０の姿勢に応じて表示部に表示する画像の向きを変更すために利用される。
【００２４】
ユーザＩ／Ｆ部４３は、利用者の指示を入力し、また利用者に各種の情報を提供するためのインタフェース部であり、図示しないタッチパネルディスプレイからなる入力部を兼ねた表示部やスピーカー等の出力音の出力部を備えている。ユーザＩ／Ｆ部４３は制御信号を制御部２０から受信し、各種案内を行うための画像をタッチパネルディスプレイに表示し、各種案内を行うための出力音をスピーカーから出力する。また、ユーザＩ／Ｆ部４３は、タッチパネルを介した入力内容を示す信号を制御部２０に送信し、制御部２０は当該信号に基づいて利用者の操作内容を特定する。
【００２５】
記録媒体３０には地図情報３０ａが予め記録されている。地図情報３０ａは、道路区間の端点に対応するノードの位置等を示すノードデータ、ノード間の道路の形状を特定するための形状補間点の位置等を示す形状補間点データ、ノード同士の連結を示すリンクデータ等を含んでいる。また、本実施形態においては、リンクデータが示す道路区間がカーブ区間である場合に、当該リンクデータに対してカーブ区間の曲率を示す値が対応づけられている。
【００２６】
携帯端末１０が利用者に携帯されている場合、利用者の手の動作によって携帯端末１０が移動し、また、姿勢が変わるため、方位検出センサ４２によって検出された方位が、携帯端末１０の道路に沿った移動の結果としての方位であると見なすことはできない。一方、携帯端末１０が車両等の移動体に固定されて利用されている場合、携帯端末１０の方位変化は移動体の方位変化と同等であるため、方位検出センサ４２によって検出された方位が携帯端末１０の道路に沿った移動の結果としての方位であると見なすことができる。
【００２７】
そして、携帯端末１０が車両等の移動体に固定されている状態で当該携帯端末１０が既知の道路区間上を移動する場合に方位検出センサ４２から出力される値は、予め予測することができる。そこで、本実施形態にかかる制御部２０は、ナビゲーションプログラム２１の処理により、携帯端末１０が車両等の移動体に固定されている状態で所定の道路区間上を移動する場合に所定の道路区間において方位検出センサ４２から出力されるはずの値（予測値）と所定の道路区間において実際に出力された値（出力値）とを比較することによって携帯端末１０が車両等の移動体に固定されている状態であるか否かを判定する。そして、携帯端末１０が車両等の移動体に固定されている状態である場合に、制御部２０は、ナビゲーション装置として機能している携帯端末１０の道路に沿った移動の結果としての方位を、方位検出センサ４２を利用して検出する。
【００２８】
この場合、制御部２０は、ＧＰＳ衛星からの電波に基づいて取得された現在地の変化から移動速度を特定し、方位検出センサ４２の出力から特定される方位の変化と移動速度に基づいて携帯端末１０の移動軌跡を特定して（自律航法によって）現在地を特定する処理を実行する。そして、制御部２０は、当該自律航法によって特定された現在地とＧＰＳ衛星からの電波に基づくマップマッチング処理によって特定された現在地とに基づいて携帯端末１０の現在地を決定する。従って、ＧＰＳ衛星からの電波のみに基づいて現在地を特定する場合と比較して、高精度に現在地を特定することが可能になる。
【００２９】
本実施形態におけるナビゲーションプログラム２１は、ナビゲーション装置として機能している携帯端末１０の道路に沿った移動の結果としての方位を方位検出センサ４２によって検出可能な状態において当該方位検出センサ４２を利用するため、予測値取得部２１ａと出力値取得部２１ｂと方位検出部２１ｃとを備えている。
【００３０】
予測値取得部２１ａは、携帯端末１０が所定の道路区間上を移動する場合の方位検出センサ４２の出力の予測値を取得する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、方位検出センサ４２による検出対象は角速度という既知の物理量であるため、携帯端末１０が車両等の移動体に固定されている状態において所定の道路区間上を移動する場合の移動軌跡や動作（移動速度等）を想定すれば、当該移動の際に方位検出センサ４２から出力されるべき値を予め予測値として特定することが可能である。
【００３１】
すなわち、所定の道路区間で移動体が移動すべき軌跡（例えば、車線の中央に位置する線）の接線方向を向くとともに大きさが移動速度の大きさであるベクトルを携帯端末１０の移動速度ベクトルと定義し、曲率中心から携帯端末１０の方向を向くとともに大きさが曲率半径（曲率の逆数）の大きさであるベクトルを携帯端末１０の位置ベクトルと定義すれば、所定の道路区間の曲率および移動速度からナビゲーション装置の方位を示す値（角速度や横加速度等）を予測することが可能である。そこで、制御部２０は、予測値取得部２１ａの処理により、車両等の移動体に固定されている状態で携帯端末１０が所定の道路区間に沿って当該所定の道路区間上を移動する場合の角速度を、所定の道路区間の曲率と所定の道路区間での移動速度とに基づいて取得して予測値とする。
【００３２】
なお、所定の道路区間は、方位検出センサ４２の出力を予測可能な区間であれば良く、本実施形態においては、カーブ区間と直線区間とが所定の道路区間となり得るが、上述のような所定の道路区間の曲率と所定の道路区間での移動速度とに基づく予測値の取得はカーブ区間について実施される。具体的には、予測値取得部２１ａの処理により制御部２０は、現在地の前方に存在するカーブ区間を車両等の移動体に固定されている状態の携帯端末１０が一定の移動速度で移動する場合における予測値を、当該カーブ区間の曲率とカーブ区間上での移動速度とに基づいて取得する。
【００３３】
すなわち、制御部２０は、地図情報３０ａに基づいて現在地の前方に存在するカーブ区間の曲率を特定し、当該カーブ区間における移動速度を予測し、カーブ区間において車両等の移動体に固定されている状態の携帯端末１０がカーブ区間に沿って当該移動速度で等速円運動するとみなし、角速度＝移動速度×曲率として予測値を算出する。なお、本実施形態において、制御部２０は、携帯端末１０の現在地がカーブ区間に到達する前に移動速度を推定する。当該推定は、種々の手法によって実施可能であり、カーブ区間の曲率に予め対応づけられた速度が移動速度であると推定しても良いし、携帯端末１０がカーブ区間に到達する前の速度から所定の減速度で減速が行われて移動速度となると推定しても良く種々の手法を採用可能である。
【００３４】
一方、所定の道路区間としての直線区間について判定を行う場合、制御部２０は、予測値取得部２１ａの処理により、所定の基準値を予測値として取得する。すなわち、車両等の移動体に固定されている状態で携帯端末１０が直線区間上を移動する場合、直線区間内での方位検出センサ４２の出力はほぼ一定の値に維持される。そこで、一定の値である基準値を予測値とすれば、直線区間における方位検出センサ４２の出力の予測値を定義することができる。なお、基準値は、直線区間において一定の値であればよく、本実施形態においては、停止地点において方位検出センサ４２の出力が初期化された場合の初期値である。
【００３５】
出力値取得部２１ｂは、携帯端末１０が所定の道路区間上を実際に移動した場合の方位検出センサ４２の出力値を取得する機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、携帯端末１０が所定の道路区間上を実際に移動した場合に、方位検出センサ４２の出力値が取得されれば良い。そこで、制御部２０は、地図情報３０ａを参照し、ＧＰＳ受信部４１の出力信号が示す現在地の軌跡から通行済の道路区間を推定する。そして、制御部２０は、通行済の道路区間が所定の道路区間である場合に、携帯端末１０が所定の道路区間上を実際に移動したとみなす。さらに、制御部２０は、携帯端末１０が当該所定の道路区間を移動していた過程において方位検出センサ４２から出力された出力値を取得する。
【００３６】
方位検出部２１ｃは、予測値と出力値とが一致する場合に方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出を行う機能を制御部２０に実現させるプログラムモジュールである。すなわち、制御部２０は、予測値取得部２１ａの処理によって取得された予測値と、出力値取得部２１ｂによって取得された出力値とを比較し、両者が一致するか否かを判定する。そして、両者が一致する場合に、制御部２０は、移動体に携帯端末１０が固定されていると見なし、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出を開始する。
【００３７】
この場合、制御部２０は、検出された方位の変化と、ＧＰＳ衛星からの電波に基づいて現在地の変化から特定された移動速度とに基づいて（自律航法によって）携帯端末１０の移動軌跡を特定して現在地を特定する処理を実行する。そして、制御部２０は、当該自律航法によって特定された現在地とＧＰＳ衛星からの電波に基づくマップマッチング処理によって特定される現在地とに基づいて携帯端末１０の現在地を決定する。以上の構成においては、携帯端末１０が車両等の移動体に固定されている状態、すなわち、ナビゲーション装置として機能している携帯端末１０の道路に沿った移動の結果としての方位を方位検出センサ４２によって検出可能な状態において、当該方位検出センサ４２を利用するため、高精度に現在地を特定することが可能になる。
【００３８】
一方、予測値取得部２１ａの処理によって取得された予測値と、出力値取得部２１ｂによって取得された出力値とが一致しない場合、制御部２０は、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出は行わない。この場合、制御部２０は、方位検出センサ４２の検出結果を利用せずに（ＧＰＳ衛星からの電波に基づいて）現在地を特定する。なお、本明細書においては、予測値と出力値とが一致する場合に方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出を行う構成であれば良い。従って、携帯端末１０をナビゲーション装置以外の装置として機能させる場合には、予測値と出力値とが一致するか否かにかかわらず、方位検出センサ４２の出力値に基づいて携帯端末１０の姿勢を検出する処理を実行するように構成されていても良い。
【００３９】
（２）方位検出開始判定処理：
次に、方位検出開始判定処理について詳細に説明する。図２は、方位検出開始判定処理のフローチャートである。本実施形態において、制御部２０は、携帯端末１０の電源が投入された場合に方位検出開始判定処理を実行する。当該方位検出開始判定処理においては、ステップＳ２００以降において、携帯端末１０の道路に沿った移動の結果としての方位の検出に方位検出センサ４２を利用すべきか否かの判定を行っており、ステップＳ１００〜Ｓ１１０によってステップＳ２００以降を実施すべきと判定された場合に当該ステップＳ２００以降を実施するように構成されている。
【００４０】
方位検出開始判定処理が実行されると、制御部２０は、ユーザＩ／Ｆ部４３に対する利用者の操作を受け付け、当該操作がナビゲーションプログラム２１の起動指示であると判定されるまで待機する（ステップＳ１００）。すなわち、制御部２０は、携帯端末１０がナビゲーション装置として機能する状態となるまで待機する。
【００４１】
ステップＳ１００において、ナビゲーションプログラム２１が起動されたと判定された場合、制御部２０は、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が開始済であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。すなわち、ステップＳ２００以降の処理は繰り返し実行されるため、ステップＳ２００以降の処理によって方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が開始された後、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が停止されていない状態であるか否かを判定する。
【００４２】
ステップＳ１０５において、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が開始済であると判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ２００以降の処理を実行する。なお、ステップＳ２００以降の処理が終了すると制御部２０は再びステップＳ１０５に戻ってステップＳ１０５以降の処理を繰り返すため、本実施形態においては、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が開始された後、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が停止されていない状態であると、ステップＳ１０５において判定されるまで、ステップＳ２００以降の処理を繰り返すことになる。
【００４３】
一方、ステップＳ１０５において、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が開始済であると判定された場合、制御部２０は、一定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０において一定時間が経過したと判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ１０５以降の処理を繰り返し、ステップＳ１１０において一定時間が経過したと判定された場合、制御部２０は、ステップＳ２００以降の処理を実行する。すなわち、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が開始済であっても、長時間経過した後には利用者が携帯端末１０をナビゲーション装置以外の装置として利用するために携帯端末１０の移動体に対する固定を解除して手に携帯する場合などもあり得るため、一定時間毎にステップＳ２００以降の判定を行うように構成されている。
【００４４】
ステップＳ２００において、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１の出力信号に基づいて携帯端末１０の現在地を特定するための処理を行い、現在地の取得が成功したか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５において、現在地の取得が成功したと判定されない場合（例えば、マルチパスの影響や周囲の遮蔽物の影響等で現在地が取得できない場合）、制御部２０は、ステップＳ１０５以降の処理を繰り返す。
【００４５】
一方、ステップＳ２０５現在地の取得が成功したと判定された場合、制御部２０は、方位検出センサ４２が初期化済みであるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。すなわち、本実施形態においては、後述するステップＳ２１５において、方位検出センサ４２を初期化するための処理を行うため、制御部２０は、ステップＳ２１５における方位検出センサ４２の初期化が実際に行われたか否かをステップＳ２１０にて判定する。
【００４６】
ステップＳ２１０において、方位検出センサ４２が初期化済であると判定されない場合、制御部２０は、方位検出センサ４２を初期化する処理を実行する（ステップＳ２１５）。本実施形態においては、携帯端末１０が停止していると見なせる状態で方位検出センサ４２からの出力値が安定している場合に、方位検出センサ４２を初期化する。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１の出力信号に基づいて取得された現在地が所定期間において変動しない（変動幅が規定範囲内である）場合に、携帯端末１０が停止していると見なす。また、制御部２０は、当該所定期間における方位検出センサ４２の出力信号が変動しない（変動幅が所規定範囲内である）場合に、方位検出センサ４２からの出力値が安定していると見なす。そして、制御部２０は、所定期間内の方位検出センサ４２の３軸の出力値を各軸における初期値（角速度０）とする。ステップＳ２１５が実行されると、制御部２０は、ステップＳ１０５以降の処理を繰り返す。
【００４７】
一方、ステップＳ２１０において、方位検出センサ４２が初期化済であると判定された場合、制御部２０は、ステップＳ２２０以降の処理により、携帯端末１０が車両等の移動体に固定されている状態で所定の道路区間上を移動する場合の方位検出センサ４２の出力の予測値と携帯端末１０が所定の道路区間上を実際に移動した場合の方位検出センサ４２の出力値とが一致するか否かを判定する。
【００４８】
本実施形態においては、所定の道路区間がカーブ区間である場合における予測値と出力値とが一致し、かつ、所定の道路区間が直線区間である場合における予測値と出力値とが一致した場合に、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出を開始するように構成されている。すなわち、カーブ区間と直線区間との双方において予測値と出力値とが一致すると判定された場合に方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出を実行可能であると見なすことで、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出を実行可能であるか否かを精度良く判定するように構成されている。
【００４９】
本実施形態において制御部２０は、直線区間について先に予測値と出力値とが一致するか否か判定し、一致すると判定された場合にカーブ区間について予測値と出力値とが一致するか否か判定する。すなわち、直線区間についての予測値は、所定の道路区間の曲率や移動速度等を利用しなくても取得することができるため、簡易に予測値を取得可能であるとともに、高精度に予測値を取得できる可能性が高い。従って、直線区間についての判定を先に行う構成においては、ナビゲーション装置が固定されていない状態を簡易な判定によって精度良く特定することが可能である。
【００５０】
具体的には、制御部２０は、直線区間についての予測値と出力値との一致が確認済であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。すなわち、ステップＳ２２５以降の処理において直線区間についての予測値と出力値とが一致すると判定された場合、後述するステップＳ２４５において直線区間についての予測値と出力値との一致が確認済であると設定される。従って、過去にステップＳ２４５が実行されて直線区間についての予測値と出力値との一致が確認済であると設定された場合、制御部２０は、ステップＳ２２０において、直線区間についての予測値と出力値との一致が確認済であると判定する
【００５１】
ステップＳ２２０において、直線区間についての予測値と出力値との一致が確認済であると判定されない場合、制御部２０は、予測値取得部２１ａの処理により、前方の直線区間の地図情報３０ａを取得する（ステップＳ２２５）。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１の出力信号に基づいて現在地および携帯端末１０の進行方向を特定し、地図情報３０ａを参照して当該現在地が存在する道路区間の前方の所定距離以内に存在する最も近い直線区間の地図情報３０ａを取得する。図３においては、携帯端末１０が固定された移動体である車両Ｃの前方において直線区間Ｌ1が存在する例を示しており、図３に示す車両Ｃ内の携帯端末１０においてステップＳ２２５が実行されると、制御部２０は、当該直線区間Ｌ1の地図情報３０ａを取得する。地図情報３０ａは道路区間の端点の位置を示すノードデータを含むため、直線区間Ｌ1の地図情報３０ａが取得されることにより、直線区間の位置が特定される。
【００５２】
次に、制御部２０は、予測値取得部２１ａの処理により、直線区間の予測値を取得する（ステップＳ２３０）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ２１５において初期化された値を直線区間の予測値として取得する。次に、制御部２０は、出力値取得部２１ｂの処理により、直線区間の出力値を取得する（ステップＳ２３５）。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１の出力信号に基づいて特定される現在地の軌跡が、ステップＳ２２５にて取得された直線区間に一致する状態において方位検出センサ４２から出力されていた出力値を取得する。図３に示す例においては、ＧＰＳ受信部４１の出力信号に基づいて、車両Ｃに搭載された携帯端末１０が直線区間Ｌ1に沿って移動していたと見なされる場合に、携帯端末１０が直線区間Ｌ1に沿って移動していた期間（時刻ｔ1〜ｔ2の期間）における方位検出センサ４２の出力値を取得する。
【００５３】
次に、制御部２０は、方位検出部２１ｃの処理により、直線区間の予測値と出力値とが一致するか否かを判定する（ステップＳ２４０）。本実施形態において制御部２０は、所定の道路区間における出力値の、予測値からの乖離が所定値以下である場合に予測値と出力値とが一致するとみなす。すなわち、制御部２０は、各出力値の予測値からのブレが所定値で規定される範囲内であれば、出力値が予測された通りであって、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出を実行可能であるとみなす。このため、制御部２０は、ステップＳ２３５において取得された直線区間における各出力値と予測値との差分の大きさを算出し、得られた差分の大きさのそれぞれが所定値以下である場合に直線区間の予測値と出力値とが一致すると判定する。
【００５４】
図３のボックスＢ1においては、携帯端末１０の前方を向いた軸に対する左旋回あるいは右旋回が行われる場合に方位検出センサ４２から出力される角速度を模式的に示したグラフである。直線区間において、携帯端末１０の前方を向いた軸に対する左旋回あるいは右旋回は行われないと予測されるため、直線区間における予測値は当該グラフの０である。図３のボックスＢ1においては、出力値の例を太い実線で示しており、当該例においては時刻ｔ1〜ｔ2の期間において出力値が予測値である０から若干変動しているものの、出力値もほぼ０である。このような場合に、予測値である０からの出力値の変動幅が所定値以下であれば、直線区間の予測値と出力値とが一致すると判定される。
【００５５】
ステップＳ２４０において、直線区間の予測値と出力値とが一致すると判定されない場合、制御部２０は、ステップＳ１０５以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳ２４０において、直線区間の予測値と出力値とが一致すると判定された場合、制御部２０は、方位検出部２１ｃの処理により、直線区間についての予測値と出力値との一致が確認済であると設定する（ステップＳ２４５）。すなわち、制御部２０は、直線区間において予測値と出力値とが一致していたか否かを示すフラグをＯＮに設定する。そして、ステップＳ２４５が行われると、制御部２０は、ステップＳ１０５以降の処理を繰り返す。
【００５６】
一方、ステップＳ２２０において、直線区間についての予測値と出力値との一致が確認済であると判定された場合、制御部２０は、予測値取得部２１ａの処理により、前方のカーブ区間の地図情報３０ａを取得する（ステップＳ２５０）。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１の出力信号に基づいて現在地および携帯端末１０の進行方向を特定し、地図情報３０ａを参照して当該現在地が存在する道路区間の前方の所定距離以内に存在する最も近いカーブ区間の地図情報３０ａを取得する。図３においては、携帯端末１０が固定された移動体である車両Ｃの前方においてカーブ区間Ｃ1が存在する例を示しており、図３に示す車両Ｃ内の携帯端末１０においてステップＳ２５０が実行されると、制御部２０は、当該カーブ区間Ｃ1の地図情報３０ａを取得する。地図情報３０ａは道路区間の端点の位置を示すノードデータおよび道路区間の曲率を含むため、カーブ区間Ｃ1の地図情報３０ａが取得されることにより、カーブ区間の位置および曲率（図３に示す例においては一定曲率）が特定される。むろん、カーブ区間の曲率は、形状補間点やノードの位置から算出されても良い。
【００５７】
次に、制御部２０は、予測値取得部２１ａの処理により、カーブ区間の予測値を取得する（ステップＳ２５５）。すなわち、制御部２０は、ステップＳ２５０にて取得されたカーブ区間の曲率に対応づけられた速度（例えば、当該曲率のカーブ区間を一定の横加速度において一定速度で旋回可能な速度）を取得し、カーブ区間における移動速度であると推定する。そして、ステップＳ２５０にて取得されたカーブ区間の曲率と移動速度とから、角速度＝移動速度×曲率として予測値を算出する。なお、ここでは、一定曲率のカーブ区間を一定の移動速度で移動することを想定しているため、角速度は一定となる。
【００５８】
次に、制御部２０は、出力値取得部２１ｂの処理により、カーブ区間の出力値を取得する（ステップＳ２６０）。すなわち、制御部２０は、ＧＰＳ受信部４１の出力信号に基づいて特定される現在地の軌跡が、ステップＳ２５０にて取得されたカーブ区間に一致する状態において方位検出センサ４２から出力されていた出力値を取得する。図３に示す例においては、ＧＰＳ受信部４１の出力信号に基づいて、車両Ｃに搭載された携帯端末１０がカーブ区間Ｃ1に沿って移動していたと見なされる場合に、携帯端末１０がカーブ区間Ｃ1に沿って移動していた期間（時刻ｔ3〜ｔ4の期間）における方位検出センサ４２の出力値を取得する。
【００５９】
次に、制御部２０は、方位検出部２１ｃの処理により、カーブ区間の予測値と出力値とが一致するか否かを判定する（ステップＳ２６５）。ここでも制御部２０は、所定の道路区間における出力値の、予測値からの乖離が所定値以下である場合に予測値と出力値とが一致するとみなす。すなわち、制御部２０は、ステップＳ２６０において取得されたカーブ区間における各出力値と予測値との差分の大きさを算出し、得られた差分の大きさのそれぞれが所定値以下である場合にカーブ区間の予測値と出力値とが一致すると判定する。
【００６０】
図３のボックスＢ2においては、携帯端末１０の前方を向いた軸に対する左旋回が行われる場合に方位検出センサ４２から出力される角速度をグラフ上に模式的に示しており、一定の予測値Ｐ1を破線で示している。また、当該ボックスＢ2においては、カーブ区間Ｃ1における方位検出センサ４２の出力値の例を太い実線で示しており、当該例においては時刻ｔ3〜ｔ4の期間において出力値が予測値であるＰ1から若干変動しているものの、出力値もほぼＰ1である。このような場合に、予測値であるＰ1からの出力値の変動幅が所定値以下であれば、カーブ区間の予測値と出力値とが一致すると判定される。
【００６１】
ステップＳ２６５において、カーブ区間の予測値と出力値とが一致すると判定されない場合、制御部２０は、制御部２０は、方位検出部２１ｃの処理により、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出を停止する（ステップＳ２７０）。なお、当該ステップＳ２７０が実行される前に、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が開始されていない場合には、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が行われない状態を維持する。
【００６２】
一方、ステップＳ２６５において、カーブ区間の予測値と出力値とが一致すると判定された場合、制御部２０は、方位検出部２１ｃの処理により、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出を開始する（ステップＳ２７５）。従って、これ以後、制御部２０は、方位検出センサ４２を利用した自律航法によって特定された現在地とＧＰＳ衛星からの電波に基づくマップマッチング処理によって特定された現在地とに基づいて携帯端末１０の現在地を決定することになる。
【００６３】
（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、ナビゲーション装置が所定の道路区間上を移動した場合の方位検出センサの出力の予測値と実際の出力値が一致する場合に方位検出センサに基づく方位検出を行う限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、汎用的な携帯端末１０ではなく専用端末によってナビゲーション装置を構成しても良い。
【００６４】
また、方位検出センサ４２は、加速度センサや地磁気センサであってもよい。例えば、加速度センサによって検出する横加速度の予測値は、直線区間について横加速度＝０、カーブ区間について横加速度＝移動速度2×曲率などとして算出することが可能である。さらに、カーブ区間における移動速度は種々の手法で特定することが可能であり、現在地がカーブ区間上を推移したと思われる期間における移動速度の実測値であってもよい。
【００６５】
さらに、直線区間についての予測値とされる基準値は、直線区間において一定の値であればよく、携帯端末１０の方位が一定であって方位検出センサ４２が安定している状態の出力値であればよい。従って、直線区間や任意地点（例えば、直線区間の開始地点等）において方位検出センサ４２の出力が安定している場合の値を基準値とする構成であっても良い。
【００６６】
さらに、カーブ区間と直線区間との一方について先に予測値と出力値とが一致するか否か判定し、一致すると判定された場合に他方の判定を行い、一致すると判定されない場合には他方の判定を行わない構成において、カーブ区間について先に予測値と出力値とが一致するか否か判定してもよい。
【００６７】
さらに、ステップＳ２００以降の判定を開始するための条件としては、ステップＳ１００〜Ｓ１１０以外にも種々の条件を採用可能であり、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が停止された後に一定時間が経過した場合や、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が停止された後にナビゲーションプログラム２１における機能が一定時間利用されなかった場合や、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出が停止された後に方位検出センサ４２の出力が安定した場合等にステップＳ２００以降の判定を行う構成であってもよい。
【００６８】
さらに、所定の区間である直線区間やカーブ区間を特定する手法としては種々の手法を採用可能である。例えば、携帯端末１０の前方に所定の区間である直線区間やカーブ区間が存在するか否かを判定する構成ではなく、ＧＰＳ受信部４１の出力信号に基づいて特定される現在地が存在する道路の形状を地図情報３０ａから特定し、直線区間あるいはカーブ区間である場合に予測値や出力値を取得する構成であっても良い。
【００６９】
さらに、上述の実施形態においては、方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出を開始する条件が予測値と出力値とが一致するという条件であったが、他の条件を追加しても良い。例えば、直線区間において予測値と出力値とが一致し、３軸の方位検出センサ４２において少なくとも２軸以上で出力値が安定している場合に方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出を開始するように構成しても良い。また、カーブ区間において予測値と出力値とが一致し、カーブ区間の開始地点や終了地点のいずれかまたは双方でカーブ区間の形状から推定される角速度と逆の符号の角速度（例えば、左旋回カーブの開始地点周辺における右旋回の角速度や左旋回カーブの終了地点周辺における左旋回の角速度）が出力されていない場合に方位検出センサ４２に基づくナビゲーション装置の方位検出を開始するように構成しても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１０…携帯端末、２０…制御部、２１…ナビゲーションプログラム、２１ａ…予測値取得部、２１ｂ…出力値取得部、２１ｃ…方位検出部、３０…記録媒体、３０ａ…地図情報、４１…受信部、４２…方位検出センサ、４３…ユーザＩ／Ｆ部
【図１】
2014157052.tif 000003
【図２】
2014157052.tif 000004
【図３】
2014157052.tif 000005