(57)【要約】【課題】マルチＧＮＳＳベース測位による測位精度を確保しつつ測位処理の演算負荷を制御可能な移動体情報端末を提供する。【解決手段】移動体情報端末１００は、マルチＧＮＳＳベース測位を行う際に、使用する衛星の組合せを選択するマルチＧＮＳＳベース測位制御部１３０と、マルチＧＮＳＳベース測位制御部１３０が選択した衛星の組合せを用いて測位を行う測位演算部１２０とを備える。マルチＧＮＳＳベース測位が行われるとき、マルチＧＮＳＳベース測位制御部１３０は、測位演算部１２０の測位演算負荷が予め定められた値より小さくなるように、測位演算部１２０が測位に用いる衛星の組合せまたは測位演算部１２０が測位結果を出力する頻度を制御する。【選択図】図４
2014219204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）の衛星からの衛星信号を受信する衛星受信部と、
予め定められた測位切替条件に基づいて前記複数のＧＮＳＳのうちの１以上を選択するマルチＧＮＳＳベース測位制御部と、
前記マルチＧＮＳＳベース測位制御部により選択されたＧＮＳＳの衛星信号に基づいて測位する測位演算部と、
を備え、
前記マルチＧＮＳＳベース測位制御部は、２以上のＧＮＳＳを選択する場合、前記測位演算部の測位演算負荷が予め定められた値より小さくなるように、前記測位演算部が測位に用いる衛星数または前記測位演算部が測位結果を出力する頻度を制御する
ことを特徴とする移動体情報端末。
【請求項２】
前記マルチＧＮＳＳベース測位制御部は、衛星の組合せとその組合せで測位した場合の測位演算負荷とが関連づけされて記述された管理テーブルに基づいて、前記測位演算部が測位に用いる衛星の組合せを選択する
請求項１記載の移動体情報端末。
【請求項３】
前記管理テーブルにおいて、前記測位演算負荷には、その測位演算負荷を得るための測位結果の出力頻度がさらに関連づけされており、
前記マルチＧＮＳＳベース測位制御部は、前記管理テーブルに基づいて、前記測位演算部が測位結果を出力する頻度を決定する
請求項２記載の移動体情報端末。
【請求項４】
前記管理テーブルにおいて、前記衛星の組合せには、その組合せで定まるＤＯＰ値がさらに関連づけされており、
前記マルチＧＮＳＳベース測位制御部は、ＤＯＰ値を考慮に加えて、前記測位演算部が測位に用いる衛星数および前記測位演算部が測位結果を出力する頻度を制御する
請求項２または請求項３記載の移動体情報端末。
【請求項５】
前記マルチＧＮＳＳベース測位制御部は、各衛星の衛星信号のＣ／Ｎ０値に基づいて、前記管理テーブルに記述する衛星の組合せを決定する
請求項２から請求項４のいずれか一項記載の移動体情報端末。
【請求項６】
前記マルチＧＮＳＳベース測位制御部は、各衛星の位置に基づいて、前記管理テーブルに記述する衛星の組合せを決定する
請求項２から請求項５のいずれか一項記載の移動体情報端末。
【請求項７】
前記マルチＧＮＳＳベース測位制御部は、各衛星の軌道から求めた天空領域滞在時間に基づいて、前記管理テーブルに記述する衛星の組合せを決定する
請求項２から請求項６のいずれか一項記載の移動体情報端末。
【請求項８】
前記マルチＧＮＳＳベース測位制御部は、各ＧＮＳＳ衛星の優先順位の情報に基づいて、前記管理テーブルに記述する衛星の組合せを決定する
請求項２から請求項７のいずれか一項記載の移動体情報端末。
【請求項９】
前記測位切替条件は、前記移動体情報端末が装備された移動体の速度の条件である
請求項１から請求項８のいずれか一項記載の移動体情報端末。
【請求項１０】
前記測位切替条件は、前記移動体情報端末が装備された移動体が位置する地域の条件である
請求項１から請求項８のいずれか一項記載の移動体情報端末。
【請求項１１】
前記測位切替条件は、前記移動体情報端末に設定されている目的地までの距離の条件である
請求項１から請求項８のいずれか一項記載の移動体情報端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を用いて位置の測定を行う移動体情報端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーナビゲーション装置などの移動体情報端末は、それを搭載する移動体（例えば車両）の位置の測定（測位）を行う機能を有している。移動体情報端末の測位に用いられるＧＮＳＳとしては、従来よりＧＰＳ（Global Positioning System）が広く使用されている。また近年では、ＧＰＳ以外のＧＮＳＳを用いて測位を行う移動体情報端末が実用化されており、例えばロシアが運用するＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）による測位とＧＰＳによる測位とを動的に切替えるものや、ＧＰＳとＧＬＯＮＡＳＳを組合せて測位するものなどがある。
【０００３】
また、下記の特許文献１では、ＧＰＳのみを用いる測位と、準天頂衛星とＧＰＳとを組合せて用いる高精度な測位とを、移動体速度などの判定条件に基づいて動的に切替える技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４４６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、近年ではＧＰＳ以外のＧＮＳＳが実用化されており、２以上のＧＮＳＳを組合せて用いる測位（マルチＧＮＳＳベース測位）の技術開発が進んでいる。マルチＧＮＳＳベース測位は、測位に使用する衛星数が増加することによる測位精度の向上が期待できるが、演算負荷が増加することが懸念される。特許文献１では、準天頂衛星とＧＰＳとを組合せて用いる測位を必要なときにだけ行うことで演算負荷を低減させているが、例えば、測位精度を一定以上に維持しながら演算負荷を低減させたり、演算負荷の平滑化のために使用する衛星数を減らしたりするきめの細かい制御はできない。
【０００６】
従来、移動体情報端末における測位処理は専用のハードウェアを用いて行われるのが一般的であったが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の高性能化により、近年では測位処理がソフトウェアによって行われる傾向にある。また、移動体情報端末の多機能化が進むと、ＣＰＵに様々な処理が要求されるようになるため、ＣＰＵが測位処理に占有されないように、測位処理による演算負荷を平滑化することが重要となる。
【０００７】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、マルチＧＮＳＳベース測位による測位精度を確保しつつ測位処理の演算負荷を制御可能な移動体情報端末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】
【０００８】
本発明に係る移動体情報端末は、複数のＧＮＳＳの衛星からの衛星信号を受信する衛星受信部と、予め定められた測位切替条件に基づいて複数のＧＮＳＳのうちの１以上を選択するマルチＧＮＳＳベース測位制御部と、マルチＧＮＳＳベース測位制御部により選択されたＧＮＳＳの衛星信号に基づいて測位する測位演算部と、を備え、マルチＧＮＳＳベース測位制御部は、２以上のＧＮＳＳを選択する場合、測位演算部の測位演算負荷が予め定められた値より小さくなるように、測位演算部が測位に用いる衛星数または測位演算部が測位結果を出力する頻度を制御するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マルチＧＮＳＳベース測位において、例えば、測位精度を高く維持しながら測位演算負荷を平滑化することや、使用する衛星数を減らしたり測位結果の出力頻度を下げたりすることで測位演算負荷を抑制することなど、きめの細かい制御ができる。つまり、測位に用いる衛星数および測位結果の出力頻度を適宜切替えることによって、測位精度の向上と測位演算負荷の平滑化を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明への適用が想定されるＧＮＳＳの例を示す図である。
【図２】ＧＰＳおよびＱＺＳＳの衛星配置例を示す図である。
【図３】ＧＰＳ、ＱＺＳＳ、ＧＬＯＮＳＳ、ＧａｌｉｌｅｏおよびＢＤＳの衛星配置例を示す図である。
【図４】実施の形態に係る移動体情報端末の構成図である。
【図５】マルチＧＮＳＳ衛星の管理テーブルの例を示す図である。
【図６】天空滞在時間の算出手法を説明するための図である。
【図７】実施の形態に係る移動体情報端末における測位処理の動作を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態に係る移動体情報端末における管理テーブルの更新処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明のマルチＧＮＳＳベース測位における測位演算負荷の遷移例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、マルチＧＮＳＳベース測位の概要について説明する。図１は、本発明への適用が想定されるＧＮＳＳの例を示す図である。米国が運用管理している従来のＧＰＳの他、例えば、日本が２０１９年に４基体制でＧＰＳの補完／補強を目指しているＱＺＳＳ（準天頂衛星）、ロシアが２０１１年から２４基体制で運用を開始したＧＬＯＮＡＳＳ、ＥＵが２０１９年に３０基体制で運用開始を目指しているＧａｌｉｌｅｏ、中国が２０１２年から１４基体制で運用を開始したＢＤＳ（Bei Dou System）などが挙げられる。２０１９年には、測位に使用可能な衛星数は１０４基以上となる。
【００１２】
図２および図３は、ＧＮＳＳの衛星配置例を示す図である。これらの図では、現在位置の真上（仰角９０度）を円の中心に位置づけ、最外周の円を地平線（仰角０度）とし、その間に仰角が３０度と６０度の円が描かれている。Ｎ、Ｅ、Ｓ、Ｗはそれぞれ北、東、南、西の方位を表している。また図２および図３では、各衛星が図１に示した記号で表現されている。
【００１３】
図２は、ＧＰＳおよびＱＺＳＳの衛星配置例であり、オープンスカイで１１基のＧＰＳ衛星と、３基のＱＺＳＳ衛星が、測位に使用可能な状態を示している。一方、図３は、ＧＰＳ、ＱＺＳＳ、ＧＬＯＮＳＳ、ＧａｌｉｌｅｏおよびＢＤＳの衛星配置例であり、オープンスカイでＧＰＳ衛星（１１基）およびＱＺＳＳ衛星（３基）だけでなく、９基のＧＬＯＮＳＳ衛星と、１１基のＧａｌｉｌｅｏ衛星と、８基のＢＤＳ衛星とを合わせた合計４２基の衛星が測位に使用可能な状態を示している。
【００１４】
図３に示される多くの衛星を用いたマルチＧＮＳＳベース測位を行えば、高精度な測位が可能となるが、測位処理の演算負荷が大きくなる。そこで、本実施の形態では、測位精度の維持とＣＰＵの演算負荷の平滑化を考慮して、使用可能な衛星のうちから適切な組合せを選択する移動体情報端末を提案する。
【００１５】
図４は、本発明の実施の形態に係る移動体情報端末１００の構成図である。本実施の形態では、移動体情報端末１００が車両に搭載されるカーナビゲーション装置であるものとして説明するが、本発明は移動体と共に移動可能なあらゆる移動体情報端末に適用可能である。以下では、移動体情報端末１００を搭載した車両を「自車」ということもある。
【００１６】
移動体情報端末１００は、マルチＧＮＳＳベース測位部１０１、ナビゲーション部１０２、ビデオ映像制御部１０３および車両センサ部１０４を備えている。ビデオ映像制御部１０３には、カメラ１０５が接続されている。カメラ１０５は、移動体情報端末１００に内蔵されていてもよいし、例えば車載カメラなどを移動体情報端末１００に外付けしたものでもよい。
【００１７】
マルチＧＮＳＳベース測位部１０１、ナビゲーション部１０２、ビデオ映像制御部１０３を構成する各要素は、主に、ＣＰＵがプログラムに従って動作することにより実現される。但し、マルチＧＮＳＳベース測位制御部１３０の測位制御情報記憶部１３４およびナビゲーション部１０２の地図情報記憶部１４４は、ハードディスク、リムーバブルディスク、メモリなどによって構成される。
【００１８】
ナビゲーション部１０２は、現在位置からユーザが設定した目的地までのルート案内を行う機能を有しており、ロケータ部１４１、ルート検索部１４２、映像表示部１４３および地図データを記憶した地図情報記憶部１４４を備えている。
【００１９】
ロケータ部１４１は、マルチＧＮＳＳベース測位部１０１が測定した移動体情報端末１００の位置（自車の位置）、および車両センサ部１０４が取得した自車の速度および角速度等の情報に基づいて、地図情報記憶部１４４から読み出した地図上での自車の位置を推定するマップマッチング処理を行う。ルート検索部１４２は、自車の位置から目的地までのルートを検索する。映像表示部１４３は、地図上に目的地までのルートおよび自車の位置をリアルタイムに表示しながら、ユーザに対するルート案内を実施する。
【００２０】
マルチＧＮＳＳベース測位部１０１は、ＧＮＳＳ衛星からの信号（衛星信号）を受信して測位演算に必要な情報を抽出する衛星受信部１１０と、衛星受信部１１０が抽出した情報に基づいて測位演算を行う測位演算部１２０と、マルチＧＮＳＳベース測位を行う際に、測位に用いるＧＮＳＳおよび衛星の選択や測位結果の出力頻度の調整を行うマルチＧＮＳＳベース測位制御部１３０とを備えている。
【００２１】
衛星受信部１１０は、マルチＧＮＳＳアンテナ１１１に接続されており、衛星捕捉・追尾部１１２、航法メッセージ復号部１１３、衛星選択制御部１１４を備えている。
【００２２】
衛星捕捉・追尾部１１２は、マルチＧＮＳＳアンテナ１１１を通してＧＮＳＳ衛星から受信した衛星信号に基づいて、衛星の捕捉・追尾処理を行う。その際、衛星信号の特性である、Ｃ／Ｎ０値（搬送波対雑音比）や基準時刻からのコード遅延時間を算出する。
【００２３】
算出されたＣ／Ｎ０値は、衛星に関する情報（衛星情報）として、マルチＧＮＳＳベース測位制御部１３０へと送られる。また、衛星信号には、その送信元の衛星が属するＧＮＳＳの種別（ＧＮＳＳ種別）や、衛星ごとに割り振られた固有の番号である衛星番号の情報も含まれており、衛星捕捉・追尾部１１２は、それらも衛星情報としてマルチＧＮＳＳベース測位制御部１３０へ送る。一方、コード遅延時間は、測位演算部１２０へと送られる。
【００２４】
航法メッセージ復号部１１３は、衛星を追尾した結果取得されたデータから航法メッセージを抽出する。航法メッセージには、衛星位置の計算に必要な衛星軌道の情報などが含まれている。抽出された航法メッセージは測位演算部１２０へと送られる。
【００２５】
衛星選択制御部１１４は、マルチＧＮＳＳベース測位制御部１３０から衛星の選択結果を取得し、それに応じて衛星捕捉・追尾部１１２に捕捉・追尾させる衛星を指定する。それによって、測位に用いられる衛星数が制御される。
【００２６】
測位演算部１２０は、疑似距離算出部１２１、測位部１２２、出力頻度制御部１２３を備えている。
【００２７】
疑似距離算出部１２１は、衛星受信部１１０から取得したコード遅延時間に基づいて、移動体情報端末１００と衛星との間の疑似距離を算出する。測位部１２２は、衛星受信部１１０から取得した航法メッセージから衛星軌道を抽出し、抽出した衛星軌道と疑似距離算出部１２１が求めた疑似距離とから、移動体情報端末１００の位置を求める測位演算を行う。また、測位部１２２は、衛星軌道とそれから求まる衛星の仰角および方位の情報を、衛星情報として、マルチＧＮＳＳベース測位制御部１３０へと送る。
【００２８】
出力頻度制御部１２３は、測位演算部１２０が測位結果（測位部１２２による移動体情報端末１００の位置の演算結果）をナビゲーション部１０２に出力する頻度を制御する。具体的には、測位結果の出力頻度は、マルチＧＮＳＳベース測位制御部１３０によって指定され、出力頻度制御部１２３はマルチＧＮＳＳベース測位制御部１３０が指定した出力頻度に応じた周期で、測位演算部１２０から測位結果を出力させる。
【００２９】
マルチＧＮＳＳベース測位制御部１３０は、衛星選択部１３１、測位切替条件設定部１３２、衛星選択管理部１３３および測位制御情報記憶部１３４を備えている。
【００３０】
衛星選択部１３１は、ＧＰＳ衛星のみを用いたＧＰＳベース測位と、２以上のＧＮＳＳの衛星を用いたマルチＧＮＳＳベース測位のどちらの測位方法を実行するかの判定を行うと共に、マルチＧＮＳＳベース測位を行う場合には、各種のＧＮＳＳ衛星のうちから測位に用いる衛星の組合せ選択する（これにより測位に用いる衛星数が決まる）。測位方法の判定結果と衛星の選択結果は衛星受信部１１０へと送られる。
【００３１】
測位方法の判定は、あらかじめ測位切替条件設定部１３２に入力されて測位制御情報記憶部１３４に記憶されている測位切替条件に基づいて行われる。例えば、測位切替条件として「時速８０ｋｍ未満」という条件が設定されていた場合、衛星選択部１３１は、車両センサ部１０４から自車の速度を取得し、時速８０ｋｍ未満のときはマルチＧＮＳＳベース測位を行い、時速８０ｋｍ以上のときはＧＰＳベース測位を行うように判定する。一般的に、裏道などを低速で走行しているような場合はマルチＧＮＳＳベース測位による高精度な測位が望まれるが、高速道路などを時速８０ｋｍ以上で走行するような場合はＧＰＳベース測位で得られる測位精度で十分だからである。
【００３２】
測位切替条件は、自車の速度の条件に限られず、例えば、自車が位置する地域の条件でもよい。例えば、自車の位置が、積雪や濃霧の発生地域や、深い森に覆われた地域、道路が入り組んでおり見通しが悪い地域、過去に事故が多発している地域などの場合は、高精度な測位が望まれるため、マルチＧＮＳＳベース測位が行われるようにするとよい。
【００３３】
また、測位切替条件は、現在位置からナビゲーション部１０２に設定されている目的地までの距離の条件でもよい。例えば、車両が目的地の近くまで来ているときは、マルチＧＮＳＳベース測位による高精度な測位が望まれるため、マルチＧＮＳＳベース測位が行われるようにするとよい。その場合、衛星選択部１３１は、ナビゲーション部１０２に設定されている目的地と測位部１２２が算出した自車の位置とを比較し、この距離が特定の値以下であれば、マルチＧＮＳＳベース測位処理を選択する判定を行う。
【００３４】
衛星選択部１３１による衛星の選択は、衛星選択管理部１３３が作成したマルチＧＮＳＳ衛星の管理テーブル（以下、単に「管理テーブル」という）に基づいて行われる。
【００３５】
図５は、管理テーブルの例を示す図である。管理テーブルには、各衛星のＧＮＳＳ種別、衛星番号、優先順位、Ｃ／Ｎ０値、仰角、方位、衛星軌道、天空滞在時間などの衛星情報が登録されている。なお、図５において、方位は、Ｎを０度として、Ｅを９０度、Ｓを１８０度、Ｗを２７０度とを表現している。
【００３６】
管理テーブルに登録されるＧＮＳＳ種別、衛星番号、Ｃ／Ｎ０値は、衛星受信部１１０の衛星捕捉・追尾部１１２から取得したものである。また、仰角、方位、衛星軌道は、測位演算部１２０の測位部１２２から取得したものである。
【００３７】
優先順位は、衛星を選択する際の優先度であり、例えば、ユーザによりＧＬＯＮＡＳＳを優先使用するように設定された場合は、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星の優先順位が高く設定される。また、例えば自車の位置がＧＬＯＮＡＳＳ衛星の多い高緯度地域であるときはＧＬＯＮＡＳＳ衛星の優先順位が高くなり、ＢＤＳ衛星の多い中国周辺地域であるときはＢＤＳ衛星の優先順位を高くなるように、自動的に設定されてもよい。
【００３８】
天空滞在時間は、ビデオ映像制御部１０３がカメラ１０５を用いて撮影した自車上空の映像と、管理テーブルに登録されている各衛星の仰角、方位、衛星軌道に基づいて、衛星選択管理部１３３が算出する。
【００３９】
例えば、カメラ１０５によって図６のような上空の映像が撮影されたとする。図６に示すＧＰＳ衛星位置２００に着目すると、管理テーブルに登録されているＧＰＳ衛星位置２００の仰角と方位を参照すれば、ＧＰＳ衛星位置２００の位置が分かる。また、管理テーブルに登録されているＧＰＳ衛星位置２００の衛星軌道から、ＧＰＳ衛星位置２００が地平線から昇ってくる点２０１と、地平線へ沈んでいく点２０２が分かる。さらに、ＧＰＳ衛星位置２００の位置と点２０１とを結んだ直線と、建物（遮蔽物）の輪郭線とが交わる点２０１ａ、および、ＧＰＳ衛星位置２００の位置と点２０２とを結んだ直線と建物の輪郭線とが交わる点２０２ａが求まる。点２０１ａからＧＰＳ衛星位置２００の位置を通って点２０２ａに達する折れ線が、ＧＰＳ衛星位置２００が天空に滞在するときのおおよその軌道であり、ＧＰＳ衛星位置２００が地平線に昇る時刻および沈む時刻と現在時刻から、おおよその天空滞在時間を算出することができる。
【００４０】
図５に戻り、管理テーブルには、測位に用いる衛星の組合せ（すなわちＧＮＳＳの組合せ）の候補（衛星組合せ候補）が特定されており（使用される衛星には「Ａ」（Applicable）の符号が付されている）、衛星組合せ候補の各々に組合せ番号が割り振られている。また、衛星組合せ候補のそれぞれには、衛星選択管理部１３３が算出したＤＯＰ（Dilution of precision）値、測位演算負荷、出力頻度の情報が対応付けされている。ＤＯＰ値は測位精度を表す指数であり、測位に用いられる衛星の位置から算出される。測位演算負荷は、衛星組合せ候補の衛星を用いて測位処理したときの演算負荷の値であり、測位に用いる衛星数や各衛星が属するＧＮＳＳの種類からおおよその値が分かる。出力頻度は、測位演算部１２０が測位結果を出力する間隔を表している。出力頻度を上げると高速で測位演算する必要が生じるため測位演算負荷は高くなるが、本実施の形態では、予め定められた測位演算負荷の最大値（最大測位演算負荷）を超えないように、衛星選択管理部１３３が出力頻度の値を設定する。
【００４１】
例えば図５の管理テーブルにおいて、組合せ番号「０１」の衛星組合せ候補は、ＧＰＳベース測位を行う場合の組合せであり、最大測位演算負荷１００に対してマージンを持たせ、演算負荷が８０となるように出力頻度を１Ｈｚ（１秒間隔）に設定している。
【００４２】
組合せ番号「０２」の衛星組合せ候補は、ＧＰＳ衛星にＱＺＳＳとＧＬＯＮＡＳＳの衛星を加えたマルチＧＮＳＳベース測位を行う場合の組合せである。この場合、ＧＰＳ衛星のみを用いるよりもＤＯＰ値が向上して（ＤＯＰ値が小さくなる）、測位精度は高くなるが、演算負荷も上がり、測位演算負荷は１００となる。
【００４３】
組合せ番号「０３」の衛星組合せ候補は、ＧＰＳ衛星にＱＺＳＳ、ＧＬＯＮＡＳＳおよびＧａｌｉｌｅｏの衛星を加えると共に、ＧＰＳおよびＧＬＯＮＡＳＳの衛星からＣ／Ｎ０値が低いものを意図的に除外したものである（除外した衛星には「Ｎ／Ａ」（Not Applicable）の符号が付されている）。この場合、ＤＯＰ値は組合せ番号「０２」の衛星組合せ候補よりも悪くなるが、測位に用いる衛星数を減らすことで演算負荷は９０に抑えられ、最大測位演算負荷に対するマージンが確保される。
【００４４】
組合せ番号「０４」の衛星組合せ候補は、ＧＰＳ衛星にＱＺＳＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＧａｌｉｌｅｏおよびＢＤＳの衛星を加えて、マルチＧＮＳＳベース測位を行う場合の組合せである。この場合、ＤＯＰ値は１になり高い測位精度が得られるが、出力頻度が１Ｈｚでは演算負荷が１００を超える。そのため、組合せ番号「０４」の衛星組合せ候補では、出力頻度を０．５Ｈｚ（２秒間隔）に設定することで、演算負荷を９０に抑え、最大測位演算負荷に対するマージンを確保している。
【００４５】
なお、管理テーブルに登録される各情報は、測位制御情報記憶部１３４に記憶され、衛星選択管理部１３３により一元管理される。
【００４６】
ここで、本実施の形態に係る移動体情報端末１００の動作を説明する。図７は、移動体情報端末１００における測位処理の動作を示すフローチャートである。
【００４７】
マルチＧＮＳＳベース測位部１０１が測位処理を開始すると（ステップＳ１００）、衛星選択制御部１１４は、はじめはＧＰＳベース測位を行うことを選択する（ステップＳ１０１）。よって、測位演算部１２０は、ＧＰＳベース測位を実施して（ステップＳ１０２）、測位結果をナビゲーション部１０２へ出力する（ステップＳ１０９）。
【００４８】
このＧＰＳベース測位での測位精度と演算負荷は、マルチＧＮＳＳベース測位への切替処理や衛星選択を行うときの基準となる。衛星の組合せによってはマルチＧＮＳＳベース測位の方がＧＰＳベース測位よりも精度が落ちることも考えられるが、そのような衛星の組合せは選択すべきでないし、ＧＰＳベース測位よりも精度が上がる衛星の組合せが存在しなければ、マルチＧＮＳＳベース測位を実行しないのが妥当だからである。
【００４９】
次に、衛星選択部１３１は、測位切替条件設定部１３２により設定され、測位切替条件設定部１３２に記憶されている測位切替条件を確認し（ステップＳ１０３）、マルチＧＮＳＳベース測位が必要かどうか判定する（ステップＳ１０４）。マルチＧＮＳＳベース測位が不要と判定された場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、ステップＳ１０１へ戻り、ＧＰＳベース測位が継続される。
【００５０】
一方、例えば車速が時速８０ｋｍを超えるなどして、マルチＧＮＳＳベース測位が必要と判定された場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、衛星選択部１３１は、マルチＧＮＳＳベース測位を行うことを選択する（ステップＳ１０５）。
【００５１】
そして、衛星選択部１３１は、管理テーブルを参照し、マルチＧＮＳＳベース測位で用いる衛星の組合せを、組合せ候補の中から選択する（ステップＳ１０６）。衛星の組合せの選択方法は任意でよい。例えば、測位精度を重視してＤＯＰ値が最も小さい組合せを選択する方法や、優先順位の高い衛星が多く含まれる組合せを選択する方法などが考えられる。
【００５２】
衛星選択部１３１は、選択した衛星の組合せの情報を衛星受信部１１０の衛星選択制御部１１４へ送る。衛星選択制御部１１４は、その組合せに基づいて、測位に用いる衛星（衛星捕捉・追尾部１１２に捕捉および追尾させる衛星）を特定する。このとき測位に用いる衛星が変更される場合は、衛星選択部１３１からその指令が衛星選択制御部１１４へ出力され、衛星選択制御部１１４は、衛星捕捉・追尾部１１２に捕捉および追尾させる衛星を変更する。
【００５３】
どの衛星が測位に用いられるかは、測位演算部１２０による測位処理に影響する。よって、衛星選択部１３１が衛星の組合せを選択することによって、測位演算部１２０における測位処理の演算負荷および測位精度の制御を行うことができる。
【００５４】
また、衛星選択部１３１は、選択した衛星組合せ候補に対応付けされている出力頻度を、測位演算部１２０の出力頻度制御部１２３へと送る。出力頻度制御部１２３は、その出力頻度に応じた頻度で、測位演算部１２０から測位結果が出力されるように設定する（ステップＳ１０７）。
【００５５】
測位演算部１２０における測位結果の出力頻度を上げると高速で測位演算する必要が生じるため測位演算負荷が高くなる。逆に、出力頻度を下げ、演算速度も抑えれば、測位演算負荷を低くすることができる。よって、衛星選択部１３１が出力頻度を制御することによって、測位演算部１２０における測位演算負荷を制御することができる。
【００５６】
マルチＧＮＳＳベース測位に用いる衛星の組合せと測位結果の出力頻度が決定すると、測位演算部１２０は、マルチＧＮＳＳベース測位を実施して（ステップＳ１０８）、その測位結果をナビゲーション部１０２へ出力する（ステップＳ１０９）。
【００５７】
その後、ステップＳ１０３へ戻り、測位切替条件の変更がないかを確認した上で、再びマルチＧＮＳＳベース測位が必要かどうか判定する（ステップＳ１０４）。このときマルチＧＮＳＳベース測位が必要と判定されれば（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、マルチＧＮＳＳベース測位が継続されるが、マルチＧＮＳＳベース測位が不要と判定されれば（ステップＳ１０４でＮＯ）、ＧＰＳベース測位に戻る。
【００５８】
ここで、自車の位置や衛星の位置は移動するため、管理テーブルは定期的に更新される必要がある。図８は、衛星選択管理部１３３が行う管理テーブルの更新処理を示すフローチャートである。
【００５９】
衛星選択管理部１３３は、管理テーブルの更新処理を開始すると（ステップＳ２００）、まず測位制御情報記憶部１３４に記憶されている測位切替条件の確認を行う（ステップＳ２０１）。
【００６０】
次に、衛星選択管理部１３３は、管理テーブルに登録する衛星情報の取得および生成を行う（ステップＳ２０２）。具体的には、衛星の優先順位を設定したり、衛星受信部１１０から各衛星のＣ／Ｎ０値を取得して登録したりする（ＧＮＳＳ種別および衛星番号は不変なので更新不要）。また、測位演算部１２０から各衛星の仰角、方位、衛星軌道を取得して登録する。さらに、カメラ１０５が撮影した自車上空の映像に基づき各衛星の天空滞在時間を計算して登録する。
【００６１】
次に、管理テーブルに登録された優先順位、Ｃ／Ｎ０値、仰角、方位、衛星軌道および天空滞在時間などの衛星情報に基づいて、新たに管理テーブルに登録するための仮の衛星組合せ候補を決定する（ステップＳ２０３）。仮の衛星組合せ候補を決める際、優先順位の高いＧＮＳＳ衛星は他の衛星よりも優先的に選択される。また、Ｃ／Ｎ０値や仰角の高いＧＮＳＳ衛星は、疑似距離の誤差が少ないため、他の衛星よりも優先的に選択される。また、天空滞在時間の長いＧＮＳＳ衛星は、直接波の受信が長時間にわたって可能なので、他の衛星よりも優先的に選択される。
【００６２】
衛星選択管理部１３３は、仮の衛星組合せ候補が決まると、それに対応するＤＯＰ値および測位演算負荷を算出する（ステップＳ２０４）。ＤＯＰ値は、衛星情報の仰角および方位から求まる衛星の位置に基づいて算出され、測位演算負荷は衛星の個数や衛星が属するＧＮＳＳの種別に基づいて算出される。
【００６３】
そして、仮の衛星組合せ候補のＤＯＰ値や各衛星の衛星情報に基づいて、仮の衛星組合せ候補の衛星を用いて測位すればＧＰＳベース測位よりも測位精度が改善するか判定する（ステップＳ２０５）。測位精度がＧＰＳベース測位よりも改善しないと判定された場合は（ステップＳ２０５でＮＯ）、ステップＳ２０３へ戻り、仮の衛星組合せ候補を再検討する。
【００６４】
測位精度がＧＰＳベース測位よりも改善すると判定された場合は（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、ステップＳ２０４で求めた仮の衛星組合せ候補の測位演算負荷が、最大測位演算負荷以下になるかどうか判定する（ステップＳ２０６）。例えば、ＧＰＳベース測位の際に最大測位演算負荷に対するマージンを持たせている場合、マルチＧＮＳＳベース測位に切替えたときに増加する負荷がそのマージンで吸収可能かどうかが判定される。測位演算負荷が最大測位演算負荷以下になると判定された場合は（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、仮の衛星組合せ候補に組合せ番号を付与し、正式な衛星組合せ候補として管理テーブルに登録する。
【００６５】
仮の衛星組合せ候補の測位演算負荷が、大測位演算負荷を超えると判定された場合は（ステップＳ２０６でＮＯ）、測位切替条件および仮の衛星組合せ候補の測位演算負荷に基づき、出力頻度の調整が可能かどうかを判定する（ステップＳ２０７）。出力頻度の調整が可能な場合は（ステップＳ２０７でＹＥＳ）、仮の衛星組合せ候補の測位演算負荷が最大測位演算負荷よりも小さくなるように出力頻度の値を調整した上で（ステップＳ２０８）、組合せに番号を与え、正式な衛星組合せ候補として管理テーブルに登録する（ステップＳ２０９）。出力頻度の調整が不可能な場合は（ステップＳ２０７でＮＯ）、ステップＳ２０３へ戻り、仮の衛星の組合せ候補を再検討する。
【００６６】
なお、管理テーブルの更新処理では、小さい演算負荷で算出可能な優先順位、Ｃ／Ｎ０値、仰角、方位は比較的高い頻度で更新すればよいが、算出に高い演算負荷を伴う衛星軌道、天空滞在時間、ＤＯＰ値、測位演算負荷は、比較的低い頻度で更新することが望ましい。衛星組合せ候補の登録処理もそれらの更新に合わせて定期的に実施する。
【００６７】
図９は、本実施の形態に係る移動体情報端末１００における測位演算負荷の遷移例を示す図である。この例において、ＧＰＳベース測位は、図５の管理テーブルの組合せ番号「０１」の衛星の組合せを用いて実施され、最大測位演算負荷に対してマージンを持つように、測位結果の出力頻度が１Ｈｚ（１秒間隔）に設定されている。
【００６８】
時刻ｔ０で、測位切替条件に基づいてマルチＧＮＳＳベース測位が必要と判定されたとする。この場合、移動体情報端末１００は、測位方法をマルチＧＮＳＳベース測位に切替える。図９の例では、時刻ｔ０から、図５の管理テーブルの組合せ番号「０２」の衛星の組合せを用いたマルチＧＮＳＳベース測位が開始されている。組合せ番号「０２」の衛星の組合せでは、測位結果の出力頻度は１Ｈｚに維持されるが、測位演算負荷は、最大測位演算負荷と同等になる。
【００６９】
その後、管理テーブルの更新がなされ、時刻ｔ１において、組合せ番号「０２」の衛星の組合せでは所望の測位精度が得られないと判定されたとする。図９の例では、時刻ｔ１から、図５の管理テーブルの組合せ番号「０４」の衛星の組合せを用いたマルチＧＮＳＳベース測位部１０１を開始し、測位精度を高く維持している。組合せ番号「０４」の衛星の組合せは、ＧＰＳ、ＱＺＳＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＧａｌｉｌｅｏおよびＢＤＳの衛星を使用するため測位演算負荷が高くなるが、出力頻度を０．５Ｈｚ（２秒間隔）に低下させることで測位演算負荷の上昇を抑え、最大測位演算負荷に対するマージンを確保している。
【００７０】
本実施の形態によれば、マルチＧＮＳＳベース測位において、例えば図９の例のように、測位精度を高く維持しながら測位演算負荷を平滑化したり、出力頻度を低下させずに測位演算負荷を抑制したり、図５の組合せ番号「０３」の衛星組合せ候補のように意図的に衛星数を減らすことで測位演算負荷を抑制したりする、きめの細かい制御ができる。つまり、測位に用いる衛星および測位結果の出力頻度を適宜切替えることによって、測位精度の向上と測位演算負荷の平滑化を両立することができる。
【００７１】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１００  移動体情報端末、１０１  マルチＧＮＳＳベース測位部、１０２  ナビゲーション部、１０３  ビデオ映像制御部、１０４  車両センサ部、１０５  カメラ、１１０  衛星受信部、１１１  マルチＧＮＳＳアンテナ、１１２  衛星捕捉・追尾部、１１３  航法メッセージ復号部、１１４  衛星選択制御部、１２０  測位演算部、１２１  疑似距離算出部、１２２  測位部、１２３  出力頻度制御部、１３０  マルチＧＮＳＳベース測位制御部、１３１  衛星選択部、１３２  測位切替条件設定部、１３３  衛星選択管理部、１３４  測位制御情報記憶部、１４１  ロケータ部、１４２  ルート検索部、１４３  映像表示部、１４４  地図情報記憶部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図６】
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