(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地磁気センサと、
位置情報を生成する位置情報生成手段と、
地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を表示する表示手段と、を備え、
前記線路の近傍内に右左折地点がある場合、前記地磁気センサの出力を用いずに前記位置情報が示す位置の変化ベクトルに基づき方位を認識し、前記線路の近傍内に右左折地点がない場合、前記地磁気センサの出力を用いずに当該線路の近傍になる直前の前記地磁気センサの出力に基づき、前記方位を認識することを特徴とする方位認識装置。
【請求項２】
線路の近傍は、当該線路から発生する外乱磁界により前記地磁気センサの精度が低下するエリアであることを特徴とする請求項１に記載の方位認識装置。
【請求項３】
携帯型の端末であることを特徴とする請求項１または２に記載の方位認識装置。
【請求項４】
線路の近傍から当該線路の近傍ではない位置に現在位置が遷移した場合、前記地磁気センサの補正を行った後、前記地磁気センサの出力に基づき前記方位を認識することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方位認識装置。
【請求項５】
地磁気センサを備える方位認識装置が実行する制御方法であって、
位置情報を生成する位置情報生成工程と、
地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を表示する表示工程と、を備え、
前記線路の近傍内に右左折地点がある場合、前記地磁気センサの出力を用いずに前記位置情報が示す位置の変化ベクトルに基づき方位を認識し、前記線路の近傍内に右左折地点がない場合、前記地磁気センサの出力を用いずに当該線路の近傍になる直前の前記地磁気センサの出力に基づき、前記方位を認識することを特徴とする制御方法。
【請求項６】
地磁気センサを備える方位認識装置が実行するプログラムであって、
位置情報を生成する位置情報生成手段と、
地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を表示する表示手段
として前記方位認識装置を機能させ、
前記線路の近傍内に右左折地点がある場合、前記地磁気センサの出力を用いずに前記位置情報が示す位置の変化ベクトルに基づき方位を認識し、前記線路の近傍内に右左折地点がない場合、前記地磁気センサの出力を用いずに当該線路の近傍になる直前の前記地磁気センサの出力に基づき、前記方位を認識することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地磁気センサを用いた方位認識技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地磁気センサを用いて車両や歩行者の進行方向を検出する技術が知られている。例えば、特許文献１には、地磁気センサを用いて歩行者の歩行方向を検出するナビゲーション装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６９７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、「スマートフォン」と呼ばれる高機能携帯電話などの携帯型端末装置を車両などの移動体に設置し、利用することが行われている。スマートフォンでは、ナビゲーション装置に類似したアプリケーションが提案されており、スマートフォンを車両に設置し、ナビゲーション装置として使用することが可能である。この種の携帯型端末装置には、地磁気センサを内蔵しているものが存在し、当該地磁気センサの出力に基づき進行方向の方位を認識することが可能である。しかしながら、地磁気センサは、外乱磁界が発生する線路付近では検出精度が低下するという問題がある。一方、上述の携帯型端末装置には、ＧＰＳ受信機が内蔵されており、ＧＰＳ受信機の出力に基づき進行方向の方位を認識することが可能である。しかしながら、ＧＰＳ受信機では、低速走行時には、進行方向の方位の認識精度が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、地磁気センサを有する方位認識装置において、場所によらず好適に進行方向の方位を認識することが可能な方位認識装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、方位認識装置であって、地磁気センサと、位置情報を生成する位置情報生成手段と、地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を表示する表示手段と、を備え、前記線路の近傍内に右左折地点がある場合、前記地磁気センサの出力を用いずに前記位置情報が示す位置の変化ベクトルに基づき方位を認識し、前記線路の近傍内に右左折地点がない場合、前記地磁気センサの出力を用いずに当該線路の近傍になる直前の前記地磁気センサの出力に基づき、前記方位を認識することを特徴とする。
【０００７】
請求項５に記載の発明は、地磁気センサを備える方位認識装置が実行する制御方法であって、位置情報を生成する位置情報生成工程と、地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を表示する表示工程と、を備え、前記線路の近傍内に右左折地点がある場合、前記地磁気センサの出力を用いずに前記位置情報が示す位置の変化ベクトルに基づき方位を認識し、前記線路の近傍内に右左折地点がない場合、前記地磁気センサの出力を用いずに当該線路の近傍になる直前の前記地磁気センサの出力に基づき、前記方位を認識することを特徴とする。
【０００８】
請求項６に記載の発明は、地磁気センサを備える方位認識装置が実行するプログラムであって、位置情報を生成する位置情報生成手段と、地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を表示する表示手段として前記方位認識装置を機能させ、前記線路の近傍内に右左折地点がある場合、前記地磁気センサの出力を用いずに前記位置情報が示す位置の変化ベクトルに基づき方位を認識し、前記線路の近傍内に右左折地点がない場合、前記地磁気センサの出力を用いずに当該線路の近傍になる直前の前記地磁気センサの出力に基づき、前記方位を認識することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ナビゲーション装置の概略構成を示す。
【図２】踏切接近時での車両と踏切との位置関係の遷移を示す図である。
【図３】第１実施例に係る処理手順を示すフローチャートである。
【図４】踏切接近時での車両と踏切との位置関係の遷移を示す図である。
【図５】第２実施例に係る処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の好適な実施形態によれば、表示手段と、地磁気センサと、を備える方位認識装置であって、地図データを記憶する記憶手段と、前記方位認識装置の位置情報を生成する位置情報生成手段と、前記地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、線路の近傍では、前記地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識する。
【００１１】
上記の方位認識装置は、表示手段と、地磁気センサと、記憶手段と、位置情報生成手段と、制御手段と、を備える。記憶手段は、地図データを記憶する。この場合、記憶手段は、予め地図データを記憶してもよく、通信手段により取得された地図データを適宜記憶してもよい。位置情報生成手段は、例えばＧＰＳ受信機を備え、現在位置の位置情報を生成する。制御手段は、地図データと、地磁気センサの出力と、位置情報とに基づき、地図上に現在位置を表示手段に表示させる。このとき、制御手段は、線路の近傍では、地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識する。
【００１２】
一般に、地磁気センサは、車両の低速走行時などでも方位検出を好適に行うことができる。一方、地磁気センサは、踏切の通過時などの線路の近傍では、外乱磁界の影響を受けてしまい正確な方位を検出できなくなることがある。以上を勘案し、方位認識装置は、線路の近傍では、地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識することで、場所によらず地図上に現在位置を的確に表示することができる。
【００１３】
上記方位認識装置の一態様では、前記制御手段は、線路の近傍では、当該線路の近傍になる直前に前記地磁気センサが出力した方位情報に基づき、前記方位を認識する。この態様では、方位認識装置は、外乱磁界の影響を受けていない時の地磁気センサの出力を線路の近傍時に用いることで、線路の近傍時であっても適切に進行方向の方位を認識することができる。
【００１４】
上記方位認識装置の他の一態様では、前記制御手段は、線路の近傍では、前記位置情報生成手段が生成した位置情報が示す位置の変化ベクトルを算出し、当該変化ベクトルに基づき、前記方位を認識する。このようにすることで、線路の近傍で右左折を行った場合であっても、方位認識装置は、好適に、進行方向の方位を認識することができる。
【００１５】
上記方位認識装置の他の一態様では、前記位置情報生成手段は、ＧＰＳ受信機を備え、前記制御手段は、線路の近傍であって、進行速度が所定値以上の場合、前記ＧＰＳ受信機が生成した方位情報に基づき、前記方位を認識する。上述の「所定値」は、ＧＰＳ受信機が生成した方位情報の精度が許容範囲か否かを判断するための閾値であり、例えば実験的に定められる。一般に、ＧＰＳにより取得可能な方位情報は、低速移動時には精度が低くなるという問題がある。従って、この態様では、方位認識装置は、低速時にはＧＰＳ受信機が生成した位置情報の変化ベクトルに基づき進行方向の方位を認識し、低速時でない場合にはＧＰＳ受信機が生成した方位情報に基づき進行方向の方位を認識することで、適切に進行方向の方位を認識することができる。
【００１６】
上記方位認識装置の他の一態様では、前記制御手段は、走行中の道路において、前記線路の近傍内に右左折地点がある場合、前記位置情報生成手段が生成した位置情報が示す位置の変化ベクトルを算出し、当該変化ベクトルに基づき、前記方位を認識し、走行中の道路において、前記線路の近傍内に右左折地点がない場合、当該線路の近傍になる直前に前記地磁気センサが出力した方位情報に基づき、前記方位を認識する。このようにすることで、線路の近傍で右左折を行った場合であっても、方位認識装置は、好適に、進行方向の方位を認識することができる。
【００１７】
上記方位認識装置の他の一態様では、線路の近傍は、当該線路から発生する外乱磁界により前記地磁気センサの精度が低下するエリアである。上述のエリアは、計測等に基づき予め定められ、記憶手段に記憶されたエリアであってもよく、線路から所定距離以内のエリアに定められてもよい。このようにすることで、方位認識装置は、好適に、外乱磁界の生じるエリアで地磁気センサを使用するのを防ぐことができる。
【００１８】
上記方位認識装置の他の一態様では、携帯型の端末である。一般に、携帯電話などの携帯型の端末で現在位置表示や経路案内を行う場合、端末が固定されていないことから、方位検出手段としてジャイロセンサではなく地磁気センサが用いられることが多い。従って、この態様のように、携帯型の端末であっても、本発明に基づき地磁気センサを最大限活用して現在位置表示を行うことができる。
【００１９】
上記方位認識装置の他の一態様では、前記制御手段は、線路の近傍から当該線路の近傍ではない位置に現在位置が遷移した場合、前記地磁気センサの補正を行った後、前記地磁気センサの出力に基づき前記方位を認識する。このようにすることで、方位認識装置は、外乱磁界により誤差が生じた地磁気センサを補正後に好適に使用し、方位を認識することが可能となる。
【００２０】
本発明の他の好適な実施形態によれば、表示手段と、地磁気センサと、を備える方位認識装置が実行する制御方法であって、地図データを記憶する記憶工程と、前記方位認識装置の位置情報を生成する位置情報生成工程と、前記地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を前記表示手段に表示させる制御工程と、を備え、前記制御工程は、線路の近傍では、前記地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識する。方位認識装置は、この制御方法を使用することで、地磁気センサを最大限活用しつつ、進行方向の方位を適切に認識することができる。
【００２１】
本発明のさらに別の実施形態によれば、表示手段と、地磁気センサと、を備える方位認識装置が実行するプログラムであって、地図データを記憶する記憶手段と、前記方位認識装置の位置情報を生成する位置情報生成手段と、前記地図データと、前記地磁気センサの出力と、前記位置情報とに基づき、地図上に現在位置を前記表示手段に表示させる制御手段として前記方位認識装置を機能させ、前記制御手段は、線路の近傍では、前記地磁気センサの出力を用いずに進行方向の方位を認識する。方位認識装置は、このプログラムを使用することで、地磁気センサを最大限活用しつつ、進行方向の方位を適切に認識することができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。
【実施例】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
【００２３】
［ナビゲーション装置の概略構成］
図１は、各実施例に共通したナビゲーション装置１の概略構成を示す。ナビゲーション装置１は、携帯型端末であってもよく、据置型のナビゲーション装置であってもよい。ここでは、ナビゲーション装置１は、車両の走行時に、車両の現在位置を含む地図表示及び経路案内を行うものとする。図１に示すように、ナビゲーション装置１は、地磁気センサ１０、ＧＰＳ受信機１８、システムコントローラ２０、データ記憶ユニット３６、通信装置３８、表示ユニット４０、音声出力ユニット５０及び入力装置６０を備える。
【００２４】
地磁気センサ１０は、互いに直交する２軸又は３軸を検出軸として有し、各軸の方向に対する磁極方向（磁北方向）のずれ角に応じた信号を出力する。即ち、地磁気センサ１０は、磁極方向に対する傾きを検出してそれらの傾きに応じた信号を出力する。
【００２５】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信機１８は、複数のＧＰＳ衛星から、測位用データを含む下り回線データを搬送する電波１９を受信する。測位用データは、緯度及び経度情報や方位情報などを含んでおり、車両２の絶対的な位置（現在位置）を検出したり、進行方向の方位を検出したりするためなどに用いられる。
【００２６】
システムコントローラ２０は、インタフェース２１、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２３及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２４を含んでおり、ナビゲーション装置１全体の制御を行う。
【００２７】
インタフェース２１は、地磁気センサ１０とＧＰＳ受信機１８とのインタフェース動作を行い、方位情報及び位置情報等をシステムコントローラ２０に入力する。ＣＰＵ２２は、予めＲＯＭ２３等に記憶されたプログラムを実行することで、システムコントローラ２０全体を制御する。ＲＯＭ２３は、システムコントローラ２０を制御する制御プログラム等が格納された図示しない不揮発性メモリ等を有する。ＲＡＭ２４は、入力装置６０を介して使用者により予め設定された経路データ等の各種データを読み出し可能に格納したり、ＣＰＵ２２に対してワーキングエリアを提供したりする。
【００２８】
システムコントローラ２０、データ記憶ユニット３６、通信装置３８、表示ユニット４０、音声出力ユニット５０及び入力装置６０は、バスライン３０を介して相互に接続されている。
【００２９】
データ記憶ユニット３６は、地図データなどのナビゲーション処理に用いられる各種データを記憶するユニットである。通信装置３８は、地図表示や経路案内に必要な情報を取得する。なお、データ記憶ユニット３６は、地図データを予め記憶してもよく、現在位置の周辺等の地図データをサーバから通信装置３８が取得し、当該通信装置３８が取得した地図データを適宜記憶してもよい。
【００３０】
表示ユニット４０は、システムコントローラ２０の制御の下、各種表示データをディスプレイなどの表示装置に表示する。具体的には、システムコントローラ２０は、データ記憶ユニット３６から地図データを読み出す。表示ユニット４０は、システムコントローラ２０によってデータ記憶ユニット３６から読み出された地図データなどを表示画面上に表示する。この場合、後述するように、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８から取得した位置情報及び地磁気センサ１０から取得した方位情報に基づき、地図上に車両の現在位置を表示ユニット４０に表示させる。
【００３１】
表示ユニット４０は、バスライン３０を介してＣＰＵ２２から送られる制御データに基づいて表示ユニット４０全体の制御を行うグラフィックコントローラ４１と、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ  ＲＡＭ）等のメモリからなり即時表示可能な画像情報を一時的に記憶するバッファメモリ４２と、グラフィックコントローラ４１から出力される画像データに基づいて、液晶、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）等のディスプレイ４４を表示制御する表示制御部４３と、ディスプレイ４４とを備える。ディスプレイ４４は、画像表示部として機能し、例えば対角５〜１０インチ程度の液晶表示装置等からなる。
【００３２】
音声出力ユニット５０は、システムコントローラ２０の制御の下、ＲＡＭ２４やデータ記憶ユニット３６等からバスライン３０を介して送られる音声デジタルデータのＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）変換を行うＤ／Ａコンバータ５１と、Ｄ／Ａコンバータ５１から出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器（ＡＭＰ）５２と、増幅された音声アナログ信号を音声に変換して車内に出力するスピーカ５３とを備えて構成されている。
【００３３】
入力装置６０は、各種コマンドやデータを入力するための、キー、スイッチ、ボタン、リモコン、音声入力装置等から構成されている。ディスプレイ４４がタッチパネル方式の場合、ディスプレイ４４の表示画面上に設けられたタッチパネルも入力装置６０として機能する。
【００３４】
なお、図１におけるＣＰＵ２２などは、本発明における記憶手段及び制御手段に相当する。
【００３５】
［方位認識方法］
次に、地磁気センサ１０を用いた車両の方位認識方法について具体的に説明する。以下では、「車両の方位」とは、特に言及がない限り、車両の進行方向の方位を指すものとする。
【００３６】
概略的には、システムコントローラ２０は、車両が線路の近傍に位置しない場合には、地磁気センサ１０に基づき車両の方位を認識し、車両が線路の近傍に位置する場合には、地磁気センサ１０によらず車両の方位を認識する。これにより、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０が外乱の影響を受ける場所であっても、車両の方位を的確に認識し、車両の現在位置を地図上に正確に表示させる。
【００３７】
この具体的な実施の形態について第１実施例及び第２実施例で説明する。
【００３８】
＜第１実施例＞
第１実施例では、システムコントローラ２０は、車両と線路との距離（「線路間距離Ｌｔａｇ」とも呼ぶ。）が所定距離（「距離Ｌｔｈ１」とも呼ぶ。）以下に遷移した際に、地磁気センサ１０が出力した方位情報を記憶し、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ１より大きくなるまで、記憶した方位情報に基づき車両の方位を認識する。ここで、距離Ｌｔｈ１は、例えば、線路から発生する外乱磁界により地磁気センサ１０に誤差が生じる線路間距離Ｌｔａｇの近傍値に設定される。具体的には、距離Ｌｔｈ１は、地磁気センサ１０に誤差が生じない線路間距離Ｌｔａｇの値域内であって、地磁気センサ１０に誤差が生じる線路間距離Ｌｔａｇの値域に近い値に、実験等に基づき予め定められる。
【００３９】
ここで、第１実施例の処理について、図２を参照して詳しく説明する。図２は、踏切接近時での車両と踏切との位置関係の遷移を示す図である。図２では、線路６１が通過する道路上に踏切６１０が設けられており、当該道路上を車両の現在位置が位置「Ｐ１」から位置「Ｐ４」まで遷移する。また、破線７０及び破線７１は、線路から距離Ｌｔｈ１だけ離れた位置を示す。
【００４０】
まず、車両の現在位置が位置Ｐ１の場合、車両は、線路６１から距離Ｌｔｈ１よりも離れている。従って、この場合、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０には誤差が生じないと判断し、地磁気センサ１０の検出信号に基づき、車両の方位を認識する。
【００４１】
次に、車両の現在位置が位置Ｐ２の場合、車両は、線路６１から距離Ｌｔｈ１だけ離れている。この場合、システムコントローラ２０は、車両と線路６１との距離が距離Ｌｔｈ１以内となったことから、地磁気センサ１０から取得した方位情報をＲＯＭ２３やデータ記憶ユニット３６などのメモリ（単に「メモリ」とも呼ぶ。）に記憶する。
【００４２】
そして、車両の現在位置が位置Ｐ３の場合、車両は、線路６１から距離Ｌｔｈ１以内に位置する。この場合、システムコントローラ２０は、外乱の影響により地磁気センサ１０の精度が低いと判断し、地磁気センサ１０の出力を用いず、メモリに保持した方位情報に基づき、現在の車両の方位を認識する。これにより、システムコントローラ２０は、踏切通過時に外乱磁界に起因して地磁気センサ１０の出力に誤差が生じている場合であっても、車両の方位を正しく認識することができる。
【００４３】
そして、車両の現在位置が位置Ｐ４の場合、車両は、線路６１から距離Ｌｔｈ１よりも離れる。従って、この場合、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０が外乱磁界の影響を受ける虞が無いと判断し、周知の方法により地磁気センサ１０の補正を行った後、地磁気センサ１０の出力に基づき車両の方位を認識する。このとき、システムコントローラ２０は、例えば、メモリに記憶した方位情報に基づき、地磁気センサ１０の出力を補正してもよく、ＧＰＳ受信機１８又はその他のセンサの検出値に基づき、地磁気センサ１０の出力を補正してもよい。これにより、システムコントローラ２０は、線路による外乱磁界の影響がない場所では、地磁気センサ１０の検出値に基づき、精度よく車両の方位を認識することができる。
【００４４】
なお、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ１以下の場所を走行中に車両が右左折を行う場合、システムコントローラ２０は、例えば、ＧＰＳ受信機１８に基づき検出した現在位置に基づき、地図データ中の道路データとの整合（所謂マップマッチング）を行い、道路データに沿った方向を車両の方位として認識してもよい。
【００４５】
（処理フロー）
図３は、第１実施例に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。システムコントローラ２０は、図３に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００４６】
まず、システムコントローラ２０は、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ１以下であるか否か判定する（ステップＳ１０１）。この場合、例えば、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８により認識した現在位置と、地図データ内の線路の位置情報とに基づき、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ１以下であるか否か判定する。
【００４７】
そして、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ１以下である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０から取得した方位情報をメモリに記憶済みであるか否か判定する（ステップＳ１０２）。そして、地磁気センサ１０で検出した方位情報がメモリに記憶済みではない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０から取得した方位情報を記憶する（ステップＳ１０３）。この場合、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ１になった直後であるため、地磁気センサ１０から取得した方位情報には、まだ誤差が生じていない。
【００４８】
そして、ステップＳ１０３の実行後、又は、地磁気センサ１０で検出した方位がメモリに記憶済みである場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、システムコントローラ２０は、記憶した方位情報に基づき、車両の方位を認識する（ステップＳ１０４）。従って、この場合、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０の出力によらず、メモリに記憶した方位情報に基づき、車両の現在位置の表示を行ったり、経路案内を行ったりする。このように、システムコントローラ２０は、外乱磁界により地磁気センサ１０の誤差が生じる程度に線路と接近している場合には、線路に接近する直前の方位情報、即ち、外乱磁界の影響がないときに地磁気センサ１０から取得した方位情報を用いる。このようにすることで、システムコントローラ２０は、線路の接近の有無によらず、適切に車両の方位を認識することができる。
【００４９】
一方、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ１以下ではない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０の補正が必要であるか否か判定する（ステップＳ１０５）。具体的には、システムコントローラ２０は、直前まで線路に接近していたか否か、言い換えると、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ１以下から距離Ｌｔｈ１より大きい値に遷移した直後であるか否か判定する。そして、地磁気センサ１０の補正が必要な場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０が外乱磁界の影響を受けたと判断し、地磁気センサ１０の補正を行う（ステップＳ１０６）。例えば、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８から取得した方位情報に基づき、地磁気センサ１０の出力を補正する。
【００５０】
次に、ステップＳ１０６の実行後、又は、地磁気センサ１０の補正が必要ではない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０の出力に基づき車両の方位を認識する（ステップＳ１０７）。従って、この場合、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０から取得した方位情報に基づき、車両の現在位置の表示を行ったり、経路案内を行ったりする。
【００５１】
＜第２実施例＞
第２実施例では、システムコントローラ２０は、線路間距離Ｌｔａｇが所定距離（「距離Ｌｔｈ２」とも呼ぶ。）以下の場合には、ＧＰＳ受信機１８により検出した現在位置の変化ベクトル（「変化ベクトルＶｃ」とも呼ぶ。）に基づき、車両の方位を認識する。これにより、システムコントローラ２０は、線路への接近時に車両が右左折を行う場合であっても、好適に車両の方位を認識する。
【００５２】
ここで、上述の距離Ｌｔｈ２は、線路の外乱磁界により地磁気センサ１０に誤差が生じるか否かを判断するための線路間距離Ｌｔａｇの閾値であり、例えば実験等に基づき定められる。また、第２実施例では、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８から直近に取得した２以上の位置情報に基づき、変化ベクトルＶｃを算出する。ここで、システムコントローラ２０は、３以上の連続する位置情報に基づき、変化ベクトルＶｃを算出する場合、例えば、連続する２つの位置情報に基づき算出したベクトルの移動平均等を変化ベクトルＶｃに定めてもよい。
【００５３】
次に、第２実施例の処理について、図４を参照して具体的に説明する。図４は、踏切接近時での車両と踏切との位置関係の遷移を示す図である。図４では、線路６１Ａが通過する道路上に踏切６１０Ａが設けられている。また、位置「Ｐ１Ａ」乃至「Ｐ８Ａ」は、ＧＰＳ受信機１８が位置情報を生成した位置を時系列で示したものである。また、破線７０Ａ及び破線７１Ａは、線路６１Ａから距離Ｌｔｈ２だけ離れた位置を示す。
【００５４】
まず、車両が位置Ｐ１Ａにいる場合、システムコントローラ２０は、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ２よりも大きいことから、地磁気センサ１０の出力に誤差は生じないと判断し、地磁気センサ１０の出力に基づき車両の方位を認識する。また、好適には、この場合、システムコントローラ２０は、変化ベクトルＶｃを計算するために必要な現在位置の位置情報をメモリに記憶するとよい。ここで、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８が位置情報を生成する度に、当該位置情報をメモリに記憶してもよく、所定時間内に線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ２以下になると判断した場合にのみ、位置情報をメモリに記憶してもよい。後者の場合、システムコントローラ２０は、例えば、車両の方位と、ＧＰＳ受信機１８やその他センサにより検出した車速とに基づき、所定時間内に線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ２以下になるか否か判定する。
【００５５】
次に、車両が位置Ｐ２Ａにいる場合、システムコントローラ２０は、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ２以下であることから、地磁気センサ１０が外乱磁界の影響を受けると判断する。従って、この場合、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８が生成した２以上の位置情報に基づき変化ベクトルＶｃを算出し、当該変化ベクトルＶｃが示す向きを、車両の方位として認識する。
【００５６】
なお、システムコントローラ２０は、変化ベクトルＶｃを算出するのに必要な位置情報がメモリに記憶されていない場合、必要数の位置情報がメモリに記憶されるまで、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ２以下になる直前に地磁気センサ１０が検出した方位情報に基づき車両の方位を認識してもよい。
【００５７】
車両が位置Ｐ３Ａ、Ｐ４Ａにいる場合、システムコントローラ２０は、同様に、ＧＰＳ受信機１８が生成した位置情報に基づき変化ベクトルＶｃを算出し、当該変化ベクトルＶｃが示す向きを車両の方位として認識する。
【００５８】
次に、車両は、位置Ｐ４Ａから位置Ｐ６Ａにかけて交差点を左折する。この場合であっても、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８が生成した位置情報に基づき変化ベクトルＶｃを算出し、当該変化ベクトルＶｃが示す向きを車両の方位として認識する。これにより、システムコントローラ２０は、左折に伴い車両の方位が変化した場合であっても、適切に車両の方位を認識することができる。
【００５９】
さらに、車両は、位置Ｐ６Ａから位置Ｐ８Ａにかけて交差点を右折する。この場合であっても、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８が算出した現在位置に基づき変化ベクトルＶｃを算出し、当該変化ベクトルＶｃが示す向きを車両の方位として認識する。これにより、システムコントローラ２０は、右折に伴い車両の方位が変化した場合であっても、適切に車両の方位を認識することができる。
【００６０】
次に、車両が位置Ｐ８Ａにいる場合、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０が外乱磁界の影響を受ける虞が無いと判断し、地磁気センサ１０に対し補正を行った後、地磁気センサ１０の出力に基づき車両の方位を認識する。このように、システムコントローラ２０は、外乱磁界による影響を受けない場所では、地磁気センサ１０に基づき車両の方位を認識することで、ＧＰＳ受信機１８に基づき車両の方位を認識する場合と比較して、特に低速走行時などでも精度よく車両の方位を認識することができる。
【００６１】
（処理フロー）
図５は、第２実施例に係る処理手順を示すフローチャートの一例である。システムコントローラ２０は、図５に示すフローチャートの処理を、所定の周期に従い繰り返し実行する。
【００６２】
まず、システムコントローラ２０は、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ２以下であるか否か判定する（ステップＳ２０１）。この場合、例えば、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８により認識した現在位置と、地図データ内の線路の位置情報とに基づき、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ２以下であるか否か判定する。
【００６３】
そして、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ２以下である場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８が生成した位置情報の変化ベクトルＶｃに基づき車両の方位を認識する（ステップＳ２０２）。従って、この場合、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０の出力によらず、ＧＰＳ受信機１８が生成した位置情報の変化ベクトルＶｃが示す方位に基づき、車両の現在位置の表示を行ったり、経路案内を行ったりする。これにより、システムコントローラ２０は、外乱磁界が発生する場所であっても、好適に、車両の方位を正しく認識することが可能となる。
【００６４】
一方、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ２以下ではない場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０の補正が必要であるか否か判定する（ステップＳ２０３）。言い換えると、システムコントローラ２０は、直前まで線路に接近していたか否か、即ち、地磁気センサ１０が直前まで外乱磁界の影響を受けていたか否か判定する。そして、地磁気センサの補正が必要な場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０が直前まで外乱磁界の影響を受けたと判断し、地磁気センサ１０の補正を行う（ステップＳ２０４）。例えば、システムコントローラ２０は、直前に算出した変化ベクトルＶｃに基づき、地磁気センサ１０の出力を補正する。
【００６５】
次に、ステップＳ２０４の実行後、又は、地磁気センサ１０の補正が必要ではない場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０の出力に基づき車両の方位を認識する（ステップＳ２０５）。従って、この場合、システムコントローラ２０は、地磁気センサ１０の出力に基づき、車両の現在位置の表示を行ったり、経路案内を行ったりする。これにより、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８の出力に基づき車両の方位を認識する場合と比較して、低速走行時などでも精度よく車両の方位を認識することができる
［変形例］
以下、第１実施例及び第２実施例の各変形例について説明する。なお、これらの各変形例は、組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
【００６６】
（変形例１）
システムコントローラ２０は、第１実施例に基づく制御と第２実施例に基づく制御とを組み合わせて実行してもよい。例えば、システムコントローラ２０は、線路間距離Ｌｔａｇが所定距離以下のエリアを走行する際、当該エリア内で走行中の道路が右左折地点を有する場合には、第２実施例に基づき変化ベクトルＶｃを用いて車両の方位を認識する。一方、システムコントローラ２０は、線路間距離Ｌｔａｇが所定距離以下のエリア内で走行中の道路が右左折地点を有しない場合、即ち走行中の道路が略直線道路の場合には、第１実施例に基づきメモリに記憶した方位情報を用いて車両の方位を認識する。この態様によっても、システムコントローラ２０は、好適に、車両の方位を正しく認識することが可能となる。
【００６７】
（変形例２）
ナビゲーション装置１は、車両に搭載される場合に限らず、他の移動体に取り付けられてもよく、歩行者により保持されてもよい。これらの場合であっても、好適に、ナビゲーション装置１は、第１実施例又は／及び第２実施例に基づく処理を行うことで、進行方向の方位を適切に認識し、現在位置等を地図上に正確に表示することができる。
【００６８】
（変形例３）
第１実施例の図２に示す例では、システムコントローラ２０は、水平面上での線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ１以下であるか否か判定したが、これに加えて、鉛直方向を含めた３次元空間での線路と車両との直線距離が距離Ｌｔｈ１以内であるか判定してもよい。例えば、システムコントローラ２０は、線路上を通過する高架の道路上を車両が走行する場合、線路と車両との３次元における直線距離が距離Ｌｔｈ１以下である場合には、地磁気センサ１０の出力を用いることなく、車両の方位を認識する。
【００６９】
同様に、第２実施例の図４に示す例では、システムコントローラ２０は、水平面上での線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ２以下であるか否か判定したが、これに加えて、鉛直方向を含めた３次元空間での線路と車両との直線距離が距離Ｌｔｈ２以内であるか判定してもよい。
【００７０】
（変形例４）
第２実施例では、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ２以下の場合、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８が出力する絶対位置の変化ベクトルＶｃに基づき車両の方位を認識した。これに代えて、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８が出力する方位情報（「ＧＰＳ方位情報」とも呼ぶ。）に基づき、車両の方位を認識してもよい。この場合、システムコントローラ２０は、車両の低速時にＧＰＳ方位情報の精度が低下することを勘案し、車速が所定速度以上の場合にはＧＰＳ方位情報を使用し、車速が所定速度未満の場合には変化ベクトルＶｃを使用するとよい。これらの場合であっても、好適に、システムコントローラ２０は、外乱磁界が発生する場所において車両の方位を正しく認識することが可能となる。
【００７１】
（変形例５）
ナビゲーション装置１は、線路間距離Ｌｔａｇが距離Ｌｔｈ１又は距離Ｌｔｈ２以下となるか否か判定することで、線路の近傍になったか否か、即ち外乱磁界の影響を受けるか否か判定した。代わりに、ナビゲーション装置１は、予め線路による外乱磁界の影響があるエリアを予め地図データとして記憶してもよい。例えば、予め線路との距離などからエリアを記憶しておいても良いし、線路と近接する道路や線路に沿って並走する道路、または、踏み切り、高架道路及び高架下道路など線路と交差する道路等を外乱磁界の影響があるエリアとして記憶するようにしておいても良い。この場合、システムコントローラ２０は、ＧＰＳ受信機１８により認識した現在位置と地図データとに基づき、上述のエリア内の道路を走行中であるか否かを判定し、当該エリア内を走行時には、地磁気センサ１０の出力によらずに進行方向の方位を認識することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、車載用ナビゲーション装置、ＰＮＤ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ／Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）、スマートフォンなどの携帯電話、その他地図と共に現在位置を表示する装置に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  ナビゲーション装置
１０  地磁気センサ
１２  ＧＰＳ受信機
２０  システムコントローラ
２２  ＣＰＵ
３６  データ記憶ユニット
３８  通信装置
４０  表示ユニット
４４  ディスプレイ
【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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