(57)【要約】【課題】本発明は、ＧＰＳ信号を受信できない環境下においても移動体の現在位置を高精度に通知できるようにする。【解決手段】本発明は、ＧＰＳ信号に基づいて現在位置を測位し、現在位置を示す自車マークＰＭを周辺地図に重ねて表示し、現リンクに対する次リンクの属性情報を読み出し、当該次リンクに対して衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアであると判断した場合、現リンクから次リンクへ移った後はＧＰＳ信号に基づく現在位置を用いるのではなく、自律的に推測した現在位置に従って自車マークＰＭを止めることなく周辺地図に表示し続けるようにする。【選択図】図２７
2011064501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星から受信した衛星信号に基づいて現在位置を測位する測位手段と、
上記現在位置を含む周辺地図を記憶手段から読み出して表示手段に表示する地図表示手段と、
上記現在位置を示す所定形状のマークを生成し、上記周辺地図に重ねて表示する現在位置通知手段と、
上記衛星信号を受信できない通信環境下になったとき、上記現在位置を推測することにより推測現在位置を得る推測現在位置取得手段と、
上記現在位置が含まれている現リンクに対する次リンクの属性情報を読み出し、当該次リンクについて上記衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアであると判断した場合、上記現リンクから上記次リンクへ移った後は上記測位手段による上記現在位置を用いるのではなく上記推測現在位置に従って上記マークを止めることなく上記周辺地図に表示し続ける制御手段と
を有するナビゲーション装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記現リンクが上記衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアであり、上記次リンクに対して上記衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアではないと判断した場合、上記測位手段による上記現在位置を用いて上記マークを上記周辺地図に重ねて表示するように切り換える
請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
上記制御手段は、上記次リンクに対して上記衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアではないと判断した場合で、その状態が所定距離以上連続する場合、上記次リンクへ移るまでは上記推測現在位置に従って上記現リンクの最終位置付近で上記マークを留めたまま表示する
請求項２に記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
上記制御手段は、上記次リンクに対して上記衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアではないと判断した場合でも、その状態が所定距離以上連続しない場合、上記次リンクへ移るまで上記現在位置推測手段による上記推測現在位置に従って上記マークを留めることなく上記周辺地図に表示し続ける
請求項２に記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
上記制御手段は、上記次リンクの属性情報を読み出すことにより当該次リンクがトンネルであることを認識したとき、当該次リンクが衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアであると判断する
請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項６】
上記制御手段は、上記次リンクの属性情報を読み出すことにより当該次リンクが高架下近傍であることを認識したとき、当該次リンクが衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアであると判断する
請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項７】
所定の測位手段が衛星から受信した衛星信号に基づいて現在位置を測位する測位ステップと、
所定の地図読出手段が上記現在位置を含む周辺地図を記憶手段から読み出して表示手段に表示する地図表示ステップと、
所定の現在位置通知手段が上記現在位置を示す所定形状のマークを生成し、上記周辺地図に重ねて表示する現在位置通知ステップと、
上記衛星信号を受信できない通信環境下になったとき、所定の推測現在位置取得手段が上記現在位置を推測することにより推測現在位置を得る推測現在位置取得ステップと、
所定の制御手段が、上記現在位置が含まれている現リンクに対する次リンクの属性情報を読み出し、当該次リンクについて上記衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアであると判断した場合、上記現リンクから上記次リンクへ移った後は上記測位手段による上記現在位置を用いるのではなく上記推測現在位置に従って上記マークを止めることなく上記周辺地図に表示し続ける制御ステップと
を有するナビゲーション方法。
【請求項８】
携帯電話ユニットと、
衛星から受信した衛星信号に基づいて現在位置を測位する測位手段と、
上記現在位置を含む周辺地図を記憶手段から読み出して表示手段に表示する地図表示手段と、
上記現在位置を示す所定形状のマークを生成し、上記周辺地図に重ねて表示する現在位置通知手段と、
上記衛星信号を受信できない通信環境下になったとき、所定の推測現在位置取得手段が上記現在位置を推測することにより推測現在位置を得る推測現在位置取得手段と、
上記現在位置が含まれている現リンクに対する次リンクの属性情報を読み出し、当該次リンクについて上記衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアであると判断した場合、上記現リンクから上記次リンクへ移った後は上記測位手段による上記現在位置を用いるのではなく上記推測現在位置に従って上記マークを止めることなく上記周辺地図に表示し続ける制御手段と
からなるナビゲーション装置と
を有するナビゲーション機能付携帯電話機。
【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、ナビゲーション方法及びナビゲーション機能付携帯電話機に関し、例えば携帯型ナビゲーション装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナビゲーション装置においては、複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの測位信号（以下、これをＧＰＳ信号とも呼ぶ）を受信し、当該ＧＰＳ信号に基づいて車両の現在位置を算出するようになされている。
【０００３】
しかしながらこのようなナビゲーション装置では、当該ナビゲーション装置を載置した車両が例えばトンネルや地下駐車場等に入った場合、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信できないため、当該ＧＰＳ信号に基づいて車両の現在位置を算出し得なくなる。
【０００４】
そこでナビゲーション装置のなかには、ＧＰＳ信号が受信できなくなった場合であっても、コーナリング時において、車両の進行方向に直交した水平方向の加速度と、当該進行方向に直交した垂直軸周りの角速度とを基に進行方向の速度を算出し、当該進行方向の速度に基づいて現在位置を算出するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
またナビゲーション装置においては、車両の現在位置がトンネル内であるかどうかを判定し、トンネル内であるときに地図画面上のトンネルを強調表示することにより、車両がトンネル通過中であることを知らせ、自車位置を見失うことを防止するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７６３８９公報
【特許文献２】特開平６−３１７６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで上述した特許文献２のナビゲーション装置では、トンネルを強調表示することにより自車位置がトンネル通過中であることを通知するだけであって、自車位置を正確に通知し得ないという問題があった。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ＧＰＳ信号を受信できない環境下においても移動体の現在位置を高精度に通知し得るナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーション機能付携帯電話機を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため本発明のナビゲーション装置においては、衛星から受信した衛星信号に基づいて現在位置を測位する測位手段と、現在位置を含む周辺地図を記憶手段から読み出して表示手段に表示する地図表示手段と、現在位置を示す所定形状のマークを生成し、周辺地図に重ねて表示する現在位置通知手段と、衛星信号を受信できない通信環境下になったとき、現在位置を推測することにより推測現在位置を得る推測現在位置取得手段と、現在位置が含まれている現リンクに対する次リンクの属性情報を読み出し、当該次リンクに対して衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアであると判断した場合、現リンクから次リンクへ移った後は測位手段による現在位置を用いるのではなく推測現在位置に従ってマークを止めることなく周辺地図に表示し続ける制御手段とを有するようにする。
【００１０】
これにより、次リンクに対して衛星信号の受信感度が悪いエリアと判断した場合、現リンクから次リンクへ移った後は推測現在位置に従ってマークを止めることなく周辺地図に表示し続けることができるので、マークを止めて表示する場合に比べて推測現在位置により移動体の現在位置を正確に提示することができる。
【００１１】
また本発明のナビゲーション方法においては、所定の測位手段が衛星から受信した衛星信号に基づいて現在位置を測位する測位ステップと、所定の地図読出手段が現在位置を含む周辺地図を記憶手段から読み出して表示手段に表示する地図表示ステップと、所定の現在位置通知手段が現在位置を示す所定形状のマークを生成し、周辺地図に重ねて表示する現在位置通知ステップと、衛星信号を受信できない通信環境下になったとき、所定の推測現在位置取得手段が現在位置を推測することにより推測現在位置を得る推測現在位置取得ステップと、所定の制御手段が、現在位置が含まれている現リンクに対する次リンクの属性情報を読み出し、当該次リンクについて衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアであると判断した場合、現リンクから次リンクへ移った後は測位手段による上記現在位置を用いるのではなく推測現在位置に従ってマークを止めることなく周辺地図に表示し続ける制御ステップとを有するようにする。
【００１２】
これにより、次リンクに対して衛星信号の受信感度が悪いエリアと判断した場合、現リンクから次リンクへ移った後は推測現在位置に従ってマークを止めることなく周辺地図に表示し続けることができるので、マークを止めて表示する場合に比べて推測現在位置により移動体の現在位置を正確に提示することができる。
【００１３】
さらに本発明のナビゲーション機能付携帯電話機においては、携帯電話ユニットと、衛星から受信した衛星信号に基づいて現在位置を測位する測位手段と、現在位置を含む周辺地図を記憶手段から読み出して表示手段に表示する地図表示手段と、現在位置を示す所定形状のマークを生成し、周辺地図に重ねて表示する現在位置通知手段と、衛星信号を受信できない通信環境下になったとき、所定の推測現在位置取得手段が現在位置を推測することにより推測現在位置を得る推測現在位置取得手段と、現在位置が含まれている現リンクに対する次リンクの属性情報を読み出し、当該次リンクについて衛星信号の受信感度が悪いと想定されるエリアであると判断した場合、現リンクから次リンクへ移った後は測位手段による現在位置を用いるのではなく推測現在位置に従ってマークを止めることなく周辺地図に表示し続ける制御手段とからなるナビゲーション装置とを有するようにする。
【００１４】
これによりナビゲーション機能付携帯電話機では、次リンクに対して衛星信号の受信感度が悪いエリアと判断した場合、現リンクから次リンクへ移った後は推測現在位置に従ってマークを止めることなく周辺地図に表示し続けることができるので、マークを止めて表示する場合に比べて推測現在位置により移動体の現在位置を正確に提示することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、次リンクに対して衛星信号の受信感度が悪いエリアと判断した場合、現リンクから次リンクへ移った後は推測現在位置に従ってマークを止めることなく周辺地図に表示し続けることができるので、マークを止めて表示する場合に比べて推測現在位置により移動体の現在位置を正確に提示し得るナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーション機能付携帯電話機を提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＰＮＤの全体構成を示す略線図である。
【図２】ＰＮＤの座標系の定義を示す略線図である。
【図３】凹凸路面の走行時の様子を示す略線図である。
【図４】カーブ走行時の様子を示す略線図である。
【図５】速度及び角度を用いた現在位置算出手法を示す略線図である。
【図６】ＰＮＤにおけるセンサ構成を示す略線図である。
【図７】ＰＮＤの回路構成を示す略線図である。
【図８】速度算出部の構成を示す略線図である。
【図９】高度及び角度の関係を示す略線図である。
【図１０】低速時における路面角度の様子を示す略線図である。
【図１１】高速時における路面角度の様子を示す略線図である。
【図１２】超低速時における路面角度の様子を示す略線図である。
【図１３】クレードルによる振動の様子を示す略線図である。
【図１４】ハイパスフィルタ処理後の加算加速度及び加算角速度を示す略線図である。
【図１５】４０９６データ点ごとにフーリエ変換を施した加算角速度を示す略線図である。
【図１６】４０９６データ点ごとにフーリエ変換を施した加算加速度を示す略線図である。
【図１７】加算加速度に対するローパスフィルタ処理の比較を示す略線図である。
【図１８】加算角速度に対するローパスフィルタ処理の比較を示す略線図である。
【図１９】低速時におけるフロント加速度及びリア加速度の関係を示す略線図である。
【図２０】中速及び高速時におけるフロント加速度及びリア加速度の関係を示す略線図である。
【図２１】３種類の設置位置による加速度、ピッチレート及び速度のシミュレーション例を示す略線図である。
【図２２】最大値及び最小値の関係を示す略線図である。
【図２３】速度とデータ点数との関係を示す略線図である。
【図２４】異なる円弧の長さによる加速度及びピッチレートの様子を示す略線図である。
【図２５】速度算出処理を用いた現在位置算出処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図２６】自車マークをトンネル内に留める表示制御の説明に供する略線図である。
【図２７】自車マークをトンネル内に留めることなく継続する表示制御の説明に供する略線図である。
【図２８】自車マーク表示制御処理手順を示すフローチャートである。
【図２９】他の実施の形態によるナビゲーション機能付携帯電話機の回路構成を示す略線的ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．他の実施の形態
【００１８】
＜１．実施の形態＞
［１−１．ＰＮＤの外観構成］
本発明において、図１は本実施の形態における携帯型ナビゲーション装置（以下、これをＰＮＤ（Personal Navigation Device）とも呼ぶ）を示す。このＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１における前面に表示部２が設けられており、当該ＰＮＤ１に内蔵された例えば不揮発性メモリ（図示せず）に格納されている地図データに応じた地図画像等を表示部２に対して表示し得るようになされている。
【００１９】
またＰＮＤ１は、車両のダッシュボード上に吸盤３Ａを介して取付けられたクレードル３によって保持されると共に、当該ＰＮＤ１とクレードル３とが機械的かつ電気的に接続される。
【００２０】
これによりＰＮＤ１は、クレードル３を介して車両のバッテリから供給される電源電力により動作すると共に、当該クレードル３から取り外されたときには内蔵のバッテリから供給される電力によって独立した状態でも動作するようになされている。
【００２１】
ここでＰＮＤ１は、その表示部２が車両の進行方向に対してほぼ垂直となるように設置されている。このときＰＮＤ１の座標系は、図２に示すように、当該車両の前後方向（進行方向）をＸ軸、当該Ｘ軸に直交した水平方向をＹ軸、上下方向をＺ軸によって表される。
【００２２】
この座標系では、車両の進行方向をＸ軸の正と定義し、また右方向をＹ軸の正と定義し、さらに下方向をＺ軸の正と定義することとする。
【００２３】
［１−２．速度算出原理］
次に、このＰＮＤ１において当該ＰＮＤ１を搭載した車両の速度を算出する速度算出原理について説明する。
【００２４】
実際上、道路を走行中の車両は、平らな道路を走行することが殆どなく、図３（Ａ）に示すような全体として凹状の道路、及び図３（Ｂ）に示すような全体として凸状の道路を走行するのが実状である。
【００２５】
ここで車両の座標系は、当該車両の前後方向をＸ軸、当該Ｘ軸に直交した水平方向をＹ軸、上下方向をＺ軸によって表される。
【００２６】
この車両の例えばダッシュボード上に載置されたＰＮＤ１（図示せず）は、車両が凹状の道路（図３（Ａ））を走行したとき、当該ＰＮＤ１に設けられた３軸加速度センサによって、Ｚ軸に沿った下方向の加速度αzを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００２７】
またＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１に設けられたＹ軸ジャイロセンサによって進行方向に直交したＹ軸周りの角速度（以下、これをピッチレートとも呼ぶ）ωyを５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００２８】
ここでＰＮＤ１では、Ｚ軸に沿った下方向の加速度αzを正と定義し、また図３（Ａ）に示すような凹状の路面に沿って形成される仮想上の円を進行方向に対して上向きに縦回転する際のピッチレートωyを正と定義している。
【００２９】
このＰＮＤ１では、３軸加速度センサによって検出した加速度αz及びＹ軸ジャイロセンサによって検出したピッチレートωyを用い、次式
【００３０】
【数１】
2011064501.tif 000003
【００３１】
によって進行方向の速度（以下、これを自律速度と呼ぶ）Ｖを１秒間当たり５０回、算出し得るようになされている。
【００３２】
またＰＮＤ１は、車両が凸状の道路（図３（Ｂ））を走行するとき、当該ＰＮＤ１に設けられた３軸加速度センサによってＺ軸に沿った上方向の加速度αz’を例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出し、また当該ＰＮＤ１に設けられたＹ軸ジャイロセンサによってＹ軸周りのピッチレートωy’を例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００３３】
そしてＰＮＤ１では、３軸加速度センサによって検出した加速度αz’及びＹ軸ジャイロセンサによって検出したピッチレートωy’を用い、次式
【００３４】
【数２】
2011064501.tif 000004
【００３５】
によって進行方向の自律速度Ｖ’を１秒間当たり５０回、算出し得るようになされている。
【００３６】
ここでは説明の便宜上、負の加速度αzを加速度αz’として説明しているが、実際には、３軸加速度センサは加速度αz’を加速度αzの負の値として検出している。またピッチレートωy’についても同様に、負のピッチレートωyをピッチレートωy’として説明しているが、実際には、Ｙ軸ジャイロセンサは、ピッチレートωy’をピッチレートωyの負の値として検出している。従って、実際には自律速度Ｖ’も、自律速度Ｖとして算出される。
【００３７】
［１−３．現在位置算出原理］
次に、上述した速度算出原理により算出した自律速度Ｖと、Ｚ軸回りの角速度とに基づいて現在位置を算出する現在位置算出原理について説明する。
【００３８】
図４に示すように、ＰＮＤ１は、車両が例えば左旋回している時のＺ軸回りの角速度（以下、これをヨーレートとも呼ぶ）ωzを当該ＰＮＤに設けられたＺ軸ジャイロセンサによって例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００３９】
次にＰＮＤ１は、図５に示すように、前回の位置Ｐ０における自律速度Ｖと、ジャイロセンサにより検出したヨーレートωzにサンプリング周期（この場合、０．０２［ｓ］）を積算することにより得られる角度θとを基に、前回の位置Ｐ０から現在位置Ｐ１までの変化量を求める。そしてＰＮＤ１は、この変化量を前回の位置Ｐ０に加えることによって現在位置Ｐ１を算出し得るようになされている。
【００４０】
［１−４．ＰＮＤのセンサ構成］
図６に示すように、ＰＮＤ１は、その内部に３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６及び気圧センサ７が設けられている。
【００４１】
３軸加速度センサ４は、Ｘ軸に沿った加速度αx、Ｙ軸に沿った加速度αy、及びＺ軸に沿った加速度αzをそれぞれ電圧値として検出するようになされている。
【００４２】
またＹ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６及び気圧センサ７は、Ｙ軸周りのピッチレートωy、Ｚ軸周りのヨーレートωz及び周囲の気圧ＰＲをそれぞれ電圧値として検出するようになされている。
【００４３】
［１−５．ＰＮＤの回路構成］
図７に示すように、ＰＮＤ１の制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）構成でなり、例えば不揮発性メモリ等でなる記憶部１２から読み出した基本プログラムによって全体を統括制御するようになされている。
【００４４】
またＰＮＤ１は、制御部１１が記憶部１２から読み出した各種アプリケーションプログラムに従って後述する速度算出処理等を実行するようになされている。
【００４５】
この制御部１１は、速度算出処理等を実行する際、ＧＰＳ処理部２１、速度算出部２２、角度算出部２３、高度算出部２４、位置算出部２５及びナビゲーション部２６として機能するようになされている。
【００４６】
このＰＮＤ１では、ＧＰＳアンテナＡＮＴによって受信した複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を制御部１１のＧＰＳ処理部２１へ送出する。
【００４７】
ＧＰＳ処理部２１は、複数のＧＰＳ信号をそれぞれ復調することにより得られる軌道データと、複数のＧＰＳ衛星から車両までの距離データとに基づいて車両の現在位置を正確に測位することにより現在位置データＮＰＤ１を得、これをナビゲーション部２６へ送出する。
【００４８】
ナビゲーション部２６は、現在位置データＮＰＤ１を基に車両の現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成した後、表示部２へ出力することにより当該地図画像を表示するようになされている。
【００４９】
ところで３軸加速度センサ４は、加速度αx、αy及びαzを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出し、当該加速度αx、αy及びαzのうち、加速度αzが示された加速度データＡＤを制御部１１の速度算出部２２へ送出する。
【００５０】
Ｙ軸ジャイロセンサ５は、ピッチレートωyを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出しており、当該ピッチレートωyが示されたピッチレートデータＰＤを制御部１１の速度算出部２２へ送出する。
【００５１】
速度算出部２２は、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤに相当する加速度αzと、Ｙ軸ジャイロセンサ５から供給されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyとを基に、（１）式を用いて１秒当たり５０回、自律速度Ｖを算出し、当該自律速度Ｖが示された速度データＶＤを位置算出部２５へ送出する。
【００５２】
またＺ軸ジャイロセンサ６は、ヨーレートωzを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出しており、当該ヨーレートωzが示されたヨーレートデータＹＤを制御部１１の角度算出部２３へ送出する。
【００５３】
角度算出部２３は、Ｚ軸ジャイロセンサ６から供給されたヨーレートデータＹＤに相当するヨーレートωzにサンプリング周期（この場合、０．０２［ｓ］）を積算することにより、車両が右旋回又は左旋回したときの角度θを算出し、その角度θが示された角度データＤＤを位置算出部２５へ送出する。
【００５４】
位置算出部２５は、速度算出部２２から供給された速度データＶＤに相当する自律速度Ｖ、及び角度算出部２３から供給された角度データＤＤに相当する角度θを基に、図５に示したような前回の位置Ｐ０から現在位置Ｐ１までの変化量を求める。
【００５５】
そして位置算出部２５は、この変化量を前回の位置Ｐ０に加えることによって現在位置Ｐ１を算出し、その現在位置Ｐ１が示された現在位置データＮＰＤ２をナビゲーション部２６へ送出する。
【００５６】
一方、気圧センサ７は、周囲の気圧ＰＲを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出しており、当該気圧ＰＲが示された気圧データＰＲＤを高度算出部２４へ送出する。
【００５７】
高度算出部２４は、気圧センサ７から供給された気圧データＰＲＤに相当する気圧ＰＲに基づいて車両の高度を算出し、その高度が示された高度データＨＤをナビゲーション部２６へ送出する。
【００５８】
ナビゲーション部２６は、位置算出部２５から供給された現在位置データＮＰＤ２、及び高度算出部２４から供給された高度データＨＤを基に、車両の現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成した後、表示部２へ出力することにより当該地図画像を表示するようになされている。
【００５９】
［１−６．自律速度算出処理］
次に、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤに相当する加速度αz、及びＹ軸ジャイロセンサ５から供給されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyに基づいて自律速度Ｖを速度算出部２２によって算出する自律速度算出処理について詳しく説明する。
【００６０】
速度算出部２２は、自律速度算出処理を実行する際、図８に示すように、データ取得部３１、ハイパスフィルタ部３２、ローパスフィルタ部３３、速度計算部３４、平滑化及びノイズ除去部３５及び速度出力部３６として機能する。
【００６１】
速度算出部２２のデータ取得部３１は、３軸加速度センサ４から供給される加速度データＡＤ、及びＹ軸ジャイロセンサ５から供給されるピッチレートデータＰＤをそれぞれ取得し、当該加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤをハイパスフィルタ部３２へ送出する。
【００６２】
ハイパスフィルタ部３２は、データ取得部３１から供給された加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤの直流成分をカットし、その結果得られる加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１をローパスフィルタ部３３へ送出する。
【００６３】
ローパスフィルタ部３３は、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対して後述するローパスフィルタ処理を施し、その結果得られる加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２を速度計算部３４へ送出する。
【００６４】
速度計算部３４は、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２に対して後述する速度計算処理を施し、その結果得られる速度データＶＤ１を平滑化及びノイズ除去部３５へ送出する。
【００６５】
平滑化及びノイズ除去部３５は、速度計算部３４から供給された速度データＶＤ１に対して後述する平滑化及びノイズ除去処理を施し、その結果得られる速度データＶＤを速度出力部３６へ送出する。
【００６６】
速度出力部３６は、車両の自律速度Ｖを表すデータとして、平滑化及びノイズ除去部３５から供給された速度データＶＤを位置算出部２５へ送出する。
【００６７】
このようにして速度算出部２２は、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤ、及びＹ軸ジャイロセンサ５から供給されたピッチレートデータＰＤに基づいて車両の自律速度Ｖを算出するようになされている。
【００６８】
［１−７．ローパスフィルタ処理］
次に、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対してローパスフィルタ部３３により施されるローパスフィルタ処理について詳しく説明する。
【００６９】
ところで、気圧センサ７により取得された気圧データＰＲＤに相当する気圧ＰＲに基づく高度Ｈと、Ｙ軸ジャイロセンサ５により取得されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyに基づくＹ軸周りの水平方向に対する角度φとの関係を図９に示す。ここで角度φは、進行方向（Ｘ軸）に対して上方向を正と定義している。
【００７０】
図９における約１２００１データ点（２４０［ｓ］）から高度Ｈが急に低くなるとき、すなわち車両が下り坂を下っているとき、角度φも約０．５［ｄｅｇ］から急に約−２．５［ｄｅｇ］へ下がっていることからも明らかなように、高度Ｈと角度φとの間には相関関係がある。
【００７１】
このように高度Ｈが変化する際、角度φも高度Ｈの変化に伴って変化しており、このことから、ＰＮＤ１は、Ｙ軸ジャイロセンサ５によって車両の進行方向における路面のうねりを検出できることが分かる。
【００７２】
次に、図９における角度φだけを図１０（Ａ）に示す。また図１０（Ｂ）には、図１０（Ａ）における５００１データ点から６００１データ点までの角度φを示し、このとき車両は時速２０［ｋｍ］未満の低速で走行している。図１０（Ｂ）からも明らかなように、角度φは、１秒間当たり１〜２回振動していることが分かる。
【００７３】
従って、車両に搭載されたＰＮＤ１では、車両が時速２０［ｋｍ］未満の低速で走行している際、Ｙ軸ジャイロセンサ５により取得されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyに基づく角度φを１〜２［Ｈｚ］の振動として検出している。
【００７４】
また図１１（Ａ）には、図１０（Ａ）と同様に、図９における角度φだけを示す。図１１（Ｂ）には、図１１（Ａ）における２２００１データ点から２３００１データ点までの角度φを示し、このとき車両は時速６０［ｋｍ］以上の高速で走行している。
【００７５】
これによると、ＰＮＤ１では、車両が時速６０［ｋｍ］以上の高速で走行している際、Ｙ軸ジャイロセンサ５により取得されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyに基づく角度φも１〜２［Ｈｚ］の振動として検出している。
【００７６】
さらにＰＮＤ１では、図１２に示すように、車両が時速１０［ｋｍ］未満の超低速で走行している際のＹ軸ジャイロセンサ５により取得されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyに基づく角度φも１〜２［Ｈｚ］の振動として検出している。
【００７７】
従ってＰＮＤ１では、Ｙ軸ジャイロセンサ５によりピッチレートωyを検出する際、車両の走行速度に関わらず、当該ピッチレートωyを１〜２［Ｈｚ］の振動として検出している。
【００７８】
ところでＰＮＤ１は、車両のダッシュボード上に吸盤３Ａを介して取付けられたクレードル３によって保持されている。図１３に示すように、クレードル３は、吸盤３Ａの上方に本体部３Ｂが設けられており、当該本体部３Ｂの所定高さの位置に設けられた支持点３Ｃによって一端が支持され、他端によりＰＮＤ１を支持するＰＮＤ支持部３Ｄが設けられている。
【００７９】
従ってＰＮＤ１は、車両が路面のうねりに応じて振動する際、ＰＮＤ支持部３Ｄの支持点３Ｃを中心に上下方向に例えば加速度αc及び角速度ωcで振動する。
【００８０】
従って、実際上、３軸加速度センサ４は、車両が路面のうねりに応じて振動することにより発生するＺ軸方向の加速度αz（図１）に対して、ＰＮＤ支持部３Ｄの支持点３Ｃを中心とした振動に伴う加速度αcが加算された加速度（以下、これを加算加速度と呼ぶ）αczを検出していることになる。
【００８１】
またＹ軸ジャイロセンサ５は、車両が路面のうねりに応じて振動することにより発生するＹ軸周りのピッチレートωy（図１）に対して、ＰＮＤ支持部３Ｄの支持点３Ｃを中心とした振動に伴う角速度ωcが加算された角速度（以下、これを加算角速度と呼ぶ）ωcyを検出していることになる。
【００８２】
従ってローパスフィルタ部３３は、加算加速度αczが示された加速度データＡＤ１と、加算角速度ωcyが示されたピッチレートデータＰＤ１とをデータ取得部３１及びハイパスフィルタ部３２を介して取得することになる。
【００８３】
ここでハイパスフィルタ部３２によってハイパスフィルタ処理が施された後の加速度データＡＤ１に相当する加算加速度αcz及びピッチレートデータＰＤ１に相当する加算角速度ωcyを図１４に示す。そして図１５には、図１４に示した加算角速度ωcyを４０９６データ点ごとにフーリエ変換したグラフを示す。
【００８４】
具体的に図１５（Ａ）は、図１４における１〜４０９６データ点までの加算角速度ωcyに対してフーリエ変換したグラフである。以下同様に、図１５（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、図１４における４０９７〜８１９２データ点、８１９３〜１２２８８データ点及び１２２８９〜１６３８４データ点までの加算角速度ωcyに対してそれぞれフーリエ変換したグラフである。
【００８５】
また図１５（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）及び（Ｈ）は、図１４における１６３８５〜２０４８０データ点、２０４８１〜２４５７６データ点、２４５７７〜２８６７２データ点及び２８６７３〜３２７６８データ点までの加算角速度ωcyに対してそれぞれフーリエ変換したグラフである。
【００８６】
図１５（Ａ）〜（Ｈ）のうち、特に図１５（Ｃ）〜（Ｈ）に顕著に表れているように、１〜２［Ｈｚ］の周波数成分と、約１５［Ｈｚ］の周波数成分とが、大きな値を示している。
【００８７】
すなわちＰＮＤ１は、Y軸ジャイロセンサ５によって、上述したような路面のうねりによって１〜２［Ｈｚ］で振動するピッチレートωyと、ＰＮＤ１を保持するクレードル３によって約１５［Ｈｚ］で振動する角速度ωcと合成された加算角速度ωcyを検出している。
【００８８】
一方、図１６には、図１４に示した加算加速度αczを４０９６データ点ごとにフーリエ変換したグラフを示す。
【００８９】
具体的に図１６（Ａ）は、図１４における１〜４０９６データ点までの加算加速度αｃｚに対してフーリエ変換したグラフである。以下同様に、図１６（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、図１４における４０９７〜８１９２データ点、８１９３〜１２２８８データ点及び１２２８９〜１６３８４データ点までの加算加速度αczに対してそれぞれフーリエ変換したグラフである。
【００９０】
また図１６（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）及び（Ｈ）は、図１４における１６３８５〜２０４８０データ点、２０４８１〜２４５７６データ点、２４５７７〜２８６７２データ点及び２８６７３〜３２７６８データ点までの加算加速度αczに対してそれぞれフーリエ変換したグラフである。
【００９１】
ここで加算角速度ωcy（図１５（Ｃ）〜（Ｈ））に１〜２［Ｈｚ］の周波数成分と約１５［Ｈｚ］の周波数成分とが発生している以上、加算加速度αczにも１〜２［Ｈｚ］の周波数成分と、約１５［Ｈｚ］の周波数成分とが発生していることが予想される。
【００９２】
すなわちＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４によって、上述したような路面のうねりによって１〜２［Ｈｚ］で振動する加速度αzと、ＰＮＤ１を保持するクレードル３によって約１５［Ｈｚ］で振動する加速度αcとが合成された加算加速度αczを検出している。
【００９３】
そこでローパスフィルタ部３３は、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対してローパスフィルタ処理を施し、約１５［Ｈｚ］の周波数成分、すなわちクレードル３にＰＮＤ１が保持されることによって発生する加速度αc及び角速度ωcをそれぞれ取り除くようになされている。
【００９４】
ここで図１６（Ｈ）の縦軸を対数軸に変換したグラフを図１７（Ａ）に示し、２８６７３〜３２７６８データ点までの加算加速度αczに対してカットオフ周波数２［Ｈｚ］のＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタを２回、４回及び６回施した後にフーリエ変換したグラフをそれぞれ図１７（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示す。
【００９５】
また図１８（Ａ）に図１５（Ｈ）の縦軸を対数軸に変換したグラフを示し、２８６７３〜３２７６８データ点までの加算角速度ωcyに対して、加算加速度αczと同様に、カットオフ周波数２［Ｈｚ］のＩＩＲフィルタを２回、４回及び６回施した後にフーリエ変換したグラフをそれぞれ図１８（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示す。
【００９６】
図１７（Ｂ）〜（Ｄ）及び図１８（Ｂ）〜（Ｄ）に示したように、このＰＮＤ１では、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対して、カットオフ周波数２［Ｈｚ］のＩＩＲフィルタを４回以上施すことにより、約１５［Ｈｚ］の周波数成分を取り除くことができる。
【００９７】
従って本実施の形態によるローパスフィルタ部３３は、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対して、カットオフ周波数２［Ｈｚ］のＩＩＲフィルタを４回施し、その結果得られる加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２を速度計算部３４へ送出する。
【００９８】
従ってローパスフィルタ部３３は、加算加速度αczからクレードル３におけるＰＮＤ支持部３Ｂの支持点３Ｃを中心とした振動に伴う加速度αcを取り除くことによって、路面のうねりによって発生する加速度αzだけを抽出することができる。
【００９９】
また従ってローパスフィルタ部３３は、加算角速度ωcyからクレードル３におけるＰＮＤ支持部３Ｂの支持点３Ｃを中心とした振動に伴う角速度ωcを取り除くことによって、路面のうねりによって発生するピッチレートωyだけを抽出することができる。
【０１００】
［１−８．自律速度計算処理］
次に、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２を基に、速度計算部３４によって自律速度Ｖを算出する自律速度計算処理について詳しく説明する。
【０１０１】
まず始めに、車両の前方側であるダッシュボードの上と、当該車両の後方側であるリアガラス付近にそれぞれＰＮＤ１が載置された状態で、当該車両が時速２０［ｋｍ］未満の低速、時速６０［ｋｍ］未満の中速、及び時速６０［ｋｍ］以上の高速で走行した際の前方側及び後方側の加速度データＡＤ２に相当する加速度αzをそれぞれ図１９、図２０（Ａ）及び（Ｂ）に示す。
【０１０２】
ここで、図１９、図２０（Ａ）及び（Ｂ）においては、前方側に載置されたＰＮＤ１で検出された加速度αzをフロント加速度と呼び、後方側に載置されたＰＮＤ１で検出された加速度αzをリア加速度と呼ぶ。
【０１０３】
図１９、図２０（Ａ）及び（Ｂ）からも明らかなように、車両の走行速度に関わらず、フロント加速度に対してリア加速度の位相が遅れていることが分かる。この位相遅れは、車両の前輪軸と後輪軸との距離であるホイールベースを走行速度により除算した値とほぼ等しい。
【０１０４】
次に、図２１（Ａ）〜（Ｃ）には、車両のダッシュボード上（前輪軸からホイールベールの３０％に相当）、中央及び後輪軸上にそれぞれＰＮＤ１を載置した際の加速度データＡＤ２に相当する加速度αzとピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyとの関係を表すシミュレーション結果の一例を示す。また図２１（Ｄ）〜（Ｆ）には、図２１（Ａ）〜（Ｃ）により示すシミュレーション結果により得られた加速度αz及びピッチレートωyとに基づいて、（１）式に従って自律速度Ｖを算出した結果を示す。
【０１０５】
ここで、このシミュレーションでは、振幅０．１［ｍ］及び波長２０［ｍ］の正弦波でうねる路面上を、ホイールベールが２．５［ｍ］でなる車両が速度５［ｍ／ｓ］で走行する場合を仮定した。
【０１０６】
図２１（Ａ）〜（Ｃ）からも明らかなように、この加速度αzは、車両におけるＰＮＤ１の搭載位置が後方へ移動するに連れて位相が遅れる。一方、ピッチレートωyは、車両におけるＰＮＤ１の搭載位置に関わらず、位相のずれを生じることはない。
【０１０７】
従って図２１（Ｂ）に示したように、ＰＮＤ１を車両の中央に搭載した場合、加速度αzとピッチレートωyとの位相のずれがほとんどなく、そのため図２１（Ｅ）に示したように、（１）式を用いて算出した自律速度Ｖは、ほぼ一定となる。
【０１０８】
しかしながら、図２１（Ａ）及び（Ｃ）に示したように、ＰＮＤ１を搭載した位置が車両の中央に対して前後に移動すると、加速度αzとピッチレートωyとの位相のずれが大きくなる。そのため図２１（Ｄ）及び（Ｆ）に示したように、（１）式を用いて算出した自律速度Ｖは、加速度αzとピッチレートωyとの位相のずれにより、ＰＮＤ１を車両の中央に搭載した場合（図２１（Ｅ））の自律速度Ｖと比して、誤差が大きくなる。
【０１０９】
特に、車両の自律速度Ｖが時速２０［ｋｍ］未満の低速時に、加速度αzとピッチレートωyとの位相のずれが大きくなるので、自律速度Ｖの算出誤差が大きくなる。
【０１１０】
そこで速度計算部３４は、図２２に示すように、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２に相当する加速度αzの前回の位置Ｐ０（図３）に対応するデータ点Ｐｍを中心とした２５データ点又は７５データ点分の範囲から、最大値及び最小値をそれぞれ最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minとして抽出する。
【０１１１】
また速度計算部３４は、ローパスフィルタ部３３から供給されたピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyのデータ点Ｐｍを中心とした２５データ点又は７５データ点分の範囲から、最大値及び最小値をそれぞれ最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとして抽出する。
【０１１２】
すなわち速度計算部３４は、加速度αz及びピッチレートωyに発生し得る位相のずれよりも広い範囲のなかから、最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとをそれぞれ抽出する。
【０１１３】
そして速度計算部３４は、加速度データＡＤ２から抽出した最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、ピッチレートデータＰＤ２から抽出した最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとを用い、上述した（１）式を変形した
【０１１４】
【数３】
2011064501.tif 000005
【０１１５】
によって前回の位置Ｐ０（図３）での進行方向の自律速度Ｖを算出し、その結果得られる速度データＶＤ１を平滑化及びノイズ除去部３５へ送出する。
【０１１６】
すなわち速度計算部３４は、（３）式を用いることにより、加速度αz及びピッチレートωyに位相のずれが発生している場合であっても、当該位相のずれの影響を取り除いた自律速度Ｖを算出することができる。
【０１１７】
ところで図２３に示すように、速度計算部３４は、前回の位置Ｐ０での進行方向の自律速度Ｖを算出する際、加速中であれば、前々回の位置（図示せず）の自律速度（以下、これを前値速度とも呼ぶ）Ｖn-1が時速０［ｋｍ］から時速３５［ｋｍ］までのとき２５データ点分の範囲を用い、前値速度Ｖn-1が時速３５［ｋｍ］を超えると、７５データ点分の範囲を用いるようにする。
【０１１８】
また速度計算部３４は、前回の位置Ｐ０での進行方向の自律速度Ｖを算出する際、減速中であれば、前値速度Ｖn-1が時速３５［ｋｍ］以上から時速２５［ｋｍ］までのとき７５データ点分の範囲を用い、前値速度Ｖn-1が時速２５［ｋｍ］未満になると、２５データ点分の範囲を用いるようにする。
【０１１９】
従って速度計算部３４は、自律速度Ｖに応じて、最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとを抽出する際、データ範囲を２５データ点又は７５データ点に切り替える。
【０１２０】
このとき速度計算部３４は、車両の自律速度Ｖが例えば２５［ｋｍ］以下の低速である場合には路面の微妙な変化により急激に加速度αz及びピッチレートωyが変化するので、その急激な変化に対応するためにデータ範囲を狭く設定する。
【０１２１】
また速度計算部３４は、車両の自律速度Ｖが時速３５［ｋｍ］以上である場合には車両のサスペンションの影響も大きく、加速度αz及びピッチレートωyがゆっくり変化するので、そのゆっくりとした変化に対応するためにデータ範囲を広く設定する。
【０１２２】
このように速度計算部３４は、最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minと抽出する際のデータ範囲を車両の自律速度Ｖに応じて切り替えることにより、当該自律速度Ｖに応じた路面や車両の状況を反映することができ、自律速度Ｖの算出精度を向上させることができる。
【０１２３】
また速度計算部３４は、最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとを抽出する際、加速時と減速時とでデータ範囲を変更するようなヒステリシス性を持たすようになされている。
【０１２４】
これにより速度計算部３４は、自律速度Ｖを算出する際のデータ範囲にヒステリシス性を持たせなかった場合に生じるデータ範囲の切り替え速度付近での頻繁なデータ範囲の切り替えを行う必要がなくなる。この結果速度計算部３４は、このような頻繁な切り替えにより生じる自律速度Ｖの算出誤差を無くすことができ、その分、自律速度Ｖの算出精度をより向上させることができる。
【０１２５】
［１−９．平滑化及びノイズ除去処理］
次に、速度計算部３４により算出された速度データＶＤ１に対して、平滑化及びノイズ除去部３５により施される平滑化及びノイズ除去処理について詳しく説明する。
【０１２６】
まず始めに、平滑化及びノイズ除去部３５は、速度計算部３４から供給された速度データＶＤ１に対して、カットオフ周波数を可変にした１次ＩＩＲのローパスフィルタ処理を施すようになされている。
【０１２７】
具体的に、平滑化及びノイズ除去部３５は、前回の位置Ｐ０での進行方向の自律速度Ｖを算出する際、前値速度Ｖn-1に基づいてカットオフ周波数を決定する。
【０１２８】
ここで、ＰＮＤ１では、車両の走行速度が例えば時速６０［ｋｍ］以上の高速時、速度計算部３４により算出された自律速度Ｖにノイズが大きく含まれており、当該自律速度Ｖのばらつきが大きくなる。そこで平滑化及びノイズ除去部３５は、前値速度Ｖn-1が時速６０［ｋｍ］以上であった場合、カットオフ周波数を小さく設定したローパスフィルタを用いる。
【０１２９】
これに対して平滑化及びノイズ除去部３５は、前値速度Ｖn-1が時速６０［ｋｍ］未満であった場合、カットオフ周波数を大きく設定したローパスフィルタを用いる。
【０１３０】
ところで、速度計算部３４により算出された自律速度Ｖが例えば時速１０［ｋｍ］未満の超低速であった場合、例えば（１）式又は（３）式の分母の値であるピッチレートωyが小さくなり、その結果、（１）式又は（３）式を用いて算出される自律速度Ｖが実際値より非常に大きくなってしまうことが考えられる。
【０１３１】
そこで平滑化及びノイズ除去部３５は、ローパスフィルタ部３３からローパスフィルタ処理が施された加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２を取得し、当該ピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyが所定の閾値未満であった場合、自律速度Ｖが過大であると判断し、ローパスフィルタ処理を施した後の自律速度Ｖを０とする。
【０１３２】
一方、図２４（Ａ）に示すように、ＰＮＤ１は、路面のうねりの円弧Ｂ１が車両のホイールベースＷより大きい場合、上述したような基本原理を用いて正確に自律速度Ｖを算出することができる。
【０１３３】
しかしながら図２４（Ｂ）に示すように、例えば路面のうねりの円弧Ｂ２が車両のホイールベースＷより小さい場合、車両の前輪がうねりを乗り越える際、車両に対して垂直方向の加速度αb及び車両の後輪を中心としたＹ軸周りの角速度ωbが発生する。
【０１３４】
このときＰＮＤ１は、路面のうねりに応じた１〜２［Ｈｚ］の振動により発生する加速度αz及びピッチレートωy（図２４（Ａ））を検出することなく、加速度αb及び角速度ωb（図２４（Ｂ））を３軸加速度センサ４及びＹ軸ジャイロセンサ５によって検出することになる。
【０１３５】
ここで加速度αbは、路面のうねりの円弧Ｂ１が車両のホイールベースＷより大きい場合に発生する加速度αzよりも大きな値を取り、また角速度ωbも路面のうねりの円弧Ｂ１が車両のホイールベースＷより大きい場合に発生するピッチレートωyよりも大きな値を取る。
【０１３６】
また、路面のうねりの円弧Ｂ２が車両のホイールベースＷより小さい場合に発生する加速度αb及び角速度ωbを基に（１）式又は（３）式を用いて算出した速度（以下、これを小円弧速度とも呼ぶ。）を速度Ｖbとする。
【０１３７】
上述した加速度αbが角速度ωbより大きく変化することから、速度Ｖbは、路面のうねりの円弧Ｂ１が車両のホイールベースＷより大きい場合に発生する加速度αz及びピッチレートωyを基に（１）式又は（３）式を用いて算出した自律速度Ｖよりも、非常に大きな値を取る。
【０１３８】
このためＰＮＤ１の速度算出部１１は、路面のうねりの円弧Ｂ２が車両のホイールベースＷより小さい場合、加速度αb及び角速度ωbを用いた小円弧速度Ｖbを算出することにより、自律速度Ｖを過大な値として算出してしまうことになる。
【０１３９】
そこで平滑化及びノイズ除去部３５は、ローパスフィルタ部３３からローパスフィルタ処理が施された加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２を取得し、当該加速度データＡＤ２に相当する加速度αz及びピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyが所定の閾値より大きいか否かを判断する。
【０１４０】
そして平滑化及びノイズ除去部３５は、加速度データＡＤ２に相当する加速度αz及びピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyが所定の閾値より大きい場合、速度Ｖが過大であると判断し、ローパスフィルタ処理を施した後の自律速度Ｖを用いるのではなく前値速度Ｖn-1を用いるようにする。すなわち、平滑化及びノイズ除去部３５は、超低速時以外で自律速度Ｖが過大な値をとったとき、自律速度Ｖが誤っている可能性が高いので前値速度Ｖn-1を用いるようになされている。
【０１４１】
このように平滑化及びノイズ除去部３５は、ローパスフィルタ処理を施した後の自律速度Ｖが過大な値であった場合、超低速時であったときは自律速度Ｖを０とし、それ以外のときは前値速度Ｖn-1を自律速度Ｖとすることにより、当該自律速度Ｖを一段と正確に算出することができる。
【０１４２】
［１−１０．自律速度算出処理を用いた位置算出処理手順］
次に、ＰＮＤ１の制御部１１が、上述したような自律速度Ｖを用いて現在位置を算出する位置算出処理手順について、図２５のフローチャートを用いて説明する。
【０１４３】
実際上、制御部１１は、ルーチンＲＴ１の開始ステップから入ってステップＳＰ１へ移り、３軸加速度センサ４により検出された加速度データＡＤと、Ｙ軸ジャイロセンサ５により検出されたピッチレートデータＰＤとを速度算出処理部２２のデータ取得部３１によって取得した後、次のステップＳＰ２へ移る。
【０１４４】
ステップＳＰ２において制御部１１は、加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤに対してハイパスフィルタ処理を速度算出部２２のハイパスフィルタ部３２により施し、次のステップＳＰ３へ移る。
【０１４５】
ステップＳＰ３において制御部１１は、ハイパスフィルタ処理が施された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対して、例えばカットオフ周波数１［Ｈｚ］の４次ＩＩＲフィルタであるローパスフィルタ処理を速度算出部２２のローパスフィルタ部３３によって施し、次のステップＳＰ４へ移る。
【０１４６】
ステップＳＰ４において制御部１１は、ローパスフィルタ処理が施された加速度データＡＤ２に相当する加速度αz及びピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyを基に、（３）式を用いて速度算出部２２の速度計算部３４によって自律速度Ｖを算出し、次のステップＳＰ５へ移る。
【０１４７】
ステップＳＰ５において制御部１１は、ステップＳＰ４において算出された自律速度Ｖが示す速度データＶＤに対して平滑化及びノイズ除去処理を施す。
【０１４８】
具体的に、制御部１１は、ステップＳＰ４において算出された自律速度Ｖが示す速度データＶＤ１に対してカットオフ周波数を可変にしたローパスフィルタ処理を施す。
【０１４９】
そして制御部１１は、ローパスフィルタ処理を施した後の自律速度Ｖが過大な値であると判断した場合、例えば時速１０［ｋｍ］未満の超低速時であったときは自律速度Ｖを０とし、それ以外のときは前値速度Ｖn-1を自律速度Ｖとし、次のステップＳＰ６へ移る。
【０１５０】
ステップＳＰ６において制御部１１は、Ｚ軸ジャイロセンサ６により検出されたヨーレートデータＹＤを角度算出部２３によって取得し、次のステップＳＰ７へ移る。
【０１５１】
ステップＳＰ７において制御部１１は、ヨーレートデータＹＤに相当するヨーレートωzにサンプリング周期である０．０２［秒］を積算することにより角度θが示された角度データＤＤを角度算出部２３によって算出し、次のステップＳＰ８へ移る。
【０１５２】
ステップＳＰ８において制御部１１は、ステップＳＰ５において平滑化及びノイズ除去処理を施された速度データＶＤ、及びステップＳＰ８において算出された角度データＤＤに基づいて現在位置データＮＰＤ２を算出し、次のステップＳＰ９へ移る。
【０１５３】
ステップＳＰ９において制御部１１は、位置算出部２５から供給された現在位置データＮＰＤ２を基に、車両の現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成した後、表示部２へ出力し、次のステップＳＰ１０へ移って処理を終了する。
【０１５４】
［１−１１．従来の自車マーク表示制御処理］
ところで本発明のＰＮＤ１による自車マーク表示制御処理の説明を行う前に、従来のＰＮＤが一般的な加速度センサ及びジャイロセンサ（又は気圧センサ等）の出力を用いて自律的に算出した車両の自律現在位置データに従い、当該車両の自車マークを表示する場合の自車マーク表示制御処理について説明する。
【０１５５】
図２６（Ａ）に示すように、従来のＰＮＤでは、トンネルＴＮに入る手前のＧＰＳ信号の受信感度が良いエリア（以下、これをＧＰＳ測位区間と呼ぶ）ＡＲ１において、ＧＰＳ信号に基づいて測位したＧＰＳ現在位置データに従い地図画像上に車両の自車マークＰＭを表示することができる。
【０１５６】
その後、従来のＰＮＤでは、車両の移動に伴って当該車両がトンネルＴＮの中に入った場合、ＧＰＳ信号の受信感度が悪いエリア（以下、これを否ＧＰＳ測位区間と呼ぶ）ＡＲ２において、ＧＰＳ現在位置データから切り換えた自律現在位置データに基づいて車両の自車マークＰＭを表示することになる。
【０１５７】
このとき従来のＰＮＤは、自律現在位置データの算出誤差が大きく、否ＧＰＳ測位区間ＡＲ２において自律現在位置データに従い表示した自車マークＰＭが、真の現在位置から次第にかけ離れてしまう。
【０１５８】
その結果、従来のＰＮＤでは、トンネルＴＮの最後の方や、トンネルＴＮを車両が出てＧＰＳ測位区間ＡＲ３へ移動した直後における自車マークＰＭ（？で示される）が必ずしも真の現在位置を示していないことになる。
【０１５９】
このとき従来のＰＮＤでは、図２６（Ｂ）に示すように、車両がトンネルＴＮの中に入って、否ＧＰＳ測位区間ＡＲ２へ移動したとき、自律現在位置データに従って自車マークＰＭを表示し続けていると、次第に自車マークＰＭが真の現在位置を追い越してオーバーランしてしまうことになる。
【０１６０】
そのため従来のＰＮＤでは、自律現在位置データに従ってトンネルＴＮの出口付近に自車マークＰＭが到達したとき、その場所に自車マークＰＭを留めることにより、トンネルＴＮの出口から自車マークＰＭが出てしまわないようにしている。
【０１６１】
このとき従来のＰＮＤでは、トンネルＴＮの出口付近に留めた自車マークＰＭと、実際に走行中の車両が存在する真の現在位置とが乖離してしまうことになり、自車マークＰＭによって真の現在位置をユーザへ提示し得なくなっていた。
【０１６２】
［１−１２．本発明による自車マーク表示制御処理］
そこで、本発明のＰＮＤ１においては、上述した自律速度算出方法に従って算出した自律速度Ｖが示す速度データＶＤと、角度データＤＤとに基づいて算出した従来のＰＮＤよりも高精度な現在位置データＮＰＤ２を用いて車両の自車マークを表示することにより、本発明特有の自車マーク表示制御処理を実行するようになされている。
【０１６３】
実際上ＰＮＤ１の制御部１１は、上述したように、複数のＧＰＳ信号をそれぞれ復調することにより得られる軌道データと、複数のＧＰＳ衛星から車両までの距離データとに基づいて測位した車両の現在位置データＮＰＤ１に従い地図画像上に車両の自車マークを表示することができる。
【０１６４】
またＰＮＤ１の制御部１１は、トンネルの中や地下駐車場のようなＧＰＳ信号を受信できない通信環境下では、上述した自律速度Ｖに基づいて算出した現在位置データＮＰＤ２に切り換え、その現在位置データＮＰＤ２に従って地図画像上に車両の自車マークを表示することができる。
【０１６５】
このようにＰＮＤ１の制御部１１は、ＧＰＳ信号の受信感度が良いエリアから、ＧＰＳ信号の受信感度が悪いエリアへ移動した場合、車両の自車マークを表示するために用いていた現在位置データＮＰＤ１を現在位置データＮＰＤ２へ切り換えることができるようになされている。
【０１６６】
そしてＰＮＤ１の制御部１１は、その逆に、ＧＰＳ信号の受信感度が悪いエリアから、ＧＰＳ信号の受信感度が良いエリアへ移動した場合、車両の自車マークを表示するために用いていた現在位置データＮＰＤ２を現在位置データＮＰＤ１へ切り換えることができるようになされている。
【０１６７】
このような前提のもと、ＰＮＤ１の制御部１１は、図２７（Ａ）に示すように、トンネルＴＮ１に入る手前のＧＰＳ測位区間ＡＲ１０において、現在位置データＮＰＤ１に従い地図画像上に車両の自車マークＰＭを表示する。
【０１６８】
そしてＰＮＤ１の制御部１１は、車両がトンネルＴＮ１の中に入って、ＧＰＳ測位区間ＡＲ１０から否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１へ移動し、自律的に求めた現在位置データＮＰＤ２に従って表示した自車マークＰＭがトンネルＴＮ１の出口付近に到達したとき、従来のＰＮＤのように、その場所に自車マークＰＭを留めてしまう場合、以下の問題が生じる。
【０１６９】
特にＰＮＤ１の制御部１１は、車両がトンネルＴＮ１を出て、次のトンネルＴＮ２に入るまで、例えば１００ｍ以下の非トンネル区間があるものの、当該車両が非トンネル区間を走行している時間が非常に短いため、実際にはＧＰＳ信号を受信できない。
【０１７０】
すなわちＰＮＤ１にとっては、トンネルＴＮ１から非トンネル区間を挟んでトンネルＴＮ２までが実質的に否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１となり、その先のトンネルＴＮ２を出た以降がＧＰＳ測位区間ＡＲ１２となる。
【０１７１】
従ってＰＮＤ１の制御部１１は、車両がトンネルＴＮ１を出た直後、本来ならばＧＰＳ信号に基づいて測位した現在位置データＮＰＤ１に切り換えて自車マークＰＭを表示しなければならないところ、自車マークＰＭをトンネルＴＮ１の出口付近で留めてしまうため、実際の現在位置（破線で示す）と自車マークＰＭとの間に大きなずれを生じさせる。
【０１７２】
そこでＰＮＤ１の制御部１１は、図２７（Ｂ）に示すように、車両がトンネルＴＮ１の中に入って、ＧＰＳ測位区間ＡＲ１０から否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１へ移動したとき、自律的に求めた現在位置データＮＰＤ２に従って自車マークＰＭをトンネルＴＮ１の中で進ませながら表示する。
【０１７３】
そしてＰＮＤ１の制御部１１は、トンネルＴＮ１の先の道路がトンネルではないものの、次のトンネルＴＮ２までの距離が１００ｍ以下しかないようなＧＰＳ信号を受信できない非トンネル区間の場合、次のような表示制御を行う。
【０１７４】
ＰＮＤ１の制御部１１は、トンネルＴＮ１〜ＴＮ２までの否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１においてトンネルＴＮ１の出口付近に自車マークＰＭを留めてしまうことなく、自律的に求めた現在位置データＮＰＤ２に従って自車マークＰＭを移動させながら継続表示する。
【０１７５】
その後、ＰＮＤ１の制御部１１は、トンネルＴＮ１〜ＴＮ２までの否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１から車両が出て、ＧＰＳ測位区間ＡＲ１２へ移動したとき、自律的に求めた現在位置データＮＰＤ２からＧＰＳ信号に基づいて測位した現在位置データＮＰＤ１へ切り換えて自車マークＰＭを表示すれば良い。
【０１７６】
この場合、ＰＮＤ１の制御部１１は、上述した自律速度Ｖを用いて自律的に算出した高精度な現在位置データＮＰＤ２を用い、否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１において自車マークＰＭを継続表示することにより、従来のＰＮＤに比べ、トンネルＴＮ１及びＴＮ２の中であっても、実際の現在位置との誤差が極めて小さい状態で自車マークＰＭをユーザへ提示し得るようになされている。
【０１７７】
［１−１３．自車マーク表示制御処理手順］
実際上、図２８に示すようにＰＮＤ１の制御部１１は、ルーチンＲＴ２の開始ステップから入って次のステップＳＰ１１へ移り、現在、ＧＰＳ測位区間ＡＲ１０にあってＧＰＳによる現在位置の測位が可能か否かを現リンクの属性情報に基づいて判定する。なお、リンクとは、道路を所定単位のノードによって区分けされた１単位である。
【０１７８】
ここで肯定結果が得られると、このことはＧＰＳ信号に基づいて測位した現在位置データＮＰＤ１に応じて自車マークＰＭを表示可能なＧＰＳ走行モード（屋外）へ遷移し、次のステップＳＰ１３へ移る。
【０１７９】
ステップＳＰ１３においてＰＮＤ１の制御部１１は、ＧＰＳ測位区間ＡＲ１０において、ＧＰＳ信号に基づいて測位した現在位置データＮＰＤ１に従い自車マークＰＭを移動させながら表示した後、再度ステップＳＰ１１へ戻る。
【０１８０】
これに対してステップＳＰ１１において否定結果が得られると、このことはＧＰＳによる現在位置の測位が不可能であること、すなわちトンネルＴＮ１に入って否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１を車両が移動中であることを表しており、このときＰＮＤ１の制御部１１は次のステップＳＰ１４へ移る。
【０１８１】
ステップＳＰ１４においてＰＮＤ１の制御部１１は、車両がトンネルＴＮ１〜ＴＮ２までの否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１に入ったため、自律的に求めた現在位置データＮＰＤ２に応じて自車マークＰＭを表示可能な自律走行モード（トンネル）へ遷移し、次のステップＳＰ１５へ移る。
【０１８２】
ステップＳＰ１５においてＰＮＤ１の制御部１１は、自律速度Ｖを用いて算出した高精度な現在位置データＮＰＤ２に従い自車マークＰＭを地図上に表示し、次のステップＳＰ１６へ移る。
【０１８３】
ステップＳＰ１６においてＰＮＤ１の制御部１１は、否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１において、定期的に算出した現在位置データＮＰＤ２に従い自車マークＰＭを進ませながら地図上に表示し、次のステップＳＰ１７へ移る。
【０１８４】
ステップＳＰ１７においてＰＮＤ１の制御部１１は、車両が現在走行中の道路に対して次に位置する前方の道路のリンク情報を地図データから読み出すことにより、その道路属性がトンネルであるか否かを判定する。
【０１８５】
ここで肯定結果が得られると、このことは、次に位置する前方の道路についても引き続きトンネルＴＮ１であることを表しており、このときＰＮＤ１の制御部１１は次のステップＳＰ１８へ移る。
【０１８６】
ステップＳＰ１８においてＰＮＤ１の制御部１１は、前方の道路についても引き続きトンネルＴＮ１であるため、現在位置データＮＰＤ２に従い自車マークＰＭをそのまま進ませながら地図上に表示し、再度ステップＳＰ１１へ戻る。
【０１８７】
これに対してステップＳＰ１７で否定結果が得られると、このことは次に位置する前方の道路についてはトンネルＴＮ１ではないことを表しており、このときＰＮＤ１の制御部１１は次のステップＳＰ１９へ移る。
【０１８８】
ステップＳＰ１９においてＰＮＤ１の制御部１１は、次に位置する前方の道路がトンネルＴＮ１ではないものの、１００ｍ以内に次のトンネルＴＮ２が出現するか否かを判定する。
【０１８９】
ここで否定結果が得られると、このことは１００ｍ未満のうちには次のトンネルＴＮ２が出現しないことを表しており、このときＰＮＤ１の制御部１１はステップＳＰ２０へ移る。
【０１９０】
ステップＳＰ２０においてＰＮＤ１の制御部１１は、現在位置データＮＰＤ２に従い自車マークＰＭを進ませながら表示し、トンネルＴＮ１の出口付近に自車マークＰＭが到達した時点で当該自車マークＰＭを留めて表示し、再度ステップＳＰ１１へ戻る。
【０１９１】
この場合、ＰＮＤ１の制御部１１は、トンネルＴＮ１とトンネルＴＮ２との間隔が１００ｍ以上も離れており、トンネルＴＮ１とトンネルＴＮ２との間に存在する非トンネル区間においてＧＰＳ信号を十分に受信できる。このためＰＮＤ１の制御部１１は、この非トンネル区間がＧＰＳ測位区間となるので、ＧＰＳ信号に基く現在位置データＮＰＤ１に従って自車マークＰＭを移動表示し得るようになされている。
【０１９２】
ここでＰＮＤ１の制御部１１は、トンネルＴＮ１の出口付近に自車マークＰＭが到達した時点で当該自車マークＰＭを留めて表示するが、非常に高精度の現在位置データＮＰＤ２に従い自車マークＰＭを表示しているため、実際の現在位置との誤差を殆ど無い状態で当該自車マークＰＭによる現在位置を提示し得るようになされている。
【０１９３】
そのうえＰＮＤ１の制御部１１は、トンネルＴＮ１から次のトンネルＴＮ２までの非トンネル区間がＧＰＳ信号を受信可能なＧＰＳ測位区間であるため、当該非トンネル区間においてはＧＰＳ信号に基く現在位置データＮＰＤ１に従って実際の現在位置と誤差の少ない自車マークＰＭを提示し得るようになされている。
【０１９４】
このようにＰＮＤ１の制御部１１は、トンネルＴＮ１の中では自律的に求めた高精度の現在位置データＮＰＤ２に従い自車マークＰＭを誤差の少ない状態で表示し、トンネルＴＮ１を出て非トンネル区間（ＧＰＳ測位区間）へ移動したときは、ＧＰＳ信号に基く現在位置データＮＰＤ１に従って自車マークＰＭを誤差の少ない状態で表示し得るようになされている。
【０１９５】
これに対してステップＳＰ１９において肯定結果が得られると、このことは１００ｍ未満のうちに次のトンネルＴＮ２が出現することを表しており、このときＰＮＤ１の制御部１１は次のステップＳＰ１８へ移る。
【０１９６】
ステップＳＰ１８においてＰＮＤ１の制御部１１は、車両がトンネルＴＮ１から出て次のトンネルＴＮ２までの非トンネル区間の長さが１００ｍ未満であって、車両走行中ではＧＰＳ信号を十分に受信できないため、トンネルＴＮ１から非トンネル区間を挟んでトンネルＴＮ２までが否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１であると判断する。
【０１９７】
そしてＰＮＤ１の制御部１１は、トンネルＴＮ１から非トンネル区間を挟んでトンネルＴＮ２までが否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１であり、その先のトンネルＴＮ２を出た以降がＧＰＳ測位区間ＡＲ１２となる。このためＰＮＤ１の制御部１１は、否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１を自律的に求めた現在位置データＮＰＤ２に従って自車マークＰＭをトンネルＴＮ１の出口付近に留めることなく、そのまま移動させながら継続表示し、再度ステップＳＰ１１へ戻る。
【０１９８】
ステップＳＰ１１においてＰＮＤ１の制御部１１は、当該ステップＳＰ１１以降の処理を繰り返すことにより、ＧＰＳ測位区間ＡＲ１０、否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１、ＧＰＳ測位区間ＡＲ１２のような通信環境下を車両が移動する場合でも、実際の現在位置との誤差が極めて少ない自車マークＰＭを提示するようになされている。
【０１９９】
［１−１４．動作及び効果］
以上の構成において、ＰＮＤ１は、路面のうねりによって発生する車両の進行方向に垂直なＺ軸方向の加速度αzを３軸加速度センサ４により検出し、路面のうねりによって発生する当該進行方向と直交したＹ軸周りのピッチレートωyをＹ軸ジャイロセンサ５により検出する。
【０２００】
そしてＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４によって検出された加速度αz及びＹ軸ジャイロセンサ５によって検出されたピッチレートωyを基に、（１）式又は（３）式に従って自律速度Ｖを算出する。
【０２０１】
従ってＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４及びＹ軸ジャイロセンサ５だけを用いた簡易な構成により、ＧＰＳ信号が受信することができない場合であっても車両の自律速度Ｖを正確に算出し、その自律速度ＶとＺ軸周りのヨーレートωzとに基づいて車両の現在位置を示す現在位置データＮＰＤ２を全ての道路環境下で高精度に求めることができる。
【０２０２】
そのうえＰＮＤ１は、車両がトンネルＴＮ１（図２７（Ｂ））の中に入って、ＧＰＳ測位区間ＡＲ１０から否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１へ移動したとき、自律的に求めた現在位置データＮＰＤ２に従って自車マークＰＭをトンネルＴＮ１の中で進ませながら表示する。
【０２０３】
そしてＰＮＤ１の制御部１１は、トンネルＴＮ１の先の道路がトンネルではないものの、次のトンネルＴＮ２までの距離が１００ｍ以下しかないようなＧＰＳ信号を受信できない非トンネル区間の場合、以下のような表示制御を行う。
【０２０４】
すなわちＰＮＤ１の制御部１１は、否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１におけるトンネルＴＮ１の出口付近に自車マークＰＭを留めてしまうのではなく、自律的に求めた現在位置データＮＰＤ２に従ってトンネルＴＮ１〜トンネルＴＮ２までの間、自車マークＰＭを移動させながら継続表示する。
【０２０５】
そしてＰＮＤ１の制御部１１は、否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１から車両が出て、ＧＰＳ測位区間ＡＲ１２へ移動したとき、自律的に求めた現在位置データＮＰＤ２からＧＰＳ信号に基づく現在位置データＮＰＤ１に切り換えて自車マークＰＭを表示する。
【０２０６】
このようにＰＮＤ１の制御部１１は、上述した自律速度Ｖを用いて算出した高精度な現在位置データＮＰＤ２を用い、否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１において自車マークＰＭを継続表示することにより、従来のＰＮＤに比べ、トンネルＴＮ１及びＴＮ２の中であっても、自車マークＰＭを介して実際の現在位置を一段と正確にユーザへ通知することができる。
【０２０７】
またＰＮＤ１の制御部１１は、トンネルＴＮ１とトンネルＴＮ２との間隔が１００ｍ未満であって、車両の高速走行中ではＧＰＳ信号を受信できないような場合でも、あえて自律的な現在位置データＮＰＤ２からＧＰＳ信号に基づく現在位置データＮＰＤ１へ切り換えることなく、当該現在位置データＮＰＤ２に従って自車マークＰＭを継続表示する。
【０２０８】
これによりＰＮＤ１の制御部１１は、トンネルＴＮ１から非トンネル区間を経てトンネルＴＮ２から車両が出るまでの実質的な否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１において、自律的な現在位置データＮＰＤ２に従い自車マークＰＭを高精度に継続表示することができるので、従来のＰＮＤに比べて、誤差の少ない高精度な現在位置を通知することができる。
【０２０９】
以上の構成によれば、ＰＮＤ１はトンネルＴＮ１及びＴＮ２のようなＧＰＳ信号を受信できない環境下だけでなく、トンネルＴＮ１とトンネルＴＮ２との間隔が１００ｍ未満であって、車両の高速走行中ではＧＰＳ信号を受信することが困難であるような通信環境下でも、自車マークＰＭを介して車両の現在位置を高精度に通知することができる。
【０２１０】
＜２．他の実施の形態＞
なお上述した実施の形態においては、速度Ｖを計算する際、加速度データＡＤ２に相当する加速度αzから抽出した最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、角速度データＤＤ２に相当するピッチレートωyから抽出した最大角速度ωy,max及び最小角速度ωy,minとを基に、（３）式を用いて自律速度Ｖを算出するようにした。
【０２１１】
しかしながら本発明はこれに限らず、速度計算部３４は、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２に相当する加速度αz、及びピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyの例えば前回の位置Ｐ０に対応するデータ点Ｐｍを中心とした２５データ点又は７５データ点分の分散をそれぞれ求める。そして速度算出部３４は、加速度αzの分散をピッチレートωyの分散で除算することにより自律速度Ｖを算出するようにしても良い。
【０２１２】
或いは、速度計算部３４は、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２に相当する加速度αz、及びピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyの例えば前回の位置Ｐ０に対応するデータ点Ｐｍを中心とした２５データ点又は７５データ点分の範囲の偏差をそれぞれ求める。そして速度算出部３４は、加速度αzの偏差をピッチレートωyの偏差で除算することにより自律速度Ｖを算出するようにしても良い。
【０２１３】
また上述した実施の形態においては、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５及びＺ軸ジャイロセンサ６により５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で加速度αx、αy、αz、ピッチレートωy及びヨーレートωzを測定するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５及びＺ軸ジャイロセンサ６は、５０［Ｈｚ］以外にも例えば１０［Ｈｚ］等の所定のサンプリング周波数により加速度αx、αy、αz、角速度ωy及び角速度ωzを検出するようにしても良い。
【０２１４】
さらに上述した実施の形態においては、５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出した加速度αz及びピッチレートωyを用いて自律速度Ｖを算出するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、ＰＮＤ１の速度算出部２２は、５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出した加速度αz及びピッチレートωyの例えば２５データ点毎の平均値を取り、当該加速度αz及びピッチレートωyの平均値を用いて自律速度Ｖを算出するようにしても良い。
【０２１５】
この場合、ＰＮＤ１の速度算出部２２は、５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出した加速度αz及びピッチレートωyの例えば２５データ点毎の平均値を取ることにより、自律速度Ｖを１秒当たり２回だけ算出することになる。これによりＰＮＤ１の制御部１１は、自律速度算出処理に対する処理負荷を軽減することができる。
【０２１６】
さらに上述した実施の形態においては、３軸加速度センサ４及びＹ軸ジャイロセンサ５によりそれぞれ検出した加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤに対して、ハイパスフィルタ部２２及びローパスフィルタ部２３によりハイパスフィルタ処理及びローパスフィルタ処理を施すようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、ＰＮＤ１は、加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤに対して、ハイパスフィルタ処理及びローパスフィルタ処理に加えて、移動平均フィルタ処理を施すようにしてもよい。またＰＮＤ１は、加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤに対して、ハイパスフィルタ処理、ローパスフィルタ処理及び移動平均フィルタ処理を任意に組み合わせた処理を施すようにしても良い。
【０２１７】
さらに上述した実施の形態においては、加速度αz及びピッチレートωyを用いて例えば前回の位置Ｐ０の自律速度Ｖを算出する際、当該前回の位置Ｐ０の自律速度Ｖが過大であると判断した場合、前値速度Ｖn-1を前回の位置Ｐ０の自律速度Ｖとするようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、ＰＮＤ１の速度算出部２２は、前回の位置Ｐ０の自律速度Ｖが前値速度Ｖn-1より所定の閾値以上大きかった場合、前回の位置Ｐ０の自律速度Ｖを、前値速度Ｖn-1に車両が加速できるであろう分を加算した値とするようにしてもよい。
【０２１８】
またＰＮＤ１の速度算出部２２は、前回の位置Ｐ０の自律速度Ｖが前値速度Ｖn-1より所定の閾値以上小さかった場合、前回の位置Ｐ０の自律速度Ｖを、前値速度Ｖn-1に車両が減速できるであろう分を減算した値とするようにしてもよい。
【０２１９】
さらに上述した実施の形態においては、加速度αz及びピッチレートωyを基に、（３）式を用いて自律速度Ｖを算出するようにした場合について述べた。
【０２２０】
しかしながら本発明はこれに限らず、ＰＮＤ１の制御部１１は、加速度αz及びピッチレートωyを基に（３）式を用いて算出した自律速度Ｖと、ＧＰＳ信号を基に算出したＧＰＳ速度Ｖgとを比較する。
【０２２１】
そしてＰＮＤ１の制御部１１は、自律速度ＶとＧＰＳ速度Ｖgとに誤差が生じていた場合、例えば自律速度Ｖとの誤差が最小となるように一次関数や２次以上の高次関数等により補正するための補正係数を算出し、記憶部１２へ当該補正係数を記憶する。
【０２２２】
従ってＰＮＤ１の速度算出部２２は、３軸加速度センサ４及びＹ軸ジャイロセンサ５によりそれぞれ検出した加速度αz及びピッチレートωyを基に（３）式を用いて自律速度Ｖを算出した後、記憶部１２から補間係数を読み出し、当該補間係数を用いて当該自律速度Ｖを一次関数や２次以上の高次関数等により補正する。
【０２２３】
このようにＰＮＤ１は、ＧＰＳ信号を基に算出したＧＰＳ速度Ｖgを基に自律速度Ｖの補正係数を予め学習しておくことにより、当該自律速度Ｖの算出精度をより向上させることができる。
【０２２４】
なお、ＰＮＤ１の制御部１１は、自律速度ＶとＧＰＳ速度Ｖgとの補正係数を算出する際、例えば超低速、低速、中速及び高速等のような複数の速度領域に自律速度Ｖを分割し、当該複数の速度領域ごとに補正係数を算出するようにしても良い。
【０２２５】
またＰＮＤ１の制御部１１は、自律速度ＶとＧＰＳ速度Ｖgとの補正係数を算出する際、所定例えば時速６０［ｋｍ］以上の高速時に対してだけ、補正係数を算出するようにしても良い。
【０２２６】
さらに上述した実施の形態においては、ＰＮＤ１が、電源電力の供給を受けている間、現在位置算出処理手順に従ってナビゲーションを行うにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、ＰＮＤ１は、電源ボタン（図示せず）がユーザによって押下操作されることによってオフされた場合、当該電源ボタンが押下された時点での現在位置及び高度等を記憶部１２へ記憶する。そしてＰＮＤ１は、再び電源ボタンがユーザによって押下操作されることによってオンされた場合、記憶部１２から現在位置及び高度等を読み出し、当該現在位置及び高度等から再び現在位置算出処理手順に従ってナビゲーションを行うようにしても良い。
【０２２７】
さらに上述した実施の形態においては、ＰＮＤ１が、車両のダッシュボード上に載置されたクレードル３によって保持されている状態で、自律速度Ｖを算出するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、ＰＮＤ１が、クレードル３から機械的或いは電気的に取り外されたことを認識すると、自律速度Ｖを０とする、或いは前値速度Ｖn-1のまま継続するようにしても良い。
【０２２８】
さらに上述した実施の形態においては、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６及び気圧センサ７がＰＮＤ１の内部に設けられているようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６及び気圧センサ７が、ＰＮＤ１の外部に設けられているようにしてもよい。
【０２２９】
またＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６及び気圧センサ７の取り付け角度を調節できるような調節機構を例えば当該ＰＮＤ１の側面に設けるようにしても良い。
【０２３０】
これによりＰＮＤ１は、その表示部２が車両の進行方向に対してほぼ垂直となるように設置されていない場合であっても、調節機構をユーザに調節させることによって、例えばＹ軸ジャイロセンサ５の回転軸を車両の垂直方向と揃えることができる。
【０２３１】
さらに上述した実施の形態においては、ピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyが所定の閾値未満であった場合、及び加速度データＡＤ２に相当する加速度αz及びピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyがそれぞれ所定の閾値より大きい場合、自律速度Ｖが過大であると判断するようにした。しかしながら本発明はこれに限らず、制御部１１は、速度計算部３４によって算出された自律速度Ｖが前値速度Ｖn-1より所定速度以上の大きな値を取ったとき、自律速度Ｖが過大であると判断するようにしても良い。
【０２３２】
この場合、平滑化及びノイズ除去部３５は、速度計算部３４によって算出された自律速度Ｖが前値速度Ｖn-1より所定速度以上の大きな値を取ったときで、かつ前値速度が例えば時速１０［ｋｍ］未満の超低速時であった場合、自律速度Ｖを０とする。また平滑化及びノイズ除去部３５は、速度計算部３４によって算出された自律速度Ｖが前値速度Ｖn-1より所定速度以上の大きな値を取ったときで、かつ前値速度が例えば時速１０［ｋｍ］以上であった場合、前値速度Ｖn-1を自律速度Ｖとするようにすればよい。
【０２３３】
さらに上述した実施の形態においては、ＰＮＤ１の制御部１１が、予め記憶部１２に格納されているアプリケーションプログラムに従い、上述したルーチンＲＴ１の現在位置算出処理手順や、ルーチンＲＴ２の自車マーク表示制御処理手順を行うようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、ＰＮＤ１の制御部１１が、記憶媒体からインストールしたアプリケーションプログラムや、インターネットからダウンロードしたアプリケーションプログラム、その他種々のルートによってインストールしたアプリケーションプログラムに従って上述した現在位置算出処理手順や自車マーク表示制御処理手順を行うようにしても良い。
【０２３４】
さらに上述した実施の形態においては、車両がトンネルＴＮ１及びＴＮ２を走行しているときを否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１であると認識し、その間、自律的な現在位置データＮＰＤ２に従って自車マークＰＭを高精度に継続表示するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、道路の属性情報に基づいてＧＰＳ信号を受信し難いと想定される高速道路の高架下近傍を走行しているときや、地下駐車場を走行しているときを否ＧＰＳ測位区間ＡＲ１１であると認識し、その間、自律的な現在位置データＮＰＤ２に従って自車マークＰＭを高精度に継続表示するようにしても良い。
【０２３５】
さらに上述した実施の形態においては、ステップＳＰ２０で現在位置データＮＰＤ２に従い自車マークＰＭを進ませながら表示し、トンネルＴＮ１の出口付近に自車マークＰＭが到達した時点で当該自車マークＰＭを留めるようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、自律的に測位した現在位置データＮＰＤ２が従来よりも高精度であるため、あえてトンネルＴＮ１の出口付近に自車マークＰＭを留めることなく、現在位置データＮＰＤ２に従って自車マークＰＭを継続表示するようにしても良い。
【０２３６】
さらに上述した実施の形態においては、本発明のナビゲーション装置をＰＮＤ１に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ナビゲーション装置を搭載した携帯電話機に適用するようにしても良い。
【０２３７】
図２９に示すように、携帯電話機１００はＣＰＵ構成の統括制御部１０１が、携帯電話機としての機能を司る携帯電話ユニット１０２を制御する。
【０２３８】
また携帯電話機１００は、上述したＰＮＤ１のナビゲーション機能を実現するための図７に示した制御部１１、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６及び気圧センサ７を有するナビゲーションユニット１０６を統括制御部１０１により制御する。ここでは、制御部１１の構成については同じであるため、便宜上その説明を省略する。
【０２３９】
なお携帯電話機１００は、各種データの保存等に用いられる半導体メモリ等でなる記憶部１０３、各種表示を行うＬＣＤ(Liquid Crystal Device)でなる表示部１０４、入力釦等の操作部１０５を有している。
【０２４０】
携帯電話機１００は、通常モードの場合、通話機能や電子メール機能を実現すべく携帯電話ユニット１０２を用いる。実際上、携帯電話機１００の携帯電話ユニット１０２は、アンテナ１１０を介して受信した受信信号を送受信部１１１へ送出する。
【０２４１】
送受信部１１１は、送信部及び受信部によって構成されており、受信信号を所定の方式に従って復調等することにより受信データに変換し、これをデコーダ１１２へ送出する。デコーダ１１２はマイクロコンピュータ構成でなる携帯電話制御部１１４の制御に従って受信データをデコードすることにより相手方の通話音声データを復元し、スピーカ１１３へ出力する。スピーカ１１３は通話音声データを基に相手方の通話音声を出力する。
【０２４２】
一方、携帯電話ユニット１０２は、マイクロフォン１１５から集音した音声信号をエンコーダ１１６へ送出する。エンコーダ１１６は、携帯電話制御部１１４の制御に従って音声信号をデジタル変換した後に所定の方式でエンコードすることにより得た音声データを送受信部１１１へ送出する。
【０２４３】
送受信部１１１は、音声データを所定の方式に従って変調した後、アンテナ１１０を介して基地局へ無線送信する。
【０２４４】
このとき携帯電話ユニット１０２の携帯電話制御部１１４は、操作部１０５からの操作命令に応じて表示部１０４に相手方の電話番号や電波受信状況等を表示する。
【０２４５】
なお携帯電話ユニット１０２の携帯電話制御部１１４は、送受信部１１１からデコーダ１１２へ供給された受信データが電子メールの場合、受信データをデコードすることにより復元した電子メールデータを表示部１０４へ送出し、当該表示部１０４に電子メールを表示すると共に、記憶部１０３に記憶する。
【０２４６】
また携帯電話ユニット１０２の携帯電話制御部１１４は、操作部１０５を介して入力された電子メールデータが供給された場合、これをエンコーダ１１６によってエンコードした後、送受信部１１１及びアンテナ１１０を経由して無線送信するようになされている。
【０２４７】
一方、携帯電話機１００は、ナビゲーションモードの場合、統括制御部１０１がナビゲーションユニット１０６を制御し、上述したような、自車マーク表示制御処理手順（図２８）を実行し得るようになされている。
【０２４８】
さらに上述した実施の形態においては、上述した自律速度算出方法に従って算出した自律速度Ｖが示す速度データＶＤと、角度データＤＤとに基づいて算出した従来のＰＮＤよりも高精度な現在位置データＮＰＤ２を用いて自車マークＰＭを表示するようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、現在位置データＮＰＤ２と同程度の精度を有するのであれば、車両の進行方向に直交した水平方向の加速度と、当該進行方向に直交した垂直軸周りの角速度とを基に進行方向の速度を算出し、当該進行方向の速度に基づいて算出した現在位置を用いて自車マークＰＭを表示したり、その他種々の方法によって自律的に算出した車両の自律現在位置データを用いて自車マークＰＭを表示するようにしても良い。
【０２４９】
さらに上述した実施の形態においては、測位手段としてのＧＰＳ処理部２１、地図表示手段及び現在位置通知手段としてのナビゲーション部２６、推測現在位置取得手段としての速度算出部２２及び位置算出部２５、制御手段としてのナビゲーション部２６によって本発明のナビゲーション装置としてのＰＮＤ１を構成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、この他種々の構成でなる測位手段、地図表示手段、現在位置通知手段、推測現在位置取得手段及び制御手段によってナビゲーション装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２５０】
本発明のナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びナビゲーション機能付携帯電話機は、例えば車両以外にも、バイク、電車等のその他種々に実装されたＰＮＤや据置型のナビゲーション装置等に適用することができる。
【符号の説明】
【０２５１】
１……ＰＮＤ、２、１０４……表示部、３……クレードル、４……３軸加速度センサ、５……Ｙ軸ジャイロセンサ、６……Ｚ軸ジャイロセンサ、７……気圧センサ、１１……制御部、１２、１０３……記憶部、２１……ＧＰＳ処理部、２２、５２……速度算出部、２３……角度算出部、２４……高度算出部、２５……位置算出部、２６……ナビゲーション部、３１……データ取得部、３２、６２……ハイパスフィルタ部、３３、６３……ローパスフィルタ部、３４……速度計算部、３５……平滑化及びノイズ除去部、３６……速度出力部、１００……ナビゲーション機能付携帯電話機、１０１……統括制御部、１０２……携帯電話ユニット、１０５……操作部、１１０……アンテナ、１１１……送受信部、１１２……デコーダ、１１３……スピーカ、１１４……携帯電話制御部、１１５……マイクロフォン、１１６……エンコーダ。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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