(57)【要約】【課題】ＧＰＳ信号に基づく３Ｄ測位による高度表示の不適切な変動を防止すること。【解決手段】ＧＰＳ信号に基づいて移動体のＧＰＳ高度を算出するＧＰＳ処理部と、気圧を計測する気圧計測部と、前記ＧＰＳ処理部により算出されるＧＰＳ高度の信頼度を判定する判定部と、前記判定部により判定される前記信頼度に応じて、前記移動体の絶対高度を出力する出力部と、を備え、前記出力部は、前記信頼度が予め定義される出力基準を満たす場合には、前記ＧＰＳ処理部により算出された最新のＧＰＳ高度を前記移動体の絶対高度として出力し、前記信頼度が前記出力基準を満たさない場合には、絶対高度の過去の出力値と前記気圧計測部により計測された気圧とを用いて算出される高度を前記移動体の絶対高度として出力する、高度出力装置を提供する。【選択図】図２
2011122996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ信号に基づいて移動体のＧＰＳ高度を算出するＧＰＳ処理部と；
気圧を計測する気圧計測部と；
前記ＧＰＳ処理部により算出されるＧＰＳ高度の信頼度を判定する判定部と；
前記判定部により判定される前記信頼度に応じて、前記移動体の絶対高度を出力する出力部と；
を備え、
前記出力部は、前記信頼度が予め定義される出力基準を満たす場合には、前記ＧＰＳ処理部により算出された最新のＧＰＳ高度を前記移動体の絶対高度として出力し、前記信頼度が前記出力基準を満たさない場合には、絶対高度の過去の出力値と前記気圧計測部により計測された気圧とを用いて算出される高度を前記移動体の絶対高度として出力する、
高度出力装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記ＧＰＳ信号の信号強度及び前記移動体の移動速度に応じて、ＧＰＳ高度の前記信頼度が高レベル又は高レベル以外のレベルのいずれかであると判定し、
前記出力基準は、ＧＰＳ高度の前記信頼度が高レベルであると前記判定部により一定の期間にわたって継続的に判定されることである、
請求項１に記載の高度出力装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記ＧＰＳ信号の信号強度の代表値が予め定義される閾値を上回り、かつ前記移動体の速度が予め定義される閾値を上回る場合に、ＧＰＳ高度の前記信頼度が高レベルであると判定する、請求項２に記載の高度出力装置。
【請求項４】
前記高度出力装置は、
ＧＰＳ高度が絶対高度として前回出力された時点からの前記気圧計測部により計測される気圧の差分を算出する差分算出部、
をさらに備え、
前記出力部は、前記信頼度が前記出力基準を満たさない場合には、前記差分算出部により算出される気圧の差分に応じた高度の変化量を前記時点における絶対高度の出力値に加えた値を、前記移動体の絶対高度として出力する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の高度出力装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記ＧＰＳ信号の信号強度の代表値が予め定義される閾値を下回る場合には、ＧＰＳ高度の前記信頼度が低レベルであると判定し、
前記出力部は、前記信頼度が低レベルであると判定される場合には、前記移動体の絶対高度を出力しない、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の高度出力装置。
【請求項６】
ＧＰＳ信号に基づいて移動体のＧＰＳ高度を算出するステップと；
気圧を計測するステップと；
算出されたＧＰＳ高度の信頼度を判定するステップと；
判定された前記信頼度が予め定義される出力基準を満たす場合には、算出された最新のＧＰＳ高度を前記移動体の絶対高度として出力し、判定された前記信頼度が前記出力基準を満たさない場合には、絶対高度の過去の出力値と計測された気圧とを用いて算出される高度を前記移動体の絶対高度として出力するステップと；
を含む、高度出力方法。
【請求項７】
ＧＰＳ信号に基づいて移動体のＧＰＳ高度を算出するＧＰＳ処理部及び気圧を計測する気圧計測部を備える高度出力装置を制御するコンピュータを：
前記ＧＰＳ処理部により算出されるＧＰＳ高度の信頼度を判定する判定部と；
前記判定部により判定される前記信頼度に応じて、前記移動体の絶対高度を出力する出力部と；
として機能させるためのプログラムであって、
前記出力部は、前記信頼度が予め定義される出力基準を満たす場合には、前記ＧＰＳ処理部により算出された最新のＧＰＳ高度を前記移動体の絶対高度として出力し、前記信頼度が前記出力基準を満たさない場合には、絶対高度の過去の出力値と前記気圧計測部により計測された気圧とを用いて算出される高度を前記移動体の絶対高度として出力する、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高度出力装置、高度出力方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ（Global  Positioning  System：全地球測位システム）衛星から送信されるＧＰＳ信号に基づいて装置の位置を算出し、算出した当該位置を地図画面上に表示するナビゲーション装置が広く普及している。ナビゲーション装置は、例えば、自動車又は船舶などに固定的に設置され、自動車の運転又は操船の際に利用される。また、小型化された携帯型のナビゲーション装置（ＰＮＤ：Portable  Navigation  Device）は、自転車又は徒歩などで移動するユーザにも利用される。
【０００３】
ところで、ＧＰＳ信号に基づいて、ナビゲーション装置の位置だけでなく、ナビゲーション装置の高度をも算出することができる。ナビゲーション装置の位置に加えて高度を算出する測位は、３Ｄ（3-Dimensional）測位と呼ばれる。３Ｄ測位は、誤差の校正まで含めると、４つ以上のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号をナビゲーション装置が受信できる場合に可能となる。一方、３つのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号のみを受信できる場合には、２Ｄ（2-Dimensional）測位による位置のみの算出が可能である。
【０００４】
高度表示機能は、一般的なカーナビゲーション装置の画面上でユーザに現在高度を知らせるために用いられるほか、例えば、旅行者又は登山者などを含むユーザにより携帯され得るＰＮＤにとっても重要である。そこで、下記特許文献１は、ＧＰＳ信号に基づく３Ｄ測位が不可能な場合に気圧の計測結果を用いて決定される高度を出力することのできるナビゲーション装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１４９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、多くの場合、ＧＰＳ信号に基づいて算出される高度の誤差は、位置の誤差と比較して大きい。その主な理由は、ナビゲーション装置が平面方向に広く移動し得るのに対して高度方向にはあまり移動しないため、高度方向の計算の精度が犠牲にされていることである。特に、ナビゲーション装置の移動速度が遅い場合に、位置及び高度の計算の精度は低下する傾向にある。その結果、３Ｄ測位が可能な場合にも、ＧＰＳ信号に基づいて算出される高度を画面上に表示すると、ユーザが停止し又は水平に移動しているにも関わらず表示される高度値が変動してしまうという好ましくない現象が生じる。こうした現象は、高度を表示することにより却ってユーザに混乱を与えかねないことから、避けられることが望ましい。
【０００７】
そこで、本発明は、ＧＰＳ信号に基づく３Ｄ測位による高度表示の不適切な変動を防止することのできる、新規かつ改良された高度出力装置、高度出力方法及びプログラムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある実施形態によれば、ＧＰＳ信号に基づいて移動体のＧＰＳ高度を算出するＧＰＳ処理部と、気圧を計測する気圧計測部と、上記ＧＰＳ処理部により算出されるＧＰＳ高度の信頼度を判定する判定部と、上記判定部により判定される上記信頼度に応じて、上記移動体の絶対高度を出力する出力部と、を備え、上記出力部は、上記信頼度が予め定義される出力基準を満たす場合には、上記ＧＰＳ処理部により算出された最新のＧＰＳ高度を上記移動体の絶対高度として出力し、上記信頼度が上記出力基準を満たさない場合には、絶対高度の過去の出力値と上記気圧計測部により計測された気圧とを用いて算出される高度を上記移動体の絶対高度として出力する、高度出力装置が提供される。
【０００９】
また、上記判定部は、上記ＧＰＳ信号の信号強度及び上記移動体の移動速度に応じて、ＧＰＳ高度の上記信頼度が高レベル又は高レベル以外のレベルのいずれかであると判定してもよく、その場合に、上記出力基準は、ＧＰＳ高度の上記信頼度が高レベルであると上記判定部により一定の期間にわたって継続的に判定されることであってもよい。
【００１０】
また、上記判定部は、上記ＧＰＳ信号の信号強度の代表値が予め定義される閾値を上回り、かつ上記移動体の速度が予め定義される閾値を上回る場合に、ＧＰＳ高度の上記信頼度が高レベルであると判定してもよい。
【００１１】
また、上記高度出力装置は、ＧＰＳ高度が絶対高度として前回出力された時点からの上記気圧計測部により計測される気圧の差分を算出する差分算出部、をさらに備え、上記出力部は、上記信頼度が上記出力基準を満たさない場合には、上記差分算出部により算出される気圧の差分に応じた高度の変化量を上記時点における絶対高度の出力値に加えた値を、上記移動体の絶対高度として出力してもよい。
【００１２】
また、上記判定部は、上記ＧＰＳ信号の信号強度の代表値が予め定義される閾値を下回る場合には、ＧＰＳ高度の上記信頼度が低レベルであると判定し、上記出力部は、上記信頼度が低レベルであると判定される場合には、上記移動体の絶対高度を出力しなくてもよい。
【００１３】
また、本発明の別の実施形態によれば、ＧＰＳ信号に基づいて移動体のＧＰＳ高度を算出するステップと、気圧を計測するステップと、算出されたＧＰＳ高度の信頼度を判定するステップと、判定された上記信頼度が予め定義される出力基準を満たす場合には、算出された最新のＧＰＳ高度を上記移動体の絶対高度として出力し、判定された上記信頼度が上記出力基準を満たさない場合には、絶対高度の過去の出力値と計測された気圧とを用いて算出される高度を上記移動体の絶対高度として出力するステップと、を含む高度出力方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の別の実施形態によれば、ＧＰＳ信号に基づいて移動体のＧＰＳ高度を算出するＧＰＳ処理部及び気圧を計測する気圧計測部を備える高度出力装置を制御するコンピュータを、上記ＧＰＳ処理部により算出されるＧＰＳ高度の信頼度を判定する判定部と、上記判定部により判定される上記信頼度に応じて、上記移動体の絶対高度を出力する出力部と、として機能させるためのプログラムであって、上記出力部は、上記信頼度が予め定義される出力基準を満たす場合には、上記ＧＰＳ処理部により算出された最新のＧＰＳ高度を上記移動体の絶対高度として出力し、上記信頼度が上記出力基準を満たさない場合には、絶対高度の過去の出力値と上記気圧計測部により計測された気圧とを用いて算出される高度を上記移動体の絶対高度として出力する、プログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明に係る高度出力装置、高度出力方法及びプログラムによれば、ＧＰＳ信号に基づく３Ｄ測位による高度表示の不適切な変動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る高度出力装置の外観を示す模式図である。
【図２】一実施形態に係る高度出力装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】一実施形態に係る高度出力装置により判定される信頼度について説明するための説明図である。
【図４】気圧の差分に基づく高度算出処理の一例について説明するための説明図である。
【図５】一実施形態に係る高度出力装置の画面に表示される出力画像の一例を示す説明図である。
【図６】一実施形態に係る高度出力装置において出力される絶対高度及びＧＰＳ高度の値の変化の一例を示すグラフである。
【図７】一実施形態に係る信頼度判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８Ａ】一実施形態に係る高度出力処理の流れの一例を示すフローチャートの前半部である。
【図８Ｂ】一実施形態に係る高度出力処理の流れの一例を示すフローチャートの後半部である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００１８】
また、以下の順序にしたがって当該「発明を実施するための形態」を説明する。
１．高度出力装置の概要
２．一実施形態に係る高度出力装置の構成例
３．一実施形態に係る処理の流れ
４．まとめ
【００１９】
＜１．高度出力装置の概要＞
まず、図１を用いて、高度出力装置の概要について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る高度出力装置１００の外観を示す模式図である。図１を参照すると、高度出力装置１００は、装置の前面に設けられる表示部１０２及び操作部１０４を備える。また、高度出力装置１００は、クレードル１０６と接続されている。
【００２０】
表示部１０２は、例えば、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）又はＯ−ＬＥＤ（Organic  light-emitting  diode）ディスプレイなどにより構成される。表示部１０２は、例えば、高度出力装置１００の内部に設けられる記憶媒体（図示せず）に記憶されている地図データ、並びに後に説明する位置データ及び高度データを用いて生成される出力画像を画面上に表示する。
【００２１】
操作部１０４は、高度出力装置１００がユーザ入力を受け付けるための手段である。操作部１０４は、例えば、ボタン、スイッチ、ダイヤル又はレバーなどの物理的な入力手段であってもよい。その代わりに、操作部１０４は、例えば、タッチパネル機能を有する表示部１０２上に表示されるＧＵＩ（Graphical  User  Interface）として実装されてもよい。また、操作部１０４は、図１に示した高度出力装置１００の本体とは別体に構成されるリモートコントローラであってもよい。
【００２２】
クレードル１０６は、高度出力装置１００が例えば車両に固定される際に、高度出力装置１００と接続される。クレードル１０６は、例えば、車両のバッテリから供給される電力を高度出力装置１００に供給してもよい。高度出力装置１００がＰＮＤとして使用される場合には、高度出力装置１００は、クレードル１０６と接続されていない状態でユーザにより携帯され得る。その場合、高度出力装置１００は、内蔵されるバッテリ（図示せず）から電力を供給される。
【００２３】
上述したように、高度出力装置１００は、据置き型のナビゲーション装置であってもよく、又はユーザに携帯され得るＰＮＤであってもよい。さらに、本明細書では高度出力装置１００がナビゲーション装置である例について説明するが、本発明はナビゲーション装置以外の様々な装置にも適用可能である。例えば、移動体の位置を表示せず高度のみを表示する高度出力専用装置、又はこれら装置に内蔵される高度出力モジュールとして本発明が具現化されてもよい。
【００２４】
＜２．一実施形態に係る高度出力装置の構成例＞
図２は、図１に示した高度出力装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図２を参照すると、高度出力装置１００は、表示部１０２、操作部１０４、ＧＰＳアンテナ１１０、ＧＰＳ処理部１１２、速度取得部１１４、信頼度判定部１２０、気圧計測部１３０、差分算出部１３２、高度出力部１４０、記憶部１４２、及びナビゲーション部１５０を備える。
【００２５】
（ＧＰＳアンテナ）
ＧＰＳアンテナ１１０は、複数のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する。各ＧＰＳ信号には、送信元のＧＰＳ衛星の識別データ、時刻データ及び軌道データなどが変調されている。そして、ＧＰＳアンテナ１１０は、受信した各ＧＰＳ信号をＧＰＳ処理部１１２へ出力する。
【００２６】
（ＧＰＳ処理部）
ＧＰＳ処理部１１２は、ＧＰＳアンテナ１１０から入力されるＧＰＳ信号を復調することにより、上述したＧＰＳ衛星の識別データ、時刻データ及び軌道データなどを取得する。そして、ＧＰＳ処理部１１２は、取得したデータに基づいて、移動体の緯度、経度又は高度を算出する。例えば、ＧＰＳアンテナ１１０により３つのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号が受信された場合には、２Ｄ測位が可能である。この場合、ＧＰＳ処理部１１２は、移動体の緯度及び経度、即ち移動体の２次元位置を算出することができる。また、ＧＰＳアンテナ１１０により４つ以上のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号が受信された場合には、３Ｄ測位が可能である。この場合、ＧＰＳ処理部１１２は、移動体の２次元位置に加えて高度を算出する。本明細書において、ＧＰＳ処理部１１２によりＧＰＳ信号に基づいて算出される移動体の高度をＧＰＳ高度という。なお、移動体の高度とは、例えば、高度出力装置１００が設置された車両若しくは船舶などの位置する高度、又は高度出力装置１００を携帯するユーザの位置する高度に対応する（実質的には、ＧＰＳアンテナ１１０の位置する高度を指す）。ＧＰＳ処理部１１２は、そのように算出した移動体のＧＰＳ高度ＨＧＰＳを、高度出力部１４０へ出力する。また、ＧＰＳ処理部１１２は、移動体の緯度ＸＧＰＳ及び経度ＹＧＰＳを、ナビゲーション部１５０へ出力する。
【００２７】
さらに、ＧＰＳ処理部１１２は、ＧＰＳアンテナ１１０から入力される各ＧＰＳ信号の信号強度（受信信号強度）を測定する。ＧＰＳ信号の信号強度は、ＧＰＳ信号の受信状況が良好である場合、即ち、例えばＧＰＳアンテナ１１０とＧＰＳ衛星との間に信号を遮蔽する物体が存在しない場合、又は雑音が少ない場合などに大きい値を示す。ＧＰＳ処理部１１２は、測定した各ＧＰＳ信号の信号強度Ｓ１〜Ｓｎ（下付文字は個々のＧＰＳ衛星に対応する）を、信頼度判定部１２０へ出力する。
【００２８】
（速度取得部）
速度取得部１１４は、移動体の移動速度を取得する。速度取得部１１４は、例えば、ＧＰＳ処理部１１２がＧＰＳ信号に基づいて算出する移動体の緯度及び経度の変化から移動体の移動速度を算出してもよい。その代わりに、速度取得部１１４は、例えば３軸加速度センサを用いて移動体の加速度を検出し、検出した当該加速度を積算することにより移動体の速度を取得してもよい。また、速度取得部１１４は、例えば移動体が車両である場合には、当該車両の速度メータにより測定された速度を取得してもよい。速度取得部１１４は、そのように取得した移動速度Ｖを、信頼度判定部１２０へ出力する。
【００２９】
（信頼度判定部）
信頼度判定部１２０は、ＧＰＳ処理部１１２から入力されるＧＰＳ信号の信号強度Ｓ１〜Ｓｎ及び速度取得部１１４から入力される移動速度Ｖに応じて、ＧＰＳ処理部１２０により算出されるＧＰＳ高度の信頼度を判定する。
【００３０】
図３は、信頼度判定部１２０により判定される信頼度について説明するための説明図である。図３の第２行〜第４行には、信頼度の判定のための３つの条件Ｃ１、Ｃ２及びＣ３が列挙されている。また、図３の第５行には、各条件が充足されたか否かの評価に応じた信頼度の判定結果が示されている。
【００３１】
まず、第１の条件Ｃ１は、３Ｄ測位が可能か否か、である。例えば、３Ｄ測位に使用し得る大きさの信号強度を有するＧＰＳ信号を４つ以上のＧＰＳ衛星から受信できる場合には、３Ｄ測位が可能である。３Ｄ測位が不可能な場合には、ＧＰＳ処理部１１２によりＧＰＳ高度が算出されないため、信頼度判定部１２０は、信頼度を判定しなくてよい。
【００３２】
第２の条件Ｃ２は、ＧＰＳ信号の受信状況が良好か否か、である。例えば、ＧＰＳ信号の信号強度の代表値が予め定義される閾値を上回る場合には、ＧＰＳ信号の受信状況が良好であるとみなすことができる。ＧＰＳ信号の信号強度の代表値とは、例えば、ＧＰＳ処理部１１２がＧＰＳ高度の算出処理に使用する数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の信号強度の平均値又は最小値などであってよい。即ち、例えば、ＧＰＳ処理部１１２がＧＰＳ高度の算出処理に６個のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を使用する場合には、当該６個のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の信号強度の代表値（平均値又は最小値など）が閾値と比較される。
【００３３】
第３の条件Ｃ３は、移動体の移動速度が速いか否か、である。例えば、速度取得部１１４から入力される移動速度Ｖが予め定義される閾値（例えば、時速４ｋｍ／ｈなど）を上回る場合には、移動体の移動速度は速いと判断される。
【００３４】
これら３つの条件（特に条件Ｃ２及びＣ３）を用いて、信頼度判定部１２０は、ＧＰＳ処理部１２０により算出されるＧＰＳ高度の信頼度を、“高”、“中”、“低”の３つのレベルに分類する。例えば、信頼度判定部１２０は、３Ｄ測位が可能（条件Ｃ１を満たす）であって、ＧＰＳ信号の受信状況が良好でない（条件Ｃ２を満たさない）場合には、信頼度は低レベルであると判定する。また、信頼度判定部１２０は、３Ｄ測位が可能であって、ＧＰＳ信号の受信状況が良好であり（条件Ｃ２を満たす）、かつ移動速度が速くない（条件Ｃ３を満たさない）場合には、信頼度は中レベルであると判定する。また、信頼度判定部１２０は、３Ｄ測位が可能であって、ＧＰＳ信号の受信状況が良好であり、かつ移動速度が速い（条件Ｃ３を満たす）場合には、信頼度は高レベルであると判定する。
【００３５】
信頼度判定部１２０は、このように判定したＧＰＳ高度の信頼度Ｌｖ（Ｌｖ＝“高”、“中”又は“低”）を、高度出力部１４０へ出力する。
【００３６】
（気圧計測部）
気圧計測部１３０は、移動体の周囲の気圧ＰＲを、例えば静電容量式の気圧センサを用いて計測する。そして、気圧計測部１３０は、計測した気圧ＰＲを、差分算出部１３２へ出力する。
【００３７】
（差分算出部）
差分算出部１３２は、ＧＰＳ高度が絶対高度として高度出力部１４０により出力された前回の時点からの、気圧計測部１３０により計測される気圧ＰＲの差分ＤＰＲを算出する。より具体的には、例えば、差分算出部１３２は、高度出力部１４０から通知される出力時点において気圧計測部１３０から入力された気圧ＰＲの値（かかる値を、ＰＲＰＲＥＶと表す）を一時的に保持する。そして、差分算出部１３２は、一定のサンプリング周波数で気圧計測部１３０により計測される気圧ＰＲから一時的に保持している値ＰＲＰＲＥＶを減算する。それにより、差分ＤＰＲ（ＤＰＲ＝ＰＲ−ＰＲＰＲＥＶ）が算出される。差分算出部１３２は、このように算出された気圧の差分ＤＰＲを、高度出力部１４０へ出力する。
【００３８】
（高度出力部）
高度出力部１４０は、信頼度判定部１２０により判定されるＧＰＳ高度の信頼度に応じて、移動体の絶対高度をナビゲーション部１５０へ出力する。より具体的には、高度出力部１４０は、信頼度判定部１２０から入力されるＧＰＳ高度の信頼度Ｌｖが予め定義される出力基準を満たす場合には、ＧＰＳ処理部１１２により算出された最新のＧＰＳ高度ＨＧＰＳを移動体の絶対高度ＨＡＢＳとして出力する。また、高度出力部１４０は、当該信頼度が上述した出力基準を満たさない場合には、絶対高度の過去の出力値ＨＰＲＥＶと差分算出部１３２から入力される気圧の差分ＤＰＲとを用いて算出される高度を、移動体の絶対高度ＨＡＢＳとして出力する。なお、本実施形態において使用される絶対高度の過去の出力値ＨＰＲＥＶとは、前回絶対高度として高度出力部１４０から出力されたＧＰＳ高度の値を指す。
【００３９】
高度出力部１４０により最新のＧＰＳ高度ＨＧＰＳが移動体の絶対高度ＨＡＢＳとして出力されるか否かの判断基準である上記出力基準は、例えば、ＧＰＳ高度の信頼度Ｌｖが高レベルであると一定の期間にわたって継続的に判定されることであってよい。一定の期間とは、例えば、数秒から数十秒までの期間から選択され得る（例えば２０秒などであってよい）。即ち、高度出力部１４０は、一定の期間にわたって継続的に、３Ｄ測位が可能であり、ＧＰＳ信号の受信状況が良好であり、かつ移動体の移動速度が速い場合に、最新のＧＰＳ高度ＨＧＰＳを移動体の絶対高度ＨＡＢＳとして出力する。この場合、ＧＰＳ高度の算出処理の精度は高く維持されるため、ＧＰＳ高度がそのまま画面に表示されたとしても、表示される値が不適切に変動する可能性は低い。これに対し、上記出力基準が満たされない場合には、高度出力部１４０は、気圧の差分に基づく高度算出処理を実行し、その結果として得られる高度を、移動体の絶対高度ＨＡＢＳとして出力する。
【００４０】
図４は、気圧の差分に基づく高度算出処理の一例について説明するための説明図である。図４を参照すると、横軸を気圧の差分ＤＰＲ、縦軸を絶対高度ＨＡＢＳとする座標系におけるＤＰＲとＨＡＢＳとの関係が、グラフとして示されている。
【００４１】
概して、気温が一定である場合、地表の近辺において高度が１０ｍ上昇すれば気圧は約１ｈＰａ低下するとされる。従って、最も単純化したモデルによれば、気圧の差分ＤＰＲと高度出力値ＨＡＢＳとの関係は、＋１ｈＰａ当たり−１０ｍの傾きを有する一次関数として表される。かかる一次関数は、図４に示しているように、ＤＰＲ＝０のとき絶対高度ＨＡＢＳ＝ＨＰＲＥＶとなる点を通る。ＨＰＲＥＶは、絶対高度として前回出力されたＧＰＳ高度の値である。従って、高度出力部１４０は、ＧＰＳ高度の前回の出力値ＨＰＲＥＶ及び当該出力値の出力時点からの気圧の差分ＤＰＲを用いて、出力すべき絶対高度ＨＡＢＳを決定できる。例えば、図４の例において、気圧の差分ＤＰＲ＝ｄである場合には、気圧の差分ＤＰＲ＝ｄに応じた高度の変化量Δｈを前回出力値ＨＰＲＥＶに加えた値ＨＰＲＥＶ＋Δｈが、出力すべき絶対高度ＨＡＢＳとして決定され得る。
【００４２】
このようなモデルを定義するパラメータ（例えば上述した一次関数の傾き）は、高度出力装置１００に内蔵される記憶媒体に予め記憶される。なお、気圧の差分と高度出力値との関係を定義するモデルは、図４を用いて説明した単純な一次関数モデルに限定されない。また、高度出力装置１００が温度センサを備える場合には、気圧の変化に加えて気温の変化に応じて、出力すべき絶対高度が決定されてもよい。
【００４３】
高度出力部１４０は、このように、ＧＰＳ高度の信頼度に応じて、最新のＧＰＳ高度、又はＧＰＳ高度の前回出力値と気圧の差分とを用いて算出される高度のいずれかを、移動体の絶対高度としてナビゲーション部１５０へ出力する。かかる処理は、例えば、１秒ごとの周期で繰返し実行される。また、高度出力部１４０は、最新のＧＰＳ高度をナビゲーション部１５０へ出力するとき、さらにその出力時点を差分算出部１３２へ通知すると共に、ＧＰＳ高度の出力値ＨＰＲＥＶを記憶部１４２に記憶させる。
【００４４】
（記憶部）
記憶部１４２は、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体を用いて、高度出力部１４０から入力されるＧＰＳ高度の出力値ＨＰＲＥＶを記憶する。また、記憶部１４２は、例えば、絶対高度の算出のための気圧の差分と高度出力値との関係を表すモデルを定義するパラメータを記憶してもよい。また、記憶部１４２は、信頼度判定部１２０による信頼度判定処理のために使用される閾値（例えば、ＧＰＳ信号の信号強度の代表値と比較される閾値、及び移動体の移動速度と比較される閾値）を記憶してもよい。さらに、記憶部１４２は、次に説明するナビゲーション部１５０により使用される地図データを予め記憶する。
【００４５】
（ナビゲーション部）
ナビゲーション部１５０は、ＧＰＳ処理部１１２から入力される移動体の緯度ＸＧＰＳ及び経度ＹＧＰＳ、高度出力部１４０から入力される移動体の絶対高度ＨＡＢＳ、並びに記憶部１４２に記憶されている地図データを用いて、画面に表示すべき出力画像を生成する。
【００４６】
図５は、ナビゲーション部１５０により生成される出力画像の一例を示す説明図である。図５を参照すると、ナビゲーション部１５０により生成され表示部１０２に表示される一例としての出力画像１６０が示されている。
【００４７】
出力画像１６０は、移動体が位置する現在地の周囲の地図画像に、現在地を示す現在地マーク１６２及び情報表示領域１６４を重畳して生成された画像である。図５の例では、情報表示領域１６４に、現在時刻（“ａ．ｍ．１１：００”）及び移動速度（“５０ｋｍ／ｈ”）に加えて、現在高度１６６（“１００ｍ”）が表示されている。これらの情報は、例えば、高度出力部１４０の出力周期（例えば１秒ごと）に合わせて定期的に更新される。従って、ナビゲーション部１５０は、ＧＰＳ高度の信頼度が高レベルである場合には誤差の少ないＧＰＳ高度、ＧＰＳ高度の信頼度が高レベルでない場合には経時的な変動の小さい気圧の差分から算出された高度を、現在高度として画面上に表示することができる。
【００４８】
なお、出力画像１６０において、現在高度１６６がＧＰＳ高度自体を表示しているのか気圧の差分から算出された高度を表示しているのかを識別するための追加的なマークが表示されてもよい。また、信頼度判定部１２０により判定されたＧＰＳ高度の信頼度を示すインジケータなどが追加的に表示されてもよい。
【００４９】
図６は、本実施形態において出力画像１６０に表示される現在高度（絶対高度）、及びＧＰＳ処理部１１２により算出されるＧＰＳ高度の値の変化の一例を示すグラフである。図６を参照すると、出力画像１６０に表示される現在高度［ｍ］が実線で、ＧＰＳ処理部１１２により算出されるＧＰＳ高度［ｍ］が一点鎖線で、気圧計測部１３０により計測される気圧［ｈＰａ］が破線でそれぞれ示されている。グラフの横軸は時間［ｓｅｃ］である。また、グラフの横軸の下には、各時点で信頼度判定部１２０により判定されたＧＰＳ高度の信頼度が示されている。
【００５０】
図６の例において、時刻Ｔ１からＴ２までの間、ＧＰＳ高度の信頼度は高レベルであると判定されている。また、ＧＰＳ高度の値はＨ１である。この場合、現在高度の値はＧＰＳ高度と同じ値、即ちＨ１となる。
【００５１】
次に、時刻Ｔ２からＴ４までの間、ＧＰＳ高度の信頼度は中レベルであると判定されている。例えば、移動速度の低下などを原因として、この間のＧＰＳ高度に含まれる誤差は相対的に大きくなる。その結果、時刻Ｔ２からＴ４までの間のＧＰＳ高度の値の変動は、時刻Ｔ１からＴ２までの間と比較して大きくなっている。この場合、現在高度は、時刻Ｔ２における現在高度の値と時刻Ｔ２からの気圧の差分とに基づいて算出される値を示す。図６の例では、時刻Ｔ２からＴ３までの間、気圧は一定である。また、時刻Ｔ３からＴ４までの間、気圧は徐々に下降している。その結果、現在高度は、時刻Ｔ２からＴ３までの間にはＨ１のまま変化せず、時刻Ｔ３からＴ４にかけてＨ１からＨ２へ徐々に上昇している。
【００５２】
次に、時刻Ｔ４からＴ５までの間、ＧＰＳ高度の信頼度は低レベルであると判定されている。例えば、移動体がトンネル又は屋内に入ったことなどを原因として、この間のＧＰＳ高度に含まれる誤差は極めて大きくなる。このような状況下では、気圧の計測値もまた、高度以外の要因の影響を受けて大きく変動し得る。そこで、ユーザに混乱を与えないために、ＧＰＳ高度の信頼度が低レベルである間、現在高度は表示されない。図６では、時刻Ｔ４からＴ５までの間、現在高度を表す実線は示されていない。その後、ＧＰＳ高度の信頼度が高レベル又は中レベルに回復すると、現在高度の表示も再開される。
【００５３】
＜３．一実施形態に係る処理の流れ＞
次に、本実施形態に係る高度出力装置１００の処理の流れについて、フローチャートを用いて説明する。
【００５４】
（信頼度判定処理）
図７は、高度出力装置１００の信頼度判定部１２０による信頼度判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００５５】
図７を参照すると、信頼度判定部１２０は、まず、３Ｄ測位が可能か否かを判定する（ステップＳ１０２）。信頼度判定部１２０は、例えば、３Ｄ測位に使用し得る大きさの信号強度を有するＧＰＳ信号を４つ以上のＧＰＳ衛星から受信できる場合に、３Ｄ測位が可能であると判定し得る。ここで、３Ｄ測位が可能でないと判定された場合には、処理はステップＳ１０４へ進む。この場合、ＧＰＳ高度自体を算出することができないため、信頼度は判定されない（ステップＳ１０４）。一方、３Ｄ測位が可能であると判定された場合には、処理はステップＳ１０６へ進む。
【００５６】
次に、信頼度判定部１２０は、ＧＰＳ信号の信号強度の代表値を計算する。例えば、信頼度判定部１２０は、６個のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号が受信された場合には、それらＧＰＳ信号の信号強度Ｓ１〜Ｓ６の平均値又は最小値を、信号強度の代表値として計算し得る。そして、信頼度判定部１２０は、計算した代表値を予め定義される閾値と比較する（ステップＳ１０８）。ここで、例えば、代表値が閾値以上でない場合には、処理はステップＳ１１０へ進む。この場合、信頼度判定部１２０は、ＧＰＳ高度の信頼度Ｌｖを“低レベル”であると判定する（ステップＳ１１０）。一方、代表値が閾値以上である場合には、処理はステップＳ１１２へ進む。
【００５７】
次に、信頼度判定部１２０は、速度取得部１１４から入力される移動体の移動速度を取得する（ステップＳ１１２）。そして、信頼度判定部１２０は、取得した移動速度を予め定義される閾値と比較する（ステップＳ１１４）。ここで、例えば、移動速度が閾値以上でない場合には、処理はステップＳ１１６へ進む。この場合、信頼度判定部１２０は、ＧＰＳ高度の信頼度Ｌｖを“中レベル”であると判定する（ステップＳ１１６）。一方、移動速度が閾値以上である場合には、信頼度判定部１２０は、ＧＰＳ高度の信頼度Ｌｖを“高レベル”であると判定する（ステップＳ１１８）。そして、信頼度判定部１２０による信頼度判定処理は終了する。
【００５８】
（高度出力処理）
図８Ａ及び図８Ｂは、高度出力装置１００による高度出力処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００５９】
図８Ａを参照すると、まず、ＧＰＳ処理部１１２により、ＧＰＳ信号に基づいてＧＰＳ高度が算出される（ステップＳ２０２）。ＧＰＳ処理部１１２により算出されたＧＰＳ高度は、高度出力部１４０へ入力される。また、信頼度判定部１２０により、図７を用いて説明した信頼度判定処理が実行される（ステップＳ２０４）。信頼度判定部１２０により判定されたＧＰＳ高度の信頼度は、高度出力部１４０へ入力される。
【００６０】
次に、高度出力処理は、初期値を出力済みか否かで分岐する（ステップＳ２０６）。初期値を出力済みの場合には、処理は図８ＢのステップＳ２２２へ進む。一方、初期値を出力済みでない場合には、処理はステップＳ２０８へ進む。
【００６１】
ステップＳ２０８では、高度出力部１４０は、ＧＰＳ高度の信頼度が中レベル以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。ここで、ＧＰＳ高度の信頼度が中レベル以上である場合には、処理はステップＳ２１０へ進む。一方、ＧＰＳ高度の信頼度が中レベル以上でない場合には、処理はステップＳ２１４へ進む。
【００６２】
ステップＳ２１０では、高度出力部１４０は、ＧＰＳ処理部１１２により算出されたＧＰＳ高度を絶対高度の初期値としてナビゲーション部１５０へ出力する（ステップＳ２１０）。また、高度出力部１４０は、当該初期値を記憶部１４２に記憶させる（ステップＳ２１２）。また、ステップＳ２１４では、高度出力部１４０は、ＧＰＳ高度の信頼度が中レベル以上でないため、絶対高度をナビゲーション部１５０へ出力しない（ステップＳ２１４）。
【００６３】
次に、図８Ｂを参照すると、初期値を出力済みである場合において、高度出力部１４０は、ＧＰＳ高度の信頼度が中レベル以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２２）。ここで、ＧＰＳ高度の信頼度が中レベル以上である場合には、処理はステップＳ２３０へ進む。一方、ＧＰＳ高度の信頼度が中レベル以上でない場合には、処理はステップＳ２２４へ進む。
【００６４】
ステップＳ２２４では、高度出力部１４０は、ＧＰＳ高度の信頼度が中レベル以上でないため、絶対高度を更新せず、又は絶対高度をナビゲーション部１５０へ出力しない（ステップＳ２２４）。なお、高度出力部１４０は、例えば、ＧＰＳ高度の信頼度が低レベルである場合には、絶対高度を更新せず、前回の出力値と同じ値をナビゲーション部１５０へ出力してもよい。また、高度出力部１４０は、例えば、ＧＰＳ高度が算出不能であり、信頼度が判定されないような場合には、絶対高度をナビゲーション部１５０へ出力しなくてもよい。
【００６５】
一方、ステップＳ２３０では、高度出力部１４０は、ＧＰＳ高度の信頼度が高レベルであるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。ここで、ＧＰＳ高度の信頼度が高レベルである場合には、処理はステップＳ２３２へ進む。この場合、高度出力部１４０は、移動体の絶対高度としてＧＰＳ高度をナビゲーション部１５０へ出力すると共に（ステップＳ２３２）、ＧＰＳ高度の出力値を記憶部１４２に記憶させる（ステップＳ２３４）。一方、ＧＰＳ高度の信頼度が高レベルでない場合には、処理はステップＳ２３６へ進む。
【００６６】
ステップＳ２３６では、高度出力部１４０は、記憶部１４２に記憶されている前回のＧＰＳ高度の出力値と差分算出部１３２により算出される気圧の差分とに基づいて、移動体の絶対高度を算出する（ステップＳ２３６）。そして、高度出力部１４０は、算出した絶対高度をナビゲーション部１５０へ出力する（ステップＳ２３８）。
【００６７】
このような高度出力装置１００における高度出力処理は、上述したように、例えば１秒ごとの周期で繰返し実行される。それにより、図６を用いて説明したような安定的な高度表示、即ちＧＰＳ高度の誤差の影響により大きく変動することの少ない高度表示が実現される。
【００６８】
＜４．まとめ＞
ここまで、図１〜図８Ｂを用いて、本発明の一実施形態に係る高度出力装置１００について説明した。本実施形態によれば、ＧＰＳ高度の信頼度が予め定義される出力基準を満たす場合には、ＧＰＳ信号に基づいて算出される最新のＧＰＳ高度が移動体の絶対高度として出力される。また、ＧＰＳ高度の信頼度が上記出力基準を満たさない場合には、絶対高度の過去の出力値と気圧の計測値とを用いて算出される高度が移動体の絶対高度として出力される。そのため、３Ｄ測位が可能であっても、ＧＰＳ信号の受信状況が良好でなく又は移動速度が遅いことなどを原因としてＧＰＳ高度の誤差が大きい場合に、絶対高度の出値が不適切に変動してしまう現象が抑制される。こうした効果には、通常の天候において、移動体の周囲の気圧が高度の変化以外の要因では短時間であまり変動しないことが寄与している。
【００６９】
また、本実施形態において、ＧＰＳ高度の信頼度に関する上記出力基準とは、ＧＰＳ高度の信頼度が高レベルであると一定の期間にわたって継続的に判定されることである。それにより、ＧＰＳ高度の精度が高い状態で安定している場合に、精度の高い当該ＧＰＳ高度を優先的に出力することができる。
【００７０】
また、本実施形態において、ＧＰＳ高度の信頼度は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の信号強度の代表値が所定の閾値を上回り、かつ移動体の移動速度が所定の閾値を上回る場合に、高レベルであると判定される。従って、ＧＰＳ信号の受信状況が良好でない場合、又は移動体の移動速度が遅い場合には、信頼度は高レベルであると判定されず、より安定的な値の得られる気圧の変化に基づく絶対高度を出力することができる。
【００７１】
また、本実施形態において、気圧の変化に基づく絶対高度は、ＧＰＳ高度が絶対高度として前回出力された時点からの気圧の差分に応じた高度の変化量を、当該時点における絶対高度の出力値に加えた値として算出される。従って、ＧＰＳアンテナ、気圧センサ、並びに一般的な処理装置及び記憶媒体を用いる簡易な構成で、本実施形態に係る高度出力装置１００を実装することが可能である。
【００７２】
また、本実施形態において、ＧＰＳ信号の信号強度の代表値が所定の閾値を下回る場合には、ＧＰＳ高度の信頼度は低レベルであると判定され、移動体の絶対高度は出力されない。従って、移動体がトンネル又は屋内に入った場合など、ＧＰＳ信号の受信状況が悪化すると共に、気圧も高度以外の要因の影響を受け易い場合には、不適切な高度を出力してユーザに混乱を与えることが防止される。
【００７３】
なお、本明細書において説明した一連の処理をハードウェアで実現するかソフトウェアで実現するかは問わない。一連の処理又はその一部をソフトウェアで実行させる場合には、ソフトウェアを構成するプログラムが、ハードディスク又は半導体メモリなどの記憶媒体に予め格納される。そして、当該プログラムは、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）に読み込まれた後、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などの処理装置を用いて実行される。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７５】
１００    高度出力装置
１０２    表示部
１０４    操作部
１１０    ＧＰＳアンテナ
１１２    ＧＰＳ処理部
１１４    速度取得部
１２０    信頼度判定部（判定部）
１３０    気圧計測部
１３２    差分算出部
１４０    高度出力部（出力部）
１４２    記憶部
１５０    ナビゲーション部
【図１】
2011122996.tif 000003
【図２】
2011122996.tif 000004
【図３】
2011122996.tif 000005
【図４】
2011122996.tif 000006
【図５】
2011122996.tif 000007
【図６】
2011122996.tif 000008
【図７】
2011122996.tif 000009
【図８Ａ】
2011122996.tif 000010
【図８Ｂ】
2011122996.tif 000011