(57)【要約】【課題】低コストかつ簡単な演算で精度良く移動体の移動距離を算出するようにした移動体搭載用機器を提供する。【解決手段】移動体の加速度を検出する加速度センサ１３１と、検出される加速度について動的加速度と静的加速度とを判別するための条件を記憶する閾値記憶部１９１と、判別条件に基づいて、加速度センサ１３１から出力された出力信号から動的加速度を判定する動的加速度判定部１８１と、判定された動的加速度に基づいて、移動体の移動距離を算出する移動距離算出部１８３と、を備えるように構成する。【選択図】図１
2011069632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載される移動体搭載用機器であって、
前記移動体の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段により検出される加速度について動的加速度と静的加速度とを判別するための条件を記憶する判別条件記憶手段と、
前記判別条件記憶手段に記憶された判別条件に基づいて、前記加速度検出手段から出力された出力信号から動的加速度を判定する動的加速度判定手段と、
前記動的加速度判定手段により判定された動的加速度に基づいて、前記移動体の移動距離を算出する移動距離算出手段と、
を備えたことを特徴とする移動体搭載用機器。
【請求項２】
前記移動体が移動する路面の状況を検出する路面状況検出手段と、
前記路面状況検出手段により検出される路面状況に応じて発生する静的加速度値をオフセットするオフセット手段と、を備え、
前記動的加速度判定手段は、前記オフセット手段によるオフセットに伴い変動した前記判別条件に基づいて、前記加速度検出手段から出力された出力信号から動的加速度を判定することを特徴とする請求項１に記載の移動体搭載用機器。
【請求項３】
前記路面状況検出手段によって前記移動体が移動する路面の状況を検出できなくなった場合には、前記路面状況検出手段により既に検出された最新の路面の状況に基づいて、これから移動する路面の状況を予測して前記判別条件を変更する判別条件設定手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動体搭載用機器。
【請求項４】
前記判別条件設定手段は、前記路面状況検出手段により既に検出された路面の状況が上り斜面あるいは下り斜面かに応じて、これから移動する路面状況を上り斜面あるいは下り斜面と予測し、各斜面に対応して前記判別条件に重み付けをすることを特徴とする請求項３に記載の移動体搭載用機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に取り外し可能に搭載される移動体搭載用機器に関するものであり、特に、車両などに設置してナビゲーション装置として使用する移動体搭載用機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、据付型のナビゲーション装置よりも機能を簡略化し、本体を小型軽量化することで携帯可能なＰＮＤ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれる簡易型のナビゲーション装置が普及している。
【０００３】
また、ＰＮＤは、ＧＰＳ信号を受信して自らの現在位置を検出するほか、ＧＰＳ信号が取得できない場合のための補助的手段として、加速度センサやジャイロセンサを内蔵することでＧＰＳよりも正確な現在位置を検出することが可能である。
【０００４】
この種のセンサを用いて車両の移動距離を算出する従来技術としては、例えば、下記の特許文献１（特開平５−１９２０号公報）に開示されている。この特許文献１には、加速度センサの検出出力から得られる水平加速度成分を２重積分することのよりセンサが設置された車両の水平移動距離を算出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１９２０号公報（段落［００２１］、段落［００２２］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、加速度センサから出力値は、センサ性能、センサを取り付けた車両の振動、センサの取り付け角度や車両が走行する路面による重力などに起因する様々なノイズを含んでいる。その中でも路面傾斜により発生する重力加速度値は速度算出において大きな誤差要因となり、傾斜のある道路ではかなりの速度誤差が発生するという問題点があった。
【０００７】
そこで、従来から路面傾斜角による重力加速度を考慮する様々な手法が提案されており、例えば、上記特許文献１に示すように、加速度センサと傾斜角センサを用いて水平加速度成分を算出するといった複数個のセンサを組み合わせて利用することも考えられるが、余計なセンサを用いることで構造が複雑化してコスト増を招いたり、高度な演算処理を施す必要がある場合には処理負荷が増大するといった弊害も生じたりしていた。しかも、どの手法においても路面傾斜角による重力値を正確に算出することは現実的に難しいという問題点があった。
【０００８】
よって、本願発明者は、上記の問題点を解消すべく種々検討を重ねた結果、路面傾斜によって発生する重力加速度（静的加速度）は正確に抽出できないものと考え、加速度センサ出力から移動距離を算出する際に、この静的加速度をファジー（曖昧）に扱うことで、本来の値に近い車のアクセルによる加速度（動的加速度）を抽出し、この動的加速度を２回積分するようになせば上記問題を解消しうることを想到して本発明を完成するに至ったものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、上記の問題点を解消することを課題とし、どれだけ路面傾斜による重力加速度値をファジー（曖昧）に無視できるかに重点を置き、低コストかつ簡単な演算で精度良く移動体の移動距離を算出するようにした移動体搭載用機器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本願の請求項１に係る発明は、
移動体に搭載される移動体搭載用機器であって、
前記移動体の加速度を検出する加速度検出手段（例えば下記実施例では、加速度センサ１３１）と、
前記加速度検出手段により検出される加速度について動的加速度と静的加速度とを判別するための条件を記憶する判別条件記憶手段（例えば下記実施例では、閾値記憶部１９１と、
前記判別条件記憶手段に記憶された判別条件に基づいて、前記加速度検出手段から出力された出力信号から動的加速度を判定する動的加速度判定手段（例えば下記実施例では、動的加速度判定部１８１）と、
前記動的加速度判定手段により判定された動的加速度に基づいて、前記移動体の移動距離を算出する移動距離算出手段（例えば下記実施例では、移動距離算出部１８３）と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る移動体搭載用機器において、
前記移動体が移動する路面の状況を検出する路面状況検出手段（例えば下記実施例では、ＧＰＳ測位手段１２０）と、
前記路面状況検出手段により検出される路面状況に応じて発生する静的加速度値をオフセットするオフセット手段（例えば下記実施例では、制御手段１００）と、を備え、
前記動的加速度判定手段は、前記オフセット手段によるオフセットに伴い変動した前記判別条件に基づいて、前記加速度検出手段から出力された出力信号から動的加速度を判定することを特徴とする。
【００１２】
また、本願の請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る移動体搭載用機器において、
前記路面状況検出手段によって前記移動体が移動する路面の状況を検出できなくなった場合には、前記路面状況検出手段により既に検出された最新の路面の状況に基づいて、これから移動する路面の状況を予測して前記判別条件を変更する判別条件設定手段（例えば下記実施例では、閾値設定部１８４）を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本願の請求項４に係る発明は、請求項３に係る移動体搭載用機器において、
前記判別条件設定手段は、前記路面状況検出手段により既に検出された路面の状況が上り斜面あるいは下り斜面かに応じて、これから移動する路面状況を上り斜面あるいは下り斜面と予測し、各斜面に対応して前記判別条件に重み付けをすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記の構成により、本発明は下記に示すような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１に係る発明においては、移動体搭載用機器は、加速度検出手段により検出される加速度について動的加速度と静的加速度とを判別するための条件を記憶し、この判別条件に基づいて、加速度検出手段から出力された出力信号から動的加速度を判定し、前記移動体の移動距離を算出する。
【００１５】
このような構成によれば、加速度検出手段よって検出された加速度から路面傾斜によって発生する重力加速度等の静的加速度をコスト高な複数のセンサや高度な演算処理を要することなく無視して動的加速度のみを分離抽出することが可能となり、低コストかつ簡単な演算で精度良く移動体の移動距離を算出することができる移動体搭載用機器を提供できる。
【００１６】
また、請求項２に係る発明においては、請求項１に係る移動体搭載用機器において、移動体が移動する路面の状況を検出し、検出される路面状況に応じて発生する静的加速度値をオフセットし、それに伴い変動する前記判別条件をもとに、動的加速度を判定するようにしている。
【００１７】
このような構成によれば、移動体が傾斜のある路面を移動した場合であっても、加速度検出手段よって検出された加速度から正確に動的加速度のみを分離抽出することが可能となり、移動体の移動距離を正確に算出することができる移動体搭載用機器を提供できる。
【００１８】
また、請求項３に係る発明においては、請求項１または請求項２に係る移動体搭載用機器において、移動体が移動する路面の状況を検出できなくなった場合には、既に検出された最新の路面の状況に基づいて、これから移動する路面状況を予測して前記判別条件を変更設定するようにしている。
【００１９】
このような構成によれば、移動体がトンネル内を移動することで移動体が移動する路面の状況を検出するＧＰＳ信号を受信できない場合などであっても、加速度検出手段よって検出された加速度から本来の車の動的加速度値に近い動的加速度のみを分離抽出することが可能となり、移動体の移動距離を正確に算出することができる移動体搭載用機器を提供できる。
【００２０】
また、請求項４に係る発明においては、請求項３に係る移動体搭載用機器において、既に検出された路面の状況が上り斜面あるいは下り斜面かに応じて、これから移動する路面状況を上り斜面あるいは下り斜面と予測し、各斜面に対応して前記判別条件に重み付けをするようにしている。
【００２１】
このような構成によれば、既に検出された路面の状況が上り斜面であればこれから移動する路面状況は上り斜面である可能性は低いとみなし、下り斜面に対応して重みをおいた判別条件を設定し、一方、既に検出された路面の状況が下り斜面であればこれから移動する路面状況は下り斜面である可能性は低いとみなし、上り斜面に対応して重みをおいた判別条件を設定することにより、加速度検出手段よって検出された加速度から正確に動的加速度のみを分離抽出することが可能となり、移動体の移動距離を正確に算出することができる移動体搭載用機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例におけるナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例における車両の移動に伴う加速度の変化を示す一例である。
【図３】本発明の実施例におけるナビゲーション装置の処理手順を示すフローチャートであり、水平面を走行中の車両の移動距離の算出処理を示している。
【図４】本発明の実施例における車両が傾斜面を含む路面を等速にて走行した際に加速度センサにおいて出力される加速度値の変化と、これに伴う上限閾値及び下限閾値の変更を説明するための図であり、（ａ）は傾斜路面を含む道路を断面化した図、（ｂ）は車両の移動に伴う加速度値および閾値の変化を示す一例である。
【図５】本発明の実施例における車両が傾斜面を含むトンネルのある路面を等速にて走行した際に加速度センサにおいて出力される加速度値の変化と、これに伴う上限閾値及び下限閾値の変更を説明するための図であり、（ａ）は傾斜路面とトンネルを含む道路を断面化した図、（ｂ）は車両の移動に伴う加速度値および閾値の変化を示す一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための移動体搭載用機器として車体に搭載されるナビゲーション装置を例示するものであって、本発明をこのナビゲーション装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に示した技術思想に含まれるその他の実施形態の移動体搭載用機器にも等しく適用し得るものである。
【実施例】
【００２４】
まず、図１を参照して、本発明の実施例に係るナビゲーション装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施例に係るナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。ナビゲーション装置１０は、制御手段１００、通信手段１１０、ＧＰＳ測位手段１２０、自立航法測位手段１３０、経路探索手段１４０、経路案内手段１５０、表示手段１６０、入力手段１７０、移動距離算出手段１８０、記憶手段１９０を備えて構成される。
【００２５】
制御手段１００は、ＣＰＵ１００ａ、ＲＡＭ１００ｂ、ＲＯＭ１００ｃからなるプロセッサで構成され、ＲＡＭ１００ｂ又はＲＯＭ１００ｃに記憶されているプログラムをＣＰＵ１００ａにおいて実行することによってナビゲーション装置１０の各部の動作を制御統括する。
【００２６】
通信手段１１０は、制御手段１００の制御により、このナビゲーション装置１０と通信可能な情報提供サーバ（図示せず）との間で地図データといった各種情報の送受信を行う。
【００２７】
ＧＰＳ測位手段１２０は、地球上空を周回している複数のＧＰＳ衛星からの時刻情報を含む電波を受信し、それをもとにナビゲーション装置１０を搭載した車体の現在位置情報を算出するものである。また、制御手段１００は、ＧＰＳ測位手段１２０からの出力信号を、例えば１Ｈｚ（１回／秒）でサンプリングし、このサンプリングされたＧＰＳ信号に基づき、ナビゲーション装置１０を搭載した車体２０が水平面を走行中であること、或いは傾斜面を走行中であることを判断する。
【００２８】
自立航法測位手段１３０は、加速度センサ１３１とジャイロセンサ１３２を備えて構成される。加速度センサ１３１は、予め定められた３軸方向への車体（車両）の加速度を検出し、ジャイロセンサ１３２は、移動体のＸ軸回り、Ｙ軸回り及びＺ軸回りの角速度を検出する。加速度センサ１３１とジャイロセンサ１３２は、それぞれ検出した加速度や角速度を制御手段１００に出力する。
【００２９】
加速度センサ１３１が車体に対して正しい姿勢で設置された場合、加速度センサ１３１によって、車体の進行方向（本実施例ではＸ軸方向とする）への加速度と、車体の進行方向に水平面内で直交する方向（本実施例ではＹ軸方向とする）への加速度と、車体の進行方向（Ｘ軸方向）及びこの進行方向に水平面内で直交する方向（Ｙ軸方向）に直交する方向（本実施例ではＺ軸方向とする）への加速度とが検出される。
【００３０】
ジャイロセンサ１３２が車体に対して正しい姿勢で設置されている場合、ジャイロセンサ１３２によって、Ｘ軸回りに車体が回転する際の角速度Ｘ（Ｒｏｌｌ角）、Ｙ軸回りに車体が回転する際の角速度（Ｐｉｔｃｈ角）、およびＺ軸回りに車体が回転する際の角速度（Ｙａｗ角）が検出される。
【００３１】
経路探索手段１４０は、入力手段１７０の操作により出発地点や目的地点が指定されると、記憶手段１９０の地図記憶部１９２に記憶されている道路データを参照し、出発地点から目的地点に至るまでの最適経路を探索し、案内経路データを作成するものである。経路探索手段１４０によって探索された案内経路は、制御手段１００によって、表示手段１６０に現在位置周辺の地図画像と共に表示され、目的地点までの案内に用いられる。
【００３２】
経路案内手段１５０は、経路探索手段１４０によって探索された案内経路データと、ＧＰＳ測位手段１２０によって検出された現在位置とを比較し、現在位置において必要とされるガイダンスを図示しないスピーカなどから音声出力する。
【００３３】
表示手段１６０は、ＬＣＤなどのディスプレイパネルから構成される表示画面を備えた表示ユニットであり、地図画像や案内経路、現在位置などを表示する。
【００３４】
入力手段１７０は、操作ボタンやタッチパネルなどにより構成され、ナビゲーション装置１０の各種機能を操作したり、所要の数値や文字を入力したりするものである。
【００３５】
移動距離算出手段１８０は、動的加速度判定部１８１、動的加速度記憶部１８２、移動距離算出部１８３、閾値設定部１８４を備えて構成される。
【００３６】
動的加速度判定部１８１は、加速度センサ１３１からの出力信号を、例えば１０Ｈｚ（１０回／秒）でサンプリングし、次のような条件（１）〜（４）に基づき、ナビゲーション装置１０を搭載した車両の移動中の加減速により発生する加速度（動的加速度）であると判定する。
（１）加速度センサ１３１の出力が所定の閾値＋７０ｍＧ以上のとき、加速時における動的加速度であると判定する。この所定の閾値を上限閾値α0+とする。
（２）加速度センサ１３１の出力が所定の閾値−１００ｍＧ以下のとき、減速時における動的加速度であると判定する。この所定の閾値を下限閾値α0-とする。
（３）加速度センサ１３１の出力が所定の閾値±２０ｍＧに満たないときは、センサの検出能力範囲外あるいは振動によるノイズとして、動的加速度とは判定しない。
（４）加速度センサ１３１の出力が所定の閾値＋２０ｍＧ〜＋７０ｍＧの範囲、あるいは−２０ｍＧ〜−１００ｍＧの範囲においては、０．１秒前にサンプリングされた前回値との差が２０ｍＧ以上であれば、動的加速度であると判定する。
【００３７】
すなわち、図２で示すように、車両が水平面を走行した際に車両の移動に伴って加速度センサ１３１から出力される加速度αを太い実線で表わした場合、右斜線を施した領域Ａ1 の外周に当たる太実線部分が上記条件（１）を満たす加速度αとなり、左斜線を施した領域Ｂ1 の外周に当たる太実線部分が上記条件（４）を満たす加速度αとなるため、これらの加速度αを車両が水平面を走行中の加速によって発生した加速度（動的加速度）として抽出する。ここで、これらの動的加速度が出力された期間を時間Ｔ1 とする。
【００３８】
また、図２において、右斜線を施した領域Ａ2 の外周に当たる太実線部分が上記条件（２）を満たす加速度αとなり、左斜線を施した領域Ｂ2 の外周に当たる太実線部分が上記条件（４）を満たす加速度αとなるため、これらの加速度αを車両が水平面を走行中の減速によって発生した加速度（動的加速度）として抽出する。ここで、これらの動的加速度が出力された期間を時間Ｔ2 とする。
【００３９】
そして、時間Ｔ1 と時間Ｔ2 を除いた期間に加速度センサ１３１から出力された加速度は、振動やノイズ等によって発生した加速度（静的加速度）として除外され、動的加速度判定部１８１によって動的加速度と判定されて抽出された加速度センサ１３１からの出力値は、動的加速度記憶部１８２に順次バッファリングされる。
【００４０】
なお、上記所定の閾値（例えば、上限閾値α0+や下限閾値α0-など）は、後述するように記憶手段１９０の閾値記憶部１９１に予め記憶されている。また、これらの所定の閾値の値は一実施例にすぎず、本発明はこれに限定されることなく、他の数値の場合も含まれることは言うまでのない。さらに、具体的な変更方法の一例については後で詳細に説明するが、閾値設定部１８４によって各閾値を適宜変更できるように構成されていることが好ましい。
【００４１】
動的加速度記憶部１８２は、動的加速度判定部１８１によって動的加速度と判定された加速度を一時的にバッファリングするためのものであり、ＦＲＡＭ（登録商標）などの不揮発性メモリによって構成されている。
【００４２】
移動距離算出部１８３は、加速度センサ１３１からの出力値のうち、動的加速度判定部１８１において動的加速度と判定された加速度値を時間領域において２回積分することにより車両の移動距離を算出する。例えば、図２で示すように、時間Ｔ1 と時間Ｔ2 においてそれぞれ加速度αを２回積分することで、図２に示す加速度波形を出力した車両２０が水平面を走行中した場合の移動距離が算出されることになる。
【００４３】
記憶手段１９０は、閾値記憶部１９１、地図記憶部１９２を備えて構成される。閾値記憶部１９１は、ＦＲＡＭ（登録商標）などの不揮発性メモリによって構成されており、動的加速度判定部１８１において加速度センサ１３１の出力を動的加速度値として判定する際に用いる各所定の閾値を記憶する。
【００４４】
地図記憶部１９２には、各道路の交差点や分岐点などの結節点をノードとし、それぞれのノード間を結ぶ経路をリンクとした道路ノードデータと道路リンクデータを含む道路データが記憶されている。道路ノードデータには、道路ノードの番号、位置座標、接続リンク本数、交差点名称などが含まれる。また、道路リンクデータには起点および終点となる道路ノードの番号、道路種別、リンク長（リンクコスト）、所要時間、車線数、車道幅などが含まれる。道路リンクデータにはさらに、リンク属性として橋、トンネル、踏切、料金所などのデータが付与される。道路種別は、高速道路や有料道路の別および国道や都道府県道などの別を含む情報である。
【００４５】
また、地図記憶部１９２には、道路データの他、地図画像を見やすく表示するためにベクター形式で記憶された背景画像データを含んでいてもよい。道路データと背景画像データを含む地図画像データは、制御手段１００により、ナビゲーション装置１０を使用する際に、ナビゲーション装置１０の現在位置を含む所定範囲が地図記憶部１９２から抽出され、現在位置を示す現在位置マークや案内経路の画像と重ね合わされて表示手段１６０に表示される。
【００４６】
次に、図３を参照して、本発明の実施例におけるナビゲーション装置１０の車両の移動距離算出処理の手順を説明する。図３に示す処理は、制御手段１００がＲＡＭ１００ｂ又はＲＯＭ１００ｃに記憶されているプログラムを実行することで実現される。
【００４７】
図３は、本発明の実施例におけるナビゲーション装置の処理手順を示すフローチャートであり、水平面を走行中の車両の移動距離の算出処理を示している。まず、ステップＳ３０１の処理において、制御手段１００により加速度センサ１３１からの信号（加速度α）を検出したか否かの判定が行われ、加速度センサ１３１により加速度αが検出されると（ステップＳ３０１のＹｅｓ）、ステップＳ３０２の処理において、制御手段１００の制御により、動的加速度判定部１８１が、加速度センサ１３１からの出力信号に基づいて、検出された加速度は車両が水平面を走行中に加速によって発生した加速度と同じ向きか否かの判定を行い、一方、加速度αを検出していない場合には（ステップＳ３０１のＮｏ）、処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ３０２の処理において、検出された加速度が加速中の加速度と同じ向きの場合には（ステップＳ３０２のＹｅｓ）、ステップＳ３０３の処理に進み、一方、検出された加速度が加速中の加速度と同じ向きではない（減速中の加速度と同じ向きの）場合には（ステップＳ３０２のＮｏ）、ステップＳ３０８の処理に進む。
【００４９】
そして、ステップＳ３０３の処理では、制御手段１００の制御により、動的加速度判定部１８１が、加速度センサ１３１の出力が所定の閾値＋７０ｍＧ以上であるか否かの判定を行い、加速度センサ１３１の出力が＋７０ｍＧ以上である場合には（ステップＳ３０３のＹｅｓ）、ステップＳ３０４の処理に進み、一方、加速度センサ１３１の出力が＋７０ｍＧに満たない場合には（ステップＳ３０３のＮｏ）、ステップＳ３０６の処理に進む。
【００５０】
ステップＳ３０４の処理では、制御手段１００の制御により、動的加速度判定部１８１が、加速度センサ１３１の出力を加速時における動的加速度であると判定し、動的加速度記憶部１８２にバッファリングする。
【００５１】
次に、ステップＳ３０５の処理において、制御手段１００の制御により、移動距離算出部１８３が、動的加速度記憶部１８２にバッファリングされている動的加速度値に基づいて、時間領域において２回積分することにより車両の移動距離を算出し、ステップＳ３０１の処理に戻る。具体的には、０．１秒前にサンプリングされて動的加速度記憶部１８２にバッファリングされている前回値と今回サンプリングされた動的加速度値とを用いて２回積分を行い、０．１秒間における移動距離を算出する。なお、０．１秒前にサンプリングされた前回値が動的加速度記憶部１８２にバッファリングされてない動的加速度のバッファリング開始時にはステップＳ３０５の処理は省略される。
【００５２】
一方、ステップＳ３０６の処理では、制御手段１００の制御により、動的加速度判定部１８１が、加速度センサ１３１の出力が所定の閾値＋２０ｍＧ〜＋７０ｍＧの範囲内にあるか否かの判定を行い、加速度センサ１３１の出力が所定の閾値＋２０ｍＧ〜＋７０ｍＧの範囲内にある場合には（ステップＳ３０６のＹｅｓ）、ステップＳ３０７の処理に進み、一方、加速度センサ１３１の出力が＋２０ｍＧに満たない場合には（ステップＳ３０６のＮｏ）、ステップＳ３０１の処理に戻る。
【００５３】
そして、ステップＳ３０７の処理では、制御手段１００の制御により、動的加速度判定部１８１が、加速度センサ１３１の出力と動的加速度記憶部１８２に記憶された０．１秒前にサンプリングされた前回値との差が２０ｍＧ以上あるか否かの判定を行い、加速度センサ１３１の出力差分が２０ｍＧ以上ある場合には（ステップＳ３０７のＹｅｓ）、ステップＳ３０４の処理に進み、一方、加速度センサ１３１の出力差分が２０ｍＧに満たない場合には（ステップＳ３０７のＮｏ）、ステップＳ３０１の処理に戻る。なお、０．１秒前にサンプリングされた前回値が動的加速度記憶部１８２にバッファリングされてない動的加速度のバッファリング開始時にはステップＳ３０５の処理は省略される。
【００５４】
また、ステップＳ３０２の処理において、検出された加速度が加速中の加速度と同じ向きではない場合には（ステップＳ３０２のＮｏ）、ステップＳ３０８の処理に進み、制御手段１００の制御により、動的加速度判定部１８１が、加速度センサ１３１の出力が所定の閾値−１００ｍＧ以下であるか否かの判定を行い、加速度センサ１３１の出力が−１００ｍＧ以下である場合には（ステップＳ３０８のＹｅｓ）、ステップＳ３０９の処理に進み、一方、加速度センサ１３１の出力が−１００ｍＧに満たない場合には（ステップＳ３０８のＮｏ）、ステップＳ３１１の処理に進む。
【００５５】
ステップＳ３０９の処理では、ステップＳ３０４の処理と同様に、制御手段１００の制御により、動的加速度判定部１８１が、加速度センサ１３１の出力を減速時における動的加速度であると判定し、動的加速度記憶部１８２にバッファリングする。
【００５６】
次に、ステップＳ３１０の処理において、制御手段１００の制御により、移動距離算出部１８３が、動的加速度記憶部１８２にバッファリングされている動的加速度値に基づいて、時間領域において２回積分することにより車両の移動距離を算出し、ステップＳ３０１の処理に戻る。具体的には、０．１秒前にサンプリングされて動的加速度記憶部１８２にバッファリングされている前回値と今回サンプリングされた動的加速度値とを用いて２回積分を行い、０．１秒間における移動距離を算出する。なお、０．１秒前にサンプリングされた前回値が動的加速度記憶部１８２にバッファリングされてない動的加速度のバッファリング開始時にはステップＳ３１０の処理は省略される。
【００５７】
一方、ステップＳ３１１の処理では、制御手段１００の制御により、動的加速度判定部１８１が、加速度センサ１３１の出力が所定の閾値−２０ｍＧ〜−１００ｍＧの範囲内にあるか否かの判定を行い、加速度センサ１３１の出力が所定の閾値−２０ｍＧ〜−１００ｍＧの範囲内にある場合には（ステップＳ３１１のＹｅｓ）、ステップＳ３１２の処理に進み、一方、加速度センサ１３１の出力が−２０ｍＧに満たない場合には（ステップＳ３１２のＮｏ）、ステップＳ３０１の処理に戻る。
【００５８】
そして、ステップＳ３１２の処理では、制御手段１００の制御により、動的加速度判定部１８１が、加速度センサ１３１の出力と動的加速度記憶部１８２に記憶された０．１秒前にサンプリングされた前回値との差が２０ｍＧ以上あるか否かの判定を行い、加速度センサ１３１の出力差分が２０ｍＧ以上ある場合には（ステップＳ３１２のＹｅｓ）、ステップＳ３０９の処理に進み、一方、加速度センサ１３１の出力差分が２０ｍＧに満たない場合には（ステップＳ３１２のＮｏ）、ステップＳ３０１の処理に戻る。なお、０．１秒前にサンプリングされた前回値が動的加速度記憶部１８２にバッファリングされてない動的加速度のバッファリング開始時にはステップＳ３１２の処理は省略される。
【００５９】
次に、車両が傾斜面を含む路面を走行中に加減速によって発生した加速度に基づいて車両の移動距離を算出する場合について説明する。
【００６０】
図４は、本発明の実施例における車両が傾斜面を含む路面を等速にて走行した際に加速度センサにおいて出力される加速度値の変化と、これに伴う上限閾値及び下限閾値の変更を説明するための図であり、（ａ）は傾斜路面を含む道路を断面化した図、（ｂ）は車両の移動に伴う加速度値および閾値の変化を示す一例である。
【００６１】
図４（ａ）で示すように、車両２０が走行する路面において、地点１までを平坦面Ａ、地点１〜地点３を上りの傾斜面Ｂ、地点３〜地点５を平坦面Ｃ、地点５〜地点７を下りの傾斜面Ｄ、地点７〜地点８を平坦面Ｅとする。
【００６２】
また、車両２０の制御手段１００は、ＧＰＳ測位手段１２０によって受信出力されたＧＰＳ信号を１秒に１回の頻度でサンプリングしているため、傾斜面ＢにおいてＧＰＳ信号をサンプリングした地点を地点２、平坦面ＣにおいてＧＰＳ信号をサンプリングした地点を地点４、傾斜面ＤにおいてＧＰＳ信号をサンプリングした地点を地点６、平坦面ＥにおいてＧＰＳ信号をサンプリングした地点を地点８、とすると、車両２０が地点２、４、６、８を通過するタイミングでサンプリングされた（すなわち、ＧＰＳ測位手段１２０により受信された）ＧＰＳ信号に基づいて、制御手段１００は、車両２０が走行している路面が平坦面あるいは傾斜面であることを判断し、加速度値にオフセットをかける。
【００６３】
図４（ｂ）で示すように、車両２０が地点１〜地点３の上り傾斜面Ｂを走行すると、加速度センサ１３１において出力される加速度値αg は上昇し車両は加速走行する。車両２０が地点２を通過するタイミングでＧＰＳ測位手段１２０が受信したＧＰＳ信号をサンプリングすることにより、制御手段１００は、このＧＰＳ信号に基づいて加速度値に静的加速度値(路面傾斜によって発生した加速度値)のオフセットをかけるため、その後、車両は等速で走行する。このとき加速度αg の値は、センサ出力上は一定値（例えば、５０ｍＧ）だが、処理内部では加速度ゼロとみなされる。
【００６４】
続いて車両２０が地点３を通過して、地点３〜地点５の平坦面Ｃを走行し始めると、加速度センサ１３１において出力される加速度値αg は、車両が傾斜面から平坦面へ移行したため出力が減少し、車両は減速走行する。そして、制御手段１００は、地点４においてサンプリングされたＧＰＳ信号に基づいて加速度値に再度オフセットをかける。その後、車両は等速で走行する。このとき加速度αg の値は、センサ出力上は一定値（例えば、０ｍＧ）であり、処理内部でも加速度ゼロとみなされる。
【００６５】
さらに車両２０が地点５を通過して、地点５〜地点７の下り傾斜面Ｄを走行し始めると、加速度センサ１３１において出力される加速度値αg は、さらに減少し、車両は減速走行する。そして、制御手段１００は、地点６においてサンプリングされたＧＰＳ信号に基づいて加速度値に再度オフセットをかける。その後、車両は等速で走行する。加速度αg の値は一定値（例えば、−７０ｍＧ）となり、処理内部では加速度ゼロとみなされる。
【００６６】
続いて車両２０が地点７を通過して、地点７〜地点８の平坦面Ｅを走行し始めると、加速度センサ１３１において出力される加速度値αg は、車両が傾斜面から平坦面へ移行したため出力が増加し、加速走行する。そして、制御手段１００は、地点８においてサンプリングされたＧＰＳ信号に基づいて加速度値に再度オフセットをかける。その後、車両は等速で走行する。加速度αg の値は一定値（例えば、０ｍＧ）となり、処理内部でも加速度ゼロとみなされる。
【００６７】
ところで、制御手段１００が上記各タイミングで加速度値にオフセットをかけると、動的加速度判定部１８１は、オフセットがかかった位置を平地とし判定し、その位置における加速度値を閾値の基準とみなし、この閾値の基準とみなした加速度値から上限＋７０ｍＧ、下限−１００ｍＧの閾値に勝手に変動させて動的加速度を判定してしまう。すなわち、図４（ｂ）で示すように、制御手段１００がＧＰＳ信号に基づいて車両２０の走行している路面の状態（平坦面あるいは傾斜面）を判断し、加速度値にオフセットをかけると、動的加速度判定部１８１は、オフセットがかかった位置の加速度値（ここでは＋５０ｍＧ）から所定の値（ここでは上限＋７０ｍＧ、下限−１００ｍＧ）だけ変動させて新たな上限閾値α1+（実際には＋１２０ｍＧ）と下限閾値α1-（実際には−５０ｍＧ）とする。図４（ｂ）において、上限閾値α1+と下限閾値α1-は実線で示されている。
【００６８】
例えば、車両２０が地点２を通過するタイミングでＧＰＳ測位手段１２０がＧＰＳ信号を受信し、制御手段１００がこのＧＰＳ信号に基づいて地点２で傾斜を検知すると、この位置を平地としたオフセットがかかり、この位置（＋５０ｍＧ）を平地と動的加速度判定部１８１が認識する。よって、＋５０ｍＧの位置を基準に＋７０ｍＧ（実際には＋１２０ｍＧ）、−１００ｍＧ（実際には−５０ｍＧ）の位置を閾値と動的加速度判定部１８１が判断する。
【００６９】
同様に、車両２０が地点４を通過するタイミングでＧＰＳ測位手段１２０がＧＰＳ信号を受信し、制御手段１００がこのＧＰＳ信号に基づいて地点４で平坦であることを検知すると、この位置を平地としたオフセットがかかり、この位置（ここでは０ｍＧ）を平地と動的加速度判定部１８１が認識する。よって、０ｍＧの位置を基準に＋７０ｍＧ、−１００ｍＧの位置をそれぞれ上限閾値α1+、下限閾値α0-と動的加速度判定部１８１が判断する。なお、ここではオフセットがかかった地点における加速度値が０ｍＧとなっている場合について説明しているが、ＧＰＳ測位手段１２０がＧＰＳ信号を受信した地点４における加速度値が必ずしも０ｍＧになるとは限らない。
【００７０】
さらに、車両２０が地点６を通過するタイミングでＧＰＳ測位手段１２０がＧＰＳ信号を受信し、制御手段１００がこのＧＰＳ信号に基づいて地点６で傾斜を検知すると、この位置を平地としたオフセットがかかり、この位置（−７０ｍＧ）を平地と動的加速度判定部１８１が認識する。よって、−７０ｍＧの位置を基準に＋７０ｍＧ（実際には０ｍＧ）、−１００ｍＧ（実際には−１７０ｍＧ）の位置をそれぞれ上限閾値α1+、下限閾値α0-と動的加速度判定部１８１が判断する。
【００７１】
そして、車両２０が地点８を通過するタイミングでＧＰＳ測位手段１２０がＧＰＳ信号を受信し、制御手段１００がこのＧＰＳ信号に基づいて地点８で平坦であることを検知すると、この位置を平地としたオフセットがかかり、この位置（ここでは０ｍＧ）を平地と動的加速度判定部１８１が認識する。よって、０ｍＧの位置を基準に＋７０ｍＧ、−１００ｍＧの位置をそれぞれ上限閾値α1+、下限閾値α0-と動的加速度判定部１８１が判断する。なお、ここでもオフセットがかかった地点における加速度値が０ｍＧとなっている場合について説明しているが、ＧＰＳ測位手段１２０がＧＰＳ信号を受信した地点８における加速度値が必ずしも０ｍＧになるとは限らない。
【００７２】
これによって、動的加速度判定部１８１は、車両２０が傾斜面を含む路面を走行する際に車両の移動に伴って加速度センサ１３１から出力される加速度に重力加速度が発生したとしても、オフセット時に出力された加速度値を基準とみなし、発生した重力加速度分の変動に対応するように上限閾値と下限閾値を変動させて動的加速度を判定する。これにより、オフセットをかける前の状態と同様に、ある一定値以上の動的加速度を判定することができ、精度についても保持できる。したがって、移動距離算出部１８３は、加速度センサ１３１からの出力値のうち、動的加速度判定部１８１において動的加速度と判定された加速度値を時間領域において２回積分することにより車両の移動距離を正確に算出することができる。
【００７３】
なお、図４では、車両２０が傾斜面を上って下る場合について説明したが、下りの傾斜面から平坦面を経て上りの傾斜面を走行する場合には、図４（ｂ）に示す車両の移動に伴う加速度値はプラスマイナスが逆になるだけで、上述と同様にオフセット時の加速度値に応じて上限閾値と下限閾値が変動するので動的加速度だけを正確に判定し、車両の移動距離を正確に算出することができる。
【００７４】
また、上記説明では、傾斜面Ｂ、平坦面Ｃ、傾斜面Ｄ、および平坦面Ｅの各路面においてＧＰＳ信号をサンプリングした地点をそれぞれ一ヶ所（地点２、４、６、８）としたが、各路面の距離に応じてＧＰＳ信号をサンプリングできる地点が複数あっても構わない。この場合、ＧＰＳ信号をサンプリングできた各地点において加速度値にオフセットがかかり、動的加速度判定部１８１は、各地点の加速度値を基準に上限閾値α1+と下限閾値α1-を変動させる。
【００７５】
さらに、車両が傾斜面を含む路面を等速走行中の移動距離を算出する場合であって、走行中にトンネル進入などでＧＰＳ信号が受信できない場合について説明する。
【００７６】
図５は、本発明の実施例における車両が傾斜面を含むトンネルのある路面を走行した際に加速度センサにおいて出力される加速度値の変化と、これに伴う上限閾値及び下限閾値の変更を説明するための図であり、（ａ）は傾斜路面とトンネルを含む道路を断面化した図、（ｂ）は車両の移動に伴う加速度値および閾値の変化を示す一例である。
【００７７】
図５（ａ）で示すように、車両２０が走行する路面は図４（ａ）と同様の平坦面と傾斜面がある路面であって、地点３と地点４の間からトンネル３０となっている。したがって、車両２０の制御手段１００は、地点４、６、８を通過するサンプリングタイミングでＧＰＳ信号を受信することができず、車両２０が平坦面あるいは傾斜面を走行していることを判断することができない。
【００７８】
この場合に、図５（ｂ）で示すように、加速度センサが出力する値αg は変わらず、図４（ｂ）と同じになるが、動的加速度判定部１８１によって地点２におけるオフセットにともない閾値も上方へ変動し、この状態で地点３以降のトンネル内においてＧＰＳ信号を検知することができなくなると、その後傾斜の判定ができないため、傾斜を走行していても閾値（上限閾値α1+の値は＋１２０ｍＧ、下限閾値α1-の値は−５０ｍＧ）が固定されたままになってしまう。
【００７９】
そうすると、図５（ｂ）で示すように、拾えない部分（左斜線を施した領域Ｃの外周に当たる太実線部分の加速度αg の値）が生じてしまい、実際は重力加速度（静的加速度）であるにもかかわらず、所定の閾値（下限閾値α1-）を超えた動的加速度に相当する数値であると判定され、減速による加速度の変化と誤認識してしまう。
【００８０】
そこで、この場合、閾値設定部１８４は、オフセットにともない固定されたままの閾値である上限閾値および下限閾値を、所定タイミングで受信していたＧＰＳ信号の無効直前に車両が走行していた路面傾斜角の情報に基づいて、将来の路面状況を予測して上り斜面或いは下り斜面にいずれかに重みをもたせることで、自動的に変更させる。
【００８１】
また将来の路面状況の予測に関しては、上記路面傾斜角の情報に限定されることなく、現在の走行道路をもとに地図データから上り下り情報を取得するなどの方法を用いてもよい。
【００８２】
すなわち、図５（ｂ）で示すように、閾値設定部１８４は、車両２０が地点４を通過した直後のタイミングでＧＰＳ信号が受信できない状態になったことを検知すると、トンネル進入直前の地点２において受信したＧＰＳ信号に基づいて車両２０が上り傾斜面を走行していたことを判断し、更なる上り傾斜面を走行する可能性は低いと予想して、下り傾斜面に重みをおいた閾値として、上限閾値α2+と下限閾値α2-を閾値記憶部１９１に記憶させる。図５（ｂ）において、上限閾値α2+と下限閾値α2-は破線で示されている。
【００８３】
例えば、閾値設定部１８４は、今までの上限閾値α1+の値（＋１２０ｍＧ）から新たな上限閾値α2+の値（＋２０ｍＧ）に変動させ、この上限閾値α2+の値を閾値記憶部１９１に記憶させる。これと同時に、今までの下限閾値α1-の値（−５０ｍＧ）から新たな下限閾値α2-の値（−１５０ｍＧ）に変動させ、この下限閾値α2-の値を閾値記憶部１９１に記憶させる。
【００８４】
これによって、動的加速度判定部１８１は、閾値設定部１８４によって閾値記憶部１９１に記憶された上限閾値α2+のおよび下限閾値α2-に基づいて、車両２０が傾斜面を含むトンネルのある路面を走行する際に車両の移動に伴って加速度センサ１３１から出力される加速度に重力加速度（例えば、図５に示す左斜線を施した領域Ｃ）が発生したとしても、発生した重力加速度分の変動に対応するように将来の路面状況を予想し重みを持たせて上限閾値と下限閾値も変動させることにより、動的加速度だけを正確に判定することができる。したがって、移動距離算出部１８３は、加速度センサ１３１からの出力値のうち、動的加速度判定部１８１において動的加速度と判定された加速度値を時間領域において２回積分することにより車両の移動距離を正確に算出することができる。
【００８５】
また将来の路面状況の予測に関しては、上記路面傾斜角の情報に限定されることなく、現在の走行道路をもとに地図データから上り下り情報を取得するなどの方法を用いてもよい。
【００８６】
なお、閾値設定部１８４は、トンネル進入直前に受信したＧＰＳ信号に基づいて車両２０が下り傾斜面を走行していたことを判断すると、更なる下り傾斜面を走行する可能性は低いと予想して、上り傾斜面に重みをおいた閾値（例えば、閾値の変動分を＋５０ｍＧとする）を閾値記憶部１９１に記憶させる。
【００８７】
また、上記説明では、閾値設定部１８４は、今までの上限閾値α1+の値（＋１２０ｍＧ）から新たな上限閾値α2+の値（＋２０ｍＧ）に変動させ、今までの下限閾値α1-の値（−５０ｍＧ）から新たな下限閾値α2-の値（−１５０ｍＧ）に変動させるために閾値の変動分を−１００ｍＧと設定したが、この値は所定タイミングで受信していたＧＰＳ信号の無効直前に車両が走行していた路面傾斜角の情報に基づいて適宜設定してもよい。
【００８８】
さらに、上記説明では、閾値設定部１８４は、上限閾値の変動分と下限閾値の変動分を−１００ｍＧと同じ値に設定したが、各閾値の変動分を個別に設定してもよい。この場合、下り傾斜面に重みをおいた閾値として、上限閾値の変動分を−１００ｍＧ、下限閾値の変動分を−１２０ｍＧと設定し、また、上り傾斜面に重みをおいた閾値として、上限閾値の変動分を＋７０ｍＧ、下限閾値の変動分を＋５０ｍＧと設定すれば、動的加速度だけをさらに正確に判定することが可能となるため、所定タイミングで受信していたＧＰＳ信号の無効直前に車両が走行していた路面傾斜角の情報に基づいて上限および下限の各閾値の変動分についても重み付けを設けるのが好ましい。
【００８９】
以上説明したように、本発明に係るナビゲーション装置によれば、所定の閾値に応じて加速度センサ１３１の出力について動的加速度を適宜抽出することが可能となり、精度良く水平面を走行する車両の移動距離を算出することができる。
【００９０】
なお、上記実施例においては、車両２０が平坦面あるいは傾斜面を走行していることをＧＰＳ信号によって判断する場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その他路面傾斜を検出可能なセンサ類等（気圧センサ、ジャイロセンサ）に置き換えて考えてもよい。ＧＰＳ信号同様に、それらセンサが何らかの障害でセンシング不可になった場合に、本アイデアを適用することができる。
【００９１】
なお、上記実施例においては、移動体搭載用機器としてナビゲーション装置１０を用いて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、移動体の加速度から移動体の移動距離を算出する各種電子機器などにも適用できる。
【符号の説明】
【００９２】
１０・・・・ナビゲーション装置
１００・・・制御手段
１１０・・・通信手段
１２０・・・ＧＰＳ測位手段
１３０・・・自立航法測位手段
１３１・・・加速度センサ
１３２・・・ジャイロセンサ
１４０・・・経路探索手段
１５０・・・経路案内手段
１６０・・・表示手段
１７０・・・入力手段
１８０・・・移動距離算出手段
１８１・・・動的加速度判定部
１８２・・・動的加速度記憶部
１８３・・・移動距離算出部
１８４・・・閾値設定部
１９０・・・記憶手段
１９１・・・閾値記憶部
１９２・・・地図記憶部
２０・・・・車体
３０・・・・トンネル
【図１】
2011069632.tif 000003
【図２】
2011069632.tif 000004
【図３】
2011069632.tif 000005
【図４】
2011069632.tif 000006
【図５】
2011069632.tif 000007