(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ情報に基づく速度を取得する取得部と、
前記速度から求められる加速度と、加速度センサのデータとの相関係数、相関値を算出する第１算出部と、
前記ＧＰＳ情報が受信不可の区間において、前記相関係数及び前記相関値と前記加速度センサのデータとを用いて加速度を算出する第２算出部と、
前記第２算出部により算出された加速度と、前記区間の前後で取得された速度とを用いて、前記区間内の速度を算出する第３算出部と、
を備える携帯端末装置。
【請求項２】
前記第３算出部は、
前記区間の前で取得された速度に、前記第２算出部により算出された加速度を単位時間毎に加算する加算部と、
前記区間の後で取得された速度に、前記第２算出部により算出された加速度を単位時間毎に減算する減算部と、を備え、
前記加算部により算出された速度と、前記減算部により算出された速度とを用いて前記区間内の速度を算出する請求項１記載の携帯端末装置。
【請求項３】
前記第２算出部により算出された加速度が所定範囲内になるよう補正する加速度補正部をさらに備え、
前記第３算出部は、
補正された加速度を用いて前記区間内の速度を算出する請求項１又は２記載の携帯端末装置。
【請求項４】
前記加速度補正部は、
前記車両の速度の運動エネルギーに対する加速度の増減幅を算出し、該増減幅を前記所定範囲とする請求項３記載の携帯端末装置。
【請求項５】
気圧センサと、
前記第３算出部により算出された区間内の速度の時間軸での微分値と、前記気圧センサのデータの時間軸での微分値とに相関がある場合、前記区間内の速度に対し、前記気圧センサのデータと相関がある加速度分を減算する速度補正部と、をさらに備える請求項１乃至４いずれか一項に記載の携帯端末装置。
【請求項６】
ＧＰＳ情報に基づく速度を取得し、
前記速度から求められる加速度と、加速度センサのデータとの相関係数、相関値を算出し、
前記ＧＰＳ情報が受信不可の区間において、前記相関係数及び前記相関値と前記加速度センサのデータとを用いて加速度を算出し、
前記算出された加速度と、前記区間の前後で取得された速度とを用いて、前記区間内の速度を算出する
処理をコンピュータが実行する速度算出方法。
【請求項７】
ＧＰＳ情報に基づく速度を取得し、
前記速度から求められる加速度と、加速度センサのデータとの相関係数、相関値を算出し、
前記ＧＰＳ情報が受信不可の区間において、前記相関係数及び前記相関値と前記加速度センサのデータとを用いて加速度を算出し、
前記算出された加速度と、前記区間の前後で取得された速度とを用いて、前記区間内の速度を算出する
処理をコンピュータに実行させる速度算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ情報を受信できない区間において車両速度を算出する携帯端末装置、速度算出方法及び速度算出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＰＳ（Global Positioning System）対応の携帯端末装置では、ＧＰＳ受信機によって携帯端末装置の速度を計測することが可能である。しかしながら、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない区間においては、携帯端末装置の速度を算出する事はできない。これに対し、ＧＰＳ情報を取得できない区間で、自律的に現在位置を推測する技術がある。
【０００３】
また、ＧＰＳ情報を用いずに、加速度センサのデータを用いて現在位置を推定したり、速度を求めたりする技術がある。また、慣性航法システム（ＩＮＳ）による車両の位置、速度、姿勢を判断する方法と、ＧＰＳとを組み合わせたＩＮＳ／ＧＰＳのナビゲーションシステムを用い、車両の位置、速度及び姿勢を推定する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６４５０１号公報
【特許文献２】特開平１１−２９５１０３号公報
【特許文献３】特開２００５−１７３０８号公報
【特許文献４】特開２００８−７６３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、最近では、車両の速度データから適正な速度データ（以下、理想速度曲線）を作り、実際の速度と理想速度曲線との差分を積分することによって、エコ運転指標値を算出して運転者にエコ運転指導を行うことが考えられている。理想速度曲線については、特許第３９４４５４９号公報を参照されたい。
【０００６】
エコ運転指導を行うシステムにおいては、車両の速度を蓄積する機能があるが、現状は車載端末を車両に装着することによって速度データを得ている。車載端末は高価な測定機器であるため、一般乗用車への装着を推進することはできない。
【０００７】
一方、ＧＰＳ機能付き携帯端末装置を利用して、移動速度や現在位置を求めることができるため、携帯端末装置による速度データを用いて本システムに適用することが考えられる。
【０００８】
しかし、トンネルなどのＧＰＳ情報を取得できない区間（以下、未受信区間と呼ぶ）は、ＧＰＳ情報による速度（以下、ＧＰＳ速度と呼ぶ）を求めることができない。未受信区間では、その区間に入る時間と出た時間から平均の速度を求めることができるが、細部の加速、減速は分からない。
【０００９】
ＧＰＳ速度に代えて、従来技術のように、加速度センサと角速度センサとから位置情報を取得し、位置情報と時間情報とから速度を求めることも考えられる。そのためには、加速度センサと、角速度センサとの双方が必要になり、コスト増になる。近年の携帯端末装置では、加速度センサを搭載するものは存在するが、角速度センサを搭載するものはあまり存在しない。
【００１０】
また、従来技術のように、加速度センサのみで求められた車両の速度は、加速度センサが搭載された車両自体の加速や減速以外に、路面の影響などで、加速度センサが振動する影響を受けるため、精度が良くない。
【００１１】
そこで、開示の技術は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ＧＰＳ情報が取得できない区間で、適切な車両の速度を算出することができる携帯端末装置、速度算出方法及び速度算出プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
開示の一態様における携帯端末装置は、ＧＰＳ情報に基づく速度を取得する取得部と、前記速度から求められる加速度と、加速度センサのデータとの相関係数、相関値を算出する第１算出部と、前記ＧＰＳ情報が受信不可の区間において、前記相関係数及び前記相関値と前記加速度センサのデータとを用いて加速度を算出する第２算出部と、前記第２算出部により算出された加速度と、前記区間の前後で取得された速度とを用いて、前記区間内の速度を算出する第３算出部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
開示の技術によれば、ＧＰＳ情報が取得できない区間で、適切な車両の速度を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＧＰＳ加速度と、Ｘ軸加速度センサの加速度との散布図。
【図２】ＧＰＳ加速度と、Ｙ軸加速度センサの加速度との散布図。
【図３】ＧＰＳ加速度と、Ｚ軸加速度センサの加速度との散布図。
【図４】一定サンプルデータ毎の相関係数の変化を示す図。
【図５】相関係数が大きい区間のＧＰＳ加速度と、加速度センサの出力値との散布図。
【図６】相関係数が小さくなる区間のＧＰＳ加速度と、加速度センサの出力値との散布図。
【図７】実施例１における携帯端末装置の構成の一例を示すブロック図。
【図８】実施例１における速度算出部の構成の一例を示すブロック図。
【図９】時速と秒速の関係の一例を示す図。
【図１０】速度に対する運動エネルギーの増減幅の一例を示す図。
【図１１】速度に対する速度成分の変位可能量（加速度）の一例を示す図。
【図１２】入口から算出した速度と、出口から算出した速度との合算値の一例を示す図。
【図１３】ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ情報の一例を示す図。
【図１４】センサ情報の一例を示す図。
【図１５】位置情報の一例を示す図。
【図１６】パラメータの一例を示す図。
【図１７】加速度の上限値、下限値の情報の一例を示す図。
【図１８】実施例１における速度の計測開始処理の一例を示すフローチャート。
【図１９】実施例１における３軸加速度センサにおける各データの取得処理の一例を示すフローチャート。
【図２０】実施例１におけるＧＰＳ処理部におけるＧＰＳ情報の取得処理の一例を示すフローチャート。
【図２１Ａ】実施例１における速度計測処理（その１）の一例を示すフローチャート。
【図２１Ｂ】実施例１における速度計測処理（その２）の一例を示すフローチャート。
【図２２】ＧＰＳ情報とセンサ情報との同期化の初期化処理の一例を示す図。
【図２３】正常にソフトウェアタイマ割り込みが発生した時の処理の一例を示す図。
【図２４】ソフトウェアタイマ割り込みが省略された時の処理の一例を示す図。
【図２５】計測情報の処理手順の一例を示す図。
【図２６】実施例２における携帯端末装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２７】実施例２における速度算出部の構成の一例を示すブロック図。
【図２８】未受信区間内での道路勾配の変化による地軸方向の変化を示す図。
【図２９】未受信区間内で、３軸加速度センサにより算出された速度の一例を示す図。
【図３０】勾配の変化による大気圧の変化の一例を示す図。
【図３１】実施例２における速度の計測開始処理の一例を示すフローチャート。
【図３２】実施例２における各センサにおける各データの取得処理の一例を示すフローチャート。
【図３３Ａ】実施例２における速度計測処理（その１）の一例を示すフローチャート。
【図３３Ｂ】実施例２における速度計測処理（その２）の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
まず、ＧＰＳ加速度と、３軸加速度センサの各データとの相関について説明する。ＧＰＳ加速度とは、１秒前のＧＰＳ速度との差分を算出することで、加速度に変換することができる。ＧＰＳ速度は、ＧＰＳ衛星から受信できるＧＰＳ情報に含まれていたり、ＧＰＳ情報の位置情報、時間情報から求めたりすることができる。
【００１６】
発明者らは、算出されたＧＰＳ加速度と、３軸加速度センサの各軸の出力値（各データ）との間に、一次相関関係が発生することを発見した。相関関係は、速度０以外の場合にのみ評価する。これは、速度０を評価対象にすると、停車中に相関係数が小さくなることを防ぐためである。
【００１７】
ＧＰＳ加速度と、３軸加速度センサの各データとの間に相関関係があることから、次の式が成り立つ。
Ｙ＝ａＸ×ｇＸ＋ｂＸ  ・・・式（１）
Ｙ＝ａＹ×ｇＹ＋ｂＹ  ・・・式（２）
Ｙ＝ａＺ×ｇＺ＋ｂＺ  ・・・式（３）
Ｙ：ＧＰＳ加速度
ａＸ，ａＹ，ａＺ：３軸加速度センサの各軸が出力する加速度に対する相関係数
ｇＸ，ｇＹ，ｇＺ：３軸加速度センサの各軸が出力する加速度
ｂＸ，ｂＹ，ｂＺ：３軸加速度センサの各軸が出力する加速度に対する相関値
ここで、車両の運行におけるＧＰＳ速度から算出した加速度と、加速度センサの各データが取得した加速度との散布図を図１〜３に示す。この実験は、ＧＰＳ機能付き携帯電話端末を車両のエアコン吹き出し口のホルダに固定して計測した場合を示す。また、図１〜３は、車両の運行開始から運行終了まで取得されたデータの散布図である。
【００１８】
図１は、ＧＰＳ加速度と、Ｘ軸加速度センサの加速度との散布図である。図１に示すように、Ｘ軸との相関関係は、相関係数が「−０．０８５６」、相関値が「０．０６６４」である。
【００１９】
図２は、ＧＰＳ加速度と、Ｙ軸加速度センサの加速度との散布図である。図２に示すように、Ｙ軸の相関関係は、相関係数が「０．９６６９」、相関値が「６．５３３」である。
【００２０】
図３は、ＧＰＳ加速度と、Ｚ軸加速度センサの加速度との散布図である。図３に示すように、Ｚ軸の相関関係は、相関係数が「−０．７７８３」、相関値が「４．８１９８」である。
【００２１】
図１〜３に示す結果から、ＧＰＳ機能付き携帯端末装置で計測した車両の加速度と、３軸加速度センサの２つの軸の間には相関関係が発生することがわかる。これは、相関係数の絶対値が大きい２つの軸を選択するからである。なお、３軸加速度センサを用いる例について説明するが、１軸加速度センサを複数組み合わせて、相関係数の絶対値が大きい複数の加速度センサを用いてもよい。図１〜３に示す例において、ＧＰＳ加速度は、Ｙ軸、Ｚ軸の出力値と相関関係がある。Ｘ軸の出力値は、ＧＰＳ加速度には影響を与えない出力値である。
【００２２】
携帯端末装置によるデータの取得期間中、携帯端末装置が常に同じ姿勢を取り続けるのであれば、相関係数と相関値とは運行開始から運行終了までの全データによる評価で構わない。
【００２３】
しかし、実際には道路の起伏や携帯端末装置が手に持たれる等といった動作により、携帯端末装置の姿勢は変化する。このような携帯端末装置の姿勢変化に対して、相関係数と相関値とを評価するには、一定のサンプルデータを基に定期的に値を更新すればよい。定期的にサンプルデータを更新することによって、取得サンプルのばらつき度には差異が発生し、その結果として相関係数と相関値との値も変化する。
【００２４】
図４は、一定サンプルデータ毎の相関係数の変化を示す図である。図４に示す例では、車両の停止、走行といった加減速が多い区間は相関係数が大きくなり、一定速度で走行する区間は相関係数が小さくなる。
【００２５】
この、相関係数の増減は、「道路の起伏が激しい山間部」、「加減速が多い市街地」、「等速運転が多くなる有料道路」、「運転者の等速運転能力」によって影響をうける。いずれも特定の区間や運転者の運転特性に依存する問題であり、ＧＰＳ衛星からの電波が取得できなくなった時に即時に変化が起こりにくい現象と判断する。
【００２６】
図５は、相関係数が大きい区間のＧＰＳ加速度と、加速度センサの出力値との散布図である。図５に示す例では、Ｙ軸の加速度を用いる。相関係数が大きい区間とは、例えば、「道路の起伏が激しい山間部」や「加減速が多い市街地」などの区間である。
【００２７】
図６は、相関係数が小さくなる区間のＧＰＳ加速度と、加速度センサの出力値との散布図である。図６に示す例では、Ｙ軸の加速度を用いる。相関係数が小さい区間とは、例えば、「等速運転が多くなる有料道路」などの区間である。
【００２８】
図５や図６に示すように、相関係数が変動するので、定期的にこの値を更新する。また、ＧＰＳ加速度は、この相関係数と相関値、加速度センサの出力値から求めることができる。よって、ＧＰＳ情報を取得できない区間（未受信区間ともいう）において、ＧＰＳ情報を受信できた区間（受信可区間ともいう）で求めた相関係数と相関値、未受信区間の加速度センサの出力値を用いてＧＰＳ加速度を算出する。また、算出したＧＰＳ加速度と、未受信区間の前後で取得したＧＰＳ速度とを用いて、未受信区間の速度が算出できるようになる。
【００２９】
以下、上記考えに基づく各実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３０】
［実施例１］
＜構成＞
図７は、実施例１における携帯端末装置１００の構成の一例を示すブロック図である。携帯端末装置１００は、アンテナ（ＡＮＴ）、制御部１０１、第１記憶部１０４、３軸加速度センサ１０５、第２記憶部１０６、表示部１０７を備える。
【００３１】
アンテナ（ＡＮＴ）は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信し、このＧＰＳ信号を、制御部１０１のＧＰＳ処理部１０２に出力する。
【００３２】
制御部１０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、第１記憶部１０４から読み出した基本プログラムにより、携帯端末装置１００の処理を制御する。基本プログラムには、以降で説明する速度算出プログラムが含まれる。
【００３３】
第１記憶部１０４は、例えば不揮発性メモリなどであり、基本プログラムやアプリケーションソフトウェアなどに関連するデータを記憶する記憶部である。
【００３４】
３軸加速度センサ１０５は、Ｘ軸に沿った加速度ｇＸ、Ｙ軸に沿った加速度ｇＹ、Ｚ軸に沿った加速度ｇＺを計測し、第２記憶部１０６に記憶する。
【００３５】
第２記憶部１０６は、例えば揮発性メモリ等であり、制御部１０１が実行する基本プログラムやアプリケーションソフトウェアなどにより生成されるデータなどを記憶又は一時保存する記憶部である。
【００３６】
表示部１０７は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を含み、制御部１０１から入力される表示データに応じた表示が行われる。
【００３７】
また、制御部１０１は、速度算出処理等を実行する場合に、ＧＰＳ処理部１０２、速度算出部１０３の機能を有する。
【００３８】
ＧＰＳ処理部１０２は、アンテナから取得したＧＰＳ信号を復調し、衛星時間、緯度、経度、速度などのＧＰＳ情報を取得する。ＧＰＳ処理部１０２は、取得したＧＰＳ情報を第２記憶部１０６に記憶する。また、ＧＰＳ処理部１０２は、例えば速度（ＧＰＳ速度）を速度算出部１０３に出力する。
【００３９】
速度算出部１０３は、ＧＰＳ処理部１０２又は第２記憶部１０６から取得したＧＰＳ速度と、第２記憶部１０６から取得した３軸加速度センサ１０５の各データとの相関係数、相関値を算出する。速度算出部１０３は、ＧＰＳ情報を取得できない未受信区間において、この相関係数、相関値を用いて、車両の速度を算出する。未受信区間の速度を算出するための機能については、図８を用いて説明する。
【００４０】
図８は、実施例１における速度算出部１０３の構成の一例を示すブロック図である。図８に示す速度算出部１０３は、ＧＰＳ速度取得部２０１、相関算出部２０２、加速度算出部２０３、加速度補正部２０４、推定速度算出部２０５の各機能を備える。
【００４１】
ＧＰＳ速度取得部２０１は、ＧＰＳ処理部１０２又は第２記憶部１０６からＧＰＳ速度を取得する。ＧＰＳ速度取得部２０１は、受信可区間でのＧＰＳ速度を相関算出部２０２に出力する。また、ＧＰＳ速度取得部２０１は、未受信区間の前後のＧＰＳ速度を推定速度算出部２０５に出力する。
【００４２】
相関算出部２０２は、ＧＰＳ速度取得部２０１から取得したＧＰＳ速度を用いてＧＰＳ加速度を算出する。ＧＰＳ加速度は、ＧＰＳ速度の１秒毎の変化量で求められる。相関算出部２０２は、このＧＰＳ加速度と、第２記憶部１０６から取得した３軸加速度センサ１０５の各データとの相関係数、相関値を、例えば最小二乗法などにより算出する。相関算出部２０２は、算出した相関係数、相関値を第２記憶部１０６に記憶する。
【００４３】
加速度算出部２０３は、未受信区間における車両の加速度を算出する。加速度算出部２０３は、第２記憶部１０６から相関係数、相関値、３軸加速度センサ１０５の各データを取得し、例えば相関係数が高い２つの軸を用いて相関係数で重み付けして加速度を算出する。
加速度＝（軸１の加速度×軸１の相関係数の絶対値＋軸２の加速度×軸２の相関係数の絶対値）／（軸１の相関係数の絶対値＋軸２の相関係数の絶対値）  ・・・式（４）
加速度算出部２０３は、算出した加速度を加速度補正部２０４に出力する。
【００４４】
加速度補正部２０４は、算出された加速度の異常データを除去する処理を行う。例えば、加速度補正部２０４は、算出された加速度を所定の範囲内に丸める処理を行う。加速度の異常データについて説明する。
【００４５】
例えば、高速道路を走行していると、どんなにアクセルを踏み込んでもそれ以上加速できない速度に到達することがある。この速度を車両の終端速度と呼ぶこととする。車両の終端速度を感じるのは、トラック等の空気抵抗が大きな車両において顕著である。
【００４６】
走行中の車両に加わる抵抗としては、エンジンやトランスミッション、タイヤの転がり抵抗、及び、空気抵抗が考えられる。この中でエンジンやトランスミッション、及び、タイヤの転がり抵抗は車両の速度に影響を受けない一定の抵抗である。
【００４７】
一方で、空気抵抗は空気抵抗係数に速度の２乗を乗算した値として２次曲線として抵抗が増す抵抗成分である。車両の終端速度を仮定することによって車両が持つ余剰エネルギーを推測し、速度別の加速度変位可能範囲を特定し、速度の予測に利用する。
【００４８】
説明を簡単にするため、速度を時速ではなく秒速で考えることにする。図９は、時速と秒速の関係の一例を示す図である。
【００４９】
ここで、車両の終端速度を４１ｍ／ｓ（約１５０ｋｍ／ｈ）と仮定すると、エンジンが発生するエネルギーＥは、以下の式が成り立つ。
Ｅ−ＡＶ２＝０  ・・・式（５）
終端速度：Ｖ＝４１
空気抵抗：Ａ＝１
式（５）によると、エネルギーＥは１６８１になる。
【００５０】
所定の速度での余剰エネルギーは、以下の式が成り立つ。
ｆ（ｖ）＝Ｅ−Ａｖ２  ・・・式（６）
ｆ（ｖ）：余剰エネルギー
エンジンが発するエネルギーに対し、車両にはブレーキが備わっている。ブレーキが吸収可能なエネルギーは、ブレーキが十分に放熱可能な状態を維持する限り、タイヤと路面の摩擦力に依存する。そのため、速度に対してブレーキの吸収可能なエネルギーは一定となる。
【００５１】
ブレーキの能力をエンジンの能力の１．５倍と仮定すると、エンジンのエネルギーＥの値から、次の式が成り立つ。
Ｂ＝Ｅ×１．５  ・・・式（７）
Ｂ≒２５２１
ここで、車両の運動エネルギーの増加と、エンジンが発するエネルギーの比率（パワーウェイトレシオ）を１：１０と仮定すると、運動エネルギーの増加は次の式となる。
Ｆ（ｖ）＝１０×Ａｖ２  ・・・式（８）
以上の条件の下、速度に対する運動エネルギーの増減の幅を所定の範囲とし、加速度補正部２０４は、算出された加速度を、所定の範囲内になるよう補正する。
【００５２】
図１０は、速度に対する運動エネルギーの増減幅の一例を示す図である。図１０に示す実線は運動エネルギーを示し、点線は増加可能エネルギーを示し、一点差線は減速可能エネルギーを示す。
【００５３】
図１０に示す運動エネルギーは、Ｆ（ｖ）であり、増加可能エネルギーは、Ｆ（ｖ）＋ｆ（ｖ）であり、減速可能エネルギーは、Ｆ（ｖ）−Ａｖ２−Ｂである。
【００５４】
図１１は、速度に対する速度成分の変位可能量（加速度）の一例を示す図である。図１１に示すグラフについて、車両は、前進状態から急にバックはしないという条件で算出している。
【００５５】
図１１に示すように、所定の速度に対する加速度の変位可能量が決まる。加速度補正部２０４は、所定の速度に対する変位可能量が決まると、算出された加速度が変位可能量の上限値を超えていれば上限値に補正し、算出された加速度が変位可能量の下限値を超えていれば下限値に補正する。所定の速度は、例えば、未受信区間に入る直前の速度や推定速度算出部２０５により算出された所定秒前の速度である。
【００５６】
加速度補正部２０４は、図１１に示す速度に対する加速度の変位可能量を保持しておけばよい。また、加速度補正部２０４は、例えば第２記憶部１０６に記憶された変位可能量を、速度に応じて取得するようにしてもよい。
【００５７】
加速度補正部２０４は、算出された加速度が変位可能量の範囲内であれば、補正をしない。加速度補正部２０４は、変位可能量の範囲内の加速度を推定速度算出部２０５に出力する。これにより、車両の終端速度を想定することによって、その車両が次の瞬間にとりうる速度の変化、つまり加速度に一定の制限をかけることが可能にある。なお、加速度補正部２０４は、必ずしも必要な機能ではない。
【００５８】
図８に戻り、推定速度算出部２０５は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信できない未受信区間内の車両の速度を算出し、推定する。推定速度算出部２０５は、加算部２０６、減算部２０７、按分部２０８の各機能を備える。
【００５９】
加算部２０６は、未受信区間の直前に取得できたＧＰＳ速度に対し、加速度補正部２０４から取得する加速度を加算していく。加速度が加算された速度は、按分部２０８に出力される。
【００６０】
減算部２０７は、未受信区間の直後に取得できたＧＰＳ速度に対し、加速度補正部２０４から取得する加速度を、時間的に後ろから減算していく。加速度が減算された速度は、按分部２０８に出力される。
【００６１】
按分部２０８は、未受信区間の入口から加速度を加算した速度と、出口から加速度を減算した速度を、未受信区間の区間数によって割合を按分した合算値を算出する。按分部２０８は、この合算値を、未受信区間の速度とする。推定速度は、未受信区間に対して算出された尤もらしい速度をいう。
【００６２】
按分部２０８は、例えば、単位時間（例えば１秒）を１区間とした場合、未受信区間の全体区間をｔ、速度算出時の未受信区間をｓ、この時点での加算した速度をｖ１（ｓ）、減算した速度をｖ２（ｓ）とすると、次の式により、推定速度を算出する。
ＥＶ＝（ｓ／ｔ）×ｖ１（ｓ）＋（（ｔ−ｓ）／ｔ）×ｖ２（ｓ）  ・・・式（９）
ＥＶ：推定速度
ｖ１（ｓ）：未受信区間ｓ時点での加算された速度
ｖ２（ｓ）：未受信区間ｓ時点での減算された速度
按分部２０８は、式（９）に対し、未受信区間ｓを１からｔまで算出すると、未受信区間での車両の速度に対して尤もらしい値を求めることができる。按分部２０８は、求めた推定速度を第２記憶部１０６に記憶する。
【００６３】
図１２は、入口から算出した速度と、出口から算出した速度との合算値の一例を示す図である。図１２に示す点線は、未受信区間の入口の速度に、加速度補正部２０４から取得された加速度を加算していった場合の速度を示す。図１２に示す一点鎖線は、未受信区間の出口の速度に、加速度補正部２０４から取得した加速度を減算していった場合の速度を示す。図１２に示す実線は、加算した速度と、減算した速度との按分による合算値である。
【００６４】
なぜ、合算するかというと、加速度センサの取得結果に相関係数を乗算し、相関値を足した値は絶対的な車両の加速度とはならないからである。よって、ＧＰＳ衛星から電波を最後に受信できた地点の速度に３軸加速度センサ１０５で取得した加速度を加算していった場合、加算処理によって得られた速度と、未受信区間の出口でＧＰＳ衛星から電波を再受信した時の速度とは大きく乖離した結果となる。
【００６５】
よって、減算部２０７は、未受信区間の出口にてＧＰＳ衛星からの電波により受信した車両速度に対し、未受信区間内で算出した加速度を減算した速度を算出する。按分部２０８は、未受信区間内の速度について、入口から加速度を加算していった速度と、出口から加速度を減算していった速度とを未受信区間の区間数によって割合を按分した合算値を算出する。
【００６６】
これにより、携帯端末装置１００は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信できない区間であっても、適切な車両の速度を算出することができる。第２記憶部１０６に記憶された車両の速度は、例えばＳＤカードなどに保存される。
【００６７】
＜データ構造＞
次に、速度算出処理で用いられるデータのデータ構造について説明する。図１３は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ情報（衛星情報ともいう）の一例を示す図である。図１３に示す例では、ＧＰＳ情報は、衛星時間（ＧＰＳ時間ともいう）、緯度、経度、速度を含む。この速度がＧＰＳ速度である。
【００６８】
図１４は、センサ情報の一例を示す図である。図１４に示す例では、センサ情報は、ソフトウェアタイマ時間（センサ時間ともいう）、３軸加速度センサ１０５の各軸の出力値を含む。
【００６９】
図１５は、位置情報の一例を示す図である。図１５に示す例では、位置情報は、ソフトウェアタイマ時間、衛星情報、その位置での３軸加速度センサ１０５の各軸の出力値（加速度）、各軸の相関係数、各軸の相関値を含む。
【００７０】
図１６は、パラメータの一例を示す図である。図１６に示す例では、速度算出に用いる閾値、衛星情報を保存するリングバッファのサイズやセンサ情報を保存するリングバッファのサイズなどがパラメータに含まれる。
【００７１】
図１７は、加速度の上限値、下限値の情報の一例を示す図である。図１７に示す現在速度に対する加速度の上限値、加速度の下限値が、加速度補正部２０４により用いられる。この加速度の上限値から下限値の範囲が所定の範囲となる。
【００７２】
＜動作＞
次に、実施例１における携帯端末装置１００の動作について説明する。図１８は、実施例１における速度の計測開始処理の一例を示すフローチャートである。図１８に示す処理は、携帯端末装置のアプリケーションメイン画面から処理開始が指示されたときに行う処理である。
【００７３】
ステップＳ１０１で、制御部１０１は、サンプリング周期２Ｈｚ以上で、３軸加速度センサ１０５のデータサンプリングを開始する。サンプリング周期２Ｈｚ以上にする理由は、１秒以下でデータを取得するためである。
【００７４】
ステップＳ１０２で、制御部１０１は、サンプリング周期２Ｈｚ以上で、ＧＰＳ処理部１０２によるＧＰＳ情報のデータサンプリングを開始する。
【００７５】
ステップＳ１０３で、制御部１０１は、３軸加速度センサ１０５のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の相関係数と、相関値とを算出するための変数を初期化する。
【００７６】
ステップＳ１０４で、制御部１０１は、例えば１Ｈｚで（ソフトウェア）タイマ割込みの起動処理を行う。タイマ割込みの起動処理は、図２１を用いて後述する。
【００７７】
図１９は、実施例１における３軸加速度センサ１０５における各データの取得処理の一例を示すフローチャートである。図１９に示すステップＳ２０１で、３軸加速度センサ１０５は、取得した各軸のデータをメモリバッファに記憶する。メモリバッファは、例えばリングバッファ（以下、センサ情報リングバッファともいう）であり、第２記憶部１０６の一部である。
【００７８】
図２０は、実施例１におけるＧＰＳ処理部１０２におけるＧＰＳ情報の取得処理の一例を示すフローチャートである。図２０に示すステップＳ３０１で、ＧＰＳ処理部１０２は、ＧＰＳ信号を処理して、ＧＰＳの位置情報、速度情報、取得時間をメモリバッファに記憶する。メモリバッファは、例えばリングバッファ（以下、衛星情報リングバッファともいう）であり、第２記憶部１０６の一部である。メモリバッファにリングバッファを用いる理由は後述する。
【００７９】
図２１Ａは、実施例１における速度計測処理（その１）の一例を示すフローチャートである。図２１Ａに示すステップＳ４０１で、相関算出部２０２は、３軸加速度センサ１０５の各データをメモリバッファから取得し、１秒ごとに平均値を算出する。この各軸の平均値が、以降の処理の各軸のデータとして用いられる。
【００８０】
ステップＳ４０２で、相関算出部２０２は、平均値の算出が終わると、３軸加速度センサ１０５のメモリバッファをクリアする。
【００８１】
ステップＳ４０３で、速度算出部１０３は、３軸加速度センサ１０５からデータを取得した時間（センサ時間ともいう）と、ＧＰＳ処理部１０２がＧＰＳ情報を取得した時間（ＧＰＳ時間ともいう）との差が、例えば２秒以内かを判定する。時間差が２秒以内であれば（Ｓ４０３−ＹＥＳ）、図２１Ｂの処理に移り、時間差が２秒より大きければ（ステップＳ４０３−ＮＯ）、ステップＳ４０４に進む。
【００８２】
ここで、速度算出部１０３は、時間差が２秒以内であれば正常にＧＰＳ情報を取得していると判定し、時間差が２秒より大きければ、例えばトンネルなどに入りＧＰＳ情報を受信できていないと判定する。
【００８３】
ステップＳ４０４〜Ｓ４０７は、ＧＰＳ情報を受信できない未受信区間での処理を示す。ステップＳ４０４で、加速度算出部２０３は、ＧＰＳ加速度と３軸加速度センサ１０５の各データとの相関係数、相関値を第２記憶部１０６から取得する。加速度算出部２０３は、この相関値、相関係数と、未受信区間内の３軸加速度センサ１０５の各データとを用いて加速度を算出する。このとき、相関係数が大きい２つの軸を用いるが、加速度算出部２０３は、式（４）を用いて、２つの軸で求められた加速度を、それぞれの相関係数で重み付けして１つの加速度を算出すればよい。
【００８４】
ステップＳ４０５で、加速度補正部２０４は、算出された加速度が、その速度に対する変位可能量（図１１参照）を超える場合に、上限値又は下限値に加速度を補正する。
【００８５】
ステップＳ４０６で、加算部２０６は、最終速度に加速度を加算し、速度を算出する。以下、この速度を加算速度と呼ぶ。このときの最終速度は、未受信区間の入口前で取得されたＧＰＳ速度である。
【００８６】
ステップＳ４０７で、加算部２０６は、加算速度を、この時の３軸加速度センサ１０５の値と共に、未受信データバッファに保存する。未受信データバッファは、例えば、第２記憶部１０６の一部である。
【００８７】
ステップＳ４０４〜４０７の処理で、未受信区間内での加算速度を算出することができる。このときに、加速度算出に用いた相関係数や相関値を未受信データバッファに記憶しておく。
【００８８】
図２１Ｂは、実施例１における速度計測処理（その２）の一例を示すフローチャートである。図２１Ｂに示す処理は、ＧＰＳ速度を正常に受信できているときの処理である。
【００８９】
図２１Ｂに示すステップＳ４１０で、速度算出部１０３は、未受信データバッファにデータが存在するかを判定する。データが存在する場合は（ステップＳ４１０−ＹＥＳ）ステップＳ４１４に進み、データが存在しない場合は（ステップＳ４１０−ＮＯ）ステップＳ４１１に進む。
【００９０】
ステップＳ４１１〜Ｓ４１３は、ＧＰＳ速度と、３軸加速度センサ１０５の各データとの相関係数、相関値を更新する処理である。携帯端末装置１００の姿勢が変わる可能性があるので、定期的に相関係数と相関値との更新処理を行う。
【００９１】
ステップＳ４１１で、ＧＰＳ速度取得部２０１は、第２記憶部１０６からＧＰＳ速度を取得し、０でないかを判定する。ＧＰＳ速度が０でなければ（ステップＳ４１１−ＹＥＳ）ステップＳ４１２に進み、ＧＰＳ速度が０であれば（ステップＳ４１１−ＮＯ）ステップＳ４２３に進む。
【００９２】
ステップＳ４１２で、相関算出部２０２は、相関係数、相関値を算出するのに必要なデータを記憶する。ここで、必要なデータとは、相関係数を、最小二乗法で求める場合には、３軸加速度センサ１０５の各データの総和、ＧＰＳ加速度の総和、各データとＧＰＳ加速度との積和、各データの二乗和、データの個数などである。
【００９３】
ステップＳ４１３で、相関算出部２０２は、保存されたデータ数が閾値を超えたかを判定する。閾値は、例えば、データ数が９０個、加速度が１ｍ／ｓ２以上変化しているものが１０個とする（図１６参照）。閾値を超えた場合は、相関算出部２０２は、最小二乗法を用いて、式（１）〜（３）により相関係数ａＸ，ａＹ，ａＺ、相関値ｂＸ，ｂＹ，ｂＺを算出する。相関算出部２０２は、算出した新たな相関係数、相関値で、元データを更新する。
【００９４】
これにより、ＧＰＳ情報を正常に受信できている区間で、サンプルデータが閾値を超えた場合に、相関係数、相関値を更新することができる。
【００９５】
ステップＳ４１５〜Ｓ４２２は、未受信区間から車両が出た場合、未受信区間の後に取得できたＧＰＳ速度を基に、未受信区間の速度を遡って算出する処理である。
【００９６】
ステップＳ４１５で、ＧＰＳ速度取得部２０１は、最終速度に、現在取得できたＧＰＳ速度を設定する。ＧＰＳ速度取得部２０１は、最終速度を、減算部２０７に出力する。
【００９７】
ステップＳ４１６で、加速度算出部２０３は、ステップＳ４０４で算出した未受信区間の相関係数、相関値から算出した加速度を、未受信データバッファから取得する。
【００９８】
ステップＳ４１７で、加速度補正部２０４は、加速度算出部２０３が未受信データバッファから取得した加速度に対し、最終速度がとりうる値に加速度を補正する。加速度補正部２０４は、補正後の加速度を減算部２０７に出力する。
【００９９】
ステップＳ４１８で、減算部２０７は、最終速度に対し、未受信区間の出口の加速度から順に減算し、未受信区間の出口から入口に遡って速度を算出する。以下、この速度を減算速度と呼ぶ。
【０１００】
ステップＳ４１９で、按分部２０８は、加算部２０６から加算速度、減算部２０７から減算速度を取得し、加算速度と減算速度とを未受信区間で按分して速度を算出（推定速度）する。
【０１０１】
ステップＳ４２０で、推定速度算出部２０５は、算出した推定速度を仮バッファに保存する。仮バッファは、例えば第２記憶部１０６である。
【０１０２】
ステップＳ４２１で、速度算出部１０３は、未受信データバッファにデータがないかを判定する。データがあれば（ステップＳ４２１−ＮＯ）ステップＳ４１６に戻り、データがなければ（ステップＳ４２１−ＹＥＳ）ステップＳ４２２に進む。
【０１０３】
ステップＳ４２２で、第２記憶部１０６は、仮バッファをデータの取得時間順（未受信区間の入口から出口の順）に保存する。
【０１０４】
ステップＳ４２３で、ＧＰＳ処理部１０２は、最終速度とＧＰＳ受信時間とを、例えば衛星情報リングバッファに保存する。これにより、未受信区間から車両が出た後に、未受信区間の尤もらしい速度を遡って算出することができる。
【０１０５】
算出された未受信区間の速度は、未受信区間前後のＧＰＳ速度などとともに、ＳＤカードなどの別の記録媒体に保存されてもよい。
【０１０６】
＜ＧＰＳ情報とセンサ情報の遅れ計測処理＞
次に、ＧＰＳ情報とセンサ情報とにリングバッファを用いる理由について説明する。まず、ＧＰＳ情報の更新割り込みと、センサ情報取得用のソフトウェアタイマ割り込みとは、別のスレッドとして別々に発生する。さらに、ＧＰＳ情報に関してはＧＰＳ電波が受信出来ない区間では割り込みが発生しない。また、ソフトウェアタイマ割り込みも携帯端末装置のＯＳに負荷がかかっている場合は、割り込みタイミングが遅れる。
【０１０７】
ソフトウェアタイマ割り込みが指定されたインターバルタイムで、割り込みが発生出来なかった場合は、その割り込みキューは無視され、割り込み自体が発生しなくなる。
【０１０８】
よって、ソフトウェアタイマ割り込みの瞬間にＧＰＳ情報の取得結果を取りに行っても、ＧＰＳ情報が未更新であったり、又は、更新作業が遅れているために正しいタイミングのＧＰＳ情報が取得できなかったりするという現象が発生する。
【０１０９】
この現象を解決するために、ＧＰＳ情報とソフトウェアタイマ割り込みで取得するセンサ情報とを別々のリングバッファに格納し、センサ情報を取得後、一定期間が経ってからＧＰＳ情報との引当を行うことで、両データの同期化を図る。
【０１１０】
図２２は、ＧＰＳ情報とセンサ情報との同期化の初期化処理の一例を示す図である。図２２に示す衛星情報リングバッファ１０は、センサ情報リングバッファ２０より、時間的に２倍以上大きいとよい。同一時間サイズだと、センサ情報との同期時間のＧＰＳ情報が新しいＧＰＳ情報に更新されてしまう。
【０１１１】
（衛星情報リングバッファ）
ＧＰＳ情報更新の割り込みは、ＧＰＳ処理部１０２が新しいＧＰＳ情報を取得したタイミングで実施される。
【０１１２】
ＧＰＳ処理部１０２で取得されたＧＰＳ情報は、入力ポインタが示すリングバッファに保存し、入力ポインタを１つ進める。
【０１１３】
入力ポインタが読み取りポインタに追いついた場合は、読み取りポインタを１つ進める。
【０１１４】
計測開始当初は、衛星情報リングバッファ１０に対し、最低１周分はデータを満たす。
【０１１５】
（センサ情報リングバッファ）
センサ情報は、ソフトウェアタイマ割り込みのタイミングでプログラムが生成される。センサ情報リングバッファ２０の読み取りポインタは、入力ポインタの半分後ろになる。
【０１１６】
センサ情報と、ＧＰＳ情報とのマッチング処理は、センサ情報リングバッファ２０の半分後ろのデータに対して実施する。よって、最初にセンサ情報リングバッファ２０のサイズの半分より多いところまでデータを貯める必要がある。
【０１１７】
図２３は、正常にソフトウェアタイマ割り込みが発生した時の処理の一例を示す図である。図２３に示す処理は、予想されたタイミングにソフトウェアタイマ割り込みが発生し、既に必要な量のデータがリングバッファに貯まっている場合の処理である。
【０１１８】
（１）衛星情報リングバッファ１０の読み取りポインタから、センサ情報のデータ取得時間に一番近いＧＰＳ情報が探される。
【０１１９】
（２）次のバッファのＧＰＳ情報の取得時間が、今のバッファの取得時間よりも小さい場合、入力ポインタに追いついたと判断して検索が終了する。
【０１２０】
（３）センサ情報リングバッファ２０の入力ポインタの半分後ろのバッファからセンサ情報が取得される。
【０１２１】
（４）速度算出部１０３は、取得されたＧＰＳ情報のデータ取得時間（ＧＰＳ時間）と、取得されたセンサ情報のデータ取得時間（センサ時間）との差が２秒以内なら正常にＧＰＳ情報が受信できたと判断する。
【０１２２】
（５）ＧＰＳ情報が正常に受信されたと判断されたＧＰＳ情報とセンサ情報とは、１つにまとめられて計測情報として、第２記憶部１０６に保存されてもよい。計測情報は、データ取得時間、センサ情報、ＧＰＳ情報を含む。計測情報のデータ取得時間は、ＧＰＳ時間、センサ時間、又はＧＰＳ時間とセンサ時間との平均のいずれかを用いればよい。
【０１２３】
図２４は、ソフトウェアタイマ割り込みが省略された時の処理の一例を示す図である。図２４に示す処理は、予想されたタイミングにソフトウェアタイマ割り込みが発生しなかった場合の処理である。
【０１２４】
（１）衛星情報リングバッファ１０の読み取りポインタから、センサ情報のデータ取得時間に一番近いＧＰＳ情報が探される。
【０１２５】
（２）次のバッファのＧＰＳ情報の取得時間が、今のバッファの取得時間よりも小さい場合、入力ポインタに追いついたと判断して検索が終了する。
【０１２６】
（３）センサ情報リングバッファ２０の入力ポインタの半分後ろのバッファからセンサ情報が取得される。
【０１２７】
（４）ソフトウェアタイマ割り込みが省略されたので、予想された割り込みタイミングから実際の割り込み時間まで、センサ情報がコピー登録される。省略されたソフトウェアタイマ割り込みの情報の追加毎に、ＧＰＳ情報との引当処理が行われる。
【０１２８】
（５）速度算出部１０３は、取得されたＧＰＳ情報のデータ取得時間（ＧＰＳ時間）と、取得されたセンサ情報のデータ取得時間（センサ時間）との差が２秒以内なら正常にＧＰＳ情報が受信できたと判断する。
【０１２９】
（６）ＧＰＳ情報が正常に受信されたと判断されたＧＰＳ情報とセンサ情報とは、１つにまとめられて計測情報として、第２記憶部１０６に保存されてもよい。計測情報は、データ取得時間、センサ情報、ＧＰＳ情報を含む。
【０１３０】
これにより、ＧＰＳ情報とソフトウェアタイマ割り込みで取得するセンサ情報とを別々のリングバッファに格納し、センサ情報を取得後、一定期間が経ってからＧＰＳ情報との引当を行うことで、両データの同期化を図ることができる。
【０１３１】
＜計測情報の処理手順＞
次に、センサ情報、ＧＰＳ情報を含む計測情報の処理手順について説明する。図２５は、計測情報の処理手順の一例を示す図である。
【０１３２】
（１）速度算出部１０３は、正常にＧＰＳ情報が受信できていた場合、計測情報１〜５を、最終的なメモリ保存領域（以下、領域Ａと呼ぶ）に記憶する。最終的なメモリ保存領域は、例えば第２記憶部１０６の一部である。
【０１３３】
（２）速度算出部１０３は、正常にＧＰＳ情報が受信できていない場合、計測情報６〜１０を、ＧＰＳ未受信区間のメモリ保存領域（以下、領域Ｂと呼ぶ）に記憶する。
【０１３４】
（３）速度算出部１０３は、ＧＰＳ情報が再受信できた場合、計測情報１１を、領域Ａに記憶する。
【０１３５】
（４）速度算出部１０３は、再受信したＧＰＳ速度と３軸加速度センサ１０５の各データを用いて、前述した処理により速度を算出する。速度算出部１０３は、算出した速度を含む計測情報６〜１０を領域Ａに保存する。
【０１３６】
（５）制御部１０１は、領域Ｂが空で、領域Ａに一定以上のデータが貯まったらファイルに出力して、領域Ａからデータを削除する。ファイルは、装置内部の記憶部でもよいし、外部のＳＤカードなどでもよい。図２５に示す例では、ＳＤカード上のファイルに出力することを想定している。
【０１３７】
以上、実施例１によれば、携帯端末装置１００を用いて車両の速度を計測する場合に、ＧＰＳ情報を受信できない未受信区間であっても、適切な速度を算出することができる。また、実施例１によれば、幾何学的な算出を実施しないため、センサと地軸との直交性を指定するなどの初期化処理が不要になる。また、相関性を定期的に更新することで、携帯端末装置の姿勢変化に対応することができる。
【０１３８】
なお、速度算出部１０３は、加算速度と減算速度とを按分して推定速度を算出する以外の方法を用いてもよい。例えば、速度算出部１０３は、未受信区間の入口前に受信したＧＰＳ速度と、未受信区間の出口後に受信したＧＰＳ速度とを一次関数を用いて結ぶ。速度算出部１０３は、その一次関数で表される速度に対し、その時点で算出された加速度を加算して一次関数で表される速度を補正する方法などを用いてもよい。
【０１３９】
［実施例２］
次に、実施例２における携帯端末装置３００について説明する。実施例２では、携帯端末装置３００は、気圧センサによるデータを用いて、未受信区間に算出された速度を補正する。
【０１４０】
＜構成＞
図２６は、実施例２における携帯端末装置３００の構成の一例を示すブロック図である。図２６に示す構成において、図７に示す構成と同様のものは同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１４１】
制御部３０１は、実施例１で説明した制御に加え、気圧センサ３０３を制御する。制御部３０１は、速度算出部３０２を備える。
【０１４２】
速度算出部３０２は、算出した速度に対し、気圧センサ３０３のデータとの相関がある場合は、速度を補正する。速度算出部３０２の詳細は、図２７を用いて後述する。
【０１４３】
気圧センサ３０３は、制御部１０１に制御され、気圧データを例えば２Ｈｚでデータサンプリングする。サンプリングされたデータは、第２記憶部３０４に記憶される。
【０１４４】
第２記憶部３０４は、実施例１で説明した各種データに加え、気圧センサ３０３で取得された気圧データを記憶する。
【０１４５】
図２７は、実施例２における速度算出部３０２の構成の一例を示すブロック図である。図２７に示す構成で、図８に示す構成と同様のものは同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１４６】
図２７に示す気圧相関算出部４０１は、未受信区間で算出された加速度と、気圧データ（大気圧）の変化との間の相関係数、相関値を算出する。この相関係数にマイナスの一次相関が発生していれば、勾配の変化により加速度が変化したと判断できる。
【０１４７】
速度補正部４０２は、未受信区間の加速度と、大気圧の変化との間にマイナスの一次相関がある場合は、未受信区間の速度を補正する。例えば、速度補正部４０２は、次の式により速度を補正する。
速度＝速度−気圧データ×ａＰ＋ｂＰ  ・・・式（１０）
ａＰ：加速度と気圧データとの相関係数
ｂＰ：加速度と気圧データとの相関値
速度補正部４０２は、補正した速度を計測情報に含めて第２記憶部３０４に記憶する。
【０１４８】
＜気圧と加速度との関係＞
次に、気圧と加速度との関係について説明する。トンネルなどの長い未受信区間では、加速度による速度の算出において、速度が全体的に加速したり、減速したりする現象が発生する。
【０１４９】
この現象は、トンネルに入る前にＧＰＳ加速度と３軸加速度センサの相関性を算出しているので、トンネル内で道路の勾配が変化した際に、相関性算出時点と地軸とが変化するから発生すると考えられる。
【０１５０】
図２８は、未受信区間内での道路勾配の変化による地軸方向の変化を示す図である。図２８に示す携帯端末装置からの矢印について、携帯端末装置が認識した地軸方向を点線矢印で表し、実際の地軸方向は実線矢印で表す。
【０１５１】
図２８に示すトンネル５０１前の携帯端末装置３００の状態５０２で、相関性が算出される。また、トンネル５０１内の携帯端末装置３００の状態５０３では、実際の地軸との違いで、加速していると携帯端末装置３００は勘違いをする。また、トンネル５０１内の携帯端末装置３００の状態５０４では、実際の地軸との違いで減速していると勘違いをする。
【０１５２】
この現象を解決するには、未受信区間内で道路勾配がどのように変化したかを知ることができればよい。道路勾配の変化を知る手段としては、大気圧の変化を利用することができる。大気圧の変化と未受信区間内部で算出された速度の加速度間には、一次相関の関係が発生する。未受信区間内部だけでの相関性の検証になるので、極短期間のデータサンプルが揃っていればよい。また、微分値の相関をとるため、気象条件の影響は受けない。
【０１５３】
図２９は、未受信区間内で、３軸加速度センサ１０５により算出された速度の一例を示す図である。図２９に示すように、加速と勘違いされた区間で速度が増加し、減速と勘違いされた時点で速度が減少する。
【０１５４】
図３０は、勾配の変化による大気圧の変化の一例を示す図である。図３０に示すように、図２９で示した速度の時間軸に対する微分値（加速度）と、大気圧変化の時間軸に対する微分値の間には、マイナスの一次相関が発生する。
【０１５５】
これにより、携帯端末装置３００は、未受信区間の速度を算出した後、大気圧との相関性を算出し、大気圧との相関性分の加速度を差し引くことで、道路勾配の変化による速度の影響を除去することができる。
【０１５６】
＜動作＞
次に、実施例２における携帯端末装置３００の動作について説明する。図３１は、実施例２における速度の計測開始処理の一例を示すフローチャートである。図３１に示す処理は、携帯端末装置のアプリケーションメイン画面から処理開始が指示されたときに行う処理である。
【０１５７】
ステップＳ５０１で、制御部３０１は、サンプリング周期２Ｈｚ以上で、３軸加速度センサ１０５、気圧センサ３０３のデータサンプリングを開始する。サンプリング周期２Ｈｚ以上にする理由は、１秒以下でデータを取得するためである。
【０１５８】
ステップＳ５０２〜Ｓ５０３の処理は、実施例１と同様である。ステップＳ５０４で、制御部３０１は、例えば１Ｈｚで（ソフトウェア）タイマ割込みの起動処理を行う。タイマ割込みの起動処理は、図３３を用いて後述する。
【０１５９】
図３２は、実施例２における各センサにおける各データの取得処理の一例を示すフローチャートである。図３２に示すステップＳ６０１で、３軸加速度センサ１０５は、取得した各軸のデータをメモリバッファに記憶する。メモリバッファは、第２記憶部１０６の一部である。
【０１６０】
ステップＳ６０２で、気圧センサ３０３は、取得した気圧データをメモリバッファに記憶する。メモリバッファは、第２記憶部３０４の一部である。
【０１６１】
図３３Ａは、実施例２における速度計測処理（その１）の一例を示すフローチャートである。図３３Ａに示すステップＳ７０１で、相関算出部２０２は、３軸加速度センサ１０５の各データをメモリバッファから取得し、１秒ごとに平均値を算出する。この各軸の平均値が、以降の処理で、各軸のデータとして用いられる。
【０１６２】
ステップＳ７０２で、気圧相関算出部４０１は、気圧センサ３０３の気圧データをメモリバッファから取得し、１秒ごとに平均値を算出する。
【０１６３】
ステップＳ７０３で、相関算出部２０２、気圧相関算出部４０１は、それぞれの平均値の算出が終わると、それぞれのメモリバッファをクリアする。
【０１６４】
ステップＳ７０４〜Ｓ７０８の処理は、図２１ＡのステップＳ４０３〜Ｓ４０７の処理と同様であるため、その説明を省略する。
【０１６５】
図３３Ｂは、実施例２における速度計測処理（その２）の一例を示すフローチャートである。図３３Ｂに示すステップＳ８１０〜Ｓ８２１の処理は、図２１Ｂに示すＳ４１０〜Ｓ４２１の処理と同様であるため、その説明を省略する。
【０１６６】
ステップＳ８２２で、速度補正部４０２は、気圧センサ３０３の気圧データと未受信区間の加速度との間にマイナスの一次相関があるかを判定する。相関があれば（ステップＳ８２２−ＹＥＳ）ステップＳ８２３に進み、相関がなければ（ステップＳ８２２−ＮＯ）ステップＳ８２４に進む。
【０１６７】
ステップＳ８２３で、速度補正部４０２は、未受信区間の加速度と気圧データとの相関係数、相関値に基づき、算出された速度を補正する。例えば、速度補正部４０２は、式（１０）を用いて速度を補正する。
【０１６８】
ステップＳ８２４で、速度補正部４０２は、補正した速度又は補正していない速度を仮バッファに保存する。仮バッファは、例えば第２記憶部３０４である。
【０１６９】
ステップＳ８２５で、ＧＰＳ処理部１０２は、最終速度とＧＰＳ受信時間とを、例えば衛星情報リングバッファに保存する。
【０１７０】
算出された未受信区間の速度は、未受信区間前後のＧＰＳ速度などとともに、ＳＤカードなどの別の記録媒体に保存されてもよい。
【０１７１】
以上、実施例２によれば、実施例１同様の効果を有しつつ、さらに道路勾配の変化による加速度の変化を除去することができる。
【０１７２】
なお、各実施例で説明した携帯端末装置は、ＧＰＳ機能付きで、３軸加速度センサを有する情報処理装置であれば適用可能である。また、各実施例で算出された速度を未受信区間の速度とみなし、前述したエコ運転指導などに用いることができる。
【０１７３】
また、各実施例において、３軸加速度センサの代わりに、１軸加速度センサを複数組み合わせて適用してもよい。
【０１７４】
また、前述した各実施例で説明した速度算出処理を実現するためのプログラムを記録媒体に記録することで、各実施例での速度算出処理をコンピュータに実施させることができる。例えば、このプログラムを記録媒体に記録し、このプログラムが記録された記録媒体をコンピュータや携帯端末装置に読み取らせて、前述した速度算出処理を実現させることも可能である。
【０１７５】
なお、記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的，電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。
【０１７６】
以上、実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した各実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
【０１７７】
なお、以上の各実施例に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
ＧＰＳ情報に基づく速度を取得する取得部と、
前記速度から求められる加速度と、加速度センサのデータとの相関係数、相関値を算出する第１算出部と、
前記ＧＰＳ情報が受信不可の区間において、前記相関係数及び前記相関値と前記加速度センサのデータとを用いて加速度を算出する第２算出部と、
前記第２算出部により算出された加速度と、前記区間の前後で取得された速度とを用いて、前記区間内の速度を算出する第３算出部と、
を備える携帯端末装置。
（付記２）
前記第３算出部は、
前記区間の前で取得された速度に、前記第２算出部により算出された加速度を所定時間毎に加算する加算部と、
前記区間の後で取得された速度に、前記第２算出部により算出された加速度を所定時間毎に減算する減算部と、を備え、
前記加算部により加算された速度と、前記減算部により減算された速度とを用いて前記区間内の速度を算出する付記１記載の携帯端末装置。
（付記３）
前記第３算出部は、
前記加算部により加算された速度と、前記減算部により減算された速度とを、前記区間の区間数に応じて按分し、前記区間内の速度を算出する按分部をさらに備える付記２記載の携帯端末装置。
（付記４）
前記第２算出部により算出された加速度が所定範囲内になるよう補正する加速度補正部をさらに備え、
前記第３算出部は、
補正された加速度を用いて前記区間内の速度を算出する付記１乃至３いずれか一項に記載の携帯端末装置。
（付記５）
前記加速度補正部は、
前記車両の速度の運動エネルギーに対する加速度の増減幅を算出し、該増減幅を前記所定範囲とする付記４記載の携帯端末装置。
（付記６）
気圧センサと、
算出された区間内の速度の時間軸での微分値と、前記気圧センサのデータの時間軸での微分値とに相関がある場合、前記区間内の速度に対し、前記気圧センサのデータと相関がある加速度分を減算する速度補正部と、をさらに備える付記１乃至５いずれか一項に記載の携帯端末装置。
（付記７）
ＧＰＳ情報に基づく速度を取得し、
前記速度から求められる加速度と、加速度センサのデータとの相関係数、相関値を算出し、
前記ＧＰＳ情報が受信不可の区間において、前記相関係数及び前記相関値と前記加速度センサのデータとを用いて加速度を算出し、
前記算出された加速度と、前記区間の前後で取得された速度とを用いて、前記区間内の速度を算出する
処理をコンピュータが実行する速度算出方法。
（付記８）
ＧＰＳ情報に基づく速度を取得し、
前記速度から求められる加速度と、加速度センサのデータとの相関係数、相関値を算出し、
前記ＧＰＳ情報が受信不可の区間において、前記相関係数及び前記相関値と前記加速度センサのデータとを用いて加速度を算出し、
前記算出された加速度と、前記区間の前後で取得された速度とを用いて、前記区間内の速度を算出する
処理をコンピュータに実行させる速度算出方法。
【符号の説明】
【０１７８】
１００、３００  携帯端末装置
１０１、３０１  制御部
１０２  ＧＰＳ処理部
１０３、３０２  速度算出部
１０４  第１記憶部
１０５  ３軸加速度センサ
１０６、３０４  第２記憶部
１０７  表示部
２０１  ＧＰＳ速度取得部
２０２  相関算出部
２０３  加速度算出部
２０４  加速度補正部
２０５  推定速度算出部
２０６  加算部
２０７  減算部
２０８  按分部
３０３  気圧センサ
４０１  気圧相関算出部
４０４  速度補正部
【図４】
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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２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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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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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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