(57)【要約】【課題】電波のマルチパス妨害環境を直接的に高い信頼度で検出して、ＧＰＳ測位結果の採用を抑制することにより、自車位置精度を効果的に改善すること。【解決手段】、受信環境情報取得手段２５で、ＦＭレシーバ２１から、そのマルチパス検出機能で判定した受信環境、すなわちＦＭ受信におけるマルチパス環境下か否かを表す受信環境情報を取得し、このように受信環境情報取得手段２５で得た受信環境情報における前記受信環境の良否に基づいて、決定手段２７において、ＧＰＳ測位情報の採否を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳによりＧＰＳ測位情報を得るＧＰＳレシーバと、
ＦＭ放送について受信及び受信環境の判定を行うＦＭ受信機と、
前記ＦＭ受信機から、その判定した前記受信環境を表す受信環境情報を取得する受信環境情報取得手段と、
前記受信環境情報取得手段で得た前記受信環境情報における前記受信環境の良否に基づいて、前記ＧＰＳ測位情報の採否を決定する決定手段と、
を有することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
前記受信環境情報取得手段は、ＦＭ受信におけるマルチパス環境下か否かを検出することを特徴とする請求項１記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
前記決定手段は、前記受信環境情報の履歴を記憶装置に記憶するとともに、最新の所定回数について連続して良好であるか、又は、最新の所定回数中において所定回数以上良好であれば、前記ＧＰＳ測位情報を採用と決定することを特徴とする請求項１又は２記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
ＧＰＳによりＧＰＳ測位情報を得るＧＰＳレシーバと、
ＦＭ放送について受信及び受信環境の判定を行うＦＭ受信機と、
情報処理を行う受信環境情報取得手段ならびに決定手段と、
を有するナビゲーション装置の制御方法において、
前記受信環境情報取得手段により、前記ＦＭ受信機から、その判定した前記受信環境を表す受信環境情報を取得するステップと、
前記決定手段により、前記受信環境情報取得手段で得た前記受信環境情報における前記受信環境の良否に基づいて、前記ＧＰＳ測位情報の採否を決定するステップと、
を含むことを特徴とするナビゲーション装置の制御方法。
【請求項５】
前記受信環境情報取得手段により、ＦＭ受信におけるマルチパス環境下か否かを検出することを特徴とする請求項４記載のナビゲーション装置の制御方法。
【請求項６】
前記決定手段により、
前記受信環境情報の履歴を記憶装置に順次記憶するステップと、
前記順次記憶した履歴を参照することにより、最新の所定回数について連続して良好であるか、又は、最新の所定回数中において所定回数以上良好であれば、前記ＧＰＳ測位情報を採用と決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項４又は５記載のナビゲーション装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーションに関連する技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子技術の発達に伴い、車載用に代表されるナビゲーション装置の普及が著しい。ナビゲーション装置は、予め用意した地図データをもとに、ＧＰＳ測位などで得る自車位置を周辺地図上に表示したり、施設検索や地図スクロールなどで指定した目的地への経路を探索計算して設定し、画面表示や合成音声で進行方向などを案内するものである。
【０００３】
このようなナビゲーション装置で地図表示等に用いる自車位置は、ＧＰＳ衛星からの信号電波で測位する絶対位置に、ジャイロや車速パルスなどで求める速度や相対方位などを加味したものであり、このような自車位置を用いるナビゲーション装置について、従来の例を図６に示す。
【０００４】
この例で示すナビゲーション装置５５は、複数のＧＰＳ衛星からの信号をＧＰＳアンテナ２０で受信し、ＧＰＳレシーバ１４では、ＧＰＳによりＧＰＳ測位情報として、受信地点である自らの位置、さらには速度と方位も測位計算し、また必要に応じ、ＧＰＳ衛星からの信号をデコードすることにより、時刻情報や衛星軌道情報（方位・仰角等）を含む各衛星の情報を得ることもできる。
【０００５】
そして、ナビゲーションユニット６６が、これらＧＰＳレシーバ１４による測位や各衛星などの情報を受け取り、自律航法に必要なジャイロ・加速度センサ１５からの情報や、車速等の車両センサ情報を加味して、自車位置を決定する。そして、ナビゲーションユニット６６は、この自車位置を描画ユニット１７を介してディスプレイ１８上に描かれた地図上へ表示するほか、経路誘導時などの必要に応じて運転者へ、オーディオユニット６９を介してスピーカから音声による指示・各種情報を提供する。
【０００６】
ところで、上記のようなＧＰＳ測位は、いわゆるマルチパスの影響で精度が影響される問題がある。このマルチパスは、発信源からの直接の電波の他に、建物等で反射や回折した電波が届くことで、図７は、マルチパスが発生した場合のＧＰＳ衛星からの受信信号の様子を示す。
【０００７】
この例では、車載用のナビゲーション装置５５内のＧＰＳレシーバが、衛星Ｓ１〜Ｓ５からの５つの信号を受信しようとするのに対し、衛星Ｓ１〜Ｓ４からは本来利用すべき直接波Ｄ１〜Ｄ４が届くが、衛星Ｓ５からの直接波Ｄ５は建築物６で遮蔽され、届かない。
【０００８】
一方、都市部等ではこれら直接波以外に、高層ビル等の建築物６による反射波や回折波（説明上「反射波」と総称する）が発生するため、例えば衛星Ｓ１からは直接波Ｄ１に加え反射波Ｍ１も同時に受信することがあり、これがマルチパスの例である。
【０００９】
ここで、反射波Ｍ１は、直接波Ｄ１と比べ、ＧＰＳアンテナ２０への入射方向は異なるが、一般のＧＰＳアンテナの指向性として、図８に示すように、垂直方向にはある程度の指向性があるが（図８（ｂ））、水平方向には指向性を持たないため（図８（ａ））、反射波のみを排除することができない。
【００１０】
この無指向性の背景としては、ＧＰＳ衛星は静止衛星ではないため時々刻々その位置が変化するうえ、ナビゲーション装置５５を搭載した車両も移動体であり走行するため位置及び方位が変化し、特定の指向性を持つＧＰＳアンテナでは、常に必要とする複数のＧＰＳ衛星（一般に４個以上）からの信号を継続受信できないからである。
【００１１】
そして、ＧＰＳレシーバでは、上記のようなマルチパスが発生している場合は、衛星Ｓ１からの直接波Ｄ１と反射波Ｍ１を区別することができず、受信信号の位相や強度などが影響を受け、衛星Ｓ１との距離の算出を誤る結果、測位精度が悪化し地図画面上の自車位置ずれを起こすことになる。このようにマルチパスにより測位への妨害が発生しやすい環境を、マルチパス環境やマルチパス妨害環境などと呼ぶ。
【００１２】
このようなマルチパスに対する従来の対策としては、仰角マスクという手法が一般的で、これは、水平から、基準となる一定仰角（多くは例えば５度〜１０度）以下の衛星はマルチパスの影響を受け易いため、測位に使用しないというものである。
【特許文献１】特開平８−５４２４６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上記のような従来の仰角マスクでは、基準とする仰角以上の衛星からの信号についてはマルチパス発生に対処できず、また、仰角マスクを大きくするとマルチパスが発生していない場合に受信可能な衛星が少なくなり、測位率が低下する難点があった。特に、都市部のように高層建築物等により受信可能な衛星数がそもそも少ない場合には、同時に受信可能な衛星の最低数に足りず測位できなくなるケースが顕著となる課題があった。
【００１４】
なお、マルチパス環境下での位置精度低下を、地図との整合判定で検出し、その時点におけるＧＰＳ測位結果の利用を避ける提案も存在するが（特許文献１参照）、電波のマルチパス妨害環境が有るか直接判断するものではなく、誤差との関係で整合判定の基準をどう定めるかを含め、判断の信頼度の問題もあった。
【００１５】
本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するもので、その目的は、電波のマルチパス妨害環境を直接的に高い信頼度で検出して、ＧＰＳ測位結果の採用を抑制することにより、自車位置精度を効果的に改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するため、請求項１のナビゲーション装置は、ＧＰＳによりＧＰＳ測位情報を得るＧＰＳレシーバと、ＦＭ放送について受信及び受信環境の判定を行うＦＭ受信機と、前記ＦＭ受信機から、その判定した前記受信環境を表す受信環境情報を取得する受信環境情報取得手段と、前記受信環境情報取得手段で得た前記受信環境情報における前記受信環境の良否に基づいて、前記ＧＰＳ測位情報の採否を決定する決定手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１の発明を方法という見方から捉えたもので、ＧＰＳによりＧＰＳ測位情報を得るＧＰＳレシーバと、ＦＭ放送について受信及び受信環境の判定を行うＦＭ受信機と、情報処理を行う受信環境情報取得手段ならびに決定手段と、を有するナビゲーション装置の制御方法において、前記受信環境情報取得手段により、前記ＦＭ受信機から、その判定した前記受信環境を表す受信環境情報を取得するステップと、前記決定手段により、前記受信環境情報取得手段で得た前記受信環境情報における前記受信環境の良否に基づいて、前記ＧＰＳ測位情報の採否を決定するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１記載のナビゲーション装置において、前記受信環境情報取得手段は、ＦＭ受信におけるマルチパス環境下か否かを検出することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項２の発明を方法という見方から捉えたもので、請求項４記載のナビゲーション装置の制御方法において、前記受信環境情報取得手段により、ＦＭ受信におけるマルチパス環境下か否かを検出することを特徴とする。
【００２０】
これらの態様では、ＦＭ受信機の機能を用いて電波のマルチパス妨害環境かを直接、高い信頼度で検出するとともに、マルチパス妨害環境下ではＧＰＳ測位結果の採用を抑制することにより、誤ったＧＰＳ測位結果の反映による地図画面上の自車位置ズレを防止し、測位精度を効果的に改善可能となる。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のナビゲーション装置において、前記決定手段は、前記受信環境情報の履歴を記憶装置に記憶するとともに、最新の所定回数について連続して良好であるか、又は、最新の所定回数中において所定回数以上良好であれば、前記ＧＰＳ測位情報を採用と決定することを特徴とする。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項３の発明を方法という見方から捉えたもので、請求項４又は５記載のナビゲーション装置の制御方法において、前記決定手段により、前記受信環境情報の履歴を記憶装置に順次記憶するステップと、前記順次記憶した履歴を参照することにより、最新の所定回数について連続して良好であるか、又は、最新の所定回数中において所定回数以上良好であれば、前記ＧＰＳ測位情報を採用と決定するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２３】
これらの態様では、ＧＰＳ測位情報を採用とする受信環境情報の条件として、多少なら不良の回数を容認することにより、マルチパスがおおむね生じない環境でのＧＰＳ測位結果が活用され、多くの場合に実用的な測位精度が容易に確保可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、電波のマルチパス妨害環境を直接的に高い信頼度で検出して、ＧＰＳ測位結果の採用を抑制することにより、自車位置精度を効果的に改善することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明を実施するための最良の実施形態について、図に沿って説明する。なお、背景技術や課題での説明と共通の前提事項は適宜省略する。
【００２６】
〔１．構成〕
本実施形態のナビゲーション装置（以下「本装置」と呼ぶ）は、図６に示した従来例の構成に加え、図１の構成図に示すように、ＦＭ放送について受信及び受信環境の判定を行うＦＭ受信機を有し、具体的にここでは、ＶＩＣＳ情報用ＦＭレシーバ２１及びこれと接続されたＦＭアンテナ２２と、ＦＭ放送受信用ＦＭレシーバ２３及びこれと接続されたＦＭアンテナ２４と、を設けるとともに、これらをマルチパス検出に利用するためにナビゲーションユニット１６と組み合わせたものである。
【００２７】
ここで、ＶＩＣＳ情報用ＦＭレシーバや、ＡＶ（音響映像）ナビのＦＭ放送受信用ＦＭレシーバには、マルチパス検出機能があるのが一般的であり、このようなマルチパス検出機能としては、受信信号レベルを表すＳメータ電圧からマルチパス妨害発生時にＳメータ電圧に重畳される交流成分を負整流して得た直流電圧を減算する方式など、いくつかの周知のタイプがある。
【００２８】
本実施形態では、自車位置がマルチパス環境下であることを判定するためにこのＦＭレシーバのマルチパス検出機能を利用する。すなわち、図１に示す受信環境情報取得手段２５は、そのようなマルチパス検出機能をそのまま用いるか、又は、そのようなマルチパス検出機能を制御することで実現する。この受信環境情報取得手段２５と、及び決定手段２７は、電子回路もしくは、コンピュータの演算制御部により実現するもので、本実施形態における各機能作用を実現実行する処理手段である。
【００２９】
なお、ＶＩＣＳ情報の放送エリア外である場合には、ＶＩＣＳ情報用ＦＭレシーバでＳメータ電圧やＶＩＣＳ情報そのものが取得できないことから、本実施形態の特徴となる以下のような処理を停止するなどの実装も自由であるが、都市部では、ＶＩＣＳ情報等の放送エリア内であることが一般的であると考えられる。
【００３０】
いずれにしても、この点については上記の通りＶＩＣＳ情報の放送エリアであるか否かの判定を、Ｓメータ電圧やＶＩＣＳ情報の取得の有無等により行うことになるが、そのような判定や処理の停止については必須ではないので省略する。
【００３１】
また、マルチパス検出機能としては、ＶＩＣＳ情報用ＦＭレシーバとＦＭ放送用ＦＭレシーバのどちらの利用しても構わないが、以下では、ＶＩＣＳ情報用ＦＭレシーバのマルチパス検出機能を利用した場合を示す。
【００３２】
〔２．作用の概要〕
以上のように構成された本実施形態では、受信環境情報取得手段２５で、ＦＭレシーバ２１から、そのマルチパス検出機能で判定した受信環境、すなわちＦＭ受信におけるマルチパス環境下か否かを表す受信環境情報を取得し、このように受信環境情報取得手段２５で得た受信環境情報における前記受信環境の良否に基づいて、決定手段２７において、ＧＰＳ測位情報の採否を決定する。
【００３３】
より具体的に、以下、ＶＩＣＳ情報用ＦＭレシーバ２１のマルチパス検出機能を利用した受信環境判定処理と、それに基づくＧＰＳ測位結果採用判定に分けて、各々フローチャートを用いて説明を行う。
【００３４】
なお、ＧＰＳ測位結果には位置測位と速度測位の二つがあり、一般には位置測位がＧＰＳでは直接的に利用されるが、これらのどちらか一方又は両方を本実施形態におけるＧＰＳ測位情報として使用することも可能である。また、ＧＰＳ測位結果を採用するか否かは、絶対位置、相対位置、マップマッチングなどに基づく自車位置判定処理で加味するかを意味するが、このような自車位置判定処理自体については、従来に準じたものとなるから省略する。
【００３５】
〔３．フローの例〕
次に、ＶＩＣＳ情報用ＦＭレシーバ２１の受信環境情報取得手段２５が、マルチパス検出機能を利用して受信環境を判定する処理手順を図２のフローチャートに示す。すなわち、ＧＰＳレシーバでは可視衛星リストに基づいて現時点の位置で受信可能な衛星を捕捉すべく受信機を制御する（ステップ１）。この可視衛星リストはアルマナック情報やエフェメリス情報を基に作成される。
【００３６】
そして、ＶＩＣＳ情報用ＦＭレシーバ２１でマルチパスが発生していなければ（ステップ２）、受信環境は良好と判定し（ステップ３）、一方、マルチパスが発生している場合には（ステップ２）建物等により遮蔽された受信環境不良状態と判断する（ステップ４）。
【００３７】
そして、ＧＰＳレシーバ１４により、受信出来た衛星を使用して測位計算を行い、算出されたＧＰＳ測位結果（緯度・経度情報等）と共に、受信環境良好（ステップ３）又は不良（ステップ４）の受信環境情報を付加してナビゲーションユニット１６の決定手段２７へ引き渡す（ステップ５）。受信衛星が少なく測位計算ができない場合には、ステップ５の出力において、その旨、すなわち非測位結果であったことを、ＧＰＳ測位結果として引き渡す。
【００３８】
次に、このようにＶＩＣＳ情報用ＦＭレシーバ２１から引き渡された受信環境情報を用いて、決定手段２７でＧＰＳ測位結果の採用判定を行う処理手順について、図３の実施例１と、図４の実施例２にわけて説明する。なお、ＧＰＳレシーバ１４からの情報が非測位であった旨の場合については、従来と同様に自車位置へは反映し得ないので、説明を省略する。
【００３９】
〔３−１．実施例１〕…図３
実施例１は、受信環境情報の良否によりＧＰＳ測位結果をナビの自車位置判定処理に反映（採用）するか否か二者択一的に判定する単純な例である。すなわち（図３）、決定手段２７では、ＧＰＳ測位結果に対応する受信環境情報について、良好の場合は（ステップ６）、他のセンサー情報（車速・バック・サイドブレーキ信号ｅｔｃ．）と共に自車位置判定処理へ、ＧＰＳレシーバからの測位結果も採用し反映させる（ステップ７）。一方、受信環境情報が不良の場合は（ステップ６）、自車位置判定処理については、ＧＰＳ測位結果は不採用として反映させず（ステップ８）、前回の位置情報や他のセンサー情報のみを利用して行う。
【００４０】
〔３−２．実施例２〕…図４
実施例２は、実施例１のような二者択一に代えて、ＧＰＳ測位結果を採用とする場合に、受信環境情報の時系列的な要素を重み付け条件として考慮する例であり、具体的には、決定手段２７において、受信環境情報の履歴を記憶装置に記憶するとともに、最新の所定回数について連続して良好であるか、又は、最新の所定回数中において所定回数以上良好であれば、ＧＰＳ測位情報を採用と決定するものである。
【００４１】
すなわち（図４）、自車位置判定処理にＧＰＳ測位結果を採用し反映（ステップ１０）させる条件として、ＧＰＳ測位結果に対応する受信環境情報について、第一には、過去Ｎ回中に現時点から連続してＬ回以上良好なら可とするが（ステップ９）、これに非該当でも、現時点から過去Ｎ’回中にＭ回以上良好であれば可とする（ステップ１１）。そしてこれらステップ９，１１の両方に非該当の場合に、ＧＰＳ測位結果を不採用とする（ステップ１２）。
【００４２】
続いて、このような実施例２（図４）に基づいてＧＰＳ測位結果が採用又は不採用となる例について、図５のタイムチャートに時系列に示す。この例では、図４で基準とした回数を、Ｎ＝８，Ｌ＝７，Ｎ’＝６，Ｍ＝５として、Ｃａｓｅ  Ａ（ｔn）、Ｃａｓｅ  Ｂ（ｔn+2）、Ｃａｓｅ  Ｃ（ｔn+9）を考える。
【００４３】
まず、「Ｃａｓｅ  Ａ」については、時刻ｔnの時点で、連続Ｌ（７）回以上良好に非該当となるが（ステップ９）、ステップ１１では過去Ｎ’（６）回中Ｍ（５）回以上良好に該当し、採用・反映（ステップ１０）となる。
【００４４】
次に、「Ｃａｓｅ  Ｂ」については、時刻ｔn+2の時点で、連続Ｌ（７）回以上良好に非該当で（ステップ９）、かつ、ステップ１１でも過去Ｎ’（６）回中Ｍ（５）回以上良好にも非該当であるから、不採用となり反映されない（ステップ１２）。
【００４５】
「Ｃａｓｅ  Ｃ」については、時刻ｔn+9の時点で、連続Ｌ（７）回良好に非該当のままではあるが（ステップ９）、ステップ１１では過去Ｎ’（６）回中Ｍ（５）回以上良好に該当することとなるので、採用・反映（ステップ１０）となる。
【００４６】
〔４．効果〕
以上のように、本実施形態によれば、ＦＭ受信機の機能を用いて電波のマルチパス妨害環境かを直接、高い信頼度で検出するとともに、マルチパス妨害環境下ではＧＰＳ測位結果の採用を抑制することにより、誤ったＧＰＳ測位結果の反映による地図画面上の自車位置ズレを防止し、測位精度を効果的に改善可能となる。
【００４７】
また、実施例２（図４及び図５）に示したように、ＧＰＳ測位情報を採用とする受信環境情報の条件として、多少なら不良の回数を容認することにより、マルチパスがおおむね生じない環境でのＧＰＳ測位結果が活用され、多くの場合に実用的な測位精度が容易に確保可能となる。
【００４８】
〔５．他の実施形態〕
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するものやそれ以外の他の実施形態も含むものである。例えば、ＶＩＣＳ情報用ＦＭレシーバ２１及びこれと接続されたＦＭアンテナ２２、ＦＭ放送受信用ＦＭレシーバ２３及びこれと接続されたＦＭアンテナ２４は、少なくともいずれか一方の系統があれば本発明は実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態におけるナビゲーション装置の構成図。
【図２】本発明の実施形態における受信環境判定の処理手順を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施形態におけるＧＰＳ測位結果を採用するかの判定処理手順を示すフローチャート（実施例１）。
【図４】本発明の実施形態におけるＧＰＳ測位結果を採用するかの判定処理手順を示すフローチャート（実施例２）。
【図５】本発明の実施形態におけるＧＰＳレシーバでの受信環境状況情報（良好・不良）と自車位置判定への反映可否の例を示す図（実施例２）。
【図６】従来のナビゲーション装置の一例を示す構成図。
【図７】マルチパスを説明する概念図。
【図８】ＧＰＳアンテナの指向性を示す図。
【符号の説明】
【００５０】
Ｓ１〜Ｓ５…ＧＰＳ衛星
５，５５…ナビゲーション装置
６…建築物
Ｄ１〜Ｄ５…ＧＰＳ衛星Ｓ１〜Ｓ５からの直接波
Ｍ１…ＧＰＳ衛星Ｓ１からの反射波
１４…ＧＰＳレシーバ
１５…ジャイロ・加速度センサ
１６…ナビゲーションユニット
１７…描画ユニット
１８…ディスプレイ
１９…オーディオユニット
２０…ＧＰＳアンテナ
２１…ＶＩＣＳ情報用ＦＭレシーバ
２２…ＦＭアンテナ
２３…ＦＭ放送受信用ＦＭレシーバ
２４…ＦＭアンテナ
２５…受信環境情報取得手段
２７…決定手段
【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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