(57)【要約】【課題】従来は、ＧＰＳ測位手段の算出結果と速度センサから得られる速度の差を基準値と比較する必要があるため、移動体やセンサの特性に合わせて予め適切な基準値を設定しなければならない。【解決手段】ＧＰＳ移動体速度検出手段１０２がＧＰＳ信号を基に検出した移動体の速度と、移動体移動速度検出手段１０４が速度センサにより検出した移動体移動速度との差が、それぞれＧＰＳ移動体速度誤差推定手段１０３が推定した移動体の速度誤差と、移動体移動速度誤差推定手段１０５が推定した移動体の移動速度誤差との和よりも大きい場合に、衛星データを無効と判定する。これにより、異常を判定するための基準値を予め設定することなしに、衛星データの検定を行うことができる。【選択図】　図１
2004069536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星が送信する航法信号を受信検波する航法信号受信手段と、前記航法信号受信手段が前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の速度を検出する衛星移動体速度検出手段と、前記衛星移動体速度検出手段が検出した衛星移動体速度の誤差を推定する衛星移動体速度誤差推定手段と、前記移動体の移動速度を前記移動体に搭載したセンサにより検出する移動体移動速度検出手段と、前記移動体移動速度検出手段が検出した移動体移動速度に含まれる誤差を推定する移動体移動速度誤差推定手段と、前記衛星移動体速度検出手段が検出した衛星移動体速度と前記移動体移動速度検出手段が検出した移動体移動速度との差が、前記衛星移動体速度誤差推定手段が推定した衛星移動体速度誤差と前記移動体移動速度誤差推定手段が推定した移動体移動速度誤差との和よりも大きいどうかを判定する速度判定手段とを備えたことを特徴とするデータ検定装置。
【請求項２】
人工衛星が送信する航法信号を受信検波する航法信号受信手段と、前記航法信号受信手段が前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の方位を検出する衛星移動体方位検出手段と、前記衛星移動体方位検出手段が検出した衛星移動体方位の誤差を推定する衛星移動体方位誤差推定手段と、前記移動体の一定時間の間の方位変化量を前記移動体に搭載したセンサにより検出する移動体相対方位検出手段と、前記移動体相対方位検出手段が検出した一定時間の間の方位変化量に含まれる誤差を推定する移動体相対方位誤差推定手段と、前記衛星移動体方位検出手段が検出した一定時間の間の移動体方位の差分と前記移動体相対方位検出手段が検出した一定時間の間の方位変化量の差分との差が、前記衛星移動体方位誤差推定手段が推定した移動体方位誤差と前記移動体相対方位誤差推定手段が推定した移動体相対方位誤差との和よりも大きいどうかを判定する方位変化量判定手段とを備えたことを特徴とするデータ検定装置。
【請求項３】
人工衛星が送信する航法信号を受信検波する航法信号受信手段と、前記航法信号受信手段が受信した航法信号と前記航法信号の伝播時間とを用いて移動体の絶対位置を検出する移動体絶対位置検出手段と、前記移動体絶対位置検出手段が検出した絶対位置の誤差を推定する移動体絶対位置誤差推定手段と、前記移動体の一定時間の間の移動量を前記移動体に搭載したセンサにより検出する移動体相対変位検出手段と、前記移動体相対変位検出手段が検出した移動体移動量の誤差を推定する移動体相対変位誤差推定手段と、前記移動体絶対位置検出手段が検出した一定時間の間の絶対位置間の距離と前記移動体相対変位検出手段が検出した一定時間の間の移動体移動量との差が、前記移動体絶対位置誤差推定手段が推定した絶対位置誤差と前記移動体相対変位誤差推定手段が推定した移動体相対変位誤差との和よりも大きいどうかを判定する変位量判定手段とを備えたことを特徴とするデータ検定装置。
【請求項４】
人工衛星が送信する航法信号を受信検波する航法信号受信手段と、前記航法信号受信手段が受信した航法信号と前記航法信号の伝播時間とを用いて移動体の絶対位置を検出する移動体絶対位置検出手段と、前記移動体絶対位置検出手段が検出した絶対位置の誤差を推定する移動体絶対位置誤差推定手段と、前記航法信号受信手段が前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の方位を検出する衛星移動体方位検出手段と、前記衛星移動体方位検出手段が検出した移動体方位の誤差を推定する衛星移動体方位誤差推定手段と、前記移動体の一定時間の間の移動量を前記移動体に搭載したセンサにより検出する移動体相対変位検出手段と、前記移動体相対変位検出手段が検出した移動体移動量の誤差を推定する移動体相対変位誤差推定手段と、前記絶対位置検出手段が検出した絶対位置の差分から移動体の移動方向の絶対方位を算出する移動体絶対移動方位算出手段と、前記移動体絶対位置検出手段が検出した絶対位置と前記移動体絶対位置誤差推定手段が推定した絶対位置誤差とを用いて、前記移動体絶対移動方位算出手段が算出した絶対方位に含まれる誤差を推定する移動体絶対移動方位誤差推定手段と、前記衛星移動体方位検出手段が検出した移動体方位と前記移動体相対変位検出手段が検出した移動体移動量とを用いて移動体の移動方位を算出する移動体移動方位算出手段と、前記衛星移動体方位誤差推定手段が推定した移動体方位誤差と前記移動体相対変位誤差推定手段が推定した移動体相対変位誤差とを用いて、前記移動体移動方位算出手段が算出した移動方位に含まれる誤差を算出する移動体移動方位誤差推定手段と、前記移動体絶対移動方位算出手段が算出した一定時間の間の絶対移動方位と前記移動体移動方位算出手段が算出した一定時間の間の移動体移動方位との差分絶対値が、前記移動体絶対移動方位誤差推定手段が推定した移動体絶対移動方位誤差と前記移動体移動方位誤差推定手段が推定した移動体移動方位誤差との和よりも大きいかどうかを判定する変位方向判定手段とを備えたことを特徴とするデータ検定装置。
【請求項５】
人工衛星が送信する航法信号を受信検波する航法信号受信手段と、前記航法信号受信手段が受信した航法信号と前記航法信号の伝播時間とを用いて移動体の絶対位置を検出する移動体絶対位置検出手段と、前記移動体絶対位置検出手段が検出した絶対位置の誤差を推定する移動体絶対位置誤差推定手段と、前記検出された移動体絶対位置および前記推定された移動体絶対位置誤差を一定時間の間蓄積する蓄積手段と、前記航法信号受信手段が前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の方位を検出する衛星移動体方位検出手段と、前記衛星移動体方位検出手段が検出した衛星移動体方位の誤差を推定する衛星移動体方位誤差推定手段と、前記移動体の一定時間の間の移動量を前記移動体に搭載したセンサにより検出する移動体相対変位検出手段と、前記移動体相対変位検出手段が検出した移動体移動量の誤差を推定する移動体相対変位誤差推定手段と、前記衛星移動体方位検出手段が検出した衛星移動体方位と前記移動体相対変位検出手段が検出した移動体相対方位とを用いて、移動体の移動方位および移動距離をそれぞれ算出して自立移動ベクトルを生成する移動体自立移動ベクトル生成手段と、前記衛星移動体方位誤差推定手段が推定した衛星移動体方位誤差と前記移動体相対変位誤差推定手段が推定した移動体相対変位誤差とを用いて、前記自立移動ベクトルの移動方位および移動距離に含まれる誤差をそれぞれ推定する移動体自立移動ベクトル誤差推定手段と、前記蓄積手段が蓄積している一定時間だけ過去の移動体絶対位置を、前記移動体自立移動ベクトル算出手段が算出した自立移動ベクトルの分だけ平行移動した位置を算出する平行移動位置算出手段と、前記移動体絶対位置検出手段が検出した最新の移動体絶対位置と前記平行移動位置算出手段が算出した平行移動後の位置との距離が、前記移動体絶対位置誤差推定手段が推定した最新の移動体絶対位置に含まれる誤差と前記蓄積手段が蓄積した一定時間だけ過去の移動体絶対位置に含まれる誤差ならびに前記移動体自立移動ベクトル誤差推定手段が推定した自立移動ベクトルの方位および距離に含まれる誤差との総和よりも大きいかどうかを判定するベクトル判定手段とを備えたことを特徴とするデータ検定装置。
【請求項６】
人工衛星が送信する航法信号を受信検波するステップと、前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の速度を検出するステップと、前記検出した衛星移動体速度の誤差を推定するステップと、前記移動体の移動速度を前記移動体に搭載したセンサにより検出するステップと、前記検出した移動体移動速度に含まれる誤差を推定するステップと、前記検出した衛星移動体速度と移動体移動速度との差が、前記推定した衛星移動体速度誤差と移動体移動速度誤差との和よりも大きいどうかを判定するステップとを備えたことを特徴とするデータ検定方法。
【請求項７】
人工衛星が送信する航法信号を受信検波するステップと、前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の方位を検出するステップと、前記検出した衛星移動体方位の誤差を推定するステップと、前記移動体の一定時間の間の方位変化量を前記移動体に搭載したセンサにより検出するステップと、前記検出した一定時間の間の方位変化量に含まれる誤差を推定するステップと、前記検出した一定時間の間の移動体方位の差分と方位変化量の差分との差が、前記推定した移動体方位誤差と移動体相対方位誤差との和よりも大きいどうかを判定するステップとを備えたことを特徴とするデータ検定方法。
【請求項８】
人工衛星が送信する航法信号を受信検波するステップと、前記受信した航法信号とその伝播時間とを用いて移動体の絶対位置を検出するステップと、前記検出した絶対位置の誤差を推定するステップと、前記移動体の一定時間の間の移動量を前記移動体に搭載したセンサにより検出するステップと、前記検出した移動体移動量の誤差を推定するステップと、前記検出した一定時間の間の絶対位置間の距離と移動体移動量との差が、前記推定した絶対位置誤差と移動体相対変位誤差との和よりも大きいどうかを判定するステップとを備えたことを特徴とするデータ検定方法。
【請求項９】
人工衛星が送信する航法信号を受信検波するステップと、前記受信した航法信号とその伝播時間とを用いて移動体の絶対位置を検出するステップと、前記検出した絶対位置の誤差を推定するステップと、前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の方位を検出するステップと、前記検出した移動体方位の誤差を推定するステップと、前記移動体の一定時間の間の移動量を前記移動体に搭載したセンサにより検出するステップと、前記検出した移動体移動量の誤差を推定するステップと、前記検出した絶対位置の差分から移動体の移動方向の絶対方位を算出するステップと、前記検出した絶対位置と前記推定した絶対位置誤差とを用いて、前記算出した絶対方位に含まれる誤差を推定するステップと、前記検出した移動体方位と移動体移動量とを用いて移動体の移動方位を算出するステップと、前記推定した移動体方位誤差と移動体相対変位誤差とを用いて、前記算出した移動方位に含まれる誤差を算出するステップと、前記算出した一定時間の間の絶対移動方位と移動体移動方位との差分絶対値が、前記推定した移動体絶対移動方位誤差と移動体移動方位誤差との和よりも大きいかどうかを判定するステップとを備えたことを特徴とするデータ検定方法。
【請求項１０】
人工衛星が送信する航法信号を受信検波するステップと、前記受信した航法信号とその伝播時間とを用いて移動体の絶対位置を検出するステップと、前記検出した絶対位置の誤差を推定するステップと、前記検出された移動体絶対位置および前記推定された移動体絶対位置誤差を一定時間の間蓄積するステップと、前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の方位を検出するステップと、前記検出した衛星移動体方位の誤差を推定するステップと、前記移動体の一定時間の間の移動量を前記移動体に搭載したセンサにより検出するステップと、前記検出した移動体移動量の誤差を推定するステップと、前記検出した衛星移動体方位と移動体相対方位とを用いて、移動体の移動方位および移動距離をそれぞれ算出して自立移動ベクトルを生成するステップと、前記推定した衛星移動体方位誤差と移動体相対変位誤差とを用いて、前記自立移動ベクトルの移動方位および移動距離に含まれる誤差をそれぞれ推定するステップと、前記蓄積している一定時間だけ過去の移動体絶対位置を、前記算出した自立移動ベクトルの分だけ平行移動した位置を算出するステップと、前記検出した最新の移動体絶対位置と前記算出した平行移動後の位置との距離が、前記推定した最新の移動体絶対位置に含まれる誤差と前記蓄積した一定時間だけ過去の移動体絶対位置に含まれる誤差ならびに前記推定した自立移動ベクトルの方位および距離に含まれる誤差との総和よりも大きいかどうかを判定するベクトル判定手段とを備えたことを特徴とするデータ検定方法。
【請求項１１】
請求項５から請求項１０までのいずれかに記載のデータ検定方法をコンピュータが読み取り可能な形式で記述した制御プログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の制御プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）などを利用した衛星航法と速度センサや方位センサ等を利用した慣性航法を併用して移動体の位置、移動方位、移動距離の検出を、精度良く算出するためのデータ検定装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＧＰＳと慣性航法を併用した測位方法は、自動車、船舶、航空機などの移動体の位置検出に広く用いられている。ＧＰＳでは、複数の人工衛星の位置とそれぞれの人工衛星が送信する信号が受信機に届くまでの伝播時間を算出することにより、３点測量の原理を用いて受信機の位置を特定することが可能である。また、トンネルや高層建造物等のように、ＧＰＳ受信機と衛星の間に障害物が存在して、規定個数のＧＰＳ衛星を受信できない状況では、ＧＰＳにより測位した位置からの移動量
を移動体に搭載した速度センサやジャイロセンサなどを利用して、基準位置からの相対移動量を算出する慣性航法を利用して移動体の位置を特定する方法が用いられている。
【０００３】
ＧＰＳによる位置測位精度は、受信する衛星の配置状況や衛星が送信する信号が電離層や大気を通過する際に生じる遅延等によって推定することが可能である。しかしながら、ＧＰＳ信号の伝播経路の途中で高層建造物等によって反射が生じた場合（以降マルチパスと呼ぶ）には、衛星から受信機までの伝播時間に遅延が生じるため、受信機が算出する位置に大きな誤差が生じることがある。例えば、ＧＰＳとジャイロセンサおよび車速センサを利用して車両の位置を検出するカーナビゲーション装置においては、ＧＰＳデータを車両の絶対位置検出、角速度センサの零点検出やスケールファクタの補正、車速係数の算出等に利用している。このようなカーナビゲーション装置において、ＧＰＳデータがマルチパスによる影響を受けた場合には、車両の位置だけでなくセンサの内部補正係数にも大きな誤差が生じることになり、測位精度が大幅に悪化する可能性が高い。このＧＰＳの異常データの影響を除去するため、位置算出やセンサ補正の前処理としてＧＰＳデータの検定を行う手法が一般的に用いられている。
【０００４】
従来のＧＰＳデータ検定方法は、例えば、特開平５−１９０３６号公報に開示されているように、ＧＰＳ受信機が出力するデータのＰＤＯＰ値が一定値以下で、速度データが一定値以上で、かつＧＰＳ受信機が出力する速度データと速度センサの車速パルス等から得られる速度の差が一定値以下の場合に限り、ＧＰＳデータを出力している。あるいは、上記の３種の条件に付け加えて、ＧＰＳ受信機からのデータが所定時間内に３回連続して得られており、かつ３回連続したＧＰＳ受信機からの方位データが所定値内という条件が満たされた時にＧＰＳデータを出力するような構成としている。
【０００５】
また、特開平６−６６９１６号公報に開示されているＧＰＳ受信機では、ＧＰＳ受信機で計算して得られた速度が移動体の速度の限界値を越える場合に、前回計算して得られている位置、速度、方位、加速度を表示するような構成としている。
【０００６】
また、特開平８−４３５１５号公報に開示されているＧＰＳ受信装置では、ドップラーシフト周波数の時間的な変動量が所定の値を越える場合に、ＧＰＳデータを測位演算に用いないようにする構成としている。
【０００７】
また、特開平１１−８３９７９号公報に開示されているナビゲーション装置では、ＧＰＳ衛星から受信した衛星電波のドップラーシフト周波数から求めた車両の速度と、速度センサの車速パルス等から求めた車両の速度の差が予め設定された基準値を越える場合に、マルチパスによる誤差が発生したことを判定し、測位演算に用いる受信衛星の組み合せを変更して、高精度の測位を可能としている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＧＰＳデータ検定方法は、ＧＰＳ測位手段の算出結果と速度センサの車速パルス等から得られる速度の差を基準値と比較する際に、予め基準値を設定しておく必要がある。例えば、特開平５−１９０３６号公報記載のＧＰＳデータ検定方法は、走行速度、ＰＤＯＰ値、ＧＰＳ受信機が出力する速度データと車速パルスなどの速度センサとの出力の差、の３つについて、移動体やセンサの特性に合わせて、予め適切な基準値を選択しておかなければならないという問題があった。また、所定回数連続したＧＰＳデータが必要であるため、建造物や高架道路下等のように障害物があってＧＰＳ信号が受信し難い場所や、ＧＰＳ受信機の電源を投入した直後では、ＧＰＳデータの検定を行うことができないという問題があった。
【０００９】
また、特開平６−６６９１６号公報記載のＧＰＳ受信機および特開平８−４３５１５号公報記載のＧＰＳ受信装置においては、基準値をそれぞれ移動体の速度限界あるいは加速度の限界に基づいて上限値を設定した場合、移動体の速度あるいは加速度が上限値と比較して極めて低い状態では、許容される誤差の範囲が大きくなるため、ＧＰＳデータを異常と判定する精度が悪化するという問題があった。具体例としては、移動体の速度上限を１００ｋｍ／ｈとする場合、移動速度が１０ｋｍ／ｈの時には９０ｋｍ／ｈまでの速度誤差が許容されることになる。
【００１０】
また、特開平８−４３５１５号公報記載のＧＰＳ受信装置では、ある時刻のＧＰＳデータを基準にして変動量を用いて異常判定が行われた場合に、実際には、基準とするＧＰＳデータもしくは判定対象とするＧＰＳデータのどちらが異常データであるのか判定することができないという問題があった。
【００１１】
また、特開平１１−８３９７９号公報記載のナビゲーション装置では、ＧＰＳ衛星から受信した衛星電波のドップラーシフト周波数から求めた車両の速度と、車速パルス等の速度センサから求めた車両の速度との差のみを用いてＧＰＳデータの検定を行うため、それぞれの速度の大きさに差が生じていない場合であっても、実際に移動している方位とＧＰＳドップラーシフト周波数から求めた方位が大きく異なる場合は、ＧＰＳデータの異常を検出できないという問題があった。
【００１２】
本発明は、こうした従来の問題点を解決するものであり、ＧＰＳ等の衛星データの異常を判定するための基準値を予め設定しておく必要がなく、かつ連続して衛星データが取得できない場所でも異常データを判定可能であり、また移動体の移動速度、加速度の上限値に関係なく異常データを検定することができるデータ検定装置およびその方法を提供することを目的とする。また、本発明は、衛星から受信した衛星電波のドップラーシフト周波数から求めた車両の速度と、センサから求めた車両の速度との差が少ない場合においても、衛星データの検定が可能なデータ検定装置およびその方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のデータ検定装置は、人工衛星が送信する航法信号を受信検波する航法信号受信手段と、前記航法信号受信手段が前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の速度を検出する衛星移動体速度検出手段と、前記衛星移動体速度検出手段が検出した衛星移動体速度の誤差を推定する衛星移動体速度誤差推定手段と、前記移動体の移動速度を前記移動体に搭載したセンサにより検出する移動体移動速度検出手段と、前記移動体移動速度検出手段が検出した移動体移動速度に含まれる誤差を推定する移動体移動速度誤差推定手段と、前記衛星移動体速度検出手段が検出した衛星移動体速度と前記移動体移動速度検出手段が検出した移動体移動速度との差が、前記衛星移動体速度誤差推定手段が推定した衛星移動体速度誤差と前記移動体移動速度誤差推定手段が推定した移動体移動速度誤差との和よりも大きいどうかを判定する速度判定手段とを備えたことを特徴とする。この構成により、検出した衛星移動体速度と移動体移動速度との差が、推定した衛星移動体速度誤差と移動体移動速度誤差との和よりも大きい場合に、衛星データを無効と判定するので、衛星データの異常を判定するための基準値を予め設定することなしに、衛星データの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、衛星データの検定を行うことができる。
【００１４】
また、本発明のデータ検定装置は、人工衛星が送信する航法信号を受信検波する航法信号受信手段と、前記航法信号受信手段が前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の方位を検出する衛星移動体方位検出手段と、前記衛星移動体方位検出手段が検出した衛星移動体方位の誤差を推定する衛星移動体方位誤差推定手段と、前記移動体の一定時間の間の方位変化量を前記移動体に搭載したセンサにより検出する移動体相対方位検出手段と、前記移動体相対方位検出手段が検出した一定時間の間の方位変化量に含まれる誤差を推定する移動体相対方位誤差推定手段と、前記衛星移動体方位検出手段が検出した一定時間の間の移動体方位の差分と前記移動体相対方位検出手段が検出した一定時間の間の方位変化量の差分との差が、前記衛星移動体方位誤差推定手段が推定した移動体方位誤差と前記移動体相対方位誤差推定手段が推定した移動体相対方位誤差との和よりも大きいどうかを判定する方位変化量判定手段とを備えたことを特徴とする。この構成により、検出した一定時間の間の移動体方位の差分と方位変化量の差分との差が、推定した移動体方位誤差と移動体相対方位誤差との和よりも大きい場合に、衛星データを無効と判定するので、衛星データの異常を判定するための基準値を予め設定することなしに、衛星データの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、衛星データの検定を行うことができる。さらに、衛星信号に基づく移動体速度とセンサに基づく移動体速度の差が、移動体の移動速度が小さいために許容範囲内である場合でも、移動体の方位変化量の大きさを比較することにより、衛星データの検定を実現することができる。
【００１５】
また、本発明のデータ検定装置は、人工衛星が送信する航法信号を受信検波する航法信号受信手段と、前記航法信号受信手段が受信した航法信号と前記航法信号の伝播時間とを用いて移動体の絶対位置を検出する移動体絶対位置検出手段と、前記移動体絶対位置検出手段が検出した絶対位置の誤差を推定する移動体絶対位置誤差推定手段と、前記移動体の一定時間の間の移動量を前記移動体に搭載したセンサにより検出する移動体相対変位検出手段と、前記移動体相対変位検出手段が検出した移動体移動量の誤差を推定する移動体相対変位誤差推定手段と、前記移動体絶対位置検出手段が検出した一定時間の間の絶対位置間の距離と前記移動体相対変位検出手段が検出した一定時間の間の移動体移動量との差が、前記移動体絶対位置誤差推定手段が推定した絶対位置誤差と前記移動体相対変位誤差推定手段が推定した移動体相対変位誤差との和よりも大きいどうかを判定する変位量判定手段とを備えたことを特徴とする。この構成により、検出した一定時間の間の絶対位置間の距離と移動体移動量との差が、推定した絶対位置誤差と移動体相対変位誤差との和よりも大きい場合に、衛星データを無効と判定するので、衛星データの異常を判定するための基準値を予め設定することなしに、衛星データの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、衛星データの検定を行うことができる。さらに、衛星信号に基づく移動体速度とセンサに基づく移動体速度の差が、移動体の移動速度が小さいために許容範囲内である場合でも、移動体の変位量の大きさを比較することにより、衛星データの検定を実現することができる。
【００１６】
また、本発明のデータ検定装置は、人工衛星が送信する航法信号を受信検波する航法信号受信手段と、前記航法信号受信手段が受信した航法信号と前記航法信号の伝播時間とを用いて移動体の絶対位置を検出する移動体絶対位置検出手段と、前記移動体絶対位置検出手段が検出した絶対位置の誤差を推定する移動体絶対位置誤差推定手段と、前記航法信号受信手段が前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の方位を検出する衛星移動体方位検出手段と、前記衛星移動体方位検出手段が検出した移動体方位の誤差を推定する衛星移動体方位誤差推定手段と、前記移動体の一定時間の間の移動量を前記移動体に搭載したセンサにより検出する移動体相対変位検出手段と、前記移動体相対変位検出手段が検出した移動体移動量の誤差を推定する移動体相対変位誤差推定手段と、前記絶対位置検出手段が検出した絶対位置の差分から移動体の移動方向の絶対方位を算出する移動体絶対移動方位算出手段と、前記移動体絶対位置検出手段が検出した絶対位置と前記移動体絶対位置誤差推定手段が推定した絶対位置誤差とを用いて、前記移動体絶対移動方位算出手段が算出した絶対方位に含まれる誤差を推定する移動体絶対移動方位誤差推定手段と、前記衛星移動体方位検出手段が検出した移動体方位と前記移動体相対変位検出手段が検出した移動体移動量とを用いて移動体の移動方位を算出する移動体移動方位算出手段と、前記衛星移動体方位誤差推定手段が推定した移動体方位誤差と前記移動体相対変位誤差推定手段が推定した移動体相対変位誤差とを用いて、前記移動体移動方位算出手段が算出した移動方位に含まれる誤差を算出する移動体移動方位誤差推定手段と、前記移動体絶対移動方位算出手段が算出した一定時間の間の絶対移動方位と前記移動体移動方位算出手段が算出した一定時間の間の移動体移動方位との差分絶対値が、前記移動体絶対移動方位誤差推定手段が推定した移動体絶対移動方位誤差と前記移動体移動方位誤差推定手段が推定した移動体移動方位誤差との和よりも大きいかどうかを判定する変位方向判定手段とを備えたことを特徴とする。この構成により、算出した一定時間の間の絶対移動方位と移動体移動方位との差分絶対値が、推定した移動体絶対移動方位誤差と移動体移動方位誤差との和よりも大きい場合に、衛星データを無効と判定するので、衛星データの異常を判定するための基準値を予め設定することなしに、衛星データの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、衛星データの検定を行うことができる。さらに、衛星信号に基づく移動体速度とセンサに基づく移動体速度の差が、移動体の移動速度が小さいために許容範囲内である場合でも、移動体の変位方向を比較することにより衛星データの検定を実現することができる。
【００１７】
また、本発明のデータ検定装置は、人工衛星が送信する航法信号を受信検波する航法信号受信手段と、前記航法信号受信手段が受信した航法信号と前記航法信号の伝播時間とを用いて移動体の絶対位置を検出する移動体絶対位置検出手段と、前記移動体絶対位置検出手段が検出した絶対位置の誤差を推定する移動体絶対位置誤差推定手段と、前記検出された移動体絶対位置および前記推定された移動体絶対位置誤差を一定時間の間蓄積する蓄積手段と、前記航法信号受信手段が前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の方位を検出する衛星移動体方位検出手段と、前記衛星移動体方位検出手段が検出した衛星移動体方位の誤差を推定する衛星移動体方位誤差推定手段と、前記移動体の一定時間の間の移動量を前記移動体に搭載したセンサにより検出する移動体相対変位検出手段と、前記移動体相対変位検出手段が検出した移動体移動量の誤差を推定する移動体相対変位誤差推定手段と、前記衛星移動体方位検出手段が検出した衛星移動体方位と前記移動体相対変位検出手段が検出した移動体相対方位とを用いて、移動体の移動方位および移動距離をそれぞれ算出して自立移動ベクトルを生成する移動体自立移動ベクトル生成手段と、前記衛星移動体方位誤差推定手段が推定した衛星移動体方位誤差と前記移動体相対変位誤差推定手段が推定した移動体相対変位誤差とを用いて、前記自立移動ベクトルの移動方位および移動距離に含まれる誤差をそれぞれ推定する移動体自立移動ベクトル誤差推定手段と、前記蓄積手段が蓄積している一定時間だけ過去の移動体絶対位置を、前記移動体自立移動ベクトル算出手段が算出した自立移動ベクトルの分だけ平行移動した位置を算出する平行移動位置算出手段と、前記移動体絶対位置検出手段が検出した最新の移動体絶対位置と前記平行移動位置算出手段が算出した平行移動後の位置との距離が、前記移動体絶対位置誤差推定手段が推定した最新の移動体絶対位置に含まれる誤差と前記蓄積手段が蓄積した一定時間だけ過去の移動体絶対位置に含まれる誤差ならびに前記移動体自立移動ベクトル誤差推定手段が推定した自立移動ベクトルの方位および距離に含まれる誤差との総和よりも大きいかどうかを判定するベクトル判定手段とを備えたことを特徴とする。この構成により、検出した最新の移動体絶対位置と平行移動後の位置との距離が、推定した最新の移動体絶対位置に含まれる誤差と蓄積した一定時間だけ過去の移動体絶対位置に含まれる誤差ならびに推定した自立移動ベクトルの方位および距離に含まれる誤差との総和よりも大きい場合に、衛星データを無効と判定するので、衛星データの異常を判定するための基準値を予め設定することなしに、衛星データの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、衛星データの検定を行うことができる。さらに、衛星信号に基づく移動体速度とセンサに基づく移動体速度の差が、移動体の移動速度が小さいために許容範囲内である場合でも、移動体の移動ベクトルを比較することにより衛星データの検定を実現することができる。
【００１８】
また、本発明のデータ検定方法は、人工衛星が送信する航法信号を受信検波するステップと、前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の速度を検出するステップと、前記検出した衛星移動体速度の誤差を推定するステップと、前記移動体の移動速度を前記移動体に搭載したセンサにより検出するステップと、前記検出した移動体移動速度に含まれる誤差を推定するステップと、前記検出した衛星移動体速度と移動体移動速度との差が、前記推定した衛星移動体速度誤差と移動体移動速度誤差との和よりも大きいどうかを判定するステップとを備えたことを特徴とする。この処理により、検出した衛星移動体速度と移動体移動速度との差が、推定した衛星移動体速度誤差と移動体移動速度誤差との和よりも大きい場合に、衛星データを無効と判定するので、衛星データの異常を判定するための基準値を予め設定することなしに、衛星データの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、衛星データの検定を行うことができる。
【００１９】
また、本発明のデータ検定方法は、人工衛星が送信する航法信号を受信検波するステップと、前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の方位を検出するステップと、前記検出した衛星移動体方位の誤差を推定するステップと、前記移動体の一定時間の間の方位変化量を前記移動体に搭載したセンサにより検出するステップと、前記検出した一定時間の間の方位変化量に含まれる誤差を推定するステップと、前記検出した一定時間の間の移動体方位の差分と方位変化量の差分との差が、前記推定した移動体方位誤差と移動体相対方位誤差との和よりも大きいどうかを判定するステップとを備えたことを特徴とする。この処理により、検出した一定時間の間の移動体方位の差分と方位変化量の差分との差が、推定した移動体方位誤差と移動体相対方位誤差との和よりも大きい場合に、衛星データを無効と判定するので、衛星データの異常を判定するための基準値を予め設定することなしに、衛星データの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、衛星データの検定を行うことができる。さらに、衛星信号に基づく移動体速度とセンサに基づく移動体速度の差が、移動体の移動速度が小さいために許容範囲内である場合でも、移動体の方位変化量の大きさを比較することにより、衛星データの検定を実現することができる。
【００２０】また、本発明のデータ検定方法は、人工衛星が送信する航法信号を受信検波するステップと、前記受信した航法信号とその伝播時間とを用いて移動体の絶対位置を検出するステップと、前記検出した絶対位置の誤差を推定するステップと、前記移動体の一定時間の間の移動量を前記移動体に搭載したセンサにより検出するステップと、前記検出した移動体移動量の誤差を推定するステップと、前記検出した一定時間の間の絶対位置間の距離と移動体移動量との差が、前記推定した絶対位置誤差と移動体相対変位誤差との和よりも大きいどうかを判定するステップとを備えたことを特徴とする。この構成により、検出した一定時間の間の絶対位置間の距離と移動体移動量との差が、推定した絶対位置誤差と移動体相対変位誤差との和よりも大きい場合に、衛星データを無効と判定するので、衛星データの異常を判定するための基準値を予め設定することなしに、衛星データの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、衛星データの検定を行うことができる。さらに、衛星信号に基づく移動体速度とセンサに基づく移動体速度の差が、移動体の移動速度が小さいために許容範囲内である場合でも、移動体の変位量の大きさを比較することにより、衛星データの検定を実現することができる。
【００２１】
また、本発明のデータ検定方法は、人工衛星が送信する航法信号を受信検波するステップと、前記受信した航法信号とその伝播時間とを用いて移動体の絶対位置を検出するステップと、前記検出した絶対位置の誤差を推定するステップと、前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の方位を検出するステップと、前記検出した移動体方位の誤差を推定するステップと、前記移動体の一定時間の間の移動量を前記移動体に搭載したセンサにより検出するステップと、前記検出した移動体移動量の誤差を推定するステップと、前記検出した絶対位置の差分から移動体の移動方向の絶対方位を算出するステップと、前記検出した絶対位置と前記推定した絶対位置誤差とを用いて、前記算出した絶対方位に含まれる誤差を推定するステップと、前記検出した移動体方位と移動体移動量とを用いて移動体の移動方位を算出するステップと、前記推定した移動体方位誤差と移動体相対変位誤差とを用いて、前記算出した移動方位に含まれる誤差を算出するステップと、前記算出した一定時間の間の絶対移動方位と移動体移動方位との差分絶対値が、前記推定した移動体絶対移動方位誤差と移動体移動方位誤差との和よりも大きいかどうかを判定するステップとを備えたことを特徴とする。この構成により、算出した一定時間の間の絶対移動方位と移動体移動方位との差分絶対値が、推定した移動体絶対移動方位誤差と移動体移動方位誤差との和よりも大きい場合に、衛星データを無効と判定するので、衛星データの異常を判定するための基準値を予め設定することなしに、衛星データの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、衛星データの検定を行うことができる。さらに、衛星信号に基づく移動体速度とセンサに基づく移動体速度の差が、移動体の移動速度が小さいために許容範囲内である場合でも、移動体の変位方向を比較することにより衛星データの検定を実現することができる。
【００２２】
また、本発明のデータ検定方法は、人工衛星が送信する航法信号を受信検波するステップと、前記受信した航法信号とその伝播時間とを用いて移動体の絶対位置を検出するステップと、前記検出した絶対位置の誤差を推定するステップと、前記検出された移動体絶対位置および前記推定された移動体絶対位置誤差を一定時間の間蓄積するステップと、前記航法信号を受信する時のドップラーシフト周波数から前記人工衛星に対する移動体の方位を検出するステップと、前記検出した衛星移動体方位の誤差を推定するステップと、前記移動体の一定時間の間の移動量を前記移動体に搭載したセンサにより検出するステップと、前記検出した移動体移動量の誤差を推定するステップと、前記検出した衛星移動体方位と移動体相対方位とを用いて、移動体の移動方位および移動距離をそれぞれ算出して自立移動ベクトルを生成するステップと、前記推定した衛星移動体方位誤差と移動体相対変位誤差とを用いて、前記自立移動ベクトルの移動方位および移動距離に含まれる誤差をそれぞれ推定するステップと、前記蓄積している一定時間だけ過去の移動体絶対位置を、前記算出した自立移動ベクトルの分だけ平行移動した位置を算出するステップと、前記検出した最新の移動体絶対位置と前記算出した平行移動後の位置との距離が、前記推定した最新の移動体絶対位置に含まれる誤差と前記蓄積した一定時間だけ過去の移動体絶対位置に含まれる誤差ならびに前記推定した自立移動ベクトルの方位および距離に含まれる誤差との総和よりも大きいかどうかを判定するベクトル判定手段とを備えたことを特徴とする。この処理により、検出した最新の移動体絶対位置と平行移動後の位置との距離が、推定した最新の移動体絶対位置に含まれる誤差と蓄積した一定時間だけ過去の移動体絶対位置に含まれる誤差ならびに推定した自立移動ベクトルの方位および距離に含まれる誤差との総和よりも大きい場合に、衛星データを無効と判定するので、衛星データの異常を判定するための基準値を予め設定することなしに、衛星データの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、衛星データの検定を行うことができる。さらに、衛星信号に基づく移動体速度とセンサに基づく移動体速度の差が、移動体の移動速度が小さいために許容範囲内である場合でも、移動体の移動ベクトルを比較することにより衛星データの検定を実現することができる。
【００２３】
また、本発明は、上記したデータ検定方法をコンピュータが読み取り可能な形式で記述した制御プログラムであり、この制御プログラムをインストールすることによりコンピュータを利用して本発明を実現することができる。
【００２４】
また、本発明は、上記した制御プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録した記録媒体であり、この記録媒体を用いることにより移動体等に搭載されたコンピュータにより本発明を実現することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の構成を示している。本発明の実施の形態１は、ＧＰＳ衛星からの信号のドップラーシフトにより得られる速度と、車輪の回転数を計測する回転センサや非接触型センサにより得られる速度とを比較してＧＰＳデータの検定を行うものである。図１において、航法信号受信手段であるＧＰＳ受信手段１０１は、ＧＰＳ衛星からの送信信号を受信検波する。ＧＰＳ移動体速度検出手段１０２は、ＧＰＳ信号を受信した時のドップラーシフトからＧＰＳ衛星に対する移動体の移動速度（ＧＰＳ移動体速度）を算出する。ＧＰＳ移動体速度誤差推定手段１０３は、受信している衛星の配置状況等の測位精度を表す指標に応じて、ＧＰＳ移動体速度に含まれる誤差を算出するものであり、精度指標としてＤＯＰ（Ｄｅｌｕｓｉｏｎ　Ｏｆ　Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）値等が用いられる。ＧＰＳ移動体速度誤差推定手段１０３は、ＤＯＰ値が小さくなるに従ってＧＰＳ移動体速度の推定誤差を小さくする。移動体移動速度検出手段１０４は、移動体に搭載されたセンサを用いて移動体の移動速度（移動体移動速度）の検出を行う。車輪を有する移動体である場合は、車輪軸に取り付けた回転センサを利用して、車輪の単位時間当たり回転数と車輪外径の積を取ることで移動体の移動速度を検出することができる。その他の移動体移動速度検出手段として、非接触型速度センサなど、ＧＰＳ以外の方法で移動体移動速度を検出するようなセンサを用いることが可能である。移動体移動速度誤差推定手段１０５は、移動体移動速度検出算出手段１０４が検出した移動体移動速度に含まれている誤差を推定する。前記の回転センサを用いる場合は、回転センサの分解能や車輪外径の誤差範囲から速度の誤差を推定することが可能となる。速度判定手段１０６は、ＧＰＳ移動体速度検出手段１０２が検出した移動体速度と移動体移動速度検出手段１０４が検出した移動体移動速度との差分が、ＧＰＳ移動体速度誤差推定手段１０３が推定するＧＰＳ移動体速度誤差と移動体移動速度誤差推定手段１０５が推定する移動体移動速度誤差との和よりも大きくなった場合に、該当するＧＰＳデータを無効と判定する。
【００２６】
図２は本実施の形態１におけるＧＰＳデータ検定装置の動作を説明するフローチャートである。図２において、ステップ２０１では、ＧＰＳ受信手段１０１におけるＧＰＳ信号の受信状態を判定し、移動体速度を算出可能な状態であればステップ２０２へ、移動体速度の算出が不可能な状態であればステップ２０７の処理をそれぞれ行う。ステップ２０２では、ＧＰＳ移動体速度検出手段１０２により移動体速度を算出する。ステップ２０３では、ＧＰＳ移動体速度誤差推定手段１０３において移動体速度誤差を推定する。ステップ２０４では、移動体移動速度検出手段１０４により移動体移動速度の検出を行う。ステップ２０５では、ステップ２０４で検出した移動体移動速度に含まれる誤差を推定する。ステップ２０６では、速度判定手段１０６により、移動体速度と移動体移動速度との差分の絶対値と、ＧＰＳ移動体速度誤差推定手段１０３が推定した移動体速度誤差と移動体移動速度誤差推定手段１０５が推定した移動体移動速度誤差の和とを比較して、移動体速度と移動体移動速度の差分絶対値が大きい場合にはステップ２０７へ、そうでない場合はステップ２０８の処理を行う。ステップ２０７では、ＧＰＳデータが無効となるように判定ステータスを設定する。ステップ２０８では、ＧＰＳデータが有効となるように判定ステータスを設定する。ステップ２０９では、ステシプ２０７またはステップ２０８で設定した判定ステータスの状態を外部に出力する。
【００２７】
このように、本実施の形態１によれば、ＧＰＳ衛星からの信号のドップラーシフトにより得られる移動体の速度と、車輪の回転数を計測する回転センサや非接触型センサにより得られる移動体の移動速度とを比較し、移動体速度と移動体移動速度との差分値が、移動体速度誤差と移動体移動速度誤差との和よりも大きくなった場合に、該当するＧＰＳデータを無効と判定するので、ＧＰＳデータの異常を検出するための基準値を予め設定することなしに、ＧＰＳデータの検定を行うことができる。また、ＧＰＳ信号を所定回数連続して受信する必要がないため、ＧＰＳ信号の連続受信が困難な場所であっても、移動体の移動速度を比較することにより、ＧＰＳデータの検定を行うことができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図３は本発明の第２の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の構成を示している。本発明の実施の形態２は、ＧＰＳ衛星からの信号のドップラーシフト周波数により得られるＧＰＳ衛星に対する移動体の走行方位の変化量とジャイロセンサや地磁気方位センサなどにより得られる移動体の相対方位の変化量とを比較してＧＰＳデータの検定を行うものである。図３において、航法信号受信手段であるＧＰＳ受信手段３０１は、ＧＰＳ衛星からの送信信号を受信検波する。ＧＰＳ移動体方位検出手段３０２は、ＧＰＳ信号を受信した時のドップラーシフト周波数からＧＰＳ衛星に対する移動体の方位を算出する。ＧＰＳ移動体方位誤差推定手段３０３は、移動速度やドップラーシフト周波数に含まれる誤差に応じてＧＰＳ移動体方位に含まれる誤差を推定する。移動体相対方位検出手段３０４は、移動体に搭載された角速度センサの出力に対して積分を行うか、または地磁気方位センサを用いることによって移動体の相対方位を算出する。角速度センサとしては、光ファイバジャイロセンサ、振動ジャイロセンサ等を用いることができる。移動体相対方位誤差推定手段３０５は、移動体相対方位検出手段３０４が検出した移動体相対方位に含まれている誤差を推定する。移動体相対方位に含まれている誤差は、センサの零点変動誤差、スケールファクタの誤差、地球の自転によって生じる角速度の影響等を考慮して推定することができる。方位変化量判定手段３０６は、ＧＰＳ移動体方位検出手段３０２が過去のある時刻ｔ１および現在の時刻ｔ２において検出したＧＰＳ移動体方位の差分と、移動体相対方位検出手段３０４が時刻ｔ１からｔ２の間に検出した相対方位変化量の差分との差分絶対値が、ＧＰＳ移動体方位誤差推定手段３０３が推定したＧＰＳ移動体方位誤差と移動体相対方位誤差推定手段３０５が推定した移動体相対方位誤差との和よりも大きいどうかを判定し、変化量の差分絶対値がＧＰＳ移動体方位誤差と移動体相対方位誤差との和を超える場合は最新のＧＰＳデータを無効と判定する。
【００２９】
図４はＧＰＳ移動体方位誤差推定手段３０３におけるＧＰＳデータの方位誤差推定方法の一例である。真の移動速度４０１は、移動体の真の移動速度の大きさおよび方向を表す速度ベクトルであり、その大きさをＶ０とする。ＧＰＳ移動体速度誤差円４０２はＧＰＳドップラーシフトによって検出される移動体速度のばらつき範囲を表しており、円の半径をｖｅｒｒとする。真の速度４０１の速度ベクトル基点からＧＰＳ移動体速度誤差円４０２への接線と、真の速度４０１が成す角度θｍａｘの２倍がＧＰＳ移動体方位誤差範囲４０３となる。
【００３０】
図５は本実施の形態２におけるＧＰＳデータ検定装置の動作を説明するフローチャートである。図５において、ステップ５０１では、ＧＰＳ受信手段３０１におけるＧＰＳ信号の受信状態を判定し、移動体のＧＰＳ移動体方位を算出可能な状態であればステップ５０２へ、ＧＰＳ移動体方位の算出が不可能な状態であればステップ５０７の処理をそれぞれ行う。ステップ５０２では、ＧＰＳ移動体方位検出手段３０２によりＧＰＳ衛星に対する移動体の走行方位であるＧＰＳ移動体方位を算出する。ステップ５０３では、ＧＰＳ移動体方位誤差推定手段３０３においてＧＰＳ移動体方位誤差を推定する。ステップ５０４では、移動体相対方位検出手段３０４により移動体の相対移動方位を検出する。ステップ５０５では、ステップ５０４で検出した移動体相対方位に含まれる誤差を推定する。ステップ５０６では、方位変化量判定手段３０６によって、異なる時刻ｔ１とｔ２におけるＧＰＳ移動体方位変化量と移動体相対方位変化量との差分の絶対値と、ＧＰＳ移動体方位誤差と移動体相対方位誤差との和とを比較して、ＧＰＳ移動体方位変化量と移動体相対方位変化量との差分絶対値の方が大きい場合にはステップ５０７、そうでない場合はステップ５０８の処理を行う。ステップ５０７では、ＧＰＳデータが無効となるように判定ステータスを設定する。ステップ５０８では、ＧＰＳデータが有効となるように判定ステータスを設定する。ステップ５０９では、ステップ５０７またはステップ５０８で設定した判定ステータスの状態を外部に出力する。
【００３１】
このように、本実施の形態２によれば、ＧＰＳ衛星からの信号のドップラーシフトにより得られる移動体の走行方位であるＧＰＳ移動体方位と、移動体に搭載された角速度センサまたは地磁気方位センサにより得られる移動体の相対方位とを比較し、ＧＰＳ移動体方位と移動体相対方位との差分値が、ＧＰＳ移動体方位誤差と移動体相対方位誤差との和よりも大きくなった場合に、該当するＧＰＳデータを無効と判定するので、ＧＰＳデータの異常を検出するための基準値を予め設定することなく、ＧＰＳデータの検定を行うことができる。また、ＧＰＳ信号を所定回数連続して受信する必要がないため、ＧＰＳ信号の連続受信が困難な場所であっても、ＧＰＳデータの検定を行うことができる。さらに、上記実施の形態１におけるＧＰＳ信号に基づく移動体速度と車速センサ等に基づく移動体相対速度との差が、移動体の移動速度が小さいために許容範囲内である場合でも、移動体の方位変化量を比較することにより、ＧＰＳデータの検定を実現することができる。
【００３２】
（実施の形態３）
図６は本発明の第３の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の構成を示している。本発明の実施の形態３は、ＧＰＳ衛星の信号から得られる異なる時刻における移動体の移動距離と、慣性航法によって算出される移動体の移動距離とを比較してＧＰＳデータの検定を行うものである。図６において、航法信号受信手段であるＧＰＳ受信手段６０１は、ＧＰＳ衛星からの送信信号を受信検波する。移動体絶対位置検出手段６０２は、ＧＰＳ衛星からの航法信号を復調して得られるＧＰＳ衛星の座標情報とＧＰＳ信号の伝搬時間とを用いて三角測量の原理により移動体の絶対位置を検出する。移動体絶対位置誤差推定手段６０３は、移動体絶対位置検出手段６０２が検出した移動体の絶対位置に含まれる誤差を推定し、衛星の配置関係を表すＤＯＰやＧＰＳ信号強度、航法信号に含まれている電離層遅延情報等を利用して誤差推定を行う。移動体相対変位検出手段６０４は、移動体に搭載された距離センサと相対方位センサとを組み合わせて移動体の移動距離を検出するものであり、距離センサとしては車輪に取り付けた回転センサや非接触型センサで得られる速度の時間積分等が用いられ、相対方位センサとしては、光ファイバジャイロセンサや振動ジャイロセンサ等の角速度センサ、または地磁気方位センサなどを利用することができる。移動体相対変位誤差推定手段６０５は、移動体相対変位検出手段６０４が検出した移動体相対変位に含まれる誤差を推定し、距離誤差成分と方位誤差成分とを組み合わせて移動体相対変位誤差を算出する。変位量判定手段６０６は、移動体絶対位置検出手段６０２が過去のある時刻ｔ１および現在の時刻ｔ２において検出した移動体の絶対位置間の差分距離と、移動体相対変位検出手段６０４が時刻ｔｌからｔ２の間に検出した移動体の相対変位の差分との差分絶対値が、移動体絶対位置誤差推定手段６０３が推定した移動体絶対位置誤差と移動体相対変位誤差推定手段６０５が推定した移動体相対変位との和よりも大きいどうかを判定し、移動体絶対位置間の差分距離と移動体相対変位との差分絶対値が、推定した移動体絶対位置誤差と移動体相対変位との和を超える場合は、最新のＧＰＳデータを無効と判定する。
【００３３】
次に、本実施の形態３における移動体絶対位置誤差推定手段６０３が推定する移動体絶対位置誤差から絶対位置の差分距離に含まれる誤差を推定する方法について、図７を参照しながら説明する。図７において、時刻ｔ１の絶対位置Ｐ１における移動体絶対位置誤差７０１および時刻ｔ２の絶対位置Ｐ２における移動体絶対位置誤差７０２は、実際には必ずしも図示するような半径ｒ１、ｒ２を持つ真円になるとは限らないが、以降の説明を簡単にするため、真円に等しいと仮定する。また、絶対位置差分距離７０３は、絶対位置Ｐ１と絶対位置Ｐ２との間の距離であり、絶対位置差分最大距離７０４は、絶対位置Ｐ１と絶対位置Ｐ２に含まれている誤差が最大、かつ絶対位置差分距離７０３に含まれる誤差が最大になる場合の距離を表している。この時、絶対位置差分最大距離７０４に含まれている誤差は、移動体絶対位置誤差７０１と移動体絶対位置誤差７０２の和で表される。
【００３４】
次に、本実施の形態３における移動体相対変位誤差推定手段６０４が推定する移動体の相対変位誤差の算出方法について図８を参照しながら説明する。図８において、移動体相対変位８０１は、絶対位置Ｐ１と絶対位置Ｐ２との間の移動体相対変位であり、移動体相対変位８０２は、移動体相対変位検出手段６０４に距離誤差が含まれている場合に検出される移動体相対変位であり、移動体相対変位８０３は、移動体相対変位検出手段６０４に移動体方位誤差が含まれている場合に検出される移動体相対変位を表している。距離誤差８０４と距離誤差８０５は、移動体相対変位８０２と移動体相対変位８０３に含まれる距離誤差であり、距離誤差８０４は車輪回転センサの分解能や車輪外径等の誤差、距離誤差８０５は方位センサによって生じる方位誤差と移動距離を用いて幾何学的に算出することができる。移動体相対変位誤差推定手段６０５は、距離誤差８０４と距離誤差８０５の和または平方和などによって移動体相対変位誤差を推定する。
【００３５】
図９は本実施の形態３におけるＧＰＳデータ検定装置の動作を説明するフローチャートである。図９において、ステップ９０１では、ＧＰＳ受信手段６０１におけるＧＰＳ信号の受信状態を判定し、絶対位置の検出が可能な状態であればステップ９０２へ、絶対位置の検出が不可能な状態であればステップ９０７の処理をそれぞれ行う。ステップ９０２では、移動体絶対位置検出手段６０２により絶対位置を検出する。ステップ９０３では、移動体絶対位置誤差推定手段６０３において絶対位置誤差を推定する。ステップ９０４では、移動体相対変位検出手段６０４により移動体の移動距離の検出を行う。ステップ９０５では、ステップ９０４で検出した移動体相対変位に含まれる誤差を推定する。ステップ９０６では、変位量判定手段６０５によって、異なる時刻ｔ１とｔ２における移動体絶対位置差分距離と移動体相対変位との差分絶対値と、移動体絶対位置誤差と移動体相対変位誤差との和を比較して、位置差分距離と移動体相対変位との差分絶対値の方が大きい場合にはステップ９０７、そうでない場合はステップ９０８の処理を行う。ステップ９０７では、ＧＰＳデータが無効となるように判定ステータスを設定する。ステップ９０８では、ＧＰＳデータが有効となるように判定ステータスを設定する。ステップ９０９では、ステップ９０７またはステップ９０８で設定した判定ステータスの状態を外部に出力する。
【００３６】
このように、本実施の形態３によれば、ＧＰＳ衛星の信号から得られる異なる時刻における移動体の絶対位置間距離と、移動体に搭載された距離センサおよび方位センサにより得られる移動体相対変位とを比較し、移動体の絶対位置間距離と移動体相対変位との差分値が、移動体絶対位置誤差と移動体相対変位誤差との和よりも大きくなった場合に、該当するＧＰＳデータを無効と判定するので、ＧＰＳデータの異常を検出するための基準値を予め設定することなく、ＧＰＳデータの検定を行うことができる。また、ＧＰＳ信号を所定回数連続して受信する必要がないため、ＧＰＳ信号の連続受信が困難な場所であっても、ＧＰＳデータの検定を行うことができる。さらに、上記実施の形態１におけるＧＰＳ信号に基づく移動体速度と車速センサに基づく移動体速度の差が、移動体の移動速度が小さいために許容範囲内である場合でも、移動体の変位量を比較することによりＧＰＳデータの検定を実現することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態３では、移動体絶対位置誤差推定手段６０３が推定する誤差の範囲が均等な真円状に分布する場合について説明したが、実際の誤差範囲分布は楕円状になることもあり得ることから、移動体絶対位置誤差推定手段６０３は、方位に応じて推定する移動体絶対位置誤差を変化させるようにしても良い。
【００３８】
（実施の形態４）
図１０は本発明の第４の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の構成を示している。本発明の実施の形態４は、ＧＰＳの移動体絶対位置差分から得られる移動体の絶対移動方位と、慣性航法とＧＰＳ方位を組み合わせて算出する移動体の移動方位とを比致してＧＰＳデータの検定を行うものである。図１０において、航法信号受信手段であるＧＰＳ受信手段１００１は、ＧＰＳ衛星からの送信信号を受信検波する。移動体絶対位置検出手段１００２は、ＧＰＳ衛星からの航法信号を復調して得られるＧＰＳ衛星の座標情報とＧＰＳ信号の伝搬時間とを用いて三角測量の原理により移動体絶対位置を検出する。移動体絶対位置誤差推定手段１００３は、移動体絶対位置検出手段１００２が検出した移動体絶対位置に含まれる誤差を推定し、衛星の配置関係を表すＤＯＰやＧＰＳ信号強度、航法信号に含まれている電離層遅延情報等を利用して誤差推定を行う。ＧＰＳ移動体方位検出手段１００４は、ＧＰＳ信号を受信した時のドップラーシフト周波数からＧＰＳ衛星に対する移動体の方位を算出する。ＧＰＳ移動体方位誤差推定手段１００５は、移動速度やドップラーシフト周波数に含まれる誤差に応じてＧＰＳ移動体方位に含まれる誤差を推定する。移動体相対変位検出手段１００６は、移動体に搭載された距離センサと相対方位センサとを組み合わせて移動体の移動距離を検出するものであり、距離センサとしては車輪に取り付けた回転センサや非接触型センサで得られる速度の時間積分等が用いられ、相対方位センサとしては、光ファイバジャイロセンサや振動ジャイロセンサ等の角速度センサ、または地磁気方位センサなどを利用することができる。移動体相対変位誤差推定手段１００７は、移動体相対変位検出手段１００６が検出した移動体相対変位に含まれる誤差を推定し、距離誤差成分と方位誤差成分とを組み合わせて移動体相対変位誤差を算出する。移動体絶対移動方位算出手段１００８は、移動体絶対位置検出手段１００２が算出した移動体絶対位置の差分から移動方向の絶対方位を算出する。移動体絶対移動方位誤差推定手段１００９は、移動体絶対位置検出手段１００２と移動体絶対位置誤差推定手段１００３が推定した移動体絶対位置誤差のデータを用いて、移動体絶対移動方位算出手段１００８が算出した絶対方位に含まれる誤差を推定する。移動体移動方位算出手段１０１０は、ＧＰＳ移動体方位検出手段１００４が算出した移動体の方位と移動体相対変位検出手段１００６が算出した移動体の相対変位を用いて移動体の移動方位を算出する。移動体移動方位誤差推定手段１０１１は、ＧＰＳ移動体方位誤差推定手段１００５が推定したＧＰＳ移動体方位誤差と移動体相対変位誤差推定手段１００７が推定した移動体相対変位誤差を用いて、移動体移動方位算出手段１０１０が算出した移動体移動方位に含まれている誤差を推定する。変位方向判定手段１０１２は、移動体絶対移動方位算出手段１００８が算出した絶対移動方位と移動体移動方位算出手段１０１０が算出した移動体移動方位の差分絶対値が、移動体絶対移動方位誤差推定手段１００９が推定した絶対移動方位誤差と移動体移動方位誤差推定手段１０１１が推定した移動体移動方位誤差との和よりも大きいかどうかを判定し、移動体絶対移動方位算出手段１００８が算出した絶対移動方位と移動体移動方位算出手段１０１０が算出した移動体移動方位の差分絶対値が、移動体絶対移動方位誤差推定手段１００９が推定した絶対移動方位誤差と移動体移動方位誤差推定手段１０１１が推定した移動体移動方位誤差との和を超えた場合に最新のＧＰＳデータを無効と判定する。
【００３９】
次に、本実施の形態４おける移動体絶対移動方位誤差推定手段１００９の誤差推定方法を図１１を参照しながら説明する。図１１において、移動体絶対位置差分ベクトル１１０１は、移動体絶対位置検出手段１００２が検出した異なる時刻ｔ１とｔ２における２点Ｐ１、Ｐ２の絶対位置の差分ベクトルであり、移動体絶対位置誤差１１０２および１１０３はそれぞれ２点Ｐ１、Ｐ２の移動体絶対位置において移動体絶対位置誤差推定手段１００３が推定した絶対位置誤差を表している。この時、移動体絶対位置差分ベクトル１１０１に含まれる最大の方位誤差１１０４は、移動体絶対位置差分ベクトル１１０１の長さと移動体絶対位置誤差１１０２、１１０３とをそれぞれ用いて、幾何学的に算出することができる。方位誤差１１０４は、移動体絶対位置差分ベクトル１１０１の距離が大きくなるほど小さくなる。
【００４０】
次に、本実施の形態４における移動方位算出方法について図１２を参照しながら説明する。図１２において、移動体相対方位１２０１は、移動体相対変位検出手段１００６が推定した相対方位、ＧＰＳ移動体方位１２０２は、相対方位１２０１と同時刻にＧＰＳ移動体方位検出手段１００４が検出した移動体の方位である。移動体移動方位１２０３は、移動体移動方位算出手段１０１０が算出した移動体移動方位である。移動体相対方位１２０１とＧＰＳ移動体方位１２０２の差は、相対方位センサの誤差が少なければほぼ一定に保たれる。したがつて、移動体相対方位１２０１とＧＰＳ移動体方位１２０２の差の時系列的な平均を取ることで、相対方位に対する絶対方位の方位オフセット１２０４を算出し、移動体移動方位１２０３に方位オフセット１２０４を加算することで移動体移動方位１２０５を算出する。また、移動体移動方位誤差算出手段１０１１は、ＧＰＳ移動体方位１２０２に含まれる誤差と方位オフセット１２０４に含まれる誤差の和によって移動方位誤差を推定する。
【００４１】
図１３は本実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の動作を説明するフローチャートである。図１３において、ステップ１３０１ではＧＰＳを用いて移動体絶対位置検出およびＧＰＳ方位検出が共に可能かどうかを判定し、可能な状態であればステップ１３０２の処理へ、不可能であればステップ１３１３の処理に進む。ステップ１３０２では、移動体絶対位置検出手段１００２において移動体絶対位置の検出を行う。ステップ１３０３では、移動体絶対位置誤差推定手段１００３において、ステップ１３０２で検出した移動体絶対位置に含まれている誤差を推定する。ステップ１３０４では、ＧＰＳ移動体方位検出手段１００４においてＧＰＳ信号のドップラーシフトによつて得られる移動体の方位を検出する。ステップ１３０５では、移動速度やドップラーシフトに含まれる誤差に応じてＧＰＳ移動体方位に含まれる誤差を推定する。ステップ１３０６では、移動体相対変位検出手段１００６により移動体の相対変位の検出を行う。ステップ１３０７では、移動体相対変位誤差算出手段１００７によりステップ１３０６で検出した相対方位の誤差を推定する。ステップ１３０８では、移動体移動方位算出手段１０１０により図１２の方法を用いて移動体の移動方位を算出する。ステップ１３０９では、ステップ１３０３で推定した移動体絶対位置誤差とステップ１３０７で推定した移動体相対方位誤差を用いて、移動体移動方位に含まれている誤差を推定する。ステップ１３１０では、移動体絶対位置検出手段１００２が検出する２点Ｐ１、Ｐ２の絶対位置の差分から移動体絶対移動方位算出手段１００８により移動体の絶対移動方位を検出する。ステップ１３１１では、移動体絶対移動方位誤差推定手段１００９により図１１の方法を用いて絶対移動方位に含まれている誤差を推定する。ステップ１３１２では、変位方向判定手段１０１２により、ステップ１３０８で算出した移動体移動方位とステップ１３１０で算出した移動体絶対移動方位の差分が、ステップ１３０９で推定した移動体移動方位誤差とステップ１３１１で推定した移動体絶対方位誤差の和を超える場合には最新のＧＰＳデータを異常と判定する。ステップ１３１３では、ＧＰＳデータが無効となるように判定ステータスを設定する。ステップ１３１４では、ＧＰＳデータが有効となるように判定ステータスを設定する。ステップ１３１５では、ステップ１３１３またはステップ１３１４で設定した判定ステータスの状態を外部に出力する。
【００４２】
このように、本実施の形態４によれば、ＧＰＳに基づく異なる時刻における移動体の絶対移動方位と、移動体に搭載された距離センサおよび方位センサに基づく移動体移動方位とを比較し、移動体の絶対移動方位と移動体移動方位との差分値が、絶対移動方位誤差と移動体移動方位誤差との和よりも大きくなった場合に、該当するＧＰＳデータを無効と判定するので、ＧＰＳデータの異常を検出するための基準値を予め設定することなしに、ＧＰＳデータの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、ＧＰＳデータの検定を行うことができる。さらに、衛星信号に基づく移動体速度とセンサに基づく移動体速度の差が、移動体の移動速度が小さいために許容範囲内である場合でも、移動体の変位方向を比較することにより、ＧＰＳデータの検定を実現することができる。さらに、移動体の移動速度が低い場合に、上記実施の形態３ではＧＰＳ移動体方位誤差推定手段が推定するＧＰＳ移動体方位の推定判定精度が大きくなるため、ＧＰＳデータの異常検出が困難である場合でも、本実施の形態４によれば正確にＧＰＳデータ検定を行うことができる。
【００４３】
（実施の形態５）
図１４は本発明の第５の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の構成を示している。本発明の実施の形態５は、ＧＰＳを用いて時間ｔだけ過去に検出した移動体絶対位置に対し自立移動ベクトルの分だけ平行移動させた位置と、最新の移動体絶対位置とを比較してＧＰＳデータ検定を行うものである。図１４において、航法信号受信手段であるＧＰＳ受信手段１４０１は、ＧＰＳ衛星からの送信信号を受信検波する。移動体絶対位置検出手段１４０２は、ＧＰＳ衛星からの航法信号を復調して得られるＧＰＳ衛星の座標情報とＧＰＳ信号の伝搬時間とを用いて三角測量の原理により移動体絶対位置を検出する。移動体絶対位置誤差推定手段１４０３は、移動体絶対位置検出手段１４０２が検出した移動体絶対位置に含まれる誤差を推定し、衛星の配置関係を表すＤＯＰやＧＰＳ信号強度、航法信号に含まれている電離層遅延情報等を利用して誤差推定を行う。ＧＰＳ移動体方位検出手段１４０４は、ＧＰＳ信号を受信した時のドップラーシフト周波数からＧＰＳ衛星に対する移動体の方位を算出する。ＧＰＳ移動体方位誤差推定手段１４０５は、移動速度やドップラーシフト周波数に含まれる誤差に応じてＧＰＳ移動体方位に含まれる誤差を推定する。移動体相対変位検出手段１４０６は、移動体に搭載された距離センサと相対方位センサとを組み合わせて移動体の移動距離を検出するものであり、距離センサとしては車輪に取り付けた回転センサや非接触型センサで得られる速度の時間積分等が用いられ、相対方位センサとしては、光ファイバジャイロセンサや振動ジャイロセンサ等の角速度センサ、または地磁気方位センサなどを利用することができる。移動体相対変位誤差推定手段１４０７は、移動体相対変位検出手段１４０６が検出した移動体相対変位に含まれる誤差を推定し、距離誤差成分と方位誤差成分とを組み合わせて移動体相対変位誤差を算出する。蓄積手段１４０８は、移動体絶対位置検出手段１４０２が検出した移動体絶対位置と移動体絶対位置誤差推定手段１４０３が推定した移動体絶対位置誤差とをそれぞれ最新のデータから時間ｔだけ遡ったデータまでを一時的に蓄積する。移動体自立移動ベクトル生成手段１４０９は、ＧＰＳ移動体方位検出手段１４０４が検出したＧＰＳ方位と移動体相対変位検出手段１４０６が検出した移動体相対方位を用いて、移動体の移動方向ならびに移動距離をそれぞれ算出して自立移動ベクトルを生成する。移動体自立移動ベクトル誤差算出手段１４１０は、ＧＰＳ移動体方位誤差推定手段１４０５が推定したＧＰＳ方位誤差と移動体相対変位誤差検出手段１４０７が推定した移動体相対変位誤差を用いて、自立移動ベクトルの移動方位ならびに距離に含まれている誤差をそれぞれ推定する。平行移動位置算出手段１４１１は、蓄積手段１４０８が蓄積している時間ｔだけ過去の移動体絶対位置を、移動体自立移動ベクトル算出手段１４０９が算出した自立移動ベクトルの分だけ平行移動した位置を算出する。ベクトル判定手段１４１２は、移動体絶対位置検出手段１４０２が検出した最新の移動体絶対位置と平行移動位置算出手段１４１１が算出した平行移動後の位置との距離が、移動体絶対位置誤差推定手段１４０３が推定した最新の移動体絶対位置に含まれる誤差と蓄積手段１４０８が蓄積した時間ｔだけ過去の移動体絶対位置に含まれる誤差と移動体自立移動ベクトル誤差推定手段１４１０が推定した自立移動ベクトルの方位ならびに距離に含まれる誤差との総和を超えるかどうかを調べて、ＧＰＳデータの有効か無効化を判定する。
【００４４】
次に、本実施の形態５における平行移動後の位置と、最新の移動体絶対位置とを比較する方法について図１５を参照しながら説明する。図１５は移動体絶対位置と自立移動ベクトルと平行移動後の位置との関係を説明する図である。図１５において、最新の移動体絶対位置１５０１は、移動体絶対位置検出手段１４０２が検出した最新の移動体絶対位置を表し、過去の移動体絶対位置１５０２は、蓄積手段１４０８が蓄積した時間ｔだけ過去の移動体絶対位置を表している。また自立移動ベクトル１５０３は、移動体自立移動ベクトル生成手段１４０９が生成した自立移動ベクトルであって、上記実施の形態４における図１２を用いて説明した方法と同様の方法で自立移動ベクトルの方位を算出する。平行移動後の位置１５０４は、平行移動位置算出手段１４１１が算出した平行移動後の位置を表している。絶対位置差分ベクトル１５０５は、最新の移動体絶対位置１５０１と過去の移動体絶対位置１５０２との差分ベクトルである。ベクトル判定手段１４１２は、まず最新の移動体絶対位置１５０１と平行移動後の位置１５０４との距離Ｌを算出し、距離Ｌが許容範囲内であるかどうかを判定する。距離Ｌは、絶対位置差分ベクトル１５０５と自立移動ベクトル１５０３とが成す角度をθとすると、数式１を用いて算出することができる。
｜Ａ−Ｂ｜２＝｜Ａ｜２＋｜Ｂ｜２＋２｜Ａ｜｜Ｂ｜ｃｏｓθ
但し、Ａ：絶対位置差分ベクトル
Ｂ：自立移動ベクトル
θ：ＡとＢとがなす角度
【００４５】
図１６は本実施の形態５におけるＧＰＳデータ検定装置の動作を説明するフローチャートである。図１６において、ステップ１６０１では、ＧＰＳを用いて移動体絶対位置検出およびＧＰＳ方位検出が共に可能かどうかを判定し、共に可能な状態であればステップ１６０２の処理へ、それ以外はステップ１６１３の処理に進む。ステップ１６０２では、移動体絶対位置検出手段１４０２によって移動体絶対位置の検出を行う。ステップ１６０３では、移動体絶対位置誤差推定手段１４０３においてステップ１６０２で検出した移動体絶対位置に含まれている誤差を推定する。ステップ１６０４では、ステップ１６０２で検出した移動体絶対位置およびステップ１６０３で推定した移動体絶対位置誤差を蓄積手段１４０８によって時間ｔだけ蓄積する。ステップ１６０５では、ＧＰＳ移動体方位検出手段１４０４においてＧＰＳ信号のドップラーシフトによって得られるＧＰＳ移動体方位を検出する。ステップ１６０６では、ＧＰＳ移動体方位誤差推定手段１４０５によって、ステップ１６０５で検出したＧＰＳ移動体方位に含まれる誤差を推定する。ステップ１６０７では、移動体相対変位検出手段１４０６によって移動体相対変位を検出する。ステップ１６０８では、移動体相対変位誤差推定手段１４０７によってステップ１６０７で検出した移動体相対方位に含まれる誤差を推定する。ステップ１６０９では、移動体自立移動ベクトル生成手段１４０９によって移動体自立移動ベクトルを生成する。ステップ１６１０では、移動体自立移動ベクトル誤差推定手段１４１０によって移動体自立移動ベクトルに含まれる方位誤差ならびに距離誤差を推定する。ステップ１６１１では、平行移動位置算出手段１４１１によって、ステップ１６０４で蓄積しておいた時間ｔだけ過去の移動体絶対位置を、ステップ１６０９で生成した自立移動ベクトルを用いて平行移動を行い、平行移動後の位置を算出する。ステップ１６１２では、ベクトル判定手段１４１２によって、ステップ１６０２で検出した移動体絶対位置とステップ１６１１で算出した平行移動後の位置との間の距離Ｌを比較し、許容誤差範囲を超えている場合にはステップ１６１３の処理へ、許容誤差範囲内であればステップ１６１４の処理をそれぞれ行う。ステップ１６１３では、ＧＰＳデータ検定装置が出力するＧＰＳデータ判定ステータスを異常と設定する。ステップ１６１４では、ＧＰＳデータ検定装置出力するＧＰＳデータ判定ステータスを正常と設定する。ステップ１６１５では、ステップ１６１３またはステップ１６１４で設定したＧＰＳデータ判定ステータスを外部に出力する。
【００４６】
このように、本実施の形態５によれば、ＧＰＳを用いて時間ｔだけ過去に検出した移動体絶対位置と、最新の移動体絶対位置を自立移動ベクトルの分だけ平行移動させた位置とを比較し、両者間の距離Ｌが、推定した最新の移動体絶対位置に含まれる誤差と蓄積した一定時間だけ過去の移動体絶対位置に含まれる誤差ならびに推定した自立移動ベクトルの方位および距離に含まれる誤差との総和よりも大きい場合に、ＧＰＳデータを無効と判定するので、ＧＰＳデータの異常を判定するための基準値を予め設定することなしに、ＧＰＳデータの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、ＧＰＳデータの検定を行うことができる。さらに、衛星信号に基づく移動体速度とセンサに基づく移動体速度の差が、移動体の移動速度が小さいために許容範囲内である場合でも、移動体の移動ベクトルを比較することにより、ＧＰＳデータの検定を実現することができる。
【００４７】
なお、上記各実施の形態では、衛星航法システムとしてＧＰＳを利用したが、他の衛星航法システムを利用してもよい。
【００４８】
また、上記各実施の形態で説明したＧＰＳデータ検定装置では、位置、速度、方位等の変化量を測定する時間を一定の時間としたが、位置、速度、方位等の変化量を一定時間の分だけ蓄積し、位置、速度、方位等の変化量を測定する時間を変動させながら、１つのＧＰＳデータに対して複数回のＧＰＳデータ検定を試み、異常と判定された回数が予め定められた回数を超える場合にＧＰＳデータを異常と判定するようにしてもよい。これにより、建造物や高架道路下等のように障害物があって衛星信号が受信し難い場所や、衛星受信機の電源を投入した直後のように、連続したＧＰＳデータが取得できない場合でも、ＧＰＳデータの検定を実現することができる。
【００４９】
また、上記実施の形態では、ＧＰＳデータが異常と判定された場合に、その旨の信号を通知することにより、そのときのＧＰＳデータを位置、速度、方位等の算出に利用しないようにしているが、ＧＰＳデータが異常と判定された際に、位置、速度、方位等に対する誤差の推定量を拡大することによって、異常と判定されたＧＰＳデータを再起的にＧＰＳデータの検定に利用するようにしてもよい。これにより、ＧＰＳデータの異常を検出する手段が異常と判定された場合に、変化量の基準となるＧＰＳデータと本発明の判定結果であるＧＰＳデータのどちらが異常データであるか判断できない場合でも、ＧＰＳデータの検定を実現することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のデータ検定装置および方法では、衛星信号により得られる移動体の速度と、移動体に搭載したセンサにより得られる移動体の移動速度とを比較し、移動体速度と移動体移動速度との差分値が、推定した移動体速度誤差と移動体移動速度誤差との和よりも大きいかどうかを判定して衛星データの異常を判定するので、衛星データの異常を検出するための基準値を予め設定することなしに、衛星データの検定を行うことができる。また、衛星信号を所定回数連続して受信する必要がないため、衛星信号の連続受信が困難な場所であっても、移動体の移動速度を比較することにより、衛星データの検定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の処理手順を示すフロー図
【図３】本発明の第２の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるＧＰＳデータの方位誤差推定方法についての説明する模式図
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の処理手順を示すフロー図
【図６】本発明の第３の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の第３の実施の形態におけるＧＰＳデータの移動体絶対位置の誤差について説明する模式図
【図８】本発明の第３の実施の形態における相対位置誤差の推定方法について説明する模式図
【図９】本発明の第３の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の処理手順を示すフロー図
【図１０】本発明の第４の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の構成を示すブロック図
【図１１】本発明の第４の実施の形態における絶対方位誤差推定手段の誤差推定方法について説明する模式図
【図１２】本発明の第４の実施の形態における移動方位算出方法について説明する模式図
【図１３】本発明の第４の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の処理手順を示すフロー図
【図１４】本発明の第５の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の第５の実施の形態における平行移動後の位置と最新の移動体絶対位置との比較方法について説明する模式図
【図１６】本発明の第５の実施の形態におけるＧＰＳデータ検定装置の処理手順を示すフロー図
【符号の説明】
１０１　ＧＰＳ受信手段
１０２　ＧＰＳ移動体速度検出手段
１０３　ＧＰＳ移動体速度誤差推定手段
１０４　移動体移動速度検出手段
１０５　移動体移動速度誤差推定手段
１０６　速度判定手段
３０１　ＧＰＳ受信手段
３０２　ＧＰＳ移動体方位検出手段
３０３　ＧＰＳ移動体方位誤差推定手段
３０４　移動体相対方位検出手段
３０５　移動体相対方位誤差推定手段
３０６　方位変化量判定手段
６０１　ＧＰＳ受信手段
６０２　移動体絶対位置検出手段
６０３　移動体絶対位置誤差推定手段
６０４　移動体相対変位検出手段
６０５　移動体相対変位誤差推定手段
６０６　変位量判定手段
１００１　ＧＰＳ受信手段
１００２　移動体絶対位置検出手段
１００３　移動体絶対位置誤差推定手段
１００４　ＧＰＳ移動体方位検出手段
１００５　ＧＰＳ移動体方位誤差推定手段
１００６　移動体相対変位検出手段
１００７　移動体相対変位誤差推定手段
１００８　移動体絶対移動方位算出手段
１００９　移動体絶対移動方位誤差推定手段
１０１０　移動体移動方位算出手段
１０１１　移動体移動方位誤差推定手段
１０１２　変位方向判定手段
１４０１　ＧＰＳ受信手段
１４０２　移動体絶対位置検出手段
１４０３　移動体絶対位置誤差推定手段
１４０４　ＧＰＳ移動体方位検出手段
１４０５　ＧＰＳ移動体方位誤差推定手段
１４０６　移動体相対変位検出手段
１４０７　移動体相対変位誤差推定手段
１４０８　蓄積手段
１４０９　移動体自立移動ベクトル生成手段
１４１０　移動体自立移動ベクトル誤差推定手段
１４１１　平行移動位置算出手段
１４１２　ベクトル判定手段
【図１】
2004069536.tif 000003
【図２】
2004069536.tif 000004
【図３】
2004069536.tif 000005
【図４】
2004069536.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2004069536.tif 000009
【図８】
2004069536.tif 000010
【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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