(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載された角速度センサからの出力値を取得するセンサ値取得手段と、
前記センサ値取得手段によって取得された前記出力値に基づいて、前記移動体の曲折方向を判定する判定手段と、
前記判定手段によって判定された判定結果および前記出力値に基づいて、前記移動体の曲折方向毎の角速度に応じてそれぞれ設定された複数の補正係数から前記出力値に応じた前記補正係数を取得する係数取得手段と、
前記出力値に基づいて、前記移動体の曲折方向に応じた当該移動体の角速度を、前記係数取得手段によって取得された前記補正係数を用いて算出する角速度算出手段と、
前記角速度算出手段によって算出された前記角速度に基づいて、前記移動体の方位を算出する方位算出手段と、
を備え、
前記係数取得手段は、
前記角速度が大きいほど間隔が狭くなるように設定された角速度範囲ごとに設定された前記補正係数を取得することを特徴とする方位算出装置。
【請求項２】
前記移動体の進行方向を示す方位を取得する方位取得手段と、
前記方位算出手段によって算出された方位および前記方位取得手段によって取得された方位に基づいて、前記係数取得手段によって取得された前記補正係数を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の方位算出装置。
【請求項３】
移動体に搭載された方位算出装置の方位算出方法において、
前記移動体に搭載された角速度センサからの出力値を取得するセンサ値取得工程と、
前記センサ値取得工程によって取得された前記出力値に基づいて、前記移動体の曲折方向を判定する判定工程と、
前記判定工程によって判定された判定結果および前記出力値に基づいて、前記移動体の曲折方向毎の角速度に応じてそれぞれ設定された複数の補正係数から前記出力値に応じた前記補正係数を取得する係数取得工程と、
前記出力値に基づいて、前記移動体の曲折方向に応じた当該移動体の角速度を、前記係数取得工程によって取得された前記補正係数を用いて算出する角速度算出工程と、
前記角速度算出工程によって算出された前記角速度に基づいて、前記移動体の方位を算出する方位算出工程と、
を含み、
前記係数取得工程は、
前記角速度が大きいほど間隔が狭くなるように設定された角速度範囲ごとに設定された前記補正係数を取得することを特徴とする方位算出方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方位算出方法をコンピュータに実行させることを特徴とする方位算出プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載の方位算出プログラムをコンピュータによる読み取り可能に記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
技術分野
［０００１］
この発明は、車両などの移動体に搭載されるナビゲーション装置に適用可能な方位算出装置、方位算出方法、方位算出プログラム、および記録媒体に関する。ただし、この発明の利用は、前述のナビゲーション装置に限るものではない。
背景技術
［０００２］
たとえば、車両などに搭載されるナビゲーション装置においては、当該車両に搭載された角速度センサからの出力値に基づいて、この車両の角速度および曲折方向を算出するようにしたものがある。角速度センサの感度特性は、車両の曲折方向によって異なる場合があるため、曲折方向に応じて補正係数を異ならせることで、車両の曲折方向による角速度センサの感度特性への影響を除去するようにした技術がある（たとえば、下記特許文献１参照。）。
［０００３］
特許文献１：特開平８−３０４０９０号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
［０００４］
ところで、上述した特許文献１に記載された技術では、所定の閾値以上の角速度が算出された場合を、角速度センサの感度特性に影響が生じる状態と判定して角速度の補正をおこなう。しかしながら、曲折方向の違いによる角速度センサの感度特性の違いは、角速度が所定の閾値未満であっても生じることがあり、特許文献１に記載された技術を用いても、曲折に際しての車両の速度によっては、算出される角速度の誤差を補正しきれない場合があるという問題が一例として挙げられる。
課題を解決するための手段
【０００５】
請求項１の発明にかかる方位算出装置は、移動体に搭載された角速度センサからの出力値を取得するセンサ値取得手段と、前記センサ値取得手段によって取得された前記出力値に基づいて、前記移動体の曲折方向を判定する判定手段と、前記判定手段によって判定された判定結果および前記出力値に基づいて、前記移動体の曲折方向毎の角速度に応じてそれぞれ設定された複数の補正係数から前記出力値に応じた前記補正係数を取得する係数取得手段と、前記出力値に基づいて、前記移動体の曲折方向に応じた当該移動体の角速度を、前記係数取得手段によって取得された前記補正係数を用いて算出する角速度算出手段と、前記角速度算出手段によって算出された前記角速度に基づいて、前記移動体の方位を算出する方位算出手段と、を備え、前記係数取得手段は、前記角速度が大きいほど間隔が狭くなるように設定された角速度範囲ごとに設定された前記補正係数を取得することを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明にかかる方位算出方法は、移動体に搭載された方位算出装置の方位算出方法において、前記移動体に搭載された角速度センサからの出力値を取得するセンサ値取得工程と、前記センサ値取得工程によって取得された前記出力値に基づいて、前記移動体の曲折方向を判定する判定工程と、前記判定工程によって判定された判定結果および前記出力値に基づいて、前記移動体の曲折方向毎の角速度に応じてそれぞれ設定された複数の補正係数から前記出力値に応じた前記補正係数を取得する係数取得工程と、前記出力値に基づいて、前記移動体の曲折方向に応じた当該移動体の角速度を、前記係数取得工程によって取得された前記補正係数を用いて算出する角速度算出工程と、前記角速度算出工程によって算出された前記角速度に基づいて、前記移動体の方位を算出する方位算出工程と、を含み、前記係数取得工程は、前記角速度が大きいほど間隔が狭くなるように設定された角速度範囲ごとに設定された前記補正係数を取得することを特徴とする。
【０００７】
請求項４の発明にかかる方位算出プログラムは、請求項３に記載の方位算出方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【０００８】
請求項５の発明にかかる記録媒体は、請求項４に記載の方位算出プログラムをコンピュータによる読み取り可能に記録したことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
［０００９］
［図１］図１は、この発明の本実施の形態の方位算出装置の機能的構成を示すブロック図である。
［図２］図２は、この発明の本実施の形態の方位算出装置の処理の内容を示すフローチャートである。
［図３］図３は、この発明の本実施例におけるナビゲーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
［図４］図４は、この発明の本実施例における方位算出部および補正処理部の具体的構成を示す機能ブロック図である。
［図５］図５は、角速度センサの感度特性に起因する感度変化について説明する説明図である。
【図６】図６は、角速度センサの感度特性に起因する感度変化について説明する説明図である。
【図７】図７は、角速度センサの感度特性に起因する感度変化について説明する説明図である。
【図８】図８は、角速度センサの感度特性に起因する感度変化について説明する説明図である。
【図９】図９は、この発明の本実施例にかかるナビゲーション装置の処理の内容について説明するフローチャートである。
【図１０】図１０は、補正係数テーブルを示す説明図である。
【図１１】図１１は、補正係数テーブルの具体例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１０】
１０１  センサ値取得部
１０２  判定部
１０３  係数取得部
１０４  角速度算出部
１０５  方位算出部
１０６  方位取得部
１０７  補正部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる方位算出装置、方位算出方法、方位算出プログラム、および記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。この発明の方位算出装置は、たとえば、車両などの移動体に搭載されるナビゲーション装置などへ適用することが可能である。以下、本実施の形態においては、移動体が車両である場合について説明する。
【００１２】
（方位算出装置の機能的構成）
はじめに、この発明の本実施の形態の方位算出装置の機能的構成について説明する。図１は、この発明の本実施の形態の方位算出装置の機能的構成を示すブロック図である。方位算出装置は、センサ値取得部１０１と、判定部１０２と、係数取得部１０３と、角速度算出部１０４と、方位算出部１０５と、方位取得部１０６と、補正部１０７と、を備えている。
【００１３】
まず、センサ値取得部１０１は、車両に搭載されたナビゲーション装置が備える角速度センサからの出力値を取得する。角速度センサは、車両の曲折時における角速度に応じて出力が変化するセンサであり、たとえば、振動ジャイロセンサなどによって実現することが可能である。角速度センサからの出力値とは、角速度センサから出力された電圧値から、零点（オフセット）電圧値を差し引いた値である。
【００１４】
ここで、零点（オフセット）電圧値とは、車両の静止時における角速度センサからの出力値あるいは車両の直進時における角速度センサからの出力値に対して温度ドリフト分を補正した値である。以降、本実施の形態では、角速度センサから出力された電圧値から零点（オフセット）電圧値を差し引いた値を角速度センサからの出力値として説明する。
【００１５】
センサ値取得部１０１は、たとえば、一定のサンプリング周期Ｔ間隔毎に角速度センサからの出力値を取得する。具体的には、たとえば、零点（オフセット）電圧値がｇｙ0であり、サンプリング時刻ｎＴにおける角速度センサから出力された電圧値がｇｙnである場合、角速度センサからの出力値は（ｇｙn−ｇｙ0）で表される。
【００１６】
また、判定部１０２は、センサ値取得部１０１によって取得された角速度センサからの出力値（ｇｙn−ｇｙ0）に基づいて、車両の曲折方向を判定する。具体的には、判定部１０２は、たとえば、角速度センサからの出力値にゲイン値を乗算した、補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）が、正の値である場合には右折、負の値である場合には左折、などのようにして車両の曲折方向を判定する。
【００１７】
また、係数取得部１０３は、判定部１０２によって判定された判定結果および補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）に基づいて、補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）に応じた補正係数Ｇｋを一つ取得する。係数取得部１０３が取得対象とする補正係数Ｇｋは、車両の曲折方向毎および角速度に応じて、それぞれ複数設定されている。より具体的には、係数取得部１０３が取得対象とする補正係数Ｇｋは、車両の右折時における角速度に応じて複数設定され、これとは別に、車両の左折時における角速度に応じて複数設定されている。
【００１８】
さらに、係数取得部１０３が取得対象とする補正係数Ｇｋは、所定の角速度範囲毎に、段階的に設定されている。この角速度範囲は、補正前の角速度が大きいほど間隔が狭くなるように設定されている。なお、所定の角速度範囲は、たとえば、１［ｄｅｇ／ｓ］などのように一定間隔に設定されていてもよい。
【００１９】
また、角速度算出部１０４は、角速度センサからの出力値に基づいて、車両の曲折方向に応じた当該車両の角速度を、係数取得部１０３によって取得された補正係数Ｇｋを用いて算出する。具体的には、角速度算出部１０４は、たとえば、サンプリング時刻ｎＴにおける補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）に、係数取得部１０３によって取得された、サンプリング時刻（ｎ−１）Ｔにおける補正係数Ｇｋn-1を乗算することによって、サンプリング時刻ｎＴにおける現在の角速度ωn＝Ｇｋn-1・Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）を算出する。
【００２０】
また、方位算出部１０５は、角速度算出部１０４によって算出された現在の角速度ωnに基づいて、車両の方位を算出する。具体的には、たとえば、或る一定のサンプリング周期Ｔ間隔毎に角速度センサからの出力値を取得している場合、方位算出部１０５は、まず、サンプリング時刻ｎＴにおける現在の角速度ωnをサンプリング周期Ｔで積分する。これにより、サンプリング時刻（ｎ−１）Ｔからサンプリング時刻ｎＴまでの角度変位量（以下、「相対方位」という）Δθｇnが算出される。そして、算出された相対方位Δθｇnを、サンプリング時刻（ｎ−１）Ｔにおける車両の方位θｇn-1に加算する。これにより、サンプリング時刻ｎＴにおける車両の方位（以下、「算出された車両の方位」という）θｇn＝θｇn-1＋Δθｇnが算出される。
【００２１】
方位取得部１０６は、車両の進行方向を示す方位（以下、「取得された車両の方位」という）を取得する。ここで、方位取得部１０６は、方位算出部１０５によって算出された車両の方位とは異なる方法によって取得された車両の方位を取得する。具体的には、東西南北を基準とした方位を取得する。より具体的には、たとえば、方位取得部１０６は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて、取得された車両の方位θ’を取得する。なお、方位算出装置が、地図情報を読み出すことが可能な場合には、方位取得部１０６は、この地図情報が有する道路形状方位データを用いて、取得された車両の方位θ’を取得してもよい。この場合、地図情報は、方位算出装置に一体的に設けられている記憶部から読み出されたものに限らず、たとえば、通信などによって方位算出装置の外部から読み出したものであってもよい。
【００２２】
また、補正部１０７は、算出された車両の方位θｇnおよび取得された車両の方位θ’に基づいて、係数取得部１０３によって取得された補正係数Ｇｋn-1を補正する。具体的に、補正部１０７は、算出された車両の方位θｇnおよび取得された車両の方位θ’を比較し、算出された車両の方位θｇnが取得された車両の方位θ’に漸近するように、補正係数Ｇｋn-1を補正する。補正部１０７によって補正係数Ｇｋn-1を補正することによって得られる補正後の補正係数Ｇｋnは、その他の左右複数の補正係数とともに、次回の車両の方位の算出に供される。
【００２３】
（方位算出装置の処理の内容）
つぎに、方位算出装置の処理の内容について説明する。図２は、この発明の本実施の形態の方位算出装置の処理の内容を示すフローチャートである。図２のフローチャートにおいて、まず、センサ値取得部１０１によって角速度センサからの出力値（ｇｙn−ｇｙ0）を取得し（ステップＳ２０１）、取得された角速度センサからの出力値（ｇｙn−ｇｙ0）にゲイン値Ｇを乗算することによって、補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）を算出する（ステップＳ２０２）。
【００２４】
つぎに、ステップＳ２０２において算出された補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）に基づいて、判定部１０２によって車両の曲折方向を判定し（ステップＳ２０３）、判定結果および補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）に基づいて、右折用あるいは左折用のいずれかの補正係数から一つの補正係数Ｇｋn-1を係数取得部１０３によって取得する（ステップＳ２０４）。
【００２５】
そして、ステップＳ２０２において算出された補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）に、ステップＳ２０４において取得された補正係数Ｇｋn-1を、角速度算出部１０４によって乗算することによって、車両の曲折方向に応じた当該車両の現在の角速度ωnを算出し（ステップＳ２０５）、算出された現在の角速度ωnに基づいて、算出された車両の方位θｇnを方位算出部１０５によって算出する（ステップＳ２０６）。
【００２６】
一方で、取得された車両の方位θ’を方位取得部１０６によって取得し（ステップＳ２０７）、取得された車両の方位θ’およびステップＳ２０６において算出された車両の方位θｇnに基づいて、ステップＳ２０４において取得された補正係数Ｇｋn-1を、補正部１０７によって補正して（ステップＳ２０８）、一連の処理を終了する。ステップＳ２０４において取得された補正係数Ｇｋn-1は、ステップＳ２０８において補正されることにより、補正後の補正係数Ｇｋnに更新される。
【００２７】
なお、上記実施の形態では、ステップＳ２０３の曲折判定はステップＳ２０２において算出した補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）に基づいて曲折判定をおこなっているが、これに限らず、ステップＳ２０１において取得した角速度センサからの出力値ｇｙn−ｇｙ0の正負に基づいて曲折判定をおこなうようにしてもよい。またこの場合、ステップＳ２０２の角速度算出とステップＳ２０３の曲折判定の順序を入れ替え、曲折判定を先におこなうようにしても良い。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態の方位算出装置によれば、車両の曲折方向および角速度に応じた補正係数が取得され、この補正係数を用いて算出された車両の角速度に基づいて、算出された車両の方位が算出される。
【００２９】
ここで、補正係数は、車両の曲折方向毎の角速度に応じてそれぞれ複数設定されているため、車両の曲折方向および車両の角速度の大きさに左右されることなく常に補正された角速度が算出される。これにより、算出された車両の方位の累積誤差を小さくし、算出された車両の方位の算出精度の向上を図ることができる。
【００３０】
また、算出された車両の方位の累積誤差を小さくすることで、累積誤差の蓄積が大きくなるまでに時間がかかるようになるため、ＧＰＳや道路形状方位データを用いて取得された車両の方位による算出された車両の方位較正の頻度が減少する。これにより、算出された車両の方位の算出精度の向上を図ることができる。
【００３１】
ところで、算出された角速度は、その値が大きいほど、かつ算出された車両の方位への累積回数が多いほど、誤差などの影響が大きくなるが、本実施の形態の方位算出装置によれば、角速度が大きいほど間隔が狭くなるような角速度範囲毎に補正係数が設定されているため、角速度の大きさの違いによって、算出された角速度の精度にばらつきが生じることが防止できる。これにより、角速度の算出精度の一層の向上を図ることができる。
【００３２】
さらに、本実施の形態の方位算出装置によれば、算出された車両の方位および取得された車両の方位に基づいて、補正係数が左右複数補正されるため、当該車両の角速度の算出精度を向上させることができる。これにより、角速度を用いて算出された車両の方位のより一層の精度向上を図ることができる。
【実施例】
【００３３】
以下に、この発明の実施例について説明する。本実施例では、たとえば、車両（四輪車、二輪車を含む）などの移動体に搭載されるナビゲーション装置によって、この発明の方位算出装置および方位算出方法を実施した場合の一例について説明する。
【００３４】
（ナビゲーション装置のハードウェア構成）
はじめに、この発明の本実施例におけるナビゲーション装置のハードウェア構成について説明する。図３は、この発明の本実施例におけるナビゲーション装置のハードウェア構成を示すブロック図である。この発明の本実施例におけるナビゲーション装置は、ナビゲーション制御部３０１と、ユーザ操作部３０２と、表示部３０３と、記録媒体３０４と、記録媒体デコード部３０５と、案内音出力部３０６と、通信部３０７と、経路探索部３０８と、経路誘導部３０９と、案内音生成部３１０と、スピーカ３１１と、位置取得部３１２と、方位算出部３１３と、補正処理部３１４と、によって構成される。
【００３５】
まず、ナビゲーション制御部３０１は、ナビゲーション装置全体を制御する。ナビゲーション制御部３０１は、たとえば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）や、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、および、ＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などによって構成されるマイクロコンピュータなどによって実現することができる。ＲＡＭには、たとえば、角速度の算出に際して用いられる補正係数が記憶されている。詳細は後述するが、ＲＡＭにおいては、車両の曲折方向毎の角速度に応じてそれぞれ設定された複数の補正係数が記憶されている。本実施例においては、左折用の補正係数Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、・・・、Ｌｉ、・・・および右折用の補正係数Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・、Ｒｉ、・・・が記憶されている（図４、図１０、図１１参照。）。各補正係数Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、・・・、Ｌｉ、・・・およびＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・、Ｒｉ、・・・は、更新自在に記憶されている。
【００３６】
ナビゲーション制御部３０１は、経路誘導に際し、経路探索部３０８、経路誘導部３０９、案内音生成部３１０との間で経路誘導に関する情報の入出力をおこない、その結果得られる情報を表示部３０３および案内音出力部３０６へ出力する。
【００３７】
また、ユーザ操作部３０２は、文字、数値、各種指示など、ユーザによって入力操作された情報をナビゲーション制御部３０１に対して出力する。ユーザ操作部３０２の構成としては、物理的な押下／非押下を検出する押ボタンスイッチ、タッチパネル、キーボード、ジョイスティックなど公知の各種形態を採用することが可能である。ユーザ操作部３０２は、外部からの音声を入力するマイクを用いて、音声によって入力操作をおこなう形態としてもよい。
【００３８】
ユーザ操作部３０２は、ナビゲーション装置に対して一体に設けられていてもよいし、リモコンのようにナビゲーション装置から分離して操作可能な形態であってもよい。ユーザ操作部３０２は、上述した各種形態のうちいずれか単一の形態で構成されていてもよいし、複数の形態で構成されていてもよい。ユーザは、ユーザ操作部３０２の形態に応じて、適宜入力操作をおこなうことによって情報を入力する。ユーザ操作部３０２の操作によって入力される情報としては、たとえば、探索する経路の目的地（目的地の地点情報）または出発地（出発地の地点情報）が挙げられる。
【００３９】
目的地または出発地の入力は、それぞれの地点の緯度・経度や住所を入力する他、目的地または出発地となる施設の電話番号やジャンル、キーワードなどを指定することによっておこなってもよい。目的地または出発地となる施設の電話番号やジャンル、キーワードなどを指定することによって目的地または出発地の入力をおこなうことにより、該当する施設が探索され、その位置を目的地または出発地として特定することができる。より詳細には、これらの情報は、後述する記録媒体３０４に記録された地図情報に含まれる背景種別データに基づいて、地図上の一点として特定される。また、詳細を後述する表示部３０３に地図情報を表示させ、表示された地図上の一点を指定するようにしてもよい。
【００４０】
また、表示部３０３は、たとえば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）、ＴＦＴ液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを含む。表示部３０３は、具体的には、たとえば、映像Ｉ／Ｆや映像Ｉ／Ｆに接続された映像表示用のディスプレイ装置によって構成することができる。
【００４１】
映像Ｉ／Ｆは、具体的には、たとえば、ディスプレイ装置全体の制御をおこなうグラフィックコントローラと、即時表示可能な画像情報を一時的に記憶するＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ  ＲＡＭ）などのバッファメモリと、グラフィックコントローラから出力される画像情報に基づいて、ディスプレイ装置を表示制御する制御ＩＣなどによって構成される。表示部３０３には、アイコン、カーソル、メニュー、ウィンドウ、あるいは文字や画像などの各種情報が表示される。また、表示部３０３には、ＨＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ）に記憶された地図情報や経路誘導に関する情報が表示される。
【００４２】
また、記録媒体３０４は、地図情報、各種制御プログラム、各種情報などをコンピュータに読み取り可能な状態で記録する。記録媒体３０４は、記録媒体デコード部３０５による情報の書き込みを受け付けるとともに、書き込まれた情報を不揮発に記録する。記録媒体３０４は、たとえば、ＨＤによって実現することができる。本実施例における記録媒体３０４には、方位算出プログラムが記録されている。なお、方位算出プログラムは、記録媒体３０４に記録されているものに限らない。
【００４３】
記録媒体３０４は、ＨＤに限るものではなく、ＨＤに代えて、あるいは、ＨＤに加えて、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）やＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）など、記録媒体デコード部３０５に対して着脱可能であり可搬性を有するメディアを記録媒体３０４として用いてもよい。記録媒体３０４は、ＤＶＤおよびＣＤに限るものではなく、ＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｉｓｋ）、メモリカードなど、記録媒体デコード部３０５に対して着脱可能であり可搬性を有するメディアを利用することもできる。
【００４４】
記録媒体３０４に記録された地図情報は、建物、河川、地表面などの地物（フィーチャ）をあらわす背景データと、道路の形状や方位をあらわす道路形状方位データとを有しており、表示部３０３の表示画面において２次元または３次元に描画される。道路形状方位データは、たとえば、マップマッチングにも用いられる。記録媒体３０４に記録された地図情報は、たとえば、ナビゲーション装置が経路誘導中の場合に、位置取得部３１２によって取得された自車位置と重ねて表示される。
【００４５】
なお、本実施例では地図情報を記録媒体３０４に記録するようにしたが、これに限るものではない。地図情報は、ナビゲーション装置のハードウェアと一体に設けられているものに限って記録されているものではなく、ナビゲーション装置外部に設けられていてもよい。その場合、ナビゲーション装置は、たとえば、通信部３０７を通じて、ネットワークを介して地図情報を取得する。取得された地図情報はＲＡＭなどに記憶される。
【００４６】
また、記録媒体デコード部３０５は、記録媒体３０４に対する情報の読み取り／書き込みの制御をおこなう。たとえば、記録媒体３０４としてＨＤを用いた場合には、記録媒体デコード部３０５は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）となる。同様に、記録媒体３０４としてＤＶＤあるいはＣＤ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷを含む）を用いた場合には、記録媒体デコード部３０５は、ＤＶＤドライブあるいはＣＤドライブとなる。書き込み可能かつ着脱可能な記録媒体３０４として、ＣＤ−ＲＯＭ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）、ＭＯ、メモリカードなどを利用する場合には、各種記録媒体への情報の書き込みおよび各種記録媒体に記憶された情報の読み取りが可能な専用のドライブ装置を、記録媒体デコード部３０５として適宜用いる。
【００４７】
また、案内音出力部３０６は、接続されたスピーカ３１１への出力を制御することによって、案内音を再生する。スピーカ３１１は、一つであってもよいし、複数であってもよい。具体的には、案内音出力部３０６は、音声出力用のスピーカ３１１に接続される音声Ｉ／Ｆによって実現することができる。より具体的には、音声Ｉ／Ｆは、たとえば、音声デジタル情報のＤ／Ａ変換をおこなうＤ／Ａ変換回路と、Ｄ／Ａ変換回路から出力される音声アナログ信号を増幅する増幅器と、音声アナログ情報のＡ／Ｄ変換をおこなうＡ／Ｄ変換回路と、から構成することができる。
【００４８】
また、通信部３０７は、渋滞や交通規制などの交通情報を、定期的（不定期でも可）に受信する。通信部３０７による交通情報の受信は、ＶＩＣＳ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）センターから交通情報が配信されたタイミングでおこなってもよいし、ＶＩＣＳセンターに対し定期的に交通情報を要求することでおこなってもよい。
【００４９】
通信部３０７は、たとえば、ＦＭチューナー、ＶＩＣＳ／ビーコンレシーバおよびその他の通信機器として実現することが可能である。受信された交通情報は、経路の探索（再探索を含む）に際して用いられ、たとえば、渋滞箇所や時間規制箇所を回避する経路の探索に供される。
【００５０】
公知の技術であるため詳細な説明を省略するが、「ＶＩＣＳ」とは、ＶＩＣＳセンターで編集、処理された渋滞や交通規制などの交通情報をリアルタイムに送信し、ナビゲーション装置などに文字・図形で表示する情報通信システムである。ＶＩＣＳセンターで編集、処理された交通情報（ＶＩＣＳ情報）をナビゲーション装置に伝達する方法としては、各道路上に設置された「ビーコン」と「ＦＭ多重放送」を利用する方法がある。
【００５１】
「ビーコン」には、主に高速道路で使用される「電波ビーコン」と、主要な一般道路で使用される「光ビーコン」がある。「ＦＭ多重放送」を利用する場合には、広域エリアの交通情報を受信することが可能となる。「ビーコン」を利用する場合には、自車位置を元にした直近の道路の詳細な情報など、自車が位置する場所において必要な交通情報を受信することが可能となる。
【００５２】
また、経路探索部３０８は、記録媒体３０４に記録されている地図情報や、通信部３０７を介して取得するＶＩＣＳ情報などを利用して、出発地（出発地の地点情報）から目的地（目的地の地点情報）までの最適な経路を探索する。ここで、最適な経路とは、ユーザが指定した条件にもっとも合致する経路である。一般に、出発地から目的地までの経路は無数存在する。このため、経路探索に当たって考慮される事項を設定し、条件に合致する経路を探索するようにしている。
【００５３】
また、経路誘導部３０９は、経路探索部３０８によって探索された誘導経路情報、位置取得部３１２によって取得された自車位置情報、記録媒体３０４から記録媒体デコード部３０５を経由して得られた地図情報に基づいて、リアルタイムな経路誘導情報の生成をおこなう。このとき生成される経路誘導情報は、通信部３０７によって受信した渋滞情報を考慮したものであってもよい。経路誘導部３０９で生成された経路誘導情報は、ナビゲーション制御部３０１を介して表示部３０３へ出力される。
【００５４】
また、案内音生成部３１０は、パターンに対応したトーンと音声の情報を生成する。すなわち、経路誘導部３０９で生成された経路誘導情報に基づいて、案内ポイントに対応した仮想音源の設定と音声ガイダンス情報の生成をおこない、ナビゲーション制御部３０１を介して案内音出力部３０６へ出力する。
【００５５】
また、位置取得部３１２は、ＧＰＳレシーバおよび各種センサから構成され、車両の現在位置の情報および車両の方位（絶対方位）θ’を示す方位情報を取得する。ＧＰＳレシーバは、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、ＧＰＳ衛星との幾何学的位置を求める。なお、ＧＰＳとは、４つ以上の衛星からの電波を受信することによって地上での位置を正確に求めるシステムである。
【００５６】
ＧＰＳレシーバは、具体的に、たとえば、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するためのアンテナ、受信した電波を復調するチューナーおよび復調した情報に基づいて現在位置を算出する演算回路（またはプログラム）などによって構成される。方位情報は、ＧＰＳを用いて取得されるものに限らず、記録媒体３０４に記録された地図情報が有する道路形状方位データを用いて取得されるものであってもよい。以下、絶対方位θ'を「取得された絶対方位θ'」という。
【００５７】
なお、各種センサとしては、他に、車速センサ、走行距離センサ、傾斜センサ、および角速度センサなど自車に搭載された各種センサである。自車位置および方位情報の取得に際し、ＧＰＳレシーバによって外部から得られた情報と合わせて、自車に搭載された各種センサの出力する情報を用いることにより、より高い精度で自車位置を取得することができる。
【００５８】
車速センサは、ナビゲーションを搭載する車両のトランスミッションの出力側ドライブシャフト１回転当たりの車速パルス数を検出する。走行距離センサは、車輪の回転に伴って出力される所定周期のパルス信号のパルス数をカウントすることによって車輪１回転当たりのパルス数を算出し、その１回転当たりのパルス数に基づく走行距離情報を出力する。傾斜センサは、路面の傾斜角度を検出する。角速度センサは、車両の曲折時の角速度を検出する。
【００５９】
角速度センサは、具体的には、たとえば、圧電素子などを検出素子とする振動ジャイロセンサによって実現することが可能である。この場合、角速度センサは、車両の曲折時における角速度に応じた大きさの電圧値を出力する。ここで、たとえば、角速度センサからの出力値が２．５Ｖ（規定零点電圧）である場合は、角速度がゼロ（０［ｄｅｇ／ｓ］）状態であることを示す。
【００６０】
ところで、角速度がゼロ状態となるのは、車両の静止時あるいは車両の直進時であるが、一般的に、このような状況において実測される零点電圧は、温度変化などの影響を受けてドリフトしている値であることが多い。このため、本実施例においては、車両の静止時における角速度センサからの出力値あるいは車両の直進時における角速度センサからの出力値に対して温度ドリフトの影響を補正した値を零点（オフセット）電圧値として用いる。
【００６１】
角速度センサは、検出した角速度を、０Ｖ〜５Ｖのアナログ信号で出力する。角速度センサの感度は、零点（オフセット）電圧（２．５Ｖの規定零点電圧）値からの角速度の偏差の程度であらわされ、その単位は［ｍＶ／ｄｅｇ／ｓｅｃ］である。角速度センサの感度は、水平状態で規定された規格に則っており、所定の誤差内に収まるよう調整されているものとする。以降、本実施例においては、角速度センサから出力された電圧値から零点（オフセット）電圧値を差し引いた値を、「角速度センサからの出力値」とする。角速度センサからの出力値は、たとえば、サンプリング周期Ｔ間隔毎に取得される。このサンプリング周期Ｔは、任意の値を設定することが可能であり、具体的に、たとえば、１００ｍｓｅｃなどに設定される。
【００６２】
角速度センサは、時計廻りの方位変化すなわち右折に対応した正の角速度を、５Ｖ側への２．５Ｖからの偏差電圧として出力する。一方、この角速度センサは、反時計廻りの方位変化すなわち左折に対応した負の角速度を、０Ｖ側への２．５Ｖからの偏差電圧として出力する。なお、角速度センサとして振動ジャイロを用いる場合、この振動ジャイロによって検出したアナログの電圧値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路４２０（図４参照）をさらに設ける。
【００６３】
また、方位算出部３１３は、角速度センサからの出力値に基づいて、角速度および方位を算出する。なお、角速度センサからの出力値に基づく角速度および方位の算出の方法については、概略を後述するが、公知の技術であるため本実施例においては詳細な説明は省略する。方位算出部３１３は、たとえば、専用の演算回路またはプログラムなどによって実現することができる。以下、方位算出部３１３によって算出された角速度をＳａとし、この角速度Ｓａを用いて算出された方位（絶対方位）をθｇとし、絶対方位θｇを「算出された絶対方位θｇ」という。方位算出部３１３によって算出された絶対方位θｇは、表示部３０３における表示や案内音出力部３０６における報知などに供される。
【００６４】
方位算出部３１３は、たとえば、角速度Ｓａの算出および算出された絶対方位θｇの算出をサンプリング周期Ｔ間隔毎におこなう。具体的には、たとえば、サンプリング時刻ｎＴにおける絶対方位θｇnの算出に際しては、サンプリング時刻ｎＴにおける角速度Ｓａnをサンプリング周期Ｔで積分した値を、サンプリング時刻（ｎ−１）Ｔにおける絶対方位θｇn-1に加算する。
【００６５】
なお、算出された絶対方位θｇは、角速度Ｓａnを算出する毎（すなわち、１００ｍｓｅｃ間隔毎）に算出するものに限らない。たとえば、１ｓｅｃなどのサンプリング周期Ｔ間隔毎に算出してもよい。具体的には、たとえば、サンプリング時刻ｎＴにおける絶対方位θｇｎの算出に際しては、１００ｍｓｅｃ間隔毎に算出された１０個の角速度Ｓａn〜Ｓａn-9を加算した値を１ｓｅｃで積分する。この場合、１０個以上の角速度Ｓａを記憶するリングバッファを設ける。
【００６６】
また、補正処理部３１４は、方位算出部３１３によって算出された絶対方位θｇに基づいて、補正係数に対する所定の補正演算処理をおこなう。補正係数に対する所定の調整（補正）は、絶対方位θ’を取得することが可能な場合におこなう。本実施例においては、絶対方位θ’を、位置取得部３１２によってＧＰＳを利用してあるいは道路形状方位データを用いて取得するため、ＧＰＳ信号の受信ができない場所においても、補正係数の調整（補正）をおこなうことができる。
【００６７】
具体的に、補正処理部３１４は、たとえば、方位算出部３１３によって算出された絶対方位θｇと、位置取得部３１２によって取得された絶対方位θ’とを比較し、この比較結果に基づいて、算出された絶対方位θｇが取得された絶対方位θ’に漸近するような向きに補正係数を増減することによって、補正係数を調整（補正）する。補正係数の増減は、たとえば、０．２％のようにあらかじめ設定された値を増減させるようにしてもよいし、前回若しくは前々回の調整量などに応じて０．１％若しくは０．０５％ほど増減して調整するようにしてもよい。
【００６８】
なお、図１に示したセンサ値取得部１０１、判定部１０２、係数取得部１０３、角速度算出部１０４、方位算出部１０５、方位取得部１０６、補正部１０７は、具体的には、たとえば、図３に示したナビゲーション制御部３０１におけるＲＯＭやＲＡＭあるいは記録媒体３０４に記録されたプログラムを、ナビゲーション制御部３０１におけるＣＰＵなどが実行することによって、または各種センサなどによって、その機能を実現する。
【００６９】
つぎに、この発明の本実施例における方位算出部３１３および補正処理部３１４の具体的構成について説明する。図４は、この発明の本実施例における方位算出部３１３および補正処理部３１４の具体的構成を示す機能ブロック図である。方位算出部３１３および補正処理部３１４における上述した各種機能は、具体的には、たとえば、図４に示す各部によって実現される。この発明の本実施例における方位算出部３１３は、減算処理部４０１と、乗算処理部４０２と、積和処理部４０３と、直進判定処理部４０４と、零点調整処理部４０５と、方位較正処理部４０６と、比較処理部４０７と、左折判定処理部４０８と、右折判定処理部４０９と、左折用補正係数調整処理部４１０と、右折用補正係数調整処理部４１１と、補正係数選択取得処理部４１２と、を備えている。なお、図４中符号４２０は、角速度センサからのアナログの出力値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路である。
【００７０】
まず、減算処理部４０１は、角速度センサから出力された電圧値から零点（オフセット）電圧値を減算することで、上述した「角速度センサからの出力値」を算出する。減算処理部４０１には、Ａ／Ｄ変換回路４２０によってＡ／Ｄ変換されたデジタル値が入力される。乗算処理部４０２は、角速度センサからの出力値にゲイン値を乗算することで補正前の角速度を算出し、この補正前の角速度に当該補正前の角速度および曲折方向に応じた補正係数を乗算して、現在の角速度（以下、単に「角速度」という）Ｓａを算出する。なお、ゲイン値は、角速度センサからの出力値と角速度との対応関係に基づいて設定された値である。
【００７１】
また、積和処理部４０３は、乗算処理部４０２によって算出された角速度Ｓａに基づいて算出される相対方位Δθｇを積算（累積）し、これによって車両の算出された絶対方位θｇを算出する。直進判定処理部４０４は、乗算処理部４０２によって算出された角速度Ｓａに基づいて、車両が直進状態にあるか否かを判定する。具体的に、直進判定処理部４０４は、ある一定速度（たとえば、３０．０ｋｍ／ｈ）以上での走行時において、乗算処理部４０２によって算出された角速度Ｓａの変位量が、所定期間（たとえば、１０秒間）に亘って所定の閾値未満である場合に、車両が直進状態にあると判定する。
【００７２】
また、零点調整処理部４０５は、直進判定処理部４０４によって車両が直進状態にあると判定された場合に、上記所定期間における角速度センサからの出力値の平均値に近づくように、零点（オフセット）電圧値を調整する。方位較正処理部４０６は、角速度センサの動的な零点ドリフトの影響を除去するとともに、角速度センサからの出力値に応じて、算出された絶対方位θｇを取得された絶対方位θ’に置換する。
【００７３】
具体的には、たとえば、所定値以上の車速Ｖで車両が直進している場合には、算出された絶対方位θｇを、位置取得部３１２によって取得された絶対方位θ’に置換する。また、具体的には、たとえば、上記絶対方位θ’の置換が不可能な場合、算出された絶対方位θｇを、道路形状方位データを用いて取得される絶対方位θ’に置換する。比較処理部４０７は、算出された絶対方位θｇと取得された絶対方位θ’との大小を比較する。
【００７４】
また、左折判定処理部４０８は、乗算処理部４０２によって算出された補正前の角速度が、負の値であれば車両が左折したと判定する。右折判定処理部４０９は、乗算処理部４０２によって算出された補正前の角速度が、正の値であれば車両が右折したと判定する。
【００７５】
また、左折用補正係数調整処理部４１０は、左折判定処理部４０８によって車両が左折したと判定された場合に、左折用の補正係数Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、・・・、Ｌｉ、・・・のうち、乗算処理部４０２における角速度Ｓａの算出に用いたいずれか一つの補正係数に対する所定の調整（補正）をおこなう。右折用補正係数調整処理部４１１は、右折判定処理部４０９によって車両が右折したと判定された場合に、右折用の補正係数Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・、Ｒｉ、・・・のうち、乗算処理部４０２における角速度Ｓａの算出に用いたいずれか一つの補正係数に対する所定の調整（補正）をおこなう。左折用補正係数調整処理部４１０および右折用補正係数調整処理部４１１による補正係数の調整（補正）は、現在設定されている補正係数に対して、たとえば、０．２％または前回若しくは前々回の調整量等に応じて０．１％若しくは０．０５％ほど増減することによりおこなう。左折用補正係数調整処理部４１０および右折用補正係数調整処理部４１１による補正係数の調整（補正）は、たとえば、算出された絶対方位θｇを算出する毎におこなう。
【００７６】
そして、補正係数選択取得処理部４１２は、補正前の角速度が負である場合には、左折用の補正係数Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、・・・、Ｌｉ、・・・のうち、補正前の角速度に応じたいずれか一つの補正係数を選択する。また、補正係数選択取得処理部４１２は、補正前の角速度が正である場合には右折用の補正係数Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・、Ｒｉ、・・・のうち、補正前の角速度に応じたいずれか一つの補正係数を選択する。補正係数選択取得処理部４１２によって選択された補正係数は、乗算処理部４０２における角速度Ｓａの算出に供される。
【００７７】
ここで、本実施例のナビゲーション装置の処理の内容について説明する前に、角速度センサの感度特性に起因するその感度変化と補正係数との一般的な対応関係について図５〜図８を参照して説明する。図５〜図８は、角速度センサの感度特性に起因する感度変化について説明する説明図である。図５は角速度センサが水平に取り付けられた状態を示しており、図６は角速度センサが傾斜して取り付けられた状態を示している。一般的に、角速度センサの感度特性は、経年変化などの一般的な特性の他に、取り付けに際しての水平方向に対する角度に影響される。
【００７８】
図５および図６から分かるように、直進状態における理想的な角速度がω、角速度センサからの出力値に基づいて算出される角速度がω２である場合、水平方向に対して角度β傾斜して取り付けられた角速度センサは、水平に取り付けられた角速度センサに比べて、感度がＣＯＳ（β）倍に落ちてしまう。このような角速度センサの感度低下による影響を相殺するためには、角速度センサが車両に対して水平からβだけ傾斜して取り付けられている場合には、補正係数Ｇを、ＣＯＳ（β）倍に低下した角速度センサの感度の影響を（１／ＣＯＳ（β））倍に増加させるような値に設定する。なお、図６における傾斜βは、誇張して表示されている。また、図５〜図８中、ω０は、零点電圧における角速度である。
【００７９】
具体的に、角速度センサが車両に対して水平に取り付けられた場合の補正係数Ｇ＝１に対して（図５参照）、角速度センサが車両に対して水平からβだけ傾斜して取り付けられている場合の角速度センサの感度に対応した補正係数Ｇを略“１＋β”とすることで（図６参照）、角速度センサの感度低下による影響を相殺することができる。このことは、角速度センサが傾いて取り付けられているというだけでは、曲折方向の違いによる角速度センサの感度の違いはあらわれないことを意味する。
【００８０】
以下、曲折方向によって角速度センサの感度に違いが発生する場合について説明する。角速度センサの感度は、右折時における車両の傾きαと左折時における車両の傾きα’とが相違する場合に、曲折方向に応じて異なる。具体的に、たとえば、曲率半径の相違や運転者の癖などに起因して、右折時における車両の傾きαと左折時における車両の傾きα’とが相違する場合における角度センサの感度変化を考える。
【００８１】
ここでは、説明のため、便宜上、補正係数選択取得処理部４１２によって選択される補正係数をＧとし、左折用補正係数調整処理部４１０によって取得される左折用の補正係数Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、・・・、Ｌｉ、・・・をＧｒとし、右折用補正係数調整処理部４１１によって取得される右折用の補正係数Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・、Ｒｉ、・・・をＧｒとして説明する。なお、ここでは、説明の簡略化のため、曲折方向毎に一つずつの補正係数Ｇｒ、Ｇｌを用いて説明するが、本実施例における補正係数は、上述したように、車両の曲折方向毎に角速度に応じて複数（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、・・・、Ｌｉ、・・・およびＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・、Ｒｉ、・・・）設定されている。
【００８２】
図７は、角速度センサが水平の車両に平行な状態で搭載された場合の角速度センサからの出力状態を示している。図７中、ω２’は、車両の左折に際しての角速度センサからの出力値に基づいて算出される角速度を示す。このため、図７における角速度ω２は、車両の右折に際しての角速度センサからの出力値に基づいて算出される角速度を示す。なお、図７中、傾斜α，α’は、ともに誇張して表示されている。図７から分かるように、傾きαを伴った右折時には感度が略ＣＯＳα倍に落ちてしまう。このため、この感度低下を相殺すべく、右折用の補正係数Ｇｒは略（１＋α）に上がる。傾きα’を伴った左折時には感度が略ＣＯＳα’倍に落ちてしまう。このため、この感度低下を相殺すべく、左折用の補正係数Ｇｌは略（１＋α’）に上がる。その結果、補正係数Ｇｒと補正係数Ｇｌとの差ΔＧは、略（α−α’）となる。もっとも、傾斜α，α’が相違するとは言っても、よほど癖の強い運転者による場合を除いて、通常は、その差は僅かなものである。
【００８３】
しかしながら、角速度センサが車両に水平状態で搭載されていても、車両の乗員または荷物などの搭乗・搭載状態や、道路状況などによって、車両自体が一時的に或る期間だけ継続して或る程度の傾きをもつことがある。この場合、車両の傾きに対応して角速度センサも傾いた状態となることがあり得る。これだけであれば、上述したように、補正係数Ｇの動的な調整によってその影響は相殺されるはずであるが、このような傾いた状態において、さらに車両のローリングを考慮すると、補正係数の変化が顕在化してくる。
【００８４】
図８は、角速度センサが車両の水平方向に対して傾斜した状態で搭載されており、この車両が曲折する場合の角速度センサからの出力状態を示している。図８においては、図７と同様に、傾斜α，α’はともに誇張して表示されている。図８から分かるように、車両ひいては角速度センサが継続的な傾きβをもっている場合、傾きαを伴った右折時には感度がＣＯＳ（β＋α）倍にまで落ちてしまう。この感度低下を相殺すべく、右折用の補正係数Ｇｒは、略（１＋β＋α）に上がる。
【００８５】
一方、傾きα’を伴った左折時には感度がＣＯＳ（β−α’）倍にしか落ちない。このため、この感度低下を相殺すべく、左折用の補正係数Ｇｌは、（１＋β−α’）に上がることとなる。その結果、傾きβが存在する場合には、右折時のローリング（α）と左折時のローリング（α’）との補正係数Ｇｒ，Ｇｌに対する影響が逆向きになることから、補正係数Ｇｒと補正係数Ｇｌとの差ΔＧは、略（α＋α’）と大きなものになる。
【００８６】
すなわち、搭載状況などに起因して車両が一時的に継続して傾斜した場合、この傾斜状態に加えて車両の曲折に際してのローリングを考慮すると、これらが連立しあって、右折時と左折時とで角速度センサの感度特性の影響が異なる。なお、角速度センサの感度特性の影響は、角速度によっても異なることが分かっている。より具体的には、角速度が大きくなるほど、影響は大きくなる。
【００８７】
本実施例のナビゲーション装置は、車両が直進していると判定された場合には、零点調整をおこない、角速度センサの動的な零点ドリフトの影響を除去する。車両が曲折したと判定された場合には、算出された絶対方位θが取得された絶対方位θ’に漸近するように補正係数を調整（補正）し、曲折時における角速度センサの感度の落込みを相殺する。曲折時における補正係数の調整（補正）は、車両の曲折方向毎にそれぞれ独立しておこなわれる。以下に、ナビゲーション装置の処理の内容について説明する。
【００８８】
（ナビゲーション装置の処理の内容）
図９は、この発明の本実施例にかかるナビゲーション装置の処理の内容について説明するフローチャートである。図９においては、サンプリング時刻ｎＴにおける処理について説明する。図９のフローチャートにおいて、まず、角速度センサからの出力値を取得する（ステップＳ９０１）。ステップＳ９０１において取得される角速度センサからの出力値は、具体的には、角速度センサから出力されたアナログの電圧値からローパスフィルタを用いてノイズを除去した後、Ａ／Ｄ変換回路４２０を用いて変換したデジタルの電圧値ｇｙnを平均化処理した値から、零点（オフセット）電圧値ｇｙ0を差し引いた値（ｇｙn−ｇｙ0）である。
【００８９】
つぎに、ステップＳ９０１において取得された角速度センサからの出力値（ｇｙn−ｇｙ0）にゲイン値Ｇを乗算することによって補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）を算出し（ステップＳ９０２）、算出された補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）に基づいて、車両の曲折方向を判定し（ステップＳ９０３）、判定結果および補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）に基づいて、補正係数Ｇｋn-1を一つ取得する（ステップＳ９０４）。
【００９０】
つづいて、ステップＳ９０２において算出された補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）に、ステップＳ９０４において取得された補正係数Ｇｋn-1を乗算することで、角速度Ｓａn＝Ｇｋn-1・Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）を算出し（ステップＳ９０５）、算出された角速度Ｓａnを用いてサンプリング時刻ｎＴにおける相対方位Δθｇnを算出する（ステップＳ９０６）。ステップＳ９０６においては、サンプリング時刻（ｎ−１）Ｔ時点からの曲折した角度が算出される。
【００９１】
ステップＳ９０６における相対方位Δθｇnの算出は、算出された絶対方位θｇnを算出するサンプリング周期Ｔ間隔毎におこなう。具体的には、たとえば、算出された絶対方位θｇnをサンプリング周期Ｔ＝１００ｍｓｅｃ間隔毎に算出する場合、ステップＳ９０６においては、ステップＳ９０５において算出された角速度Ｓａnを、サンプリング周期Ｔで積分することで相対方位Δθｇnを算出する。
【００９２】
そして、ステップＳ９０６において算出された相対方位Δθｇnを用いて、算出された絶対方位θｇnを算出する（ステップＳ９０７）とともに、取得された絶対方位θ’を取得する（ステップＳ９０８）。ステップＳ９０７においては、具体的には、たとえば、サンプリング時刻ｎＴにおける算出された絶対方位θｇnを算出する場合、サンプリング時刻（ｎ−１）Ｔにおける算出された絶対方位θｇn-1に、ステップＳ９０６において算出された相対方位Δθｇnを加算する。
【００９３】
その後、ステップＳ９０７において算出された絶対方位θｇnと、ステップＳ９０８において取得された絶対方位θ’とを比較し(ステップＳ９０９)、比較結果に応じて、算出された絶対方位θｇn＝θｇn-1＋Δθｇnが取得された絶対方位θ’に漸近するように補正係数Ｇｋn-1を調整（補正）する（ステップＳ９１０）。
【００９４】
ステップＳ９１０においては、ステップＳ９０４において取得された補正係数Ｇｋn-1に対する調整（補正）がおこなわれる。調整（補正）された補正係数Ｇｋnは、それ以外の補正係数とともに、次回の角速度Ｓａn+1の算出に供される。なお、ステップＳ９１０における補正係数Ｇｋn-1の調整（補正）に際しての具体的な処理については、公知の技術であるため（たとえば、特開平１０−３０７０３２号公報、特開２００５−４９３５５号公報参照。）、ここでは説明を省略する。なお、図示を省略するが、ステップＳ９０３において車両が直進していると判定された場合には、ステップＳ９０４における補正係数Ｇｋn-1の決定はおこなわず、補正係数として初期値Ｇｋ0＝１を用いる。
【００９５】
なお、上記実施例では、ステップＳ９０３の曲折判定はステップＳ９０２において算出した補正前の角速度Ｇ・（ｇｙn−ｇｙ0）に基づいて曲折判定をおこなっているが、これに限らず、ステップ９０１において取得した角速度センサからの出力値ｇｙn−ｇｙ0の正負に基づいて曲折判定をおこなうようにしてもよい。またこの場合、ステップＳ９０２の角速度算出とステップＳ９０３曲折判定の順序を入れ替え、曲折判定を先におこなうようにしても良い。
【００９６】
つぎに、補正係数テーブルについて説明する。図１０は、補正係数テーブルを示す説明図である。補正係数テーブル１０００は、図３に示したナビゲーション制御部３０１におけるＲＯＭやＲＡＭあるいは記録媒体３０４に記録されている。図１０において、補正係数テーブル１０００は、角速度Ｓａの範囲を規定する角速度範囲エリア１００１と、角速度Ｓａの範囲の間隔を規定する間隔エリア１００２と、各角速度Ｓａの範囲における補正係数Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、・・・、Ｌｉ、・・・およびＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・、Ｒｉ、・・・を記憶する補正係数エリア１００３と、から構成されている。補正係数エリア１００３は、左折用補正係数Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、・・・、Ｌｉ、・・・を記憶する左折エリア１００４と、右折用補正係数Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・、Ｒｉ、・・・を記憶する右折エリア１００５と、から構成されている。
【００９７】
つぎに、補正係数テーブルの具体例について説明する。図１１は、補正係数テーブルの具体例を示す説明図である。図１１に示す補正係数テーブル１１００は、角速度範囲エリア１１０１と、角速度Ｓａの範囲の間隔を規定する間隔エリア１１０２と、補正係数Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、・・・、Ｌｉ、・・・およびＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・、Ｒｉ、・・・を記憶する補正係数エリア１００３と、から構成されている。図１１に示す補正係数テーブル１１００においては、角速度範囲の下限値および角速度Ｓａの範囲の間隔があらかじめ数値化した状態で、角速度範囲エリア１１０１に記憶されている。
【００９８】
図１１において、間隔エリア１１０２に規定された値から分かるように、角速度Ｓａの範囲の間隔は、角速度が大きくなるほど狭くなるように設定されている。図１１に示す補正係数テーブル１１００によれば、間隔エリア１１０２に示すように角速度Ｓａの範囲の間隔が規定されているため、角速度範囲の下限値を設定することで、角速度範囲エリア１１０１における各角速度Ｓａの範囲の具体的な数値を規定することができる。ここで、角速度範囲の下限値は、たとえば、下限値未満の角速度Ｓａでは直進走行と見なせるような角速度Ｓａが設定される。補正係数テーブル１１００において、所定以上の角速度Ｓａに関する補正係数は、角速度センサの感度に応じた値が設定される。
【００９９】
以上説明したように、本実施例によれば、車両の直進時以外は、常に、車両の曲折方向および補正前の角速度に応じた補正係数を用いて算出された角速度に基づいて、算出された絶対方位が算出される。従来では、角速度が一定値以上にならないと補正がおこなわれなかったが、本実施例によれば、角速度の大きさに左右されることなく、直進時以外はいずれの角速度であっても補正がおこなわれる。
【０１００】
これにより、算出された絶対方位の累積誤差が小さくなり、累積誤差の蓄積量が大きくなるまでに時間がかかるようになるため、算出された絶対方位を取得された絶対方位によって較正する頻度が減少し、算出された車両の方位の算出精度の向上を図ることができる。
【０１０１】
また、従来では、曲折頻度が高いほど累積誤差が増加し、算出された絶対方位の精度低下が懸念されたが、本実施例によれば、曲折頻度が高いほど、感度に対する補正がより多くおこなわれることとなる。これにより、角速度を用いて算出された絶対方位の算出精度の向上を図ることができる。
【０１０２】
ところで、算出された絶対方位に関しては、算出される角速度が大きいほど、水平面に対する傾きによる誤差などの影響が大きくなる。これに対し、本実施例における補正係数は、角速度が大きいほど間隔が狭くなるように設定された角速度範囲毎に設定されているため、算出された絶対方位をより精度良く算出することができる。
【０１０３】
また、本実施例によれば、算出された絶対方位および取得された絶対方位に基づいて、補正係数が補正される。このように、算出された絶対方位と取得された絶対方位とを併用して補正係数を補正することにより、算出された絶対方位の算出精度のより一層の向上を図ることができる。
【０１０４】
加えて、本実施例によれば、車両が直進していると判定された場合には、零点調整がおこなわれて、角速度センサの動的な零点ドリフトの影響が除去される。これにより、本実施例においては、角速度センサを搭載した車両が水平な状態で走行している場合（図６参照）や、このような車両が乗員・荷物などの搭乗・搭載状態あるいは道路状況などによって傾いて走行している場合（図７参照）においても、角速度センサの感度低下に起因する影響を的確に相殺することができる。
【０１０５】
ここで、本実施例によれば、たとえば、右折時における角速度センサの感度がＣＯＳα倍またはＣＯＳ（β＋α）倍低下した場合、この感度低下に対応して右折用の補正係数Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、・・・、Ｒｉ、・・・は１／ＣＯＳα倍または１／ＣＯＳ（β＋α）倍に補正される。これによって、右折時における角速度センサの感度低下を的確に相殺することができる。
【０１０６】
また、本実施例によれば、たとえば、左折時における角速度センサの感度が、ＣＯＳα’倍またはＣＯＳ（β−α’）倍低下した場合、この感度低下に対応して左折用の補正係数Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、・・・、Ｌｉ、・・・は１／ＣＯＳα’倍または１／ＣＯＳ（β−α’）倍に補正される。これによって、左折時における角速度センサの感度低下を的確に相殺することができる。
【０１０７】
このように、算出される角速度に応じて適宜該当する補正係数を補正することにより、以降算出される角速度のより一層の確度向上を図ることができる。これに伴い、角速度に基づいて算出された絶対方位の精度の向上も図ることができる。すなわち、本実施例によれば、角速度の大小に左右されることなく、曲折方向および角速度に応じて適切な一つの補正係数を取得し、この補正係数を用いて角速度を算出することにより、一時的に継続して傾いている車両が曲折した場合にも精度の高い角速度を算出することができる。
【０１０８】
ところで、一時的に継続して傾いている車両が曲折した際の角速度の算出を、回旋軸が傾斜した状態におけるヨー角の算出と捉えた場合、角速度センサからの出力値にのみ基づいて算出された絶対方位を算出するためには、車両のロール角やピッチ角に関する角速度を検出するための複数の角速度センサが必要となる。これに対し、本実施例によれば、車両の曲折方向毎に角速度に応じて設定された補正係数を用いて角速度を算出することで、角速度センサを複数用いることなくヨー角の回旋軸の傾斜を考慮した角速度を算出し、この角速度から算出された絶対方位を算出することができる。
【０１０９】
なお、本実施例においては、ヨー角に関する角速度を検出する角速度センサを用いた場合について説明したが、この発明の実施例において適用可能な角速度センサはこれに限るものではない。たとえば、車両のロール角やピッチ角に関する角速度を検出する角速度センサの感度（ゲイン）補正にも適用してもよい。
【０１１０】
本実施例で説明した方位算出方法を用いて車両のピッチ角に関する角速度を算出することにより、車両前後の上下方向の回旋角を取得することができる。ここで、車両前後の上下方向の回旋角を車両の進行方向における傾きとして捉えることで、車両のピッチ角に関する角速度を算出することによって、車両の進行方向に関する傾斜度合いを正確に把握することができる。
【０１１１】
同様に、本実施例で説明した方位算出方法を用いて車両のロール角に関する角速度を算出することにより、車両左右の上下方向の回旋角を取得することができる。ここで、車両左右の上下方向の回旋角を路面に対する車両の傾きとして捉えることで、車両のロール角に関する角速度を算出することによって、車両の左右方向に関する傾斜度合いを正確に把握することができる。
【０１１２】
加えて、本実施例においては、ヨー角に関する角速度を検出する１軸の角速度センサを用いた場合について説明したが、この発明の実施例において適用可能な角速度センサはこれに限るものではない。たとえば、車両のヨー角およびロール角あるいはヨー角およびピッチ角を検出する２軸の角速度センサを用いて、車両のヨー角およびロール角あるいはヨー角およびピッチ角に関する角速度を算出してもよい。また、車両のヨー角、ロール角およびピッチ角を検出する３軸の角速度センサを用いて、車両のヨー角、ロール角およびピッチ角に関する角速度を算出してもよい。
【０１１３】
なお、本実施の形態で説明した方位算出方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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