(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回角度センサと距離センサにより検出した自立移動ベクトルを積算して自車位置を検出する自立航法手段と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車位置を検出するＧＰＳ航法手段を備えたナビゲーション装置において、
前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータに基いて、車両の進行方向と速度を示すＧＰＳ移動ベクトルを算出するＧＰＳベクトル算出手段と、
前記自立航法手段により検出されたデータに基づき車両の進行方向と速度を示す自立移動ベクトルを算出する自立ベクトル算出手段と、
前記ＧＰＳベクトル算出手段により算出された複数の計測時点におけるＧＰＳ移動ベクトルの差分を示すＧＰＳ差分データを算出するＧＰＳ差分算出手段と、
前記自立ベクトル算出手段により算出された前記複数の計測時点に対応する自立移動ベクトルの差分を示す自立差分データを算出する自立差分算出手段と、
前記ＧＰＳ差分算出手段によって算出されたＧＰＳ差分データと前記自立差分算出手段によって算出された自立差分データの差を示す差データを算出する差算出手段と、
前記差算出手段により算出された差データが所定値以下の場合に前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性が高いと判断する判断手段を備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
旋回角度センサと距離センサにより検出した自立移動ベクトルを積算して自車位置を検出する自立航法手段と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車位置を検出するＧＰＳ航法手段を備えたナビゲーション装置において、
前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータに基いて、車両の進行方向と速度を示すＧＰＳ移動ベクトルを算出するＧＰＳベクトル算出手段と、
前記自立航法手段により検出されたデータに基づき車両の進行方向と速度を示す自立移動ベクトルを算出する自立ベクトル算出手段と、
前記ＧＰＳベクトル算出手段により算出された複数の計測時点におけるＧＰＳ移動ベクトルと前記自立ベクトル算出手段により算出された前記複数の計測時点に対応する自立移動ベクトルの差分を示す複数の差分データを算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段によって算出された複数の差分データの差を示す差データを算出する差算出手段と、
前記差算出手段により算出された差データに基いて前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断する判断手段とを備え、
前記判断手段は、前記ＧＰＳ移動ベクトルと前記自立移動ベクトルがそれぞれｎ個集積された時点で前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断し、
前記集積される移動ベクトル数ｎは、前記ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態により変動されることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】
旋回角度センサと距離センサにより検出した自立移動ベクトルを積算して自車位置を検出する自立航法手段と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車位置を検出するＧＰＳ航法手段を備えたナビゲーション装置において、
前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータに基いて、車両の進行方向と速度を示すＧＰＳ移動ベクトルを算出するＧＰＳベクトル算出手段と、
前記自立航法手段により検出されたデータに基づき車両の進行方向と速度を示す自立移動ベクトルを算出する自立ベクトル算出手段と、
前記ＧＰＳベクトル算出手段により算出された複数の計測時点におけるＧＰＳ移動ベクトルと前記自立ベクトル算出手段により算出された前記複数の計測時点に対応する自立移動ベクトルの差分を示す複数の差分データを算出する差分算出手段と、
前記差分算出手段によって算出された複数の差分データの差を示す差データを算出する差算出手段と、
前記差算出手段により算出された差データに基いて前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断する判断手段とを備え、
前記判断手段は、前記ＧＰＳ移動ベクトルと前記自立移動ベクトルがそれぞれｎ個集積された時点で前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断し、
前記集積される移動ベクトル数ｎは、前記ＧＰＳ移動ベクトルが異常である頻度により変動されることを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項４】
前記ＧＰＳ差分算出手段は、連続する２つのＧＰＳ移動ベクトルの曲がり角度を差分データとして算出し、
前記自立差分算出手段は、連続する２つの自立移動ベクトルの曲がり角度を差分データとして算出することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
前記ＧＰＳベクトル算出手段は、ＧＰＳ航法手段が検出した複数の位置データに基づきＧＰＳベクトルを算出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のナビゲーション装置。
【請求項６】
前記ＧＰＳベクトル算出手段は、ＧＰＳ航法手段が検出したドップラー効果によるＧＰＳ衛星からの電波の変化に基づきＧＰＳベクトルを算出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のナビゲーション装置。
【請求項７】
前記判断手段は、
前記ＧＰＳ移動ベクトルに異常がある時は、該異常のあるＧＰＳ移動ベクトルを除いて前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のナビゲーション装置。
【請求項８】
前記判断手段は、
前記ＧＰＳ移動ベクトルと前記自立移動ベクトルがそれぞれｎ個集積された時点で前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断することを特徴とする請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項９】
前記集積される移動ベクトル数ｎは、
前記ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態により変動されることを特徴とする請求項８記載のナビゲーション装置。
【請求項１０】
前記集積される移動ベクトル数ｎは、
前記ＧＰＳ移動ベクトルが異常である頻度により変動されることを特徴とする請求項８記載のナビゲーション装置。
【請求項１１】
車両の方位の変化量を検出する方位変化検出手段と、
前記方位変化検出手段により検出された方位の変化量の絶対値を積算する積算手段を備え、
前記判断手段は、
前記積算手段により積算された方位の変化量の絶対値の積算量が所定値を超えた時に、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のナビゲーション装置。
【請求項１２】
前記判断手段により前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性が高いと判断された時に、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータを使用して前記自立航法手段において検出された方位を補正する方位補正手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のナビゲーション装置。
【請求項１３】
前記判断手段により前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性が高いと判断された時に、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータを使用して前記自立航法手段において検出された自車位置を補正する自車位置補正手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の走行案内を行うナビゲーション装置に係り、特に、ＧＰＳ航法により検出されたデータの信頼性判断に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８はナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。以下、図に従って説明する。
【０００３】
１１は人工衛星（ＧＰＳ衛星）からの電波を受信して、その信号から位置情報等を算出するＧＰＳ受信機である。１２は車両の進行方向を検出するジャイロセンサ等の方位センサである。１３は車両の走行距離を検出する距離センサで、自動車の速度計の信号等が用いられる。１４は地図情報が記憶されたＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）及びその読取装置等からなる地図データベースである。２はＧＰＳ受信機１１からの位置情報、方位センサ１２の方位データ、距離センサ１３の走行距離データ、地図データベース１４の地図情報を基に自車位置を特定する処理、登録（入力）された目的地までの走行経路を探索する処理、探索された経路に沿って車両を案内する処理、所定の条件に基いて施設等を検索する処理、検出データの信頼性判断等を行うマイクロコンピュータ及び付随するＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成された制御部である。３１は目的地入力、登録等を行うための操作スイッチ等からなる入力部である。４１は制御部２からの信号に基いて案内のための地図（道路）を表示する液晶表示パネル及び駆動回路等で構成された表示部である。４２は制御部２からの指示に基いて案内のための音声や、入力された文字に対応する音声を合成し、スピーカ等で音声案内を行うための音声出力部である。
【０００４】
車両の走行案内を行うナビゲーション装置では、自車位置を検出するに当り、方位センサ１２と距離センサ１３を用いて各時点における移動ベクトル（方位と距離（または速度））を積算して現在位置を算出する自立航法と、ＧＰＳ衛星からの電波をＧＰＳ受信機１１で受信して直接現在位置、方位、速度を検出するＧＰＳ航法の２航法がある。
【０００５】
自立航法では、方位センサ１２で車両の進行方向を距離センサ１３で移動距離を検出して、原点位置となる出発点を基準にして各時点における移動ベクトルを積算して現在位置を算出する。また、算出した位置を地図データベース１４の道路位置と照合（マップマッチング）して方位や位置を修正している。しかし、方位センサ１２はバイアス電圧の変動等により検出方位に誤差が生じるので、各時点における移動ベクトルを積算すると誤差が累積されて、時間と共に算出した現在位置が真の現在位置から徐々にずれが大きくなる。
【０００６】
一方、ＧＰＳ航法では、３つ以上のＧＰＳ衛星からの電波をＧＰＳ受信機１１で受信して、それぞれの衛星の位置と受信するまでの時間から自車の位置を直接演算するものである。しかし、受信するＧＰＳ衛星の配置や受信電波の状態、例えばＧＰＳ衛星が見通せる位置で直接ＧＰＳ衛星の電波を受信する場合は検出データの信頼性は高いが、ＧＰＳ衛星の電波をビル等による反射波として受信する場合は信頼性に欠け、突然真の位置から大きくずれることがある。また、トンネルやビル街を走行中にはＧＰＳ衛星からの電波が受信できず位置等の検出ができない。
【０００７】
そこで、両航法の欠点を補うために走行中に、自立航法で算出した方位や位置をＧＰＳ衛星で検出した方位や位置で補正する方法が行われている。この時、ＧＰＳ航法の信頼性をＧＰＳデータ内に含まれる信頼性データ（ＤＯＰ）で判断し、ＤＯＰが信頼性が低いと判断すると、ＧＰＳデータ（ＧＰＳ航法により検出された位置データ、方位データ、速度データ等で、以下ＧＰＳデータと称する）による方位や位置補正を行わないようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のナビゲーション装置においては、ＧＰＳ航法により検出されたＧＰＳデータの信頼性を判断する方法として、受信するＧＰＳ衛星の配置やＧＰＳデータ内の信頼性データ（ＤＯＰ）を使用して、ＤＯＰデータが信頼性が低いと判断すると、検出されたＧＰＳデータを使用して自立航法で検出した方位や位置の補正を行わないようにしている。
【０００９】
しかし、ＤＯＰデータは概ね信頼性を正しく表しているが、その算出方法が可視衛星の配置に大きく影響されるため、天空の視界が開けていない場所ではＧＰＳデータの信頼性を実際よりも低いと判断する場合がある。そのため、市街地などのように天空があまり開けていない場所では、ＧＰＳデータは正しい位置・方位を示しているのに、ＤＯＰデータが「信頼性が低い」となっている場合がある。このような状態が続くと、ＧＰＳデータが有効に利用されず自立航法で検出した方位や位置が補正されない状態が長時間続くという問題がある。
【００１０】
本発明は、自立航法で検出した現在位置、方位をＧＰＳデータで補正するに当り、ＧＰＳ航法により検出したデータの信頼性の判断が適切に行えるナビゲーション装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、旋回角度センサと距離センサにより検出した自立移動ベクトルを積算して自車位置を検出する自立航法手段と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車位置を検出するＧＰＳ航法手段を備えたナビゲーション装置において、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータに基いて、車両の進行方向と速度を示すＧＰＳ移動ベクトルを算出するＧＰＳベクトル算出手段と、前記自立航法手段により検出されたデータに基づき車両の進行方向と速度を示す自立移動ベクトルを算出する自立ベクトル算出手段と、前記ＧＰＳベクトル算出手段により算出された複数の計測時点におけるＧＰＳ移動ベクトルの差分を示すＧＰＳ差分データを算出するＧＰＳ差分算出手段と、前記自立ベクトル算出手段により算出された前記複数の計測時点に対応する自立移動ベクトルの差分を示す自立差分データを算出する自立差分算出手段と、前記ＧＰＳ差分算出手段によって算出されたＧＰＳ差分データと前記自立差分算出手段によって算出された自立差分データの差を示す差データを算出する差算出手段と、前記差算出手段により算出された差データが所定値以下の場合に前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性が高いと判断する判断手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、旋回角度センサと距離センサにより検出した自立移動ベクトルを積算して自車位置を検出する自立航法手段と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車位置を検出するＧＰＳ航法手段を備えたナビゲーション装置において、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータに基いて、車両の進行方向と速度を示すＧＰＳ移動ベクトルを算出するＧＰＳベクトル算出手段と、前記自立航法手段により検出されたデータに基づき車両の進行方向と速度を示す自立移動ベクトルを算出する自立ベクトル算出手段と、前記ＧＰＳベクトル算出手段により算出された複数の計測時点におけるＧＰＳ移動ベクトルと前記自立ベクトル算出手段により算出された前記複数の計測時点に対応する自立移動ベクトルの差分を示す複数の差分データを算出する差分算出手段と、前記差分算出手段によって算出された複数の差分データの差を示す差データを算出する差算出手段と、前記差算出手段により算出された差データに基いて前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断する判断手段とを備え、前記判断手段は、前記ＧＰＳ移動ベクトルと前記自立移動ベクトルがそれぞれｎ個集積された時点で前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断し、前記集積される移動ベクトル数ｎは、前記ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態により変動されることを特徴とするものである。
また、旋回角度センサと距離センサにより検出した自立移動ベクトルを積算して自車位置を検出する自立航法手段と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自車位置を検出するＧＰＳ航法手段を備えたナビゲーション装置において、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータに基いて、車両の進行方向と速度を示すＧＰＳ移動ベクトルを算出するＧＰＳベクトル算出手段と、前記自立航法手段により検出されたデータに基づき車両の進行方向と速度を示す自立移動ベクトルを算出する自立ベクトル算出手段と、前記ＧＰＳベクトル算出手段により算出された複数の計測時点におけるＧＰＳ移動ベクトルと前記自立ベクトル算出手段により算出された前記複数の計測時点に対応する自立移動ベクトルの差分を示す複数の差分データを算出する差分算出手段と、前記差分算出手段によって算出された複数の差分データの差を示す差データを算出する差算出手段と、前記差算出手段により算出された差データに基いて前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断する判断手段とを備え、前記判断手段は、前記ＧＰＳ移動ベクトルと前記自立移動ベクトルがそれぞれｎ個集積された時点で前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断し、前記集積される移動ベクトル数ｎは、前記ＧＰＳ移動ベクトルが異常である頻度により変動されることを特徴とするものである。
また、前記ＧＰＳ差分算出手段は、連続する２つのＧＰＳ移動ベクトルの曲がり角度を差分データとして算出し、前記自立差分算出手段は、連続する２つの自立移動ベクトルの曲がり角度を差分データとして算出することを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記ＧＰＳベクトル算出手段は、ＧＰＳ航法手段が検出した複数の位置データに基づきＧＰＳベクトルを算出することを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記ＧＰＳベクトル算出手段は、ＧＰＳ航法手段が検出したドップラー効果によるＧＰＳ衛星からの電波の変化に基づきＧＰＳベクトルを算出することを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記判断手段は、前記ＧＰＳ移動ベクトルに異常がある時は、該異常のあるＧＰＳ移動ベクトルを除いて前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断することを特徴とするものである。
【００１６】
また、前記判断手段は、前記ＧＰＳ移動ベクトルと前記自立移動ベクトルがそれぞれｎ個集積された時点で前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断することを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記集積される移動ベクトル数ｎは、前記ＧＰＳ衛星からの電波の受信状態により変動されることを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記集積される移動ベクトル数ｎは、前記ＧＰＳ移動ベクトルが異常である頻度により変動されることを特徴とするものである。
【００１９】
また、車両の方位の変化量を検出する方位変化検出手段と、前記方位変化検出手段により検出された方位の変化量の絶対値を積算する積算手段を備え、前記判断手段は、前記積算手段により積算された方位の変化量の絶対値の積算量が所定値を超えた時に、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性を判断することを特徴とするものである。
【００２０】
また、前記判断手段により前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性が高いと判断された時に、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータを使用して前記自立航法手段において検出された方位を補正する方位補正手段を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、前記判断手段により前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータの信頼性が高いと判断された時に、前記ＧＰＳ航法手段により検出されたデータを使用して前記自立航法手段において検出された自車位置を補正する自車位置補正手段を備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１はＧＰＳ航法により検出した方位・速度データに基づく移動ベクトルの説明図で、（ａ）は移動ベクトルの説明図、（ｂ）はベクトル差分１の説明図、（ｃ）はベクトル差分２の説明図である。図２は多データ集積処理による信頼性判断の説明図である。図３は異常データ無効処理による信頼性判断の説明図である。図４はＧＰＳ航法により検出したＧＰＳ位置データに基づく移動ベクトルの説明図で、（ａ）は移動ベクトルの説明図、（ｂ）はベクトル差分１の説明図、（ｃ）はベクトル差分２の説明図である。以下、図を用いて説明する。尚、装置の構成は従来のナビゲーション装置と同じで、制御部２の処理方法が異なるのみであるので説明は省略する。
【００２３】
先ず、信頼性判断の方法について図１を用いて説明する。矢印Ｃ１はＧＰＳ航法により一定時間毎に（例えば、１秒毎）検出した方位データと速度データを基に算出したＧＰＳ移動ベクトルＣ１、矢印Ｃ２はＧＰＳ航法により一定時間毎に（例えば、１秒毎）検出した方位データと速度データを基に算出したＧＰＳ移動ベクトルＣ２である。
【００２４】
矢印Ｄ１は自立航法により前回のＧＰＳ受信時（本来は両航法は別々の検出装置で異なる周期で方位・速度を検出しているが、両データを比較するためにＧＰＳ移動ベクトルとの検出タイミングの同期合わせ、あるいは検出されたデータで同時点と見做して問題ない時点のデータの組合せ処理を行う）に検出した方位データと速度データを基に算出した自立移動ベクトルＤ１、矢印Ｄ２は自立航法により今回のＧＰＳ受信時に検出した方位データと速度データを基に算出した自立移動ベクトルＤ２である。
【００２５】
図１（ａ）において、ＧＰＳ移動ベクトルＣ１、Ｃ２と自立移動ベクトルＤ１、Ｄ２のベクトル（矢印の方向、大きさ）は大きくずれている。この主な原因は方位センサの温度変化によるオフセット電圧のシフトである。だからと言って、ＧＰＳ航法による検出結果が正しいと判断して補正することはできない。その理由はＧＰＳ航法にも受信するＧＰＳ衛星の配置や受信電波の状態、例えばＧＰＳ衛星が見通せる位置で直接ＧＰＳ衛星の電波を受信する場合は検出位置の信頼性は高いが、ＧＰＳ衛星の電波をビル等による反射波として受信する場合は信頼性に欠け、突然真の位置から大きくずれることがあるためである。
【００２６】
次に、信頼性判断方法について述べる。ＧＰＳ移動ベクトルＣ１、Ｃ２と自立移動ベクトルＤ１、Ｄ２の対応する各ベクトル差分を比較する（図１（ｂ）、（ｃ）参照）。つまり、ＧＰＳ移動ベクトルＣ１と自立移動ベクトルＤ１のベクトル差分Ｑ１を求める。また、ＧＰＳ移動ベクトルＣ２と自立移動ベクトルＤ２のベクトル差分Ｑ２を求める。そして、ベクトル差分Ｑ１とベクトル差分Ｑ２の差Ｙ１を求める。自立航法では、各時刻において検出した方位と速度からなる移動ベクトルを積算して現在位置を算出するが、この時ジャイロセンサの特性上、方位や距離の誤差が累積され、時間と共に算出した現在位置が真の現在位置から徐々にずれが生ずる。しかし、ＧＰＳデータのように前回の算出位置から急激に変化するようなことは起こらない。このことは、この短時間内に自立航法により測定した相対位置は正しいと言える。従って、この差Ｙ１が小さい時はＧＰＳ航法で測定した相対位置にも異常がなく位置、方位、速度検出の信頼性が高いと言える。別の判断方法をすれば、差Ｙ１が小さいと、自立航法で測定したベクトル軌跡（Ｄ１〜Ｄ２）をＧＰＳ航法で測定したベクトル軌跡（Ｃ１〜Ｃ２）の方向に重なるように回転すると概略一致する。換言すれば、ＧＰＳ移動ベクトルＣ１とＧＰＳ移動ベクトルＣ２の曲がり角度と、自立移動ベクトルＤ１と自立移動ベクトルＤ２の曲がり角度の差（及び絶対値の差、つまりＹ１に相当する）を判断の対象にしている（角度の差だけでの判断も可）。この差はＧＰＳ移動ベクトルＣ１、Ｃ２と自立移動ベクトルＤ１、Ｄ２の方向とは全く関係くＧＰＳデータの信頼性が高ければ小さくなる。
【００２７】
尚、本実施の形態においては、ＧＰＳ移動ベクトルＣ１と自立移動ベクトルＤ１のベクトル差分Ｑ１を算出し、またＧＰＳ移動ベクトルＣ２と自立移動ベクトルＤ２のベクトル差分Ｑ２を算出した後に、ベクトル差分Ｑ１とベクトル差分Ｑ２の差を算出しているが、別の方法として、ＧＰＳ移動ベクトルＣ１とＧＰＳ移動ベクトルＣ２のベクトル差分Ｆ１を算出し、また自立移動ベクトルＤ１と自立移動ベクトルＤ２のベクトル差分Ｇ１を算出した後に、ベクトル差分Ｆ１とベクトル差分Ｇ１の差を算出するようにしてもよい。
【００２８】
上記の信頼性判断方法は２つの移動ベクトルを用いて説明したが、図２に示すように多数のデータ（移動ベクトル）を用いると判断の信頼性が向上する。図２において、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５はＧＰＳ移動ベクトルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５であり、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５は自立移動ベクトルＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５である。また、両移動ベクトルからベクトル差分Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５を求め、そのベクトル差分の差Ｙ１＝（Ｑ１〜Ｑ２）、Ｙ２＝（Ｑ２〜Ｑ３）、Ｙ３＝（Ｑ３〜Ｑ４）、Ｙ４＝（Ｑ４〜Ｑ５）を求める。そして、全てのベクトル差分の差（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４）が所定値以下にある時はＧＰＳデータは信頼性が高いと判断する。図２では、５つの移動ベクトルについて説明しているが、この場合、新しいデータが１つ取得されると（１秒後）、古いデータを１つ削除するようにして、常にデータ数が一定（５つ）になるように順次１つずつデータを更新する。当然、データ数ｎを多くすると判断の信頼性は向上するが、データ数ｎが多くなると処理が面倒になり、またデータの修正速度が遅くなるので、直近のＧＰＳデータの信頼性に基いてデータ数ｎを変更するようにしてもよい。例えば、直近のＧＰＳデータの信頼性が高ければデータ数ｎを少なくし、直近のＧＰＳデータの信頼性が低ければデータ数ｎを多く（例えば、６〜１０個）なるように変更する。ＧＰＳデータの信頼性はＧＰＳデータが連続して受信できた数、ＤＯＰデータ、受信できたＧＰＳ衛星数を基に判断する。
【００２９】
また、多数のデータ（移動ベクトル）を用いて判断する場合に、明らかに異常と思われるデータ（移動ベクトル）を比較対象から除去してから判断する必要がある。例えば図３において、ＧＰＳデータのＣＺ点が異常点と判断されると、この点を除き、両端を結ぶＧＰＳ移動ベクトルＣ２３を使用する。この時、対応する自立移動ベクトルも同様に削除し自立移動ベクトルＤ２３を採用する。無効データ（異常点）であるか否かはＧＰＳ衛星からの電波の受信状態の良否、ＤＯＰデータ、車速を基に判断する。
【００３０】
尚、ここでは、ＧＰＳ航法で検出したＧＰＳ方位データ・ＧＰＳ速度データを基に算出したＧＰＳ移動ベクトルＣを使用した場合について述べたが、ＧＰＳ航法で検出したＧＰＳ位置データを基に算出したＧＰＳ移動ベクトルＡを使用してＧＰＳデータの信頼性を判断することも可能である。この場合、図４に示すように、ＧＰＳ移動ベクトルＡ１は前々回のＧＰＳ受信時の位置データと前回のＧＰＳ受信時の位置データから算出されたＧＰＳ移動ベクトル、ＧＰＳ移動ベクトルＡ２は前回のＧＰＳ受信時の位置データと今回のＧＰＳ受信時の位置データから算出されたＧＰＳ移動ベクトルとなる。また、自立移動ベクトルＢ１は前々回のＧＰＳ受信時から前回のＧＰＳ受信時までの自立移動ベクトル、自立移動ベクトルＢ２は前回のＧＰＳ受信時から今回のＧＰＳ受信時までの自立移動ベクトルとなる。その他、ベクトル差分Ｐ１、Ｐ２の求め方、差分の差の求め方、多データ集積処理による信頼性判断、異常データ無効処理による信頼性判断は図１〜図３の説明と概略同じであるので詳細は省略する。
【００３１】
次に、ＧＰＳ検出データの信頼性判断の具体的な処理方法についてフローチャートを使用して説明する。図５は本発明の一実施の形態に係るナビゲーション装置の制御部２の行う信頼性判断処理のフローチャートである。図６はＧＰＳデータ異常時の移動ベクトルを示す図である。図７は自立移動ベクトルの変動の説明図である。以下、図に従って説明する。尚、この処理はナビゲーション装置が稼働中は繰り返し実行される。
【００３２】
ステップＳ１では、ＧＰＳ受信頻度により参照数ｎを変更してステップＳ２に移る。つまり、ＧＰＳ航法による検出データ（移動ベクトルデータ）と自立航法による検出データ（移動ベクトルデータ）の比較すべきデータ数ｎを過去のＧＰＳ電波の受信状態によって変化させる。ＧＰＳ電波の受信状態がよければＧＰＳデータの信頼性が高いと判断して比較すべきデータ数ｎを小さく、受信状態が悪ければｎを大きくする。比較すべきデータ数を少なくすると、後述する自立航法の方位、位置補正が早期に行える利点がある。受信状態はＧＰＳ衛星から連続して受信できたデータ数、ＤＯＰデータ、受信できた衛星の数等から判断する。このフローチャートは繰り返し実行されているが、電源を投入した直後等過去の受信状態が判らず使用すべきデータ数ｎが決められない場合は、暫定的に所定の値（例えば、ｎ＝８）を使用すればよい。尚、本実施の形態のナビゲーション装置における処理の以下のステップでは、受信状態により比較するデータ数ｎを変えるが、ｎ＝８（ＧＰＳ航法により１秒毎に検出した８個のＧＰＳ移動ベクトル、自立航法により１秒毎に検出した８個の自立移動ベクトルが集まった時点で信頼性判断を行う）の場合を例に説明する。
【００３３】
ステップＳ２では、ＧＰＳ航法により検出したデータ（位置データ、方位データ、速度データ、ＤＯＰデータ）と自立航法により検出したデータ（旋回角度データ、移動距離データ）を読み込み、同期合わせ（同時点で検出したデータとして扱えるデータ、例えば、最も接近した検出時点のデータを同時点の検出データとする）を行ってステップＳ３に移る。つまり、比較すべき両航法により検出し、制御部２内のメモリ（ＲＡＭ）に保存されているデータをメモリから読み出す。ＧＰＳデータはＧＰＳ航法により検出した位置データ、方位データ、速度データ、ＤＯＰデータ等であり、旋回角度データは方位センサ（ジャイロセンサ）１２により検出したデータ、移動距離データは距離センサ１３により検出したデータである。次に、両航法により検出され、読み込んだデータの同期合わせを行う。例えば、１秒間隔でＧＰＳ航法で検出した１番目のデータと自立航法で検出した１番目のデータを対応させ、ＧＰＳ航法で検出した２番目のデータと自立航法で検出した２番目のデータを対応させる。以下、同様にして必要なデータ数ｎ（ここでは８個）のデータを対応させる。この同期合わせは両航法によるデータのサンプリング周期（検出周期）、あるいはタイミングが異なっていた場合に必要で、両航法とも同一周期（で且つ、同一タイミング）でサンプリングしておれば不要である。
【００３４】
ステップＳ３では、ＧＰＳデータが有効か否かを判断してＧＰＳデータが有効であればステップＳ４に移り、有効でなければ処理を終える。つまり、ＧＰＳ衛星の電波の受信が可能な場合を有効、トンネルや地下駐車場等で電波が受信不可能な場合を無効と判断する。この判断はＧＰＳ電波の受信状態の概略を判断するもので、検出された個々のデータの信頼性を判断するものではない。また、ＧＰＳ航法では単位時間の移動量が小さい場合も検出精度が悪いので、自立航法における距離センサ１３により検出された車速が低い場合も無効と判断する方法も有効である。
【００３５】
ステップＳ４では、ＧＰＳ方位データ、速度データからＧＰＳ移動ベクトルＣを算出してステップＳ５に移る。つまり、ＧＰＳ航法で検出した８個のデータについて、１番目のＧＰＳ方位データ、速度データから図２で説明したように第１のＧＰＳ移動ベクトルＣ１を算出する。また、２番目のＧＰＳ方位データ、速度データから第２のＧＰＳ移動ベクトルＣ２を算出する。以下同様にして３番目〜８番目のＧＰＳ方位データ、速度データから第３のＧＰＳ移動ベクトルＣ３〜第８のＧＰＳ移動ベクトルＣ８を算出する。
【００３６】
ステップＳ５では、自立航法により検出した旋回角度データ、速度データから自立移動ベクトルＤを算出してステップＳ６に移る。つまり、自立航法で検出した８個のデータについて、１番目の旋回角度データ、速度データから図２で説明したように第１の自立移動ベクトルＤ１を算出する。また、２番目の旋回角度データ、速度データから第２の自立移動ベクトルＤ２を算出する。以下同様にして３番目〜８番目の旋回角度データ、速度データから第３の自立移動ベクトルＤ３〜第８の自立移動ベクトルＤ８を算出する。
【００３７】
ステップＳ６では、自立移動ベクトルの変動（絶対値の積算）が所定値以上であるか否かを判断して変動が所定値以上であればステップＳ７に移り、変動が所定値以上でなければステップＳ１１に移る。この判断は図６に示すように、ＧＰＳ電波の不要反射波の受信等によるＧＰＳ航法の精度低下の場合、直線区間ではＧＰＳ航法により異常な車両位置を出力しても、ＧＰＳ航法から算出したＧＰＳ移動ベクトルと自立移動ベクトルが略直線（各ベクトルＣ１、Ｃ２が略同一方向、また各ベクトルＤ１、Ｄ２が略同一方向）となる場合が比較的多くあり、両者が一致したようになる。このような場合には、信頼性判断の説明図（図１）で述べたように、両者が直線区間であればＧＰＳ航法で検出した車両位置が異常であっても正しいと判断してしまう恐れがある。そこで、このように各ベクトルの変動（ベクトルＤ１とベクトルＤ２のように次のベクトルとの差（絶対値））が少ない時は、この区間のデータは判断には使用しないようにしている。つまり、自立移動ベクトルＤ１と自立移動ベクトルＤ２の差（絶対値）、自立移動ベクトルＤ２と自立移動ベクトルＤ３の差（絶対値）、以下同様にして、自立移動ベクトルＤ７と自立移動ベクトルＤ８の差（絶対値）を求め積算する。そして、この積算値が所定値以上であるか否かを判断する。図７では、ベクトルの変動の代わりに、ベクトル変動角θ１、θ２、θ３、θ４（角度はいずれも絶対値）を使用しており、この場合、積算値Σθ＝θ１＋θ２＋θ３＋θ４・・・・＋θ７で示され、この積算値Σθが所定値以上であるか否かで判断する。尚、所定値未満と判断された場合は処理を終えるが、このフローチャートは繰り返し実行されるので、次回の処理（ステップＳ６では、新しいデータが１つ追加され、古いデータが１つ削除されるている）で所定値以上となればステップＳ７に移る。また、積算値Σθが所定値未満で処理を終えた時は、次の処理のステップＳ１でデータ数ｎを１つ増やすようにしてもよい。
【００３８】
ステップＳ７では、以前の移動ベクトルデータがｎ個以上存在するか否かを判断して移動ベクトルのデータ数がｎ個以上存在すればステップＳ８に移り、ｎ個未満であればステップＳ１１に移る。つまり、ステップＳ１において両航法により比較するベクトル数（ｎ）を設定したが、このデータ数がｎ個以上なければ比較する場合の信頼性が悪いので所定のデータ数（ｎ＝８）が揃うまで両航法による一致度の判断は保留する。
【００３９】
ステップＳ８では、ＧＰＳ移動ベクトルＣ１〜Ｃ８、自立移動ベクトルＤ１〜Ｄ８の各ベクトル差分を比較してステップＳ９に移る。つまり、図１で説明したように、ＧＰＳ移動ベクトルＣ１と自立移動ベクトルＤ１のベクトル差分Ｑ１を求める。次に、ＧＰＳ移動ベクトルＣ２と自立移動ベクトルＤ２のベクトル差分Ｑ２を求める。また、ＧＰＳ移動ベクトルＣ３と自立移動ベクトルＤ３のベクトル差分Ｑ３を求める。以下同様にして、ＧＰＳ移動ベクトルＣ８と自立移動ベクトルＤ８のベクトル差分Ｑ８まで、８個のベクトル差分を求める。そして、ベクトル差分Ｑ１とベクトル差分Ｑ２の差Ｙ１を求める。以下同様にして、ベクトル差分Ｑ２とベクトル差分Ｑ３の差Ｙ２、以下同様にしてベクトル差分Ｑ７とベクトル差分Ｑ８の差Ｙ７まで７個のベクトル差分の差のデータ（Ｙ１〜Ｙ７）を算出する。
【００４０】
ステップＳ９では、ＧＰＳデータが使用可能か否かを判断して使用可能であればステップＳ１０に移り、使用可能でなければステップＳ１１に移る。つまり、算出された７個のベクトル差分の差のデータ（Ｙ１〜Ｙ７）がいずれも所定値以下であるか否かで判断する。これは各移動ベクトルが同じように変化している（角度変化及び距離）か否かを判断しており、ＧＰＳ移動ベクトルＣ１〜Ｃ８と自立移動ベクトルＤ１〜Ｄ８を回転させて重ね合わせた場合の一致度を判断していることになる。
【００４１】
ステップＳ１０では、位置補正、方位補正を実施してステップＳ１１に移る。つまり、ＧＰＳデータの信頼性が高いと判断されたので、自立航法で検出した位置、方位をＧＰＳデータに一致させるように補正する。補正後の位置データ、つまりナビゲーション装置で使用する位置データは制御部２内のＲＡＭの所定アドレスに記憶されており、この記憶された位置データをＧＰＳデータに基づき補正することとなる。尚、補正の方法については一般に行われている方法と同じであり、詳細は説明を省略する。
【００４２】
ステップＳ１１では、各ベクトルデータを保存して処理を終わる（繰り返し処理されるのでステップＳ１に戻る）。つまり、次の処理で移動ベクトルデータの比較を行うために、算出したベクトルデータを保存する。
【００４３】
尚、本実施の形態では、ステップＳ５においてＧＰＳ方位データ、ＧＰＳ速度データからＧＰＳ移動ベクトルＣを算出する場合について述べたが、このステップＳ５において、ＧＰＳ位置データからＧＰＳ移動ベクトルＡを算出するようにしてもよい（算出方法の詳細は図４で説明済）。この場合は８個のＧＰＳ移動ベクトルＡ１〜Ａ８を求めるために９個の位置データ（×印の位置）が必要となる。また、対応する自立移動ベクトルはＢ１〜Ｂ８となる。
【００４４】
以上のように本実施の形態では、ＧＰＳ移動ベクトルと自立移動ベクトルを直接比較するのではなく、連続する両移動ベクトルの差分の変化でＧＰＳデータの信頼性を判断しており、方位センサのシフトによる影響が除かれてＧＰＳデータの信頼性が適正に判断できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、自立航法で検出した現在位置、方位をＧＰＳデータで補正するに当り、ＧＰＳ航法により検出したデータの信頼性の判断が適切に行えるナビゲーション装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＧＰＳ航法により検出した方位・速度データに基づく移動ベクトルの説明図である。
【図２】多データ集積処理による信頼性判断の説明図である。
【図３】異常データ無効処理による信頼性判断の説明図である。
【図４】ＧＰＳ航法により検出した位置データに基づく移動ベクトルの説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るナビゲーション装置の制御部２の行う信頼性判断処理のフローチャートである。
【図６】ＧＰＳデータ異常時の移動ベクトルを示す図である。
【図７】自立移動ベクトルの変動の説明図である。
【図８】ナビゲーション装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１・・・・ＧＰＳ受信機、          ２・・・・・制御部、
１２・・・・方位センサ、            ３１・・・・入力部、
１３・・・・距離センサ、            ４１・・・・表示部、
１４・・・・地図データベース、      ４２・・・・音声出力部。
【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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