(57)【要約】【課題】  車両の現在位置を常時正確に算出することが可能なナビゲーション装置を提供すること。【解決手段】位置算出装置Ａ２は車両の移動距離および進行方向を走行データとして記憶する。また、マップマッチングを行う際の開始地点を記憶する。位置算出装置Ｂ３は車外から位置情報を取得し、これに含まれる誤差を補正して車両の現在位置を算出する。位置算出装置Ｂ３が補正動作を行っている場合、ＥＣＵ９は位置算出装置Ｂ３の算出結果を車両の現在位置として取得する。一方、位置算出装置Ｂ３が補正動作を行っていない場合、ＥＣＵ９は位置算出装置Ａ２に記憶されている走行データおよび開始地点に基づいてマップマッチングを行い、これによって算出された位置を車両の現在位置として取得する。【選択図】      図１
2005062121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車外から位置情報を取得して、車両の現在位置を検出する検出手段と、
前記車両の移動距離および進行方向に基づいて、前記車両の現在位置を算出する算出手段と、
前記検出手段の位置検出精度を測定し、これが所定の検出精度以上である場合には、前記検出手段の検出結果を選択し、所定の検出精度以下である場合には、前記算出手段の算出結果を選択する選択手段とを備え、
前記選択手段によって選択された、前記検出手段の検出結果または前記算出手段の算出結果に基づいて、車両の現在位置を取得することを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
前記検出手段は、車外から取得した位置情報に含まれる誤差を補正する補正手段を有し、
前記選択手段は、前記補正手段による誤差の補正が行われている場合に、前記検出手段の位置検出精度が所定の検出精度以上であると判断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】
前記検出手段は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を位置情報として取得するものであり、
前記補正手段は、Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  ＧＰＳ（ＲＴＫ−ＧＰＳ）方式によって、誤差の補正を行うことを特徴とする請求項２記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
前記検出手段は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を位置情報として取得するものであり、
前記補正手段は、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ  ＧＰＳ（ＤＧＰＳ）方式によって、誤差の補正を行うことを特徴とする請求項２記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記車両の現在位置を算出する際の基準となる地点を記憶し、当該基準地点からの前記車両の移動距離および進行方向変化量に基づいて、前記車両の現在位置を算出するものであり、
前記選択手段は、前記検出手段の位置検出精度が所定の検出精度以上である場合には、前記算出手段に記憶されている基準地点を、前記検出手段が検出した前記車両の現在位置に更新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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の位置検出機器を搭載し、これらの検出結果を相互補完して用いることで、車両の正確な現在位置を取得することが可能なナビゲーション装置が公知である。
【０００３】
例えば、特許文献１のナビゲーション装置では、ＧＰＳ機器によって位置検出を行うとともに、車両に取り付けられた各種センサから、当該車両の移動距離および進行方向変化量を検出する。車両の現在位置を取得する際には、ＧＰＳ機器によって検出された位置を中心とした誤差円領域から、当該車両の移動距離および進行方向変化量に基づいて、マップマッチングを行う領域を特定する。そして、特定された領域において、前述の移動距離および進行方向変化量に基づいてマップマッチングを行うことにより、車両の正確な現在位置を算出して取得する。
【特許文献１】特開平６−１０２０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、ＲＴＫ−ＧＰＳ方式等を利用した、車両の現在位置を極めて正確に算出可能な位置算出機器を備えたナビゲーション装置が普及しつつある。前述の位置算出機器は、従来装置のように、複数の位置検出機器からの検出結果を相互補完するよりも、より正確に車両の現在位置を算出することが可能である。その反面、例えば車両の起動直後や、車両がトンネルやビルの谷間に進入した場合、その位置検出精度の低下度合いが従来装置と比較して大きい。また、低下した位置検出精度が復旧するまでにかかる時間も、従来装置と比較して長くなる傾向がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、車両の現在位置を常時正確に算出することが可能なナビゲーション装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のナビゲーション装置は、車外から位置情報を取得して、車両の現在位置を検出する検出手段と、車両の移動距離および進行方向に基づいて、車両の現在位置を算出する算出手段と、検出手段の位置検出精度を測定し、これが所定の検出精度以上である場合には、検出手段の検出結果を選択し、所定の検出精度以下である場合には、算出手段の算出結果を選択する選択手段とを備え、選択手段によって選択された、検出手段の検出結果または算出手段の算出結果に基づいて、車両の現在位置を取得することを特徴とする。
【０００７】
このように、本発明のナビゲーション装置では、車外から位置情報を取得して車両の現在位置を検出する検出手段と、車両の移動距離および進行方向に基づいて車両の現在位置を算出する算出手段とを有する。選択手段は、検出手段の位置検出精度を測定し、これが所定の検出精度以上である場合には、検出手段の検出結果を選択する。一方、所定の検出精度以下である場合には、算出手段の算出結果を選択する。そして、選択された検出手段の検出結果または算出手段の算出結果に基づいて、当該車両の現在位置を取得する。これにより、例えば車両の起動直後や、車両がトンネルやビルの谷間に進入した場合等、検出手段の位置検出精度が大きく低下した場合でも、算出手段の算出結果に基づいて、車両の現在位置を常時正確に算出することが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載のように、検出手段は、車外から取得した位置情報に含まれる誤差を補正する補正手段を有し、選択手段は、補正手段による誤差の補正が行われている場合に、検出手段の位置検出精度が所定の検出精度以上であると判断することが望ましい。補正手段による誤差の補正が行われている場合、車両の現在位置を正確に検出できていると考えられるためである。
【０００９】
請求項３に記載のように、検出手段は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を位置情報として取得するものであり、補正手段は、Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  ＧＰＳ（ＲＴＫ−ＧＰＳ）方式によって、誤差の補正を行うことが望ましい。ＲＴＫ−ＧＰＳ方式は、ＧＰＳを利用した位置計測方式の一種であり、数ｃｍ程度の誤差で位置検出を行うことが可能である。また、ＲＴＫ−ＧＰＳ方式では、移動中の物体であっても、その位置をリアルタイムに検出することができる。ＲＴＫ−ＧＰＳ方式によって誤差の補正を行うことにより、車両の現在位置を極めて正確に算出することが可能となるのである。
【００１０】
請求項４に記載のように、検出手段は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を位置情報として取得するものであり、補正手段は、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ  ＧＰＳ（ＤＧＰＳ）方式によって、誤差の補正を行うこととしても良い。ＤＧＰＳ方式も、前述のＲＴＫ−ＧＰＳ方式と同様、ＧＰＳを利用した位置計測方式の一種であり、数ｍ程度の誤差で位置検出を行うことが可能である。また、移動中の物体の位置をリアルタイムに検出することもできる。ＤＧＰＳ方式によって誤差の補正を行うこととしても、車両の現在位置を極めて正確に算出することが可能となる。
【００１１】
請求項５に記載のように、算出手段は、車両の現在位置を算出する際の基準となる地点を記憶し、当該基準地点からの車両の移動距離および進行方向変化量に基づいて、車両の現在位置を算出するものであり、選択手段は、検出手段の位置検出精度が所定の検出精度以上である場合には、算出手段に記憶されている基準地点を、検出手段が検出した車両の現在位置に更新することが望ましい。これにより、算出手段に記憶されている基準地点は、最新かつ正確な基準地点に更新されることとなり、車両の現在位置を極めて正確に算出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】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態におけるカーナビゲーション装置１の全体構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、算出手段である位置算出装置Ａ２は、ジャイロスコープ２１と距離センサ２２とを備える。ジャイロスコープ２１は、例えば水晶振動子を備え、当該振動子を振動させた際に発生する、コリオリ力に基づく振動から、車両の回転角速度（進行方向変化量）を算出する。距離センサ２２は、例えば車両に搭載された図示しない車輪や車軸の回転信号に基づいて、車両の移動距離を算出する。
【００１４】
特に本実施形態では、位置算出装置Ａ２は、前述の回転角速度および移動距離を所定時間毎に算出するとともに、走行データとして順次記憶する。また、本実施形態の位置算出装置Ａ２は、前述の走行データに基づいてマップマッチングを行う際の開始地点（基準地点）を記憶する。記憶された開始地点については、変更することが可能である。なお、車両の回転角速度および移動距離に関しては、ステアリングセンサや車速センサ等、他のセンサによる検出信号に基づいて算出することとしても良い。
【００１５】
位置算出装置Ｂ３は、ＧＰＳ受信機３１とＤＭＣＡ受信機３２とを備える。ＧＰＳ受信機３１は、人工衛星である複数の図示しないＧＰＳ衛星から送信される位置測定用のＧＰＳ信号を受信する。ＤＭＣＡ受信機３２は、図示しない地上の基地局から補正情報として送信される搬送波位相積算値を受信する。位置算出装置Ｂ３は、ＧＰＳ受信機３１が受信したＧＰＳ信号から位置情報を検出するとともに、検出された位置情報に含まれる誤差を、ＤＭＣＡ受信機３２が受信した搬送波位相積算値に基づいて補正し、車両の現在位置を算出する。この補正動作により、位置算出装置Ｂ３は車両の現在位置を極めて正確に算出することができるのである。
【００１６】
前述の補正動作は、ＲＴＫ−ＧＰＳ方式によって行われる。具体的には、まず、ＧＰＳ受信機３１によって受信された各ＧＰＳ信号の搬送波位相積算値を算出する。次に、各ＧＰＳ信号の搬送波位相積算値と、ＤＭＣＡ受信機３２が受信した搬送波位相積算値との二重位相差を算出し、これに基づいてＧＰＳ信号から検出された位置情報に含まれる誤差を補正する。前述の基地局は、地上における正確な緯度、経度、高度が判明している。また、各ＧＰＳ衛星の正確な軌道は、アルマナックやエフェメリス等の衛星軌道情報から判明する。そのため、各ＧＰＳ信号の搬送波位相積算値と、ＤＭＣＡ受信機３２が受信した搬送波位相積算値との二重位相差を算出することで、ＧＰＳ信号から検出された位置情報に含まれる誤差を補正することができるのである。ＲＴＫ−ＧＰＳ方式の詳細に関しては、国土地理院技術資料Ａ・１−Ｎｏ．２２８に記載されており、これを参照されたい。
【００１７】
なお、前述の補正動作は、車両起動後、所定時間が経過した後でないと実行されない。また、車両がトンネルやビルの谷間に進入した場合には、前述の補正動作は一時的に中断される。その後、車両がトンネルやビルの谷間を通過した後、所定時間が経過すると、再び実行が開始される（図２参照）。
【００１８】
なお、ＧＰＳ信号および搬送波位相積算値の受信に関しては、小型の汎用無線機を用いることとしても良い。
【００１９】
地図データ入力器４は、例えばハードディスクから構成され、道路情報、建造物情報、各地域の住所情報や郵便番号情報などを含む地図情報を地図データとして記憶する。地図データに関しては、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等に記憶することとしてもよい。
【００２０】
操作スイッチ５は、例えば複数のメカニカルスイッチから構成され、カーナビゲーション装置１に対して各種ナビゲーション動作の開始や終了を指示する。この操作スイッチ５は、後述するディスプレイ８に操作キーを表示し、その操作キーを押したことを検出するタッチパネルを備えたタッチスイッチによって構成しても良い。
【００２１】
リモコン６は、例えば各種機能キーを備えた多機能リモコンであり、リモコンセンサ７を介して、カーナビゲーション装置１に各種ナビゲーション動作の開始や終了を指示する。これらの指示に関しては、前述の操作スイッチ５によって行ってもよい。
【００２２】
ディスプレイ８は、例えば小型の液晶ディスプレイであり、各種ナビゲーション表示を行う。各種ナビゲーション表示に関しては、車載用ヘッドアップディスプレイによって、車両のフロントガラスに表示することとしてもよい。
【００２３】
ＥＣＵ９は、ナビゲーション用ＥＣＵであり、操作スイッチ５やリモコン６からの指示に従って各種ナビゲーション動作を実行する。具体的には、車両の現在位置および進行方向から、当該車両の現在位置周辺の地図画像を地図データ入力器３から読み出してディスプレイ８に表示させたり、目的地までの走行経路を色分けして表示させたりする。また、スピーカ１０から各種音声案内を行う。
【００２４】
特に本実施形態では、ＥＣＵ９は車両の現在位置を取得する際、位置算出装置Ｂ３が補正動作を行っているか否かを調べる。位置算出装置Ｂ３が補正動作を行っている場合、ＥＣＵ９は位置算出装置Ｂ３の算出結果を車両の現在位置として取得する。一方、位置算出装置Ｂ３の補正動作が中断されている場合には、位置算出装置Ａ２に記憶されている走行データと開始地点とを読み出すとともに、地図データ入力器３に記憶されている地図データを読み出す。そして、前述の開始地点から、走行データに従ってマップマッチングを行い、これによって算出された位置を車両の現在位置として取得する。
【００２５】
また、本実施形態のＥＣＵ９は、位置算出装置Ｂ３が補正動作を行っている場合には、その算出結果を新たな開始地点として位置算出機器Ａ２へと送信し、開始地点の更新を行う。
【００２６】
図３は、本実施形態のナビゲーション装置が、車両の現在位置を取得する処理に関するフローチャートである。本フローチャートの処理は、一定時間毎に実行される。
【００２７】
ステップ３０１では、ＥＣＵ９は、位置算出装置Ａ２に記憶されている走行データと開始地点とを読み出す。ステップ３０２では、地図データ入力器３から地図データを読み出すとともに、ステップ３０１で読み出した走行データと開始地点とを用いてマップマッチングを行い、車両の現在位置を算出する。
【００２８】
ステップ３０３では、位置算出装置Ｂ３が補正動作を行っているか否かを判定する。位置算出装置Ｂ３が補正動作を行っている場合は、ステップ３０４へ進む。位置算出装置Ｂ３が補正動作を行っていない場合は、ステップ３０７へ進む。
【００２９】
ステップ３０４では、位置算出装置Ｂ３によって車両の現在位置を算出する。ステップ３０５では、ステップ３０４で算出された車両の現在位置を、新たな開始地点として位置算出装置Ａ２へ送信し、開始地点の更新を行う。これにより、位置算出装置Ａ２には最新かつ正確な開始地点が記憶されることとなり、車両の現在位置を極めて正確に算出できるのである。
【００３０】
ステップ３０６では、ステップ３０４で算出された車両の現在位置を、当該車両の現在位置として取得する。一方、ステップ３０７では、ステップ３０２で算出された車両の現在位置を、当該車両の現在位置として取得する。
【００３１】
このように、本実施形態のナビゲーション装置では、位置算出装置Ｂ３が補正動作を行っている場合、ＥＣＵ９は位置算出装置Ｂ３の算出結果を車両の現在位置として取得する。一方、位置算出装置Ｂ３が補正動作を行っていない場合、ＥＣＵ９は位置算出装置Ａ２に記憶されている走行データおよび開始地点に基づいてマップマッチングを行い、これによって算出される位置を車両の現在位置として取得する。これにより、例えば車両の起動直後や、車両がトンネルやビルの谷間に進入した場合等、位置算出装置Ｂ３の位置検出精度が大きく低下した場合でも、車両の現在位置を正確に算出することが可能となる。
【００３２】
本実施形態では、ＧＰＳ信号から検出された位置情報に含まれる誤差をＲＴＫ−ＧＰＳ方式によって補正した。しかしながら、検出された位置情報に含まれる誤差の補正に関しては、ＤＧＰＳ方式によって補正することとしても良い。また、携帯電話から送信される信号に基づいて位置情報を検出し、これに含まれる誤差を前述の各種方式で補正し、車両の現在位置を算出することとしても良い。
【００３３】
また、本実施形態では、位置算出機器Ｂ３による補正動作の実行の有無によって、いずれの位置算出装置の算出結果に基づき、車両の現在位置を取得するかを判断していた。しかしながら、ＧＰＳ衛星の上空における幾何学的配置に伴う位置検出精度指数（ＤＯＰ）を測定し、これに基づいて前述の判断を行うこととしても良い。
【００３４】
最後に、本発明のナビゲーション装置は、カーナビゲーション装置として最も好適であることを言及しておく。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態におけるナビゲーション装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】車両がビルの谷間を通過する際における、車両の現在位置の算出状況の一例を示す図である。
【図３】本実施形態のナビゲーション装置が、車両の現在位置を取得する処理に関するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１…カーナビゲーション装置
２…位置算出装置Ａ
２１…ジャイロスコープ
２２…距離センサ
３…位置算出装置Ｂ
３１…ＧＰＳ受信機
３２…ＤＭＣＡ受信機
４…地図データ入力器
５…操作スイッチ
６…リモコン
７…リモコンセンサ
８…ディスプレイ
９…ＥＣＵ
１０…スピーカ
【図１】
2005062121.tif 000003
【図２】
2005062121.tif 000004
【図３】
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