(57)【要約】  【課題】  現在位置と目的位置との間の距離に応じた動作が可能なＧＰＳ装置を提供する。  【解決手段】  このＧＰＳ装置１は、アンテナ２と、受信部３と、現在位置を算出する現在位置算出部４と、目標位置を記録する目標位置記録部７と、複数の距離基準値を記録する距離基準値記録部８と、複数の休止時間候補値を記録する休止時間候補値記録部９と、複数の休止時間候補値の中から、目標位置と現在位置との間の距離に応じた休止時間候補値を休止時間として決定する休止時間決定部５と、タイマ部６と、電源部１０とを具備する。【選択図】  図１
2005207987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星からの電波を受信することにより現在位置を算出するための装置であって、
前記電波の受信、前記電波を用いた現在位置の算出、及び、前記現在位置と目的位置との間の距離に応じた休止時間の決定を含む動作を所定の動作時間で行うこと、並びに前記動作を前記休止時間の間休止することを繰り返すこと
を特徴とするＧＰＳ装置。
【請求項２】
前記現在位置と前記目的位置との間の距離が長いほど前記休止時間を長くし、前記現在位置と前記目的位置との間の距離が短いほど前記休止時間を短くすることを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ装置。
【請求項３】
前記電波を受信するためのアンテナと、
前記アンテナを介して前記電波を受信し、前記電波を信号に変換して出力するための受信部と、
前記目標位置を記録するための目標位置記録部と、
前記信号を用いて前記現在位置を算出するための現在位置算出部と、
前記目標位置と前記現在位置との間の距離を算出し、前記目標位置と前記現在位置との間の距離に応じて前記休止時間を決定し出力するための休止時間決定部と、
前記休止時間を受け取り、前記休止時間が経過したときに制御信号を活性化するためのタイマ部と、
前記制御信号が活性化されたときから前記動作時間の間、前記受信部、前記現在位置算出部、及び、前記休止時間決定部に電力を供給する電源部と、
を具備する請求項１又は２記載のＧＰＳ装置。
【請求項４】
複数の距離基準値を記録するための距離基準値記録部と、
前記複数の距離基準値によって決定される複数の距離レンジにそれぞれ対応づけられた複数の休止時間候補値を記録するための休止時間候補値記録部と、
を更に具備し、
前記休止時間決定部が、
前記複数の休止時間候補値の中から、前記複数の距離レンジの中の前記目標位置と前記現在位置との間の距離が属する距離レンジに対応づけられた休止時間候補値を前記休止時間として決定する、請求項３記載のＧＰＳ装置。
【請求項５】
前記電波を受信するためのアンテナと、
前記アンテナを介して前記電波を受信し、前記電波を信号に変換して出力するための受信部と、
前記目標位置を記録するための目標位置記録部と、
制御信号が活性化されたときに、前記信号を用いて前記現在位置を算出するための現在位置算出処理、及び、前記目標位置と前記現在位置との間の距離を算出し、前記目標位置と前記現在位置との間の距離に応じて前記休止時間を決定し出力するための休止時間決定処理を実行するためのＣＰＵと、
前記休止時間を受け取り、前記休止時間が経過したときに前記制御信号を活性化するためのタイマ部と、
前記制御信号が活性化されたときから前記動作時間の間、前記受信部に所定の電力を供給する電源部と、
を具備する請求項１又は２記載のＧＰＳ装置。
【請求項６】
複数の距離基準値を記録するための距離基準値記録部と、
前記複数の距離基準値によって決定される複数の距離レンジにそれぞれ対応づけられた複数の休止時間候補値を記録するための休止時間候補値記録部と、
を更に具備し、
前記ＣＰＵが実行する前記休止時間決定処理が、
前記複数の休止時間候補値の中から、前記複数の距離レンジの中の前記目標位置と前記現在位置との間の距離が属する距離レンジに対応づけられた休止時間候補値を前記休止時間として決定する処理である、請求項５記載のＧＰＳ装置。
【請求項７】
前記ＣＰＵ、前記タイマ部、前記目標位置記録部、前記距離基準値記録部、及び、前記休止時間候補値記録部が、シングルチップマイクロコンピュータとして構成されている、請求項６記載のＧＰＳ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工衛星からの電波を受信することにより現在位置を算出するためのＧＰＳ（Global Positioning System）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、消費電力低減のため、人工衛星からの電波の受信及び現在位置の算出を間欠的に行うＧＰＳ装置が用いられている。図７は、このような従来のＧＰＳ装置の消費電流を示す図である。
図７に示すように、従来のＧＰＳ装置は、人工衛星からの電波の受信及び現在位置の算出を所定の第１の時間（ここでは、Ｔ１）で行い、人工衛星からの電波の受信及び現在位置の算出を所定の第２の時間（ここでは、Ｔ２）休止する。ＧＰＳ装置の消費電力は、人工衛星からの電波の受信及び現在位置の算出を休止している間は数μＡ程度であるが、人工衛星からの電波の受信及び現在位置の算出を行っている間は数十ｍＡ程度に達する。従って、図７に示すように、人工衛星からの電波の受信及び現在位置の算出を間欠的に行うことにより、消費電力を低減することができる。
しかしながら、上記のような従来のＧＰＳ装置では、人工衛星からの電波の受信及び現在位置の算出を休止する時間（ここでは、Ｔ２）が固定されていたため、状況に応じた動作を行うことができなかった。
【０００３】
上記のような問題を解決するものとして、ＧＰＳ衛星を用いて測位計算を行う受信機のバッテリ電源を切り替えて低消費電力化する間欠受信方式において、間欠受信間隔を受信機の移動速度および移動距離に応じて予め定めた受信休止時間に自動設定する受信休止時間設定手段を備えることを特徴とする間欠受信方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に掲載された間欠受信方式は、間欠受信間隔を受信機の移動速度および移動距離に応じて予め定めた受信休止時間に自動設定するものであるが、受信機の現在位置と目的位置との間の距離を用いるものではない。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９５４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、現在位置と目的位置との間の距離に応じた動作を行うことができるＧＰＳ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、本発明に係るＧＰＳ装置は、人工衛星からの電波を受信することにより現在位置を算出するための装置であって、電波の受信、電波を用いた現在位置の算出、及び、現在位置と目的位置との間の距離に応じた休止時間の決定を含む動作を所定の動作時間で行うこと、並びに動作を休止時間の間休止することを繰り返すことを特徴とする。
【０００８】
このＧＰＳ装置において、現在位置と目的位置との間の距離が長いほど休止時間を長くし、現在位置と目的位置との間の距離が短いほど休止時間を短くすることとしても良い。
【０００９】
また、電波を受信するためのアンテナと、アンテナを介して電波を受信し、電波を信号に変換して出力するための受信部と、目標位置を記録するための目標位置記録部と、信号を用いて現在位置を算出するための現在位置算出部と、目標位置と現在位置との間の距離を算出し、目標位置と現在位置との間の距離に応じて休止時間を決定し出力するための休止時間決定部と、休止時間を受け取り、休止時間が経過したときに制御信号を活性化するためのタイマ部と、制御信号が活性化されたときから動作時間の間、受信部、現在位置算出部、及び、休止時間決定部に電力を供給する電源部とを具備することとしても良い。さらに、複数の距離基準値を記録するための距離基準値記録部と、複数の距離基準値によって決定される複数の距離レンジにそれぞれ対応づけられた複数の休止時間候補値を記録するための休止時間候補値記録部と、を更に具備し、休止時間決定部が、複数の休止時間候補値の中から、複数の距離レンジの中の目標位置と現在位置との間の距離が属する距離レンジに対応づけられた休止時間候補値を休止時間として決定することとしても良い。
【００１０】
また、電波を受信するためのアンテナと、アンテナを介して電波を受信し、電波を信号に変換して出力するための受信部と、目標位置を記録するための目標位置記録部と、制御信号が活性化されたときに、信号を用いて現在位置を算出するための現在位置算出処理、及び、目標位置と現在位置との間の距離を算出し、目標位置と現在位置との間の距離に応じて休止時間を決定し出力するための休止時間決定処理を実行するためのＣＰＵと、休止時間を受け取り、休止時間が経過したときに制御信号を活性化するためのタイマ部と、制御信号が活性化されたときから動作時間の間、受信部に所定の電力を供給する電源部とを具備することとしても良い。さらに、複数の距離基準値を記録するための距離基準値記録部と、複数の距離基準値によって決定される複数の距離レンジにそれぞれ対応づけられた複数の休止時間候補値を記録するための休止時間候補値記録部と、を更に具備し、ＣＰＵが実行する休止時間決定処理が、複数の休止時間候補値の中から、複数の距離レンジの中の目標位置と現在位置との間の距離が属する距離レンジに対応づけられた休止時間候補値を休止時間として決定する処理であることとしても良い。
【００１１】
また、ＣＰＵ、タイマ部、目標位置記録部、距離基準値記録部、及び、休止時間候補値記録部が、シングルチップマイクロコンピュータとして構成されていることとしても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現在位置と目的位置との間の距離に応じて休止時間を決定することができる。これにより、消費電力を低減するとともに、状況に応じた動作を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＧＰＳ（Global Positioning System）装置の概要を示す図である。図１に示すように、このＧＰＳ装置１は、アンテナ２と、受信部３と、現在位置算出部４と、休止時間決定部５と、タイマ部６と、目標位置記録部７と、距離基準値記録部８と、休止時間候補値記録部９と、電源部１０とを具備する。
【００１４】
電源部１０は、タイマ部６が出力する制御信号（タイマ割込み信号）が活性化されたときから所定の時間（ここでは、Ｔ０とする）、受信部３、現在位置算出部４、及び、休止時間決定部５に電力を供給する。受信部３、現在位置算出部４、及び、休止時間決定部５は、電源部１０から電力が供給されている間、動作を行い、電源部１０から電力が供給されていない間、動作を休止する。
【００１５】
受信部３は、アンテナ２を介して人工衛星からの電波を受信し、受信した電波を信号に変換して現在位置算出部４に出力する。
現在位置算出部４は、受信部３が出力する信号を用いて現在位置（ここでは、ｂとする）を算出する。
【００１６】
目標位置記録部７には、目標位置（ここでは、ａとする）が記録されている。
距離基準値記録部８には、複数の距離レンジを決定するための複数の距離基準値（本実施形態においては、Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎ−１（ｎは自然数）とする）が記録されている。なお、本実施形態においては、Ｘ１＜Ｘ２＜…＜Ｘｎ−１であるものとする。
休止時間候補値記録部９には、複数の距離レンジにそれぞれ対応づけられた複数の休止時間候補値（本実施形態においては、ｔｓ１、ｔｓ２、…、ｔｓｎ（ｎは自然数）とする）が記録されている。なお、本実施形態においては、ｔｓ１＜ｔｓ２＜…＜ｔｓｎであるものとする。
【００１７】
目標位置記録部７、距離基準値記録部８、及び、休止時間候補値記録部９は、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されており、目標位置、複数の距離基準値、及び、複数の休止時間候補値は、外部回路により書き換え可能となっている。なお、目標位置記録部７、距離基準値記録部８、及び、休止時間候補値記録部９をマスクＲＯＭ等で構成しても良い。
【００１８】
休止時間決定部５は、現在位置算出部４によって算出された現在位置ｂと目標位置記録部７に記録されている目標位置ａとの間の距離（本実施形態においては、ｘとする）を算出する。そして、休止時間決定部５は、図２に示すように、現在位置と目標位置との間の距離ｘが複数の距離レンジのいずれに属するかに応じて、複数の休止時間候補値の中から休止時間を決定する。例えば、休止時間決定部５は、距離ｘが０以上Ｘ１未満の距離レンジに属する場合、ｔｓ１を休止時間として決定し、距離ｘがＸ１以上Ｘ２未満の距離レンジに属する場合、ｔｓ２を休止時間として決定し、距離ｘがＸ２以上Ｘ３未満の距離レンジに属する場合、ｔｓ３を休止時間として決定する。また、休止時間決定部５は、距離ｘがＸｎ−１以上の距離レンジに属する場合、ｔｓｎを休止時間として決定する。このように、本実施形態においては、現在位置と目標位置との間の距離ｘが長いほど休止時間は長くなり、現在位置と目標位置との間の距離ｘが短いほど休止時間は短くなる。
【００１９】
再び図１を参照すると、タイマ部６は、休止時間決定部５から休止時間を受け取り、計時を行い、休止時間が経過したときに制御信号（タイマ割込み信号）を活性化して電源部１０に出力する。電源部１０は、先に説明したように、制御信号（タイマ割込み信号）が活性化されたときから所定の時間（ここでは、Ｔ０）、受信部３、現在位置算出部４、及び、休止時間決定部５に電力を供給する。
【００２０】
図３は、ＧＰＳ装置１の動作の概要を示すフローチャートである。以下、図１〜図３を参照しながら、ＧＰＳ装置１の動作について、さらに詳しく説明する。
ＧＰＳ装置１は、パワーオンされると、図３に示す動作を開始する。
パワーオンされたとき、電源部１０は、受信部３、現在位置算出部４、及び、休止時間決定部５に電力を供給せず、受信部３、現在位置算出部４、及び、休止時間決定部５は、動作を行わない（ステップＳ１）。
【００２１】
次に、必要に応じ、目標位置ａ、距離基準値Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎ−１、及び、休止時間候補値ｔｓ１、ｔｓ２、…、ｔｓｎを外部回路によって書き換える（ステップＳ２）。なお、既に記録されている目標位置ａ、距離基準値Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎ−１、及び、休止時間候補値ｔｓ１、ｔｓ２、…、ｔｓｎをそのまま使用する場合には、書き換えなくても良い。
【００２２】
次に、電源部１０は、受信部３、現在位置算出部４、及び、休止時間決定部５に電力の供給を開始し、受信部３及び現在位置算出部４は、現在位置ｂの算出を開始する（ステップＳ３）。
【００２３】
現在位置ｂの算出が終了すると、休止時間決定部５は、現在位置算出部４によって算出された現在位置ｂと目標位置記録部７に記録されている目標位置ａとの間の距離ｘを算出する（ステップＳ４）。
【００２４】
そして、休止時間決定部５は、現在位置ｂと目標位置ａとの間の距離ｘが複数の距離レンジのいずれに属するかに応じて、複数の休止時間候補値の中から休止時間を決定し（図２参照）、決定した休止時間をタイマ部６に出力する。また、電源部１０は、受信部３、現在位置算出部４、及び、休止時間決定部５への電力の供給を終了する（ステップＳ５）。
【００２５】
タイマ部６は、休止時間を受け取り、計時を行い、休止時間が経過したときに、制御信号（タイマ割込み信号）を活性化して電源部１０に出力する（ステップＳ６）。その後、ＧＰＳ装置１は、ステップＳ３〜Ｓ６を繰り返す。
【００２６】
以上説明したように、ＧＰＳ装置１においては、現在位置ｂと目標位置ａとの間の距離ｘが長いほど休止時間を長くすることができ、現在位置ｂと目標位置ａとの間の距離ｘが短いほど休止時間を短くすることができる。図４は、ＧＰＳ装置１の消費電流の概要を示す図である。このように、目標位置から遠く離れている場合には、休止時間を長くすることにより、消費電力をより低減し、目標位置に近づいてきた場合には、休止時間を短くすることにより、現在位置をより短い間隔で算出することができる。
【００２７】
なお、本実施形態においては、休止時間決定部５が、複数の距離基準値及び複数の休止時間候補値を用いて休止時間を決定することとしているが、複数の距離基準値及び複数の休止時間候補値を用いることなく、現在位置ｂと目標位置ａとの間の距離ｘに所定の演算を行うことにより休止時間を決定することとしても良い。例えば、現在位置ｂと目標位置ａとの間の距離ｘが１００ｋｍの場合に、休止時間を１時間とすることとしても良いし、現在位置ｂと目標位置ａとの間の距離ｘが５０ｋｍの場合に、休止時間を３０分とすることとしても良い。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態に係るＧＰＳ装置について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係るＧＰＳ装置の概要を示す図である。図５に示すように、このＧＰＳ装置２１は、アンテナ２と、受信部３と、タイマ部６と、目標位置記録部７と、距離基準値記録部８と、休止時間候補値記録部９と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２２と、電源部２３とを具備する。
【００２９】
ＧＰＳ装置２１においては、先に説明したＧＰＳ装置１（図１参照）の現在位置算出部４及び休止時間決定部５をＣＰＵ２２とソフトウェア（プログラム）で実現したものである。すなわち、ＣＰＵ２２が、現在位置を算出する現在位置算出処理及び休止時間を決定する休止時間決定処理を行う。
【００３０】
先に説明したＧＰＳ装置１においては、タイマ部６が出力する制御信号（タイマ割込み信号）が電源部１０に供給され、電源部１０が、この制御信号（タイマ割込み信号）に応じて受信部３、現在位置算出部４、及び、休止時間決定部５に電力を供給又は停止し、受信部３、現在位置算出部４、及び、休止時間決定部５が動作を行い又は休止している。
一方、ＧＰＳ装置２１においては、電源部２３が、タイマ部６が出力する制御信号（タイマ割込み信号）に応じて電力を受信部３に供給又は停止する一方、ＣＰＵ２２が、タイマ部６が出力する制御信号（タイマ割込み信号）に応じて、現在位置算出処理及び休止時間決定処理を実行し又は休止する。
【００３１】
ＣＰＵ２２の消費電力は、現在位置算出処理及び休止時間決定処理を実行していない間は、現在位置算出処理及び休止時間決定処理を実行している間より低くなる。
従って、ＧＰＳ装置２１においても、ＧＰＳ装置１と同様に、目標位置から遠く離れている場合には、休止時間を長くすることにより、消費電力をより低減し、目標位置に近づいてきた場合には、休止時間を短くすることにより、現在位置をより短い間隔で算出することができる。
【００３２】
なお、現在位置算出処理及び休止時間決定処理を行うためのソフトウェア（プログラム）は、ＣＰＵ２２内のファームウェアとしても良いし、ＣＰＵ２２の外部にソフトウェア（プログラム）を記録した記録媒体（ＲＯＭ等）を設けることとしても良い。
また、ＣＰＵ２２が、処理負荷が低い場合にクロック周波数を下げる等の低消費電力機能を有し、現在位置算出処理及び休止時間決定処理を休止している間、この低消費電力機能を有効にすることとしても良い。
【００３３】
次に、本発明の第３の実施形態に係るＧＰＳ装置について説明する。図６は、本発明の第３の実施形態に係るＧＰＳ装置を示す図である。図６に示すように、このＧＰＳ装置３１は、アンテナ２と、受信部３と、シングルチップマイクロコンピュータ３２と、電源部２３とを具備する。
【００３４】
ＧＰＳ装置３１においては、先に説明したＧＰＳ装置２１（図５参照）のタイマ部６、目標位置記録部７、距離基準値記録部８、及び、休止時間候補値記録部９、及び、ＣＰＵ２２をシングルチップマイクロコンピュータとして構成したものである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、ＧＰＳ装置において利用可能である。さらに、本発明は、各種機器に内蔵するためのＧＰＳモジュール等において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＧＰＳ装置を示す図。
【図２】現在位置と目的位置との間の距離と休止時間との関係の例を示す図。
【図３】図１のＧＰＳ装置１の動作を示すフローチャート。
【図４】図１のＧＰＳ装置１の消費電流を示す図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るＧＰＳ装置を示す図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るＧＰＳ装置を示す図。
【図７】従来のＧＰＳ装置の消費電流を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１、２１、３１  ＧＰＳ装置、２  アンテナ、３  受信部、４  現在位置算出部、５  休止時間決定部、６  タイマ部、７  目標位置記録部、８  距離基準値記録部、９  休止時間候補値記録部、１０、２３  電源部、２２  ＣＰＵ、３２  シングルチップマイクロコンピュータ
【図１】
2005207987.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005207987.tif 000006
【図５】
2005207987.tif 000007
【図６】
2005207987.tif 000008
【図７】
2005207987.tif 000009