(57)【要約】【課題】  衛星航法用衛星からの信号に基づいて測定された位置を用いて、車両の各部の位置、あるいは車両の向きを特定することができるようにする。【解決手段】  ナビゲーション装置１が、車両の所定の複数位置に取り付けられた衛星航法用受信機Ａ〜Ｄからそれぞれの位置情報を取得し、これらの位置情報および当該衛星航法用受信機の車両の所定の位置の情報から線形補間等の計算によって、中心、四隅等の車両の特定の部分の位置を特定する。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の所定の複数位置に取り付けられた衛星航法用アンテナによって受信された衛星航法用衛星からの信号に基づく当該複数の衛星航法用アンテナについての位置情報を取得する複数位置情報取得手段と、
前記複数位置情報取得手段が取得した複数の位置情報を用いて、車両の特定の部分の位置を算出する特定位置算出手段と、を備えた車両特定位置算出装置。
【請求項２】
前記特定位置算出手段は、前記複数位置情報取得手段が取得した位置情報のうち、高精度の位置情報を主に用いて、車両の特定の部分の位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両特定位置算出装置。
【請求項３】
前記複数位置情報取得手段は、前記複数の衛星航法用アンテナによって受信された衛星航法用衛星からの信号から測定される現在位置に対して各衛星航法用アンテナの相対変位情報に基づいた補正を行った結果を前記衛星航法用アンテナについての位置情報として出力する衛星航法用受信機から、当該複数の衛星航法用アンテナについての位置情報を取得し、
前記特定位置算出手段は、前記衛星航法用アンテナの１つから前記車両の特定の部分への車両に固定された座標における変位および自車両の向きに基づいて、当該１つの衛星航法用アンテナから前記特定の部分への外界に固定された座標における変位を算出し、この算出した変位に相対変位情報を変更することで、前記衛星航法用受信機から受けた当該衛星航法用アンテナについての位置情報から当該車両の特定の部分の位置を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の車両特定位置算出装置。
【請求項４】
車両の所定の複数位置に取り付けられた衛星航法用アンテナによって受信された衛星航法用衛星からの信号に基づく当該複数の衛星航法用アンテナの位置情報を取得する複数位置情報取得手段と、
前記複数位置情報取得手段が取得した位置情報を用いて、車両の向きを算出する車両向き算出手段を備えたことを特徴とする車両向き算出装置。
【請求項５】
前記車両向き算出手段は、前記複数位置情報取得手段が取得した位置情報のうち、高精度の位置情報を主に用いて、車両の向きを算出することを特徴とする請求項４に記載の車両特定位置算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の所定の複数位置に取り付けられた衛星航法用アンテナによって受信された衛星航法用衛星からの信号に基づいて車両の向き車両各部の位置を特定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現在位置測定方法として、米国が保有するＧＰＳ衛星を用いる方法が広く用いられている。この方法は、現在位置のわかっている複数の衛星から受信する信号に基づいてこの衛星と自己との距離を算出し、この算出した距離および各衛星の位置から自己の現在位置を算出する方法、すなわち衛星航法の１つである。以下、衛星航法のために用いられる衛星を衛星航法用衛星と呼び、衛星航法用衛星から信号を受信して自位置を算出する装置を衛星航法用受信機と呼び、衛星航法用受信機が衛星航法用衛星から信号を受信するためのアンテナを衛星航法用アンテナと呼ぶ。
【０００３】
ＧＰＳ衛星を用いる方法は、３個以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信して、各衛星からの距離を算出し、その距離データから位置を特定するようになっているが、位置測定精度が１０〜３０m程度である。しかしながら、今後は、この位置測定を高精度化するために、ＧＰＳＬ２帯（１２２７．６ＭＨｚ）・Ｌ５帯（１１７６．４５ＭＨｚ）の使用、ＧＰＳ衛星以外の衛星航法用衛星であるＧａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星の打ち上げ、電子基準点を用いたＤ−ＧＰＳ技術、ＲＴＫ−ＧＰＳ技術の導入等が検討されており、２〜３cmの位置測定精度を達成できる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように位置測定精度が向上した衛星航法用受信機による位置測定機能を車両に搭載した場合、従来よりも精度の高い位置情報収集が可能となる。例えば、車両全体の位置というよりは、車両の一部の位置といえるものを特定することができる。
【０００５】
本発明は上記点に鑑み、衛星航法用衛星からの信号に基づいて測定された位置を用いて、車両の各部の位置、あるいは車両の向きを特定することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成する本発明の第１の特徴は、車両特定位置算出装置が、車両の所定の複数位置に取り付けられた衛星航法用アンテナについての位置情報を取得し、この複数の位置情報から車両の特定の部分の位置を算出することである。このように、複数の衛星航法用アンテナについての位置情報が取得できれば、これらの位置情報および当該衛星航法用アンテナの車両の所定の位置の情報から例えば線形補間等の計算によって、車両の特定の部分の位置を特定することができる。
【０００７】
また、複数の衛星航法用アンテナによって受信された衛星航法用衛星からの信号から測定される現在位置に対して各衛星航法用アンテナの相対変位情報に基づいた補正を行った結果を前記衛星航法用アンテナについての位置情報として出力する衛星航法用受信機から、当該複数の衛星航法用アンテナについての位置情報を取得する場合、当該衛星航法用アンテナの１つから車両の特定の部分への車両に固定された座標における変位および自車両の向きに基づいて、当該１つの衛星航法用アンテナから前記特定の部分への外界に固定された座標における変位を算出し、この算出した変位に相対変位情報を変更すれば、衛星航法用受信機から受けた当該衛星航法用アンテナについての位置情報から当該車両の特定の部分の位置を取得することができる。
【０００８】
また、本発明の第２の特徴は、車両向き算出装置が、車両の所定の複数位置に取り付けられた衛星航法用アンテナについての位置情報を取得し、この複数の位置情報から車両の向きを算出することである。このように、複数の衛星航法用アンテナについての位置情報が取得できれば、これらの位置情報および当該衛星航法用アンテナの車両の所定の位置の情報から、車両の向きを特定することができる。
【０００９】
また、これら車両の特定の部分の位置や向きの特定には、取得した複数の位置情報のうち、高精度の位置情報を主に用いるようにすることで、位置特定の精度が向上する。なお、本実施形態における高精度とは、測定誤差を考慮に入れても車両の各部を区別できる程度の精度をいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について説明する。図１に、ナビゲーション装置１、衛星航法用受信機Ａ２、衛星航法用受信機Ｂ３、衛星航法用受信機Ｃ４、衛星航法用受信機Ｄ５が搭載された車両１０を示す。衛星航法用受信機Ａ〜Ｄは、車載ＬＡＮ６を介してナビゲーション装置１と通信を行う。
【００１１】
図２に、各衛星航法用受信機Ａ〜Ｄの車両１０への取り付け位置を示す。衛星航法用受信機Ａ〜Ｄは、車両１０の四隅付近に取り付けられている。具体的には、衛星航法用受信機Ａは右前端部に、衛星航法用受信機Ｂは左前端部に、衛星航法用受信機Ｃは左後端部に、衛星航法用受信機Ｄは右後端部に、それぞれ取り付けられている。
【００１２】
より具体的には、衛星航法用受信機Ａのアンテナ（以下Ａアンテナと記す）が、車両１０の水平面内における車両中心３１を原点とし、ｙ軸方向を車両前方向きとし、ｘ軸方向を車両右横向きとする車両固定座標における、（ｘ、ｙ）＝（ｗ／２、ｄ／２）となる位置３２にあるよう、衛星航法用受信機Ａは取り付けられている。なお、長さｗは車両の全幅より少し小さい値で、例えば車両の左右のヘッドライトの間隔である。また、長さｄは車両の全長より少し小さい値であり、例えば前輪と後輪との間隔である。
【００１３】
また、衛星航法用受信機Ｂのアンテナ（以下Ｂアンテナと記す）が、上記車両固定座標における、（ｘ、ｙ）＝（−ｗ／２、ｄ／２）となる位置３３にあるよう、衛星航法用受信機Ｂは取り付けられている。
【００１４】
また、衛星航法用受信機Ｃのアンテナ（以下Ｃアンテナと記す）が、上記車両固定座標における、（ｘ、ｙ）＝（ｗ／２、−ｄ／２）となる位置３４にあるよう、衛星航法用受信機Ｃは取り付けられている。
【００１５】
また、衛星航法用受信機Ｄのアンテナ（以下Ｄアンテナと記す）が、上記車両固定座標における、（ｘ、ｙ）＝（−ｗ／２、−ｄ／２）となる位置３５にあるよう、衛星航法用受信機Ｄは取り付けられている。
【００１６】
図３に、ナビゲーション装置１の構成を示す。ナビゲーション装置１は、位置検出器１１、外部記憶媒体１６、操作スイッチ群１７、制御回路１８および表示装置２０を備えている。
【００１７】
位置検出器１１は、いずれも周知の地磁気センサ１２、ジャイロスコープ１３および車速センサ１４を有している。これらのセンサ等１２〜１４は、各々の性質に基づいた現在位置を特定するための情報を制御回路１８に出力する。
【００１８】
外部記憶媒体（特許請求の範囲における記憶媒体に相当する）１６は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の追加書き込み可能な不揮発性記憶媒体およびそれらを制御する装置から成り、制御回路１８からの制御命令等に基づいて、この不揮発性記憶媒体に対してデータの読み出しおよび可能であればデータの書き込みの制御を行う。この不揮発性記憶媒体が記憶している情報としては、上記した位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、地図データおよび目印データを含む各種データ、制御回路１８の動作のためのプログラム等がある。
【００１９】
制御回路１８（特許請求の範囲の制御手段に相当する）は、通常のコンピュータとして構成されており、内部にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、Ｉ／Ｏおよびこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。制御回路１８は、ＲＯＭ、外部記憶媒体１６から読み出したナビゲーション装置１の動作のためのプログラムを実行し、その実行の際にはＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリから情報を読み出し、ＲＡＭ、フラッシュメモリに対して情報の書き込みを行い、Ｉ／Ｏを介して位置検出器１１、操作スイッチ群１７、表示装置２０等と信号の授受を行い、また車載ＬＡＮ６を介して衛星航法用受信機Ａ〜Ｄと信号の授受を行う。
【００２０】
この制御回路１８のＣＰＵは、ナビゲーション装置１が起動するとき、ＲＯＭからブートプログラム、オペレーティングシステム（以下ＯＳと記す）等を読み出して実行し、このＯＳに基づいたハードウェア制御およびプロセス管理を行う。ＯＳ上で動作するプロセスとしては、例えばメニュープログラム、目的地設定プログラム、経路検索プログラム、地図表示プログラム、および位置情報受信プログラム１９等がある。
【００２１】
以下では、当該ＣＰＵがプログラムを読み込んで実行する動作を、当該実行されるプログラム自体の動作であると表現して説明する。
【００２２】
メニュープログラムは、ＯＳ上で動作する各種プログラムを、そのプログラムの機能や目的別に階層的にメニュー表示し、そのメニュー表示されたものの中からユーザが選択したプログラムの実行を開始させる。なお、メニュー表示は表示装置２０に当該メニューの画像データを出力することで行い、また、ユーザの選択は、操作スイッチ群１７に対する選択操作（カーソル移動、確定ボタン押下等）によって制御回路１８に入力された信号に基づいて検出する。
【００２３】
経路検索プログラムは、現在位置から目的地までの最適な経路を特定する。最適な経路を特定する手法としては、ダイクストラ法等が知られている。
【００２４】
目的地設定プログラムは、目的地を設定するためのプログラムであり、ユーザに目的地入力を促す表示を表示装置２０に行わせ、ユーザによる操作スイッチ群１７を用いた目的地の入力に基づいて、当該目的地を制御回路１８のＲＡＭに記憶させる。
【００２５】
位置情報受信プログラム１９は、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄから出力される位置情報を取得してＲＡＭまたはＣＰＵのレジスタに記憶させる。なお、後述する制御回路１８の作動において、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄからの位置情報を用いる場合は、事前にこの位置情報受信プログラム１９を実行することによって当該位置情報を取得するものとする。
【００２６】
各衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのハードウェア構成は同じである。図４に、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄの個々が有するハードウェアの構成を示す。衛星航法用受信機Ａ〜Ｄは、衛星航法用アンテナ２１、ＲＦ部２２、相関器部２３、ＣＰＵ２４、インターフェース回路部２５、ＲＡＭ２６およびＲＯＭ２７を有している。
【００２７】
ＲＦ部２２は、衛星航法用アンテナ（Ａアンテナ、Ｂアンテナ、Ｃアンテナ、Ｄアンテナに対応する）２１が受けた複数の衛星航法用衛星３０からのＲＦ帯域の信号に対して周波数変換、増幅、Ａ／Ｄ変換等の処理を施し、その結果の信号を相関器部２３に出力する。
【００２８】
図５に、ＲＦ部２２の詳細な構成を示す。ＲＦ部２２は、バンドバスフィルタ１２１、増幅器１２２、ミキサ１２３、局部発振器１２４、バンドパスフィルタ１２５、増幅器１２６、ミキサ１２７、局部発振器１２８および復調器１２９を有している。
【００２９】
バンドバスフィルタ１２１は衛星航法用アンテナ２１から受けた信号から不要な周波数成分を除去して増幅器１２２に出力する。
【００３０】
増幅器１２２はバンドバスフィルタ１２１からの信号を増幅してミキサ１２３に出力する。
【００３１】
ミキサ１２３は、増幅器１２２からの信号に局部発振器１２４からの第１の局部周波数信号をかけた結果のＩＦ信号をバンドパスフィルタ１２５に出力する。
【００３２】
バンドパスフィルタ１２５は、ミキサ１２３からの信号から不要な周波数成分を除去して増幅器１２６に出力する。
【００３３】
増幅器１２６は、バンドパスフィルタ１２５からの信号を増幅してミキサ１２７に出力する。
【００３４】
ミキサ１２７は、増幅器１２６からの信号に局部発振器１２８からの第２の局部周波数信号をかけた結果のベースバンド帯域信号を復調器１２９に出力する。
【００３５】
復調器１２９は、ミキサ１２７からの信号に対して復調、Ａ／Ｄ変換等の処理を施し、その結果の信号を相関器部２３に出力する。
【００３６】
なお、上記した第１の局部周波数信号の周波数は、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのそれぞれにおいて異なった値となっている。また、第２の局部周波数信号の周波数も、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのそれぞれにおいて異なった値となっている。ただし、最終的にミキサ１２７から出力される場合における周波数ダウンコンバートの量は、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄで同じである。
【００３７】
例えば、ＧＰＳＬ２帯（１２２７．６ＭＨｚ）のＧＰＳ信号を受信する様な場合、衛星航法用受信機Ａにおける第１局部周波数信号の周波数を１０００ＭＨｚ、第２局部周波数信号を２２７．６ＭＨｚにし、衛星航法用受信機Ｂにおける第１局部周波数信号の周波数を１０５０ＭＨｚ、第２局部周波数信号を１７７．６ＭＨｚにする。
【００３８】
このようになっていることで、ＩＦ周波数帯にダウンコンバートされた信号による各衛星航法用受信機Ａ〜Ｄ間のローカル干渉を防止することができる。また、各衛星航法用受信機Ａ〜Ｄの第１および第２局部周波数信号の周波数は、局部発振器１２４、局部発振器１２８をＣＰＵ２４が制御することで変更可能となっていてもよい。
【００３９】
相関器部２３は、衛星航法用衛星の同期捕捉、トラッキングのために相関処理を行う複数の相関器を有しており、これら各相関器が、ＲＦ部２２から受けた信号に対してそれぞれ位相の異なる拡散コードをかけ合わせた結果の相関値等を、並列でデータバスＣＰＵ２４に出力する。
【００４０】
インターフェース回路部２５は、ＣＰＵ２４から受けた信号を車載ＬＡＮ６の通信プロトコルに従った形式に変換し、その結果の信号を車載ＬＡＮ６を介してナビゲーション装置１に送信する。またインターフェース回路部２５は、車載ＬＡＮ６を介してナビゲーション装置１から受けた信号を、ＣＰＵ２４が処理できる形式に変換してＣＰＵ２４に出力する。このような機能により、ＣＰＵ２２は、受信インターフェース２１を介してナビゲーション装置１と信号の授受を行うことができる。
【００４１】
ＣＰＵ２４は、ＲＯＭ２７からプログラムを読み出して実行し、その実行の必要に応じて相関器部２３からのデータを処理し、またＲＡＭ２６、ＲＯＭ２７に対して情報の読み出しまたは書き込みを行い、またインターフェース回路部２５を介してナビゲーション装置１と信号の授受を行う。
【００４２】
具体的には、ＣＰＵ２４は、起動すると相関器部２３からの相関値に基づいて衛星航法用衛星３０の同期捕捉を行い、同期捕捉が確立した後は、定期的に衛星航法用衛星３０からの信号に含まれる航法メッセージに基づいて自己の現在位置（緯度、経度）を測定し、この測定値、測定の精度、衛星航法用衛星３０の受信状態（受信電界強度や干渉度合い）等の位置情報をインターフェース回路部２５を介してナビゲーション装置１に出力する。また、ＣＰＵ２４から出力される位置情報の測位データは、ＲＴＫ（リアルタイムキネマティック測位）等によるデータであり、その位置測定精度は通常時で２〜３ｃｍである。
【００４３】
ただし、本実施形態においては、ＣＰＵ２４は、ＲＡＭ２６の所定の記憶領域である位置オフセット記憶部２８に記憶された外界に固定された座標におけるオフセット値（緯度、経度）を読み出し、このオフセット値に基づいて上記算出した測定値を補正し、この補正結果を位置情報として出力する。
【００４４】
なお、このオフセット値は、アンテナ位置３２〜３５の測定位置から、アンテナ位置３２〜３５以外の車両１０の特定の部分の外界に固定された座標における現在位置（緯度、経度）を特定するための相対変位情報であり、ＣＰＵ２４はインターフェース回路部２５を介してナビゲーション装置１からオフセット値書き換え命令を受信すると、この書き換え命令に従って位置オフセット記憶部２８の記憶内容を書き換える。以下では、特に別記しない限り各衛星航法用受信機Ａ〜Ｄにおけるオフセット値はゼロである。
【００４５】
またＣＰＵ２４は、第１および第２基準発信周波数を変更する旨の命令信号を受け、その信号に基づいて局部発振器１２４、局部発振器１２８の第１および第２基準発信周波数を変更する制御を行う。
【００４６】
なお、ＣＰＵ２４は、衛星航法用アンテナ２１、ＲＦ部２２、相関器部２３を介して衛星航法用衛星３０から受けた信号に基づいて特定された、衛星航法用衛星３０に搭載された原子時計の時刻である。ＣＰＵ２４はこの時刻を用いて所定の時刻に現在位置を測定し、位置情報を出力する。したがって、車両１０内の衛星航法用受信機Ａ〜Ｄの計測時刻は衛星航法用衛星３０の原子時計によって同期した位置情報、すなわち同時刻の位置情報を出力する。
【００４７】
また、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄは、ＲＴＫやＤ−ＧＰＳのための基準データを送信する基準局から当該基準データを受信するための図示しない受信装置（例えばＦＭチューナやセルラー通信の受信機等）を有し、この受信装置を介して当該基準データを受信することで、上記したＲＴＫやＤ−ＧＰＳによる位置測定を実現する。
【００４８】
以下、ナビゲーション装置１の制御回路１８が実行する現在位置特定プログラムについて説明する。
【００４９】
図６に、制御回路１８が実行する、車両１０の現在位置を算出するためのプログラムのフローチャートを示す。このプログラムは、ナビゲーション装置１の起動時にその実行が開始され、実行の結果算出された車両１０の現在位置は、制御回路１８のＲＡＭ中に記憶される。そしてこの記憶された現在位置は、制御回路１８が実行する他のプログラム（例えば地図表示プログラム、経路検索プログラム等）において利用される。
【００５０】
まずステップ６１０で、高精度位置測定が可能か否かを判定する。具体的には、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのいずれか１つでも高精度（例えば測定誤差２〜３ｃｍ以下）位置測定可能であれば高精度位置測定が可能であると判定し、１つも高精度位置測定可能でなければ、高精度位置測定が不可能であると判定する。衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのそれぞれが高精度位置測定可能であるか否かは、各衛星航法用受信機Ａ〜Ｄからの位置情報に含まれる測定精度の情報に基づいて特定する。例えば、この情報が測定精度が２〜３ｃｍ以下である場合、高精度位置測定が可能であるとする。
【００５１】
高精度位置測定が可能と判定した場合、続いてステップ６２０の処理を実行し、高精度位置測定が不可能と判定した場合、続いてステップ６５０の処理を実行する。
【００５２】
ステップ６２０では、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのうち２つ以上が高精度位置測定可能か否かを判定する。２つ以上高精度位置測定可能であれば、続いてステップ６３０の処理を実行し、高精度位置測定可能なものが１つしかない場合、続いてステップ６４０の処理を実行する。
【００５３】
ステップ６３０では、高精度位置測定可能な複数の衛星航法用受信機からの位置情報のみを用いて現在位置を算出し、算出結果を制御回路１８のＲＡＭに記憶させる。具体的には、当該複数の衛星航法用受信機からの位置情報から、車両１０の特定の部分として、車両中心３１（図２参照）の現在位置を算出する。
【００５４】
例えば、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄの全てが高精度位置測定可能な場合、それら４つの衛星航法用受信機から受けた位置情報に含まれる測定位置（緯度、経度）の平均値を算出することで、Ａ〜Ｄアンテナ位置３２〜３５の重心位置、すなわち車両中心３１の現在位置が特定される。
【００５５】
また、衛星航法用受信機Ａ、Ｄのみが高精度位置測定可能な場合、衛星航法用受信機Ａ、Ｄから受信した位置情報に含まれる測定位置の重心位置から、上記した間隔ｗの１／２だけ車両左向きにずれた位置を算出する。ここで、重心位置は、２つの測定位置の平均値である。また、車両左向きは、衛星航法用受信機Ａの測定位置から衛星航法用受信機Ｄの測定位置へのベクトルの方向に垂直であり、かつ水平面内に平行な方向のうち、そのベクトルの向きを前方とした場合の左向きに相当する。
【００５６】
ステップ６３０に続いては、再びステップ６１０の処理を実行する。
【００５７】
ステップ６４０では、高精度位置測定が可能な１つの衛星航法用受信機からの位置情報を用いて位置算出を行う。具体的には、当該衛星航法用受信機からの測定位置から、車両中心３１の現在位置を算出する。この算出の際には、当該衛星航法用受信機の測定位置に加え、車両１０の向きの情報が必要となる。この車両１０の向きの情報は、例えば地磁気センサ１２、ジャイロスコープ１３からの出力を用いて特定すればよい。
【００５８】
衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのうち１つも高精度位置測定ができない場合のステップ６５０では、各衛星航法用受信機Ａ〜Ｄから受信した位置情報に含まれる測定位置が、全て一定範囲内にあるか否かを判定する。一定範囲内としては、例えば半径３０ｍの円内が考えられる。一定範囲内にある場合、続いてステップ６６０の処理を実行し、１つでも一定範囲内にない場合、続いてステップ６７０の処理を実行する。
【００５９】
ステップ６６０では、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄから受信した４つの測定位置の平均を算出し、それを車両１０の現在位置として制御回路１８のＲＡＭに記憶させ、その後再びステップ６１０の処理を実行する。  
【００６０】
ステップ６７０では、全てのデータに類似性がないか、あるいは一部には類似性があるかを判定する。全てのデータに類似性がないとは、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄから出力された４つの測定位置のうち、どの１つについても他の全ての測定位置から所定距離（例えば３０ｍ）以上離れている場合をいう。そうでない場合、すなわち４つの測定位置のうち１つでも互いに所定距離以内にあるものがある場合、一部に類似性があるという。全てのデータに類似性がない場合、続いてステップ６８０の処理を実行し、一部に類似性がある場合、続いてステップ６９０の処理を実行する。
【００６１】
ステップ６８０では、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄを用いた位置算出を中止し、マップマッチング、地磁気センサ１２、ジャイロスコープ１３、車速センサ１４等を用いて位置算出を行い、その結果を制御回路１８のＲＡＭに記憶させ、その後再びステップ６１０の処理を実行する。
【００６２】
ステップ６９０では、範囲外のデータを除外し、類似性のある一部のみの平均位置を算出し、その結果を制御回路１８のＲＡＭに記憶させ、その後再びステップ６１０の処理を実行する。
【００６３】
上記のようなプログラムの実行により、制御回路１８は、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのうち２つ以上で高精度位置測定可能な場合、その高精度位置測定可能な衛星航法用受信機の出力した、所定のアンテナ位置３２〜３５のいずれか複数の高精度の測定位置を用いて、車両１０の特定の部分、具体的には車両中心３１の位置を算出して制御回路１８のＲＡＭに記憶させる。なお、算出するのは車両中心３１以外の、どの車両の特定の部分の位置であってもよい。車両中心３１以外の部分の位置については、４つの衛星航法用受信機から受けた位置情報に含まれる測定位置（緯度、経度）を用いて線形補間または線形補外で算出すればよい。
【００６４】
また、制御回路１８は、車両の向きを特定するプログラムを実行する。このプログラムは、ナビゲーション装置１の起動時にその実行が開始され、実行の結果算出された車両１０の向きは、制御回路１８のＲＡＭ中に記憶される。そしてこの記憶された車両１０の向きは、制御回路１８が実行する他のプログラム（例えば地図表示プログラム、経路検索プログラム等）において利用される。
【００６５】
まず、ステップ７１０で、図６のステップ６２０と同様に、２つ以上の衛星航法用受信機で高精度位置測定が可能か否かを判定する。可能な場合、続いてステップ７２０の処理を実行し、不可能な場合、続いてステップ７３０の処理を実行する。
【００６６】
ステップ７２０では、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのみを用いて、車両の進行方向を算出する。図８〜図１０は、車両の進行方向の算出の具体例の説明図である。図８〜図１０は、車両１０の現在位置近辺をカバーする、車両の外界に固定された座標系としての、緯度、経度座標における車両１０の向きを示している。なお、緯度、経度座標は厳密には曲線座標系であるが、車両の大きさ程度の範囲内においては、直線座標系に近似することができるので、この図においては便宜的に緯度、経度座標は直交直線座標系であるとみなす。緯度軸５１の向きは北向きであり、経度軸５２の向きは東向きである。
【００６７】
図８は、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄの全てが高精度位置測定可能な場合における進行方向算出の具体例である。この場合は、衛星航法用受信機Ａおよび衛星航法用受信機Ｂの測定位置３２、３３の平均値（緯度、経度）を第１基準点３６とし、衛星航法用受信機Ｃおよび衛星航法用受信機Ｄの測定位置３３、３４の平均値（緯度、経度）を第２基準点３７とし、第２基準点から第１基準点へのベクトル３８の向きを車両の向きとする。
【００６８】
図９は、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのうち衛星航法用受信機Ａおよび衛星航法用受信機Ｄが高精度位置測定可能な場合、すなわち片側前後の衛星航法用受信機が高精度位置測定可能な場合、における進行方向算出の具体例である。この場合は、衛星航法用受信機Ｄの測定位置から衛星航法用受信機Ａの測定位置へのベクトル３９の向きを車両の向きとする。
【００６９】
図１０は、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのうち衛星航法用受信機Ａおよび衛星航法用受信機Ｃが高精度位置測定可能な場合、すなわち対角関係になる衛星航法用受信機が高精度位置測定可能な場合、における進行方向算出の具体例である。この場合は、衛星航法用受信機Ｃの測定位置から衛星航法用受信機Ａの測定位置へのベクトル４０の向きを、上から見て反時計回りに角度α回転させた向きを車両の向きとする。なお、角度αは、車両固定座標中におけるＡ〜Ｄアンテナ位置３２〜３５があらかじめ決まっているので、α＝ａｒｃｔａｎ（ｗ／ｄ）という式を用いて求めることができる。
【００７０】
このように、ステップ７２０においては、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄからの測定位置がわかっていれば車両１０の向きが算出できるので、車両が過去、現在において走行していなくても車両の向きを特定することができる。ステップ７２０の後、再びステップ７１０の処理を実行する。
【００７１】
ステップ７３０では、周知の方法により地磁気センサ１２、ジャイロスコープ１３、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄ等を用いて車両１０の向きを算出する。ステップ７３０の後、再びステップ７１０の処理を実行する。
【００７２】
上記のようなプログラムの実行により、制御回路１８は、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのうち２つ以上で高精度位置測定可能な場合、その高精度位置測定可能な衛星航法用受信機の出力した、所定のアンテナ位置３２〜３５のいずれか複数の高精度の測定位置を用いて、車両１０の向きを算出して制御回路１８のＲＡＭに記憶させる。
【００７３】
また、制御回路１８は、車両１０の四隅の位置を算出するプログラムを実行する。このプログラムは、ナビゲーション装置１の起動時にその実行が開始され、実行の結果算出された四隅の位置は、制御回路１８のＲＡＭ中に記憶される。そしてこの記憶された車両１０の四隅の位置は、制御回路１８が実行する他のプログラム（例えば地図表示プログラム等）において利用される。
【００７４】
まずステップ８１０で、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄの全てで高精度位置測定可能か否かを判定する。全てで高精度位置測定可能な場合、続いてステップ８２０の処理を実行し、１つでも高精度位置測定不能なものがあれば、再びステップ８１０の判定を繰り返す。
【００７５】
ステップ８２０では、衝突防止等、車両１０の四隅の位置算出が必要であるか否かを判定する。四隅の位置算出が必要な場合としては、例えば車両１０を駐車し、あるいは車両１０が他の車両と接近してすれ違うので、車両の四隅の詳細な位置と他車両や駐車マスの位置を表示装置２０に表示させるような作動を行う場合等が考えられる。なお、駐車時か否かについては、車両１０のシフトポジションが後退となっており、かつ車速が所定値（例えば時速５ｋｍ）である場合に駐車時であると判定してもよい。また、他車両とのすれ違いの有無は、車両１０外部に設けられ、周囲の障害物の位置を検出するレーザレーダセンサ等からの信号に基づいて判定してもよい。
【００７６】
四隅の位置算出が必要な場合、続いてステップ８３０の処理を実行し、必要でない場合、続いて再びステップ８１０の処理を実行する。
【００７７】
ステップ８３０では、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄの位置オフセット記憶部２８にオフセット値を設定し、その結果衛星航法用受信機Ａ〜Ｄから出力される各位置情報に含まれる測定位置を四隅の位置として特定し、その値を制御回路１８のＲＡＭに記憶させる。オフセット値の設定は、各衛星航法用受信機Ａ〜ＤのＣＰＵ２４に上記したオフセット値書き換え命令を送信する。このオフセット書き換え命令に含めるオフセット値（緯度、経度）について、図１２を用いて説明する。
【００７８】
なお、各衛星航法用受信機Ａ〜Ｄに出力するオフセット命令に含めるオフセット値を特定するため、ナビゲーション装置１の外部記憶媒体１６には衛星航法用受信機Ａ〜Ｄ設置時にあらかじめ、車両固定座標系における、Ａアンテナ位置３２から右前隅６２への変位量であるＡオフセット４２、Ｂアンテナ位置３３から左前隅６３への変位量であるＢオフセット４３、Ｃアンテナ位置３４から左後隅６４への変位量であるＣオフセット４４、およびＤアンテナ位置３５から右後隅６５までの変位量であるＤオフセット４５の値が記憶されている。
【００７９】
ＣＰＵ２４は、この各変位量（車両固定座標における値）と、現在の車両１０の向きから、各衛星航法用受信機Ａ〜Ｄへ送信するためのオフセット値（緯度、経度）を算出し、その算出した値を各衛星航法用受信機Ａ〜Ｄへのオフセット書き換え命令に含める。
【００８０】
ここで、車両１０の向きは、図７の処理によって制御回路１８のＲＡＭに記憶された向きの情報を読み出して用いる。具体的には、車両１０の向きの情報から、Ａオフセット４２、Ｂオフセット４３、Ｃオフセット４４、Ｄオフセット４５の緯度経度座標上の向きを特定し、更にその特定した向きに基づいて緯度経度座標上のＡアンテナ位置３２→右前隅６２の相対変位、Ｂアンテナ位置３３→左前隅６３の緯度、経度の相対変位、Ｃアンテナ位置３４→左後隅６４の緯度、経度の相対変位、Ｄアンテナ位置３５→右後隅６５の緯度、経度の相対変位を算出する。
【００８１】
このようにしてオフセット書き換え命令を送信することで、各衛星航法用受信機Ａ〜Ｄにおいて位置オフセット記憶部２８の内容が書き換えられ、その結果衛星航法用受信機Ａ〜Ｄからは、それぞれ、右前隅６２、左前隅６３、左後隅６４、右後隅６５の測定位置（緯度、経度）の情報が出力されるようになる。
【００８２】
ステップ８３０の後、再びステップ８１０の処理を実行する。
【００８３】
このようなプログラムの実行により、制御回路１８は、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄの全てで高精度位置測定が可能な場合、車両１０の四隅の位置を算出する必要があれば、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄに四隅の測定位置を出力するようオフセット命令を出力することにより、車両１０の四隅の位置を取得することができる。
【００８４】
なお、上記した実施形態においては、ナビゲーション装置が車両特定位置算出装置および車両向き特定装置に相当するが、必ずしもこのようになっていなくともよい。例えば、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのいずれか１つが、マスターとして上記ナビゲーション装置が実行したプログラムを実行することで、スレーブとしての他の衛星航法用受信機からの情報に基づいて、車両の特定の部分の位置や車両の向きを特定してもよい。
【００８５】
また、制御回路１８が、位置情報受信プログラム１９を実行することで、複数位置情報取得手段として機能する。
【００８６】
また、制御回路１８が、図６のステップ６３０、６５０、および図１１のステップ８３０のそれぞれの処理を実行することで、特定位置算出手段として機能する。
【００８７】
また、制御回路１８が、図７のステップ７２０の処理を実行することで、車両向き算出手段として機能する。
【００８８】
また、上記した実施形態においては、複数の衛星航法用受信機のうち、そのうちのいくつかが高精度位置測定できない場合は、高精度位置測定できるもののみで車両の特定の部分の位置および車両の向きを特定しているが、必ずしも高精度位置測定できるもの「のみ」で車両の特定の部分の位置および車両の向きを特定しなくともよく、高精度位置測定できるものを主に用い、高精度位置測定できないものを補助的に用いるようになっていてもよい。
【００８９】
また、特許請求の範囲に記載の衛星航法用受信機は、上記実施形態における複数の衛星航法用受信機２〜４から成る。しかし、このように特許請求の範囲の衛星航法用受信機は、必ずしも複数の衛星航法用受信機から構成されている必要はなく、複数の衛星航法用アンテナから衛星航法用衛星の信号を受信し、この受信した信号に基づいて各衛星航法用アンテナについての位置情報を算出する１つの衛星航法用受信機から成っていてもよい。すなわち、本発明においては、衛星航法用衛星から電波を受ける衛星航法用アンテナさえ車両の複数の位置に取り付けられていればよいのである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】ナビゲーション装置１、衛星航法用受信機Ａ〜Ｄを搭載する車両１０を示す図である。
【図２】衛星航法用受信機Ａ〜Ｄの車両１０内の取り付け位置を示す図である。
【図３】ナビゲーション装置１の構成を示す図である。
【図４】衛星航法用受信機Ａ〜Ｄの構成を示す図である。
【図５】ＲＦ部２２の詳細な構成を示す図である。
【図６】車両１０の車両中心３１を特定するプログラムのフローチャートである。
【図７】車両１０の向きを特定するプログラムのフローチャートである。
【図８】衛星航法用受信機Ａ〜Ｄの全てが高精度位置測定可能な場合における進行方向算出の具体例を示す図である。
【図９】衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのうち衛星航法用受信機Ａおよび衛星航法用受信機Ｄが高精度位置測定可能な場合における進行方向算出の具体例を示す図である。
【図１０】衛星航法用受信機Ａ〜Ｄのうち衛星航法用受信機Ａおよび衛星航法用受信機Ｃが高精度位置測定可能な場合における進行方向算出の具体例を示す図である。
【図１１】車両１０の四隅の算出のためのプログラムのフローチャートである。
【図１２】車両１０の四隅の算出するために出力するオフセット書き換え命令に含めるオフセット値について説明する図である。
【符号の説明】
【００９１】
１…ナビゲーション装置、２…衛星航法用受信機Ａ、３…衛星航法用受信機Ｂ、
４…衛星航法用受信機Ｃ、５…衛星航法用受信機Ｄ、６…車載ＬＡＮ、１０…車両、
１１…位置検出器、１２…地磁気センサ、１３…ジャイロスコープ、
１４…車速センサ、１６…外部記憶媒体、１７…操作スイッチ群、１８…制御回路、
１９…位置情報受信プログラム、２０…表示装置、２１…衛星航法用アンテナ、
２２…ＲＦ部、２３…相関器部、２４…ＣＰＵ、２５…インターフェース回路部、
２６…ＲＡＭ、２７…ＲＯＭ、２８…位置オフセット記憶部、３０…衛星航法用衛星、
３１…車両中心、３２…Ａアンテナ位置、３３…Ｂアンテナ位置、
３４…Ｃアンテナ位置、３５…Ｄアンテナ位置、３６…第１基準点、
３７…第２基準点、３８〜４１…ベクトル、４２…Ａオフセット、
４３…Ｂオフセット、４４…Ｃオフセット、４５…Ｄオフセット、５１…緯度軸、
５２…経度軸、６２…右前隅、６３…左前隅、６４…左後隅、６５…右後隅、
１２１…バンドバスフィルタ、１２２…増幅器、１２３…ミキサ、
１２４…局部発振器、１２５…バンドパスフィルタ、１２６…増幅器、
１２７…ミキサ、１２８…局部発振器、１２９…復調器。
【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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【図１２】
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