(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され、ＧＮＳＳ衛星から送信される信号を受信し、該受信した信号に基づいて前記移動体の現在位置を検出するＧＮＳＳ受信器と、
前記移動体の走行速度を検出する車速検出手段と、
前記移動体の走行している方位を検出する方位検出手段と、
前記車速検出手段により検出した前記移動体の走行速度と前記方位検出手段で検出した前記移動体の方位に基づいて、前記移動体の現在位置を推測する位置推測手段と、
前記車速検出手段の車速検出誤差及び前記方位検出手段の方位検出誤差のうち少なくとも１つの誤差の時間経過に伴う累積値に基づき、前記位置推測手段で推測した前記移動体の現在位置の誤差を算出する誤差算出手段と、
前記位置推測手段により推測された前記移動体の現在位置を前記ＧＮＳＳ受信器により検出した前記移動体の現在位置に基づいて補正した後、前記ＧＮＳＳ受信器の電源をオフし、
前記ＧＮＳＳ受信器の電源オフ時を開始点として、前記位置推測手段で推測した前記移動体の現在位置の誤差が、予め設定した許容範囲内であるか否かを判定し、
前記誤差が予め設定した許容範囲を超えたときには、前記ＧＮＳＳ受信器の電源をオンして、前記位置推測手段により推測された前記移動体の現在位置を前記ＧＮＳＳ受信器により検出した前記移動体の現在位置に基づいて補正するという動作を繰り返す制御手段と、
を備え、
前記ＧＮＳＳ受信器は、
ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナで受信した電波を信号処理に適した周波数の信号に変換して出力するフロントエンド部と、
前記フロントエンド部からの出力信号を信号処理してデータとして出力するベースバンド部と、
前記ベースバンド部から出力されるデータに基づき測位処理を行う測位処理部と、
前記フロントエンド部を作動させるためのフロントエンドクロック信号を発生させる第１クロック信号発生手段と、
前記測位処理部の待機時の電流低減と測位時間短縮のためのリアルタイムクロック信号を発生させる第２クロック信号発生手段と、
前記測位処理部を作動させるための、前記リアルタイムクロック信号よりも周波数が高い基準クロック信号を発生させる第３クロック信号発生手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記ＧＮＳＳ受信器の電源をオフする際に、前記フロントエンド部及び前記ベースバンド部に供給する電源をオフするとともに、前記第１クロック信号発生手段及び第２クロック信号発生手段に供給する電源をオフすることにより、前記フロントエンドクロック信号及び前記リアルタイムクロック信号を停止させることを特徴とする移動体用測位装置。
【請求項２】
移動体としての車両に搭載した請求項１に記載の移動体用測位装置と、
画像を表示するための表示手段と、
使用者が前記車両の目的地を設定するための目的地設定手段と、
前記車両の経路案内に用いる地図データを格納した地図データ格納手段と、
前記移動体用測位装置で得られた前記車両の現在位置と前記地図データに基づいて、前記目的地設定手段で設定された目的地までの前記車両の経路案内を行う経路案内手段と、
前記経路案内手段により実行される経路案内中の車両の位置を、前記地図データ格納手段に格納されている地図データ上に重畳させて画像として前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えたことを特徴とするカーナビゲーション装置。
【請求項３】
請求項２に記載のナビゲーション装置において、
前記表示制御手段は、
前記移動体用測位装置により得られた前記車両の現在位置を前記地図データ格納手段に格納された前記地図データにおける道路上にマップマッチングさせて、前記表示手段に表示させ、
前記移動体用測位装置の制御手段は、
前記誤差算出手段による前記位置推測手段で推測する前記移動体の現在位置の誤差として予め設定した許容範囲を複数有し、
前記補正後の前記移動体としての前記車両の現在位置が、前記地図データ格納手段に格納された地図データにおける複数の道路上に存在する確率をマップマッチングにより算出し、
該算出した確率の高さに応じて、前記予め設定した複数の許容範囲のうち小さい方から許容範囲を選択することを特徴とするカー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、移動体の位置を測定する移動体用測位装置及びそれを用いたカーナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーナビゲーション装置に用いられる測位装置は、車両の車速を検出する車速センサと車両の走行している方位を検出するジャイロセンサとを組合せ、車両の車速と方位から推測航法により車両位置を決定しつつ、衛星測位用受信器（ＧＰＳ受信器）から得られた現在位置に基づいて、車両位置を補正する測位方法をとることが一般的である。
【０００３】
ところが、車速センサとジャイロセンサを組み合わせた推測航法では、車速センサの車速検出誤差やジャイロセンサの方位検出誤差が時間の経過とともに蓄積して、その測位精度が低下するという問題がある。そのため、絶対値座標が取得でき、測位誤差が蓄積しないＧＰＳ受信器から得られる現在位置により、推測航法の誤差を補正するのである。
【０００４】
逆に、ＧＰＳ受信器単独の測位では、例えば、ビル群の中を走行したりすると、マルチパスの影響を強く受けその測位精度は大きく変動するというように、車両の走行環境の影響を強く受けて測位精度が大きく変動するという問題がある。そのため、車速センサとジャイロセンサによる推測航法により車両の軌跡を算出し、ＧＰＳにより補正する方法をとることが一般的となっているのである。
【０００５】
ところで、近年車載機器の省電力化が要求されており、カーナビゲーション装置においても測位精度を維持しながら省電力化を図ることが必要となってきた。
このため、ＧＰＳ受信器以外の車速センサやジャイロセンサによって、車両が停止していることが検出された場合にＧＰＳ受信器の電源をオフすることで省電力化を図るようにしたカーナビゲーション装置がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表平８−５１２１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記カーナビゲーション装置では、車両が停止する期間が長かったり、停止状態が頻発するとＧＰＳ受信器の電源がオフとなり続けたりするため、ＧＰＳ受信器から車両位置を受信できず、逆に、車両が停止しないで走行し続けた場合には、ＧＰＳ受信器の電源がほとんどオフにならず省電力化を図れないという問題がある。
【０００８】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、測位精度を維持しながら省電力化が可能な移動体用測位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】
【０００９】
この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。
【００１０】
上記「発明が解決しようとする課題」において述べた問題を解決するためになされた発明は、ＧＮＳＳ受信器（１０）、車速検出手段（２０）、方位検出手段（３０）、位置推測手段（４０）、誤差算出手段（４０）及び制御手段（４０）を備えた移動体用測位装置（５）である。
【００１１】
ＧＮＳＳ受信器（１０）は、移動体に搭載され、ＧＮＳＳ衛星から送信される信号を受信し、受信した信号に基づいて移動体の現在位置を検出し、車速検出手段（２０）は、移動体の走行速度を検出する。また、方位検出手段（３０）は、移動体の走行している方位を検出する。
【００１２】
位置推測手段（４０）は、車速検出手段（２０）により検出した移動体の走行速度と方位検出手段（３０）で検出した移動体の方位に基づいて、移動体の現在位置を推測し、誤差算出手段（４０）は、位置推測手段（４０）で推測した移動体の現在位置の誤差を、車速検出手段（２０）の車速検出誤差及び方位検出手段（３０）の方位検出誤差のうち少なくとも１つの誤差の時間経過に伴う累積値に基づき算出する。
【００１３】
ここで、「車速検出手段（２０）の車速検出誤差及び方位検出手段（３０）の方位検出誤差のうち少なくとも１つの誤差の時間経過に伴う累積値に基づき」とは、車速検出誤差の時間経過に伴う累積値又は方位検出誤差の時間経過に伴う累積値やそれらの２つの値のうち大きいもの又は小さいもの、或いは、車速検出誤差及び方位検出誤差の両方の時間経過に伴う累積値のベクトル和や平方和などを意味している。
【００１４】
また、「車速検出誤差」及び「方位検出誤差」とは、ノイズやバイアス電圧など、真の値に対する車速検出手段（２０）や方位検出手段（４０）の固有の検出誤差を意味している。
【００１５】
制御手段（４０）は、位置推測手段（４０）により推測された移動体の現在位置をＧＮＳＳ受信器（１０）により検出した移動体の現在位置に基づいて補正した後、ＧＮＳＳ受信器（１０）の電源をオフし、その後、誤差算出手段（４０）による位置推測手段（４０）で推測した移動体の現在位置の誤差が予め設定した許容範囲内であるか否かを判定する。
【００１６】
そして、誤差が予め設定した許容範囲内である場合には、ＧＮＳＳ受信器（１０）の電源をオフし続け、誤差が予め設定した許容範囲を超えたときに、ＧＮＳＳ受信器（１０）の電源をオンして、位置推測手段（４０）により推測された移動体の現在位置をＧＮＳＳ受信器（１０）により検出した移動体の現在位置に基づいて補正するという動作を繰り返す。
【００１７】
したがって、予め設定する許容範囲を所望の値にしておけば、測位精度も所望の値に維持することができる。また、誤差算出手段（４０）で算出した、移動体の現在位置の誤差が予め設定した許容範囲内である場合には、ＧＮＳＳ受信器（１０）の電源はオフし続けることになるので、省電力化が可能となる。つまり、測位精度を維持しながら省電力化が可能な移動体用測位装置（５）とすることができる。
【００１８】
なお、「ＧＮＳＳ」とは、Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍの略であり、ＧＰＳ（米国）、ＧＡＬＩＬＥＯ（欧州）、ＣＬＯＮＡＳＳ（ロシア）、準天頂衛星（日本）など測位衛星の総称である。
【００１９】
ところで、ＧＮＳＳ受信器（１０）の電源をオフする場合、ＧＮＳＳ受信器（１０）全体の電源をオフした場合には、省電力の効果は大きいものの、再度電源をオンしたときにＧＮＳＳ衛星からの信号を受信して測位を開始するまでに比較的長い時間が必要となる。
【００２０】
つまり、移動体の位置を補正するために長時間を要することになり、適切なタイミングで補正がなされず、一時的に測位精度が低下することが考えられる。
そこで、ＧＮＳＳ受信器（１０）を、ＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する受信アンテナ（１１）と、受信アンテナ（１１）で受信した電波を信号処理に適した周波数の信号に変換して出力するフロントエンド部（１２）と、フロントエンド部（１２）からの出力信号を信号処理してデータとして出力するベースバンド部（１３）と、ベースバンド部（１３）から出力されるデータに基づき測位処理を行う測位処理部（１４）と、フロントエンド部（１２）を作動させるためのフロントエンドクロック信号を発生させる第１クロック信号発生手段（１５）と、測位処理部（１４）の待機時の電流低減と測位時間短縮のためのリアルタイムクロック信号を発生させる第２クロック信号発生手段（１６）と、測位処理部（１４）を作動させるための、リアルタイムクロック信号よりも周波数が高い基準クロック信号発生させる第３クロック信号発生手段（１７）と、を備えるように構成する。
【００２１】
そして、制御手段（４０）では、ＧＮＳＳ受信器（１０）の電源をオフする際に、フロントエンド部（１２）及びベースバンド部（１３）に供給する電源をオフするとともに、第１クロック信号発生手段（１５）及び第２クロック信号発生手段（１６）に供給する電源をオフすることにより、フロントエンドクロック信号及びリアルタイムクロック信号を停止させ、第３クロック信号発生手段（１７）には電源を供給し続けて、測位処理部（１４）に基準クロック信号を入力し続けるようにするとよい。
【００２２】
このようにすると、ＧＮＳＳ受信器（１０）の電源を再度オンしたときにＧＮＳＳ衛星からの信号を受信して測位を開始するまでの時間を短縮することができるので、移動体の位置を補正するための時間が短くなる。したがって、適切なタイミングで補正を行うことができるので、一時的に測位精度が低下する状況が発生しなくなる。
【００２３】
さらに詳細に説明すると、ＧＮＳＳ受信器（１０）の測位処理部（１４）には、測位処理部（１４）を作動させるための基準クロック信号発生と、測位処理部（１４）の待機時の電流低減と測位時間短縮のためのリアルタイムクロック信号と、が必要とされる。
【００２４】
この２つのクロック信号のうち、基準クロックのみを入力し続けていれば、リアルタイムクロック信号やフロントエンド部（１２）を作動させるためのフロントエンドクロック信号を停止させたり、フロントエンド部（１２）或いはベースバンド部（１３）に供給する電源をオフした場合であっても、それらのクロック信号の入力を再開したり、電源を再度オンしたりした場合に、ＧＮＳＳ衛星からの信号を受信して測位を開始するまでの時間を短縮することができるのである。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、移動体としての車両に搭載した請求項１に記載の移動体用測位装置（５）と、画像を表示するための表示手段（５０）と、使用者が車両の目的地を設定するための目的地設定手段（６０）と、車両の経路案内に用いる地図データを格納した地図データ格納手段（７０）と、移動体用測位装置（５）で得られた車両の現在位置と地図データに基づいて、目的地設定手段（６０）で設定された目的地までの車両の経路案内を行う経路案内手段（８０）と、経路案内手段（８０）により実行された経路案内中の車両の位置を、地図データ格納手段（７０）に格納されている地図データ上に重畳させて表示手段（５０）に表示させる表示制御手段（８０）と、を備えたことを特徴とするカーナビゲーション装置（１）である。
【００２６】
このようなカーナビゲーション装置（１）では、請求項１に記載の移動体用測位装置（５）の特徴を有するカーナビゲーション装置（１）とすることができる。
また、請求項３に記載のように、表示制御手段（８０）は、移動体用測位装置（５）により得られた車両の現在位置を地図データ格納手段（７０）に格納された地図データ上にマップマッチングさせて表示手段（５０）に表示させ、
移動体用測位装置（５）の制御手段（４０）は、誤差算出手段（４０）による位置推測手段（４０）で推測する移動体の現在位置の誤差として予め設定した許容範囲を複数有し、
補正後の移動体としての車両の現在位置が、地図データ格納手段（７０）に格納された地図データにおける複数の道路上に存在する確率を算出し、算出した確率の高さに応じて、予め設定した複数の許容範囲のうち小さい方から選択するようにするとよい。
【００２７】
ここで、「算出した確率の高さに応じて、予め設定した複数の許容範囲のうち小さい方から許容範囲を選択する」とは、例えば、地図データにおける複数の道路上に存在する確率の範囲を予め高確率から低確率まで段階的に決めておき、算出した地図データにおける複数の道路上に存在する確率が最も高い範囲に入る場合には、予め設定した複数の許容範囲のうち最も小さい範囲を選択し、確率が最も低い範囲に入る場合には、最も大きな範囲を選択することを意味している。
【００２８】
つまり、地図データにおける複数の道路上に存在する確率が高いほど、許容範囲を小さく（換言すれば許容範囲を厳しく）するのである。
このようにすると、例えば、地図データ上の現在位置の形状が狭角分岐や碁盤目状である場合には、車両の現在位置が地図データ格納手段（７０）に格納された地図データにおける複数の道路上に存在する確率が高くなる。逆に、分岐や交差がない一本道のような場合には、複数の道路上に存在する確率が低くなる。
【００２９】
そこで、地図データにおける複数の道路上に存在する確率が高いほど、許容範囲を厳しくすれば、カーナビゲーション装置（１）の測位精度を向上させることができる。
逆に、確率が低くなるに従って許容範囲を大きく（緩やかに）すれば、測位精度を所定の精度に保ちつつ、電源をオフすることができる期間を長くすることができるので、カーナビゲーション装置（１）の消費電力低減効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】カーナビゲーション装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図２】ＧＰＳ受信器の概略の構成を示すブロック図である。
【図３】制御部で実行される測位処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】推測現在位置の誤差が許容範囲を超えているか否かの基本的な判定方法についての説明図である。
【図５】マップマッチング確率により許容範囲を変化させたときの推測現在位置の誤差が許容範囲を超えているか否かの判定方法についての説明図である。
【図６】測位処理部に供給されるクロック信号と再衛星捕捉時間の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【００３２】
図１は、本発明が適用されたカーナビゲーション装置１の概略の構成を示すブロック図であり、図２は、ＧＰＳ受信器１０の概略の構成を示すブロック図である。
カーナビゲーション装置１は、図１に示すように、車両用測位装置５、表示装置５０、目的地設定部６０、地図データ格納部７０及びナビゲーション部８０を備えている。
【００３３】
表示装置５０は、画像を表示するためのものであり、ＬＥＤパネルや有機ＥＬパネル、或いは、ＣＲＴを用いたディスプレイである。
目的地設定部６０は、使用者が車両の目的地を設定するための装置であり、表示装置５０の画面の表面に配置されたフィルム状のタッチセンサや画面の周囲に配置された押しボタンなどで構成されている。
【００３４】
地図データ格納部７０は、車両の経路案内に用いる地図データを格納した記憶装置であり、ＨＤＤ、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどに記憶された地図データを読み出すことができるものである。
【００３５】
ナビゲーション部８０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏを備えており、ＲＯＭに格納されたプログラムにより、以下の（ア）、（イ）に示すナビゲーション処理を実行する。
【００３６】
（ア）車両用測位装置５で得られた車両の現在位置と地図データに基づいて、目的地設定部６０で設定された目的地までの車両の経路案内を行う（経路案内処理）。
（イ）経路案内処理により実行される経路案内中の車両の位置を、地図データ格納部７０に格納されている地図データ上に重畳させて画像として表示装置５０に表示させる（表示制御処理）。
【００３７】
（ウ）車両の位置を地図データ上に重畳させる際、車両用測位装置５により得られた車両の現在位置を地図データにおける道路上にマップマッチングさせて、表示装置５０に表示させる。
【００３８】
なお、これらの経路案内処理、表示制御処理及びマップマッチング処理における処理内容については、周知の処理であるため、その詳細な説明は省略する。
車両用測位装置５は、ＧＰＳ受信器１０、車速センサ２０、方位センサ３０及び制御部４０を備えている。
【００３９】
ＧＰＳ受信器１０は、車両に搭載され、複数（通常４個）のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信した信号に基づいて車両の現在位置を検出する装置である。
車速センサ２０は、車両の走行速度を検出するセンサであり、車軸に取り付けたパルス発生器から出力される単位時間当たりのパルス数から車軸の回転速度を検出し、検出した回転速度から車両の速度を算出したり、車軸の回転速度に比例する電圧を発生させるジェネレータの出力電圧から速度を算出したりする。
【００４０】
方位センサ３０は、車両の走行している方位を検出するセンサであり、図示しない機械式ジャイロセンサ或いはリングレーザジャイロなどの光学ジャイロセンサなどで検出された角速度と、図示しない角加速度センサで検出された角加速度から、以下に示す式１により、方位角ψを算出して出力する。
【００４１】
【数１】
0005263260.tif 000002
【００４２】
ここで、
ａ：ジャイロ感度
ｔ：経過時間
cosθ：角加速度センサによる補正
ｂ：ジャイロのオフセット電圧
次にＧＰＳ受信器１０の詳細について説明する。
【００４３】
ＧＰＳ受信器１０は、図２に示すように、受信アンテナ１１、フロントエンド部１２、ベースバンド部１３、測位処理部１４、第１クロック信号発生器１５、第２クロック信号発生器１６及び第３クロック信号発生器１７を備えている。
【００４４】
受信アンテナ１１は、複数（通常４個）のＧＰＳ衛星から送信される１５７５．４２ＭＨｚの周波数の電波を受信するためのアンテナであり、パッチアンテナ、フィルムアンテナなど車両に搭載が容易なアンテナである。
【００４５】
フロントエンド部１２は、受信アンテナ１１で受信した電波を信号処理に適した周波数の信号に変換して出力する高周波回路であり、受信アンテナ１１で受信したＧＰＳ衛星からの１５７５．４２ＭＨｚの周波数の電波を、スーパへテロダイン方式などにより中間周波数に変換して、ベースバンド部１３に出力する。
【００４６】
また、フロントエンド部１２には、フロントエンド部１２に供給する電源をオン／オフするＦＥ電源スイッチ１２ａが設けられている。
ベースバンド部１３は、フロントエンド部１２からの出力信号を信号処理してデータとして出力する回路であり、出力されるデータとしては、クロック補正情報、軌道情報（エフェメリスやアルマナック）や電離遅延補正係数などの航法メッセージなどがある。
【００４７】
また、ベースバンド部１３には、ベースバンド部１３に供給する電源をオン／オフするＢＢ電源スイッチ１３ａが設けられている。
測位処理部１４は、ベースバンド部１３から出力されるデータに基づき測位処理を行う。ＧＰＳ受信器１０の測位処理部１４における測位処理の内容については、一般的な処理内容であり、周知であるため、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
第１クロック信号発生器１５は、フロントエンド部１２を作動させるためのフロントエンドクロック信号を発生させる発振器であり、第２クロック信号発生器１６は、測位処理部１４の待機時の電流低減と測位時間短縮のためのリアルタイムクロック信号を発生させる発振器である。また、第３クロック信号発生器１７は、測位処理部１４を作動させるための、リアルタイムクロック信号よりも周波数が高い基準クロック信号を発生させる発振器である。
【００４９】
また、第１クロック信号発生器１５〜第３クロック信号発生器１７には、各クロック発生器１５〜１７に供給する電源をオン／オフする第１スイッチ１５ａ〜第３スイッチ１７ａが設けられている。
【００５０】
制御部４０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏを備え、ＲＯＭに格納されたプログラムにより、以下の（エ）〜（コ）に示す制御処理を実行する。
（エ）車速センサ２０により検出した車両の走行速度と方位センサ３０で検出した車両の方位に基づいて、車両の現在位置を推測する（位置推測処理）。
【００５１】
（オ）車速センサ２０の車速検出誤差及び方位センサ３０の方位検出誤差のうち少なくとも１つの誤差の時間経過に伴う累積値に基づき、位置推測処理で推測した車両の現在位置の誤差を算出する（誤差算出処理）。
【００５２】
（カ）位置推測処理により推測された車両の現在位置（以下、推測現在位置とも呼ぶ）をＧＰＳ受信器１０により検出した車両の現在位置に基づいて補正する（位置誤差補正処理）
（キ）その後、ＧＰＳ受信器１０の電源をオフする（電源オフ処理）。ＧＰＳ受信器１０の電源をオフする際には、フロントエンド部１２及びベースバンド部１３に供給する電源をオフするとともに、第１クロック信号発生器１５及び第２クロック信号発生器１６に供給する電源をオフすることにより、フロントエンドクロック信号及びリアルタイムクロック信号を停止させる。
【００５３】
（ク）ＧＰＳ受信器１０の電源オフ時を開始点として、位置推測処理で推測した車両の現在位置の誤差が、予め設定した許容範囲内であるか否かを判定する（判定処理）。このとき、車両の現在位置の誤差として予め設定した許容範囲を複数有し、補正後の車両の現在位置が、地図データ格納部７０に格納された地図データにおける複数の道路上に存在する確率をマップマッチングにより算出し、該算出した確率の高さに応じて、予め設定した複数の許容範囲のうち小さい方から許容範囲を選択する。
【００５４】
（ケ）誤差が予め設定した許容範囲を超えたときには、ＧＰＳ受信器１０の電源をオンする。
（コ）位置推測処理により推測された車両の現在位置をＧＰＳ受信器１０により検出した車両の現在位置に基づいて補正する。
【００５５】
（制御処理の説明）
次に、図３に基づき、制御部４０で実行される制御処理について説明する。図３は、制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００５６】
カーナビゲーション装置１の経路案内開始とともに処理が開始され、まずＳ１００において車速センサ２０から車速が取得され、続くＳ１０５において、方位センサ３０から車両が走行している方位が取得される。
【００５７】
続くＳ１１０では、Ｓ１００において取得された車速及びＳ１０５において取得された車両の方位から、車両の現在位置が推測される。
ここで、車速センサ２０から取得された車速をｖ、方位センサ３０から取得した車両の方位をψとすると、推測される車両の現在位置の二次元平面上の（ｘ、ｙ）座標は、下記式２により算出される。
【００５８】
【数２】
0005263260.tif 000003
【００５９】
続くＳ１１５では、Ｓ１１０において推測された車両の現在位置の誤差が加算される。ここで、誤差の加算について説明すると、ジャイロセンサにより検出される方位角には、式１に示すようにオフセット電圧ｂが誤差として含まれる。したがって、オフセット電圧ｂによる誤差が制御処理における各処理ループにおいて加算される、つまり、時間の経過に伴い累積されていくのである。
【００６０】
続くＳ１２０では、ナビゲーション部８０からマップマッチング確率が取得される。
ここで、マップマッチング確率について説明すると、地図データ格納部７０に格納された地図データにおいて、道路が狭角分岐していたり碁盤目状であったりする場合、車両の現在位置に誤差があると、分岐した道路や碁盤目の道路のうち、複数の道路上に車両が存在してしまう可能性がある。
【００６１】
そのように車両が複数の道路上に存在する確率を、ここでは、マップマッチング確率と呼ぶ。
ナビゲーション部８０では、マップマッチングを行い、その結果に基づいて、車両を実データ上に重畳し、表示装置５０に表示させている。したがって、ナビゲーション部８０においては、マップマッチング確率を算出しているので、その値を取得するのである。
【００６２】
マップマッチング確率は、車両の現在位置が、狭角分岐や碁盤目状の道路の近傍にある場合には高くなり、逆に、分岐や交差がない一本道のような場合には低くなる。
続くＳ１２５では、Ｓ１２０において取得されたマップマッチング確率に基づいて許容範囲が選択される。つまり、マップマッチング確率の値を、高い方から低い方へ幅を持たせて予め段階的に分割しておく。
【００６３】
そして、その段階に対応した複数の許容範囲を予めＲＯＭに格納しておき、Ｓ１２０において取得されたマップマッチング確率が最も高い範囲に入る場合には、予め設定した複数の許容範囲のうち最も小さい範囲を選択し、確率が最も低い範囲に入る場合には、最も大きな範囲を選択するに対応した許容範囲を選択するのである。
【００６４】
具体的には、後述するように、マップマッチング確率が高ければ、許容範囲β0の値として、より１に近い値を選択し、逆に、マップマッチング確率が低ければ、許容範囲β0の値として、より０に近い値を選択するのである。
【００６５】
続くＳ１３０では、Ｓ１１５において加算された誤差（累積誤差）が、予め設定された許容範囲内であるか否かが判定される。そして、累積誤差が許容範囲内であると判定された場合（Ｓ１３０：Ｙｅｓ）、処理がＳ１３５へ移行され、許容範囲を超えていると判定された場合（Ｓ１３０：Ｎｏ）、処理がＳ１４０へ移行される。
【００６６】
ここで、誤差が許容範囲を超えているか否かの判定方法について、図４及び図５に基づいて説明する。図４は、推測現在位置の誤差が許容範囲を超えているか否かの基本的な判定方法についての説明図であり、図５は、マップマッチング確率により許容範囲を変化させたときの推測現在位置の誤差が許容範囲を超えているか否かの判定方法についての説明図である。
【００６７】
図４は、ＧＰＳ受信器１０から取得した車両の現在位置を真値（α0）とし、誤差を累積した推測現在位置（α）に対する真値（α0）の比（β＝α0／α）の時間変化の様子を示している。
【００６８】
βは、図４中Ａ点おいて、カーナビゲーション装置の電源がオンされると、ＧＰＳ受信器１０の電源がオンされるため、多少の時間遅れの後、推測現在位置が真値に補正される。したがって、その時、α＝α0となり、図４中Ｂ点に示すように、β＝１と最も高い値となる。
【００６９】
ここで、ＧＰＳ受信器１０の電源がオフされるので、その後は時間の経過とともに、αが大きくなっていく。したがって、βの値は減少していく。そして、図４中Ｃ点において、βの値が予め設定していた許容範囲（β0）を下回ると、許容範囲を超えていると判定されるのである。
【００７０】
そして、後述するように、Ｃ点においてＧＰＳ受信器１０の電源がオンされると、多少の時間遅れの後、推測現在位置が真値に補正されため、βは１まで上昇し、ＧＰＳ受信器１０の電源がオフされ、βの値は徐々に減少する。
【００７１】
次に、図５は、マップマッチング確率によって、許容範囲がβ0とβ1に変化する場合のβの時間変化の様子を示している。
図５中にＰ（破線の曲線）で示すグラフが図４と同じ許容範囲β0を選択した場合を示しており、Ｑ（実線の曲線）で示すグラフが、β0よりも厳しい（より高い値）許容範囲β1を選択した場合を示している。
【００７２】
図５に示すように、許容範囲がβ1と厳しい場合、測位精度は高くなるが、ＧＰＳ受信器１０の電源オフ時間ｔ1は、図５中Ｂ点からＣ点までであり、許容範囲がβ0と緩やかな場合の電源オフ時間ｔ2（図５中Ｂ点からＤ点まで）よりも短い。
【００７３】
Ｓ１３５では、ＧＰＳ受信器１０の電源がオフされる。ＧＰＳ受信器１０の電源オフは、図２に示すように、フロントエンド部１２に供給する電源をオン／オフするＦＥ電源スイッチ１２ａ及びベースバンド部１３に供給する電源をオン／オフするＢＢ電源スイッチ１３ａがオフされる（図２参照）。
【００７４】
また、第１スイッチ１５ａ及び第３スイッチ１７ａをオフすることにより、フロントエンドクロック信号及びリアルタイムクロック信号を停止させる。このとき、第２スイッチ１６ａはオンとし、基準クロック信号を測位処理部１４に供給し続ける（図２参照）。
【００７５】
このようにして電源のオン／オフを行うことにより、測位精度を低下させずに、消費電力を抑制することができる理由について、図６に基づき説明する。
図６は、測位処理部１４に供給されるクロック信号と再衛星捕捉時間の関係を示す説明図である。図６において、縦軸はＧＰＳ衛星からの信号と測位処理部１４に供給されるクロック信号との周波数誤差を示し、横軸は時間を示している。
【００７６】
リアルタイムクロック信号を用いてＧＰＳ衛星の捕捉をする場合（図６中Ｐで示す）について説明する。ＧＰＳ衛星の捕捉開始（図６中Ａ点で示す）後、ＧＰＳ受信器１０の電源をオフ（図６中Ｂ点で示す）する場合、リアルタイムクロック信号により時間を計測し、再度電源をオンする時（図６中Ｃ点で示す）にリアルタイムクロック信号による時間分だけ進めて再衛星捕捉する（図６中Ｄ点で示す）。
【００７７】
この場合、リアルタイムクロック信号の分解能が基準クロック信号に比べ低い（基準クロック信号の方が周波数が高い）ため、データの信頼性確保が必要となり衛星からの航法データ復調が必要となる。そのため、通常、６〜１２秒の時間（図６中ｔ0で示す時間）が必要となる。
【００７８】
そこで、ＧＰＳの第３クロック信号発生器１７のみは電源をオンした状態でＧＰＳ受信器１０のその他の電源をオフする。その場合、ＧＰＳ受信器１０の基準クロック信号の精度に応じて航法メッセージ復調が必要とならない時間で電源をオフできる期間を設定する。
【００７９】
この場合、基準クロック信号の分解能が高いため、図６中Ｑで示すように、リアルタイムクロック信号を用いる場合に比べ、再衛星捕捉（図６中Ｅ点で示す）の時間が短くなる。
【００８０】
このように、基準クロック信号を用いると、リアルタイムクロック信号を用いるよりも待機電流は大きくなるが、再捕捉に必要な時間が１秒以下で可能であるので、測位精度を低下させることがなくなる。このようにしてＧＰＳ受信器１０の電源がオフされた後、処理がＳ１５５へ移行される。
【００８１】
Ｓ１４０では、ＧＰＳ受信器１０の電源がオンされる。ＧＰＳ受信器１０の電源オンは、ＦＥ電源スイッチ１２ａ及びＢＢ電源スイッチ１３ａがオンされ、フロントエンド部１２及びベースバンド部１３に対する電源供給が再開されるとともに、第１スイッチ１５ａ及び第２スイッチ１６ａがオンされ、フロントエンド部１２に対するフロントエンドクロック信号及び測位処理部１４に対するリアルタイムクロック信号の供給が再開される。
【００８２】
このとき、第３スイッチ１７ａはオンのままとされ、測位処理部１４に対する基準クロック信号は供給され続ける。
続くＳ１４５では、ＧＰＳ受信器１０から車両の現在位置が取得され、続くＳ１５０では、Ｓ１１０において推測された車両の現在位置が、Ｓ１４５において取得された車両の現在位置に補正された後、処理がＳ１５５へ移行される。
【００８３】
Ｓ１５５では、車両の現在位置がナビゲーション部８０へ出力された後、処理がＳ１００へ戻され、制御処理が繰り返される。
なお、カーナビゲーション装置１の経路案内終了とともに、本制御処理が終了される。
【００８４】
（カーナビゲーション装置１の特徴）
以上に説明したカーナビゲーション装置１は、車両の推測位置誤差が予め設定した許容範囲内である場合には、ＧＰＳ受信器１０の電源をオフし続け、推測位置誤差が予め設定した許容範囲を超えたときに、ＧＰＳ受信器１０の電源をオンして、制御部４０により推測された車両の推測現在位置をＧＰＳ受信器１０により検出した車両の現在位置に基づいて補正するという動作を繰り返している。
【００８５】
したがって、予め設定する許容範囲を所望の値にしておけば、測位精度も所望の値に維持することができる。また、車両の推測現在位置の誤差が予め設定した許容範囲内である場合には、ＧＰＳ受信器１０の電源はオフし続けることになるので、省電力化が可能となる。
【００８６】
また、ＧＰＳ受信器１０を、受信アンテナ１１、フロントエンド部１２、ベースバンド部１３、測位処理部１４、第１クロック信号発生器１５、第３クロック信号発生器１７、第２クロック信号発生器１６により構成し、ＧＰＳ受信器１０の電源をオフする際に、フロントエンド部１２及びベースバンド部１３に供給する電源をオフするとともに、第１クロック信号発生器１５及び第２クロック信号発生器１６に供給する電源をオフすることにより、フロントエンドクロック信号及びリアルタイムクロック信号を停止させ、第３クロック信号発生器１７には電源を供給し続けて、測位処理部１４に基準クロック信号を入力し続けている。
【００８７】
これにより、ＧＰＳ受信器１０の電源を再度オンしたときにＧＰＳ衛星からの信号を受信して測位を開始するまでの時間を短縮することができるので、車両の位置を補正するための時間が短くなる。したがって、適切なタイミングで補正を行うことができるので、一時的に測位精度が低下する状況が発生しなくなる。
【００８８】
さらに、補正後の車両の現在位置が、地図データにおける複数の道路上に存在する確率の高さに応じて、予め設定した複数の許容範囲のうち小さい方から選択するようにしている。つまり、地図データにおける複数の道路上に存在する確率が高いほど、許容範囲を小さく（換言すれば許容範囲を厳しく）している。
【００８９】
したがって、地図データ上の現在位置の形状が狭角分岐や碁盤目状である場合のように、複数の道路上に存在する確率が高いほど、許容範囲を厳しくすれば、カーナビゲーション装置１の測位精度を向上させることができる。
【００９０】
逆に、分岐や交差がない一本道のように、複数の道路上に存在する確率が低くなるほど、許容範囲を大きく（緩やかに）すれば、測位精度を所定の精度に保ちつつ、電源をオフすることができる期間を長くすることができるので、カーナビゲーション装置１の消費電力低減効果を向上させることができる。
【００９１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
（１）上記実施形態では、測位システムとしてＧＰＳを用いたカーナビゲーション装置１について説明したが、ＧＰＳと同じ測位方法を用いている他のＧＮＳＳを用いたカーナビゲーション装置であってもよい。
【００９２】
他のＧＮＳＳとしては、ＧＡＬＩＬＥＯ（欧州）、ＣＬＯＮＡＳＳ（ロシア）、準天頂衛星（日本）などがある。
（２）上記実施形態では、ＧＰＳ受信器１０を車両に搭載したが、列車、船舶、航空機など車両以外の移動体に搭載してもよいし、移動体としての人が携帯するようにしてもよい。
【００９３】
（３）上記実施形態では、誤差の許容範囲として、推定現在位置の時間経過に伴う累積誤差、つまり、車速と方位角から、式１及び式２により得られる推測現在位置座標の平方和の誤差、を用いたが、式２により得られる方位角誤差の絶対値を時間経過に伴って累積してもよい。
【００９４】
また、式２により得られる方位角誤差をベクトルとして、時間経過に伴って加算し、そのベクトルの大きさ又は角度を誤差として用いてもよい。
（４）上記実施形態では、ＧＰＳ受信器１０の電源をオフする際に、フロントエンド部１２及びベースバンド部１３に供給する電源をオフするとともに、第１クロック信号発生器１５及び第２クロック信号発生器１６に供給する電源をオフすることにより、フロントエンドクロック信号及びリアルタイムクロック信号を停止させていたが、ＧＰＳ受信器１０のすべての電源をオフするようにしてもよい。
【００９５】
これにより、ＧＰＳ受信器１０の電源オン後の再衛星捕捉までの時間が長くなるため、測位精度が一時的に低下する場合があるものの、大きな省電力効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９６】
１…カーナビゲーション装置、５…車両用測位装置、１０…ＧＰＳ受信器、１１…受信アンテナ、１２…フロントエンド部、１３…ベースバンド部、１３ａ…ＢＢ電源スイッチ、１４…測位処理部、１５…第１クロック信号発生器、１６…第２クロック信号発生器、１６ａ…第２スイッチ、１７…第３クロック信号発生器、１７ａ…第３スイッチ、２０…車速センサ、３０…方位センサ、４０…制御部、５０…表示装置、６０…目的地設定部、７０…地図データ格納部、８０…ナビゲーション部。
【図１】
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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２】
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