(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星からの信号に基づいて受信時刻情報及び速度情報を含むＧＰＳ情報を周期的に取得するＧＰＳ情報取得手段と、
移動量に応じたパルス信号を出力する距離センサからのパルス数情報を、少なくとも前記ＧＰＳ情報の取得と同時に取得するパルス数情報取得手段と、を備え、
前記パルス数情報に基づいて求められる移動距離を補正するための距離補正係数を、前記ＧＰＳ情報及び前記パルス数情報に基づいて演算する補正係数演算装置であって、
任意の２点のＧＰＳ情報に関して所定の第一条件を満たすか否かを判定する第一条件判定手段と、
前記２点のＧＰＳ情報が前記第一条件を満たす場合に、前記２点間のＧＰＳ情報に基づいて前記２点間の移動距離を演算する移動距離演算手段と、
前記移動距離演算手段により演算された前記２点間の移動距離と前記２点間の前記パルス数情報に示されるパルス数の差分との関係量を演算する関係量演算手段と、
前記関係量演算手段により演算された前記関係量の情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に格納された関係量の情報数が一定数以上となった後に、前記記憶手段に格納された複数の前記関係量に基づいて、代表関係量を演算する代表関係量演算手段と、
前記代表関係量を用いて前記距離センサの出力を補正するための距離補正係数を演算する距離補正係数演算手段と、を備え、
前記２点間の移動距離に応じて、前記関係量を前記記憶手段に記憶する際の情報数を、前記２点間の移動距離が大きいほど前記情報数が大きくなるように調節する情報数調節手段を更に備える補正係数演算装置。
【請求項２】
前記関係量は、基準距離当りのパルス数又は単位パルス数当りの距離である請求項１に記載の補正係数演算装置。
【請求項３】
前記第一条件は、所定の誤差半径内の情報であるか否かを判定するための精度条件、信号を受信した衛星数が所定数以上であるか否かを判定するための衛星数条件、一定速度以上で走行しているか否かを判定するための速度条件、直進移動状態を示しているか否かを判定するための直進条件、定速移動状態を示しているか否かを判定するための定速条件、のいずれか一つ以上を含む請求項１又は２に記載の補正係数演算装置。
【請求項４】
情報数調節手段は、前記２点間の移動距離の増加に従う複数段階の分類を用い、前記関係量を前記記憶手段に記憶する際には、当該関係量の演算元の前記２点間の移動距離に関する段階が増加するに従って、当該関係量についての情報数を増やす請求項１から３の何れか一項に記載の補正係数演算装置。
【請求項５】
前記２点間のいずれかのＧＰＳ情報が前記第一条件を満たさない場合には、当該２点のＧＰＳ情報についての処理を終了する請求項１から４の何れか一項に記載の補正係数演算装置。
【請求項６】
前記２点間のＧＰＳ情報の数が所定数以上であるというＧＰＳ情報数条件を満たすか否かを判定するＧＰＳ情報数判定手段を更に備え、
前記ＧＰＳ情報数条件を満たさない場合には、前記関係量演算手段による前記関係量の演算対象外とする請求項１から５の何れか一項に記載の補正係数演算装置。
【請求項７】
前記現在のＧＰＳ情報の取得時に所定角度以上の勾配を移動中であるか否かを判定する勾配判定手段を更に備え、
勾配を移動中であると判定された場合には、当該２点のＧＰＳ情報についての処理を終了する請求項１から６の何れか一項に記載の補正係数演算装置。
【請求項８】
前記請求項１から７の何れか一項に記載の補正係数演算装置を備えた自位置認識装置であって、
方位センサからの方位情報を取得する方位情報取得手段を備え、
前記パルス数情報、前記方位情報と前記補正係数演算装置により得られる前記距離補正係数に基づいて、自位置の移動軌跡を演算し、自位置の認識を行う自位置演算手段を備える自位置認識装置。
【請求項９】
ＧＰＳ衛星からの信号に基づいて受信時刻情報及び速度情報を含むＧＰＳ情報を周期的に取得するＧＰＳ情報取得ステップと、
移動量に応じたパルス信号を出力する距離センサからのパルス数情報を、少なくとも前記ＧＰＳ情報の取得と同時に取得するパルス数情報取得ステップと、を実行し、
前記パルス数情報に基づいて求められる移動距離を補正するための距離補正係数を、前記ＧＰＳ情報及び前記パルス数情報に基づいて演算する処理をコンピュータに実行させる補正係数演算プログラムであって、
任意の２点のＧＰＳ情報に関して所定の第一条件を満たすか否かを判定する第一条件判定ステップと、
前記２点のＧＰＳ情報が前記第一条件を満たす場合に、前記２点間のＧＰＳ情報に基づいて前記２点間の移動距離を演算する移動距離演算ステップと、
前記移動距離演算ステップにより演算された前記２点間の移動距離と前記２点間の前記パルス数情報に示されるパルス数の差分との関係量を演算する関係量演算ステップと、
前記２点間の移動距離に応じて、前記関係量を記憶手段に記憶する際の情報数を、前記２点間の移動距離が大きいほど前記情報数が大きくなるように調節する情報数調節ステップと、
前記情報数調節ステップによる調節後の情報数の前記関係量の情報を前記記憶手段に記憶する記憶ステップと、
前記記憶手段に格納された関係量の情報数が一定数以上となった後に、前記記憶手段に格納された複数の前記関係量に基づいて、代表関係量を演算する代表関係量演算ステップと、
前記代表関係量を用いて前記距離センサの出力を補正するための距離補正係数を演算する距離補正係数演算ステップと、
を備える補正係数演算プログラム。
【請求項１０】
情報数調節ステップは、前記２点間の移動距離の増加に従う複数段階の分類を用い、前記関係量を前記記憶手段に記憶する際には、当該関係量の演算元の前記２点間の移動距離に関する段階が増加するに従って、当該関係量についての情報数を増やす請求項９に記載の補正係数演算プログラム。
【請求項１１】
前記２点間のいずれかのＧＰＳ情報が前記第一条件を満たさない場合には、当該２点のＧＰＳ情報についての処理を終了する請求項９又は１０に記載の補正係数演算プログラム。
【請求項１２】
前記２点間のＧＰＳ情報の数が所定数以上であるというＧＰＳ情報数条件を満たすか否かを判定するＧＰＳ情報数判定ステップを更に備え、
前記ＧＰＳ情報数条件を満たさない場合には、前記関係量演算ステップ以降のステップにおける処理の対象外とする請求項９から１１の何れか一項に記載の補正係数演算プログラム。
【請求項１３】
前記現在のＧＰＳ情報の取得時に所定角度以上の勾配を移動中であるか否かを判定する勾配判定ステップを更に備え、
勾配を移動中であると判定された場合には、当該２点のＧＰＳ情報についての処理を終
了する請求項９から１２の何れか一項に記載の補正係数演算プログラム。
【請求項１４】
前記請求項９から１３の何れか一項に記載の補正係数演算プログラムを含んで構成される自位置認識プログラムであって、
方位センサからの方位情報を取得する方位情報取得ステップを有し、
前記パルス数情報、前記方位情報と前記補正係数演算プログラムにより得られる前記距離補正係数に基づいて、自位置の移動軌跡を演算し、自位置の認識を行う自位置演算ステップをコンピュータに実行させる自位置認識プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ衛星から得られるＧＰＳ情報と、移動量に応じたパルス信号を出力する距離センサから得られるパルス数情報とに基づいて、前記パルス数情報から求められる移動距離を補正するための距離補正係数を演算する補正係数演算装置に関するとともに、得られる距離補正係数を使用して、自位置の移動軌跡を演算し、自位置の認識を行う自位置認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の補正係数演算装置として、出願人は、特許文献１に開示の技術を提案している。この文献に記載の技術では、最新のＧＰＳ情報と、一つ前のＧＰＳ情報とを使用して距離補正係数を求めるに際して、ＧＰＳ情報の受信と同時にパルス数情報を取得する取得手段を備える。結果、精度低下を起こすことがなく距離補正係数を求めることができる。また、この技術では、サンプリング間隔が短く、サンプリング数を多くできるため、条件の悪いＧＰＳ情報を事実上使用することなく、良好な精度の距離補正係数を求めることができる。
【０００３】
さて、この種の補正係数演算装置における移動距離演算処理、距離補正係数判定処理、距離補正係数演算処理の流れの概略を、特許文献１の記載に基づいて説明すると、以下のようになる。
１  移動距離演算処理
同明細書に添付の図５に示すように、先ず、ステップＳ１でＧＰＳ受信装置からＧＰＳ情報として速度、時刻、方位およびステータス信号を取得し、ステップＳ２で、ＧＰＳ受信と同時に距離センサからパルス信号（パルス数信号である）を取得し、ステップＳ３で距離補正係数を算出するか否かの判定を行い、ステップＳ４で距離補正係数の算出を行い、ステップＳ５で、距離センサ２６により得られた距離を距離補正係数に基づいて補正することにより移動距離Ｌを算出する。
【０００４】
この移動距離Ｌは、Ｌ＝ｋ×Δｐｌｓ×（１パルス当りの距離）として算出される。ここで、ｋは距離補正係数、Δｐｌｓは今回受信の距離センサからのパルス数（ｐｌｓ）と前回受信の距離センサからのパルス数（ｐｌｓ１）とのパルス差であり、１パルス当りの距離は予め車両毎にデフォルト値として設定されている。１パルス当たりの距離とは、移動体が標準的な状態にある状況における、単位パルス発生に対応した移動距離である。
【０００５】
なお、移動距離演算処理はＧＰＳ信号を受信する度毎に行われる。すなわち、ＧＰＳ情報の受信間隔は所定時間間隔であり、一般的には１秒間隔が使われるため、この移動距離演算処理も１秒間隔にて実行される。
【０００６】
距離補正係数判定処理
この処理は、先に示した同明細書に添付の図５のステップＳ３における距離補正係数判定の処理であり、距離補正係数の演算に使用可能なＧＰＳ情報の割り出しを実行する処理である。この判定は、本発明において、第一条件判定と呼ぶ判定と同性質のものであり、その判定条件は、２点間の速度が所定速度以上であるか否か、２点間の角度変化が所定角度以内であるか否か、２点間の速度差が所定速度差以内にあるか否か、２点間の時間差が所定時間差以内にあるか否か、受信した２点が同次元測位情報に属するか否かである。
【０００７】
距離補正係数演算処理
同明細書に添付の図７は、同図５のステップＳ４における距離補正係数演算の処理の流れを説明するための図であり、先ずステップＳ１で、今回のＧＰＳ情報を受信した時刻（ｔ）と前回のＧＰＳ情報を受信した時刻（ｔ１）から２つのデータ間のタイム差Δｔを計算する。次に、ステップＳ２で、今回のＧＰＳ情報を受信した時の距離センサのパルス数（ｐｌｓ）と前回のＧＰＳ情報を受信した時のパルス数（ｐｌｓ１）から２つのデータ間のパルス差Δｐｌｓを計算する。
【０００８】
次に、ステップＳ３で、上記２点間のＧＰＳ移動距離ＬＧＰＳを下式により算出する。
Ｌｇｐｓ＝（ｓｐｄ＋ｓｐｄ１）／２×Δｔ
ｓｐｄ ：今回得られたＧＰＳによる速度
ｓｐｄ１：前回得られたＧＰＳによる速度
すなわち、ＧＰＳ移動距離Ｌｇｐｓは、２点におけるＧＰＳ受信より得られる速度の平均値にタイム差を乗じて算出される。
【０００９】
次に、ステップＳ４で、算出されたパルス差（Δｐｌｓ）とＧＰＳ移動距離から単位距離Ｄ（例えば１００ｍ）進むのに必要なパルス数ｐを計算し、その値をヒストグラムにインクリメントする。そして、ステップＳ５で、ヒストグラムに一定以上データがセットされたらデータを平均し、下式より距離補正係数ｋを算出する。
【００１０】
ｋ＝（Ｄ／ｐ）／（１パルス当りの距離）
【００１１】
従って、この文献に開示の手法では、距離補正係数を演算するのに、今回受信した現在のＧＰＳ情報と前回のＧＰＳ情報とを使用することを基本としている。
【００１２】
このようなＧＰＳ情報を使用して移動距離補正係数を求める学習の開始は、従来、所定の情報数が集まる、例えば、１５０ｍを走行した後に、行われるようにされている。
即ち、移動開始時にはデフォルト値として得られている移動距離補正係数を使用し、その後、ある程度、ＧＰＳ情報が蓄積された状態で、有意な移動距離補正係数が得られるものとし、その補正係数を使用する構成が採用されている。
【特許文献１】特許２８９１４０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記のような手法を採用する場合は、現在と前回とのＧＰＳ情報のみが距離補正係数の演算に使用されるため、一定時間間隔で逐次受信されている多数のＧＰＳ情報を充分に使いきっているとは言えない。
このような問題に対して、連続して取り込まれるＧＰＳ情報を有効に利用するという観点からは、例えば、現時点と一定回数前の過去のＧＰＳ情報とを使用して、上記したと同様な処理を行って距離補正係数を求めることも考えられる。
【００１４】
また、２点を使用する場合、その２点間における移動において、大きな標高差がある地域を移動しているにも拘らず水平地での走行と同様の処理を行うと、比較的長い勾配を移動しているにも拘らず、移動距離が短いとして捕らえられてしまい、誤った距離補正係数を得るという問題がある。
【００１５】
さらに、特許文献１に開示の手法では、逐次取り込まれてくるＧＰＳ情報が異なった誤差半径を有する情報であるにも拘らず、実質的に等価な情報として取り扱うため、距離補正係数の精度が十分、上がらないという問題があった。
【００１６】
そこで、移動距離補正係数の精度（信頼度）を向上させるべく、補正係数演算に使用するＧＰＳ情報に要求する演算採用条件（本願にいう第一条件）を厳しいものとすることはできるのであるが、このような条件設定を行うと、移動距離補正係数演算の基礎とすべき情報数の蓄積が、おのずから遅れる。
例えば、ＧＰＳ情報に関して、その誤差半径が小さい情報のみを使用しようとすると、情報数の蓄積は遅れる。このような状況は、ＧＰＳ情報に関して、その衛星数判定、速度判定、直進判定、定速判定、勾配判定等、多種の判定を満たすＧＰＳ情報を移動距離補正係数の演算に使用しようとする場合は、なお更である。
【００１７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、逐次取り込まれるＧＰＳ情報を十分に生かして、精度が高く信頼性の高い距離補正係数を得ることができるとともに、比較的信頼性の高い距離補正係数を迅速に得ることができる補正係数演算装置を得ることをにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための本発明に係る、
ＧＰＳ衛星からの信号に基づいて受信時刻情報及び速度情報を含むＧＰＳ情報を周期的に取得するＧＰＳ情報取得手段と、
移動量に応じたパルス信号を出力する距離センサからのパルス数情報を、少なくとも前記ＧＰＳ情報の取得と同時に取得するパルス数情報取得手段と、を備え、
前記パルス数情報に基づいて求められる移動距離を補正するための距離補正係数を、前記ＧＰＳ情報及び前記パルス数情報に基づいて演算する補正係数演算装置の特徴構成は、
任意の２点のＧＰＳ情報に関して所定の第一条件を満たすか否かを判定する第一条件判定手段と、
前記２点のＧＰＳ情報が前記第一条件を満たす場合に、前記２点間のＧＰＳ情報に基づいて前記２点間の移動距離を演算する移動距離演算手段と、
前記移動距離演算手段により演算された前記２点間の移動距離と前記２点間の前記パルス数情報に示されるパルス数の差分との関係量を演算する関係量演算手段と、
前記関係量演算手段により演算された前記関係量の情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に格納された関係量の情報数が一定数以上となった後に、前記記憶手段に格納された複数の前記関係量に基づいて、代表関係量を演算する代表関係量演算手段と、
前記代表関係量を用いて前記距離センサの出力を補正するための距離補正係数を演算する距離補正係数演算手段と、を備え、
前記２点間の移動距離に応じて、前記関係量を前記記憶手段に記憶する際の情報数を、前記２点間の移動距離が大きいほど前記情報数が大きくなるように調節する情報数調節手段を更に備える点にある。
【００１９】
この特徴構成を備えることにより、本願では、ＧＰＳ情報に関して、任意の２点のＧＰＳ情報である、ＧＰＳ情報の対に関して、距離補正係数の演算を行うこととなる。
ここで、距離補正係数の演算において、一のＧＰＳ情報対に対して、第一条件判定手段で、距離補正係数の演算において好ましいＧＰＳ情報の対を判定抽出し、移動距離演算手段にあっては、２点間の距離をＧＰＳ情報に基づいて求め、関係量演算手段により、パルス数と移動距離との関係を求める。
これら一連の処理は、処理の対象としているＧＰＳ情報対に対して、個々に行われるのであるが、本願にあっては、記憶手段における関係量の記憶において、その情報数が情報数調節手段により調節される。即ち、従来、異なったＧＰＳ情報対を等価なものとして扱ってきたのに対して、ＧＰＳ情報対の取り込み状況に応じて異なった情報数（情報的価値）を有するものとするのである。すなわち、移動距離が長いもの程、情報数（情報的価値）が高いものとする。このようにすることで、情報数の記憶・蓄積は加速される。
【００２０】
そして、記憶手段に格納された関係量の情報数が一定数以上となった後に、記憶手段に記憶された複数の関係量情報からその統計値である代表関係量を代表量演算手段により得、この代表関係量から距離補正係数を得る。
【００２１】
結果、本願に係る発明では、情報数調節手段により、ＧＰＳ情報の価値を評価しながら、ＧＰＳ情報を記憶・蓄積することができるため、取り込まれてくるＧＰＳ情報の評価を適切に行って、等価な情報として扱う場合に比べて、迅速に距離補正係数を得ることができる。
【００２２】
このような補正係数演算装置をハードウェアである演算処理装置に組み込んで実現する補正係数演算プログラムは、以下のように構成される。
即ち、ＧＰＳ衛星からの信号に基づいて受信時刻情報及び速度情報を含むＧＰＳ情報を周期的に取得するＧＰＳ情報取得ステップと、
移動量に応じたパルス信号を出力する距離センサからのパルス数情報を、少なくとも前記ＧＰＳ情報の取得と同時に取得するパルス数情報取得ステップと、を実行し、
前記パルス数情報に基づいて求められる移動距離を補正するための距離補正係数を、前記ＧＰＳ情報及び前記パルス数情報に基づいて演算する処理をコンピュータに実行させる補正係数演算プログラムであって、
任意の２点のＧＰＳ情報に関して所定の第一条件を満たすか否かを判定する第一条件判定ステップと、
前記２点のＧＰＳ情報が前記第一条件を満たす場合に、前記２点間のＧＰＳ情報に基づいて前記２点間の移動距離を演算する移動距離演算ステップと、
前記移動距離演算ステップにより演算された前記２点間の移動距離と前記２点間の前記パルス数情報に示されるパルス数の差分との関係量を演算する関係量演算ステップと、
前記２点間の移動距離に応じて、前記関係量を記憶手段に記憶する際の情報数を、前記２点間の移動距離が大きいほど前記情報数が大きくなるように調節する情報数調節ステップと、
前記情報数調節ステップによる調節後の情報数の前記関係量の情報を前記記憶手段に記憶する記憶ステップと、
前記記憶手段に格納された関係量の情報数が一定数以上となった後に、前記記憶手段に格納された複数の前記関係量に基づいて、代表関係量を演算する代表関係量演算ステップと、
前記代表関係量を用いて前記距離センサの出力を補正するための距離補正係数を演算する距離補正係数演算ステップと、
をコンピュータに実行させる補正係数演算プログラムとしておくこととなる。
【００２３】
上記の関係量としては、基準距離当りのパルス数又は単位パルス数当りの距離を採用することができる。本願に係る距離補正係数は、単位パルス当りの距離が、距離センサの設置対象の状態により変化した場合に、この変化に良好に追従すべく求められるべきものであり、基準距離当りのパルス数は、その逆数で単位パルス当りの距離とできるためである。無論、単位パルス数当りの距離をそのまま採用しても構わない。
【００２４】
さて、前記第一条件としては、所定の誤差半径内の情報であるか否かを判定するための精度条件、信号を受信した衛星数が所定数以上であるか否かを判定するための衛星数条件、一定速度以上で走行しているか否かを判定するための速度条件、直進移動状態を示しているか否かを判定するための直進条件、定速移動状態を示しているか否かを判定するための定速条件、のいずれか一つ以上とすることができる。
【００２５】
精度条件を第一条件に含めることにより、誤差半径の小さい信頼性の高いＧＰＳ情報を使用して、距離補正係数を求めることができる。衛星数条件に関しても同様である。
速度条件、直進条件、定速条件に関しては、従来から行われてきたと同様に、距離補正係数を演算するのに、移動がある程度の速度状態で行われ、ほぼ等速で直進している状態のＧＰＳ情報を使用するのが最も好ましいためである。
【００２６】
さらに、前記情報数調節手段としては、これを、前記２点間の移動距離の増加に従う複数段階の分類を用い、前記関係量を前記記憶手段に記憶する際には、当該関係量の演算元の前記２点間の移動距離に関する段階が増加するに従って、当該関係量についての情報数を増やす構成としておくことが好ましい。
移動距離の増加に従って、２点間で求められる関係量の信頼性は高まる（２点間の距離が長いほど平均的な関係量を代表でき、異常値が排除される）ため、そのような関係量の情報数（情報的価値）を高いものとして処理をおこない、好適な距離移動係数を迅速に得られるためである。
【００２７】
このような動作を実現する補正係数演算プログラムは、以下のように構成される。
情報数調節ステップを、前記２点間の移動距離の増加に従う複数段階の分類を用い、前記関係量を前記記憶手段に記憶する際には、当該関係量の演算元の前記２点間の移動距離に関する段階が増加するに従って、当該関係量についての情報数を増やす構成としておけばよい。
【００２８】
さらに、選択された前記２点間のいずれかのＧＰＳ情報が前記第一条件を満たさなくなった場合には、当該２点のＧＰＳ情報についての処理を終了することが好ましい。
この構成を採用しておくと、２点間に存する全てのＧＰＳ情報が第一条件を満足しない限り、そのＧＰＳ情報対は距離補正係数の演算に使用されないこととなり、最も好ましいＧＰＳ情報を係数演算に使用できるためである。
【００２９】
この機能を実現する補正係数演算プログラムは、
選択された前記２点間の何れかのＧＰＳ情報が前記第一条件を満たさなくなった場合には、前記ＧＰＳ情報選択ステップにおける当該現在のＧＰＳ情報についての処理を終了する構成となる。
【００３０】
また、前記２点間のＧＰＳ情報の数が所定数以上であるというＧＰＳ情報数条件を満たすか否かを判定するＧＰＳ情報数判定手段を更に備え、
前記ＧＰＳ情報数条件を満たさない場合には、前記関係量演算手段による前記関係量の演算対象外とすることが好ましい。
このようにすることで、移動距離補正係数の演算に、ある程度以上のＧＰＳ情報が含まれる状態におけるＧＰＳ情報のみを使用でき、信頼性が高くなる。
【００３１】
この機能を実現する補正係数演算プログラムは、
前記２点間のＧＰＳ情報の数が所定数以上であるというＧＰＳ情報数条件を満たすか否かを判定するＧＰＳ情報数判定ステップを更に備え、
前記ＧＰＳ情報数条件を満たさない場合には、前記関係量演算ステップ以降のステップにおける処理の対象外とする補正係数演算プログラムとなる。
【００３２】
また、前記現在のＧＰＳ情報の取得時に所定角度以上の勾配を移動中であるか否かを判定する勾配判定手段を更に備え、
勾配を移動中であると判定された場合には、前記ＧＰＳ情報選択手段による当該現在のＧＰＳ情報についての処理を終了することも好ましい。
本来、勾配を移動している場合、その標高差に起因して、ＧＰＳ情報側からのみ得られる移動距離と真の移動距離との間に誤差が発生しやすく、移動距離補正係数の演算には好ましくないが、このような信頼性の低いＧＰＳ情報を良好に演算から除外することができる。
【００３３】
この機能を実現する補正係数演算プログラムは、
前記現在のＧＰＳ情報の取得時に所定角度以上の勾配を移動中であるか否かを判定する勾配判定ステップを更に備え、
勾配を移動中であると判定された場合には、前記ＧＰＳ情報選択ステップにおける当該現在のＧＰＳ情報についての処理を終了する補正係数演算プログラムとなる。
【００３４】
さて、これまで説明してきた補正係数演算装置を自位置認識装置に備え、
方位センサからの方位情報を取得する方位情報取得手段を備え、
前記パルス数情報、前記方位情報と前記補正係数演算装置により得られる前記距離補正係数に基づいて、自位置の移動軌跡を演算し、自位置の認識を行う自位置演算手段を備える構成とすると、自位置の認識を信頼性の高い迅速なものとできる。
【００３５】
この機能を実現できる、これまで説明してきた補正係数演算プログラムを含んで構成される自位置認識プログラムは、
方位センサからの方位情報を取得する方位情報取得ステップを有し、
前記パルス数情報、前記方位情報と前記補正係数演算プログラムにより得られる前記距離補正係数に基づいて、自位置の移動軌跡を演算し、自位置の認識を行う自位置演算ステップをコンピュータに実行させる自位置認識プログラムとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本願に係る補正係数演算装置１を備えた自位置認識装置２の実施の形態について、以下、図面に基づいて説明する。この種の自位置認識装置２は、例えば、自動車等のナビゲーション装置（図示省略）に装備されて、自車位置の認識の用に供される。
図１は、自位置認識装置２の構成の概略を示す機能ブロック図である。
【００３７】
同図において、左側に、上記自位置認識に係る機能部５０を示すとともに、右側に、距離補正係数演算に係る機能部１０を示している。補正係数演算装置１に係る部分は、一点鎖線で囲った部分である。
以下、自位置認識処理に係る機能部５０、距離補正係数演算処理に係る機能部１０の順に説明する。
【００３８】
１  自位置認識処理に係る機能部５０
自位置認識処理は、従来技術で採用されている自位置認識の処理手法を踏襲するものであり、先に特許文献１に開示の技術で説明したのと、大きく異なるところはない。
即ち、ＧＰＳ情報取得部５２から得られるＧＰＳ情報、パルス数情報取得部５５から得られるパルス数情報及びジャイロ情報取得部５８から得られるジャイロ情報に基づいて、補正係数演算装置１から得られる距離補正係数ｋを使用して移動距離を演算し、この移動距離を利用して自位置を演算・認識する。
【００３９】
自位置認識装置側で使用される移動距離は、パルス数増分Δｐｌｓ、単位パルス当りの距離Ｌｄ及び距離補正係数ｋによって求められる移動距離であるため、この移動距離を以降、Ｌｐｌｓと記載する。
【００４０】
以下、各部の構成及びその働きに関して説明する。
ＧＰＳ受信機５１は、ＧＰＳ衛星Ｓからの信号を受信する。このＧＰＳ衛星Ｓからの信号は、１秒おきに受信され、ＧＰＳ情報取得部５２に送られる。ＧＰＳ情報取得部５２は、受信されたＧＰＳ衛星Ｓからの信号を解析し、自位置情報、進行方位情報、移動速度情報、測位衛星数情報、誤差半径情報、高さ方向速度情報等の情報を導出し、これらの情報を含むＧＰＳ情報を生成する。自位置情報は、自位置の緯度座標及び経度座標からなる情報である。
このＧＰＳ情報は、ＧＰＳ衛星Ｓからの信号を受信する毎、すなわち１秒おきに周期的に生成され、ＧＰＳ情報記憶部５３に記憶される。
【００４１】
距離センサ５４は、自位置認識装置が搭載されている車両ＣＡＲの移動距離を検出するためのセンサである。この距離センサ５４としては、所謂、車速パルスセンサを採用している。この種の距離センサ５４は、車両ＣＡＲのドライブシャフト等である走行移動に関る回転部材が一定量回転する毎にパルス信号を出力する。距離センサ５４からの出力は、パルス数情報取得部５５に送られる。パルス数情報取得部５５は、距離センサ５４から出力されたパルス信号のパルス数を積算してパルス数情報を生成する。このパルス数情報は、少なくともＧＰＳ情報取得部５２によるＧＰＳ情報の取得時毎、ここでは、１秒おきに周期的に生成される。生成されたパルス数情報は、パルス数情報記憶部５６に記憶される。
【００４２】
図２に、ＧＰＳ情報の取り込み状況を示した。図２（イ）は、走行移動状態にある車両ＣＡＲが、ＧＰＳ衛星Ｓから逐次、信号を受取る状態を示している。図２（ロ）は、横軸に時間を、時間軸の上側にＧＰＳ情報の取り込みタイミングを、下側にパルス信号の発生タイミングを示したものである。この走行状態では、移動速度が大きいため、パルス信号の発生が頻繁に行われていることが判る。
【００４３】
ジャイロセンサ５７は、自車方位の変化を検出する方位センサである。このジャイロセンサ５７としては、振動ジャイロ、光ファイバジャイロ等の各種のジャイロスコープが使用可能であるが、本例では、振動ジャイロを用いている。このジャイロセンサ５７は、所定の検出軸回りの回転角速度に比例した電圧等の出力を発生する。ジャイロセンサ５７からの出力は、ジャイロ情報取得部５８に送られる。ジャイロ情報取得部５８は、ジャイロセンサ５７からの電圧等のアナログ信号の出力をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換を行い、所定段階のデジタル信号でなるジャイロ出力値を生成する。このジャイロ出力値は、少なくともＧＰＳ情報取得部５２によるＧＰＳ情報の取得時、ここでは、１秒おきに周期的に生成される。生成されたジャイロ出力値は、ジャイロ情報としてジャイロ情報記憶部５９に記憶される。
【００４４】
自位置記憶部６０は、前回までに逐次認識された自位置を記憶した記憶部であり、自位置は、緯度座標及び経度座標の組み合わせとして記憶されている。前回の自位置情報は、自位置演算部６１に送られて、現在の自車位置の演算・認識に使用される。
【００４５】
自位置演算部６１は、この演算部６１に送られてくる、移動距離に関連した情報であるパルス数情報、移動軌跡の方位に関連する情報であるジャイロ情報、移動軌跡を演算する基点となる前回の自位置情報を利用して、現在の自位置を演算する。この自位置の演算に際して、補正係数演算装置１から送られてくる距離補正係数ｋが移動距離Ｌｐｌｓの演算に使用される。
【００４６】
自位置は、少なくともＧＰＳ情報取得部５２によるＧＰＳ情報の取得時、ここでは１秒おきに周期的に演算され、演算により求められた自位置は、先に説明した自位置記憶部６０に記憶される。
【００４７】
移動軌跡の演算は、前回の自位置から、その位置からジャイロ情報として得られる現在の方位方向に、パルス数の増分に相等する移動距離Ｌｐｌｓだけ移動したものとして移動軌跡を求める。ここで、移動距離Ｌｐｌｓの演算は、先にも説明したように、現時点と前回時点との間におけるパルス数の増分Δｐｌｓ、１パルス当りの距離Ｌｄ及び距離補正係数ｋを乗じたものＬｐｌｓ＝Δｐｌｓ×Ｌｄ×ｋとされる。
【００４８】
このようにして自位置演算部６１で演算される移動軌跡に基づいて、自位置が求まり、自位置記憶部６０に送り返されて、現在の自位置として記憶される。一方、ナビゲーション装置（図外）側へも出力される。
【００４９】
２  距離補正係数演算処理に係る機能部１０
以下、補正係数演算装置１の構成に関して説明する。
図１に示すように、自位置演算装置２との関係において、この補正係数演算装置１は、ＧＰＳ受信機５１、ＧＰＳ情報取得部５２、ＧＰＳ情報記憶部５３、距離センサ５４、パルス数情報所得部５５、パルス数情報記憶部５６を共有している。従って、補正係数演算装置１内において、ＧＰＳ情報取得部５２から得られるＧＰＳ情報とパルス数情報取得部５５から得られるパルス数情報を演算処理に使用することができる。
補正係数演算装置１により得られた距離補正係数ｋは自位置演算部６１に送られ、当該部６１での自位置の演算の用に供される。
【００５０】
距離補正係数ｋの演算処理は、大まかには主要な３パートから構成されている。
【００５１】
第一パートは、ＧＰＳ情報選択部１１０が主に働き、第一条件判定、第二条件判定、第三条件判定の判定対象となるＧＰＳ情報の対を順次選択し、判定の対象を特定するとともに、判定を満足する場合には、求められる基準パルス数ＮＳｐｌｓを使用して、その基準パルス数ＮＳｐｌｓのヒストグラムを求め、最終的に、基準パルス数ＮＳｐｌｓの平均値から距離補正係数ｋを演算するマクロフローを制御するパートである。
【００５２】
本願にあっては、前記ＧＰＳ情報の対は、新たに取り込まれた現在のＧＰＳ情報と、現在のＧＰＳ情報より前の過去のＧＰＳ情報との対として成立する。さらに、後述するように、この対とされる過去のＧＰＳ情報に関する過去への戻り数には制限が設けられており、この数内での処理を繰返すように構成されている。
【００５３】
第二パートは、条件判定部１２０とされる部位であり、図示するように、第一条件判定部１２１、第二条件判定部１２２、第三条件判定部１２３からなっている。
第一条件判定部１２１では、上記の第一パートで生成されるＧＰＳ情報対に関して、情報が直接的に距離補正係数ｋの演算に使用できるものか、否かの判定を行う。
【００５４】
第二条件判定部１２２は、ＧＰＳ情報対を成す２つのＧＰＳ情報が受信された２点間に関して、その間における移動距離、その間に含まれるＧＰＳ情報数について、２点間で得られた情報が距離補正係数ｋの演算に使用できるものか、否かの判定を行う。ここで求められる移動距離は、後述するように、ＧＰＳ情報に基づいて求められる移動距離であるため、Ｌｇｐｓと記載する。
【００５５】
第三条件判定部１２３は、ＧＰＳ情報対を成す２つのＧＰＳ情報が受信された２点間に関して、その間に含まれるパルス数について、距離補正係数ｋの演算に使用できるものか、否か等の判定を行う。この処理で求められた所定距離当りのパルス数が本願にいう関係量の一種である基準パルス数ＮＳｐｌｓである。
【００５６】
第三パートは、第一条件判定、第二条件判定、第三条件判定を満足した利用可能と判断されるＧＰＳ情報対を用いて、基準パルス数記憶部１２４で、基準パルス数ＮＳｐｌｓを順次、蓄積・記憶する。この蓄積は、現在のＧＰＳ情報に関する処理の実行中に行われる外、過去のＧＰＳ情報に関して逐次得られた結果も蓄積されている。即ち、第三パートにあっては、過去のＧＰＳ情報に関する処理が生かされる。
そして、平均距離演算部１２５で、蓄積されてきた多数の基準パルス数ＮＳｐｌｓから、その代表値を求め、距離補正係数演算部１２６で、現時点で好適な距離補正係数ｋを演算する。
【００５７】
以下、各部の構成及びその働きに関して説明する。
ＧＰＳ情報選択部１１０は、新たなＧＰＳ情報がＧＰＳ情報取得部５２から送られてくる毎に、新たなＧＰＳ情報を現在のＧＰＳ情報として、この現在のＧＰＳ情報との関係において以降の処理に供すべき、現在のＧＰＳ情報と過去のＧＰＳ情報との対を選択・特定する。
【００５８】
即ち、現在のＧＰＳ情報に対して、順次過去に戻りながら特定数前（例えば３２個前）までのＧＰＳ情報との組み合わせで順次学習を行い、現在のＧＰＳ情報に関する学習を終了するように処理制御する。
【００５９】
詳細には、現在のＧＰＳ情報が取り込まれると、この選択部１１０は、現在のＧＰＳ情報と現在から一つ前のＧＰＳ情報との組み合わせ、２つ前のＧＰＳ情報との組み合わせというようにＧＰＳ情報を順に過去に辿りながら、順次、ＧＰＳ情報対を以降の処理に送る。繰り返し操作が、予め設定された数に到達すると、現在のＧＰＳ情報に関して、その学習を終える。本例では、過去のＧＰＳ情報への戻り回数は３２としている。
このＧＰＳ情報選択部１１０が、ＧＰＳ情報選択手段となる。
【００６０】
第一条件判定部１２１は、逐次送られてくるＧＰＳ情報対に関して、第一条件判定を実行する。図示するように、第一条件判定部１２１には６種の判定手段が備えられており、各判定手段における判定を全て満たすＧＰＳ情報のみが以降の処理に送られる。
この第一条件判定部１２１が、第一条件判定手段となる。
【００６１】
精度判定手段１２１ａは、対として送られてくるＧＰＳ情報の誤差半径に関して、現在のＧＰＳ情報と過去のＧＰＳ情報とが共に、予め設定された誤差半径を満たす情報か否かを判定する。本例では、誤差半径としては、３００ｍを上限値としている。
【００６２】
衛星数判定手段１２１ｂは、ＧＰＳ情報に含まれる衛星数情報に関して、ＧＰＳ情報として、３つの衛星に基づいた情報（２Ｄ情報）と４つの衛星に基づいた情報（３Ｄ情報）とが混在している場合に、情報精度の高い３Ｄ情報のみの組み合わせを以降の処理に供しようとするものである。この手段１２１ｂにおいても、ＧＰＳ情報対を成す両方のＧＰＳ情報が３Ｄ情報であること判定要件とする。
【００６３】
速度判定手段１２１ｃは、ＧＰＳ情報に含まれるＧＰＳ速度情報に関して、ＧＰＳ速度が予め設定された速度以上か否かを判定する。この速度は下限速度であり、ＧＰＳ速度が所定速度以上である状況におけるＧＰＳ情報のみを以下の処理に供するためである。本例では、１０ｍ/sを下限値としている。距離補正係数ｋは、移動が所定速度以上での移動となっている場合に、信頼性の高い値として得られるためである。
【００６４】
直進判定手段１２１ｄは、現在のＧＰＳ情報を取り込んだ時点と、このＧＰＳ情報に対して対をなす過去のＧＰＳ情報を取り込んだ時点との２点間に関して、ＧＰＳ方位情報を比較することにより移動が直進移動であるかどうかを調べ、移動が直進的に行われている２点間で取得したＧＰＳ情報を以降の処理に供しようとするものである。本例では、２点間で、ＧＰＳ方位情報に２°未満の差しかない場合に、直進移動をおこなっているものとして以下の処理に供している。距離補正係数ｋは、移動が直進移動となっている場合に、信頼性の高い値として得られるためである。
【００６５】
定速判定手段１２１ｅは、現在のＧＰＳ情報を取り込んだ時点と、このＧＰＳ情報に対して対をなす過去のＧＰＳ情報に関して、そのＧＰＳ速度情報の差を問題とし、定速走行をおこなっている状況における２点のＧＰＳ情報を以降の処理に供しようとするためのものである。本例では、ＧＰＳ速度情報に１ｍ/s以下の差しかない場合に、定速移動をおこなっているものとして以下の処理に供している。
【００６６】
勾配判定手段１２１ｆは、現在のＧＰＳ情報を取り込んだ時点と、このＧＰＳ情報に対して対をなす過去のＧＰＳ情報に関して、そのＧＰＳ高さ情報の差を問題とし、勾配走行をおこなっている状況における２点のＧＰＳ情報を以降の処理に供しないようとするためのものである。本例では、ＧＰＳ高さ方向速度に０．２ｍ/sより大きい差がある場合は、勾配走行をおこなっているとして、以下の処理から外すようにしている。
【００６７】
第一条件判定部１２１では、上記６の判定手段１２１ａ〜１２１ｆによる判定が行われ、これら全ての条件を満足するＧＰＳ情報の組み合わせが以降に処理に送られる。一方、何れかの条件を満たさない場合は、現在のＧＰＳ情報に関する学習を終了する。
【００６８】
第二条件判定部１２２は、移動距離演算手段１２２ａ、移動距離判定手段１２２ｂ、ＧＰＳ情報数演算手段１２２ｃ、ＧＰＳ情報数判定手段１２２ｄからなる。
第二条件判定部１２２は、ＧＰＳ情報対を成すそれぞれのＧＰＳ情報が取り込まれた２点間に於ける移動距離に関して、その移動距離自体を問題とするとともに、その中に含まれるＧＰＳ情報数を問題とする。
この第二条件判定部１２２で、第二判定条件が満足されない場合は、当該対となっているＧＰＳ情報は以降の処理の対象とはせず、対とする過去のＧＰＳ情報を、一つ前に辿り更なる対について処理を実行する。
【００６９】
移動距離演算手段１２２ａは、上記の第一条件判定部１２１において第一条件を満たしたＧＰＳ情報対に関して、現在のＧＰＳ情報を取り込んだ時点と過去のＧＰＳ情報を取り込んだ時点との２点間で移動した距離を演算する。このようにしてＧＰＳ情報のみに基づいて求まる移動距離を、本願にあっては移動距離Ｌｇｐｓと以下記載する。
【００７０】
この演算手段１２２ａにおける演算処理には、ＧＰＳ情報に含まれる移動速度情報ｓｐｄと各ＧＰＳ情報が取得された時間情報ｔを使用する。即ち、現在のＧＰＳ情報に係る移動速度情報をｓｐｄ０、対となっているＧＰＳ情報に係る移動速度情報をｓｐｄｉ（ここで、ｉは１〜３２までの自然数）として、ＧＰＳ情報に基づく移動距離Ｌｇｐｓは以下の式で求める。
【００７１】
Ｌｇｐｓ＝（ｓｐｄ０＋ｓｐｄ１）／２×Δｔ１＋（ｓｐｄ１＋ｓｐｄ２）／２×Δｔ２＋・・・・・・＋（ｓｐｄ（ｉ−１）＋ｓｐｄｉ）／２×Δｔｉ
【００７２】
ここで、ｓｐｄ１、ｓｐｄ２は、それぞれｓｐｄ０より一つ前及び２つ前の移動速度情報であり、ｓｐｄ（ｉ−１）は、移動速度情報ｓｐｄｉを取り込んだ時点より、一つ後（現在時点に近い側）の移動速度情報である。Δｔ１、Δｔ２、・・・・・・Δｔｉは、それぞれ、現在のＧＰＳ情報の取り込み時点と、一つ前の取り込み時点との差（経過時間）、一つ前の取り込み時点と２つ前の取り込み時点との差（経過時間）、・・・・・・・・、移動速度情報ｓｐｄｉの取り込み時点より、一つ後（現在時点に近い側）のＧＰＳ情報の取り込み時点との差（経過時間）である。
【００７３】
従って、この演算手段１２２ａにより演算される移動距離Ｌｇｐｓは、現在処理の対象としているＧＰＳ情報対に関して、対となる２点間で取り込まれた全てのＧＰＳ情報を利用して、平均移動速度×経過時間の積算値（Σ（ｓｐｄ（ｉ−１）＋ｓｐｄｉ）／２×Δｔｉ）として、移動距離Ｌｇｐｓを得ることとなっている。ここで、本例においては、経過時間Δｔは、自位置出力を利用する側であるナビゲーション装置に備えられている、ｍｓ単位で時刻認識可能なタイマーカウントを利用して、使用する経過時間Δｔを精度の高いものとしている。
【００７４】
移動距離判定手段１２２ｂは、移動距離演算手段１２２ａにより演算されたＧＰＳ情報対に係る２点間の距離Ｌｇｐｓが、所定距離以上か否かを判定する。本例では、所定距離として１００ｍを採用している。そして、所定距離未満である場合は、現状で処理の対象としているＧＰＳ情報対を以降の処理の対象外とし、所定距離以上である場合に以降の処理に供する。このように、現状で処理の対象としているＧＰＳ情報対が処理の対象外とされた場合は、さらに前の過去のＧＰＳ情報との対に対して、新たに処理を進める。
【００７５】
ＧＰＳ情報数演算手段１２２ｃは、ＧＰＳ情報対を成す各ＧＰＳ情報が取り込まれた２点間にあるＧＰＳ情報数を参照して、影響度ｅを演算する。
この影響度ｅは、基準移動距離をＬＳ、ＧＰＳ情報数をＮ、２点間の移動距離をＬｇｐｓとして、ｅ＝ＬＳ／Ｌｇｐｓ／Ｎとして求められる。本例の場合は、基準移動距離ＬＳとして１００ｍを採用している。
この影響度ｅは、閾値を０．０５とし、ＬＳを１００ｍとする場合、基準移動距離ＬＳ＝１００ｍ内に、２０個のＧＰＳ情報が取り込まれていることを意味する。さらに詳細に図３を使用して影響度ｅに関して説明する。
【００７６】
同図において、横軸は時間（移動距離でもある）を示しており、左端が現在のＧＰＳ情報が取り込まれた時点を示し、右に向かうに従ってＧＰＳ情報を過去に辿る状態を示している。上段に示されるブロック列は、個々にＧＰＳ情報が取り込まれ移動していることに対応している。中段は、現在から７のＧＰＳ情報を戻って、現在と７前の２点間における影響度ｅを求める状況を示しており、下段は、現在から１２前のＧＰＳ情報を戻って、現在と１２前の２点間における影響度ｅを求める状況を示している。
【００７７】
以下、移動が、ＧＰＳ情報の取り込みタイミング毎に１５ｍ起こっているものとして説明する。
中段に示す７のＧＰＳ情報を処理対象とする場合、影響度ｅは、１００／１０５／７となり０．１３６と算出され、単一のＧＰＳ情報が１３．６％の影響度を有していることとなる。従って影響度ｅの閾値を０．０５（５％）とする場合は、このＧＰＳ情報対は使用しないこととなる。この閾値の場合、１００ｍの移動距離に、２０未満のＧＰＳ情報しか包含されていないこととなる。
【００７８】
下段に示す１２のＧＰＳ情報を処理対象とする場合、影響度ｅは、１００／１８０／１２となり、０．０４６と算出され、単一のＧＰＳ情報が４．６％の影響度を有している。従って影響度ｅの閾値を０．０５（５％）とする場合は、このＧＰＳ情報対は使用できることとなる。
【００７９】
ＧＰＳ情報数判定手段１２２ｄは、ＧＰＳ情報数演算手段１２２ｃにより演算された影響度ｅに関して、所定値以下か否かを判定する。本例では、この値として先に閾値として紹介した０．０５を採用している。そして、所定値未満である場合は、現状で処理の対象としているＧＰＳ情報対を以降の処理に送る。一方、所定値より大きい場合は対象外とし、さらに前の過去のＧＰＳ情報との対に対して、新たに処理を進める。
【００８０】
第三条件判定部１２３は、上記のようにして求められる２点間に於ける移動距離Ｌｇｐｓに関して、基準移動距離ＬＳ当りのパルス数である基準パルス数ＮＳｐｌｓを問題とする。基準パルス数ＮＳｐｌｓが、標準的な移動状態におけるもののＧＰＳ情報対を以下の処理に供しようとするものである。
この第三条件判定部１２３で、第三判定条件が満足されない場合は、現在処理の対象としている現在のＧＰＳ情報に関する学習処理を終了する。現在の走行状態が、距離補正係数ｋを得るのに適当な標準的な移動状態から逸脱していると考えられるためである。
【００８１】
この判定部１２３は、基準パルス数演算手段１２３ａと、この演算手段１２３ａで演算された基準パルス数ＮＳｐｌｓに関して判定を行う基準パルス数判定手段１２３ｂとから構成されている。
【００８２】
基準パルス数演算手段１２３ａは、現在処理の対象としているＧＰＳ情報対に関して、２点間における基準移動距離ＬＳ当りのパルス数を基準パルス数ＮＳｐｌｓとして演算する。本例は、基準移動距離ＬＳとして１００ｍを採用している。現在のＧＰＳ情報が受信された点のパルス数をｐｌｓ、対となる過去のＧＰＳ情報が受信された点のパルス数をｐｌｓＩとして、基準パルス数は、（ｐｌｓ−ｐｌｓＩ）×ＬＳ／Ｌｇｐｓとして演算される。この基準パルス数演算手段１２３ａは、本願における関係量演算手段の一種である。
【００８３】
基準パルス数判定手段１２３ｂは、上記のようにして求まる基準パルス数ＮＳｐｌｓが、これまで求められている基準パルス数ＮＳｐｌｓの平均値に対して、所定の範囲内に入っているか否かを判定する。本例では、所定範囲内として、平均値の０．７〜１．３倍の範囲内にある場合に、範囲内にあると判定する。
そして、判定対象の基準パルス数ＮＳｐｌｓが範囲内にあるときは、現在処理の対象としているＧＰＳ情報対を以降の処理の対象とする。範囲内にない場合は、処理の対象としている現在のＧＰＳ情報に関して、その学習処理を終了する。
【００８４】
以上のようにして、第一条件判定、第二条件判定及び第三条件判定の全ての判定を満足するＧＰＳ情報対は、代表関係量演算処理の対象とされる。
代表関係量演算を行うため、図１に示すように、基準パルス数記憶部１２４、代表関係量である平均距離を演算する平均距離演算部１２５が設けられている。そして、平均距離演算部１２５で得られた平均距離から距離補正係数演算部１２６で、距離補正係数ｋが演算される。
【００８５】
基準パルス数記憶部１２４は、これまで説明してきた３条件全てを満たすＧＰＳ情報対に関して、その基準パルス数ＮＳｐｌｓ情報を記憶する部位である。この記憶格納の状態は、先に説明した従来技術で行われてきたとは異なり、一つのＧＰＳ情報対に対して、当該ＧＰＳ情報対の移動距離Ｌｇｐｓに対応して、調節された情報数を与え、基準パルス数ＮＳｐｌｓの値により分類して、所定の記憶領域に記憶するものである。
【００８６】
この要請から、図６に示すように、基準パルス数記憶部１２４には、情報数決定手段１２４ａと、蓄積記憶手段１２４ｂが備えられている。
情報数決定手段１２４ａは、現在処理の対象としているＧＰＳ情報対に関して、その移動距離をＬｇｐｓとして、〔Ｌｇｐｓ／５０−１を満す整数（小数点以下切捨て）〕で示す演算式に基づいて、情報数を決定する。この決定方式では、移動距離が５０ｍ以下の場合情報数は０となり、移動距離が５０より大きく１００ｍ以下の場合情報数は１となる。さらに、移動距離Ｌｇｐｓの増加に従って、情報数は増加する。この情報数決定手段１２４ａが、本願における調節手段である。
蓄積記憶手段１２４ｂは、現在処理の対象としているＧＰＳ情報対に関して、上記のようにして決定される情報数だけ、その基準パルス数ＮＳｐｌｓを所定の記憶領域に蓄積・記憶する。
この基準パルス数記憶部１２４は、本願における記憶手段である。
【００８７】
平均距離演算部１２５には、図４に示すように、蓄積情報数確認手段１２５ａ、蓄積情報数判定手段１２５ｂ及び平均距離演算手段１２５ｃが備えられている。
蓄積情報数確認手段１２５ａは、基準パルス数記憶部１２４に蓄積された総情報数を確認し、蓄積情報数判定手段１２５ｂにより、その総情報数が所定の値に到達したかどうかが判定される。図示するように、この手段には、第一情報数判定手段１２５ｂ−１、第二情報数判定手段１２５ｂ−２及び第三情報数判定手段１２５ｂ−３が備えられており、総情報数に基づいて、異なった処理を実行するように構成されている。
前記平均距離演算手段１２５ｃは、全てのＧＰＳ情報対に関して、単位パルス当りの移動距離の平均（この値を単位パルス平均距離Ｌａｖと呼ぶ）を演算する。この平均距離演算手段１２５が、代表関係量演算手段である。
【００８８】
本願に係る補正係数演算装置１では、上記のようにして、順次、現在のＧＰＳ情報を取り込み、所定の処理を実行した後、新たな基準パルス情報ＮＳｐｌｓが順次蓄積される。新たに演算された基準パルス情報ＮＳｐｌｓを追加し（この蓄積量の総計は４０００程度とできる）、古い情報を捨てることで、単位パルス平均距離は、常に、現状を代表できる値に維持される。
【００８９】
距離補正係数演算部１２６は、図５に示すように、距離補正係数演算手段１２６ａ、距離補正係数出力手段１２６ｂを備えて構成されている。
距離補正係数演算手段１２６ａは、平均距離演算部１２５で求められる単位パルス平均距離Ｌａｖと、予めデフォルト値として設定されている１パルス当りの距離Ｌｄの比（Ｌａｖ／Ｌｄ）を演算し、この比が本願にいう距離補正係数ｋとなる。
【００９０】
このようにして得られた距離補正係数ｋが、距離補正係数出力手段１２６ｂで出力可能に構成されている。
【００９１】
以上が、本願に係る補正係数演算装置１の構成の説明であるが、以下、図７〜図１１に示すフローチャートを使用して、補正係数演算処理について説明する。
図７は、補正係数演算処理のメインフローであり、新たなＧＰＳ情報（処理フロー内にあっては、このＧＰＳ情報を「現在のＧＰＳ情報」と呼ぶ）の取り込みを開始条件として、この現在のＧＰＳ情報に基づく学習処理を行う。このメインフローに従った処理は、主に、ＧＰＳ情報選択部１１０により実行される。
【００９２】
学習処理の開始は、新たなＧＰＳ情報（現在のＧＰＳ情報）の取り込みで開始される（ステップ１：ｙｅｓ）。新たなＧＰＳ情報の取り込みがない状態では、新たなＧＰＳ情報の取り込み待ち状態となる（ステップ１：ｎｏ）。
【００９３】
現在のＧＰＳ情報の取り込みが起こると、そのＧＰＳ情報に関する学習処理を開始する。学習処理は、現在のＧＰＳ情報に対して、その前、所定数までの過去のＧＰＳ情報に戻って、現在のＧＰＳ情報と過去のＧＰＳ情報との対を作成し、作成されるＧＰＳ情報対に対する処理を順次、繰返す処理である。そこで、カウンタＩを１にセットする（ステップ２）とともに、所定の条件下において、カウンタＩを順次インクリメント（ステップ９）する。
【００９４】
上記カウンタＩが、所定数（本例では３２）に到達しているか否かを判定する（ステップ３）。カウンタＩが３２に到達するまでは、新たに取り込まれた現在のＧＰＳ情報と、現在からカウンタＩ番過去のＧＰＳ情報の取り込みを実行し、以下の処理の対象とするＧＰＳ情報対（現在のＧＰＳ情報とＩ番前のＧＰＳ情報の対）を生成する（ステップ４）。
【００９５】
上記のようにして、逐次生成される各ＧＰＳ情報対に対して、第一〜第三条件判定処理(ステップ５、６、７)を実行し、これら条件を全て満足するＧＰＳ情報対を使用可能な情報と判定し、これまで得られている情報及び現在のＧＰＳ情報を使用して、距離補正係数ｋの演算・出力を実行する（ステップ８）。
【００９６】
ここで、図７に示すように、第一条件判定部１２１で実行される第一条件判定（ステップ３）において、この条件に適合しないと判断されたＧＰＳ情報対が現れた場合は、カウンタループ（ステップ３〜ステップ９を巡るループ）を脱し、現在のＧＰＳ情報に関する学習を終える。
第二条件判定部１２２で実行される第二条件判定においては、この条件に適合しないと判断されたＧＰＳ情報対が現れた場合は、カウンタループ内に留まるが、そのＧＰＳ情報対が距離補正係数の演算処理の対象からは外され、カウンタＩのインクリメント処理Ｉ＝Ｉ＋１のみが実行される（ステップ９）。
第三条件判定部１２３で実行される第三条件判定に関しは、第一条件判定と同様である。
【００９７】
従って、このメインフローにあっては、新たなＧＰＳ情報の取り込みが起こると、当該ＧＰＳ情報である現在のＧＰＳ情報から順次過去のＧＰＳ情報に戻る操作を繰り替えし、第一条件判定及び第三条件判定が満足される限りにおいて、順次、距離補正係数の演算導出を繰返すこととなる。よって、ＧＰＳ情報対間内に存在する全てのＧＰＳ情報は、これら条件判定に関して、個々に、両条件を満足するものとなる。
【００９８】
図８は、第一条件判定処理を示すフローチャートである。
以下に示す表１に、第一条件判定処理における判定条件種、その判定を実行する判定条件手段及び、実際の判定条件を示した。
【００９９】
【表１】
0004465620.tif 000002
【０１００】
同フローに示すように、第一条件判定にあっては、判定は３段階で実行されるように構成されており、ＧＰＳ情報対に関して、まず、その精度判定、衛星数判定、速度判定及び直進判定を行い、判定を満たす場合は以降の処理におくる（ステップ１１：ｙｅｓ）。次に、定速判定を行い、判定を満たす場合は以降の処理におくる（ステップ１２：ｙｅｓ）、さらに勾配判定を行い、判定を満たす場合は以降の処理におくる（ステップ１３：ｙｅｓ）。一方、いずれかの条件が満足されない場合は、処理の対象としている現在のＧＰＳ情報に関する処理を終える（ステップ１１、ステップ１２、ステップ１３：ｎｏ）。
このようにして、第一条件判定で、距離補正係数の演算に適切に使用できないＧＰＳ情報が処理の対象から除かれる。
【０１０１】
図９は、第二条件判定処理の内容を示すフローチャートである。
以下に示す表２に、第二条件判定処理における判定条件種、その判定を実行する判定条件手段及び、実際の判定条件を示した。
【０１０２】
【表２】
0004465620.tif 000003
【０１０３】
同フローに示すように、第二条件判定にあっては、判定は２段階で実行される。
先ず、処理の対象としているＧＰＳ情報対に関して、移動距離演算手段１２２ａにより、これらＧＰＳ情報を受信した２点間の移動距離Ｌｇｐｓを求める（ステップ２１）。このようにして求められた移動距離Ｌｇｐｓが、移動距離判定手段１２２ｂにより、所定の移動距離以上か否かを判定する（ステップ２２）。本例の場合は、表２に示すように１００ｍ以上を判定条件とする。そして、総度数が充分確保されている状況では、１００ｍ以上の場合（ステップ２２：ｙｅｓ）は、以降の処理の対象とすることとし、１００ｍ未満の場合（ステップ２２：ｎｏ）は、このＧＰＳ情報対は以降の処理に使用することなく、カウンタＩを１増加させる（ステップ９）。結果、処理は、現在処理対象より一つ前の過去のＧＰＳ情報と、現在のＧＰＳ情報との対に移ることとなる。
【０１０４】
次に、処理の対象としているＧＰＳ情報対に関して、ＧＰＳ数演算手段１２２ｃにより、これらＧＰＳ情報を受信した２点間にある影響度ｅを求める（ステップ２３）。ＧＰＳ数判定手段１２２ｄにより、このようにして求められた影響度ｅが、所定の影響度以下か否かを判定する。本例の場合は、表２に示すように０．０５以下を判定条件とする。０．０５以下の場合（ステップ２４：ｙｅｓ）は、以降の処理の対象とすることとし、０．０５より大きい場合（ステップ２４：ｎｏ）は、このＧＰＳ情報対は以降の処理に使用することなく、距離の場合と同様に、カウンタＩを１増加させる。結果、処理は、現在処理対象より一つ前の過去のＧＰＳ情報と、現在のＧＰＳ情報との対に移る。
【０１０５】
図１０は、第三条件判定処理の内容を示すフローチャートである。
以下に示す表３に、第三条件判定処理における判定条件種、その判定を実行する判定条件手段及び、実際の判定条件を示した。
【０１０６】
【表３】
0004465620.tif 000004
【０１０７】
この条件判定では、基準パルス数演算手段１２３ａにより、先の第二条件判定で求められている２点間の移動距離Ｌｇｐｓを使用して、処理の対象としているＧＰＳ情報対に関して、これらＧＰＳ情報を受信した２点間の基準パルス数ＮＳｐｌｓを求める（ステップ３１）。この基準パルス数ＮＳｐｌｓは、２点間で測定されたパルス数を基準距離ＬＳに換算したものであり、移動が標準的な移動か異常な状態での移動かの評価指標となる。
【０１０８】
基準パルス数判定手段１２３ｂにより、このようにして求められた基準パルス数ＮＳｐｌｓが、これまで求められている基準パルス数ＮＳｐｌｓに対して、所定の範囲内か否かを判定する。本例の場合は、これまで求められている基準パルス数ＮＳｐｌｓの平均値の０．７〜１．３の範囲内か否かを判定条件とする。範囲内の場合（ステップ３２：ｙｅｓ）は、以降の処理の対象とすることとし、範囲外の場合（ステップ３２：ｎｏ）は、このＧＰＳ情報対に関する学習は終了する。
【０１０９】
図１１に示す距離補正係数ｋの演算処理は、以上のようにして条件判定を経ることで、選別されてきたＧＰＳ情報対を距離補正係数演算に有用な情報として取り扱い、情報の蓄積を行うとともに、所定量の情報の蓄積が完了したことを条件として、距離補正係数ｋを演算し、演算結果を出力する処理である。
【０１１０】
後者の距離補正係数ｋの演算処理は、蓄積される情報数に従って、２系統に分けられており、装置の使用経歴が浅く、蓄積される情報数が所定の情報数より少ない場合は、図１１において左側の処理系統を辿る、蓄積された情報数が充分な場合は、右側の処理系統を辿るものとされる。以下、順に説明する。
【０１１１】
第一〜第三の判定条件を満足したＧＰＳ情報対に関しては、その基準パルス数ＮＳｐｌｓが求められて、この処理段階に到る。
基準パルス数記憶部１２４における処理は、図１１に示すステップ４１における処理であり、図１２にその詳細フローチャートで示すように、処理がこの段階に単位回到達したことを条件として、前記情報数決定手段１２４ａによりその情報数を決定し（ステップ５１）、前記蓄積記憶手段１２４ｂにより所定の記憶領域に、基準パルス数ＮＳｐｌｓの値に従って分類して、その情報数分だけ収納する（ステップ５２）。
【０１１２】
さらに、図１１に戻って説明を続けると、引き続いて、平均距離演算部１２５での処理に移るのであるが、蓄積情報数確認手段１２５ａで、上記記憶領域に蓄積される情報の総数を確認する（ステップ４２）。
確認された情報の総数に従って、図上左右に示される各処理を実行する。第一情報数判定手段１２５ｂ−１による処理において、情報の総数が、第一情報数（本例の場合は６４）より大きい場合（ステップ４３：ｙｅｓ）は、第二情報数判定手段１２５ｂ−２による処理において、総数が第二情報数（本例の場合は３２）の倍数か否かを判定する（ステップ４４−１）。そして、第二情報数の倍数に該当する場合（ステップ４４−１：ｙｅｓ）は、平均距離演算手段１２５ｃによる１パルスの平均距離演算（ステップ４５−１）、距離補正係数演算手段１２６ａによる距離補正係数演算を経て（ステップ４６−１）、距離補正係数出力手段１２６ｂにより得られた演算結果をそのまま出力する（ステップ４７−１）。
一方、第二情報数の倍数に該当しない場合は、カウンタＩのインクリメントを実行する（ステップ９）。
【０１１３】
以上説明してきた処理が、装置の使用から所定期間を過ぎており、第一情報数以上の多くの情報量が確保されており、安定した距離補正係数を演算出力できる状況における処理状況である。
【０１１４】
一方、情報の総数が、第一情報数判定手段１２５ｂ−１による処理において、第一情報数（本例の場合は６４）より小さい場合（ステップ４３：ｎｏ）は、第二情報数判定手段１２５ｂ−３による処理として、総数が第三情報数（本例の場合は８）の倍数か否かを判定する（ステップ４４−２）。そして、第三情報数の倍数に該当する場合（ステップ４４−２：ｙｅｓ）は、平均距離演算手段１２５ｃによる１パルスの平均距離演算（ステップ４５−２）、距離補正係数演算手段１２６ａによる距離補正係数演算を経て（ステップ４６−２）、距離補正係数出力手段１２６ｂにより距離補正係数出力（ステップ４７−２）を実行する。
【０１１５】
先に説明した図１１右側に示す処理系統では、得られた演算結果を、そのまま出力するものとしたが、この左側に示す処理系統でも、その出力処理形態は踏襲される。但し、第二情報数と第三情報数との関係から、左側のフローでは、情報数の少ない段階から、高い頻度で、距離補正係数ｋの出力がなされることとなる（ステップ４７−２）。
一方、第二情報数の倍数に該当しない場合は、カウンタＩのインクリメントを実行する（ステップ９）ことに関しては、同様である。
【０１１６】
このように装置の使用開始から比較的期間経過が短く蓄積される情報量が少ない状況で、第一情報数未満の情報量しか得られていない状況では、異常値を排除しながら、真値に近いと考えられる距離補正係数ｋを演算出力した処理を実行できる。
【０１１７】
結果、本願に係る補正係数演算装置１を使用して、現在の状況にあった距離補正係数を得、自位置認識装置を使用して自位置を求め、ナビゲーションの用に好適に供することができる。
【０１１８】
〔別実施の形態〕
（１）  上記の実施の形態においては、関係量として基準パルス情報を使用したが、当然にＧＰＳ情報から求まる移動距離Ｌｇｐｓを使用して、関係量として単位パルス当りの距離（移動距離）を直接求めてもよい。
（２）  上記の実施の形態では、第一条件に属する全ての条件を満たすＧＰＳ情報対を距離補正係数の演算に使用するものとしたが、用途によっては、それら条件項目のうち、いずれか採用するものとしてもよい。
（３）  上記の実施の形態では、新たなＧＰＳ情報の取り込み毎に、過去のＧＰＳ情報との対を作成し、距離補正係数の演算を実行するものとしたが、本願手法は、予め時系列で記憶されているＧＰＳ情報群に対して、任意の２つのＧＰＳ情報を対として選択し・距離補正係数の演算に使用する場合にも適用できる。即ち、新たなＧＰＳ情報の取り込み毎に行われる必要はない。
（４）上記の実施の形態では、ＧＰＳ情報対を構成する過去のＧＰＳ情報の戻り数（所定数）を３２としたが、この数値は、距離補正係数の信頼性を失わず、同時に処理に要する時間を過度に増加させない限りにおいて変更可能である。
（５）  平均距離演算部１２５で採用する第一情報数、第二情報数、第三情報数としては、本実施例では（６４、３２、８）の組み合わせとしたが、さらに大きな数の組合わせを採用してもよく、任意の組み合わせを採用できる。但し、これら情報数の性質上、第一、第二、第三と進むに従ってその数は低下され、同時に演算処理上、演算が簡便となる数値の組み合わせが好ましい。
（６）  上記の実施の形態では、移動の直進性の判定に関して、ＧＰＳ情報に含まれる進行方位情報を使用してその直進性を判断するものとしたが、別途設けられているジャイロセンサ等からの方位情報からも、移動の直進性を判定するものとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
逐次取り込まれるＧＰＳ情報を十分に生かして、精度が高く信頼性の高い距離補正係数を迅速に得ることができる補正係数演算装置を得ることができ、信頼性の高い自位置認識を行える自位置認識装置を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本願に係る補正係数演算装置及び自位地認識装置の機能ブロック図
【図２】ＧＰＳ情報及びパルス信号の取り込み状態を示す説明図
【図３】ＧＰＳ情報数と移動距離とに関する影響度の説明図
【図４】平均距離演算部の詳細構成を示す機能ブロック図
【図５】距離補正係数演算部の詳細構成を示す機能ブロック図
【図６】記憶部に記憶されるヒストグラムを示す図
【図７】距離補正係数演算のメインフローフローチャート
【図８】第一条件判定のフローチャート
【図９】第二条件判定のフローチャート
【図１０】第三条件判定のフローチャート
【図１１】距離補正係数演算出力のフローチャート
【図１２】情報数決定を伴う情報蓄積のフローチャート
【符号の説明】
【０１２１】
１      補正係数演算装置
２      自位置認識装置
５２    ＧＰＳ情報取得部
５５    パルス情報取得部
５８    ジャイロ情報取得部
６０    自位置記憶部
６１    自位置演算部
１１０  ＧＰＳ情報選択部
１２０  判定部
１２１  第一条件判定部
１２２  第二条件判定部
１２３  第三条件判定部
１２４  基準パルス数記憶部
１２５  平均距離演算部
１２６  距離補正係数演算部
【図１】
0004465620.tif 000005
【図２】
0004465620.tif 000006
【図３】
0004465620.tif 000007
【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】
0004465620.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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