(57)【要約】【課題】ＧＰＳ測位が不可能な状況でも統合速度を高精度に算出する。【解決手段】ＧＰＳ測位が可能な状況では、誤差推定部１３は、ＧＰＳ受信部１１から出力される速度を用いて、バイアス誤差およびセンサ誤差を推定する。加速度補正部１４は、加速度をバイアス誤差で補正し、速度補正部１６は、補正した加速度に基づくセンサ速度をセンサ誤差で補正し、統合速度を出力する。統合誤差算出部２０は、加速度センサ１２から出力される加速度と統合速度とから統合誤差を算出し、統合誤差の時間特性を算出する。ＧＰＳ測位が不可能な状況では、統合誤差算出部２０は、統合誤差の時間特性から統合誤差を算出する。加速度補正部１４は、加速度を統合誤差で補正し、速度補正部１６は、補正した加速度に基づくセンサ速度をそのまま統合速度として出力する。【選択図】  図１
2013250144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したＧＮＳＳ信号を用いて測位を行い、ＧＮＳＳ速度を算出するＧＮＳＳ受信部と、
加速度を検出して出力する加速度センサと、
前記ＧＮＳＳ速度を用いて、前記加速度センサのバイアス誤差と、該バイアス誤差を除く前記加速度センサに起因するセンサ誤差と、を推定する誤差推定部と、
前記加速度を前記バイアス誤差で補正する加速度補正部と、
前記加速度補正部で補正された加速度から算出されたセンサ速度を、前記センサ誤差で補正して統合速度を算出する速度補正部と、
前記加速度と前記統合速度に基づいて、前記加速度センサに起因する統合誤差を推定する統合誤差算出部と、
を備え、
前記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できている期間は、
前記加速度補正部は、前記加速度を前記バイアス誤差で補正し、
前記速度補正部は、前記センサ速度を前記センサ誤差で補正し、
前記統合誤差算出部は、前記統合誤差を推定し、
前記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなると、
前記統合誤差算出部は、推定した統合誤差から前記加速度補正部に与える統合誤差を決定し、
前記加速度補正部は、前記統合誤差算出部から与えられた統合誤差で前記加速度を補正する、航法装置。
【請求項２】
請求項１に記載の航法装置であって、
前記速度補正部は、ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなる場合、前記加速度補正部で補正された加速度から算出されたセンサ速度をそのまま出力する、航法装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の航法装置であって、
前記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できている期間は、
前記統合誤差算出部は、前記統合速度を順次取得して、前記統合誤差の時間特性を推定し、
前記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなると、
前記統合誤差算出部は、前記統合誤差の時間特性から統合誤差を決定する、航法装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の航法装置と、
前記航法装置からの統合速度を用いて所定情報を算出し、当該情報を提示するアプリケーション処理部と、を備えた情報提示機器。
【請求項５】
受信したＧＮＳＳ信号を用いて測位を行い、ＧＮＳＳ速度を算出するＧＮＳＳ受信工程と、
加速度を検出して出力するセンサ加速度検出工程と、
前記ＧＮＳＳ速度を用いて、前記加速度センサのバイアス誤差と、該バイアス誤差を除く前記加速度センサに起因するセンサ誤差と、を推定する誤差推定工程と、
前記加速度を前記バイアス誤差で補正する加速度補正工程と、
前記加速度補正部で補正された加速度から算出されたセンサ速度を、前記センサ誤差で補正して統合速度を算出する速度補正工程と、
前記加速度と前記統合速度に基づいて、前記加速度センサに起因する統合誤差を推定する統合誤差算出工程と、
を有し、
前記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できている期間は、
前記加速度補正工程では、前記加速度を前記バイアス誤差で補正し、
前記速度補正工程では、前記センサ速度を前記センサ誤差で補正し、
前記統合誤差算出工程では、前記統合誤差を推定し、
前記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなると、
前記統合誤差算出工程では、推定した統合誤差から前記加速度補正部に与える統合誤差を決定し、
前記加速度補正工程では、前記統合誤差算出工程で決定した統合誤差で前記加速度を補正する、速度検出方法。
【請求項６】
請求項５に記載の速度検出方法であって、
前記速度補正工程では、ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなる場合、前記加速度補正工程で補正された加速度から算出されたセンサ速度をそのまま出力する、速度検出方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の速度検出方法であって、
前記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できている期間は、
前記統合誤差算出工程では、前記統合速度を順次取得して、前記統合誤差の時間特性を推定し、
前記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなると、
前記統合誤差算出工程は、前記統合誤差の時間特性から統合誤差を決定する、速度算出方法。
【請求項８】
自装置の速度もしくは自装置が搭載される移動体の速度の算出処理をコンピュータに実行させるための速度算出プログラムであって、
前記コンピュータは、
受信したＧＮＳＳ信号を用いて測位を行い、ＧＮＳＳ速度を算出するＧＮＳＳ受信処理と、
加速度を検出して出力するセンサ加速度検出処理と、
前記ＧＮＳＳ速度を用いて、前記加速度センサのバイアス誤差と、該バイアス誤差を除く前記加速度センサに起因するセンサ誤差と、を推定する誤差推定処理と、
前記加速度を前記バイアス誤差で補正する加速度補正処理と、
前記加速度補正部で補正された加速度から算出されたセンサ速度を、前記センサ誤差で補正して統合速度を算出する速度補正処理と、
前記加速度と前記統合速度に基づいて、前記加速度センサに起因する統合誤差を推定する統合誤差算出処理と、
を選択的に実行し、
前記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できている期間は、
前記加速度補正処理として、前記加速度を前記バイアス誤差で補正し、
前記速度補正処理として、前記センサ速度を前記センサ誤差で補正し、
前記統合誤差算出処理として、前記統合誤差を推定し、
前記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなると、
前記統合誤差算出処理として、推定した統合誤差から前記加速度補正部に与える統合誤差を決定し、
前記加速度補正処理として、前記統合誤差算出処理で決定した統合誤差で前記加速度を補正する、速度検出プログラム。
【請求項９】
請求項８に記載の速度検出プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記速度補正処理として、ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなる場合、前記加速度補正工程で補正された加速度から算出されたセンサ速度をそのまま出力する、速度検出プログラム。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の速度検出プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できている期間は、
前記統合誤差算出処理として、前記統合速度を順次取得して、前記統合誤差の時間特性を推定し、
前記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなると、
前記統合誤差算出処理として、前記統合誤差の時間特性から統合誤差を決定する、速度算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）信号による測位を行うＧＮＳＳ測位部と、加速度センサとを備え、加速度センサの出力値を、ＧＮＳＳ信号による測位結果で補正して出力する航法装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載されているように、一般的な航法装置は、ＧＮＳＳ信号測位部と加速度センサとを備える。図９は、従来の一般的な航法装置の機能ブロック図である。なお、以下では、ＧＮＳＳとしてＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いる場合を例に説明する。
【０００３】
航法装置１Ｐは、ＧＮＳＳ信号測位部に相当するＧＰＳ受信部１１、加速度センサ１２、誤差推定部１３、加速度補正部１４、速度算出部１５、速度補正部１６を備える。
【０００４】
ＧＰＳ受信部１１は、アンテナ１０に接続しており、ＧＰＳ信号を受信して測位を行う。ＧＰＳ受信部１１は、受信したＧＰＳ信号を用いて、航法装置１Ｐ（および航法装置１Ｐが装着されている移動体）の速度ｖｇを算出し、誤差推定部１３へ出力する。
【０００５】
加速度センサ１２は、航法装置１Ｐ（および航法装置１Ｐが装着されている移動体）の加速度ａを検出して、誤差推定部１３および加速度補正部１４へ出力する。加速度センサ１２は、通常バイアス誤差を有している。
【０００６】
誤差推定部１３は、ＧＰＳ受信部１１から出力される速度ｖｇと、加速度センサ１２から出力される加速度ａとから、バイアス誤差δａｂを推定する。
【０００７】
加速度補正部１４は、誤差推定部１３で推定されたバイアス誤差δａｂで加速度ａを補正することで補正後加速度ａｃを算出し、速度算出部１５へ出力する。
【０００８】
速度算出部１５は、補正後加速度ａｃからセンサ速度ｖｃを算出し、速度補正部１６および誤差推定部１３へ出力する。
【０００９】
誤差推定部１３は、ＧＰＳ受信部１１から出力される速度ｖｇと、速度算出部１５から出力されるセンサ速度ｖｃとから、センサ誤差δａｎを推定して速度補正部１６へ出力する。
【００１０】
速度補正部１６は、誤差推定部１３で推定されたセンサ誤差δａｎでセンサ速度ｖｃを補正することで統合速度ｖｔを算出する。
【００１１】
このように、従来の航法装置１０Ｐでは、加速度ａに含まれるバイアス誤差δａｂと、当該バイアス誤差δａｂによる補正を行った加速度ａから算出されるセンサ速度ｖｃに含まれるセンサ誤差δａｎとを、それぞれ算出し、誤差を追い込んでいくことで、高精度な統合速度を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−９６６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図９に示すような従来の航法装置では、ＧＰＳ測位を行えている状況では、上述の高精度な統合速度の算出が可能であるが、ＧＰＳ測位を行えない状況では、次に示すような問題が生じる。
【００１４】
図１０は、ＧＰＳ測位を行えない状況における従来の一般的な航法装置の機能ブロック図である。図１０において、破線で示す機能ブロックは、ＧＰＳ測位を行えていない状況では実質的に機能していないブロックを示す。
【００１５】
ＧＰＳ測位を行えていない状況、すなわち、測位可能な個数のＧＰＳ信号を受信できていない状況では、ＧＰＳ受信部１１は航法装置１Ｐの速度ｖｇを算出できず、誤差推定部１３に与えられない。したがって、誤差推定部１３は、バイアス誤差δａｂを推定することができない。このため、従来の航法装置１Ｐは、ＧＰＳ測位を行えていた時に推定したバイアス誤差δａｂを固定値（δａｂ＝Ｃ）として、加速度補正部１４へ出力する。
【００１６】
さらに、誤差推定部１３は、センサ誤差δａｎも同様に推定することもできない。このため、従来の航法装置１Ｐは、固定値のバイアス誤差で補正された補正後加速度ａｃｐを用いて速度算出部１５で算出されたセンサ速度ｖｃｐを、そのまま統合速度ｖｔｐとして出力する。
【００１７】
このように、従来の航法装置１Ｐは、ＧＰＳ測位が行えない状況では、バイアス誤差およびセンサ誤差を高精度に推定することができない。したがって、加速度ａおよびセンサ速度ｖｃを高精度に補正できず、統合速度ｖｔの精度が劣化してしまう。
【００１８】
この発明の目的は、ＧＰＳ信号による測位（ＧＮＳＳ信号による測位）を行えない状況になっても、統合速度を高精度に算出できる航法装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この発明は、ＧＮＳＳ受信部と加速度センサとを含んで構成され、速度を検出する航法装置に関するものである。航法装置は、ＧＮＳＳ信号受信部、加速度センサ、誤差推定部、加速度補正部、速度補正部、および、統合誤差算出部を備える。
【００２０】
ＧＮＳＳ受信部は、受信したＧＮＳＳ信号を用いて測位を行い、ＧＮＳＳ速度を算出する。加速度センサは、加速度を検出して出力する。誤差推定部は、ＧＮＳＳ速度を用いて、加速度センサのバイアス誤差と、該バイアス誤差を除く加速度センサに起因するセンサ誤差と、を推定する。加速度補正部は、加速度をバイアス誤差で補正する。速度補正部は、補正後の加速度から算出されたセンサ速度を、センサ誤差で補正して統合速度を算出する。統合誤差算出部は、加速度と統合速度に基づいて、加速度センサに起因する統合誤差を推定する。
【００２１】
そして、ＧＮＳＳ信号による測位が実行できている期間は、加速度補正部は、加速度をバイアス誤差で補正する。速度補正部は、センサ速度をセンサ誤差で補正する。統合誤差算出部は、統合誤差を推定する。
【００２２】
ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなると、統合誤差算出部は、推定した統合誤差から加速度補正部に与える統合誤差を決定する。加速度補正部は、統合誤差算出部から与えられた統合誤差で加速度を補正する。速度補正部は、加速度補正部で補正された加速度から算出されたセンサ速度をそのまま出力する。
【００２３】
この構成では、ＧＮＳＳ信号による測位が実行できている期間は、加速度センサで検出された加速度と、高精度に補正された統合速度とから、加速度センサに起因する全ての誤差要因を含む統合誤差を、高精度に推定することができる。ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなった場合には、高精度に推定された統合誤差で加速度を補正することにより、従来の固定値のバイアス誤差による補正よりも高精度に、統合速度を算出することができる。
【００２４】
また、この発明の航法装置では、ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなる場合に、速度補正部は、加速度補正部で補正された加速度から算出されたセンサ速度をそのまま出力する。
【００２５】
この構成では、ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなる場合の速度補正部の具体的な処理を示している。
【００２６】
また、この発明の航法装置では、記ＧＮＳＳ信号による測位が実行できている期間は、統合誤差算出部は、統合速度を順次取得して、統合誤差の時間特性を推定する。ＧＮＳＳ信号による測位が実行できなくなると、統合誤差算出部は、統合誤差の時間特性から統合誤差を決定する。
【００２７】
この構成では、ＧＮＳＳ信号による測位が実行できている期間に、高精度に推定された統合誤差の時間特性を用いることで、ＧＮＳＳ信号による測位ができなくなった場合でも、ＧＮＳＳ信号による測位の中断時刻からの経過時間によって、算出したい時刻の統合誤差を高精度に決定することができる。これにより、より高精度に統合速度を算出することができる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、ＧＮＳＳ信号による測位を行えない状況になっても、統合速度を高精度に算出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る航法装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る航法装置のＧＰＳ測位可能時の動作状況を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る航法装置のＧＰＳ測位不可能時の動作状況を示す機能ブロック図である。
【図４】統合誤差の時間特性δａｔ（ｔ）の推定概念およびＧＰＳ測位不可能期間での統合誤差δａｔの決定概念を示す図、および従来の補正概念を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る速度検出方法のフローチャートである。
【図６】統合誤差の算出方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る構成および処理を実行した場合の統合速度算出結果と、従来の構成および処理を実行した場合の統合速度算出結果とを、実測したグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係る情報提示機器１００の機能ブロック図である。
【図９】従来の一般的な航法装置の機能ブロック図である。
【図１０】ＧＰＳ測位を行えない状況における従来の一般的な航法装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施形態に係る航法装置、速度検出方法、速度検出プログラムについて、図を参照して説明する。なお、本実施形態では、ＧＮＳＳとして、ＧＰＳを利用する場合を例に説明するが、ＧＮＳＳの他の測位システムであっても、本実施形態の構成、方法、プログラムを適用して利用することができる。
【００３１】
図１は本発明の実施形態に係る航法装置１の機能ブロック図である。図２は本発明の実施形態に係る航法装置のＧＰＳ測位可能時の動作状況を示す機能ブロック図である。図３は本発明の実施形態に係る航法装置のＧＰＳ測位不可能時の動作状況を示す機能ブロック図である。
【００３２】
航法装置１は、ＧＮＳＳ信号測位部に相当するＧＰＳ受信部１１、加速度センサ１２、誤差推定部１３、加速度補正部１４、速度算出部１５、速度補正部１６、統合誤差算出部２０を備える。
【００３３】
ＧＰＳ受信部１１は、アンテナ１０に接続しており、ＧＰＳ信号を受信して測位を行う。ＧＰＳ受信部１１は、少なくとも四個のＧＰＳ信号を受信できている期間ではＧＰＳ測位を実行する。ＧＰＳ受信部１１は、受信できているＧＰＳ信号が三個以下の期間ではＧＰＳ測位を実行しない。
【００３４】
ＧＰＳ受信部１１は、受信したＧＰＳ信号から航法メッセージを復調するとともに、ＧＰＳ信号（ＧＰＳ衛星）毎のコード擬似距離を、週内時計時刻にあわせて、所定の時間間隔で算出する。ＧＰＳ受信部１１は、航法メッセージの内容とコード擬似距離とから、既知の方法で測位を行い、航法装置１（および航法装置１が装着されている移動体）の速度ｖｇを算出する。ＧＰＳ受信部１１は、算出した速度ｖｇを、順次、誤差推定部１３へ出力する。この速度が本発明の「ＧＮＳＳ速度」に相当する。
【００３５】
ＧＰＳ受信部１１は、ＧＰＳ測位が可能な期間では速度ｖｇを算出し、ＧＰＳ測位が不可能になると（ＧＰＳ測位が不可能な期間では）、ＧＰＳ測位ができなかったことを示す制御信号（ＧＰＳ測位中断信号）を、誤差推定部１３、加速度補正部１４、統合誤差算出部２０へ出力する。なお、ＧＰＳ測位中断信号は、別途制御部を設けてＧＰＳ測位ができているかどうかを監視し、この監視結果から生成してもよい。
【００３６】
ＧＰＳ受信部１１は、週内時計時刻を、加速度センサ１２、誤差推定部１３、統合誤差算出部２０へ出力する。ＧＰＳ受信部１１は、ＧＰＳ信号を１個でも受信して復調できていればＧＰＳ信号から週内時計時刻を取得する。ＧＰＳ受信部１１は、ＧＰＳ信号を１個も受信できていない場合には、ＧＰＳ信号を受信できていた際に、週内時計時刻との時刻差が確認できている受信器時計の時刻から週内時計時刻を算出することで取得する。
【００３７】
加速度センサ１２は、航法装置１（および航法装置１が装着されている移動体）の加速度ａを、上述の週内時計時刻に準じた時間間隔で検出して、誤差推定部１３および加速度補正部１４へ出力する。加速度センサ１２は、通常、バイアス誤差δａｂと、スケールファクタ誤差およびミスアライメント誤差を含むセンサ誤差δａｎとを含む統合誤差δａｔを有している。加速度ａは、統合誤差δａｔが含まれた状態で出力される。
【００３８】
誤差推定部１３は、ＧＰＳ受信部１１から出力される速度ｖｇと、加速度センサ１２からの加速度ａとから、バイアス誤差δａｂを推定する。この際、誤差推定部１３は、バイアス誤差δａｂを推定する状態遷移方程式（例えば、カルマンフィルタ）を設定し、バイアス誤差δａｂを、週内時計時刻に準じた時間間隔で順次推定する。
【００３９】
また、誤差推定部１３は、ＧＰＳ受信部１１から出力される速度ｖｇと、後述する速度算出部１５から出力されたセンサ速度ｖｃとからセンサ誤差δａｎを推定する。この際、誤差推定部１３は、センサ誤差δａｎを推定する状態遷移方程式（例えば、カルマンフィルタ）を設定し、センサ誤差δａｎを、週内時計時刻に準じた時間間隔で順次推定する。
【００４０】
誤差推定部１３は、上述のように、ＧＰＳ受信部１１から出力される速度ｖｇにより、バイアス誤差δａｂおよびセンサ誤差δａｎを推定する。したがって、誤差推定部１３は、ＧＰＳ測位が実行できている状況（ＧＰＳ測位中断信号の不受信時）では、バイアス誤差δａｂおよびセンサ誤差δａｎの推定を行う。一方、誤差推定部１３は、ＧＰＳ測位が実行できない状況（ＧＰＳ測位中断信号の受信時）では、バイアス誤差δａｂおよびセンサ誤差δａｎの推定を行わない。
【００４１】
そして、誤差推定部１３は、推定を行った場合にのみ、センサバイアス誤差および速度補正用センサ誤差を出力する。誤差推定部１３は、センサバイアス誤差を加速度補正部１４へ出力する。誤差推定部１３は、速度補正用センサ誤差を、速度補正部１６へ出力する。
【００４２】
加速度補正部１４は、誤差推定部１３からバイアス誤差δａｂが入力されている場合（ＧＰＳ測位中断信号の不受信時）には、誤差推定部１３で推定されたバイアス誤差δａｂで、加速度ａを補正することで補正後加速度ａｃを算出する。加速度補正部１４は、補正後加速度ａｃを速度算出部１５へ出力する。
【００４３】
加速度補正部１４は、誤差推定部１３からバイアス誤差δａｂが入力されない場合（ＧＰＳ測位中断信号の受信時）には、後述する統合誤差算出部２０で決定された統合誤差δａｔで、加速度ａを補正することで、補正後加速度ａｃを算出する。この場合も、加速度補正部１４は、補正後加速度ａｃを速度算出部１５へ出力する。
【００４４】
速度算出部１５は、補正後加速度ａｃから既知の方法でセンサ速度ｖｃを算出し、速度補正部１６および誤差推定部１３へ出力する。
【００４５】
速度補正部１６は、誤差推定部１３からセンサ誤差δａｎが入力されている場合（ＧＰＳ測位中断信号の不受信時）には、誤差推定部１３で推定されたセンサ誤差δａｎで、速度算出部１５から出力されたセンサ速度ｖｃを補正することで統合速度ｖｔを算出して、出力する。
【００４６】
速度補正部１６は、誤差推定部１３からセンサ誤差δａｎが入力されていない場合（ＧＰＳ測位中断信号の受信時）には、統合誤差δａｔで加速度ａを補正することで得られる補正後加速度ａｃに基づいて速度算出部１５から出力されたセンサ速度ｖｃをそのまま、統合速度ｖｔとして出力する。
【００４７】
統合誤差算出部２０は、ＧＰＳ測位が実行できている状況では、加速度センサ１２から出力される加速度ａと、速度補正部１６から出力される統合速度ｖｔとを用いて、統合誤差δａｔを推定する。統合誤差算出部２０は、上述の誤差推定部１３と同様に、例えば状態遷移方程式を用いて、週内時計時刻に準じた時間間隔で、統合誤差δａｔを推定する。
【００４８】
ここで、加速度センサ１２から出力される加速度ａは、上述のように統合誤差δａｔが含まれたものである。統合速度ｖｔは、ＧＰＳ測位による速度ｖｇによって、この統合誤差δａｔをバイアス誤差δａｂおよびセンサ誤差δａｎとして個別に高精度で推定し、加速度ａおよびセンサ速度ｖｃを補正して得られたものである。したがって、統合誤差算出部２０での推定される統合誤差δａｔは、加速度センサ１２によって生じる全ての誤差を含むものであり、加速度ａに含まれる誤差の全てを高精度に推定したものである。
【００４９】
統合誤差算出部２０は、推定した統合誤差δａｔを、週内時計時刻に関連付けして順次記憶する。統合誤差算出部２０は、記憶した所定期間の統合誤差δａｔから、当該統合誤差の時間特性δａｔ（ｔ）を推定する。例えば、統合誤差算出部２０は、最小二乗法等を用いて統合誤差の時間関数δａｔ（ｔ）を推定する。
【００５０】
統合誤差算出部２０は、ＧＰＳ測位が実行できない状況になると、言い換えればＧＰＳ測位中断信号を受信すると、統合誤差δａｔを算出すべき時刻Ｔａを、統合誤差の時間特性δａｔ（ｔ）に代入することで、時刻Ｔａでの統合誤差δａｔ（Ｔａ）を算出して決定する。統合誤差算出部２０は、決定した統合誤差δａｔ（Ｔａ）を加速度補正部１４へ出力する。
【００５１】
図４は、統合誤差の時間特性δａｔ（ｔ）の推定概念およびＧＰＳ測位不可能期間での統合誤差δａｔの決定概念を示す図、および従来の補正概念を示す図である。図４（Ａ）は本発明の統合誤差δａｔの決定概念を示すものであり、図４（Ｂ）は従来の補正概念を示すものである。
【００５２】
図４（Ａ）に示すように、本発明の処理および構成を用いることで、ＧＰＳ信号を受信できている期間は、バイアス誤差δａｂおよびセンサ誤差δａｎの変化に応じてこれらバイアス誤差δａｂおよびセンサ誤差δａｎが高精度の推定されている。これにより、統合誤差δａｔも変化に応じて推定されている。これとともに、統合誤差の時間特性δａｔ（ｔ）も精度良く推定される。したがって、ＧＰＳ信号が受信できなくなっても、統合誤差δａｔを精度良く設定することができる。
【００５３】
一方、図４（Ｂ）に示すように、従来の補正では、ＧＰＳ信号を受信できている期間は、バイアス誤差δａｂおよびセンサ誤差δａｎの変化に応じてこれらバイアス誤差δａｂおよびセンサ誤差δａｎが高精度に推定されているので、適正な補正が可能である。しかしながら、ＧＰＳ信号を受信できなくなった場合には、バイアス誤差δａｂを固定値とし、センサ誤差δａｎを用いないため、加速度ａに含まれる誤差を精度良く推定することができない。
【００５４】
上述の説明では、航法装置１を構成する各機能部の機能、処理を個別に説明したが、以下では、ＧＰＳ測位が可能な期間と、ＧＰＳ測位が不可能な期間とでの全体の処理の流れを個別に説明する。
【００５５】
（ＧＰＳ測位が可能な期間（図２参照））
ＧＰＳ受信部１１は、受信したＧＰＳ信号を用いて測位を行い、誤差推定部１３に速度ｖｇを出力する。
【００５６】
加速度センサ１２は、加速度ａを検出し、検出した加速度ａを誤差推定部１３および加速度補正部１４へ出力する。
【００５７】
誤差推定部１３は、ＧＰＳ受信部１１から出力される速度ｖｇと、加速度センサ１２から出力される加速度ａとから、バイアス誤差δａｂを算出し、加速度補正部１４へ出力する。
【００５８】
加速度補正部１４は、誤差推定部１３から出力されるバイアス誤差δａｂで、加速度センサ１２から出力される加速度ａを補正し、速度算出部１５へ出力する。
【００５９】
速度算出部１５は、補正後のセンサ加速度ａｃからセンサ速度ｖｃを算出し、算出したセンサ速度ｖｃを、誤差推定部１３および速度補正部１６へ出力する。
【００６０】
誤差推定部１３は、ＧＰＳ受信部１１から出力される速度ｖｇと、速度算出部１５から出力されるセンサ速度ｖｃとから、センサ誤差δａｎを算出し、速度補正部１６へ出力する。
【００６１】
速度補正部１６は、誤差推定部１３から出力されるセンサ誤差δａｎで、速度算出部１５から出力されるセンサ速度ｖｃを補正し、統合速度ｖｔを算出して出力する。
【００６２】
統合誤差算出部２０は、加速度センサ１２から出力される加速度ａと、速度補正部１６から出力される統合速度ｖｔとから、統合誤差δａｔを算出して記憶する。統合誤差算出部２０は、記憶した統合誤差δａｔから統合誤差の時間特性δａｔ（ｔ）を推定する。
【００６３】
（ＧＰＳ測位が不可能な期間（図３参照））
加速度センサ１２は、加速度ａを検出し、検出した加速度ａを加速度補正部１４へ出力する。
【００６４】
統合誤差算出部２０は、統合誤差の時間特性δａｔ（ｔ）から統合誤差δａｔを算出して、加速度補正部１４へ出力する。
【００６５】
加速度補正部１４は、統合誤差算出部２０から出力される統合誤差δａｔで、加速度センサ１２から出力される加速度ａを補正し、速度算出部１５へ出力する。
【００６６】
速度算出部１５は、補正後の加速度ａｃからセンサ速度ｖｃを算出し、算出したセンサ速度ｖｃを、速度補正部１６へ出力する。
【００６７】
速度補正部１６は、速度算出部１５から出力されるセンサ速度ｖｃを、そのまま統合速度ｖｔとして出力する。
【００６８】
このような構成とすることで、ＧＰＳ測位が実行できている期間では、ＧＰＳ測位結果を用いて、高精度な統合速度を算出することができる。さらに、ＧＰＳ測位が実行できていない期間では、ＧＰＳ測位が実行できている期間に高精度に時間特性が推定された統合誤差を用いて、統合誤差を高精度に決定することができる。これにより、ＧＰＳ測位が実行できている期間、ＧＰＳ測位ができていない期間に制限されることなく、定常的に、高精度な統合速度を算出することができる。
【００６９】
なお、上述の説明では、各処理をそれぞれ個別に機能部で実行する場合を例に示したが、上述の各処理によって実現される速度検出方法をプログラム化して記憶しておき、コンピュータで実行するようにしてもよい。図５は本発明の実施形態に係る速度検出方法のフローチャートである。
【００７０】
ＧＰＳ測位が可能な場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ＧＰＳ測位結果（速度ｖｇ）を用いて、バイアス誤差δａｂおよびセンサ誤差δａｎを推定する（Ｓ１０２）。推定されたバイアス誤差δａｂで加速度ａを補正して、センサ速度ｖｃを算出する（Ｓ１０３）。推定されたセンサ誤差δａｎでセンサ速度ｖｃを補正して統合速度ｖｔを算出する（Ｓ１０４）。加速度ａと統合速度ｖｔとから統合誤差δａｔを算出する（Ｓ１０５）。
【００７１】
ＧＰＳ測位が不可能な場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、次に示すフローで算出された統合誤差δａｔで加速度ａを補正し、統合速度ｖｔを算出する（Ｓ１１１）。
【００７２】
次に、ＧＰＳ測位が不可能な期間での統合誤差δａｔの算出方法を示す。図６は統合誤差δａｔの算出方法を示すフローチャートである。
【００７３】
ＧＰＳ測位が可能な場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、推定した統合誤差δａｔを順次記憶する（Ｓ２０２）。推定した統合誤差δａｔから、統合誤差の時間特性δａｔ（ｔ）を推定する（Ｓ２０３）。なお、統合誤差の時間特性δａｔ（ｔ）の推定には、記憶した全ての統合誤差δａｔを用いてもよく、推定処理を行う時刻に近い所定期間の統合誤差δａｔを用いてもよい。また、統合誤差の時間特性δａｔ（ｔ）の推定は、統合誤差δａｔを取得する毎に行ってもよいが、より広い時間間隔で行ってもよい。
【００７４】
ＧＰＳ測位が不可能な場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）には、統合誤差δａｔを算出したい週内時計時刻と、統合誤差の時間特性δａｔ（ｔ）とから、その時点での統合誤差δａｔを算出する（Ｓ２１１）。
【００７５】
以上のような処理を行うことで、ＧＰＳ測位が実行できている期間、ＧＰＳ測位ができていない期間に制限されることなく、定常的に、高精度な統合速度を算出することができる。
【００７６】
図７は、本発明の実施形態に係る構成および処理を実行した場合の統合速度算出結果と、従来の構成および処理を実行した場合の統合速度算出結果とを、実測したグラフである。なお、この実測結果は、全ての方向に対して等速運動した場合の例である。
【００７７】
図７に示すように、本発明の実施形態に係る構成および処理を用いた場合、加速度センサの出力値のドリフトに影響されることなく、等速運動を検出することができる。一方で、従来の構成および処理では、加速度センサの出力値のドリフトの影響を受けて、等速運動が加速度運動として検出されてしまう。
【００７８】
また、本発明の実施形態に係る構成および処理を用いることで、従来の構成および処理を用いる場合よりも、各週内時計時刻での誤差が小さくなる。すなわち、本発明の実施形態に係る構成および処理を用いることで、従来よりも高精度に速度を検出することができる。
【００７９】
なお、上述の説明では、センサ誤差の算出時に、ＧＰＳ測位による速度を用いる場合を示したが、位置と速度からセンサ誤差を算出することもできる。
【００８０】
上述の航法装置１、速度検出方法、速度検出プログラムは、次に示す情報提示機器１００に利用することができる。図８は、本発明の実施形態に係る情報提示機器１００の機能ブロック図である。情報提示機器１００は、上述の航法装置１、アプリケーション処理部１１０、および姿勢センサ１２０を備える。航法装置１は、上述の構成からなり、情報提示機器１００の速度（算出された統合速度）を、アプリケーション処理部１１０へ出力する。また、航法装置１は、ＧＰＳ測位が可能な状況であれば、ＧＰＳ受信部１１で測位された位置をアプリケーション処理部１１０へ出力する。なお、ＧＰＳ測位が不可能な状況では、ＧＰＳ測位が可能な期間から不可能な期間に切り替わる時点での位置と、統合速度とから、位置を検出して、アプリケーション処理部１１０へ出力すればよい。
【００８１】
姿勢センサ１２０は、情報提示機器１００の姿勢を検出し、姿勢をアプリケーション処理部１１０へ出力する。なお、ここでは姿勢センサを用いる例を示したが、他の慣性センサを用いてもよい。
【００８２】
アプリケーション処理部１１０は、航法装置１からの位置、速度、姿勢センサ１２０からの姿勢を用いて、ナビゲーション処理等の各種情報提示処理を実行する。
【００８３】
このような構成とすることで、上述のように、定常的に速度を高精度に検出できるので、アプリケーション処理部１１０で実行される処理の信頼性が向上する。例えば、ナビゲーション処理であれば、より正確なナビゲーション処理が可能になる。
【符号の説明】
【００８４】
１，１Ｐ：航法装置、
１０：アンテナ、
１１：ＧＰＳ受信部、
１２：加速度センサ、
１３：誤差推定部、
１４：加速度補正部、
１５：速度算出部、
１６：速度補正部、
２０：統合誤差算出部、
１００：情報提示機器、
１１０：アプリケーション処理部、
１２０：姿勢センサ
【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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