(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載されたＧＰＳ（Ground Positioning System）受信機より順次出力される、少なくとも前記移動体の現在位置情報と速度情報とを含むＧＰＳデータのフィルタリングを行うフィルタ装置であって、
前記ＧＰＳ受信機より出力されたＧＰＳデータ（現ＧＰＳデータとする）に含まれる現在位置情報と現ＧＰＳデータより先に前記ＧＰＳ受信機より出力されたＧＰＳデータ（旧ＧＰＳデータとする）に含まれる現在位置情報と前記ＧＰＳ受信機でのＧＰＳデータ生成間隔より求めた移動体速度と、現ＧＰＳデータに含まれる速度情報により特定される移動体速度との比率あるいは差分を所定値と比較し、比較結果に応じて、現ＧＰＳデータを出力するか否かを決定することを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
請求項１記載のフィルタ装置であって、
現ＧＰＳデータを出力すべきとする比較結果が連続して所定回数得られた場合にのみ、前記ＧＰＳ受信機よりその後に出力される現ＧＰＳデータを前記比較の比較結果に応じて出力することを特徴とするフィルタ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のフィルタ装置であって、
現ＧＰＳデータに含まれる速度情報により特定される移動体速度が所定値よりも低い場合は、前記比較を行うことなく現ＧＰＳデータを出力することを特徴とするフィルタ装置。
【請求項４】
移動体の現在位置を、少なくとも請求項１、２または３記載のフィルタ装置より出力されたＧＰＳデータを用いて決定し、表示装置に表示させることを特徴とするナビゲーション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（Ground Positioning System）受信機を利用した車載用ナビゲーション装置などにおいて、ＧＰＳ受信機より順次出力されるＧＰＳデータから、利用するＧＰＳデータをフィルタリングする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＧＰＳ（Ground Positioning System）受信機を利用した車載用ナビゲーション装置が知られている。ＧＰＳ受信機は、少なくとも３つのＧＰＳ衛星から発せられた信号を継続的に受信し、所定時間（たとえば１秒）毎に各ＧＰＳ衛星までの距離および該距離の変化率を測定して得られた結果より車両の現在位置や速度や進行方向（方位）を含むＧＰＳデータを生成する。ナビゲーション装置は、ＧＰＳ受信機から出力されたＧＰＳデータを用いて車両の現在位置を決定し、表示画面に表示している地図上に現在位置を重畳表示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、山岳部やビルが乱立する都心部では、ＧＰＳ衛星から発せられた信号の反射波などにより、ＧＰＳ受信機が誤った車両の現在位置を算出してしまうことがある。この場合、上記従来のＧＰＳ受信機を利用した車載用ナビゲーション装置では、ＧＰＳ受信機から出力されるＧＰＳデータを用いて車両の現在位置を決定しているため、表示画面に誤った現在位置を表示してしまう。極端な場合、この誤った現在位置のために表示画面に表示される地図が更新されてしまい、車両が走行中の地域とは全く違う地域の地図が表示されてしまうこともある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ＧＰＳ受信機から出力されるＧＰＳデータを用いて車両の現在位置を決定する場合において、誤った現在位置が決定される可能性を低減することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、移動体に搭載されたＧＰＳ（Ground Positioning System）受信機より順次出力される、少なくとも前記移動体の現在位置情報と速度情報とを含むＧＰＳデータのフィルタリングを行うフィルタ装置であって、
前記ＧＰＳ受信機より出力されたＧＰＳデータ（現ＧＰＳデータとする）に含まれる現在位置情報と現ＧＰＳデータより先に前記ＧＰＳ受信機より出力されたＧＰＳデータ（旧ＧＰＳデータとする）に含まれる現在位置情報と前記ＧＰＳ受信機でのＧＰＳデータ生成間隔より求めた移動体速度と、現ＧＰＳデータに含まれる速度情報により特定される移動体速度との比率あるいは差分を所定値と比較し、比較結果に応じて、現ＧＰＳデータを出力するか否かを決定することを特徴とする。より具体的には、現ＧＰＳデータに含まれる現在位置情報と現ＧＰＳデータより１つ前の旧ＧＰＳデータに含まれる現在位置情報と前記ＧＰＳ受信機でのＧＰＳデータ生成間隔より求めた移動体速度Ｖcarと、現ＧＰＳデータに含まれる速度情報により特定される移動体速度Ｖgps（≠０）との比率ｋ（＝Ｖcar／Ｖgps）あるいは差分ｍ（＝Ｖcar−Ｖgps）が所定値により定まる範囲に含まれるか否か（比率ｋであればｋt−α≦ｋ≦ｋt＋α（ｋt：所定値）、差分ｍであれば｜ｍ｜≦ｍt（ｍt：所定値））を判断し、含まれる場合は当該ＧＰＳデータを出力し、含まれない場合は出力しないように決定する。
【０００６】
上述したように、ＧＰＳ受信機は、少なくとも３つのＧＰＳ衛星から発せられた信号を継続的に受信し、所定時間毎に各ＧＰＳ衛星までの距離および該距離の変化率を測定して得られた結果より移動体の現在位置や速度や進行方向を含むＧＰＳデータを生成している。本発明者等は、ＧＰＳ衛星から発せられた信号の反射波などにより、ＧＰＳ受信機が誤動作するような場合、現ＧＰＳデータに含まれる現在位置情報と旧ＧＰＳデータに含まれる現在位置情報とＧＰＳ受信機のＧＰＳデータ生成間隔より求まる移動体速度Ｖcarと、現ＧＰＳデータに含まれる速度情報により特定される移動体速度Ｖgpsとが極端に一致しないことが多いことを見出した。
【０００７】
これは、ＧＰＳ受信機が、継続的に受信している各ＧＰＳ衛星からの信号より各ＧＰＳ衛星までの距離の瞬時的な変化率を測定して移動体速度を求めているためと推定される。このため、たとえば、旧ＧＰＳデータの生成後であって現ＧＰＳデータの生成前に反射波が発生し、現ＧＰＳデータの生成時までＧＰＳ衛星からの信号がこの反射波の影響を受け続けている場合などは、前記の移動体速度Ｖgpsと移動体速度Ｖcarとが極端に一致しなくなると思われる。
【０００８】
したがって、本発明のフィルタ装置により出力されたＧＰＳデータを用いて移動体の現在位置を決定し、表示装置に表示するようにナビゲーション装置を構成すれば、誤った現在位置が表示される可能性を低減することができる。
【０００９】
なお、ＧＰＳ受信機によっては、移動体速度の算出精度が低速（たとえば２０ｋｍ／ｈ以下）で著しく低下する場合がある。このような場合、ＧＰＳデータに含まれる速度情報により定まる移動体速度Ｖgpsが低速（たとえば２０ｋｍ／ｈ以下）のときは、上記の比較を行うことなくＧＰＳデータを出力するようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明において、現ＧＰＳデータを出力すべきとする比較結果が連続して所定回数得られた場合にのみ、ＧＰＳ受信機よりその後に出力される現ＧＰＳデータを比較結果に応じて出力するようにしてもよい。
【００１１】
このようにすることで、たとえば、ＧＰＳ受信機が受信する信号を他のＧＰＳ衛星のものに切り替えた場合など、ＧＰＳ受信機が比較的長い期間（たとえば５０秒）不安定な状態にあるときに、当該ＧＰＳ受信機から出力されたＧＰＳデータの採用を防止することができる。
【００１２】
なお、移動体速度Ｖgpsは、ＧＰＳデータに含まれる速度情報により求める代わりに、移動体に取り付けられた速度センサから得るようにしてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を車載用ナビゲーション装置へ適用した場合を例にとり説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態が適用されたナビゲーション装置の概略構成図である。
【００１５】
図示するように、本実施形態のナビゲーション装置は、マイクロプロセッサやメモリから構成される処理装置１と、液晶ディスプレイなどの表示装置２と、地図データが記録されたＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体６へアクセスして該記憶媒体からデータを読み出すドライブ装置３と、利用者よりの指示を受け付ける入力装置４と、少なくとも３つのＧＰＳ衛星から発せられた信号を継続的に受信し、所定時間（たとえば１秒）毎に、各ＧＰＳ衛星までの距離および該距離の変化率を測定して、得られた結果より車両の現在位置や速度や進行方向（方位）を含むＧＰＳデータを生成し順次出力するＧＰＳ受信機５と、を備えている。ここで、表示装置２、ドライブ装置３、入力装置４およびＧＰＳ受信機５は、従来よりＧＰＳを利用したナビゲーション装置で用いられているものと同様である。
【００１６】
処理装置１は、マイクロプロセッサがメモリ上の所定のプログラムを実行することにより、フィルタ部１１およびナビゲーション処理部１２をプロセスとして実現する。なお、前記所定のプログラムは、あらかじめメモリに格納しておくようにしてもよいし、あるいは、ドライブ装置３を介してＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体６からメモリ上にロードするようにしてもよい。
【００１７】
フィルタ部１１は、所定時間（たとえば１秒）毎にＧＰＳ受信機５から順次出力されるＧＰＳデータ各々について、最新のＧＰＳデータ（現ＧＰＳデータとする）に含まれる現在地情報と現ＧＰＳデータより少なくとも１つ前のＧＰＳデータ（旧ＧＰＳデータとする）に含まれる現在地情報と現ＧＰＳデータおよび旧ＧＰＳデータ間の時間間隔（これはＧＰＳ受信機５のＧＰＳデータ生成間隔より求まる）より求めた車両速度Ｖcarと、現ＧＰＳデータに含まれる車速情報より求めた車両速度Ｖgpsとの比率ｋ（＝Ｖcar／Ｖgps）（Ｖgps≠０）を算出し、比率ｋが所定の閾値ｋt（たとえば１）により定まる範囲（ｋt−α〜ｋt＋α、たとえば０．８〜１．２）に含まれるか否かを判断する。そして、その判断結果に応じて現ＧＰＳデータを出力するか否かを決定する。
【００１８】
ナビゲーション処理部１２は、ドライブ装置３を介して記憶媒体６から必要な地図データを読み出し、該データにしたがった地図を表示装置２の画面上に表示する。また、フィルタ部１１より出力されたＧＰＳデータに含まれる車両の現在位置情報および進行方位情報を参照して、表示中の地図上に車両の現在位置および進行方位を表すマークを重畳表示する。
【００１９】
次に、上記構成のナビゲーション装置の動作について説明する。
【００２０】
図２は、本実施形態のナビゲーション装置の動作を説明するためのフロー図である。このフローは、たとえば、本ナビゲーション装置の電源オン時や入力装置４を介して利用者の指示を受け付けた場合などの所定のイベントが発生したときに開始される。
【００２１】
まず、フィルタ部１１は、ＧＰＳ受信機５より出力されたＧＰＳデータの取得回数を表すカウント値Ｎを０にセットする（ステップＳ１０１）。次に、フィルタ部１１は、ＧＰＳ受信機５よりＧＰＳデータ（現ＧＰＳデータ）を取得すると（ステップＳ１０２）、カウント値Ｎを１つインクリメントし（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０４に移行する。
【００２２】
ステップＳ１０４では、先ほど取得した現ＧＰＳデータに含まれる現在位置情報と現ＧＰＳデータの１つ前に取得したＧＰＳデータ（旧ＧＰＳデータ）に含まれる現在位置情報とＧＰＳ受信機５のＧＰＳデータ生成間隔より車両速度Ｖcarを求める。より具体的には、現ＧＰＳデータに含まれる現在位置情報により定まる現在位置と旧ＧＰＳデータに含まれる現在位置情報による定まる現在位置とから車両の移動距離を算出し、ＧＰＳ受信機５のＧＰＳデータ生成間隔から前記移動距離の移動時間を算出し、前記移動距離を前記移動時間で割ることにより車両速度Ｖcarを求める。
【００２３】
なお、ステップ１０２において、受け取ったＧＰＳデータがＧＰＳ受信機５から出力された最初のＧＰＳデータである場合、次のＧＰＳデータがＧＰＳ受信機５から出力されるのを待ち、該ＧＰＳデータの取得後にステップＳ１０３へ移行する。
【００２４】
次に、フィルタ部１１は、先ほど算出した車両速度Ｖcarと先ほど取得した現ＧＰＳデータに含まれる車速情報より定まる車両速度Ｖgpsとの比率ｋ（＝Ｖcar／Ｖgps）（Ｖgps≠０）を求め、求めた比率ｋが閾値ｋtにより定まる範囲ｋt−α〜ｋt＋αに含まれるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、前記の範囲を定める閾値ｋtやαは、過去の統計値など経験に基づいて定まる値である。ここでは、閾値ｋtを１に、そして値αを０．２に設定している。
【００２５】
ステップＳ１０５において、比率ｋが範囲ｋt−α〜ｋt＋αに含まれていない場合、ステップＳ１０１に戻り、カウント値Ｎを０にリセットした後、次のＧＰＳデータを取得するのを待つ（ステップＳ１０２）。
【００２６】
ステップＳ１０５において、一方、比率ｋが範囲ｋt−α〜ｋt＋αに含まれている場合は、カウント値Ｎがあらかじめ定めた値Ｃ（たとえば５０）を越えているか否かを判断する（ステップＳ１０６）。カウント値Ｎが所定値Ｃを越えていない場合は、ステップＳ１０２に戻って次のＧＰＳデータを取得するのを待つ。一方、カウント値Ｎが所定値値Ｃを越えている場合、ステップＳ１０２で取得したＧＰＳデータ（現ＧＰＳデータ）をナビゲーション処理部１２に渡す。これを受けて、ナビゲーション処理部１２は、現ＧＰＳデータに含まれる車両の現在位置情報および進行方位情報を参照し、表示装置２に表示中の地図上に、車両の現在位置および進行方位を表すマークを重畳表示する（ステップＳ１０７）。その後、ステップＳ１０２に戻り、次のＧＰＳデータを取得するのを待つ。
【００２７】
以上、本発明の一実施形態について説明した。
【００２８】
本実施形態では、フィルタ部１１において、所定時間毎にＧＰＳ受信機５から順次出力されるＧＰＳデータ各々について、最新の現ＧＰＳデータに含まれる現在地情報と現ＧＰＳデータより少なくとも１つ前の旧ＧＰＳデータに含まれる現在地情報と現ＧＰＳデータおよび旧ＧＰＳデータ間の時間間隔より求めた車両速度Ｖcarと、現ＧＰＳデータに含まれる車速情報より求めた車両速度Ｖgpsとの比率ｋ（＝Ｖcar／Ｖgps）（Ｖgps≠０）を算出し、比率ｋが所定の範囲ｋt−α〜ｋt＋αに含まれるか否かを判断し、含まれる場合は現ＧＰＳデータをナビゲーション処理部１２に渡し、含まれない場合は現ＧＰＳデータをナビゲーション処理部１２に渡すことなく廃棄するようにしている。
【００２９】
上述したように、ＧＰＳ受信機５は、少なくとも３つのＧＰＳ衛星から発せられた信号を継続的に受信し、所定時間毎に各ＧＰＳ衛星までの距離および該距離の変化率を測定して得られた結果より車両の現在位置や速度や進行方向を含むＧＰＳデータを生成している。本発明者等は、ＧＰＳ衛星から発せられた信号の反射波などにより、ＧＰＳ受信機が誤動作するような場合、現ＧＰＳデータに含まれる現在位置情報と旧ＧＰＳデータに含まれる現在位置情報とＧＰＳ受信機のＧＰＳデータ生成間隔より求まる車両速度Ｖcarと、現ＧＰＳデータに含まれる車速情報により特定される車両速度Ｖgpsとが極端に一致しないことが多いことを見出した。したがって、ナビゲーション処理部１２において、フィルタ部１１より出力されたＧＰＳデータを用いて車両の現在位置や進行方位を決定し、表示装置２に表示することにより、誤った現在位置が表示される可能性を低減することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、現ＧＰＳデータを出力すべきとする比較結果が連続して所定回数（たとえば５０回）得られた場合にのみ、ＧＰＳ受信機５よりその後に出力される現ＧＰＳデータを比較結果に応じて出力するようにしている（ステップＳ１０５、ステップＳ１０６）。このようにすることで、たとえば、ＧＰＳ受信機５が受信する信号を他のＧＰＳ衛星のものに切り替えた場合など、ＧＰＳ受信機５が比較的長い期間（たとえば５０秒）不安定な状態にあるときに、当該ＧＰＳ受信機５から出力されたＧＰＳデータの採用を防止することができる。
【００３１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００３２】
たとえば、ＧＰＳ受信機５によっては、車両速度の算出精度が低速（たとえば２０ｋｍ／ｈ以下）で著しく低下する場合がある。このような場合、ＧＰＳデータに含まれる車速情報により定まる車両速度Ｖgpsが低速（たとえば２０ｋｍ／ｈ以下）のときは、上記の比較を行わないようにしてもよい。すなわち、図２のステップＳ１０２において、取得した現ＧＰＳデータの車速情報より定まる車両速度Ｖgpsが低速（たとえば２０ｋｍ／ｈ以下）のときは、その後のステップＳ１０３を行うことなく、ステップＳ１０１に戻ってカウント値Ｎをリセットし、次のＧＰＳデータを取得するのを待つようにしてもよい。あるいは、ステップＳ１０３でカウント値Ｎを１つインクリメントした後、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５を行うことなくステップＳ１０６に移行するようにしてもよい。
【００３３】
また、本実施形態では、フィルタ部１１において、車両速度Ｖcarと車両速度Ｖgpsとの比率ｋ（＝Ｖcar／Ｖgps）が所定の範囲ｋt−α〜ｋt＋αに含まれるか否かを判断し、含まれる場合は現ＧＰＳデータをナビゲーション処理部１２に渡し、含まれない場合は現ＧＰＳデータをナビゲーション処理部１２に渡すことなく廃棄するようにしているが、比率ｋの代わりに、車両速度Ｖcarと車両速度Ｖgpsとの差分ｍ（＝Ｖcar−Ｖgps）を用い、この差分の絶対値｜ｍ｜が所定の閾値ｍt以下であるか否かを判断し、以下である場合は当該ＧＰＳデータをナビゲーション処理部１２に渡し、以下でない場合は当該ＧＰＳデータをナビゲーション処理部１２に渡すことなく廃棄するようにしてもよい。ここで、閾値ｍｔも、閾値ｋtと同様、過去の統計値など経験に基づいて定まる値であり、おおよそ２０〜３０ｋｍに設定することが好ましい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＧＰＳ受信機から出力されるＧＰＳデータを用いて移動体の現在位置を決定する場合において、誤った現在位置が採用される可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるナビゲーション装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すナビゲーション装置の動作を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
１：処理装置、  ２：表示装置、  ３：ドライブ装置、  ４：入力装置
５：ＧＰＳ受信機、  ６：記憶媒体、  １１：フィルタ部
１２：ナビゲーション処理部
【図１】
0003950250.tif 000002
【図２】
0003950250.tif 000003