(57)【要約】【課題】自律航法による測位の精度を向上すること。【解決手段】電子機器は、間欠的に実行される第１の測位方法及び継続的に実行される第２の測位方法によって測位する。そして、この電子機器は、所定の時点で前記第１の測位方法によって得られる位置と、前記所定の時点よりも後の時点で前記第１の測位方法及び前記第２の測位方法それぞれによって得られる位置とを結ぶ２つの線分がなす角度差を算出し、算出された角度差と前記第１の測位方法による測位の精度に応じたゲインとを用いて補正角度を決定し、決定された補正角度に基づいて前記第２の測位方法で用いられる角度を補正し、補正された角度から自機器の進行方位を推定する処理を実行するプロセッサを有する。【選択図】図２
2016057126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間欠的に実行される第１の測位方法及び継続的に実行される第２の測位方法によって測位する電子機器であって、
所定の時点で前記第１の測位方法によって得られる位置と、前記所定の時点よりも後の時点で前記第１の測位方法及び前記第２の測位方法それぞれによって得られる位置とを結ぶ２つの線分がなす角度差を算出し、
算出された角度差と前記第１の測位方法による測位の精度に応じたゲインとを用いて補正角度を決定し、
決定された補正角度に基づいて前記第２の測位方法で用いられる角度を補正し、補正された角度から自機器の進行方位を推定する
処理を実行するプロセッサを有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記算出する処理は、
間欠的に実行されるＧＰＳ（Global  Positioning  System）測位によって所定の時点で得られる位置と、ＧＰＳ測位及び加速度センサを用いて継続的に実行される自律航法測位それぞれによって前記所定の時点よりも後の時点で得られる位置とを結ぶ２つの線分がなす角度差を算出することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記決定する処理は、
前記第１の測位方法の誤差が大きいほど小さいゲインを前記角度差に乗算して補正角度を決定する
処理を含むことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項４】
前記決定する処理は、
前記角度差を形成する線分の長さが短いほど小さいゲインを前記角度差に乗算して補正角度を決定する
処理を含むことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項５】
前記決定する処理は、
前記第１の測位方法による測位の精度に応じて過去に算出されたゲインの履歴のうち最大ゲインを保持し、
保持された最大ゲインが所定の閾値未満である場合に、前記第１の測位方法による測位の精度に応じて新たに算出されたゲインよりも大きいゲインを前記角度差に乗算して補正角度を決定する
処理を含むことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項６】
前記決定する処理は、
自機器の姿勢が変化したことが検出された場合に、保持された最大ゲインを初期化する
処理を含むことを特徴とする請求項５記載の電子機器。
【請求項７】
前記決定する処理は、
前記第１の測位方法及び前記第２の測位方法によって同じ時点で得られる位置の間の距離が所定の閾値以上である場合に、保持された最大ゲインを初期化する
処理を含むことを特徴とする請求項５記載の電子機器。
【請求項８】
間欠的に実行される第１の測位方法及び継続的に実行される第２の測位方法によって測位するコンピュータに、
所定の時点で前記第１の測位方法によって得られた位置と、前記所定の時点よりも後の時点で前記第１の測位方法及び前記第２の測位方法それぞれによって得られた位置とを結ぶ２つの線分がなす角度差を算出し、
算出された角度差と前記第１の測位方法による測位の精度に応じたゲインとを用いて補正角度を決定し、
決定された補正角度に基づいて前記第２の測位方法で用いられる角度を補正し、補正された角度から自機器の進行方位を推定する
処理を実行させることを特徴とする進行方位推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器及び進行方位推定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばスマートフォンなどのように、地図情報などを表示可能な表示部を有する携帯可能なスマートデバイスが普及している。このようなスマートデバイスには、例えばＧＰＳ（Global  Positioning  System）による測位が可能なものも多くあり、測位によって得られた現在位置情報と表示部に表示された地図情報とを利用するナビゲーション機能などが提供されている。
【０００３】
一般に、ＧＰＳによる測位は消費電力が大きくなる傾向があるため、電池で稼働するスマートフォンなどにおいて常時ＧＰＳによる測位を行うことは困難である。そこで、例えば所定の周期で間欠的にＧＰＳによる測位が実行され、ＧＰＳによる測位が実行されない間は、例えば加速度センサなどを用いた自律航法により移動軌跡が推定されることがある。
【０００４】
このようなＧＰＳと自律航法を複合したハイブリッド測位では、自律航法による測位精度が低いため、常時ＧＰＳを用いた測位と比較して、正確な移動軌跡が得られないことがある。すなわち、自律航法による測位では、例えばスマートフォンなどの機器に搭載された加速度センサやジャイロセンサなどのセンサ値が用いられるが、これらのセンサ値は、機器が保持された姿勢などの影響を大きく受ける。また、特にユーザの歩行中に自律航法による測位が行われる場合には、ユーザの歩き方の個人差などによっても測位結果が変わってしまう。
【０００５】
そこで、ＧＰＳ測位によって得られる緯度、経度及び進行方位などの測位結果を用いて自律航法による測位結果を補正することなどが検討されている。すなわち、ＧＰＳによる測位が実行された時点におけるＧＰＳ測位結果と自律航法測位結果との差分を用いて、自律航法による測位結果の補正をすることが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１６０６５７号公報
【特許文献２】特開２００８−１７５７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＧＰＳによる測位で得られる進行方位は正確でないことがあり、自律航法測位結果の補正の精度が十分に向上しないという問題がある。具体的には、ＧＰＳ測位によって進行方位を取得する場合には、例えば人工衛星からの受信波のドップラー効果を用いた進行方位の推定が行われる。このとき、機器の移動速度が遅い場合には、ドップラー効果が小さく、正確な進行方位を推定することが困難である。したがって、例えばユーザの歩行時などは、ＧＰＳ測位によって正確な進行方位を推定することが困難であり、結果として、自律航法の測位結果の補正の精度が低下する。
【０００８】
また、人工衛星からの電波受信状況や人工衛星の配置によっては、ＧＰＳ測位の精度が低く、例えばＤＯＰ（Dilution  of  Precision）や誤差円半径などの精度を示す指標が劣悪になることがある。このような場合、ＧＰＳ測位結果を用いて自律航法測位結果を補正すると、自律航法測位結果の精度が劣化してしまうこともある。
【０００９】
開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、自律航法による測位の精度を向上することができる電子機器及び進行方位推定プログラム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】
【００１０】
本願が開示する電子機器は、１つの態様において、間欠的に実行される第１の測位方法及び継続的に実行される第２の測位方法によって測位する。そして、この電子機器は、所定の時点で前記第１の測位方法によって得られる位置と、前記所定の時点よりも後の時点で前記第１の測位方法及び前記第２の測位方法それぞれによって得られる位置とを結ぶ２つの線分がなす角度差を算出し、算出された角度差と前記第１の測位方法による測位の精度に応じたゲインとを用いて補正角度を決定し、決定された補正角度に基づいて前記第２の測位方法で用いられる角度を補正し、補正された角度から自機器の進行方位を推定する処理を実行するプロセッサを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本願が開示する電子機器及び進行方位推定プログラムの１つの態様によれば、自律航法による測位の精度を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る通信端末装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るプロセッサの機能を示すブロック図である。
【図３】図３は、測位データと角度誤差の関係を説明する図である。
【図４】図４は、補正角度を説明する図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る進行方位推定処理を示すフロー図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係るプロセッサの機能を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係るゲイン調整処理を示すフロー図である。
【図８】図８は、実施の形態３に係るプロセッサの機能を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態３に係るゲイン調整処理を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本願が開示する電子機器及び進行方位推定プログラムの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下においては、電子機器として、例えばスマートフォンなどの通信端末装置を例に挙げて説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る通信端末装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示す通信端末装置１００は、ＧＰＳ部１０１、無線部１０２、メモリ１０３、プロセッサ１０４、オーディオ入出力部１０５、タッチセンサ部１０６、表示部１０７、地磁気センサ１０８、加速度センサ１０９及びジャイロセンサ１１０を有する。
【００１５】
ＧＰＳ部１０１は、所定の周期で間欠的に起動し、人工衛星から送信される電波をアンテナを介して受信して、現在位置の緯度及び経度と誤差円半径などの誤差情報とを含む測位データを取得する。ＧＰＳ部１０１によって取得される測位データは、所定の記憶部に記憶される。
【００１６】
無線部１０２は、アンテナを介して無線信号を送受信する。なお、図１においては、ＧＰＳ部１０１と無線部１０２が同一のアンテナを共有しているが、通信端末装置１００には、それぞれ利用される周波数帯域に応じた複数のアンテナが設けられて良い。
【００１７】
メモリ１０３は、例えばＲＡＭ（Random  Access  Memory）などを備え、プロセッサ１０４が利用するデータなどを一時的に保持する。
【００１８】
プロセッサ１０４は、通信端末装置１００の各部を統括制御する。具体的には、プロセッサ１０４は、地磁気センサ１０８、加速度センサ１０９及びジャイロセンサ１１０などによって得られるセンサデータを用いて、通信端末装置１００の移動軌跡を推定する自律航法測位を実行する。また、プロセッサ１０４は、ＧＰＳ部１０１によって得られる測位データを用いて、自律航法測位を補正する。プロセッサ１０４の詳細な機能については、後に詳述する。
【００１９】
オーディオ入出力部１０５は、例えばマイクやスピーカなどを備え、音声情報の入力を受け付けたり、音声情報を出力したりする。
【００２０】
タッチセンサ部１０６は、表示部１０７と重ねて配置され、例えば静電容量の変化を検知して、ユーザによる接触位置を検出する。ユーザによる接触がタッチセンサ部１０６によって検出されることにより、ユーザは、タッチ動作によって通信端末装置１００を操作することができる。
【００２１】
表示部１０７は、例えば液晶パネルを備え、画像や文字などを表示する。具体的には、表示部１０７は、例えば地図情報と通信端末装置１００の移動軌跡を示す軌跡情報とを重ねて表示する。
【００２２】
地磁気センサ１０８は、例えば３軸の磁気センサであり、通信端末装置１００の高さ、幅及び厚み方向の３軸について、それぞれ磁気の強さを検知する。したがって、地磁気センサ１０８のセンサ値から、磁北を推定することが可能となる。
【００２３】
加速度センサ１０９は、例えば３軸の加速度センサであり、通信端末装置１００の高さ、幅及び厚み方向の３軸について、それぞれ加速度の大きさを検知する。したがって、加速度センサ１０９のセンサ値から、重力が作用する鉛直方向や移動時の移動方向を推定することが可能となる。
【００２４】
ジャイロセンサ１１０は、例えば３軸の角速度センサであり、通信端末装置１００の高さ、幅及び厚み方向の３軸について、それぞれ角速度の大きさを検知する。したがって、ジャイロセンサ１１０のセンサ値から、通信端末装置１００の回転方向や移動時の移動方向の変化を推定することが可能となる。
【００２５】
次いで、実施の形態１に係るプロセッサ１０４の機能について、図２〜４を参照しながら説明する。図２は、実施の形態１に係るプロセッサ１０４の機能を示すブロック図である。図２に示すプロセッサ１０４は、測位データ取得部２０１、ゲイン算出部２０２、角度差算出部２０３、補正角度決定部２０４、相対角度推定部２０５、相対角度補正部２０６、端末方位算出部２０７、進行方位算出部２０８、進行速度推定部２０９及び自律航法エンジン部２１０を有する。
【００２６】
測位データ取得部２０１は、ＧＰＳ部１０１によってＧＰＳ測位が実行されると、今回のＧＰＳ測位によって得られた測位データ（以下「今回データ」という）を取得する。また、測位データ取得部２０１は、前回のＧＰＳ測位によって得られた測位データ（以下「前回データ」という）を所定の記憶部から取得する。そして、測位データ取得部２０１は、今回データ及び前回データをゲイン算出部２０２及び角度差算出部２０３へ出力する。
【００２７】
ゲイン算出部２０２は、今回データ及び前回データに含まれる緯度・経度及び誤差情報を用いて、自律航法による測位結果を補正するための補正角度に乗算されるゲインを算出する。具体的には、ゲイン算出部２０２は、今回データ及び前回データの誤差が大きい場合には、ゲインを小さくし、今回データ及び前回データの誤差が小さい場合には、ゲインを大きくする。また、ゲイン算出部２０２は、今回データが示す緯度・経度と前回データが示す緯度・経度とから２点間の距離を算出し、算出された距離が大きい場合には、ゲインを大きくし、算出された距離が小さい場合には、ゲインを小さくする。すなわち、測位データの誤差が大きい場合や、２点間の距離が小さい場合は、ＧＰＳ測位の測位結果の重みを小さくして自律航法の測位結果が補正されるようにする。この理由について、図３を参照しながら説明する。
【００２８】
図３は、測位データと角度誤差の関係を説明する図である。図３の左図においては、通信端末装置１００の実際の移動軌跡３０１に対して、今回データと前回データから得られる２点を結ぶ線分３０２が得られたものとする。また、今回データ及び前回データには、誤差円３０３が含まれている。この場合、実際の移動軌跡３０１と線分３０２とのなす角ａは、ＧＰＳ測位における角度誤差といえる。
【００２９】
同様に、図３の中央図においては、通信端末装置１００の実際の移動軌跡３０４に対して、今回データと前回データから得られる２点を結ぶ線分３０５が得られたものとする。また、今回データ及び前回データには、誤差円３０６が含まれている。この場合、実際の移動軌跡３０４と線分３０５とのなす角ｂは、ＧＰＳ測位における角度誤差といえる。
【００３０】
これらの２図を比較すると、実際の移動軌跡３０１、３０４は同じ長さであるにもかかわらず、角ａは角ｂよりも大きくなっている。すなわち、誤差円３０３が誤差円３０６よりも大きいため、図３の左図の場合では、図３の中央図の場合よりもＧＰＳ測位による角度誤差が大きくなっている。これは、ＧＰＳ測位の誤差が大きい場合には、測位データから得られる角度誤差が大きいことを示しており、自律航法測位結果を補正するに際して、ＧＰＳ測位結果の重みを大きくするのは好ましくないことを示している。そこで、ゲイン算出部２０２は、ＧＰＳ測位による測位データの誤差が大きい場合には、ゲインを小さくする。
【００３１】
また、図３の右図においては、通信端末装置１００の実際の移動軌跡３０７に対して、今回データと前回データから得られる２点を結ぶ線分３０８が得られたものとする。また、今回データ及び前回データには、誤差円３０９が含まれている。この場合、実際の移動軌跡３０７と線分３０８とのなす角ｃは、ＧＰＳ測位における角度誤差といえる。
【００３２】
図３の中央図と右図を比較すると、誤差円３０６、３０９は同じ大きさであるにもかかわらず、角ｃは角ｂよりも大きくなっている。すなわち、移動軌跡３０７が移動軌跡３０４よりも短いため、図３の右図の場合では、図３の中央図の場合よりもＧＰＳ測位による角度誤差が大きくなっている。これは、今回データ及び前回データに対応する２点間の距離が小さい場合には、測位データから得られる角度誤差が大きいことを示しており、自律航法測位結果を補正するに際して、ＧＰＳ測位結果の重みを大きくするのは好ましくないことを示している。そこで、ゲイン算出部２０２は、今回データ及び前回データに対応する２点間の距離が小さい場合には、ゲインを小さくする。
【００３３】
上記の理由から、ゲイン算出部２０２は、例えば以下の式（１）又は式（２）によってゲインＧを算出する。
Ｇ＝（誤差定数／Ｅｒ）＊（Ｄ／距離定数）  …（１）
Ｇ＝設定値＊（（Ｄ＊距離定数）−（Ｅｒ＊誤差定数））  …（２）
【００３４】
ただし、Ｅｒは今回データ及び前回データにおけるＧＰＳ測位の誤差の和であり、Ｄは今回データ及び前回データに対応する２点間の距離である。また、誤差定数、距離定数及び設定値は、いずれも所定の定数である。式（１）及び式（２）のいずれを用いた場合でも、誤差の和Ｅｒが大きくなればゲインＧは小さくなり、距離Ｄが小さくなればゲインＧは小さくなる。
【００３５】
なお、ゲイン算出部２０２は、上記の式（１）及び式（２）以外の式を用いてゲインを算出しても良い。また、ゲイン算出部２０２が算出するゲインは、０以上１以下の値であり、式を用いて算出されたゲインが０未満となったり１より大きくなったりする場合には、それぞれゲインを０及び１に固定するようにしても良い。さらに、ゲイン算出部２０２が算出するゲインは、必ずしもＧＰＳ測位の誤差及び２点間の距離の双方に基づかなくても良く、一方のみに基づくゲインが算出されても良い。
【００３６】
図２に戻って、角度差算出部２０３は、ＧＰＳ測位と自律航法測位の測位結果の相違によって生じる角度差を算出する。具体的には、角度差算出部２０３は、今回データ及び前回データを測位データ取得部２０１から取得するとともに、自律航法によって得られる現在位置の緯度・経度を自律航法エンジン部２１０から取得する。そして、角度差算出部２０３は、前回データの位置と自律航法によって得られた現在位置とを結ぶ線分と、前回データの位置と今回データの位置とを結ぶ線分とがなす角度差を算出する。この角度差は、ＧＰＳ測位及び自律航法測位の双方の精度が高ければ小さくなる。
【００３７】
補正角度決定部２０４は、角度差算出部２０３によって算出された角度差にゲイン算出部２０２によって算出されたゲインを乗算して補正角度を決定する。ここで、補正角度について、図４を参照しながら説明する。
【００３８】
図４は、補正角度を説明する図である。図４に示すように、今回のＧＰＳ測位時には、前回データの位置４０１に対して、今回データの位置４０２と自律航法測位による現在位置４０３とが得られる。そして、角度差算出部２０３においては、位置４０１、４０２を結ぶ線分と位置４０１、４０３を結ぶ線分とのなす角度差γが算出される。この角度差γは、ＧＰＳ測位と自律航法測位の測位結果の相違によって生じている。すなわち、特にＧＰＳ測位が実行されていない間、自律航法測位による移動軌跡の推定の誤差が累積され、角度差γが生じている。したがって、自律航法測位による現在位置４０３において、進行方位４０５へ進行中と推定された場合には、この進行方位４０５とＧＰＳ測位結果の２点を基準とした進行方位４０４との角度差もγである。
【００３９】
そして、ＧＰＳ測位の誤差が小さく、位置４０１、４０２の距離が大きい場合は、ＧＰＳ測位結果の信頼性が高いため、補正角度決定部２０４は、比較的大きく１に近いゲインを角度差γに乗算することにより、補正角度を算出する。一方、ＧＰＳ測位の誤差が大きく、位置４０１、４０２の距離が小さい場合は、ＧＰＳ測位結果の信頼性が低いため、補正角度決定部２０４は、比較的小さく０に近いゲインを角度差γに乗算することにより、補正角度を算出する。こうすることにより、ＧＰＳ測位結果の信頼性が高い場合には、ＧＰＳ測位結果の重みを大きくした補正角度が決定され、ＧＰＳ測位結果の信頼性が低い場合には、ＧＰＳ測位結果の重みを小さくした補正角度が決定される。
【００４０】
図２に戻って、相対角度推定部２０５は、加速度センサ１０９によって検知されたセンサ値を含むセンサデータを取得する。そして、相対角度推定部２０５は、加速度センサ１０９のセンサ値に基づいて、通信端末装置１００の基準となる軸が向いている端末方位に対して通信端末装置１００の進行方位がどれだけずれているかを示す相対角度を推定する。すなわち、相対角度推定部２０５は、通信端末装置１００の姿勢と進行方位との相対関係を示す相対角度を加速度から推定する。
【００４１】
相対角度補正部２０６は、相対角度推定部２０５によって推定された相対角度から補正角度決定部２０４によって決定された補正角度を減算（又は加算）することにより、相対角度を補正する。
【００４２】
端末方位算出部２０７は、地磁気センサ１０８及び加速度センサ１０９によって検知されたセンサ値を含むセンサデータを取得する。そして、端末方位算出部２０７は、地磁気センサ１０８及び加速度センサ１０９のセンサ値に基づいて、通信端末装置１００が磁北から何度の方位へ向いているかを推定する。すなわち、端末方位算出部２０７は、通信端末装置１００の基準となる軸が向いている方位を端末方位として算出する。
【００４３】
進行方位算出部２０８は、端末方位算出部２０７によって算出された端末方位に相対角度を加算（又は減算）することにより、通信端末装置１００が磁北から何度の方位へ進行しているかを推定する。すなわち、進行方位算出部２０８は、通信端末装置１００の進行方位を算出する。ここで、ＧＰＳ測位の誤差及びＧＰＳ測位された２点間の距離に基づく補正角度によって相対角度が補正されているため、進行方位算出部２０８によって算出される進行方位もＧＰＳ測位の信頼性を反映したものとなっている。
【００４４】
進行速度推定部２０９は、加速度センサ１０９によって検知されたセンサ値を含むセンサデータを取得する。そして、進行速度推定部２０９は、加速度センサ１０９のセンサ値に基づいて、通信端末装置１００の進行速度を推定する。
【００４５】
自律航法エンジン部２１０は、進行方位算出部２０８によって算出された進行方位と進行速度推定部２０９によって推定された進行速度に基づいて、通信端末装置１００の移動軌跡を記録する。そして、自律航法エンジン部２１０は、ＧＰＳ部１０１によるＧＰＳ測位が実行された際には、上述した角度差算出のために、現在位置の緯度・経度を角度差算出部２０３へ出力する。また、自律航法エンジン部２１０は、例えばナビゲーションアプリケーションなどに対して、通信端末装置１００の移動軌跡を示す軌跡情報を提供する。
【００４６】
次いで、上記のように構成された通信端末装置１００における進行方位推定処理について、図５に示すフロー図を参照しながら説明する。
【００４７】
プロセッサ１０４は、例えばタイマなどを用いてＧＰＳ測位をする周期を管理しており、前回ＧＰＳ測位が実行されてから所定の間欠期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１０１）。この判断の結果、所定の間欠期間が経過した場合は（ステップＳ１０１Ｙｅｓ）、ＧＰＳ部１０１によってＧＰＳ測位が実行される（ステップＳ１０２）。そして、以下に説明するように、ＧＰＳ測位によって得られる測位データを用いて、自律航法測位の補正を行うための補正角度が決定される（ステップＳ１０３〜Ｓ１０６）。一方、所定の間欠期間が経過していない場合は（ステップＳ１０１Ｎｏ）、既に決定されている補正角度を用いながら、自律航法測位による移動軌跡の推定が実行される（ステップＳ１０７〜Ｓ１１２）。
【００４８】
ＧＰＳ部１０１によってＧＰＳ測位が実行されると、プロセッサ１０４の測位データ取得部２０１によって、今回の測位データ（今回データ）と前回の測位データ（前回データ）が取得される（ステップＳ１０３）。これらの測位データには、緯度・経度及び誤差情報が含まれている。そして、角度差算出部２０３によって、自律航法エンジン部２１０から自律航法測位に基づく現在位置の緯度・経度が取得され、前回データの位置と自律航法測位に基づく現在位置とを結ぶ線分と、前回データの位置と今回データの位置とを結ぶ線分とのなす角度差が算出される（ステップＳ１０４）。この角度差は、ＧＰＳ測位と自律航法測位の相違に起因して生じるものであり、仮にＧＰＳ測位の精度が高ければ、自律航法測位において生じている誤差を主要因とした角度差である。したがって、ＧＰＳ測位の精度が高いほど、この角度差を大きく反映した補正をすることにより、自律航法測位の誤差を低減することができる。
【００４９】
また、ゲイン算出部２０２によって、今回データ及び前回データに含まれる誤差情報と前回データの位置から今回データの位置までの距離とに基づいて、補正角度を求めるためのゲインが算出される（ステップＳ１０５）。すなわち、今回データ及び前回データの誤差が大きい場合に小さく、今回データ及び前回データの誤差が小さい場合に大きいゲインが算出される。また、２点間の距離が大きい場合に大きく、２点間の距離が小さい場合に小さいゲインが算出される。これにより、測位データの誤差が大きい場合や、２点間の距離が小さい場合は、ＧＰＳ測位の測位結果の重みを小さくするゲインが算出される。
【００５０】
そして、補正角度決定部２０４によって、角度差算出部２０３によって算出された角度差にゲインが乗算され、相対角度を補正するための補正角度が決定される（ステップＳ１０６）。このように、補正角度は、ＧＰＳ測位の測位結果から決定されるが、ＧＰＳ測位の誤差が大きかったり２点間の距離が小さかったりする場合には、ＧＰＳ測位の測位結果の重みを小さくした補正角度が決定される。この結果、ＧＰＳ測位の信頼性に応じて自律航法測位の補正をすることができ、自律航法による測位の精度を向上することができる。
【００５１】
補正角度が決定された場合、又は、所定の間欠期間が経過しておらずＧＰＳ測位が実行されない場合には、相対角度推定部２０５によって相対角度が推定される（ステップＳ１０７）。すなわち、加速度センサ１０９によって検知された加速度から、端末方位と進行方位との差分に相当する相対角度が推定される。そして、相対角度補正部２０６によって、相対角度から補正角度が減算（又は加算）されることにより、相対角度が補正される（ステップＳ１０８）。
【００５２】
一方、端末方位算出部２０７によって、通信端末装置１００の基準となる軸が磁北に対して何度の方位へ向いているかを示す端末方位が算出される（ステップＳ１０９）。すなわち、加速度センサ１０９によって検知された加速度から、重力が作用する鉛直方向と鉛直方向に対して垂直な水平方向とが求められる。この結果、通信端末装置１００の姿勢が判断され、この姿勢と地磁気センサ１０８のセンサ値から求まる磁北とから、端末方位が算出される。
【００５３】
そして、進行方位算出部２０８によって、端末方位に相対角度が加算（又は減算）されることにより、通信端末装置１００が磁北に対して何度の方位へ進行しているかを示す進行方位が算出される（ステップＳ１１０）。さらに、進行速度推定部２０９によって、加速度センサ１０９によって検知された加速度から、通信端末装置１００の進行速度が推定される（ステップＳ１１１）。このようにして得られた進行方位及び進行速度に基づいて、自律航法エンジン部２１０によって自律航法測位が実行される。結果として、通信端末装置１００の移動軌跡が蓄積されていき、軌跡情報が随時更新される（ステップＳ１１２）。
【００５４】
以上のように、本実施の形態によれば、前回のＧＰＳ測位によって得られた位置を起点とした、今回のＧＰＳ測位によって得られた現在位置までの線分と自律航法測位によって得られた現在位置までの線分との角度差を求める。そして、この角度差からＧＰＳ測位の信頼性を反映した補正角度を算出し、補正角度に基づく補正を行うことにより、自律航法測位に使用される進行方位を決定する。このため、ＧＰＳ測位の信頼性が低い場合には、自律航法測位の進行方位決定におけるＧＰＳ測位結果の重みを小さくすることができ、自律航法による測位の精度を向上することができる。
【００５５】
（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、算出されたゲインの履歴において最大ゲインが小さい間は、補正角度に適用される適用ゲインを引き上げることにより、早期に自律航法測位の補正を収束させる点である。
【００５６】
実施の形態２に係る通信端末装置１００の構成は、図１に示す通信端末装置１００の構成と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態２においては、図１のプロセッサ１０４の機能が実施の形態１とは異なる。
【００５７】
図６は、実施の形態２に係るプロセッサ１０４の機能を示すブロック図である。図６において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図６に示すプロセッサ１０４は、図２に示すプロセッサ１０４のゲイン算出部２０２に代えてゲイン算出部５０１を有し、ゲイン比較制御部５０２及び姿勢変化検出部５０３を追加した構成を採る。
【００５８】
ゲイン算出部５０１は、今回データ及び前回データに含まれる緯度・経度及び誤差情報を用いて、自律航法による測位結果を補正するための補正角度に乗算されるゲインを算出する。具体的には、ゲイン算出部５０１は、測位データの誤差が大きい場合や、今回データ及び前回データに対応する２点間の距離が小さい場合は、ＧＰＳ測位の測位結果の重みを小さくするゲインを算出する。そして、ゲイン算出部５０１は、ゲイン比較制御部５０２からの指示に従って、算出されたゲイン又は算出されたゲインより大きいゲインを補正角度決定部２０４へ出力する。
【００５９】
ゲイン比較制御部５０２は、ゲイン算出部５０１によって算出されるゲインを監視し、最大ゲインを保持する。そして、ゲイン比較制御部５０２は、ゲイン算出部５０１によってゲインが算出されるたびに、算出ゲインが所定の範囲内の値であり、かつ保持された最大ゲインが所定の閾値未満であるか否かを判定する。この判定の結果、算出ゲインが所定の範囲内かつ最大ゲインが所定の閾値未満である場合は、ゲイン比較制御部５０２は、補正角度の決定に適用される適用ゲインを引き上げるようにゲイン算出部５０１へ指示する。また、ゲイン比較制御部５０２は、通信端末装置１００の姿勢が変化したことが姿勢変化検出部５０３から通知されると、保持した最大ゲインを初期化する。
【００６０】
姿勢変化検出部５０３は、加速度センサ１０９及びジャイロセンサ１１０のセンサ値に基づいて、通信端末装置１００の姿勢が変化したことを検出する。すなわち、姿勢変化検出部５０３は、例えば加速度センサ１０９によって検知された加速度から、通信端末装置１００の向きと鉛直方向との関係が変化したことを検出して姿勢変化を検出する。また、姿勢変化検出部５０３は、ジャイロセンサ１１０によって検知された角速度から、通信端末装置１００が回転したことを検出して姿勢変化を検出しても良い。
【００６１】
次いで、上記のように構成されたプロセッサ１０４におけるゲイン調整処理について、図７に示すフロー図を参照しながら説明する。
【００６２】
姿勢変化検出部５０３においては、常時、通信端末装置１００の姿勢が変化したか否かが判定される（ステップＳ２０１）。そして、姿勢変化が検出された場合には（ステップＳ２０１Ｙｅｓ）、ゲイン比較制御部５０２によって保持された過去の最大ゲインが初期化される（ステップＳ２０２）。これは、通信端末装置１００の姿勢が変化した場合には、姿勢変化前後の端末方位や相対角度を単純に比較することができないため、最大ゲインもリセットして改めて算出ゲインを監視するのが好ましいからである。このため、姿勢変化が検出されない場合には（ステップＳ２０１Ｎｏ）、ゲイン比較制御部５０２によって保持された最大ゲインはリセットされずに保持されたままとなる。
【００６３】
そして、前回のＧＰＳ測位から所定の間欠期間が経過してＧＰＳ測位が実行されると、ゲイン算出部５０１によって、測位データからゲインが算出される（ステップＳ２０３）。ここで算出されるゲインは、実施の形態１と同様に、測位データの誤差が大きい場合や、今回データ及び前回データに対応する２点間の距離が小さい場合は、ＧＰＳ測位の測位結果の重みを小さくするゲインである。
【００６４】
ゲイン算出部５０１によってゲインが算出されると、ゲイン比較制御部５０２によって、算出ゲインが例えば０．３以上０．７未満などの所定の範囲内の値であるか否かが判定される（ステップＳ２０４）。この判定は、算出ゲインが引き上げられても良い程度の値であるか否かの判定である。すなわち、算出ゲインが小さすぎる場合には、ＧＰＳ測位の誤差が過大であると考えられるため、算出ゲインを引き上げて補正に適用するのは好ましくない。また、算出ゲインが十分に大きい場合には、そもそも算出ゲインを引き上げる必要がないからである。
【００６５】
そして、算出ゲインが所定範囲内の値である場合には（ステップＳ２０４Ｙｅｓ）、ゲイン比較制御部５０２によって、現在保持されている最大ゲインが所定の閾値未満であるか否かが判定される（ステップＳ２０５）。この判定は、過去の自律航法測位にＧＰＳ測位結果が十分に反映されたか否かの判定である。すなわち、最大ゲインが大きければ、補正角度決定部２０４によって決定される補正角度には、ＧＰＳ測位結果が大きく反映されているのに対し、最大ゲインが小さければ、補正角度にＧＰＳ測位結果はあまり反映されていない。
【００６６】
最大ゲインが所定の閾値未満である場合には（ステップＳ２０５Ｙｅｓ）、過去の自律航法測位において、ＧＰＳ測位結果が十分に反映されていないとともに、今回の算出ゲインが引き上げても良い程度の値であることになる。そこで、ゲイン比較制御部５０２によって、算出ゲインよりも大きいゲインを適用するようにゲイン算出部５０１へ指示される。この指示を受け、ゲイン算出部５０１によって、算出ゲインよりも大きいゲインが補正に適用される適用ゲインとして補正角度決定部２０４へ出力される（ステップＳ２０６）。ここでの適用ゲインの引き上げは、算出ゲインに関わらず一律に固定値（例えば１）とするなどとしても良く、算出ゲインに対して所定値（例えば０．３）を加算した値とするなどとしても良い。
【００６７】
このように、算出ゲイン及び最大ゲインが条件を満たした場合には、適用ゲインが引き上げられ、算出ゲインよりも大きい適用ゲインが補正角度に乗算される。このため、過去の自律航法測位の補正においてＧＰＳ測位結果の重みが小さかった場合には、ＧＰＳ測位の誤差が多少大きくても、ＧＰＳ測位結果の重みを大きくした自律航法測位の補正が行われることになる。結果として、自律航法測位の精度が収束するまでの時間を短縮することができる。
【００６８】
一方、算出ゲインが所定範囲内の値でない場合（ステップＳ２０４Ｎｏ）又は最大ゲインが所定の閾値以上である場合（ステップＳ２０５Ｎｏ）には、ゲイン算出部５０１によって算出された算出ゲインがそのまま適用ゲインとなる。すなわち、算出ゲインがそのまま補正角度決定部２０４へ出力される。
【００６９】
また、適用ゲインが補正角度決定部２０４へ出力されるのと並行して、ゲイン比較制御部５０２によって、算出ゲインと最大ゲインとが比較される（ステップＳ２０７）。この比較の結果、算出ゲインが最大ゲインよりも大きい場合には（ステップＳ２０７Ｙｅｓ）、算出ゲインが新たな最大ゲインとして保持される。これにより、ゲイン比較制御部５０２によって保持される最大ゲインが更新される（ステップＳ２０８）。
【００７０】
以上のように、本実施の形態によれば、算出ゲインの履歴における最大ゲインが所定の閾値未満であり、今回算出された算出ゲインが所定の範囲内の値である場合には、算出ゲインよりも大きいゲインを適用して補正角度を算出する。このため、過去の自律航法測位の補正においてＧＰＳ測位結果が大きく反映されていない場合には、ＧＰＳ測位の誤差が多少大きくてもＧＰＳ測位結果の重みを大きくした進行方位の算出が行われる。結果として、自律航法測位の精度が収束するまでの時間を短縮することができる。また、通信端末装置の姿勢が変化した場合には、保持された最大ゲインをリセットするため、例えばユーザが通信端末装置を持ち替えた場合などに、不適切にゲインが引き上げられることを防止することができる。
【００７１】
（実施の形態３）
実施の形態３の特徴は、実施の形態２と同様に、算出ゲイン及び最大ゲインが条件を満たす場合に適用ゲインを引き上げるとともに、ＧＰＳ測位による現在位置と自律航法測位による現在位置との間の距離が大きくなった場合には、最大ゲインを初期化する点である。
【００７２】
実施の形態３に係る通信端末装置１００の構成は、図１に示す通信端末装置１００の構成と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態３においては、図１のプロセッサ１０４の機能が実施の形態１とは異なる。
【００７３】
図８は、実施の形態３に係るプロセッサ１０４の機能を示すブロック図である。図８において、図２及び図６と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図８に示すプロセッサ１０４は、図６に示すプロセッサ１０４のゲイン比較制御部５０２及び姿勢変化検出部５０３に代えてゲイン比較制御部６０１及び距離誤差算出部６０２を有する構成を採る。
【００７４】
ゲイン比較制御部６０１は、ゲイン算出部５０１によって算出されるゲインを監視し、最大ゲインを保持する。そして、ゲイン比較制御部６０１は、ゲイン算出部５０１によってゲインが算出されるたびに、算出ゲインが所定の範囲内の値であり、かつ保持された最大ゲインが所定の閾値未満であるか否かを判定する。この判定の結果、算出ゲインが所定の範囲内かつ最大ゲインが所定の閾値未満である場合は、ゲイン比較制御部６０１は、補正角度の決定に適用される適用ゲインを引き上げるようにゲイン算出部５０１へ指示する。また、ゲイン比較制御部６０１は、ＧＰＳ測位による現在位置と自律航法測位による現在位置との間の距離が所定の閾値以上であることが距離誤差算出部６０２から通知されると、保持した最大ゲインを初期化する。
【００７５】
距離誤差算出部６０２は、測位データ取得部２０１によって取得された今回データに対応する位置と自律航法エンジン部２１０によって推定される現在位置との間の距離を算出する。そして、距離誤差算出部６０２は、算出した距離が所定の閾値以上であるか否かを判定し、所定の閾値以上である場合には、その旨をゲイン比較制御部６０１へ通知する。
【００７６】
次いで、上記のように構成されたプロセッサ１０４におけるゲイン調整処理について、図９に示すフロー図を参照しながら説明する。図９において、図７と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００７７】
距離誤差算出部６０２においては、ＧＰＳ部１０１によってＧＰＳ測位が実行されると、ＧＰＳ測位による現在位置と自律航法測位による現在位置との間の距離が算出される。そして、距離誤差算出部６０２によって、算出された距離が所定の閾値以上であるか否かが判定される（ステップＳ３０１）。この判定の結果、算出された距離が所定の閾値以上である場合には（ステップＳ３０１Ｙｅｓ）、ゲイン比較制御部６０１によって保持された過去の最大ゲインが初期化される（ステップＳ２０２）。これは、ＧＰＳ測位による現在位置と自律航法測位による現在位置との距離が大きい場合には、現在保持された最大ゲインを用いた自律航法測位の補正が適切でない可能性があるため、最大ゲインをリセットするのが好ましいからである。このため、ＧＰＳ測位による現在位置と自律航法測位による現在位置との距離が小さい場合には（ステップＳ３０１Ｎｏ）、ゲイン比較制御部６０１によって保持された最大ゲインはリセットされずに保持されたままとなる。
【００７８】
以下、実施の形態２と同様に、ゲイン算出部５０１によって算出される算出ゲインとゲイン比較制御部６０１によって保持される最大ゲインが所定の条件を満たす場合には、適用ゲインが引き上げられる（ステップＳ２０３〜Ｓ２０６）。また、算出ゲインが最大ゲインよりも大きい場合には、算出ゲインが新たな最大ゲインとしてゲイン比較制御部６０１によって保持される（ステップＳ２０７、Ｓ２０８）。
【００７９】
以上のように、本実施の形態によれば、最大ゲインに応じてゲインの引き上げを行い、補正角度を決定した結果、ＧＰＳ測位によって得られる位置と自律航法測位によって得られる位置との間の距離が大きくなった場合には最大ゲインをリセットする。このため、最大ゲインに応じた不適切なゲインの引き上げによって自律航法測位の精度が低下したことを検知し、最大ゲインのリセットによって処理を初期化することができる。
【００８０】
なお、上記実施の形態３においては、距離誤差算出部６０２は、ＧＰＳ測位及び自律航法測位による現在位置間の距離を閾値と比較するものとしたが、この距離と今回データ及び前回データに対応する２点間の距離とから求められる指標値を閾値と比較しても良い。すなわち、距離誤差算出部６０２は、例えばそれぞれの測位による現在位置間の距離を２点間の距離で除算した値を所定の閾値と比較しても良い。
【００８１】
また、上記各実施の形態においては、角度差算出部２０３は、前回データに対応する位置を起点とした２つの線分の角度差を算出するものとしたが、必ずしも前回のＧＰＳ測位における測位データを使用しなくても良い。すなわち、角度差算出部２０３は、過去のＧＰＳ測位における測位データであれば、例えば前々回やそれ以前のＧＰＳ測位における測位データを使用しても良い。この場合には、ゲイン算出部２０２は、角度差の算出に使用された測位データに含まれる誤差情報を用いてゲインを算出する。
【００８２】
また、上記各実施の形態においては、間欠的に実行されるＧＰＳ測位の測位結果に基づいて、継続的に実行される自律航法測位を補正するものとした。しかしながら、例えば移動通信システムの基地局装置との通信や、無線ＬＡＮ（Local  Area  Network）のアクセスポイントとの通信によって間欠的に測位が実行される場合には、これらの測位結果を用いて自律航法測位を補正することも可能である。
【００８３】
さらに、上記各実施の形態において説明した通信端末装置１００の動作をコンピュータが実行可能なプログラムとして記述することも可能である。この場合、このプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納し、コンピュータに導入することも可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリなどの可搬型記録媒体や、例えばフラッシュメモリなどの半導体メモリが挙げられる。
【符号の説明】
【００８４】
１０１  ＧＰＳ部
１０２  無線部
１０３  メモリ
１０４  プロセッサ
１０５  オーディオ入出力部
１０６  タッチセンサ部
１０７  表示部
１０８  地磁気センサ
１０９  加速度センサ
１１０  ジャイロセンサ
２０１  測位データ取得部
２０２、５０１  ゲイン算出部
２０３  角度差算出部
２０４  補正角度決定部
２０５  相対角度推定部
２０６  相対角度補正部
２０７  端末方位算出部
２０８  進行方位算出部
２０９  進行速度推定部
２１０  自律航法エンジン部
５０２、６０１  ゲイン比較制御部
５０３  姿勢変化検出部
６０２  距離誤差算出部
【図１】
2016057126.tif 000003
【図２】
2016057126.tif 000004
【図３】
2016057126.tif 000005
【図４】
2016057126.tif 000006
【図５】
2016057126.tif 000007
【図６】
2016057126.tif 000008
【図７】
2016057126.tif 000009
【図８】
2016057126.tif 000010
【図９】
2016057126.tif 000011