(57)【要約】【目的】結線ミス等によって正常な信号が得られない可能性がある車速センサ情報が供給されない場合や、もともと車速パルス信号が取得できない車種であっても、測位精度の低下を防止し、また、無用の処理による消費電流の増加を防止したナビゲーション装置を提供する。【構成】ナビゲーション装置に、位置情報演算処理において車速センサ情報を使用するか否かを設定する車速センサ入力設定手段を備え、車速センサ情報を使用しない旨が設定された場合、ＧＰＳ受信手段の情報と前記ジャイロセンサの情報とに基づいて位置情報を演算する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ受信手段と、ジャイロセンサと、車速センサと、表示手段と、ＣＰＵ及びメモリを含み、前記ＧＰＳ受信手段の情報、ジャイロセンサの情報、車速センサの情報のうちから所要情報に基づいて位置情報を演算する主制御手段と、各種設定を行う入力手段と、を備えたナビゲーション装置において、前記主制御手段には、位置情報演算処理に前記車速センサの情報を使用するか否かを設定する車速センサ入力設定手段と、該車速センサ入力設定手段によって前記車速センサの情報を使用しない旨の設定がなされた場合、前記ＧＰＳ受信手段の情報のみ、又は前記ＧＰＳ受信手段の情報と前記ジャイロセンサの情報とに基づいて位置情報を演算する手段を備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項２】
請求項１に記載のナビゲーション装置において、少なくとも前記車速センサ入力が正常であるか否かを判断する車速センサ入力判断手段と、車速センサ入力が正常ではないと判断したとき、車速センサ入力エラー情報を前記表示手段に表示する手段を備えたことを特徴とするナビゲーション装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のナビゲーション装置において、位置情報を演算する際に、前記ＧＰＳ受信手段、ジャイロセンサ、車速センサ夫々の情報に所定の重み付けを行う手段を備えると共に、前記車速センサ入力設定手段によって車速センサの情報を使用しない旨の設定がなされた場合、車速センサの情報に対する重み付け量をＧＰＳ受信手段の情報に割り当てる手段を備えたことを特徴するナビゲーション装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のナビゲーション装置において、前記主制御手段は、マップマッチング処理手段を備えた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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載されるナビゲーション装置に関し、詳細には、ＧＰＳ測位情報と車速情報とを使用して位置を特定する際に、車速情報の入力が得られない場合の処理を改良したナビゲーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の移動体に搭載するナビゲーション装置には、古くは、ジャイロ（コンパス）や加速度センサ等を備えた自立航法による位置検出手段が使用されていたが、９０年代になりＧＰＳ測位情報を利用したナビゲーション装置が市販されるようになった。その後、測位精度も向上し、目的地までの最速ルート検索や到達に要する時間予測等の機能を備えたものが提供されている。
一般的に、自立航法測位手段は、ジャイロ等を用いた移動距離計測手段や方位センサを利用し、比較的簡単な装置構成により自車位置検出を行うことができるが、相対的な測位方法であることから累積誤差が大きくなると、高精度の測位が難しいと云う欠点が存する。
一方、ＧＰＳ測位情報を利用する方法では、地球上の絶対的位置情報が得られるので高精度の測位が可能であるが、少なくとも３個のＧＰＳ衛星からの電波を受信する必要がある。従って、ビルディングが乱立する都市部や、トンネル内、高速道路の高架橋下等のＧＰＳ衛星の電波が受信できないところでは測位そのものが不可能となる。そこで従来から、ポータブル型ナビゲーション装置のように、小型化の要請等からＧＰＳ測位手段のみで測位を行うものを除いて、車両等に搭載するインストール型ナビゲーション装置では、自立航法測位手段とＧＰＳ測位手段を併用して互いに補完しながら、常に正確な測位を行うようにしたナビゲーション装置が用いられている。また、更に測位精度を向上するために、算出した複数の時系列的な位置情報を、ＤＶＤやＲＯＭ等に収納した地図情報の道路データと重ね合わせることによって、計測誤差を補正する手段（マップマッチング処理）が利用されている。
【０００３】
図４は、このような機能を備えた従来のナビゲーション装置の構成例を示す概要ブロック図である。この例に示すナビゲーション装置２０は、ＧＰＳ受信機２１、それに接続されたＧＰＳ用アンテナ２２、各種制御を行うＣＰＵ２３、ジャイロセンサ２４、車速センサ２５、各種設定等の指示を行うための入力部２６、測位結果に基づき地図上に自車位置等を表示する表示部２７を備えている。なお、地図データを記録したＨＤＤやＲＯＭ及びその再生装置等については図示を省略している。
ところで自立航法測位手段においては、移動距離計測手段の一つとして自車の移動速度情報が必要であり、そのために図４に示したように、車速センサ２５を備えている。自動車等の車両によって多少の違いがあるが、例えば、所定距離移動する毎に所定のパルス信号を発生し、そのパルス信号に基づいてスピード（メータ）表示や走行距離表示を行うものが一般的であり、車速センサ２５は、このような車両の移動速度に対応して発生する車速パルス信号２８の供給を受けることによって自車の相対的な移動距離を検出し、位置計測に利用するものである。
通常、図４に示すようなインストール型のナビゲーション装置では、ＧＰＳ測位情報、車速センサ情報を含む自立航法測位情報の全てが正常に供給されていることを前提として、自車位置計測処理が実行されるように処理アルゴリズムに基づいたプログラム等がＣＰＵ２３に備えられている。従って、乗用車等にナビゲーション装置を装着する際には、それらの情報が正常に供給されるように取り付け工事等が施工される。この際、ジャイロセンサ２４やＧＰＳ受信機２１等は、ナビゲーション装置２０に内蔵されているので、ナビゲーション装置２０を車両等に取り付ける際に特別の注意は必要ないが、上述した車速センサ２５に供給すべき車速パルス信号２８の入力に関しては、注意が必要である場合が多い。即ち、車両毎に車速パルス信号の発生メカニズムが相違する場合や、車速パルス信号線として使用する線の色が相違する場合には、かなり面倒な作業が必要であり、誤った結線工事がなされる可能性が指摘されている。そして、正しい信号が車速センサに供給されない状態でナビゲーション装置を動作させると、正確なナビゲーション機能が発揮されない虞がある。
従来、このような不具合に対する対応として、特許文献１に記載されているものが知られている。これは、特許文献１の図３（フローチャート）等に示されているように、ナビゲーション処理中に、車速センサに正しい車速パルスが供給されているか否かを判断する処理を含め、車速パルスの供給を受けているときは、自立航法による自車位置の更新処理を行うが、正しい車速パルス信号の供給がない場合は、ＧＰＳ測位情報による位置情報の差分に基づいて、自車位置の更新処理を行うようにしたものである。
【特許文献１】特開２００７−２４７０１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述した従来の方法では、位置検出処理中に頻繁に、車速パルス信号の供給の有無を判断することになるので、ＣＰＵ等の処理負担が増大し、またその分、消費電流が増大する。更に、処理アルゴリズムの構築の仕方によっては、必ずしも効率的な処理が行われない場合も有り得る。
例えば、図５（ａ）に示すように、車速センサ情報（車速パルス信号に基づく情報）と、ＧＰＳ測位情報と、ジャイロセンサ情報と、マップマッチング処理との四者に基づいて自車位置検出処理を行う際、夫々の重み付けとして、図５（ａ）に示すように、車速センサ情報（３０％）、ＧＰＳ測位情報（３０％）、ジャイロセンサ情報（３０％）、マップマッチング（１０％）とする場合を考える。マップマッチング処理を除く三者の情報が正常に得られる場合は、重み付けは均等に３０％に設定したときに最適であるとすれば、車速センサ情報が得られないとき、図５（ｂ）に示すように、車速センサ情報に対する重み付け３０％分を、残るジャイロセンサ情報とＧＰＳ測位情報とに夫々１５％を単純に割り当てることが考えられる。しかし、ジャイロセンサ情報は、車速センサ情報と組合せることによって正確な自立航法（測位手段）による測位が可能であるので、車速センサ情報が欠落した状態で、単独でジャイロセンサ情報を使用すると測位精度を低下させる可能性が高い。そこで、例えば図５（ｃ）に示すように、車速センサ情報の重み付けを全てＧＰＳ測位情報に割り当てるのが好ましい。そもそも外車やディーゼル車などに多く見られるが、もともと車速パルス信号が取得できない車種も存在する。
【０００５】
このような状況を踏まえると、特許文献１に記載されたように、処理の途中で頻繁に車速センサ情報の有無を判断し、その結果に応じて重み付けを変更する等、処理アルゴリズムを変更するものでは、処理が煩雑になり高速処理を妨げる可能性があった。
本発明は、このような従来のナビゲーション装置に関わる問題点を解決するためになされたものであって、自立航法測位手段とＧＰＳ測位情報を併用するナビゲーション装置において、結線ミス等によって正常な信号が得られない可能性がある車速センサ情報が供給されない場合や、もともと車速パルス信号が取得できない車種であっても、測位精度の低下を防止し、また、無用の処理による消費電流の増加を防止したナビゲーション装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するために、請求項１に記載のナビゲーション装置では、ＧＰＳ受信手段と、ジャイロセンサと、車速センサと、表示手段と、ＣＰＵ及び所要メモリを含み、前記ＧＰＳ受信手段の情報、ジャイロセンサの情報、車速センサの情報うちから所要情報に基づいて位置情報を演算する主制御手段と、各種設定を行う入力手段と、を備えたナビゲーション装置において、前記主制御手段には、位置情報演算処理に前記車速センサの情報を使用するか否かを設定する車速センサ入力設定手段と、該車速センサ入力設定手段によって前記車速センサの情報を使用しない旨の設定がなされた場合、前記ＧＰＳ受信手段の情報のみ、又は前記ＧＰＳ受信手段の情報と前記ジャイロセンサの情報とに基づいて位置情報を演算する手段を備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のナビゲーション装置において、少なくとも前記車速センサ入力が正常であるか否かを判断する車速センサ入力判断手段と、車速センサ入力が正常ではないと判断したとき、車速センサ入力エラー情報を前記表示手段に表示する手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のナビゲーション装置において、位置情報を演算する際に、前記ＧＰＳ受信手段、ジャイロセンサ、車速センサ夫々の情報に所定の重み付けを行う手段を備えると共に、前記車速センサ入力設定手段によって車速センサの情報を使用しない旨の設定がなされた場合、車速センサの情報に対する重み付け量をＧＰＳ受信手段の情報に割り当てる手段を備えたことを特徴する。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載のナビゲーション装置において、前記主制御手段は、マップマッチング処理手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は以上のように構成したので、ナビゲーション装置を搭載する車両から車速センサ入力が得られない場合は、車速センサ入力設定手段によって車速センサを使用しない旨を予め設定しておくことにより、位置演算処理において、車速センサの有無を判断する処理を含むことなく、ＧＰＳ受信手段のみ、又は、ＧＰＳ受信手段とジャイロセンサの情報に基づいて位置情報を演算することが可能である。従って、ＣＰＵ等の演算処理負担が軽減され、且つ車速パルスの入力回路を動作させる必要がなくなり、消費電流の減少や処理速度の高速化が可能となる。また、正常な車速パルス信号が供給されない状態で車速センサ情報を使用して位置情報演算処理を行うことに起因する、位置情報精度の低下も防止する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。また既に説明したものと同一部分ならびに同一事項には同一符号、番号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本発明に係るナビゲーション装置の一例を示す概要構成図である。この例に示すナビゲーション装置１０は、上空の人工衛星からの電波を受信するＧＰＳ用アンテナ１、それに接続されたＧＰＳ受信機２、各種制御を行うＣＰＵやプログラムを格納するメモリ等を備えた主制御部３、ジャイロセンサ４、車速センサ５、各種設定等の指示を行うための入力部６、測位結果に基づき地図上に自車位置等を表示する表示部７を備えている。なお、地図データを記録したＤＶＤやＲＯＭ及びその再生装置等については図示を省略する。
【００１０】
この例に示すナビゲーション装置が、図４に示した従来のものと相違するところは、車速センサ５（及び）又は主制御部３に、位置情報演算処理において車速センサの情報を使用するか否かを設定する車速センサ入力設定手段８を備えた点である。この車速センサ入力設定手段８によって、車速センサの情報を使用しない旨の設定がなされると、主制御装置３は、車速センサ５の情報を使用することなく、ＧＰＳ受信機２から供給される情報のみ、又はＧＰＳ受信機２とジャイロセンサ４の情報とに基づいて位置情報を演算する。従って、従来の特許文献１に記載されたように、位置情報を求める演算処理中に、頻繁に車速センサ５に正しい車速パルス信号が供給されているか否かの判定を行うことなく位置情報を求める演算処理を実行することができる。
なお、車速センサ入力設定手段８としては、図１に示すように切替スイッチＳＷにより、車速センサ５に対して、車速センサの情報を使用しないときは図示を省略した所定の端子をアース電位にし（ＯＦＦ）、車速センサの情報を使用する場合は、上記所定の端子を高電位に（ＯＮ）切替えるものであってもよい。このような信号は、車速センサ５に供給する他、同時に主制御部３の所要端子に供給してもよく、又は、主制御部３にのみ供給するものであってもよい。あるいは、入力部６のテンキーやその他の制御ボタンによって、同様の設定を行うものであってもよい。更には、表示部７としてタッチセンサ機能を持った液晶表示器を採用し、所要のメニューを表示して必要な項目をタッチすることにより、所望の設定を行うように構成することも可能である。
【００１１】
図２は、本発明のナビゲーション装置の処理の一例を示すフローチャートであり、ナビゲーション装置を車両等に装着する際に行う車速センサ情報を使用するか否かの設定を行うためのフローである。
この例に示す処理は、自車位置情報（自車位置特定）処理が開始すると、先ず、車速センサ設定の判定を行う（Ｓ１）。車速センサ設定は、既に説明したように、ナビゲーション装置を車両等に搭載する際に、正しい車速パルス信号を車速センサに供給できるか否かに応じて、図１の切替スイッチＳＷをＯＮ／ＯＦＦしておく。処理Ｓ１においては、この設定を確認するもので、車速センサを使用する場合は（Ｓ１、Ｙ）、車速センサの情報を解析し（Ｓ２）、その情報が正しいか否かを判断する（Ｓ３）。この判断において、車速センサ情報が正しいものと判断したときは（Ｓ３、Ｙ）、車速センサ情報があるものとし、更に、ジャイロセンサ情報とＧＰＳ測位情報とを含めて自車位置演算処理を行う（Ｓ４）。一方、上記Ｓ３の車速情報の正否判断において情報が正しくないと判断した場合は（Ｓ３、Ｎ）、車速センサ情報が正しくない旨のコーション表示（警報表示）を表示器に行い、ユーザに報知する（Ｓ６）。この表示に対応して、ユーザが何かの操作を行えば、その指示に従った処理を行うが、ユーザが何の操作も行わない場合、あるいは、ユーザの指示が、そのまま処理を実行する旨を示すものである場合は、Ｓ４の処理に移行し、その時供給されている車速センサ情報を使用して、自車位置算出処理を行う（Ｓ４）。更に、上記Ｓ１の処理において、車速センサ設定がＯＦＦ、即ち、車速センサ情報を使用しない旨の設定がなされていた場合は（Ｓ１、Ｎ）、車速センサ情報を使用することなく、ジャイロセンサ情報とＧＰＳ測位情報とに基づいて、自車位置算出を行う（Ｓ７）。
このような処理によれば、従来のように位置情報を求める演算処理中に、頻繁に車速センサ５に正しい車速パルス信号が供給されているか否かの判定を行うことなく位置情報を求める演算処理を実行することができるので、処理の迅速化、消費電流の軽減等の効果が得られる。
【００１２】
図３は、上記図２に示した処理の一部を変更した本発明の変形実施例を示すフローチャートであり、この例では、Ｓ１乃至Ｓ７については図２と同じであるが、Ｓ６とＳ４との間にＳ８を挿入した点が相違している。即ち、車速センサ設定の判定を行い（Ｓ１）、図１の切替スイッチＳＷがＯＮされている場合は（Ｓ１、Ｙ）、車速センサの情報を解析し（Ｓ２）、その情報が正しいか否かを判断（Ｓ３）した結果、車速情報が正しくないと判断した場合は（Ｓ３、Ｎ）、車速センサ情報が正しくない旨のコーション表示（警報表示）を表示器に行い、ユーザに報知する（Ｓ６）。この表示に対応して、ユーザが一定時間内に何かの操作を行うか否かを判断し（Ｓ８）、何の操作も行わない場合は（既にＳＷはＯＮ操作されている）、Ｓ４の処理に移行し（Ｓ８、Ｎ）、その時供給されている車速センサ情報を使用して、自車位置算出処理を行う（Ｓ４）が、Ｓ８において、ＳＷがＯＦＦ操作された場合は、Ｓ７の処理に移行し、車速センサ情報を使用することなく、ジャイロセンサ情報とＧＰＳ測位情報とに基づいて、自車位置算出を行う（Ｓ７）。このＳ８の操作においてＳＷがＯＦＦ操作されると、以後は常に、Ｓ１において車速センサ無し（Ｎ）と判定された場合と同様の処理を行こともできる。
なお、図２、図３に示したフローチャートが、ナビゲーション装置を車両等に装着する際に行う車速センサ情報を使用するか否かの設定を行うための処理として説明したが、同様のフローを実際の運用時の処理に含めてもよい。その際、Ｓ１の車速センサ設定の判断として、上述したＳＷのＯＮ／ＯＦＦ状態を判断するのみであれば、車速センサ情報の正否を判断する必要がないから、従来のようにＣＰＵの処理負担が増大することも、消費電流が増加することもない。実際の運用時の処理に図２、図３のフローを含める場合は、Ｓ５の自車位置特定終了の後に、再びＳ１に戻って処理を繰返すようにすればよい。
また、本発明に係るナビゲーション装置を実現する際に使用するジャイロセンサや、車速センサ、ＧＰＳ受信機やマップマッチング処理等については、特許文献１を始めとして多くの文献等によって公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００１３】
以上本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらの例に限定することなく、種々の変形が可能である。例えば、図５を用いて説明したように、車速センサ情報、ＧＰＳ測位情報、ジャイロセンサ情報の重み付けの割合を、適宜変更することや、車速センサ情報を使用しない場合のＧＰＳ測位情報とジャイロセンサ情報の重み付けを、図５（ｃ）に示すように車速センサ情報の重み付けを全てＧＰＳ測位情報に割り当てることも測位精度を向上する上で効果的である。また、従来と同様にマップマッチング処理を併用しても良いことは云うまでもない。更に、車速センサ情報を使用して自車位置情報の修正を行った結果、誤差が大きい場合（修正量が大きい場合）、車速センサ情報を排除して再度位置情報計算を行い、修正誤差が減少するか否かを判断し、誤差が小さくなる場合は、車速センサ情報が正常でない旨のコーション表示を行うように構成することもできよう。ユーザが、このコーション表示に応じて、車速センサＳＷをＯＦＦすれば、それ以降は車速センサ情報を使用しないモードでの処理を行う。
また、本発明によるナビゲーション装置を実現するための処理をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることも可能である。同一のＯＳを備えたコンピュータ機能を備えたナビゲーション装置に上記プログラムをインストールすることによって同じ処理方法により制御することができる。このようなプログラムを記録媒体に記録すれば、記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。また、プログラムを格納する記録媒体としては半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ等）、磁気媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のナビゲーション装置の一実施例を示すブロック図。
【図２】本発明のナビゲーション装置の処理例を示すフローチャート。
【図３】本発明のナビゲーション装置の他の処理例を示すフローチャート。
【図４】従来のナビゲーション装置概要を示すブロック図。
【図５】ナビゲーション装置による位置情報算出時のセンサ情報の重み付けの例を示す図で、（ａ）は車速センサ情報を使用する場合、（ｂ）及び（ｃ）は車速センサ情報を使用しない場合を示す図。
【符号の説明】
【００１５】
１  ＧＰＳ用アンテナ、２  ＧＰＳ受信機、３  主制御部、４  ジャイロセンサ、５  車速センサ、６  入力部、７  表示部、８  車速センサ入力設定手段、９  車速パルス信号、１０  ナビゲーション装置、ＳＷ  車速センサ切替スイッチ
【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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