ナビゲーション装置、動作制御方法及び携帯端末装置
【課題】電力消費を低減する。
【解決手段】ＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１に作用する地磁気値Ｍを検出する地磁気センサ８を設けると共に、当該ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かをクレードル検出部１７により判定する。ＰＮＤ１がクレードル３に装着されている場合、動作制御部２９は、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７を動作させる。一方ＰＮＤ１がクレードル３に装着されていない場合、動作制御部２９は、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作を停止させる。これによりＰＮＤ１は、車両９から取り外された場合は地磁気センサ８を動作させると共に、正しい方位を表す地磁気値Ｍを検出することが困難である車両９に取り付けられた場合は地磁気センサ８の動作を停止させることができる。
【解決手段】ＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１に作用する地磁気値Ｍを検出する地磁気センサ８を設けると共に、当該ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かをクレードル検出部１７により判定する。ＰＮＤ１がクレードル３に装着されている場合、動作制御部２９は、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７を動作させる。一方ＰＮＤ１がクレードル３に装着されていない場合、動作制御部２９は、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作を停止させる。これによりＰＮＤ１は、車両９から取り外された場合は地磁気センサ８を動作させると共に、正しい方位を表す地磁気値Ｍを検出することが困難である車両９に取り付けられた場合は地磁気センサ８の動作を停止させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はナビゲーション装置、動作制御方法及び携帯端末装置に関し、例えば地磁気センサにより方位を検出すると共に、車両に取り付けられ又は取り外された状態で地図表示を行うナビゲーション装置、動作制御方法及び携帯端末装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナビゲーション装置においては、移動する車両等に搭載され、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星等の測位手段から受信した測位情報（例えばＧＰＳ信号）に基づいて現在位置を算出し、地図画面上に当該車両の位置や進行方向を示すようになされたものが広く普及している。
【０００３】
またかかるナビゲーション装置のなかには、車両から取り外しユーザにより容易に持ち運び得るようになされた、いわゆるポータブル型に構成されたものがある。
【０００４】
このようなポータブル型ナビゲーション装置（以下これをＰＮＤ（Personal Navigation Device）と呼ぶ）においては、地磁気センサを搭載して地磁気を検出することにより方位を算出するものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また近年では、ＰＮＤに限らず、ナビゲーション機能を有すると共に、地磁気センサを搭載して地磁気を検出することにより方位を算出する携帯端末装置も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０７６３７４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで地磁気センサは、その性質上、例えば車両のボディ等のような大きな金属体等が周囲に存在する場合、漏洩磁場による磁気的な影響や金属体による地磁気の遮断等により、正しい方位を表すような地磁気値を検出することが困難となる。
【０００８】
このような場合、地磁気センサは正しい方位を表すような地磁気値を検出できないにも関わらず動作し続けてしまう。これにより、地磁気センサが動作する際の電力の消費が無駄になってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、電力消費を低減し得るナビゲーション装置、動作制御方法及び携帯端末装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる問題を解決するため本発明のナビゲーション装置においては、所定の移動体に取り付けられた台座部に装着され、又は台座部から離脱される本体部と、所定の測位手段から供給される測位情報に基づいて本体部の現在位置を検出する現在位置検出部と、本体部に作用する地磁気を観測する地磁気センサと、観測された地磁気に基づいて本体部の方位を算出する方位算出部と、本体部が台座部に装着されているか否かを検出する着脱検出子と、本体部が台座部に装着されていることが検出された場合、地磁気センサの動作を停止させる動作制御部とを設けるようにした。
【００１１】
このナビゲーション装置では、車両から取り外された場合は地磁気センサを動作させると共に、正しい方位を表す地磁気値を検出することが困難である車両に取り付けられた場合は地磁気センサの動作を停止させることができる。
【００１２】
また本発明の動作制御方法においては、所定の測位手段から供給される測位情報に基づいて、所定の移動体に取り付けられた台座部に装着され又は台座部から離脱される本体部の現在位置を所定の現在位置検出手段が検出する現在位置検出ステップと、本体部が台座部に装着されているか否かを所定の着脱検出手段が検出する着脱検出ステップと、本体部が台座部に装着されていることが検出された場合、所定の動作制御手段が地磁気センサの動作を停止させる動作制御ステップと、本体部が台座部から離脱されていることが検出された場合、本体部に作用する地磁気を観測する地磁気センサにより観測された地磁気に基づいて、所定の方位算出手段が本体部の方位を算出する方位算出ステップとを設けるようにした。
【００１３】
この動作制御方法では、車両から取り外された場合は地磁気センサを動作させると共に、正しい方位を表す地磁気値を検出することが困難である車両に取り付けられた場合は地磁気センサの動作を停止させることができる。
【００１４】
さらに本発明の携帯端末装置においては、所定の移動体に取り付けられた台座部に装着され、又は本体部から離脱される本体部と、所定の測位手段から供給される測位情報に基づいて移動体の現在位置を検出する現在位置検出部と、本体部に作用する地磁気を観測する地磁気センサと、観測された地磁気に基づいて本体部の方位を算出する方位算出部と、本体部が台座部に装着されているか否かを検出する着脱検出子と、本体部が台座部に装着されていることが検出された場合、地磁気センサの動作を停止させる動作制御部と、所定の基地局との間で無線通信を行うことにより通話処理を行う携帯電話部とを設けるようにした。
【００１５】
この携帯端末装置では、車両から取り外された場合は地磁気センサを動作させると共に、正しい方位を表す地磁気値を検出することが困難である車両に取り付けられた場合は地磁気センサの動作を停止させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車両から取り外された場合は地磁気センサを動作させると共に、正しい方位を表す地磁気値を検出することが困難である車両に取り付けられた場合は地磁気センサの動作を停止させることができ、かくして電力消費を低減し得るナビゲーション装置、動作制御方法及び携帯端末装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＰＮＤの全体構成を示す略線図である。
【図２】ＰＮＤの座標系の定義を示す略線図である。
【図３】ＰＮＤにおけるセンサ構成を示す略線図である。
【図４】凹凸路面の走行時の様子を示す略線図である。
【図５】カーブ走行時の様子を示す略線図である。
【図６】速度及び角度を用いた現在位置算出手法を示す略線図である。
【図７】ＰＮＤの回路構成を示す略線図である。
【図８】ナビゲーションの表示例を示す略線図である。
【図９】速度算出部の構成を示す略線図である。
【図１０】クレードルによる振動の様子を示す略線図である。
【図１１】最大値及び最小値の関係を示す略線図である。
【図１２】速度算出処理を用いた現在位置算出処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図１３】地磁気ベクトルの補正を示す略線図である。
【図１４】動作制御処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図１５】携帯電話機の全体構成を示す略線図である。
【図１６】携帯電話機の回路構成を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（ＰＮＤの例）
２．第２の実施の形態（携帯端末装置の例）
３．他の実施の形態
【００１９】
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１．ＰＮＤの構成］
［１−１−１．ＰＮＤの外観構成］
図１に示すように、本発明の一実施の形態としてのＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１における前面に表示部２が設けられており、当該ＰＮＤ１に内蔵された例えば不揮発性メモリ（図示せず）に格納されている地図データに応じた地図画像等を表示部２に対して表示し得るようになされている。
【００２０】
このＰＮＤ１は、ユーザにより容易に持ち運ばれ得るようポータブル型に構成され、当該ユーザの家庭内、車両の車室内や車室外において使用されることが想定されている。
【００２１】
クレードル３は、後述する車両９のダッシュボード上に吸盤３Ａを介して取付けられると共に、車両９のバッテリと電気的に接続されている。
【００２２】
ＰＮＤ１は、台座部としてのクレードル３に装着され又は離脱されるようになされており、装着されたときにはクレードル３によって保持され、当該ＰＮＤ１とクレードル３とが機械的かつ電気的に接続される。
【００２３】
これによりＰＮＤ１は、クレードル３を介して車両９のバッテリから供給される電力により動作すると共に、当該クレードル３から離脱されたときには内蔵のバッテリから供給される電力によって独立した状態でも動作するようになされている。
【００２４】
ここでＰＮＤ１は、その表示部２が車両９の進行方向に対してほぼ垂直となるように設置されている。このときＰＮＤ１の座標系は、図２に示すように、当該車両９の前後方向（進行方向）をＸ軸、当該Ｘ軸に直交した水平方向をＹ軸、上下方向をＺ軸によって表される。
【００２５】
この座標系では、車両９の進行方向をＸ軸の正と定義し、また右方向をＹ軸の正と定義し、さらに下方向をＺ軸の正と定義することとする。
【００２６】
［１−１−２．ＰＮＤのセンサ構成］
図３に示すように、ＰＮＤ１は、その内部に３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６、気圧センサ７及び地磁気センサ８が設けられている。
【００２７】
３軸加速度センサ４は、Ｘ軸に沿った加速度αx、Ｙ軸に沿った加速度αy及びＺ軸に沿った加速度αzをそれぞれ電圧値として検出するようになされている。
【００２８】
またＹ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６及び気圧センサ７は、Ｙ軸回りの角速度（以下これをピッチレートとも呼ぶ）ωy、Ｚ軸回りの角速度（以下これをヨーレートとも呼ぶ）ωz及び周囲の気圧ＰＲをそれぞれ電圧値として検出するようになされている。
【００２９】
さらに地磁気センサ８は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向それぞれの地磁気Ｍx、地磁気Ｍy及び地磁気Ｍzをそれぞれ電圧値として検出するようになされている。
【００３０】
［１−２．算出原理］
ところで本発明のＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４及びＹ軸ジャイロセンサ５等により検出した加速度及びピッチレート等に基づき、車両９の速度を算出した上で現在位置を算出する自律測位処理を実行し得るようにもなされている。ここでは、当該速度及び現在位置を算出する基本原理について説明する。
【００３１】
［１−２−１．速度算出原理］
以下ではまず、車両９の速度を算出する基本原理について説明する。実際上、道路を走行中の車両９は、平らな道路を走行することが殆どなく、図４（Ａ）に示すような全体として凹状の道路、及び図４（Ｂ）に示すような全体として凸状の道路を走行するのが実状である。
【００３２】
ここで車両９の座標系は、当該車両９の前後方向をＸ軸、当該Ｘ軸に直交した水平方向をＹ軸、上下方向をＺ軸によって表される。
【００３３】
この車両９の例えばダッシュボード上に載置されたＰＮＤ１（図示せず）は、車両９が凹状の道路（図４（Ａ））を走行したとき、当該ＰＮＤ１に設けられた３軸加速度センサ４（図３）によって、Ｚ軸に沿った下方向の加速度αzを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００３４】
またＰＮＤ１は、Ｙ軸ジャイロセンサ５（図３）によって進行方向に直交したＹ軸回りの角速度（ピッチレート）ωyを５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００３５】
ここでＰＮＤ１では、Ｚ軸に沿った下方向の加速度αzを正と定義し、また図４（Ａ）に示すような凹状の路面に沿って形成される仮想上の円を進行方向に対して上向きに縦回転する際のピッチレートωyを正と定義している。
【００３６】
このＰＮＤ１は、３軸加速度センサによって検出した加速度αz及びＹ軸ジャイロセンサによって検出したピッチレートωyを用い、次の（１）式によって進行方向の速度Ｖを１秒間当たり５０回、算出し得るようになされている。
【００３７】
【数１】
【００３８】
またＰＮＤ１は、車両９が凸状の道路（図４（Ｂ））を走行するとき、３軸加速度センサ４によってＺ軸に沿った上方向の加速度αz'を例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出し、また当該ＰＮＤ１に設けられたＹ軸ジャイロセンサ５によってＹ軸回りのピッチレートωy'を例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００３９】
そしてＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４によって検出した加速度αz'及びＹ軸ジャイロセンサによって検出したピッチレートωy'を用い、次の（２）式によって進行方向の速度Ｖ’を１秒間当たり５０回、算出し得るようになされている。
【００４０】
【数２】
【００４１】
ここでは説明の便宜上、負の加速度αzを加速度αz'として説明しているが、実際には、３軸加速度センサは加速度αz'を加速度αzの負の値として検出している。またピッチレートωy'についても同様に、負のピッチレートωyをピッチレートωy'として説明しているが、実際には、Ｙ軸ジャイロセンサは、ピッチレートωy'をピッチレートωyの負の値として検出している。従って、実際には速度Ｖ’も、速度Ｖとして算出される。
【００４２】
［１−２−２．現在位置算出原理］
次に、上述した速度算出原理により算出した速度Ｖと、Ｚ軸回りの角速度ωzとに基づいて現在位置を算出する現在位置算出原理について説明する。
【００４３】
図５に示すように、ＰＮＤ１（図示せず）は、車両９が例えば左旋回している時のＺ軸回りの角速度（ヨーレート）ωzを当該ＰＮＤ１に設けられたＺ軸ジャイロセンサ６（図３）によって例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００４４】
次にＰＮＤ１は、図６に示すように、前回の位置Ｐ０における速度Ｖと、Ｚ軸ジャイロセンサ６により検出したヨーレートωzにサンプリング周期（この場合、０．０２［ｓ］）を積算することにより得られる角度θとを基に、前回の位置Ｐ０から現在位置Ｐ１までの変化量を求める。そしてＰＮＤ１は、この変化量を前回の位置Ｐ０に加えることによって現在位置Ｐ１を算出し得るようになされている。
【００４５】
［１−３．ＰＮＤの回路構成］
次にＰＮＤ１の回路構成について説明する。図７に示すように、ＰＮＤ１は、制御部１１及び各種センサが設けられナビゲーション機能を実現するナビゲーションユニット１０を中心に構成されている。
【００４６】
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）構成でなり、例えば不揮発性メモリ等でなる記憶部１２から読み出した基本プログラムによって全体を制御するようになされている。
【００４７】
またＰＮＤ１は、制御部１１が記憶部１２から読み出した各種アプリケーションプログラムに従い、後述する動作制御処理等を実行するようになされている。
【００４８】
表示部２の表面には、ユーザのタッチ操作を受け付けるタッチパネルにより構成された操作部１３が設けられている。制御部１１は、操作部１３を介してユーザに指定された所望の目的地までの経路案内画面等を表示することにより、ユーザに現在位置や周辺地図、或いは案内経路を提示し得るようになされている。
【００４９】
さらにＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１が車両９に取り付けられたときにナビゲーション処理を行う車載モードと、車両９から取り外され主に徒歩移動するユーザに把持された状態でナビゲーション処理を行う徒歩モードとを切り替えるようにもなされている（詳しくは後述する）。
【００５０】
また制御部１１は、クレードル検出部１７としても機能するようになされている。クレードル検出部１７は、ＰＮＤ１がクレードル３と電気的に接続されているか否かを定期的に（例えば３秒ごとに）検出し、その検出結果を表すクレードル検出信号ＣＴＤを生成して動作制御部２９へ供給するようになされている。
【００５１】
制御部１１は、クレードル検出部１７によりＰＮＤ１がクレードル３に装着されたと検出された場合、ＰＮＤ１を車載モードして動作させるようになされている。
【００５２】
［１−４．車載モード］
車載モードの場合、制御部１１は、ＧＰＳ処理部２１、速度算出部２２、角度算出部２３、高度算出部２４、位置算出部２５及びナビゲーション部２６として機能するようになされている。
【００５３】
またＰＮＤ１は、車載モードとして動作する場合、ＧＰＳ信号を受信し得る際に当該ＧＰＳ信号に基づき現在位置を測位するＧＰＳ測位処理、又はＧＰＳ信号を受信し得ない際に各種センサによる検出値に基づき現在位置を推測する自律測位処理を実行するようになされている。
【００５４】
このＰＮＤ１においては、ＧＰＳ測位処理を実行する際、ＧＰＳアンテナＡＮＴ１によって受信した複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を制御部１１におけるＧＰＳ処理部２１へ送出する。
【００５５】
ＧＰＳ処理部２１は、複数のＧＰＳ信号をそれぞれ復調することにより得られる軌道データと、複数のＧＰＳ衛星から車両９までの距離データとに基づいて車両９の現在位置を正確に測位することにより現在位置データＮＰＤ１を得、これをナビゲーション部２６へ送出する。
【００５６】
ナビゲーション部２６は、現在位置データＮＰＤ１を基に車両９の現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成する。
【００５７】
またナビゲーション部２６は、現在位置データＮＰＤ１を基に車両９の進行方向の方位を算出し、当該方位に応じたコンパス画像ＧＣを生成する。
【００５８】
さらにナビゲーション部２６は、車両９の現在位置が含まれる地図画像とコンパス画像ＧＣとを表示部２へ出力することにより、当該コンパス画像ＧＣを地図画像に重ねて、図８（Ａ）に示す車両ナビゲーション画像ＧＶを表示させるようになされている。
【００５９】
車両ナビゲーション画像ＧＶにおいては、車両９の現在位置に矢印型でなる車両マークＭＶが表示され、当該矢印の指し示す先が車両９の進行方向を示している。また車両ナビゲーション画像ＧＶは、車両９の進行方向が表示部２の上部へ向かうように地図画像が回転される、いわゆるヘディングアップ表示として表示部２に表示されている。
【００６０】
また車両ナビゲーション画像ＧＶにおいては、表示部２の右上にコンパス画像ＧＣが表示されており、当該コンパス画像ＧＣは、ユーザの進行方向の方位の変化に対応するよう回転して表示されるようになされている。
【００６１】
一方、ナビゲーション部２６（図７）は、ビルの陰やトンネル内等のようにＧＰＳアンテナＡＮＴ１によってＧＰＳ信号を受信できない場合、現在位置データＮＰＤ１が供給されないため車両９の現在位置を算出することができない。
【００６２】
このとき位置算出部２５は、３軸加速度センサ４及びＹ軸ジャイロセンサ５により検出した加速度やピッチレート等に基づき速度Ｖを算出した上で現在位置を算出する自律測位処理を行い得るようにもなされている。
【００６３】
すなわち３軸加速度センサ４は、加速度αx、αy及びαzを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出し、当該加速度αx、αy及びαzのうち、加速度αzが示された加速度データＡＤを制御部１１の速度算出部２２へ送出する。
【００６４】
Ｙ軸ジャイロセンサ５は、ピッチレートωyを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出しており、当該ピッチレートωyが示されたピッチレートデータＰＤを制御部１１の速度算出部２２へ送出する。
【００６５】
速度算出部２２は、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤに相当する加速度αzと、Ｙ軸ジャイロセンサ５から供給されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyとを基に、（１）式を用いて１秒当たり５０回、速度Ｖを算出し、当該速度Ｖが示された速度データＶＤを位置算出部２５へ送出する。
【００６６】
またＺ軸ジャイロセンサ６は、ヨーレートωzを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出しており、当該ヨーレートωzが示されたヨーレートデータＹＤを制御部１１の角度算出部２３へ送出する。
【００６７】
角度算出部２３は、Ｚ軸ジャイロセンサ６から供給されたヨーレートデータＹＤに相当するヨーレートωzにサンプリング周期（この場合、０．０２［ｓ］）を積算することにより、車両９が右旋回又は左旋回したときの角度θを算出し、その角度θが示された角度データＤＤを位置算出部２５へ送出する。
【００６８】
位置算出部２５は、速度算出部２２から供給された速度データＶＤに相当する速度Ｖ、及び角度算出部２３から供給された角度データＤＤに相当する角度θを基に、図６に示したような前回の位置Ｐ０から現在位置Ｐ１までの変化量を求める。そして位置算出部２５は、この変化量を前回の位置Ｐ０に加えることによって現在位置Ｐ１を算出し、その現在位置Ｐ１が示された現在位置データＮＰＤ２をナビゲーション部２６へ送出する。
【００６９】
一方、気圧センサ７は、周囲の気圧ＰＲを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出しており、当該気圧ＰＲが示された気圧データＰＲＤを高度算出部２４へ送出する。
【００７０】
高度算出部２４は、気圧センサ７から供給された気圧データＰＲＤに相当する気圧ＰＲに基づいて車両９の高度を算出し、その高度が示された高度データＨＤをナビゲーション部２６へ送出する。
【００７１】
ナビゲーション部２６は、位置算出部２５から供給された現在位置データＮＰＤ２及び高度算出部２４から供給された高度データＨＤを基に、車両９の現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成する。
【００７２】
またナビゲーション部２６は、現在位置データＮＰＤ２を基に車両９の進行方向の方位を算出し、当該方位に応じたコンパス画像ＧＣを生成する。
【００７３】
さらにナビゲーション部２６は、車両９の現在位置が含まれる地図画像とコンパス画像ＧＣとを表示部２へ出力することにより、当該コンパス画像ＧＣを地図画像に重ねて、図８（Ａ）に示した車両ナビゲーション画像ＧＶを表示させるようになされている。
【００７４】
このようにＰＮＤ１は、車載モードにおいては現在位置データＮＰＤ１又は現在位置データＮＰＤ２に基づき方位を算出し、当該方位に基づきコンパス画像ＧＣを地図画像に重ねて表示部２に表示させるようになされている。
【００７５】
［１−４−１．速度算出処理］
次に、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤに相当する加速度αz、及びＹ軸ジャイロセンサ５から供給されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyに基づいて速度Ｖを速度算出部２２によって算出する速度算出処理について説明する。
【００７６】
速度算出部２２は、速度算出処理を実行する際、図９に示すように、データ取得部３１、ハイパスフィルタ部３２、ローパスフィルタ部３３、速度計算部３４、平滑化及びノイズ除去部３５及び速度出力部３６として機能する。
【００７７】
速度算出部２２のデータ取得部３１は、３軸加速度センサ４から供給される加速度データＡＤ、及びＹ軸ジャイロセンサ５から供給されるピッチレートデータＰＤをそれぞれ取得し、当該加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤをハイパスフィルタ部３２へ送出する。
【００７８】
ハイパスフィルタ部３２は、データ取得部３１から供給された加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤの直流成分をカットし、その結果得られる加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１をローパスフィルタ部３３へ送出する。
【００７９】
ローパスフィルタ部３３は、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対して後述するローパスフィルタ処理を施し、その結果得られる加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２を速度計算部３４へ送出する。
【００８０】
速度計算部３４は、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２に対して後述する速度計算処理を施し、その結果得られる速度データＶＤ１を平滑化及びノイズ除去部３５へ送出する。
【００８１】
平滑化及びノイズ除去部３５は、速度計算部３４から供給された速度データＶＤ１に対して所定の平滑化及びノイズ除去処理を施すことにより速度Ｖに含まれる誤差を縮小し、その結果得られる速度データＶＤを速度出力部３６へ送出する。
【００８２】
速度出力部３６は、車両９の速度Ｖを表すデータとして、平滑化及びノイズ除去部３５から供給された速度データＶＤを位置算出部２５へ送出する。
【００８３】
このようにして速度算出部２２は、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤ、及びＹ軸ジャイロセンサ５から供給されたピッチレートデータＰＤに基づいて車両９の速度Ｖを算出するようになされている。
【００８４】
［１−４−１−１．ローパスフィルタ処理］
次に、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対してローパスフィルタ部３３により施されるローパスフィルタ処理について説明する。
【００８５】
ここで、気圧センサ７（図７）により取得された気圧データＰＲＤに相当する気圧ＰＲに基づく高度Ｈと、Ｙ軸ジャイロセンサ５により取得されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyに基づくＹ軸回りの水平方向に対する角度φを測定した。
【００８６】
これにより、高度Ｈが急に低くなるとき、すなわち車両９が下り坂を下っているとき、角度φも下がる結果が得られた。これより明らかなように、高度Ｈと角度φとの間には相関関係がある。
【００８７】
このように高度Ｈが変化する際、角度φも高度Ｈの変化に伴って変化しており、このことから、ＰＮＤ１は、Ｙ軸ジャイロセンサ５によって車両９の進行方向における路面のうねりを検出できることが分かる。
【００８８】
また測定した角度φは、車両９の走行速度に関わらず１秒間当たり１〜２回振動していた。従ってＰＮＤ１では、Ｙ軸ジャイロセンサ５により取得されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyを検出する際、車両９の走行速度に関わらず、当該ピッチレートωyを１〜２［Ｈｚ］の振動として検出していることが判明した。
【００８９】
ところでＰＮＤ１は、車両９のダッシュボード上に吸盤３Ａを介して取付けられたクレードル３によって保持されている。図１０に示すように、クレードル３は、吸盤３Ａの上方にクレードル本体部３Ｂが設けられており、当該クレードル本体部３Ｂの所定高さの位置に設けられた支持点３Ｃによって一端が支持され、他端によりＰＮＤ１を支持するＰＮＤ支持部３Ｄが設けられている。
【００９０】
このためＰＮＤ１は、車両９が路面のうねりに応じて振動する際、ＰＮＤ支持部３Ｄの支持点３Ｃを中心に上下方向に例えば加速度αc及び角速度ωcで振動する。
【００９１】
実験等の結果ＰＮＤ１は、Ｙ軸ジャイロセンサ５により、上述したような路面のうねりによって１〜２［Ｈｚ］で振動するピッチレートωyと、クレードル３によって約１５［Ｈｚ］で振動する角速度ωcと合成された加算角速度ωcyを検出していることが確認された。
【００９２】
またＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４によって、上述したような路面のうねりによって１〜２［Ｈｚ］で振動する加速度αzと、クレードル３によって約１５［Ｈｚ］で振動する加速度αcとが合成された加算加速度αczを検出していることも確認された。
【００９３】
そこでローパスフィルタ部３３（図９）は、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対してローパスフィルタ処理を施し、約１５［Ｈｚ］の周波数成分、すなわちクレードル３にＰＮＤ１が保持されることによって発生する加速度αc及び角速度ωcをそれぞれ取り除くようになされている。
【００９４】
すなわちローパスフィルタ部３３は、加算加速度αczから加速度αcを取り除くことにより、路面のうねりによって発生する加速度αzだけを抽出することができる。またローパスフィルタ部３３は、加算角速度ωcyから角速度ωcを取り除くことにより、路面のうねりによって発生するピッチレートωyだけを抽出することができる。
【００９５】
［１−４−１−２．速度計算処理］
次に、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２を基に、速度計算部３４によって速度Ｖを算出する速度計算処理について説明する。
【００９６】
一般に、車両９内におけるＰＮＤ１の搭載位置としては、例えば当該車両９の前方側であるダッシュボードの上や、当該車両９の後方側であるリアガラス付近等、様々な箇所が考えられる。
【００９７】
詳細については省略するが、実験の結果、車両９の前方側に載置されたＰＮＤ１で検出された加速度αzに対し、後方側に載置されたＰＮＤ１で検出された加速度αzの位相が遅延することが分かった。そこでＰＮＤ１は、ピッチレートデータＰＤ２のうちある程度の範囲のデータを利用するようになされている。
【００９８】
ところで車両９の速度Ｖが低速である場合には、路面の微妙な変化により急激に加速度αz及びピッチレートωyが変化する。そこで速度計算部３４は、その急激な変化に対応するために、利用するデータの範囲を２５データ点に、すなわち狭く設定するようになされている。
【００９９】
また車両９の速度Ｖが高速である場合には、当該車両９のサスペンションの影響も大きく、加速度αz及びピッチレートωyがゆっくり変化する。そこで速度計算部３４は、そのゆっくりとした変化に対応するために、利用するデータ範囲を７５データ点に、すなわち広く設定するようになされている。
【０１００】
具体的に速度計算部３４は、図１１に示すように、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２に相当する加速度αzの前回の位置Ｐ０（図６）に対応するデータ点Ｐｍを中心とした２５データ点又は７５データ点分の範囲から、最大値及び最小値をそれぞれ最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minとして抽出する。
【０１０１】
また速度計算部３４は、ローパスフィルタ部３３から供給されたピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyのデータ点Ｐｍを中心とした２５データ点又は７５データ点分の範囲から、最大値及び最小値をそれぞれ最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとして抽出する。
【０１０２】
すなわち速度計算部３４は、加速度αz及びピッチレートωyに発生し得る位相のずれよりも広い範囲のなかから、最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとをそれぞれ抽出する。
【０１０３】
そして速度計算部３４は、加速度データＡＤ２から抽出した最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、ピッチレートデータＰＤ２から抽出した最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとを用い、上述した（１）式を変形した（３）式により、前回の位置Ｐ０（図６）での進行方向の速度Ｖを算出する。
【０１０４】
【数３】
【０１０５】
その後速度計算部３４は、速度Ｖを表す速度データＶＤ１を平滑化及びノイズ除去部３５へ送出する。
【０１０６】
すなわち速度計算部３４は、（３）式を用いることにより、加速度αz及びピッチレートωyに位相のずれが発生している場合であっても、当該位相のずれの影響を取り除いた速度Ｖを算出することができる。
【０１０７】
このように速度計算部３４は、最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minと抽出する際のデータ範囲を車両９の速度Ｖに応じて切り替えることにより、当該速度Ｖに応じた路面や車両９の状況を反映することができ、速度Ｖの算出精度を向上させることができる。
【０１０８】
［１−４−２．速度算出処理を用いた位置算出処理手順］
次に、ＰＮＤ１の制御部１１が、上述したような速度算出処理を用いて現在位置を算出する位置算出処理手順について、図１２のフローチャートを用いて説明する。
【０１０９】
実際上、制御部１１は、ルーチンＲＴ１の開始ステップから入ってステップＳＰ１へ移り、３軸加速度センサ４により検出された加速度データＡＤと、Ｙ軸ジャイロセンサ５により検出されたピッチレートデータＰＤとを速度算出処理部２２のデータ取得部３１によって取得した後、次のステップＳＰ２へ移る。
【０１１０】
ステップＳＰ２において制御部１１は、加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤに対してハイパスフィルタ処理を速度算出部２２のハイパスフィルタ部３２により施し、次のステップＳＰ３へ移る。
【０１１１】
ステップＳＰ３において制御部１１は、ハイパスフィルタ処理が施された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対して、例えばカットオフ周波数１［Ｈｚ］の４次ＩＩＲフィルタであるローパスフィルタ処理を速度算出部２２のローパスフィルタ部３３によって施し、次のステップＳＰ４へ移る。
【０１１２】
ステップＳＰ４において制御部１１は、ローパスフィルタ処理が施された加速度データＡＤ２に相当する加速度αz及びピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyを基に、（３）式を用いて速度算出部２２の速度計算部３４によって速度Ｖを算出し、次のステップＳＰ５へ移る。
【０１１３】
ステップＳＰ５において制御部１１は、ステップＳＰ４において算出された速度Ｖが示された速度データＶＤに対して平滑化及びノイズ除去処理を施す。
【０１１４】
具体的に、制御部１１は、ステップＳＰ４において算出された速度Ｖが示された速度データＶＤ１に対してカットオフ周波数を可変にしたローパスフィルタ処理を施し、次のステップＳＰ６へ移る。
【０１１５】
ステップＳＰ６において制御部１１は、Ｚ軸ジャイロセンサ６により検出されたヨーレートデータＹＤを角度算出部２３によって取得し、次のステップＳＰ７へ移る。
【０１１６】
ステップＳＰ７において制御部１１は、ヨーレートデータＹＤに相当するヨーレートωzにサンプリング周期である０．０２［秒］を積算することにより角度θが示された角度データＤＤを角度算出部２３によって算出し、次のステップＳＰ８へ移る。
【０１１７】
ステップＳＰ８において制御部１１は、ステップＳＰ５において平滑化及びノイズ除去処理を施された速度データＶＤ、及びステップＳＰ８において算出された角度データＤＤに基づいて現在位置データＮＰＤ２を算出し、次のステップＳＰ９へ移る。
【０１１８】
ステップＳＰ９において制御部１１は、位置算出部２５から供給された現在位置データＮＰＤ２を基に、車両９の現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成した後、表示部２へ出力し、次のステップＳＰ１０へ移って処理を終了する。
【０１１９】
［１−５．徒歩モード］
次に、ＰＮＤ１が車両９から取り外された場合の徒歩モードについて説明する。制御部１１（図７）は、ＰＮＤ１がクレードル３から離脱されていることをクレードル検出部１７により検出した場合、ＰＮＤ１を徒歩モードに切り替える。
【０１２０】
徒歩モードの場合、制御部１１は、車載モードと同様のＧＰＳ処理部２１及びナビゲーション部２６に加えて、姿勢角検出部２７及び方位算出部２８として機能するようになされている。
【０１２１】
姿勢角検出部２７は、３軸加速度センサ４から加速度αx、αy及びαzが示された加速度データＡＤ３を取得する。続いて姿勢角検出部２７は、取得した加速度データＡＤ３に基づき、地平面に対するＰＮＤ１の傾きを示す姿勢角ＡＡを検出し、当該姿勢角ＡＡが示された姿勢角データＡＡＤを方位算出部２８へ供給する。
【０１２２】
また上述したようにＰＮＤ１には、３軸方向の地磁気を検出し得る地磁気センサ８が設けられている。この地磁気センサ８は地磁気を検出し、３次元の地磁気ベクトルでなる地磁気値Ｍが示された地磁気データＴＭＤを方位算出部２８へ供給するようになされている。
【０１２３】
方位算出部２８は、地磁気センサ８から供給された地磁気データＴＭＤに相当する地磁気値Ｍと、姿勢角検出部２７から供給された姿勢角データＡＡＤに相当する姿勢角ＡＡとに基づき方位Ｃを算出し、当該方位Ｃが示された方位データＣＤをナビゲーション部２６へ供給する。
【０１２４】
ナビゲーション部２６は、ＧＰＳ処理部２１から取得した現在位置データＮＰＤ１を基に、ＰＮＤ１を持ち運んでいるユーザの現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成する。
【０１２５】
またナビゲーション部２６は、方位データＣＤにより示される方位Ｃに応じたコンパス画像ＧＣを生成する。さらにナビゲーション部２６は、ユーザの現在位置が含まれる地図画像とコンパス画像ＧＣとを表示部２へ出力することにより、当該コンパス画像ＧＣを地図画像に重ねて、図８（Ｂ）に示す徒歩ナビゲーション画像ＧＷを表示させるようになされている。
【０１２６】
徒歩ナビゲーション画像ＧＷにおいては、ユーザの現在位置に人型でなる人マークＭＷが表示され、人型の足部分から頭部分へ向かう方向がユーザの進行方向を示している。また徒歩ナビゲーション画像ＧＷは、車両ナビゲーション画像ＧＶと同様、ヘディングアップ表示として表示部２に表示されている。
【０１２７】
また徒歩ナビゲーション画像ＧＷにおいては、車両ナビゲーション画像ＧＶと同様、表示部２の右上にコンパス画像ＧＣが表示されており、当該コンパス画像ＧＣは、ユーザの進行方向の方位の変化に対応するよう回転して表示される。
【０１２８】
ところで上述したようにクレードル検出部１７（図７）は、ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かを定期的に検出し、その検出結果としてクレードル検出信号ＣＴＤを動作制御部２９へ供給するようになされている。
【０１２９】
動作制御部２９は、クレードル検出信号ＣＴＤに基づき、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７を動作させるか、又は動作を停止させるかを制御するようになされている（詳しくは後述する）。
【０１３０】
ところで地磁気センサ８は、その性質上、周囲に存在する金属等の磁性体や、ＰＮＤ１内部に設けられたシールド板（図示せず）等の金属部品における磁化等により影響を受け、地磁気データＴＭＤに誤差が含まれてしまうことが知られている。
【０１３１】
そこで制御部１１の方位算出部２８は、地磁気センサ８から地磁気Ｍx、Ｍy及びＭzが示された地磁気データＴＭＤの取得を開始する際、所定の初期化処理を行うことにより、当該地磁気データＴＭＤを補正するための補正値や正常な値の範囲を表す閾値等（以下、これらを学習値ＬＮと呼ぶ）を設定するようになされている。
【０１３２】
因みに方位算出部２８は、初期化処理を行う場合、例えば表示部２に「本体を８の字状に動かしてください」といったメッセージを表示してユーザにＰＮＤ１全体を「８」の字状の軌跡を描くよう動かさせ、このとき得られた地磁気データＴＭＤを用いて学習値ＬＮを生成するようになされている。
【０１３３】
その後方位算出部２８は、学習値ＬＮの補正値を用いて地磁気データＴＭＤに所定の補正処理を施すことにより当該地磁気データＴＭＤを補正し、補正後の地磁気データＴＭＤを基に上述した方位データＣＤを生成するようになされている。
【０１３４】
またＰＮＤ１内部に設けられた金属部品等の磁化は、当該ＰＮＤ１を持ち運ぶユーザにより強力な磁場があるところを通過したとき等に変化する場合がある。このような磁化の変化は、地磁気データＴＭＤに影響を及ぼすことが知られている。
【０１３５】
そこで方位算出部２８は、学習値ＬＮの閾値を基に、地磁気センサ８から取得した地磁気データＴＭＤが正常な範囲にあるか否かを判定し、正常な範囲にある場合にのみ当該地磁気データＴＭＤを用いて方位データＣＤを生成するようになされている。
【０１３６】
一方方位算出部２８は、地磁気センサ８から取得した地磁気データＴＭＤが正常な範囲に無い場合には、当該地磁気データＴＭＤを基に、学習値ＬＮの補正値や閾値等を適宜更新するようになされている。
【０１３７】
［１−５−１．方位算出処理］
次に、地磁気センサ８から供給された地磁気データＴＭＤに相当する地磁気値Ｍと、姿勢角検出部２７から供給された姿勢角データＡＡＤに相当する姿勢角ＡＤとに基づいて、方位算出部２８によって方位Ｃを算出する方位算出処理について説明する。
【０１３８】
ここで地面座標系として、地平面に沿った北向きを地面Ｘ軸の正、地平面に沿った東向きを地面Ｙ軸の正、重力方向を地面Ｚ軸の正と定義する。
【０１３９】
また、地平面（すなわち地面Ｘ軸Ｙ軸平面）に対するＰＮＤ１の地面Ｘ軸回りの傾斜角をロール角Ａ、地面Ｙ軸回りの傾斜角をピッチ角Ｂとする。
【０１４０】
３軸加速度センサ４は、加速度αx、αy及びαzを検出し、当該加速度αx、αy及びαzが示された加速度データＡＤ３を制御部１１の姿勢角検出部２７へ送出する。
【０１４１】
姿勢角検出部２７は、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤに相当する加速度αx、αy及びαzに基づき、ロール角Ａ及びピッチ角Ｂからなる姿勢角ＡＡを検出し、当該姿勢角ＡＡが示された姿勢角データＡＡＤを方位算出部２８へ供給する。
【０１４２】
方位算出部２８は、姿勢角検出部２７から供給された姿勢角データＡＡＤに相当する姿勢角ＡＡを用いて、地磁気センサ８から供給された地磁気データＴＭＤに相当する地磁気値Ｍから、地平面に対するＰＮＤ１の傾きの影響を排除する傾き補正計算を行う。
【０１４３】
以下ではこの傾き補正計算について説明する。ここでは図１３に示すように、ＰＮＤ１（図示せず）のＸ軸が地面Ｘ軸に沿うよう、地平面に対して水平にＰＮＤ１が設置された状態から、ロール角Ａだけ地面Ｘ軸回りに回転した後、さらにピッチ角Ｂだけ地面Ｙ軸回りに回転した場合を考える。
【０１４４】
方位算出部２８（図７）は次の（４）式により、地磁気センサ８から供給された３次元の地磁気ベクトルである地磁気値Ｍx、Ｍy及びＭzから、ＰＮＤ１のＸ軸が地面Ｘ軸に沿うよう地平面に対してＰＮＤ１が水平に設置された状態における地磁気値ＭＥx、ＭＥy及びＭＥzを算出する。
【０１４５】
【数４】
【０１４６】
続いて方位算出部２８は次の（５）式により、ＰＮＤ１の方位Ｃを算出する。因みに（５）式において、ａｒｃｃｏｓの範囲は０〜１８０［ｄｅｇ］とする。その後方位算出部２８は、（５）式により算出した方位Ｃを示す方位データＣＤをナビゲーション部２６へ供給する。
【０１４７】
【数５】
【０１４８】
このように方位算出部２８は、地磁気センサ８から供給された地磁気データＴＭＤに相当する地磁気値Ｍと、姿勢角検出部２７から供給された姿勢角データＡＡＤに相当する姿勢角ＡＡとに基づいて、方位算出部２８によって方位Ｃを算出するようになされている。
【０１４９】
［１−６．動作制御処理］
ところで上述したように、ＰＮＤ１が車両９に搭載されると、地磁気センサ８は正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出できないにも関わらず動作し続けてしまう。このため、地磁気センサ８が動作する際の電力の消費が無駄になってしまう可能性がある。
【０１５０】
そこで動作制御部２９（図７）は、ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かを示すクレードル検出信号ＣＴＤをクレードル検出部１７から取得する。
【０１５１】
ここでＰＮＤ１がクレードル３に装着されていた場合、ＰＮＤ１は車両９に取り付けられているとみなされる。このとき地磁気センサ８は、正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出することが困難になる。よって動作制御部２９は、地磁気センサ８を制御しその動作を停止させる。
【０１５２】
これによりＰＮＤ１は、地磁気センサ８が動作する際に必要な電力を消費しないようにすることができる。
【０１５３】
またこのとき方位算出部２８には、地磁気センサ８から地磁気データＴＭＤが供給されなくなる。このため動作制御部２９は、方位算出部２８と、当該方位算出部２８へ姿勢角データＡＡＤを供給する姿勢角検出部２７とを制御しその動作を停止させる。
【０１５４】
これによりＰＮＤ１は、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７が動作する際のソフトウェアの負荷を軽減することができ、結果的に方位算出部２８及び姿勢角検出部２７が動作する際に必要な電力を消費しないようにすることができる。
【０１５５】
このようにＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１がクレードル３に装着された場合、動作制御部２９により、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作を停止させるようになされている。
【０１５６】
一方ＰＮＤ１がクレードル３に装着されていない場合、ＰＮＤ１は車両９に取り付けられていないとみなされる。このとき地磁気センサ８は、正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出することができる。よって動作制御部２９は、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７を制御し動作させる。
【０１５７】
このようにＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かをクレードル検出部１７により検出し、当該ＰＮＤ１がクレードル３から離脱された、すなわち車両９から取り外された場合は地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７を動作させるようになされている。
【０１５８】
それと共にＰＮＤ１は、正しい方位を表す地磁気値Ｍを検出することが困難である車両９に当該ＰＮＤ１が取り付けられた場合は地磁気センサ８の動作を停止させるようになされている。
【０１５９】
次に、ＰＮＤ１の制御部１１が、当該ＰＮＤ１が車両９に搭載されているか否かにより地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７を動作させるか又は停止させる際の動作制御処理手順について、図１４に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１６０】
実際上制御部１１は、ＰＮＤ１の電源が投入されると、ルーチンＲＴ２の開始ステップから入ってステップＳＰ２１へ移り、学習値ＬＮの初期化を行ったか否かを表す初期化済フラグをオフに切り替えて、次のステップＳＰ２２へ移る。
【０１６１】
ステップＳＰ２２において制御部１１は、クレードル検出部１７における検出結果を基に、ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはＰＮＤ１が車両９から持ち出されており方位データＣＤを生成すべきであることを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２３へ移る。
【０１６２】
ステップＳＰ２３において制御部１１は、初期化済フラグの状態を基に、初期化処理が完了しているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは初期化処理を未だ行っていないことを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２４へ移る。
【０１６３】
ステップＳＰ２４において制御部１１は、動作制御部２９により地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作を開始させると共に当該方位算出部２８により学習値ＬＮの初期化処理を行う。さらに制御部１１は、初期化済フラグをオンに切り替えた後、次のステップＳＰ２５へ移る。
【０１６４】
すなわち制御部１１は、電源オフ状態から電源オン状態へ切り替わり、且つ初期化処理がなされていない場合には、ステップＳＰ２４において学習値ＬＮの初期化処理を実行することになる。
【０１６５】
一方、ステップＳＰ２３において否定結果が得られると、このことは初期化処理を行う必要がないことを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２５へ移る。
【０１６６】
ステップＳＰ２５において制御部１１は、ＰＮＤ１を徒歩モードとして動作させて、図８（Ｂ）に示す徒歩ナビゲーション画像ＧＷを表示部２に表示させ、次のステップＳＰ２８へ移る。
【０１６７】
一方、ステップＳＰ２２において肯定結果が得られると、このことはＰＮＤ１が車両９の内部にあるため正しい方位を示す方位データＣＤを生成できないことを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２６へ移る。
【０１６８】
ステップＳＰ２６において制御部１１は、動作制御部２９により地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作を停止させると共に、初期化済みフラグをオフに切り替え、次のステップＳＰ２７へ移る。
【０１６９】
因みに制御部１１は、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作が既に停止していた場合、或いは初期化済フラグが既にオフになっていた場合には、そのままの状態を維持する。
【０１７０】
ステップＳＰ２７において制御部１１は、ＰＮＤ１を車載モードとして動作させて、図８（Ａ）に示す車両ナビゲーション画像ＧＶを表示部２に表示させ、次のステップＳＰ２８へ移る。
【０１７１】
ステップＳＰ２８において制御部１１は、所定時間待機した後に再度ステップＳＰ２２へ戻って一連の処理を繰り返す。
【０１７２】
因みに制御部１１は、ＰＮＤ１の電源が切断されたとき、一連の動作制御処理手順ＲＴ２を終了するようになされている。
【０１７３】
［１−７．動作及び効果］
以上の構成においてＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１に作用する地磁気値Ｍを検出する地磁気センサ８を設けると共に、当該ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かをクレードル検出部１７により判定する。
【０１７４】
ここでＰＮＤ１がクレードル３に装着されている場合、当該ＰＮＤ１は車両９に取り付けられているとみなされ、車載モードとして動作する。
【０１７５】
このとき地磁気センサ８は、正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出することが困難になる。このため動作制御部２９は、地磁気センサ８を制御しその動作を停止させるようにした。これによりＰＮＤ１は、地磁気センサ８が動作する際に必要な電力を消費しないようにすることができる。
【０１７６】
さらに動作制御部２９は、方位算出部２８と、当該方位算出部２８へ姿勢角データＡＡＤを供給する姿勢角検出部２７とを制御しその動作を停止させるようにした。
【０１７７】
これによりＰＮＤ１は、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７が動作する際のソフトウェアの負荷を軽減することができ、結果的に方位算出部２８及び姿勢角検出部２７が動作する際に必要な電力を消費しないようにすることができる。このためＰＮＤ１は、ＰＮＤ１自身の消費電力をさらに低減させることができる。
【０１７８】
一方ＰＮＤ１がクレードル３に装着されていない場合、当該ＰＮＤ１は車両９に取り付けられておらずユーザにより持ち出されているとみなされ、徒歩モードとして動作する。
【０１７９】
このとき地磁気センサ８は、正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出することができる。このため動作制御部２９は、地磁気センサ８を制御し動作させるようにした。
【０１８０】
このためＰＮＤ１は、徒歩モードにおいては地磁気センサ８からの地磁気データＴＭＤに基づいて方位Ｃを算出し、当該方位Ｃに基づきコンパス画像ＧＣを表示部２に表示させることができる。
【０１８１】
またＰＮＤ１は、車載モードにおいては現在位置データＮＰＤ１又は現在位置データＮＰＤ２に基づき方位を算出し、当該方位に基づきコンパス画像ＧＣを表示部２に表示させるようにした。
【０１８２】
このためＰＮＤ１は、車載モードと徒歩モードとのどちらにおいてもコンパス画像ＧＣを表示し、ユーザに方位を提示することができる。
【０１８３】
またＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１がクレードル３から離脱されたか否かにより車載モードと徒歩モードとを自動的に切り替えるため、ユーザにモードを切り替える煩雑な操作をさせずに済む。
【０１８４】
以上の構成によればＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１に作用する地磁気値Ｍを検出する地磁気センサ８を設けると共に、当該ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かをクレードル検出部１７により判定する。ＰＮＤ１がクレードル３に装着されている場合、動作制御部２９は、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７を動作させる。一方ＰＮＤ１がクレードル３に装着されていない場合、動作制御部２９は、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作を停止させる。これによりＰＮＤ１は、車両９から取り外された場合は地磁気センサ８を動作させると共に、正しい方位を表す地磁気値Ｍを検出することが困難である車両９に取り付けられた場合は地磁気センサ８の動作を停止させることができる。
【０１８５】
＜２．第２の実施の形態＞
図１５には、第２の実施の形態による携帯電話機１０１を示す。携帯電話機１０１は、第１の実施の形態によるＰＮＤ１と同様、ナビゲーション機能を有している。
【０１８６】
図１５に示すように、携帯電話機１０１はその前面にＬＣＤ(Liquid Crystal Display)でなる表示部１０２が設けられており、当該携帯電話機１０１に内蔵された例えば不揮発性メモリ（図示せず）に格納されているデータに応じた地図画像や電子メール等を表示部２に対して表示し得るようになされている。
【０１８７】
また携帯電話機１０１の前面には入力ボタンでなる操作部１０６、マイク１０４及びスピーカ１０５が設けられている。
【０１８８】
また携帯電話機１０１は、第１の実施の形態によるＰＮＤ１と同様、クレードル１０３を介して車両９に取り付けられるようになされている。
【０１８９】
図１６に示すように、携帯電話機１０１はＣＰＵ構成でなる統括制御部１０９が、携帯電話機としての機能を司る携帯電話ユニット１１０を制御するようになされている。
【０１９０】
また携帯電話機１０１は、上述したＰＮＤ１のナビゲーション機能を実現するための図７に示したナビゲーションユニット１０を有し、当該ナビゲーションユニット１０を統括制御部１０９により制御する。ここでは、ナビゲーションユニット１０の構成については図７と同様であるためその説明を省略する。
【０１９１】
携帯電話ユニット１１０における携帯電話制御部１１４は、ＣＰＵ構成でなり、例えば不揮発性メモリ等でなる記憶部１０８から読み出した基本プログラムによって携帯電話ユニット１１０全体を制御するようになされている。
【０１９２】
携帯電話ユニット１１０は、表示部１０２及び操作部１０６に加えて、半導体メモリ等でなり各種データの保存等に用いられる記憶部１０８と接続されている。因みに図１６では表示を簡略化しているが、表示部１０２、操作部１０６及び記憶部１０８はナビゲーションユニット１０にもそれぞれ接続されている。
【０１９３】
携帯電話機１０１は、電子メールの送受信を行う通信機能や、通話機能を実現すべく携帯電話ユニット１１０を用いる。実際上、携帯電話機１０１の携帯電話ユニット１１０は、図示しない基地局からアンテナＡＮＴ２を介して受信した受信信号を送受信部１１１へ送出する。
【０１９４】
送受信部１１１は、送信部及び受信部によって構成されており、受信信号を所定の方式に従って復調等することにより受信データに変換し、これをデコーダ１１２へ送出する。デコーダ１１２は携帯電話制御部１１４の制御に従って受信データをデコードすることにより相手方の通話音声データを復元し、スピーカ１０５へ出力する。スピーカ１０５は通話音声データを基に相手方の通話音声を出力する。
【０１９５】
一方、携帯電話ユニット１１０は、マイク１０４から集音した音声信号をエンコーダ１１５へ送出する。エンコーダ１１５は、携帯電話制御部１１４の制御に従って音声信号をデジタル変換した後に所定の方式でエンコードすることにより得た音声データを送受信部１１１へ送出する。
【０１９６】
送受信部１１１は、音声データを所定の方式に従って変調した後、アンテナＡＮＴ２を介して基地局（図示せず）へ無線送信する。
【０１９７】
このとき携帯電話ユニット１１０の携帯電話制御部１１４は、操作部１０６からの操作命令に応じて表示部１０２に相手方の電話番号や電波受信状況等を表示する。
【０１９８】
また携帯電話ユニット１１０の携帯電話制御部１１４は、通信機能により電子メールを受信する場合、送受信部１１１からデコーダ１１２へ受信データを供給し、当該受信データをデコードすることにより復元した電子メールデータを表示部１０２へ送出し、当該表示部１０２に電子メールを表示すると共に、記憶部１０８に記憶する。
【０１９９】
さらに携帯電話ユニット１１０の携帯電話制御部１１４は、通信機能により電子メールを送信する場合、操作部１０６を介して入力された電子メールデータをエンコーダ１１５によってエンコードした後、送受信部１１１及びアンテナＡＮＴ２を経由して無線送信するようになされている。
【０２００】
一方、携帯電話機１０１は、ナビゲーション機能を実行する場合、統括制御部１０９がナビゲーションユニット１０を制御し、上述したような動作制御処理手順（図１４）を実行し得るようになされている。
【０２０１】
具体的には携帯電話機１０１は、当該携帯電話機１０１に作用する地磁気値Ｍを検出する地磁気センサ８（図７）を設けると共に、当該携帯電話機１０１がクレードル１０３に装着されているか否かをクレードル検出部２９（図７）により判定する。
【０２０２】
ここで携帯電話機１０１がクレードル１０３に装着されている場合、当該携帯電話機１０１は車両９に取り付けられているとみなされ、車載モードとして動作する。
【０２０３】
このとき地磁気センサ８は、正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出することが困難になる。このため動作制御部２９は、地磁気センサ８を制御しその動作を停止させるようになされている。これにより携帯電話機１０１は、地磁気センサ８が動作する際に必要な電力を消費しないようにすることができる。
【０２０４】
さらに動作制御部２９は、方位算出部２８と、当該方位算出部２８へ姿勢角データＡＡＤを供給する姿勢角検出部２７とを制御しその動作を停止させるようになされている。
【０２０５】
これにより携帯電話機１０１は、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７が動作する際のソフトウェアの負荷を軽減することができ、結果的に方位算出部２８及び姿勢角検出部２７が動作する際に必要な電力を消費しないようにすることができる。このため携帯電話機１０１は、携帯電話機１０１自身の消費電力をさらに低減させることができる。
【０２０６】
一方携帯電話機１０１がクレードル１０３に装着されていない場合、当該携帯電話機１０１は車両９に取り付けられておらずユーザにより持ち出されているとみなされ、徒歩モードとして動作する。
【０２０７】
このとき地磁気センサ８は、正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出することができる。このため動作制御部２９は、地磁気センサ８を制御し動作させるようになされている。
【０２０８】
このため携帯電話機１０１は、徒歩モードにおいては地磁気センサ８からの地磁気データＴＭＤに基づいて方位Ｃを算出し、当該方位Ｃに基づきコンパス画像ＧＣを表示部１０２に表示させることができる。
【０２０９】
また携帯電話機１０１は、車載モードにおいては現在位置データＮＰＤ１又は現在位置データＮＰＤ２に基づき方位Ｃを算出し、当該方位Ｃに基づきコンパス画像ＧＣを表示部１０２に表示させるようにした。
【０２１０】
このため携帯電話機１０１は、車載モードと徒歩モードとのどちらにおいてもコンパス画像ＧＣを表示し、ユーザに方位を提示することができる。
【０２１１】
＜３．他の実施の形態＞
なお上述した実施の形態においては、ＰＮＤ１が車両９に搭載されている場合、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作を停止させる場合について述べた。
【０２１２】
本発明はこれに限らず、地磁気センサ８のみの動作を停止させるようにしても良い。但し、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作も停止させる方が、より消費電力を低減させることができる。
【０２１３】
さらに上述した実施の形態においては、方位算出部２８が、姿勢角データＡＡＤを用いて地磁気データＴＭＤから、地平面に対するＰＮＤ１の傾きの影響を排除する傾き補正計算を行い、方位Ｃを算出する場合について述べた。
【０２１４】
本発明はこれに限らず、方位算出部２８が、地磁気センサ８から供給された地磁気データＴＭＤに相当する地磁気値Ｍのみに基づいて方位Ｃを算出しても良い。但し、ＰＮＤ１又は携帯電話機１０１が地平面に対し傾いている場合、傾き補正計算を行った方がより正確に方位Ｃを算出することができる。
【０２１５】
さらに上述した実施の形態においては、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５及びＺ軸ジャイロセンサ６により検出したデータに基づき、現在位置データＮＰＤ２を算出する場合について述べた。
【０２１６】
本発明はこれに限らず、例えば（特開２００８−０７６３７４公報）に示すように、加速度センサ、気圧センサ及びジャイロセンサを用いて車両の速度及び角速度を求め、当該速度及び角速度に基づき現在位置データを算出するなど、種々のセンサからのデータにより現在位置データを算出して良い。
【０２１７】
さらに上述した実施の形態においては、初期化処理を行う際、ＰＮＤ１を８の字状の軌跡を描くよう動かすようユーザに促す場合について述べた。
【０２１８】
本発明はこれに限らず、例えばＰＮＤ１をその場で周回させるなど、種々の方法により初期化処理を行って良い。さらに上述した実施の形態においては、ユーザに初期化処理を行うよう促す場合について述べたが、ＰＮＤ１が自動的に初期化処理を行っても良い。
【０２１９】
さらに上述した実施の形態においては、ヘディングアップ表示によりナビゲーションを行う場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばノースアップ表示等、種々の表示方法によりナビゲーションを行って良い。
【０２２０】
さらに上述した実施の形態においては、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６、気圧センサ７及び地磁気センサ８がＰＮＤ１の内部に設けられているようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６、気圧センサ７及び地磁気センサ８が、ＰＮＤ１の外部に設けられているようにしてもよい。
【０２２１】
さらに上述した実施の形態においては、本発明のＰＮＤ１又は携帯電話機１０１を移動体としての車両に搭載するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、船舶、電車、その他種々の移動体に搭載するようにしても良い。
【０２２２】
さらに上述した実施の形態においては、制御部１１が、予め記憶部１２に格納されているアプリケーションプログラムに従い、上述したルーチンＲＴ２の動作制御処理手順等を行う場合について述べた。
【０２２３】
本発明はこれに限らず、制御部１１が、記憶媒体からインストールしたアプリケーションプログラムや、インターネットからダウンロードしたアプリケーションプログラム、その他種々のルートによってインストールしたアプリケーションプログラムに従って上述した動作制御処理手順等を行うようにしても良い。
【０２２４】
さらに上述した実施の形態においては、本体部としてのＰＮＤ１と、現在位置検出部としてのＧＰＳ処理部２１、位置算出部２５及びナビゲーション部２６と、地磁気センサとしての地磁気センサ８と、方位算出部としての方位算出部２８と、着脱検出子としてのクレードル検出部１７と、動作制御部としての動作制御部２９とによってナビゲーション装置としてのＰＮＤ１を構成する場合について述べた。
【０２２５】
本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる本体部と、現在位置検出部と、位置算出部と、地磁気センサと、方位算出部と、着脱検出子と、動作制御部とによってナビゲーション装置を構成するようにしても良い。
【０２２６】
さらに上述した実施の形態においては、本体部としての携帯端末機１０１と、現在位置検出部としてのＧＰＳ処理部２１、位置算出部２５及びナビゲーション部２６と、地磁気センサとしての地磁気センサ８と、方位算出部としての方位算出部２８と、着脱検出子としてのクレードル検出部１７と、動作制御部としての動作制御部２９と、携帯電話部としての携帯電話ユニット１１０とによって携帯端末装置としての携帯電話機１０１を構成する場合について述べた。
【０２２７】
本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる本体部と、現在位置検出部と、位置算出部と、地磁気センサと、方位算出部と、着脱検出子と、動作制御部と、携帯電話部とによって携帯端末装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２２８】
本発明は、地磁気センサを搭載したナビゲーション装置や、地磁気センサを搭載しナビゲーション機能を有する携帯電話機、ＰＤＡやコンピュータ等といった種々の電子機器でも利用できる。
【符号の説明】
【０２２９】
１……ＰＮＤ、２、１０２……表示部、３、１０３……クレードル、４……３軸加速度センサ、５……Ｙ軸ジャイロセンサ、６……Ｚ軸ジャイロセンサ、７……気圧センサ、８……地磁気センサ、１０……ナビゲーションユニット、１１……制御部、１２、１０８……記憶部、１３、１０６……操作部、１７……クレードル検出部、２１……ＧＰＳ処理部、２２……速度算出部、２３……角度算出部、２４……高度算出部、２５……位置算出部、２６……ナビゲーション部、２７……姿勢角検出部、２８……方位算出部、２９……動作制御部、３１……データ取得部、３２……ハイパスフィルタ部、３３……ローパスフィルタ部、３４……速度計算部、３５……平滑化及びノイズ除去部、３６……速度出力部、１０１……携帯電話機、１０４……マイク、１０５……スピーカ、１０９……統括制御部、１１０……携帯電話ユニット、１１１……送受信部、１１２……デコーダ、１１４……携帯電話制御部、１１５……エンコーダ。
【技術分野】
【０００１】
本発明はナビゲーション装置、動作制御方法及び携帯端末装置に関し、例えば地磁気センサにより方位を検出すると共に、車両に取り付けられ又は取り外された状態で地図表示を行うナビゲーション装置、動作制御方法及び携帯端末装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナビゲーション装置においては、移動する車両等に搭載され、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星等の測位手段から受信した測位情報（例えばＧＰＳ信号）に基づいて現在位置を算出し、地図画面上に当該車両の位置や進行方向を示すようになされたものが広く普及している。
【０００３】
またかかるナビゲーション装置のなかには、車両から取り外しユーザにより容易に持ち運び得るようになされた、いわゆるポータブル型に構成されたものがある。
【０００４】
このようなポータブル型ナビゲーション装置（以下これをＰＮＤ（Personal Navigation Device）と呼ぶ）においては、地磁気センサを搭載して地磁気を検出することにより方位を算出するものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また近年では、ＰＮＤに限らず、ナビゲーション機能を有すると共に、地磁気センサを搭載して地磁気を検出することにより方位を算出する携帯端末装置も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０７６３７４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで地磁気センサは、その性質上、例えば車両のボディ等のような大きな金属体等が周囲に存在する場合、漏洩磁場による磁気的な影響や金属体による地磁気の遮断等により、正しい方位を表すような地磁気値を検出することが困難となる。
【０００８】
このような場合、地磁気センサは正しい方位を表すような地磁気値を検出できないにも関わらず動作し続けてしまう。これにより、地磁気センサが動作する際の電力の消費が無駄になってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、電力消費を低減し得るナビゲーション装置、動作制御方法及び携帯端末装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる問題を解決するため本発明のナビゲーション装置においては、所定の移動体に取り付けられた台座部に装着され、又は台座部から離脱される本体部と、所定の測位手段から供給される測位情報に基づいて本体部の現在位置を検出する現在位置検出部と、本体部に作用する地磁気を観測する地磁気センサと、観測された地磁気に基づいて本体部の方位を算出する方位算出部と、本体部が台座部に装着されているか否かを検出する着脱検出子と、本体部が台座部に装着されていることが検出された場合、地磁気センサの動作を停止させる動作制御部とを設けるようにした。
【００１１】
このナビゲーション装置では、車両から取り外された場合は地磁気センサを動作させると共に、正しい方位を表す地磁気値を検出することが困難である車両に取り付けられた場合は地磁気センサの動作を停止させることができる。
【００１２】
また本発明の動作制御方法においては、所定の測位手段から供給される測位情報に基づいて、所定の移動体に取り付けられた台座部に装着され又は台座部から離脱される本体部の現在位置を所定の現在位置検出手段が検出する現在位置検出ステップと、本体部が台座部に装着されているか否かを所定の着脱検出手段が検出する着脱検出ステップと、本体部が台座部に装着されていることが検出された場合、所定の動作制御手段が地磁気センサの動作を停止させる動作制御ステップと、本体部が台座部から離脱されていることが検出された場合、本体部に作用する地磁気を観測する地磁気センサにより観測された地磁気に基づいて、所定の方位算出手段が本体部の方位を算出する方位算出ステップとを設けるようにした。
【００１３】
この動作制御方法では、車両から取り外された場合は地磁気センサを動作させると共に、正しい方位を表す地磁気値を検出することが困難である車両に取り付けられた場合は地磁気センサの動作を停止させることができる。
【００１４】
さらに本発明の携帯端末装置においては、所定の移動体に取り付けられた台座部に装着され、又は本体部から離脱される本体部と、所定の測位手段から供給される測位情報に基づいて移動体の現在位置を検出する現在位置検出部と、本体部に作用する地磁気を観測する地磁気センサと、観測された地磁気に基づいて本体部の方位を算出する方位算出部と、本体部が台座部に装着されているか否かを検出する着脱検出子と、本体部が台座部に装着されていることが検出された場合、地磁気センサの動作を停止させる動作制御部と、所定の基地局との間で無線通信を行うことにより通話処理を行う携帯電話部とを設けるようにした。
【００１５】
この携帯端末装置では、車両から取り外された場合は地磁気センサを動作させると共に、正しい方位を表す地磁気値を検出することが困難である車両に取り付けられた場合は地磁気センサの動作を停止させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車両から取り外された場合は地磁気センサを動作させると共に、正しい方位を表す地磁気値を検出することが困難である車両に取り付けられた場合は地磁気センサの動作を停止させることができ、かくして電力消費を低減し得るナビゲーション装置、動作制御方法及び携帯端末装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＰＮＤの全体構成を示す略線図である。
【図２】ＰＮＤの座標系の定義を示す略線図である。
【図３】ＰＮＤにおけるセンサ構成を示す略線図である。
【図４】凹凸路面の走行時の様子を示す略線図である。
【図５】カーブ走行時の様子を示す略線図である。
【図６】速度及び角度を用いた現在位置算出手法を示す略線図である。
【図７】ＰＮＤの回路構成を示す略線図である。
【図８】ナビゲーションの表示例を示す略線図である。
【図９】速度算出部の構成を示す略線図である。
【図１０】クレードルによる振動の様子を示す略線図である。
【図１１】最大値及び最小値の関係を示す略線図である。
【図１２】速度算出処理を用いた現在位置算出処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図１３】地磁気ベクトルの補正を示す略線図である。
【図１４】動作制御処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図１５】携帯電話機の全体構成を示す略線図である。
【図１６】携帯電話機の回路構成を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（ＰＮＤの例）
２．第２の実施の形態（携帯端末装置の例）
３．他の実施の形態
【００１９】
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１．ＰＮＤの構成］
［１−１−１．ＰＮＤの外観構成］
図１に示すように、本発明の一実施の形態としてのＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１における前面に表示部２が設けられており、当該ＰＮＤ１に内蔵された例えば不揮発性メモリ（図示せず）に格納されている地図データに応じた地図画像等を表示部２に対して表示し得るようになされている。
【００２０】
このＰＮＤ１は、ユーザにより容易に持ち運ばれ得るようポータブル型に構成され、当該ユーザの家庭内、車両の車室内や車室外において使用されることが想定されている。
【００２１】
クレードル３は、後述する車両９のダッシュボード上に吸盤３Ａを介して取付けられると共に、車両９のバッテリと電気的に接続されている。
【００２２】
ＰＮＤ１は、台座部としてのクレードル３に装着され又は離脱されるようになされており、装着されたときにはクレードル３によって保持され、当該ＰＮＤ１とクレードル３とが機械的かつ電気的に接続される。
【００２３】
これによりＰＮＤ１は、クレードル３を介して車両９のバッテリから供給される電力により動作すると共に、当該クレードル３から離脱されたときには内蔵のバッテリから供給される電力によって独立した状態でも動作するようになされている。
【００２４】
ここでＰＮＤ１は、その表示部２が車両９の進行方向に対してほぼ垂直となるように設置されている。このときＰＮＤ１の座標系は、図２に示すように、当該車両９の前後方向（進行方向）をＸ軸、当該Ｘ軸に直交した水平方向をＹ軸、上下方向をＺ軸によって表される。
【００２５】
この座標系では、車両９の進行方向をＸ軸の正と定義し、また右方向をＹ軸の正と定義し、さらに下方向をＺ軸の正と定義することとする。
【００２６】
［１−１−２．ＰＮＤのセンサ構成］
図３に示すように、ＰＮＤ１は、その内部に３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６、気圧センサ７及び地磁気センサ８が設けられている。
【００２７】
３軸加速度センサ４は、Ｘ軸に沿った加速度αx、Ｙ軸に沿った加速度αy及びＺ軸に沿った加速度αzをそれぞれ電圧値として検出するようになされている。
【００２８】
またＹ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６及び気圧センサ７は、Ｙ軸回りの角速度（以下これをピッチレートとも呼ぶ）ωy、Ｚ軸回りの角速度（以下これをヨーレートとも呼ぶ）ωz及び周囲の気圧ＰＲをそれぞれ電圧値として検出するようになされている。
【００２９】
さらに地磁気センサ８は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向それぞれの地磁気Ｍx、地磁気Ｍy及び地磁気Ｍzをそれぞれ電圧値として検出するようになされている。
【００３０】
［１−２．算出原理］
ところで本発明のＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４及びＹ軸ジャイロセンサ５等により検出した加速度及びピッチレート等に基づき、車両９の速度を算出した上で現在位置を算出する自律測位処理を実行し得るようにもなされている。ここでは、当該速度及び現在位置を算出する基本原理について説明する。
【００３１】
［１−２−１．速度算出原理］
以下ではまず、車両９の速度を算出する基本原理について説明する。実際上、道路を走行中の車両９は、平らな道路を走行することが殆どなく、図４（Ａ）に示すような全体として凹状の道路、及び図４（Ｂ）に示すような全体として凸状の道路を走行するのが実状である。
【００３２】
ここで車両９の座標系は、当該車両９の前後方向をＸ軸、当該Ｘ軸に直交した水平方向をＹ軸、上下方向をＺ軸によって表される。
【００３３】
この車両９の例えばダッシュボード上に載置されたＰＮＤ１（図示せず）は、車両９が凹状の道路（図４（Ａ））を走行したとき、当該ＰＮＤ１に設けられた３軸加速度センサ４（図３）によって、Ｚ軸に沿った下方向の加速度αzを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００３４】
またＰＮＤ１は、Ｙ軸ジャイロセンサ５（図３）によって進行方向に直交したＹ軸回りの角速度（ピッチレート）ωyを５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００３５】
ここでＰＮＤ１では、Ｚ軸に沿った下方向の加速度αzを正と定義し、また図４（Ａ）に示すような凹状の路面に沿って形成される仮想上の円を進行方向に対して上向きに縦回転する際のピッチレートωyを正と定義している。
【００３６】
このＰＮＤ１は、３軸加速度センサによって検出した加速度αz及びＹ軸ジャイロセンサによって検出したピッチレートωyを用い、次の（１）式によって進行方向の速度Ｖを１秒間当たり５０回、算出し得るようになされている。
【００３７】
【数１】
【００３８】
またＰＮＤ１は、車両９が凸状の道路（図４（Ｂ））を走行するとき、３軸加速度センサ４によってＺ軸に沿った上方向の加速度αz'を例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出し、また当該ＰＮＤ１に設けられたＹ軸ジャイロセンサ５によってＹ軸回りのピッチレートωy'を例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００３９】
そしてＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４によって検出した加速度αz'及びＹ軸ジャイロセンサによって検出したピッチレートωy'を用い、次の（２）式によって進行方向の速度Ｖ’を１秒間当たり５０回、算出し得るようになされている。
【００４０】
【数２】
【００４１】
ここでは説明の便宜上、負の加速度αzを加速度αz'として説明しているが、実際には、３軸加速度センサは加速度αz'を加速度αzの負の値として検出している。またピッチレートωy'についても同様に、負のピッチレートωyをピッチレートωy'として説明しているが、実際には、Ｙ軸ジャイロセンサは、ピッチレートωy'をピッチレートωyの負の値として検出している。従って、実際には速度Ｖ’も、速度Ｖとして算出される。
【００４２】
［１−２−２．現在位置算出原理］
次に、上述した速度算出原理により算出した速度Ｖと、Ｚ軸回りの角速度ωzとに基づいて現在位置を算出する現在位置算出原理について説明する。
【００４３】
図５に示すように、ＰＮＤ１（図示せず）は、車両９が例えば左旋回している時のＺ軸回りの角速度（ヨーレート）ωzを当該ＰＮＤ１に設けられたＺ軸ジャイロセンサ６（図３）によって例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００４４】
次にＰＮＤ１は、図６に示すように、前回の位置Ｐ０における速度Ｖと、Ｚ軸ジャイロセンサ６により検出したヨーレートωzにサンプリング周期（この場合、０．０２［ｓ］）を積算することにより得られる角度θとを基に、前回の位置Ｐ０から現在位置Ｐ１までの変化量を求める。そしてＰＮＤ１は、この変化量を前回の位置Ｐ０に加えることによって現在位置Ｐ１を算出し得るようになされている。
【００４５】
［１−３．ＰＮＤの回路構成］
次にＰＮＤ１の回路構成について説明する。図７に示すように、ＰＮＤ１は、制御部１１及び各種センサが設けられナビゲーション機能を実現するナビゲーションユニット１０を中心に構成されている。
【００４６】
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）構成でなり、例えば不揮発性メモリ等でなる記憶部１２から読み出した基本プログラムによって全体を制御するようになされている。
【００４７】
またＰＮＤ１は、制御部１１が記憶部１２から読み出した各種アプリケーションプログラムに従い、後述する動作制御処理等を実行するようになされている。
【００４８】
表示部２の表面には、ユーザのタッチ操作を受け付けるタッチパネルにより構成された操作部１３が設けられている。制御部１１は、操作部１３を介してユーザに指定された所望の目的地までの経路案内画面等を表示することにより、ユーザに現在位置や周辺地図、或いは案内経路を提示し得るようになされている。
【００４９】
さらにＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１が車両９に取り付けられたときにナビゲーション処理を行う車載モードと、車両９から取り外され主に徒歩移動するユーザに把持された状態でナビゲーション処理を行う徒歩モードとを切り替えるようにもなされている（詳しくは後述する）。
【００５０】
また制御部１１は、クレードル検出部１７としても機能するようになされている。クレードル検出部１７は、ＰＮＤ１がクレードル３と電気的に接続されているか否かを定期的に（例えば３秒ごとに）検出し、その検出結果を表すクレードル検出信号ＣＴＤを生成して動作制御部２９へ供給するようになされている。
【００５１】
制御部１１は、クレードル検出部１７によりＰＮＤ１がクレードル３に装着されたと検出された場合、ＰＮＤ１を車載モードして動作させるようになされている。
【００５２】
［１−４．車載モード］
車載モードの場合、制御部１１は、ＧＰＳ処理部２１、速度算出部２２、角度算出部２３、高度算出部２４、位置算出部２５及びナビゲーション部２６として機能するようになされている。
【００５３】
またＰＮＤ１は、車載モードとして動作する場合、ＧＰＳ信号を受信し得る際に当該ＧＰＳ信号に基づき現在位置を測位するＧＰＳ測位処理、又はＧＰＳ信号を受信し得ない際に各種センサによる検出値に基づき現在位置を推測する自律測位処理を実行するようになされている。
【００５４】
このＰＮＤ１においては、ＧＰＳ測位処理を実行する際、ＧＰＳアンテナＡＮＴ１によって受信した複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を制御部１１におけるＧＰＳ処理部２１へ送出する。
【００５５】
ＧＰＳ処理部２１は、複数のＧＰＳ信号をそれぞれ復調することにより得られる軌道データと、複数のＧＰＳ衛星から車両９までの距離データとに基づいて車両９の現在位置を正確に測位することにより現在位置データＮＰＤ１を得、これをナビゲーション部２６へ送出する。
【００５６】
ナビゲーション部２６は、現在位置データＮＰＤ１を基に車両９の現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成する。
【００５７】
またナビゲーション部２６は、現在位置データＮＰＤ１を基に車両９の進行方向の方位を算出し、当該方位に応じたコンパス画像ＧＣを生成する。
【００５８】
さらにナビゲーション部２６は、車両９の現在位置が含まれる地図画像とコンパス画像ＧＣとを表示部２へ出力することにより、当該コンパス画像ＧＣを地図画像に重ねて、図８（Ａ）に示す車両ナビゲーション画像ＧＶを表示させるようになされている。
【００５９】
車両ナビゲーション画像ＧＶにおいては、車両９の現在位置に矢印型でなる車両マークＭＶが表示され、当該矢印の指し示す先が車両９の進行方向を示している。また車両ナビゲーション画像ＧＶは、車両９の進行方向が表示部２の上部へ向かうように地図画像が回転される、いわゆるヘディングアップ表示として表示部２に表示されている。
【００６０】
また車両ナビゲーション画像ＧＶにおいては、表示部２の右上にコンパス画像ＧＣが表示されており、当該コンパス画像ＧＣは、ユーザの進行方向の方位の変化に対応するよう回転して表示されるようになされている。
【００６１】
一方、ナビゲーション部２６（図７）は、ビルの陰やトンネル内等のようにＧＰＳアンテナＡＮＴ１によってＧＰＳ信号を受信できない場合、現在位置データＮＰＤ１が供給されないため車両９の現在位置を算出することができない。
【００６２】
このとき位置算出部２５は、３軸加速度センサ４及びＹ軸ジャイロセンサ５により検出した加速度やピッチレート等に基づき速度Ｖを算出した上で現在位置を算出する自律測位処理を行い得るようにもなされている。
【００６３】
すなわち３軸加速度センサ４は、加速度αx、αy及びαzを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出し、当該加速度αx、αy及びαzのうち、加速度αzが示された加速度データＡＤを制御部１１の速度算出部２２へ送出する。
【００６４】
Ｙ軸ジャイロセンサ５は、ピッチレートωyを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出しており、当該ピッチレートωyが示されたピッチレートデータＰＤを制御部１１の速度算出部２２へ送出する。
【００６５】
速度算出部２２は、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤに相当する加速度αzと、Ｙ軸ジャイロセンサ５から供給されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyとを基に、（１）式を用いて１秒当たり５０回、速度Ｖを算出し、当該速度Ｖが示された速度データＶＤを位置算出部２５へ送出する。
【００６６】
またＺ軸ジャイロセンサ６は、ヨーレートωzを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出しており、当該ヨーレートωzが示されたヨーレートデータＹＤを制御部１１の角度算出部２３へ送出する。
【００６７】
角度算出部２３は、Ｚ軸ジャイロセンサ６から供給されたヨーレートデータＹＤに相当するヨーレートωzにサンプリング周期（この場合、０．０２［ｓ］）を積算することにより、車両９が右旋回又は左旋回したときの角度θを算出し、その角度θが示された角度データＤＤを位置算出部２５へ送出する。
【００６８】
位置算出部２５は、速度算出部２２から供給された速度データＶＤに相当する速度Ｖ、及び角度算出部２３から供給された角度データＤＤに相当する角度θを基に、図６に示したような前回の位置Ｐ０から現在位置Ｐ１までの変化量を求める。そして位置算出部２５は、この変化量を前回の位置Ｐ０に加えることによって現在位置Ｐ１を算出し、その現在位置Ｐ１が示された現在位置データＮＰＤ２をナビゲーション部２６へ送出する。
【００６９】
一方、気圧センサ７は、周囲の気圧ＰＲを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出しており、当該気圧ＰＲが示された気圧データＰＲＤを高度算出部２４へ送出する。
【００７０】
高度算出部２４は、気圧センサ７から供給された気圧データＰＲＤに相当する気圧ＰＲに基づいて車両９の高度を算出し、その高度が示された高度データＨＤをナビゲーション部２６へ送出する。
【００７１】
ナビゲーション部２６は、位置算出部２５から供給された現在位置データＮＰＤ２及び高度算出部２４から供給された高度データＨＤを基に、車両９の現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成する。
【００７２】
またナビゲーション部２６は、現在位置データＮＰＤ２を基に車両９の進行方向の方位を算出し、当該方位に応じたコンパス画像ＧＣを生成する。
【００７３】
さらにナビゲーション部２６は、車両９の現在位置が含まれる地図画像とコンパス画像ＧＣとを表示部２へ出力することにより、当該コンパス画像ＧＣを地図画像に重ねて、図８（Ａ）に示した車両ナビゲーション画像ＧＶを表示させるようになされている。
【００７４】
このようにＰＮＤ１は、車載モードにおいては現在位置データＮＰＤ１又は現在位置データＮＰＤ２に基づき方位を算出し、当該方位に基づきコンパス画像ＧＣを地図画像に重ねて表示部２に表示させるようになされている。
【００７５】
［１−４−１．速度算出処理］
次に、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤに相当する加速度αz、及びＹ軸ジャイロセンサ５から供給されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyに基づいて速度Ｖを速度算出部２２によって算出する速度算出処理について説明する。
【００７６】
速度算出部２２は、速度算出処理を実行する際、図９に示すように、データ取得部３１、ハイパスフィルタ部３２、ローパスフィルタ部３３、速度計算部３４、平滑化及びノイズ除去部３５及び速度出力部３６として機能する。
【００７７】
速度算出部２２のデータ取得部３１は、３軸加速度センサ４から供給される加速度データＡＤ、及びＹ軸ジャイロセンサ５から供給されるピッチレートデータＰＤをそれぞれ取得し、当該加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤをハイパスフィルタ部３２へ送出する。
【００７８】
ハイパスフィルタ部３２は、データ取得部３１から供給された加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤの直流成分をカットし、その結果得られる加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１をローパスフィルタ部３３へ送出する。
【００７９】
ローパスフィルタ部３３は、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対して後述するローパスフィルタ処理を施し、その結果得られる加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２を速度計算部３４へ送出する。
【００８０】
速度計算部３４は、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２に対して後述する速度計算処理を施し、その結果得られる速度データＶＤ１を平滑化及びノイズ除去部３５へ送出する。
【００８１】
平滑化及びノイズ除去部３５は、速度計算部３４から供給された速度データＶＤ１に対して所定の平滑化及びノイズ除去処理を施すことにより速度Ｖに含まれる誤差を縮小し、その結果得られる速度データＶＤを速度出力部３６へ送出する。
【００８２】
速度出力部３６は、車両９の速度Ｖを表すデータとして、平滑化及びノイズ除去部３５から供給された速度データＶＤを位置算出部２５へ送出する。
【００８３】
このようにして速度算出部２２は、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤ、及びＹ軸ジャイロセンサ５から供給されたピッチレートデータＰＤに基づいて車両９の速度Ｖを算出するようになされている。
【００８４】
［１−４−１−１．ローパスフィルタ処理］
次に、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対してローパスフィルタ部３３により施されるローパスフィルタ処理について説明する。
【００８５】
ここで、気圧センサ７（図７）により取得された気圧データＰＲＤに相当する気圧ＰＲに基づく高度Ｈと、Ｙ軸ジャイロセンサ５により取得されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyに基づくＹ軸回りの水平方向に対する角度φを測定した。
【００８６】
これにより、高度Ｈが急に低くなるとき、すなわち車両９が下り坂を下っているとき、角度φも下がる結果が得られた。これより明らかなように、高度Ｈと角度φとの間には相関関係がある。
【００８７】
このように高度Ｈが変化する際、角度φも高度Ｈの変化に伴って変化しており、このことから、ＰＮＤ１は、Ｙ軸ジャイロセンサ５によって車両９の進行方向における路面のうねりを検出できることが分かる。
【００８８】
また測定した角度φは、車両９の走行速度に関わらず１秒間当たり１〜２回振動していた。従ってＰＮＤ１では、Ｙ軸ジャイロセンサ５により取得されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyを検出する際、車両９の走行速度に関わらず、当該ピッチレートωyを１〜２［Ｈｚ］の振動として検出していることが判明した。
【００８９】
ところでＰＮＤ１は、車両９のダッシュボード上に吸盤３Ａを介して取付けられたクレードル３によって保持されている。図１０に示すように、クレードル３は、吸盤３Ａの上方にクレードル本体部３Ｂが設けられており、当該クレードル本体部３Ｂの所定高さの位置に設けられた支持点３Ｃによって一端が支持され、他端によりＰＮＤ１を支持するＰＮＤ支持部３Ｄが設けられている。
【００９０】
このためＰＮＤ１は、車両９が路面のうねりに応じて振動する際、ＰＮＤ支持部３Ｄの支持点３Ｃを中心に上下方向に例えば加速度αc及び角速度ωcで振動する。
【００９１】
実験等の結果ＰＮＤ１は、Ｙ軸ジャイロセンサ５により、上述したような路面のうねりによって１〜２［Ｈｚ］で振動するピッチレートωyと、クレードル３によって約１５［Ｈｚ］で振動する角速度ωcと合成された加算角速度ωcyを検出していることが確認された。
【００９２】
またＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４によって、上述したような路面のうねりによって１〜２［Ｈｚ］で振動する加速度αzと、クレードル３によって約１５［Ｈｚ］で振動する加速度αcとが合成された加算加速度αczを検出していることも確認された。
【００９３】
そこでローパスフィルタ部３３（図９）は、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対してローパスフィルタ処理を施し、約１５［Ｈｚ］の周波数成分、すなわちクレードル３にＰＮＤ１が保持されることによって発生する加速度αc及び角速度ωcをそれぞれ取り除くようになされている。
【００９４】
すなわちローパスフィルタ部３３は、加算加速度αczから加速度αcを取り除くことにより、路面のうねりによって発生する加速度αzだけを抽出することができる。またローパスフィルタ部３３は、加算角速度ωcyから角速度ωcを取り除くことにより、路面のうねりによって発生するピッチレートωyだけを抽出することができる。
【００９５】
［１−４−１−２．速度計算処理］
次に、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２を基に、速度計算部３４によって速度Ｖを算出する速度計算処理について説明する。
【００９６】
一般に、車両９内におけるＰＮＤ１の搭載位置としては、例えば当該車両９の前方側であるダッシュボードの上や、当該車両９の後方側であるリアガラス付近等、様々な箇所が考えられる。
【００９７】
詳細については省略するが、実験の結果、車両９の前方側に載置されたＰＮＤ１で検出された加速度αzに対し、後方側に載置されたＰＮＤ１で検出された加速度αzの位相が遅延することが分かった。そこでＰＮＤ１は、ピッチレートデータＰＤ２のうちある程度の範囲のデータを利用するようになされている。
【００９８】
ところで車両９の速度Ｖが低速である場合には、路面の微妙な変化により急激に加速度αz及びピッチレートωyが変化する。そこで速度計算部３４は、その急激な変化に対応するために、利用するデータの範囲を２５データ点に、すなわち狭く設定するようになされている。
【００９９】
また車両９の速度Ｖが高速である場合には、当該車両９のサスペンションの影響も大きく、加速度αz及びピッチレートωyがゆっくり変化する。そこで速度計算部３４は、そのゆっくりとした変化に対応するために、利用するデータ範囲を７５データ点に、すなわち広く設定するようになされている。
【０１００】
具体的に速度計算部３４は、図１１に示すように、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２に相当する加速度αzの前回の位置Ｐ０（図６）に対応するデータ点Ｐｍを中心とした２５データ点又は７５データ点分の範囲から、最大値及び最小値をそれぞれ最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minとして抽出する。
【０１０１】
また速度計算部３４は、ローパスフィルタ部３３から供給されたピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyのデータ点Ｐｍを中心とした２５データ点又は７５データ点分の範囲から、最大値及び最小値をそれぞれ最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとして抽出する。
【０１０２】
すなわち速度計算部３４は、加速度αz及びピッチレートωyに発生し得る位相のずれよりも広い範囲のなかから、最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとをそれぞれ抽出する。
【０１０３】
そして速度計算部３４は、加速度データＡＤ２から抽出した最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、ピッチレートデータＰＤ２から抽出した最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとを用い、上述した（１）式を変形した（３）式により、前回の位置Ｐ０（図６）での進行方向の速度Ｖを算出する。
【０１０４】
【数３】
【０１０５】
その後速度計算部３４は、速度Ｖを表す速度データＶＤ１を平滑化及びノイズ除去部３５へ送出する。
【０１０６】
すなわち速度計算部３４は、（３）式を用いることにより、加速度αz及びピッチレートωyに位相のずれが発生している場合であっても、当該位相のずれの影響を取り除いた速度Ｖを算出することができる。
【０１０７】
このように速度計算部３４は、最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minと抽出する際のデータ範囲を車両９の速度Ｖに応じて切り替えることにより、当該速度Ｖに応じた路面や車両９の状況を反映することができ、速度Ｖの算出精度を向上させることができる。
【０１０８】
［１−４−２．速度算出処理を用いた位置算出処理手順］
次に、ＰＮＤ１の制御部１１が、上述したような速度算出処理を用いて現在位置を算出する位置算出処理手順について、図１２のフローチャートを用いて説明する。
【０１０９】
実際上、制御部１１は、ルーチンＲＴ１の開始ステップから入ってステップＳＰ１へ移り、３軸加速度センサ４により検出された加速度データＡＤと、Ｙ軸ジャイロセンサ５により検出されたピッチレートデータＰＤとを速度算出処理部２２のデータ取得部３１によって取得した後、次のステップＳＰ２へ移る。
【０１１０】
ステップＳＰ２において制御部１１は、加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤに対してハイパスフィルタ処理を速度算出部２２のハイパスフィルタ部３２により施し、次のステップＳＰ３へ移る。
【０１１１】
ステップＳＰ３において制御部１１は、ハイパスフィルタ処理が施された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対して、例えばカットオフ周波数１［Ｈｚ］の４次ＩＩＲフィルタであるローパスフィルタ処理を速度算出部２２のローパスフィルタ部３３によって施し、次のステップＳＰ４へ移る。
【０１１２】
ステップＳＰ４において制御部１１は、ローパスフィルタ処理が施された加速度データＡＤ２に相当する加速度αz及びピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyを基に、（３）式を用いて速度算出部２２の速度計算部３４によって速度Ｖを算出し、次のステップＳＰ５へ移る。
【０１１３】
ステップＳＰ５において制御部１１は、ステップＳＰ４において算出された速度Ｖが示された速度データＶＤに対して平滑化及びノイズ除去処理を施す。
【０１１４】
具体的に、制御部１１は、ステップＳＰ４において算出された速度Ｖが示された速度データＶＤ１に対してカットオフ周波数を可変にしたローパスフィルタ処理を施し、次のステップＳＰ６へ移る。
【０１１５】
ステップＳＰ６において制御部１１は、Ｚ軸ジャイロセンサ６により検出されたヨーレートデータＹＤを角度算出部２３によって取得し、次のステップＳＰ７へ移る。
【０１１６】
ステップＳＰ７において制御部１１は、ヨーレートデータＹＤに相当するヨーレートωzにサンプリング周期である０．０２［秒］を積算することにより角度θが示された角度データＤＤを角度算出部２３によって算出し、次のステップＳＰ８へ移る。
【０１１７】
ステップＳＰ８において制御部１１は、ステップＳＰ５において平滑化及びノイズ除去処理を施された速度データＶＤ、及びステップＳＰ８において算出された角度データＤＤに基づいて現在位置データＮＰＤ２を算出し、次のステップＳＰ９へ移る。
【０１１８】
ステップＳＰ９において制御部１１は、位置算出部２５から供給された現在位置データＮＰＤ２を基に、車両９の現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成した後、表示部２へ出力し、次のステップＳＰ１０へ移って処理を終了する。
【０１１９】
［１−５．徒歩モード］
次に、ＰＮＤ１が車両９から取り外された場合の徒歩モードについて説明する。制御部１１（図７）は、ＰＮＤ１がクレードル３から離脱されていることをクレードル検出部１７により検出した場合、ＰＮＤ１を徒歩モードに切り替える。
【０１２０】
徒歩モードの場合、制御部１１は、車載モードと同様のＧＰＳ処理部２１及びナビゲーション部２６に加えて、姿勢角検出部２７及び方位算出部２８として機能するようになされている。
【０１２１】
姿勢角検出部２７は、３軸加速度センサ４から加速度αx、αy及びαzが示された加速度データＡＤ３を取得する。続いて姿勢角検出部２７は、取得した加速度データＡＤ３に基づき、地平面に対するＰＮＤ１の傾きを示す姿勢角ＡＡを検出し、当該姿勢角ＡＡが示された姿勢角データＡＡＤを方位算出部２８へ供給する。
【０１２２】
また上述したようにＰＮＤ１には、３軸方向の地磁気を検出し得る地磁気センサ８が設けられている。この地磁気センサ８は地磁気を検出し、３次元の地磁気ベクトルでなる地磁気値Ｍが示された地磁気データＴＭＤを方位算出部２８へ供給するようになされている。
【０１２３】
方位算出部２８は、地磁気センサ８から供給された地磁気データＴＭＤに相当する地磁気値Ｍと、姿勢角検出部２７から供給された姿勢角データＡＡＤに相当する姿勢角ＡＡとに基づき方位Ｃを算出し、当該方位Ｃが示された方位データＣＤをナビゲーション部２６へ供給する。
【０１２４】
ナビゲーション部２６は、ＧＰＳ処理部２１から取得した現在位置データＮＰＤ１を基に、ＰＮＤ１を持ち運んでいるユーザの現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成する。
【０１２５】
またナビゲーション部２６は、方位データＣＤにより示される方位Ｃに応じたコンパス画像ＧＣを生成する。さらにナビゲーション部２６は、ユーザの現在位置が含まれる地図画像とコンパス画像ＧＣとを表示部２へ出力することにより、当該コンパス画像ＧＣを地図画像に重ねて、図８（Ｂ）に示す徒歩ナビゲーション画像ＧＷを表示させるようになされている。
【０１２６】
徒歩ナビゲーション画像ＧＷにおいては、ユーザの現在位置に人型でなる人マークＭＷが表示され、人型の足部分から頭部分へ向かう方向がユーザの進行方向を示している。また徒歩ナビゲーション画像ＧＷは、車両ナビゲーション画像ＧＶと同様、ヘディングアップ表示として表示部２に表示されている。
【０１２７】
また徒歩ナビゲーション画像ＧＷにおいては、車両ナビゲーション画像ＧＶと同様、表示部２の右上にコンパス画像ＧＣが表示されており、当該コンパス画像ＧＣは、ユーザの進行方向の方位の変化に対応するよう回転して表示される。
【０１２８】
ところで上述したようにクレードル検出部１７（図７）は、ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かを定期的に検出し、その検出結果としてクレードル検出信号ＣＴＤを動作制御部２９へ供給するようになされている。
【０１２９】
動作制御部２９は、クレードル検出信号ＣＴＤに基づき、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７を動作させるか、又は動作を停止させるかを制御するようになされている（詳しくは後述する）。
【０１３０】
ところで地磁気センサ８は、その性質上、周囲に存在する金属等の磁性体や、ＰＮＤ１内部に設けられたシールド板（図示せず）等の金属部品における磁化等により影響を受け、地磁気データＴＭＤに誤差が含まれてしまうことが知られている。
【０１３１】
そこで制御部１１の方位算出部２８は、地磁気センサ８から地磁気Ｍx、Ｍy及びＭzが示された地磁気データＴＭＤの取得を開始する際、所定の初期化処理を行うことにより、当該地磁気データＴＭＤを補正するための補正値や正常な値の範囲を表す閾値等（以下、これらを学習値ＬＮと呼ぶ）を設定するようになされている。
【０１３２】
因みに方位算出部２８は、初期化処理を行う場合、例えば表示部２に「本体を８の字状に動かしてください」といったメッセージを表示してユーザにＰＮＤ１全体を「８」の字状の軌跡を描くよう動かさせ、このとき得られた地磁気データＴＭＤを用いて学習値ＬＮを生成するようになされている。
【０１３３】
その後方位算出部２８は、学習値ＬＮの補正値を用いて地磁気データＴＭＤに所定の補正処理を施すことにより当該地磁気データＴＭＤを補正し、補正後の地磁気データＴＭＤを基に上述した方位データＣＤを生成するようになされている。
【０１３４】
またＰＮＤ１内部に設けられた金属部品等の磁化は、当該ＰＮＤ１を持ち運ぶユーザにより強力な磁場があるところを通過したとき等に変化する場合がある。このような磁化の変化は、地磁気データＴＭＤに影響を及ぼすことが知られている。
【０１３５】
そこで方位算出部２８は、学習値ＬＮの閾値を基に、地磁気センサ８から取得した地磁気データＴＭＤが正常な範囲にあるか否かを判定し、正常な範囲にある場合にのみ当該地磁気データＴＭＤを用いて方位データＣＤを生成するようになされている。
【０１３６】
一方方位算出部２８は、地磁気センサ８から取得した地磁気データＴＭＤが正常な範囲に無い場合には、当該地磁気データＴＭＤを基に、学習値ＬＮの補正値や閾値等を適宜更新するようになされている。
【０１３７】
［１−５−１．方位算出処理］
次に、地磁気センサ８から供給された地磁気データＴＭＤに相当する地磁気値Ｍと、姿勢角検出部２７から供給された姿勢角データＡＡＤに相当する姿勢角ＡＤとに基づいて、方位算出部２８によって方位Ｃを算出する方位算出処理について説明する。
【０１３８】
ここで地面座標系として、地平面に沿った北向きを地面Ｘ軸の正、地平面に沿った東向きを地面Ｙ軸の正、重力方向を地面Ｚ軸の正と定義する。
【０１３９】
また、地平面（すなわち地面Ｘ軸Ｙ軸平面）に対するＰＮＤ１の地面Ｘ軸回りの傾斜角をロール角Ａ、地面Ｙ軸回りの傾斜角をピッチ角Ｂとする。
【０１４０】
３軸加速度センサ４は、加速度αx、αy及びαzを検出し、当該加速度αx、αy及びαzが示された加速度データＡＤ３を制御部１１の姿勢角検出部２７へ送出する。
【０１４１】
姿勢角検出部２７は、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤに相当する加速度αx、αy及びαzに基づき、ロール角Ａ及びピッチ角Ｂからなる姿勢角ＡＡを検出し、当該姿勢角ＡＡが示された姿勢角データＡＡＤを方位算出部２８へ供給する。
【０１４２】
方位算出部２８は、姿勢角検出部２７から供給された姿勢角データＡＡＤに相当する姿勢角ＡＡを用いて、地磁気センサ８から供給された地磁気データＴＭＤに相当する地磁気値Ｍから、地平面に対するＰＮＤ１の傾きの影響を排除する傾き補正計算を行う。
【０１４３】
以下ではこの傾き補正計算について説明する。ここでは図１３に示すように、ＰＮＤ１（図示せず）のＸ軸が地面Ｘ軸に沿うよう、地平面に対して水平にＰＮＤ１が設置された状態から、ロール角Ａだけ地面Ｘ軸回りに回転した後、さらにピッチ角Ｂだけ地面Ｙ軸回りに回転した場合を考える。
【０１４４】
方位算出部２８（図７）は次の（４）式により、地磁気センサ８から供給された３次元の地磁気ベクトルである地磁気値Ｍx、Ｍy及びＭzから、ＰＮＤ１のＸ軸が地面Ｘ軸に沿うよう地平面に対してＰＮＤ１が水平に設置された状態における地磁気値ＭＥx、ＭＥy及びＭＥzを算出する。
【０１４５】
【数４】
【０１４６】
続いて方位算出部２８は次の（５）式により、ＰＮＤ１の方位Ｃを算出する。因みに（５）式において、ａｒｃｃｏｓの範囲は０〜１８０［ｄｅｇ］とする。その後方位算出部２８は、（５）式により算出した方位Ｃを示す方位データＣＤをナビゲーション部２６へ供給する。
【０１４７】
【数５】
【０１４８】
このように方位算出部２８は、地磁気センサ８から供給された地磁気データＴＭＤに相当する地磁気値Ｍと、姿勢角検出部２７から供給された姿勢角データＡＡＤに相当する姿勢角ＡＡとに基づいて、方位算出部２８によって方位Ｃを算出するようになされている。
【０１４９】
［１−６．動作制御処理］
ところで上述したように、ＰＮＤ１が車両９に搭載されると、地磁気センサ８は正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出できないにも関わらず動作し続けてしまう。このため、地磁気センサ８が動作する際の電力の消費が無駄になってしまう可能性がある。
【０１５０】
そこで動作制御部２９（図７）は、ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かを示すクレードル検出信号ＣＴＤをクレードル検出部１７から取得する。
【０１５１】
ここでＰＮＤ１がクレードル３に装着されていた場合、ＰＮＤ１は車両９に取り付けられているとみなされる。このとき地磁気センサ８は、正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出することが困難になる。よって動作制御部２９は、地磁気センサ８を制御しその動作を停止させる。
【０１５２】
これによりＰＮＤ１は、地磁気センサ８が動作する際に必要な電力を消費しないようにすることができる。
【０１５３】
またこのとき方位算出部２８には、地磁気センサ８から地磁気データＴＭＤが供給されなくなる。このため動作制御部２９は、方位算出部２８と、当該方位算出部２８へ姿勢角データＡＡＤを供給する姿勢角検出部２７とを制御しその動作を停止させる。
【０１５４】
これによりＰＮＤ１は、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７が動作する際のソフトウェアの負荷を軽減することができ、結果的に方位算出部２８及び姿勢角検出部２７が動作する際に必要な電力を消費しないようにすることができる。
【０１５５】
このようにＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１がクレードル３に装着された場合、動作制御部２９により、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作を停止させるようになされている。
【０１５６】
一方ＰＮＤ１がクレードル３に装着されていない場合、ＰＮＤ１は車両９に取り付けられていないとみなされる。このとき地磁気センサ８は、正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出することができる。よって動作制御部２９は、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７を制御し動作させる。
【０１５７】
このようにＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かをクレードル検出部１７により検出し、当該ＰＮＤ１がクレードル３から離脱された、すなわち車両９から取り外された場合は地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７を動作させるようになされている。
【０１５８】
それと共にＰＮＤ１は、正しい方位を表す地磁気値Ｍを検出することが困難である車両９に当該ＰＮＤ１が取り付けられた場合は地磁気センサ８の動作を停止させるようになされている。
【０１５９】
次に、ＰＮＤ１の制御部１１が、当該ＰＮＤ１が車両９に搭載されているか否かにより地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７を動作させるか又は停止させる際の動作制御処理手順について、図１４に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１６０】
実際上制御部１１は、ＰＮＤ１の電源が投入されると、ルーチンＲＴ２の開始ステップから入ってステップＳＰ２１へ移り、学習値ＬＮの初期化を行ったか否かを表す初期化済フラグをオフに切り替えて、次のステップＳＰ２２へ移る。
【０１６１】
ステップＳＰ２２において制御部１１は、クレードル検出部１７における検出結果を基に、ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはＰＮＤ１が車両９から持ち出されており方位データＣＤを生成すべきであることを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２３へ移る。
【０１６２】
ステップＳＰ２３において制御部１１は、初期化済フラグの状態を基に、初期化処理が完了しているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは初期化処理を未だ行っていないことを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２４へ移る。
【０１６３】
ステップＳＰ２４において制御部１１は、動作制御部２９により地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作を開始させると共に当該方位算出部２８により学習値ＬＮの初期化処理を行う。さらに制御部１１は、初期化済フラグをオンに切り替えた後、次のステップＳＰ２５へ移る。
【０１６４】
すなわち制御部１１は、電源オフ状態から電源オン状態へ切り替わり、且つ初期化処理がなされていない場合には、ステップＳＰ２４において学習値ＬＮの初期化処理を実行することになる。
【０１６５】
一方、ステップＳＰ２３において否定結果が得られると、このことは初期化処理を行う必要がないことを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２５へ移る。
【０１６６】
ステップＳＰ２５において制御部１１は、ＰＮＤ１を徒歩モードとして動作させて、図８（Ｂ）に示す徒歩ナビゲーション画像ＧＷを表示部２に表示させ、次のステップＳＰ２８へ移る。
【０１６７】
一方、ステップＳＰ２２において肯定結果が得られると、このことはＰＮＤ１が車両９の内部にあるため正しい方位を示す方位データＣＤを生成できないことを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２６へ移る。
【０１６８】
ステップＳＰ２６において制御部１１は、動作制御部２９により地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作を停止させると共に、初期化済みフラグをオフに切り替え、次のステップＳＰ２７へ移る。
【０１６９】
因みに制御部１１は、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作が既に停止していた場合、或いは初期化済フラグが既にオフになっていた場合には、そのままの状態を維持する。
【０１７０】
ステップＳＰ２７において制御部１１は、ＰＮＤ１を車載モードとして動作させて、図８（Ａ）に示す車両ナビゲーション画像ＧＶを表示部２に表示させ、次のステップＳＰ２８へ移る。
【０１７１】
ステップＳＰ２８において制御部１１は、所定時間待機した後に再度ステップＳＰ２２へ戻って一連の処理を繰り返す。
【０１７２】
因みに制御部１１は、ＰＮＤ１の電源が切断されたとき、一連の動作制御処理手順ＲＴ２を終了するようになされている。
【０１７３】
［１−７．動作及び効果］
以上の構成においてＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１に作用する地磁気値Ｍを検出する地磁気センサ８を設けると共に、当該ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かをクレードル検出部１７により判定する。
【０１７４】
ここでＰＮＤ１がクレードル３に装着されている場合、当該ＰＮＤ１は車両９に取り付けられているとみなされ、車載モードとして動作する。
【０１７５】
このとき地磁気センサ８は、正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出することが困難になる。このため動作制御部２９は、地磁気センサ８を制御しその動作を停止させるようにした。これによりＰＮＤ１は、地磁気センサ８が動作する際に必要な電力を消費しないようにすることができる。
【０１７６】
さらに動作制御部２９は、方位算出部２８と、当該方位算出部２８へ姿勢角データＡＡＤを供給する姿勢角検出部２７とを制御しその動作を停止させるようにした。
【０１７７】
これによりＰＮＤ１は、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７が動作する際のソフトウェアの負荷を軽減することができ、結果的に方位算出部２８及び姿勢角検出部２７が動作する際に必要な電力を消費しないようにすることができる。このためＰＮＤ１は、ＰＮＤ１自身の消費電力をさらに低減させることができる。
【０１７８】
一方ＰＮＤ１がクレードル３に装着されていない場合、当該ＰＮＤ１は車両９に取り付けられておらずユーザにより持ち出されているとみなされ、徒歩モードとして動作する。
【０１７９】
このとき地磁気センサ８は、正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出することができる。このため動作制御部２９は、地磁気センサ８を制御し動作させるようにした。
【０１８０】
このためＰＮＤ１は、徒歩モードにおいては地磁気センサ８からの地磁気データＴＭＤに基づいて方位Ｃを算出し、当該方位Ｃに基づきコンパス画像ＧＣを表示部２に表示させることができる。
【０１８１】
またＰＮＤ１は、車載モードにおいては現在位置データＮＰＤ１又は現在位置データＮＰＤ２に基づき方位を算出し、当該方位に基づきコンパス画像ＧＣを表示部２に表示させるようにした。
【０１８２】
このためＰＮＤ１は、車載モードと徒歩モードとのどちらにおいてもコンパス画像ＧＣを表示し、ユーザに方位を提示することができる。
【０１８３】
またＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１がクレードル３から離脱されたか否かにより車載モードと徒歩モードとを自動的に切り替えるため、ユーザにモードを切り替える煩雑な操作をさせずに済む。
【０１８４】
以上の構成によればＰＮＤ１は、当該ＰＮＤ１に作用する地磁気値Ｍを検出する地磁気センサ８を設けると共に、当該ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かをクレードル検出部１７により判定する。ＰＮＤ１がクレードル３に装着されている場合、動作制御部２９は、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７を動作させる。一方ＰＮＤ１がクレードル３に装着されていない場合、動作制御部２９は、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作を停止させる。これによりＰＮＤ１は、車両９から取り外された場合は地磁気センサ８を動作させると共に、正しい方位を表す地磁気値Ｍを検出することが困難である車両９に取り付けられた場合は地磁気センサ８の動作を停止させることができる。
【０１８５】
＜２．第２の実施の形態＞
図１５には、第２の実施の形態による携帯電話機１０１を示す。携帯電話機１０１は、第１の実施の形態によるＰＮＤ１と同様、ナビゲーション機能を有している。
【０１８６】
図１５に示すように、携帯電話機１０１はその前面にＬＣＤ(Liquid Crystal Display)でなる表示部１０２が設けられており、当該携帯電話機１０１に内蔵された例えば不揮発性メモリ（図示せず）に格納されているデータに応じた地図画像や電子メール等を表示部２に対して表示し得るようになされている。
【０１８７】
また携帯電話機１０１の前面には入力ボタンでなる操作部１０６、マイク１０４及びスピーカ１０５が設けられている。
【０１８８】
また携帯電話機１０１は、第１の実施の形態によるＰＮＤ１と同様、クレードル１０３を介して車両９に取り付けられるようになされている。
【０１８９】
図１６に示すように、携帯電話機１０１はＣＰＵ構成でなる統括制御部１０９が、携帯電話機としての機能を司る携帯電話ユニット１１０を制御するようになされている。
【０１９０】
また携帯電話機１０１は、上述したＰＮＤ１のナビゲーション機能を実現するための図７に示したナビゲーションユニット１０を有し、当該ナビゲーションユニット１０を統括制御部１０９により制御する。ここでは、ナビゲーションユニット１０の構成については図７と同様であるためその説明を省略する。
【０１９１】
携帯電話ユニット１１０における携帯電話制御部１１４は、ＣＰＵ構成でなり、例えば不揮発性メモリ等でなる記憶部１０８から読み出した基本プログラムによって携帯電話ユニット１１０全体を制御するようになされている。
【０１９２】
携帯電話ユニット１１０は、表示部１０２及び操作部１０６に加えて、半導体メモリ等でなり各種データの保存等に用いられる記憶部１０８と接続されている。因みに図１６では表示を簡略化しているが、表示部１０２、操作部１０６及び記憶部１０８はナビゲーションユニット１０にもそれぞれ接続されている。
【０１９３】
携帯電話機１０１は、電子メールの送受信を行う通信機能や、通話機能を実現すべく携帯電話ユニット１１０を用いる。実際上、携帯電話機１０１の携帯電話ユニット１１０は、図示しない基地局からアンテナＡＮＴ２を介して受信した受信信号を送受信部１１１へ送出する。
【０１９４】
送受信部１１１は、送信部及び受信部によって構成されており、受信信号を所定の方式に従って復調等することにより受信データに変換し、これをデコーダ１１２へ送出する。デコーダ１１２は携帯電話制御部１１４の制御に従って受信データをデコードすることにより相手方の通話音声データを復元し、スピーカ１０５へ出力する。スピーカ１０５は通話音声データを基に相手方の通話音声を出力する。
【０１９５】
一方、携帯電話ユニット１１０は、マイク１０４から集音した音声信号をエンコーダ１１５へ送出する。エンコーダ１１５は、携帯電話制御部１１４の制御に従って音声信号をデジタル変換した後に所定の方式でエンコードすることにより得た音声データを送受信部１１１へ送出する。
【０１９６】
送受信部１１１は、音声データを所定の方式に従って変調した後、アンテナＡＮＴ２を介して基地局（図示せず）へ無線送信する。
【０１９７】
このとき携帯電話ユニット１１０の携帯電話制御部１１４は、操作部１０６からの操作命令に応じて表示部１０２に相手方の電話番号や電波受信状況等を表示する。
【０１９８】
また携帯電話ユニット１１０の携帯電話制御部１１４は、通信機能により電子メールを受信する場合、送受信部１１１からデコーダ１１２へ受信データを供給し、当該受信データをデコードすることにより復元した電子メールデータを表示部１０２へ送出し、当該表示部１０２に電子メールを表示すると共に、記憶部１０８に記憶する。
【０１９９】
さらに携帯電話ユニット１１０の携帯電話制御部１１４は、通信機能により電子メールを送信する場合、操作部１０６を介して入力された電子メールデータをエンコーダ１１５によってエンコードした後、送受信部１１１及びアンテナＡＮＴ２を経由して無線送信するようになされている。
【０２００】
一方、携帯電話機１０１は、ナビゲーション機能を実行する場合、統括制御部１０９がナビゲーションユニット１０を制御し、上述したような動作制御処理手順（図１４）を実行し得るようになされている。
【０２０１】
具体的には携帯電話機１０１は、当該携帯電話機１０１に作用する地磁気値Ｍを検出する地磁気センサ８（図７）を設けると共に、当該携帯電話機１０１がクレードル１０３に装着されているか否かをクレードル検出部２９（図７）により判定する。
【０２０２】
ここで携帯電話機１０１がクレードル１０３に装着されている場合、当該携帯電話機１０１は車両９に取り付けられているとみなされ、車載モードとして動作する。
【０２０３】
このとき地磁気センサ８は、正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出することが困難になる。このため動作制御部２９は、地磁気センサ８を制御しその動作を停止させるようになされている。これにより携帯電話機１０１は、地磁気センサ８が動作する際に必要な電力を消費しないようにすることができる。
【０２０４】
さらに動作制御部２９は、方位算出部２８と、当該方位算出部２８へ姿勢角データＡＡＤを供給する姿勢角検出部２７とを制御しその動作を停止させるようになされている。
【０２０５】
これにより携帯電話機１０１は、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７が動作する際のソフトウェアの負荷を軽減することができ、結果的に方位算出部２８及び姿勢角検出部２７が動作する際に必要な電力を消費しないようにすることができる。このため携帯電話機１０１は、携帯電話機１０１自身の消費電力をさらに低減させることができる。
【０２０６】
一方携帯電話機１０１がクレードル１０３に装着されていない場合、当該携帯電話機１０１は車両９に取り付けられておらずユーザにより持ち出されているとみなされ、徒歩モードとして動作する。
【０２０７】
このとき地磁気センサ８は、正しい方位を表すような地磁気値Ｍを検出することができる。このため動作制御部２９は、地磁気センサ８を制御し動作させるようになされている。
【０２０８】
このため携帯電話機１０１は、徒歩モードにおいては地磁気センサ８からの地磁気データＴＭＤに基づいて方位Ｃを算出し、当該方位Ｃに基づきコンパス画像ＧＣを表示部１０２に表示させることができる。
【０２０９】
また携帯電話機１０１は、車載モードにおいては現在位置データＮＰＤ１又は現在位置データＮＰＤ２に基づき方位Ｃを算出し、当該方位Ｃに基づきコンパス画像ＧＣを表示部１０２に表示させるようにした。
【０２１０】
このため携帯電話機１０１は、車載モードと徒歩モードとのどちらにおいてもコンパス画像ＧＣを表示し、ユーザに方位を提示することができる。
【０２１１】
＜３．他の実施の形態＞
なお上述した実施の形態においては、ＰＮＤ１が車両９に搭載されている場合、地磁気センサ８、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作を停止させる場合について述べた。
【０２１２】
本発明はこれに限らず、地磁気センサ８のみの動作を停止させるようにしても良い。但し、方位算出部２８及び姿勢角検出部２７の動作も停止させる方が、より消費電力を低減させることができる。
【０２１３】
さらに上述した実施の形態においては、方位算出部２８が、姿勢角データＡＡＤを用いて地磁気データＴＭＤから、地平面に対するＰＮＤ１の傾きの影響を排除する傾き補正計算を行い、方位Ｃを算出する場合について述べた。
【０２１４】
本発明はこれに限らず、方位算出部２８が、地磁気センサ８から供給された地磁気データＴＭＤに相当する地磁気値Ｍのみに基づいて方位Ｃを算出しても良い。但し、ＰＮＤ１又は携帯電話機１０１が地平面に対し傾いている場合、傾き補正計算を行った方がより正確に方位Ｃを算出することができる。
【０２１５】
さらに上述した実施の形態においては、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５及びＺ軸ジャイロセンサ６により検出したデータに基づき、現在位置データＮＰＤ２を算出する場合について述べた。
【０２１６】
本発明はこれに限らず、例えば（特開２００８−０７６３７４公報）に示すように、加速度センサ、気圧センサ及びジャイロセンサを用いて車両の速度及び角速度を求め、当該速度及び角速度に基づき現在位置データを算出するなど、種々のセンサからのデータにより現在位置データを算出して良い。
【０２１７】
さらに上述した実施の形態においては、初期化処理を行う際、ＰＮＤ１を８の字状の軌跡を描くよう動かすようユーザに促す場合について述べた。
【０２１８】
本発明はこれに限らず、例えばＰＮＤ１をその場で周回させるなど、種々の方法により初期化処理を行って良い。さらに上述した実施の形態においては、ユーザに初期化処理を行うよう促す場合について述べたが、ＰＮＤ１が自動的に初期化処理を行っても良い。
【０２１９】
さらに上述した実施の形態においては、ヘディングアップ表示によりナビゲーションを行う場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばノースアップ表示等、種々の表示方法によりナビゲーションを行って良い。
【０２２０】
さらに上述した実施の形態においては、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６、気圧センサ７及び地磁気センサ８がＰＮＤ１の内部に設けられているようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６、気圧センサ７及び地磁気センサ８が、ＰＮＤ１の外部に設けられているようにしてもよい。
【０２２１】
さらに上述した実施の形態においては、本発明のＰＮＤ１又は携帯電話機１０１を移動体としての車両に搭載するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、船舶、電車、その他種々の移動体に搭載するようにしても良い。
【０２２２】
さらに上述した実施の形態においては、制御部１１が、予め記憶部１２に格納されているアプリケーションプログラムに従い、上述したルーチンＲＴ２の動作制御処理手順等を行う場合について述べた。
【０２２３】
本発明はこれに限らず、制御部１１が、記憶媒体からインストールしたアプリケーションプログラムや、インターネットからダウンロードしたアプリケーションプログラム、その他種々のルートによってインストールしたアプリケーションプログラムに従って上述した動作制御処理手順等を行うようにしても良い。
【０２２４】
さらに上述した実施の形態においては、本体部としてのＰＮＤ１と、現在位置検出部としてのＧＰＳ処理部２１、位置算出部２５及びナビゲーション部２６と、地磁気センサとしての地磁気センサ８と、方位算出部としての方位算出部２８と、着脱検出子としてのクレードル検出部１７と、動作制御部としての動作制御部２９とによってナビゲーション装置としてのＰＮＤ１を構成する場合について述べた。
【０２２５】
本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる本体部と、現在位置検出部と、位置算出部と、地磁気センサと、方位算出部と、着脱検出子と、動作制御部とによってナビゲーション装置を構成するようにしても良い。
【０２２６】
さらに上述した実施の形態においては、本体部としての携帯端末機１０１と、現在位置検出部としてのＧＰＳ処理部２１、位置算出部２５及びナビゲーション部２６と、地磁気センサとしての地磁気センサ８と、方位算出部としての方位算出部２８と、着脱検出子としてのクレードル検出部１７と、動作制御部としての動作制御部２９と、携帯電話部としての携帯電話ユニット１１０とによって携帯端末装置としての携帯電話機１０１を構成する場合について述べた。
【０２２７】
本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる本体部と、現在位置検出部と、位置算出部と、地磁気センサと、方位算出部と、着脱検出子と、動作制御部と、携帯電話部とによって携帯端末装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２２８】
本発明は、地磁気センサを搭載したナビゲーション装置や、地磁気センサを搭載しナビゲーション機能を有する携帯電話機、ＰＤＡやコンピュータ等といった種々の電子機器でも利用できる。
【符号の説明】
【０２２９】
１……ＰＮＤ、２、１０２……表示部、３、１０３……クレードル、４……３軸加速度センサ、５……Ｙ軸ジャイロセンサ、６……Ｚ軸ジャイロセンサ、７……気圧センサ、８……地磁気センサ、１０……ナビゲーションユニット、１１……制御部、１２、１０８……記憶部、１３、１０６……操作部、１７……クレードル検出部、２１……ＧＰＳ処理部、２２……速度算出部、２３……角度算出部、２４……高度算出部、２５……位置算出部、２６……ナビゲーション部、２７……姿勢角検出部、２８……方位算出部、２９……動作制御部、３１……データ取得部、３２……ハイパスフィルタ部、３３……ローパスフィルタ部、３４……速度計算部、３５……平滑化及びノイズ除去部、３６……速度出力部、１０１……携帯電話機、１０４……マイク、１０５……スピーカ、１０９……統括制御部、１１０……携帯電話ユニット、１１１……送受信部、１１２……デコーダ、１１４……携帯電話制御部、１１５……エンコーダ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の移動体に取り付けられた台座部に装着され、又は上記台座部から離脱される本体部と、
所定の測位手段から供給される測位情報に基づいて上記本体部の現在位置を検出する現在位置検出部と、
上記本体部に作用する地磁気を観測する地磁気センサと、
上記観測された地磁気に基づいて上記本体部の方位を算出する方位算出部と、
上記本体部が上記台座部に装着されているか否かを検出する着脱検出子と、
上記本体部が上記台座部に装着されていることが検出された場合、上記地磁気センサの動作を停止させる動作制御部と
を有するナビゲーション装置。
【請求項２】
上記動作制御部は、上記本体部が上記台座部に装着されていることが検出された場合、上記方位算出部の動作を停止させる
請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
上記本体部に作用する加速度を観測する加速度センサと、
上記観測された加速度に基づいて、地平面に対する上記本体部の傾きを示す姿勢角を検出する姿勢角検出部と
をさらに有し、
上記方位算出部は、上記検出された姿勢角及び上記観測された地磁気に基づいて上記本体部の方位を算出する
請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
上記動作制御部は、上記本体部が上記台座部に装着されていることが検出された場合、上記姿勢角検出部の動作を停止させる
請求項３に記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
所定の測位手段から供給される測位情報に基づいて、所定の移動体に取り付けられた台座部に装着され又は上記台座部から離脱される本体部の現在位置を所定の現在位置検出手段が検出する現在位置検出ステップと、
上記本体部が上記台座部に装着されているか否かを所定の着脱検出手段が検出する着脱検出ステップと、
上記本体部が上記台座部に装着されていることが検出された場合、所定の動作制御手段が上記地磁気センサの動作を停止させる動作制御ステップと、
上記本体部が上記台座部から離脱されていることが検出された場合、上記本体部に作用する地磁気を観測する地磁気センサにより観測された地磁気に基づいて、所定の方位算出手段が上記本体部の方位を算出する方位算出ステップと
を有する動作制御方法。
【請求項６】
所定の移動体に取り付けられた台座部に装着され、又は上記台座部から離脱される本体部と、
所定の測位手段から供給される測位情報に基づいて上記本体部の現在位置を検出する現在位置検出部と、
上記本体部に作用する地磁気を観測する地磁気センサと、
上記観測された地磁気に基づいて上記本体部の方位を算出する方位算出部と、
上記本体部が上記台座部に装着されているか否かを検出する着脱検出子と、
上記本体部が上記台座部に装着されていることが検出された場合、上記地磁気センサの動作を停止させる動作制御部と、
所定の基地局との間で無線通信を行うことにより通話処理を行う携帯電話部と
を有する携帯端末装置。
【請求項１】
所定の移動体に取り付けられた台座部に装着され、又は上記台座部から離脱される本体部と、
所定の測位手段から供給される測位情報に基づいて上記本体部の現在位置を検出する現在位置検出部と、
上記本体部に作用する地磁気を観測する地磁気センサと、
上記観測された地磁気に基づいて上記本体部の方位を算出する方位算出部と、
上記本体部が上記台座部に装着されているか否かを検出する着脱検出子と、
上記本体部が上記台座部に装着されていることが検出された場合、上記地磁気センサの動作を停止させる動作制御部と
を有するナビゲーション装置。
【請求項２】
上記動作制御部は、上記本体部が上記台座部に装着されていることが検出された場合、上記方位算出部の動作を停止させる
請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項３】
上記本体部に作用する加速度を観測する加速度センサと、
上記観測された加速度に基づいて、地平面に対する上記本体部の傾きを示す姿勢角を検出する姿勢角検出部と
をさらに有し、
上記方位算出部は、上記検出された姿勢角及び上記観測された地磁気に基づいて上記本体部の方位を算出する
請求項１に記載のナビゲーション装置。
【請求項４】
上記動作制御部は、上記本体部が上記台座部に装着されていることが検出された場合、上記姿勢角検出部の動作を停止させる
請求項３に記載のナビゲーション装置。
【請求項５】
所定の測位手段から供給される測位情報に基づいて、所定の移動体に取り付けられた台座部に装着され又は上記台座部から離脱される本体部の現在位置を所定の現在位置検出手段が検出する現在位置検出ステップと、
上記本体部が上記台座部に装着されているか否かを所定の着脱検出手段が検出する着脱検出ステップと、
上記本体部が上記台座部に装着されていることが検出された場合、所定の動作制御手段が上記地磁気センサの動作を停止させる動作制御ステップと、
上記本体部が上記台座部から離脱されていることが検出された場合、上記本体部に作用する地磁気を観測する地磁気センサにより観測された地磁気に基づいて、所定の方位算出手段が上記本体部の方位を算出する方位算出ステップと
を有する動作制御方法。
【請求項６】
所定の移動体に取り付けられた台座部に装着され、又は上記台座部から離脱される本体部と、
所定の測位手段から供給される測位情報に基づいて上記本体部の現在位置を検出する現在位置検出部と、
上記本体部に作用する地磁気を観測する地磁気センサと、
上記観測された地磁気に基づいて上記本体部の方位を算出する方位算出部と、
上記本体部が上記台座部に装着されているか否かを検出する着脱検出子と、
上記本体部が上記台座部に装着されていることが検出された場合、上記地磁気センサの動作を停止させる動作制御部と、
所定の基地局との間で無線通信を行うことにより通話処理を行う携帯電話部と
を有する携帯端末装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−６４５９３（Ｐ２０１１−６４５９３Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１６０８２（Ｐ２００９−２１６０８２）
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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