説明

測位装置、カーナビゲーション装置及び測位方法

【課題】簡易に正確な受信機の位置を検出することが可能な「測位装置」、「カーナビゲーション装置」及び「測位方法」を提供する。
【解決手段】制御部102は、GPS受信機50によって受信される信号の送信元のGPS衛星を4個ずつ組み合わせた場合における全ての組み合わせ毎に、当該組み合わせに属する4個のGPS衛星からの信号に対応するGPS情報に基づいて、車両位置を検出し、これら組み合わせ毎に検出された車両位置に基づいて、マルチパスが発生しているGPS衛星を特定し、そのGPS衛星以外のGPS衛星からの信号に対応するGPSに基づいて、車両位置を検出する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、GPS衛星からの信号に基づいて測位を行う測位装置、当該測位装置を有するカーナビゲーション装置、及び、GPS衛星からの信号に基づいて測位を行う測位方法に関する。
【背景技術】
【0002】
カーナビゲーション装置等においては受信機が内蔵されており、当該受信機がGPS衛星によって送信される信号を受信することによって、当該信号の送受信の時間差等に基づいて、当該受信機の位置、換言すれば、カーナビゲーション装置等が搭載された車両の位置が検出される。
【0003】
しかし、GPS衛星からの信号が受信機に直接到達せず、建物の壁等によって反射して到達するようなマルチパスが発生する場合、信号の伝搬距離が変化するため、そのマルチパスが発生しているGPS衛星からの信号に基づいて車両位置を検出すると、当該車両位置が正しく検出されない場合がある。このため、特許文献1では、マルチパスが発生しているGPS衛星を特定し、そのGPS衛星以外の他のGPS衛星からの信号に基づいて、受信機の位置を検出する技術が提案されている。
【特許文献1】特開2005−77318号公報
【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、上述した特許文献1に記載された技術では、マルチパスが発生しているGPS衛星を特定し、受信機の正確な位置を検出するためには、マルチパスの有無に応じてGPS衛星に対する受信機位置検出の際の重み付けを設定する等の演算が必要である。このため、簡易に正確な受信機の位置を検出する測位装置が要求されている。
【0005】
本発明の目的は、上述した課題を解決するものであり、簡易に正確な受信機の位置を検出することが可能な測位装置、カーナビゲーション装置及び測位方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、GPS衛星からの信号に基づいて、測位を行う測位装置であって、N個のGPS衛星からの信号を受信する受信機と、前記N個のGPS衛星からM個のGPS衛星を選択して得られる全ての組み合わせ毎に、前記受信機によって受信された、該組み合わせに属するM個のGPS衛星からの信号に基づいて、前記受信機の位置を検出する第1の位置検出手段と、前記第1の位置検出手段によって前記組み合わせ毎に検出された受信機の位置に基づいて、前記N個のGPS衛星のうち、前記受信機の位置の検出に用いるべきでないGPS衛星を特定する特定手段と、前記受信機によって受信された、前記N個のGPS衛星のうち前記特定手段により特定されたGPS衛星以外のGPS衛星からの信号に基づいて、前記受信機の位置を検出する第2の位置検出手段とを有することを特徴とする。
【0007】
この構成によれば、N個のGPS衛星からM個のGPS衛星を選択して得られる全ての組み合わせ毎に、その組み合わせに属するM個のGPS衛星からの信号に基づいて受信機の位置が検出され、更に検出された受信機の位置のそれぞれに基づいて、N個のGPS衛星のうち、受信機の位置検出に用いるべきでないGPS衛星が特定され、受信機の位置検出の際に除外される。このため、従来のように、GPS衛星に対する受信機位置検出の際の重み付けを設定する等の演算を行わなくても、受信機の位置検出に用いるべきでないGPS衛星を特定して、簡易に正確な受信機の位置を検出することが可能となる。
【0008】
また、本発明の測位装置は、前記第1の位置検出手段によって前記組み合わせ毎に検出された受信機の位置の平均を表す位置平均値を算出する位置平均値算出手段と、前記第1の位置検出手段によって前記組み合わせ毎に検出された受信機の位置のそれぞれと前記位置平均値算出手段によって算出された位置平均値との差分を算出する差分算出手段と、前記N個のGPS衛星毎に、前記差分算出手段によって算出された該GPS衛星が属する組み合わせに対応する差分の平均を表す第1の差分平均値を算出する第1の差分平均値算出手段とを有し、前記特定手段が、前記第1の差分平均値算出手段によって算出された第1の差分平均値が所定範囲外である場合に、該第1の差分平均値に対応するGPS衛星を前記受信機の位置の検出に用いるべきでないGPS衛星として特定するようにしてもよい。
【0009】
この構成によれば、組み合わせ毎に検出された受信機の位置に基づいて、N個のGPS衛星のうち、マルチパスが発生したGPS衛星を特定することができる。
【0010】
同様の観点から、本発明の測位装置は、前記第1の差分平均値算出手段によって前記N個のGPS衛星毎に算出された第1の差分平均値の平均を表す第2の差分平均値を算出する第2の差分平均値算出手段と、前記第1の差分平均値算出手段によって前記N個のGPS衛星毎に算出された第1の差分平均値の標準偏差を算出する標準偏差算出手段とを有し、前記特定手段が、前記第1の差分平均値算出手段によって算出された第1の差分平均値が、前記第2の差分平均値算出手段によって算出された第2の差分平均値から前記標準偏差算出手段によって算出された標準偏差を差し引いた値と、前記第2の差分平均値算出手段によって算出された第2の差分平均値に前記標準偏差算出手段によって算出された標準偏差を加えた値との間の範囲外である場合に、該第1の差分平均値に対応するGPS衛星を前記受信機の位置の検出に用いるべきでないGPS衛星として特定するようにしてもよい。
【0011】
同様の観点から、本発明の測位装置は、前記第1の位置検出手段が、前記N個のGPS衛星から少なくとも4個のGPS衛星を選択して得られる全ての組み合わせ毎に、前記受信機によって受信された、該組み合わせに属する少なくとも4個のGPS衛星から受信された信号に基づいて、前記受信機の位置を検出するようにしてもよい。
【0012】
本発明のカーナビゲーション装置は、車両に搭載され、上述したいずれかの測位装置を有し、前記第2の位置検出手段により検出された前記受信機の位置を前記車両の位置として用いることを特徴とする。
【0013】
本発明は、GPS衛星からの信号に基づいて、測位を行う測位方法であって、受信機によってN個のGPS衛星からの信号を受信する受信ステップと、前記N個のGPS衛星からM個のGPS衛星を選択して得られる全ての組み合わせ毎に、前記受信ステップにおいて受信された、該組み合わせに属するM個のGPS衛星からの信号に基づいて、前記受信機の位置を検出する第1の位置検出ステップと、前記第1の位置検出ステップにおいて前記組み合わせ毎に検出された受信機の位置に基づいて、前記N個のGPS衛星のうち、前記受信機の位置の検出に用いるべきでないGPS衛星を特定する特定ステップと、前記受信機によって受信された、前記N個のGPS衛星のうち前記特定ステップにより特定されたGPS衛星以外のGPS衛星からの信号に基づいて、前記受信機の位置を検出する第2の位置検出ステップとを有することを特徴とする。
【0014】
また、本発明の測位方法は、前記第1の位置検出ステップにおいて前記組み合わせ毎に検出された受信機の位置の平均を表す位置平均値を算出する位置平均値算出ステップと、前記第1の位置検出ステップにおいて前記組み合わせ毎に検出された受信機の位置のそれぞれと前記位置平均値算出ステップにおいて算出された位置平均値との差分を算出する差分算出ステップと、前記N個のGPS衛星毎に、前記差分算出ステップにおいて算出された該GPS衛星が属する組み合わせに対応する差分の平均を表す第1の差分平均値を算出する第1の差分平均値算出ステップとを有し、前記特定ステップが、前記第1の差分平均値算出手段によって算出された第1の差分平均値が所定範囲外である場合に、該第1の差分平均値に対応するGPS衛星を前記受信機の位置の検出に用いるべきでないGPS衛星として特定するようにしてもよい。
【0015】
また、本発明の測位方法は、前記第1の差分平均値算出ステップにおいて前記N個のGPS衛星毎に算出された第1の差分平均値の平均を表す第2の差分平均値を算出する第2の差分平均値算出ステップと、前記第1の差分平均値算出ステップにおいて前記N個のGPS衛星毎に算出された第1の差分平均値の標準偏差を算出する標準偏差算出ステップとを有し、前記特定ステップが、前記第1の差分平均値算出ステップにおいて算出された第1の差分平均値が、前記第2の差分平均値算出ステップにおいて算出された第2の差分平均値から前記標準偏差算出ステップにおいて算出された標準偏差を差し引いた値と、前記第2の差分平均値算出ステップにおいて算出された第2の差分平均値に前記標準偏差算出ステップにおいて算出された標準偏差を加えた値との間の範囲外である場合に、該第1の差分平均値に対応するGPS衛星を前記受信機の位置の検出に用いるべきでないGPS衛星として特定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、GPS衛星に対する受信機位置検出の際の重み付けを設定する等の演算を行わなくても、マルチパスが発生しているGPS衛星等、受信機の位置検出に用いるべきでないGPS衛星を特定して、簡易に正確な受信機の位置を検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。図1は、本発明の測位装置が適用されたカーナビゲーション装置の構成を示す図である。図1に示すカーナビゲーション装置100は、車両に搭載され、本体10、ハードディスクドライブ(HDD)20、操作部30、通信部40、GPS受信機50、自立航法センサ60、ディスプレイ70及びスピーカ80により構成される。
【0018】
HDD20は、ハードディスク22を搭載しており、当該ハードディスク22に記録された地図データを読み出す。地図データには、道路情報が含まれる。この道路情報は、図2に示すように、道路について、当該道路の識別情報である道路IDと、道路の識別情報である道路名称と、同一の道路名称を有する複数の道路情報のそれぞれを識別するためのハウスナンバー(No)と、当該道路が通過する地域の名称と、緯度及び経度によって特定され、当該道路の形状を表すための複数の道路座標が道路の延在方向に沿って順に配列された座標配列とにより構成される。なお、地図データの記録媒体は、ハードディスク22に限られず、DVD、CD−ROM等であってもよく、記録媒体に応じたドライブが用意される。
【0019】
操作部30は、図示しない操作ボタンやジョイスティック等を有しており、誘導経路探索時の目的地の設定等の検索情報の設定等において、ユーザによって操作される。通信部40は、例えば、携帯電話機であり、カーナビゲーション装置100に必要な各種情報を取得するために、外部との通信を行う。GPS受信機50は、車両の位置の検出に必要なGPS衛星からの信号を受信し、当該信号に含まれる情報と当該信号の受信時刻とを含んだGPS情報を生成する。自立航法センサ60は、車両の進行方向を検出するためのジャイロ等と、一定の走行距離毎にパルス(車速パルス)を発生する距離センサとにより構成される。
【0020】
本体10は、制御部102、バッファメモリ104、地図描画部106、操作画面・マーク発生部108、誘導経路記憶部110、誘導経路描画部112、マルチパス衛星記憶部114及び画像合成部118により構成される。
【0021】
制御部102は、カーナビゲーション装置100の全体を制御する。具体的には、制御部102は、GPS受信機50からのGPS情報に基づいて、当該GPS受信機50の位置を車両の位置として検出する。車両位置検出の詳細については後述する。また、制御部102は、自立航法センサ60によって検出された車両の進行方向、車速パルスの出力間隔に基づいて、車両の方位及び速度を算出する。また、制御部102は、HDD20に対して、ハードディスク22に記録された地図データの読み出しを指示する。例えば、制御部102は、車両が走行中の場合には、車両位置周辺の所定範囲に対応する地図データの読み出しを指示する。この指示によってHDD104が読み出した地図データは、バッファメモリ104に格納される。地図描画部106は、バッファメモリ104に格納された地図データに基づいて地図画像を生成する。
【0022】
また、制御部102は、ユーザによる操作部30の操作や、カーナビゲーション装置10の動作状態に応じて、操作画面・マーク発生部108に画像生成の指示を出す。操作画面・マーク発生部108は、この指示に応じて、各種メニュー画面や自車位置マーク、カーソルのマークの画像を生成する。
【0023】
また、制御部102は、ユーザによる操作部30の誘導経路探索のための操作に応じて、バッファメモリ104に格納された地図データを読み出し、当該地図データに基づいて、所定の経路探索アルゴリズムを用いて目的地までの誘導経路を設定する。設定された誘導経路の情報は、誘導経路記憶部110に記憶される。誘導経路描画部112は、誘導経路記憶部110に記憶された誘導経路情報に基づいて、誘導経路画像を生成する。
【0024】
また、制御部102は、ユーザによる操作部30の操作や、カーナビゲーション装置10の動作状態に応じて、画像合成部118に、画像合成を指示する。画像合成部118は、この指示に応じて、地図画像描画部106、操作画面・マーク発生部108、誘導経路描画部112、施設リスト描画部116によって生成された各種画像を適宜合成し、得られた画像をディスプレイ70に表示させる。
【0025】
また、制御部102は、ユーザによる操作部30の操作や、カーナビゲーション装置10の動作状態に応じて、音声を生成し、スピーカ80に出力させる。例えば、制御部102は、経路誘導中に誘導経路情報に基づいて、交差点を曲がる指示等の案内音声を生成し、スピーカ80に出力させる。
【0026】
次に、カーナビゲーション装置10における車両位置検出の詳細について説明する。図2は、制御部102の車両位置検出にかかわる部分の機能ブロック図である。図2に示す制御部102は、第1及び第2の位置検出手段に対応する位置検出部152と、位置平均値算出手段に対応する位置平均値算出部154と、差分算出手段に対応する差分算出部156と、第1の差分平均値算出手段に対応する第1差分平均値算出部158と、第2の差分平均値算出手段に対応する第2差分平均値算出部160と、標準偏差算出手段に対応する標準偏差算出部162と、特定手段に対応するマルチパス衛星特定部164とにより構成される。この制御部102は、GPS衛星のうちマルチパスが発生しているGPS衛星を特定し、当該マルチパスが発生しているGPS衛星以外のGPS衛星からの信号に基づいて、車両位置を検出する。
【0027】
図3は、マルチパスが発生しているGPS衛星の特定の動作を示すフローチャートである。制御部102内の位置検出部152は、GPS受信機50からのGPS情報を入力したか否かを判定する(S101)。図4は、GPS情報の一例を示す図である。図4に示すようにGPS情報は、GPS受信機50が受信した信号の送信元のGPS衛星の識別情報であるGPS番号と、当該送信元のGPS衛星の軌道情報と、当該送信元のGPS衛星による信号の送信時刻と、GPS受信機50が当該送信元のGPS衛星から受信した信号の受信自国とにより構成される。これらのうち、GPS番号、軌道情報及び送信時刻は、GPS衛星からの信号に含まれており、GPS受信機50は、受信した信号からこれらGPS番号、軌道情報及び送信時刻を抽出し、更に受信時刻を付加してGPS情報を生成して位置検出部152へ出力する。
【0028】
GPS受信機50からのGPS情報を入力した場合、位置検出部152は、各GPS情報に基づいて、GPS受信機50によって受信された信号の送信元のGPS衛星を特定し、送信元のGPS衛星から4個のGPS衛星を選択して得られる全ての組み合わせを生成する(S102)。
【0029】
図5は、車両位置とGPS衛星の位置関係の一例を示す図である。図5では、車両位置の可視範囲に、GPS番号3のGPS衛星(GPS衛星#3)、GPS番号7のGPS衛星(GPS衛星#7)、GPS番号15のGPS衛星(GPS衛星#15)、GPS番号24のGPS衛星(GPS衛星#24)及びGPS番号29のGPS衛星(GPS衛星#29)が存在する。この場合、GPS受信機50は、これら5個のGPS衛星からの信号を受信して、当該信号のそれぞれに対応する5個のGPS情報を生成して位置検出部152へ出力する。位置検出部152は、各GPS情報に基づいて、GPS受信機50によって受信された信号の5個の送信元のGPS衛星を特定し、当該5個の送信元のGPS衛星を4つずつ選択した全ての組み合わせを生成する。
【0030】
図6は、GPS衛星の組み合わせを示す図である。図6に示すGPS衛星の組み合わせは、車両位置とGPS衛星の位置関係が図5に示すものである場合における例であり、位置検出部152によって、GPS衛星#3、GPS衛星#7、GPS衛星#15、GPS衛星#24及びGPS衛星#29を4個ずつ選択して得られる全ての組み合わせA乃至Eが示されている。
【0031】
次に、位置検出部152は、生成したGPS衛星の全ての組み合わせ毎に、当該組み合わせに属するGPS衛星に対応するGPS情報に基づいて、車両位置を検出する(S103)。具体的には、位置検出部152は、S102において生成した組み合わせ毎に、当該組み合わせに属する4個のGPS衛星のGPS番号を特定し、更にその特定したGPS番号を含む4個のGPS情報をGPS受信機50からのGPS情報の中から抽出する。そして、位置検出部152は、抽出した4個のGPS情報のそれぞれについて、当該GPS情報内の軌道情報と送信情報とに基づいてGPS衛星の位置を検出し、更に、送信時刻と受信時刻との時間差に基づいてGPS衛星から車両位置までの距離を算出する。そして、位置検出部152は、4個のGPS情報のそれぞれについて得た、GPS衛星の位置と、当該GPS衛星から車両位置までの距離とに基づいて、車両位置を算出する。GPS衛星の組み合わせ毎に検出された車両位置は、その組み合わせに属するGPS衛星のGPS番号が対応付けられた上で位置平均値算出部154へ送られる。
【0032】
次に、位置平均値算出部154は、GPS衛星の組み合わせ毎の車両位置の平均値を算出する(S104)。算出された車両位置平均値は、GPS衛星の組み合わせ毎の車両位置と、当該車両位置に対応する組み合わせに属するGPS衛星のGPS番号とともに、差分算出部156へ送られる。差分算出部156は、GPS衛星の組み合わせ毎に、当該組み合わせに対応する車両位置のそれぞれと、車両位置平均値との差分(距離)を算出する(S105)。GPS衛星の組み合わせ毎に算出された差分は、その組み合わせに属するGPS衛星のGPS番号が対応付けられた上で第1差分平均値算出部158へ送られる。
【0033】
図7は、GPSの組み合わせ毎の車両位置、車両位置平均値、GPSの組み合わせ毎の車両位置と車両位置平均値との差分の一例を示す図である。図7に示す車両位置は、GPS衛星の組み合わせが図6に示す組み合わせA乃至Eである場合における例であり、組み合わせA乃至E毎に、当該組み合わせに属する4個のGPS衛星に対応するGPS情報に基づいて検出された車両位置と、これら組み合わせ毎に検出された車両位置の平均値と、組み合わせ毎に検出された車両位置のそれぞれと車両位置平均値との差分が示されている。
【0034】
第1差分平均値算出部158は、GPS衛星毎に、当該GPS衛星が属する組み合わせに対応する差分の平均値(第1差分平均値)を算出する(S106)。具体的には、第1差分平均値算出部158は、組み合わせに属するGPS衛星のGPS番号に基づいて、GPS受信機50が受信した信号の送信元であるGPS衛星のそれぞれについて、当該GPS衛星が属する組み合わせを特定する。更に、第1差分平均値算出部158は、GPS受信機50が受信した信号の送信元であるGPS衛星のそれぞれについて、当該GPS衛星が属する組み合わせに対応する差分を特定し、その特定した差分の平均値を算出する。算出されたGPS衛星毎の第1差分平均値は、そのGPS衛星のGPS番号が対応付けられた上で第2差分平均値算出部160及び標準偏差算出部162へ送られる。
【0035】
第2差分平均値算出部160は、GPS衛星毎の第1差分平均値の平均値(第2差分平均値)を算出する。算出された第2差分平均値は、マルチパス衛星特定部164へ送られる。また、GPS衛星毎の第1差分平均値は、そのGPS衛星のGPS番号が対応付けられた上でマルチパス衛星特定部164へ送られる。また、算出された第2差分平均値は、GPS衛星毎の第1差分平均値とともに標準偏差算出部162へ送られる。
【0036】
標準偏差算出部162は、第2差分平均値は、GPS衛星毎の第1差分平均値と、第2差分平均値とに基づいて、第1差分平均値の標準偏差を算出する(S108)。算出された標準偏差は、マルチパス衛星特定部164へ送られる。
【0037】
図8は、GPS衛星毎の第1差分平均値、第2差分平均値及び標準偏差の一例を示す図である。図8は、GPS衛星の組み合わせ毎に検出された車両位置のそれぞれと車両位置平均値との差分が図7に示すものである場合における例である。
【0038】
マルチパス衛星特定部164は、第2差分平均値から標準偏差を差し引いた値と、第2差分平均値に標準偏差を加えた値との間の範囲を適性範囲として設定する。更に、マルチパス衛星特定部164は、GPS衛星毎の第1差分平均値のうち、適性範囲外であるものを判定し、更に、その判定した第1差分平均値に対応付けられているGPS番号のGPS衛星をマルチパスが発生しているGPS衛星として特定する(S109)。適性範囲外の第1差分平均値に対応付けられているGPS番号、換言すれば、マルチパスが発生しているGPS衛星のGPS番号はマルチパス衛星記憶部114に記憶される。
【0039】
図9は、マルチパスが発生しているGPS衛星の判定結果を示す図である。図9は、GPS衛星毎の第1差分平均値、第2差分平均値及び標準偏差が図8に示すものである場合の例である。図9では、GPS番号24のGPS衛星に対応する第1差分平均値が適性範囲外であるため、当該GPS番号24のGPS衛星がマルチパスの発生しているGPS衛星として特定される。
【0040】
図10は、真の車両位置とGPS衛星の組み合わせ毎に検出された車両位置との一例を示す図である。図10は、GPS衛星の組み合わせ毎の車両位置が図7に示すものであり、マルチパスが発生しているGPS衛星の判定結果が図9に示すものである場合の例である。図10では、マルチパスが発生しているGPS番号24のGPS衛星が属する組み合わせA、C、D及びEに対応して検出された車両位置は、真の車両位置から大きく外れたものとなるが、GPS番号24のGPS衛星が属していない組み合わせBに対応して検出された車両位置は、真の車両位置の近傍となる。
【0041】
このようにして、マルチパスが発生しているGPS衛星が特定された後は、当該マルチパスが発生しているGPS衛星を除外し、それ以外のGPS衛星からの信号に基づいて、車両位置が検出される。
【0042】
図11は、マルチパスが発生しているGPS衛星を除外した位置検出を示すフローチャートである。制御部102内の位置検出部102は、GPS受信機50からのGPS情報を入力したか否かを判定する(S201)。
【0043】
GPS情報を入力した場合、位置検出部152は、マルチパス衛星記憶部114に記憶された、マルチパスが発生しているGPS衛星のGPS番号を読み出す。更に、位置検出部152は、入力した各GPS情報のうち、マルチパス衛星記憶部114から読み出したGPS番号と一致するものについて、マルチパスが発生しているGPS衛星に対応するGPS情報であると判断し、位置検出から除外する(S202)。
【0044】
更に、位置検出部152は、除外しなかった残りのGPS情報について、少なくとも4個を選択し、その選択したGPS情報に基づいて、車両位置を検出する(S203)。具体的には、位置検出部152は、選択したGPS情報のそれぞれについて、当該GPS情報内の軌道情報と送信情報とに基づいてGPS衛星の位置を検出し、更に、送信時刻と受信時刻との時間差に基づいてGPS衛星から車両位置までの距離を算出する。そして、位置検出部152は、選択したGPS情報のそれぞれについて得た、GPS衛星の位置と、当該GPS衛星から車両位置までの距離とに基づいて、車両位置を算出する。
【0045】
このように、本実施形態のナビゲーション装置100の本体10内の制御部102は、GPS受信機50によって受信される信号の送信元のGPS衛星を4個ずつ組み合わせた場合における全ての組み合わせ毎に、当該組み合わせに属する4個のGPS衛星からの信号に対応するGPS情報に基づいて、車両位置を検出し、これら組み合わせ毎に検出された車両位置に基づいて、当該車両位置の平均値、組み合わせ毎に検出された車両位置と車両位置平均値との差分、GPS衛星毎の当該GPS衛星が属する組み合わせに対応する差分の平均値である第1差分平均値、各第1差分平均値の平均値である第2差分平均値、各第1差分平均値の標準偏差を算出し、第1差分平均値が適性範囲外である場合には、その第1差分平均値に対応するGPS衛星を、車両位置の検出に用いるべきでないGPS衛星、すなわち、マルチパスが発生しているGPS衛星を特定し、そのGPS衛星以外のGPS衛星からの信号に対応するGPSに基づいて、車両位置を検出する。これにより、GPS衛星に対する車両位置検出の際の重み付けを設定する等の演算を行わなくても、マルチパスが発生しているGPS衛星を特定して、簡易に正確な車両位置を検出することが可能となる。
【0046】
なお、上述した実施形態では、4個のGPS衛星の組み合わせ毎に車両位置を検出したが、5個以上のGPS衛星の組み合わせを得て、その組み合わせ毎に車両位置を検出してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0047】
以上、説明したように、本発明に係る測位装置、カーナビゲーション装置及び測位方法は、簡易に正確な受信機の位置を検出することが可能であり、測位装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】カーナビゲーション装置の構成を示す図である。
【図2】制御部の機能ブロック図である。
【図3】マルチパスが発生しているGPS衛星の特定の動作を示すフローチャートである。
【図4】GPS情報の一例を示す図である。
【図5】車両位置とGPS衛星の位置関係の一例を示す図である。
【図6】GPS衛星の組み合わせを示す図である。
【図7】GPSの組み合わせ毎の車両位置、車両位置平均値、GPSの組み合わせ毎の車両位置と車両位置平均値との差分の一例を示す図である。
【図8】GPS衛星毎の第1差分平均値、第2差分平均値及び標準偏差の一例を示す図である。
【図9】マルチパスが発生しているGPS衛星の判定結果を示す図である。
【図10】真の車両位置とGPS衛星の組み合わせ毎に検出された車両位置との一例を示す図である。
【図11】マルチパスが発生しているGPS衛星を除外した位置検出を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0049】
10 本体
20 ハードディスクドライブ(HDD)
22 ハードディスク
30 操作部
40 通信部
50 GPS受信機
60 自立航法センサ
70 ディスプレイ
80 スピーカ
100 カーナビゲーション装置
102 制御部
104 バッファメモリ
106 地図描画部
108 操作画面・マーク発生部
110 誘導経路記憶部
112 誘導経路描画部
114 マルチパス衛星記憶部
118 画像合成部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
GPS衛星からの信号に基づいて、測位を行う測位装置であって、
N個のGPS衛星からの信号を受信する受信機と、
前記N個のGPS衛星からM個のGPS衛星を選択して得られる全ての組み合わせ毎に、前記受信機によって受信された、該組み合わせに属するM個のGPS衛星からの信号に基づいて、前記受信機の位置を検出する第1の位置検出手段と、
前記第1の位置検出手段によって前記組み合わせ毎に検出された受信機の位置に基づいて、前記N個のGPS衛星のうち、前記受信機の位置の検出に用いるべきでないGPS衛星を特定する特定手段と、
前記受信機によって受信された、前記N個のGPS衛星のうち前記特定手段により特定されたGPS衛星以外のGPS衛星からの信号に基づいて、前記受信機の位置を検出する第2の位置検出手段とを有することを特徴とする測位装置。
【請求項2】
前記第1の位置検出手段によって前記組み合わせ毎に検出された受信機の位置の平均を表す位置平均値を算出する位置平均値算出手段と、
前記第1の位置検出手段によって前記組み合わせ毎に検出された受信機の位置のそれぞれと前記位置平均値算出手段によって算出された位置平均値との差分を算出する差分算出手段と、
前記N個のGPS衛星毎に、前記差分算出手段によって算出された該GPS衛星が属する組み合わせに対応する差分の平均を表す第1の差分平均値を算出する第1の差分平均値算出手段とを有し、
前記特定手段は、前記第1の差分平均値算出手段によって算出された第1の差分平均値が所定範囲外である場合に、該第1の差分平均値に対応するGPS衛星を前記受信機の位置の検出に用いるべきでないGPS衛星として特定することを特徴とする請求項1に記載の測位装置。
【請求項3】
前記第1の差分平均値算出手段によって前記N個のGPS衛星毎に算出された第1の差分平均値の平均を表す第2の差分平均値を算出する第2の差分平均値算出手段と、
前記第1の差分平均値算出手段によって前記N個のGPS衛星毎に算出された第1の差分平均値の標準偏差を算出する標準偏差算出手段とを有し、
前記特定手段は、前記第1の差分平均値算出手段によって算出された第1の差分平均値が、前記第2の差分平均値算出手段によって算出された第2の差分平均値から前記標準偏差算出手段によって算出された標準偏差を差し引いた値と、前記第2の差分平均値算出手段によって算出された第2の差分平均値に前記標準偏差算出手段によって算出された標準偏差を加えた値との間の範囲外である場合に、該第1の差分平均値に対応するGPS衛星を前記受信機の位置の検出に用いるべきでないGPS衛星として特定することを特徴とする請求項3に記載の測位装置。
【請求項4】
前記第1の位置検出手段は、前記N個のGPS衛星から少なくとも4個のGPS衛星を選択して得られる全ての組み合わせ毎に、前記受信機によって受信された、該組み合わせに属する少なくとも4個のGPS衛星から受信された信号に基づいて、前記受信機の位置を検出することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の測位装置。
【請求項5】
車両に搭載され、請求項1乃至4のいずれかに記載の測位装置を有し、前記第2の位置検出手段により検出された前記受信機の位置を前記車両の位置として用いることを特徴とするカーナビゲーション装置。
【請求項6】
GPS衛星からの信号に基づいて、測位を行う測位方法であって、
受信機によってN個のGPS衛星からの信号を受信する受信ステップと、
前記N個のGPS衛星からM個のGPS衛星を選択して得られる全ての組み合わせ毎に、前記受信ステップにおいて受信された、該組み合わせに属するM個のGPS衛星からの信号に基づいて、前記受信機の位置を検出する第1の位置検出ステップと、
前記第1の位置検出ステップにおいて前記組み合わせ毎に検出された受信機の位置に基づいて、前記N個のGPS衛星のうち、前記受信機の位置の検出に用いるべきでないGPS衛星を特定する特定ステップと、
前記受信機によって受信された、前記N個のGPS衛星のうち前記特定ステップにより特定されたGPS衛星以外のGPS衛星からの信号に基づいて、前記受信機の位置を検出する第2の位置検出ステップとを有することを特徴とする測位方法。
【請求項7】
前記第1の位置検出ステップにおいて前記組み合わせ毎に検出された受信機の位置の平均を表す位置平均値を算出する位置平均値算出ステップと、
前記第1の位置検出ステップにおいて前記組み合わせ毎に検出された受信機の位置のそれぞれと前記位置平均値算出ステップにおいて算出された位置平均値との差分を算出する差分算出ステップと、
前記N個のGPS衛星毎に、前記差分算出ステップにおいて算出された該GPS衛星が属する組み合わせに対応する差分の平均を表す第1の差分平均値を算出する第1の差分平均値算出ステップとを有し、
前記特定ステップは、前記第1の差分平均値算出手段によって算出された第1の差分平均値が所定範囲外である場合に、該第1の差分平均値に対応するGPS衛星を前記受信機の位置の検出に用いるべきでないGPS衛星として特定することを特徴とする請求項6に記載の測位方法。
【請求項8】
前記第1の差分平均値算出ステップにおいて前記N個のGPS衛星毎に算出された第1の差分平均値の平均を表す第2の差分平均値を算出する第2の差分平均値算出ステップと、
前記第1の差分平均値算出ステップにおいて前記N個のGPS衛星毎に算出された第1の差分平均値の標準偏差を算出する標準偏差算出ステップとを有し、
前記特定ステップは、前記第1の差分平均値算出ステップにおいて算出された第1の差分平均値が、前記第2の差分平均値算出ステップにおいて算出された第2の差分平均値から前記標準偏差算出ステップにおいて算出された標準偏差を差し引いた値と、前記第2の差分平均値算出ステップにおいて算出された第2の差分平均値に前記標準偏差算出ステップにおいて算出された標準偏差を加えた値との間の範囲外である場合に、該第1の差分平均値に対応するGPS衛星を前記受信機の位置の検出に用いるべきでないGPS衛星として特定することを特徴とする請求項7に記載の測位方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2008−96110(P2008−96110A)
【公開日】平成20年4月24日(2008.4.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−274359(P2006−274359)
【出願日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【出願人】(000101732)アルパイン株式会社 (2,424)
【Fターム(参考)】