測位装置、測位方法およびプログラム
【課題】 自律航法機能とＧＰＳ等の測位手段とを併用して、移動経路上の複数地点の測位を行う場合に、最終的に正確な各地点の位置情報を取得することのできる測位装置、測位方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】 現在位置の測位が可能な測位手段と、自律航法用センサの計測データによって移動経路の位置情報を算出する自律航法機能とを備えた測位装置において、移動経路上の第２基準地点Ｂについて、自律航法機能により算出された位置情報が表わす位置Ｂ１と、測位手段の測位結果が表わす位置Ｂとの差を表わすベクトルＶｂに基づき、該ベクトルＶｂを第１基準地点Ａからの移動距離に応じた係数で乗じた補正ベクトルＶｘを、自律航法機能により算出された移動軌跡（Ｔ１）に加算して補正後の位置情報（Ｔ２）を取得する。
【解決手段】 現在位置の測位が可能な測位手段と、自律航法用センサの計測データによって移動経路の位置情報を算出する自律航法機能とを備えた測位装置において、移動経路上の第２基準地点Ｂについて、自律航法機能により算出された位置情報が表わす位置Ｂ１と、測位手段の測位結果が表わす位置Ｂとの差を表わすベクトルＶｂに基づき、該ベクトルＶｂを第１基準地点Ａからの移動距離に応じた係数で乗じた補正ベクトルＶｘを、自律航法機能により算出された移動軌跡（Ｔ１）に加算して補正後の位置情報（Ｔ２）を取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置、測位方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、自律航法機能を備えた測位装置が知られている。自律航法機能とは、例えばＧＰＳ（全地球測位システム）など絶対位置の測定が可能な測位手段を利用して基準地点の測位を行い、その後、加速度センサや方位センサなどの自律航法用センサを利用して移動方向や移動量を計測していくとともに、基準地点の位置情報に自律航法用センサで取得した変位情報を積算していくことで、移動経路上の各地点の位置情報を算出していく機能である。
【０００３】
従来、自律航法機能を備えた測位装置において、自動航法機能による位置情報の算出と、ＧＰＳの測位とが同時に行われた際、その地点の位置情報をＧＰＳの測位結果に基づき修正したり、自律航法用センサの計測誤差をＧＰＳの測位結果に基づき修正したりする補正技術について幾つか提案されている（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２７７１号公報
【特許文献２】特開平１１−２３０７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、自律航法機能の位置情報の算出を継続していくと、方位測定の誤差や移動量測定の誤差が蓄積されていくため、位置情報の誤差は次第に大きくなっていく。特に、ポータブルの測位装置に自律航法機能を付加した場合、自動車の車輪速センサなど正確な速度を検出するセンサを設けることができないため、移動量の測定誤差も比較的に大きくなる。
【０００６】
しかしながら、自律航法機能による位置情報の算出を継続しつつ、所々の地点でＧＰＳ測位を行って、ＧＰＳ測位が行われた地点の位置情報の修正を行う従来の補正技術では、ＧＰＳ測位が行われていない区間、特に、この区間の後端側において誤差の蓄積が大きくなって正確な位置情報が得られないという課題があった。
【０００７】
また、上記の補正技術では、ＧＰＳ測位が間欠的に行われた地点において、その前段の地点までに蓄積されてきた誤差がまとめて修正されるため、一連の位置情報によって移動軌跡を表わす場合に、誤差修正された地点の前後で位置情報のズレが大きくなって、連続的な移動軌跡が得られないという課題があった。
【０００８】
この発明の目的は、自律航法機能の位置情報の算出とＧＰＳ等の測位手段を用いた絶対位置の測定とを併用して、移動経路上の複数地点の測位を行う場合に、最終的に取得される各地点の位置情報を精度の高いものにすることができる測位装置、測位方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置において、
現在位置の測定を基準となる過去の位置情報を必要とせずに実行可能な測位手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
第１基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記移動経路上の任意の第２基準地点について、前記位置算出手段により算出された位置情報が示す位置と、前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報に基づき、前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報の補正を行う補正手段と、
を備えていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の測位装置において、
前記補正手段は、
前記位置算出手段により算出された一連の位置情報に対して、当該位置情報に対応する地点が前記移動経路に沿った移動距離で前記第１基準地点から遠くなるほど大きな割合で、前記差異情報により示される変位量を当該位置情報に付加する補正を行うことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の測位装置において、
前記補正手段は、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から前記第２基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第１経路長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第１経路長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の測位装置において、
前記補正手段は、
前記第１基準地点から前記第２基準地点までの移動にかかった総時間長と、
前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの移動にかかった第１時間長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総時間長に対する前記第１時間長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴としている。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の測位装置において、
前記差位情報には、２つの位置情報により示される２つの地点間の距離および方向の情報が含まれることを特徴としている。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項３又は４に記載の測位装置において、
前記補正手段は、前記乗算により得られた変位量を所定の重み付けを行って前記補正対象の位置情報に加算することを特徴としている。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の測位装置において、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの距離と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの距離と、の倍率を算出する倍率算出手段を備え、
前記補正手段は、
前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の複数地点の位置情報のうち、前記移動経路に沿って隣り合う２つの地点の位置情報に基づいて求められる、当該２つの地点間距離に前記倍率分の誤差が含まれているものとして、前記複数地点の位置情報から当該倍率分の誤差を削除していく補正を行うことを特徴としている。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の測位装置において、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの方向と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの方向と、の差異を算出する方向算出手段を備え、
前記補正手段は、
前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の複数地点の位置情報に、移動量に伴って一律の方向誤差が加算されているものとして、前記複数地点の位置情報から当該方向誤差を削除していく補正を行うことを特徴としている。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項１記載の測位装置において、
前記差異情報には、向きと大きさの情報が含まれ、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの距離と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第１基準地点から補正対象の地点までの距離と、の比率を算出する比率算出手段と、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点を中心とした前記第２基準地点から前記補正対象の地点までの回転角を算出する回転角算出手段と、
を備え、
前記補正手段は、
前記差異情報の大きさの情報を、前記比率算出手段により算出された比率に対応させて増減し、且つ、前記差異情報の向きの情報を、前記回転角算出手段により算出された回転角に対応させて変化させ、
この大きさの情報が増減され且つ向きの情報が変化された差異情報を、前記位置算出手段により算出された前記補正対象の地点の位置情報に加算することで、当該位置情報の補正を行うことを特徴としている。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項３，４，７〜９の何れか１項に記載の測位装置において、
前記位置算出手段により算出された複数地点の位置情報を含む移動履歴情報を記憶する記憶手段を備え、
前記補正手段は、前記移動履歴情報に含まれる前記複数地点の位置情報に対して補正演算を行うことを特徴としている。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、請求項１〜４，７〜９の何れか１項に記載の測位装置において、
前記移動計測手段の計測および前記位置算出手段による位置情報の算出を連続的に行わせる一方、前記測位手段による現在位置の測定を間欠的に行わせる測位処理制御手段を備え、
前記補正手段は、前記測位手段により間欠的に位置情報が測定された２つの地点を前記第１基準地点および前記第２基準地点として、前記位置算出手段により算出された位置情報の補正を行うことを特徴としている。
【００２０】
請求項１２記載の発明は、
現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とを用いて、移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位方法において、
第１基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出ステップと、
前記移動経路上の任意の第２基準地点について、前記位置算出ステップにより算出された位置情報が示す位置と、前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得ステップと、
前記差異情報に基づいて前記位置算出ステップにより算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正ステップと、
を含むことを特徴としている。
【００２１】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の測位方法において、
前記補正ステップでは、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から前記第２基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第１経路長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第１経路長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算が行われることを特徴としている。
【００２２】
請求項１４記載の発明は、
現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とから測定結果をそれぞれ入力して、移動経路上の複数地点の位置情報を求めるコンピュータに、
第１基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出機能と、
前記移動経路上の任意の第２基準地点について、前記位置算出機能により算出された位置情報が示す位置と、前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得機能と、
前記差異情報に基づいて前記位置算出機能により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正機能と、
を実現させるプログラムである。
【００２３】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載のプログラムにおいて、
前記補正機能は、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から前記第２基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第１経路長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第１経路長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に従うと、第２基準地点の差異情報に基づいて、移動経路上の他の地点の位置情報も補正されるので、測位手段による測位が行われずに位置変動の情報から位置情報が算出される地点についても、比較的に正確な位置情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態であるナビゲーション装置の全体を示すブロック図である。
【図２】移動履歴データの一例を示すデータチャートである。
【図３】本実施形態のナビゲーション装置において生成される補正前の移動軌跡Ｔ１と補正後の移動軌跡Ｔ２とを比較する説明図である。
【図４】ＣＰＵにより実行される移動測位処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態のナビゲーション装置における位置データの補正方法を説明する図である。
【図６】本発明の第３実施形態のナビゲーション装置における位置データの補正方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態である測位装置としてのナビゲーション装置１の全体を示すブロック図である。
【００２８】
この実施の形態のナビゲーション装置１は、現在位置の測定を順次行って各地点の位置情報を移動履歴データとして蓄積していくとともに、移動中に撮像操作が行われた場合に撮像により得られた画像データを撮像地点の位置情報と対応づけて記憶しておくことのできる装置である。
【００２９】
このナビゲーション装置１は、図１に示すように、装置の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）１０と、ＣＰＵ１０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ１１と、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ１２と、ＧＰＳ（全地球測位システム）衛星から送られる信号を受信するためのＧＰＳ受信アンテナ１３およびＧＰＳ受信部１４と、自律航法用センサである３軸地磁気センサ１５、３軸加速度センサ１６および気圧センサ１７と、各種の情報表示や画像表示を行う表示部１８と、各部に動作電圧を供給する電源１９と、自律航法用センサ（１５，１６，１７）を用いた測位に必要なデータ処理や演算処理を行う自律航法制御処理部２０と、自律航法制御処理部２０により得られた位置データの補正演算を行う自律測位データ補正処理部２１と、移動経路に沿った一連の位置データが蓄積されていく移動履歴データ記憶部２２と、撮像を行うカメラ装置２３と、地図データが格納されている地図データベース２４と、現在時刻を計時する計時部２５と、外部から操作指令を入力する操作部２６等を備えている。
【００３０】
ＧＰＳ受信部１４は、ＣＰＵ１０からの動作指令に基づき、ＧＰＳ受信アンテナ１３を介して受信される信号の復調処理等を行ってＧＰＳ衛星の各種送信データをＣＰＵ１０に送る。ＣＰＵ１０は、これらのＧＰＳ衛星の送信データに基づき所定の測位演算を行うことで、現在位置を表わす位置データを取得することができる。
【００３１】
３軸地磁気センサ１５は地磁気の方向を検出するセンサであり、３軸加速度センサ１６は３軸方向の加速度をそれぞれ検出するセンサである。自律航法制御処理部２０は、所定のサンプリング周期で３軸地磁気センサ１５と３軸加速度センサ１６の検出データをＣＰＵ１０を介して入力し、これらのデータからナビゲーション装置１の移動方向や移動量を計測していく。
【００３２】
気圧センサ１７は、ビルや山などを移動する際の高低差を求めるために気圧を検出するセンサである。自律航法制御処理部２０は、上記の３軸地磁気センサ１５や３軸加速度センサ１６の検出データに併せて、この気圧センサ１７の検出データを読み込んで、これらの検出データから高さ方向の移動量についてもより正確に計測することが可能となる。
【００３３】
自律航法制御処理部２０は、特定の演算処理を担うことでＣＰＵ１０の演算処理を補助するものである。自律航法制御処理部２０は、ＣＰＵ１０の指令によって、自律航法用センサ（１５，１６，１７）の検出データを入力してナビゲーション装置１の移動方向や移動量を算出するとともに、ＣＰＵ１０から提供される基準位置の位置データに、上記算出された移動方向および移動量からなるベクトルデータを積算していくことで、現在位置の位置データを算出してＣＰＵ１０に供給する。
【００３４】
自律測位データ補正処理部２１は、自律航法制御処理部２０によって算出されて移動履歴データ記憶部２２に記憶された１個又は複数個の位置データに対して、より正確な位置データに補正するための補正演算を行うものである。この補正演算の内容については後に詳述する。
【００３５】
カメラ装置２３は、例えば、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサやＣＣＤ（Charge coupled device）等の撮像素子と、被写体の画像を結像させるレンズ等を有し、ＣＰＵ１０の指令に従って撮像素子に結像された被写体の画像をデジタル信号に変換して記録する装置である。このカメラ装置２３には、例えば大容量の記憶装置（記録媒体）が設けられており、撮影により得られた画像データはこの記憶装置に保存されるようになっている。
【００３６】
図２には、移動履歴データ記憶部２２に記憶される移動履歴データの一例を表わしたデータチャートを示す。
【００３７】
移動履歴データ記憶部２２は、例えばＲＡＭまたは不揮発性メモリなどにより構成され、図２に示すような移動履歴データが記録される。移動履歴データは、装置移動中の移動測位処理によって取得された位置データが順次登録されるものである。また、移動履歴データには、一連の位置データに付随して、位置データの取得順序を表わすインデックスナンバー「Ｎｏ．」と、位置データが取得されたときの時刻を表わす時刻データと、位置データが補正済みのものか否かを表わす補正フラグ等が、それぞれ登録されるようになっている。
【００３８】
なお、上記の移動履歴データ記憶部２２は、ＲＡＭ１１の一部の記憶領域に設けても良いし、カメラ装置２３で画像データが記録される記憶装置の一部の記憶領域に設けるようにしても良い。
【００３９】
ＲＯＭ１２には、操作部２６からの操作入力に従ってカメラ装置２３を動作させたり、表示部１８の表示内容を切り替えたり、或いは、移動履歴を記録する移動測位処理の開始や停止の制御を行うメイン制御処理のプログラムと、現在位置の計測と位置情報の記録とを継続的に行って移動履歴データを作成する移動測位処理のプログラム等が格納されている。これらのプログラムは、ＲＯＭ１２に格納するほか、例えば、データ読取装置を介してＣＰＵ１０が読み取り可能な、例えば、光ディスク等の可搬型記憶媒体、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに格納しておくことが可能である。また、このようなプログラムをキャリアウェーブ（搬送波）を媒体として通信回線を介してナビゲーション装置１にダウンロードされる形態を適用することもできる。
【００４０】
以下、上記ＣＰＵ１０のＧＰＳ測位演算によって現在位置の位置データを求めることをＧＰＳ測位、自律航法用センサ（１５，１６，１７）を用いて現在位置の位置データを求めることを自律測位と呼ぶ。
【００４１】
次に、上記構成のナビゲーション装置１により実行される移動測位処理について説明する。
【００４２】
図３には、本実施形態のナビゲーション装置１における補正前の位置データと補正後の位置データとを比較する説明図を示す。同図中、Ｔ１は補正前の一連の位置データに対応する地図上の軌跡、Ｔ２は補正後の一連の位置データに対応する地図上の軌跡である。
【００４３】
移動測位処理は、現在位置の計測と位置情報の記録とを継続的に行って移動履歴データを作成していく処理である。移動測位処理では、自律測位が連続的に行われるとともに、ＧＰＳ測位が間欠的に行われて、移動経路上の複数地点の位置データが取得されていく。ＧＰＳ測位により間欠的に取得される位置データは、自律測位に必要な基準地点の位置データを与えるとともに、自律測位によって算出された他の地点の位置データを補正するために使用される。
【００４４】
図３の例は、ユーザが第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂへ道なりに移動し、且つ、第１基準地点Ａと第２基準地点ＢとでＧＰＳ測位が間欠的に２回行われる間の移動測位処理の例を示している。詳細には、先ず、移動経路の始端である第１基準地点ＡにおいてＧＰＳ測位が行われ、続いて、ナビゲーション装置１を持ったユーザが道なりに進んで第２基準地点Ｂに移動する間、自律測位が連続的に行われる。自律測位により算出された一連の位置データは補正前データとして移動履歴データ記憶部２２に蓄積される。この一連の位置データに対応する地点を地図上に示したものが軌跡Ｔ１である。自律測位は比較的大きな誤差が生じるとともに、自律測位では誤差が継続的に蓄積されていくことから、軌跡Ｔ１の誤差は第２基準地点Ｂに近づくに従って大きくなっている。
【００４５】
移動測位処理においては、所定の時間が経過すると、次のＧＰＳ測位が行われる。図３の例では、ユーザが第２基準地点Ｂを通過するタイミングにＧＰＳ測位が行われている。また、軌跡Ｔ１の終端の地点Ｂ１がこの時点で自律測位により求められた位置データに対応する地点である。
【００４６】
なお、ＧＰＳ測位を間欠的に実行する条件としては、所定時間の経過のほか、所定距離の移動、或いは、ＧＰＳ衛星の電波が届かない場所に進入した後に電波が届く箇所に出た場合など、種々の条件を適用可能である。
【００４７】
移動測位処理で間欠的なＧＰＳ測位が行われたら、先ず、このＧＰＳ測位により取得された位置データに基づき、移動履歴データ記憶部２２に記録された自律測位の位置データのうち第２基準地点Ｂに対応する位置データについて修正処理が行われる。すなわち、地点Ｂ１を表わす自律測位の位置データが、第２基準地点Ｂを表わすＧＰＳ測位の位置データに修正される。さらに、このとき、ＣＰＵ１０により、これら両方の位置データの差を表わす差異情報としてのベクトルデータが求められる。このベクトルデータを地図上で表わしたものが地点Ｂ１から第２基準地点Ｂに向うベクトルＶｂとなる。
【００４８】
ベクトルＶｂのデータが求められたら、次に、第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂにかけて自律測位により得られた一連の位置データ（軌跡Ｔ１の位置データ）の補正処理が行われる。例えば、移動途中の地点Ｘ１の位置データについて説明すれば、この地点Ｘ１に対応する位置データは、次のような演算式（１）により、地点Ｘ２を表わす位置データへと補正される。
Ｘ２ ＝ Ｘ１ ＋ （Ｌｘ ／ Ｌ０）× Ｖｂ ・・・ （１）
ここで、Ｘ２，Ｘ１は補正前と補正後の位置データであり、地点を表わす記号（Ｘ２，Ｘ１）と同一の記号を用いている。また、Ｌ０は軌跡Ｔ１に沿った第１基準地点Ａから地点Ｂまでの移動軌跡長、Ｌｘは軌跡Ｔ１に沿った第１基準地点Ａから補正対象地点Ｘ２までの移動軌跡長である。軌跡長Ｌ０，Ｌｘは、自律測位の際に移動量を積算しておくことにより求めて、各位置データと対応させて記憶させておくようにすると良い。或いは、移動経路に沿った各位置データが比較的細かな間隔で取得されている場合には、補正演算時に一連の位置データから各位置データの前後の差分量を積算して求めるようにしても良い。
【００４９】
このような補正演算が、第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂにかけて自律測位により求められている軌跡Ｔ１を表わす一連の位置データに対して行われる。それにより、第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂにかけた補正後の位置データが得られる。図３において、この補正後の位置データに対応する地点を地図上に示したものが軌跡Ｔ２である。この軌跡Ｔ２は、補正前の軌跡Ｔ１と比較して、道なりに移動した実際の移動経路に近づいたものとなっている。
【００５０】
補正された位置データが得られたら、例えば、移動履歴データ記憶部２２において補正前の位置データに補正後の位置データを上書きするとともに、この位置データに対応する補正フラグを補正済みを表わす値“１”に更新する。
【００５１】
さらに、ユーザが移動して、上記のような移動測位処理が継続される場合には、基準地点が一つずつずらされて、第１基準地点が地点Ｂに、その次にＧＰＳ測位が行われる地点が第２基準地点に再定義される。そして、上記と同様の自律測位および補正処理が繰り返される。このような処理によって、移動経路に沿って測定され且つ補正された一連の位置データが移動履歴データ記憶部２２に蓄積されていく。最終的に得られる一連の位置データは、ＧＰＳ測位が間欠的に行われる各基準位置の前後で大きなズレを示すこともなく、連続的で自然な軌跡を表わす一連の位置データとなる。また、何れの位置データも平均的に精度の良いものとなる。
【００５２】
移動中、ユーザが、カメラ装置２３を用いて撮像を行った場合には、この撮像により得られた画像データと補正後の位置データとが対応付けられて記憶装置に記憶されるようになっている。
【００５３】
なお、位置データの補正演算の内容は、上記の例に限られるものでない。例えば、次のような演算式（２）を採用することもできる。
Ｘ２ ＝ Ｘ１ ＋ （Δｔｘ ／ Δｔ０）× Ｖｂ ・・・ （２）
ここで、Ｘ２、Ｘ１は、地点Ｘ２，Ｘ１を表わす位置データ、Δｔ０は第１基準地点Ａから地点Ｂまでの移動にかかった時間長、Δｔｘは第１基準地点Ａから地点Ｘ２までの移動にかかった時間長である。
【００５４】
このような補正処理によれば、時間の経過に伴って測定誤差が蓄積されていく場合に、この誤差を有効に修正することができる。
【００５５】
さらに、上記位置データの補正処理の演算式として、次のような演算式（３）を採用することもできる。
Ｘ２ ＝ Ｘ１ ＋ ｇ１（Ｌｘ ／ Ｌ０）× Ｖｂ
＋ ｇ２（Δｔｘ ／ Δｔ０）× Ｖｂ ・・・ （３）
ここで、Ｘ２、Ｘ１、Ｌ０、Ｌｘ、Δｔ０、Δｔｘは、数式（１）、（２）に示した変数、ｇ１とｇ２は条件（ｇ１＋ｇ２＝１）とした重み付け係数である。
【００５６】
このような補正処理によれば、時間経過に伴う測定誤差と移動距離に伴う測定誤差とがともに位置データに蓄積されていくような場合に、この誤差を有効に修正することができる。
【００５７】
さらに、次式（４）、（５）に示すように、上述の補正項目をその他の補正項目と合成させて用いることもできる。
Ｘ２ ＝ Ｘ１ ＋ ｇ１（Ｌｘ ／ Ｌ０）× Ｖｂ
＋ ｇ２（Δｔｘ ／ Δｔ０）× Ｖｂ
＋ ｇ３（その他の補正項目）・・・ （４）
ここで、ｇ１〜ｇ３は重み付け係数であり、例えば、第２基準地点Ｂの補正後の位置データがＧＰＳ測位の位置データと同値となるように設定される。
【００５８】
Ｘ２ ＝ ｆ１（ ｆ２（Ｘ１） ） ・・・ （５）
ここで、ｆ１（ｘ）は位置データｘに対する第１の補正関数、ｆ２（ｘ）は位置データｘに対する第２の補正関数であり、補正関数ｆ１（ｘ）、ｆ２（ｘ）の一方に、上記数式（１）〜（４）の関数を採用し、他方にその他の別の補正関数を採用したものである。
【００５９】
このような演算式（４），（５）を用いた補正処理によれば、その他の有用な補正項目の演算と複合させた補正処理を行って、より正確な位置データを取得することができる。
【００６０】
以下、上述の移動測位処理についてフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００６１】
図４は、ＣＰＵ１０により実行される移動測位処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００６２】
この移動測位処理は、例えば、操作部２６を介して移動測位処理の開始指令が外部から入力された場合に開始される。移動測位処理が開始されると、ＣＰＵ１０は、先ず、ＧＰＳ受信部１４を作動させてＧＰＳ衛星からの信号の受信処理を行わせる（ステップＳ１）。次いで、ＣＰＵ１０はＧＰＳ衛星の送信データに基づき測位演算を行って基準地点の位置データを求める（ステップＳ２）。
【００６３】
基準地点の位置データを求めたら、先ず、ＲＡＭ１１上に設定された第２基準地点の位置データ領域に位置データが記憶されているか判別し（ステップＳ３）、あればこの第２基準地点の位置データをＲＡＭ１１上に設定された第１基準地点の位置データ領域に記憶して（ステップＳ４）、次のステップＳ５に移行する。一方、第２基準地点の位置データ領域に位置データが記憶されていなければ、そのままステップＳ５にジャンプする。
【００６４】
ステップＳ５では、ステップＳ２で算出されたＧＰＳ測位の位置データをＲＡＭ１１上に設定された第２基準地点の位置データ領域に記憶する。
【００６５】
上記のステップＳ３〜Ｓ５の処理は、ＧＰＳ測位が間欠的に行われるごとに、基準位置の位置データを一つずつずらして、一つ前に実行されたＧＰＳ測位の位置データを第１基準位置の位置データとし、今回実行されたＧＰＳ測位の位置データを第２基準位置の位置データとするための処理である。
【００６６】
ＧＰＳ測位の位置データを記憶したら、次に、ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１１上に設定された第１基準地点の位置データ領域に位置データが記憶されているか判別する（ステップＳ６）。このステップＳ６は、移動測位処理の開始直後でまだ一回目のＧＰＳ測位しか行われていないか、或いは、２回目以降のＧＰＳ測位が行われているかを判別するための処理である。
【００６７】
その結果、第１基準地点の位置データがなければ、まだ一回目のＧＰＳ測位しか行われていないと判断できるので、そのままステップＳ８に移行する。一方、第１基準地点の位置データがあれば、２回目以降のＧＰＳ測位が行われていると判断できるので、現在地点の位置データとして移動履歴データ記憶部２２に記憶されている位置データ（ステップＳ１０，Ｓ１１で直前に測定および記憶された位置データ）を、ＧＰＳ測位結果の位置データに補正する。補正時には、補正フラグを補正済みの値に更新する。同時に、これらの位置データの差を表わすベクトルＶｂのデータを算出しＲＡＭ１１上に保存する（ステップＳ７）。そして、ステップＳ８に移行する。
【００６８】
ステップＳ８では、移動履歴データ記憶部２２に記録されている一連の位置データの中に、補正前の位置データがあるか、すなわち、補正フラグの値が補正前を表わす値“０”である位置データがあるか否かを判別する。
【００６９】
このステップＳ８の判別処理は、移動測位処理の開始直後でまだ一回目のＧＰＳ測位しか行われていない状態か、或いは、２回目以降のＧＰＳ測位が行われていても、間欠的なＧＰＳ測位の間にナビゲーション装置１の移動がなくて自律測位が行われていない状態か否かを判別するものである。２回目以降のＧＰＳ測位がなされており、且つ、ＧＰＳ測位の間に自律測位も行われている場合には、ステップＳ８の判別処理で補正前の位置データがあると判別される。
【００７０】
ステップＳ８の判別処理の結果、補正前の位置データがあれば、ＣＰＵ１０は自律測位データ補正処理部２１に指令を発して、上述した数式（１）の補正演算を、移動履歴データに登録されている補正前の位置データの全てに対して行わせる（ステップＳ９：補正ステップ）。一方、補正前の位置データがなければ、そのままステップＳ１０に移行する。
【００７１】
ステップＳ１０に移行すると、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１０〜Ｓ１３のループ処理により自律測位の処理を繰り返し行う。すなわち、自律航法制御処理部２０に自律航法用センサ（１５，１６，１７）の検出データを送って自律測位の演算処理を行わせる（ステップＳ１０：位置算出ステップ）。そして、算出された位置データを時刻データや補正フラグの情報とともに記憶部２２の移動履歴データに登録する（ステップＳ１１）。なお、一定以上の移動がない場合にはこの移動履歴データへの登録は省略するようにしても良い。
【００７２】
自律航法制御処理部２０から位置データを取得したら、次に、地図上に位置データに対応するポイント表示や移動軌跡を表示するデータを表示部１８に出力し（ステップＳ１２）、続いて、次のＧＰＳ測位の時間に達したか判別する（ステップＳ１３）。そして、次のＧＰＳ測位の時間に達していなければステップＳ１０に戻って、ステップＳ１０〜Ｓ１３のループ処理を繰り返す。一方、次のＧＰＳ測位の時間に達していれば、このステップＳ１０〜Ｓ１３のループ処理を抜けてステップＳ１に戻る。
【００７３】
このような移動測位処理によれば、ステップＳ１０〜Ｓ１３のループ処理により自律測位の処理が継続的に行われるとともに、ステップＳ１，Ｓ２の処理によって間欠的にＧＰＳ測位が実行される。さらに、ＧＰＳ測位が実行された際、ステップＳ８，Ｓ９の処理によって自律測位により取得された位置データが上述の補正演算により補正されて、補正後の位置データが移動履歴データ記憶部２２に蓄積されていくようになっている。
【００７４】
以上のように、この実施形態のナビゲーション装置１、その測位方法、ならびに、その移動測位処理のプログラムによれば、第２基準地点におけるＧＰＳ測位と自律測位による各位置データの差異を表わすベクトルデータ（Ｖｂ）に基づき、移動経路上の他の地点の位置データも補正されるので、ＧＰＳ測位がされずに自律測位のみが行われている他の地点についても、比較的に正確な位置情報を取得することができる。
【００７５】
また、位置データの補正演算では、第１基準地点に近い地点の位置データに対しては小さい割合で乗算されたベクトルデータ（Ｖｂ）が加算される一方、移動経路に沿って第１基準地点から遠い地点になればなるほど、位置データに対して大きな割合の係数で乗算されたベクトルデータ（Ｖｂ）が加算されるので、誤差が蓄積されていく自律測位の位置データに対して適切な補正を行うことができる。さらに、一連の位置データの連続性が保たれるので、ＧＰＳ測位により比較的長い期間を隔てて位置データの補正が行われる場合でも、一連の位置情報により連続的で自然な移動軌跡を得ることができる。
【００７６】
また、移動距離にほぼ比例した係数でベクトルデータ（Ｖｂ）を乗じて補正前の位置データに加算していく数式（１）の補正演算によれば、移動距離に従って自律測位の誤差が大きくなっていく場合に、この誤差を有効に修正することができる。さらに、移動時間にほぼ比例した係数でベクトルデータ（Ｖｂ）を乗じて補正前の位置データに加算していく数式（２）の補正演算によれば、時間の経過に従って自律測位の誤差が大きくなっていく場合に、この誤差を有効に修正することができる。また、これらを適宜な重み付けで合成した数式（３）の補正演算によれば、両者の誤差が共に生じる自律測位の誤差を有効に修正することができる。また、適宜な重み付けで上記の補正演算を行うようにすることで、他の有効な補正項目と合成させた補正処理も実現可能である。
【００７７】
また、上記のような補正処理により、自律測位を連続的に行うとともに、ＧＰＳ測位を間欠的に行って、その間の位置データを補正していくことで、比較的正確な一連の位置データを取得していくことができるので、消費電力の大きなＧＰＳ測位の回数を減らして、移動測位処理のトータルの消費電力を大幅に低減することもできる。
【００７８】
［第２実施形態］
第２実施形態のナビゲーション装置は、自律測位によって求められた位置データの補正方法のみが第１実施形態と異なるものであり、その他、装置の構成や、移動測位処理における位置データの取得方法などは、第１実施形態のものとほぼ同様のものである。従って、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００７９】
図５には、本発明の第２実施形態のナビゲーション装置における位置データの補正方法を説明する図を示す。図５の例は、ユーザが第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂまで「コ」の字状の移動経路に沿って移動するとともに、自律測位によって軌跡Ｔ１の位置データが取得され、さらに、この移動経路の終端地点でＧＰＳ測位が行われて第２基準地点Ｂの位置データが取得された場合を示している。
【００８０】
この実施形態の補正方法は、自律測位による移動量の計測値に常に一定の割合で誤差が生じる場合に、この誤差を有効に除去することが可能なものであり、例えば、自律測位において歩行体の移動量を歩数と歩幅とに基づいて計測する方式を採用している場合に適用して有用なものである。
【００８１】
自律測位における歩行体の移動量の計測方式としては、一般に、次のような方式が適用される。すなわち、予めユーザがナビゲーション装置に歩行体の歩幅を歩幅データとして登録しておく。そして、自律測位の際、自律航法制御処理部２０は３軸加速度センサ１６により歩行体の上下動を検出してこれに基づき歩数を算出し、この算出された歩数と上記の歩幅データとを乗算することで歩行体の移動量を求める。このような計測方式においては、予めユーザにより設定される歩幅データに、実際の歩幅からのズレがある場合に、自律測位における移動量の計測値に常に一律の誤差が生じることとなる。
【００８２】
第２実施形態のナビゲーション装置では、自律測位によって得られた位置データに対して、次のような補正処理を行う。すなわち、図５に示すように、ユーザが第１基準地点Ａから移動して軌跡Ｔ１に沿った各地点の位置データが自律測位によって取得されたとする。さらに、終端地点Ｂ１においてＧＰＳ測位が行われて第２基準地点Ｂの位置データが取得されたとする。この場合、先ず、ナビゲーション装置の自律測位データ補正処理部２１は、ＧＰＳ測位により得られた第２基準地点Ｂの位置データにより終端地点Ｂ１の位置データを修正する。さらに、この終端地点Ｂ１の位置データと第２基準地点Ｂの位置データの差異情報であるベクトルＶｂを求める。
【００８３】
そして、このベクトルＶｂが求められたら、自律測位により求められた軌跡Ｔ１の各地点の位置データを、次式（６）により補正する。
Ｘ２ ＝ Ｘ１ ＋ Ｖｘ
｜Ｖｘ｜ ＝ ｜Ｖｂ｜×（ ＬＡＸ１ ／ ＬＡＢ１）
Ｖｘの方向 ＝ Ｖｂの方向 ＋ θｘ ・・・ （６）
ここで、Ｘ１は軌跡Ｔ１上の補正対象の位置データ、Ｘ２は補正後の位置データ、Ｖｘは補正対象地点の変位ベクトル、ＬＡＢ１は線分Ａ・Ｂ１の長さ、ＬＡＸ１は線分Ａ・Ｘ１の長さ、θｘは線分Ａ・Ｂ１と線分Ａ・Ｘ１とのなす角度である。
【００８４】
図５の地点Ｘ１の位置データについて詳細に説明する。この場合、先ず、第２基準地点Ｂの差異量を表わすベクトルＶｂの大きさを、第１基準地点Ａから地点Ｘ１までの直線距離（ＬＡＸ１）に応じた割合（ ＬＡＸ１ ／ ＬＡＢ１）で増加または減少させ、且つ、このベクトルＶｂの向きを第１基準地点Ａを中心とした地点Ｂ１から地点Ｘ１までの変位角度θｘだけ変化させて、地点Ｘ１に対応する変位ベクトルＶｘを求める。そして、この変位ベクトルＶｘを地点Ｘ１の位置データに加算することで、補正後の地点Ｘ２の位置データを算出する。
【００８５】
ナビゲーション装置の自律測位データ補正処理部２１は、このような補正演算を、自律測位によって求められた軌跡Ｔ１の全ての位置データに対して行う。それにより、補正された軌跡Ｔ２の位置データが取得される。
【００８６】
この第２実施形態の補正方法によれば、自律測位により得られる位置データの誤差がランダムなものでなく、移動量の計測値に常に一定の割合で誤差が含まれ、且つ、方位の計測値に常に一定のオフセット誤差が含まれるような場合に、これらの誤差を正確に除去することができる。例えば、移動量の計測値に一律“−３０％”の誤差が含まれ、方位の計測値に３度のオフセットが含まれるという条件で、軌跡Ｔ２に沿って移動し、且つ、この移動中に自律測位を行った場合を考察する。すると、確かに、自律測位によって軌跡Ｔ１の位置データが得られることを検証することができる。それゆえ、この第２実施形態の補正方法によって、上記のような自律測位の誤差が有効に除去されることが分かる。
【００８７】
［第３実施形態］
第３実施形態のナビゲーション装置は、自律測位によって求められた位置データの補正方法についてのみ第１および第２の実施形態と異なるものであり、その他、装置の構成や、移動測位処理における位置データの取得方法などは、第１および第２の実施形態のものとほぼ同様のものである。従って、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００８８】
第３実施形態の位置データの補正方法は、自律測位において移動量の計測値に常に一定の割合で誤差が生じ、且つ、移動方向の計測値にも移動に伴って一定の方向誤差が積算されていくような場合に、これらの誤差を有効に除去することが可能なものである。
【００８９】
図６には、本発明の第３実施形態のナビゲーション装置における位置データの補正方法を説明する図を示す。図６の例は、ユーザが第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂまで「コ」の字状の移動経路に沿って移動するとともに、自律測位によって軌跡Ｔ１（太一点鎖線で示す）の位置データが取得され、さらに、この移動経路の終端地点でＧＰＳ測位が行われて第２基準地点Ｂの位置データが取得された場合を示している。
【００９０】
図６において、符号Ｍ１，Ｎ１，Ｂ１により自律測位で求められた位置データが表わす地点を、符号Ｍ，Ｎ，Ｂにより補正後の位置データが表わす地点を、それぞれ示している。また、記号θ，θ１〜θ３により対応する２線分間の角度を、記号ＬＡＢ，ＬＡＢ１，Ｌ１ａ〜Ｌ３ａ，Ｌ１ｂ〜Ｌ３ｂにより対応する線分の長さを、それぞれ表わしている。
【００９１】
第３実施形態において自律測位とＧＰＳ測位により上記地点Ａ，Ｍ１，Ｎ１，Ｂ１，Ｂの位置データが取得されたら、先ず、自律測位データ補正処理部２１は、第１基準地点Ａから自律測位による終端地点Ｂ１までの長さＬＡＢ１と第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂまでの長さＬＡＢとの倍率（ＬＡＢ／ＬＡＢ１）を求める。さらに、第１基準地点Ａを中心とした地点Ｂ１から地点Ｂまでの回転角θを求める。
【００９２】
続いて、これらの算出値を用いて、自律測位データ補正処理部２１は、自律測位で得られた一連の地点Ｍ１，Ｎ１，Ｂ１の位置データについて補正処理を次のように行う。すなわち、上記の倍率（ＬＡＢ／ＬＡＢ１）に応じた量だけ自律測位によって測定された移動量に一定の割合の誤差が生じているものとして、補正後の各線分の長さＬ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂを次式（７）〜（９）によりそれぞれ求める。
Ｌ１ｂ ＝ Ｌ１ａ × （ＬＡＢ／ＬＡＢ１） ・・・ （７）
Ｌ２ｂ ＝ Ｌ２ａ × （ＬＡＢ／ＬＡＢ１） ・・・ （８）
Ｌ３ｂ ＝ Ｌ３ａ × （ＬＡＢ／ＬＡＢ１） ・・・ （９）
【００９３】
さらに、自律測位データ補正処理部２１は、移動中に移動方向の計測値に一定の誤差が積算されて、最終的な移動方向の誤差が角度θになったものとして、自律測位によって測定された各移動方向の誤差角度θ１〜θ３を次式（１０）〜（１３）によりそれぞれ求める。
θ１ ＝ θ × ｛Ｌ１ａ／（Ｌ１ａ＋Ｌ２ａ＋Ｌ３ａ）｝ ・・・ （１０）
θ２ ＝ θ × ｛Ｌ２ａ／（Ｌ１ａ＋Ｌ２ａ＋Ｌ３ａ）｝ ・・・ （１１）
θ３ ＝ θ × ｛Ｌ３ａ／（Ｌ１ａ＋Ｌ２ａ＋Ｌ３ａ）｝ ・・・ （１２）
【００９４】
そして、上記のように得られた補正後の各線分の長さＬ１ｂ〜Ｌ３ｂと誤差角度θ１〜θ３とを用いて、自律測位により得られた各地点Ｍ１，Ｎ１，Ｂ１の位置データを補正していく。
【００９５】
すなわち、先ず、第１基準地点Ａから次の自律測位点である地点Ｍ１までの線分Ａ・Ｍ１を、第１基準地点Ａを中心に誤差角度θ１だけ回転させ、さらに、この線分の長さＬ１ａを補正後の長さＬ１ｂに増減した線分Ａ・Ｍを作成する。そして、この補正後の線分Ａ・Ｍの端点である地点Ｍの位置データを、地点Ｍ１に対する補正後の位置データとする。
【００９６】
２回目の自律測位で得られた地点Ｎ１の位置データに対しては、先ず、処理の対象となる線分の始端が１つ前の補正処理によって変位しているため、その処置を行う。すなわち、この処置として、２回目の自律測位により計測された移動量および移動方向を表わす線分Ｍ１・Ｎ１を、補正後の地点Ｍが始端となるように平行移動させて、新たな線分Ｍ・Ｎ２（図６中に細一点鎖線で示す）を得る。
【００９７】
そして、この線分Ｍ・Ｎ２に対して、自律測位で付加された一律の誤差を除去する処理を行う。すなわち、地点Ｍを中心に誤差角度θ２だけ回転させ、この線分の長さＬ２ａを補正後の長さＬ２ｂに増減した線分Ｍ・Ｎを作成する。そして、この補正後の線分Ｍ・Ｎの端点である地点Ｎの位置データを、地点Ｎ１に対する補正後の位置データとする。
【００９８】
続いて、３回目の自律測位で得られた地点Ｂ１の位置データに対しても同様の処理を行うことで第２基準地点Ｂとほぼ重なる補正後の位置データを得ることができる。
【００９９】
ナビゲーション装置の自律測位データ補正処理部２１は、上記のような補正演算を行うことで、図６の軌跡Ｔ２に沿った各地点Ａ，Ｍ，Ｎ，Ｂの位置データを取得することができる。なお、図６の例は、ユーザが第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂへ移動するまで、自律測位によって３つの地点Ｍ１，Ｎ１，Ｂ１の位置データしか求められていない例を示しているが、第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂへ移動するまでに、自律測位により多数の地点の位置データが求められている場合にも、自律測位データ補正処理部２１が、第１基準地点Ａ側の地点から順に同様の補正処理を繰り返すことで、各地点の補正後の位置データを得ることが可能になっている。
【０１００】
この第３実施形態の補正方法によれば、自律測位によって得られる位置データの誤差がランダムなものでなく、移動量の計測値に常に一定の割合で誤差が含まれ、且つ、方位の計測値に移動量に応じて一定の角度誤差が積算されていくような場合に、これらの誤差を正確に除去することが可能となる。
【０１０１】
なお、本発明は、上記第１〜第３の実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、自律測位の演算や補正処理の演算を、自律航法制御処理部２０や自律測位データ補正処理部２１により実行させる例を示したが、これらの演算をＣＰＵ１０のソフトウェア処理により実現するようにしても良い。
【０１０２】
また、上記第１〜第３実施形態の移動測位処理では、ＧＰＳ測位とそれに基づく補正処理とを間欠的に繰り返し行う構成を示したが、一回の移動測位処理においてＧＰＳ測位は最後の１回或いは最初と最後の２回のみ行い、その間に行われた自律測位の位置データを最後のＧＰＳ測位の結果に基づき補正するようにしても良い。また、上記実施形態の移動測位処理では、第１基準地点と第２基準地点の間の地点の位置データを、第２基準地点のベクトルＶｂに基づき補正する構成を示したが、例えば、第２基準地点のベクトルＶｂに基づき第２基準地点をさらに超えて進んだ移動経路上の位置データも同様の演算式で補正することが可能である。
【０１０３】
また、上記第１〜第３の実施形態の移動測位処理では、移動開始の第１基準地点の位置データをＧＰＳ測位によって取得する例を示したが、例えば、移動開始地点が既知である場合など、第１基準地点の位置データを外部入力等により予め装置に与えておくようにすることもできる。
【０１０４】
また、上記第１〜第３の実施形態では、測位手段として、ＧＰＳを利用して測位を行う構成を例示したが、例えば、携帯電話の基地局との通信により測位を行う構成や、位置情報を外部から入力することで測位情報を得る構成など、その他の種々の構成を適用することができる。また、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段として、３軸地磁気センサ、３軸加速度センサおよび気圧センサを例示したが、二次元方向の位置データのみを取得できれば良いならば、気圧センサを省いても良いし、また、装置の天地の向きが一定となるものであれば、２軸の方位センサや２軸の加速度センサを用いることもできる。
【０１０５】
また、上記第１〜第３の実施形態では、ポータブルのナビゲーション装置１に本発明を適用した例を示したが、移動体に据付型の測位装置に本発明を適用することもできる。また、移動履歴データの具体的な内容についても種々に変更可能であるし、カメラ装置２３による撮像機能、地図表示や移動軌跡表示の機能などは必須の構成ではない。その他、実施形態で具体的に示した細部等は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ ナビゲーション装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１３ ＧＰＳ受信アンテナ
１４ ＧＰＳ受信部
１５ ３軸地磁気センサ
１６ ３軸加速度センサ
１７ 気圧センサ
１８ 表示部
２０ 自律航法制御処理部
２１ 自律測位データ補正処理部
２２ 移動履歴データ記憶部
Ａ 第１基準地点
Ｂ 第２基準地点
Ｖｂ ベクトル
Ｔ１ 補正前の軌跡
Ｔ２ 補正後の軌跡
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置、測位方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、自律航法機能を備えた測位装置が知られている。自律航法機能とは、例えばＧＰＳ（全地球測位システム）など絶対位置の測定が可能な測位手段を利用して基準地点の測位を行い、その後、加速度センサや方位センサなどの自律航法用センサを利用して移動方向や移動量を計測していくとともに、基準地点の位置情報に自律航法用センサで取得した変位情報を積算していくことで、移動経路上の各地点の位置情報を算出していく機能である。
【０００３】
従来、自律航法機能を備えた測位装置において、自動航法機能による位置情報の算出と、ＧＰＳの測位とが同時に行われた際、その地点の位置情報をＧＰＳの測位結果に基づき修正したり、自律航法用センサの計測誤差をＧＰＳの測位結果に基づき修正したりする補正技術について幾つか提案されている（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２７７１号公報
【特許文献２】特開平１１−２３０７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、自律航法機能の位置情報の算出を継続していくと、方位測定の誤差や移動量測定の誤差が蓄積されていくため、位置情報の誤差は次第に大きくなっていく。特に、ポータブルの測位装置に自律航法機能を付加した場合、自動車の車輪速センサなど正確な速度を検出するセンサを設けることができないため、移動量の測定誤差も比較的に大きくなる。
【０００６】
しかしながら、自律航法機能による位置情報の算出を継続しつつ、所々の地点でＧＰＳ測位を行って、ＧＰＳ測位が行われた地点の位置情報の修正を行う従来の補正技術では、ＧＰＳ測位が行われていない区間、特に、この区間の後端側において誤差の蓄積が大きくなって正確な位置情報が得られないという課題があった。
【０００７】
また、上記の補正技術では、ＧＰＳ測位が間欠的に行われた地点において、その前段の地点までに蓄積されてきた誤差がまとめて修正されるため、一連の位置情報によって移動軌跡を表わす場合に、誤差修正された地点の前後で位置情報のズレが大きくなって、連続的な移動軌跡が得られないという課題があった。
【０００８】
この発明の目的は、自律航法機能の位置情報の算出とＧＰＳ等の測位手段を用いた絶対位置の測定とを併用して、移動経路上の複数地点の測位を行う場合に、最終的に取得される各地点の位置情報を精度の高いものにすることができる測位装置、測位方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置において、
現在位置の測定を基準となる過去の位置情報を必要とせずに実行可能な測位手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
第１基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記移動経路上の任意の第２基準地点について、前記位置算出手段により算出された位置情報が示す位置と、前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報に基づき、前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報の補正を行う補正手段と、
を備えていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の測位装置において、
前記補正手段は、
前記位置算出手段により算出された一連の位置情報に対して、当該位置情報に対応する地点が前記移動経路に沿った移動距離で前記第１基準地点から遠くなるほど大きな割合で、前記差異情報により示される変位量を当該位置情報に付加する補正を行うことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の測位装置において、
前記補正手段は、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から前記第２基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第１経路長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第１経路長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の測位装置において、
前記補正手段は、
前記第１基準地点から前記第２基準地点までの移動にかかった総時間長と、
前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの移動にかかった第１時間長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総時間長に対する前記第１時間長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴としている。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の測位装置において、
前記差位情報には、２つの位置情報により示される２つの地点間の距離および方向の情報が含まれることを特徴としている。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項３又は４に記載の測位装置において、
前記補正手段は、前記乗算により得られた変位量を所定の重み付けを行って前記補正対象の位置情報に加算することを特徴としている。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の測位装置において、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの距離と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの距離と、の倍率を算出する倍率算出手段を備え、
前記補正手段は、
前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の複数地点の位置情報のうち、前記移動経路に沿って隣り合う２つの地点の位置情報に基づいて求められる、当該２つの地点間距離に前記倍率分の誤差が含まれているものとして、前記複数地点の位置情報から当該倍率分の誤差を削除していく補正を行うことを特徴としている。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の測位装置において、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの方向と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの方向と、の差異を算出する方向算出手段を備え、
前記補正手段は、
前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の複数地点の位置情報に、移動量に伴って一律の方向誤差が加算されているものとして、前記複数地点の位置情報から当該方向誤差を削除していく補正を行うことを特徴としている。
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項１記載の測位装置において、
前記差異情報には、向きと大きさの情報が含まれ、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの距離と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第１基準地点から補正対象の地点までの距離と、の比率を算出する比率算出手段と、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点を中心とした前記第２基準地点から前記補正対象の地点までの回転角を算出する回転角算出手段と、
を備え、
前記補正手段は、
前記差異情報の大きさの情報を、前記比率算出手段により算出された比率に対応させて増減し、且つ、前記差異情報の向きの情報を、前記回転角算出手段により算出された回転角に対応させて変化させ、
この大きさの情報が増減され且つ向きの情報が変化された差異情報を、前記位置算出手段により算出された前記補正対象の地点の位置情報に加算することで、当該位置情報の補正を行うことを特徴としている。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項３，４，７〜９の何れか１項に記載の測位装置において、
前記位置算出手段により算出された複数地点の位置情報を含む移動履歴情報を記憶する記憶手段を備え、
前記補正手段は、前記移動履歴情報に含まれる前記複数地点の位置情報に対して補正演算を行うことを特徴としている。
【００１９】
請求項１１記載の発明は、請求項１〜４，７〜９の何れか１項に記載の測位装置において、
前記移動計測手段の計測および前記位置算出手段による位置情報の算出を連続的に行わせる一方、前記測位手段による現在位置の測定を間欠的に行わせる測位処理制御手段を備え、
前記補正手段は、前記測位手段により間欠的に位置情報が測定された２つの地点を前記第１基準地点および前記第２基準地点として、前記位置算出手段により算出された位置情報の補正を行うことを特徴としている。
【００２０】
請求項１２記載の発明は、
現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とを用いて、移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位方法において、
第１基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出ステップと、
前記移動経路上の任意の第２基準地点について、前記位置算出ステップにより算出された位置情報が示す位置と、前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得ステップと、
前記差異情報に基づいて前記位置算出ステップにより算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正ステップと、
を含むことを特徴としている。
【００２１】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の測位方法において、
前記補正ステップでは、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から前記第２基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第１経路長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第１経路長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算が行われることを特徴としている。
【００２２】
請求項１４記載の発明は、
現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とから測定結果をそれぞれ入力して、移動経路上の複数地点の位置情報を求めるコンピュータに、
第１基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出機能と、
前記移動経路上の任意の第２基準地点について、前記位置算出機能により算出された位置情報が示す位置と、前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得機能と、
前記差異情報に基づいて前記位置算出機能により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正機能と、
を実現させるプログラムである。
【００２３】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載のプログラムにおいて、
前記補正機能は、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から前記第２基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第１経路長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第１経路長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に従うと、第２基準地点の差異情報に基づいて、移動経路上の他の地点の位置情報も補正されるので、測位手段による測位が行われずに位置変動の情報から位置情報が算出される地点についても、比較的に正確な位置情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態であるナビゲーション装置の全体を示すブロック図である。
【図２】移動履歴データの一例を示すデータチャートである。
【図３】本実施形態のナビゲーション装置において生成される補正前の移動軌跡Ｔ１と補正後の移動軌跡Ｔ２とを比較する説明図である。
【図４】ＣＰＵにより実行される移動測位処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態のナビゲーション装置における位置データの補正方法を説明する図である。
【図６】本発明の第３実施形態のナビゲーション装置における位置データの補正方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態である測位装置としてのナビゲーション装置１の全体を示すブロック図である。
【００２８】
この実施の形態のナビゲーション装置１は、現在位置の測定を順次行って各地点の位置情報を移動履歴データとして蓄積していくとともに、移動中に撮像操作が行われた場合に撮像により得られた画像データを撮像地点の位置情報と対応づけて記憶しておくことのできる装置である。
【００２９】
このナビゲーション装置１は、図１に示すように、装置の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）１０と、ＣＰＵ１０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ１１と、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ１２と、ＧＰＳ（全地球測位システム）衛星から送られる信号を受信するためのＧＰＳ受信アンテナ１３およびＧＰＳ受信部１４と、自律航法用センサである３軸地磁気センサ１５、３軸加速度センサ１６および気圧センサ１７と、各種の情報表示や画像表示を行う表示部１８と、各部に動作電圧を供給する電源１９と、自律航法用センサ（１５，１６，１７）を用いた測位に必要なデータ処理や演算処理を行う自律航法制御処理部２０と、自律航法制御処理部２０により得られた位置データの補正演算を行う自律測位データ補正処理部２１と、移動経路に沿った一連の位置データが蓄積されていく移動履歴データ記憶部２２と、撮像を行うカメラ装置２３と、地図データが格納されている地図データベース２４と、現在時刻を計時する計時部２５と、外部から操作指令を入力する操作部２６等を備えている。
【００３０】
ＧＰＳ受信部１４は、ＣＰＵ１０からの動作指令に基づき、ＧＰＳ受信アンテナ１３を介して受信される信号の復調処理等を行ってＧＰＳ衛星の各種送信データをＣＰＵ１０に送る。ＣＰＵ１０は、これらのＧＰＳ衛星の送信データに基づき所定の測位演算を行うことで、現在位置を表わす位置データを取得することができる。
【００３１】
３軸地磁気センサ１５は地磁気の方向を検出するセンサであり、３軸加速度センサ１６は３軸方向の加速度をそれぞれ検出するセンサである。自律航法制御処理部２０は、所定のサンプリング周期で３軸地磁気センサ１５と３軸加速度センサ１６の検出データをＣＰＵ１０を介して入力し、これらのデータからナビゲーション装置１の移動方向や移動量を計測していく。
【００３２】
気圧センサ１７は、ビルや山などを移動する際の高低差を求めるために気圧を検出するセンサである。自律航法制御処理部２０は、上記の３軸地磁気センサ１５や３軸加速度センサ１６の検出データに併せて、この気圧センサ１７の検出データを読み込んで、これらの検出データから高さ方向の移動量についてもより正確に計測することが可能となる。
【００３３】
自律航法制御処理部２０は、特定の演算処理を担うことでＣＰＵ１０の演算処理を補助するものである。自律航法制御処理部２０は、ＣＰＵ１０の指令によって、自律航法用センサ（１５，１６，１７）の検出データを入力してナビゲーション装置１の移動方向や移動量を算出するとともに、ＣＰＵ１０から提供される基準位置の位置データに、上記算出された移動方向および移動量からなるベクトルデータを積算していくことで、現在位置の位置データを算出してＣＰＵ１０に供給する。
【００３４】
自律測位データ補正処理部２１は、自律航法制御処理部２０によって算出されて移動履歴データ記憶部２２に記憶された１個又は複数個の位置データに対して、より正確な位置データに補正するための補正演算を行うものである。この補正演算の内容については後に詳述する。
【００３５】
カメラ装置２３は、例えば、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサやＣＣＤ（Charge coupled device）等の撮像素子と、被写体の画像を結像させるレンズ等を有し、ＣＰＵ１０の指令に従って撮像素子に結像された被写体の画像をデジタル信号に変換して記録する装置である。このカメラ装置２３には、例えば大容量の記憶装置（記録媒体）が設けられており、撮影により得られた画像データはこの記憶装置に保存されるようになっている。
【００３６】
図２には、移動履歴データ記憶部２２に記憶される移動履歴データの一例を表わしたデータチャートを示す。
【００３７】
移動履歴データ記憶部２２は、例えばＲＡＭまたは不揮発性メモリなどにより構成され、図２に示すような移動履歴データが記録される。移動履歴データは、装置移動中の移動測位処理によって取得された位置データが順次登録されるものである。また、移動履歴データには、一連の位置データに付随して、位置データの取得順序を表わすインデックスナンバー「Ｎｏ．」と、位置データが取得されたときの時刻を表わす時刻データと、位置データが補正済みのものか否かを表わす補正フラグ等が、それぞれ登録されるようになっている。
【００３８】
なお、上記の移動履歴データ記憶部２２は、ＲＡＭ１１の一部の記憶領域に設けても良いし、カメラ装置２３で画像データが記録される記憶装置の一部の記憶領域に設けるようにしても良い。
【００３９】
ＲＯＭ１２には、操作部２６からの操作入力に従ってカメラ装置２３を動作させたり、表示部１８の表示内容を切り替えたり、或いは、移動履歴を記録する移動測位処理の開始や停止の制御を行うメイン制御処理のプログラムと、現在位置の計測と位置情報の記録とを継続的に行って移動履歴データを作成する移動測位処理のプログラム等が格納されている。これらのプログラムは、ＲＯＭ１２に格納するほか、例えば、データ読取装置を介してＣＰＵ１０が読み取り可能な、例えば、光ディスク等の可搬型記憶媒体、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに格納しておくことが可能である。また、このようなプログラムをキャリアウェーブ（搬送波）を媒体として通信回線を介してナビゲーション装置１にダウンロードされる形態を適用することもできる。
【００４０】
以下、上記ＣＰＵ１０のＧＰＳ測位演算によって現在位置の位置データを求めることをＧＰＳ測位、自律航法用センサ（１５，１６，１７）を用いて現在位置の位置データを求めることを自律測位と呼ぶ。
【００４１】
次に、上記構成のナビゲーション装置１により実行される移動測位処理について説明する。
【００４２】
図３には、本実施形態のナビゲーション装置１における補正前の位置データと補正後の位置データとを比較する説明図を示す。同図中、Ｔ１は補正前の一連の位置データに対応する地図上の軌跡、Ｔ２は補正後の一連の位置データに対応する地図上の軌跡である。
【００４３】
移動測位処理は、現在位置の計測と位置情報の記録とを継続的に行って移動履歴データを作成していく処理である。移動測位処理では、自律測位が連続的に行われるとともに、ＧＰＳ測位が間欠的に行われて、移動経路上の複数地点の位置データが取得されていく。ＧＰＳ測位により間欠的に取得される位置データは、自律測位に必要な基準地点の位置データを与えるとともに、自律測位によって算出された他の地点の位置データを補正するために使用される。
【００４４】
図３の例は、ユーザが第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂへ道なりに移動し、且つ、第１基準地点Ａと第２基準地点ＢとでＧＰＳ測位が間欠的に２回行われる間の移動測位処理の例を示している。詳細には、先ず、移動経路の始端である第１基準地点ＡにおいてＧＰＳ測位が行われ、続いて、ナビゲーション装置１を持ったユーザが道なりに進んで第２基準地点Ｂに移動する間、自律測位が連続的に行われる。自律測位により算出された一連の位置データは補正前データとして移動履歴データ記憶部２２に蓄積される。この一連の位置データに対応する地点を地図上に示したものが軌跡Ｔ１である。自律測位は比較的大きな誤差が生じるとともに、自律測位では誤差が継続的に蓄積されていくことから、軌跡Ｔ１の誤差は第２基準地点Ｂに近づくに従って大きくなっている。
【００４５】
移動測位処理においては、所定の時間が経過すると、次のＧＰＳ測位が行われる。図３の例では、ユーザが第２基準地点Ｂを通過するタイミングにＧＰＳ測位が行われている。また、軌跡Ｔ１の終端の地点Ｂ１がこの時点で自律測位により求められた位置データに対応する地点である。
【００４６】
なお、ＧＰＳ測位を間欠的に実行する条件としては、所定時間の経過のほか、所定距離の移動、或いは、ＧＰＳ衛星の電波が届かない場所に進入した後に電波が届く箇所に出た場合など、種々の条件を適用可能である。
【００４７】
移動測位処理で間欠的なＧＰＳ測位が行われたら、先ず、このＧＰＳ測位により取得された位置データに基づき、移動履歴データ記憶部２２に記録された自律測位の位置データのうち第２基準地点Ｂに対応する位置データについて修正処理が行われる。すなわち、地点Ｂ１を表わす自律測位の位置データが、第２基準地点Ｂを表わすＧＰＳ測位の位置データに修正される。さらに、このとき、ＣＰＵ１０により、これら両方の位置データの差を表わす差異情報としてのベクトルデータが求められる。このベクトルデータを地図上で表わしたものが地点Ｂ１から第２基準地点Ｂに向うベクトルＶｂとなる。
【００４８】
ベクトルＶｂのデータが求められたら、次に、第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂにかけて自律測位により得られた一連の位置データ（軌跡Ｔ１の位置データ）の補正処理が行われる。例えば、移動途中の地点Ｘ１の位置データについて説明すれば、この地点Ｘ１に対応する位置データは、次のような演算式（１）により、地点Ｘ２を表わす位置データへと補正される。
Ｘ２ ＝ Ｘ１ ＋ （Ｌｘ ／ Ｌ０）× Ｖｂ ・・・ （１）
ここで、Ｘ２，Ｘ１は補正前と補正後の位置データであり、地点を表わす記号（Ｘ２，Ｘ１）と同一の記号を用いている。また、Ｌ０は軌跡Ｔ１に沿った第１基準地点Ａから地点Ｂまでの移動軌跡長、Ｌｘは軌跡Ｔ１に沿った第１基準地点Ａから補正対象地点Ｘ２までの移動軌跡長である。軌跡長Ｌ０，Ｌｘは、自律測位の際に移動量を積算しておくことにより求めて、各位置データと対応させて記憶させておくようにすると良い。或いは、移動経路に沿った各位置データが比較的細かな間隔で取得されている場合には、補正演算時に一連の位置データから各位置データの前後の差分量を積算して求めるようにしても良い。
【００４９】
このような補正演算が、第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂにかけて自律測位により求められている軌跡Ｔ１を表わす一連の位置データに対して行われる。それにより、第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂにかけた補正後の位置データが得られる。図３において、この補正後の位置データに対応する地点を地図上に示したものが軌跡Ｔ２である。この軌跡Ｔ２は、補正前の軌跡Ｔ１と比較して、道なりに移動した実際の移動経路に近づいたものとなっている。
【００５０】
補正された位置データが得られたら、例えば、移動履歴データ記憶部２２において補正前の位置データに補正後の位置データを上書きするとともに、この位置データに対応する補正フラグを補正済みを表わす値“１”に更新する。
【００５１】
さらに、ユーザが移動して、上記のような移動測位処理が継続される場合には、基準地点が一つずつずらされて、第１基準地点が地点Ｂに、その次にＧＰＳ測位が行われる地点が第２基準地点に再定義される。そして、上記と同様の自律測位および補正処理が繰り返される。このような処理によって、移動経路に沿って測定され且つ補正された一連の位置データが移動履歴データ記憶部２２に蓄積されていく。最終的に得られる一連の位置データは、ＧＰＳ測位が間欠的に行われる各基準位置の前後で大きなズレを示すこともなく、連続的で自然な軌跡を表わす一連の位置データとなる。また、何れの位置データも平均的に精度の良いものとなる。
【００５２】
移動中、ユーザが、カメラ装置２３を用いて撮像を行った場合には、この撮像により得られた画像データと補正後の位置データとが対応付けられて記憶装置に記憶されるようになっている。
【００５３】
なお、位置データの補正演算の内容は、上記の例に限られるものでない。例えば、次のような演算式（２）を採用することもできる。
Ｘ２ ＝ Ｘ１ ＋ （Δｔｘ ／ Δｔ０）× Ｖｂ ・・・ （２）
ここで、Ｘ２、Ｘ１は、地点Ｘ２，Ｘ１を表わす位置データ、Δｔ０は第１基準地点Ａから地点Ｂまでの移動にかかった時間長、Δｔｘは第１基準地点Ａから地点Ｘ２までの移動にかかった時間長である。
【００５４】
このような補正処理によれば、時間の経過に伴って測定誤差が蓄積されていく場合に、この誤差を有効に修正することができる。
【００５５】
さらに、上記位置データの補正処理の演算式として、次のような演算式（３）を採用することもできる。
Ｘ２ ＝ Ｘ１ ＋ ｇ１（Ｌｘ ／ Ｌ０）× Ｖｂ
＋ ｇ２（Δｔｘ ／ Δｔ０）× Ｖｂ ・・・ （３）
ここで、Ｘ２、Ｘ１、Ｌ０、Ｌｘ、Δｔ０、Δｔｘは、数式（１）、（２）に示した変数、ｇ１とｇ２は条件（ｇ１＋ｇ２＝１）とした重み付け係数である。
【００５６】
このような補正処理によれば、時間経過に伴う測定誤差と移動距離に伴う測定誤差とがともに位置データに蓄積されていくような場合に、この誤差を有効に修正することができる。
【００５７】
さらに、次式（４）、（５）に示すように、上述の補正項目をその他の補正項目と合成させて用いることもできる。
Ｘ２ ＝ Ｘ１ ＋ ｇ１（Ｌｘ ／ Ｌ０）× Ｖｂ
＋ ｇ２（Δｔｘ ／ Δｔ０）× Ｖｂ
＋ ｇ３（その他の補正項目）・・・ （４）
ここで、ｇ１〜ｇ３は重み付け係数であり、例えば、第２基準地点Ｂの補正後の位置データがＧＰＳ測位の位置データと同値となるように設定される。
【００５８】
Ｘ２ ＝ ｆ１（ ｆ２（Ｘ１） ） ・・・ （５）
ここで、ｆ１（ｘ）は位置データｘに対する第１の補正関数、ｆ２（ｘ）は位置データｘに対する第２の補正関数であり、補正関数ｆ１（ｘ）、ｆ２（ｘ）の一方に、上記数式（１）〜（４）の関数を採用し、他方にその他の別の補正関数を採用したものである。
【００５９】
このような演算式（４），（５）を用いた補正処理によれば、その他の有用な補正項目の演算と複合させた補正処理を行って、より正確な位置データを取得することができる。
【００６０】
以下、上述の移動測位処理についてフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００６１】
図４は、ＣＰＵ１０により実行される移動測位処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００６２】
この移動測位処理は、例えば、操作部２６を介して移動測位処理の開始指令が外部から入力された場合に開始される。移動測位処理が開始されると、ＣＰＵ１０は、先ず、ＧＰＳ受信部１４を作動させてＧＰＳ衛星からの信号の受信処理を行わせる（ステップＳ１）。次いで、ＣＰＵ１０はＧＰＳ衛星の送信データに基づき測位演算を行って基準地点の位置データを求める（ステップＳ２）。
【００６３】
基準地点の位置データを求めたら、先ず、ＲＡＭ１１上に設定された第２基準地点の位置データ領域に位置データが記憶されているか判別し（ステップＳ３）、あればこの第２基準地点の位置データをＲＡＭ１１上に設定された第１基準地点の位置データ領域に記憶して（ステップＳ４）、次のステップＳ５に移行する。一方、第２基準地点の位置データ領域に位置データが記憶されていなければ、そのままステップＳ５にジャンプする。
【００６４】
ステップＳ５では、ステップＳ２で算出されたＧＰＳ測位の位置データをＲＡＭ１１上に設定された第２基準地点の位置データ領域に記憶する。
【００６５】
上記のステップＳ３〜Ｓ５の処理は、ＧＰＳ測位が間欠的に行われるごとに、基準位置の位置データを一つずつずらして、一つ前に実行されたＧＰＳ測位の位置データを第１基準位置の位置データとし、今回実行されたＧＰＳ測位の位置データを第２基準位置の位置データとするための処理である。
【００６６】
ＧＰＳ測位の位置データを記憶したら、次に、ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１１上に設定された第１基準地点の位置データ領域に位置データが記憶されているか判別する（ステップＳ６）。このステップＳ６は、移動測位処理の開始直後でまだ一回目のＧＰＳ測位しか行われていないか、或いは、２回目以降のＧＰＳ測位が行われているかを判別するための処理である。
【００６７】
その結果、第１基準地点の位置データがなければ、まだ一回目のＧＰＳ測位しか行われていないと判断できるので、そのままステップＳ８に移行する。一方、第１基準地点の位置データがあれば、２回目以降のＧＰＳ測位が行われていると判断できるので、現在地点の位置データとして移動履歴データ記憶部２２に記憶されている位置データ（ステップＳ１０，Ｓ１１で直前に測定および記憶された位置データ）を、ＧＰＳ測位結果の位置データに補正する。補正時には、補正フラグを補正済みの値に更新する。同時に、これらの位置データの差を表わすベクトルＶｂのデータを算出しＲＡＭ１１上に保存する（ステップＳ７）。そして、ステップＳ８に移行する。
【００６８】
ステップＳ８では、移動履歴データ記憶部２２に記録されている一連の位置データの中に、補正前の位置データがあるか、すなわち、補正フラグの値が補正前を表わす値“０”である位置データがあるか否かを判別する。
【００６９】
このステップＳ８の判別処理は、移動測位処理の開始直後でまだ一回目のＧＰＳ測位しか行われていない状態か、或いは、２回目以降のＧＰＳ測位が行われていても、間欠的なＧＰＳ測位の間にナビゲーション装置１の移動がなくて自律測位が行われていない状態か否かを判別するものである。２回目以降のＧＰＳ測位がなされており、且つ、ＧＰＳ測位の間に自律測位も行われている場合には、ステップＳ８の判別処理で補正前の位置データがあると判別される。
【００７０】
ステップＳ８の判別処理の結果、補正前の位置データがあれば、ＣＰＵ１０は自律測位データ補正処理部２１に指令を発して、上述した数式（１）の補正演算を、移動履歴データに登録されている補正前の位置データの全てに対して行わせる（ステップＳ９：補正ステップ）。一方、補正前の位置データがなければ、そのままステップＳ１０に移行する。
【００７１】
ステップＳ１０に移行すると、ＣＰＵ１０は、ステップＳ１０〜Ｓ１３のループ処理により自律測位の処理を繰り返し行う。すなわち、自律航法制御処理部２０に自律航法用センサ（１５，１６，１７）の検出データを送って自律測位の演算処理を行わせる（ステップＳ１０：位置算出ステップ）。そして、算出された位置データを時刻データや補正フラグの情報とともに記憶部２２の移動履歴データに登録する（ステップＳ１１）。なお、一定以上の移動がない場合にはこの移動履歴データへの登録は省略するようにしても良い。
【００７２】
自律航法制御処理部２０から位置データを取得したら、次に、地図上に位置データに対応するポイント表示や移動軌跡を表示するデータを表示部１８に出力し（ステップＳ１２）、続いて、次のＧＰＳ測位の時間に達したか判別する（ステップＳ１３）。そして、次のＧＰＳ測位の時間に達していなければステップＳ１０に戻って、ステップＳ１０〜Ｓ１３のループ処理を繰り返す。一方、次のＧＰＳ測位の時間に達していれば、このステップＳ１０〜Ｓ１３のループ処理を抜けてステップＳ１に戻る。
【００７３】
このような移動測位処理によれば、ステップＳ１０〜Ｓ１３のループ処理により自律測位の処理が継続的に行われるとともに、ステップＳ１，Ｓ２の処理によって間欠的にＧＰＳ測位が実行される。さらに、ＧＰＳ測位が実行された際、ステップＳ８，Ｓ９の処理によって自律測位により取得された位置データが上述の補正演算により補正されて、補正後の位置データが移動履歴データ記憶部２２に蓄積されていくようになっている。
【００７４】
以上のように、この実施形態のナビゲーション装置１、その測位方法、ならびに、その移動測位処理のプログラムによれば、第２基準地点におけるＧＰＳ測位と自律測位による各位置データの差異を表わすベクトルデータ（Ｖｂ）に基づき、移動経路上の他の地点の位置データも補正されるので、ＧＰＳ測位がされずに自律測位のみが行われている他の地点についても、比較的に正確な位置情報を取得することができる。
【００７５】
また、位置データの補正演算では、第１基準地点に近い地点の位置データに対しては小さい割合で乗算されたベクトルデータ（Ｖｂ）が加算される一方、移動経路に沿って第１基準地点から遠い地点になればなるほど、位置データに対して大きな割合の係数で乗算されたベクトルデータ（Ｖｂ）が加算されるので、誤差が蓄積されていく自律測位の位置データに対して適切な補正を行うことができる。さらに、一連の位置データの連続性が保たれるので、ＧＰＳ測位により比較的長い期間を隔てて位置データの補正が行われる場合でも、一連の位置情報により連続的で自然な移動軌跡を得ることができる。
【００７６】
また、移動距離にほぼ比例した係数でベクトルデータ（Ｖｂ）を乗じて補正前の位置データに加算していく数式（１）の補正演算によれば、移動距離に従って自律測位の誤差が大きくなっていく場合に、この誤差を有効に修正することができる。さらに、移動時間にほぼ比例した係数でベクトルデータ（Ｖｂ）を乗じて補正前の位置データに加算していく数式（２）の補正演算によれば、時間の経過に従って自律測位の誤差が大きくなっていく場合に、この誤差を有効に修正することができる。また、これらを適宜な重み付けで合成した数式（３）の補正演算によれば、両者の誤差が共に生じる自律測位の誤差を有効に修正することができる。また、適宜な重み付けで上記の補正演算を行うようにすることで、他の有効な補正項目と合成させた補正処理も実現可能である。
【００７７】
また、上記のような補正処理により、自律測位を連続的に行うとともに、ＧＰＳ測位を間欠的に行って、その間の位置データを補正していくことで、比較的正確な一連の位置データを取得していくことができるので、消費電力の大きなＧＰＳ測位の回数を減らして、移動測位処理のトータルの消費電力を大幅に低減することもできる。
【００７８】
［第２実施形態］
第２実施形態のナビゲーション装置は、自律測位によって求められた位置データの補正方法のみが第１実施形態と異なるものであり、その他、装置の構成や、移動測位処理における位置データの取得方法などは、第１実施形態のものとほぼ同様のものである。従って、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００７９】
図５には、本発明の第２実施形態のナビゲーション装置における位置データの補正方法を説明する図を示す。図５の例は、ユーザが第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂまで「コ」の字状の移動経路に沿って移動するとともに、自律測位によって軌跡Ｔ１の位置データが取得され、さらに、この移動経路の終端地点でＧＰＳ測位が行われて第２基準地点Ｂの位置データが取得された場合を示している。
【００８０】
この実施形態の補正方法は、自律測位による移動量の計測値に常に一定の割合で誤差が生じる場合に、この誤差を有効に除去することが可能なものであり、例えば、自律測位において歩行体の移動量を歩数と歩幅とに基づいて計測する方式を採用している場合に適用して有用なものである。
【００８１】
自律測位における歩行体の移動量の計測方式としては、一般に、次のような方式が適用される。すなわち、予めユーザがナビゲーション装置に歩行体の歩幅を歩幅データとして登録しておく。そして、自律測位の際、自律航法制御処理部２０は３軸加速度センサ１６により歩行体の上下動を検出してこれに基づき歩数を算出し、この算出された歩数と上記の歩幅データとを乗算することで歩行体の移動量を求める。このような計測方式においては、予めユーザにより設定される歩幅データに、実際の歩幅からのズレがある場合に、自律測位における移動量の計測値に常に一律の誤差が生じることとなる。
【００８２】
第２実施形態のナビゲーション装置では、自律測位によって得られた位置データに対して、次のような補正処理を行う。すなわち、図５に示すように、ユーザが第１基準地点Ａから移動して軌跡Ｔ１に沿った各地点の位置データが自律測位によって取得されたとする。さらに、終端地点Ｂ１においてＧＰＳ測位が行われて第２基準地点Ｂの位置データが取得されたとする。この場合、先ず、ナビゲーション装置の自律測位データ補正処理部２１は、ＧＰＳ測位により得られた第２基準地点Ｂの位置データにより終端地点Ｂ１の位置データを修正する。さらに、この終端地点Ｂ１の位置データと第２基準地点Ｂの位置データの差異情報であるベクトルＶｂを求める。
【００８３】
そして、このベクトルＶｂが求められたら、自律測位により求められた軌跡Ｔ１の各地点の位置データを、次式（６）により補正する。
Ｘ２ ＝ Ｘ１ ＋ Ｖｘ
｜Ｖｘ｜ ＝ ｜Ｖｂ｜×（ ＬＡＸ１ ／ ＬＡＢ１）
Ｖｘの方向 ＝ Ｖｂの方向 ＋ θｘ ・・・ （６）
ここで、Ｘ１は軌跡Ｔ１上の補正対象の位置データ、Ｘ２は補正後の位置データ、Ｖｘは補正対象地点の変位ベクトル、ＬＡＢ１は線分Ａ・Ｂ１の長さ、ＬＡＸ１は線分Ａ・Ｘ１の長さ、θｘは線分Ａ・Ｂ１と線分Ａ・Ｘ１とのなす角度である。
【００８４】
図５の地点Ｘ１の位置データについて詳細に説明する。この場合、先ず、第２基準地点Ｂの差異量を表わすベクトルＶｂの大きさを、第１基準地点Ａから地点Ｘ１までの直線距離（ＬＡＸ１）に応じた割合（ ＬＡＸ１ ／ ＬＡＢ１）で増加または減少させ、且つ、このベクトルＶｂの向きを第１基準地点Ａを中心とした地点Ｂ１から地点Ｘ１までの変位角度θｘだけ変化させて、地点Ｘ１に対応する変位ベクトルＶｘを求める。そして、この変位ベクトルＶｘを地点Ｘ１の位置データに加算することで、補正後の地点Ｘ２の位置データを算出する。
【００８５】
ナビゲーション装置の自律測位データ補正処理部２１は、このような補正演算を、自律測位によって求められた軌跡Ｔ１の全ての位置データに対して行う。それにより、補正された軌跡Ｔ２の位置データが取得される。
【００８６】
この第２実施形態の補正方法によれば、自律測位により得られる位置データの誤差がランダムなものでなく、移動量の計測値に常に一定の割合で誤差が含まれ、且つ、方位の計測値に常に一定のオフセット誤差が含まれるような場合に、これらの誤差を正確に除去することができる。例えば、移動量の計測値に一律“−３０％”の誤差が含まれ、方位の計測値に３度のオフセットが含まれるという条件で、軌跡Ｔ２に沿って移動し、且つ、この移動中に自律測位を行った場合を考察する。すると、確かに、自律測位によって軌跡Ｔ１の位置データが得られることを検証することができる。それゆえ、この第２実施形態の補正方法によって、上記のような自律測位の誤差が有効に除去されることが分かる。
【００８７】
［第３実施形態］
第３実施形態のナビゲーション装置は、自律測位によって求められた位置データの補正方法についてのみ第１および第２の実施形態と異なるものであり、その他、装置の構成や、移動測位処理における位置データの取得方法などは、第１および第２の実施形態のものとほぼ同様のものである。従って、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００８８】
第３実施形態の位置データの補正方法は、自律測位において移動量の計測値に常に一定の割合で誤差が生じ、且つ、移動方向の計測値にも移動に伴って一定の方向誤差が積算されていくような場合に、これらの誤差を有効に除去することが可能なものである。
【００８９】
図６には、本発明の第３実施形態のナビゲーション装置における位置データの補正方法を説明する図を示す。図６の例は、ユーザが第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂまで「コ」の字状の移動経路に沿って移動するとともに、自律測位によって軌跡Ｔ１（太一点鎖線で示す）の位置データが取得され、さらに、この移動経路の終端地点でＧＰＳ測位が行われて第２基準地点Ｂの位置データが取得された場合を示している。
【００９０】
図６において、符号Ｍ１，Ｎ１，Ｂ１により自律測位で求められた位置データが表わす地点を、符号Ｍ，Ｎ，Ｂにより補正後の位置データが表わす地点を、それぞれ示している。また、記号θ，θ１〜θ３により対応する２線分間の角度を、記号ＬＡＢ，ＬＡＢ１，Ｌ１ａ〜Ｌ３ａ，Ｌ１ｂ〜Ｌ３ｂにより対応する線分の長さを、それぞれ表わしている。
【００９１】
第３実施形態において自律測位とＧＰＳ測位により上記地点Ａ，Ｍ１，Ｎ１，Ｂ１，Ｂの位置データが取得されたら、先ず、自律測位データ補正処理部２１は、第１基準地点Ａから自律測位による終端地点Ｂ１までの長さＬＡＢ１と第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂまでの長さＬＡＢとの倍率（ＬＡＢ／ＬＡＢ１）を求める。さらに、第１基準地点Ａを中心とした地点Ｂ１から地点Ｂまでの回転角θを求める。
【００９２】
続いて、これらの算出値を用いて、自律測位データ補正処理部２１は、自律測位で得られた一連の地点Ｍ１，Ｎ１，Ｂ１の位置データについて補正処理を次のように行う。すなわち、上記の倍率（ＬＡＢ／ＬＡＢ１）に応じた量だけ自律測位によって測定された移動量に一定の割合の誤差が生じているものとして、補正後の各線分の長さＬ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂを次式（７）〜（９）によりそれぞれ求める。
Ｌ１ｂ ＝ Ｌ１ａ × （ＬＡＢ／ＬＡＢ１） ・・・ （７）
Ｌ２ｂ ＝ Ｌ２ａ × （ＬＡＢ／ＬＡＢ１） ・・・ （８）
Ｌ３ｂ ＝ Ｌ３ａ × （ＬＡＢ／ＬＡＢ１） ・・・ （９）
【００９３】
さらに、自律測位データ補正処理部２１は、移動中に移動方向の計測値に一定の誤差が積算されて、最終的な移動方向の誤差が角度θになったものとして、自律測位によって測定された各移動方向の誤差角度θ１〜θ３を次式（１０）〜（１３）によりそれぞれ求める。
θ１ ＝ θ × ｛Ｌ１ａ／（Ｌ１ａ＋Ｌ２ａ＋Ｌ３ａ）｝ ・・・ （１０）
θ２ ＝ θ × ｛Ｌ２ａ／（Ｌ１ａ＋Ｌ２ａ＋Ｌ３ａ）｝ ・・・ （１１）
θ３ ＝ θ × ｛Ｌ３ａ／（Ｌ１ａ＋Ｌ２ａ＋Ｌ３ａ）｝ ・・・ （１２）
【００９４】
そして、上記のように得られた補正後の各線分の長さＬ１ｂ〜Ｌ３ｂと誤差角度θ１〜θ３とを用いて、自律測位により得られた各地点Ｍ１，Ｎ１，Ｂ１の位置データを補正していく。
【００９５】
すなわち、先ず、第１基準地点Ａから次の自律測位点である地点Ｍ１までの線分Ａ・Ｍ１を、第１基準地点Ａを中心に誤差角度θ１だけ回転させ、さらに、この線分の長さＬ１ａを補正後の長さＬ１ｂに増減した線分Ａ・Ｍを作成する。そして、この補正後の線分Ａ・Ｍの端点である地点Ｍの位置データを、地点Ｍ１に対する補正後の位置データとする。
【００９６】
２回目の自律測位で得られた地点Ｎ１の位置データに対しては、先ず、処理の対象となる線分の始端が１つ前の補正処理によって変位しているため、その処置を行う。すなわち、この処置として、２回目の自律測位により計測された移動量および移動方向を表わす線分Ｍ１・Ｎ１を、補正後の地点Ｍが始端となるように平行移動させて、新たな線分Ｍ・Ｎ２（図６中に細一点鎖線で示す）を得る。
【００９７】
そして、この線分Ｍ・Ｎ２に対して、自律測位で付加された一律の誤差を除去する処理を行う。すなわち、地点Ｍを中心に誤差角度θ２だけ回転させ、この線分の長さＬ２ａを補正後の長さＬ２ｂに増減した線分Ｍ・Ｎを作成する。そして、この補正後の線分Ｍ・Ｎの端点である地点Ｎの位置データを、地点Ｎ１に対する補正後の位置データとする。
【００９８】
続いて、３回目の自律測位で得られた地点Ｂ１の位置データに対しても同様の処理を行うことで第２基準地点Ｂとほぼ重なる補正後の位置データを得ることができる。
【００９９】
ナビゲーション装置の自律測位データ補正処理部２１は、上記のような補正演算を行うことで、図６の軌跡Ｔ２に沿った各地点Ａ，Ｍ，Ｎ，Ｂの位置データを取得することができる。なお、図６の例は、ユーザが第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂへ移動するまで、自律測位によって３つの地点Ｍ１，Ｎ１，Ｂ１の位置データしか求められていない例を示しているが、第１基準地点Ａから第２基準地点Ｂへ移動するまでに、自律測位により多数の地点の位置データが求められている場合にも、自律測位データ補正処理部２１が、第１基準地点Ａ側の地点から順に同様の補正処理を繰り返すことで、各地点の補正後の位置データを得ることが可能になっている。
【０１００】
この第３実施形態の補正方法によれば、自律測位によって得られる位置データの誤差がランダムなものでなく、移動量の計測値に常に一定の割合で誤差が含まれ、且つ、方位の計測値に移動量に応じて一定の角度誤差が積算されていくような場合に、これらの誤差を正確に除去することが可能となる。
【０１０１】
なお、本発明は、上記第１〜第３の実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、自律測位の演算や補正処理の演算を、自律航法制御処理部２０や自律測位データ補正処理部２１により実行させる例を示したが、これらの演算をＣＰＵ１０のソフトウェア処理により実現するようにしても良い。
【０１０２】
また、上記第１〜第３実施形態の移動測位処理では、ＧＰＳ測位とそれに基づく補正処理とを間欠的に繰り返し行う構成を示したが、一回の移動測位処理においてＧＰＳ測位は最後の１回或いは最初と最後の２回のみ行い、その間に行われた自律測位の位置データを最後のＧＰＳ測位の結果に基づき補正するようにしても良い。また、上記実施形態の移動測位処理では、第１基準地点と第２基準地点の間の地点の位置データを、第２基準地点のベクトルＶｂに基づき補正する構成を示したが、例えば、第２基準地点のベクトルＶｂに基づき第２基準地点をさらに超えて進んだ移動経路上の位置データも同様の演算式で補正することが可能である。
【０１０３】
また、上記第１〜第３の実施形態の移動測位処理では、移動開始の第１基準地点の位置データをＧＰＳ測位によって取得する例を示したが、例えば、移動開始地点が既知である場合など、第１基準地点の位置データを外部入力等により予め装置に与えておくようにすることもできる。
【０１０４】
また、上記第１〜第３の実施形態では、測位手段として、ＧＰＳを利用して測位を行う構成を例示したが、例えば、携帯電話の基地局との通信により測位を行う構成や、位置情報を外部から入力することで測位情報を得る構成など、その他の種々の構成を適用することができる。また、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段として、３軸地磁気センサ、３軸加速度センサおよび気圧センサを例示したが、二次元方向の位置データのみを取得できれば良いならば、気圧センサを省いても良いし、また、装置の天地の向きが一定となるものであれば、２軸の方位センサや２軸の加速度センサを用いることもできる。
【０１０５】
また、上記第１〜第３の実施形態では、ポータブルのナビゲーション装置１に本発明を適用した例を示したが、移動体に据付型の測位装置に本発明を適用することもできる。また、移動履歴データの具体的な内容についても種々に変更可能であるし、カメラ装置２３による撮像機能、地図表示や移動軌跡表示の機能などは必須の構成ではない。その他、実施形態で具体的に示した細部等は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１ ナビゲーション装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１３ ＧＰＳ受信アンテナ
１４ ＧＰＳ受信部
１５ ３軸地磁気センサ
１６ ３軸加速度センサ
１７ 気圧センサ
１８ 表示部
２０ 自律航法制御処理部
２１ 自律測位データ補正処理部
２２ 移動履歴データ記憶部
Ａ 第１基準地点
Ｂ 第２基準地点
Ｖｂ ベクトル
Ｔ１ 補正前の軌跡
Ｔ２ 補正後の軌跡
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置において、
現在位置の測定を基準となる過去の位置情報を必要とせずに実行可能な測位手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
第１基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記移動経路上の任意の第２基準地点について、前記位置算出手段により算出された位置情報が示す位置と、前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報に基づき、前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報の補正を行う補正手段と、
を備えていることを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記補正手段は、
前記位置算出手段により算出された一連の位置情報に対して、当該位置情報に対応する地点が前記移動経路に沿った移動距離で前記第１基準地点から遠くなるほど大きな割合で、前記差異情報により示される変位量を当該位置情報に付加する補正を行うことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項３】
前記補正手段は、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から前記第２基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第１経路長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第１経路長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項４】
前記補正手段は、
前記第１基準地点から前記第２基準地点までの移動にかかった総時間長と、
前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの移動にかかった第１時間長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総時間長に対する前記第１時間長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項５】
前記差位情報には、２つの位置情報により示される２つの地点間の距離および方向の情報が含まれることを特徴とする請求項２〜３の何れか一項に記載の測位装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記乗算により得られた変位量を所定の重み付けを行って前記補正対象の位置情報に加算することを特徴とする請求項３又は４に記載の測位装置。
【請求項７】
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの距離と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの距離と、の倍率を算出する倍率算出手段を備え、
前記補正手段は、
前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の複数地点の位置情報のうち、前記移動経路に沿って隣り合う２つの地点の位置情報に基づいて求められる、当該２つの地点間距離に前記倍率分の誤差が含まれているものとして、前記複数地点の位置情報から当該倍率分の誤差を削除していく補正を行うことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項８】
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの方向と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの方向と、の差異を算出する方向算出手段を備え、
前記補正手段は、
前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の複数地点の位置情報に、移動量に伴って一律の方向誤差が加算されているものとして、前記複数地点の位置情報から当該方向誤差を削除していく補正を行うことを特徴とする請求項７記載の測位装置。
【請求項９】
前記差異情報には、向きと大きさの情報が含まれ、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの距離と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第１基準地点から補正対象の地点までの距離と、の比率を算出する比率算出手段と、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点を中心とした前記第２基準地点から前記補正対象の地点までの回転角を算出する回転角算出手段と、
を備え、
前記補正手段は、
前記差異情報の大きさの情報を、前記比率算出手段により算出された比率に対応させて増減し、且つ、前記差異情報の向きの情報を、前記回転角算出手段により算出された回転角に対応させて変化させ、
この大きさの情報が増減され且つ向きの情報が変化された差異情報を、前記位置算出手段により算出された前記補正対象の地点の位置情報に加算することで、当該位置情報の補正を行うことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項１０】
前記位置算出手段により算出された複数地点の位置情報を含む移動履歴情報を記憶する記憶手段を備え、
前記補正手段は、前記移動履歴情報に含まれる前記複数地点の位置情報に対して補正演算を行うことを特徴とする請求項３，４，７〜９の何れか１項に記載の測位装置。
【請求項１１】
前記移動計測手段の計測および前記位置算出手段による位置情報の算出を連続的に行わせる一方、前記測位手段による現在位置の測定を間欠的に行わせる測位処理制御手段を備え、
前記補正手段は、前記測位手段により間欠的に位置情報が測定された２つの地点を前記第１基準地点および前記第２基準地点として、前記位置算出手段により算出された位置情報の補正を行うことを特徴とする請求項１〜４，７〜９の何れか１項に記載の測位装置。
【請求項１２】
現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とを用いて、移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位方法において、
第１基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出ステップと、
前記移動経路上の任意の第２基準地点について、前記位置算出ステップにより算出された位置情報が示す位置と、前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得ステップと、
前記差異情報に基づいて前記位置算出ステップにより算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正ステップと、
を含むことを特徴とする測位方法。
【請求項１３】
前記補正ステップでは、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から前記第２基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第１経路長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第１経路長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算が行われることを特徴とする請求項１２記載の測位方法。
【請求項１４】
現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とから測定結果をそれぞれ入力して、移動経路上の複数地点の位置情報を求めるコンピュータに、
第１基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出機能と、
前記移動経路上の任意の第２基準地点について、前記位置算出機能により算出された位置情報が示す位置と、前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得機能と、
前記差異情報に基づいて前記位置算出機能により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正機能と、
を実現させるプログラム。
【請求項１５】
前記補正機能は、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から前記第２基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第１経路長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第１経路長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴とする請求項１４記載のプログラム。
【請求項１】
移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位装置において、
現在位置の測定を基準となる過去の位置情報を必要とせずに実行可能な測位手段と、
相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段と、
第１基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記移動経路上の任意の第２基準地点について、前記位置算出手段により算出された位置情報が示す位置と、前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報に基づき、前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報の補正を行う補正手段と、
を備えていることを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記補正手段は、
前記位置算出手段により算出された一連の位置情報に対して、当該位置情報に対応する地点が前記移動経路に沿った移動距離で前記第１基準地点から遠くなるほど大きな割合で、前記差異情報により示される変位量を当該位置情報に付加する補正を行うことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項３】
前記補正手段は、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から前記第２基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第１経路長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第１経路長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項４】
前記補正手段は、
前記第１基準地点から前記第２基準地点までの移動にかかった総時間長と、
前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの移動にかかった第１時間長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総時間長に対する前記第１時間長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項５】
前記差位情報には、２つの位置情報により示される２つの地点間の距離および方向の情報が含まれることを特徴とする請求項２〜３の何れか一項に記載の測位装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記乗算により得られた変位量を所定の重み付けを行って前記補正対象の位置情報に加算することを特徴とする請求項３又は４に記載の測位装置。
【請求項７】
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの距離と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの距離と、の倍率を算出する倍率算出手段を備え、
前記補正手段は、
前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の複数地点の位置情報のうち、前記移動経路に沿って隣り合う２つの地点の位置情報に基づいて求められる、当該２つの地点間距離に前記倍率分の誤差が含まれているものとして、前記複数地点の位置情報から当該倍率分の誤差を削除していく補正を行うことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項８】
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの方向と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの方向と、の差異を算出する方向算出手段を備え、
前記補正手段は、
前記位置算出手段により算出された前記移動経路上の複数地点の位置情報に、移動量に伴って一律の方向誤差が加算されているものとして、前記複数地点の位置情報から当該方向誤差を削除していく補正を行うことを特徴とする請求項７記載の測位装置。
【請求項９】
前記差異情報には、向きと大きさの情報が含まれ、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点から前記第２基準地点までの距離と、前記測位手段の測位結果に基づいて求められる前記第１基準地点から補正対象の地点までの距離と、の比率を算出する比率算出手段と、
前記位置算出手段の位置情報に基づいて求められる前記第１基準地点を中心とした前記第２基準地点から前記補正対象の地点までの回転角を算出する回転角算出手段と、
を備え、
前記補正手段は、
前記差異情報の大きさの情報を、前記比率算出手段により算出された比率に対応させて増減し、且つ、前記差異情報の向きの情報を、前記回転角算出手段により算出された回転角に対応させて変化させ、
この大きさの情報が増減され且つ向きの情報が変化された差異情報を、前記位置算出手段により算出された前記補正対象の地点の位置情報に加算することで、当該位置情報の補正を行うことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項１０】
前記位置算出手段により算出された複数地点の位置情報を含む移動履歴情報を記憶する記憶手段を備え、
前記補正手段は、前記移動履歴情報に含まれる前記複数地点の位置情報に対して補正演算を行うことを特徴とする請求項３，４，７〜９の何れか１項に記載の測位装置。
【請求項１１】
前記移動計測手段の計測および前記位置算出手段による位置情報の算出を連続的に行わせる一方、前記測位手段による現在位置の測定を間欠的に行わせる測位処理制御手段を備え、
前記補正手段は、前記測位手段により間欠的に位置情報が測定された２つの地点を前記第１基準地点および前記第２基準地点として、前記位置算出手段により算出された位置情報の補正を行うことを特徴とする請求項１〜４，７〜９の何れか１項に記載の測位装置。
【請求項１２】
現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とを用いて、移動経路上の複数地点の位置情報を求める測位方法において、
第１基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出ステップと、
前記移動経路上の任意の第２基準地点について、前記位置算出ステップにより算出された位置情報が示す位置と、前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得ステップと、
前記差異情報に基づいて前記位置算出ステップにより算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正ステップと、
を含むことを特徴とする測位方法。
【請求項１３】
前記補正ステップでは、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から前記第２基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第１経路長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第１経路長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算が行われることを特徴とする請求項１２記載の測位方法。
【請求項１４】
現在位置の測定が可能な測位手段と、相対的な位置変動の計測を行う移動計測手段とから測定結果をそれぞれ入力して、移動経路上の複数地点の位置情報を求めるコンピュータに、
第１基準地点の位置情報と、前記移動計測手段の計測によって取得された位置変動の情報とに基づき移動経路中の複数地点の位置情報を算出する位置算出機能と、
前記移動経路上の任意の第２基準地点について、前記位置算出機能により算出された位置情報が示す位置と、前記測位手段の測位結果が示す位置との差を表わす差異情報を求める差異情報取得機能と、
前記差異情報に基づいて前記位置算出機能により算出された前記移動経路上の他の地点の位置情報を補正する補正機能と、
を実現させるプログラム。
【請求項１５】
前記補正機能は、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から前記第２基準地点にかけた総経路長と、
前記移動計測手段により計測された前記第１基準地点から補正対象の位置情報が取得された地点までの第１経路長と、
前記第２基準地点における前記差位情報とに基づいて、
前記総経路長に対する前記第１経路長の割合を係数として、該係数で前記差位情報により示される変位量を乗算し、この乗算により得られた変位量を、前記補正対象の位置情報に付加する補正項目を含んだ補正演算を行うことを特徴とする請求項１４記載のプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２２１２８（Ｐ２０１１−２２１２８Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６１５７２（Ｐ２００９−２６１５７２）
【出願日】平成２１年１１月１７日（２００９．１１．１７）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１７日（２００９．１１．１７）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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